hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
文法項目の習得難易度から見た英語の発達指標の構築

今後は文法項目とその調査順序を再度検討すると同時に、一つの調査における調査対象項目を少なくする。一度の調査に多くの内容を詰め込むのではなく、より少ない項目に焦点を絞って複数回に分けて調査を行う。不明な点が出てきた場合には、その点に焦点を当てた別の調査を行い、困難度調査を進める予定である。まずは収集した前置詞のデータをもとに困難度順を提示する。その後で、「なぜこの困難度順になったのか」について考察をする。いくつか理由が考えられるため、その理由について検証を行う。申請当初に予定していた調査項目の選択とその順序を変更したことにより、実験仮説の土台となる理論を学ぶための勉強会への参加が増え、打ち合わせ回数も増えた。実験についても、今年度選択したテーマについては一つのテーマに対して複数回数の実験を実施する必要性が生じたため、その都度、データを入力していただくための費用が必要となった。このような背景の下、打ち合わせや勉強会への参加に伴う旅費、データを入力していただくための謝金が必要となった。調査時期が遅れ、データ収集ができなったため、データ入力をしていただく方への謝金分が残った。次年度に収集したデータを入力していただくために使用する予定である。前年度の予定が遅れている分、特に今年度は実験や調査が多くなるため、打ち合わせやその前段階の勉強会への参加が必要となる。そのため、最終年度の費用を一部前倒しする必要があると思われる。しかし、最終年度の後半は主に発表に関わる費用の支出に限定される予定であるため、支障は出ないと思われる。
脳皮質神経カラム電気刺激による人工感覚の生成とその制御

脳硬膜上に多点刺激電極シートを留置し、体性感覚野皮質をパターン電気刺激することにより、皮質に惹起される神経応答の時空間パターンを制御することを試みた。透明シート基板上に刺激電極点をアレイ上に配置し、電極の下に惹起された神経応答を膜電位イメージング法により可視化した。この結果、各電極に与える刺激パルスの組み合わせパラメータの調整により、皮質応答の広がりや伝播方向が操作制御できることを示した。ラット一次体性感覚野バレル皮質には、1本1本の頬ヒゲに対応する体部位の局在的再現がある。膜電位イメージング手法を用いれば、1本の頬ヒゲに感覚入力を与えた時、バレル皮質における神経興奮応答を可視化することが可能である。本年度はまず、ラットの頬ヒゲ1本に1度だけの曲げ刺激を与え、その際に惹起されるバレル皮質応答を膜電位イメージング法により画像化した。結果、刺激を行った頬ヒゲに対応するバレルでの神経興奮応答と、それに引き続き、近傍の皮質バレル領域へ広がる神経興奮伝播が観測された。本研究課題の目的は、このバレル皮質の神経興奮活動の時空間パターンを、刺激入力依存的に変化させ、そして脳への電気刺激によりこれを再現することにある。しかし、本年度の研究で改めて明らかになった問題は、同じ感覚入力に対して必ずしも同じバレル皮質応答が再現されることはなく、特に、動物の麻酔深度による影響が大きいことが明らかとなった。本研究課題は、将来的には覚醒下での動物脳への電気刺激を計画しているので、麻酔深度の影響を詳しく解析する必要が生じた。本年度、イソフルレンガス麻酔装置を導入し、麻酔深度を適宜制御することによりバレル皮質応答パターンのバラツキを小さくすることが可能となった。麻酔深度と皮質応答の時空間パターンの関係については、現在、詳細な解析を継続中である。また、実際に大脳皮質の電気刺激を試みる中で、電極サイズと動物脳の大きさの関係も検討すべき重要な問題であることが明らかになった。数種類の体重の動物を用い、脳の電気刺激により惹起される神経活動の膜電位イメージングを比較し、本研究課題の遂行に最適な動物個体サイズの決定を行い、実験系を確立した。膜電位イメージング手法を用いれば、ラットの個々の頬ヒゲに順次感覚入力を与えた際、バレル皮質全体に惹起される神経興奮応答を可視化することができる。この際、頬ヒゲへの刺激の方向や速度により、バレル皮質には特徴的な応答の時空間応答パターンが画像化され、これは生体が受容した感覚情報の皮質表現そのものであると考えられる。本研究課題の目的は、このバレル皮質の神経興奮活動の時空間パターンを、脳への直接電気刺激により再現することにある。脳への電気刺激パラメータを適切に制御し、脳に情報を正確に入力する基盤技術を確立できれば、将来的には、感覚入力型のブレインマシンインターフェースの実現等に資することができる。本年度は、バレル皮質内の1皮質カラムに対する電気刺激を行い、惹起された皮質応答のイメージング解析を行った。刺激電極は皮質IV層を中心に48チャンネル程度を想定し、単一電極を用い脳への刺入深さを50umずつ変化させてイメージングを行った。本実験の結果、観測される皮質応答の大きさや近傍への広がりを制御するには、刺激点の深さではなく、刺激強度の制御が重要かつ容易であることが明らかとなった。この結果は多点刺激電極を用いた場合にも同様であった。この結果を受け、1バレル皮質に1電極を留置、また、最終的には行動実験を通して触知覚の再生を確認したいことから、脳表上に刺激電極を置く方針を決定し、次年度の実験計画を進める。また、膜電位イメージング結果の解析と計算機シミュレーションから、600um離れた23点の電気刺激により触知覚方向の再生が可能、触速度も400um離れた3点以上の電気刺激で可能という見通しが得られたため、次年度の実験計画の指針とする。ラット一次体性感覚野バレル皮質に膜電位イメージング手法を適用すれば、個々の頬ヒゲに順次感覚入力を与えた際、バレル皮質全体に惹起される神経興奮応答を可視化することができる。頬ヒゲ刺激の方向や速度を制御すると、バレル皮質には特徴的な応答の時空間応答パターンが画像化されるが、本研究課題の目的は、このバレル皮質上の神経活動の時空間パターンを、脳への直接電気刺激により再現することにある。本年度、脳表を硬膜上から電気刺激するための電極シート基板を作製した。電極シートは透明PET基板上に3x3, 3x2等の刺激電極点をアレイ上に配置した構成であり、電極パッドと配線領域以外は透明であることから、脳表を電気刺激して惹起される皮質脳神経活動を、電極基板シート越しに膜電位イメージング法で捉えることが可能となった。刺激電極をバレル皮質の吻側外側部ー中央部ー尾側内側部の位置に直線上に配置し、様々な電気刺激パラメータで3電極サイトに電気刺激を与え、惹起されたバレル皮質全体の応答をイメージング解析した。

