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降水の物理・化学同時観測と気象化学モデルによるエアロゾル湿性除去機構の解明

湿性除去過程は、大気エアロゾルの沈着量と気中存在量を支配する。湿性除去過程は、雲核形成に伴う雲内除去(rainout)と雨滴との衝突併合による雲底下除去(washout)に大別されるが、通常の観測ではそれらを区別して測定することが出来ない。本研究では、rainout/washout寄与率を個別に評価するために、降水の粒径分布と化学成分を高時間分解能で測定できるディスドロメーターと酸性雨測定装置を気象研究所の露場に設置して連続観測を行った。その結果、硫黄酸化物に対してはwashoutの寄与率はどれだけ大きく見積もっても20%程度と、先行研究(観測、モデル共に50%程度)に比べて低かった。湿性除去過程は、大気エアロゾルの沈着量とその大気中の存在量を支配するにも関わらず、そのモデル再現性は極めて低い。湿性除去過程は、雲核形成に伴う雲内除去(rainout)と雨滴との衝突併合による雲底下除去(washout)に大別されるが、通常の観測では、rainoutとwashoutを区別して測定することが出来ない。そこで本研究では、エアロゾルと降水の物理観測と化学観測を併用することで、信頼度の高いrainout/washout寄与率を導出する。そして、rainoutとwashoutのモデル再現性を個別に評価することにより湿性除去過程のモデル精度を大幅に向上し、また、エアロゾルの湿性除去過程を支配する要因を明らかにすることが目的である。それに対して本年度は、過去の従来法を用いたrainout/washout比の観測結果のモデル評価に関する成果を学術雑誌に発表した(Kajino and Aikawa, 2015)。また同時に、降水の粒径分布を高時間分解能で測定できるディスドロメーターと降水0.5 mm毎に化学成分を測定できる酸性雨測定装置(AR-107SNA)を気象研究所の露場に設置し、通年観測を行った。そして気象研で常時観測しているエアロゾルの化学組成と粒径分布、二酸化炭素排出硫黄濃度、及び気象観測結果を併用して解析を行い、2016年度気象学会春季大会でポスター発表予定である。また、気流の乱れの微細構造を記述できるラージエディシミュレーションを実装した気象モデルSCALE-LESに詳細なエアロゾルモデルを追加実装し、エアロゾルと雲微物理過程の相互作用に関する研究成果を、同大会で発表予定である。本研究では、下記の通り研究を進める計画であった。[1]エアロゾルと降水の物理・化学同時観測により、washout除去率・除去量およびrainout除去量を降水1mm間隔で導出する。雨滴とエアロゾルの粒径分布(物理観測)よりwashout除去率を導出し、エアロゾル化学組成の観測結果を併せてwashout除去量を算出する。降水化学成分測定結果からwashout除去量を差し引いたものを、rainout除去量とする。[2]領域気象化学モデル(NHM-Chem)により、東アジア及び関東平野におけるエアロゾルの発生・輸送・変質・除去過程の計算を行い、モデルによるwashout除去率・除去量およびrainout除去量について観測結果と個別に比較し、湿性沈着モデルの性能評価を行う。[3]観測を長期間(1年間以上)継続し、観測されたwashoutとrainout寄与率とその時間変動を計算結果と比較し、基礎理論に基づいて湿性沈着モデルを改良する。改良されたモデルと観測により、washoutとrainoutそれぞれのプロセスとその時間変動を支配する要因を明らかにする。[1]は達成した。[2]についてはKajino and Aikawa (2015)により、部分的に達成した。すなわち、従来法による観測結果との対比を行った。[3]については観測については達成した。それに対して本年度は、降水の粒径分布を高時間分解能で測定できるディスドロメーターと降水0.5 mm毎に化学成分を測定できる酸性雨測定装置(AR-107SNA)を気象研究所の露場に設置し、通年観測を行った。そして気象研で常時観測しているエアロゾルの化学組成と粒径分布、二酸化硫黄濃度、及び気象観測結果を併用して解析を行った。この成果を、2016年度気象学会春季大会でポスター発表し、また国際誌投稿用の原稿を執筆中である。

その結果、硫黄酸化物に対してはwashoutの寄与率はどれだけ大きく見積もっても20%程度と、先行研究(観測、モデル共に50%程度)に比べて低かった。上記、進捗状況に掲げた3つの具体的研究計画について、[1]の結果(2016年気象学会春季大会で発表予定)をとりまとめて学術雑誌(Atmospheric Environment誌を想定している)に投稿する。[2]を遂行するために、本研究で新たに導出したwashout/rainout除去量をNHM-Chemにより評価する。その結果をまとめて[3]を完遂する。大気環境科学計算機資源(サーバ)の購入を計画していたが、他の研究費との合算で購入した結果、本研究費の分担額が減ったため。計算機資源の追加購入(RAID)を予定している。
溶接接合部の欠陥評価と塑性変形能力に関する確率論的研究

本研究は欠陥を内在する鋼構造溶接接合部の全断面降伏状態に達するような高歪領域での破断延性を破壊力学を適用して定量的に評価することを目的とする。研究はまず溶接施工グレード別に欠陥の出現率の評価と欠陥形態を抽出する。それらの結果にもとづいて種々の寸法、材料特性値を有する切欠付平板の引張実験を行ない、COD(亀裂開口変位)と部材の巨視的変形を表わすOverall Strain(全体歪)の関係について考慮した。切欠付平板COD-ε∞関係を、切欠長さa、鋼材の降伏歪εyを用いて無次元化したCOD/2πaεy-ε∞/εy曲線は、遷移領域が存在する場合ほぼ一本の曲線で表わされ、平面応力状態に近づくほど勾配は大きくなる。また片側欠陥の場合はこの傾向は強くなりほぼ50%減の破断延性と考えられる。これらの結果はδcと平面応力状態に対応するCOD/ε∞関係で破断延性評価が可能なことを示している。次に新たに開発した亀裂進展可能な有限要素法を用いて正確に把握し、同時にCOD、J積分の破壊基準としての相関関係についも数値解析的に検討を加えた。積分とCODの関係は、切欠長にほとんど影響されない線形関係で、その勾配は小規模降伏の範囲では部材の降伏応力度δy、塑性化が進み遷移領域に達すると、ほぼ引張強さのδuに等しくなる。これらの曲線を切欠長2a、降伏応力度δy、降伏歪εyを用いて無次元化すると、部材の材料特性値に依存しない一本の曲線として表わすことができ、このCOD/2πaεy-J/εyδya曲線を用いることでCOD-J関係の画一的な評価が可能となった。また、欠陥を有する柱-梁接合部の極低サイクル繰返し曲げ実験を行ない、変形性能限界点と、それに対応する繰返し数の検討も行った。以上の結果は欠陥を有する溶接接合部の破断延性評価に対して、一方向を与えるもので貴重な成果と思われる。本年度は、溶接欠陥が板巾方向の片側に偏在する溶接接合部において全断面降伏後、溶接欠陥からの亀裂が安定成長した後に不安定破壊伝播が開始するときの延性レベルを破壊力学的手法により定量的に評価することを重要点とする。溶接接合部モデルに対して非破壊試験である放射線透過試験と破壊試験である単純引張実験を行い、種々の溶接要因が溶接欠陥発生と溶接接合部破断延性に及ぼす影響を明らかにした。これらの結果から片側に欠陥が偏在する場合を抽出して片側欠陥を有するモデル単純引張実験を行った。実験から実断面応力ーOverall Strain関係では片側欠陥試験体の亀裂先端の応力集中により耐力、変形能力とも両側欠陥試験体より劣る。片側欠陥試験体のCOD-Overall Strain関係では、両側欠陥試験体に比べ、各降伏段階の勾配が急であり破断延性も大きく低下する。塑性域の不安定拡大段階に対応する遷移領域も欠陥長の増加と共に急速に不明瞭となっていく。この段階の勾配は板厚の増加に対して塑性拘束が強くなる為に緩やかになる。逆に溶着金属の降伏応力度の増加に対しては材料の延性が低下するため急になる。また板厚の増加に対しても同様な傾向がある。

