総合情報学科

システム情報:社会基盤からスマートフォン、人工知能まで
スポーツ情報:ココロとカラダをICTで解析する
メディア文化:最先端の技術で切り開くメディアとデザイン

情報理論研究室(佐藤忠一 教授)

セルオートマトンの理論と応用

当研究室では計算機科学(並列計算)、数学(超離散系)、物理学(複雑系、場の理論)、生物学(自己増殖)、交通工学(渋滞の解消)など多くの分野で応用が期待されているセルラーオートマトンの研究をしております。
セルオートマトンは同一構造のセルを空間に規則的に配置し、相互接続したシステムです。各セルはローカルなルールで同期して並列動作するため、セルが配置している空間に信号がパターンとして分布し、このパターンが各セルの局所的な動作の結果、時間と共に変化していきます。
このようにセルオートマトンの研究は並列動作をする規則的構造を持ったシステムの性質や機能を解明することです。

研究テーマ

「一次元セルオートマトンと固有値問題」

ローカルなルールを有向グラフで表し、その遷移行列の固有値からシステムの性質を調べます。

「可逆性セルオートマトンの設計」

数式処理ソフトマセマティカを用いてプログラムを構築して調べます。

「セルオートマトンの暗号への応用」

文字列を可逆性セルオートマトンで符号化し、逆セルオートマトンで復号します。

「セルオートマトンの交通工学への応用」

一次元セルオートマトンの各セルを自動車と考え、各セルの次の時刻での速度の決め方は現在の自分のセルの速度および一つ右側のセルとの車間距離および右側のセルの速度のある関数によって決まる。この関数をどのように選べば単位時間に車が多く移動できるか?
即ち車の渋滞の解消問題につながります。

巡回型有限セルオートマトン
一次元セルオートマトン
二次元セルオートマトン

この研究室を希望する方へ

基礎学力を有し、幅広い分野に関心を持つ意欲的な学生。
既成概念にとらわれず自分で問題を見つけ追及する情熱を持てる学生。
知的好奇心が旺盛な学生。
周囲とのコミュニケーションが取れる学生。
ディスカッションやプレゼンテーションに積極的な学生。