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2019 年度 実績報告書

万能折り畳みシステムの小型化とその限界

研究課題

研究課題/領域番号 18K19779
研究機関電気通信大学

研究代表者

関 新之助  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (30624944)

研究分担者 Fazekas Szilard  秋田大学, 理工学研究科, 講師 (70725382)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード分子自己組織化理論 / チューリング完全性 / 共転写性フォールディング
研究実績の概要

本研究課題の目的は第1にチューリング完全な折り畳みシステム(OS)の小型化、第2にチューリング完全でないOSの特徴づけである。
第2の課題については昨年度終了時点で成果をまとめた論文が国際会議TAMC2019に受理されており、今年度の4月に共著者の丸山(発表時点で修士2年)、森田(同、学部4年)が口頭発表を行った。
第1の課題については昨年度、生方とSchabanel(ENS Lyon, France)が1次元セルオートマトン(CA)をシミュレートするOSの実装案を提示していた。CAは全ての計算可能関数を計算することが出来るので、このようにして得られるOSはチューリング完全である。更に既存のチューリング完全OSに比べて3分の1以下の183種類の分子で実装可能という利点もある。Schabanelと代表者に本年度から参加したPchelina(ENS Paris, France)の3人でこの案をより洗練、簡潔化し、計算機上で実際に実装、それが正しく動作することを数学的に厳密に証明した。このシミュレータを検証用にAppStoreにて無料で配信している(https://apps.apple.com/us/app/caos-simulator/id1488203962)。この成果をまとめた論文は国際会議LATIN2020 (Sao Paulo, Brazil, May 25-29)に採択された。
これら以外の成果として、丸山による無限2進数カウンタの実装がある。数の数え上げはそれ単体でチューリング完全であることから極めて重要な演算である。この事実を反映し、最初に実装されたOSは固定ビット幅の有限カウンタであった。この成果は国際会議SOFSEM2020 (Limassol, Cyprus, Jan. 20-24)に採択された。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Ecole Normal Superieure de Lyon/Ecole Normal Superieure de Paris/Aix-Marseille Universite(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Ecole Normal Superieure de Lyon/Ecole Normal Superieure de Paris/Aix-Marseille Universite
  • [雑誌論文] Counting Infinitely by Oritatami Co-transcriptional Folding2020

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Kohei、Seki Shinnosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the 46th International Conference on Current Trends in Theory and Practice of Informatics

      巻: 12011 ページ: 566~575

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-38919-2_46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple Intrinsic Simulation of Cellular Automata in Oritatami Molecular Folding Model2020

    • 著者名/発表者名
      Daria Pchelina, Nicolas Schabanel, Shinnosuke Seki, Yuki Ubukata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th Latin American Symposium on Theoretical Informatics

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A General Architecture of Oritatami Systems for Simulating Arbitrary Finite Automata2019

    • 著者名/発表者名
      Han Yo-Sub、Kim Hwee、Masuda Yusei、Seki Shinnosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the 24th International Conference on Implementation and Applications of Automata (CIAA 2019)

      巻: 11601 ページ: 146~157

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-23679-3_12

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-Stranded Architectures for Computing2019

    • 著者名/発表者名
      Seki Shinnosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd International Conference on Developments in Langauge Theory

      巻: 11647 ページ: 41~56

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-24886-4_3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Attraction Removal from Oritatami Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Han Yo-Sub、Kim Hwee、Rogers Trent A.、Seki Shinnosuke
    • 雑誌名

      International Journal of Foundations of Computer Science

      巻: 30 ページ: 1047~1067

    • DOI

      https://doi.org/10.1142/S0129054119400288

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Counting infinitely by oritatami co-transcriptional folding2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Maruyama
    • 学会等名
      SOFSEM2020: 46th International Conference on Current Trends in Theory and Practice of Informatics
    • 国際学会
  • [学会発表] A General Architecture of Oritatami Systems for Simulating Arbitrary Finite Automata2019

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Seki
    • 学会等名
      CIAA 2019: 24th International Conference on Implementation and Applications of Automata
    • 国際学会
  • [学会発表] Single stranded architectures for computing2019

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Seki
    • 学会等名
      DLT2019: 23rd International Conference on Developments in Language Theory
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the Power of Oritatami Cotranscriptional Folding with Unary Bead Sequence2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Maruyama, Reoto Morita
    • 学会等名
      TAMC2019: 15th Annual Conference on Theory and Applications of Models of Computation
    • 国際学会
  • [図書] Proceedings of the 18th International Confenrence on Unconventional Computation and Natural Computation2019

    • 著者名/発表者名
      Ian McQuillan, Shinnosuke Seki
    • 総ページ数
      287
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-3-030-19310-2
  • [備考] Cellular automata simulation by oritatami system

    • URL

      https://apps.apple.com/us/app/caos-simulator/id1488203962

  • [学会・シンポジウム開催] UCNC2019: 18th International Conference on Unconventional Computation and Natural Computation2019

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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