研究者詳細

顔写真

ハヤカワ　ヨシノリ
早川　美徳
Yoshinori Hayakawa
所属
データ駆動科学・ＡＩ教育研究センター　ＡＩ教育研究部門
職名
教授
学位

  • 工学博士（東北大学）

委員歴 4

  • 電子情報通信学会　非線形問題研究専門委員会委員

    2003年5月 ～ 2012年5月

  • 電子情報通信学会　非線形問題研究専門委員会委員

    2003年5月 ～ 2012年5月

  • 日本物理学会　代議員

    2007年9月 ～ 2011年8月

  • 日本物理学会　代議員

    2007年9月 ～ 2011年8月

所属学協会 1

  • 日本物理学会

研究キーワード 3

  • 群れ

  • パターン形成

  • 自己組織化

研究分野 3

  • 情報通信 / 生命、健康、医療情報学 /

  • 情報通信 / 計算科学 /

  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎 /

受賞 4

  1. 寺田寅彦記念賞(第43回)

    2024年2月　高知県文教協会　『寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む』

  2. JPSJ Outstanding Referee 2022

    2022年3月　日本物理学会

  3. 令和２年度東北大学総長教育賞

    2021年3月　東北大学

  4. JPSJ注目論文

    2006年10月　日本物理学会

論文 74

  1. Copes Model Based UX Design and Implementation with A Mobile App to Enhance Spontaneous Review Habits for Second Language Learning 査読有り

    Ryo Nakagawa, Yuichi Ohkawa, Xiumin Zhao, Akiko Takahashi, Tomoya Ohyama, Takashi Mitsuishi, Yoshinori Hayakawa

    EDULEARN23 Proceedings　5983-5987　2023年7月

    DOI： 10.21125/edulearn.2023.1566 　

  2. 工業科目に対する生徒の受け止め方に関する質的分析 査読有り

    小野寺 力, 早川 美徳

    応用物理教育　42　(1)　7-12　2018年6月

  3. Contact enhancement of locomotion in spreading cell colonies 査読有り

    Joseph d'Alessandro, Alexandre P. Solon, Yoshinori Hayakawa, Christophe Anjard, Francois Detcheverry, Jean-Paul Rieu, Charlotte Riviere

    NATURE PHYSICS　13　(10)　999-+　2017年10月

    DOI： 10.1038/NPHYS4180 　

    ISSN：1745-2473

    eISSN：1745-2481

  4. Flock of white-fronted geese as a weakly coupled oscillator system 査読有り

    Yoshinori Hayakawa, Tsuyoshi Mizuguchi

    Proceedings of the 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics　252-253　2017年10月

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    ISSN 2433-5096

  5. Analysis of Dynamical Behaviour of Flying Pigeons Using INS/GPS Logger 査読有り

    Tsuyoshi Mizuguchi, Yoshinori Hayakawa, Máté Nagy, Gábor Vásárhelyi

    Proceedings of the 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics　389-390　2017年10月

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    ISSN 2433-5096

  6. 飛行する鳥の群れの計測と解析

    水口毅, 右衛門佐誠, 早川美徳, Gábor Vásárhelyi, Máté Nagy

    可視化情報　37　(144)　15-19　2017年1月

  7. 演示による動機づけ効果のARCSモデルを用いた分析 査読有り

    小野寺力, 早川美徳

    応用物理教育　40　(2)　85-91　2016年

    出版者・発行元： 応用物理学会応用物理教育分科会

    ISSN：1346-4434

  8. 商用ホスティングサービスを活用してサーバ構築とウェブアプリ開発を体験する授業の改善成果報告

    酒井 正夫, 早川 美徳, 三石 大, 長谷川 真吾, 静谷 啓樹, 磯邉 秀司, 小泉 英介

    大学ICT推進協議会2015年度年次大会論文集　8pages (in CD-ROM)　2015年12月2日

  9. On the stability of the line formations of geese 査読有り

    Yoshinori Hayakawa

    Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics　254-258　2015年10月

  10. Relation between spatial location and temporal delay in flock behavior 査読有り

    Tsuyoshi Mizuguchi, Makoto Yomosa, Yoshinori Hayakawa

    Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics　252-253　2015年10月

  11. ステレオカメラを用いた鳥の羽ばたき運動の解析

    右衛門佐, 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    数理解析研究所講究録　1940　82-89　2015年4月

    出版者・発行元： 京都大学

    ISSN：1880-2818

  12. 鳥の群れの集団ダイナミクスとその計測

    早川美徳

    数理解析研究所講究録　1944　30-35　2015年4月

    出版者・発行元： 京都大学

    ISSN：1880-2818

  13. 16aCX-4 鳥の群れの個体間相互作用と集団運動

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　70　2559-2559　2015年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_2559 　

    ISSN：2189-079X

  14. 動物の群れと動的相互作用としてのコミュニケーション : マガンの群れのサイズ調整

    早川美徳

    数理解析研究所講究録　1917　164-171　2014年9月

    出版者・発行元： 京都大学

    ISSN：1880-2818

  15. Ordered structure in pigeon flocks : analysis of GPS trajectory data

    右衛門佐誠, 水口毅, 早川美徳

    数理解析研究所講究録　1900　56-62　2014年6月

    出版者・発行元： 京都大学

    ISSN：1880-2818

  16. Spatio-Temporal Structure of Hooded Gull Flocks 査読有り

    Makoto Yomosa, Tsuyoshi Mizuguchi, Yoshinori Hayakawa

    PLOS ONE　8　(12)　e81754　2013年12月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0081754 　

    ISSN：1932-6203

  17. 追尾関係をもとにしたユリカモメの群れの構造解析

    右衛門佐誠, 水口毅, 早川美徳

    数理解析研究所講究録　1853　63-66　2013年10月

    出版者・発行元： 京都大学

    ISSN：1880-2818

  18. 太陽電池の活用に関する授業実践 査読有り

    小野寺力, 早川美徳

    エネルギー環境教育研究　7　(2)　9-19　2013年7月

  19. 文長分布型と係り受け関係に基づいた文構造の解析 査読有り

    古橋翔, 早川美徳

    計量国語学　28　(7)　250-260　2012年12月26日

    出版者・発行元： 計量国語学会

    ISSN：0453-4611

  20. 太陽電池の動作原理理解のための演示実験 査読有り

    小野寺力, 早川美徳

    応用物理教育　36　(2)　33-38　2012年12月

    ISSN：1346-4434

  21. Group-size distribution of skeins of wild geese 査読有り

    Yoshinori Hayakawa, Sho Furuhashi

    PHYSICAL REVIEW E　86　(3)　031924　2012年9月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.86.031924 　

    ISSN：1539-3755

  22. Oscillatory instability in slow crack propagation in rubber under large deformation 査読有り

    Daiki Endo, Katsuhiko Sato, Yoshinori Hayakawa

    PHYSICAL REVIEW E　86　(1)　016106　2012年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.86.016106 　

    ISSN：2470-0045

    eISSN：2470-0053

  23. ユリカモメの群れ運動の解析

    右衛門佐誠, 水口毅, 早川美徳

    数理解析研究所講究録　1796　22-25　2012年7月

  24. Lognormality of the Distribution of Japanese Sentence Lengths 査読有り

    Sho Furuhashi, Yoshinori Hayakawa

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　81　(3)　034004　2012年3月

    DOI： 10.1143/JPSJ.81.034004 　

    ISSN：0031-9015

  25. 1SC-02 鳥の群れの集団動力学(1SC 生物学における数学的手法の最前線,シンポジウム,日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    早川 美徳

    生物物理　52　S3　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S3_5 　

  26. A Quorum-Sensing Factor in Vegetative Dictyostelium Discoideum Cells Revealed by Quantitative Migration Analysis 査読有り

    Laurent Gole, Charlotte Riviere, Yoshinori Hayakawa, Jean-Paul Rieu

    PLOS ONE　6　(11)　e26901　2011年11月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0026901 　

    ISSN：1932-6203

  27. マガンの群れの紐運動 招待有り 査読有り

    早川美徳

    第１６回交通流のシミュレーションシンポジウム論文集　45-48　2010年11月

  28. Spatiotemporal dynamics of skeins of wild geese 査読有り

    Y. Hayakawa

    EPL　89　(4)　48004　2010年2月

    DOI： 10.1209/0295-5075/89/48004 　

    ISSN：0295-5075

  29. 2SI1100 マガンの群れの集団動力学(2SI 複雑系生物物理学の展開,第48回日本生物物理学会年会)

    早川 美徳

    生物物理　50　(2)　S18　2010年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.50.S18 　

  30. Model for Coiling and Meandering Instability of Viscous Threads 査読有り

    Shin-ichiro Nagahiro, Yoshinori Hayakawa

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　78　(12)　124402　2009年12月

    DOI： 10.1143/JPSJ.78.124402 　

    ISSN：0031-9015

  31. Memory effects on scale-free dynamics in foraging Drosophila 査読有り

    Masayuki Koganezawa, Hiroaki Hara, Yoshinori Hayakawa, Ichiro Shimada

    JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY　260　(3)　353-358　2009年10月

    DOI： 10.1016/j.jtbi.2009.06.018 　

    ISSN：0022-5193

  32. Analysis and modeling of ants' behavior from single to multi-body

    Yoshikatsu Hayashi, Ken Sugawara, Tetsuya Uchikawa, Yoshinori Hayakawa, Tomonori Kikuchi, Kazuki Tsuji

    Proceedings of the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics, AROB 13th'08　847-848　2008年12月1日

  33. Reinforcement learning of recurrent neural network for temporal coding 査読有り

    Daichi Kimura, Yoshinori Hayakawa

    NEUROCOMPUTING　71　(16-18)　3379-3386　2008年10月

    DOI： 10.1016/j.neucom.2007.11.014 　

    ISSN：0925-2312

  34. Bending-filament model for the buckling and coiling instability of a viscous fluid rope 査読有り

    Shin-ichiro Nagahiro, Yoshinori Hayakawa

    PHYSICAL REVIEW E　78　(2)　025302　2008年8月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.78.025302 　

    ISSN：1539-3755

    eISSN：1550-2376

  35. Coevolutionary networks with homophily and heterophily 査読有り

    Daichi Kimura, Yoshinori Hayakawa

    PHYSICAL REVIEW E　78　(1)　016103　2008年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.78.016103 　

    ISSN：1539-3755

  36. Adaptation-induced collective dynamics of a single-cell protozoan 査読有り

    Maiko Ogata, Tsuyoshi Hondou, Yoshinori Hayakawa, Yoshikatsu Hayashi, Ken Sugawara