亀裂進展と板厚拘束の影響を考慮した有限要素法を用いて片側欠陥試験体モデルの弾塑性解析を行った結果、大規模降伏状態以降のCOD-Overall Strain関係は初期欠陥長、材料特性値の増加に伴って遷移領域が認められない。更に、現実の鋼構造溶接接合部が激震時に大きな繰返し曲げを受ける場合を想定して片側欠陥を有する柱ー梁溶接接合部モデルの極低サイクル曲げ載荷実験を行い破断までの繰返し回数の大半を亀裂伝播期間が占める柱ー梁溶接接合部の破断延性をCOD破壊基準により決定し、その定量的評価を行った。
高濃度不純物添加CZ-Si結晶成長における成長界面の転位挙動解析の研究

本研究では、チョコラルスキー(CZ)法による高濃度不純物添加シリコン結晶成長における成長界面での転位挙動解析を目的とし、本年度は以下の課題について検討を行った。1.種子づけ界面近傍の微小欠陥起因の転位挙動種子づけ界面近傍に発生する熱ショックおよびミスフィット転位を抑制できる条件下においても転位が発生するケースがあり、種子中に存在する微小欠陥起因で成長結晶中に転位が発生することを見いだした。この転位は、高温で熱処理した時間が長い高濃度B添加種子を用いることで観察されたことから、高温熱処理で生じた酸素析出物の周囲に発生した転位ループに起因した転位であることがわかった。2.種子づけ界面近傍での格子不整合起因刃状転位の形成機構の解明種子と成長結晶に大きな格子定数差がある場合にミスフィット転位が発生するが、成長結晶に高濃度でボロンが添加されている場合、増殖せずに成長界面に垂直に伝播する刃状転位が形成される。この転位の形成機構の解明を行った。その結果、刃状転位は2本の異なるすべり面上のミスフィット転位の反応によって形成されるLomer-Cottrellの不動転位であることを明らかにした。また、高濃度ボロン添加種子を用いて低濃度添加結晶を育成し格子定数差を大きくした場合には、刃状転位は形成されなかった。これは、低濃度B添加成長結晶中で転位が活性で伝播速度が速く増殖が激しいために、Lomer-Cottrellの転位が形成されるために必須な転位どうしの反応が起こりにくいか、起こった後に他の転位と相互作用して刃状転位が消失するためである。3.SPrig-8における結晶中の転位の非破壊評価放射光施設SPring-8のBL20B2、BL28B2において、高エネルギー単色および白色X線を用いて種子づけ界面近傍の転位挙動を評価した。白色X線により得られたトポグラフの結果から、界面近傍の転位挙動を三次元的に非破壊で観察することに成功し、転位は{111}のすべり面上を伝播しているが面上での伝播方向は任意であることが確認された。また、結晶中のボロン濃度の違いによる多結晶化に至るプロセスについても検討し、ボロン濃度の増加に伴って転位はその発生源より上方に伝播しないことを明確にした。1.種子づけ不良転位の挙動と抑制機構種子づけ界面近傍に発生する熱ショックおよびミスフィット転位を抑倒できる条件下においても転位が発生するケースがあり、種子づけ時の温度が低くメニスカスが形成されていないときに界面の端から発生することを見出した。この転位を「種子づけ不良転位」と命名し、これまで知られていた転位と区別した。この転位は、種子づけ温度を高くしメニスカスを完全に形成させることで抑制できる。2.高濃度ボロン添加種子結晶と無添加成長結晶間のミスフィット転位の抑制機構の解明昨年度の研究で、ミスフィット転位の抑制は結晶成長開始直後数秒間のボロンの異常拡散により説明されることを数値解析により明らかにしたが、実験により上記の異常拡散は起こっていないことを確認した。結晶成長開始前の種子づけでの保持時間と結晶成長開始直後の急速な成長速度により、ミスフィット転位形成に関わる界面近傍の緩やかなボロン濃度分布が形成されることを数値解析にて明らかにした。3.高濃度ゲルマニウム添加シリコン結晶中の転位挙動まず、高濃度ゲルマニウム添加種子結晶中の熱ショック転位挙動を検討した結果、7×7mm^2断面の種子結晶を用いた場合にゲルマニウム濃度9×10^<19>atoms/cm^3以上の種子を用いることによって転位を抑制できることがわかった。しかし、逆にゲルマニウム濃度が高くなるにつれて結晶成長中や基板熱処理中にスリップが発生したことから、転位抑制に最適なゲルマニウム濃度が存在することが推測された。4.SPring-8における結晶中の転位の非破壊評価放射光施設SPring-8のBL20B2において、60keVの単色X線を用いて評価した。その結果、直径2インチ以下の結晶において結晶中の転位挙動が視覚化され、従来のX線トポグラフの結果とよく一致することを確認した。

その結果、刃状転位は2本の異なるすべり面上のミスフィット転位の反応によって形成されるLomer-Cottrellの不動転位であることを明らかにした。また、高濃度ボロン添加種子を用いて低濃度添加結晶を育成し格子定数差を大きくした場合には、刃状転位は形成されなかった。これは、低濃度B添加成長結晶中で転位が活性で伝播速度が速く増殖が激しいために、Lomer-Cottrellの転位が形成されるために必須な転位どうしの反応が起こりにくいか、起こった後に他の転位と相互作用して刃状転位が消失するためである。3.SPrig-8における結晶中の転位の非破壊評価放射光施設SPring-8のBL20B2、BL28B2において、高エネルギー単色および白色X線を用いて種子づけ界面近傍の転位挙動を評価した。白色X線により得られたトポグラフの結果から、界面近傍の転位挙動を三次元的に非破壊で観察することに成功し、転位は{111}のすべり面上を伝播しているが面上での伝播方向は任意であることが確認された。また、結晶中のボロン濃度の違いによる多結晶化に至るプロセスについても検討し、ボロン濃度の増加に伴って転位はその発生源より上方に伝播しないことを明確にした。
双対作用による量子群およびフォンノイマン環の研究

