hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LMI制御性能条件を巧みに利用した非ホロノミック拘束をもつ系のロバスト達成化

本研究では、制御性能ロバスト達成化の観点から、非ホロノミックシステムに対する簡単かつ効果的な制御手法の開発に取り組み、複数台(3台および4台)のトレーラを有するトラック型移動体(以下、多重連結型移動ロボット)の実機実験を通してその有効性を検証することを目的としている。研究実績の概要は以下の通りである。(1)ロボット機構の改良平成10年に作成したロボットの機構の改良を行った。(2)制御性能のロバスト達成化のための制御系の設計平成10年度に行った制御系設計では、制御性能のロバスト達成化の考慮を全くしていなかった。本年度は、すべてのトレーラに駆動部が存在するが、いずれか一つの駆動部のみが駆動すると仮定し、各駆動部に対して同一の制御則で制御性能を達成できるような制御系を設計した。これを実現するために、各駆動部に対するモデル化を行い、駆動部故障に対するマルチモデルのクラスを作成した。このクラスに対して、(1)で導入したLMI条件を可解とするフィードバックゲインを求めた。設計された制御系の有効性をシミュレーション実験により検証した。(3)実機実験による制御機能のロバスト達成化の検証制御性能のロバスト達成化の検証のために、トレーラとトラックの位置を入れ替えた実験を行った。平成10年度に設計した制御系と(3)で設計した制御系を比較することにより、ロバスト達成化を考慮した設計手法の有効性を明らかにした。本研究では、制御性能のロバスト達成化の観点から、非ホロノミックシステムに対する簡単かつ効果的な制御手法の開発に取り組み、複数台(3台および4台)のトレーラを有するトラック型移動体(以下、多重連結型移動ロボット)の実機実験を通してその有効性を検証することを目的としている。(1)制御性能を表現するLMIの導出:制御性能として、安定性以外に、目標軌道追従性,ステアリング角の飽和、ジャックナイフ現象の防止などを取りあげ、目標軌道追従性にはDecay rate条件を、ステアリング角の飽和に対しては操作量のノルムの上限値を45度以内に制限する条件を、ジャックナイフ現象防止に対しては各トレーラ間の相対角度のノルムの上限値を90度以内に押さえるLMI条件を導出することに成功した。(2)ロボットの作成と制御系の構築:ロボットの作成と制御系の構築を行った。とくに、ステアリング角度をより正確に、より細かく切れるようにすることが制御結果に大きく影響することがわかり、0.5度刻みで切ステアリングが切れるように機構の再設計を行った。(3)制御系設計とシミュレーション実験:本研究では、(1)で導出したLMI条件を用いて制御系を設計し、シミュレーション実験により設計した制御系の検証を行った。(4)実機実験:現在、作製した実機ロボットを用い実験を行っている。
日英語の談話における情報の流れに関する状況理論に基ずく研究

本研究は、計画時においては3年間にわたる研究であったので、本年度における研究成果は、全体計画の一部を占めるに過ぎない。今後、科学研究費補助金および共同研究相手国側の研究補助金などを利用して、当初計画にうたった研究目的を達成したい。本年度における知見は、主として、「情報の流れ」に関する基礎的概念の整備、談話の基本的構成要素である言語行為の構造に関する理論的研究、さらにそれらすべての基礎となる行為の構造に関する理論にかかわるものである。このうち、情報の流れの概念については、その基本的部分を論文の形で公刊することが決まっていた。また、行為の理論の基礎については、その人工知能に対する応用を国際学会において発表し、その論文集に掲載する予定になっている。1.「情報の流れ」について「情報とは何か」という問題に関しては、まず、情報媒体と情報内容という2つの概念を区別することから接近を開始する。情報媒体とは、音声、画像、文書などの物理的対象であり、情報内容とは、それによって表現されている事実である。しかし、ここで重要なことは、情報内容が情報媒体の内在的性質によって一意的に決定されないということである。情報媒体がどのような情報内容を表現しているかということは、情報媒体の内在的性質とともに、その情報媒体がおかれた環境とその情報媒体との関係に依存して決定される。たとえば、誰によってどこで発話されたか、どのような物理的変化を経しているかなどにも依存する。したがって、情報の流れとは、この3種の要素、すなわち、情報媒体、情報内容、付帯状況の間の相互関係として規定されなければならない。我々が、現在とっている基本的な考え方は、システムの内部であれ、システム相互にであれ、一定の情報が流れるということは、ある状態と別の状態との間に物理的な変化がありながら、その2つの状態との間が表現する情報内容が同一であるという定義である。この定義を採用することによって、情報が流れること、情報が蓄えられること、同一の情報が異なる媒体によって表現されることなどが説明される。また、分散処理、並列処理など、現在の計算機科学において基礎付けを求められる概念に十分な解明を与えることができる。2「行為」について談話における発話は、まず第一に行為者による行為の一種であるので、「行為」の構造に関する基本理論を解明する必要がある。そのため、かねてより状況理論/状況意味論の枠組みの中で代表研究者、研究分担者が中心となって展開してきた研究をより一般的に述べることを試みた。それによれば、われわれが日常行なっている行為記述は、行為の結果内容に言及する命題的態度報告形式の部分と身体動作に言及する物理的描写の部分とが渾然としたものであり、従って、理論的扱いにおいては、この二つの部分を個別的に記述しつつ、かつ、両者を統合する機構が必要である。前者の部分を扱うために、ある動作にかかわる周辺状況を、その背景と結果とに二分して、それらを記述する枠組みを考案した。他方、身体を複数の作用器の構造をもつ集合としてとらえ、それぞれの作用器の動きの時系列にわたる集合として身体動作をモデル化した。次に、行為をこの身体動作の意味として定義し、身体動作の意味とは、背景と結果との関係であると下。このことによって、行為に関して日常的に理解されているほとんどの側面を明らかにすることができた。とくに、「一つの行為によって別の行為を行なう」という談話理解の基礎であるプラニング/プラン認知理論の基本概念を厳密に形式的に定義することに成功した。これらは、行為一般の構造、とくに、談話理解の人工知能的アプロ-チに欠かすことができない部分的プランニング、資源制約的プラニングおよびプラニング理解の理論に対する基本的な貢献である。談話における言語行為の重層的構造の解明に役立つものでもある。以上の研究成果によって本年度の理論的知見をもとにして、現在までに相互に訪問しあって収拾した言語デ-タを利用した実証的研究の段階に到達したということができる。

