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低温度レベルの熱源の資源化をめざす新作動媒体の熱量測定による熱力学的検討

都市排熱および産業廃熱等の低温度レベルで捨てられていた熱を、ヒ-トポンプを用いることにより中温度レベルに昇温して再利用しようとする考えから、新作動媒体の熱量測定を行なうことにより最適な作動媒体を見い出すための熱力学検討を行なうことが本研究の目的である。すなわち、作動媒体として最も重要な熱力学特性である定圧比熱情報を実験的に決定することを具体的な目標とした。平成2年度は、液体および気体用のそれぞれに存在する定圧比熱測定装置の改造から開始し以下の研究成果を得ることができた。1.気体用の測定装置に関して、少量の試料でも多くの測定が行なえるように、試料を循環させて長時間安定な状態を実現できるよう改良した。2.新冷媒HFCー134aの気体定圧比熱を4点決定できた。3.熱量計本体の断熱性能を向上させる目的から、多層金属板真空断熱法により液体用では検出できなくなるまで熱損失を抑えることができた。平成3年度は、液相の定圧比熱測定に関して以下の研究成果を得ることができた。1.標準沸点が約ー25°CのHFCー152aに関して、276Kから360K,1MPaから3.2MPaまでの温度・圧力範囲に36点の液体定圧比熱を決定できた。HFCー152aの純度は99.95mol%,温度測定誤差±13mK,圧力測定誤差±3kPa,そして、最終的に決定した定圧比熱の不確かさは±0.4%であった。2.標準沸点が約ー10°CのHCFCー142bに関して、276Kから350K,1MPaから3MPaに31点の定圧比熱値を決定できた。HCFCー142bの純度は99.95mol%,温度および圧力測定誤差はそれぞれ±13mKおよび±3kPaであり、最終的に決定した定圧比熱の不確かさは±0.4%であった。3.以上の定圧比熱を表わす温度および圧力を独立変数とする相関式の作成を行なった。この相関式より飽和液体状態の定圧比熱も決定した。都市排熱および産業廃熱等の低温度レベルで捨てられていた熱を、ヒ-トポンプを用いることにより中温度レベルに昇温して再利用しようとする考えから、新作動媒体の熱量測定を行なうことにより最適な作動流体を見い出すための熱力学的検討を行なうことが本研究の目的である。ヒ-トポンプの作動媒体としては、従来よりフロン12,フロン22,あるいはフロン114などが用いられている。これらのガスはオゾン層を破壊するあるいは分子の安定性から80°C程度までの昇温にしか使えない等の理由から本研究の目的にあう作動媒体としては適切でない。平成2年度は、液体の定圧比熱測定装置および気体の定圧比熱測定装置の改造から開始し、交付申請書の研究実施計画に従い以下の研究成果を得ることができた。1.気体の定圧比熱測定装置に関しては、少量の試量の試料でなるべく短時間に測定できるように改造を進めた。具体的には試料を循環させて長時間安定な状態を実現できるよう蒸発器および凝縮器を新に設計しその製作を行なった。また、液体の定圧比熱測定装置に関しては、高温まで測定できるようにするため循環恒温槽を購入した。

2.熱量計本体の断熱性能を向上させる目的から、多層金属板真空断熱法に関して様々な方法を試みた結果、厚さ0.035mmの銅箔に金鍍金を施し、銅箔と銅箔の間には穴をあけたパルプ繊維紙をはさむ構造により、本測定装置(液体用)では検出できなくなるまで熱損失を抑えることができた。3.気体用の定圧比装置に関しては、新冷媒HFCー134aの定圧比熱を4点決定し、装置の信頼性を確認した。液体用の定圧比熱装置に関しては、当初予定していたHCFCー225の入手が困難であったことから、新冷媒HCFCー142bおよびHFCー152aに関して、それぞれ31点および36点の測定を行った。本研究では、フロ-カロリメ-タ-により新作動媒体の液体域の定圧比熱の測定を行なった。このフロ-カロリメ-タ-は、昭和59年度科学研究費奨励研究(A)により製作したものを少しずつ改造してきたものである。本年度は、標準沸点が約-25°CのHFCー152a(1,1ーディフルオロエタン)および標準沸点が約-10°CのHCFCー1426(1ークロロー1,1ーディフルオロエタン)の液体域における定圧比熱測定を行なった。最終的な測定範囲は、HFCー152aに関して276Kから360K,1.0MPaから3.2MPaまでの温度・圧力範囲であり,HCFCー142bに関して,276Kから350K,1.0MPaから3.0MPaに31点の定圧比熱値を得ることができた。両物質の純度は99.95mol%であり、測定精度は温度に関して±13mK,圧力に関いて±3kPa,そして、定圧比熱値に関して±0.4%であると判断している。これらの測定値を用いて、定圧比熱を温度および圧力の関数として表わす相関式を作成し、エンタルピ-の誘導あるいは飽和蒸気圧力における値を求めて、飽和液体状態の定圧比熱値を決定した。この飽和液体の定圧比熱値は、現存の装置で多く用いられているCFCー12およびCFCー22の値と比較した。上記2物質の測定後カロリメ-タ-の測定結果に大きな系統誤差が生じるようになり、府ロ-カロリメ-タ-の測定精度を再確認する目的から、質量流量測定について詳しく検討を行ない最大1.6%の誤差が生じていることを明らかにした。これが原因で交付申請書に示したHCFCー225の測定を行なうことはできなかった。代えて定圧比熱の推算法に関する検討を行なうこととした。HFCー152aの場合を例にして示すならば、大まかに、Watsonの方法では約30%,SternlingーBrownあるいはLymanーDannerの方法で約10%,RowlinsonーBondiの方法で約5%の本研究結果との相違があることを明らかにすることができた。
労働の効率的配分と人材育成

