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配向基の可逆的脱着を利用したアリル位炭素－水素結合の極性求電子剤への不斉付加反応

配向基脱着によるCーH官能基化の検討を行った。配向基の結合に関しては確認ができたものの、CーH結合の活性化に関して全く反応が進行しない結果となった。金属触媒や添加剤などの反応条件の検討を行ったが、改善はみられなかった。しかしながら、検討中に、配向基によるCーH結合活性化、官能基化ののちに配向基が転移した生成物が得られることがわかった。配向基が抱えるアトムエコノミーに対する課題に挑戦しようとしていた本研究において、新規に発見した配向基転移反応は別の解決策として有用であると判断し、検討を行うこととした。反応機構の解析により、低温度、低濃度下で反応させることが必要だと考えられ、実際に検討したところ良好な結果を与えたものの、十分な反応性が得られなかったため、触媒の構造に関しても検討を行うこととした。触媒の構造やリガンドに関して検討を行った結果、高い収率、高い選択性にて反応が進行したため最適条件とした。基質一般性について、最適条件を用いて検討を行ったところ、幅広い基質で反応が進行することが確認できた。生成物は現代有機化学の力を持ってしても構築することが困難な4置換アルケンである。4置換アルケンは医薬品等の生物活性物質にもみられる骨格であるが、立体情報の適切なコントロール、立体障害による低い反応性のために合成することが難しかった。本反応はCーH官能基化を経由し、また、配向基を再利用しながら4置換アルケンを1段階で構築しており、有機合成化学的にも有用な反応と言える。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の実現に向け、まずアリル位炭素ー水素結合の触媒的官能基化を目的反応とし、可逆的配向基としてはアルケンとエン反応により可逆的に結合することが知られるトリアゾリンジオンを想定した。種々の可逆的配向基であるトリアゾリンジオンを設計・合成ルートの立案をし、合成法を確立した後に反応条件を検討することとした。可逆的配向基の合成については、変換が困難なため合成できないものもあったが、想定していたトリアゾリンジオンの合成は完了し、実際に目的反応の検討に移った。アリル位炭素ー水素結合を有するアルケンと合成したトリアゾリンジオンを用いて、種々の金属触媒存在下、所望の反応が進行するかどうかを検討した。結果として、所望の反応の進行は確認できず、さらに他の反応条件を検討することとしたが、その検討中に予想していなかった求核反応が進行することがわかった。本反応は目的反応とは異なるが、有機合成化学上の有用性、新規性を鑑み、別途詳細な検討が必要であると判断し、反応機構の解析や条件検討を行っており、今後反応の適用範囲の拡大や収率向上に向け検討していく予定であった。しかし上記反応の機構解析により新規性が当初の想定ほどではなかったため、検討を中止した。現在はさらに別の戦略にて反応条件を検討している。想定していた触媒反応の進行は確認できなかったが、想定外の反応を見出し、知見を得ることはできた。今後これらを次の戦略に活かすことができるため、順調に進展しているといえる。C-H結合を直接的に官能基化することで、医薬品や有機材料の合成終盤における修飾が可能となり、構造多様化による活性の向上や新規機能開発に大きく寄与することができる。しかし、ほとんどの従来法では配向基脱着工程が不可欠であり反応形式も限られているために、その利点を最大限享受できていない。そこで、触媒量の可逆的配向基を利用したC(sp3)-H官能基化の方法論を確立することで多様な反応形式の実現を目指した。。

しかしながら、検討中に、配向基によるCーH結合活性化、官能基化ののちに配向基が転移した生成物が得られることがわかった。配向基が抱えるアトムエコノミーに対する課題に挑戦しようとしていた本研究において、新規に発見した配向基転移反応は別の解決策として有用であると判断し、検討を行うこととした。反応機構の解析により、低温度、低濃度下で反応させることが必要だと考えられ、実際に検討したところ良好な結果を与えたものの、十分な反応性が得られなかったため、触媒の構造に関しても検討を行うこととした。触媒の構造やリガンドに関して検討を行った結果、高い収率、高い選択性にて反応が進行したため最適条件とした。基質一般性について、最適条件を用いて検討を行ったところ、幅広い基質で反応が進行することが確認できた。生成物は現代有機化学の力を持ってしても構築することが困難な4置換アルケンである。4置換アルケンは医薬品等の生物活性物質にもみられる骨格であるが、立体情報の適切なコントロール、立体障害による低い反応性のために合成することが難しかった。本反応はCーH官能基化を経由し、また、配向基を再利用しながら4置換アルケンを1段階で構築しており、有機合成化学的にも有用な反応と言える。目的反応に関しては触媒サイクルの各ステップを詳細に検討することでけんとうを進めていく予定である。全く新しい戦略に関しても積極的に考察し検討していく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
特異積分作用素と非線型問題

本研究課題の研究成果は、以下の3つの研究テーマに分類される:(1)まず、確率論における「マルコフ過程の境界値問題」を関数解析学における「フェラー半群の存在問題」として捉え、楕円型積分微分方程式の場合について、偏微分方程式的手法を援用し、ヴェンツェル境界条件の下での解析的なフェラー半群の存在定理を証明した。この研究成果は、2003年10月に、ドイツのシュプリンガー社から、Springer Monographs in Mathematicsシリーズの単行本として出版されたが、本研究課題の最大の研究成果である。(2)次に、数理生態学の「人口動態論」を非線型境界値問題と捉えて、詳しく考察した。この研究テーマは、古典的なマルサス及びフェアフルストの人口動態論を数学的な立場から解説する試みである。この研究の最大の特色は、実解析学における特異積分作用素論を広汎に援用して、不連続な係数を持つ場合に考察する点にある。一般的に、自然現象の不連続性は、その現象を記述する偏微分方程式の係数の不連続性として反映される。従って、本質的にフーリエ変換に立脚する擬微分作用素の理論よりも、1950年代にカルデロンとジグムントによって創始された特異積分作用素の理論の方が、最近では、種々の非線型問題の研究には有力視されている。(3)最後に、「化学反応物に対する燃焼問題」を、活性化エネルギーが十分小さい場合及び活性化エネルギーが十分大きい場合について、それぞれ、断熱状態の化学反応現象の時間的な安定性の問題を、解の分岐理論を援用して、数学的に考察した。この研究テーマは、特に、応用上重要なパラメーターの臨界値(例えば発火点、消化点)の数値解析を実際に行なうことを目指している。本年度の研究実績は、以下の4つの研究テーマに分類される:1.まず、確率論における「拡散過程の境界値問題」に特異積分作用素論的手法を適用し、不連続な係数を持つ楕円型微分方程式の場合について、ディリクレ境界条件の下でのフェラー半群の存在定理を証明した。2.次に、数理生態学の「人口動態論」を非線型放物型初期値境界値問題として捉え、詳しく考察した。これは、古典的なマルサス及びフェアフルストの人口動態論の適用範囲を数学的な立場から説明する試みである。3.また、アレニウスの法則とニュートンの冷却の法則をみたす「化学反応物に対する燃焼問題」を考察した。特に、活性化エネルギーが十分小さい場合及び活性化エネルギーが十分大きい場合について、関数解析のヒレ・吉田の半群理論を援用して、断熱状態の化学反応現象の時間大域的な安定性の問題を、数学的に考察した。4.最後に、非線型弾性体力学の境界値問題を実解析的立場から捉え、陰関数定理を利用して、古典的なサンブナン・キルヒホッフ弾性体を含む一般論を展開した。本年度の研究実績は,以下の3つの研究テーマに分類される:1.まず、確率論における「マルコフ過程の境界値問題」に偏微分方程式的手法を適用し、退化する楕円型微分方程式の場合について、一般のヴェンツェル境界条件の下でのフェラー半群の存在定理を証明した。これらの研究成果は、ドイツのシュプリンガー社から、単行本として出版される予定である。2.次に、一般アレニウスの法則とニュートンの冷却の法則をみたす「化学反応物に対する燃焼問題」を、活性化エネルギーが十分小さい場合及び活性化エネルギーが十分大きい場合について、それぞれ、断熱状態の化学反応現象の時間的な安定性の問題を、解の分岐理論を援用して、数学的に考察した。3.最後に、数理生態学の「人口動態論」を非線型境界値問題と捉えて、詳しく考察した。これは、古典的なマルサス及びフェアフルストの人口動態論を数学的な立場から解説する試みであるが、韓国の応用数理学会誌の特別招待論文として掲載された。本年度の研究実績は、以下の3つの研究テーマに分類される:

