hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経路選択原則の新しいパラダイム:戦略・戦術的行動の数理的記述

本研究では,利用可能性のある経路群をまず出発地において戦略的に選択し,その後近くへ到達した時点で交通状況を認識し,結果として経路選択確率が変化することを確率事象としてとらえる方法論の構築をめざした.最小所要時間経路が確率的に変化することを認め,その元での期待所要時間を最短とする経路群(hyperpath)をドライバーは選択しているとする.そして,目の前の交通状況や信号現示に応じてhyperpath内のひとつの経路が結果として利用されるものとして信号制御の影響を考慮した経路選択行動のモデル化を行った.さらに,期待所要時間が最短のhyperpathに混雑効果を考慮して利用者均衡状態を定義し,求解アルゴリズムの開発を行った.具体的な成果は以下の通りである.(1)期待所要時間最小hyperpath探索モデルにおける混雑効果の検討期待所要時間最小hyperpathの概念における混雑効果の導入方法について検討を加え,交通量に依存してリンク所要時間が増加することを混雑効果として定式化した.(2)戦路・戦術的経路選択行動を内包した利用者均衡モデルの構築と求解アルゴリズム検討混雑効果によって期待所要時間を最小化するhyperpathの所要時間が増加すると仮定することで,利用者均衡状態が成立する.このような利用者均衡状態について,等価な数理問題の構築を行うとともに,解の一意性,利用者均衡状態の成立条件などについて検討を加えた.また,求解アルゴリズムについて検討し,逐次平均法を用いることで,想定した均衡条件を満たす結果を得ることを確認した.(3)戦略・戦術的経路選択行動の交通流シミュレーショーンへの適用可能性検討戦術戦略的考え方をミクロ交通流シミュレーションモデルへ適用する可能性および課題について,検討を加えた.本研究では,利用可能性のある経路群をまず出発地において戦略的に選択肢,その後近くへ到達した時点で交通状況を認識し,結果として経路選択確率が変化することを確率事象としてとらえる方法論の構築をめざす.最小所要時間経路が確率的に変化することを認め,その元での期待所要時間を最短とする経路群(hyperpath)をドライバーは選択しているとする.そして,目の前の交通状況や信号現示に応じてhyperpath内のひとつの経路が結果として利用されるものとして信号制御の影響を考慮した経路選択行動のモデル化を試みる.研究初年度である平成20年においては,主に関連研究のレビューとアルゴリズムの概念構築を行った.1.経路選択行動/最短経路探索アルゴリズムに関する文献レビュー道路交通ネットワークおよび公共交通ネットワークにおいて今まで提案されている経路選択行動モデルの考え方,行動規範について文献レビューを行い,その特徴を整理した.2.期待所要時間最小hyperpathの概念整理期待所要時間最小hyperpathの考え方を数理的に表現し,その特性,例えば最適性原理の適用可能性や所要時間関数の数理特性などについて検討を加えた.3.期待所要時間最小hyperpath探索アルゴリズムの構築近年の最短経路探索アルゴリズムの開発状況をふまえ,効率的なhyperpath探索アルゴリズムの構築を検討した.本研究では,利用可能性のある経路群をまず出発地において戦略的に選択し,その後近くへ到達した時点で交通状況を認識し,結果として経路選択確率が変化することを確率事象としてとらえる方法論の構築をめざした.最小所要時間経路が確率的に変化することを認め,その元での期待所要時間を最短とする経路群(hyperpath)をドライバーは選択しているとする.そして,目の前の交通状況や信号現示に応じてhyperpath内のひとつの経路が結果として利用されるものとして信号制御の影響を考慮した経路選択行動のモデル化を行った.さらに,期待所要時間が最短のhyperpathに混雑効果を考慮して利用者均衡状態を定義し,求解アルゴリズムの開発を行った.具体的な成果は以下の通りである.(1)期待所要時間最小hyperpath探索モデルにおける混雑効果の検討期待所要時間最小hyperpathの概念における混雑効果の導入方法について検討を加え,交通量に依存してリンク所要時間が増加することを混雑効果として定式化した.(2)戦路・戦術的経路選択行動を内包した利用者均衡モデルの構築と求解アルゴリズム検討混雑効果によって期待所要時間を最小化するhyperpathの所要時間が増加すると仮定することで,利用者均衡状態が成立する.このような利用者均衡状態について,等価な数理問題の構築を行うとともに,解の一意性,利用者均衡状態の成立条件などについて検討を加えた.また,求解アルゴリズムについて検討し,逐次平均法を用いることで,想定した均衡条件を満たす結果を得ることを確認した.(3)戦略・戦術的経路選択行動の交通流シミュレーショーンへの適用可能性検討戦術戦略的考え方をミクロ交通流シミュレーションモデルへ適用する可能性および課題について,検討を加えた.
ナノ組織制御により準安定溶融する高融点用鉛フリーはんだの開発

Agナノ粒子の表面を有機シェルをコーティングすることにより、ナノ粒子が凝集することなく室温で安定に取り扱うことができる。このナノ粒子をペースト状にし、目的とする接合のインサート材に用いた。ペーストを300°C程度まで加熱することにより、溶剤および有機シェルが分解し、反応性に優れたAgナノ粒子が暴露する。暴露したAgナノ粒子には準安定溶融および多大な表面エネルギーを駆動力とする焼結が生じ、同時に基材とも反応性に優れることから低温短時間での接合が可能となった。従来までエレクトロニクス製品実装に使用されてきた、高温用鉛リッチはんだを用いた場合と比較して、本接合法を用いたCuやNiとの接合においては、接合温度および加圧力の最適化により、継手強度を向上することができ、これまで開発が困難とされてきた鉛フリー高温用はんだ代替材料として有用であることを示した。ダイボンディングを想定したAlやSiとの接合においても、Al表面にNi/Agめっきを施すことにより対応可能で、特に高温はんだの融点近傍の使用環境下においてはより優れた接合部特性を示すことが明らかとなった。また、銀ナノ粒子だけではなく、炭酸銀と銀との複合ナノ粒子を用いることにより、炭酸銀と銀との間で酸素の授受が行われ、表面の有機シェルをより低温での急速な分解が可能となることを見出した。この結果、炭酸銀を用いない場合よりもより低温短時間での接合が可能となり、新たな接合用材料としての可能性を示した。本研究では、高融点、高信頼性鉛フリーはんだに適用するために、Sn基はんだにおけるナノ組織制御およびナノ粒子材料を利用したプロセスを開発することを目的とした。本年度においては、Sn-AgはんだとNi基合金とを複合化し、リフローによるSn-Agはんだの溶融を契機としてNi基合金との反応による化合物形成を利用した高融点化を検討した。Sn-Agはんだと純Niとを複合化した場合は、Ni_3Sn_4層が両者の化合物層として形成するが、この金属間化合物の成長速度は遅く、また化合物中でのNiの拡散速度も遅いため十分な化合物化が生じなかった。これに対して、Niに合金元素としてCoを添加すると急速な化合物化が生じ、240°Cのリフロー保持過程ではんだ部は完全に化合物化し、240°Cへの再加熱によっても溶融せず、高融点化が達成された。この急速化合物化のメカニズムを解明するため、透過型電子顕微鏡を用いた詳細な検討を行った。その結果、Sn-AgはんだとNi-Co合金の界面には準安定な(Ni, Co)Sn_2化合物が生成し、はんだ部はNi-Co-Sn3元化合物の形成により化合物化することが分かった。(Ni, Co)Sn_2相は柱状の微細ナノ結晶構造を有しており、その構造に起因してNiおよびCoのはんだ中への高速拡散が生じ、はんだ部が急速化合物化されることが分かった。また、Niへの添加元素として他の合金元素の効果についても検討を行い、遷移元素の添加により化合物化が促進される可能性があることが分かった。粒子サイズのナノスケール化による融点制御に関しては基礎的な検討を行い、例えば粒子径を10nm程度とした銀ナノ粒子では150°Cの低温から凝集・バルク化が生じ、焼成後は銀の融点まで高融点化することが分かった。
大規模空間データに対する効率的統計解析について

