hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォノンハイブリッド量子科学の研究

またGHz領域でのパラメトリック共振器についても、基礎検討を開始しており、基本プロセスが完了している。カーボンナノチューブ(CNT)の研究に関しては、直径を制御したCNTを用いた共振器を実現するための基礎技術として、カイラリティ選択CNTをシードとした再成長技術の検討を行った。また、測定系を改造し、直径の小さなCNTの蛍光・ラマン散乱測定を可能にした。フォノニック結晶に関する研究では、ハイブリッド量子系で扱うフォノンモードの高Q値化を行うための状態密度および熱流束スペクトルを計算できるシミュレーターを構築した。このツールを用いて様々な基本格子について系統的な情報を得ることができ、特にハニカム格子が、同一円孔半径で体積充填率が大きいにも関わらず、最も熱コンダクタンスの低減に効果的であることを見出した。ナノカーボン材料の研究では、フォノン制御したナノカーボン材料として、同位体を面内に任意に配置したグラフェンだけでなく、欠陥をグラフェン内に人為的にコントロールして導入することによる熱伝導の低減手法を模索した。また同位体や欠陥の面内分布を可視化するための顕微ラマン分光装置、温度可変ステージを導入し、グラフェン内の熱伝導度を高精度で測定するための手法や、フォノン制御したグラフェンマイクロチャネルの熱電特性測定法を確立した。昨年度の研究実施計画に記載した量子ナノ構造にとらえられた単電子の機械共振器による検出に成功しており、順調な進展がみられる。またGHz領域での共振特性についても、基礎検討を開始しており、基本プロセスが完了している。カーボンナノチューブに関する研究では、計画より遅れが見られている。カイラリティ保持再成長の収率が低く、直径の小さなCNTを用いた計測が進んでいないのが、その理由である。フォノニック結晶の研究では、任意のフォノニック結晶構造で、状態密度と熱流束スペクトルを計算可能になったことで、ハイブリッド量子系に用いる機械振動子に合わせて構造設計ができる準備が整った。これと並行して、フォノニック結晶構造の断熱効果を測定できる極低温実験系の立ち上げをフォトン班の平川グループと共同で行った。ナノカーボン材料の研究では、フォノン制御に向け様々な構造制御を用いたナノカーボン材料の作製、評価を進めており、概ね計画通りに進捗している。昨年度の計画に従い、量子ドットとフォノン共振器のハイブリッド素子の研究を進め、こられの結合動作に成功した。具体的には、量子ドットを用いて共振器の振動振幅を高感度に検出することに成功し、63fm/√Hzという高い検出感度を実現した。また、量子ドットにおける単一電子輸送により共振器の振動減衰・増幅効果を見出した。結合パラメトリック共振器を1/2スピンとして用い、それらの間の相関を電気的に生成することに成功した。この成果はフォノンイジングマシンとしての将来応用が期待される。また、フォノニック結晶を構成するナノ構造の配列を工夫し、熱フォノンに指向性を持たせること、および固体集熱の実証に世界で初めて成功した。
大気圧ガス処理プラズマにおける反応キーラジカルの追跡

大気圧で発生する放電プラズマプラズマ中に存在するラジカルはガス処理における化学反応を促進するうえで重要な役割を果たすと言われている。本研究では,これまで観測することが難しいとされていたヒドロキシラジカル(OHラジカル)をレーザ誘起蛍光法(LIF)により可視化することに成功した。放電極としてギャップ長3cmのノズル対平板電極(ラジカルインジェクション)とギャップ長5cmのノズル付パイプ対平板電極(ラジカルシャワー)を使用し,電極間のラジカル分布について調べた。ストリーマの特徴(枝分かれ,枝の太さと長さ,先端の状態等)を明らかし,OHラジカルとの関係を調べた。その結果,基底状態にあるOHラジカルはストリーマ放電により生成し,数kHz以上で繰り返すストリーマによるパルス状の放電では,次のストリーマの発生までOHラジカルは減衰しながらも存続していることがわかった。定常状態では,ストリーマの分布とラジカルの分布はほぼ一致し,拡散の影響は極めて少ないことがわかった。OHラジカルの濃度は観測雰囲気に含まれる水分の量に依存し,処理ガスの成分として窒素酸化物(NO)をリアクタに導入するとOHラジカルは放電化学反応で消費されるため検出されるLIF信号は低下することカミわかった。また,パルスプラズマジェットにもLIF法を適用し,プラズマの発光領域外においてもOHラジカルが存在することがわかった。この知見は表面処理を行う上で,処理対象とプラズマとの位置関係を決める上で重要な指針を与えるものである。レーザ誘起蛍光(LIF)法を用いて放電プラズマによる有害ガス処理リアクタにおける主要なラジカルであるOHの計測を行った。波長282nmのレーザ光により基底状態にあるOHラジカルを励起し,309nm近傍のLIF信号を時間的・空間的に分解して計測した。ギャップ長3cmの電極間における大気圧直流正極性ストリーマコロナ放電において,ストリーマの特徴(枝分かれ,枝の太さと長さ,先端の状態等)を明らかし,OHラジカルとの関係を調べた。また計測を行ううえで重要となるストリーマ放電の安定した発生に関する新しい制御方法についても開発した。その結果,OHラジカルは定常状態にある直流ストリーマコロナ放電中においては,ストリーマパルスとのタイミングを取ることなくLIF信号を観測することが可能であり,それにより実際のガス処理を想定した状況下でのOHラジカルの評価が可能であることが明らかになった。基底状態にあるOHラジカルはストリーマ放電の領域内部で生成し,数kHz以上で繰り返すストリーマによるパルス状の放電では,次のストリーマの発生までLIF信号は減衰しながらも継続していることがわかった。さらに,OHラジカルの生成には放電で発生したオゾンがLIF計測のための紫外パルスレーザで解離して,LIF信号にわずかに影響することがわかった。リアクタ内のガスの速度が遅い場合には2次的な流れが支配的となり,長寿命のオゾン分布に影響することがOHラジカルへの干渉信号の分布からも明らかになった。処理ガスとしてNOをリアクタに導入するとOHラジカルのLIF信号は速やかに低下した。このような知見は今後の計測の精密化やモデリングにおける新たなデータとして有用であると考えられる。大気圧非熱平衡放電プラズマ中におけるOHラジカルをレーザ誘起蛍光(LIF)法を用いて測定した。これらの電極を用いて直流正極性ストリーマコロナ放電を発生させ,ストリーマの特徴(枝分かれ,枝の太さと長さ,先端の状態等)を明らかし,OHラジカルとの関係を調べた。基底状態にあるOHラジカルはストリーマ放電の領域内部で生成し,数kHz以上で繰り返すストリーマによるパルス状の放電では,次のストリー・マの発生までLIF信号は減衰しながらも継続していることがわかった。

