hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
農業生産インパクト低減のためのグランドカバー植物の導入

オオムギを利用したグランドカバーと植物の残査のマルチ(オ-ガニックマルチ)のもとでの作物栽培を試みた。(1)オオムギの栄養生長によるグランドカバー能力秋播性オオムギ18品種及びコムギ2系統を低温に遭遇させずに1995年57月にビニールハウス内で生育させ、初期生育量(分けつと草丈)、遮光率、画像解析により地表面被覆率を計測した。8月に高温処理をした後の葉の葉緑素含量を計測し、耐暑性を評価した。オオムギの被覆率・遮光率はコムギ2系統より高い値を示す品種が多かった。特に品種'鬼裸(韓国産)'は、最大の遮光率を示し、28日目では74.2%という非常に高い遮光率であった。遮光率は地表面被覆率と高い相関関係で(r=0.833)、画像解析による被覆率の測定は遮光程度を推定に有効であった。高温処理後の葉の葉緑素含量は小麦のマルチムギ及び東山27号は高い値で推移した。オオムギはこれらより一般に低かったが、これらと同程度の値を示すオオムギ品種(K001、J076、J200)も観測された。特に品種K001は遮光能力も大きく、カバークロップとして有望と考えられた。(2)オ-ガニックマルチ下でのレタス生長の比較1995年7月17日より7種の緑肥作物を2か月間生育させ、それらを刈り倒してオ-ガニックマルチを形成させた圃場にレタスを定植して生長を無被覆・耕転圃場と比較した。C/Nコーダーを用いて土壌とレタスの全窒素を測定した。オ-ガニックマルチにより雑草は抑制された。オ-ガニックマルチ下でのレタスはソルゴ-とファセリアのマルチ圃場を除いて耕転圃場と同等以上の生長を示した(第9図)。葉重ではマルチムギとヘアリ-ベッチ被覆圃場で有意に大きくなった。また、ヘアリ-ベッチ被覆圃場での栽培株では窒素含量率が有意に高くなって、レタスの窒素吸収が高まった可能性も考えられた。
ダイズ根粒菌産生インドール酢酸の根粒形成における役割

ダイズ根粒菌グループII(Bradyrhizobium elkanii)の宿主植物への感染において、根粒菌が生産するインドール酢酸(IAA)がどのように関わっているかを明らかにするために、各種のmutantを作製し、宿主植物に対する根粒形成や感染過程を観察し、以下のような結果を得た。B.elkanii USDA 31株からIAA生産能を激減させたmutant Tn3株を単離し、形成根粒数を親株と比較したところ、明らかに減少していた。Tn3株接種時に、外部からIAAを投与したところ、根粒数は親株レベルまで回復した。したがって、B.elkaniiの生産するIAAが根粒形成に関わっているものと考えられた。宿主植物であるダイズ根の形態的観察より、IAAを通常レベル生産するB.elkanii野性株接種時のみに、ダイズ根の表面に局所的な隆起が認められた。この隆起は1-2層の肥大伸長した外皮層細胞から形成されており、外皮層隆起(Outer Cortex Swelling,以下OCS)と名付けた。OCS構造は、IAA低生産mutant Tn3株では観察されなかった。次に、最近注目されているNod Factor(根粒菌から宿主植物へのアシル化キチンオリゴマーシグナル)との関わりを検討した。nodD_2D_1KABC遺伝子のみを欠損しNod Factorを生産しないmutantを構築して、ダイズに接種したところ、根粒は形成されなかったが、OCS構造は観察された。したがって、OCS形成に、B.elkaniiの生産するIAAが関わっている可能性は非常に高く、形成されたOCS構造は根粒菌のprimitiveな感染様式と深く関わっていると考えられた。B.elkaniiのIAA生合成系のkey enzymeであるindolepyrvate decarboxylase(IPDC)のホモロジーに基づくクローニングは失敗したが、IPDCタンパクを精製し、N末端から30のアミノ酸残基を決定したので、これらの情報を基に再度クローニングを行い、遺伝的に特徴づけられたIAA生産のmutantを構築する。
通報者の心停止表現の理解と通信指令員の問いかけ方法の検討

本研究は、119番通報時に迅速に心停止を判断するための問い掛け方法を検討するため、心停止を模した動画を作成し、言語的ならびに心理的な心停止の理解、表現の特徴を調査することを目的として行う。心停止を消防の通信指令員が早期に認識できれば、電話越しで心肺蘇生法の指導が可能となる。心肺蘇生法の重要性は既知の事実であるが、心停止の認識の正確性を向上させるうえで、本研究の新しいアプローチはその一助となると考えられる。関連図書、データ記憶媒体100,000円学会発表含む旅費400,000円調査費500,000円データ分析人件費100,000円通報者自身が心停止をどのように読み取り、表現をするのかに着目し、一般市民に広く理解される問いかけの方法を検討するため、本年度は、通報者が心停止をいかに読み取り、表現するかについて以下の調査を行った。心停止またはその疑いがある典型的な以下の3つの動画を作成した。1明らかな心停止症例、2心停止と疑いそうな症例、3非心停止と疑いそうな症例。動画は、心停止の実際に詳しい、消防所属の救急救命士とともに作成した。また、より実際の対応状況に近づけるために、ウェアラブルカメラを使用し、一人称の動画とした。本調査を実施する前に、動画の問題点や質問の適格性の調査のため、プレ実験を実施し問題を修正した。そして、各動画に対し、一般人100人(計300人)を対象にインターネット調査会社を通じ調査を実施し、心停止をどのように表現するかの調査を行った。調査内容は、個人の特徴に加え、動画に対してオープンクエスチョンの教示文(例:119番通報時に「呼吸はどうですか?」と聞かれました、どう答えますか?)を与え、自由式の回答を得た。本年度は、上記にデータ収集及び回答の適正の分析を行った。当初の計画においてエラーデータが20%発生すると考えサンプリングを実施したが、各自由回答に対する最大エラー割合は10%という結果であった。この収集データをもとに来年度は、テキストマイニングを中心とした詳細の分析を行う。これらの研究の結果は、心停止の早期認識を補助する。以前より明らかとなっているように、早期の認識は救命率の向上と関連する。本研究はその一助となると考えられる。当初の予定では、本年度に一次的な解析を完了する予定であったが、プレ調査において調査内容の大幅な変更が必要となったことにより、調査までとなった。具体的には、作成した動画の構成が一般市民には見にくいとの意見が散見されたため、指摘に沿い動画を再度作成した。また、インターネット調査においては、被験者の心停止の理解と表現が一致してしまうことが、明らかとなった。つまり、テキストデータを打ち込むときにすでに「心停止の認識」よりも「状況の説明」に切り替わってしまっていることが明らかとなった。そのため、本年度の調査においては、通報時の発話に焦点を絞り上記2点の改善を図り、再度プレ調査を実施したため、計画していた一次解析まで終えることができなかった。まずは、収集した調査内容のテキストマイニングを行い、心停止時に特徴的な発話表現の特定を行う。具体的には、3つの動画調査別に対し特徴語を抽出するためIF-IDF法を用いる。その後、上位の特徴語を選定し、コレスポンデンス分析により、データの視覚化を試みる。加えて、本年度の調査では収集できなかった通報者の心停止の理解に関して追加の調査を実施する計画を立てている。具体的には、心理学の専門家に相談のもと被験者1名ずつに本年度作成した動画を視聴させ、心停止をどのように理解したかについて半構造化面接を実施する。この調査により、心理的な特徴の分析が可能であると考えている。さらに、上記の通報者の心停止の理解および表現の特徴を特定したうえで、通信指令における有効的な質問内容を発案する。これは、消防の通信指令員と救急医を交えコンセンサスを図る。この際、主観性が強くなり過ぎないよう、意見の一致性をα係数を算出し、定量化する。その後、従来法(数か所の消防本部のプロトコル)との比較を行うため、本年度使用した3つの動画に対し、インターネット調査で実施を行う。その際に、事前のサンプルサイズを算出し、統計学的な効率化を図る予定である。

