Updated on 2025/01/15

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YOKOHIRA Tokumi
 
Organization
Faculty of Interdisciplinary Science and Engineering in Health Systems Professor
Position
Professor
External link

Degree

  • Doctor of Engineering ( Osaka University )

Research Interests

  • Communication Protocols

  • Edge Computing

  • Fault Tolerant Networks

  • Cloud Computing

  • Computer Networks

Research Areas

  • Informatics / Theory of informatics

  • Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering) / Communication and network engineering

Education

  • Osaka University   大学院基礎工学研究科   物理系専攻 博士後期課程

    1986.4 - 1989.3

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    Country: Japan

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  • Osaka University   大学院基礎工学研究科   物理系専攻 博士前期課程

    1984.4 - 1986.3

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    Country: Japan

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  • Osaka University   基礎工学部   情報工学科

    1980.4 - 1984.3

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    Country: Japan

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Research History

  • Okayama University   The Graduate School of Interdisciplinary Science and Engineering in Health Systems   Professsor

    2021.4

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    Country:Japan

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  • Okayama University   Division of Interdisciplinary Science and Engineering in Health Systems, The Graduate School of Interdisciplinary Science and Engineering in Health Systems   Professor

    2018.4 - 2021.3

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    Country:Japan

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  • Okayama University   Division of Medical Bioengineering, The Graduate School of Natural Science and Technology   Professor

    2015.4 - 2018.3

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    Country:Japan

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  • Okayama University   Division of Industrial Innovation Sciences, The Graduate School of Natural Science and Technology,   Professor

    2005.4 - 2015.3

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    Country:Japan

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  • Okayama University   Department of Communication Network Engineering, Faculty of Engineering   Professor

    2003.7 - 2005.3

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    Country:Japan

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Professional Memberships

 

Papers

  • Performance Improvement of a Virtual Network Embedding Algorithm based on Temporal-difference Learning by Resource-Constraint-Aware Candidate Solution Selection

    Yukinobu Fukushima, Yuta Sagawa, Yuya Tarutani, Tokumi Yokohira

    IEIE Transactions on Smart Processing and Computing   13 ( 2 )   158 - 166   2024

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    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    In this paper, we tackle a virtual network embedding problem in network virtualization. For this problem, an algorithm (VNE-TD) based on temporal difference learning has been proposed. VNE-TD, however, does not consider the node and link resource constraints in selecting the candidate solutions. Therefore, when attempting to construct a virtual network, the embedding of a virtual network may fail due to insufficient resources. In this paper, we modify VNE-TD to select only those candidate solutions that satisfy the node and link resource constraints. We add a function to check the satisfiability of the node and link resource constraints to VNE-TD. The simulation results show that our modified methods reduce the blocking ratio of virtual network requests by up to 80% compared to VNE-TD.

    DOI: 10.5573/IEIESPC.2024.13.2.158

    Scopus

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  • A Protection Scheme with Speech Processing against Audio Adversarial Examples

    Yuya Tarutani, Taisei Yamamoto, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    IEEE Access   1 - 1   2024

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/access.2024.3467224

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  • Statistical Analysis of Effectiveness of Cross-Disciplinary Team’s Practice in Engineering Project Based Learning

    Masaya MIKAMI, Takahiro HIWAKI, Yoshihiro HAGIHARA, Yuya TARUTANI, Tokumi YOKOHIRA

    Journal of JSEE   71 ( 2 )   2_14 - 2_20   2023

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    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Japanese Society for Engineering Education  

    DOI: 10.4307/jsee.71.2_14

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  • An Improvement of an IP Fast Reroute Method Using Multiple Routing Tables Reviewed

    Yuya Tarutani, Masashi Ishigai, Naoto Numata, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    Journal of Internet Technology   23 ( 6 )   1315 - 1324   2022.11

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    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Angle Publishing Co., Ltd.  

