研究Discovery Saga

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。まず、第1に、判断と意思決定...

【情報学】情報基礎学：生体信号解析／数理モデルを含む研究件

【概要】「循環系のホメオスタシスとその異常を対象とした学際的交流・共同研究のための準備調査」という本研究の目的をふまえ、分担研究者による討議と「肝炎の数理モデル」をはじめとする共同研究を推進するとともに、公開シンポジウム「ホメオスタシスの現在(いま)」を、1998年2月28日(土)東京大学山上会館において以下の如く開催した。内容は、問題設定をより一般的な対象に向け「ホメオスタシス」をテーマとした。第1部...

【情報学】情報基礎学：ジョイントモデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【情報学】情報基礎学：経験尤度／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】情報基礎学：感染症シミュレーション／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【情報学】情報基礎学：感染症拡大の数理モデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【情報学】情報基礎学：ポートフォリオ推測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】情報基礎学：マクロシミュレーション／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【情報学】情報基礎学：統計的金融工学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】計算基盤：画像データ／数理モデルを含む研究件

【概要】前年度の解析によって得られた昆虫の多様な複雑形態の特徴に着目し,その基本構造生成のメカニズムに関する遺伝子・タンパク質ネットワークの数理モデルを構築して,それらの数理モデルのシミュレーション解析及び理論解析を行なうとともに,昆虫の雌雄間の形態差と進化に関して考察を行なった。 1.昆虫の多様な複雑形態生成のメカニズムに関して,最近のゲノム・プロテオーム科学の大きな進展を背景として,昆虫の形態発現の基...

【情報学】計算基盤：高次元データ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】計算基盤：ハードウェア／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】計算基盤：アプリケーション／数理モデルを含む研究件

【キーワード】待ち行列 / 非対称単純排他過程 / セルオートマトン / ゲーム理論 / 群集運動 (他7件)

【概要】車や人が行列に殺到したことによって物資の保有量がどれだけ不均一になってしまうかということや、行列への殺到が起こってしまう条件、行列への殺到が起こらなければ失われなかった物資の総量を調べることができるモデルを構築した。このモデルは、物資に殺到する車や人によって道が混雑してしまう状況にも応用することができる。また、モデルを解析するための新たな近似計算方法の開発も行った。さらに実際の人による実験も行い、...

【情報学】計算基盤：最適化アルゴリズム／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【情報学】計算基盤：ネットワーク設計／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【情報学】計算基盤：ストリーミングアルゴリズム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【情報学】計算基盤：ストリーミング計算／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【情報学】計算基盤：濡れ衣／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】計算基盤：パーソナルデータ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】計算基盤：k-匿名化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】計算基盤：主観確率／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

❏グループの意思決定の数理モデルとプロセスの記述(10551002)

【研究代表者】繁桝算男東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90091701)

【キーワード】意思決定 / 効用評価 / 主観確率 / Wasonの4枚カード問題 / 秘書問題 (他8件)

【概要】実際の意思決定のプロセスに関して,規範モデルと記述モデルの相互補完的関係についていくつかの研究を行った.集団の意思決定における数理的な意思決定ルールとより単純な多数決ルールとの効率の比較などを行っている.また、公共的決定において,一般の人々の本音を聞くことは特に大事であるが,そのための方法論として言語を介した主観確率の測定方法を検討した. 実際の日常的意思決定においても,ある意味で,合理性を求めて...

【情報学】人間情報学：面接／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【情報学】人間情報学：シミュレーション科学／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【情報学】人間情報学：3次元形状／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【情報学】人間情報学：笑い声／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【情報学】人間情報学：身体動揺／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【情報学】人間情報学：情報基礎／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】人間情報学：個人情報／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】人間情報学：SIRモデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【情報学】人間情報学：反復解法／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【情報学】人間情報学：マッチング／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【情報学】人間情報学：メカニズム設計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【情報学】人間情報学：モデル選択／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】人間情報学：予測誤差／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【情報学】人間情報学：動作制御／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【情報学】人間情報学：描画／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【情報学】人間情報学：生成モデル／数理モデルを含む研究件

【情報学】人間情報学：生体信号処理／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【情報学】人間情報学：複雑さ／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】人間情報学：覚醒ポテンシャル／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】人間情報学：劇場／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【情報学】人間情報学：笑い／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【情報学】人間情報学：材質感／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【情報学】人間情報学：慣れ／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】人間情報学：ヘイズ／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】人間情報学：脳計測／数理モデルを含む研究件

【情報学】人間情報学：新奇性／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】人間情報学：統計数学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】人間情報学：p300 ／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】人間情報学：行動実験／数理モデルを含む研究件

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【情報学】人間情報学：統計的推測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】人間情報学：知覚／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【情報学】人間情報学：ワーキングメモリ／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【情報学】人間情報学：感情／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【情報学】人間情報学：感性／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【情報学】人間情報学：錯覚／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【情報学】人間情報学：心理実験／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

❏状況依存的な判断と意思決定の実験研究とその計量モデル・数理モデル・表現定理の解明(11610067)

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。まず、第1に、判断と意思決定...

【情報学】人間情報学：運動主体感／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【情報学】人間情報学：判断／数理モデルを含む研究件

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、社会的状況における判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。社会的環...

❏状況依存的な判断と意思決定の実験研究とその計量モデル・数理モデル・表現定理の解明(11610067)

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。まず、第1に、判断と意思決定...

【情報学】人間情報学：進化ゲーム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【情報学】人間情報学：予測／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【情報学】情報学フロンティア：集合行動／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

❏集合行動の認知・神経・生態学的基盤の解明(16H06324)

【研究期間】2016-05-31 - 2021-03-31

【研究代表者】亀田達也東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (20214554)

【キーワード】集合現象 / 計算論的アプローチ / 認知・行動実験 / 種間比較実験 / 神経・生理実験 (他13件)

【概要】(a) 種間比較実験、同期化に関する神経・生理実験：カラス飼育群を用い、２個体間の攻撃交渉に関する数理モデル（Winner-Loser効果）データで，集団レベルの攻撃交渉ネットワーク実測値を説明できるか調べた。同モデルはオス間ネットワークを説明でき，上位オスの攻撃によって維持されていることが示唆された。また、外界刺激に対する精神物理的判断がペア間でどのように同期するのかについて強化学習によるモデ...

【情報学】情報学フロンティア：スケジューリング／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【情報学】情報学フロンティア：適応的ネットワーク／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【情報学】情報学フロンティア：時系列解析／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】情報学フロンティア：許容度／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【情報学】情報学フロンティア：ネットワークデータ解析／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【情報学】情報学フロンティア：社会ネットワーク／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【情報学】情報学フロンティア：意思決定過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【情報学】情報学フロンティア：クロスモーダル／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【情報学】情報学フロンティア：近似アルゴリズム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【情報学】情報学フロンティア：高速機械学習／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：レザバーコンピューティング／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：レビー小体型認知症／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：最適化／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【概要】交通網や都市施設の望ましい形態や配置を追求するための基礎的研究を行った. 特定の交通網がもつ特性を分析するために,その上での様々な移動に対し,移動の起・終点間の直線距離と,最短距離の直線距離に対する比の2変量に着目し,この同時分布を用いる方法を提案した.この比は移動の効率性を測る基礎的な指標であり,提案した同時分布を用いることで,移動距離に応じて移動効率がどのように変化するかを把握することができる...

【情報学】情報学フロンティア：注意機構／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：エコーステートネットワーク／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：情報理論／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】情報学フロンティア：幻覚／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：カオス的遍歴／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：カオス力学系／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：ホドロジー／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：テキスト解析／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【情報学】情報学フロンティア：視覚性幻覚／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：神経回路モデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：神経回路網モデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【情報学】情報学フロンティア：時系列情報処理／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：時系列予測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：多目的最適化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】オペレーションズ・リサーチ / 数理最適化 / 安全性 / 都市・地域計画 / ネットワーク最適化 (他8件)

【概要】下校時の児童の安全性を確保するための集団下校に着目し，安全性の高い経路設計のための数理最適化モデルを構築した．学校から帰宅する際の下校経路の評価尺度として，一人で歩く距離を全児童について合計したものと，学校から家までの移動距離を全児童について合計したものを採用した．提案モデルを道路網データに適用した結果，最短経路からの迂回の度合いが極めて小さくても，一人で歩く距離を大幅に削減するような下校経路案を...

【情報学】情報学フロンティア：非線形時系列解析／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】情報学フロンティア：メモリスタ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：コミュニティ検出／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【情報学】情報学フロンティア：ニューラルネットワーク／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【情報学】情報学フロンティア：近代社会／数理モデルを含む研究件

【キーワード】図書館 / 印刷メディア / ネットワークメディア / 数理モデル / 近代社会 (他6件)

【概要】ネットワーク・メディアの普及は情報流通と知識蓄積の機制を著しく変えるため、伝統的な印刷メディアに基盤を置く図書館の存在意義は薄らぎ、その社会的機能は縮小の方向で見直さざるを得ない。それにもかかわらず、ネットワーク環境下の図書館について、新しい意義と機能を明示した理論は、図書館側からもアカデミズム側からもいまだ提起されていない。本研究は、以下の4点を明らかにすることで、図書館の存在意義と社会的機能...

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【情報学】情報学フロンティア：匿名化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】情報学フロンティア：生理計測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【情報学】情報学フロンティア：エージェントベースシミュレーション／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【情報学】情報学フロンティア：位置情報／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】情報学フロンティア：ベイズ推定／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【情報学】情報学フロンティア：印刷メディア／数理モデルを含む研究件

【キーワード】図書館 / 印刷メディア / ネットワークメディア / 数理モデル / 近代社会 (他6件)

【概要】ネットワーク・メディアの普及は情報流通と知識蓄積の機制を著しく変えるため、伝統的な印刷メディアに基盤を置く図書館の存在意義は薄らぎ、その社会的機能は縮小の方向で見直さざるを得ない。それにもかかわらず、ネットワーク環境下の図書館について、新しい意義と機能を明示した理論は、図書館側からもアカデミズム側からもいまだ提起されていない。本研究は、以下の4点を明らかにすることで、図書館の存在意義と社会的機能...

【情報学】情報学フロンティア：面接調査／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【情報学】情報学フロンティア：人流／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにし...

【情報学】情報学フロンティア：図書館／数理モデルを含む研究件

【キーワード】図書館 / 印刷メディア / ネットワークメディア / 数理モデル / 近代社会 (他6件)

【概要】ネットワーク・メディアの普及は情報流通と知識蓄積の機制を著しく変えるため、伝統的な印刷メディアに基盤を置く図書館の存在意義は薄らぎ、その社会的機能は縮小の方向で見直さざるを得ない。それにもかかわらず、ネットワーク環境下の図書館について、新しい意義と機能を明示した理論は、図書館側からもアカデミズム側からもいまだ提起されていない。本研究は、以下の4点を明らかにすることで、図書館の存在意義と社会的機能...

【情報学】情報学フロンティア：ネットワーク・メディア／数理モデルを含む研究件

【キーワード】図書館 / 印刷メディア / ネットワークメディア / 数理モデル / 近代社会 (他6件)

【概要】ネットワーク・メディアの普及は情報流通と知識蓄積の機制を著しく変えるため、伝統的な印刷メディアに基盤を置く図書館の存在意義は薄らぎ、その社会的機能は縮小の方向で見直さざるを得ない。それにもかかわらず、ネットワーク環境下の図書館について、新しい意義と機能を明示した理論は、図書館側からもアカデミズム側からもいまだ提起されていない。本研究は、以下の4点を明らかにすることで、図書館の存在意義と社会的機能...

【情報学】情報学フロンティア：ネットワーク分析／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【情報学】情報学フロンティア：協力の進化／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【情報学】情報学フロンティア：社会シミュレーション／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【情報学】情報学フロンティア：同期／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【情報学】情報学フロンティア：合祖理論／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【情報学】情報学フロンティア：アルゴリズム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【情報学】情報学フロンティア：確率／数理モデルを含む研究件

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、社会的状況における判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。社会的環...

【情報学】情報学フロンティア：確率文脈自由文法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【情報学】情報学フロンティア：プライバシー／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】情報学フロンティア：プライバシー保護／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【情報学】情報学フロンティア：計算モデル／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【情報学】情報学フロンティア：細胞間コミニュケーション／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

【情報学】情報学フロンティア：文脈自由文法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【情報学】情報学フロンティア：直交性／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

【情報学】情報学フロンティア：RNA構造進化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【情報学】情報学フロンティア：RNA進化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【情報学】情報学フロンティア：機械学習／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：時系列データ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【情報学】情報学フロンティア：ネットワーク／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

【情報学】情報学フロンティア：構造進化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【情報学】情報学フロンティア：自由エネルギー／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【情報学】情報学フロンティア：バースト発火／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

【情報学】情報学フロンティア：統計科学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【情報学】情報学フロンティア：画像処理／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【複合領域】社会・安全システム科学：動的手法／数理モデルを含む研究件

❏事業体に対する質保証の効率性測定や的確な改善方針提供を両立する動DEA手法の開発(21K04536)

【キーワード】データ包絡分析 / 改善目標 / 実現コスト / 効率性の評価 / 効率性の改善方針 (他7件)

【概要】DEAは評価対象の事業体(Decision Making Unit, DMU)が効率的であるかどうかを判断するだけではなく、非効率的なDMUに対し、効率値と改善目標が両方与えられる。しかし、従来のDEAモデルでは、評価対象のDMUの効率性を改善するため、最大の改善量の改善目標を提供している。結局、提供される改善目標は評価対象のDMUから遠く離れ、実現するのが困難であるとしばしば批判されている。DE...

【複合領域】社会・安全システム科学：改善目標／数理モデルを含む研究件

❏事業体に対する質保証の効率性測定や的確な改善方針提供を両立する動DEA手法の開発(21K04536)

【キーワード】データ包絡分析 / 改善目標 / 実現コスト / 効率性の評価 / 効率性の改善方針 (他7件)

【概要】DEAは評価対象の事業体(Decision Making Unit, DMU)が効率的であるかどうかを判断するだけではなく、非効率的なDMUに対し、効率値と改善目標が両方与えられる。しかし、従来のDEAモデルでは、評価対象のDMUの効率性を改善するため、最大の改善量の改善目標を提供している。結局、提供される改善目標は評価対象のDMUから遠く離れ、実現するのが困難であるとしばしば批判されている。DE...

【複合領域】社会・安全システム科学：リスク分析／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【複合領域】社会・安全システム科学：金融工学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【複合領域】社会・安全システム科学：物流／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにし...

【複合領域】社会・安全システム科学：インフラ／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：最適化モデル／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【複合領域】社会・安全システム科学：最適配置問題／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】社会・安全システム科学：活用／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【複合領域】社会・安全システム科学：消費者行動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【複合領域】社会・安全システム科学：フロー捕捉型配置問題／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：移動距離分布／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：オペレーションズ・リサーチ(OR) ／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【キーワード】オペレーションズ・リサーチ / 数理最適化 / 安全性 / 都市・地域計画 / ネットワーク最適化 (他8件)

【概要】下校時の児童の安全性を確保するための集団下校に着目し，安全性の高い経路設計のための数理最適化モデルを構築した．学校から帰宅する際の下校経路の評価尺度として，一人で歩く距離を全児童について合計したものと，学校から家までの移動距離を全児童について合計したものを採用した．提案モデルを道路網データに適用した結果，最短経路からの迂回の度合いが極めて小さくても，一人で歩く距離を大幅に削減するような下校経路案を...

【複合領域】社会・安全システム科学：阻害要因／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【複合領域】社会・安全システム科学：施設配置問題／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】社会・安全システム科学：時間軸／数理モデルを含む研究件

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】社会・安全システム科学：時空間ネットワーク／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】社会・安全システム科学：避難モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【複合領域】社会・安全システム科学：効率性の改善方針／数理モデルを含む研究件

❏事業体に対する質保証の効率性測定や的確な改善方針提供を両立する動DEA手法の開発(21K04536)

【キーワード】データ包絡分析 / 改善目標 / 実現コスト / 効率性の評価 / 効率性の改善方針 (他7件)

【概要】DEAは評価対象の事業体(Decision Making Unit, DMU)が効率的であるかどうかを判断するだけではなく、非効率的なDMUに対し、効率値と改善目標が両方与えられる。しかし、従来のDEAモデルでは、評価対象のDMUの効率性を改善するため、最大の改善量の改善目標を提供している。結局、提供される改善目標は評価対象のDMUから遠く離れ、実現するのが困難であるとしばしば批判されている。DE...

【複合領域】社会・安全システム科学：効率性の評価／数理モデルを含む研究件

❏事業体に対する質保証の効率性測定や的確な改善方針提供を両立する動DEA手法の開発(21K04536)

【キーワード】データ包絡分析 / 改善目標 / 実現コスト / 効率性の評価 / 効率性の改善方針 (他7件)

【概要】DEAは評価対象の事業体(Decision Making Unit, DMU)が効率的であるかどうかを判断するだけではなく、非効率的なDMUに対し、効率値と改善目標が両方与えられる。しかし、従来のDEAモデルでは、評価対象のDMUの効率性を改善するため、最大の改善量の改善目標を提供している。結局、提供される改善目標は評価対象のDMUから遠く離れ、実現するのが困難であるとしばしば批判されている。DE...

【複合領域】社会・安全システム科学：広域避難／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【複合領域】社会・安全システム科学：輸送・交通／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：待ち行列／数理モデルを含む研究件

【キーワード】待ち行列 / 非対称単純排他過程 / セルオートマトン / ゲーム理論 / 群集運動 (他7件)

【概要】車や人が行列に殺到したことによって物資の保有量がどれだけ不均一になってしまうかということや、行列への殺到が起こってしまう条件、行列への殺到が起こらなければ失われなかった物資の総量を調べることができるモデルを構築した。このモデルは、物資に殺到する車や人によって道が混雑してしまう状況にも応用することができる。また、モデルを解析するための新たな近似計算方法の開発も行った。さらに実際の人による実験も行い、...

