hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
直交群の保型表現の新しいモデルを用いたL-関数の積分表示

本年度の研究目的は,直交群およびユニタリ群における球ベッセル-ノボドボルスキー関数の存在とその明示公式を求めることであった.そのためには,テ-タ対応の理論を用いて,球ベッセル-ノボドボルスキー関数を球ホイテッカー関数により積分表示し,更に球表現のパラメーターのあいだの具体的な対応関係を知る必要があった.本年度の研究成果は,ユニタリ群の場合に,球表現のパラメーターの対応関係を完全に記述することができたという点である.いまU(n,n),U(n,n+1)をそれぞれ半分裂型ユニタリ群とするとき,これらの球表現はn個の複素数でパラメトライズされる.得られた結果は次のように述べられる.これらの結果は,球ホイテッカー関数の明示公式を用いて,大域的テ-タリフトのフーリエ係数の計算から導かれるある種の積分変換を厳密に計算することにより得られた.直交群と斜交群のペアの場合にも同様の対応関係が示されると期待される.しかしながら,当初の目的であった球ベッセル-ノボドボルスキー関数の明示公式はまだ完全には求まっていない.本年度の研究目的は,直交群およびユニタリ群における球ベッセル-ノボドボルスキー関数の存在とその明示公式を求めることであった.そのためには,テ-タ対応の理論を用いて,球ベッセル-ノボドボルスキー関数を球ホイテッカー関数により積分表示し,更に球表現のパラメーターのあいだの具体的な対応関係を知る必要があった.本年度の研究成果は,ユニタリ群の場合に,球表現のパラメーターの対応関係を完全に記述することができたという点である.いまU(n,n),U(n,n+1)をそれぞれ半分裂型ユニタリ群とするとき,これらの球表現はn個の複素数でパラメトライズされる.得られた結果は次のように述べられる.これらの結果は,球ホイテッカー関数の明示公式を用いて,大域的テ-タリフトのフーリエ係数の計算から導かれるある種の積分変換を厳密に計算することにより得られた.直交群と斜交群のペアの場合にも同様の対応関係が示されると期待される.しかしながら,当初の目的であった球ベッセル-ノボドボルスキー関数の明示公式はまだ完全には求まっていない.
慢性関節リウマチでのT細胞のアポトーシスにおけるHLA-DRB1遺伝子の関与

American College of Rheumatologyの診断基準を満たす慢性関節リウマチ(RA)患者79人の関節滑膜を対象とした。診療記録より血清中リュウマトイド因子、RA発症年令、使用した疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARDs)、関節外症状の合併数、初回手術までの罹患年数をしらべた。RA滑膜をヘマトキシリン染色の所見により、Diffuse synovitis(D群),Aggregate synovitis(AGG群),Follicular synovitis(F群)の三群に分類した。その内訳はD群69例、A群17例、F群17例である。今回の結果ではErosionの有無、DMARDsの数、関節外症状の数など、罹患年数が作用を及ぼし得る項目ではF群とAGG群では明らかな差は観察されなかった。しかし、興味深いことに、リウマトイド因子とHLA-DRB1対立遺伝子型は両群間で有意に異なっていた。この結果は、抗原認識に於いて、HLA-DRB1対立遺伝子型が重要な役割を果たしている事実の裏づけとなっていると考えられる。また、AGG群に比べて、F群では有意に罹患早期に関節手術を受けていた。この結果は、両群間の疾患重症度の違いを直接示していると考えられる。以上の様に、Aggregate synovitisを呈するRA患者に比べて、Follicular synovitisを認めるRA患者の方が、臨床的にも重症度が高い傾向にあり、また、遺伝学的にも異なる可能性が示唆された。SCID(Severe・Combined lmmunodificiency)マウスに1987年のアメリカリウマチ学会(ACR)の診断基準を満たす慢性関節リウマチ(以下RA)患者の滑膜組織を移植することによりマウスのRAモデルを作成し,これに種々のCD抗体を投与することにより,その効果を調べる予定である。このコントロールとして,ACRの診断基準を満たさない単発心性関節炎,変形性関節症の滑膜を移植したSCIDマウスを用いる。滑膜は関節形成術を施行する際に採取している。現在は,RAモデルのSCIDマウスを作成している段階である。具体的には,関節手術施行時に活動性のある滑膜炎組織を採取し,それをHematoxylin-Eosin染色し,三つのタイプ(び慢性滑膜炎型,絨毛性滑膜炎型,肉芽腫性滑膜炎型)に分類する。これに対し,抗CD8抗体,或いは抗CD20抗体を投与し,その抗炎症効果を検討する。また各々の組織型とHLA-DRBl対立遺伝子型との関係も解析する予定である。現時点において,HLA-DRB1対立遺伝子型は既にタイピングしており,RA患者の滑膜標本を集めているところである。我々は慢性関節リウマチ(以下RA)患者の滑膜をSCIDマウスに移植し、そのキメラマウスを抗CD20抗体で治療し、移植滑膜の組織学的、および分子生物学的な変化を観察した。具体的には、関節手術時に採取された滑膜をSCIDマウスの背部の皮下に移植し、その10日後から3日間抗CD20抗体(150μg,300μg,600μg/day)を腹腔内投与した。移植後21日目に滑膜を採取した。移植した滑膜には、CD23陽性のリンパ濾胞形成をともなう炎症細胞浸潤の強いものを選択した。上記抗体で治療した後、リンパ濾胞は消失し、細胞浸潤の程度も明らかに減少していた。CD4抗体を用いて免疫染色を行ったところ、CD20陽性細胞と同様にCD4陽性T細胞も有意に減少していた。一方、マクロファージ(CD68)、血管内皮細胞(Factor VIII)は有意な変化を認めなかった。次にPCR-ELISA法により移植滑膜のmRNAレベルでの各種サイトカインを計測した。Interferon-γ値はCD20抗体の治療により容量依存的に低下していた。一方、tumor necrosis factor-alphaは、有意差は観察されなかった。

以上の結果により、RA滑膜の炎症細胞浸潤はB細胞による抗原提示が重要な役割を示している可能性が示唆された。なお、本研究結果については、Arthritis & Rheumatism誌に投稿する予定である。
FRP損傷過程のフラクタル性に基づく損傷評価手法の検討

