hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光イメージングによる肥満脂肪組織における慢性炎症・免疫異常の解明

最近の研究では、各種生活習慣病(肥満、メタボリックシンドロームなど)の背景には、慢性炎症を基盤とした異常な細胞間相互作用が生体内で生じていることが明らかになってきた。我々は、「生体内で細胞をみて、働きを知る」「生体分子イメージング手法」を独自に開発し、脂肪組織の肥満に伴うリモデリングを検討した。肥満脂肪組織では、脂肪細胞分化・血管新生が空間的に共存して生じており、さらに、肥満脂肪組織の微小循環では炎症性の細胞動態が認められた。また、脂肪組織の間質には多くのリンパ球が存在し、CD8陽性T細胞はマクロファージを肥満脂肪組織に浸潤させ肥満脂肪組織炎症を増幅していた。我々の開発した生体イメージングは、従来の手法ではアプローチできなかった細胞間相互作用を生体内で直接可視化するもので、多くの研究領域において今後重要な役割を果たすと考えられる。最近の研究により各種生活習慣病の背景には、慢性炎症を基盤とした異常な細胞間作用が生体内で生じていることが明らかになってきた。生体内の各組織では複数の細胞同士、特に実質と間質の細胞が常に相互作用しており、その破綻が疾患といえる。しかし、従来の単一の細胞種(培養細胞)を用いた分子生物学的手法、及び、固定標本の形態学的検討では、その本質、特に生体内における詳細な多細胞連関のメカニズムや背景にある分子機構に迫る事が難しかった。西村は、一光子共焦点・二光子レーザー顕微鏡を生体に適応し、「生体内で細胞をみて、働きを知る」「生体分子イメージング手法」を開発した。メタボリックシンドロームを研究目標として、本手法を肥満脂肪組織に適応したところ、肥満脂肪組織で、脂肪細胞分化・血管新生が空間的に共存して生じており、微小循環において肥満を背景とする炎症性の細胞動態が生じていることが明らかになった。さらに、肥満脂肪組織の間質にはCD8陽性T細胞が多数存在し肥満・糖尿病病態に寄与していた。西村は、さらに研究対象を脳・心血管病の原因である血栓症へと広げた。生体内で最も小さい細胞である単一血小板を可視化し、血小板動態や機能が解析可能となった。レーザー傷害による血栓形成モデルと組み合わせることで、血小板機能に異常を来す各種遺伝子改変動物における血栓形成過程を観察し、生体内での血小板機能との関係を明らかになった。さらにヒトiPS由来人工血小板の機能解析も可能となった。西村の開発した生体イメージングは、従来の手法ではアプローチできなかった細胞間相互作用を生体内で直接可視化するもので、多くの研究領域において重要な役割を果たすと考えられる。我々は、二光子レーザー顕微鏡を生体に適応し、「生体内で細胞をみて、働きを知る」「生体分子イメージング手法」を開発した。メタボリックシンドロームの病態解明を目指して、肥満脂肪組織の再構築過程を観察したところ、肥満脂肪組織では脂肪細胞分化、血管新生、マクロファージの集積が空間的に共存して生じ、リモデリングを形成していることが示された。また、肥満脂肪組織内の微小血管において、炎症性の細胞動態が認められ、脂肪組織での炎症を増幅していると示された。さらに、我々は脂肪組織の間質に多くのリンパ球が存在することを見いだし、肥満脂肪組織においてCD8陽性T細胞が浸潤し、炎症性マクロファージの浸潤を引き起こし、脂肪組織の炎症を増幅し、最終的に糖尿病病態を悪化させていることを示した。現在、CD8陽性T細胞の活性化メカニズムについて詳細な解析を進めている。その過程で、我々はオートタキシンという脂質生合成酵素が脂肪組織の肥大と炎症に関わる事を明らかにしている。我々は、さらに他の免疫細胞の脂肪組織炎症への関与も明らかにしつつあり、肥満脂肪組織がいかに機能異常をおこすか、局所免疫との関係とともに研究を進めている。
高度交通情報システムの整備に伴う効果測定システムの開発

本研究は、われわれがこれまで進めてきた理論的な研究を実道路ネットワークへ適用し、地方都市における交通需要の適正な誘導策として、ITSの効果を測定する評価システムの実用化を目指し、次のような研究を行った。1)ITS(高度交通情報システム)サービスの利用効果を合理的に考慮できる交通行動モデルの開発2)ダイナミックマイクロシミュレーションの開発3)高度交通情報システムの評価4)評価システムの開発具体的には、ITSの様々な利用者サービス提供や情報提供に関するSP(選好意識)調査を行い、そのデータを用いて、情報獲得行動(情報機器選択、情報獲得意向モデル)を考慮した交通手段選択モデルを構築した。このモデルは、相対性効果最大化理論に基づく離散選択モデルであるr-NLモデルを基本にしており、マルチモーダル情報提供の効果を推定できる特徴を有している。また、情報内容の違いによる情報獲得行動と交通手段選択への効用効果、さらに獲得情報の種類による交通手段選択への影響を把握できるようになっている。このモデルを用いて、提供サービスの違いのよる交通手段選択への影響をシミュレーション分析により検討した。その結果、情報の確認による効果の増分は、獲得情報の種類により異なり、またマルチモーダル情報を獲得することにより、公共交通の分担率が増加することを確認し、マルチモーダル情報提供の効果を確認することができた。これによって、情報提供後の個人の交通行動を予測でき、TDM(交通需要マネジメント)施策としての高度情報システムの評価が定量的に行えることが示された。平成13年7月、高度交通情報システムの整備効果測定システムについて大きな研究成果を収めている韓国円光寺大学のNam Gung Moon助教授を訪問し、本研究計画についてレビューを受けた。これによって、今後の研究に対して多くの有益な示唆が得られた。実際の研究作業としては、まずシミュレーションの対象として考えている広島都市圏の道路ネットワークを構築した。道路ネットワークのベースマップは、国土地理院数値地図2500から、1987年広島都市圏パーソントリップ調査対象地域内で、1988年道路交通センサス対象区間となっている道路を抽出して作成した。道路ネットワークの対象道路種別は高速道路、一般道路、主要地方道、県道とした。この作業は手間が多くかかるので、近年急速に普及しているGISデータを利用して道路ネットワークの構築を行った。作成した道路ネットワークのリンク数は622、ノード数は472となった。リンクの情報(混雑度、速度など)は1994年道路交通センサスを利用して、作成した。しかし、数値地図と道路センサスのリンク長は一致しないという問題が生じたので、GISに入力した道路データのリンクを結合させることで、道路交通センサスのリンクとの整合を図った。高度交通情報システムの整備効果を測定する多経路ODシミュレーションモデルは、過去の研究で開発した単ODのシミュレーションを別途構築した実道路ネットワーク上に対応するようアルゴリズムを改良した。本年度は、昨年度の成果を踏まえてITS(高度交通情報システム)サービスの利用効果を合理的に考慮できる交通行動モデルの開発を中心に研究を行った。具体的には、「ナビゲーションシステムの高度化」や「自動料金収受システム」といったITSの様々な利用者サービス提供や情報提供に関するSP(選好意識)調査を行い、そのデータを用いて、情報獲得行動(情報機器選択、情報獲得意向モデル)を考慮した交通手段選択モデルを構築した。また、情報内容の違いによる情報獲得行動と交通手段選択への効用効果と獲得情報の種類による交通手段選択への影響を把握できるようになっている。