我々が、現在とっている基本的な考え方は、システムの内部であれ、システム相互にであれ、一定の情報が流れるということは、ある状態と別の状態との間に物理的な変化がありながら、その2つの状態との間が表現する情報内容が同一であるという定義である。この定義を採用することによって、情報が流れること、情報が蓄えられること、同一の情報が異なる媒体によって表現されることなどが説明される。また、分散処理、並列処理など、現在の計算機科学において基礎付けを求められる概念に十分な解明を与えることができる。2「行為」について談話における発話は、まず第一に行為者による行為の一種であるので、「行為」の構造に関する基本理論を解明する必要がある。そのため、かねてより状況理論/状況意味論の枠組みの中で代表研究者、研究分担者が中心となって展開してきた研究をより一般的に述べることを試みた。それによれば、われわれが日常行なっている行為記述は、行為の結果内容に言及する命題的態度報告形式の部分と身体動作に言及する物理的描写の部分とが渾然としたものであり、従って、理論的扱いにおいては、この二つの部分を個別的に記述しつつ、かつ、両者を統合する機構が必要である。前者の部分を扱うために、ある動作にかかわる周辺状況を、その背景と結果とに二分して、それらを記述する枠組みを考案した。他方、身体を複数の作用器の構造をもつ集合としてとらえ、それぞれの作用器の動きの時系列にわたる集合として身体動作をモデル化した。次に、行為をこの身体動作の意味として定義し、身体動作の意味とは、背景と結果との関係であると下。このことによって、行為に関して日常的に理解されているほとんどの側面を明らかにすることができた。とくに、「一つの行為によって別の行為を行なう」という談話理解の基礎であるプラニング/プラン認知理論の基本概念を厳密に形式的に定義することに成功した。これらは、行為一般の構造、とくに、談話理解の人工知能的アプロ-チに欠かすことができない部分的プランニング、資源制約的プラニングおよびプラニング理解の理論に対する基本的な貢献である。談話における言語行為の重層的構造の解明に役立つものでもある。以上の研究成果によって本年度の理論的知見をもとにして、現在までに相互に訪問しあって収拾した言語デ-タを利用した実証的研究の段階に到達したということができる。
A170遺伝子ノックアウトマウスをもちいた頭蓋顎顔面骨病変の解析

本研究はPaget骨病3型の原因遺伝子であるA170遺伝子の頭蓋顎顔面領域の骨疾患における役割を調べるために、A170遺伝子ノックアウトマウスをもちいて骨病変の成因を調べるのが目的である。当初、マウスのバックグラウンドが統一されておらず、骨形態計測のばらつきが多かったため、C57BL/6Jとバッククロスを繰り返した。その間に、A170遺伝子の上流にある転写因子Nrf2のノックアウトマウスのフェノタイプ解析をおこない、A170遺伝子ノックアウトマウスの骨に現れるフェノタイプを予測した。また、A170遺伝子と同じNrf2の制御をうける酸化ストレスタンパク質Peroxiredoxin Iノックアウトマウスの生体内での活性酸素の消去能について測定し、A170欠失時の生体内での活性酸素の影響の検討の準備段階とした。バックグラウンドがそろったところで骨形態計測をおこなったところ、類骨面、類骨厚、吸収面、破骨細胞面骨梁数、石灰加速度、骨成長速度などで有意な差が見られ、ノックアウトマウスでは骨の形成が落ちていた。マウスの胎児頭蓋冠より骨芽細胞を分離培養し、アルカリフォスファターゼ活性、アリザリンレッド染色による石灰化能の評価をおこなったところノックアウトの骨芽細胞では低下傾向が見られた。また、A170遺伝子ノックアウトマウスは過食による肥満を起こすことがわかり、肥満による脂肪の増大にインスリンシグナルの異常が予測されたため、グルコース・インスリン負荷試験をおこなったところ、インスリン抵抗性が上がっていた。脂肪と横隔膜の横紋筋をエクスプラントの培養系で2DGでグルコースの取り込みを測定したしたところノックアウトの組織ではグルコース取り込みが下がっていた。以上から、遺伝子ノックアウトマウスの病態は、骨芽細胞の異常が起きており、インスリンシグナルの異常が関与する可能性が示唆された。本研究はA170の頭蓋顎顔面領域の骨疾患における役割を調べるために、Paget骨病の3型の原因遺伝子であるA170遺伝子のノックアウトマウスをもちいて個体レベルで骨病変の成り立ちを調べるのが目的である。本年度は以下のような研究を進めた。1)A170遺伝子ノックアウトマウスは129SvJ由来のため、バックグランドを統一するためC57BL/6Jマウスとの交配とPCRによるジェノタイピングと選択を繰り返した。これは、実験期間中繰り返しおこなう予定である。2)単純X線による病変のスクリーニング:A170遺伝子ノックアウトマウスとワイルドタイプマウスを単純X線による病変のスクリーニングにより50匹以上の検索をおこない頭蓋骨、腰椎、骨盤などの骨病変の発症を調べたところ、ワイルドタイプ、ノックアウトマウスともに単純X線検査で検出される異常が認められなかった。3)骨物性分析:80%アルコール固定したマウス腓骨を採取し、マイクロフォーカスCTを用いて近位端から末端まで20スライス行い、骨密度分析をおこなったところ、ノックアウト、およびワイルドに有意な差がみとめられなかった。これらはまだバッククロスが進んでいないマウスについておこなったため、遺伝的バックグラウンドが完全に一致していないので、有意な差が出にくかった可能性がある。4)また、A170遺伝子上流にある転写因子であるNrf2のノックアウトマウスの解析を続けA170遺云子の変異の参考にした。Nrf2遺伝子ノックアウトマウスの歯牙にでているフェノタイプの解析をおこない、その原因がNrf2欠損による鉄の処理の低下によるエナメル芽細胞の障害であることがわかった。本研究はA170遺伝子の頭蓋顎顔面領域の骨疾患における役割を調べるために、Paget骨病の3型の原因遺伝子であるA170遺伝子ノックアウトマウスをもちいて個体レベルで骨病変の成因を調べるのが目的である。

