hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スマートフォン及びタブレットを用いたピクトグラム利活用に関する研究

スマートフォンやタブレットの急速な普及に伴い,情報機器との関わり方に関するリテラシが注目されている.スマートフォン自体の可搬性に加え,プッシュ通知アプリケーションの増加やSNSの普及とも相まって,不意に別の作業に移行してしまったり,スマートフォンの過度な使用が健全な生活活動自体を脅かしうるといった社会問題が発生している.そこで,知識注入型の啓蒙教育や,禁止や抑制による強制的方策が主に取り入れられている.しかしモバイルネット社会がすでに浸透した現在,日常利用の中で不意な操作や行動に対して気づきを与えつつ,自律的に情報機器やSNSとの関わり方を考えさせるシステムを開発した.昨年度に引き続きスマートフォンやタブレット端末の教育利用動向や関連技術について調査をまとめた.研究成果はプログラミング教育やモバイル関係学会で発表した.今年度は特に教育活用にフォーカスを当てている.モバイル端末での表示形式を念頭に入れた上で,教材資料にピクトグラムを内包するかは,障害者生活支援,幼児の概念教育や異文化コミュニケーション支援の分野でコミュニケーション実現や意思伝達の手段として,このような簡易なアプリケーションでも利用価値はあることは既に先行研究でも明らかにされてきた.コンテンツ自体にピクトグラムを適用するケースとコンテンツ間の関係を媒介としてピクトグラムを用いるケースを同時に試行可能なためである.複数の学問領域を横断的に学ぶことができる学部では,複数の教養科目とそれぞれの研究領域の基礎科目を幅広く習得することになるが,そのため学習内容が一体どの様に今後役に立つのかわかりにくく,学生の知的好奇心を養成しづらい.ピクトグラムの様な抽象的表現を媒介に使うことで,科目やそこで使われる教材間のネットワークについていくつか実際のコンテンツを作成した.さらに理解を促進させる目的でピクトグラムを挿入した授業資料を用いて実際に授業を行ったり,プログラミング授業での課題作成にピクトグラムを取り入れた演習を行なった.プログラミングという言葉の一般認識自体を変えていく必要性があると考えており,プログラミングについて拡大解釈してコンピュータ上での実生活の諸作業などに関しても対象とした上で,日常所有しているスマートフォンでプログラミングを想定し,その中でのピクトグラムの利用について調査し研究を進めた.最近の調査では,大学生の9割が既にスマートフォンであるという結果がある,また別の調査ではすでに半数近くの高校生がスマートフォンを所有しているという結果もある.そのような普及期,成熟期においては1)学生が自己判断に基づき自然体で授業中モバイル端末を扱えること.2)「如何に使うか」を考えるだけでなく「如何に使わないか」を考えていくことが重要である.スマートデバイスの日常的利用が認知,心理,行動など身体や心に与える影響について早い段階から認識してもらう教育が大切であることが調査によりわかってきた.そこで,集団活動におけるスマートデバイス利用の規範意識を育成するのが主目的とするシステム「GOSEICHO」を開発した,本システムの最大の特長は,人型のピクトグラムを用いている点である.ピクトグラムは抽象性の高い概念のシンボルなので,人型の標準的なピクトグラムは知覚レベルでは,「人」という概念を想起させる.一方認知レベルでは,利用者の持つ知識や状況,それを駆動する能力により具体的な人物とマッピングされる.「ご清聴ありがとうございます」の発話および表示テキストの主体であるピクトグラムは,発表者と見なす者もいれば,他の聴衆と見なす者,自分自身の投影と見なす者もあり得る.写真では映っている特定の事物を想起し,イラストでも写実性の度合いに応じて想起の対象が限定されてしまい,ピクトグラムを使用した場合の同一視対象の多様性は生じにくい.開発システムの特徴は,大部分の参加者がご清聴しているという現状が背景にあることを連想させることになり,その現状には従わないといけないような心理になりやすいという集団同調バイアスの効用と,ご清聴のパラダイムを基本設計にしている点にある.スマートフォンやタブレットの急速な普及に伴い,情報機器との関わり方に関するリテラシが注目されている.スマートフォン自体の可搬性に加え,プッシュ通知アプリケーションの増加やSNSの普及とも相まって,不意に別の作業に移行してしまったり,スマートフォンの過度な使用が健全な生活活動自体を脅かしうるといった社会問題が発生している.そこで,知識注入型の啓蒙教育や,禁止や抑制による強制的方策が主に取り入れられている.しかしモバイルネット社会がすでに浸透した現在,日常利用の中で不意な操作や行動に対して気づきを与えつつ,自律的に情報機器やSNSとの関わり方を考えさせるシステムを開発した.第一に,急速に普及が進んだスマートフォンやタブレット端末の利用動向や関連技術について調査をまとめた.研究成果は学会誌への掲載やモバイル関係学会で発表した.モバイル端末での表示形式を念頭に入れた上で,メタテキストの内容を検索し,ピクトグラム表示させる様な単純なアプリケーションを実装した.障害者生活支援,幼児の概念教育や異文化コミュニケーション支援の分野でコミュニケーション実現や意思伝達の手段として,このような簡易なアプリケーションでも利用価値はあることは既に先行研究でも明らかにされている.しかしながら,PCや旧世代の携帯電話では,入力方式や操作性に関して限定される.カメラ,GPS,センサー(傾き,光,近接)による暗黙的入力とタッチパネルやマイクによる明示的入力を併用したインタラクションについて検討した.今回,学際領域における教育活用にフォーカスを当てた.理由としてコンテンツ自体にピクトグラムを適用するケースとコンテンツ間の関係を媒介としてピクトグラムを用いるケースを同時に試行可能なためである.複数の学問領域を横断的に学ぶことができる学部では,複数の教養科目とそれぞれの研究領域の基礎科目を幅広く習得することになるが,そのため学習内容が一体どの様に今後役に立つのかわかりにくく,学生の知的好奇心を養成しづらい.理解を促進させる目的でピクトグラムを挿入した授業資料,プログラミング授業での課題作成にピクトグラムを取り入れた演習を用いるなど,実際に授業で利用した.

