hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Rを用いた心理統計教育に活かすWeb教材作成とその効果の検証

研究対象者には,教材に対する評価,及び,心理統計とRに対するイメージについてWeb教材による学習の前後に質問紙調査を行った。その結果,Web教材への肯定的な評価と,Rに対するイメージの向上がみられ,Web教材について一定の学習効果が示唆された。平成30年度は,Rに関するWeb教材の試作品(バージョン0)と,その改良版(バージョン1)を開発することができた。さらに,18名と小サンプルではあるが,教材の効果検証実験を実施し,データを収集することができた。このことから,本研究は順調に進展していると言える。平成30年度は,3カ年の研究期間の2年目にあたる。Rに関するWebベースの自習用教材の開発について,Web教材試作版の開発を行う。そして,開発した教材の教育効果の検証として,教育効果検証のための予備実験を行う。令和元年度は,3カ年の研究期間の最終年度にあたる。Rに関するWeb教材の開発をさらに進め,コンテンツを充実させる。Web教材について,現時点では「心理統計」色がやや弱いので,その点を強化し,質量ともに充実したものとする。新たにサンプルを増やした効果検証実験を行い,Web教材の完成度を高める。これらの取り組みにより,心理統計関連科目を担当する大学教員に資するサービスの提供を目指す。本研究では,Webベースの教材を開発することを計画している。Webサーバー構築及びその保守のため,次年度使用額が生じた。Webサーバーの開発を外注したため,平成31年度についても,サーバー保守のための費用が必要となる。このため,平成30年度の予算の一部を計画的に残し,翌年度へと繰り越すことにした。
高触媒活性突起部位を配列したモデルナノ構造界面の基盤技術創出

燃料電池触媒の反応活性の最適化を進める基礎研究の中で、触媒のサイズをナノスケール化することで、高活性が得られる。これは比表面積の増大による効率化、結晶構造が表面においてひずむことで、活性点となる欠損部位が増大し、さらには局所的に配位数が減少すること(配位不飽和)による電子状態の変化によることが考えらえる。つまりこれはバルク金属とは異なるナノ構造自体に起因する構造的理由による反応活性変化であると考えらえる。そこでナノ表面特有の反応活性部位と予想される突起部位に起因する特異的反応活性を実験的に、系統的に実証・調査する研究を目指すうえで、モデル突起部位とし高指数キンク表面の作成、電気化学による評価、さらには反応活性の構造とのそうかんを理解することで、実触媒の高活性機構の理解を目指す。そこで研究実施計画では3課題を提案した。(1)単結晶表面の作製、研磨、洗浄法の最適化、(2)電気化学的手法による表面構造評価法の選定、(3)その場測定を可能とするシェル被膜ナノ粒子増強ラマン分光法の最適化。(1)基本低指数単結晶表面の作製のための独自の結晶作成法の最適化に成功した。結晶面出し用光学ステージのセットアップ、研磨方法の最適化を終え、(111)(100)面の独自の作製技術を確立した。(2)低指数表面における電気化学的評価法の選定は完了した。(3)分析ターゲットとなる分子や金属粒子に対して、物理的、化学的、電子的相互作用による影響を最小限に制限することで、よりPureな分光学的評価を可能とする分光法の更なる高感度化に成功した。既存の方法に対して、増強素子のサイズや形状だけでなく、測定基板となる金や銀基板の表面修飾、増強素子表面のシェル層の開発を進め、本課題で目指す表面突起部位のモデルである、これまで観測が出来なかった1 nm程度の白金粒子における直接ラマン測定に初めて成功した。当初の研究計画に対して提案している3課題について、それぞれの進捗状況は異なる。(1)の単結晶作成技術の確立において、当初作成した低指数表面の品質が著しく低く、その原因が単結晶表面作りで最も重要な結晶粒の作製時に、多結晶となることが電気化学評価で示唆されていた。その原因は単結晶の結晶粒作成時の金属ワイヤとの界面が多結晶であることが原因であると考え、作成手法を変更したところ、品質の向上が見られた。高品質の単結晶粒でのみ実現される高指数表面の作製に道筋がついてことから、高指数表面の作製を進めている。よって当初の予定よりも「やや遅れている」ことは否めないが、最終年で高指数キンク表面の作製を目指す。(2)結晶表面の電気化学的評価法について、課題(1)の進捗状況に依存するため、本年度の進捗はわずかであるが、同時進行するため、最終年での確立を目指す。(3)昨年度までに感度を(標準試料を用いた場合)45倍に向上することを報告していたが、実際の白金微粒子を用いた分光測定時には再現性が極めて低い問題があった。そのため測定の確度・精度の向上が求められていたが、増強素子および測定基板の最適化することで、白金微粒子に吸着したプローブ分子の直接観察に成功し、感度のみならず、測定確率の向上に成功した。課題(1)および課題(2)について、順次単結晶表面を作成し、電気化学的手法により評価していく。特に一酸化炭素の酸化反応、酸素還元反応、水素発生反応などの基本的な電気化学反応における単結晶表面の構造の影響を評価していくことで、活性部位における電気化学的挙動を系統的に解明し、データベース化していくことで、より複雑な多元系での発展的研究の基礎知識とすると同時に、高活性触媒開発の道標とする。課題(3)はほぼ完了したと考えており、関係論文1報は投稿済み、3報は投稿準備中である。今後は可能な限り早い論文アクセプトを目指す。

