免疫型複雑系とセンサエージェントの基礎的研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23300057
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 石田 好輝 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80159748)
• キーワード: 免疫型システム / 頑健性 / 自律分散システム / ネットワーク科学 / 適応 / マッチング / 再構成 / 群知能

研究概要

本研究では、「適応的」自律分散ネットワーク実現問題を、下記3テーマに分けて研究を進める。
【テーマ1】相互修復によるネットワークモデル(臨界点の解明)
AND型修復だけでなく、様々な相互修復について臨界点を求めた。また臨界点付近の過渡状態についても、シミュレーションを行い、シミュレーション結果を相図上で視覚化する工夫を行った。
【テーマ2】適応的相互修復戦略の枠組み
適応的相互修復戦略と他の戦略が同時に存在する場合の特性について数値解析・シミュレーションを行った。
【テーマ3】ネットワーク拡張の影響
多数決戦略の一つであるk-D戦略についてネットワークのトポロジーや様々なパラミタを変更しシミュレーションを行った。その結果k-D戦略で現れる膜現象がロバストなものであること、また内部の協調戦略を保護する機能があることが示唆された。
ネットワーク修復戦略の理論的解析
先行研究では規則的な格子モデルについて解析したが、ここではさらにそれらを厳密、精緻化し臨界点を求める。Barabasiらの提案したスケールフリーネットワークでは、ネットワークを固定した場合のみ結果が得られた。

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

当初予定していた結果以外にも多くの結果が得られ、外部発表を行っている。しかしネットワークが逐次変化していく動的なものについては、シミュレーションはできるものの理論的結果を得るに至ってない。

今後の研究の推進方策

ネットワークが逐次変化していく動的なものについては、よりグローバルな指標を導入するなど、切り口の転換が必要と考えられる。
またネットワーク上でエージェントがマッチングを行う問題について、マッチングオートマトンを新たに提案した。同時に自己認識、自己修復モデルに加え、自己再構成モデルを提案し、本研究課題に適用しつつある。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of a membrane formation in the spatial prisoner's dilemma (2012)
  • 著者名/発表者名: Y Katsumata
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: Volume 16, Issue 4 ページ: 567-570
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0992-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A systemic payoff in a self-repairing network (2012)
  • 著者名/発表者名: M Tokumitsu
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: Volume 16, Issue 4 ページ: 563-566
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0991-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Note on the Collective Identity of Indistinguishable Entities : A View from the Stable Marriage Problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6884 ページ: 348-356
  • DOI: 10.1007/978-3-642-23866-6_37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric Structure between Two Sets of Adaptive Agents : An Approach Using a Matching Automaton (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Ishida, Kazuma Sasaki
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6884 ページ: 357-365
  • DOI: 10.1007/978-3-642-23866-6_38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial Distribution of Connection Weight in Self-repairing Network (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tokumitsu, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6884 ページ: 318-327
  • DOI: 10.1007/978-3-642-23866-6_34
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Adaptive Control Technique for a Connection Weight of Agents in a Self-repairing Network (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tokumitsu, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6557 ページ: 44-55
  • DOI: 10.1007/978-3-642-19167-1_5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robustness of Membrane Formation in a Spatial Prisoner's Dilemma with a Spatial Generosity (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Katsumata, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6884 ページ: 328-337
  • DOI: 10.1007/978-3-642-23866-6_35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identifying Generative Mechanisms from Spatiotemporal Patterns in Diffusion Phenomena (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Ueda, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6884 ページ: 338-347
  • DOI: 10.1007/978-3-642-23866-6_36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Elucidation of Longevity of Immunological Memory (2011)
  • 著者名/発表者名: Kouji Harada, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 6884 ページ: 308-317
  • DOI: 10.1007/978-3-642-23866-6_37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunity-Based Diagnosis for a Motherboard (2011)
  • 著者名/発表者名: Haruki Shida, Takeshi Okamoto, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Sensors 巻: 11:4 ページ: 4462-4473
  • DOI: 10.3390/s110404462
  • 査読あり
• [雑誌論文] An adaptive sensor network for home intrusion detection by human activity profiling (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tokumitsu, Masashi Murakami, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16:1 ページ: 36-39
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0872-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of space weather by adaptive information processing (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tokumitsu, Yoshiteru Ishida, Shinichi Watari, Kentarou Kitamura
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16:1 ページ: 32-35
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0876-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] A network visualization of stable matching in the stable marriage problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Morizumi, Tatsuya Hayashi, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16:1 ページ: 40-43
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0873-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A diagrammatic classification in a combinatorial problem the case of a Stable Marriage Problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Hayashi, Yoshikazu Hata, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16:4 ページ: 575-579
  • DOI: http://dx.doi.org/0.1007/s10015-011-0993-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A dynamic Houjin (square) and a symmetric Houjin (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Tsuzuki, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16:4 ページ: 571-574
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0991-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergence of observable rules in a spatial game system (2011)
  • 著者名/発表者名: Koii Hrada, Yoshiteru Ishida
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16:4 ページ: 559-562
  • DOI: 10.1007/s10015-011-0990-0
  • 査読あり
• [学会発表] Immunity-based systems revisited : toward systems science for robust and adaptive engineering (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Ishida
  • 学会等名: MEDES'11 Proceedings of the International Conference on Management of Emergent Digital Eco Systems 264-271 ACM
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Mapping problems to dynamical systems for robustness and adaptability : the case of matching problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Ishida, Takumi Satou
  • 学会等名: EDES'11 Proceedings of the International Conference on Management of Emergent Digital EcoSystems 243-249 ACM
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] A dynamical model of stable marriage problem based on Lotka Volterramodel (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Hata, Yoshiteru Ishida
  • 学会等名: MEDES'11 Proceedings of the International Conference on Management of Emergent Digital Eco Systems 272-278 ACM
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Emergence of cooperation as the impact of evacuee's solidarity (2011)
  • 著者名/発表者名: Hatma Suryotrisongko, Yoshiteru Ishida
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Safety, Security, and Rescue Robotics (SSRE) 2011 IEEE
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-11-23