フォンノイマン環の量子群の作用を双対作用による解析を行った。その結果、真無限型フォンノイマン環上の群Kの余作用について、その像がKの閉部分群Hに含まれるものとコサイクル同値になることが、双対作用が群Hの誘導作用によって表されていることと同値であることが判明した。また、測度空間上の部分同値関係に関する通約性を用いることにより、群から決まるヘッケ環の概念を測度空間の同値関係から決まるフォンノイマン環へと拡張することに成功した。(1)群の余作用をその双対作用の観点から解析すること。これは可換群の作用といった限られた条件の下では知られていた事実あるが、それを一般の場合に拡張する。(2)前項の事実をより広い対象である、フォン・ノイマン環上の量子群の作用に対して適用する。そのために、まだ群作用でのみ用いられている誘導作用の概念を、一般の量子群の作用へと拡張すること。(3)以上の事実を測度空間の理論等に対応させることによって、エルゴード理論の新たな解析手法を構築する。本年度の研究は、ほぼ実施計画に沿った形で遂行できたと言うことができる。まず、本年度一番の目標であった、余作用に関する誘導作用の理論の確立に成功した。すなわち、群Kの余作用αがある閉部分群Hの余作用から来ていることと、αの双対作用が閉部分群Hの誘導作用から来ていることの同値性が示された。これは、単に今まで可換群で知られていた結果を全ての群に対して拡張しただけではなく、本研究のテーマである、「双対作用による量子群の解析」という観点からも、大きな意義をもつ結果であると言うことができる。実際、ここで展開されている議論を量子群的視点から捉えることで、一般の作用を解析するための有用な手段が得られることが期待できる。更に、上の結果を1コサイクルから決まる余作用へと応用することによって、一般の同値関係上の1コサイクルの像を、対応する余作用によって特徴づけることに成功した。これは、1コサイクルの縮小可能性が双対作用の解析から与えられることを意味しており、新たな側面から作用素環論と力学系の深いつながりを示すものである。また、カルタン部分環に関わる余作用に関連して、本研究に深く関与している離散同値関係自体の研究も進めた。1コサイクルおよびそれに付随する余作用の解析という点から、離散同値関係は極めて重要な研究対象であると言える。本年度は、群における理論の一般化である、同値関係における正規性と通約性という条件に着目して研究を行った。その結果、新たな具体例の構成を得ることに成功した。本年度の研究は、昨年度の成果の発表および次なる目標への準備に主眼を置いて進めることとなった。まず、昨年度に得ることができた、余作用に関する誘導作用の理論については、研究集会の発表以外にも雑誌論文の別刷りを研究者に配布し、様々な研究集会で交流を図ることができた。そこでの議論によって、リー群などの具体的な対象に対する理論の構築可能性を見出すことができ、今後も引き続き研究を続ける予定である。次に、本研究の最終目標である一般の量子群の作用に対する双対作用の解析については、各方面の研究者との議論を進めることができた。そこで判明したことは、余作用で得た理論を量子群の作用に適用できるようになるまでには、多くの課題が残されていることである。その理由の1つとして、余作用における議論が「群構造」を用いて展開されているためである。この議論をより一般化したものに適用するためには、余作用で既に得られた議論を見直して、量子群的観点から再構築する必要があると考えられる。そうした観点から今後の研究を続ける必要があると思われる。更に、カルタン部分環に関わる余作用に関連して、本研究に深く関与している離散同値関係自体の研究においては、ヘッケ環の理論を同値関係の視点から構築することに成功した。これは、ヘッケ環がフォンノイマン環の世界においては相対可換子環として実現されていることを示すものである。現時点では、その成果を発表するための準備を進めている段階である。本年度の研究は、昨年度に得られた群の余作用に関する誘導作用の理論-群Kの余作用αがある閉部分群Hの余作用から来ていることと、αの双対作用が閉部分群Hの誘導作用から来ていることの同値性-を踏まえて、その結果の発表を通じて応用および発展を行うことを目標にして進めた。まず、北海道大学の山ノ内氏との議論を通じて、共同研究をしている同値関係の通約性に関する理論への応用を試みた。その結果、結果の直接の応用ではないが、既に得ていた結果について、より簡略な証明を得ることができた。また、立命館大学の大坂氏との議論を通じて、ロホリン性の考察といったC*環の観点から理論が応用できる可能性を見出すことができた。

これは、本研究課題で扱うことができる範囲を超えるものであるが、双対性を新たな視点で捉えるという点では画期的なテーマになり得るものである。以上と独立して、一般の量子群の作用に関する理論への拡張に対しても研究を進めた。実際、代数的な構造に着目して研究を進めることによって、誘導作用の新たな定義を与えることには成功した。しかしながら、双対作用との関わりについては未だ不明な点が多い。特に、「双対作用が誘導作用で表されている」という仮定から元の作用の性質を決める部分が難解であり、場合によっては何らかの条件をつける必要があると思われる。これらを解明することが今後の一番の課題となる。本年度から代表者の所属が変わったこともあり、海外出張を取りやめたなど当初の計画から変更された点もあるが、双対作用に関わる研究の進行自体は当初の計画にほぼ従っていると言える。本年度は最終年度として、これまでの成果の発表を通じて、現時点で判明した事実関係の整理を行い、最終的に目標としていた対象の解明に取り掛かった。まず、東京学芸大学の山ノ内氏との議論を通じて、共同研究をしている同値関係の通約性に関する理論への応用を試みた。それにより、一般の同値関係に関するヘッケ環の理論を構築することに成功した。これは、余作用の典型例である、同値関係における1コサイクルから決まる余作用の解析に関わる結果であり、今後の一般化されたヘッケフォンノイマン環に対する解析を進める足がかりとなるべきものと言える。また、一般の量子群の作用に関する理論への拡張については代数的背景を重視した形で考察を行った。昨年度までの研究により、「双対作用が誘導作用で表されている」という仮定が非常に弱い前提であり、この条件がどのような対象に対して有効であるかを中心に研究を進めた。その結果、可換や余可換といった場合に対応する、群-部分群の情報が誘導作用の構造に本質的に寄与していることが改めて判明することとなった。この情報を群以外のものから引き出すことが今後の課題となる。結果として、究極的な目標として目指していた、量子群の作用への一般化を得ることはできなかったが、今後必要な方向性は得ることができた。また、余作用の解析については同値関係に関わる理論の精密、一般化という形で結果を残すことができたと言える。
アプリシアトキシンとその類縁体の合成化学的研究