本実験の結果、適切な刺激強度で、3電極間に適切な時間差を与えて脳表をパターン電気刺激することにより、バレル皮質上を吻側から尾側方向に、あるいは、尾側から吻側方向に伝播する神経興奮の時空間パターンを再生することに成功した。刺激電極点密度が粗いため(電極間隔1.6mm)、実際にラット頬ヒゲを前後方向にブラッシング刺激して記録される皮質応答パターンの詳細な特徴を再現することは困難であったが、最もシンプルな3電極パターン刺激によっても、バレル皮質が触知覚方向を表現する応答の特徴を再現できたと考察された。そこで、脳表電気刺激シート基板を硬膜上に慢性的に留置し、覚醒下動物のバレル皮質を電気刺激する実験系を確立した。現在、電気刺激によって再生された感覚によっても触方向弁別課題が遂行できることを検証中である。1皮質カラムの多層刺激制御だけでは、複雑な応答の時空間パターンを誘導できなかったことから、当初の研究計画よりやや遅れていると自己評価する。しかし、これは実験を進めて判明したことであり、本結果を受けて、1バレル皮質に1電極のみを留置するという方針を決定できたため、最終年度の実験計画が進め易くなったと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の実験結果を踏まえ、1バレル皮質に1電極を留置、また、脳表上に刺激電極を置く方針で今後の研究を推進する。これまでの解析とシミュレーション結果に基づき、400um間隔の3電極刺激を基本指針として、触刺激方向・速度の皮質応答表現の再現を試みる。
環状エーテル系天然物合成を志向した立体選択的中員環エーテル構築法の開発

代表的海洋産天然物である、中員環エーテル構造を基本骨格とするモノ環状エーテル化合物群の立体選択的合成を行うために、その基本骨格の立体選択的構築法の開発研究を行った。最も課題となるのは、如何にα,ω-位の立体化学を制御しエントロピー的に不利な中員環エーテル構造を効率良く合成することであるが、これを達成するためにヒドロキシエポキシドの環化反応を適用することとした。一般的に同反応は、エントロピー的に不利であり渡環反発などの理由から中員環エーテル合成に適用できなかったが、水酸基をスズエーテルとすることによりその求核性を高め、更にルイス酸を添加しエポキシドの活性を行うことによりスムーズに環化反応が進行することを見い出した。また、本反応はexo-モード、S_N2で進行し、環化前駆体の水酸基、エポキシドの立体化学を選ぶことによりα,ω-位の立体化学を制御した中員環エーテル構造を立体特異的に合成することが可能である。実際、本反応を適用し、高収率、かつ高選択的にα,ω-cis-およびα,ω-trans-7、8員環エーテル構造合成に成功した。また本反応を鍵反応とし、代表的7員環エーテル天然物である(+)-isolaurepinnacinの合成研究を行った。(+)-及び(-)-酒石酸ジエチルから合成したアセチレンフラグメントとエポキシフラグメントのカップリングを行い、環化前駆体であるヒドロキシエポキシドを合成した。この化合物に本反応を適用したところ定量的に目的とする環化生成物を与えた。続いて、側鎖の修飾を行い上記天然物の全合成を達成した。
元代後半期における大都発展史の研究

本研究では、元代の都である大都(現在の北京)がどのように発展していくのかについての検討を行った。まず、大都の東部である斉化門(現在の朝陽門)を中心とする地区の発展について考察した。次いで大都と通州を結ぶ通恵河の開削工事とその運用、そして明代での改修工事の実態について検討した。以上の検討により、完成した大都が元代中期から後期にかけてどのように発展したのかが明らかになった。加えて、この大都の明清北京城に継承された部分とされなかった部分とが明らかになった。当該年度は「研究実施計画」に沿って研究を遂行することができた。まず、大都と運河に関する文献史料の調査を行った。前年度に引き続き元代の史料を調査した。この作業に加えて、当該年度は明代に編纂された『明実録』『皇明条法事類纂』『漕運通志』等や明代の地方志等の、元代の次の時代である明代の史料にまで対象を広げた。また12月に、北京において河道の踏査と石刻資料の調査を行った。具体的には、北京市から通州を三日間にわたり徒歩で踏破した。前年度は夏の調査であったため、季節の変化も体感することができた。当該年度は「元・明代における北京通州間の交通路」(第46回東洋史学研究会,福岡大学,2013年11月16日)と、「元の大都における宗教空間」(日本学術振興会「頭脳循環を加速する若手研究者戦略的海外派遣プログラム」総括シンポジウム/大阪市立大学文学部創設60周年記念「東アジア都市における集団とネットワークー伝統都市から近現代都市への文化的転回」大阪市立大学,2013年12月06日)と題する報告を行った。前者は本研究課題の中間報告として発表した。後者は大都の宗教空間を分析する過程で、交通路の問題にも触れた。当該年度の研究論文として、新宮学〔編〕『近世東アジア比較都城史の諸相』(白帝社、2014年)に「元の大都の形成過程」と題する論考を寄稿した。当該年度は当初の実施計画に従って研究を進めることができた。まず当初の計画通り、大都に関係する文献史料の調査を行った。『元史』『元典章』『通制条格』といった官撰史料と、東北大学附属図書館に所蔵される大型の叢書に収められる個人文集から、大都に関係する史料の蒐集を行った。また、これまでの作業に引き続き北京に関連する文献の収集を行った。さらに、中国の元史学会に招聘されたのを機に、本来であれば二年目に予定していた現地調査の一部を先取りする形で行った。その結果、元代以来の河道の調査、明・清時代の碑文の調査を行った。今回は短期間での調査であったため、調査が行き届かなかった面もあるが、次年度以降の本格的調査を円滑に行うための予備調査として位置づけられる。当該の年度の研究成果として、「金の中都から元の大都へ」を公表した。この論文では、元代初期の大都の状況を多方面から明らかにした。本科研の題目にある「元代後半期」に取り組むうえで、その前段階の状況を解明することは重要な意味を有する。また、自身の研究成果を公表すべく、中華人民共和国天津市で2012年8月24日から27日にかけて開催された元代国家与社会国際学術研討会において「《経世大典輯本》中元代科挙礼儀的相関史料(漢語)」と題する報告を行った。これは元代後半期の大都で挙行された科挙の合格者に関する儀礼を明らかにすることで、当時の大都の状況について言及した報告である。なおこの学会については、櫻井智美氏(明治大学)と共著で「「元代国家与社会国際学術研討会」参加記(速報)」と題する参加記を公表した。最終年度である当該年度は本研究のまとめをめざした。まず、これまで蒐集した史料(『元史』等の編纂史料や個人文集)・石刻資料の分類・整理を行った。8月には北京及び周辺部の調査を行った。具体的には大都への物流において重要な役割を果たした通恵河等の調査を行った。加えて、北京(大都)に止まらず、副都である上都(内モンゴル自治区)と中都(河北省)の調査を行い、大都との比較を行った。なお、若干の調査不足を感じ、12月に改めて北京を再訪し、北京西南部の調査を行った。学会報告として、「金・元時代の複都について」(満族史研究会第29回大会,東北大学片,2014年05月31日)、

