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  • 著者名: 田村直之

検索結果 28件

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ファジィ数の体系について(<特集>ファジィ数学) : 公理的アプローチ
1094-1104
SAT型制約プログラミングシステムと周辺技術
1_67-1_80
近年SATソルバーの求解性能が飛躍的に向上しており,様々な分野で応用が進んでいる.しかし,SATソルバーは連言標準形の命題論理式を入力としており,実用的な応用が多くある算術制約を含むような問題を直接記述して解くことには向いていない.このため,より表現力のある入力形式に対応できるようにSATソルバーを利用・拡張したシステムが研究されている.本解説では,そのような利用・拡張の1つとしてSATソルバーの求解性能と制約プログラミングシステムの表現力を融合させたSAT型制約プログラミングシステム(SAT型CPシステム)について説明し,その周辺技術についても概説する.
  
インクリメンタルSAT解法ライブラリとその応用
4_16-4_29
近年,命題論理の充足可能性判定(SAT)問題を解くSATソルバーの飛躍的な性能向上を背景に,問題をSATに変換し,SATソルバーを用いて求解するSAT型ソルバーが成功を収めている.しかしながら,最適化問題,解列挙問題などに対しては,SATソルバーを複数回起動する必要があり,求解性能が大きく低下することがある.この問題を解決する方法として,インクリメンタルSAT解法の利用が挙げられる.SATソルバー競技会のひとつであるSAT Race 2015で,このような解法を容易に実現するためのインクリメンタルSAT APIが提案された.本論文では,それを拡張したインクリメンタルSAT APIであるiSATを提案し,その応用について述べる.提案する拡張により,問題を簡潔に記述でき,Javaからの利用も可能になる.また,ショップスケジューリング問題,N-クイーン問題,ハミルトン閉路問題に対する実験結果を通じ,iSAT利用の有効性を示す.
  
パッキング配列問題の制約モデリングとSAT符号化
1_116-1_130
制約モデリングは与えられた問題を効率よく解く上で重要な役割を果たすことが知られている.近年,大規模な命題論理の充足可能性判定(SAT)問題を高速に解くことが可能なSATソルバーが実現され,制約充足問題(CSP; Constraint Satisfaction Problem)をSAT問題に符号化して,高速なSATソルバーを用いて求解するアプローチが成功を収めている.本論文では,組合せデザイン分野の一問題であるパッキング配列(PA)問題を例にとり,SATに基づく制約モデリングについて考察する.PAは別名で相互直交的な部分ラテン方陣系とも呼ばれる困難な組合せ問題であり,データベースのディスク最適配置などへの応用が知られている.まず最初に,PA問題を異なる観点から捉えた4つの制約モデル(CSP表現)を提案する.次に,これらの制約モデルを順序符号化法を用いてSAT問題に符号化する方法を示す.なかでも,基本・相違モデルは,与えられたPAのパッキング制約について,その符号化後の節数を小さく抑えられる点が特長である.最後に,組合せデザイン・ハンドブックにあるPA問題を用いて,提案する制約モデルの比較・評価を行った.実験の結果,最適値が未知であった2問について既知の上限が最適値であることを示し,5問について新しい下限を得ることに成功した.
  
直観主義線形論理型言語LLPとそのコンパイラ処理系
2_83-2_89
国際シンポジウムFLOPS 2012開催報告
1_16-1_19
1_211-1_230
本論文では,整数有限領域上の制約充足問題に現れる算術的な制約をSATに符号化する新しい方法としてコンパクト順序符号化を提案する.コンパクト順序符号化の基本アイデアは,各整数変数を位取り基数法(すなわちB進法)で表現することと,各桁を順序符号化を用いてSATに符号化することである(B ≥ 2,Bを基底と呼ぶ).コンパクト順序符号化はB = 2の場合には対数符号化と等価であり,Bが整数変数のドメインサイズ以上の時には順序符号化と等価である.その意味で,コンパクト順序符号化は両方の符号化の一般化であるとみなせる.また,典型的な制約充足問題であるオープンショップ・スケジューリング問題とグラフ彩色問題とを用いた比較実験により,コンパクト順序符号化が小規模(変数のドメインサイズが102未満)から大規模(変数のドメインサイズが107程度)までの広い範囲の問題に適用可能であり,順序符号化および対数符号化,また既存の制約ソルバーよりも高性能であることが確認できた.今後,基底Bの選び方に関する網羅的な実験が必要と考えられるが,現時点でコンパクト順序符号化は,様々な規模の制約充足問題に適用可能かつ効率的なSAT符号化の1つであるといえる.
  
