【生物】粘菌の行動をヒント　実在の鉄道網に似た効率の良いネットワーク構築／北大など

◇ネットワーク構築、粘菌に学べ＝効率、首都圏の鉄道網並み−北大など

アメーバ状の単細胞生物である粘菌は、餌のある場所に体を広げ、養分などをやりとりする。
北海道大などの研究チームが、首都圏の地図を模した容器に粘菌を入れて実験したところ、
実在の鉄道網に似た効率の良いネットワークを形成することが分かった。
粘菌の行動をヒントに、限られたコストで最適な輸送網を見いだせる可能性があるといい、
論文は２２日付の米科学誌サイエンスに掲載された。
　
科学技術振興機構の手老篤史研究員や北大の中垣俊之准教授らは、粘菌のネットワーク成長が
(1)利用の多い経路が発達し、少ないと消滅する(2)経路の総距離はなるべく短くする
(3)どこかが切られてもいいように迂回（うかい）路を確保する−特徴を持っていることに着目。
ネットワークの構築コストと効率を評価する理論モデルを編み出した。
　
その上で、首都圏の地図を模した培養容器を用意。
山手線内に当たる部分に大きな餌と粘菌を置き、周囲の主要駅（約３０カ所）に餌を配置する
実験を複数回行った。経路の総距離や輸送効率、経路が切れた場合の迂回路の維持率を
調べたところ、いずれも実在の鉄道網に匹敵する輸送効率や、アクシデントに対する強さが
あることが判明。中には現実の路線図とよく似た経路が形成された例もあった。
　
研究チームにはこのほか、広島大、九州大などの研究者が参加している。（2010/01/22-07:07）

▽記事引用元
http://www.jiji.com/jc/c?g=soc_30&k=2010012200101
時事ドットコム（http://www.jiji.com/）

単細胞生物の粘菌が餌を求めてネットワークを成長させて作った「路線図」
http://www.jiji.com/news/kiji_photos/20100121at26t.jpg

▽関連リンク
JST
粘菌の輸送ネットワークから都市構造の設計理論を構築
―都市間を結ぶ最適な道路・鉄道網の法則確立に期待―
http://www.jst.go.jp/pr/info/info708/index.html

これは面白い

光を嫌う性質を利用して
地形の高低→光の強弱
海→強烈な光
をあてた。

これ、山の手線内に粘菌を置いて、そこから地方の主要拠点にどう伸びて行くかをやったもの。
標高の高い場所は光の多寡で調整。

さすがイグノーベル賞受賞者。

鉄道網というより街道に近い気がする

まあ、所詮人間も、
タイルの隙間に住む「カビ」みたいなもんだしな

自分の住んでいる所の人口密度と地形を組み合わせると、
まさに、山の隙間に住んでいる粘菌みたいなもんだ。

宇宙ボイドも質量を粘菌、重力をエサと考えると同じ感じなのかな

一度関東平野をタマホコリカビで覆ってみるのもいいかもしれんな

フラクタル

こりゃ二回目のイグノーベル賞授賞か

八高線もあるのか
賢いなあ

粘菌と言えば、熊楠

SUGEEE面白い
だけど地理的条件を無視してるよね。
房総半島の丘陵地帯の中でルート作ってたり。
都市が地理的条件を反映しているから、確かに見当違いなものにはなりにくいけど

>>14
>>1の一番下のリンクより

（２） 粘菌は光を嫌い、明るい場所では管ネットワークを作らず、暗い場所に迂回して管を作成する性質があります。
これを用いて、標高の高い（鉄道を作りづらい）場所や湖に対応する領域に強い光を当てる実験を行ったところ、
制作コストに対応したより精度の高いネットワークを作ることを確認しました（図３）。

もちろんやってるとは思うけど、
周囲の殆どを高い照度のエリアにして、
一部だけ中程度の照度のエリアにしたらどうなるのかとか見てみたい
艱難辛苦を乗り越えて、それでもネットワークを構築するのか、
それとも与えられたエリアから出ずに停滞するのか・・・

いつか破綻するシステムですね？
わかります。

粘菌で迷路を解くっていうのもあったね。

粘菌で擬似的な脳を作ることって可能なんですか？

>>16
全然違うけど…
海の部分には強烈な光が当てられてるから通常ネットワークをつくらないけど
東京湾口道路計画(浦賀水道)があるところには時々ネットワークが造られたそう。

