hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造情報を利用したアンサンブル学習法とその大規模問題への応用

この枠組において先行して提案されている各種の統合手法を特殊ケースとして含む包括的な枠組みを一般化ダイバージェンスを用いて提案した.提案した手法は,一般化ダイバージェンスを任意に選択することが可能であり,適切にダイバージェンスを選択することで頑健性,効率性などの目的に対処することが可能である.このことを複数の実データを用いて実験的に検証し,提案した手法の有用性について検証した.また,提案した枠組みにおいて,最終的に多値判別に用いるために構成する条件付き確率の構成精度を理論的に解析した.構成される条件付き確率の精度は,要素として用いる各2値判別器の性能,および, 2値判別器間の相関関係により評価することが可能であり,相関度の低い2値判別器を用いることで条件付き確率の構成精度が向上することがわかった.本研究の内容は機械学習の論文誌Neural Networksに投稿後,査読者のコメントに基づく修正を行い,再投稿している.多値判別問題は判別器の学習に大きな計算コストが必要となるため,効率的に学習可能な2値判別器を多数組み合わせて統合することで多値判別器を構成するアプローチが取られる.この枠組において,先行して提案されている各種の統合手法を特殊ケースとして含みつつ,より効率的な予測が可能な包括的な枠組みを提案した.マルチタスク問題に対して,計算量を抑えたアンサンブル学習手法を提案した.提案手法は通常用いられるカルバックライブラー擬距離と確率モデルの組み合わせではなく,板倉斎藤擬距離と拡張擬似モデルを用いた推定に基づいている.提案法の統計的性質について考察し数値実験によってその有用性を確認した.今年度提案した手法は,拡張擬似モデルと板倉斉藤ダイバージェンスを用いて,アンサンブル学習の枠組みでマルチタスク学習を効率的に行うことを可能としている.手法の構築,実装は終了しており,簡単な実験により従来法との比較を行いつつ性能の検証も行った.また,提案手法の理論的性能についての解析も行い,結果をまとめて国際会議に投稿し採録されている.27年度までに提案しているアンサンブル学習の枠組みに基づく多値判別手法に関して,理論解析結果を洗練し数値解析によって検証・確認すると共に,その結果を用いて2値判別器の統合の際のコード表のデザイン指針について検討する.統計的機械学習マルチタスク学習について,各タスクで共有されている情報を効率的に取り込むための方法は今年度までにある程度確立されたので,研究計画書に記載したように,タスク間で共有される情報の程度に応じて適応的に共有情報の取り込みを行うための枠組みについてさらなる検討を行う.1.今年度提案した手法は,2値判別器から構成した様々な正値測度をブレグマンダイバージェンスの最小化問題として記述されるアンサンブル法で組み合わせることによって実現されている.この枠組みは,過去に提案された様々な既存手法を統一的に扱うことが出来る非常に一般的な枠組みであり,2値判別器から構成する正値測度と採用するダイバージェンスの形によって様々なバリエーションを考えることができる.
視覚障害者の自律型単独歩行支援システムの研究

本研究は視覚障害者の単独歩行をコンピュータによって支援するITS(Intelligent Transportation Systems)を開発したものであり、世界の視覚障害者支援に役立つ研究である。現状の社会環境の下で視覚障害者の自律型単独歩行を支援することを研究目的とした。この目的のため、視覚障害者が横断歩道を安全に渡るために必要となる4つのテーマ:1)横断歩道の検知,2)道路幅の計測3)信号灯の色の検知,4)車両の検知に以下のように取り組んだ。1)横断歩道の検知:この検知のため、2つの方法を開発した。両者とも、横断歩道に存在する黒色アスファルト面上の白色ラインの縞パターンを利用した。第1の方法は画像中の白色ラインエッジの特徴点から計算される射影不変量に基づいた方法である。この特徴点を抽出するためにフィッシャー・クライテリオンを用いた。第2の方法はバイポラリティ特徴に基づいた方法である。この方法では、バイポラリティ特徴値の高い画素から成る画像中の領域が横断歩道であると判断した。両方法とも95%以上の精度を達成した。2)道路幅の計測:道路幅の画像計測法として2つの方法を開発した。第1の方法はベクトル幾何学による方法で、横断歩道の左右のボーダーライン、第1-,第2-,最遠-白線エッジラインに基づいて道路幅を計測した。第2の方法は白線のバンドパラメータによる方法で、横断歩道内での白線バンドの数と幅から道路幅を計測した。両方法でのrmsエラーは約2mであった。3)信号灯の色の検知:信号灯の色を検知するために、信号灯の色についての類似度をカラー空間において作成し辞書とした。類似度の高い画素から成る画像中の領域を信号灯候補領域とした。信号灯候補領域におけるアフィン不変量を辞書値と照合することによって、信号灯領域を探索し信号灯の色の検知を行った。235実画像で実験したところ、94%の精度で信号灯の色の検知に成功した。4)車両の検知:ガボール変換出力から車両候補領域を抽出し、候補領域からアフィン不変量を用いて車両の有無を検知する方法を開発した。本研究は視覚障害者の単独歩行をコンピュータによって支援するITS (Intelligent Transportation Systems)を開発するものであり、世界の視覚障害者支援に役立つ研究である。この目的のため、本年度は視覚障害者が横断歩道を安全に渡るために必要となる3つのテーマ:1)横断歩道の検知,2)道路幅の計測3)信号灯の色の検知,に以下のように取り組んだ。1)横断歩道の検知:視覚障害者が立っている眼前の道路領域が横断歩道か否かを知ることは重要である。この検知のため、2つの方法を開発した。

