自己再帰構造論と項書き換えシステムに基づく計算生命系の構築

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08233205
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 田中 博 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60155158)
• 研究分担者: 津本 周作 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (10251555)
• キーワード: 項書き換え系 / 自己再帰構造 / 複雑性 / 生命反応系 / 停止性 / 合流性

研究概要

これまでλ計算やチューリングマシンや帰納関数と同等の計算能力をもつ計算系として非古典論理の1つである項書き換え系(TRS:Term Rewriting System)が生命の自己再帰構造の記述と動作原理の解明に利用できることを見出し、ダイナミクスを生じるための必要な最小上界領域の決定、TRS系が環境に適用しつつ円環構造を生成する例などを報告していたが、本年度は本研究でこのTRSによる計算生命系の記述とそれの形式解析および計算シュミレーションを発展させ、生命の円環構造生成過程および複雑性進化の形式的本質を明確化した。すなわち項書き換え系による生命自己再帰構造の解明に関しては、
1.生命反応系の円環構造の出現と消滅に関する動作原理の研究:TRS規則群から円環構造をなした規則の連鎖系が形成される過程が成り立つための条件を検討した。
2.円環構造の"変化"および複数の円環構造の集団力学:円環構造の"環境"による変化および多数の円環構造間での統合、競合の効果をみた。
その結果、結論として規則系の合流性と停止性のバランスによって決まることが明らかとなった。つまり系の性質はこの2つの基本原理によって決定される。その際、停止性は円環構造の出現の有無に関する基本原理に対応し、合流性は円環構造の融合、分離による複雑化に関する基本原理に対応していることを明らかにすることができた。我々はこの2つの基本原理に関する理論研究をすすめており、系が円環を発生させる条件を明らかにすることができた。現在系が合流性を満たす条件について更に研究を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Tsumoto,S.and Tanaka,H.: "Artificial Life and Robotics" OITA University, 154 (1996)
• [文献書誌] Suzuki,Y.Tsumoto,S.and Tanaka,H.: "Artificial Life and Robotics" OITA University, 154 (1996)
• [文献書誌] Suzuki,Y.Tsumoto,S.and Tanaka,H.: "A Life 5 (5th Workshop on Artificial Life)" MIT Press, 212 (1996)
• [文献書誌] Suzuki,Y.and Tanaka,H.: "Artificial Life and Robotics" OITA University, 154 (1997)