2019 Fiscal Year Annual Research Report
Robust consensus control against node failures inspired by smart contracting technologies
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18K13778
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
岡野 訓尚 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80778209)
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2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マルチエージェントシステム / ネットワーク化制御システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，自律的に動作する多数のエージェントと通信ネットワークで構成されるマルチエージェントシステムを対象に，エージェントの状態を同一の値に収束させる合意制御問題に取り組む．この問題について，制御工学分野では周辺エージェントの状態との差の平均を入力とする合意制御則がよく使われている．本研究のねらいは，自律分散システムについて活発に研究が行われているもう一つの分野である情報工学の成果を応用することにある．これにより，エージェントの故障や悪意のある情報操作に対するセキュリティの向上を目指す．
本年度は，エージェントが送受信する情報の量や種類に制限がある状況における，最適な通信ネットワークの設計方法について成果が得られた．エージェント数が膨大なシステムでは，全エージェントの状態を直接観測すると通信路への負荷が大きく，通信障害に対して脆弱になりやすい．そこで，一部のエージェントのみを観測し，それ以外を推定することを考える．これにより，通信資源に乏しいネットワークでもシステム間の情報交換が可能となる．問題は，どのエージェントの状態を以てそのシステムの代表とするかである．これは，観測対象に選ぶエージェントを変数とする組合わせ最適化問題となり，総当り的に解く方法では計算負荷が大きい．この問題について，計算量の小さい貪欲法を用いた近似解法を提案し，近似解と最適解の乖離を解析した．貪欲法の近似性能については目的関数が劣モジュラの場合の結果が広く知られている．本研究で扱う問題は残念ながら劣モジュラとならないため，劣モジュラ性の度合いを測る尺度を導入し，解析を行った．得られた性能保証は従来結果より保守性が小さく，特定のクラスのシステムについては貪欲法で最適解の90%近い性能を保証できることが示せた．
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