ダイナミックシミュレーションモデル構築のための基礎的な研究も別途多時点のパネルデータを用いて行った。本研究は、われわれの研究組織がこれまで進めてきた「高度交通情報システムの整備効果測定のための評価システムの研究」を発展させ、地方都市における交通需要の適正な誘導策としてのITS整備効果評価システムの実用化に向けてのさまざまな課題を解決することを目的としたものである。本年度は、交通行動モデルで仮定されている多くの条件の変化に柔軟に対応できるシミュレーションモデルを構築した。そして、シミュレーションの入力データとして必要な情報の調査、観測、モデル推定、シミュレーション、政策評価の段階を統合し、ITSが目指す様々な目標のうち、特に「輸送効率の向上」と「快適性の向上」に焦点を絞ってITS整備効果の評価システムの開発を行った。具体的には、トリップ前のマルチモーダル情報提供に着目し,提供内容の種類が情報獲得行動に与える影響の分析と情報の獲得行動を考慮した交通手段選択行動をモデル化することで,マルチモーダル情報の効果を把握する。そこで、マルチモーダル情報提供に関するSP (Stated Preference)データを用いて,昨年度開発した交通手段選択モデルを改良し,得られた結果を用いて獲得情報の違いによる交通手段選択への影響をシミュレーション分析により明らかにした.これによって、情報提供後の効用の大きさは獲得情報の種類によって異なり,またマルチモーダル情報は単一モードの情報より交通機関選択への影響が大きく,マルチモーダル情報提供の効果を再度確認することができ、ITS整備効果の評価システムとしての実用性を示すことができた.
平安京の「居住と空間」分析

本研究「平安京の「居住と空間」分析」の目的は、平安京・中世京都の個別の居住・住宅と、個々の居住・住宅の集合または分散、すなわち都市内部の一定の地域・空間の個性を、日本史・建築史・考古学などの諸分野が連携し、究明することである。すなわち、個々の居住・住宅と都市内部の地域の両者を統一的に分析することで、都市の全体構造を解明する。本研究の目的は、個別の居住・住宅の解明と、個々の居住の集合または分散すなわち都市内部の一定の地域・空間の個性を究明することである。本年度の課題は、第一に貴族の邸第の庭園の検討、第二に西七条など、右京の南部地域のあり方の考察、第三に左京七条・八条など左京南部地区の分析、第四に中国の庶民住宅と日本の小屋の比較である。第一に貴族邸第の庭園では、平安京右京二条二坊八町の調査を取り上げた。八町ではすでに南側で園池が検出されるが、2010年度の調査で貴族邸第に相応しい園池が発見された。八町は文献史料では左衛門町とあるだけで(『拾芥抄』「西京図」)、立派な園池と諸司厨町とは異相である。反対に文献の信頼性に疑念が生ずるが、10世紀に耕作溝が検出され、その時期に厨町の可能性を想定した。今後も、未知の園池が発見される可能性が多々ある。第二の西七条など右京南部地域の問題では、発掘成果と文献の両面から検証した。文献では左京七条と対比しつつ、西七条と松尾祭の相関関係が強調され、発掘からは右京南部を六条ブロックと七条ブロックに分け、七条ブロックの継続性が確認された。第四の中国の庶民住宅は、『新唐書』(1060年)を皮切りに、盧舎などから民盧・民居など用語の種類が増加する。日本の小屋はわずか4件だけで、小屋の個性が際立つ。第三の左京の南部地区は今後の課題とされたが、新たに王朝物語と居住空間の関係、『拾芥抄』「西京図」の右京三条三坊五町の「栖霞寺領」の問題を取り上げた。物語の姫君を未婚と既婚に分け、未婚の姫君に寝殿と対居住の格差を指摘し、また既婚の諸相を分析した。貴族の居住に物語の情報を組み込む必要性が痛感される。また、右京三条三坊五町では京内で例外的に良質の緑釉陶器が出土し、その背景に源融=嵯峨源氏(栖霞観造営)との関連を想定した。また、平泉や博多など各地の都市遺跡を踏査し、平安京遺跡分析の資料を整理した。本年度は、第一に個々の居住・住宅について、法的な側面から、貴族の邸宅・家の自律性もしくは非自律性を、とくに院政期に焦点をあて、院権力と邸宅;家の裁判権の側面から検討した。院権力は検非違使と権門を媒介し、権門内部に不介入の可能性がある。本年度は新たな事態として、平安京右京三条一坊六町の調査が進行し、六町が右大臣藤原良相の西三条第と確定した。この事態に応じ、九世紀の右京の貴族邸宅を、西三条第や淳和院を取り上げ、右京の邸宅の個性を再検討した。また、調査成果の中間報告を行い、新出の池は9世紀第三四半期に収まり、旧来の池などは9世紀末10世紀初頭に廃絶するとの知見を得た。第二の居住・住宅の集合もしくは分散の論点の基礎として、鎌倉時代の西園寺家の邸宅の変遷を解明する作業を行った。西園寺家は上京地区の繁栄の中心であるが、公経が北山第など主要な邸宅と別業を完成し、実氏以降、邸宅を院御所・里内裏に提供する。北山第は実兼が引退後の邸宅とするが、現地を綿密に調査し、その庭園の復元を目指した。鏡湖池はあまり変化せず、滝は不動明王の石室の北側で、両者が結びつき、池は滝の水を用いる。都市内部の一定の地域・空間の個性の問題では、平安京左京南部(八条・九条)の街区形成を考察し、平安後期に遺構が増加し、室町時代に急速に消滅すること、鋳造遺構・遺物は八条二坊東端から三坊西半(梅小路以北)に集中することが判明した。本研究では、個々の居住・住宅と都市全体の空間構成の両者を統一的に分析する。すなわち、居住・住宅の究明と同時に、個々の集合または分散の形態(都市内部の地域)を分析し、両者を総合することで、都市社会の解明が前進する。都市社会の地域ごとの特性(居住・住宅の集合または分散)を明確にし、全体構造に位置づける。本年度は、第一に個々の居住・住宅については、貴族の邸宅のあり方を西三条第(藤原良相邸)を中心に検討する。西三条第は遺構や文字資料が豊富であるが、正殿らしき建物の存在が曖昧で、西半の池に加え、東北に小規模な池が新設されるなど、課題が多い。

