(ｵ ﾝ ﾗ ｲ ﾝ)ISSN 2432-1036(冊子版)ISSN 0286-116X

都城工業高等専門学校

研

究

報

第 54 号

令和２年１月

告

目

次

研究論文編

○Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator････････中村博文・渕田孝康･･････ 1○興奮性および抑制性シナプスのSTDP学習に関する一考察･･････････････････････････････小森雅和･･････10○LIX84-I固定化イオン液体ゲル微粒子によるCu(II)抽出特性････････清山史朗・塩盛弘一郎・武井孝行・吉田昌弘･･････19○タイの知的財産権をめぐる現状････････････････････････････････････････････････････吉井千周･･････25

教育論文編○実験スキル評価シートを利用した電気情報工学実験の改善
その1．電子回路実験･･･････････････････白濵正尋･･････32**************************************************************************************************

研 究 論 文 編

第 54 号

Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator－1－

Usages of Macro of C Programming Language
such as Prefix Style Operator

Hirofumi NAKAMURA1 and Takayasu FUCHIDA2(Accepted October 1, 2019)

Abstract Language processors of C programming language and C++ programming language have preprocess functions for the compilation. One of the preprocess functions, called “macro,” can do replacementalphanumeric names and their arguments to defined strings and the arguments in the source code. This
paper shows that the instructions of execution controls of statements and expressions can be expressed suchas prefix style operators using macros in certain situations of source code writen in C or C++ programming language. Specifically, (1): iteration controls and (2): execution/non-execution controls are described.
(1) leads to describing concise and easy-to-understand code by appropriately naming macros. (2) leads toreductions in keyboard operations related to trial and error. Furthermore, unlike commenting, since thecompilation check is also done on non-executing parts on (2), there is a possibility to notice early that the
non-executable part needs to be modified.
Keywords [C programming language, C++ programming language, Preprocessor, Macro, Prefix styleoperator]

1

Introduction

contribute for (a) and (b).
1)

Language processors of C programming language(hereinafter briefly called C and including C++ programming language2) , hereinafter briefly called C++,
which has upper compatibility with C) have preprocess functions for the compilation. One of the preprocess functions, called “macro,” can do replacement(called macro expansion) alphanumeric strings (called
macro names) and their arguments to defined strings
and the arguments in the source code (hereinafter called“code”). Each defined replacement which has alphanumeric name and replacement rule is also usually called
macro.
Using macros bring (a): partial omission in code
description3, 4) , (b): syntax abstraction5) and (c):omission of overhead of function call3, 6) . In this paper, we propose several examples of eﬀective macro uses

Specifically, in section 2, we show examples so thatmacros with meaningful names can briefly describe instruction of repetitive control in a code such as prefix
style operator (hereinafter briefly called “operator”).
Furthermore, in section 3, we show examples sothat macros can briefly describe the instructions ofexecution/non-execution control in the code on the trial
and error or debugging during a program development.
We compare our method with existing similar usesof macros in Ref. 7) and the Linux code8) etc. in both
sections.
2
2.1

Instruction of iteration such as operator
Concrete examples

There are cases where the instructions of iterations
can be written such as operators.

1 General Education Division, National Institute of Technology(KOSEN), Miyakonojo College
2 Graduate School of Science and Engineering, National University Corporation Kagoshima University

－2－

中村博文・渕田孝康

At first, we show application examples to the following code†1 by the sweeping-out method for a inverse
matrix.
for(i=0; i<N; i++)for(j=0; j<N; j++)inv[i][j] = ((i==j) ? 1.0 : 0.0);
for(i=0; i<N; i++){w = 1.0/a[i][i];for(j=i+1; j<N; j++) a[i][j] *= w;
for(j=0; j<N; j++) inv[i][j] *= w;
for(j=0; j<N; j++){if(i!=j){w = a[j][i];for(k=i+1; k<N; k++)a[j][k] -= a[i][k]*w;
for(k=0; k<N; k++)inv[j][k] -= inv[i][k]*w;}/* if */}/* j */}/* i */

都城工業高等専門学校研究報告

Fi Fj inv[i][j] = ((i==j) ? 1.0 : 0.0);
Fi{
w = 1.0/a[i][i];for(j=i+1; j<N; j++) a[i][j] *= w;
Fj inv[i][j] *= w;
Fj{
if(i!=j){w = a[j][i];for(k=i+1; k<N; k++)a[j][k] -= a[i][k]*w;
Fk inv[j][k] -= inv[i][k]*w;}/* if */}/* Fj */}/* Fi */Whether or not to define macros used fewer times isarbitrary. However, if you define further macro such as#define

Fij

Fi Fj

For this code, if you define†2 macros such as#define#define#define#defineF(v) for(v=0; v<N; v++)
Fi F(i)Fj F(j)Fk F(k)with Fi and Fj , the beginning of the code is also possible to describe as follows, where naming of macrosand how to put spaces and line breaks in the code arearbitrary.

Fij inv[i][j] = ((i==j) ? 1.0 : 0.0);
with F in common or#define#define#defineFi
Fj
Fk

for(i=0; i<N; i++)for(j=0; j<N; j++)for(k=0; k<N; k++)with no other common macro, the code can be
described†3 as follows†4 .

In the above examples, a character F reminiscent of“For each” is used in F and Fi etc.
Instead of F portion of the macro name Fi etc., using A reminiscent of “All” or E reminiscent of “Each” isarbitrary, for exmaple A, Ai, Aj and Aij.
Compared to using only F(…), using Fi and Fj etc.
is more concise. However, using F(…) is also arbitrary.
When iterations whose final values of individual control valuables are diﬀerent are used, for example, if M

†1 For example, we assume #define N 100 , double a[N][N], inv[N][N], w; and int i,j,k; .
†2 Where, to define control variables or not in iteration statements is arbitrary.
†3 For your information, if you define a macro that can describe array a[i][i] such as a(i,j) or aij (fot examples, by with #definea(i,j) a[i][j] or #define aij a[i][j] ), the code will be more concise and closer to the mathematical expression. Further more,when you want to check the ranges of array index’s values on debugging, you can finish by only one place modification in the macro definition such as #define a(i,j) a[ (0<=(i)&&(i)<MAX)?(i):printf( ax:%d\n ,(i)) ][…] instead of writing same strings throughout
the code.
†4 Specific examples of the proposed methods are written in the blue square frames.

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Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator

times repetition is also used, some macros defined suchas#define#define#define#define#defineFvV(v,V) for(v=0; v<V; v++)
FiN FvV(i,N)
FjN FvV(j,N)
FiM FvV(i,M)
FjM FvV(j,M)－3－When multiple linear lists (in general, similar plural
data structures) are used, it is arbitrary to selectively
use macros named with strings of the parts of each list’sname. In particular, for the data whose repeat structures are same, it is arbitrary using a common macroso that each data name is specified as an argument of
the common macro as follows.

#define Trace(data, v) \for(v=data##HEAD; v!=NULL; \v=data[v].next)#define Tp(diff) Trace(list##diff, p)or#define#define#define#define#defineAvV(v,V) for(v=0; v<V; v++)AiN AvV(i,N)
AjN AvV(j,N)
AiM AvV(i,M)
AjM AvV(j,M)

can be used. The macro names of here, such as AiN, areexamples of namings reminiscent of universal quantifier
such as ∀ i ∈ {k 0 ≤ k < N, k ∈ N}.
The following example is the tracing of a linear list.
If you define macros such as†5

#define Trace(data, v) \for(v=data##HEAD; v!=NULL;
v=v->next)#define Tp Trace(list, p)\

or a macro such as#define Tp \for(p=listHEAD; p!=NULL; p=p->next)

by combining, the trace of the list can be described withTp as follows.

sum=0;

It can be used as follows.

sum1=0;sum2=0;Tp(1) sum1 += list1[p].value;
Tp(2) sum2 += list2[p].value;

As described above, you can write instructions of
iterations such as prefix style operators when you usually write iterations with “for” or “while” statements.
When the same or similar repetitive control appears
many times, the advantage of simplifying the description increases. In addition, there is also an advantage
of macros that it may be possible to make a correction
at only one place, not at each place, when a common
correction is required in the code.
There is a function definition besides a macro definition as C’s function that makes it possible to write thecode parts, that appears several times in code, in theform of a name and arguments. Since the definitions ofnamed function cannot be described inside a function
definition, even when the use points of the functions arelimited to a relatively narrow range of the entire code,
the positions of the function definition may be far awayfrom the use points. This must be a big burden whenviewing the code. Because macros can be defined also
in the middle of a function definition, you can choose
the positions of the function definitions near where you
use them.

Tp sum += p->value;†5 Here, backslash at the end of the line means continuation of lines. The same applies to the following.

－4－

中村博文・渕田孝康

2.2 Existing similar examples
Macros of code part†6#define gmap_for_each_rmap(pos, head) \for (pos = (head); pos; pos = pos->next)
in the file arch\s390\include\asm\gmap.h and#define loop(n) {int _i_; \for(_i_=1;_i_<=(n);_i_ ++) {#define lend }}#define LOAD_FIXED_STATE(tbl,dev) \for (i = 0; \i < sizeof(tbl##Table##dev)/8; i++)chip->dev[tbl##Table##dev[i][0]] \= tbl##Table##dev[i][1]in the Ref. 7) used by sandwiching the object to berepeated between the front and the back. On the other
hand, the proposed description method given in 2.1
does not require posterior parts. Furthermore, sincein Ref. 7) stay in general-purpose with almost all
information instructed as arguments, the proposed description method given in 2.1 is simpler.
As examples from a large-scale C code involving a
lot of people, we looked for iteration macro definitions
using “for” or “while” statements in Linux code8) . For
examples, there exists definitions such as#define for_each_ethrxq(sge, i) \for (i = 0; i < (sge)->ethqsets; i++)in the file drivers\net\ethernet\chelsio\cxgb4\cxgb4.h,#define for_each_pci_dev(d) \while ((d = pci_get_device(PCI_ANY_ID, \PCI_ANY_ID, d)) != NULL)

3

Instruction of execution/non-execution ofcode part such as operator

In trial and error or debugging during the program
development, some code parts may become necessaryor may become unnecessary. It may be common to dothem by commenting and uncommenting.
About this, examples of instructions such as operators are given in following 3.1 and 3.2.
3.1

Instruction of execution/non-execution
for one statement
At first, we treat descriptions such as operators forcontrol of execution/non-execution of one statement.
It is often done to make comment such as
proc_a(1); /*proc_b(2);*/ proc_c(3);with /* and */. On the other hand, if you prepare amacro definition such as

in the file include\linux\pci.h,in the file include\linux\shdma-base.h,\in the file drivers\video\fbdev\riva\riva hw.c. Theirnames include information in not short names to makethem easier to understand in the big code. Compared tothem, we emphasize that proposed description method
such as in 2.1 is simple prefix style operator.

