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2022 年度 研究成果報告書

DNAストレージに適した符号化方式の離散数学的検討

研究課題

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研究課題/領域番号 19K11833
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関長岡技術科学大学 (2021-2022)
湘南工科大学 (2019-2020)

研究代表者

眞田 亜紀子  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20631138)

研究分担者 太田 隆博  専修大学, ネットワーク情報学部, 教授 (60579001)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードDNAストレージ / グラフ理論 / データ系列制約 / キャパシティ / データ圧縮
研究成果の概要

DNAを用いた記録媒体であるDNAストレージは,長寿命と高密度の観点で既存の記録媒体よりはるかに優れており次世代記録媒体として注目されている.一方で,実用化に向けては「低コストでのデータの保存・読み出し」や,「データの誤りや欠落をなくす」ことを考慮した,低コストで誤りなくデータの読み書きが可能な手法が必須となる.
本研究では,DNA系列として適切でない系列を排除したりデータ圧縮を予め行うことで,低コストで信頼性の高い符号化方式を提案した.具体的には,制約符号の概念からグラフ理論を用いて提案手法の符号化率の解析を行なったり,循環系列を用いた新たなデータ圧縮法を提案し,その有効性を確かめた.

自由記述の分野

情報理論基礎

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNAストレージの実用化に向けての「低コスト」かつ「信頼性」の観点から,主としてDNAの系列に関した研究成果をあげている.具体的には,DNAに適したデータ系列を考慮し,その系列にどのように符号化するか着目した成果である.つまり,系列の観点から「効率的に誤り耐性を持たせる」ことを論じているため,単体として使用した場合はもちろんのこと,ランダムに起きた誤りを修正する「誤り訂正」と融合させることで更なる有効性が期待できる.このような基礎的研究を基盤としてDNAストレージが実用化されれば,ビッグデータをコンパクトに保存することが現実的となり,社会的貢献は非常に高いと言える.

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公開日: 2024-01-30  

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