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計算幾何学と計算トポロジーが拓く新時代データ解析の理論基盤

研究課題

研究課題/領域番号 15K00009
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関電気通信大学

研究代表者

岡本 吉央  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00402660)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード計算幾何学 / 離散数学 / アルゴリズム理論 / 離散幾何学
研究成果の概要

代表的な成果として,以下のものを得た.
(1) 有界多角形領域の直径と半径を計算する効率的アルゴリズムを開発した.特に,マンハッタン距離を採用した際,有界多角形領域の直径と半径が多項式時間で計算できると判明した.(2) グラフを2次元平面上に辺交差なく直線分を用いて埋め込む際に,辺長を事前にどの程度指定できるか考察した.(3) グラフを2次元平面上に描くとき,辺交差のパターンや使う曲線の種類を制限することがどのような場合に可能であるか考察を行った.(4) センサネットワークをモデル化する際によく用いられる単位円グラフという幾何構造に対して,既存研究の欠点を補うような再帰分割データ構造を考案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

計算幾何学,計算トポロジーは情報学基礎理論における比較的若い研究分野であるが,それであっても,多くの問題が未解決のまま残されている.現在,幾何的データやトポロジー的データは世の中に満ち溢れ,それらの処理に対して,計算幾何学と計算トポロジーの果たす役割は今後一層増していくことが予想される.そのような未来に対して,本研究の培った技法や知見が基盤的な位置づけを担うこととなる.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (15件) 雑誌論文 (24件) (うち国際共著 14件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] サンクトペテルブルク大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ブリュッセル自由大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ベルリン自由大学/チュービンゲン大学/ヴュルツブルク大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] タフツ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シドニー大学(オーストラリア)

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      2018 実績報告書
  • [国際共同研究]

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      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ネゲヴ・ベン=グリオン大学(イスラエル)

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      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アイントホーフェン工科大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ブリュッセル自由大学(ベルギー)

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      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 京義大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校/ユタ州立大学/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リンショーピング大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ベルリン自由大学/ザールランド大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学チューリヒ校(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Exact Algorithms for the Max-Min Dispersion Problem2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Akagi, Tetsuya Araki, Takashi Horiyama, Shin-Ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Toshiki Saitoh, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, Kunihiro Wasa
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Frontiers of Algorithmics Workshop (FAW 2018)

      巻: --- ページ: 263-272

    • DOI

      10.1007/978-3-319-78455-7_20

    • NAID

      120006648104

    • ISBN
      9783319784540, 9783319784557
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Complexity of Robot Arm Simulation Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Feng Tianfeng、Horiyama Takashi、Okamoto Yoshio、Otachi Yota、Saitoh Toshiki、Uno Takeaki、Uehara Ryuhei
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10979 ページ: 177-188

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94667-2_15

    • ISBN
      9783319946665, 9783319946672
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthogonal and Smooth Orthogonal Layouts of 1-Planar Graphs with Low Edge Complexity2018

    • 著者名/発表者名
      Evmorfia Argyriou, Sabine Cornelsen, Henry Forster, Michael Kaufmann, Martin Nollenburg, Yoshio Okamoto, Chrysanthi Raftopoulou, and Alexander Wolff
    • 雑誌名

      Proceedings of 26th International Symposium on Graph Drawing and Network Visualization (GD 2018)

      巻: --- ページ: 509-523

    • DOI

      10.1007/978-3-030-04414-5_36

    • ISBN
      9783030044138, 9783030044145
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rectilinear Link Diameter and Radius in a Rectilinear Polygonal Domain2018

    • 著者名/発表者名
      Elena Arseneva, Man-Kwun Chiu, Matias Korman, Aleksandar Markovic, Yoshio Okamoto, Aurelien Ooms, Andre van Renssen, Marcel Roeloffzen
    • 雑誌名

      Proceedings of 29th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2018)

      巻: ---

    • DOI

      10.4230/LIPICS.ISAAC.2018.58

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tight approximability of the server allocation problem for real-time applications2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto, and Taichi Shiitada
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd International Workshop on Algorithmic Aspects of Cloud Computing (ALGOCLOUD 2017)

      巻: --- ページ: 41-55

    • DOI

      10.1007/978-3-319-74875-7_4

    • NAID

      120006998850

    • ISBN
      9783319748740, 9783319748757
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] General constructions of rational secret sharing with expected constant-round reconstruction2017

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Yoshio Okamoto, Keisuke Tanaka, and Kenji Yasunaga
    • 雑誌名

