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2014 年度 実施状況報告書

代謝パスウェイ解析のための制約プログラミングシステムの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 25730042
研究機関神戸大学

研究代表者

宋 剛秀  神戸大学, 学内共同利用施設等, 助教 (00625121)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードSAT技術 / 制約プログラミング / 動的制約 / ドメイン特化言語 / ハミルトン閉路問題 / 推論技術 / 国際情報交換 / フランス
研究実績の概要

近年,命題論理式の充足可能性判定 (SAT) 問題を解くためのSAT技術が大きく発展を遂げており,その拡張と応用に注目が集まっている.本研究の目的は,制約の追加・削除に対応したSAT型制約プログラミングシステムを研究開発することにより,既存のSAT技術では困難あるいは不可能だった代謝パスウェイおよびそれを動的に制御する遺伝子調節ネットワークの複合モデルを解析することである.
平成26年度は動的な制約の追加・削除を行うことが可能なSAT型制約プログラミングシステムであるScarabについて機能拡張を行った.具体的には組み込み制約の利用や非充足コアの計算が可能になった.この機能拡張の内容の一部については日本ソフトウェア科学会第31回大会で口頭発表を行った (高橋奨励賞受賞).
また制約プログラミングに関連して制約解集合プログラミングシステム muffin を日本ソフトウェア科学会第31回大会で口頭発表し,web page で公開した.この他に Scarab を利用したハミルトン閉路ソルバー hss を開発して web page に公開し,論文発表を The 14th European Conference on Logics in Artificial Intelligence (JELIA 2014) で行った.
これまでSAT技術を応用したシステムは数多く提案されてきたが,Scarabのように制約プログラミングのためのDSLを備えて,Java仮想マシン上でSATソルバーと連携しながら実行できるシステムは少ない.Scarab開発には進歩を続けるSAT技術の応用基盤の提供という意義が存在する.

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

本研究における研究課題は大きく分けて次の3つである: (A) パスウェイの制約モデル, (B) 求解システム, (C) 評価と成果物公開. 平成26年度は (B) の求解システムの開発を継続して行い,また開発したScarabおよびその応用を (C) 口頭発表・論文発表・インターネットを通じて公開・成果発表した.このことから研究は順調に進行していると考えている.

今後の研究の推進方策

本研究における研究課題は大きく分けて次の3つである: (A) パスウェイの制約モデル, (B) 求解システム, (C) 評価と成果物公開.平成26年度は (B) の求解システムの開発, (C) 評価と成果物公開を行った.
平成27年度は引き続き (B), (C) と共に (A) のパスウェイの制約モデルに取り組む予定である.

また,この課題に取り組む中で Scarab に機能や性能についての不足がある場合には適宜改善を行う予定である

備考

本研究プロジェクトで開発している (1) SAT型制約プログラミングシステム Scarab,それを基にした (2) ハミルトン閉路ソルバー hss, (3) 制約解集合プログラミングシステム muffin の公開 web page

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Incremental SAT-based Method with Native Boolean Cardinality Handling for the Hamiltonian Cycle Problem2014

    • 著者名/発表者名
      Takehide Soh, Daniel Le Berre, Stéphanie Roussel, Mutsunori Banbara, Naoyuki Tamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th European Conference on Logics in Artificial Intelligence (JELIA 2014)

      巻: 8761 ページ: 684-693

    • DOI

      10.1007/978-3-319-11558-0_52

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 制約充足問題のハイブリッド符号化に向けて2015

    • 著者名/発表者名
      宋剛秀, 佐古田淳史, 番原睦則, 田村直之
    • 学会等名
      人工知能学会 第97回人工知能基本問題研究会
    • 発表場所
      別府国際コンベンションセンター (大分県)
    • 年月日
      2015-03-22
  • [学会発表] Scarab: 高度なSAT解法を利用可能な制約プログラミングシステム2015

    • 著者名/発表者名
      宋剛秀, 番原睦則, 田村直之
    • 学会等名
      第17回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL 2015)
    • 発表場所
      道後プリンスホテル (愛媛県)
    • 年月日
      2015-03-04
  • [学会発表] Scala上で実現されたSAT型制約プログラミングシステムのための開発ツール2014

    • 著者名/発表者名
      宋剛秀, 番原睦則, 田村直之
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第31回大会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2014-09-09
  • [学会発表] 制約解集合プログラミングシステムの設計方式に関する考察2014

    • 著者名/発表者名
      宋剛秀, 則武治樹, 番原睦則, 田村直之, 井上克巳
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第31回大会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2014-09-08
  • [学会発表] SAT型制約ソルバーを用いたナンバーリンクの解法2014

    • 著者名/発表者名
      田村直之, 宋剛秀, 番原睦則, 鍋島英知
    • 学会等名
      DAシンポジウム2014
    • 発表場所
      水明館 (岐阜県)
    • 年月日
      2014-08-29
  • [学会発表] Incremental SAT-based Method with Native Boolean Cardinality Handling for the Hamiltonian Cycle Problem2014

    • 著者名/発表者名
      Takehide Soh, Daniel Le Berre, Stéphanie Roussel, Mutsunori Banbara, Naoyuki Tamura
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Pragmatics of SAT (PoS 2014)
    • 発表場所
      ウィーン工科大学 (オーストリア)
    • 年月日
      2014-07-13
  • [学会発表] 登録後コース時間割問題の基数制約を用いた制約モデルとSATソルバーを用いた解法2014

    • 著者名/発表者名
      佐古田淳史, 宋剛秀, 番原睦則, 田村直之
    • 学会等名
      第28回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      ひめぎんホール (愛媛県)
    • 年月日
      2014-05-12
  • [学会発表] SATソルバーと密に結合された制約プログラミングシステムScarabとハミルトン閉路問題への応用2014

    • 著者名/発表者名
      宋剛秀, Daniel Le Berre, Stéphanie Roussel, 番原睦則, 田村直之
    • 学会等名
      第28回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      ひめぎんホール (愛媛県)
    • 年月日
      2014-05-12
  • [備考] Scarab: a Tool for SAT-based CP Systems

    • URL

      http://kix.istc.kobe-u.ac.jp/~soh/scarab/

  • [備考] hss: HCP Solver based on Scarab and Sat4j

    • URL

      http://kix.istc.kobe-u.ac.jp/~soh/scarab/hcp.html

  • [備考] muffin: Constraint ASP (CASP) System

    • URL

      http://www.edu.kobe-u.ac.jp/istc-tamlab/cspsat/mfn/

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公開日: 2016-06-01  

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