hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性高血糖における脳血管内皮機能と麻酔薬の関係の検討

急性高血糖は血管内皮機能を障害し、血管内皮依存性の血管拡張物質であるアセチルコリンに対する反応性が低下するとされている。本年度は急性高血糖時の脳血管内皮機能についてデスフルラン麻酔とプロポフォール麻酔群で我々が有する、Cranial Window法と呼ばれる、in vivoで脳表血管をリアルタイムに観察できる手法を用いて比較した。そして、プロトコールについて再考し、デスフルラン、プロポフォール、イントラリピッド(プロポフォールの溶媒)の3群間で比較した。結果:非高血糖時はデスフルラン、プロポフォール、イントラリピッド全てにおいて、アセチルコリンによる脳血管内皮反応性は保持された。一方、高血糖時、デスフルランはアセチルコリンに対するラット脳血管内皮機能を障害したが、プロポフォールとイントラリピッドは共にアセチルコリンに対する反応性を保持した。イントラリピッドに抗酸化作用があるとされる報告がるのでその影響が疑われる。また、デスフルランをはじめとした吸入麻酔薬は脳血管拡張作用があるので、今回の結果に影響を及ぼした可能性がある。本年度の結果からは、急性高血糖併存患者の全身麻酔ではデスフルラン麻酔よりもプロポフォール麻酔が有用である可能性が示されたというだけである。この結果については第23回日本神経麻酔集中治療学会にて「プロポフォールは急性高血糖時における脳血管のアセチルコリンに対する反応性を保持する」で報告した。実験モデルの"Cranial window"の作成の成功率がやや低く、実験の失敗が予定より多かったこと。プロトコールニ再考・変更により、イントラリピッド群を追加したこと。デスフルランを非高血糖の状態で1時間投与した後にアセチルコリンの脳血管への反応性を調べる。デスフルランとセボフルランは同じ吸入麻酔薬で動物実験では脳血管拡張作用はほぼ同等とされる。デスフルランは最も新しい吸入麻酔薬で、臨床使用上、すべての吸入麻酔薬の中で麻酔からの覚醒が最も早いとされる。よって、デスフルランとプロポフォール麻酔を比較することが最近の全身麻酔のトレンドを鑑みるとより優先すべきと考え、セボフルランをプロトコールから一旦除外することにする。
日本産カワトンボ属(トンボ目, カワトンボ科)の進化分類学的研究

前年度迄に離島を除く四大島のほぼ全域での調査を終え,日本列島における本属の生息分布状況をほぼ明らかにしえた.本年度は,未調査だった九州地方の南西部及び甑島列島と五島列島,中国地方の山口・島根・鳥取県下及び隠岐諸島を調査した.その結果次の諸点を明らかにすることができた.1.九州地方における本属の生息分布状況は,極めて複雑だが,以下のように要約できる:aの東北部には,「ニシカワトンボ南海郡」が分布し,その南西限は大分県の中央構造線付近と福岡・佐賀両県の県境を結ぶ線付近にある;b大分県から熊本県を東北から南西に走る中央構造線の北側の地域には「オオカワトンボ九州郡」が生息するが,しばしば同一渓流に「ニシカワトンボ南海郡」または「ニシカワトンボ西海郡」が共存する状況が見られる;c東北部を除く地域には「ニシカワトンボ西海郡」が生息する;d五島列島と甑島列島には,「ニシカワトンボ西海郡」が生息するが,いずれも亜種化が進行し,近い将来に新亜種として命名記載する予定である.甑島列島産の「ニシカワトンボ西海郡」には,有色翅雄が全く出現しない.このような個体郡は,本州中部地域に生息する「ヒウラカワトンボ」(新種として命名記載準備中)個体郡でのみ知られており,生物地理学上も本属の種分化過程を推測する上でも極めて重要な発見と思われる.2.中国地方における本属の生息分布状況はまだ不明な点も多いが,次の点が明らかになった:a.隠岐諸島には,島後にのみ「オオカワトンボ」個体郡のみが生息する.島根県本土には「ニシカワトンボ南海郡」も生息する.これらの事実は,本属のこの地域への侵入過程と経過を推測する上で重要である;b.ほぼ鳥取県の千代川と岡山県の吉井川を南北に結ぶ線を境にして,「ヒウラカワトンボ」と「ニシカワトンボ南海郡」,「オオカワトンボ」の「中部郡」と「中国郡」の分布境界線が存在することを突き止めた.前年度迄に離島を除く四大島のほぼ全域での調査を終え,日本列島における本属の生息分布状況をほぼ明らかにしえた.本年度は,未調査だった九州地方の南西部及び甑島列島と五島列島,中国地方の山口・島根・鳥取県下及び隠岐諸島を調査した.その結果次の諸点を明らかにすることができた.1.九州地方における本属の生息分布状況は,極めて複雑だが,以下のように要約できる:aの東北部には,「ニシカワトンボ南海郡」が分布し,その南西限は大分県の中央構造線付近と福岡・佐賀両県の県境を結ぶ線付近にある;b大分県から熊本県を東北から南西に走る中央構造線の北側の地域には「オオカワトンボ九州郡」が生息するが,しばしば同一渓流に「ニシカワトンボ南海郡」または「ニシカワトンボ西海郡」が共存する状況が見られる;c東北部を除く地域には「ニシカワトンボ西海郡」が生息する;d五島列島と甑島列島には,「ニシカワトンボ西海郡」が生息するが,いずれも亜種化が進行し,近い将来に新亜種として命名記載する予定である.甑島列島産の「ニシカワトンボ西海郡」には,有色翅雄が全く出現しない.このような個体郡は,本州中部地域に生息する「ヒウラカワトンボ」(新種として命名記載準備中)個体郡でのみ知られており,生物地理学上も本属の種分化過程を推測する上でも極めて重要な発見と思われる.2.中国地方における本属の生息分布状況はまだ不明な点も多いが,次の点が明らかになった:a.隠岐諸島には,島後にのみ「オオカワトンボ」個体郡のみが生息する.島根県本土には「ニシカワトンボ南海郡」も生息する.これらの事実は,本属のこの地域への侵入過程と経過を推測する上で重要である;b.ほぼ鳥取県の千代川と岡山県の吉井川を南北に結ぶ線を境にして,「ヒウラカワトンボ」と「ニシカワトンボ南海郡」,「オオカワトンボ」の「中部郡」と「中国郡」の分布境界線が存在することを突き止めた.本年度は、次の4項目を可能な限り実行することに目標を置いた。1.主に北陸地方以北、特に北海道各地の個体群の地理的分布を調査する。2.野外調査と同時に、計量形態学的解析に必要な集団標本を収集する。3.得られた標本について、ハネを中心とする各部の計測を行う。4.計測結果を申請者の研究室で開発したプログラムに従って、計量形態学的解析を行う。以下、上の各項について、今年度の研究実績の概要を述べる。1.北海道内をほぼ全域にわたって調査し、17ヶ所で本属の個体群を発見した。従来の知見と併せて、北海道におけるカワトンボ属の生息分布状況をほぼ把握し得たと思われる。すなわち、北海道では、ほぼ全域にわたってヒガシカワトンボ個体群が単独で生息しており、この状況は、基本的に東北・関東両地方へと連続するものであることが確認された。この点は、申請者の最近の仮説の正当性を裏づけるものである。従来数人の研究者が主張してきた北海道地方にヒガシカワトンボとは異質の個体群が生息する可能性はない。ただし、北海道のヒガシカワトンボは、本州北部の個体群とは体の平均的大きさや橙色翅型♂の翅前縁中央部の不透明斑の発達程度等に差が認められ、日本列島の他の数ケ所で確認された形質置換が生じていることが示唆された。この点は、本属の日本列島における進化過程を考察する上で大変重要である。

