hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原子核の巨大変形と変形共存の微視的ダイナミクス

1.原子核の変形,対相関,連続状態への励起を考慮に入れた準粒子RPA法の新しい計算コードを開発し、これを用いて、中性子過剰Mg,Cr,Feアイソトープなどの変形した中性子過剰核における新しい集団励起の発現可能性とその微視的機構を調べた。その結果、対相関の非等方な揺らぎと平均場の変形揺らぎが結合して新しい型のソフトな0+振動モードが現れることなど興味ある結果が得られた。2.実空間座標表示Skyrme-Hartree-Fock計算で得られた平均場を基底とする混合基底RPA法の新しい計算コードを開発し、これを用いて、超変形核の8重極型ソフトモードに対する完全にセルフコンシステントなRPA計算を系統的に遂行した。その結果、S32からTi44に至るN=Z核、および、中性子過剰SulfurアイソトープS36,S48,S50の超変形状態の上に、様々な型の負パリティ・ソフトモードが現れることが示唆された。3.ASCC法の基本方程式は大振幅集団運動の集団変数と粒子数空間におけるゲージ角を混合するある種のゲージ変換に対する不変性をもつこと、実際に方程式を解く際にはゲージ固定が必要であるが、どのゲージが実用的に便利であるかを確かめた。こうして、ASCC法を粒子数揺らぎ自由度(対回転)に関するゲージ不変性を満足するように一般化したかたちに定式化することに成功した。4.ASCC法に基づいて、陽子過剰Se領域に見られるオブレート変形とプロレート変形の共存現象と多体トンネル現象を微視的に分析した。2つの平衡変形を結ぶ集団経路を自己無撞着に決定し、大振幅集団運動の慣性質量を微視的に導出することに成功した。ASCC法で得られた集団運動の慣性質量が(通常用いられている)クランキング公式で計算されたものより大きくなることを見つけ、その理由は(クランキング公式では無視されている)平均場の運動によって生ずる平均場のtime-odd項(時間反転によって符号を変える平均場の成分)の効果をASCC法は自己無撞着に取り込んでいるためであることを示した。1)Adiabatic Self-consistentCollective Coordinate MethodをKr周辺の陽子過剰核におけるoblate変形とprolate変形の共存現象に適用した。oblate変形とprolate変形に対応する(Hartree-Fock-Bogoliubov平均場の)異なる平衡点をつなぐcollective pathをself-consistentに求める新しい計算アルゴリズムを開発し、大振幅集団運動に対する集団ハミルトニアンを微視的に導出することに成功した。2)中性子ドリップ線近傍の変形核では、、弱く束縛された一粒子準位から遠心力障壁近傍の共鳴状態への粒子-空孔励起に伴って、異常に大きい遷移強度をもつ低励起状態が出現する可能性があることを理論的に示した。3)S32からTi44に至るN=Z核、および、中性子過剰SulfurアイソトープS36,S48,S50の超変形状態の上に負パリティ集団振動モードが現れる可能性を探るため、実空間座標表示によるSkyrme-Hartree-Fock計算で得られた平均場を基底として(particleを3次元座標表示、holeを一粒子固有状態で表現する)混合表示selfconsistent RPA計算を遂行した。4)対称軸方向に角運動量整列した多準粒子励起状態(High-Kアイソマー)の上に形成される回転バンドは、才差運動モードの多フォノン状態と見なすことができる。

私達は最近の実験で豊富なデータが得られたW178におけるHigh-Kアイソマーの回転スペクトルを「回転座標系RPA」に基づいて分析した。計算結果は多くの才差運動モードの慣性モーメント、B(E2),B(M1)をよく再現した。5)四重極対相関を含むmulti-0(4)モデルにAdiabatic SCC法を適用し、大振幅集団運動の質量(慣性関数)に対する平均場の運動量依存(time-odd)項の寄与を評価した。厳密対角化の結果と比較し、その効果が励起スペクトルの性質に著しい影響を与えることを示した。1)中性子ドリップ線近傍のMg同位体におけるソフトな振動モードの発現機構変形した不安定核における新しい集団モードの発現可能性とその発現メカニズムを調べるために、「原子核の変形」・「対相関」・「連続状態への励起」を考慮に入れた準粒子RPA法を用いて、中性子ドリップ線近傍のMg36-Mg40における低励起振動モードの性質を分析した。共鳴状態や弱束縛1粒子状態の波動関数が空間的に大きく広がっているため遷移確率の極めて大きい低励起モードが現れること、Mg40においてはフェルミ面付近の多数の中性子ペアが振動するソフトな0+振動モードが現れること、等々、興味ある結果が得られた。2)大振幅集団運動の慣性質量に対する対相関場のtime-odd項の寄与3)混合基底RPA法を用いた超変形核の8重極型ソフトモードの研究実空間座標表示によるSkyrme-Hartree-Fock計算で得られた平均場を基底として完全にセルフコンシステントなRPA計算を系統的に遂行し、S32からTi44に至るN=Z核、および、中性子過剰SulfurアイソトープS36,S48,S50の超変形状態の上に、様々な型の負パリティ・ソフトモードが現れることを示した。この仕事は、エネルギー上限のtruncation不要な(particleを3次元座標表示、holeを一粒子固有状態で表現する)混合表示self-consistent RPA法に基づく世界初の現実的計算である。1)中性子過剰Mg,Cr,Feアイソトープにおける新しい型のK=0ソフトモードの理論的示唆昨年度に引き続き、変形した中性子過剰核における新しい集団励起の発現可能性とその微視的機構を調べるために、原子核の変形,対相関,連続状態への励起を考慮に入れた準粒子RPA法を用いて、中性子過剰Mg,Cr,Feアイソトープにおける低励起振動モードの性質を系統的に分析した。その結果、対相関の非等方な揺らぎと平均場の変形揺らぎが結合して新しい型のソフトな0+振動モードが現れることなど興味ある結果が得られた。2)ゲージ不変な大振幅集団運動理論の定式化3)Se領域の変形共存現象の微視的記述ASCC法に基づいて、陽子過剰Se領域に見られるオブレート変形とプロレート変形の共存現象と多体トンネル現象を微視的に分析した。2つの平衡変形を結ぶ集団経路を自己無撞着に決定し、大振幅集団運動の慣性質量を微視的に導出することに成功した。集団経路上の四重極対相関場の運動量依存(time-odd)項が慣性質量に重要な寄与をもたらすことを示した。
グローバルな集合知形成のマネジメント－日本企業の国際成長戦略に関する研究－