動画は、心停止の実際に詳しい、消防所属の救急救命士とともに作成した。また、より実際の対応状況に近づけるために、ウェアラブルカメラを使用し、一人称の動画とした。本調査を実施する前に、動画の問題点や質問の適格性の調査のため、プレ実験を実施し問題を修正した。そして、各動画に対し、一般人100人(計300人)を対象にインターネット調査会社を通じ調査を実施し、心停止をどのように表現するかの調査を行った。調査内容は、個人の特徴に加え、動画に対してオープンクエスチョンの教示文(例:119番通報時に「呼吸はどうですか?」と聞かれました、どう答えますか?)を与え、自由式の回答を得た。本年度は、上記にデータ収集及び回答の適正の分析を行った。当初の計画においてエラーデータが20%発生すると考えサンプリングを実施したが、各自由回答に対する最大エラー割合は10%という結果であった。この収集データをもとに来年度は、テキストマイニングを中心とした詳細の分析を行う。これらの研究の結果は、心停止の早期認識を補助する。以前より明らかとなっているように、早期の認識は救命率の向上と関連する。本研究はその一助となると考えられる。当初の予定では、本年度に一次的な解析を完了する予定であったが、プレ調査において調査内容の大幅な変更が必要となったことにより、調査までとなった。具体的には、作成した動画の構成が一般市民には見にくいとの意見が散見されたため、指摘に沿い動画を再度作成した。また、インターネット調査においては、被験者の心停止の理解と表現が一致してしまうことが、明らかとなった。つまり、テキストデータを打ち込むときにすでに「心停止の認識」よりも「状況の説明」に切り替わってしまっていることが明らかとなった。そのため、本年度の調査においては、通報時の発話に焦点を絞り上記2点の改善を図り、再度プレ調査を実施したため、計画していた一次解析まで終えることができなかった。まずは、収集した調査内容のテキストマイニングを行い、心停止時に特徴的な発話表現の特定を行う。具体的には、3つの動画調査別に対し特徴語を抽出するためIF-IDF法を用いる。その後、上位の特徴語を選定し、コレスポンデンス分析により、データの視覚化を試みる。加えて、本年度の調査では収集できなかった通報者の心停止の理解に関して追加の調査を実施する計画を立てている。具体的には、心理学の専門家に相談のもと被験者1名ずつに本年度作成した動画を視聴させ、心停止をどのように理解したかについて半構造化面接を実施する。この調査により、心理的な特徴の分析が可能であると考えている。さらに、上記の通報者の心停止の理解および表現の特徴を特定したうえで、通信指令における有効的な質問内容を発案する。これは、消防の通信指令員と救急医を交えコンセンサスを図る。この際、主観性が強くなり過ぎないよう、意見の一致性をα係数を算出し、定量化する。その後、従来法(数か所の消防本部のプロトコル)との比較を行うため、本年度使用した3つの動画に対し、インターネット調査で実施を行う。その際に、事前のサンプルサイズを算出し、統計学的な効率化を図る予定である。
乳がん予防を目的とした症例対照研究に基づく環境要因と遺伝子多型の相互作用の検討

乳がんの発生要因とその予防法を解明するために、症例対照研究の疫学的手法を用いて、その発生にかかわる環境要因ならびに遺伝的要因について乳がんの性質も含め多面的な検討を行っている。乳がんの症例対照研究は、平成14-17年度にかけて長野県内4病院で診断された初発乳がん患者を症例、また年齢、居住地区をマッチさせた人間ドック受診予定者を対照として、食物摂取頻度調査票を含む生活習慣に関するアンケート調査と血液検体の収集を行った。平成17年10月に有効症例406例(406ペア)に到達し、症例対照の収集を終了した。その後、対象者の末梢血よりDNA抽出を開始し、平成18年度は主にエストロゲンの合成・代謝に関連する遺伝子、環境化学物質の代謝に関連する遺伝子、ホルモン受容体遺伝子などを中心とする40遺伝子60多型について解析した。これまでに得られたデータのうち、欧米人とは摂取量が大きく異なり、乳がんとの関連が疑われているイソフラボンに着目して解析を行った。まず、食物摂取頻度調査票から推定したエネルギー調整ゲニステイン摂取量との関連を検討したところ、統計学的に有意な負の関連は観察されなかった。次に、乳がんのエストロゲンまたはプロゲステロン受容体の発現の有無を考慮した解析を行った。エストロゲン受容体とプロゲステロン受容体の両者が陽性または陰性の乳がんとゲニステイン摂取量との間に統計学的に有意な関連は観察されなかったが、得られたオッズ比は受容体陰性の乳がんで低い傾向がみられた。さらにエストロゲン受容体β遺伝子の多型(rs=4986938、rs=1256049)によって乳がんとの関連が異なるかどうか検討したが、いずれも統計学的に有意な交互作用は観察されなかった。今後、更に検討を加えるとともに、その他の要因についても遺伝環境交互作用の検討を行う予定である。乳がんの症例対照研究は、平成14年度から平成17年度にかけて長野県内4病院で診断された初発乳がん患者を症例、また年齢、居住地区をマッチさせた人間ドック受診予定者を対照として、食物摂取頻度調査票を含む生活習慣に関するアンケート調査と血液検体の収集を行った。症例の平均年齢は53.7歳、閉経後女性の割合は54.3%であった。一方、対照は平均年齢が53.9歳、閉経後女性の割合は64.8%であった。対象者の末梢血よりDNAを抽出し、エストロゲンの合成・代謝に関連する遺伝子、環境化学物質の代謝に関連する遺伝子、ホルモンレセプター遺伝子などを中心とする40遺伝子61多型についてTaqMan real-time RT-PCR法による多型解析を開始した。また食物摂取頻度調査票を含む自記式質問票から得られた生理・生殖歴、体格、食物・栄養素摂取量などの要因と乳がん罹患リスクの関連を予備的に検討した。マッチドペアに基づく粗オッズ比を求めたところ、出産数、良性乳腺疾患の既往、喫煙、運動などと有意な関連がみられた。食品群や栄養素では、野菜、乳類、カルシウム、カロテン、葉酸、食物繊維(水溶性、不溶性)の摂取が多い群ほど有意にリスクが低く、その一方で魚介類、肉類、果物、ゲニステイン、ダイゼインの摂取とは関連が見られなかった。いずれの結果も現段階では交絡要因の調整がなされていない予備的なものであるが、今後、更に検討を加えるとともに、遺伝子多型情報と合わせて遺伝-環境相互作用の検討を行う予定である。
高圧高磁場中低温比熱測定による重い電子系化合物の非フェルミ液体状態の研究

