hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LMSを活用した学習分析と授業実践を支援するためのプロセスマイニングの研究

これまでの時系列クロスセクション分析(TSCS)の結果をさらに活用し、異常値検出の理論を取り入れ、教材の閲覧回数が少ない履修者や、異常に閲覧回数が多い履修者の抽出などが可能になった。また毎週の授業ごとに教材閲覧回数と小テスト得点を活用して散布図を作成し、教材閲覧回数と小テスト得点分布の関係を効率的に可視化する工夫を行った。さらに履修者を(1)教材閲覧回数が多く小テスト得点も高い、(2)教材閲覧回数が少ないが小テスト得点が高い、(3)教材閲覧回数が少なく小テスト得点も低い、(4)教材閲覧回数は多いが小テスト得点が低い、というように4つのグループに分割した。こららのデータからヒートマップを作成し、13回分を連結して授業全体のプロセスを個人別に示すヒートマップの作成を試みた。ヒートマップに示された毎週のプロセスから、授業につまずいているいる履修者は、(3)グループに多く該当する傾向が見られた。平均点と偏差を活用しているため、多くの履修者は4つのグループを移動するプロセスが見られた。また優れた成績の履修者のプロセスは(1)のグループに多く該当する傾向が見られた。加えて時間帯別に集中のレベルを明確に示すため、ピボットテーブルの機能を活用して、時系列クロスセクション表において、切り替え可能な複数のタイムラインを使用可能にした。これによって1時間ごと、30分毎、15分毎、1分毎など指定した時間間隔で再集計が行える。教師と履修者が授業に集中し、授業改善に自発的に取り組むことを目的に、授業中の学習履歴の時系列クロスセクション表による可視化を行い、分析結果を履修者に公開するための機能の開発を継続した。授業中に実施するための処理の高速化や、プライバシー保護のための匿名化処理などを改善した。履修者個人別の教材閲覧回数と小テスト得点の関係から履修者を4分割し、授業全体のヒートマップが作成できるようになり、グループ間の移動が可視化できるようになったため。また授業中の教材閲覧の分析結果を履修者に試験的に公開したところ、履修者の授業への取り組みや教師の授業改善に有益なデータが得られ、今後はどのような公開方法が役立つか検討できるようになったため。本年度の研究において、筆者はMoodleの学習履歴を分析するために、時系列クロスセクション分析(TSCS)を応用したエクセルマクロの開発を継続して行った。今後も教員と学生の問題発見や気づきを支援できる授業中のプロセスマイニングと可視化の開発を中心に研究を進める。開発当初は教材閲覧回数の集計結果を表示するための時系列クロスセクション表のカラム数が多くなり、そのままではパソコンの画面に収まりにくいことがあった。そのため複数のタイムラインを階層的に組み合わせるためのデータ生成手法を開発し、手作業でピボットテーブルを操作しながら必要な時間帯の集計結果を適切に画面に表示できるようにした。これによりトランザクションデータを数年に渡り蓄積したり、授業中以外にも時間帯別に集中のレベルを明確に示すことができると思われることから、今後は手作業で操作する部分を減らすことを目標に、分析目的に適した複数タイムラインの生成を自動化する予定である。教師と履修者が授業改善に自発的に取り組むことを目的に、授業中の学習履歴の可視化を行い、分析結果を履修者に公開するための機能の開発を継続しており、プライバシー保護を行うための匿名化機能を開発した。履修者の授業集中度を高める効果があるかどうかを調べるため、分析結果の公開方法や対象の授業を増やすことを検討し、実験データを分析し効果を検証する。

また授業中の教材閲覧の分析結果を履修者に試験的に公開したところ、履修者の授業への取り組みや教師の授業改善に有益なデータが得られ、今後はどのような公開方法が役立つか検討できるようになったため。本年度の研究において、筆者はMoodleの学習履歴を分析するために、時系列クロスセクション分析(TSCS)を応用したエクセルマクロの開発を継続して行った。今後も教員と学生の問題発見や気づきを支援できる授業中のプロセスマイニングと可視化の開発を中心に研究を進める。開発当初は教材閲覧回数の集計結果を表示するための時系列クロスセクション表のカラム数が多くなり、そのままではパソコンの画面に収まりにくいことがあった。そのため複数のタイムラインを階層的に組み合わせるためのデータ生成手法を開発し、手作業でピボットテーブルを操作しながら必要な時間帯の集計結果を適切に画面に表示できるようにした。これによりトランザクションデータを数年に渡り蓄積したり、授業中以外にも時間帯別に集中のレベルを明確に示すことができると思われることから、今後は手作業で操作する部分を減らすことを目標に、分析目的に適した複数タイムラインの生成を自動化する予定である。教師と履修者が授業改善に自発的に取り組むことを目的に、授業中の学習履歴の可視化を行い、分析結果を履修者に公開するための機能の開発を継続しており、プライバシー保護を行うための匿名化機能を開発した。履修者の授業集中度を高める効果があるかどうかを調べるため、分析結果の公開方法や対象の授業を増やすことを検討し、実験データを分析し効果を検証する。これまでの研究の進捗状況を鑑み、予定していた購入物品を次年度購入することにし、また予定していた人件費・謝金の執行も次年度とすることとしたため。
網膜光励起過程の酵素細胞化学的研究

