【研究領域課題番号】18K03449 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

頑健性、安定性 / 多様性 / 生態系 / 土壌微生物 / 社会系 / 感染接触項 / 非平衡相転移 / 頑健性 / 安定性 / 社会・経済系 / Wikipedia / 土壌微生物群集 / 開放系 / 系の頑健性 / 統計物理学 / 複雑ネットワーク / 開放系・進化系

【研究成果の概要】

本研究では、構成要素の追加と消滅の繰り返しに対する大規模なシステムの頑健性についての理論研究を発展させ、この理論的枠組みの現実問題への適用に挑戦した。理論の基としてきた簡単な模型に「休眠・猶予」の過程を取り入れた模型を解析することにより、より複雑な系や数理モデル群と関係を明らかにした。また、土壌微生物群集系や人流データと感染拡大率の関係、Wikipedia 編集関係などについての実データ解析から広義の生態系の特徴についての再考を行った。

【研究の社会的意義】

現実の大規模な系の多く（狭義の生態系のみならず生体系、社会・経済システム、工学システム等）は、構成要素の追加と消滅のプロセスにさらされている「開放進化系」であるので、その頑健性についての普遍な性質についての理解を深める事ができたことは意義深い。実際、モデリングにおける理論面での進展に加え、人-人の接触項や Wikipedia での編集者-記事関係などの個別の系の解析における結果は、それぞれの系へのより良い介入の仕方を与えるものともなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】数理物理・物性基礎

【研究領域課題番号】15K05202 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

頑健性・安定性 / 多様性 / 開放系 / 非平衡相転移 / 共存 / ネットワーク / 頑健性 / 安定性 / 生態系 / 経済・社会系 / 集団での追跡・逃走 / 社会系 / 自己組織的臨界性 / 進化系 / 相転移 / システミックリスク

【研究成果の概要】

生体、生態系、経済・社会等の現実の複雑な系には、新規要素の包摂と要素の消滅が繰り返されているという共通の特徴が見られる。本研究ではこのような「開放進化系」について研究代表者が簡単な理論模型に基づいて発
見した新しい頑健性決定機構について研究を行い、その普遍性と現実問題への適用の妥当性を吟味した。この結果、生態系や社会系の多くで重要な性質である「相互作用に双方向性がある場合」など拡張モデルについて新し
い発見をし、またそれを通して頑健性決定機構についてより良い理解を得ることができた。また、これらの結果については論文として出版しただけでなく、国際学会や解説記事を通じてより広く発信した。

【研究の社会的意義】

本研究で理解の深まった「開放進化系の頑健性」が多くの現実の系に共通する性質を捉えているものと考えられる。このことは実際に本研究中に行った現実系のデータとの比較解析によっても確認された。
この吟味と、相互作用に相関構造を入れた場合などの拡張モデルについて本研究課題を通じて得られた新しい知見とを合わせて、本理論研究の成果は現実の大規模系についての理解をより深くた。
また、そのことを通じて現実の系の制御・設計の原理に関しても新しい視点を与えたものと言える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)