hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
EFD/CFD/RT融合による非線形飛行力学の跳躍的発展

本研究では,非線形領域における航空機の動安定性を評価するための新しい飛行シミュレーション技術を構築に向けて,EFD(風洞実験)とCFD(計算流力)とRT(ロボット技術)の専門家が協力して,これらの分野を融合した新概念の実験技術の開発に取り組んだ.具体的にはロボットマニピュレータや磁力支持装置(MSBS)による6自由度マニピュレーション技術を開発し非線形空気力の数理的モデルの同定を可能にする動的風試技術を開発し,これによりデルタ翼の高迎角試験,回転楕円体や有翼模型の自由支持を実現した.また運動する模型上の非定常流れ場を計測する新しい可視化法を開発し動的実験におけるそれらの有効性を実証した.本研究は,非線形領域における航空機の動安定性を評価するための新しい飛行シミュレーション技術を構築するため,EFD(風洞実験)とCFD(計算流力)とRT(ロボット技術)の専門家により,これらの分野を融合した新概念の実験技術を開発することを目的としている.具体的には「ロボットマニピュレータ」や「磁力支持装置」(MSBS)などの動的マニピュレーション技術の開発,これらをClosed Loopで制御し仮想的な自由飛行状態を作り出す「ハイブリッドシミュレーション」技術の開発,それに非線形空気力の数理的モデルの同定を可能にする「計測融合シミュレーション」や「モデル推定」の手法の構築に取り組む.このうち初年度はハイブリッドシミュレーションを用いた動安定実験に注力した.専用の制御プログラムを開発し,ロボットマニピュレータのサーボ遅れ補償のための制御アルゴリズムの研究を行った.ハードウエアの改修後,第1段階の風洞試験(強制振動法)を実施し,装置全体の性能評価と制御系のチューニング試験を行った.合わせて慣性力補正のための装置を検討した.また,これと並行して「磁力支持装置」のセンサ部(光学カメラ)とパワーアンプ部3台を導入し,制御システムの構築に取り組んだ.これにより,模型を定常浮揚させることを試みたが,信号に重畳するノイズの問題が解決できないまま年度末を迎えた.計測融合シミュレーションについては,ミニタフト法やレーザーライトシート法などを用いた評価実験を開始すると同時に,矩形翼まわりの非定常流を計算するCFDプログラムを開発し,ポイントセンサによる計測値とCFD計算と同化させるための準備を整えた.本研究は,非線形領域における航空機の動安定性を評価するための新しい飛行シミュレーション技術を構築に向けて,EFD(風洞実験)とCFD(計算流力)とRT(ロボット技術)の専門家が協力して,これらの分野を融合した新概念の実験技術を開発することを目的としている.具体的には「ロボットマニピュレータ」や「磁力支持装置」(MSBS)などの動的マニピュレーション技術とこれらをClosed Loopで制御し仮想的な自由飛行状態を作り出す「ハイブリッドシミュレーション」技術の開発と非線形空気力の数理的モデルの同定を可能にする「計測融合シミュレーション」手法の開発を目指している.初年度はハイブリッドシミュレーションを用いた動安定実験に注力し,専用の制御プログラムの開発,サーボ遅れ補償のための制御アルゴリズム,磁力支持装置のセンサ部(光学カメラ),パワーアンプ部,制御システムの構築などに取り組んだ.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの非定常流を計算するCFDプログラムを開発し,ポイントセンサによる計測値とCFD計算と同化させるための準備を整えた.また2年度はハイブリッドシミュレーションを用いた多自由度の動安定実験に取り組んだ.また,ロボット・マニピュレータを用いた実験と並行して磁力支持装置とその制御システムの構築に取り組み,昨年度達成できなかった模型の定常浮揚に初めて成功した.さらに,最大で10Hzの周波数で模型を加振することにも成功した.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの非定常流を計算するCFDプログラムを開発し,ポイントセンサによる計測値とCFD計算と同化に取り組んだ.本研究は,非線形領域における航空機の動安定性を評価するための新しい飛行シミュレーション技術を構築に向けて,EFD(風洞実験)とCFD(計算流力)とRT(ロボット技術)の専門家が協力して,これらの分野を融合した新概念の実験技術を開発することを目的としている.具体的には「ロボットマニピュレータ」や「磁力支持装置」(MSBS)などの動的マニピュレーション技術とこれらをClosed Loopで制御し仮想的な自由飛行状態を作り出す「ハイブリッドシミュレーション」技術の開発と非線形空気力の数理的モデルの同定を可能にする「計測融合シミュレーション」手法の開発を目指している.初年度はハイブリッドシミュレーションを用いた動安定実験に注力し,専用の制御プログラムの開発,サーボ遅れ補償のための制御アルゴリズム,磁力支持装置のセンサ部(光学カメラ),パワーアンプ部,制御システムの構築などに取り組んだ.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの非定常流を計算するCFDプログラムを開発し,実験による計測値とCFD計算と同化させるためのプログラムを開発した.最終年度は低速実験用の感圧塗料を開発し,ロボット・マニピュレータを用いた実験(デルタ翼模型)を行い感圧塗料による非定常圧力場の可視化を行った.これと並行にロボットマニピュレータを鈍頭物体の地面効果やカプセル模型の実験に適用した.また磁力支持装置については計測制御システムの性能向上に取り組み,昨年度達成できなかった模型の6自由度支持に初めて成功した.さらに,最大で15度の迎角で模型を空中固定することにも成功した.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの失速後の剥離流れを計算するCFDプログラムを開発し,蛍光油膜法による表面せん断応力の計測画像とCFD計算の同化により境界層の遷移位置を同定する問題に取り組んだ.