本年度は以下のような研究を進めた。1)バッククロス:C57BL/6Jマウスとの交配を続け、さらにバックグランドを統一した。2)骨形態計測:蛍光色素のカルセインを4日間隔で投与により骨を標識したのち、マウス腓骨を採取、80%アルコール固定し、単位骨量、骨梁幅、骨梁数、骨梁間隙、類骨面、類骨厚、吸収面、破骨細胞数、破骨細胞面などの骨の成長速度や類骨面、破骨細胞面など静的パラメーターと石灰加速度、骨成長速度などの動的パラメーターを測定したところ有意な差はでなかったが、骨形成率が低下する傾向が見られた。これらは、バックグラウンドや年齢にばらつきがあるための可能性があり、再検討の予定である。3)成長曲線の製作:体重の変化と食事量を測定し、食事量と体重増加曲線をつくったところ、20週頃から有意にノックアウトマウスの体重は増加した。また、食事量は有意に多く、過食による肥満が考えられた。4)脂肪量の測定:骨の変化とともに、間葉系の分化の程度を見るため、脂肪細胞の評価を加えた。5週から40週までのマウスの脂肪を、白色脂肪(WAT)と褐色脂肪(BAT)にわけて、鼠径部、腎臓周囲、精巣・卵巣周囲、肩甲骨部について、重量を測定したところ、WATは有意に増えていた。5)未分化骨髄細胞の分析:未分化骨髄細胞に対し、トログリタゾンを添加してオイルレッド0の染色の程度を見て分化の程度を推測したが、脂肪への分化に差があるとは言えなかった。6)また、A170遺伝子はNrf2制御下にあるため、おなじ制御のPrxI遺伝子ノックアウトマウスについても同様の解析をおこない次年度の実験計画の基礎とした。本研究はA170遺伝子の頭蓋顎顔面領域の骨疾患における役割を調べるために、Paget骨病の3型の原因遺伝子であるA170遺伝子ノックアウトマウスをもちいて個体レベルで骨病変の成因を調べるのが目的である。骨形態計測:前年度までに、骨形態計測をおこなったが、ばらつきが多かったため、バッククロスを繰り返したのち、再度計測おこなったところ、静的パラメータでは類骨面、類骨厚、吸収面、破骨細胞面骨梁数、動的パラメーターでは、石灰加速度、骨成長速度などで有意な差が見られ、ノックアウトマウスでは、骨の形成が落ちていた。骨の細胞レベルでの分析:ノックアウトマウスとワイルドタイプマウスの胎児頭蓋冠より骨芽細胞を分離培養し、アルカリフォスファターゼ活性、アリザリンレッドによる染色による石灰化能の評価などをおこない、骨芽細胞の分化について検討したところ、ノックアウトの骨芽細胞ではアルカリフォスファターゼ活性、アリザリンレッド染色ともノックアウトマウスでは低い傾向が見られた。インスリン感受性の分析:肥満による脂肪の増大にインスリンシグナルの異常が予測されたため、グルコース負荷試験でグルコース2mg/gを腹腔内投与し、30分、1時間、2時間、で血糖値の変動をみたところ、A170ノックアウトではインスリン抵抗性が落ちていた。
データ包絡分析DEAによる個人視聴率を使った広告計画の効率性の評価

本研究では、ターゲットとなる視聴者層のCM認知率を最大にするようにTVコマーシャルの時間帯別の投入量を求める問題を確率フロンティアモデルで表現した。確率フロンティアモデルを採用したのは最大のCM認知率は時間帯別の投入量だけでなく、投入のタイミング、投入から認知率の測定までの時間その他にも依存するからである。このモデルにDEAをつかってノンパラメトリックに最適解を導出する方法を提案した。ノンパラメトリックな方法に依ったのは、投入量とCM認知率の間の反応関数型(確率フロンティアの確定的部分)が未知のためである。まず、コンピュータ・シミュレーションによる数値実験で確率フロンティアの確定的部分がCobb-Douglas型の反応関数を仮定し、エコノメトリックスをつかってパラメータを最尤推定して求めた最適解と関数型を仮定せずにDEAをつかって求めた最適解と比較を行い、モデルの有効性を検証した。さらに、現実のTV-CM CARTEのデータを使い、以下の議論を行った。(1)予算制約のもとでのCM認知率を最大となる時間帯別の投入量を求めるモデルにおいて、ターゲットとなる視聴者層のウエイトをアプリオリに与えたときの最適解と感度分析を行い、実用可能性と限界について言及した。(2)ターゲットとなる視聴者層のウエイトをアプリオリに与えず、プランナーの局所的な選好をコンピュータとの対話によって明らかにしながら、選好解を導く対話型モデルを議論した。(3)予算の制約ではなく、まとめ買いした各時間帯別のスポットの量を制約にし、複数のTVコマーシャルをそれらに割り当て、各TVコマーシャルのターゲットとなる視聴者層のCM認知率をそれぞれ最大にする多目的配分計画モデルを議論した。本年度は、個人視聴率の利用に関するヒアリングや視聴率関連データの予備的な分析を踏まえて、主として広告計画に関する基礎モデルの開発に取り組んだ。従来より広告事例データを広告計画に役立てようとする研究は数多くあるが、それらの多くは事例データから「回帰的に」広告に対する市場の反応を推測し、その結果を広告計画に使おうとするアプローチをとっている。しかし一般に広告に対する市場の反応には多くの要因が影響しており、入力としての広告計画や出力としての市場反応のいずれもが多次元の変数となるため、その入出力関係を特定するのは極めて難しく、こうしたアプローチの難点となっている。そこで、このような回帰的なアプローチにかわって、データ包絡の考え方を取り入れた方法を開発した。広告事例データから回帰的に市場反応を求めるかわりに、まず事例データを包絡する平面群を構成し、それらに基づいて広告計画を策定しようとするものである。この方法は、広告事例データの包絡面を利用することから、事例の中で市場反応が効率的であったものに基づいた計画を策定することになるので、到達目標の評価(ベンチマーク)といった利用の仕方になるであろう。また、極端に効率的な事例が存在する場合には、それに引きずられた結果が得られるといった欠点もある。しかし、多次元の入出力の関係を直接推測する必要が無いことや、線形計画法のツールがほとんどそのまま使えるといったメリットも大きい。このアプローチの有効性を確認するために、実際のテレビ広告の事例データを用いて、さまざまな予算制約条件下におけるテレビ広告の効率的なタイムランク別出稿本数についての分析も行った。平成10年度の研究を踏まえ、本年度はより具体的に、ターゲットとなる視聴者層のCM認知率を最大となる時間帯別の投入量を求める簡単なモデルを構築した。TVコマーシャルの時間帯別の投入量から得られる最大のCM認知率を確率的フロンティアで表現し、データ包絡分析の考えをつかってエンピリカルなデータからノンパラメトリックに確率的フロンティアを推定し、最適な投入量を求めるのが特徴である。最大のCM認知率は時間帯別の投入回数だけでなく、投入のタイミング、投入から認知率の測定までの時間間隔その他にも依存すると考えられるので確率的フロンティア・モデルを採用している。

