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接続が不安定な状況下でモバイルエージェント協調動作を実現するアルゴリズム設計

研究課題

研究課題/領域番号 21K17706
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関九州工業大学

研究代表者

柴田 将拡  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (10806095)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード自律分散システム / モバイルエージェント / 集合問題 / g-部分集合問題 / 均一配置問題 / 動的ネットワーク / 自律分散ロボット群 / 自律分散ロボット / 個体群プロトコル / 平均次数
研究開始時の研究の概要

モバイルエージェントはネットワーク内を自律的に移動するソフトウェアを指し、ネットワーク整備などへの適用が期待できる。研究代表者はこれまでにモバイルエージェント間の協調動作を実現するg-部分集合アルゴリズムや均一配置問題アルゴリズムを設計してきた。これまでは簡単のためにネットワーク構造が変化しない静的ネットワークを主に対象としたが、端末の移動や通信リンクの不調が発生する実際や将来のネットワークへの適用を考えると、構造の動的な変化への対応が不可欠である。そのため、特に本研究では接続が一時的に不安定になる状況下でもモバイルエージェント協調動作を実現する手法の確立を行う。

研究成果の概要

本研究課題では、ネットワーク中を自律的に移動する複数体のモバイルエージェント
(以下、エージェント)が、通信リンクの接続状況が不安定な環境下でも協調動作を実現するアルゴリズムの設計に取り組んだ。特に、g体以上ずつのグループに分かれて集合するような自律的な移動を要求するg-部分集合問題と、エージェントが均等に配置することを要求する均一配置問題に着目し、対象のネットワーク構造がリングやトーラスの時にg-部分集合問題を最適コストで解決するためのエージェント数に関する条件、対象のネットワークがリングやグリッドの時に均一配置問題を効率的に解決するために必要なエージェントの能力に関する仮定について解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の自律分散システムやIoTシステムは大規模化が進行しており、システムの構築には大量の通信リンクが必要である。また、システムの柔軟かつ効率的な運用のためにノードがシステムへ一時的に参加・離脱するようなシナリオも考慮すると、接続状況が不安定になる事態は避けられない。その対策として、本研究課題で得られた、通信リンクの状態が不安定な状況下でもg-部分集合問題や均一配置アルゴリズムを適用することで、動的な変化がより激しくなることが予想される将来のシステムを安定して運用させることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 10件)

  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学/ストラスブール大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Semi‐uniform deployment of mobile robots in perfect $\ell$‐ary trees2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Sebastien Tixeuil
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - 号: 19 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/cpe.7432

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Almost uniform deployment of mobile agents in dynamic rings2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim
    • 雑誌名

      Information and Computation

      巻: 289 ページ: 104949-104949

    • DOI

      10.1016/j.ic.2022.104949

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visibility-optimal gathering of seven autonomous mobile robots on triangular grids2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Masaki Oyabu, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim, Yoshiaki Katayama,
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: 12 号: 1 ページ: 2-25

    • DOI

      10.15803/ijnc.12.1_2

    • NAID

      130008142107

    • ISSN
      2185-2839, 2185-2847
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A self-stabilizing algorithm for constructing a minimal reachable directed acyclic graph with two senders and two targets2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Yonghwan、Shibata Masahiro、Sudo Yuichi、Nakamura Junya、Katayama Yoshiaki、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 874 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2021.05.005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Stabilizing Population Protocols With Global Knowledge2021

    • 著者名/発表者名
      Sudo Yuichi、Shibata Masahiro、Nakamura Junya、Kim Yonghwan、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: 32 号: 12 ページ: 3011-3023

    • DOI

      10.1109/tpds.2021.3076769

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Vehicle Routing for Collaboratively Collecting Disaster Area Information2023

    • 著者名/発表者名
      Sanjukta Khwairakpam, Masahiro Shibata, and Masato Tsuru
    • 学会等名
      Proceedings of the 12th International Conference on Networks, Communication and Computing (ICNCC)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resiliency of the area-segmentation in vehicle routing for collecting the disaster information2023

    • 著者名/発表者名
      Sanjukta Khwairakpam, Masahiro Shibata, Masato Tsuru
    • 学会等名
      Proceedings of the 18-th International Conference on Broadband and Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Gathering of Mobile Agents in Dynamic Tori2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Naoki Kitamura, Ryota Eguchi, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, and Yonghwan Kim
    • 学会等名
      Proceedings of the 2nd Symposium on Algorithmic Foundations of Dynamic Networks (SAND)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 完全二部グラフにおけるモバイルロボット均一配置アルゴリズム2023

    • 著者名/発表者名
      柴田 将拡, 北村 直輝, 江口 僚太, 首藤 裕一, 中村 純哉, 金 鎔煥, 片山 喜章, 増澤 利光, セバスチャン ティクソイ
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(COMP2023-14)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Gathering of Mobile Robots with Defected Views2022

    • 著者名/発表者名
      Yonghwan Kim, Masahiro Shibata, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yoshiaki Katayama, Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      Proceedings of the 26th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vehicle routing in whole and segmented areas to incrementally collect the disaster information2022

    • 著者名/発表者名
      Sanjukta Khwairakpam, Masahiro Shibata, Masato Tsuru
    • 学会等名
      Proceedings of the 17-th International Conference on Broadband and Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief Announcement: Gathering Despite Defected View2022

    • 著者名/発表者名
      Yonghwan Kim, Masahiro Shibata, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yoshiaki Katayama, Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      Proceedings of the 36th International Symposium on Distributed Computing (DISC)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-Uniform Deployment of Mobile Robots in Perfect \ell-ary Trees2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata and Sebastien Tixeuil
    • 学会等名
      Proceedings of the 9th International Symposium on Computing and Networking (CANDAR)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial gathering of mobile agents in dynamic rings2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, and Yonghwan Kim
    • 学会等名
      Proceedings of the 22nd International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vehicle routing for incremental collection of disaster information along streets2021

    • 著者名/発表者名
      Yuga Maki, Wenju Mu, Masahiro Shibata, and Masato Tsuru
    • 学会等名
      Proceedings of the 18th EAI International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Computing, Networking and Services (EAI MobiQuitous)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering of seven autonomous mobile robots on triangular grids2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Masaki Ohyhabu, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim, and Yoshiaki Katayama
    • 学会等名
      Proceedings of the 23rd Workshop on Advances in Parallel and Distributed Computational Models (APDCM)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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