「元代科挙的“冒籍"」(第十一届科挙制与科挙学国際学術研討会,中華人民共和国,広州啓明大厦,2014年11月14日)と題する報告を行った。成果として、平勢隆郎・塩沢裕仁〔編〕『関野貞大陸調査と現在II』(東京大学東洋文化研究所,2014年)に、「常盤大定と関野貞ー『支那仏教史蹟』の出版をめぐってー」と題する論考を公表した。この論文を執筆する過程で近代の北京に関する資料の調査を行うことができ、そこからフィードバックして元代の史料を探し当てることができた。研究期間を通じて、本研究の課題として設定した13-14世紀に江南から大都にどのような形で物資が運ばれたのかを明らかにすることができた。特に元代の史料のみならず明代の史料から通恵河に関わる資料を蒐集し、その運用の実態を動態的に考察することができた。人文学初年度に引き続いて、文献史料から関連する史料の収集を順調に行った。史料については、当初の研究計画では想定しえなかった東北大学附属図書館の改修工事が行われ、史料閲覧にあたっては不便を生じた。しかしながら、たびたび東京に出張することで、史料の収集を行うことができた。現地調査は、当初の計画通り、通恵河の踏査を行った。河道の様子を調査するとともに、明清時代の石碑の調査を行うことができた。石碑の文面については、帰国後に整理を行った。初年度に行う予定であった文献史料から関連する史料を収集することや研究文献の収集については順調に行うことができた。まず史料の収集については東北大学附属図書館に所蔵されている関連文献を概ね網羅することができた。ただし史料の厳密な分析には及んでいないものもある。今後も読解・分析を行いながら項目ごとに整理していきたい。また、研究文献については、東北大学附属図書館に所蔵されていないものについては、相互利用の手続きをとり、複写を取りよせた。また本来の計画では予定の無かった現地調査の一部を先取りして行った。これについては、二年目以降の現地調査の予備調査に位置づけられ、それにより本調査が円滑に行われる見通しが立てられた。以上の点から、達成度については「おおむね順調に進展している」と評価している。研究計画にもとづいて研究を進めていく。まず、現地調査を行う。北京・通州間の調査はすでに終えた。しかしながら、改めて史料を読み進めているうちに、北京城内の調査の必要性も痛感したため、城内の河道の踏査も行うことにする。また、元の大都の発掘報告についても、近々に公表される予定であるとのことなので、その内容も踏まえたい。「北京市研究文献データベース」の構築のために作業は引き続き進めていく。これまでの研究成果を論文として公表するために、史料の分析を行っていく。研究計画にもとづいて引き続き進めていきたい。まず、本格的な現地調査として、北京市通州にかけての河道の踏査を行う。また併せて関連する石刻資料の調査も行う。これについては、予備調査によってある程度の目途がついているので、調査は滞りなく進められるはずである。また、中国社会科学院考古研究所の董新林教授の説明では、かつて実施された元大都の考古調査の全貌が近々に公表されるとのことであったので、その内容も踏まえて調査が行えればより有意義な成果が生み出されると予想される。「北京史研究文献データベース」の構築のために研究文献の収集・整理に引き続き努める。これまで集めたものをある程度マイクロソフト社のエクセルに対応するようにデータ化しているが、細目については改めて見直しを行い、特に外国人研究者の活用が容易になる点を意識して工夫を凝らしたい。さらに、成果を論文として公表するために、引き続き史料の分析を行っていく。調査は当初から三年間で完遂するように計画していたため、そのための調査費が必要である。
高臨場感通信を目的とした三次元音場の記述と構築に関する研究

本研究は,申請者が日本学術振興会特別研究員時の3年間にわたって行ってきた三次元音空間の記述に関する研究に基づき,理論的に確立していたが膨大なハードウェア規模と制勧系の制約から実音場への適用が全く試みられていなかったキルヒホッフの積分公式に基づく音場制御を実現しようというものである。具体的には,三次元音場を効率的に記述(符号化)し,それを伝送し,現在開発中のマルチセル型平面スピーカを用いることによりキルヒホッフの積分公式に基づく音場制御を実現する。聴覚特性を考慮することによりキルヒホッフの積分公式の近似がどの程度可能であるのか,キルヒホッフの積分公式を用いるにあたっての新しい空間の記述(符号化)に関して更なる考察を加え,マルチセル型平面スピーカを用いてその理論を実空間に適用したシステムを構築し,聴感的評価を行ないシステムの最適化を図る。今年度は以下のことについて研究を行った。1.三次元音場再生システムにおけるキルヒホッフの積分公式の近似,空間の記述(符号化)について理論的考察を加えた。さらに平面スピーカを用いた再生システムを構築し聴感実験を行った。2.独立成分分析(ICA)による信号分離,人間の情景分析方法を考慮した音場の空間情報の取得とそれに基づく音源分離について研究をし,それらを用いた音場の記述について考察を加えた。音源分離の技術の空間記述への適用の可能性が確かめられた。3.これらの結果を統合し,HDクラスの映像と音場の伝送システムを構築した。4.これらの結果の一部を「Matching Pursuitを用いた音源方向推定と音源分離」として発表した。本研究は,申請者が日本学術振興会特別研究員時の3年間にわたって行ってきた三次元音空間の記述に関する研究に基づき,理論的に確立していたが膨大なハードウェア規模と制御系の制約から実音場への適用が全く試みられていなかったキルヒホッフの積分公式に基づく音場制御を実現しようというものである。(1)三次元音場再生システムにおけるキルヒホッフの積分公式の近似,空間の記述(符号化)について理論的考察を加えた。また,ランダムベクトル信号による音響信号展開を用いた信号の記述について考察を加え,空間的秘話性を保った再生システムを構築した。空間の記述への適用の可能性が確かめられた。(2)計算機シミュレーションにより,平面スピーカの特性,スピーカ数の違いが再生音場へ及ぼす影響について考察を加えた。また、室形状、空調、音速を考慮した音場制御についても考察を加え、その有効性が確認された。(3)シミュレーション結果に基づき平面スピーカを用いた再生システムの構築を行った。これらの結果を、「スピーカと室の形状と音速を考慮した音場制御」、「形状と空調を考慮した教室の音響設計」、「平面スピーカによる立体音響再生」、「ランダムベクトル信号による音響信号展開方法の検討」として発表した。
糖尿病に伴うNO合成酵素の機能異常とその組織障害への関与に関する研究

