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応用特異点論の情報科学および工学的デザインにおける展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K18714
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分12:解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

大本 亨  北海道大学, 理学研究院, 教授 (20264400)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード特異点論 / ルジャンドル変換 / 接触幾何学 / 情報幾何学 / 応用幾何学 / Line Geometry / 双対平坦構造 / 統計多様体 / ラグランジュ・ルジャンドル特異点論 / カタストロフ理論 / パーシステントホモロジー / ルジャンドル特異点論 / 特異モデル / 機械学習 / リー環 / 情報幾何 / 応用特異点論 / ヘッセ多様体 / Line geometry / 特異統計モデル / アーキテクチュアル幾何 / トポロジカル絶縁体 / 応用特異点 / トポロジカル物性
研究成果の概要

ルジャンドル特異点論(非凸関数のルジャンドル変換の特異性解析)に基づいて,《情報幾何学》で重要な双対平坦構造の理論(甘利・長岡理論)の一般化を行った.これは,深層学習等における特異モデルに対する理論的アプローチの萌芽的研究につながる.また,《構造デザインにおける応用幾何学》において特異点論的アプローチを開拓した.これは,ダルブー・ヴィルチンスキ以降,100年程忘れられていた古典的射影微分幾何における局所理論の今日的な復興と位置づけられるだろう.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題は,機械学習分野あるいはアーキテクチュラル幾何など,数学の外の世界に向けた応用特異点論の新しい萌芽的研究である.応用分野の諸課題に《特異点》は本質的に現れるにも関わらず,本格的な研究は未開拓であった.その端緒をひらく本研究の学術的意義は大きい.また,大学院生や若手研究者を積極的に共同研究に巻き込むことで,次世代に向けた新しい学際的研究の雛形を提示するものと考える.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 7件、 査読あり 25件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 11件、 招待講演 18件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Warsawa Tech. University(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Jamia Millia Islamia(インド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] サンパウロ大学サンカルロス校/サンタカタリーナ連邦大学(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ワルシャワ工科大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] サンパウロ大学サンカルロス校/サンタカタリーナ連邦大学(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Local normal forms of em-wavefronts in flat affine coordinates2022

    • 著者名/発表者名
      N. Nakajima
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所考究録

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] The dually flat structure for singular models2021

    • 著者名/発表者名
      N. Nakajiama and T. Ohmoto
    • 雑誌名

      Information Geometry

      巻: 4 号: 1 ページ: 31-64

    • DOI

      10.1007/s41884-021-00044-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symplectic singularities of differentiable mappings2021

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa and S. Janeczko
    • 雑誌名

      Surveys in Differential Geometry

      巻: 24 号: 1 ページ: 117-172

    • DOI

      10.4310/sdg.2019.v24.n1.a4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Normal and tangent maps to frontals2021

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Sciences

      巻: 255 号: 5 ページ: 664-677

    • DOI

      10.1007/s10958-021-05403-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A characterization of the alpha-connections on the statistical manifold of normal distributions2021

    • 著者名/発表者名
      H. Furuhata, J. Inoguchi, S. Kobayashi
    • 雑誌名

      Information Geometry

      巻: 4 号: 1 ページ: 177-188

    • DOI

      10.1007/s41884-020-00037-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical submanifolds from a viewpoint of the Euler inequality2021

    • 著者名/発表者名
      N. Satoh, H. Furuhata, I. Hasegawa, T. Nakane, Y. Okuyama, K. Sato, M. Hasan Shahid, A. Naaz Siddiqui
    • 雑誌名

      Information Geometry

      巻: 4 号: 1 ページ: 189-213

    • DOI

      10.1007/s41884-020-00032-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Singular mappings and their zero-forms2020

    • 著者名/発表者名
      Goo Ishikawa, Stanislaw Janeczko,
    • 雑誌名

      Pure and Applied Mathematics Quarterly

      巻: 16 ページ: 1643-4657

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recognition Problem of Frontal Singularities2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Goo
    • 雑誌名

      Journal of Singularities

      巻: 21 ページ: 149-166

    • DOI

      10.5427/jsing.2020.21i

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geometric algebra and singularities of ruled and developable surfaces2020

