hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
接着現象の分子理論

[PPS]と熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂との接着機構を大規模な分子動力学計算により理論的に解析した。PPSは結晶化しやすい分子であることを考慮し、アモルファスモデルと結晶表面モデルの両方を作製した。PPS表面の化学構造が接着性に与える影響を調べるため、未処理のPPSとプラズマによって酸化されたPPSのモデルを用いた。分子動力学シミュレーションにより、PPSとエポキシ樹脂との接着界面の構造を得た。PPSーエポキシ樹脂界面での結合としてはファンデルワールス力が支配的であるが、PPSを酸化することで静電相互作用が強まり、結合が強固になることが明らかとなった。続いて,接着界面分離のシミュレーションを行い、界面分離に伴うエネルギーの変化を解析した。界面剥離過程におけるエネルギー変化の曲線を微分することで接着力を求めた。PPSを酸化することで接着応力が大きくなることを示した。さらに、量子力学的モデルを用いて、炭素繊維およびガラス表面とエポキシ樹脂の接着界面における相互作用解析を行い、静電相互作用とファンデルワールス相互作用が界面の接着における重要な役割を果たすことを示した。前年度までの研究をさらに発展させ、より高度な計算手法を用いてグラファイト表面と樹脂との相互作用を解析し、接着現象の本質的な理解が得られた。当初の計画通り、界面にはたらく力とその表面環境への依存性が明らかとなった。27年度が最終年度であるため、記入しない。継続して現在の計算を行う予定である。その後は計算モデルを大規模化させ、より現実的なモデルを用いてシミュレーションを行う予定である。当初に計画通り、炭素繊維表面として妥当なモデルを構築できた。また、炭素繊維とエポキシ樹脂との接着界面の構造最適化を行い、妥当な接着機構を提案した。更に、最大接着力の計算や表面の官能基が接着性に与える影響も明らかとした。これらの結果を論文として報告した。まだ計算していないカルボニル基、エーテル基などが接着に与える影響を研究する。さらに、表面に吸着した水などの小分子が接着に与える影響を研究する。
セキュリティを考慮したマルチエージェントの振る舞いの検証に関する時空間論理の研究

本研究は,分散環境におけるマルチエージェントの振る舞いに対する理論的なモデルを考案し,それに基づいてソフトウェアを構築することで,信頼性の高いソフトウェアの作成を目指すものである.研究成果は以下の通りである.1.マルチエージェントを使った問題解決方法の応用例として,アドホックネットワークにおけるマルチエージェント制御システム,分散リソースへのアクセス制御システム,会議スケジュールの調整システムをそれぞれプロトタイプとして作成し,シミュレーション実験と評価を行なった.また,検証エージェントの導入についても検討した.その結果,エージェント同士の振る舞いや意図が衝突した場合でもネットワークに大きな負荷をかけることなく環境の変化への適応が可能な仕組みを提供することができた.2.時空間推論システムの一つであるRCC(Region Connection Calculus)を拡張して空間的な性質と意味的な性質を統合的に扱えるようなモデルを提案し,領域同士の位置関係と領域上で成り立つ性質が互いに導き出せるような推論アルゴリズムを構築して完全性を証明した.また,図形や画像を表す数値データを記号表現へ変換するシステムおよびその記号表現の等価性判定システムを実装した.その結果,時空間推論の応用範囲を広げることができた.3.ボードゲームを題材としてプロセス代数を使ったモデル化を行ない,プロセス間のインタラクションや状態遷移が形式的に記述できることを示した.さらに,モデルチェッカを使って1手およびゲーム全体の停止の検証を行なった.この結果は,エージェント間通信における循環性,停止性といった問題に適用可能である.本研究は,分散環境におけるマルチエージェントの振る舞いに対する理論的なモデルを考案し,それに基づいてソフトウェアを構築することで,信頼性の高いソフトウェアの作成を目指すものである.研究成果は以下の通りである.1.マルチエージェントを使った問題解決方法の応用例として,アドホックネットワークにおけるマルチエージェント制御システム,分散リソースへのアクセス制御システム,会議スケジュールの調整システムをそれぞれプロトタイプとして作成し,シミュレーション実験と評価を行なった.また,検証エージェントの導入についても検討した.その結果,エージェント同士の振る舞いや意図が衝突した場合でもネットワークに大きな負荷をかけることなく環境の変化への適応が可能な仕組みを提供することができた.2.時空間推論システムの一つであるRCC(Region Connection Calculus)を拡張して空間的な性質と意味的な性質を統合的に扱えるようなモデルを提案し,領域同士の位置関係と領域上で成り立つ性質が互いに導き出せるような推論アルゴリズムを構築して完全性を証明した.また,図形や画像を表す数値データを記号表現へ変換するシステムおよびその記号表現の等価性判定システムを実装した.その結果,時空間推論の応用範囲を広げることができた.3.ボードゲームを題材としてプロセス代数を使ったモデル化を行ない,プロセス間のインタラクションや状態遷移が形式的に記述できることを示した.さらに,モデルチェッカを使って1手およびゲーム全体の停止の検証を行なった.この結果は,エージェント間通信における循環性,停止性といった問題に適用可能である.RCC(Rdgion Connection Calculus)と時相論理をベースとした体系にセキュリティ概念を導入した検証系の作成に向けて,検証系についての検討を行なうとともに,単体の計算機上にプロトタイプを作成して,問題点を抽出した.具体的には以下の作業を行った.1.これまでに提案されている時間オートマトン,spi計算,モデルチェッキング法などにおけるセキュリティの形式的表現や検証可能性の扱い方について調査・検討した.2.エージェント同士の振る舞いや意図が衝突した場合の問題の回避,最終目標の達成,他のエージェントや環境に対する影響などについて検討した.マルチエージェントを使った問題解決方法の応用例としてアドホックネットワークのルーティング,およびマルチエージェントの動作制御問題についてプロトタイプを作成し,実験評価を行った.3.RCCの記述力を調べ,暖味な境界の扱い,時間的変化,位相的な性質に関してはかなり強力な記述力を持つことを確認した.一方,単一領域あるいは複数の領域間に成立する属性や意味的な性質に関しては十分な研究が行われていないことおをふまえ,空間的な性質と意味的な性質を統合的に記述できるような言語を提案した.そして,そのモデルをもとにした推論アルゴリズムを構築した.4.秘匿,認証,さらに第三者による攻撃などセキュリティ関係の性質について,記述すべき言明およびその形式化について検討した.前年度に行った検討を基にプロトタイプシステムを拡張してマルチエージェントの協調問題解決システムを作成した.また,RCC(Region Connection Calculus)を基本にした形式的体系およびその上での推論アルゴリズムを拡張し,応用範囲を拡大した.さらに,前年度に引続きセキュリティの形式的表現や検証可能性の扱いについて調査検討を行った.具体的には以下の作業を行った.1.前年度作成したプロトタイプによる実験評価を踏まえ,エージェント同士の振る舞いや意図が衝突した場合の問題の回避,最終目標の達成,他のエージェントや環境に対する影響などについて検討した.応用例として連鎖的に修正を行うことを特徴とする会議スケジュールの調整システムを作成し,実験評価を行った.2.前年度提案した,領域の空間の相対的な位置関係だけでなく,空間上で成り立つ性質同士の関係も統一的に扱えるようにした,RCCベースの体系の上での推論アルゴリズムを拡張した.そして,複数の領域上で成り立つ性質を制約条件としてとらえ,そこから領域間に成り立つべき位置的な関係を自動的に導き出せるようにした.3.秘匿,認証,第三者によるセキュリティ関係の性質について,記述すべき言明およびその形式化について調査検討を行ない,安全な振舞を保証するための推論アルゴリズムについて検討した.4.エージェント間インタラクションを記述するためにプロセス代数を使用する場合の有効性について検討を行なった.例としてボードゲームをとりあげ,プロセス代数の1つCCSを使って記述し,プロセス間インタラクションの記述と検証を行った.前年度までに得られた問題点を整理し,以下の点を中心にシステムの改良・拡張を行なった.具体的には以下の作業を行った.

