2020 Fiscal Year Research-status Report
Sustainable distributed systems based on autonomous mobile entities in environments with unpredictable dynamics
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20KK0232
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
増澤 利光 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50199692)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 喜章 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10263435)
金 鎔煥 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50756773)
中村 純哉 豊橋技術科学大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (60739746)
首藤 裕一 大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (50643665)
柴田 将拡 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (10806095)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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| Keywords | 分散システム / 分散アルゴリズム / 動的ネットワーク / 移動エージェント / 移動ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
予測困難で多様なダイナミクスにかかわらず安定動作する持続可能な高信頼分散システムを実現するために，大規模動的ネットワークにおける自律移動エンティティを活用した高信頼分散アルゴリズムの設計法の確立を目指す．これまでに，以下の研究テーマに取り組み，いくつかの研究成果を得た．
（テーマ１）予測困難で多様なダイナミクスに対する自律移動エンティティ群の適応性を実現するための，新たな分散アルゴリズム技法の開発：・自律移動エージェントに関しては，動的リングや動的トーラスなどの動的ネットワークを始めとする多様なネットワーク環境を対象とし，ネットワーク探索（全ノードを訪問する），集合（全エージェントあるいは一部のエージェントを１ノードに集合させる），分散配置（エージェントを異なるノードに（均一に）配置する）等の基本かつ重要なタスクについて，新たな分散アルゴリズムを開発した．・自律移動ロボットに関しては，グリッドや三角グリッドを対象に，領域からの避難および集合タスクについて，新たな分散アルゴリズムを開発した．・受動的移動を行う多数の移動エンティティで構成される個体群に関しては，リングでのリーダ選出という最も基本的な問題に対し，環境の変化に自律的に対応できる，新たな自己安定アルゴリズムを提案した．
（テーマ２）さまざまな自律移動エンティティ群の異なる計算モデル間の知見の相互活用を可能とする技法の開発：リングやグリッドにおける自律移動エージェント，自律移動ロボットそれぞれについて，異なる仮定が避難や集合などのタスクの実現可能性や効率に与える影響を解明した．また，テーマ１のアルゴリズム設計において，異なる計算モデルでの仮定やアルゴリズム手法の活用を検討し，また，提案アルゴリズムの異なるモデルへの適用可能性について検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウイルスの影響でフランスへの渡航は行わなかったが，国内で以下の研究テーマに対する取り組みを行い，「５．研究実績の概要」に述べたように，一定の成果を上げることができた．そのため，おおむね順調に進展していると考えている．
（テーマ１）予測困難で多様なダイナミクスに対する自律移動エンティティ群の適応性を実現するための，新たな分散アルゴリズム技法の開発
（テーマ２）さまざまな自律移動エンティティ群の異なる計算モデル間の知見の相互活用を可能とする技法の開発
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| Strategy for Future Research Activity |
予測困難で多様なダイナミクスにかかわらず安定動作する持続可能な高信頼分散システムを実現するために，大規模動的ネットワークにおける自律移動エンティティを活用した高信頼分散アルゴリズムの設計法の確立を目指す．具体的には，当初の計画通り，以下の研究テーマに取り組む．テーマ３については，テーマ１，２の成果を踏まえて実施するものであり，当初予定では2023年度から取り組むこととしていたが，テーマ１，２の進捗が順調であり，研究開始時期を前倒しにすることを検討している。
（テーマ１）予測困難で多様なダイナミクスに対する自律移動エンティティ群の適応性を実現するための，新たな分散アルゴリズム技法の開発
（テーマ２）さまざまな自律移動エンティティ群の異なる計算モデル間の知見の相互活用を可能とする技法の開発
（テーマ３）テーマ１，２の成果を大規模動的ネットワークにおける自律移動エンティティを活用した高信頼分散アルゴリズムの基盤技術として確立
2021年度からは，国内研究者がフランス・ソルボンヌ大学を訪問・滞在し，実証実験などの共同研究を進める．また，フランスの共同研究者の招へいも行う．ただし，新型コロナウイルスの状況によっては，渡仏・来日の予定を変更する可能性がある．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスのまん延のために，研究打合せ・研究成果発表のための出張がほとんどできず，旅費約45万円が次年度使用となった．また，シミュレーション実験などの研究補助を予定していた学生がほとんど大学に出てこれなかったため，設備備品・消耗品に使用予定の物品費約80万円が次年度使用となった．
次年度は，当初予定通り，２名がフランス・ソルボンヌ大学を訪問・滞在し，また，フランスの共同研究者１名を招へいして，シミュレーション実験を含めた共同研究を進める．フランスの共同研究者の招へいに合わせて研究打合せを実施する．これらのために，次年度使用額を使用する予定である．ただし，新型コロナウイルスの状況によっては，渡仏・来日の予定を変更する可能性がある．
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Research Products
(8 results)
