hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経損傷誘導性糖蛋白Ｇｐｎｍｂがイオンチャネル活動調節・痛み情報伝達に果たす役割

成体ラットの脊髄損傷モデルを用いてGpnmbの免疫染色を行ったところ、切断後5日後の損傷部近傍において、Gpnmb免疫反応性ED1あるいはOX6陽性の細胞に認められた。Gpnmbは中枢神経系の損傷、変性、炎症過程にも関与することが示唆された。分子神経生物学1.ラットGpnmbのcDNAをを大腸菌に導入して発現誘導分子量の融合タンパクのを可溶化、精製するのに適当な界面活性剤を見つけられなかった。2.カイコーバキュロウイルス発現用のプラスミドの構築がうまく行かず、実験が中途になってしまった。ラットGpnmbのcDNAを大腸菌用発現ベクターに組込み、これを大腸菌に導入して発現誘導を行ったところ、予想される分子量の融合タンパクの大量発現が確認された。しかしながら、この融合タンパクは封入体を形成している模様で、可溶化、精製するのに適当な界面活性剤を見つけられなかった。1. Gpnmbタンパクの調製についてはカイコーバキュロウイルス発現系を利用した組換えタンパク発現系に絞る。可溶化の条件を引き続き検討しGpnmbタンパクの調製をした上で、前年度の目標と同様に以下の実験を進める。2.培養細胞における電気生理学的測定。ラットDRGニューロンの初代培養を行い、膜電位固定法により膜電位依存性Na+およびK+チャネル電流を記録する。これに得られた組換えGpnmbタンパクを加えることで電流が増大するか抑制されるか調べる。同様の実験をラットDRGニューロン、上頸神経節ニューロン、神経系培養細胞株(NG108-15、PC12)およびで膜電位依存性Na+およびK+チャネルの遺伝子導入安定発現細胞株についても行う。上記で得られた培養細胞を固定した後、免疫染色を行い、膜電位依存性Na+チャネル、膜電位依存性K+チャネルの発現の変化を観察する。3.個体レベルでの疼痛の評価。ラット足底部に組換えGpnmbタンパクを注射する。あるいは腰部脊髄後根神経節を露出し、ハミルトンシリンジにて組換えGpnmbタンパクを注入する。このラットを灌流固定の後、同側および対側の第4, 5腰椎後根神経節、坐骨神経を取り出し免疫染色を行う。足底の熱刺激による足引っ込め行動の閾値、潜時を測定し効果を判定する。同様に、足底の圧刺激による痛みの閾値、潜時を測定し効果を判定する。4.坐骨神経切断、脊髄神経結紮、脊髄圧迫損傷の各モデルで同様の実験を繰り返す。I. Gpnmbタンパクの調製については以下の2通りの方法を並行して行う。1大腸菌に発現させた組換えGpnmbタンパクを可溶化する際のための条件をさら引き続き検討する。2カイコーバキュロウイルス発現系を利用した組換えタンパク発現系を導入する。Gpnmbタンパクの調製をした上で、以下の実験を進める。
子宮内トポロジーからみた胎児由来寡能性細胞トロホブラストの血管内皮様分化調節機構

本研究では、正常な胎盤形成に必須である絨毛外トロフォブラスト(EVT)の血管内皮(EC)様分化にかかわる遺伝子を明らかにすることを目的とし、ヒトEVT不死化細胞株TCL1,ヒト臍帯血管内皮細胞におけるmatrigel上での微小血管形成(tube formation:TF)過程の遺伝子変化をmicroarray法で検討し、TCL1細胞で特異的に発現画像化する遺伝子として抽出されたHIF1A遺伝子についてそのEVT分化における役割について検討を行った。TCL1細胞のTF能に与えるsiRNAならびに阻害剤を用いたHIFIAの阻害効果、ルシフェラーゼ活性測定によるHIF1Aの転写活性、間接蛍光抗体法ならびに免疫プロット法による、HIF1Aの下流に存在し、我々が先行研究において、TCL1細胞のEC様分化において重要な役割を有するVEGF、ITGAV遺伝子のmatrigel上での発現に対するHIF1A阻害の効果を検討した。これらの結果からTCL1細胞ではマトリゲル上で20%酸素濃度下HIFIAが誘導されること、その転写活性がEVT分化マーカーのVEGFやITGAV誘導ならびにTF能にも関与すること、が示された。すなわち本研究により、EVTのEC様分化では、非低酸素環境においてもHIFIAが重要な役割を有することが明らかとなった。絨毛外トロフォブラスト(EVT)の血管内皮(EC)様分化は正常な胎盤形成に必須である.本年度はこの過程にかかわる遺伝子を明らかにすることを目的として以下の検討をおこなった。2)TCL1のmatrigel上でのTF能および1%酸素濃度下でのHIF1A発現についてsiRNA導入(一過性発現,48時間)阻害剤rapamycinが与える影響をそれぞれ位相差顕微鏡(400倍),間接蛍光抗体法を用いて検討したところ、TCL1では6時間の1%酸素暴露後によりHIF1A発現が亢進したが,siRNA導入時、rapamycin添加時にはこれは認められず、matrigel上で6時間培養後に形成されたtube数(meanSD)は1視野中12.3±2.9であったがsiRNA導入時には2.3±0.6,50Mのrapamycin存在下では0であった.すなわち、matrigel上でのTF時の発現がHUVECでは亢進せずTCL1で亢進する遺伝子としてHIF1Aが抽出され、TCL1では低酸素でのHIF1A誘導およびマトリゲル上でのTFがsiRNA、rapamycinで抑制された。以上の結果から,EVTのEC様分化制御にHIF1A遺伝子が重要な役割を有することが示唆された。次年度は低酸素環境そのものによるTCL1への分化誘導について検討する。本研究では、正常な胎盤形成に必須である絨毛外トロフォブラスト(EVT)の血管内皮(EC)様分化にかかわる遺伝子を明らかにすることを目的とし、ヒトEVT不死化細胞株TCL1、ヒト臍帯血管内皮細胞におけるmatrigel上での微小血管形成(tube formation:TF)過程の遺伝子変化をmicroarray法で検討し、HIFIA遺伝子発現がTCL1で特異的に増幅されること、この発現およびTF能がHIF1Aに対するsiRNA、阻害剤添加で抑制されることを明らかにした。今年度は、HIF1AのTFにおける役割を明らかにするために、ルシフェラーゼ活性測定によるHIF1Aの転写活性、間接蛍光抗体法ならびに免疫プロット法による、HIF1Aの下流に存在し、我々が先行研究において、TCL1細胞のEC様分化において重要な役割を有することを発表してきたVEGF、ITGAV遺伝子のmatrigel上での発現に対するHIF1A阻害の効果を検討した。これらの結果からTCL1細胞ではマトリゲル上で20%酸素濃度下HIF1Aが誘導されること、その転写活性がEVT分化マーカーのVEGFやITGAV誘導ならびにTF能にも関与すること、が示された。すなわち本研究により、EVTのEC様分化では、非低酸素環境においてもHIF1Aが重要な役割を有することが明らかとなった。
企業ブランド管理における社内メンバー間の認識不一致に関する研究

