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確率最適輸送問題の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K03548
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12010:基礎解析学関連
研究機関津田塾大学

研究代表者

三上 敏夫  津田塾大学, 学芸学部, 教授 (70229657)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード確率最適輸送問題 / シュレディンガーの問題 / シュレディンガーの汎函数方程式 / ラグランジアン定式化 / 非凸コスト関数 / Schroedingerの問題 / sticky particle system / Brun-Minkowskii不等式 / excursion coupling / Wasserstein距離 / 双対定理 / superposition principle / Knothe-Rosenblatt 過程 / ガウス場の最大値の分布
研究開始時の研究の概要

本研究課題は、経済学や画像処理などの様々な分野に応用されている最適輸送問題や平均場ゲーム理論を確率最適輸送理論の枠組みで統一的に発展させ、それらの新たな応用を見出していくことである。研究のスタイルとして、数学的理論のみでなく応用分野からの数学的要請にも注目し、応用分野と同期しながら数学理論を発展させていきたい。そのためには国内外の専門家との最新の情報交換が不可欠である。

研究成果の概要

シュレディンガーの問題の周辺分布に関する半凹性とリプシッツ連続性を示した。値関数が0になるマルコフ過程がエルゴード的な場合に、値関数とシュレディンガー汎函数方程式の解の時間無限大での漸近挙動を与えた。
確率最適輸送問題の双対定理の証明を単純化した。コスト関数が凸ではない場合に、1次元確率最適輸送問題の解のマルコフ性を示した。コスト関数が凹関数である場合に、最適輸送問題のラグランジアン定式化を与えた。コスト関数が無限遠方で1次以上2次未満の増大度を持つ場合に、確率最適輸送問題の値関数が有限であるための必要十分条件及び、時間が0に近づいた時及び無限大になる時の値関数の漸近挙動を与えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シュレディンガーの問題の周辺分布に関する半凹性とリプシッツ連続性は本研究で初めて証明された。シュレディンガーの問題は、データサイエンスに応用されており、本研究のデータサイエンスへの応用が待たれる。確率最適輸送問題の双対定理の証明を通して、改めて、確率最適輸送問題が周辺分布問題に密接に関係していることを示した。凸ではないコスト関数を持つ確率最適輸送問題の解のマルコフ性の研究や最適輸送問題のラグランジアン定式化は本研究で初めて証明された。コスト関数の無限遠方での増大度の違いによって確率最適輸送問題の値関数が有限であるための条件が異なることが本研究で初めて証明された。

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

    (19件)

すべて 2024 2023 2021 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Kansas(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Kansas(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Kansas(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Hamilton-Jacobi PDE associated with hydrodynamic fluctuations from a nonlinear diffusion2021

    • 著者名/発表者名
      Jin Feng, Toshio Mikami, Johannes Zimmer
    • 雑誌名

      Comm. Math. Phys.

      巻: 385 号: 1 ページ: 1-54

    • DOI

      10.1007/s00220-021-04110-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regularity of Schrödinger's functional equation in the weak topology and moment measures2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 73 号: 1 ページ: 99-123

    • DOI

      10.2969/jmsj/81928192

    • NAID

      130007973744

    • ISSN
      0025-5645, 1881-1167, 1881-2333
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic optimal transport revisited2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 雑誌名

      SN Partial Differ. Equ. Appl.

      巻: 2 号: 1

    • DOI

      10.1007/s42985-020-00059-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] REGULARITY OF SCHRÖDINGER’S FUNCTIONAL EQUATION AND MEAN FIELD PDES FOR H-PATH PROCESSES2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 雑誌名

      Osaka Journal of Mathematics

      巻: 56 号: 4 ページ: 831-842

    • DOI

      10.18910/73630

    • ISSN
      00306126
    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2010755

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stochastic optimal transport with at most quadratic growth cost2024

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      Stochastic Analysis
    • 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] Finiteness of stochastic optimal transport2024

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      NTU Mathematics Colloquium, Department of Mathematics, National Taiwan University
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コスト関数が高々ノルムの2乗の増大度をもつ場合の確率最適輸送問題の有限性と短・長時間漸近挙動について2024

    • 著者名/発表者名
      三上敏夫
    • 学会等名
      第11回確率論とPDE研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] コスト関数がノルムの高々2次の増大度をもつ場合の確率最適輸送問題について2024

    • 著者名/発表者名
      三上敏夫
    • 学会等名
      大阪大学確率論セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Schrodinger’s and Nelson’s problems from the viewpoint of stochastic optimal transport: an introduction2023

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      Web seminar, Department of Mathematics, Nanjing University
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Schroedinger's and Nelson's problems, and stochastic optimal transport2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      Schrooedinger's problem and Optimal Transport
    • 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] Regularity of Schroedinger's functional equation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      New trends in Hamilton-Jacobi: PDE, Control, Dynamical Systems and Geometry
    • 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] Regularity of Schroedinger's functional equation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      Equadiff 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Stochastic Optimal Transportation: Stochastic Control with Fixed Marginals2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 総ページ数
      129
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811617539
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Stochastic Optimal Transportation - Stochastic Control with Fixed Marginals -2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 総ページ数
      130
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811617539
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] the 43th Conference on SPA

    • URL

      https://www.spa2023.org

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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