hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人・人工物共存のための演劇におけるコミュニケーションデザイン

本研究は、人とロボットなどの人工物との社会的共存のための要件を探るため、演劇の手法を用いて人工物が行う人への応答などのコミュニケーションデザインを明らかにすることを目的とする。今研究期間では、人工物の動作生成に関わる研究を行った。動作生成については、俳優が行う感情を表す動作をモーションキャプチャで獲得し、感情モデルに従ってそれを適用先のロボットのキャラクタに合わせて適用する手法を実現した。また、人工物と俳優が共演する演劇公演を上演する際に、その観客の行動データを収集するための環境を整えることができた。本研究は、今後予想されるロボットなど社会的人工物の人間社会への普及とともに問題となるだろう人-人工物間の社会的共存のあり方を演劇の手法をもって探求することが目的であり、(1)ロボット等の人工物の開発、(2)人工物と俳優が共存する演劇の制作、(3)俳優と人工物との相互作用の分析を通して、人と人工物との共存のためのコミュニケーションデザインについて検討を行っている。当該年度は、(1)の人工物の開発を完了し、(2)の演劇の制作を行う予定であった。人工物としてロボット3体の開発が完了した。そのうち2体は俳優の行動をモーションキャプチャで記録し再現できるタイプであり、もう1体は測距センサのみを持つ簡易な球形タイプである。前者では、人型とクマ型の2種類を開発している。2体ともマイクを搭載し、人の音声にも応答できる。これにより、人の呼びかけに対して身振りの他、音声も合わせて応答できるようになった。これらのロボットの開発とともに、俳優の動作をモーションキャプチャで記録,再生するための、動作生成システムを開発している。現在、記録したモーションを加工・編集できるようなモーションエディタの開発も進めている。球体のロボットでは接近距離に合わせて揺動角を変化させることで、人に親近さを感じさせるためのパラメータ調整が可能になった。ロボットの完成後予備実験を行い、ロボットの行動が人に好感や自然さを与えるためのパラメータの検討を行った。また、人がロボットに興味を持続するための条件の検討を行い、適宜なロボットからの働きかけや、人への応答とは独立した行動などが有効であることを明らかにした。さらに、演劇公演のための前段階として、俳優による日常動作の演技の観察や、動作記録を行った。しかし、2つの問題によって(2)には至らなかった。これについては、「達成度」でも報告する。当該年度では、(1)は概ね終了し、(2)のための予備実験として、モーションキャプチャで人の動作を記録、再生できるタイプのロボットを用いて、挨拶程度の会話を行う2人の俳優の動作をモーションキャプチャし、その動きをロボットに適用させてみた。ところが、予備実験中の俳優へのインタビューで、人の動きをそのままロボットに移しても、そのロボットらしい動きに見えないというコメントがあった。そこで、次の予備実験として、俳優に、モーションキャプチャしながらリアルタイムでロボットを操作してもらうと、ロボットのモーター速度や取付け角度などの物理的制限や、ロボットの外見などから、ロボットのキャラクターに合わせた動作をするようになった。すなわち、ロボットと直に接する人から見れば、そのロボットの外見、動作,音声などの整合性が重要であることが分かった。そのため、次の課題として、ロボット動作のキャラクター性について検討する必要が生じた。また、出演予定の俳優の別の公演の出演が決まったこともあり、(2)の演劇公演を今年度中に行うことはできなかった。その代わり、上記のロボットのキャラクター性の検討を行うとともに、(3)相互作用の分析で使用するための環境構築を先に行った。本研究は(1)人工物の開発、(2)人工物と俳優が共存する演劇の制作、(3)俳優と人工物の総合作用の分析を通して、人と人工物との共存のためのコミュニケーションデザインについて検討を行っている。当該年度は(1)の人工物の開発を行うとともに、動作解析のための環境構築を行った。人工物としてロボットと仮想環境上のアバタの開発を行っている。ロボットとしては人型と球形の2種を開発している。人型ロボットについては、ロボットの実装とともに、俳優の行動に対応する動作を生成するための動作記録システムの開発を行った。このシステムはKinectセンサを用い、人の動作をコンピュータ上に記録することができる。これによって、複雑な動作設定が不要となり、簡単な手続きで動作を登録させることができるようになった。現在はPCによる遠隔制御を行っているが、スマートフォンとの組み合わせでロボットの自動制御も検討している。

また、スクリーン上に投影されたアバタが人の行動に滑らかに応答できるように、協同パントマイムを行っている人々の動作をARモデルを用いて分析した。その結果、簡単な動作であれば人がするのと同じようなタイミングで応答させることができることが明らかになった。今後、このモデルをアバタに実装する。さらに、劇場での動作解析を行うための環境の開発を行っている。実験室とは異なり測定が困難な劇場で簡便なモーションキャプチャシステムが必要になる。当該年度ではKinectセンサを用いたモーションキャプチャシステムの開発を行っている。正確な測定のため、Kinectの開発システムに収録されているモーションキャプチャライブラリは用いず、センサに搭載されている赤外センサとビデオカメラの組み合わせで効率的な画像抽出法を開発できた。本研究は、人と自律的に動く人工物とが社会的に共存できるためのコミュニケーションのデザインを考えるため、その実験として、人工物が俳優と対等な関係で舞台上に存在する演劇作品の創造を行う。その創造過程を通し、人工物が俳優や観客に行動を起こさせるような「引き算」としてのデザインの成立条件を、身体性の観点から明らかにすることを目的としている。当初の研究計画では、(1)自律的人工物の製作、(2)人工物と俳優の相互作用の分析、(3)自律的人工物を導入した演劇創造、(4)演劇創造における、俳優・人工物間の相互作用の分析、観客の反応の分析、の段階を追って進める予定であった。ただ、当初はモーションキャプチャで獲得される人動作をほぼそのまま人工物に適用する予定であったが、人工物に適用する際、人工物のキャラクタと適用動作の違和感の問題が発生し、現在、キャラクタと動作の関係に視点を移して研究を進めている。特に、感情の次元モデルを適用して動作生成を行う方向で進め、様々なキャラクタの間の相互変換最終年度では、感情を表す動作を人工物で実現させるため、俳優やダンサーに協力を得て、人の感情動作(全身)を収集した。これらの感情動作は、被験者への提示をもとに、Russelの「快-不快」、「覚醒-睡眠」の2次元に配置され、感情を2次元のパラメータで表現することが可能になれば、基本動作の組み合わせで人工物の感情の動作を生成できる。これを立証するために、感情モデルをもとに動作生成を行うプロトタイプとして、ポット型のロボットを新たに開発を始めている。また、モーションデータの編集を行うモーションエディタおよび、スマートフォンのセンサで観客の行動をサーバに集めるシステムの基本機能が完成している。なお、これらの成果は、H27年度のFIT2015などの関連分野の研究会等で報告する予定である。認知科学当該年度では、俳優とロボットの間の相互作用について観察等フィールドワークやそれに関わる実験を行い、その知見をもとに、俳優とロボットとが共演する演劇公演の制作を行う予定であった。
言語政策に役立つ,コーパスを用いた語彙表・漢字表等の作成と活用