2.北海道各地で計量形態学的解析に必要な数集団を得ることができた。3,4目下進行中である。以上の他、補助金交付前、九州地方もほぼ全域を調査し、多くの新事実を明らかにすることができた。また、本属の進化過程を論じる上で極めて重要な地域である中国地方、特に島根県下(隠岐諸島を含む)の本属の地理的分布状況をほぼ明らかにすることができた。
バイオフィルムマトリクス成分の新機能の開拓

バイオフィルムは微生物が固体表面に形成する集合体であり、その内部の菌は抗菌剤や免疫系・貪食細胞系の働きに高度の耐性を示す。そのため、バイオフィルムに関連する感染症は慢性化・難治化の一途をたどることが多く、現代社会において、バイオフィルム感染症の的確な予防法・治療法の開発が重要な課題となっている。本研究では、バイオフィルム感染症の主要な起炎菌である黄色ブドウ球菌のバイオフィルムマトリクスに見出した細胞質分子シャペロンやRNAの性状・機能・動態を把握し、バイオフィルム形成の分子機構を明らかにすることで、バイオフィルム感染症に対する予防法・治療法の糸口をつかむことを目指した。平成30年度は、大腸菌のバイオフィルム形成に重要なマトリクス成分であるCurliの形成を制御する分子シャペロンDnaKの役割と分子機構を明らかにし、Communications Biologyに報告した。また、Curliの形成を効果的に抑制するEGCGの作用機序をScientific Reportsに発表した。次に、細胞外に存在するRNAが黄色ブドウ球菌の産生する細胞外多糖との相互作用を介してバイオフィルムの内部へ取り込まれることを示し、論文投稿した。さらに、黄色ブドウ球菌の細胞壁アンカータンパク質の一種であるSasGがバイオフィルム形成において、細胞壁にアンカリングすることがその機能発現において重要であること、MRSA臨床分離株MR23株の主要なマトリクスタンパク質であるEapと相補的に機能すること、DNAに直接結合してDNAの分解を抑制することを発見し、Infection and Immunityに報告した。本研究で得られた成果は、バイオフィルム形成の分子メカニズムの理解を深めることだけに留まらず、バイオフィルムに関連した難治性感染症の制御法開発への応用展開が期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1DnaKの変異体解析これまでに我々は、細胞質分子シャペロンであるDnaKがバイオフィルムマトリクス中に存在し、バイオフィルム形成を促進することを見出している。本研究では、DnaKの生理活性とバイオフィルム促進効果との相関性を明らかにするため、ドメイン欠損変異体および部位特異的変異体を作製し、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成に対する促進効果を調べた。その結果、N末端のヌクレオチド結合ドメイン(NBD)のみでバイオフィルム形成促進活性を示し、C末端の基質結合ドメイン(SBD)はバイオフィルム形成促進活性を示さなかった。部位特異的変異体の解析結果から、DnaKはATPase活性と基質結合活性に依存せず、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を促進した。また、NBDは黄色ブドウ球菌の菌体に比較的強く結合するが、SBDはほとんど結合しないことが分かった。次に、DnaKとポリスチレンプレートとの相互作用を調べた結果、DnaKはポリスチレンの表面にはほとんど結合しなかった。以上の結果から、DnaKは従来の分子シャペロンとしての機能とは全く異なる様式で菌体同士の接着を促していると考えられる。2菌体外核酸の塩基配列の決定黄色ブドウ球菌のバイオフィルムマトリクスに低分子RNAが含まれており、バイオフィルムの構造維持に重要であることを発見した。本研究では、それら低分子RNAの塩基配列を次世代シーケンサーを用いて解析した。それと並行して、ゲノムDNAと菌体外DNAについても塩基配列を決定した。得られた菌体外DNAの配列はゲノムDNAと酷似していたことから、ゲノムDNA全長が溶菌等により菌体外へ排出され、バイオフィルムマトリクス内に取り込まれている可能性が高いと考えられる。また、バイオフィルムマトリクスに含まれるRNAを解析した結果、黄色ブドウ球菌に由来する特定のRNAがバイオフィルムマトリクスに含まれることがわかった。当初計画していた1DnaKの変異体解析と2菌体外核酸の塩基配列の決定をおおむね完了することが出来た。1DnaKの変異体解析では、従来の分子シャペロンとしての機能とは全く異なる様式で菌体同士の接着(凝集)を促しているという新しいDnaKの機能の側面を捉えることが出来た。2菌体外核酸の塩基配列の決定については、新学術領域研究「ゲノム支援」のサポートによって、当初の予定よりも円滑かつ速やかに遂行することが出来た。バイオフィルムの形成に極めて重要な役割を果たす菌体外DNAの由来や配列はこれまで不明であったが、本研究の結果はバイオフィルム内の一部の菌が溶菌等により自身のゲノムDNAを菌体外へ排出する可能性を強く支持するものであった。今後、特定の塩基配列を持った核酸がバイオフィルム形成に重要な役割を果たしていることが明らかになれば、それらの時空間的な動態(局在変化など)の観察を可能とするオリゴヌクレオチドや、バイオフィルム形成を制御しうるアプタマーの設計にも繋がると考えられる。1菌体外核酸の塩基配列の決定:黄色ブドウ球菌のバイオフィルムマトリクスに含まれる低分子RNAがバイオフィルムの構造維持に重要であることを発見した。本研究では、それら低分子RNAのうち塩基数が約100までのものについてRNA-seqで解析した。その結果、黄色ブドウ球菌に由来する特定のRNAがバイオフィルムマトリクスに含まれることを確認することができた。また昨年度のドラフトゲノム解析とは異なる手法を用いた全ゲノムおよび菌体外DNAの塩基配列を取得するため、高純度かつ高濃度のサンプルを精製した。現在、PacBioを用いた塩基配列の取得およびデータ解析を進めている。2菌体外における低分子RNAの局在観察:超解像顕微鏡を用いた低分子RNAの局在を高分解能で観察する手法を開発した。