本研究は、企業ブランドの社内外の効果的な利用を目的とし、企業ブランド管理の役割とあり方を調べたものである。研究期間内に、日本の製造企業を対象とし、企業ブランドマネジメントの現状、企業戦略の方向性、海外市場でのマーケティング活動(価格・流通・販促・製品)の方向性(標準化・現地適応化)、企業成果について質問票調査を実施し、分析を行った。データの分析に基づく調査は、企業ブランドマネジメントの顧客成果、ブランド利用の効率、企業成果、差別化への影響を明らかにするものであった。なお、企業ブランド管理を促進する組織風土や海外市場でのマーケティング戦略とのフィットネスが明らかになった。本研究の目的は企業ブランドが、企業のコア資源として、企業の全般的戦略実行、企業成果及び顧客成果向上に、いかなる役割をするのか、そして、企業ブランドのマネジメントのあり方はなにかを、社内メンバーの認識管理の側面から捉えていくことである。本年度は、研究初年度であったため、「企業ブランド管理」「部門間・親会社と地域総括管理」「認識形成」というキーワードに合わせて先行研究のレビューを行うと同時に企業ブランド管理の戦略的あり方や概念の理解を深めつつ、研究潮流を回覧し、先行研究の限界を見つけるように研究を進めた。先行研究のレビューを進めていく中で、次のような点が明らかになった。まず、企業ブランド管理は、内部ブランド化、ブランド志向の向上、ブランドの戦略的価値向上により概念付けられており、これらは、顧客成果及び企業成果を高める役割をするが、すべての企業に当てはまる前提とはならず、企業ブランドの管理を企業能力及び戦略方向性として捉える際、企業ブランド管理を行う企業が面する環境及び組織的条件を共に考えることが重要となる。そこで、企業の環境・実行・成果という戦略構造の中から、企業ブランドの育成及び企業ブランドへの内部認識の共通化を目指す活動が、いかなる効果があるのかを検討する必要性があり、そのモデルの説明ルートとして、メンバー間の企業ブランド認識の形成、部門間・親会社と子会社管理、マーケティング活動の一貫性が存在することに気づいた。当初計画していた通り、企業ブランドマネジメント、部門間連携、親会社と地域支社との関係の概念に関する先行研究のレビューを行い、各概念の理解を深めつつ、企業ブランドマネジメントのあり方を検討する方向性が定まった。なお、企業ブランディングと戦略の関係に関する枠組み及び仮説モデルが作られたうえに、質問票調査を実施しデータが集まっている点から、おおむね順調に進展していると判断される。本研究の目的は、企業の一貫的なマーケティング戦略実行のため、企業ブランドという資源をいかに管理し、それをいかに企業ブランド成果および企業の財務成果の向上につなげるかに関する問題を、社内メンバーの企業ブランドに関する利用や認識管理の側面から捉えることである。昨年度の文献レビューや企業インタビューを通じて、以下の問題点を発見した。まず、一つ目は、企業ブランドの理解や利用に関する認識のギャップは、社内メンバー間の物理的な距離が遠かったり、組織メンバーの面する市場の複雑性が高いほど大きく、企業ブランドマネジメントは、国際展開を行う企業にとってより重要な問題であることである。そして、二つ目は、先行研究のレビューより、学術的問題として次の3点を発見した。それは、1日本の多国籍企業の企業ブランド管理の重要性がいわれつつも、学術的に対応できていない点、2企業の企業ブランド管理行動に関するメジャーは近年見られ始めているものの、その働きや利用に関する定量的検討がされていない点、3企業ブランド管理は、費用を伴うものであり、戦略的オプションとして他の戦略とのシナジー効果を生み出せるか可能性があるものの、これに関する検討を求める努力が、少なかった点である。これらの問題設定から、ベース理論を深めつつ、データ分析内容と照らし合わせながら論文執筆を進めた。当初計画していたとおり、企業ブランドマネジメントに関する先行研究分野のオーバービューに基づいて、多国籍企業の国際マーケティング戦略と企業ブランド管理の関係を見つけ、仮説モデルに合わせた分析および論文執筆を進めている点から、おおむね順調に進んでいると判断される。本研究は、一貫性のあるマーケティング戦略実行のため、企業ブランドという資源をいかに管理し、企業ブランド成果や財務成果の向上につなげるかという問いを持つ。この問いを明らかにしていく上で、企業ブランドの利用者である社内メンバーの企業ブランドへの理解と利用に関する認識の違いに着目した。企業ブランド管理は、マネジメント層の意思決定事項として捉えられたため、主に組織構造や権限の配置といった機械的な調整からアプローチされることが多かった。それに対し、本研究は、企業ブランド資源を利用する社内メンバーの視点を加え、企業ブランド管理の効果とあり方を調べているところに、研究の重要性及び意義がある。特に、社内メンバー間の企業ブランドに関する認識と理解の問題は、互いの物理的な距離と理解する市場環境の異質性により大きく影響を受けることから、海外展開を行っている日本の製造企業に焦点を当てた。具体的に、研究期間中に、日本の製造企業を対象に質問票調査を実施し、収集したデータを基に分析を行った。分析結果から、企業ブランドマネジメントは、競合企業との差別的な製品・サービスを実現するようサポートすることで、企業成果を高めていることが明らかになった。なお、複数の海外市場のニーズのそれぞれに合わせた製品・サービスよりも、日本国内と同様に標準化した製品を展開する企業において、企業ブランドマネジメントが企業の差別化を促進していた。この結果は、企業ブランドマネジメントは、本社と海外統括本部のメンバー間の企業ブランドへの認識と理解の不一致レベルを減らすが、その効果は、海外市場で標準化された製品を通じて特定の顧客セグメントに特化し、企業ブランドを活用することを可能とする、かつ企業内の行動的な分散を軽減するがためであると考えられる。この研究結果は、海外学会で発表され、論文として投稿中である。

