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2022 年度 実績報告書

社会を志向した革新的アルゴリズムの実装

計画研究

研究領域社会変革の源泉となる革新的アルゴリズム基盤の創出と体系化
研究課題/領域番号 20H05963
研究機関日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所

研究代表者

安田 宜仁  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 協創情報研究部, 主幹研究員 (50396149)

研究分担者 有村 博紀  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (20222763)
鍋島 英知  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10334848)
井上 武  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 協創情報研究部, 特別研究員 (70873678)
西野 正彬  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 協創情報研究部, 特別研究員 (90794529)
美添 一樹  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 教授 (80449115)
研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワード革新的アルゴリズム基盤 / MSO / 並列SAT / ネットワーク信頼性
研究実績の概要

2022年度は、処理系について昨年度来課題となっていたインタフェースについて、単項二階論理(MSO)を既存処理系graphillionで扱えるための取り組みを行った。具体的にはMSOで記述された入力を満たす変数割当の存在の判定するモジュールを作成した。フルセットのMSOではなく、(Bannach & Berndt, ESA2018)で提案されたサブセットに限り、頂点変数に対応するダミー変数を用意するアプローチを取ることによってgraphillionでの実行の目処が立った。graphillion以外のアプローチでのソルバーとして、並列SATソルバーであっても再現性のある挙動を効率的に行うための新しいフレームワークDPSを提案し、競技会で好成績を収めた(国際会議2)。
実社会インフラに近い問題として昨年度に引き続きネットワーク信頼性問題に取り組み、リンク故障が独立事象ではなく確率的相故関障を考慮する場合の厳密かつ高速な解法を提案し、IEEE旗艦会議GLOBECOMに採択された。
その他、高信頼性機械学習における反実仮想説明の生成について難関会議AISTATSに採択され、さらに関連雑誌論文が人工知能学会論文賞を受賞した。小さく高精度な予測モデルの列挙(MDLM 2022)、非構造・構造データの検索・最適化(CPM2022)についてそれぞれ国際会議に採択された。誤りが許されない状況下での機械学習において入出力の検証器を設けた場合に学習可能性にどの程度影響するのかという問題について、仮説クラスがPAC-学習可能なら予測誤差保証つきで仮説獲得可能であるという証明を与えた結果が機械学習のトップ会議NeurIPS2022に採択された。
運営面では、通年で毎週金曜日にA01班との分野横断セミナーを実施し、班連携を深めた。また、分散・並列に対する高性能な計算へのアプローチをより強化するため、陣容の強化を行った。

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

課題となっていた処理系インタフェースについて一定の進展があった。また、社会インフラをターゲットとした研究について実用的な問題設定での高速解法の会議採択、ソルバの高速化の結果SAT Competition 2022並列部門Main Track 2位、Anniversary Track 3位を獲得するなど、班目標に対して期待される成果を創出することができた。

今後の研究の推進方策

引き続き処理系の実装に取り組むとともに、実社会を想定した具体的な問題に取り組む。
MSOを軸に、各種問題をどう抽象化・定式化すれば、graphillion(ZDD)やSATソルバを効率的に利用できるかについても取り組む。
SATソルバについては、決定的並列化アプローチによる高速化に加え、分散探索に基づく性能予測についても取り組む。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 解集合プログラミングを用いたハミルトン閉路遷移問題の解法2023

    • 著者名/発表者名
      平手貴大,番原睦則,井上克巳,盧暁南,鍋島英知,宋剛秀,田村直之
    • 学会等名
      第25回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL 2023)
  • [学会発表] Generalization Analysis on Learning with a Concurrent Verifier2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Nishino,Kengo Nakamura,Norihito Yasuda
    • 学会等名
      Thirty-sixth Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Exact and Scalable Network Reliability Evaluation for Probabilistic Correlated Failures.2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Onaka,Kengo Nakamura 0001,Takeru Inoue,Masaaki Nishino,Norihito Yasuda,Shinsaku Sakaue
    • 学会等名
      2022 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
    • 国際学会
  • [学会発表] 検証器つきモデルの汎化性能解析2022

    • 著者名/発表者名
      西野正彬,中村健吾,安田宜仁
    • 学会等名
      第25回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2022)
  • [学会発表] DPS: A Framework for Deterministic Parallel SAT Solvers2022

    • 著者名/発表者名
      Hidetomo Nabeshima,Tsubasa Fukiage,Yuto Obitsu,Xiao-Nan Lu,Katsumi Inoue
    • 学会等名
      13th Pragmatics of SAT international workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 一般化階層をもつ関係データベース上の閉パターンの発見2022

    • 著者名/発表者名
      有村 博紀,田口 尚生,王 叶
    • 学会等名
      人工知能学会 2022年度人工知能学会全国大会 (JSAI2022)
  • [学会発表] 決定的並列SATソルバー構築のための汎用フレームワークの検討2022

    • 著者名/発表者名
      吹上 翼,帯津 勇斗,鍋島 英知,盧 暁南
    • 学会等名
      第36回人工知能学会全国大会
  • [学会発表] Computing the Collection of Good Models for Rule Lists2022

    • 著者名/発表者名
      Kota Mata,Kentaro Kanamori,Hiroki Arimura
    • 学会等名
      18th International Conference on Machine Learning and Data Mining (MLDM 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Cartesian Tree Subsequence Matching2022

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Oizumi,Takeshi Kai,Takuya Mieno,Shunsuke Inenaga,Hiroki Arimura
    • 学会等名
      33rd Annual Symposium on Combinatorial Pattern Matching (CPM 2022), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)
    • 国際学会
  • [学会発表] DPS-Kissat2022

    • 著者名/発表者名
      Hidetomo Nabeshima, Tsubasa Fukiage, Yuto Obitsu, Xiao-Nan Lu and Katsumi Inoue
    • 学会等名
      SAT Competition 2022
    • 国際学会
  • [産業財産権] 相関故障のあるネットワークの信頼性評価法2022

    • 発明者名
      中村健吾、井上武、西野正彬、安田宜仁、坂上晋作
    • 権利者名
      日本電信電話、東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-112754

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公開日: 2023-12-25  

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