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建築技術のイノベーション導出過程分析と知的財産マネジメントの提案

建築生産においては、設計技術やマネジメント技術などの創造的なイノベーションが国際競争で重要になる。本研究では、まず対話型討論により、都市・建築の将来の研究開発課題をまとめた。続いて、イノベーション過程の分析と建築生産における技術知識マネジメント手法の提案を行い、1)技術のゼネコンからの外部化、2)技術提案のできる鉄骨製作会社・CM会社等の台頭、3)ヒトだけでなく技術も含めた目利き能力の重要性という課題を指摘した。そして、シンガポールにおけるBIM導入と建築生産のイノベーションについて調査分析を進め、英国と米国におけるプロジェクトマネジメント手法のイノベーションに関する調査分析も行った。国際的な企業戦略や産学官連携活動においてイノベーション(技術革新)と知的財産の価値は極めて重要視されている。ところが、他分野で開発された材料を採用し、利用する側にある建築生産における知的財産の取り扱いは、他産業と異なる商慣習のために、知的財産権の保護や活用の枠組みがそのまま適用できない。特に建築生産では、設計技術やマネジメント技術などの目に見えないが創造的な知的財産が海外プロジェクトでの国際競争上も重要であるにもかかわらず、これらの評価・保護・譲渡に関する制度的基盤が確立されていない。このことが建築技術のイノベーションに抑制的に働いており、産業としての魅力や活力を低下させ続けている。平成26年度は、京都大学とダイキン工業株式会社との包括連携協定に基づき、同社との対話型討論(ワールドカフェ形式)やワークショップを通じて、具体的な発想抽出を進めた。さらに、少子高齢化社会での健康な空間提供という将来像から研究開発課題を逆算するバックキャスト型の議論を通じて、20年後のわが国の都市・建築に向けた研究開発課題をまとめた。本研究では、議論の直接の成果物である研究開発ロードマップだけでなく、それらの形成過程を記録分析し、イノベーションの導出プロセスを新たに示すことを目的としている。数人の研究者による非公開のワークショップ形式を反復することが、今回の検討過程で有意義であることが確認されている。建築の技術開発は、個別プロジェクトでの必要性に応じて断続的に行われており、受注生産であることから技術開発過程は常にアドホックな対応になりがちであった。この状況に対して、引き続き新たな方法論を示すことを目指していく。平成27年度は、以下の3つの課題に取り組んだ。<課題1>イノベーション過程の分析:建設業の技術知識の外部化現象について、その方向性を探ることを目的とした。検討の手段としては、他産業で生じている外部化の経緯をモデル化し、建設業との比較を行うこととした。他産業の事例は、医薬品、情報通信、銀行の各業界とした。他産業の外部化の本質は、まとめると次のようである。1)研究開発の外部化、オープンイノベーション、2)開発リスクを背負うベンチャー企業の出現、3)基幹技術であっても購入(ライセンス導入)<課題2>建築生産における技術知識マネジメント手法の提案:上記の分析結果を建築生産に当てはめると、次のような実態や課題が得られた。1)技能、管理技術、設計技術のゼネコンからの外部化、2)技術提案のできる鉄骨ファブリケーター、CM会社等、3)ヒト(職人)だけでなく技術も含めた組織編成、目利き能力<課題3>シンガポールにおける建築生産のイノベーションに関する実態調査:シンガポールにおいて導入が義務化されているBIM (Building Information Modeling)の確認申請図書提出等について、現地の設計事務所、日系ゼネコンのほかシンガポール政府担当者にヒアリング調査を行った。その結果、BIMの本来の役割である、設計の早い段階での統合的な建物モデルの調整は達成されていないことが明らかになった。本来は、生産性向上に寄与するイノベーションと目されていたが、現在は政府の要求への追随が先行する状態であり、BIMでの確認申請は形骸化する傾向にあり、設計図書整合の実体を伴っていないことがわかった。前年度の遅れを引き継いでおり、年度後半は研究代表者の学内異動に伴う大学業務のエフォート増大の影響も受けた。平成28年度は、以下の2つの課題に取り組んだ。<課題1>シンガポールと日本における建築生産のイノベーションに関する比較分析:BIM (Building Information Modeling)による設計図書の調整業務に関して、前年度の調査結果をもとにシンガポールと日本の比較分析を行った。その結果、以下のような知見を得た。1)BIMのシステム開発はベンダー主導であり、建築生産に関わる組織はユーザーとしてシステムに習熟する立場であること。2)建築生産のサプライチェーンは時系列的にも組織的にも分断されており、契約/対価によって相互の接続を図り、設計・生産情報をリレーして完成建物を竣工させる流れで運用されていること。3)現在のBIMに関する研究・報告は分断された範囲での検討であり、サプライチェーンを通貫させる形の議論が不足していること。<課題2>英国と米国におけるプロジェクトマネジメント手法のイノベーションに関する調査公共建築プロジェクトにおいては、受注者側の知的財産や新技術をいかに円滑に導入させるかが重要な課題となっている。Public Private Partnershipの普及で多様化している諸外国の契約・発注方式での受発注者の役割・責任分担やリスクを正確に把握し、日本の建設会社による同地域へのインフラ輸出の戦略に求められるものを検討した。本年度は、英国と米国のPPP/PFI (Private Finance Initiative)事業を対象として、日系建設会社がここにどのように参入または、どのような取組みを行なってきたか、現在抱える課題とその対応について調査を実施した。前年度の遅れを引き継いだ。今年度は調査分析が進捗したため、さらに論文発表を増やすこととした。

平成29年度は、延長期間である。研究補助者に学会等での資料収集等を依頼した以外には、新規に大がかりな調査分析は行わず、これまでの研究成果をまとめることを中心とした。具体的には、中国・成都で開催された国際会議にて発表を行った。建築生産においては、設計技術やマネジメント技術などの創造的なイノベーションが国際競争で重要になる。本研究では、まず対話型討論により、都市・建築の将来の研究開発課題をまとめた。続いて、イノベーション過程の分析と建築生産における技術知識マネジメント手法の提案を行い、1)技術のゼネコンからの外部化、2)技術提案のできる鉄骨製作会社・CM会社等の台頭、3)ヒトだけでなく技術も含めた目利き能力の重要性という課題を指摘した。そして、シンガポールにおけるBIM導入と建築生産のイノベーションについて調査分析を進め、英国と米国におけるプロジェクトマネジメント手法のイノベーションに関する調査分析も行った。業務命令により、平成26年8月より平成26年10月までの約3ヶ月間にわたり、英国ブリストル大学に出張しており、当該期間に日本国内での調査研究活動ができなかったため。なお、この出張は、交付申請書提出時には予期していなかったものである。次年度は新たな研究環境で本研究課題に専念できるため、残りの研究計画を着実に実行する。論文発表を着実に行い、研究課題を終結させる。建築生産研究実施計画に掲げたもう一つの課題である「建築生産における新たな知的財産マネジメント手法(職能の再定義を含む)の提案」についても取り組んでいきたい。研究計画がやや遅延したことによる。また、平成27年度にシンガポールへの外国出張を行ったが、用務を切り分けたうえで、その経費を別の事業から支給されたことも要因となった。調査分析の結果をさらに英文学術誌に投稿することにした。調査協力者の各企業に成果発表の許諾を得る必要があり、その時間を確保するために研究期間を1年間延長した。それに伴い経費も次年度に使用する部分を生じた。研究計画を着実に実行し、予定どおりに執行する。英文学術誌の投稿料とそれに付随する英文校閲、関連する研究発表や研究打合せの旅費等に使用する。研究計画を修正するとともに、調査研究を充実させ、予算計画を回復させる。
医療通訳・コーディネーターの教育プログラムの看護大学と外国語大学による開発と検証