1.アドホックネットワークにおいて環境の変化に適応するマルチエージェントモデルを実装し,シミュレーション実験を行なった.また,セキュリティ対策として検証エージェントの導入について検討した.その結果,ネットワークに大きな負荷をかけることなく環境の変化への適応が可能で安全性が保証できる仕組みについての見通しを得た.2.前年度までに作成した空間的な性質と意味的な性質を統合的に扱える体系上の推論アルゴリズムを改良し,領域間の関係が曖昧な場合に,仕様を満たすための条件を求められるようにした.また,定性空間推論の新しい枠組として,領域間の接続状態に着目した定性的表現方法を考案し図形や画像データからその表現への変換システムと定性的表現の等価性判定システムを実装したその結果,少ないデータ量で目的に必要な推論ができ,拡張性もあり,しかも実装可能な枠組が提供できた.3.ボードゲームを題材としてプロセス代数を使ったモデル化を行ない,プロセス間のインタラクションや状態遷移が明確に記述できることを示した.さらに,モデルチェッカを使って1手およびゲーム全体の停止性の検証を行なった.このモデルとエージェント間の通信プロトコルとの類似性から,この結果は,エージェント間の通信における伝播の循環性,停止性といった問題へ適用可能である.
心筋細胞膜の水透過性とその調節に於けるaquaporin水チャネルの役割

細胞内外に分布する水分は、通常熱力学的平衡状態にある。この平衡が破られ膜内外に浸透圧勾配が生じた時には、これを緩和する方向に水が移動し平衡状態が回復する。本研究では、外液浸透圧の変動にともなう細胞容積変化からラットならびにモルモット心室筋細胞の浸透圧特性と細胞膜の水透過性、細胞蛋白燐酸化・脱燐酸化による水輸送機能調節、さらに心筋浸透現象がもたらす電気生理学的影響に検討を加え、以下の新知見を得た。1.外液浸透圧の低下/上昇(正常値300mOsmの0.5-4倍)にともない細胞容積は可逆的に増大/減少し2-3分で定常値に達した。この容積変化から算出した細胞膜の水透過係数(P_f)は20-30μm・s^<-1>(35°C)と低く(腎尿細管・赤血球の1/10-1/20)、活性化エネルギーは約4kcal・mol^<-1>であった。4.Phosphodiesterase阻害剤(IBMX)ならびに膜透過性cAMP誘導体(dibutyryl-cAMP)はforskolinと同様にP_fを50-80%増大させた。ムスカリン受容体アゴニスト(ACh)ならびに選択的protein kinase A阻害剤(H-89)はforskolinのP_f増大作用に拮抗した。5.心筋細胞は浸透圧変動に際して"osmometer"としての容積応答を呈するが、細胞膜水輸送の主体(約80%)は水チャネルaquaporinであり、protein kinase Aを介する蛋白燐酸化が水輸送の調節因子である事が示唆された。また外液浸透圧の変動は細胞膜電位(静止電位、活動電位波形)ならびに膜電流系(Ca^<2+>・K^+・Cl^-チャネル電流、Na^+ポンプ電流、Na^+-Ca^<2+>交換電流)に様々な影響を与えたが、これら電気的変化の程度は細胞容積の変化に相関するものであり、細胞内液の濃縮/希釈がその発生要因である可能性が示された。細胞内外の浸透圧差に起因する水の流入・流出は細胞容積の変動をもたらす。この水透過には膜脂質2重層並びに膜poreという2つの経路が関与するが、腎尿細管・赤血球・水晶体など高い水透過性を有する組織では膜poreが通過経路の主体を成すと考えられており、水分子を選択的に通過させるチャネル構造を持つ膜蛋白aquaporinの役割が注目されている。しかし心筋細胞膜の水輸送機転は未だ明らかではない。我々は外液浸透圧の変動にともなう容積変化からラット並びにモルモット心室筋細胞の浸透圧特性と水透過係数(Lp)を検討し、以下の新知見を得た。1.外液浸透圧の低下/上昇(正常値300mOsmの0.54倍)に伴い細胞容積は可逆的に増大/減少し約2分で定常値に達した。この容積変化は浸透圧依存性であり、直線状のvan't Hoff関係を呈した。2.心筋細胞膜のLpは約1.8×10^<-10>l・N^<-1>・s^<-1>と低く(腎尿細管・赤血球の1/101/20)、アレニウス活性化エネルギーは約3.7kcal・mol^<-1>(1135°C間)であった。

