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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Deepening analysis methods for limits of computation through integration with optimization techniques

Planned Research

Project AreaA multifaceted approach toward understanding the limitations of computation
Project/Area Number 24106005
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

加藤 直樹  関西学院大学, 理工学部, 教授 (40145826)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩田 覚  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (00263161)
岡本 吉央  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00402660)
神山 直之  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 准教授 (10548134)
来嶋 秀治  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (70452307)
BELMONTE Remy  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (80780147)
Project Period (FY) 2012-06-28 – 2017-03-31
Keywords最適化理論 / マトロイド・パリティ問題 / トークン遷移問題 / 秘密分散方式 / 優モジュラー彩色 / マトロイド共通独立集合 / 体積計算 / #P困難
Outline of Annual Research Achievements

得られた成果は,以下の通りである.
1. トークン遷移問題に関する未解決問題であった,計算困難性と定数近似可能性を解決した.2. 暗号理論にゲーム理論の視点を持ち込んだ研究を行い,従来のラウンド数を大幅に改善する秘密分散方式を提案した.3. 交換市場における安定性を計算理論の立場から研究し,エージェントが一様である場合には,市場の安定化に対する効率的アルゴリズムを与え,非一様である場合には計算困難性を証明した.4. 2部グラフのリスト辺彩色において,各辺のリスト長が最大次数以上であれば,リスト辺彩色が存在するという Galvin (1995) の定理を,Schrijver (1985) が2部グラフの辺彩色の一般化として導入した優モジュラ彩色の枠組みに拡張した.5. マトロイド・パリティ問題は,マトロイドが行列表現を持ち,重みが一様な場合には,多項式時間解法が知られているが,本論文では,行列表現を持つ線形マトロイドに関して,重み付きのマトロイド・パリティ問題を解く最初の多項式時間アルゴリズムを与えた.6. マトロイドの共通独立集合問題に関する,重み付きの場合と重み無しの場合の計算複雑性のギャップに関する精緻な結果が得られた.また,木上の最小費用b辺支配集合問題の計算複雑性解決するための指針に関して幾つかの結果を得た.7. 頂点集合で与えられる多面体の体積計算の計算量に関して、Khachiyanが1989年に#P困難性を示した(幾何)双対ナップサック多面体の体積計算に対して、多項式時間決定性近似計算法を与えた。これは、体積計算が#P困難であるV多面体に対する初めての決定性近似アルゴリズムである。8. 様々なクラスのパーフェクトグラフにおけるグラフ彩色問題の計算複雑度,パラメータ化計算複雑度,パラメータ化近似可能性についての研究をおこなった.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (37 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (19 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Peer Reviewed: 17 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] 京義大学校(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      京義大学校
  • [Int'l Joint Research] ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校/ユタ州立大学/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校/ユタ州立大学/マサチューセッツ工科大学
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] リンショーピング大学(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      リンショーピング大学
  • [Int'l Joint Research] ベルリン自由大学/ザールラント大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ベルリン自由大学/ザールラント大学
  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリヒ校(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      スイス連邦工科大学チューリヒ校
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      8
  • [Journal Article] General Constructions of Rational Secret Sharing with Expected Constant-Round Reconstruction2017

    • Author(s)
      Akinori Kawachi, Yoshio Okamoto, Keisuke Tanaka, Kenji Yasunaga
    • Journal Title

      The Computer Journal

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1093/comjnl/bxw094

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computing the Geodesic Centers of a Polygonal Domain2017

    • Author(s)
      Sang Won Bae, Matias Korman, Yoshio Okamoto
    • Journal Title

      Computational Geometry: Theory and Applications

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.comgeo.2015.10.009

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Computing the $L_1$ Geodesic Diameter and Center of a Polygonal Domain2017

    • Author(s)
      Sang Won Bae, Matias Korman, Joseph Mitchell, Yoshio Okamoto, Valentin Polishchuk, Haitao Wang
    • Journal Title

