hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
先進高温超伝導線材の広範な実用環境下における臨界電流特性の推定法の開発

高温超伝導薄膜線材の電界-電流密度特性のモデリング手法を提出し、それらが希土類系高温超伝導膜の母材の種類や、人工ピンニングセンターの導入の有無によらず有効であることを、広範な温度、磁場領域に亘る電流-電圧特性の精密測定との比較により明らかとした。また、本手法を適用することにより得られる臨界電流密度の温度、磁場平面上へのマッピングが、動作条件を考慮した機器設計において有用かつ有効であることを示した。広い実用環境領域を有する希土類系高温超伝導線材の電流-電圧特性を、広範な温度(4K77K)、磁場(自己磁場17テスラ)、磁場印加角度に亘り精密に計測するとともに、それらを記述する物理モデルの検証を行った。その結果、c軸方向に相関を有する1次元ピンを導入したパルス・レーザ蒸着法によるGdBCO高温超伝導線材や、ナノ粒子分散型のピンを導入した塗布熱分解法によるYGdBCO高温超伝導線材等の先進高温超伝導線材の電流-電圧特性を申請者の提案する物理モデルにより良く記述できることを明らかとした。同手法を用いることにより得られる温度-磁場平面上の等臨界電流マップは、通常の実験では測定条件として設定することが困難な臨界電流値の等高線を示すもので、各種超伝導応用機器の設計に資する重要な成果である。また、汎用的な超伝導マグネットで得られる10テスラ以下の磁場における実験値から強磁場中の臨界電流値を推定する手法について検討し、4Kから77Kまでの温度領域において15%以下の誤差で推定することに成功した。希土類系高温超伝導線材の臨界電流特性の温度、磁場、磁場印加角度依存性を通電法にて系統的かつ高精度に計測するためのシステムを構築するとともに、通電法では計測が困難となる高い臨界電流値を有する領域での計測を実現するために磁化法による臨界電流特性評価を組み入れた。その結果、広範な温度(液体ヘリウム温度4Kから液体窒素温度77K程度)、磁場(自己磁場から10テスラ)領域における臨界電流特性評価を実現した。これらの結果は、特性推定手法確立のためのみならず、超伝導マグネット等の応用機器設計のための基礎データとして有用かつ有効である。また、人工ピンニングセンターを導入した希土類系高温超伝導線材の臨界電流特性についても実験により詳細に調べた。その結果、広い温度、磁場領域に亘って磁場中の臨界電流特性が向上していることが明らかとなった。これは、導入した人工ピンニングセンターが広い温度領域に亘って有効であることを示唆している。さらに、当該線材においても我々の提出している物理モデルにより、その電流電圧特性の温度、磁場依存性をよく記述できることを明らかとした。次年度に計画していた、構成材料もしくは作製プロセスの異なる先進高温超伝導線材に対する臨界電流特性評価実験を先行して実施するとともに、電流電圧特性の温度、磁場依存性を記述する物理モデルの検証を行い、その有効性を確認するなど、当初の計画以上の進展が得られている。一方、臨界電流の磁場印加角度依存性については、系統的な実験による詳細なデータを得ることに成功しているものの物理モデルの検証は完遂していない。以上より、研究全体としてはおおむね順調に進展していると判断するものである。今年度得られた詳細な実験結果に基づき、物理モデルの検証を進めるとともに、最小実験領域の検討についても行う。すなわち、実験条件(温度、磁場、磁場印加角度の測定点)と推定特性との相関について調べ、最も効果的な推定結果を得られる最小実験条件について検討する。これにより効率的かつ効果的な実験と特性推定の実現を目指す。また、パラメータ決定アルゴリズムの最適化、高速化による逐次特性推定システムの構築を図る。逐次特性推定システムの構築に要する計算機及び数値解析用ソフトウェアを購入する。また、研究成果を国際会議等を通じて発信する。
癌遺伝子による遺伝子の発現・複製制御の研究ーーヒトパピローマウイルスを中心として

ヒトパピローマウイルスによる発がん機構をトランスアクチベーションの立場から解明する目的で研究を進めている。子宮頚がんの病因と考えられるHPV16に関してはE6、E7遺伝子が主たる発がん遺伝子である事はすでに昨年報告したが、大腸菌にて産生させたE6たんぱくがDNAに非特異的に結合する事が判明した(角川)。E6に細胞分化を阻害する作用のある事、E7に染色体重複を誘導する作用のある事の予備的観察がなされ今後の発展が待たれる(安本)。E7はアデノウイルスE1Aと構造も機能も似ていると報告されているが、両者共通にトランスアクチべートできるのは調べた範囲内ではアデノウイルスE2プロモーターのみでE7は他のすべてをトランスリプレスした。しかも発がん性のないHPV1のE7が発がん性のあるHPV16のそれより強力な作用を待つので、トランスアクチべーション、トランスリプレッションは発がん機構とあまり強く関連しているとは考えにくい(伊藤)。それにかわって注目すべき事はがん抑制遺伝子産物である網膜芽細胞腫感受性遺伝子(RB)産物とE7蛋白及び同じくP53とE6蛋白との結合であろう。このRB蛋白が細胞の分化を誘導すると低リン酸化型になり、逆に増殖中の細胞では高リン酸化型になる事が観察され、RB蛋白のE7蛋白との結合と発がんの関係がきわめて興味深い研究のテーマとなって来た(秋山、瀬川)。皮膚に悪性病変を起すHPV47はHPV16の場合と異なりE6たんぱくに株化したラット線維芽細胞をトランスフォームする能力のある事が判明し今後の進展が興味深い(石橋)。アデノウイルス複製起点内にプロモーター活性のある事が判明した(永田、藤永)。CAMPに反応するCREーBP1のクローンが単離された(石井)。ポリオーマウイルス・エンハンサー結合因子PEBP3とPEBP4とのDNAへの〓〓的結合が実証された(佐竹)。
運動後の筋力回復・筋肥大を促進するアルギニンの新たな生物学的役割

