Control of the Self-organization of Biological System based on the Stochastic Systems Control Theory and Its Application

基于随机系统控制理论的生物系统自组织控制及其应用

• 批准号: 19560444
• 负责人: ISHIKAWA Masaaki
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19560444/
• 关键词: 確率システム制御理論; 確率反応拡散方程式; 時空間パターン; 生態系; 感染症; 捕食者・被食者系; シミュレーション; バクテリアコロニー; 有限差分法; 確率分岐; プランクトン系; 走化性; 最大原理; 最適制御

As the self-organization phenomena in ecosystems, we have studied three phenomena : (i) bacterial colony formation, (ii) colony formation of plankton system with fish school and (iii) colony formation of infectives in the infectious disease spreading. We have proposed the stochastic models for these three self-organization processes and have analyzed the spatio-temporal pattern formation, and clarified the influence of the random fluctuation on the self-organization. Moreover, with help of the stochastic control theory, we have constructed the basis of control of the self-organization processes.

作为生态系统中的自组织现象，我们研究了三种现象：(1)细菌菌落的形成，(2)浮游生物系统与鱼群的菌落形成，(3)传染病传播过程中传染病菌落的形成。本文提出了这三种自组织过程的随机模型，并分析了时空格局的形成，阐明了随机波动对自组织的影响。同时，利用随机控制理论，构建了自组织过程控制的基础。

项目成果

アリー効果を考慮した確率SIモデルにおける時空間パターン

考虑Allee效应的随机SI模型中的时空模式

• 发表时间: 2009
• 期刊: 日本応用数理学会2009年度年会講演論文集
• 作者: M. Ishikawa;M. Ishikawa;M.Ishikawa;M.Ishikawa;M. Ishikawa;M. Ishikawa;M. Ishikawa;石川昌明
• 通讯作者: 石川昌明

Influence of Random Uncertainties on Complex Spatio-temporal Patterns generated by Stochastic Predator-prey Systems with Diffusion

随机不确定性对具有扩散的随机捕食者-被捕食系统产生的复杂时空模式的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimization and Control 1
• 作者: T. Tanabe;M. Ishikawa;M. Ishikawa;M. Ishikawa
• 通讯作者: M. Ishikawa

On the Simulation Analysis in the Stochastic Endemic Model with Vaccination

疫苗接种随机流行模型的模拟分析

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of the 41st ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
• 作者: M. Ishikawa

走化性バクテリアコロニー形成過程への外乱の影響解析

干扰对趋化细菌定植过程的影响分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 新谷秀明;石川昌明
• 通讯作者: 石川昌明

On the Simulation Analysis in the Stochastic Endemic Model with Vaccinaton

疫苗接种随机流行模型的模拟分析

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of the 41st ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (印刷中)
• 作者: M. Ishikawa;M. Ishikawa;M.Ishikawa
• 通讯作者: M.Ishikawa