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2018 年度 実施状況報告書

固定パラメータ困難問題に対する汎用解法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11169
研究機関横浜市立大学

研究代表者

清見 礼  横浜市立大学, データサイエンス学部, 准教授 (30447685)

研究分担者 大舘 陽太  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80610196)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード固定パラメータ困難問題 / モジュラ幅
研究実績の概要

1. 木幅がパラメータのときに,XP であることを示す汎用手法が設計できるか。
2. 木幅に関してpara-NP 完全である問題に対し,別の有効なパラメータはあるか。
本研究では上記の2つの課題解決を掲げている。このうち, 2018年度はとくに2つ目の課題に対して進展があった。
火事の拡散を防いだり, よりひろく, 伝染病やコンピュータウィルスの拡散を防ぐための効率的な方法を問うことをモデル化した, firefighting問題と呼ばれる問題がある。この問題は拡散のおこる場所をグラフとしてモデル化するが, たとえそのグラフが木と呼ばれる非常に単純なグラフでも, 最適解を得るのは非常に難しいことが知られている。このことは, 本問題が課題2で扱う, 木幅に関してpara-NP完全な問題であることを意味する。本問題に対し, 我々は木幅(木への近さ)とは独立な様々なパラメータに関して, 固定パラメータ容易であることを示した。また, 別のパラメータに関する困難性も示した。これとは別の問題として, flood-itと呼ばれる有名な2人ゲームのグラフ上への一般化に対して, 様々なパラメータに対して, 困難性や固定パラメータ容易であることなどを示した。この際のパラメータもモジュラー幅など木幅とは独立なものである。
従来,木幅に関してpara-NP 完全であるような問題たちは「難しすぎる」ということで,解法の研究はあまりされていなかった。これはある意味で既存の多くの結果による弊害であり,研究者たちが「木でも難しいような問題には何もできない」と考えてしまっていること
による。我々の成果は,これらの問題の難しさの本質を探究し,木幅以外のより適切なグラフパラメータとその活用方法を提案している。これにより,今まで全く太刀打ちできないと思われていた問題に対して,効率的に解ける範囲を大きく拡げることができる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実施計画では, 4年間の研究期間を通して,2つの課題を同時並行的にすすめていくとしており, 2つ目の課題に対し, 「情報拡散ゲーム的問題」などにおいて成果が出せる可能性について触れていたが, これについて肯定的な成果を得られた。また, これらの木幅とは独立なパラメータでの成果を積み上げることが1つ目の課題を解く際の見通しをよくすることが期待できる。そこで, 当初の計画通り順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り, 2つの課題を同時並行的にすすめていく。引続きモジュラ幅などのパラメータを用い, 木幅に関して para-NP完全な問題に対しての高速なアルゴリズムを模索していく。
また, MSOを集合のサイズ比較を許して拡張した場合について研究をすすめていく。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] How Bad is the Freedom to Flood-It?2019

    • 著者名/発表者名
      Belmonte Remy、Khosravian Ghadikolaei Mehdi、Kiyomi Masashi、Lampis Michael、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Journal of Graph Algorithms and Applications

      巻: 23 ページ: 111-134

    • DOI

      10.7155/jgaa.00486

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Space-Efficient Algorithms for Longest Increasing Subsequence2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyomi Masashi、Ono Hirotaka、Otachi Yota、Schweitzer Pascal、Tarui Jun
    • 雑誌名

      Theory of Computing Systems

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00224-018-09908-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On structural parameterizations of firefighting2019

    • 著者名/発表者名
      Das Bireswar、Enduri Murali Krishna、Kiyomi Masashi、Misra Neeldhara、Otachi Yota、Reddy I. Vinod、Yoshimura Shunya
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.02.032

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enumeration of Nonisomorphic Interval Graphs and Nonisomorphic Permutation Graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Yamazaki、Toshiki Saitoh、Masashi Kiyomi、Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconfiguration of colorable sets in classes of perfect graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Ito Takehiro、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 772 ページ: 111-122

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.11.024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Token sliding on split graphs2019

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

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 126 ページ: 13:1-13:17

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.STACS.2019.13

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized Orientable Deletion2018

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

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 101 ページ: 24:1-24:13

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.SWAT.2018.24

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconfiguration of colorable sets in classes of perfect graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Yota Otachi
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 101 ページ: 27:1-27:13

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.SWAT.2018.27

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
  • [学会発表] Token sliding on split graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Remy Belmonte, Eun Jung Kim, Michael Lampis, Valia Mitsou, Yota Otachi, Florian Sikora
    • 学会等名
      The 36th International Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameterized Orientable Deletion2018

    • 著者名/発表者名
      Tesshu Hanaka, Ioannis Katsikarelis, Michael Lampis, Yota Otachi, Florian Sikora
    • 学会等名
      The 16th Scandinavian Symposium and Workshops on Algorithm Theory (SWAT 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconfiguration of colorable sets in classes of perfect graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 16th Scandinavian Symposium and Workshops on Algorithm Theory (SWAT 2018)
    • 国際学会
  • [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, Ryuhei Uehara
    • 学会等名
      The 29th International Workshop on Combinational Algorithms (IWOCA 2018)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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