(3)分析ターゲットとなる分子や金属粒子に対して、物理的、化学的、電子的相互作用による影響を最小限に制限することで、よりPureな分光学的評価を可能とする分光法の更なる高感度化に成功した。既存の方法に対して、増強素子のサイズや形状だけでなく、測定基板となる金や銀基板の表面修飾、増強素子表面のシェル層の開発を進め、本課題で目指す表面突起部位のモデルである、これまで観測が出来なかった1 nm程度の白金粒子における直接ラマン測定に初めて成功した。当初の研究計画に対して提案している3課題について、それぞれの進捗状況は異なる。(1)の単結晶作成技術の確立において、当初作成した低指数表面の品質が著しく低く、その原因が単結晶表面作りで最も重要な結晶粒の作製時に、多結晶となることが電気化学評価で示唆されていた。その原因は単結晶の結晶粒作成時の金属ワイヤとの界面が多結晶であることが原因であると考え、作成手法を変更したところ、品質の向上が見られた。高品質の単結晶粒でのみ実現される高指数表面の作製に道筋がついてことから、高指数表面の作製を進めている。よって当初の予定よりも「やや遅れている」ことは否めないが、最終年で高指数キンク表面の作製を目指す。(2)結晶表面の電気化学的評価法について、課題(1)の進捗状況に依存するため、本年度の進捗はわずかであるが、同時進行するため、最終年での確立を目指す。(3)昨年度までに感度を(標準試料を用いた場合)45倍に向上することを報告していたが、実際の白金微粒子を用いた分光測定時には再現性が極めて低い問題があった。そのため測定の確度・精度の向上が求められていたが、増強素子および測定基板の最適化することで、白金微粒子に吸着したプローブ分子の直接観察に成功し、感度のみならず、測定確率の向上に成功した。課題(1)および課題(2)について、順次単結晶表面を作成し、電気化学的手法により評価していく。特に一酸化炭素の酸化反応、酸素還元反応、水素発生反応などの基本的な電気化学反応における単結晶表面の構造の影響を評価していくことで、活性部位における電気化学的挙動を系統的に解明し、データベース化していくことで、より複雑な多元系での発展的研究の基礎知識とすると同時に、高活性触媒開発の道標とする。課題(3)はほぼ完了したと考えており、関係論文1報は投稿済み、3報は投稿準備中である。今後は可能な限り早い論文アクセプトを目指す。年度末に購入予定であった白金基板の納期が年度を超えてしまい、その分に予定していた予算が余ってしまったため。翌年請求分と合わせて、白金基板の購入を予定している。
高分子微粒子固定化有機分子触媒によるワンポット合成法の開発

複数の触媒を高分子微粒子にそれぞれ固定化し、サイトアイソレーションを実現できる高分子微粒子固定化有機分子触媒の合成を行い、高分子微粒子に導入したキラル有機分子触媒により、光学活性化合物の触媒的ワンポット合成システムを確立することを目的とした。まず、スルホネートを有するモノマー、コモノマーと架橋モノマーを用い、ラジカル開始剤による沈殿重合法により、有機分子触媒固定化用高分子微粒子の合成を合成した。スルホン酸エステル型モノマーの利用と微粒子合成後の脱保護反応により、目的の構造を有する真球状の微粒子を得ることに成功した。つぎに、キラルイミダゾリジノン触媒等の有機分子触媒を用い、イオン交換反応による有機分子触媒固定化用高分子微粒子への固定化反応を行った。高分子微粒子とキラル有機分子触媒を溶媒中、室温で混合すると、目的とする高分子微粒子固定化有機分子触媒が得られることが明らかとなった。また、高分子反応法が適用できない有機分子触媒の高分子微粒子への固定化は、有機分子触媒を有するモノマーの合成を行った後、その沈殿重合により、可能であった。キラルイミダゾリジノン型触媒、キラルピロリジン型触媒を有する高分子微粒子を用い、ワンポット反応を行った。キラルイミダゾリジノン型触媒による1段目の反応では、定量的な転化率と高い立体選択性を示すことが明らかとなった。2段目の反応は本来の反応速度に加え、高分子触媒による反応速度の低下により、低い収率を示したが、高いdr比とエナンチオ選択性で目的の光学活性体を得ることに成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。有機分子触媒をコア部に導入したコアーシェル構造を有する高分子微粒子固定化有機分子触媒の合成を目的として、初年度は主に有機分子触媒固定化用コアーシェル型高分子微粒子の合成ならびにコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の合成を行った。スルホネートを有するモノマー、コモノマーと架橋モノマーを用い、ラジカル開始剤による沈殿重合法により、有機分子触媒固定化用コアーシェル型高分子微粒子を合成した。スルホネートを有するモノマーとして、スチレンスルホン酸フェニルを用い、微粒子形成後に定量的な脱保護反応をすることにより、目的の構造を有する真球状の微粒子を得ることに成功した。粒子径はモノマー組成や重合溶媒によって制御することが可能であり、数百ナノメートルから数マイクロメートルまで調節が可能であった。粒子径分布は小さく、粒子径の揃った高分子微粒子が得られた。次に、キラルイミダゾリジノン触媒等の有機分子触媒を用い、イオン交換反応によるコアーシェル型高分子微粒子への固定化反応を行った。コアーシェル型高分子微粒子とアルキル四置換アンモニウム塩等を有するキラル有機分子触媒を溶媒中、室温で混合すると、アンモニウムスルホネートが分子間で速やかに生成し、目的とするコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒が得られることが明らかとなった。イオン交換反応後も微粒子形状、粒子径、粒子径分布に変化はなく、安定に有機分子触媒の固定化反応を行えることが分かった。触媒導入率はスルホネートを有するモノマー、コモノマーと架橋モノマーの組成比や触媒の種類に依存するため、定量的に導入できる条件の検討を行った。平成24年度計画として掲げた有機分子触媒固定化用コアーシェル型高分子微粒子の合成ならびにコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の合成の計画のうち、ポリマーの一次構造、親水性ー疎水性バランスを変えたコアーシェル型高分子微粒子の合成ならびにコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の安定性評価は未実施である。一方、平成25年度に実施を予定していたコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒を用いた触媒的不斉反応は一部実施しており、本研究課題はおおむね順調に進展している。平成25年度は主にコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒を用いた触媒的不斉反応とワンポット合成反応を行う。

高分子微粒子上に固定化した有機分子触媒に対応した不斉反応を行い、コアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の触媒性能の評価を行う。不斉反応における転化率、生成物の収率、立体選択性、触媒の再使用性に関して、コアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の特徴を明らかにすると共に、コアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の合成、触媒固定化反応条件を再検討し、高性能コアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の開発を目指す。上記反応の結果を踏まえ、複数のコアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒を用いた触媒的ワンポット合成を行う。各反応における転化率、生成物の収率、立体選択性、サイトアイソレーション効率から各コアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の触媒性能評価を行う。さらに水系反応に適したコアーシェル型高分子微粒子を調製し、高収率かつ高立体選択性で光学活性化合物が得られ、高い再使用性を有する(またはフローシステムへの応用が可能な)環境調和型コアーシェル型高分子微粒子固定化有機分子触媒の開発を行い、光学活性化合物のワンポット反応合成システムへの適用を目指す。25年度が最終年度であるため、記入しない。
GH6セロビオヒドロラーゼのループ間の相互作用を利用した酵素活性様式の制御

