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A study on EPR method for solving large scale combinatorial optimization problems

Research Project

Project/Area Number 25330262
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Fujita Hiroshi  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (70284552)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HASEGAWA Ryuzo  九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 教授 (20274483)
KOSHIMURA Miyuki  九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助教 (30274492)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords組合せ最適化 / Ramsey数 / SAT / MaxSAT / 基数制約 / 組合せ最適化問題 / SATソルバー / ラムゼー数 / 対称性制約 / MaxSAT問題 / 帰納論理プログラミング / AES暗号鍵 / 組合せ問題 / 最適化問題 / EPRソルバー
Outline of Final Research Achievements

We have developed methods for solving large scale combinatorial problems. As a result, SCSat system which is based on SAT techniques enhanced with a mechanism to utilize soft constraints for effective solution search, succeeded to solve several hard mathematical problems on Ramsey numbers including the new result R(4,11)>=101.
Also we have developed several ways to encode cardinality constraints into SAT problems that are used in solving large MaxSAT problems. Equipped with the encoding mechanism, QMaxSAT system has been improved so that much larger problems can be solved than before, and achieved excellent results in international competitions on systems of this kind. Our successful case studies include security solutions for cryptography and an alternative implementation of inductive logic programming.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Reconstructing AES Key Schedule Images with SAT and MaxSAT2016

    • Author(s)
      Xiaojuan Liao, Hui Zhang, Miyuki Koshimura
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E99.D Issue: 1 Pages: 141-150

    • DOI

      10.1587/transinf.2015EDP7223

    • NAID

      130005116199

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] MaxSAT Encoding for MC-Net-Based Coalition Structure Generation Problem with Externalities2014

    • Author(s)
      Xiaojuan Liao, Miyuki Koshimura, Hiroshi Fujita, Ryuzo Hasegawa
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E97.D Issue: 7 Pages: 1781-1789

    • DOI

      10.1587/transinf.E97.D.1781

    • NAID

      130004519274

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Extending MaxSAT to Solve the Coalition Structure Generation Problem with Externalities Based on Agent Relations2014

    • Author(s)
      Xiaojuan Liao, Miyuki Koshimura, Hiroshi Fujita, Ryuzo Hasegawa
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E97.D Issue: 7 Pages: 1812-1821

    • DOI

      10.1587/transinf.E97.D.1812

    • NAID

      130004519277

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] SCSat: A Soft Constraint Guided SAT Solver2013

    • Author(s)
      Hiroshi Fujita, Miyuki Koshimura, Ryuzo Hasegawa
    • Journal Title

      Proc. of SAT 2013

      Volume: なし Pages: 415-421

    • DOI

      10.1007/978-3-642-39071-5_32

    • ISBN
      9783642390708, 9783642390715
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  • [Journal Article] Modulo 計算に基づく基数制約のCNF符号化方式の提案と評価2013

    • Author(s)
      小川 徹,劉 洋洋,長谷川 隆三,越村 三幸,藤田 博
    • Journal Title

      九州大学 システム情報科学紀要

      Volume: 第18巻 Pages: 85-92

    • NAID

      120005306729

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  • [Journal Article] Modulo Based CNF Encoding of Cardinality Constraints and Its Application to MaxSAT Solvers2013

    • Author(s)
      Toru Ogawa, YangYang Liu, Ryuzo Hasegawa, Miyuki Koshimura, Hiroshi Fujita
    • Journal Title

      Proc. of ICTAI 2013

      Volume: なし Pages: 9-17

    • DOI

      10.1109/ictai.2013.13

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  • [Journal Article] Using MaxSAT to Correct Errors in AES Key Schedule Images2013

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      Xiaojuan Liao, Hui Zhang, Miyuki Koshimura, Hiroshi Fujita, Ryuzo Hasegawa
    • Journal Title

      Proc. of ICTAI 2013

      Volume: なし Pages: 284-291

    • DOI

      10.1109/ictai.2013.51

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  • [Presentation] MaxSATを利用したAES暗号鍵の復元法の改良2016

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      越村三幸,廖暁鵑
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      NII共同研究プロジェクト:クラウド上のソフトウェア最適配置問題の解法&解集合プログラミングによるシステム検証 合同ミーティング
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      2016-03-28
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      有村寿高,長谷川隆三,藤田博,越村三幸,Zha Aolong,上村直輝
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      人工知能学会 第99回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
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      熊本市民会館
    • Year and Date
      2016-03-27
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      Aolong Zha, Miyuki Koshimura, Hiroshi Fujita
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      人工知能学会 第99回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
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      湯の原ホテル(仙台市)
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      2016-01-21
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  • [Presentation] Inductive Logic Programming Using a MaxSAT Solver2015

    • Author(s)
      Noriaki Chikara, Miyuki Koshimura, Hiroshi Fujita, Ryuzo Hasegawa
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      5th International Conference on Inductive Logic Programming
    • Place of Presentation
      京都大学学友会館
    • Year and Date
      2015-08-20
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SCSat3によるラムゼーグラフ探索について2015

    • Author(s)
      藤田 博
    • Organizer
      2015年度人工知能学会全国大会(第29回)
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学
    • Year and Date
      2015-05-30
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  • [Presentation] Parallel Portfolio SATzilla20122015

    • Author(s)
      Aolong Zha, Ryuzo Hasegawa
    • Organizer
      人工知能学会 第97回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • Place of Presentation
      別府国際コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-03-23
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  • [Presentation] 節集合の簡単化によるMaxSATソルバーの高速化2015

