hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス膀胱平滑筋の活動電位発生に対する粘膜上皮細胞、神経細胞、カハール細胞の役割

膀胱は、最終的にそれを構成する平滑筋細胞が収縮することによって尿を排泄する。膀胱平滑筋の収縮は、細胞膜の電気的な興奮を伴う。この興奮は、微小電極を平滑筋細胞に挿入することによって活動電位として記録される。また、膀胱の収縮には平滑筋細胞膜上のムスカリン受容体が重要な役割を果たしている。しかし、本研究課題を含め、活動電位を調節する仕組みは不明である。そこで、これらを解明する一環として、ムスカリン受容体の刺激によって発生する膜電位反応を記録・解析し、回腸平滑筋の同反応と比較した。実験には、多くの研究実績と報告のあるモルモットの膀胱体部および回腸縦走筋の平滑筋条片を用いた。[結果]膀胱平滑筋において低濃度のカルバコール(CCh、1μM)を適用すると、自発性活動電位における緩徐脱分極相の傾きが増大し、活動電位の放電頻度が増加した。放電頻度の増加は、静止膜電位の変化を伴わない場合と、5-10mVの脱分極を伴う場合があった。活動電位の自発性放電が見られない標本にCChを適用すると、膜の脱分極を伴って活動電位が誘発されるようになった。これらの膜電位反応は、回腸縦走筋に1-2μMのCChを適用した場合と同様であった。高濃度のCCh(10μM)を適用した場合には、発生した脱分極の大きさは1μMの場合と変わらず、濃度依存性は認められなかった。また、活動電位の放電頻度が増加する程度も変わらなかった。一方、回腸縦走筋では、ムスカリン受容体作動性陽イオンチャネルの平衡電位である-10mV付近まで達するような脱分極が誘発され、活動電位の脱分極ブロックが生じた。以上の結果は、モルモット膀胱平滑筋における脱分極反応は腸管平滑筋の場合と比較して小さいことから、ムスカリン受容体作動性陽イオンチャネルの分布密度が少ないか、あるいは腸管平滑筋とは別種のチャネルが脱分極の発現に関与している可能性がある。
科学技術を体験できるバイオエタノールの教材開発

中学校理科において,生徒が科学技術を体験できる簡易な教材(バイオエタノール)の開発を行った。エタノール作成のために酵母菌と果汁を三角フラスコに入れ,フラスコは5cmほど水を敷いた水槽(水温は水槽用ヒーターで37°C)で24時間以上インキュベイトした。教材開発の結果(1)材料として果物(スイカ,パイン,ブドウ,サトウキビ;ピーク時のアルコール濃度9.60-6.00%)は向いているが,炭本化物の米,トウモロコシやイモは向かない。(2)ワイン用酵母菌でもパン用酵母菌であっても,生成されるアルコールの濃度に大きな差はなかった。(±0.32%以内,材料:サトウキビ,48時間インキュベイト)授業実践(中学3年生:科学技術と人間,材料はパイン,ブドウ,サトウキビを使用)1時間目:100mL三角フラスコに果汁(50mL)とパン用酵母菌(0.5g)入れ,温水の入った水槽でインキュベイトした。2時間目(1日後または2日後):上記の混合液を枝つきフラスコに入れ,アルコールを蒸留した。アルコールが1mL採れたとこころで加熱を止め,採れた液体に火をつけた。授業実験の結果(1)3クラスとも採れた液体に火がつき,また,アルコールのにおいがした。(2)実践後の生徒アンケートで,「今回の実験は易しかった」「科学技術が実感できた」「菌類のはたらきについて理解できた」という回答数が,「そうでない」回答数より有意に多かった(正確二項検定,すべてp<.01)。(3)生徒の授業感想では,「1日おくだけで,アルコールが作れるなんて科学はすごいなーと思った。」「身近なものでも作れるのにおどろいた。もっと沢山の菌でも実験してみたいと思いました。」とほとんどがこの教材を肯定的に評価している。
インスリン非依存性糖尿病の成因におけるグルコキナーゼの役割について

1.9才で発症した女児のインスリン非依存性糖尿病の患者において、グルコキナーゼ遺伝子第7エクソンの261番目のアミノ酸がグリシンからアルギニンへ変異していることが同定された。家系分析の結果、発端者の兄と母にも同じ異常が同定され、経口糖負荷試験にて三人とも糖尿病型を呈していることが確認された(佐倉ら、J Clin Endocrinol Metab)。この変異により酵素活性はほぼ消失するので、この変異が本症例とその家族の糖尿病の原因であると考えられた。この報告は、本邦で最も早くグルコキナーゼ異常症を同定したもののひとつである。2.グルコース刺激に対するインスリン初期分泌は軽度低下していた。クランプ試験の結果、末梢組織でのグルコース利用率は正常であったが、肝臓でのグルコースの取り込みは著しく減少していた。したがって、グルコキナーゼ異常症による糖尿病の発症機序には、膵臓ランゲルハンス島β細胞におけるインスリン分泌の低下と肝臓におけるグルコースの取り込みの低下がともに関与していると考えられた(佐倉ら、Lancet)。この研究は、世界で初めてグルコキナーゼ異常症によって肝臓での糖代謝異常が起こることを示した研究である。3.家系内に糖尿病が多発している比較的若年発症のインスリン非依存性糖尿病の患者計200人以上のグルコキナーゼ遺伝子変異をPCR-SSCP法でスクリーニングした。グルコキナーゼ遺伝子全体にわたり数種類のSSCPパターンの変化が見いだされたが、1例を除いて残りのすべてはアミノ酸変化の伴わない変異や多型性であった。したがって、グルコキナーゼの変異は日本人のインスリン非依存性糖尿病の原因としては稀であると考えられた(江藤ら、Diabetes)。この研究は、世界で初めてグルコキナーゼ異常症の頻度を、多数の患者の解析により報告したものである。
放射性環境下における光ファイバー分布計測法に関する研究