自然がお手本、だな。
ん？て事は社会を構成する場合は蜂やアリのような格差社会が理想的なのかな。

でも単純な現象から高度の計算力を発揮させるのはコンピュータも同じだな。0と1しかないわけだから。

サイエンスゼロでやってたな
これ

総理よりもアタマがいいと言う事か。

そもそも都市間鉄道路線なんてのは
旧街道沿いにつくられていったものがほとんど

で、その旧街道というのもほとんどは自然発生（踏み分け路とか）だよね
＊道路自体の整備はあっても路線を人為的に決定したとは聞いてない

だったら、
歴史上での街道の変遷と粘菌がつくったネットワークがほぼ一致した
ということで、それ以上の意味はないんじゃないの？

これでサイエンスに載るのか

>>25
そこに意味があるんだと思うけど。
要するに人間の集団としての行動が粘菌と同じような挙動をしているわけだから。

>>25
少なくとも粘菌と同程度の効率で造られたのが解ったってだけでも面白いと思うけど
TVでの迷路をやらせたときにわずかでも最短になるように斜めに繋がってたりするのを見ると
想像以上に効率を粘菌は求めるようだし
まあ、一番気になるのは記憶したような反応をどういった仕組みで見せてるかだけど
粘菌がそういった反応見せるのには驚いた

年金が山手線だとなんなんですか？シムシティじゃだめなんですか？廃止です

逆に粘菌で作った道と実際のとの違いがなぜ発生しているのかを研究すべき。

擬似的な並列コンピューティングってかんじか？

>>19
これ自体が「粘菌コンピュータ」研究の一環

おれらって粘菌以下だな．．．。

この粘菌は外へ外へと旅立ってるもんなあ

粘菌を見るたび真正って言葉をよく見かけるのであたしドキドキしちゃう
この実験は凄く面白いと思うし

かもすぞ〜

>>27
そこに意味があるのだったら、その部分をはっきりさせたほうが良いかと
「ネットワーク構築、粘菌に学べ＝効率、首都圏の鉄道網並」
と言う話ではないことをはっきりさせておくべきかと

ＮＨＫの爆笑問題の番組でもやってたな

これと似たような話だな

【研究】山道はなぜ蛇行しているのか？ 英研究者が数理モデルで理論解明
http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1203910198/l50
「傾斜面の２箇所を道で結び、その間を進む場合にもっともエネルギー量
が少なくて済む場合の経路を求める数理モデル」を求める話が
「山道を造る場合の数理モデル」として紹介されてしまった。

で、「それは道路を作るモデルではなくて、経路を求めるモデルでしょ？」
といったら一部の人が怒ることｗ

今回も「スゴイスゴイ」で中身を理解できてない人が多そう

すげぇ。

スパコン要らないな。
とか言う馬鹿が増えそう。

携帯電話基盤とかの実装パターンに使えるな。
粘菌が辿った経路の通りにいけば最短になるはずだしスパコンもいらなくなる。

>>42
釣り乙

NHKの爆問学問で見た。

早くアルゴリズム見つけてよ
東大教授より　年金のほうが頭いいってことだろ？

この手の実験は二番煎じじゃね？
まぁ深めていくのもいいと思うが
次の段階へのステップがないと
価値が低い研究になるな

こりは面白いな

>>46
研究なんてみんなそんなもんだよ
過去の発見や他者のアイデアにちょっとエッセンスを加えてるだけだｗ

この粘菌以上の性能(かかる時間は置いといて)を持ったＡＩは作れるの？
作れるとしたらどんなアルゴリズム？

作れなかったら人類の恥だ

スパコンはともかく
コスパは粘菌がはるかに上だろう

見た目がくだらなくて好きだ

消えた粘菌

宙に浮いた粘菌記録

>>49
particle swarm optimizationや
ant colony optimization
があるじゃん

この研究に新規性をまったく感じない

鉄道会社スポンサーなの？

>>54
お、なかなかできるな。
でも今は、メタ戦略をやれpsoとかacoとか分類するのは無意味っていう
風潮になってるよね。実際そう思うし。

ＳＦ映画でさ。最初に細胞を映す。で、どんどんカメラがズームアウト
細胞→人間→地球→太陽系→銀河系→宇宙→また細胞に戻るってのがあるじゃん
あれ思いだした

powers of ten だね

他板でこの記事に「リニアのルート決定につかえ」って意見が出ていたな。

粘菌には、鈍行・急行・特急・新幹線・リニアの区別がないよ

全部鈍行だから。

>首都圏の地図を模した容器に粘菌を入れて実験したところ、
>実在の鉄道網に似た効率の良いネットワークを形成することが分かった。

http://www.jst.go.jp/pr/info/info708/index.html を読みました。

実際の鉄道の敷設も、地形と人口分布（中長期的計画）に合わせて決定された結果
なので、地形＝光量勾配・人口分布＝エサの量という初期値に最短運搬ルートの探査
という関数の最適解を求めれば、図形的に相似になるのは当然ではないかとも思う。

