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2018 年度 実績報告書

ネットワーク上のコミュニティ検出に対する最適化基盤の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17H07357
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

宮内 敦史  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 特別研究員 (80804202)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
キーワード複雑ネットワーク / コミュニティ検出 / モデル化 / アルゴリズム設計 / 数理最適化
研究実績の概要

平成30年度においては,以下の二つの成果を得た.

一つ目の成果は,コミュニティ検出の「モデル化」に関するものである.コミュニティ検出法を設計するときには,頂点部分集合に対する評価関数を定義し,その評価関数を最大化するアルゴリズムを設計することが多い.最も活発に利用されている評価関数の一つは「密度」であり,それを最大化する「最密部分グラフ問題」は,コミュニティ検出の代表的なモデル化の一つである.しかしながら,最密部分グラフ問題は,ある強力な仮定を暗に置いている.それは,グラフの真の枝重みが厳密に与えられている,という仮定である.実社会の応用では,真の枝重みの推定値しか得られない場合や,その上下界しか得られない場合など,枝重みに関して不確実な情報しか得られないという状況は多い.本研究では,ロバスト最適化の理論を用いて,このような不確実な状況を扱うための新たなモデル化を導入した.具体的には,「ロバスト最密部分グラフ問題」と「サンプリング・オラクル付きロバスト最密部分グラフ問題」という,二つの最適化問題を導入した.

二つ目の成果は,コミュニティ検出の「アルゴリズム設計」に関するものである.上記の二つの問題のそれぞれに対して,理論的な精度保証をもつアルゴリズムを設計した.どちらのアルゴリズムも最密部分グラフ問題の既存のアルゴリズムに基づいているが,不確実性を扱うための様々な工夫が施されている.アルゴリズムの性能は,豊富なデータセットを用いて,実験的にも詳しく評価した.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ISI Foundation(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      ISI Foundation
  • [雑誌論文] Finding a dense subgraph with sparse cut2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyauchi and Naonori Kakimura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 27th ACM International Conference on Information and Knowledge Management (CIKM 2018)

      巻: - ページ: 547--556

    • DOI

      10.1145/3269206.3271720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust densest subgraph discovery2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyauchi and Akiko Takeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Data Mining (ICDM 2018)

      巻: - ページ: 1188--1193

    • DOI

      10.1109/ICDM.2018.00157

    • 査読あり
  • [学会発表] ロバスト最密部分グラフ抽出2019

    • 著者名/発表者名
      宮内 敦史,武田 朗子
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2019 年春季研究発表会
  • [学会発表] サイズ関数を一般化した最密部分グラフ問題2019

    • 著者名/発表者名
      河瀬 康志,宮内 敦史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2019 年総合大会 COMP 学生シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Exact clustering via integer programming and maximum satisfiability2018

    • 著者名/発表者名
      宮内 敦史,薗部 知大,鮏川 矩義
    • 学会等名
      第 17 回情報科学技術フォーラム (FIT 2018)
  • [学会発表] Finding a dense subgraph with sparse cut2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyauchi and Naonori Kakimura
    • 学会等名
      The 27th ACM International Conference on Information and Knowledge Management (CIKM 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Very recent developments in dense subgraph discovery2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyauchi
    • 学会等名
      Seminar at Algorithmic Data Analytics Group, ISI Foundation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Robust densest subgraph discovery2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miyauchi and Akiko Takeda
    • 学会等名
      The 18th IEEE International Conference on Data Mining (ICDM 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust densest subgraph discovery2018

    • 著者名/発表者名
      宮内 敦史,武田 朗子
    • 学会等名
      情報系 Winter Festa Episode 4

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公開日: 2019-12-27  

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