後述のように、本研究の最終成果物として、「医療通訳・コーディネーターの育成:看護職における現任教育と協働の可能性」(編者代表:加藤憲司)を製作した。この報告書は、2015(平成27)年度に採択され、繰越しを含めて2019(平成31)年3月まで実施された、日本学術振興会科学研究費助成事業(基盤研究(B))(課題番号15H05068)における研究成果の一部を取りまとめたものである。本研究の研究チームは看護系大学・学部の教員と、外国語系大学・学部の教員とを中心に構成されている。このことは本研究の大きな特徴と言える。その一方で、実際に医療現場で医療通訳として活動している研究分担者も複数名いることが、本研究の多様性を物語るものと見ることができよう。なお、本研究は科学研究費助成事業において、「看護学」分野のうちの細目は「基礎看護学」、キーワードは「看護教育学」として採択されたものである。したがって本研究の本質的なテーマは看護教育であることも、特筆に値すると考えている。この報告書は実質的に、2019年1月1213日に神戸市にて開催された、神戸市看護大学と一般社団法人全国医療通訳者協会(略称:NAMI)との合同シンポジウムの各セッションのうち、本研究に関わる講演等のプロシーディングズである。このシンポジウムはNAMIの年次総会が初めて関西で開催されるのに合わせて、本研究の主要メンバーが所属する神戸市看護大学が合同で主催する形で実現された。NAMIは医療通訳者の職能団体であるが、医療通訳者の言わばカウンターパートナーである看護師等の医療職者とが直接的に交流する場を設けることは、医療通訳にまつわる諸課題の解決に向けての意義深い取り組みであるとともに、本研究の目的達成に資するものでもある。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。教育プログラムの開発に関しては、年間3回の研究会、2名の海外視察(欧州・ベトナム)を実施し、研究・分析を行った。医療通訳を巡る国内の情勢は極めて大きな変革期を迎えているため、常に最新の情報を踏まえて検討を行う必要があることから、関連する勉強会・シンポジウム等へ積極的に足を運び、その動向を探るように努めた。その結果、当初想定していた全40時間の教育プログラムをこのまま目標とすることは、必ずしも時代に即応したものではないと考えられることがわかった。そのため、研究分担者の1人に全112.5時間の医療通訳養成研修を受講してもらい、その内容やあり方を詳細に検討した。学生対象の単位互換講座および市民向けのユニティ公開講座は、昨年度に引き続いて計画どおり実施した。学生対象の講座については、今年度も受講生の主体的な参加が見られ、一定の評価が得られた。一方、、第3回目となるユニティ公開講座については、受講者の減少や演習時間の制約等の課題がなお残るものとなった。調査研究に関しては、全国の一般病床数200床以上の医療機関を対象に、看護部門の長が外国人患者等への対応についてどのような意向があるかを把握する目的で、郵送質問紙調査を実施した。対象となったのは1358の医療機関であった。27年12月に神戸市看護大学の倫理審査において承認を受け、27年度末までに各機関への郵送を行った。質問紙の回収は28年度当初となっているため、調査結果については次年度の報告となる。教育プログラム開発、調査研究ともに、おおむね当初の計画どおりの事業内容を実施することができたことから、このように評価した。ただし、次項の【今後の研究の推進方策】で述べるように、医療通訳分野における情勢変化に臨機応変に対応する必要がある。したがって、進捗状況の判断に際しては、おおもとの研究目的に鑑み、その目的達成に資するような事業内容となるべく、不断の工夫と改良を踏まえて、柔軟に判断することが適切であると考えている。昨年度に引き続き、学部生対象の単位互換講座(101月全15回)およびユニティ市民公開講座(7月全5回)を実施した。今年度はロールプレイにスペイン語および中国語のネイティブスピーカーをそれぞれ招いて演習を行ったので、過年度よりも一層の臨場感を講義の中に盛り込むことができたと考える。ただしユニティ市民公開講座については、受講者数の減少が止まらず、市民への普及・啓発としての本講座の役割は終えたと判断することとした。医療通訳を巡る国内の情勢は極めて大きな変革期を迎えているため、常に最新の情報を踏まえて方向性を探る必要があることから、関連する第20回日本渡航医学会(倉敷市7月)、第1回国際臨床医学会(東京12月)などの学会や、全国医療通訳者セミナー(東京8月)などのセミナーへ積極的に参加した。さらに、地元の兵庫県においても医療通訳の制度化に関する研究会が立ち上がり、3回の会合がもたれ、本研究チームからも複数のメンバーが参加した。調査研究については、昨年度末に1300通以上の質問紙を全国の一定規模以上の医療機関に発送したが、回収率は20%以下に留まった。データを一旦分析し、本学紀要に投稿したものの、追加のデータ分析をすべく取り下げ、現在も論文原稿を執筆中である。昨年度の秋頃までで、本研究の推進方策について概ね固まってきたところへ、本研究チームのメンバーの一人による補助金不正使用が発覚し、それ以降、年度末まで事業をほとんど進行させることができなくなったため、計画よりも進捗が遅滞している状況にある。

