自律的分散型計算としての分子計算

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14085204
• 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)
• 研究分担者: 朝廣 雄一 九州産業大学, 情報科学部, 助教授 (40304761) ; 溝口 佳寛 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (80209783) ; 櫻井 幸一 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (60264066) ; 貞広 泰造 熊本県立大学, 総合管理学部, 講師 (00280454) ; 藤田 聡 広島大学, 工学部, 助教授 (40228995)
• キーワード: 分子計算 / 分散計算 / ランダムウォーク / 発見的アルゴリズム / タイリング / セルラオートマトン / 詰め込み問題

研究概要

分子計算には計算過程の物理的拘束や選択的ランダム性など,自律性が由来すると期待される魅力的な側面を有するものの,現在の所は,ごく大雑把に言えば,塩基間の相補性を計算規則とする超並列シラミ潰し探索に留まっている.そこで,分子計算の特徴を生かした分子プログラムの設計論の開発が焦眉の課題であり,これが本特定領域研究を行う目的の一つであった.分子計算の自然な見方の一つは個々の生体分子をエージェントとする自律的分散型システムと捉えることである.このようにすれば,分子計算をインターネットなどの計算機ネットワークや群ロボットシステムなど他の分散型システムと同じ観点から検討できるとともに,セルオートマトンやタイリングといった,計算機科学者にとってなじみの分野で蓄積されてきた多くの研究成果を自然に継承できると期待できる.これが申請者達の分子計算に対するアプローチ方法である.
本年度の研究成果のいくつかを概説する.山下は,巨大分散システムの振る舞いを統計的に解析することを目指して,有限グラフ上のランダムウォークの振る舞いを解析した.発見的手法を分子計算アルゴリズムの設計に活かすことを視野に入れて,朝廣,小野,山下は発見的アルゴリズムの並列/分散化を検討した.櫻井は,一方向性関数と分子現象の非可逆性に関する調査研究を行った.また,貞広と共同で,有限オートマンによる2次元タイル張りの構造を解析した.溝口は,セルラオートマトンと有限遷移系について,量子セルオートマトンの挙動と有限遷移系の遷移図を代数式で表現する方法を検討した.藤田は,分子の構造配置に関して,ある種の詰め込み問題を考察した.

研究成果

• [文献書誌] S.Ikeda, N.Okumoto, I.Kubo, M.Yamashita: "Fair Circulation of a Token"IEEE Trans. Parallel and Distributed Systems. 13. 367-372 (2002)
• [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. 62. 885-898 (2002)
• [文献書誌] M.Ishibashi, Y.Asahiro, M.Yamashita: "arallelization of a Local Search Method for the Generalized Assignment Problem"Proc. of the Second Japanese-Sino Optimization Meeting (JSOM 2002). 85 (2002)
• [文献書誌] 石橋正裕, 小野廣隆, 朝廣雄一, 山下雅史: "メタ戦略アルゴリズムに対するロバストな並列化"冬のLAシンポジウム2003. 1-8 (2003)
• [文献書誌] 貞広泰造, 櫻井幸一: "自己相似タイル貼り構成の計算例"京都大学数理解析研究所講研録1286,数学解析の計算機上での理論的展開とその遂行可能性. 119-130 (2002)
• [文献書誌] S.Inokuchi, Y.Mizoguchi: "Generalized Partitioned Quantum Cellular Automata and Quantumization of Classical CA (Draft)"Proc. Eighth International Workshop on Cellular Automata. 1.1-1.4 (2002)
• [文献書誌] 井口修一, 溝口佳寛, 河原康雄: "有限遷移系の木表現式からの遷移図の自動作成"応用数学合同研究集会報告集. 25-30 (2002)
• [文献書誌] S.Fujita: "On-Line Grid Packing with a Single Active Grid"Information Processing Letters. 85・4・28. 199-204 (2003)
• [文献書誌] S.Tagashira, Y.Wang, S.Fujita: "Location-Aware Buffering Schemes for Road Vehicle Communication Systems"IASTED Int'l Conf. Networks, Parallel and Distributed Processing and Applications. 99-104 (2002)