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2021 年度 実施状況報告書

グラフの木分解を用いた高速なメタアルゴリズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K19742
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 靖明  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (60735083)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード木幅
研究実績の概要

本研究の目的であるグラフの幅パラメータを用いたアルゴリズム的メタ定理に向けての研究を行った.具体的には,グラフの幅パラメータとして最も成功している,木幅をより制限することにより,様々な問題の固定パラメータ容易性を示した.これらは,グラフの木幅をパラメータとしてもW[1]困難性を示すことができ,既存のメタ定理を用いて解くことができない問題群であり,それらを解くための新たなメタ定理の表現方法に関して知見を得ることができた.
また,既存のメタ定理で扱っているような最適化問題やモデル検査問題だけでなく,列挙問題や組合せ遷移問題に対してメタ定理の可能性を検討した.この過程において,既存の疎グラフに対するアルゴリズム的メタ定理の既存の方法を包括的にサーベイし,列挙問題や組合せ遷移問題に対するアルゴリズム的メタ定理への知見やその実現可能性を得ることができた.
本研究テーマから得た知見を生かして,人工知能分野で研究される問題についても取り組んだ.具体的には最適化問題の解の多様性の研究にも取り組んだ.これらの問題は古典的な最適化問題の一般化になっており,応用の観点と計算量理論の観点でいずれも興味深く,これらの問題に集中的に取り組みいくつかの結果を得て国内外の会議で発表を行った.

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

本研究テーマに関連した内容の研究を多角的にすすめ,国際会議や国際論文誌での研究発表を複数行った.理論的な進展はある程度あったが,それらをソフトウェアとして実現できる程度に理論をシンプルにすることができていないため,おおむね順調に進展しているといえる.

今後の研究の推進方策

あと1年で研究成果全体をソフトウェアとすることは困難である見通しであるため,今後はアルゴリズム的メタ定理の理論をできるだけシンプルな方法で記述し,今後に実用的な研究を達成するための土台を形成することを目指す.また,当初考えていた最適化問題やモデル検査問題への適用だけでなく,新たなタイプの問題に対するアルゴリズム的メタ定理の形も見えてきたため,そちらの研究についても積極的にすすめていく.

次年度使用額が生じた理由

昨年に引き続き,国際会議がすべてオンラインになったことと,国内研究会のほとんどがオンラインとなり,旅費を使うことができなかった.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1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

      Proceedings of WALCOM 2022

      巻: 13174 ページ: 35~46

    • DOI

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

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computing the Largest Bond and the Maximum Connected Cut of a Graph2021

    • 著者名/発表者名
      Duarte Gabriel L.、Eto Hiroshi、Hanaka Tesshu、Kobayashi Yasuaki、Kobayashi Yusuke、Lokshtanov Daniel、Pedrosa Lehilton L. C.、Schouery Rafael C. S.、Souza U?verton S.
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 83 ページ: 1421~1458

    • DOI

      10.1007/s00453-020-00789-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Finding a maximum minimal separator: Graph classes and fixed-parameter tractability2021

    • 著者名/発表者名
      Hanaka Tesshu、Kobayashi Yasuaki、Kobayashi Yusuke、Yagita Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 865 ページ: 131~140

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2021.03.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finding diverse trees, paths, and more2021

    • 著者名/発表者名
      Hanaka Tesshu, Kobayashi Yasuaki, Kazuhiro Kurita, Yota Otachi
    • 雑誌名

      Proceedings of AAAI 2021

      巻: 35 ページ: 3778 - 3786

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameterized Complexity of (A,l)-Path Packing2021

    • 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

      Algorithmica

      巻: 84 ページ: 871~895

    • DOI

      10.1007/s00453-021-00875-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A (probably) optimal algorithm for Bisection on bounded-treewidth graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Hanaka Tesshu、Kobayashi Yasuaki、Sone Taiga
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 873 ページ: 38 - 46

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2021.04.023

    • 査読あり
  • [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

      Proceedings of COCOON 2021

      巻: 13025 ページ: 343~354

    • DOI

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

    • 査読あり
  • [学会発表] Max-Min 3-dispersion on a Convex Polygon2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kobayashi, Shin-Ichi Nakano, Kei Uchizawa, Takeaki Uno, Yutaro Yamaguchi, Katsuhisa Yamanaka
    • 学会等名
      EuroCG
    • 国際学会
  • [学会発表] Takehiro Ito, Yuni Iwamasa, Yasuaki Kobayashi, Yu Nakahata, Yota Otachi, Kunihiro Wasa2021

    • 著者名/発表者名
      Reconfiguring Directed Trees in a Digraph
    • 学会等名
      Combinatorial Reconfiguration, Satellite workshop of ICALP 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 疎グラフに対するアルゴリズム的メタ定理2021

    • 著者名/発表者名
      小林靖明
    • 学会等名
      日本OR学会 RAMP数理最適化シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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