局所探索型計算のパラメータ化計算量理論

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01698
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小野 廣隆 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (00346826)
• 研究分担者: 柳浦 睦憲 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (10263120)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 組合せ最適化 / グラフ最適化 / 近傍構造 / パラメータ化計算量 / 近似アルゴリズム / 均衡計算 / 無秩序の代償 / 安定性の代償

研究実績の概要

本研究は組合せ最適化問題に対して成果をあげているメタ解法に共通する基本操作である局所探索・局所変形に対し新たにパラメータ化計算の視点を導入し，アルゴリズム設計論・性能分析論を解空間における近傍系性質をパラメータ化計算の観点から分析し，構築するものである．最終年度である2020年度並びにその延長期間は，研究期間の集大成として期間中に得られた研究成果の論文化を行った．以下では得られた成果の一部を大まかに分類したものである．

[組合せ最適化に関する研究] グラフ上へのパス埋め込み問題（(A,l)-Path Packing）についてパラメータ化計算量の観点から研究し，アルゴリズムと計算複雑性についての結果を得た(IWOCA2020)．グラフの最小Safe Set発見に関してパラメータ化計算量の観点から考察を行った（JGAA2020）．無向グラフの辺向き付け問題に対して，従来型の向き付けを緩和したモデルを提案し，その際の計算量・アルゴリズム設計に関する結果を得た（TCS2020, IJFCS2021）．文字列集合処理に関する研究を行った．NP困難問題である制約付き最長部分文字列に対する比較的高速な指数時間アルゴリズム設計に成功した(TCS2020)．また最長増加部分列を発見するアルゴリズムに対してメモリ・計算量のトレードオフに関する簡潔な関係を与えた(TOCS2021)．独立集合問題の組合せ遷移問題に関して様々な結果を得た（DAM2020）

[ゲーム論的研究] グラフ上のヘドニックゲームの一モデルである席替えシナリオについて研究し，多項式時間アルゴリズム設計の可能性と計算複雑度について論じた(AAMAS2020)．グラフ上の情報拡散ゲームについて，純粋ナッシュ均衡の存在性に関して弦グラフの部分クラスにおいては境界が存在することを示した(DAM2022)．

