hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Nーニトロソ化合物とアルキルトソアゼン類の代謝活性体の化学的性質と生物活性

発がん性Nーニトロソジアルキルアミンは代謝活性化を受けてアルキル化活性種であるアルカンジアゾヒドロキシドに変換する.アルカンジアゾヒドロキシドにはN=N結合に関して幾何異性(E,Z)が存在するが,遊離型では不安定であるため単離可能なカリウム塩の生物活性と化学的性質を調べた.直接的な変異原性をサルモネラTA1535,大腸菌WP2hcr^-およびWP2を用いて検定したところ,どの菌でもE体はZ体よりも変異原性が強かった.アルキル基を変化させたときに変異原性に及ぼす影響はE体とZ体で等しく,このアルキル基の影響がNーニトロソジアルキルアミンのαーヒドロキシ体と同様であったことから,アルカンジアゾヒドロキシドがNーニトロソジアルキルアミンのアルキル化活性種であることを支持した.水溶液中でのニコチンアミドに対するアルキル化活性を高速液体クロマトグラフィーを用いた蛍光定量法で測定し,アルキル基がメチルのE体とZ体は同程度の活性であったが,エチルからブチルではE体の方がアルキル化活性が強かった.これらの結果よりアルカンジアゾヒドロキシドの幾何異性が変異原性の発現に強く影響することが明らかとなった.ジアルキルトリアゼン類が発がん性または制がん性を示すためには代謝活性化が必要であり, Nーニトロソジアルキルアミンと同様にαーヒドロキシ体を経由してモノアルキル体を生成すると考えられている.1ーPーニトロフェニルー3,3ージアルキルトリアゼンの肝ミクロソームによる代謝においてαーヒドロキシ体およびモノアルキル体が生成することを確認した.また両者の直接的な変異原性をサルモネラTA1535,大腸菌WP2hcr^-およびWP2を用いて検定した結果,アルキル基の変化が変異原性へ及ぼす影響はいずれの化合物でもアルキル化活性種であるアルカンジアゾヒドロキシドと同様の傾向を示した.発がん性Nーニトロソジアルキルアミンは代謝活性化を受けてアルキル化活性種であるアルカンジアゾヒドロキシドに変換する.アルカンジアゾヒドロキシドにはN=N結合に関して幾何異性(E,Z)が存在するが,遊離型では不安定であるため単離可能なカリウム塩の生物活性と化学的性質を調べた.直接的な変異原性をサルモネラTA1535,大腸菌WP2hcr^-およびWP2を用いて検定したところ,どの菌でもE体はZ体よりも変異原性が強かった.アルキル基を変化させたときに変異原性に及ぼす影響はE体とZ体で等しく,このアルキル基の影響がNーニトロソジアルキルアミンのαーヒドロキシ体と同様であったことから,アルカンジアゾヒドロキシドがNーニトロソジアルキルアミンのアルキル化活性種であることを支持した.水溶液中でのニコチンアミドに対するアルキル化活性を高速液体クロマトグラフィーを用いた蛍光定量法で測定し,アルキル基がメチルのE体とZ体は同程度の活性であったが,エチルからブチルではE体の方がアルキル化活性が強かった.これらの結果よりアルカンジアゾヒドロキシドの幾何異性が変異原性の発現に強く影響することが明らかとなった.ジアルキルトリアゼン類が発がん性または制がん性を示すためには代謝活性化が必要であり, Nーニトロソジアルキルアミンと同様にαーヒドロキシ体を経由してモノアルキル体を生成すると考えられている.1ーPーニトロフェニルー3,3ージアルキルトリアゼンの肝ミクロソームによる代謝においてαーヒドロキシ体およびモノアルキル体が生成することを確認した.また両者の直接的な変異原性をサルモネラTA1535,大腸菌WP2hcr^-およびWP2を用いて検定した結果,アルキル基の変化が変異原性へ及ぼす影響はいずれの化合物でもアルキル化活性種であるアルカンジアゾヒドロキシドと同様の傾向を示した.
経済成長を促進する労働市場政策の効果を推定する動学分析