急速凍結固定法は生理条件下での形態観察を可能としているものと考えられる.我々はこの急速凍結置換固定法を酵素組織化学に応用して,網膜細胞外節における視細胞の光励起過程に関与すると推定されるcGMP代謝酵素群guany ate cyclase,phosphodiestrase,GTPase,5 uucleotiodase等の検出を試み,これら酵素の活性が, guanylate cyclaseのように固定に弱い酵素も含めて, -80°C3日間の固定後も,充分組織化学的検出が可能であった.一方,これら酵素の微細構造上の局在を明確にするため,主体膜のコントラストの増強を図るため,観察に当たっては置換固定を行うアセトン中に, 0.5-4%クルタルアルデヒドと6%タニン酸を共存させる混合固定液を用い, -80°C3日間の置換固定の後, 4°Cにおいて1224時間,或はさらに温度の高い室温(22°C)において1224時間の置換固定を追加した後酵素活性の検出を試み, phosphodlesterae活性局在の場が外節円板の生体膜特にその細胞質側であることを明示した.次いで光励起過程における酵素活性の変動を証明すべく赤外線暗視野装置を導入して完全暗黒下での眼球摘出,網膜剥離,および暗黒下での急速凍結を可能とする実験室の整備を行い,現在も実験を繰り返しているところである.現在まで得られた結果は, phosphodiesterase活性は明環境下では,暗環境下よりも強く,所々に反応最終産物の集塊を見る.暗黒条件下において,光刺激を5秒より30分まで変化させた網膜におけるphosnhodiesteraseの活性は,短時間照射では円板生体膜間で活性の賦活にかなりの差が認められたが,光照射の増加に伴って全ての円板膜が一様に活性を示すように増されることが明らかとなった.急速凍結固定法は生理条件下での形態観察を可能としているものと考えられる.我々はこの急速凍結置換固定法を酵素組織化学に応用して,網膜細胞外節における視細胞の光励起過程に関与すると推定されるcGMP代謝酵素群guany ate cyclase,phosphodiestrase,GTPase,5 uucleotiodase等の検出を試み,これら酵素の活性が, guanylate cyclaseのように固定に弱い酵素も含めて, -80°C3日間の固定後も,充分組織化学的検出が可能であった.一方,これら酵素の微細構造上の局在を明確にするため,主体膜のコントラストの増強を図るため,観察に当たっては置換固定を行うアセトン中に, 0.5-4%クルタルアルデヒドと6%タニン酸を共存させる混合固定液を用い, -80°C3日間の置換固定の後, 4°Cにおいて1224時間,或はさらに温度の高い室温(22°C)において1224時間の置換固定を追加した後酵素活性の検出を試み, phosphodlesterae活性局在の場が外節円板の生体膜特にその細胞質側であることを明示した.次いで光励起過程における酵素活性の変動を証明すべく赤外線暗視野装置を導入して完全暗黒下での眼球摘出,網膜剥離,および暗黒下での急速凍結を可能とする実験室の整備を行い,現在も実験を繰り返しているところである.現在まで得られた結果は, phosphodiesterase活性は明環境下では,暗環境下よりも強く,所々に反応最終産物の集塊を見る.暗黒条件下において,光刺激を5秒より30分まで変化させた網膜におけるphosnhodiesteraseの活性は,短時間照射では円板生体膜間で活性の賦活にかなりの差が認められたが,光照射の増加に伴って全ての円板膜が一様に活性を示すように増されることが明らかとなった.これまで生理条件に近い状態で形態保存の可能な急速結組織において酵素活性が検出可能である事を確立し、ラット網膜においてguanylate cyclase,phosphodiesterase等の酵素活性が桿状体細胞外節円板膜に陽性であることを明らかにしてきている。明暗環境に置ける酵素活性の変動の研究には本法の導入が最適と考えられるので、赤外線ビュアーを用いた完全暗黒下での実験を計画、暗黒下でも急速凍結置換装置を扱えるよう機器の整備を行った。ラット網膜の完全暗黒下での摘出は、当初の計画では実体顕微鏡に顕微鏡ビュウアーを装着する予定であったが、実際組み合わせてみると鏡像を呈することが判明したため、急遽テレビカメラ用低倍顕微鏡を別途購入して正像を得た。またこの場合総合倍率が1倍以下で、明視の距離も1メーターと眼球摘出には困難を覚えるので、接写レンズを付加して改良し、現在では暗黒下でも実験遂行上の問題点はほぼ解決済みとなっている。一方凍結置換酵素組織化学的に検出された酵素活性の超微局在に関して、生体膜コントラストの向上が不可欠となり、純形態学的凍結置換像同様のコントラストを得るべく、一層の進歩が求められることになった。現在凍結置換酵素組織化学に用いられているアクロレイン、グルタールアルデヒド凍結置換固定試料に、タンニン酸添加、或は置換固定時間の延長等コントラスト改善のための条件設定を実験中である。現在迄に得られた成果にかんしては学会発表を数回行い、多くの関心を集めることが出来、来年度の日本電子顕微鏡学会シンポジュウムの講演依頼を受けている。論文に関しては目下準備を進めて居るところである。
カチオンポンプによる核貪食性細胞死の誘導メカニズムと病態生理機能の解明

ヒトATP13A4が誘導するヌクレオファジーの分子メカニズムおよび病態生理機能を明らかにすることを目的として研究を遂行した。ヒトATP13A4は、イオン輸送機能を持たず、N末領域が関与する機能によりヌクレオファジーを誘導することを見出した。他方、マウスATP13A4は、カチオン輸送機能を有しており、ヌクレオファジーを誘導しなかった。また、DNAマイクロアレイおよびプロテオミクスを用いた網羅的解析において、ヒトATP13A4により誘導されるヌクレオファジーの関連候補分子を同定した。特に、ヒトATP13A4発現細胞において、タンパク質分解やストレス応答に関与するタンパク質の発現が亢進していた。ヒトATP13A4を哺乳類由来細胞株に過剰発現させると、核近傍に凝集し核貪食性細胞死(ヌクレオファジー)を誘導することを見出した。本研究は、ATP13A4の関与する新しい細胞死の仕組みを分子レベルで解明することを目的とした。本年度は主に以下の成果を得た。1、マウスATP13A4は、ヒトATP13A4とは異なり主に原形質膜に局在しヌクレオファジーを誘導しない。しかし、マウスATP13A4のN末領域(493アミノ酸配列)をヒトATP13A4の配列に変えたキメラ体は、ヒトATP13A4と同様に核近傍に凝集し、ヌクレオファジーを誘導した。2、マウスおよびヒトATP13A4において、Na+/K+依存性のATP加水分解活性を測定したところ、マウスATP13A4過剰発現細胞では有意な活性上昇が見られたのに対し、ヒトATP13A4過剰発現細胞の活性は、空ベクター導入細胞と有意な差は見られず、ATP13A4のイオン輸送機能は種間で異なっていた。また、イオン輸送過程の高エネルギーリン酸化中間体形成に重要なアスパラギン酸残基をグルタミン酸に変異させたヒトATP13A4(D486E)変異体過剰発現細胞においても、ヌクレオファジーの誘導が見られた。3、ヒトATP13A4と共役しヌクレオファジー誘導に関与する分子を同定するために、核および核近傍の凝集体サンプルを用いて網羅的プロテオミクス解析を行った。ヒトATP13A4過剰発現細胞において、ユビキチンプロテアソーム系タンパク質および種々のタンパク質分解酵素の発現が顕著に増加していた。以上より、ヒトATP13A4は、マウスとは異なりイオン輸送機能を持たず、N末領域の関与する機能がヌクレオファジー誘導に関与しているものと考えられた。また、ヒトATP13A4によるヌクレオファジー誘導メカニズムに、タンパク質分解系の異常な亢進が関与している可能性が示唆された。ATP13A4は、P型カチオンATPaseファミリーに分類されているが、その生理機能については研究が進んでいない。申請者らは、ヒトATP13A4を様々な哺乳類由来細胞株に過剰発現させると、オートファジーの関与する核貪食性細胞死、すなわちヌクレオファジーが誘導されることを示唆する知見を得た。本研究は、ヌクレオファジーにおけるATP13A4の機能およびヌクレオファジーを駆動する分子メカニズムを明らかにすることで、新しい細胞死の仕組みを分子レベルで解明することを目指している。1、マウスATP13A4をクローニングし、ヒト胎児腎臓由来HEK293細胞およびサル腎臓由来Cos-7細胞に過剰発現させたところ、ヒトATP13A4とは異なり、ヌクレオファジーは誘導されなかった。そこで、ヒトとマウスのATP13A4のアミノ酸配列を比較し、異なる部位の変異体を作製した。各種変異体の機能解析を行ない、ヒトATP13A4のN末領域においてヌクレオファジーに重要な部位が存在することを見出した。2、ヒトATP13A4のイオン輸送機能がヌクレオファジーの誘導に関与しているのかを検討する為、高エネルギーリン酸化中間体の形成に重要なアスパラギン酸残基をグルタミン酸に変異させたD486E変異体を作製した。3、ヒトATP13A4を過剰発現させることで変動する遺伝子群をマイクロアレイにより網羅的に解析した。その結果、2倍以上発現上昇する遺伝子として約70種類、減少する遺伝子として約120種類を見出した。上昇する遺伝子としては、HSP70等の分子シャペロンが顕著であり、オートファジー関連分子ATG4などの上昇も見られた。他方、減少する遺伝子としては、クロモソームやポリメラーゼ等の核酸機能に重要な遺伝子群が顕著であり、水チャネルや亜鉛輸送体(SLC30)も減少していた。ヒトATP13A4は、P型カチオンATPaseファミリーに分類されているが、その機能については全く報告されていない。