    PHYSICAL REVIEW E　77　(1)　011917　2008年1月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.77.011917 　

    ISSN：1539-3755

  37. 蟻の行動の時系列解析とモデリング

    内川哲哉, 菅原研, 菊地友則, 辻和希, 早川美徳

    電子情報通信学会技術研究報告　106　(573)　27　2007年3月

  38. ゾウリムシの集団行動と化学走性

    緒方真衣子, 林叔克, 早川美徳

    電子情報通信学会技術報告　106　(573)　37　2007年3月

  39. Shape selection of Kompeitoh 査読有り

    Isamu Sakai, Yoshinori Hayakawa

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　75　(10)　104802　2006年10月

    DOI： 10.1143/JPSJ.75.104802 　

    ISSN：0031-9015

  40. Collective Motion and Formation of Simple Interacting Robots. 査読有り

    Ken Sugawara, Hiroumi Tanigawa, Kazuhiro Kosuge, Yoshinori Hayakawa, Tsuyoshi Mizuguchi, Masaki Sano

    2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2006, October 9-15, 2006, Beijing, China　1062-1067　2006年

    DOI： 10.1109/IROS.2006.281811 　

  41. Theoretical and numerical approach to "magic angle" of stone skipping 査読有り

    S Nagahiro, Y Hayakawa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　94　(17)　174501　2005年5月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.94.174501 　

    ISSN：0031-9007

  42. Collective dynamics of active elements: group motions, task allocation and pheromone trailing 査読有り

    K. Sugawara, T. Mizuguchi, H. Nishimori, T. Kazama, Y. Hayakawa, M. Sano

    The abstracts of International Symposium on Dynamical Systems Theory and its Applications to Biology and Environmental Science　1　127　2004年3月

  43. Numerical simulation for collisions of a rigid disk on fluid surface 査読有り

    S Nagahiro, Y Hayakawa

    SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　708　785-786　2004年

    ISSN：0094-243X

  44. Collision of one-dimensional nonlinear chains

    Shin-Ichiro Nagahiro, Yoshinori Hayakawa

    Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics　67　(3)　036609/6　2003年3月

    ISSN：1063-651X

  45. Collision of one-dimensional nonlinear chains 査読有り

    S Nagahiro, Y Hayakawa

    PHYSICAL REVIEW E　67　(3)　036609　2003年3月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.67.036609 　

    ISSN：2470-0045

    eISSN：2470-0053

  46. 行動の時間的フラクタルに対する記憶の効果

    小金澤 雅之, 早川 美徳, 原 啓明, 嶋田 一郎

    生物物理　43　S242　2003年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.43.S242_4 　

  47. Collective motion of interacting simple robots

    Ken Sugawara, Ritsu Arai, Masaki Sano, Yoshinori Hayakawa, Tsuyoshi Mizuguchi, Toshinori Watanabe

    IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference)　3　428-432　2001年12月1日

  48. Reinforcement Learning for Stochastic Neural Networks 査読有り

    Yoshinori Hayakawa

    Proceedings of 2001 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　2　493-496　2001年11月

  49. Collective Motion of Interacting Robots 査読有り

    Ken Sugawara, Yoshinori Hayakawa, Masaki Sano

    Proceedings of 2001 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications　2　569-572　2001年11月

  50. Effects of noise coherence on stochastic resonance enhancement in a bithreshold system 査読有り

    Marisciel Litong, Yoshinori Hayakawa, Yasuji Sawada

    Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics　64　(2)　261171-261175　2001年

    DOI： 10.1103/PhysRevE.64.026117 　

    ISSN：1539-3755

  51. Learning-induced synchronization of a globally coupled excitable map system 査読有り

    Yoshinori Hayakawa, Yasuji Sawada

    Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics　61　(5)　5091-5097　2000年

    DOI： 10.1103/PhysRevE.61.5091 　

    ISSN：1063-651X

  52. 破壊現象のモデリングとコンピュータシミュレーション 査読有り

    早川 美徳

    物性研究(物性研究刊行会)　71　(3)　393　1998年

  53. 興奮性を持つ写像によるニューラルネットワーク・モデルとその時系列学習への応用 査読有り

    早川 美徳

    信学技報(電気情報通信学会)　NC98　(61)　51　1998年

  54. Entropy spectrum for distribution of clusters in growth models 査読有り

    Shinichi Sato, Yoshinori Hayakawa

    Physical Review E　55　(6)　7793-7796　1997年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.55.7793 　

  55. Statistical theory of diffusion-limited growth in two dimensions 査読有り

    Y Hayakawa, S Sato

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　79　(1)　95-98　1997年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.79.95 　

    ISSN：0031-9007

  56. Impact fragmentation of an ideal brittle crystal 査読有り

    Y Hayakawa

    PHYSICAL REVIEW B　53　(22)　14828-14833　1996年6月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.53.14828 　

    ISSN：0163-1829

  57. Collective motion in a system of motile elements 査読有り

    N Shimoyama, K Sugawara, T Mizuguchi, Y Hayakawa, M Sano

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　76　(20)　3870-3873　1996年5月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.76.3870 　

    ISSN：0031-9007

  58. 群れの数理モデル (複合系-2-要素と全体--現象論の視座)

    早川 美徳, 水口 毅, 佐野 雅己, 下山 直彦, 菅原 研

    物性研究　65　(5)　717-724　1996年2月

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN：0525-2997

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  59. EFFECTS OF THE CHAOTIC NOISE ON THE PERFORMANCE OF A NEURAL-NETWORK MODEL FOR OPTIMIZATION PROBLEMS 査読有り

    Y HAYAKAWA, A MARUMOTO, Y SAWADA

    PHYSICAL REVIEW E　51　(4)　R2693-R2696　1995年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.51.R2693 　

    ISSN：2470-0045

    eISSN：2470-0053

  60. Effects of the chaotic noise on the performance of a neural network model for optimization problems 査読有り

    Yoshinori Hayakawa, Atsushi Marumoto, Yasuji Sawada

    Physical Review E　51　(4)　R2693-R2696　1995年

    DOI： 10.1103/PhysRevE.51.R2693 　

    ISSN：1063-651X

  61. PATTERN SELECTION OF MULTICRACK PROPAGATION IN QUENCHED CRYSTALS 査読有り

    Y HAYAKAWA

    PHYSICAL REVIEW E　50　(3)　R1748-R1751　1994年9月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.50.R1748 　

    ISSN：2470-0045

    eISSN：2470-0053

  62. NUMERICAL STUDY OF OSCILLATORY CRACK-PROPAGATION THROUGH A 2-DIMENSIONAL CRYSTAL 査読有り

    Y HAYAKAWA

    PHYSICAL REVIEW E　49　(3)　R1804-R1807　1994年3月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.49.R1804 　

    ISSN：2470-0045

    eISSN：2470-0053

  63. 情報処理におけるカオス神経回路モデルの動的特性

    Y. Hayakawa, A. Marumoto, Y. Sawada

    非線形理論とその応用の国際会議会報,電子情報通信学会　1,205　1993年9月

  64. カオス振動子を結合した神経回路による情報処理能力の評価 査読有り

    早川 美徳

    信学技報(電子情報通信学会)　93　(278)　15　1993年

  65. EXACTLY SELF-SIMILAR LEFT-SIDED MULTIFRACTAL MEASURES 査読有り

    BB MANDELBROT, CJG EVERTSZ, Y HAYAKAWA

    PHYSICAL REVIEW A　42　(8)　4528-4536　1990年10月

    DOI： 10.1103/PhysRevA.42.4528 　

    ISSN：1050-2947

  66. THE GROWTH OF RAMIFIED CLUSTERS BY PARTICLE EVAPORATION AND CONDENSATION 査読有り

    P MEAKIN, M MATSUSHITA, Y HAYAKAWA

    PHYSICA A　161　(3)　457-475　1989年12月

    DOI： 10.1016/0378-4371(89)90437-8 　

    ISSN：0378-4371

  67. CLUSTER GROWTH THROUGH EVAPORATION PROCESSES 査読有り

    Y HAYAKAWA, M MATSUSHITA

    PHYSICAL REVIEW A　40　(5)　2871-2874　1989年9月

    DOI： 10.1103/PhysRevA.40.2871 　

    ISSN：1050-2947

  68. ANISOTROPIC GROWTH OF THE GENERALIZED DIFFUSION-LIMITED AGGREGATION CLUSTERS ON A SQUARE LATTICE 査読有り

    H OHTSUKI, M MATSUSHITA, Y HAYAKAWA

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　57　(12)　4086-4089　1988年12月

    DOI： 10.1143/JPSJ.57.4086 　

    ISSN：0031-9015

  69. SCALING STRUCTURE OF THE GROWTH-PROBABILITY DISTRIBUTION IN DIFFUSION-LIMITED AGGREGATION PROCESSES 査読有り

    Y HAYAKAWA, S SATO, M MATSUSHITA

    PHYSICAL REVIEW A　36　(4)　1963-1966　1987年8月

    DOI： 10.1103/PhysRevA.36.1963 　

    ISSN：1050-2947

  70. SCALING PROPERTIES FOR THE UNSCREENED SURFACES OF FRACTAL PATTERNS 査読有り

    M MATSUSHITA, Y HAYAKAWA, S SATO, K HONDA

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　59　(1)　86-89　1987年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.59.86 　

    ISSN：0031-9007

  71. GENERALIZATION AND THE FRACTAL DIMENSIONALITY OF DIFFUSION-LIMITED AGGREGATION 査読有り

    M MATSUSHITA, K HONDA, H TOYOKI, Y HAYAKAWA, H KONDO

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　55　(8)　2618-2626　1986年8月

    DOI： 10.1143/JPSJ.55.2618 　

    ISSN：0031-9015

  72. MONTE-CARLO SIMULATIONS OF THE GENERALIZED DIFFUSION LIMITED AGGREGATION 査読有り

    Y HAYAKAWA, H KONDO, M MATSUSHITA

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　55　(8)　2479-2482　1986年8月

    DOI： 10.1143/JPSJ.55.2479 　

    ISSN：0031-9015

  73. FRACTAL STRUCTURE AND CLUSTER STATISTICS OF ZINC-METAL TREES DEPOSITED ON A LINE ELECTRODE 査読有り

    M MATSUSHITA, Y HAYAKAWA, Y SAWADA

    PHYSICAL REVIEW A　32　(6)　3814-3816　1985年

    DOI： 10.1103/PhysRevA.32.3814 　

    ISSN：1050-2947

  74. FRACTAL STRUCTURES OF ZINC METAL LEAVES GROWN BY ELECTRODEPOSITION 査読有り

    M MATSUSHITA, M SANO, Y HAYAKAWA, H HONJO, Y SAWADA

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　53　(3)　286-289　1984年

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.53.286 　

    ISSN：0031-9007

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MISC 92

  1. 東北大学のAIMDリテラシー教育 招待有り

    早川美徳, 中尾光之

    大学教育と情報　1　25-30　2022年6月

  2. なぜ？なぜ？どうして？

    早川美徳

    子供の科学　84　(9)　44-44　2021年8月10日

  3. データの視覚化

    古橋翔, 早川美徳

    計量国語学　30　(8)　506-521　2017年3月

    出版者・発行元： 計量国語学会

    ISSN： 0453-4611

  4. 飛行する鳥の群れの計測と解析 (特集 バイオミメティクスと可視化)