(1)まず、確率論における「マルコフ過程の境界値問題」を関数解析学における「フェラー半群の存在問題」として捉え、楕円型積分微分方程式の場合について、偏微分方程式的手法を援用し、ヴェンツェル境界条件の下での解析的なフェラー半群の存在定理を証明した。この研究成果は、2003年10月に、ドイツのシュプリンガー社から、Springer Monographs in Mathematicsシリーズの単行本として出版されたが、本年度の最大の研究実績である。(2)次に、数理生態学の「人口動態論」を非線型境界値問題と捉えて、詳しく考察した。この研究テーマは、古典的なマルサス及びフェアフルストの人口動態論を数学的な立場から解説する試みである。この研究の最大の特色は、実解析学における特異積分作用素論を広汎に援用して、不連続な係数を持つ場合に考察する点にある。一般的に、自然現象の不連続性は、その現象を記述する偏微分方程式の係数の不連続性として反映される。従って、本質的にフーリエ変換に立脚する擬微分作用素の理論よりも、1950年代にカルデロンとジグムントによって創始された特異積分作用素の理論の方が、最近では、種々の非線型問題の研究には有力視されている。(3)最後に、「化学反応物に対する燃焼問題」を、活性化エネルギーが十分小さい場合及び活性化エネルギーが十分大きい場合について、それぞれ、断熱状態の化学反応現象の時間的な安定性の問題を、解の分岐理論を援用して、数学的に考察した。この研究テーマは、特に、応用上重要なパラメーターの臨界値(例えば発火点、消化点)の数値解析を実際に行なうことを目指している。
国連組織における法秩序の体系的研究

この研究期間においては、国連の組織に関して、憲章を頂点としていかに法秩序が形成されてきたかを検討した。具体的には、機関が生み出すそれぞれの規則、つまり(1)成文法規範と、明示の成文法規範がなくとも一般に受け入れられた実行の積み重ねによる(2)不文法規範を研究対象とした。(1)成文法規範の検討:成文法規範を検討するうえで、機構の重要な機能に注目した。1つは各機関に認められた規則制定機能であり、今1つは補助機関の設置機能である。(2)不文法規範の検討:上記のような明示の成文法規範がなくとも、一般に受け入れられた実行の積み重ねであれば、国連組織における不文法の規範形成につながりうる。もっともひとことに行為の積み重ねとはいえ、機関の行為としては、正式に決議を採択して実行が繰り返される場合と、決議の採択もなく行為が継続している場合がありうる。これらの問題について、できるだけ多くの実行を国連関係資料から析出することに努めた。なお、研究方法として、国連各機関の決議、議事録等各種関連文書、各補助機関発行の諸規則、Repertory of Practice of United Nations Organsなどの資料の分析を中心とした。国連関連データベースや在京国連広報センターなどを用いた資料収集も重ねて行った。また、8月下旬に開催された国際法協会(ILA)シドニー大会に赴き、とりわけ、Larissa J van den Herik教授(ライデン大学)らと近年国連が実施する制裁決議の組織法上の機能につき、意見交換を行った。なお、研究実績として、国連職員の身分保障制度の研究の一環としていわゆる「裁判を受ける権利」につき、「国際機構の裁判権免除と『公正な裁判を受ける権利』」に関する判例評釈を発表した。当初予定した通り、資料・情報収集が順調に捗ったので。最終年度において、残りの分析テーマである(1)司法的機関および(2)非司法的機関による実行を分析する。併せて、学説の検討も行いたい。主として、国際機構の行為を正当化する文脈でこれまで展開されてきた「黙示的権能理論」や「後の実行」などに関する学説の動向分析が中心となる。研究方法としては、学術書籍、ICJその他の司法機関の判例集、UN Juridical Yearbook、国連関連データベース、国際機構関連文献などを用いて研究を行う。研究の総括を同時に行う必要があるため、国内外において、研究者・実務者間での研究成果報告も併せて実施する予定である。研究成果は、学術論文等の形で広く行う予定である。平成29年度においては、第1段階の作業として、国連憲章の起草過程の研究ー前提的考察ーを行った。国連憲章は、動態的な「生きた文書(living instrument)」であるといわれる。その動態的な性質のルーツを探るべく、憲章解釈のプロセス、総会や安保理等の主要機関の規範制定権限といった問題が、憲章の起草段階からどのように議論されてきたのかを調査・検討した。研究対象は、憲章が採択された1945年のサンフランシスコ会議および同会議により設置された準備委員会に関する1次資料や当時の議論、学説の研究が中心となった。第1に、サンフランシスコ会議においては、とりわけ憲章の解釈権限について議論があった。例えば、総会または国際司法裁判所(以下、ICJ)が憲章解釈の権限を有するべきとか、総会と安保理が解釈するべきなど多くの議論がなされたといわれる。ところが結局、特定の解釈機関は指定されなかった。その結果、今日に至るまで各機関が自由に憲章解釈を行い活動を行ってきた。そこで、サンフランシスコ会議の議事録をひも解くことにより、さまざまな委員会で議論された主要機関による憲章解釈権限の問題につき、当時いかなる議論がなされたのかを網羅的に検証し分析した。第2に、準備委員会は、国連創設直後、国連をどう動かすか、各主要機関をどう動かすかを議論した。第1回総会の開催に備えて、同委員会では綿密な議論がなされ、総会や安保理に対して、暫定手続規則を制定した。また、事務局に対しては、暫定職員規則を制定した。当時、主要機関を動かすために、それぞれの活動に関わる規則を制定することがまずもって必要とされたことがわかる。また、これと併せて、同委員会は、各機関に対して補助機関の設置も勧告した。これら当時の議論を網羅的に分析し、国連組織法の秩序が形成された端緒を探り出した。研究に必要な資料の収集がうまく捗った。、国連憲章の起草過程に関して、主として1次資料であるU.N.C.I.O.や国連憲章に関する種々のコメンタリーはもちろん、これまでの先行研究をかなり網羅的に調査することができた。具体的には、国連事務局関連の資料に関して、国内の研究機関や国会図書館、在京の国連広報センターなどを利用し収集に努めた。国連文書その他Official Document System(ODS)や、UNBISnetのような国連関係データベースをフルに活用した資料収集も行えた。このように収集した資料を分析・検討することができたため、当初予定した計画通り、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

