谷田桜子

2016年9月～

概要

混雑したデパートのエレベーターは複数台同時に到着する。この身近な現象は輸送の効率化の文脈で盛んに議論されてきたが、そのメカニズムにスポットライトを当てた研究は少ない。本研究ではエレベーターを振動子とみなし、数値シミュレーションを用いて性質を特徴づけるパラメータの変化に対し２台の到着タイミングがどのようになるか調べる。その結果、待っている乗客が先に到着したエレベーターに乗ることにより振動子間に結合が生じ同相同期をすることが明らかになった。 

執筆実績

Sakurako Tanida, "The synchronization of elevators when not all passengers will ride the first-arriving elevator", Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 2022

doi: 10.1016/j.physa.2022.127957

URL: https://t.co/NrtYjfRN7S

arXiv: https://arxiv.org/abs/2203.12854

Sakurako Tanida,  "Dynamic behavior of elevators under random inflow of passengers", Physical Review E, 103, 042305 (2021) 

URL: https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.103.042305

DOI: 10.1103/PhysRevE.103.042305

arXiv: https://arxiv.org/abs/2012.12571

谷田桜子 ，第 23 回交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集（2017），29 －32 ，プロシーディング 

発表実績

振動子としてのエレベータの同期現象、

2017年12月、第23回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム、名古屋

プロシーディング

谷田桜子；

エレベーターの同期現象、

2017年9月、日本物理学会 2017年秋季大会 、盛岡

Poster

谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 平岩哲也, 小嶋寛明, 大岩和弘, 佐野雅己 

2014年4月～

概要

生物系において動き回る集合体はユビキタスな構造である。アフリカの数百メートルにもわたるヌーの群れやスペインの町の夕空を覆いつくすようなムクドリの群れなど圧巻されるサイズのものから、細胞組織やバクテリアコロニーなど意識しないと気づかないような小さなサイズでも集合体が一体となって運動をしている。似たような構造は生物でないものでも形成される。振動する板の上に細長いビーズを大量に乗せると軸方向に揃い群れのような運動を見せる。

このように動き回る物体が多数集まったときに生じるダイナミックなパターンを集団運動と呼ぶ。構成要素の性質や大きさが異なるにも関わらず生じるパターンには共通点が多いため、同じメカニズムが働いていると考えられる。動き回る要素の集合体の現象なので、非平衡統計物理学のメカニズムである。

統計力学で扱う現象ではミクロな違いがマクロにどう影響するかは自明ではない。集団運動においても、大局的なパターンの違いがどのような局所的な違いで生じているのか分かっていないことが多い。たとえば平面上を動き回り近隣の粒子と体の軸を揃えるという同じ相互作用をする実験系でも、長距離配向が揃うパターンと群れのような運動をするふたつのパターンが知られており、これらの違いを説明できる実験や理論はなかった。

本研究では、新しいパラメータ、排除体積効果を導入ことで、この異なる秩序を示すふたつのパターンを統一して扱えることを実験と数値シミュレーションを用いて示した。これは従来の独立した実験結果を繋ぐことが出来るため、集団運動の系統的な理解につながることが期待できる。

担当

集団運動の観察・測定のためのmotility assay実験の実施、実験の画像解析、物理量測定

受賞歴

•  Incentive Award for Poster Presentation Incentive Award for Poster Presentation, 国際会議 ICMM 2014 “Crowd Dynamics” , Jan. 2015

• 優秀ポスター発表賞、第11回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」、2017年11月

• 2018年度日本生物物理学会学生発表賞、2018年9月

執筆実績

Sakurako Tanida, Ken'ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano,  "Gliding filament system giving both orientational order and clusters in collective motion ", Phys. Rev. E (2020)    arXiv:1806.01049 

発表実績

Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;

Self-organizations of microtubule filaments gliding on kinesin motors

Oct. 2018,  LMU-UT Joint Workshop on Statistical and Biological Physics, Tokyo

Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;

The role of steric interaction in collective motion of microtubules driven by kinesins

2018年9月、第56回日本生物物理学会年会、岡山

谷田 桜子, 古田 健也A, 西川 香里, 平岩 徹也, 小嶋 寛明A, 大岩和弘A, 佐野 雅己 ;

滑走するフィラメントの集団運動で生じる回転現象

2018年9月、2018年秋季大会日本物理学会年次大会、京田辺

Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;

The effect of volume exclusion o collective motion of microtubules gliding on kinein-coated surface

July. 2018, 11th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology, Lisbon (Poster presentation)

Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;

The effects of volume exclusion on collective motion of microtubules

Jan. 2018, Fundamental Problems in Active Matter, Aspen

谷田 桜子, 古田 健也, 西川 香里, 平岩 徹也, 小嶋 寛明, 大岩和弘,  佐野 雅己 ;

微小管の集団運動における排除体積効果の役割 

2018年3月、第73回日本物理学会年次大会、野田

Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;

Collective motions of microtubules driven by kinesin

Jan. 2018, Active Matter Workshop 2018, Kyoto

Sakurako Tanida, Ken'ya Furuta, Kaori Nishikawa, Testuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;

How volume exclusion affects collective behavior of microtubules driven by kinesin,

Nov. 2017, International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2017, Sendai

谷田桜子、古田健也、西川香里、平岩哲也 、小嶋寛明、大岩和弘、佐野雅己； 

Volume exclusion effect in collective motion of microtubules gliding on kinesin bed 

2017年11月、第11回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」 、東京

(Poster award)

他、( Presentation 参照)

原著論文 (7本)

1. Sakurako Tanida, Kana Fuji, Linjie Lu, Tristan Guyomar, Byung Ho Lee, Alf Honigmann,  Anne Grapin-Botton, Daniel Riveline,  Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, Masaki Sano, "The interplay between lumen pressure and cell proliferation determines organoid morphology in a multicellular phase field model", bioRxiv, 2023

2. Sakurako Tanida, "The synchronization of elevators when not all passengers will ride the first-arriving elevator", Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 2022

3. Sakurako Tanida, "Cluster Motion of Multiple Elevators and Indices Related to the Transportation Efficiency Studied in a Discrete Model Simulation." International Conference on Cellular Automata for Research and Industry. Cham: Springer International Publishing, 2022.

4. Kana Fuji, Sakurako Tanida, Masaki Sano, Makiko Nonomura, Daniel Riveline, Hisao Honda, Tetsuya Hiraiwa,"Computational approaches for simulating luminogenesis", Seminars in Cell & Developmental Biology, 2022

5. Sakurako Tanida,  "Dynamic behavior of elevators under random inflow of passengers", Physical Review E, 103, 042305 (2021) 

6. Sakurako Tanida, Ken'ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano,  "Gliding filament system giving both orientational order and clusters in collective motion ", Physical Review E 101, 032607 (2020)

7. 谷田桜子  ，「振動子としてのエレベータの同期現象」，第 23 回交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集（2017），29 －32 ，プロシーディング

see also publication page.

国際会議発表（21件）

1.  　Sakurako Tanida, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, and Masaki Sano, "Mechanistic Insights into Monolayer Persistence and Branching Architectures in Organoid Morphogenesis: A Numerical Simulation Study ", Advanced core-to-core network for the physics of self-organizing active matter, Kyoto, Japan, September 11-13, 2023, (Poster)

2.  　Sakurako Tanida, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, and Masaki Sano, "Mechanical Factors in Organoid Morphogenesis: Insights from a Phase Field Model", The 7th International Soft Matter Conference (ISMC2023), Osaka, Japan, September 4-8, 2023, (reviewed, contribution talk)

3.  Sakurako Tanida, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, and Masaki Sano, "Insights into Organoid Morphogenesis: Multi-Cellular Phase Field Modeling and Classification Indices", 10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics, Tokyo, Japan, August 20-25, 2023,  (Proposal of Minisymposium of "Integration of modeling and data analysis on molecular, cellular, and population dynamics in the life sciences")

4.  　Sakurako Tanida, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, and Masaki Sano,"Characterizing organoid morphologies using multicellular phase-field model",  28th International Conference on Statistical Physics (Statphys28), Tokyo, Japan, August 7-11, 2023,  (reviewed, contribution talk)

5.  　Kana Fuji, Sakurako Tanida, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, and Masaki Sano,"Anti-adhesive molecule controls stability of organoids pattern in multicellular phase field model", 28th International Conference on Statistical Physics (Statphys28), Tokyo, Japan, August 7-11, 2023,  (Poster)

6.  　Sakurako Tanida, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, and Masaki Sano,"Morphology of organoids and their formation mechanism using a multicellular phase-field model", 6th Yamada Symposium on "Diversity of Biological Patterns and Forms in Nature: toward a Comprehensive Understanding", Tokyo,  Japan,  August 1-3, 2023,  (poster)