本研究は、TPA,テレオシジン類とならんで強力な発がんプロモ-タ-作用を有する海洋然物アプリシアトキシンの全合成ル-トを確立することを第一の目標として行われたものである。1.合成計画アプリシアトキシンの有するビスラクトン環形成を合成上の最終段階の反応とした場合、2種の中間体(セコ酸)を考えることができる。我々は、C_9ーC_<27>間のラクトン環を開いたセコ酸を最終中間体とする合成法を検討した。種々のモデル実験の結果、セコ酸合成法を開発した。2.構成成分である各種鎖状化合物の立体選択的合成上記合成計画のもとに、2種の鎖状化合物[末端にフェノ-ル環を含むC14鎖、アセチレンを含むC6鎖]を立体選択的に合成した。C14鎖状化合物は、2個の不斉炭素を含むC6鎖と5個の不斉炭素を持つC8鎖とに分け、それぞれ(-)ー酒石酸、(+)ー酒石酸をキラルプ-ルとする不斉誘起反応により合成したのち、両者を結合させることによりその合成を完了した。また、C6アセチレン鎖はスレオニンを原料として合成した。3.アプリシアトキシンの全合成法の確立(1)先に合成した各構成素子を順次結合させ、C_1ー_<29>間にエステル結合を含む目的とするセコ酸の合成法を確立した。(2)セコ酸について、ラクトン化に必要とされるC_9(SEM基),C_<11>(MPM基)位の保護基の除去法とその実験条件を確立した。(3)C_<27>位カルボン酸基の活性化のためtーブチルチオエステル体を合成した。(4)AgOTFA,AgoTf,Hg(OTFA)2を触媒とするラクトン化を試みた。今のところラクトン環形成は、確認されていない。(5)本研究は今後も継続する予定である。本研究の目的は、発がんプロモ-タ-作用を示す海産天然物アプリシアトキシン1__の全合成法を確立することと、その手法をもとにより安定で、より簡略化した類似生物活性物質を合成することにある。本年度は、まずアプリシアトキシン1__の合成法を確立することであったが、そのために必要な構成分子A鎖(末端にフェノ-ル環を有するC_<15>-鎖状化合物)とB鎖(C_5-鎖状化合物)の立体選択的不斉合成は予定どおり進行し、両成分とも数グラムづゝ合成することができた。さらに、23のモデル実験から得られた知見をもとに、種々の保護基の調整、官能基の変換をおこない、2-ヒドロキシ-3-フラノン環を含む中間体を経て、目的とする最終中間体、鎖状-エステル-カルボン酸誘導体2__を合成することができた。この直鎖分子、3-アシルオキシ-4-ベンジルオキシメトキシペンタン酸2__は、アプリシアトキシン合成における最大の課題である14-員環ビスラクトン骨格の形成に有用な化合物であると考えている。現在、モデル化合物等も用いて、最後のラクトン化のための試薬・条件等を検討しているが、3-アセトキシペンタン酸の活性エステルは、β-脱離反応をおこし、α・β-不飽和カルボン酸誘導体の生成が予想されるため、慎重に実験を進めている。本研究の目的は、発がんプロモ-タ-作用を有する海産天然物アプリシアトキシンの全合成法を確立することにある。

昨年度、全合成に必要な鎖状分子、いわゆる構成素子(segment A,B,C)の立体選択的合成を大量に行なった。さらにモデル化合物による実験を含めて、我々の合成計画における最終中間体としたアプリシアトキシンーセコ酸の合成について、1つの合成ル-トを開拓することが出来た。しかし、まだ実験条件等の選択に問題もあり、次年度の課題として残されていた。本年度の成果1.昨年度大量合成した各segmentの結合方法、条件等の修正、改良を行いながら、すべての原料を目的とするアプリシアトキシンーセコ酸に誘導した。セコ酸合成法の確立。2.セコ酸からアプリシアトキシンへの合成法を検討した。(1)C_9,C_<11>位水酸基の保護基の除去C_9水酸基の保護基、SEMを除去し、一旦これをTMS基に替え、ついでC_<11>位MPM基を除去したのち、C_9位TMS基を除去するという方法を確立した。(2)ビスラクトン環形成法の検討これまでの実験でセコ酸は、予想以上に不安定であることがわかった。そこで、ラクトン化法としては、とりあえずMasamuneらによるチオエステル法を主として検討した。セコ酸からtーブチルチオエステルへの変換は低収率ながら実現することができた。しかしながら、(C_9ーOH,C_<11>ーMPM)及び(C_9ーOH,C_<11>ーOH)セコ酸ーtーブチルチオエステルについて、AgOTFA,AgOTf,Hg(OTFA)2を触媒とする種々の実験条件を検討したが、ラクトン環の形成を確認することはできなかった。今後もラクトン化の検討は継続する予定である。
情報理論の研究

1.定常時系列に対する最大エントロピー法を拡張する形で、最小相対エントロピー法を研究し、任意の特定なガウス定常列が相対エントロピーを最小にするという意味で最適となるような制限を特徴付けた、代表者によるこの研究成果は論文として発表された。2.代表者を中心に、ガウス型通信路の容量のフィードバックによる変化を研究し、離散時間の場合にフィードバックにより容量が増大するための十分条件を与えた、また容量が増大しない、これまでに知られていない、例も与えた。この結果は現在論文にまとめているところである。3.分坦者,大坪義夫を中心に最適停止問題を研究、確率変数列において有限制約をもつディンキンの停止問題を定式化し、有限制約のない場合の結果と比較するとともに、valueをもつ(いわゆるminimax定理が成立する)ための三つの同値な条件を与えた。またvalueに関する特徴付けを与え、一意性を示し、鞍点の存在を示した。4.解析学的な研究成果としては、分担者,山本裕陸が、ある変分積分に対するオイラーの方程式の弱解のクラスを考え、これらのクラスに対する除去可能集合を極値的長さや容量で特徴付けた。5.代数学的側面における研究成果として、分担者,長沼英久は実千次巡回体上のヒルベルト・モジュラー群をガウスの数体上のユニタリ群への埋め込みを経由してシンプレクティック群への数論的埋め込みを構成し、テータ関数の引き戻しとしてヒルベルト・モジュラー形式を与えた。
汎関数解析とFeynman経路積分の数学理論

