hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動開始期の乳児が自発的に「遊びはじめる場所」の研究―保育環境デザインへの援用―

また研究会において検討されてきた「環境ー行為系」という観点は、本研究と最も関連の深い国際学会誌であるEcological psychology誌おいて公表された論文"The Reciprocity of Environment and Action in Self-Righting Beetles: The Textures of the Ground and an Object, and the Claws. "の分析枠組みおよび議論に生かされた。以上より、おおむね順調に進展していると評価した。本研究は、乳児の移動開始期に注目し「遊び始める場所」のアフォーダンスを明らかにするとともに、そこから得られた知見を保育環境デザインに援用可能な「乳児用パタン・ランゲージ」の作成を目的としている。こうした目的のために、本研究ではジェームズ・ギブソン(1979)のアフォーダンス理論に依拠するとともに、建築家クリストファー・アレグザンダー(1977)の環境設計単位である「パタン・ランゲージ」を援用し、「場所」を生活の基礎となる単位として設定することで、その心理学的な性質の解明を試みる。H29年度は、昨年度までに取得した「遊び始め場面」データを元に分析を進めるとともに、最終的な「パタン・ランゲージ」の形式へと取りまとめるための枠組みを検討した。本年度は、研究代表者の所属研究機関の異動に伴いデータ分析環境の再構築の必要が生じたため、成果物取りまとめのための枠組みの検討を優先的に行った。具体的には、9月2日神戸大学野中哲士准教授らを多摩美術大学上野毛キャンパスに招き、最新の生態心理学の知見についてレクチャーを受けるとともに、「遊び始める場所」の分析枠組みについて検討を行った。また、3月10日には、同じく多摩美術大学上野毛キャンパスにおいて研究協力者らとともに、行為分類のために最新の生態心理学における複数のアプローチを検討するとともにデータ分析のためのセッションを行った。以上の成果を基礎として、来年度はデータ分析の完了と「乳幼児パタン・ランゲージ」の作成を目指す予定である。今年度は昨年度までに取得されたデータを元にしたデータ分析作業を完了するとともに、建築家アレグザンダーの「パタン・ランゲージ」を援用しデータの取りまとめを行う予定であった。しかし、研究代表者が所属研究機関を異動することとなったため、データ分析のための研究設備の再構成が必要となり、そのため当初予定していた研究の取りまとめ作業に遅れが生じた。本研究は、自発的に動き回ることで環境との出会いを調整し始める時期として乳児の移動開始期に注目し、周囲との出会いの質的な変化を「遊び始める場所」のアフォーダンス分析によって明らかにすることを第一の目的、そこから得られた知見を保育環境デザインに援用可能な事例集として集約することを第二の目的としている。こうした目的のために、本研究ではジェームズ・ギブソン(1979)のアフォーダンス理論に依拠しつつ、建築家クリストファー・アレグザンダー(1977)の環境設計単位である「パタン・ランゲージ」を援用することで、「場所」を生活者にとっての基礎的な単位として設定し、その心理学的な性質の解明を試みる。H30年度は、これまでに検討してきた分析枠組みに沿って、取得した「遊び始め場面」データの分析を完了するとともに、最終的な「パタン・ランゲージ」の形式に向けて取りまとめを行った。
へき地において地域ケアシステム構築に必要な看護職の実践能力の育成に関する研究

へき地において、地域ケアシステム構築に必要な看護実践能力を明らかにするために、(1)へき地において地域ケアシステム構築に関わる保健師の地域看護活動の展開、(2)地域ケアシステム構築にかかわる保健師の地域看護活動の実際と課題、について研究を実施したので、以下に述べる。1.の結果:過疎地域、山村地域、豪雪地帯等の地域特性をもつ、すでに地域ケアシステムを構築している3地域において、関わる看護職及び介護職を対象に、地域ケアシステム構築にかかわる要因、地域ケアシステム構築のプロセス、構築前後の住民のニーズの変化等について面接調査を実施した。保健師は、日ごろの看護活動から見出した課題をさらに実態調査で明らかにした上で、住民の意見を取り入れながら、他職種と協働して、システム「準備期」「初期」「中期」とプロセスを踏んで実践していることが明らかになった。また同時にシステムを評価し、システムを維持するために住民に常にシステムをアピールするなどの工夫を実践していた。2.の結果:地域ケアシステム構築にかかわる保健師の活動の実際、困難にする要因、必要な知識・技術を明らかにすることを目的に、全国の保健師1,000名を対象に自記式質問紙調査を実施し、有効回答率は46.7%であった。システム構築は保健師の役割であると9割以上が認識し、6割以上が実際にかかわっていたが、約9割がシステム構築を困難と答え、保健師自身の知識や能力不足をあげていた。以上より、特に経験の浅い保健師には、個別・集団の支援技術よりも、地域をアセスメントし住民と協働して施策化を進めていくためのスキルを高める研修や支援を実施していく必要性が示唆された。特にへき地においては、地域ケアシステム構築のための知識・技術の習得だけでなく、住民のニーズや特性にあったケアシステム構築を研究機関等が支援する必要性も示唆された。本年度は、1.地域ケアシステム構築に関わる要因とへき地看護職の連携の現状と課題の分析、2.へき地における地域ケアシステムと、その構築に関わる市町村、専門職、住民の連携の現状と課題の分析、3.へき地において地域ケアシステム構築に関わる看護職の看護活動展開方法の分析、を行ったのでその概要を以下に述べる。1.として、研究者らが平成15年度に全国1,100か所のへき地診療所の看護職を対象に行った調査結果から、地域ケアシステム構築の要因、看護師の看護実践の現状と必要とされる看護師の実践能力、連携の現状について分析した。へき地看護職は、多様な疾患に対応しなければならず、急性期から慢性期までの疾患の幅広い知識と技術、また生命の危機的状況に対応できる知識と技術を求められており、へき地診療所看護師自身もそのニーズを充足させるために努力しているが、研修の機会が少ないこと、情報交換する場や指導を得られる場が少ないことがそれを困難にしていた。また予防の視点で活動することの重要性に気づきながら、連携が困難なためなかなか実施できていなかった。2.については、離島で地域ケアシステムをどう構築していくかについて離島町村の保健師の面接調査を行い、その現状と課題を検討した。対象である住民を中心に事例検討を積み重ねる中で、それぞれの専門職の役割を認識し、尊重することで連携が行われ、次第に地域としてケアシステムが構築されていくことが明らかになった。3.については、rural nursingの実践を先駆的に行っている、オーストラリアのタスマニア州での看護の現状と課題を、実際の視察と面接調査及びディスカッションを通して分析し検討した。タスマニアでは看護協会がへき地看護職の研修を行うなど実践能力を高める活動をするとともに、タスマニア大学の修士課程では、へき地看護を学ぼうとする看護職をサポートしていた。

