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2017 Fiscal Year Research-status Report

圏論と数理論理学によるものづくりサポート―ソフトウェア科学のシステム工学への移転

Research Project

Project/Area Number 15KT0012
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

蓮尾 一郎  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (60456762)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 末永 幸平  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (70633692)
Project Period (FY) 2015-07-10 – 2019-03-31
Keywords物理情報システム / モデルベース開発 / 形式検証 / ハイブリッドシステム / 数理論理学 / 圏論 / プログラム理論
Outline of Annual Research Achievements

ソフトウェア科学における諸手法のシステム工学への応用という最終目標に対して,多様なトピックにおいて大きな進展があった.
まず,ソフトウェア科学におけるモデル検査手法のトピックについて,この圏論的本質を明らかにする理論的成果を理論計算機科学分野の旗艦国際会議および圏論的代数・余代数分野の主要国際会議において予稿集論文として発表した [Urabe, Hara & Hasuo, LICS’17], [Cirstea, Shimizu & Hasuo, CALCO’17].
また,連続量を扱う物理情報システムにおいて,検証や自動生成等のさまざまな問題を解くにあたっては,もともとの問題を連続量最適化問題に帰着して解くのが定石である.多項式補完という重要な論理的問題を半正定値計画問題に帰着する手法について,特に最適化ソルバーの数値誤差に対処するための手法を提案した成果を,国際会議予稿集論文[Okudono et al., APLAS’17] として発表した.
さらに,実行時モニタリングのトピックについても大きな進捗があった.複雑でかつブラックボックス・コンポーネントを含むために従来の意味での「検証」が難しい物理情報システムに対して,特に産業界から大きな注目を集める手法が実行時モニタリングである.時間付きオートマトンの理論を用いて,実時間制約を含む仕様に対して実行時モニタリングを行う手法を提案し,この成果を国際会議予稿集論文[Waga et al., FORMATS’17] として発表した.
上記成果の産業応用について,複数の企業と議論を開始し,現在継続中である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

複数の企業との協働を通じた実問題の検討と,形式手法の理論的研究,さらに形式手法のメタ理論たる数学的研究,以上の三者の有機的な結合が実現されており,総体としての研究活動が想定以上のペースで進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

引き続き,メタ理論と産業応用の両輪を推進力とした形式手法研究を推進する.

Causes of Carryover

(理由)
予定していた海外出張でとりやめたものがあった.
(使用計画)
次年度の予算と合わせ使用する.

  • Research Products

    (24 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] サウサンプトン大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      サウサンプトン大学
  • [Int'l Joint Research] ボローニャ大学(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      ボローニャ大学
  • [Journal Article] Coinductive predicates and final sequences in a fibration2018

    • Author(s)
      Ichiro Hasuo, Toshiki Kataoka, Kenta Cho
    • Journal Title

      Mathematical Structures in Computer Science

      Volume: 28 Pages: 562-611

    • DOI

      10.1017/S0960129517000056

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative simulations by matrices2017

    • Author(s)
      Natsuki Urabe, Ichiro Hasuo
    • Journal Title

      Information and Computation

      Volume: 252 Pages: 110-137

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.ic.2016.03.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Semantics of higher-order quantum computation via geometry of interaction2017

    • Author(s)
      Ichiro Hasuo, Naohiko Hoshino
    • Journal Title

      Annals of Pure and Applied Logic

      Volume: 168 Pages: 404-469

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.apal.2016.10.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sharper and Simpler Nonlinear Interpolants for Program Verification2017

    • Author(s)
      Takamasa Okudono, Yuki Nishida, Kensuke Kojima, Kohei Suenaga, Kengo Kido, Ichiro Hasuo
    • Journal Title

      Proc. APLAS 2017, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 10695 Pages: 491-513

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-319-71237-6_24

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Online Timed Pattern Matching by Automata-Based Skipping2017

