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2023 年度 研究成果報告書

信頼性の低い分子部品から信頼性の高いDNA回路を創るための基礎論と設計法

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04549
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関九州工業大学

研究代表者

中茎 隆  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30435664)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード分子ロボティクス
研究成果の概要

研究代表者らによって過去に構築された基礎理論「Finite-time regulation property」を発展させ,DNA反応系を2つの時間スケールモデルに変換し,DNA回路の動特性を制御工学における周波数応答解析にて評価する解析法を確立した。また,光応答性分子アゾベンゼンを用いて,DNAフィードバック制御回路を長時間駆動する方法法も確立した。
広く当該分野の魅力を社会に発信すべく,英語書籍「Molecular Robotics」の反応系設計に関する章の取りまとめと執筆(分担)を行い,体系的に当該分野における技術状況をまとめた。

自由記述の分野

制御理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体分子で構成される分子ロボットは,様々な要素技術が統合された知的システムである。医療分野での応用が期待されている分子ロボットを実用化へと進展させる上で,高機能なDNA制御回路の実現が求められている。DNA回路の実態は化学反応系であり,その構成分子であるDNA鎖が分子部品となる。本研究では,DNA回路という高次非線形系に対して,特異摂動理論に基づく実用的な解析法を提案しており,制御理論の新たな拡張性を示唆している。また,分子ロボットの制御に必要なDNAフィードバック制御器を長時間駆動する設計法の確立は,分子ロボットの社会実装を進める上で必要不可欠となる技術である。

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公開日: 2025-01-30  

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