申請者らは、ヒトATP13A4が核貪食生細胞死(ヌクレオファジー)を誘導することを見出したことから、ヒトATP13A4によるヌクレオファジー誘導メカニズムを明らかにすべく研究を行なっている。本年度はまず、ヒトATP13A4ではヌクレオファジーが誘導されるが、マウスATP13A4では全く誘導されないという興味深い知見を見出した。そこで、ヒトとマウスのATP13A4のアミノ酸配列の差異に着目した変異体スクリーニング実験を行い、ヌクレオファジーの誘導に重要なヒトATP13A4の部位を特定することが出来た。また、マイクロアレイを用いて、ヒトATP13A4の発現誘導により変異する遺伝子の網羅的解析を行い、ヌクレオファジーに関連していると思われる候補分子を同定した。さらに、イオン輸送機能を阻害する変異体等ヒトATP13A4の機能解析を検討するための変異体を多数作製した。本年度に行なった研究により、今後ヌクレオファジーにおけるヒトATP13A4の詳細な生理機能の解析、およびヒトATP13A4によるヌクレオファジー誘導の分子メカニズムを明らかにするための研究を円滑に進めることが可能であり、本研究はおおむね順調に進展しているものと考える。今後は以下のように研究を推進し、ヒトATP13A4の生理機能およびヌクレオファジー誘導の分子メカニズムの解明を目指す。1、本年度に作製した変異体の機能解析を行ない、ヌクレオファジーにおけるヒトATP13A4のイオン輸送機能の重要性、マウスとは異なりヒトATP13A4が特殊な修飾を受けている可能性を検討し、ヌクレオファジーにおけるATP13A4の生理機能を明らかにする。2、マイクロアレイ解析により同定したヌクレオファジー関連候補因子の過剰発現細胞およびノックダウン細胞を用いた各種候補の機能解析、またヒトATP13A4との機能連関を調べることで、ヒトATP13A4によるヌクレオファジー誘導の分子メカニズムの解明を目指す。3、内因性のヒトATP13A4の抗体を用いて、アルツハイマー等の神経変性疾患の病変部位や癌組織におけるATP13A4の発現および局在異常を解析し、ATP13A4の病態との関連性について明らかにする。4、神経変性モデル細胞および癌細胞を用いて、ヒトATP13A4の病態生理機能について詳細に検討する。5、ATP13A4は、脳以外では胃酸分泌細胞に高発現していることから、胃酸分泌細胞をモデル細胞として、細胞恒常性維持機構におけるATP13A4の生理機能について明らかにする。平成24年度は、139円の残額が生じたが、これは研究計画の変更や進行状況の変化等によるものではなく、139円以下の物品の購入を希望しなかったためである。当該助成金は、平成25年度の助成金と共に消耗品の購入に充てる。
磁気スキルミオンによる新奇トポロジカル電荷ダイナミクスの探索

スキルミオンの特殊なスピン配列によって生じるベリー位相効果によって引き起こされる伝導電子ダイナミクスの探索を行い、これまでにはないスキルミオンの光機能性や光応答の観測を目指す。具体的には、スキルミオン由来の光の偏光回転(ファラデー回転)の観測や電流誘起磁化発生(エデルシュタイン効果)の光検出を行う。前者では磁場誘起のファラデー回転スペクトルを広いエネルギー領域において測定し、後者においては、ファラデー回転の電流誘起成分の検出を行う。ともに、温度磁場を広く測定することでスキルミオン相との対応を精査し、スキルミオン由来の効果の検出を試みる。
暴風雪悪視界下の車両ナビゲーションシステムの開発研究