利点があるとすると、最適解を効率的に求める新しいアルゴリズムの構築の手掛かり
となるかだが、「参考図」によれば粘菌は無条件にかなり細かなメッシュで全方向に
網を拡げた後、エサとエサの最短距離以外のルートを淘汰しているように読める‥

‥と、すれば計算のアルゴリズムはそれほど効率的な方法を採ってるように見えない

また、報告内容から推測すると、粘菌そのものを「計算機」に使えるほど安定していない
ようなので、現状では残念ながら「アート作品」止まりに見える。

でも、やってると今後何か出てくるかもしれないので、頑張って下さい☆

>>61
>「参考図」によれば粘菌は無条件にかなり細かなメッシュで全方向に
> 網を拡げた後、エサとエサの最短距離以外のルートを淘汰しているように読める‥

まさに、その通り。
やってることは、ライフゲームの域を出ていない。
周囲のセルの状況を見て、中心セルの次の状態を決定してるだけ。
周囲から栄養を貰えたら太る。貰えなかったら細る。時々、周囲に探索にお出かけ。
この程度の話。

生物を使って、ライフゲームというのは韻を踏んでいて面白いけどね。

>>26
巡回セールスマン問題とか、スマートグリッドとかの絡みもありそうだし
本文読んでないんで、どの辺まで言及してるか分からんが

テレビで見たけど、面白かった
よくこんな手法思いついたよな

誰も思いつかないことをするのが研究の醍醐味だからな
粘菌が認知されて数世紀で考えもしなかったかとを
遺伝学やナノテクとか金もｗ使わずに
これだけインパクトのある発見をできただけでも評価できる

粘菌の言うとおりにしていればもう安心だな。
人類の未来は安泰だ。

>>62
ライフゲームなら、粘菌の細胞は自分の周囲以外を認識しないで済む。ところがこれまでの研究だと、粘菌細胞は
全体の中での位置を知ってそうだという話があった。細胞が全体の位置を知らないで同様の事が出来るメカニズム
を説明できたらおもしろいんだが。

これでリニアの路線決めよう。
南アルプス部の光源下には遮光チューブつけてな。

長野に強力なえさが置かれてついには長野東京のみとなる

>>68-69
長野新幹線がそのラインだな
リニアは別線

>>67
どのへんに載ってる話？

>>71
ソース忘れた

変形体を二つに切ると、子実体になるときに切ったそれぞれが子実体を形成するから、各細胞は変形体の中での
自分のポジションを知ってそうだという話だったが。サイトカインあたりで説明つくのかなあ。

粘菌乗って出勤

粘菌飼いたいお

>>14
いや久留里線のとこだからあながち間違ってないｗ

粘菌で年金問題を解決してもらえ

進化生態学は最適化とゲーム理論が基礎なんだから当然だろ

要は人のやることも粘菌のやることも一緒だということだな

>>78
そう。そこが大事なところ。

この粘菌類が地上最大の動物との話もあるね。
大きな森林地帯の端から端まで全く同じ遺伝子の個体がびっしりなんてことも
あるらしい。
単体の寄せ集めとも考えられるけどそれが全部繋がっていると考えたら
一つの大きな動物ともとれる。
そしたら全体で千トンを越えるに及ぶことも考えられると。

コミック版ナウシカの・・・・

ブラッドミュージックを思い出した

人間が地球に寄生する菌ほどの存在だと証明された

海外で新幹線を売り込む際の一つの芸になるかもな

>>80
アバターにもそんなのあったな

>>25
人間よりはるかに速いスピードで実現できるなら意味はあるだろ

>>72
粘菌の子実体形成の因子はcAMP

現実の地形上に住居や食料やお金を設置して、
無数の人間を歩かせたら、粘菌が作った道とどっちが最適になってるかなｗ

面白いが・・・

粘菌のネットワークは断線しない事が最優先だよねぇ・・・その為の効率化。
でも、路線は効率優先で、断線は想定内って事だよねぇ・・・。
参考になるのかしら？
それなら、インターネットの配線（？）をシミュする方がいいきがする。
ちがう？