当該年度は,研究実施計画における2つのテーマについて研究を遂行した.第一に,非定常性を示す大規模空間データに適用可能な高速計算手法である修正された線形射影の改善を行った.修正された線形射影は修正部分において真の共分散関数のshort-rangeの近似精度が低下する場合があることが知られている.本研究では,別な高速計算手法である多重解像度近似において使用された解像度をサンプリング領域に設定し,解像度を上昇させるごとに繰り返し線形射影を行うことで真の共分散関数に対する近似精度を向上させる手法を開発した.提案手法(線形射影を用いた多重解像度近似)は修正された線形射影の解像度を増大させる形で拡張していると共に,多重解像度近似を部分的に一般化している.修正された線形射影と多重解像度近似による真の共分散関数の近似精度を提案手法が改善していることをシミュレーションによって確認した.さらに,提案手法によって近似された共分散関数を用いた最尤推定量と予測分布の高速計算アルゴリズムを導出した.第二に,多変量時空間データを3次テンソルと見なした場合の予測を目的としたベイズ的テンソル補完について研究を行った.結果として多変量時空間データが二項分布に従う場合における時空間相関を考慮したマルコフ連鎖モンテカルロ法によるテンソル補完手法を提案した.提案手法はポリア・ガンマデータ拡大を用いてギブスサンプリングによる効率的なベイズ推定が可能となっている.また,空間相関・時間相関のパラメータや回帰係数もベイズ推定可能である.提案手法はベイズ的テンソル補完の先行研究に時空間相関を導入していると解釈できる.本研究課題においては,位置情報を伴って観測される大規模な空間データに対する高速統計解析手法の提案を目指しており,当該年度は初年度にあたる.当該年度は,実際に観測される大規模空間データが持つ非定常性・非正規性・時間情報の中で少なくとも1つを考慮した高速統計解析手法を2つ提案することができた.よって,研究計画はおおむね順調に進展しているとした。線形射影を用いた多重解像度近似について詳細なシミュレーションや実データ分析を通じて性能評価を行う.また,得られた研究成果を国内の学会や研究会・国際会議で発表し,様々なコメントを反映させることで研究内容を発展させる.最終的に,論文としてまとめて投稿する.多変量時空間データに対する時空間相関を考慮したベイズ的テンソル補完についても研究成果を国内の学会で発表すると共に,シミュレーションによる評価作業を行い,論文としてまとめて投稿する.また,研究実施計画での3つ目のテーマである多変量非正規確率場におけるcovariance taperingの漸近的性質について,多変量確率場や非正規空間データの漸近論に関する先行研究を調査し,検討を行う.当該年度は,研究実施計画における2つのテーマについて研究を遂行した.第一に,非定常性を示す大規模空間データに適用可能な高速計算手法である修正された線形射影の改善を行った.修正された線形射影は修正部分において真の共分散関数のshort-rangeの近似精度が低下する場合があることが知られている.本研究では,別な高速計算手法である多重解像度近似において使用された解像度をサンプリング領域に設定し,解像度を上昇させるごとに繰り返し線形射影を行うことで真の共分散関数に対する近似精度を向上させる手法を開発した.提案手法(線形射影を用いた多重解像度近似)は修正された線形射影の解像度を増大させる形で拡張していると共に,多重解像度近似を部分的に一般化している.修正された線形射影と多重解像度近似による真の共分散関数の近似精度を提案手法が改善していることをシミュレーションによって確認した.さらに,提案手法によって近似された共分散関数を用いた最尤推定量と予測分布の高速計算アルゴリズムを導出した.第二に,多変量時空間データを3次テンソルと見なした場合の予測を目的としたベイズ的テンソル補完について研究を行った.結果として多変量時空間データが二項分布に従う場合における時空間相関を考慮したマルコフ連鎖モンテカルロ法によるテンソル補完手法を提案した.提案手法はポリア・ガンマデータ拡大を用いてギブスサンプリングによる効率的なベイズ推定が可能となっている.また,空間相関・時間相関のパラメータや回帰係数もベイズ推定可能である.提案手法はベイズ的テンソル補完の先行研究に時空間相関を導入していると解釈できる.本研究課題においては,位置情報を伴って観測される大規模な空間データに対する高速統計解析手法の提案を目指しており,当該年度は初年度にあたる.当該年度は,実際に観測される大規模空間データが持つ非定常性・非正規性・時間情報の中で少なくとも1つを考慮した高速統計解析手法を2つ提案することができた.よって,研究計画はおおむね順調に進展しているとした。線形射影を用いた多重解像度近似について詳細なシミュレーションや実データ分析を通じて性能評価を行う.また,得られた研究成果を国内の学会や研究会・国際会議で発表し,様々なコメントを反映させることで研究内容を発展させる.最終的に,論文としてまとめて投稿する.多変量時空間データに対する時空間相関を考慮したベイズ的テンソル補完についても研究成果を国内の学会で発表すると共に,シミュレーションによる評価作業を行い,論文としてまとめて投稿する.また,研究実施計画での3つ目のテーマである多変量非正規確率場におけるcovariance taperingの漸近的性質について,多変量確率場や非正規空間データの漸近論に関する先行研究を調査し,検討を行う.1年目の「その他」における10万円は1つ目の研究課題を論文にした際の英文校正に使用する予定だった.しかし,「研究実績の概要」に記載したように,2つ目の研究課題について進展がありそちらに時間を割いたため,1つ目の研究課題の論文化は次年度にまわすことになった.
高分解能VERTEX CHAMBERの開発研究