日本において、看護実践能力育成のための看護研修プログラムを検討するにあたり多くの示唆が得られた。来年度は、さらにそれぞれの地域の特徴を生かし、住民と連携し、地域ケアシステムをどう構築するかについて研究を進めていく必要がある。また離島だけではなく、豪雪地帯・山村地域での調査を追加することで、へき地でのケアシステム構築の課題を明らかにし、それを解決するための看護職の看護活動展開方法を検討する必要がある。本年度は、1.へき地における地域ケアシステムと、その構築に関わる市町村、専門機関、住民の連携の現状と課題の分析、2.へき地において地域ケアシステム構築に関わる看護職の看護活動展開方法の分析を行ったので、以下にその概要を述べる。1.へき地における地域ケアシステムと、その構築に関わる市町村、専門機関、住民の連携の現状と課題昨年度は離島の調査から分析したので、本年度は過疎地域、山村地域、豪雪地帯等の地域特性をもつ3地域で、すでに地域ケアシステムを構築している地域において、関わる看護職及び介護職を対象に、地域ケアシステム構築にかかわる要因、地域ケアシステム構築のプロセス、構築前後の住民のニーズの変化について面接調査を実施した。それぞれの地域では、ケアシステム構築の要因としての住民のニーズを、日ごろの看護活動から見出した課題をさらに調査で明らかにした上で、住民の意見を取り入れながら、他職種と協働して地域ケアシステムを構築していることが明らかになった。2.へき地において地域ケアシステム構築に関わる看護職の看護活動展開方法の分析1.の調査結果について、かかわる看護職の地域ケアシステム構築における役割・機能・知識および技術、マネジメント方法について分析した。保健師はケアシステム構築のために、他職種と連携しながらその課題への対策を検討し、実施へと導いていた。さらに実施と同時に評価を行うことで、常にケアシステムの問題点を検討しよりよいシステム構築を目指していた。来年度は今年度収集したデータから、地域の特性を踏まえた地域ケアシステムモデルを構築し、地域ケアシステム構築と維持に必要な看護職の機能・スキル・マネジメント能力について新たに量的調査を実施することで、さらに詳細に分析していく。本年度は、地域ケアシステム構築にかかわる保健師の活動の実際と課題を明らかにすることを目的に質問紙調査を実施し、これまでの研究を総括し地域ケアシステム構築に必要な看護職の実践能力の育成のための課題に関する考察を行った。以下にその概要を述べる。1.地域ケアシステム構築にかかわる保健師の活動の実際と課題地域ケアシステム構築にかかわる保健師の活動の実際、困難にする要因、必要な知識・技術を明らかにすることを目的に、全国の保健センター500か所に勤務する合計1,000名の保健師を対象に、自記式質問紙調査を実施した。結果、回収数は467人で有効回答率は46.7%であった。システム構築には保健師の役割であると9割以上の保健師が認識し、6割以上が実際にかかわっていた。しかし約9割の保健師がシステム構築を困難と答え、その要因として、時間の不足だけでなく、保健師自身の知識や能力不足をあげていた。今後保健師には、地域をアセスメントし、住民と協働して施策化を進めていくためのスキルを高める研修や支援を検討していく必要性が示唆された。
Social capitalの防災効果の国際比較

本研究は、社会的な絆や信頼関係と災害の関わりを、防災の観点から明らかにすることを目指した。具体的な成果としては、(1)大規模サンプルを基にした統計的な推計結果から、阪神淡路大震災が起きたことで、日本におけるボランティア活動参加率が上昇したことが統計的に明らかになった。(2)同一の対象者を繰り返し調査したデータからは、東日本大震災の被災地域の住民の他者への信頼度はいったい低下するがその後高まり、さらにそのことで幸福度にプラスの影響を与えることが明らかにされた。以上の研究成果は、いずれも査読付国際学術誌に掲載された。研究計画では、本研究の目的として、日本の個人レベルのマイクロデータと県レベルデータを接合し、独自データを構築しこれを用いて研究を進めるとしていた。具体的な検証内容は、(1)防災等における個人の特性とコミュニティー特性の補完関係、(2)さらには防災政策とコミュニティー特性の補完関係を検証することである。平成25年度は、総務省統計局から提供された80万以上の観測数からななる大規模マイクロレベルデータを利用し、阪神淡路大震災が人々の街づくりへの参加度合いに与えた影響を考察した。つまり、大規模災害がSocial capitalへの投資行動にあたえる影響を分析した。その結果、阪神淡路大震災はSocial capitalへの投資行動を促すことが確認された。さらに、人々は被災地に近い県に住んでいるほど、阪神淡路大震災のSocial capital投資への効果が大きいことが分かった。ここから、政府や市場が十分機能しない状況に陥ることによって、これらを補完するコミュニティ機能(Social capital)の重要性が認識され、このコミュニティ構築の活動が活発化したと考えられる。この結果は、上記の研究目的のうち(2)に関係し、防災政策におけるコミュニティ機能の活用に一定の示唆を与えている。この一方で、現在は個人レベルのパネルデータを活用しつつ、東日本大震災発生後にSocial capitalが幸福度に与える影響の分析も進めている。研究計画では、本研究の目的として、日本の個人レベルのデータと県レベルのデータを接合し、これを利用することにより、震災などの自然災害への対処を考察するとしていた。とりわけ、この政策的な課題に対して、コミュニティーや社会的ネットワークを包含するSocial capital(社会関係資本)の形成過程やその役割を分析することが主要な課題であった。平成27年度は、大阪大学で収集したパネルデータを利用することにより、Social capital(社会関係資本)の一つである他者への信頼度が個人の幸福度へ与える効果を検証した。その結果、次のことが明らかになった。(1)一般に社会的信頼度が高ければ、個人の幸福度が高まる、(2)東日本大震災が起きる前よりも、震災が起きた後の他者への信頼度は高まる、(3)被災地では信頼度が幸福度に与え効果は震災後のほうが大きかった。2011年に東北関東地方を襲った自然災害からの復興の道筋をどのようにつけるのか。また、今後予測される大規模な自然災害にいかに対処すればよいのか。さらに、人の「絆」が果たして、どのような役割を果たすのか。これらの問題を考察することが本研究課題の主要目的であった。主な研究成果としては、個人レベルのパネルデータを利用した、東日本大震災の前後でどの程度人々の幸福度が変化したかを分析した論文がある。この論文では、人々の信頼度が高いほど、被災地域の人々の幸福度が相対的に高いことが示された。この論文は、査読付国際学術誌であるSocial Indicators Researchに掲載された。また、50万近くの観測数を含むデータを用いた、阪神淡路大震災の影響を分析した論文では、阪神淡路大震災の後では、被災地に近い地域ほど、ボランティアの参加率が震災後高まったことが示された。この研究も、査読付国際学術誌であるPapers in Regional Scienceに採択された。「研究概要」で記したように、東日本大震災発生後に社会的信頼が幸福度に与える効果が大きくなることが明らかになった。人々の絆の重要性が震災後に指摘されたが、これを厳密に検証した研究は少ない。個人レベルのデータを利用して統計的にこれを明らかにしたことが学術的な貢献である。本研究の成果は厳格な査読審査を経て、国際的な学術誌であるSocial Indicators Researchに採択され、掲載予定となっている。経済学これまで進めてきた震災とSocial capitalの形成、さらにSocial capitalが幸福度に与える役割を、有機的にまとめあげる。「研究概要」で記したように、阪神淡路大震災がSocial capital形成を促したことを発見した。この、研究成果は厳格な査読審査過程を経て(査読委員3名)、国際学術誌であるPapers in Regional Scienceに採択され、掲載予定となっている。研究初年度に集中的に予算を消化したために、研究計画を上回る支出があった。来年度は研究成果をまとめると同時に、今後の研究のための基礎的な準備に費やす予算を確保する必要性があった。