さらに,ピクトグラムの様な抽象的表現を媒介に使うことで,科目やそこで使われる教材間のネットワークを構築していく.これまでに,教材で使われる語彙の関連をスマートデバイス上で簡易に付与できるwebアプリを実装した,データ工学関係の学会で発表し,非常に高い評価を得た.このプロトタイプにピクトグラムを組み込み拡張していく予定である.スマートフォンやタブレットの急速な普及に伴い,情報機器との関わり方に関するリテラシが注目されている.スマートフォン自体の可搬性に加え,プッシュ通知アプリケーションの増加やSNSの普及とも相まって,不意に別の作業に移行してしまったり,スマートフォンの過度な使用が健全な生活活動自体を脅かしうるといった社会問題が発生している.そこで,知識注入型の啓蒙教育や,禁止や抑制による強制的方策が主に取り入れられている.しかしモバイルネット社会がすでに浸透した現在,日常利用の中で不意な操作や行動に対して気づきを与えつつ,自律的に情報機器やSNSとの関わり方を考えるのが望ましい.これを目的としたシステムGOSEICHOを開発した.GOSEICHOでは人型のピクトグラムを情報提示やインタラクションに利用しているのが特徴である.利用者の持つ知識や状況,能力により具体的な人物を想起つつ情報機器利用に関する行動規範を醸成する.GOSEICHOはWebアプリケーション形式で実装しており,わずか数百行ほどの単一のHTMLファイルである,近年ではSPA(Simple Page Application)と呼ばれる全ての処理を単一のページで完結させるアプリケーションアーキテクチャーが普及している.GOSEICHOは,HTML5の新機能,CSS, JavaScriptの学習コンテンツとしての用途も意識して実装している.指定されたURIにブラウザでアクセスするだけで利用できる.当コンテンツは既に一般に公開(URIはhttp://goseicho.com)しており,ユーザは自由に利用できる.メディア情報処理スマートフォンやタブレットの教育利用におけるピクトグラム利用を幅広い利用想定が見込まれたため,リサーチに時間を要している.教育分野に関しては,学習効果の点から綿密な調査が必要で,本来の進捗予定より多少遅れている.システムの開発に注力したため当初の予定よりやや遅れている.実験分析評価に関して優先後を下げ,スケジュール的に必ずしも厳密でなくてよいと考えていた.スマートフォン(及びタブレット)の利用リテラシについては特に次年度大きな社会問題になると予測していたのが理由である.ピクトグラムの表示方法には次の4通りに大別されると考えている.1)サイン,シグナル,インデックス(文字による補助表示が必要なものも含める)
界面光制御に基づくハイブリッド材料群を用いた革新的脳機能活性化法の創成

本申請研究「界面光制御に基づくハイブリッド材料群を用いた革新的脳機能活性化法の創成」は、ナノレベルの光機能性界面を構築し、神経膜表面の電子的・熱的エネルギー状態を光制御することで、脳の重要な機能の一つである「膜電位」の光活性化を可能にする、画期的光治療法の開発を提案する。本研究の推進により、従来の光遺伝学的手法や、小分子・有機材料・無機材料単体あるいは混合物による活性化では実現不可能であった、遺伝子治療を必要としない600 nmより長波長の光照射により、共同的に機能する界面を用いた「膜電位光変換法」を日本発の独自新技術として創出し、次世代光治療に向けた光機能性ハイブリッド材料における脳活性化という革新的基盤技術へ繋げる。当初研究計画では、A:ポルフィリンナノシート、B:カルコゲンナノシート、C:金キューブポリマーハイブリッド材料による膜電位光変換を目的とした。特に、前半1年半で、主に材料合成と膜電位活性化の評価法の確立を計画した。実際、Aのポルフィリンナノシートの合成に成功した。特筆すべきは、予想外に薄い数ナノメートルの二次元ポルフィリンナノシートの合成が出来たので、このナノシートを積層化させるのではなく、還元型グラフェンとのハイブリッド化を行い、分散系での利用を試みた。生体利用よりも、光触媒反応における増感剤として利用することを考えた(論文執筆中)。B、Cの光熱効果反応による活性化の検討に向け、種々の材料合成を行った。当初は、有機材料での活性化は効率が低いと考え、ガラス基板にこれらのナノ材料を塗布した界面と神経細胞での界面での光反応に基づく活性化を計画したが、意外にも溶液系に分散したナフタロシアニンナノ粒子でも金ナノロッドと同等の熱変換効率を示すことを明らかにし、今回の申請内容の予備結果を得た。また、膜電位活性化評価法の確立に関しては、初年度でほぼ確立した。Aに関しては、計画外の光触媒応用への展開がさらに大きく研究を進展させる可能性があることを見いだした。Bに関しては、概ね有機ナノ材料合成を達成し、近赤外光照射によるカルシウムシグナル操作法の開発をさらに展開する方が妥当であると考えた。Cに関しても、準備段階で国際共同研究に繋がる計画を立て、本申請計画でさらに飛躍的に研究を進展させる可能性を見いだしたため、概ね順調に進展していると考えた。Aに関しては論文のリバイス中で今年度出版を予定している。Bに関しても論文にまとめる。引き続き研究を行うことで、従来の光遺伝学的手法では実現不可能であった、遺伝子治療を必要としない600 nmより長波長の光照射による、投与可能な小分子やナノ材料による「生体膜機能光変換法」を日本発の独自新技術として創出し、次世代光治療に向けた光機能性高機能分子・ナノ材料による脳機能活性化を可能にする基盤技術開発へ繋げる。実験に先立ちこの方法の有効性について検討した。神経軸索を半径10 micro meter、長さ10 cmのシリンダー状構造の脂質薄膜円筒と仮定すると、その静電容量Cは、約1.7 x 10-8 Fと見積もられる。神経細胞膜の生物学的機能を誘起するには、静止膜電位からおおよそ15-20 mV程度の膜電位変換をトリガーとして与え、活動電位の閾値を超える必要がある。この電位差を、上記の軸索シリンダー膜で生成するには、電荷総量ΔQ = C×ΔVより、約nC程度の電荷を膜表面で生成させることが必要となる。パルスラジオリシス法などの経験から、分子間電子移動反応で生じる電荷の総量は、nC程度であり、膜電位のトリガーとして必要な電荷総量を十分に超えている。以上から、分子間電荷分離系が、内在性の神経活動を活性化し、膜電位を変換すると示唆された。本年度は、用いる分子の合成と、測定を行う顕微システムの構築を行った。また熱効果反応によるカルシウムシグナル変換系の構築も行い、目的達成への手がかりを得た。今年度は、計画に従い、ナノ材料や分子の合成を行い、ほぼ完了した。また顕微システム等も確立し、目的達成に向けた予備的な結果を十分に得ることが出来たと判断できるため。

