2016 Fiscal Year Research-status Report
数理農学創生へ向けた植物繁殖同調現象のメカニズム解明と生産管理論の構築
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15KT0112
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
池口 徹 東京理科大学, 工学部情報工学科, 教授 (30222863)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 憲司 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40192083)
島田 裕 東京理科大学, 工学部情報工学科, 助教 (50734414)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | 隔年結実現象 / 一斉開花現象 / 共通ノイズ同期 / カオス / 振動子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，近年，非線形数理科学で急速に進展している振動子の同期現象(相互結合同期と共通ノイズ同期) の理論を農学分野における植物集団の示す繁殖期同調現象に応用することで，農作物の生産管理自動化に向けた新たな理論を構築することが目的である．今年度は，以下の内容についての実績がある．果樹の隔年結実現象を説明するために，植物内部に貯えられる資源量の時間変動を記述する数理モデルの提案を行った．その際，Isagi らが提案した資源収支モデルを基盤としているが，果樹の単一個体に着目し，直接的に観測可能な光合成や栄養塩吸収による資源などの果樹への入力情報と結実量などの出力情報を非線形力学論的観点から解析することで，植物内部の資源の振る舞いを数理モデル化した．次に，植物の個体間で開花期・結実期・結実量が同調する原因として，(1) 花粉を介した他個体との相互作用，(2) 日射量・気温・湿度・風向・土壌の栄養塩量(環境ノイズ)などの圃場環境の二つが考え，これらを，各々，%の植物個体間の相互作用や環境ノイズの影響による同調現象は，非線形科学分野の同期理論における多数の振動子の相互作用による同期現象と非結合振動子への共通ノイズ入力によって生じるノイズ同期現象に対応するととらえた．従って，果樹の隔年結実現象が花粉を介した相互結合により引き起こされるとい立場と，環境ノイズによって引き起こされるという立場の二つの立場から，そのメカニズムを検証した．この結果，提案モデルとその枠組みにより，隔年結実現象と一斉開花現象の両者を同時に再現することが可能であることを数値実験により示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りに進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
現状では，数値実験により，隔年結実現象と一斉開花現象が再現できることを示したが，今後は，理論的な解析が必となる．これは，本課題の最終目的でもある，隔年結実現象，一斉開花現象の制御にむけて重要である．
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| Causes of Carryover |
当初予定していた海外での開催される国際会議が，当該年度は国内で開催されることになったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議への出張に用いる予定である．
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[Journal Article] Modeling of human spontaneous eyeblinks2016
Author(s)
Ryota Nomura, Yutaka Shimada, Kantaro Fujiwara and Tohru Ikeguchi
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Journal Title
Proceedings of 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
Volume: 1
Pages: 502-505
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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