29年度は最終年度であることから、本事業の成果としてどのようなものを生み出していくのかについてあらためて検討しつつ、早急に事業を進める必要があると言える。後述のように、本研究の最終成果物として、「医療通訳・コーディネーターの育成:看護職における現任教育と協働の可能性」(編者代表:加藤憲司)を製作した。この報告書は、2015(平成27)年度に採択され、繰越しを含めて2019(平成31)年3月まで実施された、日本学術振興会科学研究費助成事業(基盤研究(B))(課題番号15H05068)における研究成果の一部を取りまとめたものである。本研究の研究チームは看護系大学・学部の教員と、外国語系大学・学部の教員とを中心に構成されている。このことは本研究の大きな特徴と言える。その一方で、実際に医療現場で医療通訳として活動している研究分担者も複数名いることが、本研究の多様性を物語るものと見ることができよう。なお、本研究は科学研究費助成事業において、「看護学」分野のうちの細目は「基礎看護学」、キーワードは「看護教育学」として採択されたものである。したがって本研究の本質的なテーマは看護教育であることも、特筆に値すると考えている。この報告書は実質的に、2019年1月1213日に神戸市にて開催された、神戸市看護大学と一般社団法人全国医療通訳者協会(略称:NAMI)との合同シンポジウムの各セッションのうち、本研究に関わる講演等のプロシーディングズである。このシンポジウムはNAMIの年次総会が初めて関西で開催されるのに合わせて、本研究の主要メンバーが所属する神戸市看護大学が合同で主催する形で実現された。NAMIは医療通訳者の職能団体であるが、医療通訳者の言わばカウンターパートナーである看護師等の医療職者とが直接的に交流する場を設けることは、医療通訳にまつわる諸課題の解決に向けての意義深い取り組みであるとともに、本研究の目的達成に資するものでもある。【研究実績の概要】でも述べたように、医療通訳を取り巻く情勢は非常に目まぐるしく変化している状況であることから、単に当初計画をそのまま実施するというよりも、情勢の変化に対応した、実効ある事業を進めていく必要がある。このことから、いかなる研究成果をもたらすことが本事業の果たすべき役割であるかについて、先進的な取り組みを行っているNPO等との協議などを精力的に実施しする方針とする。特に、現時点では必ずしも明確でない「医療通訳コーディネーター」のあるべき姿や機能について、本事業の全国調査結果等も踏まえながら、目に見える形のメッセージを社会に向けて発信することを目指したい。本事業を2年間実施してみてわかったことは、医療通訳の必要性や有用性に対する医療関係者側の認識の低さが最大の問題であり、かつ本事業を行う我々が成果としてターゲットとするのにふさわしいテーマである、という見解に至った。従って最終年度では、医療関係者を対象とする医療通訳およびコーディネーションの研修あるいはセミナーを、医療機関において実施するとともに、その内容をDVD等の媒体に記録し、広めていこうと考えている。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
新規大環状共役化合物を用いたキラルメモリー、キラルセンサーの構築

アキラルな共役化合物がキラルな化合物と錯形成することで分子キラリティーを生じ、旋光度やCDスペクトルの変化が増幅されて読み取ることができれば、キラルセンサーとして応用可能である。また、キラル分子が錯体から外れても分子骨格のキラリティーが保たれていれば、この系は、分子のキラリティーを複写・保存する分子メモリーとして利用することができる。このような目的にかなう分子としてビアリールを組み込んだ大環状共役化合物を設計し、新しい骨格を持つ分子からキラルセンサー、キラルメモリーとしての機能性分子を構築することを目的に研究を行った。昨年度までに合成したビフェニロノファン類は、メソ体の方が光学活性体(dl体)より安定であったためその動的挙動をキラルセンサーとして用いることが困難であった。本年度は、1)光学活性体(dl体)の方がメソ体より安定なビフェニル骨格をもつ化合物として(2,2)-m,m,m,m-クオーターフェニレノファン誘導体を設計・合成した。X線結晶構造解析の結果実際にこの化合物がdl体として存在していることを確認した。キラル補助基((-)-カンファースルホニル)を導入すると骨格にキラリティーを生じCDスペクトルに新たな吸収が現われる、ことを見出した。2)Grubbs試薬が6-ビニルビナフトール誘導体に対して活性が高く、容易にオレフィンメタセシス反応を触媒することを見出した。この反応を用いた2,2'-ビナフトールユニットを持つ大環状シクロファン類の合成を検討した。ジメトキシ体はかなり大きな分子量をもつ環状オリゴマーの混合物であったが、ブチレン架橋した出発物からは、46量体が主に得られ、ビナフトール酸素上の置換基によって環の大きさを制御できることがわかった。一つのアキラルな化合物がキラルな化合物と錯形成することで分子キラリティーを生じ、それを旋光度トやCDスペクトルの変化として読み取ることができれば、キラルセンサーとして応用可能である。また、キラル分子が外れ、他の分子に置き換わっても分子骨格のキラリティーが保たれていれば、この系は、分子のキラリティーを複写・保存する分子メモリーとして利用することができる。そこで、上記の目的にかなう分子としてビアリールを組み込んだ大環状共役化合物を設計し、新しい骨格を持つ分子からキラルセンサー、キラルメモリーとしての機能性分子を構築することを目的に研究を行った。本年度は、1)Grubbs試薬が6-ビニルビナフトール誘導体に対して活性が高く、容易にオレフィンメタセシス反応を触媒することを見出したことから、この反応を用いた2,2'-ビナフトールユニットを持つ大環状シクロファン類の合成を検討した。ジメトキシ体はかなり大きな分子量をもつ環状オリゴマーの混合物であったが、ブチレン架橋した出発物からは、46量体がメインとして得られ、ビナフトール酸素上の置換基によって環の大きさを制御できることがわかった。この結果は、オレフィンメタセシス反応が大環状共役化合物の合成にも有用なことを示す重要な成果と考えられる。また、これらの化合物はキラルな空孔をもち、その超分子化学的な性質を検討することが次の課題になるものと考えられる。2)これまで合成したビフエニロノファン類は、メソ体の方が光学活性体(d/体)より安定であったためその動的挙動をキラルセンサーとして用いることが困難であった。そこで、d/体の方がメソ体より安定なビフェニル骨格をもつ化合物として(2,2)-m, m, m, m-クオーターフェニレノファンジイン誘導体を設計・合成した。来年度はこの分子の光学的性質を調べてゆく計画である。
高感度ＰＥＴイメージングによる中枢神経疾患と脳血液関門機能の関連性の解明