本研究は、企業ブランドの社内外の効果的な利用を目的とし、企業ブランド管理の役割とあり方を調べたものである。研究期間内に、日本の製造企業を対象とし、企業ブランドマネジメントの現状、企業戦略の方向性、海外市場でのマーケティング活動(価格・流通・販促・製品)の方向性(標準化・現地適応化)、企業成果について質問票調査を実施し、分析を行った。データの分析に基づく調査は、企業ブランドマネジメントの顧客成果、ブランド利用の効率、企業成果、差別化への影響を明らかにするものであった。なお、企業ブランド管理を促進する組織風土や海外市場でのマーケティング戦略とのフィットネスが明らかになった。分析の結果から、マーケティング分野でよく援用されるSCP(構造ー実行ー成果)モデルに基づき、企業ブランド管理行動を、先行条件(市場不確実性・標準化)と結果(顧客成果・企業成果)との関係から、総合的に慨覧できるモデルを定量的に検証していくが、その理論背景を、企業ブランドの価値や利用における社内メンバーの認識統合メカニズムから説明していく。このアイデアは、国内及び海外学会にて発表を行い、フィードバックを反映しつつ、投稿論文にまとめていく。本年度は、企業ブランド管理行動を、海外市場でのマーケティングプログラム展開や企業の資源との整合性から、企業ブランド成果および財務成果への働きを検討していき、論文としてまとめていくことを目指す。商学当初は、企業インタビューを先行研究のレビューと同時に行う予定であったが、企業ブランド管理の相対的な先行要因と成果との関係を見るために質問票調査を先に行い、企業インタビューの実施は分析後に計画を変更した。そのため、当初予定していた出張費及び物品の購入が初年度に必要ではなくなり、次年度に実施することとなった。昨年度は、当初単独で予定していた質問票調査を、他の研究者との共同作業により行ったため、費用の節約ができた。そして、質問票調査の設計が時期的に早まり、インタビューの目的を分析結果の解釈に変更したため、助成金が使われず未使用金が発生した。本年度は、国際学会でのアイデア発表及びフィードバックの収集を行い、次年度の論文投稿のための準備をしていく。現在、アメリカで開催される37th International business research conferenceに参加し、研究報告を行う予定である。そのために、ノートパソコン及びプロジェクトといった物品を購入し、英文校閲を行う予定である。分析結果の実務的なインプリケーションの執筆のため、企業インタビューを実施し、論文執筆および学会発表を行う予定であるが、それに必要である交通費および英文校閲に、助成金を使用する計画である。
ポータブル型燃料電池用アンモニア改質システムの研究

燃料電池の原理は19世紀初頭に溯ることができるが,それ以来,純水素を燃料とする燃料電池はほとんど実用化されてこなかった。それは燃料電池の燃料である水素(H_2)の貯蔵と供給に問題があるからである。H_2は最も小さく,最も軽い分子で,金属格子内に容易に侵入し,極小のすきまでも通過してしまう性質をもっている。また,単位体積当たりのエネルギー密度が低いので,気体の場合は少なくとも35MPa程度に高圧縮するか,あるいは液化する必要がある。液化するためには-253°Cまで冷却する必要があり,エネルギーコストがかかる。水素を別の化学物質に変換し,使用する際にH_2を取り出す「水素キャリア」を用いることが考えられる。使用時には全くCO_2を排出しない燃料としてアンモニア(NH_3)がある。NH_3を燃料とすると,生成物質は窒素(N_2)と水(H_2O)だけである。ここでは,使用する際に全く無公害であるNH_3燃料電池について研究を行った。本研究では,通常,燃料としては考えられていないNH_3を燃料電池用のエネルギー源としての新しい可能性を総合的に検討した。NH_3は水素キャリアとして有望であり,再生可能エネルギーなどを用いた新しい製造・貯蔵・輸送方法を用いれば,燃料電池などの水素供給源となり得る。また,NH_3は炭素原子を含有しない燃料であるので,地球温暖化防止効果が期待できる。NH_3からの水素生成はメタノールと同等のエネルギー密度とエネルギーコストを示しており,H_2生成時にはCO_2を排出しないというメリットがある。コスト面でも,天然ガスからのH_2生成とも競争できる。NH_3は,安全管理と小型貯蔵容器の設計を行えば,マイクロ燃料電池用のエネルギー源となりうることも示した。アンモニアは水素との間で相互変換が可能であり,常温で加圧すれば直ちに液体になるので,アンモニアを水素キャリヤーとして用いる方法がある。アンモニアは,理想的に分解すれば水素と窒素のみが生成され,燃料電池からの排気は水と窒素なので,環境負荷が小さい。また,高圧水素タンクに比べて燃料タンクの小型化が可能であり,液化圧力がアンモニアに近いLPGの技術や既存のインフラを応用できるなどの利点もある。そこで,本研究ではアンモニア改質の基本特性を明らかにし,ポータブル型燃料電池用アンモニア改質システムの可能性を探る。アンモニアの理想的な分解反応式はNH_3→1.5H_2+0.5N_2である。改質温度,空間速度を変化させて,ニッケル/アルミナ触媒により改質を行う。一般的にプラントにおけるアンモニア分解は,酸化鉄系あるいはニッケル系触媒の下で,700°C,2MPaの条件で行われている。小型のシステムでは高圧下での分解反応は困難であるので,大気圧下で,改質器温度は600°C900°Cの範囲で行う。0.846MPaの液体アンモニアを気化器において気化させ,昇温器でさらに温度を上げ,改質器においてニッケル・アルミナ触媒を用いて800°Cの温度のもとで熱分解を行う。水素,窒素,残留アンモニアからなる改質ガスは昇温器,気化器においてそれぞれ熱交換をし,アンモニア除去器において残留アンモニアを除去し,水素と窒素の混合ガスを燃料電池に供給する。以下の知見が得られた。アンモニア蒸留器分解器内での触媒温度800°C,空間速度600[1/h],圧力は100kPaでの分解が最も有効となりこのときの残留アンモニア濃度は約250300ppmとなった。

最適条件での分解後の残留アンモニア濃度300ppmは,アンモニア除去器(40°C以下の除去水)を使用することにより残留アンモニア0ppm(完全除去)まで低減することがでた。また,アンモニア除去器で回収したアンモニアを蒸留器にてアンモニアガスと低濃度アンモニア水に分離することが可能となった。アンモニアは水素との間で相互変換が可能であり,常温で加圧すれば直ちに液体になるので,アンモニアを水素キャリヤーとして用いる方法がある。アンモニアは,理想的に分解すれば水素と窒素のみが生成され,燃料電池からの排気は水と窒素なので,環境負荷が小さい。また,高圧水素タンクに比べて燃料タンクの小型化が可能であり,液化圧力がアンモニアに近いLPGの技術や既存のインフラを応用できるなどの利点もある。そこで,本研究ではアンモニア改質の基本特性を明らかにし,ポータブル型燃料電池用アンモニア改質システムの可能性を探った。本研究ではPEMFCの送電端出力を0.5kW,運転時間を721時とし,給湯需要に合わせて燃料電池を運転させることを想定した。この場合,送電線からも電力を供給する系統連結運転が前提となる。計算により出力0.5kWにおける必要アンモニア流量,回収熱量を求め,一般家庭の1時間平均の給湯および電力需要量と照らし合わせることで,給湯および電力供給量を求め,需要量に対するPEMFCの供給割合も求めた。また必要アンモニア流量から,アンモニアタンク容量を100L=63.86kg-LNH3と想定した場合の運転可能日数を求めた。運転時間内では需要量をすべて補うことができず,需要量に対する供給割合は1890%となった。運転時間内において出力は0.5kWとなるが,7,12,15時においては需要量を上回ることになるため,余剰電力を売ることになる。ポータブル型および家庭用燃料電池システムは,住宅用コージェネレーション等としてまだ十分普及しておらず,長期信頼性について運転時間も技術的な開発目標である4万時間の連続運転を達成したものはまだなく,今後の評価が重要となる。またコストが一般に従来施設に比べて高く,電気および熱の利用をうまく行わないと経済的でなくなることも技術的な課題である。本研究では,燃料電池に必要な水素をアンモニア分解に加えて,太陽光発電による余剰電力,同じく余剰し格安となる商用深夜電力を用い,水を電気分解して得るという新しい家庭用コージェネレーションシステムの検討を行い,エネルギー収支を計算した。これらにより以下の知見を得た。1.燃料電池,太陽電池,商用電力を併用したハイブリッド分散型発電システムの構築2.太陽光発電の余剰電力による電気分解での水素生成,圧縮方法を確立3.電力料金,二酸化炭素の排出量を考慮したシステムの最適化4.本システムのエネルギー収支計算方法
知覚されたソーシャルサポートが免疫系に与える影響