その結果、RNAが菌体外多糖と共局在することを見出した。また、ビアコアをもちいた多糖とRNAの分子間相互作用解析の結果、多糖とRNAが直接結合することを確認した。3DnaKが認識する菌表層分子の探索:これまでに我々は細胞質分子シャペロンであるDnaKがブドウ球菌の菌体表層に結合することで、バイオフィルム形成を促進することを見出している。本研究では、DnaKが認識する菌表層分子の探索を行うため、バイオイフィルムマトリクスタンパク質・細胞壁アンカータンパク質・壁タイコ酸合成酵素・菌体外多糖合成酵素などコードする遺伝子の欠損株を作製した。これらの遺伝子欠損株のうち一部についてはDnaKの結合能が低下することがわかった。本研究の目標の一つであった菌体外RNAの局在を明確に可視化することができたため、おおむね順調に進展していると判断する。しかし、その他にも計画していた、DnaKが認識する菌表層分子の探索については、実験はしているものの際立った結果が得られるに至っていない。バイオフィルムは微生物が固体表面に形成するフィルム状の集合体であり、その内部の菌は抗菌剤や免疫系・貪食細胞系の働きに高度の耐性を示す。そのため、バイオフィルムに関連する感染症は慢性化・難治化の一途をたどることが多く、現代社会において、バイオフィルム感染症の的確な予防法・治療法の開発が重要な課題となっている。本研究では、バイオフィルム感染症の主要な起炎菌である黄色ブドウ球菌のバイオフィルムマトリクスに見出した細胞質分子シャペロンやRNAの性状・機能・動態を把握し、バイオフィルム形成の分子機構を明らかにすることで、バイオフィルム感染症に対する予防法・治療法の糸口をつかむことを目指す。平成29年度は、47種類の黄色ブドウ球菌臨床分離株のバイオフィルム形成における様々なバイオフィルムマトリクス成分の役割を検証し、広範な株において細胞外DNAが最も普遍的かつ重要な役割を果たすことを明らかにし、Scientific Reportsに報告した。また、特に高いバイオフィルム形成能を有し、かつ性状の異なるバイオフィルムを形成する2種類のMRSA臨床分離株の全ゲノム情報と細胞外DNAの情報を取得するために、高純度なDNA試料の調製と遺伝子情報解析システムの整備を行った。次に、細胞外RNAがバイオフィルム内部へ取り込まれる機構を明らかにするために、細胞外多糖などの生体高分子とRNAの直接的な相互作用を表面プラズモン共鳴法などを用いて解析した。さらに、分子シャペロンDnaKとモデルペプチド/タンパク質を用いた分子間相互作用解析システムを構築した。バイオフィルムは、菌体とそれを包み込むマトリクス(バイオフィルムマトリクス)により構成される。バイオフィルムマトリクスの成分としては、細胞外多糖、タンパク質、細胞外DNAが知られており、生育環境や遺伝的背景の違いによって組成が異なる。バイオフィルムマトリクスの組成は、バイオフィルムの性質(強固さや量)に深く関係しており、その全容の解明は、個々の菌株のバイオフィルムの性状や形成メカニズムの解明において極めて重要である。
膵臓癌における染色体異常の網羅的解析および融合遺伝子の探索

膵臓癌において網羅的染色体転座の解析を行った。8p12に位置するNRG1が膵臓癌においても関連する可能性を考えた。Fluorescence in situ hybridization(FISH)法によりNRG1(neuregulin 1)遺伝子のスプリットを確認した細胞株について、さらに詳細な解析をした。このうちt(8;17)(p11.2;q23), t(8;18)(p23;q12)を有した細胞株Aとt(7;8)(q11.2;p11.2)i(8q)を有した細胞株Bについて、NRG1遺伝子内にさらに多くのプライマーを設定し、さまざまな組み合わせでFISH解析を行ったところ、細胞株Aではエクソン1の近傍に切断点が存在すると考えられた。一方、細胞株Bでの切断点は、エクソン9から17の間に存在すると考えられたが、それ以上切断点を狭めることはできなかった。また、Affymetrixの高密度オリゴヌクレオチドアレイHuman mapping 50K arrayによるゲノムコピー数の解析でもNRG1遺伝子近傍でのコピー数変化を検出したが、FISH解析よりもさらに切断点を狭めることはできなかった。そこで、これまでの切断点のデータを基に、最近我々の研究室で確立したcDNAバブルPCR法により相手遺伝子の同定を試みた。NRG1遺伝子は17個のエクソンからなり、少なくとも9つのアイソフォームからなる。NRG1が関与する融合遺伝子はこれまでに乳癌で同定されており、NRG1遺伝子の5'側に相手遺伝子産物が融合する。これまでに同定された融合遺伝子で相手遺伝子と融合しているエクソンを中心にさまざまなエクソンにプライマーを設定し、cDNAバブルPCR法を行ったが、これまでキメラ遺伝子は同定されていない。現在、アジレント社のSureSelectによる遺伝子キャプチャー法を用いて、イルミナ社の次世代シーケンサーSolexaによる大規模シーケンスによる融合遺伝子の同定を試みている。我々は消化器癌において予後不良な膵臓癌においてこれまでにspectral karyotyping (SKY)法、fluorescence in situ hybridization (FISH)法を用いて網羅的染色体転座の解析を行ってきた。その中で高頻度に染色体異常を認めた部位の一つである8p12に位置する乳癌において融合遺伝子が報告されているNRG1が膵臓癌においても関連する可能性を考えた。さらにゲノムアレイ法およびFISH法で詳細な染色体切断点を解析したところ、細胞株22株中の2株(9%)において、NRG1内でゲノム切断が認められた。同遺伝子の発現はゲノム切断を認めた対象において低下および消失を認めておりNRG1は膵臓癌の発癌に関与していると考えられた。今後我々は、NRG1の融合遺伝子の存在を強く考え、ゲノムアレイ法や我々が開発したcDNAバブルPCR法を用いてその探索を行う予定である。また、他の遺伝子においても融合遺伝子の存在が推定でき、これまで膵臓癌において研究がすすめられているP53やK-RASなどとは全く異なる新しい発癌のメカニズムが判明することとなる。さらに最近の報告ではNRG1はoncogeneおよびtumor suppressor geneいずれの側面も持つ遺伝子であり今後同遺伝子のメチル化やmutationについても検討を予定している.それらにより飛躍的に病態の解明がなされれば膵臓癌の予後が改善できる可能性があると考え研究を進めている。
視線動向データを踏まえた消費者の価格知覚に関する研究