2018年度は、アルギニンの摂取が伸張性収縮後の筋力回復を促進する原因が、1)アルギニンから一酸化窒素合成酵素(NOS)により産生される一酸化窒素(NO)の作用にあるか、2) NOSやNADPHオキシダーゼが産生する活性酸素・窒素種による酸化的修飾を防止することにあるかを明らかにすることを目的とし、下記の実験を行った。Wistar系雄性ラットを、対照(C)群、アルギニン(A)群、L-NAME(N)群、アルギニン+L-NAME(AN)群に分類した。投与方法は自由飲水とし、0.4%アルギニン溶液や0.03% L-NAME(NOS阻害剤)溶液を収縮負荷3日前から投与した。その後、三種混合麻酔下において、伸展装置と電気刺激を用いて、片脚の下腿前部の筋に200回の伸張性収縮を負荷した。反対脚は安静脚とした。収縮終了3日後に、長趾伸筋と前脛骨筋を摘出し、筋力測定と生化学的分析に供した。C群、N群、AN群では、長趾伸筋の固有筋力の有意な低下がみられたが、A群ではこの差異がみられなかった。NADPHオキシダーゼの発現量は、C群とAN群で有意に増加したが、NOSの各アイソフォームの発現量には、全ての群において、有意な変化はみられなかった。酸化的修飾の指標として、ニトロ化、カルボニル化の分析も行ったが、すべての群において、有意な変化はみられなかった。以上の結果は、アルギニンの摂取が伸張性収縮後の筋力回復を促進することに、1) NOが関与すること、2)酸化的修飾の防止は寄与しないことを示すものである。2018年度は、ICAM-1、VCAM-1などの接着分子の発現、およびHE染色像やLy-6Gの免疫染色像による好中球の浸潤の評価を分析する予定であった。しかしながら、ウエスタンブロット法によるニトロ化、カルボニル化の検出に時間がかかり、当初予定していた測定をすべて行うことができなかった。できなかった項目については、2019年度に分析を実施したい。2019年度以降は主に、アルギニンの摂取が一過性の筋収縮後の筋タンパク質合成や数週間のトレーニング後の筋量・筋力増大に及ぼす影響を検討する予定である。これまでに、筋タンパク質合成速度、および合成シグナルに関わるタンパク質の分析に使用する抗体がうまくワークすること確認している。アルギニンの投与量を決定する予備実験を早急に行い、今年度予定している内容を速やかに実施したい。前述のように、2018年度はニトロ化、カルボニル化の検出に時間・費用がかかり、当初予定していたICAM-1、VCAM-1などの接着分子の発現、およびHE染色像やLy-6Gの免疫染色像による好中球の浸潤の評価ができていない。

これらの測定に必要な消耗品を購入していないため、次年度使用額が生じた。2019・2020年度は、2018年度に未購入の消耗品を購入するとともに、2019・2020年度に購入予定だった消耗品等を購入したい。
成長円錐のSNARE複合体:その役割と調節因子の解明

成長円錐の機能の一つは神経突起の伸長であり、このためには膜面積の拡大が生ずる必要がある。報告者は「シナプス小胞の融合と同じメカニズムで小胞融合が成長円錐で生じて、突起の膜面積が拡大する」という仮説を立てた。ボツリヌス毒素C1と合成ペプチドを用いて培養神経細胞の成長円錐退縮という形態学的変化の直接的観察により、その仮説が正しいことを証明した。次いで、成長円錐におけるシンタキシンの生化学的な役割を検討するため、成長円錐の細胞分画法を用いて、成長円錐、成長円錐膜、成長円錐小胞を単離して、蛋白質間相互作用を詳細に調べた。シナプス小胞が存在しなくても、成長円錐小胞にはシンタキシン、SNAP-25,VAMPの3種で構成される80kDa複合体が結合していた。この複合体の存在は、成長円錐において伝達物質放出の準備に依存しない過程でのSNARE機構が存在することを意味している。しかし、このSNARE機構はシナプス終末のそれのコピーではないことが、明らかとなった。すなわち、成長円錐にはシナプス終末には存在するいくつかの(小胞融合に抑制的に働く)制御機構が欠如していることが証明された。これらの結果は、成長円錐においてはシナプス終末ほど厳密に小胞融合が抑制されていないことを意味し、軸索成長のために持続的に成長円錐でSNARE機構依存性の小胞融合が生じていることを意味する。またシナプス関連蛋白の成長円錐への集積過程を調べて、シナプス終末の形成は段階的なシナプス関連蛋白の蓄積によって生ずることを証明した。
酵母RINGタンパク質ファミリーの網羅的機能・相互作用解析

多くの生物種でゲノム解析が終了あるいは進行している現在、機能未知遺伝子の機能を探ることが、ポストゲノムと呼ばれる研究で重要なポイントとである。本研究においては、これらの研究を可能にする為の質量分析法を応用した蛋白質間相互作用解析システムの確立と、ユビキチン化により修飾を受けるタンパク質とその修飾系酵素群の複合体を網羅的に同定するための、試料調製法の確立を試みた。後者の目的のために、ユビキチン遺伝子に単離と検出の為のタグを入れ、酵母細胞あるいは、動物細胞においてタグ付きのユビキチンを発現される系を構築した。1種類のタグ、例えばヒスタグのみを導入したユビキチンでは、ユビキチン化されたタンパク質のみを単離することは難しく、得られた試料のタンパク質染色のパターンとユビキチンタグに対する抗体染色では、ユビキチン化されていないタンパク質がまだ大部分であることが分かった。数種類のタグを検討した結果から、1種類のタグでは、ユビキチン化されるタンパク質を高純度に精製することが困難であることがわかった。そのために、FLAGタグやその他のタグとヒスタグの2種類のタグをタンデムに組み合わせたタグを設計し、動物細胞に安定して発現する系の構築を試みた。その結果、安定してタグ付きユビキチンを発現している株を数種類獲得し、それらからユビキチン化されたタンパク質を単離することに成功した。現在、これらのタンパク質の同定を行っている。
低レイノルズ領域における球の後流構造に関する研究