第1の方法による研究成果が国際学術論文誌Measurement Science and Technology(MST)に掲載された。また、第2の方法による研究成果がIEEE Transaction on Intelligent Transportation Systemsに掲載されることが決定し印刷中である。2)道路幅の計測:道路幅の画像計測法として2つの方法を開発した。第1の方法はベクトル幾何学による方法で、横断歩道の左右のボーダーライン、第1-,第2-,最遠-白線エッジラインに基づいて道路幅を計測した。第2の方法は白線のバンドパラメータによる方法で、横断歩道内での白線バンドの数と幅から道路幅を計測した。両方法でのrmsエラーは約2mであった。第1の方法による研究成果をMWSCAS2004とSPIE2004で発表した。第2の方法による研究成果をICCVG2004とITSC2004で発表した。3)信号灯の色の検知:信号灯の色を検知するために、信号灯の色についての類似度をカラー空間において作成し辞書とした。類似度の高い画素から成る画像中の領域を信号灯候補領域とした。信号灯候補領域におけるアフィン不変量を辞書値と照合することによって、信号灯領域を探索し信号灯の色の検知を行った。235実画像で実験したところ、94%の精度で信号灯の色の検知に成功した。この研究成果をまとめて現在、論文作成中である。本研究は視覚障害者の単独歩行をコンピュータによって支援するITS (Intelligent Transportation Systems)を開発したものであり、世界の視覚障害者支援に役立つ研究である。現状の社会環境の下で視覚障害者の自律型単独歩行を支援することを研究目的とした。この目的のため、昨年度は視覚障害者が横断歩道を安全に渡るために必要となる3つのテーマ:1)横断歩道の検知,2)道路幅の計測3)信号灯の色の検知,に取り組んだ。本年度はこれらのうち1)と2)について更に検討するため、以下の1),2),3)のように研究した。その後、4),5)と研究を進めた。1)横断歩道の検知:視覚障害者が立っている眼前の道路領域が横断歩道か否かを知ることは重要である。この検知のため、昨年度に2つの方法を開発した。すなわち、両者とも、横断歩道に存在する黒色アスファルト面上の白色ラインの縞パターンを利用する方法で、第1の方法は画像中の白色ラインエッジの特徴点から計算される射影不変量に基づいた方法である。第2の方法はバイポラリティ特徴に基づいた方法である。この方法では、バイポラリティ特徴値の高い画素から成る画像中の領域が横断歩道であると判断した。両方法とも95%以上の精度を達成した。今年度は第1と第2の方法を統合して射影不変量とバイポラリティ特徴を用いて横断歩道を検知する方法を開発した。この統合法で照明条件に対してロバストな方法についても検討し、夕方や夜の横断歩道でも検知できることを確認した。2)道路幅の計測:道路幅の画像計測法として昨年度は2つの方法を開発した。
会社組織再編をめぐる商法と税法の連携に関する研究

平成18年施行の会社法においても、会社組織再編は会社法に固有の重要課題として重視されるが、同時に、これは商法固有の問題に留まらず、税法や企業会計との関係で統一的に考察されるべき課題である。このような問題意識をもって、「税法と会社法の連携」の視点から、私は長期にわたって、この課題を追究してきた。商法専攻者として、専門外の税法上の諸課題を自らの問題として捉え、税法専攻の研究者のみならず、税理士をはじめとする税法の実務専門家との意見交換にも、多大の労力を費やした。その結果、企業税務および企業会計上の諸問題が浮かび上がり、今後にも繋がる基礎資料を得ることができた。さらに本研究では、会社法において創設された「合同会社」という新しい会社類型の登場を受けて、会社法上の課題と税法上の課題という両側面から、この新制度の意義を多角的に研究するとともに、従来から継続してきた「税法と会社法の連携」の総合的研究をさらに押し進めることができた。その成果として、論文(「合同会社創設の意義と問題点-商法と税法の接点」)の発表および著書(単著『中小企業の会社法・実践講義』および共編著『税法と会社法の連携』)を刊行することができた。とくに、論文における研究課題は、現時点では商法あるいは税法の研究者から、それぞれの専門分野にたつ研究が個別に公表される段階に留まっており、両法分野を統一的かつ総合的に分析した研究成果は、ほとんど見られない状況にある。その意味でも、会社の組織再編全体にわたる会社法・税法の接点に関わる研究を進めてきた意義は大きいと思われる。今後の新たな課題としては、これらの研究成果を基に、新しい会社形態である合同会社をめぐって、これを法務・税務・会計に関する総合的研究に発展させたいと、具体的に計画している。会社の組織再編には多様な手法があり、平成17年に制定予定の会社法典においても、これは商法固有の課題として重要視されている。しかし、会社組織再編を巡る問題は、商法固有の問題に留まらず、税法や企業会計との関係で統一的に考察されるべき課題であって、私はこれまでも、税法と会社法の連携という観点から、この課題を追究してきたところである。商法専攻者として、専門外の税法上の諸課題を生きた姿の問題として現実的に捉えるため、税法専攻の研究者のみならず、税理士をはじめとする税法の実務専門家との意見交換に相当な労力を費やした。その結果、企業税務および企業会計上の諸問題が浮かび上がり、次年度以降の研究にも大いに参考となる基礎資料を得ることが出来た。さらに本年度の本研究では、会社法現代化の流れの中で、「合同会社」という新しい会社類型の創設を受けて、商法上の課題と税法上の課題という両側面から、その新制度の意義を多角的に研究するとともに、従来から継続してきた「税法と会社法の連携」の総合的研究を推し進めるという方針で臨んだ。その成果として、論文(「合同会社創設の意義と問題点-商法と税法の接点」)の執筆および著書(山下眞弘編著『税法と会社法の連携』)の増補改定版の出版が出来た。とくに、前者の論文における研究課題は、現時点では商法あるいは税法の研究者から、それぞれの専門分野にたつ研究が個別に公表される段階に留まっており、両法分野を統一的かつ総合的に分析した研究成果は、ほとんど見られない状況にある。その意味でも、この研究を進める意義は大きいと思われる。次年度においても、この課題を追究しながら、会社の組織再編全体にわたる商法・税法の接点に関わる研究をさらに推進したい。平成17年に成立した会社法においても、多様な会社組織再編は、会社法に固有の重要課題として重視されている。

同時に、会社組織再編をめぐる問題は、商法固有の問題に留まらず、税法や企業会計との関係で統一的に考察されるべき課題であり、従来から私は、「税法と会社法の連携」という観点から、この課題を追究してきたところである。商法専攻者として、専門外の税法上の諸課題を自らの問題として捉え、税法専攻の研究者のみならず、税理士をはじめとする税法の実務専門家との意見交換に、相当な時間と労力を費やした。その結果、企業税務および企業会計上の諸問題が浮かび上がり、昨年度から引き続き、この研究を進めてきた結果、今後にもつながる基礎資料等も得ることができた。さらに本研究では、会社法において創設された「合同会社」という新しい会社類型の登場を受けて、会社法上の課題と税法上の課題という両側面から、この新制度の意義を多角的に研究するとともに、従来から継続してきた「税法と会社法の連携」の総合的研究をさらに押し進めることができた。その成果として、論文(「合同会社創設の意義と問題点-商法と税法の接点」)の発表および著書(山下眞弘著『中小企業の会社法・実践講義』)を刊行することができた。とくに、前者の論文における研究課題は、現時点では商法あるいは税法の研究者から、それぞれの専門分野にたつ研究が個別に公表される段階に留まっており、両法分野を統一的かつ総合的に分析した研究成果は、ほとんど見られない状況にある。その意味でも、会社の組織再編全体にわたる会社法・税法の接点に関わる研究を進めてきた意義は大きいと思われる。
算数と数学の接続を図るカリキュラムと教師の指導知の協働開発研究

