テラ・スケール分散計算論ー自律性について

• 研究課題/領域番号: 22300004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 情報学基礎
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山下 雅史 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (00135419)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2011年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2010年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 分散計算論 / 分散計算構造 / 自律性 / 合意形成 / 巨大分散システム / 分散システム / 分散ロボットシステム / ランダム性 / 匿名性 / 自己安定化 / 局所記憶 / 確率的システム / 情報交換の局所性 / 自己組織化 / 乱歩 / マルコフ連鎖 / 確率的自己安定

研究成果の概要

生体分子からの機能発現，自律分散ロボットの相互位置制御，データベースシステムの一貫性制御，人間社会の選挙，といった多くの問題から領域固有の問題を捨象し，内包する分散計算構造に注目すると，典型的な分散問題である合意形成問題が共通して出現する．この事実に着目し，巨大分散システムを理解し制御するための汎用分散計算論を構築することが申請者が描く研究の全体構想である．
その中で，本研究では，(分子のような)記憶や識別子を持たない要素から構成される(生物のような)巨大分散システムが，高度な自律性を獲得できる理由を分散計算論の立場から理解し，自律性を有する(人工の)巨大分散システムの設計論を構築した．

研究成果

• [雑誌論文] Forming sequences of geometric patterns with oblivious mobile robots (2015)
  • 著者名/発表者名: Shantanu Das, Paola Flocchini, Nicola Santoro, Masafumi Yamashita
  • 雑誌名: Distributed Computing 巻: 28 号: 2 ページ: 131-145
  • DOI: 10.1007/s00446-014-0220-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Gathering Problem for Two Oblivious Robots with Unreliable Compasses (2012)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Izumi
  • 雑誌名: SIAM Journal on Computing 巻: 41(1) 号: 1 ページ: 26-46
  • DOI: 10.1137/100797916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probabilistic Self-Stabilization and Biased Random Walks on Dynamic Graphs (2012)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Yamashita
  • 雑誌名: International Journal of Networking and Computing 巻: 2 ページ: 147-159
  • NAID: 130005475374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broadcastings and digit tilings on three-dimensional torus networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryotaro Okazaki, Hirotaka Ono, Taizo Sadahiro, Masafumi Yamashita
  • 雑誌名: Theor. Comput. Sci 巻: 412(4-5) 号: 4-5 ページ: 307-319
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2010.09.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broadcastings and digit tilings on three-dimensional torus networks (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Okazaki, H.Ono, T.Sadahiro, M.Yamashita
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 412(4-5) ページ: 307-319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upper and Lower Bounds of Space Complexity of Self-Stabilizing Leader Election in Mediated Population Protocol (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryu Mizoguchi, Hirotaka Ono, Shuji Kijima, Masafumi Yamashita
  • 雑誌名: OPODIS 2010 ページ: 491-503
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the computational power of oblivious robots : forming a series of geometric patterns (2010)
  • 著者名/発表者名: Shantanu Das, Paola Flocchini, Nicola Santoro, Masafumi Yamashita
  • 雑誌名: Proceeding of PODC 2010 ページ: 267-276
  • 査読あり
• [学会発表] 有向グラフにおけるパリティハミルトン閉路問題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西山宏，山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 第152回アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2015-03-03
• [学会発表] パリティハミルトン閉路問題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西山宏，小林佑輔, 山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 第151回アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-14
• [学会発表] splitグラフ上の全域木混雑度問題に対する反復丸めを用いた近似アルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保浩平，山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 第150回アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 大濱信泉記念館
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] 移動ビザンチン故障の移動性とビザンチン合意問題の困難さ (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木徹，山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 第150回アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 大濱信泉記念館
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] 安定結婚問題における最適選好マッチングの端点集合族の性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川瑞樹，山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 第150回アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 伝国の杜
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] On Self-Adjusting Optimal Binary Search Trees (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Matsukawa, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, and Masafumi Yamashita
  • 学会等名: The 17th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-15
• [学会発表] 安定結婚問題における最適選好マッチングの端点集合族 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川瑞樹, 山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 日本OR学会「最適化の理論と応用」研究部会 -- 未来を担う若手研究者の集い2014 --
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [学会発表] 自己適応最適二分探索木の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松川理拓，山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 火の国情報シンポジウム2014
  • 発表場所: 大分大学
• [学会発表] Mobile Byzantine Agreement on Arbitrary Network (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Sasaki, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, and Masafumi Yamashita
  • 学会等名: The 17th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2013)
  • 発表場所: Nice, France
• [学会発表] Rendezvous of Two Robots with Constant Memory (2013)
  • 著者名/発表者名: Paola Flocchini, Nicola Santoro, Giovanni Viglietta, Masafumi Yamashita
  • 学会等名: The 17th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2013)
  • 発表場所: Nice, France
• [学会発表] Expressivity of Time-Varying Graphs (2013)
  • 著者名/発表者名: Arnaud Casteigts, Paola Flocchini, Emmanuel Godard, Nicola Santoro, Masafumi Yamashita
  • 学会等名: The 19th International Symposium on Fundamentals of Computation Theory (FCT2013)
  • 発表場所: Liverpool, United Kingdom
• [学会発表] Any max-cardinality popular matching in a stable marriage problem consists of the same people (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Hirakawa, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Masafumi Yamashita
