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2015 年度 実施状況報告書

劣線形時間パラダイム

研究課題

研究課題/領域番号 15K11985
研究機関電気通信大学

研究代表者

伊藤 大雄  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50283487)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード定数時間アルゴリズム / 複雑ネットワーク / 超有限 / 分割神託 / ビッグデータ / 孤立クリーク / 計算複雑さ
研究実績の概要

本研究では研究代表者の提案している「劣線形時間パラダイム」の実証のための理論研究を行っている。2015年度の主な成果は以下の通りである。 (I) 複雑ネットワーク上の定数時間アルゴリズム:複雑ネットワークに対し、孤立クリーク(伊藤らの提案した概念)の分布の冪乗法則とその階層構造があることを用いたモデルがShigezumiらによって2011年に提案されている。それに基づきHierarchical Scale Free (HSF) という多重グラフのクラスを提案した。そしてそのクラスが超有限 (Hyperfinite) であることを証明し、それを利用すればNewman & Sohlerらが2013年に提案したアルゴリズムと同様の考え方を適用することで、「クラスHSFに属する多重グラフにおいては、任意の性質が定数時間で検査可能である」ことを示した。本結果を使うことで、多くのビッググラフデータの性質が、そのサイズとは無関係な定数時間で(少なくとも理論上は)検査可能であることになり、ビッグデータ時代の多くの問題を解決する手がかりとなるアルゴリズムである。本結果は国際会議に投稿中である。 (II) 一般化将棋問題の定数時間アルゴリズム:将棋盤を√n×√nとし、王将以外の駒をO(n)個に増やした一般化将棋問題が定数時間検査であることを証明した。本結果は国際会議The 12th International Symposium on Operational Research and Its Applications (ISORA 2015), Aug. 21--24, 2015, Luoyang, Chinaにおける招待講演で講演し、特集号の電子ジャーナルIET digital libraryへ採録された。本結果はチェスや中国象棋など類似の問題にも拡張可能である。 (III) ケーキ分割問題を劣線形時間で解く枠組みを与え、その下でのアルゴリズムを提案した。本結果は国際会議The 8th International Conference on Fun with Algorithms (FUN 2016), June 8--10, 2016, La Maddalena, Italy に採録が決定した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

複雑ネットワークのモデルHSFの提案とそれに対する万能定数時間アルゴリズムの提案を行うことができた。HSFは多くの複雑ネットワークが包含されるクラスと考えられ、その上のそんな性質でも定数時間で検査可能であるというこの定理は画期的なものであると考えている。この成果は極めて重要であり、1年目にしてこの成果は当初の計画を遥かに超えている。

今後の研究の推進方策

まずクラスHSFのさらなる拡張がある。現時点で階層性を孤立クリークで定義しているが、それを孤立擬クリークなどへ拡張したり、階層構造の自由度を高めたりなど、さらに広いクラスへの拡張を目指す。また、これらのクラスとウェブグラフなど実ネットワークとの関係を明らかにすることも重要である。また、一般化囲碁問題や一般化ボードゲーム、パズルの定数時間アルゴリズムなどの研究も行う。

次年度使用額が生じた理由

当初招聘する予定だった海外研究者が他の用務で来日したため、予算を支出する必要がなくなった。その予算は、今後の招聘あるいは当方が会いに行くなどの予算として活用する。

次年度使用額の使用計画

招聘予算または国際会議出張などで使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT
  • [国際共同研究] University of Haifa(Israel)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      University of Haifa
  • [雑誌論文] A Much Faster Algorithm for Finding a Maximum Clique2016

    • 著者名/発表者名
      Etsuji Tomita, Kohei Yoshida, Takuro Hatta, Atsuki Nagao, Hiro Ito and Mitsuo Wakatsuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Frontiers of Algorithmics Workshop (FAW2016), LNCS, Springer

      巻: 9711 ページ: 215--226

    • DOI

      10.1007/978-3-319-39817-4_21

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Number of ties and undefeated signs on a generalized janken2016

    • 著者名/発表者名
      Hiro Ito and Yoshinao Shiono
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th Japan Conference on Discrete and Computational Geometry and Graphs (JCDCG^2 2015), LNCS, Springer

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-Player and Two-Player Buttons & Scissors Games2016

    • 著者名/発表者名
      Kyle Burke, Erik D. Demaine, Harrison Gregg, Robert A. Hearn, Adam Hesterberg, Michael Hoffman, Hiro Ito, Irina Kostitsyna, Jody Leonard, Maarten Loffler, Christiane Schmidt, Ryuhei Uehara, Yushi Uno and Aaron Williams
    • 雑誌名

      roceedings of the 18th Japan Conference on Discrete and Computational Geometry and Graphs (JCDCG^2 2015), LNCS, Springer

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ow to solve the cake-cutting problem in sublinear time2016

    • 著者名/発表者名
      Hiro Ito and Takahiro Ueda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Conference on Fun with Algorithms (FUN2016)

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Generalized shogi and chess are constant-time tastable2015

    • 著者名/発表者名
      Hiro Ito, Atsuki Nagao, and Teagun Park
    • 雑誌名

      roceedings of the 12th International Symposium on Operations Research & Its Applications (ISORA 2015), IET Digital Library

      巻: なし ページ: 1 - 6

    • DOI

      10.1049/cp.2015.0601

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computational complexity of inverse word search problem2015

    • 著者名/発表者名
      Hiro Ito and Shinnosuke Seki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th International Symposium on Operations Research & Its Applications (ISORA 2015), IET Digital Library

      巻: なし ページ: 41 - 44

    • DOI

      10.1049/cp.2015.0607

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Generalized shogi and chess are constant-time tastable2015

    • 著者名/発表者名
      Hiro Ito, Atsuki Nagao, and Teagun Park
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Operations Research & Its Applications (ISORA 2015)
    • 発表場所
      Luoyang, China
    • 年月日
      2015-08-21 – 2015-08-24
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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