【複合領域】社会・安全システム科学：ネットワーク設計問題／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：都市インフラ／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：退避壕／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【複合領域】社会・安全システム科学：都市インフラの設計／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【複合領域】社会・安全システム科学：都市工学／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】社会・安全システム科学：実現コスト／数理モデルを含む研究件

❏事業体に対する質保証の効率性測定や的確な改善方針提供を両立する動DEA手法の開発(21K04536)

【キーワード】データ包絡分析 / 改善目標 / 実現コスト / 効率性の評価 / 効率性の改善方針 (他7件)

【概要】DEAは評価対象の事業体(Decision Making Unit, DMU)が効率的であるかどうかを判断するだけではなく、非効率的なDMUに対し、効率値と改善目標が両方与えられる。しかし、従来のDEAモデルでは、評価対象のDMUの効率性を改善するため、最大の改善量の改善目標を提供している。結局、提供される改善目標は評価対象のDMUから遠く離れ、実現するのが困難であるとしばしば批判されている。DE...

【複合領域】社会・安全システム科学：数理最適化／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】社会・安全システム科学：整数計画法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】オペレーションズ・リサーチ / 数理最適化 / 安全性 / 都市・地域計画 / ネットワーク最適化 (他8件)

【概要】下校時の児童の安全性を確保するための集団下校に着目し，安全性の高い経路設計のための数理最適化モデルを構築した．学校から帰宅する際の下校経路の評価尺度として，一人で歩く距離を全児童について合計したものと，学校から家までの移動距離を全児童について合計したものを採用した．提案モデルを道路網データに適用した結果，最短経路からの迂回の度合いが極めて小さくても，一人で歩く距離を大幅に削減するような下校経路案を...

【複合領域】社会・安全システム科学：整数計画問題／数理モデルを含む研究件

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【複合領域】脳科学：好奇心／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【複合領域】科学教育・教育工学：内発的動機づけ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【複合領域】科学教育・教育工学：瞬目／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は、劇場で行われるコミュニケーションを数理的な観点から統合的に理解することである。そのために、劇場をヒトの集合行動の場として捉え、コミュニケーションが時間発展する際のメカニズムについて検討を行った。そのためにまず、観客の瞬目開始時刻点過程の時系列データから、表現の訴求力を再構成する数理的な手法を開発した。また、異なるバックグラウンドを有する観客に高い時間的精度で感情反応を引き起こすとい...

【複合領域】科学教育・教育工学：学校での実践研究／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：学校現場での実践／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：学校現場への実践への展開／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：認知診断モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【複合領域】科学教育・教育工学：全国学力テストの解析／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：データ解析例／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：深い学び／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【複合領域】科学教育・教育工学：効用評価／数理モデルを含む研究件

❏グループの意思決定の数理モデルとプロセスの記述(10551002)

【研究代表者】繁桝算男東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90091701)

【キーワード】意思決定 / 効用評価 / 主観確率 / Wasonの4枚カード問題 / 秘書問題 (他8件)

【概要】実際の意思決定のプロセスに関して,規範モデルと記述モデルの相互補完的関係についていくつかの研究を行った.集団の意思決定における数理的な意思決定ルールとより単純な多数決ルールとの効率の比較などを行っている.また、公共的決定において,一般の人々の本音を聞くことは特に大事であるが,そのための方法論として言語を介した主観確率の測定方法を検討した. 実際の日常的意思決定においても,ある意味で,合理性を求めて...

【複合領域】科学教育・教育工学：Webシステム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：Webシステムの開発／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：Webツール／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：Webツールの開発／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教育への展開／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教育実践／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教育実践への展開／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教師のみとり／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教師の実態把握／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教師の実態把握力／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：教師の信念／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【複合領域】科学教育・教育工学：教師教育／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：数理モデルの開発／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：実践への展開／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：実践現場での適用／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：実態把握力／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：実態把握力の解析／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学教育・教育工学：パラメータの提案／数理モデルを含む研究件

【キーワード】実態把握力の解析 / 数理モデル / 学校現場での実践 / Webツールの開発 / 全国学力テストの解析 (他24件)

【概要】教師の実態把握力は、学校現場では『教師の「みとり」』として古くから重視されている。その一方で、近年、教師の実態把握が必ずしも正確ではない実態も明らかになってきている。本研究では、実態把握力の解析方法に関する基礎研究として数理モデルを開発するとともに、その数理モデルをWebツールに実装し、学校現場の教師が利用可能なレベルにまで実用化した。さらに、開発した数理モデルを全国学力調査の解析や質問紙の解析等...

【複合領域】科学社会学・科学技術史：不確実性／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【複合領域】科学社会学・科学技術史：権力／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【複合領域】科学社会学・科学技術史：期待／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【複合領域】科学社会学・科学技術史：行動生態学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【複合領域】科学社会学・科学技術史：社会経済／数理モデルを含む研究件

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【複合領域】地理学：野外調査／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【複合領域】健康・スポーツ科学：社会的環境／数理モデルを含む研究件

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、社会的状況における判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。社会的環...

【複合領域】健康・スポーツ科学：頭頂葉／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【複合領域】健康・スポーツ科学：予測的姿勢制御／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【複合領域】健康・スポーツ科学：大脳・小脳連関／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【複合領域】デザイン学：デザイン／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【複合領域】デザイン学：デザインプロセス／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【複合領域】文化財科学・博物館学：復元／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【複合領域】文化財科学・博物館学：地理情報システム(GIS) ／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【複合領域】文化財科学・博物館学：ミュージアム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【複合領域】生活科学：咀嚼音／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【複合領域】生活科学：材料力学的特徴／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【複合領域】生活科学：食感／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【複合領域】生活科学：食品の微細構造／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【複合領域】生活科学：構造力学的特徴／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【複合領域】子ども学：生理反応／数理モデルを含む研究件

【キーワード】内発的動機付け / デザインプロセス / ミュージアム / 生理計測 / 内発的動機づけ (他9件)

【概要】ユーザにモノやサービスを「使ってみたい」と感じさせる動機づけは、内発的動機づけに分類される。本研究では、心理学的知見に基づいて「ユーザは自分の内的な特性と適度にずれた特性を持つモノやサービスに対して、利用に対する動機づけが誘発される」という仮説モデルを立て、実験的検証を試みた。具体的には、ミュージアムでの情報提供サービスを適用事例とし、それを被験者に体験させた際の観察的データ及び主観的データを検討...

【複合領域】一般理論：ゲーム理論／数理モデルを含む研究件

【キーワード】待ち行列 / 非対称単純排他過程 / セルオートマトン / ゲーム理論 / 群集運動 (他7件)

【概要】車や人が行列に殺到したことによって物資の保有量がどれだけ不均一になってしまうかということや、行列への殺到が起こってしまう条件、行列への殺到が起こらなければ失われなかった物資の総量を調べることができるモデルを構築した。このモデルは、物資に殺到する車や人によって道が混雑してしまう状況にも応用することができる。また、モデルを解析するための新たな近似計算方法の開発も行った。さらに実際の人による実験も行い、...

【複合領域】一般理論：リスク／数理モデルを含む研究件

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【複合領域】一般理論：授業改善／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【複合領域】一般理論：データ包絡分析法(DEA) ／数理モデルを含む研究件

❏事業体に対する質保証の効率性測定や的確な改善方針提供を両立する動DEA手法の開発(21K04536)

【キーワード】データ包絡分析 / 改善目標 / 実現コスト / 効率性の評価 / 効率性の改善方針 (他7件)

【概要】DEAは評価対象の事業体(Decision Making Unit, DMU)が効率的であるかどうかを判断するだけではなく、非効率的なDMUに対し、効率値と改善目標が両方与えられる。しかし、従来のDEAモデルでは、評価対象のDMUの効率性を改善するため、最大の改善量の改善目標を提供している。結局、提供される改善目標は評価対象のDMUから遠く離れ、実現するのが困難であるとしばしば批判されている。DE...

【複合領域】一般理論：事象関連電位／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【複合領域】一般理論：自律／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【環境学】環境解析学：取り込み／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：浮遊粒子状物体／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：肺気道／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：肺気道上皮／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：肺胞／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：肺胞上皮／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：気液界面培養／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境解析学：個体群動態モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【環境学】環境解析学：沿岸生態系／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【環境学】環境解析学：コウモリ／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【環境学】環境解析学：浮遊粒子状物質／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境創成学：人間活動／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【環境学】環境保全学：生態系保全／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【環境学】環境保全学：生物多様性保全／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【環境学】環境保全学：希少植物／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【環境学】環境保全学：バイオアッセイ／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【環境学】環境保全学：集合知／数理モデルを含む研究件

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【環境学】環境保全学：環境変動／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【環境学】環境保全学：火山災害／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【数物系科学】数学：最小化問題／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】数学：ロトカ・ボルテラ系／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：移流／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：現象の数理／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：定常パターン／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：反応拡散移流系／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：非線形数理／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：極限系／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：解の可解性／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：解の挙動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：解の存在／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：解の存在と挙動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：腫瘍の血管新生／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：腫瘍の侵潤／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：腫瘍の成長／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：腫瘍の増殖と転移／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：腫瘍侵潤／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：腫瘍侵潤現象／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：腫瘍浸潤／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：腫瘍浸潤モデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】数学：腫瘍浸潤現象／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：腫瘍成長／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：腫瘍成長モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：腫瘍増殖／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：2モデルの数学的同等性／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：生体モデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】数学：生命現象／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：国際研究集会／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：ロジスティック／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：初期値・境界値問題／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】数学：エネルギー評価式／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：超離散系／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【数物系科学】数学：一般化された微分作用素／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】数学：相互作用系／数理モデルを含む研究件

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【数物系科学】数学：侵潤／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：走触性／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：増殖項／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：多重スケール現象／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：多重尺度／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：多重尺度項／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：非局所／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：非局所項／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：非局所腫瘍侵潤／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：非局所数理モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：体内生命現象／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：ケラージーゲル系／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】数学：数学的特徴づけ／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【数物系科学】数学：数理医学／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：数理生物学モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：局所・非局所域モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：評価式／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：渋滞学／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにし...

【数物系科学】数学：群集運動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】待ち行列 / 非対称単純排他過程 / セルオートマトン / ゲーム理論 / 群集運動 (他7件)

【概要】車や人が行列に殺到したことによって物資の保有量がどれだけ不均一になってしまうかということや、行列への殺到が起こってしまう条件、行列への殺到が起こらなければ失われなかった物資の総量を調べることができるモデルを構築した。このモデルは、物資に殺到する車や人によって道が混雑してしまう状況にも応用することができる。また、モデルを解析するための新たな近似計算方法の開発も行った。さらに実際の人による実験も行い、...

【数物系科学】数学：セシウムの特異拡散／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【数物系科学】数学：爆発解／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：時間大域解／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：数値解析・数理モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は，海洋における大振幅波動の本質（非線形性と分散性）をとらえた数理モデルを導出し，その数理解析を行うことである．令和3年度（最終年度）は以下の三つのテーマについて研究を実施した．研究成果は，発表論文6件（査読有5件，国際共著4件），学会発表21件（招待講演2件，国際講演6件）で公表されている．研究の概要は以下の通りである． 1. 数学モデル：(1)水面上に浮体がある場合の浅水波モデルの...

【数物系科学】数学：解の漸近挙動／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：アブリオリ評価／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：非線形発展方程式／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：3次元多様体／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】数学：領域選択ゲーム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】数学：位相幾何学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】数学：楕円型偏微分方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：写像度／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：弱解／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】数学：離散系／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【数物系科学】数学：マックス・プラス代数／数理モデルを含む研究件

【数物系科学】数学：進行波解／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：非整数階偏微分方程式／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【数物系科学】数学：解析学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】数学：回転群／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】数学：近接単位根過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：シャガス病／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：流行モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：特異拡散／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】数学：粒子運動／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：空間グラフ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】数学：界面方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【数物系科学】数学：複雑形状／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】数学：AIDSの流行モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：経験尤度比／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：スポットパターン／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：スポットパターンダイナミクス／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：計量ファイナンス／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：安定過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：結び目理論／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】数学：安定人ロモデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：安定人口／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：セミマルチンゲール／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：樟脳船／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：樟脳粒／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：ブレビング運動／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：年齢構造／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：年齢構造化モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：感染症モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：感染症数理モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：感染症流行モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：閾値現象／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：閾値条件／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：閾値定理／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：漸近挙動／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】数学：タイプ別再生産数／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：遺伝子統計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：偏微分方程式／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】数学：状態別再生産数／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：医学・生物統計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：医薬生物統計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：間欠運助／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：一般化モーメント法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：ポートフォリオ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：因果性検定／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：ホップ分岐／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：基本再生産数／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：振動運動／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：後退分岐／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：発展方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：半群／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：テンポ調整出生率／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：SO(3) ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】数学：反応拡散／数理モデルを含む研究件

【概要】胃がんや卵巣がんの腹膜播種は、腹腔内に広範囲にがん細胞が転移し、播種巣が形成される疾患である。本研究では、がん微小環境を反映した播種巣内部の反応拡散モデルと腹腔・全身循環を結合した新たなマルチスケール薬物動態モデルを構築した。構築したモデルにより、抗がん剤を腹腔投与した際の腹膜播種への送達挙動やその種差による違い、ハイドロゲルを用いて徐放化した際の効果などについて、定量的に議論することが可能とな...

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】数学：液滴のブレビング運動／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：液滴運動／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：繁殖価／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：マトロイド／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【数物系科学】数学：次世代作用素／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】数学：伝染病モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：多様体値関数／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】数学：人口／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：体積保存条件付き反応拡散系／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：油濁／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】数学：自走運動／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】数学：構造化個体群モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：自由境界問題／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】数学：数学解析／数理モデルを含む研究件

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】数学：大規模連立一次方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】数学：数学的モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】数学：微分方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：等長埋め込み／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】数学：数理的研究／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は,生態学における生態系の安定性や動態,多様性についての数理的研究の現状と将来の発展性について,生態学に関する数理モデルの数学的研究に関わってきた研究者を中心とした研究者組織によって総合的な議論を行う学際的な交流の場を実現し,生態系に関する数理的研究の現状の諸側面に関する議論を行い,将来の発展を促す契機を提供することを目指した。昨今の応用数理における多様な自然科学分野の融合,複合化の実現,...

【数物系科学】数学：数理統計学／数理モデルを含む研究件

❏統計的推測に関連する最適化理論の研究(02640171)

【研究テーマ】数学一般

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1990

【研究代表者】石井惠一大阪大学, 基礎工学部, 教授 (80029420)

【キーワード】最適化問題 / 数理統計学 / 数理モデル

【概要】研究計画に従って,研究代表者および研究分担者が研究を進めた結果,得られた成果を,進行中のものも含めて報告する. 1.最適化の一般理論を統計的推測に応用する場面においては,測度の空間(確率過程のように関数空間上の測度も含む),統計量の空間,検定関数の空間などの無限次元線形空間における最適化理論が登場する.これについて,研究代表者らは,以前から,数理統計学に必要な範囲で一般論を展開し,統計的諸問題への...

【数物系科学】数学：統計推測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：統計的漸近理論／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：統計的予測・制御／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【数物系科学】数学：サバイバルモデル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【数物系科学】数学：闘値条件／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】数学：弱エルゴード性／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【数物系科学】物理学：界面運動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】界面運動 / 粉粒体 / シミュレーション / パターン形成 / 統計物理学 (他7件)

【概要】多粒子系における系の界面運動と粒子の集団運動との競合を理解するために、水-粉粒体混合系の乾燥に伴う水-空気境界の運動により得られる迷路状パターンの特徴付けを行った。我々の実験およびフェーズ・フィールドモデルに粉粒体の運動方程式を結合したモデルによるシミュレーションの結果、パターンのフラクタル性(自己相似性・自己アフィン性)および運動的性質が粉粒体の混合量に応じて変化することが確認された。 ...

【数物系科学】物理学：セルオートマトン／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにし...

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【キーワード】待ち行列 / 非対称単純排他過程 / セルオートマトン / ゲーム理論 / 群集運動 (他7件)

【概要】車や人が行列に殺到したことによって物資の保有量がどれだけ不均一になってしまうかということや、行列への殺到が起こってしまう条件、行列への殺到が起こらなければ失われなかった物資の総量を調べることができるモデルを構築した。このモデルは、物資に殺到する車や人によって道が混雑してしまう状況にも応用することができる。また、モデルを解析するための新たな近似計算方法の開発も行った。さらに実際の人による実験も行い、...

【数物系科学】物理学：粉粒体／数理モデルを含む研究件

【キーワード】界面運動 / 粉粒体 / シミュレーション / パターン形成 / 統計物理学 (他7件)

【概要】多粒子系における系の界面運動と粒子の集団運動との競合を理解するために、水-粉粒体混合系の乾燥に伴う水-空気境界の運動により得られる迷路状パターンの特徴付けを行った。我々の実験およびフェーズ・フィールドモデルに粉粒体の運動方程式を結合したモデルによるシミュレーションの結果、パターンのフラクタル性(自己相似性・自己アフィン性)および運動的性質が粉粒体の混合量に応じて変化することが確認された。 ...

【数物系科学】物理学：漸近解析／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】物理学：進行波／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】物理学：非線型／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【数物系科学】物理学：ギシツブルグ・ランダウ方程式／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】物理学：非線形波動／数理モデルを含む研究件

❏海洋波の強非線形・非定常現象に対する数理モデルとその検証(22H01136)

【キーワード】非線形波動 / 海洋波 / 数理モデル / 数値計算

【概要】本研究の目的は，海洋における大振幅波動の本質（非線形性と分散性）をとらえた数理モデルを導出し，その数理解析を行うことである．令和3年度（最終年度）は以下の三つのテーマについて研究を実施した．研究成果は，発表論文6件（査読有5件，国際共著4件），学会発表21件（招待講演2件，国際講演6件）で公表されている．研究の概要は以下の通りである． 1. 数学モデル：(1)水面上に浮体がある場合の浅水波モデルの...