今回の研究の目的は、高エネルギーの衝突型加速器に於て粒子飛跡を精度良く決定出来るワイヤーチェンバーの見通しを立てることであった。具体的には、1)短い飛跡でも精度良く決定出来るように、サンプリングの密度が高い事,2)密度の多い飛跡に対して十分な検出効率を有する事,3)十分良い分解能が得られる事等である。1)及び2)の点にやや難点はあるものの別のメリットも予想される「ストローチェンバー」の製作及びテストから始まり、60年度の末には上記の点を満たし得る「JET-【III】」のテストまでを行った。1気圧でドリフト速度の速いガスに対してワイヤー当り、約100μm或はそれ以下という分解能を得ることが出来た。但し、2)の点について回路の点で問題が残っていた。61年度には、円筒型の「JET-【II】」の製作・テストを行った。回路は2)の点を満足できるように波形を記録できるものとした。素子としてCCDを使ったものは安定性の点でやや問題があり、フラッシュADCによる物を使った。又、遅いガスによるテストも行った。10ns毎のサンプリングで分解能は約150μm(遅いガスに対しては約、90μm)に達している。ガス及び電圧を上げれば分解能は改善されるはずであるが、現在それらを十分上げられないという問題が残っている。今後の改良の課題としては、、得られた波形からの時間の求め方の工夫を行う事,ワイヤー間隔を広げてより高圧をかけられるようにすること,ADCのビット数を現在の6から8へ増やして精度及びそのダイナミックレンジを改善する事であり、それらを解決すべく次のモデルを設計・製作中であり、62年度中にそれらを使った最終的な結果が出る予定である。
強誘電体薄膜の分極反転特性の経時変化に関する研究

強誘電体薄膜キャパシタにおいて、そのヒステリシスが時間の経過とともに電圧軸上をシフトする「インプリント」現象は、メモリ応用の大きな障害となるため、その原因究明が強く求められている。このインプリントは、空間電荷の不均一な蓄積によることは間違いないが、その電荷が電極から注入されるものか、薄膜中を移動するのかについては、長い間議論となっていた。昨年度、我々は、インプリントの進行は、Tagantsevらが提唱するようになる式でフィティングできるが、フィティングパラメータおよびを三段階で切り替える必要があることが明らかにした。これは、電荷移動のメカニズムが途中で切り替わっていることを意味している。そこで、本年度は、電極からの電荷注入を抑制する目的で、電極と強誘電体Pb(Zr,Ti)O_3薄膜の間に絶縁性の高いSiO_2膜を20 nm挿入し、そのインプリント特性について詳細に検討した。その結果、SiO_2膜を挿入した場合、初期のインプリントはほぼ完全に抑制されるが、時間とともに少しずつ進行するようになり、十分時間がたった後は、SiO_2膜を挿入しない場合とほぼ同じ進行速度となることを見出した。また、外部からインプリント進行を抑制するバイアス電圧を印加した場合、やはり初期のインプリントは抑制されるが、一定時間がたつと通常とは反対方向に急速にインプリントが進行することも見出した。これらの結果は、強誘電体薄膜キャパシタ内部に存在する2種類の極性の異なった内部電場が、どちらもインプリント進行に寄与していることを示している。以上より、初期段階では、界面に加わる高電場により電極から注入される電荷がインプリントの主原因であるが、時間が十分にたつと、それらは頭打ちとなり、薄膜内部を移動する空間電荷がインプリントの主原因となるとの結論を得た。本年度は、インプリントに関して系統的なデータを得るため、高品質のPb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜の作製、昇温状態での特性を測定するための評価系の立ち上げ、ならびに実際のインプリント測定を行った。まず、化学溶液堆積(CSD)法によりPt/Ti/SiO_2/Si基板上に厚さ200nmのPZT薄膜を作製した。Pbの仕込み量を化学量論比に対して119%、仮焼温度を375°C、本焼温度を700°Cとすることで、角型比の高い良好なヒステリシスが得られた。残留分極値は59μC/cm^2であった。この強誘電体薄膜上に直径0.2mmφの円状Pt電極を形成してキャパシタを構成し、その特性を強誘電体薄膜テスターで評価した。試料温度を50, 60, 70, 80, 90, 100°Cとし、104秒間のヒステリシスのシフト量を計測した。その結果、時間tに対するヒステリシスの進行は、V_0(1+1nt/τ)という単純な式でフィティングできるが、フィティングのパラメータV_0やτは途中で3段階で切り替わること、そしてその切り替わりのタイミングは試料温度の上昇とともに早まることが明らかとなった。その結果をもとに、現在、インプリント進行のモデルを構築中である。これらの成果は、平成18年秋季応用物理学会(立命館大学)と平成19年春季応用物理学会(青山学院大学)で発表した。また、今年5月に開催される強誘電体の集積化に関する国際会議International Symposium on Integrated Ferroelectrics 2007(Bordeaux, France)で発表する予定である。論文に関しては、現在投稿準備中である。

このインプリントは、空間電荷の不均一な蓄積によることは間違いないが、その電荷が電極から注入されるものか、薄膜中を移動するのかについては、長い間議論となっていた。昨年度、我々は、インプリントの進行は、Tagantsevらが提唱するようになる式でフィティングできるが、フィティングパラメータおよびを三段階で切り替える必要があることが明らかにした。これは、電荷移動のメカニズムが途中で切り替わっていることを意味している。そこで、本年度は、電極からの電荷注入を抑制する目的で、電極と強誘電体Pb(Zr,Ti)O_3薄膜の間に絶縁性の高いSiO_2膜を20nm挿入し、そのインプリント特性について詳細に検討した。その結果、SiO_2膜を挿入した場合、初期のインプリントはほぼ完全に抑制されるが、時間とともに少しずつ進行するようになり、十分時間がたった後は、SiO_2膜を挿入しない場合とほぼ同じ進行速度となることを見出した。また、外部からインプリント進行を抑制するバイアス電圧を印加した場合、やはり初期のインプリントは抑制されるが、一定時間がたつと通常とは反対方向に急速にインプリントが進行することも見出した。これらの結果は、強誘電体薄膜キャパシタ内部に存在する2種類の極性の異なった内部電場が、どちらもインプリント進行に寄与していることを示している。以上より、初期段階では、界面に加わる高電揚により電極から注入される電荷がインプリントの主原因であるが、時間が十分にたつと、それらは頭打ちとなり、薄膜内部を移動する空間電荷がインプリントの主原因となるとの結論を得た。
経中心静脉高カロリー輸液施行下での免疫調節剤による消化管付属リンパ組織賦活の試み

