確率システム制御理論に基づく生物の自己組織化制御とその応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560444
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 石川 昌明 山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30201916)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 確率システム制御理論 / 確率反応拡散方程式 / 時空間パターン / 生態系 / 感染症 / 捕食者・被食者系 / シミュレーション

研究概要

生態系における生物の自己組織化現象として(i)大腸菌のようなバクテリアによるコロニー形成過程,(ii)魚群を考慮したプランクトン系におけるコロニー形成過程,(iii)感染症伝播に伴う感染者コロニー形成過程の3種類の自己組織化過程の確率モデルを提案し,カオス的時空間パターンなど種々の時空間パターンが自発的に形成される過程と外乱の影響をシミュレーション解析により明らかにした.さらに,確率システム制御理論を応用して,自己組織化現象制御のための基礎を確立した.

研究成果

• [雑誌論文] On the Simulation Analysis in the Stochastic Endemic Model with Vaccination (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: Proceedings of the 41st ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications ページ: 135-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Spatio-temporal Structure in the Stochastic Diffusive SI Model (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: International Journal of Innovative Computing, Information and Control Vol.6 ページ: 63-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior Analyses of Stochastic Predator-prey Systems under Fish Predation (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: Proceedings of ICCAS SICE 2009, ICROS SICE International Joint Conference (in CD-ROM)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic Modeling of Epidemic Spreading under Random Fluctuations and Simulation Analyses of Traveling Waves (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: International Journal of Innovative Computing, Information and Control Vol.5 ページ: 67-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Analyses of Spatio-temporal Patterns formed by Chemotactic Bacteria under Random Fluctuations (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: International Journal of Innovative Computing, Information and Control Vol.5 ページ: 57-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] アリー効果を考慮した確率SIモデルにおける時空間パターン (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川昌明
  • 雑誌名: 日本応用数理学会2009年度年会講演論文集 ページ: 2-6
• [雑誌論文] Influence of Random Uncertainties Complex Spatio temporal Patterns generated by Stochastic Predator prey Systems with Diffusion (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimi-zation and Control Vol.4 ページ: 25-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of the Random Disturbances on the Chemotactic Bacterial Colony Formations (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tanabe, M. Ishikawa
  • 雑誌名: International Journal of Innovative Computing, Information and Control Vol.4 ページ: 25-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Analyses of Behaviors of Spatially Extended Predator-prey Systems with Random Fluctuations (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 雑誌名: Advances in Electrical and Computer Engineering Vol.8 ページ: 2-6
  • 査読あり
• [学会発表] On the Simulation Analysi in the Stochastic Endemic Model with Vaccintion (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 学会等名: The 41st ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
  • 発表場所: Hirao Memorial Seminar House, Konan University, Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-11-14
• [学会発表] Behavior Analyses of Stochastic Predator-prey Systems under Fsih Predation (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 学会等名: ICROS SICE International Joint Conference
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-08-21
• [学会発表] 被食者・捕食者系における時空間パターンへの外乱の影響解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山根圭貴, 石川昌明
  • 学会等名: 第27回日本シミュレーション学会大会発表論文集
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・草津キャンパス
  • 年月日: 2008-06-20
• [学会発表] Simulation Analyses of Behaviors of Spatially Extended Predator prey Systems with Random Fluctuations (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 学会等名: The 8th International Conference on Development and Application Systems
  • 発表場所: Stefan cel Mare University (Romania)
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] 走化性バクテリアコロニー形成過程への外乱の影響解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新谷秀明, 石川昌明
  • 学会等名: 第16回計測自動制御学会中国支部学術講演会
  • 発表場所: 山口大学工学部
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] Simulation Analyses of Spatio-temporal Patterns formed by Chemotactic Bacteria under Random Fluctuations (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 学会等名: 第39回ストカスティックシステムシンポジウム
  • 発表場所: 佐賀大学工学部
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Influence of Random Uncertainties on Complex Spatio temporal Patterns generated by Stochastic Predator prey Systems with Diffusion (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Ishikawa
  • 学会等名: The 38th Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimization and Control with Applications to Industrial and Societal Problems
  • 発表場所: ユバスキュラ大学(フィンランド)
  • 年月日: 2007-06-11
• [備考]
  • URL: http://www.fs.csse.yamaguchi-u.ac.jp/