hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テチス海南部における三畳紀海洋変動の解析

(1)アンモナイト・コノドント化石を用いた詳細な年代決定と露頭での岩相・生痕の観察によって,三畳紀最初期(後期Griesbachian-Dienerian)では,薄層のミクライト質石灰岩・砂質石灰岩を挟む黒色粘土岩/赤色ラテライト質粘土岩の細互層が発達することがわかった.この黒色粘土岩/赤色ラテライト質粘土岩細互層には葉理が発達し,大型生痕が認められない.化学分析によって,この黒色粘土岩では微量元素の濃集度が高く,赤色ラテライト質粘土岩では濃集度は低いことがわかった.従って,この地域は三畳紀初期にはやや深い陸棚域にあり,酸化・還元環境が断続的に繰り返す状況にあったと考えられる.しかし,酸化状況にあっても大型の底生生物の生痕が認められず,酸素濃度は低い状態に留まっていたと考えられる.この層準は炭酸塩岩安定炭素同位体比の負のシフトと重なり,炭素循環変動とこの地域の海洋環境変動が呼応している可能性を示す.(2)三畳紀初期の後半(Smithian-Spathian)では,大型生痕や生物擾乱構造が発達する石灰岩・泥岩が堆積する.泥岩類の化学組成では著しい微量元素の濃集は認められない.石灰岩の安定炭素同位体は明瞭な変動を示さない.Spathian-Anisianのセクションでは海洋環境は酸化的となり,大きな変動は記録されていない.この時期にまでに炭素循環変動は終息し,海洋環境も安定化したと推定される.
混合分布の推測理論とその周辺

混合分布H_Gからの標本に基づいてmixing disdribution Gを推定するときH_Gがidentifiableであること,すなわちH_GによってGが一意的に決まること,が必要とされる。我々はまずこの問題に焦点をしぼった結果,以下に記すようなたいへんおもしろい成果を得た。あらゆる混合分布を考えるとうまくいかないので有限混合分布と可算無混合分布を今年の研究対象とした。母数空間に全順序を与え,整列集合の族を考える。さらにこの整列集合をsupportとして持つ分布関数の族を考えmixing distribution G.はこの族に属するものとする。このときH_Gは有限混合分布または可算無限混合分布になる。我々は次の定理を得る。定理:ある無理のない条件の下でH_Gはidentifiableである。さらにこの結果を具体的な確率分布に適用することにより次の命題を得る。命題1:Weibull分布及び対数正規分布の有限混合分布の全体はいずれもidentifiableである。この結果は1988年のAhmadの結果の拡張になっている。さらに次の命題も得られる。我々はこの研究を次年度につなげてここで得られた成果を推測理論へ発展させたいと思っている。
ソフトウェア開発プロセスの可視化と効果予測に基づくプロセス改善手法に関する研究

本研究の目的は,これまでに提案してきている開発プロセス記述用のペトリネットモデルを実用的観点から改良すること,及び,そのモデルに基づいたシミュレーションシステムを実現することである.このシステムを用いることで見込まれる品質と生産性の向上を実際の開発プロジェクトからのデータを利用してシミュレーションで具体的に求めることが可能になり,ソフトウェア開発プロセス改善を効果的に行うことが可能となる.今年度の研究は次の研究計画(1)(3)に沿って行なった.(1)開発プロセスを記述するためのペトリネットモデルの拡張,(2)モデル記述に基づく開発データ収集手法の確立,(3)シミュレーションシステムの開発と評価.主な成果としては,ペトリネットモデルに新しく"作業量"という概念を導入してソフトウェア開発における人的要因の影響を動的に反映する機構を実現したことである.従来のモデルでは,開発の各工程の作業時間を予め与える必要があったため,シミュレーションで得られる開発期間の値は常に一定となるという問題点があった.今回の拡張により,様々な動的要因の相互作用の結果として生じる納期のズレの問題をモデル上で考慮することができ,より現実に近いシミュレーションが可能になった.また,試作したシミュレーションシステムでは,グラフィカルユーザインタフェイス(GUI)や統計処理,各種データベースに関する機能を実現し,高い実行効率と使用性を可能とした.更に,ある企業における実際のソフトウェア開発プロセスに対して,提案したシミュレーションシステムを適用し,開発現場の実状を反映した事例のシミュレーションを行なった.その結果,実際の開発現場に即したプロセスの定量的評価,改善予測を提案したモデルで行なえることが確認された.本研究の目的は,これまでに提案してきている開発プロセス記述用のペトリネットモデルを実用的観点から改良すること,及び,そのモデルに基づいたシミュレーションシステムを実現することである.このシステムを用いることで見込まれる品質と生産性の向上を実際の開発プロジェクトからのデータを利用してシミュレーションで具体的に求めることが可能になり,ソフトウェア開発プロセス改善を効果的に行うことが可能となる.今年度の研究は次の研究計画(1)(3)に沿って行なった.(1)開発プロセスを記述するためのペトリネットモデルの拡張,(2)モデル記述に基づく開発データ収集手法の確立,(3)シミュレーションシステムの開発と評価.主な成果としては,ペトリネットモデルに新しく"作業量"という概念を導入してソフトウェア開発における人的要因の影響を動的に反映する機構を実現したことである.従来のモデルでは,開発の各工程の作業時間を予め与える必要があったため,シミュレーションで得られる開発期間の値は常に一定となるという問題点があった.今回の拡張により,様々な動的要因の相互作用の結果として生じる納期のズレの問題をモデル上で考慮することができ,より現実に近いシミュレーションが可能になった.また,試作したシミュレーションシステムでは,グラフィカルユーザインタフェイス(GUI)や統計処理,各種データベースに関する機能を実現し,高い実行効率と使用性を可能とした.更に,ある企業における実際のソフトウェア開発プロセスに対して,提案したシミュレーションシステムを適用し,開発現場の実状を反映した事例のシミュレーションを行なった.その結果,実際の開発現場に即したプロセスの定量的評価,改善予測を提案したモデルで行なえることが確認された.
都市における女性の貧困化と住宅政策

