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マルチエージェントシステムに基づくIoTサービスの実現

研究課題

研究課題/領域番号 20K21833
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分62:応用情報学およびその関連分野
研究機関岡山大学 (2022)
京都大学 (2020-2021)

研究代表者

林 冬惠  岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (90534131)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードInternet of Things / マルチエージェントシステム / IoTサービス / 強化学習
研究開始時の研究の概要

本研究は、Internet of Things(IoT)環境においてマルチエージェントの技術を導入し、高品質なIoTサービスを設計し実現する。まず、多数のIoTデバイス間のインタラクションをモデリングするためのマルチエージェントシステムの構築を行う。次に、IoTネットワークのための効率的なリソース割り当てメカニズムを実現する。最後に、マルチエージェントシミュレーションを用いて実際のシステム設計を行い、多数多様なデバイスによる複雑なインタラクションを仮想空間で実証実験し、高品質なIoTサービスを実現する。

研究成果の概要

本研究は、Internet of Things(IoT)環境においてマルチエージェントの技術を導入し、高品質なIoTサービスを設計し実現することを試みた。まず、動的IoT環境において、サービスとサーバの関係を分析し、3種類のマルチエージェント意思決定問題のモデルを構築した。次に、マルチエージェント強化学習の手法に基づき、IoTネットワーク上のリソース割り当てのメカニズムを提案した。最後に、タスクオフローディング及びエッジデバイス上の分散連合学習の実証研究を行い、理論研究の成果を実世界に反映した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、サービスコンピューティングとマルチエージェントシステムの2つ分野に跨る課題を挑戦することである。まず、マルチエージェントシステムの観点からIoTサービスの実現に関する取り組みは独創的な点であり、IoTサービス設計に関する方法論の提案と実践はサービスコンピューティング分野に貢献している。次に、IoTサービスに取り組むことによって、従来のマルチエージェントシステム研究分野において新しい研究課題の創出と応用分野の開拓に対する貢献が大きい。また、IoTサービスの実現に関する基礎研究を行うと共に実際のIoT環境でその効果を検証し、社会的な意義が大きい。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multi-Agent Reinforcement Learning for Cooperative Task Offloading in Distributed Edge Cloud Computing2022

    • 著者名/発表者名
      DING Shiyao、LIN Donghui
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E105.D 号: 5 ページ: 936-945

    • DOI

      10.1587/transinf.2021DAP0010

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep Coalitional Q-Learning for Dynamic Coalition Formation in Edge Computing2022

    • 著者名/発表者名
      DING Shiyao、LIN Donghui
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E105.D 号: 5 ページ: 864-872

    • DOI

      10.1587/transinf.2021KBP0007

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異種のIoTデバイスとWebサービスの相互運用のためのIoTサービス基盤2022

    • 著者名/発表者名
      大川 楠人、林 冬惠、村上 陽平、中口 孝雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J105-D 号: 1 ページ: 41-51

    • DOI

      10.14923/transinfj.2021SKP0023

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Understanding Open Collaboration of Wikipedia Good Articles with Factor Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Chou Huichen、Lin Donghui、Ishida Toru
    • 雑誌名

      Journal of Information and Knowledge Management

      巻: 21 号: 03 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1142/s0219649222500307

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TMchain: A Blockchain-based Collaboration System for Teaching Materials2022

    • 著者名/発表者名
      Chou Huichen、Lin Donghui、Nakaguchi Takao、Ishida Toru
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 30 号: 0 ページ: 343-351

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.30.343

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multi-Agent Reinforcement Learning for Task Allocation in Cooperative Edge Cloud Computing2021

    • 著者名/発表者名
      Shiyao Ding
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Service-Oriented Computing (PhD Symposium)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Graph Convolutional Reinforcement Learning for Dependent Task Allocation in Edge Computing2021

    • 著者名/発表者名
      Shiyao Ding, Donghui Lin, and Xin Zhou
    • 学会等名
      The 5th IEEE International Conference on Agents
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Blockchain-based Collaboration Framework for Teaching Material Creation2021

    • 著者名/発表者名
      Huichen Chou, Donghui Lin, Takao Nakaguchi, and Toru Ishida
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Human-Computer Interaction
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Task Allocation for Cost-Efficient Edge Cloud Computing2021

    • 著者名/発表者名
      林 冬惠
    • 学会等名
      第20回 情報科学技術フォーラム (FIT2021) トップコンファレンスセッション
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] サービス指向コレクティブインテリジェンス: Webサービス基盤からIoTサービス基盤へ2021

    • 著者名/発表者名
      林 冬惠
    • 学会等名
      コレクティブインテリジェンスシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Task Allocation for Cost-Efficient Edge Cloud Computing2020

    • 著者名/発表者名
      Shiyao Ding and Donghui Lin
    • 学会等名
      The 17th IEEE International Conference on Services Computing (IEEE SCC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Constraint-based Approach to Edge Resource Allocation for Complex Event Processing2020

    • 著者名/発表者名
      Bowen Wei, Donghui Lin, and Shiyao Ding
    • 学会等名
      The 2020 IEEE/WIC/ACM International Joint Conference on Web Intelligence and Intelligent Agent Technology (WI-IAT 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Coalitional Markov Decision Process Model for Dynamic Coalition Formation among Agents2020

    • 著者名/発表者名
      Shiyao Ding and Donghui Lin
    • 学会等名
      The 2020 IEEE/WIC/ACM International Joint Conference on Web Intelligence and Intelligent Agent Technology (WI-IAT 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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