理工学部数理科学科 大﨑浩一研究室

[ 編集者:広報室       2016年8月5日 更新  ]

 

微分方程式などの数式を使って自然現象の発生メカニズムを解明する

大﨑 浩一 教授

 

 苦手意識を「数学」に持っている人は多いと思います。実際、数式を延々と計算して「解」を導くこともあります。数式を見ただけで、数学を難しいものだと思ってしまう人も多いのではないでしょうか。私はみんなが数学を使いやすい形にして残していきたい、数学が世の中に役立つことを示したいと常々考えています。
 漫画「ドラえもん」17巻に登場する道具「バイバイン」。栗まんじゅう1個に「バイバイン」を一滴かけると、栗まんじゅうが5分ごとに倍に増えるという秘密の液体です。漫画では2個が4個、4個が8個に増え、1時間後には4096個、2時間後にはなんと1677万7216個になりました。この現象は数理モデルとして数式化でき、これを応用することで、人口問題など地球上で起こる問題を解決に導くツールにもなります。
 私が研究しているのは、微分方程式などの数式を使って自然現象のメカニズムを解明することです。代表的な研究は「大腸菌分布モデルの解」。シャーレに薄く寒天をひいたあと、大腸菌を接種します。大腸菌は寒天を餌と認識し、じわじわ広がっていきます。寒天を食べ尽くした後、大腸菌は幾何学模様に分布します。私たちはこの幾何学模様の解の存在を証明。さまざまなパターンの発生メカニズムを理解し、解明することを続けています。
 学生には自分で開拓する力、行動力を身につけるよう指導しています。教科書に載っていることだけを勉強しても社会では通用しません。難解な課題にもへこたれず、試行錯誤しながら取り組む努力をしてほしい。分からないことがあった場合には、僕たち教員や研究室の先輩たちが助力します。

ミツバチの巣作りを再現し六角形の謎を解く

宮木 優さん(理工学研究科M1年生)

 

 私は学部・大学院を通してミツバチの巣の構造を数学的に研究しています。
 ミツバチの巣はきれいな六角形をしていますが、どのようにしてこの六角形ができるのかは、いまだ解明されていません。私たちの研究室では実際にミツバチを飼って観察し、そのデータを基に初期の巣作りの過程をコンピューターを使ってシミュレーションしています。また、ミツバチの相互作用にも着目し、実験をしています。
 数学と自然現象が結びつくことにとても驚き、大﨑研究室を選びました。先生は気さくで、学生のように無邪気です。千刈キャンプでミツバチを飼育しており、研究室の仲間や先生と一緒に観察するのは本当に楽しいです。ミツバチに接する時間が長ければ長いほど、愛着が湧き、モチベーションも上がります。本格的に研究を始めたばかりなので、結果がとても楽しみです。