本研究では,非線形領域における航空機の動安定性を評価するための新しい飛行シミュレーション技術を構築に向けて,EFD(風洞実験)とCFD(計算流力)とRT(ロボット技術)の専門家が協力して,これらの分野を融合した新概念の実験技術の開発に取り組んだ.具体的にはロボットマニピュレータや磁力支持装置(MSBS)による6自由度マニピュレーション技術を開発し非線形空気力の数理的モデルの同定を可能にする動的風試技術を開発し,これによりデルタ翼の高迎角試験,回転楕円体や有翼模型の自由支持を実現した.また運動する模型上の非定常流れ場を計測する新しい可視化法を開発し動的実験におけるそれらの有効性を実証した.ハイブリッドシミュレーションによる動的風洞実験については,1自由度のロール運動については,センサやアクチュエータの遅れを完全には補償できなかったものの現象はほぼ把握できた.多自由度運動に拡張するには天秤の精度や干渉成分が大きく影響し,現在のセットアップでは正しいシミュレーションが行えないことが明らかになった.また,1つの可能性として時分割で運動を接続することが可能か評価したが,連続した場合とはデータが一致しないことがわかった.ハイブリッドシミュレーションには時間遅れや空気力抽出など解決しなければならない多くの課題があり,予想以上に困難というのが素直な感想である.ロボット・マニピュレータと並行して進めてきた「磁力支持装置」の開発には大きな進展があった.昨年度問題となった制御系の不具合を特定し回路の改造に取り組んだことによって,模型の定常浮揚に初めて成功した.さらに,最大で10Hzの周波数で模型を加振することにも成功し,初めての空中浮揚に成功した.加振実験の方も順調であり,振幅1度と2度で最大で10Hzでの模型振動を実現することができた.ただ,非定常空気力の測定値にヨークの存在や磁石に生じる渦電流が影響している可能性が判明し,より慎重な評価が求められることがわかった.計測融合シミュレーションについては,矩形翼まわりの非定常流を計算するCFDプログラムを開発し,ポイントセンサによる計測値とCFD計算と同化を試みたが,大規模剥離流れをポイントセンサで補償することには限界があることがわかった.今後は蛍光油膜法で計測した表面せん断応力分布の2次元計測画像を利用して,融合シミュレーションを行う予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。航空宇宙工学ハイブリッドシミュレーションについては,サーボ遅れの補償手法など1自由度のロール運動で得られた成果を論文にまとめる.多自由度運動への発展については,現在のハードウエアでやれることの限界や技術的な問題点を整理し装置の改良に向けた提言を残したいと考えている.
学習機能をもつファジィシステムの開発

ニューラルネットは学習が遅いが、広範囲の問題で学習に使用していないデータに対する優れた識別能力,すなわち優れた汎化能力を発揮できるといわれている.これに対して、ファジィシステムは一般にニューラルネットに比ベて汎化能力が劣るといわれている.このため本研究では、学習がニューラルネットに比べて高速で、かつ広範囲の問題に対してニューラルネット以上の汎化能力をもつファジィシステムを開発することを目的とする.研究目的に沿い,本年度は以下の研究を行なった.・離散入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:誤認識したデータを用いてルールを動的に生成することにより,離散入力がある場合も楕円領域をもつファジィクラシファイアの認識能力を向上できた.・大次元入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:三角分解により逆行列を計算し、さらに対角要素に対して相対的に小さな要素を0とおくことにより,いくつかのベンチマークデータで2-7倍の高速化が得られることを確かめた.また各クラスのデータ数が次元数より少ないときにも,共分散行列の特異値を制御することにより汎化能力の低下を防ぐ方法を開発した.・入力の変化に対してロバストなパターン認識を実現する方式の開発:入力のスケールが変ったときにも,楕円領域を持つファジィシステムでは変化に対して不変な認識ができることを示し,多層ニューラルネットに対する優位性を明かにした.・関数近似を行うファジィシステムの開発:楕円領域をもつファジィ関数近似法の有用性を浄水プラントのデータ等で確認した.ニューラルネットは学習が遅いが、広範囲の問題で学習に使用していないデータに対する優れた識別能力,すなわち優れた汎化能力を発揮できるといわれている.これに対して、ファジィシステムは一般にニューラルネットに比ベて汎化能力が劣るといわれている.このため本研究では、学習がニューラルネットに比べて高速で、かつ広範囲の問題に対してニューラルネット以上の汎化能力をもつファジィシステムを開発することを目的とする.研究目的に沿い,本年度は以下の研究を行なった.・離散入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:誤認識したデータを用いてルールを動的に生成することにより,離散入力がある場合も楕円領域をもつファジィクラシファイアの認識能力を向上できた.・大次元入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:三角分解により逆行列を計算し、さらに対角要素に対して相対的に小さな要素を0とおくことにより,いくつかのベンチマークデータで2-7倍の高速化が得られることを確かめた.また各クラスのデータ数が次元数より少ないときにも,共分散行列の特異値を制御することにより汎化能力の低下を防ぐ方法を開発した.・入力の変化に対してロバストなパターン認識を実現する方式の開発:入力のスケールが変ったときにも,楕円領域を持つファジィシステムでは変化に対して不変な認識ができることを示し,多層ニューラルネットに対する優位性を明かにした.・関数近似を行うファジィシステムの開発:楕円領域をもつファジィ関数近似法の有用性を浄水プラントのデータ等で確認した.ニューラルネットは学習が遅いが、広範囲の問題で優れた汎化能力を発揮できるといわれている。これに対して、ファジィシステムは一般にニューラルネットに比べて学習に使用していないデータに対する識別能力すなわち汎化能力が劣るといわれている。このため本研究では、学習がニューラルネットに比べて高速で、かつ広範囲の問題に対してニューラルネット以上の汎化能力をもつファジィシステムを開発することを目的とする。研究目的に治い,本年度は以下の研究を行なった。・離散入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:離散値入力のときに、楕円領域の近似では分散の値が適切に設定されないために高い汎化能力を実現できないことを確かめた。・大次元入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:三角分解により逆行列を計算し、さらに対角要素に対して相対的に小さな要素を0とおくことにより、いくつかのベンチマークデータで2-7倍の高速化が得られることを確かめた。・入力の変化に対してロバストなパターン認識を実現する方式の開発:文字認識においてモーメントを特徴量として、さらにその特徴量で不要なものを削除することによりロバストな認識が行なえることを確かめた。・関数近似を行うファジィシステムの開発:データの大域的な特性を楕円領域をもつファジィルールに反映させることにより、ニューラルネットと同等以上のファジィシステムを開発した。ニューラルネットは学習が遅いが、広範囲の問題で学習に使用していないデータに対する優れた識別能力,すなわち優れた汎化能力を発揮できるといわれている.これに対して、ファジィシステムは一般にニユーラルネットに比べて汎化能力が劣るといわれている.このため本研究では、学習がニューラルネツトに比べて高速て、かつ広範囲の問題に対してニユーラルネット以上の汎化能力をもつファジィシステムを開発することを目的とする.研究目的に沿い,本年度は以下の研究を行なった.・離散入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:誤認識したデータを用いてルールを動的に生成することにより,離散入力がある場合も楕円領域をもつファジィクラシファイアの認識能力を向上できた.・大次元入力に対応できるパターン認識用ファジィシステムの開発:各クラスのデータ数が次元数より少ないときにも,共分散行列の特異値を制御することにより汎化能力の低下を防ぐ方法を開発した.・入力の変化に対してロバストなパターン認識を実現する方式の開発:入力のスケールが変ったときにも,楕円領域を持つファジィシステムでは変化に対して不変な認識ができることを示し,多層ニューラルネットに対する優位性を明らかにした.・関数近似を行うファジィシステムの開発:楕円領域をもつファジィ関数近似法の有用性を浄水プラントのデータ等で確認した.
有機遷移金属分子の創製

