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2022 年度 実施状況報告書

局所構造を利用した高速なアルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K22841
研究機関京都大学

研究代表者

牧野 和久  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (60294162)

研究分担者 木村 慧  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (00758716)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワードアルゴリズム
研究実績の概要

離散最適化分野で未解決であった劣モジュラコストをもつ4-分割問題に対する初めの多項式時間アルゴリズムを構築した。またこの論文で用いたアルゴリズムフレームワークでは、4より大きな個数に分割する問題は解けないことも示した。また、再配置問題においてはその問題の離散構造を明らかにするとともに、さまざまな自然な設定の下での多項式時間アルゴリズム、近似アルゴリズム、制約を緩和した精度を保証したアルゴリズムなどの構築に成功した。それ以外にも、1.k彩色遷移問題とは,無向グラフと二つのk彩色が与えられた際に,k彩色であるという条件を保ったまま一度に一つの頂点の色を(局所的に)変更し,一方の彩色から他方の彩色へ変換することができるか否かを判定する問題である.本研究では,遷移制約をもつk彩色遷移問題を扱い,遷移制約が有向サイクルや特殊なマルチツリーで与えられる場合に,同問題が高速に(より正確には線形時間で)解けることを示した.2.ある特殊な整数計画問題に対し,解空間の局所的な構造について解析した.具体的には,整数解を求める問題を実数解を求める問題へ緩和した際に,緩和した問題の最適解の(局所的な)近傍に最適整数解が存在することを示した.これにより.この特殊な整数計画問題に対して,理論的に高速な分枝限定法(アルゴリズム)を開発した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

国際会議COCOONでベストペーパー候補に選出されたり、アルゴリズム分野でもっとも権威ある国際会議の一つであるSODAに論文が採録されるなど、国際的に権威がある国際雑誌に多数出版するなど本プロジェクトは高く評価されている。これからも本プロジェクトが十分に進展していることが分かる。

今後の研究の推進方策

コロナの影響がやっとなくなり、国内のみならず、国際的な研究連携などが直接的に行えるようになってきた。今後は面直を用い、より深い連携を行っていく予定である。
具体的には、
1.メンバー間の連携強化
2.国際的なコラボレーションの更なる推進
を行う計画である。

次年度使用額が生じた理由

コロナが世界的に随分影響がなくなり、本プロジェクトでもそのように計画していたが、やはりコロナの影響が大きく、出張や国際的な研究活動ができず次年度に使用することになったため。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 13件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ラトガース大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ラトガース大学
  • [国際共同研究] エトヴェシュ・ロラーンド大学(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      エトヴェシュ・ロラーンド大学
  • [国際共同研究] チャールズ大学(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      チャールズ大学
  • [国際共同研究] カリファ大学(アラブ首長国連邦)

    • 国名
      アラブ首長国連邦
    • 外国機関名
      カリファ大学
  • [国際共同研究] レイキャビック大学(アイスランド)

    • 国名
      アイスランド
    • 外国機関名
      レイキャビック大学
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Trade-offs among degree, diameter, and number of paths2023

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Akitoshi Kawamura, Yusuke Kobayashi, Kazuhisa Makino
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 327 ページ: 96-100

    • DOI

      10.1016/j.dam.2022.12.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Polynomial Time Algorithm for Finding a Minimum 4-Partition of a Submodular Function2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hirayama, Yuhao Liu, Kazuhisa Makino, Ke Shi, Chao Xu
    • 雑誌名

      SODA2023

      巻: 2023 ページ: 1680--1691

    • DOI

      10.1137/1.9781611977554.ch64

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A 3/4 Differential Approximation Algorithm for Traveling Salesman Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Amano, Kazuhisa Makino
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13571 ページ: 237--248

    • DOI

      10.1007/978-3-031-20350-3\_19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incomplete List Setting of the Hospitals/Residents Problem with Maximally Satisfying Lower Quotas2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Makino, Shuichi Miyazaki, Yu Yokoi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13584 ページ: 544--561

    • DOI

      10.1007/978-3-031-15714-1\_31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fair Ride Allocation on a Line2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Amano, Ayumi Igarashi, Yasushi Kawase, Kazuhisa Makino, Hirotaka Ono
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13584 ページ: 421-435

    • DOI

      10.1007/978-3-031-15714-1\_24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reallocation Problems with Minimum Completion Time2022

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Jun Kawahara, Kazuhisa Makino, Hirotaka Ono
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13595 ページ: 292--304

    • DOI

      10.1007/978-3-031-22105-7\_26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fair and Truthful Mechanism with Limited Subsidy2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Goko, Ayumi Igarashi, Yasushi Kawase, Kazuhisa Makino, Hanna Sumita, Akihisa Tamura, Yu Yokoi, Makoto Yokoo
    • 雑誌名

      AAMAS

      巻: 2022 ページ: 534-542

    • DOI

      10.5555/3535850.3535911

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finding Sparse Solutions for Packing and Covering Semidefinite Programs2022

    • 著者名/発表者名
      Khaled M. Elbassioni, Kazuhisa Makino, Waleed Najy
    • 雑誌名

      SIAM J. Optim.

      巻: 32 ページ: 321-353

    • DOI

      10.1137/20m137570x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique key Horn functions2022

    • 著者名/発表者名
      Kristof Berczi, Endre Boros, Ondrej Cepek, Petr Kucera, Kazuhisa Makino
    • 雑誌名

      Theor. Comput. Sci.

      巻: 922 ページ: 170-178

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2022.04.022

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Posimodular Function Optimization2022

    • 著者名/発表者名
      Magnus M. Halldorsson, Toshimasa Ishii, Kazuhisa Makino, Kenjiro Takazawa
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 84 ページ: 1107-1131

    • DOI

      10.1007/s00453-021-00910-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Minimizing submodular functions on diamonds via generalized fractional matroid matchings2022

    • 著者名/発表者名
      Satoru Fujishige, Tamas Kiraly, Kazuhisa Makino, Kenjiro Takazawa, Shin-ichi Tanigawa
    • 雑誌名

      J. Comb. Theory, Ser. B

      巻: 157 ページ: 294-345

    • DOI

      10.1016/j.jctb.2022.07.005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Algorithms for coloring reconfiguration under recolorability digraphs2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Fujii, Yuni Iwamasa, Kei Kimura, Akira Suzuki
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 248 ページ: 4:1-4:19

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ISAAC.2022.4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neighborhood Persistency of the Linear Optimization Relaxation of Integer Linear Optimization2022

    • 著者名/発表者名
      Kei Kimura, Kotaro Nakayama
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13526 ページ: 312-323

    • DOI

      10.1007/978-3-031-18530-4\_23

    • 査読あり
  • [学会発表] 遷移可能性制約をもつ彩色遷移問題2022

    • 著者名/発表者名
      木村慧
    • 学会等名
      学術変革(B)「組合せ遷移」セミナー・勉強会
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチエージェント経路探索のための厳密アルゴリズムの改良2022

    • 著者名/発表者名
      木村慧
    • 学会等名
      2022年度人工知能学会全国大会
  • [学会発表] 整数最適化の線形緩和における近傍永続性2022

    • 著者名/発表者名
      木村慧
    • 学会等名
      日本本応用数理学会 2022年度 年会

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公開日: 2023-12-25  

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