hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無条件に安全な量子クラウドコンピューティング構築へ向けた研究

ブラインド量子計算や量子超越性に関する研究を行った。ブラインド量子計算とは、量子コンピュータを持たないクライアントが量子コンピュータを所持するサーバに量子計算を安全に委託することを可能にする方法である。また、量子超越性とは量子コンピュータの古典コンピュータ(従来のコンピュータ)に対する優位性のことである。交付申請書の研究目的では、エラー耐性が高くかつクライアントへの要求がより少ない実用的なブラインド量子計算の提案を掲げていた。以下で、実際に得られた成果について説明する。まず始めに、クライアントに必要な量子操作を2種類の測定だけにすることに成功した。これにより、ある種のエラー訂正手法をブラインド量子計算に応用することが可能になり量子通信路の雑音に対して耐性を持たせることにも成功した。これは、無条件に安全な量子クラウドコンピューティングの実現に向けた重要な一歩である。一方、同様の目標を達成するために異なるアプローチも模索した。ブラインド量子計算には2つのタイプがあり、本アプローチによって、上記とは異なるタイプのブラインド量子計算におけるクライアントへの要求も少なくすることが出来た。さらに、上記の結果を改良することで、量子超越性を有する量子回路の検証方法を提案することが出来た。量子超越性は様々な企業や大学が実証を目指している重要な研究テーマであり、本成果はその実証において大きな役割を果たす可能性を有している。上記で述べたプロトコルには、クライアントが量子状態の測定を行っているという共通の性質がある。クライアントの操作をさらに減らすためには、測定さえも不必要にしなければならない。そこで、測定を行わずに委託出来る問題を提案し、さらにその問題を一般化すれば量子コンピュータが解ける最も難しい問題になることを示した。その他、ブラインド量子計算以外の量子暗号に関する研究なども行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。以下の3つの論文は現在、雑誌に投稿中である。但し、arXivには既に投稿されている。
微生物菌体分離のためのクロスフロー瀘過法の高効率化

バイオプロセスにおける除菌・集菌工程の効率化を目的として、クロスフロー膜瀘(Cross Flow Filtration;CFF)に着目して、その膜瀘過流束に及ぼす諸因子の解明を行うと共に、膜透過流束を高くするための方策を検討した。具体例として、(1)パン酵母培養液と、(2)プルラン培養液のCFFを取り上げた。YPD培地で純粋培養したパン酵母培養液のCFFにおいては、定常流束だけではなく、定常状態に達するまでの流束変化も瀘過理論から推測される結果と一致した。すなわち、クロスフロー膜瀘過時におけるケーク層の充填状態はデッドエンド型瀘過の場合と同様であることが判明した。膜透過流束に及ぼす膜間圧力差、循環流速、菌体濃度、膜の種類などの影響を調べた。循環流速と菌体濃度に関しては、モジュール内部が菌体により閉塞を起こす限界の値が存在することが判明した。天然培地であるモラッセスを用いて培養を行った場合の膜透過流束は、YPD培地で培養したパン酵母懸濁液の結果と比較して著しく低下した。この理由として、モラッセス中に存在する微粒子が菌体ケーク層表面上に薄い層をなして積もり、しかもこの薄層の比抵抗が菌体ケーク層よりも著しく高いことが明らかにされた。膜透過流束を高めるための方策を検討したところ、逆洗が最も効果的であった。逆洗による膜透過流束の回復は膜孔径に依存し、膜孔径が0.8μm以下の膜では殆どみられず、孔径が3μmあるいは5μmの膜では膜透過流束の回復は100%であった。逆洗を行うことにより、膜透過流束は5倍以上増加した。プルラン培養液のクロスフロー瀘過においては、菌体の形状が膜透過流束に大きく影響することが判明した。培養条件を工夫することにより膜透過流束は数十倍に増加した。
マイコンボードを利用した教員養成における物理学実験の開発・教材化