背景:ソーシャルサポートと免疫系の関連については,メタ分析の結果、NK細胞活性などの機能的な指標との関連がある,とされてきた.今回我々は我々の先行研究(Stress and Health誌)の結果を踏まえて、サイトカインも含めたより包括的なサポートと免疫系の関連を直接仮説・間接仮説のどちらが支持されるかに注目しながら検討をおこなった.方法:対象は自動車関連企業の従業員であり、企業の健康相談室の健康診断の一環として、調査が行われた。静脈血を午前9時から11時の間に採取し,リンパ球分画の測定には、CD3,CD16,CD56の抗体を用いたフローサイトメトリーを行った.またサイトカインの測定には採取当日に全血をPHAにより刺激し、48時間培養後ELISAにより評価を行った.心理尺度は、NIOSH編のGJSQの日本語版を用い、職業ストレッサー、知覚されたソーシャルサポートをインフォームドコンセントを得た上で測定した.結果:免疫系の指標を従属変数にして職業ストレッサーとソーシャルサポートの2要因分散分析を行った。サポートの直接仮説が支持されるなら、サポートの主効果が、間接仮説が支持されるなら、交互作用が見られるという作業仮説の下に検定を行ったところ、Th1優位の方向でサポートの直接仮説が、T細胞数・INF-γに関して間接仮説が認められた.考察:直接仮説としては、NK細胞数、Th1優位の方向でサポートが働くことが示唆され、サポートは自然免疫力を高めるのではないかと推測された。またT細胞数・INF-γの経路に関しては獲得免疫系の関与が考えられるが、詳細は今後の検討が待たれる。これまで、サポートが健康に影響を与えるメカニズムとして直接仮説・間接仮説がどちらが正しいか議論されてきたが、それぞれ別の免疫系のシステムを介して働きかける可能性が今回の研究では示唆された.個人を取り巻く環境(実行されたサポート・ネットワークサポート)と個人の物事の受け取り方(人格特性)がどの程度知覚されたサポートに寄与するかを検討した。またソーシャルサポートの評価,ストレッサーの状況や個人の持っている人格特性など、外的な要因や内的な要因の双方を測定し、ストレッサーや人格特性が,ソーシャルサポートを通してどの程度その後の個人のメンタルヘルス上のリスク(抑うつ・身体症状など)を予測できるのか検討する。企業に調査の協力を募り、122名での調査をおこなった.職場でのストレッサーの状況、個人の人格特性、ソーシャルサポート・抑うつ状態・自覚的身体症状を質問紙法によってデータを得る.職場ストレッサ・ソーシャルサポートに関しては、NIOSH職場ストレス質問紙・ソーシャルサポートネットワーク質問紙・実行されたサポート、人格特性に関しては人格5因子理論(ビッグファイブ・モデル)に基づいた国際標準尺度であるNEO-PI-R日本語版から測定を行った.すべての個人に対して書面によるインフォームドコンセントを取得し、自由意志でのサンプル抽出をおこなっている.結果として実行されたサポートと知覚されたサポートの間に統計的に有意な相関はなく、外向性や調和性などの人格特性と有意な相関が見られた(第8回心療内科学会にて発表).また知覚されたサポートと、NK細胞数との関連を横断的な相関研究によって検討し、従来否定されていたNK細胞数との関連を単位血液中の絶対数として表現した場合に関連が認められることを発見した(Stress and Health,19,3-7にて掲載)。これまで、サポートが健康に影響を与えるメカニズムとして直接仮説・間接仮説がどちらが正しいか議論されてきたが、それぞれ別の免疫系のシステムを介して働きかける可能性が今回の研究では示唆された.
多チャンネル非破壊評価システムの最適化に関する研究

計算機や通信機器の発達に伴って,非破壊検査技術は多チャンネル計測の時代となり,多くの波形や画像データをもとに高精度の探傷が可能となった.一方で,多チャンネルの計測条件については試行錯誤や経験に頼っている.そこで,本研究は,情報技術を利用して多チャンネル計測非破壊評価法の計測条件を最適化することを目的とする.実験とシミュレーションによるデータ収集から始め,AIやスパースモデリングといった情報技術を適用することによって主要因を抽出し,波動論に基づく物理モデルに立ち戻って検討を加えた上で,最適な多チャンネル計測非破壊評価システムの構築を図るものである.計算機や通信機器の発達に伴って,非破壊検査技術は多チャンネル計測の時代となり,多くの波形や画像データをもとに高精度の探傷が可能となった.一方で,多チャンネルの計測条件については試行錯誤や経験に頼っている.そこで,本研究は,情報技術を利用して多チャンネル計測非破壊評価法の計測条件を最適化することを目的とする.実験とシミュレーションによるデータ収集から始め,AIやスパースモデリングといった情報技術を適用することによって主要因を抽出し,波動論に基づく物理モデルに立ち戻って検討を加えた上で,最適な多チャンネル計測非破壊評価システムの構築を図るものである.
老年期における言語情報処理様式および行動調節機能の変化に関する研究