      Discrete & Computational Geometry

      Volume: 57 Pages: 674-701

    • DOI

      10.1007/s00454-016-9841-z

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sequentially Swapping Colored Tokens on Graphs2017

    • Author(s)
      Katsuhisa Yamanaka, Erik D. Demaine, Takashi Horiyama, Akitoshi Kawamura, Shin-Ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno
    • Journal Title

      Proceedings of 11th International Conference and Workshop on Algorithms and Computation (WALCOM 2017)

      Volume: - Pages: 435-447

    • DOI

      10.1007/978-3-319-53925-6_34

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Approximation and Hardness of Token Swapping2017

    • Author(s)
      Tillmann Miltzow, Lothar Narins, Yoshio Okamoto, Gunter Rote, Antonis Thomas, Takeaki Uno
    • Journal Title

      Proceedings of 24th European Symposium on Algorithms (ESA 2016)

      Volume: - Pages: 66:1-66:15

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ESA.2016.66

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] List Supermodular Coloring2017

    • Author(s)
      S. Iwata and Y. Yokoi
    • Journal Title

      Combinatorica

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Metric Dimension of Bounded Width Graphs2017

    • Author(s)
      R. Belmonte, F. Fomin, P. Golovach, M.S. Ramanujan
    • Journal Title

      SIAM Journal of Discrete Mathematics

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Price of Connectivity for Feedback Vertex Set2017

    • Author(s)
      R. Belmonte, P. Golovach, P. van 't Hof, D. Paulusma
    • Journal Title

      Discrete Applied Mathematics

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Defective Coloring on Classes of Perfect Graphs2017

    • Author(s)
      R. Belmonte, M. Lampis, V. Mitsou
    • Journal Title

      Proceedings of the 43rd International Workshop on Graph-Theoretic Concepts in Computer Science

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Weighted Linear Matroid Parity Algorithm2017

    • Author(s)
      Satoru Iwata and Yusuke Kobayashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 49th Annual ACM Symposium on Theory of Computing (STOC)

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An FPTAS for the volume computation of 0-1 knapsack polytopes based on approximate convolution2016

    • Author(s)
      E. Ando , S. Kijima
    • Journal Title

      Algorithmica

      Volume: 76:4 Pages: 1245-1263

    • DOI

      10.1007/s00453-015-0096-5

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Extended formulations for sparsity matroids2016

    • Author(s)
      S. Iwata, N. Kamiyama, N. Katoh, S. Kijima, Y. Okamoto
    • Journal Title

      Mathematical Programming Series A

      Volume: 158:1-2 Pages: 565-574

    • DOI

      10.1007/s10107-015-0936-8

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Searching for an evader in an unknown graph by an optimal number of searchers2016

    • Author(s)
      T. Yakami, Y. Yamauchi, S. Kijima, M. Yamashita
    • Journal Title

      LNCS

      Volume: 10083 Pages: 399-414

    • DOI

      10.1007/978-3-319-49259-9_31

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The parity Hamiltonian cycle problem in directed graphs2016

    • Author(s)
      H. Nishiyama, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Masafumi Yamashita
    • Journal Title

      LNCS

      Volume: 9849 Pages: 92-106

    • DOI

      10.1007/978-3-319-45587-7_5

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An FPTAS for the volume of a V-polytope - it is hard to compute the volume of the intersection of two cross-polytopes2016

    • Author(s)
      E. Ando, S. Kijima
    • Journal Title

      arXiv:1607.06173

      Volume: - Pages: -

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] On problems as hard as CNF-SAT2016

    • Author(s)
      Marek Cygan, Holger Dell, Daniel Lokshtanov, Daniel Marx, Jesper Nederlof, Yoshio Okamoto, Ramamohan Paturi, Saket Saurabh, Magnus Wahlstrom
    • Journal Title

      ACM Transactions on Algorithms

      Volume: 12 Pages: 41:1-41:24

    • DOI

      10.1145/2925416

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Efficient Stabilization of Cooperative Matching Games2016

    • Author(s)
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto
    • Journal Title

      Proceedings of 15th International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2016)

