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2020 年度 実績報告書

不確かな環境下においても時間制約を考慮可能な自己適応メカニズムとその統合開発環境

研究課題

研究課題/領域番号 20H04167
研究機関大阪大学

研究代表者

中川 博之  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (40508834)

研究分担者 鵜林 尚靖  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80372762)
土屋 達弘  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (30283740)
冨沢 哲雄  東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60549707)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード自己適応 / 時間制約 / 不確かさ / CPS / 開発環境
研究実績の概要

本研究では,不確かな実世界(実空間)においても機能を提供し続けなければならないCPS(Cyber-Physical System)の実現手段を追求する.特に,実空間で考慮しなければならない不確かさと時間制約に着目し,システム設計時に厳密に動作環境を定義できない場合においても,時間制約を遵守するために必要に応じて環境に適応し,継続的に機能を提供可能なシステムの統合的な開発手法の確立を目的としている.2020年度は各実施計画に従って以下を実施した.
・サブテーマ1.時間制約と要求の記述を包含した不確かな環境モデリング手法の検討:不確かな環境を記述可能なモデリング手法として,特に確率的モデル検査技術に着目し,同技術を利用した分析技術を検討した.また,ログデータから異常を事前に検知するための予測法を検討し,同研究成果をまとめた論文が,国際ワークショップCASA2021に採録された.また,RNNを抽象化した確率モデルに対するバグ限局技術に関して,研究成果をまとめた論文が,情報処理学会ソフトウェア工学研究会で学生研究賞を受賞するとともに,情報処理学会コンピュータサイエンス領域奨励賞を受賞した.
・サブテーマ2.実空間作用素との連携機構の構築:実空間上のシステムが考慮しなければならない,実空間作用素との連携機構を検討した.特に,作用素である各種デバイスとして,研究分担者が保有する自動ドアを想定し,これをインタフェースとした連携手段を検討した.
・サブテーマ3.時間制約を考慮した自己適応メカニズムと検証機構の構築:時間制約を考慮可能な適応メカニズムとして,適応後の可能な構成(configuration)の候補をXAI(eXplainable AI)技術により効果的に限定し,構成の発見を高速化する手法を検討した.同研究成果をまとめた論文が,国際会議COMPSAC2021に採録され,成果を報告した.

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

コロナ禍により,実機を伴うサブテーマを中心に実施項目を複数年で対応したが,分担して検討可能な作業を前倒しで実施するなどして,当初設定していた目標を達成することができた.提案手法をまとめた論文が学生奨励賞を受賞するなど,当初の目標以上の成果を上げているサブテーマもあることから,総合ではおおむね順調に進展していると考えられる.

今後の研究の推進方策

コロナも収束に向かっていることから,実証実験の計画を早期に立て,今年度での実証実験実施を目指す.現在までに検討,実装した技術をもとに,実証実験の計画を立てる.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Interactive Goal Model Construction Based on a Flow of Questions2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakagawa, Hironori Shimada, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: Vol.E103-D, No.06 ページ: pp. 1309-1318

    • DOI

      10.1587/transinf.2019KBP0015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Finding minimum locating arrays using a CSP solver2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Konishi, Hideharu Kojima, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 雑誌名

      Fundamenta Informaticae

      巻: Vol. 174 No. 1 ページ: pp. 27 - 42

    • DOI

      10.3233/FI-2020-1929

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using simulated annealing for locating array construction2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Konishi, Hideharu Kojima, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 雑誌名

      Information and Software Technology

      巻: Vol. 126, 106346 ページ: pp. 1- 9

    • DOI

      10.1016/j.infsof.2020.106346

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Preemptive Anomaly Prediction in IoT Components2021

    • 著者名/発表者名
      Alhassan Boner Diallo, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 学会等名
      The Context-aware, Autonomous and Smart Architecture Workshop (CASA2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Graph queries for analyzing the coverage of requirements by test cases2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Ariwaka, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 学会等名
      The 33rd International Conference on Software Engineering & Knowledge Engineering (SEKE 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptation Space Reduction Using an Explainable Framework2021

    • 著者名/発表者名
      Alhassan Boner Diallo, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 学会等名
      The IEEE 45th Annual Computers, Software, and Applications Conference (COMPSAC 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 要求仕様に対するテストカバレッジ分析におけるグラフクエリの適用について2021

    • 著者名/発表者名
      有若新悟, 中川博之, 土屋達弘
    • 学会等名
      ソフトウェア・シンポジウム2021
  • [学会発表] エンタープライズアーキテクチャを用いた機械学習サービスシステムのアジャイル開発モデル2021

    • 著者名/発表者名
      竹内広宜,小形真平,海谷治彦,中川博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 知能ソフトウェア工学研究会(SIG-KBSE)
  • [学会発表] 人の期待とシステムの振る舞いの乖離をモデル検査により検証する手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      青木善貴,小形真平,中川博之,小林一樹
    • 学会等名
      ソフトウェア工学の基礎ワークショップ FOSE 2021
  • [学会発表] 時間制約を実行時に検証可能な自己適応フレームワークに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      小島英春,中川博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 知能ソフトウェア工学研究会(SIG-KBSE)
  • [学会発表] トレーサビリティリンク生成における自然言語処理モデルの性能比較2021

    • 著者名/発表者名
      新田壮史,中川博之,土屋達弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 知能ソフトウェア工学研究会(SIG-KBSE)
  • [学会発表] RNNの抽象化モデルに対するバグ限局とその評価2021

    • 著者名/発表者名
      石本優太,松井健,鵜林尚靖,亀井靖高
    • 学会等名
      情報処理学会 第207回ソフトウェア工学研究発表会(SIGSE)
  • [学会発表] モデル検査の基礎と自己適応システムへの応用-[第2部]自己適応システムとモデル検査の応用2021

    • 著者名/発表者名
      中川博之
    • 学会等名
      IT連携フォーラムOACIS 第64回技術座談会
  • [学会発表] An Automated Goal Labeling Method Based on User Reviews2020

    • 著者名/発表者名
      Shuaicai Ren, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 学会等名
      The 32nd International Conference on Software Engineering & Knowledge Engineering (SEKE 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Explainable Deep Learning Approach for Adaptation Space Reduction2020

    • 著者名/発表者名
      Alhassan Boner Diallo, Hiroyuki Nakagawa, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Autonomic Computing and Self-Organizing Systems Companion (ACSOS 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression Caching for Runtime Verification Based on Parameterized Probabilistic Models2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakagawa, Hiromu Toyama, Tatsuhiro Tsuchiya
    • 学会等名
      The 41st IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 効率的な動的検証のためのパラメータ化確率モデルに基づいた検証式キャッシュ2020

    • 著者名/発表者名
      中川博之, 外山大夢,土屋達弘
    • 学会等名
      情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム(SES2020)
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己適応システムはなぜ動くのか:自己適応化技術とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      中川博之
    • 学会等名
      大阪大学大学院情報科学研究科2019年度第5回ランチセミナー
  • [学会発表] グラフ化による制御ループに関する反例の可視化手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      青木善貴,小形真平,小林一樹,中川博之
    • 学会等名
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム(SES2020)
  • [学会発表] モデル検査における複雑な検査式に対する反例解析手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      大池勇太郎,小形真平,青木善貴,中川博之,小林一樹,岡野浩三
    • 学会等名
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム(SES2020)
  • [学会発表] 要求-テストケース間のカバレッジ分析におけるグラフクエリの応用可能性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      有若新悟,中川博之,土屋達弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 知能ソフトウェア工学研究会(SIG-KBSE)

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公開日: 2023-12-25  

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