2014 Fiscal Year Research-status Report
ネットワーク系のノックダウン構造同定のための基礎理論の構築
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26820164
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
鈴木 雅康 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10456692)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ネットワーク構造同定 / 制御システム理論 / システム同定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，生体ネットワークやソーシャルネットワークをはじめとしたネットワーク系に対する解析／制御への関心の高まりを背景に，ネットワーク系外部から印加される入力データと観測される出力データを利用して，その内部構造を同定する手法の開発を進めている．ネットワークを構成するノード（サブシステム）の状態量をすべて同時に測定あるいは操作することは，系の次元が大きくなるにつれて経済的にも技術的にも難しくなる．この観点から，本研究では，ノード数に対してセンサ数やアクチュエータ数が少ない状況を想定している．
平成26年度は，線形無向ネットワーク系を対象にした同定手法の開発に加え，手法の適用可能範囲を拡張するために，系がもつネットワーク構造識別に関わる特徴量を追究した．提案手法は，まず，同定対象であるネットワーク系と，一部のノードに関してそのダイナミクスを別のダイナミクスに置換したノックダウン・ネットワーク系を準備する．そして，解析によって明らかになった，両ネットワーク系の出力時系列信号の差異とネットワーク構造の間にある関係を利用して，その構造を部分的に同定する．提案手法の拡張性を探る目的において，手法を機能させている本質的要素の抽出を試みる一方で，他研究グループによって開発されている，状態量を測定可能なノード間の干渉の度合いを動的なエッジ（伝達関数）として再現する手法との比較検証も行った．成果の一部を下記にて報告した．
M. Suzuki, J. Imura, and K. Aihara, Network structure identification from a small number of inputs/outputs, in Analysis and Control of Complex Dynamical Systems: Robust Bifurcation, Dynamic Attractors, and Network Complexity, K. Aihara, J. Imura, and T. Ueta (Eds.), Springer Japan, 2015.
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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
平成26年度の研究では，線形無向ネットワーク系に対する構造同定手法の開発ならびに解析が主目的であった．同一とは限らない多次元サブシステムからなる無向ネットワーク系に対する構造同定手法の開発，ならびに，手法の検証を行い成果を得たので，おおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度以降は，26年度に引き続き線形ネットワーク系，特に，有向ネットワーク系を対象に構造同定法の開発を進める．この段階においては，外積代数や情報幾何の理論の活用を核として研究に取り組む．また，線形系への提案手法の依存度を調べ，非線形ネットワーク系に対する手法の有効性評価を実施したいと考えている．線形系でネットワーク構造識別に用いた情報が非線形系に対しても有効であると判断されれば，平衡点近傍にとどまらない領域で実行できる同定手法への拡張を目指す．
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| Causes of Carryover |
ノートPCの購入を見送ったことに加え，書籍購入費が計画より小額であったため，物品費およびその他の経費が低くなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度直接経費と調整し，新しいノートPCを購入する．
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