研究成果の概要(和文):本研究は,算数と数学の接続を図るカリキュラム構成と,授業開発における教師の数学的指導知を明らかにすることを目的とした。理論的には,算数・数学の授業の質を捉える物語的一貫性の視点,単元構成の為の教授学的状況論の視点を吟味し,枠組み化した。実践的には,算数における面積,図形の定義,中学校における比例と一次関数の実験授業を行い,特に生徒の目標と相互作用の視点からの物語的一貫性の視点や生徒のジェスチャー行為に焦点をあてた質的分析を通して,算数と数学の接続に関する理論的・実践的な知見を抽出し,教師の指導知として概念化を図った。本研究は,算数と中学数学の接続の問題と,教師の数学的指導知の発達と継承の問題を総合的に捉えて,算数を数学に接続する為の理論,教材,カリキュラムを開発するとともに,小中学校の有能な教師の指導技術を,質的分析研究を通して明らかにすることを目的としている。2014年度は,算数専門のベテラン教師,他教科を得意とするベテラン教師,2,3年程度の経験の教師に同一の授業を行ってもらい,授業の質的分析を進めた。まず,算数を専門とするベテラン教師の授業の分析から,問題解決的な授業パターンと比較しながら,一貫性のある授業過程を作り出す要因を抽出した(第38回数学教育国際心理研究学会で発表)。次に,他の2つのタイプの教師の授業の質的分析研究を進め,上記の知見と対比して,一貫性のある授業を作り出す,あるいは妨げる要因について検討した。第二に,多世界パラダイムに基づく算数授業における社会的相互作用の規範的モデルを構想し,第4学年「分数」,第6学年「場合の数」の授業づくりを通して,その検証を行った(全国数学教育学会誌第20巻第2号および環太平洋大学紀要に掲載)。また,子ども達の自律性の育成を目指した算数学習として, RPDCAサイクルによる授業を吟味した。特に,見通しを立てる段階および振り返りの段階に注目して,子ども達のめあてとふりかえりのレベルを設定し,子ども達の記述と照合しながら,レベル設定の妥当性を検討した(全国数学教育学会誌数学教育学研究第20巻第2号,日本数学教育学会誌第96巻数学教育学論究に掲載)。第三に,記号論的視座,とりわけジェスチャーの意味と役割に焦点をあてて,生徒が一次関数を学習する過程とそれを促す教師の手立てを吟味した。これらは算数を数学に接続する教師の指導知を明らかにする上で有用な知見になりうると考える。(全国数学教育学会数学教育学研究第20巻第2号に掲載)。本研究は,算数と中学数学の接続の問題と教師の数学的指導知の発達と継承の問題を総合的に捉え,算数を数学に接続する為の理論,教材,カリキュラムを開発するとともに,小中学校の有能な教師の指導技術を,質的分析研究を通して明らかにすることを目的としている。2015年度は,日本の算数授業の質を吟味する為に,「物語的一貫性」の視点を明らかにする研究を行った。まず算数を長年研究してきた教師と,2,3年程度の経験の教師の授業を,授業における子どもの学習目標の発生と進展に関して分析を行い,その高まりを捉える枠組みを検討した(第7回東アジア数学教育国際会議で発表)。次に,物語的一貫性の視点から授業を捉える理論的枠組みの構築を目指し,過去の経験の語り,複数の声の共鳴,概念形成に通じる学習目標の発達の視点を吟味した(第39回数学教育心理研究国際会議で発表)。最終的に,物語,物語行為の規定,物語行為の認識論的特徴,物語行為の存在論的特徴,物語の筋書き,物語の題材と筋との関係,物語の中心要素としての主人公,出来事を結びつける数学性,からなる理論的枠組みを提起した(日本数学教育学会数学教育学論究に掲載)。第二に,算数授業における社会的相互作用の規範的モデルを構想し,分数の授業分析を通して検証を行った(第7回東アジア数学教育国際会議で発表)。また子ども達の算数的アイデアの創発現象を捉える枠組みの検討も行った(日本教科教育学会誌に掲載)。第三に,子ども達の自律性の育成を目指した算数学習として,RPDCAサイクルによる授業を提案し,めあてとふり返りのレベルがいかに連動しているかを検討した(日本教育実践学会教育実践学研究に掲載)。第四に,全体論の視座から図形分野における算数から数学への移行過程を捉える理論と実践に関する研究のまとめを行った(第12回数学教育国際会議からの招待講演集(著書)に掲載)。平成27年度は,小学校での実験授業のデータ分析と,中学校での授業開発研究を並行して行うこと,小学校での新たな授業研究にも着手することを目指していた。まず,小学校での実験授業のデータ分析を通して,算数・数学の授業を捉える理論的枠組みを構想し,基本的な枠組みを構成することができた。また,教師の指導の質的分析から,物語的に一貫した授業を構成する上での教師の数学的指導知を今後明らかにする上での基礎資料ができたと考える。次に,図形の定義と証明に関するデザイン実験を実施することに関しては,公立中学校の教師(大学院生)の協力を得て,図形の証明の授業デザインを構想し,実践した。図形の定義の構成過程については,これまでに収集していた小学校での授業データを分析し,学会発表へとつなげた。その他にも,社会的相互作用に基づく算数授業のモデル,わり算の系統的発達に関する調査,RPDCAに基づく授業づくりの方法について,学会発表を行うとともに,幾つかは学会誌への掲載へも繋がった。以上の点から,おおむね順調に研究が進んでいると考える。

本研究は,算数と中学数学の接続の問題と,教師の数学的指導知の発達と継承の問題を総合的に捉えて,算数を数学に接続する為の理論,教材,カリキュラムを開発するとともに,小中学校の有能な教師の指導技術を質的分析研究を通して明らかにすることを目的としている。2016年度は,日本の算数授業の質を吟味する「物語的一貫性」の視点から,算数を長年に渡り研究教科としてきた教師と,算数を専門としないベテランの教師の授業を,教室の相互作用の視点から分析し,授業を成立させる上で重要な相互作用のタイプを同定した(第40回数学教育心理研究国際会議で発表)。また,学習者の立場から物語的一貫性を捉える試みを行った(日本数学教育学会第39回秋期研究大会で発表)。さらに,昭和初期の算術授業との比較によって,算数科教師に内在する授業構成原理を分析を行った(全国数学教育学会第45回研究発表会で発表)。第二に,多世界パラダイムに基づくわり算の構成過程に関する研究の一環として,わり算の学習状況の様相を明らかにする為に,わり算に関する包括的な調査問題を開発し,3県に渡る調査を実施した。研究成果の一部として,等分除の学習状況の分析を行い,論文は全国数学教育学会数学教育学研究第23巻第1号に掲載された。また,倍に関わるわり算の位置づけに関する分析を行い,日本数学教育学会第49回秋期研究大会で発表を行った。第三に,算数と数学の接続の視点から,量の視点に基づいて中学校の関数のグラフ読解の分類に関する検討を行った。また,図形分野に関しても,証明の構成過程におけるジェスチャーの役割に関する分析を行った。いずれも全国数学教育学会第45回研究発表会にて研究発表を行った。図形の包含関係と図形の定義の学習における数学への移行過程についても分析し,第13回数学教育世界会議で発表を行った。研究成果の概要(和文):本研究は,算数と数学の接続を図るカリキュラム構成と,授業開発における教師の数学的指導知を明らかにすることを目的とした。理論的には,算数・数学の授業の質を捉える物語的一貫性の視点,単元構成の為の教授学的状況論の視点を吟味し,枠組み化した。実践的には,算数における面積,図形の定義,中学校における比例と一次関数の実験授業を行い,特に生徒の目標と相互作用の視点からの物語的一貫性の視点や生徒のジェスチャー行為に焦点をあてた質的分析を通して,算数と数学の接続に関する理論的・実践的な知見を抽出し,教師の指導知として概念化を図った。平成26年度は,算数と数学の接続,数学的な指導知の先行研究を整理すること,小学校での授業研究を行うことを目的としていた。まず,算数を数学に接続する理論的枠組みに関しては,記号論の視座を加味して強化するとともに,教師の指導を吟味する上で,物語の哲学に着目して,枠組みの整理を行った。授業研究としては,図形の面積の授業について,公立小学校の教師達と構想し,実践するとともに,授業,授業前後の協議,教師へのインタビューを行い,ビデオ等に記録するとともに,分析を開始し,成果を学会で発表した。中学校での図形の定義,証明の授業研究も実施している。理論的研究,実践的研究ともに実施にうつすことができ,成果としても,学会誌,学会発表などに結びついている。
マウス乳癌モデルによる悪性度を異にする癌細胞集団の相互作用

