複雑系のレジリエンス性向上のためのパラメータ制御法の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K00332
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ソフトコンピューティング
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 藤本 憲市 香川大学, 創造工学部, 准教授 (20300626)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 複雑系 / レジリエンス性 / パラメータ制御系 / リアプノフ指数 / スペクトル半径 / 分岐回避

研究成果の概要

複雑系のレジリエンス性向上のための基礎技術確立を目指し，数理モデルにみられる状態の安定度を操作する制御系について研究した。複雑系数理モデルにおける状態の安定度はシステムパラメータ値によって変化し，状態が不安定化する方向にパラメータ値が変化するとやがて状態が急変する分岐現象を生じることがある。システム状態の安定度をリアプノフ指数やスペクトル半径の指標に基づいて定義し，その安定度を操作することで分岐現象の発生を回避するパラメータ制御系を構築した。

自由記述の分野

数理工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，常微分方程式や常差分方程式で記述される数理モデルにみられる安定な状態が，システムパラメータ変化によって急変することを回避するパラメータ制御系を開発した。開発した制御系は数理モデルとして記述できるさまざま複雑系に対して適用可能であり，生命系，電力網，情報通信ネットワークなどの幅広い分野におけるシステムについて，そのレジリエンス性を向上させるための基礎技術となりうる。