hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
WASPファミリー蛋白質によるダイナミックな細胞骨格再編

この系によりN-WASPのどの部分があれば、脳抽出液でコメットを形成して泳ぎだすことができるのかを、様々な欠損変異体を作成し、検討した。当然、VCA領域は必須であったが、それだけでは不十分で、さらにCdc42結合部位のCRIBドメインに隣接する塩基性領域が必要であった。この領域はアクチン線維と結合する領域であった。実際にこの領域があるとArp2・3複合体をすでに存在するアクチン線維のサイドに効率よく結合させることによってアクチン線維の新たな伸展を起こすことができた。細胞内では多くのキャピング蛋白質が存在し、アクチン線維が伸びる反矢尻端は塞がれている。しかしN-WASPはすでにあるアクチン線維のサイドにArp2・3複合体を結合させ、そこからアクチン重合をおこすことができるので、刺激を受けてた細胞が、急激にアクチン線維を伸ばし、メッシュ状の構造を作り、細胞に推進力を与えると考えられた。WASPファミリータンパク質にはN-WASP, WASPとWAVE1-3の5種類存在する。これら全てのタンパク質がC-末に存在するVCA領域を介してArp2/3複合体を活性化して、アクチンの重合を引き起こす。我々はN-WASPがCdc42の下流にあって糸状仮足を形成するのに対し、WAVEはRacの下流にあって葉状仮足を形成することや、N-WASPが神経突起形成に必須であることなどを明かにしてきた。更に、N-WASPの活性化機序として、Cdc42とPIP2が結合すると、VCA領域が露出しArp2/3とアクチンが結合できるようになることを示した。一方、神経突起形成にはSrcファミリーのチロシンキナーゼが重要な役割を果たしていることはすでに証明されている。そこでSrcファミリーキナーゼによるN-WASPのリン酸化と神経突起形成の関係を調べた。N-WASPはSrcファミリーのFynによってY253がリン酸化された。リン酸化されたN-WASPはArp2/3複合体の活性化を生じアクチンの重合を促進した。Y253をグルタミン酸で置換したN-WASPを神経細胞に発現させると突起形成を起した。一方リン酸化されたN-WASPはユビキチン化をうけ急速に分解された。しかしNGFのような神経の分化(神経突起形成)を促進する因子で刺激すると、その分解は抑制されリン酸化N-WASPは蓄積した。反対に、細胞を分化しない増殖条件に置くとリン酸化N-WASPは急激に分解した。これらの結果から神経突起形成はチロシンリン酸化によって引き起こされるN-WASPの活性化と分解のバランスによって調節されていることが分った。
アルミニウム合金の復元過程における動的構造変化の研究

アルミニウム合金におけるG.P.ゾーンの再溶解つまり復元過程における構造変化を主として軌道放射光を用いた小角散乱法により詳しく研究し以下のような成果を得ることができた。(1)Al-Zn合金において復元現象は完全復元と部分復元に分けられるが、完全復元時のゾーンの体積分率の減少割合はジョンソンメールの式で記述されること、時間指数は温度に依存して0.5から2.5程度までに変化することが明らかとなった。(2)予備時効を行なった試料をゾーンの固溶限以上で復元すると、ゾーンの溶解過程は2段階に変化する。最初のステージではゾーンのサイズは変化することなく、ゾーン内の溶質組成が減少する。次のステージでゾーンのサイズの減少が起こる。以上の実験結果は後述の理論的考察とよい一致を示した。(3)試料を固溶限以下で復元すると、最初は(2)項で述べたと同様の変化を示し、ある時間を越えると、その温度でのゾーン組成にちかずく。この過程ではゾーンの粗大化が進行することが認められた。(4)予備時効した試料を室温より一定速度で加熱する過程での構造変化をその場測定により調べた。またDSCにより同一条件で熱分析した結果と併せて考察を行った。比較的低温域ではゾーンの体積分率は一定であるが、積分強度は変化する。これはゾーン組成が変化することに対応しており、比熱変化の傾向ともよく一致した。高温域では拡散が速いため熱平衡的にゾーンの溶解が進行する。(5)移動界面を考慮した拡散方程式の解析、イジングモデルを用いたモンテカルロ計算により理論的考察を行った。復元過程は非平衡な遷移過程であるが、ゾーンと母相の界面で局所平衡が常に成立すると仮定することにより、本研究で得られた実験事実を説明できることを明らかにした。(6)復元過程と相補的に相分解過程でのG.P.ゾーンの構造変化をAl-Zn、Al-Ag合金について小角散乱法、アトムプローグ電界イオン顕微鏡法により実験を行った。昭和60年度に続き軌道放射光を用いた小角散乱測定を行った。その主な成果は3項目に別けることができる。すなわち(1)予備時効を行ったAl-Zn合金をGPゾーンの固溶限以上で復元すると、ゾーンは2段階のステージに従って完全に溶解する。最初のステージではゾーンのサイズは変化することなく、ゾーンの溶質組成が減少する。次にゾーンのサイズの縮小が起る。この実験より求められた知見は後で述べる理論的考察とよい一致を示した。(2)試料を固溶限以下で復元すると、最初は(1)で述べたと同様の構造変化を示すが、ある時間を越えると、その温度で準安定な固溶限で決められるゾーンの組成に近づく。(3)予備時効した試料を室温より一定速度で固溶限温度以上まで加熱する過程での構造変化をその場測定した。他DSCにより同一条件で熱分析した結果と合せて、この過程の構造変化を考察した。比較的低温の領域ではゾーンの体積分率は一定であるが、積分強度が変化する。高温の領域では拡散が速いため、ゾーン内の組成勾配は非常に小さくなり、ゾーンの縮小によって熱平衡に近い母相の溶質濃度が達成される。この過程は移動界面を考慮した拡散方程式を解いて得られる理論的結果とよい一致を示した。以上の実験結果およびその考察以外に、イジングモデルを用いたモンテカルロ計算により復元過程について検討を行った。

イジングモデルは正則溶体モデルと同等のものであり、実験とは定量的な一致は得られないが、定性的には上述の3項目の実験事実を再現することができた。復元過程は非平衡な遷移過程であるが、ゾーンと母相の界面で局所平衡が常に成立すると仮定することにより、本研究で得られた実験事実を説明することができる。
傾斜分極型圧電振動子を用いた有限振幅音波による板状試料の探傷に関する研究