  • 学会等名: The 8th Japanese-Hungarian Symposium on Discrete Mathematics and Its Applications
  • 発表場所: Veszprem, Hungary
• [学会発表] A randomized streaming algorithm for finding distinction of frequent items in distributed systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sonoda, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Masafumi Yamashita
  • 学会等名: The 8th Japanese-Hungarian Symposium on Discrete Mathematics and Its Application
  • 発表場所: Veszprem, Hungary
• [学会発表] ラーマングラフに対する局所交換アルゴリズム (2013)
  • 著者名/発表者名: Taufiqurrachman，山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
  • 学会等名: 2013年度 夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: 休暇村 志賀島
• [学会発表] 森および連結全域部分グラフの乱択近似数え上げ (2013)
  • 著者名/発表者名: 三原勇治
  • 学会等名: 2012年度 冬のLAシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所，京都
• [学会発表] ロータールーターモデルの設計手法の提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白髪丈晴
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部火の国シンポジウム2012
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 定数次数グラフの同型性判定アルゴリズムの実装 (2012)
  • 著者名/発表者名: 園田尚人
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部火の国シンポジウム2012
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] LamanグラフとM-CircuitsのHenneberg分解の列挙について (2012)
  • 著者名/発表者名: タウフィックラチマン
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部火の国シンポジウム2012
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 確率的スケジューラの下での確率的自己安定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山内由紀子
  • 学会等名: 2011年度冬のLAシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所(京都)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] Asynchronous pattern formation by anonymous oblivious mobile robots (2012)
  • 著者名/発表者名: Nao Fujinaga
  • 学会等名: The 26th International Symposium on Distributed Computing
  • 発表場所: Pestana Bahia Hotel, Brazil
• [学会発表] The Power of Lights: Synchronizing Asynchronous Robots Using Visible Bits (2012)
  • 著者名/発表者名: Shantanu Das
  • 学会等名: The 32nd International Conference on Distributed Computing Systems
  • 発表場所: Venetian Macao-Resort-Hotel, Macau, China
• [学会発表] Hitting time and cover time on dynamic graphs (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Koba
  • 学会等名: The 36th Australasian Conference on Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing (ACCMCC)
  • 発表場所: University of New South Wales, Sydney, Australia
• [学会発表] Fast random walk and its stationary distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Hosaka
  • 学会等名: The 36th Australasian Conference on Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing (ACCMCC)
  • 発表場所: University of New South Wales, Sydney, Australia
• [学会発表] ポピュラーマッチングの解構造に対する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平川瑞樹
  • 学会等名: 日本OR学会九州支部 第3回若手OR研究交流会
  • 発表場所: 北九州市立大学，福岡
• [学会発表] 安定結婚問題におけるポピュラーマッチングの解構造に対する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平川瑞樹
  • 学会等名: 平成24年度（第65回）電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎
• [学会発表] 剛性グラフに対する局所交換可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: Taufiqurrachman
  • 学会等名: 平成24年度（第65回）電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎
• [学会発表] 完全k部グラフにおける移動ビザンチン合意問題アルゴリズムの提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木徹
  • 学会等名: 平成24年度（第65回）電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎
• [学会発表] パリティ最長路問題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山宏
  • 学会等名: 平成24年度（第65回）電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎
• [学会発表] A randomized algorithm for finding frequent elements in streams using O(loglog N) space (2011)
  • 著者名/発表者名: Masatora Ogata
  • 学会等名: The 22nd International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2011)
  • 発表場所: Workpia Yokohama, Kanagawa
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] グラフ上のランダムウォークとその高速化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野中良哲
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会2011年秋季研究発表会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 多種ランダムウォークにおける全訪問時間の上下界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 穂坂祐輔
  • 学会等名: 2011年度夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: ザヴィラ浜名湖(静岡)
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] 離散構造に着目したグラフ上のランダムウォーク高速化の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野中良哲
  • 学会等名: 2011年度夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: ザヴィラ浜名湖(静岡)
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] エレベータのオンラインアルゴリズムに対する解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深江脩紀
  • 学会等名: 2011年度夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: ザヴィラ浜名湖(静岡)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] On cover time of multiplex random walks (2011)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Hosaka
  • 学会等名: The 14th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation (WAAC 2011)
  • 発表場所: Haeundae, Busan, Korea
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Random walks on dynamic graphs (2011)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Koba
  • 学会等名: The 14th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation (WAAC 2011)
  • 発表場所: Haeundae, Busan, Korea
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] On random maze via Markov chain Monte Carlo (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Mihara
  • 学会等名: The 14th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation (WAAC 2011)
  • 発表場所: Haeundae, Busan, Korea
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] SS-LEメディエイテッドポピュレーションプロトコルの設計と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝口隆, 小野廣隆, 来嶋秀治, 山下雅文
  • 学会等名: 2010年度夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: 九殿浜温泉ひみのはな
  • 年月日: 2010-07-20