hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
制御系の性能改善性を保存したシステム分解法の開発とそのモデル予測制御への応用

モデル予測制御法は,システムの制約を考慮することができる有力な制御法の一つであり,メカトロニクス系など広範な対象に適用可能な制御則を導くためには,オンライン制御において必要となる最適化計算の規模を適切に低減化させる必要がある.本研究では,線形システムの入出力応答の関係を低次元の信号空間で適切に特徴づける方法を開発し,低次元の最適化計算に基づくモデル予測制御法を導いた.そして,メカニカル系の実験を通じて,制御法の特徴を検証した.モデル予測制御法は,システムの制約を考慮することができる有力な制御法の一つであり,メカトロニクス系など広範な対象に適用可能な制御則を導くためには,オンライン制御において必要となる最適化計算の規模を適切に低減化させる必要がある.本研究では,線形システムの入出力応答の関係を低次元の信号空間で適切に特徴づける方法を開発し,低次元の最適化計算に基づくモデル予測制御法を導いた.そして,メカニカル系の実験を通じて,制御法の特徴を検証した.モデル予測制御法は,入出力の制約,目標値への追従制御を合理的に扱う制御法として発展を遂げ,現在では広いクラスの制御問題に対して,制御系を構成する基本的なアプローチを提供している.本研究は,モデル予測制御法を規模の大きな問題に合理的に適用する方法を開発するものであり,本年度は(1)モデル予測制御問題の低次元化に用いるシステム分解法の開発,(2)張力・ルーパ系(圧延システム)の起動制御法の検討(ハイブリッドシステムへの適用),を行い,以下の結果を導いた.(1)システム分解を用いたモデル予測制御法の開発離散時間系のLQモデル予測制御問題に着目し,モデル予測制御問題を解く上で必要となる2次計画問題の次数を任意に低次元化する方法を開発した.これらの結果は,離散時間系の有限時間区間の応答を評価関数への影響が強いものから抽出することにより求めたものであり,2次計画問題の次数と無関係な超越方程式の根から求められることを示した.そして制御系は,線形制御域では厳密なLQ制御になり,非線形制御域の性能を任意に近似できることが確認された.つぎに,これらの結果にマルチパラメトリック計画法を適用し,モデル予測制御と等価な非線形制御則が,見通し良く構成できることを明らかにした.(2)張力・ルーパ系の起動制御モード遷移をともなう制御問題が,有限時間区間制御問題に帰着できる点に着目し,張力・ルーパ系(圧延システム)の起動制御法をモデル予測制御の視点から明らかにした.そして,得られた制御法は(1)と同様に,非線形ゲインで直接構成できることを示した.導かれた結果は(1)の制御問題と共通の性質を有するため,モード遷移を有する系にシステム分解法を適用することが可能になると期待される.本研究は,モデル予測制御法を規模の大きな問題に合理的に適用する方法を開発し,また実装の容易な非線形ゲインの構成法を明らかにしようとするものである.本年度は(1)モデル予測制御問題の低次元化法の展開,(2)モード遷移を考慮した離散時間最適レギュレータの開発,(3)H2予見補償との対応と実験的考察を行い,以下の結果を導いた.(1)モデル予測制御法の低次元化:昨年度得た予測モデルの低次元化法を改善し,制御対象の内部状態の影響を反映させたシステム分解法を導いた,本手法は,評価関数に最も影響を与える初期状態と制御入力列の対を特徴づけるものであり,自然に最適レギュレータの生成する制御入力列を含めることができる.そして,今回導いた状態・入力列の対応からモデル予測制御法が,効率的に解けることが示された.(2)モード遷移を考慮した離散時間最適レギュレータの開発:昨年度検討した張力・ルーパ系(圧延システム)の起動制御に関する結果を一般化し,モード遷移を考慮した離散時聞最適レギュレータを導いた.制御法は準最適であり,性能の上界と下界がRiccati差分方程式の解により表されることを示した.(3)H2予見補償との対応と実験的考察:H2予見補償法はインパルス外乱の影響を抑制する補償則を与えるものであり,外乱により初期状態変化を表せば,成果(1)に加えて応答改善の効果が検討できると考えられる.本年度はこのような視点から,H2予見補償則とシステム分解の関係を調べ,状態設定の効果を実験研究(2慣性系,倒立振子)を通じて検討した,今後は,応答改善と制約の考慮を(1)の成果に基づいて検討する予定である.昨年度までに開発されたシステム分解法とそのモデル予測制御への応用に関する結果を踏まえ,以下の研究を展開した.また,本研究で検討した予測モデルの応答解析が,一部の状態むだ時間系の安定解析に援用できることが明らかになり,研究(3)について部分的な成果を得た.(1)ゲイン調整則の開発サーボ系など目標値追従を達成する制御系は,フィードフォワード制御とフィードバック制御を適切に定めることにより,良好な応答が達成されることが知られている.そして,レファレンスガバナなど特定の構造を有する補償器を導入することにより,制約を満たす制御系の構成法が示されている.本研究では,サーボ系など一般の制御系に積分器の内部状態など,制御の目的に応じて修正可能な部分状態が存在する点に着目し,H2制御性能を達成する部分状態設定法と補償入力の構成法を導いた.

これらの成果は,フィードフォワードゲインの一構成法を与え,また応答を開ループ型の制御則で与えているため,昨年度得られたシステム分解法を援用することにより,制約と応答を考慮したひとつの制御法を導くことができる.(2)制御実験・制御事例を用いた制御法の評価(1)で導かれた状態設定を考慮した補償入力の構成法を,メカニカルシステム(2慣性系,倒立振子系)に適用し,提案法により応答が改善されることを確認した.今後,応答改善と入力制限を考慮する制御系設計について検討を進める予定である.(3)むだ時間系の応答解析本研究で展開した予測モデルの特徴づけが,一部のむだ時間系(1種類の状態むだ時間を有する系)に適用できることが判明し,むだ時間系の安定解析に準備的な結果を得た.
Cdkインヒビターp27Kip1の制抑機構の解明