国際インターンシップの実験的観察と就職動向、オーラル・ヒストリーのテキスト・マイニング分析、片利共生理論による日本の産学官連携分析、エージェント・ベースド・シミュレーションによる企業間の競争行動分析、ロジスティック・クラスターの国際比較、戦間期婦人雑誌普及プロセス等の研究成果を得た。定量的な成果としては、研究を開始した2014年度は1件(うち英語での報告1件)の学会報告にすぎなかったが、2015年度5件(英語5件)、2016年度12件(英語11件、日本語1件)、2017年度23件(英語14件、日本語9件)へと、毎年ほぼ倍増を記録した。英語での国際学会発表件数31件はすべて査読を経たものである。洞口(2014)では集合知形成の理論的分析を行うとともに、プロデューサーの役割についての実証的研究を行った。創造性の開発には先見性のある才能をあつめる必要があり、専門家集団による訓練と協業、さらにそれをシステム化していく能力が必要であることを明らかにした。洞口・児玉・行本(2014)ではマレーシアにおける国際インターンシップにおいて収集したデータから、グループワークを行う学生の英語学習プロセスの解析を行った。短期国際インターンシップが英語プレゼンテーション能力の養成に一定の効果があること、その効果を高めるためには英語によるノート・テイキングの技法をインターンシップの事前学習として組み入れる必要があることが明らかになった。創造性評価を行うための教育評価方法としては、100点満点のような上限のある評価方法によっては、学生の潜在的能力を過小評価してしまうという課題の発見があった。洞口・児玉・行本の共同研究は、2014年度中にAcademy of International BusinessおよびAcademy of Managementにおける査読を経て、2015年度の世界大会における報告を許可されている。李・行本は金との共著(2015)において中国金型産業の発展過程に関する研究成果を上梓した。日系企業、台湾系企業との合弁事業を行いつつ、国営企業改革と民営企業の成長が混流した状態を記録している。松島(2014)はミャンマーの中小企業経営者に対するオーラルヒストリーによって、日本からの技術移転とそれを受容する政府と企業の対話能力についての分析を行った。入戸野は国際学会COMPSTAT 2014において学会報告を行ったが、これは松島の収集したトヨタの対米進出に関するオーラルヒストリーをテキストマイニングによって分析したものである。洞口はAcademy of International BusinessおよびAcademy of Managementの2015年度年次大会において日本の産学官連携を片利共生の理論から実証的に検証する研究成果を報告した。産学官連携の中心に大学発ベンチャーの存在があり、その起業が行われると論文、特許、試作品製作などにプラスの影響が生まれることを示した。他方で、論文、特許、試作品製作が多くとも大学発ベンチャーの創業が活発化することは統計的な検定をかけると有意な関係を持つとは言えず、クラスター創成政策の限界を示していることも明らかになった。また、洞口(2016)によって「知的クラスター創成事業」におけるコーディネーターの役割と研究プロジェクト組織の方法について問題点を指摘した。洞口・児玉・行本は、マレーシアにおける国際インターンシップに参加した学生から収集したデータから、英語学習プロセスの解析を行った。国際インターンシップが英語プレゼンテーション能力の養成に一定の効果があること、学生相互の信頼感とリーダーシップの認知との間には乖離があり、リーダーシップがあると認知された学生が必ずしも他の学生から信頼されていないことが明らかになった。この研究結果はAcademy of International Businessの2015年度年次大会において報告した。洞口・福田・児玉は、学部学生を対象とした英語教育セミナーを開催し、ネイティブ・スピーカーによる講演に対してグループワークを行う学生の人数を異なる人数とした場合に、どのような効果があるかを測定した。学生相互間での高い評価を得るグループワークの人数を特定化した。は4名から6名程度のグループであった。松島はトヨタ自動車の元技術者、元副社長に対するオーラルヒストリーを積み重ね、ワーキング・ペーパーとして発表した。本年度は、研究計画の二年目として研究者によるデータ収集と実験的な学習プロセスの解析を目標としてきたが、研究分担者相互の努力により国際的な学会において研究成果が公表されるに至った。参加人数が千人を超え、査読通過の困難な国際学会での研究報告が許可されたことは、国際的な研究成果の発信という課題に順調に進展したものと判断することができる。また、次年度以降の研究報告のための実験的学習プロセスの解析も順調に進んでいる。本年度は、研究計画の三年目として研究者による国際的な学会報告に力点を置いていたが、研究分担者相互の努力により複数の国際的な学会において研究成果が公表されたのみならず、査読付き英文学術雑誌への論文発表にもつながった。参加人数が千人を超え、査読通過の困難な国際学会での研究報告が許可されたことは、集合知研究に関する国際的な成果の発信という課題を順調に進展させたものと判断することができる。さらに、最終年度を待たずに国際的な英文学術雑誌に論文を公表することができたことは、当初の計画以上の進展であったと言える。次年度以降の研究報告のために、エージェント・ベースド・シミュレーション・モデルの作成、韓国高麗大学の研究者グループとの共同研究、イギリス・ロンドン大学の研究者との共同研究などが着実に進展しつつあり、世界の一流大学研究者と連携して研究を進捗させることができた。これらの研究成果が査読を通過したため、2017年度における国際的な学会報告が決定している。

