分散協調における相互作用――通信，移動，観測の役割の解明――

分布式合作中的交互：阐明沟通、运动和观察的作用。

基本信息

批准号：
18H03202
负责人：
山内由紀子
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，計算主体間の相互作用が分散協調において果たす役割の解明である．従来の分散システムモデルで想定されていた計算機間のメッセージ通信だけではなく，ロボット群などのモバイル計算主体群モデルにおける移動や観測など，様々な相互作用を研究対象とすることで，単一の分散システムモデルでは発見できなかった分散協調の原理を系統的，効率的に発見することを目指し，(i) 計算主体の匿名性により生じる対称性と相互作用の関係の解明，(ii) 観測や移動による相互作用の局所性，並列性に対して，記憶が果たす役割の解明，(iii) 簡潔な分散アルゴリズムの実現に取り組む．令和3年度と研究費繰越を行なった令和4年度は(ii)，(iii)に関する研究に取り組み，以下の成果を得た．(a) 二次元格子領域を移動するモジュール群が集合的に構成するモジュールロボットに対して，モジュールが積み上がるモデルを提案し，与えられた領域を探索する手法と必要なモジュール数を示した．モジュールが積み上がることでモジュールの配置，つまりモジュールロボットの状態が増え，積み上がりを許さない従来のモジュールロボットに比べて少ない台数で探索が行えることを示した．(b) 予め色が塗られているロボットの集合に対して，各ロボットが自身の色を観測できないという観測能力の差異の下で，ロボット群が自律的に色ごとに分離する問題を提案し，その解法を与えた．この問題は，故障したロボットを正常ロボットから分離するなどの応用が期待できる．

这项研究的目的是阐明计算实体之间的交互在分布式合作中所发挥的作用。通过重点研究机器人群体等基于移动计算的群体模型中的运动和观察等各种交互，除了传统分布式系统模型中假设的计算机之间的消息通信之外，我们的目标是系统地、高效地构建单一分布式系统发现使用系统模型无法发现的分布式合作原理。 (iii)我们将致力于实现一个简单的分布式算法。在研究经费结转的2021年度和2020年度，我们对(ii)和(iii)进行了研究，并获得了以下结果。（a）对于由一组在二维网格区域中移动的模块共同组成的模块化机器人，我们提出了一种模块堆叠的模型，并演示了一种搜索给定区域和所需数量的方法模块。结果表明，通过堆叠模块，模块的排列（即模块机器人的状态）增加，并且与不允许堆叠的传统模块化机器人相比，可以用更少的机器人执行搜索。 (b) 我们提出了一个问题，其中一组机器人根据观察能力的差异自主地将一组预先着色的机器人分成不同的颜色，其中每个机器人都无法观察到自己的颜色，给出了解决方案。这个问题具有潜在的应用价值，例如将故障机器人与正常机器人分开。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

無記憶な非同期ロボット群による平面形成

一组无记忆异步机器人平面形成

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Kawamura;F. Steinberg and H. Thies;山内由紀子
通讯作者：
山内由紀子

通信リンクのブロックと切断によるモバイルビザンチン故障の封じ込めと合意形成

通过阻止和断开通信链路来遏制移动拜占庭式故障并建立共识

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Kawamura;H. Thies and M. Ziegler;半澤陽，山内由紀子;廣島佳汰，河村彰星;山内由紀子，上原太一，来嶋秀治，山下雅史;吉村正太郎，山内由紀子;萩原普賢;吉村純弥，山内由紀子，来嶋秀治;河村彰星，萩原普賢;半澤陽，山内由紀子
通讯作者：
半澤陽，山内由紀子

Shape formation by programmable particles