これまでに明らかにしてきたJab1によるCdkインヒビターp27Kip1分解制御の個体発生や恒常性維持における役割を解析するためJab1ノックアウトマウスの作製と解析を行った。さらに、p27の分解制御異常がヒトのガン悪性化と密接に関係していることからJab1とガン化あるいはガン悪性化の関係を様々なガン細胞を用いて解析した。1)Jab1ノックアウトマウスを用いた解析:定法に従いJab1ノックアウトマウスを作製した。Jab1ヘテロマウスは正常に生まれてくるが、Jab1ヌルマウスは全く生まれてこなかった。胎児を解析したところ、Jab1ヌルマウスは胎生75日目で明らかな形態異常を起こしていた。6週齢のマウスの体重を測定したところJab1ヘテロマウスは野生型のマウスに比べて平均で1割強、最大で50%もの体重の減少が見られた。p27ヌルマウスは野生型マウスに比べ巨大化することから、Jab1ヘテロマウスではp27の分解機構が破綻し個体の小型化がおこっていると推測した。2)Jab1と細胞ガン化との関係解析:様々なガン由来の細胞株を用いてp27やJab1などの分子の遺伝的変異、発現量等を解析した。その結果、慢性骨髄性白血病(Chronic Myelogenous Leukaemia : CML)由来の細胞においてJab1を含む複合体の存在形式が他の造血系細胞と異なることが分かった。この変化はCMLの原因遺伝子Bcr-Ablに起因しており、CML細胞内ではBcr-Ablによって活性化されるPI3KおよびMAPK経路によりJab1を含む複合体が変化し、p27の発現量が低下していた。以上よりJab1によるp27分解制御は個体形成や細胞癌化の過程で重要な経路であると考える。
抗体レパトア解析によるインフルエンザワクチン有効性発現機構の解明

本年度は、インフルエンザウイルス広域中和抗体の誘導効率がワクチン接種ルートにより異なるという今までに得られている観察結果をもとに、皮下接種ワクチンと経鼻ワクチンにより誘導される抗体の機能および遺伝子的特徴の相違を解析することを目的に、皮下接種ワクチンおよび経鼻ワクチンの接種者から得られた抗体のうち、複数のHA抗原との結合性が認められた、交差結合性クローンについてより詳細な機能解析を行った。まず、交叉結合性クローンがウイルスの細胞への感染性を低下させる能力、ウイルス中和能があるかを検証し、HI(Hemagluttinin Inhibiton)試験により、得られた交差結合性クローンがHA上のレセプター結合サイト(ウイルスがターゲット細胞に侵入する際に必須となる領域)と結合し、ウイルスの細胞への結合・感染を阻止できるか否かを評価した。その結果、皮下接種ワクチンと経鼻ワクチンにより誘導された広域結合性抗体には機能的な差があることが分かった。この機能の差が、抗体をコードする遺伝子の差に由来するものかどうかを評価する為に、抗体の遺伝子配列の解析を行った。ワクチン接種者から単離された形質細胞から得られた全抗体遺伝子をダイレクトシークエンスし、得られた抗体遺伝子配列の遺伝子的特徴(由来遺伝子座や変異率)をIgBLASTにより同定した。また、ワクチンにより誘導された抗体集団をより網羅的に捕捉・解析を行うために、ワクチン接種者の末梢血単核球由来抗体遺伝子の次世代シークエンサーを用いた抗体遺伝子レパトア解析の実験系を立ち上げ、現在解析を進めている途中である。今後は今回の研究により得られた抗体それぞれの遺伝子的特徴とその機能・結合部位との関連が見られるか、さらにはワクチンで誘導された抗体レパトアにどのような特徴が認められるかについて評価していく予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
管理会計チェンジの理論的・実証的研究

本年の研究成果の概要としては,管理会計システムのなかでも特に,成果報酬制度や成果連動型業績評価など日本企業の経営に大きなインパクトを及ぼした業績管理システムの(PMS)の設計と利用のチェンジ(管理会計チェンジ)について着目し,それらがどのような過程を経て組織成果の向上に対して影響を与えているのかについて,理論モデルを構築し,定量的なデータをもとに解明を試みた。本年度は,管理会計チェンジの理論的・実証的研究の課題のもとで,近年の日本企業の多くに見られる成果報酬制度や成果連動型業績評価システムといった管理会計の業績評価システムを中心に研究を進めてきた。研究を開始するにあたって,まずは,業績評価システムのチェンジ研究に関する文献サーベイを網羅的に行い,実証すべき鍵概念と理論的フレームワークの導出を行い論文形式にとりまとめた。具体的には,業績評価システムのチェンジには,(1)業績評価システムの設計面と利用面の両方があること,(2)設計面は,戦略実現を重視し,インセンティブを強化する方向でチェンジが進んでいること,(3)利用面は,戦略実現を意図して業績評価システムがインターラクティブ・コントロールとして利用される傾向にあること,そして(4)それら業績評価システムのチェンジが,組織の財務的・非財務的業績および組織成員の意思決定・行動に影響を及ぼすことを明らかにした。しかしながら,以上の議論は,仮説の段階であり,それら仮説を直接的に検証した実証研究も少ない状況である。そこで,文献サーベイによって明らかにされた鍵概念と理論的フレームワークに基づきつつ,日本の製造業を対象にした質問票調査を他大学の研究者と共同で開発・実施した。質問票調査の目的は,本研究に関連したところでは,業績評価システムがどのように変化し,その変化が組織成員の意思決定・行動,さらに組織成果にいかなる影響を及ぼすかについて探索的解明を試みることであった。解析の結果,業績評価システムの設計面と利用面におけるチェンジの関係,それらチェンジと組織成果および組織成員の行動との関係が明らかにされた。この結果は,報告書(研究ノート)および学会報告の形で公表した。現在,文献サーベイおよび質問票調査の結果をもとに,いくつかの企業に対して定性的な調査を検討中である。本年度は、管理会計チェンジの理論的・実証的研究の課題のもとで、昨年度に引き続き、近年の日本企業の多くに見られる成果報酬制度や成果連動型業績評価システムに加えて、新製品開発のマネジメント手法である原価企画システムといった管理会計システム・実務を中心に研究を継続的にすすめてきた。研究を開始するにあたって、まずは主に成果連動型業績評価システムのチェンジ研究に関する追加的な文献サーベイを実施した。また、前年度に論文としてとりまとめた業績評価システムのチェンジ研究に関する理論的仮説および同じく昨年度他大学の研究者と合同で実施した国内製造業を対象にした質問票調査(と実施報告書)の結果を統合し、管理会計システム・実務のチェンジに関する鍵概念と理論的フレームワークの修正を行い実証可能なモデルの開発に努めてきた。さらに原価企画システムについては、そのシステムおよび実務の導入に関するこれまで蓄積してきたケース資料をもとに管理会計システム・実務のチェンジの観点からとりまとめを試みた。これについては、海外ジャーナルへの投稿を予定している。しかしながら、本年度中には、これらの結果を論文などの形式で公表したり、開発した理論的フレームワークを検証するための質問票調査を実施にするまでには至らなかった。現在、まずは平成20年度に仮説検証のための質問票調査を実施すべく、これまでの成果をもとにして質問票の作成に取りかかっている。本年度も,前年度から引き続き,「管理会計チェンジの理論的・実証的研究」の課題のもとで研究をすすめてきた。本年の研究実績の概要としては,成果報酬制度や成果連動型業績評価などの業績管理システムの(PMS)の設計変更(管理会計チェンジ)がどのような過程を経て組織成果の向上に対して影響を与えているのかを解明を、前年度までの文献レビューの他、定量的,定性的なデータを統合し試みた。成果としては, (1) PMSの設計の変更と利用の変化との間の因果関係, (2) PMSの利用の変化と組員の機会主義的行動および組織成果の向上との間の因果関係にまで踏み込んで仮説を築し, PMSの設計変更が組織成果の改善に至る過程をモデル化し,分析した。分析の結果,(1)戦略遂行の過程が業績指標の多様化を通じて明確になり,またそれが非財務業績・評価過程を重視する設計への変更を経由ることで, PMSの診断的利用が進む。その一方で, (2)業績指標の多様化が報酬決定における財務業績の重視への設計変更を経由することで, PMSのインターラクテイブ利用が促進される。(3) PMSの設計変更は.それを診断的またはインターラクテイブに利用することを通じて非財務業績の改善につながる。(4)特に,インターラクテイブ利用への変化に関しては,機会主義的行動の抑制を経て非財務業績の改善に影響が及ぶ,の4点が明らかになった。これら結果からの含意としては.(1)マネジャーガPMSをインターラクティブに利用するというSimons(2000)の理論仮説に好して,本研究では,具体的にどのようなPMSの設計がインターラクテイブに利用されるかを示すことができた.