血管内皮細胞より生成される一酸化窒素(NO)は、強い血管拡張作用及び血小板、白血球の活性化抑制作用を有しており、血管機能の調節に重要な役割を演じている。NOはアルギニンを基質としてNO合成酵素により産生されるが、NO合成酵素は補酵素であるテトラヒドロビオプテリン(BH4)濃度が低下するとNOの代わりに活性酸素を遊離することが脳由来のNO合成酵素で示された。本研究では、最初に血管内皮細胞のNO合成酵素もBH4濃度が低下すると活性酸素を遊離し、その活性酸素が細胞障害に関与するか否かについて検討し、更に糖尿病時にBH4が低下し組織障害に関与するという仮説を立て検討を進めた。その結果、血管内皮細胞のNO合成酵素もBH4が低下すると活性酸素を遊離することが認められた。また、活性酸素により誘導される血管内皮細胞障害にNO合成酵素より遊離する活性酸素が関与することを明らかにした。更にこの研究過程で、BH4はNO合成酵素の機能維持に関与するだけでなく、それ自身に活性酸素や過剰NOにより引き起こされる血管内皮細胞障害に対する保護効果を有していることを見出した。これらのことから、BH4は、NO合成酵素の機能維持に関与し、更に細胞障害抑制作用を有していることが明らかとなった。次に、糖尿病による組織障害にBH4の低下によるNO合成酵素の機能変化が関与するか否か検討するために、ストレプトゾトシン投与により作成したラット糖尿病モデルの組織中BH4含量を測定した。その結果、血管のBH4含量は測定できなかったが、小脳の含量が著しく低下していることを認めた。また、インスリンを血管内皮細胞に添加したところ著しいBH4含量の増加を認めた。これらのことから、インスリン依存性糖尿病においてBH4の組織内含量が低下し、糖尿病に伴う組織障害に関与する可能性が考えられた。糖尿病の組織障害におけるBH4の役割については今後更に詳細な検討が必要である。糖尿病の合併症の1つである血管障害と一酸化窒素合成酵素(NOS)の機能異常の関係を明らかにするために、今年度は、ウシ大動脈由来培養内皮細胞を用いて次の3点について検討した。1.NOSの補酵素であるテトラヒドロバイオプテリン(BH4)含量の低下により、NOSから一酸化窒素(NO)の代わりに活性酸素が遊離するか?2.活性酸素種の1つである過酸化水素による細胞障害の過程でNOS活性がどのような変化をするか?3.BH4含量の低下が過酸化水素による内皮細胞障害を増悪するか?内皮細胞へのBH4合成の阻害剤である2,4,-ジアミノ-6-ヒドロキシピリミジン(DAHP)の添加は、活性酸素の遊離を促進し、その活性酸素の遊離は、BH4合成の基質であるセピアプテリンあるいはNOS阻害剤であるニトロアルギニンにより完全に抑制された。これらの結果は、細胞内BH4含量の低下によりNOSから活性酸素が遊離することを示している。興味あることに、過酸化水素による細胞死に先行して細胞内Ca^<2+>濃度が増加し、NOSが活性化された。また、細胞内BH4含量の低下は、過酸化水素による細胞障害を増悪し、この障害は、BH4含量の増加あるいはニトロアルギニンにより抑制された。以上の結果から、内皮細胞内BH4含量の低下によりNOSから活性酸素が遊離すると、及びBH4含量の低下によるNOSの機能異常が活性酸素による細胞障害に関与することが明らかとなった。今年度は、糖尿病による血管障害に上記の機構が関与するか否かについて、ストレプトゾトシンによるラット糖尿病モデルを用いて検討する予定である。糖尿病の組織
自然言語処理技術による既存開発文書からの追加的要求定義に関する研究

自然言語で記述された開発文書から派生開発,またはプロダクトライン開発における機能/非機能の要求の候補をインクリメンタルに導出する半自動的手法を開発した。当該手法では,製品群の一連の要求・仕様記述文に対して,各文に現れる形態素間の係り受け構造を表現する木構造を生成し,それらの木構造をマージすることにより,文間の共通部分と相違部分を分離した木構造にする。この木構造をもとに,プロダクトライン分野において製品間の共通性と相違性を表現するのに広く用いられているフィーチャモデルを構築する。さらに,提案手法ではあらかじめ用意される概念辞書と書換規則に基づいて,原要求・仕様記述文から派生的要求・記述文を生成する。自然言語記述からフィーチャを抽出する手法は統計的なものがほとんどであり,本手法のような解析的なアプローチを採るものは見られない。一方で,制約も大きく,提案手法は複数の文をまたがる解析は行わず,また文間の意味的関係を精度良く推測することも容易ではないことから,要求・仕様記述文は製品間で画一的なかたちで記述される必要がある。こうした制約から,提案手法は構造化された要求・仕様記述法に対して適用すべき手法と認識している。あわせて本研究では,要求・仕様記述文の解析に関する前処理のために,並列構造を有する文から単文を生成する研究を行った。現実の自然言語による要求・仕様記述文では記述の冗長性をなくする並列構造が多く現れるが,こうした並列構造は構文解析を困難にする要因となっている。そこで,単一化文法を用いて,並列構造を有する文を単文に分解するアルゴリズムを開発した。ツール類や言語資源(辞書)の開発を行う工数が十分には確保できておらず,理論的な研究や着想は得られつつも,実開発文書や実データに基づく実証的な研究が遅れている状況である。言語や分野の知識表現に基づいた演繹的なアプローチを採っている本研究では,概念辞書の整備が不可欠である。従前の辞書は日常的な日本語文をコーパスとするものがほとんどであり,本研究のような分野に特化した日本語文を対象とするものはない。現在,情報工学や機械工学の教科書から語を収集し辞書を作成しており,それに時間を要している。最終年度である今年度は,これまで提案してきた手法のケーススタディを進め,提案手法のバリデーションを行いたい。平成29年度に開発したフリーガイドワードHAZOPプロセス,昨年度開発した要求・仕様記述文からのフィーチャモデル半自動生成手法,いずれもケーススタディができていない状態である。まずは,言語資源はケーススタディを実施するうえで最小限のものに留め,アルゴリズムの実践的利用のうえでの課題を洗い出したい。ケーススタディについては,研究代表者の研究室で学生の卒論プロジェクトで開発が進めている「自律走行トラクタ」ならびに「電動自律クローラ」の制御ソフトウェア,1990年代末にITS関連五省庁で定義されたITS(高度交通システム)のサービス定義,ならびに官公庁や地方自治体の情報システム入札に係る要求文書等を対象とする予定である。言語資源やツールの開発は継続して進める。これまで手作業で進めていたが,枠組みはできあがりつつあるので,一定の自動化や各種ツール類の導入を進め効率化を図りたい。その手はじめに,形態素解析に用いるMeCab,JUMAN,構文解析に用いるCaboCha,KNP,述語項解析に用いるKNP,ASAを選び,それらのツールのソフトウェア開発における利用方法と課題について調査した。これらのツールは汎用性は高いものの,ソフトウェア開発文書を対象に使用するには領域固有の単語やその用法を登録する必要があることが課題として明らかになった。もともとのHAZOPは,システムの諸物理量にいくつかのガイドワード(修飾語)を適用し,システムの正常な状態からの逸脱を想起し,その影響を検討し,必要な対策を講じる分析手法である。本研究では,限られたガイドワードを用いるHAZOPとは異なり,開発文書中の事物語や行為語に多様な修飾語を効果的に適用し,システムやその運用環境のさまざまな状況をより広く想起し,それらの改善を試みるフリーガイドワードHAZOPプロセスを提唱している。フリーガイドワードHAZOPプロセスの前処理として,重文,複文,あるいはその複合形である複雑な構造の文を単文に分割する必要があるが,その手段として日本語の単一化文法を用いる手法を開発した。また,フリーガイドHAZOPプロセスでは,単に品詞等の構文上の制約に基づいて修飾語を選んだのでは,膨大な数の修飾語が選ばれるうえに,それらから想起される状況は検討の価値のないものばかりになる。そこで,国立国語研究所が編纂した分類語彙表増補改訂版データベースとその意味体系を用いることにより,修飾語と被修飾語の意味に基づいた修飾可否性を検討し,修飾語を絞り込む方法を考案した。研究課題のうち,ソフトウェア工学に係る課題を担当する代表者および分担者,ならびに自然言語処理に係る課題を担当する分担者との連携は理想的である。しかしながら,ツール類の開発を行う工数が十分に確保できておらず,理論的な研究は進みつつも,実開発文書や実データに基づく実証的な研究が遅れている。本研究課題で使用するツールの実装は最小限にし,できるだけ既存のツールや辞書をつないで利用する方針としているが,それらの挙動やクセを理解するのに時間を要している。