#define forto(i,from,to) \for(i=(from);i<=(to);i++)#define downto(i,from,to) \for(i=(from);i>=(to);i--)#define shdma_for_each_chan(c, d, i)for (i = 0, c = (d)->schan[0]; \i < (d)->dma_dev.chancnt; \c = (d)->schan[++i])

都城工業高等専門学校研究報告\#defineDif(0)by using “if” statement, you can write as follows†7 .

†6 The following examples are input without pares of a backslash and a line break in Ref. 7) and Ref. 8).
†7 There exists definitions of the same purpose using ternary operator in http://tricky-code.net/nicecode/code10.php (referred at 20187-11) of tricky-code.net such as #define debug and #define debug 1 ? (void)0 :. However, ternary operator can be applied toexpressions in general, but it cannot be used for statements such as “for”, “while” and compound statements enclosed in { and },causing errors.

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Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator

proc_a(1); D proc_b(2); proc_c(3);In this example, although the name of the macro isassumed to be temporarily D, naming is actually arbitrary. During a program development, when the reversal of execution and non-execution control is frequent,
the change with our method will be eﬃcient becausecharacters to change are few. Although macro namecan be more than two characters, one character is optimal.
Compared with ordinary non-execution enclosed by/* and */, macro D can non-execute one statement only
by inputting two characters such as a D and a space.
Furthermore, it is not necessary to move the input cursor to the end point of the code portion must be nonexecuted. If a compound statement enclosed by { and} is targeted, you don’t need a space before {, so you
only need to enter one character D.
The eﬀort of the undoing is also eﬃcient, i.e. removea D and a space or remove only a D, than uncommenting
which removes /* and */.
In the C ++ code, // is convenient for commenting up to the end of the line. However, if you wantto switch between executing and non-executing for one
statement in the middle of a line, not until the end of
the line, the macro such as above D is more convenient
also in the C++ code.
3.2

Instruction of execution/non-execution
for multiple statements or multiple lines
If you want to apply a macro such as D to multiple
statements in one line or in multiple lines, you can doit such as

D{
:
:
}

with D, { and }.
Inversions of executions and non-executions of thecode parts are possible by inputting or deleting thecharacter D. However, if you prepare by adding a macro#define

DD

－5－

if(1)

or a macro#defineDD

whose macro expansion is an empty string, insert stringsin each place of the code are always one character, i.e.
D. If the inversions are frequent, this method is more
beneficial. It is arbitrary whether to prepare furthermore macro such as#define

DDD

if(0)

with one more character.
To delete D s in the code may be one way for activating. However, the use of DD s has the advantage thatthe signs that it is in the process of improvement of thecode do not disappear. The macro names are arbitrary,such as D and E, X and EX†8 , D and ND, and modified
macro names with the purpose or group etc., instead of
D and DD.
When you want to activate all D s, of course, you havethe choice to modify the definition of D to

#defineDif(1)instead of deleting all D in the code. Otherwise, youhave the choice to modify the definition of D to

#defineD

which is expanded to an empty string. These complete
only one portion change in entire the code.
In the above, D and DD work such as an operator
acting on the next lump.

†8 X is chosen by an association from no good of Japanese sense, EX is chosen by an association from execute.

－6－

中村博文・渕田孝康

Since D and DD are actually realized by “if ” statements, the eﬀects of D and DD can be interrupted byinserting ; immediately after them. That is, as another way of activation, the instruction can be done by
inputting ; and making it as D;, instead of deleting D.
The notes on the way are described in 3.4.
On the controls of execution/non-execution of single
or multiple lines of a code, it is often surrounded by#if line and #endif line. For example, debug related
code parts are surrounded such as follows.
#define DEBUG_SW_xxxxx

0#if DEBUG_SW_xxxxx::#endifOn the other hand, it is conceivable to prepare amacro such as#define

DEBUG_xxxxx

if(0)#define

DEBUG_xxxxx

if(1)

or

and to rewrite with { and } as follows.

DEBUG_xxxxx {::}In this example, DEBUG xxxxx is used as the macroname. DEBUG xxxxx can be regarded as an operator
that determines execution/non-execution of the debug
related code parts.
For non-execution of unused code parts or checking
code parts, commenting or surrounding with #if 0 and#endif are often done. However, these may cause the

都城工業高等専門学校研究報告

following disadvantages. If there are changes in thedata structures etc., some reflections may be forgottenin the commented parts. And when you want to execute them suddenly at a later date, after the compilingerrors occured after the uncommenting or replacementof #if 0 to #if 1, you can notice for the first time thatthey have not been reflected. To make corrections after a long time will increase the time to remember andconfirm.
However, if they had not been commented, they
could be noticed and started correspondence with otherrelated parts at the time of the first compilation witherrors after changing the data structures etc. if notsooner. Even if execution is not done, but the compilation check is done, you will increase the possibility thatyou will notice the inconsistency as soon as possible.
The use of macros is also beneficial in this point.
3.3 Existing similar examples
There exists similar purpose code parts in Linuxcode8) such as#ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT#define tcf_exts_for_each_action(i, a,
exts)
for (i = 0; \i < TCA_ACT_MAX_PRIO && ((a) \= (exts)->actions[i]); i++)#else
#define tcf_exts_for_each_action(i, a,exts) \for (; 0; (void)(i), (void)(a), \(void)(exts))#endifin the file include\net\pkt cls.h,/* #define apic_debug(fmt,arg...)printk(KERN_WARNING fmt,##arg) */#define apic_debug(fmt, arg...) \do {} while (0)in the file arch\x86\kvm\lapic.c,#ifdef MMU_DEBUG:#define pgprintk(x...) \do { if (dbg) printk(x); } while (0)\\\第 54 号

Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator#define rmap_printk(x...) \do { if (dbg) printk(x); } while (0)#define MMU_WARN_ON(x) WARN_ON(x)#else#define pgprintk(x...) do { } while (0)#define rmap_printk(x...) do { } while (0)#define MMU_WARN_ON(x) do { } while (0)#endifin the file arch\x86\kvm\mmu.c,#ifndef CONFIG_LDM_DEBUG#define ldm_debug(...) do {} while (0)#else#define ldm_debug(f, a...) \_ldm_printk (KERN_DEBUG, __func__, \f, ##a)#endifin the file block\partitions\ldm.c,#if defined(QL_DEBUG)#define DEBUG(x)do {x;} while (0);#else#define DEBUG(x) do {} while (0);#endifin the file drivers\scsi\qla4xxx\ql4 dbg.h,#ifdef DEBUG#define pr_debug(format, ...) \fprintf(stderr, format, ## __VA_ARGS__)#else#define pr_debug(format, ...) \do {} while (0)#endifin the file tools\virtio\virtio-trace\trace-agent.h,#ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM:#define for_each_memcg_cache_index(_idx) \for ((_idx) = 0; \(_idx) < memcg_nr_cache_ids; \(_idx)++)
:
#else
:

－7－

#define for_each_memcg_cache_index(_idx) \for (; NULL; ):#endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */in the file include\linux\memcontrol.h,#ifdef DEBUG#define DBG(x...) printk(x)#else#define DBG(x...) do { } while (0)#endifin the file arch\arm\plat-iop\pci.c,#ifdef DEBUG#define ASSERT(x) \do { \
if (!(x)) { \printk(KERN_EMERG "assertion failed%s: %d: %s\n", \__FILE__, __LINE__, #x); \BUG(); \} \} while (0)#else#define ASSERT(x) do { } while (0)#endif\in the file arch\x86\kvm\ioapic.h. These macros are
not prefix style and the arguments of them will not bechecked at the compilation on a selection of their definitions.
The macros defined at the code part#ifdef DEBUG#define dprintf printf#else#define dprintf(...) do { } while (0)#endifin the file tools\power\cpupower\bench\config.h can beused only for output.
The macros definition at the code part#ifdef NDEBUG#define BUG_ON(cond) \do { if (cond) {} } while (0)－8－中村博文・渕田孝康#else#define BUG_ON(cond) assert(!(cond))#endifin the file tools\include\linux\kernel.h and#ifdef VERBOSE_DEBUG#define COH_DBG(x) ({ if (1) x; 0; })#else#define COH_DBG(x) ({ if (0) x; 0; })#endifin the file drivers\dma\coh901318.c are not prefix style.
The macros definition at the code part
static inline void activate_mm( \struct mm_struct *active_mm,
struct mm_struct *mm){
get_mmu_context(mm);set_context(mm->context, mm->pgd);}
in the file arch\m68k\include\asm\mmu context.h and#define deactivate_mm(tsk, mm) \do { } while (0)#define activate_mm(prev, next) \switch_mm(prev, next, NULL)
in the file arch\unicore32\include\asm\mmu context.h
need keyboard operations at all place the macro used
when switching because they have diﬀerent names for
execution and non-execution.
3.4 Points to be noted
When macros such as D, DD and DEBUG xxxxx areused, they may change the scope of control of “if ” syntax and “else” syntax. Even if the macro name does notinclude the string if, do not forget that “if ” statement
is used for realization.
And, if macros such as D, DD and DEBUG xxxxx are
under control of the preceding control syntax, for example “for”, “while”, “if ” and “else” statements, you
should not block their eﬀects by inserting ;.
When macros such as D and DD for execution/nonexecution control remain in the code after trial and error or debugging, it should be noted that the code is

都城工業高等専門学校研究報告

not usually said to be a “beautiful code.”
In scenes where you want to make executable programs smaller, such as in product versions, keep in mind
whether the suppression of compiler’s dead code generation for if(0) is default or explicit setting.
4

Conclusions

We proposed that (1): iteration instructions and (2):code part’s execution/non-execution instructions canbe described as prefix style operators using the macroof C programming language and C++ programming
language.
(1) leads to describing concise and easy-tounderstand code by appropriately naming macros. (2)leads to reductions in keyboard operations related totrial and error. Furthermore, unlike commenting, since
the compilation check is also done on non-executing
parts on (2), there is a possibility to notice early thatthe non-executable part needs to be modified.
Although these are eﬀective methods, applicablescenes do not always exist, and they are hard to be
used when they do not match the choosy, the customs
or the styles of individual program creators.
This paper is based on the conference presentation at
the 81st National Convention of Information Processing
Society of Japan9) .
References

