hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規膜表面受容体による破骨細胞分化制御:遺伝子欠損マウスの作製と分子組織学的解析

本研究では第1段階として、融合機構の解析に最適なcell lineの開発を行い、RANKLの刺激により高頻度に破骨細胞へ分化する細胞クローン(RAW-Dクローン)を得た。第2段階としてRAW-Dクローンが特異的に発現するmRNAを遺伝子差引き法を用いて破骨細胞が特異的に発現する遺伝子の検索を行なった。第3段階として得られた遺伝子の機能の検定を行なった。同時に遺伝子欠損マウスの作成を試みた。マウスDC-STAMPのゲノムのクローニングを行い、ターゲティングベクターを作成した。ES細胞に遺伝子導入したが、安定した細胞を得ることができなかった。ターゲティングベクターのデザインを変えたものも作成し、遺伝子導入を行い検討を進めている。一方、完全型及び失失型DC-STAMPを発現ベクターpCIneoに組込みRAW-D細胞へ導入することにより、DC-STAMPの機能について検討した。RAW-D細胞へDC-STAMPを発現するプラスミドを導入すると、RANKL,非存在下での破骨細胞誘導は認めれないものの、RANKL存在下での破骨細胞形成を顕著に促進した。完全型、欠失型いずれに於いても同様の結果が得られた。DC-STAMP遺伝子の導入により核数の多い破骨細胞が形成されたことから、破骨細胞の融合段階においてDC-STAMPが重要な働きをすることが推察された。ところで、DC-STAMPの完全型及び欠失型cDNAを発現ベクターpEGFPN1に組込み、C末端にGFPを結合させた融合タンパクを作らせるようにデザインし,この発現ベクターをRAW-D細胞に導入したところ、完全型、欠失型DC-STAMPのいずれに於いてもRANKL存在下での破骨細胞形成を促進した。極めて興味深いことに、RANKL非存在下でも、TRAP陽性細胞(若干の多核細胞も)の誘導が認められた。この結果は、DC-STAMPのC末端領域に破骨細胞分化制御に関する領域が存在することを示唆するものである。なお、DC-STAMP特異的siRNAを用いた系では、破骨細胞の形成が顕著に阻害された。本研究より、破骨細胞分化、特に前駆細胞の融合段階に於いて、DC-STAMPが鍵となる分子であることが明らかとなった。本研究では破骨細胞分化の鍵となる新規膜表面分子(DC-STAMP及びKat1抗原)の機能を解明することを主たる目的とする。これらの分子の機能を試験管内破骨細胞分化系を用いて詳細に検討した。RANKLによって誘導される破骨細胞分化に伴ってDC-STAMPの発現が誘導された。その発現誘導はTRAPやカテプシンK等の破骨細胞分化マーカーに先んじて観察された。DC-STAMPの発現を特異的に阻害するsiRNA及び阻害効果を有さない変異siRNAを作製し、破骨細胞分化への効果を検討したところ、DC-STAMP特異的siRNAによる破骨細胞分化の著しい阻害が認められた。変異siRNAによる阻害効果は認められなかった。更に、DC-STAMP特異的抗体を破骨細胞分化系に添加すると、破骨細胞分化の有意な阻害が認められた。DC-STAMPのcDNAをクローニングし、マウスマクロファージ系細胞株に遺伝子導入するとRANKL依存性の破骨細胞分化が顕著に促進された。DC-STAMPを遺伝子導入した細胞から形成された破骨細胞の核数は著しく増加していた。

これらの結果より、RANKLによって誘導される破骨細胞分化(多核化の段階を含む)に於いて、DC-STAMPが重要な役割を果たしていることが明らかとなった。本研究成果はJ.Exp.Med.200:941-946,2004(Kukita T. et al)に報告した。Kat1抗原は活発に骨吸収を営む破骨細胞が特異的に発現する膜表面分子であるが、本研究では更に破骨細胞の分化及び活性化におけるKat1抗原の働きを解析する目的で、Kat1抗原の分子生物学的解析を進めている。今回、破骨細胞の機能制御(骨吸収制御)に於いて、本分子が重要な働きを演ずる可能性を見出した。新規膜表面分子Kat1抗原及びDC-STAMPの試験管内での機能解析結果を基盤として、これらの分子の生体内に於ける機能解析を行っていく予定である。破骨細胞分化因子RANKLを主体とする骨微小環境下、造血幹細胞から派生し単核の前駆細胞(前破骨細胞)どうしが特異的に認識・融合後、活性化を経て大型で多核の骨吸収細胞・破骨細胞が形成される。前破骨細胞の膜表面に存在する特定の分子が融合過程に関与すると考えられるが不明の点が多い。Suppression Subtractive Hybridization法により、破骨細胞分化にともなって誘導される遺伝子Tm7sf1を同定した。129SvマウスのBACベクターライブラリーよりTmsf1遺伝子を含むTmsf1遺伝子のゲノムをクローニングし、これを基にしてターゲッティングベクターを作製しES細胞に遺伝子導入し、Tmsf1遺伝子が欠損したES細胞の作製を行っているが、現時点では相同組換えが起こったコロニーの検出には至っていない。一方、破骨細胞の活性化に関しても不明の点が多いのが現状であるが、我々は破骨細胞の分化・活性化にともなって発現するユニークな膜表面制御分子Kat1抗原を見出しており、本抗原が破骨細胞の機能発現に於いて重要な役割を演ずることを示唆する所見を得ている。本研究では本抗原分子の遺伝子単離と遺伝子改変動物の作製を予定している。ビオチン標識した抗Kat1抗原モノクローナル抗体の結合を特異的に阻害する新しいモノクローナル抗体(IgG型)の作製に成功した。これらのモノクローナル抗体の中にはKat1抗原そのものを認識する抗体に加えて、Kat1抗原に結合している膜蛋白質に反応する抗体も含まれていた。Kat1抗原及びKat1抗原と結合する蛋白質について質量分析を進めるとともに遺伝子単離の準備を進めている。これらの新規膜表面分子の生体内における真の機能を解明し、その分子の発現制御、あるいはリガンドを同定することは重要である。本研究は新しい骨吸収制御法の開発の基盤となるものと思われる。破骨細胞は造血幹細胞に由来する骨吸収細胞である。破骨細胞分化因子RANKLの発見以降、シグナル伝達に多くの分子が関与することが次第に明らかとなってきた。
MRによる血管内乱流評価の基礎検討

内頚動脈の起始部では、流体力学における厳密な意味での乱流とは異なるものの、渦流の形成や血流の停滞など血液の流れに乱れがあることが知られている。この血流の乱れの解析がMRIにて非侵襲的に可能か否か基礎的な検討を行った。【結果と考察】TOF法ではBWの変化やFCの有無を利用することよって、血流の乱れを評価することは困難であった。TEの変化により血流の乱れのある部分に信号強度の変化が見られたが、それ以外の部分にも信号変化があり正確な評価はできなかった。Hydrography法では血流の停滞のある部位を高信号領域として描出することが可能であった。PC法やtagging法では血管内の微小な領域での血流の方向や速度を観察することが可能であり渦流も捉えることができたが、微小な範囲内で血流の速度や方向が強く変化する部位は低信号領域として描出された。今後PC法やtagging法をblack blood法など血管壁を詳細に観察できる手法と組み合わせ、様々な程度の内頚動脈起始部狭窄症例の検討を重ねることにより、血流の乱れが血管病変の形成のどのように関連しているか非侵襲的に評価可能と考えられた。脳血管障害の成因解析をする上で、血管内での血流の乱れの検討は重要な因子となると考えられる。しかし、この乱流の評価には非侵襲的でかつ客観的な方法が無いのが現状である。今回、MRIを用い血管内の乱流の評価が可能か否か基礎的な検討を行った[方法]ガラス管を用い血管の分岐部を擬似したファントムを作成した。これは、径6mmの本幹が本幹に対して30°と45°の角度で径5mmと3mmの枝に分岐するように作成した。カラス管内にはポンプを用いて水を300、600、1200ml/minの流量で流した。このファントムをMRIで2D TOF法にて撮像した。撮像はTEを6、11、30msのそれぞれで施行した。乱流のもっとも少ない部位として分岐前の部分(a)、軽度乱流が見られる部位として分岐した細い枝の分岐部から14mm離れた部位(b)、強い乱流が見られる部位として同じ枝の分岐部から7mmの部位(c)の3ヶ所で信号強度を測定した。同時に雑音も測定し、各部位、各流速、各TEでの信号雑音比(SNR)を求めた。さらに、健常成人の総頚動脈分岐部において同様の検討を行った。[結果と考察]ファントム実験では流量300ml/minの場合で部位がa、b、cと乱流が強くなるにつれ、TEが6の場合はSNRが37.2、27.2、20.5と半分程度まで低下したが、TE30msの場合は20.7、12.5、6.0と1/3以下の強い低下が見られた。流量を大きくした場合は各部位での乱流が増強すると考えられるが、各部位、各TEともにSNRの低下が観察された。以上より、複数のTEでのSNRを比較検討することにより、乱流がある程度定量的に評価できる可能性があると考えられた。健常成人の検討では内頚動脈の起始部ではTEが6msの場合でも強いSNRの低下が観察され、詳細な検討のためには、さらにTEを短縮するなど撮像法自体の改良が必要と考えられた。今回、MRIを用いて血管内の乱流の評価が可能か否か基礎的な検討を行った。昨年度の研究では血管分枝を疑似したファントムを用い2D TOF法でTEを変化させた画像を比較することにより乱流の部位がある程度描出されたが、人体の頚動脈分枝部での検討では十分な成果を得ることができなかった。本年度は健常成人にてTOF法とPC法での頚動脈分枝部における乱流評価を試みた。[方法]TOF法ではflow compensationの有無やTE・TRを変化させることにより乱流による信号欠損の程度を検討した。

さらに、PC法にて心電同期の有無や各種パラメータを変化させることにより乱流の描出に適切な条件を検討した。[結果と考察]TOF法では乱流の影響を正確に評価するために乱流の影響の無い画像と乱流の影響の大きな画像を比較する必要がある。TEは短い方が乱流の影響が小さいが現有機ではTEの短縮に限界があり十分とは言えなかった。TRの延長やflow compensationの利用もある程度の改善は得られたものの十分とは言えなかった。PC法での検討では心電同期を利用しない場合は十分な乱流の評価は難しいと考えられたが、心電同期を用いTR=24ms, TE=10ms, FA=10°の20mm厚の矢状断像でVENCを30cm/secと200cm/secで様々な心時相の画像を組み合わせることにより血管全体像と乱流のあると推測される部分を捉えることが可能であった。スライスの方向や厚さ、phase encodeの方向を工夫することによりある程度の定量性を持たせられる可能性が考えられ、次年度に検討予定である。内頚動脈の起始部では、流体力学における厳密な意味での乱流とは異なるものの、渦流の形成や血流の停滞など血液の流れに乱れがあることが知られている。この血流の乱れの解析がMRIにて非侵襲的に可能か否か基礎的な検討を行った。【結果と考察】TOF法ではBWの変化やFCの有無を利用することよって、血流の乱れを評価することは困難であった。TEの変化により血流の乱れのある部分に信号強度の変化が見られたが、それ以外の部分にも信号変化があり正確な評価はできなかった。Hydrography法では血流の停滞のある部位を高信号領域として描出することが可能であった。PC法やtagging法では血管内の微小な領域での血流の方向や速度を観察することが可能であり渦流も捉えることができたが、微小な範囲内で血流の速度や方向が強く変化する部位は低信号領域として描出された。今後PC法やtagging法をblack blood法など血管壁を詳細に観察できる手法と組み合わせ、様々な程度の内頚動脈起始部狭窄症例の検討を重ねることにより、血流の乱れが血管病変の形成のどのように関連しているか非侵襲的に評価可能と考えられた。
歯の移植において多血小板血漿はどのように歯周組織を再生させるか