    水口 毅, 右衛門佐 誠, 早川 美徳, Vasarhelyi Gabor, Nagy Mate

    可視化情報学会誌 = Journal of the Visualization Society of Japan　37　(144)　14-19,図巻頭1p　2017年1月

    出版者・発行元： 可視化情報学会

    ISSN： 0916-4731

  5. 自走する粒子系としての細胞や生物集団のふるまい

    早川美徳

    日本物理学会誌　71　(11)　732-732　2016年11月

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    「物理学70の不思議」の１項目

  6. マガンの群れの集団動力学

    早川美徳

    日本物理学会誌　70　(9)　718-721　2015年9月

    出版者・発行元： 日本物理学会

    ISSN： 0029-0181

  7. 8pPSA-57 鳥の羽ばたきと集団運動(8pPSA 領域11ポスターセッション,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　69　(2)　145-145　2014年8月22日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  8. 30pAJ-8 鳥の群れの構造と追尾行動(30aAJ アクティブマター・その他の系,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　69　(1)　381-381　2014年3月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  9. 25aKL-2 旋回飛行するハトの群れの構造解析(生物合同1,領域11,領域12合同,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　68　(2)　220-220　2013年8月26日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  10. 26aXZD-6 文長分布型と係り受け関係に基づく文構造の解析(26aXZD 生物・生態系(社会・言語・ゲーム等を含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    古橋 翔, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　68　(1)　324-324　2013年3月26日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  11. 29pXZD-1 追尾行動をもとにした鳥の編隊飛行の解析(29pXZD 領域12,領域11合同 生物合同セッション(データ解析など),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　68　(1)　461-461　2013年3月26日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  12. 鳥の群れの動態解析と数理モデル

    早川美徳

    計測と制御　52　(3)　207-212　2013年3月

    出版者・発行元： 計測自動制御学会

  13. ステレオカメラによるユリカモメの運動の解析 (生物流体力学及び関連する問題の研究)

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    数理解析研究所講究録　1808　95-100　2012年9月

    出版者・発行元： 京都大学

    ISSN： 1880-2818

  14. 19pAD-4 鳥の群れのサイズ分布(19pAD 粉体・交通流,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　67　(2)　271-271　2012年8月24日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  15. 19aAD-3 ユリカモメの群れの羽ばたき運動の解析(19aAD 生物・生態系1,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　67　(2)　243-243　2012年8月24日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  16. 25pPSA-20 ユリカモメの群れ運動の解析II(25pPSA 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　67　(1)　329-329　2012年3月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  17. 学習支援や授業ふり返りのための板書レクチャーの簡易コンテンツ化

    嶌田 聡, 東野 豪, 今野 文子, 三石 大, 早川 美徳, 静谷 啓樹

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎　111　(479)　217-222　2012年3月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    板書形式のレクチャーを対象として,ハイビジョンビデオカメラでレクチャーの全景を撮影した映像から受講生の学習や講師の授業ふり返りに適したコンテンツを簡易に生成する方法を提案する.提案方法は,(1)時間変動を用いることなく,1枚のフレーム画像だけから講師と文字の領域を高精度に検出する処理,(2)検出した講師と文字の領域を用いて板書された文字量を求め,その時間変化から板書開始と板書の文字を消すタイミングを検出してシーンの自動定義とシーン代表画像生成を行う処理,(3)シーン代表画像や講師領域を用いて合成映像を生成する処理から構成される.今回,大学での授業映像を対象に評価実験を行い,板書開始や板書した文字を消すイベントを精度よく検出できることと,生成した講師領域やシーン代表画像を用いることで低解像度でも視認性が高く,かつ板書内容の把握が容易な合成映像を生成できることを確認した.

  18. 22aGU-1 ユリカモメの群れ運動の解析(22aGU 生物・生態系・経済物理学1,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    右衛門佐 誠, 水口 毅, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　66　(2)　224-224　2011年8月24日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  19. 28aPS-32 文のつながりからみた文章構造の特徴(28aPS 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    古橋 翔, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　66　(1)　355-355　2011年3月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  20. 文のつながりからみた日本語文章の特徴

    古橋 翔, 早川 美徳

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　110　(299)　1-6　2010年11月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    文が統辞論の規則に従って単語を並べて構成されるように,文章中の文の並びにも何かしらの特徴があるのだろうか.本研究は,青空文庫から著者を特定せずに大量に集めた文章から,文をノードとして,出現順に方向つきリンクで結んだネットワークを作成しその構造を調べた.但し,文は品詞分解をして,品詞の並びのパターン(文型)として分類した.その結果,ほとんどの文型は一度きりしか現れないものの,次数分布や文型間の遷移回数分布にべき乗則が表れることを示した.また,文型の品詞数を文の長さと定義すると,連続する文型間には長さについて正の相関があり,また,多用される文型は短いものであった.

  21. 25pTH-6 複雑ネットワークからみた文章構造(25pTH ネットワーク一般2・生物・生態系,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    古橋 翔, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　65　(2)　291-291　2010年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  22. 26aTF-12 散逸系での薄膜中の亀裂進展パターン(26aTF その他の数理モデル・その他の系(摂動法・数値計算アルゴリズムを含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    遠藤 大樹, 佐藤 勝彦, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　65　(2)　299-299　2010年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  23. 24pTF-14 マガンの群れに見られる波動伝搬(24pTF 粉体・交通流,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　65　(2)　244-244　2010年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  24. 金平糖を作る

    早川美徳

    寺田寅彦全集　2010年5月

    出版者・発行元： 岩波書店

  25. ボトルネックをもつ二車線交通流の振る舞い

    古橋 翔, 早川 美徳

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　109　(354)　15-19　2009年12月14日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

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    一部一車線(ボトルネック)の二車線道路の交通流は,セルオートマトンモデルによる先行研究がいくつかあるが,そのモデルと実際の交通流との比較が行われていない.本研究はその点に着目して,実際にボトルネックの長さが違う二か所で観測した結果をモデルと比較した.このボトルネックでは,車の進行方向が交互に入れ替わるサイクルをしている.指標として,ある方向の一サイクル当たりの通過台数の累積分布及びサイクル相関を用いた.結果はともに累積分布は指数分布でサイクル相関は無かった.したがって,モデルの再現性が良いことが明らかになった.

  26. 金平糖の形成ダイナミクス

    早川美徳

    日本物理学会誌　64　(10)　753　2009年10月

  27. 28aPS-67 ボトルネックをもつ二車線交通流の振る舞いの研究(領域11ポスターセッション,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

    古橋 翔, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　64　(2)　236-236　2009年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  28. 28aPS-82 大変形する薄膜中の亀裂進展パターン(領域11ポスターセッション,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

    遠藤 大樹, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　64　(2)　239-239　2009年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  29. 27pQL-3 衝撃破壊の統計則と多数亀裂のパターン形成(領域12,領域11合同シンポジウム:複雑な破壊現象における普遍性,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　64　(2)　290-290　2009年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  30. 21pVD-1 Fluid RopeのMeandeingと座屈不安定性(21pVD その他の力学系モデル,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　63　(2)　225-225　2008年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  31. 23aPS-40 スケールフリーネットワーク上の秩序形成の研究(23aPS 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    古橋 翔, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　63　(2)　266-266　2008年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  32. 24aPS-92 平板に衝突するLiquid Ropeの座屈と安定性(領域11ポスターセッション,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　62　(2)　338-338　2007年8月21日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  33. 金平糖の成長過程とパターン選択

    早川美徳, 酒井

    固体物理　42　(5)　305-312　2007年5月

    出版者・発行元： アグネ出版

    ISSN： 0454-4544

  34. 18pTC-2 ゾウリムシの集団行動と化学走性(生物物理,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

    緒方 真衣子, 林 叔克, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　62　(1)　329-329　2007年2月28日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  35. 19aTG-7 Si(111)7×7表面上のAg原子の吸着及びクラスター形成過程(表面界面構造,領域9,表面・界面,結晶成長)

    田鎖 幸樹, 冷清水 裕子, Osiecki J., 早川 美徳, 粕谷 厚生, 須藤 彰三

    日本物理学会講演概要集　62　(1)　884-884　2007年2月28日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  36. 20pPSA-20 蟻の行動の時系列解析とモデリング(領域12ポスターセッション,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

    内川 哲哉, 菅原 研, 菊地 友則, 辻 和希, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　62　(0)　361-361　2007年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.62.1.2.0_361_1 　

  37. 時系列課題学習後のネットワーク構造

    木村 大地, 早川 美徳

    電子情報通信学会技術研究報告　106　(79)　37-40　2006年5月26日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    学習課題の性質によって,学習後のネットワーク構造がどのように変化するかを解析する.シナプス加重の絶対値が大きい結合がニューラルネットワークの挙動において支配的であると仮定し,学習後のネットワークからシナプス加重の絶対値が小さい結合を刈り取った.そうして出来上がったネットワークを解析した結果,与えられた時系列課題の履歴依存性とネットワークの閉路の数に相関があることが明らかとなった.