アメリカの大都市には、貧しい黒人のシングルマザー世帯が集中している。その地域的集中する理由の一つとして、アメリカの貧困者向け住宅政策があげられる。市場原理のセクション8バウチャーが中心的な役割を果たしている。本研究は,女性と住宅政策の関わりを,レジーム理論を敷衍して理論化することを目的としている.自由主義,社会民主主義,保守主義の3つの理念型としてのレジームに依拠した福祉国家論は,「脱商品化」,つまり市場という過酷なシステムから解放された度合いを国際比較することから発展した.ジェンダーの視点からこの福祉レジーム理論を現実的多様性・複雑性という意味において批判的に受け止めることもできるが,一方で,女性の家庭における保育や介護などのケアーに見られる無償の労働が,市場における有償労働へと転じる過程で,福祉国家の果たす役割の影響力は絶大であり,その国別の相違を説明する上で福祉レジーム理論が有効であることが多くのフェミニスト研究者によって支持されている.女性労働を支援する諸政策に関する国家の対応は,歴史的に文化的・宗教的・政党政治的な共通点のある福祉国家間で同様なパターンが見られることが本来の権力資源論の研究者だけでなく,より広い層の研究者によっても同意されるようになった.住宅政策や都市政策も,同様な法律・制度の拡散がより進展しやすい国々のグループがあることが指摘されているおり,権力資源論と住宅問題の隠されたリンクを都市におけるジェンダーの問題として理論的および実証的に解明したい.都市における「貧困の女性化」という問題は1970年代ごろからアメリカのインナーシティで深刻な問題として顕在化した.自由主義レジームの典型であるアメリカにおいて,市場原理による政策は,主としてマイノリティのシングルマザーを貧困に追いやった.保育政策においても市場原理と国家の介入が貧困層に限定される残余主義の影響が読み取れたと同様に,住宅政策においても,市場原理と残余主義の影響が濃厚である.一方,今年度現地調査を実施したスウェーデンでは,住宅に関する規制が最も強固な国の一つである.人口規模の割には広大な領土を擁しているにもかかわらず,ストックホルムなどの大都市では集合住宅に居住する住民が70%を超えており,公営住宅の供給量が多いばかりでなく,民間賃貸住宅の家賃規制により公営・民間住宅ともに低い家賃を実現している.また,世界で最も協同組合方式の住宅供給が普及しており,それは連帯と民主主義を理想とする市民運動の興隆の歴史に起因している.このような住宅政策が展開されている国では,貧困なシングルマザーがインナーシティに集中するというアングロサクソン諸国に見られがちな地域構造は顕在化していない.スウェーデンの再配分的な福祉政策の実現によってシングルマザーやその子どもの貧困率は極めて低く,ストックホルムの居住地分離(segregation)は主に移民の公営住宅への流入によって引き起こされ,ジェンダーとはほとんど関連性がなかった.アメリカでは低所得シングルマザー世帯がインナーシティに集中し,「貧困の女性化」という現象が深刻である。自由主義福祉国家の典型であるアメリカと,社会民主主義福祉国家の典型であるスウェーデンにおいて,大都市におけるシングルマザーの住宅問題を調査し国際比較研究を行った。平成18年8月に,スウェーデンのストックホルムにおいて地域調査を実施し,平成19年9月に,アメリカのオハイオ州コロンバスにおいて地域調査を実施した。アメリカでは,住宅供は市場原理が原則で,政府はほとんど住宅政策にも関与しない。オハイオ州コロンバスでは,公営住宅供給が著しく少なく,その上,公営住宅は基本的に無職の期間にのみ居住できる。貧困層の住宅は民間によって提供され,州政府は家賃補助制度によって支援している。家賃補助付き住宅は,インナーシティの老朽化した住宅地区に多く分布している。アメリカの貧困層の居住地域が地域的に集中する諸条件のひとつが,このような低所得世帯がアクセスできる家賃補助住宅の立地が地域的に限定されているということがある。家賃補助付き住宅を提供する家主は,家賃が抑制されていることもあって,改築・修繕などのコストをかけることを厭い,結果として良質の住宅ができない。オハイオ州立大学の周辺地区において,大学も連携した非営利組織が一部の荒廃した家賃補助住宅地区の修繕・建替えを推進する活動を展開している。アメリカでは低所得シングルマザー世帯がインナーシティに集中し,「貧困の女性化」という現象が深刻である.自由主義福祉国家の典型であるアメリカと,社会民主主義福祉国家の典型であるスウェーデンにおいて,大都市におけるシングルマザーの住宅問題を調査し国際比較研究を行った.平成18年8月に,スウェーデンのストックホルムにおいて地域調査を実施し,平成19年9月に,アメリカのオハイオ州コロンバスにおいて地域調査を実施した.アメリカでは,住宅供は市場原理が原則で,政府はほとんど住宅政策にも関与しない.オハイオ州コロンバスでは,公営住宅供給が著しく少なく,その上,公営住宅は基本的に無職の期間にのみ居住できる.貧困層の住宅は民間によって提供され,州政府は家賃補助制度によって支援している.家賃補助付き住宅は,インナーシティの老朽化した住宅地区に多く分布している.アメリカの貧困層の居住地域が地域的に集中する諸条件のひとつが,このような低所得世帯がアクセスできる家賃補助住宅の立地が地域的に限定されているということがある.

家賃補助付き住宅を提供する家主は,家賃が抑制されていることもあって,改築・修繕などのコストをかけることを厭い,結果として良質の住宅ができない.オハイオ州立大学の周辺地区において,大学も連携した非営利組織が一部の荒廃した家賃補助住宅地区の修繕・建替えを推進する活動を展開している.
活用・探究の過程に重点をおいた「ダンス」と「柔道」の学習指導

1.研究目的:ダンス領域で成果を上げてきた「主体的なダンス学習場面としてのグループ活動」を柔道の学習にも当てはめながら、2つの領域における有効な「活用-探究」の学びについて考察した。2.研究方法:お茶の水女子大学附属中学校の中学2年生の柔道全14時間、ダンス全14時間を対象とした。柔道「大外刈り」ダンス「序破急」のグループ活動を精緻に分析した。技能指導においては専門家の知見も得て「活用-探究場面」を意識した学習指導を実践した。学習者の活動は、授業全体、および生徒のグループ活動をVTR撮影した。教師行動は、発話記録とVTR撮影で記録した。学習者に対する毎時間の形成的授業評価の調査を行った。分析は高橋健夫らの研究に基づいて行った。3.研究成果:形成的授業評価と期間記録により、柔道もダンスも評価の高い授業と認められた。専門家の観察により、技能的な成果も十分であると認められた。抽出授業におけるグループ活動は、柔道、ダンスとも、身体活動を伴いながら行われ、教師のかかわりは頻繁であった。柔道では、学習者の発話を拾いながら多様な視点からひとつの方向の原則原理に導くような問いがかけられ、教師が後押しした意見が最終発表内容に生かされている場合が多かった。肯定的フィードバックが矯正的フィードバックの2倍であった。ダンスでは、極限をひきだしつつ各グループを多様な方向に広げる問いや、特に矯正的、肯定的フィードバックが半数ずつ行われていた。指導者の専門種目であるダンスの方が助言は具体的であった。共通課題から多様に広げる方向を持ったダンスと、技能を集約して身につける柔道、どちらも、技能のポイントを教師から教えるだけでなく、学習者が探究する活動を保証し、発表しあい、多様な視点を認めていく指導により、満足感と上達のある学習になると推測できる。
最小跡に関連する諸問題と新たな応用を目指す研究