平成19年度では,前年度に購入した軽自動車パジェロミニの前後にアンテナ・センサを取り付け実験を行った。実験の内容は,鉄粒粉ラインと金属探知機を用いた位置認識とRF-IDシステムによる路車間通信である。鉄粒粉ラインは,平成18年度に設置したものを利用したが,冬季間の除雪等による影響はほとんど見られなかった。一方,RF-IDを用いた路車間通信には,オムロン製形V720のアンテナおよびリードライト機器を用いて実験を行った。RF-IDタグは,4S2VR-V720-D13PO2STを主に用いた。平成18年度に実験室内での通信可能距離測定に比べ,RF-IDタグをアスファルト上に設置したときは,表面の乾湿の別なく送受信距離が低下した。平成19年度はこれを改めて検証するため,RF-IDを基点にグリッドをアスファルト上に描き,送受信可能範囲のエンベロープを計測した。電源を車両上と同じバッテリーを用いたところ,平成18年度と同様の結果を得た。しかし,冬季間に積雪等の影響を調べるために,交流電源を用いてエンベロープの頂点高を再度計測したところ,実験室内と変わらない結果となった。このため,アスファルト上でのRF-IDの通信距離の減衰は余りなく,積雪および10cm程度の水深でも減衰は少ないと思われる。この点は,さらに実験を重ね検証したい。またRF-IDタグを格子状に配置して,誘導実験も行った。ノートPC上のGUIを改良し,路面上の現在位置と操舵方向を小型液晶ディスプレイで指示できるようにした。その結果,路上位置の認識および方向指示は概ね良好な結果を得た。マイクロ波RF-IDシステムを用いた路車間通信の実験は,車両側にアンテナを設置して行った。読み取り速度等を勘案してもRF-IDシステムが道路交通情報収集に十分役割を担えることがわかった。平成18年度では,軽自動車パジェロミニを購入し,車両前後に金属探知機やRF-IDの取り付け基部を作りつけた。実験の内容は,鉄粒粉入りラインの金属探知機を用いた探知認識とRF-IDによる路車間通信である。鉄粒粉入りのラインは,アスファルト上に日本ライナー製ロードライン2000(白)で幅150mmの線を30m引き,この上に純鉄粒粉を散布し,さらにロードライン2000を重ねるという方法を取った。大学構内の実験線であるため,車および歩行者がライン上の粒鉄を踏んではがしてしまうことがあり,ロードラインを数度重ねる部分と新たに20mm間隔に溝を切り,これに粒鉄粉を散布する部分とに分けた。金属探知機での検知もパジェロミニ前部に直径13mm,20mmの塩化ビニルパイプでフレームを作成し,実際に車を走らせて実験を行った。金属探知機の干渉を避けるため,それぞれを360mm間隔で配置した。雪上での実験では,積雪の有無に係わらずライン上約200mmで探知可能であり,基本的な実証試験ができた。一方,RF-IDを用いた路車間通信には,まずオムロン製ロングレンジRF-ID形V720のアンテナおよびリードライト機器を用いて実験を行った。形V720-HS03アンテナをパジェロミニ後部に鉄製アングルで片持ち梁を作り,路面とアンテナが水平になるように設置し,地上高を調整しつつ実験を行った。RFタグは,V720D-D13P30と4S2VR-V720-D13P02STの2種類を用いて比較検討した。D13P02STは送受信エンベロープの断面が真円に近く,送受信動作がD13P30に比べ安定していたため,以降の実験では,D13P02STを用いることとした。なお実験室でアンテナを木製机上に置き受信範囲エンベロープを計測したときに比べ,RFタグをアスファルト上に置いたときは,表面の乾湿の別なく送受信距離が低下した。またRFタグ上に圧雪および雪解けの水がそれぞれ100mm程度あっても送受信動作に影響は見られなかった。またオムロン製形V690システムを用いた送受信実験も含めて,RF-IDの送受信実験は時速30km程度でも読み書き可能であった。

この点は,さらに実験を重ね検証したい。またRF-IDタグを格子状に配置して,誘導実験も行った。ノートPC上のGUIを改良し,路面上の現在位置と操舵方向を小型液晶ディスプレイで指示できるようにした。その結果,路上位置の認識および方向指示は概ね良好な結果を得た。マイクロ波RF-IDシステムを用いた路車間通信の実験は,車両側にアンテナを設置して行った。読み取り速度等を勘案してもRF-IDシステムが道路交通情報収集に十分役割を担えることがわかった。
光誘起励起子移動を経由して高効率的に生成する高スピン共役電子系の創出

本研究は、増感部位が捕捉した光エネルギーを、エネルギー移動、あるいは電子移動過程を経てスピン前駆部位に伝達し、スピンを持つ特異な共役電子系を効率よく発生させることを目的としている。本年度は、増感部位として分子内にピレン基を持つ基底五重項ジカルベン前駆物質(1)の合成が完了し、その極低温マトリックス中、および室温溶液中の光反応を検討し、その分解過程に関する知見を得ることができた。1を2-メチルテトラヒドロフラン中、4Kで366nm光を照射し、電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、五重項ジカルベンの発生が観測された。光量を変化させてジカルベンの生成速度を調べた結果、一光子で二個のジアゾ基が分解していることが判明した。一方、1をメタノール中、室温で366nm光を照射し、生成する化合物の構造を調べたところ、1の二個のジアゾ基は段階的に分解し、しかもピレンに隣接するジアゾ基が優先して分解することが明らかになった。また、1の光分解速度は、ピレン基を持たない類縁ジカルベン前駆物質の同一条件下の光分解速度の10倍程度であった。以上の結果から、1のピレン基は光吸収部位として作用して1のジアゾ基の分解効率を向上させ、さらに環境の異なる二個のジアゾ基に分解選択性を与えることがわかった。また、極低温マトリックス中では、ピレン基によって捕獲された光エネルギーは、ジアゾ基に効率よく伝達され、二個のジアゾ基の分解を引き起こすことが判明した。これらの結果は、光による高スピン有機化合物の高効率的な発生の可能性と、分解するジアゾ基の数を用いる波長によって制御できる可能性を示唆するものである。
コミュニティ・ガバナンスによる持続可能な都市形成に関する比較実証研究

本研究では、コミュニティ・ガバナンスによる都市集合財の持続可能な供給管理の有効性およびその条件を明らかにしている。1990年代以降、行政は住民自治組織に対する支援を減少させてきている。そのため、住民自治組織は、建築計画者と事前に協議し、違反者に対する説得を実施している。そして、住民自治組織の活動条件が、1)活動にかかるコストの抑制、2)活動に関する住民のコンセンサス、および、3)行政からの支援の拡充、であることが明らかとなった。本研究は、地域住民自ら協定を締結し制限を実施するコミュニティ・ガバナンスの成立条件を明らかにすることを目的とする。初年度である2009年度は、協定締結に基づく集合財の管理事例を把握することを目的とし、(a)文献に基づく集合財の管理に関する資料収集、(b)日本における集合財の管理状況の把握、(c)協定に基づく集合財の管理事例の確認、を行った。作業(a)および(b)より下記の点が明らかになった。(1)集合財は、地域住民により締結されたルールに基づき管理が行われていること、(2)住民が締結するルールには、法律の裏付けを持つルールと法律の裏付けを持たないルールに分類できること、(3)法律の裏付けを持たないルールは、運用上の安定性が低いこと、である。そのため、本研究では、コミュニティ・ガバナンスの成立条件を明らかにする上で、法律の裏付けを持たないルールに注目し、管理事例を確認することとした。作業(c)では、調査対象自治体を4都県の市区に絞り、関連する部課に対し電話によるインタビュー調査を行った。その結果、法律の裏付けを持たないルールが184件も存在することを確認できた。これらのルールは、1)景観の保全、2)住環境の保全、3)商業環境の一体感の創出、という異なる目的を有していることが明らかになった。さらに、ルールを運用するための住民組織が、ルールの違反行為を防止する活動を実施しているか否かも明らかにした。一方、行政は、(1)建築等を計画している者にルールがあることを紹介、(2)違反者に住民組織と協議するよう要請、という地域住民組織を支援する活動を行っている場合があることを明らかにした。本研究の問題意識は、集合財の管理に関するコミュニティ・ガバナンスの条件の解明である。そして、コミュニティ・ガバナンスとして、住民組織による住環境保全に着目する。2年計画の最終年にあたる2010年度は、住民自ら協定を締結し協定違反の行為をコントロールできる条件を明らかにした。まず、(1)住民組織と行政との協力関係を確認し、(2)住民組織による協定違反をコントロールできる条件を検討した。調査対象は、2009年度までの作業で確認した法律の裏付けを持たないルール184件の内、25件のルールが存在する町田市とした。町田市は、1990年代中頃まで、住民組織を全面的に支援し、協定に違反する行為に「建築許可」を与えなかった。しかし、1993年の行政手続法制定により行政による裁量が法的に制限されることとなり、町田市は、協定違反の行為でも、法律を遵守していれば建築許可を与えている。また、1998年の建築基準法改定で建築確認が民間開放されることとなり、指定確認検査機関も建築許可を出せることとなっている。そのため、現在、住民組織は、協定適用区域における全ての行為を計画段階で発見し、違反者を説得する必要があることが分かった。住民組織による取り組みの実効性向上の条件は以下の通りである。1)住民と行政の関係の視点では、住民組織の一部は、町田市および指定確認検査機関から行為に関する情報提供を計画段階で受けることで、その後の説得で計画変更を引き出せていることを確認した。そして、これらの住民組織が行政担当者との継続的な対話の機会を有していることが情報提供につながる傾向を明らかにした。2)住民属性の視点では、地域には、協定違反の制限に積極的な住民(新住民)・と消極的な住民(地主)が存在することを確認した。そして、新住民の比率が高いと計画の把握および違反に対する説得は活発であるのに対し、比率が低いと取り組みは停滞する傾向があることを明らかにした。
U(12)対称性に基づくバリオンと多体クォーク粒子の相対論的分光学の確立

