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2020 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  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
キーワード固定パラメータ困難問題 / 木幅 / パス幅 / モジュラ幅 / グラフアルゴリズム
研究実績の概要

固定パラメータ困難問題に対する汎用アルゴリズムに関する研究として、関連する問題の計算複雑性等を研究し、今年度は主に以下の研究成果を得た。
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。また、木幅とパス幅に関して、それぞれをパラメータとしたときに計算量クラスが異なるような問題の具体例を示した。このような問題は今まで知られていなかった。さらに、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、汎用解法設計への応用も期待できる。さらに、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。
様々なパラメータに対して、複雑性やアルゴリズムに関する結果を得ているが、汎用解法に関してはまだあまり進んでいないので、今後は汎用解法についても研究を進めていかなくてはならない。

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

新型コロナウィルスによる対策で国内外の出張が制限されており、分担者やその他の研究者と直接会って集中的に議論することができていない。研究は議論から生まれる部分が多いため、やや遅れが出てしまっている。

今後の研究の推進方策

様々なパラメータに関して、どのようなことができ、どのような問題は難しいかが分かってきているので、そこからより一般化された形の汎用解法を得ることを目指す。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの影響で出張ができず旅費が0となったことにより使用額に差が生じている。今後できていなかった出張も行い研究の遅れを取り戻すつもりでいるが、現在も出張ができない状況が継続しているので、場合によっては研究期間の延長をお願いする場合もあり得る。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 9件、 査読あり 13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)

  • [雑誌論文] Enumeration of nonisomorphic interval graphs and nonisomorphic permutation graphs2020

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

      Theoretical Computer Science

      巻: 806 ページ: 310~322

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.04.017

    • 査読あり
  • [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 R?my、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 R?my、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、Kant? 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 R?my、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 planar2020

    • 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 (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] 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] 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

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公開日: 2021-12-27  

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