複合材料のマトリックス中に生じる損傷や繊維破断の発生様相は複雑であり,損傷力学的に取り扱う場合に,そのメカニズムを考慮することは非常に難しい.本研究ではFRPのマトリックス割れ,繊維破断に注目してその損傷のフラクタル性を検証し,フラクタル損傷力学構築のための知見を得ることを目的としている.マトリックス割れに関しては,その場観察によってフラクタル次元1.6のフラクタル分布であること,繊維破断に関しては破断箇所のフラクタル性が認められることを実験的に示した.フラクタル分布の性質を用いることによって,繰り込みが可能となり,き裂密度の繰り込みを行うことで実際の剛性低下に近い損傷が評価できることを示した.また,CFRPの疲労破壊に関して,繊維破断箇所の繰り込みを行うことによって,疲労発生の限界荷重が引張強度の約70%であることが明らかになった.フラクタル損傷モデルは,複合材料の損傷評価に有効であるが,解析的に検討するためには計算機の能力が不足がちであることが明らかになった.複合材料のマトリックス中に生じる損傷や繊維破断の発生様相は複雑であり,損傷力学的に取り扱う場合に,そのメカニズムを考慮することは非常に難しい.本研究ではFRPのマトリックス割れ,繊維破断に注目してその損傷のフラクタル性を検証し,フラクタル損傷力学構築のための知見を得ることを目的としている.マトリックス割れに関しては,その場観察によってフラクタル次元1.6のフラクタル分布であること,繊維破断に関しては破断箇所のフラクタル性が認められることを実験的に示した.フラクタル分布の性質を用いることによって,繰り込みが可能となり,き裂密度の繰り込みを行うことで実際の剛性低下に近い損傷が評価できることを示した.また,CFRPの疲労破壊に関して,繊維破断箇所の繰り込みを行うことによって,疲労発生の限界荷重が引張強度の約70%であることが明らかになった.フラクタル損傷モデルは,複合材料の損傷評価に有効であるが,解析的に検討するためには計算機の能力が不足がちであることが明らかになった.
最適な福祉衣料の設計のための素材性能の明確化

本研究は、最適な福祉衣料の設計を目指して、その基礎となる素材性能の明確化を企図した。なかでも、寝たきり高齢者や乳幼児用紙おむつと、寝具類を代表して枕の性能設計に焦点を絞り、以下の研究成果を得た。紙おむつの性能設計については、肌触りの良否に関与する圧縮特性、表面特性、熱伝達特性について、含水による性能変化の範囲と特徴を捉えた。そして、肌触りの良否の主観評価との対応により、乾燥状態と湿潤状態ともに肌触りが良いと評価された紙おむつの特性値の範囲を明確にした。また、乾燥状態と湿潤状態における紙おむつの肌触りの良否を、圧縮特性、表面特性、含水特性、構造特性から客観的に予測するための評価式を提案し、その回帰精度を確かめた。さらに、着用快適性に関与するギャザー部素材の肌触りの良否と力学特性、表面特性との関係を捉え、肌触りの良いギャザー部の素材特性の範囲を明確にした。枕の性能設計については、寝心地に関与する枕の力学特性として圧縮特性に着目し、枕の圧縮特性および各種充填材料の圧縮特性と枕の寝心地の主観評価との関係を検討した。そして、寝心地の良い枕の圧縮特性、接触面積、接触圧の範囲を明確にした。また、温熱的寝心地に関わる枕充填素材の有効熱伝導率、水分移動を同時に伴う熱移動と通気抵抗の測定方法を検討し、各種充填材料のこれらの測定値と特徴を明らかにした。そして、ポリエステル、羽毛、そば殻、パイプの4種類の充填材料を用いた平枕を試作して着用試験を行い、30分着用後の最高到達温度や冷温感の主観評価値と、充填材料の有効熱伝導率、枕の接触面積との関係を定量的に評価した。以上より、福祉衣料の快適性と素材性能の関係を捉え、最適な福祉衣料の性能設計の基礎的指針を示した。ここでは、寝たきり高齢者・乳幼児用紙おむつと、枕の性能設計に着目した。紙おむつについては、市販の紙おむつ49種類を試料として、紙おむつの肌触りに関与する圧縮特性、表面特性、熱伝達特性、含水特性について、乾燥状態と含水状態での特性値の範囲を明確にした。また、母親と女子大学生を被験者として、紙おむつの肌触りの良否に関する主観評価を行った。乾燥状態での肌触りの評価は表面特性と相関が高く、摩擦係数の変動や表面粗さの値が小さい紙おむつの肌触りが良いと評価された。含水時の肌触りの評価は、液戻り量、圧縮特性、厚さ・重さと相関が高く、液戻り量が少なく、圧縮柔らかく回復性が良い紙おむつの肌触りが良いと評価された。乾燥状態と含水状態における紙おむつの肌触りを、圧縮特性、表面特性、水分移動特性からの客観的に予測するための実験式を提案した。枕の性能設計については、寝心地に関与する枕の力学特性として圧縮特性に着眼し、枕の圧縮特性および各種充填材料の圧縮特性と枕の寝心地の主観評価との対応づけを検討した。形態や充填材料の異なる市販の枕25種類を試料とし、成人女子31名を被験者として枕の寝心地の主観評価を行った。主観評価と枕の接触面積、頭部に加わる圧力との関係については、接触面積が大きく、頭部にかかる圧力が小さいほど、柔らかく、なじみが良いと評価された。主観評価と枕の圧縮特性との関係は、圧縮仕事量WC、最大圧縮量△Tの対応が得られた。WCや△Tの値が大きい枕ほど柔らかく、なじみが良く、総合評価が良いと評価された。

充填材料固有の圧縮特性は枕の硬さの評価と概ね対応する傾向にあるが、粒子間の滑りの影響も考慮する必要が示唆された。本研究は、最適な福祉衣料を設計するための素材性能の明確化を目標とした。なかでも、寝たきり高齢者や乳幼児用紙おむつど枕の性能設計に焦点を絞り、以下の研究成果を得た。紙おむつについては、着用快適性に関与するギャザー部素材の肌触りの良否と力学特性、表面特性との関係を捉えた。市販の乳幼児・大人用紙おむつ61種類を収集して試料とし、紙おむつ脚部のギャザー部を切り取り、KES-FB計測システムにより引張り、曲げ、圧縮、表面特性を計測した。また、全試料中から30種類を選び、成人女子30名を被験者として脚ギャザー部素材の手触りによる肌触りの良否の5段階評価を行った。紙おむつギャザー部素材の手触りによる肌触りの良否の評価値THVは、表面摩擦係数の変動MMD、圧縮仕事量WC、曲げ剛性Bと強い相関が示された。MMDが小さく滑らかで、WCが大きく圧縮柔らかく、Bが小さく曲げ柔らかいギャザー部素材の肌触りが良いと評価された。THVはMMDの対数変換した値の二次回帰式にあてはまることなど、相関分析によって肌触りの良いギャザー部の素材特性の範囲を明確にした。枕については、温熱的寝心地に関わる枕充填素材の有効熱伝導率、水分移動を同時に伴う熱移動と通気抵抗の測定方法を検討し、各種充填材料のこれらの測定値と特徴を明らかにした。繊維状充填材料の有効熱伝導率は他と比較して小さく、また通気抵抗が大きいことや、ポリエチレンの中空粒子は通気抵抗が特に小さいことなど各種充填材料の特徴を明確にした。また、ポリエステル、羽毛、そば殻、パイプの4種類の充填材料を用いた平枕を試作して着用試験を行った。30分着用後の最高到達温度や冷温感の主観評価値と、充填材料の有効熱伝導率、枕の接触面積との関係を定量的に評価した。
コグニティブマルチホップ環境における自律分散型経路制御方式の研究