ハドロンの質量スペクトル分類の基本である非相対論的なSU(6)spin-flavor対称性を相対論的に拡張したU(12)群の表現によって、低エネルギー領域の軽クォーク・バリオン準位は分類できるとする仮説を検証するべく、研究を行った。U(12)表現では従来のSU(6)で分類される粒子に加えて、これとは性質の違う粒子(カイラル粒子)の存在が予言され、これらが従来の粒子とカイラル対称性の線形表現を構成する。非相対論的クォーク模型を拡張した前年までの検討の成功に基づき、相対論的共変なクォーク模型を用い、有効グルーオン交換ポテンシャルとUA(1)の破れを記述する('tHooft6体相互作用に対応する)有効相互作用を導入し、基底状態および励起状態の質量を予言し波動関数を構成した。基底状態のNucleon8重項とΔ10重項の質量と崩壊の性質を、従来の非相対論的クォーク模型の成功を崩さずに説明できることに加えて、新たにN(1440),Λ(1600),Σ(1660),Δ(1600)の光崩壊振幅とπ中間子崩壊幅の実験値が、これらを基底状態のカイラル粒子と考えることで説明できることが明らかになった。カイラルな状態は従来の8重項、10重項と混合するが、混合角は8重項で大きく、10重項で小さいことが分かった。一方これまで基底状態のカイラル粒子の候補と見做されてきた負パリティーのΛ(1405)はカイラル粒子ではなく、第一励起状態であり、その軽い質量は上記のUA(1)の破れの効果によるものと考えられる。U(12)表現の有効性をさらに検証するべく励起状態のN*(1535)の性質を検討した。N*(1535)は第一励起状態としては不自然に大きいηN崩壊幅を持ち、問題になっているがこの奇妙な性質は基底状態のカイラルな70次元表現との混合の効果によって説明できることが明らかになった。以上の成功を学会講演で報告した。U(12)表現を立証するには今後、QCDに基づくより深い考察が必要である。初年度は基礎的なデータを集め、問題点を整理することからはじめた。光崩壊のヘリシティー振幅の実験の現状について、Δ→Nγの大きな振幅、N(1440)→Nγの振幅、N(1535)(J=1/2,P=-1)の小さい振幅、N(1520)(J=3/2,P=-1)も他と比較して異常に大きなヘリシティー振幅を持つことが問題である。これらの問題は、U(12)分類形式ではクォークとγの相対論的な結合の効果と相対論的状態(カイラル状態)との混合により、説明できる可能性が明らかになった。特にN(1440)の光振幅は非相対論的E状態とカイラルF状態の混合状態であり、それに相対論的なクォーク相互作用の効果を併せて説明できることが分った。N(1440)をU(12)形式の相対論的状態であるとする説明に、光崩壊の観点から有力な証拠が得られる可能性があり、慎重に検討を進めている。同時にN(1535)の比較的小さい光振幅は、崩壊幅が広くて観測にかからない相対論的G状態N(1250)との混合を考えれば説明出来る可能性がある。この混合によりJ=1/2のN(1535)の方がJ=3/2のN(1520)よりも質量が大きいこと、N(1535)の幅が狭く、しかもNπに比してNηに強く結合する事実を説明できる可能性があり、検討を進めている。Δ(1600)もカイラルF状態としてその光振幅が説明できそうである。N(1675)(J=5/2,P=-1),N(1680)(J=5/2,P=+1)の光振幅はこれらを相対論的状態とすると説明できないことがわかった。強い相互作用によるπ中間子崩壊についても、低エネルギー定理とPCACを用いて検討を進めている。研究は途上にあり、論文発表には至らなかったが成果は着実に上がっていると考える。次年度にまとめて発表する予定である。基底状態のNucleon8重項とΔ10重項の質量と崩壊の性質を、従来の非相対論的クォーク模型の成功を崩さずに説明できることに加えて、新たにN(1440),Λ(1600),Σ(1660),Δ(1600)の光崩壊振幅とπ中間子

崩壊幅の実験値が、これらを基底状態のカイラル粒子と考えることで説明できることが明らかになった。カイラルな状態は従来の8重項、10重項と混合するが、混合角は8重項で大きく、10重項で小さいことが分かった。一方これまで基底状態のカイラル粒子の候補と見做されてきた負パリティーのΛ(1405)はカイラル粒子ではなく、第一励起状態であり、その軽い質量は上記のUA(1)の破れの効果によるものと考えられる。U(12)表現の有効性をさらに検証するべく励起状態のN*(1535)の性質を検討した。N*(1535)は第一励起状態としては不自然に大きいηN崩壊幅を持ち、問題になっているがこの奇妙な性質は基底状態のカイラルな70次元表現との混合の効果によって説明できることが明らかになった。以上の成功を学会講演で報告した。U(12)表現を立証するには今後、QCDに基づくより深い考察が必要である。
化学プラント次世代安全管理・安全情報教示システム