2017年度は研究プロジェクトの最終年であり、国際的に著名な学会において研究成果を発表することができた。洞口は、Production and Operations Management Society(POMS)においてサプライヤーの持続的な社会的責任、Association of Japanese Business Studies(AJBS)では日本企業の属する証券市場とR&Dの関係、Academy of International Business(AIB)では多国籍企業の立地戦略に関するエージェント・ベースド・シミュレーション分析、Strategic Management Society(SMS)においてはニッチ市場の探索、Academy of Management (AOM)では洞口・児玉・行本によるリーダーシップと信頼形成に関する実証分析という各々のテーマで学会発表を行い、各学会のプロシーディングスに発表した。行本・洞口は日本ベンチャー学会で産学官連携の事例分析として高松の事例を報告した。前島は、International Association of Japanese Philosophy (IAJP)において戦間期日本の婦人雑誌普及の歴史的分析を報告した。福田は事業会社間での知識移転について論文を発表した。李は商業集積とロジスティクス・クラスターの形成について日本物流学会で発表した。入戸野はInternational Association for Statistical Computing (IASC)のアジア大会において、テキスト・マイニングを行ったデータのための数理的分析手法について報告した。児玉はSociety for Learning Analytics Research (SoLAR)において機会学習によるプログラミング学習について報告した。国際インターンシップの実験的観察と就職動向、オーラル・ヒストリーのテキスト・マイニング分析、片利共生理論による日本の産学官連携分析、エージェント・ベースド・シミュレーションによる企業間の競争行動分析、ロジスティック・クラスターの国際比較、戦間期婦人雑誌普及プロセス等の研究成果を得た。定量的な成果としては、研究を開始した2014年度は1件(うち英語での報告1件)の学会報告にすぎなかったが、2015年度5件(英語5件)、2016年度12件(英語11件、日本語1件)、2017年度23件(英語14件、日本語9件)へと、毎年ほぼ倍増を記録した。英語での国際学会発表件数31件はすべて査読を経たものである。本年度は、研究プロジェクトの初年度としてデータの収集と文献サーベイを重視した研究計画を立てていたが、研究分担者相互の努力により研究成果が公表されるに至ったため。査読通過の困難な国際的学会での研究報告が許可されているため。被験者の参加する実験的な共同研究についても順調に行うことができ、有益なデータを獲得することができたため。
３次元集積回路のレイアウト設計手法の研究

本研究では、3次元集積回路のフロアプラン設計をSimulated Annealing法(SA法)などの探索手法を用いて探索するため、隣接する能動層との領域の隣接関係情報を保持する表現方法について、重矩形分割、これと1対1対応するMulti-sequence、探索容易なFT-squeezeという表現方法を提案した。また、効率よく探索できる3次元フロアプラン表現方法とその隣接解生成法を提案し、比較実験により有効性を確認した.最後に、SA法を用いて解を探索するために必須である「隣接解生成法」について、幾何数列を取り入れた新しい解空間の構成法を提案し.計算機実験によって,その有効性を確かめた.TSVの位置を考慮して3次元フロアプランを探索するシステムの構築のため、線形計画法を用いた探索手法を一部作成して計算機実験したところ、隣接解定義により張られる解空間すなわち隣接解生成手法が解の探索効率に大きな影響を及ぼすという問題が隠れていることに気付いた。そこで、まずは最終的なシステム作成の前に立ちはだかるこの問題を解決すべく、3次元LSIフロアプラン探索に適した解空間について研究を行って解決の糸口の一つを見出し、これを国内学会で発表の後、スペインでの国際会議で発表を行い、更に論文誌に投稿して採録され3月号に掲載された。なお、この国際会議は米国電気電子学会IEEEの主催であり、しかも、3次元LSIの先端的研究においても有名なIMECの本部のあるベルギーの近くであるため、この分野の研究者へ的確かつ迅速に我々の研究成果が伝わったものと思われる。また、真の3次元配置の効率の良い探索のため、これを表現可能なDTSに基づき探索するための様々な解空間について計算機実装して試したところ、予想外の解空間が好成績を出した。そこで、その理由を求めるべく、研究中である。数理計画パッケージについて、昨年度は線形計画法だけを使ったので、大学での教育研究目的では無料で使用可能なCPLEX(IBM社製)を用いていたが、非線形計画法を用いた計算を行うために国産のNUOPTを購入して使い始めた。しかし、NUOPTを探索手法のプログラムに組み込んで動かしたところ、数時間が経過するとバグにてメモリを食い潰して落ちてしまうという不具合が発見され、結局、2つのバグを発見して数理システム社にプログラム修正をしてもらうということになり、これらのバグ出しや修正要求などのために多大な時間を喰われてしまったことは誠に残念であった。現在は非線形計画法も概ね安定して動くようになったので、この後は成果を出していけると期待できる。3次元集積回路のレイアウト設計において配線遅延を低減するため、TSVの位置を考慮して3次元フロアプランを探索する問題において、前年度に見出した解空間が優れている理由を解明すべく解空間の直径に注目し、これを調節できる手法を編み出し実験したところ、この調節手法を応用するとSimulated Annealing法(SA法)探索の効率を大幅に改善できることを発見した。そこで3月の国内学会にてこの手法を発表したところ、大いなる反響が得られた。この手法は従来使われてきたどんな解空間でもSA法の探索効率を改善可能であると予想できるだけでなく、SA法の探索が困難であることが知られていた、非許容解を含んだ解空間において「任意の許容解から任意の許容解へ到達できる」という到達可能性を強引に満たさせて探索効率を劇的に改善する可能性が期待できるので、今後、どこまで探索効率を改善できるか調べることを計画している。また、矩形分割を利用した表現方法について、bit表現を利用した方法について応用方法を研究し、従来方法とは異なり細長いが面積が小さい矩形分割を容易に得られるという特異な性質を見出して国内学会にて発表した。研究期間を通して解空間の効率的な探索に関する研究が想像以上に順調に進捗し、この方面に力を注いだため、本研究課題の最終目的の一つであった、市販レイアウトツールによって配線を行ない配線長の正確な評価を求める計画については、ツールを入れて走らせるのに必要である多大なマンパワーが不足してしまい、残念なことに達成出来なかった。解空間の改善研究の後、既に購入した高性能計算機にて実行したく計画している。また、効率よく探索できる3次元フロアプラン表現方法とその隣接解生成法を提案し、比較実験により有効性を確認した.最後に、SA法を用いて解を探索するために必須である「隣接解生成法」について、幾何数列を取り入れた新しい解空間の構成法を提案し.計算機実験によって,その有効性を確かめた.3次元配置について、新たな表現方法として"Merged FT-squeeze"を提案し、これを査読付きの国内ワークショップで発表の後、国外の他の研究機関との先陣争いが激しかったので急ぎ、国際会議で発表を行った。この国際会議は米国電気電子学会IEEEの主催であり、しかも米国の隣国であるメキシコで開催されたので、当該分野の研究で独走している米国の研究者へ的確かつ迅速に我々の研究成果が伝わったものと思われる。なお、Merged FT-squeezeは今年度の研究計画で記載していた「(我々が既に提案していた)Multi-sequenceに取って替わることが出来る、3次元配置でも表現できる方法」に該当し、Multi-sequenceの最大の欠点である、表現が複雑であるがために探索し辛いという欠点を克服した方法である。