このために、本年度は極力支出を抑制し研究を行った。現在進めている、東日本大震災発生後における、social capitalと幸福度の関係の分析を完了させ、ワーキングペーパーを執筆する。さらにこの内容を大阪大学の研究会、日本経済学会、行動経済学会などで報告し、査読付き国際学術誌へ投稿する。研究成果を国際的な学会で報告すると同時に、海外の研究者との学術的な交流を進め、研究成果の国際的な発信を行う。この為に、海外出張への旅費などに重点的に予算を配分する。
マイクロRNAによる泌尿器科癌の癌(抑制)遺伝子制御の研究

腎細胞癌で発現低下しているmiR-199aとmiR-101の強制発現は、それぞれGSK3βとEZH2の発現と細胞増殖を抑制した。両者の腫瘍細胞への導入は新規治療法となる可能性がある。またATBF1の発現抑制と腎細胞癌の悪性度の正の相関がみられ、hsa-miR-203, hsa-miR-194, hsa-miR-204の関与が疑われ、これらの阻害も新規治療法の可能性がある。【目的】GSK3βは、腎癌において核内に高発現し、NF-κBを通じて、XIAPやBcl-2といったanti-apoptotic factorの発現を上昇させ、癌の発生や増殖を促進する。逆にGSK3βを阻害するとその発生や増殖が抑制されることも示されている。データベース上ではmiR-199aはその塩基配列からGSK3βのmRNAを抑制し、その発現を抑制することが予想され、新たな治療のターゲットとなる可能性がある。そこで我々は、実際にmiR-199aが腎細胞癌においてGSK3βを抑制するかを調べた。【方法】細胞株(Caki1、ACHN、A498)にpre-miR-199aを導入し、72時間後のGSK3βの発現をwestern blottingで調べ、細胞の生存についてはMTSアッセイで測定した。臨床検体は54対の正常腎組織と腎細胞癌組織を用い、miR-199aの発現とGSK3βの免疫染色の相関を調べた。【結果】細胞株に対する導入群では、すべてにおいてcontrolに対してGSK3βの発現低下およびXIAP、Bcl-2の発現低下が確認された。MTSアッセイ、BrDUアッセイにおいても生存細胞数の減少を認めた。臨床検体では54例中32例(59.2%)でmiR-199aが発現低下しており、免疫染色との比較では発現に反比例して核内のGSK3βが染色されない傾向にあった(P=0.0272)。【結論】以上より、miR-199aの際発現腎細胞癌においてGSK3βを抑制し、新たな治療のターゲットとなる可能性がある。今後、さらに、miR-199aを中心とした研究を発展させる計画である。【目的】EZH2はPolycomb Repressive Complex2(PRC2)のサブユニットの一つで、ヒストンH3K9やH3K27のメチル化に関与じ、遺伝子のepigenetic silencing、DNAのメチル化を通して、細胞の分化や増殖にかかわっている。これまでに、前立腺癌、膀胱癌、乳癌、大腸癌、膵癌、腎癌など、様々な癌で上昇の報告がなされている。しかしh、腎細胞癌では、癌で発現が増強しているという報告がある一方、減少しているとの報告もあり、一定しない。EZH2は、また、miR-101に調節を受けることも知られており、miR-101はEZH2の3'UTRから59-65塩基と114-121塩基の領域を標的としている。この研究で我々は、臨床検体を用いて、腎細胞癌でのEZH2の意義を明らかにするとともに、miR-101とEZH2に注目し、その機能制御の分子標的治療への応用の可能性について検討した。【方法】臨床検体は免疫組織染色で110症例について検討した。細胞株はACHN,KRC/Y,Caki1,Caki2,A704,A498,KH39,KU19-20。生細胞についてはMTSアッセイで測定した。【結果】臨床検体での検討から、EZH2は腎癌細胞の核で発現が上昇しており、EZH2強発現群はEZH2発現なし/弱発現群に比べて生存期間が有意に短いことが明らかになった。細胞株でも核で高発現していることが明らかになった。また、Pre-miR-101を腎細胞癌細胞株にトランスフェクションするとEZH2の発現が低下することが明らかになった。【結論】以上より、腎細胞癌ではEZH2が子発現し、予後不良因子として考えられ、さらにmiR-101の導入がこのEZH2の発現と細胞増殖を抑制することが考えられ、分子標的治療の良い標的分子となる可能性が示唆された。【目的】ATBF1 (AT-binding transcription factor1)またはZFHX3 (Zinc finger homeobox 3)は1200bpの長さをもつ遺伝子にコードされた蛋白で、細胞外器質に結合することでその局在が変化し、脳の形態形成にまで影響を与えることが知られている。また、ATBF1に関係する分子であるSnailとSlugはp53により活性化され、細胞のアポトーシスに関与していることもしれられている。一般に、ATBF1の核での低発現は腫瘍細胞の高い悪性度を示すと考えられ、前立腺癌症例ではATBF1