血液脳関門(BBB)の破綻を11C-アミノイソ酪酸(11C-AIB)を用いて、PETイメージングを行った。その結果、BBB破綻側は対照側に比べて11C-AIBは顕著に集積し、その集積はエバンスブルーによって染色されたBBB破綻領域とほぼ一致していた。またその集積の程度はBBB破綻やその回復の程度に依存していた。Gd造影MRIと動態を比較したところ、集積機序の違いを反映する結果が得られた。これらの結果から、BBB破綻イメージングに11C-AIB PETが有用であると示唆されたが、11C-AIBとGd-DTPAMRIの動態には違いがあることを理解する必要があることが分かった。前年度でリポポリサッカリドによる血液脳関門(BBB)局所破綻モデルを用いた[3-11C]アミノイソ酪酸([3-11C]AIB)の有用性を示した。本年度ではさらにその有用性を検証するため以下の研究を行った。1.AIBはシステムL輸送体でも脳内へ膜輸送されるためBBBが破綻していない場合でも脳へ取り込まれている可能性もある。一方、AIBの類似体であるN-メチルAIB (MeAIB)はシステムA輸送体でのみ輸送されることが知られている。そのため[11C]MeAIBを新たなBBB破綻のイメージングPETプローブとして、その評価を行うとともに、[3-11C]AIBと比較検討した。その結果、BBB破綻領域における両者の集積および対照領域との集積比はほぼ同等であり、取り込み定数(Ki)にも違いは見られなかった。これらの結果から[11C]MeAIBによるBBB破綻イメージングの有用性が確認されたと同時に、[3-11C]AIBの集積はシステムL輸送体による影響はほとんどないことが示された。2.リポポリサッカリドは炎症変性を誘発するため、[3-11C]AIBが炎症に集積している可能性も否定できない。そのため、新たなモデル動物として、超音波とマイクロバブル(US-MB)およびマンニトールを用いたBBB開放モデルラットを作成し、[3-11C]AIB PET撮像を行った。US-MBを用いたモデル動物では局所的な[3-11C]AIBの集積が認められたが、マンニトールを用いたモデル動物では集積が認められた個体と認められない個体が存在した。マンニトールによって安定した破綻状態が得られていなかったことが原因であると想定された。US-MBによって炎症反応は認められていないため、[3-11C]AIBはBBB破綻をイメージングしていると示唆された。リポポリサッカリドによるBBB局所破綻モデルラットを用いた[11C]AIBのPET撮像を行った。その結果、対照側と比べて、BBB破綻側では[11C]AIBの優位な集積が認められた。破綻領域がごく小さいにもかかわらず、[11C]AIB PETで高感度に測定することが可能であった。同様のモデルを用い[11C]AIBとエバンスブルーをほぼ同時に投与し、[11C]AIBの集積とエバンスブルーの染色領域の比較を11C-ARG法と蛍光検出法で行った。その結果、[11C]AIBと、エバンスブルーの染色領域はほぼ一致していたことから、[11C]AIBの集積はBBBの破綻に由来するものと示唆された。[11C]AIB投与後の動脈血および脳ホモジナイズサンプル中の代謝物分析を継時的(-60分)におこなったところ、血中、脳内の[11C]はすべて未変化体([11C]AIB)として検出され、他の化学形の物質(代謝物)は検出さなかった。このことから[11C]AIBは長時間にわたり体内で安定であることが証明された。血中の[11C]AIBは投与20分後には投与した放射能量の0.5%にまで素早く消失するが、その後は長時間にわたりその濃度が維持されていた。血中動態とPETの結果をもとにPatlak Plot法によって取り込み定数Kiを求めたところ、すでに報告されている[14C]AIBのKiと同等の結果(Ki=0.85×10-3)が得られた。BBB破綻側のKiは2.4×10-3であり、[11C]AIBの取り込みは顕著に増加してることが確認された。本年度は、収束超音波ーマイクロバブルによるBBB破綻モデルを使用し、破綻条件変更時の11C-AIBの集積変化、およびGd-DTPA造影MRIとの比較を行った。

1.収束超音波照射後の経過時間および収束超音波の照射音圧による11C-AIB集積への影響をPETで測定した。その結果、照射直後(5min)が最も11C-AIBの集積が高く、照射後の時間が経つにつれ集積が低くなっていった。照射24時間後ではわずかな11C-AIBの集積が認められた程度であった。収束超音波によるBBBの破綻は可逆的であると言われており、この結果は時間経過によってBBB破綻が回復している様子を捕らえていると考えられた。収束超音波の音圧を変化させた実験からは音圧に依存した11C-AIBの集積が見られ、11C-AIBの集積はBBB破綻の程度にも依存していることも示唆された。これらの結果から、収束超音波ーマイクロバブルによるBBB破綻の程度や回復状況を11C-AIB PETでイメージングすることが可能であり、BBB破綻条件の検討に11C-AIB PETが有用であると示唆された。2.収束超音波ーマイクロバブルによるBBB破綻モデルを用いて、11C-AIB PETとGd-DTPA造影MRIとの比較を行った。FLASH法によるDynamic MRIの撮像を行い、Gd-DTPAの動態を11C-AIBの動態と比較した。その結果、11C-AIBは時間が経つにつれ集積が増加していったが、Gd-DTPAは投与約10分後に集積がピークに達し、その後徐々に減少していった。この動態の違いはGd-DTPAは細胞外にのみ分布し、細胞内には取り込まれないが、11C-AIBは細胞内に取り込まれるという性質の違いによるものと考えられた。このように、両者の集積の機序が異なるため、各々の性質理解し、イメージングを行う必要性があると考えられた。核医学本年度は前年度に有用性の確認された[3-11C]AIBのほか新たに[11C]MeAIBを当研究所で標識合成し、PET撮像を行い両者の比較検討を行った。また、当初計画していた中枢神経疾患モデル動物を用いた検討は行っていないが、疾患モデル動物の測定を行う前に、確実にBBBの破綻が起きている他のモデル動物を用いた検討を行うことによって[3-11C]AIBの有用性の評価を目的としたためである。なお、今回新たに収束超音波ーマイクロバブルおよびマンニトールを用いたモデル動物の作成を行い[3-11C]AIBの有用性を評価した。これらは交付申請書に記載した計画の目的の内容に沿って、おおむね順調に進展していると考えられる。24年度は当初の計画通り、[11C]AIBを用いた研究を中心に行った。PETやARGによる[11C]AIBの集積を従来のBBBの測定手法と比べることによって、[11C]AIBのBBB測定用のPETプローブとしての有用性を検討した。また当初の計画にあった[14C]スクロースとのダブルARGも行ったが、[14C]スクロースのARGにおいて有用な結果が得られなかった。そのため、[14C]スクロースとの比較をエバンスブルー染色との比較で代替した。また、他の薬物を用いたBBB破綻モデル動物、腫瘍移植モデル動物の作成や、他の候補薬物の合成なども行った。新たなBBB破綻モデル動物として、薬物送達システム研究で用いられている収束超音波とマイクロバブルを用いたBBB破綻モデルラット作成し、[3-11C]AIB PETイメージング研究を行う。
量子化学計算による色素増感太陽電池の開放電圧支配要因解明と配位子デザイン