本研究では、PRPを併用した歯の再植の動物実験モデルを作成し、歯の移植におけるPRPの歯周組織治癒過程について形態学的手法を用いて解明することを目的とした。その結果PRPを応用した場合は、応用しなかった場合に比べて移植窩周囲組織への炎症細胞浸潤の減少と、早期の上皮化が観察された。このことから歯の移植にPRPを応用した場合の治癒過程を解明でき、歯の移植への応用が有用であると示唆された。多血小板血漿(Platelet-Rich Plasma, PRP)は血小板中に含まれる血小板由来増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)などの各種成長因子や血液凝固の際に形成されるフィブリン網の介在によって創傷治癒を促進すると考えられており、さまざまな分野で骨や軟組織などの組織再生の試みがなされており、私たちは歯の移植への応用も検討している。しかしながら、歯の移植へのPRPの応用による歯周組織治癒促進効果についての研究はなく、基礎的研究も全くない。そのため本研究では、PRPを併用した歯の再植の動物実験モデルを作成し、歯の移植におけるPRPの歯周組織治癒過程について形態学的手法を用いて解明することを目的とし、実験を行った。本研究には生後10週齢雄性Fischer系ラットを用いた。i)ラット心臓部より採血し、PRPを作製した。ii)上顎第二、第三臼歯を抜歯し、同部の抜歯窩を連続するように骨を削除して第二臼歯を再植し、第三臼歯抜歯窩にはあらかじめラットより採血し、調整したPRPを填塞するモデル(PRP群)と全血の血餅を填塞するモデル(全血群)を作製した。本研究では、ラット心臓部からの採血とPRPの作製を行う手法を確立し、本モデルに使用するPRPの血小板由来増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)、血管内皮増殖因子(VEGF)、上皮増殖因子(EGF)などの測定を行えるようになった。また臨床において歯の移植で最も多いパターンである智歯をその前方の第二大臼歯部へ移植するというモデルを作製することができた。これにより智歯の抜歯によってその前方に位置する第二大臼歯遠心根周囲に生じる歯周組織欠損に対し、PRPが効果的であるかどうかを検討することができるようになった。ii)上顎第二、第三臼歯を抜歯し、同部の抜歯窩を連続するように骨を削除して第二臼歯を再植し、第三臼歯抜歯窩にはあらかじめフットより採血し、調整したPRPを填塞するモデル(PRP群)と全血の血餅を填塞するモデル(全血群)を作製した。本研究では、ラット心臓部からの採血とPRPの作製を行う手法を確立し、本モデルに使用するPRPの血小板由来増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング増殖因子β(TGF β)、血管内皮増殖因子β(TGFβ)、血管内皮増殖因子(VEGF)・上皮増殖因子(EGF)などの測定を行えるようになった。これにより智歯の抜歯によってその前方に位置する第二大臼歯遠心根周囲に生じる歯周組織欠損に対し、PRPが効果的であるかどうかを検討し、術後早期に欠損部の上皮化が起こる可能性が示唆された。
PI3P代謝によるサブセル空間レベルでのTORC1制御機構の解明

細胞内には様々な膜系オルガネラが存在し、それぞれ固有の機能を果たすことで恒常性が維持され、多様な細胞機能が発揮される。特にそれぞれのオルガネラには固有のホスファチジルイノシトールリン酸が局在化し、それぞれのオルガネラの同一性を確立しているという考え方が受け入れられつつある。その中でも特にホスファチジルイノシトール3リン酸は、哺乳類細胞ではエンドソーム、酵母細胞ではエンドソームおよび液胞に高度に濃縮しており、それらの機能の確立に重要な役割を担っていると考えられている。本研究では、ホスファチジルイノシトール3リン酸結合ドメインFYVEドメインを有する酵母のタンパク質Pib2に着目し、その機能解析を行った。Pib2はFYVEドメイン依存的に液胞膜上に局在し、さらにアミノ酸等の栄養に呼応して、細胞成長やオートファジーを制御するTORC1に結合し、TORC1を液胞膜へ繋留する役割を担っていた。Pib2は更に独立したもう一つのタンパク質複合体、GTR-EGOと並列にTORC1を液胞に繋留していた。Pib2はグルタミンの有無に応答して、TORC1を活性化し、実際Pib2を含む複合体とグルタミンの直接結合が見られた。しかしながら、Pib2をホスファチジルイノシトール3リン酸非依存的に液胞へ局在させても、その機能が果たされたことより、液胞上のホスファチジルイノシトール3リン酸の役割は、Pib2を繋留することでほぼ説明できた。TORC1はアミノ酸等の栄養に応答し、タンパク質翻訳、あるいはオートファジーなどを制御する細胞増殖のマスターレギュレーターである。しかしながらアミノ酸シグナルがどのようにTORC1に入力されるのか、その分子機構の実態の多くは不明である。本研究では我々が注目したPib2が、TORC1の上流因子として機能することが明らかとなったことから、その作用機序を解明することを目的とする。Pib2はホスファチジル3リン酸に結合するFYVEドメインを有しており、実際ホスファチジル3リン酸に依存して液胞に局在した。その生成に必要なホスファチジル3キナーゼはこれまで報告されているAtg14やVps38を含んだものとは別個のあらたな複合体であることが示唆された。PIb2を条件依存的に発現抑制を行った結果、単独ではTORC1に関する表現型が弱いが、その他のTORC1の上流因子であるGtr1の欠損株のバックグラウンドでは、TORC1活性が完全になくなり、細胞の増殖が停止した。このことはPib2はGtrと平行した経路を形成し、TORC1活性を調節していることを意味している。現在どのようなアミノ酸がそれぞれの経路を活性化するのか、詳細に検討をはじめている。同時に哺乳類培養細胞でのmTORC1の活性化機構も検討し、その活性化因子が、これまで報告されているリソソームではなく、ゴルジ体に局在化ことを見出した。ゴルジ体からリソソームに局在するmTORC1を活性化するメカニズムを提唱している。Pib2の機能解析が予想以上に進展しているため。TORC1はアミノ酸等の情報を感知し、下流のタンパク質合成、脂質合成、転写翻訳、オートファジー、細胞成長などの諸現象を統括的に制御する中心的機構である。我々はホスファチジルイノシトール3ホスファターゼMTMR3がmTORC1に結合して、その活性を抑制することを発見したことにより、ホスファチジルイノシトール3リン酸の細胞局所的な制御がTORC1の活性調節に重要であるとの着想を得た。実際MTMR3は多くがゴルジ体に局在するが、ゴルジ体にはmTORC1の活性化を担うRhebが局在することを示した。しかしmTORC1はリソソームに局在する。この一件相矛盾する関係は、ゴルジ体とリソソームが物理的に接触し、コンタクトサイトを形成することを発見することにより説明された。すなわちゴルジ体に局在するRhebがリソソームに局在するmTORC1をオルガネラ間接触を介して活性化するモデルを提唱した。一方酵母細胞においてはホスファチジルイノシトール3リン酸に結合するタンパク質PIb2がTORC1に直接結合し、その活性化を担うことを見出した。Pib2はホスファチジルイノシトール3リン酸に結合することにより液胞に局在化するが、その結合領域であるFYVEドメインを、それとは全く無関係な液胞膜タンパク質アルカリ性ホスファターゼと機能的に置換することによっても、その活性化は問題なく起すことを証明した。すなわち、ホスファチジルイノシトール3リン酸の局所的な機能としては、Pib2を液胞に局在化させることであることを意味している。哺乳類細胞および酵母細胞において共に新規のTORC1制御機構を発見することに成功した。

