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2021 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
研究機関成蹊大学

研究代表者

清見 礼  成蹊大学, 理工学部, 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 – 2023-03-31
キーワード頂点インテグリティ / 固定パラメータ容易性
研究実績の概要

今年度は主に以下の研究成果を得た。
・頂点インテグリティと呼ばれるグラフパラメータと木分解の関係を用い、様々な問題に対する固定パラメータ容易性を示した。木幅で固定パラメータアルゴリズムを作ることが難しい問題については、パラメータとして treedepth や頂点被覆を用いることが多く行われてきたが、treedepth と頂点被覆のギャップが大きく、頂点被覆をパラメータにすると簡単すぎるが、treedepth をパラメータにすると解けない、というような問題がたくさん存在する。そこで treedepth と頂点被覆の中間のパラメータとして頂点インテグリティというパラメータに注目し、treedepth をパラメータにすると固定パラメータアルゴリズムが作れない問題に対して固定パラメータアルゴリズムを開発した。
・固定パラメータ困難問題に対するXPアルゴリズム(パラメータが定数だとした場合の多項式時間アルゴリズム)を開発した。具体的には重みつきシュタイナー森問題が頂点被覆が定数なときに多項式時間で解けるアルゴリズムなどを開発した。固定パラメータアルゴリズムは計算量がパラメータに関する(問題サイズとは無関係な)式と問題サイズの多項式の積であることを要求するが、XPアルゴリズムは条件を少し緩めてパラメータが問題サイズの肩に乗ることを許す。これにより固定パラメータ困難な問題でも、パラメータがごく小さい場合、高速なアルゴリズムを実現することが可能となる場合があり、その例を示した。

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

論文、国際会議で様々な結果を発表しており、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

最終年にあたるので、固定パラメータ困難問題に対し、より汎用な対処法の開発に注力したい。また引き続きよいパラメータの検討などを行い、既存の枠組みで解決できない問題へのアルゴリズムの開発を行っていく。

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、予定していた海外出張ができなかった。本年度は状況が好転し出張が可能となれば出張を行いたい。難しい場合、海外の研究者を招聘することは可能と思われるので検討していく。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Reconfiguration of?Regular Induced Subgraphs2022

    • 著者名/発表者名
      Eto Hiroshi、Ito Takehiro、Kobayashi Yasuaki、Otachi Yota、Wasa Kunihiro
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13174 ページ: 35~46

    • DOI

      10.1007/978-3-030-96731-4_4

  • [雑誌論文] Longest common subsequence in sublinear space2021

    • 著者名/発表者名
      Kiyomi Masashi、Horiyama Takashi、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Information Processing Letters

      巻: 168 ページ: 106084~106084

    • DOI

      10.1016/j.ipl.2020.106084

  • [雑誌論文] Low-congestion shortcut and graph parameters2021

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Naoki、Kitagawa Hirotaka、Otachi Yota、Izumi Taisuke
    • 雑誌名

      Distributed Computing

      巻: 34 ページ: 349~365

    • DOI

      10.1007/s00446-021-00401-x

  • [雑誌論文] On the security number of the Cartesian product of graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Jakovac Marko、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 304 ページ: 119~128

    • DOI

      10.1016/j.dam.2021.07.030

  • [雑誌論文] Exploring the Gap Between Treedepth and Vertex Cover Through Vertex?Integrity2021

    • 著者名/発表者名
      Gima Tatsuya、Hanaka Tesshu、Kiyomi Masashi、Kobayashi Yasuaki、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12701 ページ: 271~285

    • DOI

      10.1007/978-3-030-75242-2_19

  • [雑誌論文] Computational Complexity of Jumping Block Puzzles2021

    • 著者名/発表者名
      Kanzaki Masaaki、Otachi Yota、Uehara Ryuhei
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13025 ページ: 655~667

    • DOI

      10.1007/978-3-030-89543-3_54

  • [雑誌論文] Reconfiguring Directed Trees in a Digraph2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Takehiro、Iwamasa Yuni、Kobayashi Yasuaki、Nakahata Yu、Otachi Yota、Wasa Kunihiro
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13025 ページ: 343~354

    • DOI

      10.1007/978-3-030-89543-3_29

  • [雑誌論文] Distributed Reconfiguration of Spanning Trees2021

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Yukiko、Kamiyama Naoyuki、Otachi Yota
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13046 ページ: 516~520

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91081-5_40

  • [学会発表] Computing diverse shortest paths efficiently: A theoretical and experimental study2022

    • 著者名/発表者名
      Tesshu Hanaka, Yasuaki Kobayashi, Kazuhiro Kurita, See Woo Lee, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 36th AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconfiguration of regular induced subgraphs2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi, Kunihiro Wasa
    • 学会等名
      The 16th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring the gap between treedepth and vertex cover through vertex integrity2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Gima, Tesshu Hanaka, Masashi Kiyomi, Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Algorithms and Complexity (CIAC 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational complexity of jumping block puzzles2021

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kanzaki, Yota Otachi, Ryuhei Uehara
    • 学会等名
      The 27th International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconfiguring directed trees in a digraph2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Yuni Iwamasa, Yasuaki Kobayashi, Yu Nakahata, Yota Otachi, Kunihiro Wasa
    • 学会等名
      The 27th International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Distributed reconfiguration of spanning trees2021

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Yamauchi, Naoyuki Kamiyama, Yota Otachi
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS 2021)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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