信頼性の低い素子から安定なシステムを構築する原理を探る

生命システムは非常に安定でかつ柔軟に機能するシステムです。近年、バイオイメージングなどの定量的実験測定技術の発展により、生命システムの基本構成素子である細胞や細胞内の化学反応の振る舞いは確率的で、人が作ったシステムとは異なり、同じような状況でも違った振る舞いをする信頼性の低い(or 不安定性の高い)素子あることがわかってきました。

生命システムはどのように信頼性の低い素子を組み合わせて、全体として安定な機能を作り上げることができているのでしょうか？そしてこのような設計は、生命システムの柔軟さやロバスト性に関係しているのでしょうか？もし、生命が採用している設計原理を応用すれば、安定性の低い（エネルギーをS/Nに過度に消費しない）素子を使って安定な人工システムを創り上げることができるかもしれません。

小林研究室では、「信頼性の低い素子から安定なシステムが構築される原理」を探るため (1)実験研究者と協力して、生命システムの安定性・柔軟性を定量的な実験データの解析から探ってゆく研究を進めています。また、 (2)その原理を的確に捉える新たな数理理論の構築 も平行して研究しています。さらに生物から学ぶ新規知見を応用して、 (3)確率性の高い環境下・条件下で機能する人工システムの設計 を探求しています。