物質変換における特異な触媒機能や反応剤機能等の化学的機能を有する有機遷移金属分子の創製を目的として研究を行い、以下にあげる成果を得た。酸化還元能を有するルテニウム、ロジウム、イリジウム等の低原子価遷移金属ポリヒドリド分子がニトリルのα位のC-H結合の活性化およびCN3重結合の活性化に有効であり、この原理に基づきアルドール縮合、マイケル付加、CN3重結合への求核剤の付加反応等、従来化学量論量の塩基やルイス酸の存在下に行っていた反応を中性条件下で行わせる新触媒システムを開拓した(村橋)。嵩高い置換基を持つメタロセン構造を有するランタノイド有機金属分子を創製し、これがエチレンやメタクリル酸エステルの重合に対して高い活性を示すことを明らかにした。(安田)。モリブデン、タングステン等の一連の6族遷移金属ポリヒドリド有機金属分子を創出し、その光照射により得られる配位不飽和な活性中間体は、アルコールやアミド等の有機基質に容易に酸化的付加して相当するアルコキシおよびアミド錯体を与えることを示した(伊藤)。各種ルイス酸とビニルスルフィド誘導体より得られるカチオン中間体は、種々の親電子剤と反応して選択的に炭素-炭素結合を形成する。この手法を用いることにより種々の求核剤との反応によるエン反応や[3+2]シクロ付加、親電子剤との反応による開環カップリング反応を開拓した(桑嶋)。ポリヒドリドで架橋された3核ルテニウム錯体を創製し、反応性を検討した結果、シクロペンタジエンの炭素炭素結合解裂やC-H活性化が3金属中心の協同効果により、極めて特異的に進行することを明らかにした(鈴木)。アセチレン分子で架橋した白金-パラジウム複核有機金属分子を創製し、これがイソシアニドのリビング重合にきわめて高い活性を示し、螺旋方向選択的重合が行えることを明らかにした(高橋)。(安田)。有機遷移金属分子は中心金属と有機基との結合様式が多様で,物質変換における触媒機能や反応剤機能としての幅広い金属の化学的機能の発現が期待できる.本研究では,こうした反応化学の立場から,基幹となる反応性有機遷移金属分子の設計と合成を主題として以下の研究成果を得た.1シクロペンタジエニル基を有とするヒドリドルテニウム錯体を創製し,ニトリルおよび単純なカルボニル化合物のα-位C-H結合の活性化について検討した.その結果,この錯体はこれらの化合物のアルドールおよびマイケル型反応の良好な触媒になることを明らかにした.(村橋)2(1)ランタノイド型有機金属分子(1,3-(Me3Si)2-C5H3)2YCH(SiM3)2を創製し,エチレンの重合について検討したところ,分子量30万を超える比較的分子量分布の狭いポリエチレンが得られた.(安田)(2)6族有機金属分子{MoH4(dppe)2}の光照射により生成する配位不飽和な活性種と有機アミドとの反応から新規なN-アシルアミド錯体を合成した.この錯体はメタノールとの容易に反応し,ジヒドリドメトキソ錯体を与えることが分かった.(伊藤)(3)5あるいは6員環化合物の開環反応を利用し有機金属活性種の創製を検討した結果、ビニルスルフィドから生成するチオニウムイオンを利用し、新規C-C結合生成反応を見い出した.(桑島)

3(1)複核構造を持つポリヒドリドルテニウム分子(C5Me5Ru)3(μ-H)3(μ3-H)2とブタジエンとの反応から,アルケニル化された複核有機金属分子(C5Me5Ru)3(H)(μ-H2)(CH=CCH3)を創製した.(鈴木)(2)共役有機配位子で架橋した複核有機金属分子の金属間相互作用を検討するため、アセチレン架橋ニッケル-パラジウム複核分子の創製をを行った.(高橋)有機遷移金属分子は有機基との結合様式が多様で,物質変換における触媒機能や反応剤機能としての幅広い金属の化学的機能の発現が期待できる。本研究では,こうした反応化学の立場から,基幹となる有機遷移金属分子の設計と合成を目的として以下の成果を得た。1低原子価ルテニウム触媒と過酸化物を用いてオキソルテニウム活性種を発生させ,不活性なC-H結合に酸素官能基を導入する酸化反応を見い出した。この手法を発展させ,鉄,ルテニウ,銅を触媒とし分子状酸素によるアルカンの効率のよい酸化プロセスを開発した。(村橋)2(1)嵩高い置換基を有しかつシリレン架橋したメタロセン(II)構造を有する希土類有機金属分子を分子設計し,1-ペンテン等の重合を行なったところ,高い立体選択的重合が起こることを見い出した。また,1,5-ヘキサジエンの環化重合では分子量13万を越えるポリマーが得られた。(安田)(2)モリブデンやタングステンのポリヒドリド有機金属分子[MH_4L_4]を,光照射または加熱下で有機アミド,イミドあるいは有機ケイ素化合物と反応させ,金属-N結合及び金属-Si結合を持った特異な有機金属分子の創製を行なった。(伊藤)(3)各種のルイス酸の存在下で,1-置換-2-(1-アルキルチオ)ビニルシクロアルカノール体は容易に開環する。この手法を用いて,5あるいは6員環化合物の開環反応により有機遷移金属活性種の新規創製法を開発した。(桑島)3(1)3核のルテニウムペンタヒドリド分子(Cp'Ru)_3(μ-H)_3(μ_3-H)_2とブタジエン,イソプレン等の9種類の鎖状共役ジエンの反応を検討し,顕著な形状選択性を見い出した。(鈴木)(2)アセチレン架橋パラジウム分子によるイソニトリルのリビング重合を立体規則性重合反応に展開し,キラルイソニトリルの重合がらせん方向選択的に進行することを明らかにした。(高橋)有機遷移金属分子は有機基との結合様式が多様で,物質変換における触媒機能や反応剤機能としての幅広い金属の化学的機能の発現が期待できる.本研究では,こうした反応化学の立場から,基幹となる有機遷移金属分子の設計と合成を目的として以下の成果を得た.1酸化還元能を有するルテニウム、ロジウム、イリジウムの低原子価ヒドリド分子はニトリルと電子吸引性基を有するオレフィンやあるいはカルボニル化合物等との反応で、ルイス酸や塩基に代わる機能を発現することを明らかにした.(村橋)2(1)嵩高い置換基を有しかつPh_2Si架橋したメタロセン構造を有するSm金属分子を設計し,エチレンの重合を行なったところ,高い重合活性を示した.また,Me_2Si架橋したメタロセン希土類有機金属分子は、メチルアクリレートの重合で、シンジオタクチックポリマーを与えることを見い出した.(安田)(2)タングステンヒドリド有機分子CpWH_2とCpW(OTs)_2とを含水アセトン中で反応させ、水酸基で架橋した複核錯体[Cp_2W(μ-OH)_2WCp_2]^<+2>(OTs)_2を創製した.また、この有機金属分子の架橋水酸基の特異な反応性を明らかにした.(伊藤)(3)2-(2-アルキルチオ)
情報セキュリティを学ぶための疑似体験型コンテンツの開発