遺伝子が高頻度に欠損していることが知られている。さらに、肝細胞癌、大腸癌でも発現減少が報告されているが、腎細胞癌での発表は見られない。今回の研究では、ATBF1の腎細胞癌での発現と臨床病理的な性格との関係の検討を行うとともに、microRNAの関与を中心に、発現抑制機構を検討し、その機能制御の分子標的治療への応用の可能性について検討することを目的とした。【結果】臨床検体での検討から、正常腎組織に比較してATBF1の発現減少を認めた。また、その発現抑制に関係する可能性があるmicroRNAとしては、hsa-miR-203, hsa-miR-194, hsa-miR-204が考えられた。【結論】以上より、腎細胞癌ではATBF1の発現が抑制され、予後不良因子として考えられる。当初想定した二つの分子GSK3βとEZH2に関係するマイクロRNAmiR-199aとmiR-101について検討が進んでいるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。EZH2とmiR-101についてさらに検討を進めるとともに。GSK3βについてはマウスモデルでの検討に向けて研究を進めてゆく。
組織修復を制御する体内環境受容システムの解明

本研究では、組織修復を制御する体内環境受容システムの解明を目指す。自身のショウジョウバエ遺伝学とメタボローム解析を用いたこれまでの研究によって、体液に放出された代謝産物が、遠隔的に組織修復に寄与することが明らかになった。ここから、傷害組織での未知の受容メカニズムが遠隔的組織修復に寄与していることが示唆された。申請者は修復組織の受容システムに着目し、代謝産物による組織修復の分子機構を明らかにする計画を立てた。具体的には、傷害組織における候補受容体のRNAiスクリーニング、細胞とプレートリーダーを用いた結合実験、および修復プロセスの遺伝学的な解析を行う。
中咽頭癌発癌における口腔内マイクロバイオームの関与

本研究はヒト乳頭腫ウイルス(Human papillomavirus:HPV)関連中咽頭癌の発癌における口腔内マイクロバイオームの関与を検討することを目的としている.方法として1HPV感染のある中咽頭癌(HPV関連中咽頭癌)群,2HPV感染のない中咽頭癌(従来型中咽頭癌)群,3非患者群に対して口腔内の菌叢構造解析を行い,各群での口腔内マイクロバイオームの系統組成とその機能組成を比較を行う.平成28-29年度ではHPV関連中咽頭癌と従来型中咽頭癌の鑑別を明確にする目的で,中咽頭癌におけるHPVの複数の検出法について既報に基づいた検証を行い,HPV関連中咽頭癌をHPV DNA in situ hybridization陽性かつp16INKa免疫組織化学染色陽性(70%以上),従来型中咽頭癌をHPV DNA in situ hybridization陰性かつp16INKa免疫組織化学染色陰性(70%以上)と定義し,該当する患者の唾液採取を行ったが,マイクロバイオームの解析に必要な検体数に至らなかった.平成30年度では,HPV関連中咽頭癌の亜群を明確化しマイクロバイオーム解析における詳細な比較に結びつける目的で,平成29年度に改訂されたAJCC/UICC TNM分類第8版に基づき,当施設におけるHPV関連中咽頭癌患者を後方視的に再分類し,新しいTNM分類がHPV関連中咽頭癌患者の転帰を予測できるかについて検討した.またマイクロバイオームの系統組成とその機能組成がHPV関連中咽頭癌の細胞内の動態に影響を与えているかを検証するための予備実験として,HPV関連中咽頭癌と従来型中咽頭癌における遺伝子発現やマイクロRNA発現の差異につき検討した.今後は必要検体数が揃い次第マイクロバイオーム解析を行い,平成30年度の結果を踏まえた比較検討を行う予定である.この研究は、ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)関連中咽頭癌の発癌における、口腔内マイクロバイオームの関与を検討することを目的としている。方法として1HPV感染のある中咽頭癌(HPV関連中咽頭癌)群、2HPV感染のない中咽頭癌(従来型中咽頭癌)群、3非患者群に対して口腔内の菌叢構造解析(メタ16S解析・メタゲノム解析)を行い、群での口腔内マイクロバイオームの系統組成とその機能組成を比較を行う。しかしHPVの検出方法は標準化されたものはなく,また基準値に関してもさまざまな報告がある。その為、まずは対象となる中咽頭癌患者をHPV関連中咽頭癌群とHPV感染のない従来型中咽頭癌群に分類するために施行するHPV DNAのin situ hybridizationとp16INKaの免疫組織化学染色の手順・所見を過去の症例を用いて検討した。p16INKaの免疫組織化学染色の陽性の基準は70%以上と設定した。その結果、過去の中咽頭癌症例91例中、p16INKaの免疫組織化学染色で陽性は40症例であった。従来の報告どおり、HPV DNAのin situ hybridizationは特異度は高く、感度が低い、p16INKaの免疫組織化学染色は感度は高いが特異度は低い結果であった。以上の結果より検討する群として、HPV関連中咽頭癌(HPV DNA陽性かつp16INKa陽性(70%以上))、従来型中咽頭癌(HPV DNA陰性かつp16INKa陰性(70%以下))とし,検討することとした。また、上記基準に相当する患者の唾液の採取を現在継続して行っている。疾患群の検体が解析に必要と考えられる数に達しておらず、口腔内の菌叢構造解析が実施できていないため。この研究は、ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)関連中咽頭癌の発癌における、口腔内マイクロバイオームの関与を検討することを目的としている。

採取したサンプルの口腔内常在菌PCRを行い、唾液サンプルの妥当性を検討しているが、疾患群の検体が解析に必要と考えられる数に達しておらず、口腔内の菌叢構造解析が実施できていないため。本研究はヒト乳頭腫ウイルス(Human papillomavirus:HPV)関連中咽頭癌の発癌における口腔内マイクロバイオームの関与を検討することを目的としている.方法として1HPV感染のある中咽頭癌(HPV関連中咽頭癌)群,2HPV感染のない中咽頭癌(従来型中咽頭癌)群,3非患者群に対して口腔内の菌叢構造解析を行い,各群での口腔内マイクロバイオームの系統組成とその機能組成を比較を行う.平成28-29年度ではHPV関連中咽頭癌と従来型中咽頭癌の鑑別を明確にする目的で,中咽頭癌におけるHPVの複数の検出法について既報に基づいた検証を行い,HPV関連中咽頭癌をHPV DNA in situ hybridization陽性かつp16INKa免疫組織化学染色陽性(70%以上),従来型中咽頭癌をHPV DNA in situ hybridization陰性かつp16INKa免疫組織化学染色陰性(70%以上)と定義し,該当する患者の唾液採取を行ったが,マイクロバイオームの解析に必要な検体数に至らなかった.平成30年度では,HPV関連中咽頭癌の亜群を明確化しマイクロバイオーム解析における詳細な比較に結びつける目的で,平成29年度に改訂されたAJCC/UICC TNM分類第8版に基づき,当施設におけるHPV関連中咽頭癌患者を後方視的に再分類し,新しいTNM分類がHPV関連中咽頭癌患者の転帰を予測できるかについて検討した.またマイクロバイオームの系統組成とその機能組成がHPV関連中咽頭癌の細胞内の動態に影響を与えているかを検証するための予備実験として,HPV関連中咽頭癌と従来型中咽頭癌における遺伝子発現やマイクロRNA発現の差異につき検討した.今後は必要検体数が揃い次第マイクロバイオーム解析を行い,平成30年度の結果を踏まえた比較検討を行う予定である.口腔内の菌叢構造解析に必要な検体数の唾液の採取が完了次第、メタ16S解析,メタゲノム解析を行う。採取の進捗状況が芳しくない場合,検体数を減らすことを検討する。口腔内の菌叢構造解析に必要な検体数の唾液の採取が完了次第、メタ16S解析,メタゲノム解析を行う。実験計画に遅れがあり、口腔内の菌叢構造解析が行えていないため、次年度使用額が生じた。検体数が揃い次第、口腔内の菌叢構造解析を行い使用する。
人の活動支援システムの構築を目的としたモデルベース３次元物体認識手法の開発