【数物系科学】物理学：動的接触理論／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：焼き付き／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：焼付き／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：その場可視化／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：超音速／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：超音速摩擦／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：ソフトマター／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：状態変数／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：応用数学／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は，海洋における大振幅波動の本質（非線形性と分散性）をとらえた数理モデルを導出し，その数理解析を行うことである．令和3年度（最終年度）は以下の三つのテーマについて研究を実施した．研究成果は，発表論文6件（査読有5件，国際共著4件），学会発表21件（招待講演2件，国際講演6件）で公表されている．研究の概要は以下の通りである． 1. 数学モデル：(1)水面上に浮体がある場合の浅水波モデルの...

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【数物系科学】物理学：巨大応答／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：巨大過渡応答／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】物理学：双曲幾何／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】物理学：ボテンシャル／数理モデルを含む研究件

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【数物系科学】物理学：反応拡散方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】物理学：マイスナー効果／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】物理学：人口モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】物理学：非線形現象／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】物理学：非平衡・非線形物理学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】界面運動 / 粉粒体 / シミュレーション / パターン形成 / 統計物理学 (他7件)

【概要】多粒子系における系の界面運動と粒子の集団運動との競合を理解するために、水-粉粒体混合系の乾燥に伴う水-空気境界の運動により得られる迷路状パターンの特徴付けを行った。我々の実験およびフェーズ・フィールドモデルに粉粒体の運動方程式を結合したモデルによるシミュレーションの結果、パターンのフラクタル性(自己相似性・自己アフィン性)および運動的性質が粉粒体の混合量に応じて変化することが確認された。 ...

【数物系科学】物理学：パルス／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【数物系科学】物理学：複雑系／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】物理学：臨界磁場／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】物理学：組織弾性モダリティ／数理モデルを含む研究件

【数物系科学】物理学：反応・拡散系／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【数物系科学】物理学：ドメイン成長／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】物理学：渋滞／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにし...

【数物系科学】物理学：可積分系／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】物理学：安定性／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】古澤力独立行政法人理化学研究所, 多階層生命動態研究チーム, チームリーダー (00372631)

【概要】本研究は、数理モデルを用いた解析を用いて、幹細胞の分化機構の理解することを目的とした。細胞分化を引き起こす制御ネットワークの探索を行うことによって、出現し得る分化過程のダイナミクスを網羅的に解析し、その過程における不可逆性や安定性の解析を行った。結果として、分化能を持つ幹細胞は振動する発現ダイナミクスを持つことを示し、それを生み出す制御ネットワークの性質の理解に成功した。それらの知見を基に、マウス...

【概要】本研究は,生態学における生態系の安定性や動態,多様性についての数理的研究の現状と将来の発展性について,生態学に関する数理モデルの数学的研究に関わってきた研究者を中心とした研究者組織によって総合的な議論を行う学際的な交流の場を実現し,生態系に関する数理的研究の現状の諸側面に関する議論を行い,将来の発展を促す契機を提供することを目指した。昨今の応用数理における多様な自然科学分野の融合,複合化の実現,...

【数物系科学】物理学：走化性／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、免疫細胞の移動を決定する、複雑な外部環境の時空間的情報処理の理解を目的とした。時空間的に変化する誘引分子fMLPの濃度プロフィールにたいして、好中球様細胞HL60がどのように応答するかを、微小流路系を用いた勾配形成とその操作によって、おもにライブセルイメージングを中心に解析した。その結果、HL60細胞はfMLP濃度上昇にたいして大きな変化を示し、濃度減少にたいして小さな変化を示すこと、...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】物理学：走化性方程式／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【数物系科学】物理学：トポロジー／数理モデルを含む研究件

【キーワード】結び目理論 / 3次元多様体 / トポロジー / 空間グラフ / 数理モデル (他9件)

【概要】結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教...

【数物系科学】物理学：ナビエ・ストークス方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】物理学：非線形／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【数物系科学】物理学：数理モデリング／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【数物系科学】物理学：統計物理学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】界面運動 / 粉粒体 / シミュレーション / パターン形成 / 統計物理学 (他7件)

【概要】多粒子系における系の界面運動と粒子の集団運動との競合を理解するために、水-粉粒体混合系の乾燥に伴う水-空気境界の運動により得られる迷路状パターンの特徴付けを行った。我々の実験およびフェーズ・フィールドモデルに粉粒体の運動方程式を結合したモデルによるシミュレーションの結果、パターンのフラクタル性(自己相似性・自己アフィン性)および運動的性質が粉粒体の混合量に応じて変化することが確認された。 ...

【数物系科学】地球惑星科学：海洋島／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【数物系科学】地球惑星科学：形／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【数物系科学】地球惑星科学：計算機シミュレーション／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】古澤力独立行政法人理化学研究所, 多階層生命動態研究チーム, チームリーダー (00372631)

【概要】本研究は、数理モデルを用いた解析を用いて、幹細胞の分化機構の理解することを目的とした。細胞分化を引き起こす制御ネットワークの探索を行うことによって、出現し得る分化過程のダイナミクスを網羅的に解析し、その過程における不可逆性や安定性の解析を行った。結果として、分化能を持つ幹細胞は振動する発現ダイナミクスを持つことを示し、それを生み出す制御ネットワークの性質の理解に成功した。それらの知見を基に、マウス...

【数物系科学】地球惑星科学：力学系／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【数物系科学】地球惑星科学：アナログ実験／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：不均質媒質／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【数物系科学】地球惑星科学：周期性／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：空振／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は,比較的単純な噴火形態を繰り返す火道システムの確立した火山を対象に振動現象の観測データから,火道浅部の内部状態を推定する方法を確立し,一連の噴火活動中での噴火様式変化の推定に結びつけることを目的とした.本研究期間中に,2011年霧島新燃岳の噴火が発生し,準プリニー式噴火,マグマ湧出,ブルカの式噴火という異なる噴火に対する火口近傍で地震,地殻変動,空振という多項目の観測データを得ることに成功...

【数物系科学】地球惑星科学：フェーズフィールドモデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】地球惑星科学：分岐／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】地球惑星科学：圧力波／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：圧力変動／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：噴出率／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：摩擦／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】地球惑星科学：グリーン関数／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【数物系科学】地球惑星科学：模擬実験／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：音波／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：非線形偏微分方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【数物系科学】地球惑星科学：火山現象／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は,比較的単純な噴火形態を繰り返す火道システムの確立した火山を対象に振動現象の観測データから,火道浅部の内部状態を推定する方法を確立し,一連の噴火活動中での噴火様式変化の推定に結びつけることを目的とした.本研究期間中に,2011年霧島新燃岳の噴火が発生し,準プリニー式噴火,マグマ湧出,ブルカの式噴火という異なる噴火に対する火口近傍で地震,地殻変動,空振という多項目の観測データを得ることに成功...

【数物系科学】地球惑星科学：黒潮／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【数物系科学】地球惑星科学：カオス／数理モデルを含む研究件

【概要】前年度の解析によって得られた昆虫の多様な複雑形態の特徴に着目し,その基本構造生成のメカニズムに関する遺伝子・タンパク質ネットワークの数理モデルを構築して,それらの数理モデルのシミュレーション解析及び理論解析を行なうとともに,昆虫の雌雄間の形態差と進化に関して考察を行なった。 1.昆虫の多様な複雑形態生成のメカニズムに関して,最近のゲノム・プロテオーム科学の大きな進展を背景として,昆虫の形態発現の基...

【数物系科学】地球惑星科学：パターン形成／数理モデルを含む研究件

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【キーワード】界面運動 / 粉粒体 / シミュレーション / パターン形成 / 統計物理学 (他7件)

【概要】多粒子系における系の界面運動と粒子の集団運動との競合を理解するために、水-粉粒体混合系の乾燥に伴う水-空気境界の運動により得られる迷路状パターンの特徴付けを行った。我々の実験およびフェーズ・フィールドモデルに粉粒体の運動方程式を結合したモデルによるシミュレーションの結果、パターンのフラクタル性(自己相似性・自己アフィン性)および運動的性質が粉粒体の混合量に応じて変化することが確認された。 ...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】地球惑星科学：最適化問題／数理モデルを含む研究件

❏統計的推測に関連する最適化理論の研究(02640171)

【研究テーマ】数学一般

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1990

【研究代表者】石井惠一大阪大学, 基礎工学部, 教授 (80029420)

【キーワード】最適化問題 / 数理統計学 / 数理モデル

【概要】研究計画に従って,研究代表者および研究分担者が研究を進めた結果,得られた成果を,進行中のものも含めて報告する. 1.最適化の一般理論を統計的推測に応用する場面においては,測度の空間(確率過程のように関数空間上の測度も含む),統計量の空間,検定関数の空間などの無限次元線形空間における最適化理論が登場する.これについて,研究代表者らは,以前から,数理統計学に必要な範囲で一般論を展開し,統計的諸問題への...

【数物系科学】地球惑星科学：多結晶／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【数物系科学】地球惑星科学：噴火／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：微動／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は,比較的単純な噴火形態を繰り返す火道システムの確立した火山を対象に振動現象の観測データから,火道浅部の内部状態を推定する方法を確立し,一連の噴火活動中での噴火様式変化の推定に結びつけることを目的とした.本研究期間中に,2011年霧島新燃岳の噴火が発生し,準プリニー式噴火,マグマ湧出,ブルカの式噴火という異なる噴火に対する火口近傍で地震,地殻変動,空振という多項目の観測データを得ることに成功...

【数物系科学】地球惑星科学：火山／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【概要】本研究は,比較的単純な噴火形態を繰り返す火道システムの確立した火山を対象に振動現象の観測データから,火道浅部の内部状態を推定する方法を確立し,一連の噴火活動中での噴火様式変化の推定に結びつけることを目的とした.本研究期間中に,2011年霧島新燃岳の噴火が発生し,準プリニー式噴火,マグマ湧出,ブルカの式噴火という異なる噴火に対する火口近傍で地震,地殻変動,空振という多項目の観測データを得ることに成功...

【数物系科学】地球惑星科学：流体／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】地球惑星科学：地震／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は,比較的単純な噴火形態を繰り返す火道システムの確立した火山を対象に振動現象の観測データから,火道浅部の内部状態を推定する方法を確立し,一連の噴火活動中での噴火様式変化の推定に結びつけることを目的とした.本研究期間中に,2011年霧島新燃岳の噴火が発生し,準プリニー式噴火,マグマ湧出,ブルカの式噴火という異なる噴火に対する火口近傍で地震,地殻変動,空振という多項目の観測データを得ることに成功...

【数物系科学】地球惑星科学：安定同位体／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【数物系科学】地球惑星科学：水温／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【数物系科学】地球惑星科学：微量元素／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【数物系科学】天文学：差分法／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【数物系科学】天文学：超伝導／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【数物系科学】天文学：波動／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【数物系科学】天文学：データ解析／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【数物系科学】天文学：定常解／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【数物系科学】天文学：数値シミュレーション／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【数物系科学】天文学：数値計算／数理モデルを含む研究件

❏海洋波の強非線形・非定常現象に対する数理モデルとその検証(22H01136)

【キーワード】非線形波動 / 海洋波 / 数理モデル / 数値計算

【概要】本研究の目的は，海洋における大振幅波動の本質（非線形性と分散性）をとらえた数理モデルを導出し，その数理解析を行うことである．令和3年度（最終年度）は以下の三つのテーマについて研究を実施した．研究成果は，発表論文6件（査読有5件，国際共著4件），学会発表21件（招待講演2件，国際講演6件）で公表されている．研究の概要は以下の通りである． 1. 数学モデル：(1)水面上に浮体がある場合の浅水波モデルの...

【化学】基礎化学：分散力／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【化学】基礎化学：素過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【化学】基礎化学：分子自己集合／数理モデルを含む研究件

【キーワード】分子自己集合 / 速度論支配 / 環状自己集合体 / 数理モデル / 金属錯体 (他6件)

【概要】2021年度は、速度論支配における配位分子自己集合の原理解明を目指し、数理モデルの構築およびその実験的実証に取り組んだ。数理モデルの構築については、最もシンプルかつ多様な自己集合体のモデルとしても十分に機能するM4L4四角形を選択した。これについて系中で起こりうるすべての反応を考慮した反応ネットワークモデルの構築を達成し、これを使い自己集合の数値シミュレーションを実施した。研究構想段階における思考...

【化学】基礎化学：環状自己集合体／数理モデルを含む研究件

【キーワード】分子自己集合 / 速度論支配 / 環状自己集合体 / 数理モデル / 金属錯体 (他6件)

【概要】2021年度は、速度論支配における配位分子自己集合の原理解明を目指し、数理モデルの構築およびその実験的実証に取り組んだ。数理モデルの構築については、最もシンプルかつ多様な自己集合体のモデルとしても十分に機能するM4L4四角形を選択した。これについて系中で起こりうるすべての反応を考慮した反応ネットワークモデルの構築を達成し、これを使い自己集合の数値シミュレーションを実施した。研究構想段階における思考...

【化学】基礎化学：速度論支配／数理モデルを含む研究件

【キーワード】分子自己集合 / 速度論支配 / 環状自己集合体 / 数理モデル / 金属錯体 (他6件)

【概要】2021年度は、速度論支配における配位分子自己集合の原理解明を目指し、数理モデルの構築およびその実験的実証に取り組んだ。数理モデルの構築については、最もシンプルかつ多様な自己集合体のモデルとしても十分に機能するM4L4四角形を選択した。これについて系中で起こりうるすべての反応を考慮した反応ネットワークモデルの構築を達成し、これを使い自己集合の数値シミュレーションを実施した。研究構想段階における思考...

【化学】基礎化学：自己集合過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】分子自己集合 / 速度論支配 / 環状自己集合体 / 数理モデル / 金属錯体 (他6件)

【概要】2021年度は、速度論支配における配位分子自己集合の原理解明を目指し、数理モデルの構築およびその実験的実証に取り組んだ。数理モデルの構築については、最もシンプルかつ多様な自己集合体のモデルとしても十分に機能するM4L4四角形を選択した。これについて系中で起こりうるすべての反応を考慮した反応ネットワークモデルの構築を達成し、これを使い自己集合の数値シミュレーションを実施した。研究構想段階における思考...

【化学】複合化学：ゲル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【化学】複合化学：金属錯体／数理モデルを含む研究件

【キーワード】分子自己集合 / 速度論支配 / 環状自己集合体 / 数理モデル / 金属錯体 (他6件)

【概要】2021年度は、速度論支配における配位分子自己集合の原理解明を目指し、数理モデルの構築およびその実験的実証に取り組んだ。数理モデルの構築については、最もシンプルかつ多様な自己集合体のモデルとしても十分に機能するM4L4四角形を選択した。これについて系中で起こりうるすべての反応を考慮した反応ネットワークモデルの構築を達成し、これを使い自己集合の数値シミュレーションを実施した。研究構想段階における思考...

【生物学】生物学：3D-CLEM ／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【生物学】生物学：膜分裂／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【生物学】生物学：ESCRTタンパク質／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【生物学】生物学：ESCRT複合体タンパク質／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【生物学】生物学：T細胞受容体レパトア／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【生物学】生物学：微分方程式モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【生物学】生物学：シーケンス解析／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【生物学】生物学：膜輸送／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【生物学】基礎生物学：伸長成長／数理モデルを含む研究件

【概要】昨年度までの研究では、モデル植物シロイヌナズナの主根を材料に、成長速度と細胞体積の空間プロフィールを測定する基本的な方法を開発し、定常的な成長下にある主根皮層細胞列に関して、成長パターンが私たちの数理モデル(器官は細胞数に比例する資本を有し、器官体積に依存する維持のための消費分を差し引いた残りを、細胞増殖と器官成長に投資する、また細胞数と器官体積の変化率はそれぞれ増殖と成長への投資量に比例する、と...

【生物学】基礎生物学：uORF ／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【生物学】基礎生物学：翻訳／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【生物学】基礎生物学：tRNA ／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

【生物学】基礎生物学：生態-進化フィードバック／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【生物学】基礎生物学：生態的種分化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【生物学】基礎生物学：出産間隔／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【生物学】基礎生物学：物質分配／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：分化型自然選択／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【生物学】基礎生物学：所有形態／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【生物学】基礎生物学：文化進化／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【生物学】基礎生物学：遷移／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【生物学】基礎生物学：常緑樹／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：オートノミー／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：Correlative inhibition ／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：一斉開花／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：送粉ネットワーク／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【生物学】基礎生物学：持続可能な生物資源利用／数理モデルを含む研究件

❏管理・利用形態と空間構造がコモンズの持続可能性へ及ぼす影響に関する理論・実験研究(26440236)

【キーワード】持続可能な生物資源利用 / 社会ー生態結合モデル / 数理モデル / シミュレーション / 実験 (他7件)

【概要】人々はコモンズとしての生物資源を持続可能に利用するために様々なルールを作ってきた。全員がコモンズを管理し、一人ずつコモンズを利用するというシステムにおいて持続可能に利用するための条件を探るための理論的研究を行った。例としては水路の利用に当たる。また、この理論を確かめるために被験者実験を行なった。中華の高級食材であるアナツバメの巣の持続可能な利用に関して、慣習ルールと生態特性がうまく絡まり合うと、...