球周りの流れは,流体力学の基礎的な現象としても工学的な観点から飛翔体としてみても,またスポーツの分野においても重要である.しかしながら,この軸対称な物体周りの流れを風洞試験で調べる場合,かならず支持部材が必要でありその影響がどの程度あるのかははっきりとはわかっていない.特に低レイノルズ数領域における渦構造は,理論から予測されるモードと実験で観察されるモードが異なっており,支持部材の存在により導入された攪乱により特定のモードが励起された可能性がある.そこで,本研究では,支持干渉のない測定装置として磁気力を用いて模型を支持することが出来る磁力支持天秤を用いて理論と実験の相違点を明らかにするためのより信頼できるデータを取得することを目標に研究を進めた。本年度は、昨年度に問題となった模型の画像への映り込みを解決するために模型の白黒塗装を反転しPIV計測面には出来るだけ黒色の背景として模型が映るように模型および制御プログラムを修正した。この結果、球の後流の可視化不可領域が軽減しPIV解析が可能となり、Re=200320の範囲において球の後流のパターンを解析した結果、Re=320の領域においてマッシュルーム状の渦対が存在し流れを吹き上げている状況が確認された。この現象を確認するためにCFDを用いた解析と比較を実施した。CFD解析の精度検証のため、Re=100から320までの範囲で定常計算を行い、定常解が得られるRe=200までの範囲において、他の文献と同等の精度を有していることを確認した。またRe=320において非定常解析を行い、実験と同様に傾いた渦対が形成されることが確認でき定性的には一致する結果が得られた。しかし、模型位置計測に用いている照明による模型の加熱による対流の発生や空気中の酸素の磁性により起きる対流の影響との切り分けが十分に出来ておらず、今後の課題として残った。球の低レイノルズ数における非対称性の表れ、渦放出の臨界レイノルズ数などを磁力支持天秤装置(以下MSBS)を用いて、支持干渉の影響がない状態での流れ場を調べることを目的に今年度の目標として、PIVを用いた球後流の可視化を行う予定であった。これに先立ち、1m-MSBSの性能を確認するために予備試験として球の臨界レイノルズ数越えの風洞試験を実施した。測定値は亜臨界域で0.48前後、超臨界域では0.19程度となり、JAXA所有の60cm-MSBSで実施された抵抗係数と同様の結果を得ることができた。また、同時に計測した気流に直角方向の流体力変化の様子も過去の報告と一致しており、臨界レイノルズ数を超えるあたりから同空気力が発生し、その向きが気流軸周りに回転している様子も捉えることが出来た。この現象は、球後部に発生する馬蹄形渦に起因していると考えられ、より詳細な検証が必要である。この後の試験でアンプの故障、模型の破損が発生したため計画を見直し、模型内に圧力センサーを導入し背圧係数を得るシステムを1m-MSBS導入を進め、円柱模型内にセンサーを導入し、無線伝送にてデータを取得するシステムをテストした。二次元模型においては、模型の細長比を変化させた場合、細長比0.67付近において極大値を示すといわれている。本センサーの確認試験をかねて三次元物体である円柱のおいても同様の現象が確認されるのか検証した。細長比の変化による抵抗係数の変化と背圧係数の変化の傾向はおおむね等しく、抵抗係数が背圧係数の影響を強く受けており、再付着しない細長比が小さい場合は、背圧係数の変動が大きいこともわかった。これらの試験を通じて、1m-MSBSの性能確認、圧力計測システムが構築されアンプの修理が済み次第、主目的である低レイノルズ数での試験を実施できる見込みである。基本性能確認のための球の臨界レイノルズ数越えの試験は無事に終了し、前期は予定通りの進捗であった。しかしながら、後期の初めに実施した臨界レイノルズ数越えの追試験時に磁場を生成するのに用いているパワーアンプの1台が故障した。パワーアンプの修理費の概算見積もりが高額であったため他の予算処置がなされるまで修理に出せない状況となった。これに伴い、故障したシステム上の問題点の改善と他のユーザーの試験を優先することとなったため、予定していた磁力支持天秤装置の移動機構を用いた本研究目的の試験期間を確保できなくなり、大幅に計画が遅れることとなった。昨年度に引き続き球の低レイノルズ数流れの可視化を実施する予定で試験計画を立てた。また、昨年度実施した臨界レイノルズ数超えの試験において模型接続部の段差の影響が懸念されたため、臨界レイノルズ数超えの試験においても段差の影響を確かめる試験も合わせて実施した。低レイノルズ数における曳航試験では、模型の曳航における模型の制御状態を確認し模型の振動は20μm以下にまで制御できるように調整することが出来た。これは現在利用している模型直径150mmに対して0.013%の変位量であり、速度32mm/sに対しては0.06%の変動であり、通常、低乱と呼ばれる風洞試験において発生する主流乱れなどが0.1%程度以下と考えると十分な性能である。一方、計測時間は2秒程度しか取れないことがわかり定常状態を形成するには時間が短いことがわかった。

PIV計測をこのまま試みたが、模型の塗装色を位置検出の都合上、白色としていたことから、シート光の漏れ・窓からの反射などによって表面が薄く光ってしまい粒子像を得るのに十分なコントラストを取ることが出来なかったため対策が必要であることがわかった。臨界レイノルズ数越えの試験においては、複数の段差、粗さを付けた試験を行った。この結果、粗さの影響は段差0.23mmと0.45mmの間で臨界レイノルズ数に影響が現れたため、球に生じていた0.01mm程度の段差の影響はなかったものと考えている。また、合わせて実施した三次元的な粗さはより遷移を加速させることも確認できた。PIV計測にて模型後流を撮影すること、ならびにレーザー光のみを透過する光学フィルターを用いるため、模型の塗装色については、現状のままで問題なく計測できると考えていたが、磁力支持天秤の場合、位置計測のために他の光源にも模型が照らされていること、位置計測用のアクリル窓において反射したシート光が拡散し模型を照らしてしまうことから、現在の塗装色のままでは背景が写りこみ問題があることが判明し計測結果を得ることが出来なかった。また、他の試験が優先されるため年間で利用できる試験機会が2回と制限されてたため、対策が十分であるかどうかの検討などを行う時間を取ることが出来ておらず、計画より遅れる結果となった。球周りの流れは,流体力学の基礎的な現象としても工学的な観点から飛翔体としてみても,またスポーツの分野においても重要である.しかしながら,この軸対称な物体周りの流れを風洞試験で調べる場合,かならず支持部材が必要でありその影響がどの程度あるのかははっきりとはわかっていない.特に低レイノルズ数領域における渦構造は,理論から予測されるモードと実験で観察されるモードが異なっており,支持部材の存在により導入された攪乱により特定のモードが励起された可能性がある.そこで,本研究では,支持干渉のない測定装置として磁気力を用いて模型を支持することが出来る磁力支持天秤を用いて理論と実験の相違点を明らかにするためのより信頼できるデータを取得することを目標に研究を進めた。本年度は、昨年度に問題となった模型の画像への映り込みを解決するために模型の白黒塗装を反転しPIV計測面には出来るだけ黒色の背景として模型が映るように模型および制御プログラムを修正した。この結果、球の後流の可視化不可領域が軽減しPIV解析が可能となり、Re=200320の範囲において球の後流のパターンを解析した結果、Re=320の領域においてマッシュルーム状の渦対が存在し流れを吹き上げている状況が確認された。この現象を確認するためにCFDを用いた解析と比較を実施した。CFD解析の精度検証のため、Re=100から320までの範囲で定常計算を行い、定常解が得られるRe=200までの範囲において、他の文献と同等の精度を有していることを確認した。またRe=320において非定常解析を行い、実験と同様に傾いた渦対が形成されることが確認でき定性的には一致する結果が得られた。しかし、模型位置計測に用いている照明による模型の加熱による対流の発生や空気中の酸素の磁性により起きる対流の影響との切り分けが十分に出来ておらず、今後の課題として残った。パワーアンプの修理および予備品の購入を他の予算で年度末に実施することが出来たため、次年度に関しては予定通り試験が行える予定である。また、移動に伴う振動対策、PIVにおけるカメラ配置、粒子密度の磁力支持天秤センサー系への影響などパワーアンプがない状況でも進められる箇所については、適時進めてきたため、成果が出せるものと考えている。
脊椎動物の免疫系の起源と進化