本研究の推進により、従来の光遺伝学的手法や、小分子・有機材料・無機材料単体あるいは混合物による活性化では実現不可能であった、遺伝子治療を必要としない600 nmより長波長の光照射により、共同的に機能する界面を用いた「膜電位光変換法」を日本発の独自新技術として創出し、次世代光治療に向けた光機能性ハイブリッド材料における脳活性化という革新的基盤技術へ繋げる。当初研究計画では、A:ポルフィリンナノシート、B:カルコゲンナノシート、C:金キューブポリマーハイブリッド材料による膜電位光変換を目的とした。特に、前半1年半で、主に材料合成と膜電位活性化の評価法の確立を計画した。実際、Aのポルフィリンナノシートの合成に成功した。特筆すべきは、予想外に薄い数ナノメートルの二次元ポルフィリンナノシートの合成が出来たので、このナノシートを積層化させるのではなく、還元型グラフェンとのハイブリッド化を行い、分散系での利用を試みた。生体利用よりも、光触媒反応における増感剤として利用することを考えた(論文執筆中)。B、Cの光熱効果反応による活性化の検討に向け、種々の材料合成を行った。当初は、有機材料での活性化は効率が低いと考え、ガラス基板にこれらのナノ材料を塗布した界面と神経細胞での界面での光反応に基づく活性化を計画したが、意外にも溶液系に分散したナフタロシアニンナノ粒子でも金ナノロッドと同等の熱変換効率を示すことを明らかにし、今回の申請内容の予備結果を得た。また、膜電位活性化評価法の確立に関しては、初年度でほぼ確立した。Aに関しては、計画外の光触媒応用への展開がさらに大きく研究を進展させる可能性があることを見いだした。Bに関しては、概ね有機ナノ材料合成を達成し、近赤外光照射によるカルシウムシグナル操作法の開発をさらに展開する方が妥当であると考えた。Cに関しても、準備段階で国際共同研究に繋がる計画を立て、本申請計画でさらに飛躍的に研究を進展させる可能性を見いだしたため、概ね順調に進展していると考えた。今後は、実際の膜電位、カルシウムシグナル変換効率の評価を行い、分子、材料の最適化等を行う。Aに関しては論文のリバイス中で今年度出版を予定している。Bに関しても論文にまとめる。引き続き研究を行うことで、従来の光遺伝学的手法では実現不可能であった、遺伝子治療を必要としない600 nmより長波長の光照射による、投与可能な小分子やナノ材料による「生体膜機能光変換法」を日本発の独自新技術として創出し、次世代光治療に向けた光機能性高機能分子・ナノ材料による脳機能活性化を可能にする基盤技術開発へ繋げる。
コミュニケーション障害児の言語能力の発達予測に関する研究

今年度の研究は2つの観点から行った。(1)健常乳児と母親の相互交渉分析と言語発達予測にかんする研究:出生から生後3歳まで追跡調査した対象児のうち11組をとりあげ、有意味語獲得前の8ヵ月時点の乳児の要求・応答行動にたいする母親の働きかけ、応答・意味付け、模倣、言語化などの教示スタイルについて語用論的観点から分析した。その分析結果と各児のその後の言語および周辺領域の発達の諸側面との関連を検討した。主な結果として母親が一緒にあやして遊んだり、乳児の行動を言語化することと2歳時点での語彙や2語文の出現とは有意な正の相関がみられた。また、母親が乳児の遊びに関連した働きかけをすることと乳児が母親を見たり、笑ったり、模倣する頻度の相関も高い。しかし、今回定義した母親の働きかけ方は、その後の乳児のDQにたいして必ずしも一貫した影響をおよぼしてはおらず、さらに検討する必要がある。(2)特殊学級在籍児童の構音能力の追跡調査:これまで行った約80名を対象として3年間の言語能力追跡調査結果のうち、構音能力改善ありとなしの2群について詳しく検討した。その結果、(a)残存している音の特徴は幼児音として比較的遅く習得されるものであったが、誤り方の語内位置には一貫性はみられなかった、(b)理解語彙の増加は必ずしも構音の改善と関連していない、(c)構音の改善した群は聴覚的記銘力も改善、(d)構音が改善した事例では過去3年間に無原則的な誤り方から系統性のある誤り方になっていた一方、まだ構音改善のない事例では無原則的な誤り方がみられた。
腱駆動ロボット機構の知的制御の研究

理論面では(A)腱駆動制御系の安定化の研究と(B)バイアス調整の最適化についての研究を行った。(A)に関して、腱駆動ロボットアームによる位置・カハイブリッド非適応型制御器およびANN制御器を構成し、その安定性について検討した。また、単脚腱駆動機構の重心位置制御を行うため、厳密な入出力線形化に基づいたANN制御器を設計し、シミュレーションによってその有効性を示した。(B)については、目標共振周波数を実現するように腱駆動ロボットアームの関節剛性を自動的に調整する適応型インピーダンス剛性調整器の実現、腱駆動ロボットアームのボール打撃時および受け取り時の最適関節剛性軌道の獲得のための相続値を用いた新GA手法の提案、位置・カハイブリット制御時の力誤差の関節剛性最適化による補償、腱駆動2足歩行ロボットの歩行時の腰軌道、遊脚および支持脚の最適関節剛性のGAによる獲得、等の研究を行った(担当:小林)。また、腱駆動2足歩行ロボットの設計・製作を行った。衝撃を受ける膝および足首関節は腱駆動機構とし、3関節に対して6本の腱を用いることとした。また、膝関節は伸展方向に大きなトルクを発生できる非対称駆動方式を採用した。シミュレーション結果から得られた動作条件を元にモータの選定、各リンクの応力計算・強度設計を行ってリンク構造を決定した。構造解析ソフトを用いた脛部・腿部などの強度の確認と軽量化の検討、機構解析ソフトを用いたリンクモデルとソリッドモデルでの歩行軌道と各種反力・脚各部間の干渉の確認、大きな剛性と伸び量を持つ新型の端末型非線形弾性テンショナーの開発などを行った。システム面では各種インターフェースの作成、FPGAのプログラミングを行った。(担当:田中、兵頭)理論面では(A)腱駆動制御系の安定化の研究と(B)バイアス調整の最適化についての研究を行った。(担当:田中、兵頭)腱駆動ロボット機構の(1)位置・力ハイブリッド制御器と(2)アーム部の厳密な入出力線形化に基づいた制御器について検討した。(1)については、有本等の関節空間での直交化法を用い、腱の柔軟性を用いてそれを目標モータ軌道に変換することで制御系を設計した。その安定性を証明し、有用性をシミュレーションによって実証した。次ぎに、それをニューラルネット制御器に拡張し、その軌道誤差及び力誤差がUUB(ultimate uniform bounded-ness)を満たすことを示した。(2)は腱駆動歩行ロボットのZMP制御を目的とし、ロボットの重心位置を制御することを目的とする。以前、腱駆動ロボット機構全体の厳密な入出力線形化に基づく制御系を提案したが、その構成は複雑でロバスト性が乏しかった。よってここでは、ロボットの動力学に対してのみの厳密な線形化を行い、腱の非線形性は保存した。その制御系の安定性を証明し、4関節で膝と足首の3関節を6本の腱で駆動する単脚機構のZMP制御に適用し、外乱や各種の運動時にも安定に倒立を保持できることをシミュレーションによって示した。なお、これらの結果は腱駆動ロボット機構のみでなく、柔軟な関節を持っロボット機構にも適用可能である。以上の理論的考察と共に、腱駆動2足歩行ロボットの設計も行った。大きさを子供サイズで歩行速度を毎秒1歩とした。また、片足各6自由度で胴体部2自由度とし、両足の膝及び足首関節は6本の腱で駆動することとした。膝関節には人間と同じようなロック構造を導入し過伸展を防止し、人間の膝関節の屈曲伸展比を参考にして腱を非対称に張った。上記の構造に基づいてシミュレータを開発し、シミュレーション結果から得られた動作条件を元にモータの選定を行った。また、各リンクに発生する応力を計算し、それを元に強度設計を行ってリンク構造を決定した。次年度から製作に入る予定である。昨年度に引き続き、(1)位置・力ハイブリッド制御器と(2)機構二部の厳密な入出力線形化に基づく制御器について検討した。

