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2020 年度 実績報告書

自己駆動粒子系の映像解析によるデータ駆動型シミュレーション構築手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11338
研究機関大分大学

研究代表者

高見 利也  大分大学, 理工学部, 教授 (10270472)

研究分担者 小林 泰三  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 学術研究員 (20467880) [辞退]
下川 倫子  福岡工業大学, 工学部, 助教 (80554419)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード統計モデル / 因果関係分析
研究実績の概要

最終年度の研究成果として、シミュレーションによって作られた時系列データに対する研究の領域では、動的モード分解(DMD)を利用した運動変化点検出法の確立が挙げられる。自己駆動粒子の集団運動においては、運動が複雑で空間的にも同時に様々な運動が生じている場合があり、DMDをそのまま適用するだけでは明確なモードの分析が難しい。このような系の運動状態を分析するために運動状態の変化点を求める方法として、DMDの再構成誤差を利用した手法をさらに洗練してTime-Shifted DMDという名称で呼ぶこととした。この手法を、不連続な運動変化を生じるように設定した時系列データに対して適用し、高い感度で運動変化点を検出できることを示した。これらの結果は、国際会議録として公開するとともに、交通流と自己駆動粒子系のシンポジウムで成果発表した。
本研究課題の主要テーマである映像からの時系列データの取得とシミュレーションの構築に関しては、研究分担者が実施した物理実験のビデオ映像を利用して研究を実施した。物理実験としては、簡単な一次元自己駆動粒子系として知られている樟脳船を対象とし、ビデオからの運動データ抽出と、時系列分析手法の適用という一連の手順を確認し、データ駆動型シミュレーションに向けての考察を行なった。さらに、誤差を含む時間発展データの分析手法として統計的な手法を導入し、変数間の因果関係の分析を試みた。以上の成果は国内の情報系の学会で発表した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Analysis of the Collective Behavior of Boids2020

    • 著者名/発表者名
      Inomata Yoshinari、Takami Toshiya
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Physics

      巻: 252 ページ: 373~379

    • DOI

      10.1007/978-3-030-55973-1_46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動的モード分解を用いた集団運動変化点の検出2020

    • 著者名/発表者名
      猪股能成, 高見利也
    • 雑誌名

      第26回交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集

      巻: 26 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Star-shaped patterns caused by colloidal aggregation during the spreading process of a droplet2020

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa Michiko、Kitahata Hiroyuki、Sakaguchi Hidetsugu
    • 雑誌名

      EPL (Europhysics Letters)

      巻: 132 ページ: 18002~18002

    • DOI

      10.1209/0295-5075/132/18002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pattern Formation in Glass Caused by Rayleigh-Taylor Instability2020

    • 著者名/発表者名
      SHIMOKAWA Michiko
    • 雑誌名

      JAPANESE JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW

      巻: 34 ページ: 411~418

    • DOI

      10.3811/jjmf.2020.T013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] VARモデルを用いた自己駆動粒子の相互作用に関する因果分析2021

    • 著者名/発表者名
      大山勇人, 下川倫子, 高見利也
    • 学会等名
      火の国情報シンポジウム2021
  • [学会発表] 粒子群最適化における集団運動データの解析2021

    • 著者名/発表者名
      猪股能成, 高見利也
    • 学会等名
      2020年度電気・情報関係学会九州支部連合大会

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公開日: 2021-12-27  

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