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ヒューマンライフデザイン領域・融合科学共同専攻の林教授らの論文がScientific Reportsに掲載

 ヒューマンライフデザイン領域融合科学共同専攻林 幸雄教授の論文がScientific Reportsに掲載されました。

 Scientific Reports は、ネイチャー・パブリッシング・グループの得意分野である自然科学(生物学、化学、物理学、地球科学)のあらゆる領域を対象としたオープンアクセスの学際的電子ジャーナルです。Thomson Reutersが発表した2017年のインパクトファクターは4.122です。

■掲載誌
 Scientific Reports 8 11241, 2018 Springer Nature Publishing  
 参考:https://www.nature.com/srep/about

■著者
 Yukio Hayashi, Naoya Uchiyama

■論文タイトル
 「Onion-like networks are both robust and resilient」

■論文概要
 耐性のある連結性とフロー伝達はネットワークにとって極めて重要な機能である。しかしながら、知的な弱点ノードの選択に基づく悪意のある攻撃や連鎖的過負荷故障による急激な崩壊への脅威は、現代のネットワークシステムや社会において大規模停電や渋滞輻輳を伴ってますます増大している。近年、絡まったループがこれらの損傷からネットワークを守ることが示唆されたが、ネットワークの頑健性を向上させる為にループ形成に必要不可欠なノード集合(Feedback Vertex Set)を最大化することは計算量的に手に負えないNP困難な組合せ問題である。そこで我々は、正の次数相関を持つ玉葱状ネットワークを構築する逐次成長の中でループを強化する新たな方法を提案する。その繋がり方は現状において最適な攻撃耐性を持つ。さらに我々は、単一及び同時複数の攻撃から引き起こされる過負荷故障の伝播を抑える為に、フロー制御に対する経路方策を変更することでバイパス的に過負荷ノードを回避し、玉葱状ネットワークがレジリエンス(しなやかな復活)における適応力を獲得することを見出した。その抑制効果は、多くの現実のシステムに存在するスケールフリーネットワークの場合より強い。

参考:https://www.nature.com/articles/s41598-018-29626-w

■掲載にあたって一言
 本論文は、修論研究の一部を発展させた内容であり、研究室のメンバーには数値実験やデータ整理をいくらか補助的に協力して頂いたことを感謝したい。最適な攻撃耐性を持つ玉葱状ネットワークを無理のない逐次成長によって自己組織的に構築する方法を、我々は世界に先駆けて発見しているが、統計物理のアプローチをヒントにして、それを更に凌駕する攻撃耐性と深刻な連鎖的過負荷故障を抑えるフロー制御法を今回見出した。概念のみで説明されることが多いレジリエンスを具体的に実現する1方法を提示してる点も挙げておきたい。なお、本研究の一部に科研費基盤Bの支援を頂いている。

平成30年7月27日

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