そのためOHラジカルは定常状態にある直流ストリーマコロナ放電中においては,ストリーマパルスとのタイミングを取ることなくLIF信号を観測することができる。定常状態では,ストリーマの分布とラジカルの分布はほぼ一致し,拡散の影響は極めて少ないことがわかった。処理ガスが酸素を含む場合には,OHラジカルの生成には放電で発生したオゾンがLIF計測のための紫外パルスレーザで解離して,LIF信号に影響することがわかった。リアクタ内のガスの速度が遅い場合には2次的な流れが支配的となり,長寿命のオゾン分布がOHラジカルへの干渉信号となって見かけ上のOHラジカル分布特性に影響する。処理ガスとしてNOをリアクタに導入するとOHラジカルは放電化学反応で消費されるため検出されるLIF信号は低下した。このような知見は今後の計測の精密化やモデリングにおける新たなデータとして有用である。レーザ誘起蛍光(LIF)法を用いて大気圧放電プラズマ中におけるヒドロキシラジカル(OH)を観測することに成功した。直流正極性ストリーマコロナ放電とパルスプラズマジェットの2つの大気圧放電プラズマにLIF法を適用した。LIF計測では,波長282nmのレーザ光により基底状態にあるOHラジカルを励起し,309nm近傍のLIF信号を時間的・空間的に分解して計測した。ストリーマコロナ放電では,放電極としてギャップ長3cmのノズル対平板電極(ラジカルインジェクション)とギャップ長5cmのノズル付パイプ対平板電極(ラジカルシャワー)を使用し,電極間のラジカル分布について調べた。ストリーマの特徴(枝分かれ,枝の太さと長さ,先端の状態等)を明らかし,OHラジカルとの関係を調べた。その結果,基底状態にあるOHラジカルはストリーマ放電により生成し,数kHz以上で繰り返すストリーマによるパルス状の放電では,次のストリーマの発生までOHラジカルは減衰しながらも存続していることがわかった。OHラジカルの濃度は観測雰囲気に含まれる水分の量に依存し,処理ガスの成分として窒素酸化物(NO)をリアクタに導入するとOHラジカルは放電化学反応で消費されるため検出されるLIF信号は低下することがわかった。実験結果により,リアクタの最適化においては放電プラズマの領域との関係を考慮して設計する必要があると言える。また,パルスプラズマジェットにおいてはプラズマの発光領域外においてもOHラジカルが観測された。この知見は表面処理を行う上で,処理対象とプラズマとの位置関係を決める上で重要な指針を与えるものである。
多重鎖DNA結合蛋白質の高次構造と多重鎖DNA認識機構

三重鎖DNAは、ホモプリン・ホモピリミジン二重鎖(pur/pyr)の主溝に沿ってホモピリミジン単鎖あるいはホモプリン単鎖がHoogsteen型の水素結合をすることにより形成する。これまで三重鎖DNA構造に結合する蛋白質は全く知られていなかった。しかし、ヒト癌遺伝子c-mycのプロモーター近傍のpur・pyr配列が形成する三重鎖DNA構造に結合し、c-mycの発現を制御する三重鎖DNA結合蛋白質MAZを、我々は単離した。この蛋白質はCys2His2型の5個のZn finger motifを有する。これまで、N末端に位置する3個のZn finger motifが三重鎖DNAと結合するのに必要な最小領域であることを確立した。また、この三重鎖DNAに結合するのに必要な最小領域の蛋白質(DBD)を大腸菌内で大量発現する系を樹立し、単品に精製することに成功した。本年度の研究では、精製したMAZのDBDと単鎖DNA、二重鎖DNA、三重鎖DNAとの結合活性をゲルシフト法で解析した。MAZのDBDはc-mycの上流配列由来のホモピリミジン単鎖DNAには結合するが、ホモプリン単鎖DNAには結合しなかった。また未修飾のホモピリミジン単鎖DNAよりも、Cを5-メチルCに置換したホモピリミジン単鎖DNAに強く結合した。さらに、K-rasやEGFRの上流配列由来のホモピリミジン単鎖DNAを共存させた結合阻害実験より、MAZのDBDがc-mycの上流配列由来のホモピリミジン単鎖DNAにある程度特異的に結合することが明らかとなった。一方、MAZのDBDはc-mycの上流配列由来の三重鎖DNAに結合した。MAZのDBDと三重鎖DNAとの結合は、ホモプリン単鎖DNAを過剰に共存させても阻害されなかったが、ホモピリミジン単鎖DNAを過剰に共存させると阻害された。さらに、MAZのDBDとc-mycの上流配列由来の二重鎖DNAとの結合は、ホモピリミジン単鎖DNAや三重鎖DNAとの結合に比べて著しく低かった。現在、X線結晶解析により、MAZのDBDと三重鎖DNAとの複合体の高次構造を明らかにし、MAZのDBDの三重鎖DNA認識機構を原子レベルで解明しようとしているところである。
ERCC2(XPD)遺伝子変異によるDNA損傷修復能および転写機能障害機構解析

D群色素性乾皮症(XPD)にコケイン症候群を合併した稀な臨床例(以下XPD/CS)の解析を通じたDNA修復機構の解明に関する研究。XPD/CSは世界的にみても、当時2例の報告をみるのみで、病態は明らかでなかった。既報告例ではXPD蛋白のC末端近くにアミノ酸置換をもたらす遺伝子変異が報告されていたが、自験例では、N末端近くの第1ヘリカーゼドメイン内のATP結合部位にG47Rのアミノ酸変異をもたらす遺伝子変異を認めた。この結果を2003年IID2003(マイアミ)にてXPD/CS3症例目として報告した。以後は樹立された線維芽細胞株を用いて、英国Sussex大学Alan Lehmann教授と共同研究を進め、XP/CS例では転写に共役したDNA損傷修復の際に、ゲノムDNAが剪断されてしまうことをコメット・アッセイなどで確認し、報告予定である(投稿中)。また自験例で認めたG47R変異はXPDを構成成分とする基本転写因子TFIIHの活性を著しく低下させることで重篤な症状(2歳で発ガンして死亡)をもたらすと考えられたが、同一の変異をもつ英国人が30歳代まで生存する比較的軽症なXPとして報告されていたことが明らかとなり、この逆説的な現象も報告を予定している。(JIDアクセプト掲載予定)D群色素性乾皮症(XPD)にコケイン症候群を合併した稀な臨床例(以下XPD/CS)の解析を通じたDNA修復機構の解明に関する研究XPD/CSは世界的にみても、当時2例の報告をみるのみで、病態は明らかでなかった。既報告例ではXPD蛋白のC末端近くにアミノ酸置換をもたらす遺伝子変異が報告されていたが、自験例では、N末端近くの第1ヘリカーゼドメイン内のATP結合部位にG4 7Rのアミノ酸変異をもたらす遺伝子変異を認めた。この結果を2003年IID2003 (マイアミ)にてXPD/CS 3症例目として報告した。また自験例で認めたG4 7R変異はXPDを構成成分とする基本転写因子TFIIHの活性を著しく低下させることで重篤な症状(2歳で発ガンして死亡)をもたらすと考えられたが、同一の変異をもつ英国人が30歳代まで生存する比較的軽症なXPとして報告されていたことが明らかとなり、この逆説的な現象も報告を予定している(投稿中)。(JIDアクセプト掲載予定)
アカネズミゲノム情報から瀬戸内海の古代河川が残した足跡をたどる