1.研究代表者は、研究全体の取りまとめを行うと共に、Feynman経路積分の数学的基礎づけの研究をつづけた。計画書に上げた目標の伊藤清の理論を拡張することには、残念ながらまだ成功していないが、渡辺一雄助手、佐賀大学の三苫至教授、工学院大学熊ノ郷直人講師の協力を得て、Wiener空間での振動積分の研究を始めた、その中間結果をLisbon大学でのシンポジュームで発表した。2.分担者黒田成俊は、ポイント相互作用と呼ばれる特異なポテンシャルを持つシュレーディンガー方程式に対するハミルトニアンの構成法に端を発して、レゾルベントを通じて摂動作用素を構成する一般的方法の構築と応用に関し、Stockholm大学のKurasovと共同研究をしまた、長谷とも共同研究を行いそれぞれ成果を発表した。3.分担者水谷明は、鈴木貴教授(大阪大学大学院理学研究科)と共同で、退化する非線型放物型方程式の有限要素法による近似解法を研究した。この際、順序保存性、L^1空間での縮小写像性を保つスキームを工夫し、その近似解が真の解へL^1空間で収束することを示した。4.分担者渡辺一雄は、[1]では特異性の高いポテンシャルを持つハミルトン形式の研究をスエーデンのKurasov教授との共同研究を進めている。[2]では、特異性あるポテンシャルを持つハミルトン形式が連続スペクトルの中に埋め込まれた固有値を持つときの研究をした。[4]では大阪大学鈴木貴教授らとともに、Maxwell方程式の解が、空間のある部分多様体に対して、制限を取ると思いがけないなめらかさを持つことを示した。5.分担者竹内慎吾は、退化拡散項をもつロジスティック方程式の解の漸近挙動を研究した。続いてこの方程式の係数を複素数としたいわゆる(退化拡散の)複素ギンツブルグ・ランダウ方程式の研究を行った。係数が複素数となると解の挙動はよりつかみづらいものになるが、いずれの場合も大域的アトラクターの存在が確認された。特に後者に対して次元によらずに存在が示されたことが新しい。1.研究代表者の研究上重要なKumanogo-Taniguchi型の定理につき熊の郷直人氏の方法を考え併せると、磁場が存在する場合のLagrange関数に対して、Kumanogo-Taniguchi型の定理の新証明が出来る可能性が見えてきたが、十分な検討時間が無く未だ十分解明されていない。2001年8月に佐賀大学の三苫至教授を迎て、熊ノ郷直人博士、研究分担者渡辺一雄と研究代表者は抽象Wiener空間上の振動積分について議論をし、確率論研究者たちの手法と、我々の手法を比較しその得失につき重要な知見を得た。この分野は、注目すべきである。2.分担者黒田は、Stockholm大学のKurasovと共に、自己共役拡張の理論に起因するKrein's formulaは,二つの自己共役作用素に対するresolvent formulaとして捉えられることを示し,H_<-2>摂動論との関係を調べた.その成果として、長谷浩博士との共同研究で一般の自己共役拡張を構成する一般的方法の構築と応用を行った。3.分担者水谷は、非線形の楕円型と放物型偏微分方程式の研究に有限要素法を適用して成果を上げ、これを発表した。4.分担者渡辺は、Stockholm大学のP.Kurasovと共同で、自己共糎作用素のH_2-perturbationを研究した。5.分担者は竹内は、退化するロジスチック方程式について、汎関数解析の手法を用いて詳細な研究を行い、成果の発表をした。

1.研究全体の取りまとめを行うと共に、Feynman経路積分の数学的基礎づけの研究をつづけた。計画書に上げた目標の伊藤清の理論を拡張することには、残念ながらまだ成功していないが、渡辺一雄助手、佐賀大学の三苫至教授、工学院大学熊ノ郷直人講師の協力を得て、Wiener空間での振動積分の研究を始めた、その中間結果をLisbon大学でのシンンポジュームで発表した。2.分担者黒田は、ポイント相互作用と呼ばれる特異なポテンシャルを持つシュレーディンガー方程式に対するハミルトニアンの構成法に端を発して、レゾルベントを通じて摂動作用素を構成する一般的方法の構築と応用に関し、Stockholm大学のKurasovと共同研究をしまた、長谷とも共同研究を行いそれぞれ成果を発表した。3.分担者水谷は、鈴木貴教授(大阪大学大学院理学研究科)と共同で、退化する非線型放物型方程式の有限要素法による近似解法を研究した。この際、順序保存性、L^1空間での縮小写像性を保つスキームを工夫し、その近似解が真の解へL^1空間で収束することを示した。4.分担者渡辺は、[1]では特異性の高いポテンシャルを持つハミルトン形式の研究をスエーデンのKurasov教授との共同研究を進めている。[2]では、特異性あるポテンシャルを持つハミルトン形式が連続スペクトルの中に埋め込まれた固有値を持つときの研究をした。[4]では大阪大学鈴木貴教授らとともに、Maxwell方程式の解が、空間のある部分多様体に対して、制限を取ると思いがけないなめらかさを持つことを示した。5.分担者竹内慎吾は、退化拡散項をもつロジスティック方程式の解の漸近挙動を研究した。続いてこの方程式の係数を複素数としたいわゆる(退化拡散の)複素ギンツブルグ・ランダウ方程式の研究を行った。係数が複素数となると解の挙動はよりつかみづらいものになるが、いずれの場合も大域的アトラクターの存在が確認された。特に後者に対して次元によらずに存在が示されたことが新しい。
モノアミン神経伝達物質によるシナプス恒常性維持機構の解明

モノアミン神経伝達物質であるドーパミンやセロトニンが関連するシナプス形成・維持機構を解明する目的で、シナプスオーガナイザー分子の一つとして知られるEphA4のシナプス形成能と、さらにその代謝機構について検討を行った。その結果、ドーパミン刺激を受けた部位でEphA4がD2受容体経路の活性化を介して膜結合型メタロプロテアーゼであるADAM10によって代謝されることでドーパミン作動性シナプスが新たに形成される可能性が示唆された。記憶や認識などを処理する脳は神経細胞を最小の機能単位として、神経細胞シナプスを介してつながる綿密なネットワークを形成して中枢神経系を構築している。シナプス構造の形成には軸索の終末部のシナプス前末端と樹状突起側のシナプス後末端の両者に存在する分子が相互作用する必要がある。2000年にNeuroliginがシナプスを誘導する「シナプスオーガナイザー」として同定され、注目されるようになった。興味深いことにNeuroligin 1はグルタミン酸作動性ポストシナプスを形成する樹状突起上のスパインに局在するという特異性を有し、Neuroligin 2や4はGABA作動性シナプスの形成に必要である。申請者は、モノアミン神経伝達物質であるドーパミンやセロトニンが関連するシナプス形成・維持機構を解明する目的で、シナプスオーガナイザー分子の一つとして知られるEphA4および他のEphA受容体ファミリー分子のシナプス形成能と、さらにその代謝機構について検討を行った。その結果、初代培養神経細胞においてEpha4はpreおよびpostシナプスに局在していること、細胞表面に存在するEphA4は膜結合型メタロプロテアーゼADAM10により切断を受けて代謝されることで、発現量が規定されていることを見出した。このEphA4に対するADAM10の活性はドーパミンD2受容体アゴニストにより亢進する一方で、D1受容体アゴニストでは変化が見られなかった。またD2アゴニストによる効果はD2アンタゴニストによりキャンセルされた。興味深いことに線条体ではD2Rアゴニストでスパインが増加すること、またEphA4切断によって産生された断片にスパイン形成能が報告されていることから、ドーパミン刺激を受けた部位でEphA4が代謝されることでモノアミンシナプスが新たに形成されることが示唆された。病態生化学
非有理型を含む頂点作用素代数における環論・モジュラー形式論・群論の新展開