当該手法では,製品群の一連の要求・仕様記述文に対して,各文に現れる形態素間の係り受け構造を表現する木構造を生成し,それらの木構造をマージすることにより,文間の共通部分と相違部分を分離した木構造にする。この木構造をもとに,プロダクトライン分野において製品間の共通性と相違性を表現するのに広く用いられているフィーチャモデルを構築する。さらに,提案手法ではあらかじめ用意される概念辞書と書換規則に基づいて,原要求・仕様記述文から派生的要求・記述文を生成する。自然言語記述からフィーチャを抽出する手法は統計的なものがほとんどであり,本手法のような解析的なアプローチを採るものは見られない。一方で,制約も大きく,提案手法は複数の文をまたがる解析は行わず,また文間の意味的関係を精度良く推測することも容易ではないことから,要求・仕様記述文は製品間で画一的なかたちで記述される必要がある。こうした制約から,提案手法は構造化された要求・仕様記述法に対して適用すべき手法と認識している。あわせて本研究では,要求・仕様記述文の解析に関する前処理のために,並列構造を有する文から単文を生成する研究を行った。現実の自然言語による要求・仕様記述文では記述の冗長性をなくする並列構造が多く現れるが,こうした並列構造は構文解析を困難にする要因となっている。そこで,単一化文法を用いて,並列構造を有する文を単文に分解するアルゴリズムを開発した。ツール類や言語資源(辞書)の開発を行う工数が十分には確保できておらず,理論的な研究や着想は得られつつも,実開発文書や実データに基づく実証的な研究が遅れている状況である。言語や分野の知識表現に基づいた演繹的なアプローチを採っている本研究では,概念辞書の整備が不可欠である。従前の辞書は日常的な日本語文をコーパスとするものがほとんどであり,本研究のような分野に特化した日本語文を対象とするものはない。現在,情報工学や機械工学の教科書から語を収集し辞書を作成しており,それに時間を要している。実開発文書,実データに基づく実証的な研究が遅れがちとなっているため,まずは足回りとなる言語資源やツールの開発を強化したい。平成29年度の研究で用いた国立国語研究所による分類語彙表増補改訂版データベースは,日常生活で用いられる語が中心に収録されており,本研究が対象とするような工学分野の語については十分に収録されていなかったり,整理のあり方が工学分野で常識的に考えられている概念構造とは一致していない部分も多かった。分類語彙表データベースを工学分野への利用に適したかたちに修正し,本研究の基盤的な言語資源として利用できるようにしたい。また,フリーガイドワードHAZOPプロセスでの修飾語の絞り込みでは,同義語集合間の修飾可否性を利用するが,同義語集合間の修飾可否性を表現するマトリックスが必要となるためそれを構築する。また,当初の計画通り,異常処理要求の洗い出しを図る平成29年度の研究を一般化,発展させ,自然言語で記述された開発文書から派生開発,またはプロダクトライン開発における機能/非機能の要求の候補をインクリメンタルに導出する研究に着手する。
欠損歯列者における短縮歯列・修復処置の適応性

平成1011年度基盤研究(C)(2)(10671849)、:欠損歯列における咬合支持と咀嚼能力の回復、(研究経費:1,800千円)における研究方法に基づき、臼歯部に連続的な歯冠修復の必要な被検者において充分なインフォームドコンセントの後、被覆冠を一時的に撤去することにより、実験的な咬合支持喪失状況を設定し、6自由度下顎運動測定装置(MMJI-II松風)を用い、噛みしめ時の下顎位の変化の状況をBonwill三角の変位として測定・記録した。咬合支持を失った状況下における被験者の下顎変位を検討したところ、咬合支持の喪失は任意噛みしめ時の咬合力低下を生じたが、小さな咬合力により大きな下顎変位を来すことが示された。以上は研究分担者小澤らが文献1)に公表した。本課題における研究では、従来の研究成果をベースとして、欠損歯列にたいする補綴治療介入と短縮歯列適応についての治療方針決定(Decision Making)にはどのような事項を評価すべきかを検討した。評価法として、聞き取り、アンケート法により患者の主観評価をおこなう一方、術者による客観評価法として、口腔内検査、顎関節の3次元的画像診断による欠損側と健常側の比較検討、独自に開発した簡易下顎運動測定システムによる任意噛みしめ時の下顎の変位測定を検討した。客観的・主観的な評価を組み合わせることにより、欠損歯列患者における補綴治療介入の是非が診断可能であると言う方向性が示唆された。今後の方向性としては今回得られた研究成果を基により多くの臨床疫学的展開を行い、欠損歯列にたいする補綴的治療介入の根拠を明らかとし、EBMに基づいた欠損補綴処置の確立に努めたく、現在7大学において共通の目標を立てて行う、マルチセンタースタデイーを企画し、平成16年度科学研究費補助金の申請を行ったところである。以上の知見の一部は文献に公表した。欠損歯列患者の補綴処置については従来から天然正常歯列を目標として補緩装置の設計がなされてきた.一方,臨床的な経験により,少なくとも小臼歯までは完全に咬合を回復し,これにより下顎位の咬合接触による空間的位置付け(咬合支持)を回復出来れば顎機能は正常に保持され,また咀嚼能力の回復もほぼ正常に近く行えるのではないかと言う考え方も一部になされ,とくにオランダのKayserらは20年前よりこの様な考え方を「短縮歯列」(SDA ; ShortenedDentalArch)の実効性として推奨しているが,いまだ,EBMレベルでその実効性,適応性等を論じた研究がなされておらず,報告者等はこれまでの関連研究に基づき,欠損歯列者における顎機能の保持と短縮歯列および修復処置それぞれの有効性について検討を加えるため本研究を企画した.13年度を通じ,これまでの研究結果より得られた実験的な欠損歯列再現被検者5名の結果を基本データとして採得し,より多数の健全歯列者における顎機能の状態を一定条件下で測定,解析する方向性を探った.これには多数の被検者において夜間睡眠中の咬合力の推移を測定可能であるような「スプリント上咬合力記録システム」の構築が必要かつ妥当と思われ、機器の整備を科学研究費により実行した。このシステムに基づく研究成果は14年度以降に具体化する。以上と併行してこれまでの研究結果で示唆された下顎位を変位させるのに必用な咬合力の発現傾向について特に夜間睡眠中のブラキシズムとの関連において観察,測定を行いこれからの研究の方向

