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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Research on cooperated agents control technology using dynamic cyber-physical system

Research Project

Project/Area Number 20H02155
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

山中 直明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (80383983)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡本 聡  慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任教授 (10449027)
山口 正泰  慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任教授 (60509967)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsサイバーフィジカル / グルーピング / エッジコンピューティング / ネットワークアーキテクチャ / エージェント協調
Outline of Annual Research Achievements

Beyond5Gにおいて、各種IoTがネットワークに接続されるConnected Comunityについて、研究開発を進めた。時系列と位置情報を持ったデータ群としたデジタルツインを作り、各IoTのエージェントをサイバー上で集積する。前期実現したIoT間連携をさらに進めた。当期の成果を以下に示す。
(1)未来予想型デジタルツイン:上記の時系列と位置のデータに基づき、一定時間の未来を予想する(例えば30秒)。この予想のためにはシミュレーションして、最適化の未来を決定し、その最適化状態になるようにバックワードして、現在を制御する。
(2)新しい映像配信の手法:Beyond5Gでは、多くのユーザーがプロデューサーであり、コンシューマーとなる。エネルギー制御では、検討が進んでいる。映像配信に対して、検討したものは新規性が高い。将来は、“Cloud Computing”と呼ばれ、YouTubeのように、多くの投稿を行うユーザーが中心となる。そのため、効率の高い映像配信について検討を行い、また実験も行った。
(3)ブロックチェーンを用いたネットワーク制御:従来、サイバー上でエネルギーの需給のバランスを取る技術(EVNO:Energy Virtual Network Operator)を提案している。そこで、グリーンエネルギーの発電時にブロックチェーンを生成し、EV(電気自動車)がRE-100で運行するためには、このブロックチェーンコインを買う方式の検討を開始した。時間と位置を考慮したマッチングを進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

COVID-19の影響が長く、実験の一部で遅延が生じている。一方で、本提案の協調システムをエネルギーのカラーリング、さらにはスマートグリッド制御に発展させたのは期待を上回る成果である。また、米国のUTD(テキサス大学ダラス校)とも、連携を開始し、2週に一度、日米のディスカッションを開始した。グローバル化としては、IOWNグローバルフォーラム活動も始め、大きな成果が生まれている。

Strategy for Future Research Activity

課題A: マルチモーダル最適技術は、一通り完成しているので、PoCや、実アプリケーションへの適用を目指す。また、エージェント間通信や、ブロックチェーンを用いた新しい制御法へ、研究を発展させる。
課題B: マルチエージェントの一つの解決は、ダイナミックに関連するエージェントを連携させることである。いくつかの具体的なアプリケーション(自動運転/エネルギー等)で、実現し、評価する。
課題C: 本件は、社会的インパクトとしては大切な部分であり、文系の研究者と連携することも重要である。学術界を通してさらに研究を加速させる。また、IOWNグローバルフォーラムを用いて、人脈を形成している。

  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Texas at Dallas(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Texas at Dallas
  • [Journal Article] Lane alignment characteristics in massively parallel Ethernet-based transmission systems2022

    • Author(s)
      Kyosuke Sugiura, Masaki Murakami , Yoshihiko Uematsu , Satoru Okamoto, and Naoaki Yamanaka
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: Vol.11, No.2 Pages: 80-85

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0192

  • [Journal Article] Assessing service survivability under failure conditions in reliable multipath network testbed2021

    • Author(s)
      Ryota Kawase, Taichi Okumura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Takashi Kurimoto, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka
    • Journal Title

      IEICE Communications Express (ComEX)

      Volume: Vol. 10, No. 8 Pages: 422-427

    • DOI

      10.1587/comex.2021ETL0010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hierarchical round-robin mapper emulator for evaluating massively paral lel Ethernet physical layer developing2021

    • Author(s)
      Kyosuke Sugiura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka
    • Journal Title

      IEICE Communications Express (ComEX)

      Volume: Vol. 10, No. 5 Pages: 248-253

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ダイナミックMACエミュレータを利用した部分故障回復実験2022

