経済・生態システムの自己組織化と秩序形成に関する遺伝的行動モデルの研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680420
• Research Institution: UNIVERSITY OF TSUKUBA
• Principal Investigator: 池田 三郎 筑波大学, 社会工学系, 教授 (40026307)
• Keywords: 経済・生態系 / 生態系モデル / 自己組織化 / 遺伝アルゴリズム / 遺伝行動モデル / 人工社会 / マルチエージェント

Research Abstract

本研究は、複雑系としての社会現象や生態系において、ミクロな多数の個体の行動からマクロな集団としての社会システムや個体群システムが、いかに自己組織化され、一定の秩序が形成されていくのかを、最近の人工生命・人工社会分野で発達した遺伝的アルゴリズムを取り入れた遺伝的行動モデルを開発することにより分析しようとするものである。平成12年度では、これまでに開発してきた閉鎖性水域や沿岸域における赤潮の発生現象としての経済・生態系モデルを、栄養塩や生物種をコンパートメントとした生態系モデルから個々の個体を直接に取り扱えるマルチ・エージェントによるシミュレーション・モデル(人工社会システム)として新しい展開を図った。すなわち、赤潮状態をつくり出す植物プランクトン種を同一の性質をもった個体群のみならず、この個体群を構成する個体毎にも遺伝的な特性を持たせることにより、水域や沿岸域の流域における人間の経済活動による生息環境の変化にたいする、生態系の遷移のダイナミクス(自己組織化と秩序形成)を分析する数値シミュレーション手段を開発した。この数値シミュレーション実験では、2種の植物プランクトン、1種の動物プランクトン個体群に対して、増殖度、遊泳速度、シスト化に対する生物機能を遺伝子としてコード化して、それを個体群を構成する個体(数万の個体)にもたせて、遺伝アルゴリズムによる生息環境での動態を分析できる。これらの数値実験を通じて、
(1)閉鎖性水域における多様な生態系の種の遷移とその均衡状態へ移行する動的過程、(赤潮現象をつくりだす多様なプランクトン種の相互作用や棲み分け等)
(2)人間の経済活動(生態系の資源利用)と生物個体群の生存活動が一種の社会システム的ジレンマを形成するようなシステム的課題の検討(種の多様性と資源利用効率等)、の分析が可能となる。

Research Products

• [Publications] Saburo Ikeda,Ikuhiro Teramoto: "A Simulation Model of Manbe Ecosystem with Reference to Carbon and Oxygen Budget "Proceedings of 5th International Marine Science Symposium (Kagoshima, Japan). 7-13-7-16 (1999)
• [Publications] Li Xu and Saburo Ikeda : "Environmental Input-Output Analysis and its Application to the Northeast of China"Proceedings of 11th Conference, Pan Pacific Assoc. of Input-Output studies. 94-98 (2000)
• [Publications] Guofang Zhai and Saburo Ikeda: "An Empirical Model of Land Use Change in China "Review of Urban and Regional Development Studies. 12巻1号. 36-53 (2000)