マルチエージェントシステムにおける自律的なコンセンサス形成問題の解析

本研究は、制御工学の中で、エージェントと呼ばれる自律行動主体が相互作用を受けながら、システム全体として「調和の取れた振る舞いをするよう制御を行う「マルチエージェントシステムにおける協調制御」と呼ばれる分野に関するものである。本研究では特に、各エージェントが状態に依存した評価値に関するコンセンサスを達成する「パフォーマンスコンセンサス問題」を提案し、その理論的解析と工学的応用に関する研究を行った。本年度はまず、データセンタ型コンピューティングアーキテクチャとして近年注目されている「マルチティアコンピューティングシステム」におけるリソース配分問題について考察した。各ティアのリソース制約を満たすようにリソース量の調整を行う調停器と、クライアントのリソース量を管理するリソースマネージャを用いたリソース配分制御法を提案した。また、パフォーマンスコンセンサス問題を応用することで、各ティアのリソース制約の下でクライアントのQoSレベルを等しくする「QoS公平化」が実現できることを示した。さらに、パフォーマンスコンセンサスを達成する手法として、ポテンシャルゲーム理論に注目したパワーアウェアなモバイルセンサ配置制御について考察した。センサの位置と電圧を重心座標により表現し、各センサを各プレイヤに、センサの重心座標をプレイヤの混合戦略に、センサの被覆性能とセンシングの消費電力との間のトレードオフを評価する評価関数をポテンシャル関数に、それぞれ対応させることで、センサ配置問題がポテンシャルゲームとして定式化できることを示した。また、センシングの消費電力を考慮したセンサ配置制御を実現するために、各センサがレプリケータダイナミクスを用いて重心座標を更新する手法を提案した。

本研究は、制御工学の中で、エージェントと呼ばれる自律行動主体が相互作用を受けながら、システム全体として「調和の取れた振る舞いをするよう制御を行う「マルチエージェントシステムにおける協調制御」と呼ばれる分野に関するものである。本研究では特に、各エージェントが状態に依存した評価値に関するコンセンサスを達成する「パフォーマンスコンセンサス問題」を提案し、その理論的解析と工学的応用に関する研究を行った。本年度はまず、データセンタ型コンピューティングアーキテクチャとして近年注目されている「マルチティアコンピューティングシステム」におけるリソース配分問題について考察した。各ティアのリソース制約を満たすようにリソース量の調整を行う調停器と、クライアントのリソース量を管理するリソースマネージャを用いたリソース配分制御法を提案した。また、パフォーマンスコンセンサス問題を応用することで、各ティアのリソース制約の下でクライアントのQoSレベルを等しくする「QoS公平化」が実現できることを示した。さらに、パフォーマンスコンセンサスを達成する手法として、ポテンシャルゲーム理論に注目したパワーアウェアなモバイルセンサ配置制御について考察した。センサの位置と電圧を重心座標により表現し、各センサを各プレイヤに、センサの重心座標をプレイヤの混合戦略に、センサの被覆性能とセンシングの消費電力との間のトレードオフを評価する評価関数をポテンシャル関数に、それぞれ対応させることで、センサ配置問題がポテンシャルゲームとして定式化できることを示した。また、センシングの消費電力を考慮したセンサ配置制御を実現するために、各センサがレプリケータダイナミクスを用いて重心座標を更新する手法を提案した。