  38. 29pPSB-47 学習する個体による双方向の交通流モデルの流量と行動特性について(29pPSB 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    飯澤 洋平, 早川 美徳, 木村 大地

    日本物理学会講演概要集　61　(1)　319-319　2006年3月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  39. 29pPSB-61 金米糖にみられる凹凸パターンの研究(29pPSB 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    酒井 勇, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　61　(1)　321-321　2006年3月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  40. 29pXH-3 時系列課題学習後のニューラルネットワークの構造解析(29pXH ニューラルネットワーク(神経系のモデルを含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    木村 大地, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　61　(1)　306-306　2006年3月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  41. 19pXJ-6 円板と水面のななめ衝突 : SPHシミュレーション及びモデル解析によるアプローチ(渦運動・界面・特異性,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　60　(2)　151-151　2005年8月19日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  42. 27aPS-60 FitzHugh-Nagumo モデルからなる神経回路網の時系列学習(領域11,領域12合同ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    木村 大地, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　60　(1)　330-330　2005年3月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  43. 13pTD-1 剛体円盤と流体表面の 3 次元衝突シミュレーション(地球流体・乱流, 領域 11)

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　221-221　2004年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  44. 13pXF-7 VT-STM による H/Si(111)1×1 表面上の Ag クラスターの成長過程 II(微粒子・クラスタ, 領域 9)

    永島 幸延, Czajka R., 加藤 大樹, Wawro A., 山田 太郎, 早川 美徳, 粕谷 厚生, 須藤 彰三

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　805-805　2004年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  45. 27aWR-1 VT-STMによるH/Si(111)1×1表面上のAgクラスターの成長過程(微粒子・クラスタ)(領域9)

    永島 幸延, Czajka R., 志波 晃子, 加藤 大樹, Wawro A., 山田 太郎, 早川 美徳, 須藤 彰三, 粕谷 厚生

    日本物理学会講演概要集　59　(1)　883-883　2004年3月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  46. 22pWD-7 SPH 法による砂地盤の液状化の解析

    永弘 進一郎, 早川 尚男, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　58　(2)　251-251　2003年8月15日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  47. SPH 法による円板と流体表面の衝突シミュレーション

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　103　(37)　1-5　2003年5月8日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    粘性流体の表面に衝突する円板について、Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法を用いてシミュレーションを行った結果を紹介する.衝突の過程では,流体の表面は大きく変形し,あるいは分離する.このような問題の境界条件は非常に複雑であり、数値的に扱う場合には通常、格子生成などの煩雑な手続きが必要になる.SPH法はそのような手続きを必要とせず,流体表面の運動を解析できる方法の一つである.円盤の衝突はレイノルズ数,フルード数,入射角度、及び流体と円盤の密度比の4つのパラメータで特徴づけられる。衝突後に円盤の重力方向の運動量が反転する(跳ね返る)場合と、反転しない(沈む)場合の二つの状態についてシミュレーションから得られた相図を紹介する.また,反発の詳細なメカニズムや,エネルギー散逸の衝突角度依存性,円盤衝突時の流体の運動などについても結果を報告する.

  48. 29pWE-17 SPH 法による剛体円盤と流体表面の衝突シミュレーション

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　58　(1)　287-287　2003年3月6日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  49. MEMORY EFFECTS ON THE DYNAMICS OF TEMPORAL FRACTAL IN THE FEEDING BEHAVIOR OF DROSOPHILA(Physiology,Abstracts of papers presented at the 74^<th> Annual Meeting of the Zoological Society of Japan) :

    Masayuki Koganezawa, Hayakawa Yoshinori, Hara Hiroaki, Shimada Ichiro

    Zoological science　20　(12)　1584-1584　2003年

    出版者・発行元： Zoological Society of Japan

    ISSN： 0289-0003

  50. ショウジョウバエ学習・記憶突然変異体を用いた摂食行動のフラクタル解析

    小金澤 雅之, 早川 美徳, 嶋田 一郎

    日本味と匂学会誌 = The Japanese journal of taste and smell research　9　(3)　311-312　2002年12月1日

    出版者・発行元： 日本味と匂学会

    ISSN： 1340-4806

  51. 一次元バネ-ビーズモデルの非弾性衝突

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　101　(614)　7-14　2002年1月22日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    一次元のバネ-ビーズモデルの壁との衝突を主に数値シミュレーションを用いて調べた。粒子間の相互作用が線形である場合, 衝突の性質は速度に依存せず, 反発係数ηは熱力学極限において1になる.非線形のポテンシャルとしてレナード-ジョーンズ型を採用したバネ-ビーズモデルでは, 衝突の性質は速度に依存するようになり, 特に反発係数は, ある速度で最小値を持つ結果を得た.またそのような速度では, 衝突後に棒の破壊が生じる.その破壊の統計的性質も議論する.一方, 遅い速度の衝突を扱う理論としてヘルツの準静的理論が知られているが, 細い棒と壁との衝突を実験により調べた結果, 準静的理論が成り立っている速度領域と, バネ-ビーズモデルのシミュレーションから得られた結果に一致する速度領域のクロスオーバーが見いだされた.準静的理論の成立に棒の接触点近傍の変型の非線型性が役割を担っていることがわかった.

  52. 19pRD-10 1次元Rod非弾性衝突

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　56　(2)　219-219　2001年9月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  53. リカレントネットワークによる非線形システムの動的制御

    早川 美徳

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　101　(68)　35-42　2001年5月15日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    時系列的な環境からの入力と、環境への出力を持つリカレントニューラルネットワークの強化学習則を考察した。神経回路は確率的に動作するニューロンから成り、行動の結果がグローバルな二値情報としてのみフィードバックされる。このような系での回路網の動作を解析し、望ましい結果を生むようなシナプス荷重の強化則はHebb的な学習則であること、さらに,それはネットワークの構造や、ニューロンの特性の詳細には依らないことを示した。このモデルを倒立振り子の課題に適用し、学習ダイナミクスについてて解析を行った。

  54. ニューラルネットワークにおけるアトラクティブフィールドの学習に関する研究

    石田 文彦, 早川 美徳, 沢田 康次

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング　100　(96)　57-64　2000年5月19日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

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    時系列信号をアトラクタとして学習するニューラルネットワークのアルゴリズムを提案した.このアルゴリズムの特徴は学習すべき時系列信号に収束するようなフローを時系列信号の周囲に仮定し、本来の時系列学習に加えて行う点である.また, このアルゴリズムを高次ニューラルネットワークに適用し, ネットワークの張る位相空間上のある一点のフローを教師信号として用い, アトラクティブフィールドの学習を行った結果, 高次ニューラルネットワークは, 従来のニューラルネットワークモデルに比べ, フローに対し平行方向に学習能力に優れていることがわかった.

  55. 結合写像による神経場のモデルと時間・空間情報のコーディング

    鈴木 大弼, 早川 美徳, 沢田 康次

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　99　(412)　47-52　1999年11月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

  56. シンボルダイナミクスの学習によるパターンダイナミクスの記憶

    石田 文彦, 早川 美徳, 早川 吉弘, 沢田 康次

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング　98　(365)　33-39　1998年10月24日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

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    外界の先読みを行う脳の高次機能を実現するため、パターン系列を記憶する神経回路のアーキテクチャを提案する。この神経回路は、パターンをシンボル(システムの内部表現)へ変換するエンコード部、シンボル系列を記憶する時系列操作部、シンボルをパターンへ復元するデコード部からなる。本研究では、シンボル系列の記憶のための新たな時系列記憶のアルゴリズムを提案し、シミュレーションにより、あるダイナミクスに従うパターン系列を、シンボルのダイナミクスを学習することで記憶し、先読み機能の実現を目指す。

  57. 集団運動の数理(2)群れ運動の数理モデル

    早川 美徳, 水口 毅

    数理科学　36　(10)　63-70　1998年10月

    出版者・発行元： サイエンス社

    ISSN： 0386-2240

  58. 28p-YS-15 衝撃破壊の破片サイズ分布

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集　52　(1)　690-690　1997年3月17日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  59. 群の分散協調機構の研究

    下山 直彦, 水口 毅, 早川 美徳, 佐野 雅己

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1995　(3)　580-580　1995年9月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  60. 高速破壊のコンピュータシミュレーション

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1995　(3)　679-679　1995年9月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  61. 30p-E-15 動的素子の自律集団形成運動

    下山 直彦, 水口 毅, 早川 美穂, 佐野 雅己

    日本物理学会講演概要集. 年会　50　(3)　641-641　1995年3月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  62. 陽極化成シリコン表面に形成されるナノ構造パターンのフラクタル解析

    林 政男, 早川 美徳, 沢田 康次

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　94　(418)　63-69　1994年12月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

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    シリコンを陽極として沸酸中で電気化学的にエッチング(陽極化成)すると、条件によってエッチング界面は不安定化し多孔質シリコンが得られる場合と、安定で平滑な界面が得られる場合とがある。本研究では、過電圧を制御して陽極化成を行ない、界面の安定性が遷移する点では過電圧に対する電流増加率が不連続的に変化し、この性質は沸酸濃度に依存しない事が明らかになった。そらに遷移点近傍で、シリコン表面に自己アフィンな構造が形成される事を見出し、その形状をハースト指数によって特徴づけた。

  63. 3a-C-10 一方向脆性破壊のシミュレーション

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1994　(3)　454-454　1994年8月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  64. 動物集団の自律形成モデル

    下山 直彦, 早川 美徳, 水口 毅, 佐野 雅己

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題　94　(160)　53-61　1994年7月21日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

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    群れを形成する動物の,簡単な数理モデルを構築した.モデルにおいて,全ての個体は同一で,その位置,速度,頭軸の向きについての運動の自由度を持つ.コンピュータシミュレーションによって,蚊柱,スクーリング,迷走など,種々の集団運動形態が見出された.我々をこれらの運動の分類を行ない,カオス的に運動する場合があることを見出した.