老年期の行動や態度にみられる変化を,言語情報処理および言語による行動調節の変化の観点から検討し,以下の知見が得られた.1.記憶に関わる言語的操作にみられる変化(1)記憶すべき事柄をことばで意味的,論理的にまとめることは,高齢期においても記憶を補う効果をもつが,ことばの機能のうちこの側面が衰退すると,記憶は音響的符号化に依存せざるを得なくなる.どちらの方略が負担が少なく確実であるかは,当人の言語機能の衰退の側面と程度により定まる.(2)注意の転換が困難となり盲点が固定する傾向が強まる.反復効果は期待できないので,記憶すべき事柄を適当な大きさの単位に分割する必要がある.(3)個人差がきわめて大きいので,年齢を指標とした対応は避けなければならない.2.認識・行動における柔軟な転換性の喪失,硬さ(rigidity)の検討(1)認識・行動の固執性を起こす要因は,プログラムの形成面と,プログラムの実行面の2つに分かれる.(2)プログラムの形成面とプログラムの実行面のどちらに問題がみられても,結果として「固執性」と表現される特徴で,認識の転換を妨げることになる.(3)プログラムの実行面を担う行動調節機能は,刺激の知覚的な特性に妨害される.すなわち,知覚的な特性に拮抗する行動がとりにくくなる.老年期の行動や態度にみられる変化を,言語情報処理および言語による行動調節の変化の観点から検討し,以下の知見が得られた.1.記憶に関わる言語的操作にみられる変化(1)記憶すべき事柄をことばで意味的,論理的にまとめることは,高齢期においても記憶を補う効果をもつが,ことばの機能のうちこの側面が衰退すると,記憶は音響的符号化に依存せざるを得なくなる.どちらの方略が負担が少なく確実であるかは,当人の言語機能の衰退の側面と程度により定まる.(2)注意の転換が困難となり盲点が固定する傾向が強まる.反復効果は期待できないので,記憶すべき事柄を適当な大きさの単位に分割する必要がある.(3)個人差がきわめて大きいので,年齢を指標とした対応は避けなければならない.2.認識・行動における柔軟な転換性の喪失,硬さ(rigidity)の検討(1)認識・行動の固執性を起こす要因は,プログラムの形成面と,プログラムの実行面の2つに分かれる.(2)プログラムの形成面とプログラムの実行面のどちらに問題がみられても,結果として「固執性」と表現される特徴で,認識の転換を妨げることになる.(3)プログラムの実行面を担う行動調節機能は,刺激の知覚的な特性に妨害される.すなわち,知覚的な特性に拮抗する行動がとりにくくなる.
ホルマリンからオリゴ糖へ：人工ホスト分子を活用した新規糖合成法の創成

当初の計画では、糖質を強力に認識する分子から有機触媒の開発の方向への展開を予定していた。しかし、単糖を認識する人工ホスト分子として設計したピリジン/フェノール交互型大環状分子が、想定よりもはるかに強い糖認識能を有することが、初年度の成果や分子モデルのDFT計算から示唆されたことから、糖認識の障害となっていたホスト分子のみでの自己集合を阻害するべく、分子設計に改良を重ねていった。その結果、グルコシドとの間に、900,000 /Mという非常に高い会合定数が得られた。その値はなお自己集合により減殺されたものであり、自己集合を完全に阻害できればレクチンにも匹敵する糖認識能を期待させるものであった。本研究で構築を狙うカプセル型分子のパーツとなるエチニルピリジン大環状ホスト分子1について「合成・取り扱いが容易であること」「エフェクターとする糖質と効果的に会合できること」という要件を満たすように設計・合成の実現と、続いて設計図や合成法の改良に取り組んだ。まず、大環状分子を効率的に得るために、環化反応における反応位置の置換基や反応の条件を最適化した。すなわち、向きが反転したピリジン環を交互に配置することで、環化に必要なシソイド配座を有利とし、薗頭反応により大環状分子1を得ることができた。この大環状ホスト分子1では、環の内側を向いた窒素原子が、糖質を水素結合により捕捉するための結合点となった。設計・合成された1がまず単分子で糖質とどれだけ確実に会合できるか、NMRの手法を用いながら滴定実験により定量的に評価したところ、72 L/molの会合定数によりオクチルグルコシドを認識できることが分かった。さらに糖質と会合したときにCD活性があらわれ、会合によりエチニルピリジン環の構造がキラルに歪むことが分かった。続いて1をパーツとして自己組織化させカプセル型分子を構築するため、1の環の外側を向いた窒素を橋頭堡に、金属イオンやp-キシリレン基による架橋を試みたが、現時点では効率の良い結合生成法が見つかっていない。いっぽう、カプセルの殻となる1の内側の二次元的な空間は、糖質を取り込みながら会合することが分かった。1人工大環状ホスト分子の設計の改良/前年度までに設計・合成した人工ホスト分子のうち、ピリジン/フェノール交互型大環状分子について、取り扱いに困難をきたすほど自己会合が強いという問題点があったため、基本的な骨格はそのままに、側鎖にtert-ブチル基を導入して立体障害を持たせ、自己会合を阻害することとした。一方、ピリジン/フェノール交互型大環状分子とβーグルコースとの会合の強さについて、分子計算ソフトウェアGaussianを用いた解析を行い、真空中ではあるが10の70乗を超える大きな会合定数が算出された。2人工大環状ホスト分子の合成/上記のように分子設計を改良する方針に従い、実際の分子の合成を行った。薗頭反応を利用し、新しい人工大環状ホスト分子を得ることができた。フェノール環をフリーな状態で扱うとベンゾフランを発生する副反応を誘発したため、メトキシメチル(MOM)基による保護を施し、副反応を回避した。脱保護後、得られた人工大環状ホスト分子では、前年度に合成した立体障害が小さい大環状分子と比べ、1H NMRのブロードニングがおさまっており、ある程度自己会合を抑えられたことが分かった。3人工大環状ホスト分子を添加した場合の選択性への影響の調査/改良された分子について、ホスト分子としての分子認識効果を、添加実験や滴定実験を通して検討した。CD、NMRを用いて解析したところ、水素結合により、大環状構造の内部に糖ゲスト分子が取り込まれ、その結果高次構造がキラルに歪むことがうかがえた。(1)人工大環状ホスト分子の設計人工ホスト分子の選定標的とする糖合成反応の制御に適する人工ホスト分子を、申請者が開発してきたエチニルピリジン型ホスト分子のレパートリーの中から選んだ。まず、グリコシル化反応については、マルトースを高選択的に認識することが既に分かっているD2h対称型大環状分子を利用することにした。その分子の環構造は長軸と短軸の長さが異なり、ちょうどマルトースの鎖長に合う空孔を有する。ホルモース反応については、生成比の向上を狙うグルコースに合わせ、より対称性が高い正六角形構造を持つ環状分子を利用することにした。(2)人工大環状ホスト分子の合成上記の分子設計に従い、実際の分子の合成を行った。薗頭反応を利用し、環状構造を得ることができた。(3)人工大環状ホスト分子を添加した場合の選択性への影響の調査反応系中で現れるホスト分子の添加効果を、生成物の分析を通して検討した。

