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2021 年度 実績報告書

離散構造表現に基づく最適化基盤技術

研究課題

研究課題/領域番号 19H04174
研究機関九州大学

研究代表者

畑埜 晃平  九州大学, 基幹教育院, 准教授 (60404026)

研究分担者 瀧本 英二  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (50236395)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード決定ダイアグラム / 離散最適化 / 連続最適化 / 拡張定式化 / ブースティング / オンライン予測 / 通信工学
研究実績の概要

本研究では,整数係数を持つ線形制約の集合を入力とし,等価でかつ簡潔な線形制約集合に変換する手法(拡張定式化)を開発した.鍵となる技術は,線形制約集合を非決定性ZDD(NZDD)表現で「圧縮」を行うための手法である.本手法は,整数係数を持つ線形制約で表されるような最適化問題(例えばLP,QP,SDP,MIPなど)において,特に線形制約が非常に多い場合に効果的と考えられる.実際,MIPの人口データおよび実データにおいて,本手法は,既存の最適化ソルバーと組み合わせることにより,最適化ソルバー単体と比較してしばしば大幅な計算時間・最大メモリ消費改善を達成した.さらに,本研究では,1ノルム正則化ソフトマージン最適化問題において,計算時間が拡張定式化のサイズのみに依存するような効率的な計算アルゴリズムも提案した.

また,通信工学分野におけるオンライン最適化問題に対して,バンディット手法に基づく最適化手法を多数提案した.さらにオンライン予測問題において低ランク性を仮定した場合における予測手法の改善,および,事前情報を加味した正則化付きオンライン予測手法を提案し最適なリグレット限界を達成した.

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 10件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Prince Sattam Bin Abdulaziz University(サウジアラビア)

    • 国名
      サウジアラビア
    • 外国機関名
      Prince Sattam Bin Abdulaziz University
  • [国際共同研究] University of Rovira i Virgili(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      University of Rovira i Virgili
  • [国際共同研究] Idaho State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Idaho State University
  • [国際共同研究] Lakehead University(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Lakehead University
  • [国際共同研究] Benha University(エジプト)

    • 国名
      エジプト
    • 外国機関名
      Benha University
  • [雑誌論文] Two-Stage Multiarmed Bandit for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Millimeter Wave Communications2022

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Aldossari Saud Alhajaj
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 ページ: 2179~2179

    • DOI

      10.3390/s22062179

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Online Semi-Definite Programming with a Generalized Log-Determinant Regularizer and Its Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Yaxiong、Moridomi Ken-ichiro、Hatano Kohei、Takimoto Eiji
    • 雑誌名

      Mathematics

      巻: 10 ページ: 1055~1055

    • DOI

      10.3390/math10071055

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Energy-Aware Hybrid RF-VLC Multiband Selection in D2D Communication: A Stochastic Multiarmed Bandit Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Fouda Mostafa M.、Sakib Sadman、Fadlullah Zubair Md.、Hatano Kohei、Mohamed Ehab Mahmoud、Shen Xuemin
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 9 ページ: 18002~18014

    • DOI

      10.1109/JIOT.2022.3162135

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal Channel Selection in Hybrid RF/VLC Networks: A Multi-Armed Bandit Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Fouda Mostafa M.、Hashima Sherief、Sakib Sadman、Fadlullah Zubair Md、Hatano Kohei、Shen Xuemin
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 71 ページ: 6853~6858

    • DOI

      10.1109/TVT.2022.3163078

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On Softwarization of Intelligence in 6G Networks for Ultra-Fast Optimal Policy Selection: Challenges and Opportunities2022

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Fadlullah Zubair Md、Fouda Mostafa M.、Mohamed Ehab Mahmoud、Hatano Kohei、ElHalawany Basem M.、Guizani Mohsen
    • 雑誌名

      IEEE Network

      巻: - ページ: 1~9

    • DOI

      10.1109/MNET.103.2100587

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extended Formulations via Decision Diagrams2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kurokawa, Ryotaro Mitsuboshi, Haruki Hamasaki, Kohei Hatano, Eiji Takimoto, Holakou Rahmanian
    • 雑誌名

      Arxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.48550/arXiv.2211.06065

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sleeping Contextual/Non-Contextual Thompson Sampling MAB for mmWave D2D Two-Hop Relay Probing2021

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Fouda Mostafa M.、Fadlullah Zubair Md
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 70 ページ: 12101~12112