平成3年度は次の点について研究した。1)中心静脈栄養方法が消化管粘膜の萎縮をもたらす。2)PSKの投与によってパイエル板の減少防止、免疫系細胞の生体内分布の正常化がもたらされる。この2点に関しての結果が得られた。平成4年度は中心静脈栄養方法(TPN群)が免疫系特に与える影響について検討2)門脈血中のS-IgA3)腸間膜リンパ節へのBACTERIAL TRANSLOCATIONの研究を行った。(研究結果)・腸間膜リンパ節の細菌学的検討ではTPN群では明らかに対象群に比して高率に細菌数が検出されBACTERIAL TRANSLOCATIONが認められた。・門脈血中のエンドトキシン量には差はなかった。・消化管粘膜における免疫系細胞の局在検討でTPN群での免疫能低下を示唆する結果がが得られた。(結論と展望)TPN長期投与によって消化管局所の免疫能は低下を示した。これらの低下にたいする対策としてPSKなどのBRMの投与が有効である。平成4年度は中心静脈栄養方法(TPN群)が免疫系特に与える影響について検討3)腸間膜リンパ節へのBACTERIAL TRANSLOCATIONの研究を行った。本年度は消化管廃用性萎縮を惹起することなく経中心静脈高カロリ-輸液(IVH)を行う方法を開発することを目的とした。【成績】体重増加(g/2w)はIVH群5。8±4。9、IVHーB群26。5±15。8、C群53。5±24。6であった。末梢血リンパ球(PBL)及び胸管リンパ球(TDL)では各リンパ球サブセットの比率は3群間で差はなかったが絶対数ではIBH群のT、TH細胞が他の2群と比較するとPBLでは有意に多くTDLでは少なかった。胸腺リンパ球サブセットでは3群間で差はなかったが脾及びパイエル板ではIVH群のT、Th細胞比率が他の2群に比蔽し低かった。パイエル板数(個)ではIVH群が3±2とIVHーB群9±5及びC群11±7に比較し少なかった。【結果】IVH群は体重増加が少なくパイエル板も減少し、T、Th細胞の血流からリンパ組織ならびにリンパ液への移行が抑制された。PSK経口投与は体重増加作用があり、パイエル板を増加させることによりGALTの機能低下をある程度防ぎT、Th細胞の生体内分布を正常化する効果を持つと思われた。本年度は消化管廃用性萎縮を惹起することなく経中心静脈高カロリー輸液(IVH)を行う方法を開発することを目的とした。【成績】体重増加(g/2W)はIVH群5。8±4。9、IVH-B群26。5±15。8、C群53。5±24。6であった。胸腺リンパ球サブセットでは3群間で差はなかったが脾及びパイエル板ではIVH群のT、Th細胞比率が他の2群に比較し低かった。パイエル板数(個)ではIVH群が3±2とIVH-B群9±5及びC群11±7に比較し少なかった。
造血前駆細胞の同定および造血細胞の分化調節機構の解析

我々は,多能性造血幹細胞から成熟血球に至る各分化系列の各分化段階に位置する前駆細胞群を純化し,その分化能力を検討することで,造血細胞の分化機構の解明を行ってきた.マウスにおいて,T, B, NK,樹状細胞などリンパ球系のみに分化可能なリンパ球系共通前駆細胞を同定し,続いて相補的位置関係の骨髄球系にのみ分化可能な骨髄球系共通前駆細胞とその下流の顆粒球・単球系前駆細胞,赤芽球・巨核球系前駆細胞および巨核球前駆細胞の純化に成功した(Nature 2000;Science 2000;Blood 2001;J Immunol 2001;PNAS 2003).またヒト骨髄においてもマウスと同様に骨髄球系共通前駆細胞と顆粒球・単球系および赤芽球・巨核球系前駆細胞を同定した(PNAS2002).G-CSFで動員された末梢血中の造血か細胞・前駆細胞の解析過程において,G-CSF受容体を有さないリンパ球系前駆細胞も末梢に動員されていることを見出し,G-CSFが幹細胞・前駆細胞に直接的に作用し,末梢に動員しているのではないことを明らかにした(投稿中).このことはリンパ球以外にもG-CSF受容体を有さない非造血系細胞集団,例えば血管内皮,心筋,肝消化管上皮などに分化可能な間葉系幹細胞・成体幹細胞など再生医療に応用可能な細胞群も骨髄から末梢へ動員される可能性があり,再生医療の幹細胞源としての末梢血幹細胞の臨床拡大を目指し検討した。また各分化段階において,各々の系列の前駆細胞が純化可能となったことより,これら前駆細胞の分化能力や白血化能力などについて詳細な検討を進めた。我々はマウスリンパ球系共通前駆細胞に強制的にGM-CSF受容体を発現させたところ,通常はリンパ球にのみ分化可能であるリンパ球系共通前駆細胞が顆粒球・単球系に分化し得ることを見出した(JEM2003).前駆細胞は強制的に発現された異所性のサイトカイン受容体による刺激や転写因子の発現の変化により,一度失った他の系統への分化能力を再獲得する能力が保持されていることを示している.実際にマウス骨髄球系前駆細胞に慢性骨髄性白血病発症の責任キメラ遺伝子bcr/ab1とアポプトーシス抑制遺伝子を共発現させることで,前駆細胞の段階で高率に白血病発症し得ることを明らかにした(PNAS2003).このことは,少なくとも一部の白血病は,造血前駆細胞群の段階で発症しており,白血病特有の複雑な表現型は,発生母地となった前駆細胞の分化能力の可塑性を反映している可能性を示している.今後は,白血病幹細胞を純化し,白血病幹細胞自身を標的としたより効率的な抗白血病治療の開発を課題としたい.我々は造血細胞の各系列・各分化段階にある前駆細胞の純化を通して,造血細胞分化のメカニズムの研究を進めている.マウス骨髄および胎児肝臓において,リンパ球系および骨髄球系共通前駆細胞とその下流に位置する顆粒球・単球,赤芽球・巨核球系前駆細胞の純化に続き,巨核球前駆細胞の純化にも成功した(PNAS,2003).セルソーターを用いて,これら前駆細胞群を単離し,転写因子やサイトカインレセプターなど分化関連遺伝子の発現をsingle-cell RT-PCR法で検討した.骨髄系共通前駆細胞は,リンパ球系関連遺伝子の発現は抑制されているが,G-CSFレセプターやEpoレセプター遺伝子を含む下流の赤芽球・巨核球系,顆粒球・単球系の双方の関連遺伝子を,1個の細胞が同時に複数発現していることが明らかになった.リンパ球系前駆細胞はT細胞およびB細胞関連遺伝子を複数かつ同時に発現していた.このことは,未だ複数の系統へ分化可能な前駆細胞は,その下流の系統に関連する遺伝子を同時にかつ複数発現することで,分化の指令に対して常に準備状態にあり,細胞内的にも分化決定の可塑的段階にあることが明らかとなった(Dev Cell,2002).また我々は,ヒト骨髄においてCD34陽性CD38陽性分画中に骨髄系共通前駆細胞とその下流に位置する顆粒球・単球,赤芽球・巨核球系前駆細胞の純化を行った(PNAS,2002).純化した前駆細胞群の表面マーカーは,骨髄系共通前駆細胞はCD45RA陰性IL-3レセプター弱陽性,顆粒球・単球系前駆細胞はCD45RA陽性IL-3レセプター弱陽性,赤芽球・巨核球系前駆細胞はCD45RA陰性IL-3レセプター陰性で,どれも自己複製能やリンパ球系への分化能は有さず,in vivoおよびin vitroにおいて規定された系列にのみ分化した.今後これら単離可能となったヒト造血前駆細胞群を用いて,ヒト造血細胞の分化決定機構の解明および白血病・赤芽球癆・血小板減少症など造血器疾患の病態解明の研究を行う予定である.我々はマウスとヒトにおいてリンパ球系共通前駆細胞および骨髄球系共通前駆細胞とその下流に位置する顆粒球・単球,赤芽球・巨核球系前駆細胞を単離した(PNAS,2002).これら造血細胞の各系列・各分化段階にある前駆細胞の純化を通して,造血細胞分化のメカニズムの研究を進めている.造血前駆細胞は生理的条件下においては,定義通りの限定した系列への分化能力しか示さない.