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Ishida, H.: プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 C (original title is“The C Programming Language”), Kyoritsu Shuppan(1989), (in Japanese).
2) Stroustrup, B., Translated by Nagao, T.: プ ロ グ ラ
ミ ン グ 言 語 C++(original title is “The C++ Programming Language”), ASCII(1998), (in Japanese).
3) Tokawa, H.: ザ・C(meaning “the C”) 2nd edition 9th
impression, SAIENSU-SHA(2004), (in Japanese).
4) Mukuda, M.: は じ め て の C (meaning “C for the
first time”) 4th edition, 7th impression, GijutsuHyohron(2005), (in Japanese).
5) Kernighan, B., Bentley, J. and Matsumoto, H.,
Translated by Kuno, Yo. and Kuno, Ya.: ビュー
ティフ ル コ ー ド (original title is “Beautiful Code”)
1st edition, 3rd impression, O’Reilly Japan(2008),(in Japanese).
6) Noro, H., Matsumoto, N.: Linear Algebra by C

第 54 号

Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator

Language(Japanese title is “C 言 語 に よ る 線 形計 算”) (1), Implementation of MATRIX Data
Type and Fundamental Matrix Manipulation Functions(Japanese subtitle is “行 列 の た め の デ ー タ 型の 実 現 と 基 本 的 な 行 列 操 作 関 数”), Geoinformatics, Vol.3, No.4, pp.211–217(1992), (in Japanese).
7) Hayashi, H.: C プ リ プ ロ セッサ・パ ワ ー (meaning “C preprocessor power”) 4th impression, SoftBank(1989), (in Japanese).
8) The Linux Kernel Organization: linux-5.2.11, The
Linux Kernel Archives, https://www.kernel.org/(referenced at 2019-8-29).
9) 中 村 博 文, 渕 田 孝 康: C 言 語 マ ク ロ を 前 置 型 の 作
用 素 の よ う に 使 う こ と に つ い て (meaning “Usage of the Programming Language C’s Macro suchas Prefix Operator”), 情 報 処 理 学 会 第 81 回 全 国
大 会 (The 81st National Convention of Information
Processing Society of Japan), 2B-06, pp.1-161 – 1162 (March 2019), (in Japanese).

－9－

第 54 号

興奮性および抑制性シナプスの STDP 学習に関する一考察－10－

興奮性および抑制性シナプスの STDP 学習に関する一考察
小森雅和 1

A Consideration of STDP Learning of Excitatory and Inhibitory Synapse

Masakazu KOMORI1(Accepted September 11, 2019)

Abstract STDP learning is a learning method of spiking neuron model that is based on physiologicalexperiment results. Because of STDP learning is unsupervised learning method, it is thought that
control of STDP learning is difficult. In this pater, to research tendency of STDP learning, I considered
about STDP learning of excitatory and inhibitory synapse using leaky integrated and fire neuron model.
In the simulation, for the sake of simplicity, I used a neuron model that has 8 excitatory inputs and 8
inhibitoy inputs. And simple input patterns were used. In the simulation of inhibitory synapse STDP
learning, three type STDP time window function were used and considered. In the simulation of
excitatory synapse STDP learning, I used inhibitory synapses that have distribution and high frequency
inputs than excitatory inputs.
Keywords [STDP learning, Spiking neuron, Learning tendency]

１ はじめにスパイキングニューロンモデルは、さまざまなモデルが提案されているが、基本は生体における神経細胞のように入力に従い膜電位が時間変化し神経パ
ルスを出力するニューロンモデルである。実際の神経細胞に近い入出力を行うことから、スパイキング
ニューロンモデルによるネットワークモデルは、生体における情報処理により近い情報処理能力を持つモデルを構成できる可能性があることから、その工学的応用が期待される。
スパイキングニューロンモデルの学習則に Spike
Timing Dependent Plasticity(STDP)がある。STDP
は、生理学的実験結果による知見がもとになっており、入力と出力のスパイクタイミングによりシナプ
スの結合荷重の変化量が変わるタイムウィンドウ関
1 都城工業高等専門学校電気情報工学科

数に従い、結合荷重が変化する学習則である 1,2)。しかしながら、入力と出力のスパイクタイミングによる学習則であり、入力と教師信号の組が与えられ、それに基づいて学習を行う教師あり学習と異なり、教師無し学習となることから、スパイクニューロン
モデルによるネットワークモデルを学習する際の学習の傾向が予測しづらいという問題があると思われる。また、STDP はもともと興奮性シナプスにおいて発見されており、ニューロンモデルでは興奮性シナプスを対象に研究が行われてきたが、抑制性シナプスにおいても同様なシナプス可塑性が起こっているとわかってきている 3,4)。T. P. Vogels らは、
Leaky Integrated and Fire ニューロンモデル(LIFモデル)を使い、1000 のシナプス入力を興奮性シナ
プス 8 割、抑制性シナプス 2 割とし、それぞれを 8
つのグループに分け、興奮性シナプスを固定し、感Department of Electrical and Computer Engineering, National Institute of Technology,
Miyakonojo College

－11－

小森雅和

覚系の入力を模した入力を加え抑制性シナプスのみ
を STDP 学習させた時、膜電位が抑制性入力によるものと興奮性入力によるものとバランスを取るように学習が行われることを示した 5)。このことから、生体における神経回路網は興奮性シナプスと抑制性シナプスが STDP 学習により互いに作用しながら学習を行うことにより様々な機能を実現していると考えられる。特に、抑制性シナプスは神経細胞が神経パルスを発生させようとするのを抑える働きを持っていることから、神経パルスによる情報伝達を調整する重要な働きを持っていると考えられる。
STDP は、入力と出力のスパイクタイミングによる学習則であるが、実際の生体におけるシナプス可塑性では、興奮性シナプスにおいては入力パルスに
よりカルシウムイオンがシナプス内に流れ込み、シナプス内の流れ込んだカルシウムイオン濃度によってシナプスの可塑性が起こるという生理学的知見がある 6,7)。抑制性シナプスにおいても似たような性質
により可塑性が起こっていると考えられる。このよ
うなことから、イオン濃度といったものは急激に変化するものとは考えづらく 1 つの入力パルスと 1 つの出力パルスの関係のみならず複数の入力パルス列と 1 つの出力パルスもしくは複数の出力パルスによるシナプス可塑性についての関係性を考慮する必要があると思われる。
先に述べた T. P. Vogels らのシミュレーション 5)では、入力パルスと出力パルスの時間差である⊿tが正である時と負である時がほぼ対称となるようなタ
イムウィンドウ関数を用いたが、学習の際には微分方程式で表されるものを使い、入力もしくは出力のたびに関数値に値が加算されるかたちで時間変化す
るものを使っており、複数の入出力による影響が考慮されているものであった。しかしながら、興奮性シナプスの STDP 学習におけるウィンドウ関数は特定の形状を持つものがよく用いられるが、抑制性シナプスに関する STDP 学習におけるでは、生理学的実験等からさまざまな形状のウィンドウ関数が提案されている 4)。タイムウィンドウ関数の形状が異なる場合においても、興奮性入力に対してバランスをとるように学習が行われるのかについてはよくわ
かっていないと思われる。
Sen Song らは、LIF モデルにおいて 1000 のシナ
プス入力を興奮性シナプス 8 割、抑制性シナプス 2
割とし、抑制性シナプスを同一の値で固定した状態
で、ランダム入力、遅れを持つ入力、入力に相関を持たせた場合の興奮性シナプスの STDP 学習について考察を行っている 1)。また、タイムウィンドウ関数は T. P. Vogels らのシミュレーションと同様に

都城工業高等専門学校研究報告

複数の入出力による影響が考慮されているものであった。
しかしながら、抑制性シナプスは同一の値で、分布を持つものについては触れられていなかった。
興奮性、抑制性シナプス双方を学習させた場合、抑制性シナプスもいろいろな分布を持つことから、同一の値ではなく分布を持った場合の興奮性シナプスの変化についても知る必要があると思われる。
T. P. Vogels らや Sen Song らのシミュレーション1,5)では、入力数 1000 と入力数が多いものとなっていた。入力数が多い場合、神経細胞の自立発火を模したランダム入力により、平均の膜電位が静止膜電位より高くなる傾向にあり、パルスを出力しやすくなるということがある。このことから、入力数が少なくても T. P. Vogels らのシミュレーションのように抑制性入力が興奮性入力にバランスをとるように学習が行われるかについても確認する必要があると思われる。また、学習の傾向について調べるには対象をより単純化したほうがよいと思われる。
そこで、本論文では、学習の傾向を調べるために、入力数を減らした LIF モデルでの興奮性、抑制性シナプスの STDP 学習のシミュレーションを行い、考察を行った。具体的には、まず、入力数の違いによる膜電位変化の違いについてシミュレーションを行い、考察を行った。次に、興奮性シナプスの結合荷重を固定した状態で、T. P. Vogels らのシミュレーシ
ョンのように抑制性入力が興奮性入力にバランスをとるように学習が行われるかについて確認をし、興奮性の STDP 学習に用いられるタイムウィンドウ関数とその左右を反転したものを用いた場合のシミュレーションを行い、考察を行った。
興奮性の STDP
学習のシミュレーションについては、抑制性シナプ
スの結合荷重に分布を持たせた状態で固定し、シミュレーションを行い、考察を行った。
２ シミュレーションモデル
ここでは、本論文で用いた LIF モデルおよび
STDP 学習について述べる。
LIF モデルについては、
T. P. Vogels らのシミュレーション 5)と同様のものを用いた。興奮性シナプスの STDP 学習については、
Sen Song らのシミュレーション 1)を参考に、よく用いられるウィンドウ関数を微分系にしたものを用いることとした。抑制性シナプスの STDP 学習については、興奮性の STDP 学習に用いられるタイムウィ
ンドウ関数とその左右を反転したものを用いた場合のシミュレーションでは、興奮性シナプスの STDP
学習と同様の手法を用い、それ以外は T. P. Vogels ら
5)のシミュレーション と同様のものを用いた。

第 54 号

興奮性および抑制性シナプスの STDP 学習に関する一考察－12－

２.１ ニューロンモデル
以下に LIF モデルの膜電位の式を示す。
𝑑𝑣 𝑡
𝑉
𝑣 𝑡
𝑔 𝑉
𝑣 t
τ
𝑑𝑡
𝑔 𝑉

𝑣 𝑡

(1)

𝐼

ここで、τは膜電位の時定数、𝑣 𝑡 は膜電位、𝑉は静止膜電位、𝑔 、𝑉 は興奮性入力によるコンダクタ
ンスと反転電位、𝑔 、𝑉 は抑制性入力によるコンダ
は漏れコンダクタンス、
クタンスと反転電位、𝑔𝐼 はバイアス電流である。ニューロンの出力は以下に示すように膜電位が閾値𝜃を越えたときにパルスを出力し、膜電位が静止膜電位に戻るものとなって
いる。
1 𝑣 𝑡
𝜃 →𝑣 𝑡
𝑉
(2)
o t
0 𝑣 𝑡
𝜃
興奮性、
抑制性コンダクタンスは入力により変化し、以下の式によって決定される。
⊿𝑔
(3)
𝑔 →𝑔
⊿𝑔
(4)
𝑔 →𝑔
⊿𝑔

