自律分散システム

自律分散システムにおけるメッセージパッシングを示す簡略化された図

自律分散システム（ADS）は、独立して動作するように設計されているモジュールまたはコンポーネントから構成される分散システムですが、システム全体の目標を達成するために相互に連携することができます。この設計パラダイムにより、コンポーネントに障害が発生した場合でもシステムは機能を継続できます。また、システムの運用を継続しながら保守や修理を行うこともできます。自律分散システムは、産業生産ライン、鉄道信号[1]、ロボット工学など、さまざまな用途に使用されています。

ADSは近年、制御アプリケーションからサービスアプリケーション、組み込みシステムへと拡張され、自律分散サービスシステムや自律分散デバイスシステムへと発展してきました。[2]

歴史

自律分散システムは1977年に初めて提案されました。[3]

ADSは、日本の鉄道システムに長年導入され、70億回以上の運行実績を安全に記録してきたことから、大きな注目を集めました。 [4] [5] [6] [7 ] [8] は、このコンセプトの価値を証明しています。ADSを搭載した日本の鉄道は、学習機能も備えているため、スマート列車とみなされています。[9]

この卓越した貢献が認められ、森欣治氏は数々の賞を受賞しています。その中には、2013年IEEE生涯フェロー、2012年東京都功労賞、2012年世界1000人中の傑出した専門家（中国政府）、2008年電子情報通信学会フェロー、1995年IEEEフェロー、1994年科学技術庁研究開発功労賞、1994年市村産業賞、1992年計測自動制御学会技術功績賞、1988年科学技術庁特許賞、1988年毎日技術賞優秀賞などがあります。森博士は市村産業賞の賞金をIEEEに寄付し、IEEE金井賞の資金として活用しました。[10]

1977 年以来、ADS は米国、日本、EU、特にドイツ、中国を含む世界中の多くの研究者によって研究されてきました。

ADSアーキテクチャ

ADSは、各コンポーネントまたはサブシステムが共有データフィールドを使用してメッセージパッシングで通信する分離アーキテクチャです。ADSのユニークな特徴は、中央のオペレーティングシステムやコーディネーターが存在しないことです。代わりに、各サブシステムが自身の機能と他のサブシステムとの連携を管理します。サブシステムが他のサブシステムと通信する必要がある場合、そのサブシステムは要求を含む共有データフィールドを他のすべてのサブシステムにブロードキャストします。このブロードキャストには、他のサブシステムのIDやアドレスは含まれません。他のサブシステムは、それぞれの目的と機能に応じてブロードキャストメッセージを受信し、どのようなアクション（必要な場合）を実行するかを独自に決定します。

ADSがサービス指向アーキテクチャ（SOA）またはADSS（自律分散サービスシステム）[11]に移行すると、データ転送はESB（エンタープライズサービスバス）によって実行され、各エージェントはESBからデータを受信し、サービス仕様に従って動作するサービスを実行できるようになります。結果はESBによって他の自律エージェントに送信されます。

ADS は、 AI で使用される黒板システムにも似ており、共通の黒板のデータが変更されると、一連のエージェントが行動します。

ADSには人間が参加することもあり、人間と自律エージェントの両方が同時に共同学習してシステム機能を実行します。[12]

クラウド コンピューティングでも自律コンピューティングが使用されますが、そのアーキテクチャとフレームワークは ADS とは異なります。

アプリケーション

ADSの応用例の一つはソフトウェアテスト、特に組み合わせテストです。ARとTAを用いた同時組み合わせテストのためのADSベースのフレームワークが提案されています。

会議

IEEE国際自律分散システムシンポジウム（ISADS）は、このテーマに関する主要な会議です。このシンポジウムは2年ごとに開催されており、第1回は1993年に開催されました。

  • ISADS 1993: 1993年3月30日～4月1日、川崎市
  • ISADS 1995：1995年4月25～27日、米国アリゾナ州フェニックス
  • ISADS 1997：1997年4月9日～11日、ドイツ、ベルリン
  • ISADS 1999：1999年3月20日～23日、東京
  • ISADS 2001：2001年3月26日～28日、テキサス州ダラス、米国
  • ISADS 2003：2003年4月9日～11日、イタリア、ピサ
  • ISADS 2005：2005年4月4日～8日、中国成都
  • ISADS 2007：2007年3月21日～23日、米国アリゾナ州セドナ
  • ISADS 2009：2009年3月23日～25日、ギリシャ、アテネ
  • ISADS 2011：2011年6月29日～7月1日、神戸
  • ISADS 2013：2013年3月6日～8日、メキシコシティ、メキシコ
  • ISADS 2015：2015年3月25日～27日、台湾、台中
  • ISADS 2017：2017年3月22日～24日、タイ、バンコク
  • ISADS 2019：2019年4月8日～10日、オランダ、ユトレヒト
  • ISADS 2023：2023年3月15日～17日、メキシコシティ（メキシコ）

[13]

参照

参考文献

  1. ^ Winter, Victor L.; Bhattacharya, Sourav (2001). High Integrity Software . Springer. p. 105. ISBN 978-0-7923-7949-2。
  2. ^ 「データフィールドの概念からの拡張：研究開発」日立. 2014年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年10月6日閲覧。
  3. ^ 森 欽司 (2007). マレック ミロスラフ; ライテンシュピース マンフレッド; ヴァン・ムーセル アード (編). 「サービス保証のための自律分散システムとその応用」サービス可用性：第4回国際サービス可用性シンポジウム: 2. ISBN 978-3-540-72735-4。
  4. ^ 「日本の弾丸列車（新幹線）：70億回の安全な運行とカウントダウン」
  5. ^ 「ニポニカ No.10」.
  6. ^ 「CSDL | IEEEコンピュータ協会」（PDF） .
  7. ^ 「CSDL | IEEE コンピュータ協会」。
  8. ^ 「自律分散システム技術と列車輸送システムへの応用」高信頼性ソフトウェア. Kluwer Academic Publishers . 2001年5月. pp.  89– 111. ISBN 978-0-79237949-2。
  9. ^ 「スマートトレイン」.
  10. ^ “Kinji Mori - Kinji Mori Laboratory”. 2014年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年9月19日閲覧。
  11. ^ 「ADSS：自律分散サービスシステム：研究開発」日立。
  12. ^ 「生物のアナロジーから生まれたADS：研究開発」日立製作所. 2014年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年10月6日閲覧。
  13. ^ 「CSDL | IEEE コンピュータ協会」。
  14. ^ 「人工知能オートメーション」。

さらに読む

  • Wei-Tek Tsai、Charles J. Colbourn、Jie Luo、Guanqiu Qi、Qingyang Li、Xiaoying Bai、「組み合わせテストのためのテスト代数」、第8回IEEE国際ソフトウェアテスト自動化ワークショップ（AST2013）、2013年5月18～19日、米国カリフォルニア州サンフランシスコ
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