ネットワーク進化と分散アルゴリズム-テラ時代の分散アルゴリズム工学

• Project/Area Number: 17650005
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Fundamental theory of informatics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山下 雅史 Kyushu University, システム情報科学研究院, 教授 (00135419)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 分散システム / 進化ネットワーク / スモールワールド / アルゴリズム工学 / 巨大分散システム / 安定性 / 統計力学的手法 / ランダムウォーク / 自己安定システム

Research Abstract

本申請で、申請目的を説明するために、分散システムのエージェント数は既にギガで測られる時代にあり、テラの時代が近づきつつある、世界人口6.13x10^9の約半数がインターネットに組織されている。申請時点でGoogleは4.29x10^9個のホームページを検索可能であると書いた。もちろん実測されていないが、ホームページ数は既に200億(2x10^<10>)を越えて留まる所を知らない。このように、急速に変化するネットワークが本研究の対象である。
この数年、申請者は巨大なネットワークの制御を統計力学の立場から研究を進めて来た。粒子の制御と計算機ネットワークの制御の大きな相違の一つは、粒子には名前が無いのに対して、従来の計算機ネットワークの制御には識別子の存在が基本的であった。すなわち、対象としたのは匿名の大域的情報を持たないモーバイルネットワーク(匿名自律分散ロボットシステムと、しても見做し得る)である。この視点から本年度は大きく2点の研究に取り組んだ。一つは匿名自律分散ロボットの合意問題、もう一つは高速な乱歩の設計である。匿名自律分散ロボットの合意に関しては、座標系のばらつきが合意に及ぼす影響について議論した。乱歩設計については、対象とするグラフトポロジー情報を最大限に利用することにより、ある特徴を持つグラフにおいては非常に高速な乱歩が設計できることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Robots and Molecules (2007)
  • Author(s): Masafumi Yamashita
  • Journal Title: Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems, 9th International Symposium, SSS 2007 Pages: 3-3
• [Journal Article] Fault-Tolerant Simulation of Message-Passing Algorithms by Mobile Agents (2007)
  • Author(s): Shantanu Das, Paola Flocchini, Nicola Santoro, Masafumi Yamashita
  • Journal Title: Structural Information and Communication Complexity, 14^<th> International Colloquium, SIROCCO 2007, Castiglioncello, Italy, June 5-8, 2007, Proceedings Pages: 289-303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Speeding up random walks on finete graphs (2007)
  • Author(s): Y. Nonaka, H. Ono, K. Sadakane, M. Yamashita
  • Journal Title: 2007 Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation Pages: 127-133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Searching a Circular Corridor by Two Boundary 1-Searchers (2007)
  • Author(s): Tiko Kameda, J.Zhong Zhang, Masafumi Yamashita:
  • Journal Title: Kyoto International Conference on Computational Geometry and Graph Theory in honor of Jin Akiyama and Vasek Chvatal on their 60th birthdays (KvotoCGCT2007)
• [Journal Article] On-Line Polygon Search by a Seven-State Boundary 1-Searcher (2006)
  • Author(s): T.Kameda, Y.Tazoe, M.Yamashita, I.Suzuki
  • Journal Title: IEEE Transactions on Robotics
• [Journal Article] Gathering Asynchronous Mobile Robots with Inaccurate Compasses (2006)
  • Author(s): Samia Souissi, Xavier Defago, Masafumi Yamashita:
  • Journal Title: 10th International Conference on Principles of Distributed Systems(Opodis 2006)
• [Journal Article] Circuit Switched Broadcastings and Digit Tilings on Torus Networks (2005)
  • Author(s): R.Okazaki, H.Ono, T.Sadahiro, M.Yamashita
  • Journal Title: Proceedings of the 4th Japanese-Hungarian Symposium on Discrete Mathematics and Its Applications Pages: 288-295
• [Journal Article] Modeling DNA Conformation Change and Theoretical Analysis on the Reaction Rate (2005)
  • Author(s): M.Shiozaki, H.Ono, K.Sadakane, M.Yamashita
  • Journal Title: Preproceedings of the 11th International Meeting on DNA Computing, DNA11 Pages: 408-408
• [Journal Article] 進化的ネットワークにおける探索アルゴリズムの提案 (2005)
  • Author(s): 緒方司, 小野廣隆, 定兼邦彦, 山下雅史
  • Journal Title: 2005年冬のLAシンポジウム 京都大学数理解析研講究録 1426 Pages: 84-90
• [Journal Article] 分子構造変化のモデル化と反応速度の理論的解析 (2005)
  • Author(s): 塩崎真史, 小野廣隆, 定兼邦彦, 山下雅史
  • Journal Title: 2005年冬のLAシンポジウム 京都大学数理解析研講究録 1426 Pages: 238-244
• [Presentation] 辺上を移動するロボット1台による最適な多角形探索 (2008)
  • Author(s): 深見 浩和, 小野 廣隆, 定兼 邦彦, 山下 雅史
  • Organizer: 2008年(2007年度)冬のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学数理解析研究所
• [Presentation] 有限グラフ上の高速ランダムウォーク (2008)
  • Author(s): 野中 良哲, 小野 廣隆, 定兼 邦彦, 山下 雅史
  • Organizer: 2008年(2007年度)冬のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学数理解析研究所
• [Presentation] 局所的な次数情報を用いた無向グラフの探索 (2008)
  • Author(s): 来見田 裕一, 小野 廣隆, 定兼 邦彦, 山下 雅史
  • Organizer: 2008年(2007年度)冬のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学数理解析研究所
• [Presentation] グラフ上のランダムウォーク高速化とその限界 (2007)
  • Author(s): 野中 良哲, 小野 廣隆, 定兼 邦彦, 山下 雅史
  • Organizer: 2007年度夏のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 能登