(2)不文法規範の検討:上記のような明示の成文法規範がなくとも、一般に受け入れられた実行の積み重ねであれば、国連組織における不文法の規範形成につながりうる。もっともひとことに行為の積み重ねとはいえ、機関の行為としては、正式に決議を採択して実行が繰り返される場合と、決議の採択もなく行為が継続している場合がありうる。これらの問題について、できるだけ多くの実行を国連関係資料から析出することに努めた。なお、研究方法として、国連各機関の決議、議事録等各種関連文書、各補助機関発行の諸規則、Repertory of Practice of United Nations Organsなどの資料の分析を中心とした。国連関連データベースや在京国連広報センターなどを用いた資料収集も重ねて行った。また、8月下旬に開催された国際法協会(ILA)シドニー大会に赴き、とりわけ、Larissa J van den Herik教授(ライデン大学)らと近年国連が実施する制裁決議の組織法上の機能につき、意見交換を行った。なお、研究実績として、国連職員の身分保障制度の研究の一環としていわゆる「裁判を受ける権利」につき、「国際機構の裁判権免除と『公正な裁判を受ける権利』」に関する判例評釈を発表した。当初予定した通り、資料・情報収集が順調に捗ったので。本研究の第2段階として、規範形成に関する研究を実施する予定である。具体的には、国連の組織に関して、憲章を頂点としていかに法秩序が形成されてきたかを検討する予定である。機関が生み出すそれぞれの規則、つまり(1)成文法規範と、明示の成文法規範がなくとも一般に受け入れられた実行の積み重ねによる(2)不文法規範を研究対象としたい。そのため、よりダイナミックな分析・調査を要するため、海外も含めた研究調査を実施していく予定である。最終年度において、残りの分析テーマである(1)司法的機関および(2)非司法的機関による実行を分析する。併せて、学説の検討も行いたい。主として、国際機構の行為を正当化する文脈でこれまで展開されてきた「黙示的権能理論」や「後の実行」などに関する学説の動向分析が中心となる。研究方法としては、学術書籍、ICJその他の司法機関の判例集、UN Juridical Yearbook、国連関連データベース、国際機構関連文献などを用いて研究を行う。研究の総括を同時に行う必要があるため、国内外において、研究者・実務者間での研究成果報告も併せて実施する予定である。研究成果は、学術論文等の形で広く行う予定である。
流れない液体の時空構造の第一原理的解明を目指す液体論と乱流理論の共同展開

液体が流動性を失い非結晶固体となる現象を時空構造の観点からとらえる解析手法を発展させ、さらに乱流の統計力学的理論にその知見を還元することを目指して、今年度は4回のコラボセミナーを通じて理論的検討を行った。特にそのうち一回は研究会の形で実施した。まず、本研究と同一のメンバーによる旧プロジェクト(2015-2017年度:「ラグランジュ描像でのテンソル的統計量を軸とする塑性流動と乱流の理論の共同展開」)の成果のうち、2粒子変位相関の計算に着目し、新たな解析を行った。時空構造をとらえるには時間と空間の両方にまたがる統計量が必要であり、そのような統計量は往々にして解析的な計算が困難であるが、2粒子変位相関は、時空構造をとらえる統計量でありながら他の類似の統計量に比べて解析的に計算しやすいという利点をもつ。今年度の研究では、一列縦隊拡散と呼ばれる1次元または擬1次元のコロイド系の場合において、非平衡な初期条件の影響(エイジング)や、粒子が位置を入れ替える「追い越し過程」の影響を調べた。これらの計算手法および計算結果は、より現実に近い2次元や3次元の系での時空構造の解析方法の雛形を与える点で特に重要である。並行して、旧プロジェクトで進めてきた流体乱流の統計量に関する数値計算をもとに、相関関数と応答関数のそれぞれの時間スケールの波数依存性を調べ、両者の対応関係(揺動応答関係)について考察した。一般に、非平衡な系では、平衡系と比べて揺動応答関係が変更を受けることが知られており、既に述べた1次元のコロイド系での解析は、その影響を具体的に示す例となっている。乱流での応答関数の計算は、これよりも格段に困難であるが、数値計算により、オイラー座標でもラグランジュ座標でも応答関数が平衡系での揺動応答関係を破っているのは間違いないという結果が得られた。今年度の研究では、1次元および擬1次元のコロイド系については理論的な解析と数値計算の両方によって確実に根拠づけられた結果を論文にまとめることができた。しかし2次元以上の系の時空相関や乱流の揺動応答関係については、数値計算の結果と理論的な考察を十分に統合する段階まで議論を深める余裕がなく、当初の予定よりも進捗状況としてはやや遅れている。遅れが生じた理由のひとつは、本来であれば、大学の授業のない時期に、集中して議論するための会合を予定していたのに、今年度は特殊な事情によりその日程が確保できなかった点にある。夏に関して言えば、今年度たまたま本プロジェクトの各メンバーが流体力学会年会の実行委員会やそれに付随する行事などの役目をそれぞれ負うことになり、例年に比べて8月や9月に日程を確保することが難しくなった。さらに大学での講義担当の変更などの事情も重なり、秋以降にも時間が取りにくい状況が続いた。上記のとおり遅れは生じているものの、数値計算や断片的な理論的試みなどは各メンバーが個別に進めている状況なので、新年度において議論の時間が確保できれば、ある程度までは遅れは取り戻せるものと考えている。上記の進捗状況の項目で書いたとおり、大学の講義がない時期(学生にとっての夏休み期間)に集まって集中的に議論をすることはきわめて重要で、これがないと研究が大幅に遅れることが分かったので、今年度は早い段階でそのような会合のための日程調整を行うことにした。さらに、乱流理論についての理論的検討のため、しかるべき専門家を訪問して議論する機会を設けることとした。訪問先との交渉は既に開始済みであり、これによって、今までの断片的な理論的試みを整理し一定の成果として結実させるためのヒントが得られるものと考えている。1次元コロイド系での成果と、それに基づく2次元以上の系への発展の試みについては、アルゼンチンで開催される予定の国際会議とそのサテライト研究会での研究発表を予定している。これにより海外の研究者から有益なコメントが得られることも期待されるので、その内容を今後の研究に反映できるようにする。