■研究目的近年のインターネット上の脅威の高まりを受けて、昨年からデモンストレーションを行った情報セキュリティ教育を行ってきた。本年度は学生が情報セキュリティインシデントを実機で疑似体験できるコンテンツを開発し、疑似体験を通してインターネット上の脅威をより身近なものとして認識してもらい、学生の情報セキュリティ意識を高めることを目的とした。■研究方法学生自身に情報セキュリティインシデントを疑似体験してもらい、危険性をより実感してもらうために、閉じたネットワーク環境を構築し実機で疑似的な無線LAN盗聴を体験できるコンテンツを開発した。学生の同意を得た上で無線LANのパケットを取得し、http通信の解析と表示を行うシステム開発した。開発したシステムを学生に体験させ、公衆無線LANや脆弱性のある暗号方式による無線LANのhttp通信が容易に盗聴されることを疑似体験してもらった。■研究成果システムを体験した学生を対象にアンケート調査を行い、システムの効果を検証した。その結果、無線LANの盗聴体験について、90%の学生が今後の生活に役に立ちそうと回答した。また、「実演をしてもらうとわかりやすい。」「思っていたよりも簡単に盗聴ができていたので驚きました。」といった疑似体験特有の評価が得られた。■まとめ疑似体験コンテンツにより学生の情報セキュリティ意識を高めることができた。
多様なデータ型と最適化機構をサポートする本格的スケルトン並列ライブラリの構築

本研究は,効率的な並列プログラムを逐次的な感覚で作成することを支援する,実用的な「スケルトン並列ライブラリ」の開発を目指したものである.スケルトン並列プログラミングでは,典型的な並列処理パターン,たとえば,すべてのデータに同一の関数を適用するmap,データ間に二項演算子を挟んで計算するreduce, reduceの途中結果も残すscanのような「並列スケルトン」と呼ばれる基本関数を組み合わせてプログラムを作成する.各並列スケルトンは,目的とする並列構造を抽象化しているので,利用者はその内部の詳細を知る必要はない.その結果,並列スケルトンを用いれば,並列アルゴリズムや並列アーキテクチャの深い知識を必要とせず,逐次プログラムを書く感覚で並列プログラムを開発することができる.本研究を遂行することにより,スケルトン並列ライブラリSkeTo(助っ人)を開発し,一般に公開する(URLはhttp://www.ipl.t.u-tokyo.ac.jp/sketo/)に至った.SkeToは,従来のスケルトンライブラリには見られない以下の特徴を持つ.・リスト(一次元配列)のみならず,行列(二次元配列),二分木,Rose木(分岐数が一定でない木)といった,多様なデータ型をサポートしている.・C++をベースとしているが,C++の構文に一切拡張を加えていないため,通常のC++プログラムを書くことができる利用者ならば,障壁なくプログラムを開発できるように設計されている.・構成的アルゴリズム論という理論的基礎の上に立ち,並列スケルトンの連続した呼び出しをひとつにまとめるという最適化機構を備えている.本研究は,効率的な並列プログラムを逐次的な感覚で作成することを支援する,実用的な「スケルトン並列ライブラリ」の開発を目指したものである.スケルトン並列プログラミングでは,典型的な並列処理パターン,たとえば,すべてのデータに同一の関数を適用するmap,データ間に二項演算子を挟んで計算するreduce, reduceの途中結果も残すscanのような「並列スケルトン」と呼ばれる基本関数を組み合わせてプログラムを作成する.各並列スケルトンは,目的とする並列構造を抽象化しているので,利用者はその内部の詳細を知る必要はない.その結果,並列スケルトンを用いれば,並列アルゴリズムや並列アーキテクチャの深い知識を必要とせず,逐次プログラムを書く感覚で並列プログラムを開発することができる.本研究を遂行することにより,スケルトン並列ライブラリSkeTo(助っ人)を開発し,一般に公開する(URLはhttp://www.ipl.t.u-tokyo.ac.jp/sketo/)に至った.SkeToは,従来のスケルトンライブラリには見られない以下の特徴を持つ.・リスト(一次元配列)のみならず,行列(二次元配列),二分木,Rose木(分岐数が一定でない木)といった,多様なデータ型をサポートしている.・C++をベースとしているが,C++の構文に一切拡張を加えていないため,通常のC++プログラムを書くことができる利用者ならば,障壁なくプログラムを開発できるように設計されている.・構成的アルゴリズム論という理論的基礎の上に立ち,並列スケルトンの連続した呼び出しをひとつにまとめるという最適化機構を備えている.スケルトン並列プログラミングでは,典型的な並列処理パターンをカプセル化した「並列スケルトン」と呼ばれる基本関数を組み合わせてプログラムを作成する.各並列スケルトンは,目的とする並列構造を抽象化しているので,利用者はその内部の詳細を知る必要はない.その結果,並列スケルトンを用いれば,逐次プログラムを書く感覚で並列プログラムを開発できる.今までいくつかのスケルトン並列プログラミングシステムが開発されてきたが,言語拡張を行っていたり,データ配置に制限がある,サポートされるデータ型が限定されている,最適化機構を備えていないなどの問題点があった.本研究は,上のような問題点を克服し,多様なデータ型を提供し,最適化機構も備えているような,実用に耐えうる並列スケルトンライブラリを構築し公開することを目的としている.本研究で構築するライブラリSkeToはC++を用いて開発し,今年度は以下のような成果を得ることができた.1.SkeToがサポートする基本的なデータ構造として,リスト,木,二次元配列の3種類を実現した.特に,木をサポートするようなライブラリは,従来はほとんど存在していなかった.2.リスト上の並列スケルトンを利用するプログラムに関して,並列データ構造上の融合変換の理論を構築し,それに基づく自動最適化機構を実現した.4.海外のスケルトン並列プログラミングの研究者2名をまじえた非公式なワークショップを,研究分担者の所属する東京大学で3月に開催した.スケルトン並列プログラミングでは,典型的な並列処理パターンをカプセル化した「並列スケルトン」と呼ばれる基本関数を組み合わせてプログラムを作成する.スケルトン並列プログラミングをサポートする従来のライブラリには,言語拡張が行われていたり,データ型が制限されているなどの問題点があるが,本研究ではそのような問題点を克服した新しいライブラリを開発し公開することを目的としている.本研究で開発するライブラリSkeToに関して,今年度は以下のような成果を得ることができた.1.SkeToがサポートするデータ型として,昨年度はリスト,二次元配列,二分木を実現したが,今年度は,分岐数が任意個であるようなRose木もサポートした.Rose木は,内部的には二分木を用いて表現し,二分木上の操作を用いて実現されている.2.二次元配列に関しては,行列を上下左右に切り刻んで組み合わせたような内部構造で実現していたが,これでは科学技術計算に頻出する0要素の多い疎行列に関する実行効率があまりよくない.そこで疎行列を効率的に処理できるような方式を考案し,その効果を確認した.3.昨年度のリストに加え、今年度は二次元配列と木に関する,融合変換に基づく最適化の理論を構築した.

