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包括的グレブナー基底系を用いた特異点分類の自動化

研究課題

研究課題/領域番号 19K03484
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分11020:幾何学関連
研究機関関西大学 (2021-2023)
北海道大学 (2019-2020)

研究代表者

寺本 央  関西大学, システム理工学部, 准教授 (90463728)

研究分担者 鍋島 克輔  東京理科大学, 理学部第一部応用数学科, 准教授 (00572629)
加葉田 雄太朗  長崎大学, 情報データ科学部, 助教 (40830097)
泉屋 周一  北海道大学, 理学研究院, 名誉教授 (80127422)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード特異点論 / 混合加群 / 包括的標準系 / 局所コホモロジー / 多目的最適化 / グレブナー基底 / 実限量化子消去 / 特異点 / 計算代数 / 発散図式 / 包括的グレブナー系 / 応用特異点論
研究開始時の研究の概要

包括的グレブナー基底系の概念をmixed moduleを扱えるように拡張し、計算代数をもちい特異点分類のための具体的なアルゴリズムを構築する。また、それを特異点の分類(A, K, C, R)同値、KB同値、(VK, VR)同値、あるいはより一般的な同値関係(A[\rho(G)], K[\rho(G)])、さらにそれらの同変な場合、等に組織的に適用することにより、数学あるいは諸科学への特異点論の応用を推し進めること、また、一般論構築の立場からはどのような一般論が望ましいかを再考することを目標とする。

研究成果の概要

包括的グレブナー基底系の概念をmixed moduleを扱えるように拡張し、計算代数を用い特異点分類のための具体的なアルゴリズムを構築した。また、それを特異点の分類(A, K, C, R)同値、KB同値、(VK, VR)同値、あるいは近年泉屋らにより提唱されているより一般的な同値関係(A[G], K[G])(Izumiya, Geometric equivalence among smooth map germs, submitted)、さらにそれらの同変な場合、等に組織的に適用し、数学あるいは諸科学への特異点論の応用を推し進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の多目的最適化への応用の結果は、その後、共著者の濱田らによって、滑らかとは限らない強凸問題に一般化され、ゲーム開発等に広く応用されている。
本研究はKirkのTransversalをより効率よく、一般的な分類に推し進め、成果である特異点分類のためのソフトウェアは、次世代の特異点研究の必須の道具となると期待される。

報告書

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

    (30件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件、 招待講演 12件)

  • [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
      2023 実績報告書
  • [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] ポーランド工科大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Comprehensive standard system for generalized mixed module and its application to singularity theory2023

    • 著者名/発表者名
      Teramoto Hiroshi、Nabeshima Katsusuke
    • 雑誌名

      Journal of Algebra and Its Applications

      巻: 0 号: 13 ページ: 2450221-2450221

    • DOI

      10.1142/s0219498824502219

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topology of Pareto Sets of Strongly Convex Problems2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hamada, Kenta Hayano, Shunsuke Ichiki, Yutaro Kabata, and Hiroshi Teramoto
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Optimization

      巻: 30 号: 3 ページ: 2659-2686

    • DOI

      10.1137/19m1271439

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parametric standard system for mixed module and its application to singularity theory2020

    • 著者名/発表者名
      Teramoto Hiroshi、Nabeshima Katsusuke
    • 雑誌名

      Proc. International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation

      巻: - ページ: 426-433

    • DOI

      10.1145/3373207.3404027

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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] 幾何学的特徴量に対する偏微分方程式系に基づく幾何学的特徴制約付きトポロジー最適化(積層造形における幾何学的特異点を考慮したオーバーハング制約法)2019

    • 著者名/発表者名
      YAMADA Takayuki、MASAMUNE Jun、TERAMOTO Hiroshi、HASEBE Takahiro、KURODA Hirotoshi
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 85 号: 877 ページ: 19-00129-19-00129