そこで、<居住と住宅>の観点から、西三条第の東北の池から出土の墨書土器を検討し、西三条第の家政や文化の様態を解明した。第二に、居住・住宅の集合もしくは分散(一定の地域・空間)の論点では、中世の上京地区を考察した。上京地区は、近年、同志社大学今出川校地・烏丸校地などで大小の発掘が相次ぎ、重要なデータが得られた。それらの一定の成果がまとまりつつあり、その内容を討議した。今後は上京地区全体に対象を広げ、院や貴族と住人の相互関係から、平安京の一条以北の開発を分析する予定である。また、中世都市鎌倉を取り上げ、平安京の町屋(小屋)との比較研究のために、中世鎌倉の「町屋」の史料とその分布形態を検証した。第三に、個別の居住・住宅の問題では、平安京の住宅と対照するために、平安宮の官衙の建築や囲繞施設(築地など)、また大極殿・豊楽殿・武徳殿の殿上のあり方に検討を加えた。また、平泉では平安後期の大型建物が多く出土する。大型建物などの事例を詳細に報告していただき、平安京の建物遺構と比較分析を行った。第二・第三の問題を通して、平泉・鎌倉と平安京・中世京都を対照し、大いに参考とすることができた。本年度は当初の研究の目的のうち、個別の貴族邸宅については、貴族邸宅の法的側面を院政期を中心に検討した。また、予定通り、左京南部を綿密に考察することができた。さらに、西三条第を詳細に検証し、上京地区の中心である西園寺家・北山第を分析できたのは大きな成果である。一方、上京地域の個性の問題、中国の隋・唐の都城の坊や十字街など、貴族や庶民の居住のあり方については、取り上げることが出来なかった。しかし、前者は来年度に検討の予定である。後者は報告を依頼したが、報告予定者の不慮の逝去のため、中止の止む無きとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。第一に、本年度は、西三条第の発掘の重要性に鑑み、西三条第を重点的に取り上げ、邸宅の貸借・融通関係など、広く<居住と住宅>の観点から検討する。第二に、居住・住宅の集合もしくは分散(一定の地域・空間)の論点では、中世の上京地区を考察し、一定の成果がまとまった段階で、その内容を討議する機会をもつ。また、平安京左京の一条から五条の地域性・空間性を、文献史料を中心に解明する。第三に、第一・第二を踏まえて、平泉・鎌倉などの都市と関連づけ、平安京・中世京都の全体構造とその歴史的生成過程を展望的に見通す。
リン光性液晶金属錯体の合成と有機EL素子への応用

有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子は,次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとしてだけでなく,フレキシブル光源,さらには有機レーザーなどの光源として応用可能なことから非常に注目されている。これまでに開発されてきたアモルファス分子に対して,最近,光学異方性を有する発光性液晶を用いて偏光発光可能な新しい有機EL素子が開発された。偏光発光有機EL素子は,液晶自身の配向に基づく偏光発光が得られるため,偏光フィルターを介さない新しい薄膜偏光光源として非常に有望であるが,発光性液晶の分子間相互作用が大きく発光特性に乏しいため,光源として用いるには輝度,効率が十分でない。本研究では,適度な分子間相互作用を有する液晶の設計・合成と高性能偏光発光EL素子の開発を行うことを目的とする。これまでに,リン光発光EL素子用の両極輸送性ホスト材料としてカルバゾールとオキサジアゾール部位を有する化合物を開発している。本年度はリン光性液晶化合物として,フェニルピリジンと長鎖アルキル基を配位子とするリン光性Pt錯体を合成した。合成したPt錯体(ppyPt(11acac))は,溶液中で強い青色の発光を示した。昨年度,開発した液晶高分子をホストに今年度開発したPt錯体を色素として用いたEL素子を作製した。作製した素子に対して,電圧を印加することにより黄白色の発光が観測された。色素の濃度の変化から,発光はホストと色素の相互作用により生じるエキシプレックス発光に基づくものと考えた。また,この発光は配向処理方向と垂直な方向に発光の遷移モーメントを有することがわかった。以上のことから,偏光燐光発光する素子を開発することに成功した。リン光性材料を用いて高性能EL素子を作製するためには,適切なホスト材料を開発することが極めて重要である。そこで,本年度はリン光性液晶化合物を効率よく発光させるための新しい両極輸送性ホストとしてカルバゾールとオキサジアゾール部位を有する化合物を設計・合成した。電気化学的性質をサイクリックボルタンメトリーにより調べたところ合成した化合物は,適度な領域で酸化と還元が可能であり,両極輸送性を有していることがわかった。また,モルフォロジーについて調べたところ液晶性を示すことが明らかとなった。それゆえ,合成した化合物はリン光性液晶化合物と相溶できるホスト材料として有力であることが示された有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子は,次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとしてだけでなく,フレキシブル光源,さらには有機レーザーなどの光源として応用可能なことから非常に注目されている。
全ベイズモデルに基づく音声認識システム学習のデータ無制約化