教員養成で必要な物理学実験において、マイクロコンピュータボードを用いた物理計測システムの開発を行った。教免法では物理学実験においてコンピュータの活用が明記されている。しかし、活用としては、データの処理がほとんどで、コンピュータによる計測が難しい状況にある。本研究では、マイクロコンピュータボードを用いて、コンピュータによる計測を、コンピュータに関する知識があまり無い者でも行う事ができるシステムを開発した。開発したシステムを物理学実験で利用したところ、学生の評価は高かった。教員免許状更新講習に於いて、現職の教員に対して使用したところ、コンピュータによる計測が意外に容易であることが認識された。本研究の目的は、マイコンボードを利用し、物理学実験においてコンピュータによる測定を安価で容易に行うことが出来る実験装置を開発し、それらを教材化することにある。小・中学校の実験においても容易に導入でき、教材として活用できることを明らかにすることが目的である。平成27年度は(1)振り子の周期測定によるシステムの開発、(2)力学台車などの実験における利用、(3) Arduinoを利用するための訓練であった。(1),(2)については、実験材料を収集し、準備を進めた。予算縮小のため、出張講義等で利用するには実験装置の数が足りない状況である。現在、授業内容などの教材開発中である。(3)については、プログラムを経験したことの無い教員志望の学生を対象に3グループの訓練を行った。ソフトウエアのインストールから、プログラムの作成、マイコンボードへの組込、そしてLEDの点滅プログラムの実行をいずれも1コマ90分で行うことができることが確認できた。平成27年度は(1),(2)の開発と並行して、科学教育におけるマイコンボードの利用について検討を行った。物理分野の内容は、目に見えない現象が多く、児童・生徒の理解を妨げている。そのため、教科書などでは理解を助ける写真が掲載されている。そこで、科学写真家の研究者と協力して、マイコンボードを利用して学校現場で容易に科学写真を撮るシステムの開発を行った。完成版には至っていないが、容易にミルククラウンを撮影する装置を試作することができた。その他、風船、水風船などの割れる瞬間の写真などを撮影するシステムにも応用する予定である。また、マイコンボードを利用する際には、パソコンが必要になる。学校現場では自由に学校のパソコンにソフトウエアをインストールすることが難しいとの意見がある。そこで、パソコンの代わりに、Raspberry Piというマイコンバードの利用することを計画して、導入を進めている。要求した予算が配分されなかったため、出張講義用の振り子測定装置は準備できなかったが、システム開発は順調に進んでいる。特に、センサーとして重要な光ゲート部分については、レーザー加工機が利用できるようになったため、塩ビパイプを使った現在の光ゲートよりも利用し易いゲートを作製する予定である。力学台車における測定については、無線システムの開発に手間取り、停滞気味であるが、おおむね順調と考えられる。マイコンボードの利用で、当初予定していた分野以外に、科学写真への応用に着手した。ミルククラウンを容易に撮影できるシステムを試作した。この点においては、計画以上の成果が得られたと考えられる。マイコンボードを稼働させるために、ノートパソコンを利用することを計画している。出張講義などでは、こちらでソフトウエアをインストールしたノートパソコンを用意するが、学校現場では、学校所有のパソコンに新なソフトウエアのインストールは難しいとの報告がある。そこで、Raspberry Piというマイコンボードを利用したシステムの開発に着手し始めている。これが、利用することができれば、ノートパソコンを必要としないので、学校現場への普及がより、容易になると考えられる。研究初年度のため、論文、学会発表までには至っていない。本研究の目的は、マイコンボードを利用し、物理実験においてコンピュータによる測定を安価で容易に行う事のできる実験装置を開発し、それらを教材化することにある。平成28年度は、平成27年度に引き続き(1)振り子の周期測定によるシステム開発、(2) Arduinoを利用するための訓練であった。(1)については、実験においてコンピュータ測定を行う場合の条件として「人による測定の再現」が重要と考えている。振り子の周期測定においては、途中計時測定(ラップタイムを測定して平均を求める)を学習する。この測定を実現させるプログラムを開発行ってきたが、これを完成させた。当初、Arduinoで一般に利用されるprocessingというソフトを利用することを考えていたが、今回は一般に多く利用されているExcelのアプリケーションであるVBAで開発を行った。さらに、コンピュータ測定では、測定ケーブルが実験の障害になることもあるため、センサーをワイヤレスで使用できるように開発を行った。これにより、センサーの配置に制限がなくなり、実験がし易くなったと考えられる。(2)についても引き続き、プログラム作成をあまり経験していない教員志望の学生に行った。過去の例の通り、90分の授業内に、LEDを点滅させるプログラムを作成できることが確認された。さらに、データ処理のためのprocessingについてある程度の学習することができた。新学習指導要領では、小学校でコンピュータのプログラムの学習が取り入れられる。小学校教員養成において、本研究がより役に立つと考えられる。本研究の大きな目的の一つが、「人による測定の再現」であった。Arduinoを用いた測定に関する書籍や報告はたくさんある。しかし、「物理学実験」で人が行っている測定と同じ手順をパソコン測定で行うという目的でArduinoを利用しようとする報告は見られない。教員養成における実験では、誤差の考え方やら、データ処理などを学習する。

振り子の周期測定では、データ処理において途中計時測定が重要である。これをコンピュータ測定に導入することが本研究の大きな目的の一つであった。平成28年度は、この途中計時測定のデータ処理のプログラムが完成し、目的を達成できたと言える。また、教員養成における、物理学実験の「コンピュータの活用」について本研究の意義を含め、物理学会において報告した。本研究の目的は、マイコンボードを利用し、物理学実験においてコンピュータによる測定を安価で容易に行うことができる実験装置を開発し、それらを教材化することにある。小・中学校の実験においても容易に導入でき、教材として活用できることを明らかにすることが目的である。平成29年度は、開発したシステムの検証を行なった。(1)教員養成における物理実験で開発したシステムを稼働させ、実際に教育学部2年生がこのシステムで実験を行った。平成28年度に振り子の周期測定システムに、重力加速度の計算ならびに誤差計算を行うプログラムを完成させた。物理学実験においてこのシステムを使用した学生に対して、アンケートを行い、問題点などを検証した。概ね、利用し易いシステムであるとの結果を得た。(2)現職教員の利用という点で、平成29年度に行った免許更新講習において本研究における、Arduinoマイコンボードに紹介や、プログラムの作成などを行った。平成29年に告示された学習指導要領では、小学校においてプログラム学習が導入される。小学校で導入されるプログラム学習は、小学生用に簡易化されたものであり、プログラム学習の目的は、プログラム言語の習得ではなく、フローチャートなどのアルゴリズムの習得とされている。しかし、それを指導する教員はある程度のプログラム言語の知識が必要だと考えられる。Arduinoを用いたプログラム学習は、プログラム入門であるとともに、使用する言語がc言語に準拠しているため本格的なプログラム開発にもつながる有用な学習であると考えている。実際、振り子の周期を測定する本システムを紹介したところ、「意外に簡単である。」との感想を得ることができ、本システムの有用性を確信することになった。教員養成で必要な物理学実験において、マイクロコンピュータボードを用いた物理計測システムの開発を行った。教免法では物理学実験においてコンピュータの活用が明記されている。しかし、活用としては、データの処理がほとんどで、コンピュータによる計測が難しい状況にある。
実体,2次形式と多様体

1.実体の2次形式に関して、準ピタゴラス体の概念を拡張したnーピタゴラス体を研究し,準ピタゴラス体(n=1)において成り立つ多くの結果が一般の場合に成り立つことを確認したが,それらの体のヴィット環およびk群の構造に関する決定的な結果を得るに至っていない。2.多様体に関して,Lelekの問題の肯定解,1次元連続体の拡大同相写像関する問題の部分解を与えた。また,4次元球面に埋め込まれた閉曲面に対し,その補空間に二重被覆空間のホモロジ-群とリンキング形式に関する特徴づけを行なった。さらに,リ-マン多様体の局所等長埋め込みの障害となる新たな量を導入し,それをいくつかの対称空間に応用して,等長埋め込みの余次元に関する評価を改良した。3.L.Cohnの予想がSL(3.IR),SL(4.IR)の場合に正しいことを証明した。また,対称空間のある巾零多様体上の正則関数が,ある種の微作用素の固有関数に一意的に拡張できることを証明した。4.特異EmdenーFowler形方程式の解,ある4階楕円型式方程式の正値解,ある楕円型不等式の解(の非存在)について多くの結果が得られた。5.調和関数の境果値の存在,半空間でのグリ-ンポテンシャルに関する超平面上での積分値の境界挙動,ベッポ-レビ関数の連続性,ポテシシャルの細連続性を研究し,多くの新たな結果を得た。6.分解能Vの部分釣合い型ー部実銭2^<m1+m2>要因計画の分散分析と仮説検定を行なった。また,指数型分布族に従う標本分析の分布関数を近似するためのサドルポイント法を提案し,その漸近的性質を調べた。さらに、平面中の点群をギブス分布でモデル化したとき,ポテンシャル関数の最尤推定量が漸近的に有効となるための条件を求めた。
都市における移動の機能の解明