「現代日本語書き言葉均衡コーパス」をもとに、語彙表と漢字表を作成し、社会でよく使われている語彙と漢字の範囲を明確にした。小学校・中学校・高等学校で用いられている全教科の教科書を対象としたコーパスを構築し、その語彙表と漢字表も作成し、社会で使われる語彙・漢字と、学校で教えられている語彙・漢字を対照できるようにした。これらのコーパス、語彙表、漢字表を用いて、国語政策と国語教育の分野における諸課題に取り組む方法を研究した。(1)国語施策と国語教育の分野に,コーパスを本格的に導入することで,新しい研究領域を開拓する。特に,語彙と漢字を取り上げ,コーパスを用いた語彙表・漢字表を作成し,これを活用した研究を展開する。(2)研究の共通データとして,(1)領域全体で作成する「現代日本語書き言葉均衡コーパス」に基づく語彙頻度表・漢字頻度表,(2)小中高等学校で使われている検定教科書の全学年全教科の教科書のコーパスとその語彙頻度表・漢字頻度表を作成し,その活用法を研究することを通して研究を実践する。国語施策と国語教育に役立てることのできる語彙表と漢字表を,代表性を有するコーパスに基づいて作成し,それらを活用する方法を開発することを目指して,研究に着手した。まず,この研究を展開する基盤となるデータベースとして,I教科書コーパスと,IIコーパスに基づく語彙表・漢字表を,構築する作業に着手した。Iは,小・中・高等学校で使用されている全教科について,よく使われる教科書を対象とし,学校で教えられている語彙や漢字の全体を把握する資料とするものである。また,IIは,本領域で構築する「現代日本語書き言葉均衡コーパス」の語彙表・漢字表と,Iの教科書コーパスのそれとの双方を作成し,現代日本語における語彙・漢字の実態と,学校教育での語彙・漢字の実態とを把握する資料とするものである。平成18年度は,これら二種のデータベースについて,小規模な試作版を作成しつつ基本的な設計を行い,本格的な構築のための準備を整えた。上記の基盤データを活用して,次の五つの細目を立て,分担を定め,研究に着手した。a)難解用語の抽出と言い換え(田中)b)常用漢字表・人名用漢字等の在り方に関する調査研究(相澤)c)文章作成における語彙選択指導(野村)d)概念体系構築のための語彙指導(研究協力者:鈴木一史(東京大学教育学部付属中等教育学校教諭))e)国語力向上のための漢字指導(棚橋)平成18年度は,各細目において,コーパスをどのように使うのが効果的であるのか,コーパスのデータとコーパス以外から得られるデータとを,どう関連づければよいのかなどについて,重点的な検討を行った。国語施策と国語教育役立てることのできる語彙表と漢字表を,代表性を有するコーパスに基づいて作成し,それらを活用する方法を開発することが目的である。研究の基磐となるデータベースとして,教科書コーパスと,コーパスに基づく語彙表・漢字表を構築し,これをもとに研究を展開した。平成19年度は,次の六つの個別課題について,括弧内の担当者が中心となって研究を進め,それぞれ以下のような成果を得た。a)難解用語の抽出と言い換え(田中)医療用語を例に,専門コーパスと一般コーパスの語彙頻度と比較して,難解語を重要語を抽出する方法を研究した。b)現代社会に対応した常用漢字表・人名用漢字のあり方(相澤)白書コーパスを用いて,漢字の使用実態調査を行い,現状の常用漢字表との重なりとずれを把握し,コーパスを漢字政策に役立てる方法を研究した。c)文章作成における語彙選択指導(野村)学習者の能力に応じた適切な語彙提示を考えるために,国語教科書で扱われている語彙項目について,生徒の難易度意識の調査を実施し,問題点を探索した。d)概念体系構築のための語彙指導(研究協力者:鈴木一史(東京大学・教育学部付属中等教育学校・教論)国語科における学習語彙と,社会で必要とされる語彙に着目し,国語科における語彙指導を効果的に行う際に必要となる,言葉を認識するネットワークとしての概念体系の構築方法を研究した。e)国語力向上のための漢字指導(棚橋)小学校6年生に配当されている漢字が,中学校科書コーパスにどのように出現しているかを考察し,国語科における漢字指導を語彙教育に関連づけていく方向を探究した。f)分野別特徴語の抽出(研究協力者:近藤明日子(国立国語研究所・研究開発部門・特別奨励研究員)中学校教科書コーパスを用いて,特定の教科に特徴的な語彙を抽出する方法を研究し,理科を事例に教科特徴語を抽出し,問題点を整理した。国語施策と国語教育に役立てることのできる語彙表と漢字表を,代表性を有するコーパスに基づいて作成し,それらを活用する方法を開発することが目的である。研究の基盤となるデータベースとして教科書コーパスと,コーパスに基づく語彙表・漢字表を構築し,これをもとに研究を展開中である。

平成20年度は,次の5つの個別課題について,括弧内の担当者が中心となって研究を進め,それぞれ以下のような成果を得た。a)難解用語の抽出と言い換え(田中)代表性を有するコーパスをもとに語彙をレベルに分け,また,医療分野に特徴的な語彙を抜き出し,難解な医療用語の抽出を試みた。難解度のレベルごとに,分かりやすく言い換える方策を研究した。b)現代社会に対応した常用漢字表・人名用漢字のあり方(相澤,齋藤)代表性を有するコーパスをもとに漢字表,音訓表を作成した。文化審議会国語分科会で審議中の新常用漢字表で問題となっている漢字や表記について,社会一般での使用実態の観点から分析した。c)概念体系構築のための語彙指導(研究協力者:鈴木一史(東京大学・教育学部付属中等教育学校・教諭))教科書コーパスにおける語彙頻度と代表性を有するコーパスにおける語彙頻度について,漢字の読み書きテストの結果と対照し,読みの習得・書きの習得に,学習者の語彙への接触のありようがどのように関係しているのか考察した。d)国語力向上のための漢字指導(棚橋)小学校の教科書を用いて,教科に特徴的な漢字の存在を指摘し,国語科以外で漢字指導を行う可能性を検討した。e)分野別特徴語の抽出(連携研究者:近藤明日子(国立国語研究所・研究開発部門・特別奨励研究員))分野による偏りの度合いと,広い範囲に分布する度合いをとらえる統計指標について研究し,語彙のレベル判定などに生かす方法を探索した。国語施策と国語教育に役立てるこのできる語彙表と漢字表を,代表性を有するコーパスに基づいて作成し,それらを活用する方法を開発することが目的である。(1)共通データとしての教科書コーパスと語彙表・漢字表を作成し,(2)難解用語の抽出と言い換え,(3)現代社会に対応した漢字表の在り方とは,(4)コーパスを用いた語彙指導,(5)コーパスを用いた漢字指導,(6)コーパスを用いた作文指導という五つの応用課題に取り組み,それぞれ次のような成果が得られた。(1)教科書コーパスと語彙表・漢字表の作成教科書コーパスの作成は順調に進み,その一部を試験公開した。現代日本語書き言葉コーパスの一部を用いて語彙表を作成し,語彙レベルの研究の基盤とした。教科書コーパスの語彙表・漢字表を作成し,教科特徴語彙や教科特徴漢字を抽出した。(2)難解用語の抽出と言い換え語彙のレベル情報を難解語の特定と言い換えに応用する方法を研究した。(3)現代社会に対応した漢字表の在り方とは文化審議会から2009年3月に試案が示された「新常用漢字表」に新たに採られた漢字について,現代日本語書き言葉均衡コーパスの実態と対照して,問題点を探索した。(4)コーパスを用いた語彙指導現代日本語書き言葉均衡コーパスに基づく語彙表から導き出した,語彙レベルと教科特徴語彙について,その性質を考察し,語彙指導に役立てる方法を探索した。また,別のプロジェクトで作成された中高生の作文語彙と,語彙レベル・教科特徴語とを対比して分析した。(5)コーパスを用いた漢字指導小学校教科書を用いて,教科に特徴的な漢字を抽出し,教科特徴漢字に配慮した漢字指導の在り方を提言する論文にまとめた。(6)コーパスを用いた作文指導高校生に対する課題
分子標的薬暴露癌細胞の中長期生存分子機構の解明と新規癌関連遺伝子同定への応用