本研究は,人の活動や生活を支援することを目的とし,3D情報(形状,奥行き)を用いた物体認識やヘルスケアモニタリングの開発に取り組んだ.物体認識手法として形状ヒストグラムや曲率分布画像という局所的な特徴記述法を提案し,それらの照合を部分グラフ探索法により実現することで頑健な認識が可能となった.各種計測装置から採取されたサイズも精度も異なる全73体の物体で実験したところ,約95%の精度で正しく識別できることを確認した.本年度は、以下の2つの計画について研究を進めた。【計画4:注視領域に基づく階層的形状モデル推定法の開発】【計画5:形状記述子の類似性に基づく照合手法の開発】計画4では注視領域単位で多重解像度形状モデルを獲得する手法を開発し、任意の解像度で形状モデルを再構成できることを確認した。これにより高精度な3Dデータが与えられた場合に注視領域単位で解像度を調整した形状情報が取得可能になるため、物体認識への応用が期待される。また2つのカメラを搭載したARメガネを用いてシーン中の画像からユーザーが関心のある対象領域を半自動で選択し、その後も領域をトラッキングにより選択し続けるようなシステムを開発した。これにより注目領域中のある物体に関するメタ情報を呈示できるシステムの原型が構築できたといえる。さらに注目領域における2枚の画像からステレオマッチングにより低精度であるが3Dデータを取得可能であることが確認できた。しかし、その計算負荷が重く、リアルタイム性には課題があり、適切な処理に改善する必要がある。計画5では、各注視領域から生成される形状記述子により照合する際、ランダムに行うのではなく、事前に物体形状を学習する際に生成した確率モデルにより計算できる相互情報量を算出することで計画的に照合すべき特徴点を選択する手法の開発に取り組んだ。実験により、認識の最終判断を行うまでの時間が短縮できることを確認できた。しかし、認識に失敗する場合もあり引き続き検証を行う必要がある。また、形状記述子の一つとして提案している形状ヒストグラムを用いた照合において、物体認識の精度を向上させるために、対応する特徴点の組が持つ位相構造に着目した部分グラフ探索アルゴリズムを導入した。その結果、全18体の物体を用いた認識実験では、従来よりも改善し約95%以上の識別率で認識できることを確認した。本研究は,人の活動や生活を支援することを目的とし,3D情報(形状,奥行き)を用いた物体認識やヘルスケアモニタリングの開発に取り組んだ.物体認識手法として形状ヒストグラムや曲率分布画像という局所的な特徴記述法を提案し,それらの照合を部分グラフ探索法により実現することで頑健な認識が可能となった.各種計測装置から採取されたサイズも精度も異なる全73体の物体で実験したところ,約95%の精度で正しく識別できることを確認した.本年度は、以下の3つの計画について研究を進めた。【計画1:ステレオ画像中の対応点探索のための注視領域設定法の開発】【計画2:注視領域の信頼度を考慮した混合分布モデルの開発】【計画3:局所的かつ大域的な3D形状記述法の開発】計画1では、本年度導入したKinectで3次元データ取得実験を実施したところ、比較的大きな物体であれば十分利用できることを確認した。そのため、効率的な物体認識を行う上で計画的に適切な注視領域を設定する方法について考案した。複数の注視領域から生成される特徴量の組み合わせにより確率モデルを構築し、そこから算出される情報量に基づいて適切に注視領域を設定する手法を開発中である。また、人の寝姿勢をKinectで撮影し、適切に注視領域を設定することで、呼吸・心拍をモニタするシステムの開発にも取り組んだ。実験において、同時に採取した呼吸バンドの情報と高い相関で呼吸リズムを抽出できることを確認した。このことより人の健康維持を支援するシステムを実現できる可能性がある。計画2では、注視モデリング手法をさらに発展させ、各注視領域における形状モデルの信頼度を混合分布モデルとして取り扱うことで、高精度に特徴抽出を行う手法を開発した。計画3では、計画2の成果を踏まえ、信頼性の高い特徴量に基づく形状記述法を開発した。特徴点周りの形状記述子として曲率分布画像について解析を深めたほか、新たに形状ヒストグラムを開発した。全12体の物体を用いた実験では、各物体の一部しか観測できないという条件で認識実験を行ったところ、いずれも約85%以上の識別率で認識できることを確認した。形状記述子の種類に関わらず安定に物体認識が行えていることから注視モデリング手法に基づく高精度な特徴抽出法が寄与していると考えている。最終年度では,3D物体認識システムの構築にむけた提案手法の性能評価実験を行った.実際のシステムでは物体を登録する際,様々な3D計測装置から採取されるデータを用いて学習されることが想定される.そのため,各種計測装置から採取された3Dデータに対して開発した物体認識手法を適用し実験を行った.サイズも精度も異なる全73体の物体で実験したところ,約95%の精度で正しく識別できることを確認した.しかし,識別精度向上に貢献している後処理の部分グラフ探索アルゴリズムでは,対応する特徴点組の候補が多くなると時間がかかる傾向にある.そのため,その候補の数を絞るために形状ヒストグラムの類似度の閾値を上げると,逆に識別精度が下がってしまう物体も見受けられた.一部の特徴点組に基づいて探索アルゴリズムを逐次的な方法に改良できたら,計算時間も減少でき,非剛体物体に対しても適用できる可能性がある.今後の研究でこれらの拡張を行う予定である.