(1)については、直交化を配置空間ではなく関節空間で行ったこと、2次と3次の微分項を近似したことによって、力追従軌道にかなり大きな誤差を生じた。そこで、本年度はバイアス張力の最適化による追従誤差の改善の考察を行った。バイアス張力パラメータをフーリエ係数を用いてコード化し、GAによって最適化を行った。その結果、軌道追従性能に大きな影響を与えることなく、力追従性能を大幅に改善できることを示した。(2)についてはロバスト性を向上させるために、慣性行列と腱張力関数を適応要素で、また、機構部のコリオリ・遠心力と重力および駆動部の慣性項と動粘性項をそれぞれRBFニューラルネットで推定するANN制御器を設計し、その安定性を示した。また、単脚屈伸運動制御シミュレーションによってその有効性を示した。腱駆動2足歩行ロボットの開発に関しては、発熱量の観点からのモータの再選定、機構の再設計(小林担当)、ANSYSによる構造解析に基づく脛部・腿部などの強度の確認と軽量化の検討、並びにMSC.visualNastran 4Dによる機構解析に基づくリンクモデルとソリッドモデルでの歩行軌道と各種反力の確認および脚各部問の干渉の確認(田中担当)、各種センサの選定およびFPGAを用いたインターフェイスシステムの構築(兵頭担当)を行った。後期から製作に取りかかり、現在、全部品の約70%の製作を完了している。なお、1年間で計13回のミーティングを行った。本年度は理論的考察としては(1)腱駆動アームによる位置・力ハイブリッド制御時における力軌道誤差の関節剛性調整による補償、および(2)腱駆動2足歩行ロボットの腰軌道の生成と関節剛性の最適化を行った。(1)については、昨年度は全てのパラメータが正確に分かるという状況で、関節剛性による補償が有効であることを示したが、本年度はそれをANNコントーラに拡張した。(2)に関しては、腱駆動機構を用いると関節が柔らかくなるためZMPを極力足首関節にあわせる必要がある。そこで、遊脚の軌道は固定し、学習によって腰軌道の微調整を行う手法を示した。すなわち、腰の修正加速度を三角関数の線形和で表し、その結合係数を最急降下法を用いて学習した。さらに、歩行に適した関節剛性を獲得するためにバイアス張力ベクトルの時間軌道を、GAを用いて学習し、単脚支持期には遊脚の関節剛'性をできるだけ小さくし、両脚支持期に両足の剛性が入れ替わるなど、合理的な結果を得た。ハード面では昨年までの構造解析に基づいて強度計算を行い、機構の軽量化を行った。すなわち、腿および脛部の強度計算を汎用有限要素解析ソフトANSYSを用いて行い、腱張力を考慮に入れて再計算し、十分な強度と剛性を保ちながら全体で約0.64kg(約2.6%)の軽量化が可能であることが分かった。また、新型の端末型非線形弾性テンショナーの開発を行った。これは従来型とほぼ同等のサイズおよび剛性を維持しながら、その最大伸び量を2倍としており、また、5層構造を取ることで製造および保守を簡単にしている。システム面では各種インターフェースの作成、FPGAのプログラミングを行った。なお、1年間で10回のミーティングを行った。
可視的連続循環移動言語3言語のチェイン形成メカニズムの解明に関する研究

本調査によって、セラヤリーズ語は、埋め込み文を1つ持つWH疑問文において、論理的可能なチェインの組み合わせ(movement and resumptionの組み合わせ)全て4通りを容認することを示した。これは、アイルランド語において、埋め込み文を1つ持つWH疑問文においてmovement and resumptionの組み合わせによる6つの論理的可能なチェインが存在することと並行的であり、本研究は、人間言語のチェイン形成は、movementとresumptionを原理的に自由に使用できることを証明した。さらに、本調査によって、スペイン語のWH移動と主語述語の倒置の間には相関がなく、スペイン語は、これまで、可視的連続循環移動を示す言語であると考えられていたが、そうではないことが明らかになった。研究の目的人間言語のチェイン構造解明のために、可視的連続循環移動を示すセラヤリーズ語のWH疑問文におけるCOMP削除現象を綿密に調査し、どのようなチェインパターンが可能となるのかを明らかにすること。そのために、セラヤリーズ語の母語話者のHasan Basri博士の協力を仰ぐこと。研究成果の具体的内容Finer(1997)がセラヤリーズ語において、WH疑問文を調査することによって、可視的循環移動の証拠を提示した。平叙文では、埋め込み文が一つの場合、主節の動詞にiという要素、埋め込み節の主要部に、kuko 'COMP'が出現するが、その節内部の句をWH移動すると、kukoとともに、iという要素が消去されなければならない。同時に、Finer (1997)は、埋め込み節の主要部に、COMPが出現するにもかかわらず、主節の動詞にiという要素が脱落する例も発見し、セラヤリーズ語は、混合チェインを持つと結論付けた。つまり、最初のケースでは、movement(移動)のみが、そして、次のケースでは、resumption(非移動)と移動が混成しているということである。より明示的に示すと、それぞれ、以下のチェインを持っていることになる。ところが、Finer(1997)は、論理的に可能な他の二つのチェイン(2a,2b)を持つデータが文法的文であると報告していない。そこで、この調査で、私は、(2)のチェインが、セラヤリーズ語で可能かどうかを、母語話者であるHasan Basri氏を日本に招聘し、共同で調査し、その結果、(2a,2b)のチェインは、実際にセラヤリーズ語で可能であることが分かった。意義と重要性本調査によって、セラヤリーズ語は、論理的可能なチェインの組み合わせ全て4通りを容認することを示した。これは、アイルランド語において、5つの論理的可能なチェインが存在することと並行的であり、人間言語のチェイン形成は、movementとresumptionを原理的に自由に使用できることを示している。研究の目的人間言語のチェイン構造解明のために、可視的連続循環移動を示すセラヤリーズ語のWH移動現象を綿密に調査し、どのようなチェインが可能であるかを明らかにすること。研究成果の具体的内容本年度の調査で、セラヤリーズ語のチェイン形成において、2点の主語・目的語非対称性を発見した。1つ目の非対称性は、以下に示す通りである。本言語では、wh句が動詞を超えて移動する際、一致要素(-i)が削除されなければならない。これは、(1a)における目的語wh句移動に見られる。しかしながら、本言語は、動詞先頭言語であるにもかかわらず、主語のwh句移動においては、一致要素(-i)が削除されてはならない。これは、(1b)に示される。さらに、2つ目の非対称性は、以下に示す通りである。本言語は、焦点名詞句は、動詞の前に移動するという特質も持っている。(2a)では、kanre-njo(その食べ物)、(2b)では、iBaso(バソ(人名))が焦点となり、動詞の前に移動した後、さらに、主語wh句移動と目的語wh句移動が起きている。しかしながら、(2b)だけが非文となる。意義と重要性上記に示した2つの非対称性は、以下のことを示唆していると考えられる。主語のwh句は、実際には、移動しておらず、CPSPECに直接併合されるということである。このことから、本言語においては、主語のwh句を含む場合は、移動がなく、残余代名詞を利用したチェイン形成を行っていることが明らかになった。研究の目的人間言語のチェイン構造解明のために、可視的連続循環移動を示すスペイン語のWH移動現象に関して、主語述語倒置とWH移動に相関があるかどうかを明らかにすること。