マボヤ補体系の構造解析:2種類のMASP及びC3の全構造を決定することにより、マボヤ補体が少なくとも3成分からなる系であることを明らかにした。マボヤC3はα-βの鎖構造やチオエステル結合など、脊椎動物C3の基本構造をよく保存していたが、C3転換酵素による切断活性化を受ける部位はかなり構造が異なっており、脊椎動物とは別の活性化酵素が働いている可能性が示唆された。また、マボヤ体腔液で処理することにより、血球細胞による酵母の貧食が促進されるが、マボヤC3に対する抗体はこの貧食促進作用を阻害し、C3がオプソニンとして働いていることが示された。メダカMHCの遺伝子構成の解析:これまでにメダカMHCは多くの染色体に分散して存在し、両生類以上では連鎖の保たれているクラスI,II,III領域が別々の染色体上に分かれて存在すること示され、LMP2,LMP7間でのみ連鎖が確認されていた。今年度はTAP2のクローン化を行い、LMP2,LMP7と連鎖することを明らかにした。また、クラスIA遺伝子もこれらと連鎖していることを示す予備的な結果を得ており、MHCの中核をなすのはクラスIAとその抗原の提示過程に関与する遺伝子群であることが強く示唆された。また、C4と2種類のC3クローンを単離、解析した。2種類のC3はその一次構造からチオエステル結合の反応性に差があることが示唆され、獲得免疫系が未発達な硬骨魚においては、補体系が生体防御に、より積極的な役割を果たしている可能性が示された。2種類のC3遺伝子は連鎖しており、縦列遺伝子重複の産物と考えられた。しかしながら、C3,C4及び以前解析されたB因子遺伝子の間には連鎖は認められず、硬骨魚にはMHCクラスIII補体領域は存在しないものと思われた。新たにクローン化され、MHCに連鎖していることが示されたゼノパス補体B、C4、LMP7遺伝子、及び以前からMHCに存在することが判明していたクラスIα、クラスIIβ、HSP70遺伝子を用いてゼノパスMHCの詳細な構造解析を行った。その結果、ゼノパスMHCにおける遺伝子の配列順序は哺乳類のものと異なり、クラスI-クラスII-クラスIIIの順に並んでいる事が判明した。特に、クラスIに呈示される抗原のプロセシングに関与するLMP7遺伝子がクラスI領域の近傍にマップされた事実は、MHCの起源がクラスI抗原の呈示の為の遺伝子複合体であったことを示唆した。メダカよりB、LMP2、LMP7遺伝子をクローン化し、クラスII遺伝子と連鎖解析を行った。その結果、LMP2、LMP7の両遺伝子は連鎖していたが、それ以外の遺伝子間での連鎖は認められなかった。従って、硬骨魚類のMHCは哺乳類、両生類と異なり分散して存在するものと思われた。現在、クラスI、C3、C4遺伝子の単離、構造解析及び連鎖解析の準備をしている。マボヤより補体C3、及び2種類のMASPのcDNAクローンの単離、構造解析を行い、マボヤ補体系がレクチン経路に依存する自然免疫の一員であることを明らかにした。更にマボヤ補体系の活性化経路の全貌解明を目指して、MBP、B等のクローニングを試みている。以上の結果より、脊椎動物の免疫系の起源は補体系を中心とする自然免疫であったこと、その後おそらく軟骨魚類の段階で獲得免疫が成立したと思われるが、その過程でMHCが重要な役割を果たした事が示唆された。

MHCの遺伝子構造の進化:これまでにメダカMHCは多くの染色体に分散して存在し、両生類以上では連鎖の保たれているクラスI,II,III領域が別々の染色体上に分かれて存在することが示され、LMP2,LMP7間でのみ連鎖が確認されていた。今年度はTAP2のクローン化を行い、LMP2,LMP7と連鎖することを明らかにした。また、クラスIA遺伝子もこれらと連鎖していることを示す予備的な結果を得ており、MHCの中核をなすのはクラスIAとその抗原の提示過程に関与する遺伝子群であることが強く示唆された。また、C4と2種類のC3クローンを単離、解析した。2種類のC3はその一次構造からチオエステル結合の反応性に差があることが示唆され、獲得免疫系が未発達な硬骨魚においては、補体系が生体防御に、より積極的な役割を果たしている可能性が示された。2種類のC3遺伝子は連鎖しており、縦列遺伝子重複の産物と考えられた。しかしながら、C3,C4及び以前解析されたB因子遺伝子の間には連鎖は認められず、硬骨魚にはMHCクラスIII補体領域は存在しないものと思われた。原始補体系の解析:既に報告している2種類のMASPに加えてC3の全構造を決定することにより、マボヤ補体が少なくとも3成分からなる系であることを明らかにした。マボヤC3はα-βの鎖構造やチオエステル結合など、脊椎動物C3の基本構造をよく保存していたが、C3転換酵素による切断活性化を受ける部位はかなり構造が異なっており、脊椎動物とは別の活性化酵素が働いている可能性が示唆された。また、マボヤ体腔液で処理することにより、血球細胞による酵母の貪食が促進されるが、マボヤC3に対する抗体はこの貪食促進作用を阻害し、C3がオプソニンとして働いていることが示された。
高分子と炭酸カルシウムの高次積層化によるバイオミネラル型有機/無機複合体の構築

自然界における真珠や貝殻などのバイオミネラルにおいては,無機結晶と生体高分子が精緻な積層構造を形成し,これが強靭さや独特の光沢を発現している。このようなナノレベルでの精密構造を人工的に構築できれば,環境低負荷の新しい高性能/高機能材料が得られると考えられる。本研究においては,天然高分子のキチンやキトサンの薄膜あるいは繊維上に,炭酸カルシウム飽和水溶液から,均一な炭酸カルシウム薄膜を形成させ,有機高分子/無機複合薄膜を作製することに成功した。形成する無機薄膜の均一な厚みは,条件により0.6μmから1.0μmまでに制御することができた。すなわち,炭酸カルシウム水溶液中に,ポリアクリル酸・ポリアスパラギン酸などのカルボキシル基含有高分子がある一定濃度存在する場合,カルボキシル基と相互作用可能な官能基を有する高分子固体マトリクス上に炭酸カルシウムの薄膜が形成することを見出した。さらに,高分子と炭酸カルシウム薄膜の形成を交互に行うことにより,積層した有機/無機薄膜を作製できた。炭酸カルシウムには,カルサイト・アラゴナイト・バテライトの三種の結晶形(多形)があるが,天然真珠を構成しているのはアラゴナイトである。このアラゴナイトは人工的に形成させるのは最も困難である。先に述べた薄膜形成系においても,得られたのはカルサイトとバテライトの薄膜のみであった。しかし,さらにマグネシウムイオンを添加することで,アラゴナイトの薄膜を形成することにも成功した。生体から抽出したタンパク質ではなく,このような単純な高分子や無機イオンの相互作用で,多形が制御された炭酸カルシウムの薄膜が形成した例はなく,新しいマテリアルの構築手法として意義が大きいと考えている。自然界には、歯・骨や、貝殻・真珠など極めて精緻な構造を有する生物が作るバイオミネラルが存在している。本研究では、優れた光学的・機械的性質を有する新規有機/無機複合材料を得ることを目的として、バイオミネラリゼーションにならい、有機高分子による炭酸カルシウムの結晶成長制御を試みた。まず、炭酸カルシウム結晶を過飽和水溶液から成長させる過程において、水溶性高分子を存在させて結晶成長におよぼす影響を調べた。その結果、水溶性高分子として、カルボキシル基を有するポリアクリル酸やポリアスパラギン酸・ポリグルタミン酸、リン酸基を有するDNAなどを用いると、パテライトの球状微結晶集合体結晶や、異方的に伸張した特異なカルサイト結晶などが得られることがわかった。さらに、キチン・キトサンやセルロースなどの不溶性高分子の薄膜をマトリクスとして、ポリアクリル酸・ポリグルタミン酸などのカルボキシル基を有する水溶性高分子の存在下、炭酸カルシウムの結晶成長を行うと、カルサイトあるいはバテライト結晶が薄膜状に成長することを見い出した。厚みは約1μmあるいはそれ以下の均一な薄膜となった。これらをくり返すことにより、有機/無機積層薄膜が得られた。このような不溶性マトリクスのコーティングを、キチン繊維上において行うと、同様に薄膜状結晶が繊維を覆うように形成することがわかった。このような無機薄膜が得られるのは、水溶性高分子が、不溶性高分子と相互作用することにより、その界面近傍に高濃度で存在してカルシウムイオンと相互作用を行う濃縮効果、さらには、一部は結晶上面に吸着して厚み方向の結晶成長を阻害する効果などによるためであると考えている。
沈み込み帯における希土類元素の挙動の解明