本研究では、瀬戸内海の島々とその周辺に生息するアカネズミのゲノムに残されたDNA多型から古代河川が集団間の遺伝的分化に与えた影響を探ると共に、島とその周辺のアカネズミの遺伝的類縁関係を明らかにし、最終的には、氷河期の終了後、“干上がった瀬戸内海"にどのように海水が入り込んだのかを推定し、地質情報では得られない新しい知見で瀬戸内海の成立史の解明に迫る。まずは、フィールド調査を行い、広島県江田島、倉橋島、呉市から計12個体のアカネズミのサンプルを収集することに成功した。これまでにアカネズミサンプルの収集実績のある島は、古代河川によって分断されてるグループ1(向島、因島、生口島、大三島、伯方島、大島)とグループ2(大崎上島、大崎下島、上蒲刈島、下蒲刈島)のみであったが、さらに異なる古代河川で分断されているグループ3(江田島、倉橋島)のサンプルを獲得した。次世代シークエンサーを利用した分析を計画していたが、以下の進捗状況での説明のように、外注による分析から、福山大学に導入された次世代シークエンサー利用による分析へと変更したため、現在、実験手技やバイオインフォマティクスの確立の段階にある。予定していたミトコンドリアDNAの分析としては、3個体についてDloop領域の分析を行い、江田島(1個体)、倉橋島(1個体)のアカネズミは他の島では見られない新規のタイプを持ち、呉市のアカネズミ1個体は福山周辺で見られたタイプと一致することが明らかとなった。本学で昨年度末に次世代シークエンサー周辺機器の利用手順の整備が完了したため、今期前半には現在のサンプルを用いて分析を進める予定である。本研究費の申請時には、福山大学に次世代シークエンサーがなかったため、全て外注を利用して分析するための予算を計上していた。その後、H29年2月に福山大学にイルミナ社次世代シークエンサーMiSeqが導入され、その後、2018年11月に全ての必要機器・試薬がそろった。このことで、高額な外注に依存する必要がなくなり、より少ない予算で多くのサンプルを分析することができるようになった。しかしながらその一方で、実験手技やバイオインフォマティクスの確立に時間を要し、若干の遅れを見せている。江田島、倉橋島からさらにサンプルを収集し、集団遺伝解析に足るサンプル数を獲得することが課題である。2019年5月にフィールド調査を予定している。次世代シークエンサーの利用については、本学で昨年度末に機器利用の目途が立ったため(実験手技が確立された)、今期前半には現在のサンプルを用いて分析を進める予定である。もともとの計画では、ミトコンドリアゲノムと核ゲノムを別々に分析する計画にあったが、昨今の分析技術を参考にすると、両ゲノムの同時分析が可能であるため、遅れを取り戻す手法として本手法を採用したい。

もともとの計画では、ミトコンドリアゲノムと核ゲノムを別々に分析する計画にあったが、昨今の分析技術を参考にすると、両ゲノムの同時分析が可能であるため、遅れを取り戻す手法として本手法を採用したい。引き続き、次世代シークエンサーを用いたDNA分析のための物品費として使用する。
外科手術後の回復促進因子の検討

1)日帰り全身麻酔患者において、麻酔時間が長いほど帰宅基準に到達するまでの時間が長い傾向があった。術後24時間には咽頭痛や術後痛などの高頻度に発生する不快症状が存在した。2)セボフルラン吸入麻酔による日帰り全身麻酔患者において、麻酔前補液は帰宅基準に到達するまでの時間を短縮した。3)乳癌短期滞在手術患者において、フェンタニル併用セボフルラン全身麻酔は非併用のものに比べ、術後嘔気嘔吐頻度を増加させ、術後回復を遷延させた。4)日帰り子宮鏡手術患者において、亜酸化窒素併用セボフルラン吸入による麻酔導入と維持(VIMA)は非併用のものに比べ、術後悪心嘔吐頻度を増加させた。5)短期滞在乳癌手術患者において、プロポフォール麻酔はセボフルラン麻酔に比べて、術後回復期の心拍変動(HRV)高周波数領域パワー(HF)が高く、低周波数領域パワー(LF)/HF比が低かった。6)脊髄くも膜下麻酔脊導入によりHRVのHFは増加したが、痛覚および運動機能回復とともに回復した。7)モデル予測制御法を用いたBispectral index(BIS)を指標とする静脈麻酔薬プロポフォール投与の自動制御システムは、麻酔科医による手動制御よりも、薬物投与量が少なく、BISをより正確に目標値近辺に維持した。8)ラット培養気管上皮細胞繊毛運動を、吸入麻酔薬イソフルランおよびハロタンは著明に抑制したが、セボフルランはほとんど抑制しなかった。静脈麻酔薬ペントバルビタールは著明に抑制し、静脈麻酔薬ケタミンは高濃度で亢進させたが、静脈麻酔薬ミダゾラムならびに麻酔補助薬デクスメデトミジンは繊毛運動に影響しなかった。1)日帰り(1泊後帰宅も含む)全身麻酔患者を対象とし、麻酔時間の術後回復に対する影響を検討した。麻酔時間と回復室入室後より帰宅基準(PADSS≧9)に到達するまでの時間の間には有意の正の相関関係が存在した。麻酔時間が長いほど術後回復が遷延する傾向があることが明らかとなった。2)セボフルラン吸入麻酔による日帰り(1泊後帰宅も含む)全身麻酔患者を対象とし、麻酔前補液(500mL)の術後回復に対する影響を検討した。補液を行った患者群では行わなかった患者群に比べて、回復室入室後より帰宅基準(PADSS≧9)に到達するまでの時間が短かった。補液は術後回復を促進させることが明らかになった。3)乳癌短期滞在手術患者を対象とし、セボフルラン全身麻酔におけるフェンタニル併用の有無の術後回復に対する影響を検討した。フェンタニル併用患者群では併用しなかった患者群に比べ、術後嘔気嘔吐頻度が高く、帰宅基準(PADSS≧9>に到達するまでの時間が長かったこ。セボフルラン全身麻酔におけるフェンタニル併用は術後回復を遷延させることが明らかとなった。4)モデル予測制御法を用いたBispectral index (BIS)を指標とする静脈麻酔薬プロポフォール投与の自動制御システムを開発し、臨床応用を行った。自動制御によるプロポフォール全身麻酔は、麻酔科医による手動制御よりも、薬物投与量が抑制され、BISをより正確に目標値近辺に維持できることが明らかとなった。5)ラット培養気管繊毛上皮細胞を用いて吸入麻酔薬イソフルランの繊毛運動に対する効果を検討した。イソフルランは投与1分後より繊毛運動を濃度依存性に抑制すること、イソフルランには繊毛運動亢進作用はみられないことが明らかとなった。1)日帰り(1泊後帰宅も含む)全身麻酔患者の術後24時間の不快症状について検討した。術後には咽頭痛や術後痛などの高頻度に発生する不快症状が存在した。2)全身麻酔下短期滞在乳癌手術における術後回復期の心拍変動(HRV)に及ぼす麻酔方法の影響を検討した。

