Algorithm design for coordination of mobile agents in connection-instable configurations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K17706
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 60010:Theory of informatics-related
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: Shibata Masahiro 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (10806095)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 自律分散システム / モバイルエージェント / 集合問題 / g-部分集合問題 / 均一配置問題 / 動的ネットワーク / 自律分散ロボット群

Outline of Final Research Achievements

In this project, I designed several algorithms to achieve coordination of mobile agents such that move in the networks, in particular for the case when communication links are not stable. I mainly focused on the g-partial gathering problem and the uniform deployment problem, where the g-partial gathering problem requires agents to reach a configuration such that at least g agents or no agent exists at each node, and the uniform deployment problem requires agents to spread uniformly in the network. On the g-partial gathering problem, I clarified the necessary number of agents to solve the problem with an asymptotically optimal cost for ring and torus networks. On the uniform deployment problem, I clarified necessary conditions of agent capabilities to solve the problem efficiently for ring and grid networks.

Free Research Field

自律分散アルゴリズム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の自律分散システムやIoTシステムは大規模化が進行しており、システムの構築には大量の通信リンクが必要である。また、システムの柔軟かつ効率的な運用のためにノードがシステムへ一時的に参加・離脱するようなシナリオも考慮すると、接続状況が不安定になる事態は避けられない。その対策として、本研究課題で得られた、通信リンクの状態が不安定な状況下でもg-部分集合問題や均一配置アルゴリズムを適用することで、動的な変化がより激しくなることが予想される将来のシステムを安定して運用させることが期待できる。