化学プラントでの人が原因となる事故を防止するために,次世代の安全管理システムと安全情報教示システムを開発した.過去の事故・ヒヤリハット情報を活用するためのシステム,プラント内リスクの同定し算定するシステムを構築するとともに,動的に変動するプラント異常挙動に対する運転支援情報を提示するシステムを構築した.また,開発したシステムを検証するために,ダイナミックシミュレータ,VRシステムからなる実験用模擬プラントを構築した.1990年代の後半になって、原子力燃料設備での火災爆発事故、臨海事故など数多くの重大事故が発生している。このような安全問題を解決する方法を大別すると、1)設備技術の高度化、2)人間の技能・技術の向上、3)人間の支援技術の開発が挙げられ、数多くの実績,研究例が報告されている。しかし、これらの安全研究の多くは個別に行われており、提案されている安全システムには統合化と言う概念が導入されていない。安全管理業務は、設備の運用の状況、従業員技龍のレベルなどにより多種多様であり、その状況に応じた機能を果たすシステムが必要である。以上の問題に対して、本研究では以下の3点を研究課題とし、システム設計、システム実装、企業製造設備を対象としての実用性の検証・評価を行う。(1)ダイナミックシミュレータを中核とするプラント安全管理統合化システム(異総進展解析・異常挙動予測システム・リスク評価システム、異常対応決定支援システム)の構築、(2)安全情報データベース統合化、種々の安全技術情報、事故調査情報を共有可能な知的基盤の構築、(3)次世代統合化安全管理システム、運転支援・安全情報教示システムの構築化学プラントでの人が原因となる事故を防止するために,次世代の安全管理システムと安全情報教示システムを開発した.過去の事故・ヒヤリハット情報を活用するためのシステム,プラント内リスクの同定し算定するシステムを構築するとともに,動的に変動するプラント異常挙動に対する運転支援情報を提示するシステムを構築した.また,開発したシステムを検証するために,ダイナミックシミュレータ,VRシステムからなる実験用模擬プラントを構築した.化学プラントの安全性を向上し,保安事故を防止するために,本研究はでは以下の3点を研究課題とし,システム設計,システム実装,企業製造設備を対象としての実用性の検証・評価を行うことを目的としている.課題1ダイナミックシミュレータを中核とするプラント安全管理統合化システム(異常進展解析・異常挙動予測システム・リスク評価システム,異常対応決定支援システム)の構築課題2安全情報データベース統合化,種々の安全技術情報,事故調査情報を共有可能な知的基盤の構築課題3次世代統合化安全管理システム,運転支援・安全情報教示システムの構築課題1については,ダイナミックシミュレータ機能の高度化を実施した.異常時対応操作の結果をシミュレータに反映させ,操作の正当性を表示するための機能を開発した.これにより,設備故障,誤操作,さらに地震等の災害によりプラント・プロセスの一部が故障・損壊した場合の異常進展シナリオを明らかにすることが可能となる.独立防御層の階層の異常時の故障確率,異常伝播スピードを考慮して設備のリスクを算定する.これらの異常進展,危険評価情報を基礎として,操作手順を決定する.さらに,ダイナミックシミュレータにより,その操作の正当性を判断することが可能であり,対応の誤りにより事故に至る事態を避けることができる.課題2については,事故・ヒヤリハットデータベースを構築するとともに複数のデータベース統合するための検索機能を構築し,実装した.さらに,安全情報管理システムを構築した.課題3については,危険源を特定するための解析システムプロトタイプを実装するとともに,異常時対応操作,安全業務に対応した安全情報教示システムを実装した.さらに,ヒューマンエラー・事故防止のための操作の妥当性を評価するシステムを設計した.それらを組み込んだ操作支援システムの基本構成を構築することが可能となる.ダイナミックシミュレータを中核とするプラント安全管理統合化システム(異常進展解析・異常挙動予測システム・リスク評価システム)の構築;化学プラントの安全管理を行うためには,異常が発生したときの異常状態の挙動を予測することが重要である.昨年度までは,対象プラントの設計情報を利用した異常伝搬経路探索システムの基本アルゴリズムの開発を行った.すなわち,対象プラント内の変数間の因果関係を定性的に表現する符号付有向グラフに変数間の異常伝搬速度を付加したモデルをプラント設計情報から作成し,そのモデル上で異常が最も早く伝搬する経路を自動的に探索するアルゴリズムを開発した.また,ボイラープラントシミュレータで典型的な異常状態を発生させたときの異常状態の伝搬状況に対応した異常伝搬経路の探索の可能性を検証した.その結果,プラントの安定運転のために設置されている制御系が異常の伝搬を抑制できない最悪のケースについては,異常伝搬状況を表現する異常伝搬経路を探索することができた.安全情報データベース統合化;事故とヒヤリハットは,発生構造は同じであり,そこから事故に拡大しなかったものがヒヤリハットである.つまり,同じ直接要因や起因事象から事故に拡大したものと,ヒヤリハットで収まったものが存在する.ヒヤリハット情報及び事故情報を蓄積し,関連付けるためのヒヤリハット・事故情報統合システムを開発した.このシステムはヒヤリハット・事故の情報間の関連付け機能を有している.情報間の関連付けとは,異常事象をコード化した,検索コードを利用して,類似事例検索を行う機能である.これにより,成功体験であるヒヤリハット情報から有用な知識を抽出することができる.安全情報教示システム;バッチプラント異常時におけるオペレータの行動支援を目的として,ダイナミックシミュレータを用いた運転支援システムを構築した.プラント状況に相応しい運転指標や模範操作を教示する.それにより(1)熟練オペレータと同等の状況判断を下せるよう支援する機能と(2)適切な操作要領を理解させて手順ミス・操作遅れなどの誤操作を防ぐ機能を実現した.

1.高度安全制御設計・実験用模擬プラント構築実験用模擬プラントをダイナミックシミュレータ,仮想現実感システムによりプロトタイプシステムを構築した.模擬プラントを操作するために、仮想現実感システムとダイナミックシミュレータを統合する必要がある.仮想現実感システムとシミュレータのインターフェースを構築し,両システムのデータ交換を可能とした.これにより,仮想現実感システムを経由し,各種誤操作,設備故障を入力し,これをダイナミックシミュレータに反映することができる.ダイナミックシミュレータは,仮想現実感システムより入力された故障・誤操作を引き金とし,プラントプロセス変数の動的異常状態を再現することができる.この状況を仮想現実感で表示すると同時に回復操作などの操作手順を教示する.さらに,異常原因解析システムを構築した.化学プラントの設計情報を利用した異常伝搬経路探索システムの基本アルゴリズムの開発を行ったが,プラントの安定運転のために設置されている制御系の抑制動作がが異常伝搬を促進するケースには対応できていなかった.今年度は,制御系の抑制動作を考慮した異常伝搬経路探索アルゴリズムに改良して,改良アルゴリムの有用性を検証した.異常時の対応は原因事象(発生部位)に大きく依存する。このシステムを統合することにより,より適切な異常時対応が可能となる,システムの統合化と一部機能をネットワークによる共同作業・実験環境構築した.実験用模擬プラントにリモート操作・監視機能,リモートエンジニアリング機能を追加した。2.安全技術情報データベースと安全評価管理支援システム安全技術情報データベースと安全評価管理支援システムを構築した.事故事例・ヒヤリハット情報のデータベース化と自然言語処理を応用して,異常進展を抽出可能なシステムを構築した.さらに,HAZOPを基本とするリスク評価システムを開発した.このシステムについては実稼働プラントを対象として適用し,その機能を評価・検証している.石油精製実規模プラントの一部(水素化脱硫装置)およびバッチプラントを対象とした実験用模擬プラントを構築した。また,化学プラントの設計情報を利用した異常伝搬経路探索システムを開発したが,プラントの安定運転のために設置されている制御系の抑制動作制御系の抑制動作を考慮した異常伝搬経路探索アルゴリズムに改良し,実稼働プラントでその有用性を検証した.また,過去の正常な運転履歴情報を参照して正常運転時の挙動を予測するシステムの有用性についても検証を行った.
エキシマレーザーによる高分子材料の微細加工に及ぼす結晶性の影響の伝熱学的検討

