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Research and Development on SAT-based Integration of Systematic and Stochastic Search

Research Project

Project/Area Number 21K11828
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60050:Software-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

BANBARA Mutsunori  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80290774)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田村 直之  神戸大学, DX・情報統括本部, 名誉教授 (60207248)
宋 剛秀  神戸大学, DX・情報統括本部, 准教授 (00625121)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords解集合プログラミング / 組合せ最適化 / 巨大近傍探索 / 命題論理の充足可能性判定(SAT) / 組合せ最適化問題 / 時間割問題 / 車両装備仕様問題
Outline of Research at the Start

命題論理の充足可能性判定(SAT) 技術を用いて系統的探索と確率的局所探索を統合的かつ効率的に扱うアルゴリズム技法,およびソルバーの研究開発を進める.また,電力網問題・時間割問題等,社会的に重要な応用研究を通じて,SAT 技術の特長を活かした技法の利点・有効性・実用性を明らかにする.

Outline of Final Research Achievements

We developed a hybrid approach between systematic search and stochastic local search for combinatorial optimization based on Answer Set Programming (ASP). To evaluate the effectiveness of our approach, we conducted experiments on a challenging benchmark, including the traveling salesperson problem and the sudoku puzzle generation of minimal hints.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の主要成果の一つである優先度付き巨大近傍探索 (Large Neighborhood Prioritized Search; LNPS) は,組合せ最適化問題に対するメタ戦略の一種である.この LNPS は,系統的探索の長所である最適性の保証と確率的局所探索の長所であるスケーラビリティの両方の長所を兼ね備えたハイブリッド手法である.この成果は,高度な知識表現・推論・最適化を必要とするソフトウェア開発において,既存技術では解くことが困難だった問題に対し,高性能かつ高機能な推論基盤を提供するものである.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

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    • Author(s)
      Yamada Yuya、Banbara Mutsunori、Inoue Katsumi、Schaub Torsten、Uehara Ryuhei
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      Proceedings of the 18th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2024)

      Volume: LNCS 14549 Pages: 242-256

    • DOI

      10.1007/978-981-97-0566-5_18

    • ISBN
      9789819705658, 9789819705665
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    • Author(s)
      Banbara Mutsunori、Minato Shin-ichi、Ono Hirotaka、Uehara Ryuhei
    • Journal Title

      Proceedings of the 49th International Conference on Current Trends in Theory and Practice of Computer Science (SOFSEM 2024)

      Volume: LNCS 14519 Pages: 55-68

    • DOI

      10.1007/978-3-031-52113-3_4

    • ISBN
      9783031521126, 9783031521133
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    • Author(s)
      小菅 脩司、酒井 正彦、番原 睦則
    • Journal Title

      JSAI Technical Report, SIG-FPAI

      Volume: 125 Issue: 0 Pages: 54-59

    • DOI

      10.11517/jsaifpai.125.0_54

    • ISSN
      2436-4584
    • Year and Date
      2023-08-21
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      山田 健太郎、湊 真一、田村 直之、番原 睦則
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      Computer Software

      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 2_3-2_18

    • DOI

      10.11309/jssst.40.2_3

    • ISSN
      0289-6540
    • Year and Date
      2023-04-21
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    • Author(s)
      Yamada Yuya、Banbara Mutsunori、Inoue Katsumi、Schaub Torsten
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      Proceedings of the 18th Edition of the European Conference on Logics in Artificial Intelligence (JELIA 2023)

      Volume: LNAI 14281 Pages: 278-286

    • DOI

      10.1007/978-3-031-43619-2_20

    • ISBN
      9783031436185, 9783031436192
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      Hirate Takahiro、Banbara Mutsunori、Inoue Katsumi、Lu Xiao-Nan、Nabeshima Hidetomo、Schaub Torsten、Soh Takehide、Tamura Naoyuki
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      Proceedings of the 18th European Conference on Logics in Artificial Intelligence (JELIA 2023)

      Volume: LNAI 14281 Pages: 262-277

    • DOI

      10.1007/978-3-031-43619-2_19

    • ISBN
      9783031436185, 9783031436192
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      Soh Takehide、Magnin Morgan、Le Berre Daniel、Banbara Mutsunori、Tamura Naoyuki
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      Proceedings of the 21st International Conference on Computational Methods in Systems Biology (CMSB 2023)

      Volume: LNCS 14137 Pages: 175-183

    • DOI

      10.1007/978-3-031-42697-1_12

    • ISBN
      9783031426964, 9783031426971
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  • [Journal Article] SAT-based Method for Finding Attractors in Asynchronous Multi-valued Networks2023

    • Author(s)
      Takehide Soh, Morgan Magnin, Daniel Le Berre, Mutsunori Banbara and Naoyuki Tamura
    • Journal Title

      Proceedings of the 14th International Conference on Bioinformatics Models, Methods and Algorithms (BIOINFORMATICS 2023)

      Volume: - Pages: 163-174

    • DOI

      10.5220/0011675100003414

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  • [Journal Article] Solving Vehicle Equipment Specification Problems with Answer Set Programming2023

    • Author(s)
      Raito Takeuchi, Mutsunori Banbara, Naoyuki Tamura, and Torsten Schaub
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      Proceedings of the 25th International Symposium on Practical Aspects of Declarative Languages (PADL 2023)

      Volume: 13880 Pages: 232-249

    • DOI

      10.1007/978-3-031-24841-2_15

    • ISBN
      9783031248405, 9783031248412
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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] レプ・タイルの定式化を用いた各種ソルバの性能比較2022

    • Author(s)
      番原 睦則、安田 宜仁、橋本 健二、堀山 貴史、湊 真一、中村 駆、西野 正彬、酒井 正彦、上原 隆平、宇野 裕之
    • Journal Title

      JSAI Technical Report, SIG-FPAI

      Volume: 119 Issue: 0 Pages: 02-07

    • DOI

      10.11517/jsaifpai.119.0_02

    • NAID

      130008143051

    • ISSN
      2436-4584
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  • [Journal Article] A Study on ASP-based Integration of Systematic and Stochastic Local Search2021

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      桑原 和也、田村 直之、番原 睦則
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      Proceedings of the Annual Conference of JSAI

      Volume: JSAI2021 Issue: 0 Pages: 2E1OS13a01-2E1OS13a01

    • DOI

      10.11517/pjsai.JSAI2021.0_2E1OS13a01

    • NAID

      130008051599

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    • Author(s)
      竹内 頼人、田村 直之、番原 睦則
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      Proceedings of the Annual Conference of JSAI

      Volume: JSAI2021 Issue: 0 Pages: 1H4GS1c03-1H4GS1c03

    • DOI

      10.11517/pjsai.JSAI2021.0_1H4GS1c03

    • NAID

      130008051554

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      山田悠也, 湊真一, 番原睦則
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  • [Book] The Art of Computer Programming Volume 4B Combinatorial Algorithms Part 2 日本語版2023

    • Author(s)
      Donald E.Knuth、和田 英一、岩崎 英哉、田村 直之、寺田 実
    • Total Pages
      728
    • Publisher
      ドワンゴ
    • ISBN
      9784048931144
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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