hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラジカル生成促進のための大気圧マイクロ波プラズマの電子温度制御技術の開発

大気圧プラズマは簡易な構成でプラズマ生成が可能であるため、様々な産業への応用が期待される。プロセス速度において最も重要となる化学活性種(ラジカル)供給量は、プラズマの密度とサイズ、電子温度により決定される。申請者はこれまでの研究で大面積表面処理用のメートル級長尺の高密度大気圧マイクロ波プラズマ源を世界で初めて実現した。しかし、高電子密度プラズマであったとしても、電子温度が低ければ生成されるラジカル量が少ないことがプロセスへの応用において問題となる。そこで、本研究では大気圧マイクロ波プラズマの電子温度制御による解離促進手法を確立し、高密度ラジカル生成を目的とする。その具体的な手法として、マイクロ波電力のパルス化、外部からの高速立ち上がりパルス電力印加、触媒による解離アシストを試み、表面処理プロセスへの応用可能性を探る。本研究が成功すればラジカル供給量の制御による大気圧プラズマプロセスの性能の飛躍的な向上が期待できる。2018年度においては、電磁界シミュレーションを援用し、装置構造の再検討を行った。本研究のプラズマ装置は導波管壁に狭いスリットを設けることにより、スリット間を流れる高周波電流によって発生する電界により放電プラズマを生成する。シミュレーションにより、スリット間の電界強度が向上する装置構造を決定し、装置製作を行った。その結果、安定して長尺のパルスマイクロ波プラズマを生成することに成功した。本研究では大気圧マイクロ波プラズマにおいて、パルス制御放電等を用いて電子温度制御することにより高密度ラジカルを供給し、表面処理プロセスを行うことを最終的な目的としている。初年度である2018年度においては電磁界シミュレーションを援用し、装置構造を改良、製作することを計画しており、これを実施した。電磁界シミュレーションの結果、スリットを設ける位置やその周辺の最適構造が明らかとなった。製作された装置によりプラズマを生成し、ハイスピードカメラ及び、高速ゲート付きICCDカメラを用いて観測したところ、安定して長尺のパルス放電プラズマを生成されていることが確認された。2018年度の研究において、安定して長尺のパルス放電プラズマを生成することに成功した。このプラズマ生成技術を用いて、次年度においては、パルス条件(周波数・Duty比)を変化させ、プラズマ生成・消滅の時間スケールと電子温度、電子密度の関係性について調査するとともに、ラジカル生成増加の最適条件を検討する。電子温度は制動輻射光から定量評価するとともに、放電ガスに難解離性分子である窒素を用いて、窒素原子発光の観測から解離の効果について定性的に評価する。また、申請者が実績を持つ大気圧質量分析により窒素ラジカル量計測を行うことも検討している。
ひさき衛星惑星間空間ヘリウム分布の光学観測による太陽圏と星間ガスに関わる研究

2010年にボイジャー1号が到達した太陽系の外側の領域(星間雲)と太陽風と呼ばれる太陽から放出されるプラズマの流れが支配する領域(太陽圏)の圧力バランスによって、太陽系の勢力範囲が決定される。星間雲環境は、直接観測はボイジャー計画などでしか為しえないが、太陽圏内での観測でも星間雲起源の侵入物質を選別することによって推測することが可能である。本研究では、太陽圏内における星間雲起源のヘリウムによる散乱光を観測し、その空間分布から星間雲の物理パラメータを同定することを課題とする。40年前から行われている同様の光学観測で導出された星間雲パラメータと比較し時間変化の有無を議論することで、太陽圏と星間雲の現在・過去・未来を考察することが目的である。具体的な方法は、「ひさき」衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測データから、星間雲の中性ヘリウムの物理パラメータを導出することである。本年度は、本観測方法が得意とする星間雲に対する太陽圏の運動(星間風)方向を導出することである。まずは、計算機システムとデータベース整備を実施し、観測データとシミュレーション計算の結果を比較するシステムを構築した。20152017年の3回の観測好機に取得済みの極端紫外分光観測データを用いて、計算機シミュレーションから各期間の星間風方向の最適解を導出することに成功した。結果は、過去40年間の風向と誤差の範囲内で一致し、太陽圏と星間雲のバランスには大きな変化はないということ示した。この結果は次年度に成果報告として公表する。今後も「ひさき」衛星は観測好機に惑星間空間の極端紫外分光観測を実施する計画であり、太陽圏と星間雲のバランスの経年変化の有無を議論する計画である。また、星間雲の中性ヘリウムの他の物理パラメータを導出することにも挑戦し、複数のパラメータについて経年変化の有無を議論することを目指している。本年の目標は、「ひさき」衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測データから、星間雲の中性ヘリウムの物理パラメータのひとつである星間風方向を導出することであった。「ひさき」衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測データを調理するデータベース構築と、観測データと比較するための計算機シミュレーションを実施する計算機環境を整え、星間雲の中性ヘリウムの物理パラメータを導出するシステム構築を完了した。実施済みの20152017年の観測データについて星間風方向の最適解を導出することに成功した。本研究の計画・結果速報については、国内の春・秋の学会と、秋季の米国地球物理学連合で発表した。国内外の同分野の研究者と議論を交わすことで、解析結果の考察を深めるとともに、研究提案時には想定していなかった研究課題も提起され、次年度以降の研究計画にも反映することを考えている。まず、初年度に導出した結果を次年度に成果報告として公表する。また平行して、星間雲の中性ヘリウムの他の物理パラメータを導出することにも挑戦し、複数のパラメータについて経年変化の有無を議論することを計画している。具体的には、観測データとシミュレーション計算値の比較を実施することになるが、導出する物理パラメータに合わせた、計算機シミュレーションコードの改良を実施する。さらに、今後も「ひさき」衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測計画を立案し、1年でも長く太陽圏と星間雲のバランスの経年変化を議論する計画である。本年の目標は、「ひさき」

衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測データから、星間雲の中性ヘリウムの物理パラメータのひとつである星間風方向を導出することであった。「ひさき」衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測データを調理するデータベース構築と、観測データと比較するための計算機シミュレーションを実施する計算機環境を整え、星間雲の中性ヘリウムの物理パラメータを導出するシステム構築を完了した。実施済みの20152017年の観測データについて星間風方向の最適解を導出することに成功した。本研究の計画・結果速報については、国内の春・秋の学会と、秋季の米国地球物理学連合で発表した。国内外の同分野の研究者と議論を交わすことで、解析結果の考察を深めるとともに、研究提案時には想定していなかった研究課題も提起され、次年度以降の研究計画にも反映することを考えている。まず、初年度に導出した結果を次年度に成果報告として公表する。また平行して、星間雲の中性ヘリウムの他の物理パラメータを導出することにも挑戦し、複数のパラメータについて経年変化の有無を議論することを計画している。具体的には、観測データとシミュレーション計算値の比較を実施することになるが、導出する物理パラメータに合わせた、計算機シミュレーションコードの改良を実施する。さらに、今後も「ひさき」衛星による惑星間空間の極端紫外分光観測計画を立案し、1年でも長く太陽圏と星間雲のバランスの経年変化を議論する計画である。2018年度の物品費・旅費の使用で端数が生じたが、2019年度に必要な物品購入に有効に使用する予定である。
動物行動の定量データ取得アルゴリズムの開発と順位行動の長期動態解析

