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広域分散システムのためのアルゴリズム工学

研究課題

研究課題/領域番号 10205221
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
研究機関九州大学

研究代表者

山下 雅史  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (00135419)

研究分担者 朝廣 雄一  九州大学, システム情報科学研究院, 助手 (40304761)
宮野 英次  九州芸術工科大学, 芸術工学部, 講師 (10284548)
藤田 聡  広島大学, 工学部, 助教授 (40228995)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2000年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1999年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1998年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワード分散システム / 分散アルゴリズム / 自律分散ロボット / 侵入者発見問題 / 合意形成問題 / 資源配置問題 / クラスタ処理 / 計算時間下限 / 同期問題 / 合意問題 / スケジューリング
研究概要

分散システムは自律的に動作する多数のエージェント(計算機、プロセス、車、ロボットなど)から構成されている。柔軟性や拡張性を重視して、集中管理のための要素や大域的な同期機構を採用せず、各エージェントは、非同期的に、与えられた分散アルゴリズムを用いて、初期情報と限られた近隣のエージェントとの情報交換から得られた局所情報だけに基づいてその振舞を決定する。自律分散ロボットから並列化コンパイラに至る現実社会に密着した様々な分野で、論文リストに掲げたような成果を上げることが出来た。以下ではその一端を簡単に紹介する。
(A)分散アルゴリズムの理論:分散アルゴリズム設計の困難さは、局所情報だけを入力として、大域的整合性のある決定を求める所にある。逆に、分散アルゴリズムの良さの尺度は、アルゴリズムの実行において交換される情報量によって測られる。そこで、ある問題を解決するために交換が必要となる情報量、情報交換量を減少させるための情報資源配置、および最適な情報配布方式について検討した。
(B)分散アルゴリズムの設計:いくつかの具体的な問題に対して分散アルゴリズムを設計した。まず、基本的な同期問題の一つである相互排除問題を対象として、どのような一時的な故障に対しても耐える自己安定アルゴリズムを設計した。つぎに、一般化割り当て問題と呼ばれる、現実社会に広い応用を持つNP-因難問題を対象として、局所探索を並列化することで問題を現実的な時間で解決しようとする、クラスタ処理アルゴリズムを設計し、その性能を評価した。
(C)分散ロボットシステム:群ロボットの分散制御問題を検討した。複数台のロボットが協調してある物体を搬送する問題である、協調搬送問題を対象として、その分散制御アルゴリズムを設計し評価した。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] T.Nakata, H.Imahayashi, M.Yamashita: "A Probabilistic Local Majority Polling Game on Weighted Directed Graphs with an Application to the Distributed Agreement Problem"Networks. 35・4. 266-273 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujita, M.Yamashita, T.Kameda: "A Study on r-Configuration -a Resource Assignment Problem on Graphs"SIAM J.Discrete Mathematics. 13・2. 227-254 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujita, M.Yamashita: "Approximation algorithms for multiprocessor scheduling problem(invited survey paper)"IEICE Trans.Information and Systems. E83-D・3. 503-509 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Suzuki, M.Yamashita: "A Theory of Distributed Anonymous Mobile Robots--Formation and Agreement Problems"SIAM J.Computing. 28・4. 1347-1363 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ando, Y.Oasa, I.Suzuki, M.Yamashita: "A Distributed Memoryless Point Convergence Algorithm for Mobile Robots with Limited Visibility"IEEE Trans.Robotics and Automation. 15・5. 818-828 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamashita, T.Kameda: "Leader Election Problem on Networks in which Processor Identity Numbers are not Distinct"IEEE Trans.Parallel and Distributed Systems. 10・9. 878-887 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 杉原厚吉, 茨木俊秀, 浅野孝夫, 山下雅史: "アルゴリズム工学 --計算困難問題への挑戦--"共立出版. 280 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata, H. Imahayashi, and M. Yamashita: "A Probabilistic Local Majority Polling Game on Weighted Directed Graphs with an Application to the Distributed Agreement Problem"Networks. 35, 4. 266-273 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujita, M. Yamashita, and T. Kameda: "A Study on r-Configuration-a Resource Assignment Problem on Graphs"SIAM J. Discrete Mathematics. 13, 2. 227-254 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujita and M. Yamashita: "Approximation algorithms for multiprocessor scheduling problem (invited survey paper)"IEICE Trans. Information and Systems. E83-D, 3. 503-509 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Suzuki and M. Yamashita: "A Theory of Distributed Anonymous Mobile Robots --Formation and Agreement Problems"SIAM J. Computing. 28, 4. 1347-1363 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ando, Y. Oasa, I. Suzuki, and M. Yamashita: "A Distributed Memoryless Point Convergence Algorithm for Mobile Robots with Limited Visibility"IEEE Trans. Robotics and Automation. 15, 5. 