Pib2はFYVEドメイン依存的に液胞膜上に局在し、さらにアミノ酸等の栄養に呼応して、細胞成長やオートファジーを制御するTORC1に結合し、TORC1を液胞膜へ繋留する役割を担っていた。Pib2は更に独立したもう一つのタンパク質複合体、GTR-EGOと並列にTORC1を液胞に繋留していた。Pib2はグルタミンの有無に応答して、TORC1を活性化し、実際Pib2を含む複合体とグルタミンの直接結合が見られた。しかしながら、Pib2をホスファチジルイノシトール3リン酸非依存的に液胞へ局在させても、その機能が果たされたことより、液胞上のホスファチジルイノシトール3リン酸の役割は、Pib2を繋留することでほぼ説明できた。Pib2へどのようにアミノ酸が入力されるのか、個々のアミノ酸への応答プロファイルを詳細に取得し、その分子機構を解明する。とくにPib2がアミノ酸センサーである可能性も想定し、直接結合するのか否か、生化学的に検討する。今後今回発見した機構の詳細な分子機構を解明する。計画していたラジオアイソトープの実験が、次年度実行することとなったため。102円分必要な経費が生じなかったためラジオアイソトープの購入に当てる。
光線力学治療シミュレータによる治療計画技術の開発

本申請研究では,光線力学治療(PDT)の作用を計算するシミュレータを開発し,最適な光照射条件を提示する治療計画システムを実現する.光感受性薬剤への光照射により生成される活性酸素量を基にPDTの殺細胞過程をモデル化し,術前のMRIやCTデータから最適な光照射条件を提示する治療計画システムを開発する.実現に向け,PDTにおける作用機序モデルの構築,光感受性薬剤や生体組織に関する物理・化学パラメータの実測,光照射条件の最適化アルゴリズムの実装を行う.さらに,臨床データとの比較から本手法の有効性を明らかにし,PDTの迅速で幅広い臨床展開へ貢献する治療計画のための技術基盤を構築する.本申請研究では,光線力学治療(PDT)の作用を計算するシミュレータを開発し,最適な光照射条件を提示する治療計画システムを実現する.光感受性薬剤への光照射により生成される活性酸素量を基にPDTの殺細胞過程をモデル化し,術前のMRIやCTデータから最適な光照射条件を提示する治療計画システムを開発する.実現に向け,PDTにおける作用機序モデルの構築,光感受性薬剤や生体組織に関する物理・化学パラメータの実測,光照射条件の最適化アルゴリズムの実装を行う.さらに,臨床データとの比較から本手法の有効性を明らかにし,PDTの迅速で幅広い臨床展開へ貢献する治療計画のための技術基盤を構築する.
関節軟骨の形成過程における細胞外基質の特殊化に関する研究

目的:(1)関節軟骨細胞が形成過程のどの時期に成長板軟骨には認められないI型コラーゲンの産生能を獲得しタンパクを軟骨基質に蓄積するのかを検索するために、関節軟骨の形成過程におけるI型コラーゲンの遺伝子発現をin situハイブリダイゼーションを用いて、またタンパクの発現を免疫組織学的に検討する。(2)コンドロイチン4硫酸、コンドロイチン6硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸等のグリコサミノグリカン-プロテオグリカン(GAG-PG)が関節軟骨の形成過程においてどのように変動するのかについて、各GAG-PGに特異的なモノクローナル抗体を用いて免疫組織学的に検討する。方法:生後1週、5週、及び11週の雄性Wistar系ラットの脛骨を観察の対象とした。ラットを麻酔下に4%パラホルムアルデヒドを用いて浸漬あるいは灌流固定後、下肢を摘出しEDTAで脱灰した。通法に従いパラフィンに包埋し連続切片をつくり、隣接の切片を用いて関節軟骨の形成過程を以下の方法で検討した。(I)I型コラーゲンに対するin sutuハイブリダイゼーション(ディゴキシゲニン標識RNAプローブを用いた。)及び免疫組織学。(2)GAG-PGに対する免疫組織学。結果及び考察:生後1週齢のラット脛骨の骨端はすべて軟骨から成り、関節軟骨は成長板からまだ分離していなかった。生後5週齢においては骨端の骨化が進み、関節軟骨は成長板から分離し形成の途上にあった。11週齢において関節軟骨の形成はほぼ完了していた。I型コラーゲンに対する免疫反応は1週齢で骨端の軟骨表面に限られていたが、5週齢から11週齢にかけて陽性反応は関節軟骨深層に広がっていた。なお対照として観察したラット脛骨の成長板軟骨ではI型コラーゲンに対する免疫反応はいずれの週齢においても認められなかった。一方、I型コラーゲンに対して陽性のシグナルをもつ細胞は1週齢において骨端表層の軟骨に散在していた。5週齢では陽性の軟骨細胞は関節軟骨全層に見られ、11週齢ではシグナルの減少する傾向が認められた。また関節軟骨の形成過程において、GAG-PG特にコンドロイチン4硫酸に対する免疫反応性の低下が認められたが、成長板では反応性の低下は観察されなかった。結論:関節軟骨は形成過程において成長板軟骨とは異なる細胞外基質の特性を獲得することが示された。)及び免疫組織学。
原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体におけるトポロジカル量子現象

原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)におけるトポロジカル相を理論的に探索する。ここでのトポロジカル相とは、波数空間において波動関数がトポロジカルに非自明な状態をとるものであり、実空間で周期構造を持つBECからの準粒子励起の性質により決まる。この系の第一の特徴は、孤立系でありながらハミルトニアンが非エルミートであるという点である。非エルミート演算子は対角化不可能な「例外点」が存在することが知られており、例外点の関与した新奇なトポロジカル相の出現が期待される。第二の特徴は、スピンテクスチャにより実空間の周期構造を作れるという点で、実空間と波数空間の双方のトポロジカル構造の関係性が研究できる。
光/ナノプローブ統合化リソグラフィ