プロポフォール麻酔後はセボフルラン麻酔後に比べて、高周波数領域パワー(HF)が高く、低周波数領域パワー(LF)/HF比が低かった。3)脊髄くも膜下麻酔からの回復を心拍変動(HRV)を用いて検討した。脊髄くも膜下麻酔導入によりHRV高周波数領域パワー(HF)は増加したが、痛覚および運動機能回復とともに回復した。4)日帰り子宮鏡手術患者における亜酸化窒素併用セボフルラン吸入による麻酔導入と維持(VIMA)の術後悪心嘔吐に及ぼす影響を検討した。亜酸化窒素併用VIMAは術後嘔気頻度を増加させた。5)ラット培養気管繊毛上皮細胞を用いて吸入麻酔薬セボフルランの繊毛運動に対する影響を検討し、イソフルランおよびハロタンと比較した。イソフルランおよびハロタンは繊毛運動を濃度依存性に著明に抑制するのに対し、セボフルランには繊毛運動抑制作用は殆ど認められなかった。6)ラット培養気管繊毛上皮細胞を用いて静脈麻酔薬ケタミン、チオペンタール、ミダゾラムおよびペントバルビタールならびに麻酔補助薬デクスメデトミジンの繊毛運動に対する影響を検討した。チオペンタール、ミダゾラムおよびデクスメデトミジンは繊毛運動に影響しなかった。高濃度ケタミンで繊毛運動が亢進した。ペントバルビタールでは繊毛運動が抑制された。
IPTの発現解析による頂芽優勢の分子機構の解明

頂芽優勢は頂芽が腋芽の成長を抑制し、優先的に成長する相関現象である。オーキシンにより腋芽の成長が抑制され、サイトカイニンにより腋芽の成長が促進されると考えられてきたが、その分子機構は明らかにされていない。これまで解析した結果、茎を求低的に流れるオーキシンが茎におけるサイトカイニン生合成の律速酵素adenylate isopentenyltransferase(IPT)の発現を抑制しているために、サイトカイニンが生合成されず、腋芽が成長を開始できないという結論に至った。そこで、オーキシンによるIPTの発現抑制の分子機構を明らかにするために、エンドウからPsIPT遺伝子のプロモーターを単離し、そのオーキシンに対する応答性の解析を行った。エンドウのPsIPT2プロモーター::GUSを導入したシロイヌナズナでは、GUSが植物体全体で発現するが、オーキシンで処理すると、オーキシンに応答してエンドウ組織内と同様な時間経過でmRNAが減少した。そこでこの系を用いて、PsIPT2遺伝子のオーキシンによる転写抑制機構を解析した。まず、プロモーター約2kbを全領域にわたって順次100baseずつ欠失させたプロモーターを作製した後、GUS遺伝子と融合させたDNAを構築し、この改変PsIPT2プロモーター::GUSをシロイヌナズナに導入して形質転換体を作製した。この形質転換体の解析を継続して行う。一方、PsIPT2はエンドウでは、頂芽切除後の茎でしか発現しないが、シロイヌナズナに導入すると根端以外のほとんどの器官で発現する。この現象が、実験系がヘテロなために起こっているか否かを確かめるために、エンドウにおけるPsIPT2とPsIPT1の発現をさらに詳細に調べた。根ではPsIPT2もPsIPT1もほとんど発現していない。頂芽切除後の根でも発現していないが、根を切片にした後に、オーキシンfreeなbufferで振とうし、根の組織に含まれるオーキシンを減少させると、根切片でも、PsIPT2もPsIPT1も誘導されることが明らかになった。つまり、エンドウにおいてもオーキシンが減少すれば根でもPsIPT2が発現する能力を持っている。これらのことは、器官や植物種にかかわらず、オーキシンがPsIPT2とPsIPT1のnegative regulatorであることを意味している。頂芽優勢は、頂芽が腋芽の成長を抑制し、優先的に成長する現象である。この現象には、オーキシンとサイトカイニンが中心的な役割を担っているが、その本質的な仕組みは、明らかではなかった。本研究では、「頂芽優勢におけるオーキシンの役割は、腋芽の成長を促進するサイトカイニンの生合成に関するIPTの発現を抑制することである」という知見を得ている。これは、植物生理学の教科書を書き替える新しい知見であり、この成果を、スペインで開催された第7回国際植物分子生物学会、およびハワイで開催されたPlant Biology 2003で発表した。さらに、オーキシンによるIPT発現抑制機構を明らかにすることを目的とし、まず、PsIPTプロモーター上に存在する既知のオーキシン応答配列(AuRE)配列がIPTの発現抑制に関与しているか否かを検討した。野生型およびAuRE配列を欠失させたIPT1,2 promoter::GUSシロイヌナズナ形質転換体をそれぞれ作成した。この形質転換体の芽生えでは、変異の有無にかかわらず、IPT1は主根の根端、および側根、IPT2は根端以外の根、子葉、および本葉でGUS活性が観察された。このGUS活性は、オーキシン処理、サイトカイニン処理により、変化しなかった。その原因として、GUSは植物体内で安定なタンパク質であるため、オーキシン処理で転写が抑制されても、その変化を検出できなかったからと考えられる。このことは、オーキシン処理後にGUSのmRNAの変動を調べることによって明らかにできると考えられる。また、オーキシンによって発現が抑制されるシロイヌナズナの遺伝子をマイクロアレイで検索し、そのプロモーター上の配列を比較するとATATAAAという配列が多く存在することが、明らかになった。このような解析を行うことにより、オーキシンによるIPT発現抑制に関わるシス配列を同定し、頂芽優勢の分子機構を明らかにできると期待している。前年度までの研究により、「頂芽優勢におけるオーキシンの役割は、腋芽の成長を促進するサイトカイニンの生合成の律速段階を司るIPTの発現を抑制することにある」という、これまでには明らかにされてこなかった新しい知見を得てきた。しかし、オーキシンがどのような分子機構を通して、IPTの発現を調節しているかは、依然として不明である。そこで、まず、PsIPT遺伝子を単離した。PsIPT1プロモーター上には、既知のオーキシン応答配列(AuRE)が存在し、一方、PsIPT2プロモーター上には、オーキシンで誘導がかかる遺伝子に広く保存されている配列(GGTCCCAT)が存在した。これらの配列がオーキシンの発現抑制に関与しているか否かを調べるために、野生型および上記の配列を欠失させたPsIPT1,2 promoter::GUSを導入した形質転換体を作成した。PsIPT1 promoter::GUS植物体では、側根、根端で、PsIPT2promoter::GUS植物体では、根端以外の全組織でGUSの発現が観察された。