音声認識を様々なタスクにおいて実用的なものとするためには、認識システムの学習において教師あり学習への依存度を減らし、システムをより自律的なものへとする必要がある。本研究では、ノンパラメトリックベイズ法と重み付き有限トランスデューサ技術を応用し、対応の無い音素データとテキストデータから、自動的に発音辞書を拡張する手法を提案した。また、書き起こしテキストを用いずにEncoder-Decoder型の音声認識システム全体を方策関数として、認識結果のスカラー評価値をもとにシステムを強化学習する方法について検討および実験を進めた。これは、クラウド上に構築された音声認識サーバーが多数のユーザーに認識サービスを提供する際に、ユーザーからのわずかなフィードバックを大量に集めることで、書き起こしを用いることなくシステム性能を向上させる応用を想定したものである。学習と共に期待報酬が増加することは理論的には保障されているものの、実際に有限のリソースのもとに学習を進めることは容易ではない。例えば、教師あり学習を行うシステムにおいて一般的なアテンション機構の利用は、学習の初期において強化学習を困難にすることが判明した。これは、アライメントの学習がうまくいかないためである。そこで、従来のアテンション機構を代替するものとしてスポーク状の構造を提案し、有効性を示した。人間にとって視覚と聴覚はそれぞれが重要であることに加えて、それらの相関の利用は学習を行う上で役立っていると考えられる。ビデオカメラに代表されるように画像と音声を同時に収録することは一般的に行われており、人手によるラベルを用いない学習において音声と画像の相関を有効利用できれば有用であると考えられる。このような目的の元、音声を手掛かりに画像中の音源を教師なしで特定する手法を提案し、有効性を示した。深層学習の進展に伴い、長らく標準的であった音声認識システムの構成方法に代わり、システム全体をニューラルネットで構成する方法がその柔軟性から急速に普及し始めている。現在は、音声認識分野において歴史的に大きな技術の転換点にある。このため本研究においても研究方法について見直しを行ったことや、新たに構築したニューラルネットを用いた認識システムについて構成の最適化に時間を費やしたため、当初の想定よりもやや進捗に遅れが出た。音声認識システムは長らく隠れマルコフモデル(HMM)が中心的な構成要素であったが、ここに来て深層学習の進展によりHMMを用いずに全てを一体のニューラルネットワークで構成するend-to-end型システムが急速に普及しつつある。当研究においても、変分オートエンコーダなどニューラルネットによる生成モデルを応用することで、end-to-end型システムによる音声認識システムの半教師あり学習や教師なし学習、強化学習について研究を進める。現在、音声認識システムの認識性能はタスクによっては人と同程度まで向上した。しかし、システムの学習が教師あり学習に著しく依存している問題がある。人手による大量の音声データの書き起こしや発音辞書の整備が必要であり、高い認識性能の実現には大変な開発コストが必要とされている。さらに認識タスクの違いに対して脆弱なため、同じ言語であっても新しいタスクに対しては再度データ収集を行う必要がある。このため、実際に高い認識精度が実現出来ているのは一部の言語の限られたタスクのみである。同じ発話に対する音素データとテキストデータの対を必要とせず、別々に収集した音素データとテキストデータを活用できる点が特徴である。これまでに英語および日本語のデータを用いた実験において、実際にそのような学習が可能であることを示した。また、音素データとして、音声認識システムからの認識仮説を用いた場合においても、同様の効果が得られることを確認した。これは、例えばインターネットや書籍からのテキストデータと、それとは独立した自然発話音声から録音した音声データを用いて、自動的に発音辞書を拡張していくことが原理的に可能であることを示すものである。人間が日常生活の中で自然に語彙を拡張していくプロセスと同様の機能であり、音声認識システムの学習の柔軟性を向上させる成果である。またこの他、音声言語情報処理システムとユーザーのインタラクションを通してシステム性能を自動的に改善する仕組みについても研究を行った。ノンパラメトリックベイズ法を応用した発音辞書を重み付き有限状態トランスデューサの仕組みを用いてシームレスに言語モデル等と結合し、実験により有効性を示した。また、半自動でシステムを最適化する仕組みや、強化学習についても検討を行った。

例えば、教師あり学習を行うシステムにおいて一般的なアテンション機構の利用は、学習の初期において強化学習を困難にすることが判明した。これは、アライメントの学習がうまくいかないためである。そこで、従来のアテンション機構を代替するものとしてスポーク状の構造を提案し、有効性を示した。人間にとって視覚と聴覚はそれぞれが重要であることに加えて、それらの相関の利用は学習を行う上で役立っていると考えられる。ビデオカメラに代表されるように画像と音声を同時に収録することは一般的に行われており、人手によるラベルを用いない学習において音声と画像の相関を有効利用できれば有用であると考えられる。このような目的の元、音声を手掛かりに画像中の音源を教師なしで特定する手法を提案し、有効性を示した。深層学習の進展に伴い、長らく標準的であった音声認識システムの構成方法に代わり、システム全体をニューラルネットで構成する方法がその柔軟性から急速に普及し始めている。現在は、音声認識分野において歴史的に大きな技術の転換点にある。このため本研究においても研究方法について見直しを行ったことや、新たに構築したニューラルネットを用いた認識システムについて構成の最適化に時間を費やしたため、当初の想定よりもやや進捗に遅れが出た。音声認識システムは長らく隠れマルコフモデル(HMM)が中心的な構成要素であったが、ここに来て深層学習の進展によりHMMを用いずに全てを一体のニューラルネットワークで構成するend-to-end型システムが急速に普及しつつある。当研究においても、変分オートエンコーダなどニューラルネットによる生成モデルを応用することで、end-to-end型システムによる音声認識システムの半教師あり学習や教師なし学習、強化学習について研究を進める。実験で使用するソフトウエアの開発に想定よりも時間を要したこと、研究計画時の想定よりも予算が利用可能となった時期が遅かったことによる。繰り越した予算は、今後大規模な計算を必要とする計算機実験を効率的に進めるためのハードウエアの増強等に使用を予定する。その他、成果発表やデータ整備、クラウド計算リソースの使用料等に予算の支出を行う。
植民地国家建設の比較研究－国家と情報の関係に焦点を当てて－

本研究は東南アジア、アフリカ、中東各地域の植民地国家における情報収集活動の実態を解明し、その成果を地域の枠組みを超えて比較検討することを通じて、各植民地国家の特徴とその特徴を生み出す要因が何であるのかを抽出することを目的とする。この目的の達成のために、本研究は(1)先行研究のサーベイ、(2)各国資料館での文献資料調査、(3)収集した資料やデータの整理と分析、(4)定例研究会の開催、(5)研究成果の公開・発信、の5つのプロセスで研究を遂行する。具体的には、先行研究サーベイや資料館での文献資料調査で得られた資料・データをもとに各研究参加者が担当する植民地国家における情報収集活動の実態を解明し、その成果を研究会で比較検討することを通じて各地域の植民地国家の特徴を描き出す。本年度は各国資料館での文献資料調査、収集資料の整理と分析、定例研究会の開催、オックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究の推進を中心に活動をおこなった。まず調査であるが、南アフリカ、ザンビア、フランス、オランダの各文書館で調査を実施した。得られた資料は各研究参加者が現在、分析を進めており、その成果の一部は国内定例研究会で共有・検討を行った。国内定例研究会については2018年6月、10月、2019年3月の3回開催し、地中海アフリカのフランス植民地、蘭領東インド、南アフリカ、仏領インドシナ、米領フィリピン、中東地域の植民地統治の在り方についての報告と検討をおこなった。オックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究については、2018年12月に国際ワークショップを開催し、現在、原稿を取りまとめ、編集を進めている段階である。各研究参加者が各国資料館での現地調査をおこなう段階に入り、具体的な資料を基に研究をおこなうことができるようになった。また得られた成果の一部はすでに論文や学会報告などの形で公開している。以上からおおむね順調に進展していると考える。引き続き各国資料館での調査をおこなうほか、国内定例研究会において、各植民地の事例を相互比較し、全体像を把握する試みを進めていく。オックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究については、今年度中に出版社と交渉し、出版のめどを立てるところまで進めたい。本年度の研究活動の中心となったのは定例研究会での議論である。定例研究会は2017年7月、10月、12月、2018年3月の計4回開催し、研究参加者それぞれの研究内容・計画の検討、さらには先行研究のレビューなどをおこない、本研究の目的を達するために必要な作業の確認、分析枠組みのすり合わせなどを実施した。次に、現地調査としてはイギリス(ロンドン)、フランス(エクス・アン・プロヴァンス)の文書館で関連資料の収集を実施した。