𝑔 ∑ 𝑊 𝑥

(5)⊿𝑔𝑔 ∑ 𝑊 𝑥(6)

ここで、𝑔 、𝑔 は興奮性、抑制性のコンダクタンス
係数、𝑊 、𝑊 は興奮性、抑制性の結合荷重、𝑥 は入力である。学習の際には、結合荷重𝑊 、𝑊 に対して行われることになる。また、興奮性、抑制性コン
ダクタンスは以下に示すように時間変化し、入力がない状態が続くと 0 に収束するようになっている。
𝜏

𝑔

(7)

𝜏

𝑔

(8)

ここで、𝜏 、𝜏 は興奮性、抑制性コンダクタンスの時定数である。
２.２ 学習則
２.２.１ 抑制性シナプス
抑制性の結合荷重の STDP 学習は以下の式によって行われる。
𝜂⊿𝑊
⊿𝑡
0
(9)
𝑊 →𝑊
𝑊 →𝑊

𝜂 ⊿𝑊

𝛼

⊿𝑡

0

(10)

𝑡
𝑡
であり、𝑡
はニューロ
ここで、⊿𝑡はj番目の入力にパンがパルスを出力した時刻、𝑡
ルスがきた時刻を表す。⊿𝑊 は、入力および出力の1されるものとなっており、次たびに⊿𝑊 → ⊿𝑊の式で示されるタイムウィンドウ関数をあらわす微(a) Inhibitory(b) Excitatory
Fig.1 STDP time window function
分方程式によって変化する。
𝜏

⊿

(11)

⊿𝑊

ただし、⊿𝑊 は、⊿𝑡0についてはそれぞれの入力
0については入力に関係なく 1 つで計算され、⊿𝑡の変数によって計算される。Fig.1(a)にその形状を示す。抑制性の結合加重は学習により減少しても0とし、負にならないようにした。また、本論
𝑊
文では、タイムウィンドウ関数による学習の違いを見るために、次に述べる興奮性シナプスの学習におけるタイムウィンドウ関数(Fig.1(b))とその左右を入れ替えたものも抑制性シナプスの学習に用いた。
２.２.２ 興奮性シナプス
興奮性結合荷重の学習において、STDP 学習とタ
イムウィンドウ関数は、以下の式がよく使われる。
𝜂⊿𝑊
(12)
𝑊 →𝑊
⊿𝑊

𝐴
𝐴

⊿

exp
exp

⊿

⊿𝑡

0

⊿𝑡

0

(13)

ここで、𝐴 、𝐴 はタイムウィンドウ関数の係数であり、本論文では学習率に相当すると考える。𝜏 、
𝜏 は時定数である。Fig.1(b)にその形状を示す。式(13)は⊿𝑡 の関数になっており、入力パルス列と出力パルスの関係性を考えて、本論分では抑制性の結合荷重の STDP 学習と同様な次のような微分方程式

－13－

小森雅和

に従うように学習を行った。
𝑊 →𝑊

𝐴 ⊿𝑊

⊿𝑡

0

(14)

𝑊 →𝑊

𝐴 ⊿𝑊

⊿𝑡

0

(15)

⊿𝑊

⊿𝑡

0

(16)

⊿𝑊

⊿𝑡

0

(17)

𝜏
𝜏

⊿

⊿

ただし、興奮性の結合荷重は学習により減少しても𝑊0とし、負にならないようにした。また、抑制性結合と同様に、入力および出力のたびに⊿𝑊 →1されるものとなっている。
⊿𝑊
３ シミュレーション
ここでは、本論文で行ったシミュレーション及び、
その結果について述べる。T. P. Vogels らのシミュレーション 5)では、興奮性、抑制性入力をそれぞれ 8
つのグループに分け、興奮性は 1 グループ 100 入力、抑制性は 1 グループ 25 入力の合計 1000 入力としていたが、本論文では興奮性 8 入力、抑制性 8 入力の合計 16 入力とした。シミュレーションに用いた各パラメータを Table1 に示す。LIF モデルおよび抑制性の STDP 学習のパラメータは、T. P. Vogels
らのシミュレーションを参考にしたが、本論文では入力数が少ないことから、𝑔 、𝑔 は T. P. Vogels らのシミュレーションより大きな値に設定した。
また、神経細胞は一度パルスを出せば、一定の期間はどのような入力がきても出力しないという絶対不応期を持っており、本論文では 5[ms]とした。興奮性のSTDP 学習のパラメータに関しては、時定数𝜏 、𝜏
については、Li I. Zhang らの生理学的実験結果によるグラフを参考に決定した 8)。𝐴 、𝐴 に関しては
𝐴 𝜏 と設Sen Song らの論文 1)において𝐴 𝜏
定することによって学習が安定しやすいと記述があることからそれを参考に決定した。
次に、入力について述べる。T. P. Vogels らのシミュレーションでは、グループ単位で興奮性と抑制性でペアを作り、ポアソン過程に従う 1 秒間に 5 回のランダムな背景入力と感覚系の入力を模倣するような入力の組み合わせを加えていたが、本論文では学習の傾向を探るためにより簡単な入力とした。具体的には、シミュレーション時間は 3600[s]とし、興奮性と抑制性の入力でペアを作り、ポアソン過程に従う 1 秒間に 5 回のランダムな背景入力とランダムに選んだペアに対して、100[ms]の間、25[Hz]の入力を順に加えるようにした。T. P. Vogels ら 5)も述べてい都城工業高等専門学校研究報告
Table 1 Parameter setting of simulation
LIF neuron model
Resting potential 𝑉-60[mV]Time constant τ20[ms]
Reversal Potential 𝑉
0 [V]Reversal Potential 𝑉-80[mV]
Leak conductance 𝑔
10[nS]
Threshold 𝜃-50[mV]
Bias current 𝐼
0 [A]
14[nS]
Excitatory conductance 𝑔
8.75[nS]
Inhibitory conductance 𝑔Time constant 𝜏
5[ms]Time constant 𝜏10[ms]
STDP learning of inhibitory synapse
Time constant 𝜏20[ms]
Learning parameter α
0.2
Learning ratio η
0.0001
STDP learning of excitatory synapse
Time constant 𝜏10[ms]
Time constant 𝜏15[ms]
Parameter 𝐴
0.001
Parameter 𝐴
0.0007

るように、一般的に興奮性結合を作る神経細胞と抑制性結合を作る神経細胞は別であり、同じ系統の入力でも抑制性結合は、抑制性神経細胞を介しての入力となることから、抑制性入力は興奮性入力に対して遅延が起こることになる。そこで、本論文では、
抑制性入力を興奮性入力に対して 5[ms]の遅延をもって入力した。また、シミュレーションの際には、データを取るために、初期の 0～4.8[s]、中盤の 900～904.8[s]、最後の 3595.2～3600[s]の間は学習を止め、1 番目のペアから順番に 100[ms]の間、25[Hz]の入力を繰り返し加えた。
興奮性と抑制性の学習を行わないほうの結合荷重
は、結合荷重に分布を持たせるために特に断らない
限り、T. P. Vogels らのシミュレーションを元に以下の式に従って決定した。
𝑊

0.3

.
|

|

𝜉

(18)

ここで、𝐾 ∈ 1,8 は入力ペアを表し、𝑃は結合荷重の分布のピークを表す。𝜉は 0, 0.1 の乱数である。本論
文では、𝑃 3とした。Fig.2 に結合荷重の例として10 回生成した際の箱ひげ図を示す。シミュレーショ
ンは、入力数の違いを見るための膜電位の変化のシ
ミュレーション以外は、試行を 10 回行い、その試
行平均について考察を行った。また、T. P. Vogels ら第 54 号

興奮性および抑制性シナプスの STDP 学習に関する一考察

Fig.2 Box-and-whisker plot of weights example(a) 1000 inputs(b) 16 inputs
Fig.3 Difference of inputs
は興奮性と抑制性がバランスをとる様子を興奮性と抑制性の入力によるシナプス電流を用いて示しているが、本論文では学習の傾向を知るために結合荷重に注目するようにした。
３.１ 入力数の違いによる膜電位変化
入力数の違いによる LIF モデルの動作の違いを見るために、入力数が 1000 の場合と 16 の場合の比較を行った。興奮性の結合荷重は式(18)に従い生成し、抑制性の結合荷重は[0,0.2]のランダムな値とした。入力数が 1000 の場合については、𝑔 、𝑔 はそれぞれ T. P. Vogels らのシミュレーションと同じ、
140[pS]、350[pS]とした 5)。Fig.3 にそのシミュレー
ション結果を示す。Fig.3 で、膜電位が-50[mV]に達しているところは、LIF モデルが出力パルスを出し－14－たことを示す。結果を見てわかるように入力数により膜電位変化に異なる傾向があることがわかった。
入力数が 1000 の場合は、出力パルスを出していな
いところでも平均的に高い値を維持しているのに比べ、入力数が 16 の場合は平均的に膜電位が低い値となっている。膜電位が静止膜電位より高い値をとるのは、背景入力による影響であり、1000 入力についてはコンダクタンスが低いとはいえ、ランダムに多数の入力があることにより高い状態を維持していると考えられる。このことにより、ちょっとした入力に対してもニューロンが反応しやすくなっていると考えられる。一方、入力数が 16 の場合はコンダクタンスが 1000 入力の場合より高いことにより、平均的な膜電位が低くなっており、出力パルスの数が少なくなっているが、入力に対して反応しやすくなっていると考えられる。この結果から、STDP 学
習は入力と出力のパルスの時間差によって学習が行われることから、入力数が少なくても問題ないと考えられる。
３.２ 抑制性シナプスの STPD 学習
まず、興奮性結合荷重を固定して、入力数が少ない場合でも抑制性結合荷重が興奮性とバランスをとるように学習が行われるかどうかのシミュレーショ
ンを行った。抑制性結合荷重の初期値は[0,0.2]のランダムな値とし、タイムウィンドウ関数は Fig.1(a)のものを用いた。
そのシミュレーション結果を Fig.4に示す。Fig.4(a)はシミュレーションの終了時の抑制性結合荷重の箱ひげ図であり、Fig.2 と比較してわかるように、学習によって興奮性結合荷重と同様な形状になっており、興奮性入力とバランスをとる
ように学習が進んでいることがわかる。先に述べた
ように、T. P. Vogels ら 5)は興奮性と抑制性がバラン
スをとる様子を興奮性と抑制性の入力によるシナプ
ス電流を用いて示しているが、シナプス電流は入力におけるコンダクタンスと結合荷重によって決まる
ことから、結合荷重でもバランスをとるように学習が行われることの確認が取れると考えられる。
また、
Fig.4(a)は 10 回の試行回数による箱ひげ図であり、結果のばらつきも少なくなっていることが見てとれる。Fig.4(b)、(c)は、ビン幅 10[ms]としたときの平均 Inter-Spike-Interval(ISI)ヒストグラムである。
Fig.4(b)はシミュレーションの初期で、Fig.4(c)は最後のものである。シミュレーションの初期では、興奮性結合荷重の値が高い 3 番目の入力に 25[Hz]の
一定間隔の入力が来た際によく反応するため、
25[Hz]の周期 40[ms]のあたりの値が高くなっているが、最後には抑制性結合荷重が興奮性結合荷重に