平板中におけるガイド波の発生・検出法としては,振動子と測定試料の間にくさびを挿入することで,平板に超音波を斜角入射させる斜角入射法が一般的である.しかしこの方法では,振動子とくさびおよびくさびと平板の間の接着界面における反射やくさび内部での伝搬減衰が問題となるため,有限振幅のガイド波を発生・伝搬させることは容易ではない.これらの問題を解決する一手法として,分極軸が傾斜しているためにくさびを必要としない傾斜分極型平面振動子(TAPP)を用いる方法が挙げられる8).この方法は,くさびを介さずに有限振幅超音波を平板に斜角入射できる可能性がある.従って傾斜分極型平面振動子を用いて有限振幅のガイド波を発生・検出できれば,より広範囲での閉口亀裂の検出などへの応用が期待できる.本研究では傾斜分極型平面振動子を用いた有限振幅のガイド波の発生・検出の検討をした.平板中におけるガイド波の発生・検出法としては,振動子と測定試料の間にくさびを挿入することで,平板に超音波を斜角入射させる斜角入射法が一般的である.しかしこの方法では,振動子とくさびおよびくさびと平板の間の接着界面における反射やくさび内部での伝搬減衰が問題となるため,有限振幅のガイド波を発生・伝搬させることは容易ではない.これらの問題を解決する一手法として,分極軸が傾斜しているためにくさびを必要としない傾斜分極型平面振動子(TAPP)を用いる方法が挙げられる8).この方法は,くさびを介さずに有限振幅超音波を平板に斜角入射できる可能性がある.従って傾斜分極型平面振動子を用いて有限振幅のガイド波を発生・検出できれば,より広範囲での閉口亀裂の検出などへの応用が期待できる.本研究では傾斜分極型平面振動子を用いた有限振幅のガイド波の発生・検出の検討をした.傾斜分極型圧電振動子(TAPP)を設計し,メーカに特注し試作を行った.傾斜角は90度から30度まで5度おきに作製し,それぞれの周波数ーアドミタンス特性を測定した.この測定から分極が傾斜している場合,圧みたて振動と厚み滑り振動が励起され,単一の周波数駆動ではその周波数に対応するモードのみが励振されるごとがわかった.またパルス駆動のように広帯域信号で駆動すれば両者の特徴を持ったモードの野音波炉励振できることがわかった.この振動子を用いてアルミ板に有限振幅の板波を励振して,これをレーザードップラ装置で振動分布を測定した.これらの実験結果からは,興味深い事実が見いだされた.すなわち,検出される板波には2種類有り, 1つはアルミ板を伝搬する過程でアルミ板にの弾性的な非線形によって生ずる高調波と振動子とアルミ板の接合面から生ずる接触性非線形音波(CAN)の2種類があることがわかった.これは新しい知見であり,今後どのような条件でCANが起こるのか,またこれを抑制するための条件について実験的及び数値計算さらには工学的な方法を用いて解明する予定である.21年度の目的は板状の試料にくさびを介して音波を導波せずに直接試料に音波を放射する実験を行った.実験では最初にTAPPと試料を結合した場合の分散曲線を計算し,TAPP内での音速(電気的特性の測定から算出)から分極角度θ_pを試料との臨界角に設定するためのデータを得た.次に臨界角とTAPPの振動特性から,板状試料内部での音波の伝搬が計算し,伝搬特性をFEM及びFDTD法で計算した.FDTD法による計算は,試料および振動子の境界条件を従来のFDTD法と異なった方法で設定した.この計算によってアルミ板中での音波伝搬が把握できるようになった.この結果,駆動直後から時間が経過とともに次第にLamb波が形成されていく様子が明らかになった.この計算では駆動の際の駆動力やその大きさを任意に変えることができ,これらと分散曲線の計算結果から,多重のモードが存在する場合の音波の伝搬を検討した.また,試料に段差などの欠陥を仮定した場合の検討も行なった.なお,FDTD法は現在のところ非線形の計算ができないため,FEMとの併用を行った.この解析法の妥当性を検証するために申請のシュリーレン装置を導入し,システムの構築を行ったが波動伝搬特性を可視化する実験までには至らなかった.次年度にはシステムを完成させ実験を行う予定である.本研究の目的は,薄板状の試料の探傷法が立ち後れている現状から,板状で分極軸が傾斜している傾斜型圧電振動子(TAPP)を新たに考案しこの特性を明らかにし,TAPPを用いた有限振幅超音波の送受波システムの構築を行うことにある.また,これを利用して今までに行われていない有限振幅を有する板波超音波を用いて対象物の構造や弾性等の物性の非線形性を検出から探傷を行い,バルク状試料の探傷との併用を実現することの二つに大別できる.22年度はこの目的に沿って板波の送受波を行って,SOモードのLamb波が発生できることを実験によって確認した.また,駆動のパワーを大きくしていくと媒質の弾性的な非線形に起因する高調波が観測できた.この結果から本研究で提案したTAPPにより当初の目的通り有限振幅音波の発生が可能でありしかも振動子と試料の間にくさびが不要であるという利点が証明できた.

これらの特性を利用してアルミ板に人工的な欠陥を設け,これを検出する実験を行って,欠陥からの高調波を検出できたことから本研究で提案のTAPPの有効性を確認することができた.本研究の成果はこれまでに行われていない板波による探傷の分野に大きく貢献できるもので今後種々の試料,欠陥への適用を計りたい.
日本における数理統計学の移入に関する歴史的研究

本研究は、日本における数理統計学の導入・浸透・定着を、数学や統計学だけでなく、生物学、工学、心理学などの応用分野への普及の実態を通じて、その動的プロセスを文献資料と関係者の証言から構成し、明らかにすることを目的としている。(数理)統計学は他の諸科学に比べると、比較的新しい学問分野であるため、その発展過程に対する歴史的考察は極めて少ない上に、欧米に比べても日本の研究は遅れている。そのため、本研究では文献資料の散逸が進む前に、事実関係の一定の集約を行い、関係者の証言を加えて、日本における数理統計学の導入と発展の整理的記録の作成を試みる。
多層アレイ導波路回折格子と液晶空間光変調器を用いた波長選択スイッチの研究