7.  　Sakurako Tanida, Claudio Feliciani, Jia Xiaolu, Hyerin Kim, Tetsuya Aikoh, and Katsuhiro Nishinari, "Estimating the congestion at outdoor events from the count of Bluetooth low-energy devices",   11th International Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics (PED2023), Eindhoven, The Netherlands,  June 28-30, 2023 (Poster Presentation)

8.  　Sakurako Tanida, "Cluster motion of multiple elevators and indices related to the transportation efficiency studied in a discrete model simulation", The 15th International Conference and School “Cellular Automata for Research and Industry, Sep.12-15, 2022, Geneva, Switzerland, (reviewed, contribution talk)

9.  　Xiaolu Jia, Claudio Feliciani, Sakurako Tanida, Daichi Yanagisawa and Katsuhiro Nishinari, “Pedestrian behavior underlying the different shapes of the fundamental diagram”, Traffic and Granular Flow 2022, Delhi, India, October 2022. (reviewed, accepted)

10.   Sakurako Tanida, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, Masaki Sano,"Organoid morphogenesis at various luminal fluid pressure and proliferation time in a multicellular phase-field model “, The 21st HFSP Awardees Meeting, Aug.28-Sep.1 2022, hybrid (Poster presentation)

11.   Sakurako Tanida,, Kana Fuji, Tetsuya Hiraiwa, Makiko Nonomura, Masaki Sano,"Organoid morphogenesis at various luminal fluid pressure and proliferation time in a multicellular phase-field model“, June 13-17, 2021, Virtual SMB annual meeting 2021, Online (contribution talk)

12.   Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano;“Rotation phenomena in collective motion of microtubules gilding on glass surface” Nov. 12-15,  2018,  the Advances in Physics of Emergent orders in Fluctuations, Tokyo, Japan (Poseter presentation)

13.   Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano; Self-organizations of microtubule filaments gliding on kinesin motors, Oct. 29-30,  2018,  LMU-UT Joint Workshop on Statistical and Biological Physics, Tokyo, Japan

14.   Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano; The effect of volume exclusion o collective motion of microtubules gliding on kinein-coated surface,July 23-27,  2018, 11th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology, Lisbon, Portugal(Poster presentation)

15.   Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano; The effects of volume exclusion on collective motion of microtubules, Jan. 2018, Fundamental Problems in Active Matter, Aspen, US (Poster presentation)

16.   Sakurako Tanida, Ken'ya Furuta, Kaori Nishikawa, Testuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa,  Masaki Sano; “How volume exclusion affects collective behavior of microtubules driven by kinesin”, Nov. 2017, International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2017, Sendai

17.   Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Hiroaki Kojima, Masaki Sano;"Pattern Formation of Microtubules Driven by Kinesins",Oct. 2016, International Conference: Microswimmers- From Single Particle Motion to Collective Behavior“Crowd Dynamics”, Bonn, Germany

18.   Sakurako Tanida,, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Hiroaki Kojima, Masaki Sano ; "Configuring Dynamic Patterns of Microtubules Driven by Kinesins", Current and Future Perspectives in Active Matter, Oct. 28-29, 2016, The University of Tokyo, Tokyo, Japan.

19.   Sakurako Tanida, K. Furuta, K. Nishikawa, H. Kojima and M. Sano: "Dynamical Structures in High Density Motility Assay",International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015, Aug. 20-23, 2015, Kyoto, Japan.

20.   Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Hiroaki Kojima, Masaki Sano;Self-organization and Collective Motion of Active Filaments, Mar. 2015, Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter, Tokyo. 

21. Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Hiroaki Kojima, Masaki Sano; “Pattern Formation of Microtubules”, Jan. 2015, ICMMA 2014 “Crowd Dynamics”, Tokyo 

国内会議発表（21件）

1.  谷田桜子, "振動子としてのエレベータの同期現象", 第33回 非線形反応と協同現象研究会, 東京, 2023年12月2日 (招待講演)

2.  谷田桜子,　西成活；TASEPを用いた新しい航空機搭乗の評価, 2022年9月8日-10日、応用数理学会2022年度年会、 オンライン開催, (contribution talk)

3.  Xiaolu Jia, 柳澤大地, 石黒裕樹, 谷田桜子, Claudio Feliciani, 西成活裕; 重力モデルによる歩行者のOD 交通量予測と測定誤差の影響 , 2022年9月8日-10日、応用数理学会2022年度年会、 オンライン開催, (contribution talk)

4.  谷田桜子;　ポアソンノイズ下のエレベータの同時到着 ,2021年3月、 2020年度　統数研共同研究集会「社会物理学の新展開」 、オンライン開催(contribution talk)