本研究では、想定するコグニティブマルチホップ環境における経路制御の中でも経路ループに焦点を当て、これを解決するための自律分散型経路制御方式を実現した。本経路制御方式は、ネットワークを構成する各端末が必要に応じて能動的制御と受動的制御を併用することで経路ループを抑制する。シミュレーション評価の結果、本経路制御方式によって経路ループの発生が完全に抑制され、安定した通信速度を実現できることを確認した。当該年度では,研究課題の根幹である経路ループと経路の発振を防止するための3つの方針を固め,それらのシミュレーション実装し,基本的な性能を確認した.まず,1つ目の方針として,インクリメンタル経路構築がある.これはゲートウェイとなる端末を起点に,その通信範囲にある端末ごとに順次経路を確定していく方式である.この方式により,フラッディングとそれに伴うパケットの消失を抑制することと,初期段階での経路ループ発生を抑制する.2つ目は,プロアクティブ型とリアクティブ型という性質の異なるルーティングアルゴリズムのハイブリッド化である.これは,定期的な情報交換を行いつつ,経路構築・変更時に要求・応答メッセージを用いることで,選択した経路に経路ループが発生していないことを保証する方式である.3つ目は,経路選択時に使用するメトリック(基準値)を複数用いるハイブリッドメトリックである.従来のルーティングプロトコルは,ネットワークのトポロジに基づいて静的に決まる静的メトリックと,通信状況や干渉などの外部要因によって定まる動的メトリックの何れかを使用する.本研究では,経路ループが発生する際の特徴として,ホップ数が増加するという点に着目し,ホップ数が増加しない範囲で動的メトリックに基づいた経路変更を許すというハイブリッド方式を提案している.また,この方式は経路発振を抑える上でも有効である.現在までに,上記内容をシミュレーション上に実装し,基本的な評価を行い経路ループが発生しないことを確認している.また,同様のネットワークを対象とするOLSR,OLSR-ETX,およびLMRをシミュレーション上に実装を行い,比較評価を行っている最中である.さらに,実機での評価のため,提案方式と比較対象の実機実装も並行して行っている.なお,以上の研究は,適宜研究協力者との間で確認をとりながら進めている.前年度までに、本研究の目的である自律分散型経路制御におけるループフリーネスの実現に向けた方式設計を行い、おおよそのシミュレーション実装を行った。最終年度では、前期においてシミュレーション実装を完了し、その有効性をシミュレーション評価によって明らかにした。具体的には、本研究が提案する手法では一切の経路ループが発生しないことを確認し、またそれにともない安定した通信が行えることを確認した。3種類の既存研究と比較した結果、経路ループが発生しなかったものは提案手法のみであったことからも、その有効性が確認できた。また、国際会議において当該研究成果の発表も行った。一方で、経路制御は通信性能向上に寄与するものであるが、TCP通信に対して悪影響を及ぼすことがあることを本研究を行う中で発見した。経路制御によって経路が変更されると、パケットの追越しによる順序エラー発生することがあり、この現象をTCPがパケットロスと誤認して不要な再送制御が行われ必要以上の帯域幅が消費されるというものである。本研究では、上述の経路制御方式に加え、経路制御が与える影響について、並行して検討を行った。この課題に対しては、順序エラー発生時のTCPシーケンス番号の差分と到着間隔に着目してその原因を判定し、冗長な再送を抑制する手法を開発した。この手法に関する成果は、研究発表(2回)と国際会議(1回)にて発表した。実機実装については、上記の両研究において行った。どちらの実装においても、実験から研究目的を達成できることを確認した。今後は、詳細な評価を通じて、実用性に対する検証を行う必要がある。無線ネットワーク当該年度において,研究目的である経路ループおよび経路発振の抑制について,研究実績の概要でも述べたとおり明確な方針を立てた.これらに基づくルーティングプロトコルは,研究計画通りシミュレーションへの実装を終えており,予定通り評価段階へ進んでいる.簡易評価を行ってみたところ,経路ループを完全に抑えられることが確認できており,性能面でも特に問題はないと考えている.実機への実装についても,設計が終了しており,予定どおりの進捗である.今後の推進方策としては,基本的に交付申請書通り,シミュレーションによる最終評価と実機への実装と評価を順次行っていく予定である.シミュレーション評価については,簡易評価で良好な結果となっていることから,予定通り年度前半には終了する予定である.実機実装については,現在のところ設計等における問題はないが,無線インタフェースの特性やデバイスドライバの特性から,難航する可能性もある.その場合は,研究協力者との連携により解決していく予定である.もともと謝金としての使用予定であったが,予定より早く作業終了したことと会計処理の都合から,差額が生じた.差額自体が小さいため,当初予定通り謝金として次年度で使用する予定である.
革新的レドックスフロー電池の創成に向けたマルチフィデリティ設計法の開発

本研究では、風力や太陽光といった自然エネルギーを貯蔵するための次世代蓄電システムとして注目を集めているレドックスフロー電池(RFB:Redox Flow Battery)の超高性能化に向けて、新たな最適設計法の開発を目指している。具体的には、RFBの電解液を輸送するための流路構造に着目し、効率的な電気化学反応と低い圧力損失を実現するために、トポロジー最適化を利用することで、革新的な流路のデザインの創出を図っている。なお、単に従来のトポロジー最適化を適用するのではなく、複合領域最適化の分野で研究が盛んに進められているマルチフィデリティ法のアイディアを取り入れることにより、本来は直接解くことが難しいトポロジー最適化問題を間接的に解くことに焦点を当てている。これにより、非線形の流れ場と電気化学反応を扱うRFBの複雑な流路設計問題を、効率的かつ系統的に解くことを可能にするフレームワークの構築を目指している。これまでの研究実績としては、単純な流れ場を対象としたトポロジー最適化問題に対し、提案するフレームワークを適用し妥当性を検証した。更に、熱流体のようなスカラー輸送を扱う問題に対しても適用することで、妥当性と有効性を検証した。そして、RFBの流動場を対象としたトポロジー最適化問題に適用し、有望な設計代替案を系統的に導出することに成功した。これらの研究成果は構造最適化の分野の国際ジャーナルに投稿中である。トポロジー最適化とマルチフィデリティ法を融合したフレームワークを構築するにあたり、2018年の中頃には提案するフレームワークの妥当性の検証を済ませることができた。その後は、単純な例題から複雑な例題を通して有効性を検証し、2019年の2月にはレドックスフロー電池の流動場を対象とした方法論へと発展させることができた。この時点で、当初計画していた研究はほぼ完遂している。残す課題としては、物理モデルの高精度化と、各種設計パラメータの同時最適化の実現である。上で述べたように、まずは物理モデルの高精度化に関する研究を推進する。具体的には、RFBの電気化学反応を高精度に再現することができる物理モデルを高フィデリティ解析に取り入れることで、より良い最適化構造の創出を図る。また、各種設計パラメータの同時最適化についても検討を進めていく。
咬合診査システムの開発研究