生を探った.今後の課題として、大学附属病院外来患者において上記に該当する欠損歯列者多数名において欠損状態と下顎機能の状態を臨床的に調査・評価し,どの様な条件の欠損歯列者で短縮歯列のコンセプトが適応となるか,否かの診断基準を求めることが課題となる.欠損歯列患者の補綴処置については従来から天然正常歯列を目標として補綴装置の設計がなされてきた.一方,臨床的な経験により,少なくとも小臼歯までは完全に咬合を回復し,これにより下顎位の咬合接触による空間的位置付け(咬合支持)を回復出来れば顎機能は正常に保持され,また咀嚼能力の回復もほぼ正常に近く行えるのではないかと言う考え方も一部になされ,とくにオランダのKayserらは20年前よりこの様な考え方を「短縮歯列」(SDA ; ShortenedDentalArch)の実効性として推奨しているが,いまだ,EBMレベルでその実効性,適応性等を論じた研究がなされておらず,報告者等はこれまでの関連研究に基づき,欠損歯列者における顎機能の保持と短縮歯列および修復処置それぞれの有効性について検討を加えるため本研究を企画した.現在,13年度に行った実験的な欠損歯列再現被検者5名の結果を基本データとして採得し,研究成果を欧文誌に公表する運びとなり,近日公刊されることとなった.14年度にはより多数の健全歯列者における顎機能の状態を一定条件下で測定,解析する方向性を探り,上記の基本データにしたがい健常者における咬合接触状態と下顎偏位の関係を近似条件下で求めていく研究を開始し,日本補綴歯科学会において発表した.同時に,現に欠損歯列を有し,その欠損型が本研究の対象となるKennnedyII級欠損の患者について総合的な検討を開始した.これは患者の主観的な評価と断層X線CTをはじめとする客観的な評価を多面的に求め,本研究の臨床的な裏付けを行おうとするものである.科学研究費の交付により,これらの一連の研究は滞りなく執行できた.平成1011年度基盤研究(C)(2)(10671849)、:欠損歯列における咬合支持と咀嚼能力の回復、(研究経費:1,800千円)における研究方法に基づき、臼歯部に連続的な歯冠修復の必要な被検者において充分なインフォームドコンセントの後、被覆冠を一時的に撤去することにより、実験的な咬合支持喪失状況を設定し、6自由度下顎運動測定装置(MMJ-II松風)を用い、噛みしめ時の下顎位の変化の状況をBonwill三角の変位として測定・記録した。咬合支持を失った状況下における被験者の下顎変位を検討したところ、咬合支持の喪失は任意噛みしめ時の咬合力低下を生じたが、小さな咬合力により大きな下顎変位を来すことが示された。以上は研究分担者小澤らが文献1)に公表した。本課題における研究では、従来の研究成果をベースとして、欠損歯列にたいする補綴治療介入と短縮歯列適応についての治療方針決定(Decision Making)にはどのような事項を評価すべきかを検討した。評価法として、聞き取り、アンケート法により患者の主観評価をおこなう一方、術者による客観評価法として、口腔内検査、顎関節の3次元的画像診断による欠損側と健常側の皮角検討、読字に開発した簡易下顎運動測定システムによる任意噛みしめ時の下顎の変位測定を検討した。客観的・主観的な評価を組み合わせることにより、欠損歯列患者における補綴治療介入の是非が診断可能であると言う方向性が示唆された。
カーボンフラーレン及びナノチューブの変形挙動の原子直視型観察

カーボンカーフラーレンやナノチューブが発見され、その新しい構造に起因して特異な物性が出現すると期待されている。本研究では、フラーレン関係の研究の中で、大幅に遅れていた変形や破壊などの力学的性質に関する研究に注目し、実験を行った。電子顕微鏡法を専門とする申請者として、次の2つの技術を本実験にとりいれた。まず1つは、原子直視型の動的電子顕微鏡法を用いた。この観察法の空間分解能は、原子1つ1つを識別できる0.1nm、時間分解能は、変形の過程を追従するのに十分な1/60秒まで改善された。すなわち、原子配列の変化を実空間、実時間で直接観察することができた。他の1つは、電子顕微鏡内部でピエゾ駆動によって、微小素材の変形を原子レベルで制御する方法を用いた。本研究では、この2つの技術を組み合わせ、孤立したカーボンフラーレンやナノチューブを個々に変形させ、その時の原子運動をその場で直接観察して、変形機構を解明することができた。
東アジアの工業化と環境問題-環境との共生を求めて-