5.  谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 平岩徹也, 小嶋寛明, 大岩和弘, 佐野雅己: 2020年11月、高密度motility assayにおける微小管の集団運動 , 第１０回分子モーター討論会、オンライン開催　(招待講演)

6.  Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano:　The role of steric interaction in collective motion of microtubules driven by kinesins 2018 年9 月15-17 日、第56回日本生物物理学会年会、 岡山、 岡山大, (contribution talk)

7.  谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 平岩徹也, 小嶋寛明, 大岩和弘, 佐野雅己: 滑走するフィラメントの集団運動で生じる回転現象, 2018 年9 月9-12 日、日本物理学会2018 年秋季大会、 京都、 同志社大

8.  谷田 桜子, 古田 健也A, 西川 香里, 平岩 徹也, 小嶋 寛明A, 大岩和弘A, 佐野 雅己 ;微小管の集団運動における排除体積効果の役割 2018年3月、第73回日本物理学会年次大会、野田、東京理科大, (contribution talk)

9.  Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Kazuhiro Oiwa, Masaki Sano; Collective motions of microtubules driven by kinesin, Jan. 2018, Active Matter Workshop 2018,  Kyoto

10. 谷田桜子; 振動子としてのエレベータの同期現象、2017年12月、第23回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム、名古屋,　名古屋大学 (contribution talk)

11. 谷田桜子、古田健也、西川香里、平岩哲也 、小嶋寛明、大岩和弘、佐野雅己； Volume exclusion effect in collective motion of microtubules gliding on kinesin bed , 2017年11月、第11回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」 、東京,　東京大学、 (Poster award)

12. 谷田桜子、古田健也、西川香里、平岩哲也 、小嶋寛明、佐野雅己； 排除体積効果の強さを制御した微小管の集団運動、2017年9月、日本物理学会 2017年秋季大会 、盛岡、岩手大学 (contribution talk)

13. 谷田桜子；エレベーターの同期現象、2017年9月、日本物理学会 2017年秋季大会 、盛岡 (Poster presentation)

14. Sakurako Tanida, Ken’ya Furuta, Kaori Nishikawa, Tetsuya Hiraiwa, Hiroaki Kojima, Masaki Sano;Collective Patterns of Microtubules Driven by Kinesin、新学術ゆらぎと構造 第４回領域会議、2017年6月24日、東京 (Poster presentation)

15. 谷田桜子、古田健也、西川香里、小嶋寛明、佐野雅己； 微小管運動アッセイ系の集団運動と相互作用、2016年9月、第67回コロイドおよび界面化学討論会、旭川、北海道教育大学 (Poster presentation)

16. 谷田桜子、古田健也、西川香里、小嶋寛明、佐野雅己； Configuring Dynamic Patterns of Microtubules Driven by Kinesins, 2016年11月, 第54回日本生物物理学会年会、つくば市、つくば国際会議場

17. 谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 小嶋寛明, 佐野雅己：微小管・キネシン高密度アッセイで生じる集団運動,第15回東京大学生命科学シンポジウム, 2015年6月27日, 東京、東京大学 (Poster presentation)

18. 谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 小嶋寛明, 佐野雅己：Pattern formation of microtubules driven by kinesin,第53回日本生物物理学会年会, 2015年9月13-15日, 金沢、金沢大学 (Poster presentation)

19. 谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 小嶋寛明, 佐野雅己：自己駆動するフィラメントの二次元パターン形成,第9回物性科学領域横断研究会, 11月13‐15日, 東京、東京大学 (Poster presentation)

20. 谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 小嶋寛明, 佐野雅己：微小管フィラメントの二次元パターン形成, 新学術揺らぎと構造 第2回若手勉強会「ソフトマター若手勉強会」,  2016年3月10-11日, 東京、東京大学 (Poster presentation)

21. 谷田桜子, 古田健也, 西川香里, 小嶋寛明, 佐野雅己：フィラメント状タンパク質の二次元高密度パターン形成,日本物理学会第72回年次大会, 2016年3月19-22日,　仙台、 東北学院大学 (Poster presentation)

受賞

1. Incentive Award for Poster Presentation Incentive Award for Poster Presentation, 国際会議 ICMM 2014 “Crowd Dynamics” , Jan. 2015

2. 優秀ポスター発表賞、第11回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」、2017年11月

3. Student Presentation Award of the Biophysical Society of Japan (BSJ), 2018.09