六方晶構造を持つCe_xLa_<1-x>Pd_2Al_3(x=01.0)における非フェルミ液体状態を調べるために電気抵抗を0.4K300K、比熱を0.5K100Kの範囲で測定した。また磁場中比熱を15Tの磁場をかけ0.5K4.2Kの範囲で測定した。その結果以下の事を明らかにした。2.Ce_xLa_<1-x>Pd_2Al_3(x【less than or equal】0.15)のCe低濃度領域では、C_m/Tの非フェルミ液体的振舞いは磁場中で抑えられ、フェルミ液体状態が回復する事が分かった。これらの試料について2チャンネル近藤効果が起きている可能性を調査したが、磁場中での磁気エントロピーの測定結果と理論との比較等からその可能性は否定された。3.C_m/Tの非フェルミ液体的挙動が、0.3【less thanor equal】x【less than or equal】0.7の広い範囲で濃度依存しない等の特徴を明らかにした。これらの結果がこれまで他の物質で観測されてきた非フェルミ液体状態の特徴とは異なる、また、SCR理論等非フェルミ液体状態に適用されてきたどんな理論にも当てはまらない新しい現象である事を明らかにした。その他、3d遷移金属合金として初めて高濃度近藤効果を示す物質として注目されていたFe_2VAlについて、この物質の比熱のエンハンスメントが試料中の磁気クラスターによるもので、近藤効果によるものではない事を明らかにした。六方晶構造を持つCe_xLa_<1-x>Pd_2Al_3についてx=0,0.05,0.10,0.15の多結晶試料を、新たに購入したアーク炉を用いて作製した。X線回折などから、以前より不純物の少ない良質な試料が得られた事が判った。これら試料について磁化率X、核磁気緩和率T_1の測定を1.5Kから、電気抵抗率ρ,7Tまでの磁場中比熱の測定を0.4Kから行った。その結果、7K以下でX∝lnT,T_1T≠const.,ρ∝-T,C_m/T∝-lnTといった非フェルミ液体的振る舞いが観測された(C_mは各濃度の比熱からLaPd_2Al_3の比熱を差し引いて求めた4f電子の比熱への寄与)。また、磁場中比熱の結果から、磁場をかけるとC_m/Tは抑えられ、フェルミ液体状態へ移り変わっていく事が判った。非フェルミ液体状態が起こる説明としては、2チャンネル近藤モデル、SCR理論などが考えられる。2チャンネル近藤モデルの立場では、C_m/Tを積分して求めた磁気エントロピーが0T,7Kで1/2・Rlog2より大きな値を持つ、7Tの磁場中でも大きな変化がない等の点で理論と矛盾した。一方、SCR理論による解析を試みた結果、広い温度範囲で温度依存性を説明できた。フィッティングに用いた特性パラメーターのうち磁気不安定点からのずれを示すy_0はxの増加と共に0(反強磁性不安定点での値)に近づきx=0.15では0.07であった。この解析の妥当性を確認するために、x,T_1のさらに低温での測定、さらにCe濃度の高い領域での特性パラメーターの変化の系統性等を調べている所である。昨年度に引き続いて、低温で非フェルミ液体状態が観測される六方晶Ce_xLa_<1-x>Pd_2Al_3(x=0,0.05,0.10,0.15)多結晶試料について研究を行った。

これまでは、液体^3He温度から測定した比熱および磁気エントロピーの磁場変化などを2チャンネル近藤モデルおよび反強磁性ゆらぎを仮定したSCR理論の立場から解析し報告してきた。本年度の主な成果を以下に挙げる。1)より細かく磁場を振った磁場中比熱測定を行ったところ磁気比熱を温度で割ったC_m/Tは1Tの磁場で一旦増大し、磁気エントロピーも増大した。さらに磁場を増大するとC_m/Tは抑えられて行くという振舞いを示す事が判った。この様な振舞いは反強磁性ゆらぎを仮定しただけでは理解できないと考えられ、磁場中でエントロピーが増大するとする2チャンネル近藤効果の兆候が見えている可能性もある。より詳細な実験・解析が必要である。2)Ce濃度xを0.4まで増やした試料を作製し、極低温までの比熱測定を行った。Ce低濃度の試料と同様に-lnTに比例するC_m/Tの振舞いが見られたが、x=0.4でも磁気転移に対応する異常は観測されなかった。3)圧力セル,高圧比熱用クライオスタットを整備・製作し、Ce濃度の低い試料について圧力中の比熱測定を測定した。圧力を増大して行くと-lnTに比例するC_m/Tの低温の増大は抑えらていく傾向が見られた。また、Ce_xLa_<1-x>Pd_2Al_3以外にも斜方晶CeCu_<5.9>Au_<0.1>について反強磁性不安定点近傍での非フェルミ液体状態における圧力下での物性変化を詳細に調べるために圧力中NMR,比熱の測定を開始した。六方晶構造をもつ希釈系Ce化合物Ce_xLa_<1-x>Pd_2Al_3に注目し、Ce濃度の低い領域(x0.15)で見られる非フェルミ液体的振る舞いについて研究を行い、この現象がシングルサイトの効果である2チャンネル近藤効果では無い事を明らかにしてきた。本年度は、0.2x1.0の多結晶試料を作製し、Ceの低濃度領域だけでなく広い濃度範囲、特に反強磁性転移温度T_Nが0となる磁気不安定点近傍での振る舞いを0.4Kの極低温から調べた。その結果、1)CePd_2Al_3(x=1.0)はT_N=3.OKの反強磁性高濃度近藤物質であるが、CeをLaで置換することにより反強磁性転移は低温側へ抑えられていき、x=0.75において少なくとも0.4K以上では消失した。T_Nの濃度依存性より、この系での磁気不安定点はおよそx=0.7であることが判った。2)反強磁性転移が消失したx0.7の試料では7K以下で、Ce1モルあたりの磁気比熱を温度で割ったCm/Tが-lnTに比例して増大するという非フェルミ液体的挙動が見られた。3)この非フェルミ液体的挙動は0.3x0.7の試料で温度依存性がほぼ一致し、広い濃度範囲で濃度依存しないことが判った。以上の事が明らかとなった。広いCe濃度範囲で濃度依存性がほとんど無いという今回の結果は、これまで非フェルミ液体状態に対して適用されてきた、SCR理論,2チャンネル近藤理論などどんな理論によっても説明する事はできない。また、このような特異な振る舞いを示す物質はこれまでに報告が無く、新しいタイプの非フェルミ液体状態を観測したと考えている。
ネットワーク構造をもつ信頼性システムの最適保全方策に関する研究