このことは、形質転換体では、エンドウと同じような組織特異性を示さないことを示している。GUSタンパク質は、安定なためオーキシン処理時のGUS mRNAの変動を継時的に調べた。その結果、PsIPT2 promoter::GUS植物体のmRNAは、エンドウで見られるのと同様に減少した。このことは、PsIPT2 promoter::GUSは、シロイヌナズナ中でもオーキシンによる抑制を受けることを示している。しかし、GGTCCCAT配列を欠失させた植物体においても、オーキシンでの抑制が見られ、この配列がシス配列として機能していないことが明らかになった。現在、PsIPT2 promoter上流2kbpに上流から100bpの欠失を入れたコンストラクトを持つシロイヌナズナ形質転換体を作製して、オーキシンによる抑制シス配列を明らかにしようとしつつある。頂芽優勢は頂芽が腋芽の成長を抑制し、優先的に成長する相関現象である。オーキシンにより腋芽の成長が抑制され、サイトカイニンにより腋芽の成長が促進されると考えられてきたが、その分子機構は明らかにされていない。これまで解析した結果、茎を求低的に流れるオーキシンが茎におけるサイトカイニン生合成の律速酵素adenylate isopentenyltransferase(IPT)の発現を抑制しているために、サイトカイニンが生合成されず、腋芽が成長を開始できないという結論に至った。そこで、オーキシンによるIPTの発現抑制の分子機構を明らかにするために、エンドウからPsIPT遺伝子のプロモーターを単離し、そのオーキシンに対する応答性の解析を行った。エンドウのPsIPT2プロモーター::GUSを導入したシロイヌナズナでは、GUSが植物体全体で発現するが、オーキシンで処理すると、オーキシンに応答してエンドウ組織内と同様な時間経過でmRNAが減少した。そこでこの系を用いて、PsIPT2遺伝子のオーキシンによる転写抑制機構を解析した。まず、プロモーター約2kbを全領域にわたって順次100baseずつ欠失させたプロモーターを作製した後、GUS遺伝子と融合させたDNAを構築し、この改変PsIPT2プロモーター::GUSをシロイヌナズナに導入して形質転換体を作製した。この形質転換体の解析を継続して行う。一方、PsIPT2はエンドウでは、頂芽切除後の茎でしか発現しないが、シロイヌナズナに導入すると根端以外のほとんどの器官で発現する。この現象が、実験系がヘテロなために起こっているか否かを確かめるために、エンドウにおけるPsIPT2とPsIPT1の発現をさらに詳細に調べた。根ではPsIPT2もPsIPT1もほとんど発現していない。頂芽切除後の根でも発現していないが、根を切片にした後に、オーキシンfreeなbufferで振とうし、根の組織に含まれるオーキシンを減少させると、根切片でも、PsIPT2もPsIPT1も誘導されることが明らかになった。つまり、エンドウにおいてもオーキシンが減少すれば根でもPsIPT2が発現する能力を持っている。これらのことは、器官や植物種にかかわらず、オーキシンがPsIPT2とPsIPT1のnegative regulatorであることを意味している。
かかりつけ薬剤師に求められるコミュニケーション・スタンダード（PCS）の構築

最終年にあたる2018年度には、(4) ACSTを有効に活用するために、ルーブリックを用いた評価者・ファシリテーター養成セミナーを日本薬学教育学会並びに日本ファーマシュティカルコミュニケーション学会で実施した。ファシリテーターの養成に際しては、そのあるべき姿を明示したファシリテータールーブリックも試作した。また、養成したファシリテーター候補者がACSTでファシリテーター体験を積むという一連のプログラムを開発した。将来的に養成したファシリテーターを軸に全国展開が可能となることを企図して、(5) PCSを幅広く評価可能なACST6課題とその模擬患者用シナリオ、6課題ごとのルーブリックが自由にダウンロードできるウェブサイトの構築を行った。なお、(1)(2)(3)(5)の研究過程については、それぞれ日本薬剤師会学術大会にて口頭並びにポスター発表を行った。当初の研究予定と一部変更はあったものの、十分に目標は達成できたと考える。*ルーブリック:学習達成度を示す評価基準を観点と尺度からなる表として示したもの本研究では、かかりつけ薬剤師が目指すべき到達レベルとしての「Pharmaceutical Communication Standard (PCS)」を構築する。さらに、PCSに対する薬剤師の到達度を客観的に評価するためのツール「PCSルーブリック*」および、同ルーブリックを活用したPCSアセスメント、評価者トレーニングに関する標準的プログラムを構築し、“かかりつけ薬剤師"のコミュニケーション力向上への寄与を目的とする。2016年度は、「かかりつけ薬剤師に求められるコミュニケーション能力」を定義するために、関係省庁、団体より示された、薬剤師のあるべき姿、役割に関する文献をレビューし、内容を整理した。また、海外の薬剤師や医師のコミュニケーションコンピテンシーに関する文献調査を実施した。その結果を参考とし、患者、多職種を対象とした、「薬剤師のコミュニケーション上の課題・機会」に関するフォーカスグループインタビュー(FGI)ガイドを作成し、インタビューの実施及び内容分析を行っている。患者インタビューは、3回12名、他職種インタビューは、2回7名(医師1名,訪問看護師3名,理学療法士1名、ケアマネジャー1名、デイサービス管理者(介護職)1名)を終え、分析を進めている。また、並行してPCSトレーニング開発に向けて、ポリファーマシー、残薬をテーマに課題を作成した。その上で、模擬患者養成、ルーブリック(仮)作成を行い、トライアルを実施し、現状の問題点を把握した。ルーブリック*:学習到達度を示す評価基準を観点と尺度からなる表として示したもの多職種フォーカスグループインタビュー対象者のリクルートが進まず、かかりつけ薬剤師に求められるコミュニケーションの整理に遅れがみられるものの、次年度の実施計画に向けて準備を整えることはできた。本研究では、かかりつけ薬剤師が目指すべき到達レベルとしての「Pharmaceutical Communication Standard (PCS)」を構築する。さらに、PCSに対する薬剤師の到達度を客観的に評価するためのツール「PCSルーブリック*」および、同ルーブリックを活用したPCSアセスメント、ファシリテーター養成標準プログラムを構築し、“かかりつけ薬剤師"のコミュニケーション力向上への寄与を目的とする。2017年度は、かかりつけ薬剤師に求められるコミュニケーションコンピテンシーとしてPCSを構築した。PCSは、「基本行動」「対人行動」「問題解決行動」「多職種連携」の4領域で10のコンピテンシー、40のサブコンピテンシーとして整理された。PCSトレーニングプログラム開発に向けて、コンピテンシーをカバーする6つの課題を設定した。昨年の「残薬」「ポリファーマシー」に続き、新たに「多職種連携」「お薬手帳」「感情への対応」「がん患者」を追加し、それぞれのシナリオとルーブリックを準備した。また、ルーブリック評価体験セミナーを実施し、ルーブリックへの理解を促すとともに、「残薬」ロールプレイシーンの動画を資材としたルーブリック評価にもトライしてもらった。最後にルーブリックを用いた形成的評価の実際をモデリングで示し、PCSアセスメントの全容を把握してもらった。参加者アンケートからルーブリックの精度を上げるための意見を収集し、ルーブリック修正に反映した。ルーブリック*:学習到達度を示す評価基準を観点と尺度からなる表として示したもの遅れていた多職種フォーカスグループインタビューの実施・分析を終え、2017年度に予定された1かかりつけ薬剤師に求められるコミュニケーション・スタンダード(Pharmaceutical Communication Standard: PCS)を構築し、その構築過程と完成したPCSを学会発表した。この他、2PCSの到達度評価基準の構築を目的としたルーブリック作成ワークショップは、一歩進んだ形の「ルーブリック評価ワークショツプ」として実施。3PCSルーブリックを用いたPCSアセスメントの試行も行い、全て滞りなく実施された。