シンチレーティングファイバー(PSF)の両端からの信号時間差にTOF法を適用することによって放射線分布を測定する手法について、温度を変化させた場合の空間分解能への影響を評価したところ、温度80°Cまでは温度変化の影響は見られず、本手法を温度が変化する環境下へ適用することが可能であることを確認した。また、OTDR(Optical Time Domain Refrectometry)法による温度と放射線の同時分布測定法について検討を行った。放射線分布測定については、γ線照射によって光ファイバー中に生じるカラーセンターのため、照射部分のレイリーOTDRスペクトルは他の部分と異なる傾きをもち、本手法によって放射線分布の測定が可能であることが示された。また、照射中の損失増加特性を温度を含むフィッティングパラメータによって予測可能であることも確認できた。一方、温度測定については、ラマン散乱を用いる温度測定法を放射線環境下へ適用し、損失増加時の温度測定可能性について基礎的な評価を行った。中性子束1x10^7[n/cm^2/s]程度の14MeV中性子照射下においてはGeドープ(2%)ファイバーでも十分に温度測定が可能であるものの、東大弥生炉GloryHole(中性子束:1x10^<11>[n/cm^2/s]、γ線線量率:1.4x10^4[Sv/hr])のような高い放射線場では温度測定が困難になることが分かった。しかし、純粋石英、あるいはフッソドープ純粋石英等の耐放射線性の高いファイバーを用いれば、高い放射線環境下への適用の可能性も高くなるものと期待できる。適切なファイバーの選択によってラマン測定の可能な放射線レベルを広げれば、ラマンOTDRの結果及び適切なフィッティング式を用いてレイリーOTDR(放射線測定)の測定結果を補正することにより、放射線、温度を同時に知ることができるシステムの構築が可能であると考えられる。
CO_2濃度の常時観測を中心とした地球温暖化防止のための環境教育に関する研究

本研究の目的は、小・中学校、高等学校と連携して、CO2濃度の常時観測を中心とした環境教育の実践的方法を提示するとともに、小学校から高等学校に至る「連続した学び」のため、「総合的な学習の時間」を想定した環境教育プログラムを開発することにある。以下に、主な成果を示す。1.CO2濃度の常時観測を中心とした環境教育プログラムの開発CO2濃度常時測定ネットワークシステムをリバイズするとともに、測定箇所を小学校5校、中学校1校、企業2社増やした。現在、計12箇所のリアルタイムおよび蓄積測定データをWEB公開している。児童・生徒が身近な大気中のCO2濃度が持つ意味を科学的に理解する上で、基礎データが空間的に拡充されたことは有用であった。2.環境情報コンテンツの開発測定データを分析するために割り当てることができる授業時間には制限がある。そこで、測定データを効果的かつ総合的に整理、分析するための環境情報コンテンツの初期バージョンを開発した。具体的には、測定データの取得からCO2濃度マップ作成に至る一連の処理を、わずかな手作業を除き自動で実行できるPCソフトウェアの開発を行った。3.「連続した学び」のためのカリキュラム及び教材の開発準備現在の総合学習は、自由度が高いが小学校から高等学校に至るカリキュラムが存在しておらず、学習そのものが単発的で、体系性がない。そこで、研究協力校における担当教諭らの参画のもとに検討会議を設置し、「連続した学び」のためのカリキュラム及び教材について検討を行い、本年度分の成果として、環境教育用テキスト(小学校高学年版、中学校版、高等学校版)の改訂版を作成した。(1)CO2濃度の常時観測を中心とした環境教育プログラムの開発身近な大気中のCO2濃度が持つ意味を科学的に理解するための基礎データの取得を目的として、CO2濃度常時測定ネットワークシステムを構築した。特徴として、(1)研究協力校3校の測定データをインターネットによりリアルタイムに表示できること、(2)蓄積した3校の測定データを任意にダウンロードして分析を行うことができること、がある。なお、本システムでは、研究協力校が相互にデータを共有できるだけでなく、常時測定装置を持たない他校、および本研究に関心を持つ他者にも情報提供が可能である。(2)環境情報コンテンツの開発測定データを分析するために割り当てることができる授業時間には制限がある。そこで、測定データを効果的かつ総合的に整理、分析するための環境情報コンテンツの暫定版を開発した。次年度、完成版を完成させる予定である。(3)「連続した学び」のためのカリキュラム及び教材の開発準備現在の総合学習は、自由度が高いが小学校から高等学校に至るカリキュラムが存在しておらず、学習そのものが単発的で、体系性がない。本研究の目的は、小・中学校、高等学校と連携して、C02濃度の常時観測を中心とした環境教育の実践的方法を提示するとともに、小学校から高等学校に至る「連続した学び」のため、「総合的な学習の時間」を想定した環境教育プログラムを開発することにある。(1)C02濃度の常時観測を中心とした環境教育プログラムの開発C02濃度常時測定ネットワークシステムをリバイズするとともに、測定箇所を小学校5校、中学校1校、企業2杜増やした。

児童・生徒が身近な大気中のC02濃度が持つ意味を科学的に理解する上で、基礎データが空間的に拡充されたことは有用であった。(2)環境情報コンテンツの開発測定データを分析するために割り当てることができる授業時間には制限がある。そこで、測定データを効果的かつ総合的に整理、分析するための環境情報コンテンツの初期バージョンを開発した。具体的には、測定データの取得からC02濃度マップ作成に至る一連の処理を、わずかな手作業を除き自動で実行できるPCソフトウェアの開発を行った。(3)「連続した学び」のためのカリキュラム及び教材の開発準備現在の総合学習は、自由度が高いが小学校から高等学校に至るカリキュラムが存在しておらず、学習そのものが単発的で、体系性がない。そこで、研究協力校における担当教諭らの参画のもとに検討会議を設置し、「連続した学び」のためのカリキュラム及び教材について検討を行い、本年度分の成果として、環境教育用テキスト(小学校高学年版、中学校版、高等学校版)の改訂版を作成した。
発言の抑制行動に至る意思決定過程