実験例としてTV CM KARTEのデータをもとに、ターゲットとなる視聴者層のウエイトをアプリオリに与えたときの最適解と感度分析をいくつかのケースについて行い、実用可能性と限界について言及した。これらの成果は1999年5月にSyracuse Universityで開かれたMarketingScience Conferenceで報告した。さらに、異なったターゲット視聴者層をもつ複数のTVコマーシャルの投入計画を支援するため、視聴者層のウエイトをアプリオリに与えず、プランナーの局所的な選好をコンピュータとの対話によって明らかにしながら、選好解に導く対話型多目的評価モデルに発展させた。その成果を1999年11月にPhiladelphiaで開かれたConference lNFORMS Philadelphiaで報告した。平成11年度はターゲットとなる視聴者層のCM認知率を予算制約のもとで最大にするように、TVコマーシャルの時間帯別の投入量を求める問題を確率フロンティア・モデルで表現した。そしてDEAをつかってノンパラメトリックに最適解を導出する方法を提案し、現実のTV CM CARTEのデータを使いモデルの妥当性と限界を議論した。ノンパラメトリックな方法に依ったのは、投入量とCM認知率の間の反応関数型(確率フロンティアの確定的部分)が未知のためである。本年度はコンピュータ・シミュレーションによる数値実験で確率フロンティアの確定的部分がCobb-Douglas型の反応関数を仮定し、エコノメトリックスをつかってパラメータを最尤推定して求めた最適解と関数型を仮定せずにDEAをつかって求めた最適解と比較を行い、モデルの有効性を検証した。さらにモデルを発展させ、1.予算制約ではなく、まとめ買いした各時間帯別のスポットの量を制約にし、2.複数のTVコマーシャルをそれらに割り当て、各TVコマーシャルのターゲットとなる視聴者層のCM認知率をそれぞれ最大にしたい、という多目的配分計画問題を議論した。その成果は、2000年11月Texasで開かれたINFORMSSan Antonioで報告した。
記憶想起における大域脳回路ダイナミクスの解明

本研究の目的は、長文読解経験の想起過程に着目し、海馬-連合野-環境のループ系における神経回路モデルを構築することで、全体の計算論的な機能デザインを解明する手がかりを得ることである。平成30年度までの研究において、海馬連想記憶回路の枠組みで文章の想起活動をモデル化したものの、想起における時間階層的な活動(文や段落に相当する数秒から数十秒単位の処理)を検討するために、新たなヒト被験者実験を要すると考えられた。また、平成30年に報告した脳波及び機能的脳画像研究では、記憶関連部位の活動と記憶成績はデフォルトモード回路およびサリエンス回路の活動抑制と関係することを明らかにした。これは全脳の機能デザインの重要な手がかりであると考えられた。そこで平成30年度は、刺激反応課題中の低周波数脳波(0.010.1Hz)と課題関連脳波の関係を明らかにするためのヒト被験者実験(14名)を行った。低周波数脳波(0.010.1Hz)はデフォルトモード回路と関係すると考えられているが、その他周波数帯の課題関連脳波との関わりはこれまで十分に調べられてこなかった。本解析ではアーチファクトが少ないデータが必須のため、長文読解課題を断念し、単純反応課題(視覚、聴覚)を用いた。予備的な解析によれば、低周波数脳波の頭皮上の大域的な時空間位相パターンが刺激反応速度と有意に相関することが示されており、今後国際学会などでの発表を予定している。さらに、低周波数脳波の位相構造と課題関連脳波の関係を検討、モデル化することで、今後、全脳の計算論的な機能デザインを明らかにできると考える。本研究の目的は,長文読解経験の想起過程に着目し,海馬-連合野-環境のループ系における神経回路モデルを構築することで,全体の計算論的な機能デザインを解明する手がかりを得ることである.平成28年度は,長文読解記憶の最小限の構成として,大脳皮質(単語の脳内表現)及び海馬(連想記憶回路)からなる神経回路モデルを構築した.長文読解中の視線移動データに基づく単語時系列入力(300秒)及び,脳の自発的な活動を表すランダム入力を同時に海馬に与えると,海馬内ニューロン間の結合強度として記憶が貯蔵され,読解後に入力の一部を与えると連想回路記憶において単語時系列が想起できることを示した.海馬内の結合構造は複雑ではあるが,ランダム入力間の一方向結合が読解時の時間遷移を,ランダム入力から単語入力への一方向結合が単語生起順序の情報を表すと考えられた.これらの結果は,長文読解経験のような複雑な記憶が神経回路においてどのように貯蔵されるかを計算理論により初めて提案したもので,本研究の基盤となる重要な知見である.一方,モデルで得られた想起は,短時間(数百ミリ秒)で完結すること,想起を誘発するための適切な初期入力を要することなどの点で,ヒトの想起との類似性が低い.これらの点は,短期記憶など他の脳機能モジュールとの相互作用において修正されるべきものと考えられ,今後は短期記憶,想起文書き出しなどの脳機能モジュールを加え,想起の安定性に関する議論を行う.研究実施計画では,平成28年度に単語入力,海馬連想記憶,短期記憶,外部環境(想起文書き出し及び,書き下し文からの感覚入力)からなる多脳機能モジュール回路によるモデル構築を予定していた.一方,進捗状況としては,うち2モジュール(単語入力,海馬連想記憶)を実装したのみに留まるが,本研究計画全体の根幹となる海馬連想記憶における長文読解経験の特性を明らかにしたことは,今後,海馬記憶の利用に注力して他脳機能モジュールとの相互作用を設計できるという点で,十分な意義がある.よって,本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられた.本研究の目的は、長文読解経験の想起過程に着目し、海馬-連合野-環境のループ系における神経回路モデルを構築することで、全体の計算論的な機能デザインを解明する手がかりを得ることである。平成29年度は、平成28年度に引き続き、長文読解の記憶貯蔵に関する海馬神経回路モデルの性質を検討した。提案したモデルは、長文読解中の視線移動データに基づく単語時系列入力と、脳の自発活動を表すランダム入力をもとに、6分程度の読解経験の記憶貯蔵および想起を行うことができた。しかし、その想起は記銘した時系列の単なる再生であり、ヒトの想起とは必ずしも合致しなかった。ヒトが作る要約文などのような時間不連続な想起を得るためには、単語レベルの時系列だけでなく、文単位、段落単位など、時間・文脈の階層的な構造として想起できる必要がある。提案モデルは、多重の時間スケールの入力時系列に応じて、階層的な時間構造を記憶貯蔵できる点に特徴があり、情報の保持という点で要件は満たす。しかし、海馬連想記憶回路の枠組みでは、妥当な想起を得ることはできず、適切な想起を得るためには、海馬以外の脳部位の働きが必須である。今後は、これら異なる時間スケールの働きを定式化するために、ヒト被験者実験を行い、ヒト被験者の記銘と想起の時間構造の対応関係を明らかにする。さらに、これらの計測データをもっともうまく説明できるような、海馬を含む複数部位からなる神経回路モデルを構築する。研究実施計画では、平成29年度に長文読解・自由再生課題において、想起過程について脳波計測実験を行うことを予定していた。