わが国における人的資源の効率的な配分と人材育成について、当初予定した内容について理論的・実証的な分系を行った。3年間で行った研究成果について主なものを具体的にあげれば以下の4点となる。(1)企業内の技能育成の問題と、技能を身につけるインセンティブがどのように企業内に組み込まれているか、評価・報酬システムを中心に理論的・実証的検討を行った。(2)策と市場機能の関係について労働市場を中心に理論的な考察を行った。(3)人材育成と生産性の関係を分析するために国際比較を行った。ソフトウエア産業とスーパーマーケット(レジ係り)について日本・中国の事例研究やアンケート調査を行うことによって両国の特徴を明らかにすると共に、技能育成の方法と生産性の関係について様々な分析を試みた。(4)わが国における少子高齢化に対応した中・長期的な労働力の不足に対してどのような人材の効率的な配分が必要となるか把握するために、外国人労働力の導入がわが国労働市場にいかなる影響を与えるかについて、理論的・実証的に分析を行った。以上の4点については、「主な研究発表」で示したように既に多くの出版物が刊行されている。一部については、現在論文作成中であるが近日中に論文として公刊される予定である。昨年度は研究実施計画にあるように以下の3点について研究を行った。3年計画の初年度ということもあり、理論的フレームワークのサーベイ、データベースの作成、調査等の実施準備などが重点的に行われた。調査等については相手側との調整などもあり若干遅れ気味であるが、概ね実施計画通りに進行している。以下に示したように現在作業中の研究の多くは今年度中に論文として取りまとめられる予定である。昨年度における各テーマの研究実績および進捗状況は以下の通りである。1.マッチング効率に関する分析においては、予定通りの進捗状況である。集計的マッチング関数の推定およびその効果を把握するためにデータベースを作成、およびマッチング効率と失業構造の関係を分析するために四半期データを用いたマクロ計量モデルを作成すると共に、空間経済の視点からも地域間労働移動に関する基礎的分析を行った。これらの多くは今年度中に論文として取りまとめる予定である。2.賃金決定方式や評価方式の変化が労働者のインセンティブや構造にどう影響を及ぼすか理論的・実証的研究を行った。実証研究においては、わが国の年功的賃金の変化要因等の分析を現在論文として取りまとめ中である。3.労働市場の国際化を通じた人材育成に関する研究においては、わが国の外国人労働者の実態を実証的に分析すると共に外国人労働者の人材育成自体を分析・検討するために、中国を対象として特定産業・職種(現在はソフトウエア産業)について人材育成のメカニズムを調査している。またわが国との直接的な関係を考慮して、外国人研修・技能実習制度の評価を行うため中国人に対して送り出し・受け入れ双方についての実態を調査するための作業を検討中である。3年計画の2年目であり、理論的フレームワークの整理、作成したデータベースによる分析、調査等が行われた。また、幾つかの研究については、論文執筆、学会報告等を行った。調査等については日本側の調査は、ほぼ終了した。1.多部門からなる独占的競争の一般均衡モデルを構築し、非同次選好・部門間生産性格差がある状況下における財の数や構成・部門間労働移動の分析を行い、"On the number and the composition of varieties"を執筆した。3.労働市場の国際化を通じた人材育成に関する研究においては、大型小売業の人材育成と生産性の関係について日中比較を行うための調査を実施した。日本側については、ほぼ調査が終了し、現在実証分析の準備中である。また、中国の人材育成については、別途「中国ソフトウエア産業における人材採用と育成」としても論文に取り纏め学会報告等を行った。昨年度は、3年計画の最終年度であり、以下の各点について研究取り纏めのための作業・分析を行った。

1.多部門からなる独占的競争の一般均衡モデルを構築し、非同次選好・部門間生産性格差がある状況下における財の数や構成・部門間労働移動の分析を行い、“On the number and the compos ition of varieties"を執筆し、研究発表に載せたように既に掲載予定となっている。3.「労働市場の国際化」に対応した研究としてわが国における外国人労働者の効果を実証的に分析し、共同研究者と共に本を出版し今年度(6月)に出版予定である。4.人材育成に関する国際比較のために、中国のソフトウェア産業の分析を取り纏めると共に、日本・中国のスーパーマーケットにおけるレジ係の人材育成と生産性の関係を調査し、現在、論文を執筆中である。以上については多くは既に作業が終了しているが、一部についてはできるだけ早く投稿、出版を行う予定であり、3年間に予定した内容は概ね行うことができた。
命題論理の証明の複雑さに関する研究

コンピュータサイエンスにおいて、最も中心的な問いのひとつが、与えられた関数(グラフ)を計算するための最も効率のよいアルゴリズムは何か?と言う問題である。これは、ひとつには「P=?NP」問題に集約される。この課題に対して、ロジックからのアプローチとしては、次の2つが考えられる1.与えられた命題論理の体系に対し、その体系では多項式サイズの証明が存在しないような定理群を発見する2.与えられた2つの命題論理の体系が相対的にどちらの方が証明効率がよいか本研究においては、タブロー法とレゾリューション法の証明の複雑さに関して研究を進めた。この2つの体系は、多くの自動証明機のエンジンとして採用されていることを追記しておく。その結果、1970年代から未解決であった、さまざまなタブロー法のバリエーション間の相対的証明効率の問題を完全解決した。まず、自動証明機のエンジンとして最も採用されているclausal tableauというタブローは一般的なタブローに比べて、superpolynomial-timeな遅延があることを発見した。また、resolution法はタブロー法に比べてexponentialのスピードアップがあると信じられてきたが、それは誤りであり、resolution法はタブロー法に比べて、擬似多項式時間分しかスピードアップしないことを論理的に証明した。一方、本研究においては、clausal tableau法にシンメトリーという推論を付け加えることによって、新しい体系SCRを構築し、その証明力についてさまざまに考察した。結果、resolutionでは短く証明できない多くの組み合わせ論的な問題がSCRでは多項式サイズの証明があることがわかった。SCRはタブロー法をベースとしているため、自動証明に応用することができ、これをGodzillaという自動証明機として実現した。(2)binarytableauはclausal tableauに対して、super-polynomialなspeed-upを持つことを証明した。(3)最も一般的な形をしているtableauであっても、tree resolutionと同等な証明効率は達成し得ない。Tree-resolutionは一般的にtableauに対して、super-polynomialなspeed-upを持つ。(4)tableauはtree-resolutionをquasi-polynomial時間内で模倣することができる。つまり、(3)で得られた下界はタイトであることを証明した。以上の結果により、1970年代より未解決であった、tree resolutionとtableauの証明効率の問題を完全に解決することができた。また一方で、コンピュータの基礎理論を日本でより盛んにするため、中等高等教育の場で、コンピュータの基礎理論を学ぶための手法を開発中である。とくに、e-learningによってそれを実現するために現在準備中である。平成11年度に提案した、simple combinatorial reasoningが類似の体系であるsymmetryつきのresolutionよりも体系として優れていることを証明した。すなわち、symmetryつきのresolutionはbackward searchができないという自動証明機向けの体系としての大きな欠点があるばかりでなく、simple combinatorialreasoningでは線形時間で解決可能であるような問題にたいして、指数時間かかることがあることを示した。このことで、simple combinatorial reasoningの優位性を証明したといえる。また、平成13年度には、tree resolutionとanalytic tableauxのさまざまな形式化について、証明の複雑さを論じ、1975年にCookによって提出された定理「tree resolutionはanalytic tableauxに比べてexponentialなspeed-upを有する」という結果が誤りであり、正しくは「tree resolutionはanalytic tableauxに比べて、super-polynomialなspeed-upを有するが、analytic tableauxはtree resolutionを決定的チューリング機械によって、quasi-polynomial timeでsimulate可能である」ことをPittasiおよびUrquhartとともに示した。平成14年度にはさらに自動証明および高精度保証ソフトウェア開発における論理学の応用について研究し、特に遠隔教育のプラットフォームの開発に応用した。平成14年度から開始した、遠隔教育・情報共有システムNet-Commonsの開発と研究を継続して行い、実際にNet-Commomsを使って、インターネツト上に中高校生のための教育の場を構築した(e-教室)。

