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ハイブリッド・セル・オートマトンを用いた生物系と化学系の解析と検証

研究課題

研究課題/領域番号 14658088
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 計算機科学
研究機関東京大学

研究代表者

萩谷 昌己  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (30156252)

研究期間 (年度) 2002 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードセル・オートマトン / ハイブリッド・システム / 分子コンピューティング / システム生物学 / グラフ書き換え / 様相理論 / 多重集合書き換え / 様相論理
研究概要

昨年度より、グラフ書き換え系、特にグラフの構造が変化せず、各々のノードの状態だけが変化するシステムを、時相論理を用いて解析する方法に関する研究を進めている。このようなシステムには、いわゆるセル・オートマトンも含まれる。昨年度は、時相論理を用いてセル・オートマトンを解析する方法を定式化し、実際に一次元のセル・オートマトンや分散アルゴリズムの解析を試みた。今年度は、以上の方法を発展させるために、以下の二つの方向の研究を進めた。
一つは、二次元のセル・オートマトンの解析を行うために、上下左右の4方向の様相を持つ時相論理である4CTL (computation tree logic)の定式化とその充足可能性判定方法を開発した。4CTLの充足可能性判定は決定不能であるため、Presburger算術を用いた近似的な判定方法を定式化した。そして、二次元のセル・オートマトンの例として、分子コンピューティングにおけるタイリングの解析を行った。
もう一つは、セル・オートマトンのハイブリッド化と、その解析方法に関する研究を行った。セル・オートマトンのハイブリッド化とは、各セルに時間とともに変化する連続パラメータを導入することを意味する。解析のための時相論理の方も、連続パラメータに対処するために拡張しなければならない。本研究では、時相論理を包含する論理として、ガード付きフラグメント(guarded fragment)とその充足可能性判定に関する研究を進めた。また、ハイブリッド化されたセル・オートマトンの例として、簡単なニューラル・ネットワークの解析を行った。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] BDDによる実装が可能な様相論理の充足可能性判定手続き2005

    • 著者名/発表者名
      田辺良則, 高橋孝一, 山本光晴, 佐藤貴洋, 戸沢晶彦, 萩谷昌己
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会,PPL2005

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 格子状の様相を持つ時相論理による抽象化のための充足可能性判定2004

    • 著者名/発表者名
      山本光晴, 萩谷昌己
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会第21回大会

    • NAID

      130005006623

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] BDDを用いたガード付きフラグメントの充足可能性判定2004

    • 著者名/発表者名
      佐藤 貴洋, 田辺 良則, 萩谷 昌己
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会第21回大会

    • NAID

      130005006615

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] UML Scrapbook and Realization of Snapshot Programming Environment2004

    • 著者名/発表者名
      D.Sato, R.Potter, M.Yamamoto, M.Hagiya
    • 雑誌名

      Second Mext-NSF-JSPS International Symposium, ISSS 2003, Lecture Notes in Computer Science 3233

      ページ: 281-295

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 萩谷昌己, 高橋孝一, 山本光晴, 佐藤貴洋: "時相論理による抽象化を用いたセル・オートマトンの解析"日本ソフトウェア科学会第20回大会. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masami Hagiya, et al.: "Analysis of Synchronous and Asynchronous Cellular Automata using Abstraction by Temporal Logic"FLOPS2004:The Seventh Functional and Logic Programming Symposium, Lecture Notes in Computer Science. 2998. 7-21 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiko Tozawa, Masami Hagiya: "XML Schema Containment Checking based on Semi-implicit Techniques"and Application of Automata, 8th International Conference, CIAA 2003, Lecture Notes in Computer Science. 2759. 213-225 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuharu Yamamoto, Jean-Marie Cottin, Masami Hagiya: "Decidability of Safety Properties of Timed Multiset Rewriting"FTRTFT'02, Formal Techniques in Real-Time and Fault Tolerant Systems, 7th International Symposium, FTRTFT 2002. LNCS Vol.2469. 165-183 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 萩谷昌己: "グラフ書き換えと時空間様相論理"情報処理学会プログラミング研究会. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masami Hagiya, et al.: "Verification of Authentication Protocols Based on the Binding Relation"Software Security -Theories and Systems. LNCS Vol.2609. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masami Hagiya, Azuma Ohichi: "DNA Computing, 8th International Meeting on DNA-Based Computers, DNA8, Sapporo, Japan, June 2002, Revised Papers, LNCS Vol.2568"Springer. 338 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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