(2) PMSめインターラクティブ利用と診断的利用の相互関係(Henri. 2006. Widener, 2007)について経験的証拠を追加できた、(3) PMSのインターラクテーブ利用と組織成果との関係について、組織成員の機会主義的行動が媒介変数として作用していることを発見することができた、3つの点を得ることができた。
モンゴルにおける気候変動早期適応のためのマルチエージェントシステムの開発と実験

本研究は牧草・気象データベースであるGLEWS (Global Livestock Early Warning System)をベースに、ソムレベルの空間データベースと地理的加重回帰モデルを構築して家畜の大量死を分析した。モンゴル高原における家畜の大量死は慢性的な過放牧を起因とする社会的現象であり,異常気象の影響は主要因ではないことを結論づけた。この知見を踏まえて,住民による早期適応を支援するために気象予報・牧草分布の情報をSMSベースのツールを開発し,定期的に遊牧民の携帯電話に配信し、システムの有効性が確認された。この成果をベースにマルチエージェントによる家畜管理と肉流通システムを提案した。1.データベースの収集:植生土壌などの点データ,衛星画像などの面的データ,畜産経済などの統計データなど既存のデータソースを収集し、1つのデータベースで管理できるように形態,空間精度,時間精度で分類し,GISで管理できるデータベースをPostGISによって開発した。全国329の町村を対象に開発したが,植生土壌の点データの範囲が現状では限られていたため、全種類のデータをカバーできたのはそのうち120となった。Webベースで設計し、携帯電話の接続がリアルタイムに応える準備を整えた。2.脆弱性の評価:当初想定されていた脆弱性指標(脆弱性指数=生態的脆弱性指数+経済的脆弱性指数)による脆弱性の評価よりもより気候変動の影響を直接捉えた、ゾド影響の線形重回帰モデルを作成した。Altanbagana et al.(2010)による脆弱性指標はゾドの起こりやすさを示すZud指数、家畜による遊牧地の被食量の強度の指標、貧困度の指標から構成されていたが、本研究ではZud指数、遊牧地におけるヤギ・ヒツジの夏季牧草量、ヤギ・ヒツジ頭数の3変数から構成した。この既存研究では県レベルでの評価にとどまったが、本研究では1.のデータベースによって町村レベルで計算できるようになった。また、環境容量をTserendash(2006)の方法に従い,MODISを用いて算出した牧草量と放牧家畜の被食量の商で算定する方法を検討し、モンゴル全域を各年でカバーできることがわかった。3.シミュレータの設計:半乾燥地域の放牧地における政策と畜産経済,草地生態系への影響などを総合的にシミュレーションできるDerry(1998,2009)のSimSAGS改良に向けたソムごとに実施できる政策手段と,それに適するCAPの設定を試みた。政策手段は現地での遊牧民および町村の行政長に対するインタビューによって、現地で実行可能な方法を調査した。その結果、先行売却、放牧地域の移動、柵設置による冬期飼料の準備が現地での受け入れ可能な適応方策であることがわかった。また、これらの方策は地域によって実現可能な地域と不可な地域があり、例えば南モンゴルのOmnogobi県では植物生産力が低く、また鉱業の拡大によって柵設置による準備が難しい町村があり、移動や売却に絞られることがわかった。4.社会実験の準備:遊牧民の経営と生活の実態について調査を行う。また、代表的ソムとしてGobi-Altai県のBigerソムを選定し,遊牧民向けに研究の内容,意義を説明し,研究協力をしていただくことになった。また、早期適応指示は携帯電話を通じて行うため,Bigerソムで利用可能な現地モバイル会社2社を対象に技術開発と利用について現地モバイル会社に協力を要請する手はずを整えた。本研究はモンゴルの異常気象、ゾドによる家畜被害の実態の調査、要因の分析および遊牧民のゾドに対する適応行動の促進を目的とする。そのために、GISを用いてゾドによる被害の実態を解析し、空間シミュレータを用いて草原の放牧容量を検討し,携帯電話によって遊牧民に気象・牧草情報を送り,早期適応を支援した。それによって、以下の成果を得た。1データベースの開発:PostGISを基盤としたジオデータベースによる情報システムを構築した。既存にある国際観測データベースと現地への情報送信を一般化し、自動情報サービスを可能にした。2脆弱性の評価:実際にゾドの起きた1999-2002、および2009-2010の統計データに対して、地理的回帰モデル分析を用い、家畜に対するゾドの影響要因を時系列および空間的に明らかにした。3家畜変動のモデリング:SimSAGSを用いて草原における家畜変動をモデリングした。実際のゾド年度のデータを用いて、有効性を検証した。4社会実験:遊牧民が過去のゾドに対してどのような行動を取ったかについて、3つのAimag、12のソムにいて、インタビュー調査を行った。また、社会実験の対象地域であるGobi-Altai県のBigerソムにおいて、遊牧民を対象とした情報送信ワークショップを開催した。モンゴルの携帯電話会社と協力して遊牧民のケータイに開発データベースからの情報送信の実験を開始した。モンゴルは気候変動に影響されやすい国として国際的関心が高い。1990年代以降の経済自由化により家畜頭数が急増し,深刻な過放牧状態が続いている。またZudなどの異常気象が頻発し家畜の大量死をもたらしている。気候変動リスクを低減するためには経済利益を優先する遊牧家庭と自治体の行動を規範し,現場に早期適応指示が届く仕組みが求められている。本研究は草原の環境容量のもとで遊牧民の適応行動を調査・設計し,マルチエージェントの手法で遊牧民の適応行動を分析するシミュレータを開発し,携帯電話によって遊牧民に早期出荷情報を送り,社会実験によってシステムの有用性を検証することを目的としている。