3.SH基酸化剤であるHg^<2+>(0.1mM)は低浸透下での細胞容積増大を約60%軽減させるとともに、Lpを約80%低下させた。SH基還元剤DTT(10mM)はHg^<2+>の作用に拮抗した。5.心筋細胞膜のLpは低く、脂質2重層の水透過係数に近い。しかし水分子の自由拡散と同等の活性化エネルギーを呈し、Hg^<2+>/DTTに影響された事は水透過経路の主体がaquaporin水チャネルである可能性を示す。細胞内外に分布する水分は、通常熱力学的平衡状態にある。この平衡が破られ膜内外に浸透圧勾配が生じた時には、これを緩和する方向に水が移動し平衡状態が回復する。本研究では、外液浸透圧の変動にともなう細胞容積変化からラットならびにモルモット心室筋細胞の浸透圧特性と細胞膜の水透過性、細胞蛋白燐酸化・脱燐酸化による水輸送機能調節、さらに心筋浸透現象がもたらす電気生理学的影響に検討を加え、以下の新知見を得た。1.外液浸透圧の低下/上昇(正常値300mOsmの0.5"4倍)にともない細胞容積は可逆的に増大/減少し約2分で定常値に達した。この容積変化から算出した細胞膜の水透過係数(P_f)は20"30μm・s^<-1>(35°C)と低く(腎尿細管・赤血球の1/10"1/20)、活性化エネルギーは約4kcal・mol^<-1>であった。4.Phosphodiesterase阻害剤(IBMX)ならびに膜透過性cAMP誘導体(dibutyryl-cAMP)はforskolinと同様にP_fを50-80%増大させた。ムスカリン受容体アゴニスト(ACh)ならびに選択的protein kinase A阻害剤(H-89)はforskolinのP_f増大作用に拮抗した。5.心筋細胞は浸透圧変動に際して"osmometer"としての容積応答を呈するが、細胞膜水輸送の主体(約80%)は水チャネルaquaporinであり、protein kinase Aを介する蛋白燐酸化が水輸送の調節因子である事が示唆された。また外液浸透圧の変動は細胞膜電位(静止電位、活動電位波形)ならびに膜電流系(Ca^<2+>・K^+・Cl^-チャネル電流、Na^+ポンプ電流、Na^+-Ca^<2+>交換電流)に様々な影響を与えたが、これら電気的変化の程度は細胞容積の変化に相関するものであり、細胞内液の濃縮/希釈がその発生要因である可能性が示された。
再構成可能オブジェクトによる適応型分散オブジェクト指向計算環境の実現

大規模な開放型分散計算環境においては、性能や信頼性などの実行環境は常に変化している。もし、利用者が実行環境の変化にもかかわらず一定の性能や信頼性のレベルを維持したいと望むならば、システムは環境変化に適応しなければならない。更に、これらの変化は、いつ発生するか予期不能である。本研究では、これら実効環境の変化に適応して自己を再構成する再構成可能オブジェクトを提案した。再構成可能オブジェクトは、利用者定義のメタオブジェクトと機能的メタオブジェクトから構成される。再構成可能オブジェクトは、実行環境の変化を検知すると、自らを構成する機能的メタオブジェクトを交換することにより、変化に適応する。メタオブジェクトの交換を容易にするため、メタオブジェクト間に疎結合通信を採用した。このように、再構成可能オブジェクトにより構成された分散システムは実行環境に適応する能力を持つ。再構成可能オブジェクト,および環境変化の検知機構のプロトタイプを実装することにより,これらのアイディアの実現性を確認した。更に、本システムの有効性を確認するため、幾つかのアプリケーション領域について検討した。アプリケーションには、基盤となるシステムの信頼性の変化や利用者の求める信頼性のレベルの変化に適応する耐故障制御、基盤システムの性能の変化によるアクセスコストの変化とデータの品質の変化のトレードオフを解決する適応的遠隔アクセス、メンバの相互排除グループへの加入、離脱によりクオラムを適応的に組み替える相互排除、およびネットワークの性能の変化やメッセージ送信パターンの変化に適応的に対処し、コスト最小のプロトコルを選択するメッセージ順序制御が含まれる。これらの例を通して、再構成可能オブジェクトは、環境の変化にもかかわらず、適度なコストで性能を維持し、頑強で信頼性の高い分散システムを実現できた。本研究では,環境の変化が比較的短い時間で発生する分散オブジェクト指向計算環境において,システムが環境の変化を越えて生存するための自律的な環境適応性に関して研究を行っている.環境の変化に適応するための戦略はシステムを構成するオブジェクト毎に異なるため,環境の変化に対して適応する能力を個別のオブジェクトに与えた.個々のオブジェクトに適応性を与えるために,一つのオグジェクトを複数のメタオブジェクトから構成し,それらメタオブジェクトの入れ換えやパラメータ調整で適応性を持たせることし,この自己の再構成を行うオブジェクトを適応可能オブジェクトと名付けた.この適応可能オブジェクトのモデルは,Hubオブジェクトと名付けたメタオブジェクトを中心として,複数のメタオブジェクトを緩く接続するという構成をとる.即ち,Hubはいわゆるメールボックスであり,メタオブジェクト間はHubを介した生成通信により通信を行う.接続されているメタオブジェクトは相互を関知しないため,適応可能オブジェクトは構成が固定されず,柔軟性が高い構成となっている.更に,メタオブジェクトは他のメタオブジェクトを関知する必要がないので,再構成も自己完結でき容易である.本モデルに対して,実現可能性を確認するため,Java言語による実装を試みている.また,適応戦略等を記述するために,XMLを基にした設定記述言語を設計している.アプリケーションプログラマは,Java言語を用いてプログラムを行うが,適応可能オブジェクトの詳細を隠蔽するために,ソースコード変換を用いたトランスレータを作成する.従って,アプリケーションプログラマは,通常のJavaのクラスを記述することになり,トランスレータが適応可能オブジェクトのクラスに変換を行う.本研究は,環境の変化が比較的短い時間で発生する開放型分散オブジェクト指向計算環境において,システムが環境の変化を越えて有効に機能するための自律的な環境適応性に関して研究を行うものである.環境の変化に適応するための戦略はシステムを構成するオブジェクト毎に異なるため、自らを再構成することで環境の変化に対して適応する能力を個別のオブジェクトに与えた.本年度はまず,オブジェクトの再構成に必要な柔軟な構成要素オブジェクト間通信を実現する手段として,所謂,生成通信方式を採用し,そのためのプロトコルの設計,通信を中継するmail boxの設計と実装を行った.更に、本年度は、メッセーの順序制御、耐故障およびデータのキャッシュを対象として適応性の実現を試みた。まず、複製グループなどのオブジェクトの一貫性を保持するためにメッセージの順序制御が必要となるが、最適のプロトコルは、ネットワークの状況やメッセージの交換頻度等により異なる。