DDDマウスの妊娠依存性乳癌株TPDMT-4(以下T4)は、低ホルモン条件下では正常組織と類似した行動を示し、高ホルモン条件下では腫瘍として行動する特異的な株である。このようなT4乳癌及びT4と類似しており且つ自律性増殖を呈するT4-OI320(以下320と略す)と、より悪性進展度の高い自律性増殖株であるT4-OI96(以下96と略す)を用いて、増殖率と増殖形態に関する相互作用を検討した。320と96の各乳癌細胞をコラゲナーゼ処理により採取し、各単独培養群と混合培養群を作成して培養を行った。その結果、混合培養群と単独培養群の増殖率に有意差は見られなかった。さらに増殖形態に関しても特に変化は認められなかった。以上の実験から、使用した乳癌の混合培養による相互作用は観察されず、さらに方法論の検討が必要となった。そこで、腫瘍の悪性進展とそれに関連する癌細胞のヘテロジェナイテイを検討するための新たな指標として金属結合タンパク質で抗癌剤の耐性にも関与していると報告されているメタロチオネインに着目し、本研究の実験対象であるT4とその悪性進展株におけるメタロチオネインの発現を免疫組織化学的手法によって比較した。T4、320および96の各乳癌株をブアン液で固定し、パラフィン切片を作成し、抗メタロチオネイン抗体を用いた酵素抗体法により各乳癌組織内のメタロチオネイン発現を調べた。メタロチオネインの発現は悪性度の低い株ほど高く、メタロチオネイン陽性細胞が多く見られたT4および320において、癌組織内のメタロチオネインの発現はT4では組織全体に陽性細胞が見られたのに対し、悪性度の高い320では陽性細胞が集団的に散在していることが判明した。以上の結果から、メタロチオネインが腫瘍の悪性進展とそれに関連する癌細胞のヘテロジェナイテイを検討するための新たな指標として有効である可能性が示唆された。また、最近注目されている細胞のアポトーシス、テロメラーゼ、テロメアなどについて得られた新知見も今後の研究へ応用できる道が開かれた。本研究では悪性進展度の異なる乳癌のin vitroでの相互作用を検討するため、in vitroでの増殖能がTPDMT-4(以下T4と略す)と類似しており且つ自律性増殖を呈するT4-O1320(以下O1320と略す)と、より悪性進展度の強い自律性増殖株であるT4-O196(以下O196と略す)をコラーゲンゲル内で混合培養し、増殖率と増殖形態に関する相互作用を検討した。両乳癌はそれぞれ単独でin vitro培養を行った場合には、インスリンとEGFの存在下でほぼ同様の増殖率を示すが、O1320はT4や正常乳腺と同様に枝状の増殖形態を示すのに対し、O196は球状の増殖形態を示すことが判明している。各乳癌細胞をコラゲナーゼ処理により採取し、1ウエルあたり0.5×10^6個に調製したO1320とO196の各単独培養群とO1320とO196を1:1に混合して1ウエルあたり0.5×10^6個に調製した混合培養群を作製し、インスリンとEGF存在下で8日間培養を行った。

各培養群における実験開始時の細胞数を1としたときの増殖率を調べた結果、O1320単独培養群の増殖率は2.93±0.15倍、O196単独培養群の増殖率は2.54±0.23倍で、両乳癌の平均増殖率は2.74±0.15倍だった。また混合培養群での増殖率は2.76±0.10倍で、単独培養群との増殖率に有意差は見られなかった。さらに増殖形態に関しても特に変化は認められなかった。これまでの実験では、使用した乳癌の混合培養による相互作用を示す証拠は得られていない。さらに、培養時の細胞数を変えた実験を継続するとともに他の乳癌株を用いた混合培養実験および2層培養実験を行い、悪性度の異なる乳癌細胞間の相互作用をさらに検討している。また、ヒト乳癌を材料として乳癌細胞の相互作用をin vitroで追求するための方法を確率する目的でMCF-7乳癌細胞を用いて研究を進めている。本研究では悪性進展度の異なる乳癌のin vitroでの相互作用を検討するため、in vitroでの増殖能がTPDMT-4(以下T4と略す)と類似しており且つ自律性増殖を呈するT4-O1320(以下OI320と略す)と、より悪性進展度の強い自律性増殖株であるT4-OI96(以下OI96と略す)をコラーゲンゲル内で混合培養し、増殖率と増殖形態に関する相互作用を検討した。昨年行ったin vitroでのOI320とOI96の混合培養実験で、両者の相互作用を示唆する結果は得られなかった。そこで腫瘍の悪性進展とそれに関連する癌細胞のヘテロジェナイテイを検討するための新たな指標として金属結合タンパク質で抗癌剤の耐性にも関与していると報告されているメタロチオネインに着目し、本研究の実験対象であるT4とその悪性進展株におけるメタロチオネインの発現をin vivoにて免疫組織化学的手法によって比較した。DDD系マウスに移植したT4、OI320、OI320CY、OI165およびOI96の各乳癌株が1015mmまで増殖した時に摘出してブアン液で固定し、パラフィン切片を作成した。そして抗メタロチオネイン抗体を用いた酵素抗体法により各乳癌組織内のメタロチオネイン発現を調べた。その結果、T4、O320およびOI320CYではメタロチオネイン陽性細胞が多く見られ、OI165およびOI96では少なく、メタロチオネインの発現は悪性度の低い株ほど高いことが判明した。また、メタロチオネイン陽性細胞が多く見られたT4、OI320およびOI320CYにおいて、癌組織内のメタロチオネインの発現はT4では組織全体に陽性細胞が見られたのに対し、悪性度の高いOI320およびOI320CYでは陽性細胞が集団的に散在していることが判明した。以上の結果から、メタロチオネインが腫瘍の悪性進展とそれに関連する癌細胞のヘテロジェナイテイを検討するための新たな指標として有効である可能性が示唆された。また、ヒト乳癌を材料として乳癌細胞の相互作用をin vitroで追及するための方法を確率する目的でMCF-7乳癌細胞を用いて研究を進めている。
農業現場における精密農業の熟成