平成30年度は初年度に続き、最小跡に関する5つ(A,B,C,D,E)のテーマをバランス良く発展させるように研究をすすめた。連携探索型数理科学で採択されている科研費が最終年度であるので、そちらの研究を優先させたが、それなりに以下の様に十分な結果が得られた。(A) Jacobiのlast statementの一般化は既に論文にまとめて投稿中であるが、適当な査読者が見つからず、再投稿している。楕円面の第1共役跡が4つのカスプ特異点をもつことの一般化であるが、その特異点のタイプもD4+ラグランジアン特異点であることが分かっている。(B)新たな問題として特異点のどのようなタイプが共役跡に現れうるかに関して調べてみる必要性があることが分かり今後の研究が期待される。例えば、ツバメの尾タイプの特異点を第1共役跡に持つようなリーマン計量の構成等が考えられる。(C)球面以外の曲面の距離関数の臨界点に関しての結果を長くかかったがやっと論文(With respect to whom are you critcal?)にまとめあげることが出来、投稿した。(D)凸でない多面体の最小跡は正確には定義されていないが、新たな応用が期待されることが分かり、最小跡が連結になるようにするために少し複雑になるが、その定義を考察した。今後の進展が期待される。(E)引き続きグラフの最小跡の自然な定義について考察した。フィンスラー空間における最小跡を用いた大域的な結果は興味深い問題であるが、なかなか進展が見られない。(A)に関しては十分な結果があり、査読結果を待っている特に凸でない多面体の最小跡に関しては測地線が分岐することから、定義すらなかったが、応用面があることが分かり、今後、精力的に研究を進めたい平成29年度は初年度にあたるが,以前からの最小跡の研究の続きとして5つのテーマをバランスよく発展させるように研究を進めた。(A)JacobiのLast statementの一般化は,既に論文にまとめて投稿中であり,査読結果を待っている.内容としては,n+1次元空間内のn次元楕円面の第1共役跡の特異点は,三つの成分からなり,1つのn+1次元球面とcusp曲線の直積と2つのn-2次元球体とcusp曲線との微分同相である.楕円面が球面に近い場合には第i共役跡(iは2以上n-2以下)の構造についてもその特異点集合は二つの成分からなるcuspidal edgeで,n-1-i次元球面とi-1次元球体の直積とn-1-i次元球体とi-1次元球面との直積に微分同相である.これは, JacobiのLast statementと言われ,長く証明がなかった,楕円面の第1共役跡は丁度4つのcuspを持つという定理の拡張に当たっており,興味深い.(B)3次元の最小跡の構造が2次元複体となるリーマン計量の特徴付けを検討した.2次元の最小跡の構造に関しても,以前から得られている結果を論文としてまとめる作業も進めた.(C)球面以外の曲面での距離関数の臨界点の個数評価に関して,ある程度の結果は出来ているが,最終的な論文としてまとめる作業を続けた.結果としては,任意の点を距離関数の臨界点とするような距離関数の出発点の個数評価が出来た.(D)凸でない多面体に関する連続平坦折り畳みに最小跡の構造を使うアイデアをまとめている.(E)グラフの最小跡の定義に関して検討した.(A)に関してはすでに十分な結果を得て,査読結果を待っている.(C)に関してもそれなりの結果はすでにあるので,それをまとめるのに時間を要している.平成30年度は初年度に続き、最小跡に関する5つ(A,B,C,D,E)のテーマをバランス良く発展させるように研究をすすめた。

フィンスラー空間における最小跡を用いた大域的な結果は興味深い問題であるが、なかなか進展が見られない。(A)に関しては十分な結果があり、査読結果を待っている(B), (D), (E)に関して何らかの発表できるような結果を得るように進める.特に凸でない多面体の最小跡に関しては測地線が分岐することから、定義すらなかったが、応用面があることが分かり、今後、精力的に研究を進めたい平成29年9月に所属研究機関を移ったため,引っ越し等の雑務により研究打ち合わせ等の出張が少なくなった.次年度は今年度できなかった研究打ち合わせ活動を次年度分に上乗せして行う予定である。科研費(B)連携探索方数理科学が最終年度で有り、そちらの研究を優先した。
日本人大学生の英文ライティングにおける統語的複雑性と正確性の発達研究

英語の名詞句は、核となる名詞の前後に修飾語句を伴った構造を有することが多い。本研究では、日本人英語学習者(大学生)が産出した英作文における名詞句の使用に着目し、英語の習熟度が上がるにつれて、構造的な複雑性と正確性がどのように変化するのかを分析した。量的・質的分析の結果、英語の習熟度が上がると、(1)冠詞をより正確に使用できるようになるが、誤用の質が変わり、習得が依然として困難であること、(2)名詞の後置修飾要素として前置詞句の多用が顕著に見られる一方で使用される前置詞の種類が増えること、後置修飾要素の統語構造がより多様になることが明らかとなった。本年度の主たる研究課題は、日本人英語学習者が産出した英文ライティングにおける名詞句の構造的な複雑さを量的に分析することであった。次年度に規模を拡大して実施する研究のパイロット調査として実施した。日本人英語学習者(大学生)が産出した英文ライティングデータとして、言語資源協会から配布されているKonan-JIEM Learner Corpusを使用し、名詞句内の後置修飾要素(前置詞句や関係代名詞節、分詞節など)の構造と頻度に着目し、これらが学習者の英語習熟度によってどのように異なるのかを量的に分析した。分析結果を研究論文としてまとめ、東京国際大学言語コミュニケーション学部の論文誌『論叢』に投稿・公開した。本パイロット分析では、分析対象とした英文ライティングデータの規模が大きくなかったため、名詞句としてのまとまりを示す情報を人手で入力した。次年度に大規模なデータを扱うことを念頭に置き、自動的に単語に品詞情報を付与するツールの候補として、ウェブ上で公開されているTreeTaggerを試用した。次年度は、本ツールを用いて、大規模データを効率的に分析するという見通しを立てた。本年度の研究により、日本人英語学習者が産出する名詞句内の後置修飾要素には、英語習熟度が上がると構造的に複雑性が増すという特徴がある一方で、後置修飾要素の使用における多様性が増すということも明らかになった。こうした知見を次年度の研究に取り込み、より精緻な分析(質的分析)につなげていきたい。さらに、これまでの研究成果を国際会議(1件)と国際会議論文集(1件)にて公開した。英語学習者と英語母語話者が産出する英文では、使用される統語構造において差異が見られることが学習者コーパス研究の分野で広く報告されている。本研究では、日本人英語学習者が産出した英文(意見文)を集めた学習者コーパスを使用して、日本人英語学習者が産出した名詞句の構造的な複雑さと正確さが英語母語話者による名詞句とどのように異なるのかを量的かつ質的に比較した。名詞句は、主辞と呼ばれる主名詞を中心として前置修飾要素と後置修飾要素から構成される。本研究では、前置修飾要素として冠詞の使用を分析し、後置修飾要素として関係代名詞節や分詞節、前置詞句の使用を分析した。日本人英語学習者が苦手とする冠詞の使用は、英語習熟度が上がっても冠詞使用の全体的な正確さはほとんど変わらないが、英語習熟度によって誤りのタイプが異なることがわかった。一方、日本人英語学習者による名詞後置修飾要素の使用は、前置詞句の使用が圧倒的に多いという面で英語母語話者による使用と共通しているが、使用される前置詞の種類が限られていることがわかった。分詞節の使用が少ないことと関係代名詞節の使用は前置詞句に続いて多いことは、やはり英語母語話者と共通しているが、前置詞句あるいは関係代名詞節にさらに別の前置詞句あるいは関係代名詞節が埋め込まれているという、より複雑な構造が英語母語話者による英文に顕著に見られることがわかった。実際の英文ライティングの指導において、英語母語話者と日本人英語学習者が産出する名詞句構造の相違点を具体的に示し、より複雑で正確な名詞句構造を作成する練習をさせた。これにより、英文を産出する際に名詞句構造に対して意識するようになったというコメントが得られた。初年度の研究課題は、本研究において言語分析の対象としている英語名詞句の内部構造をどのように分類するかを文法書や先行研究を調査して決定すること、並びに、英語学習者が作成した英作文から名詞句を自動抽出する手法を検討することであった。名詞句の内部構造は、中心となる名詞よりも前に生起して修飾する要素群と中心となる名詞よりも後に生起して修飾する要素群に分けて考え、前置あるいは後置修飾要素としてどのような文法形式が可能なのかを整理した。この分類に基づいて、次年度以降の言語分析を進める。英語学習者が作成した英作文には文法的な誤りが多数含まれているため、現在の自然言語処理技術を用いても精度よく自動的に名詞句を抽出することは困難である。