私は、沈み込み帯での希土類元素の挙動を解明するために、沈み込み帯の火成活動の結果生じた島弧を代表すると考えられる東北日本の岩石試料(岩手山、船形山、蔵王山、駒ヶ岳、森吉山、寒風山、利尻島)のCe同位体比を測定した。また、これらの試料中のインコンパチブル元素(固相よりも液相に移動しやすいウラン、トリウム、リチウム、セシウム、ニオブ、タンタル、バリウム、ジルコニウム、ハフニウム、ベリリウム)を、岡山大学・地球内部研究センターに導入されているICP質量分析計を用いて定量する方法を実用化した。この方法は世界トップレベルの感度を持ちながら、必要試料量が数mgという、極めて少ない試料でも測定が可能であるという特徴を有している。現在、これらの元素の分析をこれらの試料に関して行っているところである。さらに、沈み込み帯での希土類元素の挙動を解明する上で、重要な端成分である中央海嶺玄武岩(MORB)の、Ce同位体比によるキャラクタリゼーションをおこなった。その結果、MORBは太平洋・大西洋ともほぼ均一な同位体組成を持ち、その平均は、εCe=1.4という値を持っていた。この値は、沈み込み帯での希土類元素の挙動のモデルを作る上で必要不可欠な、重要な値であり、今後世界的にこの値が推奨値として用いられるに違いない。
がん医療に携わる心理職を養成するための教育・研修システムの構築

本研究は、わが国のがん医療に携わる心理職の質の向上と、それを担保する教育・研修システムの構築を図るために、がん医療に携わる心理職に必要とされるコンピテンス(知識と技能)を明らかにするとともに、現場で必要とされる教育・研修内容を明らかにすることが目的である。今年度は、がん医療に携わる心理職に必要とされるコンピテンスの構成要素に関する検討を行った。具体的には、文献検索データベース(PubMed、MEDLINE、Cochrane library、PsychINFO、Web of Science、医中誌、CiNii)を用いて、がん医療に携わる心理職に必要とされるコンピテンスに関して言及しており、過去10年に発表された論文に関する検索を行った。その結果、適格基準を満たす論文の大半は国内論文であり、わが国における心理職のあり方に対する問題意識の高さが伺えた。また、該当論文の多くは論説であり、心理職のコンピテンスそのものを対象とした実践的研究が不十分である可能性が示唆された。このことから、本研究の重要性が再確認された。検索により該当した論文から、がん医療に携わる心理職に必要とされるコンピテンスに関するキーワードを抽出し、カテゴリー化を行った。今後はさらに質的内容分析、および、専門家のリファレンスグループ内で意見交換を行い、がん医療に携わる心理職に必要とされるコンピテンスの明確化を行っていく予定である。当初の計画では平成30年度内にコンピテンスリストを完成させる予定であったが、まだ作成段階であるため。がん医療に携わる心理職に必要なコンピテンスに関して、これまでに抽出した項目についてテキストマイニング法を用いて質的分析を行い、コンピテンスリストを作成する。作成したリストに関して研究者間でピアレビューを行い、項目の精緻化を行う。専門家のリファレンスグループ内で意見交換を行い、最終的な項目リストを作成する。また、心理職、医療従事者を対象にフォーカスグループインタビューを行い、がん医療領域で働く心理職の教育・研修のあり方に関する検討を行い、がん医療に携わる心理職に必要な教育・研修の構成要素を整理する。研究計画の遅れにより、当該研究で必要となる物品費や人件費の使用がなかった。また、参加を予定していた複数の学会に出席しなかったため、旅費の使用もなかった。次年度は、遅れている分の研究を遂行するために必要な物品を購入し、また、学会等に参加して当該研究に必要な情報収集を行い、研究成果も発表していく予定である。
希土類元素を含む多元系ゲルマニウム酸塩およびスズ酸塩の合成と結晶構造解析

本研究では、希土類元素-Ca-Ge/Sn-O系において新規物質を探索し、それらの結晶構造とその特徴や、元素置換による蛍光特性を明らかにすることを目的とした。実験の結果、大気中10001500°Cの固相反応で4つの新規化合物CaY_2Ge_3O_<10>、CaY_2Ge_4O_<12>、Ca_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8>O_6、Ca_<1.5>Eu_3Sn_<0.5>O_7が発見された。アニールによる結晶粒成長や部分溶融試料の徐冷でこれら新規物質の単結晶を作製し、単結晶X線回折法で結晶構造を解析した。CaY_2Ge_4O_<12>はSrNa_2P_4O_<12>型と同型構造で、CaY_2Ge_3O_<10>は新規構造を有しGe_3O_<10>基の間にCaとY原子が位置すること、Ca_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8>O_6はMg_3TeO_6型と同型構造であること、Ca_<1.5>Eu_3Sn_<0.5>O_7は新規構造を有しEu_2O_3中温相の構造との関連性を明らかにした。希土類金属元素を含む酸化物については、近年、光・電磁気的機能を有する素材・材料として様々な研究開発がなされている。しかし、希土類金属元素を含む蛍光・発光体では、ケイ素やアルミニウムの酸化物をベースとするものがほとんどであった。本研究では、希土類元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系と希土類元素-カルシウム-スズ-酸素系において生成する多元系酸化物を調べ、合成された新規物質についてその組成と結晶構造を明らかにし、結晶化学的な特徴を考察するとともに、それらの誘電特性や発光・蛍光特性を評価し、新規機能性材料としての可能性を示すことを目的とする。1.多結晶体試料および単結晶の合成・希土類金属元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系化合物の新規物質の探索にあたり、本年度は、まず希土類金属元素としてイットリウムを用いて実験を行った。原料としては、カルシウムは炭酸塩をその他の金属元素は2元系酸化物を用いた。・原料粉末を種々の組成で秤量混合し、ペレット状に成型後、白金板もしくは、白金・ロジウム板を敷いたアルミナ製ボート内に入れ大気雰囲気中、10001300°Cの温度で所定の時間加熱することで試料を作製した。・これらの新規化合物について、多結晶サンプルの長時間アニールによる結晶粒成長や、融液または部分溶融試料を徐冷することにより単結晶を作製した。2.結晶構造解析・X線回折強度データをもとに、新規化合物CaY_2Ge_3O_<10>とCaY_2Ge_4O_<12>の格子定数を精密化するとともに、空間群を選定し、直説法を利用して結晶構造モデルを導出した。・X線回折データから電子密度解析を行い、得られたモデルをもとに、原子座標や原子変位パラメータを精密化した。その結果、CaY_2Ge_4O_<12>はSrNa_2P_4O_<12>型と同型構造であることが明らかになった。CaY_2Ge_3O_<10>はこれまでに報告のない新たな結晶構造を有し、Ge_3O_<10>基の間にCaとY原子が位置することが示された。希土類金属元素を含む酸化物については、近年、光・電磁気的機能を有する素材・材料として様々な研究開発かなされている。