「e-教室」プロジェクトは、新井らが開発を行った「Net-Commons」という情報共有ポータルシステムを活用して、研究者・教員らが協力しながら、中高校生とともにインターネット上に通常のカリキュラムを超える、高度な学びのコミュニティを創出する試みである。「Net-Commons」は、テキストと画像を組み合わせて投稿することができる掲示板を中心に据えながら、インターネット上で提供されているデジタルコンテンツを柔軟に活用するオンライン協調学習環境を提供している。「Net-Commons」が提供する柔軟なページレイアウト機能により、コミュニティの状態に最適なページレイアウトをWeb上から簡単に実現することができる。学習支援者は、学習状況を観察しながら、さまざまなe-ラーニングツールの組み合わせ(Blended Learning)を自由に試みることができる。「e-教室」に参加している学習者は、学習支援者とともにコミュニティを形成しながら、インターネット上の学びの空間を体験する。「e-教室」の学習ログを解析した結果、「e-教室」での活動を通じて、学習者の(1)論理的思考力(2)プレゼンテーション能力(3)(書き言葉による)コミュニケーション能力が向上したことが観察された。
ユビキタス性を持つ革新的な応力発光ナノ光源の開発

本課題の目的は、【生体内に導入でき、使用できる革新的なユビキタス光源】を創生し、バイオイメージング用内型光源の可能性を探る事である。実際、目標に掲げた生体透過性の高い赤外近赤外(600-900nm)発光型応力発光(ML)体の開発超音波刺激による発光を達成した。更に、応力発光体を生体内の"その場"おける光源・マーカーとして、体外からのin-vivo力学情報可視化(バイオイメージング)を行う革新的な可能性を見出した。本提案の内容は、【生体内に導入でき、使用できる革新的なユビキタス光源】を提供することである。達成には、生体にも導入できる光源の開発と、"その場"発光させる手段を開発すれば良い。その為の具体的な手段として、以下2つの研究を行った。【1】生体透過性の高い赤外近赤外(600-900nm)発光型応力発光体の開発具体的には、既に赤色・近赤外領域に発光を有する蛍光材料ZnS : Mn,Te(>600nm)、残光材料(Ca_<0.2>Zn_<0.9>Mg_<0.9>Si_2O_6(Eu^<2+>,Dy^<3+>,Mn^<2+>)、MgSiO(Eu^<2+>,Dy^<3+>,Mn^<2+>)700nm付近)の組成を中心に検討を行った。更に、現在最も発光輝度が高い応力発光体SrAl_2O_4:Euに発光中心金属として、Mn,Ndを導入した結果、760nmより長波長領域に強い応力発光を示す新規応力発光体の開発に成功した。更に、高感度CCDカメラを用いる事で、応力発光による応力分布の可視化が可能な事を見出し、目標を達成した。【2】超音波刺激による発光の検討と情報のデータベース(DB)化生体内の"その場"で光源を発光させる手段の確立が目的である。更に、ユビキタス光源を提供する準備を整えるため、【どのような刺激】を与えれば、【何カンデラの光源】になりうるか?の観点から情報のDB化を行い、取扱説明書に相当する情報を取得する。H22年度は、最も発光輝度の高い緑色応力発光体(SrAl_2O_4:Eu)を先行的に使用して、顕微鏡下、本予算にて購入した高感度高速CCDカメラシステムを使用する事で、分散させた単一粒子からの応力発光、超音波時照射時の応力発光を得る事に成功した。これにより、DB作成に使用するシステムの完成という、当初の目標を達成した。今回提案する研究の結果、市民にも関心の高いバイオイメージング、光治療、光診断等の光源の候補として、有用性を実証する研究に繋がることが期待できる。達成には、生体にも導入できる光源が開発でき、"その場"で光源を発光させる手段を開発することで、バイオイメージングに対する光源の提供が行なえれば良い。特に、より高輝度な応力発光体の開発こそが、本研究のアウトプットにあるバイオイメージング用の光源を可能にする。その為の具体的な手段として、以下2つの研究を行い、各成果を上げた【1】生体透過性の高い赤外近赤外(600-900nm)発光型応力発光体の開発これまでに最も発光輝度の高いSrA12O4Euを中心に、添加する発光中心金属について様々な検討を行う事で、850-900nmに発光を示す新規応力発光体の開発に成功した。また組成の最適化を行う事で、前年度本予算で購入した高感度高速度CCDカメラのみならず、市販のCCDカメラでも十分に撮影可能な程度の応力発光輝度を達成するに至った。特に上記近赤外光を含まない蛍光灯下であれば、暗環境下で無くとも、十分に市販のCCDカメラでの計測が可能であることを見出した。この事は、バイオイメージングのマーカーのみならず、応力発光体を使用した検査技術にも適応できる成果と言える。【2】超音波刺激による発光の検討と情報のデータベース(DB)化前年度に検討した顕微鏡下での単一粒子の応力発光計測系を行い、単一粒子からの発光計測が可能であることを見出した。また、希釈した環境での発光計測法を確立し、単一粒子からの発光輝度の算出を可能にした。次年度は、本値の妥当性に関して検討し、どの様な反応に対するユビキタス光源になり得るのか?明示する事を目指す。本提案の内容は、生体内に導入でき、使用できる革新的なユビキタス光源を創生することである。達成には、生体にも導入できる光源、“その場"で光源を発光させる手段を開発することで、バイオイメージングに対する光源の提供が行なえれば良い。具体的な手段として、以下2つの研究を行い、各成果を挙げた。【1】生体透過性の高い近赤外発光型応力発光(ML)体の開発