本研究課題では、社会性昆虫アリである沖縄産トゲオオハリアリ(Diacamma sp.)を対象に、各個体の胸部にバーコードタグを接着剤で貼り付け、画像解析するソフトウェアを用いることにより、コロニー(巣)内の全個体の位置・向き情報を1秒1コマの高い時間解像度で長期間取得する実験システムを室内において構築した。そこから、社会性昆虫がどのように統合され、集団的な秩序を形成しているかの一端を明らかにした。また、動物行動における探索行動の理論研究をすすめ、性的二型が進化しうる条件を明らかにした。本研究課題では、社会性昆虫アリである沖縄産トゲオオハリアリ(Diacamma sp.)を対象に、各個体の胸部にバーコードタグを接着剤で貼り付け、画像解析するソフトウェアを用いることにより、コロニー(巣)内の全個体の位置・向き情報を1秒1コマの高い時間解像度で長期間(数日間-)取得する実験システムを室内において構築し、データ解析することを目標とする。これまで、動物の集団行動の研究において、このような時間的・空間的に解像度の高い大規模データを取得し、解析を行った研究はMersch et al. (2013, Science)だけである。また、Mersch et al. (2013)では、観察データを取得し解析を行ったのみであり、操作実験を行っていなかった。一方、本研究課題では、コロニー内における仕事量としての卵・幼虫・蛹の量を操作することや、餌探索エリアにおける餌の導入、実験環境の明暗条件の変化など、操作実験も行う予定であるため、社会性昆虫のシステムの理解にとって意義がある。今後は、個体間相互作用として特徴的な順位行動に着目し、データからどの個体間でいつ起きたかを抽出することを試みる。さらに位置と向きの大規模データから、個体間の接触ネットワークの解析や、非線形時系列解析を用いた各個体の活動時系列データから個体間相互作用の因果性検出、各個体のactivity, inactivityの時間のベキ分布を解析する。それによって、社会性昆虫の統合されたシステムを、大規模データを解析することで理解する。実験室内でのトラッキングシステムの構築が予定通り順調にすすんでいる。本研究課題では、社会性昆虫アリである沖縄産トゲオオハリアリ(Diacamma sp.)を対象に、各個体の胸部にQRバーコードタグを接着剤で貼り付け、画像解析するソフトウェアを用いることにより、コロニー(巣)内の全個体の位置・向き情報を1秒1コマの高い時間解像度で長期間(数日間-)取得する実験システムを室内において構築し、データ解析を行った。これまで、動物の集団行動の研究において、このような時間的・空間的に解像度の高い大規模データを取得し、解析を行った研究例はMersch et al. (2013, Science)だけである。また、Mersch et al. (2013)では、観察データを取得し、解析を行ったのみであり、操作実験を行っていない。一方、本研究課題では、コロニー内における仕事量としての卵・幼虫・蛹の量を操作することや、餌探索エリアにおける餌の導入、実験環境の明暗条件の変化など、介入・操作実験も行っているため、社会性昆虫のシステムが、どのように個体間の相互作用を通して、環境要因に対して適応的な応答を示すのかの理解することが可能になる。また、特徴的な個体間相互作用として順位行動に着目し、位置・向きデータからどの個体間でいつ起きたかを抽出することを試みている。さらに位置と向きの大規模データから、(1)個体間の接触ネットワークの解析や、(2)非線形時系列解析を用いた各個体の活動時系列データからの個体間相互作用の因果性検出、(3)各個体のactivity, inactivityの時間のベキ分布を解析した。今後は、バーコードタグを読み取るライブラリ、ソフトウェアを用いて、個体の位置情報を個体識別をした上で取得する方法を模索する。28年度が最終年度であるため、記入しない。行動生態学、複雑系科学28年度が最終年度であるため、記入しない。
データ分析とシミュレーションによるオーダーメイド型学修活動・学生生活支援の探索