高分子材料の微細加工技術として注目されるエキシマレーザー加工における、加工対象の重要な材料特性である結晶化度の及ぼす影響について検討を行った。各種材料のレーザー加工の本質は加工対象によるレーザー光吸収とそれに続く対象の状態変化であるため、微細な加工を行うためにはこのプロセスを微小な領域で完結させ、周囲に影響を及ぼさぬようにする必要がある。エキシマレーザーは高出力の短パルスレーザーであるため、材料に吸収されたエネルギーの加工領域周囲への拡散に比して速く加工現象が完結するのみならず、紫外光を発振するため高分子材料の原子間結合を直接切断することが可能と考えられる。したがって、その加工特性は材料の物性に強く依存することは明白であり、高分子材料の主要な物性値である結晶化度の影響についても検討する必要がある。本研究ではエキシマレーザー(現有)の波長248nmのKrFレーザーを用い、高密度ポリエチレン(HDPE)と低密度ポリエチレン(LDPE)の加工特性の違いについて検討した。結晶化度はそれぞれ90%、70%程度であり結晶化度が高いほど密度も高くなる。実験の結果、同じ加工深さ(パルス1回あたり)に必要なレーザーフル-エンスはLDPEのほうが大きくなり、たとえば1μmの加工深さを得るためにはHDPEでは2.3J/cm^2のフル-エンスで済むのに対し、LDPEでは3.2J/cm^2と約40%大きなエネルギーを要することが明らかになった。また加工開始のスレッショルドフル-エンスにも1J/cm^2程度の差が見られた。ところが従来知られている関係式によれば、加工深さは光の吸収係数の減少とともに増大することが知られており、LDPEのほうが吸収係数が小さいことからこの関係に反する結果となっている。また従来の関係式では、加工深さはフル-エンスの対数に対して線形に増加するが、本研究ではこの関係も認められず、今後材料の分子構造に立ち入った詳細な理論的検討が必要と考えられる。
ゲノム・エピゲノム解析による難治性神経芽腫の病態理解とリスク分類法・治療法の開発

本研究では、多様な臨床像を示す神経芽腫について最適な治療戦略を構築するため、神経芽腫組織の網羅的ゲノム・エピゲノムデータのメタオミックス解析を行い、悪性サブタイプに強く関連する分子的特徴を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、化学療法抵抗性で診断後2年以内に死亡したいわゆる超高リスク群について、これまでに収集した臨床情報をもとに分子生物学的特徴を抽出した。1995年から2014年までに国内で神経芽腫と診断されMYCNコピー数解析、DNAプロイディ解析による中央分子診断と、アレイCGHによる染色体網羅的ゲノムコピー数異常解析データを取得した610症例を対象に、予後フォローアップにより2年以内の死亡が確認された症例は92例であった。単変量解析(Logrank-test)により、これら超高リスク群に相関する臨床因子は骨転移+、骨髄転移+、肝転移+、高フェリチン、高LDHであり、腫瘍DNAの特徴としては、MYCN遺伝子増幅+、diploidy、1p loss、17q gainであった(p<0.05)。MYCN増幅+の超高リスク症例ではALK変異を有する2例は特に治療抵抗性であった。一方、MYCN非増幅の超高リスク群(41例)では、通常MYCN増幅例で高頻度に見られる1p lossが強く相関していたほか、12q領域の増幅を持つ症例、一部の染色体にchromothripsis様の不安定な領域が見られる症例などが見られた。網羅的メチロームとの相関についても、超高リスク症例との相関を抽出した。145例の神経芽腫のメチロームパターンを教師なしクラスタリングすると、予後の異なる4つのサブクラスターに分類されたが、MYCN非増幅の超高リスク症例は、そのうちの1つのサブクラスターに集積した。今後これらのサブクラスターについて遺伝子発現データを加え、特徴的な遺伝子を抽出する。解析対象症例の臨床情報を更新し、超高リスク症例について各マーカーの予後関連解析を行った。ゲノムコピー数、60K遺伝子発現データ、全エクソーム解析(WES)による遺伝子変異データ、450Kメチロームデータのメタオミックス解析を開始した。エピゲノム解析とゲノム解析、臨床情報を統合することにより、超高リスク神経芽腫に特徴的なゲノム、エピゲノム異常の特徴が洗い出された。次のステップとして予後不良因子であるテロメラーゼ遺伝子発現をはじめ、網羅的遺伝子発現解析データをサブクラスターに当てはめ、高リスク症例に特徴的な遺伝子の絞り込み、検証、解析を行う。本研究では、多様な臨床像を示す各サブセットの神経芽腫について最適な治療戦略を構築するため、神経芽腫組織の網羅的ゲノム・エピゲノムデータのメタオミックス解析を行い、悪性サブタイプに強く関連する分子的特徴を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、解析対象とした症例群の臨床情報を収集・更新し、各リスクマーカー候補の検証の基礎データを整備した。高リスク神経芽腫臨床試験に登録された45例の臨床経過情報の収集と、44Kゲノムコピー数、60K遺伝子発現データ、ターゲットシークエンスによる遺伝子変異データ、メチロームデータの取得を中心に進めた。高リスクに相関する遺伝子変異はALK 11%(5例)、ATRX 7%(3例)、MYCN、ARID1A各1例ずつであり、ARID1A変異以外は全てこれらの変異は相互排他的なパターンであった。また、テロメラーゼ高発現群は41%(29例中12例)であり、従来の報告通りMYCN増幅群に集中していた。メチロームデータから取得したCpG island methylator phenotypeのマーカーであるprotocadherinβ遺伝子のメチル化レベルは93%で高く、低い症例は全て長期生存例であった。MCYN非増幅群27例における予後不良ゲノム因子としては、上記のMYCN、ATRX変異に加え、1pと11qの両方の欠失例と12q増幅、chromothripsis様のゲノム異常、そして1q、12qのgainが高頻度に見られることが明らかになった。これらの因子が新たなリスク分類マーカーとなりうるかを今後多検体症例、並びに再発例について検証を行う予定である。解析対象症例の臨床情報を更新し、各リスクマーカー候補の検証の準備を進めた。44Kゲノムコピー数、60K遺伝子発現データ、全エクソーム解析(WES)による遺伝子変異データ、450Kメチロームデータのメタオミックス解析を実施するためのデータクリーニングをほぼ完了した。MYCN