本研究は、ネットワークシステムの保全問題において、保全活動における要素間の非独立性とシステムの内部状態の把握の不完全性を明示的に考慮にいれた保全モデルの開発と最適保全方策の確立を目的とした。さらに、サーバーの劣化を伴う待ち行列システムの保全モデルの開発も追加的な目的とした。1.要素間の非独立性を考慮した場合:劣化の進行および故障が推移確立の意味で独立でない2つの離散時間マルコフ的劣化ユニットからなる並列システムに対し、2ユニットの同時取替を含む場合の最適取替問題について考察した。問題は各ユニットの状態のペアをシステムの状態とする割引を伴うマルコフ決定過程として定式化できることを示した。しかしながら、最適政策の構造がたとえば単純な4領域政策であることを示すことを試みているが、現時点では成功していない。2.内部状態の把握の不完全性を考慮した場合:離散時間マルコフ的劣化システムに対し、状態誤認確率とコストの異なる2種類の点検、すなわち重い点検と軽い点検が存在する場合を考察した。完全な点検と不完全な点検の場合については既に最適政策の構造を明らかにしているが、より現実的である共に不完全である場合は未検討の問題である。問題は、部分観測マルコフ決定過程で定式化されることを示した。しかしながら、不完全さの相違の表現の仕方が大きな困難さを持っており、最適点検政策の構造の解明にまでは現時点では至っていない。(3)劣化を伴うサーバーを持つ待ち行列システムの保全問題:従来、全く考慮されていなかったサーバーの劣化の概念を導入した。問題は、系内人数と劣化の程度のペアを状態とするセミマルコフ決定過程で定式化、最適政策が状態に関し単調な構造になることを明らかにした。
微分幾何学の情報幾何・生命情報科学への展開

本年度は、研究課題「微分幾何学の情報幾何・生命情報科学への展開」の二年目最終年度として以下のような有意義な研究活動が行われた。一年目に引き続いて、研究代表者・大仁田は、2004年2月20日から21日まで東京都立大学において小研究会を組織した。量子情報理論に関係する研究を精力的に行っている大阪大学理学部の藤原彰夫氏を招聘して、量子通信路の推定問題を情報幾何の観点から最近の研究の解説をお願いした。これは、今後の研究に大いに示唆を与えた。微分幾何学的側面から、研究分担者・松添のほか、研究協力者として黒須早苗氏(理科大理大学院生)、高野嘉寿彦氏(信州大工)に統計多様体の微分幾何的研究について成果発表とその解説をお願いした。大津幸男氏は、曲率を下から抑えたリーマン多様体あるいはアレクサンドロフ空間を離散化し、ランダムネットの統計力学の方法を用いて、ハウスドルフ距離による連続極限の生成する構造を研究しており、本研究課題へ示唆を与えた。研究協力者の小林亮一氏は、偏極射影代数多様体上の定スカラー曲率の存在と幾何学的不変式論における安定性の概念の関係(ヒッチン・小林対応の多様体版)を、確率測度のなす空間上の変分問題また漸近解析の観点から論じ、情報幾何学と共有する問題意識に関して大変興味深い議論・意見交換が行われた。研究分担者・田中利幸氏は、「相転移の幾何」にまつわる困難に関して研究結果を報告し、情報幾何的観点から議論が活発な議論が行われた。研究代表者らは、九大おける甘利俊一教授による情報幾何学の集中講義に参加し、大変有益であった。本科研費の研究課題は、この領域に関心を持つ種々の分野の専門的研究者たちにユニークで刺激的な研究交流を与え、この領域のさらなる研究発展が期待される。本年度は、研究課題「微分幾何学の情報幾何・生命情報科学への展開」の一年目として以下のような有意義な研究活動が行なわれた。研究代表者・大仁田は、2002年10月3日から5日まで東京都立大学において小研究会を組織した。そこでは、次のような研究活動が行なわれた。研究分担者・松添は、情報幾何の基礎理論について議論した。甘利俊一教授とともに情報幾何の創始者である長岡浩司氏(電気通信大学)を招聘し、量子情報幾何学の最新の理論についての解説の2回の講演をお願いした。情報幾何の若手研究者の豊泉太郎氏(東大新領域)を招聘し、アルファ-ダイバージェンスに基づく平均場近似の最近の研究に関して情報提供をお願いした。研究分担者・田中は、有力な近似的計算法として大変注目を集めている確率伝搬の枠組みが情報幾何的な解釈が与えられることを研究報告した。研究分担者・黒瀬は、古典情報幾何のアファイン微分幾何的解釈や統計多様体に関連したスペシャル・ケーラー多様体構造について議論した。また、京都大理・加藤毅氏を招聘し、DNA配位空間における相互作用の代数的構造に関する最近の研究の解説をお願いした。研究分担者・ソリンは、情報幾何やバイオインフォマティクスの研究への応用を見据えて、確立分布の空間に現れるフィンスラー幾何構造に関して議論した。松添、黒瀬は、甘利教授と共同で、微分幾何学の立場からBayes統計学を見直し、等積構造の研究において良く知られているTchebychevベクトル場とBayes統計に現れる推定量との関係を研究し、部分多様体論の観点から興味深い結果を得ている。ソリンと松添は、情報幾何とバイオインフォマティクスに関わる数理に関して活発な研究セミナーを継続しており、今後の共同研究への発展が期待される。
天然配糖体ギムネマ酸同族体の糖識別機能に対する抑制作用とその構造・活性相関