1.発言抑制行動時の「意識内容」を確認すること目的として質問紙調査を行った。被調査者は全て大学生であった(調査1:482名、調査2:252名)。調査の結果、発言抑制行動時の意識内容として4種の内容が確認された。第一は相手の状態や周囲の状況をふまえた発言行動の適切さの検討に関わる「適切性考慮」、第二は発言後の悪い結果の予想に関わる「否定的結果懸念」、第三は発言行動に必要なスキルの乏しさの認識に関わる「スキル欠如」、第四は相手との関係を回避しようという意思に関わる「関係回避」であった。発言抑制行動時の意識内容と社会的スキルやコミュニケーションスキルとの関連をみると、スキルが高い者ほど発言抑制行動時に「適切性考慮」を行っており、こうした考慮が多い者ほど会話不満感が低かった。2.調査研究において確認された4種の意識内容間の順序性を検討することを目的として実験的検討を行った。実験にあたっては、4種の意識内容のうち2種ずつ順序性を検討することとし、初対面の二者間の会話場面を設定した上で、各意識内容に影響すると考えられる要因を操作した。従属変数としては、発言抑制行動の頻度の指標としての沈黙の回数と、発言行動に至る意思決定時間の指標として発言までの潜時を測定した。また、会話中に上記4種の意識内容が生起した程度の自己報告を求めた。まず、「適切性考慮」と「否定的結果懸念」の順序性を検討する実験を行った結果、発言行動までの潜時と沈黙の回数に関しては全体では一貫した結果が得られなかった。しかし、社会的スキルの程度を基に実験参加者を分割して分析した結果、スキル低群に関しては、発言抑制行動生起過程において「適切性考慮」の方が「否定的結果懸念」よりも先に位置づくことを示唆する結果が得られた。本年度の成果の一部は、平成18年度の日本心理学会大会および日本社会心理学会大会において発表される予定である。1.以下の2点を目的として,日誌法を用いた調査を行った.第一の目的は,発言抑制行動が実際の相互作用においてどの程度生じているのかを把握することであった.第二の目的は,実際に相互作用の中で生じている発言抑制行動の中でどのようなものが社会的スキルや不適応徴候と関連するのかを明らかにすることであった.被調査者は大学生90名であった.調査の結果,1日あたりの他者との平均相互作用回数は5.66回,平均発言抑制回数は2.88回であった.したがって,相互作用2回に1回程度の割合で発言抑制行動が生じていることが明らかになった.日誌法に記録された発言抑制行動と社会的スキルやコミュニケーション・スキルとの関連をみると,スキルが高い者ほど日常の相互作用において発言抑制行動を行う割合が高かった.スキルが高い者は,とりわけ会話状況やその場でとるべき行動の規範にあわせた抑制や,相手を配慮した抑制を多く行っており,こうした発言抑制行動は会話不満感の低さと関連していた.2.これまで行ってきた研究に,今年度新たに行った二つの調査を加えた合計12の研究をまとめ,意思決定という観点から発言抑制行動の生起過程モデルを構築した.具体的には,発言するか抑制するかを決定する際に,まず相手の状態や周囲の状況をふまえた行動の適切性が判断され,次に行動後の否定的な結果の検討が行われ,その後,行動実行に必要なコミュニケーション・スキルの欠如に関する意識が生起するという,発言抑制行動の生起過程が実証データに基づいてモデル化された.上述の生起過程にそって発言抑制行動と適応徴候との関連を検討した結果,相手の状態や周囲の状況を十分考慮し,行動後の悪い結果や自身のスキルの乏しさに過剰にとらわれずに決定された発言抑制行動は,適応的な価値を持つことが明らかにされた.この成果は,2004年度の学位論文としてまとめられ,筑波大学に提出された.1.発言抑制行動時の「意識内容」を確認すること目的として質問紙調査を行った。

しかし、社会的スキルの程度を基に実験参加者を分割して分析した結果、スキル低群に関しては、発言抑制行動生起過程において「適切性考慮」の方が「否定的結果懸念」よりも先に位置づくことを示唆する結果が得られた。本年度の成果の一部は、平成18年度の日本心理学会大会および日本社会心理学会大会において発表される予定である。
樹状前駆細胞由来myelodendritic leukemiaの病態と治療の研究

急性骨髄性白血病(AML)と慢性骨髄性白血病急性転化例(CML-BC)において白血病由来樹状細胞の培養を試み、白血病由来樹状細胞で自己リンパ球を刺激することにより白血病細胞に対するCTLの誘導を試みた。AML30例とCML急性転化3例についてGM-CSF+IL-4+TNF-αを加えた樹状細胞の培養を行った。樹状細胞の培養を行ったAML30例のうち、21例において、またCML急性転化3例のうち2例において、胞体に多数の突起を有する樹状細胞様細胞が認められ、CDla and/or CD83陽性細胞が書出現した。これらの白血病由来樹状細胞の白血病クローン由来については、染色体異常を示す症例において、培養細胞のうちCDla^+細胞を純化し、FISH解析を行うことにより確認した。白血病由来樹状細胞の培養が可能であった症例のうち、検討した10例すべてにおいて、培養白血病細胞はallo MLCで強い抗原提示能が認められ、また検討し得た2例においては、auto MLCで、自己のリンパ球に対する抗原提示能も認められた。また、GM-CSF+IL-4+TNF-αにより誘導した白血病由来樹状細胞で刺激した自己リンパ球は、IL-2を加えて培養することにより、T cell lineの作成が可能で、これらのT cell lineは、自己白血病細胞に対するCTL活性が認められたが、寛解期の自己のリンパ球に対する障害作用は認められなかった。AML症例の70%程度から、また、CML急性転化3例のうち2例において白血病由来樹状細胞の培養が可能で、これらの細胞は自己のリンパ球に対する抗原提示能を有し、白血病細胞に対するCTLを誘導することから、白血病由来樹状細胞は抗白血病免疫療法に応用できるものと考えられた。樹状細胞は強力な抗原提示細胞であり、CD34陽性細胞、単球、リンパ球それに最近では顆粒球からも誘導できることが報告されている。今回我々は、急性白血病細胞から樹状細胞の培養を試み、抗白血病免疫療法への応用についての基礎的検討を行った。[方法]急性骨髄性およびリンパ性白血病27例(うちリンパ性1例)、慢性骨髄性白血病急性転化3例について、GM-CSF(100ng/ml),IL-4(10ng/ml),TNF-α(10ng/ml)を加えた培養を行ったサイトスピン標本による形態学的観察、FACSによる細胞表面抗原について検討するとともに、培養白血病細胞をstimulatorとするallo MLC、それに寛解期自己リンパ球をresponderとするauto MLCを行い、抗原提示能について検討した。また、2例の急性リンパ性白血病細胞については、GM-CSF,IL-4,TNF-αの他に、IL-1α(0.2ng/ml)、IL-3(20ng/ml),SCF(20ng/1ml),IL7(5ng/ml)を加えて培養した。[結果]培養前の白血病細胞はCD1a,CD83,CD80がほとんど陰性であった。樹状細胞の培養を行った32例のうち、慢性骨髄性白血病急性転化2例を含む18例において、胞体に多数の突起を有する樹状細胞様細胞が認められ、CD1a and/or CD83陽性細胞が出現した。このうちの9例において、培養白血病細胞はallo MLCで強い抗原提示能が認められ、また他の2例においては、anto MLCて、自己のリンパ球に対する抗原提示能が示された。FAB分類では、M5aやM5bの他にM0,M1,M2、それにM3(樹状細胞様細胞にAuer小体が認められた)やL2の白血病細胞からも樹状細胞の培養が可能であった。[結論]急性白血病症例の50%以上から樹状細胞の培養が可能で、これらの細胞は自己のリンパ球に対する抗原提示能を示すことから、抗白血病免疫療法に応用できるものと考えられた。