本研究課題は、色素増感太陽電池において理論開放電圧を得るための増感色素構造を量子化学計算から明らかにする。金属錯体増感色素は中心金属、ドナー性配位子、及びアクセプター性配位子から成り、有機増感色素はドナー部位、パイ共役系部位、及びアクセプター部位から成る。本研究課題では、配位子構造等の異なる金属錯体や有機増感色素の量子化学計算を行い、色素増感太陽電池の開放電圧に及ぼす因子を解明する(構造物性相関)。本研究課題によって開放電圧損失がない新たな増感色素構造が明らかになると期待される。まず、p型増感色素とヨウ素レドックス種との分子間相互作用に関する量子化学計算を行った。三ヨウ化物イオンはヨウ素アニオンラジカルとヨウ化物イオンとに解離して還元型シクロメタル化ルテニウム錯体及びジケトピロロピロール系有機色素と相互作用した。ヨウ素アニオンラジカルも2つのヨウ化物イオンに解離して増感色素還元体と相互作用した。一方、ヨウ素分子は解離せず相互作用したが、ヨウ素アニオンラジカルに変化した。以上の計算結果から、ヨウ素レドックスによる3種類の異なる1電子移動p型増感色素再酸化機構を初めて提案した。次に、トリフェニルアミン系p型有機増感色素と含硫黄複素環式化合物系レドックス種(チオレートージスルフィド)との分子間相互作用に関する量子化学計算を行った。ヨウ素レドックスと同様に3種類の解離/非解離型分子間相互作用により正孔供与することが分かり、含硫黄複素環式化合物系レドックスによるp型増感色素再酸化機構を初めて明らかにした。ここで、増感色素還元体ーヨウ素アニオンラジカル複合体と比較して増感色素還元体ージスルフィドアニオンラジカル複合体はかなり少なく、ジスルフィドアニオンラジカルは吸着する半導体表面からより遠いことが分かった。開放電圧損失がない高性能色素増感太陽電池の実現に向けて、注入正孔と電子供与レドックス種との再結合反応を防ぐためにレドックスの電子供与種とのアンカー部位付近における相互作用し難いというp型増感色素の設計指針を明らかにすることができたので、おおむね順調であると評価した。従来のヨウ素レドックス等とは異なるアンビデントなレドックスについて検討する。量子化学計算プログラムを用いて増感色素やレドックス分子、及びその複合体等を構造最適化する。最適構造のエネルギー、原子間距離、結合角度、分子軌道のエネルギー準位などの情報を収集する。引き続き最適構造のポピュレーション解析を行い、電子密度、双極子モーメント、結合軌道などの情報を収集する。量子化学計算から得られた物性情報と実験で得られた開放電圧等の値とをデータマイニング手法にて解析する。平成28年度は、窒素酸化物系有機レドックス分子と有機増感色素との分子間相互作用に関する量子化学計算を行った。分子間相互作用エネルギーから判断すると、窒素酸化物系有機レドックス分子は酸化型有機増感色素のドナー部位よりもアクセプター部位にあるシアノ基にて相互作用しやすいことが分かった。ヨウ素分子も同様にアクセプター部位のシアノ基にて相互作用しやすいが、吸着する酸化チタン表面からの距離はヨウ素よりも窒素酸化物系有機レドックス分子の方がはるかに近いことが分かった。以上の計算結果から、窒素酸化物系有機レドックス分子では酸化チタン光電極から酸化型増感色素への逆電子移動反応が起こり易くなり、ヨウ素レドックスとの相対的な理論開放電圧よりも低い開放電圧しか得られないという色素増感太陽電池の実験結果を説明することが出来た。したがって、アクセプター部位にはシアノ基が無いことが望ましいという有機増感色素の新たな設計指針を得ることが出来た。従来型の有機増感色素において窒素酸化物系有機レドックスを用いる場合、アクセプター部位にあるシアノ基が開放電圧損失の原因であることを明らかにできたので、おおむね順調であると評価した。まず、金属錯体増感色素におけるドナー性配位子の影響に関する量子化学計算を行った。種々のピリジン誘導体ドナー性配位子を比較したところ、ヨウ素レドックス種との分子間相互作用形態が大きく異なることが分かり、ヨウ素レドックスによる色素酸化体の再還元機構に影響を及ぼすことが示唆された。

取り得る再還元機構の種類が多いほど高い開放電圧や短絡電流密度、光電変換効率が得られるという実験結果を説明することが出来た。したがって、ドナー性配位子の新たな設計指針に向けた知見を得た。次に、含硫黄複素環式化合物系レドックス種(ジスルフィド/チオレート)と金属錯体増感色素との分子間相互作用に関する量子化学計算を行った。ヨウ化物イオンと同様にチオレートアニオンはドナー性配位子末端において分子間相互作用し電子供与することが分かり、含硫黄複素環式化合物系レドックスによる再還元機構を初めて明らかにした。一方ヨウ素分子とは異なり、ジスルフィド分子とは全く分子間相互作用せず、含硫黄複素環式化合物系レドックスでは光電極から色素酸化体への逆電子移動反応が起こり難いという実験結果を説明することが出来た。ドナー性配位子はレドックスの電子供与体と相互作用し易く電子受容体と相互作用し難いことが好ましいという設計指針を得た。開放電圧損失がない高性能色素増感太陽電池の実現に向けて、金属錯体増感色素におけるドナー性配位子の設計指針を明らかにできたので、おおむね順調であると評価した。本研究課題は、色素増感太陽電池において理論開放電圧を得るための増感色素構造を量子化学計算から明らかにする。金属錯体増感色素は中心金属、ドナー性配位子、及びアクセプター性配位子から成り、有機増感色素はドナー部位、パイ共役系部位、及びアクセプター部位から成る。本研究課題では、配位子構造等の異なる金属錯体や有機増感色素の量子化学計算を行い、色素増感太陽電池の開放電圧に及ぼす因子を解明する(構造物性相関)。本研究課題によって開放電圧損失がない新たな増感色素構造が明らかになると期待される。まず、p型増感色素とヨウ素レドックス種との分子間相互作用に関する量子化学計算を行った。三ヨウ化物イオンはヨウ素アニオンラジカルとヨウ化物イオンとに解離して還元型シクロメタル化ルテニウム錯体及びジケトピロロピロール系有機色素と相互作用した。ヨウ素アニオンラジカルも2つのヨウ化物イオンに解離して増感色素還元体と相互作用した。一方、ヨウ素分子は解離せず相互作用したが、ヨウ素アニオンラジカルに変化した。以上の計算結果から、ヨウ素レドックスによる3種類の異なる1電子移動p型増感色素再酸化機構を初めて提案した。次に、トリフェニルアミン系p型有機増感色素と含硫黄複素環式化合物系レドックス種(チオレートージスルフィド)との分子間相互作用に関する量子化学計算を行った。ヨウ素レドックスと同様に3種類の解離/非解離型分子間相互作用により正孔供与することが分かり、含硫黄複素環式化合物系レドックスによるp型増感色素再酸化機構を初めて明らかにした。ここで、増感色素還元体ーヨウ素アニオンラジカル複合体と比較して増感色素還元体ージスルフィドアニオンラジカル複合体はかなり少なく、ジスルフィドアニオンラジカルは吸着する半導体表面からより遠いことが分かった。開放電圧損失がない高性能色素増感太陽電池の実現に向けて、注入正孔と電子供与レドックス種との再結合反応を防ぐためにレドックスの電子供与種とのアンカー部位付近における相互作用し難いというp型増感色素の設計指針を明らかにすることができたので、おおむね順調であると評価した。
越前松平家にかかわる建築の総合的研究