EGFR阻害剤, ALK阻害剤は遺伝子変異を有する非小細胞肺癌に著効するが, K-ras阻害剤は無効である。各阻害剤の効果の違い・耐性のメカニズムなどは明確でない。これを解明するため,各変異細胞株の遺伝子発現を,各遺伝子阻害前,各遺伝子阻害96時間目で比較検討した。II-18, PC9, A549の正常細胞・96時間遺伝子機能を抑制した細胞を各々2種類、計12種類提出し、RNA発現アレイの結果を得た。約47000種類の遺伝子について、提出した正常細胞2種類、96時間遺伝子機能を抑制した細胞2種類で同様の結果となっている遺伝子を選択した。II-18, PC9では遺伝子機能抑制状態で発現が亢進しており、A549では発現の亢進を認めない遺伝子を12種類発見した。この遺伝子は肺非小細胞肺癌の治療過程において耐性発現を認める原因遺伝子の候補となりえる。EGFR遺伝子変異,EML4-ALK融合遺伝子,K-ras遺伝子変異は,非小細胞肺癌で認められる主要な遺伝子変異である.しかしながら,EGFR阻害剤,ALK阻害剤はそれぞれの遺伝子変異を有する肺癌に著効するにもかかわらず,K-ras阻害剤は無効であることが知られている.非小細胞肺癌の遺伝子変異の理解は単純ではない.(a) EGFR,EML4-ALK以外に,非小細胞肺癌において主要な役割を演じているチロシンキナーゼは存在するか.すなわち,その阻害剤が肺癌治療に有用であるようなチロシンキナーゼは存在する.(b) EGFR阻害剤,ALK阻害剤は対応する遺伝子変異を有する肺癌に有効なのに,K-ras阻害剤はなぜ無効なのか.EGFR遺伝子変異,EML4-ALK融合遺伝子とK-ras遺伝子変異は相互排他的に存在する.すなわち,一つの肺癌は3者のうち最大1つのみを有している.これは,3つの変異遺伝子が発癌において同様の役割を演じており,どれか1つで発癌に必要な条件を満たすことを示唆している.なぜ治療効果に相違があるのか(c)EGFR阻害剤,ALK阻害剤は全ての癌細胞を殺し切らず,一部の肺癌細胞は残存する.この現象は,同一性の強いと思われる細胞株において観察され,さらに臨床で分子治療薬の効果が不十分な大きな理由と考えられる.細胞死に陥る細胞と生存する細胞の違いは何なのか.上記(a)(b)(c)の疑問に対する手がかりを掴み,新たな分子標的治療の標的分子を探るため,複数のEGFR変異細胞株,EML4-ALKを有する細胞株,K-ras遺伝子変異細胞株の遺伝子発現を,各遺伝子阻害前,各遺伝子阻害96時間目で比較検討している.EGFR,K-rasに関しては,MicroarrayにかけるべきmRNAの調整が終了した.今後EML4-ALKに関して調整を行う予定である.EGFR遺伝子変異,EML4-ALK融合遺伝子,K-ras遺伝子変異は,非小細胞肺癌で認められる主要な遺伝子変異である。しかしながら,EGFR阻害剤,ALK阻害剤はそれぞれの遺伝子変異を有する肺癌に著効するにもかかわらず,K-ras阻害剤は無効であることが知られている。EGFR,ALK融合遺伝子,K-rasは,全て細胞増殖・生存シグナル伝達経路中の分子だが,既知のシグナル伝達経路図を見ても各阻害剤の効果の違い・耐性のメカニズムなどの数々の疑問に対する答えは明確でない。さらに短時間のシグナル伝達はリン酸化など既存の蛋白の修飾によって行なわれるが,細胞生存・増殖などの長期間の変化は遺伝子発現を通じて実現されるため,遺伝子発現の面からの検討が必要である。これらの疑問について解明し、新たな分子標的治療の標的分子を探るため,複数のEGFR変異細胞株,EML4-ALKを有する細胞株,K-ras遺伝子変異細胞株の遺伝子発現を,各遺伝子阻害前,各遺伝子阻害96時間目で比較検討した。これまでに、各細胞株のうち、II-18,PC9,A549の正常細胞・96時間遺伝子機能を抑制した細胞を各々2種類、計12種類提出し、RNA発現アレイの結果を得た。約47000種類の遺伝子について、提出した正常細胞2種類、96時間遺伝子機能を抑制した細胞2種類で同様の結果となっている遺伝子を選択し、この中からII-18,PC9では遺伝子機能抑制状態で発環が亢進しており、A549では発現の亢進を認めない遺伝子を12種類発見した。
国際供給を考慮したバイオマス利活用システムの最適設計