    • Author(s)
      上村 直輝,越村 三幸,長谷川 隆三
    • Organizer
      人工知能学会 第97回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • Place of Presentation
      別府国際コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-03-23
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  • [Presentation] 重み付き部分MaxSAT問題における基数制約符号化手法の改良2015

    • Author(s)
      早田 翔,長谷川 隆三
    • Organizer
      人工知能学会 第97回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • Place of Presentation
      別府国際コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-03-23
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  • [Presentation] MaxSATソルバを用いた帰納論理プログラミング2015

    • Author(s)
      力 規晃,越村 三幸,藤田 博,長谷川 隆三
    • Organizer
      人工知能学会 第97回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • Place of Presentation
      別府国際コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-03-23
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  • [Presentation] モデル生成型定理証明系とSATソルバー2015

    • Author(s)
      長谷川 隆三
    • Organizer
      人工知能学会 第97回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • Place of Presentation
      別府国際コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-03-23
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      越村 三幸
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      第8回CSPSAT講演会
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      別府国際コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-03-23
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  • [Presentation] MaxSATを利用したAES暗号鍵の復元2014

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      越村 三幸,廖 暁鵑
    • Organizer
      第5回CSPSAT2研究会
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      神戸大学 自然科学総合研究棟3号館(東)4F
    • Year and Date
      2014-08-22
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  • [Presentation] MaxSATソルバを用いた帰納論理プログラミング2014

    • Author(s)
      力 規晃
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      第5回CSPSAT2研究会
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      神戸大学 自然科学総合研究棟3号館(東)4F
    • Year and Date
      2014-08-22
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  • [Presentation] 帰納論理プログラミングを用いた化学実験支援2014

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      力 規晃,越村 三幸,西田 光生,阿部 幸浩,藤田 博,長谷川 隆三
    • Organizer
      人工知能学会 第94回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
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      根室市総合文化会館
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      2014-07-24
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  • [Presentation] 極小モデル生成とMaxSATソルバーについて2014

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      長谷川 隆三
    • Organizer
      2014年度 人工知能学会全国大会(第28回)
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      ひめぎんホール(愛媛県県民文化会館)
    • Year and Date
      2014-05-12
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  • [Presentation] 基数制約のSAT符号化を用いたMaxSATソルバーの試作2014

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      越村 三幸,有村 寿高
    • Organizer
      2014年度 人工知能学会全国大会(第28回)
    • Place of Presentation
      ひめぎんホール(愛媛県県民文化会館)
    • Year and Date
      2014-05-12
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      早田 翔,安本 猛,越村 三幸,藤田 博,長谷川 隆三
    • Organizer
      2014年度 人工知能学会全国大会(第28回)
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      ひめぎんホール(愛媛県県民文化会館)
    • Year and Date
      2014-05-12
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  • [Presentation] QwMaxSAT: A weighted partial MaxSAT solver2014

    • Author(s)
      Miyuki Koshimura, Toshitaka Arimura
    • Organizer
      The 7th CSPSAT & ASP Seminar
    • Place of Presentation
      Rokkodai Campus, Kobe University
    • Year and Date
      2014-04-22
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  • [Presentation] Extending CryptoMiniSat with Cardinality Constraints to Recover AES Key Schedules2014

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      YangYang Liu, Changlin Chai, Xiaojuan Liao, and Miyuki Koshimura
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      The 7th CSPSAT & ASP Seminar
    • Place of Presentation
      Rokkodai Campus, Kobe University
    • Year and Date
      2014-04-22
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  • [Presentation] SATソルバーの学習節を考慮した新高速化法2013

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      早田 翔,長谷川 隆三,藤田 博,越村 三幸
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      2013年度 人工知能学会全国大会(第27回)
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      富山国際会議場
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  • [Presentation] SCSatを用いたラムゼー数の下界更新について2013

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      藤田 博
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      2013年度 人工知能学会全国大会(第27回)
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      富山国際会議場
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  • [Presentation] MaxSATソルバ用いた高分子の組成と物性との関係に関する考察2013

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      力 規晃,越村 三幸,西田 光生,阿部 幸浩,藤田 博,長谷川 隆三
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      2013年度 人工知能学会全国大会(第27回)
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      富山国際会議場
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  • [Presentation] 〔招待講演〕制約を利用したSAT解法2013

    • Author(s)
      長谷川 隆三
    • Organizer
      論理と推論の理論, 実装, 応用に関する合同セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学 工学部C304 ERATOセミナ室
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    • Invited
  • [Presentation] 〔デモ発表〕QwMaxSAT: a Weighted Partial MaxSAT Solver2013

    • Author(s)
      越村 三幸
    • Organizer
      論理と推論の理論, 実装, 応用に関する合同セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学 工学部C304 ERATOセミナ室
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  • [Presentation] 〔デモ発表〕SCSat: A Soft Constraint Guided SAT Solver2013

    • Author(s)
      藤田 博
    • Organizer
      論理と推論の理論, 実装, 応用に関する合同セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学 工学部C304 ERATOセミナ室
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  • [Presentation] Using MaxSAT to Correct Errors in AES Key Schedule Images2013

    • Author(s)
      Xiaojuan Liao, 越村 三幸,藤田 博,長谷川 隆三
    • Organizer
      論理と推論の理論, 実装, 応用に関する合同セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学 工学部C304 ERATOセミナ室
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  • [Remarks] SCMiniSAT

    • URL

      https://sites.google.com/site/scminisat/

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  • [Remarks] Ramsey Graphs

    • URL

      https://sites.google.com/site/ramseygraphs/

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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