われわれはこれまで、インド産植物ギムネマ・シルベスタの葉から抽出されるトリテルペン配糖体ギムネマ酸が、小腸におけるブドウ糖吸収を抑制したり、抗う蝕効果を示すなど、様々な生理活性を有することを明らかにしてきた。しかしながらこれまでの研究においては、多くの同族体の混合物としてのギムネマ酸が用いられてきた。したがって、ギムネマ酸の作用について、さらに詳細な検討を加えるためには、各々の同族体を分離して、その構造活性相関を明らかにする必要がある。本年度は、分取用高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて、同族体を構造決定に耐え得る純度で単離することから研究を開始した。その結果6種類の同族体を分離することができ、質量分析、核磁気共鳴法により、それぞれの同族体に結合している脂肪酸の種類、数、位置を決定した。さらに単離した同族体について、甘味感覚抑制作用、抗う蝕効果(グルコシルトランスフェラーゼ(GTase)に対する阻害作用)、腸管におけるブドウ糖吸収抑制を検討した。その結果、ギムネマ酸がこれら三つの作用を発現するためには、トリテルペン骨格に少くとも一個の脂肪酸が結合していることが必須であること、および、とくにGTaseに対する阻害作用の程度は、HPLCから決定した同族体成分の疏水性の指標と良い相関を示すことが明らかとなった。今後さらに同族体へ単離を進める一方、糖成分としてのグルクロン酸を他の糖に変えるなど、ギムネマ酸にさまざまな修飾を加えて、生理活性への影響を検討することが必要である。1.鉱床鉛同位体比の検討:コリア半島の硫化物鉱床は中生代花崗岩類の活動に関係して生成したと考えられ,半島各地に広く分布し,基盤の多くは先カンブリア時代の変成岩である.鉱床鉛の同位体比を新しく得られた値も含めて解析した結果,半島東南部の慶尚盆地の鉱床群を別にすると,約2・10^9年と約2.5・10^9年の二つのアイソクロンが識別されることがわかった.前者はコリア半島基盤岩に与えられている年代にほぼ一致しており,鉱床鉛が基盤のU-Th-Pb系の鉛同位体進化を反映しているというこれ迄の結論が再確認された.後者の年代は,このアイソクロンを与える鉱床が半島西岸寄りに集中することから見て,中国本土から続くさらに古い安定大陸地殻のものである可能性がある.一方,慶尚盆地の鉱床鉛は,日本の先中新世の鉱床鉛と同位体的に一つのグループをつくるように見え,これらが同一のテクトニクス的背景をもつことを示唆している.2.コリア半島の花崗岩,変成岩(基盤岩)のU,Th,K:現在までに得られた予察的な分析結果によれば,花崗岩のこれらの元素の濃度は, Seoul付近の半島内奥部で高く,これより外側のOgcheon帯以南では概して低い.この傾向は変成岩ではそれほど明瞭ではないが, U,Thが特に高濃度のものはやはりOgcheon帯およびそれより内奥部に見られる.花崗岩,変成岩を通じて見られる特徴はTh/U比がほぼOgcheon帯を境にして内奥部で高く外縁部低いことである.これは鉱床鉛の同位体比に閉鎖系モデルを適用して計算で求めたU/Th比が示す傾向と一致するものであり,鉱床,花崗岩および変成岩が大局的には一つの構造単位に属することを示している. Th/U比が示すコリア半島の地域区分と鉱床鉛のアイソクロンの地域区分が必ずしも同じではないことは今後の課題である.
CUT-homeodomain転写因子のDNA結合におけるドメイン間相違と協同性

CUT-homeodomain転写因子の複数のDNA結合ドメインによるDNA結合の機構について、構造生物学、物理化学の手法を用いて解析した。転写因子SATB1のCUTr1ドメインとhomeodomainは、両方が協同的にTAATA配列に結合することが、NMR解析および等温滴定熱量測定によって明らかになった。また、SELEX解析により、配列特異性の発現にはCUTr1が主導的な役割を果たすことが示された。CUT-homeodomain転写因子は、SATB1、CDP/Cux/Cut、HNF6αなど、13個のCUTドメインと1個のhomeodomainを有する転写因子群であり、免疫細胞の分化など動物固有の高次機能に関わる。本研究では、CUT-homeodomain転写因子が、DNA結合ドメインの組み合わせを変化させることによって機能制御を行う機構の解明に向けて、各CUTドメインとhomeodomainによる総合的なDNA認識機構を、生化学的研究やNMRおよびX線結晶解析法による構造生物学的研究によって明らかにすることを目指す。本年度は、先ず、SATB1のN末端のCUTドメイン(CUTr1)とhomeodomainの融合タンパク質やCUTr1-CUTr2-homeodomnain領域を調製した。さらに、これらのタンパク質とDNA(SATB1の認識コンセンサス配列を含む;Purbay et al.,2008,NucleicAcids Res.36,2107.)の複合体を調製した。これらについて、結晶化を試みた。今のところ、解析可能な結晶を得ていないが、さらに結晶化条件の検討を進めている。これと並行し、NMR法によってSATB1のhomeodomainの立体構造解析を行い、3本のヘリックスからなる構造を明らかにした。さらに、CUTr1-homeodomain融合タンパク質のNMRスペクトルが上記DNAの添加によって変化する状況と、homeodomainのNMRスペクトルがDNA添加によって変化する状況を解析し、CUTr1のNMRスペクトルの変化の状況(Yamaguchi et al.,2006,J.Biol.Chem.281,5391.)とも比較・検討することにより、コンセンサスDNA配列の認識においては両方のドメインがDNAに接触することを見いだした。この内容について、学会発表を行った。本研究では、CUT-homeodomain転写因子が、リン酸化・アセチル化等の翻訳後修飾や、細胞周期依存的なプロテオリシスによって、実効的に寄与するDNA結合ドメインの組み合わせを変化させることによって機能制御を行う機構の解明に向けて、各CUTドメインとhomeodomainによる総合的なDNA認識の機構を、生化学的研究や構造生物学的研究によって明らかにすることを目標とする。本年度は、昨年度に引き続き、ヒトSATB1のN末端のCUTドメイン(CUTr1)とhomeodomainの融合タンパク質とDNAの複合体を中心に結晶化条件の検討を行った。解析可能な結晶は得られておらず、引き続き検討を行う一方、NMR法による溶液構造解析にも重点を置いた。昨年度にNMR法によって得られたSATB1のhomeodomainの立体構造解析について、さらなる精密化を行い、公表可能な状態まで精度を高めた。さらに、表面プラズモン共鳴法を用いて、SATB1のCUTr1-homeodomain融合タンパク質とDNAの相互作用について、タンパク質ドメイン間の連結部分の長さやDNA配列を変化させたものを用いた比較解析を進めた。本研究では、CUT-homeodomain転写因子が、リン酸化・アセチル化等の翻訳後修飾や、細胞周期に併せたプロテオリシスによって、実効的に寄与するDNA結合ドメインの組み合わせを変化させることによって機能制御を行う機構の解明に向けて、各CUTドメインとhomeodomainによる総合的なDNA認識の機構を、生化学的研究や構造生物学的研究によって明らかにすることを目標とする。本年度は、等温滴定型熱量計を用いて、SATB1のCUTr1ドメインとhomeodomainによるDNA結合の協同性の解析を行った。1つの認識配列(CTAATA)を持つDNAに対するCUTr1ドメイン、homeodomain、およびCUTr1-homeodomain融合タンパク質の結合を解析した結果、1)いずれのドメインも1:1のstoichiometryで結合し、発熱すること、2)CUTr1ドメインとhomeodomainの発熱量の和が、CUTr1-homeodomain融合タンパク質による発熱量に等しいことが判明した。すなわち、CUTr1とhomeodomainがCTAATA配列に対して、結合部位に対して競合的な関係にあるのではなく、協同的な関係であることが明確に示された。さらに、これらのドメインそれぞれの認識配列の決定を、配列をランダム化したDNAと磁気ビーズを用いて行った。その結果、CUTr1ドメインの場合のみ、TAATコア配列が選別されることが判った。
霊長類コモン・マーモセットを用いた味覚ブレイン-マシン・インターフェースの開発