一般に、非平衡な系では、平衡系と比べて揺動応答関係が変更を受けることが知られており、既に述べた1次元のコロイド系での解析は、その影響を具体的に示す例となっている。乱流での応答関数の計算は、これよりも格段に困難であるが、数値計算により、オイラー座標でもラグランジュ座標でも応答関数が平衡系での揺動応答関係を破っているのは間違いないという結果が得られた。今年度の研究では、1次元および擬1次元のコロイド系については理論的な解析と数値計算の両方によって確実に根拠づけられた結果を論文にまとめることができた。しかし2次元以上の系の時空相関や乱流の揺動応答関係については、数値計算の結果と理論的な考察を十分に統合する段階まで議論を深める余裕がなく、当初の予定よりも進捗状況としてはやや遅れている。遅れが生じた理由のひとつは、本来であれば、大学の授業のない時期に、集中して議論するための会合を予定していたのに、今年度は特殊な事情によりその日程が確保できなかった点にある。夏に関して言えば、今年度たまたま本プロジェクトの各メンバーが流体力学会年会の実行委員会やそれに付随する行事などの役目をそれぞれ負うことになり、例年に比べて8月や9月に日程を確保することが難しくなった。さらに大学での講義担当の変更などの事情も重なり、秋以降にも時間が取りにくい状況が続いた。上記のとおり遅れは生じているものの、数値計算や断片的な理論的試みなどは各メンバーが個別に進めている状況なので、新年度において議論の時間が確保できれば、ある程度までは遅れは取り戻せるものと考えている。上記の進捗状況の項目で書いたとおり、大学の講義がない時期(学生にとっての夏休み期間)に集まって集中的に議論をすることはきわめて重要で、これがないと研究が大幅に遅れることが分かったので、今年度は早い段階でそのような会合のための日程調整を行うことにした。さらに、乱流理論についての理論的検討のため、しかるべき専門家を訪問して議論する機会を設けることとした。訪問先との交渉は既に開始済みであり、これによって、今までの断片的な理論的試みを整理し一定の成果として結実させるためのヒントが得られるものと考えている。1次元コロイド系での成果と、それに基づく2次元以上の系への発展の試みについては、アルゼンチンで開催される予定の国際会議とそのサテライト研究会での研究発表を予定している。これにより海外の研究者から有益なコメントが得られることも期待されるので、その内容を今後の研究に反映できるようにする。進捗状況の箇所で書いたとおり、本来、大学の授業のない時期に集中して議論するための会合を予定しており、そのための旅費および物品購入費を予定していたのだが、その会合が開催できなかったのが次年度使用額が生じた主な理由である。もちろん次年度には上記のような会合を滞りなく開催する予定であり、その際に活用する予定の物品として、持ち運びのできる小型プロジェクタを既に発注している。さらにアルゼンチンへの海外出張には旅費がかさむことが予想されるので、その費用にも次年度使用額を振り向けることにする。
糖代謝・骨代謝クロストークによる臓器間ネットワークに焦点を当てた新規骨質制御戦略

国内の高齢化が進むにつれて増加している骨粗鬆症患者に対し、インプラント治療が必要となる症例が増加しており、骨粗鬆症患者においてインプラント周囲辺縁骨の吸収が有意に増加することや、骨造成後の成熟骨の形成が少ないといった報告がある。近年、骨代謝マーカーであるオステオカルシンと糖代謝との密接な関係が明らかにされており、糖尿病では骨質劣化型の骨粗鬆症を合併しやすいという報告もある。そこで、骨粗鬆症における骨代謝と糖代謝の関連性に着目し、糖代謝改善効果のある薬剤による骨粗鬆症における骨造成治癒動態への影響を明らかにし、造成骨の予後予測や維持、および骨吸収の予防法を新規開発することを目的としている。パイロットスタディとして、まずは8週齢の雌性ラットに腹腔内麻酔下にて卵巣摘出術(OVX)と疑似手術(SHAM)を施し、OVXを行ったラットへ、一個体あたり0.1mg/kgのzoledronic acid(ZA)および、1.0mg/kgのDexamethason(DX)を1群と、0.1ml/kgの生理食塩水を1群に、それぞれ16週間、週に一度、皮下注射した。上記の3群における血糖値と体重は週に一度測定し、また、血中のオステオカルシン濃度を計測するために採血を行い、血清を分離している。OVXおよびSHAM手術より8週後に腹腔内麻酔下にてマウス頭蓋骨への外科処置を行い、頭頂部の皮膚を切開剥離し、直径5mmのトレフィンバーを用いて頭蓋骨に穴をあけ、骨補填材(β-TCP)を添加し、閉創した。外科手術より8週後に頭蓋骨を摘出し評価を行っている。実験の使用薬剤の調整および上記手技を確立することができた。摘出した骨の評価(マイクロCT、HE染色)を行っており、糖代謝改善薬による効果を順次確認していく予定である。研究内容において、ラットに対する外科処置が多く、その麻酔薬および鎮痛薬の調整や、外科手術が繁雑なため、外科手技を安定したものに確立することに時間を費やしたと考えられる。現在、パイロットスタディの評価を行い、糖代謝改善薬を施した群の各サンプルの回収を行っている段階である。骨造成後の新生骨量が糖代謝改善薬により増加するのかどうか、糖代謝改善薬を用いたサンプルの作成を開始しており、今後サンプルの回収および評価を行う予定である。8週齢のOVXを行ったラットへ、一個体あたり0.1mg/kgのZAおよび、1.0mg/kgのDXを16週間、週に一度、皮下注射した群に、糖代謝改善薬(metoformin:150mg/kg, exendin-4:10ug/kg, GluOC:3ug/kg)をそれぞれ週に一度腹腔内投与し、OVXを行ってから8週後、腹腔内麻酔下にてマウス頭蓋骨への外科処置を行い、頭頂部の皮膚を切開剥離し、直径5mmのトレフィンバーを用いて頭蓋骨に穴をあけ、β-TCPを添加し、閉創する。外科手術より8週後に頭蓋骨を摘出し評価を行う予定である。サンプルの評価は頭蓋骨のマイクロCTおよびHE染色、TRAP染色による組織学的評価と、血中のオステオカルシン濃度をELISA法を用いて評価する。