本研究課題では、有機シラン単分子膜をレジスト材料に用いて、光リソグラフィとナノプローブ・リソグラフィを有機的に統合し、高スループットの複合ナノリソグラフィを開発することを目的と、以下の研究成果を得た。(1)光露光システムの開発・試作波長172nmのエキシマランプ光を用いて、有機シラン単分子膜露光を行う露光システムを試作し、その機能を確認した。1μmのライン&スペースパターンを単分子膜上に転写することに成功した。(2)光露光パターンの潜像観察光露光された単分子膜上のパターンを非破壊で高分解能観察する技術を開発した。具体的には、非接触原子間力顕微鏡を用いた表面電位検出による。100nm以下の高解像度で露光パターンを観察できるだけでなく、検出された電位の大きさから、露光の程度(完全露光かそうで無いか)をあるていど判断できるようになった。(3)ナノプローブ描画原子間力顕微鏡を使用し、ナノプローブの位置を制御し局所的に電流を注入することで、有機シラン単分子膜をパターニングできるようになった。最小線幅20nmの描画に成功した。これまでの基礎研究の成果に基づき、単分子膜レジストを真空紫外光によって露光する光リソグラフィ装置を新規に設計し試作した。装置の主な機能を以下に列記する。(1)フォトマスクとウエハ位置を正確に合わせることの出来るマスクアライメント機構,・波長172nmのエキシマランプとその強度モニター。・0.5μm以下の重ね合わせ精度を狙ったアライメントマークの仕様を設計した。・XYZ回転あおりの5軸制御ステージの作製。等(2)光源からフォトマスクまでの光路での減光を防ぐまための窒素置換機構、波長172nmの紫外光は酸素によって吸収されるために、大気中でそのまま使用すると減光されてしまい、レジスト膜面へとうたつする光の量が著しく減少してしまう。そのため、光路内部を窒素で置換し減光を防ぐ機構を作製した。(3)マスクとウエハの間隔を制御するプロキシミティ制御機構。単分子膜の露光には若干の酸素供給が必要とされる。そのため、マスクとウエハ間にあるていど間隙があったほうが望ましい。解像度の低下をさけるためウエハーマスク間にサブミクロンのギャップを設ける機構を作製した。本年度は、以下の項目について研究を進めた。(1)光露光システムの立ち上げ12年度に試作した光露光システムを稼働させた。12年度の研究成果である程度の露光メカニズムに関する知見を得ているので、それを活用し露光条件を最適化した。露光時間の短縮化および1μmレベルの解像度を達成した。(2)潜像検出平成12年度の研究により、接触型AFMでの摩擦力検出モードによって単分子膜に光露光したパターンの潜像をほぼ非破壊で検出できることが明らかになった。リソグラフィシステムの構築には、非接触AFMでの描画への対応も必要不可欠であり、非接触モードでの潜像検出技術の開発が望まれた。本年度は、非接触AFMによる表面電位測定を潜像検出へと応用する可能性を見いだした。(3)リソグラフィの複合化光露光した単分子膜試料に、ナノプローブで追加露光する実験を行う。12年度に得られた知見をもとに、最適の潜像検出条件で光露光パターンを画像化する。100nm以下のナノラインを安定して描き込めるように、描画条件の最適化した。最終年度である平成14年度は、各要素技術の完成度を高める研究および光リソグラフィとナノプローブ描画化を統合する研究を進めた。(1)光露光プロセスの完成波長172nmのエキシマランプ光リソグラフィ実験を行った。露光条件の最適化や再現性および使い勝手向上等の改良点を洗い出し、実用化への課題を抽出した。また、波長244nmの紫外線レーザービームによる描画に最適化した単分子膜レジストを開発し、フォトマスクを要しないフレキシブルな単分子膜光パターニングの可能性を実証した。(2)ナノプローブ描画プローブ先端の摩耗を押さえ、安定したナノ描画を可能とする、間欠的接触モードによる単分子膜ナノ加工に関する実験を行った。

その結果、間欠的接触モードでは、単分子膜の最表面の官能基だけを化学変換できることを見いだした。将来の原子力レベル微細加工につながる成果を得た。(3)リソグラフィの統合化光露光-非接触AFMによる潜像検出(平成13年度成果)-潜像画像に基づいたプローブアライメント-ナノ描画という、一連の微細加工プロセス実験を行い、光リソグラフィとナノプローブ描画を統合化できることを実証した。
波長規模物体のレーダー像再構成に関する研究

本研究は、申請者らがこれまで地下探査レーダー信号処理のために開発してきた離散モデルフィッティング法に基づき、対象をレーダー波長規模の物体に制限することにより、再現画像の安定性と分解能を両立させた解析手法を開発することを目的とする。申請者らによるものを含めて、この種のパラメトリックな手法では個々の対象毎にさまざまなモデルを構築する必要があり、開発に多大な労力を必要とした。本研究では電波散乱の順問題のために開発された各種の手法を統合的に利用し、大きさが波長程度に限定された対象に関する逆問題を反復的に解く、一般性のあるアルゴリズムの開発を目標とした。本研究で用いた解析手法は、モデル化された物体からの散乱に関する順問題を解き、得られた推定観測波形と実際に観測される波形とを比較することによりモデルを改良し、これによって逆問題を解く手順による。従って最初に問題となるのは、物体のモデル化と散乱波の計算手法である。特に散乱波の計算はモデルの反復改良において極めて多数回の計算が必要となるので、高精度な計算と共に高速性が重要である。まず平成8年度には、これまでの方法の適用対象が無損失媒質に限定されていたことを改善するため、今年度はアルゴリズムを拡張して、分散・損失性媒質中のターゲットの形状推定を行った。9年度は、これまでの方法の適用対象が2次元問題に限定されていたことを改良するため、3次元点状物体に適用できるようレントレイシングアルゴリズムとモデルフィッティングアルゴリズムの拡張を行った。また、初期値推定における不要信号の除去性能を向上させるため、地下探査レーダー画像の特徴を考慮して2次元放物型ウェーブレット変換を提案し、これを用いた雑音除去法を開発した。最後に10年度には、レイトレイシングアルゴリズムとモデルフィッティングアルゴリズムの拡張をさらに進め、3次元有限寸法物体の形状推定のための改良を行った。本研究では電波散乱の順問題のために開発された各種の手法を統合的に利用し、大きさが波長程度に限定された対象に関する逆問題を反復的に解く、一般性のあるアルゴリズムの開発を目指す。本研究で用いる解析手法は、モデル化された物体からの散乱に関する順問題を解き、得られた推定観測波形と実際に観測される波形とを比較することによりモデルを改良し、これによって逆問題を解く手順による。本年度は、これまでの方法の適用対象が無損失媒質に限定されていたことを改善するため、今年度はアルゴリズムを拡張して、分散・損失性媒質中のターゲットの形状推定を行った。また、実際の応用におけるシステムの特性を調べるため、大阪府岸和田市の貝吹山古墳発掘現場に小型鉄筋探査レーダーを持ち込んで測定を行った。遺跡自体は盗掘のため遺物が残存していないことが判明したが、川原石や樹木の根を発掘前地表からの探査により検出し、その概略の形状を推定することに成功した。本研究は、申請者らがこれまで地下探査レーダー信号処理のために開発してきた離散モデルフィッティング法に基づき、対象をレーダー波長規模の物体に制限することにより、再現画像の安定性と分離能を両立させた解析手法を開発することを目的とする。