これまでに開発したSrAl2O4:Eu,M1,M2(M1,M2:近赤外光発光性金属イオン等)の定量的、または定性的なML評価を行った。MLスペクトルより、添加した全ての発光性金属イオンに由来するピークを確認し、発光の起源を明らかにした。また、参照化合物SrAl2O4:Eu、SrAl2O4:M1,M2と比較して、MLの発生にはEu2+、また近赤外光発生にはEu2+励起状態から近赤外発光性金属イオンへのダウンコンバージョンが寄与することを明かにした。ML強度は、Eu2+励起状態由来の緑色ML成分を完全に無視できる760nm以上について評価し、14 nWであった。この強度は、例えば親指の生体透過像取得に必要な近赤外光の最低値(1.7 nW)を大きく上回り、本目的に十分な発光強度を達成した。更に実際、近赤外MLを利用した指の生体透過像、頬を介した咀嚼力計測にも成功した。これは、応力発光体を生体内の“その場"おける光源・として、体外からのin-vivo力学情報イメージングを行う革新的な可能性を示した特筆すべき成果である。【2】超音波刺激による発光近赤外ML材料の、超音波刺激による発光特性について検討を行った。結果、超音波照射に対する近赤外ML、照射超音波強度による近赤外ML強度の制御に成功した。更に超音波誘起近赤外MLによる生体透過像取得にも成功した。これはML粒子をユビキタス光源としたin-vivo情報取得が可能である事を示している。本研究は、ユビキタス光源である応力発光粒子が、体内に持ちこめるバイオイメージングマーカーになり得るか?の可能性を検討する事である。従って、最大の課題は、生体透過性の高い近赤外光を発する応力発光体の開発であり、最適化を含め3年の計画であった。また、当初は他例を鑑みても高感度高速度CCDカメラで撮る程度の応力発光輝度を想定していた。それに対して、実際は最初2年間で開発に成功しただけでなく、最適化を行う事で、通常のCCDカメラでも計測可能な発光輝度を達成した事は、特筆すべき進展と考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。各課題に関して、今後の計画を簡単に記す。【1】生体透過性の高い赤外近赤外(600-900nm)発光型応力発光体の開発生体に持ちこめるサイズ(ナノ粒子化)を検討すると共に、生体適合性、毒性に関して評価を行い、ナノ光源として持ちこむことの可能性に結論を付ける。【2】超音波刺激による発光の検討と情報のデータベース(DB)化算出した単一応力発光光源粒子の輝度値の妥当性に関して更に検討すると共に、他のどの様な光反応に対するユビキタス光源になり得るのか?明示する事を目指す。
帝国日本における出版市場の再編と合法・非合法商品の資本化に関する研究

日本帝国において資本主義的システムが形成されつつあった1920年代1930年代に焦点を当て、改造社・中央公論社・戦旗社などから出された、「社会主義」をめぐる合法・非合法的商品が、植民地での市場拡大を試みながら競争していたことに注目した。書物の複雑な移動と交錯に注目し、日本語書物の生産・移動・消費にかかわっていた地域の研究者との連携も図ることによって、「日本近代文学」というナショナルな領土性を担保に内向きの発言で充填されていた、帝国日本の出版システムや文化商品としての「文学」の枠組みを捉えなおすことが出来た。日本帝国において資本主義的システムが形成されつつあった1920年代1930年代に焦点を当て、「社会主義」をめぐる合法・非合法的商品が、植民地での市場拡大を試みながらどのように競争していたのかについて注目した。研究初年度である2010年は、以下の三つの点に中点を置いて研究を進めた。(1)新しい研究をスタートさせるための研究資料の構築(資料の調査・分析を含む)。韓国のソウル大学、国立国会図書館、成均館大学図書館やアメリカのシカゴ大学図書館で調査をした。(2)韓国・アメリカにおける日本語・朝鮮語書物の流通・検閲をめぐる共同研究との連携。韓国の検閲研究グループとの共同研究を発足させた。2011年7月に第1回目の会議を開く予定である。シカゴ大学のRethinking Hihyoをめぐるワークショップに参加し、日本帝国とGHQによる支配システムの差異と、書物の資本化の問題を接続させる回路を見出すことが出来た。(3)国際ワークショップを企画・開催し、複数の言語による領域横断的な成果の公表を試みた。2011年2月27日には、韓国から研究者を招聘し、「行為体・媒介・移動」をめぐるワークショップを行った。また、カナダMcGill大学のAdrienne Carey Hurley教授による『Documentary History of Anarchism in Japan』出版計画にも参加している。日本、韓国、アメリカにおける社会主義、アナーキズム、検閲、書物の資本化の問題を、異なる言語・異なる専門分野・異なる地域で活動する研究者とのネットワークを構築することによって、より複合的な側面から捉える基盤が形成されつつある。その意味にといて、2011年度に計画している、研究成果の発表につながる活動が出来たと思っている。2011年は、以下の三つの点に中点を置いて研究を進めた。日本帝国の領土内では流通が困難であった非合法的書物が米国で作られ、植民地朝鮮に輸入されていたことに注目し、その手がかりを求め、THE KOREA SOCIETY、ハーバード大学、米議会図書館などで調査を行った。ワシントン大学で、日本語書物の南米や北米への流通を専門とするE.Mack教授と共同授業と共同調査を行った。また、韓国の検閲研究者らと2回のワークショップ(東京とソウル)を開催した。日本語と英語による『検閲・メディア・文学』(新曜社、2012・4)の刊行に参加した。奈良教育大学の中谷いずみと連携し、「接続の政治学」という国際ワークショップを2回(7月、12月)開催した。大妻女子大学の五味渕典嗣と連携し、日米韓の書物の流通に関する専門家を招聘し、国際ワークショップ「1930/1960、制度・資本・移動」を開催した。また、引き続き、カナダMcGill大学のAdrienne Carey Hurley教授による『Documentary History of Anarchism in Japan』出版計画に参加している。日本、韓国、アメリカにおける検閲、書物の資本化の問題を、異なる言語・異なる専門分野、異なる地域で活動する研究者とのネットワークを構築することによって、より複合的な側面から捉える基盤が形成されつつある。その意味において、最初に提出した研究目標を充分達成することが出来たと思う。
研究開発者の育成に寄与する人的ネットワークに関する実証研究