骨造成後の新生骨量が糖代謝改善薬により増加するのかどうか、糖代謝改善薬を用いたサンプルの作成を開始しており、今後サンプルの回収および評価を行う予定である。8週齢のOVXを行ったラットへ、一個体あたり0.1mg/kgのZAおよび、1.0mg/kgのDXを16週間、週に一度、皮下注射した群に、糖代謝改善薬(metoformin:150mg/kg, exendin-4:10ug/kg, GluOC:3ug/kg)をそれぞれ週に一度腹腔内投与し、OVXを行ってから8週後、腹腔内麻酔下にてマウス頭蓋骨への外科処置を行い、頭頂部の皮膚を切開剥離し、直径5mmのトレフィンバーを用いて頭蓋骨に穴をあけ、β-TCPを添加し、閉創する。外科手術より8週後に頭蓋骨を摘出し評価を行う予定である。サンプルの評価は頭蓋骨のマイクロCTおよびHE染色、TRAP染色による組織学的評価と、血中のオステオカルシン濃度をELISA法を用いて評価する。
政治経済学の再構築をめざして:経済学・政治学・法学による理念と制度の総合的研究

本研究課題を通じてわれわれが得た結論は、おおよそ次のようにまとめられる(1)政治制度・経済制度と経済発展・経済的成果の間には完全な対応関係はないが、民主的政治制度は市場経済を要請する。(2)市場経済の理念は自由と効率性であり、デモクラシーの理念は人格の尊重と公平性である。福祉国家によって両者の理念の両立可能性が追及されたが、実際の両立には厳しい条件が必要である。一般に市場経済の理念とデモクラシーの理念は矛盾し、制度としての市場とデモクラシーも対立する。(3)市場の失敗を克服するために登場した政府もまた失敗する。平等主義的政策はデモクラシーによっては達成できないかもしれない。個別の具体的な研究成果は次のようである。(1)政治経済学の方法論に関する考察を経て、政治学・経済学・法学の対話を進めるに当たり、実証理論と規範理論の役割を明確にする必要性を確認した。(2)分配・再分配政策、教育政策の政治的要請は、経済的成果とは無関係に決定され、平等主義的帰結・優先主義的帰結には直結しない。(3)思想史上重要な原理が現実の制度設計とどう結びつくかは、各国の歴史的条件と既存制度の理念との相関関係に依存する。(4)社会契約説の再検討を行うことで、制度設計における社会契約および平等主義の役割を明確にした。(5)社会契約説における現代的課題は、社会制度の契約に埋め込まれた共同性の概念と、公共性やプライバシーなどの今日的理念との整合性である。(6)現代規範理論に対するジョン・ローマーの批判を再検討し、正義原理の導出プロセスとしての「無知のベール」の役割に関する研究を進めた。(6)正義原理の公理的研究は、世代間衡平性の問題に対するマキシミン原理の適用へと応用された。理念と制度の二つの側面から政治経済学の再構築にアプローチすることによって、新たなる発展を目指すことが本研究の目標である。本年度は、公共性、正義、効用、権利、自由、平等といった基本的理念に対する経済学の側面からの厳密な検討に加え、それを政治哲学、憲法の観点からも検討し、両者の関連と相違について理論的な整理を行うことを目的に、定例の研究会、ならびに内外の研究者を招いての研究会を行った。内訳は、定例研究会12回(外部の講演者は、八田、大和、長久、吉原氏など)、公開講演会1回(キャサリン・ツッカート、マイケル・ツッカート)、シンポジウム(共催)1回、ワークショップ2回である。また、個々人のこれまでの研究テーマも、本研究との関連を明確に意識して軌道修正し、論文の執筆にも政治経済学の再構築という視点を反映させた。さらに、年度末には21世紀COE-GLOPEとの共催で、「脱国境化時代における社会形成理念:公共性の可能性--公平・福祉・効率性をめぐる法学・政治学・経済学の対話--」をテーマにコンファレンスを実施した。学外の法哲学・政治哲学・経済哲学の専門象にそれぞれ報告してもらい、公平(衡平性)・福祉・効率性の把握と公共性との関連を議論した。報告者とテーマは以下のとおり。田村哲樹氏(名古屋大学大学院)「福祉国家「以後」のデモクラシーと福祉--公共的関心を生成する制度設計--」長久領壱氏(関西大学)「規範の受諾:説諭としてのゲーム理論」長谷川晃氏(北海道大学大学院)「公正な法とその公共性--つの素描--」最後に、宇佐美誠氏(中京大学)に総括コメントを話してもらった。

今年度の定例研究会やコンファレンスなどを通じて、今後われわれのプロジェクトの中で考えていくべき問題の所在とその基本構造を知ると同時に、長期的な課題を明らかにすることができた。政治経済学の再構築を図るために、理念と制度の二つの側面に政治学・経済学・法学からアプローチし、理念と制度の相互連関を明らかにすること、その作業を通じて新たな政治経済学のモデルを構成し、新たなる発展を目指すことが本研究の目標である。本年度は、分配的正義と平等、効用対権利・自由、世代間衡平性といった最近さまざまな分野で重要な役割を果たす理念を、経済学、政治哲学、法学それぞれの観点から検討し、それらの異同と関連性について理論的な整理を行った。そのために、定例の研究会、ならびに内外の研究者を招いての研究会を行った。定例研究会33回(海外からの講演者は14名、国内他大学の講演者は8名、学内他学部2名)、シンポジウム(共催)1回、国際ワークショップ2回である。自分の専門分野にこだわらず、さまざまな研究会に出席してそこでの議論に参加することにより、個々人の研究も本研究との関連を明確に意識したものとなった。理念と制度という社会の二つの側面に政治学・経済学・法学からアプローチし、それらの相互連関を明らかにすること、新たな政治経済学のモデルを構成し、政治経済学の再構築を図ることが本研究の目標である。最終年度である本年度は、分配的正義と平等、効用対権利・自由、世代間衡平性といった最近さまざまな分野で重要な役割を果たす理念の理論的な整理に基づき、次のような結論を導いた(詳細については、藪下・須賀・若田部編『再分配とデモクラシーの政治経済学』東洋経済新報社、2006年3月、を参照)。(1)政治制度・経済制度と経済発展・経済的成果の間には完全な対応関係はないが、民主的政治制度は市場経済を要請する。(2)市場経済の理念は自由と効率性であり、デモクラシーの理念は人格の尊重と公平性である。福祉国家によって両者の理念の両立可能性が追及されたが、実際の両立には厳しい条件が必要である。一般に市場経済の理念とデモクラシーの理念は矛盾し、制度としての市場とデモクラシーも対立する。(3)市場の失敗を克服するために登場した政府もまた失敗する。その規模は市場の失敗を上回るかもしれない。これらの問題の理念的・政策的解決が今後の課題である。これらの結論を導くために、定例の研究会、ならびに内外の研究者を招いての研究会を行った。定例研究会22回(海外からの講演者は12名、国内他大学の講演者は8名、学内他学部4名)、シンポジウム2回、連続講義2回である。さらに、2005年末には21世紀COE-GLOPE、中国人民大学、経済学研究科オープンリサーチセンター整備事業との共催で、国際シンポジウム「開かれた政治経済-競合、協調、刷新」を中国人民大学において開催した。さまざまなシンポジウム、ワークショップを通じて、われわれの結論の正しさを確信するに至った。
転移活性をもつ内在性レトロトランスポゾンのエピジェネティックな制御機構