本研究の目的は、次世代型ネットワーク実現のためのキーデバイスである波長選択スイッチ(WSS)の開発を行い、高機能化のための設計手法を確立することである。当初の計画では「1×N型(1入力多出力型)WSS」および「N×N型(多入力多出力型)WSS」の開発としたが、動向調査によって、より大規模かつ柔軟なネットワーク実現のためには「光信号モニタ」の開発が必要であると考え、年度途中より取り組んだ。1、「1×N型WSS」:ダブルパス型の新規な光学系を発案した。これにより導波路の製造誤差や、周囲温度変化による物性変化があったとしても、波長選択スイッチが正しく動作する。実験によりWSSを経由する信号に劣化示生じないことを明らかにし、計画にあった「温度無依存化」へ見通しを得た。当初は低損失化のための導波路製造工程開発も計画にあったが下記(2)(3)を優先したため、今後の課題とした。2、「N×N型WSS」: WSSのモジュールの大半を占める分光光学系を、従来の約半分のサイズに低減する1-f光学系を導入し、小型化を実現した。上記光学系は、従来の2-f光学系よりもレンズの収差に対して損失が著しく悪化するため実用化が阻害されていたが、左右非対称な非球面レンズを導入するアイデアによりこれを解決した。WSSの動作実証・モジュール化を行い、ポート数が5×5、サイズが180m×170mm×40mm以下という、目標を上回る成果を達成した。3、「光信号モニタ」: MMI(マルチモード干渉計)カプラを用いた新規な導波路型OSNR(光信号雑音比)モニタを提案した。位相シフタ等の能動素子を一切含まないため従来の構成よりも小型化・高速動作が可能となる点が画期的である。また、受光パワーを変数とし行列演算を行う際の係数を最適化することにより、導波路の製造誤差に対してもロバストに動作することを発見した。一般的なシリコン導波路の作製偏差に対し、±0.5dB以内の良好な精度でOSNRを測定できることを光伝搬シミュレーションにより明らかにした。以上(1)(3)により、期待以上の成果が得られた。(抄録なし)次世代の大容量光ネットワークを構築するためには、小型かつ広帯域動作が可能な波長選択スイッチ(WSS)が必要である。本研究では、多層アレイ導波路回折格子(AWG)と液晶空間光変調器(LCOS)を用いたWSSを提案し、その高機能化を目的としている。平成24年度の達成目標として、当初は(1)多層AWGの製造方法を見直しWSSポート数を増大すること、(2)外部温度変化によって生じるAWGの位相誤差をLCOSによって補償することでWSSの温度無依存動作を実証すること、(3)新たに反射機構を導入することでWSSモジュールの小型化が可能であることを設計によって示すこと、の3項目を計画していた。また、平成25年度の目標として、(4)上記(3)にて設計した小型WSSを組立て、その動作実証を行うことを計画していた。上記の当初の計画に対し、平成24年度は、計画(3)および(4)に先行して取り組み、小型WSSモジュールの設計・組立・動作実証を達成した。これまでの研究成果である非反射型光学系をもつWSSに対して約40%の大幅なサイズ縮小化可能であることを明らかにした。また、新たなアイデアとしてLCOSの代わりにスロット構造を有する新しいMEMSミラーを用いることで、従来のMEMSミラーを用いたWSSでは達成できなかった可変グリッド型の高機能WSSが実現可能であることがわかった。そのため平成24年度は計画を変更し、新たに(5)平坦な分光特性を得るためのMEMSミラーのスロット構造の最適設計を行った。また、本研究ではこれまで1×N型(1つの入力ポートと複数の出力ポートを有する)WSSに取り組んでいたが、最新の動向では、N×N型(多入力多出力)WSSへの需要が急速に高まっていることがわかった。そのため、平成24年度は、新たに(6)N×N型のWSSの研究にも取り組んだ。MEMSミラーとバルクグレーティングを用いたN×N型WSSを提案し、N×N型のWSSを小型に構成するための光学モジュールの設計パラメータの最適化を行った。上記計画変更により項目(5)(6)を優先して取り組んだため、当初行う予定であった計画(1)(2)を中断した。

2、「N×N型WSS」: WSSのモジュールの大半を占める分光光学系を、従来の約半分のサイズに低減する1-f光学系を導入し、小型化を実現した。上記光学系は、従来の2-f光学系よりもレンズの収差に対して損失が著しく悪化するため実用化が阻害されていたが、左右非対称な非球面レンズを導入するアイデアによりこれを解決した。WSSの動作実証・モジュール化を行い、ポート数が5×5、サイズが180m×170mm×40mm以下という、目標を上回る成果を達成した。3、「光信号モニタ」: MMI(マルチモード干渉計)カプラを用いた新規な導波路型OSNR(光信号雑音比)モニタを提案した。位相シフタ等の能動素子を一切含まないため従来の構成よりも小型化・高速動作が可能となる点が画期的である。また、受光パワーを変数とし行列演算を行う際の係数を最適化することにより、導波路の製造誤差に対してもロバストに動作することを発見した。一般的なシリコン導波路の作製偏差に対し、±0.5dB以内の良好な精度でOSNRを測定できることを光伝搬シミュレーションにより明らかにした。以上(1)(3)により、期待以上の成果が得られた。様々な構成のWSSの設計法確立に向けて研究を進めている。LCOSを用いたWSSでは、モジュールの小型化・偏光依存性の低減・多層AWGの位相誤差の補償を達成するための光学系を考案し、実証実験を行った。MEMSミラーを用いたWSSでは、MEMSミラーにスロット構造を設けて平坦な分光特性を得る方法を考案し、論文を執筆した。N×N型のWSSでは、モジュールを小型化するために光学素子の構造と配置について最適設計を行った。近年の動向では、本研究で計画していた1×N型WSSに加えて、N×N型WSSへの需要が急速に高まっている。そのため、平成25年度は計画を変更し、当初予定していた1×N型のWSSの研究に加えて、N×N型のWSSの研究に優先的に取り組む。具体的には、N×N型WSSモジュールを組立て、動作実証することを目標とする。実証にあたり、光学素子の収差や配置ずれによる挿入損失およびクロストークの低下が予想される。そのため、光学素子の配置ずれ量とWSSの損失・クロストーク特性との因果関係を明らかにし、光学素子のずれに対してロバストなWSSが得られるよう光学素子の構造の最適化を行う。また光学系の収差を低減するための非球面レンズおよび非球面ミラーの試作を行う。(抄録なし)
現代政治理論としての戦後日本の政治思想の意味ーラディカル・デモクラシー論を中心に

本研究の課題は、戦後日本の政治思想を欧米の政治思想と比較分析することを通じて、個々の思想家の議論をより広い理論史の中に位置付け、その普遍性と特殊性を解明することである。2015年4月に来日して以来、現時点まで「大衆」と「市民」を鍵概念とする政治思想を中心に、それが欧米と日本の思想史の中でどのような変遷を遂げてきたかを追跡してきた。具体的に、本研究は二人の戦後思想家、藤田省三(1927-2003)と松下圭一(1929-2015)の政治思想が、それぞれ現代のラディカル・デモクラシー論の二つの潮流である「闘技的多元主義論」と「熟議民主主義論」と高い類似性を有し、さらにそれらに比べて時期的に先駆性を見せていることへの着目から出発した。こうした類似性と先駆性が出現した要因は、20世紀初頭から「市民社会」という語で、様々な政治理論が持続的に論じられてきた、日本の言説空間の特殊性にある。なお松下の場合、彼の政治理論が1960-70年代の革新自治体の登場と相まって、実際に現実政治の領域にも大きな影響力を及ぼしたことは、日本の思想史と政治史の特徴が結合した希な例として強調すべき点である。以上の研究成果は様々な発表の場を通じて一定の評価を得ることができた。またその成果を単行本として出版する計画が確定しており、年度内の刊行を目標に原稿の修正・執筆を進めている。27年度が最終年度であるため、記入しない。
中東の宗教的少数派問題と万教帰一運動－バハーイー教とその日本との関係