本研究では、これまで注目されることの少なかった都市内移動過程における移動者の行動に関して、文献調査および実態調査から基礎的な知識を得た。(1)文献により移動の機能の調査これまでの研究により示唆されていた移動の機能の具体像を都市内での移動過程を描いた文献をもとに分析した。対象としては日本の明治以降の小説、髄質に加え、現状にとらわれない自由な視点から移動をとらえているまんが「ドラえもん」をとりあげた。この結果、移動の機能としては大きく情報授受、心理状態の変化の2つがみられ、それらの内容が利用交通手段や移動の頻度(定期または一時)により異なることが示された。(2)移動の機能の実態調査JR常磐線、営団地下鉄丸の内線および日比谷線を対象として車内の乗客の行動の観察調査を行った。この調査では、筆記に加え小型ビデオカメラを用いて乗客の行動と周囲の状況を同時に連続してとらえた。また、本調査では車内での乗客間および乗客と設備の間での情報の授受形態を明らかにすることに重点を置いた。得られた結果としては、まず乗客の密度が情報授受形態に大きな影響を与え、座席定員程度の時がもっとも情報の授受が活発に行われることが示唆された。また、駅の間隔や地下と地上との出入りにより生じるリズムが乗客の行動をある程度規定し、したがって、これらの条件の違いによって乗客の情報授受形態が異なる可能性が示された。
『郷土研究』時代における柳田国男の地方研究者の組織化

組織面から見た時、柳田国男の民俗学はしばしば、地方の郷土史家を従属的に扱い、そこから民俗資料を吸収して、独占的にそれらを分析する構造を持っていたと指摘を受けることが多い。しかしながら、同時代の資料、特に『郷土研究』並びに「橋浦泰雄関係文書」などを子細に、かつ長期的な視野のもとで検証すれば、柳田の研究体制とは、その土地々々に自生する郷土研究会の特質を尊重し、全国組織という体裁をとったとしても、それは在来の研究者・研究会を横から繋ぐ、という様式を旨とするものであり、必ずしもトップダウン型の組織運営が目指されたとは言えない。また、大正中期に『郷土研究』に投稿し、柳田と接触を持った郷土史家は、その後、継続的に柳田の主催する郷土・民俗学に関わる雑誌に投稿しており、すすんで長期にわたって柳田と交流を保とうとしたことが分かる。『郷土研究』とほぼ並行して運営された民俗談話会「郷土会」のメンバーが共通して国家主導のもとで郷土を捉えようとする地方改良運動に強い批判を抱いていたことを確認すれば、実証と経験的思考を徹底する柳田民俗学は、その特色を組織の域にまで拡大して援用し、その効果を挙げたといえよう。草創期にあった柳田国男の民俗学について、形成途上にあった研究組織にどのような特色があったのかに力点をおいて考察した。その際、大正末から昭和初年にかけて柳田民俗学を組織面から支えた民俗学者・社会主義者の橋浦泰雄が残した文書(書簡・フィールドノート・覚書など)を主たる資料とした。村落社会で一部営まれる「原始共産制」の発掘を志して民俗学の道に入った橋浦であるが、その初発の動機付けは自分が調査地で接する郷土史家との間に政治的信条を超えた信頼関係となってあらわれ、そこから構築される人的結合は、おのずから物証を重んじる柳田民俗学の経験的な手法を組織面から支えることになった。この点については橋浦の大正末から前後二回にわたって行われた橋浦による五島列島(下五島)調査に顕著であり、「思想環境としての郷土研究-橋浦泰雄の民俗調査-」(『史林』92巻1号)の中で詳述した。ここから抽出されるのは、「知識としての方法」というよりも、眼前におかれた民俗事象・郷土に対して調査者がどれだけ誠実に接することができるか、という意味で、「態度としての方法」という枠組を与えるのがふさわしい。『柳田国男入門』(角川書店2008年)では、第三章「民俗学が生む<方法>について」、第四章「思想への態度」、および第六章「“モヤヒ"の思考」において、柳田自身そのことを自らの方法として意識しつつ、全国的な郷土研究の組織を拡大していったと考えられる点を強調した。雑誌『郷土研究』の編集、特に掲載された論文の性質、誌面構成を通じて、同誌の編集長である柳田国男がどのような地方研究者を想定していたかを検討した。その際、心がけたことは、民俗学・郷土研究における「方法意議」とは何か、という点である。組織的な郷土研究がまだ草創期の段階にあった、大正中期の文脈から判断すれば、集約的に効率よく調査対象を捉えるという知識・技術的な方法とは別個に、外部から研究者が調査地へおもむく際、どれだけ在地の研究者に敬意を持って対し、素材となる民俗資料を大切に扱うか、という態度の側面から見た方法意識の重要性を念頭に置く必要がある。そのことによって、外からの調査者と内からの地方研究者との間に緊密な連絡関係が生まれるのであり、それこそが『郷土研究』誌上において地方研究者からの連絡・投稿を重視して掲載しようとした柳田が目指そうとしたものではなかったか、ということである。"内"と"外"双方の信頼関係を基盤とすることで、はじめて郷土研究のような経験に多くを依存する学問組織が成立する。この点については東筑摩郡の郷土史家・胡桃澤勘内、あるいは福島の高木誠一などにおいて特に顕著である。彼らに共通するのは、いずれも同時代の政治潮流に流されることなく、上記の「態度としての方法」を見につけた調査者を大切にし、側面から柳田を支えたことにある。