越前藩主松平家にかかわる建築についていくつかの知見を得た。おもな点を列挙すれば以下の通りである。1.最大の成果は、福井市内の瑞源寺(臨済宗妙心寺派)に福井城本丸御殿の御小座敷と御座の間がそれぞれ本堂,書院として現存していることを確認できたことである。この二棟の御殿は天保2年(1831)につくられたもので、幕末の遺構ではあるが、福井城にかかわる建築はまったく現存していないとの従来の通説を覆すとともに、この成果により福井城の建築を具体的に知ることができるようになった。2.また、『松平文庫』所蔵の天守指図より福井城天守の建築的詳細を検討し、御家門かつ68万石という越前藩の本拠を象徴するにふさわしい、四重五階、高さ92尺余の壮麗な天守を図上に復元することができた。3.さらに福井城の諸建物の幕末から明治初頭における残存状況、その後の変動についても解明することができた。4.その他、明治から大正期、戦前にかけて松平家は旧城内に農業試験場を営むが、その教場や寄宿舎の建築についても復元案を示すことができた。5.しかしながら研究題目にある越前松平家にかかわる建築を総合的に考察するまでには至らず、以上のような新知見とすでに一部、明らかにしている松平家の御霊屋や江戸屋敷などを含めた、越前松平家の建築の総合的考察は今後の課題として残った。
イオン性液体-蛍光性半導体ナノ結晶界面構造反応の単一粒子・単一分子蛍光計測

II-VI族半導体は発光性材料として広く研究されてきた。特に近年、ナノメートルサイズの半導体結晶においてその発光現象が広く検討されている。ナノ結晶の構造上の特徴として、表面に有機分子を保護層として有していることが挙げられ、さまざまな有機配位子に関する工夫や提案も進められている。このように半導体ナノ結晶は有機化学からの工夫の余地が広く、また界面におけるダイナミックな反応の解析と制御を目指す本特定領域の趣旨からも興味深い研究対象のひとつであると考えられる。本研究ではこれまでに見出されたイオン性液体中におけるCdTeナノ結晶からの蛍光の増強現象の解明とイオン液体中におけるCdTeナノ結晶の単一分子レベルの蛍光計測を進めた。イオン液体中においてはCdTeナノ結晶の蛍光は冷却に伴ってさらに増強されることが見出された。このような低温での蛍光増強は水溶液中で蛍光が低下することとまったく逆の傾向となった。さらに100K以下ではほぼ100%の蛍光量子収率を示すことが明らかになった。また、その発光波長は低温では格子定数の低下に伴い、次第に短波長シフトすることが見出された。20K以下の低温では、逆に発光波長が長波長シフトする現象が見出された。この傾向はCdSeなど関連するナノ結晶で見出されており、励起子の電子準位が電子間の交換相互作用により分裂していることに対応している。ナノ結晶の粒径が小さくなると分裂幅が増大する傾向が認められた。また他に単一なの結晶レベルの蛍光検出に成功し、その自己相関関数から表面分子の解離が示唆された。本課題研究者らはこれまでに化学合成法によって調製した水溶性半導体ナノ結晶の発光特性がイオン性液体中で顕著に増強されることを見出した(Chem.Commun. 2005)。イオン性液体中で表面保護分子間の静電反発を弱めることで保護分子の脱離を抑制し、さらに脱離後に生成するチオレートアニオンに対する溶媒和を抑制することで、表面保護分子の脱離を効果的に抑制できたものと理解している。興味深いことに、蛍光量子収率は2倍以上に増強されるが蛍光寿命はほとんど変化しないことが見出された。このことは蛍光寿命計測では非蛍光性あるいは弱蛍光性の粒子の挙動が反映されないことに起因すると考えられ、系のゆらぎを直接観測したHaらの結果とよい対応関係にある。さらに、最近、重合性官能基を有するイオン性液体を用い、CdTeナノ結晶を含有した状態で熱あるいは光重合を行うことにより、高蛍光性樹脂材料の開発に成功した(Chem.Lett. 2005)。重合性のイオン性液体を用いても、通常のイオン性液体と同様に水溶液からの発光効率の2倍程度の増大が観察され、重合の前後で発光強度の低下が観察されないことから、高い発光性の半導体ナノ結晶-ポリマー複合材料を得る優れた手法として提案できた。
薬物徐放フィルムによる肺静脈狭窄抑制効果に関する実験的研究

本研究はブタを使用し1肺静脈狭窄(PVO)モデルを作成する事2ラパマイシン徐放製剤を作成、肺静脈狭窄の予防法の可能性を検討する事を目的とした。1として肺静脈を切開再縫合し、術後2ヶ月後の観察で吻合部の狭窄、閉塞の所見が認められた。病理組織学的に吻合部を中心に内膜肥厚が確認され、臨床における肺静脈狭窄と同様に肺実質の方向へ内膜肥厚が進展することが示された。2として乳酸・グリコール酸共重合体(PLGA)を徐放媒体としラパマイシンを含むフィルムを作成した。フィルムの厚みは約40μmと非常に薄く良好なハンドリングの素材が作成可能であった。現在同フィルムを使用し肺静脈狭窄の予防効果を検討中である。総肺静脈還流異常症の外科治療成績は、技術の進歩、周術期管理の改善等により向上しているが術後遠隔期成績に与える影響として、肺静脈-心房吻合部に生じる肺静脈狭窄(PVO)が問題点として残されている。術後PVOは約1030%の頻度で生じると報告されておりしばしば肺静脈末梢に狭窄が進展しその予後は不良で致命的な合併症の一つである。PVOが発生し進展するメカニズムは未解明だが、病理学的所見として吻合部やその末梢の肺静脈に内膜肥厚が起こることが知られている。ラパマイシンは免疫抑制剤の一種でありdrug eluting stentにも応用され、血管系における内膜肥厚抑制効果が示されている。これら薬剤を局所的に徐放する技術を確立し、炎症細胞遊走やそれらのカスケードを抑制することでPVOを予防できれば、致命的な合併症の減少に寄与するだけでなくPVO発生のメカニズムの解明にも大きく寄与すると考える。これらを背景に、心臓の形態、解剖がヒトに近いと言われているブタを用い、肺静脈狭窄モデルの作成を試みている。肺静脈を切離、再吻合し、肺静脈狭窄を作成することで実臨床に近い病態モデルの作成が可能と考えている。現在左側開胸によりブタの左上・下肺静脈にアプローチし、術中に循環動態の変動なく、左上・下肺静脈の切離、再吻合が行えることは示せているがブタは胸郭が狭く、術野展開のために肺を圧排するなど肺に与えるストレスが大きいため、急性期に肺障害が顕著となり、急性期を脱しえないのが現状だ。肺静脈狭窄モデル作成においては、慢性期における病態変化が重要と考え、急性期の肺障害をいかに抑えるかという点が、このモデル作成における現段階での課題と考えている。ラパマイシンに関してはフィルム型の徐放剤を作成、徐放媒体としてポリL乳酸とカプロラクトンを用い先行研究に習い共溶媒を利用し、ラパマイシンと混合しフィルム状に作成している。当該研究計画のうち平成24年度は1)ラパマイシン徐放フィルムの作製、2)肺静脈狭窄モデルの作製であった。1に関して、当教室の先行研究を参考にして、ポリL乳酸・カプロラクトン共重合体(P[LA/CL])を用いてラパマシン徐放フィルムを作製した。ポリL乳酸とカプロラクトンとの比率を数種類試作してみたところ、ポリL乳酸:カプロラクトンを50:50としたところ、フィルムの可塑性としては満足できるものであった。心臓背面の吻合部周囲で安定して配置できるかどうかは、未だ実際に動物(ブタ)の肺静脈への貼付をおこなっていないため今後の研究項目である2に関して、生後1歳齢前後のブタ(25kg)を購入し、全身麻酔下・人工呼吸器下に左開胸し、左肺静脈とその周囲の解剖学的位置を把握した。左上肺静脈をテーピングし、血管鉗子にて遮断。切断部を45°程度ねじり、6-0モノフィラメント糸で端々吻合を行い、閉胸した。吻合部出血はないものの、麻酔からの覚醒後呼吸不全を起こし、長期生存例は得られていない。呼吸不全の原因としては、肺静脈狭窄の肺は左上肺だけであり大きな呼吸・循環障害になるとは考えにくいこと、外科的吻合直後の肺の状態は不良ではなかったことから、肺静脈狭窄による肺障害では無く、喀痰排出困難による呼吸不全と思われた。以上、薬物徐放フィルムの作製は概ね計画どおりに成果を得られたが、ブタ肺静脈狭窄モデルの作製は急性期の乗り越えていないため計画通りではない。急性期の呼吸不全の原因の究明とその解決を探っているところである。本研究はブタを使用し、1肺静脈狭窄モデルを作成すること、2ラパマイシン徐放製剤を作成し、肺静脈狭窄の予防法の可能性を検討することを目的とした。