従来、咬合接触関係の分析は、咬合器に付着した模型によって行われてきたが、近年、咬合の診査機器として下顎運動を記録再現するSGGアナライザと、上下歯列の接触関係を記録再生するTーSCANシステムが開発され、それぞれの目的に応用されている。しかしながら、いずれにおいても開発者の意図した範囲の使用に限られており、装置固有の可能性を十分に発揮しているとはいい難い。本研究は、ここに注目し、それぞれの装置の本来有している機能を、咬合の診査、とりわけ重要であると考えられる接触滑走の行われる範囲での様相を、診査・診断可能なシステムとしてインテグレ-トすることを目的に行われた。以前より継続してきたSGGアナライザについては、従来の成果(課題番号62480399)をもとに、接触滑走範囲内での下顎運動を、視覚によるバイオフィ-ドバックを利用することによって非常に簡単に表示、診断できるようになった(第77回神奈川歯科大学学会例会にて発表)。ここで欠けているのが、歯列のどこが接触しているかの情報で、そこにTーSCANの導入を試みたものである。まず、TーSCANシステムの構成を明らかにし(発表論文1)、これとSGGシステム(PCー9801)とのインタ-フェ-スを作成することにより、接触している下顎位における接触部位を、同時に記録可能なシステムを構築した。その結果、SGGによる接触滑走の様相をあらわしたディスプレイ図から、その下顎位を指定すると、瞬時にTーSCANセンサがサンプリングした接触部位を表示することが可能となり、咬合診査を効率的に行えるようになった。また、以上の研究成果を、研究成果報告書としてまとめた。本年度の実施計画は、(1)Tースキャンシステムの精度試験とインタ-フェ-スの改良、及び(2)正常咬合者の歯列模型(形状計測)収集とSGGシステムによる咀嚼パタ-ン分類法の開発に大別され、それぞれ以下のようにすすめた。(1)では、Tースキャンシステムの精度試験を行い、ついでシステムの内部解析を行なった。精度試験は、XーYボ-ルスライドユニットで組み立てた移動定盤と荷重機により行い、以下の結果を得た。1.測定範囲は0.1Kg2.1Kgであること,2.センサフィルムには咬合力の非検出部が存在したが、本研究の目的には十分応用可能である,3.結果を視覚的に確認でき、反復再現性がある(発表論文1)。以上の結果を参考に内部解析を行なった。結果、Tースキャンシステムの基本構造は、マザ-ボ-ドにIBMーPCーATを使用したマイクロコンピュ-タであることが判明した。そこで、ミニフロッピ-ディスク,フルキ-ボ-ドとのインタ-フェ-スを製作し、Tースキャンシステムに接続した。これによりTースキャンシステムは、ディスプレイ、ディスク、キ-ボ-ドを有するパ-ソナルコンピュ-タに改良された。また、測定結果の記録とキ-ボ-ドからの指示ができるために、下顎運動測定装置との、同時記録のソフトウェア開発も可能となった。使用言語はC++で、PCー9801用TurboーCを移植した。以上により、平成3年度の研究準備が完了した。(2)では、咬頭嵌合位付近の滑走運動の分類を明確にするため、従来より行なってきた前頭面投影による開閉口経路の分類に加えて、矢状面及び水平面投影デ-タを使用した。これを三次元棒グラフにプロットすることで、患者固有の咀嚼運動を明確に分類、表現することが可能となった(平成3年度日本補綴歯科学会関東支部会にて発表)。本年度は、(1)咬合調整を目的とした咬合診査用プログラムの開発と、(2)SGGアナライザによる咬合診断を目的としたプログラム開発を行った。

(1)では、TーSCANと他の咬合診査機器(SGGアナライザ)とのデ-タの同時性を確保する事が重要であるため、2年度のシステム解析結果をもとに、TーSCANシステムボ-ド用のインタ-フェ-スボ-ドを製作し、PCー9801(SGGアナライザ)上で全ての操作ができるように改良した。製作したソフトウエアは、センサフレ-ムの基本ドライバ、SGGとの同時サンプリング、結果の表示ソフトである。これにより、(2)で述べる下顎が知りたい位置にあるときの接触関係をPCー9801に取り込むことが可能となり、早期接触部位を表示できるようになった。(2)では、補綴物にとって重要となる咬合面の接触運動範囲(ポッセルト図形上面の曲面形状)を、被検者自身の視覚によるバイオフィ-ルドバックを利用しつつ描記させるソフトを開発した。これにより、上下歯列のガイドによって生じる下顎の垂直的位置変化が明らかとなった(第77回神奈川歯科大学学会例会にて発表)。また、この下顎位での咬合接触状態はTーSCANセンサにより記録,再現可能であるから、簡単にその部位が同定可能となり、咬合関係の診査法として非常に有効であると思われた。しかしながら、センサフレ-ムの位置的分解能が0.05インチ(1.25mm)で固定(改良の余地がない)されているため、実際の咬合調整での使用は困難であり、咬合紙との併用が必要であった。以上の研究結果は、研究成果報告書として印刷配布する。
バゾプレシンの腎作用発現におけるカルシウムの役割

抗利尿ホルモンであるバゾプレシン(AVP)は、腎集合尿細管においてcyclicAMPを細胞内情報伝達物質として水の透過性を亢進させる。このAVPによるadenylate cyclase活性化には、Ca・calmodulinが必須であることが示唆されているが、ホルモン作用時の細胞内Ca動態の調節機序はまだ明らかでない。私たちは、ラット腎乳頭部集合尿細管細胞の培養系において、以下の諸点を明らかにした。AVPは細胞内遊離Ca濃度[Ca^<2+>]iを用量依存性に有意に増加させた。この作用はV_2拮抗剤で完全に阻害されるが、V_1拮抗剤では阻害されず、またV_2アゴニストの1ーdeamino-8-D-arginine vasopressin(dDAVP)でも[Ca^<2+>]iの増加反応は認められた。しかし、dibutyryl cAMPやcatalytic unitを直接刺激するforskdinでは[Ca^<2+>]iの増加反応は発現しなかった。またAVPによる[Ca^<2+>]iの増加は急性相と持続相の2相性の反応であった。急性相の[Ca^<2+>]iの増加は、Ca除去培地(1mMEGTA加)やCa膜ブロッカーであるverapamil、nifedipineやcobalt処置下でも発現したが、増加の絶対量は有意に減少した。またAVPは^<45>Ca influxも観察した20分間にわたり有意に増加させた。Na^+、K^+ーATPase阻害剤ouabainや膜の脱分極を誘発するveratridineや60mMKClはAVPによるcAMP産生を増強させた。これら3剤による増強作用は、Ca除去培地やCa膜ブロッカーの併用により完全に阻害された。[Ca^<2+>]iは、ouabain、veratridineまたは60mMKCl処置により、基礎値92.2±8.0nMから60分後約1.5倍に増加した。このような[Ca^<2+>]iの増加反応もCa除去培地またはCa膜ブロッカー処置により消失した。これらの成績より、AVPは腎乳頭部集合尿細管細胞においてV_2レセプターを介してcAMPと共に[Ca^<2+>]iを増加させること、[Ca^<2+>]iの増加はAVPによるcAMP産生を増強すること、またこの[Ca^<2+>]iの変化は主に細胞外液Caに由来することが示唆される。その後の私たちの研究より、過剰な[Ca^<2+>]i自体は逆にAVPによるcAMP産生を抑制することが明らかとなり、AVP作用発現に対する[Ca^<2+>]iには至適濃度の存在が想定される。その後の私たちの研究より、過剰な[Ca^<2+>]
維新政府による情報・宣伝活動の治史的研究