この周辺事情を「方法として見る民俗学者の人生」と題して、小池淳一編『民俗学的想像力』(せりか書房2009年)に掲載した。明治末から大正中期にかけて、柳田国男が企図した地方の郷土研究者をいかにして組織化するか-という課題について、2つの視点から接近を試みた。まず第1として、当該の時代、柳田が編集した最初の雑誌である『郷土研究』の投稿欄・会員欄から頻繁に投稿した上、柳田と交流のあった地方研究者を投稿の文面、及び柳田の言及度を基準に数名ピックアップした。次に第2として、大正期後半から柳田国男に師事し、その影響下にあって地方研究者との連絡調整に従事した橋浦泰雄の残した文書(「橋浦泰雄関係文書」以下、「文書」と略す)所収の書簡類で、地方研究者からの来信を中心にデータ・ベース化したものの中から橋浦と密接に交流した地方研究者を10数名割り出し、第1で得られた群と比較した。その結果、数名の例外をのぞいて、ほとんどの地方郷土史家が重複していることが判明した。すなわち、柳田の郷土研究の支持層は、(1)明治末の段階において20代から30代の比較的若い世代だったこと、(2)当初受けた柳田の影響を継続的に維持する環境にあったこと、を析出した。その上で、大阪の沢田四郎作、信州東筑摩郡の胡桃澤勘内など、特徴的な郷土史家の所蔵資料を探索し、柳田・橋浦からの書簡を閲覧する作業を通じて、彼らの指導が当地の実情に即したものだったこと、なおかつそれらの拠点形成によって、求心力のある在地の研究組織形成を志向していたことを検証した。時代的には、これらの現象が日露戦争後の地方改良運動下で上からの地方統制が進む過程と並行して行われたことを重視し、国家原理による地方研究とは別個に、これら民俗という経験的な事象を扱う組織化の運動が、まさにその土地の経験に合わせて進められていたと位置付けた。
もやもや病遺伝子座17q.25.3の高密度連鎖不平衡解析による疾患感受性の理解

もやもや病感受性遺伝子座RNF213(17q.25.3)では、創始者変異p.R4810Kが日本人患者の7割以上で陽性となる。しかしながら、これまでその他のレアバリアントの寄与については十分な数理統計学的な検討がなされてこなかった。そこで、レアバリアント関連解析法のひとつである変数閾値テストを新たに最適化して検討したところ、やはりp.R4810Kとは別の機能的レアバリアントもまた疾患と有意に関連していた(permutation Pmin=0.045)。一方で、RNF213遺伝子型では疾患感受性が説明できない日本人患者がおよそ2割存在することもわかり、新たな感受性遺伝子座の存在を示唆した。初年度は保有する患者サンプル103例および対照サンプル185例の遺伝的背景を明らかにすべく、RNF213遺伝子領域の詳細なシーケンス解析を完了させた。統計解析の精度を高めるため、これまでに本邦で報告されたもやもや病遺伝子解析の結果も渉猟し、また、一般人口対照データとして1000人ゲノムデータベースの日本人89人分のデータも組み合わせた。その結果、日本人患者370例および日本人対照279例から、計30個の非同義レアバリアントが検出された。これら多数のバリアントの中から疾患リスクとなるものを高精度に判別できる遺伝統計学的手法として、最新の変異機能障害度スコアCADDを組み合わせたvariable threshold法を考案した。機能障害度の高い変異ほど有意に患者群に多いことが示され、RNF213遺伝子において病的変異と判定できるCADDスコアの閾値は14.67であることが明らかになった。今後、遺伝子診断としての応用を考える上で有用な基準になるものと考えられた。しかしながら、このような基準を超える変異であっても、障害度スコアはGWASで報告されているようなcommon complex traitの感受性多型と同等であり、もやもや病の病態は多因子であることを支持した。本課題の仮説であるRNF213遺伝子変異は決定的な表現型決定因子ではないことを数理的に検証することが出来た。この新たな遺伝統計学的手法を表題「Systematic validation of RNF213 codingvariants in Japanese patientswith Moyamoya disease」としてJournal of the American Heart Association誌に報告した。最終年度では、もやもや病感受性遺伝子領域であるRNF213遺伝子およびその近傍領域において、点変異あるいは小さな欠失挿入の網羅的検索を完了した。このうち、特にRNF213遺伝子領域においては患者103例でのリシーケンスデータを用いて別途詳細な解析を加えた。東アジア人においては本遺伝子の創始者変異p.R4810K (c.14429G>A、rs112735431)が高率に陽性となるが、これまでその他のRNF213バリアントの寄与については十分な数理統計学的な検討がなされていなかったためである。これまで本邦の他の研究施設から報告されているデータも統合して検出力を上げ、レアバリアント関連解析法のひとつである変数閾値テストを新たに最適化して検討を行った。その結果、やはりp.R4810Kとは別の機能的レアバリアントもまた疾患と有意に関連していた(permutation Pmin=0.045)。一方で、RNF213遺伝子型では疾患感受性が説明できない日本人患者がおよそ2割存在することも明らかになった。今後このような患者サンプルは新規感受性遺伝子を検索するために利用していく予定である。この成果は、表題「Systematic Validation of RNF213 Coding Variants in Japanese Patients With Moyamoya Disease.」としてJournal of the American Heart Association誌に発表した。もやもや病感受性遺伝子領域における点変異および小さな欠失挿入の網羅的検索の段階で、30から100塩基ほどに及ぶ大きな欠失や挿入も少なからず存在することが確認された。創始者変異p.R4810Kと強固な連鎖不平衡を呈する機能的な挿入バリアントも見出した。p.R4810Kアレルは、RNF213遺伝子機能に単独で変化をきたすのみでなく、連鎖不平衡をなす周辺の遺伝子機能にも影響を及ぼし疾患に関わっていることが示唆された。RNF213遺伝子の詳細な配列解析を完了し、課題の途中経過ではあるものの、成果を論文報告することができた。今後課題の完了に向けて、精度の高い方法で対象検体を選別する方法が確立出来た。脳神経外科学今回の成果で、我々の保有する103例の患者サンプルでは78例がリスクアレルの保有者であることが明らかになり、今後の課題達成に向けて詳細な解析を行うべき検体が選別出来た。これら78例のリスクアレル保有患者を対象に、染色体17q25.3のRNF213遺伝子およびその近傍

遺伝子を含むハプロタイプ構造を明らかにする。特に遺伝子上流の発現調節領域や3'非翻訳領域などに注目してサンガー法によるシーケンシングを行い、機能的ハプロタイプが構成されていることを検証する。価格改定の影響を受け、購入予定の実験試薬の価格より残金が小額となってしまったため。次年度分とあわせてまとめて注文することにより安価に購入可能となるので、予定どおり試薬の購入を行う。
子育て期の女性のための中長期的キャリア形成支援プログラムの開発と評価