これまでは、植物体の一部の領域を解析の対象とし、リアルタイムRIイメージングシステム(RRIS)の開発を行ってきた。現在の可視化可能範囲は10x20cmである。しかし、イネやダイズなど、種子が結実する生育ステージでは1メートル程の大きさとなるものの、可食部における養分動態の解析は農業上、非常に重要である。そこで今年度では視野範囲の拡大を試みた。RRISでは、植物体内から放出される放射線をシンチレータで光に変換し、CCDカメラで撮像するが、これまで開発してきたCsI(Tl)シンチレータは微小結晶を蒸着して作成するため、製作には非常に長い時間がかかりコストが高かった。そこで加工性、経済性や汎用性を考慮して、プラスチック製シンチレータのRRISへの適用を目指した。具体的には、様々なシンチレータを用いて、定量性や画像解像度等の評価を行い、RRISに最適なシンチレータの探索を行った。その結果、これまで用いてきたシンチレータと比較して、定量性がほとんど低下することなく視野範囲を大きくすることに成功し、視野範囲は600x800cmと拡大した。しかし、プラスチック製シンチレータは無色透明であるため、植物の自家蛍光を遮光する必要が生じた。そこで、植物から放出される放射線を極力遮蔽せず、かつ自家蛍光を遮光できる素材を検討した。樹脂や金属など様々な素材、厚みの遮光材を用いて、放射線の透過率、自家蛍光の遮光率の比較検討を行った結果、2μm厚のアルミ製シートが最適であることを見出した。さらには、イネやトウモロコシなどを用いて養分や光合成産物の動態解析も試みるに至った。これまでのシステムでは視野範囲が小さいため、葉から葉への養分輸送などを解析することが困難であったが、新たなシステムにより解析が可能となり、植物種によって光合成産物の転流様式が大きく異なる等の新たな知見を見出しつつある。これまでの視野範囲よりも面積としては24倍の拡大に成功したことにより、解析対象となる植物種、生育ステージを格段に広げることができた。その結果、RIライブイメージングシステムにおいて、解像度のみならず視野範囲も世界トップレベルとなった。シンチレータの性能評価には、高いエネルギーのベータ線放出核種である32P、および、低いエネルギーのベータ線放出核種である14Cを用いて検討した結果、今まで用いてきたシンチレータと遜色のない結果が得られた。今後はガンマ線など、異なる線質を放出する核種を用いて、より詳細な性能評価を行っていく予定である。植物を用いた養分輸送の解析においては、イネを用いた導管輸送のイメージング解析を行った。使用した核種は28Mg、32P、42K、45Ca、および137Csである。その結果、リンは水の導管輸送に非常に大きく影響を受けることが示された。リンと水の導管輸送における関係をさらに詳細に解析した結果、水の輸送がリンの輸送に与える影響は葉鞘においてはまったく見られなかった一方で、葉身においては非常に大きな影響を与えることがわかった。さらに、カルシウムにおいては、導管内の輸送が水の流れにはまったく依存していないことも示された。これらの結果は論文に纏めて出版済みである。視野範囲の拡大により、大型植物を解析の対象とすることが可能となった。しかしこれからさらに、大型植物をどのようにシンチレータに固定するかを検討する必要がある。その上で、これまで撮影対象として取り扱うことができなかった成熟期のイネやダイズ等の養分動態解析を行っていきたい。これまでの撮影システムでは暗箱を用いて行っていたが、植物工場などの現場へのシステムの適応を考慮した場合、持ち運び等の汎用性に欠ける。そこで暗箱を用いずに撮影を行える新たなシステムの構築も併せて行っていく予定である。具体的には、放射線を光に変換するシンチレータとカメラとの間のみを遮光するというシステムである。この新しいシステムでは、対象とする試料の向き、角度、および位置等に柔軟に対応できるようにしたいと考えている。このような工夫を加えることにより、他の研究機関、施設への持ち運び等が非常に簡便になると見込まれ、本装置の汎用性の向上が期待される。本研究の大きな目的は、作物の品質を保つためにはどの養分元素がどのくらい必要か、また可食部を含めどの組織にどのように元素が移行し蓄積されていくかを調べることである。そのため、ほとんど行われていない、放射性同位元素(RI)を駆使した元素移行のリアルタイムイメージング技術を開発し解析を行うことに特徴がある。平成27年度では、3大肥料のひとつでもある、カリウムについてその挙動を調べるべく、42K(半減期12時間)トレーサの調製方法の検討、ならびに、トレーサーが入手できないこともあり植物で恒常性を保つために重要なマグネシウムの放射性同位体、28Mg(半減期21時間)の調製方法の検討を開始した。42Kの調製については、42Ar(半減期30年)のジェネレータを用い、どのように42Kを調製すればイメージングが可能である42Kの量が確保できるか、また42Arはガスであるため、その容器の密閉性の確保を検討した。28Mg製造に当たっては、放射線医学総合研究所の加速器を用い、アルミニウムのターゲットにヘリウムビームを照射し、アルミニウム中に少量生成する28Mgを他の夾雑元素である、22Na、7Beなどから効率良く分離する手法を確立した。

