| 研究領域 | 社会変革の源泉となる革新的アルゴリズム基盤の創出と体系化 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05964
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
堀山 貴史 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60314530)
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| 研究分担者 |
湊 真一 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10374612)
上原 隆平 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00256471)
宇野 裕之 大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 教授 (60244670)
番原 睦則 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80290774)
松井 泰子 東海大学, 理学部, 教授 (10264582)
稲永 俊介 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (60448404)
竹田 正幸 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (50216909)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
129,870千円 (直接経費: 99,900千円、間接経費: 29,970千円)
2024年度: 30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円)
2023年度: 32,240千円 (直接経費: 24,800千円、間接経費: 7,440千円)
2022年度: 32,240千円 (直接経費: 24,800千円、間接経費: 7,440千円)
2021年度: 30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 大規模離散構造 / 列挙アルゴリズム / 文字列アルゴリズム / SATアルゴリズム / グラフアルゴリズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
情報化社会におけるデータの規模の拡大や組合せの複雑化などにより、理論と実用の両方の観点から、問題が内包する大規模離散構造を利用したアルゴリズムの設計技法が求められている。本研究では、これまで個別の分野において個々のアイデアに基づいて設計されてきたアルゴリズムの成功事例を理論計算機科学の観点から改めて観察することで、大規模離散構造を理解し、その構造をどのように利用しているかを整理する。このケースワークをもとに、指数関数的な壁に立ち向かうアルゴリズム設計のための方法論を新たに体系化することで、理論と実装が一体となって大規模離散構造処理のための革新的アルゴリズム基盤技術へと昇華することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
指数的に大きな解空間を持つ組合せ問題に対し，理論的性能保証と実問題での高速性の観点から大規模離散構造を解析し，理論と実装の両面から研究分野を越えた技法の連携を図った．BDD/ZDDによるグラフ列挙ソフトGraphillionに対し，柔軟な記述を可能にする機能拡張を検討した．BDD/ZDDによる列挙と組合せ最適化の融合を図り，区間メモ化探索法によるコスト制約組合せ問題の解列挙技法を開発した．各種ソルバーを比較する共通基盤を構築した．文字列処理アルゴリズムと列挙技術や解集合プログラミング(ASP)技術との融合に取り組んだ．アウトリーチ活動の他，公募研究やPD，学生などの若手育成の面でも順調である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題は，総当たりを越える本質的に高速な理論的性能保証のあるアルゴリズム，典型的な実問題で最悪時間計算量よりも高速なアルゴリズム，という２つの観点から大規模離散構造を解析し，その構造を利用したアルゴリズムの設計技法の体系化に取り組んだ．これまで，指数関数的な壁に立ち向かうアルゴリズムは，個別の分野において，個別のアイデアに基づいて設計されてきた．本研究課題ではこうした成功事例を理論計算機科学の観点から改めて観察および整理し．この大規模離散構造に関する理解に基づき，理論と実装の研究者が一体となって，理論的に良好なだけでなく実用に供せることを念頭に，アルゴリズム基盤技術の構築に取り組んだ．
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