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解空間の直径に基づく計算限界解析アプローチの構築

公募研究

研究領域多面的アプローチの統合による計算限界の解明
研究課題/領域番号 25106504
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

伊藤 健洋  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (40431548)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードアルゴリズム / グラフ / 独立点集合 / 点彩色 / 固定パラメータ容易性
研究実績の概要

本年度は,点彩色を一般化した「リスト点彩色」の遷移問題に対して,詳細な解析を与えることができた.グラフ構造の指標として「パス幅」と呼ばれるパラメータがあるが,パス幅が2以上であればリスト点彩色の遷移問題はPSPACE完全であり,パス幅が1であれば多項式時間で解けることを示した.すなわち,これはリスト点彩色の遷移問題の計算困難性と容易性を,入力グラフのパス幅の観点から特徴づけたことになる.パス幅1の入力グラフに対する多項式時間アルゴリズムは動的計画法に基づいており,遷移問題に対して動的計画法を適用した例としても評価できる.

また,独立点集合の遷移問題に対しては,固定パラメータ容易性(FPT)の観点から,研究を進めることができた.この問題は,平面グラフにおいてPSPACE完全であることが示されており,解空間グラフの直径は超多項式長になる.しかし本研究では,独立点集合のサイズのみをパラメータとして,平面グラフに対するFPTアルゴリズムを与えた.この研究成果により,解空間グラフの直径が超多項式長になることを単に示すだけでなく,パラメータにどのように依存するのか解析することができた.特に,本研究では昨年度,一般のグラフに対しては,独立点集合のサイズのみをパラメータとしたFPTアルゴリズムを持ちそうにないことを証明しており,今年度の研究と対比させることで,入力グラフの構造と計算困難性の関係をより具体的に解析することができた.

この他にも,点彩色と関連が深いL(2,1)ラベリングなど,様々な遷移問題に対してアルゴリズムを開発することで,解空間グラフの直径が多項式長で抑えられる場合を明らかにし,計算困難である場合との対比を可能とした.特に,本研究では,入力グラフの構造を上手く利用することで,効率のよいアルゴリズムを多数開発することができた.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 21件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 14件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Swapping Labeled Tokens on Graphs2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka, Erik D. Demaine, Takehiro Ito, Jun Kawahara, Masashi Kiyomi, Yoshio Okamoto, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Kei Uchizawa, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 印刷中 ページ: 81-94

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2015.01.052

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The List Coloring Reconfiguration Problem for Bounded Pathwidth Graphs2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005071828

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Algorithms for the Independent Feedback Vertex Set Problem2015

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005071827

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Cliques in a Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Hirotaka Ono, Yota Otachi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Vertex Covers in a Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Hiroyuki Nooka, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005131815

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Deterministic Algorithms for the Independent Feedback Vertex Set Problem2015

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental Evaluations of Dynamic Algorithm for Maintaining Shortest-Paths Trees on Real-World Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hasegawa, Takehiro Ito, Akira Suzuki, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 21 号: 1 ページ: 25-35

    • DOI

      10.4036/iis.2015.25

    • NAID

      110009890454

    • ISSN
      1340-9050, 1347-6157
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Complexity of Finding Maximum Regular Induced Subgraphs with Prescribed Degree2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Asahiro, Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 550 ページ: 21-35

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2014.07.008

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A 4.31-Approximation for the Geometric Unique Coverage Problem on Unit Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Shin-ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, Yushi Uno
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 544 ページ: 14-31

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2014.04.014

    • NAID

      120005893622

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconfigure on list L(2, 1)-labelings in a graph2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Kazuto Kawamura, Hitotaka Ono and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science (TCS)

      巻: 544 ページ: 84-97

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2014.04.011

    • NAID

      110009670153

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The List Coloring Reconfiguration Problem for Bounded Pathwidth Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8881 ページ: 314-328

    • DOI

      10.1007/978-3-319-12691-3_24

    • NAID

      130005071828

    • ISBN
      9783319126906, 9783319126913
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Minimum Vulnerability Problem on Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Aoki, Bjarni V. Halldorsson, Magnus M. Halldorsson, Takehiro Ito, Christian Konrad, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8881 ページ: 299-313

    • DOI

      10.1007/978-3-319-12691-3_23

    • ISBN
      9783319126906, 9783319126913
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polynomial-Time Algorithm for Sliding Tokens on Trees2014

    • 著者名/発表者名
      Erik D. Demaine, Martin L. Demaine, Eli Fox-Epstein, Duc A. Hoang, Takehiro Ito, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Ryuhei Uehara, Takeshi Yamada
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8889 ページ: 389-400

    • DOI

      10.1007/978-3-319-13075-0_31

    • NAID

      120005850324

    • ISBN
      9783319130743, 9783319130750
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fixed-Parameter Tractability of Token Jumping on Planar Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Marcin Kaminski, Hirotaka Ono
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8889 ページ: 208-219