本年度研究実績頂点作用素代数(Vertex Operator Algebra)理論におけるテンソル積はこれまで交絡作用素を利用して定義されていたが、一般的な頂点作用素代数に対しては、log z項を含むような交絡作用素を考察する必要がある。これらによって定義されるテンソル積は一般のテンソル積理論が求めている性質を満たしているかどうか不明であり、一般的な代数における理論が頂点作用素代数に対しても成り立っているかどうか確認する必要がある。特に、良い有限自己同型群を持つような頂点作用素代数の場合、正定値不変内積を持っていることが多く、それの意味するところを解析することを目指した。本研究を通して次の3つの結果(1)-(3)を発展させた。(1)C2有限条件における射影加群の概念の意味:頂点作用素代数の加群に対しても環論で通常使われている射影加群を導入し、それが一般ツー代数に対する射影加群と類似していることを示した。(2)テンソル積の平坦さと同値条件を研究:C2有限条件と呼ばれるある種の有限性の仮定の下では、主射影分解に対して、テンソル積の平坦さ(環論のように加群が主ではなく、完全可約を主として考えている)が成り立つことを証明した。この結果により、テンソル積の平坦さを得る為の条件を色々導き出せた。(3)頂点作用素代数に対してもコホモロジー群を導入した。射影被覆およびそれから出て来る射影分解を利用してコホモロジー群を定義した。このコホモロジー群の意味するところはまだまだ不明であるが、愛媛大学の安部氏と連絡を取り、非有理型頂点作用素代数の代表的なトリプレット代数に対するコホモロジーを計算し、それが多項式環と同型であることを得た。この多項式環の持つ意味を調べる事は重要な意味を持つと思われ、次の共同研究へ発展する予定である。頂点作用素代数は、モンスター単純群の既約表現の次元と楕円モジュラー関数の係数との関係から導きだされ、2次元共形場理論の厳密な数学公理を与えるものと理解されている。ところが、頂点作用素代数の公理からでは、これまでの数理物理が考えていたような次数関数の対角化可能性は出てこない。この事実は物理においても認識されてきており、この解釈を巡って,logarithmic型の作用素など、新しい展開が起こっている。頂点作用素代数のほとんどの結果は、有理型(対角化可能)の下で行われているが、有理型は非常に例外的なものでしかない。研究代表者の宮本は理論で問題となっていたlogarithmic型のトレイス関数の数学的な意味を明確にすることに成功した。また、モジュラー不変性との関係が予想されているテンソル積の研究を進め、C2有限条件の下で、テンソル積加群が自然に定義できることを示し、オービフォルド型の頂点作用素代数に対する応用を得た。この段階で最も重要な概念は、これまで半単純環としてしかほとんど扱ってきていなかったツー代数の環論的な考察である。本研究の初年度では、その考察を進め、それらのモデルとなるような例を多数構成することを目標とし、ジョルダン行列をグライス代数として持ち、任意の中心電荷を持つような頂点作用素代数の構成に成功した。これらのツー代数は多くの環の例を与えると予想され、それらの考察が次年度以降の目標である。また、ウエイト1の空間がないので、自己同型群は有限群だろうと予想でき、その考察もこの研究の主要目標の一つである。本年度研究実績本研究を通して次の5つの結果(1)-(5)を発展させた。(1)射影加群の概念および射影被覆の概念の導入:頂点作用素代数(VOA)におけるテンソル積理論を扱い易くするために、頂点作用素代数の加群に対しても環論で通常使われている導入し、そのような加群がある種の有限条件の下では存在することを示した。しかも、それが一意的であり、射影被覆の概念が導入出来ることを示した。この応用として、(2)テンソル積の平坦さの証明:C2有限と呼ばれるある種の有限性の仮定の下では、テンソル積の平坦さが成り立つことを証明した。この結果により、この有限条件の、テンソル積を強力な手段として利用することが可能となった。これは如何に環論的、群論的な思考が頂点作用素代数においても有効であるかを示している結果である。このコホモロジー群の意味するところはまだまだ不明であるが、まず、次の点を本年度は確認した。(4)「定理」コホモロジー群が自明であることと、頂点作用素代数が有理的であることは同値である。この結果は、2006年3月の日本数学会で講演する予定である。(5)愛媛大学の安部氏と連絡を取り、非有理型頂点作用素代数の代表的なトリプレット代数に対するコホモロジーを計算し、それが多項式環と同型であることを得た。

これらによって定義されるテンソル積は一般のテンソル積理論が求めている性質を満たしているかどうか不明であり、一般的な代数における理論が頂点作用素代数に対しても成り立っているかどうか確認する必要がある。特に、良い有限自己同型群を持つような頂点作用素代数の場合、正定値不変内積を持っていることが多く、それの意味するところを解析することを目指した。本研究を通して次の3つの結果(1)-(3)を発展させた。(1)C2有限条件における射影加群の概念の意味:頂点作用素代数の加群に対しても環論で通常使われている射影加群を導入し、それが一般ツー代数に対する射影加群と類似していることを示した。(2)テンソル積の平坦さと同値条件を研究:C2有限条件と呼ばれるある種の有限性の仮定の下では、主射影分解に対して、テンソル積の平坦さ(環論のように加群が主ではなく、完全可約を主として考えている)が成り立つことを証明した。この結果により、テンソル積の平坦さを得る為の条件を色々導き出せた。(3)頂点作用素代数に対してもコホモロジー群を導入した。射影被覆およびそれから出て来る射影分解を利用してコホモロジー群を定義した。このコホモロジー群の意味するところはまだまだ不明であるが、愛媛大学の安部氏と連絡を取り、非有理型頂点作用素代数の代表的なトリプレット代数に対するコホモロジーを計算し、それが多項式環と同型であることを得た。この多項式環の持つ意味を調べる事は重要な意味を持つと思われ、次の共同研究へ発展する予定である。
希土類三元化合物の新物質合成及びフラックス法を用いた単結晶育成