本研究の3年度の計画は第4の問題系(日本との関係)および第5の問題系(日本人信徒の伝記的情報収集)を中心にすすめられた。そのため、2019年2月13日から22日までイスラエル訪問を行った。その際、ハイファのバハーイー教の施設を訪ねた。本研究の目的の一つは、日本人信徒でありバハーイー・ガーデンの造園師藤田左弌郎(18861976年)の足跡を調べることにあったが、藤田に関する資料は極めて限られていた。造園師として建設したバハーイー・ガーデンそのものが藤田の残した最大の遺産といえるかもしれないが、藤田を歴史的に正当に位置づけるためには資料的には十分ではないといえよう。藤田は教祖アブドゥル・バハーの下で造園に勤しんだが、例えば、1919年春にロシアの文豪トルストイの紹介でハイファのバハーイー教団を訪れた徳冨蘆花とその妻とが顔を合わせていれば、また違った展開があったであろうが、残念ながら、蘆花は『日本から日本へ』において藤田の名前に言及するだけで、ハイファでは藤田に会うことができなかった。しかし、そのすれ違いがむしろ今後、日本とバハーイー教団との関係を歴史的に考えていくうえで、極めて重要な意味を持つことができよう。というのも、晩年にバハーイー教に近づいたトルストイと蘆花の関係を考えていく上でバハーイー教が媒介的な役割を果たした点から、日本・ロシア・イラン・イスラエルという相互関係の環の中で位置づけなおすことも可能になるからである。最終年度においては本研究におけるバハーイー教における藤田左弌郎と徳冨蘆花の接点を見出したことは今後、日本におけるバハーイー教受容の問題を考えるうえで興味深い事例を提供することになったと評価できる。本研究の初年度の研究計画は、バハーイー教についての基本文献・関連情報を収集、分析する作業に重点が置かれ、本研究において設定した5つの問題系(国民国家におけるマイノリティ問題、万教帰一思想、欧米での認識、日本との関係、日本人信徒の伝記的情報収集)のうち、バハーイー教に関する万教帰一思想に関する第2の問題系および欧米でのバハーイー教認識の第3の問題系の解明であった。前者の第2の問題系である万教帰一思想に関しては、第一次世界大戦勃発まで帰一協会を拠点に万教帰一運動を展開していた日本女子大学校校長・成瀬仁蔵が1912年にロンドンを訪問した時にバハーイー教教主アブドル・バハーと会見した際の関係資料の調査を主に日本女子大学成瀬記念館で行った。とりわけ、成瀬の残した芳名帳にあるアブドル・バハーのメモと署名は今後分析する必要があろう。後者の第三の問題系である欧米でのバハーイー教認識に関しては、晩年にバハーイー教に改宗したトマス・チェイン・オックスフォード大学教授(18411915年)を中心に調査を行った。同教授は聖書学を研究しているが、世界の諸宗教間の調和を唱えるバハーイー教を高く評価して、『諸民族と諸宗教の和解(The Reconciliation of Races and Religions)』という著書を1914年に著した。同書は日本女子大学成瀬記念館に所蔵されているので、成瀬自身がチェイン教授から贈与されたものと思われる。初年度においてはまずバハーイー教の本部のあるイスラエルおよび連合王国のオックスフォード大学を訪問する予定であったが、相手先の事情から今年度は訪問を見合わせたためである。本研究の2年度の研究計画は、第4の問題系(日本との関係)および第5の問題系(日本人信徒の伝記的情報収集)に重点が置かれた。第4の問題系である「日本との関係」に関連しては、成瀬仁蔵とバハーイー教との関係について、日本女子大学桜楓会の成瀬仁蔵研究会において報告し、その内容を『桜楓新報』において「成瀬とバハーイー教」および「成瀬とプラグマティズム」と題して二回にわたって連載した。また、ハワイ生まれのアメリカ人バハーイー教徒で1914年に来日し、1967年に日本を離れるまで、通算31年間を日本で過ごし、長らく日本支部長を務めたアグネス・アレキサンダーと成瀬仁蔵との交流について日本女子大学成瀬記念館において資料収集を行い、成瀬のバハーイー教への関心の端緒である帰一協会との関連性についても具体的に調査を行った。また、第5の問題系である「日本人信徒の伝記的情報収集」に関しては、日本人バハーイー教徒である藤田左弌郎について調査を行ったが、文献資料を具体的に発見できず、今後とも調査を続ける必要があり、課題として残った。日本人でバハーイー教徒に改宗した者にはハワイへの移民者が比較的多く、日系移民とバハーイー教との関係についてより一層調査を進めていく必要があるという新たな課題も発見することができた。以上とは別に、中東におけるマイノリティの問題系としてジェラード・ラッセル著、臼井美子訳『失われた宗教を生きる人々ー中東の秘境を求めて』(亜紀書房、2017年刊行)の書評を2017年3月5日付東京新聞に発表した。とりわけ本書の中で注目に値するのがイスラム国(IS)によって虐殺されたイラク北部のヤズィード教徒の歴史的な記述であり、本研究を今後推進していく上で極めて有益な情報であった。

本研究の目的の一つは、日本人信徒でありバハーイー・ガーデンの造園師藤田左弌郎(18861976年)の足跡を調べることにあったが、藤田に関する資料は極めて限られていた。造園師として建設したバハーイー・ガーデンそのものが藤田の残した最大の遺産といえるかもしれないが、藤田を歴史的に正当に位置づけるためには資料的には十分ではないといえよう。藤田は教祖アブドゥル・バハーの下で造園に勤しんだが、例えば、1919年春にロシアの文豪トルストイの紹介でハイファのバハーイー教団を訪れた徳冨蘆花とその妻とが顔を合わせていれば、また違った展開があったであろうが、残念ながら、蘆花は『日本から日本へ』において藤田の名前に言及するだけで、ハイファでは藤田に会うことができなかった。しかし、そのすれ違いがむしろ今後、日本とバハーイー教団との関係を歴史的に考えていくうえで、極めて重要な意味を持つことができよう。というのも、晩年にバハーイー教に近づいたトルストイと蘆花の関係を考えていく上でバハーイー教が媒介的な役割を果たした点から、日本・ロシア・イラン・イスラエルという相互関係の環の中で位置づけなおすことも可能になるからである。最終年度においては本研究におけるバハーイー教における藤田左弌郎と徳冨蘆花の接点を見出したことは今後、日本におけるバハーイー教受容の問題を考えるうえで興味深い事例を提供することになったと評価できる。バハーイー教関係者にインタビューを行ない、同教の現在の活動状況を把握するという作業が遅れているため、今後はこの課題を中心に取り組んでいきたい。また、バハーイー研究の中心人物だったチェイン教授およびブラウン教授に関する資料を収集する。昨年度同様に、特に日本のバハーイー教関係者にインタビューを行いつつ、最終年度の調査・研究課題である総括を行なう。とりわけ、日本におけるバハーイー教の受容の歴史について、混乱する現在の中東情勢におけるマイノリティの位置づけと関連づけて研究をまとめたいと考えている。訪問先の都合により2016年度の海外出張を取り止めたため、繰越金が生じた。購入予定だった資料の刊行予定が遅れたため。来年度の資料購入に充てる予定。2017年度の出張旅費として使用の予定。
恒星進化における動的過程の高精度天体物理観測

