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研究紹介

  • 2010年10月7日 7:35 PM

 私たちが住むこの世界には、さまざまな生命、社会、自然現象が見受けられます。これらの現象を情報処理システムの観点から捉えると、システムの動作原理や設計、実現手段に関して様々な知見を与えてくれます。しかし、同時にそれらの現象は私たちに対してどのようなしくみで起きているのか、という疑問を投げかけます (図1)。


図1 生物の免疫のしくみから学ぶ

 当研究室では、生命、社会、自然で見受けられる現象をモデル化、シミュレーションや解析を通じて、情報処理システム構築に有益な知見を得るために研究を進めています (図2)。 モデルとは、注目している現象の本質を抽出したもので、これを目的に沿うように洗練します。研究の過程では、現象の本質へと迫り新たな情報処理システムの実現へ向けて、難しい問題に取り組む局面もあります。現象の核心に迫ることと情報処理システムに関する知見を考察することは表裏一体であり、より深い洞察をするために必要ことです。


図2 生物の免疫のしくみに学んだコンピュータウィルス防御研究の流れ

 当研究室で取り組んでいる課題について、ここでいくつか簡単に紹介します。詳しい説明は左のメニューから御覧ください。さまざまな自然現象のモデル化、解析の手法としてセルオートマトンがあります。セルオートマトン分野では、多種多様な現象に見受けられるパターンから、それらを生成するメカニズムについて情報処理の観点から研究を進めています。

 多数の個体が相互作用するシステムを解析する手法としてゲーム理論やマルチエージェントがあります。ゲーム理論アプローチの研究のひとつとして、多数のコンピュータで構成される大規模ネットワークを対象として、コンピュータウィルス拡散に対する防御手法や、多数のコンピュータが協調して効率よく動作するメカニズムについて研究を進めています。

 方陣や安定結婚問題は、代表的な組み合わせ問題のひとつです。方陣では、時間方向に関する要素を取り入れ、新しい動的方陣の提案を行いその性質に対する考察を行っています。安定結婚問題では、グラフによる視覚化を行い、そこからわかる性質に対して研究しています。いずれの問題もその構造を考察することで、新しい知見を得ることを考えています。

 遺伝的アルゴリズムでは、計算の過程に生物システムが持つ種の多様性の視点を取り入れ、最適解を求める手法について研究を進めています。私たち多種多様な生物は、自然淘汰による進化を経て存在していると考えられています。この進化の過程に、種の概念を導入することで解の局所性を防ぎ、最適解を求めることに取り組んでいます。

 以上、いくつかの研究例を紹介しました。当研究室では、情報処理システム構築へ向けて、生命、社会、自然現象から学ぶだけにとどまらず、情報分野への新しい提案や関連分野への貢献を目指して研究を進めています。

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