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無線LAN環境を考慮した美術館定理の証明と人工建築物や自然地形への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K10987
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60010:情報学基礎論関連
研究機関広島大学

研究代表者

岩本 宙造  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (60274495)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード美術館定理
研究開始時の研究の概要

本研究では,実用性を重視した①~⑤のテーマに対して,3つの課題を解明する.
テーマ:①直交多角形上の矩形視界の美術館問題,②多チャネル美術館問題,③採光窓の配置問題,④マンハッタン監視問題,⑤3次元地形(テライン)の監視問題.
課題:(a)n頂点の多角形に対して警備員数の下限と上限(必要条件と十分条件)を求める.(b)多角形内に最少の警備員を配置する多項式時間アルゴリズムを設計する.(c)多項式時間で配置できない場合,計算複雑性(NP完全性など)を証明する.

研究実績の概要

近年,テレワークの普及により,無線LANアクセスポイントが急速に増えている.そのため,複数の無線LANが,限られた周波数帯域を奪い合う電波干渉が問題になっている.本研究では,幾何学問題の一つとして扱われてきた美術館問題を複数の周波数帯域に拡張した多チャネル美術館問題を考察する.さらに,現実の建物や地形を考慮した実用的な美術館問題として,次の5テーマを挙げ,実社会の無線LAN環境の改善に役立つ美術館定理を証明する.(1)現実の建物(直交多角形)に対して,普段の生活で使われる矩形視界に基づく美術館問題.(2)同一周波数による混信を避けるため,複数帯域で館内をカバーする多チャネル美術館問題.(3)美術館の壁に複数の窓を設置し,窓からの採光で館内フロアを明るくする採光窓配置問題.(4)摩天楼ビルがそびえるマンハッタン島をビル上のカメラで警備するマンハッタン監視問題.(5)凹凸のある3次元地形(テライン)を,所有者の土地の中から警備するテライン監視問題.

本年度は,上記5テーマのうち,(3)の採光窓配置問題に焦点を当てて研究した.採光窓配置問題は,多角形の辺上に配置された移動警備員を用いて多角形内部全体をくまなく警備する美術館問題である.本研究では,頂点数nが小さい場合に対して,辺警備員数の十分条件を与えた.これは,美術館内部全体に自然光を取り入れるための窓数の十分条件を与えたものである.この結果は,2023年度電子情報通信学会連合大会の奨励賞を受賞している.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2023年度は美術館定理に関する論文を含めて,合計4件の論文がジャーナルと国際会議に採択されている.

今後の研究の推進方策

2024年度以降は,矩形視界の美術館問題や多チャネル美術館問題,マンハッタン監視問題,テライン監視問題について研究を進める

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chained Block is NP-Complete2024

    • 著者名/発表者名
      IWAMOTO Chuzo、IDE Tatsuya
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E107.D 号: 3 ページ: 320-324

    • DOI

      10.1587/transinf.2023FCL0001

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2024-03-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Complexity of the Vertex-to-Point Conflict-Free Chromatic Art Gallery Problem2023

    • 著者名/発表者名
      IWAMOTO Chuzo、IBUSUKI Tatsuaki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E106.D 号: 9 ページ: 1499-1506

    • DOI

      10.1587/transinf.2022EDP7222

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2023-09-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数コロの計算複雑さ2023

    • 著者名/発表者名
      岩本 宙造、小田 涼香
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J106-D 号: 5 ページ: 357-361

    • DOI

      10.14923/transinfj.2022JDL8010

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2023-05-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Yajisan-Kazusan and Stained Glass are NP-complete2023

    • 著者名/発表者名
      Chuzo Iwamoto and Ryo Takaishi
    • 学会等名
      23rd Japan-Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多角形に対する辺警備員配置問題2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋駿,岩本宙造
    • 学会等名
      電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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