    • Author(s)
      Masaki Waga, Ichiro Hasuo, Kohei Suenaga
    • Journal Title

      Proc. FORMATS 2017, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 10419 Pages: 224-243

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-319-65765-3_13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parity Automata for Quantitative Linear Time Logics2017

    • Author(s)
      Corina Cirstea, Shunsuke Shimizu, Ichiro Hasuo
    • Journal Title

      Proc. CALCO 2017, Leibniz International Proceedings in Informatics

      Volume: 72 Pages: -

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.CALCO.2017.7

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Causality-Aided Falsification2017

    • Author(s)
      Takumi Akazaki, Yoshihiro Kumazawa, Ichiro Hasuo
    • Journal Title

      Proc. FVAV 2017, Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science

      Volume: 257 Pages: 3-18

    • DOI

      10.4204/EPTCS.257.2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fair Simulation for Nondeterministic and Probabilistic Buechi Automata: a Coalgebraic Perspective2017

    • Author(s)
      Natsuki Urabe, Ichiro Hasuo
    • Journal Title

      Logimal Methods in Computer Science

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.23638/LMCS-13(3:20)2017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Categorical Liveness Checking by Corecursive Algebras2017

    • Author(s)
      Natsuki Urabe, Masaki Hara, Ichiro Hasuo
    • Journal Title

      Proc. LICS 2017

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/LICS.2017.8005151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Geometry of Concurrent Interaction: Handling Multiple Ports by Way of Multiple Tokens2017

    • Author(s)
      Ugo Dal Lago, Ryo Tanaka, Akira Yoshimizu
    • Journal Title

      Proc. LICS 2017

      Volume: - Pages: 1-12

    • DOI

      10.1109/LICS.2017.8005112

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Causality-Aided Falsification2017

    • Author(s)
      Takumi Akazaki
    • Organizer
      The First International Workshop on Formal Verification of Autonomous Vehicles
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Parity Automata for Quantitative Linear Time Logics2017

    • Author(s)
      Shunsuke Shimizu
    • Organizer
      Seventh Conference on Algebra and Coalgebra in Computer Science
  • [Presentation] Semantics of Computational Effects and Effect Systems2017

    • Author(s)
      Shin-ya Katsumata
    • Organizer
      Shonan School on semantics of effects, resources and applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Categorical Liveness Checking by Corecursive Algebras2017

    • Author(s)
      Natsuki Urabe
    • Organizer
      Thirty-Second Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient Online Timed Pattern Matching by Automata-Based Skipping2017

    • Author(s)
      Ichiro Hasuo
    • Organizer
      15th International Conference on Formal Modelling and Analysis of Timed Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 圏論と論理学のもたらす抽象化とその応用: ソフトウェアから物理情報システムへ2017

    • Author(s)
      Ichiro Hasuo
    • Organizer
      非線形現象の特徴化に基づく制御理論調査研究会 第4回研究会
    • Invited
  • [Presentation] 越境するソフトウェア科学--物理情報システム応用からの視点2017

    • Author(s)
      Ichiro Hasuo
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第34回大会
    • Invited
  • [Presentation] The Geometry of Concurrent Interaction: Handling Multiple Ports by Way of Multiple Tokens2017

    • Author(s)
      Akira Yoshimizu
    • Organizer
      Thirty-Second Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonstandard Static Analysis: Literal Transfer of Deductive Verification Frameworks from Discrete to Hybrid.2017

    • Author(s)
      Ichiro Hasuo
    • Organizer
      Seventh Workshop on Design, Modeling and Evaluation of Cyber Physical Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 蓮尾 一郎 (研究代表者)ウェブページ

    • URL

      http://group-mmm.org/~ichiro/

  • [Remarks] 末永 幸平(研究分担者)ウェブページ

    • URL

      http://www.fos.kuis.kyoto-u.ac.jp/~ksuenaga/index-J.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 自動照明装置,及びプログラム2017

    • Inventor(s)
      奥殿 貴仁,他5名
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学,京都大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-137949

URL: 

Published: 2018-12-17  

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