Swarm oscillatorモデルの解析による自己駆動粒子集団の理解

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本研究課題の主要な研究対象であるSwarm oscillatorモデルは，相互作用する自己駆動粒子集団のモデルであるが，粒子間に生じる相互作用は，作用・反作用の法則が成立しない非対称な相互作用となっている．そして，その相互作用の非対称性が原因となって，多様な自己組織化パターンがもたらされることがこれまでに解っており，Swarm oscillatorモデルを数理的に探究することで，様々な生物個体集団の集団現象に通底するパターン形成メカニズムを明らかにできるのではないかと考えている．このような視点が妥当なものであるかどうかを確認するためには，Swarm oscillatorモデルの解析のみに注力するのではなく，他方で，現実にはどのようなシステムでSwarm oscillatorモデルと同様の特性をもつ粒子集団が存在しうるかを同時に検討しつつ進めることも重要な課題である．そのような観点の下，人間同士の間に生じる力学的な二粒子間相互作用を解析した結果，人間同士の間にも非対称な相互作用が生じることが明らかとなった．具体的には，力学的に押し合う（または引き合う）人間同士の間には，有効的にはどのような力が生じることになるか，モデル化を行い，解析した．結果として，ある特殊な状況を除き，一般には二人の人間同士の間には，非対称な相互作用が生じることが明らかとなった．さらに，どのような状況下でどの程度の非対称性が生じるかを，人間の典型的なパラメータ値の下で検討を行い，定量的な評価を行った．