シロイヌナズナ近縁種のレトロトランスポゾンTal1は、セントロメア領域特異的に転移する。本年度は、Tal1のセントロメア領域へのターゲッティングに必要な因子を同定することを目的とし、実験を行った。具体的には、Tal1の発現を誘導できるような形質転換体に対して、EMS処理により変異を誘導した後、Tal1の発現を誘導して転移させ、Tal1がセントロメアをターゲッティングできなくなる変異体の選抜を行うことを目的とした。本年度の成果としては、スクリーニングに必要なコンストラクト、および形質転換体の作成までを行った。<コンストラクトの作成>(1)エストロゲン誘導Tal1コード領域EMS処理後にTal1の転移を引き起こすことができるよう、発現誘導可能なTal1コンストラクトを作成した、エストロゲン誘導のベクターにTal1のコード領域(逆転写酵素、インテグレース等転移に必要なタンパクをコードする)をつなぐ。LTR部分は含まないため、この配列自体は転移しない。Tal1の内部配列(タンパクをコードする領域)を除去し、LTRとその内側数百bpのみを含む。転移に必要なタンパクをコードしないため、この配列だけでは転移できないが、タンパク存在下で転移可能。<形質転換>上記の2種類のコンストラクトについて、それぞれ別々に形質転換を行い、A. thalianaに導入した。このうち1種類については形質転換体を得ることができた。シロイヌナズナ近縁種Arabidopsis. lyrataのCOPIA93ファミリーレトロトランスポゾンは、セントロメアリピート領域特異的な分布を示す。このような分布を示す理由として、レトロトランスポゾンがセントロメアリピートに選択的に挿入する「挿入先特異性」を持つことが考えられる。本レトロトランスポゾンの挿入先特異性を示すため、形質転換体を用いてレトロトランスポゾンの転移の再現を試みた。その結果、形質転換によりシロイヌナズナ(A.thaliana)に導入したA.lyrata COPIA93レトロトランスポゾン(Tal1と命名)は、シロイヌナズナゲノムにおいて転移活性を持ち、多数のコピーがセントロメアリピートに挿入された。このことから、Tal1が、セントロメアリピートをターゲットする性質をもつこと示唆された。これまでに、酵母においてヘテロクロマチン領域特的に挿入するレトロトランスポゾンTy-5が報告される等、挿入先特異性を持つレトロトランスポゾンがいくつか報告されている。植物は酵母と比べ圧倒的に多いコピー数のレトロトランスポゾンを持つにもかかわらず、挿入先特異性を持つ植物レトロトランスポゾンの報告はなかった。今回の結果は、植物レトロトランスポゾンの挿入先特異性を示す例であり、レトロトランスポゾンの転移機構や、植物ゲノムの成り立ちについて知る手がかりになると考える。昨年度までに、Tal1レトロトランスポゾンがセントロメアリピート領域に優先的に挿入することを示唆する結果を得ていた。今年度は、全ゲノムシークエンスなどを用い、Tal1の転移および抑制についてさらに詳細に調べ、以下の結果を得た。Tal1の転移機構について1、Tal1導入個体において全ゲノムシークエンスを行った結果、転移したTal1の隣接配列のほとんどが、セントロメアリピート配列だった。2、Tal1のセントロメアリピートへのターゲッティングは、Tal1をシロイヌナズナの野生型に導入した場合でも、ddm1突然変異体に導入した場合においても見られた。Tal1の抑制機構について1、Tal1の転写はT1からT5世代においてみられ、世代を経るにつれ抑制されるわけではなかった。2、Tal1が転移する際に生成される染色体外DNAは、少なくともT3世代までは見られた。以上より、Tal1がセントロメアリピートに優先的に挿入されることがより明らかとなり、その活性は、少なくとも転写レベルでは、形質転換後5世代を経た植物でも維持されていることがわかった。これまで、植物において転移可能なレトロトランスポゾンはいくつか同定されているが、遺伝子領域をターゲットするレトロトランスポゾンはあっても、ヘテロクロマチン化した領域をターゲットするレトロトランスポゾンは、植物においては見つかっていなかった。特にシロイヌナズナにおいては、セントロメア周辺にレトロトランスポゾンが多く分布しているにもかかわらず、実際にセントロメアをターゲットするレトロトランスポゾンは見つかっていなかった。今回の結果は、シロイヌナズナのゲノムの成り立ちや進化を考察する上で重要な結果である。

<形質転換>上記の2種類のコンストラクトについて、それぞれ別々に形質転換を行い、A. thalianaに導入した。このうち1種類については形質転換体を得ることができた。計画していた実験はほぼ遂行でき、複数のアプローチにより、Tal1がセントロメア領域をターゲットしていることが示唆される結果を得ることが出来た。さらに、得られた結果は論文としてまとめ、Genes & Developmentに受理された(2012年4月1日出版)Tal1がセントロメア領域をターゲットするメカニズムについてはまだわかっていない。今後は、Tal1がセントロメア領域に優先的に挿入するめに必要な因子の同定を行いたいと考えている。
生活世界の多様性と文化の比較の可能性についての構造論的現象学的研究

まず研究計画にしたがって、これまでの現象学研究に於けるフッサールの「生活世界」の概念を根本的に検討し、文化概念との連結点を探ることを試みた。そのためにフッサールの生活世界概念とヘルマン・シュミッツの生活世界概念とを対比して、フッサールの生活世界の概念がどこまでも科学の基礎づけの意図に貫かれているのにたいして、シュミッツは、生活世界をとくに人間の住み込む世界の構造の記述として展開していると言う点で、また人間の世界を特に雰囲気や感情の空間として見ていると言う点で、大きな違いがあるという結論を得た。またホールの文化人類学やマリノフスキーの機能主義的な人類学さらにはとくにラドクリッフ・ブラウンの社会人類学が前提している生活世界、文化、象徴等の概念とも対比し、生活世界がニュアンスを異にし、文化が異なってもなおも同じ構造と体制をとっていることが明らかにされた。このことが示されたのは生活世界における経験的なものとそれを越えたアプリオリなものとの関連を解明するときである。どの生活世界においても、その基本的場面は、日常性にあるから、日常性こそどの文化においてもまたは、文化の常数と言うべきもの、つまり生活世界と文化のアプリオリというべきものであるということを明らかにした。この点から人類学や民族学、更に社会人類学や日常性の世界分析を企てるエスノメソドロジーの成果を検討したが、とくにエスノメソドロジーの成果からは、多くの事柄が示唆された。しかし、この示唆は、いまのところ十分に明瞭な成果として結実していない。「比較」という方法は、人類の文化の多様性とその統一を理解するために、どのように有効であるか、という問題については、しかし一定の重要で貴重な成果をえることができた。
幼児期におけるソーシャルスキルを取り入れた養護活動の展開