近年のBMIの進歩はめざましく、自分の脳で思い描いた通りに自由に動く義手や、聾者の聴覚を回復させる人工内耳の開発も盛んに行われている。しかし、味覚を喪失してしまった人に対する味覚BMIの試みは未だ行われていない。口腔の主な機能は栄養の摂取であるが、人生の最後まで美味しく、かつ、安心安全にものを食すること、口から味を感じながら生活することは、QOLの向上に極めて重要である。そこで、本研究では新たに開発されたJuxtacellular Recording法を味覚回路がヒトに似ているコモンマーモセットに用いて、味覚BMIの開発に向けた基礎的データを供給することを目指した。本研究では、味覚BMIの開発に向けて、ヒトに近い霊長類として実験動物化が進められているコモン・マーモセットを用いて、最新の細胞外記録法であるJuxtacellular recording法による脳内味覚地図を解明することを目指している。本年度はコモン・マーモセットの実験を進める上での実験環境整備を研究分担者らと共に進めた。特にコモン・マーモセットの供給元となる鹿児島大学医歯学総合研究科との連携を強化し、その施設利用手続き等の事務的な内容から今後の研究遂行スケジュール等について協議を行った。また同時にラットによる脳内味覚地図の解析を継続した。従来は、濾紙などに基本五味を浸してこれを舌に摂食させるといった方法により味覚刺激を行っていたが、正確な刺激時間や濃度、それらの再現性を制御することが困難だったため、新たに電子制御が可能な味覚刺激装置を作製し、正確な刺激時間を担保しながら記録を取れるように実験環境の改善も行った。また従来のウレタン麻酔下では味覚応答が正確に発生しないことがあることから、セボフルラン全身麻酔と、デクスメデトミジン鎮静を組み合わせて、覚醒レベルの調節を行い、味覚刺激に脳内の味覚関連神経細胞が適切に応答する条件を検討した。これらの新たな実験条件下で所見を集積し、データの解析を進め、次年度以降にその内容を踏襲して霊長類であるコモン・マーモセットでの実験遂行を視野に入れて研究を進めている。本研究では、味覚BMIの開発に向けた基盤研究として、よりヒトに近い実験動物として日本で積極的に使われているコモン・マーモセットに対して、最新の細胞外記録法として注目されているjuxtacellular recording法を用いることにより脳内の味覚地図を解明することを目指している。本年度は昨年度から引き続いて、まず、ラットの脳内味覚地図を解明することを念頭に、中枢神経系の中でも舌により近い抹消側の孤束核、結合腕傍核において何例かのjuxtacellular recordingを成功させ、現在、その詳細を解析した。本研究の最終目的でもある、将来的に美味しさを感じられる人工の舌を完成させるためには、「美味しさ」を感じる味覚の回路を解明する必要がある。しかし、比較的原始的な「生存のための摂食行動」を引き起こす味覚と、より高次機能としての「美味しさ」を感じる味覚は途中から分岐し異なる経路を形成している。現時点では、その分岐点とされる一次味覚野や島皮質以降の味覚脳内回路はあまり分かっておらず、美味しいと感じる味覚地図の多くはほとんど空白のままである。そこで、現在、高次認知と情動とを統合する役割を持つ「島皮質」を美味しいと感じる味覚回路の重要ポイントと位置づけて、その先の解析を進めつつある。現在、ラットの脳内味覚地図の解析に予想外に時間がかかり、コモンマーモセットを使った実験を立ち上げるまでに至っていない。次年度以降、確実にマーモセットを用いた実験を立ち上げ、確実にデータの蓄積を行っていきたいと考えている。本研究では、味覚BMI開発に向けた基盤研究として、脳の構造がよりヒトに近い霊長類のうち、我が国が先駆けて実験動物化に成功したコモン・マーモセットの脳に対して、形態的な軸索トレースがより詳細に解析可能なJuxtacellular Recording法を適用することで、脳内味覚回路を生理学的な裏付けに基づきながら単一細胞レベルで形態的に解析していくことを目指した。本年度は、昨年度からのラットの脳内味覚地図の解析をJuxtacellular Recording法を用いて解析する作業に加え、コモン・マーモセットを用いたJuxtacellular Recording法を試みた。ラットの脳内味覚回路の解析では、個体の生存に関わる味覚に強く関連すると考えられる扁桃体へ投射する味覚神経回路と比較して、より美味しさや嗜好性に関連する味覚神経回路を明らかにするために、高次認知機能と情動を統合すると考えられている島皮質の前後を重点的に解析を行い、味覚神経回路を単一細胞レベルで三次元再構築した。ラットでは、当初の予想通り島皮質から扁桃体へ投射する軸索が多く、嗅覚との統合や口腔感覚などとの相互作用も積極的には行われていないことが示唆された。よりヒトに近い味覚神経回路を再現するために、コモン・マーモセットへのJuxtacellular Recording法を行っているが、使用可能匹数の関係から、これまでのところ数例の結果が得られたものの、解析に必要となる充分なデータを得るために現在も研究を継続中である。またこれらの研究の最終的なシナプスの確認のために行う電子顕微鏡観察に必要なサンプル調製の行程で用いるトリミングホルダーを開発し、特許として出願した。

