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レーザネットワークに基づく自律的競合回避メカニズムの創成と協調的意思決定への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22K21269
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

巳鼻 孝朋  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (30963277)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードレーザネットワーク / 意思決定 / 強化学習 / 同期現象 / レーザカオス / 光アクセラレータ
研究開始時の研究の概要

情報通信技術の爆発的発展とムーアの法則の終焉に見られる従来技術の限界のなかで,コンピュータと協調しながらコンピューティングの課題を解く光アクセラレータの研究が活発化している.本研究では,提案者が先駆的業績を有する半導体レーザネットワークに基づいて,光アクセラレータとして機能する,競合回避を実現するネットワーク構造を発見し,さらに, Beyond 5Gにおける通信分野の課題に帰着される競合バンディット問題の飛躍的に効率的な解決に貢献する.

研究成果の概要

本研究では,提案者が先駆的業績を有する半導体レーザネットワークにおいて,遅延カオス同期とゼロ遅延同期という2つの同期現象を利用することで,協調的意思決定システムの考案及び実証に至った.さらに,ネットワーク理論とカオス理論を用いることで理論的に競合回避を可能とするレーザネットワークの構築方法の提案を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今までレーザネットワークのダイナミクスや性質を調査する研究はセキュリティへの応用のために行われてきたが,意思決定や機械学習の進展により,再度,応用の視点を持った調査研究が必要であることを十分に示した.一方で,今まで協調的意思決定は量子システムでの考案にとどまっていたため,本研究のような実証まで行えた例はない.協調的意思決定を必要としている通信分野への展開は,「光情報は光で処理する」という光アクセラレータを体現する応用が見えており,欧米で電子AIアクセラレータが考えられている中で重要な社会的意義のある研究であるといえる.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Conflict-free joint decision by lag and zero-lag synchronization in laser network2024

    • 著者名/発表者名
      Ito Hisako、Mihana Takatomo、Horisaki Ryoichi、Naruse Makoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-024-54491-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymmetric leader-laggard cluster synchronization for collective decision-making with laser network2024

    • 著者名/発表者名
      Kotoku Shun、Mihana Takatomo、Roehm Andre、Horisaki Ryoichi、Naruse Makoto
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 32 号: 8 ページ: 14300-14300

    • DOI

      10.1364/oe.515261

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レーザーネットワーク協調的意思決定系のためのクラスタ同期安定性解析2024

    • 著者名/発表者名
      神徳 駿、巳鼻 孝朋、レーム アンドレ、堀崎 遼一、成瀬 誠
    • 学会等名
      第583回レーザー学会研究会「自然に学ぶレーザーカオスと量子ダイナミクス」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レーザネットワークの同期現象を用いた瞬時情報処理担体と意思決定2023

    • 著者名/発表者名
      巳鼻 孝朋
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム 光がもたらす未来社会~ICOの新たな発展に向けて~
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザネットワークによる協調的意思決定系における選択の非対称化2023

    • 著者名/発表者名
      神徳 駿、巳鼻 孝朋、レーム アンドレ、堀崎 遼一、成瀬 誠
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Demonstration of Conflict-Free Joint Decision by Laser Network2023

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Mihana, R. Horisaki, and M. Naruse
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications(NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー光のカオス的状態を用いた光意思決定2023

    • 著者名/発表者名
      巳鼻 孝朋
    • 学会等名
      第169回微小光学研究会 「光コンピューティングの新たな潮流」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザネットワークのゼロ遅延同期を用いた協力的意思決定実験2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 向子, 巳鼻 孝朋, レーム アンドレ, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザネットワークによる瞬時情報処理担体の構築と応用2023

    • 著者名/発表者名
      巳鼻 孝朋, アンドレレーム, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
    • 学会等名
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 瞬時情報処理担体としてのレーザネットワークとそのコンピューティング応用2022

    • 著者名/発表者名
      巳鼻 孝朋, レーム アンドレ, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022 (OPJ2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザネットワークのゼロ遅延同期を用いた協調的意思決定メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      神徳 駿, 巳鼻 孝朋, Roehm Andre, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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