増幅+の超高リスク症例ではALK変異を有する2例は特に治療抵抗性であった。一方、MYCN非増幅の超高リスク群(41例)では、通常MYCN増幅例で高頻度に見られる1p lossが強く相関していたほか、12q領域の増幅を持つ症例、一部の染色体にchromothripsis様の不安定な領域が見られる症例などが見られた。網羅的メチロームとの相関についても、超高リスク症例との相関を抽出した。145例の神経芽腫のメチロームパターンを教師なしクラスタリングすると、予後の異なる4つのサブクラスターに分類されたが、MYCN非増幅の超高リスク症例は、そのうちの1つのサブクラスターに集積した。今後これらのサブクラスターについて遺伝子発現データを加え、特徴的な遺伝子を抽出する。解析対象症例の臨床情報を更新し、超高リスク症例について各マーカーの予後関連解析を行った。ゲノムコピー数、60K遺伝子発現データ、全エクソーム解析(WES)による遺伝子変異データ、450Kメチロームデータのメタオミックス解析を開始した。全生存期間に加え、再発についての情報を追加することにより、予後関連解析の準備が整った。今後多角的な群分けに基づく解析を行い、リスク分類に有用なエピゲノムマーカー、メチル化レベルと遺伝子発現が相関する遺伝子、候補遺伝子群の抽出を進める。エピゲノム解析とゲノム解析、臨床情報を統合することにより、超高リスク神経芽腫に特徴的なゲノム、エピゲノム異常の特徴が洗い出された。次のステップとして予後不良因子であるテロメラーゼ遺伝子発現をはじめ、網羅的遺伝子発現解析データをサブクラスターに当てはめ、高リスク症例に特徴的な遺伝子の絞り込み、検証、解析を行う。エピゲノム解析を外注する予定で計上していたが、共同研究として安価にて実施することができたため物品費に余裕が生じたため。これらは次年度検体数を増やして解析を加える計画である。さらに平成30年度に神経芽腫・小児がん関連の国際学会が例年より多く開催されることとなったことから、次年度に学会参加費用としても使用を予定している。物品費は遺伝子発現アレイ解析試薬の購入を計画していたが、現有のアレイを使用することで、次年度に物品費を回すことができた。また、平成30年度は2回の海外学会での成果発表と国内学会2回の発表が遠隔地であったため、旅費に多くを割き、次年度にデータ検証用の物品費を回すこととした。
障害者-介護者関係に関する実証的研究

研究の手始めとして、障害者と介護者への面接調査を行い、さらに、日常介護や、介護調整会議への参与観察を行なった。面接調査は、これまでに20回以上行い、参与観察も10回ほど行なった。面接調査や参与観察の結果わかったことは、障害者、介護者とも「介護」に関するイメージは非常に多様であると共に、かなり言語化が困難であることが多いということである。そのため、当初予定していた質問紙法による計量的な調査は延期し、聞き取り、あるいは自由回答法によるテキストデータを用いた質的な調査を先行させるという、調査方法の変更を行なった。このようにして得られたデータの分析は、設備費で購入したパーソナルコンピュータ上でテキストデータを解析するプログラムをすでに開発しており、本研究ではそれに適切な修正を施して利用することとした。このプログラムの修正はすでに終わっている。聞き取りと自由回答法の調査については、被調査者にも調査の企画に参加させるという新し手法をとることにした。そのため、当初の予定より、調査のスケジュールが大幅に遅れてしまい、現在おおまかな企画案がまとまった段階である。本研究は、これまで行なった面接調査と参与観察の実施、そして、それを踏まえたより進んだ調査の基本構想の立案にて一応の終結を見たものとし、今後、その調査企画に従って、さらに進んだ研究を行なうこととする。
複数の有機分子触媒を組み合わせたハイブリッド触媒系の開発

有機分子触媒は、金属に代わる環境調和型の触媒として急速に発展している。巧妙に分子設計されたキラル有機分子触媒を用いて、複雑な天然物や機能性物質の化学選択的および立体選択的合成へも展開されている。この分野は著しい発展を遂げているが、本研究では、不斉合成における有用性のみならず、プロセス的な観点も考慮に入れた反応系の開発を目指した。すなわち、複雑な分子構造の構築を段階的に行うのではなく、複数の触媒をワンポットで用いて連続反応を行うハイブリッド触媒系を検討した。当研究室では、キラル二級アミン触媒を用いたエナミン経由の反応において、アルデヒドのα位の不斉ベンゾイルオキシ化を開発している。また、複数の研究グループによって、キラルアミン触媒を用いたアルデヒドとジヒドロキシアセトンのアルドール反応が報告されている。本研究では、これらの反応をワンポットで連続的に行い、単糖類の立体選択的合成を試みた。まず、前報に従い、キラルトリチルピロリジン触媒存在下、過酸化ベンゾイルを求電子剤に用いて、アルデヒドのα位をエナンチオ選択的にベンゾイルオキシ化した。その反応溶液に水酸基をシリル保護したジヒドロキシアセトンを添加し、L-トレオニンの水酸基をシリル保護したアミノ酸触媒を用いてアルドール反応を行うと、シン選択的に反応が進行し、糖誘導体が形成された。この時、得られた生成物は単一のジアステレオマーであった。D-トレオニンから誘導した触媒を用いると目的物は得られず、この反応では一段階目に形成された不斉点が二段階目の反応性に関与していることが示唆された。また、環状のジヒドロキシアセトン誘導体を用い、プロリン触媒存在下でアルドール反応を行うと、アンチ選択的に反応が進行した。この場合、一段階目に形成された不斉点は二段階目の反応性には影響せず、用いるプロリンの立体配置によって生成物を作りわけることができた。当初の計画とは異なるが、2種類のキラルアミン触媒を用いたエナミン経由の反応を連続的に行い、有用化合物の立体選択的合成を行った。まず、過酸化ベンゾイルを求電子剤に用いてアルデヒドのα位をエナンチオ選択的にベンゾイルオキシ化し、続いて水酸基を保護したジヒドロキシアセトンとアルドール反応を行うと、3ヵ所の不斉点が制御された単一のジアステレオマーの糖誘導体が合成できることを見出した。前年度に開発した反応系を用いて、複数の単糖類の立体選択的合成を試みる。また、アミン触媒によるエナミン経由の反応で用いる求電子剤や、アミン触媒以外の触媒とのハイブリッド触媒系を種々検討し、反応系の拡張を図る。