戊辰戦争期の維新政府が、諸藩・国内民衆・外国人に対して行なった情報・宣伝活動を政治史的観点から分析し、その成果を公表した。とくに諸藩関係では、触頭制という情報伝達制度の重要性を指摘し、民衆関係では、画像史料も活用しながら、新政府軍の宣伝歌であるトコトンヤレ節の流布状況を解明した。外国人関係では、海外所在の未紹介史料を収集し、維新政府を悩ませたプロイセンの反政府的活動に関する新事実を明らかにした。本研究は、戊辰戦争期に維新政府が行なった情報・宣伝活動に関する史料を収集して、これに政治史的観点から分析を加えることを目的としている。本年度の研究成果は以下の通りである。1.諸藩に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析金沢市立玉川図書館近世史料館所蔵の加越能文庫を調査し、維新政府が創出した政治情報伝達制度である諸藩触頭制の下で触頭となった加賀藩の関係史料を閲覧・撮影した。そのうち、加賀藩の公議人らによって作成された「御書付等留」という史料が、明治元年1112月の触頭としての活動を示す重要な史料であることを確認した。2.民衆に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析京都大学附属図書館所蔵の維新特別資料文庫(尊攘堂旧蔵資料)におけるトコトンヤレ節関係史料を調査した。その結果、品川弥二郎が新政府軍の宣伝のために作成・配布したトコトンヤレ節の歌詞摺物(墨摺版)の版木が現存していることを確認した。摺物自体は各種伝存するが、版木の存在は現在ほとんど知られておらず貴重である。3.外国人に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析戊辰戦争期の維新政府が情報・宣伝戦的にも対応を迫られたシュネル兄弟及び駐日プロイセン代理公使フォン・ブラント関係の欧米各国所在史料を収集・分析した。シュネル兄弟関係史料については、研究協力者に依頼して解読・翻訳を進めた結果、従来まったく不明であったシュネル兄弟の家族構成、両親の出身地とその経歴、来日以前における兄弟の経歴などが判明した。ブラント関係史料については、海外研究協力者の助力を得てドイツ・フライブルクの軍事文書館所蔵文書を調査し、奥羽越列藩同盟との秘密交渉に関する文書を収集して解読・翻訳を行なった。1.諸藩に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析鳥取県立博物館所蔵の鳥取藩政資料を閲覧し、鳥取藩による戊辰戦争の戦状届書作成に関する史料や、征討軍内における『太政官日誌』などを媒介とした維新政府の情報伝達に関する史料をデジタル写真撮影によって収集し、その内容を分析した。2.民衆に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析京都大学附属図書館所蔵の維新特別資料文庫(尊攘堂旧蔵資料)に現存するトコトンヤレ節歌詞摺物(墨摺版)の版木について、現物調査及びデジタル写真撮影を行なった。その結果、この版木は、昭和3年11月の尊攘堂祭典記念として模刻されたものであり、このとき頒布された摺物複製品の印刷に利用され、さらに、昭和9年10月の甲子七十年記念祭に際しても、頒布用摺物複製品の印刷に利用されていたことが判明した。3.外国人に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析昨年度収集したドイツ・フライブルク連邦軍事文書館所蔵の幕末維新期日独関係史料について、引き続き海外研究協力者の助力を得て翻刻・翻訳し、その内容を分析した。なお、戊辰戦争期におけるプロイセンと会津・庄内藩との秘密交渉に関する史料、及びシュネル兄弟関係史料を分析した成果の一部は新聞でも報道された(『朝日新聞』2011年2月5日夕刊・同2月7日朝刊など)。1.諸藩に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析仙台市民図書館所蔵の郷土資料のうち、戊辰戦争期に仙台藩が作成・配布した木版刊行物を調査した。これは、奥羽越列藩同盟が軍事総督に推戴した輪王寺宮入道公現親王の令旨を布告するためのものであり、維新政府に抗戦する側の情報・宣伝活動を示す史料として重要であることが確認された。2.民衆に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析香川大学図書館所蔵の神原文庫資料のうち、戊辰戦争期における諷刺替え歌の歌詞を収載した摺物を調査し、トコトンヤレ節だけでも数多くの替え歌が作られ、その歌詞が出版されていることを確認した。さらに、新潟県立佐渡高等学校同窓会所蔵の舟崎文庫史料のうち、佐渡奉行所の地役人であった山西敏弥の手記「幕末遭難記」を調査した結果、奥羽越列藩同盟が占領・管理していた新潟の花街-古町において、新政府軍の進攻前にもかかわらず、既にトコトンヤレ節が流行していたという事実が判明した。

また、京都市右京区(旧・京都府北桑田郡京北町)の山国隊軍楽保存会に、トコトンヤレ節を元歌とする「山国隊歌」が、現在でも伝承されていることを確認した。3.外国人に対する情報・宣伝活動関係史料の収集と分析国内所在史料では、鶴岡市郷土資料館所蔵の阿部正己文庫史料のうち、シュネル兄弟・ゲルトナー兄弟関係の文献史料を調査した。海外所在史料については、ドイツ・フライブルク連邦軍事文書館所蔵の戊辰戦争期におけるプロイセンと会津・庄内藩との秘密交渉に関する文書の分析を継続した。その成果は、日本学士院による日本関係未刊行史料調査事業(国際学士院連合関連事業)の一環として、日本学士院と東京大学史料編纂所が主催した「在外日本関係史料をめぐる国際研究集会」(2012年2月21日開催)において、研究協力者であるボン大学のペーター・パンツァー名誉教授と宮田奈々氏の報告により紹介され、研究代表者も、プロイセンが当初の方針を転換し、会津・庄内藩との交渉開始を決定していたという新事実を追加報告した。なお、この研究成果の一部を基に、NHK・BSプレミアムのテレビ番組「BS歴史館:発見!戊辰戦争幻の東北列藩・プロイセン連合」も制作された(2011年7月1日放送)。
「ボトムアップ型」金属錯体ナノシートの原子層科学：共同研究によるデバイス化の推進