一方、進捗状況としては、H28年度に提案した海馬モデルにおける想起の限界を明らかにすることで、他脳部位においてどのような機能を実装すべきかの検討をおこなったが、ヒト被験者計測実験を実施することはできなかった。これらの進捗は、長文読解課題における機能デザインの直接検討したもので、かつ、計測実験の課題設定そのものであるものの、本研究課題の進捗はやや遅れていると考えられた。本研究の目的は、長文読解経験の想起過程に着目し、海馬-連合野-環境のループ系における神経回路モデルを構築することで、全体の計算論的な機能デザインを解明する手がかりを得ることである。平成30年度までの研究において、海馬連想記憶回路の枠組みで文章の想起活動をモデル化したものの、想起における時間階層的な活動(文や段落に相当する数秒から数十秒単位の処理)を検討するために、新たなヒト被験者実験を要すると考えられた。また、平成30年に報告した脳波及び機能的脳画像研究では、記憶関連部位の活動と記憶成績はデフォルトモード回路およびサリエンス回路の活動抑制と関係することを明らかにした。これは全脳の機能デザインの重要な手がかりであると考えられた。そこで平成30年度は、刺激反応課題中の低周波数脳波(0.010.1Hz)と課題関連脳波の関係を明らかにするためのヒト被験者実験(14名)を行った。低周波数脳波(0.010.1Hz)はデフォルトモード回路と関係すると考えられているが、その他周波数帯の課題関連脳波との関わりはこれまで十分に調べられてこなかった。本解析ではアーチファクトが少ないデータが必須のため、長文読解課題を断念し、単純反応課題(視覚、聴覚)を用いた。予備的な解析によれば、低周波数脳波の頭皮上の大域的な時空間位相パターンが刺激反応速度と有意に相関することが示されており、今後国際学会などでの発表を予定している。さらに、低周波数脳波の位相構造と課題関連脳波の関係を検討、モデル化することで、今後、全脳の計算論的な機能デザインを明らかにできると考える。研究実施計画のとおり,今後は海馬の連想記憶の利用を軸として,多脳機能モジュールとの相互作用系を構築し,想起の安定性に関する議論を行う.多脳機能モジュールの相互作用の設計では,多重時間スケールの情報の統合が重要なポイントとなるが,被験者実験で得られる想起文と比較することで,もっとも妥当な相互作用系を設計・提案するとともに,脳全体の計算論的な機能デザインについて検討する.研究実施計画のとおり、今後は記銘および想起の時間構造を実験的に明らかにし、これらの計測データをもとに、海馬を含む複数部位からなる神経回路モデルを構築する。構築においては、多重時間スケールの情報の統合が重要なポイントであり、計測データをもっともうまく説明できる神経回路モデルを検討することで、脳全体の計算論的な機能デザインを提案する。
サブプレートニューロンの大脳皮質神経回路形成における役割の解析

神経機能は神経細胞間の正確な結合の上に成り立っている。サブプレートニューロンは大脳皮質で最初に生まれる機能的な神経細胞であり、主に形態学的な研究から、視床皮質路の形成や大脳皮質の領域分化、視優位カラムの形成などに関わると提唱されているが、神経回路形成における生理機能については未だ良く分かっていない所が多い。本研究ではサブプレートニューロンをimmunotoxinにより任意の時期に破壊する事の出来るトランスジェニックマウスを作成し、神経回路形成における生理的役割を明らかにする事を目的とした。申請者は筑波大学へ赴任したばかりであり、研究室を立ち上げ種々の実験が行える環境を整備する必要があった。そこで本年度は主に分子生物学実験のセットアップと予備実験を中心に行った。その結果、遺伝子ライブラリーの作成、遺伝子ライブラリーのスクリーニング、DNA配列決定等の分子生物学的実験が一通り行える様になり、将来的に軸索ガイダンス蛋白の機能を調べる為に用いる予定の神経細胞初代培養系も確立できた。実験の成果としてはフロアプレート特異的遺伝子をサブトラクティブ・ハイブリダイゼーションにより複数個単離した事が挙げられる。現在はその機能的解析を進めているが、この研究に用いた手法は本申請課題の遂行にも有用であると考える。
乳房外ページェット病のアンドロゲン標的療法：世界初の樹立細胞株による基礎的研究