また、数理計画パッケージについて、IBMが販売してるCPLEXが大学での教育研究目的では無料で使うことが出来る様になったという情報を他の研究者から知らされたので、早速これを入手し、その線形計画法の機能を使って配線長を徹底的に短くするための研究を進めている。この研究はまだ学会発表をしていないが、着々と進捗している。研究に必要である数理計画パッケージとして無料でCPLEXを使えたため、平成23年度に購入を予定していた国産のNUOPTはまだ購入していないが、非線形計画法の機能が無料のCPLEXにはないため、来年度にはNUOPTもしくは他の数理計画パッケージで非線形計画法を内蔵したものを購入しなくてはならないであろう。Through Silicon Via (TSV)の位置を考慮して3次元フロアプランを効率よく探索するシステムの構築のため、良い解空間についての知見を得て、これを国際会議発表まででなく、論文誌に掲載することを年度内にできたという進捗状況は優れたものと思われる。しかし、配置の正確な評価のために数理計画パッケージを用いて評価を行なう研究について、成果が得られつつあるが学会発表に至らなかったのは残念である。3次元配置の表現方法として、既に提案していたMulti-sequenceに加えて、より実用的に使い易いMerged FT-squeezeを提案し、それを1年という短期間内に査読付きの国内学会および国際会議で発表したという進捗状況は優れたものと思われる。しかし、配置の正確な評価のために数理計画パッケージを用いて評価を行なう研究については、成果が得られつつあるが学会発表に至らなかったのは残念である。まず、3次元配置における配線長の評価を、Through Silicon Via (TSV)の位置を特定しての正確な評価方法でも可能にすべく、数理計画法を駆使した手法を色々と考案し、計算機実験により優劣を確かめる。そしてこれを国内学会で発表すると共に、国際会議に採録決定まで持っていきたい。また、3次元配置の表現方法Merged FT-squeezeについて、様々な評価実験を行なって有効性を確認した後に、論文誌投稿したい。そしてまた、真の3次元配置の表現方法DTSに基づいて探索を効率化する方法について、何が何故に優れているのかを明らかにして、学会発表を行ないたい。3次元配置の表現方法Merged FT-squeezeについて、その計算複雑度などの根本の理論を明らかにすると共に、様々な角度からの評価実験を行なう。そして、論文誌投稿する。Multi-sequenceについても、実験を増強の上、論文誌投稿する。また、3次元配置における配線長の評価を、Through Silicon Via (TSV)の位置を特定しての正確な評価方法でも可能にすべく、数理計画法を駆使した手法を色々と考案し、計算機実験により優劣を確かめる。そしてまた、真の3次元配置の表現方法DTSに基づいて探索を効率化する方法について、何が優れているのかを明らかにする。
Bound graphとnon-maximal cliqueの関連について

これらの結果に基づいて,多くの結果を得た.極大でないcliqueに関する観点から無限posetに関するdouble bound graphやupper bound graphを捉えることにより,non-maximal cliqueとposetのinterval,order ideal等との関係が解明でき,無限posetに対応するdouble bonnd graphの新たな特徴付けを得ることができた.また,無限tree posetに関するupper bound graph及びdouble bound graphの性質を解明し,これらのグラフの族の特徴を捉えることができた.また,canonical poset上の極小元と非極小元の間の関係に基づく変換の観点からorder ideal及びkernelを再検討し,これまでより比較条件の少ない同じupper bound graphをもつposet間の変換を得ることができた.これらの結果に基づいて,多くの結果を得た.極大でないcliqueに関する観点から無限posetに関するdouble bound graphやupper bound graphを捉えることにより,non-maximal cliqueとposetのinterval,order ideal等との関係が解明でき,無限posetに対応するdouble bonnd graphの新たな特徴付けを得ることができた.また,無限tree posetに関するupper bound graph及びdouble bound graphの性質を解明し,これらのグラフの族の特徴を捉えることができた.また,canonical poset上の極小元と非極小元の間の関係に基づく変換の観点からorder ideal及びkernelを再検討し,これまでより比較条件の少ない同じupper bound graphをもつposet間の変換を得ることができた.Upper bound graph、double bound graph、semi bound graph等は、posetの要素間の関係から構成されたグラフである。これらのグラフの族に対して、non-maximal cliqueの性質を検討することにより、bound graphの性質がどのようにposetの構造に影響を及ぼしているかを明確にすることができた。特に、vertex-clique接続行列の性質を調べることにより、各点に対応するnon-maximalcliqueの性質を明確にでき、non-maximal cliqueの族の持つ半順序性から、double bound graphやsemi bound graphの新たな特徴付けを得た。これらの行列論的特徴付けにより各種bound graphの判定基準が得られ、アルゴリズム論的側面への寄与ができた。この結果に基づいて、多くの結果が得られた。特に、極大でないcliqueに関する観点から無限posetに関するdouble bound graphやupper bound graphを捉えることにより、non-maximal cliqueとposetのinterval、order ideal等との関係が解明でき、無限posetに対応するdouble bound graphの新たな特徴付けが得られた。また、無限tree posetに関するupper bound graph及びdouble bound graphの性質を解明し、これらのグラフの族の特徴をとらえた。Upper bound graph、double bound graph、semi bound graph等は、posetの要素間の関係から構成されたグラフである.これらのグラフの族に対して、non-maximal cliqueの性質を検討することにより、bound graphの性質がどのようにposetの構造に影響を及ぼしているかを明確にすることができた.特に、各種bound graphのmaximal posetの性質を調べることにより、各種bound graphのもつinduced subgraphの性質を明確にできた.また、minimal posetの性質を捉えることによりcanonical posetの極小元と極大元の間の関係に関する性質を解明できた.また、canonical poset上の極小元と非極小元の間の関係に基づくposet上の変換の観点からorder ideal、interval及びkernelを再検討することにより、これまでより比較条件の少ない変換を得ることができ、同じupper bound graphを持つposet間の変換を再構築できた.
ユビキタスネットワークにおけるアドホック通信を用いた高効率な移動端末密度推定法

