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最適輸送理論と勾配流の幾何学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H01786
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分11020:幾何学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

太田 慎一  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (00372558)

研究分担者 横田 巧  東北大学, 理学研究科, 准教授 (70583855)
高津 飛鳥  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (90623554)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード最適輸送 / 勾配流 / 凸関数 / リッチ曲率 / フィンスラー時空 / Gromov双曲空間 / 重心 / 情報幾何 / 非線形熱流 / ローレンツ幾何 / ピラミッド / 曲率 / 最適輸送理論 / Wasserstein距離 / 等周不等式 / ローレンツ・フィンスラー多様体 / 分解定理 / 測度の集中 / フィンスラー多様体 / フィンスラー幾何学 / ローレンツ幾何学 / 情報幾何学 / エントロピー / 局所化 / 対数ソボレフ不等式
研究開始時の研究の概要

本研究で主に取り組む課題は以下の2つです。
(A)熱の伝わり方やその空間の曲がり方との関係、2つの画像の近さを測る量など、非常に幅広い有用性を持つ最適輸送理論のより深い理解と、その理論・実用両面での応用を目指します。
(B)理論・実用双方で極めて基本的な道具である勾配流(ある量が最も減少する方向へと進む流れ)の、方向によって進みやすさが変わる(非等方的な)空間での研究を行い、そのような空間での幾何学・解析学への応用も研究します。

研究成果の概要

本研究課題では、最適輸送理論に関わる比較幾何学、および距離空間上の凸関数の勾配流に関して、多くの成果が得られた。まず、最適輸送理論に基づく局所化の技法を用いて、重みつきリーマン多様体においてBakry-Ledoux型等周不等式の安定性と対数ソボレフ不等式の剛性を得た。また、時間方向に重みつきリッチ曲率が下に有界な重みつきフィンスラー時空に対し、種々の比較定理と時間的曲率次元条件を確立した。一方、勾配流の研究では、大域的な意味で負曲率を持つGromov双曲空間において、凸関数の時間離散的な勾配流の収縮性、確率測度の重心の収縮性と大数の法則を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重みつきフィンスラー時空の時間的曲率次元条件の確立は、近年活発になっている時間的曲率次元条件を満たすローレンツ弧長空間の比較幾何学および相対性理論的な研究におけるフィンスラー時空の立ち位置を明確にするものであり、ローレンツ弧長空間の今後の研究の方向性を定める上で本質的な重要性を持つ。また、Gromov双曲空間はリーマン多様体ではないフィンスラー多様体を含むため、凸関数の時間離散的な勾配流の収縮性は非リーマン的な距離空間で得られた初めての収縮性として価値がある。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (67件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 7件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 21件、 招待講演 32件) 図書 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [国際共同研究] Fields Institute(カナダ)

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  • [国際共同研究] Durham University(英国)

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  • [国際共同研究] East China University of Sci. & Tech.(中国)

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  • [国際共同研究] Michigan State University(米国)

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  • [雑誌論文] Optimal transport and timelike lower Ricci curvature bounds on Finsler spacetimes2024

    • 著者名/発表者名
      Mathias Braun, Shin-ichi Ohta
    • 雑誌名

      Transactions of the American Mathematical Society

      巻: 377 ページ: 3529-3576

    • DOI

      10.1090/tran/9126

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    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Geometry of weighted Lorentz-Finsler manifolds II: A splitting theorem, Internat2023

    • 著者名/発表者名
      Yufeng Lu, Ettore Minguzzi, Shin-ichi Ohta
    • 雑誌名

      J. Math

      巻: 34 号: 01 ページ: 2350002-2350002

    • DOI

      10.1142/s0129167x23500027

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative estimates for the Bakry-Ledoux isoperimetric inequality II2022

    • 著者名/発表者名
      Mai Cong Hung、Ohta Shin‐ichi
    • 雑誌名

      Bulletin of the London Mathematical Society

      巻: 55 号: 1 ページ: 224-233

    • DOI

      10.1112/blms.12723

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative estimates for the Bakry-Ledoux isoperimetric inequality2022

