分散計算における通信機能の役割

• Project/Area Number: 15H02666
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Theory of informatics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山下 雅史 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (00135419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山内 由紀子 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (10546518)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 自律分散ロボット / 通信機能 / ライトによる通信 / 非同期性 / 分散システム / 自律性 / 通信 / 探索問題 / 侵入者検知

Outline of Annual Research Achievements

生体分子からの機能発現，分散ロボットの相互位置制御，LAN の資源管理，人間社会の選挙など，広範な領域の問題から領域固有の事由を捨象し，内在する分散計算構造に着目すると，分散問題である合意形成問題が共通して出現する．この事実に着目し，巨大分散システムを分散計算能力の観点から統一的に理解すること，すなわち，異なるモデル (仮定) の下で構築される分散計算理論の間の関係を統一的に理解することが一般分散計算論の全体構想である．本研究の主目的は通信機能が分散計算能力に果たす役割を理解することである．たとえば，視覚と移動による通信と無線あるいは有線による通信を比較し，その相違が分散計算能力に与える影響を理解したい.申請者が平成29年度末で定年退職することを想定し，最初の2年間に実施すべき研究として，(a)ロボットに明示的な通信機能を付加することによってもたらされる分散システムの自己組織化能力の変化の解析(b)ロボットの視野半径が分散計算能力にもたらす影響(c)ライトによる通信機能が分散計算能力にもたらす影響の3項目を指定した．実際のところ，(a)は(b-c)を含む一般的な設定であり，(b)と(c)ではより具体的に研究対象が指定されている．申請者が当該年度中に発表した論文のほとんどは上記の研究（特に(a)）と関連しているが，ここでは(c)を検討した[雑誌論文1]の結果について以下で説明する．上記の論文では，完全同期，準同期，非同期モデルの下で通信手段としてライトを持つ分散ロボットシステムの分散計算能力を検討しており，(1)色を定数個だけ変化することができるライトを持つ非同期ロボットはライトを持たない準同期ロボットよりも豊かな分散計算能力を持つが，(2)色を定数個だけ変化することができるライトを持つ場合には，非同期ロボットと準同期ロボットの分散計算能力の差は消滅することを示している．

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Ottawa University/Carleton University(Canada)
• [Journal Article] An alternative proof for the equivalence of ∞-searcher and 2-searcher (2016)
  • Author(s): Tsunehiko Kameda, Ichiro Suzuki, and Masafumi Yamashita
  • Journal Title: Theoretical Computer Science Volume: 634 Pages: 108-119
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2016.04.016
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Autonomous mobile robots with lights (2015)
  • Author(s): Shantanu Das, Paola Flocchini, Giuseppe Prencipe, Nicola Santoro, Masafumi Yamashita
  • Journal Title: Theoretical Computer Science Volume: 609 Pages: 171-184
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2015.09.018
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The searchlight problem for road networks (2015)
  • Author(s): Dariusz Dereniowski, Hirotaka Ono, Ichiro Suzuki, Lukasz Wrona, Masafumi Yamashita, Pawel Zylinski
  • Journal Title: Theoretical Computer Science Volume: 591 Pages: 28-59
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2015.04.026
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Searching for an Evader in an Unknown Graph by an Optimal Number of Searchers (2016)
  • Author(s): Takahiro Yakami, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, and Masafumi Yamashita
  • Organizer: The 18th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS 2016)
  • Place of Presentation: Lyon, France
  • Year and Date: 2016-11-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Universal Systems of Oblivious Mobile Robots (2016)
  • Author(s): Paola Flocchini, Nicola Santoro, Giovanni Viglietta, and Masafumi Yamashita
  • Organizer: The 23rd International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO 2016)
  • Place of Presentation: Helsinki, Finland
  • Year and Date: 2016-07-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Parity Hamiltonian Cycle Problem in Directed Graphs (2016)
  • Author(s): Hiroshi Nishiyama, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, and Masafumi Yamashita
  • Organizer: Proceedings of the 4th International Symposium on Combinatorial Optimization (ISCO 2016)
  • Place of Presentation: Salerno, Italy
  • Year and Date: 2016-05-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 分散型オンライングラフ探索問題 (2016)
  • Author(s): 八神貴裕，山内由紀子，来嶋秀治，山下雅史
  • Organizer: 2016年電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] 限られた視界を持つ1台のロボットによる線分被覆問題 (2016)
  • Author(s): 門出顕宏，山内由紀子，来嶋秀治，山下雅史
  • Organizer: 火の国情報シンポジウム2016
  • Place of Presentation: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • Year and Date: 2016-03-02
• [Presentation] 格子上の経路数え上げの乱択近似--24時間で解くおねえさん問題 (2016)
  • Author(s): 柴田友樹，山内由紀子，来嶋秀治，山下雅史
  • Organizer: 冬のLAシンポジウム2015
  • Place of Presentation: 京都大学数理解析研究所（京都府京都市）指宿市民会館（鹿児島県指宿市）
  • Year and Date: 2016-01-26
• [Presentation] 大規模データ群のための木距離近似計算法 (2016)
  • Author(s): 米巧，山内由紀子，来嶋秀治，山下雅史
  • Organizer: 冬のLAシンポジウム2015
  • Place of Presentation: 京都大学数理解析研究所（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-01-26
• [Presentation] 複数のエージェントによるオンライン木探索アルゴリズム (2015)
  • Author(s): 八神貴裕，山内由紀子，来嶋秀治，山下雅史
  • Organizer: 第155回アルゴリズム研究会
  • Place of Presentation: 指宿市民会館（鹿児島県指宿市）
  • Year and Date: 2015-11-20
• [Presentation] オンライン二分探索木の遅延更新に対するリグレット解析 (2015)
  • Author(s): 松川 理拓，山内 由紀子，来嶋 秀治，山下 雅史
  • Organizer: 第153回アルゴリズム研究会
  • Place of Presentation: 定山渓ビューホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-06-12