しかし、すでに広く公開されている英語句構造解析ツールがあるため、まずは本研究で収集した英作文データ(=学習者コーパス)を解析し、自動的に名詞句を抽出した。次に、本研究での言語分析に供するために、より大きな名詞句へのまとめあげを手作業で実施している。次年度は、英作文データ全体に対して、このより大きな名詞句へのまとめあげを終了させる予定である。さらに、同一の英語学習者を対象として縦断的に収集した英作文データ(手作業で句構造と文法的な誤り情報が付与されたもの)を入手し、本研究者が構築した横断的学習者データ(前述の学習者コーパス)ととともに同様の分析を実施している。この縦断的学習者データに対しても、より大きな名詞句へのまとめあげは手作業で実施している。このように、初年度の研究は、次年度以降の言語分析(名詞句がどのような文法形式で構成されているのか、どのような誤りが含まれているのか)を効率的に実施するために必要な課題に重点を置いた。最近になって、日本人英語学習者(大学生)による英文ライティングデータを収集した「学習者コーパス」は複数の機関で構築・公開されている。この利点を活かし、本研究はおおむね順調に進展している。本研究の主たる課題である、英語学習者が作成した英文における英語名詞句の構造の「複雑性」とその「正確性」の発達研究において、後者の正確性を詳細に分析するためには学習者の英作文データに文法的な誤りに関する情報が付加されていることが望ましい。学習者の誤り分析には多大なコストを必要とするため、公開されている「学習者コーパス」においても誤り情報が付加されているのはその一部分である。この制約があるため、日本人英語学習者がおかしやすい誤りの分析を大規模に実施することがきわめて困難な状況にある。前述したように、名詞句構造の「正確性」の発達においては、分析の規模において限界がある。それでも、本研究の最終年度にあたる次年度では、利用できる誤り情報を最大限に活かし、構造的な側面での言語発達と関係づけながら、日本人大学生の英語名詞句の発達を俯瞰し、まとめる。英語の名詞句構造の分類は、既存の文法書や先行研究で報告されている内容との比較が容易に行えることを念頭に置いて設定することができた。英語学習者による英作文データには多数の文法的な誤りが含まれるため、精度よく自動的に句構造を解析することは難しいが、既存の解析ツールを改良したり人手で解析結果を修正したりすることによって、本研究で計画している言語分析を効率的に実施できる見込みが立った。人手による解析結果の修正と確認には時間を要するが、本研究では「名詞句」のみに焦点を当てているため実施困難な作業とはなっていない。次年度は本研究の最終年度であり、これまでの量的分析による研究成果を整理するとともに、より大規模な学習者データを使用して日本人英語学習者が英文ライティングにおいて使用する名詞句の構造の「複雑性」と「正確性」の質的分析を実施する。さらに、量的・質的分析結果に基づき、日本人英語学習者の特徴を踏まえた英文ライティング指導法を考え、英文ライティングの授業で実践する。授業実践については、アンケート調査を行って評価を行う。評価結果に基づいて、今後の英文ライティング研究・英文ライティング指導上の課題をまとめる。最終的には、これまでの研究成果と次年度の研究成果を、ホームページを開設することにより、一般に公開する。
新規小分子蛍光ラベル法による生細胞での受容体の可視化解析