価格設定とその提示のあり方は企業にとって重要な課題の一つであるが、先行研究において、効果的な価格提示のあり方について明快な結論は得られていない。他方で、マーケティング研究領域全般において視線動向に関する研究が行われるようになりつつあり、消費者の視線動向データが当該分野の研究に貢献しうる可能性を示している。本研究では、マーケティング研究・消費者行動研究領域の一領域である価格研究において、消費者の視線動向という新たな視角から消費者の価格知覚へのアプローチを試みる。新たな実験的手法によって、効果的な価格の提示(価格配置・デザイン・端数価格設定)のあり方について検討・考察する。
ガイド波の散乱解析と大規模構造物のモニタリングへの応用

今年度の研究では主に3次元平板に関する研究を行った。まず3次元平板に伝播するガイド波の伝播特性を調べるために、斜め方向に平板の端部にガイド波が入射するときの反射解析のための手法を開発した。そして実験を行い、解析結果を検証した。実験結果と解析結果がよく合うことが得られた。半無限の平板における外力による励振解析および端部による反射解析を行った。得られた時間域の波形を用いて3次元問題における反射係数を求め、それを2次元問題の反射係数と比較した。外力の幅と端部からの距離および測定の位置を変化させ、3次元および2次元解析における反射係数の差への影響を調べた。その結果、3次元と2次元の反射係数の差が小さくなるのは外力の幅が大きいときと、非常に小さいときであることがわかった。ただし、外力の幅を小さくする場合は外力と端部が十分離れていなければならない。そして3次元平板における散乱解析にも携わった。まずモードの直交性、正規化とモード分解を含む3次元平板におけるガイド波理論を展開した。その理論とモード励振法を用いて、3次元平板における散乱解析手法を開発し、複数の欠陥による散乱の数値解析例を示した。解析結果を実証するための実験も行った。本研究ではガイド波の基礎特性を調べるためにガイド波の分散曲線を求めるための境界要素法(BEM)を開発した。BEMを用いれば、複雑な断面をもつウェーブガイドの分散解析も行えるし、その断面の境界のみ離散化すればよいという計算のメリットもある。開発したBEMを用いて正方形断面、長方形断面とL型断面をもつ棒における分散解析を行い、板波の分散曲線を考慮に入れて考察した。散乱解析手法である部分解析法(partial analysis method)も開発した。前に開発したモード励振法(mode-exciting method)と併せて部分解析法を用いれば、様々な長さの単一亀裂を持つ平板に対するガイド波の散乱問題を効率よく解析できる。この特性に着目して測定などで得られた散乱特性から未知の亀裂の長さや位置を推定する逆散乱解析手法を提案した。直角に曲げた板に対するガイド波の散乱特性を解明するために、モード励振法を用いて散乱解析を行った。屈曲部に亀裂なし、屈曲部の外側に亀裂ありと内側に亀裂ありの3種類のモデルを用いて解析を行い、亀裂の有無や位置によるガイド波の散乱特性を考察した。ガイド波探傷法を用いれば、亀裂の有無や位置を推定できることが得られた。解析結果を検証するために探傷実験も行った。実験結果と解析結果はよく合うことを得た。
高分子量両親媒性物質の自己組織化とその構造

目的とする高分子量両親媒性物質は、オリゴプロピレンをセンターブロックとし、その両末端にオリゴエチレンオキシドを有するノニオン系両親媒性トリブロック共重合体である。ここでポリプロピレンから末端ビニリデン官能度(一分子当りの末端ビニリデン基の平均数)の高いテレケリックオリゴプロピレンの高効率調製法の確立が重要となることから、まずどのようにして官能度を2に近づけられるか検討した。その結果、ビニリデン官能度は、試料の初期分子量が高くなるほど2に近づくことが確認され、またポリプロピレンだけでなくポリプロピレン含量の高い廃棄物からも高収率で得られることが分かった。次にヒドロホウ素化法によるイソタクチックオリゴプロピレンのヒドロキシル化条件を検討した結果、試料のオリゴプロピレンを反応装置中で減圧加温乾燥し、ヒドロホウ素化試剤の失活を抑制することによってほぼ定量的に進行することが見出された。シンジオタクチック試料のヒドロキシル化の反応性はイソタクチック試料よりも高く、結晶化度の相違によると考えられる。得られた両末端ヒドロキシル化オリゴプロピレンの末端ミクロ構造をNMRにより明らかにした。そして、ナトリウムメトキシド触媒を用いた両末端ヒドロキシル化イソタクチックオリゴプロピレンのヒドロキシル基を開始点とするエチレンオキシドの開環重合によって、目的のトリブロック共重合体を合成した。溶媒分別とGPC分取により、Mn約2000、分散度約1.1、プロピレン/エチレンオキシドユニットモル組成比1/1.4の共重合体を得た。トリブロック共重合体の水分散系での表面張力測定から、0.002g/l付近に臨界ミセル濃度が存在し、会合体の平均粒径は150nm程度となり、分子鎖長と比較してベシクル様の中空ミセルの形成が示唆された。このミセルは濃度の増加とともに段階的に高次会合する傾向がみられた。SEMによる観察もこれらの結果を支持した。新規の高分子量両親媒性物質として,A-B-A型三元ブロック共重合体(Aは親水性,Bは疎水性ブロック)を合成し,それの水中での自己組織化を調べることを目的として,まず,A-B-A型三元ブロック共重合体の合成を行った.原料となる両末端に二重結合をもつ疎水性オリゴマーを得るために,新たに開発された高度制御熱分解法によりポリプロピレンの熱分解を行い,両末端にイソプロペニル基をもつテレケリックオリゴプロピレンを合成した.数平均分子量Mnは10^3程度,末端官能基度1.8のものが得られた.次に,ヒドロホウ素化反応を行い,良好な収率で両末端のイソプロペニル基をヒドロキシル基に変換した.得られた両末端ヒドロキシル化オリゴプロピレンの数平均分子量は,Mn=1.07×10^3である.最後に,この試料のトルエン溶液に耐圧ガラス容器内でエチレンオキシドを圧入し,CH_3ONaを触媒として,130°Cで反応させた.ほとんど定量的に反応は進行し,生成物を高温GPCで分析したところ,主ピークは出発試料より高分子量側ヘシフトし,Mn=1.46×10^3を与えた.同時に低分子量側に小さなピークが出現したが,これはエチレンオキシドのホモポリマーと思われる.面積比からホモポリマーの生成比は15%程度で,残りは目的物で,オリゴプロピレンの疎水性ブロックの両端に,親水性のエチレンオキシドが810個付加した,両親媒性のA-B-A型三元ブロック共重合体の合成に成功した.