○研究目的幼児が自己を表出しながら問題解決して生活するには、どのような状況に直面し、どのような過程でつまずいたり乗り越えたりしていくのか、またどのような支援が効果的なのか検討してきた。また、養護教諭の専門性を活かしつつ、ソーシャルスキルの観点から効果的な支援方法を探ってきた。○研究方法,幼児が自己表出する際の状況やその際みられるつまずきに関する実態を明らかにするために、具体的な方法として遊びに向かえない幼児(一人でうろうろしている)や、かかわりに困難を示す幼児(指示的な言動が多い、自己表現が苦手、難聴や言語など身体的な問題)の言動をビデオやカメラに記録した。記録をもとに大学教員から指導を受けながら分析と考察を実施し、その結果をうけて支援を試みた。ソーシャルスキルについて知識と理解を深めるためには、次の3つを実施した。(1)大学での研修(2)プログラム指導者認定講習の受講(3)心理教育プログラム参観○研究成果不安定な状態の幼児の言動分析や支援の実際から、養護活動のポイントとして次の3点があげられる。(1)幼児自身が「どう感じ」「どうしたくて」「どう困っているのか」を丁寧に見とる、(2)かかわりのつまずきに認知面や機能面での困難さがないか見とる、(3)感情に気づかせる言葉を掛けたり、実際にソーシャルスキルを伝えたりする。(次年度はソーシャルスキルトレーニングを計画的に実施する)難聴など身体的な問題によりかかわりに困難を示す幼児に対し、視覚的なアプローチ(図示や感情カードなど)で情動を確認するなど橋渡しを実施することにより、円滑な人間関係が構築できた。自分の感情や思いに気づかず行動し、困難な状況に陥る場合が多い幼児の特徴を考慮した上での丁寧な見とりと支援が必要であり、その結果将来的なコミュニケーション能力の向上が期待できる。
無性生殖から有性生殖への切替えを誘導する物質の探索

有性生殖は、遺伝子の混合手段としては重要であるが、「生殖」という観点からは無性生殖に比べて不利である。おそらくこの矛盾を解決するために、多くの動物は無性生殖と有性生殖をともに行い、状況により、使い分けていると考えられる。本研究は、無性生殖から有性生殖への転換がどのような分子機構によるのかという問題を解明することを目指し、プラナリアにおける性誘導の詳細な解析を試みた。昨年度開発した性誘導物質単離のアッセイ系を用いて、性誘導過程を外部形態、組織的観察、再生テストにより以下の6つの段階に分類することができた。Type 1:卵原細胞の卵巣を持ち、再生テストによりそれまで誘導されていた生殖器官を退化して分裂を行う固体。Type 2:卵母細胞まで成熟している卵巣を持ち、再生テストにより分裂を数回行うが生殖器官は退化せずに誘導が進行して有性生殖を行えるようになる固体。Type 3:成熟した卵巣のみが観察され、再生テストにより分裂を数回行うが生殖器官は退化せずに誘導が進行して有性生殖を行えるようになる固体。Type 4:成熟した卵巣、精巣と生殖孔が観察されるが卵黄腺は観察されず、再生テストにより分裂を数回行うが生殖器官は退化せずに誘導が進行して有性生殖を行えるようになる固体。Type 5:成熟した卵巣、精巣、生殖孔が観察され、再生テストにより分裂は行わないで誘導が進行して有性生殖を行えるようになる固体。Type 6:性誘導が進行し卵黄腺まで分化した卵巣と生殖孔が観察され、再生テストにより分裂は行わないで誘導が進行して有性生殖を行えるようになる固体。これらの分類を基本にして、現在、性誘導物質の単離・同定、性誘導により発現される遺伝子(群)の解析を行っている。多くの生物が無性生殖と有性生殖のいずれをも行うことができ、環境によって両者を使い分けている。一般に環境の悪化が無性生殖から有性生殖への移行を誘導することが知られているが、その機構についてはほとんど解析されていない。本研究の実験動物であるプラナリアDugesia ryukyuensisは同一種内に、生殖器官を形成せずに分裂のみで繁殖する系統(無性系)と、有性生殖を行う系統(有性系)を併せ持つ。我々はこの無性系固体に有性個体Bdellocephala brunneaを餌として与えることで性を誘導させることができる。このようにプラナリアでは環境的な要因以外の影響で人為的に無性生殖から有性生殖への移行を誘導することが可能である。これまでのところ、20°C(無性生殖のみを行う)の高温下で投餌を3日毎に行うことによって、1週間で約3割、3週間で約8割の個体に卵巣の発達が確認できた(精巣、交接器官の発達はみられない)。しかし、完全な性誘導個体が得られることは稀であり、ほとんど全ての個体が分裂してしまう。また、発達している卵巣は有性個体の投餌を停止すると退化してしまうのに対し、完全な性誘導個体は有性個体を与えなくても、性に携わる器官の退化は観察されない。これらのことから、一連の性誘導現象には重大な性転換時期があり、それを越えるまでは恒常的に有性個体中に含まれる性誘導物質を与えなければならないことが予想される。現在は以上の点を考慮して、より高頻度で完全な性誘導個体の得られる系を模索する一方で、性誘導現象の第一段階である卵巣の発達を基準にして、有性個体投餌後に特異的に発現している(抑制されている)遺伝子の単離をDiffrential Display法などにより試みている。
動的測定法によるフレッシュコンクリートの流動性状評価法に関する研究

本研究は、フレッシュコンクリートの流動性状評価法を確立することを目的として行った。方法は、横波を用いた動的測定法であり、同方法により得られる各特性値すなわち、伝播速度(υ)、吸収係数(α)、動的ずり弾性率(G′)動的ずり粘性率(η′)等に及ぼす測定周波数および調合の影響について実験検討を行った。以下に主な結果を要約して示す。υ:他の分散性を示す材料と同様、顕著な周波数依存性を示すことが明らかとなった。すなわち、υは周波数と共にS字カーブを描いて増大する。α:測定周波数2kHz前後において極小値を示し、硬練りの試料ほど高周波側にその極小値が存在することが認められた。この周波数は、振動締固めを行う際の最適振動数を与えるものと推察される。G′:周波数30kHz以上の領域において極限剛性率を示す一定領域(第一平坦部)と共に、2kHz近傍にも一定値を示す領域(第二平坦部)が存在することが認められた。小野木らはこれをサスペンジョン特有の現象とし、レオメーターで得られる降伏値との関連が深いことを考察している。本研究においてモルタルのフロー値と第二平坦部のG′との間に逆比例関係が認められた。η′:低周波側においてη′は一定値(零せん断粘度)に収束することなく、10kHz前後を境として一旦低下した後、さらに低周波側で一定値を示すという結果が得られた。これは試料の揺変性に因るものと考えられるが、この一定となった時のη′とレオメーターで得られた粗性粘度とを比較した場合、ばらつきは大きいものの両者がほぼ等しいものと判断することができた。フレッシュコンクリートを線形ビンガム体とみなす従来法と本方法の結果には、一定周波数領域内で整合性が認められたが、本来は非線形粘弾性体とするべきであり、より一般的な状況(材料、施工方法など)に対応させる場合、本方法の有効性が認められる。
ヘテロジニアス型コグニティブ無線ネットワークのための自律分散型最適化手法の研究

