hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CMGの特異点回避を考慮した宇宙機の姿勢制御手法の構築

近年,地球・天文観測のミッションにおいて,特定領域の複数目標点を短時間で観測する多点指向制御など,宇宙機の姿勢を高速かつ大角度で変更するミッションの需要が高まっている.このようなミッションの実現においては,高トルクを出力することができるコントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)を姿勢制御用アクチュエータに用いることが考えられる.しかし,CMGにはある回転軸方向にトルクを発生できない「特異点」と呼ばれるジンバル角の組が存在するため,特異点回避を考慮した制御系設計が必須である.本研究では,CMGを用いた宇宙機の高速かつ大角度姿勢変更に対して,CMGの特異点回避を考慮した姿勢制御手法の構築,および実証実験による制御手法の実装可能性についての検証を目的としている.今年度は以下の研究課題について取り組んだ.(1)前年度までに申請者らが提案した非線形モデル予測制御(NMPC)では制御系の安定性の保証が解決すべき重要な問題点であった.そこで,指令入力生成とジンバル駆動則の設計を分離し,指令入力生成に申請者らが提案した安定化モデル予測制御手法を適用する手法を提案した.制御系の安定性を考慮することで,前年度までの提案手法よりも制御性能が改善できることを数値シミュレーションにより確認した.また,高速・大角度姿勢変更のミッションでは,できるだけ短時間で目標角度に到達することが望ましいため,最短時間制御問題への拡張も行った.具体的には,先と同様に指令入力生成とジンバル駆動則の設計を分離し,指令入力生成に最短時間制御を適用し,ジンバル駆動則に特異点回避を考慮した最適化問題を適用した.数値シミュレーションにより,CMGの特異点を回避しつつ最短時間制御(bang-bang制御)に近い応答が得られた.(2)宇宙機本体を模擬する構造物の選定と購入,CMGシステムの設計・製作・組立てを行った.近年,地球・天文観測のミッションにおいて,特定領域の複数目標点を短時間で観測する多点指向制御など,宇宙機の姿勢を高速かつ大角度で変更させる必要のあるミッションの需要が高まっている.このようなミッションの実現においては,姿勢制御用アクチュエータとして大トルクを出力することができるコントロール・モーメントジャイロ(CMG)の使用が適切であると考えられるが,CMGにはある回転軸方向にトルクが発生できない「特異点」と呼ばれるジンバル角の組が存在するため,特異点回避を考慮した制御手法の構築が必須である.本研究では,CMGを用いた宇宙機の高速かつ大角度姿勢変更に対して,CMGの特異点回避を考慮した姿勢制御手法の構築,および実証実験による制御手法の実装可能性についての検証が目的である.今年度は,以下の研究課題について取り組んだ.(1)申請者らが以前に提案した非線形モデル予測制御(NMPC)に基づいた制御手法では,指令トルクをNMPCにより算出していたが,制御系の安定性は保証されておらず,制御性能については評価関数の重みで調整するしかなかった.一方,アクチュエータの特性を考慮しない(アクチュエータが指令トルクを正確に生成できる)場合に対しては,制御系の安定性を保証した制御手法が数多く提案されている.そこで,アクチュエータの特性を考慮しない場合の制御則とNMPCを組み合わせる事により,CMGの特異点回避を考慮し,かつ制御系の安定性や制御性能調整が容易な制御手法を構築し,数値シミュレーションにより有効性を確認した.(2)実験装置に必要となる計算機,モータ,センサなどの機械・電子部品の選定と購入,および実験装置の設計を行った.制御手法の構築については概ね計画通りに進捗しているが,特異点回避項を含む評価関数の設定や安定性を保証するために用いる制御則の検討に想定以上に時間がかかったため,もう1つの検討事項である,制御系設計を考慮したCMGを搭載した宇宙機のモデリングについては検討が遅れている.実験装置に必要になる機械・電子部品の選定・購入や装置設計については計画通りに進捗している.近年,地球・天文観測のミッションにおいて,特定領域の複数目標点を短時間で観測する多点指向制御など,宇宙機の姿勢を高速かつ大角度で変更するミッションの需要が高まっている.このようなミッションの実現においては,高トルクを出力することができるコントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)を姿勢制御用アクチュエータに用いることが考えられる.しかし,CMGにはある回転軸方向にトルクを発生できない「特異点」と呼ばれるジンバル角の組が存在するため,特異点回避を考慮した制御系設計が必須である.本研究では,CMGを用いた宇宙機の高速かつ大角度姿勢変更に対して,CMGの特異点回避を考慮した姿勢制御手法の構築,および実証実験による制御手法の実装可能性についての検証を目的としている.今年度は以下の研究課題について取り組んだ.(1)アクチュエータ特性を考慮しない場合(アクチュエータが指令トルクを正確に生成できる)場合の制御則と申請者らが以前に提案した非線形モデル予測制御(NMPC)を組合わせた制御手法を提案した.CMGの特異点回避を考慮し,かつ制御系の安定性や制御性能の調整が従来手法よりも容易であることを数値シミュレーションにより確認した.また,高速・大角度姿勢変更のミッションでは,できるだけ短時間で目標角度に到達することが望ましいため,最短時間制御問題への拡張も検討した.(2)宇宙機本体を模擬する構造物の選定と購入,CMGシステムの設計・製作・組立てを行った.制御手法の構築については,当初予定していた非線形モデル予測制御に基づいた手法に加え,最短時間制御問題への拡張の検討も実施しており,当初の計画以上に進捗している.

