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情報通信と制御の融合によるサイバーフィジカルICT基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11275
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60060:情報ネットワーク関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

久保 亮吾  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00582199)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードサイバーフィジカルシステム / 通信ネットワーク / システム制御 / セキュリティ / 省エネルギー
研究成果の概要

サイバー空間から通信ネットワークを介して実世界の計測および制御を行うサイバーフィジカルシステムを安全かつ効率的に運用するには、情報通信システムと制御システムの協調動作が必要不可欠である。本研究では、サイバーフィジカルシステムを支えるネットワーク化制御技術の検討を行い、情報通信技術と制御技術を融合してシステム全体の省エネルギー化、高セキュリティ化、高信頼化を実現する手法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は通信ネットワークを介してアプリケーションの制御を行うネットワーク化制御技術を扱ったものであり、通信ネットワーク制御とアプリケーション制御の両面からのアプローチにより省エネルギー化、高セキュリティ化、高信頼化を実現した点に学術的意義がある。また、サイバーフィジカルシステムの省エネルギー化、高セキュリティ化、高信頼化はSociety 5.0の実現に向けた重要な社会課題であり、本研究の成果は機械、電力、交通等の様々な分野の社会インフラシステムに適用することが可能である。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Communication Quality Estimation Observer: An Approach for Integrated Communication Quality Estimation and Control for Digital-Twin-Assisted Cyber-Physical Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E105.B 号: 10 ページ: 1139-1153

    • DOI

      10.1587/transcom.2021MEI0003

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2022-10-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quality of service aware adaptive target queue length generation for active queue management2022

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hotchi and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IET Control Theory & Applications

      巻: 16 号: 4 ページ: 398-413

    • DOI

      10.1049/cth2.12234

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic bandwidth allocation with playback buffer stabilization for QoE-aware adaptive video streaming2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Sakamoto and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 12 ページ: 1003-1008

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0167

    • NAID

      130008123990

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variable sleep period control of energy-efficient network interfaces for QoP-aware networked control systems2021

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Yamanaka, Takanori Iwai, and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 6 ページ: 301-306

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0028

    • NAID

      130008047219

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-06-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic network path provisioning and selection for the detection and mitigation of data tampering attacks in networked control systems2021

    • 著者名/発表者名
      Kento Aida, Kenta Yamada, Ryosuke Hotchi, and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 147430-147441

    • DOI

      10.1109/access.2021.3124024

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quality of performance aware data transmission for energy-efficient networked control2021

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Yamanaka, Takanori Iwai, and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 5769-5778

    • DOI

      10.1109/access.2020.3048796

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous time-delay and data-loss compensation for networked control systems with energy-efficient network interfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Yamanaka, Kenta Yamada, Ryosuke Hotchi, and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 110082-110092

    • DOI

      10.1109/access.2020.3001293

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active queue management supporting TCP flows using disturbance observer and Smith predictor2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hotchi, Hosho Chibana, Takanori Iwai, and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 173401-173413

    • DOI

      10.1109/access.2020.3025680

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of data tampering attacks using redundant network paths with different delays for networked control systems2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Jin Hoshino, and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 10 号: 2 ページ: 140-156

    • DOI

      10.1587/nolta.10.140

    • NAID

      130007622302

    • ISSN
      2185-4106
    • 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
  • [雑誌論文] Remote congestion control using model-free butterfly-shaped perfect delay compensator for active queue management supporting TCP flows2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hotchi and Ryogo Kubo
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 10 号: 2 ページ: 157-172

    • DOI

      10.1587/nolta.10.157

    • NAID

      130007622304

    • ISSN
      2185-4106
    • 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] Detection and mitigation of data tampering attacks for cooperative ACC systems based on C-V2X2022

    • 著者名/発表者名
      Taisei Awaji, Rintaro Tashima, Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPEG-DASHにおける量子化誤差オブザーバを用いた適応ビットレート制御2022

    • 著者名/発表者名
      岩本海, 浅野翔, 越智功士, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] サイバーフィジカルソーシャルシステム実現に向けたシステムレベル通信品質に基づくネットワーク化制御2022

    • 著者名/発表者名
      久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fair adaptive video streaming in MPEG-DASH based on feedback control and AIMD algorithm2021

    • 著者名/発表者名
      Kaito Nakata, Ryuta Sakamoto, and Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The 2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-delay compensation using communication disturbance observer in adaptive bitrate control for MPEG-DASH2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Ochi, Ryuta Sakamoto, and Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The 2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPEG-DASHにおける映像ビットレートの適応量子化に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      浅野翔, 越智功士, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MPEG-DASHにおけるAIMD方式を用いた適応ビットレート制御2021

    • 著者名/発表者名
      中田開斗, 阪本竜太, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 協調型自動運転の実現に向けた通信と制御の両面からのアプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      久保亮吾, 松尾優孝
    • 学会等名
      電子情報通信学会革新的無線通信技術に関する横断型研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 制御工学的アプローチに基づくQoEを考慮した映像ストリーミング技術の動向と課題2020

    • 著者名/発表者名
      久保亮吾, 阪本竜太, 越智功士
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Demonstration of wide-area networked motion control over long-reach 10G-EPON based on optical access edge computing2019

    • 著者名/発表者名
      Ryogo Kubo, Takahiro Michigami, Kenta Yamada, and Manabu Yoshino
    • 学会等名
      The 24th OptoElectronics and Communications Conference/International Conference on Photonics in Switching and Computing 2019 (OECC/PSC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Update cycle recalculation in active queue management using dynamically controlled target queue length2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hotchi and Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-delay and data-loss compensation using communication disturbance observer for energy-efficient networked control systems2019

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Yamanaka, Kenta Yamada, Ryosuke Hotchi, and Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic redundant path selection for tamper-tolerant networked control2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Aida, Kenta Yamada, Ryosuke Hotchi, and Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of time delays on observer-based cyberattack detection in interactive networked control systems2019

    • 著者名/発表者名
      Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サイバーフィジカルシステムにおける制御システムセキュリティ ―ネットワーク化制御における制御品質の観点から―2019

    • 著者名/発表者名
      久保亮吾, 山田健太
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 耐改ざんネットワーク化制御におけるネットワークパスの動的冗長度切替手法2019

    • 著者名/発表者名
      会田健人, 山田健太, 堀地亮佑, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信方式研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 省電力機能を有するネットワーク化制御における通信外乱オブザーバを用いた遅延およびデータ損失補償2019

    • 著者名/発表者名
      山中貴陽, 山田健太, 堀地亮佑, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection and mitigation of false data injection attacks for secure interactive networked control systems2018

    • 著者名/発表者名
      Ryogo Kubo
    • 学会等名
      The 2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics (ISR 2018)
    • 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] TCP/AQMネットワークにおけるバッファ容量を考慮したキュー長制御アルゴリズムの検討2018

    • 著者名/発表者名
      堀地亮佑, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] AQMの動的目標キュー長制御における目標値更新周期の検証2018

    • 著者名/発表者名
      堀地亮佑, 久保亮吾
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ステガノグラフィを用いたネットワーク化制御システムにおける情報ハイディング2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太, 堀地亮佑, 久保亮吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部電気情報工学科久保研究室

    • URL

      http://www.kbl.elec.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部電子工学科久保研究室

    • URL

      http://www.kbl.elec.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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