これらは時間的に変化するもので、適応的にプロトコルを切り替えることで、最適の性能を保持するアルゴリズムを提案し、シミュレーションにより有効性を検証した。また、プロトコル切り替え時の一貫性を保持するアルゴリズムもあわせて提案した。次に、オブジェクトの複製化を行うことにより信頼性を向上させることに関して、利用者の要求する信頼性のレベル、基盤となるシステム(ハードウェア、ネットワーク、OSなど)の信頼性の変化によって、複製の個数や一貫性保持のためのプロトコルを変化させる手法を提案した。これにより、最適のコストで必要なレベルの信頼性を確保することができた。更に、データのキャッシュについては、ネットワークの遅延や、有効帯域幅、利用者の要求によりキャッシュの更新方式を変化させる方式を提案し、シミュレーションにより適応的にキャッシュの一貫性を保つことが確認できた。本研究は、開放型分散オブジェクト指向計算環境において、環境変化に対してシステムが自律的に適応することにより、一定の性能や信頼性を維持することを目指す。システムを構成するオブジェクトは、自らを再構成することにより環境変化へ適応する。これを再構成可能オブジェクトと名付けた。まず、実装面について、昨年度までに提案した再構成可能オブジェクトに関し、遠隔オブジェクト間の通信手段を実現した。これは、予め複数のTCPコネクションを確立しておき、これらをプールして共用することにより、コネクションの確立と開放のオーバヘッドを低減するとともに、資源の有効利用を図った。次に、応用面として、メンバであるオブジェクトが動的に入れ替わる開放型分散オブジェクト指向計算において、共有資源へのアクセスの相互排除のためのクオラム・コンセンサスに関して、動的にクオラムを再構成するアルゴリズムを提案した。これは、クオラムを構成するオブジェクトのクオラムからの離脱やクオラムへの加入によるクオラムの再構成を、システムを停止することなく、一貫性を保って行うことが可能である。更に、昨年度提案した適応的な耐故障戦略に対するオブジェクトのアーキテクチャを提案した。これは、オブジェクトの複製化により信頼性を向上させる際に、複製の個数や一貫性保持のプロトコルを変化させることにより、利用者の要求する信頼性のレベルや基盤となるシステムの信頼性の変化に適応するものである。アーキテクチャとして、オブジェクト内にプロトコルを変える際の一貫性保持のための機構を持つ。
１９世紀におけるフロンティアの地域像に関する日露比較研究

本研究では、19世紀における江戸幕府・ロシア科学アカデミー・ロシア地理学協会などの日本とロシアの国家学術機関が作製した地図類に描かれた「蝦夷地」の地域像を検討することを目的とした。日本で作製された日本図や蝦夷図に描かれた「蝦夷地」像は、江戸幕府天文方が主導した伊能忠敬による測量図(伊能・間宮図)および松浦武四郎による蝦夷図が完成形である。一方、ロシアでの「蝦夷地」像は、帝国アトラスなどの国家機関の地図においても旧態以前とした不正確なものだったことが明らかになった。また、日本の民間における「出版図」を見ても、必ずしも最新の地理情報は繁栄しておらず旧態依然とした蝦夷地のかたちが描かれていた。本研究では,19世紀におけるロシア帝国と近世日本のフロンティアはどのように地図上に描かれていたのか,両国の地図作製にかかわる国家の学術機関において作成された地図類を利用して,各地域像の共通性や異質性について明らかにすることを目的としている。本年度(平成25年度)は,研究遂行のための基礎的作業として,ロシア地理学協会が編纂した資料や探検記などの所在調査を行い,特に19世紀半ばのアムール川沿岸調査に関しての探検調査結果として19世紀に発行された資料集・地図類の複製版を購入した。ロシア地理学協会の活動についての文献については,特にソ連時代に編纂されたものを複写した。また,ロシア科学アカデミー地理学研究所が主体となって編纂されたクリル諸島のアトラスを購入し,アトラスに掲載されている地図の特徴について確認した。また,平成25年9月前半に,サンクトペテルブルクにあるロシア地理学協会本部に赴き,協会内の文書館でアーキビストから文書類の詳細な説明をうけ,協会員が主催した19世紀の重要な探検にかかわる古文書を閲覧した。また印刷されていない手書きの文書目録も確認し,協会本部には探検時の地図類そのものはほとんど存在しないことが確認できた。そこで,サンクトペテルブルクのロシア国立図書館地図部に赴き,地図目録を確認し,極東への探検にかかわる地図類を閲覧した。日本に帰国してからは,ロシアの主要な古地図集のCDを購入し,いくつかの地図について確認を行った。本年度は,研究遂行にかかわる基礎作業が中心となり,研究成果をまとめて論文として発表するには至らなかったものの,主要な文献や資料類の所在が明らかになり,必要なものが購入できたことは成果であった。本研究では、19世紀におけるロシア帝国と近世日本のフロンティアがどのように地図上に地域像として表現されているのか、両国の地図作製とその表現の特徴について明らかにすることを目的としている。本年度(平成26年度)は、ロシア帝国の地図作製、特に18世紀19世紀にかけてのアトラスにおけるフロンティアの表現を把握するために、平成26年8月にロシア国立図書館地図部に関係アトラスの所蔵確認および閲覧を行った。また、19世紀のロシア帝国のフロンティアとして中央アジアに注目し、ロシア国立図書館地図部所蔵の中央アジアの主要都市図も確認した。また、平成26年9月には、ウズベキスタンのタシケント国立図書館やサマルカンド、ブハラの各博物館等でロシア帝国による当該地域の支配の特徴とロシアによって作製された地図などを閲覧した。近世日本のフロンティアに関しては、「人々にとっての近世日本のかたち」として、田中優子編『日本人は日本をどう見てきたか』(笠間書院、平成27年3月発行)において発表した。そこでは、近世日本において出版された1枚ものの刊行日本図と節用集に掲載された地図を分析し、庶民の日本像の特徴を明らかにした。引き続き、近世日本の人々にとっての「異国」「異域」表象について、地図を素材として分析する予定である。本年度は、ロシア帝国のフロンティアとしての中央アジアに関する文献を収集し、その論点を明らかにすることと近世日本のフロンティアに関する論文を発表することができた。本研究では、19世紀における近世日本とロシア帝国のフロンティアが地図上にどのように地域像として表現されているのか、両国の地図作製とその表現の特徴について明らかにすることを目的としている。本年度(平成27年度)は、近世日本の異国・異域である「蝦夷地」像を把握するために、江戸幕府および民間の刊行図や節用集付図に注目し、分析を行った。まず、江戸幕府は17世紀以降、蝦夷(現在のアイヌ民族)の住む「蝦夷地」を異国として認識し、松前藩に支配させていた。しかし、19世紀になってから、その彼方にある異国(具体的にはロシア帝国)の存在を脅威とし、直接に支配するようになる。その結果、伊能図に表現される「正しい」地図の作製につながった。一方、民間の刊行図や節用集の付図などには、江戸幕府の作製するような最新の「蝦夷地」像は見ることはできず、近世を通して、旧態依然とした蝦夷地像が描かれていた。本分析の結果、為政者・知識人層の蝦夷地像と庶民の蝦夷地像の差異が明らかになった。研究成果は、「近世日本図の北辺・『蝦夷地』表象」(『文学』16ー7)と「近世日本における庶民の『蝦夷地』像-刊行図と節用集所載の地図を中心として-」(『法政大学文学部紀要』72)と2編の論文として発表した。引き続き本研究では、本年度に行った近世日本の蝦夷地像の議論を踏まえ、ロシアとヨーロッパで作成された古地図類から見た「蝦夷地」像を明らかにし、その両者の比較研究を行う予定である。

