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保存的セルオートマトンの構造とその計算能力

研究課題

研究課題/領域番号 17K00015
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関広島大学

研究代表者

今井 勝喜  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (20253106)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードセルオートマトン / 保存性 / モーション表現
研究成果の概要

本研究は、物理的な質量保存に対応する性質をモデル化した数-保存的セルオートマトン(NCCA)の粒子移動モデルとしての性質を、その計算能力や計算量的側面から明らかにすることが目的である。新たにNCCAの性質をより大局的な粒子移動とより詳細な粒子移動とを階層的に分離して表現することができる階層的モーション表現を定義した。さらに階層的モーション表現を求めるアルゴリズムを構成し、近傍サイズが5以下のNCCAの階層的モーション表現列挙した。さらにモーションと遷移規則の関係を示すため、“pair”と“quad”というパターンの組合せでNCCAの規則を表現する方法を提案し、いくつかの基本的な性質を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

数-保存的セルオートマトン(NCCA)は、その質量保存に対応した性質から、交通流や流体などのシミュレーションに広く用いられているが、複雑になると規則設計が難しくなるため、ごく基本的な遷移規則しか利用されないという問題点があった。この研究は階層的モーション表現により粒子移動の観点と規則の観点のギャップを埋めることで、NCCAをより扱いやすくすることが目的である。また、ARデバイスによるNCCAのシミュレータにより実世界のモデル化にNCCAによるシミュレーションが有益であることを併せて示すことができると考えている。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] A New Structure of 2-State Number-Conserving Cellular Automata2021

    • 著者名/発表者名
      KONG Gil-Tak、IMAI Katsunobu、NAKANISHI Toru
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E104.D 号: 5 ページ: 673-678

    • DOI

      10.1587/transinf.2020EDP7123

    • NAID

      130008032896

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2021-05-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Structure of Hierarchical Motion Representation of 2-state Number Conserving Cellular Automata2019

    • 著者名/発表者名
      Kong Gil-Tak, Katsunobu Imai, Toru Nakanishi
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Automata

      巻: 14 ページ: 397-416

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Corona limits of tilings: Periodic case2019

    • 著者名/発表者名
      S Akiyama, J Caalim, K Imai, H Kaneko
    • 雑誌名

      Discrete & Computational Geometry

      巻: 61(3) 号: 3 ページ: 626-652

    • DOI

      10.1007/s00454-018-0033-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ARを利用したセルオートマトンシミュレータの作成2020

    • 著者名/発表者名
      中原良真, 今井勝喜
    • 学会等名
      令和2年度(第71回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ARデバイスによるセル・オートマトン遷移の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      中原良真, コン ギルタク, 今井勝喜
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2020年度 年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] On particle complexity of number conserving cellular automata2020

    • 著者名/発表者名
      Gil-Tak Kong, Katsunobu Imai
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所RIMS共同研究 2020年度冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A representation of one-dimensional two-state number conserving cellular automata based on their value-1 rule patterns2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunobu Imai
    • 学会等名
      人工知能学会 合同研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On enumeration of number-conserving cellular automata by value-1 patterns2019

    • 著者名/発表者名
      GT. Kong, K Imai
    • 学会等名
      Proc. 12th Annual Meeting of the Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A weakly universal three-dimensional Larger than Life cellular automaton2018

    • 著者名/発表者名
      K Imai, K Oroji, T Kubota
    • 学会等名
      Proc. 6th International Workshop on Applications and Fundamentals of Cellular Automata (AFCA-CANDAR 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hierarchical Motion Representation of 2-State Number Conserving Cellular Automata2017

    • 著者名/発表者名
      G.T. Kong, K. Imai, T. Nakanishi
    • 学会等名
      5th International Workshop on Applications and Fundamentals of Cellular Automata, (CANDAR-AFCA2017),
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Reversibility and Universality2018

    • 著者名/発表者名
      A. Adamatzky (Ed)
    • 総ページ数
      484
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319732152
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 5th International Workshop on Applications and Fundamentals of Cellular Automata, (CANDAR-AFCA2017),2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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