    • 著者名/発表者名
      Cong Hung Mai, Shin-ichi Ohta
    • 雑誌名

      Commentarii Mathematici Helvetici

      巻: 96(4) 号: 4 ページ: 693-739

    • DOI

      10.4171/cmh/523

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison theorems on weighted Finsler manifolds and spacetimes with ε-range2022

    • 著者名/発表者名
      Yufeng Lu, Ettore Minguzzi and Shin-ichi Ohta
    • 雑誌名

      Analysis and Geometry in Metric Spaces

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-30

    • DOI

      10.1515/agms-2020-0131

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      2021 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] Boundedness of precompact sets of metric measure spaces2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kazukawa, Takumi Yokota
    • 雑誌名

      Geometriae Dedicata

      巻: 215 号: 1 ページ: 229-242

    • DOI

      10.1007/s10711-021-00646-7

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    • 著者名/発表者名
      Matsuzoe Hiroshi, Takatsu Asuka
    • 雑誌名

      Progress in Information Geometry

      巻: - ページ: 127-152

    • DOI

      10.1007/978-3-030-65459-7_6

    • ISBN
      9783030654580, 9783030654597
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  • [雑誌論文] Invariant Metric Under Deformed Markov Embeddings with Overlapped Supports2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuzoe Hiroshi、Takatsu Asuka
    • 雑誌名

      Results in Mathematics

      巻: 76 号: 2

    • DOI

      10.1007/s00025-021-01358-w

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      2020 実績報告書
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  • [雑誌論文] Self-contracted curves in spaces with weak lower curvature bound2021

    • 著者名/発表者名
      Nina Lebedeva, Shin-ichi Ohta, Vladimir Zolotov
    • 雑誌名

      International Mathematics Research Notices

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 8623-8656

    • DOI

      10.1093/imrn/rnz347

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  • [雑誌論文] Geometry of weighted Lorentz-Finsler manifolds I singularity theorems2020

    • 著者名/発表者名
      Yufeng Lu, Ettore Minguzzi, Shin-ichi Ohta
    • 雑誌名

      J. London Math. Soc

      巻: online 号: 1 ページ: 362-393

    • DOI

      10.1112/jlms.12434

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      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Equality in the logarithmic Sobolev inequality2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta, Asuka Takatsu
    • 雑誌名

      manuscripta math

      巻: 162 号: 1-2 ページ: 271-7282

    • DOI

      10.1007/s00229-019-01134-9

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      2019 実績報告書
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  • [雑誌論文] Stability of RCD condition under concentration topology2019

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Ozawa and Takumi Yokota
    • 雑誌名

      Calc. Var. Partial Differential Equations

      巻: 58 号: 4

    • DOI

      10.1007/s00526-019-1586-0

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  • [雑誌論文] To logconcavity and beyond2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ishige, Paolo Salani, Asuka Takatsu
    • 雑誌名

      Communications in Contemporary Mathematics

      巻: 印刷中 号: 02 ページ: 1950009-1950009

    • DOI

      10.1142/s0219199719500093

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  • [雑誌論文] Convergence of combinatorial Ricci flows to degenerate circle patterns2019

    • 著者名/発表者名
      Asuka Takatsu
    • 雑誌名

      Transactions of the American Mathematical Society

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 7597-7617

    • DOI

      10.1090/tran/7778

    • 関連する報告書
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  • [学会発表] Geometry of weighted Finsler spacetimes2023

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
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    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
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  • [学会発表] Geometry of weighted Finsler spacetimes2023

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
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    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
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      2023 実績報告書
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  • [学会発表] Barycenters and a law of large numbers in Gromov hyperbolic spaces2023

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Statistics in Metric Spaces
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      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 総合ローレンツ幾何学について2023

    • 著者名/発表者名
      太田慎一
    • 学会等名
      福岡大学微分幾何研究集会
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  • [学会発表] 最適輸送理論の基礎と数学的応用2023

    • 著者名/発表者名
      太田慎一
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  • [学会発表] Riemannian starshape and capacitary problems2023

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  • [学会発表] Sliced Monge-Kantorovich距離の幾何学的性質2023

    • 著者名/発表者名
      高津飛鳥
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    • 著者名/発表者名
      横田巧
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      測地線及び関連する諸問題
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  • [学会発表] Sliced Wasserstein距離構造について2023