近年開発した、膜タンパク質への悪影響が少ない新規蛍光ラベル法(コイルドコイルラベル法)を用いて、生細胞環境での膜タンパク質会合状態を正確に解析する手法を確立した。この手法を用いれば、既存の会合測定法では困難であった、会合数(何量体を形成しているか)の解析が容易に行える。近年開発した新規蛍光ラベル法を用いて、創薬研究に重要な膜受容体の会合やコンフォメーション変化を生きた細胞膜で検出することを目指して研究を開始した。本年度は主に受容体の会合の検出を行った。生細胞での膜受容体オリゴマー検出は受容体を蛍光タンパク質や発光タンパク質と融合して発現させ、異なる蛍光/発光団間の共鳴エネルギー移動(FRET/BRET)現象を利用して検出するのが一般的であるが、蛍光/発光タンパク質のサイズはGPCRと同程度かそれ以上と大きく、受容体機能やオリゴマー化に影響する恐れがある。さらに、詳細な解析にはドナー/アクセプター色素団の標識比を正確にコントロールする必要があるが、蛍光/発光タンパク質の発現量比のコントロールは容易ではない。これらの弱点を補える手法として、蛍光タンパク質より大幅に小さいタグ配列を受容体に融合して発現させ、タグに対して特異的に結合する蛍光プローブを翻訳後に加える事で蛍光標識を行う「タグープローブ法」が近年盛んに研究されている。本研究では我々が開発した新規タグープローブ法である「コイルドコイルラベル法」を用いた。このラベル法を用いて、Chinese hamster ovary(CHO)細胞膜上で、ダイマー形成が予想される代謝型グルタミン酸受容体1bサブタイプ(mGluR1b)およびモノマーで存在すると予想されるGlycopholin AのG86I変異体(GpA*)の会合stoichiometryを解析した。E3-mGluR1bまたはE3-GpA*発現CHO細胞に、FRETドナー/アクセプターペアであるローダミングリーン(RG)/テトラメチルローダミン(TMR)標識K4プローブを様々な比率で混合投与し、スペクトル検出器を備えた共焦点顕微鏡を用いて蛍光強度を定量した。各ラベル比での見かけのFRET効率Eappをアクセプター増感蛍光を指標に決定し、会合数nの時の理論曲線との比較を行った所、mGuR1bはダイマー(n=2)の理論曲線と良く一致し、GpA*ではモノマー(n=1)に近い曲線だった。また、mGuR1bの発現量が変化しても観測されたEappは一定であった為、色素間のランダムな接近によるFRETの影響はなく、かつダイマー形成が強固なものであることが確認できた。この解析手法従来の蛍光/発光タンパク質を用いた場合には難しかった、膜タンパク質の生細胞膜での会合様式を調べる強力なツールになると考えられる。近年開発した新規蛍光ラベル法を用いて、創薬研究に重要な膜受容体の会合やコンフォメーション変化を生きた細胞膜で検出することを目指して研究を展開した。β2アドレナリン受容体はGタンパク質共役型受容体の中でも最も良く研究されている受容体の一つだが、その会合状態に関しては研究グループ間で論争となっている。我々はこれまでに、新規ラベル法を用いた蛍光励起エネルギー移動(FRET)により受容体の会合を正しく解析できる事を確認してきた。そこでChinese hamster ovary (CHO)細胞膜上での、β2アドレナリン受容体の会合状態を調べた。FRETドナー/アクセプターペアであるローダミングリーン(RG)/テトラメチルローダミン(TMR)標識K4プローブを様々な比率で混合投与してN末端E3タグ付加受容体を標識し、スペクトル検出器を備えた共焦点顕微鏡を用いて各蛍光色素由来の蛍光強度を定量した。ここから見かけのFRET効率を算出した。受容体リガンド非存在下、有意なFRETは見られなかった。発現方法(一過性発現または安定発現)や温度(20-37°C)に関わらず、FRETシグナルは検出されなかった。また受容体アゴニスト・アンタゴニスト・逆アゴニストを添加した場合にも、FRETシグナルは見られなかった。この解釈として1)オリゴマー形成せずに単量体として存在する、2)他の受容体と会合している、また、RG/TMRペアのR_0は約55Aであることから3)自己会合しているがN末端がR_0に比べ大きく離れており検出できていない、などの可能性が考えられる。また、受容体コンフォメーション変化検出に関して、β2アドレナリン受容体の膜貫通ヘリックス1-7の細胞側にE3タグを挿入した変異体を作製したが、膜貫通ヘリックス1付近にタグを挿入した場合のみ弱い染色が見られ、他の部位では染色されない事が判明した。昨年度に引き続き、生細胞膜タンパク質の会合状態に関して詳細な検討を行った。これまでに確立した、コイルドコイルラベル法を用いた蛍光励起エネルギー移動(FRET)による受容体の会合解析法を改良した。従来用いてきたよりも長いFRETペア(Alexa568-Alexa647)を用いることで、N末端同士がより離れている場合(80Å程度)でもFRET検出を可能にした。この色素ペアを用いて、単量体・2量体・4量体を形成すると言われている膜タンパク質GpA G83Imutant・mGluR1b・M2

channel proteinのCHO細胞膜での会合状態を解析したところ、測定値がそれぞれ単量体-2量体・4量体の理論値とよく一致することが明らかになった。従って、この方法で生細胞膜での膜タンパク質の会合状態が正確に解析可能なこと、また上述の各膜タンパク質が多量体のスタンダードとして有用であることがわかった。そこで、会合状態について論争のあるβ2アドレナリン受容体について再びFRET測定を行った。発現方法(一過性発現または安定発現)や温度(20-37°C)、発現させた細胞種(CHO,HEK293)に関わらず、FRETシグナルは検出されなかった。また受容体アゴニスト・アンタゴニスト・逆アゴニストを添加した場合にも、強いFRETシグナルは見られなかった。HEK293細胞に受容体を発現させ、アゴニストであるイソプロテレノール刺激後に、弱いFRETシグナルの増加が見られたが、FRET強度の経時変化を測定したところ、刺激5分以内に開始するcAMP応答に遅れて、刺激10分後以降にFRET値の上昇が観測された。従って観測されたFRETは、受容体による下流シグナル活性化機能とは無関係であるといえる。以上の結果より、β2アドレナリン受容体はホモオリゴマーを形成せずに単量体として存在するか、他の受容体等とヘテロ会合体を形成している、またホモオリゴマーを形成しなくても受容体として機能する、と結論した。
国立大学における学内競争的資源配分のあり方に関する実証的研究

本研究は、国立大学における競争的学内資源配分について実証的な分析を行うとともに、国際的な視点から比較を行い、将来の日本の国立大学における学内資源配分についての含意を検討することを目的として研究を進めてきた。研究初年度の昨年度は以下の作業をおこなった。(1)上記テーマについての国内の先行研究は非常に限られていることから、海外の先行研究や個別大学の事例等についての論文、資料を収集し、研究枠組みの構築を行った。(2)吉田(2001)による国立大学の類型に基づいて調査対象校を選定し、具体的には下記の大学の学内の資金配分メカニズムについて訪問・聞き取り調査を実施した。基幹大学:東北大学、名古屋大学、九州大学地域総合大学:新潟大学、金沢大学、信州大学、熊本大学地域複合大学:岩手大学、山形大学、三重大学、宮崎大学(3)上記訪問・聞き取り調査による収集資料の整理とそれに基づく分析上記をふまえて、研究最終年度の今年度については、以下の作業を行った。(1)前年度実施調査分の分析の継続(2)単科大学(小樽商科大学・室蘭工業大学)についての聞き取り調査の実施(3)米国において、先進的な学内配分システムを有するインディアナ大学の配分システムについての検討(4)上記内容に関する後掲論文の作成。上記の分析・取りまとめ結果から、競争的学内資源配分メカニズム(競争的配分資金の確保方法・配分方法・配分結果)の大学ごとの多様性が明らかになるとともに、米国の先進事例が法人化後の学内配分システムの検討に当たって重要な役割を有しうることが明らかになった。研究初年度の本年は以下の作業をおこなった。基幹大学:東北大学、名古屋大学、九州大学地域総合大学:新潟大学、金沢大学、信州大学、熊本大学地域複合大学:岩手大学、山形大学、三重大学、宮崎大学(3)上記訪問・聞き取り調査による収集資料の整理とそれに基づく分析を進めることにより、競争的学内資源配分メカニズム(競争的配分資金の確保方法・配分方法・配分結果)の大学ごとの多様性について明らかにした。今年度については、国内の複数学部を有する大学を調査対象とした。次年度は、単科大学と海外の主要大学における学内の競争的資源配分の実態について明らかにする。
植民地朝鮮における考古学的調査研究資料を公開・共有・活用するための基礎研究