本年度は、昨年度に行った近世日本図の分析を十分に踏まえて、さらに近世日本の蝦夷地像について江戸幕府と民間の両方について論文として発表し、一定の研究成果をあげた。これにより、ロシア帝国の地図作製状況と比較検討する準備ができた。本研究では、19世紀における江戸幕府・ロシア科学アカデミー・ロシア地理学協会などの日本とロシアの国家学術機関が作製した地図類の描かれた「蝦夷地」の地域像を検討することを目的とした。日本で作製された日本図や蝦夷図に描かれた「蝦夷地」像は、江戸幕府天文方が主導した伊能忠敬による測量図(伊能・間宮図)および松浦武四郎による蝦夷図が完成形といえる。一方、ヨーロッパでの「蝦夷地」像は、シーボルトによってヨーロッパに紹介された最新の蝦夷地情報に基づく北方図が広く流布した。ロシアにおいては、ロシア帝国の学術機関による独自の様々な探検・調査などによるロシア極東を描いた地図類などにより、日本や「蝦夷地」の地域像が描かれた。しかし、日本とロシア両国の出版図を見ると、必ずしも国家学術機関による最新の地理的情報を反映しておらず、旧態依然とした蝦夷地のかたちが描かれていたことも明らかになった。本研究で明らかになったこれらの「蝦夷地」像は、日本、ロシアおよびヨーロッパの植民地主義と結びついたかたちでの地図作製の実践であったことは重要な論点である。国家機関の地図作製は、単なる学術・教養としての地理的知識の探求ではなく、各国による政治的・経済的な野望をもった地理的知識の獲得でもあった。このような国家学術機関による日本・ロシアのフロンティア地域の地図作製状況とは異なり、刊行図などに表現された庶民の「蝦夷地」像は、旧態依然とした素朴な「蝦夷地」像であったことも明らかにしたことは、本研究の重要な成果である。引き続き、知識人層と庶民層の中央から遠く離れたフロンティアに関する地理的知識の隔たりや差異について、歴史地理学的研究を進めていく必要があろう。本研究では、19世紀における江戸幕府・ロシア科学アカデミー・ロシア地理学協会などの日本とロシアの国家学術機関が作製した地図類に描かれた「蝦夷地」の地域像を検討することを目的とした。日本で作製された日本図や蝦夷図に描かれた「蝦夷地」像は、江戸幕府天文方が主導した伊能忠敬による測量図(伊能・間宮図)および松浦武四郎による蝦夷図が完成形である。一方、ロシアでの「蝦夷地」像は、帝国アトラスなどの国家機関の地図においても旧態以前とした不正確なものだったことが明らかになった。また、日本の民間における「出版図」を見ても、必ずしも最新の地理情報は繁栄しておらず旧態依然とした蝦夷地のかたちが描かれていた。本年度は、中央アジアに関する情報収集を行った。昨年度の課題として、19世紀後半のロシア帝国の学術機関であるロシア地理学協会による調査は、シベリア・極東よりもむしろ中央アジアが顕著であり、中央アジアの地図作製に関しても無視できないことが課題として残った。それを踏まえて、本年度は文献・資料の収集や実際に現地に赴き、各主要都市の歴史的な都市計画や都市構造を見学した。また研究蓄積の多い国家機関の作製した地図ではなく、民間の地図作製に視野を広げたことにより、本年度は近世日本図についても研究の進展が見られた。本年度は、本研究の最終年度である。
音楽鑑賞を取り入れた国語教育におけるタブレット端末の利用とその効果の数量的解析

本研究ではタブレット端末を利用した音楽鑑賞を取り入れた国語教育を試み、音楽が導く感性が文学作品を理解する上で、どのような影響をおよぼすか分析した。作品の解説を行うときに、作品に関連する音楽を聴かせることで解説の効果が強く表れることを、いくつかの文学作品で明らかにした。国語教育に音楽鑑賞を取り入れることで、文学作品を新たな視点から捉えることができ、作品の理解をより深めて創造的な鑑賞力の育成につながることが分かった。研究代表者らは、国語教育に音楽鑑賞を取り入れる試みを平成17年度より実践しており、これまでの助成「国語教育に音楽鑑賞を取り入れる試みとその効果の数量的解析(平成2123年度)」などにより、130名の実験協力者のデータを解析し、その効果を数量的に明らかにした。本研究はこの結果を発展させ、文学作品や音楽作品の解説以外はすべてタブレット端末で行い、音楽鑑賞を取り入れた国語教育の効果を数量的に解析するものである。受講者は、一人一人の読書速度に合わせてヘッドフォンで音楽鑑賞できるように設定し、印象評定実験もタブレット端末で行う。平成25年度は、本研究で明らかにすることのひとつである「高等専門学校や高等学校の国語教科書でよく用いられている作品での検証」を昨年度に引き続き進めた。本年度は実験協力者数を85人とした大規模な実験とデータ解析を行うことで、これまでの成果がタブレット端末を用いた場合にも成立することを確認することができた。この実験では文学作品と音楽がこれまでと異なった場合でも、文学作品によらず音楽が文学の印象に同様の作用を及ぼすことも確認でき、外部報告を行った。さらには、解説に変化を付けて繰り返し授業を進めても、実験協力者の文学に対する印象を変えることはできず、解説に音楽を加えることで、初めて文学に対する印象が音楽の影響を受けて変化することを確認し併せて報告した。また、タブレット端末で印象評定実験が行えるように構築したクライアントとサーバから構成されるシステムに関する報告を行った。このように、音楽鑑賞を取り入れた普遍的な国語授業システムの構築が進んでいる。研究代表者らは、国語教育に音楽鑑賞を取り入れる試みを平成17年度より実践しており、科学研究費補助金(「国語教育に音楽鑑賞を取り入れる試みとその効果の数量的解析」平成2123年度)などの助成により、130名の実験協力者のデータを解析し、その効果を数量的に明らかにした。平成24年度は、これまでの成果がタブレット端末を用いた場合にも成立することを確認するための準備を進めた。具体的には、タブレット端末で印象評定実験が行えるよう整備を行った。開発に際して、分かりやすいユーザインターフェースや自動収集機能を有することなどに注意した。クライアントであるタブレット端末とサーバから構成されるシステムで、クライアント側での入力結果をサーバに送り、サーバで自動統計処理を行えるようにした。次に、本研究で明らかにすることのひとつである「高等専門学校や高等学校の国語教科書でよく用いられている作品での検証」に関する準備を行った。教育現場からの要望の大きい高等学校の国語教科書の定番作品の選択、そして音楽作品の選定を終了した。今後の実験授業に備え、選択した定番作品に関する準備段階の印象評定実験を実行した。研究代表者らは、国語教育に音楽鑑賞を取り入れる試みを平成17年度より実践しており、平成2123年度の科学研究費などの助成による研究と合わせて約300名の実験協力者のデータを解析し、その高い教育効果を数量的に明らかにした。本研究では、国語教科書でよく用いられている文学作品を、音楽作品と併せて受講者一人一人の持つタブレット端末(タッチスクリーン式のマルチメディア端末)で読んだり聴いたりできるようにして普通教室で授業を進め、その環境での効果を中心にして実験を進めた。これは、教育現場より強く要望された「高等専門学校や高等学校の国語教科書でよく用いられている文学作品での検証」と「音楽鑑賞設備のない通常の教室での検証」であり、いずれもこれまで同様に高い教育効果があることを確認した。最終年度にあたり、昨年度開発したタブレット端末を用いたSD法データ収集システムの実用性を検証した。これは、同様の評価コンテンツに対して、従来の紙によるアンケートの評価結果と開発したシステムによる評価結果とを比較したもので、両者とも同様の結果になることを確認し報告した。また、文学作品と音楽の関係性を解説の有無による差の視点から比較を行い、単に音楽を聴かせながら文学作品を読むことでは教育効果は少なく、音楽鑑賞は音楽と文学作品の関係性の理解があって初めて文学作品の理解に有効に作用することを明らかにした。このように、高等専門学校や高等学校での国語授業を想定した、より実践的な実験を進めることができ、その教育効果を系統的に明らかにした。さらに、音楽鑑賞を取り入れた国語の授業指針を示し、そこで用いることができるシステムを構築し、国語教育の基本である文章を読む力の向上に貢献した。感性工学

