| 研究課題/領域番号 |
19K11833
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60010:情報学基礎論関連
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 (2021-2022)
湘南工科大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
眞田 亜紀子 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20631138)
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| 研究分担者 |
太田 隆博 専修大学, ネットワーク情報学部, 教授 (60579001)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | DNAストレージ / グラフ理論 / データ系列制約 / キャパシティ / データ圧縮 / 制約符号 / バランス制約 / 連長制約 / 最大符号化率 / 部分系列の頻度 / 禁止語 / DNA / ラン長制約 / 離散数学 / データ保存・データ圧縮 / 符号化・復号 / 制約付き記号列 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DNA を用いた記録メディア（DNAストレージ）の「データの保存・読み出しコスト」や突然変異による「データの誤りや欠落」を考慮すべく，低コストで誤りなくデータの読み書き可能な手法を提案するための基礎的研究を行う．グラフ（点と線で物のつながりを表すモデル）を軸として，DNAストレージに適した符号の理論的解析とシミュレーションを行い，実用化に向けての礎を築く．
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| 研究成果の概要 |
DNAを用いた記録媒体であるDNAストレージは，長寿命と高密度の観点で既存の記録媒体よりはるかに優れており次世代記録媒体として注目されている．一方で，実用化に向けては「低コストでのデータの保存・読み出し」や，「データの誤りや欠落をなくす」ことを考慮した，低コストで誤りなくデータの読み書きが可能な手法が必須となる．
本研究では，DNA系列として適切でない系列を排除したりデータ圧縮を予め行うことで，低コストで信頼性の高い符号化方式を提案した．具体的には，制約符号の概念からグラフ理論を用いて提案手法の符号化率の解析を行なったり，循環系列を用いた新たなデータ圧縮法を提案し，その有効性を確かめた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
DNAストレージの実用化に向けての「低コスト」かつ「信頼性」の観点から，主としてDNAの系列に関した研究成果をあげている．具体的には，DNAに適したデータ系列を考慮し，その系列にどのように符号化するか着目した成果である．つまり，系列の観点から「効率的に誤り耐性を持たせる」ことを論じているため，単体として使用した場合はもちろんのこと，ランダムに起きた誤りを修正する「誤り訂正」と融合させることで更なる有効性が期待できる．このような基礎的研究を基盤としてDNAストレージが実用化されれば，ビッグデータをコンパクトに保存することが現実的となり，社会的貢献は非常に高いと言える．
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