そのために、スペイン語の母語話者のLuisa Marti博士と、統計学に造詣が深い横山悟博士と共同で調査に当たること。研究成果の具体的内容Torrego (1984)は、スペイン語のWH移動とそのWHが通過した途中の主語述語の倒置に相関があると主張している。一方、Uribe-Etxebarria(1992)は、スペイン語のWH移動と主語述語の倒置の間には、相関がなく、主節のWH句と述語が隣接していればよいと主張している。両者は、同じ構造のWH疑問文に対して、異なる判断をし、そこから、理論を構築している。本研究では、スペイン語母語話者は、実際に、ターゲットとなるWH疑問文について、どのような判断をするのかを明らかにした。19名のマドリード在住のスペイン語母語話者である大学生に、Visual Analogue Scale (VAS)法を用いた調査用紙を配布し、ターゲットとなる文について、そのスペイン語としての自然さの度合いを調査した。19名の内16名は、既に言語学を学んだことがあった。統計処理の結果は、Uribe-Etxebarria(1992)の予測を支持し、Torrego(1984)の予測とは相容れないことを示した。意義と重要性本研究の結果、スペイン語のWH移動と主語述語の倒置の間には相関がなく、スペイン語は、これまで、可視的連続循環移動を示す言語であると考えられていたが、そうではないことが明らかになった。この結果により、新たな重要な問題が浮上した。それは、Uribe-Etxebarria(1992)が正しいとすると、主節以外において、主語述語の倒置がなぜ生じるのかという問題である。
密着結合におけるモジュール構造とその上皮可塑性における役割の解明

本研究においては、密着結合の構造と機能における機能分化について、分子レベルで解明することにより、その機能分化の生理的意義を明らかにすることを目指す。これまでに、密着結合の構造と機能におけるClaudinファミリー分子群の役割を明らかにするために、Claudin欠失細胞の表現型解析を行ってきた。その結果、Claudin欠失細胞においては1密着結合のストランド構造は欠損するものの、細胞膜同士は近接していること、2電解質や低分子に対するバリア機能は破綻するものの高分子に対するバリア機能は残存すること、3上皮極性は正常であること、を見出した。密着結合の構造と機能に必須であるZO-1/2を欠損すると細胞膜の近接や高分子に対するバリア機能は消失し、上皮極性が破綻することから、Claudin以外の膜分子がこれらのClaudin-independentな密着結合の構造と機能の制御に重要な役割を果たすと考えられた。そこで、まずClaudin欠失細胞の表現型解析を進めたところ、Claudin欠失細胞においては密着結合の膜タンパク質のうち、Occludinの局在は減弱したのに対し、JAM-Aの細胞間接着部位への集積が顕著に亢進した。そこで、JAM-Aの機能を明らかにするために、JAM-A KO細胞およびClaudin/JAM-A KO細胞を作成した。その結果、JAM-A KO細胞においては顕著な異常は認められなかったが、Claudin/JAM-A KO細胞においては細胞膜の近接が阻害され、高分子に対するバリア機能が著しく低下し、上皮極性が部分的に破綻した。これらの結果から、ClaudinとJAMファミリー分子群は協調的に密着結合の構造と機能を制御することが明らかとなった。平成30年度の主要な課題であった密着結合における機能モジュールの分子的実体の解明については、JAM-AがClaudin-independentな密着結合の構造と機能において主要な役割を担っていることを明らかにすることができた。これまで、JAMファミリー分子群が密着結合の構造と機能においてどのような役割を担っているかについてははっきりとしなかったことから、この結果は密着結合研究において重要な進展だと考えられる。また、これらの結果は、Claudinと密着結合のストランド構造が存在しない状況であっても高分子に対するバリアが形成できることを示唆しており、今後このようなClaudin-independentなバリアが生体内に存在するのか否かを検討してみたい。また、Claudin/JAM-A KO細胞においては上皮極性が部分的に破綻したが、極性シグナル伝達経路の構成因子であるPar-3やaPKCの局在には大きな異常は認められていない。これらの結果は、ClaudinおよびJAM-Aは細胞膜上にフェンスを形成することにより膜タンパク質や脂質の側方拡散を抑制しているとの可能性を支持している。今後、ClaudinおよびJAM-Aがどのようにフェンス機能を制御するのかについてその分子機構を明らかにしたい。一方で、Claudin/JAM-A KO細胞においては部分的に細胞膜同士の近接が残存し、バリア異常や上皮極性の異常はZO-1/2 double KO細胞に比べるとやや弱いことから、JAM-A以外の膜分子(JAM-B/CやCAR、Occludinなど)がまだ寄与している可能性が考えられる。今後、RNAseqを用いてMDCK II細胞に発現する密着結合関連分子群を網羅的に同定し、密着結合の機能モジュールの分子的実体の全貌を解明したい。密着結合の成り立ちを理解し、密着結合のモジュール構造の人為的制御系を開発するために、密着結合の裏打ちタンパク質であるZO-1の構造機能解析を進める。また、Claudin/JAM-A KO細胞において密着結合の構造と機能に寄与している分子群を明らかにするため、RNAseqを用いた網羅的発現解析を行い、発現する密着結合膜タンパク質を同定し、ゲノム編集を用いたKO実験を進める。さらに、平成30年度に明らかにしたClaudin-independentな高分子に対するバリア機能およびClaudin/JAM-A依存的なフェンス機能に注目し、その成り立ちと生理的意義を明らかにすることを目指す。具体的には、JAM-Aが形成する接着構造の形態学的・生理学的特徴を明らかにするため、JAM-A発現線維芽細胞、Claudin欠失細胞、Claudin/JAM-A KO細胞の形態学的・生理学的解析を進める。また、生体内でClaudin-independentな高分子バリアを形成する組織に注目し、その組織におけるJAMファミリー分子群の発現解析を行う。また、それらの組織においてJAMファミリー分子群の機能阻害実験を行うための技術的基盤を確立することを目指す。さらに、Claudin/JAM-A KO細胞へのJAM-A変異分子の再構成実験、Claudin欠失細胞における上皮極性形成機構を解析することにより、JAM-Aがどのようにフェンス機能と上皮極性形成に関与するのか、その分子機構を解明することを目指す。

