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2023 Fiscal Year Research-status Report

Sustainable distributed systems based on autonomous mobile entities in environments with unpredictable dynamics

Research Project

Project/Area Number 20KK0232
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

増澤 利光  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (50199692)

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  法政大学, 情報科学部, 准教授 (50643665)
柴田 将拡  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (10806095)
Project Period (FY) 2020-10-27 – 2025-03-31
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
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.今年度は,当初計画通り,前年度に引き続き,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,部分集合(エージェントを定められた k 体以上ずつになるように集合させる)等のタスクについて,動的ネットワークでの分散アルゴリズムを開発した.また,エネルギー制約の下,停止故障耐性のあるアルゴリズムを開発した.・自律移動ロボットに関しては,視野欠損というダイナミクスの下で動作する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ついては,環境の変化に自律的に対応できる自己安定アルゴリズムに関して,時間と状態数に優れたアルゴリズムを開発した.
(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:自律移動ロボットには,メモリの有無,ライトを用いた通信機能の有無,同期/非同期などの違いによる様々な計算モデルが存在するるが,これらのモデルの違いが計算能力に与える影響を解明した.
(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:自律移動エンティティの異なる計算モデル間の計算能力の差を解明するとともに,アルゴリズムの基本技法を整備することで,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の構築を進めた.

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も緩和され,ようやく,共同研究推進のための一部の日本の研究者の渡仏,および,フランス研究者2名の訪日を実現できた.特に,フランス研究者2名の訪日時には,本研究にかかわる研究者全員が一堂に会し,中間報告ワークショップを開催した.国際共同研究および国内共同研究として以下の研究テーマに取り組み,「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.
(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
以上のことから,おおむね順調に進展していると考えている.

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
2024年度は,国内研究者がフランス・ソルボンヌ大学を訪問・滞在し共同研究を進める.

Causes of Carryover

新型コロナの影響がほぼ治まったものの,学会の日程等にまだ影響が残っており,国際共同研究のために計画していた,日本側研究者の渡仏を計画通りにスケジュールできなかった.このため,渡仏のための旅費および関連する物品費の支出が計画より少なくなり,次年度使用額が生じた.
次年度には,これらの活動を実施する予定である.

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] ソルボンヌ大学(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      ソルボンヌ大学
  • [Journal Article] Evacuation from various types of finite two‐dimensional square grid fields by a metamorphic robotic system2023

    • Author(s)
      Nakamura Junya、Kamei Sayaka、Yamauchi Yukiko
    • Journal Title

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      Volume: 35 Pages: e6628

    • DOI

      10.1002/cpe.6628

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A Near Time-optimal Population Protocol for Self-stabilizing Leader Election on Rings with a Poly-logarithmic Number of States2023

    • Author(s)
      Daisuke Yokota, Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Toshimitsu Masuzawa
    • Organizer
      2023 ACM Symposium on Principles of Distributed Computing
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Brief Announcement: Crash-Tolerant Exploration by Energy Sharing Mobile Agents2023

    • Author(s)
      Quentin Bramas, Toshimitsu Masuzawa, Sebastien Tixeuil
    • Organizer
      25th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Asynchronous Complete Visibility Algorithm for Luminous Robots on Grid2023

    • Author(s)
      Yonghwan Kim, Yoshiaki Katayama, Koichi Wada
    • Organizer
      15th International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Partial Gathering of Mobile Agents in Dynamic Tori2023

    • Author(s)
      Masahiro Shibata, Naoki Kitamura, Ryota Eguchi, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim
    • Organizer
      2nd Symposium on Algorithmic Foundations of Dynamic Networks
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On Asynchrony, Memory, and Communication: Separations and Landscapes2023

    • Author(s)
      Paola Flocchini, Nicola Santoro, Yuichi Sudo, Koichi Wada
    • Organizer
      27th International Conference on Prinsiples of Distributed Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 完全二部グラフにおけるモバイルロボット均一配置アルゴリズム2023

    • Author(s)
      柴田将拡, 北村直輝, 江口僚太, 首藤裕一, 中村純哉, 金鎔煥, 片山喜章, 増澤利光, セバスチャン ティクソイ
    • Organizer
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • [Presentation] 視野欠損モデルにおける自律分散ロボットの一点集合問題の可解性2023

    • Author(s)
      金鎔煥, 柴田将拡, 首藤裕一, 中村純哉, 片山喜章, 増澤利光
    • Organizer
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会

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Published: 2024-12-25  

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