本年度の研究の目的は、前年度に得られたループ間の相互作用と酵素活性様式との関連性の情報を基に、スイッチ(環境要因)により、ループ間の塩橋構造を形成および切断できる変異体を作製し、その後、pH条件あるいは温度条件を外的環境因子として試験し、本酵素を制御するスイッチとしての役割を果たす最適な環境要因を検討することである。これにより、活性中心付近に存在するトンネル構造の開閉が制御可能となると考えた。前年度では、CcCel6Cの活性中心付近に形成されるトンネル構造を改変すべくS-S_mutantおよびループ欠損体をそれぞれ作製し、変異体と野生型の酵素学的性質の差異の解明により、ループ間相互作用が、基質特異性および加水分解のエンド性、連続性(プロセッシビティ)に影響を与えることを示唆する結果が得られた。そこで、本年度はそれらの変異体の反応特性についてより詳細に調査したところ、ループ欠損体は野生型に比べ、プロセッシビティが著しく低下し、エンド性が上昇したことが明らかになった。したがって、ループ構造間の相互作用をよりシステマチックに人為的に改変することにより、GH6酵素の加水分解のエンド性および連続性を制御することが可能であることが示唆された。一方、S-S_mutantでは、セルロースの加水分解活性が著しく低下し、プロセッシビティに変化が観察されなかったことから、ループ構造のエンジニアリングによる、酵素のエンド性の向上への改変は可能となったものの、その逆の性質(つまりエンド性を低減させること)への改変技術に関しては、現時点では課題が存在する。また、本年度は酵母菌Pichia pastorisによる異種宿主発現系を用いて、担子菌Coprinopsis cinereaが保持する全てのCel6酵素(CcCe16A-E)を発現させ、詳細な糖質分解試験を行った結果、これらの酵素間には、異なるエンド性、プロセッシビティおよびpH依存性が存在していることが明らかになった。このことから、外的環境因子として、pHによる酵素の作用様式の制御は十分に可能であると推測される。本年度の研究の目的は、CcCel6Cの活性中心付近にトンネル構造を形成する2本のループ間の相互作用の強さが、酵素の触媒機能(特にプロセッシビティや基質特異性)に与える影響を理解するため、CcCel6Cの立体構造に基づいてループ改変体酵素を作成し、改変体と野生型の酵素間の酵素学的性質の差異を明らかにする事である。これまでの研究により、GH6に属するEGとCBHIIの構造的な相違点として、活性中心周囲のループによって形成されたトンネル構造の有無が知られており.この構造的差異が酵素のエンド性やプロセッシビティに大きく影響していることが明らかとなってきた。このトンネル構造を任意に改変することで、エンドーエキソ活性を制御することが可能であると考え、本研究では、典型的なEG型酵素であるHumicola insolen Cel6Bのアラインメントを参考に、CcCel6Cの三次元構造情報に基づき、C末端側のループに対応する残基342-356を欠損させたループ欠損体(EG型酵素近似体)を作製した。さらに、本変異体を、大腸菌を宿主とした異種発現系で発現させることに成功した。これを用いて多糖分解試験に供したところ、非晶性セルロース(PASC)分解試験では、反応初期の生成産物として、セロビオースのみならず、セロトリオース、セロテトラオース、セロペンタオースの存在が確認された。この結果は、CcCel6C野生種に比べ、ループ欠損体は多種のオリゴ糖を切り出しやすくなったことを示唆している。また、EG型酵素が反応性を示すカルボキシメチルセルロース(CMC)の分解試験では、ループ欠損体は野生種CcCel6Cに比べ、より高い反応活性を示した。プロセッシビティの評価においても、ループ欠損体は報告されているEG型酵素と同様の値域を示した。これらの結果から、ループ欠損体は野生種に比べ、エンド型活性が上昇したと考えられる。活性型ループ改変体の作製の成功は、人工的にエキソ型酵素をエンド型酵素に改変しうることを示唆するもので、本研究課題の推進にとって非常に有意義な知見となった。

一方、S-S_mutantでは、セルロースの加水分解活性が著しく低下し、プロセッシビティに変化が観察されなかったことから、ループ構造のエンジニアリングによる、酵素のエンド性の向上への改変は可能となったものの、その逆の性質(つまりエンド性を低減させること)への改変技術に関しては、現時点では課題が存在する。また、本年度は酵母菌Pichia pastorisによる異種宿主発現系を用いて、担子菌Coprinopsis cinereaが保持する全てのCel6酵素(CcCe16A-E)を発現させ、詳細な糖質分解試験を行った結果、これらの酵素間には、異なるエンド性、プロセッシビティおよびpH依存性が存在していることが明らかになった。このことから、外的環境因子として、pHによる酵素の作用様式の制御は十分に可能であると推測される。
強磁性半導体電界効果トランジスタの特性に関する研究

正孔誘起強磁性体であるIII-V族磁性半導体は電界効果トランジスタ(FET)構造を用いて電界により正孔濃度を制御することでキュリー温度T_Cなどの磁気特性を制御することができるという特長を持つ。前年度は(Ga,Mn)As FETにおけるT_Cとpの関係を調べることで、強磁性半導体薄膜では絶縁膜/強磁性半導体界面の正孔濃度分布が電界による磁気特性の変調に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。そこで今年度は(Ga,Mn)Asとは界面特性が異なると期待される(Ga,Mn)Sb FETにおけるT_Cとpの相関関係を調べ、(Ga,Mn)Asで得られた結果との比較を行った。測定に用いた膜厚5nmの(Ga,Mn)Sbは分子線エピタキシ法で製膜し、チャネルに加工後ジルコニア絶縁膜と金電極を堆積しFET構造とした。結晶成長温度を低くすることで(Ga,Mn)Sbで初めて数nmの薄膜で析出層によるものでない強磁性を観測し、また初めて(Ga,Mn)Sbにおける電界による明瞭なT_Cの変調に成功した。(Ga,Mn)Sbにおいて観測されたpとT_Cの関係はT_C∝p^<1.5>となり、この関係は(Ga,Mn)Asで得られたT_C∝p^<0.2>の関係とは指数の大きさが異なっている。理論モデルによる解析結果は絶縁膜/(Ga,Mn)Sb界面では正孔蓄積が生じていることを示している。今年度の研究の結果は前年度の研究で得られた、電界による磁気特性の制御が深さ方向への正孔濃度分布を制御することによって実現していることを裏付ける結果となった。近年、電界によってT_Cだけでなく磁化容易軸方向の制御も可能であることが報告されている。このような電界による磁気異方性制御は磁界や電流、歪みを必要としない電界のみによる磁化反転を期待させるものであり、その実現のためには本研究によって明らかとなった電界による磁性制御メカニズムが有益な知見を与えると期待される。強磁性半導体(Ga,Mn)Asは電界効果トランジスタ(FET)構造を用いて電界により正孔濃度を制御することで強磁性転移温度などの磁気特性を制御することができるという従来の金属強磁性体にはない特徴を持つ。本研究課題は磁性半導体のこの特徴を活かした新しいデバイスの創生を目的とする。本年度は(Ga,Mn)Asをチャネルとして持つFET構造においてゲート電界により正孔濃度を変調し、正孔濃度変化と強磁性転移温度変化の関係について詳細に調べた。また結果を理解するために、既存の理論モデルを拡張し、数値計算と実験結果の比較を行った。測定に用いた膜厚4.5nmの(Ga,Mn)Asは分子線エピタキシ法で製膜し、チャネルに加工後アルミナゲート絶縁膜と金電極を堆積しFET構造とした。低温での磁気輸送測定からゲート電界を印加した時の正孔濃度変化と強磁性転移温度変化の関係について調べた。その結果、強磁性転移温度は正孔濃度の0.2乗に比例する形でスケールできることがわかった。この関係は既存の理論モデルでは定量的に説明することができない。そこで薄膜素子に顕著に影響を与える効果として絶縁膜/半導体界面の空乏層の効果や(Ga,Mn)As内に深さ方向に生じる正孔濃度分布の影響を取り込んだ理論モデルを構築し、適当なパラメータを用いることで実験結果を定量的に説明することに成功した。今年度の研究の結果、デバイス応用に向け大きな磁性変調を得るにはゲート絶縁膜/磁性半導体界面状態の制御が重要であることが明らかとなったが、これは磁性半導体電界効果素子を用いた測定から得られる物理的知見についての理解を深めるためだけでなく、新機能デバイスの設計を行う上でも有益な知見であると言える。界面状態の改善により正孔蓄積が可能になった際に、強磁性転移温度などの磁気特性がどのように変化するのかに興味が持たれ、今後この点についても調査を進めていく計画である。