東アジアの工業化と環境問題:環境との共生を求めて1韓国1980年に環境庁がスタートし、90年に省に格上げされ法令の整備など環境対策に注力してきたため、大気汚染は改善されてきたが、今でもしばしば環境基準を満たさない汚染都市の代表にソウルや蔚山があげられる。その大気汚染物質は、SOx、NOxが主であり、汚染の要因は、(1)ソウルの場合は、人口の集中と自動車の増加、(2)蔚山の場合は、過度の産業の集積である。NOxの大部分は自動車(4割がディーゼル車)から発生することは、日本と同じであるが、SOxについては、その発生源をみると、5割が産業施設、家庭と発電がそれぞれ23%と17%を占めるなど煉炭による家庭暖房(オンドル)の多さが特徴的である。このように情況に対して、韓国は、日本の官民協調型に対比される中央行政主導型環境対策をとりつつある。重油脱硫による低硫黄重油の供給拡大、1993年からの都市を中心とする産業へのLNG使用の義務付け、家庭用オンドルの熱源の転換、環境基準値の見直しや総量規制の導入などがこれである。しかし、日本が1970年代に相次いで導入した製鉄所などへの排煙脱硫や排煙脱硝は、韓国にとっては、これからの課題である。この韓国の環境対策のパターンは、日本型の環境対策(いわば、日本モデル)によく似た動きであり、その意味で、日本モデルが、かなり有用であるといえる。2中国中国の大気汚染の主因は、都市に於ける工場用及び家庭暖房用の石炭燃焼であり、SOxと煤塵が主たる汚染物質である。地域別には、沿海部の北方地区と華東地域及び内陸部の四川省の大気汚染が顕著である。この原因としては、エネルギーの3/4を石炭に依存していること、(2)石炭の硫黄分が高いこと、(3)全般的にエネルギー効率が悪い旧式設備が多いこと、(4)クリーン技術の普及度が低いこと、(5)冬期の暖房用炭の需要が多いことなどが挙げられる。これに対して、中国では、四大基本法などの法制度も整備されており、PPP原則による環境対策を目的とした排汚費(環境汚染費)徴収制度があり、さらに工場新設に当たっては、生産設備と環境対策を同時に設計・施行・稼働させるという「三同時の原則」が実行されている。これらのシステムは、他国にとっても大いに参考になるが、汚染対策の実効は上がっていない。その原因は、(1)経済成長が急速すぎること、(2)成長のため重化学工業化対策をとらざるをえないこと、(3)省エネルギー技術やクリーン技術(燃料転換、製法転換、汚染物の減量化、リサイクル排煙脱硫等)が遅れていること、(4)やるべき課題があまりに多いことなどである。日本とくに、北九州の環境対策では、各種の方法による“エネルギー原単位切り下げ"及び“SOx排出原単位切り下げ"(とくにLNGへの転換及び低硫黄石炭・重油の使用及び排煙脱硫装置の設置)の2つがきわめて有効に作用した。これからの中国に必要とされる環境対策を考えてみると、第1に、省エネルギー技術、第2に、クリーン技術といわれる低公害型生産技術(洗炭、低公害化ブリケットの開発、流動床炉による炉内脱硫、燃料の転換、製造プロセス転換、再資源化など生産技術そのものを低公害にした方法)の採用が必要である。とくに、老朽設備のリプレースやリノベーションを考えている企業の場合には、メリットが大きい。しかし、第3にやはり、端末処理といわれる排煙脱硫装置も不可欠である。しかし、これはコスト的に割高なので、企業に任せておけば一般にはなかなかここまでは投資しにくい。したがって、例えば、割安な発電用の簡易脱硫措置を開発し購入し易くするとか、或いは何らかの有効な政策インセンティブ(例:補助金やTax creditなど)を導入し、汚染物質除去装置を導入し易くするなどの政策をとることも必要であろう。

2中国中国の大気汚染の主因は、都市に於ける工場用及び家庭暖房用の石炭燃焼であり、SOxと煤塵が主たる汚染物質である。地域別には、沿海部の北方地区と華東地域及び内陸部の四川省の大気汚染が顕著である。この原因としては、エネルギーの3/4を石炭に依存していること、(2)石炭の硫黄分が高いこと、(3)全般的にエネルギー効率が悪い旧式設備が多いこと、(4)クリーン技術の普及度が低いこと、(5)冬期の暖房用炭の需要が多いことなどが挙げられる。これに対して、中国では、四大基本法などの法制度も整備されており、PPP原則による環境対策を目的とした排汚費(環境汚染費)徴収制度があり、さらに工場新設に当たっては、生産設備と環境対策を同時に設計・施行・稼働させるという「三同時の原則」が実行されている。これらのシステムは、他国にとっても大いに参考になるが、汚染対策の実効は上がっていない。その原因は、(1)経済成長が急速すぎること、(2)成長のため重化学工業化対策をとらざるをえないこと、(3)省エネルギー技術やクリーン技術(燃料転換、製法転換、汚染物の減量化、リサイクル排煙脱硫等)が遅れていること、(4)やるべき課題があまりに多いことなどである。日本とくに、北九州の環境対策では、各種の方法による“エネルギー原単位切り下げ"及び“SOx排出原単位切り下げ"(とくにLNGへの転換及び低硫黄石炭・重油の使用及び排煙脱硫装置の設置)の2つがきわめて有効に作用した。これからの中国に必要とされる環境対策を考えてみると、第1に、省エネルギー技術、第2に、クリーン技術といわれる低公害型生産技術(洗炭、低公害化ブリケットの開発、流動床炉による炉内脱硫、燃料の転換、製造プロセス転換、再資源化など生産技術そのものを低公害にした方法)の採用が必要である。とくに、老朽設備のリプレースやリノベーションを考えている企業の場合には、メリットが大きい。しかし、第3にやはり、端末処理といわれる排煙脱硫装置も不可欠である。しかし、これはコスト的に割高なので、企業に任せておけば一般にはなかなかここまでは投資しにくい。したがって、例えば、割安な発電用の簡易脱硫措置を開発し購入し易くするとか、或いは何らかの有効な政策インセンティブ(例:補助金やTax creditなど)を導入し、汚染物質除去装置を導入し易くするなどの政策をとることも必要であろう。
冷却フェルミ原子系における非平衡量子現象の理論的研究