その中でノルウェー気象研究所、およびTexas A&M Universityから提供される気象、牧草量データを携帯電話で送信する仕組みと、携帯電話を通じて得た遊牧民からの返信を再送信して遊牧民同士で共有する仕組みを開発した。平成25年度からGobi-Altai Aimag、Bigger Soemに住む3000人のうち、MobiComのユーザ(約1000人)に160文字のショートメッセージを送信し、天気予報より精度・鮮度の高い情報を送った。住民からの反応はよくて、Gobi-Altai Aimagの要望を受けて、H26年度にはGobi-Altai Aimagの他7つのSoemにおいてデモを行い、実験拡大の準備を整った。さらにモンゴル全土7つの地域に対して遠隔会議を開催し、本システムの概要を説明した。これより科学研究のデータを現場に送るインタフェースを確立できた。平成27年度は次の3つを計画し、それぞれ次のような結果を得た。1つ目は、Gobi-Altai Aimagにおける社会実験の効果測定として、アンケート、電話インタビュー、対面インタビューを実施し、既存システムの機能性及び社会効果を測定した。これらの社会調査の結果、携帯端末に送付される情報を元に実際に遊牧ルートを変更した遊牧民が39%(N=156)、牧草準備の適切な場所を判断して越冬準備した遊牧民が25%、普段コミュニケーションをとることのない人と情報共有した遊牧民が84%といったゾド適応に向けた行動変化が多く報告され、本策の有効性を実証した。2つ目は定常サービスのためのサーバ構築・携帯電話対応機能の改善として、モンゴル国立発展研究所と提携し、研究所にてサーバを構築し、本事業が行ってきたサービスを現地機関へ移行することを検討した。その後モンゴル国立発展研究所が急遽統廃合されるなどの動きがあり、実施は見送った。3つ目に、モンゴルの他地域への社会実験の拡大として、現地気象サービス機関と提携して、携帯による情報送信サービスを他の地域に広げた。拡大に先立ち、Mercy Corpモンゴル支部とモンゴル国立発展研究所の協力のもとモンゴル全域にかかる69ソムを対象としたワークショップを実施した結果、92%(N=168)の意思決定に係る参加者が自分の地域での導入に前向きであることが明らかになった。そのうち実験が可能な対象地域を上記2機関と検討した結果、Arkhangai、Bayankhongor、Bayan-Ulgii、Dundgobi、Gobi-Altai、Hovd、Ovorkhangai、Sukhbaatar、Uvs、Zavkhan Aimagから一つずつ計10のソムを対象に、Mercy Corpモンゴル支部の協力の元システムを実装した。計画当初では社会効果を評価する予定していたが、上記の国立機関の統廃合などによって実装プロセスが長引いたため、年度内での社会調査を実施することに至らず、今後の課題として残した。本研究は牧草・気象データベースであるGLEWS (Global Livestock Early Warning System)をベースに、ソムレベルの空間データベースと地理的加重回帰モデルを構築して家畜の大量死を分析した。
時間応答領域におけるロバスト制御系の設計法の開発

1.伝達関数(の分母系列表現)の係数を系統的に変えてステップ応答曲線データを採集し,その値および1,2,3階の導関数のゼロ点の現れる順序(ゼロ点系列と命名)により曲線形状を分類し,さらにステップ応答の行過ぎ量の大きさによっても分類して,分母系列表現の係数空間における分布を明らかにした.2.制御対象の特性が変化しても制御系のステップ応答曲線形状の劣化が所望の範囲内に留まることを保証するロバスト制御系の設計法を構築するために,上記分布図から係数に幅を持たせた参照モデルを決定した.3.上記参照モデルを利用し,筆者らの開発した部分的モデルマッチング法を拡張して,ロバスト性の条件を満たす中で最も速応性の高い解を得る方法を明らかにし,I-PD制御系のロバスト設計の方法を構築して,その有効性を設計例で確かめた.4.同様にしてPID制御系のロバスト設計の方法を構築し,その有効性を設計例で確かめた.5.本設計法は,制御系の特性の劣化をステップ応答という最も基本的な時間応答,すなわち我々が目にする現象において評価しているから安心感が高いこと,最も広く使われているPID制御系やI-PD制御系が直接設計できること,特にI-PD方式の場合には設計の見通しがよいこと,計算も極めて簡単であることなど,制御工学的目的に直結していて,H_∞理論よりも信頼感が高く,使いやすい方法が開発できた.1.伝達関数(の分母系列表現)の係数を系統的に変えてステップ応答曲線データを採集し,その値および1,2,3階の導関数のゼロ点の現れる順序(ゼロ点系列と命名)により曲線形状を分類し,さらにステップ応答の行過ぎ量の大きさによっても分類して,分母系列表現の係数空間における分布を明らかにした.2.制御対象の特性が変化しても制御系のステップ応答曲線形状の劣化が所望の範囲内に留まることを保証するロバスト制御系の設計法を構築するために,上記分布図から係数に幅を持たせた参照モデルを決定した.3.上記参照モデルを利用し,筆者らの開発した部分的モデルマッチング法を拡張して,ロバスト性の条件を満たす中で最も速応性の高い解を得る方法を明らかにし,I-PD制御系のロバスト設計の方法を構築して,その有効性を設計例で確かめた.4.同様にしてPID制御系のロバスト設計の方法を構築し,その有効性を設計例で確かめた.5.本設計法は,制御系の特性の劣化をステップ応答という最も基本的な時間応答,すなわち我々が目にする現象において評価しているから安心感が高いこと,最も広く使われているPID制御系やI-PD制御系が直接設計できること,特にI-PD方式の場合には設計の見通しがよいこと,計算も極めて簡単であることなど,制御工学的目的に直結していて,H_∞理論よりも信頼感が高く,使いやすい方法が開発できた.制御系の設計計算には2つの要素の直列接続,並列接続,および各要素の逆要素を計算しやすい表現が好都合で,その表現が伝達関数である.一方,設計目標とする望ましい制御系の仕様はステップ応答曲線形状で考えるのが最も説得力がある.したがって望ましいステップ応答曲線形状を設計計算に都合のよい伝達関数表現と関係付けることが重要になる.本研究ではそのために,1)伝達関数(の分母系列表現)の係数を系統的に変化させて,ステップ応答曲線データを採集し,2)ステップ応答曲線形状を分類する解析を行い,3)分類されたステップ応答曲線形状が伝達関数(の分母系列表現)の係数のなす座標系においてどのように分布するかを明らかにした.2)においては,単位ステップ応答が1になる時点を“0",1階の導関数がゼロになる時点を“1",2階の導関数がゼロになる時点を“2",・・・と呼んで,それらの継時的に現れる順序系列によってステップ応答曲線を類別すると,曲線の形状を特徴あるグループに分類できることを発見した.この系列を“ゼロ点系列"と呼ぶことにするが,たとえば平衡値の上下にバランスよく振動する4次系の減衰振動は{320312031203・・・}になる.より高次の系でも“4"以上を省略するとこの系列になる.このようなゼロ点系列により安定系,不安定系,減衰振動系,非振動系,寄生的振動系などが容易に分類できることが明らかになった.さらに,バランスの採れた減衰振動系について行過ぎ量の大きさで分類すると,望ましい制御系の仕様を満たすと考えられるステップ応答の係数空間における分布が明らかになった.現在,4次系の主要部分までであるが,望ましい応答曲線領域を制御系の分母系列表現の係数へ逆写像し,さらに制御方式に応じて制御対象の分母系列表現の係数へ逆写像することによってロバスト制御系の設計が行える基礎が整った.制御系の設計計算には2つの要素の直列接続,並列接続,および各要素の逆要素を計算しやすい表現が好都合で,その表現が伝達関数である.一方,設計目標とする望ましい制御系の仕様はステップ応答曲線形状で考えるのが最も説得力がある.したがって望ましいステップ応答曲線形状を設計計算に都合のよい伝達関数表現と関係付けることが重要になる.