グリコシル化反応では、2分子のグルコースから得られる生成物の組成が、人工ホスト分子の有無により受ける影響を、CD、NMRを用いて解析した。ホスト分子を用いない対照実験との比較を行った。「研究実績の概要」の欄に上記したように、エチニルピリジン大環状ホスト分子の設計に基づき、化合物を実際に合成する手法が確立した。この合成法により、任意の側鎖を有する大環状ホスト分子を得ることが可能となっており、研究の基盤のひとつが確立した。「研究実績の概要」の欄に上記したように、(1)人工大環状ホスト分子の設計(2)人工大環状ホスト分子の合成(3)人工大環状ホスト分子を添加した場合の選択性への影響の調査までの過程は順調に進んでいる。問題が残っていることは、大環状分子の平面性が高いために自己会合が強く、取り扱いにおける若干の難が解決しきれていない点である。合成に成功したエチニルピリジン大環状ホスト分子について、カプセル型高次構造へと組み上げる手法を検討、確立する。その上で、得られた高次構造の特性を調べる。合成に成功した人工大環状ホスト分子について、糖に対する分子認識能や物性の評価を行う。そして併せて、ホルモース反応やグリコシル化反応、あるいはその逆反応について、今回開発した分子に触媒機能が現れるかどうか、添加剤の効果もあわせ検討する。そのために、各種分光学的手法を用いる。そこまでの成果をもとに、合成法や分子構造の最適化をすすめ、応用性の向上を目指す。研究費の多くは消耗品費にあてられる。有機合成および分析のための試薬類、触媒類、各種溶媒、クロマト担体、ガラス器具、汎用機器類などの購入に費やす。旅費として、研究成果発表のため、関連学会へ参加するための費用にあてる。大学院生より実験補助を受け、謝金を支出する。その他、大学内の共通機器を利用するための利用料を使用する。本年度、実験スケジュールの都合により生じた残金は、次年度の消耗品費として使用する。(1)反応条件の最適化初年度で得られた知見をもとに、人工ホスト分子による選択性の向上がもっとも効率的に行われる反応条件を探る。検討すべきパラメーターとして、溶媒の種類、反応温度、試薬の当量などが挙げられる。一般に、水素結合によりエンタルピー駆動で分子認識を行う系では、極性の低い溶媒中、低温下で高い会合率が得られる。そのような傾向が合成反応でも成り立つかどうかを確かめる。当量については標的とするゲスト分子が確実に会合体に取り込まれて安定化を受けるよう、人工ホスト分子を化学量論量用いる条件から始め、触媒量まで減らせる条件を探していく。(2)人工ホスト分子の再設計、最適化人工ホスト分子の構造について、反応の制御に適した構造を探る。必要に応じてホスト分子の合成法の新規開発や最適化をも行い、安価で簡便にホスト分子が得られるよう検討する。
上司・部下関係で信頼されることの心理的効果と役割の検討

本研究は,上司・部下間で相手から信頼されていると思えること(被信頼)がもたらす心理的効果や役割を検討することを目的とした。被信頼の役割として,被信頼が信頼と相互に影響しながら信頼関係の評価基準を洗練させる役割を担うことを検証するため,インターネット調査を実施した(研究1)。その結果,上司も部下も,ある時点(Time1)の相手への信頼が半年後(Time2)の相手からの被信頼を低下させ,またTime2の信頼がさらに半年後(Time3)の被信頼を低下さていた。さらに,Time1からTime2も,Time2からTime3も,相手への信頼が後続の相手への信頼に対し,相手からの被信頼が後続の相手からの被信頼に対し影響していた。同様に,各時点の相手への信頼が後続の相手からの被信頼に対し影響していた。これらより,信頼と被信頼が相互に影響しながら発達する過程が明らかになった。なお,前年度に実施した被信頼の心理的効果に関する研究2(部下視点)と研究3(上司視点)では自尊心という広範な概念を用いたが,組織内で培われる組織自尊感情を用いる方が適切ではないかという問題点が考えられた。そこで,研究をさらに深めるため,組織自尊感情を採用し,新たに研究4(部下視点)と研究5(上司視点)のインターネット調査を実施した。その結果,研究4では,部下において,上司からの被信頼が組織自尊感情を非常に強く規定し,動機づけと勤続意思の向上やストレスの低下という直接効果も大きいことが示された。一方,研究5では,上司において,部下からの被信頼が組織自尊感情に強いというほどの影響を及ぼしておらず,動機づけや勤続意思の向上にはストレスの低減が効果的であるとわかった。加えて,信頼と被信頼の組み合わせ効果に関しては,部下の上司への信頼が低くかつ被信頼が高い場合(一方的被信頼)に上司との関係を最もわずらわしく感じることがわかった。本研究の目的は,上司・部下間において,相手から信頼されていると思えること(被信頼)がもたらす心理的な効果やその役割を検討することであった。まず,被信頼の役割として,被信頼が信頼関係の評価基準を洗練させる役割を担うことを検証するため,調査を実施した(研究1)。当初の計画から一部変更したものの,すでにデータ収集は完了し,現在,分析中である。次に,被信頼の心理的な効果について,部下の視点(研究2)と上司の視点(研究3)について調査を実施した。その結果,部下の視点では,上司からの被信頼が高いほど,仕事に対するやる気や勤続の意思,自尊心が高く,また自尊心を介して間接的にストレスを低めていた。これは,部下にとって,上司からの被信頼がメンタルヘルスやパフォーマンスの向上につながる可能性を示唆する。また,信頼と被信頼の組み合わせ効果について,信頼と被信頼がともに高い「双方向信頼型」の部下は仕事のやる気が最も高く,ストレスが最も低い良好な状態であった。さらに,信頼が高く被信頼が低い「一方的信頼型」の部下はストレスが最も高かった。加えて,信頼が低く被信頼が高い「一方的被信頼型」の部下は上司との絆を煩わしいものとしてネガティブに評価していた。このように,信頼と被信頼は単純に一方が高ければ良いわけではなく,バランスの取れた状態が望ましいといえる。一方,上司の視点では,上司からの被信頼が高いほど,ストレスが低く,部下との絆を大事なものとしてポジティブに捉え,それが間接的に仕事に対するやる気や勤続の意思を高めることが示された。このことは,上司においても,部下とは異なる過程で被信頼がメンタルヘルスとパフォーマンスの向上につながることを示唆している。また,双方向信頼群の上司は部下との絆のポジティブな評価が最も高く,逆に信頼と被信頼が両方低い「非信頼型」の上司は部下との絆のポジティブな評価が最も低かった。計画予定の3つの研究のうち,研究3は当初の計画では平成30年度に調査を行う予定であったが,前倒しして平成29年度に調査を実施した。また,平成29年度に研究2と研究3は終了し、ともに学会発表を終えている。一方,研究1について,計画を一部変更した。研究1の具体的な計画変更について,当初の計画では、1年間で形成される信頼関係において,信頼が被信頼に影響し,それが1年後の信頼に影響することを調べるため,同一の調査対象者のある時点(T1)からその1年後(T2)の2時点のデータを収集する予定であった。しかし、ある時点(T1)からその半年後(T2)と1年後(T3)の、計3時点の半年間隔で調査を実施するという計画の変更を行った。それにより、回答者の心理的変化をより綿密に測定できると期待でき,当初の研究計画よりも研究を深めることができると考えられる。なお,この調査の3時点のデータ収集はすでに完了しており,現在,分析中である。こうした点が,当初の計画以上に進呈しているという主な理由である。