      The Computer Journal

      巻: 印刷中 ページ: 711-728

    • DOI

      10.1093/comjnl/bxw094

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sankaku-tori: An Old Western-Japanese Game Played on a Point Set2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Horiyama, Takashi Iizuka, Masashi Kiyomi, Yoshio Okamoto, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, Yushi Uno, and Yukiko Yamauchi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 25 号: 0 ページ: 708-715

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.25.708

    • NAID

      130005990917

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Maximum-Weight b-Matchings in a Graph2017

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 23rd Annual International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2017)

      巻: --- ページ: 287-296

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62389-4_24

    • NAID

      120006960832

    • ISBN
      9783319623887, 9783319623894
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Folding Free-Space Diagrams: Computing the Frechet Distance between 1-Dimensional Curves (Multimedia Contribution2017

    • 著者名/発表者名
      Kevin Buchin, Jinhee Chun, Maarten Loffler, Aleksandar Markovic, Wouter Meulemans, Yoshio Okamoto, and Taichi Shiitada
    • 雑誌名

      Proceedings of 33rd International Symposium on Computational Geometry (SoCG 2017)

      巻: ---

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.SoCG.2017.64

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Balanced line separators of unit disk graphs2017

    • 著者名/発表者名
      Paz Carmi, Man Kwun Chiu, Matthew J. Katz, Matias Korman, Yoshio Okamoto, Andre van Renssen, Marcel Roeloffzen, Taichi Shiitada, and Shakhar Smorodinsky
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th Algorithms and Data Structures Symposium (WADS 2017)

      巻: --- ページ: 241-252

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62127-2_21

    • ISBN
      9783319621265, 9783319621272
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rectilinear Link Diameter and Radius in a Rectilinear Polygonal Domain2017

    • 著者名/発表者名
      Man-Kwun Chiu, Elena Khramtcova, Matias Korman, Aleksandar Markovic, Yoshio Okamoto, Aurelien Ooms, Andre van Renssen, Marcel Roeloffzen
    • 雑誌名

      arXiv preprint

      巻: ---

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computing the L1 geodesic diameter and center of a polygonal domain2017

    • 著者名/発表者名
      S. W. Bae, M. Korman, J. S. B. Mitchell, Y. Okamoto, V. Polishchuk, and H. Wang. . , pages 1-28, 2016
    • 雑誌名

      Discrete & Computational Geometry

      巻: 57(3) 号: 3 ページ: 674-701

    • DOI

      10.1007/s00454-016-9841-z

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sequentially Swapping Colored Tokens on Graphs2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka, Erik D. Demaine, Takashi Horiyama, Akitoshi Kawamura, Shin-Ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Proceedings of 11th International Conference and Workshop on Algorithms and Computation (WALCOM 2017)

      巻: - ページ: 435-447

    • DOI

      10.1007/978-3-319-53925-6_34

    • NAID

      120006779053

    • ISBN
      9783319539249, 9783319539256
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Approximation and Hardness of Token Swapping2017

    • 著者名/発表者名
      Tillmann Miltzow, Lothar Narins, Yoshio Okamoto, Gunter Rote, Antonis Thomas, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Proceedings of 24th European Symposium on Algorithms (ESA 2016)

      巻: - ページ: 1-15

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ESA.2016.66

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extended formulations for sparsity matroids2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru Iwata, Naoyuki Kamiyama, Naoki Katoh, Shuji Kijima, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Mathematical Programming

      巻: 印刷中 号: 1-2 ページ: 565-574

    • DOI

      10.1007/s10107-015-0936-8

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On problems as hard as CNF-SAT2016

    • 著者名/発表者名
      Marek Cygan, Holger Dell, Daniel Lokshtanov, Daniel Marx, Jesper Nederlof, Yoshio Okamoto, Ramamohan Paturi, Saket Saurabh, Magnus Wahlstrom
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Algorithms

      巻: 12 号: 3 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1145/2925416

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      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Stabilization of Cooperative Matching Games2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2016)

      巻: なし ページ: 41-49

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the treewidth of toroidal grids2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto, Masashi Kiyomi, and Yota Otachi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 198 ページ: 303-306

    • DOI

      10.1016/j.dam.2015.06.027

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computing the L1 Geodesic Diameter and Center of a Polygonal Domain2016

    • 著者名/発表者名
      Sang Won Bae, Matias Korman, Joseph Mitchell, Yoshio Okamoto, Valentin Polishchuk, and Haitao Wang
    • 雑誌名

      Proceedings of 33rd International Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2016)

      巻: ---

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.STACS.2016.14

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Stabilization of Cooperative Matching Games2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2016)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computing the Geodesic Centers of a Polygonal Domain2016