理論モデルによる解析結果は絶縁膜/(Ga,Mn)Sb界面では正孔蓄積が生じていることを示している。今年度の研究の結果は前年度の研究で得られた、電界による磁気特性の制御が深さ方向への正孔濃度分布を制御することによって実現していることを裏付ける結果となった。近年、電界によってT_Cだけでなく磁化容易軸方向の制御も可能であることが報告されている。このような電界による磁気異方性制御は磁界や電流、歪みを必要としない電界のみによる磁化反転を期待させるものであり、その実現のためには本研究によって明らかとなった電界による磁性制御メカニズムが有益な知見を与えると期待される。
フォトニクスとエレクトロニクスの融合による光コンピュータの構成法に関する研究

光スイッチの信号遅延は、状態を変化させるためのスイッチング遅延と光信号を伝搬させるためのパス遅延に分類できる。光スイッチを光が伝搬する信号伝搬遅延はCMOS論理ゲートの1/1001/50倍程度と非常に小さいが、光スイッチが状態を遷移させるためのスイッチング遅延はCMOSゲートより2倍以上大きい。つまり、光スイッチの光出力と次段の光スイッチの光入力を直列に接続して回路を構成すればCMOS論理回路よりも数十倍高速な回路が構成できるが、光スイッチの光出力を次段のスイッチの電気制御端子に接続する方法で回路を構成するとCMOS論理回路よりも低速となる。上述の考察に基づき、平成30年度は光スイッチを直列に接続するセレクタ論理に基づく光論理回路の構成法を検討した。光スイッチを直列に接続することで高速に信号を伝搬させることができるが、光スイッチを伝搬する信号の減衰は、光スイッチの直列段数の指数に比例する。従って、直列に接続される光スイッチの数が多くなれば、光源に強い光信号を用いる必要があり、光集積回路全体の消費電力が膨大となる。そこで、本年度は光集積回路の光の減衰を低減する回路設計手法を考案し、並列乗算器などを対象として手法の効果を検証した。また、セレクタ論理に基づく回路は、最悪の場合では素子数が入力数の指数に比例して大きくなる問題がある。そこで、本年度は光の波の性質を利用し、波長分割多重により一つの回路を複数の論理関数で共有する手法を考案した。さらに、並列乗算に適切な近似を導入することにより、光集積回路に適した回路アーキテクチャが構成できることを明らかにした。具体的には、2変数の積が、これらの変数の対数の和に置き換えられることに注目し、2変数の対数値を導出する際に適切な近似を導入することにより、回路の大部分を光スイッチの直列接続によって構成する並列乗算器のアーキテクチャを明らかにした。当初の計画では、初年度に光集積回路に適した関数の分類を行うと同時に光集積回路の実現に適した回路構造を明らかにする、としていた。この計画通り、本年度は光スイッチを直列に接続するセレクタ論理に基づく光論理回路の構成法を検討した。その結果、セレクタ論理に基づいて光スイッチを直列に接続することで高速に信号を伝搬させることができるが、光スイッチを伝搬する信号の減衰は、光スイッチの直列段数の指数に比例すること明らかとなった。さらに、セレクタ論理に基づく回路は、最悪の場合では素子数が入力数の指数に比例して大きくなる問題がある。そこで、本年度は光の波の性質を利用し、波長分割多重により一つの光集積回路を複数の論理関数で共有する手法を考案した。波長の異なる光信号は互いに干渉を起こさないため、同一の回路に別々の波長をもつ光信号を入射することにより、複数の論理演算を並列で実行することが可能となる。研究成果は国内外の学会で発表し、発表者の学生はIEICE VLD Excellent Student Author Award for ASP-DAC 2019を受賞した。研究成果は国内外の研究会で発表し、好評を得ている。上述の通り、当初の計画通り研究は順調に進んでいる。今後は本年度行った検討を元に光論理回路の素子数低減法や光の電力損失を低減する手法を一般化する予定である。特にセレクタ論理を用いた光論理回路に対する素子数低減法や電力損失低減法は、現時点では手法の発案を行っただけの状況であり、手法の限界が明らかになっていない。また、現時点では手法の理論構築を行った段階であり、具体的な論理関数に適用した際の回路特性の解析が十分に行えていない。今後は、手法の一般化を行うことにより素子数低減および電力損失低減の限界を明らかにする。また、セレクタ論理に基づく光論理回路の光源での消費電力は光スイッチの直列段数の指数に比例する。そこで、セレクタ論理に基づく光論理回路を適切に多段化することにより、遅延を増大させることなく光源の総消費電力を削減する手法を確立する。上述のセレクタ論理に基づく光論理回路の実現法や素子数低減法および電力損失低減法を具体的な論理関数に適用することにより光論理回路を設計し、回路シミュレーションにより回路動作の検証を行うとともに回路特性の評価を行う予定である。具体的には商用の光集積回路シミュレータによって光スイッチとCMOS論理ゲートが混載する光電融合回路をシミュレーション可能である。このシミュレータを最大限活用する。さらに、本年度行った検討を元に光論理回路をニューラルネットワークに適用する方法を検討する予定である。特にニューラルネットワークの処理には多数の積和演算が使用されるため、光回路に適した近似乗算アルゴリズムの検討は非常に重要である。次年度は、積和演算に対してより大胆な量子化などの近似を導入することにより超高速かつ低消費電力な光ニューラルネットワークの実現を検討する。ナノフォトニクス技術を単純にLSIに導入するだけではLSIの高速化は望めない。光スイッチ素子の信号遅延は、状態を変化させるためのスイッチング遅延と光信号を伝搬させるためのパス遅延に分類できる。