818-828 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Yamashita and T. Kameda: "Leader Election Problem on Networks in which Processor Identity Numbers are not Distinct"IEEE Trans. Parallel and Distributed System. 10, 9. 878-887 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Yamashita and T. Kameda: "Modeling K-Coteries by Well Covered Graphs,"Networks. 34. 221-228 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Harada and M. Yamashita: "Improving the Availability of Mutual Exclusion Systems on Incomplete Networks,"IEEE Trans. Computer. 48, 7. 744-747 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Umemoto, H. Kakugawa, and M. Yamashita: "A Self-stabilizing Ring Orientation with a Smaller Number of Processor States,"IEEE Trans. Parallel and Distributed Systems. 9, 6. 579-584 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakata,H.Imahayashi,and M.Yamashita: "A Probabilistic Local Majority Polling Game on Weighted Directed Graphs with an Application to the Distributed Agreement Problem"Networks. 35・4. 266-273 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fujita,M.Yamashita,and T.Kameda: "A Study on r -Configuration - a Resource Assignment Problem on Graphs"SIAM J.Discrete Mathematics. 13・2. 227-254 (|200)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fujita and M.Yamashita: "Approximation algorithms for multiprocessor scheduling problem (invited survey paper)"IEICE Trans.Information and Systems. E83-D・3. 503-509 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山下雅史: "分散計算における対称性(招待解説論文)"電子情報通信学会論文誌D-I. J83-D-1・1. 26-35 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Asahiro,E.Chung-Hui,A.Mali,S.Nagafuji,I.Suzuki, and M.Yamashita: "Distributed Motion Generation for Two Omni-Directional Robots Carrying a Ladder"5th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems. 427-436 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Makino,M.Yamashita,and T.Kameda: "Max- and Min- Neighborhood Monopolies"Lecture Notes in Computer Science 1851. 513-526 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nakata,T.,et al.: "A Probabilistic Local Majority Polling Game on Weighted Directed Graphs with an Application to the Distributed Agreement Problem"Networks. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 山下雅史: "分散計算における対称性"電子情報通信学会論文誌D-I. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita,S.,et al.: "A Study on r-Configuration - a Resource Assignment Problem on Graphs"SIAM J.Discrete Mathematics. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yamashita,M.,et al.: "Searching for a Mobile Intruder in a Polygonal Region by a Group of Mobile Searchers"Algorithmica. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Harada,T.,et al.: "A Practical Method for Constructing a Semi-Optimal Coterie"IEICE Trans.Information and Systems E82-D. E82-D・12. 1634-1638 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,I.,et al.: "A Theory of Distributed Anonymous Mobile Robots-Formation and Agreement Problems"SIAM J.Computing. 28・4. 1347-1363 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamashita et al.: "Modeling K-Coteries by Well Covered Graphs" Networks(to appear).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamashita et al.: "Leader Election Problem on Networks in which Processor Identity Numbers are not Distinct" IEEE Trans.Parallel and Distributed Systems. to appear.

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Harada et al.: "Improving the Availability of Mutual Exclusion Systems on Incomplete Networks" IEEE Trans.Computers. to appear.

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Umemoto,et al.: "A Self-stabilizing Ring Orientation with a Smaller Number of Processor States" IEEE Trans.Parallel and Distributed Systems. 9・6. 579-584 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 今林裕,朝廣雄一,山下雅史: "トーラス上の局所多数決問題の定常状態への移行" 平成10年度電気関係学会九州支部連合大会. 123 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中川忠紀,藤田稔,山下雅史: "ノードの子孫数を考慮したリストスケジューリング法の提案" 並列処理シンポジウム(JSPP‘98),情報処理学会シンポジウムシリーズ. 98・7. 39-46 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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