    • DOI

      10.1007/978-3-319-13075-0_17

    • ISBN
      9783319130743, 9783319130750
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Minimum-Cost b-Edge Dominating Sets on Trees2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8889 ページ: 195-207

    • DOI

      10.1007/978-3-319-13075-0_16

    • ISBN
      9783319130743, 9783319130750
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Base-Object Location Problems for Base-Monotone Regions2014

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Chun, Takashi Horiyama, Takehiro Ito, Natsuda Kaothanthong, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Takeshi Tokuyama, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 印刷中

    • NAID

      120005851303

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Minimum Caterpillar Problem in Digraphs2014

    • 著者名/発表者名
      Taku Okada, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E97.A 号: 3 ページ: 848-857

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.848

    • NAID

      130003394790

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized rainbow connectivity of graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Kei Uchizawa, Takanori Aoki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science (TCS)

      巻: 555 ページ: 35-42

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2014.01.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Parameterized Complexity for Token Jumping on Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Marcin Kaminski, Hirotaka Ono, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Katsuhisa Yamanaka
    • 雑誌名

      Theory and Applications of Models of Computation, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8402 ページ: 341-351

    • DOI

      10.1007/978-3-319-06089-7_24

    • NAID

      120005850323

    • ISBN
      9783319060880, 9783319060897
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Swapping Labeled Tokens on Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka, Erik D. Demaine, Takehiro Ito, Jun Kawahara, Masashi Kiyomi, Yoshio Okamoto, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Kei Uchizawa, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complexity of Finding Maximum Regular Induced Subgraphs with Prescribed Degree2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Asahiro, Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th International Symposium on Fundamentals of Computation Theory (FCT2013)

      巻: 8070 ページ: 28-39

    • DOI

      10.1007/978-3-642-40164-0_6

    • ISBN
      9783642401633, 9783642401640
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reconfiguration of Cliques in a Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Hirotaka Ono, Yota Otachi
    • 学会等名
      12th Annual Conference on Theory and Applications of Models of Computation
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The List Coloring Reconfiguration Problem for Bounded Pathwidth Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito, Xiao Zhou
    • 学会等名
      8th Annual International Conference on Combinatorial Optimization and Applications
    • 発表場所
      ハワイ(アメリカ)
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Minimum Vulnerability Problem on Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Aoki, Bjarni V. Halldorsson, Magnus M. Halldorsson, Takehiro Ito, Christian Konrad, Xiao Zhou
    • 学会等名
      8th Annual International Conference on Combinatorial Optimization and Applications
    • 発表場所
      ハワイ(アメリカ)
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Polynomial-Time Algorithm for Sliding Tokens on Trees2014

    • 著者名/発表者名
      Erik D. Demaine, Martin L. Demaine, Eli Fox-Epstein, Duc A. Hoang, Takehiro Ito, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Ryuhei Uehara, Takeshi Yamada
    • 学会等名
      25th Annual International Symposium on Algorithms and Computation
    • 発表場所
      全州(韓国)
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fixed-Parameter Tractability of Token Jumping on Planar Graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Marcin Kaminski, Hirotaka Ono
    • 学会等名
      25th Annual International Symposium on Algorithms and Computation
    • 発表場所
      全州(韓国)
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Minimum-Cost b-Edge Dominating Sets on Trees2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      25th Annual International Symposium on Algorithms and Computation
    • 発表場所
      全州(韓国)
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Deterministic Algorithms for the Independent Feedback Vertex Set Problem2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito, Xiao Zhou
    • 学会等名
      25th International Workshop on Combinatorial Algorithms
    • 発表場所
      ダルース(アメリカ)
    • 年月日
      2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Reconfiguration of Vertex Covers in a Graph2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Hiroyuki Nooka, Xiao Zhou
    • 学会等名
      25th International Workshop on Combinatorial Algorithms
    • 発表場所
      ダルース(アメリカ)
    • 年月日
      2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Complexity of Finding Maximum Regular Induced Subgraphs with Prescribed Degree

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Asahiro, Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano
    • 学会等名
      19th International Symposium on Fundamentals of Computation Theory
    • 発表場所
      イギリス,リバプール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] On the Parameterized Complexity for Token Jumping on Graphs

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Marcin Kaminski, Hirotaka Ono, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Katsuhisa Yamanaka
    • 学会等名
      11th Annual Conference on Theory and Applications of Models of Computation
    • 発表場所
      インド,チェンナイ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Swapping Labeled Tokens on Graphs

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka, Erik D. Demaine, Takehiro Ito, Jun Kawahara, Masashi Kiyomi, Yoshio Okamoto, Toshiki Saitoh, Akira Suzuki, Kei Uchizawa, Takeaki Uno
    • 学会等名
      7th International Conference on FUN with Algorithms
    • 発表場所
      イタリア,シチリア島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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