ゆらぎと多様性を含む集団のダイナミクスと機能

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540391
• 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: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 西森 拓 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50237749)
• 研究分担者: 中田 聡 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50217741) ; 粟津 暁紀 広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00448234) ; 末松 信彦 明治大学, 先端数理科学研究科, 講師 (80542274) ; 秋野 順治 京都工芸繊維大学, 大学院・工芸科学研究科, 准教授 (40414875)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: アリの集団採餌 / 樟脳舟の集団運動 / 生物対流 / 砂丘のダイナミクス / 確率共鳴 / 非一様ノイズ

研究概要

ゆらぎや多様性を含む様々な集団のダイナミクスの本質を、実験・理論の両面から探索した。特に、ミドリムシやアリ、樟脳船などの生物・無生物の集団運動の特徴や、集団としての機能発現を実験・データ解析・数理モデリングの組み合わせにより特徴づけ、その背後にある共通の機構を、外界のゆらぎや構成要素の多様性に注目しつつ明確化した。

研究成果

• [雑誌論文] Influences of Excluded Volume of Molecules on Signaling Processes on Biomembrane (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Fujii, H.Nishimori, A.Awazu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 ページ: e622180-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] アリの集団採餌における方位情報の選択と切り替え (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原悠佑,秋野順治,西森拓
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: 53 ページ: 201-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sand dunes as migrating strings (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Guignier, H. Niiya, H. Nishimori, D. Lague and A. Valance
  • 雑誌名: Physical Review.E 巻: 87 ページ: 052206-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of transverse dunes against perturbations; a theoretical study using dune skeleton model (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Niiya, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Aeolian Research 巻: 9 ページ: 63-68
  • DOI: DOI:10.1016/j.aeolia.2012.08.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective motion and phasetransitions of symmetric camphor boats (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Heisler, N. J. Suematsu, A. Awazu, and H. Nishimor
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 ページ: 074605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Swarming of self-propelled camphor boats (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Heisler, N. J. Suematsu, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review 巻: 85 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Segregation pattern reorientation of granular mixture on horizontally oscillating tray (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Fujii, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review 巻: 85 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifurcation Analysis of the Transition of Dune Shapes Under a Unidirectional Wind (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Niiya, A. Awazu, H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review. Lett 巻: 108 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-sensitive self-motion of a BQ disk (2012)
  • 著者名/発表者名: Yui Matsuda, Nobuhiko J. Suematsu, and Satoshi Nakata
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 14 ページ: 5988-5991
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression and regeneration of camphor-driven Marangoni flow with the addition of sodium dodecyl sulfate (2012)
  • 著者名/発表者名: Yumihiko S. Ikura, Ryoichi Tenno, Hiroyuki Kitahata, Nobuhiko J. Suematsu, and Satoshi Nakata
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 116 ページ: 992-996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode change in the self-motion of a benzoquinone disk coupled with a NADPH system (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakata, Y. Matsuda, Y. S. Ikura, A. Takeda, S. Izumi
  • 雑誌名: Chem.Phys. Chem 巻: 13 ページ: 520-524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective stochastic resonance of coupled excitable elements under noise of unequal amplitude (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kawai, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review 巻: 84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localized bioconvection of Euglena caused by phototaxis in the lateral direction (2011)
  • 著者名/発表者名: N. J. Suematsu, A. Awazu, S. Izumi, S. Nakata, H. Nishimori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoexcitaed Chemical Wave in the Ruthenium-Catalyzed Belousov-Zhabotinsky Reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakata, Mariko Matsushita, Taisuke Sato, Nobuhiko J. Suematsu, Hiroyuki Kitahata, Takashi Amemiya, and Yoshihito Mori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 115 ページ: 7406-7412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular model for sand dunes with saltation, avalanche and strong erosion: collisional simulation of barhans (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Katsuki., M.Kikuchi, H,Nishimori, N.Endo, and K.Taniguchi
  • 雑誌名: Earth Surface Processes and Landforms 巻: 36 ページ: 373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density Wave Propagation of a Wave Train in a Closed Excitable Medium (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko J. Suematsu, Taisuke Sato, Ikuko N. Motoike, Kenji Kasima, and Satoshi Nakata
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: 84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode-selection and mode-switching of an autonomous motor composed of a camphor rotor and a mobile loop (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nakata, R. Tenno, Y. S. Ikura
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 514 ページ: 159-163
  • 査読あり
• [雑誌論文] 数値実験と水槽実験で解くバルハン集団のダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝木厚成, 西森拓, 遠藤徳孝, 谷口圭輔
  • 雑誌名: 地質学雑誌(日本地質学会誌)) 巻: 117 ページ: 155-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] 化学情報と視覚情報を組み合わせたトビイロケアリの採餌行動の定量的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荻原悠佑,前田一樹,泉俊輔, 秋野順治, 粟津暁紀,西森拓
