このブログを検索

2012年2月5日日曜日

放送大学卒業研究メモ

_卒業研究_
研究テーマ(40字以内)
生物の形態形成モデル

形態を生成するダイナミクス
形態を生成するシステムのコンピューターシミュレーション
キーワード 形態形成、コンピューターシミュレーション、モデル、

研究テーマの概要
卒業研究履修の動機
いままで放送大学で学び、単位は取得してきたが、本当にそれが身についているか疑問 自分の力を試したい。有効
高校のときにイモリの再生を観察したときに感じた漠然とした疑問に、何らかの道筋をつけたい。

いままで漠然とした疑問だったものを卒業研究を通して、もっとはっきりさせたものにしたい。

自分に欠けているものを身につけるために、卒業研究は有効だと考える。
研究をすすめるための基礎知識を得る。

履修した授業科目、これまでに読んだ文献
千葉大学 細胞・組織制御学 形態形成学 東京都立大学 発生生物学概論1
放送大学 カオス学入門 生物学概論 
DNAだけで生命は解けない〜場の生命論〜 B・グッドウイン
シートからの体作り 本多久夫

現段階での履修計画
抽象的

形の収集
生物に限らず、自然界にみられる規則的な形やパターンを収集し分類を試みる。

収集したもの中から
生物に限らず、パターン、形を作っていると考えられるものを

マルチエージェントの考え方を使ったコンピュータシミュレーション
マルチエージェント 網羅
個々の要素のふるまいを記述して、その要素同士の相互作用によって
生じるマクロな現象を観察する。

自己組織化、創発、マルチエージェント

研究のテーマ
生物(動物、植物)学、物理、工学、さまざまな分野で観察される
パターンや形の成り立ちを文献から
調べて、それらを統一的に扱うための枠組みを作る。
そのための方法として
パターンが形成されるものをさまざまな分野から集める。
現在提出されている形態形成の仮説をシミュレーションしてみる
いろいろなところで見られる形を見かけで分類する。
ex)ひびわれ、縞、水玉、チューブ、枝分かれ、袋 などなど
それぞれの分類ごとにその形ができる仕組みを調べて、共通点を探す。
生物、物理、工学、さまざまな分野で観察されるパターンや形の成り立ちを
調べて、それらを統一的に扱うための枠組みを作る。
パターンが形成されるシステムの起源を考える。(進化を視野に入れて) ゼブラフィッシュの皮膚の模様
ニワトリの羽毛原基パターン
ショウジョウバエの複眼
ショウジョウバエの剛毛

血管の分岐
肺の分岐
木の枝分かれ
小腸表面のひだ
巻貝の殻

脊椎動物の傍軸中胚葉の分節
ショウジョウバエの分節
指のわかれかた
サンゴ
放散虫
粘菌の集合パターン
シンメトリーな形(ヒトデ、植物の茎断面)
細菌のコロニー
雪の結晶
結晶
ひび割れ

コンペイトウ
液晶

シミュレーションとは別に、人工生命、複雑系の分野で研究されている
パターンの形成についても調べる。

どのような仕組みでパターンができるのか。
どのようなパターンを作りうるのか。


全体と部分
要素のふるまいを決めるだけで階層的な構造を作ることができるのか。
遺伝的アルゴリズムなどを使って、条件に適した要素の
ルールを見つけることができるか?
生存条件を変えたときに、個々の要素のルールに対してどのような影響を
与えるのか(えさを効率よく捕まえる、温度に強い)
できあがった集合同士が相互作用をするとき集団としてのあり方が
個々の要素に対してどのように働くのか?

選択は個体に対して働くのか、種にたいして働くのか、

( 創発
社会的な構造を作ることができるか。形の分化した集合

進化
現在の進化論では環境は一定のものとして扱われているが、実際は
生物にとっての環境は移動や行動パターンによって動的に変化する
生物の行動に応じて変化する環境にはどんな変化が有効か

パターンが形成されるシステムの起源を考える。(進化を視野に入れて)
形の分類
形を作り出す仕組みについての考察、分類
メカノケミカルモデル、チューリングモデル、
形ができるまでのプロセスとできあがった形の関連性
形の作り出す機能と階層性
形の評価

実際はどうであるかにこだわらず、その形を作ることができる方法を考えて、プログラムとして表現する
文献→モデル→プログラム シミュレーション
観察結果 推測 モデル化 プログラミング

プログラムとしてどのような表現ができるのか。
マルチエージェント、セルオートマトン、動的セルオートマトン
何をどう表現するのか。(物質の移動、場、、、)




情報収集 
文献、論文の探索、論文ノートの作成

実験
文献をもとにモデルを作成してコンピュータで実際に同じようなパターンが
えられるか追試する。

別の方法を使って同じようなパターンを作ることができないか検討する。
パラメーターを変えたときにどんなパターンが表れるか調べる。

手法の探索
マルチエージェント
見方の探索
どのようにモデル化するか。
計画の見直し 
基礎知識の習得
物理、数学、プログラミング、発生生物学、複雑系、自己組織化

NETLOGO,SWARM

短期のプロジェクトを積み重ねていく
モデルの作成、テーマごとに集中してしらべる



パターン形成一般
工学、生物学、数理科学、などの分野からパターン形成について
書かれている文献を集める。
みじかなもののかたちを収集してテーマを探す。そのテーマについての論文を
探す。

生物の作り出す形にはどんなものがあるのか。

数多くあるパターン形成のモデルを分類する。
どんな形を作ることができるのか。

0 件のコメント:

コメントを投稿