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2014 年度 実施状況報告書

自己修正機能を有する自律分散システムの数理モデル作成とその数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 25400199
研究機関富山大学

研究代表者

上田 肇一  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (00378960)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード真正粘菌変形体 / 自律分散システム
研究実績の概要

真正粘菌にとって光は忌避的な刺激であり,一般的には移動速度が減少することが知られている.昨年度の研究により光刺激を時間周期的に与えた場合では,キネーネ帯の通過時間が光刺激を加えない場合の通過時間と比べて短くなるという結果を得た.今年度はその仕組みを詳細に解析した.生物実験家との共同研究により,光刺激により移動運動が活発化したグループと抑制されたグループに二分化される現象を発見した.数理モデルに対する数値実験によって、実験で観察された行動の二分化を再現するに成功した.

自己修復機能を再現する自律分散システムを構築するためにネットワーク上での力学系を研究した。具体的な課題としてループネットワーク探索問題を扱った.ループネットワークを自動的に発見すること、およびループネットワークが切断した場合に自発的に新たなループネットワークを探索する性質を有するシステムを提案することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

原形質流動と移動運動に関わる化学反応の相互作用を考慮した粘菌移動運動の数理モデルを作成し,実験で観察された現象を再現することに成功した.導出した数理モデルを用いて移動運動が最も活発になるパラメータと抑制後リバウンドによって化学反応が最も活発になるパラメータが一致することを数値実験によって明らかにした.

今後の研究の推進方策

来年度はネットワーク上の力学系において自己修復的なアトラクタ遷移を実現するモデルの設計法を考察する。振動子の同期クラスタ・非クラスタ化現象に着目し、振動子群からなるノードを循環的な相互作用によってネットワークを構成することによって、自己修正機能を実現することを試みる.

次年度使用額が生じた理由

数値実験データ処理用の計算機を購入予定だったが,数値実験データを得られたのが年度末であったため購入を見送った

次年度使用額の使用計画

数値実験データ処理用の計算機を購入する

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Multistate network model for the pathfinding problem with a self-recovery property2015

    • 著者名/発表者名
      Kei-Ichi Ueda, Masaaki Yadome, Yasumasa Nishiura
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 62 ページ: 32-38

    • DOI

      doi:10.1016/j.neunet.2014.08.008

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bidirectional wave propagations can improve loop finding time2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Ueda, Yasumasa Nishiura, Yoko Yamaguchi, Keiichi Kitajo
    • 雑誌名

      Advances in Cognitive Neurodynamics

      巻: 4 ページ: 277-282

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multistate network for loop searching system with self-recovery property2014

    • 著者名/発表者名
      Kei-Ichi Ueda, Masaaki Yadome, Yasumasa Nishiura
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 ページ: 022810-1--6

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.89.022810

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 自己修復機能を有する自律分散システムとその経路探索問題および逆運動学への応用2014

    • 著者名/発表者名
      上田 肇一
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2014-12-20 – 2014-12-20
  • [学会発表] 自己修復機能を有する経路探索システム2014

    • 著者名/発表者名
      上田 肇一
    • 学会等名
      研究集会「富山解析セミナー2014」
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
  • [学会発表] Nonlinear dynamics in decision making process in amoeboid locomotion2014

    • 著者名/発表者名
      Kei-Ichi Ueda
    • 学会等名
      JSMB/SMB2014
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2014-07-31 – 2014-07-31

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公開日: 2016-05-27  

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