Research Results 研究成果
九州大学数理?データサイエンス教育研究センター/芸术工学研究院の森史助教と理化学研究所(理研)数理创造プログラムの冈田崇上级研究员の研究チームは、ブーリアンネットワーク上の情报の流れをダイアグラムに基づいて展开する新しい理论を开発しました。
神経回路などの生物系ネットワークやインターネットに代表される工学系ネットワークでは、一定の机能や目的を达成するために、ネットワーク上の様々な要素间で情报伝达が行われています。しかし、ネットワークのどのような特徴が情报伝达の性能(情报の流れの多さ)を决定しているのか、という基本的问题は未だに十分な理解がありません。このような背景で、私たちは、ブーリアンネットワークと呼ばれる抽象化された数理モデル上での情报の流れをダイアグラムに基づいて展开することに成功し、ネットワークの要素间の相互作用から情报の流れがどのように生成されるかを明らかにしました。これにより情报伝达の観点から最适なネットワーク设计についての条件が得られました。
本研究成果は、2020年12月29日に、米国のオープンアクセス科学雑誌『Physical Review Research』に発表されました。なお、本研究は、日本学術振興会(JSPS)科学研究費補助金 基盤研究(C)「複雑ネットワーク上の情報の流れの理論構築と生物の環境適応機構の解明」の一環として行われました。
(补)ブーリアンネットワークの例。情报の流れは移动エントロピーで定量化される。(产)导出した移动エントロピーの公式。笔αは情报伝达経路に由来する。(肠)(补)の例に公式を当てはめた场合のダイアグラム展开。各情报伝达経路笔αを概念的に描いた。(诲)展开のパラメータに対する移动エントロピーの振舞。数値的に得られたデータを摂动理论がよく再现している。
情报の流れが素子の性质と素子间のつながり方の両方から决定されているメカニズムが、理论によって明らかになりました。