本研究では、希土類元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系と希土類元素-カルシウム-スズ-酸素系において生成する多元系酸化物を調べ、合成された新規物質についてその組成と結晶構造を明らかにし、結晶化学的な特徴を考察するとともに、それらの誘電特性や発光・蛍光特性を評価し、新規機能性材料としての可能性を示すことを目的とする。1.多結晶体試料およひ単結晶の合成・本年度は、希土類金属元素-カルシウム-スズ-酸素系化合物の新規物質の探索を行った。希土類金属元素としては主にイットリウムを用いて実験を行い、Eu置換などについても検討した。原料としては、カルシウムは炭酸塩をその他の金属元素は2元系酸化物を用いた。・原料粉末を種々の組成で秤量混合し、ペレット状に成型後、白金板もしくは、白金・ロジウム板を敷いたアルミナ製ポート内に入れ大気雰囲気中、10001500°Cの温度で所定の時間加熱することで試料を作製した。その結果、新規化合物のCa_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8>O_6とCa_<1.5>Eu_3Sn_<0.5>O_7とが発見された。・これらの新規化合物について、多結晶サンプルの長時間アニールによる結晶粒成長や、融液または部分溶融試料を徐冷することにより単結晶を作製した。2.結晶構造解析・X線回折強度データをもとに、新規化合物Ca_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8>O_6とCa_<1.5>Eu_3Sn_<0.5>O_7の格子定数を精密化するとともに、間群を選定し、直説法を利用して結晶構造モデルを導出した。・X線回折データから電子密度解析を行い、得られたモデルをもとに、原子座標や原子変位パラメータを精密化した。その結果、Ca_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8>O_6はMg_3TeO_6型と同型構造であることか明らかになった。Ca_<1.5>Eu_3Sn_<0.5>O_7はこれまでに報告のない新たな結晶構造を有し、Eu_2O_3中温相の結晶構造との関連性が指摘された。希土類金属元素を含む酸化物については、近年、光・電磁気的機能を有する素材・材料として様々な研究開発がなされている。しかし、希土類金属元素を含む蛍光・発光体では、ケイ素やアルミニウムの酸化物をべースとするものがほとんどであった。本研究では、希土類元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系と希土類元素-カルシウム-スズ-酸素系において生成する多元系酸化物を調べ、合成された新規物質についてその組成と結晶構造を明らかにし、結晶化学的な特徴を考察するとともに、それらの発光・蛍光特性を評価し、新規機能性材料としての可能性を示すことを目的とした。
一般相対論を拡張した理論の構築とその観測的検証

当該年度は,暗黒エネルギーの起源を解明するために,基礎方程式が2階微分に保たれるホルンデスキー理論とそれを拡張した理論において,太陽系のような局所領域での重力結合の強さと宇宙進化について調べた。研究代表者らは,そのような理論において,模型によっては局所天体の中心において曲率の発散が起こることを示し,そのような発散が起こらないための条件について明らかにした。さらに,宇宙の構造形成に関連する揺らぎの成長率が,観測と合うレベルで小さくできることを示した。このような模型において,背景時空の宇宙進化および宇宙の局所領域での第5の力の強さについて詳細に調べ,観測と矛盾しない模型の構築を行い,さらに有効なパラメータ領域に制限を与えた.上記の研究に加えて研究代表者らは,質量をもつベクトル場に基づく極めて一般的な拡張重力理論において,宇宙の局所領域での第5の力の伝搬機構と宇宙進化について詳細に調べた。その結果として,宇宙が加速膨張する解の存在を見出し,しかも一般的に収束解になっていることを示した。それらに加えて,理論にゴーストや不安定性が現れない条件を導出し,暗黒エネルギー模型として有効であるための条件について明らかにした。さらに,太陽系のような宇宙の局所領域において,ベクトル場のもつ自己相互作用によって,模型が重力実験と整合的であることを示した。さらに,重力子が質量をもつmassive gravity理論におけるヒッグス機構に関して調べた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
推薦採用の実態とその効果に関する実証研究－近代鉱山業における労働市場と労働組織

<資料整理>本研究の要となるのは、麻生家文書(九州大学附属図書館記録資料館・産業経済資料部門所蔵)の「勤怠表」と呼ばれる、労働者の出勤管理簿のデータベース化である。2018年度においては、当該資料の整理が可能な大学院生に、のべ約90時間従事して頂き、追加的に4ヶ月分のデータベース化が完成した。追加的に2000人余りの労働者勤怠状況が判明したことになる。炭鉱においては、納屋と呼ばれた間接管理組織によって労働者の勤怠管理がなされており、それぞれの納屋「頭」に、管理権限が委譲されていた。追加的な「勤怠表」の分析によって、納屋組織の統合および分離が多くあったことが観察された。さらに、統計的な分析によって、(1)実質出勤率:男性>女性、家族同時就労者のほうが高い、年齢が上がると少し下がる、(2)勤続期間:男性>女性、家族同時就労者のほうが長い、(3)退職:男性のほうが辞めない、家族同時就労者のほうが辞めない、ことを明らかにした。この他の主な活動としては、<経営史学会東北ワークショップ(於東北大学)における研究報告>、<九州大学への「麻生家文書」資料調査>、<論文の執筆および投稿>がある。3本の論文を査読付き学術雑誌に投稿中であり、また、所属する東京大学社会科学研究所の全所的プロジェクトである、「危機対応学」において刊行予定(2019年度)である『危機対応の社会科学』に、「危機対応と共有信念ー明治期における鉱山技師石渡信太郎を事例として」と題する論文を執筆した。これには、直面する危機に適切に対処するには、構成員の間で相互の行動に関する確率的予想が整合的であることが重要となることを論じ、この点について20世紀前半の炭鉱の鉱山技師であった石渡信太郎の事故対応および石渡と鉱夫との関係を事例に考察している。当初の予定より、資料整理要員を確保できていないが、資料整理は進んでおり、おおむね順調と言える。資料分析により、本研究の大きな目的である、推薦採用による効果をはかる、つまり、推薦者を通した採用か、人事部による採用かで、入職後の成績がいかに変わるかを推定することができる。本研究の場合における入職後の成績は、先ず第一に勤怠状況であるが、史料分析が進むことによって、現時点では、直接採用のほうが、勤続する傾向にあるが、推薦採用の方が出勤率は高い傾向にあることを明らかににすることができた。「勤怠表」のデータベース化をさらに進め、精度の高い推定結果を出していく。さらに、勤怠状況だけでなく、入職後の成績を模索する。より直接的な入職後の成績としては、出炭高であろう。出炭高と労働者氏名をあわせて明記した史料は少ないが、採用形態とつなぎ合わせることができれば、推薦採用の効果として興味深い結果を提示することができるだろう。

