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2020 年度 実施状況報告書

組合せ的ホモトピー論を用いた応用トポロジーの研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03607
研究機関信州大学

研究代表者

田中 康平  信州大学, 学術研究院社会科学系, 講師 (70708362)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワード脈体定理 / 位相的データ解析 / 単純ホモトピー論
研究実績の概要

位相的データ解析にも応用が期待できる結果として,非凸領域上での被覆に対する脈体定理の一般化を行った.
凸領域上のボールの被覆については,三角形分割された単体複体と呼ばれる空間で近似するのが通常の脈体定理である.位相的データ解析ではこの性質を利用して,領域上に散らばるデータの分布状況を単体複体で近似し,そのホモロジー群を組合せ的に計算して分布の特徴を捉えてきた.しかし,領域の形状に穴が開いている場合などについては,脈体定理は適用できない.本研究の結果として,領域上の穴を許容するボール被覆について,単体複体よりも一般的なΔ複体によって近似可能な場合があることを示した.Δ複体は単体複体と同じく三角形で分割された空間であるが,単体の頂点を共有することができる点で単体複体の一般化となっている.
また組合せ的なアナロジーとして,圏の被覆について離散的な脈体定理を示した.これは頂点消去に基づく操作により,チェック複体から元の圏が再構築可能であることを示唆しており,計算アルゴリズムの構築にも貢献できることが期待される.さらに,基本群のみを持つような被覆に対しても,圏の普遍被覆を用いて新たな圏(チェック圏)を構成し,分類空間を通じて元の圏のホモトピー型を再構成することができることを示した.チェック圏の特徴としては,一方方向にのみ射が存在し,パラレルな射に対するある種の普遍性を満たしていることがわかる.この性質がチェック圏の本質であること,つまりそのような性質を持つ圏はすべてチェック圏で表せることを示した.

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

本研究課題における3つのテーマ(「位相的データ解析」,「ロボットモーション設計」,「センサーネットワークの数え上げ」)のうち,位相的データ解析の理論を発展できたため.

今後の研究の推進方策

効率的なロボットモーション設計の組合せ的アプローチを考える.同じ位置では固定されているモノイダルなモーション,局所的な領域で動作するパラメトライズモーションについて,計算方法を確立することを目指す.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Simple homotopy theory and nerve theorem for categories2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kohei
    • 雑誌名

      Topology and its Applications

      巻: 291 ページ: 107609~107609

    • DOI

      10.1016/j.topol.2021.107609

    • 査読あり
  • [学会発表] Combinatorial homotopy theory for finite spaces(posets) and simplicial complexes2020

    • 著者名/発表者名
      田中康平
    • 学会等名
      空間の代数的・幾何的モデルとその周辺
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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