AMLとCML急性転化例において白血病由来樹状細胞の培養を試み、白血病由来樹状細胞で自己リンパ球を刺激することにより白血病細胞に対するCTLの誘導を試みた。AML30例とCML急性転化3例についてGM-CSF+IL-4+TNF-αを加えた樹状細胞の培養を行った。培養前の白血病細胞はCD1a,CD83,CD80がほとんど陰性であった。樹状細胞の培養を行ったAML30例のうち、21例において、またCML急性転化3例のうち2例において、胞体に多数の突起を有する樹状細胞様細胞が認められ、CD1a and/or CD83陽性細胞が出現した。これらの白血病由来樹状細胞の白血病クローン由来については、染色体異常(45,XX,-7)を示すM2症例において、培養細胞のうちCD1a^+細胞を純化し、FISH解析を行い、その97.4%に7monsomyが証明されたことにより確認した。白血病由来樹状細胞の培養が可能であった症例のうち、検討した10例すべてにおいて、培養白血病細胞はallo MLCで強い抗原提示能が認められ、また検討し得た2例においては、auto MLCで、自己のリンパ球に対する抗原提示能も認められた。FAB分類では、M5aやM5bの単球系急性白血病や、M0、M1の骨髄芽球性急性白血病の他、M2、M3の顆粒球系に分化した白血病細胞からも樹状細胞の培養が可能であった。また、GM-CSF+IL-4+TNF-αにより誘導した白血病由来樹状細胞で刺激した自己リンパ球は、IL-2を加えて培養することにより、T cell lineの作成が可能で、これらのT cell lineは、自己白血病細胞に対するCTL活性が認められたが、寛解期の自己のリンパ球に対する障害作用は認められなかった。AML症例の70%程度から、また、CML急性転化3例のうち2例において白血病由来樹状細胞の培養が可能で、これらの細胞は自己のリンパ球に対する抗原提示能を有し、白血病細胞に対するCTLを誘導することから、白血病由来樹状細胞は抗白血病免疫療法に応用できるものと考えられた。急性骨髄性白血病(AML)と慢性骨髄性白血病急性転化例(CML-BC)において白血病由来樹状細胞の培養を試み、白血病由来樹状細胞で自己リンパ球を刺激することにより白血病細胞に対するCTLの誘導を試みた。これらの白血病由来樹状細胞の白血病クローン由来については、染色体異常を示す症例において、培養細胞のうちCD1a^+細胞を純化し、FISH解析を行うことにより確認した。白血病由来樹状細胞の培養が可能であった症例のうち、検討した10例すべてにおいて、培養白血病細胞はa11o MLCで強い抗原提示能が認められ、また検討し得た2例においては、auto MLCで、自己のリンパ球に対する抗原提示能も認められた。
VLSIレイアウトの再利用手法に関する研究

本研究の目的は,VLSIのマスクレイアウトの再利用手法を確立することであるが,今年度は特に,アナログ回路をも扱うことのできる汎用的な手法について考察した.アナログ回路は,デジタル回路とは異なり回路パラメ一夕に応じた素子の変形度合が大きいため,レイアウトの再利用にあたっては,既存のレイアウトを大きく変形しなければならない場合もあると思われる.そこで,レイアウトの再利用という立場から広く配置改善処理について検討した.具体的には,近年新たに開発された方形系列対に基づく方形配置(パッキング)手法に着目した.この手法は,配置設計に関しては良い結果が得られているが,配線を含めたレイアウト設計全体を考えると十分な結果が得られているとはいえないため,さらなる改善を目指した.まず,従来の方形パッキング手法の細部を見直し,従来手法では取り除くことのできなかった冗長な情報(方形間の制約)を無視する手法を提案した.計算機実験により,処理速度,配置設計結果ともに従来手法を上回る結果が得られることを確認した.次に,配線設計等を含めたさまざまな最適化要求に対応できるようにするため,柔軟な最適化に向いているといわれる遺伝的アルゴリズムを方形パッキング手法に適用した.そのとき必要となるコード化法および遺伝的操作法(評価,選択,交差,突然変移等)について,数種の方式を提案・検討し,計算機実験により比較を行った.従来手法に匹敵するほどの結果はまだ得られていないが,実験過程および実験結果の解析を通して,提案手法の問題点,すなわち遺伝的操作のうちの評価と交差がうまく機能していないということを明らかにした.これらの改善については,今後の課題としたい.本研究の目的は,VLSIのマスクレイアウトの再利用手法を確立することである.そのために,これまでに研究してきた,最小コストフローアルゴリズムに基づくレイアウト再生成手法に関し,さらなる検討,実験を行い,手法の評価を行った.また,デジタルVLSIのスタンダードセル以外に対しても適用できるような手法を確立するため,現手法の改良・拡張,ならびに,新しい手法の可能性について検討している.1.最小コストフローアルゴリズムの研究一般に,最小コストフロー問題に対しては主単体法が有効であるとされている.しかし,レイアウト再生成問題を最小コストフロー問題に帰着させて解く本手法においては,その問題の特徴を考慮し,ある種の主双対法の方がより有効であると推測した.そこで,細部にわたって改良・最適化した主双対法のプログラムを開発し,計算機実験・評価を行い,本手法には主双対法が最も適していることを示した.主双対法は,理論的には非多項式時間アルゴリズムであるが,現実のレイアウト再生成問題に対して計算機実験を行った結果,実用上は多項式時間とみなせる程効率が良いことがわかった.近年理論的な進展が著しい多項式時間アルゴリズムについても,高速化手法を検討し,計算機実験・評価を行ったが,主双対法よりもさらに効率の良いアルゴリズムを開発することは困難であると思われる.2.レイアウト再利用手法の研究アナログ回路を対象としたレイアウト再利用システムについて検討を行っているが,アナログ回路では,回路パラメータに応じた素子の変形度合が大きいため,既存の言語記述に基づくレイアウト再利用システムで対応するのは難しいと思われる.今後は,柔軟なレイアウト変換を行うため,より一般的な配置改善手法についても検討を進める予定である.本研究の目的は,VLSIのマスクレイアウトの再利用手法を確立することであるが,今年度は特に,アナログ回路をも扱うことのできる汎用的な手法について考察した.アナログ回路は,デジタル回路とは異なり回路パラメ一夕に応じた素子の変形度合が大きいため,レイアウトの再利用にあたっては,既存のレイアウトを大きく変形しなければならない場合もあると思われる.そこで,レイアウトの再利用という立場から広く配置改善処理について検討した.具体的には,近年新たに開発された方形系列対に基づく方形配置(パッキング)手法に着目した.この手法は,配置設計に関しては良い結果が得られているが,配線を含めたレイアウト設計全体を考えると十分な結果が得られているとはいえないため,さらなる改善を目指した.まず,従来の方形パッキング手法の細部を見直し,従来手法では取り除くことのできなかった冗長な情報(方形間の制約)を無視する手法を提案した.計算機実験により,処理速度,配置設計結果ともに従来手法を上回る結果が得られることを確認した.次に,配線設計等を含めたさまざまな最適化要求に対応できるようにするため,柔軟な最適化に向いているといわれる遺伝的アルゴリズムを方形パッキング手法に適用した.そのとき必要となるコード化法および遺伝的操作法(評価,選択,交差,突然変移等)について,数種の方式を提案・検討し,計算機実験により比較を行った.従来手法に匹敵するほどの結果はまだ得られていないが,実験過程および実験結果の解析を通して,提案手法の問題点,すなわち遺伝的操作のうちの評価と交差がうまく機能していないということを明らかにした.これらの改善については,今後の課題としたい.
性別特異的にストレス感受性や物質依存と関連するオピオイド系の機能変化