本海外学術研究の目的は、高精度天体物理観測による恒星進化における動的過程を明らかにすることである。このような高精度の天体物理観測を行なうためには天候がよいこと以外にも、空が暗く、空気の乱れが少なく、また大気中の水蒸気量が少ない等の条件を満たす天体観測の適地を全世界に求めなければならない。この目的のために本調査ではハワイのマウナケアやチリのアンデス等の高地をはじめ、北米、豪州等の観測最適地にある大型望遠鏡を使用して観測を行う計画を立て、全部で16の観測班は所期の観測に成功し多くの有用なデ-タが得られた。これらのデ-タの解析には若干の時間が掛かり、まだ最終的結果をまとめるにはいたっていないが、すでに以下のような予備的結果が得られている。1.前主系列星の高解像観測(1チ-ム)赤外スペックル観測により誕生間もない原始星を角分解能0.1秒角以下で観測することに成功し、T Tau等いくつかの原始星の多くが伴星を伴っていることが明らかにされた。また、観測した大部分の星でハロ-やディスク状の成分を検出した。これらは連星系や惑星系の形成過程を明らかにするうえに新しい重要な結果である。2.恒星の高分解能観測(2チ-ム)光学領域のスペックル観測により、多くの連星を観測しその軌道要素の決定を行った。これらの観測の蓄積により、星の最も基本的な物理量である質量が得られる。3.星の形成領域も分光測光観測(3チ-ム)オリオン領域等の大規模な星の形成領域における輝線星の探査の結果にもとずき、分光観測を行い多数のT Tau星を確認した。これから、このような大規模な星の形成領域の構造と歴史を解明する基礎デ-タを得られた。4.高温特異星の化学組成(2チ-ム)化学組成の特異性と回転、質量放出等の関連を明らかにする基礎デ-タが得られた。5.進化の進んだ星の分光測光観測(6チ-ム)赤色巨星、惑星状星雲、連星等のについて赤外観光、CCD分光等の各種物理観測を行い、進化の進んだ段階における複雑な動的過程が観測的に明らかにされた。6.活発な星形成を示す銀河(2チ-ム)光学及び赤外分光による大規模な星形成を示す銀河やリング銀河の特性が明らかにされ、これらの銀河における動的過程が明らかにされつつある。以上のように、本海外学術研究では、世界最先端の望遠鏡と観測装置を駆使して、非常に高精度で各種物理観測に成功し、その結果として恒星進化の初期や最終段階における複雑な動的過程、連星、特異星の進化における各種活動現象、さらには銀河規模における星と星間ガスの動的相互作用等を解明する上で貴重なデ-タが得られた。

以上のように、本海外学術研究では、世界最先端の望遠鏡と観測装置を駆使して、非常に高精度で各種物理観測に成功し、その結果として恒星進化の初期や最終段階における複雑な動的過程、連星、特異星の進化における各種活動現象、さらには銀河規模における星と星間ガスの動的相互作用等を解明する上で貴重なデ-タが得られた。
大きな電気工学係数を持つ会合性強誘電ポリマー

物質が自発分極を持ちこれが外部電界により反転できるものを強誘電体というが、ドナー・アクセプタータイプのπ電子系有機非線形光学分子を双極子とする高分子強誘電体またはπ電子系分子の会合性を外部電界でコントロールできるような高分子強誘電体が実現できれば、光分野への応用が飛躍的に拡大すると考えられる。このような高分子は、1)結晶性材料と異なり透明で均一である2)大きな圧電、焦電、電歪効果を示す3)光との相互作用の大きい分子をこの強誘電ポリマー中に導入することにより安定高性能な材料を得ることも可能である。本研究で我々は、ポリシアノフェニレンスルフィド系が強誘電性と大きな電気光学効果(r=50pm/V)を見いだした。この高分子の特徴は、適度に共役系を持つ極性高分子の自己会合性を利用して、分子自体ではなく会合体全体に非線形性が付与されている点である。実験より1)光の吸収端の波長は、分子構造から予想される値より明らかにレッドシフトしていること2)電歪定数(電界によるひずみ)が通常の高分子強誘電体より10倍以上大きいこと3)分極処理により可逆的に吸収端が10-20nmすることが分かった。この結果より、分子間でフェニルニトリル基がある会合状態をとり、これが電界で会合性のよい方向へ変化することが分かる。従って、これにともない屈折率が変化し大きな電気光学効果が得られたものと思われる。ただしこのような機構、すなわち格子変形に伴う電子状態の変化では、高速応答は困難である。
胃発癌過程でのPGE2によるWntシグナル活性化へ及ぼす影響の解明

遺伝子変異によるWntシグナルの恒常的亢進は胃がん発生の原因として知られている。一方、腫瘍組織では炎症性プロスタグランジンであるPGE2の産生が誘導され、発がんを促進している。本研究では、胃がん発生におけるWntシグナルとPGE2経路の相互作用について解析を行ない、PGE2依存的に発生する炎症反応がマクロファージからのTNF-α産生を誘導し、TNF-αが胃がん細胞のWntシグナル亢進に作用して発がんを促進する可能性を初めて明らかにた。Wntシグナルは正常腸上皮細胞の未分化性維持に重要と考えられており、APC遺伝子やβ-catenin遺伝子の変異によるWntシグナルの異常亢進は、大腸癌発生の主な原因である。一方、腫瘍組織でのCOX-2発現誘導による炎症性プロスタグランジンPGE_2の産生誘導が消化器癌発生に重要である事も明らかにされている。しかし、この二つのシグナルがどのような相互作用により発癌に関与しているのかは、未だ不明な点が多い。本研究では、双方のシグナルを胃粘膜で活性化した胃がんを自然発生するトランスジェニックマウス(K19-Wntl/C2mEマウス)を用いた解析と、Wntシグナルレポーター細胞も構築して使用しながら、PGE_2経路の誘導によるWntシグナル活性化機構を明らかにする。今年度は、胃がんモデルのKl9-Wntl/C2mEマウスと、PGE_2誘導により胃炎を発症するKl9-C2mEマウスの胃組織から抽出したRNAを用いて、遺伝子発現解析を中心に行なった。これまでに、PGE_2シグナルに依存的にSFRPファミリーの発現が抑制されている事が明らかとなった。SFRPは内在性のWntシグナル抑制因子であり、大腸癌や胃癌では広くメチル化により発現抑制されている。したがって、PGE_2はSFRPの発現抑制によりWntを亢進している可能性が示唆された。また、TCF結合領域にEGFP遺伝子をつないだWntレポータープラスミドを構築し、複数の胃癌細胞株に導入した。この細胞株をPGE_2で刺激してもWntシグナルの亢進は認められなかった。したがって、PGE_2の受容体を介した直接の刺激がWntに関与していない可能性が考えられた。今後、この細胞株を使ってPGE_2依存的に発現誘導される因子が、SFRPの発現抑制によるWnt亢進に作用している可能性について解析を続ける。Wntシグナルは消化管上皮幹細胞の未分化性維持に重要な役割を果たしており、APC遺伝子変異などによる恒常的なWntシグナルの亢進は胃がんや大腸がん発生の主な原因となる。一方、COX-2発現誘導によるプロスタグランジンPGE_2の産生誘導が消化器がん発生に重要である事も明らかにされている。しかし、この二つのシグナル経路がどのような相互作用により発がんに関与しているのかは不明な点が多い。本研究は、WntとPGE_2の双方を同時に胃粘膜で活性化した胃がん発生マウス(K19-Wnt1/C2mEマウス)を用いた解析と、Wntシグナルレポーター細胞の構築によるin vitroの実験により、PGE_2経路の産生誘導によるWntシグナル活性化機構を明らかにすることを目的として行なった。最初にK19-Wnt1/C2mEマウスに発生した腫瘍組織を免疫染色により解析した。その結果、腫瘍組織間質にはマクロファージの浸潤と活性化が認められ、同じ領域の腫瘍細胞ではβ-cateninの細胞内蓄積が強くなる傾向を観察した。したがって、PGE_2依存的な炎症反応がマクロファージ活性化を介して、周囲の腫瘍細胞のWntシグナルを亢進している可能性が考えられた。次に、Wntシグナル強度をGFPの蛍光強度で測定出来る胃がん細胞株、AGS-GFPおよびKato-III-GFPを作製した。これらの細胞では、β-catenin/TCF複合体によりEGFP発現が誘導される発現ベクターを導入してあり、WntシグナルをFACS解析により測定することが出来る。LPS刺激で活性化させたマクロファージ細胞RAW264の培養上清を回収して、AGS-GFPおよびKato-III-GFP細胞を刺激すると顕著にGFP蛍光強度が上昇し、Wntシグナルを亢進させたことが明らかとなった。マクロファージによる胃がん細胞のWnt活性化作用はTNF-α中和抗体の添加により阻害されたので、活性化マクロファージから産生されたTNF-αが胃がん細胞のWntシグナルを亢進させることが明らかとなった。以上の結果から、PGE_2依存的に粘膜に浸潤したマクロファージが活性化し、産生されたTNF-αが周囲の上皮細胞のWntシグナル亢進を誘導するという、新しい発がん機序を明らかにすることが出来た。
相境界面の運動に着目した異方性ゲル形成の統計力学の構築とその応用