少子高齢化が進む日本の労働市場で効率的に労働者(時間)を配分することは喫緊の課題であるが、それを解決するために必要な労働市場政策の効果を数量的に評価、予想する研究はデータの制約上数少ない。そこで本研究の目的は、サーチ=マッチング・モデルをもとに失業を内生的に取り入れた動学的モデルを構築し、労働市場の実態に合ったパラメータを特定することで、財政刺激策のような政策の効果を評価することであった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、サーチ=マッチング・モデルをもとに失業を内生的に取り入れた確率的動学一般均衡モデルを構築すると共に、カリブレーションやベイズ推計の手法から日本経済を描写するモデルを推計することである。そして、成長戦略の中で特に注目されている労働政策を数量的に評価する。具体的な政策として、(1)労働時間規制(ホワイトカラー・エグゼンプション)、(2)労働移動支援助成金、(3)雇用調整助成金、(4)解雇規制である。また、モデルに異質性を導入することで、(1)正規と非正規、(2)男性と女性、(3)若年と高齢者に対する政策効果が異なるのかを検証する。本研究で注目するトピックは、「雇用のミスマッチ」、「長期失業」、そして「長時間労働」である。それらの問題をモデルで明示するためにサーチ=マッチング・モデル(サーチ・フリクションを導入した確率的動学一般均衡モデル)を構築する必要がある。3つのトピック全てを導入した理論モデルは複雑になる可能性があるので、各トピックに特化した3つの理論モデルを構築する予定であった。当該年度はまだ準備期間であり、本研究プロジェクトに直接関係する研究実績はまだない。しかし、研究メンバーはこれまで本研究トピックと関連する研究を続けていたので、関連する業績を多く残した(実績参照)。また、当該年度に研究した内容は、まだ完全ではないが、他の研究者からコメントを頂くために、積極的に国際学会で報告した(学会報告実績参照)。今後、国際学会で得られたコメントをもとに改訂する予定です。当該年度の進捗状況は概ね順調である。「研究実績の概要」に示したように、当該年度に、まだ完全ではないが、多くの研究成果が国際学会にて報告された。また、新たな研究も進んでいる。例えば、研究代表者と研究分担者の宮本氏は、景気変動と正規・非正規労働者間の賃金格差の相関関係について研究を進めている。カリブレーションからモデルを推計し、景気変動のショックが賃金格差に与える影響を数量的に検証した。2016年中に完成する予定です。更に、今後、ベイズ推計から同様の分析をすることで統計的な分析を加えた研究にする予定である。少子高齢化が進む日本の労働市場で効率的に労働者(時間)を配分することは喫緊の課題だが、それを解決するために必要な労働市場政策の効果を数量的に評価、予想する研究はデータの制約上数少ない。そこで本研究では、サーチ=マッチング・モデルをもとに失業状態を内生的にモデルに取り入れた動学的モデルを構築すると共に、カリブレーションやベイズ推計の手法からモデルのパラメータを推計する。そして、成長戦略や働き方改革の中で特に注目されている労働政策(時間外労働時間の上限規制や非正規労働者の待遇改善による同一労働・同一賃金の実施)を数量的に評価する。具体的な政策として、(1)労働時間規制(ホワイトカラー・エグゼンプション、長時間労働の是正)、(2)労働移動支援助成金、(3)雇用調整助成金、(4)解雇規制(解雇の金銭的解決)である。また、モデルに異質性を導入することで、(1)正規と非正規労働者、(2)男性と女性、(3)若年と高齢者に対する政策効果が異なるのかを検証する。当該年度は、2本の研究論文を発表し、1本は学術雑誌「経済分析」(内閣府)に掲載された。もう1つの論文は、Discussion paperとして発表されたと同時に、国際学会(World Congress, Econometric Society)で報告した。その他に、国内外の大学のセミナーで報告する機会があり、様々なコメントを頂いた。これらのコメントに対応した上で、現在、国際学術論文に投稿中である。当該年度は、データの分析、論文の執筆だけでなく、セミナーや学会で活発に活動した。当該年度では、2015年度に始めた研究が論文となって発表された。例えば、研究代表者と研究分担者であった宮本氏は、景気変動と正規・非正規労働者間の賃金格差の相関関係について論文を発表した。まずは、日本の労働市場の動向を捉えている集計データ(賃金構造基本統計調査と毎月勤労統計調査)から景気変動と就業形態間(一般労働者とパートタイム労働者)の賃金格差の関係を時系列に確認した。そして、データで確認できた循環的な特性を描写するモデルを構築し、日本の労働市場のファクトと整合的になるようにカリブレートした。2セクターからなる労働市場を前提とした確率的サーチ=マッチング・モデルにオン・ザ・ジョブ・サーチ(On-the-job search)を導入することでパートタイム労働者から一般労働者への転職を可能にしたモデルを採用した。シミュレーションの結果、一般労働者とパートタイム労働者間の賃金格差は「循環的」な動きをし、景気回復時には賃金格差が拡大し、景気後退期には賃金格差は縮小することがわかった。

この論文は、学術雑誌「経済分析」(内閣府)に掲載された。引き続き、この研究を発展させるために、動学的モデルをベイズ統計によりパラメータを推計し、労働政策の効果を数量的に示す研究を進めている。また、研究代表者、宮本氏、そして研究分担者である工藤氏は、労働時間を明示的にモデルに取り入れたサーチ=マッチング・モデルを構築し、カリブレーションによりパラメータを推計した。現在、国際学術雑誌に投稿中である。少子高齢化が進む日本の労働市場で効率的に労働者(時間)を配分することは喫緊の課題だが、それを解決するために必要な労働市場政策の効果を数量的に評価、予想する研究はデータの制約上数少ない。そこで本研究では、サーチ=マッチング・モデルをもとに失業状態を内生的にモデルに取り入れた動学的モデルを構築すると共に、カリブレーションやベイズ推計の手法からモデルのパラメータを推計する。そして、成長戦略や働き方改革の中で特に注目されている労働政策(時間外労働時間の上限規制や正規・非正規労働者の待遇改善による同一労働・同一賃金の実施)を数量的に評価する。具体的な政策として、労働時間規制(ホワイトカラー・エグゼンプション、長時間労働の是正)や転職費用の削減である。また、モデルに異質性を導入することで、政策効果が異なるのかを検証する。当該年度の研究活動としては、昨年、Discussion paperとして発表された論文(Employment and Hours over the Business Cycle in a Model with Search Frictions)を学術雑誌(Review of Economic Dynamics)に投稿した結果、改訂の依頼がきたので、改訂作業に多くの時間を費やした。加えて、データの分析、論文の執筆だけでなく、セミナーや学会で活発に活動し、一般向けの雑誌(「かけはし」産業雇用安定センター)に研究に関する論文を寄稿した。ここでは、経済学を専門としない一般読者に向けてサーチ=マッチング・モデルの概要とそのモデルの分析によってもたらされるインプリケーションについてわかりやすく解説した。当該年度の進捗状況は概ね順調である。当該年度では、これまで続きけてきた研究論文を学術雑誌に掲載されるように改訂作業に努めた。研究代表者、かつて研究分担者である宮本氏(IMFエコノミスト)、そして現在も研究分担者である工藤氏は、労働時間を明示的にモデルに取り入れた確率的サーチ=マッチング・モデルを構築し、カリブレーションによりパラメータを推計した。より現実的な労働市場の状況を描写するために、1つの企業が複数の労働者を採用でき、1人当たりの労働時間と労働者数を明示的に選択できるようなモデルを構築した上で、景気変動と労働需要(労働者数と労働時間)、そして失業率や未充足求人率との相関関係を検証した。まずは、日本の労働市場の動向を捉えている集計データ(労働力調査)から景気変動と労働需要、失業率、未充足求人率の関係を時系列に確認した。そして、データで確認できた循環的な特性を描写する上記のモデルを構築し、日本の労働市場のファクトと整合的になるようにカリブレートした。カリブレーションから特定したパラメータのもと、景気変動のショックを与えることで変数の変化をシミュレーションした。
高感度な膜電位感受性蛍光プローブの開発と，分子設計指針の確立

