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2017 年度 実績報告書

注入同期の実現可能限界を達成する最適設計論の確立および応用開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26286086
研究機関電気通信大学

研究代表者

田中 久陽  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20334584)

研究分担者 徳田 功  立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
関屋 大雄  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334203)
福田 弘和  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90405358)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード非線形最適化 / 注入同期 / マイクロエレクトロニクス
研究実績の概要

近年の電子機器の高周波数化・省電力化・微細化にともない, 注入同期という古くからの基礎技術が一層深化しつつあり, 現在の様々な応用においてもその有効性が報告されている.
本研究は, 種々の現実的制約条件下での注入同期の性能向上限界 (実現可能限界) を解明するとともに, これを達成する最適設計論を構築し, その実験検証を行なった. その結果, この最適設計論を援用することにより応用分野開拓に成功した. その内容は, 次の2点である.
(i) 新規な非線形最適化理論の開拓・強化. さらに, 現実的な注入同期の制約条件に対応可能な系統的最適設計論とアルゴリズムの構築.
(ii) これをマイクロエレクトロニクス, 植物工場 (生物時計), さらにナノマテリアルにまで至る応用開拓に組織的に適用すること.
上記の (i) の非線形最適化理論を構築するために, まず出発点として単一振動子の場合において, 理論的基礎を整備した. 成果として, これに関する成果が論文発表される予定である. また, 当初予期しなかった理論的進展もあり, この方向を模索した結果, 想定外の成果も得られた. これは論文投稿中である.
一方, 上記の (ii) の応用開拓として, その対象となるマイクロエレクトロニクス発振器において, 位相応答関数 (位相リセット曲線) という発振器の非線形特性にかかわるデータを精度よく得ることが肝要であった. これは前年度に解決され, その結果をもとに, (i) の最適化理論に基づく設計アルゴリズムが適用され, 数値シミュレーションと実験系による検証が可能となった. この結果も現在論文投稿中である. また, 植物工場, ナノマテリアルに至る応用開拓については, 現在引き続き研究を進めている.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2014

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 植物工場における概日時計の科学技術2018

    • 著者名/発表者名
      福田 弘和
    • 雑誌名

      植物環境工学

      巻: 30 ページ: 20-27

    • DOI

      10.2525/shita.30.20

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物が刻むリズムを植物工場に生かす2018

    • 著者名/発表者名
      福田 弘和
    • 雑誌名

      JSTnews

      巻: 3月号 ページ: 10-11

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental study on entrainment of Stirling engines to an external pacemaker2017

    • 著者名/発表者名
      Kishin Migimatsu, Hisashi Kada, Isao T. Tokuda
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: E8N ページ: 246-254

    • DOI

      10.1587/nolta.8.246

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multicellularity enriches the entrainment of Arabidopsis circadian clock2017

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Masuda, Ryota Kitaoka, Kazuya Ukai, Isao T. Tokuda, Hirokazu Fukuda
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 3 ページ: e1700808

    • DOI

      10.1126/sciadv.1700808

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transition of phase response properties and singularity in the circadian limit cycle of cultured cells2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Koinuma, Hiroshi Kori, Isao T Tokuda, Kazuhiro Yagita, Yasufumi Shigeyoshi
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 12 ページ: e0181223

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0181223

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of different light-dark schedules on estrous cycle in mice, and implications for mitigating the adverse impact of night work2017

    • 著者名/発表者名
      Kiichi Yoshinaka, Ai Yamaguchi, Ritsuko Matsumura, Koichi Node, Isao.T. Tokuda, Makoto Akashi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 22(10) ページ: 876-884

    • DOI

      10.1111/gtc.12522

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential contribution of tandem circadian enhancers to nonlinear oscillations in clock gene expression2017

    • 著者名/発表者名
      Isao T. Tokuda, Akihiko Okamoto, Ritsuko Matsumura, Toru Takumi, Makoto Akashi
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 28(17) ページ: 2333-2342

    • DOI

      10.1091/mbc.E17-02-0129

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New insights into olivo-cerebellar circuits for learning from a small training sample2017

    • 著者名/発表者名
      Isao T. Tokuda, Huu Hoang, Mitsuo Kawato
    • 雑誌名

      Current Opinion in Neurobiology

      巻: 46 ページ: 58-67

    • DOI

      10.1016/j.conb.2017.07.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salt-inducible kinase 3 regulates the mammalian circadian clock by destabilizing PER2 protein2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Hayasaka, Arisa Hirano, Yuka Miyoshi, Isao T. Tokuda, Hikari Yoshitane, Junichiro Matsuda, Yoshitaka Fukada
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 6 ページ: e24779

    • DOI

      10.7554/eLife.24779

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Steady-state analysis of isolated class-E2 converter outside nominal operation2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoharu Nagashima, Xiuqin Wei, Elisenda Bou, Eduard Alarcon, Marian K. Kazimierczuk, and Hiroo Sekiya
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 64 ページ: 3227-3238

    • DOI

      10.1109/TIE.2016.2631439

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Outside nominal operation analysis and design considerations of Inverse-class-E power amplifier2017

    • 著者名/発表者名
      Ali Lotfi, Ali Ershadi, Ali Medi, Mohsen Hayati, Marian K. Kazimierczuk, Hiroo Sekiya, Akihiko Katsuki, and Fujio Kurokawa
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics

      巻: 6 ページ: 165-174

    • DOI

      10.1109/JESTPE.2017.2753399

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 植物生産における概日時計のシステム科学2017

    • 著者名/発表者名
      福田 弘和
    • 雑誌名

      科研費NEWS

      巻: 4 ページ: 15-15

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 「位相縮約振動工学」と関連する最適化問題2017

    • 著者名/発表者名
      田中 久陽
    • 学会等名
      日本応用数理学会研究部会「数理設計」第19回研究集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形問題に内在する最適性の探求~注入同期回路設計への応用と新規な振動工学の開拓~2017

    • 著者名/発表者名
      田中 久陽,中川 正基,関屋 大雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題・システムと回路研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Mathematical modeling of cellular circadian network with dual coupling mechanisms in the SCN2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Tokuda, Daisuke Ono, Sato Honma, Ken-ichi Honma, Hanspeter Herzel
    • 学会等名
      Gordon research conference on Chronobiology
    • 国際学会
  • [図書] 機械力学の基礎:力学への入門2017

    • 著者名/発表者名
      宮野 尚哉,徳田 功
    • 総ページ数
      175
    • 出版者
      数理工学社
    • ISBN
      4864810451
  • [産業財産権] 最適波形の演算方法、プログラム及び最適波形演算装置2014

    • 発明者名
      田中久陽,矢部洋司
    • 権利者名
      田中久陽,矢部洋司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      第6273871号

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公開日: 2018-12-17  

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