さらに,二次元配列に関して.SkeToへの試験的な組み込み作業を行った.開発したライブラリSkeToは,ホームページhttp://www.ipl.t.u-toko.ac.jp/sketoを通して,フリーなソフトウェアとして公開されている.
新規な修飾構造を有する非ヘム鉄酵素ニトリルヒドラターゼの光応答と触媒機構の解明

ニトリルヒドラターゼ(NHase)は、システインスルフェン酸、システインスルフィン酸という翻訳後修飾を受けたCys残基を配位子とする新規な非ヘム鉄センターを活性中心とする。今年度は、以下の研究を行なった。(a)活性型酵素のX線結晶構造解析不活性型酵素の結晶構造解析に用いた結晶は、光照射を行っても容易には閏を放出して活性化しなかった。そこで、他のグループの条件に従い、PEGを沈殿剤として活性型酵素の結晶化を行った。その結果、22%PEG存在下で良質な結晶(結晶系C2,a=113.92,b=60.22,c=81.62)を得られた。この結晶では1.5Åまでの反射を得ることが出来た。現在、分子置換法を行い、データの解析を行っている。(b)翻訳後修飾の生成機構解析大腸菌で発現させた翻訳後修飾をもたないαサブユニットから再構成する系を確立した。再構成をAr雰囲気下で行なうと生成物は活性を示さず、大気にさらすと次第に活性を回復した。大気にさらす前後の複合体を精製し、質量分析を行なったところ、酵素活性の回復に伴ってαCys112が特異的にシステインスルフィン酸に酸化されることが明らかになった。(c)部位特異的突然変異体の解析不活性型の結晶構造を元に、光応答及び触媒反応に重要と思われるアミノ酸の置換体を作製し、置換の影響を検討した。今年度はαCys112,αCys114の修飾部位の酸素原子に水素結合している2つのArg残基(βArg56,βArg141)をGlu.Lys.Tyrに置換した変異体を作製した。Lys置換体のみ野生型の1-2%程度の活性を示した。また、βArg56Lys以外の変異体では野生型に見られるS→Feの電荷異動に由来する710nmの吸収が、650nmにシフトしていた。以上の結果は、βArg56,βArg141はいずれも非ヘム鉄の電子状態に重要な寄与をしており、触媒活性に必須であることを示している。(d)反応の遅い基質の検索時分割結晶構造解析に有利な基質検索し、isobutyronitrileはKi=5x10-6Mで競争阻害剤として作用し酵素と安定な複合体を形成することを見い出した。現在、結合様式の解析を行っている。
ヒストン翻訳後修飾のクロストークと遺伝子転写開始制御

真核細胞のゲノムはクロマチンと呼ばれるDNA高次構造に折りたたまれ、多彩な機構を働かせ、多くの重要な生物学的な現象と関連する。クロマチン構造のコアヒストンの翻訳後修飾はアミノ末端やカルボキシ末端を中心に引き起こされ、遺伝子転写調節と関連する。我々はこの研究でヒストンH2Aのユビキチン化がヒストンH3K4のメチル化を抑制することにより遺伝子転写抑制していることを明らかにした。すなわちヒストン翻訳後修飾の相互クロストークが転写調節因子および共役因子による遺伝子転写開始に重要な役割を担い遺伝子転写開始におけるヒストンの翻訳後修飾とクロマチン構造の役割の一端を解明した。本研究はピストン翻訳後修飾の相互クロストークと転写調節因子および共役因子による遺伝子転写開始機構解明を目的とする。試験管内の遺伝子転写を用いてヒストンH2A脱ユビキチン化とヒストンH3K4メチル化がクロストークすることを明らかにした。ユビキチン化H2Aは、別個のヒストンH3の4番目のリジンのメチル化を抑制し、USP21による脱ユビキチン化によりこのヒストンH3の4番目のリジンのメチル化抑制は解除される。ユビキチン化H2Aが直接にヒストンH3の4番目のリジンのメチル化酵素を抑制する可能性が高い。さらに部分精製メチル化酵素MLL3がユビキチン化ヒストンに親和性があるか否かも確認した。MLL3の精製を進めることによりメチル化酵素自体のユビキチン化ヌクレオソームへの親和性、基質特異性をさらに解析できることが判った。本研究はヒストン翻訳後修飾の相互クロストークと転写調節因子および共役因子による遺伝子転写開始機構解明を目的とする。臓切除後には肝臓再生と関連した劇的な遺伝子発現の変化があり、この変化とH2Aのユビキチン化の変化を調べると、H2Aのユビキチン化は遺伝子転写抑制に関与していることが明らかとなった。ユビキチン化H2Aは、別個のヒストンH3の4番目のリジンのメチル化を抑制し、USP21による脱ユビキチン化によりこのヒストンH3の4番目のリジンのメチル化抑制は解除されることを明らかにした。さらにZRF1がpolycombによる転写抑制解除に重要であることをしめした(Richly H et al Nature 2010)。細胞は遺伝情報を安定に保ち、正確に発現し、細胞分化を維持するため、多彩な機構を働かせている。本研究は真核細胞の遺伝子転写機構に焦点を当て、特にヒストン翻訳後修飾の相互クロストークと転写調節因子および共役因子による遺伝子転写開始機構解明を目的とする。平成23年度から引き続き試験管内の遺伝子転写を用いてヒストンH2A脱ユビキチン化とヒストンH3K4メチル化がクロストークすることを確認し再現性を確かあた。ユビキチン化H2Aは、別個のヒストンH3の4番目のリジンのメチル化を抑制し、USP21による脱ユビキチン化によりこのヒストンH3の4番目のリジンのメチル化抑制は解除されることも再確認した。さらにヒストンH2A脱ユビキチン化とヒストンH3K4メチル化のクロストーク及びとクロマチンリモデリングの機構を明らかにする目的でUSP21のノックアウトマウスを作製し、多方面からヒストン翻訳後修飾が遺伝子転写に与える影響を調べた。USP21は肝臓切除後の肝再生に重要であることを報告したがノックアウトマウスを解析するとヒストンのユビキチン化が軽度上昇することを明らかにした。
金属含有多元素環状化合物の創製と反応