本研究では、地域特性を考慮した多国間の国際供給によるバイオマス利活用システムを設計した。複数のバイオマス資源とエネルギー変換技術を同時に扱い、安価で豊富なバイオマス資源の賦存量を持つ開発途上国から、需要量が多い日本に国際供給を行うことを想定し、温室効果ガス削減効果、エネルギー収支、コスト、マテリアルフローを定量的に評価した。得られた結果を用いて、最適な供給国と資源、技術の組み合わせ、導入促進に求められる技術発展や環境整備を明らかにした。これにより、低炭素社会への貢献、開発途上国の経済発展、廃棄物の削減などの効果が期待される。本研究では、地域特性を考慮した多国間の国際供給によるバイオマス利活用システムを設計することを目的とする。複数のバイオマス資源とエネルギー変換技術を同時に扱い、安価で豊富なバイオマス資源の賦存量を持つ開発途上国から、需要量が多い日本に国際供給を行うことを想定し、温室効果ガス削減効果、エネルギー収支、コスト、マテリアルフローを定量的に評価する。当該年度では、新たに栽培、伐採する一次資源と、副産物や廃棄物等の二次資源に分類し、それぞれに対するシステム境界を定めることで、様々な資源に応用可能な設計手法を構築した。様々な資源を対象とするシステムの設計研究では、システム境界の設定が重要となる。新たに栽培または伐採される資源と、他の産業から発生する副産物や廃棄物では、資源の収集までのプロセスが著しく異なる。しかし、国内のバイオマス利活用システムに関する研究の多くは、対象とする資源や技術ごとに境界を定めており、包括的な設計手法は構築されておらず、本研究の成果はバイオマスエネルギーシステムの設計研究として非常に重要な意義を持つ。また、東北地方を対象地域、遊休農地で栽培される国内資源を対象資源として、バイオエタノールを製造することを想定したシステムを設計、解析した。ArcGISによる輸送経路の最適化及び混合整数計画法を用いた施設配置問題の最適化を行い、バイオエタノールの製造コスト、製造に伴う温室効果ガス排出量、エネルギー収支を定量的に評価した。さらに、国内資源だけではなく、海外資源を輸入、利用することを想定した解析を行い、国内資源のみを利用する場合に比べて、施設配置や規模、エネルギー収支、製造コスト、温室効果ガス排出量がどのように変化するのかを明らかにした。得られた成果を、20th EU BC&Eや日本エネルギー学会バイオマス科学会議で発表し、日本エネルギー学会に投稿中である。本研究は、対象国におけるバイオマス資源や地理情報のデータベース化、国際供給を考慮したエネルギーシステムの設計、最適化手法による解析、エネルギー経済モデルによる長期予測を行った。初年度は、対象国のバイオマス資源の賦存量、価格、栽培時の機械化係数や肥料係数などを調査し、データベースとしてまとめた。また、各国の道路状況、既利用の農地および未利用農地の面積、国際輸送が可能な港の位置などの地理情報を調査し、データベースとしてまとめた。次年度は、作成したバイオマス資源と地理情報のデータベースを用いて、地理情報システムツールArcGISによってバイオマス資源の収集・運搬を最適化した。資源の加工を供給国で行った後に日本に国際輸送する場合、加工工場の立地条件を考慮した最適化を行った。これにより、それぞれの国から資源を国際輸送する際に必要となるコストとエネルギーを明らかにした。最終年度は、エネルギー需要量の変化、開発途上国の人口増加による食料との競合の激化などによって、今後のバイオマス資源の価格が変化すること予想される。また、習熟効果により、加工やエネルギー変換に要するコストが現在よりも低減する技術があると考えられる。よって、非線形エネルギー経済モデルMETA-Netを用いて、作物やエネルギー変換のコスト等を変化させるシナリオ解析を行い、将来のバイオマスのエネルギー利用に求められる条件を明らかにした。対象国におけるバイオマス資源や地理情報のデータベース化、国際供給を考慮したエネルギーシステムの設計、最適化手法による解析、エネルギー経済モデルによる長期予測を段階的に行う。当該年度では、マレーシアに大量に賦存するオイルパーム残渣(EFB)を対象資源、マレーシアのボルネオ島を対象地域として、道路状況及びパームオイル工場の規模と立地、港の位置のデータベースを作成した。作成したデータベースを基に、地理情報システムArc GISを用いて、パームオイル工場からEFB加工工場、港までEFBを運搬するための輸送経路を最適化し、コストとエネルギー消費量を明らかにした。また、東南アジアに賦存するバイオマス資源の中には、オンサイト利用が適しているバイオマス資源が存在する。例として、タイを対象地域とした、有機物を含む廃水の処理におけるバイオガス回収利用システムを設計した。

国際輸送を行わない場合のメリットとして、クリーン開発メカニズム(CDM)を考慮した温室効果ガス削減量及び経済性を評価した。熱力学、システム工学、経済学に基づいたバイオマスエネルギーシステムの設計研究は国内では例がなく、地域特性を考慮した資源と技術の最適な組み合わせが明らかとなった。得られた成果を日本エネルギー学会主催のバイオマス科学会議及びThe 8th Biomass Asia Workshopで発表し、上記を含めたこれまでの成果が、日本エネルギー学会誌に掲載された。本研究は、次のように段階的に行う。(1)対象国のバイオマス資源の賦存量をデータベース化する。(2)対象国の道路状況や農地等に関する地理情報をデータベース化する。(3)加工工場の立地条件を考慮し、対象国における収集・運搬を最適化する。(4)複数の国、資源を対象としたバイオマス利活用システムの数理モデルを設計する。(5)線形計画法により、最適な供給国、資源、技術の組み合わせを明らかにする。(6)エネルギー経済モデルを用いたシナリオ解析により、長期的な需要と供給の動向を示す。当該年度では、上記の(4)及び(5)を行った。資源を発生プロセスごとに一次資源と二次資源に分類し、それぞれに対してシステム境界を定め、様々な資源を対象とするシステムを評価することができる設計手法を構築した。この手法を用いることで、これまで明確ではなかったシステム境界を客観的に定めることができるため、複数の資源を同一の評価基軸で扱うことができる。東北地方を対象として、国内資源の栽培及び海外資源の輸入を考慮し、バイオエタノールを製造するために最適な作物種、施設配置及び規模、輸送経路等を明らかにした。得られた結果より、バイオエタノールの製造コスト、エネルギー収支、温室効果ガス排出量を定量的に評価した。以上、当該年度の研究は、(5)の複数の技術を扱う段階には至っていないが、(4)の数理モデルの設計研究が当初の予定よりも進んでいるため、総合的にはおおむね順調に進展している。(6)エネルギー経済モデルを持ちいたシナリオ解析により、長期的な需要と供給の動向を示す。当該年度では、タイとマレーシアについて、上記の(1)から(3)まで行った。
多重ゼータ値と多重Ｅｉｓｅｎｓｔｅｉｎ級数の代数的，　幾何的な研究