本年度は、冷却原子系における強相関効果に重点を置いて研究を進めた。とくに相互作用により誘起されるトポロジカル相、サウレスポンプへの相互作用の影響とブレークダウン、引力ハバード相互作用による超伝導・電荷密度波・スピン密度波の競合などに関して研究成果が得られた。(1)相互作用により誘起される新奇トポロジカル相:トポロジカル相に関する、残された重要な課題の一つにトポロジカル分類の相互作用によるリダクションがある。しかしながら、これを検証する実験舞台はほとんど提案されていなかった。本研究では、冷却原子系を用いて、相互作用による分類のZ->Z4へのリダクションの舞台を提案し、実験的な観測方法を詳細に調べた。(2)サウレスポンプへの相互作用の影響:近年、サウレスポンプは冷却原子系で実現され大きな興味を集めたが、これまで相互作用のない自由原子系が対象であった。ここでは、サウレスポンプへの相互作用効果を系統的に調べた。相互作用がある閾値を超えるとトポロジカル相のギャップが閉じ、サウレスポンプがブレークダウンすることを示した。さらに相互作用の効果はエッジ状態に顕著に表れることを示した。ここでの結果は従来の非摂動的な扱いを超えたトポロジカルポンプの安定性の系統的な議論を可能とするものである。(3)近藤格子系における超伝導・電荷密度波・スピン密度波の競合:冷却フェルミ原子系では近藤格子模型の実現が近い将来可能になると考えられている。フェッシュバッハ共鳴を用いることで遍歴フェルミ原子間の引力相互作用を変化させることが可能となる。ここでは、引力相互作用を含む近藤格子系で超伝導・電荷密度波・スピン密度波の競合を調べた。その結果、超伝導とスピン密度波の共存相を見出し、超伝導がスピン密度波を増強することを明らかにした。(4)この他にも、時間結晶や非エルミート強相関系の研究などにも成果が得られた。本年度は光誘起の非平衡相転移、周期的外場中の不純物の非平衡ダイナミクス、開放系における非平衡効果について研究した。(1)光励起により誘起される非平衡多体効果:まず、レーザー誘起近藤効果とそれを用いた1次元強相関トポロジカル相(SPT相)の実現提案について、詳しい解析を進めた。冷却アルカリ土類原子系へのレーザー照射により1次元近藤格子系が得られ、1次元SPT相が実現されること示した。ボソン化とくりこみ群を用いた解析により相図の詳細を決定し、このSPT相を保護している対称性を明らかにした。また、このSPT相は強結合極限でスピン系のHaldane相と一致するが、近藤格子系においては電荷の自由度が存在するため、SPT相を保護している対称性が空間反転対称性のみとなり、保護している対称性が強結合極限のHaldane相とは異なることが分かった。(2)時間駆動された近藤不純物の非平衡ダイナミクス:不純物スピンと結合した局所的な磁場を考え、磁場は任意の周期性を持つとする。近藤効果のToulouse極限を考えることで、この非平衡多体問題を正確に解いた。その結果、不純物スピンの平均値が磁場の強さに関して非自明な非単調性を示すことを明らかにした。また、高周波領域で系が並進対称性を回復すること、そのとき系の性質は絶対零度と無限大の温度の状態の混合状態で記述されることを示した。(3)周期的に駆動された開放量子系の漸近的状態:エネルギーと粒子の熱浴に結合した自由なフェルミ系を考えた。この系の高周波領域で現れる普遍的な性質のいくつかを明らかにした。特に、外場の周波数が系のエネルギーカットオフよりも十分大きい場合、低エネルギーの性質は、有効フロケハミルトニアンのギブス分布で与えられることを示した。また、この系への散逸の効果も考察し、系と熱浴の結合を強くするだけでは励起状態を抑制できないことを明らかにした。当初、中心課題としていた非平衡系のレーザー誘起相転移に関して面白い結果を得ることができた。特に、冷却アルカリ土類原子系でのトポロジカル相転移において、対称性に保護されたトポロジカル相の観点から、近藤近藤格子系とHaldane相の違いを理論的に明らかにすることができた。また、周期外場中での非平衡ダイナミクスにも研究を展開することができた。非平衡量子多体系の取り扱いは一般に困難であるが、Toulouse極限の厳密解を用いることで近藤効果における非平衡ダイナミクスに関して正確な知見を得ることができた。ここで得られた厳密解は今後、不純物系の非平衡現象を扱う研究の基盤となる。さらに、周期的に駆動された開放量子系の性質にも理論を展開できたことは大きな収穫であった。特に、高周波領域で現れる普遍的な性質が解明できたので、これを基に開放量子系に関する今後の研究を展開する。本年度は、レーザーにより誘起されたトポロジカル超伝導相、レーザーによる近藤効果の制御・相転移の誘起、周期的に時間駆動されたボーズハバード系などについて研究した。(1)レーザー誘起によるトポロジカル超伝導:トポロジカル量子相の典型例としてトポロジカル超伝導がある。しかしながら、超伝導の候補物質の系統的な探索はそれほど簡単ではない。ここでは、固体物理で多く発見されている

d波超伝導体の薄膜にレーザーを照射することで、トポロジカル超伝導が発現することを示した。これと同様の効果は、磁場を印加することで提案されているが、レーザー誘起現象ではボルテックスが誘起されないので、超伝導状態を保持しやすいという特長を持つ。(2)時間駆動された近藤絶縁体:スレーブボゾン法と呼ばれる理論手法を用いて、周期アンダーソンモデルを取り扱い、2つの重要なな効果を見出した。一つは、動的局在と呼ばれるもので、これは電子ホッピングや混成を弱める働きがあり、近藤効果の抑制あるいは増幅効果を持つ。もう一つはレーザーに誘起された電子ホッピングと混成であり、これは磁場やスピン軌道相互作用の役割を果たす。これらの効果を基に、近藤絶縁体のレーザー誘起トポロジカル相転移の性質を明らかにした。(3)周期的に駆動されたボーズハバード系のプレサーマル・フロケ定常状態:周期的に駆動された多体系で生じるheatingへの散逸の効果を調べた。特にエネルギーと粒子の熱浴に結合したボーズハバード系を考えた。散逸が無いときは、パラメトリック不安定性を示すことが知られている。弱い相互作用かつ弱い熱浴との結合の極限では、散逸の効果が大きくなると、パラメトリック不安定性が抑制され、安定な状態が出現することを見出した。ここで得られた結果は、周期駆動された系から放出したエネルギーが外部熱浴に吸収され、heatingを抑制することを示している。非平衡系におけるレーザー誘起トポロジカル相転移に関しては、当初の予想以上に面白い結果を得ることができた。特に、トポロジカルに自明な銅酸化物高温超伝導体にレーザーを照射することでトポロジカル超伝導が生じることはたいへん興味深い。このためには、薄膜を用いることが本質的である。このレーザー誘起トポロジカル超伝導の考え方は他の強相関超伝導体にも応用することができる。また、時間駆動された近藤絶縁体における、レーザーによる近藤効果の抑制・増強のメカニズムを解明できたことは大きな収穫であった。このことは、レーザーによる近藤効果の抑制・増強を通して相転移を制御できる可能性を示唆するものである。さらに、周期的に駆動されたボーズハバード系のプレサーマル定常状態に研究を展開できたことは収穫であった。散逸の効果によって、パラメトリック不安定性が抑制されるかどうかは、非自明な問題である。ここでは、パラメトリック不安定性が抑制され、安定な状態が出現する条件を明らかにすることができた。この成果によって、周期駆動された系のheatingの抑制に関する理解が深まった。本年度は、冷却原子系における強相関効果に重点を置いて研究を進めた。とくに相互作用により誘起されるトポロジカル相、サウレスポンプへの相互作用の影響とブレークダウン、引力ハバード相互作用による超伝導・電荷密度波・スピン密度波の競合などに関して研究成果が得られた。(1)相互作用により誘起される新奇トポロジカル相:トポロジカル相に関する、残された重要な課題の一つにトポロジカル分類の相互作用によるリダクションがある。しかしながら、これを検証する実験舞台はほとんど提案されていなかった。本研究では、冷却原子系を用いて、相互作用による分類のZ->Z4へのリダクションの舞台を提案し、実験的な観測方法を詳細に調べた。(2)サウレスポンプへの相互作用の影響:近年、サウレスポンプは冷却原子系で実現され大きな興味を集めたが、これまで相互作用のない自由原子系が対象であった。