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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Research on distributed algorithms on hybrid dynamic networks

Research Project

Project/Area Number 17K19977
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

増澤 利光  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50199692)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 角川 裕次  龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (80253110)
首藤 裕一  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (50643665)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Keywordsアルゴリズム / 分散アルゴリズム / 分散システム / 個体群プロトコル / 動的ネットワーク / ハイブリッド移動モデル
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,移動パタンを制御可能な能動的移動ノード(ロボットやドロイドなど)と,移動パタンを制御できない受動的移動ノード(自律的に移動する人や動物に取り付けたセンサノード,水の流れや風によって運ばれるセンサノードなど)が混在するハイブリッド動的ネットワークのモデル化と,そのモデル上での分散アルゴリズムの基盤技術や設計法の確立を目指す.そのために,(1) 複数の移動モデルを含むハイブリッド動的ネットワークのモデル化(定式化),(2) 代表的なタスクに対する,ハイブリッド動的ネットワークにおける分散アルゴリズムの設計,および,(3) 受動的移動ノードで構成される動的ネットワークにおいて,(準)能動的移動ノードの導入効果の解明に取り組んだ.
課題(1)に関しては,重み線形交流個体群プロトコルモデル(移動速度を抽象化した重みを各ノードが持ち,交流(通信)確率がノード重みに比例するという個体群プロトコルモデル)を新たに提案し,その拡張版の検討,および,実際のネットワークとの適合性のシミュレーション実験による確認を行った.
課題(2)に関しては,個体群プロトコルモデルでの基本問題である,情報散布,リーダ選出,可換半群計算について,重み線形交流個体群プロトコルモデル上でのアルゴリズムの設計・解析を行った.ノード重みの活用法を工夫することにより,従来のアルゴリズムの性能をさらに改善できることを示した.また,提案モデルの基礎となっている従来の個体群プロトコルモデル上のアルゴリズムに関する研究を進めた.また,能動的移動ノードの効果的な活用法を開発するために,モバイルエージェントに関する研究も進めた.
課題(3)に関しては,通常ノードよりも強力なノードを導入することの効果を検討し,アルゴリズムの性能改善を実現できることを示した.

  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] ネバダ大学ラスベガス校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ネバダ大学ラスベガス校
  • [Journal Article] Loosely-stabilizing leader election with polylogarithmic convergence time2020

    • Author(s)
      Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu、Datta Ajoy K.、Larmore Lawrence L.
    • Journal Title

      Theoretical Computer Science

      Volume: 806 Pages: 617~631

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.09.034

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Space-efficient uniform deployment of mobile agents in asynchronous unidirectional rings2020

    • Author(s)
      Shibata Masahiro、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • Journal Title

      Theoretical Computer Science

      Volume: 809 Pages: 357~371

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.12.031

  • [Journal Article] Loosely Stabilizing Leader Election on Arbitrary Graphs in Population Protocols without Identifiers or Random Numbers2020

    • Author(s)
      SUDO Yuichi、OOSHITA Fukuhito、KAKUGAWA Hirotsugu、MASUZAWA Toshimitsu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E103.D Pages: 489~499

    • DOI

      10.1587/transinf.2019FCP0003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Leader Election Requires Logarithmic Time in Population Protocols2020

    • Author(s)
      Sudo Yuichi、Masuzawa Toshimitsu
    • Journal Title

      Parallel Processing Letters

      Volume: 30 Pages: 2050005~2050005

    • DOI

      10.1142/S012962642050005X

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Loosely-Stabilizing Leader Election for Arbitrary Graphs in Population Protocol Model2019

    • Author(s)
      Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu、Datta Ajoy K.、Larmore Lawrence L.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      Volume: 30 Pages: 1359~1373

    • DOI

      10.1109/TPDS.2018.2881125

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Energy Balancing by Wireless Energy Transfer in Sensor Networks2019

    • Author(s)
      Michizu Hiroshi、Sudo Yuichi、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • Journal Title

      International Journal of Networking and Computing

      Volume: 9 Pages: 239~256

    • DOI

      10.15803/ijnc.9.2_239

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Partial gathering of mobile agents without identifiers or global knowledge in asynchronous unidirectional rings2019

    • Author(s)
      Masahiro Shibata, Norikazu Kawata, Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
    • Organizer
      the 26th International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A population protocol model with interaction probability considering speeds of agents2019

    • Author(s)
      Ryoya Sadano, Yuichi Sudo, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
    • Organizer
      the 39th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Logarithmic expected-time leader election in population protocol model (Brief Annoucement)2019

    • Author(s)
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Taisuke Izumi, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
    • Organizer
      2019 ACM Symposium on Principles of Distributed Computing (PODC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploration of dynamic ring networks by a single agent with the H-hops and S-time steps view2019

    • Author(s)
      Tsuyoshi Gotoh, Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Toshimitsu Masuzawa
    • Organizer
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Logarithmic expected-time leader election in population protocol model2019

    • Author(s)
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Taisuke Izumi, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
    • Organizer
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tight bounds on distributed exploration of temporal graphs2019

    • Author(s)
      Tsuyoshi Gotoh, Paola Flocchini, Toshimitsu Masuzawa, Nicola Santoro
    • Organizer
      the 23rd International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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