光スイッチ素子を光が伝搬する遅延はLSIの構成要素であるCMOS論理ゲートと比べて1/1001/50倍程度と非常に小さいが、光スイッチ素子が状態を遷移させるためのスイッチング遅延はCMOSゲートより2倍程度大きい。つまり、光スイッチの光出力と次段の光スイッチの光入力を直列に接続して回路を構成すればCMOS論理回路よりも数十倍高速な回路が構成できるが、光スイッチの光出力を次段のスイッチの電気制御端子に接続する方法で回路を構成するとCMOS論理回路よりも低速となる。上述の考察に基づき、平成29年度は二分決定グラフに基づく光論理回路の構成法を検討した。二分決定グラフに基づいて光論理回路を構成すると光スイッチの直列接続のみで回路を構成できる。つまり、二分決定グラフに基づく光論理回路は非常に高速に動作することが期待できる。しかし、二分決定グラフに基づく論理回路は実現する論理関数によっては必要とする素子数が入力の指数オーダーとなることが分かっている。つまり、実現する論理関数によっては二分決定グラフに基づく論理回路の面積が膨大になる可能性がある。この場合、光の信号を出力まで伝えるための電力も膨大となり現実的ではない。そこで、平成29年度は二分決定グラフに基づく光論理回路の素子数と光の減衰を低減するための方法を検討し、いくつかの興味深い方法を発案した。並列カウンタや並列乗算器などの例を用いた実験により、発案した方法が素子数削減に有効であることを確認した。上記の結果は、集積回路設計技術に関する研究会にて発表予定である。当初の計画では、初年度に光集積回路に適した関数の分類を行うと同時に光集積回路の実現に適した回路構造を明らかにする、としていた。この計画通り、群関数を用いた算術演算器の実現法や積和論理表現を用いた論理関数の実現法、二分決定グラフを用いた方法および多出力二分決定グラフを用いた論理関数の実現法を検討した。その結果、群関数に基づく算術演算器の実現法は、回路遅延が比較的大きくなると同時に回路規模もそれほど小さくできないことが明らかになった。ただし、全ての算術演算や論理関数に対して群関数に基づく方法が適していないとは限らないため引き続き検討を続ける。一方で、多出力二分決定グラフを用いた方法は、様々な検討の結果、光の高速伝搬の特性を生かしつつ比較的小さい回路規模で多くの論理関数を実現できることが明らかになった。また、多出力二分決定グラフを用いて光論理回路を実現する場合、対称関数を効率よく実現できることが明らかになった。例えば並列カウンタやパリティ演算が対称関数に相当する。多出力二分決定グラフに基づく光論理回路の検討過程で、回路規模を削減するための非常に興味深いアイデアや光信号の電力損失を低減するための光回路特有の興味深い手法を発案した。研究の成果は国際会議論文として執筆し投稿予定である。同時に国内の研究会でも発表予定である。上述の通り、当初の計画通り研究は順調に進んでいる。光スイッチの信号遅延は、状態を変化させるためのスイッチング遅延と光信号を伝搬させるためのパス遅延に分類できる。
細胞膜輸送と細胞骨格再構築によるミエリン形成機構

中枢神経の髄鞘はオリゴデンドロサイトが神経軸索上でダイナミックに運動、形態変化し、幾重にも軸索に巻きつくことで形成される。髄鞘の多重層の形成には、細胞形質膜への多量の膜の供給と時期に応じた膜変形が必要であり、極めて高度な膜制御機構があるとされている。私共は、Kif14ミュータントマウスが髄鞘形成不全を呈することを明らかにしている。本年度は、Kif14のオリゴデンドロサイトの分化における機能を解析し、以下の結果を得た。1)オリゴデンドロサイト様細胞であるFBD102b細胞にKif14をノックダウンしたところ、分化の初期段階である突起形成が抑制された。2)Kif14ミュータントマウスには、神経細胞の細胞分裂異常があり、細胞分裂異常の神経細胞はアポトーシスを起こしていた。神経細胞の数が野生型マウスに比べて減少していた。FBD102b細胞の結果から、Kif14が細胞自律的にオリゴデンドロサイトのミエリン形成を制御していることが考えられた。一方、Kif14ミュータントマウスの結果から、神経細胞の数の減少、軸索の本数の減少が、オリゴデンドロサイトの髄鞘形成に関与することも考えられた。Kif14ミュータントマウスにおける髄鞘形成不全は、Kif14の細胞自律的な効果による髄鞘形成不全、神経細胞数の減少による細胞非自律的な効果による髄鞘形成不全、その両方による効果と考えられた。27年度が最終年度であるため、記入しない。私共は、Kif14モータータンパク質が髄鞘形成の初期段階であるオリゴデンドロサイトの突起進展に関与することを明らかにしている。本年度は、Kif14の細胞内機能を解析し、以下の結果を得た。1)Kif14のC末端をHeLa細胞に発現させると、顆粒状の構造物であるクリスタロイド小胞体が形成された。これらのことから、Kif14がC末端でPIP3に結合することにより、クリスタロイド小胞体を形成すると考えられた。Kif14がC末端の膜変形活性を介して、小胞体を幾重にも巻き付かせ、クリスタロイド小胞体を形成することが考えられた。このKif14の膜変形活性が幾重にも軸索に巻きついた髄鞘の多重層形成に関与していると考えられた。Kif14の膜変形活性を見いだし、Kif14のC末端に結合するリン脂質としてPIP3の同定に成功したことより、おおむね順調に研究が進捗している。Kif14遺伝子欠損マウスを用いて、オリゴデンドロサイトのミエリン形成プロセスの異常、およびミエリン形成異常過程におけるオリゴデンドロサイトの細胞内小器官の形態、性状とその分子メカニズムを詳細に検討する。神戸大学大学院医学研究科生理学・細胞生物学講座膜動態学分野
形状が動的に変化する広域計算機網上の分散ソフトウェアの理論