平成25年度の予定は、昨年度の準備や予備実験で決定した作品と音楽を用いて実験協力者の人数を増やした本格的な実験授業を進めて、それらのデータを解析することで音楽鑑賞を取り入れた普遍的な国語授業システムを構築することにある。予定通り、実験協力者数を85人とした実験授業とデータ解析を終了した。また、本研究で明らかにすることの第3の課題「マルチメディアを用いた国語教育の可能性」に着手した。音楽鑑賞の際に文学作品や音楽に関連する画像の鑑賞ができる環境の整備を終了した。このように交付申請書に記載した通りの達成度が得られ、研究はおおむね順調に進展している。平成24年度は音楽鑑賞を取り入れた国語教育のこれまでの成果が、タブレット端末を用いた場合にも成立することを確認するための準備を進めた。具体的には、タブレット端末で印象評定実験が行えるよう整備を行った。当初の予定通り、クライアントであるタブレット端末での実験結果をサーバに送り、サーバで自動統計処理を行うことが可能となった。さらに、「高等専門学校や高等学校の国語教科書でよく用いられている作品での検証」に関する準備を行った。これも予定通り、高等学校の国語教科書の定番作品の選択、そして音楽作品の選定を終了した。さらには今後の実験授業に備え、選択した定番作品に関する準備段階の印象評定実験を実行することができた。このように交付申請書に記載した通りの達成度が得られ、研究は順調に進展している。平成25年度の実験を引き続き進め、実験協力者の人数を増やした実験授業を予定通り進めていくことで、本研究で明らかにする「音楽鑑賞設備のない通常の教室での検証」を確信の持てる結果として、音楽鑑賞を取り入れた普遍的な国語授業システムを構築する。研究の分担であるが、研究代表者は引き続き研究計画の立案とデータ解析やまとめを行う。また、実験授業を主体的に進める役割を担ってもらう研究分担者と印象評定実験の方法や効率的なデータ分析法の提案を中心に研究してもらう研究分担者とともにこの研究を進め、成果の発表を行う。平成24年度の準備や実験で決定した作品と音楽を用いて、実験協力者の人数を増やした本格的な実験授業を予定通り進めていく。そして本研究で明らかにすることのひとつである「音楽鑑賞設備のない通常の教室での検証」を進める。それらの実験データを解析することで、普遍的な音楽鑑賞を取り入れた国語授業システムを構築していく。また、実験授業を主体的に進める役割を担ってもらう研究分担者と印象評定実験の方法や効率的なデータ分析法の提案を中心に研究してもらう研究分担者とともにこの研究を進める。年度末には「音楽鑑賞設備のない通常の教室での検証」に関する途中結果を取りまとめ、成果の発表を行う。
確率共鳴現象を利用した人工分子モーターの実現

ブラウン-ラチェット機構による一方向回転実現に向けて、第一段階の必要条件である非対称ポテンシャルの検討を行った。キラルなクラウンエーテルを導入することで、のこぎり型ポテンシャルの実現を図るとともに、それに伴う新奇物性の探索を行った。dicyclohexano[18]crown-6誘導体として、新たにtrans-syn-transおよびtrans-anti-trans誘導体の合成を行った。後者のラセミ体結晶において、クラウンエーテルは、のこぎり型ポテンシャル形成に有効な構造を採っていることが分かった。また、4-aminopyridinium塩において誘電応答のヒステリシス挙動が観測された。強相関電子系を形成する単結晶内に超分子ローター構造を構築し、ブラウンラチェット機構による一方向回転の実現、およびエネルギー変換のための基礎物性評価を行うことを目標とし、以下の項目について順次検討を行う。1,2を期間内に達成することを目指すとともに、3,4の可能性を評価する。1.超分子ローター構造のパーツとしてキラルなクラウンエーテル等を用いることで、ノコギリ歯型ポテンシャルを導入する。(必要条件1)2.置換アニリニウム等、ダイポールをもつ回転子を導入し、外部電場により分子回転を摂動できる仕組みを用意する。(必要条件2)3.光学測定や熱力学測定を駆使して、一方向回転を検証する。4.分子回転に伴う磁性・電気伝導性の異常を評価し、それを端緒としてエネルギー変換素子構築への道筋を示す。24年度までに、非対称ポテンシャルの導入およびダイポールを持つ回転子の導入を中心に検討を進めた。具体的には4つのキラルセンターを持っているdicyclohexano[18]crown-6のmeso体を用いて結晶内で歪ませることによりキラルな空間群を得ることを目指した。trans-syn-trans型のdicyclohexano[18]crown-6誘導体を新たに合成し、また、ダイポールを持つ回転子として、m-fluoroaniliniumを選び、結晶作製を行った。得られた結晶は、racemic twinであり、項目1を満足する可能性が高い。また、磁性との相関も示唆され、項目4についても足がかりが得られている。生物においては、『確率共鳴現象(stochastic resonance)』に基づいた熱揺動を利用し、高効率エネルギー変換を実現している。この原理に基づく人工分子モーターを結晶系で実現することは、今後、高効率エネルギー変換系などの開拓へ向けての大きなステップとなりうる。熱揺動を利用した一方向回転実現には、ブラウン-ラチェット機構の利用が現実的である。そのためには1)非対称(ノコギリ歯型)回転ポテンシャルおよび2)その摂動機構を構築する必要がある。2)については、分子が持つダイポールに対し、外部からの電場印加により実現可能であると考えられる。そこで、本研究では、ブラウン-ラチェット機構による一方向回転を実現し、さらに将来的エネルギー変換素子となる人工分子モーター構築を目指して、まずは第一段階の必要条件である非対称ポテンシャルの実現に向けて検討を行った。具体的には、キラルなクラウンエーテルを導入することで、のこぎり型ポテンシャルの実現を図るとともに、それに伴う新奇物性の探索を行った。trans-syn-trans誘導体は結晶内で比較的フラットな構造をとり、回転ポテンシャルに対する摂動は比較的小さいものと予想される。一方、trans-anti-transラセミ体結晶においては、クラウンエーテルのコンフォメーションは、カチオンを包み込む形をしており、のこぎり型ポテンシャル形成に有効な構造を採っていることが分かった。また、回転子として4-aminopyridineのモノプロトン化物を用いた場合には、誘電応答のヒステリシス挙動が観測された。23年度については、非対称ポテンシャルの導入およびダイポールを持つ回転子の導入を中心に検討を進めた。クラウンエーテルの分子設計により非対称ポテンシャルの導入を試みた。