  65. 14p-F-1 陽極化成によるシリコン表面のパターン形成

    林 政男, 早川 美徳, 佐藤 茂雄, 沢田 康次

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　583-583　1993年9月20日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  66. 14p-F-2 Viscous Fingerの大域的パターン選択

    毎田 泉, 早川 美徳, 沢田 康次

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　584-584　1993年9月20日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  67. 30a-F-3 Laplacian Dendriteのパターン選択機構

    早川 美徳

    日本物理学会講演概要集. 年会　48　(3)　494-494　1993年3月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  68. 27p-PSB-3 Viscous Fingerの樹枝状パターン形成

    早川 美徳

    秋の分科会講演予稿集　1992　(3)　484-484　1992年9月14日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  69. 28a-ZL-5 自由境界Viscous Fingerのコンピュータ・シミュレーション

    早川 美徳

    年会講演予稿集　47　(3)　430-430　1992年3月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  70. 27p-BPS-5 拡散律速凝集とDense-Branching Morphology II

    早川 美徳, 松下 貢

    年会講演予稿集　46　(3)　407-407　1991年9月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  71. 3p-P-12 拡散律速凝集とDense Branching Morphology

    早川 美徳, 松下 貢

    秋の分科会講演予稿集　1990　(3)　447-447　1990年10月2日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  72. 10.DLA的成長におけるクラスター伝導度の影響(「パターン形成、運動及びその統計」研究会,研究会報告)

    早川 美徳

    物性研究　54　(4)　286-288　1990年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  73. 粒子の蒸発と凝集を介したクラスター成長(長期研究会「パターン形成、運動およびその統計」,研究会報告)

    Meakin P., 松下 貢, 早川 美徳

    物性研究　52　(4)　469-469　1989年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  74. PHASE-TRANSITION OF BINARY-COMPONENT DLA (DIFFUSION-LIMITED AGGREGATION) SQL (SQUARE LATTICE) SYSTEM CONTACTED WITH THERMAL BATH IN THE PERIMETER

    Y YAMAZAKI, A HOLZ, Y FUKUDA, M MATSUSHITA, H KONDHO, Y HAYAKAWA

    JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL　21　(20)　3927-3938　1988年10月

    DOI： 10.1088/0305-4470/21/20/012 　

    ISSN： 0305-4470

  75. 5a-C5-9 蒸発を伴なうクラスター凝集

    早川 美徳, 松下 貢, 沢田 康次

    秋の分科会講演予稿集　1988　(3)　412-412　1988年9月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  76. 8.蒸発を伴ったクラスター凝集(パターン形成、運動と統計,研究会報告)

    早川 美徳, 松下 貢, 沢田 康次

    物性研究　50　(3)　319-320　1988年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  77. 27p-W-5 自己アフィン成長パターンの内部構造の実験的研究

    近藤 宏, 沢田 康次, 早川 美徳, 松下 貢

    秋の分科会講演予稿集　1987　(3)　333-333　1987年9月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  78. 30a-JE-4 DLAパターン界面の成長確率分布(統計力学・物性基礎論)

    早川 美徳, 佐藤 信一, 松下 貢, 佐野 雅己, 沢田 康次, 福田 義一

    年会講演予稿集　42　(3)　363-363　1987年3月27日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  79. DLAとそれに関連した現象 : An Invitation to Funny Physics

    松下 貢, 早川 美徳, 近藤 宏, 本田 勝也, 豊木 博泰, 本庄 春雄, 太田 正之輔

    物性研究　48　(5)　473-506　1987年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  80. 4. DLAの成長確率のmultifractal構造(基研研究会「パターン形成,その運動と統計」,研究会報告)

    松下 貢, 早川 美徳, 佐藤 信一, 本田 勝也

    物性研究　49　(1)　14-17　1987年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  81. DLAおよびBJクラスターのf-αスペクトラム(拡散に支配された凝集(DLA)とそれに関連した現象,研究会報告)

    早川 美徳

    物性研究　48　(2)　102-106　1987年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  82. 28p-QC-6 拡散に支配された凝集(DLA)の一般化

    松下 貢, 早川 美徳, 近藤 宏, 本田 勝也, 豊木 博泰

    秋の分科会講演予稿集　1986　(3)　354-354　1986年9月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  83. 28p-QC-9 Botet-Jullienモデルの統計的性質

    早川 美徳, 佐藤 信一, 佐野 雅己, 松下 貢

    秋の分科会講演予稿集　1986　(3)　356-356　1986年9月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  84. 金属森のフラクタル構造とクラスター統計 (統計数理研究所 研究活動 (研究会報告 幾何学的構造・空間パターンと統計))

    松下 貢, 早川 美徳

    統計数理 = Proceedings of the Institute of Statistical Mathematics　34　(1)　100-105　1986年6月

    出版者・発行元： 統計数理研究所

    ISSN： 0912-6112

  85. 1.拡散に支配された凝集(DLA)とそれに関連した現象(パターン形成の運動及び統計,研究会報告)

    松下 貢, 早川 美徳, 近藤 宏, 本田 勝也, 豊木 博泰, 大西 墫平

    物性研究　46　(6)　818-818　1986年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  86. 2.電気分解によるアグレゲート成長と樹枝状成長の遷移(パターン形成の運動及び統計,研究会報告)

    早川 美徳, 沢田 康次

    物性研究　46　(6)　818-819　1986年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  87. 1a-D-12 亜鉛金属葉のクラスタサイズ分布

    早川 美徳, 松下 貢, 沢田 康次

    秋の分科会講演予稿集　1985　(3)　267-267　1985年9月13日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  88. 金属葉のフラクタル構造 : 結晶成長における新しい刺激

    早川 美徳, 松下 貢, 沢田 康次

    日本結晶成長学会誌　12　(3)　234-235　1985年7月5日

    出版者・発行元： 日本結晶成長学会

    ISSN： 0385-6275

  89. 13.'フラクタルのインピーダンス(パターン形成,運動と統計,研究会報告)

    早川 美徳, 沢田 康次, 松下 貢

    物性研究　44　(3)　460-461　1985年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  90. 4p-PS-19 フラクタル構造をもつ金属葉の電気化学的性質

    早川 美徳, 松下 貢, 沢田 康次

    秋の分科会講演予稿集　1984　(3)　384-384　1984年9月10日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  91. 1a-KH-6 金属葉のフラクタル次元

    沢田 康次, 松下 貢, 佐野 雅己, 早川 美徳

    年会講演予稿集　39　(3)　300-300　1984年3月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  92. 金属葉のフラクタル構造(秩序化過程における協力と乱れ-その動力学的研究-(第2回),科研費研究会報告)

    松下 貢, 佐野 雅己, 早川 美徳, 沢田 康次

    物性研究　43　(2)　65-68　1984年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

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書籍等出版物 11

  1. 寺田寅彦「線香花火」「金米糖」を読む

    松下貢, 早川美徳, 井上智博, 川島禎子

    2023年8月

    ISBN: 9784908941405

  2. 数理思考演習

    磯辺 秀司, 小泉 英介, 静谷 啓樹, 早川 美徳

    共立出版　2023年4月

    ISBN: 9784320125209

  3. コンピュテーショナル・シンキング

    磯辺秀司, 小泉英介, 静谷啓樹, 早川美徳

    共立出版　2016年3月25日

    ISBN: 9784320123984

  4. 広辞苑を３倍楽しむ

    岩波書店編集部編

    岩波書店　2014年4月24日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    岩波科学ライブラリー２２５

  5. 行動生物学事典

    上田恵介, 他編集

    東京化学同人　2013年11月22日

  6. Human-Robot Interaction

    K. Sugawara, Y. Hayakawa, T. Mizuguchi, M. Sano

    I-Tech Education and Publishing　2007年

  7. スペクトル解析ハンドブック

    日野幹雄編, 早川美徳他

    朝倉書店　2004年4月

  8. コンピュータ・グラフィックス

    青山智夫, 川添良幸, 早川 美徳

    共立出版　1995年

    ISBN: 9784320023437

  9. VMアプリケーションハンドブック

    川添良幸, 小野木之隆, 早川美徳

    共立出版　1992年4月

    ISBN: 9784320025721

  10. フラクタル

    松下 貢, 佐藤信一, 早川美徳

    啓学出版　1991年5月

    ISBN: 9784766506051

  11. 数値計算法

    奈良久, 阿部亨, 早川美徳

    朝倉書店　1991年

    ISBN: 9784254227321

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講演・口頭発表等 16

  1. Spatiotemporal dynamics of skeins of airborne geese 国際会議

    The Joint Annual Meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology and the Society for Mathematical Biology　2014年7月28日

  2. 鳥の群れの集団ダイナミクスとその計測

    京都大学数理解析研究所研究集会「乱流研究のフロンティア」　2014年7月23日

  3. マガンの群れ集団動力学とサイズ分布

    非線形・平衡系シンポジウムⅡ ―複雑系とエルゴード理論―　2014年3月13日

  4. 動物の群れと動的相互作用としてのコミュニケーション

    京都大学数理解析研究所研究集会「第10回生物数学の理論とその応用」　2013年11月19日

  5. 鳥の群れの集団動力学

    計測自動制御学会ＳＩ部門講演会　2011年12月23日

  6. Randomization process of the flying arrangement within bird flocks 国際会議

    International Symposium on Complex Systems 2011　2011年12月1日

  7. 鳥の群れ運動に見られる集団モード励起と群れの安定性

    日本計測制御学会第17回創発システムシンポジウム　2011年9月4日

  8. 文のつながりからみた文章構造の特徴

    古橋翔

    日本物理学会第６６回年次大会　2011年3月28日

  9. Collective diffusion of cells and animals 国際会議

    Jean-Paul Rieu

    Engineering Lyon-Tohoku joint laboratory Annual Workshop 2011　2011年2月15日

  10. マガンの群れの紐運動

    第16回交通流のシミュレーションシンポジウム　2010年11月25日

  11. Spatiotemporal dynamics of skeins of airborne geese 国際会議

    Statistical Physics and Biology of Collective Motion　2010年11月8日

  12. 複雑ネットワークからみた文章構造

    古橋翔

    日本物理学会秋季大会　2010年9月23日

  13. マガンの群れに見られる波動伝搬

    日本物理学会秋季大会　2010年9月23日

  14. 散逸系での薄膜中の亀裂進展パターン

    遠藤大樹, 佐藤勝彦

    日本物理学会秋季大会　2010年9月23日

  15. Spatiotemporal dynamics of skeins of airborne geese

    日本生物物理学会年次大会　2010年9月20日

  16. 衝撃破壊の統計則と多数亀裂のパターン形成

    日本物理学会　2009年9月25日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 20

  1. Active振動系とPassive振動系の動的抗力係数と流体相互作用

    永弘 進一郎, 早川 美徳

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Sendai National College of Technology

    2019年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    本研究計画では，流れの中でアクティブに定常振動する系に働く流体力と，それらの相互作用をテーマに研究をおこなっている．このような系の最も単純なものとして，一様流中の回転球が挙げられる．これは，流体工学にとどまらずスポーツ科学全般において重要なテーマであり，これまでに実験とシミュレーションの両面で多くの研究が行われてきた． 回転する球にはマグナス力と呼ばれる力が働くことはよく知られている．その力の大きさは回転速度と流速の積に比例し，バックスピンの場合は鉛直上向き方向に働く．これに対して，特定の回転速度と流速において力の方向が逆転する「逆マグナス効果」と呼ばれる現象がある．これは流れの剥離点の移動に伴って発生するが，その詳しいメカニズムはよくわかっていない．研究代表者はさらに空間に（自然界で発生する）霧が存在する場合に，極めて低密度で合っても逆マグナス効果の発生条件が大きく変化することを見出し，その条件を詳しく調べた． 回流型の風洞を用い，人工的に発生させた霧を流し込むことで実験室に環境の再現をおこなった．自然界の霧と同じ直径が数十μmの液滴を，スプレーノズルと超音波をもちいたそれぞれの方法で発生させた．すると，前者においては霧のない場合と比較して逆マグナス効果の発生条件が変わらなかったのに対して，後者では発生領域が拡大する傾向を見出した． 霧の生成手法の違いによって，逆マグナス効果の発生条件が変化する理由として，液滴の電荷に着目した．独自に測定装置を開発し液滴の帯電量の測定を行ったところ，超音波によって発生させた霧の方がスプレーノズルに比較して数倍帯電量が多いことが明らかになった．一方，帯電したサスペンジョンがある場合にたとえそれが低密度で合っても，特に小さな剪断速度の領域において，流体の実効的な粘度が大きく変化するという研究報告もあり，それらの関係について研究を進めている．