我々はマウスリンパ球系共通前駆細胞に強制的にGM-CSF受容体を発現させたところ,通常はリンパ球にのみ分化可能であるリンパ球系共通前駆細胞が顆粒球・単球系に分化したことを報告した(JEM,2003).この結果は,前駆細胞は強制的に発現された異所性のサイトカイン受容体による刺激や転写因子の発現の変化により,一度失った他の系統への分化能力を再獲得する能力が保持されていることを示している.少なくとも一部の白血病は,造血前駆細胞群から発症しており,白血病特有の複雑な表現型は,発生母地となった前駆細胞の分化能力の可塑性を反映している可能性がある.またマウスにおいて,赤芽球・巨核球系前駆細胞の純化に続き,巨核球前駆細胞の純化に成功した(PNAS,2003).血小板減少症のように巨核球・血小板系のみ障害される疾患がみられることより,ヒトにおいても巨核球前駆細胞の存在を想定し,現在ヒト巨核球前駆細胞の純化を試みている.今後これら単離可能となった造血前駆細胞群を用いて,白血病・赤芽球癆・血小板減少症など造血器疾患の病態解明の研究を行う予定である.我々は,多能性造血幹細胞から成熟血球に至る各分化系列の各分化段階に位置する前駆細胞群を純化し,その分化能力を検討することで,造血細胞の分化機構の解明を行ってきた.マウスにおいて,T, B, NK,樹状細胞などリンパ球系のみに分化可能なリンパ球系共通前駆細胞を同定し,続いて相補的位置関係の骨髄球系にのみ分化可能な骨髄球系共通前駆細胞とその下流の顆粒球・単球系前駆細胞,赤芽球・巨核球系前駆細胞および巨核球前駆細胞の純化に成功した(Nature 2000;Science 2000;Blood 2001;J Immunol 2001;PNAS 2003).またヒト骨髄においてもマウスと同様に骨髄球系共通前駆細胞と顆粒球・単球系および赤芽球・巨核球系前駆細胞を同定した(PNAS2002).G-CSFで動員された末梢血中の造血か細胞・前駆細胞の解析過程において,G-CSF受容体を有さないリンパ球系前駆細胞も末梢に動員されていることを見出し,G-CSFが幹細胞・前駆細胞に直接的に作用し,末梢に動員しているのではないことを明らかにした(投稿中).このことはリンパ球以外にもG-CSF受容体を有さない非造血系細胞集団,例えば血管内皮,心筋,肝消化管上皮などに分化可能な間葉系幹細胞・成体幹細胞など再生医療に応用可能な細胞群も骨髄から末梢へ動員される可能性があり,再生医療の幹細胞源としての末梢血幹細胞の臨床拡大を目指し検討した。また各分化段階において,各々の系列の前駆細胞が純化可能となったことより,これら前駆細胞の分化能力や白血化能力などについて詳細な検討を進めた。我々はマウスリンパ球系共通前駆細胞に強制的にGM-CSF受容体を発現させたところ,通常はリンパ球にのみ分化可能であるリンパ球系共通前駆細胞が顆粒球・単球系に分化し得ることを見出した(JEM2003).前駆細胞は強制的に発現された異所性のサイトカイン受容体による刺激や転写因子の発現の変化により,一度失った他の系統への分化能力を再獲得する能力が保持されていることを示している.実際にマウス骨髄球系前駆細胞に慢性骨髄性白血病発症の責任キメラ遺伝子bcr/ab1とアポプトーシス抑制遺伝子を共発現させることで,前駆細胞の段階で高率に白血病発症し得ることを明らかにした(PNAS2003).このことは,少なくとも一部の白血病は,造血前駆細胞群の段階で発症しており,白血病特有の複雑な表現型は,発生母地となった前駆細胞の分化能力の可塑性を反映している可能性を示している.今後は,白血病幹細胞を純化し,白血病幹細胞自身を標的としたより効率的な抗白血病治療の開発を課題としたい.
ナノ光トランスミッターの開発