また今年度からオックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究を開始し、2018年12月にアジアの植民地国家における医療と治安秩序維持に関する国際ワークショップを開催し、植民地国家と情報の関係を医療と治安秩序維持の観点から比較検討した。このワークショップの成果は英文の編著として取りまとめ、出版する準備を進めている。先行研究のサーベイ、研究内容・計画の検討、取り組むべき課題などについて、研究参加者の間で問題意識の共有と、なすべきことの確認がなされ、研究参加者それぞれが個別のテーマについて研究を開始することができた点で、おおむね順調に進展していると考える。また、オックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究については、極めて順調に進んでおり、研究成果の取りまとめの段階へと進んでいる。引き続き各国資料館での調査をおこなうほか、国内定例研究会において、各植民地の事例を相互比較し、全体像を把握する試みを進めていく。オックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究については、今年度中に出版社と交渉し、出版のめどを立てるところまで進めたい。今後の研究で最も重要なのは、現地での資料収集とその整理・分析である。次年度はこの点を中心に研究を推進し、随時、国内定例研究会で内容や進捗状況の確認をおこなっていく。またオックスフォード大学の医療史研究グループとの国際共同研究については、原稿を取りまとめて編集の作業に入ることを予定している。
低い共振周波数を有する系のためのサブナノメートルアクティブ除振

近年,走査プローブ顕微鏡(SPM; Scanning probe microscope)やナノインデンテーション試験機などナノメートル以下の分解能を有する表面解析機器が実用化されているが,その除振は深刻な問題となっている.ナノインデンテーション試験機は,試料より十分に硬い先端の鋭い圧子を試料表面に数nm数十nm押し付けた時の圧子の負荷荷重と試料への侵入深さの関係をサブナノメートルの精度で測定し,これから表面の機械的性質を評価する装置であるが,これは一般に可動部の質量が大きいため,除振が極めて困難である.除振が不完全である場合には,圧子が試料と接触するところで圧子と試料が断続的に接触し,この接触圧力によって試料表面に塑性変形を生じさせることになる.そこで,本研究では,サブナノメートルオーダーの除振を達成するためのアクティブ除振方式を提案した.これは,圧子と試料表面の相対変位をサブナノメートルオーダーの分解能を持つ変位計で計測し,この変位が目標値と等しくなるようにフィードバック制御するものである.これによって,通常の実験室環境で本方式を適用しない場合20nm程度残存していた振動を0.5nm以下に抑えることに成功し,その結果,最大圧子侵入深さ3nmという世界最高性能のナノインデンテーション試験機を開発することができた.近年,走査プローブ顕微鏡(SPM; Scanning probe microscope)やナノインデンテーション試験機などナノメートル以下の分解能を有する表面解析機器が実用化されているが,その除振は深刻な問題となっている.ナノインデンテーション試験機は,試料より十分に硬い先端の鋭い圧子を試料表面に数nm数十nm押し付けた時の圧子の負荷荷重と試料への侵入深さの関係をサブナノメートルの精度で測定し,これから表面の機械的性質を評価する装置であるが,これは一般に可動部の質量が大きいため,除振が極めて困難である.除振が不完全である場合には,圧子が試料と接触するところで圧子と試料が断続的に接触し,この接触圧力によって試料表面に塑性変形を生じさせることになる.そこで,本研究では,サブナノメートルオーダーの除振を達成するためのアクティブ除振方式を提案した.これは,圧子と試料表面の相対変位をサブナノメートルオーダーの分解能を持つ変位計で計測し,この変位が目標値と等しくなるようにフィードバック制御するものである.これによって,通常の実験室環境で本方式を適用しない場合20nm程度残存していた振動を0.5nm以下に抑えることに成功し,その結果,最大圧子侵入深さ3nmという世界最高性能のナノインデンテーション試験機を開発することができた.
東アジアにおける二酸化炭素の排出機構と制御政策に関する実証研究

:ブルガリア食品セクターの競争的状況への関心の高まりを受け、ブルガリア酪農産業(Bulgarian Dairy Industry:以下BDIと略す)の競争力について調べる。本研究の分析は、BDIのパフォーマンスに影響を与える要因をポーターの国の競争優位に関する「ダイアモンド」を用いて分析した。:太湖地域における生態農業システムの実態を調査し、この地域の農家に対するアンケート調査のデータを分析した。さらに、この地域の農業の持続的開発に関する問題点と開発政策を究明した。本論文では、農業の持続的地域開発を促進するため、政府は持続的な耕作活動に関する規制措置と補足政策(経済手段、直接コントロール、研究と普及活動など)を実施することが望ましい。一方、農民を組合に組織すること、また政府と農民と農民協会との相互協力は、より良い持続的な生産方法と技術を採用するための必要な条件であることを示した。
抑制性シナプス長期増強の発現に関与する細胞内情報伝達系の同定

ラット小脳スライスのプルキンエ細胞からホールセルパッチクランプ記録を行い、シナプス後電流(IPSC)およびGABA(2-5μM)による電流をモニターした。脱分極パルスにより、IPSCおよびGABA電流の長期増強が誘発された。これは、プロテインキナーゼ阻害剤のstaurosporine、カルモジュリン阻害剤のcalmi dazoloum(CZ)、Ca^<++>/calmodulin-dependent protein kinaseII(CaM-KII)の阻害剤であるKN-62およびcalmo dulin-bindingdpeptieによって阻害された。しかし、脱分極パルスを与えてから5分後にCZおよびKN-62投与を開始した細胞群では長期増強がみられた。これらは、カルモジュリンによるCaM-KIIの活性化が長期増強の誘発に必要であり、また長期増強の維持にはCa^<++>およびカルモジュリンに依存しない機構が関与することを意味する。また、単離CaM-KIIを、カルモジュリン、Ca^<++>、ATPγS存在下で自己燐酸化させ、活性化型としてプルキンエ細胞に注入した。対照として熱処理したCaM-KIIを注入した。活性化型CaM-KIIによりGABA電流の振幅が増大し、記録開始20分後には5分後の値の約150%に達した。また、IPSCの振幅も同様に増大した。一方、対照群では、有意な変化はなかった。さらに、ホスファターゼ阻害剤のcalyculin A(1μM)により、GABA電流の増大がみられた。対照群では有意な変化はなかった。以上の結果はプルキン工細胞のGABA_A受容体の反応性はCaM-KIIによる燐酸化とホスファターゼによる脱燐酸化によって調節されていて、一過性Ca^<++>濃度上昇に引き続くCaM-KII活性化とそれによる燐酸化がIPSCの長期増強に関与することを強く示唆する。当初の研究計画にしたがい、本年度は以下の2項目について研究を行った。1.抑制性シナプス長期増強へのCa^<++>/calmo dulin-dependent protein kinase II(CaM-KII)の関与についてラット小脳スライスのプルキンエ細胞からホールセル記録を行い、シナプス後電流(IPSC)およびGABA(2-5muM)による電流をモニターした。脱分極パルス(持続500ms,-60mVから0mV)を与えると、IPSC)およびGABA電流が増強し40分以上持続した。この長期増強は、非特異的プロテインキナーゼ阻害剤であるstaurosporineによって阻害された。次に、カルモジュリン阻害剤のcalmidazolium(CZ)とCaM-KII阻害剤のKN-62を用いてCaM-KIIが長期増強に関与するかどうかを調べた。CZ(100nM)およびKN-62(3muM)をあらかじめバス灌流液に与えておいて脱分極パルスを加えた細胞群では長期増強は起きなかった。これに対し、脱分極パルスを与えてから5分後にCZおよびKN-62投与を開始した細胞群では、長期増強がみられた。これらは、カルモジュリンによるCaM-KIIの活性化が長期増強の誘発に必要であり、この過程は脱分極パルスによるCa^<++>上昇の5分以内に終了することを示している。また長期増強の維持にはCa^<++>およびカウモジュリンに依存しない機構が関与することを意味する。なお、以上用いた薬物によって電位依存性Ca^<++>電流やシナプス伝達は影響されなかった。PKAの特異的阻害剤のprotein kinase inhibitor peptide(PKIP)を細胞内に与えても長期増強をブロックできなかった。