口腔の主な機能は栄養の摂取であるが、人生の最後まで美味しく、かつ、安心安全にものを食すること、口から味を感じながら生活することは、QOLの向上に極めて重要である。そこで、本研究では新たに開発されたJuxtacellular Recording法を味覚回路がヒトに似ているコモンマーモセットに用いて、味覚BMIの開発に向けた基礎的データを供給することを目指した。新たな正確な味覚刺激装置や麻酔条件の検討など当初考えていたよりも順調に実験環境が整ってきており、それらを活用してさらにデータの蓄積を行っていきたいと考えている。本研究の目的でもある、将来的に美味しさを感じられる人工の舌を完成させるためには、「美味しさ」を感じる味覚の回路を解明する必要がある。しかし、比較的原始的な「生存のための摂食行動」を引き起こす味覚と、より高次機能としての「美味しさ」を感じる味覚は途中から分岐し異なる経路を形成している。現時点では、その分岐点とされる一次味覚野や島皮質以降の味覚脳内回路はあまり分かっておらず、美味しいと感じる味覚地図の多くはほとんど空白のままである。そこで今後は、高次認知と情動とを統合する役割を持つ「島皮質」を美味しいと感じる味覚回路の重要ポイントと位置づけて、その先の解析を進めつつある。また、今後、よりヒトに近い霊長類のコモン・マーモセットを用いて島皮質から先の味覚神経細胞に対して単一神経細胞レベルでの追跡を行い、「美味しさを感じる」脳内味覚地図を探索する予定である。神経解剖学本年度までに整えた環境を最大限活用して、成果の公表に向けてさらに所見を集積させ、三次元的な脳内味覚地図の解析を進めていく。また研究分担者と連携してより臨床的な検討も進めていく。
空間分割多重信号を共有するための空間相関を利用したデータ圧縮

多数アンテナを有する基地局から少数アンテナを有する移動端末群に向けて空間分割多重信号を送信する.端末共同干渉キャンセラでは,宛先端末が周辺の連携端末群の受信信号データを高周波数帯を用いて共有することで受信アンテナの自由度を向上させて空間分割多重信号を信頼性高く復号する.本研究では,受信信号のPCMデータを転送するPCM-RoHRにおいて空間相関を利用したデータ圧縮を施したとしても,受信信号の量子化振幅を転送するPAM-RoHRがその連携端末数を追加することにより高周波数帯におけるフレーム転送時間の圧縮効率と受信空間多重信号の復号信頼性をより向上させることが可能であることを明らかにしている.多数のアンテナを有する基地局から少数アンテナを有する移動端末群に大量のデータを含む空間分割多重(SDM)信号を伝送することを想定する。このとき、近傍の移動端末群が受信信号を高い周波数帯を用いて共有することで、基地局からのSDM信号を分割する技術が端末共同干渉キャンセラである。本研究では、各移動端末における受信SDM信号の空間相関を利用したデータ圧縮を目的としている。最初に、量子化誤差と空間相関を有する端末共同干渉キャンセラの通信路容量の導出手法を確立することに取り組んだ。信号共有時に生じる量子化誤差は、直交周波数分割多重(OFDM)で変調した受信SDM信号の復号するときに、ガウス雑音として近似できることを数理的に明らかにした。空間相関モデルとしてクロネッカーモデルを採用して、送信アンテナ間と受信アンテナ間の空間相関行列をもとに疑似乱数を用いてチャネル行列を生成できるようにした。量子化ビット数と送受信アンテナの空間相関行列が与えられたときの端末共同干渉キャンセラの通信路容量をモンテカルロ法により導出するプログラムを作成した。与えられた量子化ビット数と送受信のアンテナ間の相関行列に対して端末共同干渉キャンセラ通信路容量を評価した結果、空間相関が高いときのほうが量子化ビット数を削減するストラテジーがより有効になることを明らかにした。すなわち、空間相関が高いほうが本質的にデータ圧縮が可能であることを示唆している。次に、端末共同干渉キャンセラを実装するために4.45GHz帯と12.9GHz帯のデュアルバンドアンテナを製作した。ソフトウェア無線プラットフォームUSRP X310とデュアルバンドアンテナを用いて、実験により送信アンテナ間と受信アンテナ間の空間相関行列を実測することが可能となった。理論面では、量子化ビット数と空間相関行列を導入した通信路容量の導出手法を確立した。量子化誤差のモデル化及びその通信路容量の導出手法への組み込み自体が当初想定していない新規の研究テーマとなった。また、線形予測符号化によるデータ圧縮を定式化したところ、データ量の大幅な圧縮を図るためには受信アンテナ間の空間相関行列が高い空間相関を有する必要性があることが判明した。しかしながら、端末共同干渉キャンセラでは、受信アンテナを有する移動端末が離れていて受信アンテナ間の空間相関が低いものと予想されるため、線形予測符号化だけではなく推定チャネル係数を利用して仮想的に空間相関を高めたデータ圧縮法を検討中である。そのため、データ圧縮手法の確立には若干の遅れが生じている。実装面では、新たな周波数帯を用いるため、その周波数帯で放射効率の高い無指向性アンテナを製作した。また、実験に基づく空間相関の正確な測定のため、製作アンテナの詳細な特性データを電波暗室を用いて測定した。そのため、空間相関の実測には若干の遅れが生じている。多数のアンテナを有する基地局から少数アンテナを有する移動端末群に大量のデータを含む空間分割多重(SDM)信号を伝送することを想定する。このとき、近傍の移動端末群が受信信号を高い周波数帯を用いて共有することで、受信SDM信号から各空間ストリーム信号に分割する技術が端末共同干渉キャンセラである。本研究では、連携端末における受信SDM信号を転送するときのデータを信頼性高く圧縮することを目的としている。連携端末における受信SDM信号の転送方式として、受信SDM信号を符号化したデータを転送するデジタル信号転送方式と受信SDM信号の量子化値を転送するアナログ信号転送方式に取り組んだ。デジタル信号転送では、受信SDM信号の信頼性を与えるための転送情報量が大きく高周波数帯において大規模な無線リソースを必要とするため、受信SDM信号自体が有している信号相関を利用して分散的に配置された連携端末において転送する情報量を低減可能な分散情報量圧縮方式を提案した。一方、アナログ信号転送では、高周波数帯の通信路の影響により受信SDM信号の信頼性が損なわれるため、送信SDM信号に対して誤り訂正符号を適用することで受信SDM信号の復号特性を改善した。その結果、アナログ信号転送方式はデジタル信号転送方式に比較して、高周波数帯の周波数リソースを大幅に低減できることを示すと共に、少数の連携端末の追加により受信SDM信号の信頼性が十分に向上可能であることが示された。計算機シミュレーションにより、送信アンテナ数2と連携端末数4の端末共同干渉キャンセラにおいて、アナログ信号転送方式はデジタル信号転送方式に比べて高周波数帯リソースを1/4以下にすることが可能であることを明らかにした。さらに、アナログ信号転送方式の連携端末数を5台にすることで、デジタル信号転送方式より受信SDM信号の復号特性が優れることを明らかにした。多数アンテナを有する基地局から少数アンテナを有する移動端末群に向けて空間分割多重信号を送信する.端末