精神疾患や認知症、神経疾患の克服は,我が国の重要取り組み事項とされている。神経細胞の診断技術(イメージング)は脳研究の重要なツールであるが,広範囲の微弱な神経活動(活動電位)を高感度で可能にする蛍光プローブはまだない。そこで本研究では,広範囲の神経細胞の活動電位を,高感度でイメージングできる膜電位感受性蛍光色素を開発するとともに,その分子設計指針の確立を目的とする。
低心拍出状態での細胞外液の至適pHに関する研究ー重炭酸ナトリウム,炭酸ナトリウム投与の効果のNMRによる検索ー

低心拍出状態の際に進行するアシド-シスに対して、アルカリ化剤を投与した場合、細胞内酸ー塩基平衡がどの様に変化するかを検討することを目的とした。(方法論の確立)ラットをネンブタ-ル麻酔下に、両側頚動静脈に120cm長のP50カテ-テルをカニュレ-ション、遠隔部位からの血圧モニタ-、脱血、薬物投与が可能なモデルを作製した。また、ラットの体温を恒温に保つため、NMR装置内に循環する温水循環恒温装置を創案した。肝臓のNMR信号を特異的に捕らえるために、ラット上腹部を約1.5cm長に切開、中央に径1.5cmの穴を開けた銅板を、肝臓3葉が集合する所に固定、腹壁組織を銅板により肝臓表面から排除、腹壁筋肉からの信号の混入を防いだ。このモデルを、日本電子製NMR装置(wide bore)内に直立の姿勢で径1cmのsurface coil上に肝臓を固定、31PーNMRを測定した。血圧の測定は、NMR装置内から伸ばしたP50カテ-テルを介しミニポリグラフ(日本光電製RMー6100)にて行った。このモデルにおいて、肝細胞内pH,エネルギ-状態を無機隣、高エネルギ-燐酸化合物の濃度比から算出した。1M重炭酸ナトリウムもしくは、0.5M炭酸ナトリウム溶液を、2mEq/kgの量を5分間で注入、正常状態下及び、出血性ショック(平均血圧60mmHg)下にて、比較した。(結論)燐酸クレアチンの信号は検出できず、本モデルにて、腹壁筋肉からの信号の混入のない肝細胞からの31PーNMRがえられた。重炭酸ナトリウム投与により、正常状態では細胞内pHに大きな変動が出現しないにも拘らず、出血性低血圧状態では、すでに細胞内アシド-シスにおちいっている状態で細胞内アシド-シスが改善しないのみか、むしろ悪化の傾向を示した。これに反して、炭酸ナトリウム投与では細胞内アシド-シスの進行は認められなかった。
電子供与性基質の光電子移動反応を利用するアミノ化反応の精密合成への応用

本研究では、光電子移動反応を利用したアミノ化反応を精密合成へ応用するために次の3つの課題に取り組んだ。1.光アミノ化反応の位置選択性カチオンラジカルとアミンの反応で進行する光アミノ化反応の位置選択性を12種種類のスチルベン誘導体について検討を行った。その結果、pー位にメトキシが置換したときに位置選択的なアミノ化反応が起こることが明らかになった。2.光アミノ化反応の立体選択性9ーアルコキシフェナントレンの光アミノ化反応からはcisー9ーアルコキシー10ーアミノー9,10ージヒドロフェナントレンが主として生成した。このことからアミンの付加の立体化学は主としてtrans付加であることが分った。3.光アミノ化反応のイソキノリン化合物合成への応用アミノアルコ-ルやアミノアセタ-ルなどの二官能性アミンによりフェナントレンやスチルベン類の光アミノ化反応で得たアミノ化生成物をトリフルオロメタンスルホン酸やフッ化ホウ素によって環化させ、ベンジルイソキノリン、イソパビン、およびアペルフィンなどの1ーアミノー1,2ージアリールエタン骨格を有するイソキノリン化合物の合成に成功した。
加工熱処理を適用した新しい温間加工方式の開発

本研究では、温間温度領域における鋼の加工性を向上させるとともに材質改善を図ることのできる新しい加工熱処理法(焼もどし温間鍛造法)の実用化を図るにあたり、さまざまな塑性加工部品の製造が可能な多機能温間ホ-マの開発を試みるとともに温間深絞り加工について検討を加えた。研究成果は以下の通りである。1.温間ホ-マのプロトタイプとして、容量30tonfの油圧プレスに電気油圧サ-ボ機構を組込んだ新しい成形機を開発した。この装置では、上下ストロ-ク間でラム速度を任意に設定(ストロ-ク1mm間隔でプログラミング可能)できるほか、圧力制御および各波形でのラム振動を与えることができる。2.温間深絞り加工で必要なポンチ、ダイス等の設計・製作を行い、常温での実験を試みた。その結果、ホ-マおよび深絞り装置においては、おおむね設計性能を満足していることが確かめられた。3.ブランクに画内異方性を与えるための局部熱処理法についての検討を行い、局部加熱温間加工の有効性を確かめた。4.電気油圧サ-ボプレスの制御特性を改善するために駆動ソフトプログラムを改良し加工精度を向上させることに成功した。5.電気油圧サ-ボプレスに組込む通電加熱装置を開発した。6.ブランクに変形抵抗分布を与えた場合の変形挙動を実験的解析により調査し、局部加熱によるメタルフロ-の制御の可能性を明らかにした。温間ホーマのプロトタイプとして、既設の30トン油圧プレスに荷重および変位の測定、ならびに変形速度の調整が可能となるような電気油圧サーボ機構を取付けた。現在までの実験から、おおむね設計性能を満足していることが確められた。また、温間せし断ならびに温間深絞り加工に必要なポンチ、ダイス等の工具の設計と製作をおこない、常温でのせし断実験ならびに深絞り加工実験をこれらの装置を用いて行なった。一方、将来の温間実験に備えて、通電加熱方式に関する基礎的実験を行なった。すなわち、周波数、電流、電極形状、電極間隔等がブランクの温度分布におよぼす影響についても検討を加えた。さらには、ブランクに面内異方性とりわけ強度と延性の差異を与えるための局部熱処理法についての検討を行なった。方法としては(1)局部焼なまし法と(2)局部焼もどし法(3)局部焼入れ法が考えられ、これらの処理材についてブランク面内での硬さ分布測定などの基礎的実験を行なった。こうした加熱冷却法による不均質材料についての成形実験から、今後の局部加熱温間加工の有効性が確められた。本年度は温間ホ-マのプロトタイプである電気油圧サ-ボプレスの制御特性の改善(駆動ソフトプログラムの改良)を図り加工精度を向上させるとともに温間での加工が行えるようサ-ボプレスに通電加熱装置を組み込み実験を行った。研究の結果をまとめると以下のようになる。(1)温間深絞りにおける限界絞り比の向上深絞り装置のダイ上面およびしわ押え面に銅製の平板電極を取付けて加工中のブランクを通電加熱した。ブランクの板厚方向に流れる電流はPID装置により設定し、加工中の温度を制御した。板厚0.8mmのAlおよびCu板における冷間での限界絞り比が1.75であるのに対し、温間領域での加工によれば絞り比が2.0以上になってもブランクは破断せず加工限界に対する温間深絞り法の有効性が確かめられた。(2)焼入れ鋼板の焼もどし途中における加工(加工熱処理)0.45%C炭素鋼々板をあらかじめ焼入れし、温間領域で深絞りならびにせん断加工を行った。深絞り加工においては、ブランクのフランジ部を通電加熱によって焼もどし処理(500°C×3mln)して、そのままの温度で成形行った。実験の結果、冷間絞りに比較して加工限界がきわめて大きくなるとともに製品の品質も向上させ得ることがわかった。また温間せん断加工においては、加工力を低減させることができるとともに加工精度も向上させ得ることが明らかとなった。