これまでA-B型の二元ブロック共重合体は多く知られているが,三元ブロック共重合体の例は非常に少なく,水中での自己組織化による凝集状態に興味がもたれ,現在,反応条件の検討とともに,得られた三元ブロック共重合体の凝集構造を調べている.目的とする高分子量両親媒性物質は、オリゴプロピレンをセンターブロックとし、その両末端にオリゴエチレンオキシドを有するノニオン系両親媒性トリブロック共重合体である。ここでポリプロピレンから末端ビニリデン官能度(一分子当りの末端ビニリデン基の平均数)の高いテレケリックオリゴプロピレンの高効率調製法の確立が重要となることから、まずどのようにして官能度を2に近づけられるか検討した。その結果、ビニリデン官能度は、試料の初期分子量が高くなるほど2に近づくことが確認され、またポリプロピレンだけでなくポリプロピレン含量の高い廃棄物からも高収率で得られることが分かった。次にヒドロホウ素化法によるイソタクチックオリゴプロピレンのヒドロキシル化条件を検討した結果、試料のオリゴプロピレンを反応装置中で減圧加温乾燥し、ヒドロホウ素化試剤の失活を抑制することによってほぼ定量的に進行することが見出された。シンジオタクチック試料のヒドロキシル化の反応性はイソタクチック試料よりも高く、結晶化度の相違によると考えられる。得られた両末端ヒドロキシル化オリゴプロピレンの末端ミクロ構造をNMRにより明らかにした。そして、ナトリウムメトキシド触媒を用いた両末端ヒドロキシル化イソタクチックオリゴプロピレンのヒドロキシル基を開始点とするエチレンオキシドの開環重合によって、目的のトリブロック共重合体を合成した。溶媒分別とGPC分取により、Mn約2000、分散度約1.1、プロピレン/エチレンオキシドユニットモル組成比1/1.4の共重合体を得た。トリブロック共重合体の水分散系での表面張力測定から、0.002g/l付近に臨界ミセル濃度が存在し、会合体の平均粒径は150nm程度となり、分子鎖長と比較してベシクル様の中空ミセルの形成が示唆された。このミセルは濃度の増加とともに段階的に高次会合する傾向がみられた。SEMによる観察もこれらの結果を支持した。
MRT導入前後における交通需要構造及び土地利用変化に関する実証的研究

本研究は、昭和62年7月に開業した地下鉄南北線により、仙台市の交通形態の変化、及び土地利用の変化を実証的に調査し、地下鉄の影響を総合的に把握することを目的とした。そのため地下鉄開業前(昭和62年6月)に交通実態調査を行い、また開業後1年を経過した昭和63年6月にも同様な調査を実施した。また土地利用の実態調査としては、地下鉄沿線の商業、住宅の床面積の変化、及び地価についても行った。その結果、自家用車利用者の地下鉄への転換は、地下鉄駅周辺の徒歩圏で、かつ目的地が都心部の場合は若干見られたものの、全体としては数パ-セントの値となっている。従って、地下鉄利用者の大部分はバス利用者からの転換であり、結果的にバスと地下鉄との競合関係となっている。土地利用の変化としては、特に地下鉄の両端のタ-ミナル周辺の土地利用が急激に変化し、また地価も高い水準となった。また長町周辺ではマンションの建築も進んでおり、今後もこの傾向は続くものと思われる。地下鉄開業による商業立地への影響を定量的に検討するため、Huffモデルによる商業地選択モデルを作成した。これは旧仙台市、旧泉市を73ゾ-ンに分割し、各ゾ-ンの人口、小売業床面積、年間小売業販売額のデ-タを用い、地下鉄開業による時間短縮効果が商業施設の立地に与えた影響をインパクトスタディを使用して検討を行うものである。その結果、地下鉄開業による正の効果が地下鉄の両端タ-ミナルに顕著に表れ、また都心部を含む沿線においても小売販売額の増加が見られた。さらにその開発したモデルにより、現在建設中の地下鉄の延長、計画中の地下鉄東西線についても検討を行った結果、MRTの整備により地下鉄沿線への商業施設の集中がさらに進み、地域内の隔差が今まで以上に進むことが予測された。本研究の目的は、昭和62年7月に開業した仙台市地下鉄南北線によりその沿線の交通需要構造及び土地利用の変化を実証的に調査研究し、それによる効果と問題点を明らかにすることである。具体的調査項目としては当研究室で開業前(昭和62年6月)と行った交通実態調査の結果を基に、開業1年を経過した昭和63年7月に同様の調査を実施した。仙台市の当初計画では1日当たり22万人の需要を見込んでいたが、1年を経過した時点での需要は1214万人程度と大巾な減少となっている。この点に関する理由として調査の結果より言えることは、自家用車利用者の地下鉄への変換は、地下鉄周辺の徒歩圏でかつ目的地が都心部の場合は若干見られたものの、全体としては数パーセントの値となっている。また必ずしもバスネットワークが地下鉄利用に好ましい形態ではないため、バスと地下鉄が競合する結果となったのも一因である。その他の理由としては、当初の地下鉄需要予測、特に交通機関分担モデルの過大評価と沿線の土地利用が必ずしも計画どおりに進捗していないことも原因となっている。土地利用に関する調査としては、地下鉄沿線の商業、住宅の床面積の変化と地価の変化についての調査を行った。床面積の変化として特に顕著なのは、地下鉄の南北ターミナル周辺の土地利用が急激に増加しており、地価に関しても同様である。また長町周辺ではマンションの建設も目立ち、地下鉄による都市中心部の拡大も見られる。しかし、全体的にみると前述したように土地利用の変化は今後の問題でもあり、地下鉄の需要が見込まれるような積極的な計画が必要である。現在、開業後1年半を経過しており、地下鉄は確実に仙台市民の生活パターンを変化させつつある。需要の問題は残るとしても、地下鉄による影響は今後共調査研究していく必要がある。

本研究の目的は、昭和62年7月に開業した仙台市地下鉄南北線によりその沿線の交通需要構造及び土地利用の変化を実証的に調査研究し、それによる効果と問題点を明らかにすることである。地下鉄開業前における一日当りの乗客予測は約22万であったが、開業後の実績は1213万人と予測とは大きく異なる結果となっている。その原因として考えられるのは、沿線の土地利用が計画どおりに進捗していないこともあるが、最も大きな理由は、自家用車利用者の地下鉄への転換が非常に少ないことことである。これは予測時における交通機関分担モデルの構造にも問題がある。予測モデルでは、集計ロジットモデルを採用し、要因として所要時間のみからなるモデルを作成している。従って、地下鉄開業による時間短縮効果から地下鉄への転換を過大評価する結果となってしまった。本年度は特に地下鉄開業に伴う商業立地動向に着目し、研究を進めた。方法的には、Huffモデルを用いて商業地選択モデルを作成した。その結果、地下鉄開業の影響がその両端部において特に大きく、また都心部を含む地下鉄沿線においても正の効果が表れていることが明らかとなった。逆に地下鉄の影響が少ない仙台市西部、東部においては負の効果がでていることも判明した。また本研究で開発した商業立地モデルは、その予測性が高いため、現在仙台市で建設中の地下鉄延長工事、計画中の地下鉄東西線による時間短縮を考慮し、その効果を計測したところ、今後増々それらの沿線に商業施設が集中することが明らかとなった。従って地下鉄の整備により土地利用の変化がその沿線で急速に変化することが予測されるため、引き続き調査研究を進める必要がある。
雨天時における自律走行のための走行レーンの認識