本研究は、学生調査データを元に学生の学習履歴や生活実態を分析し、その結果をもとに個々の学生の成長に望ましい学習行動や生活パターンのシミュレーションを導き、個別の学生へのアドバイス・支援を行うシステムを構築することを目指した。成果は、1欠損や未回答の多い学生調査データを有効活用できる統計手法の有効性を確認、2学習時間に影響を与える多様な要因の発見、3二つの大学において、学生調査データの分析結果に基づく学生支援システムの導入、の3点が得られた。同時に、SERU調査を随時学生に還元し学習支援に役立てるために、広島大学ピア・サポート・ルームの学生代表者たちと調査への参加促進と調査データの活用についての打ち合わせを行った。今後継続的に学生団体との打ち合わせを持つことにより、学生調査を個別の学生に活かす形で還元する仕組み・体制作りの端緒を作ることができた。SERU調査のデータについては、連携研究者と共同で分析に取り組んでおり、成果の一部は平成28年に論文投稿・報告書として明らかにされる予定である。また、関西大学をフィールドに,『新しい能力』を基盤にするキーコンピテンシーの策定を行い,実際に入学時,パネル,卒業時調査にそれぞれ試行的な導入を図った。またそれらの結果に関して,学生の類型化に関する試行も行った。また特定の学部の教務データを用いて,GPAに関する学生の類型化も試行している。また、学生の学習を促進するための学習成果データの学生へのフィードバック方法について、Webと紙媒体の効果の違いについて検討を行った。当初の計画通り、世界の研究大学を対象とした学生調査(SERU)を広島大学で実施・分析し、その結果を予定通り国際カンファレンスで報告することができた。現在も連携研究者と協力して分析に従事しており、予定よりも早く来年度から論文や報告書という形で業績を出すことができる見通しが立った。さらに、分析結果を個別学生に応じて集計・シミュレーションし、将来の大学生活やキャリアへ生かせるような形で還元するための体制作りも、広島大学ピア・サポートシステムとの会合を通じて行えるような見通しが付きつつある。本研究は大学の特性に応じた、学生の学習履歴と生活実態データの設計と分析を行うことを目的としている。28年度は、広島大学で実施されているSERU調査(Student Experience in the Research University:UC Berkeley主催)の整備と分析を進めた。SERU調査は日本では大阪大学と広島大学が参加しており、大阪大学所属の共同研究者と連携を取り、大阪大学と広島大学双方のデータを持ち寄り、学生の出自、多様な活動や学習形態、能力形成との関連を試行的に分析・検討した。このプロセスにおいて、日本固有の問題として、非回答者の多さ(回答率10%前後)が浮上した。昨年度には、学生の任意団体に呼びかけて、SERU調査への参加を促進したが、その実効性は不明である。当初の予定では、学生に調査データの分析結果を還元するための仕組み作りを狙っていたが、このような学生調査アンケート非回答の多発のメカニズムを解明することが先決であると認識し、現在大阪大学と連携して学生情報を(個人情報保護に最大限配慮して)SERUデータにマージし、非回答学生出現の要因分析に取り組んでいる。同時に、非回答を大量の「欠損」と見なし、学生の学籍情報等個人情報をもとに欠損を補完する方法も試み、欠損値を補完したデータによりどこまで解釈が可能な分析結果が得られるかを検討している。さらに、学生を積極的に大学の活動に包含する試みとしての「学生シンポジウム」(広島大学高等教育研究開発センター主催)の開催を契機として、学生の意識や活動を詳細に把握する必要性が確認された。SERU調査を用いた探索的分析は継続的に実施しており、日本固有の問題である「非回答者の多発」については国際的にも関心を集めた。この問題を、単に回答率を上げるという従来のような方法に落とし込むのではなく、「日本固有の非回答の発生メカニズムの解明」という形で新たな学生調査の分析課題化した点は、大きな前進と言える。大阪大学との連携により、この「非回答発生メカニズムの解明」は来年度にUC BerkeleyのCenter For Studies in Higher EducationのResearch and Occasional Seriesとして取りまとめが予定されている。以上のような状況により、概ね順調に進展していると判断される。最終年度については、1昨年度から引き続き2015年度および2016年度SERUデータを用いて,日本と海外の大学生の学習スタイルの差異について分析を行った。分析結果は6月に広島大学で開催されたSERUワークショップで発表し,海外の参加者からも高い関心を集めた。併せて、IRデータ分析に応用されるべき統計分析の検討(欠損値補完、非正規分布モデル)を行い、その実践例を国内依頼論文および広島大学高等教育研究開発センターのディスカッションペーパーとして上梓した。2現在大学教育の質的転換に向けて注目されている「学習(学修)時間」に焦点を当て、「SERU(Student Experience in Research University:研究大学における“学び"の調査)」の調査結果をもとに、米国、中国との学年の推移を比較分析するとともに、学生の「授業内学習時間」「授業外学習時間」がそれぞれ、正課内外のどのような行動から影響を受けるかを明らかにした。3関西大学教学IRとして,A学部における同一カリキュラムを有する7年分のGPAをクラスター化する作業を進めた。またデータを学生自身が活用する事例として,入学時調査の個々の学生の結果を学部平均値とともに提示し,具体的な履修のアドバイスを行うフィードバックシステムを構築し,B学部入学生に試行的に導入した。

4島根大学で開発・推進がなされているIRデータを活用した学習支援のためのシステム「WILL BE」に関して、システム運用や分析に関して有識者と意見交換を行うとともに、広島大学高等教育研究開発センターのディスカッション・ペーパーにおいて、その成果を公開することとし、論文公開に向けて原稿を執筆した(執筆継続中)。本研究は、学生調査データを元に学生の学習履歴や生活実態を分析し、その結果をもとに個々の学生の成長に望ましい学習行動や生活パターンのシミュレーションを導き、個別の学生へのアドバイス・支援を行うシステムを構築することを目指した。成果は、1欠損や未回答の多い学生調査データを有効活用できる統計手法の有効性を確認、2学習時間に影響を与える多様な要因の発見、3二つの大学において、学生調査データの分析結果に基づく学生支援システムの導入、の3点が得られた。今後は、分担研究者の学習理論および学修支援に関する研究蓄積を、より直接的に広島大学内の組織作りに還元するべく、連携を密にする予定である。さらに、SERUの学内での継続的遂行のために、学内の諸々の委員会との連携強化をすすめ、SERUの周知徹底を教職員・学生に推し進める予定である。加えて、既に得られたデータについては、統計分析を通じて、欠損値補完法の応用可能性を模索するとともに、日本的な課題となっている学習時間に焦点化した分析を行い、学習時間の長短の有効性を多角的に検討し、政策で推奨されている「学習時間の確保」について批判的・実証的な検証を行う。また、海外と日本の大学生のアンケート調査結果から、分野別の比較分析を進め、分野ごとの特徴と具体的支援の方策を検討する。分析結果は、今年度もSERU国際カンファレンスにおいて随時発表し、分析結果の一部を英語誌および国内紙に積極的に発信していく予定である。最終年度である平成29年度は、SERU調査にもとづき、「日本固有の非回答(学生)の発生メカニズムの解明」を大阪大学と連携して進める。同時に、非回答学生の非回答部分を「欠損値」と見なし、各種ある欠損値補完法を適用して(疑似)完全データを作成し、分析を行う。この欠損値補完によるデータ分析を通じて、これまでの経験的知見と遜色のない、解釈可能な学生の諸々の行動・意識の実態が明らかにできるかどうかを検討し、非回答や大量欠損が生じても、十分に分析に耐えうる統計分析が可能かどうかを模索する。併せて、初年度に構築した、これら分析結果を学生にフィードバックする仕組みを強化し、エビデンスを学生に還元し、より望ましい学生の学習・生活へと繋がるプログラム開発を目指す。教育社会学本科研は基金により遂行されるので、当初計画のうち、学外研究分担者を招聘して開催する予定であった研究打ち合わせが、日程調整により来年度以降にずれ込むことが決定されたため。当初予定していた、共同研究者を交えての研究打ち合わせの回数を減らした。その理由は、平成29年度にアメリカ合衆国で開催されるUC BerkeleyのCenter For
敗血症性獲得免疫障害：T細胞受容体遺伝子分析によるレパトア形成能の解析