本研究ではそのために,1)伝達関数(の分母系列表現)の係数を系統的に変化させて,ステップ応答曲線データを採集し,2)ステップ応答曲線形状を分類し,3)分類されたステップ応答曲線形状が伝達関数(の分母系列表現)の係数空間においてどのように分布するかを明らかにした.2)においては,単位ステップ応答が1になる状態を“0",i階の導関数がゼロになる状態を“i"と呼んで,それらの継時的に現れる順序系列によってステップ応答曲線を類別すると,安定系,不安定系,減衰振動系,非振動系,寄生的振動系などが容易に分類できることを明らかにした.この系列を“ゼロ点系列"と呼ぶことにするが,たとえば平衡値の上下にバランスよく振動する減衰振動系は{320312031203・・・}になる.さらに,バランスの採れた減衰振動系について行過ぎ量の大きさで分類して,望ましい制御系として許容しうるステップ応答の分布を明らかにした.この許容範囲を超直方体で切出して制御系の分母系列表現の係数への不等式条件を設定し,制御対象の分母系列表現の係数の想定変動範囲に対して,不等式条件が満足されるように補償要素・制御装置の係数を決定するロバストI-PD制御系の設計公式を導出した.また,設計例によってその有用性を確認した.ここで得られたステップ応答の分布は基礎データとして一般性があり,さまざまに活用できるが,PID制御系その他のロバスト設計公式の導出にも使えるので,今後さらに設計公式を拡張する予定である。
水平方向の温度勾配付与によるポリマーブレンド階層性相分離構造の長距離新秩序の創出

高分子系における散逸構造とパターン形成の研究に関しては、これまでにポリスチレン(PS)/ポリブタジエン(PB)/フタル酸ジオクチル(DOP)溶液の重力方向に対して上部低温、下部高温の温度勾配を付与すると対流と相分離がカップリングした散逸構造が得られることが分かっている。この系の対流の発生要因は、Ludwig-Soret効果によりポリスチレンが低温側の試料上部に濃縮されることにある。Ludwig-Soret効果とは温度勾配により誘発される濃度勾配である。PS/PB/DOP溶液においてはPSの密度が最も高い。低温側の上部にPSが濃縮されると、溶液の上部と下部において密度の逆転が生じるため、対流が発生するのである。このように垂直方向に温度勾配を付与する場合、重力の影響を必ず被り、純粋に温度勾配の影響(Ludwig-Soret効果や相分離の自己組織化に与える影響)を調べることができない。そこで本研究では新しい試みとして、垂直ではなく水平方向に温度勾配を付与。この目的のため、位相差顕微鏡の下で横方向の温度勾配に注目した。セルを自前で開発し、厚み1mm、幅1mmの液体試料に対して横方向の直線的温度勾配を30°Cまで高精度で付与するセルを開発することに成功した。このことは、液晶を用いた実験により確認した。すなわち、液晶の転移温度を挟んでそれより高温側と低温側の温度勾配を付与することによって、液晶/等方相の境界線が明確なかつ直線的に観察することができた。このセルを用いて、水平方向の温度勾配付与によるPS/DOP溶液、PB/DOP溶液ならびにPS/リン酸トリクレジル(TCP)溶液のSoret効果の定量分析を行なった。さらには、水平方向の温度勾配付与によるPS/PB/DOP溶液の階層性相分離構造の創出にも取り組んだ。熱力学的非平衡状態で形成される秩序構造は散逸構造と呼ばれる。これまでの研究によると、ポリスチレン(PS)/ポリブタジエン(PB)/フタル酸ジオクチル(DOP)溶液の重力方向に対して上部低温、下部高温の温度勾配を付与すると対流と相分離がカップリングした散逸構造が得られることが分かっている。この系の対流の発生要因は、Soret効果によりポリスチレンが低温側の試料上部に濃縮されることにある。Soret効果とは温度勾配により誘発される濃度勾配である。このように、垂直方向に温度勾配を付与する場合、重力の影響を必ず被り、純粋に温度勾配の影響(Soret効果や相分離の自己組織化に与える影響)を調べることができない。そこで本研究では新しい試みとして、垂直ではなく水平方向に温度勾配を付与し、倒立型位相差顕微鏡観察を行った。これまでにSoret効果が顕著であることが確認されているPS/DOP溶液についてまず実験を行った。その結果、位相差顕微鏡画像の水平方向に輝度の勾配が観察された。位相差顕微鏡観察では、屈折率に応じて輝度が変化するため、輝度の勾配は屈折率の勾配に起因する。溶液の屈折率が変化する要因として、温度変化と濃度変化が考えられる。上記の結果の定量的な解析によると、水平方向の温度勾配の寄与以上に、輝度の勾配が形成されていることがわかった。つまり、温度勾配以外に濃度勾配の寄与が存在していることがわかった。さらに、垂直方向の温度勾配を付与した場合と同様、水平方向の温度勾配を付与して得られた本研究の結果も、PSが低温側に濃縮される傾向にあることがわかった。