次に、リアルタイムイメージング用に、28Mgならびに42Kの植物への供給方法についても検討を行い、シロイヌナズナを用い、28Mgと42Kの吸収動態について可視化できる見通しが立った。作物の生育に対して、養分元素と同様に重要な光合成能ならびに光合成産物動態を可視化して調べるため、14CO2の調製ならびに植物への供給方法について試行錯誤を行った。まず、14CO2は、NaH14CO3に乳酸(C2H4(OH)(COOH))を添加することにより発生させ、植物の組織別に14CO2を供給させることができるシステムを構築した。28Mgと42Kの放射性同位元素の調製は、非常に安定してイメージングに必要な量が調達できるようになったため、定常的に実験ができるようになった。現在、42Kジェネレータを作製することはできないため、本ジェネレータから得られる42Kはカリウム研究において非常に貴重である。28Mgの調製も様々な工夫の末、安定した量を作成することができるようになり、植物研究で殆ど知られていない、マグネシウムの挙動解析が行える基礎が構築された。この42Kトレーサーを用いることにより、植物のカリウム吸収動態と福島由来の137Csの動態との差をイメージング解析により明らかにすることができたことも付け加えておきたい。さらにRIイメージングの高度化においては、14Cで標識されたCO2を植物に添加し、14C光合成産物が植物体内でどのように輸送されるかを初めて可視化し、かつ動画化することができるようになった。さらには、植物への14CO2添加を任意の植物組織に添加することが可能となり、組織によって光合成産物の輸送動態が異なることが初めて明らかとなったことは予想外の結果であった。花茎での光合成により生成された光合成産物は、ロゼット葉および側物根へは輸送されず、植物根の炭素源はロゼット葉のみであることがわかったのみならず、莢における炭素収支は、ロゼット葉からの炭素供給がない場合は、減少することがわかった。これらの成果は、国際学会誌に掲載されたと共に、RIイメージング画像が表紙に採用された。RIイメージング装置の高度化を図るため、温度制御のできる装置を開発する必要があり、備品などの調達に時間がかかったものの、植物育成環境を制御することが可能となった。本研究の大きな目的は、作物の品質を保つためにはどの養分元素がどのくらい必要か、また可食部を含めどの組織にどのように元素が移行し蓄積されていくかを調べ、実際の農業へ貢献することにある。その方法として、まだほとんど開発されていない、放射性同位元素(RI)を駆使した植物における元素動態についてのリアルタイムイメージング技術を開発し解析を行うことに特徴がある。光照射下のイメージングにはRI利用が最も適しているからである。平成28年度では、28Mg, 42Kならびに14CO2を含む多くのRIを用い、植物におけるこれらの元素のリアルタイムにおける吸収・蓄積動態についてのリアルタイムイメージングの検討を行った。その結果、元素により、吸収動態に大きな差異があることを見出した。シロイヌナズナでは、根から吸収された22Na, 32P, 45Ca, 137Csは速やかに植物の隅々まで輸送され、24時間後には植物地上部に均一に蓄積したものの、28Mg, 45Ca, 54Mnでは、24時間後でも花茎の基部側に留まり、花茎先端にはほとんど輸送されなかった。
ラセン構造からなるナノ空間の精密制御を基盤とする革新的キラル材料の創製

本研究では、ラセン構造の最大の特徴である剛直性としなやかさをあわせ持つ「ラセン空間・ラセン空孔」を自在に制御可能な分子設計・精密合成技術の確率と、キラルなラセン状ナノ空間を特異な不斉場に用いた、不斉反応、重合反応、光学分割剤への応用等を目指し、以下に示す成果を得た。1.一方向巻きのラセン構造を記憶として保持した、側鎖に様々の置換基を有するラセン状ポリ(ビフェニルイルアセチレン)を合成し、高速液体クロマトグラフィーのキラル固定相に応用したところ、従来の記憶力を有するラセン高分子に比べ、より多くのラセミ体を効率的に光学分割可能であることを見出した。2.汎用性プラスチックの1つである、シンジオタクチックなポリメタクリル酸メチル(st-PMMA)が形成するラセン内部の空孔に、末端にフラーレンを有する光学活性なラセンペプチドが強固に包接されることを見出した。さらに、この包接錯体の形成により、st-PMMAの主鎖にも、ラセンペプチド鎖と同じ巻き方向のラセンが選択的に誘起されることも明らかにした。3. 2つの環状ホウ酸エステルにより架橋された相補的な二重ラセンが、環状ホウ酸エステル部位の回転と連動してラセン反転する分子ローターとして機能することを明らかにした。また、カルボン酸と塩橋を形成する光学活性なアミジン2量体をテンプレートに用いると、カルボキシ基を有するプロキラルなアントラセン誘導体の[4+4]光二量化反応が、位置選択的だけでなく、ジアステレオ選択的かつ高不斉選択的に進行することも見出した。さらに、相補的二重ラセン形成を利用した触媒的不斉反応システムの構築にも成功した。当初の計画と期待通り、キラルなラセン空間・空孔を有する一重・二重ラセン分子・高分子を、前年度得た知見と計算化学を駆使した分子設計を基に合目的的に設計・合成した。本研究で見出した記憶力を有するラセン高分子は、光学活性体との非共有結合相互作用により、一方のラセンが誘起されると同時にラセン構造が記憶される、極めてユニークなラセン高分子である。本年度は、記憶力に及ぼす置換基効果を詳細に検討するとともに、高速液体クロマトグラフィー用のキラル固定相に応用し、従来の記憶力を有するラセン高分子に比べ、より多くのラセミ体に対して高い不斉識別能を有することを見出した。本研究成果は、一方向巻きに片寄ったラセン構造からなる不斉な空間が不斉識別能の発現に極めて重要であることを示すものであり、さらに優れた不斉識別能を有するキラル固定相の開発に繋がる重要な成果であると言える。一方、st-PMMAが形成するラセン空孔内に強固に包接されるフラーレンをキャリヤーとして用いることで、ラセンペプチド鎖をst-PMMAのラセン空孔内に包接することに初めて成功した。本研究成果は、フラーレンをキャリヤーに用いることで、これまで包接が困難であった様々な分子や高分子をst-PMMAが形成するラセン空孔内に導入できる可能性を示した点で画期的な成果と言える。さらに、相補的な二重ラセンのラセン反転に連動して、二重鎖の架橋に用いた環状ホウ酸エステル部位が、同時に回転する二重ラセン型分子ローターの開発に成功するとともに、光学活性なアミジン2量体を相補的なテンプレートとして用いることで、カルボキシ基を有するアキラルなアントラセン誘導体の[4+4]光二量化反応が高不斉選択的に進行し、その選択性が温度により逆転するという、当初想定もしていなかった極めてユニークな現象にも遭遇した。以上より、当初の計画以上に研究が進展していると判断する。前年度までに得た知見をもとに、ラセン構造の最大の特長である剛直性としなやかさをあわせ持つ「ラセン空間・ラセン空孔」を自在に制御可能なラセン分子、超分子、高分子の合成と機能発現、ラセン構造を伸縮自在なナノスプリングとしてとらえ、外部刺激を駆動力とした刺激応答性材料の開発、二重ラセンの伸縮に由来する不斉反応・不斉識別の制御の達成を目指し、以下に示す研究を推進する。1.ビスポルフィリン部位を中央に有する二重ラセンヘリケートが、ポルフィリン間のラセン空孔内に光学活性な電子欠乏性分子を強固に包接し、さらに、少量の水を含む極性溶媒中、高温でデラセミ化するという結果をもとに、室温での迅速かつ高不斉選択的なデラセミ化を目指す。また、触媒活性を有する金属ポルフィリン部位を導入したヘリケートの合成と不斉反応への応用にも挑む。2.スピロボレートで連結された二重ラセンヘリケートがNaイオンの出し入れにより、ラセンがバネのように2倍以上に可逆的に伸び縮みすることを見出している。そこで、その振幅を出し入れする金属イオンのサイズにより制御可能か検討し、その振幅に応じた伸縮運動に連動して触媒活性や不斉選択性が変化する触媒部位を中央部に導入した新規な二重ラセンヘリケートの合成、バネ運動を利用した不斉選択性や基質選択性のスイッチングを目指す。3.前年度までに合成したラセン空孔を有する分子群に加え、機能性部位をラセン空孔内部に導入した新規な超分子ラセン集合体を合成し、外部刺激による空孔の構造変化、それらを用いた不斉反応・立体特異的重合反応の開発を推進する。4.側鎖に様々な機能性部位を導入したラセン高分子や光学活性かつ相補的な人工