本研究では今後急増するであろう分散ソフトウェアの開発・保守に要するコストの社会的な重要性に着目し、以下のような観点から発展可能な広域分散計算機網上の分散ソフトウェアの構築方法について考察した.(1)分散データ構造を利用した協調機構の実現に向けて,動的負荷分散問題を例とした分散データ構造の実装・評価をおこなった.本手法では低負荷ノードに関する情報を共有するためのメカニズムを動的集合を保持するための分散データ構造によって実現し、LAN上で動作させることに成功した.(2)仕様の変化に対して発展的に適応可能な分散ソフトウェアの実現に向けて、共有資源数が変化した場合にもうまく発展的に適応できる分散相互排除アルゴリズムの提案とその理論的な評価をおこなった.具体的にはコーラム合意と呼ばれる資源数1の場合に対する相互排除アルゴリズムに適切に重みづけをすることで、資源数の変化に動的に対応できることをあきらかにした.本研究では今後急増するであろう分散ソフトウェアの開発・保守に要するコストの社会的な重要性に着目し、以下のような観点から発展可能な広域分散計算機網上の分散ソフトウェアの構築方法について考察した.(1)分散データ構造を利用した協調機構の実現に向けて,動的負荷分散問題を例とした分散データ構造の実装・評価をおこなった.本手法では低負荷ノードに関する情報を共有するためのメカニズムを動的集合を保持するための分散データ構造によって実現し、LAN上で動作させることに成功した.(2)仕様の変化に対して発展的に適応可能な分散ソフトウェアの実現に向けて、共有資源数が変化した場合にもうまく発展的に適応できる分散相互排除アルゴリズムの提案とその理論的な評価をおこなった.具体的にはコーラム合意と呼ばれる資源数1の場合に対する相互排除アルゴリズムに適切に重みづけをすることで、資源数の変化に動的に対応できることをあきらかにした.
軽度発達障害児・者にかかわる人々の障害理解・障害受容の心理的過程に関する研究

軽度発達障害児・者と関わりを持つ教師・保育士・保護者が、当事者の障害特性の理解や関わり方(支援の仕方)についてどのような葛藤を抱き、それがどのように変容するのかを明らかにすることを目的に面接調査と事例検討を行った。その結果、主として、保育士と高校教師が当事者と関わり理解する過程での葛藤とその変容、および、援助チームによるコンサルテーションの中での保護者の「当事者についての捉え方」の変容について検討した。本年度はまず、発達障害児・者に関わる人々の障害受容・障害理解に関する先行研究のレビューを進めた。その際、研究論文のみならず、発達障害に関わる人々の手記が記載された書籍も調べた。また、研究代理者がこれまで心理面接などで接してきた、発達障害児・者の保護者、教師、保育士などが語ったことについても整理を行った。その結果、軽度発達障害に関しては、明らかな知的障害がないこともあって、障害であることを認めづらい、あるいは、本人の行動・特徴をどのように理解したらよいかわからないなど「わかりづらさ」があるゆえに、当事者に関わる保護者や教師などにとっては、困惑、イライラなどの感情が生じやすく(一時的でなく断続的に)、そうした感情が本人への対応にも影響を与えているケースが多く見受けられた。そのほかに、当事者の発達段階の違いによって、障害受容における葛藤の内容に違いが見られることや、保護者においては当事者の障害を理解し受け入れようとする過程で、当事者に関わる他の人々(教師や保育士、近所の人など)の反応が影響を及ぼしていること、また、教師においては当事者のニーズに応じようとすることと教師としての職業的アイデンティティとの間に葛藤が見られることなどが示唆された。これらのことは、他の障害における理解・受容には見られない軽度発達障害に特有のことであると考えられる。これらのことをふまえて、保護者、教師、保育士を対象とした面接調査の質問項目の検討を行った。軽度発達障害児に関わる人々の障害理解・障害受容に関する心理的過程について検討するために、実際に軽度発達障害児と日々接している保育士(軽度発達障害児が在籍するクラスの担任保育士6名)を対象に面接調査(半構造化面接)を行った。主な質問項目は、「担当した当初、当該児の行動などを理解する上で困ったことはなかったか?」「あった場合、関わる上で心理的葛藤はなかったか?」「その葛藤の内容はどのようなものであったか?」「一年間を通して当該児への理解や葛藤はどのように変わったか?変わるきっかけは何であったのか?」などであった。また、研究代表者が当該児に関するコンサルテーションを1年間に3回行っており、そのコンサルテーションによって障害理解に関してどのような変化があったのかについても尋ねた。面接の内容については被調査者の了解を取ってテープに録音した。結果については分析中であるが、当該児との関わりによる葛藤や理解の困難さをもたらす要因と、それらの変化をもたらす要因を整理している段階である。このほかに、小学校および高等学校における発達障害の児童生徒への支援を、研究代表者がカウンセラー(相談員)として、学校教員、保護者とともに援助チームを形成して行った。その過程における教員や保護者の障害に対する理解・受容の程度の変化、また、その変化と教員-保護者の連携のあり方との関連に着目して事例検討を行った。また、軽度発達障害の子どもを持つ母親の面接を行い、心理的な援助を行う中で、母親が抱える葛藤(対当事者、対家族、対自分)について検討を行った。平成21年度に主として行ったことは以下のとおりである。1)前年度実施した保育士への面接調査のデータ分析、2)発達障害をもつ生徒に関わった高等学校教諭への面接調査の実施と分析、3)発達障害当事者に関わる保護者と学校教員への支援(コンサルテーション)であった。1)と2)については、分析の途中ではあるが、保育士や教員が発達障害当事者と関わる際に葛藤や関わりにくさ、理解しにくさを感じるか否かは「当事者が自発的に関わりを求めてくるか」「当事者の応答性、つまり、自らの関わり(働きかけ)に対して当事者から(それに見合った)応答があるかどうか」が関係していることが明らかになった。また、自ら関わりを求めない、あるいは、密な関わりが苦手な生徒との関わりにおいては「稽極的に関わりながら指導を行う」ことが職務の中心である学校教員にとっては、「教師としての武器」を発揮できないことへの葛藤や戸惑いを強く感じていることが示唆された。そうした葛藤などを感じながらも、教員らは、当事者への理解の仕方やこれまで続けてきた生徒や幼児への関わり方(のスキーマ)を変化させて、当事者の特性に応じた関わり方を模索して対応しようと試みていることも示唆された。また、3)は、実際の発達障害当事者に関して、保護者と教員とともにチームで支援を行った事例についでの検討である。このチーム援助(コンサルテーション)は、教員が実際に当事者に関わりながら、また、保護者からの情報を参考にしながら当事者の特性の理解を深めることを主目的に定期的に行い、研究代表者は共通理解のための両者の調整役、つなぎ役であった。