密着結合の構造と機能に必須であるZO-1/2を欠損すると細胞膜の近接や高分子に対するバリア機能は消失し、上皮極性が破綻することから、Claudin以外の膜分子がこれらのClaudin-independentな密着結合の構造と機能の制御に重要な役割を果たすと考えられた。そこで、まずClaudin欠失細胞の表現型解析を進めたところ、Claudin欠失細胞においては密着結合の膜タンパク質のうち、Occludinの局在は減弱したのに対し、JAM-Aの細胞間接着部位への集積が顕著に亢進した。そこで、JAM-Aの機能を明らかにするために、JAM-A KO細胞およびClaudin/JAM-A KO細胞を作成した。その結果、JAM-A KO細胞においては顕著な異常は認められなかったが、Claudin/JAM-A KO細胞においては細胞膜の近接が阻害され、高分子に対するバリア機能が著しく低下し、上皮極性が部分的に破綻した。これらの結果から、ClaudinとJAMファミリー分子群は協調的に密着結合の構造と機能を制御することが明らかとなった。平成30年度の主要な課題であった密着結合における機能モジュールの分子的実体の解明については、JAM-AがClaudin-independentな密着結合の構造と機能において主要な役割を担っていることを明らかにすることができた。これまで、JAMファミリー分子群が密着結合の構造と機能においてどのような役割を担っているかについてははっきりとしなかったことから、この結果は密着結合研究において重要な進展だと考えられる。また、これらの結果は、Claudinと密着結合のストランド構造が存在しない状況であっても高分子に対するバリアが形成できることを示唆しており、今後このようなClaudin-independentなバリアが生体内に存在するのか否かを検討してみたい。また、Claudin/JAM-A KO細胞においては上皮極性が部分的に破綻したが、極性シグナル伝達経路の構成因子であるPar-3やaPKCの局在には大きな異常は認められていない。これらの結果は、ClaudinおよびJAM-Aは細胞膜上にフェンスを形成することにより膜タンパク質や脂質の側方拡散を抑制しているとの可能性を支持している。今後、ClaudinおよびJAM-Aがどのようにフェンス機能を制御するのかについてその分子機構を明らかにしたい。一方で、Claudin/JAM-A KO細胞においては部分的に細胞膜同士の近接が残存し、バリア異常や上皮極性の異常はZO-1/2 double KO細胞に比べるとやや弱いことから、JAM-A以外の膜分子(JAM-B/CやCAR、Occludinなど)がまだ寄与している可能性が考えられる。今後、RNAseqを用いてMDCK II細胞に発現する密着結合関連分子群を網羅的に同定し、密着結合の機能モジュールの分子的実体の全貌を解明したい。密着結合の成り立ちを理解し、密着結合のモジュール構造の人為的制御系を開発するために、密着結合の裏打ちタンパク質であるZO-1の構造機能解析を進める。
新燃焼法による木質系難処理災害廃棄物の超低温燃焼技術の開発と固体燃料化の推進

東日本大震災および福島第一原子力発電所の事故により大量の災害廃棄物が発生した.なかでも海水を飽和した海底瓦礫や放射性物質を含む廃棄物の処理は,復興における最大の課題のひとつである.本研究では,研究代表者が考案した木質バイオマスの二段階燃焼法を応用し,上述の廃棄物の中でも減量化の困難が想定される木質系廃棄物の塩分や放射性物質の拡散を抑制する低温燃焼技術の開発と燃料化による利用を目的とした.ここでは,製作した小型燃焼器を用い,木材チップに人工海水を飽和させ,さらに含水率を13, 22, 38%に設定した模擬廃棄物を使用して二段階燃焼法による燃焼実験を行った.その結果,塩分を含む場合でも分解燃焼過程と表面燃焼過程に分離して二段階で燃焼することを確認した.そして本実験範囲では,供給空気量の操作によって分解燃焼過程で約550980°C,表面燃焼過程で約5501030°Cの範囲で燃焼温度が制御できること,いずれの含水率においても安定した燃焼が保持できることを明らかにした.また,本燃焼器を用いた同一模擬廃棄物による従来の火格子燃焼との比較から,本燃焼法では, 1廃棄物からの塩分の拡散を抑制し,含有塩分の大部分が結晶化して燃焼灰とともに回収できる2塩化水素の発生量は,少なく,かつ燃焼温度の低下とともに減少する.さらに,燃焼器内部に設置したSUS316製熱電対保護管では,燃焼温度の低下とともに腐食の低減が観察された.これらのことから,塩分を含む木質廃棄物の焼却・減量化における本燃焼法および低温焼却の有用性と,燃料化による利用が可能なことがわかった.東日本大震災および福島第一原子力発電所の事故により大量の災害廃棄物が発生した.なかでも海水を飽和した海底瓦礫や放射性物質を含む廃棄物の処理は,復興における最大の課題のひとつである.本研究では,研究代表者が考案した木質バイオマスの二段階燃焼法を応用し,上述の廃棄物の中でも減量化の困難が想定される木質系廃棄物の塩分や放射性物質の拡散を抑制する低温燃焼技術の開発と燃料化による利用を目的とした.ここでは,製作した小型燃焼器を用い,木材チップに人工海水を飽和させ,さらに含水率を13, 22, 38%に設定した模擬廃棄物を使用して二段階燃焼法による燃焼実験を行った.その結果,塩分を含む場合でも分解燃焼過程と表面燃焼過程に分離して二段階で燃焼することを確認した.そして本実験範囲では,供給空気量の操作によって分解燃焼過程で約550980°C,表面燃焼過程で約5501030°Cの範囲で燃焼温度が制御できること,いずれの含水率においても安定した燃焼が保持できることを明らかにした.また,本燃焼器を用いた同一模擬廃棄物による従来の火格子燃焼との比較から,本燃焼法では, 1廃棄物からの塩分の拡散を抑制し,含有塩分の大部分が結晶化して燃焼灰とともに回収できる2塩化水素の発生量は,少なく,かつ燃焼温度の低下とともに減少する.さらに,燃焼器内部に設置したSUS316製熱電対保護管では,燃焼温度の低下とともに腐食の低減が観察された.これらのことから,塩分を含む木質廃棄物の焼却・減量化における本燃焼法および低温焼却の有用性と,燃料化による利用が可能なことがわかった.
スキーマ・グラマ-を用いた伝統的空間構成の分析

