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定性的検証手法の余代数による一般化と,定量的検証手法の導出

研究課題

研究課題/領域番号 16J08157
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ソフトウェア
研究機関東京大学

研究代表者

卜部 夏木  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード形式検証 / 圏論 / 不動点 / 確率的システム / マルチンゲール / ランキング関数 / テイル確率 / スーパバイザリ制御 / Buechiオートマトン / parityオートマトン / supermartingale / 確率的オートマトン / ranking function / 余代数 / 定量的システム / 模倣
研究実績の概要

前々年度,申請者は「ランキング関数」という検証手法を圏論的に一般化・具体化する事で確率的遷移系に対し「γ縮尺劣マルチンゲール」と呼ばれる概念を得る事に成功した.これを用いると確率的遷移系の停止確率の下限を定量的に見積もることができる.今年度は京都大学の滝坂透氏,総合研究大学院大学の大藪雄一郎氏との共同研究の一環で,確率的プログラムの停止確率の下限をγ縮尺劣マルチンゲールを用い計算するアルゴリズムを提案し,それを実際に実装・実験を行ってその有用性を確かめた.申請者は具体的なアルゴリズムの導出および実装の一部を担当した.申請者の貢献度は20%程度である.結果をまとめた論文は国際会議ATVA 2018に採択された.
確率的システムに対し,その終了までにかかるステップ数がある値以上になる確率を「テイル確率」と呼ぶ.東京大学の内藏理史と共同で,マルチンゲールを用いて確率的システムのテイル確率の上限を与える研究も行った.申請者の貢献度は10%程度である.結果をまとめた論文は国際会議TACAS 2019に採択された.
また,大阪大学の榊原愛海氏および潮俊光教授と共同で離散事象システムのスーパバイザリ制御に関する研究も行った.本研究ではLTL[F]と呼ばれる線形時相論理(LTL)の定量的な拡張を考え,与えられたLTL[F]式の評価値がある閾値を超えるように離散事象システムを制御するスーパーバイザを構成する方法を与えた.申請者の貢献は50%程度である.結果をまとめた論文は今後査読付きの雑誌に投稿される予定である.
また,前年度国際ワークショップCMCS 2018に投稿され採択されていた論文の発表が本年度申請者によって行われた.それ以外にも,国際会議CPS Week 2018およびETAPS 2018に参加し,議論及び動向調査を行った.
また,前々年度,前年度,本年度の成果を博士論文として体系化した.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tail Probabilities for Randomized Program Runtimes via Martingales for Higher Moments2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kura, Natsuki Urabe and Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Proceeding of 25th International Conference on Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems (TACAS)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Categorical Buechi and Parity Conditions via Alternating Fixed Points of Functors2018

    • 著者名/発表者名
      Urabe Natsuki and Hasuo Ichiro
    • 雑誌名

      Coalgebraic Methods in Computer Science - 14th IFIP WG 1.3 International Workshop, CMCS 2018, Colocated with ETAPS 2018, Thessaloniki, Greece, April 14-15, 2018, Revised Selected Papers

      巻: 11202 ページ: 214-234

    • DOI

      10.1007/978-3-030-00389-0_12

    • ISBN
      9783030003883, 9783030003890
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ranking and Repulsing Supermartingales for Reachability in Probabilistic Programs2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Takisaka, Yuichiro Oyabu, Natsuki Urabe, Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Proc. ATVA 2018, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11138 ページ: 476-493

    • DOI

      10.1007/978-3-030-01090-4_28

    • ISBN
      9783030010898, 9783030010904
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Categorical Buechi and Parity Conditions via Alternating Fixed Points of Functors2018

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe and Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th IFIP WG 1.3 International Workshop on Coalgebraic Methods in Computer Science (CMCS 2018)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Categorical Liveness Checking by Corecursive Algebras2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe, Masaki Hara, Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Proc. LICS 2017

      巻: - ページ: 1-12

    • DOI

      10.1109/lics.2017.8005151

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fair Simulation for Nondeterministic and Probabilistic Buechi Automata: a Coalgebraic Perspective2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe, Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Logimal Methods in Computer Science

      巻: 13

    • DOI

      10.23638/LMCS-13(3:20)2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Categorical Liveness Checking by Corecursive Algebras2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe, Masaki Hara, Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 32nd Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS 2017)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coalgebraic Trace Semantics for Buechi and Parity Automata2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe, Shunsuke Shimizu, Ichiro Hasuo
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)

      巻: 59

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.CONCUR.2016.24

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Categorical Buechi and Parity Conditions via Alternating Fixed Points of Functors2018

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe
    • 学会等名
      14th IFIP WG 1.3 International Workshop on Coalgebraic Methods in Computer Science (CMCS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Categorical Liveness Checking by Corecursive Algebras2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe
    • 学会等名
      32nd Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coalgebraic Trace Semantics for Buechi and Parity Automata2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Urabe
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Concurrency Theory (CONCUR 2016)
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 卜部夏木 研究者ページ

    • URL

      http://group-mmm.org/~nurabe/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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