分子性ナノシートの豊富なバリエーションの実証と機能へのフィードバックとして,ジピリン亜鉛錯体ナノシートとテルピリジン金属錯体ナノシートを取り扱った.前者については2015年に筆者が報告した光電変換機能の増強のデモンストレーションを目的に,具体的には,自身優れた色素であるポルフィリンを組み込んだ碁盤格子ナノシートの構築を行った.光電変換能を評価したところ,変換量子収率,光応答範囲がそれぞれ0.86%から2.02%, 450-550 nmから400-650 nmにそれぞれ既報から改善された.後者に関して, Fe2+又はCo2+を有するテルピリジン金属錯体ナノシート積層体が,固体化エレクトロクロミックデバイスの活物質として利用可能であることを2015年に実証したが,本研究ではレドックス特性に代わり光特性の獲得を目指しZn2+類縁体を創製した.紫外光照射により青色発光を示す無色透明の大面積ナノシート積層体を構築し,ナノシート骨格のカチオン性を利用し,アニオン交換による発光性色素分子の導入を行った.この複合体に紫外光を照射すると色素分子からの赤色発光がナノシートからの青色発光を凌駕し,ナノシートから色素分子へほぼ定量的に光エネルギーが伝達されることが確かめられた.人工光合成や太陽光発電などに応用可能な,光エネルギーを効率よく捕集・伝達するナノシートとしての利用が見込まれる.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。グラフェン・遷移金属カルコゲニドに代表される「トップダウン型」ナノシートに研究が集中する一方で,分子・金属イオンから原子層を直接合成する「ボトムアップ型」ナノシートは未だ萌芽的な研究対象であり,応用展開はおろか有用な物性を示した例は存在しない.申請者はこれまでに金属錯体を基盤とする「ボトムアップ型」ナノシートにおける機能創出(光電変換・導電性・エレクトロクロミズム)を世界に先駆けて達成した.本研究ではこの成果をさらに発展させることを目的に設定した.今年度はジピリン金属錯体ナノシートの設計を見直し、ポルフィリンをハイブリッドした配位子の設計・合成と、これを用いたナノシートの合成を行った.その結果,光電変換量子収率が2倍強に,また応答波長も450-550 nmから400-650 nmに拡張され,可視全領域をカバーすることができるようになった.エレクトロクロミズムを示すテルピリジン金属錯体ナノシートについては,中心金属を鉄またはコバルトから,亜鉛へと変更した.その結果得られたナノシートは紫外光照射により青色発光を示した.またカチオン性のフレームワークはアニオン性の色素分子の取り込みを可能とし、色素をゲストとして取り込んだ場合、ホストであるナノシートからゲスト分子への定量的な励起子移動を示すことを見出した。この特性は人工光合成の光捕集系として利用できるものである。多くの高IFを論文を発表できている。分子性ナノシートの豊富なバリエーションの実証と機能へのフィードバックとして,ジピリン亜鉛錯体ナノシートとテルピリジン金属錯体ナノシートを取り扱った.前者については2015年に筆者が報告した光電変換機能の増強のデモンストレーションを目的に,具体的には,自身優れた色素であるポルフィリンを組み込んだ碁盤格子ナノシートの構築を行った.光電変換能を評価したところ,変換量子収率,光応答範囲がそれぞれ0.86%から2.02%, 450-550 nmから400-650 nmにそれぞれ既報から改善された.後者に関して, Fe2+又はCo2+を有するテルピリジン金属錯体ナノシート積層体が,固体化エレクトロクロミックデバイスの活物質として利用可能であることを2015年に実証したが,本研究ではレドックス特性に代わり光特性の獲得を目指しZn2+類縁体を創製した.紫外光照射により青色発光を示す無色透明の大面積ナノシート積層体を構築し,ナノシート骨格のカチオン性を利用し,アニオン交換による発光性色素分子の導入を行った.この複合体に紫外光を照射すると色素分子からの赤色発光がナノシートからの青色発光を凌駕し,ナノシートから色素分子へほぼ定量的に光エネルギーが伝達されることが確かめられた.人工光合成や太陽光発電などに応用可能な,光エネルギーを効率よく捕集・伝達するナノシートとしての利用が見込まれる.今後は有機ナノシートの研究に力を注ぐ。
青年期精神保健におけるTreatment Gapに関する研究