1.白線候補画像の生成雨天時と晴天時のどちらにも共通する特徴として道路の白線付近を局所的に調べると,画像のx方向で白線領域において明度が極大になる.その特徴に着目し,車載単眼視カメラから得られる時系列道路画像を入力とし,白線である可能性の高い画素を抽出することで白線候補画像を生成する方法を提案し,白線候補領域を検出することを試みた.さらに,動画像処理(画像処理ボードにより高速化)により,前フレームの情報も採用することによって多くの白線を示す画素が抽出され,より良好な白線候補画像を生成できた.2.ロバストな走行レーンの認識道路モデルとして円弧モデルを用いてテンプレートマッチング手法によって白線候補画像から道路境界線を検出し,道路の曲率半径と自車両位置の推定を試みた.この手法によって,自車両の走行レーンを認識できた.但し,ここでは車両が道路に対して平行に進行していると仮定した.さらに,道路モデルとして円弧モデルに加え直線モデルを採用するなど,前記の手法を拡張して道路の曲率半径,自車両の位置及び方向角を決定することで走行レーンを認識した.自車両の近傍の道路境界線は直線として近似できると考え,まず直線モデルを当てはめることによって自車両の位置及び方向角を決定し,次に,決定されたパラメータと円弧モデルを当てはめることによって曲率半径を決定する.モデルパラメータが増えたことにより,テンプレートマッチング手法におけるパラメータの探索空間は増加するが,本手法では前述の手順を踏むことで削減でき,実際の道路境界線とより一致する結果が得られた.一方,雨天時においては入力画像列中にワイパーを含み白線候補領域を検出することが困難な場合,ワイパーが存在するのはたかだか23フレームであることから,ワイパーを含む画像を適切に検出し前フレームまでの結果を利用することによって解決した.1.白線候補画像の生成雨天時と晴天時のどちらにも共通する特徴として道路の白線付近を局所的に調べると,画像のx方向で白線領域において明度が極大になる.その特徴に着目し,車載単眼視カメラから得られる時系列道路画像を入力とし,白線である可能性の高い画素を抽出することで白線候補画像を生成する方法を提案し,白線候補領域を検出することを試みた.さらに,動画像処理(画像処理ボードにより高速化)により,前フレームの情報も採用することによって多くの白線を示す画素が抽出され,より良好な白線候補画像を生成できた.2.ロバストな走行レーンの認識道路モデルとして円弧モデルを用いてテンプレートマッチング手法によって白線候補画像から道路境界線を検出し,道路の曲率半径と自車両位置の推定を試みた.この手法によって,自車両の走行レーンを認識できた.但し,ここでは車両が道路に対して平行に進行していると仮定した.さらに,道路モデルとして円弧モデルに加え直線モデルを採用するなど,前記の手法を拡張して道路の曲率半径,自車両の位置及び方向角を決定することで走行レーンを認識した.自車両の近傍の道路境界線は直線として近似できると考え,まず直線モデルを当てはめることによって自車両の位置及び方向角を決定し,次に,決定されたパラメータと円弧モデルを当てはめることによって曲率半径を決定する.モデルパラメータが増えたことにより,テンプレートマッチング手法におけるパラメータの探索空間は増加するが,本手法では前述の手順を踏むことで削減でき,実際の道路境界線とより一致する結果が得られた.一方,雨天時においては入力画像列中にワイパーを含み白線候補領域を検出することが困難な場合,ワイパーが存在するのはたかだか23フレームであることから,ワイパーを含む画像を適切に検出し前フレームまでの結果を利用することによって解決した.1白線候補画像の生成本手法では、左側車線を走行する車両に設置した単眼視カメラから得られる明度画像で、車両の移動により得られる連続道路画像を入力としている。まず、道路の白線付近を局所的に調べ、画像のx方向で明度が極大になる画素を抽出して、さらに画像処理ボードにより高速化された動画像処理により、前フレームの情報も利用して確からしさを定義して、より多くの白線らしい画素を抽出することで、白線候補画像を生成することを可能とした。白線領域では、x軸、y軸のどちらの方向に見ても明度が極大値になると考えられるが、雨天時の画像の場合、道路の前方で鏡面反射が起こり、その範囲において、y方向に極大となる画素を抽出すると、それがノイズとなる可能性が高いことを確かめる実験も行って、x方向に極大になる画素を抽出する、本手法の有効性を確認した。2走行レーンの認識本手法では、車両が道路に対して平行に進行していると仮定して車両のパラメータとして道路に対する車両の方向、道路のパラメータとして曲率半径の2つを仮定することにより、自車両の走行レーンを認識を実現している。実際には、道路モデルとして円弧モデルを用いている。仮定により白線を示す画素はある曲率半径の道路境界線に逆射影変換されるので、円弧モデルの曲率半径、及び車両の自車両位置を変えながらモデル上にのる点の値の総和がパラメータの評価値となる。評価値が最大になるパラメータの組合せで曲率半径と自車両位置が決定される。実験により本手法の有効性を確認した。1.白線候補画像の生成雨天時と晴天時のどちらにも共通する特徴として,道路の白線付近を局所的に調べると,画像のx方向で白線領域において明度が極大になる.その特徴に着目し車載単眼視カメラから得られる時系列道路画像を入力とし白線である可能性の高い画素を抽出することで白線候補画像を生成する方法を提案し白線候補領域を検出することを試みた.

さらに,動画像処理(画像処理ボードにより高速化)により,前フレームの情報も採用することによって多くの白線を示す画素が抽出され,より良好な白線候補画像を生成できた.2.ロバストな走行レーンの認識道路モデルとして円弧モデルを用いてテンプレートマッチング手法によって白線候補画像から道路境界線を検出し,道路の曲率半径と自車両位置の推定を試みた.この手法によって,自車両の走行レーンを認識できた.但し,ここでは車両が道路に対して平行に進行していると仮定した.さらに,道路モデルとして円弧モデルに加え直線モデルを採用するなど,前記の手法を拡張して道路の曲率半径,自車両の位置及び方向角を決定することで走行レーンを認識した.自車両の近傍の道路境界線は直線として近似できると考え,まず直線モデルを当てはめることによって自車両の位置及び方向角を決定し,次に,決定されたパラメータと円弧モデルを当てはめることによって曲率半径を決定する.モデルパラメータが増えたことによりテンプレートマッチング手法におけるパラメータの探索空間は増加するが,本手法では前述の手順を踏むことで削減でき,実際の道路境界線とより一致する結果が得られた.一方雨天時においては入力画像列中にワイパーを含み白線候補領域を検出することが困難な場合,ワイパーが存在するのはたかだか23フレームであることから,ワイパーを含む画像を適切に検出し前フレームまでの結果を利用することによって解決した.
対称錐上の多変量解析の推測理論の新展開