    • 著者名/発表者名
      J. Tanaka, To. Ohmoto
    • 雑誌名

      Journal of Singularities

      巻: 21 ページ: 249-267

    • DOI

      10.5427/jsing.2020.21o

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On families of Lagrangian submanifolds2020

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Singularities

      巻: 21 ページ: 188-207

    • DOI

      10.5427/jsing.2020.21j

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of Singularity Theory to Bifurcation of Band Structures in Crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Teramoto H.、Tsuchida A.、Kondo K.、Izumiya S.、Toda M.、Komatsuzaki T.
    • 雑誌名

      Journal of Singularities

      巻: 21 ページ: 268-281

    • DOI

      10.5427/jsing.2020.21p

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Leibniz complexity of Nash functions on differentiations2019

    • 著者名/発表者名
      G Ishikawa, T. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 71

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cofrontals2019

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa
    • 雑誌名

      Romanian Journal of Pure and Applied Mathematics

      巻: 60

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geometric invariants of 5/2-cuspidal edges2019

    • 著者名/発表者名
      A. Honda, K. Saji
    • 雑誌名

      Kodai Math. J.

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Singularities of a surface given by Kenmotsu-type formula in Euclidean three-space2019

    • 著者名/発表者名
      L. Martins, K. Saji, K. Teramoto
    • 雑誌名

      Sao Paulo J. Math. Sci.

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evoltoids and pedaloids of plane curves2019

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya, N. Takeuchi
    • 雑誌名

      Note di Matematica

      巻: 39

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lightcone dualities for submanifolds in the sphere2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Jiang, S. Izumiya
    • 雑誌名

      Houston Journal of Mathematics

      巻: 45

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Caustics and Maxwell sets of world sheets in anti-de Sitter space2018

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya
    • 雑誌名

      Advances in Theoretical and Mathematical Physics

      巻: 22 号: 3 ページ: 759-802

    • DOI

      10.4310/atmp.2018.v22.n3.a5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutes of curves in the Lorentz-Minkowski plane2018

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya, M. C. Romero Fuster, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Adv. Stud. Pure Math.

      巻: 78 ページ: 313-330

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The theory of graph-like Legendrian unfoldings : Equivalence relations2018

    • 著者名/発表者名
      Izumiya Shyuichi
    • 雑誌名

      Adv. Stud. Pure Math.

      巻: 78 ページ: 107-162

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Duals of timelike Sabban curves in de Sitter n-space2018

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya、Y. Wang
    • 雑誌名

      Journal of Geometry

      巻: 109 号: 2

    • DOI

      10.1007/s00022-018-0438-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Singularities of tangent surfaces to directed curves2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa G.、Yamashita T.
    • 雑誌名

      Topology and its Applications

      巻: 234 ページ: 198-208

    • DOI

      10.1016/j.topol.2017.11.018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Singularities of frontals2018

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa
    • 雑誌名

      Adv. Stud. Pure Math.

      巻: 78 ページ: 55-106

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fold singularities on spacelike CMC surfaces in Lorentz-Minkowski space2018

    • 著者名/発表者名
      A. Honda, M. Koiso and K. Saji
    • 雑誌名

      Hokkaido Math. J.

      巻: 47 ページ: 245-267

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Normal form of the swallowtail and its applications2018

    • 著者名/発表者名
      K. Saji
    • 雑誌名

      Internat. J. Math.

      巻: 29 号: 07 ページ: 1850046-1850046

    • DOI

      10.1142/s0129167x18500465

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the geometry of folded cuspidal edges2018

    • 著者名/発表者名
      Oset Sinha Raul、Saji Kentaro
    • 雑誌名

      Revista Matematica Complutense

      巻: - 号: 3 ページ: 627-650

    • DOI

      10.1007/s13163-018-0257-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 双極小統計部分多様体といくつかの問題2022

    • 著者名/発表者名
      古畑 仁
    • 学会等名
      Tsudoi KK
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 統計部分多様体に対する不等式2022

    • 著者名/発表者名
      古畑 仁
    • 学会等名
      福岡大学微分幾何セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Persistent characteristic classes and Riemann-Roch2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ohmoto
    • 学会等名
      Asia Pacific Seminar on Applied Topology and Geometry (Online)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Singularities of parallels to tangent developable surfaces2021