これまでの研究によると、ポリスチレン(PS)/ポリブタジエン(PB)/フタル酸ジオクチル(DOP)溶液の重力方向に対して上部低温、下部高温の温度勾配を付与すると対流と相分離がカップリングした散逸構造が得られることが分かっている。この系における対流の発生要因は、Soret効果によりポリスチレンが低温側の試料上部に濃縮されることにある。Soret効果とは温度勾配により誘発される濃度勾配である。PS/PB/DOP溶液においてはPSの密度が最も高い。低温側の上部にPSが濃縮されると、溶液の上部と下部において密度の逆転が生じ、PSは高温側の下部に流れていく。これが駆動力となって対流が発生する。垂直方向に温度勾配を付与する場合には重力の影響を必ず被り、純粋に温度勾配の影響(Soret効果や相分離の自己組織化に与える影響)を調べることができない。そこで本研究では新しい試みとして、PS/PB/DOP溶液に対し、垂直ではなく水平方向に温度勾配を付与し、どのような現象が観察されるのかということに注目し実験を行った。この目的のため、位相差顕微鏡の下で横方向に温度勾配を付与するセルの開発を行なった。当初の予測に反して、市販品では全く目的の実験を行なうことができないことがわかったので、セルを自前で開発することにした。しかしながら、その開発が困難を極め時間がかかった。最終的には、厚み1mm、幅1mmの液体試料に対して横方向の直線的温度勾配を30°Cまで高精度で付・与するセルを開発することに成功した。このことは、液晶を用いた実験により確認した。すなわち、液晶の転移温度を挟んでそれより高温側と低温側の温度勾配を付与することによって、液晶/等方相の境界線が明確なかつ直線的に観察することができた。このセルを用いて、水平方向の温度勾配付与によるPS/DOP溶液、PB/DOP溶液ならびにPS/リン酸トリクレジル(TCP)溶液のSoret効果の定量分析を行なった。さらには、水平方向の温度勾配付与によるPS/PB/DOP溶液の階層性相分離構造の創出にも取り組んだ。
第二言語としての日本語の自然習得の可能性と限界

(1)本研究の日的は、国内の定住型外国人の圧倒的多数による日本語の自然習得の実態を解明し、教室内習得との比較の中で、それぞれの優位性や特徴を浮き彫りにして、その成果から、日本語教育・学習への具体的な示唆を得ることであった。(2)具体的な研究課題や収集・分析したデータの違いなどを基に、5つの研究班に分かれ、研究協力者を含む約30名が本研究に従事した。データベースは、タガログ語、タイ語、ロシア語、マラティ語、テルグ語、英語、ベトナム語、韓国語、中国語を母語する自然習得/教室内習得者による話し言葉が中心で、膨大なものである。(3)主な研究成果としては、国内外の学会等で数多くの口頭発表を行った後、今年度『ワキングペーパー:第二言語としての日本語の習得の可能性と限界』に続けて発行した報告書『第二言語としての日本語の自然習得の可能性と限界』が、そのコアとなるものである。そこにはそれぞれの研究班の全体的な研究の概要とともに、14本の論文が収めてある。その多くが今回初めてその成果を世に問う研究論文である。(4)残された課題も多いが、自然習得の実態解明の糸口はいくつか提供できたと考える。・研究協力者を含め,約20名の研究者が5つの班に分かれて,自然習得の可能性と限界,即ち,教室内習得と比較して,何がどこまで習得可能でどこに限界があるかの解明を進めた。・そのために(1)主として自然習得のみ(2)自然習得から教室内習得に移行した者(3)教室内習得から自然習得に移行した者(4)主として教室内習得のみの4種の対象者(フィリピン人,韓国人,ロシア人,マレーシア人,インド人)からデータを収集し,次のような観点から分析を進めた。命題構文(格助詞・受身・授受アスペクト・テンス),モダリティ,複文「が」と「は」,引用,指示詞,位相表現の発達,母語の転移,文法化と語用論的知識の関係,Focus on Formの役割,自然習得者の心理,など。・その結果,自然習得の実態(教室内習得より復位に進むもの,そうでないもの)が次々と明らかになり,それについて国内外の学会等で公表し,論文にまとめた。その過程で理論構築の検討も進めた。
野鳥の自動カウント・追跡システムの開発による環境情報自動取得方法の研究