さらに,Time1からTime2も,Time2からTime3も,相手への信頼が後続の相手への信頼に対し,相手からの被信頼が後続の相手からの被信頼に対し影響していた。同様に,各時点の相手への信頼が後続の相手からの被信頼に対し影響していた。これらより,信頼と被信頼が相互に影響しながら発達する過程が明らかになった。なお,前年度に実施した被信頼の心理的効果に関する研究2(部下視点)と研究3(上司視点)では自尊心という広範な概念を用いたが,組織内で培われる組織自尊感情を用いる方が適切ではないかという問題点が考えられた。そこで,研究をさらに深めるため,組織自尊感情を採用し,新たに研究4(部下視点)と研究5(上司視点)のインターネット調査を実施した。その結果,研究4では,部下において,上司からの被信頼が組織自尊感情を非常に強く規定し,動機づけと勤続意思の向上やストレスの低下という直接効果も大きいことが示された。一方,研究5では,上司において,部下からの被信頼が組織自尊感情に強いというほどの影響を及ぼしておらず,動機づけや勤続意思の向上にはストレスの低減が効果的であるとわかった。加えて,信頼と被信頼の組み合わせ効果に関しては,部下の上司への信頼が低くかつ被信頼が高い場合(一方的被信頼)に上司との関係を最もわずらわしく感じることがわかった。平成30年度に,得られたデータを当初の予定通り、学会で成果発表する予定である。また,学術的貢献を果たすためにも,得られた研究結果をまとめ,学術雑誌への投稿を進める予定である。加えて,本計画が順調に進んでいることから,新たな研究4の実施を検討している。具体的には,研究2と研究3で使用した自尊感情尺度は組織に限定した自尊感情の尺度ではなく,非常に包括的な概念であり,本研究の尺度としては最も適しているといえるものではなかった。そのため,組織自尊感情尺度を用い,より厳密な結果を得ることができると考えられる。計画予定の3つの研究のうち,研究3は当初の計画では平成30年度に調査を行う予定であったが,前倒しして平成29年度に実施した。また,研究1について,2時点のデータ収集から3時点のデータ収集に変更したため,調査1回分の費用が予定より多く必要となった。こうした点が,次年度使用額が生じた主な理由である。ただし,研究3の調査費用分が平成30年度の支出予定から除外されるため,前倒し支払い請求額分を埋めることができ,平成30年度の使用計画に大きな変更はないといえる。
T4ファージ各部位のトンネル物性

生物試料をAFMまたはSTMによって観察する利点は以下のように考えられる。即ち、1)染色無しに天然の状態で観察できること、2)透過型電子顕微鏡では物体の手前(near side)の凹凸と遠い方(far side)の凹凸を区別できないが、AFM/STMでは表面構造即ち手前の凹凸のみを見ることができる。3)構造変化を経時的に観察できる可能性がある、などである。これまでに、尾部(テイル)、尾管-基盤複合体(チューブベースプレート)、小微繊維(ショートテイルファイバー)を単離精製し、コンタクトモード及びタッピングモードAFMを用いて観察を行ない、以下の結果を得た。1)T4ファージ:良好な像が得られ、直径nmの尾繊維(テイルファイバー)も確認できた。全体に電顕画像と比較して20ないし30%大きめであるが、頭部とテイルの長さの比が用いる探針によって異なり、探針の曲率半径のばらつきによると思われる。テイルおよび尾管・基盤複合体:後者はシース蛋白質が解離している分だけ円筒構造の直径が小さく、両者は容易に区別できた。後者の観察で基盤だけ分離した像を時折見ることがあり、その結果基盤の底部と上部の(基盤平面に対して)非対称な構造を区別して捉えることが可能であることが示唆された。テイル、尾管・基盤複合体いずれの場合も基盤の厚みが電顕像に比して大きく、AFMの試料としては、高さはあまり大きく変化しないものの方が適当のようである。小尾繊維:一方の端がやや太い構造が観察された。また真っ直ぐなものや「く」の字型に曲がったものも観察された。濃度が高いときに六角形状に集合した像が見られた。これは基盤内に格納されているときの状態を反映している可能性がある。コンタクトモードに比してタッピングモードの方が比較的容易に良好な画像が得られた。小尾繊維はSTM観察の材料として適当かもしれない。
聴覚皮質における音声特徴抽出および音声認識機構の研究

この研究では、聴覚皮質活動を光学的計測法で時空間的に計測した結果を用いて聴覚皮質を2次元神経回路によりモデル化し、その活動をシミュレーションすることよって、音素や音節の特徴抽出に関わる音声認識初期過程における聴覚皮質の情報処理機構を解析した。光学的計測によると、モルモットの一次聴覚皮質には音の周波数が規則的に表示(周波数局在)されており、純音に対する活動は皮質の特定の位置でバンド状に伝播していく。音素を形成する周波数変調音や純音の組み合わせに対する応答は、この周波数局在構造に現れる時空間的活動パターンとして表示される。また、音声に含まれる高調波成分に対する活動は、互いに抑制性および興奮性の相互作用をおこし、聴覚皮質は単に周波数成分のみを表示しているものではないことが示された。さらに、途中に無音区間のある音に対する活動を調べると、5msより短い無音区間は活動の変化として現れてこないこともわかってきた。神経回路モデルでは、音素を構成する成分音の違いによる活動の伝播性の分岐特性について定量的に計算機実験を行った。音声を模擬した簡単化したフォルマント信号を入力信号として用い、複数フォルマントを入力した場合、各フォルマントを周波数一定にすると、入力開始のタイミングが異なってもある範囲で回路上伝播としては同期する。つまり入力のずれに安定に同時伝播として特徴を結合する能力があることがわかった。特徴結合が波動の相互同期的な伝播として実現するとすれば、音声認識の観点から適当な同期が得られるためには回路内で興奮性結合よりも抑制性結合の方が広い範囲に及んでいる必要があることもわかった。この研究で得られた結果は、聴覚皮質が音節の抽出に関わる特徴結合や文節化を神経集団の時空間的活動として行っている可能性を示唆する。聴覚皮質における音声情報表現を調べることを目的として、1.刺激音に動物の音声やその成分音及び合成半母音に対するモルモット聴覚皮質の活動を、光学的計測装置(空間分解能250μm、時間分解能0.58ms)を用いて時空間的に計測すること、および、2.入力信号のソナグラムに依存した波動伝播性をもつ山口らの神経回路モデルについて、計算機で解析することを行なった。1.モルモットの一次聴覚皮質には音の周波数が規則的に表示されており、純音に対する活動は皮質の特定の位置にバンド状に現れ、皮質を伝播していく。モルモットの鳴き声は周波数が変化する多くの高調波をもつが、この鳴き声に対する皮質活動は、鳴き声のそれぞれの周波数成分に対応する皮質の各周波数バンドにおいて活動が経時的に起きるという経過をとる。音の周波数が変化すると、活動は各周波数バンドを横切る方向に移動する。高調波成分に対する活動は、互いに抑制性および興奮性の相互作用をおこす。この相互作用が音声認識にどのように関与するかを神経回路モデルを考慮しながら今後検討する。2.神経回路モデルにおいてその伝播性の分岐特性について定量的に計算機実験を行った。入力信号は音声を模擬した簡単化したフォルマント信号を用いた。その結果、複数フォルマントの入力の場合、各フォルマントを周波数一定とした場合、入力開始のタイミングが異なってもある範囲で回路上伝播としては同期する。つまり入力のずれに安定に同時伝播として特徴を結合する能力があるこがわかった。この結合性は、回路ユニットの隣接興奮と側抑制の範囲に大きく影響を受ける。音声認識の安定性のためには側抑制範囲が隣接興奮の範囲より大きいことが望ましいことがわかった。入力信号が子音に対応するような過渡的な性質をもつ場合について、これらの性質がどのように成り立つこを今後さらに検討する予定である。本研究では、皮質活動を時間的空間的に計測することができる光学的計測法と、2次元神経回路による聴覚皮質のモデル化の2つの方法を用いて、音素や音節の特徴抽出に関わる音声認識初期過程における聴覚皮質の情報処理機構について解析を行った。