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa
    • 学会等名
      24-th Petrovskii Conference, Differential Equations and Related Topics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 統計多様体の部分多様体論2021

    • 著者名/発表者名
      古畑 仁
    • 学会等名
      日本数学会2021年度秋季総合分科会幾何学分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アファイン座標系における em-波面の局所的標準形2021

    • 著者名/発表者名
      中島直道
    • 学会等名
      研究集会「特異点論の未来」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アファイン座標系における e/m-波面の局所的標準形2021

    • 著者名/発表者名
      中島直道
    • 学会等名
      第68回幾何学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Local normal forms of em-wavefronts in flat affine coordinates2021

    • 著者名/発表者名
      中島直道
    • 学会等名
      RIMS短期共同研究集会「可微分写像の特異点論及びその応用」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applied Singularity Theory -- an updated new catastrophe theory2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ohmoto
    • 学会等名
      International Symposium on Big-Data, Cybersecurity and IoT (Online)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Information Geometry from Singularity Theory Viewpoint2020

    • 著者名/発表者名
      大本 亨・中島 直道
    • 学会等名
      研究集会「接触構造、特異点、微分方程式及びその周辺」(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 情報幾何への特異点論的アプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      大本 亨・中島 直道
    • 学会等名
      ワークショップ「統計多様体の幾何学とその周辺」(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Information Geometry from Singularity Theory Viewpoint2020

    • 著者名/発表者名
      N. Nakajima and T. Ohmoto
    • 学会等名
      16th International Workshop on Real and Complex Singularities
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Singularities of parallels to tangent maps of frontals2020

    • 著者名/発表者名
      Goo Ishikawa
    • 学会等名
      16th International Workshop on Real and Complex Singularities
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tangential and Normal Maps to Frontals2020

    • 著者名/発表者名
      Goo Ishikawa
    • 学会等名
      The International Conference on Differential Equations and Dynamical Systems 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On K[SO(p)]-equivalence among map germs2019

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya
    • 学会等名
      6th International Workshop on Singularities in Generic Geometry and its Applications (Valencia VI)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Singularities of Cauchy horizons in globally hyperbolic space-times2019

    • 著者名/発表者名
      S. Izumiya
    • 学会等名
      Singularity Theory and its Applications to Differential Equations and Differential Geometry (Moscow)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Several problems on singularities of implicit differential equations and related topics2019

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa
    • 学会等名
      Singularity Theory and its Applications to Differential Equations and Differential Geometry (Moscow)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geometric invariants of lightlike points of surfaces in 3-dimensional Lorentzian manifolds2019

    • 著者名/発表者名
      K. Saji
    • 学会等名
      6th International Workshop on Singularities in Generic Geometry and its Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Contact-like relation of vector fields and functions and its applications2019

    • 著者名/発表者名
      K. Saji
    • 学会等名
      Hyperplane arrangements and Japanese Australian workshop on Real and Complex Singularities
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 滑らかな写像芽の間の幾何学的同値関係 ーThom-Mather理論へのオマージュー2019

    • 著者名/発表者名
      泉屋周一
    • 学会等名
      「日本数学会年会」総合講演(東京工業大学)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topology of complements to real affine space line arrangements2019

    • 著者名/発表者名
      Goo Ishikawa, Motoki Oyama,
    • 学会等名
      Western Joint Sectional Meeting, American Mathematical Society. Hawaii, USA.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Statistical submanifolds and warped product spaces2019

    • 著者名/発表者名
      H. Furuhata
    • 学会等名
      Information Geometry and Affine Differential Geometry III
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topics on frontal singularities2018

    • 著者名/発表者名
      G. Ishikawa
    • 学会等名
      15th International Workshop on Real and Complex Singularities, Sao Carlos, Brazil
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SO(3) normal forms and differential geometric invariants of singular surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      K. Saji
    • 学会等名
      15th International Workshop on Real and Complex Singularities, Sao Carlos, Brazil
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] The 14th Algebra-Analysis-Geometry Seminar, Kagoshima2019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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