申請者らによるものを含めて、この種のパラメトリックな手法では個々の対象毎にさまざまなモデルを構築する必要があり、開発に多大な労力を必要とした。本研究では電波散乱の順問題のために開発された各種の手法を統合的に利用し、大きさが波長程度に限定された対象に関する逆問題を反復的に解く、一般性のあるアルゴリズムの開発を目指す。本研究で用いる解析手法は、モデル化された物体からの散乱に関する順問題を解き、得られた推定観測波形と実際に観測される波形とを比較することによりモデルを改良し、これによって逆問題を解く手順による。従って最初に問題となるのは、物体のモデル化と散乱波の計算手法である。特に散乱波の計算はモデルの反復改良において極めて多数回の計算が必要となるので、高精度な計算と共に高速性が重要である。本年度は、これまでの方法の適用対象が2次元問題に限定されていたことを改良するため、3次元点状物体に適用できるようレントレイシングアルゴリズムとモデルフィッティングアルゴリズムの拡張を行った。また、初期値推定における不要信号の除去性能を向上させるため、地下探査レーダー画像の特徴を考慮して2次元放物型ウェーブレット変換を提案し、これを用いた雑音除去法を開発した。この手法を従来の2次元ウェーブレット変換を用いた雑音除去法と定量的に比較し、ランダム一環境のいずれにおいても除去性能に大きな改善が見られることを確認した。本研究は、申請者らがこれまで地下探査レーダー信号処理のために開発してきた離散モデルフィッティング法に基づき、対象をレーダー波長規模の物体に制限することにより、再現画像の安定性と分解能を両立させた解析手法を開発することを目的とする。本年度は、昨年度より実用性の向上を目指して行っている3次元点状物体に適用できるレイトレイシングアルゴリズムとモデルフィッティングアルゴリズムの拡張をさらに進め、3次元有限寸法物体の形状推定のための改良を行った。まず、レイトレイシングにおいて、物体エッジによる3次元回折波の取り扱いを検討し、高速に回折波を生成するアルゴリズムを開発した。つぎに形状推定アルゴリズムを3次元に拡張し、これらを組み合わせて、比較的簡単な形状について再現性を確認した。この結果、12波長程度という、従来の手法の適用が困難であった寸法に対して、安定に物体形状が再現できることがあきらかとなった。
情報理論における函数解析的研究

数学は今世紀の後半に入って急速な発展をしつつあるが,この10数年間の発展は目醒ましいものがあり,特に,情報科学関連領域への数学の応用は著しい.この領域は従来の数学概念を越え,数理科学と呼称する分野である.本研究では,この分野を函数解析的方法を駆使して,更に新たな領域に発展さすきっかけを作ることを目指した.これ等を順に概説する.(1)「エントロピー」を「情報」の概念をベースとして,その理論的展開.これはShannonによって発見された情報理論のスターティング・ポイントであり,情報に関する諸概念は全て,このエントロピーの情報理論的把握を成し遂げることがキーポイントであることを論じた.(2)情報を論ずる場合に情報という概念を数理論的に捉えることをする必要がある.これは単位記号集団が特定する1つの有限集合をAlphabetとして,それを基としてmessagesを構成し,これに集合・位相の数学的構造を導入し情報源として数理的に展開した.(3)(1),(2)の結果を不確定性関係に適用し,情報の不確定性と量子力学における不確定性関係が,上述のエントロピー定式を用いて同様に定式化なし得ることを証明した.(4)信号解析に於ける基本的手法は標本展開定理である.そこにおける主役は標本函数であり,その数学的取扱いを巡って函数解析を展開した.Formulationはvon Neumannによる同スペクトル理論である.この研究によって信号の数理が解析できる.例えば,標本函数系(一径数半群)をスペクトル測度として持つStieltjes積分を行なうことによって運動量作用素が導出され,信号の基本函数が観測理論と直結していることなどを明らかにした.(5)統計物理において平衡状態を表わす概念のGibbs分布は,エントロピー最大原理より導かれるが,近年これをニューロコンピュータの確率モデルに用いBoltzmann機械と呼ばれるシステムが提案された.これは最適値問題を解く汎用的機械としても使える.これに関して理論の解析とコンピュータシミュレーションを行なった.これ等の成果について,国際シンポジウム等に於て発表を行なった.数学は今世紀の後半に入って急速な発展をしつつあるが,この10数年間の発展は目醒ましいものがあり,特に,情報科学関連領域への数学の応用は著しい.この領域は従来の数学概念を越え,数理科学と呼称する分野である.本研究では,この分野を函数解析的方法を駆使して,更に新たな領域に発展さすきっかけを作ることを目指した.これ等を順に概説する.(1)「エントロピー」を「情報」の概念をベースとして,その理論的展開.これはShannonによって発見された情報理論のスターティング・ポイントであり,情報に関する諸概念は全て,このエントロピーの情報理論的把握を成し遂げることがキーポイントであることを論じた.(2)情報を論ずる場合に情報という概念を数理論的に捉えることをする必要がある.これは単位記号集団が特定する1つの有限集合をAlphabetとして,それを基としてmessagesを構成し,これに集合・位相の数学的構造を導入し情報源として数理的に展開した.(3)(1),(2)の結果を不確定性関係に適用し,情報の不確定性と量子力学における不確定性関係が,上述のエントロピー定式を用いて同様に定式化なし得ることを証明した.(4)信号解析に於ける基本的手法は標本展開定理である.そこにおける主役は標本函数であり,その数学的取扱いを巡って函数解析を展開した.Formulationはvon Neumannによる同スペクトル理論である.この研究によって信号の数理が解析できる.例えば,標本函数系(一径数半群)をスペクトル測度として持つStieltjes積分を行なうことによって運動量作用素が導出され,信号の基本函数が観測理論と直結していることなどを明らかにした.(5)統計物理において平衡状態を表わす概念のGibbs分布は,エントロピー最大原理より導かれるが,近年これをニューロコンピュータの確率モデルに用いBoltzmann機械と呼ばれるシステムが提案された.これは最適値問題を解く汎用的機械としても使える.これに関して理論の解析とコンピュータシミュレーションを行なった.これ等の成果について,国際シンポジウム等に於て発表を行なった.数学は今世紀の後半に入って急速な発展をしつつあるが,この10数年間の発展は目醒ましいものがあり,特に,情報科学関連領域への数学の応用は著しい.この領域は陵来の数学概念を越え,数理科学と呼称する分野である.本研究では,この分野を函数解析的方法を駆使して,更に新たな領域に発展さすきっかけを作ることを目指した.これ等を順に概説する.(1)「エントロピ-」を「情報」の概念をベ-スとして,その理論的展開.これはShannonによって発見された情報理論のスタ-ティング・ポイントであり,情報に関する諸概念は全て,このエントロピ-の情報理論的把握を成し遂げることがキ-ポイントであることを論じた.(3)(1),(2)の結果を不確定性関係に適用し,情報の不確定性と量子力学における不確定性関係が,上述のエントロピ-定式を用いて同様に定式化なし得ることを証明した.(4)信号解析に於ける基本的手法は標本展開定理である.そこにおける主役は標本函数であり,その数学的取扱いを巡って函数解析を展開した.Formulationはvon Neumannと同スペクトル理論である.この研究によって信号の数理が解析できる.例えば,標本函数系(一径数半群)をスペクトル測度として持つStieltjes積分を行なうことによって運動量作用素が導出され,信号の基本函数が観測理論と直結していることなどを明らかにした.