Scala上の制約プログラミング用ドメイン特化言語Coprisについて
4_114-4_129
本論文では,オブジェクト指向言語と関数型言語が融合されたScala言語上に,制約プログラミング用のドメイン特化言語(DSL; Domain-Specific Language)として開発したCopris (Constraint Programming in Scala)について述べる.Coprisは,Scalaのプログラマが簡潔に制約充足問題(CSP)や制約最適化問題(COP)を記述できることを目的に設計したものであり,既存のJava上の制約プログラミング用APIであるJSR-331等よりも高い記述力を提供している.バックエンドの制約ソルバーとしては,国際制約ソルバー競技会で2年連続グローバル制約部門で優勝したSAT型制約ソルバーSugarを用いており,制約ソルバーとしての性能も高い.本論文では,Coprisの設計について説明した後,いくつかのプログラミング例を紹介することで,Coprisを用いたソフトウェア開発の利点を明らかにする.
  
SAT符号化を用いた釣合い型不完備ブロック計画の構成
  • 松中 春樹, 丹生 智也, 番原 睦則, 田村 直之
  • 人工知能学会論文誌
  • Vol. 27 (2012) No. 2
  • 公開日: 2012年01月13日
10-15
Propositional Satisfiability (SAT) is fundamental in solving many application problems in Artificial Intelligence and Computer Science. Remarkable improvements in the efficiency of SAT solvers have beenmade over the last decade. Such improvements encourage researchers to solve constraint satisfaction problems by encoding them into SAT (i.e. ``SAT encoding''). Balanced Incomplete Block Design (BIBD) is one of the most typical block designs. BIBDs have been applied in several fields such as design experiments, coding theory, and cryptography. In this paper, we consider the problem of generating BIBDs by SAT encoding. We present a new SAT encoding that is an enhancement of order encoding with the idea of binary tree. It is designed to reduce the number of clauses required for cardinality constraints, compared with order encoding. In our experiments, our encoding was able to give a greater number of solutions than order encoding and state-of-the-art constraint solvers Mistral and choco.
  
502-508
一階述語論理の節形式をPrologプログラムに変換し,Prologコンパイラ処理系を用いて定理証明を行うシステムとしてPTTP (Prolog Technology Theorem Prover)が知られている.本論文では,節形式を線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いることで,より効率的な証明探索が可能になることを示す.特に,証明中のリテラルをリソースとして追加することにより,ME (model elimination)処理を高速化している点に特徴がある.
  
日英機械翻訳システムTWINTRANの言語知識と翻訳品質の評価
  • 吉見 毅彦, JIRI JELINEK, 西田 収, 田村 直之, 村上 温夫
  • 自然言語処理
  • Vol. 7 (2000) No. 4
  • 公開日: 2011年03月01日
143-162
本稿では, 日英機械翻訳システムTWINTRANの言語知識 (辞書と規則) と翻訳品質の評価結果について述べる. TWINTRANは次のような設計方針に基づくシステムである. 1) 翻訳対象と翻訳方向を日本語テキストから英語テキストへの翻訳に固定し, 日本語の解析知識の記述を, 日本語文法だけでなく英語文法も考慮に入れて行なう. 2) 解釈の曖昧性の解消は, 各規則に与えた優先度に基づいて解釈の候補に優劣を付け, 候補の中から最も優先度の高い解釈を選択することによって行なう. 3) 動詞の主語や目的語など日本語では任意的だが英語では義務的である情報を得るために照応解析を行なう.
NTT機械翻訳機能試験文集を対象として行なったウィンドウテストでは, 我々の評価基準で, 試験文集の73.1%の文が合格となり, 試験文集全体の平均点も合格点を上回る結果が得られた
  
