2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research on Fundamental Algorithms of Discrete Structure Manipulation Systems
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15H05711
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
湊 真一 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10374612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有村 博紀 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (20222763)
瀧川 一学 北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (10374597)
宇野 毅明 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (00302977)
堀山 貴史 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60314530)
津田 宏治 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90357517)
鷲尾 隆 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00192815)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 離散構造処理系 / 二分決定グラフ / 列挙アルゴリズム / ZDD / データ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年4月1日付で，研究代表者の湊が京都大学情報学研究科に異動したが，本研究課題の中心的な研究活動は従来通り北大拠点で継続的に実施した．本年度より北大所属の研究分担者を1名追加した．本年度の研究実績の概要は以下のとおりである．
(1) ZDDおよびその派生形の演算処理の基盤アルゴリズムをさらに充実させ，様々な社会インフラ問題への応用を進めた．具体的には，統計的に発生率が高い地域を見出すホットスポット解析への応用について研究代表者自らが筆頭著者として論文執筆し，米国応用数学会の国際会議SDM2019に採択されたこと，電力網応用に関する国際論文誌への2件の論文採択, さらに化学反応ネットワークの解析に関する応用で3件の国内発表と1件の国際シンポジウム発表を行ったこと等が挙げられる．
(2) 離散構造処理系による効果的な組合せ探索法および列挙索引化法の開発を継続して進めた．具体的には, 組合せバンディット問題の高速解法(国際会議AISTATS2018発表），有向グラフの強連結性成分の解析によるネットワークの信頼性解析（国際会議COCOA2018発表）ベイジアンネットワークの確率推論の高速化（JSAI論文誌採択），魔方陣の列挙数え上げで7次対称方陣の数え上げに世界で初めて成功（オンライン数列百科事典に公式登録）等が挙げられる．
(3) ERATO研究者コミュニティの維持発展，および他の国家プロジェクトとの連携を図った．春（北大）と秋（北海道登別市）にワークショップを開催し，それぞれ約50人の参加者を集めた．今年度から短期滞在セミナー週間(SSSW2018.xx)を毎月企画し，年間のべ60件のセミナ講演を北大拠点に招いて実施した．これらの研究成果は講究録として出版を行っている．神田ラボでの研究交流も活発に行っている．国際会議の招待講演や論文誌の招待論文の執筆等も多数行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記載した通り，それぞれの研究項目において多くの研究成果が出ており，ERATOプロジェクトの研究活動を順調に引継ぎ，活動が軌道に乗っていると言える．他の国家プロジェクトとの連携についても盛んに行われており，ビッグデータCREST/さきがけ，ACT-I情報と未来，社会情報基盤さきがけ，および革新的アーキテクチャや材料科学系の異分野CRESTとの交流などが挙げられる．研究代表者は国内外の多くの会議で招待講演を務め，研究成果の広報に努めている．国際的な研究活動については，トップ国際会議での採択・発表，海外研究者の来訪受け入れ，有力研究グループとの相互人材訪問（Pisa大学Roberto Grossi教授のグループ，UC Berkeley Alan Mishchenko博士のグループ，京大David Avis博士のグループ等）が挙げられる．今後も一層の活性化を図りたい．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究をさらに発展させるとともに，最終年度の研究成果をまとめ，今後の関連研究プロジェクトにつながる知見を提供するように努める．具体的な研究計画は以下の通りである。
(1) 離散構造処理系の基盤アルゴリズム技術の確立とソフトウェアの整備： ZDDおよびその派生形であるSeqBDD，πDD，SDD等の演算処理の基盤アルゴリズムをさらに充実させ，様々な社会インフラ問題への応用を進める．開発したソフトウェアのドキュメント類の整備を進め，国内外の研究者・技術者による活用を促進する．
(2) 離散構造処理系による効果的な組合せ探索法および列挙索引化法の開発: 昨年度までの研究成果を受け継ぎ，さらに新たな探索アルゴリズムの研究開発を継続して進める．，統計データから地理的なホットスポットを網羅的に探索する方法の研究などを進める．
(3) ERATO研究者コミュニティの維持発展，および他の大型プロジェクトとの連携: 年2回のワークショップを最終年度も継続的に開催し，新たな研究成果への展開を目指す．昨年度に引き続き，特定の１週間を設定して，3～5人程度の研究者をまとめて本研究拠点に招へいする「短期滞在集中セミナ週間」を毎月開催し，さらなる活性化を目指す．他の国家プロジェクトとの情報交換や研究者交流，民間企業の研究開発部門との共同研究も積極的に支援する．最終年度は，各研究拠点において終了記念セミナを開催し，今後の関連研究プロジェクトの発展につなげたい．
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[Journal Article] Sequentially Swapping Colored Tokens on Graphs2019
Author(s)
Yamanaka Katsuhisa、Demaine Erik D.、Horiyama Takashi、Kawamura Akitoshi、Nakano Shin-ichi、Okamoto Yoshio、Saitoh Toshiki、Suzuki Akira、Uehara Ryuhei、Uno Takeaki
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Journal Title
Journal of Graph Algorithms and Applications
Volume: 23
Pages: 3～27
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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