(5)統計物理において平衡状態を表わす概念のGibbs分布は,エントロピ-最大の原理より導かれるが,近年これをニュ-ロコンピュ-タの確率モデルに用いBol tzmann機械と呼ばれるシステムが提案された.これは最適値問題を解く汎用的機械としても使える.これに関して理論の解析とコンピュ-タシミュレ-ションを行なった.これ等の成果について,国際シンポジウム等に於て発表を行なった.本研究では,函数解析的方法を駆使して,新たな領域に発展さすきっかけを作ることを目指した.これ等を順に概説する.(1)「エントロピー」を「情報」の概念をベースとして,その理論的展開.これはShannonによって発見された情報理論のスターティング・ポイントであり,情報に関する諸概念は全て,このエントロピーの情報理論的把握を成し遂げることがキーポイントであることを論じた.(2)(1)の結果をvon Neumann観測理論に対応させて量子観測理論の情報理論構成を行なったい、さらにこの結果を不確定性関係に適用し,情報の不確定性と量子力学における不確定性関係が,Fourier解析の手法を加えてエントロピーに定式化なし得ることを証明した.また、統計量の十分性の概念を量子論的確率論の枠組みで論じ、LeCamによる統計量に関する漸近理論を作用素代数上で展開した。(3)信号解析に於ける基本的手法は標法展開定理である.そこにおける主役は標本函数であり,その数学的取扱いを巡って函数解析を展開した.Formulationはvon Neumannの同スペクトル理論である.この研究によって信号の数理が解析できる.例えば,標本函数系(一径数半群)をスペクトル測度として持つstieltjes積分を行なうことによって運動量作用素が導出され,信号の基本函数が観測理論と直結していることなどを明らかにした.(4)統計物理において平衡状態を表わす概念のGibbs分布は,エントロピー最大原理より導かれるが,近年これをニューロコンピュータの確率モデルに用いBoltzmann機械と呼ばれるシステムが提案された.これは最適値問題を解く汎用的機械としても使える.これに関して理論の解析とコンピュータシミュレーションを行なった.これ等の成果について,国際シンポジウム等に於て発表を行なった.数学は今世紀の後半に入って急速な発展をしつつあるが,この10数年間の発展は目醒ましいものがあり,特に,情報科学関連領域への数学の応用は著しい.この領域は従来の数学概念を越え,数理科学と呼称する分野である.本研究では,この分野を函数解析的方法を駆使して,更に新たな領域に発展さすきっかけを作ることを目指した.これ等を順に概説する.(1)「エントロピー」を「情報」の概念をベースとして,その理論的展開.これはShannonによって発見された情報理論のスターティング・ポイントであり,情報に関する諸概念は全て,このエントロピーの情報理論的把握を成し遂げることがキーポイントであることを論じた.(2)情報を論ずる場合に情報という概念を数理論的に捉えることをする必要がある。
未知課題における「意欲」変動メカニズムの解明

本研究では、「未知」の課題に対する意欲を観察することで、課題遂行時における意欲の「変動」を捉える。対象とする脳領域として、意欲に関与する前帯状皮質(ACC)に着目した。さらに、ACCとドパミン神経系との相互作用にも焦点を当て、「ドパミンによる入力がACCの活動性を修飾することで、意欲の短期的変動をもたらす」という仮説の検証を行う。この検証のため、未知課題として、特定のルールを学習させる課題において、未学習段階における意欲を定量し、このときのACCの活動動態の観測、さらにはドパミン入力の操作による意欲変動の観測を行う。本研究により、意欲の変動を制御する神経基盤の解明に挑む。
新世代ネットワーク技術を応用したネットワーク機器の省電力運用に関する研究