本研究では、アルコールによる報酬、耐性、離脱へのμオピオイド受容体神経伝達の関与を特定する初期段階の試みとして、μオピオイド受容体欠損マウスを用いて、(ア)身体的ストレス負荷時のアルコール摂取量を測定し、ストレスによるアルコール依存の発症と再燃について検討し、さらに(イ)アルコール慢性処置による報酬効果および関連する細胞内情報伝達系の変化について検討を行った。今回の実験結果から、μオピオイド受容体はアルコール摂取行動や依存性とを繋ぐ可能性のある候補分子であると推察できた。ストレスは様々な疾患の引鉄となり心身の健康を損ねる。ストレス関連疾患の中でもとりわけ深刻なものの一つにアルコール依存症が挙げられる。アルコール依存症は現在効果的な治療法が確立されていないため、ストレスに起因したアルコール依存発症のメカニズムを解明することは、有効な治療法確立のためにも極めて重要である。本研究ではアルコール依存症の分子病態を明らかにするために、オピオイド受容体に着目した。μオピオイド受容体欠損マウスおよび野生型マウスに身体的、精神的ストレスを負荷し、その時の飲水量とアルコール消費量を、2-bottle preference test(8%アルコールvs水)によって測定した。マウスは1週間測定ケージの新規環境に慣れさせた後、2%、4%、6%、8%アルコールにそれぞれ2日間馴化させた。ストレス負荷時のアルコール摂取は8%アルコール濃度で行い、14日間測定を続けた。14日間の測定後、一定期間(約1ヶ月)の断酒期間を設けた後、再度アルコールを呈示し、アルコール依存の再燃を検証した。雌雄で依存形成は確認できなかった。さらに、身体的ストレスには拘束ストレス負荷を行った。50 mlの遠心チューブに空気穴を開け、その遠心チューブにマウスを入れることによって拘束ストレス負荷とする。拘束ストレスは一日に一時間負荷し、14日間継続した。μオピオイド受容体欠損マウスと野生型を用いて、1日1時間の拘束ストレス負荷を2週間行ない、その期間のアルコール摂取量を測定したところ、雌性野生型マウスでは拘束ストレス時にアルコールへの忌避が生じるのに対し、雌性μオピオイド受容体欠損マウスではアルコールへの嗜好が高まることを明らかにした。アルコール依存形成モデルマウスの確立に時間がかかった。マウスの繁殖に時間を要した。様々なストレスによりアルコール依存への罹患が増大することが知られている。阪神淡路大震災や東日本大震災の被災地の疫学調査でもストレスによる飲酒量の増加や飲酒習慣の変化が示されている。オピオイドの標的受容体はμ、δ、κの三種類が存在し、ストレス反応や依存形成・鎮痛において重要な役割を果たすことが明らかにされている。しかし、現在まで、ストレスに起因する精神疾患とオピオイド伝達系の機能的役割について女性を排除した医学研究がほとんどであり、性差の観点から痛みを伴うストレスと精神疾患にオピオイド神経伝達系がどのように制御しているかは不明である。本研究では長期アルコール摂取に対する、病態機序にオピオイド神経伝達がどのように関与しているかについて、オピオイド受容体欠損マウスモデルを用いて解析することを目的とした。今年度は、アルコールを強制的に長期摂取したμ、δ、κオピオイド受容体欠損マウスの移所運動量を雌雄両性で評価した。μオピオイド受容体ヘテロ欠損マウスではホモ欠損マウスや野生型に比べアルコール摂取量が有意に高値であった。さらに、アルコール摂取量の変化に性差があったことを示した。今後、性差の観点からストレスや疼痛、物質依存の神経基盤を明らかにすることで、有病率に性差が見られる共通の神経基盤を有する神経疾患の解明にも役立つ可能性が考えられる。本研究におけるμオピオイド受容体欠損マウスを用いたアルコールをはじめとする依存性薬物の精神依存形成やその維持機構の複雑さ、心理社会的ストレスと身体的ストレスの全ての過程と治療において性差の観点が重要であることが考えられ、今後も更なる多様的な検討を行っていく予定である。当初の計画通り、今年度はアルコールによる精神・身体依存の動物モデルを用いて、急性・慢性の身体的あるいは心理社会的ストレスがアルコール依存を発症・再燃させるメカニズムについて&#181;オピオイド受容体欠損マウスの行動変化と雌雄差を確認した。次年度はこれらの研究を更に発展させ、性差の観点からストレスや疼痛、物質依存の神経基盤を明らかにすることで、有病率に性差が見られる共通の神経基盤を有する神経疾患の解明にも役立つ可能性が考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。精神行動医学分野29年度が最終年度であるため、記入しない。
生涯学習推進体制整備のもとでの公民館等地域社会教育施設の変遷と再編に関する研究

自治体の生涯学習推進計画において、公民館や図書館などの地域社会教育施設がどのように位置づき、どのような変化が生じているかを見るために、関東、近畿の全市町村(特別区を含む)を対象に調査を実施(郵送法、回収率65%)するとともに、生涯学習センターと公民館の関係等について、事例研究を行った。また生涯学習推進体制と社会教育施設について東京都中野区ほか、図書館について箕面市ほかの事例調査を実施した。市町村の生涯学習推進計画との関連で見る限り、公民館・図書館等の地域社会教育施設の現状に大きな変化があるとはいえない。しかし、社会教育計画では重視されることの多い施設計画が、生涯学習推進計画ではソフト面に重点が置かれて、施設に言及しない自治体も3割ある。生涯学習センターを設置している市町村は1割程度であり、公民館とは補完関係に立つところが多いけれども、なかには公民館の廃止につながっているものもある。社会教育について第三セクターを設けている市町村は2割であり、そこが生涯学習センターの運営にあたるものも少なくない。生涯学習センターや第三セクターは関西で比率が高く、関東にくらべて地域社会教育施設の伸び悩みの傾向があったことへの対応と見ることもできる。関東の方が生涯学習政策において国の影響が見られるが、それがただちに公民館における差となって現れているとはいえない。中規模市において地域社会教育施設の充実が見られ、町村では財政力も関係して、公民館数はともかく、その職員数や教育機関としての自律性に問題が少なくなく、図書館の配置については不十分で、増設計画も乏しい傾向がある。一方大都市では図書館の配置やその増設計画に意欲が見られるものの公民館の不備が目立つ。地域社会教育施設の拡充と生涯学習推進体制が必ずしも連動していないのである。自治体の生涯学習推進計画において、公民館や図書館などの地域社会教育施設がどのように位置づき、どのような変化が生じているかを見るために、東京都三多摩地区の都市、京阪神地区の都市、千葉県柏市、広島市、長野県の町などの生涯学習推進政策の動向とその中での地域社会教育施設の変化について資料収集・聞き取り調査を行った。また、近畿(三重県を含む)全市町村、関東全市町村(特別区を含む)に対し質問紙調査を行い(近畿326,関東482)、52%の回答を得た。ここでは、公民館、図書館、類似施設の現状と展望、生涯学習推進計画の有無とその中での施設の位置づけを探っている。併せて、生涯学習推進計画等の報告書の送付も求めた。詳細な分析は平成10年度に行うが、これまで明らかになっていることは、多くの市町村で生涯学習推進政策がとられていて、その中で地域社会教育施設の重視が表明されているものの、数の増加の方向をうかがうことはできず、むしろ縮小の方向を見せるところもある。その背景に財政状況があるが、生涯学習政策におけるセンター部門への職員の集中や事業施設の民間委託の問題も関係している。しかし、その中でも地域社会教育施設の拡充がはかられているところもあり、これらの差異の背景を典型事例を中心に検討することが平成10年度の課題である。平成10年1月に実施した関東・近畿の全市町村対象の「市町村の生涯学習推進計画と地域社会教育施設」について、回答結果(525市町村の回答・回収率65%)の分析・考察を行った。その際、地域別分析と自治体規模別分析に力点を置き、それぞれの差異の背景を探った。市町村の生涯学習計画との関連で見る限り、公民館・図書館等地域社会教育施設の現状に大きな変化があるとはいえない。しかし3割の自治体では、生涯学習計画においてこれら施設への言及がなく、又2割の自治体は社会教育に関する第三セクターを設置していて、施設運営がそこにゆだねられることもある。その場合、生涯学習センターのかたちをとるものが多いが、これの設置は1割ていどである。関東の方に生涯学習政策への対応が顕著であるが、それが直ちに公民館における差となって現れているわけではない。