多変量正規分布の平均ベクトルや分散共分散行列の推定問題において,通常の推定量である標本平均ベクトルや標本分散共分散行列が非許容的であると結果(いわゆるスタイン現象,スタインにより提案された新たな推定法を縮小推定法と呼ぶ)がスタインにより示されて以来,スタイン現象や縮小推定法に関する研究がおおくなされている.本研究期間中に,縮小推定法の議論が十分に展開されていなかった多変量統計モデルにおいて,縮小推定法を考案し,理論的および数値実験比較の観点から縮小推定法の有効性を示した.縮小推定法の適用が,古典的な多変量統計モデルをこえて広く可能であることを明らかにした.多変量正規分布の平均ベクトルや分散共分散行列の推定問題において,通常の推定量である標本平均ベクトルや標本分散共分散行列が非許容的であると結果(いわゆるスタイン現象,スタインにより提案された新たな推定法を縮小推定法と呼ぶ)がスタインにより示されて以来,スタイン現象や縮小推定法に関する研究がおおくなされている.本研究期間中に,縮小推定法の議論が十分に展開されていなかった多変量統計モデルにおいて,縮小推定法を考案し,理論的および数値実験比較の観点から縮小推定法の有効性を示した.縮小推定法の適用が,古典的な多変量統計モデルをこえて広く可能であることを明らかにした.多変量正規分布の平均ベクトルや共分散行列の推定問題において通常の標本平均や標本共分散行列が非許容的であると結果(いわゆるスタイン現象,スタインにより提案された新たな推定法を縮小推定と呼ばれている)がスタインにより示されて以来,スタイン現象や縮小推定法に関する研究がおおくなされている.しかし,縮小推定法の研究が現時点ではまだ十分に展開されていない統計モデルにおいて縮小推定法の考案とその最適理論の研究が本研究の目的である.古典的なモデルをこえたモデルにおいて,縮小推定法の有効性が理論的および数値実験比較の観点から示されれば,縮小推定法の適用が古典的な統計モデルを超えて適用可能なことが明らかとなる.以上のことを目的として研究を進めた結果,本年度に得られた主な研究成果は次の2点にまとめられる.(1)ショルダン代数を利用した多変量統計モデルの体系的な研究の可能性を明らかにしつつ,対称錘上のウィシャート分布に関する現時点での先行研究を踏まえ,対称錘を記述するために重要な役割を果たすジョルダン代数についての基本的な事項について整理をした上で,対称錘上のウィシャート分布の期待値母数の推定問題において決定理論の枠組みから新たな推定量を導出し,その最適性について調べた研究結果に関する論文が現在審査中である.また,日本数学会2006年度年大会(中央大学理工学部,2006年3月29日)において上記研究成果についての口頭発表を行った.(2)エルミート対称行列上の複素ウィシャート分布を含む多変量モデルにおいて,そのスケール行列の推定問題を考え,縮小推定量を構成する理論的な道具立てを調べた研究成果をまとめた論文が現在審査中である.さらに,(2)の結果を踏まえ,複素分散分析モデルにおける回帰行列の推定問題を統計決定理論に観点から議論する論文が現在準備中である。多変量正規分布の平均ベクトルや共分散行列の推定問題において通常の標本平均や標本共分散行列が非許容的であると結果(いわゆるスタイン現象,スタインにより提案された新たな推定法を縮小推定と呼ばれている)がスタインにより示されて以来,スタイン現象や縮小推定法に関する研究がおおくなされている.しかし,縮小推定法の研究が現時点ではまだ十分に展開されていない統計モデルにおいて縮小推定法の考案とその最適理論の研究が本研究の目的である.古典的なモデルをこえたモデルにおいて,縮小推定法の有効性が理論的および数値実験比較の観点から示されれば,縮小推定法の適用が古典的な統計モデルを超えて適用可能なことが明らかとなる.以上のことを目的として研究を進めた結果,本年度に得られた主な研究成果は次の4点にまとめられる.(1)ショルダン代数を利用した多変量統計モデルの体系的な研究の可能性を明らかにしつつ,対称錘上のウィシャート分布に関する現時点での先行研究を踏まえ,対称錘を記述するために重要な役割を果たすジョルダン代数についての基本的な事項について整理をした上で,対称錘上のウィシャート分布の期待値母数の推定問題において決定理論の枠組みから新たな推定量を導出し,その最適性について調べた研究結果に関する論文が掲載された.(2)対称錐体上のウィシャート分布の特別な例として,ローレンツ錐体上のウィシャート分布のスケール行列に対する新たなミニマックス推定量を構築した論文が現在審査中である.(3)エルミート対称行列上の複素ウィシャート分布を含む多変量モデルにおいて,そのスケール行列の推定問題を考え,縮小推定量を構成する理論的な道具立てを調べた研究成果をまとめた論文が掲載予定である.(4)複素多変量正規分布の平均行列の推定問題を不変な2乗損失関数のもとで考え,ミニマックス推定量を構成する体系的なアプローチを与えた論文現在審査中である.多変量正規分布の平均ベクトルや共分散行列の推定問題において通常の標本平均や標本共分散行列が非許容的であると結果(いわゆるスタイン現象,スタインにより提案された新たな推定法を縮小推定と呼ばれている)がスタインにより示されて以来,スタイン現象や縮小推定法に関する研究がおおくなされている.しかし,縮小推定法の研究が現時点ではまだ十分に展開されていない統計モデルにおいて縮小推定法の考案とその最適理論の研究が本研究の目的である.