建築空間を個々に分析するのではなく,建築の集合について,そこに普遍的にみられる空間構造を把握するために,スキーマグラマ-という概念を提案した。すなわち,空間構成を規定している規則性をスキーマルールとして捉え,空間構成の隠れた構造を明らかにすることを試みる。最初にこうした方法論を整備するとともに,日本と中国の古代都市の平面についてスキーマグラマ-を構築し,方法論の有効性を確認した。日本の伝統的空間である町家について87の平面を収集し,スキーマグラマ-を構築した。このグラマ-より,73の町家平面が導出可能であることを確認した。スキーマルールの適用状況を調べると,時代が下がるにしたがって,町家奥部分の座敷や離れの多様化,充実化が判明した。草庵風茶室と呼ばれる小間の57の茶室について,スキーマグラマ-を構築した。その結果,亭主と客との対峙を表すイニシャルスキーマから茶室空間が導出されること,また,床からにじり口への方向性を出現させるスキーマルールがあること,スキーマグラマ-を介して,武家茶人による茶室平面に多い逆勝手となる平面は,開口との関係で,開口を大きくとるために出現したと解することができることなどを明らかにした。民家平面を分析するため,新たにSALと呼ぶ空間記述言語を開発し,コンピュータにより自動的にスキーマグラマ-を構築する方法を提案した。これを用いて,113の東北民家平面よりスキーマグラマ-を構築し,各地域別のスキーマルールの適用の違いから地域的特性を把握できることを示した。本年度は,日本の伝統的空間をスキーマ・グラマ-によって記述し,その特徴を抽出することを,町家と茶室について実施し,一方,コンピュータを活用して,スキーマ・グラマ-により建築平面が導出可能であることを確認するアルゴリズムの開発も行った。その内容を下記に示す。1.町家平面のスキーマ・グラマ-分析総計87の町家について平面図(復元平面図),建築場所,建築年,写真等の資料を収集し,収集された資料を元に,スキーマ・グラマ-を抽出した。抽出されたスキーマ・グラマ-により,(1)各町家平面の導出可能性を調べた結果73の町家平面については導出可能であること,(2)使用ルールの特徴から時代を経るに従って「ハナレ」の充実されることが明らかとなった。2.茶室平面のスキーマ・グラマ-分析総計100の茶室建築の平面図,建築年,設計者を,資料としてデータベース化し,この資料を元に,スキーマ・グラマ-を抽出した。抽出されたスキーマ・グラマ-により,(1)主要な茶室平面が導出できること,(2)いわゆる武家の茶室と呼ばれる茶室の開口の多いことと逆勝手となることには空間構成上関係のあることを見いだした。3.スキーマ・グラマ-の人工知能を活用した分析法の開発簡単な平面構成の場合に,人工知能言語prologを活用して,与えられたスキーマ・ルールから各建築プランの導出可能性を確認するためのアルゴリズムを作成した。前年度までに,日本の伝統的空間である町屋と茶屋について,それらをスキーマ・グラマ-によって記述し,その特徴を抽出することを実施し,一方,コンピュータを活用して,スキーマ・グラマ-により建築平面が導出可能であることを確認するアルゴリズムの開発も行った。本年度は新たに民家を対象として同様の分析をするとともに,平面図からスキーマ・グラマ-をを人工知能を利用して求める方法を開発した。以下に、その内容を下記に示す。1.民家平面のスキーマ・グラマ-分析総計113の東北地方の町屋について平面図(復元平面図),建築場所,建築年,写真等の資料を収集し,収集された資料をデータベース化した。これを元に,民家の位置を旧藩の地域で分類し,地域毎にスキーマ・グラマ-を抽出した。

抽出されたスキーマ・グラマ-により,ある地域だけに必要なスキーマルールと全地域に必要なスキーマルールのあることを示した。このことから,民家により普遍的な空間構成と地域性を持った空間構成があることが明らかにした。2.スキーマ・グラマ-の人工知能を活用した分析法の開発簡単な平面形態の場合に,与えられた平面図からスキーマ・グラマ-を見いだすための数理的方法を求め,この方法を使用して,民家平面のスキーマ・グラマ-を求め,方法の有効性を確認した。前年度までに,日本の伝統的空間である町家,茶室および民家についてスキーマグラマ-によって記述し,その空間構成の特徴を抽出することを試みた。同時に,こうした平面分析を行うために,コンピユ-タを活用し,スキーマグラマ-により建築平面が導出可能であることを確認するアルゴリズム,平面情報からスキーマグラマ-を構築するアルゴリズムを開発してきた。本年度は,こうした成果を基に,これまでに得られた各種の伝統的空間のスキーマグラマ-を人工知能を用いたアルゴリズムにより確認するとともに,日本の伝統的空間の特徴を総合的に分析した。以下にその内容を記す。1.スキーマグラマ-の人工知能を活用した分析1)伝統的空間の平面図から人工知能言語によって,平面図を空間構成を表す記号列に変換する。2)この記号列から,必要なスキーマルールの候補を求める。3)次にスキーマルールの候補からスキーマグラマ-を求める。以上の手続きによって,スキーマグラマ-の導出可能性を確認するとともに,現存しないが可能な空間構成がありうることを確認した。2.伝統的建築の比較論スキーマグラマ-を構築して,各種の伝統的空間を,それらを記述しているスキーマルールの共通性と差異性を調べてみると,町家,民家および既に求めた古代都市のスキーマルールに共通しているのは,空間の中心から,四方に4つの方向性を持ったスキーマから空間が構成されるのに対し,茶室の場合,主人(亭主)と客との対峙というスキーマから空間が構成されており,同じ伝統的空間でも,基本的な空間原理が異なっていることが明確となった。さらに,町家と民家とについては,空間構成は極めて類似したもので,作業空間である土間と生活空間部分を二分する空間構成原理,生活空間で土間と反対方向に空間ヒエラルキーの上位の空間が位置し,接客空間となるという構成原理に共通したものがみられる。
寡占的電力市場における送電線網の設備形成とインセンティブ規制、垂直分離の経済分析

