| 講演名 | 2013-07-11 サドル型平衡点を伴うシステムを含むハイブリッド力学系の安定化制御 : ヒト立位姿勢・歩行運動制御および前立腺がんの間欠制御(招待講演,システムと信号処理及び一般) 野村 泰伸, |
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| 抄録(和) | ヒト直立姿勢の機械力学や前立腺がん細胞の個体数変動を数理モデル化すると,その平衡状態はサドル型不安定平衡点となる.前者では脳神経系から骨格筋へ伝達される神経指令が,後者では薬物投与が,それぞれの制御対象のダイナミクスに介入し,不安定なシステムを有界安定化する.我々はこれらの介入の間欠性に注目している.この場合,制御系のダイナミクスは,介入の有無に対応する2つ(あるいはそれ以上)の力学系から構成されるハイブリッド力学系によって記述される.介入の開始と停止は状態依存的に決定され,それらのイベントをトリガとした2つの力学系間の間欠的なスイッチングにより,制御系全体のダイナミクスが決定される.本講演では,制御信号の介入が無い時間帯における制御対象のダイナミクスを記述する力学系が呈するサドル型不安定平衡点の安定多様体近傍の状態点がゆっくりと不安定平衡点に接近する過渡的ダイナミクスを利用したハイブリッド力学系の安定化制御を考える.特に,そのロバスト性,ヒト立位姿勢・歩行運動制御における高いエネルギー効率性と神経伝達時間遅れ(フィードバック時間遅れ)による不安定化の補償,および前立腺がんの間欠制御における即応性について考察する. |
| 抄録(英) | Mathematical modeling of mechanical dynamics during human upright standing and of population dynamics in prostate cancer cells can show that, in each model, its equilibrium state is an unstable saddle type. Interventions are made by neural commands transmitted to skeletal muscles from the central nervous system in the former, and by drug administrations in the latter, in the dynamics of the controlled object in order to establish bounded stability of the unstable systems. We are interested in intermittency of these interventions. In these cases, dynamics of the control system are described by a hybrid dynamical system consisting of two dynamical systems that correspond to the presence and absence of the intervention. Each of beginning and termination of the interventions is determined in a state-dependent manner, triggering a sequence of switches between two dynamical systems, by which dynamics of the entire control system are determined. In this talk, we consider slow and transient converging dynamics of the state point near the stable manifold of the saddle type unstable equilibrium point in a period of time during which no intervention is made in the controlled system. In particular, we discuss stability robustness, compensatory characteristics against delay-induced instability due to the feedback time delay, superior energetic efficiency in the human postural control and fast response characteristics in the intermittent control of prostate cancer. |
| キーワード(和) | ハイブリッド力学系 / 姿勢制御 / 前立腺がん / 時間遅延微分方程式 / 間欠制御 |
| キーワード(英) | hybrid dynamical systems / postural control / prostate cancer / delay differential equations / intermittent control |
| 資料番号 | CAS2013-11,VLD2013-21,SIP2013-41,MSS2013-11 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD |
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| 開催期間 | 2013/7/4(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | VLSI Design Technologies (VLD) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | サドル型平衡点を伴うシステムを含むハイブリッド力学系の安定化制御 : ヒト立位姿勢・歩行運動制御および前立腺がんの間欠制御(招待講演,システムと信号処理及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Stabilization of hybrid dynamical systems involving saddle-type equilibrium points : Intermittent control in human biped standing/walking and androgen suppression therapy for prostate cancer |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ハイブリッド力学系 / hybrid dynamical systems |
| キーワード(2)（和/英） | 姿勢制御 / postural control |
| キーワード(3)（和/英） | 前立腺がん / prostate cancer |
| キーワード(4)（和/英） | 時間遅延微分方程式 / delay differential equations |
| キーワード(5)（和/英） | 間欠制御 / intermittent control |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 野村 泰伸 / Taishin NOMURA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学大学院大学基礎工学研究科 Graduate School of Engineering Science, Osaka University |
| 発表年月日 | 2013-07-11 |
| 資料番号 | CAS2013-11,VLD2013-21,SIP2013-41,MSS2013-11 |
| 巻番号（vol） | vol.113 |
| 号番号（no） | 119 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | |