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「鉄道網作りは粘菌に」北大など設計理論 ・・・低コスト・低リスクのインフラ・シミュレーション

鉄道網作りは粘菌にお任せ 北大など設計理論
(中日新聞 1/22付)

単細胞生物なのに迷路を解くなど知的な振る舞いをする粘菌。北海道大などのチームがその“知恵”に学んだネットワークの設計理論を作り出した。トラブルに強く効率的なネットワークができるという。22日付の米科学誌サイエンスに発表した。鉄道や通信などインフラ網の設計に役立つかもしれない。

粘菌は日本でも普通に見られるアメーバ状の生物。餌と餌をつなぐようにして体を伸ばし、栄養分を運ぶネットワークを作る。

チームはこの性質に着目し、粘菌に鉄道網を作らせた。関東地方の形をしたA4サイズの容器に横浜や千葉などJRの主要駅34カ所に対応する餌を配置。東京都心に大きな餌とともに粘菌を置くと、粘菌は独自の鉄道網を描き出した。山地や湖など建設の難しい場所には粘菌が嫌う光を当てて実際の条件に近づけた。

■中央部に置いた粘菌がネットワークを広げる様子

↑スタート時

↑8時間後

↑16時間後

↑26時間後


さらに、ネットワーク作りを観察して粘菌の動きを再現する理論モデルを作った。計算してみると
(1)経路の総延長
(2)一部が切れたとき代替ルートがある
(3)輸送効率
のバランスは実際の鉄道網より良かった。

チームは北大の中垣俊之准教授や科学技術振興機構の手老篤史専任研究員ら。2008年には粘菌が迷路の最短経路を探す実験でユーモアある研究に贈られる「イグ・ノーベル賞」を受けた。

コストやリスクなど複数の要素が絡む実際のインフラ網作りにも応用できると期待される。

・・・低コスト・低リスクのインフラ・シミュレーション
実際に道路・鉄道建設をしながら「この路線は採算が合わなくなった」「あの路線はドル箱だ」と試行錯誤するより、遙かに低コスト・低リスク。シャーレの中で完結しますから、スパコンなどの高度設備投資も不要で、周囲への負荷も最小限。実におもしろいシミュレーション方法だと思います。

8時間が経過した時点で、都心から地方へあらゆるルート模索をしていたものが収斂。16時間後には都心と地方間は幹線ルートのみとなり、地方間でのルート模索へ移行。26時間後には地方間も幹線ルートを残して、非効率なルートは消していく。

大阪府庁、WTC、大阪市、堺市、神戸市、関西国際空港、伊丹空港、神戸空港、京都市、奈良市と、「どのような道路・鉄道開発が最適か?」という問題がより複雑な関西圏でのシミュレーション結果を見てみたいです。

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鮎滝 渉

Author:鮎滝 渉
千秋真一に23%似ているらしいブロガーです。
実家である愛知県に戻ってきました。
ほぼ日刊で更新中。日々の巡回サイトに加えてやってください。
-------------------------
ブロガー名を、「鮎滝 渉」へ改めました。
私が自分に付けた最初のペンネーム。そして、「一角の者になるまでは使うまい」と思ってた名でもあります。

大して公知のペンネームというわけでもありません。が、1回目の中小企業診断士試験の失敗以降、あれこれと思い悩む中、「“輝かしい名としようする執着”はかえって醜い。そろそろ、この名を名乗る覚悟をしよう」と決意。鮎滝の名を使うことにしました。

ちなみに、旧ブロガー名は「スクナビコナ」。
日本神話に出てくる知恵の神様の名前です。恐れ多い名前ですが、ブログをする気構えとして、使っておりました。

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