今後阻害剤の濃度、投与方法について、さらにはPKIP以外の阻害剤について検討する予定である。本年度は以下の3項目について研究を行った。生後約2週齢ラットの小脳スライスプルキンエ細胞からwhole-cell patch clampを行った。単離CaM-KIIを、カルモジュリン、Ca^<++>、ATPγS存在下で自己燐酸化させ、活性化型としてパッチピペットからプルキンエ細胞に注入した。whole-cell記録開始5分後から2分毎にバスにGABA(2-5μM)をあたえて内向きのクロライド電流をモニターした。対照として熱処理して変性させたCaM-KIIを同様に注入する実験を行った。活性化型CaM-KIIを注入するとGABA電流の振幅が増大し、記録開始20分後には5分後の値の約150%に達した。一方、対照群では、電流振幅に変化はなかった。2.ホスファターゼ阻害剤の硬化について。タンパク脱燐酸化をホスファターゼ阻害剤のcalyculin A(1μM)を用いてブロックすると、GABAによる電流応答が増大した。vehicleのみの対照実験では電流振幅にほとんど変化はなかった。以上の結果はプルキンエ細胞のGABA_A受容体の反応性はCaM-KIIによる燐酸化とホスファターゼによる脱燐酸化によって調節されていて、一過性Ca^<++>濃度上昇に引き続くCaM-KII活性化とそれによる燐酸化がIPSCの長期増強に関与することを強く示唆する。PKCの特異的阻害ペプチドのPKC(19-36)を細胞内に与えても長期増強をブロックできなかった。今後阻害剤の濃度、投与方法について、さらにはこれ以外の阻害剤について検討する予定である。グルタミン酸受容体阻害剤によって興奮性シナプス伝達を遮断し、抑制性介在ニューロンを電気刺激して抑制性シナプス後電流(IPSC)を誘発した。安定に記録されたことを確認した後、脱分極パルスによってCa^<++>スパイクを起こし、長期増強を誘発した。N^G-methyl-L-arginine(NO産生の阻害剤)とK-5823(PKGの膜透過特異的阻害剤)を与え、長期増強の発現が阻止されるかを検討した。しかし、いずれも効果がなかった。また、8-bromo-cGMPによって細胞内のcGMP濃度を上昇させたときに長期増強が起きるがどうかも調べたが、これも効果がなかった。PKCの膜非透過性特異的阻害剤のPKC (19-36)、膜透過性特異的阻害剤のcalphostin CおよびChelerythrineを与え、長期増強の発現が阻止されるかを検討したが、いずれも効果がなかった。さらにPKC活性化剤のphorbol esterにより長期増強が起こるかを再検討したが、効果はなかった。
宇宙シンプレクタイト生成メカニズムの再現実験的解明

COS (cosmic symplectite)と呼ばれる、始原的炭素質コンドライトに存在する異常な酸素同位体組成を持つ物質について、その成因を解明することを目的として、出発物質の組成や冷却速度を変数とした再現実験を行った。実験の結果、酸化鉄と硫化鉄からなる、数百ナノメートル程度の共晶組織を再現することに成功した。隕石中で見出されるCOSも溶融急冷のイベントによって共晶成長した組織である可能性が高い。宇宙シンプレクタイト(COS, cosmic symplectite)とは、2007年に始原的隕石(Acfer 094)のマトリックスから発見された、きわめて重い酸素同位体組成を示す物質であり、宇宙科学の長年の謎であった非質量依存型酸素同位体分別の起源を解明する手がかりとして注目されている。本研究では雰囲気制御下での溶融急冷実験を行うことでその生成条件を制限し、この物質が太陽系の歴史においてどのような場所・時期でできたのかを明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度までに導入した縦型管状高温炉を用いて、COSを模擬した物質を金パイプに封入して、様々な冷却速度や雰囲気下で溶融急冷実験を行い、実験生成物の評価を行った。生成物は、樹脂に埋没後、切断・研磨して、エネルギー分散型X線分析装置付き走査電子顕微鏡(SEM-EDX)および電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用いて表面観察と組成分析を行った。観察の結果、酸化鉄相と硫化鉄相が曲線的(non-facet)な界面をもって虫食い状に絡み合った百nm程度のシンプレクタイト組織を再現していることが分かった。さらに電子線後方散乱回折(EBSD)法を用いて結晶方位を解析したところ、酸化鉄相と硫化鉄相はそれぞれ樹枝状に共成長し、三次元的にネットワークを形成していることが分かった。また、透過電子顕微鏡による観察では、転位や点欠陥が非常に少ない様子が観察された。これらの微細組織は実際の宇宙シンプレクタイトの特徴は極めてよく再現するものであり、生成環境を推定する大きな制約になると考えられる。2007年に始原的隕石(Acfer 094)のマトリックスから発見された宇宙シンプレクタイト(COS, cosmic symplectite)と呼ばれる物質は、これまで知られている惑星物質の中で最も重い酸素同位体組成を示し、宇宙科学の長年の謎であった非質量依存型酸素同位体分別の起源を解くカギとして注目されている。この物質は組織的にも極めて特異であり、酸化鉄と硫化鉄が数十nmスケールで虫食い状に入り組んだシンプレクタイト状組織を示す。本研究ではこの微細組織を手掛かりとして、雰囲気制御下での溶融急冷実験によってその生成条件を制限し、この物質が太陽系の歴史においてどのような場所・時期でできたのかを明らかにすることを目的としている。平成23年度の前半では縦型管状高温炉にCO2/H2混合ガスによる雰囲気制御システムおよび高精度のPID温調機・サイリスタを組み込み、炉内温度分布の測定や温調機のキャリブレーションを行った。また昇温冷却速度を正確にモニタリングするため、温調機から出力される温度をPC上で記録するシステムを構築した。またこの年次の後半では、COSを模擬した物質を金パイプに封入して溶融急冷実験を行い、実験生成物の初期評価を行った。これは実際の宇宙シンプレクタイトよりやや大きなスケールではあるものの、その組織的特徴は極めてよく一致している。本実験の条件は宇宙シンプレクタイトの生成環境を推定する大きな制約になると考えられる。縦型管状炉の導入およびキャリブレーションはほぼ終了したが、ガス導入による冷却温度の精密制御システムについては、まだ完成に至っておらず次年度の課題となる。一方、実験出発物質の評価・選定は順調であり、試料作製や観察解析に係る技術的な課題はほぼ解決している。また、解析ソフトウェアの開発もほぼ終了している。これらの状況を総合的に勘案して、おおむね順調に進展していると判断した。24年度は前年度に構築した高温炉をもとに、ガス導入による冷却温度の精密制御システムを組み込む。また、冷却速度および出発物質組成をパラメータとして、実験生成物のTEMによる微細組織観察を行う。これらの実験によって得られた情報と、熱力学的・速度論的な制約ならびに天然鉱物組織との対比から、宇宙シンプレクタイトがどのような条件(温度、圧力、雰囲気)下で、どのようなタイムスケールで反応したのかを解明する。上述の研究遂行のため、消耗品であるシリコニット発熱材および炉心管を購入する。また、ガス流量を精密に制御するために、デジタルマスフローコントローラーを購入する。さらに実験生成物の観察に必要な電子顕微鏡の消耗品であるLaB6
定加重下交流比熱測定装置の開発とCe2RhIn8の高圧下比熱の測定