本研究は、研究開発者の人的ネットワークがもつ情報チャネル機能と人的資本との関係が研究開発という創造的活動に与える効果を検証し、得られた知見から人的ネットワークによる効果的な研究開発人材の育成のあり方を検討するものである。最終年度の現時点までに得られた主要な知見は大きくわけると3つある。まず1つは、ネットワークがもつ効果について、多様な情報交換ネットワークを活用している研究開発者は創造的行動という主観的な成果だけでなく、特許出願を含む技術開発や新製品のリリースなど客観的な成果も高い水準にあり、情報交換ネットワークの多様性が研究開発者個人の仕事パフォーマンスの向上に寄与していることが明らかとなった。2つ目として研究開発者が情報交換ネットワークから入手する情報について、社内の研究開発者からは相対的に多様な情報を、また社内他職場の非研究開発者や海外自社の研究開発者からはビジネス情報や自社製品情報など主に研究・技術関連以外の情報を、そして国内外部や海外他社の研究開発者からは先端技術など主に技術関連情報を入手するといったネットワークごとの特徴がみられた。そして3つ目として研究開発者の多様なネットワークの形成要因について、国内だけでなく海外へとネットワークを広げるには研究開発者の職業キャリアにおける国際移動、とりわけ学会などを含む海外出張が重要な要因の一つとなっていることが示された。また、この学会などの海外経験は社会人となってからだけではなく、大学院時代での経験もネットワーク形成に寄与していた。以上の議論より、研究開発人材の育成において企業はネットワークを国内外に広げて活用することが効果的であることが示唆されている。また現在も引き続き、数量データを用いて、ネットワークから得られる情報の内容に関してより詳細な分析を進めており、研究成果が得られ次第、速やかに公表する予定である。本年度は、(i)研究環境の整備、(ii)初年度から分析に使用可能なデータの整備、(iii)データによる研究開発者の人的ネットワークの構造や特徴についての検証に加え、iv)研究開発者の人的資本蓄積と創造的活動との関係に中等教育がどのように影響しているかを検討した。主な成果は以下の通りである。iii)について、多様なネットワークをもつ研究開発者ほど仕事パフォーマンスを高めるとされる創造的行動をとる傾向が強いだけでなく、実際に特許出願や新製品のリリースなどの技術成果を高める。またこのネットワークから入手される情報はネットワーク経路ごとに特徴があり、それゆえネットワークが多様であれば入手できる情報も多様なものとなる。また研究開発者の多様なネットワークの形成には職位が関与し、さらに国内だけでなく海外ネットワークへと多様性を高めるには研究開発者の職業キャリアにおける国際移動、とりわけ学会などの海外出張という経験が重要な形成要因の一つとなっている。さらに、学会への参加は社会人となってからだけでなく、大学院時代での経験もネットワーク形成に寄与していることが確認できた。iv)について、学習指導要領が変更された年で年代を分け、高校時代における理数系科目の学習状況の変化と、技術者になってからの特許出願数と特許更新数の関係を分析した結果、中学時代の3年間ゆとり教育を受けた47歳以下の世代と、それより上の世代では、特許出願数と特許更新数に大きな違いがあり、特に、中学時代の数学と理科の時間数が、技術者の高校時代における数学や物理を得意とする度合いと相関していることが分かった。2016年度中に、ネットワーク構造を中心とする分析枠組みに移転される情報の質を取り込む分析モデルの構築と、それに基づく具体的な検証仮説の抽出する予定であったが、初年度から利用可能な新しいデータの整理を行い、当初の計画になかった技術者と人的資本蓄積と創造的活動との関係における中等教育の影響を検討することを行ったためである。この結果、当初の進捗からやや遅れることとなったが、中等教育とネットワークの構築の関係を検討することも重要であることが示唆され、検証仮説に広がりが得られた。2017年度の主な成果は以下の通りである。日本企業の教育訓練において人的ネットワークの利用可能性を検討する上で、どのような視点が必要かを検討した。まず海外の研究からは人的ネットワークが組織や個人の成果やパフォーマンス、さらには人的資本の蓄積にも寄与することが多様な視点、幅広い業種において明らかにされ、企業が積極的に能力開発に人的ネットワークを活用することのメリットが示唆された。しかし、日本における研究は質、量ともに十分ではなく、人的ネットワークとパフォーマンスの研究は、製薬産業に特化した状態で、他の製造業をはじめ、非製造・サービス産業における研究はほとんどみあたらない。また人的資本の蓄積効果についても人的ネットワークが企業内教育訓練において効果的かどうかという議論が可能となるほどの研究蓄積がないといった状態である。より具体的には次に4つ点からアプローチすることが有用であることが明らかになった。一つは、人的ネットワークの有無が効果的なのかという視点である。これはつながっていることと、つながっていないことではどちらが有利かということであり、人的ネットワークの存在価値の検討である。二つは、人的ネットワーク構造や性質の効果という視点である。これはネットワークの中心にいること、密度の高いネットワークを持っている、他のネットワークとのブリッジになっているなどどのようなネットワークが有利かを検討することになる。三つめは、人的ネットワークを機能させるための外部環境についての検討も重要であろう。これは職場の環境や地域特性などが含まれる。そして最後に、人的資本のみの視点となるが、人的ネットワークと人的資本の関係性の検討である。これはそれぞれが代替関係にあるのか、それとも補完関係にあるのか、またどのような条件でそれぞれの関係性が生じるのかといった点を明らかにすることが必要である。