モルモットの一次聴覚皮質には音の周波数が規則的に表示(周波数局在)されており、純音に対する活動は皮質の特定の位置でバンド状に伝播していく。音素を形成する周波数変調音や純音の組み合わせに対する応答は、この周波数局在構造に現れる時空間的活動パターンとして表示されることが分かった。音声に含まれる高調波成分に対する活動は、互いに抑制性および興奮性の相互作用をおこし、聴覚皮質は単に周波数成分のみを表示しているものではないことも示された。また、途中に無音区間のある音に対する活動を調べると、5msより短い無音区間は活動の変化として現れてこないことも分かってきた。神経回路モデルでは、音素を構成する成分音の違いによる活動の伝播性の分岐特性について定量的に計算機実験を行った。音声を模擬した簡単化したフォルマント信号を入力信号として用い、複数フォルマントを入力した場合、各フォルマントを周波数一定にすると、入力開始のタイミングが異なってもある範囲で回路上伝播としては同期する。つまり入力のずれに安定に同時伝播として特徴を結合する能力があることがわかった。この結合性は、回路ユニットの隣接興奮と側抑制の範囲に大きく影響を受け、音声認識の安定性のためには側抑制範囲が隣接興奮の範囲より大きいことが望ましいことがわかった。これらの特性は、聴覚皮質が神経集団の時空間的活動特性として音素や音節の抽出に関わっていることを示唆する。
レベル指向ネットに基づくリアルタイムソフトウェアの効率的解析に関する研究

本研究では、モデルの単純さをできるだけ損なわないようにしながら、タイムペトリネットにレベル指向のための拡張を行うことにより、時間オートマトン並に使いやすくすると共に、partial order reduction技術による高速化を可能とした新しい形式モデル、および、その解析手法を開発すること、および、開発した技術をツールとしてまとめることを目的として研究を行った。本研究は以下の順に行った。それぞれのステップでの成果の概要は次の通りである。1.モデルの策定とプロトタイプの実装トランジションの発火条件にバイナリ変数の積和形からなる条件式を書けるようにし、また、トランジションが発火する際には複数のバイナリ変数への値の代入を可能としたLTN(Level Time Petri net)をモデルとして選び、LTN用のpartial order reductionアルゴリズム、および、階層的検証手法を実装した解析エンジンのプロトタイプを作成した。2.ケーススダディの実施ケーススタディとして、非同期式プロセッサTITAC2の命令キャッシュ制御回路の検証を行った。特に、階層的検証の効果を確認するため、2つのブロックを選び、そのブロックの部分仕様を構築し、階層的検証を試みた。3.ツールの本格的実装タイムペトリネットから構成されるプリミティブ、プリミティブから構成されるモジュール、モジュールと仕様からなるシステム、および、検証対象となるシステムとしてプロジェクトを定義し、それらの階層性を見た目通りに管理できるGUIを設計した。さらに、このGUIを組み込み、最終的に検証ツールVINAS-P (Ver.2)を開発した。本年度は,まず,リアルタイムソフトウェアを形式化するモデルの策定を行った.その結果,partial order reduction手法による効率的状態空間探索が有効に働く点,および,階層的検証手法が可能である点から,ペトリネット系のモデルを使用することとした.一方,純粋なペトリネットは可読性,記述性に問題があるため,トランジションの発火条件にバイナリ変数の積和形からなる条件式を書けるようにし,また,トランジションが発火する際には複数のバイナリ変数への値の代入を可能としたLTN(Level Time Petri net)を侯補とした.次に,LTN用のpartial order reductionアルゴリズム,および,階層的検証手法を実装した解析エンジンのプロトタイプを作成した.これを用いて,時間オートマトンに基づく検証ツール等と,記述能力,検証効率等を比較した結果,場合によっては記述能力が若干劣るものの,大きな問題ではなく,また,(階層的でない)フラットな検証実験でも同等あるいはそれ以上の検証効率を持つことがわかった.階層的検証の効果はまだ十分に解析できていないが,予備実験では検証コスト削減に非常に良好な結果が得られている.時間オートマトンツールは,そのような階層的検証の機能を持たないため,これは本方式の大きな利点となる.これらの検討から,モデルをLTNに確定しプロトタイプの実装を本格化した.さらに,次年度でツールとしてまとめる際に,このような階層的検証機能を容易に使うために,どのようなGUI(Graphic User Interface)を用意すべきかについて検討し,画面の構成,メニュー・コマシド等について検討を行った.来年度は,ケーススタディを通して解析エンジンを最適化し,ツールとしての仕様(主にGUI)を定め,ソフトウェア会社に実装を発注する予定である.本年度は,まずケーススタディとして,非同期式プロセッサTITAC2の命令キャッシュ制御回路の検証を行った.特に,階層的検証の効果を確認するため,2つのブロックを選び,そのブロックの部分仕様を構築し,階層的検証を試みた.最終的には,階層的検証の効果は十分に確認できたが,部分仕様の構築がそれほど容易ではないという問題点も明らかとなった.この問題を解決するため,ブロックの構造から,ある程度機械的に部分仕様を導出する手法を考案し,それを適用することにより,ある程度の効果が得られることがわかった.これは,新たな知見であり,まだ改良の余地があることから,今後の発展へとつなげたい.次に,このような階層的検証の機能を容易に使うため,どのようなGUI(Graphic User Interface)を用意すべきかについて検討した.(タイム)ペトリネットから構成されるプリミティブ,プリミティブから構成されるモジュール,モジュールと仕様からならるシステム,および,検証対象となるシステムとしてプロジェクトを定義し,それらの階層性を見た目通りに管理できるGUIを設計した.