多重ゼータ値とはここ四半世紀で研究が盛んになった研究対象であり、多重Eisenstein級数とはGangl, Kaneko Zagier (2006)により導入された二重Eisenstein級数を一般化した級数のことである。Bachamann氏は外国人特別研究員として採用されていた1年間、国内のさまざまなセミナー、研究集会に足繁く出向き国内の若手の研究者たちと複数の共同研究を同時進行で行い、この多重ゼータ値と多重Eisenstein級数について精力的に研究を続けてきた。主だった業績として以下の4つが挙げられる:1).多重Eisenstein級数の微分に関する研究:多重Eisenstein級数は、depthが1,2,3の場合において多重Eisenstein級数に関連するある種のq級数が微分作用素で閉じていることを計算により示した。2).補間Schur多重ゼータ値の研究:多重ゼータ値や多重ゼータスター値を一般化した補間多重ゼータ値という多項式とYoung図形より構成されるSchur多重ゼータ値が知られている。これら二者をつなげる補間Schur多重ゼータ値という多項式を導入し基本的な性質を導いた。3).円分的有限多重ゼータ値の研究:円分的有限多重ゼータ値を導入して、これの基本的な代数的構造の基本的性質、特殊値、有限多重ゼータ値のq類似とのつながりについての結果を得た。4).Schur多重ゼータ値の和公式の類似の研究:多重ゼータ値や多重ゼータスター値と同様にSchur多重ゼータ値に対しても和公式の類似が成り立つことを示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
DNA複製開始にCDKを必要としない変異、JET1の解析

真核細胞のゲノムDNAの複製は、各染色体上に複数存在するDNA複製起点から開始する。S期に入ると複製起点は2つのキナーゼ、CDKとCdc7により活性化され、DNA複製が開始する。この過程におけるCDKの生理的ターゲットは長年未知であったが、2002年にSld2が複製開始に必須なCDKのターゲットとして報告された。これまでの研究代表者の解析から、Sld2のリン酸化は複製開始に必要であるが十分でないことがわかった。そこで、CDKによる活性制御を受けないSld2の構成的な活性化型変異を作製し、それと合成致死となるような変異体のスクリーニングを行い、CDKなしでもDNA複製を開始する変異体(JET1)を取得した。このJETl変異体は、G1期停止、S期CDKあるいは全てのCDK活性を抑制した状態においてDNA複製を行うことができた。このJET1変異は複製因子Cdc45に起きた変異であった。また、実際のCDKのリン酸化ターゲットはCdc45ではなく、その結合パートナーであるSld3であることが分かり、DNA複製開始過程ではCDKがSld2,Sld3をリン酸化することで第3の因子であるDpbllとの複合体形成を促進し、この反応をきっかけとして複製起点上で新たな分子集合が起こり、DNA複製が開始することが強く示唆された。さらに、Sld2とSld3のリン酸化をバイパスするような変異を組み合わせると、CDK活性がなくてもDNA複製を開始できることがわかった。このことは、Sld2,Sld3が複製開姶における最少のCDKの基質セットを構成していることを示しており、本研究において、JET1変異を手がかりとした解析を行ったことで、真核細胞の染色体DNA複製開始における重要なステップが解明できた。そこで、Sld2のCDKによらない構成的な活性化型変異を作製し、それと合成致死となるような変異体のスクリーニングを行い、CDKなしでもDNA複製を開始する変異体(JET1)を取得した。このJET1変異体は、G1期停止、S期CDKあるいは全てのCDK活性を抑制した状態においてDNA複製を行うことができた。また、密度勾配遠心法や2次元ゲル電気泳動法等の手法を用いて、このとき実際にDNA複製が起きていることを示す証拠が得られた。さらなる解析から、1)Sld3タンパクがS期CDKの必須なリン酸化ターゲットであること、2)Sld3はリン酸化されるとDpb11タンパクと結合するようになること、3)先に述べたSld2がDpb11のC末端側と結合するのに対し、Sld3はDpb11のN末端側と結合すること、を見いだした。これらのことはDNA複製開始に際してCDKがSld2,Sld3をリン酸化し、Dpb11との複合体形成を促進することを示している。このことは、Sld2,Sld3が複製開始における最少のCDKの基質セットを構成していることを示しており、本研究によりDNA複製開始における重要なステップが解明できたと考えている。

真核細胞のゲノムDNAの複製は、各染色体上に複数存在するDNA複製起点から開始する。S期に入ると複製起点は2つのキナーゼ、CDKとCdc7により活性化され、DNA複製が開始する。この過程におけるCDKの生理的ターゲットは長年未知であったが、2002年にSld2が複製開始に必須なCDKのターゲットとして報告された。これまでの研究代表者の解析から、Sld2のリン酸化は複製開始に必要であるが十分でないことがわかった。そこで、CDKによる活性制御を受けないSld2の構成的な活性化型変異を作製し、それと合成致死となるような変異体のスクリーニングを行い、CDKなしでもDNA複製を開始する変異体(JET1)を取得した。このJET1変異体は、G1期停止、S期CDKあるいは全てのCDK活性を抑制した状態においてDNA複製を行うことができた。このJET1変異は複製因子Cdc45に起きた変異であった。また、実際のCDKのリン酸化ターゲットはCdc45ではなく、その結合パートナーであるSld3であることが分かり、DNA複製開始過程ではCDKがSld2,Sld3をリン酸化することで第3の因子であるDpb11との複合体形成を促進し、この反応をきっかけとして複製起点上で新たな分子集合が起こり、DNA複製が開始することが強く示唆された。さらに、Sld2とSld3のリン酸化をバイパスするような変異を組み合わせると、CDK活性がなくてもDNA複製を開始できることがわかった。このことは、Sld2,Sld3が複製開始における最少のCDKの基質セットを構成していることを示しており、本研究において、JET1変異を手がかりとした解析を行ったことで、真核細胞の染色体DNA複製開始における重要なステップが解明できた。
医療機器のための遠隔精密バイラテラル制御の研究

