2019 Fiscal Year Research-status Report
先進的な知識表現および推論技術を基盤とした多目的最適化ソルバーの研究開発
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18K11242
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
番原 睦則 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80290774)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宋 剛秀 神戸大学, 情報基盤センター, 准教授 (00625121)
田村 直之 神戸大学, 情報基盤センター, 教授 (60207248)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 解集合プログラミング / 最適化 / 時間割問題 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，解集合プログラミング (ASP; Answer Set Programming) の適用範囲を多目的最適化問題に拡張する試みとして，ASP を基盤とした新しい多目的最適化ソルバーを実現することである．令和元年度の成果は以下の通りである．
多目的最適化ソルバーの実装，多目的コース時間割問題への応用研究に関するこれまでの研究成果の一部が，オペレーションズ・リサーチのトップジャーナルである Annals of Operations Research に掲載された．最適化ソルバーの拡張について，系統的探索と局所的探索を組み合わせた優先度付き大域近傍探索 (LNPS; Large Neighborhood Prioritized Search) に関する研究開発を進めた．LNPSは，暫定解に含まれる変数の値割り当ての一部をランダムに選んで取り消し (destroy)，他の値割り当てをなるべく維持したままで解を再構築する反復法の一種である．コース時間割問題に対して，3種類の destroy 演算子を考案・実装し，その有効性を確認した．特長的なアプリケーションについては，配電網問題，車両装備仕様問題を中心に問題の蓄積を行なった．
この他にも，様相命題論理の体系Kについて，与えられた論理式の充足可能性を判定する新しい手法を提案し，ASPを用いて実装した．標準的なベンチマーク問題集を用いて評価したところ，InKreSAT 等の既存手法よりも良い結果が得られる問題があることを確認した．
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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
4つの研究テーマについて，それぞれ順調に進展している．令和元年度中に研究者が全員集まる全体会合を1回行い研究進捗状況について確認した．令和2年3月に予定していた会合は，新型コロナウィルス感染症拡大防止のため中止とした．
また，人工知能学会全国大会オーガナイズドセッション，プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップなどで，研究分担者以外の研究者を含めた研究交流を行い，今後の研究推進方針について示唆を得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
4名の研究者全員が参加する研究打合せを年2回開催する．開催形式はオンライン会議とし，可能であれば，海外共同研究者にも参加してもらう．ここでは，アイデア・実現技術の共有を主目的とし，進捗報告，研究意見交換，研究計画・方法に関する議論を行う．また，本研究で新しく得られた知見・成果については積極的に国際会議，国内学会等で発表し，フィードバックを得る．
本研究では，(A)多目的最適化問題に対する言語拡張，(B)多目的最適化ソルバーの開発，(C)多目的最適化ソルバーの拡張，(D)特長的なアプリケーションの開発の4つの研究テーマについて研究開発を進めている．最終年度である令和2年度は，前半で(A)(B)(C)の全てを完成させ，後半で(D)の問題群を用いて，提案手法ならびに開発した最適化ソルバーの総合的評価を行う．これにより，ASP の特長を活かした多目的最適化の利点・有効性・実用性を明らかにする．
最後に，新型コロナウイルス感染症の影響により，研究活動が制約を受けることが予想される．状況に応じて研究計画を修正し進めることとする．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により，出張，海外共同研究者の招聘など研究活動に大きな制約を受けた．この影響は当面続くと予想されるため，状況に応じて使用計画を修正し進めることとする．
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[Journal Article] Fun-sCOP2019
Author(s)
Takehide Soh, Daniel Le Berre, Hidetomo Nabeshima, Mutsunori Banbara, Naoyuki Tamura
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Journal Title
XCSP3 Competition 2019 Solver Description
Volume: －
Pages: －
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