すでに我々は、o-エチニルフェニルケトン誘導体に電子豊富オレフィン存在下、触媒量のタングステンカルボニル錯体を作用させると、o-エチニルフェニルケトン誘導体とタングステンカルボニル錯体から金属部位を有するカルボニルイリドが生成し、これが電子豊富オレフィンと[3+2]付加環化反応、続いて生じるカルベン錯体部位がC-H結合挿入反応を起こし、多環性化合物を与えることを見いだしている。今回我々は、本反応の反応機構に関し詳細な検討を行った。まず中間に生成していることが想定されたタングステン含有カルボニルイリドに関しては、o-エチニルフェニルケトン誘導体とタングステンカルボニル錯体との反応系中を低温NMRにより直接観測することで、その存在を確認することができた。併せて13Cでラベルしたo-エチニルフェニルケトンを用いた実験により、この中間体に炭素-タングステン結合が存在することを明らかにすることができた。さらにシラン存在下でこのタングステン含有カルボニルイリドと電子豊富アルケン類との[3+2]付加環化反応を行うと、生じるカルベン錯体中間体にシランが挿入した生成物が得られることを見いだし、確かに[3+2]付加環化反応によりカルベン錯体が生成していることを確認した。次に、このタングステン含有カルボニルイリドと電子豊富アルケン類との[3+2]付加環化反応について、幾何配置の異なる二種のアルケンを用いて検討を行ったところ、本反応は協奏的な反応であること、かつシランの有無により異なる立体化学を持つ環化体が得られることから、付加環化反応自体に平衡が存在することを明らかにすることができた。本研究ではまずo-エチニルベンゾフェノンに、タングステンペンタカルボニルTHF錯体を作用させると、末端アセチレン部位からビニリデン錯体が生成しここで電子環状反応が進行し新規錯体であるベンゾピラニリデン錯体が得られることを見出した。さらにブチルビニルエーテルやケテンアセタール、エナミンなどの電子豊富オレフィンをこのベンゾピラニリデン錯体に作用させると、その電子不足ジエン部位との逆電子要請型のDiels-Alder、反応が室温で進行し、脱ヘキサカルポニルタングステン、脱アルコールまたは脱アミンを経て、ナフタレン誘導体が収率良く得られることを見いだした。次いでナフタレン合成反応の試剤を加える順序を変えると、アセチレン-π錯体を経由する新しい反応が進行することを見いだした。すなわちo-エチニルフェニルケトンとケテンアセタールあるいはビニルエーテルの混合物に、タングステンペンタカルボニルTHF錯体を作用させたところ、多環性骨格を有する新規化合物が得られることを見いだした。またこの反応は、触媒量のタングステン錯体を用いても進行することがわかった。この多環性化合物は、アセチレン-π錯体からカルボニル基の酸素原子によるアセチレン-π錯体部位へのendo環化が起こり、金属部位を有するカルボニルイリド中間体が生成し、これが電子豊富オレフィンと[3+2]付加環化反応を起こし不安定カルベン錯体が生成したあと、カルベン部位が分子内の炭素水素結合に挿入反応を起こして化合物が生成したものと考えられる。今回我々は、N-(o-エチニルフェニル)イミン誘導体を用い同様にタングステンカルボニル錯体との反応を行えば、タングステンにより求電子的に活性化されたアルキン部位へのイミノ窒素の求核攻撃により、金属部位を有するアゾメチンイリドが生成し、これが電子豊富オレフィンと[3+2]付加環化反応を起こすことにより、多環性インドール誘導体が得られるものと考え検討を行った。その結果、N-(o-エチニルフェニル)イミン誘導体としてベンズアルジミンあるいはイミノエーテル誘導体を、また電子豊富オレフィンとしてケテンシリルアセタールやビニルエーテルあるいはエナミンを用い、触媒量のヘキサカルボニルタングステン存在下光照射を行うことにより、良好な収率で目的とする多環性インドール化合物が得られることを見いだした。また本反応はアルキン末端に置換基を持つ基質を用いても同様に進行し、中間に生成する不安定型カルベン中間体からアルキル基の1,2-移動が進行し3位に置換基を有するインドール誘導体が得られることがわかった。

併せて13Cでラベルしたo-エチニルフェニルケトンを用いた実験により、この中間体に炭素-タングステン結合が存在することを明らかにすることができた。さらにシラン存在下でこのタングステン含有カルボニルイリドと電子豊富アルケン類との[3+2]付加環化反応を行うと、生じるカルベン錯体中間体にシランが挿入した生成物が得られることを見いだし、確かに[3+2]付加環化反応によりカルベン錯体が生成していることを確認した。次に、このタングステン含有カルボニルイリドと電子豊富アルケン類との[3+2]付加環化反応について、幾何配置の異なる二種のアルケンを用いて検討を行ったところ、本反応は協奏的な反応であること、かつシランの有無により異なる立体化学を持つ環化体が得られることから、付加環化反応自体に平衡が存在することを明らかにすることができた。
F_0F_1-ATP合成酵素サブユニットcの固体NMR法による構造解析