一方,ARメガネを用いてシーン中の画像からユーザーが関心のある領域を選択する手法の開発にも取り組んだ.画像の領域分割に基づき面積の大きい領域から優先して選択する方法,点滅刺激を注視する際に脳波に生じる誘発電位に基づいて領域を選択する方法の2通りを試みた.前者の方法は首を振る操作も加えることで,ユーザーが意図した領域を半自動で選択することができ,その後も領域を追跡し続けることが可能なシステムを構築できた.後者の方法は脳波計測装置の雑音が比較的大きく,十分な精度は得られていないが,ARメガネの新たな利用法を提案できたと考えている.またKinectから採取可能な距離画像と赤外線画像を用いて睡眠中の被験者の呼吸情報と心拍情報の抽出に取り組んだ.心拍情報については抽出方法の再検討が必要であるが,呼吸情報については良好な抽出が行えておりヘルスケアモニタリングの原型ができたと考えている.コンピュータビジョン初年度で開発した注視モデリング手法により、注視領域ごとに分割して形状モデリングを行うことで、安定に対象形状を学習でき高精度な特徴抽出が可能となったことから、今年度に計画していた各種手法の開発についても順調に進行していると認識している。初年度の研究成果で確認されていた、物体認識時における形状記述子による投票数の僅かな違いで誤認識してしまう問題において、新たに部分グラフ探索アルゴリズムを導入することで、認識率が大幅に改善できたことは形状記述子の類似性に基づく照合手法を開発する上で大いに評価できると考えられる。また、同時に、物体形状を学習する際に生成した確率モデルにより計算できる相互情報量を算出することで計画的に照合すべき特徴点を選択する手法の開発に取りくみ、一定の成果を得た。いずれの物体にも含まれているような平凡な形状を持つ領域が多い場合に、形状記述子の特性上、類似した記述を行ってしまうために、ランダムに照合を行ったのでは平凡な形状にひっぱられ誤認識してしまう問題に対して、この手法により大いに改善できるものと考えられる。残念ながら、認識精度にまだ改善の余地があるものの、多数の特徴点の照合には認識の最終判断を行うまでの時間が短縮するための欠かせない技術を開発していると自負している。一方で、注視領域に基づく階層的形状モデル推定法においては、任意の解像度で形状モデルを再構成できるものの、物体認識へ応用するためには、注視領域の大きさや、形状モデルの解像度の設定をいかに行うかが本質的な問題として依然残されている。今後、これらの問題を解決すべく様々な改良が実現できれば、より現実的なモデルベース物体認識システムの構築が実現できるものと考えている。初年度に計画していた各種手法の開発について順調に進行していると認識している。本年度開発した注視モデリング手法により、対象が多種多様で複雑な形状を含む物体であっても、注視領域ごとに分割して形状モデリングを行うことで、安定に対象形状を学習できるようになったことは大いに評価できると考える。また、各注視領域から抽出される特徴量の中から最も信頼性の高いものを確率モデルに基づいて選択することで、高精度な特徴抽出が可能となった。
熱ルミネッセンス法による山陰地方の中・後期更新世降下テフラの年代測定に関する研究

平成3年度に,厚さ10cmの鉛箱を作成した.この鉛箱中にまず,ガラスチューブに入った熱ルミネッセンス(TL)素子をおき,その被曝線量蓄積の検討を行った.その結果,厚さ10cmの鉛箱中では線量蓄積の時間増加はなかったが,真鍮チューブ,銅チューブではその厚さにほとんど影響されない線量蓄積が確認された.また,各地に埋設した線量計の線量蓄積は地域ごとに違いがあり,年間線量の測定はテフラと同一地点で測定する必要があることが明らかになった.平成4年度には,山陰地域でテフラ層序の鉱物組成,火山ガラスの屈折率など記載岩石学的性質を検討し,参考試料として,北陸地域に分布するテフラについても同様の検討を行った.それら,層序の明らかになったテフラについて,TL強度を測定した.TL強度はテフラのそれぞれではほぼ再現性のある被曝線量が測定された.しかし,テフラの中には線量蓄積の少ないものもあり,TL測定がすべてのテフラに適用可能であるかどうかについての検討が出来た.すなわち,K-Tzは鏡下で石英粒子が多量に認められ,大きな線量蓄積がある、他方,K-Tzによりも層序的に下位の扇の山テフラの場合,TL強度はK-Tzよりも弱い.一方,K-Tzよりもかなり古い,北陸の火砕流堆積物では,TLはかなりつよく測定される.また,大山の降下軽石の一部は明らかにTL発光が認められる.これらは鉱物組成と降下後の時間の反映であり,TLは蓄積されやすい鉱物を含むテフラ,古いテフラでは強いことが判った.これはTL強度はテフラ相互に比較することが出来ないが,年代を数字で出す場合,それぞれのテフラの被曝量に対する発光量を測定する必要があることを示している.なお,今後,より高温部でのTLの発光状態を測定する予定である.平成3年度に,厚さ10cmの鉛箱を作成した.この鉛箱中にまず,ガラスチューブに入った熱ルミネッセンス(TL)素子をおき,その被曝線量蓄積の検討を行った.その結果,厚さ10cmの鉛箱中では線量蓄積の時間増加はなかったが,真鍮チューブ,銅チューブではその厚さにほとんど影響されない線量蓄積が確認された.また,各地に埋設した線量計の線量蓄積は地域ごとに違いがあり,年間線量の測定はテフラと同一地点で測定する必要があることが明らかになった.平成4年度には,山陰地域でテフラ層序の鉱物組成,火山ガラスの屈折率など記載岩石学的性質を検討し,参考試料として,北陸地域に分布するテフラについても同様の検討を行った.それら,層序の明らかになったテフラについて,TL強度を測定した.TL強度はテフラのそれぞれではほぼ再現性のある被曝線量が測定された.しかし,テフラの中には線量蓄積の少ないものもあり,TL測定がすべてのテフラに適用可能であるかどうかについての検討が出来た.すなわち,K-Tzは鏡下で石英粒子が多量に認められ,大きな線量蓄積がある、他方,K-Tzによりも層序的に下位の扇の山テフラの場合,TL強度はK-Tzよりも弱い.一方,K-Tzよりもかなり古い,北陸の火砕流堆積物では,TLはかなりつよく測定される.また,大山の降下軽石の一部は明らかにTL発光が認められる.これらは鉱物組成と降下後の時間の反映であり,TLは蓄積されやすい鉱物を含むテフラ,古いテフラでは強いことが判った.これはTL強度はテフラ相互に比較することが出来ないが,年代を数字で出す場合,それぞれのテフラの被曝量に対する発光量を測定する必要があることを示している.なお,今後,より高温部でのTLの発光状態を測定する予定である.天然の鉱物を熱すると発光現象が見られることは古くから知られており,熱ルミネッセンスと呼ばれる。その強度は鉱物によって異なるが,年代と関係が深く,年代に換算できる。本年は,計画の第1年度として,熱ルミネッセンス測定の用具の整備,測定プログラムの整備と,試料採取,TLD線量計の埋設を行った。用具の整備は年間線量の推定に関して,線量計とそのリセット装置の購入とβ線,γ線の線量を別個に推定するため,放射線隔離ボックスを作成した。線量計として微量の放射線に感じるTLD線量計素子(松下UDー110Sとハ-ショウTLD900)を購入し,そのリセット装置として内田マッフル炉を購入した。隔離ボックスは厚さ10cmの鉛のブロックにより作成した。また,β線の測定のため,厚1mmの真鍮パイプにより,アルファ線の影響の無い環境を作成した。測定には数ヵ月以上必要で,隔離ボックス中にTLD線量計を設置し,土層中の線量を測定中である。測定プログラムは年間線量計算ル-チンを改良すること,プロッタによる表示ル-チンを完成させた。熱ルミネッセンス測定試料は石英を含む量が多い三瓶山のテフラと玄武岩中の捕獲岩から採取した。この三瓶火山の石英は高温型であり,マグマ溜りの中で成長したものと見られる。したがって,熱ルミネッセンスの畜積は爆発直後の温度低下以降であり,熱ルミネッセンスの測定試料として優れたものと考えられる。また,玄武岩からなる近畿北部の山地の火山岩にはしばしばゼノリスが含まれている。このゼノリスの起源は玄武岩の基盤である北但層群中の流紋岩であると見られる。