治療が必要な疾患に罹患していても,病院で治療を受けようとしない状況を「Treatment Gap」という。本研究では,青年期の若年層を対象に,精神科医療に対する「Treatment Gap」の実態について調査を行った。主な結果は以下の通りであった。(1)青年期の大学生に,精神科医療に対する「Treatment Gap」が認められた。(2)精神疾患に罹患した可能性のある友人に対しての受診勧奨に影響する主な理由は,「医療への信頼/不信」と「医療の専門性への期待」であった。(3)精神的に不調の際,受診勧奨の受け入れに影響する要因は,「周囲との関係性」と「改善意欲」であった。平成27年度の研究事業において,"Treatment Gap"尺度の作成に向けて,(1) Vignettsの選定,および(2)質問項目の選定を重要な課題であった.これらの課題を解決するために,平成27年度には,(1)先行研究(平成23-24年度科学研究費補助金事業)のデータ分析の整理,および(2)先行研究の情報取集を行った.(1)先行研究のデータ分析:平成23-24年度に行った研究事業では,Vignettをいわゆる「軽症うつ病」の事例1つで検討した.データを再分析した結果,Vignettの事例に対して,調査協力者によっては,疾病性の症例というよりも,文脈性の症例として認識された可能性が示された.分析結果をふまえ,比較的,心因性を念頭に置きやすい「うつ病」の事例だけではなく,「統合失調症」など疾病性を強く意識しやすいVignettの選定も必要と考えた.質問項目については,「うつ病」事例によって収集した項目に加え,疾病性の強い「統合失調症」を加えて再検討する必要性がある.(2)先行研究の情報収集:いわゆる「Treatment Gap」が生じやすい疾患には,アルコール依存症やギャンブル依存症など,依存症の問題もよく指摘されている.そこで平成27年度にはアルコール・薬物依存症関連学会に赴き,情報収集を行った.昨今は,依存症の啓発により状況が悪化する前に治療を受ける層の増加が指摘されていた.当事者は無論,その関係者にも医療機関による問題解決の重要性を周知することの意義を学んだ.現在,当初予定していた「軽症うつ病」の事例だけではなく,「統合失調症」など疾病性が強く意識されると思われる事例についても,主観反応のデータ収集を計画している.そのため,数量化を目的とした尺度の作成前に,「軽症うつ病」の事例について行った研究を「統合失調症」の事例についても検討する計画にしている.そのため,当初予定の尺度構成については平成28年度以降に実施する予定としている.平成28年度は,以下の取り組みを行った.(1)受診勧奨者の要因の検討:申請書に既述したように,精神的不調時に受診態度を促進する要因には,受診勧奨を行う人が信頼できるかどうかが影響をする.過去の研究では,親と友人があげられた.平成28年度では,親について,大学生を対象に,親子関係の特徴と親子のコミュニケーション・スタイルの関連関係を検討した.その結果,親からの圧力的なコミュニケーションは子どもの愛着志向を歪め,ストレス脆弱性を高めることが示唆された.一方,友人についての検討では,その関係性がコミュニケーションを規定することがわかった.(2)精神的不調時での受診勧奨の内容(助言内容)も受診態度に大きく影響する.その際の因果関係のヒントを得るため,平成28年度ではストレスに対する支援についての一般的な知見を探求した.具体的には,スーパーバイズ経験が介護支援専門員の職業性ストレスに及ぼす影響について検討し,ストレス時に助言した場合の受け手への影響を検討した.検討の結果,職務に対するストレスが高い場合,介護支援専門員は,教育的・管理的なスーパーバイズを経験していたが,離職率の抑制に効果的な取り組みは,支持的スーパーバイズであった.すなわち,ストレス時への助言は事態への対処に関わる助言が多く生じるが,助言相手に支持的なものでなければ相手との関係性に影響する可能性があることが推察された.以上の結果から,精神的不調時での肯定的な受診態度の形成には,適切なコミュニケーションで形成された親・友人など信頼できる存在が,支持的な態度を示しながら適切な助言を行うことが重要である可能性が考えられた.また過去の研究をふまえ,助言には精神的不調の解決への期待を抱かせるものであり,かつ医療へのスティグマや不信を抑制する取り組みも必要になる.Treatment Gapが生じる背景には,受診促進要因(受診の必要性・受診への期待・受診勧奨する人への信頼など)と受診阻害要因(精神疾患や精神科医療機関へのスティグマ・精神科医療への不信・医療への不案内など構造的障害など)がある.当初の計画では,これらの要因の項目立てを行うことを予定していたが,各々の要因の背景となる諸因子の検討の必要性を感じ,平成28年度はその諸因子の検討を優先した.そのため,当初予定で作成予定だった"Treatment Gap"尺度及び妥当性の検証が遅延した.研究最終年度である平成29年度には,次の2つの研究課題に取り組んだ。第1に,若者自身が罹患した際のTreatment Gapに影響する要因を検討した。若年層の精神科医療の受診回避に関しては,先行研究も蓄積されており,日本の特に大学生を対象とした場合には,「低い利用ニーズ」や「スティグマ」,「サービスが役立たない」という信念,の関連が指摘された。

29年度に実施した調査の結果,うつ病罹患の可能性がある場合,精神科医療のサービスを利用する方が効果的と理解しているものの,利用の想定は,友人や家族,学生相談室などとくらべ低いことがわかった。ただし,信頼する人からの受診勧奨には58.8%の人が応じ,応じないとした人は5.9%にすぎなかった。理由としては,「治療をして改善したいから」「この状態を抜け出したいと思うから」といった項目評定値が高く,医療機関での専門的サービスへの期待感が強く現れていた。また,「信頼する人から受診するよう勧められた」「周囲に心配をかけたくない」といった周囲への配慮もサービス期待感についで高かった。一方,受診勧奨に応じない人には,「精神科病院はよくわからないから」「精神科病院に行っても自分が理解されると思えないから」というように,医療サービスの理解不足や不信が認められた。第2に,友人が罹患した際のTreatment Gapに影響する要因を検討した。精神的には危機的な友人への受診勧奨を行うか否かについては29.4%が「勧奨を実施」すると答え,23.5%が「しない」,後47.1%は態度を保留した。理由として評定値が高い項目は,「病院に行くのは本人が決めることだから」「まずは身近な人への相談を勧める」というように,友人の受診という事態に責任を意識しての内容であった。本研究では,こうした項目を精選して,Treatment Gap尺度試行版を作成した。治療が必要な疾患に罹患していても,病院で治療を受けようとしない状況を「Treatment Gap」という。本研究では,青年期の若年層を対象に,精神科医療に対する「Treatment Gap」の実態について調査を行った。主な結果は以下の通りであった。(1)青年期の大学生に,精神科医療に対する「Treatment Gap」が認められた。(2)精神疾患に罹患した可能性のある友人に対しての受診勧奨に影響する主な理由は,「医療への信頼/不信」と「医療の専門性への期待」であった。(3)精神的に不調の際,受診勧奨の受け入れに影響する要因は,「周囲との関係性」と「改善意欲」であった。平成28年度では,「統合失調症」に関する予備的調査を早急に進め,平成27年度に計画していた尺度構成を行う予定である.なお,数量化に際し,平成28年度に予定していた分析計画も併せて行う予定である.平成27・28年度の事業への取り組みによって,尺度項目の選定は進捗した.現在,尺度構成のための研究事業を早急に進めていく予定である.当初の研究計画を変更する予定はない.社会心理学平成27年度に予定していた量的調査を,平成28年度に持ち越したため,当初計画していた調査資料・分析ソフト等が,平成28年度に使用する計画になった.そのため,平成28年度に経費が持ち越しになった.「現在までの進捗状況」に既述したように,これまでは当初の計画を進める前の予備的検討を慎重に繰り返しており,このため,当初予定で立案した予算計画を遂行できなかった.主として調査のためのデータ解析機材の購入が必要である.その他,調査用資料およびデータ保存用の記憶媒体およびファイルの購入を予定している.また,先駆的情報収集や研究発表のための国外・国内旅費・書籍代に活用予定である.
情報システム開発における要求抽出技法の実践適応性に関する実査研究

情報システム開発の超上流工程では,「要求抽出」という重要な工程がある。しかし,この工程での欠陥が原因で,後続の開発工程で手戻りや遅延,担当者間の紛争,ひいては企業間の紛争が発生する。一方,研究面では,要求抽出に関して,要求工学の分野ではかねてから技法開発が行われてきている。しかし,そこには技法間の相互関係,適切な技法を選定するための要因,選定方法の整理が十分になされておらず,またそれらは実際の開発現場で利活用されているわけではない。本研究はこれら問題を裏返し,実務で利活用ができうる要求抽出技法選定メカニズムを実証的に明らかにしようと試みるものである。
優秀児と遅進児の教育指導の特性ーフランスにおける固性重視の教育を中心にー