半面、生涯学習センターや第三セクターは関西の方で比率が高く、地域社会教育施設の伸び悩みと関係があると考えられる。大規模市では、公民館の不備が目立ち、図書館については、館数、職員数ともの増加が計画されている。10万人未満の市では公館分館体制が比較的整い、10万人30万人未満の比較的安定している町村では、公民館の配置はともかく、その職員数や教育期間としての自律性、図書館の配置については不十分なところが多く、増設計画も欠くところが少なくない。なお、これら市町村について資料収集を行うとともに、関係者からの聴き取り調査を行い、生涯学習計画や施設へ動向の背景を把握することに努めた。生涯学習センターを公民館代りとしている自治体もあるが、多くは補完としてとらえていて、長期の講座や分化事業に重点を置くところが多い。これらを報告書にまとめた。
コンクリート構造物の耐震設計システム

本研究は,時間軸上での材料の品質変化と構造性能の変化を時前予測する評価技術の構築を見据え,コンクリート構造の応力損傷場と物質移動の相互連成システムの組み上げを目指した.また,全体システムの妥当性の検証を行うと同時に,構成する材料モデルの改良,検証及び精度向上を図った.成果は以下にまとめられる.(1)物質移動場と応力ひずみ場の相互連成解析システムの開発を行った.これにより,従来まで別途扱われてきた材料の品質と構造力学挙動の融合が可能になった.本手法は,独立した既存の異なる解析法を,互いの演算を監視,及び情報を共有させる事によって,複数の事象の連関を逐次考慮可能とするものである.従って,物質移動場の支配方程式と,応力ひずみ場の支配方程式を同時並行的に解析する連成システムを組む事が容易に可能になる.(2)上記のシステムに組み入れる材料モデルの中で,水分,水和反応及び熱移動によって励起される材料の体積変化を評価する必要がある.水和反応及び水分移動に伴う体積変化においては,空隙構造の形成と水分平衡から微細な空隙に形成される表面張力を評価する事で算出する手法を提示した.これは,従来から硬化収縮および乾燥収縮として個別に扱われてきた挙動を連成システムの上で統一するものであり,新しい知見を与えるものである.(3)水和反応が進行しながら応力を受けるコンクリートの構成則の開発に着手し,相互連成解析システムに組み込みを行った.この研究においては,コンクリートを骨材(完全弾性体)と,空隙構造が刻々と変化し,時間依存性を強く呈するマトリックス相に分離し,相互の連関を考慮したsolidification modelを新たに提案した.このモデル化によって,これまで現象として区別されていた基本クリープ,乾燥クリープ,非拘束収縮ひずみを分離せず,全てを包含した形で,同一の手法により寸評価可能になった.本研究は,時間軸上での材料の品質変化と構造性能の変化を時前予測する評価技術の構築を見据え,コンクリート構造の応力損傷場と物質移動の相互連成システムの組み上げを目指した.また,全体システムの妥当性の検証を行うと同時に,構成する材料モデルの改良,検証及び精度向上を図った.成果は以下にまとめられる.(1)物質移動場と応力ひずみ場の相互連成解析システムの開発を行った.これにより,従来まで別途扱われてきた材料の品質と構造力学挙動の融合が可能になった.本手法は,独立した既存の異なる解析法を,互いの演算を監視,及び情報を共有させる事によって,複数の事象の連関を逐次考慮可能とするものである.従って,物質移動場の支配方程式と,応力ひずみ場の支配方程式を同時並行的に解析する連成システムを組む事が容易に可能になる.(2)上記のシステムに組み入れる材料モデルの中で,水分,水和反応及び熱移動によって励起される材料の体積変化を評価する必要がある.水和反応及び水分移動に伴う体積変化においては,空隙構造の形成と水分平衡から微細な空隙に形成される表面張力を評価する事で算出する手法を提示した.これは,従来から硬化収縮および乾燥収縮として個別に扱われてきた挙動を連成システムの上で統一するものであり,新しい知見を与えるものである.(3)水和反応が進行しながら応力を受けるコンクリートの構成則の開発に着手し,相互連成解析システムに組み込みを行った.この研究においては,コンクリートを骨材(完全弾性体)と,空隙構造が刻々と変化し,時間依存性を強く呈するマトリックス相に分離し,相互の連関を考慮したsolidification modelを新たに提案した.このモデル化によって,これまで現象として区別されていた基本クリープ,乾燥クリープ,非拘束収縮ひずみを分離せず,全てを包含した形で,同一の手法により寸評価可能になった.(1)物質移動とセメントの水和反応および細孔構造形成に関する連成解析モデルDuCOMと,鉄筋コンクリート動的非線形応答解析システムCOM3との平行演算処理システムを構成して,両者の連関を逐次考慮可能な計算システムの構築を行った。ここで,3次元応力状態でのひび割れ発生方向,ならびにその方向における応力開放を行う方法を組み入れた。(2)これを用いて,コンクリートブロックの初期材齢時の体積変化,初期ひび割れ,初期乾燥を受けるコンクリートはりのクリープ変形について検証を行った。解析自体が問題なく進行すること,解析精度においては現時点で不十分ながら,定性的に妥当な結果が得られることを確認した。(3)水分,熱エネルギーの他に,二酸化炭素,酸素,塩分の物質移動モデルを上記(1)に追加を行い,相互連成が可能なシステムにレベルアップを図った。また,鉄筋腐食モデルを組み入れて,水分・酸素濃度・温度・塩分の消費とそれによって励起される拡散を取り扱えるようにした。腐食モデルについては,まだ検証はできておらず,次年度に集中的に検討を行う。(4)骨材とセメントペーストから構成される硬化途上のコンクリート構成則の開発に着手し,枠組みを完成させ,(1)の連成システムに組み入れた。これにより,乾燥途上のコンクリートのクリープ変形も扱えるようになった。この結果,外的に力を受けない状態で乾燥をうけるコンクリートの変形と,水分逸散を遮断した状態で外的に持続荷重を受けるときのコンクリートの変形は,両者量ね合わせが効かないこと(Pickett効果)が,解析的に示された。(1)前年度において構築された応力ひずみ場と物質移動場の相互連成数値解析システムを基盤として,構成材料モデルの改良と適用範囲の拡張を試みた.具体的には,ひび割れ後の無筋コンクリート及び鉄筋コンクリートの引張軟化モデルを導入した.

これにより,材料の体積変化により引き起こされる部材内部応力,ひび割れの取り扱いの他に,外荷重により損傷が発生したRC梁において促進される物質侵入現象に関して,本手法を用いて妥当な解を算出するに至った.(2) (1)のシステムに組み入れる材料モデルの中で,水分,水和反応及び熱移動によって励起される材料の体積変化を評価しなければならない.温度変化に対しては,従来の手法通り,熱膨張係数から精度良く算出する事が可能である.水和反応及び水分移動に関連する体積変化においては,空隙構造形成と水分平衡から微細な空隙に形成される表面張力を評価する事で算出する手法を示した.これは,従来から硬化収縮及び乾燥収縮として個別に扱われてきた挙動を連成システムの上で統一するものであり,新しい知見を与えるものである.(3)前年度において枠組みを構築した,水和反応途上において応力を受けるコンクリートの構成則を,種々の実験/解析を通じて改良した.ここでは,新たにコンクリートを骨材(反応示さない弾性体)と,空隙構造が刻々と変化し,時間依存性を強く呈するマトリックス相に分離し,相互の連関を考慮したsolidification modelを提案した.このモデル化によって,これまで現象として区別されていた基本クリープ,乾燥クリープ,非拘束収縮ひずみを分離せず,全てを包含した形で,同一の手法によって評価可能になった.
肝臓分化マーカー遺伝子の転写調節を利用した、新しい未分化肝前駆細胞分離法の確立

我々は胚性幹細胞内胚葉マーカーのひとつであるアルブミン遺伝子の肝特異的転写調節領域下にgreen fluorescent protein(GFP)を組み込んだレポーター遺伝子を作成し、GFP発現を利用することで発生上肝細胞分化同定およびその分離が早期から可能なシステム構築を目標としている。この遺伝子産物構築は完成し受精卵への注入を行ったが、注入受精卵中のtransgene陽性胎児数の割合が低く、GFPによる細胞毒性の影響を伺わせた。樹立できた系統もmateがかからず、系統維持が現在のところ困難である。これと平行してこれまでに樹立されているGFPトランスジェニックマウス系統のGFP発現をより詳細に分析することから、肝内では内胚葉系細胞にのみ高いGFP発現を有する系統を見出し、そのGFP発現を利用し、蛍光励起セルソーターで細胞を精製することで、成体や胎仔肝から肝幹細胞を分離できるシステムを作り上げるという当初の目標は達成できた。ただしこの既に樹立されたGFPトランスジェニックマウス系統に内胚葉細胞にもGFP発現を有するものがあるという結果や、それを用いた肝幹細胞分離が可能であるという結果から、やはりGFP毒性の危険は排除されず、発生率や樹立の可能性は通常のトランスジェニックマウスより低いことが予想されものの、ひとたびアルブミンGFPトランスジェニックマウスのような内胚葉マーカー遺伝子を用いたトランスジェニックマウスが樹立されれば、肝幹細胞や肝発生研究に貢献度は高いと考え、現在アルブミンGFP遺伝子の受精卵への注入を再開するとともにより毒性の少ない改良型アルブミンレポーター遺伝子を作成しており、その注入によるトランスジェニックマウス樹立を目標としている。内胚葉特異的に発現したマーカー遺伝子が生きている細胞内で検出可能なトランスジェニックマウスが作成できれば、未だ解明されていない胎児側内胚葉決定機構の解明に役立つと考えられる。そこで廣瀬が内胚葉マーカーであるアルブミン遺伝子の組織特異的発現を規定するenhancer、promoter配列下にgreenfluorescent protein(GFP)遺伝子をligationし、内胚葉reporter geneを作製した。細胞株へのこの遺伝子のtransfectionによる結果では、reporter geneが組織特異的に働き内胚葉reporter geneとして適性であることが示唆された。そこでこの遺伝子断片をB6マウス受精卵へ注入し、現在F0世代41匹を入手しており、それらから尻尾DNAを精製して、PCRにかけることによりトランスジェニック系統を選別しているところである。トランスジェニックマウス入手ののちには未分化内胚葉細胞でのGFP発現を生きている状態で検出することにより収集し内胚葉決定機構の解析に役立てる予定である。
最先端LSIの電源供給信号線の欠陥に対するテスト・診断手法に関する研究