(3)局部加熱加工における板材の塑性変形挙動板材を通電加熱するとともに工具の局部的な冷却(間接的に板材を冷却)により板面内で温度分布を生じさせることによって成形時の材料流れを制御できることが明らかとなった。このことから通常では成形できない複雑形状の加工の可能性の展望を得ることができた。その他、多機能温間ホ-マの開発ならびに金型の設計も進行中である。本年度は,開発中の温間ホ-マ(30tonf油圧ー電気サ-ボプレス)の動作特性についてさらに検討を加えるとともに局部熱処理ブランクにおける限界絞り比に関する解析を行った。また,温間深絞りの変形挙動の実験的効析を試みるとともに最適温間加工装置(16KVA通電加熱金型,PID温度制御システム)を試作し,加工熱処理の適用を図った。温間ホ-マの制御精度の向上を図るため,(1)時間制御によるラム速度およびストロ-ク誤差,(2)操作性,(3)デ-タの保存・再成等の問題に焦点をあててサ-ボソフトウェアの改善を行った。すなわち,サ-ボ入力の線形化による誤差の抑制のため,比例制御弁のポ-ト形状が起因する非線形部について最小自乗法による回帰曲線を求めてプログラム内に組み込んだ。また,時間制御から位置制御にプログラム更新することによりラム速度およびラムストロ-クの誤差を最小に抑えることが可能となった。操作性・デ-タ保存再成については,シ-ケンス・ファイルによるサブプログラムを設けて機能の向上を図った。局部熱処理ブランクにおける限界絞り比向上についての解析では,フランジ部の(1)焼なまし,(2)ブランク中央部の焼入れ焼もどし,(3)フランジ部の焼なましーブランク中央の焼入れ等について検討を加えた。理論解析においてはブランクのフランジ部と中央部の変形抵抗差をベ-スにおいた力学を用いた。以上の解析より,(1)(3)における限界絞り比はそれぞれLDR=3.1,9.5,13.1となり熱処理を施さない場合(2.7)に比べていずれも加工限界が向上することが明らかになった。温間深絞りの変形挙動の解析および加工熱処理(焼もどし温間加工)の適用についての実験より,局部加熱によるメタルフロ-の制御の可能性と製品材質の改善の可能性が確かめられた。
琵琶湖の水環境保全とローカルガバナンス:環境NPOによる多主体連携の可能性と課題

地域社会レベルでの環境ガバナンス形成において環境NPOの果たす役割と課題を明らかにすることを目的とし,滋賀県守山市のNPO法人「びわこ豊穣の郷」を対象として,参与観察,会員アンケート、コアメンバーインタビュー調査を実施した。(1)「びわこ豊穣の郷」は、1999年調査と比較して、会員の構成を多様化させており、(2)居住歴や社会関係資本の多様化に対応して、「活動の志向性」や「財源確保」に関する会員の意識が多様化しており、「自立/連携」「ボランティア性/事業性」をめぐるジレンマの解決が課題となっており、(3)コアメンバーは、地域社会の他主体との連携をめぐり、多様かつ重層的に課題を認識していることを示し、他事例と比較を通じて一般化を図った。ローカル・ガバナンスの連携の中心を担うことが期待される地域環境NPOの活動について滋賀県守山市のNPO法人「びわこ豊穣の郷」を対象として実態調査と理論的研究を進めた。1.NPO会員アンケート調査・・・・・2007年8月9月にかけてNPO法人「びわこ豊穣の郷」の個人会員を対象とする郵送によるアンケート調査を実施した。「びわこ豊穣の郷」のこれまでの活動への評価、琵琶湖・赤野井湾流域の今後の水環境保全のあり方について質問した。配布数363、回答数は228、回収率は62.8%であった。2.コアメンバーインタビュー・・・・・2007年10月から12月にかけて、「びわこ豊穣の郷」のコアメンバーを対象とするインタビュー調査を実施した。理事・運営委員を中心に22名の協力を得られた。豊穣の郷を中心となって支えているメンバーからこれまでの活動への評価や他の団体・機関などとの連携について率直な意見を聞き取ることができた。3.参与観察・・・・・「豊穣の郷」が環境省から委託を受けている「いきづく湖沼ふれあい事業」を中心として、参与観察を実施した。4.研究会開催と理論的研究・・・・・5回の全体研究会を開催し、上記の調査の打合せとともに、滋賀県内・県外の比較事例の文献報告など、ローカルガバナンス形成に関する理論化の作業を進めた。これらを通じて、(1)前回調査時と比較しての会員構成の変化、(2)地域環境の保全を目的とするNPOの抱える活動・課題の複合性、(2)他主体との連携をめぐる意見の多様性が明らかになってきた。運営や財源確保などをめぐるNPO法人の組織維持にともなう諸課題を解決しながら、多様な成員間の調整していくことの困難さが示されている。2008年度には、一般会員アンケート調査とコアメンバーインタビュー調査から得られたデータをより詳細に分析し、理論的一般化に取り組む。本研究は、琵琶湖流域を取り上げ、環境NPOを起点とする多主体連携による水環境保全とローカルガバナンスの可能性と課題を明らかにしようとするものである。具体的には、滋賀県守山市のNPO法人「びわこ豊穣の郷」をインテンシブに調査することによって、地域社会レベルでの環境ガバナンス形成において環境NPOの果たす役割と課題について明らかにすることを目標とした。平成20年度は、平成19年度に実施した「びわこ豊穣の郷」の会員アンケート調査とコアメンバーに対するインタビュー調査の分析を進め、理論的一般化を図り、実践的提言をまとめた。平成20年5月には、会員アンケート調査とコアメンバーインタビューをもとにして、NPOに対する提言をまとめた。会員アンケート調査の分析においては、NPO会員の社会的属性、参加動機などの基本的項目に加え、NPOの運営方針等に関する会員間の意見の相違の布置連関について多くの知見が得られている。調査結果は、平成20年9月に、環境経済・政策学会において共同報告を行い、その報告内容の一部は、『水資源・環境研究』に投稿、掲載された。平成21年3月には、研究成果報告書をまとめた。第I部「地域環境NPOのマネジメント」では、居住歴や社会関係資本に応じて、活動の志向性や財源確保に関する会員の意識が多様化しており、「自立/連携」をめぐるジレンマの解決が課題となっていることを示した。第II部「多主体連携と環境ガバナンス形成の課題」では、NPOと地域社会の他の主体(自治会・町内会、行政、経済主体)との関係形成について検討し、また、他地域との事例比較を通じて「実践/管理/仲介」の観点から一般化を図った。
内在性硫化水素をトリガーとした新規骨格筋肥大メカニズムの解明