      Volume: - Pages: 41-49

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exact and Approximation Algorithms for Weighted Matroid Intersection2016

    • Author(s)
      Chien-Chung Huang, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama
    • Journal Title

      Proc. 27th Annual ACM/SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA)

      Volume: - Pages: 430-444

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Induced Minor Free Graphs: Isomorphism and Clique-width2016

    • Author(s)
      R. Belmonte, Y. Otachi, P. Schweitzer
    • Journal Title

      Algorithmica

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00453-016-0234-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 探索者数最適なオンライングラフ探索アルゴリズム2017

    • Author(s)
      八神貴裕, 山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
    • Organizer
      コンピュテーション研究会(COMP)
    • Place of Presentation
      南山大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-07
  • [Presentation] ``Sphinxes in Pyramid'' and ``Sphinxes in Hexagon''2017

    • Author(s)
      Takashi Horiyama, Ryuhei Uehara, Yoshio Okamoto
    • Organizer
      第12回組合せゲーム・パズル研究集会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-06
  • [Presentation] CREST 「ビッグデータ時代に向けた革新的アルゴリズム基盤」の紹介2016

    • Author(s)
      加藤直樹
    • Organizer
      情報系 Winter Festa Episode2
    • Place of Presentation
      一橋講堂(東京都・国立市)
    • Year and Date
      2016-12-23
  • [Presentation] Optimal sink location problems on dynamic networks2016

    • Author(s)
      Naoki Katoh
    • Organizer
      The 10th Annual International Conference on Combinatorial Optimization and Applications (COCOA 2016)
    • Place of Presentation
      Hong Kong(中国)
    • Year and Date
      2016-12-17
    • Invited
  • [Presentation] Angular Resolution --- Around Vertices and Crossings2016

    • Author(s)
      Yoshio Okamoto
    • Organizer
      Shonan Seminar ``Algorithmics for Beyond Planar Graphs''
    • Place of Presentation
      湘南国際村センター (神奈川県・葉山町)
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 動的ネットワークモデルを用いた最速避難計画2016

    • Author(s)
      加藤直樹
    • Organizer
      第1回スケジューリング学会人道支援ロジスティクス研究部会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学(東京都 ・港区)
    • Year and Date
      2016-11-10
  • [Presentation] Localization by an oblivious mobile robot with limited visibility2016

    • Author(s)
      Akihiro Monde, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Masafumi Yamashita
    • Organizer
      The 19th Japan-Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation (WAAC 2016)
    • Place of Presentation
      Hakodate Citizen Hall (北海道・函館)
    • Year and Date
      2016-08-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ランク3行列の非負ランクの計算について2016

    • Author(s)
      橋村勇志, 山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
    • Organizer
      夏のLAシンポジウム 2016
    • Place of Presentation
      かんぽの宿 大和平群(奈良県・生駒郡)
    • Year and Date
      2016-07-19
  • [Presentation] Efficient Stabilization of Cooperative Matching Games2016

    • Author(s)
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto
    • Organizer
      15th International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2016)
    • Place of Presentation
      シンガポール (シンガポール)
    • Year and Date
      2016-05-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Foundations of Innovative Algorithms for Big Data2016

    • Author(s)
      Naoki Katoh
    • Organizer
      JST-NSF Big Data Joint Workshop
    • Place of Presentation
      Akiba Hall (東京都・千代田区)
    • Year and Date
      2016-05-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Swapping Labeled Tokens on Graphs2016

    • Author(s)
      Yoshio Okamoto
    • Organizer
      Dutch-Japanese bilateral seminar on kinetic geometric networks
    • Place of Presentation
      蔵王センタープラザ (山形県・山形市)
    • Year and Date
      2016-04-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Path-related problems in polygonal domains2016

    • Author(s)
      Yoshio Okamoto
    • Organizer
      Lorentz Workshop ``Fixed-Parameter Computational Geometry''
    • Place of Presentation
      ライデン (オランダ)
    • Year and Date
      2016-04-16
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2023-03-16  

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