    • 著者名/発表者名
      高津飛鳥
    • 学会等名
      Workshop OT 2023最適輸送とその周辺 - 機械学習から熱力学的最適化まで
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  • [学会発表] Some quantitative estimates for the Bakry-Ledoux isoperimetric inequality2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Analysis on Metric Spaces
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      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Discrete-time gradient flows in Gromov hyperbolic spaces2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Differential Geometry and its Applications
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      2022 実績報告書
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  • [学会発表] Discrete-time gradient flows in Gromov hyperbolic spaces2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      New Trends in Dirichlet Forms and Optimal Transport
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      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Comparison theorems under lower Ricci curvature bounds with epsilon-range2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Workshop on Aspects of Ricci Curvature Bounds
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Barycenters and a law of large numbers in Gromov hyperbolic spaces2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Pacific Rim Mathematical Association Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On weighted Ricci curvature with negative dimension parameter2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Analysis and geometry of fractals and metric spaces: Recent developments and future prospects
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geometry of weighted Finsler spacetimes2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      Non-regular Spacetime Geometry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On weighted Ricci curvature with negative dimension parameter2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      MATRIX-RIMS Tandem Workshop on “Geometric Analysis in Harmonic Analysis and PDE
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      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Boundedness of precompact sets of metric measure spaces2022

    • 著者名/発表者名
      横田巧
    • 学会等名
      測地線及び関連する諸問題
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    • 招待講演
  • [学会発表] 測度距離空間の射影極限とピラミッド2022

    • 著者名/発表者名
      横田巧
    • 学会等名
      確率論と幾何学
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      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Curvature and Optimal transport2022

    • 著者名/発表者名
      Asuka Takatsu
    • 学会等名
      Analysis on Metric Spaces Unit Mini-course
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      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Localization and isoperimetric inequalities2021

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      International Conference on Riemann-Finsler Geometry and Related Topics
    • 関連する報告書
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    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      New Trends in Nonlinear Diffusion: a Bridge between PDEs, Analysis and Geometry
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  • [学会発表] 最適輸送理論と発展方程式2021

    • 著者名/発表者名
      太田慎一
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      機能性液晶の探索に向けたトポロジー手法
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  • [学会発表] Comparison theorems with epsilon-range2021

    • 著者名/発表者名
      太田慎一
    • 学会等名
      リーマン幾何と幾何解析
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      2020 実績報告書
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    • 著者名/発表者名
      Asuka Takatsu
    • 学会等名
      The 27th Osaka City University International Academic Symposium Mathematical Science of Visualization, and Deepening of Symmetry and Moduli
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  • [学会発表] 私的最適輸送理論-離散とユークリッドの場合-2020

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      高津飛鳥
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      第12回 三部会連携「応用数理セミナー」
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    • 学会等名
      測地線及び関連する諸問題
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  • [学会発表] 回転対称距離球上の楕円型・放物型方程式の解の凹性2020

    • 著者名/発表者名
      高津飛鳥
    • 学会等名
      日本数学会2020年度年会
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    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      The 5th Japan-China Geometry Conference
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    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geometry of weighted Lorentz-Finsler manifolds2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 学会等名
      The second Taiwan-Japan Joint Conference on Differential Geometry
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    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 最適輸送理論の基礎と応用2019

    • 著者名/発表者名
      太田慎一
    • 学会等名
      IPA Math Seminar Series
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      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 測度距離空間の幾何学とその拡張2019

    • 著者名/発表者名
      横田巧
    • 学会等名
      幾何学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Equality in the logarithmic Sobolev inequality2019

    • 著者名/発表者名
      Asuka Takatsu
    • 学会等名
      6th Italian-Japanese Workshop on Geometric Properties for Parabolic and Elliptic PDE's
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      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cencovの定理再訪2019

    • 著者名/発表者名
      高津飛鳥
    • 学会等名
      日本数学会2019年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 対数ソボレフ不等式に対する剛性定理2019

    • 著者名/発表者名
      高津飛鳥
    • 学会等名
      日本数学会2019年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Comparison Finsler Geometry2021

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ohta
    • 総ページ数
      316
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030806491
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Web Page of Shin-ichi OHTA

    • URL

      http://www4.math.sci.osaka-u.ac.jp/~sohta/

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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