計算機ネットワークを介したマスタ・スレーブ方式の遠隔操作ロボットは遠隔手術などの応用が期待されている.マスタ・スレーブは,ユーザがマスタアームを持って手を動かすと,遠隔地にあるスレーブアームがマスタアームと同じ動きをする方式であり,直感的なロボット操縦が可能である.マスタ・スレーブロボットにおいて,操作者に力情報をフィードバックするバイラテラル制御は,制御の安定性を保証することとロボットアームの追従性を両立する制御技術が長年の課題となっている.本研究では,波変数に基づくバイラテラル制御を適用する.この制御手法は,マスタとスレーブとの間の情報伝達にエネルギーに関連する変数を用いる制御方式であり,任意の長さの時間遅れに対して制御の安定性を保証することができる.しかしながら,波変数に基づく制御は追従性に課題があり,操作者がマスタを止めても遠隔地のスレーブアームが振動するといった課題がある.そこで,本年度は,機械学習を利用して操作者の手の動きを予測することで,波変数に基づく制御の追従性を向上させることを図った.操作者が手を動かした際の軌道データを記録して学習させ,それを元にして100ミリ秒先の手先位置を予測する.学習には,時系列データの処理に優れるLong short term memory (LSTM)を用いる.LSTMは,従来の再帰ニューラルネットワークに対して,長いデータに対応できるように内部にメモリユニットと呼ばれる構造を持たせるように改良されたものである.また,ロボットの制御周期は1ミリ秒であるが,LSTMの特性に合わせて予測のサンプリング周期は50ミリ秒に設定した.実験により,提案する手法を用いて誤差0.5mm程度で軌道を予測できることを確認した.当年度は,波変数に基づくロボット遠隔制御において,振動やオーバーシュートを抑制することを目標としていた.当初は,マスタ側に停止位置予測アルゴリズム,スレーブ側にオーバーシュート抑制フィルタを導入する計画であったが,LSTMを用いて軌道そのものを予測し,時間遅れの影響そのものを低減することができている.制御系については,MATLABを用いたシミュレーションにより動作を確認し,さらに空気圧シリンダを用いた制御実験専用の単軸ロボットを試作して実装を行っている.制御理論の面では,エネルギー収支モニタと呼ばれる手法を用いて,空気圧駆動システムにおけるバイラテラル制御が不安定になることを数値シミュレーションにより確認しており,これについては新たな課題として次年度は理論的に検討することを予定している.当年度の研究により,空気圧と波変数を組み合わせたバイラテラル制御が不安定になることが明らかとなったため,この課題を解決する制御理論の構築を行う予定である.また,遠隔手術ロボットの「クラウド化」を目指し,任意地点にいる医師とロボットを自在に接続できるオンライン遠隔協調手術システムのを試作する.担当医の自動選択機能を含む基礎的なソフトウェア・アーキテクチャの検討を行い,ソフトウェアを試作する.担当医はAI(機械学習や最適化計算等)により選択を行うが,これらの技術が十分でないと判断した場合は,手動での割当を行うソフトウェアを作成し,将来の自動化に必要なデータ収集を行う.さらに,実際の遠隔手術における様々な課題の洗い出しを行い,制御理論の面から解決が可能なものについては本研究において対処する.計算機ネットワークを介したマスタ・スレーブ方式の遠隔操作ロボットは遠隔手術などの応用が期待されている.マスタ・スレーブは,ユーザがマスタアームを持って手を動かすと,遠隔地にあるスレーブアームがマスタアームと同じ動きをする方式であり,直感的なロボット操縦が可能である.マスタ・スレーブロボットにおいて,操作者に力情報をフィードバックするバイラテラル制御は,制御の安定性を保証することとロボットアームの追従性を両立する制御技術が長年の課題となっている.本研究では,波変数に基づくバイラテラル制御を適用する.この制御手法は,マスタとスレーブとの間の情報伝達にエネルギーに関連する変数を用いる制御方式であり,任意の長さの時間遅れに対して制御の安定性を保証することができる.しかしながら,波変数に基づく制御は追従性に課題があり,操作者がマスタを止めても遠隔地のスレーブアームが振動するといった課題がある.そこで,本年度は,機械学習を利用して操作者の手の動きを予測することで,波変数に基づく制御の追従性を向上させることを図った.操作者が手を動かした際の軌道データを記録して学習させ,それを元にして100ミリ秒先の手先位置を予測する.学習には,時系列データの処理に優れるLong short term memory (LSTM)を用いる.LSTMは,従来の再帰ニューラルネットワークに対して,長いデータに対応できるように内部にメモリユニットと呼ばれる構造を持たせるように改良されたものである.また,ロボットの制御周期は1ミリ秒であるが,LSTMの特性に合わせて予測のサンプリング周期は50ミリ秒に設定した.実験により,提案する手法を用いて誤差0.5mm程度で軌道を予測できることを確認した.当年度は,波変数に基づくロボット遠隔制御において,振動やオーバーシュートを抑制することを目標としていた.当初は,マスタ側に停止位置予測アルゴリズム,スレーブ側にオーバーシュート抑制フィルタを導入する計画であったが,LSTMを用いて軌道そのものを予測し,時間遅れの影響そのものを低減することができている.

制御系については,MATLABを用いたシミュレーションにより動作を確認し,さらに空気圧シリンダを用いた制御実験専用の単軸ロボットを試作して実装を行っている.制御理論の面では,エネルギー収支モニタと呼ばれる手法を用いて,空気圧駆動システムにおけるバイラテラル制御が不安定になることを数値シミュレーションにより確認しており,これについては新たな課題として次年度は理論的に検討することを予定している.当年度の研究により,空気圧と波変数を組み合わせたバイラテラル制御が不安定になることが明らかとなったため,この課題を解決する制御理論の構築を行う予定である.また,遠隔手術ロボットの「クラウド化」を目指し,任意地点にいる医師とロボットを自在に接続できるオンライン遠隔協調手術システムのを試作する.担当医の自動選択機能を含む基礎的なソフトウェア・アーキテクチャの検討を行い,ソフトウェアを試作する.担当医はAI(機械学習や最適化計算等)により選択を行うが,これらの技術が十分でないと判断した場合は,手動での割当を行うソフトウェアを作成し,将来の自動化に必要なデータ収集を行う.さらに,実際の遠隔手術における様々な課題の洗い出しを行い,制御理論の面から解決が可能なものについては本研究において対処する.
コウモリのアクティブセンシングによるナビゲーション行動の包括的理解