学校教育においてはすべての子どもにその最大限の発達がはかられるのが理想である。しかし現実には,多くの子どものなかにはその知的発達の度合いに差があることも否定できない。したがって画一的な教育水準を設定してそれに子どもをあてはめようとすることは教育上適当でない。適切な指導および子どもの優秀な素質と努力が学習の成功をもたらすのではあるが,他方,種々の理由で遅れがちな子どもに対しても学校教育においてそれにふさわしい指導が必要である。フランスの学校は,正規の教育指導との関連において優秀児と遅進児の指導を適切に行っていることで知られている。日本でも最近「個性重視の教育」が論じられているが、この観点で長年の経験をもつフランスの実態を明らかにし、その知見を日本の教育の改善に資することを目的とする協同研究組織を設けた。具体的にはフランスにおける支援学習(soutien)・深化学習(approfoundi),および学習リズム(rythmescolaire)の実態を究明することとした。報告書には,普通教育における優秀児と遅進児に関する若干の考察として,とくに学習障害児をめぐる問題を分析したものと,学校教育と英才教育の分析,および主要関連文献・統計を掲載した。初年度は、学習指導の特色を示す基本的文献の収集と分析を全員が担当した。そして、優秀児・遅進児の教育に関して以下のように分担した。(1)この学習指導方式のフランス的特色の歴史的検討(相良)、(2)この学習のカリキュラムの基準・具体的内容・教科書教材の分析(有本)、(3)このための独特な指導方法(とくに学習リズムについての分析)(吉田)(4)この学習指導のフランスにおける全体の学校制度における位置付けの検討(手塚)。以上の分析検討にあたっては、他のフランス教育研究者の協力を得て進めた。7月に第1回の研究打合せ会を開催、研究の趣旨・計画内容について討議・確認した。まず、基本的文献の収集と分析を全員で担当することとし、文献目録、図書カタログ等を検討し、購入作業を開始した。ついで、優秀児・遅進児の定議・教育指導方法・進路などの特徴点を検討した。そのさい関連文献・資料の翻訳を進め、討議の材料とした。とくに、ジョスバン教育相の「すべての生徒の学業成功」に関する演説(89.3.23)、「資格証書の国家免状」(87.1.31)が有用であった。12月の会合において、各分担者の研究進行状況を検討した。フランスにおける英才教育の現状、深化学習と補強学習の状況、「例外児教育」(沖原豊代表)の比較研究、などを進めた。また、「エリ-ト教育文献リスト」を作成した。第2年度は,優秀児・遅進児の教育に関して以下のように分担検討を進めた。1.この学習指導方式のフランス的特色の歴史的検討2.この学習のカリキュラム基準・具体的内容・教科書教材の分析3.このための独特な指導方法(とくに学習リズムについての分析)4.この学習指導のフランスにおける全体の学校制度における位置付けの検討報告書には,つぎのものを掲載した。1.「フランスにおける優秀児と遅進児の教育指導」に関する若干の考察ーとくに遅進児ないし学習障害児の場合を中心としてー(吉田正晴)2.ロ-,A.「学習失敗と学習障害」の抄訳(吉田正晴)3.困難を有する生徒のための特別援助のネットワ-クの設置と組織(1990年4月9日付通達)の要旨(手塚武彦)4.フランスにおける学校教育と英才教育(手塚武彦)5.関連資料1)主要関連文献について2)フランス語文献リスト3)関連管計(手沈武彦)
次世代超並列計算機用重力多体問題計算コードの開発

本年度はGPU(Graphics Processing Unit)を用いた多体問題の高速化に関して、大きな進展があった。GPUは単精度、共有時間刻みという制限のもとでは多体問題において高い性能が得られることが過去の研究からわかっていたが、ツリー法等の高度なアルゴリズムとの組み合わせでは実行効率が低下するという問題があった。我々は、ツリー法のアルゴリズムを改良し、GPUにおいて高い効率を得ることに成功した。長崎大学の濱田博士との研究では、長崎大学の128ノードのGPUクラスタを用いて50Tflopsを超える性能を得ることにも成功している。また、Cambridge大学のAarseth博士との研究では、彼の多体問題計算コード「Nbody6」のGPUを用いた高速化に成功した。彼のNbodyシリーズは長い歴史と多数のユーザーを持ち、Nbody4などはGRAPEシリーズによる高速化もうまくいっていた。より高度なアルゴリズムを用いたNbody6では、しかしながら、ハードウェアによる高速化はなされていなかった。我々のNbody6/GPUコードは、2万円程度の安価なGPUを用いたのにも関わらず、500万円のGRAPE-6を用いたNbody4/GRAPEコードよりも多くの場合で高速である。重要な研究成果を2件、報告する。1件目は、N体計算の並列化アルゴリズムNINJA(N-body i`n j Algorithm)を開発したことである。N体計算の並列化手法としては、二重ループの添字にならってi並列とj並列の二種類が知られていたが、この双方を二次元的に組み合わせることで超並列計算機における並列化効率を大幅に改善した。二次元アルゴリズムそのものは全く新しいものではなかったが、従来のものは、平方数のプロセッサしか使えなかった、独立時間刻み法(粒子ごとに刻み幅を変える高度な積分法)との組み合わせで負荷バランスが悪化する、という問題があった。NINJAではこの2つを同時に解決した。現在、8192プロセッサコアのCray XT3で、30Tflops(対ピーク75%)で動作した実績を持つ。京速計算機ターゲットアプリケーション(http://www.nsc.riken.jp/target-application/target-application.html、13番)にも採用された。Cray XD1での計算結果は、情報処理学会シンポジウムHPCS2007にて最優秀論文賞を受賞した。2件目は、高次Hermite積分法をN体計算に応用したことである。Hermite積分法は、披積分関数の導関数を用いる積分法であり、導関数の計算コストが小さい場合には効率よく高精度積分が行えることが知られている。従来、高精度が要求されるN体計算には、加速度の1階微分までを用いた4次のHermite積分が用いられたきた。これは、2階以上の導関数の計算は実用的ではないとされてきたためである。これを、実際のところ2階、3階程度の導関数の計算コストはそれほど大きくならないことに着目し、6次および8次のHermite積分法をN体計算に応用した。6次積分法の計算コストは4次のものと比べて1.5倍程度でありながら、刻み幅は4次のものの23倍にとることができ、従来よりも効率よく計算を行うことができる。8次積分法は、超高精度が要求される太陽系の長時間積分等にも応用が可能である。昨年度は、最近注目をあびるGPUを用いた数値計算も試みてみました。GPUは4万円程度で購入できる安価なものであっても、約400 Gfopsの性能を持ち、これは汎用のCPUの5倍程度の数字です。C言語ベースの開発環境であるCUDAがリリースされてからは科学技術計算への応用も活発に試みられています。GPUを衝突系のN体計算に応用する際の問題点は、今のところGPUでは単精度の計算しかできないということです。そこで私は、全体の計算の中で単精度では桁数が不足する部分にのみ2語を割り当て、複数の演算を組み合わせて実効的に倍精度が得られるようにしました。他のほとんどの演算は、単精度で行われます。この結果、計算精度もGRAPE-6と同等以上のものが得られ、性能も、60万円以上で市販されているGRAPE-6Aと同等のものが得られました。