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Utrecht University/Maastricht University(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: Utrecht University/Maastricht University
• [国際共同研究] University of Bergen(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: University of Bergen
• [国際共同研究] University of Warsaw(ポーランド)
  • 国名: ポーランド
  • 外国機関名: University of Warsaw
• [国際共同研究] Universite Paris Dauphine(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Universite Paris Dauphine
• [国際共同研究] TU Kaiserslautern(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: TU Kaiserslautern
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] The existence of a pure Nash equilibrium in the two-player competitive diffusion game on graphs having chordality (2022)
  • 著者名/発表者名: Naoka Fukuzono, Tesshu Hanaka, Hironori Kiya, Hirotaka Ono
  • 雑誌名: Discrete Applied Mathematics 巻: 321 ページ: 281-294
  • DOI: 10.1016/j.dam.2022.04.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computing L(p, 1)-Labeling with Combined Parameters (2021)
  • 著者名/発表者名: Tesshu Hanaka, Kazuma Kawai, Hirotaka Ono
  • 雑誌名: WALCOM: Algorithms and Computation - 15th International Conference and Workshops, WALCOM 2021, Lecture Notes in Computer Science 巻: 12635 ページ: 208-220
  • DOI: 10.1007/978-3-030-68211-8\_17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graph Orientation with Edge Modifications (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Jesper Jansson, Eiji Miyano, Hirotaka Ono
  • 雑誌名: International Journal of Foundations of Computer Science 巻: 32(2) ページ: 209-233
  • DOI: 10.1142/S012905412150012X
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Computing the Winner of 2-Player TANHINMIN (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Kiya, Katsuki Ohto, Hirotaka Ono
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: 104-A(9) ページ: 1134-1141
  • DOI: 10.1587/transfun.2020dmp0026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parameterized Complexity of (A, l)-Path Packing (2020)
  • 著者名/発表者名: Remy Belmonte, Tesshu Hanaka, Masaaki Kanzaki, Masashi Kiyomi, Yasuaki Kobayashi, Yusuke Kobayashi, Michael Lampis, Hirotaka Ono, Yota Otachi
  • 雑誌名: Combinatorial Algorithms - 31st International Workshop, IWOCA 2020, Lecture Notes in Computer Science 巻: 12126 ページ: 43-55
  • DOI: 10.1007/978-3-030-48966-3_4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Graph orientation with splits (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Jesper Jansson, Eiji Miyano, Hesam Nikpey, Hirotaka Ono
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 844 ページ: 16-25
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2020.07.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Exact algorithms for the repetition-bounded longest common subsequence problem (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Jesper Jansson, Guohui Lin, Eiji Miyano, Hirotaka Ono, Tadatoshi Utashima
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 838 ページ: 238-249
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2020.07.042
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Space-Efficient Algorithms for Longest Increasing Subsequence (2020)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kiyomi, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Pascal Schweitzer, Jun Tarui
  • 雑誌名: Theory of Computing Systems 巻: 64(3) ページ: 522-541
  • DOI: 10.1007/s00224-018-09908-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Parameterized Complexity of Safe Set (2020)
  • 著者名/発表者名: Remy Belmonte, Tesshu Hanaka, Ioannis Katsikarelis, Michael Lampis, Hirotaka Ono, Yota Otachi
  • 雑誌名: Journal of Graph Algorithms and Applications 巻: 24(3) ページ: 215-245
  • DOI: 10.7155/jgaa.00528
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Parameterized complexity of independent set reconfiguration problems (2020)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Ito, Marcin Jakub Kaminski, Hirotaka Ono, Akira Suzuki, Ryuhei Uehara, Katsuhisa Yamanaka
  • 雑誌名: Discrete Applied Mathematics 巻: 283 ページ: 336-345
  • DOI: 10.1016/j.dam.2020.01.022
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hedonic Seat Arrangement Problems (2020)
  • 著者名/発表者名: Hans L. Bodlaender, Tesshu Hanaka, Lars Jaffke, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Tom C. van der Zanden
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems, AAMAS '20, Auckland, New Zealand 巻: - ページ: 1777-1779
  • DOI: 10.5555/3398761.3398979
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 将棋における状態空間数の上下界 (2022)
  • 著者名/発表者名: 都 勇志,木谷 裕紀,小野 廣隆
  • 学会等名: 情報処理学会第47回GI研究発表会
• [学会発表] 木に対する例外付き準平等分割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 雅士,小野 廣隆,大舘 陽太
  • 学会等名: 電子情報通信学会2022年（令和4年）総合大会 COMP学生シンポジウム
• [学会発表] 辺ケイレス必勝判定アルゴリズムの高速化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉渡叶,木谷裕紀,土中哲秀,小野廣隆
  • 学会等名: 電子情報通信学会2022年（令和4年）総合大会 COMP学生シンポジウム
• [学会発表] YOMENの解空間サイズとヒント数 (2022)
  • 著者名/発表者名: 平野巧稀,木谷裕紀,土中哲秀,小野廣隆
  • 学会等名: 組合せゲーム・パズル(CGP) プロジェクト 第16回 研究集会
• [学会発表] グラフマッチング型ゲームに対する必勝判定アルゴリズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉渡叶,木谷裕紀,土中哲秀,小野廣隆
  • 学会等名: 組合せゲーム・パズル(CGP) プロジェクト 第16回 研究集会
• [学会発表] グラフ上の色付きドロップ順次交換の計算量 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡田 優斗,木谷 裕紀,大舘 陽太,小野 廣隆
  • 学会等名: 組合せゲーム・パズル(CGP) プロジェクト 第16回 研究集会
• [学会発表] 色数を制限したぷよぷよの計算困難性について (2022)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏,木谷裕紀,小野廣隆
  • 学会等名: 組合せゲーム・パズル(CGP) プロジェクト 第16回 研究集会
• [学会発表] 小直径グラフにおけるL(p,q)-ラベリング (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉山康恭,土中哲秀,小野廣隆
  • 学会等名: 第49回日本OR学会中部支部研究発表会
• [学会発表] 辺ケイレスのための指数時間アルゴリズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉渡 叶,木谷 裕紀,土中 哲秀,小野 廣隆
  • 学会等名: 2021年度 冬のLAシンポジウム
• [学会発表] スプリットグラフにおける分数型ヘドニックゲームの安定性の代償 (2022)
  • 著者名/発表者名: 池山 愛梨,土中 哲秀,小野 廣隆
  • 学会等名: 2021年度 冬のLAシンポジウム
• [学会発表] 木グラフに対する例外付き準平等分割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 雅士,小野 廣隆,大舘 陽太
  • 学会等名: 2021年度 冬のLAシンポジウム
• [学会発表] 一般化ぷよぷよのより強い計算困難性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 江藤 宏,木谷 裕紀,小野 廣隆
  • 学会等名: ゲームプログラミングワークショップ2021
• [学会発表] Hardness Results on Generalized Puyopuyo (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Eto,Hironori Kiya,Hirotaka Ono
  • 学会等名: 14th Annual Meeting of the Asian Association for Algorithms and Computation
  • 国際学会
• [学会発表] 頂点被覆を用いた辺ケイレスに対するアルゴリズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉渡 叶,木谷 裕紀,土中 哲秀,小野 廣隆
  • 学会等名: 関西支部 SSOR 2021
• [学会発表] 重み付き木に対する例外付き準平等分割の計算量 (2021)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 雅士,宮崎 修一,小野 廣隆,大舘 陽太
  • 学会等名: 第17回 情報科学ワークショップ
• [学会発表] トリオ支配集合問題に対する固定パラメータアルゴリズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 宇田 冴輝,土中 哲秀,大舘 陽太,小野 廣隆
  • 学会等名: 第17回 情報科学ワークショップ
• [学会発表] 辺ケイレスに対する指数時間必勝判定アルゴリズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉渡 叶,木谷 裕紀,土中 哲秀,小野 廣隆
  • 学会等名: 第17回 情報科学ワークショップ
• [学会発表] ブロックスプリットグラフにおける分数型ヘドニックゲームの安定性の代償 (2021)
  • 著者名/発表者名: 池山愛梨,土中哲秀,小野廣隆
  • 学会等名: 第17回 情報科学ワークショップ
• [学会発表] Multi-player open-hand BABANUKI (2021)
  • 著者名/発表者名: Hironori Kiya,Hirotaka Ono
  • 学会等名: The 23rd Thailand-Japan Conference on Discrete and Computational Geometry, Graphs, and Games (TJCDCG3 2020+1)
  • 国際学会
• [学会発表] パスドミニアリングの必勝判定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉渡叶,木谷裕紀,小野廣隆
  • 学会等名: 日本OR学会第48回中部支部研究発表会
• [学会発表] 一般化費用分配モデル下での容量制約付きネットワーク設計ゲーム (2020)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬 暁之,土中 哲秀,小野 廣隆
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 九州支部 若手OR研究交流会 2020
• [学会発表] ペア支配集合の頂点被覆によるパラメータ化アルゴリズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 宇田 冴輝,土中 哲秀,小野 廣隆
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 九州支部 若手OR研究交流会 2020