| Project/Area Number |
20H00605
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀山 貴史 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60314530)
瀧川 一学 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任教授 (10374597)
川原 純 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20572473)
番原 睦則 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80290774)
山口 勇太郎 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (30780895)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥43,940,000 (Direct Cost: ¥33,800,000、Indirect Cost: ¥10,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
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| Keywords | アルゴリズム / 離散構造 / 演算処理系 / 列挙 / 索引化 |
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| Outline of Research at the Start |
論理や集合などを操作するデータ構造であるBDD (二分決定グラフ）およびZDD（ゼロサプレス型BDD）を始めとする離散構造処理系の種々の問題において，「列挙問題」と「最適化問題」を車の両輪と位置づけ，単なる学術的な列挙技法に留まらず，実用的な制約充足や最適化との統合を図り，確率モデリングや機械学習応用などにも発展させることを目指す．研究成果は論文化するだけでなく，それらの演算処理体系を実装した高性能な基盤ソフトウェアを開発して種々の応用分野の研究者や技術者に提供していく．関連研究者が集まり議論する「場」を継続的に提供し，競争力の源泉となるアイデアを醸成し続けることを目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this project, we focused on researching integrated algorithmic techniques for enumeration and optimization. For cost-constrained combinatorial problems, where the objective is to enumerate all solutions whose total costs are below a given threshold, we developed the "interval memoization technique." This method efficiently enumerates these cost-constrained solutions using a Zero-suppressed BDD (ZDD) representing the set of all feasible solutions.
Furthermore, we extended this approach to handle cases where the ZDD of feasible solutions becomes too large to manipulate. Our developed extension allows for the direct generation and output the ZDD of the cost-constrained solutions without requiring the ZDD of feasible solution as an intermediate step. These results have been published in peer-reviewed papers of international conferences and journals, and are also available as open-source software.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
現実の工学的問題では最も優れた解を高速に求めたい場合が多いが，解の品質の良さを明示的に定義できない場合や，解の品質の統計的な保証を行いたい場合などには，制約を充足する解の網羅的な列挙や数え上げを行うことも実用的にはしばしば必要となる．このように「列挙問題」と「最適化問題」を車の両輪として扱う統合的技法の研究は学術的にも社会的にも意義がある。本研究成果は査読付き国際会議やジャーナル論文として出版するとともに、実装したアルゴリズムをソフトウェアライブラリとして整備し、オープンソフトとして公開し、実社会応用につながる活動を行っている。
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