  2. 渡り鳥の群れの大域的な制御機構

    早川 美徳

    2019年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    研究３年目の年度は、前年度までに開発・改良を行った装置を用いてマガン等の編隊飛行のフィールド計測を継続し、更にデータを蓄積した。動画像のコンピュータへの取り込み機構を見直すことにより記録時間を大幅に伸ばすことが可能となり、単にデータ量の増加だけでなく、群れの合体や崩壊などの興味深いイベントを記録できる機会も増した。 屋外で撮影したステレオ画像から、個別の軌道を再構成する際の計算アルゴリズムについてもニューラルネットによる個体識別の信頼性の向上とカルマン平滑化等の改良を行うことで、概ね、カメラから250m程度の範囲内（時間に換算すると15秒程度）の群れの挙動の定量的な分析を可能とした。 大型の渡り鳥の飛行は、V字や鉤型の編隊が特徴的であるが、実際の飛行の様子を見ると隊形は時間空間的に大きく揺らいでおり、先頭付近から後方に波動が伝搬していることが、本研究の代表者による研究によって明らかにされている。そうした不安定性の発現は、群れのシステムとしての集団同力学的な特性に帰せられるものと予想していたが、その数理モデルとパラメータの同定が課題として残されていた。そこで、先行研究を参考に群れ運動のモデルを再検討し、それぞれの個体が前方個体からの位置と相対速度を目標に制御している一次元的なシステムと見なし、制御系としての安定性の理論解析とシミュレーションで行うと共に、粒子フィルターとマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて、実際の軌跡データから制御パラメータの推定を行うことに成功した。その結果は、群れの後方ほど揺らぎが増大すること、システムはある波長以上の擾乱に対して不安定となり、それが群れのサイズを決めている可能性があること、等、現実の観測をよく説明するものである。

  3. 鳥の群れの集団動力学 競争的資金

    早川 美徳

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2016年3月31日

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    鳥の群れの集団的な挙動を、個体レベルの運動の定量的な計測に基づいて物理的な視点で理解するための試みとして、2メートルという基線長でありながら可搬性の高いドライカーボン製のステレオ動画像撮影システムと、専用の画像処理ソフトウェアを開発し、主として、マガンの群れの動態の解析を行なった。その結果、近接個体間の相対位置の調整過程の詳細から個体間の相互作用の様態を推定し、それに基づいて群れの多体運動を運動方程式によって記述、計測データと併せることでモデルのパラメータを推定することに成功した。

  4. 文字探索課題における見落としエラー発生の脳内メカニズム

    矢内 浩文, 早川 美徳, 赤羽 秀郎

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Ibaraki University

    2010年 ～ 2012年

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    漢字仮名交じり文(つまり普通の日本文)の中にある「の」すべてに丸を付ける作業についての研究である.簡単な作業だが,1ページに30個の「の」がある場合,間違いなくすべてに丸を付けられる人は5人中1人に満たない.今回,私たちの研究により次の事実が明らかになった.『漢字の後の「の」は平仮名の後の「の」よりも見落とされやすい』この理由を深く分析すれば,人間がものごとを知覚する原理の理解に一歩近づくことができるだろう.

  5. 大変形する二次元粘弾性系の亀裂ダイナミクス

    早川 美徳

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2009年 ～ 2011年

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    大変形したゴム膜と粘性流体層との複合的な系を構成し、そこで見られる音速に較べて十分に遅い破壊現象を解析した。この系では、歪みの量によって、蛇行する亀裂と直進する亀裂のパターンの転移が存在することを見いだした。こうした亀裂の不安定性は、従来の線形破壊力学では説明できない現象であって、その起源が、大変形に伴う非線形弾性にあることを、実験と数理モデルのシミュレーションの両面から理由付けた。

  6. 柔らかな移動境界を持つ流体系の大変形ダイナミクス

    早川 美徳

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2006年 ～ 2008年

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    蜂蜜をトーストに垂らした際などに見られる、境界が大きく変形することのできる流体が呈する折りたたみやコイル化の現象は、従来、定量的な取り扱いが困難であった。本研究では、粒子法と呼ばれる新しい数値計算手法をこの問題に適用するとともに、流体ロープの挙動を仮想的な紐の運動として記述する新しいモデルを提案し、コイル化条件など、実験的に知られている結果を再現することに成功した。

  7. 温度可変型STMによる個々の原子の運動、核形成およびナノクラスター成長機構の解明

    須藤 彰三, 佐崎 元, 山田 太郎, 早川 美徳

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2005年 ～ 2007年

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    近年、走査プローブ顕微鏡の発達により、固体表面の個々の原子の運動(拡散)の観察が可能になってきた。そこで、本研究では、基板と吸着原子・分子の相互作用の違いに着目しながら3つの系を選び、原子レベルでの拡散過程、核形成及びクラスター成長機構を明らかにした。第1の系として、相互作用の弱いSi(111)7×7表面上のAg原子を選択し、STM観察を行った。その結果、Ag原子は、7×7表面上で、長周期ポテンシャルに捕らえられながら障壁を越えて移動し、様々なナノメートル形状のクラスター(Ag)nに成長する過程を明らかにした。Ag原子の拡散過程は、障壁を越える際、隣のサイトにいる(Ag)nクラスターに依存する協力的拡散現象を示す。走査トンネル分光によりクラスター(Ag)nの電子状態の観察を行い、n=5,6のクラスターにおいて、特徴的な電子状態を示すことを明らかにした。第2の系として、相互作用の弱い水素終端Si(111)1×1表面上のペンタセン分子の成長過程を選び、低速電子顕微鏡観察を行った。その結果、有機半導体薄膜結晶の多結晶組織の発達機構及び基板表面の影響に関する知見を得た。この研究の初期過程において、テラス幅が広く、エッチピット等の欠陥の少ない高品位水素終端Si(111)1×1表面の開発に成功した。また、重水素終端表面の作成に成功し、電子エネルギー損失分光法により表面フォノンの特徴を明らかにした。第3の系として、相互作用の強いSi(111)7×7表面上のPt原子を選択した。その吸着過程、及び基板を過熱することによるシリサイド形成過程を明らかにした。 原子数まで正確に求まったクラスターの構造と電子状態を求めることができれば、クラスターの成長過程、各種デバイス、表面反応、触媒作用等を原子1個の精度で解析することが可能である。本研究は、このような研究の第1歩であり、今後も継続して研究を実施する計画である。

  8. 破壊現象のパターン形成に関する研究 競争的資金

    1996年4月 ～ 2005年3月

  9. 粉体ネットワーク構造の三次元解析

    早川 美徳

    2003年 ～ 2005年

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    1.導電性のある粉体中の電気伝導から,粉体ネットワークの三次元的な内部構造と,その変化のダイナミクスを定量的に明らかにすることを目的に、スチール球に表面処理を施した試料を作成し、それらを加圧しながら電気伝導を測定する実験を行った。内部伝導の空間構造を推定するために50チャネルの電極アレイを製作し、抵抗率の多点相関を求めようとしたが、粉体同士の接触が極めて不安定で、現時点では再現性のあるデータを取得するには至っていない。しかしながら、電気伝導が距離に対して非単調に振る舞う様子も確認しており、粉体内部の非一様な応力鎖構造を反映していると思われるので、引き続いて実験系の見直しを行いたい。 2.申請時の計画にはなかったが、散逸粒子系の静力学と動力学が関係するであろう例として、「金平糖」の実験を行った。金平糖の成長過程は古くから各所で取り上げられてきたが、粉体研究の立場からは、回転ドラム中で繰り返し発生する粉体の雪崩現象とパターン形成の関係、そして、本研究の主題である、雪崩よりも下の粒子が相対的に静止している相での粒子の配位と角の本数の関係などに関心が持たれる。そこで、工業的な装置は構造の異なる小型の実験装置を作成し、再現性の良い試料の作成を可能にした。その結果、結晶の形状が粒子サイズに依らず相似的に成長する領域が存在すること、界面の不安定性は粉体(結晶)のパッキングによって影響を受け、12回対称性を反映した20本の角が最終的に選択されること等を見いだし、さらに、表面の濡れによる界面の安定性を考慮した数理モデルを提案した。この成果については現在公表準備中である。 3.2種類以上の粒子が揺らぎを持ちながら異なる方向に流動する系の数理モデルを考察し、安定性解析や相図の作成を行った。これは直接的には交通流を想定したモデルであるが、障害物のある場での粉体の流動性へも適用することが可能である。現在成果の公表を準備中である。

  10. 衝突と破壊のモデリングと解析

    早川 美徳

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2000年 ～ 2001年

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    物体の非弾性的な衝突過程と、それに伴う破壊現象の数理的な理解のために、本研究ではできるだけ単純な数理モデルの構成と解析、および衝突のモデル実験を行い、以下の知見を得た。 (1)偽1次元的な棒の衝突実験装置を製作し、エネルギー散逸、衝突時の接触時間、棒内部の過渡的な歪の伝播について測定を行なった。その結果、音速に較べて十分遅い衝突では、衝突時間の測度依存性や接触点での応力時間変化などはHertzの準静的理論の枠組みでよく説明できることを確認した。その一方、大きな衝突測度では、音波の伝播過程が支配的となり、エネルギー散逸が衝突速度と共に増大するため、準静的理論は適用できない。本研究では、これらのクロスオーバーを定量的に説明することに成功した。 (2)1次元バネビーズモデルによって、衝突過程を理論的に解析した。非線形な相互作用を持つバネビーズモデルを硬い壁に衝突させた場合、内部摩擦などを考えなくても、並進運動エネルギーが音響エネルギーに変換される過程で散逸が生じる。そのとき、衝突によるエネルギー散逸の割合は、物体の運動エネルギー(速度)とともに増大する(「はねかえり係数」が減少)するが、衝突速度が音速の1/10程度以上ではむしろエネルギー散逸が現象するような、逆転が生じる場合のあることを見いだした。その過程を詳細に検討することによって、散逸量の速度依存性の表式を理論的に導出した。 また、高速で衝突した場合には1次元的物体が多数の破片に分裂するが、そうした破壊によって生成される破片の分布統計がべき乗則に従うことを確認し、分布関数形を理論的に考察した。

  11. 細胞のランダムな運動とその制御による個体保持機能の研究

    沢田 康次, 早川 美徳, 佐野 雅己, 前田 靖男

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    1996年 ～ 1997年

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    生命状態の理解のためには、生物を構成しているハードウェアだけでなく、それらを働かせている個体全体のソフトウェアを知る必要がある。個体を保持している機構を研究するためには、個体を構成している細胞が独立に存在している場合と細胞が協調して個体を形成している場合を結び付ける研究が必要である。 上記の研究には、多細胞生物がはじめて地球上に出現した比較的進化の低い段階にある生物であるヒドラと細胞性粘菌適してしいる。ヒドラは細胞解離したランダムな集合体から数日の内に個体を再生させ、細胞性粘菌は充分な大腸菌を与えておくと単細胞状態で分裂を繰り返しているが、飢餓状態にすると集合して移動体を形成する。これら多細胞生命の形成にあたって、細胞のランダムな運動とその制御が重要な働きをしていると考えられる。 本研究は、1)ヒドラの解剖細胞集合体における構成細胞の運動を綿密に追及しその統計的性質を明らかにし、細胞選別過程の定量的理解を進め、2)2次元平面に閉じ込めた粘菌細胞集合体において数分以内に出現するパターンが、生物の形態形成においてはじめて観測された分化のプレパターンの可能性が高いことを明らかにした。 本研究に始まった細胞統計力学と生命の個体維持機構の研究は生物研究の新しい分野を開拓したものと信じている。

  12. アクティブエレメント集合体の数理と実現

    佐野 雅己, 早川 美徳

    1996年 ～ 1996年

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    この研究は、2つの部分からなる。その第一は、運動性を持った素子集団のモデルによる集団運動の数理的解析と考察。第二は、運動性素子にタスク処理を行なわせ、並列、非同期的な協調により処理が加速されるための条件をモデルとロボットによる実験で明らかにした結果である。 運動性素子の集団運動に関しては、素子の内部自由度として、向きの自由度を付け加え、自己加速力を付与した。外部ノイズなしの決定論的システムにおいて、数値シミュレーションの結果、パラメーターにより規則、不規則、様々な集団パターンを形成する。それらを分類すると、(1) Marching(編隊を組んで直線運動), (2) Oscillation(群れの重心が振動運動または、旋回運動), (3) Wandering(群れの重心が不規則に迷走する)、(4) Swarming(蚊柱状態)などに分けられる。リアプノフスペクトラムの解析から(1), (2)は、規則運動、(3), (4)はカオス運動であることが分かった。理論的解析の結果、群れのorder-disorder転移は、新しく定義された無次元量でコントロールされることが明らかになり、実際の動物の群れと比較して一定程度の対応が取れることを確認した。 第二のテーマとして、運動性素子に並列、非同期的な協調を導入し、タスク処理(一種の計算)を行なわせる研究を行なった。最初に群機能と呼ぶ条件を定義した。また、社会性昆虫の餌集めにヒントを得て、資源の探索収集問題をタスクとして設定し、非同期げ、探索、相互作用、運搬、回収などの一連の動作を行なう運動素子群をモデル化し、数値シミュレーションを行なうとともに、ロボットを製作して実験を行なった。その結果、協調の有効性は環境中の資源の分布状態に依存し、最適な相互作用条件では、個体数の2乗に比例して作業効率が上昇することを示した。また、一見複雑な協調行動が簡単な相互作用により実現できることを示した。

  13. アクティブエレメント集合体の数理と実現

    佐野 雅己, 早川 美徳

    1995年 ～ 1995年

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    複雑な自然現象や生命現象、社会現象などを多数の振動子、カオス素子、興奮性素子などが様々な様式で相互作用する系、すなわちアクティブエレメント集合体として捉え、数理とモデル実験系の両面からアプローチを行った。素子のタイプと結合様式の組み合わせを考えると、結合様式としては、拡散結合、全結合、中間距離結合などがある。また、素子としては、空間的に運動性を持つ素子や興奮・抑制性素子の場合にどのような振る舞いが得られるかこれまであまり知られていなかった。運動素子の集団のモデルを作り、解析とシミュレーションを行なった。相互作用する質点系に向きの内部自由度を付加したモデルにより、これまで知られていない様々な動的な振る舞いが見い出された(編隊、旋回、迷走、蚊柱など)。これらは、動物の群れ形成のモデルとも関連しており、無次元量を導入することにより集団運動の転移現象を説明した。また、実際の動物の次元解析からモデルとの比較的よい一致を見い出した。 さらに、興奮・抑制(activator-inhibitor)素子の集団モデルを考え、一つの素子だけでは安定だが、平均場で結合すると(globally coupled system)、二つの状態に分かれ、二つのクラスターに属する要素数の比率は或る範囲で一定に保たれる現象を見い出した。この系は、細胞集団の分化や社会的生物集団における分業などの比率制御のモデルとも考えられる。

  14. カオス科学の新展開-複雑性の解明と制御-

    澤田 康次, 早川 美徳, 佐野 雅己, 金子 邦彦, 蔵本 由紀, 相沢 洋二

    1995年 ～ 1995年

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    重点領域研究申請を目的として以下の調査を行ない,申請準備を行なった. 研究代表者・分担者相互でカオス研究の現状と今後の展開についての準備調査を行ない,平成7年11月に東京で国内のカオス領域研究者による研究集会を開催した.研究集会では,力学系理論,量子カオスにおける実験と理論の現状,大偏差理論,生体情報処理とカオス,カオス理論を応用した制御,カオス的時系列の予測,各種実験系で見られるパターン形成や発振現象とカオス,反応拡散系やカオス振動子の結合系の理論と実験,等の現状と今後の課題について活発な議論が行なわれた.これにより,カオス科学を軸とした各分野での関連性について,相互理解が深められた. 研究集会の成果を踏まえ,さらに仙台で代表者および分担者による会議を持ち,実験と理論,基礎科学と工学的効用,量子カオスと物性論,化学と非線形動力学,生体情報処理とカオス動力学,複雑系とカオス理論等における協力関係を検討し,学際的な研究達成のための研究体制と組織作りのための具体的作業(申請書の作成とパンフレット作成)を行なった. これらの成果を踏まえ,本研究課題の分担者である早稲田大学・理工学部・相澤洋二教授を代表とした研究組織と研究計画を立案し,「カオス科学の新展開-自己組織化自然システムの探求-」を重点領域研究として申請するに至った.

  15. 動的破壊現象のモデリングと解析

    早川 美徳

    1995年 ～ 1995年

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    本研究ではまず、動的破壊のモデリングと解析を行うために、2次元、および3次元の理想的な脆性結晶の数理モデルを構成し、そこに比較的単純な破壊規則を導入することによって、少ない計算量で比較的大規模な系のシミュレーションが可能なコードの開発を行った。すなわち、弾性論的には大域的に物体を取り扱う一方で、破壊過程で生じる2次衝突や再融合などを捨象することによって、破壊現象の本質を損なわないまま計算量を減らすことに成功した。 開発したコードを用いて、各種条件での高速破壊をシミュレーションによって再現した。本研究では衝突破壊過程とそれに従う破片生成の解析を主な課題とし、以下の知見が得られた。 1.衝突による歪みは平面波状に縦波の音速程度で進行し、亀裂生成の箇所もまた平面波上に局在する。 2.衝撃破壊過程における亀裂生成は、衝撃は物体内を通過する時点でほぼ完了し、それに引き続いて破片の散乱過程がべき乗的な時間スケールで進行する。 3.最終的に得られる破片のサイズ分布関数は、べき乗分布でよく特徴付けられる。3次元でのシミュレーションでは、分布関数のべき指数はほぼ5/3で、実験で知られている値とよく一致する。 以上をもとにして、衝突破壊における破片の生成過程に対してスケーリング理論を適用し、サイズ分布関数を特徴つけるべき指数を理論的に導出した。すなわち、分布関数のべき指数をβとし、系の空間次元をdとすると、β=2-1/dなる関係式が得られ、これは従来知られていた種々の実験や、本研究でのコンピュータシミュレーション結果ともよく一致している。さらに、衝撃波面のん形状(平面、円筒、球面状など)によってこの指数が変化する可能性を示し、シミュレーションによって検討を行った。 本研究で得られたこれらの知見は、破壊力学のみならず、地球科学、惑星科学などさまざまなスケールで生じる破壊現象にも適用することができ、サイズ分布関数などの情報から破壊過程を類推するための基礎となるものと期待される。

  16. 電気化学的溶解過程における界面の不安定性とフラクタルパターン形成の研究

    早川 美徳

    1994年 ～ 1994年

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    今年度はまず,再現性があり定量的な電気化学的溶解の実験系を構築するために,本研究用に最適化されたポテンショスタットと電解用セルを製作した.この装置によって,シリコンを沸酸水溶液中で陽極酸化する実験を行ったところ,これまで明確にされなかった多孔質シリコンが得られるパラメータ領域と電解研磨領域との転移が電流-電圧特性などから精密に測定できるようになった. 作成された試料について原子間力顕微鏡や電子顕微鏡によってその表面形態を測定・解析した.表面の形態が多孔質状から平滑な面状に転移する点近傍では,界面の形状が自己アフィンフラクタルであることを実験的に明らかにし,そのスケーリング指数を決定した.この時,表面の荒さの指数(ハ-スト指数)は0.85程度であって,従来までの理論やモデルの範囲では説明できないクラスに属することが示された.これらの知見から,シリコンのエッチング過程においては,結晶中の不純物分布などの空間的に固定された秩序が大域的パターンに影響しているものと示唆される. さらに,半導体のエッチング過程の数理モデルを立て,界面の運動を線形安定解析し,実験結果との比較検討を行った.その結果,半導体界面における空乏層領域の存在とマクロスコピックなエッチングパターンの形態が密接に関係していることが示された.半導体の不純物濃度等を変えた系統的な実験により,モデルから予想されるパターンの転移条件が実験結果とよく一致することが明らかとなった.