われわれは、高度外科的侵襲下でしばしば遭遇する急性腎不全、DICなどと同様に、免疫不全を新たな臓器不全として位置づけることを提案している。すなわち単球、樹状細胞HLA-DR発現率低下で明らかにされている抗原提示能障害と共に、T細胞レパトア形成障害で明らかにされているリンパ球分化異常等による獲得免疫異常がimmunoparalysisの本態であると推測している。CD4, CD8リンパ球は、MHC class IIおよびMHC class Iからの抗原提示をTcell receptor (TCR)多様化障害のため受けとることができなくなり、いわゆる"exhaust cell"に陥っていると推察されている。抗原情報を受け取ることのできないCD4+ヘルパーT細胞はB細胞による抗体産生障害のみでなくマクロファージの活性化にも支障をきたす。本研究では、外科的侵襲下における予後悪化因子として重要であるimmunoparalysisの病態を明らかにし、新規治療法を開発する事を一義的な目的としている。そのため、生体防御反応において中心的な役割を果たすT細胞の機能評価並びにサイトメガロウイルスをはじめとしたウイルス再活性化との関連を検討している。なおT細胞機能評価は、T細胞レパトア形成に必須なTCRの多様性をTCRβV-J領域の遺伝子解析を開始している。敗血症性ショック患者の検体採取を随時行っている。採取検体は、濃度勾配法を用い単核球細胞を分離したのちdeep freezerに保存し、随時DNAを抽出しTCRβV-J領域の遺伝子解析を行っている。また血漿成分はELISAを用いサイトカイン濃度の測定を開始している。TCRβV-J領域は敗血症性ショック患者において初期から著しい低下を認めている。抽出したDNAを用いて測定を開始している。クライテリアに合致する患者は積極的にinclusionしさらにデータを増やす予定である。T細胞受容体(TCR)の多様性をTCRベータV-J領域の遺伝子解析をさらに進める予定である。NETs関連の研究も同時に進める予定にしている。これらの検討により獲得免疫、自然免疫障害と多臓器不全の関連を明らかにする。われわれは、高度外科侵襲下でしばしば遭遇する急性腎不全、DICなどと同様に、免疫不全を新たな臓器不全として位置づけることを提案している。すなわち単球、樹状細胞HLA-DR発現率低下で明らかにされている抗原提示能障害と共に、T細胞レパトア形成障害による獲得免疫異常がimmunoparalysisの本態であると推測している。CD4, CD8リンパ球は、MHC class IIおよびMHC class Iからの抗原提示をTCR多様性障害のため受けとることができなくなり、いわゆる"exhaust cell"に陥ると考えられている。抗原情報を受け取ることのできないCD4+ヘルパーT細胞はB細胞による抗体産生障害のみでなくマクロファージの活性化に大きな支障をきたす。本研究では、外科侵襲下における予後悪化因子であるimmunoparalysisの病態を明らかにし、新規治療法を開発する事を一義的な目的としている。なおT細胞機能評価は、T細胞レパトア形成に必須なT細胞受容体(TCR)の多様性をTCRβV-J領域の遺伝子解析にて試みる予定である。現在、重症敗血症患者を中心に検体採取を行っている。採取検体は、濃度勾配法を用い単核球細胞を分離したのちdeep freezerに保存している。徐々に検体が増えつつある。クライテリアに合致する患者がいれば積極的にinclusionする予定である。FACSによるNETs産生定量法に関する検討も進めている。

クライテリアに合致する患者は積極的にinclusionしさらにデータを増やす予定である。T細胞受容体(TCR)の多様性をTCRベータV-J領域の遺伝子解析にて試みる予定である。同時にサイトメガロウイルス、単純ヘルペスウイルス再活性化率、単球、樹状細胞における抗原提示能を測定する予定である。これらの検討により獲得免疫、自然免疫障害と二次感染率、ウイルス再活性化率増加の関連を明らかにする。T細胞受容体(TCR)の多様性をTCRベータV-J領域の遺伝子解析をさらに進める予定である。NETs関連の研究も同時に進める予定にしている。これらの検討により獲得免疫、自然免疫障害と多臓器不全の関連を明らかにする。理由)予想以上に試薬代が安価であった。使用計画)今年度使用額を併せて十分量の試薬購入が可能であるため多方面にわたる研究遂行を計画している。
球面データム創成法による非球面形状の計測・評価システムの開発

本研究では,球面を球極座標で測定する手法の確立をその目的としている.測定基準となる球面データムは直交する2つの高精度回転軸(超精密静圧空気軸受)により創成する.このようなデータム創成法により,単純で安価な測定機構を実現できる.開発する測定システムでは,測定機系のデータムに球面・非球面部品のデータム(形状の基準となるもので軸心や球の中心など)を一致させることが必要となるが,そのままでは不可能である.そのため,アルゴリズムによって,両データムを一致させ,測定される球面・非球面の実体を再現することを試みる.そして,再現された形状と設計情報を比較することで,形状誤差等を把握することが可能になる.現在までに測定システムのハードウェアの基本部分をほぼ完成させた.今年度購入のレーザ式変位センサは,それを取り付け,データを収集可能な状態とした.本年度の実績としては,測定機系のデータムと球面試料のデータムを一致させる,ハード的な手法について検討,報告を行った.また,ハードでは,一致しきれない設定誤差による影響(特に極近傍であらわれる不連続な段差)について検討を行い,その現象の原因をあきらかにし,さらにそれを補正する方法を確立した.さらに,赤道近傍のデータ処理を中心に球面・非球面の試料についての評価法を確立し,球面,トーラス面などの試料の評価を行った.図形表示としては,等高線表示のプログラムなどを作成し,有効なプレゼンテーションを可能とした.今後は,極近傍でのデータ処理,非接触センサおよび接触式センサを用いた場合の違いの比較・検討などについて研究を進める予定である.本研究では,球面を球極座標で測定する手法の確立をその目的としている.測定基準となる球面データムは直交する2つの高精度回転軸(超精密静圧空気軸受)により創成する.このようなデータム創成法により,単純で安価な測定機構を実現できる.開発する測定システムでは,測定機系のデータムに球面・非球面部品のデータム(形状の基準となるもので軸心や球の中心など)を一致させることが必要となるが,そのままでは不可能である.そのため,アルゴリズムによって,両データムを一致させ,測定される球面・非球面の実体を再現することを試みる.そして,再現された形状と設計情報を比較することで,形状誤差等を把握することが可能になる.現在までに測定システムのハードウェアの基本部分をほぼ完成させた.今年度購入のレーザ式変位センサは,それを取り付け,データを収集可能な状態とした.本年度の実績としては,測定機系のデータムと球面試料のデータムを一致させる,ハード的な手法について検討,報告を行った.また,ハードでは,一致しきれない設定誤差による影響(特に極近傍であらわれる不連続な段差)について検討を行い,その現象の原因をあきらかにし,さらにそれを補正する方法を確立した.さらに,赤道近傍のデータ処理を中心に球面・非球面の試料についての評価法を確立し,球面,トーラス面などの試料の評価を行った.図形表示としては,等高線表示のプログラムなどを作成し,有効なプレゼンテーションを可能とした.今後は,極近傍でのデータ処理,非接触センサおよび接触式センサを用いた場合の違いの比較・検討などについて研究を進める予定である.
同種造血細胞移植後ヒトヘルペスウイルス6型再活性化の免疫機構の解明と予防法の確立