  • 雑誌名: 第17回交通流のシミュレーションシンポシウム 論文集 ページ: 21-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞膜上の分子混み合いを考慮したシグナル伝達系モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井雅史、粟津暁紀、西森拓
  • 雑誌名: 第17回交通流のシミュレーションシンポシウム 論文集 ページ: 25-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流体力学的相互作用を組み込んだ粒子法による粉体なだれのパターン形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新屋啓文, 粟津暁紀, 西森拓
  • 雑誌名: 第17回交通流のシミュレーションシンポシウム 論文集 ページ: 73-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective stochastic resonance under noise of heterogeneous amplitude (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Kawai, S. Torigoe, K. Yoshida, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saddle-Node Bifurcation to Jammed State for Quasi-One-Dimensional Counter Chemotactic Flow (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Fujii, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] 砂丘のダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝木厚成, 西森拓
  • 雑誌名: sections journal of the physical society of japan
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective behavior of inanimate boats (2010)
  • 著者名/発表者名: N. J. Suematsu, S. Nakata, A. Awazu, and H. Nishimori
  • 雑誌名: Physical Review
  • 査読あり
• [雑誌論文] 砂丘のダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝木厚成, 西森拓
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 65 ページ: 953-960
  • 査読あり
• [学会発表] 化学振動反応に駆動される微小液滴の自律運動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 末松 J .信彦
  • 学会等名: 日本化学会 第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] アリの採餌行動における決断とゆらぎ (2013)
  • 著者名/発表者名: 西森拓
  • 学会等名: 第25回 自律分散システム・シンポジウム東北大学
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] アリを制する化学情報戦 撹乱と隠蔽のための化学戦術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 秋野順治
  • 学会等名: ネイチャーインダストリアワード
  • 発表場所: 大阪科学技術センター
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] Dynamics of Dunes: in What situations do minimal models work? (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Nishimori
  • 学会等名: International Conference onModeling, Analysis and Simulation
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Localized Bioconvection of Photosynthetic Microorganisms (2012)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko J. Suematsu
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Cobey Univ., USA
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] A Model for the Crestline Dynamics of Dunes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Nishimori, Hirofumi Niiya, Akinori Awazu
  • 学会等名: 8th European Solid Mechanics Conference
  • 発表場所: Graz, Austria
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] 餌質はトビイロシワアリの動員に影響するのか? (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田 恭子・秋野 順治・山岡 亮平
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] アミメアリの採餌戦略 防御物質として機能する情報化学物質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安台梨乃・秋野順治
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 一次元水路における樟脳船の相互作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末松 J .信彦
  • 学会等名: 日本化学会第92 春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] アリの集団採餌における判断と行動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西森 拓, 荻原 悠佑, 粟津 暁紀,秋野 順治
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-12-23
• [学会発表] 表面張力差で駆動される樟脳船の集団運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末松 J .信彦
  • 学会等名: 第47回 自律分散システム部研究会
  • 発表場所: 早稲田大学サテイライトキャンパス
  • 年月日: 2011-12-04
• [学会発表] Quantitative analysis of behavior of ants: Decision-making under conflicting information (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Nishimori
  • 学会等名: International Symposium on Complex Systems 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] Quantitive analysis of foraging of the Lasius Japonicus using chemical cues and visual cues (2011)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ogihara Kazuki Maeda Katsunori Naka Shunsuke Izumi Toshiharu Akino Akinori Awazu Hiraku Nishimori
  • 学会等名: International Symposium on Complex Systems 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] Morphodynamics of dunes described by the migration of crest-lines (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Nishimori
  • 学会等名: Minerva Gentner Symposium on Aeolian Processes
  • 発表場所: Eilat Campus, Israel
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] A Theoretical Study of Morphodynamics ofDunes Using Dune Skelton Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Niiya and Hiraku Nishimori
  • 学会等名: Minerva Gentner Symposium on Aeolian Processes
  • 発表場所: Ben-Gurion University of the Negev, Eilat Campus, Israel
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Collective behavior of camphor boats on a annular water channel (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko J. Suematsu
  • 学会等名: Collective Dynamics and Pattern Formation in Active Matter Systems
  • 発表場所: Dresden,Germany
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] アミメアリの採餌戦略 ‐異種アリとの相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安台梨乃・秋野順治・山岡亮平
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Localized Bioconvection Generated by Schooling Behavior of Phototactic Micro-organisms (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko J. Suematsu
  • 学会等名: Gordon Research Conference 2010: Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems
  • 発表場所: Il Choco, Italy
  • 年月日: 2010-07-09
• [図書] 現代に息づくチューリングの自己組織化--アリとチューリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 西森拓
  • 総ページ数: 30-35
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] 砂丘の動きを記述する単純な方程式 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西森拓
  • 総ページ数: 40-45
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] 化学反応と物質拡散が生み出すアメンボのような運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末松 J. 信彦、中田 聡
  • 総ページ数: 8-11
• [備考] 日本経済新聞,2010/6/28 砂丘の形状示す連立方程式発見 広島大 (西森拓ほか)
• [備考] 科学新聞 (一面トップ) 2010/7/2 複雑な砂丘の動き単純な連立方程式で表現 (西森拓ほか)