ナノ寸法ビーム幅を得る為に室温で良好な発光特性を有するZnOのQDをゾルゲル法により作製した。光電子工学で従来使われているトップダウン的作成技術ではQDを直線配列することは不可能なので、DNAに沿ってQDを固定する方法を開発した。その結果QD(直径5nm)をDNA全長(16.4μm)にわたり等間隔(1.2nm程度)で配列することに世界で初めて成功し、それを透過電子顕微鏡で確認した。さらにこの列の偏光特性を測定し、QD列に沿う光伝送を確認した。低消費電力・超高速の光情報処理の為、近接場光で動作するナノ寸法光デバイスを提案している。なお、これらのデバイス間での光信号授受にはナノ寸法ビーム幅を有する光伝送路が必要であるが、従来の光ファイバ・光導波路では光の回折限界の為にこの要求を満たさない。本研究の目的はこれを解決することである。提案するナノ寸法光伝送路は寸法と位置の制御された半導体の量子ドット(QD)列によって構成され、近接場光を信号担体として使い、回折限界を超えるナノ寸法ビーム幅を初めて可能とする。超長スパン化の為にQD内の光学禁制準位の間での近接場光エネルギー移動を用いる方法を考案した。従来の光電子相互作用では光学許容準位を利用するのみであり、許容準位からの光放射寿命が短い為に伝送スパンは数100nm程度である。しかし近接場光相互作用の場合、近接場光の空開局在性により光学禁制準位が使え、その光放射寿命が非常に長いので伝送スパンが従来の1万倍向上することを世界で初めて見い出し、数値計算によりmm程度の伝送距離を検証した。さらに、相互作用に引き続く緩和現象により伝送路出力端でのインピーダンス整合が実現する可能性を見い出し、数値計算によりそれを確認した。ナノ領域で全光情報処理をするデバイスとして、ナノフォトニックデバイスが提案されている。本研究はナノフォトニックデバイスにおける光配線としての利用を目指し、DNA上に配列されたZnO量子ドット(QD)列を用いたナノ光伝送路(ナノ光トランスミッター)を作製するものである。目標とするナノ光トランスミッターは寸法比が1:√2のZnO QD(それぞれ小QD(SQD)、大QD(LQD))によって構成される。このQDはDNAに沿って配列されている。SQDの光学許容準位に対応するCW光を入力する事で励起子が生成され、近接場光相互作用により励起子がLQDの光学禁制準位に移動する。そして、この禁制準位から高速に基底準位に緩和するため、エネルギーの一方向性移動が確定し、逆流の生じない高効率光エネルギー伝送が実現する。我々はこれまでにLQDをDNAに固定させることに成功している。今年度は、SQDをDNA末端に固定する手法について検討を行った。DNA末端へのZnO QD固定には、アビジンービオチン間で働く疎水性相互作用による結合を利用する。ZnO QDにアビジンを修飾した後、DNA末端に修飾されたビオチンと反応させる事でZnO QDがDNA末端に固定される。アビジンを修飾したZnO QDに蛍光色素付ビオチンを結合させ、光学顕微鏡・蛍光顕微鏡(水銀ランプ励起)で観測した結果から、ZnO QDとアビジンが結合できており、ZnO QDがビオチンと結合可能である事を確認した。
楕円多重ゼータ値の代数的研究

特別研究員Nils Matthes氏はその学位論文において,楕円二重ゼータ値のなす空間の次元を完全に決定しているが,そこにおいて彼はFayシャッフル関係式(Fay identity)という関係を独自に発見,証明し,さらに,本質的にこの関係式がすべての線型関係を与えることを証明した.その上,次元の上限だけでなく,独立性も証明することによって,次元を決定した.この仕事の意義は単に次元を決定しただけに留まらず,楕円多重ゼータ値が,従来の多重ゼータ値理論において不思議に現れていたモジュラー形式との関係を,概念的理論的に説明出来る可能性をはっきり示したことにある.Matthes氏はここに現れているFay identityの役割を深く考察し,Kronecker関数という,古典的なテータ関数から構成される重要な関数が,本質的にはFay identityで一意的に特徴付けられることを示した.モジュラー形式の周期は,周期多項式というもので理解されるが,これはGangl-Kaneko-Zagierの仕事により,二重ゼータ値と深い関係があることが示され,その関係を真に理解することが当分野での最重要問題と言ってもよいような対象である.そして楕円多重ゼータ値を研究する大きな動機の一つとして,このモジュラー形式との関係を真に理解することがある.Matthes氏のKronecker関数のFay identityによる特徴付けの議論は,関数等式から導かれる,冪級数の係数が満たす非線型漸化式を解くという,ある意味自然なもので,多少の工夫は必要になるものの,込み入った議論を必要としないものである.氏はその優れた洞察力から,Fay identityの持つ意味を明らかにした.非常にエレガントな仕事であり,楕円多重ゼータ値とKronecker関数を結びつける大変重要な仕事である.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
転写発現制御機構を解析するパーザ、文法、辞書の構築

この研究では,大量のプロモータ配列を用いた転写制御機構の解析方法の提案,転写因子間相互作用を中心とした転写因子の知識のデータベース化と整備,転写因子結合部位予測の精度向上,転写因子間相互作用に基づく転写制御構造の予測,そして実際の実験系でのプロモータ配列の解析を行なった.まず,文献検索では,医学生物学文献抄録データベースMEDLINE上で(A)(ヒトまたは脊椎動物)かつ(転写因子)かつ(タンパク相互作用)かつ(雑誌),(B)(転写因子)かつ(TAF),(C)(転写因子)かつ(TBP),そして一般学術雑誌のreview記事中の引用文献をもとに2165文献を得た.次に文献内でタンパク質名などの専門用語を我々によって既開発のパーザによって特定し,また文献内から,(a)相互作用の関係,(b)作用物質A,(c)作用物質B,(d)相互作用後の複合体名,(e)実験細胞名,(f)生物種,(g)その他コメントというフレームスロットを考慮し,上記2165文献から実際にファクトを抽出した.次に相互作用推論パーザの基礎的な部分を構築し,解析を試みた.転写開始点やTBPなど主となる転写因子結合および相互作用に関しては,系統的な解析が可能になった.さらにreview集などによって確立した知識と,speculativeな知識を分けることを行なった.またp53四量体の結合配列のように,因子どうしの構造が具体的にわかっている場合には,そのような知識を個別に整備し,より精度の高い推定を可能とした.その結果はマイクロアレイによる発現プロファイルの解析で,p53の上流制御遺伝子の推定という形に反映された.平成11年度においては,主に転写因子結合因子の相互作用の辞書化を主眼におき研究を行なった。1.文献検索では,医学生物学文献抄録データベースMEDLINE上で(A)(ヒトまたは脊椎動物)かつ(転写因子)かつ(タンパク相互作用)かつ(雑誌),(B)(転写因子)かつ(TAF),(C)(転写因子)かつ(TBP),そして一般学術雑誌のreview記事中の引用文献をもとに2165文献を得た。2.文献内でタンパク質名などの専門用語を我々によって既開発のパーザによって特定し,後の入力作業を効率化した。3.文献内から,(a)相互作用の関係、(b)作用物質A,(c)作用物質B,(d)相互作用後の複合体名,(e)実験細胞名,(f)生物種,(g)その他コメントというフレームスロットからなるファクトを収集するためのwwwベースの入力インタフェースを作成した。4.上記2165文献から実際にファクトを抽出した。5.抽出したファクトを確認するために,ファクトのそれぞれに対応する関係図を作成した。現在次年度の相互作用推論パーザのための検討を行っているが、指示語から得られる入れ子構造の知識の扱いや文脈情報をどのように簡潔に表現するかも検討し,これまでの研究にフィードバックを行いつつある。同時にマイクロアレイを用いた研究も行い,癌患者の細胞の遺伝子発現パタンなどの解析を行ってきた。薬剤が患者に依存して効果があるかないかによって適切な治療方法を適用するのが目的であるが,遺伝子の転写発現を支えている。それをさらに支えるものがヒトの遺伝子多型(とくにSNPs)である。次年度はこれらの情報を組み合わせることによって研究を進めることを予定している。この研究では,大量のプロモータ配列を用いた転写制御機構の解析方法の提案,転写因子間相互作用を中心とした転写因子の知識のデータベース化と整備,転写因子結合部位予測の精度向上,転写因子間相互作用に基づく転写制御構造の予測,そして実際の実験系でのプロモータ配列の解析を行なった.まず,文献検索では,医学生物学文献抄録データベースMEDLINE上で(A)(ヒトまたは脊椎動物)かつ(転写因子)かつ(タンパク相互作用)かつ(雑誌),(B)(転写因子)かつ(TAF),(C)(転写因子)かつ(TBP),そして一般学術雑誌のreview記事中の引用文献をもとに2165文献を得た.次に文献内でタンパク質名などの専門用語を我々によって既開発のパーザによって特定し,また文献内から,(a)相互作用の関係,(b)作用物質A,(c)作用物質B,(d)相互作用後の複合体名,(e)実験細胞名,(f)生物種,(g)その他コメントというフレームスロットを考慮し,上記2165文献から実際にファクトを抽出した.次に相互作用推論パーザの基礎的な部分を構築し,解析を試みた.転写開始点やTBPなど主となる転写因子結合および相互作用に関しては,系統的な解析が可能になった.さらにreview集などによって確立した知識と,speculativeな知識を分けることを行なった.またp53四量体の結合配列のように,因子どうしの構造が具体的にわかっている場合には,そのような知識を個別に整備し,より精度の高い推定を可能とした.その結果はマイクロアレイによる発現プロファイルの解析で,p53の上流制御遺伝子の推定という形に反映された.
胚盤胞補完法を用いた異種生殖細胞の発生学的解析

胚性幹細胞・人工多能性幹細胞が始原生殖細胞(PGC: Primordial Germ Cells)から精子または卵子にどのような経過をたどって分化・発生していくかを詳細に解析するため、本年度は多能性細胞およびPGCに特異的な発現を示し、かつ重要な機能を持つことが知られているPrdm14遺伝子をターゲットに定め、ラット当該遺伝子の開始コドンから第4エクソンまでをCRISPR/Cas9システムにより欠失させたノックアウトラット(Prdm14/KO)、および同領域をH2BVenusに置換したノックインラット(Prdm14-H2BVenus)という2種類の遺伝子改変ラットを作製した。Prdm14/KOラットの胎生15.5日齢、出生1日齢、4週齢、および8週齢における生殖隆起・性腺を目視あるいは免疫組織染色によって観察したところ、胎生15.5日齢KO個体の生殖隆起には生殖細胞特異的に発現するVasa陽性の細胞は認められなかったが、野生型ではVasa陽性の生殖細胞の存在が確認できた。一方、生後1日齢では雌雄KO個体の卵巣・精巣ともに正常に見えたが、4週齢以上では卵巣の消失ならびに精巣の萎縮が認められた。萎縮精巣を免疫組織染色したところ、ライディッヒ細胞とセルトリ細胞のいずれも観察されたが、Vasa陽性の生殖細胞はまったく認められなかった。また、Prdm14-H2BVenusラットの着床後の胚におけるVenusの発現パターンは、PGCマーカーであるTfap2c遺伝子の発現パターンと一致していた。以上、Prdm14/KOラットは生殖細胞のみを欠損するという特徴を有し、Prdm14-H2BVenusラットはVenusの発現を指標にすることでPGCの動向を追跡することが可能で、ラットにおける生殖細胞の出現時期、あるいはその後の発生過程を明らかにできた。生殖細胞のみを欠損したPrdm14ノックアウトラット、ならびにPGCから精子(変態前)・卵子を含む生殖細胞の動向をH2BVenusの発現を指標にして追跡できるノックインラットの作製に成功した。また、Prdm14-H2BVenus♂ヘテロ(Prdm14Venus/+)とPrdm14/KO♀ヘテロ(Prdm14-/+)の交配によって得られる胚盤胞のうち、生殖細胞欠損個体(Prdm14Venus/-)になるものをVenus陽性胚盤胞として選別できる。着床前の時点で容易に識別できることから、本研究の最終目的でもある胚盤胞補完法を適用した迅速かつ効率的な遺伝子改変ラット作製システムのホスト胚盤胞として利用でき、本研究目的を遂行するための最適条件が本年度で整ったと言える。Prdm14Venus/-ラット胚盤胞を同種ES細胞で補完し、キメララット個体の精巣および卵巣におけるES細胞由来生殖細胞の有無、ならびにそれら生殖細胞の受精能・発生能を評価する。また、これまでに樹立した蛍光遺伝子を持つES細胞ラインのうち、生殖寄与確定ラインおよび不寄与ラインを含むES細胞を用いて胚盤胞補完を行い、各ES細胞ラインの生殖細胞寄与能をin vitro (14.5日胚)で解析する。

着床前の時点で容易に識別できることから、本研究の最終目的でもある胚盤胞補完法を適用した迅速かつ効率的な遺伝子改変ラット作製システムのホスト胚盤胞として利用でき、本研究目的を遂行するための最適条件が本年度で整ったと言える。Prdm14Venus/-ラット胚盤胞を同種ES細胞で補完し、キメララット個体の精巣および卵巣におけるES細胞由来生殖細胞の有無、ならびにそれら生殖細胞の受精能・発生能を評価する。また、これまでに樹立した蛍光遺伝子を持つES細胞ラインのうち、生殖寄与確定ラインおよび不寄与ラインを含むES細胞を用いて胚盤胞補完を行い、各ES細胞ラインの生殖細胞寄与能をin vitro (14.5日胚)で解析する。
ICTによる観光資源開発支援：心理学的効果を応用した期待感向上

(a)心理モデルの構築昨年に引き続き、未知を含む「期待・気づき・記憶」の旅の心理モデルと、SCOPE委託研究における実証実験の経験と結果をベースに、Zeigarnik Effectによる観光案内の心理学的、脳科学的分析を行うための準備として、奥日光エリアへのビーコン設置と、実証実験を目指した。しかしながら、ソーラビーコンの浸水による故障、ならびに、予想以上に盛夏における木々の葉による太陽光の遮蔽による充電不足が発生し、実証実験を行うことができなかった。このため、ソーラービーコンのハードウェアの信頼性向上のための検討を集中的に行い、解決の目処をたてた。また、太陽光発電を効率良く行うために、太陽追尾ソーラービーコンを制御するアルゴリズムを強化学習で構築できることを示すとともに、光量が少なくても発電可能な太陽電池の試験を開始した。このほか、心理モデル構築のための心理状態測定装置として、長時間(12時間)装着可能なヘアバンド型の脳波センサをベンチャ企業と協力して開発し、スマホと連動するアプリを作成し、観光中の脳波測定を可能とした。さらに、BLEに替わる通信手段として、RoLaの利用可能性を検討し、伝送実験を行った。(b)多言語・多文化への対応引き続き、留学生の協力を得て、文化の多言語化を検討した。特に、日光における中国語表記の間違いや誤解の可能性を詳細に調査し、日本認知科学会等で発表した。この発表論文を見たTBSテレビから問い合わせがあり、ビビットTVにて紹介された。また、ビーコンアプリの開発経験を応用し、宇都宮駅周辺を対象に、マレーシアなどのイスラム教国からの観光客やインドからの観光客のために、食事案内をするアプリのプロトタイプを開発した。(c)成果本年度の成果は、論文1件、書籍1件、国際会議5件、国内学会13件として発表した。(a)心理モデルの構築(進捗率70%)奥日光エリアへのビーコン設置と、実証実験を目指した。3Dプリンタケースの防水対策を行い、その効果を確認した。また、太陽光発電を効率良く行うために、太陽追尾ソーラービーコンを制御するアルゴリズムを強化学習で構築できることを示すとともに、光量が少なくても発電可能な色素増感太陽電池の試験を開始し、実験レベルであるが、安定することを確認した。また、サイクリングが盛んな奥日光エリアを想定し、自転車からのビーコン取得可能性についての検討・実験を行った。(b)多言語・多文化への対応(進捗率90%)引き続き、留学生の協力を得て、文化の多言語化を検討した。特に、日光における中国語表記の間違いや誤解の可能性を詳細に調査した。その結果、翻訳の手順、手法に気をつければ、質の高い翻訳ができる可能性を示すことができた。(a)心理モデルの構築:昨年度実施できなかった、奥日光ナビの実証実験を行う。また、新しい実験として、被験者(学生)が簡易型脳波センサを装着し、観光スポットの気付き、店舗に関する好感度などを測定し、前年までに構築した観光心理モデルの裏付けをとる。また、AR動画による観光体験共有のモデルへの組み込みと効果測定を行う。6月に、タイから、観光学の先生が来日し、戦場ヶ原において森林浴体験を行う予定である。この際にも、脳波センサを利用したストレス軽減効果の測定を行う。これをベースに、タイをはじめとする海外での利用も検討する。この他、満足感が最大になるような情報提供の方法、そのモデル化を行う予定である。(b)多言語・多文化への対応:多言語化の推進(その他のアジア諸言語)を行う。特に、多言語対応する際の翻訳手法を整理し、情報のバージョンアップに伴う修正を効率よく行えるようにすることを目指す。(c)アプリ構築:検討結果を踏まえ、また、スマートフォンソフトウェアのバージョンアップに対応したアプリの試作、改修を行う。(d)実証実験:上記(ac)に基づき、研究開発成果の評価のため、大学生10名程度による実証実験を3回実施する。実施時期としては、8月(夏休み)、10・11月(紅葉の季節)を想定する。また、日光市観光協会に協力を依頼し、来訪者へのアプリ利用をよびかけ、データ収集を行う。

また、太陽光発電を効率良く行うために、太陽追尾ソーラービーコンを制御するアルゴリズムを強化学習で構築できることを示すとともに、光量が少なくても発電可能な太陽電池の試験を開始した。このほか、心理モデル構築のための心理状態測定装置として、長時間(12時間)装着可能なヘアバンド型の脳波センサをベンチャ企業と協力して開発し、スマホと連動するアプリを作成し、観光中の脳波測定を可能とした。さらに、BLEに替わる通信手段として、RoLaの利用可能性を検討し、伝送実験を行った。(b)多言語・多文化への対応引き続き、留学生の協力を得て、文化の多言語化を検討した。特に、日光における中国語表記の間違いや誤解の可能性を詳細に調査し、日本認知科学会等で発表した。この発表論文を見たTBSテレビから問い合わせがあり、ビビットTVにて紹介された。また、ビーコンアプリの開発経験を応用し、宇都宮駅周辺を対象に、マレーシアなどのイスラム教国からの観光客やインドからの観光客のために、食事案内をするアプリのプロトタイプを開発した。(c)成果本年度の成果は、論文1件、書籍1件、国際会議5件、国内学会13件として発表した。(a)心理モデルの構築(進捗率70%)奥日光エリアへのビーコン設置と、実証実験を目指した。しかしながら、ソーラビーコンの浸水による故障、ならびに、予想以上に盛夏における木々の葉による太陽光の遮蔽による充電不足が発生し、実証実験を行うことができなかった。このため、ソーラービーコンのハードウェアの信頼性向上のための検討を集中的に行い、解決の目処をたてた。3Dプリンタケースの防水対策を行い、その効果を確認した。また、太陽光発電を効率良く行うために、太陽追尾ソーラービーコンを制御するアルゴリズムを強化学習で構築できることを示すとともに、光量が少なくても発電可能な色素増感太陽電池の試験を開始し、実験レベルであるが、安定することを確認した。また、サイクリングが盛んな奥日光エリアを想定し、自転車からのビーコン取得可能性についての検討・実験を行った。(b)多言語・多文化への対応(進捗率90%)引き続き、留学生の協力を得て、文化の多言語化を検討した。特に、日光における中国語表記の間違いや誤解の可能性を詳細に調査した。その結果、翻訳の手順、手法に気をつければ、質の高い翻訳ができる可能性を示すことができた。(a)心理モデルの構築未知を含む「期待・気づき・記憶」の旅の心理モデルをベースに、SCOPE委託研究における実証実験の経験と結果に基づき、Zeigarnik Effectによる観光案内の心理学的、脳科学的分析を行うための準備として、長時間の脳波測定による心理状態推定に関する検討を行った。ここでは、フィールドにおける一日のメンタルステートの変化計測実験を手軽にできる、安価な,シングルセンサのヘッドセット型の脳波センサに注目し、その評価を行った。