本研究は、同種造血幹細胞移植(HSCT)後のhuman herpesvirus-6 (HHV-6)再活性化に関与する因子を継時的に解析し、再活性化のリスク因子を抽出することを目的としている。今年度の検討において、我々はHHV-6特異的受容体であるCD134の、CD4陽性T細胞での発現に着目し、ウイルスDNA量をより高感度に測定可能なデジタルPCR (dPCR)を用いて、CD4陽性T細胞におけるCD134陽性率とHHV6再活性化の関連性を解析した。当院で同種HSCTを施行した患者34例を対象とした解析において、下記の結果を得た。1dPCRでは従来のリアルタイムPCRと比較してHHV-6 DNAの検出感度の向上が得られた。2HHV-6再活性化はdPCRで23例(68%)に認められ、多変量解析では、前処置前のCD134/CD4比高値(オッズ比(OR)=2.4, P= 0.02)と臍帯血移植を含むHLA不適合移植(OR=16.0, P=0.02)の2つがHHV-6再活性化の高リスクとなることが抽出された。3治療介入を必要とするようなハイレベルの再活性化を起こした症例において、有意に移植前CD134/CD4比が高いこともわかり臨床的な意義も確認された。4移植後のCD134/CD4比はHHV-6再活性化に影響を与えなかった。これらの結果より、移植前のCD134/CD4比高値がHHV-6再活性化のリスク因子となることが明らかとなり、HSCT前にCD134/CD4比を測定することでHHV-6再活性化の高リスク症例が抽出できる可能性が示唆された。HHV-6B再活性化の予防、早期診断、治療のガイドラインの構築につながる、重要な知見を得ることができたと考えている。研究同意取得については、予定通り順調に進んでおり、100名を超える移植患者の登録を済ませているが、HHV-6の高度再活性化症例、脳炎発症症例は少数であり、さらなる症例数の蓄積が望まれる。当初、細胞性免疫に着目してテトラマー解析やELISPOT解析を進めていたが、予想したような結果が得られなかった。アポトーシス解析や様々なサイトカインの動向も実施したが、ウイルスの再活性化との関連を疑うような一定の傾向を認めることができなかった。なお抗体解析については、前年度に解析を行っており、IF法での低抗体価患者において再活性化のリスクが高いことを学会にて報告した。デジタルPCR法の確立により、より高感度の解析が可能となり、ウイルス動態の詳細が明らかになったため、この結果を用いて細胞表面マーカーの発現パターンを解析したところ、今回の結果が得られた。現在英文誌に投稿中であるここまでの経過から、HHV-6再活性化に関与する因子の一つとして、CD134陽性CD4陽性T陽性細胞に着目して検討を進めていく方針とした。現在までに移植前および移植後21日のウイルス再活性化の好発時期に、サンプルからCD134陽性CD4T細胞をソートしたうえでマイクロアレイ解析を行い、候補分子を抽出した。候補分子につき、リアルタイムPCR解析を行い、移植前と移植後の特性の相違、ウイルス再活性化の有無による相違を検討し、CD134分子がどのように再活性化に関わるのか、より詳細のメカニズムを探る。特定の関与因子が同定された場合には、in vitroでHHV-6を感染させたうえで、その分子の発現の変化を検討する。また臍帯血細胞にこの分子を遺伝子導入、あるいはノックアウトし、HHV-6感染効率を検討する。ヒトヘルペスウイルス6型HHV-6(HHV-6)の同種造血幹細胞移植後の再活性化について、下記の解析を行った。1液性免疫の評価:ELISA法およびIF法にて、移植前患者の抗HHV-6抗体価を42例について測定した。既報と異なり、再活性化と抗体価には相関を認めなかったが、移植前抗体価の低かった患者では、移植後HHV-6高コピー再活性化や感染症発症に対し治療介入した症例が有意に多いことがわかった。移植後抗HHV-6抗体価を3か月後まで継時的に測定すると、臍帯血移植後症例では非臍帯血移植症例に比べ、抗体価が有意に低下していくことがわかった。以上より、HHV6感染症発症への患者のウイルス特異的液性免疫の関与が示唆された。2ウイルス量の評価:リアルタイムPCRに加え、前初期(immediate early: IE)遺伝子をターゲットとしたデジタルPCR(dPCR)の系を構築し、これにより移植後1週間ごとにウイルス量のモニタリングを行った。まず末梢血有核細胞のうちCD4陽性リンパ球におけるウイルスDNA量が多いことが確認し、5例の臍帯血移植患者においてCD4陽性リンパ球および血漿でdPCRモニタリングを行った。CD4リンパ球のdPCRにおいては、血漿リアルタイムPCR陽性化とほぼ同時期にウイルス陽性化が確認された。26例の血漿サンプルについて、両測定法の比較を行ったところ、良好な相関関係が認められた。リアルタイムPCRでは26例中11例にHHV-6の再活性化が認められた。一方で、リアルタイムPCRで再活性化を認めなかった15例のうち4例でdPCRでのみIEが検出された。