本研究は、仕事を持つ子育て期の女性(小学校就学前の子供を持つ女性)の中長期的なキャリア形成を支援するプログラムを開発し、実践と評価を行うものである。このため、仕事を持つ子育て期の女性20名に対し、女性自身が仕事と家庭との相互充実を図りながら将来の自己像を構築するためのワークショップを開発し、その効果を評価した。ワークショップではDigital Story Telling(DST)を用い、子育て期の女性が未来の子どもに向けて自己の仕事と家庭について語る物語を作成することで、新たな自己像構築のための支援を行った。その結果、参加した女性たちには自己像が明確化する傾向が見られた。次年度実施する質問紙調査のための準備を主に行った。まず、先行企業の取り組み事例のサーベイと調査協力企業を募るため、研究会を実施した。また、ダイバーシティやワークライフバランスに関する先行研究のレビューを行った。具体的には、第一回研究会は、女性の活躍を推進するために必要な上司の振る舞いやマネジメントのあり方をテーマに実施した。ゲスト講師を招き、「イクボス」と呼ばれる上司の振る舞いやマネジメントについてお話を聞いたうえで、参加者同士が今後上司に求められるマネジメント能力についてディスカッションを行った。第二回研究会は、仕事と家庭の両立支援制度以外に、子どもを持って働く女性の支援として企業ができることをテーマに、ママ同士の集まりや研修など、人事部が行っている様々な支援の取り組みについてゲスト講師からお話を聞いたうえで、今後、子育て期の女性をどのように支援するかについて参加者同士でディスカッションを行った。いずれの研究会も企業の人事担当者やダイバーシティ推進担当者を中心に20名以上が参加し、盛況だった。その他、ダイバーシティやワークライフバランスに関する論文をレビューし、主にwork-family enrichment概念を中心とする論文について収集、講読を行った。また、以前に行った企業調査の内容をまとめて日本キャリアデザイン学会で発表したほか、論文化したものを学会誌に投稿中である。次年度は投稿中の論文で得られた知見と先行研究のレビューに基づき、実際に質問紙調査を実施し、分析していく予定である。また、分析から得られた知見は学会発表、査読論文にまとめるとともに、研究会を開き広く一般にも公開していく予定である。子育て期の女性のマネジメントに関する予備調査を実施するとともに、先行研究の調査や子育て期女性のマネジメントに関する研究会等への参加を行った。子育て期女性の職場でのマネジメントについては、子育て期女性の仕事と家庭との両立を示す心理的な概念であるwork-family enrichment概念に着目し、仕事を持って働く子育て期女性のキャリア展望、work-family enrichmentと職場上司のマネジメントとの関連について分析を行った。分析の結果、上司のマネジメントには、仕事のフィードバックを行い積極的に育成しようとする「育成」のほか、仕事のやり方や権限を任せる「信頼・権限委譲」、仕事の配分を公平にするなど効率的な業務運営を心がける「効率的な業務運営」、仕事と生活の調和に配慮する「ワーク・ライフ・バランス」等7つのマネジメントがあること、子育て期女性のキャリア展望には、上司のマネジメントとして「育成」が、work-family enrichmentには「信頼・権限移譲」がそれぞれ最も強く影響していることが明らかとなった。以上の予備調査の結果を踏まえ、子育て期の女性を部下に持つ職場の上司向けの研修を実施した。また、子育て期女性の仕事と家庭の両立を支援するためのデジタルストーリーテリング(DST)のワークショップ実施について、先行研究の整理、予備調査を行った。デジタルストーリーテリングとは、「Windows Movie Makerなどの動画編集ソフトを用い、ナレーショに音楽、イメージ、動画、字幕、特殊効果などを加えて制作された短編の動画作品を指す(西岡2014)。ワークショップは2016年度実施予定であり、ワークショップの概要については昨年度の日本教育工学会全国大会においてポスター発表を行った。子育て期の女性のキャリア展望、work-family enrichmentと職場の上司のマネジメントに関する調査は、予備調査を実施することができた。その結果、子育て期女性のキャリアには仕事と家庭の両立支援制度よりも上司の関わりが大きいことや、上司のマネジメントが女性のキャリア展望やwork-family enrichmentを向上させることが明らかとなった。今年度は1企業に協力を依頼しており、今年度5月末からインタビュー調査を実施する予定である。以上の点から、2)おおむね順調に進展していると考える。また、子育て期女性の仕事と家庭の両立を支援するためのデジタルストーリーテリング(DST)のワークショップ実施については先行研究の調査を進め、今年度8月に実施する予定である。デジタルストーリーテリングの実施については、昨年度までは計画段階であり今年度実施する予定である。先行研究の調査があまり進んでいない点は問題であるものの、研究分担者とは数度のミーティングを行い、今年度8月に実施する実践のおおよその内容については合意を得ている。以上のことから、こちらについても2)おおむね順調に進展していると考える。平成28年度は子育ての期の働く女性を対象に、仕事と家庭の両立を支援するためデジタルストーリーテリング(DST)を用いた1日のワークショップを実施し、その効果測定を行った。ワークショップは平成28年9月、12月、平成29年3月の3度にわたり実施し、それぞれ7名、10名、10名の合計27名の参加者を得た。子どもを出産した後は仕事に関わるアイデンティティに新たに母親としてのアイデンティティが加わるため、子育て期の働く女性には両方のアイデンティティを調整していく過程が必要であるとの研究に基づき、ワークショップはその調整過程を支援することを目的とした。具体的には未来の子どもに向けて、働く自分について語るDST作品を作成し、鑑賞し合うものである。

