粘菌使ってネットワーク設計 67
ストーリー by makeplex
生命の神秘 部門より
生命の神秘 部門より
parsley 曰く、
読売新聞の記事,「粘菌」エサの駅つなぎ首都圏そっくり鉄道網によれば、 北海道大学の手老研究員らが、現在の首都圏の主要駅の位置に粘菌のエサを配置し、 東京駅に粘菌を配置したところ、次第に鉄道網のようなネットワークになったと いう研究を22日付けの米サイエンスに発表した。
(米サイエンスの記事[Ride the Slime Mold Express!], Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design)
手老研究員の紹介ページ、北海道の駅でも実験済みのようです。
TV番組でやっていました (スコア:3, 参考になる)
培地に地図をうつしこんであって、平地には粘菌が住みやすいようになっていて、山地には粘菌が住みにくいようになっています。そして都市部分にエサが置いてあります。
結果としては粘菌は1つのエサ場から別のエサ場に向かう時に、平野部を通りながらできるだけ短い距離で結ぶように伸びていきます。一方で、鉄道の線路はもともと都市間を結ぶときに平野部を通るなかで直線的に経路を選んでいます。
だから、粘菌のネットワーク形状と鉄道の路線図が似るのは、ある意味必然に近いかなと思います。
Re:TV番組でやっていました (スコア:1, すばらしい洞察)
Re:TV番組でやっていました (スコア:1, 参考になる)
実は種明かしもあって、わざわざ迂回路を作るのではなくて、作った迂回路が
維持されるというだけです。
粘菌はいろんなところに枝を伸ばしていくわけですが、行き止まりみたいな先が無い
ところや、あるいは次の栄養ポイントまでとても遠い場合には、枝がそこまで届かず
しぼんでしまうんです。
理由は、栄養の循環です。
栄養が流れる経路があるなら迂回路でも維持されますが、行き止まりの枝などは
栄養がうまく流れないので衰退してしぼんでしまうんです。
よく、粘菌が迷路を解く不思議をやったりしますけど、それも同じ理由です。
粘菌はいろんな経路を試すんでしょう。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
LANとかハブとかルータとかだろ。
ネットワークエンジニアっていったらなにする人よ。
＃マジレス
Re: (スコア:0)
興味深くもなんともないな。
一般的な感性を持っていれば十分に予想できる。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
論文の方ではちゃんと「設計」について書かれてるんですね。
私はこれらの記事のミスリードにより関心を削がれ、
もう論文を読む気にはなれません。
Re: (スコア:0)
あの話のキモは
鉄道のように利権がからむインフラは政治的かけひきで
もっと無駄が多いルートを通ってると思って実験したが
案外現実も（粘菌的）最適解と同じだったので逆にびっくりした。
って部分かなぁ…
Re:TV番組でやっていました (スコア:1, 興味深い)
Re:TV番組でやっていました (スコア:1)
"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"
らしいですよ.やっぱり今の路線は政治がからんでるのかな.まぁ,評価に用いる基準は
もっとたくさんあるだろうし,粘菌が勝ったもののみが記事には含まれてるんだろうけど.
http://www.chunichi.co.jp/s/article/2010012290101858.html [chunichi.co.jp]
Re:TV番組でやっていました (スコア:2)
鉄道の敷設に政治がからんでいるのはまぁ間違いないでしょうが、
歴史的な経緯を無視して比較するのは、「ネタとしておもしろい」以上の意味はないですね。
そもそも鉄道が初めに引かれた時には、迂回路線なんて想定さえしてないでしょうし、
各路線が引かれた当時からの人口分布の変化（鉄道開通による寄与もあるし地場産業の盛衰もある）もあるので、
今の路線網が「現在の最適解」でなくても、何ら不思議はありません。
Re: (スコア:0)
Re:TV番組でやっていました (スコア:1)
>政治的な理由で鉄道駅のできた場所でも人が集まり
...というのは容易に理解できるが、
>平地になっていったのかも
...というのは稀なのでは?
Re:TV番組でやっていました (スコア:2)
Re:TV番組でやっていました (スコア:1)
平らにして人が集まるのはわかる。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
中央線はもっと南を通っていた方が適切であったことを実証してくれているんですね。
#調布・府中の住人の反対と習ったが、本当なんでしょうか。
でも、東急線が全然再現されていないのが残念な感じ
Re: (スコア:0)
事実ではありません。
先見の明のない住民の反対運動のせいで鉄道のルートが変更されたという各地にある伝承について
丹念に当時の記録を調査した「鉄道忌避伝説の謎」という本が最近出版されました。
これによれば、反対運動の事実はほとんど確認されなかったそうです。
調布・府中についても、当時の甲武鉄道(中央線を建設した私鉄)の記録を見ても
調布や府中を通ることを検討した形跡すらないそうです。
急な高低差を避けるとか、架橋しやすい位置を選ぶとか、
もっぱら建設のしやすさでルート選定されていて、途中の中小都市は眼中になかったようです。
この粘菌の路線図は、その先にえさがあることでルート形成が誘導されてしまっているんじゃないでしょうか。
実際の中央線は、八王子や橋本などを通ることを狙っていたわけではなく、
あくまで東京と甲府を結ぶ上でよいルートを検討したら八王子を通ることになったというだけですし。
甲府の位置にえさを置いていたら変わっていたかもしれません。
Re:TV番組でやっていました (スコア:2)
東京の人じゃないね？
建設のしやすさも何も、中央線は立川まで直線ですし、橋本も通っていません。
