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2015 年度 実績報告書

生物の進化速度の環境適応性に基づく大規模複雑情報ネットワークの設計制御手法

研究課題

研究課題/領域番号 15H01682
研究機関大阪大学

研究代表者

村田 正幸  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80200301)

研究分担者 小南 大智  大阪大学, 経済学研究科(研究院), 助教 (00709678)
荒川 伸一  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20324741)
津留 三良  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (80594506)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード情報ネットワーク / ネットワークアーキテクチャ / 仮想ネットワーク / 進化適応機構 / 突然変異
研究実績の概要

本年度は、まず物理NW基盤を既知とし、その上の仮想NW構成手法に取り組んだ。環境情報として、時間オーダーのトラヒック需要を取得可能であるものとし、その情報にもとづいて環境適応度が高い固体を仮想NW候補群として準備する手法を考案し、計算機シミュレーションにより解発見までの時間が短縮されることを示した。
また、光通信基盤を対象としてこれまで検討を進めてきた制御機構であるゆらぎ制御を発展させ、近年マーケットへの導入が進められているSDI環境に適用した。すなわち、SDI環境において、ユーザの需要に応じて仮想ネットワークと物理的なリソースの割り当てを制御する、ゆらぎ制御にもとづく仮想NW制御手法を考案した。計算機シミュレーションによる評価により、提案手法における仮想ネットワークの移行回数が、既存の発見的手法と比較して、約45%削減されることが明らかとなった。
次に、課題2において、代表的なモデル単細胞生物である大腸菌を用いて、DNA変異修復遺伝子が欠損した複数の変異体を作製した。DNAの変異修復に携わる遺伝子は複数あり、その役割も多様かつ重複している場合があるため、様々な遺伝子欠損を組み合わせた変異体ライブラリーをいったん作製し、その中から目的に合致した高変異性大腸菌をスクリーニングした。その結果、修復遺伝子に不足のない野生株に比べ10~1000倍の高い変異率を示す高変異性大腸菌を作製することに成功した。作製した変異体は、今後、持続的な進化が生じる検証実験の材料として用いる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成27年度中に予定していた要素技術の検討と評価を終えており、順調に進捗している。ただし課題1の評価の一部は、計算機シミュレーション環境が整っている光通信基盤を対象としたものとなっており、今後は一般の通信ネットワークを対象とした評価に取り組む。

今後の研究の推進方策

生物学実験による知見が得られつつある。引き続き研究者間の連絡・打ち合わせを密にし、相互の成果の理解と応用の議論を深める。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Genomic confirmation of nutrient-dependent mutability of mutators in Escherichia coli2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuru S, Ishizawa Y, Shibai A, Takahashi Y, Motooka D, Nakamura S, Yomo T.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 20 ページ: 972-981

    • DOI

      10.1111/gtc.12300

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Implementation of a sound-source localization method for calling frog in an outdoor environment using a wireless sensor network2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuharu Hirano, Takuya Iwai, Daichi Kominami, Ikkyu Aihara and Masayuki Murata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Wireless Communications Signal Processing and Networking (WiSPNET 2016)
    • 発表場所
      インド
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 遅延プロファイルを用いたゆらぎ原理にもとづくSDI仮想化基盤制御手法の提案と評価2016

    • 著者名/発表者名
      井上 昴輝, 荒川 伸一, 今井 悟史, 片桐 徹, 関屋 元義, 村田 正幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2016-03-03 – 2016-03-04
  • [学会発表] Evaluation of the degree correlation’s impact on information diffusion in modular networks2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Ishikura, Daichi Kominami, and Masayuki Murata
    • 学会等名
      rea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Science (KJCCS)
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2016-01-12 – 2016-01-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Achieving plasticity in WDM networks: Ap-plication of biological evolutionary model to network design2015

    • 著者名/発表者名
      Koki Inoue, Shin’ichi Arakawa and Masayuki Murata
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2015)
    • 発表場所
      米国
    • 年月日
      2015-12-06 – 2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] エラスティック光ネットワークにおけるアトラクター選択にもとづく仮想網制御手法の提案と評価2015

    • 著者名/発表者名
      大場 斗士彦, 荒川 伸一, 村田 正幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 フォトニックネットワーク研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18

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公開日: 2017-01-06  

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