ゼノリスは通常玄武岩中にあって発泡している。これは捕獲岩の温度が800°C前後にまで上昇したことを示し,玄武岩と接触した際に確実に熱ルミネッセンスがリセットされたことを示している。これらの試料を採取した。研究にあたって、まず、ガラスチューブに入った熱ルミネッセンス素子の被曝線量蓄積の検討を行った。その結果、厚さ10cmの鉛箱中では線量蓄積の経時的増加はなかったが、真鍮チューブ、銅チューブではその厚さに影響されない線量蓄積が確認された。また、各地に埋没した線量計の線量蓄積は地域毎に違いがあり、年間線量の測定はテフラと同一地点で測定する必要のあることが明らかとなった。山陰地域でテフラの鉱物組成、火山カラスの屈折率など記載岩石学的性質ならびに各序を検討し、参考資料として、北陸地方に分布するテフラについても同様の検討を行なった。それら各序の明らかになったテフラについて、熱ルミネッセンス強度を測定した。熱ルミネッセンス強度はテフラのそれぞれではほぼ再現性のある被曝線量が測定された。しかしテフラの中には線量蓄積の少ないものもあり、熱ルミネッセンス測定がすべてのテフラに適用可能であるかどうかについての検討ができた。すなわち、K・Pzは鏡下で石英粒子が多量に認められ、大きな線量蓄積がある。他方、K-Pzよりも古い扇の山に分布する大山障下軽石の場合、K-Tzよりも弱い。一方、K-Tzよりもかなり古い北陸の火砕流堆積物では熱ルミネッセンスはかなりつよく測定される。又、大山テフラの一部は明らかに熱ルミ発光が認められる。これからは鉱物組成と障下後の時間の反映であり、熱ルミネッセンスは蓄積されやすい鉱物を含むテフラ、古いテフラでは強いことが判った。これは熱ルミ強度により直接テフラを比較できないが、年代を数字で示す場合、それぞれのテフラの被曝線量に対する発光量を測定する必要があることを示している。
原子レベルでの病態解明に向けたハイスループットなタンパク質相互作用解析法の開発

ヒトゲノムのDNAマップ作成がほぼ終わりに近づいているが、同定された遺伝子をさらに有効活用していくためには、個々の遺伝子の機能を解明し、実際の病態や薬剤応答性について分子と分子の相互作用レベルでの理解が必須である。本研究ではハイスループットかつ分子間相互作用様式を明らかにするNMR測定システムの確立を目指した。申請者の開発したNMRを用いた交差飽和法によるタンパク質複合体相互作用界面決定法は、複合体のNMRシグナルの観測を行うため、現実的な適用限界はタンパク質複合体の分子量が5万程度のものまでに限られていた。この場合、創薬のターゲットとなる可能性の高い膜タンパク質などの高分子量タンパク質複合体には適用が困難であった。そこで、より高分子量の標的タンパク質複合体に対し適用可能な方法の開拓を行った。交差飽和法の拡張バージョンとして、交換系を用いた「転移交差飽和法」の開発を行った。この手法では界面を同定したい蛋白質(リガンド蛋白質)を標的蛋白質に比べ、過剰に加え、リガンド蛋白質の標的蛋白質に対する結合状態および非結合状態か混在するようにする。ここで、2種の状態が互いに適度な速さで交換している場合、結合状態で生じた交差飽和法の影響を非結合状態を通して観測することかできる。したがって、結合状態の分子量はNMR測定の制限とはならない。実際、抗体結合性蛋白質(6K)と抗体(150K)の系にたいして、転移交差飽和法を試したところ、リカント蛋白質側の界面残基の同定に成功した。したがって、150K以上の蛋白質複合体の界面残基同定法が確立できた。
現場における音響インピーダンスの計測に係る研究

前年度購入した小型の計測器(2chの小型FFTアナライザおよびノート型PC)を用いて、現場での計測が可能な音響インピーダンス測定システムを構築した。測定方法は伝達関数法(1マイクロホン法)を用いることにより、計測時の校正作業を省くことができるので、より現場対応となっている。前年度の結果より、音源と試験体までの距離を30cm程度としたため、実験室で用いていた計測システムより格段に小型化することができた。現場における本システムを用いた統一型防音パネルの垂直入射吸音率(ノーマル音響インピーダンスから算出される)の測定結果は、同種の防音パネルの実験室での測定結果と比較して、良い対応を示していた。また、グラスウールなどの吸音材を試験体とした場合も同様な比較の結果、良い対応がみられた。以上より、吸音率が比較的高い試験体については、本システムで測定可能であることがわかった。一方、芝生や鋪装路面などの現場でしか測定できない試験体についても、測定を行なったが、現段階では精度良く測定することができなかった。また、カーペットなどの吸音率の低い試験体についても同様な結果が得られた。よって、吸音率が比較的低い試験体については、現段階の本システムでは精度良く計測するのが困難であることがわかった。したがって、スピーカの位置やマイクロホンの位置などの検討が必要だと考えられる。以上より、当初の目標としていた防音パネル等の計測に関しては、十分可能な現場における測定システムを構築することができた。既存の計測装置(2chのFF1アナライザ、制御コンピュータ)を用いて、自由空間において音響インピーダンスの測定システムを製作した。今年度は、これらの計測装置を用いて、実験室内で測定システムの妥当性について検討した。高い吸音率をもつ代表的吸音材のグラスウールを用いて計測した結果、音源から試料表面までの距離を30cm、直近のマイクロホンから試料表面までの距離を数cm、試料面積を1m^2以上とすれば、300Hz以上の周波数領域で、妥当な計測結果が得られた。低い吸音率についてはカーペットなどの材料を用いて、来年度検討する予定である。また、表面が不均質な試験体や大きな凹凸をもつ試験体の性能評価についても行った。性能評価方法としては、試料全体を平面的にある面積で分割し、その分割された領域についてそれぞれ音響インピーダンスの測定を行い、各測定結果を面的に平均する(各音響インピーダンスの逆数を加算し総合的な音響インピーダンスの逆数を算出する)ことを用いる。この場合、その分割面積すなわちひとつの音源位置で測定結果に及ぼす測定対象有効面積が必要になるので検討した。その結果、試料表面から音源位置を45cm、受音位置を数cmとした場合、測定対象面積は120cmとなり、半径約6.2cmで分割すれば良いことがわかった。来年度は、実際の吸音パネル等で、この性能評価方法の妥当性を検討する。屋外でも使用できる、小型のFFTアナライザとPCを購入したので、来年度は今年度得られた実験室内での知見を元に、現場計測用のシステムを構築する。
通信回避・削減アルゴリズムのための自動チューニング技術の新展開