    <p>The demand for high Internet availability has increased. As a routing method to recover fast from a single network component (link or node) failure, a method using multiple routing tables has been proposed. In the method, when a component failure occurs, packets which are supposed to pass through the component in the failure free state are rerouted using a backup routing table (backup table: BT) which does not use the component. Thus, it is important to decrease the increased routing cost, and because the method uses multiple BTs, it is also important to decrease the numbers of entries in BTs. In this paper, we propose a new routing method to decrease the increased routing cost. In the conventional method, there are many components that do not fail but are not used for packet forwarding in a BT. In our proposed method, we use such components as much as possible to decrease the increased routing cost. About the decreasing of the numbers of entries in BTs, we simulate packet forwarding for every node-pair and find unnecessary entries which are not used in packet forwarding in any node-pair. Numerical examples show that our proposed method is superior to the conventional method. </p><p> </p>

    DOI: 10.53106/160792642022112306014

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  • Consensus Building using Deep Reinforcement Learning for Energy Management

    Yuya Tarutani, Isato Oishi, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    IEIE Transactions on Smart Processing & Computing   11 ( 4 )   284 - 291   2022.8

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    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:The Institute of Electronics Engineers of Korea  

    DOI: 10.5573/ieiespc.2022.11.4.284

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MISC

  • Application of a Deep Reinforcement Learning Algorithm to Virtual Machine Migration Control in Multi-Stage Information Processing Systems

    糀谷友貴, 中根和俊, 樽谷優弥, WU Celimuge, JI Yusheng, 横平徳美, 村瀬勉, 福島行信

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   123 ( 398(IN2023 65-113) )   2024

  • Audio Adersarial Example identification method using multiple features

    鈴木大補, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2024   2024

  • A juvenile leaf growth prediction method using machine learning and image processing

    GAO Sen, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2024   2024

  • Model Parameter Aggregation Method for Reducing Network Load in Hierarchical Federated Learning

    中村昂平, 福島行信, 樽谷優弥, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   124 ( 139(IN2024 10-32) )   2024

  • A SECRET SHARING METHOD FOR TOTAL DATA REDUCTION

    辻晋明, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2022   2022

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Presentations

  • 仮想網マッピングシステムの機能拡張-仮想リンク単位での経路選択の実現-

    電気・情報関連学会中国支部第69回連合大会  2018 

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  • マルチパスTCPにおける輻輳制御方式のスループット公平性の検討

    電気・情報関連学会中国支部第69回連合大会  2018 

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  • IP高速迂回法における想定外故障の迂回可能性の検討

    電気・情報関連学会中国支部第69回連合大会  2018 

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  • Link Capacity Provisioning and Server Location Decision in Server Migration Service

    IEEE International Conference on Cloud Networking (CloudNet 2018)  2018 

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  • The Effect of Using Attribute Information in Network Traffic Prediction with Deep Learning

    International Conference on ICT Convergence 2018 (ICTC 2018)  2018 

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Awards

  • 電子情報通信学会ネットワークシステム研究専門委員会活動功労賞

    2018  

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    Country:Japan

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  • IEICE ESS貢献賞 (電子情報通信学会 基礎境界ソサイエティ 貢献賞)

    2016  

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    Country:Japan

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  • 2014 IEEE Region 10 Technical Symposium (TENSYMP 2014) best paper award

    2014  

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  • 第10回HISS記念論文賞受賞

    2008  

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    Country:Japan

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Research Projects

  • Construction of a medical information secure management system using ICT and encryption technology

    Grant number:20K20484  2020.04 - 2023.03

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

    野上 保之, 日下 卓也, 福島 行信, 横平 徳美, 山内 利宏

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    Grant amount:\25350000 ( Direct expense: \19500000 、 Indirect expense:\5850000 )

    昨年度として拡散暗号方式を完成させており、これをメールデータの暗号化・ユーザ認証として実装するためにThunderbirdに対して独自実装することができた(昨年度はEnigmailとして実装)。より具体的には、暗号強度を自在に変えることができる乗算アルゴリズムをC言語およびJavaScriptとして実装した。JavaScript実装については、必ずしも大きな整数での実装が効率よく働かないため、本研究の成果が有効に働く。具体的には、30ビット程度の整数演算をベースとしつつ、暗号の強度を上げるためにベクトルの次元数を上げることで3000ビットクラスの強度を実現する。その際に、安全性の観点からその群の位数が小さな素因数をもたないようにするために、十分安全な大きな素因数をもつようにパラメータを選択し、そのパラメータを用いることで実現する。一方で、その暗号の拡散性を実現するためのパラメータを自在に選べるようにできることを確認できた。そのようなことも踏まえ、2022年度としてはその拡散性をセッションキー・ワンタイムパスワード的に使えるようにするとともに、これを具体的な医療データの暗号化の方にも実装する。その際の秘密分散法についてもより軽量化した実装として実現することができており、さらなる安全性強度を実現できる。なお、ユーザ認証に関しては、ElGamal暗号および楕円曲線暗号をベースとした公開鍵認証を考えている。前者については2021年度として実装確認できており、2022年度としては後者での実現も図る。