1であるが、まず肺静脈を半周性に切開し、切開部を縦に吻合することで物理的狭窄により肺静脈狭窄症を模倣したモデルを作成した。術後2カ月の遠隔期には、病理組織学的に吻合部を中心に内膜肥厚が確認された。また、臨床における肺静脈狭窄と同様に肺実質の方向へ内膜肥厚が515mm程度進展することが示された。次いで肺静脈を全周性に切開・再吻合し、吻合部に乱流を生じさせることで内膜肥厚を生じさせる肺静脈狭窄モデルを作成した。術後2ヶ月後の評価では、吻合部が格子状に閉塞しており、末梢の肺静脈が狭小化している所見が得られた。病理組織学的には、吻合部には増生した内膜に加え、器質化した血栓が付着しており、肺実質の方向には30mmを超え、内膜肥厚が進展していることが示された。2として、乳酸・グリコール酸共重合体(PLGA)を徐放媒体とし、PLGA45mg、ラパマイシン500mgを含む1×3cmのフィルムを作成した。フィルムの厚みは約40μmと非常に薄く、良好なハンドリングの素材が作成可能であった。このフィルムをブタ頸静脈に巻き付け、術後1週間後、2週間後に確認し、肉眼的にもフィルムが残存していることが確認された。肺静脈狭窄モデルの作成に時間を要したため、作成したラパマイシンフィルムを使用し肺静脈狭窄を予防可能かどうかを評価するまでには至らなかったが、動物モデルの病理組織評価からは、病態発生に吻合部付近の内膜肥厚が強く関与していることが推察されることから、内膜肥厚抑制作用を有するラパマイシンを徐放可能なフィルムを使用することで本疾患の予防できる可能性が示唆された。今後このモデルを使用し、肺静脈狭窄の予防効果を検証する予定である。心臓血管外科現在はモデル作成段階であり、作成したモデルの検討をし、その機序や、ラパマイシンの効果を検討するには至っていない。ラパマイシンフィルムに関してはモデル作成後に使用を開始し、その生態における薬物動態の変化や、内膜抑制採用の検討などを追加していく予定である。1.ラパマイシン徐放フィルムの作製としては、ほぼ満足できるものが得られたが、実際に動物の肺静脈吻合部に安定して配置できるかどうかは、未だ確定的ではない。また2.肺静脈狭窄モデルの作製に関しては、未だ施行後4週以上の長期生存例が得られておらず、長期例において果たして臨床で見られる肺静脈狭窄と同じ病理像が認められるかは不明である。よって、全体的に24年度の研究の達成度としては、やや遅れている、と判断する。術中の肺障害軽減可能な肺静脈への到達法を検討中である。現在は左開胸により左肺静脈を操作しているが、右開胸により右肺静脈の操作、胸骨正中切開による左右肺静脈の操作など多種の方法を検討しているところである。また、ブタで困難であれば、イヌなどに動物種を変更することも考慮している。モデル作成ができ次第、組織学的検査や免疫学的検討によりPVOの機序解明を図り、作成したラパマイシン徐放フィルムを用い、その効果を検討していく予定である。また徐放剤としての形状に関しては、実際に使用してみてその操作性などを考慮し、他形状の剤型も検討し改良を加えていく予定である。1)ラパマイシン徐放フィルムの作製に関して、作製した徐放フィルムを左上肺静脈に貼付し、固定可能かどうか検証する。2)肺静脈狭窄モデルの作製に関して、安定して急性期を乗りきれるように、麻酔方法を速やかな覚醒が得られる薬剤に変更し、人工呼吸器の離脱のタイミングを調整する。また、周術期の喀痰量の抑制のため、開胸後より愛護的な操作で肺を保護するように改善することや、アトロピンなどを用いることで痰排出量を抑制して周術期の管理の改善を試みる。
統計的・代数的視点からの擬似乱数高性能化の研究