ワークショップでは作品作りに向けて、まず参加者間で仕事と家庭の両立に関する苦労や葛藤を吐露し合い、共有した。その上で先輩女性の話やペアワークを手掛かりに、仕事と家庭の両立の仕方について考えてもらい、未来の子どもに向けたメッセージを参加者全員で共有する時間を持った。参加者たちは葛藤や悩みを語り、外化することで、最終的には子どもたちにポジティブなメッセージを込めた作品を作っていった。最後に作品を全員で鑑賞し、ワークショップを終えた。ワークショップでは事前と事後で、参加者のキャリア意識がどう変化したかを測定した。具体的には仕事と家庭の相互充実に関するスピルオーバー尺度を用いた。事前事後のアンケート結果を分析したところ、事後に否定的なスピルオーバーが有意に下がった。また、将来に対する希望を尋ねた時間的展望尺度についても、ワークショップの事後、有意に向上した。このほか、参加者が作った作品をルーブリックを用いて評価した結果、ほとんどの作品が現状を受け入れた上で、今後の自分の仕事と家庭との両立を肯定的に語っていた。企業に対する調査は、協力企業が繁忙期であり時間が十分に取れないため、調査の実施を延期した。現在質問紙を作成中であり、5月中に質問紙完成、6月に調査の実施とデータ回収を行う予定である。平成29年度夏から秋にかけ、株式会社ビジネスリサーチ社の協力のもと、人材系企業A社の社員(正社員、非正社員)200名に対して、キャリア展望、仕事に対する意識と上司のリーダーシップ(インクルーシブ・リーダーシップ)とに関する自記式の質問紙調査を実施した。インクルーシブ・リーダーシップとは、上司と部下との関係性に着目するリーダーシップ論の一つで、インクルーシブ・リーダーシップはフォロワーに心理的安全をもたらし、創造的な行為を促進する働きがあると言われる。分析の結果、正社員と非正社員との間にはキャリア展望や組織コミットメントには統計的に有意な違いが見られた。一方、上司のインクルーシブ・リーダーシップ、ジョブ・クラフティングについて尋ねた質問では、正社員と非正社員との間に有意な差は見られなかった。このことから、上司のリーダーシップは正社員と非正社員とで大きな差はなく、また仕事に対して自ら創意工夫するなどのジョブ・クラフティング行動も正社員と非正社員との間に大きな違いがないといえる。また、上司のインクルーシブ・リーダーシップは、正社員、非正社員ともに組織コミットメントを高めることでジョブ・クラフティングを高めていた。インクルーシブ・リーダーシップは、従業員の組織コミットメントを高め仕事に対するジョブ・クラフティング行動を促進するといえる。
酵母に見出した新規な一酸化窒素の合成制御機構および生理的役割の解明

新規なNO合成関連因子の解析:前年度の研究を通して、新たにNO合成に関与する因子として同定した6-ホスホグルコン酸脱水素酵素(Gnd1)がNO合成に及ぼす影響を詳細に解析した。Gnd1の基質を供給する6-ホスホグルコノラクトナーゼSol3, Sol4二重破壊株において、NO合成がほぼ完全に検出できなくなった。しかしGnd1のパラログであるGnd2の破壊株ではほとんどNO合成量の減少が見られず、GND1遺伝子破壊株にプラスミドを用いてGnd1とGnd2をそれぞれ導入したところ、Gnd1の導入によってのみNO合成能が回復した。Gnd1およびGnd2のタンパク質発現量を解析・比較したところ、Gnd2はGnd1と比較して全長でのタンパク質の発現量が極端に少なく、タンパク質が不安定な状態で存在しているため、NO合成に寄与していないことが考えられる。Dre2タンパク質分解機構:過酸化水素処理条件下でDre2がMca1依存的にタンパク質量の減少が観察されるが、ストレス処理後2時間以降でのみMca1依存的なDre2タンパク質量の減少が観察された。Tah18-Dre2複合体の過酸化水素処理応答的な解離への影響は確認できなかった。Dre2過剰発現株は過酸化水素処理条件でストレス感受性を示す一方で、Dre2発現抑制株では生存率が顕著に増加し、Dre2タンパク質量に依存して過酸化水素処理条件での生存率が大きく変動した。しかし、蛍光標識カスパーゼ阻害剤VAD-FMKを利用して細胞内のカスパーゼ活性を測定したが、各株間において過酸化水素処理条件下でのカスパーゼ活性に大きな差は見られなかった。本研究を通して、酵母において新たにNO合成にペントースリン酸回路が必須であることが示唆された。細胞内の還元力として働く一方、活性窒素種であるNO合成にも寄与する可能性が示され、非常に興味深い知見である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。酵母における一酸化窒素(NO)合成関連因子の探索:研究代表者が所属する研究室において過酸化水素処理条件でのNO合成にフラボタンパク質であるTah18が関与することを明らかにしている。NO合成関連因子の同定を目的とし、Tah18と相互作用するタンパク質を共免疫沈降によって相互作用タンパク質を探索・同定した。その結果、複数のタンパク質が同定され、それぞれの遺伝子破壊株を作製し、過酸化水素処理条件下でのNO合成について評価した。候補タンパク質の内、6-ホスホグルコン酸脱水素酵素(Gnd1)の破壊株において、過酸化水素処理条件でのNO合成が他の菌株と比較してほとんど見られなくなった。このことから、酵母におけるNO合成にはペントースリン酸回路を介したNADPH合成が関与することが示唆された。酵母に見出したNO合成機構の普遍性の検討:これまで研究代表者の所属する研究室において、Tah18およびTah18と複合体を形成する鉄硫黄クラスタータンパク質Dre2を、それぞれNO合成に関与する因子として見出した。一方、哺乳類におけるホモログNdor1およびCiapin1はこれまでNOに関与するという報告は無かった。そこで、Ndor1とCiapin1をTah18およびDre2と置換した菌株を作製し、過酸化水素処理条件でのNO合成量を評価した。その結果、野生型株と比較してNO合成量に影響は見られなかった。また、過酸化水素処理条件でのNdor1-Ciapin1間の相互座用を解析したところ、Tah18-Dre2複合体と同様に過酸化水素処理に伴って複合体が解離した。本研究を通して、酵母における新たなNO合成に関与する因子を同定できた。