またリアルタイムPCRで再活性化を認めた11例のうち3例では、dPCRで1週間前からIEの検出が可能であり、移植後早期の患者血漿を用いたdPCRはHHV-6再活性化の早期検出に有用であると考えられた。1.研究対象者の登録:症例数は予想通り蓄積できているが、高度再活性化や感染症を発症する症例が予想より少なかったため、今後の症例の蓄積が期待される。2.液性免疫、細胞性免疫に関する解析:当初予定していたELISPOT法による細胞免疫の評価については、条件によるばらつきが大きく定量的評価が難しいことから解析法の変更が必要と考えられ、別の側面からのアプローチを検討している。ELISA法およびIF法による抗体価の評価についてはほぼ予定通り進行している。3.HHV-6ウイルス量の評価:デジタルPCR解析については、当初臍帯血移植後のリンパ球分画を見ることで早期の診断が可能になると考えていたが、細胞内のウイルス増殖は血漿におけるそれとほぼ同時期であることがわかったため、現在はリンパ球での解析は最小限にとどめ、血漿での解析を主に進めている。4.細胞表面マーカーの解析: CD134陽性細胞に着目した解析も同時進行で行っている。各症例について、細胞表面マーカーの解析を進めるとともに、CD134陽性細胞を回収しRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行い、現在ウイルス感染と関連する分子、CD134陽性細胞に特徴的に発現する分子を抽出しているところである。本研究は、同種造血幹細胞移植(HSCT)後のhuman herpesvirus-6 (HHV-6)再活性化に関与する因子を継時的に解析し、再活性化のリスク因子を抽出することを目的としている。今年度の検討において、我々はHHV-6特異的受容体であるCD134の、CD4陽性T細胞での発現に着目し、ウイルスDNA量をより高感度に測定可能なデジタルPCR (dPCR)を用いて、CD4陽性T細胞におけるCD134陽性率とHHV6再活性化の関連性を解析した。当院で同種HSCTを施行した患者34例を対象とした解析において、下記の結果を得た。1dPCRでは従来のリアルタイムPCRと比較してHHV-6 DNAの検出感度の向上が得られた。2HHV-6再活性化はdPCRで23例(68%)に認められ、多変量解析では、前処置前のCD134/CD4比高値(オッズ比(OR)=2.4, P= 0.02)と臍帯血移植を含むHLA不適合移植(OR=16.0, P=0.02)の2つがHHV-6再活性化の高リスクとなることが抽出された。3治療介入を必要とするようなハイレベルの再活性化を起こした症例において、有意に移植前CD134/CD4比が高いこともわかり臨床的な意義も確認された。4移植後のCD134/CD4比はHHV-6再活性化に影響を与えなかった。これらの結果より、移植前のCD134/CD4比高値がHHV-6再活性化のリスク因子となることが明らかとなり、HSCT前にCD134/CD4比を測定することでHHV-6再活性化の高リスク症例が抽出できる可能性が示唆された。HHV-6B再活性化の予防、早期診断、治療のガイドラインの構築につながる、重要な知見を得ることができたと考えている。研究同意取得については、予定通り順調に進んでおり、100名を超える移植患者の登録を済ませているが、HHV-6の高度再活性化症例、脳炎発症症例は少数であり、さらなる症例数の蓄積が望まれる。当初、細胞性免疫に着目してテトラマー解析やELISPOT解析を進めていたが、予想したような結果が得られなかった。
改良型トランスグルタミナーゼの近接依存反応を利用した複合タンパク質フィッシング法

組織や細胞に発現しているタンパク質の動態を把握し,それらが織りなす相互作用の実態を解明するためには,既知のタンパク質と相互作用する未知のタンパク質を同定する必要がある。本申請研究は,基質特異性が低く反応性に富むStreptomyces mobaraensis由来トランスグルタミナーゼ(TGase)と既知タンパク質(Bait:餌)の融合体を調製し,得られたBait連結TGaseのBaitに相互作用する未知タンパク質(Prey)をTGaseの近接依存反応により蛍光標識して同定する新規なフィッシング法を開発することを目的とするものである。昨年度までの研究において,TGase高反応性ペプチドを付加した様々なTGaseを調製したが,自身の自己架橋反応による酵素的なBait-TGase融合体の調製は困難であった。そこで,Bait融合TGaseを遺伝子的に調製する方が現実的と判断し,大腸菌による活性型Bait融合TGaseの生産法を検討した。正しく折りたたまれた活性型のTGaseとするためにはpro配列を有するTGase前駆体として発現させる必要があるが,TGase前駆体とBaitの融合体の場合には,Dispaseによる活性化処理によってBaitも加水分解される恐れがある。そこで,ペリプラズム内にpro配列と共に分泌発現させることによる,活性型Bait融合TGaseの直接生産を試みた。その結果,Baitのモデルタンパク質として用いたFRBをC末端に付加したTGase(TGase-FRB)はN末端付加体(FRB-TGase)と比較してペリプラズム発現量が多く,さらに精製したTGase-FRBはFRB-TGaseに比べて十分に高いTGase活性を有することが分かった。本申請研究は,改良を加えたトランスグルタミナーゼ(iTGase)を自身の触媒反応によって既知タンパク質(Bait:餌)に結合させ,得られたBait連結iTGaseのBaitに相互作用する未知タンパク質(Prey)をiTGaseの近接依存反応により蛍光標識して同定する新規なフィッシング法を開発することを目的とする。その中心となるTGaseは,基質特異性が低く高反応性であることが望ましい。また,一般的にTGaseが正しく折りたたまれた活性体となるには,プロ配列を有するTGase前駆体として生産した後に活性化処理する必要がある。そこで,TGaseはStreptomyces mobaraensis由来ものとし,その前駆体のC末端にTGase反応性の高いリジン含有ペプチド(K)およびグルタミン含有ペプチド(N)を付加した二種類のiTGase前駆体について,そのコドンを最適化したcDNAを人工合成し,さらにBIC法によりBrevibacillus choshinensisを形質転換してそれぞれの分泌発現系を構築した。培養によって得られたiTGase前駆体を精製し,Dispase処理によってそれぞれ高活性なiTGase-K/Nを得た。さらに,牛乳カゼインをBaitのモデルタンパク質としてiTGase-Kの反応性を調べ,iTGase-Kは自己との架橋反応によりカゼイン連結iTGaseを生成することを確認した。本フィッシング法の有効性を明らかにするため,ラパマイシンを介して会合することが知られているFRBとFKBPをBaitとPreyのモデルタンパク質とすることとし,これらを大量生産するためFRBおよびFKBPのcDNAを有する発現ベクターをそれぞれ作成した。当初の計画通り,TGase反応性の高いリジン含有ペプチド(K)およびグルタミン含有ペプチド(N)をC末端に有する二種類のiTGase-K/Nの前駆体のBrevibacillus分泌生産系を構築し,Dispaseによる活性化処理により,高活性なiTGase-K/Nを得ることが出来た。また,得られたiTGase-K/Nは,それ自身も基質となって他のタンパク質と自発的に連結出来ることを牛乳カゼインをモデルタンパク質として確認した。この自己架橋反応は本研究の大きな特色の一つであり,生物化学工学分野における興味ある成果と考える。一方,Baitに連結させたiTGaseの近接依存反応によりPreyを蛍光標識してフィッシングする方法論の妥当性を証明するため,当初はsmall GTPaseとこれに特異的に結合するエフェクターRBD(Ras結合ドメイン)をモデル複合タンパク質とすることを予定していた。しかし,これらの哺乳動物タンパク質は高価であり,組換え体の生産も容易ではないことから,微生物による大量生産が可能な,ラパマイシンを介して会合するFRBとFKBPをモデルタンパク質にすることに変更し,それらの発現ベクターを構築した。この計画変更により,iTGaseの近接依存反応によるPreyの蛍光標識の可否は未だ確認できていないことから,「やや遅れている」との評価とした。本申請研究は,基質特異性が低く反応性に富むStreptomyces mobaraensis由来トランスグルタミナーゼ(TGase)に改良を加えたもの(iTGase)を自身の触媒作用によって既知タンパク質(Bait:餌)に結合させ,得られたBait連結iTGaseのBaitに相互作用する未知タンパク質(Prey)をiTGaseの近接依存反応により蛍光標識して同定する新規なフィッシング法を開発することを目的とする。TGase反応性の高いリジン含有ペプチド(-K)およびグルタミン含有ペプチド(-N)の付加する位置を当初計画のN末端からC末端側に変更し,さらにその間にHis-6タグを挿入したiTGase前駆体のcDNAを調製した。この構成により前駆体の活性化処理後も残るHis-6はiTGaseの精製を容易にし,さらに活性ペプチドとTGaseの間のスペーサーの役割も担うことが期待された。このDNAインサートを用い,BIC法によりBrevibacillus choshinensisを形質転換してそれぞれの分泌発現系を構築した。