古典的なモデルをこえたモデルにおいて,縮小推定法の有効性が理論的および数値実験比較の観点から示されれば,縮小推定法の適用が古典的な統計モデルを超えて適用可能なことが明らかとなる.以上のことを目的として研究を進めた結果,本年度に得られた主な研究成果は次の5点にまとめられる.(1)ショルダン代数を利用した多変量統計モデルの体系的な研究の可能性を明らかにしつつ,対称錘上のウィシャート分布に関する現時点での先行研究を踏まえ,対称錘を記述するために重要な役割を果たすジョルダン代数についての基本的な事項について整理をした上で,対称錘上のウィシャート分布の期待値母数の推定問題において決定理論の枠組みから新たな推定量を導出し,その最適性について調べた。(2)さらに,対称錘上のウィシャート分布のなかでも,次数が2のモデルについてミニマックス推定量の新たな族を導出した.(3)多変量複素正規分布を含む複素多変量楕円分布モデルのスケール行列の推定問題を考え,スタイン損失のもとで縮小推定量を構成した.さらに,(4)複素多変量正規分散分析モデルにおける平均行列の推定問題を統計的決定理論を立場より議論し,体系的な改良型推定量の導出法を検討した論文が審査中である.また,(5)複素ウイシャート分布のスケール行列の推定問題を不変な2上損失のもとで議論した論文も審査中である.科学技術の急速な発展から新しいタイプのデータを解析(遺伝学研究におけるマイクロアレイデータと量的形質座位の解析等が典型的な例)するために,統計推測手法とモデリングの研究を,古典的な多変量解析の理論的な枠組みを超えて展開する必要がある。本研究では,分野横断的な数理理論を援用することにより,多変量解析の古典的な理論を超えた体系的かつ一般的な推測理論を構築することを目的として研究を進めた.本年は特に下記のような結果を得た.(1)実多変量正規分布の共分散問題(標本数が変数の次数より大きい場合)で知られている結果を複素多変量正規分布の共分散行列の推定問題に拡張した結果をまとめた論文が国外学術専門誌に掲載予定である.(2)多変量正規分布(実正規分布と複素正規分布)からの標本数が,変数の次数より小さい場合には,標本共分散行列が特異(正値対称ではなくランクが落ちる)となり,推定量は不安定になる.さらに,標本数が変数の次数よりも大きな場合でも標本分散行列は母数今日分散行列よりも精度がわるいことが知られている.このような欠点を克服する推定量をある種の不変損失関数のもとで改良型推定量を導出した。さらに,数値実験により,改良型推定量を正定値にした修正集定量は,安定性と精度の観点から標本共分散行列よりもよいこと確認した.この結果は,2008年度統計関連連合大会および研究集会で口頭発表し,論文としてまとめたものは現在専門誌において審査中(リバイスを再投稿済み)である.
ウェブデータウェアハウスの設計と開発に関する研究

急速に増加するウェブ情報の利用効率を高める手法として、ウェブキャッシュならびに情報フィルタリングが広く知られている。前者はデータの効率的な再利用を促し、後者は取得されるデータを良質なものに制限する。本研究では両機能を改善させるとともに、両者を併合したウェブウェアハウスの概念を提案し、開発を行った。ウェブキャッシュアルゴリズムの開発においては、ウェブデータの多様性に対処するための分類ルールおよび階層的コンテンツ管理モデルを用いたキャッシュ管理方式「仮想多階層コンテンツキャッシュ」の設計を行った。このモデルに基づくキャッシュ手法「LRU-SP」はシミュレーション実験により、従来の手法よりも総合効率が優れていることが示された。さらに、ハイパーテキスト構造とキーワードベースのセマンティクスを利用した「コンテンツを意識する知的キャッシュ手法」を開発し、「LRU-SP+」として実装した。また、ウェブキャッシュデータのデータベース的利用、データの特性解析、ウェブデータウェアハウスの動的階層構成に関する研究も行った。この結果は発明的な成果のみを発表する会議(28件の発表のうち、アジアからは1件)において発表され、そのユニークさが評価されている。情報フィルタリングの開発においては、地域性によってウェブコンテンツをフィルタリングする手法の設計を行った。地理情報システム(GIS)との結合ならびに自然言語処理、リンク構造の利用によって、対象地域が限定されたウェブコンテンツを収集することが可能となった。この手法により、特にローカルな情報の検索においてデータの利用効率が大幅に改善された。ウェブは本来グローバルな情報システムであるが、本手法によってローカルな情報の検索が容易になることが期待される。本手法も世界的な評価を受けており、同一の手法に基づくシステムの開発が韓国やスイスで進められている。近年ウェブの急速な普及に伴いインターネットのトラフィックが爆発的に増えつつあり、ネットワークアクセスのボトルネックの解消が重要となっている。このためにウェブキャッシュがよく知られているが、従来型のキャッシュは物理的・非構造的データもしくは正確な意味定義のある論理データしか対応していない。従ってウェブコンテンツのキャッシュ、そして効率的利用のための新しい方式の開発が強く求められている。本年度はこの目的を達成するために、以下の研究を行った。まず、高度なキャッシュ手法のためのコンテンツ管理モデル及びアルゴリズムの設計を行った。具体的にはウェブデータの異質性に対処するための分類ルール及び階層的コンテンツ管理モデル(VML)を提案し、このモデルに基づくキャッシュ管理方式「仮想多階層コンテンツキャッシュ」を設計した。このモデルの有効性を示すため、新しいキャッシュ手法LRU-SPを設計し、シミュレーション実験による検証でLRU-SPの総合効率がこれまでの手法より優れていることを証明した。また、ウェブデータにおいては人間としてのウェブ利用者の見方とキャッシュシステムの見方は異なっている。そこで人間の見方をキャッシュに反映させるため、ウェブデータのハイパーテキスト構造とキーワードベースのセマンチック情報を抽出しコンテンツ管理に用いた。この構造とVMLを統合し、「コンテンツを意識する知的キャッシュ手法」とした。この方法を具体化してアルゴリズムLRU-SP+を開発し従来のキャッシュより効率及び効果を大きく改善できることを実験より検証した。さらに応用として対象を地理情報システムに絞り、蓄積されているWebページに出現する地名を解析することで、ランドマークの発見、地名間の関係を抽出した。これらは地域情報を効率的に検索するのに貢献する。ますます増えつつあるウェブ情報の処理効率を高めるための方法として,検索データの再利用のためのウェブキャッシュおよび受け取る情報を良質なものに制限するための情報フィルタリングが知られている.本研究ではこの2つの機能を持つより一般的なシステムとして,ヴェブデータウェアハウスという概念を提案する.またウェブ情報の有効利用例として,ウェブ情報から抽出したデータを利用する地理情報システムを開発した.ウェブデータウェアハウス(WDH)の研究ではこれまでのウェブキャッシュアルゴリズムの研究を元に,アルゴリズムの改良とシステムの基本機能の設計を行った.また,WDHにおける利用者の利用状況解析を行いそれをキャッシュ,プリフェッチ,ブロードキャストに役立てる方式を開発した.

さらにデータのフィルタリングにも使うことによって,パーソナライゼーションと効率化を実現した.これらの機能を実現する上で特に重要になる検討事項として,ウェブキャッシュデータのデータベース的利用,データの特性解析,WDHの動的階層構成が挙げられる.これらの項目を特に集中的に検討することにより効率のよいWDHを実現した.WDHは全世界にある情報を効率良く取得するための概念であるが,その一方で実際には検索されるべきデータがある特定の地域に関するものに限られることが多いことも事実である.この利用形態に対応するため,高水準の地理情報システムの概念を導入し,開発を行った.本システムは世界的に評価を受けており,この概念を基にしたシステムが韓国やスイスで開発されはじめている.本システムの開発のため,自然言語処理技術を応用してウェブページから地域情報を抽出する手法などを考案した.このほか,ウェブページの効果的な分類手法の開発,移動端末向けの地域情報ウェブページの効率的なキャッシング手法の開発,リンク構造に着目した効率的な検索手法の開発を行った.