自律分散システムにおける大域情報と局所情報

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12878052
• 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院, 教授 (00135419)
• キーワード: 分散システム / 分散アルゴリズム / 競合解消問題 / 大域情報 / 局所情報

研究概要

互いに通信しながら自律的に動作するプロセス集合を分散システムと呼ぶ。プロセスは逐次プログラムの実行をモデル化したものであるが、分散システムの定義を少し拡張し、プロセスを自律的な計算主体と定義することで分散ロボットシステムや社会システムなども分散システムの範疇に入れることができる。
分散システムがシステムとして機能するためには、互いに競合する複数の計算主体が自律的にその利害を調整し、協調する仕組みを持つことが必要不可欠であり、競合解消アルゴリズムの設計/理解は分散システムの設計/理解の核心の一つである。競合解消の解決に必要な大域情報は競合条件によって決まり、完全な大域情報がすべての競合解消に必要となるわけではなく、競合条件によってはほんの少しの大域情報だけで十分な場合も多い。
本研究の目的は、あるプロセスが大域情報を獲得する経緯と獲得に必要となる情報量を検討することである。この問題は、分散システムを制御するために必要となる情報流量を研究することでもある。
本年は論文リストにその一部を掲げた様々な成果を上げた。具体的には、1)システム全体を制御するために必要なプロセス数、2)非均一なネットワークにおける均一なトークン巡回法、3)動的な探索問題が解決できるための条件、4)局所情報からの大域合意の構成法などである。また論文としては公表段階にはないが、ロボカップサッカーのシミュレーションリーグに参加し、サッカーをSAYコマンドと視野を通信手段とする分散システムとモデル化し、ゲームを(チーム内の)協調と(チーム間の)競合の問題捕えて検討を開始しており、2001年度の日本チャンピオンチームに勝つという当初の目的を達成している。

研究成果

• [文献書誌] K.Makino, M.Yamashita, T.Kameda: "Max and Min-Neighborhood Monopolies"Algorithmica. (to appear).
• [文献書誌] H.Kakugawa, M.Yamashita: "Uniform and Self-Stabilizing Fair Mutual Exclusion on Unidirectional Rings with Unfair Distributed Daemon"Journal of Parallel and Distributed Computing. (to appear).
• [文献書誌] S.Ikeda, N.Okumoto, I.Kubo, M.Yamashita: "Fair Circulation of a Token"IEEE Trans. Parallel and Distributed System. (to appear).
• [文献書誌] M.Yamashita, H.Umemoto, I.Suzuki, T.Kameda: "Searching for a Mobile Intruder in a Polygonal Regionby a Group of Mobile Searchers"Algorithmica. 31. 208-236 (2001)
• [文献書誌] T.Harada, M.Yamashita: "A Coterie Join Operation and Tree Structured K-Coteries"IEEE Trans. Parallel and Distibuted Systems. 12・9. 865-874 (2001)
• [文献書誌] T.Nakata, M.Yamashita: "Some Upper Bounds on Expected Agreement Time of a Probabilistic Local Majority Polling Game"Proc. 8th Colloquium on Structural Information and Communication Complexity. 293-304 (2001)
• [文献書誌] 杉原厚吉, 茨木俊秀, 浅野孝夫, 山下雅史: "アルゴリズム工学"共立出版. (2001)