分析モデルの検討において、当初、技術者に限定して検討する予定であったが、技術者以外の部分にも検討の枠を広げたために進捗がやや遅れている。また、この広がりのため、調査規模を少し大きくする必要性が生じ、当初の予算では実行が難しくなり、2017年度の予算を2018年度にまわすことにした。こうした予算の問題をクリアする対応を取ったことも進捗が遅れている原因の一つである。この結果、当初の進捗からやや遅れることとなったが、依然として技術者に焦点を当てていることに変わりないものの、それ以外にも適用できる検証仮説を構築し、より幅広い研究成果が得られることが期待できる。本研究は、研究開発者の人的ネットワークがもつ情報チャネル機能と人的資本との関係が研究開発という創造的活動に与える効果を検証し、得られた知見から人的ネットワークによる効果的な研究開発人材の育成のあり方を検討するものである。最終年度の現時点までに得られた主要な知見は大きくわけると3つある。まず1つは、ネットワークがもつ効果について、多様な情報交換ネットワークを活用している研究開発者は創造的行動という主観的な成果だけでなく、特許出願を含む技術開発や新製品のリリースなど客観的な成果も高い水準にあり、情報交換ネットワークの多様性が研究開発者個人の仕事パフォーマンスの向上に寄与していることが明らかとなった。2つ目として研究開発者が情報交換ネットワークから入手する情報について、社内の研究開発者からは相対的に多様な情報を、また社内他職場の非研究開発者や海外自社の研究開発者からはビジネス情報や自社製品情報など主に研究・技術関連以外の情報を、そして国内外部や海外他社の研究開発者からは先端技術など主に技術関連情報を入手するといったネットワークごとの特徴がみられた。そして3つ目として研究開発者の多様なネットワークの形成要因について、国内だけでなく海外へとネットワークを広げるには研究開発者の職業キャリアにおける国際移動、とりわけ学会などを含む海外出張が重要な要因の一つとなっていることが示された。また、この学会などの海外経験は社会人となってからだけではなく、大学院時代での経験もネットワーク形成に寄与していた。以上の議論より、研究開発人材の育成において企業はネットワークを国内外に広げて活用することが効果的であることが示唆されている。また現在も引き続き、数量データを用いて、ネットワークから得られる情報の内容に関してより詳細な分析を進めており、研究成果が得られ次第、速やかに公表する予定である。本年度は、ネットワーク構造を中心とする分析枠組みに移転される情報の質を取り込む分析モデルの構築と、それに基づく具体的な検証仮説の抽出を行い、抽出した仮説検証のための研究開発者に対するアンケート調査を実施する予定である。さらに収集データを利用して仮説を検証し、そして他研究者、実務担当者からコメント・批判を受けるための成果報告を行い、予定通りに研究を推進していく。
失語症患者用の言語自習装置及び音声・絵カ-ド電子辞書の開発

本研究は、失語症患者の言語訓練のために、パ-ソナルコンピュ-タを用いてある程度自習可能な装置を開発するものである。基本的には、絵カ-ド及び対応する単語ないし単文の音声を電子化辞書として計算機に記憶する。複数の絵カ-ドを表示して対応する音声を出力、絵カ-ドを選択、指示させるものである。1.絵カ-ドの作成名詞基本単語約300、動詞基本単語約80を選定し、絵カ-ドを作成した(動詞については、各動詞と主語ないし目的語等を組みあわせた単文に対する絵、一動詞あたり約4枚)。又、平均7単語の対象物を含む情景画を15枚作成した。2.電子化辞書の作成絵カ-ドをイメ-ジスキャナにより、対応する音声をA/D変換器により入力・電子化辞書として記憶した。当初CDROMを予定していたが、汎用のディスク装置の急激な大容量化、低価格化の現況を考慮し、一般に普及、頒布する際の価格、デ-タ更新の便利さ等を考慮して、可般・交換型ユニットを採用することとした。ユニットを3台購入し開発用及び試用装置用(国立リハセンタ、都養育院)に使用した。3.基本訓練プログラムの作成1)名詞ポインティング2)情景画による名詞ポインティング3)動詞単文ポインティング4)助詞の選択回答の訓練プログラムを作成した。4.上記プログラムを国立リハセンタ及び都養育院の協力を得て失語症患者の言語訓練に試用し、有用であるとの見通しを得た。
各種成長因子による骨造成促進法

より早期に予知性の高い骨造成を行うため,骨形成の場を確保する組織誘導再生法(GTR法)をベースに,未分化な間葉系細胞を骨芽細胞および軟骨細胞に分化誘導することが知られている骨形成因子(BMP)を含む脱灰骨と,強力な軟骨細胞の増殖因子でありかつ骨芽細胞も増殖する線維芽細胞増殖因子(FGF)を含むコラーゲンミニペレットを組み合わせた移植体を,ラット頭頂骨骨膜下に埋入する実験を行い,主として組織学的検討を加えた結果以下の所見を得た.1.FGF含有量0.001μgのペレットを用いた群では,埋入4週後の軟X線写真においてすでに,3頭中2頭でほぼフレームに沿った石灰化像が見られ,光顕観察においても骨髄組織を伴った著明な骨新生が認められた.2.0.01および0.1μgの群では,埋入4週後の軟X線写真において3頭のうち1頭に関しては一部に石灰化と思われる不透過像を認めたが他の2頭ではほとんど見られなかった.8週後では,0.01μgの群においては3頭ともフレーム全体に不透過像が存在したが,0.1μgの群では3頭ともにほとんど観察できなかった.3.FGFを含有していないペレットを用いた群においては2週および4週後では少量の不透過像を認めるのみであったが,8週になるとフレーム全域に不透過像が見られた.以上の結果より,ラット頭頂骨骨造成モデルにおいて,FGFを用いなかった群に比べ,0.001μgの群においては骨新生の促進が認められ,より早期の骨造成が達成されたのに対し,0.1μgの群では逆に骨新生が抑制され骨造成が達成されなかった.よってFGFの量を調節すれば骨新生が促進されることが明らかとなり,より早期の骨造成達成のために有益な知見を集積することができた.より早期に予知性の高い骨造成を行うため,骨形成の場を確保する組織誘導再生法(GTR法)をベースに,未分化な間葉系細胞を骨芽細胞および軟骨細胞に分化誘導することが知られている骨形成因子(BMP)を含む脱灰骨と,強力な軟骨細胞の増殖因子でありかつ骨芽細胞も増殖する線維芽細胞増殖因子(FGF)を含むコラーゲンミニペレットを組み合わせた移植体を,ラット頭頂骨骨膜下に埋入する実験を行い,主として組織学的検討を加えた結果以下の所見を得た.1.FGF含有量0.001μgのペレットを用いた群では,埋入4週後の軟X線写真においてすでに,3頭中2頭でほぼフレームに沿った石灰化像が見られ,光顕観察においても骨髄組織を伴った著明な骨新生が認められた.2.0.01および0.1μgの群では,埋入4週後の軟X線写真において3頭のうち1頭に関しては一部に石灰化と思われる不透過像を認めたが他の2頭ではほとんど見られなかった.8週後では,0.01μgの群においては3頭ともフレーム全体に不透過像が存在したが,0.1μgの群では3頭ともにほとんど観察できなかった.3.FGFを含有していないペレットを用いた群においては2週および4週後では少量の不透過像を認めるのみであったが,8週になるとフレーム全域に不透過像が見られた.以上の結果より,ラット頭頂骨骨造成モデルにおいて,FGFを用いなかった群に比べ,0.001μgの群においては骨新生の促進が認められ,より早期の骨造成が達成されたのに対し,0.1μgの群では逆に骨新生が抑制され骨造成が達成されなかった.よってFGFの量を調節すれば骨新生が促進されることが明らかとなり,より早期の骨造成達成のために有益な知見を集積することができた.
競合的な知覚対象への注意の配分量の違いは知覚の選択機構に影響するか