Text-Wide Grammarに基づくテキスト解析
  • 吉見 毅彦, JIRI JELINEK, 西田 収, 田村 直之, 村上 温夫
  • 自然言語処理
  • Vol. 4 (1997) No. 1
  • 公開日: 2011年03月01日
3-21
テキストの可能な解釈の中から最良の解釈を効率良く選び出せる機械翻訳システムを実現するために, 最良解釈を定義する制約 (拘束的条件) と選好 (優先的条件) をText-Wide Grammar (TWG) として記述し, 圧縮共有森 (packed shared forest) 上での遅延評価による優先度計算機構によってTWGを解釈実行する. TWGは, 形態素, 構文構造, 意味的親和性, 照応関係に関する制約と選好を備えたテキスト文法である. 照応関係に関する制約は, 陳述縮約に関する規範を主な拠り所としている. TWGによれば, テキストの最良解釈は, 形態素に関する選好による評価点が最も高く, 構文構造, 意味的親和性, 照応関係に関する選好による各評価点の重み付き総和が最も高い解釈である. 処理機構は, 意味解析と照応解析を, 構文解析系から受け取った圧縮共有森上で行なう. その際, 最良解釈を求めるために必要な処理だけを行ない, それ以外の処理の実行は必要が生じるまで保留することによって無駄な処理を避ける. 保留した処理を必要に応じて再開することによって, 最良解釈以外の解釈も選び出せる.
  
A法に従うアジェンダ制御による構文解析
  • 吉見 毅彦, JIRI JELINEK, 西田 収, 田村 直之, 村上 温夫
  • 自然言語処理
  • Vol. 3 (1996) No. 3
  • 公開日: 2011年03月01日
69-82
本稿では, 構文解析を探索問題と捉えた上で, A法の探索戦略に従ってチャート法のアジェンダを制御し, 最も適切な構文構造から順に必要なだけ生成する構文解析手法を提案する. 文脈自由文法形式の費用付き構文規則が与えられたとき, 規則に従って生成されうる各部分構造について, その構造に相当する現在状態からその構造を構成要素として持つ全体構造に相当する目標状態までの費用を, 構文解析に先立って, A法の最適性条件を満たすように推定しておく. 従って, 構文解析では, 競合する構造のうちその生成費用と推定費用の和が最も小さいものから優先的に処理していくと, 生成費用の最も小さい全体構造が必ず得られる. また, るので, 優先すべき構造をきめ細かく指定でき, 優先したい構造の変更も規則の費用を変更するだけで容易に行なえる. 費用付き構文規則は, 記述力の点で, 確率文脈自由文法規則の拡張とみなすことができる.
  
SAT変換に基づく制約ソルバーとその性能評価
4_183-4_196
本論文では,SAT変換に基づく制約ソルバーであるSugarの概要とその性能評価結果について述べる.Sugarは,制約充足問題(CSP),制約最適化問題(COP)および最大制約充足問題(Max-CSP)を,命題論理の充足可能性判定問題(SAT問題) に変換し,MiniSat等の高速なSATソルバーを用いて求解を行うシステムである.SAT変換には,order encodingと名付けた新しい方法を用いており,従来広く用いられているdirect encodingやsupport encodingよりも,多くの問題に対して高速な求解が可能である.本論文では,order encodingの説明を含めたSugarの概要について述べた後,2008年に開催された第3回国際CSPソルバー競技会およびMax-CSPソルバー競技会での結果を基にSugarの性能評価結果を報告する.なお,Sugarは同競技会の10部門のうち4部門で第1位となった.
  