本研究で中心課題となったものは、以下の2点である。(1)高圧力下交流比熱測定システムの構築、(2)ヘリウム3クライオスタットをもちいた定加重発生装置の試作。これらのうち(1)に関しては、高圧力下で交流法によって熱容量の測定をする場合、圧力媒体への圧倒的な熱流出を克服することが第1の難関である。この条件下で断熱的条件を獲得するため、極微小試料へのスポッドウェルディングによる極細電極の取り付けシステムをまず構築し、0.5×0.4×0.07mm程度のサイズの試料に0.01mmの金鉄、金線を装着することが可能になり、交流法による測定が可能になった。この測定システムで測定を可能にしたグループの本邦での最初のグループの一つになった。開発に用いた試料はCePd_2Si_2で、ネール点が圧力増加とともに減少し、磁気エントロピーも劇的に減少することを見いだし、磁気的揺動が圧力下での超伝導の媒介をおこなうという議論を強く示唆する結果となった。これらの成果は、強相関電子系の国際会議(SCES`05)で発表され、内外の研究者に評価された。また、Ce_2RhIn_8については、研究分担者によって試料の精製が進められ超伝導の本質と試料のスタッキングフォルとの関係が論じられている。(2)に関しては、1K以下の温度で定加重を発生することに成功した世界最初の装置となった。現在は、(1)のシステムを開発する際、用いた圧力発生装置をそのまま定加重装置に組み込み基礎的データの蓄積と熱容量測定への最適化を行っている。本研究を遂行中、回転反転対称性を有さない重い電子系であるCeRhSi_3において高圧力下で超伝導が発見された。高圧下で超伝導転移に対応する比熱のとびを観測し、そのバルク性を確認した。また、磁気秩序との共存、磁気的揺動が圧力下で顕著になることなどが見いだせた。今後、この系についても、本研究の成果を基に研究を進展させたい。高圧下で超伝導を引き起こす重い電子系化合物Ce_2RhIn_8を中心にCePd_2Si_2、CeRh_2Si_2の単結晶育成を行った。特に、Ce_2RhIn_8に関して、常圧で結晶学的スタッキング・フォルトによる超伝導の出現を制御する単結晶育成法を確立し、常圧下、高圧下で安定した物性を示す単結晶を得た。あわせて、CePd_2Si_2、CeRh_2Si_2の単結晶育成にも成功し、常圧下で様々な角度からその電子状態に関する知見を得、高圧下での物性測定の足がかりを得た。高圧下での熱容量測定で極めて重要な問題である圧力媒体の吟味をおこない、従来用いられた液体媒体に匹敵する高性能固体媒体としてパイロフェライトを見いだした。また、定加重発生を^3He温度領域で行える装置の製作を行った。圧力発生は、小型の10tプレス機でおこない、室温からの圧力伝達部、シリンダーには、当初計画のNiCrAl合金ではなく、さらに圧力特性、熱伝導特性に優れたMP35をもちい、圧力発生部への熱流入を抑えた。現在の圧力発生部はCuBeとNiCrAl合金のハイブリッドセルによるピストンシリンダー型の発生装置を用いた。室温での圧力発生をBiの構造相転移を測定し吟味した。

約4GPaの圧力の発生が可能であることを見いだした。低温での達成温度の冷却テストも行った。到達温度は、圧力発生部表面で約0.7Kであり、最低温度での保持時間は約1時間であった。最低到達温度を下げかつ、最低温度保持時間を延ばすため、現在、熱輻射反射板の取りつけなどを行っている。交流比熱測定をおこなうため、20μmの熱電対装着用のスポットウェルディングシステムを開発し、成功した。この技術の確立で、早々に1K以下の温度領域から、4GPaの圧力下で熱容量の測定が可能になった。上述したCe_2RhIn_8の単結晶をもちいた測定に着手することが出来る状況に到達した。本研究で中心課題となったものは、以下の2点である。(1)高圧力下交流比熱測定システムの構築、(2)ヘリウム3クライオスタットをもちいた定加重発生装置の試作。これらのうち(1)に関しては、高圧力下で交流法によって熱容量の測定をする場合、圧力媒体への圧倒的な熱流出を克服することが第1の難関である。この条件下で断熱的条件を獲得するため、極微小試料へのスポッドウェルディングによる極細電極の取り付けシステムをまず構築し、0.5×0.4×0.07mm程度のサイズの試料に0.01mmの金鉄、金線を装着することが可能になり、交流法による測定が可能になった。この測定システムで測定を可能にしたグループの本邦での最初のグループの一つになった。開発に用いた試料はCePd_2Si_2で、ネール点が圧力増加とともに減少し、磁気エントロピーも劇的に減少することを見いだし、磁気的揺動が圧力下での超伝導の媒介をおこなうという議論を強く示唆する結果となった。これらの成果は、強相関電子系の国際会議(SCES`05)で発表され、内外の研究者に評価された。また、Ce_2RhIn_8については、研究分担者によって試料の精製が進められ超伝導の本質と試料のスタッキングフォルとの関係が論じられている。(2)に関しては、1K以下の温度で定加重を発生することに成功した世界最初の装置となった。現在は、(1)のシステムを開発する際、用いた圧力発生装置をそのまま定加重装置に組み込み基礎的データの蓄積と熱容量測定への最適化を行っている。本研究を遂行中、回転反転対称性を有さない重い電子系であるCeRhSi_3において高圧力下で超伝導が発見された。高圧下で超伝導転移に対応する比熱のとびを観測し、そのバルク性を確認した。また、磁気秩序との共存、磁気的揺動が圧力下で顕著になることなどが見いだせた。今後、この系についても、本研究の成果を基に研究を進展させたい。
ユーザの意図を反映した高品質メッシュの作成方法に関する研究