固体NMR測定のために安定同位体を用いたF_0F_1-ATP合成酵素サブユニットcの調製法を確立し,固体NMR実験を行った。アミノ酸配列特異的に同位体標識を行える有機化学的な方法では,最初に79残基の全配列を固相法で一度に合成しする.cサブユニットの精製は,主に逆相HPLCを用いて行う.この方法の収率は5%程度であったので,比較的安価に固体NMR試料を作れるようになった.今年度はこの方法で,異なる分子鎖上にあるAla24C^βとAla64C^αのみを^<13>C標識したサブユニットcを有機合成した.この試料について核間距離を測定するため,サブユニットcを生体膜に再構成して,NMR線幅が0.5ppm程度になり分解能が最も高くなる測定条件を求めた.^<13>C,^<15>N完全標識には,大腸菌の大量発現系を用いた.精製は,有機溶媒を用いる方法で効率よく精製できることがわかり,現在大量培養を行っている.これら試料を用いることにより,固体NMR法で全構造の解析ができると考えられる.このことを明らかにするために,溶液NMRで決めた化学シフトに基づいて正確にシミュレートした3次元固体NMRスペクトルについて,各残基の信号を分離して帰属できるかどうかを調べた.その結果,隣接するC^α炭素間などについての3次元等方化学シフト相関スペクトルを測定することにより,信号幅が1ppm程度ならば,ほぼすべての信号帰属が可能なことがわかった.また,今年度はこれ以外に,多次元相関スペクトルを用いて実際のペプチドの^<13>Cと^<15>N信号の帰属が可能なことを,15残基のペプチドであるマストパランXに応用して,二次構造を求められることを確かめた.まだサブユニットcの構造決定に至っていないが測定条件と測定法の確立により,これからの固体NMRによる構造決定のための基礎ができた.固体NMR測定のために安定同位体を用いたF_oF_1-ATP合成酵素サブユニットcの調製法を確立した。アミノ酸配列特異的に同位体標識を行える有機化学的な方法では,最初に79残基の全配列を固相法で一度に合成する.cサブユニットの精製は,主に逆相HPLCを用いて行う.この方法の収率は5%程度であったので,同位体標識アミノ酸に多大な投資をすることなく,固体NMR試料を作れるようになった.^<13>C,^<15>N完全標識には,大腸菌の大量発現系を用いた.精製法は,SDSなど界面活性剤を用いる方法とCHCI_3など有機溶媒を用いる方法を検討した.その結果,有機溶媒を用いる方法で効率よく精製できることがわかった.今年度はこの方法で,Glyの^<15>Nのみを標識したアミノ酸培地で発現させることにより,20mg程度の標識サブユニットcを得ることができた.また,この試料の^<15>N-固体NMR測定から,サブユニットcを生体膜に再構成できていることを示唆する結果を得た.これら試料を用いることにより,固体NMR法で構造解析ができると考えられる.このことを明らかにするために,シミュレートした3次元固体NMRのスペクトルから各残基の信号を分離して帰属できるかどうかを調べた.その結果,信号幅が1ppm程度ならば,3種類の3次元等方化学シフト相関スペクトルを測定することにより,ほぼすべての信号帰属が可能なことがわかった.また,今年度はこれ以外に,相関スペクトルの感度を向上させる新しいパルス系列も作り,それを^<13>C標識アミノ酸について実証した.これら試料調整法と測定法の確立により,次年度以降のサブユニットcの固体NMR解析のための基礎ができた.固体NMR測定のために安定同位体を用いたF_0F_1-ATP合成酵素サブユニットcの調製法を確立し,固体NMR実験を行った。アミノ酸配列特異的に同位体標識を行える有機化学的な方法では,最初に79残基の全配列を固相法で一度に合成しする.cサブユニットの精製は,主に逆相HPLCを用いて行う.この方法の収率は5%程度であったので,比較的安価に固体NMR試料を作れるようになった.今年度はこの方法で,異なる分子鎖上にあるAla24C^βとAla64C^αのみを^<13>C標識したサブユニットcを有機合成した.この試料について核間距離を測定するため,サブユニットcを生体膜に再構成して,NMR線幅が0.5ppm程度になり分解能が最も高くなる測定条件を求めた.^<13>C,^<15>N完全標識には,大腸菌の大量発現系を用いた.精製は,有機溶媒を用いる方法で効率よく精製できることがわかり,現在大量培養を行っている.これら試料を用いることにより,固体NMR法で全構造の解析ができると考えられる.このことを明らかにするために,溶液NMRで決めた化学シフトに基づいて正確にシミュレートした3次元固体NMRスペクトルについて,各残基の信号を分離して帰属できるかどうかを調べた.その結果,隣接するC^α炭素間などについての3次元等方化学シフト相関スペクトルを測定することにより,信号幅が1ppm程度ならば,ほぼすべての信号帰属が可能なことがわかった.また,今年度はこれ以外に,多次元相関スペクトルを用いて実際のペプチドの^<13>Cと^<15>

N信号の帰属が可能なことを,15残基のペプチドであるマストパランXに応用して,二次構造を求められることを確かめた.まだサブユニットcの構造決定に至っていないが測定条件と測定法の確立により,これからの固体NMRによる構造決定のための基礎ができた.
文字表記の誤用と音声知覚の関連性