当初の研究予定と一部変更はあったものの、十分に目標は達成できたと考える。*ルーブリック:学習達成度を示す評価基準を観点と尺度からなる表として示したもの1)多職種フォーカスグループインタビューの実施:インタビュー協力者が得られたため、インタビューを実施し、早急に分析を進める。2)文献調査、インタビュー調査から得た知見をもとに、PCSを構築する。3)「PCSルーブリック評価体験セミナー」を開催する。PCSとともにルーブリックへの理解を深め、課題実行中のVTRを視聴後、評価に挑戦することで、かかりつけ薬剤師の患者対応におけるあるべき姿とミニマムスタンダードを確認する。主催者側の評価結果を開示し、評価のズレに対する意見や普及のために必要な教育資材などについても意見を求め、最終年度の評価者養成プログラムへと反映させる。すでに、「PCSルーブリック評価体験セミナー」の開催時期並びに場所は設定済みである。最終年にあたる2018年度は、1ファシリテーター養成標準プログラムの構築、2全国のモデル地区におけるPCSアセスメントの実施、3PCSルーブリックおよびPCSアセスメントの普及を目的とした広報ツールおよび情報発信のためのウェブサイト整備を実施予定である。2年間の活動経験から、より効率よく事業展開を図るために、計画の一部変更を行うことにした。2PCSアセスメントの開催は、東京近郊の1箇所とし、その代わりに、1構築されたファシリテーター養成標準プログラムに基づくファシリテーター養成セミナーと2PCSアセスメントセミナー(ACST: Advanced Communication Skill up Training)を連動させ、1で養成したPCSファシリテーター候補者に2のセミナーで実際にファリテーターを体験してもらうことで、ファリテーターとしての学びを深め、自信をつけてもらうようにする。このファシリテーターを中心した全国展開を企図する。また、3使い勝手の良いウェブサイトを整備することで、全国展開の基盤を整える。インタビュー協力者の内、謝金を辞退した人がいたため、当該助成金が生じた。本年度のルーブリック評価体験セミナーで用いたロールプレイ動画を専門家に依頼の予定であったが、役者を協力研究者が担い、VTR撮影・編集を研究分担者の研究室の研究員が担ったことで、経費の節減が可能となった。節減できた分は、今年度経費と合わせて、ウェブサイドの作成に用いる。ウェブサイドで掲載予定の動画は半永久的に視聴される可能性があるために、専門家に依頼し、質の高いものを残す予定である。また、よんどころない理由により会議を欠席したメンバーがおり、その交通費が次年度に繰り越されることになった。
建築構造物のシステム性能を主制御パラメタ-とする多段階応答指定設計法

本研究では、強震時(強震レベル設計応答スペクトル適合地震動群作用時)の平均最大応答量(SRSS法で評価)が指定値以下でかつ激震時(激震レベル同地震波群作用時)の平均応答塑性率が指定値以下であり、かついずれかがほぼ指定値に一致するような「多段階応答制約設計解」を得るための理論を展開し、以下のような成果を得た。1.せん断型構造物では、強震時の最大応答層間変位が弾性限変位の定数倍となるように設計することにより、激震時の応答塑性率が一様となる弾塑性応答制約設計が可能となることを示した。2.平面骨組及び筋達を有する対称平面骨組に対し、柱と梁の材端応答応力度比等の代表応答量が指定値に一致するような強震時応答制約設計解を得るための理論を、逆問題の設計思想に基づく1次固有周期、1次固有モ-ド指定設計法の理論を用いて展開した。3.平面骨組に対し、強震時の応答材端縁ひずみと応答層間変位及び、激震時の応答層間変位と応答層間塑性率が全て指定値以下で、かついずれかが指定値に一致するような設計解を得るための理論を展開した。4.非線形弾性骨組のシステム柔性制約条件下の最適設計公式を用いた激震時部材塑性率指定設計法を開発した。5.せん断型構造物に対し、地盤特性依存型の設計応答スペクトルを用いた応答制約設計理論及び、杭の応答応力度も考慮した応答制約設計理論を展開した。6.高層建築骨組を連続体置換した一次元連続体モデルに対し、べき級数法に基づく1次固有周期、1次固有モ-ド指定設計理論及び、応答変形角制約設計理論を展開した。さらに、Galerkin法に基づき応答曲率制約設計解の順序集合生成法を開発した。7.平板状立体トラスに対し、自重による初期ひずみを考慮した強震レベル上下動入力時の最大応答ひずみを考慮し、応答レベルをパラメタ-とした「応答制約トラスの順序集合」を生成する理論を開発した。本研究では,多段階の設計用外乱に対して応答最大値の分布が指定した分布となる建築構造物の部材集合を見出すことを目的として,システム性能を主制御パラメターとする多段階応答指定設計法を展開し,以下の成果を得た.1.設計用速度応答スペクトルに適合する地震波に対して, SRSS法で評価される平面骨組の材端ひずみが指定値となる部材剛性を見出す理論を展開した.さらに立体骨組に対する同様の理論を展開するための基礎となる「設計用水平力下の弾性立体骨組のひずみ制御設計理論」を展開した.2.地盤特性依存型の設計用速度応答スペクトルに適合する地震波に対して, SRSS法で評価される杭支持剪断型構造物の層間変位が指定値となる層間剛性を見出す理論を展開し,時刻歴解析により検証を行った.また,非弾性応答分布指定下の理論を展開するための予備的数値解析を実施した.3.一次元及び二次元分布質量型構造物の地震時最大縁応力が指定値となる質量分布および対応する標性分布を見出す理論を展開する際の基礎となる,有限要素法に基づく一次固有周期・モード指定設計理論を展開した.4.ラーメン・耐震壁連成モデルについて,一次固有周期・モード指定設計理論を展開し,それに基づくスペクトル適合変位制約設計法を開発した.