    • 著者名/発表者名
      Sang Won Bae, Matias Korman, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Computational Geometry: Theory and Applications

      巻: 印刷中 ページ: 3-9

    • DOI

      10.1016/j.comgeo.2015.10.009

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On problems as hard as CNF-SAT2016

    • 著者名/発表者名
      Marek Cygan, Holger Dell, Daniel Lokshtanov, Dániel Marx, Jesper Nederlof, Yoshio Okamoto, Ramamohan Paturi, Saket Saurabh, and Magnus Wahlström
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Algorithms

      巻: ---

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tight Exact and Approximate Algorithmic Results on Token Swapping2016

    • 著者名/発表者名
      Tillmann Miltzow, Lothar Narins, Yoshio Okamoto, Günter Rote, Antonis Thomas, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      arXiv:1602.05150 [cs.CC]

      巻: ---

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Free edge lengths in plane graphs2015

    • 著者名/発表者名
      Zachary Abel, Robert Connelly, Sarah Eisenstat, Radoslav Fulek, Filip Morić, Yoshio Okamoto, Tibor Szabó, and Csaba Tóth
    • 雑誌名

      Discrete & Computational Geometry

      巻: 54 号: 1 ページ: 259-289

    • DOI

      10.1007/s00454-015-9704-z

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mind the Mind with Synchronous Clocks2019

    • 著者名/発表者名
      岡本吉央
    • 学会等名
      第14回組合せゲーム・パズル研究集会
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] Submodular Reassignment Problem for Reallocating Agents to Tasks with Synergy Effects2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      11th Combinatorial Algorithms Day
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タイリングのはなし2018

    • 著者名/発表者名
      岡本吉央
    • 学会等名
      基盤(S) 離散構造処理系プロジェクト「短期滞在セミナー週間 (SSSW) 2018.07」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 劣モジュラ再割当問題2018

    • 著者名/発表者名
      岡本吉央
    • 学会等名
      本部SSOR 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Balanced Line Separators of Unit Disk Graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      NWO-JSPS joint seminar: Computations on Networks with a Tree-Structure: From Theory to Practice
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 幾何的最短路に関わる諸問題2018

    • 著者名/発表者名
      岡本吉央
    • 学会等名
      第30回RAMPシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tight Approximability of the Server Allocation Problem for Real-Time Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      Combinatorial Algorithms Day
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 実時間アプリケーションに対するサーバ配置問題の近似(不)可能性2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 健洋,垣村 尚徳,神山 直之,小林 佑輔,岡本 吉央,後田多 太一
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Balanced line separators of unit disk graphs2017

    • 著者名/発表者名
      Paz Carmi, Man Kwun Chiu, Matthew J. Katz, Matias Korman, Yoshio Okamoto, Andre van Renssen, Marcel Roeloffzen, Taichi Shiitada, and Shakhar Smorodinsky
    • 学会等名
      15th Algorithms and Data Structures Symposium (WADS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Balanced line separators of unit disk graphs2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      Shonan meeting “Geometric Graphs: Theory and Applications”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ``Sphinxes in Pyramid'' and ``Sphinxes in Hexagon''2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Horiyama, Ryuhei Uehara, Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      第12回組合せゲーム・パズル研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ネットワーク型交渉ゲームの安定化アルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 健洋,垣村 尚徳,神山 直之,小林 佑輔,岡本 吉央
    • 学会等名
      第157回情報処理学会アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      電気通信大学 (東京都調布市)
    • 年月日
      2016-03-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Swapping Labeled Tokens on Graphs2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      Dutch-Japanese bilateral seminar on kinetic geometric networks
    • 発表場所
      蔵王センタープラザ (山形県・山形市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Path-related problems in polygonal domains2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      Lorentz Workshop ``Fixed-Parameter Computational Geometry''
    • 発表場所
      ライデン (オランダ)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Efficient Stabilization of Cooperative Matching Games2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      15th International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2016)
    • 発表場所
      シンガポール (シンガポール)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Angular Resolution --- Around Vertices and Crossings2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      Shonan Seminar ``Algorithmics for Beyond Planar Graphs''
    • 発表場所
      湘南国際村センター (神奈川県・葉山町)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-Planar Graph Drawing2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 吉央
    • 学会等名
      トポロジーとコンピュータ2015
    • 発表場所
      日本大学文理学部 (東京都世田谷区)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 行列の分解と組合せ最適化問題の拡張定式化2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 吉央
    • 学会等名
      RIMS 共同研究「組合せ最適化セミナー」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-02-16  

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