二重ラセン構造を有する超分子を用いた不斉反応、st-PMMAのラセン空孔内へのフラーレンを末端に有する様々な分子や高分子の包接やラセン空孔内での重合反応の実現を目指す。本研究では、ラセン構造の最大の特徴である剛直性としなやかさをあわせ持つ「ラセン空間・ラセン空孔」を自在に制御可能な分子設計・精密合成技術の確率と、キラルなラセン状ナノ空間を特異な不斉場に用いた、不斉反応や光学分割剤への応用等を目指し、以下に示す成果を得た。1.天然由来のシンコナアルカロイドを不斉触媒部位として側鎖に導入したラセン状ポリフェニルアセチレン誘導体が、不斉アザマイケル付加反応において、対応するモノマーを凌ぐ高い不斉選択性を示すことを見出した。2.側鎖にビスフェノール誘導体を有する光学不活性なポリアセチレンのラセンの巻き方向を、光学活性なアルコールにより、固体状態においても一方向巻きに誘起可能であることを見出した。さらに、逆のキラリティーのアルコールを用いることで、可逆的に優先するラセンの巻き方向のスイッチングが可能であり、キラルなアルコールを除去した後も、誘起されたラセンの巻き方向が記憶されることも明らかとした。また、ラセンの巻き方向のスイッチングと記憶が固体状態で可能なこのラセン高分子をHPLC用のキラル固定相へと応用し、カラム内でラセン誘起と記憶、ラセンの巻き方向の反転を行うことにより、ラセミ化合物の鏡像体の溶出順序を可逆的にスイッチングさせることに世界で初めて成功した。3.ラセン空孔内に触媒部位を有する光学活性なフォルダマーを設計・合成し、ラセン空孔内での不斉反応を初めて達成した。また、中央にポルフィリン部位を有するテトラフェノール誘導体をスピロボレートで架橋した二重ラセンヘリケートの合成と、その光学分割に成功した。さらに、ポルフィリン環で挟まれたラセン空孔内に、電子欠乏性の芳香族化合物が強固に包接されることを見出し、その包接過程において、2つのポルフィリン間の一方向の回転とラセン構造のねじれ運動を介してポルフィリン間距離が伸長していることも明らかとした。本研究では、ラセン構造の最大の特徴である剛直性としなやかさをあわせ持つ「ラセン空間・ラセン空孔」を自在に制御可能な分子設計・精密合成技術の確率と、キラルなラセン状ナノ空間を特異な不斉場に用いた、不斉反応、重合反応、光学分割剤への応用等を目指し、以下に示す成果を得た。1.側鎖に光学活性な[6]ヘリセンを有し、一方向巻きに片寄ったラセン構造を形成するポリフェニルアセチレンを新規に合成し、このポリマーが多環芳香族化合物等に対して優れた不斉吸着能を有することを見出した。また、光学活性なアミン存在下、プロキラルなリン酸モノエステルを有するポリフェニルアセチレンの優先するラセンの巻き方向が、加熱あるいは水の添加により反転することを利用し、鏡像関係にある左右それぞれのラセン構造の記憶に成功するとともに、側鎖のメチルエステル化が不斉選択的に進行することも見出した。2.光学活性基を有するフェニレンリンカーで連結された共役カルボン酸ポリマーが、自己会合してホモ二重ラセンを形成し、二重鎖間にアキラルあるいは光学活性なアミンを包接することで不斉増幅することを見出した。また、連結部位に配列の異なるキラルなアミド結合を有するカルボン酸2量体が、アミド部位のキラリティと配列を完璧に自己識別し、特異なホモ二重ラセンを形成することを見出すとともに、対応するアミジン2量体が、4種類のカルボン酸2量体のアミド結合の配列とキラリティを同時にかつ完璧に不斉識別し、相補的二重ラセンを形成することも明らかにした。
介護器具研究への利用を目的とした人体動作計測システムの構築

本格的な高齢社会を迎えている我が国において,高齢者福祉および高齢者介護が問題となっている.介護者不足や介護者の肉体負担軽減の目的から様々な介護器具などが研究されている.そこで本研究では,このような介護器具の研究を効率的に推進するために,器具を用いた介護動作やその際に外部に及ぼす力を測るという目的から,カメラによる動画像の撮影に同期して各種センサの出力や圧力分布測定器の出力を計測できるシステムの構築を目指した.開発したシステムは,Visual Studio 2010を用いて独自に開発したアプリケーションソフトにより,ノート型パソコンにUSB接続のカメラを取り付けて動画像を撮影する.また,USB接続タイプのAD変換器(Contec・AIO-160802AY-USB)を備え-10+10Vの各種センサの出力を16bitのデジタルデータに変換して,最大8chまでの計測を行うことができる。同時に,LLセンサー((株)シロク・LL562×462)を用い562×462mmの範囲における圧力分布をセルの分解能125mm^2で計測することができる.計測項目は各セルにおける荷重とセンサ面全体における荷重総量,荷重中心(X,Y)である.構築システムにより圧力分布測定器を較正し計測を行った結果,±15%程度の誤差で計測を行うことができた.また,圧力分布センサのデータを逐次保存するプログラムで,最大5Hz程度の時間分解能であり,今後より高速で取り込みを行えるように改善をする必要がある.当初予定していた二次元平面内における動画像の撮影と同期したセンサ出力等の取得を行うことができた,Kinectセンサを用いた三次元の身体座標の取得は,床に映った影を身体の一部として認識する問題や身体に隠れた部分の処理など,今後開発を継続する必要がある.本格的な高齢社会を迎えている我が国において,高齢者福祉および高齢者介護が問題となっている.介護者不足や介護者の肉体負担軽減の目的から様々な介護器具などが研究されている.そこで本研究では,このような介護器具の研究を効率的に推進するために,器具を用いた介護動作やその際に外部に及ぼす力を測るという目的から,カメラによる動画像の撮影に同期して各種センサの出力や圧力分布測定器の出力を計測できるシステムの構築を目指した.開発したシステムは,Visual Studio 2010を用いて独自に開発したアプリケーションソフトにより,ノート型パソコンにUSB接続のカメラを取り付けて動画像を撮影する.また,USB接続タイプのAD変換器(Contec・AIO-160802AY-USB)を備え-10+10Vの各種センサの出力を16bitのデジタルデータに変換して,最大8chまでの計測を行うことができる。同時に,LLセンサー((株)シロク・LL562×462)を用い562×462mmの範囲における圧力分布をセルの分解能125mm^2で計測することができる.計測項目は各セルにおける荷重とセンサ面全体における荷重総量,荷重中心(X,Y)である.構築システムにより圧力分布測定器を較正し計測を行った結果,±15%程度の誤差で計測を行うことができた.また,圧力分布センサのデータを逐次保存するプログラムで,最大5Hz程度の時間分解能であり,今後より高速で取り込みを行えるように改善をする必要がある.当初予定していた二次元平面内における動画像の撮影と同期したセンサ出力等の取得を行うことができた,Kinectセンサを用いた三次元の身体座標の取得は,床に映った影を身体の一部として認識する問題や身体に隠れた部分の処理など,今後開発を継続する必要がある.
居住者行動の確率変動を考慮したユーティリティデマンド予測モデル構築とシナリオ分析

