Design and Control of IoT networks based on Fractal Virtual Topologies

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01734
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information network
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Arakawa Shin'ichi 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20324741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 滝根 哲哉 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00216821) ; 小南 大智 大阪大学, 経済学研究科, 助教 (00709678) ; 村田 正幸 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80200301)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 情報ネットワーク / 仮想ネットワーク / IoT / フラクタル / ネットワークトポロジー

Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed a virtual IoT-NW configuration method with high communication efficiency and high robustness by incorporating the fractal nature of the topology observed in brain functional networks. Furthermore, for a Network of Networks (NoN) environment in which multiple IoT systems work together, we investigate methods to select interconnecting nodes and their interconnection. Our methods incorporate two basic topological properties: inter-modular connectivity and assortativity. Our results reveal that, with respect to inter-modular assortativity, topologies with high assortativity show high performance with regard to both robustness and communication efficiency.

Free Research Field

情報ネットワーク

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

IoTは、あらゆる「モノ」の状態をセンサー等によって計測し、ネットワーク接続を介した情報交換や集約によって新たなサービス創発を促進するネットワークシステムである。しかし、IoT環境では莫大な数の機器がネットワークを構成するため、それら全ての接続関係を把握しネットワークを構成する従来のネットワーク構成手法の適用は困難である。本研究では、ネットワーク形状にフラクタル性の性質を持たせる仮想ネットワーク構成手法を考案・検証し、通信効率、頑健性等に優れるネットワーク構成管理が実現可能であることを示した。この手法を適用することで、社会システムとしての高信頼かつスケーラブルなIoT基盤が構築可能となる。