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2018 年度 実績報告書

幾何データに対する省領域アルゴリズムと時間・領域トレードオフ

研究課題

研究課題/領域番号 16K16006
研究機関九州工業大学

研究代表者

齋藤 寿樹  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (00590390)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードアルゴリズム / 計算困難性 / 幾何構造
研究実績の概要

トークンスワッピングは計算機科学における最も重要な問題であるソーティングと密接に問題である.本研究では,トークンスワッピングやその関連問題に対する計算困難性の証明や効率的アルゴリズムの開発を行った.特に,トークンスワッピング問題に対する計算複雑度が未解決とされていたのに対し,本研究ではトークンスワッピング問題がNP-困難であることを証明するとともに,限定された入力のグラフにおいては効率的に解くことができることを示している.トークンスワッピングに関連したシーケンシャルトークンスワッピングは15パズルを代表とした様々なパズル等を汎用的に定式化した問題である.この問題に対する計算困難性を示すとともに,近似アルゴリズムが存在しないことを示している.しかし,トークンスワッピングに関連した様々な問題に対して,効率的に解くためのアルゴリズム技法が確立しておらず,今後も進めていくべき課題である.
また,ロボットアームシミュレーション問題や施設の分散配置問題,タンパク質の立体構造の検証などの幾何的な問題を扱った.ロボットアームシミュレーション問題はジョイントで繋がれたロボットアームを目的とする構造に折り畳めるか,という問題で,これは単にロボットアームにおける応用だけでなく,タンパク質の折りたたみの原理など,様々な応用が期待できる.本研究では,非常に厳しい制限を持つ入力に対しても計算することが困難であることを示した.施設の分散配置は,化学工場などの隣接して配置すると危険な施設等をなるべく離すにはどのように配置すればよいか,という問題で,平面における様々な距離空間での効率的なアルゴリズムを開発した.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ工科大学
  • [国際共同研究] ブリティッシュコロンビア大学/サスカチュワン大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ブリティッシュコロンビア大学/サスカチュワン大学
  • [雑誌論文] Sequentially Swapping Colored Tokens on Graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Katsuhisa、Demaine Erik D.、Horiyama Takashi、Kawamura Akitoshi、Nakano Shin-ichi、Okamoto Yoshio、Saitoh Toshiki、Suzuki Akira、Uehara Ryuhei、Uno Takeaki
    • 雑誌名

      Journal of Graph Algorithms and Applications

      巻: 23 ページ: 3~27

    • DOI

      10.7155/jgaa.00482

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Time Complexity of Permutation Routing via Matching, Token Swapping and a Variant2019

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Jun、Saitoh Toshiki、Yoshinaka Ryo
    • 雑誌名

      Journal of Graph Algorithms and Applications

      巻: 23 ページ: 29~70

    • DOI

      10.7155/jgaa.00483

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Swapping colored tokens on graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Katsuhisa、Horiyama Takashi、Keil J. Mark、Kirkpatrick David、Otachi Yota、Saitoh Toshiki、Uehara Ryuhei、Uno Yushi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 729 ページ: 1~10

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.03.016

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational Complexity of Robot Arm Simulation Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Feng Tianfeng、Horiyama Takashi、Okamoto Yoshio、Otachi Yota、Saitoh Toshiki、Uno Takeaki、Uehara Ryuhei
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10979 ページ: 177~188

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94667-2_15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exact Algorithms for the Max-Min Dispersion Problem2018

    • 著者名/発表者名
      Akagi Toshihiro、Araki Tetsuya、Horiyama Takashi、Nakano Shin-ichi、Okamoto Yoshio、Otachi Yota、Saitoh Toshiki、Uehara Ryuhei、Uno Takeaki、Wasa Kunihiro
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10823 ページ: 263~272

    • DOI

      10.1007/978-3-319-78455-7_20

  • [学会発表] Computational Complexity of Robot Arm Simulation Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Tianfeng Feng, Takashi Horiyama, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Toshiki Saitoh, Takeaki Uno and Ryuhei Uehara
    • 学会等名
      International Workshop on Combinatorial Algorithms (IWOCA 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Exact Algorithms for the Max-Min Dispersion Problem,2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Akagi, Tetsuya Araki, Takashi Horiyama, Shin-Ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Toshiki Saitoh, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno and Kunihiro Wasa
    • 学会等名
      12th International Frontiers of Algorithmics Workshop (FAW 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of NMR protein structures using rigidity theory and chemical shifts2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhito Nishiyama, Toshiki Saitoh, Adnan Sljoka
    • 学会等名
      情報処理学会 バイオ情報学研究会
  • [学会発表] パス長を限定したパスカバー問題2018

    • 著者名/発表者名
      小林 賢也,Guohui Lin,宮野 英次,斎藤 寿樹,鈴木 顕,八木田 剛
    • 学会等名
      情報処理学会九州支部「若手の会セミナー2018」

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公開日: 2019-12-27  

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