建築の運用段階でのエネルギ消費とCO2排出量の削減に対し有力視される家庭用コジェネの普及のためには、熱電需要を時系列特性が重要となる.これに対し、個人の日々変動する生活スケジュールに対応した内部発熱と在室状況に応じた確率的な空調発停行為を考慮した熱負荷計算に基づく住居系ユーティリティデマンド確率予測モデルTUD-PSに関して、その精度と汎用性の向上のための抜本的なリバイズを行った。また、リバイズしたコードを用いた系統的な数値実験により、省エネルギのための種々のシナリオの効果を定量的に明らかにした。TUD-PSは、日々変化する居住者の生活行動スケジュールに応じた内部発熱および、在室スケジュールと屋外気象条件に影響される空調のon/off操作を考慮したエネルギをはじめとするデマンド予測モデルである.昨年度までに、TUD-PSの核となる空調使用スケジュールの確率的変動に関するサブモデルの精度検証と改良が概ね完了したことから、本年度には空調の設定温度の変更、カーテン開閉による省エネ行動がエネルギー需要に及ぼす影響を定量的に把握する事を目的とした多数回の数値実験を行った.この際には、計算条件として、断熱使用、住戸方位、階数(中間階か最上階か)、世帯構成の異なるケースを設定し、年間の冷暖房負荷、最大負荷(超過危険率2.5%の値)、空調使用時間に対する省エネ行動の影響についての考察を行った.その結果、設定温度変更の影響は冷房,暖房ともに年間負荷の変化率が最も大きく,次いで運転時間,負荷平均値,TAC2.5の順となった.この原因は、空調されていない無人の部屋に入室した直後の空調立ち上がりにおいて躯体蓄熱が年間のピーク負荷に与える影響が大きいためであろう.この傾向は冷房において特に顕著であり,空調設定温度調整によるピークデマンド削減効果は,年間積算負荷削減効果に比べかなり小さくなる,と言える.また、集合住宅の中間階の住戸では、無断熱の条件では、標準断熱条件で暖房設定温度を12度高くしたのと同様の負荷の増加が確認された建築の運用段階でのエネルギ消費とCO2排出量の削減に対し有力視される家庭用コジェネの普及のためには、熱電需要を時系列特性が重要となる.これに対し、個人の日々変動する生活スケジュールに対応した内部発熱と在室状況に応じた確率的な空調発停行為を考慮した熱負荷計算に基づく住居系ユーティリティデマンド確率予測モデルTUD-PSに関して、その精度と汎用性の向上のための抜本的なリバイズを行った。TUD-PSは、住戸ごとに各居住者の生活行動スケジュールが15分時間分解能で確率生成され、これに冷暖房のoff→onの状態遷移確率を重畳することで室側の熱負荷が求められる.さらに、生活行動に応じたイベント原単位を乗じることで水、熱、エネルギー需要を推定する。これら全てを統合することで、住戸、住棟、街区、都市スケールの15分間隔時系列デマンドひいては最大デマンドの動特性を、モンテカルロシミュレーションにより求めるというフレームである.このモデルに関して、次の2点の改良、精緻化を行った.第1には、エアコンCOPモデルの精緻化/ストックベースで観たエアコン、冷蔵庫等家電機器の機器性能分布予測のサブモデル構築を行った.TUD-PSを適用して多数住戸のモンテカルロシミュレーションをするには、住戸集団内での機器保有やスペック、さらに結果に有意に影響するとの点ではエアコンや冷蔵庫のCOPがどのような分布になっているのかを付与せねばならない.そこで統計資料に基づき、これらのストックベースの推計モデル、ひいては将来のストック予測モデルを構築した.第2には、空調on/off、カーテン開閉、窓開閉を定義するサブモデルおよび季節による冷暖房の使用状況を記述するサブモデルに関して、抜本的な見直しを行った.従来モデルにより予測された空調運転状況は、既往の観測データに比べ運転時間が短く、空調のon/offが頻繁に繰り返されている傾向が見受けられた。そこで、暖房期間、冷房期間の定義方法を変更するとともに、空調設定温度に応じて空調on/off行動の状態遷移確率が決定されるようロジスティク関数の修正を行った。建築の運用段階でのエネルギ消費とCO2排出量の削減に対し有力視される家庭用コジェネの普及のためには、熱電需要を時系列特性が重要となる.これに対し、個人の日々変動する生活スケジュールに対応した内部発熱と在室状況に応じた確率的な空調発停行為を考慮した熱負荷計算に基づく住居系ユーティリティデマンド確率予測モデルTUD-PSに関して、その精度と汎用性の向上のための以下の点について、抜本的なリバイズを行った。1)空調発停モデル及び窓開閉モデルの改良:夏冬の空調使用期間、1日当たり空調運転時間についての既往データに対し、TUD-PSの予測値との比較を行い、空調発停状態遷移確率中のパラメータのチューニングを行った。また、従来まで確定的に取り扱ってきた窓開閉行動モデルを、外気温度条件に応じた確率的な取り扱いへと改良した。2)空調機器のCOPモデルの精緻化,内部発熱サブモデル構築:近年の研究成果を反映し、外気温度、室温、負荷に応じて動的にCOPを変化させるサブモデルを組み込んだ。また、多数住戸のアンサンブル平均を行う際には、家電機器の普及率や性能のバラツキに応じて、住戸の設定条件を確率的に変化させるようサブモデルを作成した。以上に加え、リバイズしたコードを用いた系統的な数値実験により、省エネルギのための種々のシナリオの効果を定量的に明らかにした。