| 研究課題/領域番号 |
19K12158
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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61040:ソフトコンピューティング関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
常田 明夫 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40274493)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | カオス理論 / ランダム技術 / 乱数 / 自己相関 / ランダム性 / モンテカルロ法 / フィードバックシフトレジスタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、カオス理論に基づいた乱数や符号系列を種々の「ランダム技術」へ応用し、既存技術の性能向上やカオス理論の新しい応用の創成を目指すものである。ここで「ランダム技術」とは、モンテカルロ法など、乱数系列等の確率的性質（ランダム性）を利用する技術を指す。いかなるランダム性が有効であるかは、応用ターゲットによっても異なるので、カオス理論を有効に活用するには、各応用において、いかなるランダム性が有効であるかを検証し、それに応じたランダム性の設計・実現が重要である。本研究では、いくつかの「ランダム技術」において、いかなるランダム性が有効であるかを検証し、カオス理論の活用可能性を探る基礎的検討を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、一次元非線形カオス写像に基づいて様々な自己相関特性をもつカオス乱数を理論的に設計し、それらをモンテカルロ積分、機械学習、ステガノグラフィ、可視光CDMA通信、ストカスティックコンピューティングなど、ランダム性を利用する技術（ランダム技術）へ応用し、その性能を評価した。その結果、各応用において、適切な自己相関特性をもつカオス乱数を用いた場合に性能向上が可能であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
乱数（ランダム性）は、様々な技術で利用されているが、どのような性質の乱数が有効であるかの議論はあまりなされてこなかった。本研究では、まず一次元非線形写像のカオス理論に基づいて様々な自己相関特性をもつ乱数の生成が可能であることを示した。そして、このカオス理論に基づいた乱数の自己相関特性の「可制御性」を利用して、様々な特性の乱数をいくつかのランダム技術へ応用し、適切な自己相関の選択によって性能向上が可能であることが示された。今後、さらなる性能向上や他の技術への応用などが期待できる。
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