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組合せ最適化を用いたゲーム理論的制度設計

Research Project

Project/Area Number 20K19739
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 60010:Theory of informatics-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

河瀬 康志  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任准教授 (90734559)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords公平割当 / 無羨望性 / 多項式時間アルゴリズム / NP困難性 / 組合せ最適化 / 公平分割 / アルゴリズム的ゲーム理論
Outline of Research at the Start

本研究では,複数の意思決定者が関わるようなゲーム理論的状況において,望ましい解を実現する制度の設計や計算をするための手法の開発を行う.特に,真に望ましい解が存在しない場合や,存在しても計算が難しい場合に着目し,望ましい性質を多少諦めることにより,解を求めることを目指す.その際には,組合せ最適化の近似手法を用いることにより,解の品質保証と効率的な計算を両立するようなアルゴリズム設計を行う.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、複数の意思決定者が関わるゲーム理論的な状況で、望ましい解を実現するための制度設計や計算手法を開発することです。当該年度の最大の成果は、可分財と不可分財が混在する状況における公平な割当に関するものです。このとき、不可分財だけしかない場合に達成できる効用ベクトルはM凸集合をなし、可分財だけしかない場合にはM凸多面体をなすことが知られています。可分財と不可分財が混ざった状況における公平割当というのは,M凸集合とM凸多面体のミンコフスキー和の上で、なるべく中心に近い(対称な凸関数を最小化する)ような点を求める問題だと解釈することができます。本研究では、このような離散凸と連続凸の混ざったハイブリッドな状況に対する解析を行うことにより、離散だけの場合や連続だけの場合に成り立っていた性質のうち、ハイブリッドでも成り立つ性質は何なのかを明らかにした.これにより、可分財が1種類だけの場合には効率的に公平な割当が可能であること、しかし不可分財が1種類の場合、公平な割当の計算がNP困難であることを明らかにしました。 また、その他にも、確率的な割り当てにより公平性と効率性はどこまで両立できるか、両サイドに選好があるマッチング問題に対し安定性と公平性をどこまで両立できるか、公平(無羨望)な割当を補助金を用いて達成するために必要な補助金額の上界の改善や、連結性制約を持つ割当の計算困難性などについて一定の成果を得ています。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

さまざまな制約下において、どのような公平性と効率性を両立できるかに関して、多くの新たな知見が順調にえられている。これまでに得られた結果はAAAI, IJCAI, AAMASといったトップ会議にも採択され、Games and Economic BehaviorやAlgorithmicaといった一流誌にも採択されており,おおむね順調に進んでいるといえる。ただし、一部成果は投稿中であったり,不採択となり改善のための作業中であり、完成にはもう少し時間が必要という状況である。

Strategy for Future Research Activity

次年度は補助事業の期間延長の年であり、これまでには十分な成果が得られていますが、未だ採択されていない論文の投稿や発表のために延長期間を活用します。そのため、これまでに得られた成果のまとめと論文の質の向上に焦点を当てて研究を進めます。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 8 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] National University of Singapore(シンガポール)

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    • Author(s)
      Yasushi Kawase, Kazuhisa Makino, Hanna Sumita, Akihisa Tamura, Makoto Yokoo
    • Journal Title

      AAAI2024

      Volume: 2024 Issue: 9 Pages: 9824-9831

    • DOI

      10.1609/aaai.v38i9.28842

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  • [Journal Article] A fair and truthful mechanism with limited subsidy2024

    • Author(s)
      Goko Hiromichi、Igarashi Ayumi、Kawase Yasushi、Makino Kazuhisa、Sumita Hanna、Tamura Akihisa、Yokoi Yu、Yokoo Makoto
    • Journal Title

      Games and Economic Behavior

      Volume: 144 Pages: 49-70

    • DOI

      10.1016/j.geb.2023.12.006

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      Imamura Kenzo、Kawase Yasushi
    • Journal Title

      Games and Economic Behavior

      Volume: 145 Pages: 197-207

    • DOI

      10.1016/j.geb.2024.03.013

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    • Author(s)
      Kawase Yasushi
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      Journal of the Operations Research Society of Japan

      Volume: 66 Issue: 2 Pages: 95-111

    • DOI

      10.15807/jorsj.66.95

    • ISSN
      0453-4514, 2188-8299
    • Year and Date
      2023-04-30
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      Igarashi Ayumi、Kawase Yasushi、Suksompong Warut、Sumita Hanna
    • Journal Title

      Proceedings of the International Joint Conference on Artificial Intelligence

      Volume: - Pages: 2756-2764

    • DOI

      10.24963/ijcai.2023/307

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      Kawase Yasushi、Sumita Hanna、Yokoi Yu
    • Journal Title

      Proceedings of the International Joint Conference on Artificial Intelligence

      Volume: - Pages: 2792-2799

    • DOI

      10.24963/ijcai.2023/311

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      Kawase Yasushi、Sumita Hanna
    • Journal Title

      Algorithmica

      Volume: 86 Issue: 2 Pages: 566-584

    • DOI

      10.1007/s00453-023-01175-3

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      Kawase Yasushi、Miyauchi Atsushi、Sumita Hanna
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      Proceedings of the Sixteenth ACM International Conference on Web Search and Data Mining

      Volume: - Pages: 886-894

    • DOI

      10.1145/3539597.3570444

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      Kawase Yasushi、Sumita Hanna
    • Journal Title

      Algorithmic Game Theory. SAGT 2022

      Volume: - Pages: 526-543

    • DOI

      10.1007/978-3-031-15714-1_30

    • ISBN
      9783031157134, 9783031157141
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  • [Journal Article] Fair Ride Allocation on a Line2022

    • Author(s)
      Yuki Amano, Ayumi Igarashi, Yasushi Kawase, Kazuhisa Makino, Hirotaka Ono
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13584 Pages: 421-435

    • DOI

      10.1007/978-3-031-15714-1_24

    • ISBN
      9783031157134, 9783031157141
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      2022 Research-status Report
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  • [Journal Article] Efficient Matching under General Constraints2022

    • Author(s)
      Kenzo Imamura and Yasushi Kawase
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th International Workshop on Matching Under Preferences (MATCH-UP2022)

      Volume: - Pages: 19-19

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  • [Journal Article] Fair and Truthful Mechanism with Limited Subsidy2022

    • Author(s)
      Hiromichi Goko, Ayumi Igarashi, Yasushi Kawase, Kazuhisa Makino, Hanna Sumita, Akihisa Tamura, Yu Yokoi, and Makoto Yokoo
    • Journal Title

      Proceedings of the International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems 2022 (AAMAS2022)

      Volume: - Pages: 534-542

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  • [Journal Article] Online Scheduling on Identical Machines with a Metric State Space2022

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      Goko, Hiromichi and Kawamura, Akitoshi and Kawase, Yasushi and Makino, Kazuhisa and Sumita, Hanna
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      Proceedings of 39th International Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2022)

      Volume: 219

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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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