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2021 年度 実施状況報告書

動的ネットワークにおける動的タスクのための適応的な耐故障性を持つ分散アルゴリズム

研究課題

研究課題/領域番号 19K11828
研究機関広島大学

研究代表者

亀井 清華  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (90434977)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード危険区域問題 / 自己安定アルゴリズム / ロボットモデル / 2-極小支配集合問題
研究実績の概要

本研究では,トポロジーが動的に変化するようなネットワークにおいても,十分に実用に耐える,故障耐性をもつ自己安定分散アルゴリズムの研究を目的とする.動的なネットワークでは,各計算機の参加・離脱,ネットワーク内の移動などが頻繁に起こるため,リンクの切断やメッセージの損失,外乱によるメモリの内容の改変などの一時故障が起こりやすい.そういった故障や変化に対する耐性を持つ分散アルゴリズムとして,自己安定アルゴリズムがある.本研究では特に,危険区域に一度にアクセスするプロセス数の上限と下限を設定する問題である危険区域問題に着目し,アルゴリズムの設計を行う.危険区域問題は,相互排除問題を一般化した枠組みである.
当該年度は,危険区域問題に関連して,自己安定トークンリングアルゴリズムの設計を行った.これは,状態通信モデルでは既存の相互排除アルゴリズムであるトークンリングをそのまま用いれば良いが,メッセージパッシングモデルに変換しようとすると,トークンが消滅する瞬間があり,そのまま用いることができない.そこで,トークンが常に少なくとも1つあるという状況を保ち続けられるようなアルゴリズムを設計した.
さらに,交差点におけるグループ相互排除問題のための自己安定アルゴリズム,2-極小支配集合問題に対する自己安定アルゴリズムの設計を行った.
また,通信機能などの機能を制限した場合のモデルとして,ロボット群モデルについても検討を行い,ロボットが二次元グリッドの領域から脱出するためのアルゴリズム,トーラス上で集合するためのアルゴリズムを設計した.さらに,一部のロボットでビザンチン故障が起きた場合にも正常なロボットのみでタスクを遂行するための新たな枠組みの提案も行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の計画で予定していたモデルと実装におけるギャップについて考察を行ったので,もともとの目的である危険区域問題自体の解決が後回しになってしまった.

今後の研究の推進方策

(l,k)-危険区域問題に着手する予定である.

次年度使用額が生じた理由

計画していた国際会議の参加費及び旅費,論文誌掲載費についての使用が延期になっている.翌年度,国際会議の参加費及び旅費論文誌掲載費として使用する計画である.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

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) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Evacuation from a Finite 2D Square Grid Field by a Metamorphic Robotic System2021

    • 著者名/発表者名
      Junya Nakamura, Sayaka Kamei and Yukiko Yamauchi
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/cpe.6628

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 and Sayaka Kamei
    • 学会等名
      23rd Workshop on Advances in Parallel and Distributed Computational Models
    • 国際学会
  • [学会発表] Location Functions for Self-Stabilizing Byzantine Tolerant Swarms2021

    • 著者名/発表者名
      Yotam Ashkenazi, Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Fukuhito Ooshita and Koichi Wada
    • 学会等名
      23st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] A Distributed Multi-group Mutual Exclusion Algorithm for Intersection Traffic Control2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Kakugawa and Sayaka Kamei
    • 学会等名
      4th Sustainable Computing Systems Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Asynchronous Gathering in a Torus2021

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei, Anissa Lamani, Fukuhito Ooshita, Sebastien Tixeuil and Koichi Wada
    • 学会等名
      International Conference on Principles of Distributed Systems
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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