動画像中から野鳥を抽出する方法を新たに考案し、雑音を抑圧して野鳥の存在領域を特定できた。種類識別については各画素の色を特徴量とし、フレームごとの確からしさを累積して識別率を向上する手法を確立した。長時間の録音データから鳥の鳴き声を抽出する方法を確立し、音声から種類を識別する方法も確立した。野生動物に装着してその位置を送信するGPSテレメトリ端末とZigBeeモジュールを用いた無線ネットワークシステムを実現した。1、画像処理による野鳥の種類識別とカウント方法動画像中から野鳥を抽出する方法については、エッジ検出とオプチカルフローを用いる方法を新たに考案した。これにより従来のブロックマッチングにおける処理時間を大幅に削減することができた。種類識別については日射量の変化にロバストな各画素の色をHS平面上に投影して特徴量を作成し、ニューラルネットワークにて識別する方法を開発した。80%程度の識別率が得られた。2、音声情報処理による野鳥の種類識別方法長時間の録音データから鳥の鳴き声を抽出する方法として、周波数領域のパワーを用いて抜き出す方法を新たに開発した。種類識別方法にはウェーブレット変換を用いて特徴量を計算する方法を新たに開発することにより、抜き出し精度と識別率のいずれも向上することができた。3、移動経路追跡のためのGPSとZigBee無線モジュールを組み合わせたシステム開発野生動物に装着してその位置を送信するGPSテレメトリ端末とZigBeeモジュールを用いた無線ネットワークでシステムのプロトタイプを完成した。4層基板を用いて実装密度を上げて小型化し回路のみでは57gとなった。ケースを含めても100g程度のものが実現できる見通しを得た。低消費電力化にも注力し、10g程度の電池で400日程度の寿命を有する端末を作成できる見通しを得た。無線ネットワークシステムとしての作動試験も完了した。今後は端末のさらなる軽量化を検討する。1、画像処理による野鳥の種類識別とカウント方法動画像中から野鳥を抽出する方法については、勾配法にLucas-Kanade法を用いてエッジ検出を行い、さらに画像ピラミッドを適用することにより精度を上げ、処理時間を削減することができた。種類識別については各画素の色をHS平面上に投影してその中心部分を用いて特徴量を作成し、ニューラルネットワークにて識別する方法を開発した。90%程度の識別率が得られた。2、音声情報処理による野鳥の種類識別方法長時間の録音データから鳥の鳴き声を抽出する方法として、隠れマルコフモデル(HMM)を利用した方法を新たに開発した。種ごとに適切なHMMモデルが存在し、4状態Left-Rightモデルや3状態エルゴディックモデルを種ごとに選ぶことにより識別率が向上した。また、使用する特徴量を適切に選択し、周波数帯域を制限することによっても識別率が向上し、80%程度の識別率を得た。さらに、野鳥の声紋により種を同定する方法を提案し、論文にした。3、移動経路追跡のためのGPSとZigBee無線モジュールを組み合わせたシステム開発野生動物に装着してその位置を送信するGPSテレメトリ端末とZigBeeモジュールを用いた無線ネットワークにおいて、省電力化により電池重量を軽減した。判別分析を用いたGPS受信機の測位環境予測アルゴリズムを提案し、測位1回当りの起動時間を短縮することができた。また、ホットスタート予測アルゴリズムを開発し、省電力にできる最適な測位間隔を使用する環境条件ごとに求めることができるようになった。1.画像処理による野鳥の種類識別とカウント方法動画像中から野鳥を抽出する方法については、フレーム間差分法および最少固有値に基づいた特徴点抽出による野鳥の検出方法を新たに考案した。抽出された特徴点をクラスタリングすることにより雑音を抑圧して野鳥の存在領域を特定できた。種類識別については各画素の色をHS平面上に投影してその中心部分を用いて特徴量を作成する方法の特徴を改良し、さらに累積尤度を用いて識別率を向上する手法を確立した。2.音声情報処理による野鳥の種類識別方法長時間の録音データから鳥の鳴き声を抽出する方法として、隠れマルコフモデル(HMM)を利用した方法をさらに改良した。HMMによる識別結果を後処理することにより、鳥の鳴き声としては考えられない短時間の識別結果を取り除くことができ、識別率を大幅に向上することができた。また、ニューラルネットワークを用いた識別方法も改良を進め、1フォルダー中に記録された複数の長時間録音ファイルを次々に自動的に処理することができるようにした。3.移動経路追跡のためのGPSとZigBee無線モジュールを組み合わせたシステム開発野生動物に装着してその位置を送信するGPSテレメトリ端末とZigBeeモジュールを用いた無線ネットワークにおいて、消費電力を削減するためにGPSの測位時間間隔を長くして、各GPSによる測位地点の間の移動経路を低消費電力の気圧センサによる気圧の測定により推定する方法を確立した。気圧の測定値からその地点の高度を算出してデジタルエレベイションモデルと比較することにより移動経路を求めることができるプログラムを完成した。
登山者におけるリスクイメージの構造とリスク下での意思決定

7名の高所登山家に対するインタビュー記録のGTA分析から、高所登山家は、高いリスクの活動における不確実さを自覚し、それ故に高所登山を価値ある活動と捉えていた。リスクに対しては、事前の計画とオンサイトという二つのフェーズで対処をおこなっていた。また、成功後も、運への自覚と省察により、次の登山に向けてのリスク対処をおこなっていた。彼らのリスク対処方略は、より低いリスクも含めた能動的なリスクを内在する活動での意義と安全のバランスを確保する上で有用だと考えられる。世界的なクライマーの登攀記録に対するKJ法と、世界レベルの日本人クライマー8名へのインタビューをデータとするGTAによる質的研究の結果、高所登山家は登山をリスクを伴うものと把握する一方で、そのリスク故に価値あるものと考え、また意図的に困難度を設定しつつ、リスクを制御していると感じていた。実際のリスクマネジメントにおいては、リスクがあるという前提の上に、事前の準備によって不確実性を回避する努力をおこなうと同時に、オンサイトでの判断と行為によって事前には制御てきないリスクを回避していた。オンサイトの判断と行為には、詳細な検討による窮地の乗り越え、制御可能部分への集中、オンサイト情報の活用が含まれていた。このような「計画」と「リスクへの感受性」によるオンサイトという2段階のリスクマネジメントは、不確実さを含む自然の中でリスクを制御する的確な方法であると結論付けられた。また、高所登山家は、実践経験を通して根拠なき楽観主義への省察を深め、次の登山のリスクマネジメントに生かしていることが明らかになった。またリスクをオンサイトで制御することが、登山の達成感につながっていた。一般の登山や学校での自然体験活動は、高所登山家とは全く違ったリスクレベルにある。しかし、こうした活動にもリスクはつきまとい、また常にそれを避ける努力をおこなっていることを考えると、高所登山家のリスクに対する自覚とそれに基づく二段階のマネジメントおよび省察は、一般的な自然体験活動でのリスク低減にも資すると考えられる。また計画やマニュアルに対する臨機応変さの重要性が指摘される現代社会で、場当たり的ではない臨機応変さの備えるべき要件についての重要な示唆をなしえると考えられる。本年度は、文献調査および先鋭的なクライマーに対するインタビュー調査によるリスクに対する意識についての調査と、イギリスの登山研修におけるリスク管理の実態調査を行った。予備的調査では、先鋭的クライミングに関する雑誌・書籍記事の内容をKJ法によって整理することで、クライマーがリスクが登山という行為に不可欠なものであると考えていると同時に、リスクをコントロールする意識を強く持ち、またそのために事前の様々な準備、クライミング中における最悪の状況のイメージやそれに対応する細心の注意と努力を払ってクライミングを行っていること、その背後にあるクライマーの心的能力の全体像が明らかになった。またイギリスの登山研修所では実際の講習現場に立ち会い、講師のリスクに対する意識やそれに対応した行動を観察した。年度後半では、予備的調査に基づき、ピオレドール受賞者も含む日本の先鋭的クライマー5名へのインタビュー調査を実施した。インタビューは現在進行中である。以上のことより、高リスク活動の熟達者だと考えられるクライマーは、不確実さを不可欠の要素と考えているという点でリスク志向的ではあるが、リスクを発生させる状態をより明確にイメージすることができ、それを行動中の意志決定に援用することでそのリスクに対するコントロール感覚を持っていると考えていること、結果的に「楽観主義バイアス」とされる実態の背後には、こうしたコントロール感覚があることが示唆された。今後は、インタビューの分析をGTAにより行うことでこの点を確認するとともに、質問紙による一般のクライマーとの差異を検討する。計画書では、23年度には、インタビュー調査およびそのGTA分析とそれに基づく質問紙調査を実施する計画となっていたが、現状では、インタビュー調査をほぼ終えた状態る。しかしながら、インタビュー調査はほぼ終了し、また同時並行的に質問紙の構成については構想を進めていること、当初計画では、本年度の研究内容は、シナリオインタビューに限られていること、シナリオインタビューについては熟達者の集団である日本山岳ガイド協会の協力が得られることなどから、取り戻すことが十分可能な遅れであると考えられる。当初の予定とおり、インタビュー結果をGTAによりまとめ、クライマーのリスク認知の背後にあるプロセスや要素を明らかにするとともに、200人程度の登山者を対象とした質問紙調査を実施、多変量解析手法により分析する。平行してリスクを含むシナリオに基づくインタビューより、リスクイメージの違いが実践現場での意志決定プロセスにどのように影響しているかを、実践に近いシナリオを元にしたインタビューによって検討する。質問紙の作成および入力・インタビューのテープ起こしのための謝金に38万円、シナリオインタビュー(約10名)のための旅費に12万円、謝礼に6万円、消耗品に4万円を使用する予定である。
パラジウム触媒を高度に活性化するルテノセニルホスフィン配位子の多機能化