より直接的な入職後の成績としては、出炭高であろう。出炭高と労働者氏名をあわせて明記した史料は少ないが、採用形態とつなぎ合わせることができれば、推薦採用の効果として興味深い結果を提示することができるだろう。海外学会での報告を予定していたが、それよりも資料整理や、論文の投稿に時間を割いたため次年度使用額が生じた。次年度の予定は以下の通りである。資料調査で使用するための計算機を購入、資料調査(九州大学)に赴く。資料整理要員を補充し、資料分析を依頼する。「勤怠表」分析を行った研究結果を海外学会で報告する。
「いじめ」国際比較研究の方法をめぐる社会学的考察

平成二十九年度には、研究者は昨年度に引き続き、L・ウィトゲンシュタインの「家族的類似」の考え方に基づいて提示した独自の方法論を用いて、日本および、中国大陸、台湾三つの社会を中心にして、通文化的比較と通時的比較研究を実施した。平成二十九年度中、主に以下三点の成果を達成した。第一に、通文化的比較研究として、日本、中国大陸、台湾の現行のいじめ認識、対策およびいじめ定義を「セット」の形で捉え、公的文書を分析対象にして、三種のいじめ認識・対策の「実践セット」を抽出した。この研究は、東アジアのいじめ対策モデルへの理解を深めたうえで、これからのいじめ国際比較研究に対して、新たな分析道具を提供した。第二に、通時的比較研究として、日本の「1980年代中期1990年代中期」、「1990年代中期2000年代中期」、「2000年代中期以降」という三つの時代に注目し、各時期のじめ認識、対策およびいじめ定義を「セット」の形で扱い、時代ごと三種のいじめ認識・対策の「実践セット」を抽出した。そうすれば、従来の「リスク社会論」や「心理主義化」のような解釈に見落とされた側面が発見され、従来の枠組みに説明しきれない変化も新たな理解が得られた。第三に、通文化的比較研究として、2012年以降の日本、中国大陸、台湾の主要なメディアに注目し、いじめ事件を報道する際に、行為のどの特徴が言及されたか、どの特徴が言及されなかったについて比較研究を実施した。結論として、日本の加害者のない「いじめ」や、中国大陸の先生が被害者となる「いじめ」、台湾の一過的な「いじめ」などの、「いじめ」の多様な認識枠組みが発見された。これらの多様な認識枠組みの発見は、将来のいじめ国際比較研究の結果を正確に解読するために、依拠できる分析道具として使用できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成二十八年度には、研究者はL・ウィトゲンシュタインの「家族的類似」の考え方に基づいて提示した独自の方法論を用いて、日本および、中国大陸、台湾三つの社会を中心にして、比較研究を実施した。当該年度の中、主に以下二点の成果を達成した。第一に、研究全体の理論的基礎を築くために、これまでの三十年間、ヨーロッパ大陸諸国、イギリス、アメリカ、日本、中国大陸、台湾など、様々な社会に使用されたいじめ定義を整理したうえで、いじめ概念の家族的類似の構造を確認した。さらに、これまで社会科学領域における「家族的類似的」概念の扱い方をレビューし、本稿の独自な方法論、すなわちいじめ認識・対策の「実践セット」およびいじめの「認識フレーム」を提示した。この二つの概念道具は、これまでの要素並び型の定義の欠点を乗り越えて、「家族的類似の構造」を呈した概念にも適用でき、高い汎用性が現れた。第二に、通時的比較研究として、日本の「1980年代中期1990年代中期」、「1990年代中期2000年代中期」、「2000年代中期以降」という三つの時代を区分し、それぞれの時期において、朝日新聞によるいじめ事件に関する報道の中で、どの特徴が注目されたか、どの特徴が注目されなかったかについて分析を実施した。結論として、三つの時期のいじめ報道に注目された焦点の変化が解明された。つまり、「いじめ」の認識枠組みは時代の変化に伴って変化しつつあるということが分かった。その変化を促した原因について、平成二十九年度の研究の注目すべき焦点である。本年度の第一の成果は、いじめの国際比較研究の方法に関する『京都社会学年報』論文であろう。いじめのように社会により定義の異なる現象の比較に関する厳密な方法論的追究を行った本論文は、いじめの社会学的研究の第一人者にも高く評価され、国際比較研究を進めるための堅固な足場を構築することができたと言える。第二の成果は、中国と台湾における現地調査に着手し、すでに検討した日本に加えて、本格的な国際比較研究を開始したことである。中国においては、2016年7月に北京大学で開催された教育社会学のサマースクールに参加し、中国大陸におけるいじめ現象およびその対策に関する文献調査と聞き取り調査を実施した。その研究成果は『21世紀東アジア社会学』に投稿した。台湾では、11月に国立キ南国際大学の翁福元教授の協力のもと、台中市にある小中学校および彰化県立教育相談センターにインタビューを行い、いじめ対策に関連する資料を入手した。また日本の教育に関するエッセーを中国の『人民日報』に寄稿し、日中の懸け橋としての役割を果たし始めている。