そこでは、当事者の特性に対して固定的な捉え方をするのではなく、当事者の言動の背景要因や本人にとっての意味をその都度考えながら対応することの必要性が示唆された。
テキストの自動評価システムの開発

1)文章としての質の評価では,文章中の文間のつながりの良し悪しを自動評価し,テキスト自体の文章としての良し悪しを計る統計的な手法を開発した.結束性の情報として利用可能なもののうち,接続詞,語彙的結束性の情報を,従来用いられているentity grid手法に追加,拡張することで,従来よりも高精度にテキストの一貫性を判定できることを明らかにした.2)内容の情報量の評価では,これまでの研究成果により開発している,テキスト自動要約システムの出力したテキストの内容を自動的に評価する手法において,内容的な類似度尺度に,語彙的な言い換えの情報を導入することで,より高精度に類似性判定を行える枠組みを開発した.1)文章としての質の評価では,文章中の文間のつながりの良し悪しを自動評価し,テキスト自体の文章としての良し悪しを計る統計的な手法を開発した.結束性の情報として利用可能なもののうち,接続詞,語彙的結束性の情報を,従来用いられているentity grid手法に追加,拡張することで,従来よりも高精度にテキストの一貫性を判定できることを明らかにした.2)内容の情報量の評価では,これまでの研究成果により開発している,テキスト自動要約システムの出力したテキストの内容を自動的に評価する手法において,内容的な類似度尺度に,語彙的な言い換えの情報を導入することで,より高精度に類似性判定を行える枠組みを開発した.インターネット上の大量の情報の中から,有用な情報のみを選別したり,ゴミと考えられるような大量の情報をフィルタリングしたりするためには,それらの情報を何らかの基準に基づき評価し,その評価に基づき,情報の格付けを行う必要がある.本研究課題では,情報の中で特にテキスト情報に着目し,システムにより自動評価を行う手法の開発を行う.我々がテキスト自動要約システムの出力するテキストを自動評価する枠組みとして当初開発したものを援用,拡張することで,広く一般のテキストを自動評価する枠組みを開発することを目的とする.本研究課題では,1)文章としての質の評価,2)内容の情報量の評価,それぞれを行う手法,システムの開発を並列して行い,最終年度(平成21年度)にそれらを統合して,実証実験を行う.今年度,1)文章としての質の評価では,文章中の文間のつながりの良し悪しを自動評価し,テキスト自体の文章としての良し悪しを計る統計的な手法の第1版を開発した.2)内容の情報量の評価では,これまでの研究成果により,テキスト自動要約システムの出力したテキストの内容を自動的に評価する枠組みの構築に成功している.この枠組みでは,模範的なテキストあるいは,あらかじめ人間が評価したテキストと,内容的にどの程度類似しているかを元に,テキストの評価結果を計算する.人間が人手で評価した結果と非常に相関の高い評価を実現できている.今年度はまずテキスト自動要約システムの出力するテキストを対象に開発した我々の手法が一般のテキストに適用可能であるかどうかの検討を行った.インターネット上の大量の情報の中から,有用な情報のみを選別したり,ゴミと考えられるような大量の情報をフィルタリングしたりするためには,それらの情報を何らかの基準に基づき評価し,その評価に基づき,情報の格付けを行う必要がある.本研究課題では,情報の中で特にテキスト情報に着目し,システムにより自動評価を行う手法の開発を行う.我々がテキスト自動要約システムの出力するテキストを自動評価する枠組みとして当初開発したものを援用,拡張することで,広く一般のテキストを自動評価する枠組みを開発することを目的とする.本研究課題では, 1)文章としての質の評価, 2)内容の情報量の評価,それぞれを行う手法,システムの開発を並列して行い,最終年度(平成21年度)にそれらを統合して,実証実験を行う.今年度, 1)文章としての質の評価では,文章中の文間のつながりの良し悪しを自動評価し,テキスト自体の文章としての良し悪しを計る統計的な手法を開発した。結束性の情報として利用可能なもののうち,接続詞,語彙的結束性の情報を,従来用いられているentity grid手法に追加,拡張することで,従来よりも高精度にテキストの一貫性を判定できることを明らかにした.2)内容の情報量の評価では,これまでの研究成果により,テキスト自動要約システムの出力したテキストの内容を自動的に評価する枠組みの構築に成功している.この枠組みでは,模範的なテキストあるいは,あらかじめ人間が評価したテキストと,内容的にどの程度類似しているかを元に,テキストの評価結果を計算する。人間が人手で評価した結果と非常に相関の高い評価を実現できている.今年度は内容的な類似度尺度に,語彙的な言い換えの情報を導入することで,より高精度に類似性判定を行える枠組みの検討を行った.インターネット上の大量の情報の中から,有用な情報のみを選別したり,ゴミと考えられるような大量の情報をフィルタリングしたりするためには,それらの情報を何らかの基準に基づき評価し,その評価に基づき,情報の格付けを行う必要がある.本研究課題では,情報の中で特にテキスト情報に着目し,システムにより自動評価を行う手法の開発を行う.我々がテキスト自動要約システムの出力するテキストを自動評価する枠組みとして当初開発したものを援用,拡張することで,広く一般のテキストを自動評価する枠組みを開発することを目的とする.今年度は,1)文章としての質の評価では,文章中の文間のつながりの良し悪しを自動評価し,テキスト自体の文章としての良し悪しを計る統計的な手法を開発した.結束性の情報として利用可能なもののうち,接続詞,語彙的結束性の情報を,従来用いられているentity grid手法に追加,拡張することで,従来よりも高精度にテキストの一貫性を判定できることを明らかにした.また,この手法の拡張として,テキストの断片の文章としての良し悪しを計る統計的な手法を開発した.