  17. 時空カオス

    沢田 康次, 那須野 悟, CHATE Huges, 佐藤 信一, 早川 美徳, 金子 邦彦, POMEAU Yves, BENSIMON Dav, PERRIN Berna, TABELING Pat, COULLET Pier, COUDER Yves, 佐野 雅己, 佐々 真一, 蔵本 由紀, HUGHES Chate, DAVID Bensim, PATRICK Tabe, VINCENT Croq, YVES Couder, PIERRE Coull, BERNARD Perr

    1992年 ～ 1993年

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    平成5年度は、前年度の研究成果を踏まえて共同研究を展開し、研究者の派遣、招聘を行なった。具体的には、(1)G-L方程式のホール解の安定性、(2)位相界面の複雑な運動の解明、(3)時空カオスによって乱れたパターンの平均化によって現われる秩序構造の研究、(4)大域結合振動子系の集団カオス、(5)亀裂の特異点力学の解明、(6)乱流における新しい転移の研究、(7)生体の形態形成過程における細胞移動のダイナミクスなど多岐のテーマに亘って研究を展開し、時空カオスの問題解決に大きな進展を得るとともに、将来に向けたテーマの発展の方向を指し示す成果が得られた。 (1)のG-L方程式のホール解の安定性に関しては、前年度Chateが日本を訪問した際の蔵本、佐々、坂口等との議論を踏まえて安定性解析が行なわれ、1次元における時空カオスの発生機構との関連を明らかにした。 (2)の位相界面の複雑な運動の解明に関しては、Coulletの理論に基づいて日本側で佐野等が液晶対流の実験系を用いてパラメトリック共鳴下における位相界面の運動を調べ、那須野等が回転磁場下のネマティック液晶の実験系で位相界面の運動を調べ、ともに静止したIsing type wallと、運動するBloch type wallの2種の界面が存在することを実験的に明らかにした。また、日本側の理論グループ(水口、佐々)も界面の運動に関して新たな現象を見いだした。これらの過程において、Coulletを日本に招聘し詳細な議論を行ない、理論と実験の比較から2次元の時空カオスで位相界面の果たす役割を明らかにした。 (3)佐々がフランスにChate,Mannevilleを訪問し、時空カオスによって乱れたパターンの平均化によって現われる秩序構造の理論について共同研究を行なった。この結果は、今後モデル化を推し進めることにより、実験にフィードバックされると考えられる。 (4)大域結合振動子系の集団カオスに関しては、金子が大域結合写像、蔵本等が大域結合したG-L方程式系、Chate等が高次元のセルオートマトンを用いて集団振動や集団カオスの現象をそれぞれ独立に発見した。蔵本がフランスにChate,Mannevilleを訪問しモデルとメカニズムの共通生と相違について詳細な議論を行なった。 (5)亀裂の特異点力学の解明;佐野等が準静的なDirectional Crackの実験を立ち上げることにより、進行亀裂の振動不安定や分岐現象の問題を新たに呈示した。佐々、関本はこれに対して亀裂特異点の運動を記述する理論を提案し、田口、早川等は現象を良く再現するバネモデルを提案した。Couderを日本に招聘し、共同研究により多数亀裂が相互作用する場合の波数(間隔)選択の実験を行なった。同時にフランス側でもHeslot,Perrinが同様の実験を大規模化して開始した。これらの研究の成果は、Heslotを招聘した際に、研究会を催し、日本側の理論、実験、モデルとフランス側の実験を一堂に集めて密度の高い議論を行なった。 (6)乱流における新しい転移の研究;時空カオスの発達した極限としての乱流に新状態を見いだすことができるかという問題意識に基づいて、フランス側ではTabeling等が低温ヘリウム気体の回転流を用いて実験室規模では世界最高強度の乱流状態を作り出し、精密で詳細な測定を開始した。日本側では、佐野等が水銀を用いてこれまで殆ど実験がなされていなかった低プラントル数流体の熱乱流の実験を行ない、新状態を探索した。Tabelingを日本に招聘し、両者の実験について比較検討を行ない、今後の方向性について議論した。 (7)生体の形態形成過程における細胞移動のダイナミクス;澤田等がヒドラの乖離細胞集合体を用い、再生過程の差次粘着性に基づく細胞移動を実験的に調べ、Glazier,Graner等がモデルの数値計算を行なった。澤田がフランスを訪問した際、実験とモデルの整合性について詳細な議論を行なうとともに、レズ-シュの国際会議に於てその成果を発表した。Bensimonを日本に招聘し、細胞小胞の形態変化の力学などについて意見を交わした。 以上のように、本研究の成果は流体系、破壊、粉体、生体系など多岐にわたる分野の実験と関連しておりここで得られた知見の与える影響は大きい。また、その方法論に関しても、変数縮約理論に基づく偏微分方程式系、結合写像系、セルオートマトン、特異点力学など従来の理論を進めたものから新しい方法まで様々の方法の進展がはかられた。このように実験と理論の緊密な協力により、これら現象に共通した側面であるパターン形成および時空カオスの機構と規則性に関する理解を大きく進展させ、今後の新たな展開の方向を指し示すことができた。

  18. 動的表示法による散逸大自由度系の協力現象の研究

    佐野 雅己, 早川 美徳, 沢田 康次

    1992年 ～ 1992年

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    散逸大自由度系において制御パラメータを上昇させていくと空間的周期構造,時間的振動状態(リミットサイクル),時空カオス,乱流状態へと次々に転移を起こすことが知られている。我々は,液晶対流系を用いて一様または周期構造を持つ散逸大自由度系を実現し,1)局在した位相波の自発的生成と崩壊,2)欠陥乱流,3)振動位相のジャンプからできるPhase Shift Lineとそのダイナミクス,4)パルス的乱流状態,5)乱流中の巨視的構造,などの動的な新状態を見いだした。これらのうち1)の局在した位相波の自発的生成と崩壊については,実験結果に基づいて理論モデルガ開発され,日仏の理論家グループとの協力によりそのメカニズムが解明された。理論の結合Ginzburg-Landau方程式およびその縮約によって得られる結合位相方程式が実験系で成り立っていることを検証した。これによりペースメーカーの生成機構が空間周期構造と時間振動の二つの位相の正のフィードバックによる新しい位相不安定性によって生じていることが明らかになった。また,振動の局在化の機構も解明された。さらに,計算機シミュレーションと動的表示により実験と同様なターゲットパターンの生成発展過程を再現することができた。 2)のPhase Shift Lineは,振動媒質を外場によってパラメトリック励振したときに現われる(位相がπだけ異なる)二つの等価な引込状態を隔てる動的なDomain Wallであり,外場の振動数や振幅を変化させることにより,通常のDomain Wallでは見られない複雑で多彩な運動を実験で観測した。これは複素Ginzburg-Landau方程式にパラメトリック励振を加えた方程式でよく現象が再現されることが京都大学の理論グループにより明らかにされ,ダイナミクス解明への足掛かりを開いた。

  19. 動的表示法による大自由度散逸系の協力現象の研究

    佐野 雅己, 早川 美徳, 沢田 康次

    1991年 ～ 1991年

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    大自由度散逸系を平衡から遠く離れた状態にもってゆくと,空間的周期構造,リミットサイクル,時間的および空間的に乱れた状態(時空カオス),乱流へと次々に遷移してゆく。我々は,液晶対流系をこれらの現象を研究する為のプロトタイプに選び,いくつかの新しい動的状態を見い出した。1)空間的周期構造の上にできる位相波の自発的生成と崩壊,2)欠陥乱流,3)振動位相のジャンプからできるPhase Shift lineとそのダイナミクス,4)パルス的乱流状態,5)乱流中のLarge Scale Flowと巨視的構造などである。これらの現象をある程度共通したモデル方程式から統一的に説明することを目指して研究を行ってきた。その結果,空間的周期構造のHopf分岐によって発生する振動モ-ドを特定し,それを対称性から分類した。さらに,1)の現象を説明するため,空間構造と振動モ-ドの結合のフィ-ドバック効果を取り入れることにより,この不安定化現象を記述するモデルを共同研究により得ることができた。 数値計算の結果,モデルの予測は実験と定性的に一致した。さらに,定量的な予測を行うため,実験からモデルの主要な係数を決定し,不安定化の条件を満たしていることや,解の定量的一致性などが確認された。また,方程式の拡張により,2),3)の現象も説明可能となる展望が得られた。以上により,空間構造と波動の相互作用により生ずる局在した振動パタ-ンの生成と崩壊のメカニズムが明らかになった。

  20. 拡散場中で成長する界面の普遍的構造とパターン選択機構の研究

    早川 美徳

    1991年 ～ 1991年

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担当経験のある科目(授業) 2

  1. 応用数学B　東北大学

  2. 情報教育特別講義（AI・データ科学研究の現場）　東北大学

社会貢献活動 7

  1. 宮城高等専門学校学内研究談話会

    2014年1月15日 ～

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    「金平糖と身近な科学」と題して、主として同校の報電子システム工学専攻の学生に対して講演を行なった。 主催：電子情報通信学会仙台高等専門学校学生ブランチ、共催：電子情報通信学会東北支部地区講演会および仙台高等専門学校情報電子システム工学専攻

  2. 市民講演会：身の周りの科学から震災まで ー寺田寅彦とサイエンスの今ー

    2011年12月3日 ～

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    東京で一般市民向けの講演会「身の周りの科学から震災まで ー寺田寅彦とサイエンスの今ー」を企画・開催し、その模様をISTUによって動画配信。

  3. 大学授業体験

    2010年10月5日 ～

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    茨城県立牛久栄進高等学校の生徒に対して、マルチメディア教育研究棟において、体験授業を実施。講師を担当。

  4. 金平糖の角の謎に迫る

    2006年10月27日 ～

  5. Nature誌 Research Highlights

    2005年5月19日 ～

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    Phys. Rev. Lett. 94, 174501 (2005)に掲載された論文が、 Nature 435, p250 のResearch HighlightsのHydrodynamicsの項目で紹介。

  6. コミュニケーション支援技術講習会 （宮城県神経難病医療連絡協議会主催）

    2004年8月7日 ～

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    神経難病患者とのコミュニケーション支援技術に 関する講習会の講師

  7. 大学の先生を囲む会

    2003年6月18日 ～

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    秋田県立本荘高校にて、大学での研究内容を高校生に紹介

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その他 1

  1. 大福帳.jsプロジェクト

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    授業用オンラインコミュニケーションツール 大福帳.js を開発し、学校関係者に無償で提供している。URL https://daifukujs.cds.tohoku.ac.jp