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CPSに基づいた自律分散ロボット群に対する理論的モデル化とその計算限界の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K00019
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
研究機関法政大学

研究代表者

和田 幸一  法政大学, 理工学部, 教授 (90167198)

研究分担者 DEFAGO Xavier  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (70333557)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード自律分散ロボット / CPS / 非同期度 / 集合問題 / 自己安定 / ライト / 同期度 / 非同期 / 無記憶 / 匿名性 / 形状形成 / Cyber Phisical Systems / 耐故障性 / 計算限界
研究成果の概要

CPSを考慮に入れた自律分散ロボット群に理論モデル構築とその上でのロボット群の計算能力に関して主として以下の成果を得た.(1)CPSを意識した新しい自律分散ロボット群のモデル化とその上でのロボットに対するオンライン経路探索アルゴリズムを開発した.(2)従来のLCMロボットモデルにおける集合問題の可解性を耐故障性の観点から明らかにした.(3)ライト付きロボット群に対する計算能力を明らかにした.(4)リングネットワークにおける制限視野をもつライト付きロボット群の集合問題に対する色数最適なアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムはロボットの動作が完全な非同期でも動作する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

CPSに基づいた自律分散ロボットに対する理論的モデルの構築とその上での自律分散ロボット群の計算能力の解明は,分散情報学における分散アルゴリズムの進展に寄与するところが大きい.また,CPSに基づいた自律分散ロボット群の理論的モデルはより現実的な条件を取り入れているので,実機開発における評価基準となりえる可能性が高い.特に完全非同期で動作する制限視野をもつライト付きロボット群に対するアルゴリズムはその一例である.

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

    (48件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 14件、 査読あり 18件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 15件、 招待講演 11件)

  • [国際共同研究] University of Ottawa/Carleton University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Sorbonne University(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ben-Gurion University of the Negev(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ben-Grion University of the Negev(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Ottawa/Carleton University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Lip6(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Self-stabilizing gathering of mobile robots under crash or Byzantine faults2020

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago, Maria Potop-Butucaru, Philippe Raipin Parvedy
    • 雑誌名

      Distributed Computing

      巻: 33 号: 5 ページ: 393-421

    • DOI

      10.1007/s00446-019-00359-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Communication Efficient Self-Stabilizing Leader Election2020

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago, Yuval Emek, Shay Kutten, Toshimitsu Masuzawa, Yasumasa Tamura
    • 雑誌名

      DISC 2020

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Forgive & Forget: Self-Stabilizing Swarms in Spite of Byzantine Robots2020

    • 著者名/発表者名
      Yotam Ashkenazi, Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Fukuhito Ooshita, Koichi Wada
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation Practice and Experience

      巻: 32 号: 11 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1002/cpe.6123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On Memory, Communication, and Synchronous Schedulers When Moving and Computing2020

    • 著者名/発表者名
      Paola Flocchini, Nicola Santoro, and Koichi Wada
    • 雑誌名

      Proc. 23rd International Conference on Principles of Distributed Systems

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gathering on Rings for Myopic Asynchronous Robots with Lights2020

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei, Anissa Lamani, Fukuhito Ooshita, Sebastien Tixeuil and Koichi Wada
    • 雑誌名

      Proc. 23rd International Conference on Principles of Distributed Systems

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Priority Inheritance with Backtracking for Iterative Multi-agent Path Finding2019

    • 著者名/発表者名
      Okumura Keisuke、Machida Manao、Xavier Defago、Tamura Yasumasa
    • 雑誌名

      IJCAI 2019

      巻: - ページ: 535-542

    • DOI

      10.24963/ijcai.2019/76

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Neighborhood Mutual Remainder and its Self-Stabilizing Implementation of Look-Compute-Move Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Yoshiaki Katayama, Fukuhito Ooshita and Koichi Wada
    • 雑誌名

      Proc. of 33rd International Symposium on Distributed Computing (DISC 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Model Checking Rendezvous Algorithms for Robots with Lights in Euclidean Space2019

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago and Adam Heriban and Sebastien Tixeuil and Koichi Wada
    • 雑誌名

      Proc. of 33rd International Symposium on Distributed Computing (DISC 2019)

      巻: -

    • NAID

      120006766465

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Self-stabilizing LCM Schedulers for Autonomous Mobile Robots Using Neighborhood Mutual Remainder2019

    • 著者名/発表者名
      Dolev Shlomi、Kamei Sayaka、Katayama Yoshiaki、Ooshita Fukuhito、Wada Koichi
    • 雑誌名

      Proc. 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems

      巻: - ページ: 127-132

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34992-9_11

    • ISBN
      9783030349912, 9783030349929
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Brief Announcement Forgive & Forget: Self-stabilizing Swarms in Spite of Byzantine Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Ashkenazi Yotam、Dolev Shlomi、Kamei Sayaka、Ooshita Fukuhito、Wada Koichi
    • 雑誌名

      Proc. 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems

      巻: - ページ: 16-21

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34992-9_2

    • ISBN
      9783030349912, 9783030349929
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Forgive & Forget: Self-Stabilizing Swarms in Spite of Byzantine Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Ashkenazi Yotam、Dolev Shlomi、Kamei Sayaka、Ooshita Fukuhito、Wada Koichi
    • 雑誌名

      11th International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications (PDAA 2019)

      巻: - ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/candarw.2019.00041

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Circuit Simulation in MapReduce2019

    • 著者名/発表者名
      Fabian Frei and Koichi Wada
    • 雑誌名

      30th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neighborhood Mutual Remainder: Self-Stabilizing Implementation of Look-Compute-Move Robots (Extended Abstract)2019