また酵母に見出したNO合成機構が哺乳類に至るまで保存される可能性が示された。研究代表者が目的としている新規な一酸化窒素(NO)合成機構に関与する因子の探索・同定のためのスクリーニングの条件検討において、Tah18の共免疫沈降の条件の最適化や、実験に必要な菌株の作成に時間を要し、当初予定していた研究の実施予定よりもやや遅れる原因となった。また、Tah18とDre2の哺乳類ホモログNdor1およびCiapin1を置換する過程で、Ndor1をTah18と置換した菌株では菌株が生育できず、Dre2をCiapin1と置換した菌株でのみTah18とNdor1の置換が可能であった。この菌株作製に必要な条件の検証に時間を要し、研究の実施予定よりも遅れる原因の一つとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究を通して、酵母における新たなNO合成に関与する因子を同定できたため、今後はGnd1がどのようにNO合成に寄与するかを検討する。まず、Gnd1は、ペントースリン酸回路において、NADPH合成に関与する酵素である。研究代表者は当初本研究でのスクリーニングを通してNO合成酵素であるNOSのオキシゲナーゼに相当するタンパク質の同定も視野に入れていたため、この可能性を検証する。まず遺伝学的なアプローチとして、Gnd1の代謝経路の上流に位置するSol3およびSol4の遺伝子破壊株でのNO合成能の評価を行うことで、Gnd1の基質となる6-ホスホグルコン酸の供給がNO合成に必須であるかを検討する。これにより、Gnd1の既知の機能であるNADPH合成がNO合成に寄与するかどうかを検討する。これまで研究代表者の研究により、Tah18の相互作用タンパク質であるDre2が、Tah18から伝達される電子を優先的に受け取ることで、酵母におけるTah18が関与するNO合成を間接的に抑制している可能性が示されている。今回の成果から、Tah18-Dre2複合体がNO合成に関与する機能が哺乳類に至るまで保存される可能性が示され、Dre2の哺乳類ホモログであるCiapin1はアポトーシス誘導時にカスパーゼ3によって分解されることが報告されている。そこで研究代表者は、酵母におけるメタカスパーゼMca1が酵母におけるTah18-Dre2複合体の解離に関与し、NO合成量の調節に関与し細胞死誘導機構の一つとして働くと考えた。そこで過酸化水素処理条件下でのTah18-Dre2間の相互作用について野生型株とMCA1遺伝子の破壊株を比較する。さらに、Dre2のタンパク質発現量の増減に伴う細胞生存率およびカスパーゼ活性の測定を行う。
計算機支援環境を利用した英文科学技術文章の読解力を養う教材の構成に関する研究

本研究においては,われわれが従来から研究を進めていた語学の学習環境HELEN(Hypermedia Language Learning Environment)を用いて,英語技術文書の読解能力を養う教材を作成し,有効性を検討した.同時に,教師の意図に沿った教材を容易に作成するためのHELENの教材作成機能の評価も行った.教材を作成するに先立って,内容の妥当性を確認するために,通常の授業において演習内容を学生に与え,プリテスト,ポストテストを実施した.その結果,読解能力に直接影響を与える文章中から主要な部分を識別する能力が向上しており,教材として適当な内容であることが確認できた.その後,HELENを用いた教材を作成し,比較実験を行った.その結果,個々の小課題ごとだけでなく,レッスン全体を学習し終わる時間に制約をもうける方が,学習ペースを自由にしておくよりも効果的であることが分かった.この理由は,逐語的に翻訳する習慣を捨てさせることにあると考えられる.HELENの教材作成機能においては,個々の学習機能を部品として用意し,教師が教材の目的に応じて必要と考える機能を選択する方法を取っているが,教材の機能を簡単に変更して学習実験が行えるため,教材のテストベッドとしても有効であることが分かった.今後の研究計画としては,(1)小課題ごとの理解状況の分析結果に基づいて,教材内容を精選する.(2)学習者の語彙,読解速度,正確さの向上に有効な学習方法を開発する.(3)新しい学習方法を部品として用意する.本研究においては,われわれが従来から研究を進めていた語学の学習環境HELEN(Hypermedia Language Learning Environment)を用いて,英語技術文書の読解能力を養う教材を作成し,有効性を検討した.同時に,教師の意図に沿った教材を容易に作成するためのHELENの教材作成機能の評価も行った.教材を作成するに先立って,内容の妥当性を確認するために,通常の授業において演習内容を学生に与え,プリテスト,ポストテストを実施した.その結果,読解能力に直接影響を与える文章中から主要な部分を識別する能力が向上しており,教材として適当な内容であることが確認できた.その後,HELENを用いた教材を作成し,比較実験を行った.その結果,個々の小課題ごとだけでなく,レッスン全体を学習し終わる時間に制約をもうける方が,学習ペースを自由にしておくよりも効果的であることが分かった.この理由は,逐語的に翻訳する習慣を捨てさせることにあると考えられる.HELENの教材作成機能においては,個々の学習機能を部品として用意し,教師が教材の目的に応じて必要と考える機能を選択する方法を取っているが,教材の機能を簡単に変更して学習実験が行えるため,教材のテストベッドとしても有効であることが分かった.今後の研究計画としては,(1)小課題ごとの理解状況の分析結果に基づいて,教材内容を精選する.(2)学習者の語彙,読解速度,正確さの向上に有効な学習方法を開発する.(3)新しい学習方法を部品として用意する.
電子励起による原子分子操作の理論