得られたiTGase前駆体をDispaseにより活性化し,Ni担持樹脂によりそれぞれ高活性なiTGase-K/-Nを得る事ができた。一方,ラパマイシンを介して会合するFRBとFKBPを本フィッシング法の有効性を証明するための材料とし,これらにTGase高反応性ペプチドを付加したFKBP-Kおよび-Nを生産するための組換え大腸菌も構築した。最後に,iTGase-NとiTGase-Kとの間の自己架橋生成物をSDS-PAGEによって分析した。その結果,iTGase-KおよびiTGase-NのTGase基質としての反応性はあまり高くない事が分かった。その理由として,His-6長さはスペーサーとして不十分であることが考えられた。今年度の当初の計画は,iTGaseのC末側のTGase高反応性ペプチドの前にグリシンからなるペプチドをスペーサーとして挿入し,スペーサーの有無がiTGaseの自己架橋反応性に及ぼす影響を調べることであった。しかし,昨年度に実施したiTGase-Kおよび-Nの調製において,その前駆体発現後の精製タグとして市販ベクターのMCS上流側にあるHis-6配列を利用したが,前駆体の活性化処理によってHis-6がプロ配列と共に除去されてしまうため,活性化iTGase-Kおよび-Nの精製に課題が残っていた。そこで今年度,His-6をグリシンペプチドの代わりにTGase高反応性ペプチドとTGaseの間に挿入することにより,スペーサーと精製タグの両方の役割を果たすことを期待して研究計画を変更し実行した。その結果,このHis-6位置の修正はiTGaseの精製には有効であったが,スペーサーとしては不十分であることが示唆された。これがやや遅れていると判断される主な理由である。したがって,His-6に加えて長さの異なるグリシンペプチドも挿入したiTGase-Kおよび-Nを再調製し直す必要がある。組織や細胞に発現しているタンパク質の動態を把握し,それらが織りなす相互作用の実態を解明するためには,既知のタンパク質と相互作用する未知のタンパク質を同定する必要がある。本申請研究は,基質特異性が低く反応性に富むStreptomyces mobaraensis由来トランスグルタミナーゼ(TGase)と既知タンパク質(Bait:餌)の融合体を調製し,得られたBait連結TGaseのBaitに相互作用する未知タンパク質(Prey)をTGaseの近接依存反応により蛍光標識して同定する新規なフィッシング法を開発することを目的とするものである。昨年度までの研究において,TGase高反応性ペプチドを付加した様々なTGaseを調製したが,自身の自己架橋反応による酵素的なBait-TGase融合体の調製は困難であった。そこで,Bait融合TGaseを遺伝子的に調製する方が現実的と判断し,大腸菌による活性型Bait融合TGaseの生産法を検討した。
運動の楽しさに関する実証的研究ー小学校における各運動教材の楽しさの因子構造とその感じ方についてー

昭和61年度63年度の研究結果の概要は次に示すとおりである。本研究は、小学校の体育授業で扱う各運動領域の学習の楽しさの種類と各運動領域における楽しさ因子の構造及び楽しさ尺度を作成し、体育授業に適用し楽しさに影響を与える要因を検討した。その結果、次のような結果を得た。1.楽しさの種類と因子構造(1)6領域において24種類の楽しさ因子を抽出し解釈・命名をした。各運動領域に共通し説明力のある楽しさ因子は「達成」の因子であった。(2)領域別の特徴は、体操では「励行」の因子、器機運動では「挑戦」の因子が認められたことであった。(3)因子構造に関しては、水泳において「達成」の因子を中核とし「スリル」「向上」「緊張」の因子が結合していることが認められた。ボール運動において、「達成」の因子を中核とし「向上」「優越」が結合し、「親和」の因子が我立していることが認められた。2.楽しさ尺度の作成各運動領域ごとに楽しさ尺度を作成し、信頼性はGronbachのα係数で、妥当性は内容的妥当性で検討した。各運動領の楽しさ尺度の因子及び構成項目数は、体操では4因子16項目、陸上運動では5因子20項目、ボール運動では4因子16項目、器械運動では6因子12項目、水泳では7因子14項目、表現運動では4因子16項目であった。3.実証的研究陸上運動の授業では、個人課題を設定している時よりも集団課題を設定した時の「達成」の楽しさ得点が高いことが認められた。水泳の授業では、学習方法の理解の程度が深いほど、「達成」「向上」の楽しさ得点が高いことが認められた。本研究は昭和61年度においては、小学校5・6年生を対象にして、ボール運動,器械運動,表現運動,陸上運動,体操及び水泳の楽しさを因子分析により、またこれら6領域における因子構造をそれぞれ明らかにし、さらに楽しさを測定するための楽しさ尺度を作成することが主たる目的であった。この目的を達成するために以下の試みを行った。1.6領域における質問項目の決定5,6年生を対象に、各領域の楽しさについての作文,先行研究及び運動特性等から予備調査の質問項目を選定し、調査を実施した。調査結果を項問分析し、有効項目間の相関を求め、質問項目を整理統合し、リッカート方式による5段階評定の質問項目を6領域について決定した。2.楽しさの種類と因子構造愛知県,兵庫県,大阪府,広島県,愛媛県及び京都府の小学校5,6年生を対象として、6領域の調査を行った。調査結果は、各領域ごと学年,性,好嫌別に主因子解法による因子分析をし、固有値1.0以上を対象にノーマルバリマックス回転をし、負荷量0.4以上を対象に因子の解釈・命名を行った。命名した因子やパス解析によって得た因子構造は考察中である。3.6領域における楽しさ尺度の作成6領域において得た楽しさ因子を代表する質問項目を選定し、現在パンチカードに打ち込み中である。3月末には、6領域における楽しさ尺度を作成完了の予定である。61年度は,陸上運動(14因子)ボール運動(10因子)水泳(13因子)器械運動(11因子)体操(12因子)表現運動(15因子)の楽しさを明らかにした. 62年度は,これら教材の楽しさを定量的に測定するための教材毎の楽しさ尺度の作成を試みた.各教材毎に,それぞれの楽しさを表す項目陸上運動(32項目)ボール運動(28項目)水泳(48項目)器械運動(25項目)体操(29項目)