乳房外ページェット病は、その由来や細胞生物学的性質など多くの点が不明である。申請者らは本疾患病変部由来の細胞株を世界に先駆けて樹立した(EMPE cell)。乳がん等に有効な抗癌剤は本疾患には無効であり、本疾患は乳がん等の腺癌とは異なる性質をもつ。本疾患は一部の症例は男性ホルモンリセプター(AR)を発現しておりEMPE cellもARを発現している。今回、EMPE cellの男性ホルモンの増殖活性について検討したところ、EMPE cellは男性ホルモン依存性増殖を示した。また、EMPE cellはEGFレセプターの発現がないにもかかわらず、EGFは男性ホルモンよりも強い増殖促進効果を示した。乳房外ページェット病は皮膚癌のひとつであるがその細胞生物学的な性質は現在まで多くの点が不明である。その理由として、癌研究に必須である、細胞株がこれまで存在しなかったことが大きな原因である。われわれは本疾患患者病変部由来の細胞株を樹立することに世界に先駆けて成功した(EMPE cell)。過去の病理組織学的解析により本疾患はアポクリン腺由来の腺癌とされており、乳癌もしくは腺癌に準じた抗がん剤を用いる化学療法がなされている。しかし、乳癌その他腺癌に有効な抗癌剤は本疾患に対しては有効率が低い。すなわち、本疾患は腺癌のなかでも、その他の腺癌とは異なる特異な性質をもつ癌と考えられる。今回、われわれが樹立した乳房外ページェット病細胞株を用いてその細胞生物学的な検討、特に増殖因子について検討をおこなった。本疾患はそのおよそ80%の症例に男性ホルモンリセプター(AR)が発現していることが知られている。EMPE cellもARを発現している。そのためin vitroの系でEMPE cellにおける男性ホルモンの増殖活性の有無について検討した。その結果、EMPE cellは、細胞培養系において男性ホルモン依存性に増殖活性の増強を示すことが、われわれの研究により確認された。EMPE cellは男性ホルモン依存性の増殖活性の増強を示す一方、他の増殖因子、EGFについて検討した結果、EMPE cellはEGFの主たるレセプターであるEGFレセプター(ErbB1)やHER2/Neu (ErbB2)の発現がないにもかかわらず、EGFは強い増殖促進効果を示した。現在、EGFのリガンドの検索中である。ARはリガンド(男性ホルモン)による活性化とは別経路で増殖因子がARの活性化を起こすことからEMPE cellにおいてEGFなどの増殖因子による別経路のARの活性化について現在、解析中である。EMPE cellは、細胞培養系において男性ホルモン依存性に増殖活性の増強を示すことを確認した。また、細胞株の亜株を数種検討したが、細胞株により男性ホルモン依存性の増殖活性に差異があることが確認された。乳房外ページェット病は、その由来や、その他細胞生物学的な解析が現在まで多くの点が不明である。その理由として、がん研究に必須である、細胞株がこれまで存在しなかったことが大きな原因である。申請者らは本疾患患者病変部由来の細胞株を樹立することに世界に先駆けて成功した(EMPE cell)。現在のところ本疾患はアポクリン腺由来の腺がんとされており、乳がんもしくは腺がんに準じた抗がん剤を用いる化学療法がなされている。しかし、乳がんその他腺がんに有効な抗がん剤は本疾患に対しては有効率が低いことが問題となっている。すなわち、本疾患は腺がんのなかでも、その他の腺がんとは異なる特異な性質をもつがんと考えられる。本疾患はその一部の症例では男性ホルモンリセプター(AR)が発現しており、EMPE cellもARを発現している。その結果、EMPE cellは、細胞培養系において男性ホルモン依存性の増殖を示すことが、われわれの研究により確認された。EMPE cellは男性ホルモン依存性の増殖を示す一方、他の増殖因子、EGFについて検討した結果、EMPE cellはEGFの主たるレセプターであるEGFレセプターの発現がないにもかかわらず、EGFは強い増殖促進効果を示した。ARはリガンドである男性ホルモンにより活性化されるが、それとは別経路で、EGFなどの増殖因子がリガンド非依存的にARの活性化を起こすことが知られており、EMPE cellにおいてはEGFなどの増殖因子による別経路のリガンド非依存的なARの活性化が主経路である可能性が示唆された。乳房外ページェット病の一部の症例では腫瘍細胞に男性ホルモンリセプター(AR)が発現しており、EMPE cellもARを発現している。そのためin vitroの系でEMPE cellにおける男性ホルモンの増殖活性の有無について検討し、その結果、EMPE cellは、細胞培養系において男性ホルモン依存性の増殖を示すことが確認された。

また、男性ホルモン阻害剤を用いた阻害実験もおこなった。EMPE cellは男性ホルモン依存性の増殖を示す一方、他の増殖因子、EGFについて検討した結果、EMPE cellはEGFの主たるレセプターであるEGFレセプターの発現がないにもかかわらず、EGFは強い増殖促進効果を示した。ARはリガンドである男性ホルモンにより活性化されるが、それとは別経路で、EGFなどの増殖因子がリガンド非依存的にARの活性化を起こすことが知られており、EMPE cellにおいてはEGFなどの増殖因子による別経路のリガンド非依存的なARの活性化が主経路である可能性が示唆された。そのため、免疫沈降法と抗リン酸化抗体を用いたEGF経路の活性化の検証および各種増殖因子刺激下での活性化経路の検討のためのアレイ実験にさしかかったところである。乳房外ページェット病は、その由来や細胞生物学的性質など多くの点が不明である。その理由としてがん研究に必須の細胞株が存在しなかったことが大きな原因である。申請者らは本疾患病変部由来の細胞株を樹立することに世界に先駆けて成功した(EMPE cell)。現在、本疾患はアポクリン腺由来の腺がんとされており、乳がんもしくは腺がんに準じた化学療法がなされている。しかし、乳がんその他腺がんに有効な抗がん剤は本疾患に対しては有効率が低いことが問題である。すなわち、本疾患は腺がんのなかでも、その他の腺がんとは異なる特異な性質をもつがんと考えられる。今回、われわれは樹立した乳房外ページェット病細胞株を用いた細胞生物学的な検討、特に増殖因子についての検討をおこなった。本疾患は一部の症例は男性ホルモンリセプター(AR)を発現しているが、EMPE cellもARを発現している。そこで今回、in vitroの系でEMPE cellにおける男性ホルモンの増殖活性の有無について検討した。その結果、EMPE cellは男性ホルモン依存性の増殖を示すことが確認された。さらに検討した結果、EMPE cellはEGFの主たるレセプターであるEGFレセプターの発現がないにもかかわらず、EGFは男性ホルモンよりも強い増殖促進効果を示した。ARはリガンドである男性ホルモンにより活性化されるが、それとは別経路で、EGFなどの増殖因子がリガンド非依存的にARの活性化を起こすことが知られている。EMPE cellにおいてはEGFなどの増殖因子によるリガンド非依存的な別経路のARの活性化が主経路である可能性が示唆された。そこでEGF存在下・非存在下におけるRNAマイクロアレイ実験を行った結果、予想に反しARの活性化ではなく他分子を含む他の経路の活性化が示唆される結果を得、詳細を解析中である。申請者らは本疾患病変部由来の細胞株を世界に先駆けて樹立した(EMPE cell)。
マイクロダイゼクション法を用いた椎体終板硬化過程の網羅的分子機構解析