本研究は,コウモリの音響ナビ行動をマイクロフォンアレイやバイオロギング手法を用いて計測し,彼らが「何時・何処で・何を知ったか」に関する情報をもとに,哺乳類であるコウモリのナビ中の意思決定プロセスを理解することを目的としている.本年度の成果は下記の通り.●モモジロコウモリを対象としたパッチ内の音響計測データから,個体間の互恵的利他行動の可能性を見出した.群としての採餌効率をエージェントモデルによるシミュレーションし,その行動の合理性を確認した.投稿論文として準備を進めている.また高感度ビデオカメラによる映像分析から,真の採餌効率の算出が可能となり,音響と映像双方の補完的な役割によって,野生下における最適採餌理論の実証にもつながると期待している.●室内での空間学習を伴う障害物回避飛行にみられるコウモリの音響と飛行の適応行動の特徴を,シンプルな数理モデルで表現することができた.●A01橋本との共同によって,室内で集団飛行するコウモリの3次元経路の映像解析手法が確立をできた.また公募班A02波部の映像解析技術によって,高感度ビデオカメラを用いた野外での集団飛行の様子から,個々のコウモリの経路算出が可能となりつつある.●公募班西海と共同で,コウモリをモデルとした動的ターゲット(飛翔蛾)に対する追跡アルゴリズムの分析が進み,コウモリが獲物の先を読んだソナーの運用をしていることがわかった.●開発した音響GPSロガーのデータ回収に成功した.音声の放射タイミングの時系列変化から,採餌の瞬間を特定することが可能となった.またキクガシラコウモリに対するバイオロギングデータから,夜間の採餌移動が移動と停滞に分類できること,また停滞地点と環境嗜好性の関係について分析を行い,結果を投稿論文としてまとめることができた.●石垣にてオオコウモリへのバイオロギング調査を実施し,データの回収に成功した.●マイクロホンアレイを用いて計測したモモジロコウモリの採餌効率等のデータの分析から,次の個体の出現によって餌場を譲っていることを確認した.このような餌場の譲り合いは稀有であり,音響的混信による採餌効率の低下や,コウモリ独特の生態から,互恵的利他行動の可能性が強く示唆され,数値シミュレーションにおいてその行動の妥当性を証明した.また高感度のビデオカメラを用いて,コウモリが獲物を捕獲する場面の撮影に成功した.その際,コウモリが獲物を捕獲後落下させる様子や,失敗などが音声の変化と一部相関があることが確認できた.●音響的な見通しの有無が,空間学習の効率にどのように影響を与えるのか,また同一空間を繰り返し飛行させることで,空間学習の様子を調べた.その結果,飛行軌跡及び超音波の放射方向の変化から,コウモリが空間マップを持つ可能性を見出した.さらに“警戒心"をパラメータとして空間学習の様子を数理モデルで表現することも行った.これらの成果は,システム制御情報学会2019年度学会賞奨励賞を受賞した.●A01橋本班の学生と共同実験を行い,各コウモリの3次元経路を自動で算出するプログラムの開発がほぼ完了した.また公募班A02波部とは,野外での集団飛行の映像解析について,畳込みニューラルネットワークを用いた手法を提案し,共同での学会発表を行った.●捕食者ー被食者間のナビゲーション行動として,コウモリが蛾にアタックする場面の分析を,公募班西海と共同で行った.今年度の国際学会にて発表並びに論文投稿の準備を進めている.●キクガシラコウモリの夜間の採餌飛行において,開発した音響GPSロガーのデータ回収にようやく成功した.飼育下のコウモリを用いた室内での検証実験と合わせることで,ロガーで計測された音声の放射タイミングの時系列変化から,採餌の瞬間を特定できることがわかった.課題1:小中規模ナビゲーションの行動学:●パッチ内(餌場)の採餌行動を引き続き高感度ビデオカメラで計測し,野生下における最適採餌戦略の実証を進める.また利他的行動を示す結果について論文投稿を完了する●空間学習による過渡的な変化をモデル化し,障害物回避アルゴリズムの提案について論文投稿を目指す.課題2:3次元空間記憶ナビゲーションの神経行動学:プロトタイプの小型神経活動音響ロガーを用いて,アリーナ内での空間記憶ナビ課題を実施し,超音波の放射方向やタイミングなどの音響データと聴覚経路や海馬由来の脳波を同時に計測する(B01高橋と連携).課題3:個体間インタラクションに関する音響ナビゲーションの解明:●野外でのステレオビジョンによる計測システムを用いて,洞窟内や集団で出巣する様子を計測し,野生下でのコウモリの集団ナビゲーションの結果をまとめる.軌跡算出方法の開発はA01橋本、公募班A02波部と連携して行う.●動的ターゲット(飛翔蛾)に対するコウモリの追跡アルゴリズムの分析がほぼ終了したことから,今後は論文化を進める。●室内での複数個体飛行の実験を行い,種間比較や飛行経路との関係,また昨年度完成した音響プレイバックシステムを用いた混信状況の操作によって,集団飛行中の音響ナビゲーションの解明を進める.課題4:GPS計測による大規模ナビゲーションの理解:●昨年度,ようやく1個体から音響GPSロガーのデータが回収でき,採餌の瞬間が計測されていたことから,今年度はデータの蓄積を優先し,論文執筆に取り組む.●ヤマコウモリのバイオロギングデータに関して分析を進め,論文化を目指す.またA02前川らと共同で,GPSデータの飛行軌跡の深層学習を用いた分析を進める.●昨年度,オオコウモリのバイオロギング調査が成功したことから,今年度は領域で開発するログボットを利用して実施することを計画する.本年度は,小型野生コウモリの音響ナビゲーション行動の計測に必要となる,GPS超音波イベントロガーの開発を進めた.

途中実施した試作機を用いた調査では個体の回収には至らなかったが,新たにGPSロガーの回収に成功した.野生下のキクガシラコウモリが移動と停滞を繰り返しながら飛行する様子が初めて確認できた.また基点を中心に花びら状に行き来するforay search型の飛行ルートがいくつか見られ,コウモリの探索行動の1種であると考えられた.また中規模のナビゲーション行動の分析として,水面上で採餌を行うモモジロコウモリを対象として,3次元軌跡の分析を進めた.大規模と同じ基点を中心とした探索行動がここでも見られ,また哨戒距離を反映する探索中の超音波の放射間隔が,採餌頻度(餌の密度)に応じて異なることもわかった.また水面上に現れる各個体毎に,採餌ポイントやその時間間隔についてマイクロホンアレイシステムを用いて追跡することに成功し,完全野生下での各個体の採餌効率に関する重要な基礎的データを得ることができた.室内では,未知および既知空間での音響ナビゲーションの変化を調べるために,障害物ルートを繰り返し飛行させ,その際の3次元飛行軌跡や超音波の放射方向の変化について調べた.障害物を音響的に見通しが効くチェーン列と見通しが効かないアクリル板を用いたところ,空間の学習が進むに従い,飛行軌跡やエコーロケーションが効率化される様子が確認でき,見通しが効く場合はより遠くにソナーの注意方向が向いていることも確認できた.自由行動下のコウモリからの神経活動を記録するため,小型ニューロロガーの開発に着手した.並行して行動実験の計測システムの構築と,対象種や行動課題について検討を進めた.野生コウモリの長距離ナビゲーションの追跡を行うため,GPS座標とともにコウモリの発する超音波をイベントで記録するロガーの開発を進めた.試作途中のロガーを用いた調査では回収に至らなかったが,飼育するキクガシラコウモリを用いた装置の検証等を行い,開発をほぼ終了することができた.また回収できたGPSロガーの飛行軌跡の分析から,コウモリが移動と停滞を繰り返していることが確認できた.コウモリは状況に応じて超音波の発声頻度を変化させることから,音声と軌跡を合わせることで,採餌の回数や場所,また探索区間などの状態分離が可能になる.また中距離のナビゲーションでは,水面を採餌場所(パッチ)として利用するモモジロコウモリを新たな対象種とし,マイクロホンアレイを用いたデータを計測した.パッチへの入出力タイミング,採餌回数,探索ルートなどを個体毎に採取でき,完全野生下でのこのような行動データは非常にめずらしく,最適採餌理論のモデル動物として有用であることを示せた.探索ルートの分析はまだ十分進めることはできなかったが,長距離ナビゲーションで見られたforay型の探索ルートが見られたことから,今後は採餌効率と探索ルートの関係についても検討を進める.室内実験では,学習によるナビゲーションの変化について飛行軌跡と超音波の放射方向の計測から分析を進めた.今後はデータの増加と理論的な考察が必要である.自由行動下のコウモリからの神経活動を記録する小型ニューロロガーの開発に着手したが,試作品を用いた検証まではスケジュール的に至らなかった.
協奏的芳香族求核置換反応の一般化

