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2020 年度 実績報告書

情報の不確かさに着目した大規模動的分散システムの新たな理論的基盤とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H04085
研究機関大阪大学

研究代表者

増澤 利光  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50199692)

研究分担者 首藤 裕一  法政大学, 情報科学部, 准教授 (50643665)
角川 裕次  龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (80253110)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード分散システム / 分散アルゴリズム / 動的ネットワーク / 不確かな情報 / 大域タスク
研究実績の概要

大規模動的ネットワークで動作する分散システムでは,各ノードが情報を収集する間にネットワーク環境が変動しうる.このため,各ノードが収集した大域情報は不確かさを伴う.そこで本研究では,不確かな大域情報を前提とする分散アルゴリズムの可能性を追求することによって,現実的な環境で大域タスクを実現する分散システムの新たな理論的基盤の確立を目指す.これまでに,以下の課題に取り組み,一定の成果を得た.
1.ノードが収集した大域情報の不確かさを反映した新たなモデルの提案:大域情報の不確かさを反映した新たなモデルとして,動的ネットワーク環境において,各ノードが利用可能な情報を局所的な情報に限定したモデルを提案した.
2.大域タスクが実現できるために必要な大域情報の正確さの度合の解明:大域タスクを実現するには,各ノードにおいてどのような大域情報がどの程度の正確さで利用できればよいかの解明を目指した.具体的には,動的ネットワーク環境において,さまざまな分散システムで利用される情報散布という基本的かつ重要なタスクが実現可能となるために,各ノードでどの程度の範囲の局所情報を必要とするかを解明した.
3.大域情報の範囲や正確さの度合いが,大域タスクの達成可能な正確性や効率に及ぼす影響の解明:大域情報の範囲や正確さの度合いが,実現できる大域タスク
の正確性や効率に与える影響の解明を目指した.具体的には,さまざまなタスクに対し,各ノードが利用可能な情報がこれらのタスクの処理効率や精度に与える効果について,いくつかの結果を示した.また,訪問ノードで情報を収集し,得られた不確かな大域情報を利用してタスク処理を行うモバイルエージェントに関する研究を進めた.さらに,動的ネットワークにおいて,不確かな情報によって不都合な状況に陥ってもいずれ正当な状況に復帰できることを保証する自己安定分散アルゴリズムに関する研究を進めた.

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

当初の計画通り,以下の研究テーマに取り組み,「研究実績の概要」に述べたように,一定の成果を上げることができた.そのため,おおむね順調に進展していると考えている.
1.ノードが収集した大域情報の不確かさを反映した新たなモデルの提案
2.大域タスクが実現できるために必要な大域情報の正確さの度合の解明
3.大域情報の範囲や正確さの度合いが,大域タスクの達成可能な正確性や効率に及ぼす影響の解明

今後の研究の推進方策

大規模動的ネットワークで動作する分散システムにおいて,各ノードが収集した不確かな大域情報を前提とする分散アルゴリズムの可能性を追求することによって,現実的な環境で大域タスクを実現する分散システムの新たな理論的基盤の確立を目指す.次年度には,当初の予定通り,以下の課題に取り組む.
1.ノードが収集した大域情報の不確かさを反映した新たなモデルの提案
2.大域タスクが実現できるために必要な大域情報の正確さの度合の解明
3.大域情報の範囲や正確さの度合いが,大域タスクの達成可能な正確性や効率に及ぼす影響の解明

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] University of Ottawa/Carleton University(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Ottawa/Carleton University
  • [雑誌論文] A self-stabilizing algorithm for constructing a minimal reachable directed acyclic graph with two senders and two targets2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Yonghwan, Shibata Masahiro, Sudo Yuichi, Nakamura Junya, Katayama Yoshiaki, Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 874 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2021.05.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploration of dynamic tori by multiple agents2021

    • 著者名/発表者名
      Gotoh Tsuyoshi、Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 850 ページ: 202~220

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2020.11.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Self-stabilizing 1-maximal Independent Set Algorithm2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Hideyuki、Sudo Yuichi、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu、Datta Ajoy K.
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 29 ページ: 247~255

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.29.247

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A self‐stabilizing algorithm for constructing a maximal (σ, τ)‐directed acyclic mixed graph2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Yonghwan、Katayama Yoshiaki、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: 33 ページ: ー

    • DOI

      10.1002/cpe.5812

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Move-optimal partial gathering of mobile agents without identifiers or global knowledge in asynchronous unidirectional rings2020

    • 著者名/発表者名
      Shibata Masahiro、Kawata Norikazu、Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 822 ページ: 92~109

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2020.04.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Ring Exploration with (H,S) View2020

    • 著者名/発表者名
      Gotoh Tsuyoshi、Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Algorithms

      巻: 13 ページ: 141~141

    • DOI

      10.3390/a13060141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Optimal Leader Election in Population Protocols2020

    • 著者名/発表者名
      Sudo Yuichi、Ooshita Fukuhito、Izumi Taisuke、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: 31 ページ: 2620~2632

    • DOI

      10.1109/TPDS.2020.2991771

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-stabilizing token distribution on trees with constant space2020

    • 著者名/発表者名
      Sudo Yuichi、Datta Ajoy K.、Larmore Lawrence L.、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Journal of Parallel and Distributed Computing

      巻: 146 ページ: 201~211

    • DOI

      10.1016/j.jpdc.2020.07.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A self-stabilizing token circulation with graceful handover on bidirectional ring networks2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Kakugawa, Sayaka Kamei
    • 学会等名
      IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops (IPDPSW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering of seven autonomous mobile robots on triangular grids2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Masaki Ohyabu, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim, Yoshiaki Katayama
    • 学会等名
      23rd Workshop on Advances in Parallel and Distributed Computational Models (APDCM)
    • 国際学会
  • [学会発表] The power of global knowledge on self-stabilizing population protocols2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo, Masahiro Shibata, Junya Nakamura, Yonghwan Kim, Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 27th International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO
    • 国際学会
  • [学会発表] Communication efficient self-stabilizing leader election2020

    • 著者名/発表者名
      Xavier Defago, Yuval Emek, Shay Kutten, Toshimitsu Masuzawa, Yasumasa Tamura
    • 学会等名
      the 34th International Symposium on Distributed Computing (DISC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient dispersion of mobile agents without global knowledge2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shintaku, Yuichi Sudo, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 22nd International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-optimal self-stabilizing leader election on rings in population protocols2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yokota, Yuichi Sudo, Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      the 22nd International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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