| 講演名 | 2022-01-23 位相・振幅縮約理論を用いた強入力下における注入同期の安定化 高田 翔平(東工大), 加藤 譲(東工大), 中尾 裕也(東工大), |
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| 抄録(和) | 周期外力に振動子が同期する注入同期現象は, 概日リズムや電気回路など様々な場所で観察される普遍的な現象である. 周期外力が小さい条件下では, 位相縮約理論を適用することで, 振動子を表す多次元非線形力学系を一次元の位相方程式を用いて近似的に記述でき, 注入同期の高速化や高効率化を実現する入力波形の最適化が行われてきた. しかし, 入力強度が強く系の状態のリミットサイクルからの偏差が大きくなると, 位相縮約の近似が破れてしまうため, この手法はうまく働かない. 本研究では, 位相振幅縮約理論を用いて, 偏差の拡大を抑制できる入力波形を求める2つの手法を提案する. どちらの手法を用いても強い入力が加えられるようになり, 同期状態への収束速度の高速化や目標位相ロック点への収束のロックレンジの拡大が達成できることを示す. |
| 抄録(英) | Entrainment of limit-cycle oscillators by periodic inputs is a universal phenomenon observed in various fields of science and technology, such as circadian rhythms and electric circuits. When the periodic inputs are sufficiently weak, we can approximately reduce the multi-dimensional nonlinear dynamical equations of the oscillators to a one-dimensional phase equation using the phase reduction theory and use it to optimize the periodic input waveforms to achieve faster or more efficient entrainment. However, when the periodic input is strong and the deviation of the oscillator state from the limit cycle is large, the approximated phase equation is invalid and the optimization methods do not work well. In this study, using the phase-amplitude reduction theory, we propose two optimization methods to obtain the periodic input waveforms that can suppress deviations of the oscillator from the limit cycle. We demonstrate that both methods enable the use of strong inputs and can achieve faster entrainment and a larger locking range to the target phase-locking point than the conventional method with small inputs. |
| キーワード(和) | リミットサイクル / 振動子 / 同期現象 / 注入同期 / 位相振幅縮約理論 / 最適化 |
| キーワード(英) | limit-cycle / oscillator / synchronization phenomenon / entrainment / injection locking / phase-amplitude reduction / optimization |
| 資料番号 | NLP2021-121,MICT2021-96,MBE2021-82 |
| 発行日 | 2022-01-14 (NLP, MICT, MBE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NLP / MICT / MBE / NC |
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| 開催期間 | 2022/1/21(から3日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | NC, ME，MICT，NLP, 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 高坂 拓司(中京大) / 花田 英輔(佐賀大) / 奥野 竜平(摂南大) / 大須 理英子(早大) |
| 委員長氏名（英） | Takuji Kosaka(Chukyo Univ.) / Eisuke Hanada(Saga Univ.) / Ryuhei Okuno(Setsunan Univ.) / Rieko Osu(Waseda Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 常田 明夫(熊本大) / 田中 宏和(広島市大) / 安在 大祐(名工大) / 堀 潤一(新潟大) / 山川 宏(東大) |
| 副委員長氏名（英） | Akio Tsuneda(Kumamoto Univ.) / Hirokazu Tanaka(Hiroshima City Univ.) / Daisuke Anzai(Nagoya Inst. of Tech.) / Junichi Hori(Niigata Univ.) / Hiroshi Yamakawa(Univ of Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 松下 春奈(香川大) / 吉岡 大三郎(崇城大) / 小林 匠(横浜国大) / 石田 開(神奈川県立産業技術総研) / 中村 英夫(大阪電気通信大) / 内部 英治(ATR) / 西田 知史(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Haruna Matsushita(Kagawa Univ.) / Daizaburo Yoshioka(Sojo Univ.) / Takumi Kobayashi(Yokohama National Univ.) / Kai Ishida(KISTEC) / Hideo Nakamura(Osaka Electro-Communication Univ) / Eiji Uchibe(ATR) / Satoshi Nishida(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 加藤 秀行(大分大) / 横井 裕一(長崎大) / 伊藤 孝弘(広島市立大) / 高林 健人(岡山県立大) / 西川 拓也(国立循環器病研究センター) / 赤澤 淳(明治国際医療大学) / 湯田 恵美(東北大) / 我妻 伸彦(東邦大) / 栗川 知己(関西医科大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hideyuki Kato(Oita Univ.) / Yuichi Yokoi(Nagasaki Univ.) / Takahiro Ito(Hiroshima City Univ) / Kento Takabayashi(Okayama Pref. Univ.) / Takuya Nishikawa(National Cerebral and Cardiovascular Center Hospital) / Jun Akazawa(Meiji Univ. of Integrative Medicine) / Emi Yuda(Tohoku Univ) / Nobuhiko Wagatsuma(Toho Univ.) / Tomoki Kurikawa(KMU) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Nonlinear Problems / Technical Committee on Healthcare and Medical Information Communication Technology / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 位相・振幅縮約理論を用いた強入力下における注入同期の安定化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Stabilization of injection locking under strong input via phase-amplitude reduction |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | リミットサイクル / limit-cycle |
| キーワード(2)（和/英） | 振動子 / oscillator |
| キーワード(3)（和/英） | 同期現象 / synchronization phenomenon |
| キーワード(4)（和/英） | 注入同期 / entrainment |
| キーワード(5)（和/英） | 位相振幅縮約理論 / injection locking |
| キーワード(6)（和/英） | 最適化 / phase-amplitude reduction |
| キーワード(7)（和/英） | / optimization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 高田 翔平 / Shohei Takata |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 加藤 譲 / Yuzuru Kato |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 中尾 裕也 / Hiroya Nakao |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 発表年月日 | 2022-01-23 |
| 資料番号 | NLP2021-121,MICT2021-96,MBE2021-82 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | NLP-335,MICT-336,MBE-337 |
| ページ範囲 | pp.231-236(NLP), pp.231-236(MICT), pp.231-236(MBE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-01-14 (NLP, MICT, MBE) |