近年の半導体製造技術は、配線幅20nm以下まで微細化することが可能になってきた。一方、微細化により欠陥の起こるメカニズムは非常に複雑化し、欠陥回路のテスト・診断が非常に難しくなってきている。微細化が進むにつれ、電源供給信号線の欠陥がスタンダードセル(NAND、AND等のセル)に対する電源供給に与える影響が大きくなると考えられる。昨年度の研究実施状況報告書に基づき研究実績の概要を下記に示す。(1)最先端LSI設計環境における欠陥の影響範囲の見積り(平成30年4月平成30年12月):平成30年度に利用しているEDAツール(商用LSI設計・検証ツール)の利用可能ライセンスの変更があり、実験環境の再構築を余儀なくされている。一定の条件で欠陥の影響範囲を見積ることを可能にしたが、現在も任意の条件で実験可能になるよう環境整備を続けている。また、欠陥が存在しても信頼性が保てる技術を海外の研究グループと国際会議で発表した。(2)欠陥検出シミュレータ(平成30年6月平成30年9月):上記(1)のEDAツールの利用可能ライセンスの変更で、ツールの結果を用いたシミュレータの実装は困難となったが、欠陥を顕在化するような信号値遷移の発生範囲を特定するシミュレータを開発した。この技術は短時間で消費電力が増加する範囲を求めるための基礎技術となり、LSI設計およびテストなど広い範囲に応用可能な技術となる。短時間で消費電力解析が可能となれば、LSI設計・テスト期間の短縮にダイレクトに効果がある。この成果は、現在国際会議に投稿中である。(3)欠陥を検出するテスト入力生成(平成30年9月平成30年12月):テスト入力最適化技術を用いて、検出率の最大化・データ量の最小化を行うためのプログラムを実装中である。一部の成果は論文発表をすることができているが、EDAツール(商用LSI設計・検証ツール)の利用可能ライセンスの変更に伴い、今後の研究でのフォローが必要と考えられる。下記に各項目の進捗状況を述べる。(1)最先端LSI設計環境における欠陥の影響範囲の見積り(平成30年4月平成30年12月):平成30年度に利用しているEDAツール(商用LSI設計・検証ツール)の利用可能ライセンスの変更があり、実験環境の再構築を余儀なくされた。以前自動化できていた処理を行うプログラム作成し検証する必要があり、かなりの時間を要している。これまでに一定の条件で欠陥の影響範囲を見積ることを可能にしたが、現在も任意の条件で実験可能になるよう環境整備を続けている。(2)欠陥検出シミュレータ(平成30年6月平成30年9月):上記のEDAツールの利用可能ライセンスの変更で、ツールの結果を用いたシミュレータの実装は困難となったが、欠陥を顕在化するような信号値遷移の発生範囲を特定するシミュレータを開発した。(3)欠陥を検出するテスト入力生成(平成30年9月平成30年12月):(1)の対応により遅れている。テスト入力最適化技術を用いて、検出率の最大化・データ量の最小化を行うためのプログラムを実装中である。(4)生成したテスト入力に対する電力解析・遅延解析(平成30年12月平成31年3月):上記(1)のEDAツールの利用可能ライセンスの変更に伴い実施が遅れており次年度に実施する予定である。今後、本研究は、研究開始当初の予定に加えて昨年度進捗を得ることが困難だった項目に関して実施する。(1)電源供給信号線上の欠陥に対する診断(平成31年4月平成31年10月)欠陥の位置を特定することが可能なアルゴリズムを開発する。この期間中に進捗状況の(1)最先端LSI設計環境における欠陥の影響範囲の見積りについても実施する。進捗状況の(1)に関してはEDAツール(商用LSI設計・検証ツール)を用いた実験環境の構築を最優先で行い、その他の研究の進捗に合わせて利用する。(2)診断用テスト入力生成(平成31年6月平成31年12月)テスト入力最適が技術を用いて、位置を特定可能な欠陥の候補数やテスト入力データ量の最小化を行う。この期間中にまだ実施が完了できていない進捗状況の(3)欠陥を検出するテスト入力生成、および、(4)生成したテスト入力に対する電力解析・遅延解析を実施する。LSIの微細化により欠陥の起こるメカニズムは非常に複雑化し、欠陥回路のテスト・診断が非常に難しくなってきている。本研究では、電源供給信号線上の欠陥をテスト・診断する手法に関する研究を実施している。(1)電源供給信号線上の欠陥データ作成(平成29年4月平成29年6月):近年問題となっている消費電力増加に起因する欠陥を、電源信号線上の欠陥に絞り、欠陥のある回路を意図的に設計した。(2)電力・遅延解析による欠陥の顕在化検証(平成29年6月平成29年9月):作成した欠陥回路に対して、論理シミュレーション、電力解析、IR-drop解析を行い、正常回路と比較して欠陥の影響が顕在化するかを検証した。現在の研究教育用であれば低価格で利用できる古い設計環境では、欠陥による電力への影響は非常に小さい。ここで得られた結果を用いて、最先端LSIでの欠陥の影響をどのように見積もるかが重要となる。(3)電源供給信号線上の欠陥よる影響

範囲の特定(平成29年9月平成29年12月):現在の設計環境では、現在想定している欠陥による論理的・電力的な影響範囲は非常に限定的である。最先端LSIの設計環境で論理的・電力的な影響がでるか見積もることが必要である。(4)欠陥の影響による遅延値の増加率測定(平成29年12月平成30年3月):(2)、(3)で述べた通り、現在の設計環境では欠陥による電力的な影響が小さく、遅延値の増加は見られていない。(2)、(3)と同様、最先端LSIの設計環境での遅延値を見積もる技術が必要になる。これまで研究における実験環境の実装や実験およびデータ収集に関してはおおむね順調である。しかし予想を下回る結果を得られたものもあり、今後の研究でのフォローが必要と考えられる。下記に各項目の進捗状況を述べる。(1)電源供給信号線上の欠陥データ作成:電源信号線上の欠陥に絞り、欠陥のある回路を意図的に設計し、問題なくシミュレーションが可能となっている。ただし、欠陥の大きさによって欠陥の影響が異なるため、現在の研究教育用であれば低価格で使用できる古い設計環境で最先端LSIの設計環境を見積もるためにどのような欠陥を想定すべきかを再考慮する必要がある。(2)電力・遅延解析による欠陥の顕在化検証:電力解析による欠陥の顕在化検証環境は問題なく実装することができた。しかし、現在の利用可能な古い設計環境では、欠陥による電力への影響は非常に小さいことが判明している。(3)電源供給信号線上の欠陥よる影響範囲の特定:これまでに設計した欠陥を含む回路に対して、シミュレーションを実行し欠陥の影響範囲を調査する実験環境を実装済みである。しかし、現在の設計環境では、現在想定している欠陥による論理的・電力的な影響範囲は非常に限定的であった。現在の研究機関での設計環境を用いて、最先端LSIの設計環境での論理的・電力的な影響を見積もる技術が必要になる。(4)欠陥の影響による遅延値の増加率測定:(2)、(3)と同様、最先端LSIの設計環境での遅延値を見積もる技術が必要になる。近年の半導体製造技術は、配線幅20nm以下まで微細化することが可能になってきた。一方、微細化により欠陥の起こるメカニズムは非常に複雑化し、欠陥回路のテスト・診断が非常に難しくなってきている。微細化が進むにつれ、電源供給信号線の欠陥がスタンダードセル(NAND、AND等のセル)に対する電源供給に与える影響が大きくなると考えられる。昨年度の研究実施状況報告書に基づき研究実績の概要を下記に示す。(1)最先端LSI設計環境における欠陥の影響範囲の見積り(平成30年4月平成30年12月):平成30年度に利用しているEDAツール(商用LSI設計・検証ツール)の利用可能ライセンスの変更があり、実験環境の再構築を余儀なくされている。一定の条件で欠陥の影響範囲を見積ることを可能にしたが、現在も任意の条件で実験可能になるよう環境整備を続けている。また、欠陥が存在しても信頼性が保てる技術を海外の研究グループと国際会議で発表した。