dicyclohexano[18]crown-6は、4つのキラルセンターを持っているため、meso体を用いても結晶内で歪むことによりノコギリ型ポテンシャルを形成する可能性がある。そこで、trans-syn-trans型のdicyclohexano[18]crown-6誘導体を新たに合成し、結晶内への導入を行った。また、ダイポールを持つ回転子として、m-fluoroaniliniumを選び、結晶作製を行った。得られた結晶は、複雑な構造を持ち、現在引き続き構造評価を行っている。4つの研究項目のうち、すでに項目1をほぼ達成している。また、これまでの研究から、現在用いている結晶は項目2を満ぞすする物と考えられる。また、磁性との相関も示唆され、項目4達成できる可能性が高い。予定通り、meso体であるtrans-syn-trans型のdicyclohexano[18]crown-6誘導体を合成し、m-fluoroaniliniumとともに結晶内へ導入することが出来た。結晶構造解析は終了していないが、有望な系を見出したことは、今後の研究進捗に大いに資するところがある。24年度に引き続き得られた結晶の構造物性を評価する。racemic twin結晶の温度変化に伴う相転移と結晶構造の相関を検討する。結晶の極性変化をSHG測定等で追跡することで、キラルな構造が保たれることを確かめる。さらに、項目1の実現を確実にするために、キラルなdicyclohexano[18]crown-6であるtrans-anti-trans型の誘導体を合成し、結晶作製を進める。また、項目2を検証するため、既に得られている結晶の誘電率を測定し、外部電場により分子回転を摂動できる仕組みが整っていることを検証する。項目3についてその可能性を示すため、結晶の比熱等を詳細に検討する。また、項目4の可能性を示すため、高磁場下での誘電率測定に挑戦する。研究は順調に推移しているので、引き続き、trans-syn-trans型dicyclohexano[18]crown-6/m-fluoroaniliniumの系を検討するとともに、キラルなクラウンエーテルであるtrans-anti-trans型のdicyclohexano[18]crown-6を合成し、同様の検討を進める。これらに検討を通じて、一方向回転への糸口をつかむ。平成24年度未使用額については、平成24年度中に納品し、支払いが次年度になった消耗品の支払いに使用する。平成23年度未使用額については、平成23年度中に納品し、支払いが次年度になった消耗品の支払いに使用する。
近代フルンボイル地域のモンゴル人自身による商業経済の自立形成に関する研究

本研究の目的は、近代フルンボイル地域のモンゴル人自身による商業経済の自立形成の時代的社会的背景と経緯を考察するものである。そのために、2年間においては、北京国家図書館、内蒙古档案館、内蒙古図書館、内蒙古大学図書館、内蒙古自没区呼倫貝爾市档案館、黒龍江省档案館、吉林省社会科学院満鉄資料館、台湾国史館、台湾中央研究院近代史研究所档案館などを訪れ、一次史料の発掘整理および分析を行なった。近代においてフルンボイルの商業経済が漢人商人によって完全に支配されていたことは、同地域の経済社会の一つの特徴であった。このような状況から脱するために、フルンボイルのモンゴル人はいくつかの商業・金融機関を設立した。本研究の目的は、こうしたモンゴル人の動向に着目し、近代フルンボイル地域のモンゴル人自身による商業経済の自立形成の時代的社会的背景と経緯を明らかにしながら、最終的にその動向の果たした役割と歴史的意義を総合的に考察するものである。上記の研究目的を達成するために、本研究では一次史料の発掘を重視し、一次史料を基礎とする実証研究を通してフルンボイル地域のモンゴル人自身による商業経済の自立形成の実像を描き出していきたい。平成23年度においては、研究実施計画に基づいて、以下の研究を行なった。(1)資史料の収集:具体的には、北京市の中国第一歴史档案館、中国社会科学院近代史研究所図書館、国家図書館、内モンゴル自治区のフルンボイル市ハイラル区のフルンボイル市梢案館およびハイラル区档案局、フフホト市の内蒙古档案館、内蒙古図書館、内蒙古大学などの諸機関や文書資料館において、資史料の調査を実施した。さらに、台北市の国史館および中央研究院近代史研究所梢案館にて、資史料の所在を確認し、一部の資料の複写・記録を行なった。(2)関連研究の整理:近代中国東北地域およびフルンボイル地域の歴史・社会・経済などに関する諸関連研究の整理・分析を行なった。また、上記の資史料調査で収集した資史料の分類・整理・解読および分析を進めている。本研究の特色は、多様な資史料を基礎に、フルンボイル地域のモンゴル人自身による商業経済の自立形成の実像に迫ることにある。このように、資史料の多様性に基づきながら、その上で綿密な分析を加えることによって、その実態をより具体的かつ詳細に再現し、正確にその歴史的意義を示すことが期待できる。平成24年度においては、本研究をすすめると共に、中国内モンゴル自治区、北京市、黒龍江省、吉林省の档案館、資料館、研究機関で史料調査・収集をおこなった。また関連する研究論文の収集、および資料の購入をおこなった。具体的には、平成24年8月から9月にかけて、中国内モンゴル自治区フルンボイル市、フフホト市、黒龍江省ハルビン市、吉林省長春市、北京市を訪問し、それぞれ内モンゴル自治区フルンボイル市档案館、内モンゴル自治区档案館、内蒙古図書館、黒龍江省档案館、吉林省社会科学院満鉄資料館、北京市にある国家図書館古籍館などで史料調査と複写・記録をおこなった。さらに、内モンゴル自治区フルンボイル市においては、史料調査を実施すると同時に、当時の事情などについての聞き取り調査をも実施した。また、11月に、再度内モンゴル自治区档案館での史料の補足調査を実施し、関係史料の複写をおこなった。これらと並行して日本国内の研究機関から関連文献の収集・複写をおこなった。上記の史料調査および前年度において入手した関連する各資史料の解読する上で、注意深く分析し、近代フルンボイル地域のモンゴル人による経済活動の歴史的意義の総合的検討をおこなった。その一部の成果を、平成24年7月と9月に開催された国際研究会やワークショップにて発表した。当初、日本国内の資料館での資料収集を予定する計画だったが、台湾での資史料公開状況を確認した結果、台湾での資料調査を優先した。なお、日本国内での資料調査は、次年度において実施することにする。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究を進めるとともに、初年度と同じように日本国内の研究機関、ならびに国外の資料館・公文書館などでの史料調査、ならびに資料の収集を行ない、資史料の充実化を図る。
非平衡現象の変分原理の定式化と応用