5.平板状立体トラスの「最適設計解の順序集合」の概念を「スペクトル適合ひずみ性約設計解の順序集合」の概念に拡張し,種々の応答ひずみレベルに対する応答制約設計解を見出す理論を展開し,それに基づく数値解析手法を開発した.さらに, NONSAPを用いて本理論の検証を行った.6.スペクトル適合変位制約設計理論を用いて設計した平面剪断型構造物の激震時弾塑性応答解析を,ひずみ履歴を追跡できる精密弾塑性応答解析プログラムにより実施し,新たな非弾性応答評価法を展開する際の有益な知見を得た.本研究では、多段階の設計用外乱に対して応答最大値の分布が指定した分布となる建築構造物の部材集合を見出すことを目的として、システムを性能を主制御パラメータとする多段階応答指定設計法を展開し、以下の成果を得た。1.平面剪断型構造物のスペクトル適合変位応答制約設計理論を用いて、強震外乱下の平均最大層間相対変位を弾性限変位の定数倍とした構造物を設計することにより、激震外乱での各層平均塑性率を一様に制約する弾塑性応答制約設計が可能となることを一層詳細な数値解析を通じて示した。また、弾性立体骨組の強震外乱下の平均最大縁歪制御理論の基礎となる、一次固有周期と一次歪モード制御設計理論を展開した。2.弾性剪断型構造物一杭系のスペクトル適合応答制約設計理論を展開し、杭の最大応答応力の許容応力に対する比および最大層間相対変位分布の両者を指定値とする設計法を開発した。また、強震レベルの人工地震波に対する時刻歴応答解析を実施し、本設計法の妥当性を検討した。3.非線形弾性建築骨組のシステム柔性制約条件下の最適設計公式を用いた激震時部材塑性率指定設計法を開発した。激震レベルの人工地震波に対する時刻歴応答解析を実施し、本設計法の精度を検証した。4.指定された非弾性応答分布を示す立体トラスの部材断面積を見出すための基礎資料を得るために、弾性応答ひずみ制約を満たす平板状立体トラスに対して、種々のひずみ、弾性硬化係数を有する場合の激震時弾塑性応答解析をプログラムANSRを用いて実施し、その応答特性を解明した。5.高層建築骨組を連続体置換した剪断棒モデルについて、べき級数法に基づく一次固有周期・一次固有モード指定設計理論を展開した。本理論を用いて、指定した強震時平均最大応答変形角分布を示す剪断棒の剛性分布を見出すスペクトル適合応答制約設計理論を展開した。本研究の目標は、強震レベル設計応答スペクトル適合地震波群作用時の平均最大応答量(SRSS法で評価)が指定値以下でかつ激震レベル同地震波群作用時の平均応答塑性率が指定値以下、かついずれかがほぼ指定値に一致するような「応答制約設計解」を得るための理論を展開することにある。上記強震時の応答層間変位が一様であるせん断型骨組では、上記激震時の応答層間塑性率がほぼ一様となることが確認されている。1.平面建築骨組に対し、強震外乱下では最大応答材端縁ひずみと最大応答層間変位の一方が指定値に一致して他方は指定値以下となり、激震外乱下では最大応答層間変位と最大応答層間塑性率の一方が指定値に一致して他方は指定値以下となるような設計解を得るための研究を展開した。2.平板状立体トラスの、自重による初期ひずみを考慮した強震上下動時最大応答ひずみが一様となる設計解を導き、そのトラス群では初期ひずみもほぼ一様となっていることを例示した。したがって、このトラス群の激震外乱下の応答ひずみ塑性率もほぼ一様となるものと期待できる。3.本研究代表者らがある特定の応答スペクトルに対して展開した、弾性支持されたせん断型構造物の強震時応答制約設計理論を用いて、地盤特性依存型のスペクトルに対する強震時応答制約設計理論を展開した。
波動制御法におけるロバスト解析・設計手法の開発