異なる様々な無線システムが共存するヘテロジニアスワイヤレスネットワーク環境において、ネットワーク管理者、或いは利用者にとって最適な接続へとシームレスに切り替えながら利用するための、自律分散型無線アクセスネットワーク選択アルゴリズムを開発し、その有効性を示した。ニューラルネットワークによる最適化アルゴリズム、学習型アルゴリズムを無線ネットワーク機器に実装し、その有効性を実験によって明らかにした異なる様々な無線システムが共存するヘテロジニアスワイヤレスネットワーク環境において、ネットワーク管理者、或いは利用者にとって最適な接続へとシームレスに切り替えながら利用するための、自律分散型無線アクセスネットワーク選択アルゴリズムを開発し、その有効性を示した。ニューラルネットワークによる最適化アルゴリズム、学習型アルゴリズムを無線ネットワーク機器に実装し、その有効性を実験によって明らかにした研究実施計画に沿って研究を進め、まず、コグニティブ無線ネットワークにおいて生じる複数の最適化問題を定式化し、それらの問題の目的関数を実ネットワークで自律分散的に直接解くアルゴリズムを構築した。この提案手法の有効性を、大規模なコンピュータシミュレーションによって検証し、複数の問題に対して有効に動作することを示し、また、従来手法と比較し、提案手法の利点を明らかにすることが出来た。さらに、実際の無線ネットワークでの有効性を検証するために、ノートPCと実際の無線ネットワークを用いた実験ネットワークを構築し、コグニティブ無線ネットワークの標準仕様に則ったプロトコルを用いて、提案手法と複数の従来手法を実装し、動作させた。この実際の無線ネットワークを用いた実験においても、提案アルゴリズムが有効に動作することを明らかにした。さらに、自律分散型最適化アルゴリズムの性能を支える数学的理論についても検討を行った。カオス理論を用いた自律分散型アルゴリズムによって、ネットワークをより最適な状態に収束させることが可能であることを理論的に示し、従来法と比較して性能が向上することをコンピュータシミュレーションによって明らかにした。また、そのような理論を基に、理想的なダイナミクスが持つ時空間構造を明らかにし、さらに、そのような時空間ダイナミクスを自律分散的な探索解法の中で実現するためにフィルタを用いるアルゴリズム提案した。そのようなフィルタを探索解法に適用するのみで、アルゴリズムの性能を大幅に改善できることを示した。昨年度実装した異種無線ネットワークの自律分散型最適化アルゴリズムの有効性を検証するために,大規模ネットワークシミュレーションによる評価を行った.提案手法は,Hopfield型ニューラルネットワーク理論に基づいた最適化アルゴリズムであり,各端末上での演算と選択のみで,ネットワーク全体を最適化することが可能である.この手法の有効性を現実的な無線環境で評価するために,提案するコグニティブ機能を持つ端末と持たない端末が混在する状況等における提案アルゴリズムの有効性を検証した.その結果,自律分散型の提案アルゴリズムによって,無線リソース利用効率を向上させることが可能であることが示された.また,Hopfield型ニューラルネットワークを用いた分散型最適化アルゴリズムの性能を,Lebesgue Spectrum Filterを用いることで改善可能であることを示した.本年度はさらに,異種無線を用いるヘテロジニアスネットワーク環境において,利用可能な無線リソースを束ねるアグリゲーションによるスループット向上について検討した.各々の異なる無線ネットワークの品質が,動的に変化する場合においても常に良好なパラメータ設定をするために,機械学習アルゴリズムに基づく最適化システムを提案した.これをプログラム実装し,ネットワークエミュレータを用いた実験ネットワーク,及び,既存の3GやWiMAX商用サービスを用いた現実のネットワークに接続して提案システムの性能の評価を行い,実験によって有効性を示した.このような機械学習アルゴリズムを用いたシステムのパフォーマンスを向上するには多数のトレーニングデータが必要となるが,これらを取得するためのデータ取得方式の設計と実装も行い,提案方式によってアグリゲーションシステムの性能を短時間で向上することも可能になることを示した.平成23年度までに構築した異種無線ネットワークの自律分散型最適化アルゴリズムを,実無線ネットワークにおけるシステムパラメータの変動や品質の変動に対応したアルゴリズムに拡張させた.具体的には,適応変調による通信速度やQoSの変動,端末の移動による品質の変動に対応させた形式に,最適化問題の定義を修正した.まず,実際の無線LANを用いた実験により,適応変調によるレートアダプテーション,距離減衰による品質の変動を測定し,その測定結果をシミュレーションによって検証した.十分なデータを収集した上で,変調方式と品質のデータを,最適化問題の定式化に組み込んだ.この問題を提案アルゴリズムで解くことにより,現実の無線ネットワークにおける有効性を改善させた.また,平成23年度までに構築した無線リソースを束ねるアグリゲーションアルゴリズムにおいても,変更可能なパラメータを追加し,そのスループットを改善させた.まず,様々なシステムパラメータを変更させた予備実験によって多くの測定を行い,転送プロトコルの変更によってスループットをさらに改善できる場合があることを確認した.そこで,転送プロトコルも調整するように,アグリゲーションアルゴリズムを拡張し,これによって提案手法の性能を改善した.平成24年度は最終年度であったため,これまでの成果をまとめ,論文や国際会議,国内学会での成果発表を積極的に行った.本研究に関する成果としては,平成24年度に採録された論文は4本,また関連する国際会議発表は14本,その他に招待講演も3件あった.本研究の目的とした異種無線ネットワークの自律分散最適化は,アルゴリズムの構築のみならず,実装システムによる検証も進めており,基本的部分の研究はほぼ順調に進めることが出来ている.現在までの提案手法や結果は,既に論文,学会発表などで発表しており,特許出願も行っている.当初の目的としていた自律分散型最適化システムの実現はほぼ完成しており,システムの動作を更に向上するための細かな部分の最適化の段階に入っている.24年度が最終年度であるため、記入しない。

これまで順調に進めることが出来ており,今後は,昨年度後半に行った厳密最適化手法や学習システムを用いた手法に取り組み,引き続き,実ネットワークで動作する現実的なシステムの検討を行っていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。