－15－

小森雅和

(a) Inhibitory weights after simulation(b) ISI histogram (t=0～4.8[s])(c) ISI histogram (t=3595.2～3600[s])Fig.4 Simulation result of inhibitory learning
対してバランスをとるように学習が行われていることから値が小さくなっていることがわかる。また、3 番目の結合荷重以外も初期値より、高くなってい
ることもあり、40[ms]以外のところも値が低くなっており、学習により興奮性結合荷重の分布に従った
入力によく反応するようになるということが見てとれると思われる。
次に、タイムウィンドウ関数を Fig.1(b)の興奮性のものに変更してシミュレーションを行った。結果
としては、抑制性入力が遅延をもって入力していることと、タイムウィンドウ関数の形状からもわかる
ように、結合荷重はシミュレーションの初期から減少する方向に学習が進み、最終的には平均して、0.005 より小さな値となった。特に、3 番目の結合荷
重は、興奮性結合荷重が高いことからほぼ 0 となった。STDP 学習は、入力と出力のパルスタイミング

都城工業高等専門学校研究報告

Fig.5 Inhibitory weights after simulation using
Flip horizontal of excitatory time windowfunctionに依存して学習が行われることから、抑制性入力のみ入力頻度を高くすれば 1 つ目の出力パルスの次の出力パルスに対してはタイミング差が正となるのではないかと思い、シミュレーションを行ったが、傾向は変わらなかった。これは、抑制性入力頻度が高いことにより出力が出にくくなったのと、出力パル
スに近い入力の影響が強かったためかと思われる。
そこで、出力パルスは膜電位変化の結果であり、入力と同時に出力されるものではないことから、入力頻度を元の値に設定して、抑制性入力の遅延を
0[ms]にしてシミュレーションを行ったところ、Fig.4(a)のような形状の結果が得られた。しかしながら、3 番目の結合荷重の平均値が 2.0 付近となり、その他の結合荷重の平均値は 0.5 以下と 3 番目の結合荷重の値との差が大きくなった。これは、Fig.1(a)と(b)を比較した際、(a)の 0 付近の負側の値が、(b)の 0 付近の正側の値より若干小さいためだと思われる。
次に、Fig.1(b)の興奮性のタイムウィンドウ関数の左右を入れ替えたものを使ってシミュレーションを行った。その結果を Fig.5 に示す。結果としては、
Fig.4(a)と同様な傾向が得られたが、全体的に結合荷重の値が大きなものとなってしまった。これは、Fig.4(a)のシミュレーションに比べて学習による結合荷重の修正量が大きいことによるものと思われる。
抑制性入力が遅延を持たしたかたちで入力を加えていることから、入力と出力時間差が負となり学習の進行の傾向としては、Fig.4(a)と同様の傾向がみられた。しかしながら、1 回の結合荷重の修正における修正量によって結合荷重の値に差が出ることから、パラメータの調整が重要であるということがわかった。
これまでの結果と STDP 学習の式よりわかるよ
うに、STDP 学習は入力と出力のパルスタイミングの差によってのみ結合荷重を修正することから、結第 54 号

興奮性および抑制性シナプスの STDP 学習に関する一考察

合荷重の修正が増加もしくは減少の一方に傾くと際限なく修正されてしまう。ある一定のところで、増加と減少のバランスがとれるようになれば良いが、様々な入力と出力となる状況で STDP による学習が行われることを考えるとそれはあまり期待できな
いかと思われる。抑制性に関しては結合荷重が増加すると出力パルスが出づらい状況になるので、ある程度は増加が抑制されるとは思われるが、完全に増加が止まる状況にはならないと思われる。このことから何らかの制約が必要かと思われる。
また、興奮性のタイムウィンドウ関数で遅延を0[ms]としたシミュレーションでは、抑制性の遅延の影響が大きいということがわかった。本論文のシミュレーションでは、入力は一定周期の決まった間
隔の入力であった。実際の生体における神経細胞は
1 つ 1 つ個体差があると考えられ、その神経細胞の周りの神経細胞の様々な影響も受けると考えられ、入力側の神経細胞のパルスにばらつきがあると考えられる。T. P. Vogels らのシミュレーション 5)でも、背景入力以外の入力もポアソン過程に従った入力としていたことから、興奮性のタイムウィンドウ関数を使った場合についても一定周期の入力ではなく、周期にばらつきがある入力を加えた場合についても考察する必要があると思われる。
３.３ 興奮性シナプスの STPD 学習
ここでは、抑制性の結合荷重を固定した状態で、興奮性シナプスの STDP 学習を行った結果について述べる。先にも述べたように、Sen Song ら 1)は抑制性結合を、分布を持たないかたちの一定の値でシミュレーションを行ったが、本論文では抑制性シナ
プスのシミュレーションの時と同様に、抑制性シナプスの結合荷重は式(18)に従った分布を持たせた値を用いた。
STDP 学習は出力が出ないと学習が起こらないことから、興奮性の初期の結合荷重は、抑制性より高い値である0.3
0, 0.2 のランダムなどの様々な初期値でシミュレーションを行った。興奮性の STDP
学習においては、結合荷重の初期値に対してかなり敏感な結果となってしまった。同じ設定条件でも、結合荷重が極端に大きくなる場合やまったく学習が起こらない時があった。これは、ランダムに設定される結合荷重の初期値と入力もランダムに決定されることによる影響かと考えられる。また、一度出力パルスが出始めると一気に学習が進むと考えられ、かなり入力状況に対しても敏感であると思われる。
Sen Song らのシミュレーション 1)では、興奮性結合
荷重は上限値を決めてシミュレーションを行ってお－16－(a) Excitatory weights after simulation(b) PSTH(t=900～904.8 [s])(c) PSTH(t=3595.2～3600[s])Fig.6 Simulation result of excitatory learning
り、Sen Song らのシミュレーションにおいても、学習後の値は上限値付近もしくは 0 付近になるという結果がほとんどであった。しかしながら、生体においては、特定の入力パターンに対して選択性を持つ神経細胞が形成されることから、このような結果は好ましくないと思われる。
Eugene M. Izhikevich は、複数の皮質神経細胞の出力パルス列を再現できるモデルを提案したが、抑制性神経細胞の出力パルス列は興奮性神経細胞よりも高いパルス頻度であった 9)。そこで、抑制性入力
のみ入力頻度を高く設定して出力パルスを抑えることができないかと考え、抑制性入力の入力頻度を150[Hz]として、結合荷重の初期値を 0.32 の一定値に設定してシミュレーションを行った。そのシミュ
レーション結果を Fig.6(a)に示す。シミュレーショ
ン結果を見てわかるように、抑制性の入力頻度を高

－17－

小森雅和

Fig.7 Difference of ⊿W between 25[Hz] and150[Hz] input
く設定しても、結合荷重のばらつきが大きく、高い
値も出ている結果となってしまった。ばらつきが大きくなっているが、3 番目の結合荷重についてはその他のものに比べて小さくなる傾向がみられた。このことから、抑制性結合荷重のピークを避けるように学習が進むように見られる。抑制性結合荷重が高い場合、そこだけ他に比べて、出力パルスが出にく
くなり、結合荷重の増加が抑えられるためと思われる。Fig.6(b)(c)は、t=900～904.8 [s]の時と t=3595.2～3600[s]の時のビン幅 10[ms]の Peri-StimulusTime Histogram (PSTH)である。ヒストグラムを見てわかるように、シミュレーションの中盤ではほとんど出力パルスが出ていないが、最後にはかなりの
出力パルスが頻繁に出ていることがわかる。このことからも興奮性の STDP 学習はかなり制御するのが難しいことがわかる。
抑制性入力の入力頻度を高くすることにより、ある程度制御できるように思われるが、興奮性と抑制性の学習を同時に行った場合、入力頻度が高くなる
ことから、抑制性の結合荷重の修正量がかなり大きくなってしまう。入力頻度が 25[Hz]と 150[Hz]の連続パルスが入力された場合の例を Fig.7 に示す。
Fig.7 を見てわかるように、約 3 倍ほどの開きがあることがわかる。
これは興奮性の場合も同様である。
はじめにでも述べたように、生体におけるシナプス
可塑性はイオン濃度が関係していると考えられることから、入力頻度により修正量が変わることはこのことを表していると考えられるが、実際の生体内では、イオン濃度については限界値があると考えられ、
興奮性、抑制性の STDP 学習ともに、修正量の上限値などを設定する必要があるのではないかと考えられる。
４ おわりに
本論文では、
入力数が少ない LIF モデルに対して、

都城工業高等専門学校研究報告

単純な入力パターンに対する抑制性および興奮性結合荷重の STDP 学習を行った際の学習の傾向についての考察を行った。抑制性の STDP 学習では、3つのタイムウィンドウ関数についてシミュレーショ
ンを行った。T. P. Vogels らのシミュレーション 5)で用いたタイムウィンドウ関数のシミュレーションでは、入力数が少ない場合は 1000 入力の場合に比べて出力パルスがない時の平均膜電位が低くなったが、入力数が少ない場合も T. P. Vogels らのシミュレー
ションと同様な傾向がみられた。興奮性の STDP 学
習と同様のタイムウィンドウ関数を用いた場合は、抑制性入力遅延の関係から学習が進まないという傾向がみられた。興奮性の STDP 学習と同様のタイム
ウィンドウ関数の左右を入れ替えた場合のシミュレーションでは、興奮性結合荷重とバランスをとるよ
うに学習が進む傾向がみられたが、全体的に結合荷重が大きくなる傾向がみられた。
これらの結果から、同条件でシミュレーションを行った場合、タイムウ
ィンドウ関数の違いにより学習の傾向がかなり異なることがわかった。また、本論文では、背景入力以外は一定周期の入力を加えているが、実際の神経細胞の個体差を考慮したかたちで入力の周期にばらつきを持たした場合のシミュレーションについても調べる必要があると考えられる。加えて、パラメータの違いによってもかなりの差が出ることが考えられることから、これらについても調べる必要があると思われる。
興奮性の STDP 学習については、抑制性結合荷重に分布を持たせたかたちでの学習についてのシミュ
レーションを行った。結果としては、結合荷重の初期値や入力に対して学習の傾向がかなり変わる結果となってしまった。STDP 学習は入力パルスと出力パルスのタイミング差によって行われるが、興奮性の場合は一度出力パルスが出始めると急激に結合荷重の増加が起こるという結果となった。抑制性入力の入力頻度を高く設定して、出力パルスの頻度を抑えるかたちでシミュレーションを行ったが、それでもシミュレーションの終了後には、ばらつきが大きく、値も大きなものとなってしまった。抑制性結合荷重の値が高いところは、興奮性の結合荷重の値が他に比べて抑えられる傾向があった。
これらの結果から、抑制性の STDP 学習は興奮性
結合荷重とバランスをとるように学習が進み、出力を抑える効果があると考えられ、興奮性の STDP 学
習は抑制性の結合荷重が強いところを多少ではあるが避けるようして、入力によく反応するように学習すると思われる。興奮性と抑制性を同時に STDP 学
習した場合は、これらの学習傾向を合わせたかたち