しかし,制御手法の検討に想定以上に時間がかかったため,もう1つの検討事項である,制御系設計を考慮したCMG搭載宇宙機のモデリングについては検討が遅れている.実験装置に必要な機械・電子部品の選定・購入,装置設計や製作については計画通りに進捗している.近年,地球・天文観測のミッションにおいて,特定領域の複数目標点を短時間で観測する多点指向制御など,宇宙機の姿勢を高速かつ大角度で変更するミッションの需要が高まっている.このようなミッションの実現においては,高トルクを出力することができるコントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)を姿勢制御用アクチュエータに用いることが考えられる.しかし,CMGにはある回転軸方向にトルクを発生できない「特異点」と呼ばれるジンバル角の組が存在するため,特異点回避を考慮した制御系設計が必須である.本研究では,CMGを用いた宇宙機の高速かつ大角度姿勢変更に対して,CMGの特異点回避を考慮した姿勢制御手法の構築,および実証実験による制御手法の実装可能性についての検証を目的としている.今年度は以下の研究課題について取り組んだ.(1)前年度までに申請者らが提案した非線形モデル予測制御(NMPC)では制御系の安定性の保証が解決すべき重要な問題点であった.そこで,指令入力生成とジンバル駆動則の設計を分離し,指令入力生成に申請者らが提案した安定化モデル予測制御手法を適用する手法を提案した.制御系の安定性を考慮することで,前年度までの提案手法よりも制御性能が改善できることを数値シミュレーションにより確認した.また,高速・大角度姿勢変更のミッションでは,できるだけ短時間で目標角度に到達することが望ましいため,最短時間制御問題への拡張も行った.具体的には,先と同様に指令入力生成とジンバル駆動則の設計を分離し,指令入力生成に最短時間制御を適用し,ジンバル駆動則に特異点回避を考慮した最適化問題を適用した.数値シミュレーションにより,CMGの特異点を回避しつつ最短時間制御(bang-bang制御)に近い応答が得られた.(2)宇宙機本体を模擬する構造物の選定と購入,CMGシステムの設計・製作・組立てを行った.今後は,進捗が遅れている制御系設計を考慮したCMGを搭載した宇宙機のモデリングを早急に推し進め,今回構築した制御手法を適用しモデルについての評価を行う.次に,選定・購入した機械・電子部品を用いて実験装置を製作し,構築した制御手法を実際の宇宙機へ搭載するために必要なコントローラーの性能,および制御則の実装可能性についても検討する.さらに,実証実験を実施することにより,数式モデルによる理想環境下での成果に加えて,ノイズや製作過程で生じる物理パラメータ誤差,CMGの配置誤差にも対応可能な制御手法の構築を目指す.今後は,進捗が遅れている制御系設計を考慮したCMG搭載宇宙機のモデリングを早急に推し進め,構築した制御手法を適用しモデルについての評価を行う.次に,実験装置による検証実験を行い,構築した制御手法を実際の宇宙機へ搭載するために必要なコントローラの性能,および制御則の実装可能性についても検討する.さらに,ノイズや物理パラメータ誤差,CMGの配置誤差にも対応可能な制御手法の構築を目指す.
初期ルネサンス建築理念と人文主義思想との関連性に関する研究

本研究「初期ルネサンス建築理念と人文主義思想との関連性に関する研究」は、中世後期イタリア(主にフィレンツェ)の都市国家の確立・発展に貢献した人文主義思想と、それらの空間的体現としての初期ルネサンス建築とその理念との関わりを、人文主義者たちによる都市讃美など都市・建築に関わる言説と、当時固有の職能として確立しつつあった<建築家>による建築行為を詳細に分析・考察することで明確にしようとしたものである。レオナルド・ブルーニの著作『フィレンツェ市頌』は、今日一般的に1403-04年頃の作品と推定されている著作で、ちょうどフィレンツェがミラノのジャンガレアツォの死によって、危機から逃れた時代の著作である。表面上はlaudes、つまり中世以来の都市礼賛文学のジャンルに属するが、実際には紀元100年頃のアエリウス・アリスティデスの『パナテナイコス』に倣ったものであり、古代ギリシャのモデルを利用した模倣的な作品とされていたが、ペルシャの脅威からアテネがギリシャの自由を守ったというアイリオスのアリスティデスの図式がフィレンツェのミラノのそれに重ねられたものであった。また、ブルーニのもう一つの著作『フィレンツェ人民史』はフィレンツェ史を暴君に対する自由人の永続的な闘争として捉えたブルーニの代表的著作である。彼の墓碑では手元に『フィレンツェ人民史』を携えている。彼は平等な市民の政治的権利や、国家による公的顕彰の平等性こそ、市民の能力を覚醒させると説いたリゴリストであり、これの言説は建築家にも多大な影響を与えた。この根拠が都市条例の条文に確認できた。ブルーニはその政治的著作の中で建築を政治の道具として用いている。フィレンツェ建築は、トスカーナ地方におけるフィレンツェの定められた政治的地位の象徴となったと考えられる。フィレンツェが古代の理想都市に値するのかという問いに対する彼らの探究に中で、人文主義者たちは建築に対する新しい認識を形成し始めたと考えられ、その様相が本年度の研究によって解明できたと考えている。レオナルド・ブルーニの著作『フィレンツェ市頌』は、ちょうどフィレンツェがミラノのジャンガレアツォの死によって危機から逃れた時代の著作であり、今日一般的に1403-04年頃の著作と推定されている。彼は平等な市民の政治的権利や、国家による公的顕彰の平等性こそ、市民の能力を覚醒させると説いたリゴリストであり、これの言説は初期ルネサンス期のフィレンツェの建築家、ブルネレスキやギベルティ、ミケロッツォに多大な影響を与えたにちがいない。その根拠は都市条例の条文に確認することができた。現実にフィレンツェの建設現場においても様々な革新と技術改革がいた。それらに相関があることは理解できても、そのブラックボックスを解明することは困難であった。しかし、フィレンツェが古代の理想都市に値するのかという問いに対する彼らの探究に中で、人文主義者たちは建築に対する新しい認識を形成し始めたように建築家のデザイン改革の中にも同様の思想が潜んでいると考えられ、その様相が本年度の研究によってある程度解明できたと考えている。レオナルド・ブルーニは、その政治的著作の中で建築を政治の道具として用いている。それらに相関があることは理解できても、その「暗箱」を解明することは困難であった。13世紀以降フィレンツェの都市国家形成において、実際の都市整備は、特別な美的規範decorumによって秩序立てられたものでなければならなかった。アリストテレスの『ニコマコス倫理学』を想起させるmagnificentiaの概念を国家の権威を直接的に表現する都市・建築空間として、都市の代表的な公共施設としての大聖堂と市庁舎、そしてそれを結ぶカルツァイウオーリ通りは、政府が規定したdecorumを市民建築のファサードに適用しようとした都市内最初の場所であり、美的規範decorumは、よき都市生活の基本概念として活気を与えるものであった。

そのような都市形成の機運の中で、14世紀末から15世紀初頭の人文主義者で政治家であるコルッチョ・サルターティやレオナルド・ブルーニ周辺を取り上げて、彼らの言説に中に見出される都市・建築に関するに対する考え方を抽出し、それらを初期ルネサンス期の建築家ブルネレスキ、アルベルティ、ミケロッツォの実際の設計・理論に見られる理念と比較し、関連性を考察することが最終年度としての本研究の主眼であった。
看護教育におけるプロンプト付加による記憶強化のための効果的なVDT画面設計

従来の紙ベースの学習では、「丸付け」や「アンダーライン」「太字化」「文字色の変更」などのプロンプト付加作業を用い記憶強化を図っている。近年、電子教科書の普及にともない電子教科書を用いたVDT作業による学習の機会が、増加している。そのため、VDTを用いた学習において記憶強化につながるプロンプト付加を検証することが本研究の目的である。今後は、VDT作業やVDTを用いた学習において、デスクトップ型のPCよりもタッチパネル機能のあるノートPCやiPadやモバイルフォンなどを用い学習や作業が増加することが予測される。そのため実験材料としてノートPCやiPadを用いることにした。28年度は、VDTを用いた学習の前段階としてキーボードのタイピング学習と休憩のインターバルについて調査した結果短時間のタイピング学習と短時間の休憩の組み合わせが、学習効果を高めることが明らかになった。29年度は、学習時間と休憩時間の結果をふまえ、VDTを用いた学習のディスプレイの画面について先行文献や各種のデジタル教科書、教育関連のアプリについてサーベイし検討し実験のプロトコルを作成した。「提示する情報量」は、看護専門基礎教育で学習する内容を3パターンで実験する。特に看護学生が記憶し多くの科目で必要となる「解剖生理学」の内容とした。「提示する形態」は、文字のみ、図と文字の組み合わせとした。30年度は、解剖生理学について国内外の研究論文のサーベイを行った。また、日本国内で看護学生が学習に使用しているデジタル教科書を比較検討し実験画面や提示する内容を再検討し実験プログラムを作成した。その結果文字のみの場合と図と文字の組み合わせにおうじて「提示する情報量」は、変化するものとして実験プログラムを作成した。質問紙は、実験による記憶強化の成果を及び情報リテラシーについても確認できるものを作成した。e-ラーニングを取り巻く環境が、著しく変化している為、実験環境を整えることに時間を要した。実験用環境を整え、質問紙の作成も終了したため、本格的に研究を進めていく看護学生を対象に実験を行う前提となるスクリーンデザインについての実験条件を定めた。実験条件を定めるためにVDTによる作業におけるディスプレイ画面のアーキテクチャーを「提示する情報量」「提示する情報の質」「提示する情報の形態」を調節し視読視認を促進する要素になるのかについて幅広い分野からサーベイした。その結果、単純な画面構成で実験することが効果の検証が実施しやすいことがわかった。「提示する情報量」については、3パターンで実験すること年準備を進めている。「提示する情報の質」は、学習に必要な項目から検討している段階である。「提示する形態」は文字のみと図と文字の組み合わせを準備している。また、デジタル教科書やICT教材の知識のサーベイによって研究の前段階知識の整理を行た。実験用文書を紙媒体、デスクトップ型PC、ノート型PC、iPadそれぞれについて作成している段階である。また、質問紙調査の質問紙の内容と分析方法を検討し作成している段階である。実験環境の構築も行う。サーバ上に画面構成をコントロールするコントローラ(=画面構成の可変な提示と認知実験を可能にする実験制御環境)を構築を進めている。また、タッチパネル画面へのブロンクト付加実験の前段階として、キーボードのタイピング学習と休憩のインターバルについて調査した結果短時間のタイピング学習と短時間の休憩の組み合わせが、学習効果を高めることにつながる結果を得た。このことは、今後のブロンクト付加による学習効果の実験の際の実験環境の構築に必要な結果である。平成27年度終了予定の学術研究助成基金助成金(基盤C)課題番号(24593271)において追加実験を行ったため急遽研究期間を1年延長し28年度に最終年となった。その為28年度は、2種類の研究を実施することになり進捗状況が、少し遅れた。そのため実験材料としてノートPCやiPadを用いることにした、28年度は、VDTを用いた学習の前段階としてキーボードのタイピング学習と休憩のインターバルについて調査した結果短時間のタイピング学習と短時間の休憩の組み合わせが、学習効果を高めることが明らかになった。29年度は、学習時間と休憩時間の結果をふまえ、VDTを用いた学習のディスプレイの画面について先行文献や各種のデジタル教科書、教育関連のアプリについてサーベイし検討した。実験のプロトコルを作成した。「提示する情報量」は、3パターンで実験する。また、「提示する情報量」については、内容を看護専門基礎教育で学習する内容とした。上記の実験条件の同定を行い、実験環境を整えた。今後は、同定した実験のプロトコルに沿って実験を行っていく予定である。また、実験は、紙媒体とデスクトップ型PC、タッチパネル機能を有するノート型PC、iPadで行う予定である。所属変更に伴い研究環境を整えるのに時間を要した。また、本研究は実験研究の為、実験環境を整える必要があったにもかかわらず、新しい環境になかで実験研究の環境の構築に時間を要した。

従来の紙ベースの学習では、「丸付け」や「アンダーライン」「太字化」「文字色の変更」などのプロンプト付加作業を用い記憶強化を図っている。近年、電子教科書の普及にともない電子教科書を用いたVDT作業による学習の機会が、増加している。そのため、VDTを用いた学習において記憶強化につながるプロンプト付加を検証することが本研究の目的である。今後は、VDT作業やVDTを用いた学習において、デスクトップ型のPCよりもタッチパネル機能のあるノートPCやiPadやモバイルフォンなどを用い学習や作業が増加することが予測される。そのため実験材料としてノートPCやiPadを用いることにした。28年度は、VDTを用いた学習の前段階としてキーボードのタイピング学習と休憩のインターバルについて調査した結果短時間のタイピング学習と短時間の休憩の組み合わせが、学習効果を高めることが明らかになった。29年度は、学習時間と休憩時間の結果をふまえ、VDTを用いた学習のディスプレイの画面について先行文献や各種のデジタル教科書、教育関連のアプリについてサーベイし検討し実験のプロトコルを作成した。「提示する情報量」は、看護専門基礎教育で学習する内容を3パターンで実験する。特に看護学生が記憶し多くの科目で必要となる「解剖生理学」の内容とした。「提示する形態」は、文字のみ、図と文字の組み合わせとした。30年度は、解剖生理学について国内外の研究論文のサーベイを行った。また、日本国内で看護学生が学習に使用しているデジタル教科書を比較検討し実験画面や提示する内容を再検討し実験プログラムを作成した。その結果文字のみの場合と図と文字の組み合わせにおうじて「提示する情報量」は、変化するものとして実験プログラムを作成した。質問紙は、実験による記憶強化の成果を及び情報リテラシーについても確認できるものを作成した。e-ラーニングを取り巻く環境が、著しく変化している為、実験環境を整えることに時間を要した。現在作成段階の実験用文書を完成させ、紙媒体、デスクトップ型PC、ノート型PC、iPadそれぞれについて被験者の看護学生に視読実験を行い、視読速度、内容理解の程度、生理特性、情意面(質問紙調査)によってそれらの差異を計測し、情報取得の速度、効率、認知の正確さついて同定する。VDT作業のコンテンツの3つのパラメータ「提示する情報量」「提示する情報の質」「提示する情報の形態」について、実験条件と実験パラメータの設定を行い、デスクトップ型PC、ノート型PC、iPadの画面を可変的、段階的に構成した実験フォームと、画面比較実験を行えるソフトウェアを作成する。研究環境と実験環境を概ね整えることができたので、研究を進めていきたいと考えている。実験用のPCを購入し実験を進めていく。
見越し反応の発現様式と系列運動スキルの学習と適応過程の評価

平成16・17年度の研究成果は以下の通りである。1)6個の系列位置から構成された系列運動パターンの追従課題を用いて、大学生男子20名がフィードバック(FB)と適応の両制御段階で発現する見越し反応の諸機能を検討した結果、見越し反応の出現比率は、系列位置には依存せず4つの刺激呈示間隔時間(ISI):300,400,500,600msec条件に依存した発現分布を示した。また、系列位置の変化による適応過程では、FB段階の見越し反応は減少するがその後の適応基準試行数の節約には貢献することが見出された。2)刺激(S)と反応(R)の強制ペース(S-S,S-Rタイプ)と自己ペース(R-S,R-Rタイプ)を含む4種類の系列追従運動スキル課題(ISIは500msec)を設定し、大学生40名を4つの課題群に各10名を割り当てた。そして、FB制御段階と2つの適応制御段階(系列位置とISIを変化させる)での見越し反応の発現様式や適応力の評価基準としての頑健性を比較検討した。その結果、FB段階では次の刺激のタイミングを自己ペースで決定できるR-S群が最も反応が正確で安定していた。また、系列位置の変化に対する適応過程では、系列をイメージ形成したS-S群が高い適応能力を示した。さらに、ISIの変化に対する適応過程での高い頑健性は、系列全体の文脈構造を学習したR-R群に見出された。これらの結果に対して、系列運動スキル学習に系列依存性観点から考察した。今後、これらの知見を基礎にして、人間の系列行動の見越しシステム(anticipatory system)の解明をめざしたい。本年殿の研究目的は、系列運動パターンの追従課題を用いてフィードバック(習得)制御段階と適応制御段階の両制御段階で発現する見越し反応の諸機能を同定することである。「実験1」大学生男子20名に対して、フィードバック制御段階の刺激(S)-反応(R)事態で、6個の系列位置から構成された系列パターン刺激を追従させた。刺激点灯時間は100msec,刺激呈示間隔時間(ISI)は300,400,500,600msecで、1系列1試行として100試行追従させた。その結果、4つのISI条件で、6個の系列位置に対する4つのパフォーマンス測度(無反応、誤反応、正反応、見越し反応)の出現比率は、系列位置には影響されずISIの効果が大であった。つまり、ISIが300msecから400msecになると無反応と誤反応が急激に減少し、主に正反応が増大する。この増減傾向は、試行内で一貫した変動を示した。しかし、ISIが500msecから600msecになると無反応と誤反応の更なる減少と、試行数の増大に比例して正反応の減少と見越し反応の増大という相補的な発現様式が見出された。この知見は正反応時間と見越し反応時間の出現度数分布や反応時の最大荷重値、抜重比、加重時間でも確認した。「実験2」大学生男子20名に対して、フィードバック制御段階と系列位置というパラメータが変化する適応制御段階で、6個の系列位置から構成された系列パターンを完全に見越し反応で2回追従するという達成基準で追従させた。刺激点灯時間は100msec,ISIは500msec。フィードバック制御段階と適応制御段階内を初期3試行と達成基準前の後期3試行に焦点をあてて、実験1と同様の4つのパフォーマンス測度の出現比率から習得と適応の両過程の評価を行った。その結果、習得段階の後期では、見越し反応の出現比率は80%になったが、適応過程の初期では、系列位置の変化により見越し反応は著しく減少した。しかし、適応過程での到達基準までの試行数は習得過程でのそれよりは節約されることが見出された。

本年度の研究目的は、4種類の系列追従運動スキル学習の刺激(S)-反応(R)の型(S-S型、S-R型、R-S型、R-R型)を基礎にして、6つの系列位置から構成された系列パターン(251364)の異なる運動系列課題で、フィードバック制御段階(習得)のレベルがその後の適応制御段階の見越し機能の発現様式や適応能力の頑健性に及ぼす効果について体系的に評価することである。被験者は大学生40名(男子20名、女子20名)で、各被験者は4つの系列追従反応事態に対応した4群に各10名ずつ割り当てた。まず各群の被験者は、フィードバック制御段階の4つの反応事態[S-S群は系列刺激の呈示のみで反応なし。S-R群は、系列刺激の呈示に対する系列追従反応で、両群とも刺激呈示間隔時間(ISI)は500msec。刺激点灯時間は100msec。R-S群は最初の系列位置に刺激が点灯され、正反応の場合のみ(R-S間隔時間0msecで)次の刺激が点灯される。R-R群は、刺激呈示順序はあらかじめ決められているが、それらの刺激が点灯されない事態で、正反応の場合は刺激呈示なし。誤反応の場合は正しい系列位置に刺激が呈示され(フィードバック情報)正反応で刺激は消える]で、1系列1試行として30試行追従した。その後、4群とも適応制御段階1(ISIが変化:500msec→400msec)ではS-R反応事態で、さらに適応制御段階2(系列位置変化:251364→521364)ではR-R反応事態で共に30試行追従した。その結果、1)フィードバック制御段階では、R-S群が最も誤反応は少なく正反応間隔時間の短縮と反応の安定性が認められた。これは次刺激の発現タイミングを自己ペースで決定できるためである2)適応制御段階1では、最初の5試行ではS-R群が高い適応力を示したが、その後はS-S群で、無・誤反応の減少と正反応と見越し反応の相補的な交替により高い適応力が認められた。R-S群の見越し反応の発現頻度は他の3群よりも少なかった。3)適応制御段階2での適応力の高い頑健性は、フィードバック制御段階で多くの誤反応を修正し系列全体の文脈構造を徐々に形成したR-R群で見出された。これらの結果に対して、系列依存性と反応冗長性の観点からも検討した。
シクロオキシゲナーゼ阻害非依存的なインドメタシンの新たな作用機序の解明

本研究はインドメタシンのシクロオキシゲナーゼ阻害非依存的作用としてのアラキドン酸の細胞への取り込み抑制機構の解明を目的としてスタートした。本研究において、ヒト結腸癌細胞におけるアラキドン酸取り込み抑制機構メカニズム、ヒトEP2受容体のアンタゴニスト様作用の存在を明らかとした。さらに、ヒト肺癌細胞株では上皮-間葉転換を誘発することを明らかとした。またマウス脂肪細胞株ではトリグリセリドの合成を抑える可能性を示唆した。さらにインドメタシン類似インドール新規化合物による癌細胞への作用の検討を開始したことから、本研究により得られた知見はさらに発展させて行けると考えている。非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)などのシクロオキシゲナーゼ(COX)阻害薬は、大腸癌などの予防・改善薬として広く使用されている。インドメタシンは広く用いられているNSAIDの一つであり、そのCOX阻害作用により抗炎症作用を示す一方、COX阻害非依存的な作用を示す事も知られている。我々はこれまでに、誘導型COXであるCOX-2およびその代謝産物であるプロスタグランジンE_2(PGE_2)を産生していないLS174Tヒト結腸癌細胞を用いて、インドメタシン処理により、EP2受容体の発現を抑制することや、アラキドン酸の取り込みを抑制することを予備実験により見いだしている。本研究はインドメタシンのCOX阻害作用とは別の作用である、アラキドン酸取り込み抑制機構の解明についての研究である。本研究において、LS174T細胞のアラキドン酸の取り込みは、インドメタシン処理により濃度依存的に抑制された一方、アスピリンやジクロフェナクあるいはスリンダクなどのNSAID処理では引き起こされないことを明らかにした。このことから、アラキドン酸取り込み抑制作用は、全てのNSAIDに共通な作用なのではなく、ある程度インドメタシンに特異的な作用である事が明らかとなった。またこの時、インドメタシン処理濃度依存的に、脂肪酸取り込みに関与する因子であるfatty acid translocase (FAT)/CD36の発現、およびFAT/CD36の発現を調節しているペルオキシソーム増殖剤応答性受容体γ(PPARγ)の発現も減少していることも明らかとした。アラキドン酸はPGE_2を含む炎症性メディエーターであるエイコサノイドの主要な基質であることが知られていることから、インドメタシンは、COX阻害作用に加えて、COX阻害非依存的な作用機序による、新たな抗炎症・抗癌薬へと応用できるのではないかと期待している。インドメタシンは広く用いられている非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)の一つであり、そのシクロオキシゲナーゼ(COX)阻害作用により抗炎症作用を示す。その一方、COX阻害非依存的な作用を示す事も知られており、我々は平成22年度の研究において、インドメタシン処理によるアラキドン酸取り込み抑制機構を解明した。LS174Tヒト結腸癌細胞を用いて明らかとなったこれら作用は、使用したNSAIDや脂肪酸ではインドメタシンに特異的であり、アラキドン酸への選択性が高い事が明らかとなった。アラキドン酸は、プロスタグランジンE_2(PGE_2)を含む炎症性メディエーターであるエイコサノイドの主要な基質であることから、COX阻害作用に加えて、COX阻害非依存的な作用機序による新たな抗炎症・抗癌作用を、ヒト結腸癌細胞においてインドメタシンは有している可能性を示唆した。また平成23年度の研究の中で、インドメタシンの新たなCOX阻害非依存的な作用としてPGE2受容体サブタイプの一つであるヒトEP2受容体のアンタゴニスト様の作用の存在も明らかとした。すなわちLS174T細胞において、インドメタシンをPGE_2と同時に作用させる事で、刺激後少なくとも5分以内からPGE_2刺激によるcyclic AMP抑制、および[^3H]PGE2のLS174T細胞上への競合的受容体結合抑制が引き起こされる事を明らかとした。さらに、ヒト肺癌細胞株A549細胞においては、インドメタシンは、ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体γ/matrix metall oproteinase-9を介した上皮-間葉転換(EMT)を誘発することを明らかとした。興味深い事にA549肺癌細胞は、LS174T結腸癌細胞とは異なり、EMTを介した癌の転移による悪性化を、インドメタシンが誘発する可能性を示唆する結果となった。シクロオキシゲナーゼ(COX)阻害により抗炎症作用を示すインドメタシンのCOX阻害非依存的作用としてのアラキドン酸の細胞への取り込み抑制機構の解明を目的として本研究はスタートした。平成22・23年度において、最初に設定した3つの研究目標のうちの2つ、すなわち1)インドメタシンによるアラキドン酸の細胞内取り込み抑制機構の解明、2)その特異性、を明らかにした。平成24年度の研究として、3)アラキドン酸取り込み抑制とメタボリックシンドロームとの関連性について、マウス脂肪細胞株3T3-L1を用いて検討した。

その結果、インドメタシン処理によるアラキドン酸などの取り込みは、分化前には抑制されたが、分化後には逆に促進される事が明らかとなった。インドメタシン刺激により3T3-L1細胞は形態を変化させ、インスリン処理同様の形態分化を見せたが、トリグリセリドの合成は、インスリン処理に比べ著しく低い可能性が示唆された。このことからインドメタシンにより分化した細胞に、トリグリセリドの前段階であるジアシルグリセロールが蓄積していることが考えられる。これはインスリン感受性を亢進させる2ーアラキドノイルグリセロール(2ーAG)の前駆体であるため、インドメタシンによる分化後の細胞は、インスリン感受性が亢進した結果、脂肪酸取り込みが亢進した可能性が考えられる。すなわちインドメタシンにより分化した細胞で脂肪酸取り込みが促進されれば、血中などの脂肪酸濃度が低下し、最終的にメタボリックシンドロームに対して抑制的に働く可能性が示された。今後はインドメタシン処理により2ーAGによるインスリン感受性が亢進しているのかなどを検討して行きたいと考えている。さらにインドメタシン類似インドール新規化合物による癌細胞への作用の検討を開始したことから、本研究により得られた知見を、今後さらに発展させて行けるのではないかと考えている。最初に設定した研究目標の3つの系のうちの2つ、A:インドメタシンによるアラキドン酸の細胞内取り込み抑制はどういったメカニズムなのか?B:Aで得られた特異性の問題について;1)飽和脂肪酸では見られず、不飽和度の高いアラキドン酸に選択性が強い事;2)アスピリンやスリンダック、ジクロフェナックでは起こらなかった事などを明らかにした。また、インドメタシンの新たな作用として、ヒトEP2受容体へのアンタゴニスト様作用も見いだした。さらに、A549ヒト肺癌細胞において、インドメタシンは癌の悪性化を亢進する可能性がある事を明らかにし、3つの査読のある国際論文に掲載する事ができたことから(2)のおおむね順調に進展しているとした。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の成果から、結腸癌細胞株と肺癌細胞株とでは、インドメタシンによる効果に違いがある事が明らかとなった。そのため本年度では、ヒト肝癌細胞株HepG2細胞などにおけるインドメタシンの効果なども検討して行きたいと考えている。また研究目標の最後の系である、アラキドン酸取り込み抑制とメタボリックシンドローム軽減との関連性についても検討して行きたいと考えている。具体的には、分化誘導前のマウス脂肪細胞株3T3-L1細胞にインドメタシン処理する事で、アラキドン酸の取り込み量に変化があるのか、あるとすればそれは分化誘導刺激に対してどういった効果を現すのかなどをOil Red Oを用いたトリグリセリドの染色などにより検討したいと考えている。
凍結保存異種大動脈弁グラフトの臨床応用への可能性に関する検討