鈴木-宮浦反応においてPd触媒に優れた活性、安定性、および基質一般性を誘起するばかりでなく反応性に乏しいC(sp3)-H結合の活性化機能を示す興味深い新規ルテノセニルホスフィン配位子R-Phosおよびジシクロヘキシル類縁体CyR-Phosの多機能化を基軸とする優れたクロスカップリング反応の開発を目的に、構造の類似した新規派生配位子の開発と鈴木-宮浦反応における触媒活性化能の評価、R-Phosが配位したPd触媒とCu触媒との協同触媒系の開発、およびR-PhosおよびCyR-Phosが配位したPd触媒を用いるビスピナコーラートジボロンとハロゲン化アリールとのボリル化反応の開発を行った。研究代表者はこれまでに、ジt-ブチル(ペンタアリールルテノセニル)ホスフィン配位子およびジシクロヘキシル類縁体の5つのアリール基が3つのフェニル基および1つのビフェニリレン基である場合に、パラジウムに配位することで鈴木-宮浦反応において極めて高い触媒活性を誘起することを明らかにして来た。研究代表者ら、これら機能性配位子をR-PhosおよびCyR-Phosと命名している。今年度は、高い触媒活性を誘起するCyR-Phosの構造的特徴を明らかにする目的で、下部のCp環に置換したアリール基が異なる一連のCyR-Phos類縁体として、1)3つのフェニル基を全てかさ高い3,5-Xyl基に置換したXyl-CyR-Phos、2)4位のフェニル基を電子吸引性C6F5基に置換した5-F-CyR-Phos、3)および電子供与性4-Anisyl基に置換した5-MeO-CyR-Phos、4)π配位性ビフェニレンを2つのフェニル基に置換したCyY-Phosを開発し、立体的および電子的に不活性な鈴木-宮浦反応において互いの触媒活性化機能の比較を行った。その結果、一部の例外を除いていずれも低触媒量(0.025 mol%)で反応が定量的かつ速やかに進行し、下部のCp環に置換したアリール基の性質は配位子の触媒活性化能に大きな影響を与えないことが明らかになった。さらに、ペンタフェニルルテノセニル基が置換したCyY-Phosは、非常にかさ高い2,6-ジイソプロピルクロロベンゼンを基質に用いる反応において、CyR-Phosを用いた場合に大量に副生するボロン酸由来のホモカップリングの生成を抑制し望むクロスカップリング反応の収率を大幅に向上することも明らかになった。一方、ペンタアリールルテノセニル基の5つのアリール基を全て水素またはメチル基に置換すると触媒活性が劇的に低下した。この結果から、5つのアリール基のうち少なくとも1つは触媒の活性化に不可欠な部分構造であることが明らかになった。平成26年度は、研究代表者が開発した鈴木宮浦反応に用いるパラジウム触媒の活性、安定性および基質一般性を顕著に高める誘起する機能性配位子ジt-ブチルおよびジシクロヘキシル(ペンタアリールルテノセニル)ホスフィン(以下、R-PhosおよびCyR-Phos)が配位したパラジウム触媒系の反応効率の向上を目的に、トランスメタル化を促進する触媒と組み合わせた協同触媒系の開発を目指した。種々の触媒金属錯体に加え、添加する塩基の種類と当量、溶媒、温度などの反応条件、さらに求核剤として用いるボロン酸誘導体を詳細に検討した。その結果、R-Phosが配位したパラジウム触媒と一価の塩化銅をそれぞれ0.1 mol%および5 mol%含む協同触媒系を、DMF溶媒中、3当量のCsF/LiOtBu存在下、室温で臭化アリールとボロン酸ピナコースエステルとの反応に用いると、従来のパラジウム単独触媒系で触媒を1 mol%用いた場合とほぼ同じ反応時間で反応が完結することを見いだした。すなわち、わずか5 mol%の銅触媒を加えるだけでパラジウム触媒の効率が10倍に向上したことになる。さらに、開発した協同触媒系は活性が高いばかりでなく、求核性が低く従来のパラジウム単独触媒系では基質として用いることが困難であった3-ピリジルボロン酸ピナコールエステル等のヘテロアリールボロン酸エステルからも良好な収率で対応するクロスカップリング生成物を生成する優れた基質一般性を示すことも明らかにすることが出来た。今年度は、R-PhosおよびCyR-Phosが配位したパラジウム触媒の鈴木-宮浦反応以外へのクロスカップリング反応への応用を研究し、PinB2を用いるハロゲン化アリールAr-X (X = Cl, Br)のボリル化反応が0.01 - 0.1 mol%の触媒量でも短時間かつ高収率で進行することを見いだした。本反応では塩基の選択が重要で、KOAcが反応を顕著に促進した。さらに、R-PhosとCyR-Phosを比較したところ、互いに相補的な特徴を示した。即ち、立体的に不活性化されていない臭化アリールのボリル化反応では、Pd/CyR-Phos触媒はPd/R-Phos触媒に比べ顕著に高い活性を示し、1/10の触媒量を同等の反応時間で反応を完結した。一方、立体障害の大きい臭化アリールの反応では、Pd/CyR-Phos触媒は活性を完全に失うが、Pd/R-Phos触媒は活性を維持した。これらの結果は、臭化物と配位子の適切な組合せがボリル化反応の進行に重要であることを示している。