第 54 号

興奮性および抑制性シナプスの STDP 学習に関する一考察

で学習が進むと考えられるが、STDP 学習の特性上、学習を続けることで結合荷重が増加し続ける可能性があることから、何らかの制約条件が必要ではないかと思われる。また、入力頻度の違いによっても結合荷重の修正量が大きく変わることから、これらについても何らかの制約条件が必要ではないかと思われる。
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第 54 号

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清山史朗・塩盛弘一郎・武井孝行・吉田昌弘

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清山史朗・塩盛弘一郎・武井孝行・吉田昌弘

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－24－

清山史朗・塩盛弘一郎・武井孝行・吉田昌弘

都城工業高等専門学校研究報告

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第 54 号

タイの知的財産権をめぐる現状－25－

タイの知的財産権をめぐる現状
吉井 千周 1

Current State of Intellectual Property Rights in Thailand

Senshu YOSHII1(Accepted October 1, 2019)

Abstract Many Japanese companies moved the production base in Southeast Asian countries. They
had advanced to Southeast Asia as the competitive labor market, but Southeast Asia itself grew up today
as a vast market and came to be placed once as a place of production where the consuming place was
the nearest.
The characteristic appears as three changes. Primarily, Southeast Asian companies have used theintellectual property right by oneself and came to develop various products. Secondly, they have come tohave the role of the watchdog about the intellectual property of the parent company of their own country
as a local corporation. Thirdly, they analyzed the other brands of the vast market and had the role of the
explorer who worked out the intellectual property strategy of the company's product.
By the reason mentioned above, the establishment of the intellectual property rights system has
become the urgent business in each Southeast Asian country, and upbringing of the human resources
who were familiar with intellectual property rights again becomes the urgent business. In this article,
the maintenance situation of the system about the Thailand intellectual property is discussed.
Keywords [Intellectual property right, ASEAN, Thailand, Creative economy]

１ はじめに現在、東南アジア諸国には多くの日本企業が進出しており、現地法人で生産を行っている。日本企業
は経済成長期、新たな労働市場を前提として東南アジアに進出した。しかし、今日では東南アジアそのものが巨大な市場として成長し、その市場に最も近い生産地として東南アジアは位置づけられるようになった。
こうした変化を受けて、現地法人と知的財産の関1 都城工業高等専門学校一般科目文科係も大きく変わってきている。かつてのように本国で取得された特許を用いて生産を行うだけでなく、①自ら商品開発を行い、特許を取得する「発明者としての現地法人」の役割を担うようになった。また②東南アジアの現地法人として本国の親会社特許が侵害されないよう「監視役としての現地法人」の役割も担い、さらに③各企業が生産を行う最前線であるばかりでなく巨大なマーケットである東南アジア
において他社製品や消費者の動向を分析し、自社製品の知財戦略を練る「調査者としての現地法人」とGeneral Education Division, National Institute of Technology, Miyakonojo College

－26－

吉井千周

しての役割も持つ。こうした理由のため、日本企業の現地法人においても知的財産権に精通した人材の育成は急務となっている。もちろん、現地企業においても知的財産権制度の整備は課題となっている。
本報告では、こうした東南アジアにおける知的財
産権制度の現状について、タイを事例として現状分析を行いたい。
２ 東南アジアにおける知的財産権制度
これまでの東南アジアの政治的結びつきは、主として 1967 年にアメリカの支援の下で東南アジアの赤化防止を目的の一つとして設立された東南アジア
諸国連合（ASEAN）を基盤としている。当初タイ、
インドネシア、シンガポール、フィリピン、マレー
シアの 5 か国で設立された ASEAN は、1984 年にブルネイ、1995 年にベトナム、1997 年にミャンマーとラオス、1999 年にカンボジアが加盟したことにより 10 カ国が加盟するアジアを代表する地域経済
統合体となっている。経済発展を続ける東南アジア
諸国は、近年になり第１次産業の比率が低下し、第２次産業と第３次産業の比率が著しく伸び、経済は発展しつつあるが、人口において他の地域経済統合体を上回るものの、GDP では欧州連合（EU）及び
北米自由貿易協定（NAFTA）を大きく下回っている［表 1］。
表 1 ASEAN の現状（2018）
東南アジア
諸国連合
ASEAN
欧州連合
EU
北米自由貿易協定
NAFTA
南米共同市場
MERCOSUR

加盟国数

人口（万人）

GDP（億 USD）

10 ヵ国

6 億 5,390

2 兆 9,690

28 ヵ国

5 億 1,321

18 兆 7,486

3 ヵ国

4 億 9,042

23 兆 4,272

6 ヵ国

3 億 459

2 兆 6,242［出典］アジア太平洋局地域政策参事官室：目でみる ASEAN 経済統計基礎資料，外務省，2019
ASEAN 諸国は、経済的な結びつきをより強固なものにすべく、2015 年に ASEAN 経済共同体（AEC）を設立するに至る。AEC のロードマップである“Roadmap for an ASEAN Community 2009-2015”に お い て 知 的 財 産 権 は 重 視 さ れ て お り 、「 B3.
Intellectual property rights （IPR）」という一節が割かれ、各国の個別的な目標ではなく AEC 全体における知的財産権への取り組み姿勢をあきらかにしている。

都城工業高等専門学校研究報告

国内法の整備はもちろん、世界市場を見越した時に知的財産権制度に関連する各種条約を批准していることが国内への工場誘致や国内企業の海外市場展開のために重要になる。そうした条約についても比較的新しい条約である特許法条約（PLT: Patent
Law Treaty）を除く、パリ条約、WTO 協定（World
Trade Organization）、特許協力条約（PCT’: Patent
Cooperation Treaty）についても AEC 加盟国ほとんどの国々で採択されている［表 2］。
表 2 ASEAN における知的財産法制度（2019）
国
日本
タイ
インドネシアシンガポール
フィリピン
マレーシア
ブルネイ
ベトナム
ミャンマー
ラオス
カンボジア
スリランカ

パリ条約
○
○
○
○
○
○
○
○
×
○
○
○

WTO 協定
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○

PCT
○
○
○
○
○
○
○
○
×
○
○
○

PLT 特許法
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×
○
×

（著者作成）
なお、これまで知的財産に関する制度が確立されていなかったミャンマーにおいても 2019 年 1 月に特許法が成立した。現段階では、パリ条約、PCT 共に未加入であるが近々加入の道が開かれるものとみられている。
３ タイにおける知的財産権制度の概要
３.１ タイの経済発展と知的財産権
ASEAN 諸国の中でもいち早く経済成長を遂げた
タイではどのような形で知的財産権制度が利用されているのか概観しよう。
タ イ 政 府 は 、 2008 年 の 国 連 貿 易 開 発 会 議（ UNCTAD）による Creative Economy Report
2008 をうけ、Creative Economy Policy を 2009 年に掲げている。タイにおける開発政策の指針となる
NESDP （ 国 家 経 済 社 会 開 発 計 画 ： National
Economy and Social Develop Plan）2012 年版にもこの政策は反映されており、多様な産業分野で創造性発揮や付加価値創造を促し、広義での知財活動に力を入れることを宣言している１）。現在タイでは全就業者の 4 割を農業が占めているが、政府は外資誘致に積極的であり、その成果もあり製造業が輸出額の 9 割をしめる工業国となっている［表 3］。
特に自動車産業の発展は目覚ましく、タクシン政第 54 号

タイの知的財産権をめぐる現状

権 下の 第 9 期 NESDP （ 2002-2006 ） にお ける“Detroit of Asia”宣言により、タイでは国を挙げて自動車産業に注力し、アジアのデトロイトとして、自動車関連企業の動きが活性化している。
自動車産業はあくまでも一例にすぎないが、近年、特に中国の経済発展に伴って賃金が上昇した中国からタイに生産拠点を移動する企業がますます増えている。先の AEC においても言及されている通り、
ASEAN への企業進出には知的財産権制度を確立し、世界標準にすることが必要とされており、実際に頻繁に知的財産権に関する政策を実施し法改正を行っている。
表 3 タイの主要品目別輸出＜通関ベース FOB>
（単位：100 万ドル、%）
自動車・同部品
コンピューター・同部
品
宝石・宝飾品
ゴム製品
エチレンポリマーなど
電子集積回路機械・同部品
化学製品
精製燃料
ゴム
合計（その他含む）

2016 年
金額
26,345
16,755

金額
27,044
18,4902017 年
構成比
1.4
7.8

伸び率
2.7
10.4

14,2486,580
7,717

12,827
10,255
8,674

5.4
4.3
3.7

△10.0
55.9
12.4

7,717
6,954
6,096
5,520
4,445
215,388

8,267
7,574
7,460
7,183
6,024
236,635

3.5
3.2
3.2
3.0
2.6
100.0

7.1
8.9
22.4
30.1
35.5
9.9

［出典］JETRO：世界貿易投資報告タイ，JETRO，
2019
３.２ タイの知的財産権関連法制度と整備の現状
タイにおける現存の知的財産権関連法制度は、19
世紀に国会図書館の書籍複製禁止法としてスタート
した著作権法を皮切りに、特許、小特許、意匠を規定する特許法（1979 年制定・施行）や、商標を規定する商標法（1930 年制定・施行）、著作物を保護する著作権法などが存在する。現在のタイでは、例えば日本同様に 2016 年 7 月にサウンドロゴといった新しい商標の導入を目指した新商標法が成立するな
ど世界標準を目指した改正が行われている。また日本同様の営業秘密法（2002 年）や半導体回路保護法（2000 年）が存在するほか、生物多様性条約への加盟（2004 年）にあたり、伝統的医薬サービス保護法（1999 年）、種苗法（2000 年）といった他の東南アジア諸国に見られない知的財産権も認められている［表４］。
タイの特許法は、日本の特許法における第 1 条と同じく、「産業上の利用可能性」を特許権の査定条件－27－として規定している。このことはタイの知財の目的をより強固なものとさせている。
また条約関係では、WIPO（世界知的所有権機関
World Intellectual Property Organization）設立条約には1989 年、パリ条約には 2008 年、PCT 条約には 2009
年にそれぞれ加盟し、最近では 2017 年 11 月 7 日にマドリッド協定（「標章の国際登録に関するマドリッ
ド協定の 1989 年 6 月 27 日にマドリッドで採択された議定書」）に加盟している。
表 4 タイと日本間の知的財産権の比較
日本で対応する知財

