分散協調における相互作用――通信，移動，観測の役割の解明――
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18H03202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60010:Theory of informatics-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山内 由紀子 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (10546518)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 分散システム / モバイル計算主体群 / 相互作用 / 匿名性 / 対称性 / 局所性 / 移動性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，計算主体間の相互作用が分散協調において果たす役割の解明である．従来の分散システムモデルで想定されていた計算機間のメッセージ通信だけではなく，ロボット群などのモバイル計算主体群モデルにおける移動や観測など，様々な相互作用を研究対象とすることで，単一の分散システムモデルでは発見できなかった分散協調の原理を系統的，効率的に発見することを目指し，(i) 計算主体の匿名性により生じる対称性と相互作用の関係の解明，(ii) 観測や移動による相互作用の局所性，並列性に対して，記憶が果たす役割の解明，(iii) 簡潔な分散アルゴリズムの実現に取り組む．
令和2年度は(ii)，(iii)に関する新たな課題を発見し，研究成果を得た．観測，計算，移動を繰り返しながら自律的に移動するモバイルロボットの分散協調における最も基本的な分散協調問題のひとつが集合問題である．本年度は，リング上を移動する無記憶モバイルロボット群の集合問題における観測範囲，つまり相互作用の範囲が集合に与える影響を解明した．
通信リンクで相互に接続された計算機群から成る分散システムにおいて，悪意あるユーザーやウィルス感染を計算機間を移動するモバイル故障と考えることができる．本年度は，停止故障や一時故障を引き起こすモバイル故障モデルを新しく提案し，ビザンチン故障を引き起こす既存のモバイル故障モデルと比較しながら，分散協調によって実現できる故障耐性の限界とその実現方法を示した．
自律的に移動を行う多数のモジュールから構成されるモジュールロボットは，モジュールの配置がモジュールロボットの記憶（メモリ）の役割を果たすため，モジュールロボットの機能がモジュール数に依存することが知られている．本年度は三次元格子領域を移動するモジュールロボットによる探索問題について，必要十分なモジュール数を示した．
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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
前年度までの研究成果を発表するとともに，本年度から新たに取り組んだ研究課題についても多数の成果を得ている．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度までの研究成果をもとに，本研究の目的 (iii) 簡潔な分散アルゴリズムの実現に取り組む．特に，単純な相互作用，移動方法しか持たないモジュール群から形成されるモジュールロボットの分散協調能力の限界，分散アルゴリズムを示すことを目指す．さらに，匿名性を緩和したヘテロジニアスなモバイル計算主体群の分散協調に取り組むことで，簡潔な分散アルゴリズムと匿名性の関係を解明することを目指す．
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Report
(3 results)
Research Products
(20 results)