共同干渉キャンセラでは,宛先端末が周辺の連携端末群の受信信号データを高周波数帯を用いて共有することで受信アンテナの自由度を向上させて空間分割多重信号を信頼性高く復号する.本研究では,受信信号のPCMデータを転送するPCM-RoHRにおいて空間相関を利用したデータ圧縮を施したとしても,受信信号の量子化振幅を転送するPAM-RoHRがその連携端末数を追加することにより高周波数帯におけるフレーム転送時間の圧縮効率と受信空間多重信号の復号信頼性をより向上させることが可能であることを明らかにしている.理論面では、空間相関を利用した線形予測符号化を進めるとともに、大きなデータ圧縮効果の実現を目指して、推定チャネル係数を利用して仮想的に空間相関を高めたデータ圧縮手法を確立する。仮想的に空間相関を高めたデータ圧縮手法の有効性を確認するために、事前にシミュレーションにより送信アンテナ数と所要量子化ビット数の関係を明らかにする。実験面では、空間相関の実測データの蓄積とともに、理論面で検討したデータ圧縮手法の実装を進める。情報通信工学
地域密着型大学における職員のトップマネジメント能力の開発に関する調査研究

○研究目的:本研究は、山形大学のような地方国立大学において、職員が地域密着型のマネジメントを行うためには、どのような課題があり、どのような手法により能力開発すべきかを明らかにし、提言することだった。○研究方法:まず、マネジメントとは何か?地域密着型大学とは何か?について文献(ドラッカー氏の著作等)及び実地(広島大学、国立大学協会、公立大学協会等)調査を行った。それを踏まえ、本学の40歳以下の中堅・若手職員による勉強会を立ち上げ、上記課題の洗い出しを行うと共に、学長・理事との意見交換を通じ、本学に相応しい職員のトップマネジメント能力の開発について調査した。○研究成果:大学のトップマネジメントを支える職員には、大学(理念、機能等)と地域に関する基礎知識と学内外とのコミュニケーション能力が不可欠であることが明らかになった。なお、平成22年度は本研究成果を活用し、東北地方の国立大学との連携を深める。
遅延付加・検出回路を組み込んだ遅延故障検査容易化回路の設計と評価

LSIの高集積化にともない,信号線のショートやオープンの欠陥による遅延故障を検査することが高品質な検査を行うために重要となっている。本研究では,LSIチップ内部およびLSIチップ間接続で発生する遅延故障を検出するための検査容易化回路として,遷移信号の遅延時間を観測可能な遅延付加・検出回路をチップ内部に組み込む手法を提案し,シミュレーションおよびIC試作による故障検出能力評価を行った。開発した検査容易化設計手法による複数経路の同時検査可能性や,試作ICにおける故障判定可能な遅延欠陥サイズの推定を行い,微小遅延故障の検査が可能であることを明らかにした。本研究では,LSIチップ内部およびLSIチップ間接続で発生する遅延故障を検出するための検査容易化回路の研究を行っている。平成25年度は,次の6項目についての研究を行った。1.遅延故障検査容易化設計を適用した下での遅延故障の検査可能性評価として,信号遷移の際に発生するグリッチの影響も考慮した複数経路の同時検査可能性について調査し,検出条件を考察した。2.試作ICにおいて,遅延付加・検出回路自体の遅延値のチップ間ばらつきの影響を調査した。また,遅延故障検査容易化設計の改良として,クロック信号を測定することで遅延付加部のゲート遅延を概算する手法を提案した。3.遅延故障検査容易化設計を用いる際の微小遅延欠陥の検出確率を導出した。遅延値のばらつきを考慮する場合においても,従来のスキャン設計のみを用いる検査時に未検出となる遅延範囲の10-50%の改善を行うことができた。4.複数パスの遅延故障検査を行うための試作ICとして,遅延量の異なる信号経路についての検査可能性を調査するために,ゲート段数の異なる多数の経路から任意の2つの信号経路を選択し,遅延故障検査容易化回路へ同時に供給可能とする試作ICの設計を行った。5.遅延故障検査容易化回路で観測する信号経路の遅延量の評価を簡易にするための,タイミング余裕計測回路の設計を行った。6.遅延付加・検出回路を回路のバウンダリスキャンセル部に限定せず,任意のFF間の信号遅延の検査を行うためのFFの検査容易化設計について検討,設計を行った。なお,前年度より継続して研究してきた遅延故障検査容易化設計回路および本回路を用いる複数信号経路の同時観測手法について,電子情報通信学会英文論文誌に投稿,掲載された。平成24年度は,次の6項目についての研究を行った。1.以前試作した遅延故障検査容易化設計ICの測定結果とシミュレーションとの比較を行った。結果をもとに,チップ間ばらつきの影響を踏まえて,遅延付加ゲートのゲート遅延値と検出可能な遅延故障サイズの概算を行った。2.提案する検査容易化設計の制御回路を改良した。これにより,観測時の初期値設定を0,1ともに可能とした。また,観測時に必要となるクロック数を観測対象経路に応じて削減可能とした。3.従来用いられている遷移遅延故障用の検査入力生成ツールを基に,提案する検査容易化設計回路用の検査入力の生成を試作ICに対して行い,実測に用いた。4.検査対象回路に応じて遅延付加部で必要となる付加遅延量を,IC設計に用いる静的タイミング解析ツールにより導出する手法を開発した。5.複数チップ間での遅延故障検査容易化回路の適用例として,チップ間接続に用いられるシリコン貫通ビア(TSV)の断線故障検出法を提案した。6.複数の入出力経路を同時に観測対象とする際の検出可能条件の検討を行った。また,複数経路の信号を遅延付加部へ同時に入力可能な検査容易化回路を試作した。これらの研究により,提案する遅延故障検査容易化設計を実ICへの適用する際の設計要件を明確化することができた。また,複数経路の同時検査可能性についても検討の結果,同時検査が困難な条件が明らかとなり,今後の検査入力生成手法への応用が期待できる。本研究では,LSIチップ内部およびLSIチップ間接続で発生する遅延故障を検出するための検査容易化回路の研究を行った。平成26年度は,主に次の6項目についての成果が得られた。1.異なるゲート段数の2経路を任意に選択可能な設計を施した試作ICを用いて,昨年度までに得られた複数経路の同時検査可能条件に基づき2経路同時検査が可能な場合および検査不能な場合の動作が実IC上で確認された。2.検査用入力生成手法に関して,既存の検査入力生成ツールを用いる遅延故障用テスト入力の適用が可能であることをシミュレーションにより確認した。3.試作ICの遅延付加ゲートの個別の遅延量の差異による影響を測定した。また,検査時に遅延付加部の遅延量を補正する手法を開発し,故障判定可能な遅延欠陥サイズを縮小した。4.検査対象経路の選択回路を遅延付加・検出回路内部に併合することで制御回路を縮小する検査容易化回路の改良を行った。5.回路設計に関しては,遅延付加・検出回路を試作ICで実装するためのスタンダードセルを設計した。