スマートフォンなどの携帯端末を保持した歩行者を対象に,サービスを利用する各端末が協調して低通信量になるよう負荷を分散しながら周辺の端末密度分布を推定する方式を考案した.さらに,GPSが利用できない屋内環境でも端末の密度推定を可能とするため,移動端末間でのアドホック通信に基づき協調して端末位置を推定する方式を設計した.性能評価を行い,密度推定法の通信量が約34%に抑えられることを確認するとともに,位置推定の誤差は無線到達距離の50%程度であることが分かった.スマートフォンなどの携帯端末を保持した歩行者を対象に,サービスを利用する各端末が協調して低通信量になるよう負荷を分散しながら周辺の端末密度分布を推定する方式を考案した.さらに,GPSが利用できない屋内環境でも端末の密度推定を可能とするため,移動端末間でのアドホック通信に基づき協調して端末位置を推定する方式を設計した.性能評価を行い,密度推定法の通信量が約34%に抑えられることを確認するとともに,位置推定の誤差は無線到達距離の50%程度であることが分かった.総務省のu-Japan政策の立案など近年ユビキタスネットワーク社会の実現を目指した様々な研究開発が進めうれており,その中の一つとして端末の位置を推定する研究が盛んに行われている.現在,GPS携帯電話やカーナビゲーションシステムなどの位置情報を取得可能な端末が普及しており,これらの端末にIEEE 802.11などの無線機能を付与することで、移動端末の位置情報をアドホック通信により交換することが可能となる.このような端末を保持した人や車が協調して移動端末密度を各端末が分散協調で推定することにより,安心・安全なユビキタス社会の実現への貢献が期待される.本研究で提案する移動端末密度の推定法では,大きく分けて(i)移動パターンの自動導出に基づく移動予測法,(ii)効率の良い情報伝搬法の2点が重要となる.初年度はまずこれらの基本プロトコル設計を行った.まず(i)の移動パターンの自動導出およびそれに基づく移動予測法を考案した.移動パターンの自動導出を行うため,時間を一定長のスロットに分割し,各端末は毎スロットに1回自身の現在位置と直前のスロットにおける位置を隣接端末にブロードキャストする.この情報を基に,あるセルに存在する端末がそのセルに流入する端末数および流出する端末数を保持する.この情報を用いて,あるセルに特定の方向から流入したノードが次のスロットにおいて特定の隣接セルに移動する確率を算出し,移動予測に用いる.続いて,(ii)について,情報伝搬の効率を向上させるため,同じセルに所属する端末は同じ情報を保持していることに着目し,各セルから1ノード以上が情報の計算および伝搬を行うようにする.その際,推定した端末密度情報を用いて確率的に情報の計算および伝搬を行うことで,計算量・情報伝搬の効率向上を図る.これらの研究成果は国際会議および国内研究会において発表された.総務省のu-Japan政策の立案など近年ユビキタスネットワーク社会の実現を目指した様々な研究開発が進められており、多様なアプリケーションが期待されている。ここ数年で一般に普及しつつあるiPhoneなどのスマートフォンではGPSによる位置取得機能および無線LANやBluetoothによる通信機能を備えており、これらのデバイスを保持した多数の歩行者が街中を往来しながら互いに情報を交換することが実現可能となる環境が整いつつある。本研究では、そのような環境におけるサービスの一つとして、移動する人や車が保持する端末が協調して端末の接続関係などの情報を集約することにより、移動端末の位置を把握し、それに基づく密度分布状況の推定を実現することを目指して研究を実施した。屋内環境ではGPSが利用できないため、移動端末の位置情報が得られず位置情報の集約による密度分布の把握が行えなくなる。このため、端末の密度分布を得るためにはGPSに頼らずに移動端末の位置を推定する方式が必要となる。そこで申請者がこれまでに取り組んできた屋内での位置推定法を応用し、指向性アンテナを用いることで無線LANを搭載した移動端末の位置を高精度に推定する手法を考案した。また、指向性アンテナが利用できない場合でも移動端末間でのアドホック通信に基づき協調して端末位置を推定し、端末の密度分布を推定する方式を考案した。指向性アンテナを用いた移動端末の位置推定法は、その有用性が認められパーベイシブ(ユビキタス)コンピューティングの分野で最も権威のある国際会議の1つであるPerCom2010に採択された。また、移動端末がアドホック通信の接続情報に基づき協調して位置を推定する方式の研究成果をまとめた論文が情報処理学会の推薦論文として採録されている。
高齢者外傷の止血能の解析と止血能に関連する新規バイオマーカーの同定

通常の血液検査では、止血能を評価しきれないことがわかった。今後は出血患者の治療の判断にROTEMが有用かを調べる必要がある。本研究の目的は、外傷患者の止血能、特に高齢者の特徴について、および血小板数や凝固因子測定では評価できない凝固線溶動態と止血能との関連について解明することである。近年増加している高齢者外傷への対策は医療費の面からも社会的課題である。高齢者は若年者と比べて出血制御が困難であるが、従来の血液検査(血小板数、凝固因子)は実際の止血能を評価できないのが問題であった。一方、Rotation Thromboelastometry (ROTEM)を用いれば、実際の止血能とその過程の異常の評価が可能である。対象患者を16歳以上の外傷症例で、Abbreviated Injury Score (AIS)が3以上の外傷を有する重症外傷症例とし、来院時、来院3時間後および24時間後にROTEMによる止血能の評価と同時に凝固線溶系因子、Alarminsを測定した。これらの測定データと臨床情報を組み合わせ、高齢者の止血能の特徴を解析する予定である。1年間、上記対象症例のデータを蓄積してきた。さらに平成26年度の1年間も症例集積を継続する。平成25年度に集積した症例の中で、特徴的な症例について「Rotation Thromboelastometry (ROTEM)による凝固異常の評価をもとに出血制御戦略を施行した多発外傷の2例」と題して、平成26年度の臨床救急医学会で発表する。また以下の論文を執筆した。久志本成樹、工藤大介、大村拓、眞田千穂.外傷急性期凝固異常の早期予測.外傷蘇生のControversies救急医学2013; 37(5): 568-574本研究の目的は、外傷患者の止血能、特に高齢者の特徴について、および血小板数や凝固因子測定では評価できない凝固線溶動態と止血能との関連について解明することである。これらの測定データと臨床情報を組み合わせ、高齢者の止血能の特徴を解析する予定であった。平成25年度に続いて、平成26年度も平成27年1月まで上記対象症例のデータを蓄積してきた。全24例でROTEMデータを測定した。240症例を目標としていたが、家族の同意を得られなかった、緊急の治療が必要で採血を行えなかった、などの理由で、症例数の目標を大幅に下回った。現在、(1)止血能と年齢との相関を解析、(2)受傷部位による検討、(3)ROTEM測定値と凝固線溶因子およびAlarminsの関係を解析、(4)来院時ショックの有無、外傷性DICの有無、外傷による血腫の有無や外出血の有無、FFP投与の影響などの解析、を行っている。この解析結果を論文発表予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。救急医学26年度が最終年度であるため、記入しない。症例集積期間と目標症例数は1.5年間で全240例を見込んでいたが、今のところ見込みより症例集積数が少ない。症例集積期間を平成27年1月までの1年10ヵ月間とし、統計解析は平成27年2,3月に行う。同時に、論文作成を行う。
高度技術と国際社会