    • Author(s)
      岡本聡, 石井大耀 , 村上正樹, 山中直明
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会, No. B-12-9, March 2022.
  • [Presentation] 超並列光ネットワーキング基盤技術2022

    • Author(s)
      釣谷剛宏, 吉兼昇, 角田聖也, 神野正彦, 小玉崇宏, 石井大耀 , 村上正樹, 岡本聡, 山中直明
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会, No. BI-7-4, March 2022.
  • [Presentation] Packet-by-packet priority control for few microseconds order jitter application2021

    • Author(s)
      Yutaka Nasu, Takashi Kurimoto, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka
    • Organizer
      2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2021), No. C2-3, December 2021.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-Path-based Routing Method Applicable to Networks Consisting of Devices with High Failure Rates2021

    • Author(s)
      Taichi Okumura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, and Naoaki Yamanaka
    • Organizer
      2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2021), No. C3-2, December 2021.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Evaluation of Skew Handling over Massively Parallel Optical Channel for the Dynamic MAC2021

    • Author(s)
      Masaki Murakami, Kyosuke Sugiura, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka
    • Organizer
      17th International Conference on IP+Optical Network (iPOP 2021), No. TP6, September 2021.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ダイナミックMACにおける部分故障救済手法2021

    • Author(s)
      岡本聡, 石井大耀 , 村上正樹, 山中直明
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会, No. B-12-1, September 2021.
  • [Presentation] 超並列伝送における部分故障に対応した縮退運転手法および実験系における評価2021

    • Author(s)
      石井大耀, 村上正樹, 植松芳彦, 岡本聡, 山中直明
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告 フォトニックネットワーク研究会, Vol. 121, No. 165, PN2021-14, pp. 15-20, August 2021.
  • [Presentation] End-to-end転送時間揺らぎ値をmsオーダーで保証するキュー読み出し制御手法の評価実験2021

    • Author(s)
      那須 豊, 栗本 崇, 岡本 聡, 山中 直明
    • Organizer
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会, Vol. 121, No. 166, PN2021-13, pp. 7-14, August 2021.
  • [Presentation] Kalman Filter-based Heavy Hadoop Job Detection Method for Energy Efficient Hybrid Electro-Optical Intra-Data Center Networks2021

    • Author(s)
      Masaki Murakami, Nicolas Dubrana, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, and Naoaki Yamanaka
    • Organizer
      The 26th OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2021), No. M4A.6, July 2021.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] End-to-End Management of All Optical Disaggregated Network and Applications with Cloud Native Environment for the Smart World Network Infrastructure2021

    • Author(s)
      Yusuke Hirota, Shinya Nakamura, Kohei Shiomoto, Hidetsugu Sugiyama, Noboru Yoshikane, Satoru Okamoto, Masaki Murakami, Takahiro Hirayama, Satoshi Yamanoi
    • Organizer
      The 26th OptElectronics and Communications Conference (OECC2021), No. M4A.4, July 2021.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高確率で故障するネットワーク条件下における耐障害性マルチパスルーティング2021

    • Author(s)
      奥村泰地, 村上正樹, 植松芳彦, 岡本聡, 山中直明
    • Organizer
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会, Vol. 121, No. 76, PN2021-10, pp. 33-39, June 2021.
  • [Presentation] リアルタイムなデータを活用した5G時代のエッジコンピューティング~自動運転にみるダイナミックビッグデータビジネス~2021

    • Author(s)
      山中直明
    • Organizer
      電波技術協会報 FORN, Vol. 5, No. 340, pp. 10-13, May 2021.
  • [Presentation] URLLCの実現を目指したパケット制御技術の検討2021

    • Author(s)
      那須 豊, 栗本 崇, 岡本 聡, 山中 直明
    • Organizer
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会学生ワークショップ, March 2021.
  • [Book] ビヨンド5Gが描く未来 2030年の技術・暮らし・ビジネス2022

    • Author(s)
      山中 直明 編著、中村 武宏 著、崔 真淑 著
    • Total Pages
      212
    • Publisher
      慶應義塾大学出版会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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