表現運動(32項目)を設定し,主因子解法による因子分析を行った.そして固有値1.0以上の因子に対しノーマルバリマックス法による直交回転を行った.その結果1.陸上運動の楽しさ尺度は,達成,挑戦,指導性,充実の4因子から成り,これらの因子は20項で構成された.2.ボール運動の楽しさ尺度は,理解,達成,主体的活動の3因子から成り,これらの因子は13項目で構成された.3.水泳の楽しさ尺度は,達成,脚光,工夫,環境,スリル,親和,向上の7因子から成り,これらの因子は14項目で構成された.4.器械運動の楽しさ尺度は,達成・承認,工夫,そう快の3因子から成り,これらの因子は12項目で構成された.5.体操の楽しさ尺度は,主体性,成果,達成,指導性の4因子から成り,これらの因子は16項目で構成された.6.表現運動の楽しさ尺度は,達成,想像,脚光,指導性の4因子から成り,これらの因子は, 16項目で構成された.水泳,陸上運動の楽しさ尺度は6年生の授業に適応し,信頼性,妥当性を検討した.また, 6教材の楽しさ尺度と体育授業の楽しさ尺度の比較をし,類似点,相違点を検討した.63年度は、昨年度作成した陸上運動の楽しさ尺度および水泳の楽しさ尺度をそれぞれ小学校の授業に適用し、楽しさに影響を与える要因について検討をし、さらに、3年間のまとめを行った。陸上運動のリレー学習では、学習課題が個人課題から集団課題に変化する過程における課題変化と楽しさの関係、水泳のクロールの学習では、学習方法の理解の関係について明らかにした。得られた結果の主なものは次のとうりであった。1.陸上運動リレーの学習1)個人課題設定者数は、学習初期に急激に増加し、中期以後は漸次減少し、後期には低いレベルで安定した。また、集団課題設定者数は学習中期に増加し、後期は高いレベルで安定した。2)個人課題設定者より集団課題設定者の達成の楽しさ得点が有意に高いことが認められた。また、同一個人においても個人課題を設定した時よりも集団課題を設定した時の達成の楽しさ得点が有意に高いことが認められた。2.水泳のクロールの学習1)学習方法の理解の程度が高いほど数多くの楽しさ体験をし、楽しさ得点も高いことが認められた。2)学習方法の理解が高いほど目標達成に関する楽しさ(達成、向上)が深まることが認められた。3)技能の伸びと達成の楽しさは相関関係のあることが認められた。3.報告書の作成研究報告書は1)各種運動領域の楽しさの種類とその因子構造、2)各運動領域における楽しさ尺度の作成、3)楽しさに影響を与える要因の3つ部分によって構成した。
OpenMPによる次世代高性能クラスタ計算機向け高度並列プログラミング環境の研究

次世代の64ビット高性能クラスタシステムにおいて、OpenMPによる並列プログラミングを可能とするために分散メモリ並列システムであるクラスタで実行するためのソフトウエア分散共有メモリ(SDSM)の実行時支援システム技術を用いたOpenMPのプログラミング環境の研究を行った。さらに、OpenMPのプログラムの開発を支援するための並列プログラミング支援環境、数値計算ライブラリの研究を行った。1、まず、SCoreクラスタシステムソフトウエアを64bitプロセッサに対応させ、このシステムのSDSMシステムであるSCASHの性能評価を行った。2、SDSMの可搬性を向上させるために、様々な高速ネットワークで利用可能なMPIを通信レイヤにもちいたSCASH-MPIを開発した。これにより、64bitの広いアドレス空間できるようになり、PMを用いたものに比べ6%程度のオーバヘッドに抑えることができることがわかった。3、また、IA64アーキテクチャのハードウエアの機構を用いて、アクセスパターンを解析し、効率的な通信を行うSDSMシステムFDSMを開発した。これにより、従来のSCASHの性能を超えることができた。4、ヘテロな構成のクラスタに対応して、ページマイグレーションとループ再スケジューリングによるDSMシステム向けOpenMPの最適化について検討・性能評価を行い、性能が改善されることを確認した。5、OpenMPプログラムの開発を支援する対話型ツールOMP/iPatを開発した。このツールにより、ユーザはエディタ上にて対話的に並列性の解析した結果を用いて並列化を容易にできる。6、OpenMPのベンチマークであるSPEC-OMPでの性能評価を行うとともに、IA-64アーキテクチャの共有メモリ型並列計算機において並列FFTの再帰アルゴリズムのOpenMPによる提案、実装を行った。分散メモリ並列システムであるクラスタで実行するためのコンパイラ技術および実行時支援システム技術について研究し、64ビット化される次世代の高性能クラスタシステムに対して、OpenMPによる並列プログラミングを可能とするプログラミング環境を研究開発する。研究課題は、大きくわけて、次世代クラスタシステム向けOpenMPプログラミングシステムと高度OpenMP並列化支援環境の開発の2つである。当該年度の成果、進捗は以下のとおりである1.クラスタ向けOpenMPに関しては主要設備備品として、64ビットプロセッサによるクラスタを東京大学に設置し、研究を進めている。開発プラットフォームとして、これを用いてMyrinetで結合したクラスタシステムを構築し、ソフトウエア分散共有メモリシステムの基盤ソフトウエアとして、IA64版のSCoreを実装した。2.広く使われているfast ethernetおよびGigabit ethernetのクラスタにて、ソフトウエア分散共有メモリSCASH上のOpenMPシステムについて性能評価を行い、ソフトウエア分散共有メモリシステムSCASHの最適化について、検討した。次年度以降、この知見を元に最適化に関する研究を進める。3.ヘテロクラスタ向けOpenMPシステムについて、ソフトウエア分散共有メモリSCASHを利用し、動的負荷分散OpenMPの拡張機能について設計開発を行い、試作評価を行った。4.並列化支援システムについては、並列化が可能な部分を検出、解析する技術を開発し、これを用いて、逐次プログラムをユーザが並列化する作業を対話的に支援するシステムおよび、OpenMPプログラムのデータアクセスの競合などを検出する検証技術について、検討、基本設計を行った。5.数値計算ライブラリの典型的ルーチンとしてFFTを取り上げ、OpenMPでの並列化を行い、性能評価を行った。6.Fortran95フロントエンドの開発については、基本設計を行い、実装について着手した。当該年度の成果、進捗は以下のとおりである。1.Ethernetクラスタにてソフトウェア分散共有メモリSCASH上のOpenMPシステムについて性能評価を行い、その知見に基づいて、64ビットプロセッサクラスタを含む様々なクラスタに対して移植性、可搬性を向上させるために、MPIを通信レイヤに用いるソフトウェア分散共有メモリシステムを設計開発した。