本年度は、予定最終年度であり、分担者それぞれの研究を展開するとともに、研究のまとめの活動も行った。(1)国際関係と高度技術に関して、とくに国家間の協力モデルを構築し、環境協力についてのデータを収集し、モデルの妥当性、適合性を吟味した。モデルは、確率論的なものと、国際公共財の供給についてのゲーム論的なモデルである。(2)国家間協力について、国際法的な観点から、電気通信その他の分野に関して、理論的、実証的研究をひきつづき行った。(3)国家間協力について、経済学の分野から、技術と貿易などについての研究を行った。(4) (2),(3)と(1)との関係に関して、検討し、国際関係と高度技術についての基本的な問題を明らかにしようとした。
超臨界水素混合流体の高精度熱物性計測に基づくマイクロチャンネル内熱流動特性の解明

臨界曲線が発散する水素+二酸化炭素の混合系において,超臨界域でのPVT性質測定を行った.また,最大10 MPaの高圧下で石英のマイクロチャンネル内の観察が可能なポリカーボネート製のマイクロチャンネルホルダーを開発した.超臨界装置にこのマイクロチャンネルを接続し,水素モル組成0.107の水素+二酸化炭素の混合物を298 K, 7.3 MPaで流し,定常状態に至るまでの流動様相を観察した.水素を含む混合流体を対象とした臨界現象観察装置において観察窓付圧力容器の温度を制御する循環恒温槽にヒーター機能を追加し,50 °Cまで昇温できるようにした.サイフォン式ボンベを用いて二酸化炭素純物質を液相から圧力容器に15 °C,5 MPaの気液二相の状態で充填し,これを密閉,昇温させることで,メニスカスの変化および超臨界域への遷移の様子や分子の会合に起因する臨界タンパク光の着色を観察した.圧力容器は真空チャンバー内に設置されており,均熱ブロックに流れる循環液にて圧力容器温度を制御しているが,試料圧力を測定する精密圧力センサは真空チャンバーの外に設置している.圧力容器内の試料の充填量とメニスカスの挙動から,精密圧力センサへ繋がる常温の配管部分(デッドスペース)が臨界点近傍における挙動に大きく影響していることを明らかにし,装置の改良を実施した.二相域で充填されている二酸化炭素に水素を加え,22 °C, 14 MPaまで昇温,加圧してこの2成分系を超臨界状態にした後,密閉させた試料の温度を降温させて相変化の過程を観察し,二酸化炭素純物質との比較を行った.本装置では膨張容器を用いて,気体膨脹法によるPVT性質の測定を行った.観察窓付圧力容器と膨張容器の容積比を検定した後,窒素を用いたPVT性質の試測定では0.1 %の密度偏差で既存の状態方程式と一致した.本研究では臨界タンパク光が現れるような臨界点近傍でのマイクロチャンネル内を流れる水素混合流体の熱的挙動を明らかにすることを目標としており,マイクロチャンネルの開発について調査を行った.拡散接合を用いることでかなり高い圧力まで耐えられることから,設計,製作方法について検討を行っている.臨界現象観察装置において,二酸化炭素を用いた臨界現象の観察を実施した結果,観察窓付圧力容器の温度制御幅が±0.5 Kと大きく,臨界タンパク光による着色現象の制御が困難であったため,温度制御部分を改良して±0.1 K以下にした.また,これに伴い,温度計の測定精度を上げるため,熱電対から白金温度計へと変更した.白金温度計は圧力容器を覆うように設置されている循環恒温槽の循環液が流れる均熱ブロック部分のみならず,圧力容器の容器壁へ直接挿入できるようにした.圧力容器から配管系へ繋がる配管系や精密圧力センサに対しても循環液が流れるチューブを接触させ,さらに断熱材で覆うなどして,装置の温度制御ならびに測定精度の全体的な向上を行った.二酸化炭素やR134aを装置に充填し,飽和蒸気圧を測定して,既存の状態方程式と0.5 %以内で一致するなど高い精度を実現することができた.また,水素と二酸化炭素の混合系に対し,相平衡観察や膨張法によるPVTx性質測定を実施した.充填組成の決定に関してはガスクロマトグラフを新たに導入した.また,PVTx性質の測定では精度向上のため,デッドスペースの補正方法について検討を行った.臨界タンパク光の着色現象の制御には非常に精密な温度,圧力コントロールが必要となる.本研究ではマイクロチャンネル内に臨界点近傍の状態を実現することを目標としており,マイクロチャンネルにおいても可視化が行えるように検討している.この場合,高圧であることが問題となるが,構造について検討を行い,設計をほぼ完了した.本年度は,臨界現象観察装置の改良によって,温度制御幅を小さくし,温度計を熱電対から白金温度計に変更するなど測定精度の大幅な向上を行うことができた.本改良は臨界タンパク光の制御に必要不可欠であり,精密な温度制御によって,臨界タンパク光の着色過程に関する理解を深めることができた.また,ガスクロマトグラフを導入して,水素+二酸化炭素の混合系の計測を可能にした.マイクロチャンネルの設計については,拡散接合によって超高圧での耐圧が可能であるものの,可視化機能を備え10 MPa程度の耐圧を有することは非常に困難であったが,これまでの超高圧技術に対する知見から,概ねこの設計を終えた.このようなマイクロチャンネルの設計は後のサーモリフレクタンス法を用いた熱伝導率や熱拡散率の測定に必要な耐圧容器に応用することができる.臨界曲線が発散する水素+二酸化炭素の混合系において,超臨界域でのPVT性質測定を行った.また,最大10 MPaの高圧下で石英のマイクロチャンネル内の観察が可能なポリカーボネート製のマイクロチャンネルホルダーを開発した.超臨界装置にこのマイクロチャンネルを接続し,水素モル組成0.107の水素+二酸化炭素の混合物を298 K, 7.3 MPaで流し,定常状態に至るまでの流動様相を観察した.複雑な挙動を示す水素と二酸化炭素の混合系に対して,臨界現象観察装置を用いた熱物性計測の測定精度を高めるため,改造を行ってきた.観察窓付試料容器(内容積25 cc)に二酸化炭素純物質を二相域で充填後,10 °C40 °Cまで温度を変化させ,飽和蒸気圧を測定した.

