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非線形システム研究室(為替変動のPUCKモデルの演習風景)

非線形システム研究室

為替変動のPUCKモデルの演習風景

研究室紹介

「個」の性質から、「全体」のふるまいへ。

社会で起きる複雑な現象を理解するには、どうすればよいでしょうか?
一般的なアプローチは、対象を細かく分解して調べることです。しかし、社会を構成する「人」や「組織」を単体でいくら調べても、全体の動きが見えてくるとは限りません。
たとえば、「渋滞」という現象。
一人のドライバーの性格をどれほど詳しく調べても、なぜ車列が滞り、その影響が後方へ波のように伝播するのかを説明することはできません。前の車との距離に反応し加速・減速するなどし、隣接するドライバー同士が影響を与え合うことで、単なる「個人の性質」を超えた、社会全体としての「ふるまい」が現れるからです。
非線形システム研究室では、社会をひとかたまりのシステムとして捉えます。
私たちは、社会の構成員同士の「むすびつき」と、それを介した相互作用から生まれる「ふるまい」に注目します。数学的なモデルによって記述される動力学の視点から、複雑な社会現象の裏側に潜む本質を解き明かしていきます。

主な研究テーマ

社会のふるまい(動的な現象)

  • 感染症の伝播
  • 交通渋滞
  • 人の流れ・避難路
  • 協力の進化:直接互恵性や間接互恵性の促進・定着

社会のむすびつき(ネットワーク)

要を見つける
  • 電力網の脆弱性(カスケード故障)
  • チームスポーツの戦略
  • 音楽の特性分析
流れを見つける
  • スポーツの試合進行の分析

ビッグ・データ分析

  • テキストマイニング
  • 機械学習(教師あり・なし、強化学習)
  • Hawkes過程をモデルとする時系列分析

卒業研究の例

2025年度

  • トレーダーの戦略を考慮した金融市場の特性分析
  • スポーツにおける対戦形式の最適化
  • 間接互恵性の成立条件:評判の信頼性と可視性の影響
  • 企業ネットワークの形が連鎖倒産に与える影響
    ~ランジュバン方程式による解析~
  • 面積と時間の兼ね合いを考慮した草刈り機の最適操作方法
  • VRにおける仮想速度振動がリラクゼーションに与える影響
  • 消費者の購買行動に基づく価格戦略の優位性分析
  • 結合相関を持つ複雑ネットワークのカスケード故障への耐性
  • 野球における捕手のフレーミング技術が出塁率に与える影響の分析

2024年度

  • 草刈作業の完全自動化を目指したシミュレータの開発
  • 安全交通のための歩行者2レーン化の提案
  • シミュレーションを用いた投手の最適起用法
  • ライブエンタテイメントにおけるランダム商品の収益モデル
  • 多層化SIRSモデルを用いた頻回感染による感染流行への影響の解析
  • 乗り換え時間の増加によるラッシュ時の移動時間変化
  • サッカーにおけるパスネットワークの頑健性の時間的変化
  • 音符遷移のネットワーク化を用いた音楽の歴史的変遷の分析
  • 現代音楽の流行変遷と楽器の進化によるクラシック音楽への影響
  • 詐欺個体存在下での社会の進化

2023年度

  • バドミントンスマッシュ時のシャウト効果に対する母音依存性
  • 日本のプロ野球における最適打順モデル
  • 野球試合進行における非マルコフ性
  • サッカーにおけるエリア別のネットワーク評価
  • ゴルフのスイング軌道によるプロとアマチュアのプレイヤー分類
  • スーパーマーケットにおける価格戦略分析
  • 災害時要援護者を考慮した公共施設における避難誘導灯配置法の検討
  • 休日と締め切り効果による仕事最大化理論
  • ホークス過程を用いた購買行動モデルと広告効果
  • 香り表現の理解を促す香り表現の共起ネットワークの構築
  • 長期的経済動向の予測に向けたCPR法の改良
  • 視覚刺激が時間評価に与える影響

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