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2019 Fiscal Year Research-status Report

固定パラメータ困難問題に対する汎用解法の研究

Research Project

Project/Area Number 18K11169
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

清見 礼  横浜市立大学, データサイエンス学部, 准教授 (30447685)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大舘 陽太  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80610196)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords固定パラメータ困難問題 / 木幅 / パス幅 / モジュラ幅
Outline of Annual Research Achievements

1. 木幅がパラメータのときに,XP であることを示す汎用手法が設計できるか。
2. 木幅に関してpara-NP 完全である問題に対し、別の有効なパラメータはあるか。
本研究では上記の2つの課題解決を掲げている。2019年度は2018年度に引き続きとくに2つ目の課題に対して進展があった。
とくに、(A,l)-path packing問題という問題に関して集中的に研究を行った。この問題はグラフ上に頂点を共有しないパスをたくさんとることを目指す、path packing問題の一種で、とくにパスの始点と終点になれる頂点の集合を限定し、さらにパスの長さも指定するという問題である。難しいことが知られてる様々な有名な問題の難しさを内包する、非常に難しい問題である。この問題はもちろん、高速に解くことはできないが、パラメータとして様々なものを考え、多項式時間で動作する固定パラメータアルゴリズムを開発した。代表者・分担者以外にも国際的に研究を行い本結果を得ることができた。本結果は2019年度に国際会議に投稿しアクセプトされ、2020年度に発表された。また本結果以外にも独立集合遷移問題と呼ばれる問題にモジュラ幅という幅を導入することで高速な固定パラメータアルゴリズムを得るなど、いくつかの固定パラメータアルゴリズムを開発した。
代表者と分担者、またそれ以外で同様の研究を行っている国内外の数名の研究者で頻繁に研究を行って、2020年度以降に内容を詰めるいくつかの問題についても、進展している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実施計画では、4年間の研究期間を通して、2つの課題を同時並行的にすすめていくとしており、2つ目の課題に対し、新たな成果が得られた。これらの木幅とは独立なパラメータでの成果を積み上げることで、そこからある種の共通性を見出すことが1つ目の課題を解く際の見通しをよくすると期待できる。そこで, 当初の計画通り順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り、2つの課題を同時並行的にすすめていく。引続きモジュラ幅などのパラメータを用い、木幅に関して para-NP完全な問題に対しての高速なアルゴリズムを模索していく。
また、木幅以外のパラメータを用いた固定パラメータアルゴリズムを大分作ることができたので、それらを参考にしながら、MSOを集合のサイズ比較を許して拡張した場合について研究をすすめていく。

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Enumeration of nonisomorphic interval graphs and nonisomorphic permutation graphs2020

    • Author(s)
      Yamazaki Kazuaki、Saitoh Toshiki、Kiyomi Masashi、Uehara Ryuhei
    • Journal Title

      Theoretical Computer Science

      Volume: 806 Pages: 310~322

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.04.017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parameterized Complexity of (A,l)-Path Packing2020

    • Author(s)
      Belmonte Remy、Hanaka Tesshu、Kanzaki Masaaki、Kiyomi Masashi、Kobayashi Yasuaki、Kobayashi Yusuke、Lampis Michael、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 12126 Pages: 43~55

    • DOI

      10.1007/978-3-030-48966-3_4

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Independent Set Reconfiguration Parameterized by Modular-Width2019

    • Author(s)
      Belmonte Remy、Hanaka Tesshu、Lampis Michael、Ono Hirotaka、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 11789 Pages: 285~297

    • DOI

      10.1007/978-3-030-30786-8_22

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Low-congestion shortcut and graph parameters2019

    • Author(s)
      Naoki Kitamura, Hirotaka Kitagawa, Yota Otachi, Taisuke Izumi
    • Journal Title

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      Volume: 146 Pages: 25:1-25:17

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.DISC.2019.25

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A lower bound on opaque sets2019

    • Author(s)
      Kawamura Akitoshi、Moriyama Sonoko、Otachi Yota、Pach Janos
    • Journal Title

      Computational Geometry

      Volume: 80 Pages: 13~22

    • DOI

      10.1016/j.comgeo.2019.01.002

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On Computational Complexity of Pipe Puzzles2019

    • Author(s)
      SHIRAYAMA Takumu、SHIGEMURA Takuto、OTACHI Yota、MIYAZAKI Shuichi、UEHARA Ryuhei
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E102.A Pages: 1134~1141

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1134

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Parameterized complexity of safe set2019

    • Author(s)
      Remy Belmonte, Tesshu Hanaka, Ioannis Katsikarelis, Michael Lampis, Hirotaka Ono, Yota Otachi.
    • Organizer
      The 11th International Conference on Algorithms and Complexity (CIAC 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Subgraph isomorphism on graph classes that exclude a substructure.2019

    • Author(s)
      Hans L. Bodlaender, Tesshu Hanaka, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Tom van der Zanden.
    • Organizer
      The 11th International Conference on Algorithms and Complexity (CIAC 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Independent set reconfiguration parameterized by modular-width2019

    • Author(s)
      Remy Belmonte, Tesshu Hanaka, Michael Lampis, Hirotaka Ono, Yota Otachi.
    • Organizer
      The 45th International Workshop on Graph-Theoretic Concepts in Computer Science (WG 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Low-congestion shortcut and graph parameters2019

    • Author(s)
      Naoki Kitamura, Hirotaka Kitagawa, Yota Otachi, Taisuke Izumi.
    • Organizer
      The 33rd International Symposium on Distributed Computing (DISC 2019)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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