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モバイルエージェントのための自己安定アルゴリズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11167
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

大下 福仁  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (20362650)

研究分担者 井上 美智子  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30273840)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 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)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードモバイルエージェント / モバイルロボット / 個体群プロトコル / 自己安定 / ビザンチン故障 / 動的ネットワーク / 分散アルゴリズム / 自己安定アルゴリズム
研究成果の概要

本研究では、外乱の起こりやすい環境において、複数のモバイルエージェント(自律的に移動する計算オブジェクト)が安定的に協調動作を行なうための分散アルゴリズムを開発した。具体的には、ソフトウェアエージェントモデル(計算機ネットワークを移動するエージェントのモデル)、自律移動ロボットモデル(実世界のモバイルロボットのモデル)、個体群プロトコルモデル(ナノスケールシステムなどの低性能デバイス群のモデル)において、さまざまなタスクに対する多数の分散アルゴリズムを提案した。そのうちのいくつかは自己安定アルゴリズムであり、システムが矛盾を含む状況に陥ったとしても、自動的に正常な状況へ復旧できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、モバイルエージェントを協調動作させるための多数の高効率・高信頼な分散アルゴリズムを提案した。提案したアルゴリズムは、工場・倉庫等で実用化が進むモバイルロボット、農業・物流等で導入が進むドローン、今後広まると期待される自動運転車などが構成するシステムに適用することができる。そのため、本研究成果により、上記のシステムの高効率化・高信頼化を実現することができる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 21件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ネゲヴ・ベン=グリオン大学(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学/国際情報処理科学大学院(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] ネバダ大学ラスベガス校(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ネゲヴ・ベン=グリオン大学(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] University of Nevada, Las Vegas(米国)

    • 関連する報告書
      2018 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
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Eventually consistent distributed ledger despite degraded atomic broadcast2021

    • 著者名/発表者名
      Gregory Benassy, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - 号: 11

    • DOI

      10.1002/cpe.6199

    • NAID

      120007166832

    • 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] Ring exploration with myopic luminous robots2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita and Sebastien Tixeuil
    • 雑誌名

      Information and Computation

      巻: - ページ: 104702-104702

    • DOI

      10.1016/j.ic.2021.104702

    • 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] Exploration of dynamic tori by multiple agents2021

    • 著者名/発表者名
      Gotoh Tsuyoshi、Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 850 ページ: 202-220

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2020.11.004

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loosely Stabilizing Leader Election on Arbitrary Graphs in Population Protocols without Identifiers or Random Numbers2020

    • 著者名/発表者名
      SUDO Yuichi、OOSHITA Fukuhito、KAKUGAWA Hirotsugu、MASUZAWA Toshimitsu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103.D 号: 3 ページ: 489-499

    • DOI

      10.1587/transinf.2019FCP0003

    • NAID

      130007804163

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2020-03-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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] Time-Optimal Leader Election in Population Protocols2020

    • 著者名/発表者名
      Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Izumi Taisuke、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: 31 号: 11 ページ: 2620-2632

    • DOI

      10.1109/tpds.2020.2991771

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic Ring Exploration with (H,S) View2020

    • 著者名/発表者名
      Gotoh Tsuyoshi、Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Algorithms

      巻: 13 号: 6 ページ: 141-141

    • DOI

      10.3390/a13060141

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Byzantine-tolerant gathering of mobile agents in asynchronous arbitrary networks with authenticated whiteboards2020

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tsuchida, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103-D

    • NAID

      130007867759

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Move-optimal partial gathering of mobile agents without identifiers or global knowledge in asynchronous unidirectional rings2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Norikazu Kawata, Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: - ページ: 92-109

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2020.04.002

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loosely-stabilizing leader election with polylogarithmic convergence time2020

    • 著者名/発表者名
      Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu、Datta Ajoy K.、Larmore Lawrence L.
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 806 ページ: 617-631

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.09.034

    • 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] Loosely-stabilizing leader election for arbitrary graphs in population protocol model2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa, Ajoy K. Datta, and Lawrence L. Larmore
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: 30 号: 6 ページ: 1359-1373

