• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Research-status Report

Refining the graph parameter hierarchy for fine-grained algorithms

Research Project

Project/Area Number 21K11752
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

大舘 陽太  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80610196)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Keywordsグラフ構造パラメータ / FPTアルゴリズム
Outline of Annual Research Achievements

グラフ構造パラメータ階層の詳細化によるアルゴリズム設計と計算量解析を研究し,今年度は主に以下の成果を得た.
・本研究計画の主たるターゲットである頂点インテグリティに対して計算量を研究した.結果として様々なグラフ構造パラメータを基準として,頂点インテグリティ計算問題の計算量の境界を明らかにした.また,重み付きに一般化した頂点インテグリティについても研究し,入力における重みが2進表現の場合と1進表現の場合における計算量の変化を明らかにした.
・グラフアルゴリズムにおける基本的問題であるマイナー包含問題に対し,入力を木に限定したうえで,いくつかのグラフ構造パラメータを基準とした計算量二分法を示した.ここで扱ったパラメータは,直径,パス幅,および,パス離心率である.これまでに知られていた結果では,キャタピラーと呼ばれる構造であれば問題が容易になり,そこから大きく離れると問題が困難になるというものであった.今回の結果でこの条件の境界を明確にした.
・支配集合問題やそのいくつかの変種を一般化するグループ化支配集合問題を導入し,その計算量をグラフ構造パラメータを基準として研究した.まず,この問題が単項二階論理で記述可能であることを示し,既知のアルゴリズム的メタ定理により広範囲に適用可能なアルゴリズムの存在を示した.その後さらに,頂点被覆数と双子被覆数を限定した特殊ケースに対し,メタ定理を介さない実践的高速アルゴリズムを設計した.
・ネットワーク上の情報伝播をモデル化したグラフ焼却問題に対し,グラフのうまい向き付けを選ぶことで情報伝播をできる限り遅くする問題を研究した.まず,この問題が単項二階論理で記述可能ではないであろうことを示す困難性を示した.一方,頂点被覆数を基準とした場合に対しては,単項二階論理での記述が可能であることをグラフ構造の分析によって示し,効率的アルゴリズムの存在を証明した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

様々な問題を対象として,種々のグラフ構造的パラメータを基準としたパラメータ化計算量を明らかにすることができた.特に,本課題の主な研究対象である頂点インテグリティに対して他の多くのパラメータを基準にした際のパラメータ化計算量を明らかにしたことで,頂点インテグリティのグラフ構造的パラメータとしての利用可能性を明確にすることができた.

Strategy for Future Research Activity

ここまでで明らかになってきたグラフパラメータ階層の応用範囲についてさらなる研究を進める.特に,頂点インテグリティに関する既存のアルゴリズム的メタ定理の適用範囲に収まらない種々の問題に対し,個別のアルゴリズム設計を行うことで,メタ定理のさらなる一般化のための知見を得ていく.また,組合せ遷移問題に関するアルゴリズム的メタ定理に関して,さらなる研究を進めていく.

Causes of Carryover

研究計画は順調に進行したが,参加した国際学会 (WALCOM 2024) が国内開催だったため,予定より支出が少なくなった.

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Collecting Balls on a Line by Robots with Limited Energy2024

    • Author(s)
      HANAKA Tesshu、HONORATO DROGUETT Nicolas、KURITA Kazuhiro、ONO Hirotaka、OTACHI Yota
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E107.D Pages: 325~327

    • DOI

      10.1587/transinf.2023FCL0003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On a Spectral Lower Bound of Treewidth2024

    • Author(s)
      GIMA Tatsuya、HANAKA Tesshu、NORO Kohei、ONO Hirotaka、OTACHI Yota
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E107.D Pages: 328~330

    • DOI

      10.1587/transinf.2023FCL0002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On the Complexity of List $$\mathcal H$$-Packing for Sparse Graph Classes2024

    • Author(s)
      Gima Tatsuya、Hanaka Tesshu、Kobayashi Yasuaki、Otachi Yota、Shirai Tomohito、Suzuki Akira、Tamura Yuma、Zhou Xiao
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14549 Pages: 421~435

    • DOI

      10.1007/978-981-97-0566-5_30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Parameterizations of Vertex Integrity2024

    • Author(s)
      Gima Tatsuya、Hanaka Tesshu、Kobayashi Yasuaki、Murai Ryota、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14549 Pages: 406~420

    • DOI

      10.1007/978-981-97-0566-5_29

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dichotomies for Tree Minor Containment with Structural Parameters2024

    • Author(s)
      Gima Tatsuya、Kumabe Soh、Kurita Kazuhiro、Okada Yuto、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14549 Pages: 392~405

    • DOI

      10.1007/978-981-97-0566-5_28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orientable Burning Number of Graphs2024

    • Author(s)
      Courtiel Julien、Dorbec Paul、Gima Tatsuya、Lecoq Romain、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14549 Pages: 377~391

    • DOI

      10.1007/978-981-97-0566-5_27

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sorting balls and water: Equivalence and computational complexity2023

    • Author(s)
      Ito Takehiro、Kawahara Jun、Minato Shin-ichi、Otachi Yota、Saitoh Toshiki、Suzuki Akira、Uehara Ryuhei、Uno Takeaki、Yamanaka Katsuhisa、Yoshinaka Ryo
    • Journal Title

      Theoretical Computer Science

      Volume: 978 Pages: 114158~114158

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2023.114158

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reconfiguration of cliques in a graph2023

    • Author(s)
      Ito Takehiro、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • Journal Title

      Discrete Applied Mathematics

      Volume: 333 Pages: 43~58

    • DOI

      10.1016/j.dam.2023.01.026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grouped Domination Parameterized by Vertex Cover, Twin Cover, and Beyond2023

    • Author(s)
      Hanaka Tesshu、Ono Hirotaka、Otachi Yota、Uda Saeki
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14549 Pages: 263~277

    • DOI

      10.1007/978-3-031-30448-4_19

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structural parameterizations of vertex integrity2024

    • Author(s)
      Tatsuya Gima, Tesshu Hanaka, Yasuaki Kobayashi, Ryota Murai, Hirotaka Ono, Yota Otachi
    • Organizer
      The 18th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2024)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On the complexity of List H-Packing for sparse graph classes2024

    • Author(s)
      Tatsuya Gima, Tesshu Hanaka, Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi, Tomohito Shirai, Akira Suzuki, Yuma Tamura, Xiao Zhou
    • Organizer
      The 18th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2024)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dichotomies for Tree Minor Containment with structural parameters2024

    • Author(s)
      Tatsuya Gima, Soh Kumabe, Kazuhiro Kurita, Yuto Okada, Yota Otachi
    • Organizer
      The 18th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2024)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Orientable burning number of graphs2024

    • Author(s)
      Julien Courtiel, Paul Dorbec, Tatsuya Gima, Romain Lecoq, Yota Otachi
    • Organizer
      The 18th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2024)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Grouped domination parameterized by vertex cover, twin cover, and beyond2023

    • Author(s)
      Tesshu Hanaka, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Saeki Uda
    • Organizer
      The 13th International Conference on Algorithms and Complexity (CIAC 2023)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi