hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近代化遺産の文化的景観としての価値評価に関する研究

北九州市は門司港を中心として調査を行ったが、やはり近代化遺産として価値が評価されている事務所・接客施設・税関・駅舎だけではなく、町全体が港湾としての発展と産炭地との関連性を背景に発展した経緯があり、こちらも文化的景観として評価できるのではないかと考えられる。研究対象地の再検討に基づき、新たに調査対象地として追加した北海道美瑛町に関しては、各種地理情報や文献に基づく文化的景観としての評価を進め、これまでの研究実績も含めた形で研究成果として論文執筆を行っているところである。当初の予定として、本年度中に美瑛町の文化的景観に関する査読論文の執筆を行う予定であったが、分析等に時間がかかり、現在も引き続き執筆中である。また、北海道平取町に関しては、先方の都合もあり現地調査を行うことができなかった。本年度の研究実績としては、3点あげられる。北海道美瑛町では、近代開拓により形成された文化的景観としての特性を明らかにすることを試みた。成果として、地図史料等から、開拓が入った時期(開拓初期と戦後開拓)の違いにより筆界の形状が異なり、美瑛町内の「丘の景観」として美しいと評価されているエリアでも、地域によって景観特性が異なることが明らかとなったことが挙げられる。この点については、地域ごとに作成されている百年史などの文献史料から、世帯数の変化や土地改良の取り組み、道路などのインフラ整備に伴う宅地の移転などについても着目して分析を進めている。また、農家戸数がもっとも多かった昭和30年代の航空写真と現在の航空写真の比較により、農地の区画や耕作手法の変化が景観に与えた影響を具体的に明らかにできたことも成果である。これらの成果をもとに、開拓初期・農業最盛期・現代までの景観の変遷と地域ごとの景観特性の違いについて分析を進めている。福岡市箱崎では、金迪(九州大学大学院統合新領域学府ユーザー感性学専攻)の協力により、歴史的変遷から地域特性を読み解く研究を進め、九州大学の設置とまちの発展との関係性について分析を行うことができた。岐阜県白川村では、近代化以前に形成された集落空間が、近代化による変化をどのように需要したのか、また、近代化の影響を受けつつも、伝統的な集落景観としてどのように継承されてきたのかを明らかにする論文を執筆した。本研究の対象地として、北海道美瑛町と平取町を設定しているが、北海道胆振東部地震の発生により、夏季に予定していた現地調査が困難となった。また、本年度中に美瑛町の文化的景観に関する査読論文の執筆を行う予定であったが、前述の理由と、地域ごとに詳細な分析を進める必要が出てきたため、現在も引き続き執筆中である。平成29年度は、美瑛町を対象として、景観特性、及び文化的景観としての評価に関する研究をまとめ、査読論文を執筆する。また平取町を対象として、空間的な分析を行うための各種資料(特に近代化による変化が読み取れる開拓計画図、航空写真など)の入手を継続して行い、GISを用いた地理情報の一元化を行う。平取町では、比較的平坦地であるにもかかわらず、統一された殖民区画の影響が見えにくいことに着目し、アイヌのコタン(集落)の存在が道路や地割の形状にどのような影響を与えたのか、アイヌ文化期と近代開拓以降の空間の関係性を明らかにする。また、これは、アイヌ文化に影響を受けずに開拓が進んだ美瑛町との比較を行うことで、より相違点をはっきりさせることができる。
遷移金属化合物による突然変異スペクトル

我々は、水酸ラジカルによる突然変異の分子機構を追求する過程で、Fe^<2+>-EDTAあるいはFe^<3+>-EDTAのみでも頻度は低いがプラスミドに突然変異を引き起こすことを見いだした。細胞内には、鉄がなんらかの形で多く存在し、特に高濃度あの活性酸素を必要としないDNA損傷機構の存在は、正常な細胞内でDNA損傷が常時生じていることを示しており、バックグランドレベルの突然変異の要因として考慮すべき現象である。この作用機構を解明するために、誘導された変異を塩基配列レベルで解析し突然変異スペクトルを求めた。プラスミドPZ189上のsupF遺伝子を突然変異の検出に用いた。プラスミドDNAを種々の濃度のFe^<2+>-EDTAとリン酸緩衝液中で処理した後、我々が開発したsupF遺伝子の変異を効率よく選択することが出来る大腸菌の系にプラスミドを導入し、上記処理による突然変異頻度を求めた。プラスミドpZ189のsupFA遺伝子の突然変異頻度は、Fe^<2+>-EDTAの濃度に応じて増加した(0muM-0muM:3.06×10^<-7>,5muM-20muM:4.21×10^<-7>,25muM-100muM:7.72×10^<-7>,125muM-500muM:6.19×10^<-6>)。また、Fe^<2+>-EDTA(125muM-0.5mM)処理で得られたsupF変異を持つプラスミドの各クローンについて、DNA塩基配列を調べ突然変異スペクトルを求めた。大腸菌を紫外線照射によってSOS誘導したものと未処理のもの、それぞれから60個と49個の変異プラスミドを得た。これらの塩基配列を解析した結果、塩基置換とフレームシフトが変異の90%を占め、塩基置換の80%はG:Cで生じていた。これらは、過酸化水素や自然突然変異で得られたものと同様であったが、鉄イオンでは、G:C→T:AよりG:C→C:Gトランスバージョンが4倍程度多く、DNA損傷のしくみが過酸化水素によるものと異なっているのではないかと考えられる。
道具による把持物体操作のための疑似力覚提示に関する研究

本研究は、より軽量で使いやすい力覚提示デバイスの開発を目的として、ユーザが装着する必要がなく手に持つだけで道具操作によりバーチャルの重さ体験を可能とする新たな方法論の開発を行いました。アプローチとして、手首や腕などで重さを支える並進力の再現は行わず、指に生じる皮膚感覚や手に生じる深部感覚のみを再現することとしました。具体的には、単一のモータにより駆動可能な回転機構により小型で装着不要のデバイスにより道具先端の重さをバーチャルで再現可能なデバイスを実現し、さらに道具操作におけるバーチャルの重量と現実の重量の関係を初めて明らかにしました。近年、現実に忠実な力の提示を行うのではなく、力の提示箇所を限定する、あるいは異なる刺激に置き換えることにより、より軽量で高速の少ないデバイスを用いて疑似的に力覚を実現する研究が盛んに行なわれている。本課題では、日常における箸やピンセットによる道具操作において、ユーザが空間に拘束されない利便性の高い環境を実現することを目標として、疑似力覚提示法の確立を目指した研究課題を行っている。今年度に実施した研究では、これまで実現されていなかった道具先端への外力に伴う感覚を非接地・非装着で実現するための回転機構の設計と機構を応用した箸型デバイスの開発を行った。道具先端にかかる外力が小さい場合、手首や腕に生じる運動感覚は小さくなる。一方、道具の回転中心から離れているため大きなトルクが発生する。その結果、道具を把持する指先は回転中心から近いため、大きな圧力が生じ、強い皮膚感覚が発生する。本研究では、この運動感覚と皮膚感覚のギャップに着目し、強い皮膚感覚を発生させる回転機構を実現した。本研究の成果は、当該分野において最も権威のある国際会議であるIEEEWorldHaptics 2015において口頭発表で採択された。また、SIGGRAPH ASIA2015におけるWorkshop on Haptic Media and Contents Designにも採択され、技術展示を行った。技術展示の様子は、技術系メディアに取り上げられるなど関心を集めた。非接地・非装着で道具先端の外力を提示するという画期的な装置を開発した。これらの成果は、本研究の成果は、当該分野において最も権威のある国際会議であるIEEEWorldHaptics 2015において口頭発表で採択され、また、SIGGRAPH ASIA2015におけるWorkshop on Haptic Media and Contents Designにも採択され、その様子は、技術系メディアに取り上げられるなど関心を集めた。以上より、当初の計画以上に進展しているといえる。近年、現実に忠実な力の提示を行うのではなく、力の提示箇所を限定する、あるいは異なる刺激に置き換えることにより、より軽量で拘束の少ないデバイスを用いて疑似的に力覚を実現する研究が盛んに行なわれている。本課題では、日常における箸やピンセットによる道具操作において、ユーザが空間に拘束されない利便性の高い環境を実現することを目標として、疑似力覚提示法の確立を目指した。そこで、これまで実現されていなかった道具先端への外力に伴う感覚を非接地・非装着で実現するための回転機構の設計と機構を応用した箸型デバイスの開発を行った。本成果は、当該分野において権威のある国際会議IEEE WorldHaptics 2015に採択された。提案手法によるバーチャルの重さは、現実の重さに比べて弁別閾が少し下がる傾向がみられたが、従来の研究と同程度の違いであることが分かった。さらに、実物とバーチャルの重さの対応関係を明らかにした。本研究の成果は、当該分野において権威のある学術雑誌IEEE Transactions on Hapticsに採録が決定した。また、SIGGRAPH ASIA2015におけるWorkshop on Haptic Media and Contents Designにも採択され、技術展示の様子は技術系メディアに取り上げられるなど関心を集めた。その他、温度感覚提示の手法開発を行い、提示時に外部の環境音の影響を調査した結果、影響は限定的であることが確認された。疑似力覚を用いた場合における、仮想の質量と現実の質量の関係性を明らかにするとともに、温度制御などによる疑似力覚についても調査を行いたい。ユーザインタフェース国際会議に採択されたため、旅費の支出が増加した。様々な部品を購入し、デバイスの試作を繰り返した。全体としては、ほぼ予算額の使用となった。論文の掲載料等に必要となると考えられる。
ナノ光ファイバー共振器における単一原子／光子の操作

ナノ導波路と原子を用いて様々な量子光学特性を操作制御する事は量子光学分野の主要な流れの一つである。本研究ではナノ導波路としてナノ光ファイバーを用い、それに共振器機能を組み込む事により、操作制御の自由度を大きく増強する方法について研究した。先ず、フェムト秒レーザー干渉多光子加工法を開発し、光学特性の優れた共振器を組込む方法を開発した。更に、ナノ光ファイバーと外部ナノ構造(グレーティング)を組み合せてナノ光ファイバー共振器を形成する方法を研究開発した。この方法を用いて、ナノファイバーに担持した単一原子(量子ドット)からの自然放出が大きく増強される事を実証した。単一原子/光子の操作と制御は近将来の情報通信の基幹となり得る量子情報通信の基礎を与える要素である。とりわけ、ファイバー通信網に組込み得る方法の開発は必須である。本計画では通信用光ファイバーの一部を信号光の波長以下にしたナノ光ファイバー上に原子を配置して、その光量子特性を操作制御する方法を開発している。本年度においては、ナノ光ファイバーに光共振器を組込む方法を研究開発した。方法は、第1年度に開発したフェムト秒パルスレーザーによる多光子加工法によるフォトニック結晶光ファイバー技術の制御性を高め拡張する事である。要点は、ナノファイバー上に加工したナノクレータの直径分布を制御し、実効的な屈折率変化を急峻にする事である。急峻な屈折率変化部は反射鏡として振る舞うので、結果としてナノファイバー上に光共振器が組込み得る。この方法により良質の共振器が実現されている。本計画に必要なフィネス40程度の共振器は透過率85%が実現されている。フィネスの高いものでは500に達するものもある。Q値では100万を越えるものも実現できている。このナノファイバー共振器はピエゾ素子により延伸することにより共振波長は同調可能であり、原子の共鳴遷移への同調も実現できる。作製したナノファイバー共振器をレーザー冷却原子(セシウム)系と組み合わせることにより原子の光学濃度が増強される事を実証しつつある。また、ナノ光ファイバーへの共振器機能組込み法として外部ナノ構造と組み合わせる方法を研究した。中央部に欠陥を有するグレーティングと単一原子(量子ドット)を担持したナノファイバーを組み合せ、ファイバーモードヘの自然放出増強の観測に成功した。これは、ナノファイバー上での共振器QED効果の実証として初めての例であり、外部ナノ構造によりナノ導波路上での共振器QED効果を制御した最初の例でもある。24年度の最大の成果はナノ光ファイバーへの共振器組込み加工にフェムト秒パルスレーザー加工法を適用し、新しいナノファイバー共振器組込みを実現した事である。共振器組込み法として当初は、既に報告者が実証した集束イオンビーム加工による方法を考えていたが、イオンビーム照射に伴う光ファイバーのチャージアップによりナノファイバーへの共振器加工の成功確率が低く共振器作製のルーチン技術としては必ずしも適さない事が明らかになった。また、イオンビーム加工では共用の大型装置を用いるため様々な共振器構造を作成し最適構造を明らかにするという点でも問題があった。本年度において開発したフェムト秒パルスレーザー加工法は、ナノ光ファイバー上にフェムト秒パルスレーザー光の干渉縞を集光し加工する技術である。今回見いだされた事実は、フェムト秒パルスレーザー照射によりナノファイバーの照射裏面でアブレーションが発生し、干渉縞パターンに対応する等間隔のナノクレーター列が加工される事である。集光レーザー光の幅は60umとナノファイバー直径0.6umに比べ100倍も大きいものであるにも関わらず、ナノクレーター列が加工された事は、ナノファイバー自身が円柱レンズとして機能し、照射レーザー光がファイバー裏面に再集光されたことにより実現したものと理解できる。この再集光加工はファイバー自身による自己制御加工であるので、ナノファイバーの位置揺らぎ等の影響を受けずに裏面にナノクレーター列を精度良く加工できる。このナノクレーター列はナノファイバー上でブラッググレーティングとして機能し、更に最近では、ナノクレーターの直径はレーザー光のビームプロファイルに応じて変化するため、照射条件を制御すればナノクレーター列が良好な共振器として振る舞う事も見いだされている。この成果は本計画の目的達成に予測を越えた新しい道を切り開いたものである。本計画の達成の最大の要件は、ナノ光ファイバーに自在に特性を制御した光共振器機能を組み込む事である。24年度に開発したフェムト秒パルスレーザーによるナノファイバーの干渉加工法は、当初の予測を越えた全く新しい自在性のあるナノファイバーへの共振器組込み技術を実現したものであり、本計画に新しい骨格技術を創出した。この成果は、関連分野で世界的にも注目を集めているものであり、当初の計画を大きく越えるものである。しかしながら、本年度においては当初計画に提案記載した冷却原子組込みの予備実験には進む事は出来なかった。

これは、フェムト秒パルスレーザー加工法の予測を越えた成果により時間的に対応できなかった事によるものであるが、予定計画の達成度の意味ではマイナス点とせざるを得ない。結果として、予測を越えた進展と実施に達しなかったマイナス点を合計して「おおむね順調に進展している」ものと自己評価する。本年度の研究推進方策は以下の通りである。まず、前年度に開発したフェムト秒パルスレーザー加工法を最適化しナノ光ファイバー共振器作成技術として完成させる。更に、ナノ光ファイバー共振器にピエゾ素子を組込み、ナノファイバー微小延伸による共鳴波長掃引法を確立する。完成したナノファイバー共振器をレーザー冷却原子真空装置にインストールし原子系の光応答を系統的に計測する。ナノ光ファイバー共振器作成技術の最適化には、数値シミュレーションにより種々のナノクレーター直径分布についての光応答特性を予測設計する事が必須である。シミュレーションと加工条件の対応を明確にする事により最適ナノファイバー共振器作成技術を完成させる。用いるレーザー冷却原子としてはセシウム原子系を用いる。セシウム原子D2遷移について、自然放出制御及び、共鳴吸収光学濃度の制御実験を行う。制御された単一光子発生や量子メモリー等の基礎実験を実施する。本年度は備品としてワークステーションを購入する。本備品は、ナノファイバーナノクレーター列の光学応答の数値シミュレーションを高速化するために用いる。数値シミュレーションによる予測設計と実験との比較検討を詳細にかつ頻度高く実施することは本年度の計画を加速的に実施するために不可欠なステップである。高速ワークステーションの導入によりナノ光ファイバー共振器作成技術の最適化作業が効率良く行える。また、ファイバー関連諸部品やファイバー系の冷却原子真空装置への組込み等に必要な部品等を消耗品として購入する。研究成果の発表のため参加する国際会議参加費や旅費も同時に申請する。
高分子固体中の多光子イオン化ホトクロミズムに関する研究

1.高分子媒体中にド-プされた低分子クロモホアの多光子励起電子放出によるホトクロミズムの寿命を、各種パラメ-タを変化させて測定した結果、(1)低いイオン化ポテンシャルを持つ低分子クロモホア、(2)高い電子親和性を持つ高分子媒体、(3)高いガラス転移温度を持つ高分子媒体、(4)低い保存温度を用いる程ホトクロミズムが長く持続することがわかった。実用的な光記録材料としての応用を考えるうえで、これらを満足する系の設定が重要である。2.高分子媒体中での多光子イオン化により、どの程度の電荷分離距離が可能となるかを求めるため、ホトクロミズムの消失速度の温度依存性を調べ、長距離電子移動の電荷再結合モデルをこの減衰に適用して解析することができた。この結果、親分子から多光子励起により放出された電子は、親カチオンラジカルから約30Åのところにその中心を持つガウス分布により、球殻状に分布していることが明らかとなった。ガンマ線や電子線等の放射線を用いたイオン化において従来求められてきた、電子の指数関数型分布とは大きく異なるものである。このように、光励起と放射線励起とにより放出電子の分布関数型がちがうのは、光はその単色性がよくイオン化に使われるエネルギ-ガ-定であることと、クロモホア自体の選択励起が可能であるためエネルギ-のボルツマン型再配分がないことという、光の特長があらわれたものである。3.多光子イオン化放出電子が高分子媒体中に熱安定化され捕捉される過程を、低分子電子アクセプタ-を第三物質として系に導入し、電子捕捉を競争させることにより調べた。この結果、高分子媒体中における一光子イオン化、二光子イオン化のいずれもペランプロットにより解析できることがわかった。ここで求まったイオン化の活性半径は、一光子のものよりも二光子のものが大きく、多光子の高エネルギ-によるイオン化が大きな電荷分離距離に有効であると明らかになった。
都心商業地域における来街者による事前の活動計画の変更挙動を考慮した回遊行動モデル

本研究は、都心商業地域への来街者を対象とした意識調査結果をもとに、事前の活動計画からの変更挙動に着目して来街者による回遊行動のメカニズムを明らかにし、回遊行動を促進するための方策を見出すことを目的としている。なお、研究対象地域として神戸市都心部を取り上げた。過年度は、歩行者による回遊行動をトリップチェイン(目的地間の移動の連鎖)として整理し、活動計画からの変更挙動として訪問先の追加行動が顕著であることを示した。そして追加行動の有無別に訪問店舗数、滞在時間などの違いや、活動空間の大きさの違いを示すとともに、歩行者による回遊行動モデルを構築し、追加行動が行われる場合の行動特性を明らかにした。本年度は、トリップチェインデータから追加行動の意思決定要因を抽出するとともに、追加行動が行われた理由(気になる店舗を見つけた、時間に余裕ができた、休息したかった等)と回遊行動との関連を示した。次いで目的地での活動時間の推定モデルを構築し、追加行動が回遊行動に及ぼす影響を考察した。また、都心部でのシェア型自転車の利用者を対象に、GPSによる走行履歴データを用いて回遊行動モデルを構築し、歩行者の回遊行動モデルとの違いを明らかにした。さらに、自動車による都心部への来街者(駐車場利用者)に着目し、公共交通機関等を利用した来街者による回遊行動との比較を行った。最後に、これまでの分析結果をもとに、事前の活動計画からの変更挙動(追加行動)を促すことが回遊行動の活発化にとって有効であることを確認するとともに、このためには目的地間のネットワーク化と目的地周辺での魅力度の集積を高めること、また休息等が可能な滞留空間を配置することなどの必要性を示唆した。さらに、シェア型自転車の活用や、都心部への利用交通手段として自動車よりも公共交通機関の利用により、滞在時間、活動範囲の拡大が期待できることを示した。都心商業地域への来街者は、地域内で実施する活動を事前に計画して回遊行動を行っていると考えられる。しかし、そうした活動を実施するなかで、現実には事前の活動計画と異なった活動を取ることが想定される。具体的には、事前に計画していた活動に加えて、新たな活動を追加する場合や、計画していた活動を中止する場合がある。中心市街地の活性化を図る上で回遊行動の促進が求められているが、こうした事前の活動計画からの変更挙動に影響を及ぼす要因を詳細に検討することは、そのための方策を探る上できわめて重要な鍵となると考えられる。そこで本研究は、都心商業地域を対象に、来街者への意識調査を行ない、事前の活動計画と実現された活動との差異から計画の変更挙動の要因を明らかにするとともに、こうした変更挙動を考慮した回遊行動モデルを構築する。そして、本モデルを用いて、回遊行動の促進を図るための方策を見出し、その効果を検証することを目的としている。本年度は、神戸市の都心商業地域において研究代表者がすでに収集した回遊行動の調査データ(400名)、およびパーソントリップ調査の結果から抽出した回遊行動データを対象に、歩行者による回遊行動の実態と課題を把握し、回遊行動を規定する要因の分析を行った。さらに、事前の活動計画からの変更挙動を把握するために新たに調査票を設計するとともに、神戸市都心部への来街者(100名)から回答を得た。得られた調査結果から変更挙動の実態とその要因を分析するとともに、新たに実施した調査方法の有効性、妥当性を確認した。回遊行動の実態と課題の把握については、まず、都心商業地域における既存の回遊行動調査データをもとに、回遊時間、回遊距離、訪問店舗数、消費金額などの回遊行動指標に影響を及ぼす要因について数量化I類を適用して分析した。その結果、個人属性、訪問目的や訪問店舗の組み合わせパターン、来街日時・時間帯や来街時の利用交通手段などの要因による影響が明らかになった。なお、得られた成果は学術論文として公表した(国内学会2編)。さらに、パーソントリップ調査の結果から休日・平日における買い物、余暇、レジャー等の目的を含むトリップチェインデータを抽出し、得られたデータをもとに買い物目的地の選択行動モデルを構築した。この結果、買い物交通行動に影響を及ぼす要因として、商業地としての魅力度、目的地までのアクセス距離、利用可能交通手段などの要因を抽出するとともに、郊外と都心における商業施設の競合関係を示すことができた。得られた成果は学術論文として公表した(2編は国内学会、1編は国際学会)。また、新たに実施した意識調査については、すでに100名からの回答を得ており、得られたデータより事前の計画からの変更挙動の実態を把握し、その要因を抽出することが可能であることを明らかにし、提案した調査方法の有効性、妥当性を確認した。本研究は、都心商業地域への来街者を対象に、回遊行動に関わる意識調査を実施し、事前の活動計画と実現された活動との差異から計画の変更挙動の要因を抽出するとともに、こうした変更挙動を考慮した回遊行動モデルを構築する。これによって、来街者による回遊行動のメカニズムを明らかにし、回遊行動を促進するための方策を見出すことを目的としている。なお、研究対象地域として、神戸市の都心部を取りあげている。そこで、本年度は、都心商業地域への来街者を対象として、意識調査を継続して実施するとともに、得られた調査結果から回答者による回遊行動をトリップチェイン(目的地間の移動の連鎖)として整理した。

そして、事前の活動計画からの変更挙動の有無別に回遊行動の実態の違いを、総訪問目的地数、総滞在時間、総移動距離、活動空間の大きさなどの指標を用いて分析した。この結果、変更挙動がある場合には、総訪問目的地数、総滞在時間・移動距離はいずれも増大し、活動空間が拡大することが明らかになった。さらに、回遊行動を回遊継続・帰宅選択、目的地選択の2段階の選択行動として捉え、非集計ロジットモデルを用いてモデル化した。前者の回遊継続・帰宅選択モデルでは、累積の滞在時間や移動距離、個人属性など、目的地選択モデルでは目的地までの移動距離、目的地の魅力度などの要因を説明変数として用いた。この際、変更挙動の有無別に回遊行動モデルを構築し、変更挙動の有無が回遊行動に及ぼす影響を考察した。この結果、比較的良好な推定精度のモデルが得られ、変更挙動を行う場合は行わない場合に比べて、両者のモデル間に密接な関係がみられ、各時点での回遊行動の履歴(累積の滞在時間、移動距離)および目的地周辺の環境(店舗の集積度、店舗までの距離)の影響をより顕著に受けていることが示唆された。回遊行動の全体的な特徴を把握するため、回遊行動に関わる意識調査結果から訪問目的や訪問店舗の組み合わせパターンを抽出し回遊行動を類型化するとともに、回遊行動を特徴づける回遊時間、回遊距離、訪問店舗数等の指標に対して、これらの組み合わせパターンや個人属性が及ぼす影響を明らかにした。得られた成果については、審査付き論文として公表した。また、回遊行動をトリップチェインとして整理し、事前の活動計画からの変更挙動の有無別に回遊行動の実態の差異について分析した。特に、活動空間の大きさを評価する指標(回遊開始地点から活動拠点(目的地間の重心)までの隔たり、および活動拠点を中心とした目的地の空間的な広がり)を用いることによって、変更挙動の有無による回遊行動の違いを定量的に示すことが可能となった。そして、回遊行動を回遊継続・帰宅選択、目的地選択の2段階からなる選択行動として捉え、非集計ロジットモデルによりモデル化を行った。この際、目的地を100mメッシュで表現するとともに、多数の目的メッシュからなる選択肢集合を効率的に作成できるように工夫した。回遊行動モデルを変更挙動の有無別に構築した結果、比較的良好な推定精度のモデルが得られ、回遊行動に影響を及ぼす要因の違いを明らかにすることができた。現在、得られた成果については公表の準備を進めている。本研究は、都心商業地域への来街者を対象とした意識調査結果をもとに、事前の活動計画からの変更挙動に着目して来街者による回遊行動のメカニズムを明らかにし、回遊行動を促進するための方策を見出すことを目的としている。なお、研究対象地域として神戸市都心部を取り上げた。過年度は、歩行者による回遊行動をトリップチェイン(目的地間の移動の連鎖)として整理し、活動計画からの変更挙動として訪問先の追加行動が顕著であることを示した。そして追加行動の有無別に訪問店舗数、滞在時間などの違いや、活動空間の大きさの違いを示すとともに、歩行者による回遊行動モデルを構築し、追加行動が行われる場合の行動特性を明らかにした。本年度は、トリップチェインデータから追加行動の意思決定要因を抽出するとともに、追加行動が行われた理由(気になる店舗を見つけた、時間に余裕ができた、休息したかった等)と回遊行動との関連を示した。
粒子経路選択モデルを基礎とする交通流シミュレーションモデルの実用化に関する研究

来るべき高度情報下社会において情報と行動の関係を分析する手法は増々重要性を増している.本研究は,道路利用者の経路選択に与える情報の役割を分析する理論とツールを開発することを目的としている.この場合の問題と結論は以下のようである.本研究で開発されるアルゴリズムを組み込んだナビゲーション・システムを具備するドライバーが,日々の経路選択でこれを有効に活用した場合,そのドライバーは,あたかも完全な情報を得ていた場合と同水準の最適な経路選択が行えるかという問いである.本研究の結論は,理論的には可能であるというもので、これを動的交通シミュレータを用いて確認した.平成26年度の研究成果を要約する。1)アルゴリズム開発における理論的課題の克服:naive userアルゴリズムの開発で留意すべきは、他者の情報を利用しない場合にはNash均衡に収束しないという不可能性定理の存在である。この問題を回避するにはGILE(greedy-in-the-limit-with-infinite-exploration)行動選択条件を満たす必要がある。申請者が開発したモデルはこの条件を満足することを証明した。2)シミュレーション・ベース・動的利用者均衡(SimDUE)モデルの開発:partially informed userとnaive userを対象に申請者が開発したアルゴリズムを交通流シミュレーションモデルと結合することによってSimDUEアルゴリズムを作成し、その収束性を検証した。交通流シミュレーションにはセルベースモデルであるNeigel-Schreckenburgモデルを利用した。シミュレーション結果を要約すると、1day-to-dayの交通環境では従来型のMSA法(ただし、申請者らが提案する可変パラメータを利用)および提案手法ともにNash均衡に収束した。提案する手法は粒子法であり個別のドライバーの状態を分析者は観測できる。この情報を有効に利用すれば収束回数を大幅に減少させることができるという知見を得た。2within-dayの場合、MSA法は収束せず、提案手法では均衡解に収束することが分かった。ただし、naive userアルゴリズムの場合には、収束の時間が大幅に増加し、また、解は必ずしも一意ではないことが観測された。3partially informed userの場合には、個別ドライバーの時間価値がすべて異なるケースにも対応しており、道路料金設定にも有効であること、また、可変路側情報版の設置などが利用者の経路選択に及ぼす影響等についても分析が行える。3)課題:シミュレーションは非常に単純なネットワークを用いて行われたので、実用的なネットワークを用いた追加実験が必要である。本研究は、交通ネットワークを利用する個々人を独立した意思決定者とみなしたゲーム論的経路選択モデルを扱っている。各ドライバーは日々の経路行動の結果得られる価値情報を基に行動学習しており、不確実な環境下においてもすべての個人を最善の状態に至らしめる行動ルール(選択関数)があると仮定している。行動モデルは、得られる価値情報の特性に応じて大きくpartially informed user(PIU)およびnaive user(NU)モデルに分類できる。本年度は、より実際に近い交通環境下における経路選択学習モデルの検証を行うため、オープンソースの交通流シミュレーションソフト(SUMO)とPIUおよびNUアルゴリズムを統合するとともに、より一般的なネットワークに適用可能なように拡張し、その収束性を実証的に検証することを目標にしている。また、NUについては経路選択モデルを必要としない、いわゆるmodel-freeアプローチついて提案するとともにその有効性も併せて検証する。成果は次のようである。1)open street mapから市街地道路を取りこみ、SUMOネットワーク作成ためのガイドラインを構築した。2)SUMOネットワークシミュレータに経路選択アルゴリズムを組み込むためのpythonプログラムを作成した(pythonSUMO)、3)PIUおよびNUの2つのアルゴリズムの収束性チェックを行った。アルゴリズムは、信号有のケースでも収束することを確認した。4)モデルフリーのアプローチは、経路選択の行動ルール(選択関数)を必要としないが、いくつかのパラメータをあらかじめ指定しておく必要がある。しかし、パラメータ設定を間違えると予想と異なる結果に導く場合が観測された。5)シミュレーションベースモデルでは完全な収束を得るためにはかなりの計算時間を必要とするが、停止基準を工夫すれば実用上差支えないレベルと判断できた。統合モデルpythonSUMOについては比較的順調に進捗している。しかし、もう一つの目標であったロジットモデルのパラメータ推定とNash均衡を両立させるアルゴリズム開発については、課題を残している。すなわち、Bayes-Nash均衡を達成するnested pseudo-likelihood(NLP)法は2経路においては機能することを確認しているが、3経路以上への行動集合への拡張ではアルゴリズムが複雑になりすぎ、実用的ではない。大規模ネットワ上での多くの利用者を扱う、より実用性のあるアルゴリズム開発には、Nash均衡概念を緩和すると同時に、高次の非線形性を有する関数の統計的学習を可能にする新たな手法を取り込む必要がある。その方向に沿った手法として、deep learning(深層学習)がある。こうした手法を取り込む場合、新たな均衡概念が必要になる。相関均衡はNash均衡を含む緩い均衡概念であり、プレイヤーが学習で達成するのは、最善ではなく、経験学習に伴う最良選択である。本研究は、交通ネットワークを利用する多くのドライバーを個々に独立した意思決定者と見なし、それらの集団が利得最大化行動を行う場合のネットワーク環境をシミュレートするアルゴリズムをゲーム理論に基づき構築し、その妥当性を検証したものである。モデルの特徴は、1)利用者は経路の所要時間上のみを利用して経路選択を行う、2)利用者はリンク走行時間関数を知らない、3)実現利得は所要時間に時間価値を乗じたもので利用者ごとに異なっていてもよい、4)利得は平均値ゼロ、有限分散のノイズをもつ、と仮定している点である。

このとき、次のような経路選択モデルを得る。すなわち、経路選択行動は感度パラメータが漸近的にゼロに収束するロジットモデルで表現できる。感度パラメータは、利用者の経路評価値と実現利得の時間平均値の乖離度を表す一致性指標を用いる。このとき、時間経過と利用者の推定値は実現利得に収束し、行動は利得最大化行動である仮想プレイに漸近する。こうした、利用者の利得最大化行動は、一般化弱仮想プレイとして定式化でき、Nash均衡集合に収束する。この結果を受け、いくつかのネットワークモデルで疑似再現される走行環境の下で、提案モデルの妥当性を検証した。走行環境の設定は次の3ケースである。A)走行時間関数を使った所要時間の再現。B)Nagle-Schreckerbergモデルを用い、セルオートマトンを使った再現。C)Simulated Urban MObile (SUMO)を利用した一般的ネットワーク環境下での再現。結論から言えば、すべてのネットワーク環境下で提案アルゴリズムは利用者均衡を達成できた。特に共有情報モデルは収束性の点でも問題ない。また、今年度実施のSUMOとの連携によって、信号交差点を考慮することができ、また、Open Street Mapが利用可能なこともあり、実用化へ一歩前進したといえる。来るべき高度情報下社会において情報と行動の関係を分析する手法は増々重要性を増している.本研究は,道路利用者の経路選択に与える情報の役割を分析する理論とツールを開発することを目的としている.この場合の問題と結論は以下のようである.本研究で開発されるアルゴリズムを組み込んだナビゲーション・システムを具備するドライバーが,日々の経路選択でこれを有効に活用した場合,そのドライバーは,あたかも完全な情報を得ていた場合と同水準の最適な経路選択が行えるかという問いである.本研究の結論は,理論的には可能であるというもので、これを動的交通シミュレータを用いて確認した.平成26年度の達成目標は、(1)セルオートマトン・ベースの交通流シミュレーションと粒子経路選択モデルを統合すること、(2)粒子経路選択モデルのパラメータ推定法を確立すること、であった。(1)については、初期の目標を達成しており、その成果については、「研究業績の概要」で述べた。しかし、(2)については課題を残している。
水中衝撃波を用いる新しい金属/セラミックスの爆発圧接技術の開発

本研究では、水中衝撃波を利用して金属を高速飛翔させ、母材に衝突・接合させる新しい方法を提案した。そしてその方法を金属とセラミックスの接合に応用することを試みた。本方法で5001000m/sという爆発圧接においてかなり高い速度が薄板の加速においても容易に得られ、金属とセラミックスの接合が可能となった。これまでにAl/ZrO_2を中心に接合が試みられ、良好な接合が得られることが示された。このとき接合界面は、通常の金属同士の接合の場合と異なり、平滑な界面を示すことが必要であった。爆発圧接で良く知られる波状界面を形成するような条件の場合、延性に乏しいセラミックス中に容易に割れを生じた。接合は軟材である金属側のみに金属ジェットが生じ、それによる表面活性化で接合が達成されると思われた。接合は比較的容易に達成されるものの、本方法の問題はセラミックス中に生じるクラックであり、同じ仕様で調達した市販のサンプルでも、ロットによってはクラックが容易に生じた。この種のサンプル中には内部欠陥が生じており、調達するセラミックス材料の吟味が重要であることが知られた。また、クラックを回避するためには、クラックが衝撃圧によって生じる曲げ変形によって生じるものと思われたので、衝撃圧によるたわみを小さくするような方法が有効であった。すなわち、セラミックスの厚さを十分に厚くすることと、長手(爆轟)方向へのサンプル長さを短くすることが有効であった。金属とセラミックスの爆発圧接に関して、0.10.3mm厚さのAl,Cu,Ti板等をZrO_2,Si_3N_4,Al_2O_3セラミックス上に接合することを試みた。このうち、Al板をZrO_2上に接合した場合の接着は比較的容易で、セラミックス中に生じるクラックの除去が技術上の難点であった。セラミックス中に発生するクラックは、材料内を伝播する衝撃波の影響によるものと思われ、これを逃がすことを目的としたモーメンタムトラップの配置や試料を厚くして変形を受けにくいように装置の改良を行った。これらの措置によって、本研究ではクラックの全くない良好な接合強度を有するAl/ZrO_2接合体が得られることが示された。Al/ZrO_2接合体の場合、接合界面は金属材料同士の接合の場合によく見られる波状界面を呈すことはなく、平滑なままの界面組織を示した。この組み合わせで波状組織を示すような場合は、Ti,Cu/ZrO_2接合体においてよく認められたが、この状況はエネルギーが過剰となりセラミックスに大きな変形が生じ、この大変形によってセラミックスに割れが誘起されることが示された。Al/ZrO_2接合体の場合、軟材であるAlのみで金属ジェットを形成し、それによる材料表面の清浄化と、直後の衝突による超高圧の作用で両者が強固に結合される、いわゆる「爆発圧接機構」に基づいた接合機構によることが示された。今後接合可能な条件範囲などを、解析等に基づいて明らかにすることを試みる予定である。本年度は比較的大型のセラミックス試料に対する爆発圧接なども試みたが、昨年度、小型試料を用いた場合と同じ条件で実験した場合でも、クラックが生じることが判明した。大型のセラミックスは焼結技術がよくない場合には、良好な力学特性を示さない場合があることが研究を通じて明らかになった。業者に再度、特に注意して作らせた物について、再実験を行った所、いずれも良好に接合されることが確かめられた。硬脆なセラミックス材料については、用いる原材料の吟味も重要であることが知られた。また、我々の提案する方法は爆薬を傾斜させる法を用いるために、衝突速度や衝突角度といった接合の可否を決める重要な因子が、板面に関して一定でないという欠点を有していた。これを改良することを目的として、ここでは爆薬と試料が遠くなる分、爆薬量を増加させる方法の提案を行った。その結果、基本的には接合条件の変化をかなり小さくできることが一連の実験を通じて知られた。

この方法を用いることで、さらに大型の試料に関しても条件をそろえることができ、良好な接合体を得ることができると思われた。金属とセラミックスの他にも、金属と工具鋼などの接合も併せて試みた。工具鋼は硬化が極限まで飽和した延性に乏しい金属材料であるが、モーメンタムトラップなどを適当に配置することによって、両者は良好に接合されることが知られた。我々の提案する接合法は、各種硬脆材料の接合にも有効であることがこの実験を通じて示された。本年度は、各種材料に対する接合可能条件の定量的な解明などを中心に、本方法を実用化する上で要求されるデータベースを構築することを主眼として研究を行った。ただしこれまでの研究では、金属とセラミックスが接合可能な場合でも、セラミックをはじめとする各種の硬脆材料に対して、衝撃の作用によるクラックが比較的容易に生じることが問題であった。本年度行った一連の研究では、クラックを回避することは、金属板の衝突条件(速度や角度が重要な因子であることがよく知られている)にはあまり依存せず、むしろセラミック自身の配置法に強く依存することが知られた。対象となるセラミックスの周辺に、伝播する衝撃波を逃がす目的でモーメンタムトラップを配置することは、容易に予想されるようにまず必要なことであったが、むしろ衝撃圧によって生じる材料のたわみ変形の量を小さくすることが極めて有効であることがわかった。すなわち、試料の板厚を十分に厚くし、衝撃波の伝わる長手方向への試料サイズを極力小さくすることで、セラミックス中に極めて割れが生じにくくなることが確認された。これまでの研究では、Alと靱性の高いジルコニアセラミックスの接合にのみ成功していたが、上述のように試料配置を換えることで、慣用のセラミックス材料との接合も割れを生じることなしに可能になることが概ね確かめられた。
RalA標的蛋白質による細胞癌化の分子機構

RalはRalAおよびRalBからなるRas類似の低分子量GTP結合蛋白質である。近年の多くの知見は、発癌性Rasにより誘導されるヒト正常細胞の癌化には、Ras下流でのRalAの活性化が必須であることを示している。しかしながら、RalAの活性化がどのようにして細胞の癌化をもたらすのか、その分子機構については明らかでない。本研究では、低分子量GTP結合蛋白質RalAの活性異常による細胞癌化の分子機構を明らかにすることを目的とした。本年度は新規RalA標的蛋白質の同定を試み、ラット脳よりGTP型RalAに特異的に結合する蛋白質を見いだすことに成功した。本蛋白質は複合体として存在していると考えられ、硫安沈殿分画、陰イオン交換カラム、ハイドロキシアパタイトカラム、陽イオン交換カラム、およびゲル濾過カラムにより収量を損なうことなく分離できることが分かった。これらの精製過程を組み合わせることで本複合体を単一にまで精製することが可能であると考えられる。現在までRalA特異的に結合する標的分子の報告はない。新規RalA標的蛋白質の解析は細胞増殖を担う新たな細胞内シグナリング径路の解明につながる可能性がある。また、Ras依存性癌細胞の増殖や転移を抑制するような新たな薬剤の開発にもつながりうると期待される。
ECにおける人間中心生産システムの調査

本年度はヨーロッパから人間中心生産システムに関係の深い3名の研究者を招へいして調査を行った.その成果は下記のとおりである.1.Prof. Dr. B. Knave, Department of Neuromedicine National Institute of OccupationalHealth : Knave教授はヨーロッパのコンピュータ作業における健康問題の第一人者である.ヨーロッパにおけるこの分野の研究は進んでおり,人間中心生産システムの調査研究に大変有益であった.まずコンピュータ作業における健康問題としては目に関するもの,筋,骨格に関するもの,ストレス,皮膚に関するもの,電気に対するハイパーセンシティビテイなど多岐にわたる.これらに対する対策として興味あるのは,物理的な環境や装置の改善だけでは根本的な解決にならないということであった.コンピュータリゼーションは上記以外に仕事が単調で退屈になり,しかも低賃金になるという問題も含んでおり,これらの根本的な解決策としてはグループ作業を含めた精神的な満足が大切であることが判明した.これは正に人間中心生産システムを早急に実現しなければならないことを意味しており,本システムがヨーロッパで重要視されている一つの背景が明らかとなった.2.Dr. Dietrich Brandt, University of Techonolgy, Aachenは人間中心的なシステムの制御の研究ではヨーロッパの第一人者である.今回は人間中心工作機械のためのヒューマン・マシン・インターフェースの設計法に関する,ヨーロッパの最先端の研究を知ることが出来た.しかも,これは工作機械だけだなくあらゆるシステムに適応できるものである.またその設計基準はわれわれが従来研究開発してきた人間中心生産システムのコンセプトと大変似ていることに驚かされた.その設計方法論は以下の通りである.ますタスク-人工物サイクルに従った分析と設計サイクルが提案される.この分析と設計プロセスに別に提案している人間の物理的メンタルモデルを適用して,最適なインターフェースの設計が行われる.この一つの応用例は作業場指向型プログラミング(Workshop-Oriented Programming WOP)用システムである.これは上記の手法を適用するとグラフィカル・インタラクティブなシステムが良いと結論された.この手法を用いてドイツのKeller社はCNC工作機械用ヒューマン・マシン・インターフェースを開発した.このプロトタイプは次の3つの操作モードを持つ.(1)直接マニュアル制御モード:ユーザは仮想工具を電子ダイアルを使ってコンピュータ・シミュレーション上で動かす.この切削はシステムによって記録され,プログラムが変更される.(2)ダイヤルによる位置決めモード:CRT上で工具刃先につながれたゴムバンドを引っ張りある位置に置くと,そこまでの工具経路が自動的に生成される.(3)幾何学的に複雑な要素のモード:グラフィック・インタラクティブな方法で描かれる.このシステムをユーザにより評価してもらったところ,分かりやすい作業方法が高く評価された.この設計手法は人間中心生産システムの構築に大変有効である.3.Dr. ErnstAndreas Hartmann, John Deere Werke MannheimはUniversity of Technology Aachenからこの企業に移ったがヨーロッパにおける人間中心生産システムの実際的な研究の中心的な人物である.彼は現在所属するジョン・ディール・マンハイムのトラクター工場において実施された人間中心的な新トラクター組立工場の設計について報告された.これはヨーロッパにおける人間中心的な工場建設の最新の情報であった.手順はまず導入チームと現在の組立工場に置ける作業をグループワークに変えるためのチームの二つが協力して計画設計した.最初にブレーン・ストーミング・セッションで現状を分析,アイデアを分類し,一連の機能的要求項目とその重み付けを行った評価基準表を作成した.この基準表は大変貴重なもので,我が国の人間中心生産システムの構築には必要なものと考える.つぎに,導入チームは組立工場の9つのシナリオを提案した.このシナリオを前述の評価基準表を用いて評価して,そのうちの最良のシナリオを1つ選定した.最後にこの最終案について詳細な計画を立案し経済性の検討が行われた.これを基に実際の建設が現在行われているところである.以上の3名の招待講師の報告によりヨーロッパにおける人間中心生産システムの最前線が明確に掌握できた.またシンポジウムを開催し多くの参加者に貴重な情報を提供できたことは本研究費が有効に使用できたことを証明している.シンポジウムの翌日は早稲田大学のこの分野の研究者全員(7名)とヨーロッパからの研究者と合同でディープ・ディスカッションを行いさらに理解を深めることができた.本年度はヨーロッパから人間中心生産システムに関係の深い3名の研究者を招へいして調査を行った.その成果は下記のとおりである.1.Prof. Dr. B. Knave, Department of Neuromedicine National Institute of OccupationalHealth : Knave教授はヨーロッパのコンピュータ作業における健康問題の第一人者である.ヨーロッパにおけるこの分野の研究は進んでおり,人間中心生産システムの調査研究に大変有益であった.まずコンピュータ作業における健康問題としては目に関するもの,筋,骨格に関するもの,ストレス,皮膚に関するもの,電気に対するハイパーセンシティビテイなど多岐にわたる.これらに対する対策として興味あるのは,物理的な環境や装置の改善だけでは根本的な解決にならないということであった.コンピュータリゼーションは上記以外に仕事が単調で退屈になり,しかも低賃金になるという問題も含んでおり,これらの根本的な解決策としてはグループ作業を含めた精神的な満足が大切であることが判明した.これは正に人間中心生産システムを早急に実現しなければならないことを意味しており,本システムがヨーロッパで重要視されている一つの背景が明らかとなった.2.Dr. Dietrich Brandt, University of Techonolgy, Aachenは人間中心的なシステムの制御の研究ではヨーロッパの第一人者である.今回は人間中心工作機械のためのヒューマン・マシン・インターフェースの設計法に関する,ヨーロッパの最先端の研究を知ることが出来た.

しかも,これは工作機械だけだなくあらゆるシステムに適応できるものである.またその設計基準はわれわれが従来研究開発してきた人間中心生産システムのコンセプトと大変似ていることに驚かされた.その設計方法論は以下の通りである.ますタスク-人工物サイクルに従った分析と設計サイクルが提案される.この分析と設計プロセスに別に提案している人間の物理的メンタルモデルを適用して,最適なインターフェースの設計が行われる.この一つの応用例は作業場指向型プログラミング(Workshop-Oriented Programming WOP)用システムである.これは上記の手法を適用するとグラフィカル・インタラクティブなシステムが良いと結論された.この手法を用いてドイツのKeller社はCNC工作機械用ヒューマン・マシン・インターフェースを開発した.このプロトタイプは次の3つの操作モードを持つ.(1)直接マニュアル制御モード:ユーザは仮想工具を電子ダイアルを使ってコンピュータ・シミュレーション上で動かす.この切削はシステムによって記録され,プログラムが変更される.(2)ダイヤルによる位置決めモード:CRT上で工具刃先につながれたゴムバンドを引っ張りある位置に置くと,そこまでの工具経路が自動的に生成される.(3)幾何学的に複雑な要素のモード:グラフィック・インタラクティブな方法で描かれる.このシステムをユーザにより評価してもらったところ,分かりやすい作業方法が高く評価された.この設計手法は人間中心生産システムの構築に大変有効である.3.Dr. ErnstAndreas Hartmann, John Deere Werke MannheimはUniversity of Technology Aachenからこの企業に移ったがヨーロッパにおける人間中心生産システムの実際的な研究の中心的な人物である.彼は現在所属するジョン・ディール・マンハイムのトラクター工場において実施された人間中心的な新トラクター組立工場の設計について報告された.