権利対象該当するタイの法律

特許権

発明

特許法

実用新案権

考案（小発明）

特許法

意匠権

意匠

特許法

著作権

著作物

著作権法

育成者権

植物新品種

種苗法

集積回路配置利用権

半導体レイアウト 半導体回路保護法

商標権

商標

商標法

商号権

商号

商法

営業秘密権

営業秘密

営業秘密法

タイのみに存在する知財関連法：伝統的医薬サービス保護法、地理
的表示法

［出典］
日本知的財産協会：アジアの知的財産戦略，
日本知的財産協会，2010
タイで知的財産権を管轄するのは、1992 年 5 月に商務省（Ministry of Commerce）の下に作られた
タイ商務省知的財産局（DIP：Department of Int
ectual Property）である。現在 DIP には、実体審査を行う特許審査官は約 40 名しか存在しない。これは後述するようにタイ国内からの出願が少なく、海外での審査請求を行うことが多いことと関係している。
制度面においても、タイでは弁理士（Patent
Agent）の制度が確立されており、学士取得後、DIPによる所定の研修プログラムを終えた人材を対象とした試験に合格すると弁理士登録が可能になり業務が行えるようになる。難度は弁護士試験と比較して易しいとされており、DIP 発表では 2017 年現在弁理士数は 2,192 人である。タイの弁護士が約 55,000人であることと比較するとその数の少なさが目立つ。
年間特許出願 31 万件を支える日本の弁理士（約11,000 人）とは異なり、得意分野などが不明な弁理士もタイでは多いため、現場では混乱が生じている。
そのため、後述するとおりタイに進出する外国籍企

－28－

吉井千周

業を対象として、パリ条約を用いた出願（パリルート）を用いて DIP に出願するために日本を含む海外国籍の弁理士が多く活動している。
法整備の状況だけをみると、タイの知財関連法は日本と比して決して遜色のない体制を整えている。
しかしながら、法が存在するだけでは制度としてうまく機能するわけではない。タイに限ったことではないが、ASEAN 諸国において運用面において課題が残っている。
４ タイにおける知的財産権制度の課題と展開
４.１ タイ内国人出願数の低迷
タイにおける各知的財産権の出願実績は、制度設立後から徐々に増えており、2017 年現在では特許
13,870 件、意匠 5,229 件、商標 8,641 件となっている。
表 5 2012 年度タイにおける特許出願ランキング
順位

公開件数

業種

出願人名

国籍

1

146

輸送用機器・部品

本田技研工業
株式会社

日本

2

84

研究機関

タイ国立科学
技術開発庁

タイ

3

82

家庭用品・化粧品

ユニ・チャーム 日本
株式会社

4

60

家庭用品・化粧品

ユニリーバ

オ ラ ン
ダ

5

55

研究機関

タイ科学技術
研究所

タイ

6

47

エレクトロニクス

三菱電機
株式会社

日本

7

46

化学・繊維

住友化学
株式会社

日本

8

43

家庭用品・化粧品

花王株式会社日本

939

家庭用品・化粧品

コルゲート・
パルモリーブ米国

939

エレクトロニクス

マ イ ク ロ ソ フ 米国
ト

11

38

医薬

バイエル

ドイツ

12

36

化学・繊維

BASF

ドイツ

12

36

化学・繊維

住友ゴム工業
株式会社

日本

14

34

エレクトロニクス

エレクトロ
ラックス

ス ウ ェ
ーデン

14

34

エレクトロニクス

シャープ
株式会社

日本

14

34

エレクトロニクス

パナソニック株式会社

日本

都城工業高等専門学校研究報告［出典］特許庁：特許出願動向調査報告書−マクロ調
査−，特許庁，2015
しかし、タイで出願されている特許のうち、その多くを今日では外国人出願が占め、タイ国内からの出願は全体の 33%にすぎないという状態が続いている。さらにそうした外国人特許出願のうち日本からの出願は特に多く、2015 年では 30%が日本からの出願をしめる。なお同様の現象は、タイのみならず、シンガポール、フィリピン、インドネシア、ベトナムでも同様の現象が見られる。
その結果、特許取得者の割合でもタイ国内からの特許取得数は 33%にとどまっている（外国人の詳細については未公開）。詳細について、2015 年に日本の特許庁が調べた調査結果によれば、2012 年度の公開件数上位 19 出願人の公開件数は［表 5］のとおりになっている。またこれらのほとんどがパリルートを利用して取得されており、タイ特許庁における審査制度の整備が待たれる。Creative Economy Policyを実施するタイにとっては、今後どのようにして内国人の特許出願を増やし、特許登録を増加させるかという課題が残っている。
４.２ 実体審査の長期化
タイの国内審査では、国内の指定された大学や研究機関に国内審査が委託されるか、オーストラリア
特許庁への審査委託を出願人が決定する。国内審査は審査体制の不備（国内審査委託先による査定基準が統一されていない等）が指摘されており、一方オーストラリア特許庁への審査委託は約 10 万バーツ
（約 35 万円）と高額である。またその査定にかかる期間も ASEAN 経済共同体（ミャンマーを除く）の平均が 5〜6 年であるのに対して、10 年前後と長期化している。なお日本での審査請求日から一次審査通知までの平均期間が 12.5 ヶ月であり、最終的な権利化までの通知までの期間が、平均して 18.8 ヶ月
であることを考えるとその遅さが目立つ。
そこで多国籍企業の多くは他国において特許を出願し 6 カ月後にパリルートでタイ DIP に特許出願するという戦略をとる。パリ条約では、批准国において正規の特許、実用新案、意匠、商標の出願を行った場合、特許および実用新案については 12 カ
月、意匠および商標については 6 カ月の期間中優先権を出願者に与える。この優先権期間中に他の同盟国に対して同一内容の出願を行った場合、当該他の同盟国において新規性、進歩性の判断や先使用権の発生などについて、第 1 国出願時に出願したものとして取り扱われ、外国企業にとって本国の特許を海第 54 号

タイの知的財産権をめぐる現状

外に移転する際に重要な手法として用いられている。
タイではこのパリルートを用いた特許が多い。
タイでの特許出願は外国人が多いため、特許法第27 条の規定に基づき、実体審査において修正実体審
査（MSE: Modified Substantive Examination）が採用されている。修正実体審査では、対応他国出願の審査結果等を提出することにより、実体審査を行うことなく、対応出願の特許クレームにて特許査定が得られる。タイの DIP に所属する審査官は、提出済みの他国特許公報のクレームに合わせる補正を要求し、その要求に従うことによって特許査定を得ることが可能で、他国審査結果情報が提出されない限り、出願は放置され審査は進まない。このようにパリルートで特許査定を出願する場合、通常ケースであれば他国情報の提出から 1 年～2 年で庁通知が発行され、庁通知への応答から半年～1 年程で特許査定が得られる。なおこの手法は海外企業だけではな
く、タイの大手企業でも使用されている。自国民であっても他国での特許取得を狙い、再度パリルート
を通じて、自国において特許取得するといったことが行われている。
４.３ 憲法 44 条に基づく特許審査促進措置
こうした特許査定の遅延について、DIP 及び現在のプラユット政権は以下の対応を行った。DIP のデータによれば、2016 年の段階で約 12,000 件の係属中案件があり、この滞留案件を処理していくために特別措置として、国内審査に修正実体審査制度と再審査制度の一時的導入提案がなされた。現在、タイ
特許法では第 27 条で対応国の審査結果提出義務を定めているにとどまっている注１）。だが今回の提案により特別措置として、①出願手続きから 5 年以上経過しており、②審査請求手続きが暫定憲法 44 条注
２）に基づき、特許審査促進措置発令より前に行われている特許出願について、③特別措置発令から 3 ヶ月以内に必要書類と一緒に申請（関連する費用は再度納付）することにより、④タイ特許庁が指定する国際調査機関と国際予備審査機関である特許庁（米国、欧州、日本、中国、韓国、オーストラリアのいずれか）で特許付与されているクレームと一致しているかの審査を経て特許となり、⑤（現在タイでは再審査は認められていない）この運用で付与された特許に対しては、付与から 1 年以内であれば誰でも再審査請求が可能、という内容をもつ提案が DIP よ
りなされている。
４.４ 日本特許クレームを利用した特許審査ハイウェイ（PPH）の導入－29－

また、日本国特許庁とタイ特許庁は、2014 年 1 月
1 日 か ら 特 許 審 査 ハ イ ウ ェ イ （ PPH: Patent
Prosecution Highway）制度を実施している。PPH
は企業のグローバル展開が急務となる中、海外の複数の国での特許の早期権利化を図るための制度として米国でスタートした。従来から各国においてを申請する場合、その理由を明記する必要があったがPPH ではそうしたが不必要となる。というのも他国において特許性があると判断されていることを根拠として、特許権を得るための手続き早期審査を受けることが可能になっているからである。そのため現在では、PPH に基づいて日本の特許庁で特許可能と判断された発明を有する出願について、出願人の申請により、タイ特許庁において簡易な手続で早期審査が受けられるようになっている。
PPH 導入による日系企業の恩恵として、手続きの早期審査制度を有していないタイ特許庁において早期審査を受けることができるようになった。加えて拒絶理由通知（オフィスアクション：Office Action/
Official Action）回数を減少することができ、審査期間を短縮することにも貢献している。既に日本特許庁で特許可能と示された請求項を対象とするため、拒絶理由通知の回数が減り、またそれによるコストの発生を抑えることが期待されている。また本制度については、延長が繰り返され、2019 年 12 月 31 日まで実施することに両国とも合意している。
PPH は審査着手前に行う必要があるものの、他国の審査結果を提出しなければ審査が進まないため、意図せずに PPH が利用できなくなるというおそれはない。2017 年 4 月までに、93 件の PPH を利用した出願があり、すでに特許査定されたものも存在
する（2017 年 8 月調査）。
４.５ タイにおける知的財産権教育
こうしたタイの知的財産政策において、タイ国内での知的財産人材育成が重要な位置をしめることは当然である。しかし大学教育に限って述べるとタイの国立大学 156 校の工学部において知財教育は行われていない注３）。また私立大学 43 校においては、工学部を擁する 7 校が実施しているにすぎない。タイの大学では知財教育は法学部を含む社会科学系学部
でのみ行なわれているのが実状である２）。これは日本においても重要な問題であるのだが、例えば日本の知的財産権教育は工学系に行われていると言われながらも、製品開発を行うことをもって知財教育となされ、その制度的な理解については停滞しているという現状がある注４）。同様にタイでもまたものづくりの理念は学ぶが、制度的な理解は広まっていな