【生物学】基礎生物学：トライコーム／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【生物学】基礎生物学：トレードオフ／数理モデルを含む研究件

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【生物学】基礎生物学：人類社会／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【生物学】基礎生物学：コモンズの維持管理／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【生物学】基礎生物学：社会ー生態結合モデル／数理モデルを含む研究件

❏管理・利用形態と空間構造がコモンズの持続可能性へ及ぼす影響に関する理論・実験研究(26440236)

【キーワード】持続可能な生物資源利用 / 社会ー生態結合モデル / 数理モデル / シミュレーション / 実験 (他7件)

【概要】人々はコモンズとしての生物資源を持続可能に利用するために様々なルールを作ってきた。全員がコモンズを管理し、一人ずつコモンズを利用するというシステムにおいて持続可能に利用するための条件を探るための理論的研究を行った。例としては水路の利用に当たる。また、この理論を確かめるために被験者実験を行なった。中華の高級食材であるアナツバメの巣の持続可能な利用に関して、慣習ルールと生態特性がうまく絡まり合うと、...

【生物学】基礎生物学：表現型可塑性／数理モデルを含む研究件

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【生物学】基礎生物学：落葉樹／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：ハワイ産鳥類／数理モデルを含む研究件

【生物学】基礎生物学：生態系サイズ／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：生命情報／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、免疫細胞の移動を決定する、複雑な外部環境の時空間的情報処理の理解を目的とした。時空間的に変化する誘引分子fMLPの濃度プロフィールにたいして、好中球様細胞HL60がどのように応答するかを、微小流路系を用いた勾配形成とその操作によって、おもにライブセルイメージングを中心に解析した。その結果、HL60細胞はfMLP濃度上昇にたいして大きな変化を示し、濃度減少にたいして小さな変化を示すこと、...

【生物学】基礎生物学：撹乱／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：鯨類(Cetacea) ／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【生物学】基礎生物学：一次生産性／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：食物連鎖長／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：藻類／数理モデルを含む研究件

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【生物学】基礎生物学：幾何学的形態測定学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【生物学】基礎生物学：適応放散／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【生物学】基礎生物学：ギルド内捕食／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：ギルド内補食／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：光合成／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【生物学】基礎生物学：進化生物学／数理モデルを含む研究件

【概要】食物連鎖の長さ(食物網に含まれる栄養段階の数)は、どんな環境要因によって決まるのだろうか?過去の仮説は、基底資源量や撹乱、生態系サイズが重要な要因だと考えているが、最近の野外研究では、生態系サイズの効果が検出されることが多い。本研究では、これら三要因すべてを組み込んだ数理モデルにおいて生態系サイズの効果が最も強く現れることを示し、野外パターンを理論的に説明した。この基礎理論は、漁業や農業が対象とす...

【生物学】基礎生物学：進化的制約／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【生物学】基礎生物学：ハシブトガラス／数理モデルを含む研究件

【生物学】基礎生物学：種分化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【生物学】基礎生物学：光／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【生物学】基礎生物学：社会性／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【生物学】人類学：形状修復／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【生物学】人類学：形態／数理モデルを含む研究件

【概要】前年度の解析によって得られた昆虫の多様な複雑形態の特徴に着目し,その基本構造生成のメカニズムに関する遺伝子・タンパク質ネットワークの数理モデルを構築して,それらの数理モデルのシミュレーション解析及び理論解析を行なうとともに,昆虫の雌雄間の形態差と進化に関して考察を行なった。 1.昆虫の多様な複雑形態生成のメカニズムに関して,最近のゲノム・プロテオーム科学の大きな進展を背景として,昆虫の形態発現の基...

【生物学】人類学：霊長類／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【生物学】人類学：薄板スプライン関数／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【生物学】人類学：損傷、変形形態／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【生物学】人類学：進化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【生物学】人類学：多様性／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【概要】本研究は,生態学における生態系の安定性や動態,多様性についての数理的研究の現状と将来の発展性について,生態学に関する数理モデルの数学的研究に関わってきた研究者を中心とした研究者組織によって総合的な議論を行う学際的な交流の場を実現し,生態系に関する数理的研究の現状の諸側面に関する議論を行い,将来の発展を促す契機を提供することを目指した。昨今の応用数理における多様な自然科学分野の融合,複合化の実現,...

【生物学】人類学：人類学／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【生物学】人類学：人類進化／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【生物学】人類学：化石／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【生物学】人類学：X線CTスキャナー／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【工学】機械工学：生物／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【工学】機械工学：人工物／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【工学】機械工学：強さ／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【工学】機械工学：バイオニックデザイン／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【工学】機械工学：モデル実験／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【工学】機械工学：脳活動計測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【工学】機械工学：体調モニタリング／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】機械工学：居眠り運転／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】機械工学：リズム運動／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【工学】機械工学：状況依存性／数理モデルを含む研究件

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、社会的状況における判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。社会的環...

❏状況依存的な判断と意思決定の実験研究とその計量モデル・数理モデル・表現定理の解明(11610067)

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。まず、第1に、判断と意思決定...

【工学】機械工学：非侵襲計測／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】材料工学：スーパーレベルセット法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：拡張レベルセット法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：一般化連続体力学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：機構創成／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：マイクロポーラ弾性体／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：マルチマテリアル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：非線形トポロジー最適化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】材料工学：フェーズフィールド／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【工学】プロセス・化学工学：シングルユース／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：スーパーストラクチャー／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：連続生産／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：注射剤／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：プロセスシステム工学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：プロセス設計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：ソフトウェア実装／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：医薬品製造／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：固形剤／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：多目的プロセス設計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：多目的意思決定／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：多目的評価／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】プロセス・化学工学：有機溶媒／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【工学】電気電子工学：スピン波／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【工学】電気電子工学：テスト／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【工学】建築学：最適化手法／数理モデルを含む研究件

❏人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用(18H01661)

【キーワード】都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル (他17件)

【概要】都市施設の適切な配置・運用を検討する際に，人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した．施設の種類，移動目的，施設利用者の行動，施設配置の評価尺度などに応じて，数多くの研究テーマが考えられる．本課題では，実社会で重要な応用をもつにも関わらず，十分な学術的成果が得られていないテーマとして，鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題，経路上にある施設からサービスを...

【工学】建築学：エアロゾル感染／数理モデルを含む研究件

❏エアロゾル感染を含む４感染経路の水平伝播数理モデル構築と新規リスク予想基盤の創出(21K04377)

【概要】堀（順天堂大学大学院）は、清水建設株式会社技術研究所と早稲田大学田辺らと連携し、エアロゾルが空間に拡散する様式をシミュレートする数値流体解析（CFD）に対して簡易パラメーターを開発し、飛沫核と飛沫による感染確率を予測する手法を開発し、従来法より演算にかかる時間を大幅に低減させつつも、予測値の分布範囲がほぼ同一の予測を得ることが可能になった。この成果は、国際英文誌 Indoor and Built ...

【工学】建築学：換気／数理モデルを含む研究件

❏エアロゾル感染を含む４感染経路の水平伝播数理モデル構築と新規リスク予想基盤の創出(21K04377)

【概要】堀（順天堂大学大学院）は、清水建設株式会社技術研究所と早稲田大学田辺らと連携し、エアロゾルが空間に拡散する様式をシミュレートする数値流体解析（CFD）に対して簡易パラメーターを開発し、飛沫核と飛沫による感染確率を予測する手法を開発し、従来法より演算にかかる時間を大幅に低減させつつも、予測値の分布範囲がほぼ同一の予測を得ることが可能になった。この成果は、国際英文誌 Indoor and Built ...

【工学】建築学：リンク機構／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】建築学：過渡応答／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【工学】建築学：温熱環境／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】建築学：設計論／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【工学】建築学：遺伝的アルゴリズム(GA) ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【工学】建築学：施設配置／数理モデルを含む研究件

【概要】交通網や都市施設の望ましい形態や配置を追求するための基礎的研究を行った. 特定の交通網がもつ特性を分析するために,その上での様々な移動に対し,移動の起・終点間の直線距離と,最短距離の直線距離に対する比の2変量に着目し,この同時分布を用いる方法を提案した.この比は移動の効率性を測る基礎的な指標であり,提案した同時分布を用いることで,移動距離に応じて移動効率がどのように変化するかを把握することができる...

【工学】建築学：考古学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【工学】土木工学：滑り／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【工学】土木工学：幾何学非線形／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】土木工学：ばらつき／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【工学】土木工学：化学反応／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【工学】土木工学：実践的研究／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

【工学】土木工学：生活関連物流／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】土木工学：リスク認知／数理モデルを含む研究件

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【工学】土木工学：物資輸送／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】土木工学：災害時交通／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】土木工学：言語ブロトコル分析／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【工学】土木工学：交通工学／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】土木工学：交通事故／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】土木工学：避難交通／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】土木工学：巨大災害／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】土木工学：都市・地域計画／数理モデルを含む研究件

【概要】都市における人の流れに着目し，施設の配置場所とサービス提供時間帯を同時に最適化する数理モデルを構築し，鉄道網上での配置分析を行った．具体的には，(1) 終業後の帰宅途中に施設へ立ち寄りサービスを受ける状況において早く帰宅できるほど望ましい点を考慮したモデル，(2) サービス提供時間帯のどこかで一定時間以上立ち寄ればよいモデル，(3) サービス提供時間を可変とした拡張モデル等を提案した．さらに，オリ...

【キーワード】オペレーションズ・リサーチ / 数理最適化 / 安全性 / 都市・地域計画 / ネットワーク最適化 (他8件)

【概要】下校時の児童の安全性を確保するための集団下校に着目し，安全性の高い経路設計のための数理最適化モデルを構築した．学校から帰宅する際の下校経路の評価尺度として，一人で歩く距離を全児童について合計したものと，学校から家までの移動距離を全児童について合計したものを採用した．提案モデルを道路網データに適用した結果，最短経路からの迂回の度合いが極めて小さくても，一人で歩く距離を大幅に削減するような下校経路案を...

【工学】土木工学：都市解析／数理モデルを含む研究件

【概要】交通網や都市施設の望ましい形態や配置を追求するための基礎的研究を行った. 特定の交通網がもつ特性を分析するために,その上での様々な移動に対し,移動の起・終点間の直線距離と,最短距離の直線距離に対する比の2変量に着目し,この同時分布を用いる方法を提案した.この比は移動の効率性を測る基礎的な指標であり,提案した同時分布を用いることで,移動距離に応じて移動効率がどのように変化するかを把握することができる...

【工学】土木工学：都市計画・建築計画／数理モデルを含む研究件

【概要】交通網や都市施設の望ましい形態や配置を追求するための基礎的研究を行った. 特定の交通網がもつ特性を分析するために,その上での様々な移動に対し,移動の起・終点間の直線距離と,最短距離の直線距離に対する比の2変量に着目し,この同時分布を用いる方法を提案した.この比は移動の効率性を測る基礎的な指標であり,提案した同時分布を用いることで,移動距離に応じて移動効率がどのように変化するかを把握することができる...

【工学】土木工学：二次構造／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【工学】土木工学：群知能／数理モデルを含む研究件

❏集合行動の認知・神経・生態学的基盤の解明(16H06324)

【研究期間】2016-05-31 - 2021-03-31

【研究代表者】亀田達也東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (20214554)

【キーワード】集合現象 / 計算論的アプローチ / 認知・行動実験 / 種間比較実験 / 神経・生理実験 (他13件)

【概要】(a) 種間比較実験、同期化に関する神経・生理実験：カラス飼育群を用い、２個体間の攻撃交渉に関する数理モデル（Winner-Loser効果）データで，集団レベルの攻撃交渉ネットワーク実測値を説明できるか調べた。同モデルはオス間ネットワークを説明でき，上位オスの攻撃によって維持されていることが示唆された。また、外界刺激に対する精神物理的判断がペア間でどのように同期するのかについて強化学習によるモデ...

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【工学】土木工学：社会資本／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【工学】構造・機能材料：弾性／数理モデルを含む研究件

【工学】構造・機能材料：相互拡散／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【工学】総合工学：拡散／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【工学】総合工学：メカニズム／数理モデルを含む研究件

❏会社学における理論と概念のフォ-マライゼ-ション(01301027)

【研究テーマ】社会学

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1989 - 1990

【研究代表者】小林淳一福岡大学, 人文学部, 教授 (20113243)

【キーワード】フォ-マラゼ-ション / 数理モデル / デリベ-ション / メカニズム / フォ-マライゼ-ション (他7件)

【概要】本年度も昨年と同様、ニュ-ズレタ-ほかによる日常的情報交換と、研究会・研究合宿における討論をとおして、共通情報の集積、分担研究の相互批判、今後の研究の方向づ母をおこなった。その結果、われわれのグル-プのこれまでの研究をさらに展開することだけでなく、その成果を以下のような構成の報告書として分刊することができた。 1.組織のピラミッド型モデル 2.「予言の自己成就」について 3.Simon=Homan...

【工学】総合工学：化学工学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】総合工学：溶解／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【工学】総合工学：2倍体植物／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【工学】総合工学：集団遺伝解析／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【工学】総合工学：集団動態／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【工学】総合工学：レッドリスト／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【工学】総合工学：絶滅確率／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【工学】総合工学：保全生物／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【工学】総合工学：貴重植物／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【工学】総合工学：符号化原理／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：感性設計／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：素材認識／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：テクスチャ／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【工学】総合工学：期待効果／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：摩耗／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【工学】総合工学：大きさ重さ錯覚／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：質感／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：実験・観察／数理モデルを含む研究件

❏管理・利用形態と空間構造がコモンズの持続可能性へ及ぼす影響に関する理論・実験研究(26440236)

【キーワード】持続可能な生物資源利用 / 社会ー生態結合モデル / 数理モデル / シミュレーション / 実験 (他7件)

【概要】人々はコモンズとしての生物資源を持続可能に利用するために様々なルールを作ってきた。全員がコモンズを管理し、一人ずつコモンズを利用するというシステムにおいて持続可能に利用するための条件を探るための理論的研究を行った。例としては水路の利用に当たる。また、この理論を確かめるために被験者実験を行なった。中華の高級食材であるアナツバメの巣の持続可能な利用に関して、慣習ルールと生態特性がうまく絡まり合うと、...

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【概要】本研究は,比較的単純な噴火形態を繰り返す火道システムの確立した火山を対象に振動現象の観測データから,火道浅部の内部状態を推定する方法を確立し,一連の噴火活動中での噴火様式変化の推定に結びつけることを目的とした.本研究期間中に,2011年霧島新燃岳の噴火が発生し,準プリニー式噴火,マグマ湧出,ブルカの式噴火という異なる噴火に対する火口近傍で地震,地殻変動,空振という多項目の観測データを得ることに成功...

【工学】総合工学：感度解析／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】総合工学：不確かさ／数理モデルを含む研究件

【概要】新奇性に対する感情次元（覚醒度と感情価）をベイズ知覚モデルと情報利得を用いて定式化した。覚醒度（または驚き）をベイズ事後分布と事前分布とのカルバックライブラー情報量による情報利得としてモデル化した。提案モデルの解析から、覚醒度に対する予測誤差と不確実性の交互作用を明らかにし、主観報告および事象関連電位P300を用いた実験により検証した。また、感情価を報酬系と嫌悪系の和として、情報利得の関数として定...

【工学】総合工学：生体システム／数理モデルを含む研究件

【概要】「循環系のホメオスタシスとその異常を対象とした学際的交流・共同研究のための準備調査」という本研究の目的をふまえ、分担研究者による討議と「肝炎の数理モデル」をはじめとする共同研究を推進するとともに、公開シンポジウム「ホメオスタシスの現在(いま)」を、1998年2月28日(土)東京大学山上会館において以下の如く開催した。内容は、問題設定をより一般的な対象に向け「ホメオスタシス」をテーマとした。第1部...

【工学】総合工学：超音波／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【工学】総合工学：原子間力顕微鏡／数理モデルを含む研究件

【工学】総合工学：カオス制御／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

【工学】総合工学：機械力学／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】総合工学：交通ネットワーク／数理モデルを含む研究件

【概要】被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することを目的として，発災後1週間程度以内の応急的な広域避難に関わる問題と避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，(1) 災害時の交通ネットワークマネジメントの共通理論基盤の形成，(2) 広域避難と生活物資輸送のマネジメント理論の構築,(3)広域避難と生活物資輸...

【工学】総合工学：メカトロニクス／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】総合工学：非線形系／数理モデルを含む研究件

【工学】総合工学：非線形振動／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【工学】総合工学：ネットワーク最適化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】オペレーションズ・リサーチ / 数理最適化 / 安全性 / 都市・地域計画 / ネットワーク最適化 (他8件)

【概要】下校時の児童の安全性を確保するための集団下校に着目し，安全性の高い経路設計のための数理最適化モデルを構築した．学校から帰宅する際の下校経路の評価尺度として，一人で歩く距離を全児童について合計したものと，学校から家までの移動距離を全児童について合計したものを採用した．提案モデルを道路網データに適用した結果，最短経路からの迂回の度合いが極めて小さくても，一人で歩く距離を大幅に削減するような下校経路案を...

【工学】総合工学：自動車／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【工学】総合工学：制御／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【工学】総合工学：レオロジー／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【工学】総合工学：凝集／数理モデルを含む研究件

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【工学】総合工学：避難施設／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火の際に，登山者や周辺住民が安全に避難するための避難施設の配置方法を決定する数理モデルを構築した．特に，噴火時にランダムに飛来する噴石を，確率モデルを用いて表現し，登山者が退避壕に安全に避難する経路を求めるための問題を定式化した．その上で，避難者が最も安全な経路を選択した場合に，期待避難者数を最大化する配置問題，避難困難地点の避難確率を最大化する問題，一定の避難確率を保証する条件下で最小の施...