f-電子系の近藤半導体,メタ磁性,非BCS超伝導の機構解明が本重点領域の3大課題であり,筆者らは公募研究という立場上,新物質の探索に重点をおいて上記の問題に寄与する事が期待されている.申請書の計画に則り,本年度はトリアークおよびフラックス法を併用した近藤半導体の物質探索および超伝導体の検分をおこなった.前者に関しては本年度はε-TiNiSi型結晶構造に絞り,他の構造の探索に関しては別の機会に譲る.当然の事ながらCe化合物に限定する理由はなく,Euなどのニューフェイスにも焦点を当てた.後者に関しては,現在研究中の磁性半金属及びUPd_2Al_3に着目した.A)近藤半導体既に存在が報告されているEuPd(Pt)Sbの詳細な実験に加えEuNiSbの探索及EuTSn(T=Cu,Ag,Au)の作成を試みた.期待通りの結晶構造をとるか否か,さらにはf-電子の価数揺動を伴った近藤半導体になるか否かが新物質探索の醍醐味である.結果としてEuNiSbは存在しないがEuCu(Ag,Au)Snはε-TiNiSi型構造を採ることが新たに判明した.EuPdSbは比熱,抵抗,帯磁率共に12.2,17.5Kに異常を示す.しかし近藤半導体にはなっていない.Eu化合物ではEuの価数が温度と共に変化(降温と共に価数が増加)することがしばしば観測されている[EuPdAs(P),etc].EuAuSn,EuAgSn,EuCuSnで異常な価数変化が観測されないだろうか.詳細な実験が進行中である.Ce化合物では古くから知られている様に,CeNi(Pd,Pt)Snがε-TiNiSi型構造をとる.CeRhSbも同じ構造を採ることがインドTata研究所によって数年前に報告された.一般論としてCe化合物に於いては高圧下,あるいは構成元素を周期表で"右上方に進路を取れ"(Pd→Ni,Sn→Sb)ば価数揺動が増幅される.我々はCeRhSb系に適用してCeIrSb(Bi),CeRhBi,CeRhAs及びその周辺の試料の作成を試みた.その結果CeRhAsが本重点領域研究の目指す近藤絶縁体(E_g60K)である事が判明した.これは,本研究の最大の成果である.B)超伝導我々が過去に作成した新旧の試料でHe^3温度領域の実験をスタートさせている.筆者にとって全く未経験の分野であり,また極く僅かの超伝導体パスの存在が実験結果に大きな影響を及ぼす.現在の所,PrPtBi(トリアーク,Pbフラックス共に)が0.3K,Ce_3Au_3Bi_4が2Kで超伝導を示す.しかしいずれもBiを含み結論をだすにはさらに実験が必要である.Bi自身は常圧では超伝導にならず23万気圧の圧力下でT_cが4Kになる.PtBi(T_c1.24K),PtBi_2(T_c0.2K)Au_2Bi(T_c1.84K)などの影響を検討中である.PrPtBiと同じトリアークで作成したCePtBiは超伝導にはならない.UPd_2Al_3は超伝導と磁性が共存する系であり,我々とドイツとの共同研究でf電子を遍歴として取り組んだバンド計算でフェルミ面が見事に説明できることを明らかにしウラン化合物の磁性解明に大きな光明を与えた.f-電子系の近藤半導体,メタ磁性,非BCS超伝導の機構解明が本重点領域の3大課題であり,筆者らは公募研究という立場上,新物質の探索に重点をおいて上記の問題に寄与する事が期待されている.申請書の計画に則り,本年度はトリアークおよびフラックス法を併用した近藤半導体の物質探索および超伝導体の検分をおこなった.前者に関しては本年度はε-TiNiSi型結晶構造に絞り,他の構造の探索に関しては別の機会に譲る.当然の事ながらCe化合物に限定する理由はなく,Euなどのニューフェイスにも焦点を当てた.後者に関しては,現在研究中の磁性半金属及びUPd_2Al_3に着目した.A)近藤半導体既に存在が報告されているEuPd(Pt)Sbの詳細な実験に加えEuNiSbの探索及EuTSn(T=Cu,Ag,Au)の作成を試みた.期待通りの結晶構造をとるか否か,さらにはf-電子の価数揺動を伴った近藤半導体になるか否かが新物質探索の醍醐味である.結果としてEuNiSbは存在しないがEuCu(Ag,Au)Snはε-TiNiSi型構造を採ることが新たに判明した.EuPdSbは比熱,抵抗,帯磁率共に12.2,17.5Kに異常を示す.しかし近藤半導体にはなっていない.Eu化合物ではEuの価数が温度と共に変化(降温と共に価数が増加)することがしばしば観測されている[EuPdAs(P),etc].EuAuSn,EuAgSn,EuCuSnで異常な価数変化が観測されないだろうか.詳細な実験が進行中である.Ce化合物では古くから知られている様に,CeNi(Pd,Pt)Snがε-TiNiSi型構造をとる.CeRhSbも同じ構造を採ることがインドTata研究所によって数年前に報告された.

一般論としてCe化合物に於いては高圧下,あるいは構成元素を周期表で"右上方に進路を取れ"(Pd→Ni,Sn→Sb)ば価数揺動が増幅される.我々はCeRhSb系に適用してCeIrSb(Bi),CeRhBi,CeRhAs及びその周辺の試料の作成を試みた.その結果CeRhAsが本重点領域研究の目指す近藤絶縁体(E_g60K)である事が判明した.これは,本研究の最大の成果である.B)超伝導我々が過去に作成した新旧の試料でHe^3温度領域の実験をスタートさせている.筆者にとって全く未経験の分野であり,また極く僅かの超伝導体パスの存在が実験結果に大きな影響を及ぼす.現在の所,PrPtBi(トリアーク,Pbフラックス共に)が0.3K,Ce_3Au_3Bi_4が2Kで超伝導を示す.しかしいずれもBiを含み結論をだすにはさらに実験が必要である.Bi自身は常圧では超伝導にならず23万気圧の圧力下でT_cが4Kになる.PtBi(T_c1.24K),PtBi_2(T_c0.2K)Au_2Bi(T_c1.84K)などの影響を検討中である.PrPtBiと同じトリアークで作成したCePtBiは超伝導にはならない.UPd_2Al_3は超伝導と磁性が共存する系であり,我々とドイツとの共同研究でf電子を遍歴として取り組んだバンド計算でフェルミ面が見事に説明できることを明らかにしウラン化合物の磁性解明に大きな光明を与えた.
回遊者行動履歴データの学習による将来予測モデルの構築