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Yoshiaki Katayama, Fukuhito Ooshita, Koichi Wada
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: arXiv:1903.02843 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Fault-Tolerant Mobile Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Defago Xavier、Potop-Butucaru Maria、Tixeuil Sebastien
    • 雑誌名

      Distributed Computing by Mobile Entities

      巻: none ページ: 234-251

    • DOI

      10.1007/978-3-030-11072-7_10

    • ISBN
      9783030110710, 9783030110727
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 非同期自律分散モバイルロボット群における排他制御とその効率化2019

    • 著者名/発表者名
      森 将真, 田村 康将, Défago Xavier
    • 雑誌名

      第18回複雑系マイクロシンポジウム

      巻: none ページ: 3-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rendezvous of Asynchronous Mobile Robots with Lights2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Wada, Y. Katayama
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11011 ページ: 434-448

    • DOI

      10.1007/978-3-319-98355-4_25

    • ISBN
      9783319983547, 9783319983554
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      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gathering problems for autonomous mobile robots with lights2018

    • 著者名/発表者名
      S. Terai, K. Wada and Y. Katayama
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: arXiv:1811.12068v1 ページ: 1-39

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      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Optimal Rendezvous L-Algorithms for Asynchronous Mobile Robots with External-Lights2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Wada, X. Defago
    • 雑誌名

      22nd Internationa Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2018), LIPICS

      巻: 125

    • DOI

      10.4230/LIPICS.OPODIS.2018.24

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amoeba Exploration: Coordinated Exploration with Distributed Robots2018

    • 著者名/発表者名
      Okumura Keisuke、Tamura Yasumasa、Defago Xavier
    • 雑誌名

      The 9th International Conference on Awareness Science and Technology (iCAST)

      巻: none ページ: 191-195

    • DOI

      10.1109/icawst.2018.8517225

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rendezvous of Asynchronous Mobile Robots with Lights2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Wada, Y. Katayama
    • 雑誌名

      Lecture Note in Computer Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designing a Maintenance Free Multi-Channel Wireless Sensor Network Protocol2018

    • 著者名/発表者名
      Nur Sazwani Ghazali, Sabariah Baharun, A. K. M. Muzahidul Islam, K. Wada
    • 雑誌名

      UTM Jurnal Teknologi

      巻: 80 ページ: 67-75

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Optimal Asynchronous Rendezvous for Mobile Robots with Lights2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Wada, Y. Katayama
    • 雑誌名

      Lecture Note in Computer Science

      巻: 10616 ページ: 484-488

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      2017 実施状況報告書
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  • [学会発表] Distributed Agreement and Robot Coordination2019

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago
    • 学会等名
      JFLI-Tokyo Tech Workshop
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      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distributed Algorithms for Robot Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago
    • 学会等名
      149th NII Shonan Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Model Checking Robot Algorithms in Euclidean Space2019

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago
    • 学会等名
      第15回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-Stabilizing Gathering of Mobile Robots under Crash or Byzantine Faults2019

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago
    • 学会等名
      2nd Japan-Taiwan Joint Workshop, Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brief Announcement: Neighborhood Mutual Remainder and its Self-Stabilizing Implementation of Look-Compute-Move Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Dolev
    • 学会等名
      33rd International Symposium on Distributed Computing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief Announcement: Model Checking Rendezvous Algorithms for Robots with Lights in Euclidean Space2019

    • 著者名/発表者名
      Sebastien Tixeuil
    • 学会等名
      33rd International Symposium on Distributed Computing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dependability and Fault-Tolerance of Cooperative Mobile Robots: The Gap Between Theory and Pragmatism2019

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago
    • 学会等名
      Pacific-Rim Intl. Symp. on Dependable Computing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brief Announcement: Self-Stabilizing Implementation of LCM Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei
    • 学会等名
      21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief announcement: Forgive & Forget: Self-Stabilizing Swarms in Spite of Byzantine Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita
    • 学会等名
      21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Forgive & Forget: Self-Stabilizing Swarms in Spite of Byzantine Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita
    • 学会等名
      11th International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications, in conjunction with CANDAR 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Circuit Simulation in MapReduce2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Wada
    • 学会等名
      30th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Memory, Communication, and Synchronous Schedulers When Moving and Computing2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Wada
    • 学会等名
      23rd International Conference on Principles of Distributed Systems,
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering on Rings for Myopic Asynchronous Robots with Lights2019

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei
    • 学会等名
      23rd International Conference on Principles of Distributed Systems,
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallel Complexity for MapReduce computation2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Wada
    • 学会等名
      Lip6 Computer Science Seminar, Paris
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gathering and rendezvous for autonomous mobile robots2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Wada
    • 学会等名
      SSS Seminar in ETH, Zurich
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rendezvous on asynchronous mobile robots with lights -Relationship between power of lights and synchrony2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Wada
    • 学会等名
      2nd Workshop on Self-organization in Swarm of Robots in SSS 2018, Tokyo
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decentralized Route Planning and Exploration in Multi-Robot Systems2018

    • 著者名/発表者名
      DEFAGO Xavier
    • 学会等名
      3rd Taiwan-Japan workshop on secure and dependable IoT systems, Tokyo
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computing by Luminous Robots2017

    • 著者名/発表者名
      K. Wada
    • 学会等名
      Research Meeting and School on Distributed Computing by Mobile Robots (MAC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rendezvous of Autonomous Mobile Robots with Lights in Asynchronous Schedulers2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Wada, Y. Katayama
    • 学会等名
      The 20th Korean-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation (WAAC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rendezvous and Gathering for Asynchronous Mobile Robots with Lights--Relationship between power of lights and synchrony2017

    • 著者名/発表者名
      K. Wada
    • 学会等名
      MoRoVer: Mobile Robots and Verification
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-03-16  

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