本研究の目的は、我々が樹立したマウス椎間板変性モデルにマイクロダイセクション法(以下LCM法)を適用することによって、経時的に肥大化する椎体終板軟骨細胞を選択的に摘出し、cDNAアレイ法によって、椎体終板軟骨細胞の肥大化、および骨化の過程における網羅的遺伝子解析を行うことである。試行錯誤を繰り返した結果、椎体終板から軟骨細胞およびmRNAを選択採取する技術は樹立できたものの、採取可能な細胞数が少ないこと、組織が極めて硬いことなどにより、採取されたサンプルはcDNAアレイを行うために十分な量には至らず、網羅的遺伝子検索は断念せざるを得なかった。しかし、本研究において、硬組織にLCM法を適用するノウハウを蓄積することができたことは大きな収穫であった。現在我々は、この技術を関節軟骨に応用し、関節軟骨代謝の研究に適用している。椎体終板を構成する細胞の多くは軟骨細胞であり、椎体終板の硬化メカニズムと、軟骨細胞の加齢に伴う代謝変化のメカニズムには密接な関連がある。転写因子Runx2は骨芽細胞分化の重要なマスター因子のひとつであるが、関節軟骨の加齢変化において、軟骨変性を促進する機能を呈することが明らかとなっている。我々は、椎間板の髄核細胞と軟骨細胞の形態上の類似点に着目し、犬を用いて、椎間板におけるRunx2の発現を定量した。その結果、椎間板の加齢変性の重症度とRunx2発現は正に相関することを見出した。この結果は、関節軟骨と同様に、椎間板変性においてもRunx2が促進的な機能を有する可能性を示唆したものといえる。1.間歇的軸圧負荷モデルの確立ラットを用いて尾椎間歇的軸圧負荷モデルを確立した。負荷量、負荷頻度を変えることが可能である。パイロット実験として、10Hz 36000回/1日、1.3Mpa負荷を3日間連続(連続群)、あるいは1日おきに計3日負荷(間歇群)を作成し、組織学的検証を行った(2006年日本機械学会バイオエンジニアリング部会にて発表、投稿準備中)。(1)連続群では線維輪に血管と炎症性細胞の侵入、これに伴う線維輪外層の破壊が認められた。髄核変性と終板硬化は軽度であった。(2)間歇群では連続群と同様に線維輪破壊像が認められると共に、終板に対する血管侵入と硬化、および髄核変性が明らかに認められた。両者共に軟骨終板の骨化、軟骨細胞肥大化が認められ、ヒト椎間板変性における組織所見との整合性が認められた。現在このモデルをマウスに適合すべく、器具、各種パラメーターを調整中である。2.持続的軸圧負荷モデルに対するマイクロダイゼクション法適用現在パイロット実験にてマウス尾椎軟骨終板に対するマイクロダイゼクション法を行い、実験条件の最適化をはかっている。本研究の目的は、我々が樹立したマウス椎間板変性モデルにマイクロダイセクション法を適用することによって、経時的に肥大化する椎体終板軟骨細胞を選択的に摘出し、cDNAアレイ法によって、椎体終板軟骨細胞の肥大化、および骨化の過程における網羅的遺伝子解析を行うことである。現在終板から軟骨細胞を選択採取する技術を鋭意開発中であるが、細胞数が少ないこと、組織が極めて硬いことなどにより、技術的に難渋している。段階的に問題点を解決しつつあり、今年度にはデータ抽出が可能となる見込みである。
製品ライフサイクルシナリオに基づく循環型生産システムの構築法に関する研究

工業生産が地球環境に及ぼす影響を軽減させるために、既存の製品についてリサイクル率を向上させるだけではなく、新しい生産や製品のライブサイクル体系を追求しようとするインバース・マニュファクチャリングが提唱されている。本研究は、インバース・マニュファクチヤリングの具体化を目指し、「製品の要求機能に対応して、可能なあらゆるライフサイクルのシナリオを評価し選択することにより、新しい製品とその生産の概念を構成する」、という考え方を基礎として、利用者の機能要求を満たしながら製品の環境負荷を低減する手法を確立しようとする。以下の項目について具体的に研究を進めた。(1)「情報付き製品」の概念に基づく循環型製品の実現手法の研究製品の設計生産情報がデジタル化されている、との前提の元で、設計生産情報を製品内に格納しあるいは情報ネットワークにより獲得できるような製品の構成を考えた。このような情報とモジュール化された機能要素との組み合わせにより、ライフサイクルシミュレーションにより決定された製品の基本構造や挙動を実現する手法を研究した。(2)循環型製品を支えるライフサイクルシナリオの設計と評価循環型製品の現実的な妥当性を実証することを目標として、家庭用ファックス、携帯電話などの機械要素を含む情報機器について、極端に異なるシナリオ(例えば、メンテナンスフリーと使い捨て)を設定し、製品機能とライフサイクルシナリオの関連性を検討した。特に、生産システムにおける再利用部品の補修や品質置理、製品のメンテナンス性やその支援システム、などを重視し、ライフサイクルシステムの具体的提案を行った。(3)循環型生産システム構築法の研究全研究成果を統合しつつ、ライフサイクルシナリオに基づく合理的な循環型製品とその生産システム(ライフサイクルシステム)の構築法を体系化した。情報機器を超えるより広範な製品について、本研究の考え方の効用と限界を評価した。製品の全ライフサイクルを再構築して、新しい生産や製品の体系を追求しようとするインバース・マニュファクチャリングの概念の具体化を目指し、「製品の要求機能に対応して、可能なあらゆるライフサイクルのシナリオを評価し選択することにより、新しい製品とその生産の概念を構成する」、という考え方を基礎として、利用者の機能要求を満たしながら製品の環境負荷を低減する手法を確立しようとする。(1)循環型生産のためのライフサイクルシナリオの提案標準的なライフサイクルシナリオとして、〔1〕短期間で単純回収・再利用(リサイクル)、〔2〕比較的短期間で(部分)回収・部品再利用、〔3〕長期使用・アップグレードメンテナンス、〔4〕永久使用・徹底したメンテナンス、の4種類を考え、これらに附随する技術課題を整理すると共に、標準シナリオからの派生シナリオの構成法を考えた。利用者要求機能とライフサイクルシナリオの組み合わせから、適切な循環型製品概念を抽出する手法を確立した。(2)ライフサイクルシミュレーションによるライフサイクルシナリオの評価特定の製品の基本構成とその構成要素の機能的・物理的寿命、再利用性、などを規定して、想定されるライフサイクルシナリオについて、製品の使用数などを仮定して統計的なライフサイクルシミュレーションを行い、一定期間における製品の平均的な利用者機能充足度や総廃棄量などを評価した。これにより、適切なシナリオと対応する製品の基本構成が決定される。シミュレーションの基礎として、製品の機能構成や基本挙動、機能劣化、などを表現できる巨視的なプロダクトモデル、および、生産システムや利用環境、メンテナンス、回収や再利用処理、などに関するモデルを検討した。工業生産が地球環境に及ぼす影響を軽減させるために、既存の製品についてリサイクル率を向上させるだけではなく、製品の全ライフサイクルを再構築して、新しい生産や製品の体系を追求しようとするインバース・マニュファクチャリングの概念が提唱されている。