アルカリフロント下流におけるポリケイ酸析出範囲の試算
C50
処分場建設に必要となるセメント系材料により高アルカリ領域が処分場周辺に広 がる。このアルカリフロントでは急激なpHの変化により、ポリ(コロイド状)ケ イ酸の生成し、その下流において固相表面に析出することが知られている。本研 究では、これまでの析出実験の速度定数を基に、JAEAの計算コードCOLFRAC-MRL により、ポリケイ酸により変質される空間的な範囲を試算した。その結果、ポリ ケイ酸の析出は、フロントから下流数十m範囲内にあり、核種移行への影響は十 分に制限されることが明らかになった。
  
I45
地層処分場の建設に必要なセメント系材料に起因する過飽和のケイ酸の生成およびその析出挙動は、固相表面の変質を知る上で重要である。従来の研究では5mM以下の比較的低いケイ酸の過飽和濃度においても1 mMのCaイオンの存在によりコロイド状ケイ酸および固相へのCSHゲルの析出を確認している。また、10 mM以上のCaイオンが存在する場合、過飽和ケイ酸はCaイオンを伴う架橋構造により直ちに析出することが分かっている。 本研究では1 mM以下の比較的低い濃度のCaイオンと共存するコロイド状ケイ酸の粒径分布とゼータ電位を測定した。その結果、コロイド状ケイ酸の粒径が時間経過によって2nm程度から64nm程度に大きくなり、また同時にゼータ電位の絶対値が小さくなることが分かった。これは、Caイオンが、CSHゲルを固相表面に生成させるのみならず、コロイド状ケイ酸の成長にも関与することを示唆する。
  
Caイオンおよび固相共存下における初期過飽和濃度5 mM以下のケイ酸の動的挙動
L43
放射性廃棄物地層処分場の建設に必要なセメント系材料と地下水が長期にわたり接触することで高アルカリプルームが生じる。現在、それに溶出するケイ酸の挙動が天然バリアに与える影響について更なる知見の蓄積が求められている。 従来の研究によると、ケイ酸の初期過飽和濃度が5 mM以下ではコロイド状ケイ酸の存在が観測できなくなり、水溶性ケイ酸がケイ酸の析出挙動を支配するようになると考えられている。 本研究ではより実環境に近い条件であるCaイオン共存下においてケイ酸が非晶質シリカ表面に析出する速度を求めた。その結果、Caイオンが共存する場合は、比較的低い初期過飽和濃度においてもコロイド状ケイ酸が生成し、ケイ酸の析出速度を支配することが分かった。
  
1_98-1_103
本論文では,著者らの開発した線形論理型言語コンパイラ処理系のLLPを用いて,古典命題線形論理の論理式の証明探索を行うシステムLL2LLPについて述べる.本システムは,古典命題線形論理式を直観主義線形論理式に変換し,さらにLLPコンパイラを用いてLLP抽象機械命令にコンパイルしたのち実行することで高速な証明探索を実現している点に特徴がある.いくつかの線形論理式に対して,既存の線形論理定理証明システムと性能を比較した所,ほとんどの問題でより良い結果が得られた.
  
PrologからJavaへのトランスレータ処理系とその応用
3_75-3_86
本論文では,PrologからJavaへのトランスレータ処理系Prolog Cafeについて述べる.本システムでは,Prologプログラムは,WAMを介して,Javaプログラムに変換され,既存のJava処理系を用いてコンパイル・実行される.つまりProlog Cafeでは,項,述語などPrologの構成要素のすべてがJavaに変換される.このため,Prolog CafeはJavaとの連携,拡張性に優れたProlog処理系となっている.Prolog Cafeはマルチスレッドによる並列実行をサポートしており,スレッド間の通信は共有Javaオブジェクトにより実現される.また任意のJavaオブジェクトをPrologの項として取り扱う機能を有しており,Prologからメソッド呼び出し,フィールドへのアクセスも行える.最後にProlog Cafeの応用として,複数SATソルバの並列実行システムMultisatについて述べる.
  
PrologからJavaへのトランスレータ処理系とその応用
3B-2
本発表では,著者らの開発したPrologからJavaへのトランスレータ処理系Prolog Cafeについて述べる.本システムでは,PrologプログラムはJavaプログラムに変換され,既存のJava実行環境を用いてコンパイル・実行される.Prolog Cafeは,開発言語であるJavaと強く結び付いたProlog処理系であり,Javaの豊富なクラスライブラリを簡単に取り込むことができる.またPrologとJava間の双方向通信,マルチスレッドによる複数ゴールの並行実行なども可能である.本発表では,Prolog Cafeの応用として,SATソルバの並列実行システムMultisatを紹介する.