複雑ネットワークの安定性に関する研究

複雑ネットワークの安定性に関する研究
電気情報工学科
教 授
谷 澤 俊 弘
専門分野 : 理論物理学(物性理論)
キーワード: 複雑ネットワーク、安定性、組合せ最適化
共同研究・受託研究・技術相談・講演会・技術研修などで協力可能な分野:
ネットワークの構造安定性に関する技術相談・研究・講演
ネットワークの機能安定性に関する技術相談・研究・講演
ネットワーク上を移動するさまざまな流れ(物質・情報)の効率化に関する技術相談・研究・講演など
◆研究概要
複雑なシステムの構成要素を「点」、その間の関係性を「線」としてとらえ、その物理的な性質を数学・物理学の手
法を用いて調べる「複雑ネットワーク」と呼ばれる分野を中心に基礎理論研究を続けています。
◆研究テーマと成果の例
(1)ネットワークの構造安定性に関する研究
ネットワーク(コンピュータ、組織、人間関係など)はその構成人員がいなくなったり、入れ替わったりして、その構
造が刻一刻と変化します。我々の研究成果を応用すれば、どのように部品どうし、部署どうし、個人どうしを結び合
わせてネットワークを構成すれば、そのような構成部品・部署・人員の変化があったとしても、構成部署どうしの連絡
が途切れることのない、「頑丈な」ネットワークが作れるか、についてアドバイスができます。また、いっしょにそのよ
うな「頑丈な」ネットワークを実際に作っていくための共同研究ができます。
(2)ネットワークの機能安定性に関する研究
ネットワークは、その上を情報や「もの」が流れていくことによって機能します。たとえ、ネットワークが「頑丈」であ
っても、その上の情報やものの流れが効率的でないならば、そのネットワークはあまりよいネットワークであるとは
言えないでしょう。この分野に関する研究は、まだ世界的に見ても始まったばかりで、まだまだわかっていないこと
が多いのですが、我々は常にその時の最先端の研究成果を取り入れながら、自らも新しい理論解析を生み出し続
けています。我々は、どのようにネットワークを構成すれば、その上を、最も効率良く情報やものが流れていくのか
を研究しています。この分野の重要な応用例として、災害時の効率的な避難経路の構成という重要な問題がありま
す。私たちはこの重要な問題についても有効なアドバイスができるように、日々研究成果を積み重ねています。
ネットワークを構成する「点」
(コンピュータ、部署、個人)の総数が 100
で、一つの「点」からは平均して 2.1 本の「線」
(つながり)が出ているネ
ットワークのうちで、点の消失に関して最も頑丈なネットワークの構成図
(この構成が最も頑丈であることについては、
きちんとした数学的な裏付け
があり、我々のこの研究成果はアメリカの著名な物理学雑誌上に 2005 年に
掲載されています。また、点の総数や点当たりの平均の線の数がいくらであ
っても、
それに応じて最も頑丈なネットワークの構造を計算することができ
ます。
)