    • DOI

      10.1109/tpds.2018.2881125

    • 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
  • [雑誌論文] A population protocol for uniform k-partition under global fairness2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Yasumi, Naoki Kitamura, Fukuhito Ooshita, Taisuke Izumi, and Michiko Inoue
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: 9 ページ: 97-110

    • NAID

      130007581112

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Terminating grid exploration with myopic luminous robots2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Nagahama, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      23rd Workshop on Advances in Parallel and Distributed Computational Models (APDCM)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering with a strong team in weakly Byzantine environments2021

    • 著者名/発表者名
      Jion Hirose, Junya Nakamura, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      22nd International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Uniform bipartition in population protocol model with arbitrary communication graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Yasumi, Fukuhito Ooshita, Michiko Inoue, and Sebastien Tixeuil
    • 学会等名
      24th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief announcement: Gathering with a strong team in weakly Byzantine environments2020

    • 著者名/発表者名
      Jion Hirose, Masashi Tsuchida, Junya Nakamura, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      27th International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Uniform bipartition in population protocol model over arbitrary communication networks2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Yasumi, Fukuhito Ooshita, Michiko Inoue, and Sebastien Tixeuil
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Gathering for mobile agents with a strong team in weakly Byzantine environments2020

    • 著者名/発表者名
      Jion Hirose, Masashi Tsuchida, Junya Nakamura, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Uniform partition in population protocol model under weak fairness2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Yasumi, Fukuhito Ooshita, Michiko Inoue
    • 学会等名
      the 23rd International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • 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, Anissa Lamani, Fukuhito Ooshita, Sebastien Tixeuil, and Koichi Wada
    • 学会等名
      the 23rd International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • 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
      Yotam Ashkenazi, Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Fukuhito Ooshita, and Koichi Wada
    • 学会等名
      the 11th International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications (PDAA)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eventually consistent distributed ledger relying on degraded atomic broadcast2019

    • 著者名/発表者名
      Gregory Benassy, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      the 11th International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications (PDAA)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Black hole search despite Byzantine agents2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tsuchida, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploration of dynamic ring networks by a single agent with the H-hops and S-time steps view2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Gotoh, Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Logarithmic expected-time leader election in population protocol model2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Taisuke Izumi, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ring exploration of myopic luminous robots with visibility more than one2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Nagahama, Fukuhito Ooshita, and Michiko Inoue
    • 学会等名
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 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: Self-stabilizing LCM schedulers for autonomous mobile robots using neighborhood mutual remainder2019

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Yoshiaki Katayama, Fukuhito Ooshita, and Koichi Wada
    • 学会等名
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 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
      Yotam Ashkenazi, Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Fukuhito Ooshita, and Koichi Wada
    • 学会等名
      the 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 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: 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
    • 学会等名
      the 33rd International Symposium on Distributed Computing (DISC)
    • 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: Logarithmic expected-time leader election in population protocol model2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Taisuke Izumi, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 38th ACM Symposium on Principles of Distributed Computing (PODC)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial gathering of mobile agents without identifiers or global knowledge in asynchronous unidirectional rings2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Norikazu Kawata, Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 26th International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視界に制限のあるライト付きモバイルロボットによるリング探索2019

    • 著者名/発表者名
      長濵将太,大下福仁,井上美智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 匿名単方向リングにおける部分集合問題に対する移動数最適な匿名エージェント乱択アルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      河田倫和,柴田将拡,首藤裕一,大下福仁,角川裕次,増澤利光
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ring exploration with myopic luminous robots2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita and Sebastien Tixeuil
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief announcement: Feasibility of weak gathering in connected-over-time dynamic rings2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita and Ajoy K. Datta
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational power of myopic robots on graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita
    • 学会等名
      2nd Workshop on Self-organization in Swarm of Robots
    • 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] Loosely-stabilizing leader election with polylogarithmic convergence time2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa, Ajoy K. Datta, and Lawrence L. Larmore
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラインおよびリングを形成する基地局を用いた仲介型個体群プロトコル2018

    • 著者名/発表者名
      吉川裕美,首藤裕一,大下福仁,角川裕次,増澤利光
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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