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フラクタル特性を有する仮想ネットワーク構成に基づくIoT情報流通基盤構築手法

研究課題

研究課題/領域番号 17H01734
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 情報ネットワーク
研究機関大阪大学

研究代表者

荒川 伸一  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20324741)

研究分担者 滝根 哲哉  大阪大学, 工学研究科, 教授 (00216821)
小南 大智  大阪大学, 経済学研究科, 助教 (00709678)
村田 正幸  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80200301)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード情報ネットワーク / 仮想ネットワーク / IoT / フラクタル / ネットワークトポロジー / Internet of Things / Network of Networks / Internet of things
研究成果の概要

本研究では脳機能ネットワークにおいて観察されるトポロジーのフラクタル性に着目し、高い通信効率および高い頑健性を備えたフラクタル特性を有する仮想IoT-NW構成手法を示した。評価の結果、フラクタル仮想ネットワークは従来と比べて通信効率が30%以上改善されることを確認した。さらに、複数のIoTシステムが連携するNetwork of Networks (NoN)環境において、脳機能ネットワークの情報処理の振る舞いに基づく相互接続モデルを考案し、脳機能ネットワークに基づく相補的な依存性を応用した設計が仮想IoT-NW間の干渉を防ぎつつ、優れた可用性と通信効率を実現することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoTは、あらゆる「モノ」の状態をセンサー等によって計測し、ネットワーク接続を介した情報交換や集約によって新たなサービス創発を促進するネットワークシステムである。しかし、IoT環境では莫大な数の機器がネットワークを構成するため、それら全ての接続関係を把握しネットワークを構成する従来のネットワーク構成手法の適用は困難である。本研究では、ネットワーク形状にフラクタル性の性質を持たせる仮想ネットワーク構成手法を考案・検証し、通信効率、頑健性等に優れるネットワーク構成管理が実現可能であることを示した。この手法を適用することで、社会システムとしての高信頼かつスケーラブルなIoT基盤が構築可能となる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Reliable Design for a Network of Networks with Inspiration from Brain Functional Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Masaya、Kominami Daichi、Leibnitz Kenji、Murata Masayuki
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 9 号: 18 ページ: 3809-3809

    • DOI

      10.3390/app9183809

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 証拠理論にもとづく相互接続ネットワークの構築手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      荒川伸一, 荻野長生, 北原 武, 長谷川 剛, 村田正幸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 118 ページ: 367-372

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 実世界のポテンシャル場表現に基づく管理型自己組織化リソース制御手法2019

    • 著者名/発表者名
      神田幸, 荒川伸一, 村田正幸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 119 ページ: 563-568

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Drawing Inspiration from Human Brain Networks: Construction of Interconnected Virtual Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Murakami, Daichi Kominami, Kenji Leibnitz, and Masayuki Murata
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 号: 4 ページ: 1-24

    • DOI

      10.3390/s18041133

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] エッジコンピューティング利活用のための管理型自己組織化リソース制御手法2020

    • 著者名/発表者名
      荒川伸一, 村田正幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] API 評価者を取り入れた多面的市場モデルに基づくAPI エコシステムの効用分析2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦満美, 荒川伸一, 今井悟史, 片桐徹, 関屋元義, 村田正幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 第1回デジタルプラットフォーム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 交通システムの高度化を支えるネットワークリソース制御技術2018

    • 著者名/発表者名
      荒川伸一
    • 学会等名
      第34回OACISシンポジウム「ICTが拓く未来の交通/自動運転が拓く未来」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フラクタル性を有する仮想ネットワークトポロジー構成法2018

    • 著者名/発表者名
      坂本昂輝・荒川伸一・村田正幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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