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分子ロボットに適した単純な分散アルゴリズム

公募研究

研究領域感覚と知能を備えた分子ロボットの創成
研究課題/領域番号 25104516
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

大下 福仁  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (20362650)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード分散アルゴリズム / 個体群プロトコルモデル / 自律分散ロボット群 / 自己安定 / モバイルエージェント / モバイルロボット / 自己組織化
研究実績の概要

分子ロボットを実現するためには、自律的に動作する膨大な数の分子デバイスを、自己組織化によりボトムアップに組み立てる必要がある。本研究では、分子デバイスを従来の計算機に対応させ、分散アルゴリズムの観点から分子ロボットを制御する手法の開発を目標とした。平成26年度の主な成果は以下の通りである。
(a) 個体群プロトコルモデルにおける緩自己安定リーダ選挙アルゴリズムの開発:個体群プロトコルモデルは、ランダムに移動するノード群が、衝突時に交流して状態を変化させる状況をモデル化しており、分子ロボットへの応用が期待できる。提案アルゴリズムは、ノード群が任意の状況から実行を開始しても、短時間でただ一つの代表ノード(リーダ)を選択し、それを十分に長い間維持することができる。これにより、任意の一時故障(不慮の状態変化など)に対する耐性をもつリーダ選挙を実現している。
(b) 自律分散ロボット群に対するアルゴリズムの開発:自律分散ロボット群とは、センサと移動機能をもつ複数のロボットで構成されるシステムである。本研究では、分子ロボットへの応用をふまえ、従来の研究よりも能力の弱いロボットを仮定してアルゴリズムの考察を行なった。具体的には、ロボットのセンシング範囲が限られる場合、初期配置に全く仮定をおけない場合の2つに対して、全ロボットを集合させるためのアルゴリズムを実現した。
(c) モバイルエージェントに対するアルゴリズムの開発:モバイルエージェントとは、計算機ネットワーク内を自律的に移動するソフトウェアのことである。モバイルエージェントは局所的な状況をもとにタスクを実行する必要があり、これは分子ロボットの動作と共通点がある。本研究では、モバイルエージェントがグループごとに協調するためのアルゴリズムを開発した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] On the self-stabilization of mobile oblivious robots in uniform rings2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita and Sebastien Tixeuil
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 568 ページ: 84-96

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2014.12.008

    • NAID

      120005895736

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Randomized gathering of mobile agents in anonymous unidirectional ring networks2014

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita, Shinji Kawai, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: (to appear) 号: 5 ページ: 1289-1296

    • DOI

      10.1109/tpds.2013.259

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of distributed token circulation algorithm with faulty random number generator2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kawai, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 雑誌名

      Parallel Processing Letters

      巻: Vol.24, No.1 号: 01 ページ: 1450002-1450002

    • DOI

      10.1142/s0129626414500029

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An algorithm for uniform deployment of mobile agents in asynchronous rings2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ring gathering by robots with limited vision2015

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei, Anissa Lamani, and Fukuhito Ooshita
    • 学会等名
      The 8th Annual Meeting of Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC)
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島県廿日市)
    • 年月日
      2015-05-09 – 2015-05-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Loosely-stabilizing leader election on arbitrary graphs in population protocols2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS)
    • 発表場所
      Cortina d'Ampezzo, Italy
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 個体群プロトコルモデルにおける緩自己安定リーダ選挙アルゴリズム2014

    • 著者名/発表者名
      大下福仁
    • 学会等名
      分子ロボティクス研究会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Loosely-stabilizing algorithms for leader election in population protocols2014

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita, Yuichi Sudo, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      CBI学会2014年大会 分子ロボティクス公開シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Asynchronous ring gathering by oblivious robots with limited vision2014

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei, Anissa Lamani, and Fukuhito Ooshita
    • 学会等名
      The Workshop on Self-organization in Swarm of Robots: from Molecular Robots to Mobile Agents (WSSR)
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-10-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Algorithms for group gossiping of mobile agents2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Ri, Masahiro Shibata, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学(愛知県豊橋市)
    • 年月日
      2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Move-optimal partial gathering of mobile agents in asynchronous trees2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      The 21st International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO)
    • 発表場所
      高山グリーンホテル(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 弦付リング構成のための空間計算量に優れた自己安定アルゴリズム2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤瑠美,大下福仁,角川裕次,増澤利光
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-04-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 弦付リング構成のための空間計算量に優れた自己安定アルゴリズム2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤瑠美,大下福仁,角川裕次,増澤利光
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 仮想グリッドネットワークにおける葉が多いBFS木の安全自己構成法2014

    • 著者名/発表者名
      高津周佑,大下福仁,角川裕次,増澤利光
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Zigzag: Local-information-based self-optimizing routing in virtual grid networks2013

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Takatsu, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 33rd International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS)
    • 発表場所
      USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Simple local-information-based self-optimizing algorithms in grid networks2013

    • 著者名/発表者名
      Fukuhito Ooshita, Shusuke Takatsu, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      分子ロボティクス公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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