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2014 Fiscal Year Annual Research Report

幾何図形の列挙に関する研究

Research Project

Project/Area Number 24500008
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

堀山 貴史  埼玉大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (60314530)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsアルゴリズム / 列挙アルゴリズム / 計算幾何学 / 展開図 / 多面体
Outline of Annual Research Achievements

列挙アルゴリズムは、与えられた制約条件を満たす解を一つだけではなく、すべて求めるための技術である。本研究では、逆探索やBDD (二分決定グラフ), ZDD (零抑制二分決定グラフ) といった列挙の要素技術を統合し、幾何図形の列挙アルゴリズムを設計する。本年度は、中心的な研究テーマとして、多面体の展開図の列挙アルゴリズムに対し、より一般的な展開手法への拡充に取り組んだ。
多面体の展開図の列挙において、(1) 1-スケルトン (多面体の辺と頂点からなるグラフ) において、辺にラベルが付いているとしてその切り開き方を示した辺ラベル付き全域木を作る、(2) 各頂点での辺の位置関係を考慮しつつ、同型な全域木を排除して本質的に異なる全域木のみを求める、(3) 全域木から対応する展開図へと変換する、という手順を用いている。ここで、扱う展開図を、辺展開 (辺を切り開くことで得られる展開図、これまで扱ってきた展開図) から一般展開 (辺のみでなく面を切り開くことも許した展開図) へと広げるために、以下の2つの手法を開発した。
まず、正四面体の一般展開について、展開図が p2 タイリング (180度回転による平面敷き詰め) 可能であることが必要十分条件であることを利用した。すなわち、与えられた多角形が p2 タイリング可能であるかを判定することで、正四面体の一般展開であるかの判定を行った。これにより、整面凸多面体の辺展開と正四面体の一般展開の関係を調べ、ただ2種類のジョンソン立体のみが正四面体と共通の展開図を持つことを示した。また、直方体の面を単位正方形の集合として扱い、単位正方形の辺ならば (もとの多面体の面上でも) 切り開くことを許した展開を定義し、その定義の元で展開図の列挙手法を開発した。

  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Common Unfolding of Regular Tetrahedron and Johnson-Zalgaller Solid2015

    • Author(s)
      Y. Araki, T. Horiyama, R. Uehara
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 8973 Pages: 294-305

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Common Developments of Three Incongruent Boxes of Area 302015

    • Author(s)
      D. Xu, T. Horiyama, T. Shirakawa, R. Uehara
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 9076 Pages: 236-247

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computational Complexity of Piano-Hinged Dissections2014

    • Author(s)
      Z. Abel, E. D. Demaine, M. L. Demaine, T. Horiyama, R. Uehara
    • Journal Title

      IEICE Trans. Fundamentals

      Volume: E97-A Pages: 1206-1212

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Base-object location problems for base-monotone regions2014

    • Author(s)
      J. Chun, T. Horiyama, T. Ito, N. Kaothanthong, H. Ono, Y. Otachi, T. Tokuyama, R. Uehara, T. Uno
    • Journal Title

      Theoretical Computer Science

      Volume: 555 Pages: 71-84

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sankaku-Tori: An Old Western-Japanese Game Played on a Point Set2014

    • Author(s)
      T. Horiyama, M. Kiyomi, Y. Okamoto, R. Uehara, T. Uno, Y. Uno, Y. Yamauchi
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 8496 Pages: 230-239

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Swapping Colored Tokens on Graphs2015

    • Author(s)
      K. Yamanaka, T. Horiyama, D. Kirkpatrick, Y. Otachi, T. Saitoh, R. Uehara, Y. Uno
    • Organizer
      The Algorithms and Data Structures Symposium
    • Place of Presentation
      University of Victoria, BC, Canada
    • Year and Date
      2015-08-05 – 2015-08-07
  • [Presentation] 面積30の3つの箱の共通の展開図2014

    • Author(s)
      D. Xu, 堀山貴史, 白川俊博, 上原隆平
    • Organizer
      第17回 折り紙の科学・数学・教育 研究集会
    • Place of Presentation
      東京都文京区, JOASホール
    • Year and Date
      2014-12-14
  • [Presentation] 空間充填立体 bar-joint フレームワークの最適なブレース追加手法2014

    • Author(s)
      小林祐貴, 伊藤慈彦, 東川雄哉, 加藤直樹, 堀山貴史, 伊藤仁一, 奈良知恵
    • Organizer
      電子情報通信学会 コンピュテーション研究会
    • Place of Presentation
      熊本県熊本市, 崇城大学
    • Year and Date
      2014-12-05
  • [Presentation] Optimally Bracing Frameworks of Union of Space-lling Convex Polyhedra2014

    • Author(s)
      Y. Ito, Y. Kobayashi, Y. Higashikawa, N. Katoh, T. Horiyama, J. Itoh, C. Nara
    • Organizer
      17th Japan Conference on Discrete and Computational Geometry and Graphs
    • Place of Presentation
      東京都新宿区, 東京理科大学 神楽坂キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-16
  • [Presentation] Common Unfolding of Regular Tetrahedron and Johnson-Zalgaller Solid2014

    • Author(s)
      Y. Araki, T. Horiyama, R. Uehara
    • Organizer
      情報処理学会 アルゴリズム研究会
    • Place of Presentation
      山形県米沢市, 伝国の杜
    • Year and Date
      2014-09-12
  • [Presentation] 一つ、二つ、たくさん ~列挙アルゴリズムの入門から応用まで~ [招待講演]2014

    • Author(s)
      堀山貴史
    • Organizer
      情報オリンピック 夏季セミナー
    • Place of Presentation
      東京都渋谷区, 国立オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2014-08-26
  • [Presentation] 逆探索に基づく pmg タイリングの列挙2014

    • Author(s)
      西岡潤, 堀山貴史
    • Organizer
      第27回 回路とシステムワークショップ
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市, 淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      2014-08-05
  • [Presentation] Enumeration of All Paths Between All Pairs of Vertices by Zero-Suppressed Binary Decision Diagrams2014

    • Author(s)
      T. Horiyama, K. Adachi
    • Organizer
      20th Conference of the International Federation of Operational Research Societies
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-13
  • [Presentation] 正四面体が折れるジョンソン・ザルガラー立体の辺展開図について2014

    • Author(s)
      荒木義明, 堀山貴史, 上原隆平
    • Organizer
      第16回 折り紙の科学・数学・教育 研究集会
    • Place of Presentation
      東京都文京区, JOASホール
    • Year and Date
      2014-06-22
  • [Presentation] pmg タイリング可能なポリオミノの列挙2014

    • Author(s)
      西岡潤, 堀山貴史
    • Organizer
      電子情報通信学会 コンピュテーション研究会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市, 大和屋本店
    • Year and Date
      2014-06-14
  • [Presentation] Enumeration of Polyominoes for p4 Isohedral Tiling Revisited2014

    • Author(s)
      T. Horiyama, S. Yamane
    • Organizer
      7th Asian Association for Algorithms and Computation Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Hangzhou, China
    • Year and Date
      2014-05-17
  • [Book] 社会のさまざまな問題への応用 (超高速グラフ列挙アルゴリズム 〈フカシギの数え方〉が拓く, 組合せ問題への新アプローチ 8章)2015

    • Author(s)
      堀山貴史
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      森北出版

URL: 

Published: 2016-06-01  

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