強い非平衡条件下に置かれた複雑液体の構造相転移現象を、自由エネルギー(あるいはハミルトニアン)とレーリーの散逸関数を用いた変分原理の形式で定式化することで、非平衡状態の安定性を定量的に議論できる枠組みを構築することを目指して研究を行った。最初の例は、リン脂質分子が作る2重膜が閉じた構造をとるベシクルである。膜に開けられた小孔を通ってベシクルが移動する問題に対して、Helfrichの弾性板モデルと散逸関数を用いた定式化を導入し、ベシクルの変形と分裂過程の運動方程式を導出し、動的過程における散逸の重要性について確認することができた。また、親ベシクルが子ベシクルを生むプロセスに関して、親ベシクルにあけられた小孔を通って子ベシクルが放出される過程を散逸関数を用いて定式化し、その動力学を調べた。ベシクルのサイズ、曲げ弾性定数、表目張力、小孔の周囲の線張力などのパラメタによって、子ベシクルの放出過程に准安定状態が生じることが分かった。また、別の例として、グラフト鎖で覆われた固体壁面間の摩擦と潤滑現象(ルブリケーション)に関して、絡み合い高分子の理論と散逸関数による定式化を導入した。固体壁面にずり変形を掛けた時のスティック・スリップ現象を、鎖の絡み合いの緩和と、鎖の配位の変化を基に再現することに成功した。この現象に対して、散逸関数を用いた定式化を実行し、定常状態が出現する条件に付いて明らかにする処方箋を開発した。本研究では、強い非平衡条件下に置かれた複雑液体の構造相転移現象を、自由エネルギーとレーリーの散逸関数を用いた変分原理の形式で定式化することで、非平衡状態の安定性を定量的に議論できる枠組みを構築する。基礎理論としてはミクロな階層での弱い非平衡状態の線形応答理論に立脚しつつ、複雑液体の階層構造を利用してミクロスケールの情報をマクロスケールに連続的につなげることで、マクロなスケールでは非常に強い非平衡状態をも扱うことのできる定量的な枠組み(変分原理)を構築する。この目的を達成するための具体例として、1)高分子溶融体あるいは高分子のミクロ相分離構造に外部から流動を印加した時に引き起こされる高分子鎖の変形と流動の動力学、および2)温度変化に伴う生体膜の変形と構造変化のプロセス、の2つの現象を分子モデルを用いたミクロな描像とメソスケールの粗視化された場の描像とを組み合わせるマルチスケールの手法を用いて定式化し、さらに数値的に解析した。1)高分子の流動挙動については、高分子メルトの壁面近傍での滑り現象における周期的な振動を、鎖の分子モデルを用いた管理論と流動場とをカップルさせたモデルを用いて定式化し、数値シミュレーションにより振動現象を再現することに成功した。2)界面活性剤膜については、膜の変形・分裂の過程を非平衡熱力学の方法およびオンサーガーの散逸理論を用いて定式化するための基礎方程式の考察を行った。当初の予定では、2016年度に定式化を行い、2017年度に大規模シミュレーションで理論の検証を行う予定であったが、高分子系についてはすでにシミュレーションも実施しており、膜系に関しても定式化が進んでいる。非平衡現象を定量的に表現する手段として、オンサーガーの散逸関数を用いる方法がある。本研究では、このオンサーガー散逸関数を用いた定量化により、1)粒度場中での生体膜の運動様式、2)固体壁に開けられた小孔を透過する生体膜の運動、の2つの問題を解析した。1)流動場中での生体膜の運動に9関しては、流動場はストークス近似されたナビエ・ストークス方程式で表現し、一方の生体膜はフェーズフィールド法を用いて表現し、両者のカップリングについては膜の曲率の2次オーダーまで理論に取り入れた摂動モデルを構築し、オンサーガーの変分原理を用いて運動方程式を導出した。流動としては、ポアズイユ流を考え、流速および膜の弾性特性を種々変えることで、膜の様々な定常運動様式をシミュレーションにより求めた。さらにオサーガー散逸関数の値を求めることで、種々の流動様式が生成される物理的な背景を明らかにすることができた。2)固体壁の小孔を透過する膜に対してオンサーガー散逸関数を定義して、それを用いて膜の運動方程式を求めた。シミュレーションの結果、自由エネルギー局面の測地線に沿う運動(反応座標)と、オンサーガー散逸関数から導かれる正確な運動との間に大きな乖離があることがわかり、反応座標を用いた通常の動力学のモデル化が、ある局面では正しくないことが判明した。さらに、高分子系における非平衡定常系の例として、ブロック共重合体のミクロ相分離構造のレオロジーを考え、レプテイション理論と自己無撞着場理論とを結合させた高分子粘弾性理論を用いて、外部から印可するずり流動の速度及び方向と、ラメラ層の配向における転移との関係が明らかになった。研究を遂行すべき研究協力者を雇用しようとしたところ、この候補者が別のプロジェクトの研究協力者として雇用されてしまい、その後補充が効かなかった。このため、シミュレーションの実施が遅れ、平成29年度までずれ込んだ。