京王線と混同してる？
ごめんなさい (スコア:3, 参考になる)
週末ですが、以下を追記します。
http://srad.jp/science/article.pl?sid=01/06/13/064243 [srad.jp]
粘菌が組み合せ最適化問題を解く [srad.jp]
「迷路を最短距離で解く粘菌」などにイグ･ノーベル賞 [srad.jp]
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Re:ごめんなさい (スコア:2)
粘菌によって操縦される多脚ロボット [srad.jp]なんってストーリもありますね。
粘菌タグが必要かも。
2008年のイグ・ノーベル賞 (スコア:2, 参考になる)
今回取り上げられている手老篤史・北大准教授は、粘菌が迷路を最短ルートで解くことを示した2008年イグ・ノーベル・認知科学賞受賞者中の中垣俊之・北大准教授、小林亮・広島大教授と、論文執筆者に名を連ねる関係なのですね。
参考リンク
中垣俊之（研究者ページ） [hokudai.ac.jp]
アメーバに学ぶ賢さのしくみ・中垣先生インタビュー [hokudai.ac.jp]
#スラド編集者におかれては、関連ストーリーに「迷路を最短距離で解く粘菌」などにイグ･ノーベル賞 [srad.jp]を入れてほしかったところですね。
宇宙空間で三次元でやってみてほしい (スコア:2, 興味深い)
Re: (スコア:0)
ぼくにもできるよ
Re:宇宙空間で三次元でやってみてほしい (スコア:2)
いいなあ。素敵。
ふつうに「宇宙の大規模構造」とか言うより表現がリリカルで。
ぱっと見た目には (スコア:2)
実際のネットワークも (スコア:1)
同じような感じだよね。
自律的にネットワーク網が想定外で広がっていくのは。
脳のニューロンネットワークも似たような感じで広がっていきますしね。
この場合餌は『刺激』とか『経験』ですけど。
人為的にネットワークを制御するのではなくて、自律的にネットワークが拡散集合する。
そして集合体が意思を持ち動的に動いていく世界。
これは功殻機動隊の世界ですかｗ
日日是好日。そう思わないとやってられない！
Re:実際のネットワークも (スコア:2, おもしろおかしい)
> 実際のネットワークも同じような感じだよね。
> 自律的にネットワーク網が想定外で広がっていくのは。
座席配置が変わるたびにハブやら床下のケーブルが増えていく様を思い浮かべた。
「こっちのシマにハブ無いよ。一本引いてよ」
「このハブ、どこと繋がってるの？」
「さあ？」
# SlashDot Light [takeash.net] やってます。
Re:実際のネットワークも (スコア:1)
あんまりTYPOとかは気にしないほうだけど、この微妙っぷりは気になった。
なんか功徳ありそうな。
脳や知能の仕組みの解明にも繋がる研究なのかもしれない (スコア:0)
生物の基本的な方針 (スコア:1)
生物が網を作る時の原則というか、判断の基準が似ている。
という話かもね。と思いました。
山を避けるとか、それはもちろん、
合理的な判断ではありますが、
評価軸を敷設のコストに閉じてしまわなければ、
今以上に効果的な鉄道網は考えられるかもしれません。
ですので、網の設計に使えるかも、というのは、
もうちょっと検討が必要かもですね。
-- LightSpeed-J
最小シュタイナー木? (スコア:3, 興味深い)
迷路を解く話から最短経路以外を枝刈りした結果ができそうなことは 想像ついたものの、それで迂回路なんてどうやってできるんだろうと 疑問に思ってリンク先の写真を見たら、 餌場の点がたくさんあるから全体として迂回路もできているだけの話で、 ボロノイ分割された各セルの中は最小シュタイナー木に 収斂しているように見える。
別に思考じゃなくて、適当な微分方程式にポテンシャル分布を与えると それっぽい解に収斂するって系だよね。 普通にアナログコンピュータというか。
それでも結果を見れば知的に見えるって切り口で工学的に応用するとサブサンプションアーキテクチャとかができるんだろうけど。
粘菌さん粘菌さん (スコア:1, おもしろおかしい)
リニアの路線はＢルートとＣルートのどっちがおいしいですか？
Re:粘菌さん粘菌さん (スコア:1, おもしろおかしい)
餌さえくれれば、どっちもいくよ。
#この場合献金か?
Re:粘菌さん粘菌さん (スコア:1)
政治問題に絡めちゃうとつまらないと思います。
むしろ、トンネル掘削能力に相当するパラメータをどのように設定するか考えた方が、おもしろそうなんですが。
こけもも (スコア:1)
英語でslime mold [wikipedia.org]
Rogueではコレを食うんですよね。
#違う種類なのかなぁ。
しろうと考え
久留里線が (スコア:1)
そのうち東京湾横断道や圏央道ができるのかな？
面白いと思うけれど、もう一歩 (スコア:0)
網の設計には使えるのかもしれませんが、
それを鉄道に応用しようとするのであれば、
始点、終点、経路の選択と分配を行い、
「路線」のレベルまで落としこむ必要があるので、
もう一歩なにがしかの発展がほしいところですね。
遺伝的アルゴリズムとかで補うと面白いかも。
# 広域イーサ網への応用であれば大丈夫かな？
# ひょっとして、粘菌の作る経路の太さから、
# 確保すべき最適な帯域がわかったりして
嫉妬すら感じる (スコア:0)
何かむちゃくちゃ楽しそうな実験なんですけど！
Re: (スコア:0)
by 神
Re: (スコア:0)
例えば巡回セールスマン問題とか解けそう。
場合によってはリーマン予想を証明する鍵になるとか。
Re: (スコア:0)
> 場合によってはリーマン予想を証明する鍵になるとか。
こういうナイーブな話ではなさそうですが、リーマン予想と量子力学の関係については
http://www.geocities.jp/ikuro_kotaro/koramu/246_riemann.htm [geocities.jp]
ネンキンネットワークというと (スコア:0)
さすがに (スコア:0)
薄々気付いてたんだ… (スコア:0)