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数理最適化を用いた社会課題の解決

私の研究分野である数理最適化とは、数式で表現された制約条件の中で目的関数の値を最小(最大)となるものを見つけることです。高校生であれば、極値問題(例:4次関数の極大・極小)を解いたことがあると思います。数理最適化はこの問題をより一般的な状況に拡張したものと言えます。実際に数理最適化で扱う問題は変数の数が膨大だったり、飛び飛びの値(整数)をとったりと多種多様で、学校で扱う問題のように手計算では解けません。数理最適化は、そのような数学的問題に対して、コンピュータを使って最適解を導き出す問題解決の手法です。私の研究は様々な数理最適化問題に対して、効率的に最適解を導き出すアルゴリズムを開発することです。数理最適化の技術は身近なところで活用されています。たとえば、普段使っている地図アプリの最適経路計算は最適化問題を上手に解く工夫が内部でされているため、ほとんど一瞬で経路を導き出せます。これは単にコンピュータの高速化だけではなく、アルゴリズムの工夫によって実現しています。

社会工学類|助教

堀 篤史(ホリ アツシ)

HORI Atsushi

9 産業と技術革新の基盤をつくろう
11 住み続けられるまちづくりを
16 平和と公正をすべての人に

キーワード

数理最適化
均衡問題
オペレーションズ・リサーチ
システム最適化
ゲーム理論

担当分野・プログラム

研究区分

情報科学、情報工学
経済学、経営学
解析学、応用数学

研究テーマ

  • 2段階最適化に対する効率的解法と構築と応用
  • ナッシュ均衡問題に関連するアルゴリズムの開発と応用
  • 不確実性の下における非協力ゲームと均衡解計算手法の開発
  • 基数制約付き2段階ポートフォリオ最適化モデルに対する切除平面法
  • マルチポートフォリオにおける均衡選択アルゴリズム
  • 代替関係をもつ複数商品に対する個別価格最適化モデル
  • 交通需要を考慮したトラックの工場到着時刻間隔のスケジューリング

メッセージ

数理最適化は現状のリソースをより効率的に活用するにはどうしたら良いか?という悩みに数理的アプローチで答える手法のひとつと言えます。その応用は上述したルート検索だけではなく、勤務シフトのスケジューリング、ポートフォリオ、サプライチェーンなど枚挙にいとまがありません。また、数理最適化は近年活発に研究されている機械学習やデータサイエンスにおいても重要な役割を果たしており、現代社会を支える技術の一つです。もし、あなたが数学好き(苦手でも構いません。私も数学はとても苦手でした)で、世の中の問題解決に数学を活用してみたいと思っていたら、数理最適化を学んでみませんか?