本年度は、以下の3つの課題について研究を進めた。具体的な研究の進行状況は以下の通りである。第1の課題は、今西龍旧蔵考古資料の整理である。本年度は、国立中央博物館所蔵の京畿道広州・船里出土文字瓦を実見する機会が与えられ、これまで推定してきた文字押捺方法や瓦製作技法の妥当性を確認すると共に、新たな知見を得ることができた。来年度に梨花女子大学校博物館所蔵品の調査をおこなった上で、総括的な論文を執筆することを予定している。また本年度は、京都大学白眉センターの上峯篤史助教・金宇大助教の協力を受け、打製石器および金属器の実測・写真撮影を進めた。それに並行して、各遺物の由来についての文献調査を進めた。その結果、今西龍が収集した遺物の多くが、1900年代から1930年代初めにかけての日本および朝鮮考古学における研究進展と密接な関係をもつ、という見通しを立てることができた。第2の課題は、植民地時代に作成された地形図を通した、朝鮮古蹟調査事業の検討である。本課題は、慶州文化遺産研究院からの依頼により、慶州周辺の地形図の資料収集を契機としてはじめたものである。慶州に関連する地形図の検討については、一定の成果を上げることができ、提出した論文はまもなく刊行される予定である。またこうした成果を元に、『朝鮮古蹟図譜』に掲載されている朝鮮各地の地形図の検討をはじめた。第3の課題は、大韓民国の関係機関との対話である。今年度は、国立羅州博物館および国立中央博物館からの招聘を受け、朝鮮古蹟調査事業と現在の大韓民国の考古学の諸問題を結びつけるテーマについて講演し、参加者と意見交換をおこなった。また、在外所在文化財財団が新規プロジェクトとして立ち上げた日韓文化財研究フォーラムの日本側世話人となり、7月に東京芸術大学で開催された第1回フォーラムで報告し、韓国側の出席者との間でさまざまな討論をおこなった。今西龍旧蔵考古資料については、瓦類の整理研究に加えて、打製石器・金属器の本格的整理をはじめることができた。また、関連する文献資料の検討を通して、これらの考古資料の学術的価値に対する理解を深めることができた。韓国の関係機関・研究者との対話・共同作業については、日韓の研究者が互いに報告・議論しあうフォーラムをはじめることができた。今西龍旧蔵考古資料については、平成31年度に報告書を作成できるよう、整理作業を進めていきたい。諸事情から平成30年度には十分に進められなかった梅原末治旧蔵写真アルバムの整理は、平成31年度内には目録を完成させることを目指したい。日韓文化財フォーラムは、第2回を大韓民国扶余で開催すべく、準備を進めている。本年度は、以下の3つの課題を設定して研究を進めた。第1の課題は、梅原末治旧蔵写真アルバムの整理である。本年度は、各アルバムの基本的な情報の整理をおこなった。アルバムに貼られた写真には、内地・外地におけるさまざまな考古学的な調査研究活動に関するものが混在しており、それらを具体的に分類・整理をするため、関連資料の収集・検討を進めた。第2の課題は、今西龍旧蔵考古資料の整理である。本年度は特に、京畿道広州・船里から出土した文字瓦と、黄海道一帯で採集された紀年銘をもつ楽浪磚の分析を進めた。船里出土文字瓦については、関西大学博物館所蔵品および韓国・国立中央博物館が所蔵する当時の復命書・拓本・写真のデジタルデータと、今西が収集した資料を比較して、文字の押捺方法について検討を進めた。楽浪磚については、国立中央博物館所蔵の当時の復命書を入手して採集の経緯を検討すると共に、文字・文様の同笵関係を検討した。以上の検討の結果、これらの資料に刻まれた文字の内容と、遺物から観察される製作技術的な特徴から、当時の瓦類の生産・供給体制を復元することが可能であることを明らかにした。第3の課題は、関連資料の収集と大韓民国の関係機関との対話である。今年度は、国立中央博物館・海外所在文化財財団の担当者と、今回整理作業を進めている資料を韓国側と共有・活用する方法について議論を進めた。また、慶州文化遺産研究院担当者との情報交換を進める中で、植民地時代に作製された慶州周辺の地図に関する資料収集および検討をおこなった。その結果、1910年代に慶州周辺の遺跡・文化財を記載した地図が作製されはじめ、その成果がその後の地形図や、観光用の地図に反映されていった状況を明らかにすることができた。本研究の具体的な課題としてかかげた、梅原末治旧蔵写真アルバムと今西龍旧蔵考古資料の整理は、おおむね当初の予定通りに進めることができた。中でも、今西龍旧蔵考古資料のうち、広州・船里出土文字瓦と黄海道各地出土の紀年銘文字磚については、関連資料の比較検討を通して、その学術的意義を明らかにすることができた。そして、その研究成果を、学会での発表および論文執筆を通して公開することができた。また、大韓民国の関係機関との対話を進める中で、上記の資料の整理成果の公開・共有・活用するための具体的な方案について、いくつかの可能性を議論し、その結果を共有することができた。

さらに、新たな課題として設定した、植民地時代に作製された慶州周辺地図の集成と検討については、その特徴をほぼ捉えることができ、平成30年度中にその成果を発表する予定である。本年度は、以下の3つの課題について研究を進めた。具体的な研究の進行状況は以下の通りである。第1の課題は、今西龍旧蔵考古資料の整理である。本年度は、国立中央博物館所蔵の京畿道広州・船里出土文字瓦を実見する機会が与えられ、これまで推定してきた文字押捺方法や瓦製作技法の妥当性を確認すると共に、新たな知見を得ることができた。来年度に梨花女子大学校博物館所蔵品の調査をおこなった上で、総括的な論文を執筆することを予定している。また本年度は、京都大学白眉センターの上峯篤史助教・金宇大助教の協力を受け、打製石器および金属器の実測・写真撮影を進めた。それに並行して、各遺物の由来についての文献調査を進めた。その結果、今西龍が収集した遺物の多くが、1900年代から1930年代初めにかけての日本および朝鮮考古学における研究進展と密接な関係をもつ、という見通しを立てることができた。第2の課題は、植民地時代に作成された地形図を通した、朝鮮古蹟調査事業の検討である。本課題は、慶州文化遺産研究院からの依頼により、慶州周辺の地形図の資料収集を契機としてはじめたものである。慶州に関連する地形図の検討については、一定の成果を上げることができ、提出した論文はまもなく刊行される予定である。またこうした成果を元に、『朝鮮古蹟図譜』に掲載されている朝鮮各地の地形図の検討をはじめた。第3の課題は、大韓民国の関係機関との対話である。今年度は、国立羅州博物館および国立中央博物館からの招聘を受け、朝鮮古蹟調査事業と現在の大韓民国の考古学の諸問題を結びつけるテーマについて講演し、参加者と意見交換をおこなった。また、在外所在文化財財団が新規プロジェクトとして立ち上げた日韓文化財研究フォーラムの日本側世話人となり、7月に東京芸術大学で開催された第1回フォーラムで報告し、韓国側の出席者との間でさまざまな討論をおこなった。今西龍旧蔵考古資料については、瓦類の整理研究に加えて、打製石器・金属器の本格的整理をはじめることができた。また、関連する文献資料の検討を通して、これらの考古資料の学術的価値に対する理解を深めることができた。韓国の関係機関・研究者との対話・共同作業については、日韓の研究者が互いに報告・議論しあうフォーラムをはじめることができた。今西龍旧蔵考古資料については、関係者・関係機関との折衝・調整を進めつつ、日本および韓国において研究成果を公開することを念頭に置いて、さらに整理を進めていきたい。平成30年度においては、個別資料の説明に対する原稿執筆を進め、図録・報告書作製のための具体的な目処を立てたい。梅原末治旧蔵写真アルバムについては、個々の写真についての具体的な検討をはじめたい。梅原末治の調査研究活動と比較検討しながら、写真の撮影時期・撮影場所の特定作業を進める予定である。上記の整理作業と並行して、引き続き韓国関係諸機関との対話作業、関連資料の収集作業も進めていきたい。今西龍旧蔵考古資料については、平成31年度に報告書を作成できるよう、整理作業を進めていきたい。諸事情から平成30年度には十分に進められなかった梅原末治旧蔵写真アルバムの整理は、平成31年度内には目録を完成させることを目指したい。日韓文化財フォーラムは、第2回を大韓民国扶余で開催すべく、準備を進めている。
一人手術を目指した装着型筋活動センサによる内視鏡下手術支援器具の開発