骨格筋萎縮は患者のQOLの低下につながる重篤な状態であるにも関わらず、その治療法は確立されていない。本研究では、運動による骨格筋肥大のメカニズムにおいて『硫化水素(H2S)によるタンパク質Sースルフヒドリル化修飾』がトリガーとして機能していることを明らかにする。まず、H2Sがマウス骨格筋細胞株C2C12筋管細胞の肥大に及ぼす影響を検討した。ガス状生理活性物質であるH2SドナーであるNaHS(硫化水素ナトリウム)を用いて筋管直径計測によって検討した所有意に筋管直径の増大が観察された。平成29年度は硫化水素のよる骨格筋肥大のシグナル特定を目指し、検討を行った。C2C12筋管細胞へのH2Sドナー(GY4137)添加によって筋合成系蛋白質(mTOR・S6 kinase)・細胞骨格タンパク質(ミオシン・アクチン・チューブリン)の発現上昇、活性上昇が観察された。平成30年度は将来的な栄養学的治療法を見据え、生体内でH2Sドナーとして機能することが予想されるアミノ酸であるシステインを用いて骨格筋肥大効果を検討した所、筋管細胞における筋合成系蛋白質(mTOR・S6 kinase)の発現、活性上昇が明らかとなった。現在C2C12細胞を用いて、生体内H2Sのシステイン由来産生機構をH2Sアッセイによって、骨格筋におけるH2S産生酵素として知られる3つの酵素(シスタチオニン-シンターゼ:CBS・シスタチオニンγ-リアーゼ:CSE・3-メルカプトピルビン酸サルファトランスフェラーゼ:3MST)のうち責任酵素特定を目指し、検討中である。本研究では、運動による骨格筋肥大のメカニズムにおいて『H2Sによるタンパク質S-スルフヒドリル化修飾』がトリガーとして機能していることを明らかにする。ガス状生理活性物質である硫化水素(H2S)ドナーであるNaHS(硫化水素ナトリウム)を用いて骨格筋細胞株C2C12筋管細胞を筋管直径計測によって検討したところ有意に筋管直径の増大が観察された。また、C2C12筋管細胞へのH2Sドナー(GY4137)添加によってリン酸化mTOR、リン酸化S6 kinase(S6K)などの肥大した骨格筋において活性が上昇する筋合成系タンパク質の発現、活性上昇をWesturn Blotを用いて明らかとした。加えて筋管細胞肥大の指標である細胞骨格タンパク質(ミオシン・アクチン・チューブリン)の発現増大も観察された。運動負荷誘導性骨格筋肥大はCa2+チャネルを活性化し、細胞質内Ca2+を上昇させ、mTOR系の活性化を活性化させることが報告されている。H2Sによる骨格筋肥大は細胞質内Ca2+を介した機構であることを実証するため、硫化水素(H2S)ドナーであるNaHSを処理後のC2C12筋管細胞質におけるCa2+濃度をカルシウム蛍光プローブFluo-4 AMを用いて蛍光強度によって検討した。NaHSを処理後のC2C12筋管細胞において蛍光強度の上昇が認められた。さらに、硫化水素(H2S)ドナーであるNaHSと細胞内Ca2+キレート剤を同時に処理すると筋管細胞肥大の指標である細胞骨格タンパク質(ミオシン)の発現量が減少した。今年度は主に骨格筋細胞株C2C12を用いて、硫化水素の骨格筋肥大メカニズムの検討を行った。予定通り順調に研究を遂行している。今後は主に生体内H2S産生経路、骨格筋内のH2S動態を検討する。生体内H2S産生酵素(シスタチオニン-シンターゼ:CBS・シスタチオニンγ-リアーゼ:CSE・3-メルカプトピルビン酸サルファトランスフェラーゼ:3MST)のいずれが骨格筋細胞内で機能しているかを明らかにする。

また、システインによる骨格筋肥大効果、メカニズムをタンパク質発現、筋管直径計測、C2C12筋管細胞質におけるCa2+濃度計測によって解明する。次年度使用する試薬が高額なため。
P進ピリオドとP進L函数のS=0での微分の関係について