第二に、通時的比較研究として、日本の「1980年代中期1990年代中期」、「1990年代中期2000年代中期」、「2000年代中期以降」という三つの時代に注目し、各時期のじめ認識、対策およびいじめ定義を「セット」の形で扱い、時代ごと三種のいじめ認識・対策の「実践セット」を抽出した。そうすれば、従来の「リスク社会論」や「心理主義化」のような解釈に見落とされた側面が発見され、従来の枠組みに説明しきれない変化も新たな理解が得られた。第三に、通文化的比較研究として、2012年以降の日本、中国大陸、台湾の主要なメディアに注目し、いじめ事件を報道する際に、行為のどの特徴が言及されたか、どの特徴が言及されなかったについて比較研究を実施した。結論として、日本の加害者のない「いじめ」や、中国大陸の先生が被害者となる「いじめ」、台湾の一過的な「いじめ」などの、「いじめ」の多様な認識枠組みが発見された。これらの多様な認識枠組みの発見は、将来のいじめ国際比較研究の結果を正確に解読するために、依拠できる分析道具として使用できる。翌年度には、引き続き、L・ウィトゲンシュタインの「家族的類似」の考え方に基づいて提示した独自の方法論を用いて、日本および、中国大陸、台湾三つの社会を中心にして、通文化的比較と通時的比較研究を実施する予定である。第一に、通文化的比較研究として、日本、中国大陸、台湾の現行のいじめ認識、対策およびいじめ定義を「セット」の形で捉え、公的文書を分析対象にして、いじめ認識・対策の「実践セット」を抽出する。第二に、通時的比較研究として、日本の「1980年代中期1990年代中期」、「1990年代中期2000年代中期」、「2000年代中期以降」という三つの時代に注目し、各時期のじめ認識、対策およびいじめ定義を「セット」の形で扱い、時代ごと三種のいじめ認識・対策の「実践セット」を抽出する。この研究を通じて、朝日新聞のいじめ記事に関する分析の結果、すなわちいじめ認識枠組の変化を促した原因を解明できる手がかりを探索する。第三に、通文化的比較研究として、2012年以降の日本、中国大陸、台湾の主要なメディアに注目し、いじめ事件を報道する際に、行為のどの特徴が言及されたか、どの特徴が言及されなかったについて比較研究を実施する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
実装コスト最適化制御系設計への先進的最適化アルゴリズムの導入に関する研究

研究課題である「実装コスト最適化制御系設計への先進的最適化アルゴリズムの導入」に関して,第3年度目にあたる平成22年度では,三点の課題に取り組んだ.その一つは「低コストシステムにおけるノイズモデルを考慮した同定」であり,昨年度に引き続いて,凸最適化の手法を応用することにより,出力が粗いセンサー等を適切に扱える手法を提案した.研究課題である実装コストを低く抑えた制御系を設計する上で,これらのシステムを対象とした研究は重要であると考えられる.つぎに「粒子群最適化を用いた区分的アフィンシステムの同定」について研究を行った.多くの低コストシステムは非線形性を持ち,広く用いられている線形時不変モデルによる近似は不十分である.この研究においては,粒子群最適化を用いて,汎用性が高いハイブリッドシステムによるモデリングを行う手法を開発した.また,その過程において分散型の粒子群最適化アルゴリズムを開発した.これは大規模な並列計算機を用いて粒子群最適化の性能を飛躍的に高めることを可能にする.また,この分散型粒子群最適化アルゴリズムを用いることで安価なDCモータ系に対して適切なモデルが得られることを示した.つづいて「L1最適化に基づいた区分的アフィンシステムの同定」について考察し,対象システムの状態空間における一貫性に着目したアプローチを新たに提案した.このアプローチは汎用性が高く,他分野におけるモデリング問題に対しても適用可能であると考えられる.これらのモデリング技術を用いることで,低コストシステムに対して,より適切で単純なモデルを構築することが可能になる.モデルのこれらの特徴は低コストシステムの制御の実現だけでなく,制御器の単純さにも寄与すると考えられ,この観点からも本研究で得られた成果は低コストシステムの制御において重要である.研究課題である「実装コスト最適化制御系設計への先進的最適化アルゴリズムの導入」に関して,第1年度目にあたる平成20年度では,1.Particle Swarm Optimizationを用いた固定構造H∞制御器の設計法の提案2.実験装置を用いた問題の洗い出し3.連続時間システム同定法の考察の3点について研究を行った.1.において提案した手法は,従来困難であった実装コストを限定した制御系設計を容易にするものであり,実用上有意義である.また,「2.実験装置を用いた問題の洗い出し」においては,制御系設計を行う際のシステム同定か制御仕様の決定において重要であり,現在主流である離散時間モデルに基づくシステム同定では不十分であるという知見を得た.つづいて,この知見をもとに制御系設計において適切なモデルを得るために必要となる「3.連続時間システム同定法の考察」を行った.考察においては連続時間システム同定で問題となる計測雑音に留意し,その影響を受けにくい手法である射影型の反復同定法に注目して改良を行った.改良においてはまず,この方法を実際に適用する上で問題となっていた反復毎の初期化操作を必要としないアプローチを提案した.また,これをさらに発展させ,反復実験を完全に必要とせず,システムの任意の入出力データから同定を行うことができる手法を提案した.これらの改良によって,制御系設計において有用な連続時間システムとしての対象プラントのモデルを,計測雑音が大きい場合でも容易に同定することが可能となるので,制御理論を適用できるプラントの範囲が拡張されることが期待される.また,より考察を進めることで,研究課題である「実装コストの最適化」を行う際に重要となる,「制御理論の実応用において本質的に必要とされる制御性能」についての知見が得られることも期待できる.第2年度目にあたる平成21年度では,「1.連続時間システム同定法の拡張」「2.先進的最適化アルゴリズムによる低コストシステムの同定」「3.先進的最適化アルゴリズムを用いたハイブリッドモデルの同定」の3点に取り組んだ.「1.連続時間システム同定法の拡張」においては,実応用において重要な問題である,稼働状態にある制御系に含まれるシステムのモデリング問題について考察を行い,前年度の研究を拡張してこの問題に対応できることを示した.つぎに,「2.先進的最適化アルゴリズムによる低コストシステムの同定」においては,前述の研究において提案した同定手法に,近年注目されている凸最適化の手法を組み入れることにより,出力が粗いセンサーが存在する系や,計測値に外れ値が多く含まれる系を適切に扱うことができることを示した.低コストシステムはこのような特徴を持つことが多く,研究課題を達成する上で,これらのシステムを対象とした研究は重要であると考えられる.また,「3.先進的最適化アルゴリズムを用いたハイブリッドモデルの同定」では,低コストシステムにおいて必要とされるハイブリッドシステムによるモデリングに対して,凸最適化が適用可能であることを示し,実験データに対して良好な結果が得られることを確認した.また,制御系設計において用いられるモデルの単純さは,設計される制御器の複雑さ,すなわち実装コストと密接に関連しており,この研究成果はモデルの単純化に応用できると考えられるので,研究課題である「実装コスト最適化制御系設計」の達成において特に重要である.研究課題である「実装コスト最適化制御系設計への先進的最適化アルゴリズムの導入」に関して,第3年度目にあたる平成22年度では,三点の課題に取り組んだ.その一つは「低コストシステムにおけるノイズモデルを考慮した同定」であり,昨年度に引き続いて,凸最適化の手法を応用することにより,出力が粗いセンサー等を適切に扱える手法を提案した.研究課題である実装コストを低く抑えた制御系を設計する上で,これらのシステムを対象とした研究は重要であると考えられる.つぎに「粒子群最適化を用いた区分的アフィンシステムの同定」について研究を行った.多くの低コストシステムは非線形性を持ち,広く用いられている線形時不変モデルによる近似は不十分である.