ダイナミクスに関する研究を広範に行っています。例えば以下の項目のようなことをしています。近頃は特に、生物・医学系の研究が増えています。学生の研究テーマは、「学生募集」や「メンバー」を参照したほうがわかりやすいかもしれません。


1.リズムの科学


「リズム」と聞いて皆さんは何を思い浮かべますか? 音楽のリズム、チクタクと時を刻む振り子時計のリズム、それとも詩や短歌などにあらわれる言葉のリズムでしょうか。自然界でも、歩行や鼓動、活動と睡眠の繰り返し,ホタルの明滅といった生き物が持つリズムから、潮の満ち引きや氷河期の周期のような壮大なスケールのリズムまで、いたるところにリズムをみつけることができます。

リズムとリズムが出会うと,それらはまるで意志を持つ生き物のようにペースを調整し合い,小さなリズムの集まりから大きなリズムが生まれます.これはシンクロニゼーション(同期現象)と呼ばれます.毎日の寝起きをコントロールする体内時計や心拍、また、パーキンソン病の震えなど,身の回りのリズムはシンクロニゼーションによって生まれることがよくあります.


シンクロはメトロノームで簡単に実験できます。揺れる「吊り橋」の上に、ピッチをほぼ同じに合わせたメトロノームを4台乗せた実験を見てみましょう。

http://www.youtube.com/watch?v=ZMApCadGSt0

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このような不思議な現象が起こる理由や、リズムやシンクロの生命機能について研究しています。

2.パターン形成

世の中にはきれいな模様がたくさんあります。模様のモチーフの多くは自然界から拝借したものです。自然界には、雲、動物の模様、結晶、葉脈など美しい模様でいっぱいです。そのような模様はどのように形成されているのでしょうか?

簡単な化学反応の実験でも、美しい動くパターンが観察できます。
http://www.youtube.com/watch?v=PnOy1fSxBdI

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自然界の模様は、数学的に作ることができます。すると、実は簡単なルールから、複雑で美しい模様が出来ていることがわかります。このような模様の秘密について研究しています。


3. 集団運動

魚の群れや鳥の群れなど、集団で行動する生きものはたくさんいます。微生物も飢餓状態になると集まって集団で新天地を探しに旅にでたりします。集団運動は美しく、また複雑です。でも、たいていは簡単なルールから出来ていると考えられています。ルールを数式にして、集団運動を再現する数理モデルを作り、それをシミュレーションすることによって複雑な現象の理解を目指しています。そして、集団運動をすることのメリットについても理論的に明らかにしたいと考えています。


4. なんでも

不思議な現象なら何でも取り組んで行こうと思っています。学生からの提案、大歓迎です!