研究業績の概要凍結保存異種大動脈弁グラフトは、現在最も理想に近い置換弁であるが、本邦では入手が困難である。そこで、凍結保存された同弁は拒絶反応が少ないことに注目し、凍結保存異種大動脈弁グラフトにつき検討を行った。前年度はラット大動脈弁腹腔動脈移植モデルにて凍結保存異種大動脈弁グラフトの組織変化につき検討したが、弾性線維の断裂や、弁組織の早期消失などを認めた。この結果によりやはり異種抗原に対する拒絶反応が示唆されたが、対象が小動物のため移植手技による機械的刺激による変化も考えられたため、今年度はより大動物を用いた実験を行った。方法と結果健康豚および健康雑種成犬より採取した大動脈弁グラフトを採取直後、凍結保存後、および冷蔵保存後に健康成犬の腹部大動脈に1弁付きパッチとして移植した。同種および異種グラフトにおいて、それぞれ移植後7、42日目に摘出し形態学的、組織学的変化を観察した。移植後の大動脈壁での中膜細胞成分消失、弾性繊維構造の破壊が凍結保存グラフトにて観察された。この変化は異種でやや強い傾向にあった。また、冷蔵保存ではこの変化が軽度で同種、異種で差はなかった。弁組織では凍結保存において弁の肥厚が強い傾向にあったが、同種、異種の差違は少なかった。しかし、凍結保存異種グラフトでは弁葉の消失を認めるものもあり、強い拒絶反応が示唆された。まとめ以上より、異種グラフトでは、保存による内皮細胞の消失により内皮の抗原性が低下する可能性はあるが、凍結保存のみでは拒絶反応は回避できないと考えられた。今後の異種グラフト使用には、やはり免疫抑制剤は不可避であると考えられる。同種大動脈弁グラフトは抗血栓性、抗感染性、血行動態特性においては現在臨床使用されている代替弁のなかでは最も優れていると考えられる。しかし、弁構造の耐久性については機械弁に劣り、これには、免疫学的要因の関与が示唆されている。また、近年ドナー不足によりグルタルアルヒド処理を行わない異種組織の利用による新たな人工弁の開発が注目されている。今回、保存法や同種および異種抗原性が弁組織および大動脈壁にもたらす組織学的、形態学的変化を観察し、異種組織の臨床使用の可能性について検討した。結果BNラット及びSyrianハムスターより採取した大動脈弁グラフトを採取直後、凍結保存後、および冷蔵保存後にLEWラットの腹部大動脈に移植した。同種および異種グラフトにおいて、それぞれ移植後7,28,56日及び3,7,14日の形態学的、組織学的変化を観察した。同種グラフト大動脈壁は、移植片動脈硬化に特徴的な変化を示した。また、冷凍保存群において、弾性繊維の破壊がやや強く、弁組織は早期に消失した。異種グラフトでは、弾性繊維の破壊が著明であり、凍結保存及び冷蔵保存群で、瀰漫性の弾性繊維の断裂、血栓や内膜肥厚による内腔狭窄、著明な弁血栓、弁組織の早期消失を認めた。考察以上より、同種大動脈弁グラフトの形態学的変化には拒絶反応が関与し、冷蔵保存では保存過程における細胞外基質の保持の低下により弁構造の破壊が促進されることが示唆される。異種グラフトでは、保存による内皮細胞の消失により内皮の抗原性が低下する可能性はあるが、弁構造の基盤となる細胞外基質も免疫原性を持ち形態学的変化に関わるかもしれない。したがって、異種弁の使用においては、弁組織の除細胞に加えて、細胞外基質に対する免疫反応への対策も必要であると考えられる。
多様性を内包した公共空間の持続的ガバナンス手法の構築

今年度は、集約化政策を採る都市を対象とした公共空間に関する施策方針の実態把握と、公共空間の多様性内包度を評価する指標導出を目的として、下記の内容を実施した。1)集約化政策を採る国内外都市(青森市、アメリカ・ポートランド市等)に関する資料調査及び現地調査を行った。調査結果より1交通施策、2気候・街区構造といった地域性の観点から、集約化政策の手法と公共空間デザインの特徴について対応関係を整理した。加えて、2)多様なアクティビティが集積する国内外都市(東京都、旭川市、倉敷市、アメリカ・ニューヨーク市、サンフランシスコ市)の代表的公共空間を対象に、空間デザイン、地域コミュニティによる利活用及びマネジメント実態に関して文献調査、ヒアリング及び現地調査を行った。以上の結果に基づき、公共空間のうち特に「メインストリート・広場」に着目することとし、都市集約化の拠点となるようなこれらの空間において、多様なアクティビティを誘発するには、市町村レベルの地域課題に応じた道路構造令弾力的運用により、利活用円滑化を位置づけることが必要である点、その際に留意すべき、1利活用に資する空間の規模設定方法、2行政による「利活用の公共性」の明示の必要性、3中間支援組織・地域民間組織の果たすべき役割について具体的に明らかにした。これらの成果は国内都市が縮退化する中、終戦直後高度成長期の間に制定された公共空間関連法の下における現況のマネジメントの限界を示すとともに、公共空間の多様性内包度向上にむけた計画行政による政策立案やマネジメント実務に有用な知見を示している。27年度が最終年度であるため、記入しない。
保健師学生の対象アセスメント能力の向上を意図した視聴覚教材の開発