【工学】総合工学：持続可能性／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【工学】総合工学：システム解析／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【工学】総合工学：特異値分解／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【工学】総合工学：レベルセット法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】総合工学：差分スキーム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：差分微分代数方程式／数理モデルを含む研究件

【概要】前年度の解析によって得られた昆虫の多様な複雑形態の特徴に着目し,その基本構造生成のメカニズムに関する遺伝子・タンパク質ネットワークの数理モデルを構築して,それらの数理モデルのシミュレーション解析及び理論解析を行なうとともに,昆虫の雌雄間の形態差と進化に関して考察を行なった。 1.昆虫の多様な複雑形態生成のメカニズムに関して,最近のゲノム・プロテオーム科学の大きな進展を背景として,昆虫の形態発現の基...

【工学】総合工学：劣モジュラ関数／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【工学】総合工学：線形半群理論／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：ペナルティー法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：組合せ最適化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【工学】総合工学：超電導／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：超電導体／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：超離散／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【工学】総合工学：ガレルキン法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：ギシツブルグ・ランダウ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：交通流／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにし...

【工学】総合工学：トポロジー最適化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】総合工学：反復関数系／数理モデルを含む研究件

【概要】前年度の解析によって得られた昆虫の多様な複雑形態の特徴に着目し,その基本構造生成のメカニズムに関する遺伝子・タンパク質ネットワークの数理モデルを構築して,それらの数理モデルのシミュレーション解析及び理論解析を行なうとともに,昆虫の雌雄間の形態差と進化に関して考察を行なった。 1.昆虫の多様な複雑形態生成のメカニズムに関して,最近のゲノム・プロテオーム科学の大きな進展を背景として,昆虫の形態発現の基...

【工学】総合工学：多相流／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【工学】総合工学：非係形現象／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：非対称単純排他過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】待ち行列 / 非対称単純排他過程 / セルオートマトン / ゲーム理論 / 群集運動 (他7件)

【概要】車や人が行列に殺到したことによって物資の保有量がどれだけ不均一になってしまうかということや、行列への殺到が起こってしまう条件、行列への殺到が起こらなければ失われなかった物資の総量を調べることができるモデルを構築した。このモデルは、物資に殺到する車や人によって道が混雑してしまう状況にも応用することができる。また、モデルを解析するための新たな近似計算方法の開発も行った。さらに実際の人による実験も行い、...

【工学】総合工学：強解／数理モデルを含む研究件

【キーワード】Ginzburg-Landau方程式 / 超伝導 / マイスナー効果 / 線形半群理論 / ガレルキン法 (他21件)

【概要】1.定常状態のマイスナー効果を巨視的に表現する拘束条件をGinzburg-Landauのエネルギー汎関数に付加して、その最小化問題を考え、それをペナルティ法を用いて解き、その非自明な解の存在定理を得た。さらに、その数値シミュレーションを行い、その解が巨視的にマイスナー効果をよく表現していることを確認した。 2.外部磁場中の時間依存のGinzburg-Landau方程式とMaxwell方程式の連立方...

【工学】総合工学：リスク評価／数理モデルを含む研究件

❏エアロゾル感染を含む４感染経路の水平伝播数理モデル構築と新規リスク予想基盤の創出(21K04377)

【概要】堀（順天堂大学大学院）は、清水建設株式会社技術研究所と早稲田大学田辺らと連携し、エアロゾルが空間に拡散する様式をシミュレートする数値流体解析（CFD）に対して簡易パラメーターを開発し、飛沫核と飛沫による感染確率を予測する手法を開発し、従来法より演算にかかる時間を大幅に低減させつつも、予測値の分布範囲がほぼ同一の予測を得ることが可能になった。この成果は、国際英文誌 Indoor and Built ...

【工学】総合工学：シミュレーション工学／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【工学】総合工学：流体力学／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は，海洋における大振幅波動の本質（非線形性と分散性）をとらえた数理モデルを導出し，その数理解析を行うことである．令和3年度（最終年度）は以下の三つのテーマについて研究を実施した．研究成果は，発表論文6件（査読有5件，国際共著4件），学会発表21件（招待講演2件，国際講演6件）で公表されている．研究の概要は以下の通りである． 1. 数学モデル：(1)水面上に浮体がある場合の浅水波モデルの...

【工学】総合工学：海洋資源／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【工学】総合工学：海洋波／数理モデルを含む研究件

❏海洋波の強非線形・非定常現象に対する数理モデルとその検証(22H01136)

【キーワード】非線形波動 / 海洋波 / 数理モデル / 数値計算

【工学】総合工学：粒界／数理モデルを含む研究件

【キーワード】多結晶 / フェーズフィールド / 特異拡散 / 多様体値関数 / 回転群 (他11件)

【概要】研究代表者は多結晶構造に関する問題にJ.A.Warren, W.C.Carterらとともに90年代なかばから取り組んできており、空間2次元(結晶方位も2次元)のモデルまでは完成していた。本研究の第一の目的は小林-Warren-Carterによって開発されてきた多結晶構造の形成と時間的変化を記述するモデル(KWCモデル)を2次元モデルから3次元モデルに拡張することである。この拡張は単に定義域の3次元...

【工学】総合工学：設計工学／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：最適設計／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】総合工学：計算力学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】総合工学：省エネルギー／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【工学】総合工学：材料／数理モデルを含む研究件

【概要】期待は，知覚経験を変える．期待によるバイアスを期待効果とよぶ．期待効果には，同化と対比の二つのパターンがある．対比は期待不一致を過大評価し，同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである．本研究では，脳神経の符号化原理を用いて，期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した．このモデルを用いた計算機シミュレーションから，1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する，2)不確実性の...

【工学】総合工学：姿勢制御／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【工学】総合工学：データ駆動型／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【工学】総合工学：マイクロバブル／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【工学】総合工学：気液二相流／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【工学】総合工学：マグネシウム／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【工学】総合工学：光造形／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【工学】総合工学：マルチスケール／数理モデルを含む研究件

【概要】胃がんや卵巣がんの腹膜播種は、腹腔内に広範囲にがん細胞が転移し、播種巣が形成される疾患である。本研究では、がん微小環境を反映した播種巣内部の反応拡散モデルと腹腔・全身循環を結合した新たなマルチスケール薬物動態モデルを構築した。構築したモデルにより、抗がん剤を腹腔投与した際の腹膜播種への送達挙動やその種差による違い、ハイドロゲルを用いて徐放化した際の効果などについて、定量的に議論することが可能とな...

【概要】M.Chaplainらによる腫瘍成長と浸潤の数理モデルは、一貫した多重スケール性を保持しており、それが明確なChapalin-Lolas, Gerisch-Chaplainモデルを取り上げる。後者は前者を非局所化したものであり、(1)まず前者の数学解析を完成させ、次いで後者の数学解析を遂行した。(2)しかし非局所項において定義の不備があり、これをChaplainが最近の論文中でついに認め訂正し、...

【工学】総合工学：非線形システム／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【工学】総合工学：構造最適化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【工学】総合工学：境界条件／数理モデルを含む研究件

【概要】非線形拡散を伴うロトカ・ボルテラ系に対して定常解の大域分岐構造に関する数理情報を引き出した。まず、ディレクレ境界条件のロトカ・ボルテラ競争系において、片方の交差拡散項を無限大にした極限系に対して定常解の部分集合が形成する大域分岐枝が得られた。また、ロトカ・ボルテラ系に関連する反応拡散移流系に対して、拡散と移流を無限大とした極限系の定常解の形成する大域分岐構造が得られた。 ...

【工学】総合工学：有限体積法／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【工学】総合工学：モデル化／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は，自律神経の活動状態が心臓系に及ぼす影響を再現したモデルと末梢血管のモデルに心臓からの拍出流量のモデルと血管系のモデルを統合し，これに生理学・熱力学的な原理に基づいた人体の体温調節モデルを組み合わせて，温熱環境の変化と自律神経指標の変化の相関性を評価可能なモデルを提案した．実験では車室内環境を模擬したブースで室温を短時間の間に変化させながら被験者の心拍間隔を取得し，自律神経指標の変化を評価...

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【工学】総合工学：モデル予測制御／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【工学】総合工学：数値解析／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究の目的は，海洋における大振幅波動の本質（非線形性と分散性）をとらえた数理モデルを導出し，その数理解析を行うことである．令和3年度（最終年度）は以下の三つのテーマについて研究を実施した．研究成果は，発表論文6件（査読有5件，国際共著4件），学会発表21件（招待講演2件，国際講演6件）で公表されている．研究の概要は以下の通りである． 1. 数学モデル：(1)水面上に浮体がある場合の浅水波モデルの...

【キーワード】特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 (他10件)

【概要】設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定...

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【工学】総合工学：表面張力／数理モデルを含む研究件

【概要】実験グループとの共同で,自己駆動する粒子や液滴が化学反応と相互作用することによって見られる現象に対して数理モデリングとその数理解析によって,現象のメカニズムを解明する研究を行った.対象とする実験系は,中和反応を伴う粒子運動と錯体反応を伴う粒子運動であった.中和反応系では反応次数が振動機構の重要なパラメータであること,錯体反応系では反応によって生成される物質が重要な役割を担っていることを数理モデリン...

【工学】総合工学：振動／数理モデルを含む研究件

【概要】火山噴火を模擬する室内実験を行い，圧力変化や空中音波を計測した．模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し，その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った．その結果，この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された．また，気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では，3種類のメカニズムが存在すること，空中や水中の...

【工学】総合工学：属性情報／数理モデルを含む研究件

【キーワード】プライバシー / k-匿名化 / 濡れ衣 / 個人情報 / パーソナルデータ (他13件)

【概要】個人の情報を保護したデータ開示法の一つにk-匿名化がある。k-匿名化されたデータを人間が閲覧した際に、データに含まれた人間に対して不利益を生ずるような推測がなされる場合がある。本研究ではこの現象をk-匿名化が誘発する濡れ衣と呼び、濡れ衣を発生させうる属性を持つ機微なレコードに着目し、濡れ衣の発生を軽減するk-匿名化法を提案する。滞在位置情報、およびカテゴリー情報も含む一般的な場合に対して、実データ...

【工学】総合工学：モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【工学】総合工学：シミュレーション／数理モデルを含む研究件

❏小区分62020:ウェブ情報学およびサービス情報学関連(0)

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【工学】総合工学：生態系モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【工学】総合工学：3次元計測／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【工学】総合工学：領域分割法／数理モデルを含む研究件

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【工学】総合工学：有限要素法／数理モデルを含む研究件

【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)

【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...

【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【工学】総合工学：可視化／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，アクリル樹脂を用いた摩擦・摩耗実験，および，高分子ゲルを用いた摩擦実験に取り組んだ．とくに後者では，すべり速度が物体の弾性波速度の同程度となる超高速条件で摩擦実験を実施した．その結果，2つの異なる特徴的な摩擦挙動を発見した．アクリル樹脂を用いた実験では，実験条件は一定であるにもかかわらず，ある時点で定常状態から逸脱し，摩擦力が急激に上昇して焼付きに至る挙動が観察された．また，高分子ゲ...

【総合生物】ゲノム科学：数理工学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】組合せ最適化 / アルゴリズム / ストリーミングアルゴリズム / 劣モジュラ関数 / マトロイド (他12件)

【概要】本年度は，昨年度に引き続き，大規模なネットワークを解析するための基本的な問題のひとつである，制約付き劣モジュラ関数最大化問題を扱い，この問題に対するストリーミングアルゴリズムの計算複雑度の解析に取り組んだ．昨年度に，制約付き劣モジュラ関数最大化問題に対する近似不可能性と空間複雑度との関係の解明に取り組み，入力データがストリームとして与えられメモリが制限されている状況において，0.585近似よりよい...

【総合生物】生体分子化学：回転運動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：細胞内マグネシウム／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：エピジェネティクス・ランドスケープ／数理モデルを含む研究件

❏哺乳細胞内で動作する人工遺伝子回路によるエピジェネティック・ランドスケープの構築(23680031)

【キーワード】人工遺伝子回路 / 合成生物学 / エピジェネティック・ランドスケープ / 数理モデル / 分化

【概要】多細胞生物において細胞が多様化していく様は、同一の遺伝子セットを持った細胞群が、細胞内・細胞間の分子ネットワークによって自律的に地形を規定し、この地形に沿って状態変化するよう自らをプログラムしていると、とらえることができる。また、細胞間の分子ネットワークは、細胞相互の位置関係も重要な意味を持つ。本研究では、この現象を追及するために、本質を抽出したシステムとして人工遺伝子回路を研究者が構築し解析する...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：遺伝暗号／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：遺伝子転写／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：RNA二次構造／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：配列解析／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：E-Cell ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：人工遺伝子回路／数理モデルを含む研究件

❏哺乳細胞内で動作する人工遺伝子回路によるエピジェネティック・ランドスケープの構築(23680031)

【キーワード】人工遺伝子回路 / 合成生物学 / エピジェネティック・ランドスケープ / 数理モデル / 分化

【概要】多細胞生物において細胞が多様化していく様は、同一の遺伝子セットを持った細胞群が、細胞内・細胞間の分子ネットワークによって自律的に地形を規定し、この地形に沿って状態変化するよう自らをプログラムしていると、とらえることができる。また、細胞間の分子ネットワークは、細胞相互の位置関係も重要な意味を持つ。本研究では、この現象を追及するために、本質を抽出したシステムとして人工遺伝子回路を研究者が構築し解析する...

【総合生物】神経科学：光学顕微鏡／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【総合生物】神経科学：理論神経科学／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：リボソーム／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

【総合生物】神経科学：段階性／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【総合生物】神経科学：連合学習／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【総合生物】神経科学：小脳／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【総合生物】神経科学：作業記憶／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：脳機構／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【総合生物】神経科学：発火／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【総合生物】神経科学：持続的活動／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：持続的神経活動／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：神経機構／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【総合生物】神経科学：数／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【総合生物】神経科学：数の認識／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【総合生物】神経科学：数量の認知／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：大脳皮質の持続的神経活動／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：抑制性介在性神経細胞／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】神経科学：抑制性神経細胞／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【総合生物】放射線生物学：発生過程／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【農学】農業工学：数理生物学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【農学】農業工学：種子のかたち／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：種子散布／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：樹体貯留水／数理モデルを含む研究件

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【農学】農業工学：根吸水／数理モデルを含む研究件

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【農学】農業工学：採種園／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：散布関数／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：散布曲線／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：長距離散布／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：気孔コンダクタンス／数理モデルを含む研究件

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【農学】農業工学：繁殖機構／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：更新機構／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農業工学：花粉散布／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農芸化学：雌雄異株性／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】農芸化学：オートファゴソーム／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【農学】農芸化学：水平伝播／数理モデルを含む研究件

❏エアロゾル感染を含む４感染経路の水平伝播数理モデル構築と新規リスク予想基盤の創出(21K04377)

【概要】堀（順天堂大学大学院）は、清水建設株式会社技術研究所と早稲田大学田辺らと連携し、エアロゾルが空間に拡散する様式をシミュレートする数値流体解析（CFD）に対して簡易パラメーターを開発し、飛沫核と飛沫による感染確率を予測する手法を開発し、従来法より演算にかかる時間を大幅に低減させつつも、予測値の分布範囲がほぼ同一の予測を得ることが可能になった。この成果は、国際英文誌 Indoor and Built ...

【農学】農芸化学：植物栄養学／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【農学】農芸化学：ホウ素／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【農学】農芸化学：低栄養適応／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】農芸化学：栄養感知／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】農芸化学：栄養輸送／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【農学】農芸化学：トランスポーター局在／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】農芸化学：輸送制御／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】農芸化学：実証／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】生産環境農学：生息密度／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】生産環境農学：小型記録計／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【農学】生産環境農学：OPL ／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】生産環境農学：ウトウ／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】生産環境農学：分集団／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【農学】生産環境農学：ベーリング海／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】生産環境農学：多獲性魚類／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】生産環境農学：目視／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】生産環境農学：野生魚／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】生産環境農学：輸送／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】生産環境農学：水産海洋学／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】生産環境農学：鳥類／数理モデルを含む研究件

【キーワード】適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 (他10件)

【概要】本研究では、「なぜ鳥は海洋島で適応放散を起こすことができるのか？」、「海洋島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を調査した。第一の問いについては、海上分散力に富むはずの祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流を断たれるのかが謎であったが、コンピュータシミュレーションにより、適応放散の起きる条件下では、自然選択が分散力の急激な減少をもたらす可能性を明らかにできた。第二の問いについて...

【農学】生産環境農学：シベレリン／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【農学】生産環境農学：輸送体／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【農学】境界農学：シロイヌナズナ／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【概要】昨年度までの研究では、モデル植物シロイヌナズナの主根を材料に、成長速度と細胞体積の空間プロフィールを測定する基本的な方法を開発し、定常的な成長下にある主根皮層細胞列に関して、成長パターンが私たちの数理モデル(器官は細胞数に比例する資本を有し、器官体積に依存する維持のための消費分を差し引いた残りを、細胞増殖と器官成長に投資する、また細胞数と器官体積の変化率はそれぞれ増殖と成長への投資量に比例する、と...

【農学】社会経済農学：植物栄養／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【農学】社会経済農学：無機栄養／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】本研究は植物に必要な無機栄養素のホメオスタシス機構について、様々な深さでの研究を行ったものである。比較的未解明な元素については、ホメオスタシスに重要な新規遺伝子を同定、解析した。これまでに研究蓄積のあるホウ素輸送については、トランスポーターの蓄積制御やホウ素受容機構についての新たな知見を得た。さらに、ホウ素については、トランスポーターの局在や蓄積等の特性を考慮した数理モデルを構築し、モデルを基に未...

【農学】社会経済農学：計量経済学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】統計科学 / 時系列解析 / 統計的漸近理論 / 金融工学 / 計量ファイナンス (他27件)

【概要】極めて一般的なダイナミクスが非線形で革新過程の分布が非対称な時系列(非対称 CHARN)モデルは、生体、経済、金融、自然現象を広範囲にとらえるパラダイムモデルとなるものと期待される。本申請では、非対称CHARNモデルの最適推測論を局所漸近正規性(LAN)に基づいて構築した。また経験尤度法を、種々の確率過程、特に安定過程まで発展させることが出来た。さらには確率過程への縮小推定論の展開も行った。理論成...