研究期間を一年間延長した最終年度では、六面体メッシュ生成のためのインタラクティブな3Dモデリングシステムについての研究を引き続き行った。まず、双対シートの相互の位置関係を分かりやすく表示することを目的として、Screen-Space Ambient Occlusionを実装した。次に、双対シートを効率的にモデリングするためのツールとして、Campenらが先行研究で提案したelastica loopという技術を応用することを試みたが、結局はあまり有効でないという結論に至った。また、双対シートの集合に対して、その双対を取ることで最終的な六面体メッシュを得るという処理を実現するためのアルゴリズムとして様々なものを試したところ、双対セルに対して直接Harmonic Parameterizationというアルゴリズムを適用するのが良いということを発見し、またそれを実装するにあたり、LiuらがSIGGRAPH 2018の論文の中で述べた知見が役立つことを発見した。我々が提案するアルゴリズムによって、基本的には六面体要素の裏返りが起こらないような、性質の良い六面体メッシュを生成することが可能となった。また、バウンダリサーフェス上の特徴ラインに六面体メッシュ頂点をフィットさせるという機能を、簡潔な形でアルゴリズムの中に組み込めるようになった。ここまでの研究成果を論文にまとめてEurographics 2019に投稿したところ、特に大きな反対もなく順当に採択された。今後はユーザスタディや、双対シート作成の自動化などについて、さらに研究を続ける予定である。高品質な四角形サーフェスメッシュおよび六面体ボリュームメッシュは、CGやCADを始めとした様々な分野で大きな需要があり、それらを自動生成する手法についての研究が数多く報告されているが、十分な汎用性と高品質性を備えた全自動な手法は未だに実現できていない。本研究の目標は、ユーザの入力をある程度受け付ける半自動なシステムを開発し、ユーザが思い通りのメッシュを効率的に作成することを可能とすることである。平成27年度はまず、研究代表者が既に提案した四角形メッシュ作成システムの拡張に関する研究を行った。基本的なアイディアは「既に作成された高品質な四角形メッシュの蓄積を再利用する」というもので、具体的には、既存四角形メッシュを多角形状のパッチという小さい単位に分割し、そのパターンを分析してデータベースに保存し、ユーザが新しく四角形メッシュをデザインする際にこのデータベースを参照する、という方法を提案した。ユーザがクエリとして多角形領域とその領域境界におけるエッジ分割数を与えると、システムはデータベースを参照し、これに適合するパターンの一覧を提示する。その検索結果一覧をさらに絞り込む方法として、所望のエッジの流れをスケッチすると、そのエッジの流れを持つ結果のみを抽出できる技術も提案した。以上の内容はCG分野で最も権威のある学会SIGGRAPH 2015に採択された。一方で、六面体ボリュームメッシュの生成に関する研究もスタートさせた。半自動なシステムの設計にあたり、入力3次元形状に沿う3次元的な方向場(通常のベクトル場を一般化したもの)に関する技術が不可欠と考えられるので、この技術についての理解を深め応用につなげる目的で、この実装例について国内研究会(査読無し)で発表し議論を行った。これを土台として、来年度も引き続き研究を進めていく。研究成果を論文として発表し、また今後の研究に必要な調査を進めることができた。平成28年度は、六面体ボリュームメッシュに焦点を絞って研究を行った。ボリュームメッシュにおいて全ての要素が六面体になることを保証することは、サーフェスメッシュにおいて全ての要素が四角形になることを保証するのに比べて、比較にならないほど難しい。この問題に取り組むために、本研究ではメッシュの双対構造に着目する。六面体メッシュの双対グラフは、入力3D形状を横切るサーフェス(シート)の集まりと見なすことができるので、それらのシートをユーザに直接モデリングさせ、その双対を取ることで六面体メッシュを得る、というのが基本的な考え方である。これは概念的にはCampenとKobbeltが四角形サーフェスメッシュに関して提案した考え方をボリュームに拡張したものに相当するが、ボリュームの場合に特有の困難が多々あり、試行錯誤に予想以上の時間がかかっている。具体的には、入力3D形状に沿って滑らかに分布するFrame Fieldと呼ばれる一種のベクトル場に対して、それに最も良くフィットするシート形状を最適化によって求めるというアイディアを試したが、問題が複雑過ぎてうまく解けないという結論に至った。またこのベクトル場の特異グラフという構造を元に、シートの配置を最適化するアイディアも試したが、特異グラフのノイズが多すぎて実用的でないという結論に至った。そこで代替法として、ユーザの手作業の度合いを増やすことで、手間はある程度かかるがロバストに動作するシステムを目標とし、開発を続けている。現段階では試行錯誤の段階を一通り終えたところなので、最終年度はシステムの使い勝手を一定の水準まで改善し、その後ユーザテストで有効性を検証し、最終的に論文発表に繋げていきたい。六面体メッシュ生成というテーマ自体が当初の見込みよりも難しく、試行錯誤に時間がかかっている。昨年度から引き続き、六面体ボリュームメッシュ生成に関する研究を行った。六面体メッシュ生成に関する研究は近年著しく進展しているが、全ての要素が六面体であるようなものをゼロから作り出す方法として有力なものは、Octreeに基づく手法とPolyCubeに基づく手法に現状ではほぼ限定されており、本研究が目指す手動モデリングインタフェースによる方法には、一定のメリットと独自性があると考えている。前年度は、六面体メッシュの双対グラフを表す3Dのシートをユーザに直接モデリングさせるというアイディアを着想し、それを技術的に実現するための試行錯誤を行い、初期の結果を得ることができたので、平成29年度は研究の全体像を整理する意味も含めて、論文の執筆に取り組んだ。