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2023 年度 実績報告書

障害から超高速に自律復旧するナノスケールネットワークの設計

研究課題

研究課題/領域番号 20H04140
研究機関法政大学

研究代表者

首藤 裕一  法政大学, 情報科学部, 准教授 (50643665)

研究分担者 大下 福仁  福井工業大学, 工学部, 教授 (20362650)
泉 泰介  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (20432461)
増澤 利光  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (50199692)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード個体群プロトコル / ナノスケールネットワーク / 分散計算理論 / 自己安定 / 緩安定 / ゆらぎ
研究実績の概要

本研究は、膨大な数の極小デバイスで構成されるナノスケールネットワークにおいて、一部デバイスの物理的な故障などの障害によって不安定な状態に陥ったネットワークを高速に復旧するための基盤技術の確立を目的とする。極小デバイス群で構成されるナノスケールネットワークにおいては障害への耐性が強く求められる一方で、障害発生時に自律復旧を行う頑健なナノスケールネットワークの設計は極めて困難であることが知られており、実用化の障壁となっている。本研究は、障害が発生していない平常時にもわずかな確率で異常状態に陥る「ゆらぎ」を許容することをアプローチとして、ナノスケールネットワークにおいても超高速かつ頑健なアルゴリズム群を実現するための基盤技術を確立することを目指す。本研究によって、ナノスケールネットワークの障害耐性を汎用的かつ著しく高めることが期待できる。
本研究課題最終年度となる令和5年度は、これまでの3年間に引き続き、重要な結果を得ることができた。まず、昨年度に時間最適性を証明した、ナノスケールネットワークの形状が円環である場合の超高速かつ頑健なリーダ選挙アルゴリズムを6月に分散計算理論のトップ会議であるPODC 2023で発表し、多くの研究者からフィードバックを得た。また、ナノスケールネットワークにおいてデバイスの故障発生などに伴い生じる変数の不整合を高速に衝突検知する技術を昨年度に考案していたが、これをさらに高速化することに成功した。このアルゴリズムの正当性および計算量の解析はすでに完了しており、理論計算機科学のトップ会議のひとつであるSODAに投稿予定である。さらに、ナノスケールネットワークで動作する広範なクラスのアルゴリズムを本研究課題独自のアプローチである「ゆらぎ」を用いて頑健化する緩安定コンパイラの設計に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3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] Self-stabilizing 2-minimal dominating set algorithms based on loop composition2024

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Syohei、Sudo Yuichi、Kamei Sayaka、Kakugawa Hirotsugu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 983 ページ: 114314~114314

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2023.114314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast gathering despite a linear number of weakly Byzantine agents2024

    • 著者名/発表者名
      Hirose Jion、Nakamura Junya、Ooshita Fukuhito、Inoue Michiko
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/cpe.8055

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Loosely-Stabilizing Algorithm on Almost Maximal Independent Set2023

    • 著者名/発表者名
      DONG Rongcheng、IZUMI Taisuke、KITAMURA Naoki、SUDO Yuichi、MASUZAWA Toshimitsu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E106.D ページ: 1762~1771

    • DOI

      10.1587/transinf.2023EDP7075

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atomic cross-chain swaps with improved space, time and local time complexities2023

    • 著者名/発表者名
      Imoto Soichiro、Sudo Yuichi、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Information and Computation

      巻: 292 ページ: 105039~105039

    • DOI

      10.1016/j.ic.2023.105039

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Self-Stabilizing Distributed Algorithm for the Generalized Dominating Set Problem With Safe Convergence2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Hisaki、Sudo Yuichi、Kakugawa Hirotsugu、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      The Computer Journal

      巻: 66 ページ: 1452~1476

    • DOI

      10.1093/comjnl/bxac021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Location functions for self-stabilizing byzantine tolerant swarms2023

    • 著者名/発表者名
      Ashkenazi Yotam、Dolev Shlomi、Kamei Sayaka、Katayama Yoshiaki、Ooshita Fukuhito、Wada Koichi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 954 ページ: 113755~113755

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2023.113755

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] On Asynchrony, Memory, and Communication: Separations and Landscapes2023

    • 著者名/発表者名
      Paola Flocchini, Nicola Santoro, Yuichi Sudo, and Koichi Wada
    • 学会等名
      27th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Gathering of Mobile Agents in Dynamic Tori2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Naoki Kitamura, Ryota Eguchi, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, and Yonghwan Kim
    • 学会等名
      2nd Symposium on Algorithmic Foundations of Dynamic Networks (SAND 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Graph exploration by a clumsy agent2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo
    • 学会等名
      Moving and Computing (MAC 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On computational power of mobile agents in node storage model.2023

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Izumi
    • 学会等名
      Moving and Computing (MAC 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crash-tolerant graph exploration by two energy-sharing mobile agents.2023

    • 著者名/発表者名
      Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      Moving and Computing (MAC 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brief Announcement: Crash-Tolerant Exploration by Energy Sharing Mobile Agents2023

    • 著者名/発表者名
      Quentin Bramas, Toshimitsu Masuzawa, Sebastien Tixeuil
    • 学会等名
      25th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS 2023)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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