【農学】社会経済農学：制度／数理モデルを含む研究件

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【農学】動物生命科学：生態系／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は,生態学における生態系の安定性や動態,多様性についての数理的研究の現状と将来の発展性について,生態学に関する数理モデルの数学的研究に関わってきた研究者を中心とした研究者組織によって総合的な議論を行う学際的な交流の場を実現し,生態系に関する数理的研究の現状の諸側面に関する議論を行い,将来の発展を促す契機を提供することを目指した。昨今の応用数理における多様な自然科学分野の融合,複合化の実現,...

【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...

【農学】動物生命科学：プロバイオティクス／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【農学】動物生命科学：伝染病／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【農学】動物生命科学：性判別／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】森林圏科学：昆虫／数理モデルを含む研究件

【概要】前年度の解析によって得られた昆虫の多様な複雑形態の特徴に着目し,その基本構造生成のメカニズムに関する遺伝子・タンパク質ネットワークの数理モデルを構築して,それらの数理モデルのシミュレーション解析及び理論解析を行なうとともに,昆虫の雌雄間の形態差と進化に関して考察を行なった。 1.昆虫の多様な複雑形態生成のメカニズムに関して,最近のゲノム・プロテオーム科学の大きな進展を背景として,昆虫の形態発現の基...

【農学】森林圏科学：根／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【概要】昨年度までの研究では、モデル植物シロイヌナズナの主根を材料に、成長速度と細胞体積の空間プロフィールを測定する基本的な方法を開発し、定常的な成長下にある主根皮層細胞列に関して、成長パターンが私たちの数理モデル(器官は細胞数に比例する資本を有し、器官体積に依存する維持のための消費分を差し引いた残りを、細胞増殖と器官成長に投資する、また細胞数と器官体積の変化率はそれぞれ増殖と成長への投資量に比例する、と...

【農学】森林圏科学：遺伝構造／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【農学】森林圏科学：遺伝子流動／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】森林圏科学：蒸散／数理モデルを含む研究件

❏樹木生理現象の数理モデル化に関する研究-森林環境における熱・水・二酸化炭素循環の記述をターゲットとして-(11760115)

【概要】植生体内に一旦蓄えられてから大気へ至る水の量は無視できないほど大きく、また、植生体内の貯留水は乾燥環境下においても気孔を開き光合成・蒸散を継続させる。樹木ではその物理的サイズ故に、樹体内貯留水が地表面のエネルギー交換過程に及ぼす影響は大きいと考えられる。樹体内貯留水は樹体内の各器官に流入・出する水量差の総和である。葉からの蒸散はポテンシャルの低下を生み出し、これが下端まで伝播して吸水と樹体内の水移...

【農学】森林圏科学：食害／数理モデルを含む研究件

【概要】毛状突起特異的に発現するホウ素輸送体BOR5の役割を明らかにするため、変異株における毛状突起の観察、細胞内局在の観察等を行った。共焦点レーザー顕微鏡を用いた毛状突起の観察により、bor5変異が毛状突起の分枝数等の形状、密度に与える影響の評価を行った。その結果、bor5変異は毛状突起の形状、密度には顕著な影響を与えないことが明らかになった。また毛状突起におけるBOR5の細胞内局在を詳細に明らかにする...

【農学】森林圏科学：DNAマーカー／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】森林圏科学：マイクロサテライト(SSR) ／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】森林圏科学：共生／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【農学】森林圏科学：コモンス／数理モデルを含む研究件

❏管理・利用形態と空間構造がコモンズの持続可能性へ及ぼす影響に関する理論・実験研究(26440236)

【キーワード】持続可能な生物資源利用 / 社会ー生態結合モデル / 数理モデル / シミュレーション / 実験 (他7件)

【概要】人々はコモンズとしての生物資源を持続可能に利用するために様々なルールを作ってきた。全員がコモンズを管理し、一人ずつコモンズを利用するというシステムにおいて持続可能に利用するための条件を探るための理論的研究を行った。例としては水路の利用に当たる。また、この理論を確かめるために被験者実験を行なった。中華の高級食材であるアナツバメの巣の持続可能な利用に関して、慣習ルールと生態特性がうまく絡まり合うと、...

【概要】生態系を持続的に利用するためには「資源としての生物をとりすぎない」というような協力的な行動が重要となる。ただ、コモンズの悲劇でも指摘されているよう、協力は達成しにくいという。そこで相手の協力度合いに応じて罰の量を変化させるときに、どの様に罰をすると協力が促進されるのかをコンピュータシミュレーションや数理モデルで検討した。コモンズに関するモデルとして、公共財ゲームが用いられることが多い。しかし、コモ...

【農学】森林圏科学：ヤチダモ／数理モデルを含む研究件

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【農学】森林圏科学：局所適応／数理モデルを含む研究件

【キーワード】送粉ネットワーク / 数理モデル / 生態－進化フィードバック / 共生 / 分化型自然選択 (他8件)

【概要】植物と送粉者の相互作用が作る送粉ネットワークは生物多様性の宝庫である。本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２１年度は、送粉者との相互作用によって植物の生態的種分化が起きる新たな理論的メカニズムを提案する研究を行った。動物が送粉を媒介する植物にとって、生育環境と送粉環境（どのような送粉者を利用できるか）の２つが自然選択の重要な要因となっている。しか...

【農学】森林圏科学：水産資源学／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】森林圏科学：サケ稚魚／数理モデルを含む研究件

【概要】岩手県のサケ4歳魚回帰率を0.8～1.5%期，0.3～0.8%期，0.3%未満期に大別し，これら3期および直近年について，その代表年級の稚魚が降海した2005，2008，2016，2018年における沿岸の暖流勢力と餌生物の分布密度との関係について検討した。その結果，沿岸では期毎に暖流勢力が倍増しており，動物プランクトンの分布密度は2008，2016，2018年では2005年に比べ低い傾向にあった。...

【農学】森林圏科学：細胞壁／数理モデルを含む研究件

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【農学】森林圏科学：植物／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【農学】水圏応用科学：生活史／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【農学】水圏応用科学：生態学／数理モデルを含む研究件

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【概要】本研究は,生態学における生態系の安定性や動態,多様性についての数理的研究の現状と将来の発展性について,生態学に関する数理モデルの数学的研究に関わってきた研究者を中心とした研究者組織によって総合的な議論を行う学際的な交流の場を実現し,生態系に関する数理的研究の現状の諸側面に関する議論を行い,将来の発展を促す契機を提供することを目指した。昨今の応用数理における多様な自然科学分野の融合,複合化の実現,...

【農学】水圏応用科学：海洋生態／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】水圏応用科学：海洋生態系／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】水圏応用科学：生物多様性／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【農学】水圏応用科学：集団遺伝学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【農学】水圏応用科学：窒素／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【農学】水圏応用科学：遺伝的多様性／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【農学】水圏応用科学：酸素安定同位体／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【農学】水圏応用科学：保全遺伝学／数理モデルを含む研究件

❏里湖湖岸域希少植物のユビキタスモニタリング/ジェノタイピングによる生物多様性評価(21310152)

【研究代表者】金子有子滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)

【概要】琵琶湖湖辺域に生育する希少海浜植物のハマエンドウとハマゴウを対象として、葉緑体DNAハウロタイピングならびにマイクロサテライト解析を行ったところ、琵琶湖の集団は海岸に比べて遺伝的多様性が有意に低いこと、琵琶湖の集団は遺伝的に分化した陸封型であると強く支持されることが明らかになった。これらは琵琶湖に祖先集団が移入した際に創始者効果を受け、遺伝的浮動の効果によって遺伝的多様性が減じるとともに分化が促進...

【農学】水圏応用科学：個体群動態／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】水圏応用科学：寄生虫／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【農学】水圏応用科学：親潮／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】水圏応用科学：クロマグロ／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【農学】水圏応用科学：ニホンウナギ／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】水圏応用科学：自然産卵／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】水圏応用科学：水産資源管理／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】水圏応用科学：微生物／数理モデルを含む研究件

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【農学】水圏応用科学：サンマ／数理モデルを含む研究件

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】水圏応用科学：回遊／数理モデルを含む研究件

【概要】岩手県のサケ4歳魚回帰率を0.8～1.5%期，0.3～0.8%期，0.3%未満期に大別し，これら3期および直近年について，その代表年級の稚魚が降海した2005，2008，2016，2018年における沿岸の暖流勢力と餌生物の分布密度との関係について検討した。その結果，沿岸では期毎に暖流勢力が倍増しており，動物プランクトンの分布密度は2008，2016，2018年では2005年に比べ低い傾向にあった。...

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【農学】水圏応用科学：環境DNA ／数理モデルを含む研究件

【概要】岩手県のサケ4歳魚回帰率を0.8～1.5%期，0.3～0.8%期，0.3%未満期に大別し，これら3期および直近年について，その代表年級の稚魚が降海した2005，2008，2016，2018年における沿岸の暖流勢力と餌生物の分布密度との関係について検討した。その結果，沿岸では期毎に暖流勢力が倍増しており，動物プランクトンの分布密度は2008，2016，2018年では2005年に比べ低い傾向にあった。...

【農学】水圏応用科学：耳石／数理モデルを含む研究件

【概要】岩手県のサケ4歳魚回帰率を0.8～1.5%期，0.3～0.8%期，0.3%未満期に大別し，これら3期および直近年について，その代表年級の稚魚が降海した2005，2008，2016，2018年における沿岸の暖流勢力と餌生物の分布密度との関係について検討した。その結果，沿岸では期毎に暖流勢力が倍増しており，動物プランクトンの分布密度は2008，2016，2018年では2005年に比べ低い傾向にあった。...

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【農学】水圏応用科学：水産学／数理モデルを含む研究件

【概要】クロマグロの分集団構造の把握のため、記録計から得られたデータの解析を行った。西部から東部太平洋への渡洋回遊を行う契機は，越冬海域に依存していることが示された。耳石酸素安定同位体比・微量元素，筋肉の窒素・炭素安定同位体比の生息環境履歴の無負荷型記録計としての有効性が示された。拡張型キネシスモデルは探索範囲・回数が主な制御要因であり，環境探索行動がモデル構築のキー・パラメータであることが示された。 ...

【概要】日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多...

【農学】水圏応用科学：サケ科魚類／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【農学】水圏応用科学：成長／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【研究代表者】森田健太郎独立行政法人水産総合研究センター, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30373468)

【概要】サケ科魚類は川で産卵し稚魚期を過ごした後,海へ下り大きく成長するため,大きく異なる2つの生息環境を利用している.河川では密度依存的な死亡・成長に加えて,密度非依存的な環境変化による死亡(または移出入)が大きく,海洋では密度依存的な成長がおもな個体数制限要因になると考えられた.海洋での密度依存的な成長は,産卵数の低下という現象をして個体群増加率の低下をもたらすと考えられた.このように,サケ科魚類の個...

【医歯薬学】基礎医学：集団的細胞運動／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【医歯薬学】基礎医学：VE-カドヘリン／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【医歯薬学】基礎医学：縫合線／数理モデルを含む研究件

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【医歯薬学】基礎医学：μCT 応用数理／数理モデルを含む研究件

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【医歯薬学】基礎医学：頭蓋骨縫合線／数理モデルを含む研究件

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【医歯薬学】基礎医学：エイズ／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)一次同次の非線型結婚関数をもつ年齢構造化両性モデルを発展方程式として定式化したうえで、正値解の存在定理を示すとともに、指数関数解の存在を示した。また両性シュミレーションモデルの構築を進めた。 (2)フジツボなどのような固着性海洋性無脊椎動物の人口動態に関して、死亡率のサイズ依存性を導入した非線形年齢構造化モデルを定式化して、その正値解の存在と一意性、定常解の安定性の条件およびほぼ不安定化条件...

【医歯薬学】基礎医学：マグネシウム透過チャネル／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【医歯薬学】基礎医学：マグネシウム輸送体／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【医歯薬学】基礎医学：N-カドヘリン／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【医歯薬学】基礎医学：数理解析／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【医歯薬学】基礎医学：胸腺上皮細胞／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【医歯薬学】基礎医学：大腸炎／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【医歯薬学】基礎医学：細胞間コミュニケーション／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

【医歯薬学】境界医学：社会調査／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【医歯薬学】境界医学：力学刺激／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【医歯薬学】境界医学：運動誘発／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【医歯薬学】内科系臨床医学：機能／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究は構造物の「形と強さ」の相関のメカニズムを種々の構造目的と別約条件の下で解明し、その結果から普遍的な法則性を示す数理モデルを導出することを当初の目的とした。ところが研究メンバーの活発な討論から,機能を「強さ」のみに限定せず,かつ「形」も機構等を含む広範囲なものとすることが人工物設計の方法論を解明する上で重要であること,さらにそれらのヒントは生物の構造・組織を調べることから得られるという考え方...

【医歯薬学】内科系臨床医学：循環調節／数理モデルを含む研究件

【概要】「循環系のホメオスタシスとその異常を対象とした学際的交流・共同研究のための準備調査」という本研究の目的をふまえ、分担研究者による討議と「肝炎の数理モデル」をはじめとする共同研究を推進するとともに、公開シンポジウム「ホメオスタシスの現在(いま)」を、1998年2月28日(土)東京大学山上会館において以下の如く開催した。内容は、問題設定をより一般的な対象に向け「ホメオスタシス」をテーマとした。第1部...

【医歯薬学】内科系臨床医学：興奮伝播／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【医歯薬学】内科系臨床医学：膵臓β細胞／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / 膵ベータ細胞 / シミュレーション / カオス制御 / 膵β細胞 (他9件)

【概要】本研究では, ２型糖尿病患者の膵臓内の膵β細胞を物理的に刺激することにより、そのインスリン分泌機能を調整するための数理的アプローチを検討する。特に、機能不全となった細胞の数理モデル化や膵臓刺激設計法の開発を目的とする。本年度は、膵β細胞単一細胞の数理モデル解析を非線形ダイナミクス制御の観点から進めた。具体的には、膵β細胞の数理モデルとしてChayモデルとRizモデルに対してフィードバック制御システ...

【医歯薬学】内科系臨床医学：カルバイン／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【医歯薬学】外科系臨床医学：胸腺／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【医歯薬学】外科系臨床医学：腫瘍血管新生／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【医歯薬学】外科系臨床医学：神経膠腫／数理モデルを含む研究件

【概要】(1)増殖項を持ついくつかの局所腫瘍侵潤モデルの解が、ロジスティック方程式の解へ時間と共に漸近することを証明した。(2)(1)を含む数理モデルより帰着される発展方程式<ttD'<tf(x,t;u)の特徴付けと一般化を行い、我々の数学的方法の適用範囲を広げ、解の存在と漸近挙動を示した。(3)Gliomaについて、進行波解と腫瘍の侵潤範囲との関連性を評価する妥当な数学的アプローチを...

【医歯薬学】外科系臨床医学：頭蓋骨／数理モデルを含む研究件

【概要】頭蓋骨の縫合線の湾曲パターン形成に関して、界面方程式と畳み込み積分を組み合わせた新しい形の定式化を提案し、数理解析によってその挙動を詳細に理解し、これまで再現できなかったパターンを再現できた。 ...

【医歯薬学】外科系臨床医学：細胞運動／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、免疫細胞の移動を決定する、複雑な外部環境の時空間的情報処理の理解を目的とした。時空間的に変化する誘引分子fMLPの濃度プロフィールにたいして、好中球様細胞HL60がどのように応答するかを、微小流路系を用いた勾配形成とその操作によって、おもにライブセルイメージングを中心に解析した。その結果、HL60細胞はfMLP濃度上昇にたいして大きな変化を示し、濃度減少にたいして小さな変化を示すこと、...

【医歯薬学】外科系臨床医学：炎症性疾患／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【医歯薬学】外科系臨床医学：腹膜播種／数理モデルを含む研究件

【概要】胃がんや卵巣がんの腹膜播種は、腹腔内に広範囲にがん細胞が転移し、播種巣が形成される疾患である。本研究では、がん微小環境を反映した播種巣内部の反応拡散モデルと腹腔・全身循環を結合した新たなマルチスケール薬物動態モデルを構築した。構築したモデルにより、抗がん剤を腹腔投与した際の腹膜播種への送達挙動やその種差による違い、ハイドロゲルを用いて徐放化した際の効果などについて、定量的に議論することが可能とな...

【医歯薬学】外科系臨床医学：膵がんの数理モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】米国マサチューセッツ総合病院での1088症例の経時的膵癌体積データを用い、(1)膵癌増殖様式と腫瘍細胞増殖率を推定し、(2)膵癌進展の数理モデルを構築した上でモデルの妥当性を検証し、(3) 進展形式（広範囲転移型とオリゴ転移型）を考慮した治療計画を検討する。 1万回以上(1万症例に相当)のシミュレーション結果をもとに、遺伝変異情報や推定された癌細胞増殖率、各症例の臨床情報を基に、進展形式（広範囲転...

【医歯薬学】外科系臨床医学：個別化治療／数理モデルを含む研究件

【概要】米国マサチューセッツ総合病院での1088症例の経時的膵癌体積データを用い、(1)膵癌増殖様式と腫瘍細胞増殖率を推定し、(2)膵癌進展の数理モデルを構築した上でモデルの妥当性を検証し、(3) 進展形式（広範囲転移型とオリゴ転移型）を考慮した治療計画を検討する。 1万回以上(1万症例に相当)のシミュレーション結果をもとに、遺伝変異情報や推定された癌細胞増殖率、各症例の臨床情報を基に、進展形式（広範囲転...