本研究の目的は、観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立と、その有効性の実証評価である。本研究では、道路網に関する分析、観光客のアンケート調査結果の分析、回遊中心性の拡張した最適な寄り道スポットを抽出する手法を提案と評価、確率付き集合回遊中心性に基づく重要観光スポットを抽出の並列計算手法の開発、回遊行動を測定するアプリなどを開発した。回遊行動データを使って、集合媒介中心性と集合回遊中心性の評価と拡張を行い、実行動の中心性との適合率を高めた。また、観光防災用デジタルサイネージなどの研究も行った。応用まで含めた幅広い研究を実施し、有益な研究成果を得ることができた。本研究の目的は、1)観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立、2)回遊行動モデルの有効性の実証評価である。1)については、回遊行動モデルの構築に先立ち、寄り道する際の容易さを示す度合である回遊中心性に実際の回遊者の行動データを組み込んで拡張を行い、最適な寄り道スポットを抽出する手法を提案し、その妥当性の評価を行った。さらに、確率付き集合回遊中心性に基づく重要観光スポットを抽出するための並列計算の手法も開発した。また、回遊中心性の応用可能性を探るため、防災分野での活用についても検討を行った。そして、回遊行動モデルとして、観測されたデータを基にユーザの観光行動を確率モデル化することを試み、観光スポットの人気度を導入したLevy flight行動過程に基づいた確率モデルと,観測されたユーザ行動データからモデルのパラメータを推定する効率的な学習アルゴリズムを提案し、レビューサイトのデータセットから生成したユーザ行動データを用いた実験によりそれらの評価を行った。2)については、回遊行動モデルの有効性の評価に必要な技術を確立するために、道路網の分析に関する技術やユーザの回遊行動を測定する技術の開発を行った。まずは、オープンストリートマップサイトから各都道府県道路網のネットワークを抽出し、各地域の道路網のネットワークとしての類似度構造を分析する技術を開発した。さらに、スマートフォンのアプリケーションを使ってユーザの回遊行動を測定する技術の開発も行った。観光等における回遊行動の計測を美術館の屋内において試み、小規模な範囲における回遊行動の計測とそのデータの分析を行い、実証評価に向けた基礎的な技術を蓄積することができた。本年度は、3年計画の1年目となる。観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立にむけて、その前提技術となる回遊中心性について、その拡張や並列計算手法の開発、防災における応用などの検討を進めることができた。そして、ユーザの観光行動を観測されたデータを基に確率モデル化する手法を開発することができた。また、回遊行動モデルの有効性の実証評価に必要となる基礎的な技術の開発と小規模ながら美術館屋内における閲覧者の回遊行動の測定と測定データの分析を行うことができた。これらのことから、1年目の研究としては概ね順調に進んでいるものと考える。本研究では、1)観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立、2)回遊行動モデルの有効性の実証評価、を研究の基本課題としている。本年度は前年度の研究成果をベースにして研究を更に進めるだけではなく、研究成果の応用も視野に入れて、研究範囲の拡張を行った。基本課題の1)については、2015年度に行った静岡県内の観光客に対してのWebアンケートによって収集した観光スポット遷移データをもとに観光客の行動パターンを機械学習させた回遊行動モデルから、Webアンケートの異常回答を検知する手法について検討し、異常回答の検知性能の評価を行った。また、集合媒介中心性の計算をGPUを使って高速化する手法について検討を行い、静岡県の道路ネットワークに適用したところ、従来手法より高速化を図ることができた。さらに、回遊行動の基礎となる道路網データについて、オープンストリートマップから抽出したデータを用いて、その特徴について分析や類型化を試みた。基本課題の2)については、WebアンケートとGPSアプリによる観光行動調査システムの開発を継続し、観光客の回遊行動データの収集を行った。また、2015年度に行った静岡県内の観光客に対してのWebアンケートデータやGPSアプリを使って得た観光客の移動ログデータを使用し、媒介中心性を拡張した集合媒介中心性と集合回遊中心性の評価を行った。GPSアプリで得た移動ログデータを使い実行動における中心性を求め、2つの中心性と比較した結果、ノード間の重みとして距離と所要時間を組み合わせて使用することにより、実行動における中心性との適合率を高めることができた。さらに、基礎課題の応用を視野に入れ、観光・防災対応デジタルサイネージシステムに関する研究も行った。本年度は3年計画の2年目となる。観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立にむけて、その前提技術となる集合媒介中心性と集合回遊中心性について、昨年度に引き続き研究を進め、実行動データとの一致率の向上やその高速化が行えた。また、機械学習により回遊行動モデルを作り、異常値の検出を行うことができた。更に基礎課題の応用を視野に入れた研究なども拡張して行うことができた。これらのことから、2年目の研究として全体的に見て概ね順調に進んでいると考える。

本研究では、1)観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立、2)回遊行動モデルの有効性の実証評価、を基本課題として挙げていたが、昨年度から研究成果の応用も視野に入れて、研究範囲の拡張を行った。本年度は、前年度の研究成果をベースに基本課題に関する研究のみならず、応用面も含めて研究を継続した。基本課題の1)については、プローブパーソン調査によって収集したデータから得られた実行動における中心性と集合媒介中心性によって抽出された交差点を、伊豆半島だけではなく静岡市も対象に加えて、比較・評価を行った。伊豆半島のように回遊者の出入りする場所を予測しやすい地形だけではなく、静岡市のような通過型の地形においても、重みを考量した集合媒介中心性の方が実際のユーザの回遊行動に近づくことが確認できた。そこで、集合媒介中心性を交差点の選択確率などを考慮した確率集合媒介中心性に拡張し,各リンクの重みとして距離と移動時間のみならず、近隣観光スポットの人気度を考慮することにより、プローブパーソン調査で収集した回遊行動データとの一致度を高めることができた。基本課題の2)については、スマートデバイス向けのWebアンケートを用いた観光行動調査システムの改良を行い、改良システムを用いて観光客の回遊行動データなどの収集を行った。システムを改良することにより、明らかに異常と思われる回答については抑止効果が得られ、収集した回遊行動データの精度を高めることができた。また、伊豆の河津桜来訪者に実施したアンケートのデータ分析を行い、河津桜来訪者の訪問先を含めた観光行動を明らかにした。基礎課題の応用を視野に入れた関連研究については、観光・防災対応デジタルサイネージへの投稿記事の判別手法に関する研究を行い、判別率の向上をはかることができた。本研究の目的は、観光等での回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立と、その有効性の実証評価である。本研究では、道路網に関する分析、観光客のアンケート調査結果の分析、回遊中心性の拡張した最適な寄り道スポットを抽出する手法を提案と評価、確率付き集合回遊中心性に基づく重要観光スポットを抽出の並列計算手法の開発、回遊行動を測定するアプリなどを開発した。回遊行動データを使って、集合媒介中心性と集合回遊中心性の評価と拡張を行い、実行動の中心性との適合率を高めた。また、観光防災用デジタルサイネージなどの研究も行った。応用まで含めた幅広い研究を実施し、有益な研究成果を得ることができた。次年度以降は、初年度の研究成果を基に、以下の1)から3)の課題について研究を進める。1)観光スポット間の距離や人気等を組込んだ拡張回遊行動モデルの構築とその性能評価、2)基本行動モデルの観点での回遊者群の類型化技術の確立と類型化結果の妥当性評価、3)確立した回遊行動モデルの観光イベント等での実証評価上記の研究成果を基に、4)確立した回遊行動モデルからの回遊行動新知見の獲得可能性の明確化を目指す。最終年度では、2年目までの研究成果組合せ、2年目まで収集してきた観光客のWebアンケートのデータなどを使い、回遊者の将来行動を妥当な精度で予測可能にする回遊行動モデルの確立と、回遊行動モデルの有効性の実証評価を継続していく。さらに、その応用を見据えた関連研究にも取り組む。