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2020 年度 実施状況報告書

特殊木構造によるFPTアルゴリズム高速化手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11168
研究機関名古屋大学

研究代表者

大舘 陽太  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80610196)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードFPTアルゴリズム / 木構造 / 木幅
研究実績の概要

特殊木構造を用いた固定パラメータ容易アルゴリズムの高速化手法及び関連する問題の計算複雑性を研究し,今年度は主に以下の研究成果を得た.
・グランディ彩色問題に対し,木幅とパス幅に関する計算複雑性を解明した.これは,木幅とパス幅に関して計算量クラスが異なるような初めての問題の発見である.パス構造という特殊木構造に関して,計算量が真に改善できることが示せたことになり,本研究の目的に対する大きな前進である.
・グラフ焼却問題と呼ばれる,情報拡散やプロセッサ間通信をモデル化した問題に対し,木構造パラメータに関する複数の未解決問題を解決した.この結果により,グラフ償却問題に対してほぼ完全な計算複雑性解明に成功した.ここでは,木構造パラメータを一般化した「グラフクラスへの距離」という概念も扱った.この概念の他の問題への適用や,メタ手法設計への応用も期待できる.
・パスの端点と長さの上限が指定され,条件を満たすなるべく多くの点疎パスを見つけるという問題を,パラーメタ化計算量の観点から研究した.木幅とその他の問題依存パラメータの組合せに関して,容易な場合,困難な場合を解明した.
・グラフアルゴリズムにおいてもっと基本的な手続きの一つである幅優先探索について,木幅が小さければ劣線形空間の多項式時間アルゴリズムが存在することを示した.特に,木幅が小さいが定数とはみなせない場合について,木構造を空間計算量の改善に用いることに成功した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ここまでの研究期間で進めてきた各課題については,順調に出版や出版準備ができている.その一方,COVID-19により,国内外の共同研究者との連携がとれず,大目標であるメタ手法の設計などは進んでいない.

今後の研究の推進方策

これまでに多くの問題に対して特殊木構造を用いた高速アルゴリズム設計に成功しているが,これらを活かしたメタ手法の開発を始める.また,木幅とパス幅を分離する例についてより詳しく研究し,二つのパラメータの違いをより明確に示すことを目指す.

次年度使用額が生じた理由

COVID-19の影響により,国際会議・国内研究会などへの現地参加ができなかったため.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 9件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件) 備考 (1件)

  • [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] Utrecht University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Utrecht University
  • [雑誌論文] <i>K</i><sub>3</sub> Edge Cover Problem in a Wide Sense2020

    • 著者名/発表者名
      Chiba Kyohei、Belmonte Remy、Ito Hiro、Lampis Michael、Nagao Atsuki、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 28 ページ: 849~858

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.28.849

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Subgraph Isomorphism on Graph Classes that Exclude a Substructure2020

    • 著者名/発表者名
      Bodlaender Hans L.、Hanaka Tesshu、Kobayashi Yasuaki、Kobayashi Yusuke、Okamoto Yoshio、Otachi Yota、van der Zanden Tom C.
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 82 ページ: 3566~3587

    • DOI

      10.1007/s00453-020-00737-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Symmetric assembly puzzles are hard, beyond a few pieces2020

    • 著者名/発表者名
      Demaine Erik D.、Korman Matias、Ku Jason S.、Mitchell Joseph S.B.、Otachi Yota、van Renssen Andr?、Roeloffzen Marcel、Uehara Ryuhei、Uno Yushi
    • 雑誌名

      Computational Geometry

      巻: 90 ページ: 101648~101648

    • DOI

      10.1016/j.comgeo.2020.101648

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Independent Set Reconfiguration Parameterized by Modular-Width2020

    • 著者名/発表者名
      Belmonte Remy、Hanaka Tesshu、Lampis Michael、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 82 ページ: 2586~2605

    • DOI

      10.1007/s00453-020-00700-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized Orientable Deletion2020

    • 著者名/発表者名
      Hanaka Tesshu、Katsikarelis Ioannis、Lampis Michael、Otachi Yota、Sikora Florian
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 82 ページ: 1909~1938

    • DOI

      10.1007/s00453-020-00679-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient enumeration of maximal k-degenerate induced subgraphs of a chordal graph2020

    • 著者名/発表者名
      Conte Alessio、Kante Mamadou Moustapha、Otachi Yota、Uno Takeaki、Wasa Kunihiro
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 818 ページ: 2~11

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.08.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized Complexity of Safe Set2020

    • 著者名/発表者名
      Belmonte Remy、Hanaka Tesshu、Katsikarelis Ioannis、Lampis Michael、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Journal of Graph Algorithms and Applications

      巻: 24 ページ: 215~245

    • DOI

      10.7155/jgaa.00528

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized complexity of graph burning2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 180 ページ: 21:1-21:10

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.IPEC.2020.21

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Grundy distinguishes treewidth from pathwidth2020

    • 著者名/発表者名
      Remy Belmonte, Eun Jung Kim, Michael Lampis, Valia Mitsou, Yota Otachi
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 173 ページ: 14:1-14:19

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ESA.2020.14

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sublinear-space lexicographic depth-first search for bounded treewidth graphs and planar graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Izumi, Yota Otachi
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 168 ページ: 67:1-67:17

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ICALP.2020.67

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Linear-Time Recognition of Double-Threshold Graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yusuke、Okamoto Yoshio、Otachi Yota、Uno Yushi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer

      巻: 12301 ページ: 286~297

    • DOI

      10.1007/978-3-030-60440-0_23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameterized Complexity of (A,l)-Path Packing2020

    • 著者名/発表者名
      Belmonte Remy、Hanaka Tesshu、Kanzaki Masaaki、Kiyomi Masashi、Kobayashi Yasuaki、Kobayashi Yusuke、Lampis Michael、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer

      巻: 12126 ページ: 43~55

    • DOI

      10.1007/978-3-030-48966-3_4

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Finding diverse trees, paths, and more2021

    • 著者名/発表者名
      Tesshu Hanaka, Yasuaki Kobayashi, Kazuhiro Kurita, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 35th AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameterized complexity of graph burning2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Parameterized and Exact Computation (IPEC 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Grundy distinguishes treewidth from pathwidth2020

    • 著者名/発表者名
      Remy Belmonte, Eun Jung Kim, Michael Lampis, Valia Mitsou, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 28th European Symposium on Algorithms (ESA 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Sublinear-space lexicographic depth-first search for bounded treewidth graphs and planar graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Izumi, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 47th International Colloquium on Automata, Languages and Programming (ICALP 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Linear-time recognition of double-threshold graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Yushi Uno
    • 学会等名
      The 46th International Workshop on Graph-Theoretic Concepts in Computer Science (WG 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameterized complexity of (A, l)-path packing2020

    • 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
    • 学会等名
      The 31st International Workshop on Combinatorial Algorithms (IWOCA 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Hedonic seat arrangement problems (Extended abstract)2020

    • 著者名/発表者名
      Hans L. Bodlaender, Tesshu Hanaka, Lars Jaffke, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Tom C. van der Zanden
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2020)
    • 国際学会
  • [備考] Yota Otachi @ Nagoya University

    • URL

      https://www.math.mi.i.nagoya-u.ac.jp/~otachi/

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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