注視と視野競合は対象に基づく選択機構を共有する可能性が示されているが、選択機構における注意のレベルが競合時の意識の移動に影響するかについては明らかではない。本研究は、経時的な注意集中の状態を反映する脳波である前頭部θ律動の出現量を指標として競合時の注意の配分量を数値化し、両眼性競合時の知覚選択における注意の役割について明らかにすることを目的とした。大学生14名を対象に、右眼に単眼式ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を装着し、左眼でテトリスゲームを行わせた。48秒のランダムな間隔でHMD中央にアルファベット文字をフラッシュ呈示し、文字を認知した場合は、その文字種を口頭で返事させ、回答を脳波とともに記録した。ゲーム中ではFmθ出現が7名で見られ、抑制眼での文字検出率はFmθ出現群が非出現群(7名)より有意に低かった。HMD提示文字の検出時と非検出時の文字提示前後での脳波コレログラムを比較したところ、θ帯域の自己相関係数は、文字認知時には著明な低下が認められたが、文字非認知時では文字提示後も高く維持されていた。そこで、Fmθ出現者の中で文字刺激に対する誘発電位を比較した。抑制眼への文字刺激認知時には、文字刺激に対する早い電位成分と遅い電位成分が見られたのに対し、文字が認知できなかったときには、早い誘発電位成分は消失し、P300様の電位成分が出現した。脳磁計を用い両眼性競合実験を行い誘発磁場を計測したが、1名でのみ早い成分でV1に電流源が求められた。本研究の結果、Fmθ律動の継続すなわち、優勢眼への注意レベルがある程度維持されているとき、抑制眼に入力された刺激の情報処理に関係する神経事象の抑制がV1レベルまでですでに行われていることが示唆された。ただし非認知時でも入力情報の一部は無意識下に処理されてP300様活動を生じていると考えられ、今後の非認知時におけるP300様活動の活動源のさらなる研究が必要である。17年度の研究実施計画に基づき、両眼性競合時の知覚の変化における注意の役割について,前頭部θ律動(Fmθ)を指標に検討を行った。被験者として同意の得られた大学生を対象に実験を行った。被験者には脳波(Fz, Pz)電極および眼球モニタ電極を装着した。被験者の正面60cmにパソコンモニターを設置してテトリスゲーム画像を左眼で見させた。右眼には単眼式ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を装着し、HMDを通して眼前60cmに右眼と同じ13インチ画面が見えるようにセットし、画像は無地灰色画面を常に提示して、48秒のランダムな間隔でアルファベット文字をフラッシュ呈示した。被験者には文字を認知した場合は、その文字種を口頭で返事させ、その回答は実験者が脳波とともに記録した。動画を見ているだけの非ゲーム時では、被験者全員の文字検出率はほぼ100%であったが、Fmθは出現しなかった。ゲーム中ではFmθ出現が半数で見られ、抑制眼での文字の検出率はFmθ出現群が非出現群より有意に低かった。

Fmθの出現した被験者のうち、Fmθ出現量の多い者4名を対象にHMD提示文字の検出時と非検出時の文字提示前後での自己相関脳波コレログラムを比較したところ、文字提示前後で、θ帯域の自己相関係数は、文字認知時には著明な低下が認められたが、文字非認知時では文字提示後も高く維持されていた。以上の結果は、一側の目に提示したゲーム動画に注意を向けることで,抑制眼の文字認知率が有意に減少したことから,競合時の知覚の優勢に注意が影響するという議論を支持する。Fmθ出現時は優勢眼への注意レベルがより高い、すなわち抑制眼入力処理の抑制がより強い状態と考えられ、抑制眼刺激への注意の転換と認知処理の再開には、注意レベルを変化することで抑制眼での文字認知が可能となることが考えられた。前年度のFmθ出現者の中から1秒以上続くFmθ律動を記録した被験者について、抑制眼の文字認知とFmθ律動との関係についてさらに検討を行うため、文字刺激に対する誘発電位を比較した。文字を50msec提示したときの文字刺激に対する誘発電位を比較した。抑制眼への文字刺激認知時には、文字刺激に対する早い電位成分と遅い電位成分が見られたのに対し、文字が認知できなかったあるいは文字に気がつかなかったときには、早い誘発電位成分からすでに消失し、かわりにP300様の電位成分が出現した。このときゲームに夢中で文字に全く気がつかなかった、あるいは中央で光ったのはわかったが何の文字かわからなかったとの内省報告を得た。文字認知のできなかったときに生じたP300様の活動成分は新奇性P300(novelty P300)である可能性が考えられた。そこで122ch脳磁計を用いて、磁気シールド室外よりのプロジェクタによる同様の刺激画面を用いた両眼性競合実験を行い、誘発磁場を計測した。脳波記録時の電位成分に対応した磁場成分が得られたが、電流源推定は1名において早い成分においてg値80%でV1に電流源が求められたのみであった。今後のP300様活動の活動源のさらなる研究が必要であるが、本年度の結果は、Fmθ律動の継続すなわち、優勢眼への注意レベルがある程度維持されているとき、抑制眼に入力された刺激の情報処理に関係する神経事象の抑制がV1レベルまでですでに行われていることを示唆する。ただし非認知時でも入力情報の一部は無意識下に処理されてP30o様活動を生じていると考えられる結果であった。
転写開始複合体によるプロモーター依存的転写レベル調節機構の構造学的研究