【医歯薬学】外科系臨床医学：ホメオスタシス／数理モデルを含む研究件

【概要】「循環系のホメオスタシスとその異常を対象とした学際的交流・共同研究のための準備調査」という本研究の目的をふまえ、分担研究者による討議と「肝炎の数理モデル」をはじめとする共同研究を推進するとともに、公開シンポジウム「ホメオスタシスの現在(いま)」を、1998年2月28日(土)東京大学山上会館において以下の如く開催した。内容は、問題設定をより一般的な対象に向け「ホメオスタシス」をテーマとした。第1部...

【医歯薬学】外科系臨床医学：数理腫瘍学／数理モデルを含む研究件

【概要】米国マサチューセッツ総合病院での1088症例の経時的膵癌体積データを用い、(1)膵癌増殖様式と腫瘍細胞増殖率を推定し、(2)膵癌進展の数理モデルを構築した上でモデルの妥当性を検証し、(3) 進展形式（広範囲転移型とオリゴ転移型）を考慮した治療計画を検討する。 1万回以上(1万症例に相当)のシミュレーション結果をもとに、遺伝変異情報や推定された癌細胞増殖率、各症例の臨床情報を基に、進展形式（広範囲転...

【医歯薬学】外科系臨床医学：心筋／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【医歯薬学】外科系臨床医学：心筋細胞／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【医歯薬学】外科系臨床医学：細胞遊走／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、免疫細胞の移動を決定する、複雑な外部環境の時空間的情報処理の理解を目的とした。時空間的に変化する誘引分子fMLPの濃度プロフィールにたいして、好中球様細胞HL60がどのように応答するかを、微小流路系を用いた勾配形成とその操作によって、おもにライブセルイメージングを中心に解析した。その結果、HL60細胞はfMLP濃度上昇にたいして大きな変化を示し、濃度減少にたいして小さな変化を示すこと、...

【医歯薬学】外科系臨床医学：ソフトウェア／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【医歯薬学】外科系臨床医学：iPS細胞／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【医歯薬学】社会医学：力学系モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：計算論的神経科学／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

【医歯薬学】社会医学：ダンス／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：振動子モデル／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：比較／数理モデルを含む研究件

【キーワード】集合知 / ヒト集団 / アリコロニー / 計算論的アルゴリズム / 行動実験 (他17件)

【概要】本研究は、近年、生物学領域と情報科学で大きな注目を集めている社会性昆虫の「群知能」に関する知見を参考にしながら、人間の集合行動における「集合知」の発生可能性について検討した。社会性昆虫であるアリの研究者と連携し、不確実性状況における資源探索行動について、アリのコロニー40程度（1コロニーの個体数は平均200個体くらい）と、ヒト集団40程度（1集団あたり200人くらい）における集合的な情報探索パター...

【医歯薬学】社会医学：非線形力学系／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：自他認知／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：代謝産物／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【医歯薬学】社会医学：協調ダイナミクス／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：コンピュータ・シミュレーション／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【医歯薬学】社会医学：ゆらぎ／数理モデルを含む研究件

【概要】「循環系のホメオスタシスとその異常を対象とした学際的交流・共同研究のための準備調査」という本研究の目的をふまえ、分担研究者による討議と「肝炎の数理モデル」をはじめとする共同研究を推進するとともに、公開シンポジウム「ホメオスタシスの現在(いま)」を、1998年2月28日(土)東京大学山上会館において以下の如く開催した。内容は、問題設定をより一般的な対象に向け「ホメオスタシス」をテーマとした。第1部...

【医歯薬学】社会医学：ニューロフィードバック／数理モデルを含む研究件

【キーワード】運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 (他13件)

【概要】人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる．どれくらい主体感が得られるかは，運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている．しかし，予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である．本研究は，心理実験，数理モデル，脳活動の介入・操作により，このプロセスを検証した．運動中の予測誤差が累積されて，運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明ら...

【医歯薬学】社会医学：協調運動／数理モデルを含む研究件

【概要】人間は太古の昔より他者と音楽を演奏し共に踊ることで絆を深めてきた。近年様々な研究分野において、運動同期が精神活動と相互作用することが確認されている。例えば他者と運動を同期させると、その相手に対して好意的になったり、協力行動が増えたりする。本研究は、運動同期をすることで身体も心もその相手と同一化してしまう現象を支える神経機構を明らかにすることを目的とし、二者の運動が引き込まれてしまう強度を定量化する...

【医歯薬学】社会医学：パンデミック／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【医歯薬学】社会医学：AIDS ／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【医歯薬学】社会医学：調査／数理モデルを含む研究件

❏管理・利用形態と空間構造がコモンズの持続可能性へ及ぼす影響に関する理論・実験研究(26440236)

【キーワード】持続可能な生物資源利用 / 社会ー生態結合モデル / 数理モデル / シミュレーション / 実験 (他7件)

【概要】人々はコモンズとしての生物資源を持続可能に利用するために様々なルールを作ってきた。全員がコモンズを管理し、一人ずつコモンズを利用するというシステムにおいて持続可能に利用するための条件を探るための理論的研究を行った。例としては水路の利用に当たる。また、この理論を確かめるために被験者実験を行なった。中華の高級食材であるアナツバメの巣の持続可能な利用に関して、慣習ルールと生態特性がうまく絡まり合うと、...

【医歯薬学】社会医学：肺障害／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【医歯薬学】社会医学：神経伝達物質／数理モデルを含む研究件

❏神経伝達物質の非線形ダイナミクスと脳疾患発症の数理構造(21K12105)

【研究代表者】藤原寛太郎東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 特任准教授 (00557704)

【キーワード】神経伝達物質 / 数理モデル

【概要】脳神経系の発達と学習の数理モデル構築を進めた。具体的には、バースト振動子系の同期・非同期現象や神経伝達物質が脳波リズムに与える影響について調査した。たとえばバースト振動子系では、外部摂動および内部摂動を印加することにより、複数振動子間の同期と非同期が複数回遷移する現象を見出した。バースト振動子ネットワークは生体系の典型的なモデルであり、そのダイナミクスを解析することは、生命現象やその機能を理解す...

【医歯薬学】社会医学：予測モデル／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【医歯薬学】社会医学：社会構造／数理モデルを含む研究件

❏個の多様性は社会構造にどう影響するのか？適応的ネットワークによる構成的アプローチ(19H04220)

【概要】２０２１年度は，新型コロナによる継続的な困難のため，研究の進行に影響が生じた．具体的には，研究代表者が夏季期間に来日し所属研究機関（早稲田大学）にて研究補助を雇用し研究を推進するという当初予定が実現できなかった．そこで，偏微分方程式によるモデルの定式化と解析，および収集された実社会データのさらに詳細な解析を，海外の外部研究協力者（米国ビンガムトン大学 Mohammad Khasawneh 教授）に...

【医歯薬学】歯学：バイオインフォマテイクス／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【医歯薬学】歯学：3次元構築／数理モデルを含む研究件

【キーワード】損傷、変形形態 / 復元 / 3次元計測 / 数理モデル / 薄板スプライン関数 (他13件)

【概要】損傷、変形を受けた形態の復元は、人類学や考古学などで非常に重要である。しかし、その作業の主体はマニュアルであり、精度の高い修復には多くの時間と長い作業経験が不可欠であった。そのため本研究では計算機内に3次元構築した変形化石を,形態情報に基づいて客観的に修復.復元するシステムを開発した。特に本研究では、頭蓋骨など左右対称の骨について変形形態の復元手法を開発した。左右対称な骨では,正中矢状面内の特徴...

【医歯薬学】歯学：バイオメカニクス／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【医歯薬学】歯学：発生／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【医歯薬学】歯学：腫瘍／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【医歯薬学】歯学：短期記憶／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【医歯薬学】歯学：咀嚼／数理モデルを含む研究件

【概要】食感を客観的に評価するためには，官能評価に対応する食物咀嚼時の物理的特性が必要になる．本研究では，材料力学的観点からスナック菓子のミクロレベルの材料特性を測定し，マクロレベルの値に比べて5～700倍大きいことを示した．次にスナック菓子の構造的特徴と咀嚼時の擬音語の関係について調査し，二つの関係を説明可能な数理モデルによる表現を試みた．また，食物咀嚼時の顎運動を分析し，食物の種類によって運動軌跡が異...

【医歯薬学】薬学：自己組織化／数理モデルを含む研究件

【キーワード】腫瘍浸潤モデル / 非局所項 / 生体モデル / 偏微分方程式 / コンピュータシミュレーション (他19件)

【概要】M.Chaplainらによる非局所腫瘍浸潤モデルにおいて抽象的に与えられた非局所項について適切な数学的枠組みを設定しその特徴づけと、滑らかな時間大域解の存在及び解の挙動を示した。非局所項における定義域の不整合がChaplainら自身によって修正され、それを用いて定義域の拡張を行い特異積分作用素等に類似した一般化された微分作用素として捉え、モデルのエネルギー評価式を導き、上記の結果を得ることで、モデ...

【医歯薬学】薬学：サイトカイニン／数理モデルを含む研究件

【概要】植物個体は、生育する環境にあわせて、物質分配をはじめとするさまざまな性質を変化させる。この研究では、まず弱光条件における最適物質分配法を理論的に解析し、現実の植物が理論的最適値をほぼ満たしていることを明らかにした。さらに、これを使って、個体の半分が被陰された状況の最適物質分配を求め、autonomy とよばれるシュートの独立性が成長の最大化と矛盾するものではないことを明らかにした。 ...

【医歯薬学】薬学：樹状突起／数理モデルを含む研究件

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【医歯薬学】薬学：生体膜／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【医歯薬学】薬学：ATP ／数理モデルを含む研究件

【概要】細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Na と細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることが...

【医歯薬学】薬学：細胞骨格／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【医歯薬学】薬学：RNA結合タンパク質／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【医歯薬学】薬学：恒常性／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【医歯薬学】薬学：インフルエンザ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【医歯薬学】薬学：HIV ／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【医歯薬学】薬学：合成生物学／数理モデルを含む研究件

❏2種細胞間に分担されたポジティブフィードバックによる細胞集団挙動のプログラミング(26540152)

【キーワード】合成生物学 / 数理モデル / 細胞間コミュニケーション / 細胞間コミニュケーション / 遺伝暗号 (他8件)

【概要】本研究では合成生物学における遺伝子発現制御として、ポジティブフィードバックに注目した。この系では、細胞アルファは、分子Bを受け取った際に分子Aを放出し、同時に抗生物質耐性を獲得する。一方、細胞ベータは、分子Aを受け取った際に、分子Bを放出し、同時に抗生物質への耐性を獲得する。抗生物質による増殖阻害による速度低下、および、相手からの通信分子によって誘導される耐性遺伝子の発現によって阻害が緩和され速度...

❏哺乳細胞内で動作する人工遺伝子回路によるエピジェネティック・ランドスケープの構築(23680031)

【キーワード】人工遺伝子回路 / 合成生物学 / エピジェネティック・ランドスケープ / 数理モデル / 分化

【概要】多細胞生物において細胞が多様化していく様は、同一の遺伝子セットを持った細胞群が、細胞内・細胞間の分子ネットワークによって自律的に地形を規定し、この地形に沿って状態変化するよう自らをプログラムしていると、とらえることができる。また、細胞間の分子ネットワークは、細胞相互の位置関係も重要な意味を持つ。本研究では、この現象を追及するために、本質を抽出したシステムとして人工遺伝子回路を研究者が構築し解析する...

【医歯薬学】薬学：幹細胞／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】古澤力独立行政法人理化学研究所, 多階層生命動態研究チーム, チームリーダー (00372631)

【概要】本研究は、数理モデルを用いた解析を用いて、幹細胞の分化機構の理解することを目的とした。細胞分化を引き起こす制御ネットワークの探索を行うことによって、出現し得る分化過程のダイナミクスを網羅的に解析し、その過程における不可逆性や安定性の解析を行った。結果として、分化能を持つ幹細胞は振動する発現ダイナミクスを持つことを示し、それを生み出す制御ネットワークの性質の理解に成功した。それらの知見を基に、マウス...

【医歯薬学】薬学：システム生物学／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【医歯薬学】薬学：バイオ医薬品／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【医歯薬学】薬学：アセチルコリン／数理モデルを含む研究件

【キーワード】視覚性幻覚 / アセチルコリン / レビー小体型認知症 / 注意機構 / カオス的遍歴 (他11件)

【概要】レビー小体型認知症(DLB)の特徴は複合型視覚的幻覚である。脳内のアセチルコリンの関与が指摘されているが、この幻覚症状を説明する神経機構並は未だ解明されていなかった。本研究では、アセチルコリンリセプターの一つであるニコチン作動性リセプターα７の欠損による注意機構の機能不全による文脈情報と視覚像の不整合が局所的な幻覚を引き起こすという作業仮説のもとで神経回路の数理モデルを構築した。その結果、注意機...

【医歯薬学】薬学：リソソーム／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【医歯薬学】薬学：分化／数理モデルを含む研究件

❏哺乳細胞内で動作する人工遺伝子回路によるエピジェネティック・ランドスケープの構築(23680031)

【キーワード】人工遺伝子回路 / 合成生物学 / エピジェネティック・ランドスケープ / 数理モデル / 分化

【概要】多細胞生物において細胞が多様化していく様は、同一の遺伝子セットを持った細胞群が、細胞内・細胞間の分子ネットワークによって自律的に地形を規定し、この地形に沿って状態変化するよう自らをプログラムしていると、とらえることができる。また、細胞間の分子ネットワークは、細胞相互の位置関係も重要な意味を持つ。本研究では、この現象を追及するために、本質を抽出したシステムとして人工遺伝子回路を研究者が構築し解析する...

【研究代表者】古澤力独立行政法人理化学研究所, 多階層生命動態研究チーム, チームリーダー (00372631)

【概要】本研究は、数理モデルを用いた解析を用いて、幹細胞の分化機構の理解することを目的とした。細胞分化を引き起こす制御ネットワークの探索を行うことによって、出現し得る分化過程のダイナミクスを網羅的に解析し、その過程における不可逆性や安定性の解析を行った。結果として、分化能を持つ幹細胞は振動する発現ダイナミクスを持つことを示し、それを生み出す制御ネットワークの性質の理解に成功した。それらの知見を基に、マウス...

【医歯薬学】薬学：細胞／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【医歯薬学】薬学：細胞接着／数理モデルを含む研究件

【概要】平成19年度 (1)平成19年9月,一週間M.Chaplain(Dundee University,UK)氏を日本に招聘し,その間に数理医学を中心とした国際研究集会(9月25・26日)"Workshop on Mathematical Modelling and Analysis of Biological Pattern Formations and the Related Topics...

【医歯薬学】薬学：細胞増殖／数理モデルを含む研究件

【概要】昨年度までの研究では、モデル植物シロイヌナズナの主根を材料に、成長速度と細胞体積の空間プロフィールを測定する基本的な方法を開発し、定常的な成長下にある主根皮層細胞列に関して、成長パターンが私たちの数理モデル(器官は細胞数に比例する資本を有し、器官体積に依存する維持のための消費分を差し引いた残りを、細胞増殖と器官成長に投資する、また細胞数と器官体積の変化率はそれぞれ増殖と成長への投資量に比例する、と...

【医歯薬学】薬学：血管新生／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【医歯薬学】薬学：血管内皮細胞／数理モデルを含む研究件

【キーワード】血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 (他8件)

【概要】血管新生では、内皮細胞同士が追い越しやすれ違いにより、互いに位置関係を変えながら血管を伸長する様子が明らかとなっている。本研究では、これを制御するメカニズムを明らかにする目的で、マウス膵ラ氏島微小血管由来内皮細胞株MS-1細胞を用いた細胞動態の解析を行った。その結果、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞動態として、細胞接触により亢進する、①VE-カドヘリン依存性の協調的直線運動と②VE-カドヘリ...

【医歯薬学】薬学：細胞分化／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】古澤力独立行政法人理化学研究所, 多階層生命動態研究チーム, チームリーダー (00372631)

【概要】本研究は、数理モデルを用いた解析を用いて、幹細胞の分化機構の理解することを目的とした。細胞分化を引き起こす制御ネットワークの探索を行うことによって、出現し得る分化過程のダイナミクスを網羅的に解析し、その過程における不可逆性や安定性の解析を行った。結果として、分化能を持つ幹細胞は振動する発現ダイナミクスを持つことを示し、それを生み出す制御ネットワークの性質の理解に成功した。それらの知見を基に、マウス...

【医歯薬学】薬学：膵がん／数理モデルを含む研究件

【概要】米国マサチューセッツ総合病院での1088症例の経時的膵癌体積データを用い、(1)膵癌増殖様式と腫瘍細胞増殖率を推定し、(2)膵癌進展の数理モデルを構築した上でモデルの妥当性を検証し、(3) 進展形式（広範囲転移型とオリゴ転移型）を考慮した治療計画を検討する。 1万回以上(1万症例に相当)のシミュレーション結果をもとに、遺伝変異情報や推定された癌細胞増殖率、各症例の臨床情報を基に、進展形式（広範囲転...

【医歯薬学】薬学：オートファジー／数理モデルを含む研究件

【研究代表者】本田郁子 (小山郁子) 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (10447948)

【キーワード】オートファジー / オートファゴソーム / ESCRT複合体タンパク質 / membrane fission / リソソーム (他12件)

【概要】細胞内分解機構マクロオートファジーを担う膜小胞オートファゴソームの形成は、扁平に伸長した一重膜小胞が球状に湾曲したのちに閉じ、最後には膜分裂が起こり二重膜となって完成することが知られている。本研究では、ESCRTタンパク質複合体がオートファゴソーム形成における膜分裂を担っていることを明らかにした。また、三次元光－電子相関顕微鏡法（3D-CLEM）によりオートファゴソームの開閉を精度よく評価する方法...

