生命数理科学

About关于研究室

生命のしくみに隠れた数理を探る。

生命数理科学研究室は、生き物の「かたち」がどのようにして毎回同じように出来上がるのか、そのしくみに隠れた数学の法則を研究しています。
生き物を観察するだけでなく、そのしくみを数式やコンピュータシミュレーションのモデルに置き換えて考えるのが特徴です。
見つけた生き物のルールは、ロボットの脚の設計や新しい材料づくりにも生かしています。
研究は、分子の動きから細胞・組織、器官の発生、さらに「理解する」といった認知のはたらきにまで広がっています。

Research研究课题

生命のしくみに隠れた数理を、数式やシミュレーションのモデルで解き明かす「生命数理科学」に取り組んでいます。物質から心までを、同じ数理の言葉で理解することに挑んでいます。

※示意图

生き物のかたちはどう決まるのか↗

細胞のシートが折れ曲がり、出っ張り、網目になるのはなぜか。物理的な環境の非対称さがかたちを作り分ける原理の一つだと数理モデルで示しました。カブトムシの角や花びら・葉のかたちのしくみも調べています。

※示意图

細胞や組織をコンピュータで再現する↗

細胞を点で代表させて3次元の組織の変形をシミュレーションする独自のモデルを開発し、コードも公開しています。組織の曲がりやすさの計算方法も比べ、目的に応じた手法の使い分けを明らかにしました。

※示意图

分子の右手と左手と細胞の骨組み↗

細胞の骨組みのアクチン繊維は、ぶつからないように並ぶ効果だけで秩序ある構造を作ります。分子モーターのミオシンが働くと同じ向きに回るリング状の構造が自然にできると見つけ、キラリティの起源を探ります。

※示意图

生き物に学ぶものづくり↗

遺伝的アルゴリズムで、形も動きも前もって決めずに歩けるロボットの脚の機構を設計する方法を提案しました。場所ごとに成長の速さを変える生き物に学び、平らなシートから立体をつくる材料づくりも研究しています。

Voices学长学姐的评价

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