透析や乾燥による高分子溶液の異方性ゲル化を、ゾル・ゲル境界面に着目して調べた。ゾル・ゲル境界面における熱力学的不安定化が異方性ゲル化を引き起こすことがわかった。熱力学的不安定状態での高分子鎖の配向ダイナミックスを構築した。一般化されたmoving boundary描像を完成させ、4回対称または一軸性のゲル形成過程を解析した。この結果より、異方性ゲル化を制御する方法を考案した。乾燥によるゲル化は界面律速で透析によるゲル化は拡散律速であるが、熱力学不安定化の速度に注目することで、この2つのゲル化ダイナミックスを統一的に理解できることが分かった。(1)ゲルーゾル相境界の高分子鎖のダイナミックスを高分子鎖セグメントの化学ポテンシャルが空間分布することで現れる高分子鎖の重心の駆動力および潮汐力で一般的に記述する方法を考案した。潮汐力による高分子鎖の変形については慣性半径の異方性により記述する方法を考案した。高分子セグメントの化学ポテンシャルを、Flory-Hugginsの自由エネルギーのような特定な自由エネルギーではなく溶媒成分構成および高分子濃度の関数とした一般的な自由エネルギーから記述することで、高分子濃度の効果を取り入れた相境界の高分子鎖のダイナミックスを構築できた。それから導かれる結論として、高分子鎖の凝縮挙動および伸長挙動は高分子溶液の熱力学的不安定性に起因することがわかった。このとき、架橋イオンは高分子鎖の配向に直接的に作用する効果よりも高分子溶液の熱力学的不安定化(高分子鎖の不溶化)を引き起こす因子としての効果が高いことがわかった。(2)(1)の熱力学的不安定化の効果を、紐状の高分子よりシミュレーションが容易な配向した多層膜系のシステムについてモンテ・カルロシミュレーションを行い、膜の形状に大きな効果を及ぼすことが確認できた。(3)カラギーナン溶液から作製した物理ゲルが非溶媒である塩化カリュウム溶液に浸漬することで異方性ゲルになることを発見した。また、この異方性ゲル化のダイナミックスを測定し、このダイナミックスが高分子濃度に依存しないことから、異方性ゲル化がカラギーナン分子の状態変化に起因するものであることを突き止めた。この実験により、非溶媒により引き起こされる高分子溶液(この場合はゲル)の熱力学的不安定性が高分子鎖の配向に大きく寄与していることがわかった。(4)一軸性の異方性ゲル化において、溶液封入部分の形状と異方性ゲル化ダイナミックスの間の関係を導き、これに基づくダイナミックスの制御方法を提案した。(1)等方的な高分子鎖よりシミュレーションが容易な配向性高分子鎖系で熱力学的不安定性を引きおこす低分子を含んだ高分子鎖溶液系のシミュレーションを行った結果、安定領域では配向性が悪くなるが不安定領域では高分子鎖が凝縮し配向性が高くなることが分かった。これにより、等方的な高分子鎖においても熱力学的不安定化により凝縮・配向が起こると予想できる。(2)濃厚溶液高分子鎖の緩和のシミュレーションから、濃厚溶液中の高分子鎖ダイナミックスの1体近似描像を探索した。その結果、環境場としてセグメントの化学ポテンシャルを考慮するだけでなく鎖のエントロピー弾性率も環境の変化に伴い変化すると考える必要があることが分かった。(1)の結果を併せて考察した結果、Gauss鎖のLangevin方程式と、高分子鎖の環境変化を記述するエントロピー弾性率と化学ポテンシャルの緩和ダイナミックスで記述する高分子鎖配向ダイナミックスモデルを構築した。(3)カードラン溶液を塩酸に透析させてゲル化させることができた。ゲル化のダイナミックスは、塩酸濃度が高いときは拡散律速型で、濃度を下げていくと界面エネルギー律速型に変わるこというダイナミックス遷移が起こることが分かった。(4)カードラン溶液が2価カチオンで架橋できることより、イオン流入によるゲル化、イオン流出・流入によるゲル化、界面エネルギー律速によるゲル化は同一現象における律速過程の違いであることが分かる。この律速過程の変化は、透析外液の組成の違いに起因する高分子鎖の溶媒溶液の自由エネルギーの変化の速度の違いによるものであるという結論を得た。(5)円筒型DNAゲルによるアクリジンオレンジの吸着ダイナミックスを調べることで、高分子鎖と親和性の高い分子の高分子溶液における拡散挙動は、一般的にMoving Boundary Pictureで記述出来ることが分かった。(1)高分子鎖を簡単なGauss鎖で記述し、(1)鎖のセグメントは空間的に不均一な化学ポテンシャル中ある、(2)ホワイトノイズ型のランダム力を受ける、(3)慣性よりエネルギー散逸の効果が大きいとしGauss鎖のダイナミックスを時間について一階のランジュバン方程式で記述する、という3つの条件を課して解析した。"潮汐力"、粘性、復元力、熱揺らぎの競合関係の把握はできた。具体的な成果として、(i-1)化学ポテンシャルの空間の二階微分(Qと記述)が潮汐力として働き高分子鎖の配向・変形を引き起こしていることがわかった。(i-2)