また,窒素を充填した状態で温度を変化させ,圧力を測定し,温度による容器の膨張率を測定した.本装置は内容積500 ccの膨張容器を備えており,試料容器に充填した二酸化炭素純物質を一相域にした後,膨張容器に膨張させて,膨張比を決定した.水素+二酸化炭素の超臨界試料を試料容器に充填し,試料の状態を確認した後,膨張法により初期充填密度を決定した.試料の組成をガスクロマトグラフで解析し,PVTx性質を決定した.本研究では,高圧でのマイクロチャンネル内の流動様相を観察することを目的としている.そこで,30 mm角のマイクロチャンネルチップを製作した.このマイクロチャンネルはガラス製で,深さ0.1 mm,幅0.5 mm,全長およそ260 mmの流路が作られている.これを独自に開発したマイクロチャンネルフォルダーに設置した.このマイクロチャンネルフォルダーは,ポリカーボネート製で透明度が高く,Oリングでマイクロチャンネルチップをシールすることで,10 MPaの高圧に耐えることができる.従来の高圧フォルダーは,金属製で一部観察窓を取り付けた構造を用いていることが多いが,本フォルダーは全方面からの可視化を可能にした.このフォルダーの内側に薄膜を蒸着させることで,高圧流体試料のサーモリフレクタンス法を用いた熱拡散率測定に応用可能なデバイスの作成に至った.当初の計画通り,臨界現象観察装置において圧力容器の温度制御用循環恒温槽にヒーター機能を追加し,より広い温度,圧力で,水素と二酸化炭素の混合流体における超臨界状態を含む相変化の観察が可能となり,二酸化炭素純物質との比較を通して,水素を含む場合の混合流体の特性について考察を行っている.
GNE と相互作用する蛋白質の解明による遠位型ミオパチーの病態解明

縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー(DMRV)の原因遺伝子であるGNEは、生体内でユビキタスに発現しているが、GNEの機能障害によって骨格筋が特異的に障害される機序については未だ明らかにされていない。GNEの筋における機能及びDMRV発症機序を解明するため、酵母ツーハイブリッド法を用いてGNEと相互作用する蛋白質を調べた。GNEの翻訳領域全長、epimerase domainあるいはkinase domainに対応するGNEのbaitコンストラクトを作製し、ヒト骨格筋cDNAライブラリー(prey)を用いてスクリーニングし、再形質転換実験で確認した。GNEと相互作用する候補として18蛋白質を認め、いずれの候補もこれまでGNEとの相互作用が報告されていないものであった。候補の中には筋細胞に特異的に発現している蛋白質や遺伝性筋疾患の原因と考えられている蛋白質等が含まれており、候補蛋白質の1つは二重免疫蛍光染色でマウス骨格筋組織においてGNEと共局在を示した。本研究結果からGNEが筋細胞で発現している蛋白質と相互作用して筋に特異的な役割を果たしている可能性が示唆される。今後これらの候補蛋白質とGNEとの相互作用を詳細に解析することによって、筋におけるGNEの機能並びにGNE機能障害による筋障害発症機序の解明が期待できる。縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー(DMRV)の原因遺伝子であるGNEの筋における機能及びDMRV発症機序を解明するため、酵母ツーハイブリッド法を用いてGNEと相互作用する蛋白質を調べた。GNEの翻訳領域全長(GNE)、epimerase domain (GNE-E)あるいはkinase domain(GNE-K)に対応するGNEのbaitコンストラクトを作製し、ヒト骨格筋cDNAライブラリー(prey)を用いてスクリーニングしたところ、それぞれ、5(GNE)、48(GNE-E)、30(GNE-K)コロニーが陽性であった。陽性コロニーから精製した遺伝子の配列を調べてデータベースで検索したところ、それぞれ、3(GNE)、15(GNE-E)、6(GNE-K)遺伝子がヒットした。これらの候補遺伝子(prey)をそれぞれGNE(bait)と同時に酵母細胞にトランスフォーメションしたところ、6遺伝子はGNEとの相互作用を示さなかったが、18遺伝子はGNEとの相互作用を示した。いずれの候補もこれまでGNEとの相互作用が報告されていないものであり、候補の中には筋細胞に特異的に発現している蛋白質や遺伝性筋疾患の原因と考えられている蛋白質等が含まれていた。本研究結果から、GNEの筋細胞における新たな機能の発見並びにGNE機能障害による筋障害発症機序の解明が期待できる。今後、GST pull down assay及び共免疫沈降法でこれらの候補とGNEの相互作用を確認した後、その機能を解析する予定である縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー(DMRV)の原因遺伝子であるGNEは、生体内でユビキタスに発現しているが、GNEの機能障害によって骨格筋が特異的に障害される機序については未だ明らかにされていない。GNEの翻訳領域全長(GNE)、epimerase domain(GNE-E)あるいはkinase domain(GNE-K)に対応するGNEのbaitコンストラクトを作製し、ヒト骨格筋cDNAライブラリー(prey)を用いてスクリーニングしたところ、3(GNE)、15(GNE-E)、6(GNE-K)蛋白質がヒットした。再トランスフォーメション実験によってこのうち18蛋白質についてGNEとの相互作用の再現性を確認した。いずれの候補もこれまでGNEとの相互作用が報告されていないものであり、候補の中には筋細胞に特異的に発現している蛋白質や遺伝性筋疾患の原因と考えられている蛋白質等が含まれており、候補蛋白質の1つは二重免疫蛍光染色でマウス骨格筋組織においてGNEと共局在を示した。