2)内容の情報量の評価では,これまでの研究成果により,テキスト自動要約システムの出力したテキストの内容を自動的に評価する枠組みの構築に成功している.この枠組みでは,模範的なテキストあるいは,あらかじめ人間が評価したテキストと,内容的にどの程度類似しているかを元に,テキストの評価結果を計算する.人間が人手で評価した結果と非常に相関の高い評価を実現できている.今年度は内容的な類似度尺度に,語彙的な言い換えの情報を導入することで,より高精度に類似性判定を行える枠組みを開発した.
Charcot-Marie-Tooth病の病態解明

Charcot-Marie-Tooth(CMT)病は2500人に一人と最も頻度が高い遺伝性末梢神経疾患であり、近年、1型の病因遺伝子が解明されてきている。CMT病1型の8割の病例では染色体17p11.2-p12の遺伝子重複(CMT1Aの遺伝子重複)が検出され、重複の認められない病例ではPeripheral Myelin Protein 22(PMP22)、P0蛋白、Connexin32 (CX32)の遺伝子変異が認めれる。CMT1Aの遺伝子重複の検出が遺伝子診断の第一歩であり、私達は遺伝子重複の部位に位置する反復配列から分離されたプローブを利用してサザンブロットハイブリダイゼーションを行い、放射活性をイメージアナライザーで計測するという簡便で確実な診断法を確立した。次に、CMT1Aの遺伝子重複の認められない症例に対しては、Single Strand Conformational Polymorphism (SSCP)法を用い、Peripheral Myelin Protein 22 (PMP22)、P0蛋白、Connexin32 (Cx32)の遺伝子変異についてスクリーニングする方法を確立した。病態の解明のために、診断のフローチャートを作成し、これに従い、国内各地から依頼のあった71家系を解析し17p11.2-p12の遺伝子重複を15家系、17p11.2-p12の遺伝子欠失を4家系、PMP22遺伝子変異を2家系、P0蛋白遺伝子変異を4家系、Cx32遺伝子変異を5家系に検出した。PMP22、P0蛋白、Cx32遺伝子変異の殆どは新しい変異であった。合計41家系に何らかの遺伝子変異を検出したが、残る30家系については病因が不明であった。欧米の報告と異なり、遺伝子重複の病例は少なく、病因遺伝子が同定されない症例が多く、今後の解明が求められる。Charcot-Marie-Tooth(CMT)病の大部分の症例、即ちCMT病1型の8割の症例では染色体17p11.2-p12の遺伝子重複が検出される。その為、この遺伝子重複の検出が遺伝子診断の第一歩である。重複を調べる方法にはFISH法、パルスフィールドゲル電気泳動法、サザンブロットハイブリダイゼーション法などがある。しかし、いずれの方法にも問題があり簡便で確実な方法ではない。私達は遺伝子重複の部位に位置する反復配列プローブを利用してサザンブロットハイブリダイゼーションを行い、放射活性をイメージアナライザーで計測するという簡便で確実な診断法を確立した。重複の認められない症例に対しては、SSCP法を用いてPo蛋白、PMP22、Connexin32、P2蛋白の遺伝子変異についてスクリーニングして以下の新しい遺伝子変異を明らかにした。Po蛋白の遺伝子変異の報告は多数認められるが、全ての報告例は変異に関しヘテロ接合体である。しかし、私達はホモ接合体の重症例を見出した。また、Po蛋白のエクソン3のAsp118後に2塩基挿入(重症例)およびGly93Glu(中等度症例)という新しい変異を検出した。PMP22遺伝子変異に関しては、426-427番目の2塩基欠失(未発表)を見出した。このPMP22遺伝子の点変異例は遺伝子重複による症例に比べ、従来の報告の他の点変異例と同様に重症であった。更に、日本の症例では重複例が少なく欧米の報告と異なり、病因不明の症例が多いことが判明した。新しいミエリン蛋白の遺伝子の関与が考えられ、候補遺伝子の解明を始めた。
パイプライン転送を用いたフロントエンドエレクトロニクスの開発

我々は、フロントエンドにパイプライン転送機構を組み入れた、新しいデータ収集システムの開発をおこなった。フロントエンドシステムには、TRISTAN用に開発されたTKO BOXシステムを使用した。TKO上のフロントエンドモジュールでの処理を、サンプル&ホールドとA/D変換及びデータ読み出しの3つの部分に分け、それらをパイプラインで接続した。これによって、データ読み出しの間でも、入力信号の処理が行えるようになり、データ収集系のデッドタイムを大幅に削減することができる。またA/D変換処理を監視することで、フラッシュADCを使用しなくとも、従来の比較的遅い逐次比較型ADCを使用したフロントエンドモジュールにもパイプライン処理が適用できるようにした。また、パイプライン段数最小限にして、TKO規格の変更を少なくして、コストパフォーマンスを高めた。このようにして決定した新しい仕様に基づいて、フロントエンドモジュールとゲートコントローラー及びトリガーコントローラーを開発制作した。高エネルギー物理学研究所陽子加速器でのE162実験のカロリメーターテストでこのシステムの性能を評価した。その結果、デッドタイムを従来の3050%に短縮できることを確認した。また、安定性、信頼性も十分であり、エラーレートは10^<-5>以下であることがわかった。本年度は、データ収集システム仕様の決定と、テストモジュールの製作及びテストを行った。システムの方針としては、データ転送には従来の実績のあるTKO-VMEバスを用いたMP-SCHシステムをそのまま利用することにして、フロントエンドモジュールのA/D変換とMP-SCH間のデータ転送をコントロールするトリガーコントローラーを置く事で、データ収集系のパイプライン化を実現する。まず、フロントエンドモジュールの機能をサンプルホールド部とA/D変換部に分け、一段目のパイプラインとする。その為に、フロントエンドに用いるTKOバスの規格についての見直しを行い、未定義のバスラインにA/D変換の状態を示す信号を割り当てる事を決定した。また、この信号を管理するTKOゲートコントローラーの仕様も同時に決定した。次に、仕様の正当性の確認及びデータ転送能力の測定テストを目的としたテストシステムを構築する為に、先に決めた仕様に基づいたTKOのADCモジュールとゲートコントローラーの回路設計及びプリント基板レイアウトを行った。現在、このテストモジュールの製作及びテストを行っており、来年度製作予定のトリガーコントローラーと併せて、次回のIEEE Nuclear Science Symposiumに成果を発表する予定である。平成5年度は、まず、イヴェントトリガー及びデータ転送の制御を行うトリガーコントローラーモジュールの設計、製作を行った。3段階のイヴェントトリガーが処理できるようにし、これらのトリガー条件をもとにフロントエンドでのパイプライン処理を制御できるようにした。次に、このトリガーコントローラーモジュールと平成4年度に製作したパイプライン転送用のフロントエンドモジュールを使用して、システムの総合性能試験を行った。まず、データ転送速度として0.7μ秒/ワードという設計値を達成している事を確認した。また、フロントエンドのパイプライン転送機能についてのテストも行い、アナログ処理とデータ読み出しを並行して行える様にする事で、データ収集段階でのデータ読みだしによるデッドタイムを従来の3050%に短縮できることを確認した。この結果をもとに、このシステムを高エネルギー物理学研究所での陽子加速器を使ったE162実験でのカロリーメータ較正に使用し、大規模なシステムでの動作、性能についての評価を行い、エラーレートが10^<-5>以下であるとの結果を得た。