(1)レーザー場による電子状態変革とダイナミックスの制御(萱沼・魚住)共鳴または非共鳴の強レーザー場を物質系に印加することで、電子的・磁気的性質の改変と、電子ダイナミックス制御を行う可能性を様々な角度から、理論的に検討した。希薄磁性半導体において、光励起により生成されたキャリアが誘起する強磁性の発現を記述する有限温度CPA理論を構築した。これに基づいて強磁性相転移のメカニズムが、磁気的相互作用により生じた不純物バンド内の2重交換相互作用であることを見い出し、転移温度を最大ならしめるキャリア濃度の最適値の存在を予言した。また、強レーザー場印加によるコヒーレント電子ダイナミックスを、2準位モデルによって調べた。レーザーによる振動外場の強度と振動数を調節することにより、電子遷移を凍結することが出来ることを見出した。さらに、凝縮媒質中で位相の乱れが存在する場合に、このコヒーレント制御の破れの度合いを明らかにした。希土類化合物の内殻および価電子励起状態における電子間相互作用のを評価し、光学スペクトルの解析を行った。(2)第一原理計算に基づくマテリアルデザイン(吉田)第一原理分子動力学計算により、アモルファスシリコンの光劣化機構を開明した。これを制御するためにCN処理によりダングリングボンドを終端すれば、3重結合のCNが準安定となり、さらに安定な1重結合が生成されることを発見した。第一原理計算により、シリコン中のCuのヤーンテラー効果による超高速拡散機構を発見し、これを制御するための同時ドーピング法によるゲッタリング法を提案した。また、光誘起による強磁性転移を利用したマテリアルデザインとデバイスデザインを行った。(3)キャリア再結合メカニズムの理論(篠塚)半導体の深い不純物準位を介する電子・正孔の再結合メカニズムを、電子格子強結合モデルに基づき明らかにした。1内殻励起状態での分子ダイナミッタス(萱沼・田中)分子の中殻励起状態における原子移動のダイナミックスを、共鳴オージェ電子などの2次量子過程スぺタトルを通じて解析するためのバイプロニック理論を構築し、実験研究者との共同により、4沸化炭素分子に関して内殻励起による分子解離過程の詳細を明らかにした。また、プロトン移動による強誘電性相転移を持つ物質の相転移と光吸収端におけるUrbach Tailの異常な振る舞いの関係を明らかにした。2ワイドギャップ半導体における同時ドーピングの理論(吉田)ワイドギャップ半導体ZnOにおいて、p型ドーピング時に起きる電子励起原子移動(補償効果)の起源を第一原理計算により解明し、これらを制御するための同時ドーピング法のマテリアルデザインを行った。Ga、Al、InドナーとNアクセプターの同時ドーピング法による低抵抗p型半導体創製のデザインを行い、GaとNのレーザーMBEによる同時ドーピングによりZnOの低抵抗p型化が実現された。ZnO:Mnに対する第一原理計算を行い、キャリアーがドープされないため、基底状態は反強磁性体であるが、同時ドーピングによりホールドープを行うと強磁性状態となることを明らかにした。また、ワイドギャップ半導体べースの磁性半導体が高い強磁性転移温度を有することを予言した。3半導体中の不純物・点欠陥における原子移動のダイナミクス(篠塚)不純物・点欠陥におけるキャリアのコヒーレントな捕獲・再結合における過渡的原子移動プロセスをシミュレーションし、原子移動に使われる最大エネルギーの見積もりを行った。また、4配位結合型不純物・点欠陥における荷電・スピン状態と安定配置との関係を与えるー般理論を構築した。1.価電子および内殻励起状態における超高速原子移動のスペクトル理論(萱沼・田中)3フッ化ホウ素、4フッ化炭素などの分子の、内殻共鳴励起状態における分子解離のダイナミックスとオージエ電子スペクトルの理論を作り、実験の解析をおこなった。ダイヤモンドの1s内殻励起子共鳴下でのオフセンター緩和と、共鳴x線発光スペクトルの理論を展開した。これらは、擬ヤーン・テラー効果に基づくモデルにより、強く局在した電子励起状態に生ずる「対称性の自発的破れ」として統一的に理解できることを明らかにした。可視光領域での超高速分光に関連して、局在電子のフエムト秒ポンプ・プローブ分光に広く見られる、長時間にわたる透過利得の振動成分の起源を、電子格子相互作用のモデルにより明らかにした。サブピコ秒パルスにより、フォノンの真空(基底状態)にホールが作られ、このホールが息をするようにその幅を振動させながら緩和するために、誘導透過利得に長時間の振動が生じることを示した。また、1次元系の励起子自己束縛の時間発展を時間依存変分法により調べ、その時間分解発光スペクトルの理論を構築した。2.ワイドギャップ半導体における同時ドーピングの理論(吉田)第一原理計算により、スーパーセル法を用いてZnOのp型やn型ドーパントの補償機構の解明を行った。その結果、Ga,Al,およびInドナーと、Nアクセプターを1:2の割合で同時ドープするとN-Ga-N複合体が形成され、これが安定なアクセプターとして高濃度まで有効に機能することを予言した。実験的には、マテリアルデザインに基づき、レーザーMBE法によりNとGaの同時ドーピングを行い、キャリアー濃度4×10^(19)cm^(-3)の低抵抗p型ZnOを製作することに成功した。この第一原理計算に基づき、ZnOやGaNなどのワイドギャップ半導体の新しい価電子制御法を見い出した。

同時ドーピング法によりMnをドープしたZnOなどで、高濃度のホールドーピングを達成することにより、キャリア誘起の強磁性を発現しうることを示し、スピントランジスターなど将来のスピントロニクスへの応用を議論した。3.半導体中の点欠陥における無輻射過程のダイナミックスおよび混晶半導体量子井戸の電子状態(篠塚)点欠陥におけるキャリアーのコヒーレントな連続的捕獲・再結合の過程が重要であることを提案し、欠陥反応のダイナミックスを議論した。また、混晶半導体の量子井戸の電子状態を、コヒーレントポテンシャル近似に基づいて明らかにした。(1)レーザー場による電子状態変革とダイナミックスの制御(萱沼・魚住)共鳴または非共鳴の強レーザー場を物質系に印加することで、電子的・磁気的性質の改変と、電子ダイナミックス制御を行う可能性を様々な角度から、理論的に検討した。希薄磁性半導体において、光励起により生成されたキャリアが誘起する強磁性の発現を記述する有限温度CPA理論を構築した。これに基づいて強磁性相転移のメカニズムが、磁気的相互作用により生じた不純物バンド内の2重交換相互作用であることを見い出し、転移温度を最大ならしめるキャリア濃度の最適値の存在を予言した。また、強レーザー場印加によるコヒーレント電子ダイナミックスを、2準位モデルによって調べた。レーザーによる振動外場の強度と振動数を調節することにより、電子遷移を凍結することが出来ることを見出した。さらに、凝縮媒質中で位相の乱れが存在する場合に、このコヒーレント制御の破れの度合いを明らかにした。希土類化合物の内殻および価電子励起状態における電子間相互作用のを評価し、光学スペクトルの解析を行った。(2)第一原理計算に基づくマテリアルデザイン(吉田)第一原理分子動力学計算により、アモルファスシリコンの光劣化機構を開明した。これを制御するためにCN処理によりダングリングボンドを終端すれば、3重結合のCNが準安定となり、さらに安定な1重結合が生成されることを発見した。第一原理計算により、シリコン中のCuのヤーンテラー効果による超高速拡散機構を発見し、これを制御するための同時ドーピング法によるゲッタリング法を提案した。また、光誘起による強磁性転移を利用したマテリアルデザインとデバイスデザインを行った。(3)キャリア再結合メカニズムの理論(篠塚)半導体の深い不純物準位を介する電子・正孔の再結合メカニズムを、電子格子強結合モデルに基づき明らかにした。