右辺を絶対CMピリオドと呼ぶ.ここでG^^^_:Gの奇指標全体,χ_*:指標χを原始指標に取り直したもの,p_K:志村氏のCMピリオドとし,T=id,ρ:複素共役,その他に対しμ(T):=1,-1,0とおく.X(χ_*)は多重Γ函数および指数関数の特殊値で書ける値でArtin L函数の微分と新谷公式によって結び付けられる.今回吉田教授との共同研究によりこの予想のp進類似を得ることができた.X_pの定義を多重Γ函数をp進多重Γ函数,logをlog_pに取り替えたものとすると今度はp進L函数の微分と関連付けられ新谷公式のp進類似を得る.このX_pを式(1)中にXの代わりに"代入"した値でp進絶対CMピリオドを定義し,p進対数函数log_pをとった値をlg_<p,K>と置く.(πの代わりにはFにp進位相を入れる素イデアルpを取る.)我々の主予想は次の形である.pがK/Fで完全分解する時,T∈Gに対してこれはGross-Koblitz公式の一般化となる.ただしB:Kにp進位相を入れる素イデアルとした.更に両辺の差に対する精密な予想も得ている.それを用いるとGrossによるp進L函数の微分に対する予想を導ける.また式(2)の右辺はコホモロジーの比較により定義されるp進ピリオドのFrobenius作用により出てくる値と一致する.CMピリオドと多重ガンマ函数,及び総実代数体上のL函数のs=0での微分との関係の考察とp進化について研究を行った.そのためp進L函数のs=0での微分をp進多重ガンマ函数で表した式の精密化を行った.この結果は古典的な(複素数での)結果を非常によく踏襲している形であり,いくつかの自然な性質を持っていた.更にこの式の利用を中心に研究を行った.主な結果は次の二つである.1.すでに我々は簡単な吉田教授の予想のp進化を証明している.更に吉田敬之教授との共同研究において自然なp進CMピリオドの定義をし,今までの結果及び数値計算からp進の場合の一般形を予想した.すなわちFを総実な体,KをF上abelianなCM体とする.G=Gal(K/F)と置き,τ∈Gに対してただしG^^^_はGのoddな指標の全体,J_KはKのCへの同型写像の全体,L_pはp進L函数である.吉田敬之教授の研究結果のひとつに、代数体上のL函数のS=0での微分とCMピリオド及び多重ガンマ函数の特殊値との関係を表した予想がある。それらのP進類似を得ることが当面の目標であった。本年度は、上記対象のP進類似であるP進L関数の研究、及びP進多重ガンマ函数の自然な定義、拡張、研究を行い、いくつかの結果を得た。一つは、P進L函数のS=0での微分値を解析することにより、そのオーダーに関するグロスの予想の部分的結果を得た。すなわちグロスの予想では、同じ代数体、指標に付随するL函数の位数とP進L関数の位数は一致する、となっているが、今回、L函数の位数が2以上であればP進L函数の位数も2以上であることを示した。更に、P進多重ガンマ函数のある特殊値が、考えている代数体上の素イデアルでPを割るものが完全分解する場合に代数的な値となることを、実験的に及びグロスの予想から導いた。これは代数体が有理数体の場合の結果であるグロスとコブリッツの結果の拡張となっている。またこの式はグロスの予想の仮定条件より広い場合に成立することが数値計算で求められており、グロスの予想の一般化として予想、定式化した。最後に、P進CMピリオドについてであるが、吉田教授が予想したCMピリオドと多重ガンマ函数との関係式のP進類似を満たすよう、P進CMピリオドを定義した。これはCMピリオドが満たすべきいくつかの性質を満たすことは容易に分かるが、幾何的な対象や他のP進ピリオドの定義との関係はまだはっきりとせず、今後の研究テーマとなっている。右辺を絶対CMピリオドと呼ぶ.ここでG^^^_:Gの奇指標全体,χ_*:指標χを原始指標に取り直したもの,p_K:志村氏のCMピリオドとし,T=id,ρ:複素共役,その他に対しμ(T):=1,-1,0とおく.X(χ_*)は多重Γ函数および指数関数の特殊値で書ける値でArtin L函数の微分と新谷公式によって結び付けられる.今回吉田教授との共同研究によりこの予想のp進類似を得ることができた.X_pの定義を多重Γ函数をp進多重Γ函数,logをlog_pに取り替えたものとすると今度はp進L函数の微分と関連付けられ新谷公式のp進類似を得る.このX_pを式(1)中にXの代わりに"代入"した値でp進絶対CMピリオドを定義し,p進対数函数log_pをとった値をlg_<p,K>と置く.(πの代わりにはFにp進位相を入れる素イデアルpを取る.)我々の主予想は次の形である.pがK/Fで完全分解する時,T∈Gに対してこれはGross-Koblitz公式の一般化となる.ただしB:Kにp進位相を入れる素イデアルとした.

更に両辺の差に対する精密な予想も得ている.それを用いるとGrossによるp進L函数の微分に対する予想を導ける.また式(2)の右辺はコホモロジーの比較により定義されるp進ピリオドのFrobenius作用により出てくる値と一致する.
宇宙デブリ・宇宙天気観測アーカイブを用いた磁気嵐・大気変動現象融合モデルの構築

本研究の目的は,スペースデブリの膨大な軌道アーカイブから,地球の大気密度変動・磁場変動の関連性を明らかにすることである.太陽風などの太陽活動の変動により引き起こされる磁気嵐は,地球電離層電流の乱れ,大気加熱,大気擾乱へと現象が伝播し,最終的にはデブリの軌道に影響を及ぼすと考えられる.本研究では,米空軍のSpace Surveillance Network(SSN)が1957年の人工衛星初打上げ以来地球軌道物体の軌道変動のデータを記録・公開している軌道アーカイブ(SSNカタログ)から,大気密度変動の影響を強く受ける領域に存在している4000個以上のデブリの軌道データを抽出,統計手法によりデブリの軌道変動データから大気密度の時空間モデルを構築し,地磁場変動との関係性の評価を目指す.本年度は,デブリ軌道データを用いた大気密度モデリングに関する先行研究の調査,SSNカタログのハンドリング方法の習熟のほか,地球磁場の平均的な荒れを示すKp指数の時系列データに対する低軌道デブリデータの時間応答を相互相関解析によって評価した.特に,1998年9月末の磁気嵐についてイベント解析を行った.磁気嵐に伴う大気擾乱によりデブリに働く大気ドラッグが一時的に増大し,デブリの高度低下率が一時的に増加する.イベント期間中にこの突発的軌道減衰が記録されている平均運動変化率データをデブリ1130個分抽出し,それぞれのデブリについてKpに対する相互相関係数を最大にする応答時間(L*)を推定した.デブリの応答時間(L*)毎の軌道高度-傾斜角分布を追跡すると,地球高緯度を通過するデブリが中高度から低・高高度側の順で応答が始まり,次第に低緯度を通過するデブリが低→高高度で応答していく様子が得られた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
磁気シーソー原理に基づく磁気ダンパの開発設計に関する研究