本研究では,柔軟構造物の振動制御において,波動解析に基づく波動制御法に着目し,特に,非一様構造など,純粋な進行波による解析が困難なシステムに対する波動制御コントローラの設計法について考えた.一定比で変化する梯子型回路に対する波動解析・波動制御法の類推より,閉ループ系とコントローラの伝達関数の差の大きさを表すインピーダンスマッチング指標を考え,その指標に基づく制御系設計法の提案を行った.また,その手法のロボットの接触作業などへ適用を目指し,そのための要素技術として,接触位置検出のための推定法,ならびに,接触状態移行のための制御アルゴリズムの開発を行った.本研究では,柔軟構造物の振動制御において,波動解析に基づく波動制御法に着目し,特に,非一様構造など,純粋な進行波による解析が困難なシステムに対する波動制御コントローラの設計法について考えた.一定比で変化する梯子型回路に対する波動解析・波動制御法の類推より,閉ループ系とコントローラの伝達関数の差の大きさを表すインピーダンスマッチング指標を考え,その指標に基づく制御系設計法の提案を行った.また,その手法のロボットの接触作業などへ適用を目指し,そのための要素技術として,接触位置検出のための推定法,ならびに,接触状態移行のための制御アルゴリズムの開発を行った.本研究では,柔軟構造物などの振動性御において,特に,進行波による解析に基づく波動制御法に着目し,その解析・設計手法を発展させることを目的とする.特に,一様な繰り返し構造でないシステムなど,純粋な進行波による解析が困難なシステムを想定し,そのようなシステムに対する波動制御コントローラの設計手法の確立を目指している.これまでの研究により,一様もしくは一定比で変化する受動素子からなる梯子型回路においては,波動制御コントローラを適用した場合の閉ループ系の伝達関数は波動制御コントローラの伝達関数と(一定比倍の差を除いて)一致することが知られている.本研究では,一様もしくは一定比の場合にみられる波動制御コントローラのこの性質に着目し,閉ループ系の伝達関数とコントローラの差のノルムを指標(インピーダンスマッチング指標と呼ぶ)とする解析・設計法の検討を行っている.本年度は,その第一段階として,もっとも単純な,マス・ばね・ダンパを一方向に連鎖したシステムに対し,コントローラの構造を定数フィードバックに限定した場合において,インピーダンスマッチング指標に基づく最適解の導出を行い,その効果をシミュレーションによる検証した.また,次年度以降に行う実験検証の準備として,塔頂に動吸振器を有する塔型の柔軟構造物を製作し,必要な計測装置等の準備を行った.さらに,上記指標に基づく設計法の他分野への展開として,多リンクロボットシステムが外界と接触作業をした場合の働撃力を,波動制御法の概念を用いて吸収する方法を検討している.本年度は,ロボットの指先に力覚センサが取り付けられた状況を想定し,センサ情報より加った力とその位置を効率的に計算するアルゴリズムの開発を行った.。本研究では,柔軟構造物などの振動制御において,特に,進行波による解析に基づく波動制御法に着目し,その解析・設計手法を発展させることを目的としている.特に,一様な繰り返し構造でないシステムなど,純粋な進行波による解析が困難なシステムを想定し,そのようなシステムに対する波動制御コントローラの設計手法の確立を目指している.これまでの研究により,一様もしくは一定比で変化する受動素子からなる梯子型回路においては,波動制御コントローラを適用した場合の閉ループ系の伝達関数が波動制御コントローラの伝達関数と(一定比倍の差を除いて)一致することが知られている.本研究では,一様もしくは一定比の場合にみられる波動制御コントローラのこの性質に着目し,閉ループ系とコントローラの伝達関数の差のH∞ノルムを指標(インピーダンスマッチング指標と呼ぶ)とする解析・設計法の検討を行っている.本年度は,昨年度に引き続き,インピーダンスマッチング指標の有効性の検証として,一様なマス・ばね・ダンパ系に動吸振器を適用した場合について,同指標を用いて動吸振器のパラメータを最適設計した場合の制振効果をシミュレーションにより検証した.また,より一般構造の繰り返しシステムに対する設計手法の確立を目指し,上記指標に基づく最適化問題の求解アルゴリズムとして,周波数領域におけるH∞最適制御設計法の適用の可能性を,単純な二層のマス・ばね・ダンパ系を用いて検討した.また,昨年度作製した実験装置において,必要な入出力関連のプログラムの構築と動作確認を行った.さらに,上記設計手法の他分野への展開として,ロボットが外界と接触作業を行う場合の衝撃力を波動制御法の概念を用いて吸収する方法を検討しており,そのための要素技術として,ロボットが物体を捕獲運搬設置する場合など,環境との接触状況が動的に変化する一連の作業を統一的に取り扱うためのモデル化とコントローラ設計法の検討を行った.本研究では,柔軟構造物の振動制御法として,波動解析に基づく制振法である波動制御法に着目し,特に,非一様構造など,純粋な進行波による解析が困難なシステムに対する波動制御コントローラの設計手法の確立を目指している.これまでに,一様もしくは一定比で変化する受動素子からなる梯子型回路においては,波動制御コントローラを適用した閉ループ系の伝達関数が波動制御コントローラの伝達関数と(一定比倍の差を除いて)一致することが知られている.本研究では,波動制御コントローラの上記性質に着目し,インピーダンスマッチング指標と呼ばれる,閉ループ系とコントローラの伝達関数の差のH∞ノルムに基づく波動制御コントローラの設計法の検討を行っている.

本年度は,インピーダンスマッチング指標を用いた上記設計法確立の第一段階として昨年度から行っている,動吸振器の最適調整結果について,モード制御法の典型的な設計理論である定点理論に基づく調整結果との詳細な比較を行った.また,一定比で変化する梯子型回路として記述できないシステムに対しても,上記手法の適用を行い良好な結果を得た,さらに,上記指標を考える入出力の位置と調整結果の変化に関する検討も行った.一般構造のシステムに対する波動制御コントローラ設計法の確立という観点では,インピーダンスマッチング問題を制御対象とコントローラの線形分数変換という観点から定式化を行い,状態空間表現による行列不等式による解法についての検討を行った.また,波動制御法の他分野への展開という観点では,外界と接触作業を行うロボットの衝撃力を波動制御法の概念を用いて吸収する方法を検討しており,そのための要素技術として,ノイズを考慮した接触位置の推定法と接触状態の遷移を伴うシステムのための制御系設計法の検討を引き続き行った.
リサンプリング理論と情報抽出の研究

本研究では、リサンプリング法の内の代表的的な2つの手法、すなわちジャックナイフ法とブートストラップ法を取り上げ、これらの方法を推定や検定に適用した場合に、どのような情報が抽出できるかについての検討を行った。その研究手順および得られた主な結果は、以下のようなものである。1.ジャックナイフt統計量の標本分布に対して、統計幾何学的手法を用いて、3次までのエッジワ-ス展開およびコ-ニッシュ・フィッシャー展開を与えた。この結果を具体的な統計量に対して適用するために、本研究では変動係数の推定問題を、理論的および数値的に検討した。その結果、被履確率の観点から、2次のコ-ニシュ・フィッシャー展開は、正規近似をかなり改良しているが、3次の展開はそれよりかなり良いことがわかった。2.二標本層別サンプルに基づいて、2つの母集団平均の差を検定する問題に対して、ブートストラップt検定を適用する方法について研究を行った。帰無仮説の下で検定統計量の分布を精度よく近似し、検定のパワーをあげるために変数変換を行った後、単純無作為標本と層別無作為標本に基づくそれぞれの場合について、検定のサイズと、パワーを数値計算により求め、変数変換を行わない場合を含めて、各場合の比較・検討を行った。その結果、位置変換を行わない場合にはパワーが極めて低いことが判明した。最適な変数変換については、目下検討中である。また層別標本であることを考慮にいれたブートストラップt統計量を提案したが、この統計量による検定は、単純無作為標本の場合の対応する統計量より、パワー、サイズともに向上する場合の多いことが判った。この他、確率過程とそれに関連する問題における情報抽出の研究も行い、いくつかの成果を得た。
エッジとクラウドの連携によるリアルタイム映像処理基盤の実現

超高精細映像の応用分野が,映像コンテンツ制作や医療等へ拡大している.本研究の目的は,映像処理アプリケーション向けにクラウドサービスの計算機の演算・蓄積能力の有効活用を狙い,端末側と映像フレーム単位で同期動作するエッジ部の導入で,リアルタイム処理には不向きと言われたクラウドの課題を克服し,8K超高精細映像のような大容量データを低遅延で処理可能とするアーキテクチャモデルとして提案する.次に100Gbpsのストリームデータ処理能力を持つエッジ部のプロトタイプを作成し,クラウドの計算機群と組み合わせて8K非圧縮映像の処理アプリケーションを題材に,実ネットワーク環境を用いて性能を実証評価する.超高精細映像の応用分野が,映像コンテンツ制作や医療等へ拡大している.本研究の目的は,映像処理アプリケーション向けにクラウドサービスの計算機の演算・蓄積能力の有効活用を狙い,端末側と映像フレーム単位で同期動作するエッジ部の導入で,リアルタイム処理には不向きと言われたクラウドの課題を克服し,8K超高精細映像のような大容量データを低遅延で処理可能とするアーキテクチャモデルとして提案する.次に100Gbpsのストリームデータ処理能力を持つエッジ部のプロトタイプを作成し,クラウドの計算機群と組み合わせて8K非圧縮映像の処理アプリケーションを題材に,実ネットワーク環境を用いて性能を実証評価する.