    • DOI

      10.1109/TVT.2021.3116223

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Wi-Fi Assisted Contextual Multi-Armed Bandit for Neighbor Discovery and Selection in Millimeter Wave Device to Device Communications2021

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Hatano Kohei、Kasban Hany、Mahmoud Mohamed Ehab
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 ページ: 2835~2835

    • DOI

      10.3390/s21082835

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-Hop Relay Probing in WiGig Device-to-Device Networks Using Sleeping Contextual Bandits2021

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Aldossari Saud Alhajaj、Zareei Mahdi、Rihan Mohamed
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 10 ページ: 1581~1585

    • DOI

      10.1109/LWC.2021.3074972

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Expert advice problem with noisy low rank loss2021

    • 著者名/発表者名
      Yaxiong Liu, Xuanke Jiang, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The 13th Asian Conference on Machine Learning

      巻: PMLR 157 ページ: 1097~1112

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An online semi-definite programming with a generalised log-determinant regularizer and its applications2021

    • 著者名/発表者名
      Yaxiong Liu, Ken-ichiro Moridomi, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The 13th Asian Conference on Machine Learning

      巻: PMLR 157 ページ: 1113~1128

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved UCB-based Energy-Efficient Channel Selection in Hybrid-Band Wireless Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Fouda Mostafa M.、Fadlullah Zubair Md、Mohamed Ehab Mahmoud、Hatano Kohei
    • 雑誌名

      IEEE Conference and Exhibition on Global Telecommunications (GLOBECOM)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/GLOBECOM46510.2021.9685996

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] WiGig Wireless Sensor Selection Using Sophisticated Multi Armed Bandit Schemes2021

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Mohamed Ehab Mahmoud、Hatano Kohei、Takimoto Eiji
    • 雑誌名

      International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.23919/ICMU50196.2021.9638849

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 決定ダイアグラムに基づく最適化問題の拡張定式化2023

    • 著者名/発表者名
      畑埜晃平
    • 学会等名
      フォレストワークショップ2022
    • 招待講演
  • [学会発表] フランク・ウルフ法に基づくノルム正則化ソフトマージン最適化2023

    • 著者名/発表者名
      三星 諒太朗, 畑埜 晃平, 瀧本 英二
    • 学会等名
      OR学会 春季研究発表会
  • [学会発表] 決定ダイアグラムに基づく線形制約付き最適化問題の拡張定式化2023

    • 著者名/発表者名
      黒河祐太,三星諒太朗,浜崎晴輝,畑埜晃平,瀧本英二,Horakou Rahmanian
    • 学会等名
      OR学会 春季研究発表会
  • [学会発表] Extended formulations via decision diagrams2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hatano
    • 学会等名
      MIRAI 2.0 AI-TEG Workshop Theoretical aspects and foundations of AI
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2次元空間上の線形閾値関数2022

    • 著者名/発表者名
      三星 諒太朗, 畑埜 晃平, 瀧本 英二
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
  • [学会発表] Blackwell ゲームへの帰着に基づく一般化順列のオンライン予測2022

    • 著者名/発表者名
      大塚 玲, 畑埜 晃平, 瀧本 英二
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
  • [学会発表] フランク・ウルフ法としてのブースティング2022

    • 著者名/発表者名
      三星 諒太朗, 畑埜 晃平, 瀧本 英二
    • 学会等名
      第25回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2022)
  • [学会発表] 決定ダイアグラムに基づく拡張定式化2022

    • 著者名/発表者名
      黒河祐太,三星諒太朗,浜崎晴輝,畑埜晃平,瀧本英二,Horakou Rahmanian
    • 学会等名
      第25回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2022)
  • [学会発表] 非決定性ZDDに基づく整数計画問題の拡張定式化2022

    • 著者名/発表者名
      浜崎 晴輝, 黒河 祐太, 三星 諒太朗, 畑埜 晃平, 瀧本 英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
  • [学会発表] Compressed ERLPBoost2022

    • 著者名/発表者名
      三星 諒太朗, 畑埜 晃平, 瀧本 英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
  • [学会発表] Blackwell game and its applications in online prediction tasks2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hatano
    • 学会等名
      FMfI2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An online semi-definite programming with a generalised log-determinant regularizer and its applications2021

    • 著者名/発表者名
      Yaxiong Liu, Ken-ichiro Moridomi, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      第24回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2021)
  • [学会発表] Expert advice problem with noisy low rank loss2021

    • 著者名/発表者名
      Yaxiong Liu, Xuanke Jiang, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      第24回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2021)

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公開日: 2023-12-25  

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