Q<0では高分子鎖は伸長し条件によっては棒状と見なせるほどまで伸びQ>0ではきわめて急速に一軸方向に圧縮され厚さはセグメント数によらない小さな値に収束する。このことより、高分子鎖の配向・変形挙動は高分子鎖の復元力、粘性ではなく潮汐力に支配されている。が得られた。(2)円形ガラス板で挟んだ濃厚DNA水溶液を一定湿度のもとで乾燥させ異方性ゲルを作製した。溶液の重量の時間変化、異方性ゲル層厚の時間変化を測定し、水の移動ダイナミックスに基づく重量変化の理論、高分子鎖の配向場φのφ-4型自由エネルギーによるゲル層厚の理論を作成し、実験結果と照らし合わせた結果、実験結果をよく説明できることがわかった。(3)ガラス板上に滴下した濃厚DNA水溶液を一定湿度のもとで乾燥させ溶液の重量の時間変化、異方性ゲル層厚の時間変化を測定した結果、いくつかのスケーリング則があることが判明した。(4)正方形ガラス板を用いた異方性ゲル化、一軸方向のみに成長できるようにした場合の異方性ゲル化のゲル層厚のダイナミックスを測定した。カバーガラス形状を一般化したMoving Boundary描像を作製し、一軸方向異方性ゲル化のゲル層厚のダイナミックスについてはよく説明できていることがわかった。○交付申請書目的1について:業績概要(1)、(2)、(3)より、界面カイネティクスおよび境界面の高分子鎖の動きについて、高分子溶液の熱力学的不安定性にもとづく微視的描像を得ることができた。ただし、当初予定していたモンテ・カルロシミュレーションのアルゴリズムでは熱力学的不安定性については記述できない。業績概要(2)で作製したプログラムを高分子鎖系に拡張したシミュレーションが必要となる。25年度にシミュレーションを行い最終的な描像を確立させる。○交付申請書目的2について:流入拡散場、流出拡散場双方を考慮した拡張されたMB描像については対称性のよい場合に限るか一般化でき、業績概要(4)に述べたように異方性ゲル化のダイナミックスの制御方法まで提案可能となった。目的2は達成できたといってよい。○交付申請書目的3について:乾燥による異方性ゲル化、業績概要(3)で述べたゲルー異方性ゲル転移の発見及び高分子溶液の熱力学的不安定性に基づく異方性ゲル化描像より、熱力学的不安定領域の移動に着目することで統合MB描像の構築の指針が定まった。25年度に完成させる予定である。○交付申請目的4について:業績概要(3)で述べたゲルから異方性ゲルを作製する方法、業績概要(4)で述べた高分子溶液だめの構造により異方性ゲル化ダイナミックスを制御する方法などいくつかの提案をすることができた。目的4はほぼ達成できたといってよい。以上より、シミュレーションについてはプログラム作成指針が実験データの蓄積により変わったため遅れているが、これは新しい発見に伴う方針の変更による当然の遅れである。
属性グラフ文法に基づいた活動推移を含めた研究情報の高度な蓄積・共有支援手法

大学研究室における情報共有のための視覚的な情報管理は有効である.研究情報の蓄積では,利用者の負担をできるだけ軽減することが要求される.また研究情報の共有では,ストレスのない時間で視覚化ができることが要求される.本研究では,これらの課題を解決するために,属性グラフ文法を導入した研究情報蓄積・共有手法を開発した.具体的には,研究情報関係グラフ(RIRG)を導入し,RIRGをグラフ文法のプロダクションに基づき生成することによって,開発手法は,多様な研究活動に対応し,利用者の蓄積作業と視覚的な情報管理の負担軽減を達成した.また,属性グラフ文法の意味規則を用いることで,RIRGの効率的な描画を実現した.本研究は,研究活動推移と研究情報間関係のグラフ視覚化を導入し,属性グラフ文法に基づいた研究情報の蓄積・共有支援手法を開発する.これにより,これまで利用者に負担を強いていた研究情報蓄積の負担軽減と効果的な情報共有を達成する.研究情報の蓄積共有には,研究活動で発生する研究情報とそれらの関係を活動の推移と共に蓄積し,共有し易い,関係の視覚化が要求される.しかしながら,研究活動は多様な活動の積み重ねと推移から成っているため,ある一定のルールを保ちつつ多様な活動にも対応した情報蓄積を行わなければならない.さらに活動の遂行に合わせた情報共有のための視覚化をストレスなく得るためには,効率の良いグラフ描画が要求される.そこで本研究では,属性グラフ文法を活用した支援手法とプロトタイプシステムを開発することで,これら問題点の解決を図る.平成27年度は,最新の研究動向を調査しつつ,効果的な研究情報の共有手法の開発を目指した.そのために,研究情報間の関係を研究活動と合わせて俯瞰できる,研究情報関係グラフを以下の手順に従い開発した.(1)研究情報の共有手法のための情報収集・研究動向調査:効果的な研究情報の共有の在り方を探るための情報収集と,本研究に関わる最新の研究動向の調査を並行して行った.これらの作業には,多くの専門家の先生方からのご意見やご教授を仰ぐために,国内の研究会や国際会議などに積極的に参加した.(2)現状の問題点の詳細分析:現状の研究情報の蓄積・共有における問題点を,上記(1)で収集した情報と共に詳細な分析を行った.(3)研究情報関係グラフの開発:上記収集情報をもとに,効果的な研究情報の共有手法を開発し,それを実現するための研究情報関係グラフを開発した.平成28年度に予定している研究情報蓄積手法の検討が,平成27年度の最後に着手できた.本研究は,研究活動推移と研究情報間関係のグラフ視覚化を導入し,属性グラフ文法に基づいた研究情報の蓄積・共有支援手法を開発する.これにより,これまで利用者に負担を強いていた研究情報蓄積の負担軽減と効果的な情報共有を達成する.研究情報の蓄積共有には,研究活動で発生する研究情報とそれらの関係を活動の推移と共に蓄積し,共有し易い,関係の視覚化が要求される.しかしながら,研究活動は多様な活動の積み重ねと推移から成っているため,ある一定のルールを保ちつつ多様な活動にも対応した情報蓄積を行わなければならない.さらに活動の遂行に合わせた情報共有のための視覚化をストレスなく得るためには,効率の良いグラフ描画が要求される.そこで本研究では,属性グラフ文法を活用した支援手法とプロトタイプシステムを開発することで,これら問題点の解決を図る.平成28年度は,属性グラフ文法に基づいた研究情報蓄積手法および研究情報関係グラフの効率的な描画手法を,次の手順に従い開発した.(1)利用者の負荷を考慮した研究情報蓄積手法の開発:研究情報関係グラフを構築するための情報蓄積の在り方を検討し,利用者の負担軽減を指向した情報蓄積手法を開発した.(2)研究情報関係グラフの自動描画手法の開発:描画のための制約抽出や属性情報等の精査,効率し,計算量を考慮した計算時間上効率の良いアルゴリズムを開発した.(3)研究情報蓄積および共有支援のための属性グラフ文法の開発:edNCEグラフ文法を参考に,描画効率を考慮した属性を導入した,属性グラフ文法を開発した.その文法を我々の研究室活動に適用した結果,41個のプロダクション,181個の意味規則で記述できた.(4)属性グラフ文法に基づいた研究情報蓄積共有支援システムの設計:上記手法を導入したプロトタイプの設計を行い,開発に向けた準備を行った.平成28年度に予定していた研究課題を達成し,平成29年度のプロトタイプ開発にも着手できたことから,「順調に進展している」と判断した.本研究は,研究活動推移と研究情報間関係のグラフ視覚化を導入し,属性グラフ文法に基づいた研究情報の蓄積・共有支援手法を開発する.これにより,これまで利用者に負担を強いていた研究情報蓄積の負担軽減と効果的な情報共有を達成する.研究情報の蓄積共有には,研究活動で発生する研究情報とそれらの関係を活動の推移と共に蓄積し,共有し易い,関係の視覚化が要求される.しかしながら,研究活動は多様な活動の積み重ねと推移から成っているため,ある一定のルールを保ちつつ多様な活動にも対応した情報蓄積を行わなければならない.さらに活動の遂行に合わせた情報共有のための視覚化をストレスなく得るためには,効率の良いグラフ描画が要求される.そこで本研究では,属性グラフ文法を活用した支援手法とプロトタイプシステムを開発することで,これら問題点の解決を図る.前年度は属性グラフ文法に基づいた研究情報蓄積手法および研究情報関係グラフの効率的な描画手法を開発した.平成29年度は,以下の手順に従い,プロトタイプシステムの開発および評価を行った.(1)プロトタイプシステムの開発:平成28年度に設計したプロトタイプの開発を行った.(2)プロトタイプの運用と評価:開発したプロトタイプを運用し,システムを通した提案手法の評価を行った.