    • DOI

      10.1299/transjsme.19-00129

    • NAID

      130007711795

    • ISSN
      2187-9761
    • 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] Erratum: “Classification of Hamiltonians in neighborhoods of band crossings in terms of the theory of singularities” [J. Math. Phys. 58, 073502 (2017)]2019

    • 著者名/発表者名
      Teramoto Hiroshi、Kondo Kenji、Izumiya Shyuichi、Toda Mikito、Komatsuzaki Tamiki
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 60 号: 12 ページ: 129901-129901

    • DOI

      10.1063/1.5131379

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Algorithms for classification of real singularities2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      WORKSHOP on Algebraic and Analytic Singularities
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recognition and Bifurcation of Constraints and Feasible-Set-Germs in Optimization Problems2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      The 15th Mathematical Society of Japan - Seasonal Institute, Deepening and evolution of applied singularities
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification Algorithms of Real Singularities (1)2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      RIMS-Sing 4 Workshop, Classification problems in singularity theory and their applications Deepening and evolution of applied singularitiy
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification Algorithms of Real Singularities (2)2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      RIMS-Sing 4 Workshop, Classification problems in singularity theory and their applications Deepening and evolution of applied singularitiy
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 実特異点の分類アルゴリズム2022

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      IMI共同利用研究公開ワークショップ(限量子消去の効率的なアルゴリズムの構築と産業課題解決への応用)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多目的最適化問題における制約関数芽および実行可能領域芽の 分類と認識2022

    • 著者名/発表者名
      濱田直希、早野健太、寺本 央
    • 学会等名
      日本数学会2023年度会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 拘束条件および実行可能集合芽の分類、認識および分岐2022

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      「フォレストワークショップ」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] パレート集合およびフロントの局所構造とその分岐2021

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      「進化計算の数理」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Classification, recognition and bifurcation of feasible set germs2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      Bilateral Joint Research Project Workshop "Singularities, arrangements, and low dim. topology"
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Standard System for Generalized Mixed Module and its Application to Singularity Theory2021

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      研究集会【幾何や自然科学に現れる特異点】
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Parametric Standard System for Mixed Module and its Application to Singularity Theory2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto, and Katsusuke Nabeshima
    • 学会等名
      The International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 特異点論によるバンド交差の幾何構造の分類、分岐解析およびその不変量の解析2019

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      応用特異点論ラボ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 特異点論によるバンド交差の幾何構造の分類、分岐解析およびその不変量の解析2019

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      研究集会「特異点論による空間研究」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Automation Algorithms of Classification of Singularities, Current Status and Future Perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      Russian-Japan-Joint-Workshop, 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] Classification of band crossing geometries, their invariants and bifurcations2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto
    • 学会等名
      6TH International Workshop “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] パレート集合に出現しうる特異点の型の分類2019

    • 著者名/発表者名
      寺本 央、加葉田雄太朗、早野健太、濱田直希
    • 学会等名
      計算科学が拓く汎分野研究
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 計算機でチャレンジする写像の特異点の分類とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      「令和元年度第1回徳島数学談話会(冬の会)」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Type of singularity that can appear in Pareto set2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto, Yutaro Kabata, Kenta Hayano, and Naoki Hamada
    • 学会等名
      20th RIES-HOKUDAI International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Type of singularity that can appear in Pareto set2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto, Yutaro Kabata, Kenta Hayano, and Naoki Hamada
    • 学会等名
      2019 International Symposium of RIES (Hokkaido University) and CEFMS(NCTU)
    • 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] 特異点論によるバンド交差の幾何構造の分類、不変量および分岐の解析2019

    • 著者名/発表者名
      寺本 央
    • 学会等名
      離散幾何解析とその周辺
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Standard Basis for Mixed Module, Computational Algorithm and Application to Classification Problems in Singularity Theory2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto and Katsusuke Nabeshima
    • 学会等名
      研究集会「可微分写像の特異点論とその応用」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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