本研究の目的は、保健師基礎教育課程の学生を対象に、目に見えない保健師のアセスメント技術を可視化して教授するための視聴覚教材を開発し、その効果を検証することである。研究組織を個人・家族のアセスメント班と地域のアセスメント班の2班構成にし、各班で教材の開発・検証を行った。教材は、関連文献の検討結果と地域看護担当教員や熟練保健師から収集した意見をもとに、研究班で討議を重ねて開発した。検証の結果、開発した教材により、学生は保健師のアセスメントを具体的にイメージ化することができ、アセスメント能力のみでなく演習全体の習得度が向上していることがわかった。本研究の目的は、保健師基礎教育課程の学生の、地域における対象アセスメント能力を向上させることを意図した視聴覚教材を開発し、その効果を検証することである。研究2年目にあたる平成24年度は、平成23年度に作成した視聴覚教材原案の洗練の後、教材の制作を行うと共に、制作した視聴覚教材の試用・検証のため、コントロール群への介入を実施する計画であった。1.視聴覚教材原案の洗練と教材制作:教材は、個人・家族のアセスメント(家庭訪問)と地域のアセスメントの2つにわけて、制作した。まず、個人・家族のアセスメントについては、研究会議や研究組織外の大学教員による意見収集を通じ、事例設定や教材の構成、シナリオ等の検討を重ねた。その上で、家庭訪問におけるアセスメントに関する映像教材を制作した。地域のアセスメントでは、保健師の日々の地域活動を通じた気づきから、地域のアセスメントを行う思考過程を可視化するための、架空地域や事例の設定を研究会議を通じて検討し、教材案を作成した。2.視聴覚教材の試用・検証:2大学の学生を約200名を対象にし、教育場面において、作成した家庭訪問の映像教材を試用した。1大学では、3年次の学生を対象として、視聴覚教材を用いずに家庭訪問演習を行った後、視聴覚教材完成の後に映像を視聴してもらい、視聴前後の評価を行った。もう1大学では、半数の学生に視聴覚教材を用いずに教育を実施し、視聴覚教材完成後に残る半数に教材を使用して教育を実施して、2群を比較評価した。評価には、家庭訪問演習目的に照らして作成した学生自己評価用紙を使用した。視聴覚教材の使用群と非使用群を比較した結果、使用群の目標到達度が有意に高かった。最終年度である平成25年度は、制作した教材に対する意見収集や検証を行い、加筆・修正を加えた後教材を公表した。個人・家族のアセスメント班では、前年度制作した映像教材「見てわかる保健師のアセスメントと支援ー家庭訪問ー」DVDについて、兵庫県立大学看護学部地域看護学領域のホームページ上で広報すると共に、学会学術集会においてワークショップを開催し、教材の適切性や有用性、併せて作成する教授用ガイドに必要な内容に関する意見を収集した。結果、開発した教材は、教材のねらいが伝わり、学生や新任期の保健師にとって適切であるとの意見を得た。また、教授用ガイドについては、新生児・未熟児のアセスメント、母親のアセスメント、養育環境のアセスメントに関する内容が必要であるとの意見を得た。また、1大学の3年次学生110名程度を対象に、DVD教材を使って家庭訪問演習を実施した。演習終了時に、学生に学習目標到達度を自己評価してもらい、その結果を昨年度の同大学でのDVDを使用しない家庭訪問演習後の評価結果と比較・検証をした。結果、DVDを使用した群が、使用しなかった群よりも、すべての評価項目において有意に到達度が上昇しており、DVDによる学生の学習効果が認められた。地域のアセスメント班では、教材で設定した地域に近似する自治体に勤務する熟練保健師を対象に、個別インタビューを実施し、教材の妥当性や適切性の意見を収集した。また、同地の保健師を対象にしたワークショップを開催し、グループインタビューで教材への意見を収集した。さらに、1大学の4年次学生を対象に地域アセスメントワークショップを開催し、教材を用いた地域アセスメントのワークを経験してもらった後、教材への意見を収集した。以上の意見収集を受け、教材案の再検討をはかり、個別事例への気づきから始まる地域アセスメント教材を開発した。3年次計画の初年度である平成23年度は、学生の学習目標と内容の明確化を行った後、視聴覚教材の原案を作成した。1.研究組織の再編成:質の高い教材を開発するため、研究メンバーの追加と組織の再編成を行った。研究協力者として、新たに大学教授2名、助教1名、助手1名の参加が得られ、合計8名のメンバーとなった。

また、研究組織を個別事例アセスメント班と地域アセスメント班の2班構成に再編し、全体での研究会議を年3回開催して各班の研究内容の共有と統合をはかった。2.学生の学習目標と内容の明確化:学生のレディネスは、(1)対象領域別の看護の知識と、個を対象とした看護過程を習得済みである、(2)地域看護の理念、対象、支援技術に関する知識を学習済みである、(3)対象別の地域看護活動に関する知識を学習済みであるとし、地域看護実習の準備段階にある学生を対象とした。各研究班で、家庭訪問演習場面と地域アセスメント演習場面を想定した学習目標と学習させたい内容の明確化を行い、それぞれ一覧表に示した。3.視聴覚教材の構成・内容の明確化と教材原案作成:家庭訪問演習で用いる視聴覚教材については、教材のねらいを、(1)アセスメントの基本となる考え方・大事にすべき価値を映像を通じて理解する、(2)アセスメントの視点と方法を、具体的に理解する、(3)ニーズを見出すための保健師のコミュニケーションの実際をイメージ化するとし、3場面構成による教材案を作成した。地域アセスメント演習で用いる教材は、学習目標や内容に照らして視聴覚教材のあり方を再検討した結果、DVD教材に限らず写真やワークシートなどを活用して、学生の思考過程をサポートするワークブック形式にすることになり、その原案が完成した。個人・家族のアセスメント教材の開発については、概ね順調に進行している。地域のアセスメントの教材の開発については、研究分担者の海外研修や、研究協力者の産前・産後休暇があり、教材案の作成までは進行したものの、教材の完成には至れなかった。平成23年度の研究計画としては、(1)視聴覚教材の構成・内容の明確化と、(2)視聴覚教材の検証のためのコントロール群への介入を予定していた。(1)については、研究組織や教材の形式・構成の変更があったものの、当該年度中に視聴覚教材の原案作成まで完成しており、概ね年度目標は達成できたと考える。今後は、教材原案の妥当性の検討が必要である。一方、(2)については、教材の構成・内容の明確化に予定以上の時間を要し、検証の対象となる学生の不利益を最小限にするための教授内容の明確化や、評価指標の作成が実施できなかった。よって、コントロール群への介入は、次年度に移行することとし、研究全体の進捗は、やや遅れていると評価した。個人・家族のアセスメント教材については、HPや学会において、制作した教材を周知・配布すると共に、教材に関する意見を収集する。また、教材に対する学生の意見を、インタビューにより収集する。得られた意見を基に、教材を用いた指導ガイドを作成する。また、1大学100名の学生を対象に教材を試用し、今年度の非使用群と比較・検証する。地域アセスメント教材については、今年度の案を洗練し、教材を完成させる。完成した教材を、2大学20名程度の学生を対象に試用し、教員および学生からの意見を収集して、教材の検証を行う。研究成果は、国内外の学会で発表すると共に、論文やHPで公表する。平成23年度からの課題として、視聴覚教材原案の妥当性の調査と、教材の検証のためのコントロール群への介入がある。検証のための介入は平成23年度と24年度(教材使用群への介入)の2年間で実施する予定であったため、当初の計画から1年ずつ遅らせることで対処する。
モバイルネットワークにおけるディペンダブル分散ソフトウェア設計法に関する研究

