Grid技術を適応した新しい研究手法とデータ管理技術の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13224059
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 下條 真司 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (00187478)
• 研究分担者: 森 博太郎 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 教授 (10024366) ; 西原 功修 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (40107131) ; 村田 正幸 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (80200301) ; 秋山 豊和 大阪大学, サイバーメディアセンター, 助手 (80324862) ; 塚本 昌彦 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60273588)
• キーワード: Grid / 大規模シミュレーション / 電子顕微鏡遠隔操作システム / データ管理基盤技術 / トラヒック制御技術 / 可視化システム / スーパーコンピュータ / 画像解析

研究概要

本研究ではシミュレーションなどによる理論研究者や観測・実験研究者が協力して一つのテーマに挑むなど、多数の研究者や研究機関のスムーズな連携を行うため、各々のデータを共有し、解析・可視化がスムーズに行えるような大規模な共同研究環境をGrid技術を用いて構築する。全体統括を下條が行っている。
村田は、Gridのための超高速ネットワークアーキテクチャの研究として、複数のルータ間で協調動作する新しいアクティブキュー管理機構を設計し、その有効性を数学的解析およびシミュレーション実験により明らかした。設計したアクティブキュー管理機構を用いることにより、多段接続された一般的なネットワークにおける、TCPコネクション間の公平性が大幅に改善されることを示した。
西原は、グリッド技術を適応し、先端的ネットワーク要素技術を用いた高度アプリケーションを実現し、SUPER-SINETで接続された遠隔地にあるスーパーコンピュータを用いた評価を行った。また、遠隔地にある7研究機関の既存の計算機環境を用いて、各研究機関で開発されたプログラムを連携した一連の計算機シミュレーションを実行するグリッドシステムを開発した。
塚本は、多様なデータをGrid上で効率的に扱えるようにすることでGridの可用性を向上させるために,多様なデータの管理をアプリケーションレベルで実現する技術の開発に取り組んだ。本年度はデータ管理の基盤となるプラットフォーム技術の開発と、そのアプリケーションシステムのプロトタイプの実装を進めた。開発しているアプリケーションは,ユビキタスコンピューティング環境のためのセンシングシステムならびにストレージシステム、そして探索型思考プログラムである。
森は、超高圧電子顕微鏡のための遠隔観測システムのインタフェースを改良し、双方の研究者が議論しながら観察が行える共同利用環境を実現した。また、高精細動静止画像での撮影を可能とするため、後方散乱電子の悪影響を受けにくい高精細蛍光板と光学系の開発を行った。
下條、秋山、加藤、野崎は、超高圧電子顕微鏡のための高精細動画伝送システムを改良し、遠隔操作のリアルタイム性を向上した。また、データ解析の処理時間短縮のため、グリッド環境でのパイプライン処理について問題の洗い出しを行い、問題点の解決手法の提案および評価を行った。さらに、グリッド技術を顎顔面口腔領域に応用し、Webポータル環境から診療データ解析が可能なプロトタイプシステムの構築を行った。

研究成果

• [文献書誌] 江口 智也, 大崎 博之, 村田 正幸: "複数のルータが協調動作するアクティブキュー管理機構の設計と性能評価"電子情報通信学会技術研究報告. NS2002-304. 225-230 (2003)
• [文献書誌] Tadashi Ikegawa, Katsunobu Nishihara: "Saturation and postsaturation phenomena of Rayleigh-Taylor instabilitywith adjacent modes"Physical Review E. vol.67, no.2. 026404-1-026404-11 (2003)
• [文献書誌] Chihiro Matsuoka, Katsunobu Nishihara, Yuko Fukuda: "Nonlinear Evolution of an Interface in the Richtmyer-Meshkov Instability"Physical Review E. vol.67, no.3. 036301-1-036301-14 (2003)
• [文献書誌] Hideo Nagatomo, N.Ohnishi, K.Mima, K.Nishihara, et al.: "Numerical Simulation of Non-spherical Implosion Related to Fast Ignition"Plasma Physics, AIP Conference Proceedings. Vol.669. 253-256 (2003)
• [文献書誌] 吉田清和, 森博太郎, 下條真司, 柴山環樹, 高橋平七郎, 小池淳, 内藤整: "ネットワークを用いた超高圧電顕の新しい共同利用形態の開発"電子顕微鏡. Vol.38, Supplement1. 163 (2003)
• [文献書誌] 吉田清和, 森博大郎, 池上明, 古津忠夫: "3MV超高圧電顕用高解像度カメラのための蛍光板システム"電子顕微鏡. Vol.38, Supplement1. 230 (2003)
• [文献書誌] Hirotaro Mori, Kiyokazu Yoshida, Shinji Shimojo, Hiroki Nogawa, Toyokazu Akiyama, Heishichiro Takahashi, Tamaki Shibayama: "A remote operation system for the 3MV electron microscope with a both-direction conversation capability"Proc.of SAINT 2004 Workshop "2004 Symposium on Applications and the Internet". 608-610 (2004)
• [文献書誌] 義久智樹, 塚本昌彦, 西尾章治郎: "連続メディアデータ放送における待ち時間短縮のための分割放送方式"情報処理学会論文誌. 44巻6号. 1558-1569 (2003)
• [文献書誌] 田中孝浩, 中尾太郎, 塚本昌彦, 西尾章治郎: "大規模なユビキタスセンサネットワークにおけるデータ収集・管理システムの設計"情報技術レターズ. 1巻1号. 325-326 (2003)
• [文献書誌] 義久智樹, 塚本昌彦, 西尾章治郎: "連続メディアデータ放送における複数データの分割放送型スケジューリング手法"情報処理学会論文誌. 45巻2号. 487-497 (2004)
• [文献書誌] 山下浩嗣, 秋山豊和, 原 隆浩, 加藤精一, 下條真司, 西尾章治郎: "データグリッド環境における大規模データ処理のパイプライン化に関する一考察"情報処理学会データベースとWeb情報システムに関するシンポジウム論文集. 2003・18. 25-30 (2003)
• [文献書誌] 秋山豊和, 山下浩嗣, 原 隆浩, 加藤精一, 下條真司, 西尾章治郎: "データグリッド環境における大規模データのパイプライン処理アーキテクチャの提案"情報処理学会研究報告(データベースシステム研究会04-DBS-132). 2004・3. 9-15 (2004)
• [文献書誌] Toyokazu Akiyama, Hiroshi Yamashita, Takahiro Hara, Seiichi Kato et al.: "A Proposal of Pipelined Image Processing in a Grid Environment"Proc.of IEEE/IPSJ SAINT2004 Workshop. 596-601 (2004)
• [文献書誌] Kazunori Nozaki, Toyokazu Akiyama, Hiroo Tamagawa, Seiichi Kato, Shinji Shimojo et al.: "The First Grid for the Oral and Maxillofacial Region and its Application for Speech Analysis"Proc.of HealthGRID 2004. (CDROM). (2004)