Project/Area Number |
20K11666
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 60010:Theory of informatics-related
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
鈴木 顕 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (10723562)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | 組合せ遷移 / 最適化遷移 / グラフアルゴリズム / アルゴリズム / グラフ理論 |
Outline of Research at the Start |
遷移問題とは,ある問題の2つの解が与えられた際に,その一方からもう一方へと段階的に遷移する方法を求める問題である.遷移問題は他にも,監視カメラの配置等の常時稼働型システムの構成最適化や,インターネット通信等の継続的サービスの提供など,実社会での応用先が非常に多い問題である. 一方で,遷移問題を実社会に応用しようと考えた際に「目的の解が不明」「目的の解まで到達不能」といった問題が生じる.本研究では,それらの問題を解決するために,現在の解から辿り着ける中で最も良い解は何かを問う「最適化遷移」という新しいフレームワークを導入し,実社会への応用を目指す.
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Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度に引き続き本研究計画の2つの目標の内,1つ目の目標である「現実的な時間でより良い解を求めるアルゴリズムの開発」を中心に従事した.また,2つ目の「利便性の高いプログラムの実装と公開」にも従事した. 中でも大きな成果は,リスト頂点彩色問題の最適化遷移問題に関して,困難性容易性の両面から結果を得ることができた.具体的には,各リストに含まれる色数が2以下の場合や,入力グラフをバンド幅やパス幅が定数の二部グラフに制限したとした場合ですら計算困難であることを示した.一方で,パス幅が1の場合に,色数をパラメータとしたFPTアルゴリズムや,色数と入力グラフの頂点被覆数をパラメータとしたFPTアルゴリズムを与えた.これらの結果は既に「アルゴリズムと計算に関する査読付き国際会議(WALCOM 2023)」で口頭発表を行った. また,昨年より継続している彩色遷移問題の最適化遷移問題に関しては,「情報数学と計算機科学に関する査読付き学術誌(International Journal of Computer Mathematics: Computer Systems Theory)」に採択され,既に発行済みである. さらに,本研究課題採択前から取り組んでいた独立集合問題の最適化遷移問題に関する論文が「組合せ最適化に関する査読付き学術誌(Journal of Combinatorial Optimization)」で発行された. 他にも,kパス頂点被覆問題やソーティングボールパズル,遷移問題全般の困難性の証明の重要なツールである制約論理等,組合せ遷移に関する幅広い研究成果を得ることが出来た.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1. 昨年扱った頂点彩色をさらに一般化した問題であるリスト頂点彩色の最適化遷移問題に対しても,大きな成果を得ることが出来た. 2. 得た成果に関して,国際会議での口頭発表や,学術雑誌への投稿等,順調にアウトプットできている. 3. 昨年に引き続き,国内外の研究者との交流を通して,様々な遷移問題に対して結果を得ることができた. 以上のことから,本研究計画はおおむね順調に進んでいると判断した.
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Strategy for Future Research Activity |
本年度までで独立集合,頂点彩色,リスト頂点彩色をはじめ,様々な問題に対する知見を得ることができた.最終年度では,得られた結果を順次論文にまとめ,国際会議での発表や学術雑誌への投稿を行っていく. また,本研究の2つ目の目標である「利便性の高いプログラムの実装」についても,ここまで得られた成果を基に進めていく.
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Report
(3 results)
Research Products
(54 results)
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[Journal Article] Path cover problems with length cost2023
Author(s)
Kenya Kobayashi, Guohui Lin, Eiji Miyano, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Tadatoshi Utashima and Tsuyoshi Yagita
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Journal Title
Algorithmica
Volume: -
Issue: 11
Pages: 3348-3375
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] ZDD-based algorithmic framework for solving shortest reconfiguration problems2023
Author(s)
Takehiro Ito, Jun Kawahara, Yu Nakahata, Takehide Soh, Akira Suzuki, Junichi Teruyama and Takahisa Toda
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Journal Title
Proceedings of the 20th International Conference on the Integration of Constraint Programming, Artificial Intelligence, and Operations Research (CPAIOR 2023), Lecture Notes in Computer Science (LNCS)
Volume: 13884
Pages: 1-17
DOI
ISBN
9783031332708, 9783031332715
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Sorting balls and water: equivalence and computational complexity2022
Author(s)
Takehiro Ito, Jun Kawahara, Shin-ichi Minato, Yota Otachi, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, Katsuhisa Yamanaka and Ryo Yoshinaka
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Journal Title
Proceedings of the 11th International Conference on Fun with Algorithms (FUN 2022), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)
Volume: 226
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Path Cover Problems with Length Cost2022
Author(s)
Kobayashi Kenya、Lin Guohui、Miyano Eiji、Saitoh Toshiki、Suzuki Akira、Utashima Tadatoshi、Yagita Tsuyoshi
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Journal Title
Lecture Notes in Computer Science
Volume: 13174
Pages: 396-408
DOI
ISBN
9783030967307, 9783030967314
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Happy set problem on subclasses of co-comparability graphs2022
Author(s)
Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano, Akira Suzuki, Yuma Tamura
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Journal Title
Proc. of 16th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2022), Lecture Notes in Computer Science
Volume: 13174
Pages: 149-160
DOI
ISBN
9783030967307, 9783030967314
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Max-Min 3-Dispersion Problems2021
Author(s)
Takashi Horiyama, Shin-ichi Nakano, Toshiki Saitoh, Koki Suetsugu, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, and Kunihiro Wasa
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Journal Title
IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
Volume: E104.A
Issue: 9
Pages: 1101-1107
DOI
NAID
ISSN
0916-8508, 1745-1337
Year and Date
2021-09-01
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reconfiguration of spanning trees with many or few leaves2020
Author(s)
Nicolas Bousquet, Takehiro Ito, Yusuke Kobayashi, Haruka Mizuta, Paul Ouvrard, Akira Suzuki and Kunihiro Wasa
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Journal Title
Proceedings of the 28th Annual European Symposium on Algorithms (ESA 2020), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)
Volume: 173
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Fixed-parameter algorithms for graph constraint logic2020
Author(s)
Tatsuhiko Hatanaka, Felix Hommelsheim, Takehiro Ito, Yusuke Kobayashi, Moritz Muhlenthaler and Akira Suzuki
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Journal Title
Proceedings of the 15th International Symposium on Parameterized and Exact Computation (IPEC 2020), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)
Volume: 180
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Computational Complexity of Ball/Water Sort Puzzles2022
Author(s)
Takehiro Ito, Jun Kawahara, Shin-ichi Minato, Yota Otachi, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, Katsuhisa Yamanaka and Ryo Yoshinaka
Organizer
Japanese Conference on Combinatorics and its Applications 2022(離散数学とその応用研究集会2022), ミニシンポジウム「組合せ遷移」
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[Presentation] Path cover problems with length cost2022
Author(s)
Kenya Kobayashi, Guohui Lin, Eiji Miyano, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Tadatoshi Utashima and Tsuyoshi Yagita
Organizer
The 16th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2022)
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Int'l Joint Research
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