頭部筋肉の動作を感知し術者の意志を正確・瞬時に反映するデバイス“装着型筋活動センサ"を適用することで携帯型内視鏡手術支援ロボットを完成させた。また、頭部の傾斜を検知する角度センサも組み込むことで、より自由度が増したインターフェースを構築した。こめかみにインターフェースを装着し携帯型内視鏡手術支援ロボットを作動させ、フレキシブル内視鏡の操作を可能とした。ブタを用いた動物実験を行った。ロボットとヒトで腹腔鏡下胆嚢摘出術を行った。手術時間はロボット:34分30秒、ヒト:24分26秒。ロボット操作時の機器停止などの問題点は指摘されなかった。今後は臨床応用に向けた産学官の連携が必要と思われる。本研究では、本来助手が担当する内視鏡下手術器具を術者単独で操作できるロボットを開発することを目指し、その実現化に向け、頭部筋肉の動作を感知し術者の意志を正しく反映するデバイス“装着型筋活動センサ"を適用することで次世代手術支援器具を完成することを目的とした。(1)内視鏡下手術支援器具に用いるための改良型筋活動センサの開発術者の意志を検出するセンサの開発は非常に重要である。すでに研究分担者らが開発した筋活動センサを、センサを頭部に装着する際の、術者の取り扱いやすさ、装着や操作上のストレス・疲労などを考慮して最も使いやすいセンサの形態に改良した。3名の施行者を対象として、タイプの異なる3種類(ヘッドホン型・ハチマキ型・貼付型)の装着型センサを試作し、術者が筋活動センサを装着して鉗子類を持ち、実際の内視鏡下手術ビデオを見ながらの胆嚢摘出術手術シミュレーションを通して術者のストレス・疲労度を定量的に評価した。(2)内視鏡下手術支援器具本体の開発開発する支援器具本体は、これら鉗子類、内視鏡を保持する"手"の役割をする。"手の役割としては内視鏡の送り/戻し操作と前後左右の首振り操作を想定しており、これらの操作を実現するための、3自由度を有する電動式ロボット器具を製作した。以上の成果を2014年10月26日日本消化器関連学会週間で発表した。昨年度の研究により実臨床に向けた試作機を完成させた。最初の試作機では、側頭筋の動きを電気センサで感知するのみで動作させていたが、前後・左右・上下の動作切り替えがスムーズにいかなかった。そこで、側頭筋の動きに加え、頭部の傾きをジャイロセンサで感知するセンサを付加した。2つのセンサを同時に使用することで試作機の完成度は飛躍的に上昇した。次にユーザビリティーの確認を行った。ドライボックスを用いてカメラワークの行程解析を行い、動作の至適速度・角度を決定した。患者の腹部を模したドライボックスを製作し,被験者にドライボックス内で一連の作業を行ってもらった。作業内容は比較的単純なものであり、リングを6本のピン間の移動で移動させるものである。被験者は21歳から24歳の男性5名で支援器具使用時とヒトによるカメラ保持で上記課題を交互に5回ずつ計10回の測定を行った.平均作業時間は36.8秒で,支援器具使用時がヒトによるカメラ保持の1.20倍という結果が得られ、実臨床でも十分に使用可能であると判断した。次にアニマルラボにて2回、実験用ブタを用いて胆嚢摘出術を行った。手術動画を解析し、術野展開と機器の動作性を解析した。当初の計画の側頭筋の筋活動センサを用いた内視鏡支援器具の動作に加え、頭部の傾きを感知するジャイロセンサを加えたことで動作性が向上したため、ウエットラボでの実験導入が予定より早く行われた。すでに2回のウエットラボを経て、動作性の確認、実臨床に向けてのさらなる改良を行っている。【研究の目的】外科医不足・地域偏在の影響もあり外科医不足の問題が大きく取り上げられている。内視鏡下手術において内視鏡操作に一人を当てるため、術者と最低二人が必要となる。我々は科研費獲得後、医工連携による研究を開始し、頭部筋肉の動作を感知し術者の意志を正確・瞬時に反映するデバイス“装着型筋活動センサ"を適用することで携帯型内視鏡手術支援ロボットのプロトタイプを完成させた。最終年度においては、実際の臨床に則した手術を大動物で施行し、その問題点を明らかにすることを目的とした。【ロボットの概要】術者の四肢の自由度を確保するために操作チャンネルとして頭部随意筋に着目した。我々が開発した静電容量型センサ(特願2011-25286)を改良し頭部随意筋の活動を検知する頭部装着型センサを作成した。こめかみにインターフェースを装着し携帯型内視鏡手術支援ロボットを作動させ、フレキシブル内視鏡の上下・左右・遠近操作を可能とした。重量は3kgで分解することでスーツケースに収納でき携帯可能である。【ブタを用いた実験】ロボットとヒトで外科経験11年の同一術者のもと腹腔鏡下胆嚢摘出術を行った。出血量はともに少量で計測不能。胆管損傷などの術中合併症なしであった。また、ロボット操作時の機器停止などの問題点は指摘されなかった。【今後の展望】我々の開発した携帯型内視鏡手術支援ロボットのSolo-surgeryにおける動作性を確認した。