本研究の目的は、24時間運用が基本であり省電力化が困難であるネットワーク機器の運用のために、消費電力とデータ通信量を相関させた新しい単位ならびにその単位に基づいた新しい配電方式を提案し、通信機器の省電力運用に貢献することである。本研究では、新世代ネットワーク研究で提案されている移動・変化するノードと、ノード間で扱われる情報を分離する考え方に基づいて、電気の需要先と供給元と扱われる電力量の情報を分離し、需要先と供給元や消費電力の変化に柔軟に対応できる新しい配電方式の研究を行う。平成25年度の目標は、外部測定によるデータ転送量(Byte)毎消費電力(W)の値の定義を行ない、通信機器用電力主導型配電方式の基本設計を行なうことであった。近年、仮想化技術が主流であるが、物理層だけは仮想化できないと考えられていた、しかし、ネットワークコーディング技術を用いれば、複数の物理的なビット列を単一のビット列で表現することが可能であり、これによって物理層の仮想化が可能になる。そこで、25年度はデータ転送量(Byte)毎消費電力(W)の値をより現実的に正確に定義するためにネットワークコーディングによる物理層の伝送方式について研究を行ない、平成26年度に向けてより正確、かつ、現実的に外部測定によるデータ転送量(Byte)毎消費電力(W)の値を求めることが可能になった。特に、ネットワークコーディングによる通信の省電力化について着目した研究を行い、本研究の対象が将来のネットワーク技術にも対応できるようにした。さらに、外部測定を行なういくつかの種類の異なる小型のPCを導入し、通信量に対する消費電力測定のための環境を整えた。通信機器用電力主導型配電方式の基本設計について、平成25年度は、移動体対応の情報主導型データ提供方式、つまり、利用者が必要とする情報を直接的にデータ通信可能なネットワークの研究およびプロトタイプの設計、実装、評価を行なった。平成26年度はこのプロトタイプをベースにして、必要とする電力情報から電力を配電する方式の具体的な設計を行なう。平成26年度は、本課題で取り組む電力主導型配電方式を利用する、コンテンツ配信の新しい方式について、研究開発を行った。本研究では、複数のコンテンツアクセスに関わる通信におけるサーバならびにネットワークの消費出力を最小にするために、バイオインスパイアアルゴリズムを利用した経路制御方式を開発した。バイオインスパイアアルゴリズムに基づいて、あるパケットが次のノードを選択する際に、ネットワークおよびサーバ全体の勝利電力ならびにサーバの負荷を最小にするためのアルゴリズムの開発を行い、評価によって、本方式の有効性を示すことができた。方法式は、識別子と通信識別子を分離させた新世代ネットワークICN (Information Centric Network)を前提としており、本研究課題の推進に大きく貢献した。平成27年度は、本研究の総合的なまとめとして、消費電電力の低減と、通信効率を両立する新世代ネットワークのキャッシュ方式の研究を行った。本研究では、通信機器の消費電力、ストレージシステムの消費電力、通信時間、キャッシュヒット率をそれぞれ、最良にするためのパラメータをシミュレーションから求め、その条件で従来の方式よりも消費電力、通信効率ともに優れた値を得ることができた。さらに、新世代ネットワークのキャッシュアルゴリズムに、従来用いられているアクセス頻度に、利用者の人気度(popularity)を加えることで、コンテンツの内容を考慮した新世代ネットワーク用の効率の高いキャッシュアルゴリズムを開発した。さらに、このアルゴリズムを、福岡市の公開している災害時の緊急車両の出動に関するオープンデータに適用し、緊急車両をICNのコンテンツ、車両基地をキャッシュに見立て、緊急車両の稼働効率の高い配置条件を求めることが可能であることを示し、本研究の社会システム上への応用力があることを示した。本研究によって、新世代ネットワークにおける、消費電力の低減と、通信効率の向上を両立できるアルゴリズムを開発することができた。また、社会システム上の応用にも発展的に取り組むことができた。平成28年度は、本研究をまとめ、国際会議で発表を行った。本研究の目的はネットワーク機器への給電を最適にするために、新世代ネットワークで用いられる位置が動的に変化する情報を最適に取得する手法を応用して、動的に変化する必要な電力量を求めることであった。本研究期間を通じて、新世代ネットワークの各方式の定量的に比較する研究、新世代ネットワーク上で移動する情報を取得するために通信機器やサーバに必要となる電力量を極小にするための研究ならびに、キャッシュ管理に着目することによってその量をさらに最適化する研究を行ってきたが、平成28年度はこれらの複数の関連する研究を統合的にまとめた。これにより、動的に変化する電力量を取得するための適切な新世代ネットワークの位置管理プロトコルを応用や環境に応じて対応させた。次に、その選択したプロトコルを用いたときの電力量を極小にする通信機器、サーバの構成を求めることが可能になった。最後に、高度なキャッシュ管理方式によってその電力量をさらに最適にする手法で、電力量を削減することができた。さらに、そのプロトコルを用いて、通信機器以外の応用で、例えば、緊急インシデントの実績データに基づいた緊急車両稼働管理のためのエネルギー量の最適量の計算が可能であることも示した。また、本研究を拡張して、セキュリティ対策のためにあらたに必要となる処理のための電力量の考察について、サイバーセキュリティ演習の実施を通じて考察を行った。

本研究では、新世代ネットワーク研究で提案されている移動・変化するノードと、ノード間で扱われる情報を分離する考え方に基づいて、電気の需要先と供給元と扱われる電力量の情報を分離し、需要先と供給元や消費電力の変化に柔軟に対応できる新しい配電方式の研究を行う。平成26年度も、本課題の中心である新世代ネットワークおよびその省電力化に注力し、具体的なアルゴリズムの開発に成功し、さらに、評価によって期待されている数値を得ることができているため。平成27年度の研究の一部は、本代表者の指導のもと、2名の修士学生とともに行われ、この研究成果の一部はこれらの学生の修士論文にまとめられている。しかし、研究成果の対外的な公表を行っていないため、今後は得られた成果を対外的に公表する必要がある。ネットワーク平成27年度は、移動ノード通信を強力に支援する識別子、通信識別子分離型新世代ネットワークならびにその省電力化に注力した研究を遂行する。さらに、識別子分散におけるサイバーセキュリティリスクも考慮し、リスクの低減と電力の省電力化のトレードオフならびにその両立についても研究を行う。当初は通信データとして、絶対的な物理層のビット列を想定していたが、最近の研究の動向を調査し、より、高度な仮想的な物理層のビット列も扱えるようになっている。また、通信機器用電力主導型配電方式の設計のために、主導する情報と配送するデータのより汎用的な通信方式の設定を行なっている。このように、扱う通信の対象もより将来的なものの想定ができ、また、より汎用的な設計を行なっている。研究代表者は、平成26年度から九州大学のサイバーセキュリティに関する研究、業務を新規に遂行することになったが、センターの長を勤め、本研究計画当初の想定よりも多忙であった。さらに、サイバーセキュリティの研究を進める上で、本研究課題にも、セキュリティに関する事項を採り入れるべきであると考えた。このため、研究を延長し、セキュリティのことを考慮したネットワーク機器の省電力運用に取り組む。平成26年度は、以前に購入していた計算機を利用してシミュレーションを行うことができたため、物品費、その他の支出が予算額を下回った。出張も、学会などからの補助をいただいたため、予算額を下回った。平成27年度に研究した内容にセキュリティのことを加えた内容で、研究成果の公表等の活動を行う。平成25年度に設定した汎用的な情報主導型データ提供方式を用いて、本研究の目的である電力主導型配電方式を実現する。さらに、実データに基づいた通信量に対する消費電力測定を行ない基礎データシートの作成を行なう。また、通信機器として想定している小型PCから直接、通信量に対する消費電力を取得するための機能の研究を行なう。平成27年度は、研究成果を積極的に国内外で公開し、研究費を有効活用する予定である。平成25年度3月に末に研究者の家族がインフルエンザに感染し、本研究者も外出禁止になったため、予定していた成果発表のための出張が行なえなくなった。