1.日本の寡占的電力市場における送電投資の費用便益分析、および発電部門の水平分割の効果分析改良・発展させたMCP(混合相補性問題)モデルを用いて、以下の研究を行った。現実の市場データに基づき、まず、夏季ピーク期と軽負荷期の両方を想定して、50Hzと60Hzの周波数変換設備を含む東西間の連系線投資に関する費用便益分析を行った。その結果、東西を結ぶ連系線の送電容量を2倍に増設する場合に、周波数変換設備と送電線等を合わせた総建設費用が約2000億円以下であれば、たとえ軽負荷期であっても社会的余剰の増分が資本費の増分以上となるものと推定された。次に、投資インセンティブの観点から、東西を結ぶ連系線の両端の電力会社間で利害対立が発生する可能性が高いことを示し、電力会社の自発性に任せる場合には投資が進まない恐れがあることを明らかにした。さらに、発電部門の水平分割に関して、東部に立地する最大手の発電部門を3社に水平分割すると、東部市場において競争が激化することで供給量が大幅に増大し、送電投資を行なわなくても東西間の連系線の混雑を緩和できることを示した。これらの一連の研究成果は、日本の電気事業政策への応用が見込まれるという意義をもつ。2.垂直分離のもとでの送電投資に関するインセンティブ・メカニズムの分析発電部門と送電部門の垂直分離により誕生する送電事業会社(Gridco)に対して、電力潮流を考慮した形に拡張したプライスキャップ規制を適用することで、電力システムに特有な技術的外部性を内部化し、長期の観点から効率的な設備形成を導くことが可能であることを示した。このインセンティブ規制に関する研究成果は、日本の送電部門に対する規制政策を検討する際の基礎となることが期待される。1.連系線容量を考慮した寡占的卸電力市場モデルのプロトタイプの構築一連の研究の土台づくりとして、均衡制約をもつ数理計画問題(MPEC : Mathematical Program with Equilibrium Constraints)の手法を応用して、連系線容量を考慮したクールノー型卸電力市場モデルのプロトタイプを構築した。このプロトタイプモデルに関して、均衡解の導出方法を理論的に考察した上で、さらには、数値解を導出するためのプログラムを開発した。2.日本の実際のデータを用いた寡占的卸電力市場のシミュレーション分析1.で構築したプロトタイプモデルを土台として、連系線で結ばれた日本の9地域・事業者に関して、実際のデータを用いた寡占的卸電力市場のシミューレーション分析を行った。既存の連系線容量を所与とした場合、いくつかの連系線の容量が大幅に不足するため、均衡解が存在しない結果となる。そこで、均衡解が成立するために必要な各連系線の送電容量を、シミュレーションにより導出した。その結果、特に、関東-中部間、および中部-関西間の連系線容量を大幅に増強する必要があることが明らかになった。次に、9事業者を企業分割するケースを考え、電力潮流やクールノー均衡に与える影響について、複数のシナリオのもとで検討した。その結果、関東に立地する最大手の既存事業著を、他の事業者に比べて相対的に多く分割することで、社会的余剰が増加することが明らかになった。3.送電設備の効率的な形成を導くインセンティブ規制の導出・精緻化電力潮流を考慮した形にプライスキャップ規制を拡張することで、複雑なループ状送電線網において、電力システムに特有な技術的外部性を内部化し、効率的な設備形成を導くことが可能であることを示した。また、増分余剰補助法の応用も有効であることを示した。1.連系線容量を考慮した寡占的卸電力市場モデルの改良・発展前年度に開発したクールノー型卸電力市場モデルのプロトタイプに関して大幅な改良・発展を行った。まず、より現実にフィットするモデル構築の観点から、寡占的事業者が、発電電力の価格に関しては価格支配力をもつが、送電料金に関しては価格支配力をもたないケースのモデル化を図った。そして、線形混合相補性問題(Mixed Linear Comlementarity Problem)に基づく定式化を行い、数値解を導出するためのプログラムを開発した。これらの改良・発展により、解の一意性が担保され、解の計算も効率化された。2.改良モデルに基づく日本の寡占的卸電力市場のシミュレーション分析改良モデルに基づき、より現実に近いシミュレーション分析を実施した。まず、ベースケースとして、既存の8社によるクールノー競争のシミュレーションを行った結果、関東-中部間の連系線を境にして、東西市場に分断される状況を確認した。また、このケースにおける東西の価格差や社会的余剰のシミュレーション値も導出した。次に、関東-中部間の連系線の容量を増強した場合をシミュレートし、増設による社会的余剰の増分を算出した。さらに、関東に立地する最大手の既存事業者を、他の事業者に比べて相対的に多く分割することが、市場支配力緩和に大きな効果をもつことを確認し、分割数の増加による社会的余剰の増分を算出した。3.ネットワークにおける規制政策の発展電力のネットワークにおいては、需要バランスが刻一刻維持され続けることが必須である。需要変動が激しくかつ急峻な場合には、需給バランスの維持が困難でコストが嵩む。そこで、リアルタイム・プライシングを応用して急峻な需要変動を抑制るメカニズムを考察し、ランピング・コスト(ramping cost)に着目した理論の精緻化・発展を行った。

現実の市場データに基づき、まず、夏季ピーク期と軽負荷期の両方を想定して、50Hzと60Hzの周波数変換設備を含む東西間の連系線投資に関する費用便益分析を行った。その結果、東西を結ぶ連系線の送電容量を2倍に増設する場合に、周波数変換設備と送電線等を合わせた総建設費用が約2000億円以下であれば、たとえ軽負荷期であっても社会的余剰の増分が資本費の増分以上となるものと推定された。次に、投資インセンティブの観点から、東西を結ぶ連系線の両端の電力会社間で利害対立が発生する可能性が高いことを示し、電力会社の自発性に任せる場合には投資が進まない恐れがあることを明らかにした。さらに、発電部門の水平分割に関して、東部に立地する最大手の発電部門を3社に水平分割すると、東部市場において競争が激化することで供給量が大幅に増大し、送電投資を行なわなくても東西間の連系線の混雑を緩和できることを示した。これらの一連の研究成果は、日本の電気事業政策への応用が見込まれるという意義をもつ。2.垂直分離のもとでの送電投資に関するインセンティブ・メカニズムの分析発電部門と送電部門の垂直分離により誕生する送電事業会社(Gridco)に対して、電力潮流を考慮した形に拡張したプライスキャップ規制を適用することで、電力システムに特有な技術的外部性を内部化し、長期の観点から効率的な設備形成を導くことが可能であることを示した。このインセンティブ規制に関する研究成果は、日本の送電部門に対する規制政策を検討する際の基礎となることが期待される。