今後は臨床応用に向けた産学官の連携が必要と思われる。頭部筋肉の動作を感知し術者の意志を正確・瞬時に反映するデバイス“装着型筋活動センサ"を適用することで携帯型内視鏡手術支援ロボットを完成させた。また、頭部の傾斜を検知する角度センサも組み込むことで、より自由度が増したインターフェースを構築した。こめかみにインターフェースを装着し携帯型内視鏡手術支援ロボットを作動させ、フレキシブル内視鏡の操作を可能とした。ブタを用いた動物実験を行った。ロボットとヒトで腹腔鏡下胆嚢摘出術を行った。手術時間はロボット:34分30秒、ヒト:24分26秒。ロボット操作時の機器停止などの問題点は指摘されなかった。研究の根底をなす「内視鏡下手術支援器具に用いるための改良型筋活動センサの開発」が順調に達成でき、次のステップである、ドライラボならびにウエットラボでの操作確認に研究が進んでいるため。ウエットラボでの動作性を録画ビデオで解析し、術野のカメラ軸角度、動作スピード、動きのスムースさ、切り替え時間などを解析し、実臨床に向けての試作機の改良を行う。また、誤動作に対する安全性の向上を目指して安全装置の完成を目指す医療用ロボット開発今後は臨床実施に向けて操作確認を引き続き行っていく。その中で、筋活動センサと内視鏡下手術支援器具本体の連結や内視鏡下手術支援器具本体の繊細な動作を獲得するため器具の改良を試みる。また、ドライラボならびにウエットラボでの操作データを集積し、数値化することで客観性を持ったデータとする。旅費が思ったよりも少し安価だったため。参加予定の学会に出席しなかった為。情報交換や情報収集に費やす。研究が進展するよう、実験用品費や消耗品費として使用する。また、情報収集・発信のため、学会に参加する旅費及び参加費に使用する。
スピンーボソン系における非断熱効果と動的補償定理

1.或る種のスピンーボソン系において、スピンの運動へのボソン熱浴の効果は、断熱繰り込みの考え方によってではなく、動的補償の考え方により研究されるべきことを提案した。熱浴の効果を断熱効果と非断熱効果に分けることは適当でない。2.基底状態に対する動的補償理論を展開し、変分解析を行なった。相互作用スペクトル密度関数の強さをα、赤外領域でのエネルギ-依存性をω^3とする。白色極限熱浴とする。(1)s>1の場合αの全域でトンネリング状態。(2)s=1の場合αを強めるときα_c=1/2でトンネリング状態から局在状態へ二次転移する。臨界値は断熱繰り込み値1と異なる。(3)1>s>0の場合αの全域で局在状態。(4)トンネリング基底状態に対して随伴トンネリング励起状態とのエネルギ-間隙を与えた。(5)白色領域熱浴の場合についても解した。3.熱統計力学、有限温度動力学を展開するため、微分操作による熱平均法を開発した。この方法によれば力学と熱効果を完全に分離して扱える。4.状態和の動的補償理論を定式化した。絶対零度で既導出の結果に一致する切断近似により解析した。相互作用効果は基底状態において尽くされている。有効トンネリング間隙、比熱を計算した。5.S行列を用いて動力学を非摂動論的に定式化した。数値解析は残されている。6.動的補償はスピンーボソン系に限って有効である概念ではない。縮臨したポテンシャル極小を持ち、基底状態がトンネル効果に支配されている系(量子トンネル系と呼ぶ)がボソン熱浴と双一次結合している場合に有効な一般的概念である。量子トンネル系として二重井戸系を採り、動的補償概念を適用する仕方を解説した。動的補償とは量子トンネル系へのボソン熱浴の効果を繰り込むための、赤外破綻に代る新しい概念である。7.本研究において展開された概念、成果は研究成果報告書において自己完結的に詳述した。白色極限熱浴とする。本研究は動的補償定理を指導概念として、本質的に非線形な量子系であるスピンーボソン(SーB)系における非断熱効果に関する全く新しい理論を展開することを目的とする。1.動的補償によって赤外発散が除去され、発散を全く含まない理論構造になっていることを近似なしに(1)エネルギ-準位に対する固有値方程式、(2)分配関数、(3)時間依存スピン分極分布関数に対して証明した。S行列のスピン状態による行列要素への動的補償の現れ方には少しく注意を要する。この点についても詳しく論じた。これらの研究によってSーB系の量子力学、統計力学および動力学の完全な枠組みが完成したといえる。2.有限温度効果を微分操作によって取り入れる新しい方法を開発した。この方法はボソンに対してグラウバ-のコヒ-レント表示法、フェルミオンに対してグラスマン数表示法を用いる。これによって前項に記した証明を解析的かつ厳密に実行することが出来た。零点ゆらぎの効果を正しく評価した理論が出来たとすれば、量子統計力学的ゆらぎの効果は微分操作によって見出すことが出来る。3.固有値方程式に対角近似を導入して解き、基底状態のエネルギ-を求めた。

スピンとボソン熱浴の相互作用強度をパラメ-タとして、トンネルコヒ-レンスを持つ基底状態からそれを消失した基底状態への転移を記述した。対角近似は熱浴が白色となる程良い近似となり、白色極限で正確となる。この転移の機構は従来の赤外カタストロフィとは全く異なる。4.ある種の切断近似を導入して状態和を計算し、熱力学を調べた。(1)スピンと熱浴との相互作用の効果は絶対零度での効果によって尽くされている。これは動的補償定理の結果である。(2)トンネル行列の有効値は温度にほとんど依存しない。このことは二準位模型が物理科学で極めて有効であるという事実を基礎付ける。なお切断近似は絶対零度では先の対角近似となる。1.動的補償に基づくスピンーボソン系の基底状態の研究を続行した。前年度発表の論文に関して、多くの質問を受けた波動関数について詳しい報告を行なった。スピンとボソン熱浴との相互作用スペクトル密度の赤外領域でのエネルギ-依存性をω^Sとするとき、1【greater than or equal】s>0の場合に基底状態はトンネリング状態ー局在状態転移をする。夫々の波動関数の構成とそれらを支配する正確方程式を2.基底状態を変分法で調べた。試行波動関数をコヒ-レント状態によって構成した。相互作用強度αをパラメ-タとし、白色極限熱浴の場合の結果をまとめる。(1)s>1ではαの全域でトンネリング基底状態。(2)s=1ではα<α_c=1/2でトンネリング状態、α>1/2で局在状態となる。転移は二次である。臨界値α_cは断熱繰り込み理論値1と異なる。(3)1>s>0ではαの全域で局在状態。なお、トンネリング基底状態の場合には随伴トンネリング励起状態とのエネルギ-間隙も与えた。十分に白色な熱浴の場合についても調べられている。3.動的補償概念がスピンーボソン系に限って有効であるというものではない。縮退したポテンシャル極小を持ち、それらの谷の間でのトンネル効果により基底状態が支配されている系(量子トンネル系と呼ぶ)がボソン熱浴と双一次相互作用している場合に有効な一般的概念である。量子トンネル系として二重井戸系を採り、動的補償概念を適用する仕方を解説した。動的補償とは量子トンネル系へのボソン熱浴の効果を繰り込むための、赤外破綻に代わる、新しい概念である。4.本研究において展開された概念、成果は、研究成果報告書において自己完結的に詳述した。