評価で収集したデータをもとにさらなる分析を行い,プロトタイプの見直しと改善を図った.本研究課題の成果は,学会等で公表した.大学研究室における情報共有のための視覚的な情報管理は有効である.研究情報の蓄積では,利用者の負担をできるだけ軽減することが要求される.また研究情報の共有では,ストレスのない時間で視覚化ができることが要求される.本研究では,これらの課題を解決するために,属性グラフ文法を導入した研究情報蓄積・共有手法を開発した.具体的には,研究情報関係グラフ(RIRG)を導入し,RIRGをグラフ文法のプロダクションに基づき生成することによって,開発手法は,多様な研究活動に対応し,利用者の蓄積作業と視覚的な情報管理の負担軽減を達成した.また,属性グラフ文法の意味規則を用いることで,RIRGの効率的な描画を実現した.平成28年度は,属性グラフ文法に基づいた研究情報蓄積手法および研究情報関係グラフの効率的な描画手法の開発を,以下の手順に従って行う予定である.(1)利用者の負荷を考慮した研究情報蓄積手法の開発:平成27年度に開発した研究情報関係グラフを構築するための,情報蓄積の在り方を検討する.利用者の負担軽減を指向した,情報蓄積手法を開発する.開発にあたり,自動化の可能性項目の抽出やその実現方法,さらにはユーザインタフェースレベルでの議論を繰り返し行う.(2)研究情報関係グラフの自動描画手法の開発:研究情報関係グラフの自動描画に関しては,描画のための制約抽出や属性情報等の精査,効率の良いアルゴリズム開発を行う.(3)研究情報蓄積および共有支援のための属性グラフ文法の開発:上記結果を取り入れたシステム化の実現に向け,属性グラフ文法により上記提案手法を支援することを検討する.具体的には,上記で検討した内容を形式的に定義し,システムによる自動化へ進める.(4)属性グラフ文法に基づいた研究情報蓄積共有支援システムの設計:上記手法を導入したプロトタイプの設計を行う.平成29年度は,以下の手順に従い,プロトタイプシステムの開発および評価を行う.(1)プロトタイプシステムの開発:平成28年度に設計したプロトタイプの開発を行う.設計には実際のシステム開発に携わる人に意見を聞きながら,最新のフレームワークと開発手法での開発を目指す.(2)プロトタイプの運用と評価:開発したプロトタイプの運用とシステムを通した提案手法の評価を行う.運用は組織全体で行い,そこで収集したデータをもとに評価を行う.評価結果をもとにプロトタイプの見直しと改善を図る.(3)論文・報告書等の執筆:本研究課題の成果を公表にするために,論文投稿の準備,および報告書等の作成を行う.また,年度の後半では,システム開発,運用,評価を含めた執筆や学会発表を行う予定である.教育工学
マイクロマニピュレーションのためのリアルタイムFEAシステムの研究

マイクロやナノの世界でのマニピュレーションにおいては、極々小さな力が作用しても大変形を起こすため、力の大きさを正確に知った上で適切な制御を行なわなければならないが、現状の力センサーでは感度が不十分となっている。そこで、電子顕微鏡より得られる視覚情報をもとに、非線形有限要素法を用いてマニピュレータに負荷される力を計測するシステムを、以下の手順で開発した。(1)マイクロマニピュレータの効果器として、直径50ミクロン、長さ5ミリくらいの円柱を想定し、それに対応する有限要素モデルの開発を行なった。(2)リアルタイム処理が可能な非線形方程式の高速解法アルゴリズムについて調査検討した結果、(1)で開発した要素を用いる限り、Neton-Raphson法による直接解法で十分実用的であることがわかった((4)参照)。(3)マイクロマニピュレーションシステムから得られる視覚情報を処理し、マニピュレータの効果器の変形量を抽出する手法を開発した。具体的には、二値化した電子顕微鏡の画像を逐次トラッキングすることにより求めた。(4)以上で開発した非線形有限要素解析システムと画像処理システムを統合し、効果器に及ぼす力をマニピュレーションと同時に求めた。現状では画像処理がほぼリアルタイムで達成されるのに対し、有限要素解析には1変位データあたり約0.3秒の時間を要した。本研究で使用した計算機の速度は約30MFLOPSであるが、現在ではその10倍の速度を有する計算機がパソコンクラスでも現われているため、より高速な計算機を使用することによりリアルタイムは十分に達成されると考えられる。以上の研究成果は第12回ロボット学会学術講演会にて発表された。また1995年8月に開かれる国際計算力学学会(ICES′95)にても発表される予定である。