初級学習者に「旅行」をひらがなで書かせると、非常に多くの学生が「りょうこ」と誤る。本研究は英語を母語とする学習者がどのように日本語の音声を認識しているかを先行研究になかった「表記」という観点を加えて考察した。同一の調査協力者から、同じ単語の表記、聴取、発音のデータを取り、その関連性を調査した。その結果、表記、発音、聴取の誤りは多くが連動していた。つまり、初級学習者は聴こえた通りに覚え、書いている可能性が高かったのである。本研究の一連の調査の結果、知覚と生成の先行研究において、生成とは発話データを指すことがほとんどであったが、表記も生成データとして検証していく必要があることが示唆された。本研究は、学習者がどのように日本語の音声を認識しているかを、「表記」という先行研究になかった観点を加えて考察する。平成26年度は、関西外国語大学に留学中である英語が母語の初級日本語学習者31名を対象に、データ収集を行った。調査の流れは1書き取りテスト、2聞き取りテストを同日に行い、後ほど、一人ずつ対面で3発音(読み上げ)テストを行った。分析対象語は学習者にとって親密度が高く、かつ誤用頻度の高い意味語26語、この意味語の条件替え(母音を変えたもの、アクセント位置をかえたもの、など)をした無意味語29語の計54語であった。発音データは日本人協力者2名にどのように聞こえるか判定してもらった。収集したデータは、対象語ごとの正解率、被験者ごとの三技能比較を行いまとめた。分析中であるが、同一の被験者から、表記、聴取、発音の三技能のデータを取ることができ、知覚と生成の関係をさらに精査する上で役立つと思われる。本研究は学習者がどのように日本語の音声(特に学習者に難しいとされる拗音と特殊拍)を認識しているかを、「表記」という先行研究になかった観点を加えて考察する。平成27年度は関西外国語大学に留学中である英語が母語の初級日本語学習者32名を対象に、データ収集を行った。調査の流れは全て同じ分析対象語を用いて1単語レベルの和訳テスト2ディクテーションテスト、3四肢選択法による聞き取りテストを同日に行い、後日一人ずつ対面で4発音(読み上げ)テストを行った。平成26年度も同様にデータ収集を行ったが、違う点は2のディクテーションによる書き取りテストを加えたことで、学習者の聴き取りの実態をより多角的に精査できるようにしたことである。分析対象語は前年度と同様、学習者にとって親密度が高く、かつ誤用頻度の高い意味語26語と、この意味語の条件変えをした無意味語(母音を変えたもの、アクセント位置をかえたもの、など)29語の計54語であった。収集したデータは、被験者ごとに三技能(聴取、表記、発音)比較をしてまとめている。先行研究では、知覚と生成の比較として、聴取データと発話データを用いているが、本研究では表記データも生成データとして加えることにより、知覚と生成の関係を新たな観点から考察することを試みている。データ収集の結果を学会で2度にわたり発表することができた。一方、聴取データの結果分析が思うように進まず、データ収集方法にも課題が残ったことと、予定していた表記を用いたトレーニング法の教育効果を見る実験ができなかっため、この判断とした。平成28年度は前年度までに収集したデータの分析を継続して行った。現段階では、初級学習者は聞こえた通りに覚え、書いており、おそらく教師が考える以上に、書字情報が学習者に与える影響は大きく、音声指導やデータ分析の際にもっと詳細にその影響を考慮していく必要があるとわかってきた。これまでのデータ分析の結果を論文にまとめ投稿した。また、前年度までは初級学習者を対象に調査を進めたが、平成28年度は平均学習期間が2年以上の中級学習者を対象にデータ収集を行った。比較対象のためデータ収集の手順は初級者と同様に行った。調査対象者は関西外国語大学に留学中で母語が英語の中級学習者26名であった。分析対象語は学習者にとって親密度が高く、かつ誤りが多くみられる意味語26語と、この意味語の条件替えをした無意味語29語の計54語であった。1単語レベルの和訳テスト(意味語のみ)2ディクテーションテスト3四肢選択法により聞き取りテストを同日に行い、後日一人ずつ対面で4発音(読み上げ)テストを行った。初級と比較し中級の方が当然習得が進んでいることが予測できるが、実際はあまり習得が進まない、つまり誤りが減らない表記もあり、その原因について分析中である。その結果は今後学会で発表する予定である。初級と中級学習者からのデータ収集の分析結果を踏まえ、表記が音声指導にどのような効果があるかを見る指導法を調査する予定をしていたが、分析が進まずできなかったためこの判断とした。本研究は英語を母語とする学習者がどのように日本語の音声を認識しているかを「表記」という先行研究になかった観点を加えて考察した。平成29年度は前年度に収集した中級学習者を対象にしたデータの分析を引き続き行った。データ収集は単語和訳による表記(=産出)調査、続いてディクテーションによる知覚調査を行った。

データ分析の結果、初級学習者のディクテーションの正答率(57%)の方が和訳(50%)を上回っており、知覚の習得は生成に先行するという先行研究と一致した。また、各対象語の正答率の順位は知覚と産出の両テストでほぼ一致しており、ひらがな表記も初級学習者が「聞こえた通り」に書いている様子が伺え、発音同様、表記も知覚と密接な関係があることが明らかになった。中級の結果は知覚と産出の両テストとも有意に向上し、正答率は75%前後と両テストでほぼ同じとなったが、正答率があまり向上しなかった語もあり、語頭の長音と拗音の組み合わせや語末の長音など先行研究でも困難と報告されている音は習得が進まないことが分かった。中級になると漢字の使用が進み、ひらがなで表記していた時よりも拍への意識が下がることも一因ではないかと考えられる。この結果は第10回日本語実用言語学国際会議(ICPLJ10)にて発表した。また、英語母語話者との結果を比較することにより、母語の文字種がどのように影響があるか検討するため、韓国語話者を対象にデータ収集を行った。韓国語話者のデータに関しては現在分析中である。4年間の研究の結果として、表記、聴取、発音の三技能は強く関連し合っており、それぞれ独立して指導するよりも、同時に習得を促した方が効果があるという仮説にたどり着いた。この成果を引き継ぎ、さらに実践的な領域へとその成果を拡げることを目指し、次年度からも助成(課題番号18K00727)を得て研究を継続していく予定である。初級学習者に「旅行」をひらがなで書かせると、非常に多くの学生が「りょうこ」と誤る。本研究は英語を母語とする学習者がどのように日本語の音声を認識しているかを先行研究になかった「表記」という観点を加えて考察した。同一の調査協力者から、同じ単語の表記、聴取、発音のデータを取り、その関連性を調査した。その結果、表記、発音、聴取の誤りは多くが連動していた。つまり、初級学習者は聴こえた通りに覚え、書いている可能性が高かったのである。本研究の一連の調査の結果、知覚と生成の先行研究において、生成とは発話データを指すことがほとんどであったが、表記も生成データとして検証していく必要があることが示唆された。条件替えの無意味語の数が多くなり、データ分析に時間がかかってしまい、予定していた中国語話者からのデータ収集ができなかったため、この判断とした。引き続き、初級英語話者のデータ収集を行う。また、聴取データの収集方法を精査する。さらに、表記に重点を置いて拍数を意識させた音声指導法が、聴取や発音など他技能に影響するか、トレーニングの効果を見る実験も行う。最終年度なので、全てのデータ収集の結果をまとめ報告書も作成する。文字表記の音声習得への影響を精査し、効果的な発音トレーニング方法を調査する。また、初級と中級のデータを比較の上、報告書として纏め、さらに論文として投稿する予定である。日本語教育引き続き英語話者の初級者データ収集を行う。一回目の実験から得られた反省点を踏まえ、データ収集法を精査する。また、表記を中心とした指導が他の技能に影響をもたらすか、トレーニングの効果も実験を通して見ていきたい。予定していた実験が行えなかったため、謝金充当分などが未使用分として残った。