本研究は、「磁気シーソー現象」という「微小変位で永久磁石から分岐磁路における振り分けに差動的な大変位が生じる現象」に基づいて、微振動から地震などの大変位にまで対応できる新しいリニア型の磁気制振ダンパを開発しようとする研究であり、平成11年度から開始し本年度をもって成功裡に終了した。得られた実績と成果は以下のようになる。1.「磁気シーソー原理」に基づき、導体全体が磁気変動の影響を受け易いような形状・材質を選択し、単一磁極を有する「基本型ダンパ」と、異なるギャップ幅を有し、より高い制振効果の望める3種類の「応用型ダンパ」を設計・試作した。2.試作したダンパを用いて、正弦波加振実験を行ない、顕著な磁束変化が得られるようなヨークの積層数、ヨークと磁極の相対的位置及びギャップ幅による制振効果の特徴を詳細に調べ、実用化のための設計条件を提示した。3.永久磁石の設計法に使われる「パーミアンス」の概念を導入して物理学的モデルを構築し、ダンパ減衰量の周波数特性を明確にし、理論的にもこの磁気ダンパの設計条件の最適化が可能であることを示した。4.今後の課題としては、本ダンパを実用化した場合、リニアガイドの歯幅の精度、スライド運動時に生じる摩擦、ガタなどの非線形効果、摺動運動の制御性などを検討する必要がある。5.本研究の成果をまとめて、日本機械学会及びアメリカ機械学会に論文として提出する予定である。本年度は、磁気ダンパの開発・設計についての基礎研究を進めた。まず、本研究の理論的基盤としての磁気シーソー原理について、詳細に検討した。本理論の考案者であり、本研究を全面的に支援している村上力前都立科学技術大学教授の指導を受け、この原理を磁気ダンパに適用するメリットについて十分理解を得た。次に、基礎的特性を把握するために、真ちゅうの片持棒で作成した試作ダンパを設計・製作した。強い磁力に負けぬ剛性を有し、かつ、固有振動数の比較的低い(30Hz以下)領域でのダンピング特性を打撃加振と加振実験によって調べた。永久磁石を真ちゅう棒の片側及び両側に設置し、そのギャップ幅を1mmとして実験を行った。その結果、この磁気ダンパは、30Hz以下の低周波領域でも有効であり、最大振幅が約30%低減できた。また、磁石を両側に配置する方が片側配置の場合より応答低減効果が大きくなることも確認した。本年度は、さらに、共同研究者の三和テッキ株式会社との協力で、平成13年度以降の実験に用いる大振幅用のスライド型磁気ダンパの設計を行った。このダンパは、基本的には本研究の申請時に考案したものに基づいているが、スライド機構やガイド等に改良を加え、最終的にキャップ幅を10mm、5mmおよび2mmとする3種のリニア機構の磁気ダンパを設計した。現在、メーカーにて製作中であるが、ギャップ10mmのダンパは、3月末迄に完成の予定である。本年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.本研究で提案する新しい磁気ダンパの特徴として(1)導体全体が磁気変動の影響を受け易いようにダンパの形状と材質を選択・構成し、効率良く渦電気を得ることができる。(2)磁気と導体の配置を、差動的な磁気配分が得られるように構成し、大きな磁束変化を得ることができる。の2点を明らかにした。2.永久磁石の設計法に使われる「パーミアンス」の概念を導入し、減衰容量と磁束配分について、数学モデルを構築した。さらに、この数学モデルによりダンパ減衰容量の周波数特性を求め、片振幅を変えた場合の減衰容量が周波数領域により最適な値を取り得ることなどを明確に示した。3.前年度設計した3種のリニア機構とガイドを設けた磁気ダンパを試作した。また、これらを用いた加振実験に先立ち、ダンパの基本特性を把握する。単一の磁極のみの「基本型ダンパ」を製作した。

4.「基本型ダンパ」をもちいて正弦波入力の加振実験を行い、その結果得られた減衰容量の特性がほぼ2で得られた数値解析の結果と対応することを明らかにした。5.ギャップ幅の異なる3種の「応用型ダンパ」についても正弦波加振実験を行った。その結果、ヨークの積層数、ヨークと磁極の相対的位置関係及びギャップ幅によってダンパの容量の周波数依存特性が変動することが明らかになった。以上のように、本研究は初年度当初の予想を上回る成果が得られ、本年度でほぼ基本的なダンパの特性を把握し得ることができた。最終年度は、ここ迄の成果をまとめると共に、さらに実用化に向けての課題、他種ダンパとの比較などを進める予定である。本研究は、「磁気シーソー現象」という「微小変位で永久磁石から分岐磁路における振り分けに差動的な大変位が生じる現象」に基づいて、微振動から地震などの大変位にまで対応できる新しいリニア型の磁気制振ダンパを開発しようとする研究であり、平成11年度から開始し本年度をもって成功裡に終了した。得られた実績と成果は以下のようになる。1.「磁気シーソー原理」に基づき、導体全体が磁気変動の影響を受け易いような形状・材質を選択し、単一磁極を有する「基本型ダンパ」と、異なるギャップ幅を有し、より高い制振効果の望める3種類の「応用型ダンパ」を設計・試作した。2.試作したダンパを用いて、正弦波加振実験を行ない、顕著な磁束変化が得られるようなヨークの積層数、ヨークと磁極の相対的位置及びギャップ幅による制振効果の特徴を詳細に調べ、実用化のための設計条件を提示した。3.永久磁石の設計法に使われる「パーミアンス」の概念を導入して物理学的モデルを構築し、ダンパ減衰量の周波数特性を明確にし、理論的にもこの磁気ダンパの設計条件の最適化が可能であることを示した。4.今後の課題としては、本ダンパを実用化した場合、リニアガイドの歯幅の精度、スライド運動時に生じる摩擦、ガタなどの非線形効果、摺動運動の制御性などを検討する必要がある。5.本研究の成果をまとめて、日本機械学会及びアメリカ機械学会に論文として提出する予定である。
電流注入により室温発振するZnOポラリトンレーザの創製