(1)AT方式の開発:コード変換を伴うAT方式、および、実行時にスレッド数を変更する新方式を提案し、実際の計算機でAT方式の有効性の評価を行った。また、機械学習を適用する新しいAT方式の実現可能性について検討および評価を行った。(2)AT性能モデル化:プログラムの性能を決定する部分をパラメタ化した性能パラメタを複数同時に最適値を効率よく推定するために、複数の性能パラメタからなる多次元空間上をd-Splineと呼ぶ近似関数により、一次元探索を繰り返すことにより、超軽量な自動チューニング機構を実現した。さらに、同時推定をする性能パラメタの種類を増やすために、ベースとなる近似関数d-Splineとして2次元d-Splineを用いた。これにより、45次元、つまり、45つの性能パラメタの同時推定を可能とした。(3)アプリケーション適用の評価:(i)気象予報における主力のデータ同化手法である4次元変分法を、まずは、材料科学分野におけるシミュレーション手法として近年発展してきたフェーズフィールドモデルに実装して4次元変分法アプリケーションを構築した。次に、研究代表者の片桐との協働により、時空間のキャッシュブロッキングに基づいて上記(1)の計算コストを削減する研究を実施した。(ii)核融合プラズマの磁気流体力学(MHD)不安定性の解析にて使用されるモデルの一つである、簡約化二流体モデルを数値的に解く計算コードへの半陰的時間積分法の導入による高速化を行った。導入した半陰的時間積分法において、クーラン条件で決定される時間刻み幅の10倍程度の時間刻み幅を取ることが可能であることがわかった。全体の計算時間を比較すると、半陰的時間積分法を導入した計算コードの計算時間は、陽的時間積分法を用いた計算コードによる計算時間の1割程度に短縮されており、半陰的時間積分法導入の有効性を確認した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、以下の3つの観点から成果があった。(1)通信削減を実現する時空間ブロッキングをデータ同化アルゴリズムに適用する新しい通信削減および高性能実装方式の開発を行った。また、最新スーパーコンピュータFX100を利用して提案方式の有効性を示すとともに、どのような理由から高速化が達成できたのかを明らかにした。(2)対象プログラムの性能を決定する性能パラメタを自動的に調整し、対象プログラムの最適化を狙う、以下の自動チューニング方式に関する2点の研究を行った:(I)初期点を決め、その初期点から探索を効率良く行える、1次元のd-Splineによる線形探索の方式を提案した。データ追加をを繰り返し行うことにより、計算量を大幅に削減する新方式の提案を行った。(II)実行時間のブレに対する方式提案と実証実験を行った。(3)アプリケーション適用の観点からの検討を行った。特に、以下の2分野のアルゴリズムの進展に関する成果があった:(I)精密に制御した弾性波・電磁波を定常的に自然・人工の構造物に照射することにより、その内部構造の物理状態を高い分解能で能動監視する技術(アクロス)で取得される観測データを解析するための高精度計算手法の開発。(II)核融合プラズマにおいて、プラズマ中で発生する抵抗性磁気流体力学(MHD)不安定性の抑制に関してMHDシミュレーションコードの研究に資する、圧力の磁力線方向の輸送項に対する陰的な時間積分法を適用するコードの開発。本年度は、以下の項目が研究対象であった:(1)通信回避・削減(CA/CR)用高性能実装:最新鋭メニーコア型CPU環境での評価。(2)CA/CR用高性能実装:(1)で必要となる、CA/CR向き実装方式の新規開発。(3)CA/CR用の自動チューニング(AT)方式検討およびATパラメタ調査。本年度は、通信削減を実現し、ブロック化による高性能化が達成できる時空間ブロッキングにおいて、データ同化に適用可能な新実装方式の開発ができた。さらに、時空間ブロッキングのプログラム実装で現れる性能パラメタの調査を行った。また、新しいAT方式の提案評価も行えたため、上記の(1)ー(3)の項目が達成されたと判断するため。本年度は、以下の3つの成果があった。(1)通信削減を実現する時空間ブロッキングをデータ同化アルゴリズムに適用する、新しい通信削減方式および高性能実装技法の開発を行った。またそのアルゴリズムをMPIおよびOpenMPで実装を行い、複数のスーパーコンピュータ環境で性能評価を行った。その結果、どのような理由で通信削減アルゴリズムが機能するかが明らかとなった。(2)性能パラメタを自動的に調整し対象プログラムの最適化を行う以下のAT方式の研究を行った。(I)性能パラメタの種類が増えるにしたがい組み合わせの数は増大する。そのため、複数の性能パラメタからなる離散空間上に初期点を決め、その周囲の離散点を調べ、探索方向を決定し、探索方向に対しd-Splineスプライン系の近似関数で線形探索を行う。その直線上で、最適値を推定する方式の改良を行った。(II)探索方向を段階的に増やす手順を考案した。4つの性能パラメタの組合せに対し、対象プログラムへの影響をほとんどなく最適な組み合わせを推定できることを検証した。(III)対象プログラムの実行時間のブレに対する対応を行った。OSの動作、他ユーザとの競合などにより、正当でない実測値が得られることがある。提案手法として、実測した結果が、d-Splineによる推定とかけ離れているときは正当でないことを疑って、そのときのみ再実測を行う手法を開発した。