モバイルネットワークにおけるディペンダブル分散ソフトウェアの設計開発法の確立を目指し,分散したデータをいかに管理するか(分散データ管理)と,多数のプロセスをいかに制御するか(分散制御)の両方の観点から,ディペンダビリティを確立する手法について検討した.1.ディペンダブル共有オブジェクトの実現:分散システムで効果的なデータ共有を可能とする共有オブジェクトについて,モバイルネットワークを対象にディペンダビリティを実現する方法を検討した.具体的には,(1)一時故障やモビリティに対する高度な適応性を有する自己安定共有オブジェクトの実現法の提案,(2)共有オブジェクトを実現するための基盤技術であるブロードキャスト/コンセンサスについて,故障耐性を有する実現法の提案,および,(3)動的分散システムにおける資源探索について,故障やモビリティに対する適応性を有する手法の提案を行った.2.ディペンダブル分散制御の実現:モバイルネットワークにおける並行制御について,ディペンダビリティを実現する方法を検討した.具体的には,(1)モバイルエージェントの数や移動の分散制御について,モビリティに対する適応性を有する実現法の提案,(2)共有資源の数や配置の分散制御について,モビリティに対する適応性を有する実現法の提案,および,(3)モバイルネットワークのための自己安定分散システムの設計法・性能解析法の提案を行った.モバイルネットワークにおけるディペンダブル分散ソフトウェアの設計開発法の確立を目指し,分散したデータをいかに管理するか(分散データ管理)と,多数のプロセスをいかに制御するか(分散制御)の両方の観点から,ディペンダビリティを確立する手法について検討した.1.ディペンダブル共有オブジェクトの実現:分散システムで効果的なデータ共有を可能とする共有オブジェクトについて,モバイルネットワークを対象にディペンダビリティを実現する方法を検討した.具体的には,(1)一時故障やモビリティに対する高度な適応性を有する自己安定共有オブジェクトの実現法の提案,(2)共有オブジェクトを実現するための基盤技術であるブロードキャスト/コンセンサスについて,故障耐性を有する実現法の提案,および,(3)動的分散システムにおける資源探索について,故障やモビリティに対する適応性を有する手法の提案を行った.2.ディペンダブル分散制御の実現:モバイルネットワークにおける並行制御について,ディペンダビリティを実現する方法を検討した.具体的には,(1)モバイルエージェントの数や移動の分散制御について,モビリティに対する適応性を有する実現法の提案,(2)共有資源の数や配置の分散制御について,モビリティに対する適応性を有する実現法の提案,および,(3)モバイルネットワークのための自己安定分散システムの設計法・性能解析法の提案を行った.モバイルネットワークにおけるディベンダブル分散ソフトウェアの設計開発法の確立を目指し,分散したデータをいかに管理するか(分散データ管理)と,多数のプロセスをいかに制御するか(分散制御)の両方の観点から,ディペンダビリティを確立する手法について検討した.(a)ディペンダブル共有オブジェクトの実現:ディペンダブル分散データ管理のための基盤技術として,共有オブジェクトのディペンダビリティを実現するために自己安定の手法の共有オブジェクトの適用を試みた.具体的には,ヒープなどの基本的共有オブジェクトについて,自己安定化の手法を提案した.(b)ディペンダブル分散制御の実現:モバイルネットワークでは,プロセスの参加・離脱やネットワーク接続状態の変化などのために,ディペンダブル分散システムを設計することが困難である.そこで,このような動的分散環境における分散ソフトウェアの基盤技術として,コーザルブロードキャストの実現法を提案した.また,ネットワーク環境の動的変化によって生じる予期せぬ通信遅延の増大をタイミング故障としてモデル化し,タイミング故障に対する耐性を有する分散ソフトウェアの基盤技術の提案を行った.また,分散制御に関するいくつかの基本的な問題に対し,ディペンダビリティを実現する自己安定プロトコルの提案を行った.さらに,モバイル分散環境でのディペンダブル分散ソフトウェアの実証実験の試みも行った.モバイルネットワークにおけるディペンダブル分散ソフトウェアの設計開発法の確立を目指し,分散したデータをいかに管理するか(分散データ管理)と,多数のプロセスをいかに制御するか(分散制御)の両方の観点から,ディペンダビリティを確立する手法について検討した.(a)ディペンダブル共有オブジェクトの実現:共有オブジェクトの汎用性のある実現法は,アトミックブロードキャストやコンセンサスを利用して,データの複製に対する操作の適用順序や操作のコミットの整合性を保証するという方法である.そこで本研究では,モバイルネットワークにおけるこれらの基盤技術の確立を目指し,不安定な通信に対するロバスト性を有するアトミックブロードキャストとコンセンサスの実現法を提案した.(b)ディペンダブル分散制御の実現:モバイルネットワークでは,プロセスの参加・離脱やネットワーク接続状態の変化などのために環境が動的に変化するため,環境の動的変化に対する適応性を有する分散型制御法の確立が必要である.動的な環境に適応するための効果的な手法は、自律的に動作するモバイルエージェントを活用することである.そこで本研究では,モバイルネットワークにおけるモバイルエージェントシステムの基盤技術として,動的な環境でモバイルエージェント群を分散的に制御する手法を提案した.具体的には,自己安定エージェント巡回法,および,自己適応型エージェント数制御法を提案した.モバイルネットワークにおけるディペンダブル分散ソフトウェアの設計開発法の確立を目指し,分散したデータをいかに管理するか(分散データ管理)と,多数のプロセスをいかに制御するか(分散制御)の両方の観点から,ディペンダビリティを確立する手法について検討した.1.ディペンダブル共有オブジェクトの実現:共有オブジェクトを実現するための基盤技術であるコンセンサスについて,無待機性を達成するために,プロセス故障に対するロバスト性を有する実現法を提案した.さらに,動的なシステムでファイル等の資源を効果的に探索するための基盤技術として,スキップグラフという分散データ構造に基づく構造化探索手法,および,コーラムに基づく非構造化探索手法それぞれについて,探索頻度の偏りに対するロバスト性を有する手法を提案した.

2.ディペンダブル分散制御の実現:モバイルネットワークでは,プロセスの参加・離脱やネットワーク接続状態の変化などのために環境が動的に変化するため,環境の動的変化に対する適応性を有する分散型制御法の確立が必要である.本研究では,ネットワーク環境の動的な変化に応じて,モバイルエージェントやファイル等の資源の数を自己適応的に制御する手法を提案した.また,モバイルネットワークで各プロセスが使用する無線周波数を決定するための適応的手法を提案した.さらに,適応的分散システムである自己安定システムについて,モバイルネットワークでの性能を評価するための手法を提案した.モバイルネットワークにおけるディペンダブル分散ソフトウェアの設計開発法の確立を目指し,分散したデータをいかに管理するか(分散データ管理)と,多数のプロセスをいかに制御するか(分散制御)の両方の観点から,ディペンダビリティを確立する手法について検討した.1.ディペンダブル共有オブジェクトの実現:共有オブジェクトを実現するための基盤技術であるコンセンサスについて,無待機性を達成するために,プロセス故障に対するロバスト性を有する実現法を提案した.さらに,動的分散システムにおいて,共有ファイル等の資源を効果的に探索するための基盤技術として,分散ハッシュ表という分散データ構造に基づく構造化探索手法,および,コーラムに基づく非構造化探索手法それぞれについて検討し,モビリティや故障に対するロバスト性や探索頻度の偏りに対する適応性を高める手法を提案した.2.ディペンダブル分散制御の実現:モバイルネットワークにおける,ネットワーク環境の動的な変化に応じて,資源の数を自己適応的に制御する手法を提案した.また,モバイルネットワークで各プロセスが使用する無線周波数を決定するための適応的手法を提案した.さらに,適応的分散システムである自己安定システムについて,悪意のあるユーザの攻撃に対するロバスト性を付加するために,ビザンチン故障への故障耐性を付加する手法を提案した.