プロモーターの配列によって転写の強弱に違いが生じる分子機構の構造生物学的理解を目的として、RNAポリメラーゼの転写開始複合体ならびに関連するドメイン(CBID)の結晶構造の解明を試みた。得られたCBID結晶は低分解の反射しか与えない上に完全双晶であり立体構造解析は困難であった。大腸菌由転写開始複合体の結晶を得ることを試みたが目的とする結晶は得られなかった。他グループから酵母由来酵素による転写開始複合体の立体構造解析が報告され、本課題で想定したモデルもその一部が説明可能となった。本研究では、プロモーターの配列によって転写の強弱に違いが生じる分子機構の構造生物学的理解を目的としている。目的達成に向けて本年度は、その機構の鍵として注目しているシアノバクテリア由来ポリメラーゼβ^'サブニットに存在する挿入ドメイン(CBID)の結晶構造解析を試みた。まず、CBIDと活性中心との構造学的関係を明らかとするために、β^'サブニット、ならびにCBID周辺の活性中心を様々に含む部分の組み換えタンパク質を調製した。それぞれについて結晶化条件の探索を行ったが、目的とするタンパク質の結晶は得られなかった。次に、結晶は既に得ていたが、その構造解析に成功していなかったCBID単体の結晶について、その分子末端のペプチド長を種々に変える事により結晶中での分子のパッキングに影響を与えて結晶の性質向上を図り、構造解析を成功させる事を試みた。得られた結晶から収集した複数のX線回折データを解析し検討した結果、これまで空間群P3121に属すると思われていたCBIDの結晶が、実際には空間群P31の結晶2つがb軸を互いに共有する完全双晶(twinning factor0.41)である事が明らかとなった。問題の解決に向けて結晶の調製段階で様々な検討を行ったが、結晶の外観や得られた条件は異なっていても、全てのCBIDの結晶が共通の結晶学的パラメータを持つ類似の結晶であることが分かった。本結晶では非対称単位中に存在するタンパク質分子の数が多い(10分子以上)上に分解能も向上が見込めない事が予想されたため、CBIDの立体構造を得るのは今後も困難であると判断した。そこで次年度以降は、研究目的の達成に向けてより重要な位置を占める、大腸菌RNAポリメラーゼの転写開始複合体のアイソフォームの調製とその結晶化、構造解析に集中して研究を進める。本研究では、プロモーターの配列によって転写の強弱に違いが生じる分子機構についての構造生物学的理解を目的としている。昨年度は、その機構の鍵として注目しているシアノバクテリア由来RNAポリメラーゼβ'サブユニットに存在する挿入ドメイン(CBID)の結晶化を行った。今年度は、CBIDの結晶性の改善と、RNAポリメラーゼ酵素の結晶化に向けた実験を行った。CBIDについては、昨年度得られた結晶は低分解能の回折データしか与えず、かつ双晶であり構造解析は不可能であった。状況改善に向けて結晶化に用いるタンパク質の末端長を様々に変化させ結晶中での分子配向を変える事を試みたが、結晶が得られなくなるなど効果が得られなかった為、得られた結晶に処理を加え結晶中の分子の配向に影響を与える事を試みた。得られているCBIDの結晶は溶媒含有量が高く(>70%)、結晶への後処理の効果が大きいと予想された為である。様々な脱水処理の他、脱水処理中に起こる分子配向の変化に期待して結晶中での化学修飾による分子間架橋も試みた。X線回折実験の結果、結晶の格子定数には変化がみられたが、分解能向上や双晶の解消など目的とした回折データの品質向上への寄与は観察されなかった。大腸菌由来RNAポリメラーゼについては、β'サブユニットのC末端にHisタグが付く様に組み換えた菌体を用い、そこからHis-tagアフィニティーほか各種クロマトグラフィーを組み合わせ酵素の調製を行った。最終目的とする複合体を調製する前に、まずは得られたサンプルを用いて酵素単体での結晶化が可能かどうかのスクリーニング実験を試行したが、少なくともこれまでに確認した条件下では結晶の成長は確認されなかった。今後、DNA・RNAを加えた複合体での結晶化条件探索実験を本格化させる。これまでプロモーターに結合したRNAポリメラーゼは、その全てが転写伸長反応へ進むと考えられてきたが(sequential model)、その後転写伸長反応へ進むものと、プロモーターから離れず短いRNA断片を繰り返し合成した後に不活性型になるものの2通りへと枝分かれする事が示された(branched pathway model)。プロモーター配列に依存して活性型・不活性型になる割合が異なることにより転写レベルの調節が行われると考えられているが、その切り替えの分子機構は立体構造情報の欠如により不明であった。そこで本研究ではその仕組みを理解するために必要となる構造学的基盤の構築を目指した。まず、その切り替わりの鍵と予想される、活性中心付近における構造の変化をX線結晶構造解析法により明らかにしようと試みた。

シアノバクテリア由来RNAポリメラーゼが形成する転写開始複合体は不活性型をほとんど形成しないが、本酵素はβ'サブユニットに挿入ドメイン(CBID)を持つ。この特異的なCBIDが切り替えに及ぼす影響を構造学的側面から解明する目的でその結晶構造解析を行ったが、得られた結晶は対称性が低く非対称単位中に10個を超える分子を含んでいた他(1分子あたり60kDa)、完全双晶であった。結晶性を改善すべく様々な処置を試みたが、構造決定を行える回折データを与える結晶は得られず、その立体構造を決定する事は出来なかった。次に、大腸菌RNAポリメラーゼについて、転写開始複合体を調製しその結晶化を試みた。酵素を構成する一つのサブユニットにHisタグが付く様に遺伝子を改変した大腸菌を用いてサンプルの調製を行い、精製はアフィニティークロマトグラフィーとゲル濾過により行った。精製したRNAポリメラーゼを用いて結晶化条件探索実験を行ったが、目的とする複合体の結晶を得る事は出来なかった。