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  • データセンターネットワークにおけるスループット急落の回避に関する研究

    Grant number:19K11926  2019.04 - 2023.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    横平 徳美, 福島 行信

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    Grant amount:\4290000 ( Direct expense: \3300000 、 Indirect expense:\990000 )

    分散ファイルシステムを採用しているデータセンターネットワークにおいては、多数のサーバが、ほぼ同時に、1台のクライアントに向けてデータを送信しようとすることがしばしば起こる。このとき、イーサネットスイッチのポートにおいてバッファーオーバーフローが起こり、スループットが0に近い値に急落する状況(インキャスト)が起こってしまうことがある。本研究の目的は、分散ファイルシステムにおいて、各サーバのデータ送信終了時間の公平性を気にする必要はなく、全サーバがデータ送信を終了するための時間が重要であることに着目して、サーバからのデータ送信を直列化することにより、インキャストを回避しつつスループットを最大にする方法を考案し、実際に実験ネットワークでその有効性を実証することである。
    2021年度は、データセンターネットワークにおける各リンクの伝送速度、イーサネットスイッチのポートバッファサイズ、サーバから送信されるデータ量(ユニットサイズ)等が与えられた時、インキャストを回避し、かつ、スループットを最大化できる同時設定(同時に並列化できる)コネクション数を求めることができる方法(拡張コネクション直列化法)の有効性に関して、2020年度に引き続いて検証した。
    また、高精度のカーネルタイマーを使用して、最小タイムアウト値を従来の200ミリ秒から数100マイクロ秒にすることにより、インキャストを回避しようとする従来の方法をベースとして、クライアントからサーバに再送要求を出すことで、インキャスト回避の可能性を高くできる方法を2019年度に提案し、2020年度はこの方法を改良したが、エラーを内在していたので、2021年度はさらなる改良を行った。
    さらに、上述した方法を統合して、実際のデータセンターネット上で動作できるようにするための基礎的検討を行った。

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  • 分散型交換ネットワークの性能評価に関する研究

    Grant number:05750353  1993

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    横平 徳美

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    Grant amount:\900000 ( Direct expense: \900000 )

    本研究の目的は,分散型交換ネットワークを対象として,ネットワーク内での伝送遅延時間のみならず,エンドユーザで新規に発生したパケットがネットワーク内に送出されるまでの待ち時間をも含めた性能評価を行うための同ネットワークのモデル化手法および解析手法を確立し,最適な分散型交換ネットワークを明らかにすることにある.ここでは,このための基礎研究として,Manhattan Street Network(MS-Net)と呼ばれる分散型交換ネットワークを対象に,以下の研究を行った.
    1.MS-Netにおけるノードのモデルとして,従来のノードモデルに送信バッファを追加した新たなモデルを考え,エンドユーザで新規に発生したパケットは,一旦送信バッファに収容され,次ノードへの中継リンクが使用可能になったとき,ネットワーク内に送出されるとすることにより,エンドユーザで発生したパケットがネットワーク内に送出されるまでの待ち時間の評価を可能にした.
    2.MS-Netは,mxn(m,nは正整数)個のノードで構成されるが,ノード数を固定しても,その形態は一意に決まらず,mとnの値に応じて様々な形態を取り得る.ここでは,mとnの様々な組合せに対して,1.のノードモデルを用いてシミュレーションを行い,ノード数を固定した場合,エンドユーザ間での平均パケット伝送遅延の面からのMS-Netの最適な形態は,mとnの差が最も小さいときの形態であるということを明らかにした.
    以上のように,本研究では,エンドユーザーで発生したパッケトがネットワーク内に送出されるまでの待ち時間を得るためのノードモデルを考え,これを用いたシミュレーション結果により,MS-Netの最適な形態を明らかにした.

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  • 高信頼性ネットワークの最適設計法に関する研究

    Grant number:03750291  1991

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    横平 徳美

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    Grant amount:\900000 ( Direct expense: \900000 )

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Class subject in charge

  • Computer Networks B (2024academic year) Second semester  - 月3~4,木3~4

  • Computer Networks II (2024academic year) Second semester  - 月3~4,木3~4

  • Computer Networks B (2024academic year) Second semester  - 月3~4,木3~4

  • Introduction to Security (2024academic year) 3rd and 4th semester  - 月7~8

  • Introduction to Information Security (2024academic year) 3rd and 4th semester  - 月7~8

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