本研究は、インバース・マニュファクチャリングの概念の具体化を目指し、「製品の要求機能に対応して、可能なあらゆるライフサイクルのシナリオを評価し選択することにより、新しい製品とその生産の概念を構成する」、という考え方を基礎として、利用者の機能要求を満たしながら製品の環境負荷を低減する手法を確立しようとする。日常的に用いられる耐久消費財型の製品を主な対象とし、循環型生産システムの構築法の確立を目指して、以下の項目について具体的に研究を進めた。前年度のライフサイクルシナリオの設計・評価法の研究に基づき、本年度は以下の研究を推進した。(1)「情報付き製品」の概念に基づく循環型製品の実現手法の研究製品の設計生産情報がCAD/CAMなどの使用によりデジタル化されている、との前提の元で、設計生産情報を製品内のメモリに格納しあるいは情報ネットワークにより獲得できるような製品の構成を考える。このような情報とモジュール化された機能要素との組み合わせにより、ライフサイクルシミュレーションにより決定された製品の基本構造や挙動を実現する手法を研究した。(2)循環型製品を支えるライフサイクルシステムの提案前年度の成果を総合して、循環型製品とそのライフサイクルシナリオの設計法をまとめた。特に、自動車用部品・機器を対象として、設計手法の詳細化、具体化を進めた。再利用や機能アップグレードなどの要求に配慮した、循環型製品に適合するライフサイクルシステムを、生産やメンテナンスをも統合したものとして、循環型生産システムとして考え、その基本構成と構成手法を考察した。工業生産が地球環境に及ぼす影響を軽減させるために、既存の製品についてリサイクル率を向上させるだけではなく、製品の全ライフサイクルを再構築して、新しい生産や製品の体系を追求しようとするインバース・マニュファクチャリングの概念が提唱されている。(1)循環型製品を支えるライフサイクルシナリオの設計と評価前年度までの成果を総合して、循環型製品とそのライフサイクルシナリオの設計法をまとめた。循環型製品の現実的な妥当性を実証することを目標として、家庭用ファックス、携帯電話などの機械要素を含む情報機器について、極端に異なるシナリオ(例えば、メンテナンスフリーと使い捨て)を設定し、各々適切な利用形態要求において妥当であることを示し、製品機能とライフサイクルシナリオの関連性を検討した。
有機-金属界面での準位接続の精密予測に向けたGW近似プログラムの開発（国際共同研究強化）

2018年度は、有機半導体への電荷注入エネルギーの形成機構に関する知見を、実験家グループとの共著で出版した[K. Yamada et al., Phys. Rev. B 97, 245206 (2018)]。そこでのアプローチは、注入電荷の状態をGW近似で正確に記述するが、表面での状態は厳密に再現できていない。海外共同研究者と議論し、本研究で用いるGW space-time(GWST)法での、誘電行列や遮蔽ポテンシャルの計算プログラムを修正した。そこでは、2006年に提案された修正法[S. Ismail-Beigi, Phys. Rev. B. 73, 233103 (2006)]を採用した。プログラムの修正により、半導体表面での巨視的誘電関数の振る舞いを正しく再現できた(論文は準備中)。内定年度:20162018年度は、有機半導体への電荷注入エネルギーの形成機構に関する知見を、実験家グループとの共著で出版した[K. Yamada et al., Phys. Rev. B 97, 245206 (2018)]。
３次元シミュレーションを用いた超新星からの重力波放出の予言

超新星からの重力波は重い物質が速く非球対称的に動くことから生じる。超新星爆発時に生じる重力波について、以下のような研究を行った。論文ごとに紹介する。Sotani and Takiwaki 2016:シミュレーションデータをバックグランドに線形摂動の理論を用いて、超新星重力波の周波数進化を見積もった。線形摂動理論を用いると、その重力波の物理的な起源が明確になる。原始中性子星でも孤立した中性子星で用いられるのと定性的に似た近似公式でその周波数が予想できることが分かった。Kuroda etal 2016:定在降着衝撃波不安定性が起きた場合の重力波波形を一般相対論的シミュレーションで予想した。状態方程式が柔らかい場合、これまでの計算では見られなかった低周波数(100-200Hz)の強い重力波が生じることが分かった。Nakamura et al. 2016:超新星からの重力波、ニュートリノ、光の信号の同時観測で何がわかるのかについて、一つのモデルを用いてコンシステントに見積もった。Takiwaki et al.2016:高速自転している星が超新星爆発を起こした場合、中心で非軸対称不安定が生じて、これまでとは違ったニュートリノ加熱の爆発機構になることが分かった。この爆発からは特徴的なニュートリノ、重力波が生じるがそのシグナルについては改めて論文にする予定である。このシグナルから原始中性子星の自転の周期が求まる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,超新星爆発から生じる重力波によって,中心のダイナミクスを解き明かすことを目的とする.具体的には大質量星の重力崩壊時に生じる超新星爆発の中心エンジンの3次元シミュレーションから,様々な流体不安定性等によって生じる非等方な運動を抜き出し,そこから四重極公式を用いて重力波を計算する.超新星爆発を考える際には親星の性質により,3つの環境での爆発が考えられる.一つは無自転,無磁場のもの,二つ目は高速自転,無磁場のもの,三つ目は高速自転,強磁場のものである.まず,一つ目の無自転,無磁場の研究では,世界で初めて降着衝撃波不安定性が中心コアをそのまま揺らしてでてくる重力波を発見した.普通は降着衝撃波不安定性はランダムなダウンフローになり,対流安定層をたたくことで重力波を放出するが,ここで発見されたものはメカニズムと周波数が異なっている.この結果は論文投稿間近である.次に二つ目の高速自転,無地場のものでは,これも世界で初めて現実的な状況でシミュレーションを行い,重力波,ニュートリノのシグナルを計算した.現実的とはここではセルフコンシステントなニュートリノトランスポートを解き,赤道面などに対称性を課さない計算を指す.この結果は得意な超新星爆発を起こすのでまずはその結果を論文にした.現在査読中である.受理され次第,重力波の論文の執筆に取り掛かる.三つの目の高速自転,強磁場の文脈では既に2011年に重力波の論文を執筆している.今回はこの流体の結果に基づく元素合成を研究し,このような爆発ではr-process元素が起こることを明らかにした.この結果についても論文を書き,Nishimura et al. 2015としてApJに受理されている.本研究をまとめ,論文を投稿したため.超新星からの重力波は重い物質が速く非球対称的に動くことから生じる。論文ごとに紹介する。計算結果をまとめ,論文執筆を精力的に行いたい.28年度が最終年度であるため、記入しない。