(1)擬似乱数の統計的検定において、疑わしい偏りを検出した際に明確な偏りを検出できるまでサンプルサイズを増やしながら検定を行う繰り返し検定を実装した。(2)擬似乱数の高速ジャンプ法について、sliding window algorithmとKaratsuba乗算を用いた方法を実装し、そのプログラムを公開した。(3)擬似乱数の非統計的検定に関してMRGの各ビットごとの検定を行うため、MacWilliams恒等式の一般化を定式化し、検定を行った。2010年度は、擬似乱数列に対する繰り返し検定の研究を進める予定であった。しかし、擬似乱数利用者からの高速ジャンプ法に関する研究成果公開の要望が大きく、この研究を優先的に進めることにした。これまで(1)擬似乱数生成法メルセンヌツイスターおよびWELLに関してsliding window algorithmを用いた高速ジャンプ法および(2)メルセンヌツイスターに関する形式的冪級数を用いた高速ジャンプ法の研究を行っている。この成果に関して実験用のプログラムコードを、実際に擬似乱数利用者が利用しやすいコードに書き直し、広島大学大学院理学研究科の擬似乱数研究成果公開ウェブページに掲載した。これらのコードに関しては国内外の研究者・企業からの利用申し込みを受けている。WELLに関して形式的冪級数を用いた高速ジャンプ法については、別途研究を進める予定である。東京大学原瀬晋氏の擬似乱数の均等分布次元の高速計算法について情報収集を行い、高速ジャンプ法への応用を検討中である。2010年8月にはポーランド・ワルシャワ大学で開催された国際研究集会MCQMC2010に参加し、擬似乱数およびlow discrepancy seriesに関する情報を収集した。また東京大学松本眞教授を複数回訪問し、繰り返し検定の適用しにくい検定法に対し、既存の二重検定とは異なる新しいタイプの二重検定法を開発することになった。これは既存の検定法のように確率の近似計算による誤差を含んだ計算を避ける方法で、あるサンプルサイズで複数回検定を行い得たp値に関して、その分布を二項分布によって検定を行う。このアルゴリズムについて現在プログラムの実装を行っている。本年度は、サンプルサイズを増やしながら検定を行い、これまでよりも明確に擬似乱数の分布の偏りを検定する繰り返し検定のプログラムコードの完成及びウェブ上での公開を行った。本プログラムは、現在広く用いられている検定プログラム群であるTestU01正を改良したもので、10の-15乗のオーダーで擬似乱数の偏りを検定するプログラムである。研究成果は広島大学の擬似乱数研究に関するウェブページに掲載し、ユーザからのフィードバックを収集する予定である。研究代表者らはこれまでに、ラグ付きフィボナッチ生成法の下位1ビットの0-1分布を、出力の関係式のなす空間の重み数え上げと符号理論に現れるMaCWilliams恒等式を用いて正確に計算する方法の研究を行っている。本年度はこの計算法を拡張し、下位2ビットから6ビット目について、それぞれのビットの0-1分布を正確に計算する方法を研究した。また擬似乱数の出力に有意な偏りが現れる危険なサンプルサイズを、不安定な統計的検定によちず正確に計算した。研究成果については2012年2月にオーストラリア・ニューサウスウェールズ大学で開催された国際研究集会MCQMC2012において口頭発表を行った。MCQMC2012において擬似乱数およびモンテカルロ法に関する研究成果の情報収集を行い、本研究課題の目標の一つであるジャンプによる状態計算法について利用者のコメントを得ることが出来た。特に偏微分方程式に関する具体的な応用例について情報を得たことにより、具体的な改良点(ジャンプ幅の指定)に関する知見を得た。1.ラグ付きFibonacci生成法の下から1ビット目から6ビット目までの各ビットの0-1分布について、MacWilliam恒等式を用いて分布を正確に計算し、二項分布との誤差を統計的検定では到達できない精度で計算した。この結果は査読付き論文として出版された。論文発表後、より一般のmultiple recursive generatorの各ビットごとの分布の計算に拡張した。また、重み数え上げ多項式のうち主要な項と思われる項のみを取り出した多項式に形式的に反転公式を適用しても非常によい近似となっていることを数値実験により示し、10ビット目まで計算を拡張することができた。さらに、非零の係数が全て1となる場合のMRGは、MacWilliams恒等式の代数的性質より、任意のビットについて計算することが可能となった。これらの研究成果に関し、2014年4月に開催されたMCQMC2014で口頭発表を行った。2. 2014年1月にモンテカルロ法および準モンテカルロ法に関する研究集会を開催した。東京大学大学院博士課程の芳木武仁氏と鈴木航介氏を広島大学に招聘し、準モンテカルロ法の評価に関する最新の研究成果の報告を得た。3.愛媛大学内の代数系教員と共同で「愛媛大学代数セミナー」を8回開催した。このなかで、2014年2月に広島工業大学の北臺如法氏を招聘し、Artin-Schreier塔を利用した擬似乱数生成法に関する情報を収集した。

これらをふまえて線形代数に関する著書を共同で執筆し、研究成果を得る上で重要であった線形代数の内容を理工系学生向けに解説した。本年度は2の羃を法とする剰余環上の三項漸化式で生成される擬似乱数列について、下位nビットの分布に関する研究を行った。昨年度はビットが1つ上がるごとに、統計的検定で危険と判断されるサンプルサイズが約4倍になる現象が観測された。本年度も数値実験の結果、より項数の多い漸化式についても同様の現象が観測しており、MacWilliams恒等式に現れる係数を評価してサンプルサイズを計算する方法について、広島大学や東京大学で研究討議を行った。これらの結果をもとに論文を作成し現在投稿中である。またこの結果に関する口頭発表を(1)2012年6月に国際研究集会Workshop for Quasi-Monte Carlo and Pseudo Random Number Generation(東京大学)、(2)2012年8月に日本応用数理学会2012年度年会(稚内市)、(3)2012年9月に研究集会Workshop on Galois point and relatedtopics(山形大学)において行った。擬似乱数のジャンププログラムに関しては、広島大学斎藤睦夫氏の協力の下、利用者からのプログラムコード改善に関するフィードバックをもとに、2013年1月に最新のコードを作成し、広島大学の擬似乱数関係ホームページに掲載した。これまでの研究成果や関連分野への入門用に、サイエンス社より刊行された基礎数学教科書において「場合の数」の章を執筆した。本年度は、当初の目標であった繰り返し検定のプログラムコードの完成とウェブ上での公開が実現することができた。また擬似乱数のジャンプ計算アルゴリズムについての具体的なフィードバック(必要なジャンプサイズ、偏微分方程式への応用、ユーザがジャンプ量を指定できる関数の開発への要望)により、新しい機能の追加やコードの更新に向けた情報を得ることができた。当初計画以外のラグ付きフィボナッチ生成法に関する非統計的検定に関する研究も進行し、おおむね順調に研究が進行していると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。擬似乱数のジャンププログラムに関して、本年度も複数の利用問い合わせがあり、いくつかの具体的な改良提案を得ることが出来ている。この結果2013年1月に最新のプログラムコードを広島大学の擬似乱数関連のホームページに掲載することが出来た。擬似乱数の非統計的検定に関しては当初設定した課題ではないが、項数の多い漸化式の場合や、下位6ビット程度まで実験が完了しており、危険なサンプルサイズが規則的に増加していく様子が観測された。現在論文投稿中であるが、あわせて理論的な研究を行うことによって、計算しやすい最下位ビットの危険なサンプルサイズから、計算機では計算が困難な上位ビットの乱数性を、不安定な統計的検定によらず計算することができると考えられる。今後は以下の三点を中心に研究を進行する。