－30－

吉井千周

いように考えられる。
タイ経済もまた、海外企業における製品開発と（たとえ国内で開発された発明であったとしても）海外で取得された知財をベースに発展した。東南アジアの大学は理工系において、日本国内の大学よりも世界的な大学ランキングで上位に食い込むようになり、実際に優秀な技術者を多く輩出している。タイにおいては、これまでのチュラロンコン大学やタマサート大学といった一流国立大学の他、英語のみで授業を行う国際大学アジア工科大学（AIT:Asian
Institute of Technology：1959 年設立）
、キングモン
クット工科大学ラカバン校（1960 設立）、キングモ
ンクット工科大学トンブリー校（1960 設立）といった国立工科大学が設立され、技術者が多く養成されている。これらの大学は大学世界ランキングに日本の大学よりも上位にランクインするほど高度な教
育・研究水準を保っているが、研究開発を行う理工系の人材育成ほどには知的財産権教育は根付いていないのが現状であり、こうした知財教育をめぐる状
況の中では、タイの知的財産権をめぐる環境も改善されることはないように思われる。

都城工業高等専門学校研究報告

こうした TNI の方針は多くの日系企業から高い評価を受け、就職率は 2016 年度の第 5 期卒業生 648
名のうち、約 3 分の 1 にあたる 179 名が日系企業／
日系取引企業に就職し、タイの現地日系企業を支える技術者として活躍している３）。知財教育が直接的にこの高い就職率を呼び起こしたものではないにせよ、こうした知的財産権教育を取り込むカリキュラ
ムの姿勢は高く評価できるものと考える。
めまぐるしい経済の変化、工業技術の発展の中で、知的財産法制度については法制度の不備を随時変更
する即効性が期待されている。特に知的財産権法については、法制度が使い続けられることで生じる法的安定性がある一方で、常に変わり続けることでもまた安定性が生まれる法分野である。また極めて当該国の政策、世界経済の状況が反映されやすい分野でもあるため、今後、同分野においてどのような形で法研究を進めれば良いのか、この領域における課
題は累積している。この小論が少しでも読者の興味を引き、実務家・研究者の数も不足しているこの分
野への参加を招くきっかけとなれば幸いである。
謝辞

５ おわりに
本報告ではタイの知的財産権をめぐる状況を概観し、現在の問題点を記した。
こうしたタイをめぐる知的財産の変化は決して
我々日本人にとっても無縁ではない。高等専門学校を含む高等教育機関において言及される「グローバル人材の育成」においてもその認識を改めるきっかけになる。残念ながら、もはや科学技術において日本は東南アジアをリードする存在とはいえなくなっている。分野によっては ASEAN 諸国においても後塵を拝する状況にある。そうした環境の中で、世界に通用するグローバルエンジニアの育成を重点課題に掲げ多角的な取組を行うためには、ものづくりを行える学生を育てるだけでなく、各国における知的財産権を取り扱えることのできる学生の育成もまた必要となっている。
前述したとおり、まだまだタイ国内における知的財産権教育の取り扱いは、十分ではないが、新しい兆しも見えている。タイでは 2007 年に盤谷日本人商工会議所の全面協力の下で、タイ日技術振興協会
によって泰日工業大学（Thai Nichi Institute ofTechnology：TNI）が設立された。工学部、経営学部からなる TNI では、知財の授業が必修とされており、日本式ものづくりを体系的に学び、経営における知財の位置づけを理解できるようになっている。

本研究は、特許庁・INPIT 特許情報研修館による
平成 28 年度「知的財産に関する創造力・実践力・活用力開発事業」採択課題「グローバルスタンダード化された知財教育カリキュラムの立案と実施」の助成を受けた。加えて泰日工業大学に客員准教授として赴任中に同僚の Prajak Chertchom, Patsama
Charoenpong, Tanasin Yatsungnoen の各氏に多くのコメントを頂いた。
注1）特許庁による邦訳は以下の通り。
https://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/fips/pdf/t
hailand/tokkyo.pdf
タイ特許法第 27 条
出願審査において、担当官は、出願人を召喚して質問に答えさせ又は書類その他を提出させることができる。外国で特許出願を行った出願人は，省令に定める規則及び手続きに従い、出願審査報告書を提出しなければならない。提出すべき書類が外国語である場合、および人は，その書類をタイ語の翻訳文と共に提出しなければならない。出願人が前段落に基づく担当官の指示に従わないとき、又は 90 日以内に本条第 2 段落に従って審査報告書を提出しないときは、出願人は、その出願

第 54 号

タイの知的財産権をめぐる現状を放棄したものとみなす。
長官は，必要に応じて適当と考える期間を延長することができるものとする。
2）JETRO による邦訳は以下の通り。
https://www.jetro.go.jp/ext_images/world/asia/th/business/regulations/pdf/general_2_2014.pdf
タイ暫定憲法 2014 年 第 44 条（国家平和秩序
維持団団長の絶対権限）諸分野での改革、国民の団結と和解のため、または治安維持もしくは国家安全保障、王位、国家経済、公務を破壊する行為があれば、それが王国内、王国外で生じたものであるかどうかを問わず、それを防止、制止、掃討のために必要と判断すれば、国家平和秩序維持団
団長は国家平和秩序維持団の承認をもって制圧、
もしくは何らかの行為をなす。ここにその行為が立法上、行政上、司法上の効力を有するかどうかを問わず、その命令、行為、当該命令の遵守は法律及び憲法に従ったもので、究極的なものとする（対抗できない）。ここに当該実施があった時は
速やかおよび国家立法議会議長と内閣総理大臣に報告する。
3 ） Senshu YOSHII and Tanasin Yatsungnoen:
Possibility of Intellectual Property Right
Education in Thailand, Journal of Business
Administration and Languages, 4（2） 61-65
Thai Nichi Institute of Technology, 20164）吉井千周：高等専門学校における知的財産教育の現状と課題－都城工業高等専門学校を事例として－, 都城工業高等専門学校研究報告, 43, 73-79,
都城工業高等専門学校(2009)
参考文献
1 ） National Economic and Social Development
Board:11th National Economic and Social
Development plan, Bangkok, 20122）Paul TJ James: The creative university in theThai creative economy, Research in Businessand Economics Journal, Bangkok University,
20153）Prajak Chertchom, Senshu YOSHII, Patsama
Charoenpong and Tanasin Yatsungnoen:
Developing a software tool to assess SME’s
competency in ICT adoption, Phase 1: The studyof success factor for SME’s ICT adoption, Thai
Nichi Institute of Technology, Thailand, 2016－31－

教 育 論 文 編

第54号

実験スキル評価シートを利用した電気情報工学実験の改善
その１．電子回路実験－32－

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Improvement of Experiments for Electrical and Computer Engineering using Experiment Skill Sheet
Part 1. Electronic Circuits ExperimentsMasahiro SHIRAHAMA1
(Accepted October 1, 2019)
Abstract National Institute of Technology has launched a project which developed the evaluation indicator ofexperiments. We evaluate a student’s Experiment Skill (ES) using an Experiment Skill Sheet (ES Sheet). This project iscalled the Experiment Skill Project (ES Project). The ES Project proposed a model experimental textbook and theevaluation indicator for an experiment in each Engineering Course. Our Department of Electrical and Computer
Engineering (DECE) has cooperated with the ES Project of an Electric and Electronic system. 1st, we wrote theexperimental textbook and the evaluation indicator of the ES Sheet about 2 experiments in the ES Project. 2nd, thismethod was put into effect in 6 experiments of our DECE. I rewrote the textbook and wrote the ES Sheet for our 6
experiments. 3rd, I estimated the student’s experiment skill using the ES Sheet of our experiments.
Therefore, this paper reports 1) two themes of experiments in the ES Project, 2) improvement of 6 experiments in our
DECE, and 3) the value using these ES Sheets.
Keywords [Experiment, Skill, Evaluation, Model core curriculum, Electronic circuits]㸯 ᗎㄽᅜ❧㧗➼ᑓ㛛Ꮫᰯ㸦௨ୗࠊ㧗ᑓ࡜␎ࡍࠋ㸧ᶵᵓࡢᩍ⫱ᨵ㠉᥎㐍ᮏ㒊ࡣࠊࣉࣟࢪ࢙ࢡࢺ㸦௨ୗࠊᐇ㦂ࢫ࢟ࣝ PJ ࡜␎ࡍࠋ
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Department of Electrical and Computer Engineering, National Institute of Technology, Miyakonojo College

－33－

白濵正尋

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第 54 号実験スキル評価シートを利用した電気情報工学実験の改善
その１．電子回路実験

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－34－

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実験スキル評価シートを利用した電気情報工学実験の改善
その１．電子回路実験

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第 54 号実験スキル評価シートを利用した電気情報工学実験の改善
その１．電子回路実験

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研究報告第 54 号
令和 2 年 1 月印刷
令和 2 年 1 月発行
編集兼発行者:独立行政法人国立高等専門学校機構
都城工業高等専門学校
郵便番号:885-8567
所在地:宮崎県都城市吉尾町 473 番地の 1
National Institute of Technology(KOSEN), Miyakonojo College
ADDRESS:473-1 Yoshio-cho, Miyakonojo City,
Miyazaki Prefecture, Japan 885-8567
TEL(0986)47-1109
FAX(0986)47-1111

Research Reportof
National Institute of Technology (KOSEN), Miyakonojo College
No.54
2020
Contents

Research Papers;
・Usages of Macro of C Programming Language such as Prefix Style Operator････････Hirofumi NAKAMURA and Takayasu FUCHIDA･･････ 1

・A Consideration of STDP Learning of Excitatory and Inhibitory Synapse･･Masakazu KOMORI･･････10

・Extraction of Cu(II) into the Ion Gel Particles Containing LIX84-I････････Shiro KIYOYAMA, Koichiro SHIOMORI, Takayuki TAKEI and Masahiro YOSHIDA･･････19

・Current State of Intellectual Property Rights in Thailand･････････････････････Senshu YOSHII･･････25

Educational Papers;
・Improvement of Experiments for Electrical and Computer Engineering using Experiment Skill Sheet
Part1. Electronic Circuits Experiments････････Masahiro SHIRAHAMA･･････32***********************************************************************************************