【研究分野】情報ネットワーク

【研究領域課題番号】26280032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スペクトルグラフ理論 / ラプラシアン行列 / 有向グラフ / ネット炎上 / フラッシュクラウド / ネットワーク / 共鳴 / ノード中心性 / 情報通信工学 / 情報ネットワーク / 結合振動子 / 運動エネルギー / 相互作用 / ユーザ行動

【研究成果の概要】

ユーザとネットワークの共鳴現象の特性を理解し，システムの安定運用技術に結びつけることを目的として研究を進め，以下の成果を得た．
まず，ユーザ間の相互作用の強さの非対称を考慮し，特定のクラスの有向グラフに対して振動モデルを導入した．その際に，ノード毎の振動エネルギーがノード中心性の概念の拡張を与えることを明らかにした．更に，振動モデルを一般の有向グラフに拡張し，振動エネルギーが発散する現象としてネット炎上をモデル化し，その対策方法を明らかにした．
次に，ユーザとサーバ間で生じるフラッシュクラウドのような負荷集中について，被験者を用いた実験による特性評価と振動モデルによるモデル化を行った．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】数理物理・物性基礎

【研究領域課題番号】21540376 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

結合振動子 / ネットワーク / 同期現象 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / 複雑系 / 非線形システム

【研究成果の概要】

同期特性の優れた位相振動子ネットワークのデザインを中心に研究を行った.このモデルは力学的要素がネットワーク的に相互作用した集団(個体群)と見なせるため,細胞内での生化学反応や代謝反応などの複雑なシステムの最も抽象化したモデルと考えられる.マルコフ連鎖モンテカルロ法により同期特性の優れた機能的ネットワークが具体的に設計し,ネットワーク構造の統計的特徴付けを行った.振動数が異なる振動子集団が同期するために最適な結合ネットワーク,および同一な自然振動子集団が外部ノイズに晒されている場合,ノイズにたいして堅牢に同期するネットワークをそれぞれ設計した.異なる自然振動数を持つ場合とノイズに晒されている振動子集団では異なるネットワーク構造が同期最適である事を示した.また,リンク数の増加に伴い,同期最適ネットワークは構造転移する事が分かった.ノイズに抗した同期最適なネットワークはリンク数が少ない場合にはコアと周辺の振動子に分離した構造を持ち,各素子に共通なノイズによるに同期現象と強い関連があると予想され理論的発展が期待される,これらの成果は国内外の学会・研究集会などで口頭発表し,学術雑誌に掲載された.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】感性情報学・ソフトコンピューティング

【研究領域課題番号】19800001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

同期現象 / ネットワーク / フィードバック制御 / 概日リズム / 結合振動子 / 位相応答関数

【研究成果の概要】

振動子ネットワークの外部入力に対する応答理論を確立した. 特に, どのような不均一性、どのようなネットワーク構造に対しても系統的に適用できる理論が完成した. 集団が均一な場合はネットワーク研究で興味の持たれるラプラシアン行列の固有値問題に帰着し, 通常興味の持たれる固有値ではなく固有ベクトルがネットワークダイナミクスに重要な役割を持つことが示された.さらに, 理論の拡張として,複数のネットワークが相互作用する系の位相記述も確立できた. この拡張により, 各ネットワーク内での結合が, ネットワーク館の同期現象にどのような作用をもたらすかが明らかになった.

【研究種目】若手研究(スタートアップ)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,115千円 (直接経費: 2,710千円、間接経費: 405千円)