【医歯薬学】薬学：脳梗塞／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【医歯薬学】薬学：医薬品開発／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【医歯薬学】薬学：チトクロームP450 ／数理モデルを含む研究件

【概要】肺上皮を構造する二種の細胞(肺気道上皮及び肺胞上皮)のうち、気液界面培養条件下で高感度であった肺胞細胞を利用して,近年都市大気汚染の元凶とされている浮遊粒子状物質(SPM)の直接負荷による新規評価系の確立に焦点をあてて研究を行った.国立環境研究所や旧国立公衆衛生院の研究グループによって採取調整された国内SPMサンプルを,気液界面培養されたモデル肺胞細胞(A549)に,さまざまな表面密度で負荷したと...

【医歯薬学】薬学：RNA ／数理モデルを含む研究件

【キーワード】バイオインフォマティクス / RNA / RNA二次構造 / アルゴリズム / RNA結合タンパク質 (他15件)

【概要】細胞内のRNA分子は、遺伝子に書き込まれた情報がタンパク質になり生理的な機能を発揮する上で非常に重要な役割を持つ。RNA分子の立体構造は、ステムと呼ばれる局所的二重らせん構造（二次構造）の３次元的な配置としてよく理解されることが知られており、二次構造の性質を解明することは、RNAの機能を理解する上で重要である。本研究において、我々は、メッセンジャーRNAや長鎖非コードRNAと呼ばれる長大なRNA分...

【医歯薬学】薬学：DDS ／数理モデルを含む研究件

【概要】胃がんや卵巣がんの腹膜播種は、腹腔内に広範囲にがん細胞が転移し、播種巣が形成される疾患である。本研究では、がん微小環境を反映した播種巣内部の反応拡散モデルと腹腔・全身循環を結合した新たなマルチスケール薬物動態モデルを構築した。構築したモデルにより、抗がん剤を腹腔投与した際の腹膜播種への送達挙動やその種差による違い、ハイドロゲルを用いて徐放化した際の効果などについて、定量的に議論することが可能とな...

【医歯薬学】薬学：神経細胞／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では，超音波照射により神経細胞群に生じる集団的発火とラットの経頭蓋超音波照射により誘発される運動に関する実験を実施し，両者の関係を結びつけることにより，超音波照射のもたらす力学的刺激が脳神経系の活動及び生体の運動を誘発するメカニズムについて知見を得ることを目的とする．また，それらをシミュレーションにより再現する数理モデルを構築し，運動誘発の最適条件などを検討するためのツールを開発することを目...

【医歯薬学】薬学：転写／数理モデルを含む研究件

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【医歯薬学】薬学：免疫学／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【医歯薬学】薬学：免疫細胞／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、免疫細胞の移動を決定する、複雑な外部環境の時空間的情報処理の理解を目的とした。時空間的に変化する誘引分子fMLPの濃度プロフィールにたいして、好中球様細胞HL60がどのように応答するかを、微小流路系を用いた勾配形成とその操作によって、おもにライブセルイメージングを中心に解析した。その結果、HL60細胞はfMLP濃度上昇にたいして大きな変化を示し、濃度減少にたいして小さな変化を示すこと、...

【医歯薬学】薬学：好中球／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、免疫細胞の移動を決定する、複雑な外部環境の時空間的情報処理の理解を目的とした。時空間的に変化する誘引分子fMLPの濃度プロフィールにたいして、好中球様細胞HL60がどのように応答するかを、微小流路系を用いた勾配形成とその操作によって、おもにライブセルイメージングを中心に解析した。その結果、HL60細胞はfMLP濃度上昇にたいして大きな変化を示し、濃度減少にたいして小さな変化を示すこと、...

【医歯薬学】薬学：T細胞／数理モデルを含む研究件

【概要】マウス胸腺のT前駆細胞および胸腺上皮細胞のダイナミクスのモデルにおいて、前年度に実験取得したDN細胞部分群をモデルに取り込んだ詳細モデルを作成。そのデータとモデルに対してもパラメータ推定を行い、DN部分群を粗視化した前年度までのモデルとの整合性を確認した。同時に、DN細胞の前駆細胞の流入速度に関して新たなモデルでは、流入量がこれまでの推定よりも少ないことが見いだされた。これは既知の実験事実とも整合...

【医歯薬学】薬学：抗炎症／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【医歯薬学】薬学：大脳皮質／数理モデルを含む研究件

【概要】感覚刺激の個数などの数の処理や、順序だった動作の企図・実行などが、脳においてどのような神経回路・細胞メカニズムで行われているかを、主に数理モデルを用いて研究した。そして、大脳皮質の個々の神経細胞における樹状突起上の非線形演算や局所協同的可塑性・シナプスの短期的可塑性などの詳細な内部特性が、数の処理、および、順序だった動作の企図・実行に大きく役立っている可能性などについて、具体的なモデルを提案した。...

❏大脳皮質の持続的神経活動における異なる種類の抑制性神経細胞の機能分担に関する研究(19700310)

【研究代表者】森田賢治独立行政法人理化学研究所, 甘利研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (60446531)

【概要】短期記憶・作業記憶の神経基盤と考えられる大脳皮質の持続的神経活動の神経回路メカニズム、特に抑制性細胞の多様性や樹状突起の空間的非一様性等の効果を数理モデルを用いて研究した。そして、興奮性錐体細胞の樹状突起分枝に投射する抑制性細胞の作用、及びそれに伴う樹状突起分枝上の非線形な入力加算が、記憶対象と関係の無い非特異的な入力を受けた場合に不適切な応答が起こらないことを保証する働きをしている可能性などを示...

【医歯薬学】薬学：ラット／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【医歯薬学】看護学：画像解析／数理モデルを含む研究件

【概要】心理学や精神医学では、投影的描画や言語プロトコルが人格や行動の全体的理解や査定のために用いられている。我々は、描画や言語プロトコルデータの客観性の不足を補うために統計的画像解析と特異値分解の手法を用いることを提案した。我々は、大学生や患者の心理過程を解釈するために樹木の描画と言語プロトコルを分析する新しい提案手法を用いた。我々は、大学生と精神疾患患者の描画と言語プロトコルを分析し、特性不安、状態不...

【概要】ヤチダモを対象樹種とした花粉散布モデルをさらに改良し,従来の正規分布に加えて,指数関数,ワイブル分布,t分布など,より自由度の高い散布函数を用いて,花粉散布パターンの推定を行った.新しいモデルでは,プロット内の散布曲線をプロット外へとスムーズに延長する方法を考案し,また,個体サイズや花の量などの効果をロジステック回帰して加えることにより,花粉散布全体の平均距離や散布型が精度よく推定できるようになっ...

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【医歯薬学】看護学：老化／数理モデルを含む研究件

【医歯薬学】看護学：病理解析／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：ヒトiPS細胞／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【医歯薬学】看護学：ウイルス／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：安全性／数理モデルを含む研究件

【キーワード】オペレーションズ・リサーチ / 数理最適化 / 安全性 / 都市・地域計画 / ネットワーク最適化 (他8件)

【概要】下校時の児童の安全性を確保するための集団下校に着目し，安全性の高い経路設計のための数理最適化モデルを構築した．学校から帰宅する際の下校経路の評価尺度として，一人で歩く距離を全児童について合計したものと，学校から家までの移動距離を全児童について合計したものを採用した．提案モデルを道路網データに適用した結果，最短経路からの迂回の度合いが極めて小さくても，一人で歩く距離を大幅に削減するような下校経路案を...

【医歯薬学】看護学：意志決定／数理モデルを含む研究件

❏グループの意思決定の数理モデルとプロセスの記述(10551002)

【研究代表者】繁桝算男東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90091701)

【キーワード】意思決定 / 効用評価 / 主観確率 / Wasonの4枚カード問題 / 秘書問題 (他8件)

【概要】実際の意思決定のプロセスに関して,規範モデルと記述モデルの相互補完的関係についていくつかの研究を行った.集団の意思決定における数理的な意思決定ルールとより単純な多数決ルールとの効率の比較などを行っている.また、公共的決定において,一般の人々の本音を聞くことは特に大事であるが,そのための方法論として言語を介した主観確率の測定方法を検討した. 実際の日常的意思決定においても,ある意味で,合理性を求めて...

【医歯薬学】看護学：腸内細菌／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【医歯薬学】看護学：感染症／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【概要】ヒト個体群における感染症流行現象を構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症理論においてキーとなる基本概念である基本再生産数とその派生指標の数学的理論を発展させた。特に、ホスト人口の動態を考慮に入れたモデルによって人口成長下における感染症流行の基本再生産数の推定手法や成長率との関係を明らかにした。また状態別再生産数の概念を定式化して、発症者隔離による感染症根...

【概要】本研究では年齢構造をもつ人口や生物個体群のダイナミクスを発展方程式によりモデル化して無限次元力学系において発展した手法を適用可能とし、関数解析的、力学系的手法を用いてその性質を調べる手法を発展させ、個体レベルの異質性を反映した内的構造をもつ個体群動態学の数学的基礎を構築することを理論的目的とした。具体的なモデリングの対象として人口レベルにおける感染症流行を考え、その閾値現象を解明することによって、...

【医歯薬学】看護学：遺伝子／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【概要】無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部へ...

【概要】ヒト細胞を用いたRNAPII (RNA polymerase II) 実体の運動情報やエピジェネティック修飾情報の数理解析の研究を行った。これまでの我々の研究では、時間分解能７.５分間隔で細胞実験を行っていたが、本研究課題ではより高い時間分解能の転写におけるRNAデータの取得を行った。さらに、転写ダイナミクスを制御しその運動にも影響を与える因子として、各種タンパク質結合情報とエピジェネティック修飾...

【医歯薬学】看護学：デバイス／数理モデルを含む研究件

【キーワード】レザバーコンピューティング / 数理解析 / 非線形システム / 省エネルギー / 力学系 (他22件)

【概要】レザバーコンピューティングは、高速学習を可能とする機械学習の枠組みの一つである。本研究では、レザバーコンピューティングの数理的解析とレザバーの最適設計を行い、従来の問題点を解決するとともに、新たなモデルを提案して学習の高速化や計算性能向上を実現した。また、物理的レザバーの可能性を広く探究して数理モデリングを行い、その基本特性や基礎的タスクにおける計算性能を明らかにした。 ...

【医歯薬学】看護学：疫学解析／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：疫学調査／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：網羅的解析／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：抗体／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：メタボローム／数理モデルを含む研究件

【概要】本研究では、腸管の炎症抑制および腸上皮タイトジャンクションバリア機能の回復に寄与する腸内細菌を同定した。さらに、実験的腸炎マウスモデルを用いて、腸炎の寛解プロセスに寄与する腸内細菌および代謝産物のスクリーニングを行った。また、大腸陰窩における上皮細胞の増殖・分化機構の時空間的ダイナミクスを表現するシミュレーターの開発に成功した。 ...

【医歯薬学】看護学：社会実装／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【医歯薬学】看護学：細菌／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：分子生物学／数理モデルを含む研究件

【概要】「循環系のホメオスタシスとその異常を対象とした学際的交流・共同研究のための準備調査」という本研究の目的をふまえ、分担研究者による討議と「肝炎の数理モデル」をはじめとする共同研究を推進するとともに、公開シンポジウム「ホメオスタシスの現在(いま)」を、1998年2月28日(土)東京大学山上会館において以下の如く開催した。内容は、問題設定をより一般的な対象に向け「ホメオスタシス」をテーマとした。第1部...

【医歯薬学】看護学：遺伝子発現／数理モデルを含む研究件

【キーワード】コンピュータ・シミュレーション / 心筋細胞 / 発生過程 / 遺伝子発現 / 数理モデル (他10件)

【概要】複雑な多細胞生物は、さまざまな遺伝子発現パターンによって、ひとつのゲノム情報から多彩な機能を持つ細胞を発生・分化させている。近年、生物個体を構成する空間的・時間的な発現パターンのプロファイルが大量に獲得されているが、それぞれの発現パターンの機能的意義は必ずしも明らかではない。本研究では、心筋細胞の発生過程の連続的なモデリングに取り組んだ。すでに構築していた胎生初期、胎生後期、新生仔期、成体の4段階...

【医歯薬学】看護学：子育て／数理モデルを含む研究件

【概要】類人猿や狩猟採集民の生活史データと古人類化石の推定年齢データを用いて古人類の出産間隔を推定し、それが非常に短かったことを示した。また、化石証拠と数理モデルを用いて、高い死亡率と負傷率が原因でネアンデルタール人の文化発展が阻害されていたことを明らかにするとともに、言語能力が古人類の文化に与えた影響について分析した。さらに、古人類の社会構造や個体間の協力関係、繁殖戦略などの進化についても数理モデルを用...

【医歯薬学】看護学：疫学／数理モデルを含む研究件

【概要】コロナウイルスやエボラウイルス、ニパウイルスなど、世界的に問題となっているウイルスの自然宿主としてコウモリは知られている。今後も、コウモリから新たなウイルス感染症が発生する可能性は否定できない。また、コウモリを介した細菌や寄生虫の拡散リスクについては情報が少ない。コロナウイルスについては、SARS-CoV-2関連ウイルスが日本を含む東南アジアに生息するコウモリから検出されていることから、令和3年度...

【医歯薬学】看護学：規範／数理モデルを含む研究件

【キーワード】数理モデル / シミュレーション / 進化ゲーム / ネットワーク分析 / 社会数理モデル (他12件)

【概要】本プロジェクトは、期間中に合計12回の研究会を学習院大学において開催した。また、研究会での成果を、海外を含む各種学会・会議において発表報告をした。研究会での報告内容は、次の通りである。 (1)「ウォルト・ディズニーの思想」、(2)"Evolution of Social Influence Networks in Unanimous Opinion Formation"、(3)「S...

【医歯薬学】看護学：価値／数理モデルを含む研究件

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、社会的状況における判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。社会的環...

【医歯薬学】看護学：予防／数理モデルを含む研究件

【キーワード】感染症シミュレーション / 予測モデル / エージェントベースシミュレーション / 予防 / 感染症拡大の数理モデル (他11件)

【概要】東京近郊を模倣した 5 地区からなる仮想都市を計算機上に構成し、会社員・学生・在宅者の3カテゴリーの行動パターンに従う120万人の住民を配置し、学校・会社・商店などでの感染伝達をシミュレーションするためのエージェントベースシミュレーションモデルを構築した。ワクチン接種を実施しない場合の感染割合が30%となるように感染力を設定し、優先接種グループとして会社員、在宅者、ランダムの3通りをシミュレーシ...

【医歯薬学】看護学：学習／数理モデルを含む研究件

【概要】身体運動の円滑な遂行においては姿勢の適切な制御が重要である。予測的姿勢制御は未知あるいは既知の時空間に働きかける最初の過程と言える。ラットを対象に姿勢への外乱に対する事前の随意動作あるいは先行刺激を課し、学習することによって外乱を予測できる条件付け学習課題を新たに構築し、小脳傷害の影響について調べた。また、ラットの姿勢制御系として内部モデルを用いたモデル予測制御を加え、構築した姿勢制御の学習モデル...

【医歯薬学】看護学：意思決定／数理モデルを含む研究件

【キーワード】医薬品製造 / プロセス設計 / スーパーストラクチャー / 数理モデル / シミュレーション (他27件)

【概要】本研究では、医薬品製造プロセスの設計手法開発と、支援ツール実装に取り組んだ。バイオ医薬品注射剤の無菌充填プロセス（調製・ろ過滅菌・充填等）について、シングルユースとマルチユースの選択支援手法を構築し、ソフトウェアのプロトタイプ版をオンラインで公開した。固形製剤の製造プロセス（混合・造粒・乾燥・打錠等）について、連続生産も考慮したスーパーストラクチャを構築し、それに基づく設計手法と、ソフトウェアを開...

【キーワード】意思決定 / 意思決定過程 / 社会経済 / リスク認知 / ファジィデータ解析 (他13件)

【概要】本研究の目的は、過程追跡技法などの心理学的方法論や数理計量的方法論を用いて、社会経済環境における判断と意思決定現象を解明し、社会経済現象を意思決定過程分析より明らかにすることであった。意思決定過程は、我々の社会生活や社会経済環境において容易に見出される現象であり、人々は、このような社会経済環境の中で意思決定を行っているのである。それ故、社会経済環境での意思決定過程に関する研究は、社会経済現象の理解...

【概要】人間の判断と意思決定が、文脈や言語表現や手がかりなどによって変異してしまう現象は判断と意思決定の状況依存性としてとらえることができる。本研究では、社会的状況における判断と意思決定の状況依存性を、種々の心理実験を通じて解明し、さらに、この状況依存性を理論的観点から説明し、予測可能な心理計量モデルの作成、その数理モデルの作成、そして、この数理モデルの表現定理の導出を行なうことを主目的とした。社会的環...

【医歯薬学】看護学：適応／数理モデルを含む研究件

【概要】進化や表現型可塑性による適応現象と個体数変化といった生態現象が密接に関連する「生態－適応フィードバック」の存在が明らかになりつつある。その理解を「種内多様性の具体性」の新しい視点から深化させる研究に取り組んだ。その結果、遺伝的構成のわずかな違いによって、異なる進化と生態のダイナミクスが引き起こされることがわかった。本研究により、遺伝的多様性の質的な違いが生態系に大きな影響を与えることがあると示され...

【医歯薬学】看護学：評価／数理モデルを含む研究件

【概要】次期学習指導要領の公示にともない、新たな学力観をふまえて学習者を育成することが喫緊の課題となっている。特に、「深い学び」を学校現場において達成することは、次期学習指導要領において最も重要な事項の一つとされており、近年では、こうした新しい学力観に沿うような学力テストも少なからず実施され、学校現場で活用されている。こうしたテストは、教師が結果を授業改善に生かすことを意図して実施されている。すなわち、実...

❏状況依存的な判断と意思決定の実験研究とその計量モデル・数理モデル・表現定理の解明(11610067)