今後これらの候補蛋白質とGNEとの相互作用を詳細に解析することによって、筋におけるGNEの機能並びにGNE機能障害による筋障害発症機序の解明が期待できる。酵母ツーハイブリッド法を用いたGNEと相互作用する蛋白質のスクリーニングを予定通り行い、スクリーニングされたGNEと相互作用する候補分子について現在GST pull down assay及び共免疫沈降法の実験を進めているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、スクリーニングされたGNEと相互作用する候補分子についてGST pull down assay及び共免疫沈降法でこれらの候補とGNEの相互作用を確認する。GNEと相互作用が確認された蛋白質について、培養細胞を用いてその機能を解析する予定である。
長大π共役ポルフィリノイドワイヤ・シートの合成および機能発現

今年度はジピリン金属錯体ナノワイヤの合成とその物性調査を行った。単核錯体の研究からジピリン亜鉛錯体は強い蛍光を示すなど興味深い光物性を持つことが知られており、今回は金属イオンとして亜鉛イオンを採用することでジピリンナノワイヤの光機能化を中心に研究を進めた。分子ワイヤの調製すなわちジピリン金属錯体のポリマー化はジピリン架橋配位子の金属イオンへの配位により進行する。溶液中でこれらの原料を混合することで粉末状の生成物を得た。これを分散媒中で超音波処理し、平滑基板上に塗布することで原子間力顕微鏡観察を行った。観察された像と分子構造計算の結果から、調製した分子ワイヤは分子鎖一本一本に単離できることが確認された。さらに、ジピリン架橋配位子の構造を変化させることでそれに応じた分子ワイヤの太さの違いを大気下で観察するなど、分子デザインによりナノワイヤの構造を調整できることを見出している。また、これらの分子構造に関する情報と紫外可視吸光分析や蛍光測定などの光物性測定結果を複合的に考察し、分子ワイヤの構造によって光機能性をコントロールできることを明らかにした。例えば、キラリティを組み込んだナノワイヤを合成することで円偏光特性の強度が単核錯体に比べて増強することを報告した。さらに、別の分子構造を採用したジピリンナノワイヤについては、分子ワイヤの発光効率を向上させることに成功している。加えて、光照射によって生成した励起子が分子鎖中を移動していることを明らかにした。この現象は一次元的な構造異方性を持つ分子ワイヤが光エネルギーを伝達することを示しており、光導波路としての利用が期待できる。ジピリン金属錯体ナノワイヤはポルフィリノイドワイヤ前駆体としての活用が期待されるだけでなく、それ自体の構造および光物性が大変興味深いことを実証した。超音波処理によって単分子鎖に剥離できるという配位高分子としては稀有な特徴があるとともにボトムアップ構造体としてのデザイン性も兼ね揃えることが利点として挙げられ、今年度は有機配位子の構造を設計することで単分子ナノワイヤの円偏光特性の発現や蛍光効率の向上を達成できた。これらの成果の一部は国際学術ジャーナルにも掲載されており、本研究が当該領域を大きく発展させたと言える。本年度の研究で明らかとなったジピリン錯体ワイヤの光物性をさらに追究し、ナノサイエンス・ナノテクノロジーの発展に寄与する。特に、分子鎖内光エネルギー移動挙動を分光測定や理論計算などを通して多角的に調査していく。それらの知見を得た後、変換反応を適用できる新たなジピリン配位子の合成を行い、機能性ポルフィリノイドワイヤの合成を目指す。
脳神経細胞の生存・機能維持におけるコレシストキニン・B受容体の役割

私達はcDNAクローニングによりヒト大脳コレシストキニン(CCK)-B受容体は胃ガストリン受容体と同一分子であり、細胞増殖促進作用や細胞骨格再構成能などを持つことを明らかにした。ヒト第11番染色体短腕15.5-15.4の全長13kb以上におよぶ5個のエクソンから成るヒトCCK-B/ガストリン受容体遺伝子は、第4エクソンの3'側に2ヵ所のスプライシング部位をもち、各受容体アイソフォームの機能についても検討した。本受容体cDNA導入発現細胞において、CCKおよびガストリンはDNA合成を促進させるとともに、c-fos,c-myc,c-junなどの初期応答遺伝子発現を誘導する。さらにイノシトールリン酸産生や細胞内Ca^<2+>を上昇させるのみならず、p125^<FAK>(Focal AdhesionKinase)およびMAPキナーゼなどの細胞質蛋白のチロシンリン酸化を誘導し、MAPキナーゼ活性を著明に上昇した。すなわち、G蛋白共役型受容体であるCCK-B/ガストリン受容体はその細胞増殖促進作用において、チロシンキナーゼ型受容体の細胞内信号伝達系とクロストークする可能性が示唆された。さらに、チロシンキナーゼ型受容体との共役がすでに明らかにされているその他の細胞内情報伝達分子(Ras,Rhoなどの低分子量G蛋白,Srcなどの非受容体型チロシンキナーゼ)との共役もみいだされ、アクチンストレスファイバー再構築にはRhoが関与していることをを見い出した。また、CCK-B/ガストリン受容体遺伝子ノックアウトマウスを作成にも成功した。中枢神経系における発現については、マストミスを用いin situハイブリダイゼーション法にてその局在を詳細に検討し、本受容体発現が大脳皮質、特に錐体細胞に最も強く発現していることを明らかにした。また、臭球や海馬、扁桃核、尾状核・被蓋、網状視床核、視床下部腹側正中核などにおいても領域特異的な発現が認められることを報告した。さらにヒトCCK-B/ガストリン受容体特異的な拮抗薬をも見い出した。