本研究の目的は、協奏的芳香族求核置換反応という新しい反応機構に基づく芳香族化合物の求核置換反応を開発することである。数少ない前例であるRitterらによって報告されたイミダゾロン骨格を持つフッ素化試薬を参考に、芳香族基質と類似の相互作用が可能な分子の設計、合成、評価を実施した。最初に2,2'-ビフェニルボロン酸を合成したところ、合成過程で期待した分子内脱水反応が進行し、7員環のB-O-B結合を有する環状誘導体が生成することを明らかにした。この無水物とフェノールとの反応により、イプソ位置換反応が進行しないか、種々の求核剤を用いて検討したが、期待した反応は進行せず、デボロネーションなどの副反応が起こることがわかった。この環状ホウ素化合物で目的の反応が進行しない要因を、ボロン酸のLewis酸性の低さと化合物の熱的安定性の低さにあると考察した。そこで、これらの問題を克服すべく、ナフタレン環の1,8位にジメシチルボリル基を持つ化合物を設計した。この化合物はホウ素原子はすべて炭素原子と結合しているため、先に合成した酸素を持つ誘導体よりもLewis酸性が向上する。しかし、ホウ素上は嵩高いジメシチル基で覆われているため、期待通り熱的には安定であった。この新規化合物の構造をX線結晶構造解析により決定することができた。この分子を用いて、フェノールのイプソ位置換反応を検討したが、熱的な条件下では、目的の反応が進行しなかった。しかし、光照射下では、何らかの反応が起こっていることがNMR実験により確認されたので、今後の展開への道筋をつけることができた。フェノールの協奏的芳香族求核置換反応を達成するためのテンプレートとして、イミダゾリウム塩の合成を検討した。イミダゾリウム塩の2位にパーフルオロアリール基を持つ誘導体の合成を目指して、対応するカルベンとパーフルオロトルエンとの求核置換反応を検討した。その結果、1:1付加体と1:2付加体の混合物が得られることが分かった。1:2付加体は、イミダゾール環の2位だけではなく、4位でもアリール化が進行した化合物であった。1:1付加体を選択的に得るために、イミダゾール環の4,5位にメチル基をそれぞれ導入した誘導体を用いて同様のアリール化を検討した。その結果、質量分析により目的物が生成していることが確認できたものの、構造不明の副生成物が多数生成し、純粋な目的物を得ることができなかった。別の合成法として、パラジウム触媒によるNーヘテロ環カルベンとヨードベンゼンとのクロスカップリングが知られている。その報告を参考に、ペンタフルオロヨードベンゼンとNーヘテロ環カルベンとのクロスカップリングを検討したが、反応は進行しなかった。そこで、パーフルオロアリール基を持つイミダゾリウム塩が不安定である可能性を加味し、ペンタフェニルイミダゾリウム塩を新たなターゲットして、合成を検討した。その結果、市販のベンゾインとアニリンから5段階で総収率20%で目的物の合成を達成した。このイミダゾリウム塩を用いて、フェノールのフェニル化が起こるかどうかを検討したが、反応は進行しなかった。本年度予定した化合物の合成検討は完了し、安定性に問題があることを突き止めた。代替化合物の合成ルートは確立できたので、目的の反応を達成するための置換基導入をすること、ボロン酸誘導体の合成と次年度の予定を明確にできた。イミダゾリウム塩とフェノールの反応を促進するために、イミダゾリウム塩上の置換基の最適化を進める。さらに、ボロキシン中間体を経由するフェノール活性化についても検討する。

H29年度は研究代表者が、人事異動により研究室を引っ越ししたため、研究室の立ち上げに時間がかかり、研究開始時期が数カ月遅れたため、次年度使用額が生じた。この額はすべて試薬やガラス器具などの消耗品費として次年度使用する。
p進解析と代数的整数論

研究代表者白谷克巳は、p進L関数の研究から生ずるディリクレ指標のガウス和について、そのp進的な大ききの標価を研究し、ディリクレ指標の導手が奇素数のときグロス-コブリッツ公式の打ち切り合同式の簡明な証明を与え、更に一般に、導手が奇素数べきのときのガウス和のp進的大きさを精密に求めた。次に、ルビン-ティト形式群Fに付随するp進ゼーダ関数zetarho(s,F,h)のs=1での値を研究し、古典的に既知である種々の場合を含む統一的計算法を与えた。これらの結果は円分体の整数論への重要な応用をもつものである。末吉豊はルビン-ティト群の等分点の体でのノルム剰余記号を研究し、高木-白谷の公式の一般化を得た。吉田英治は、保型関数のスペクトル理論の中で、R-級数、H-級数を定義し、セルベルクの固有値予想に対し重要な道具になる得ることを示した。坂内英一、山田美枝子、宗政昭弘は、代数的組合せ論の方法を用いて、巡回群上のスピンモデルの構成と分類、アダマール行列の構成法、興味ある正則グラフの自己同型群などに新しい結果を得た。その他の研究分担者は、球面微分同相理論での多数の問題提起、極小曲面に近い曲面のガウス写像の擬等角度、(3,6)型超幾何微方程式のモノドロミイ群の生成元の決定、アレキサンドロフ空間の等長変換群などを研究し、興味ある諸結果を示した。
マクロファージ分化・活性化における新規アダプター分子BCAPの役割

免疫細胞の分化、増殖、細胞死といった一連の細胞現象は厳密に調節されたレセプターを介するシグナルによって誘導される。既に、PLC-γ2、P13Kノックアウトマウスの解析によりPLC-γ2、PI3Kを介する細胞内シグナルがB細胞の分化・機能発現に必須の役割を担っていることが明らかにされてきた。また、マクロファージも同様に、これらの経路が細胞増殖・機能発現に必須であることが示唆されている。PLC-γ2、PI3Kがレセプターからどのような分子機序で活性化されるのかを明らかにする目的で、我々はこれらの経路を制御する新規アダプター分子BCAPを単離してきた。そこで、BCAPの機能を個体レベルで解析するために、我々はBCAP欠損マウスを遺伝子ターゲティング法によって樹立した。BCAPはB細胞、マクロファージ特異的に発現していた。BCAP欠損マウスの脾臓、リンパ節では、IgDhi IgMloB細胞が野生型マウスに比べ著明に減少していた。また、腹腔内のCD5+B細胞は、ほぼ消失していた。血清IgM, IgG3は低下し、胸腺非依存性(TI-II)抗原に対する反応は減弱する一方、胸腺依存性(TD)抗原には正常に反応した。BCAP欠損B細胞は抗原刺激への反応が低下しており、レセプター刺激時のカルシウム動員も抑制されていた。以上により、BCAPはB細胞の分化およびTI-II反応に必須であることを明らかにした。現在、BCAP欠損マウスを用いて、マクロファージの分化・機能解析を精力的に行っている。