本研究の目的は,励起子と光子の連成波(励起子ポラリトン)を微小共振器モードと強結合させることによりコヒーレント光を得るポラリトンレーザを実現することである.活性層の材料として,励起子束縛エネルギーが大きく励起子ポラリトンが室温でも安定して存在できるZnOを用いることにより,室温で動作するポラリトンレーザを実現できる可能性がある.そのために,室温において励起子および光子の挙動を妨げない高品質な微小共振器構造を形成する必要がある.さらに,電流注入により動作させるためには,微小共振器中にpn接合を形成する必要がある.初年度においては,中心波長366 nm(ZnOのB励起子)の光を高効率に閉じ込めるために,反射率が高くストップバンド幅が広い誘電体分布ブラッグ反射鏡(DBR)の作製に取り組んだ.独自の製膜手法であるヘリコン波励起プラズマスパッタ法により,屈折率が高く平滑な誘電体膜(SiO2およびZrO2)を製膜した.その結果,高い反射率(>99%)および広いストップバンド幅(90 nm)を有するSiO2/ZrO2-DBR(11ペア)を形成した.一方で,さらなる反射率向上に向けて,ZrO2による光吸収損失を抑える必要があることを見出した.そこで,ZrO2と同程度の高い屈折率を有し吸収端波長がより短いHfO2に着目し,その製膜条件を確立した.さらに,高品質なZnO活性層の形成に向けて,加工プロセスによりZnO中に導入される格子欠陥や不純物が励起子の寿命に与える影響を評価するために,時間分解フォトルミネッセンスによる室温での発光寿命評価に着手した.当初計画していた,ZnO活性層を誘電体DBRで挟み込んだ微小共振器構造を用いて光励起によりポラリトンレーザの室温発振を観測するところまでは至らなかった.一方で,新たに見つかった課題であるZrO2による光吸収損失の対策として、当初予定していなかったHfO2製膜の検討まで行い、解決できる見通しを得た。このことから,当初の計画に対してはやや遅れていると判断される.最終年度においては,現在検討を進めているZnO活性層の形成手法を確立させる.さらに,p型半導体の製膜に着手し,これまで実績があるn型半導体の製膜と組み合わせて,ZnOポラリトンレーザとしては初のpn接合形成を行う.最終的に,電流注入により室温でのポラリトンレーザ発振を達成する.本研究の目的は,励起子と光子の連成波(励起子ポラリトン)を微小共振器モードと強結合させることによりコヒーレント光を得るポラリトンレーザを実現することである.活性層の材料として,励起子束縛エネルギーが大きく励起子ポラリトンが室温でも安定して存在できるZnOを用いることにより,室温で動作するポラリトンレーザを実現できる可能性がある.そのために,室温において励起子および光子の挙動を妨げない高品質な微小共振器構造を形成する必要がある.さらに,電流注入により動作させるためには,微小共振器中にpn接合を形成する必要がある.初年度においては,中心波長366 nm(ZnOのB励起子)の光を高効率に閉じ込めるために,反射率が高くストップバンド幅が広い誘電体分布ブラッグ反射鏡(DBR)の作製に取り組んだ.独自の製膜手法であるヘリコン波励起プラズマスパッタ法により,屈折率が高く平滑な誘電体膜(SiO2およびZrO2)を製膜した.その結果,高い反射率(>99%)および広いストップバンド幅(90 nm)を有するSiO2/ZrO2-DBR(11ペア)を形成した.一方で,さらなる反射率向上に向けて,ZrO2による光吸収損失を抑える必要があることを見出した.そこで,ZrO2と同程度の高い屈折率を有し吸収端波長がより短いHfO2に着目し,その製膜条件を確立した.さらに,高品質なZnO活性層の形成に向けて,加工プロセスによりZnO中に導入される格子欠陥や不純物が励起子の寿命に与える影響を評価するために,時間分解フォトルミネッセンスによる室温での発光寿命評価に着手した.当初計画していた,ZnO活性層を誘電体DBRで挟み込んだ微小共振器構造を用いて光励起によりポラリトンレーザの室温発振を観測するところまでは至らなかった.一方で,新たに見つかった課題であるZrO2による光吸収損失の対策として、当初予定していなかったHfO2製膜の検討まで行い、解決できる見通しを得た。このことから,当初の計画に対してはやや遅れていると判断される.最終年度においては,現在検討を進めているZnO活性層の形成手法を確立させる.さらに,p型半導体の製膜に着手し,これまで実績があるn型半導体の製膜と組み合わせて,ZnOポラリトンレーザとしては初のpn接合形成を行う.最終的に,電流注入により室温でのポラリトンレーザ発振を達成する.
ポジショナルクリーニングによる婦人科癌、習慣流産に関与する遺伝子の単離

1。インフォームドコンセントを得た58例の婦人科癌患者の末梢リンパ球染色体解析を行い、3例の染色体異常を検出した。その内訳はそれぞれ46,XX,inv(9)(p12q13)1例、46,XX,45,X,47,XXXのモザイク2例であった。2。反復流産既往がある46,XX,inv(9)(p12q13)の症例のリンバ球はEBウイルスにより不活化、細胞株化し、次のFISH解析に供した。3。9p12領域およびその周囲のYACクローン15種を入手し、DNAを調整し、2の細胞株でFISHを行った。正常アレルに対し逆位を起こしているアレルでのspilit signalを検索し、5種のYACクローンがspilit様signalを示した。しかしながら、セントロメア領域の繰り返し配列のため正常のアレルにも複数のsignalが検出されたために、さらに5種のYACクローンの5'側fragmentをそれぞれ単離し再度FISHを行った。その結果、2種のYACクローンがspilitsignalを示した。同時に15種のYACクローンのcontigも確認した。4。2種のYACクローンの領域およびその周辺には既に単離されている遺伝子、BAG1,SHB1,PGM5があり、卵巣癌細胞株でmRNAの発現異常をRT-PCRにより検索したが、明らかな発現異常は認められなかった。5。spilit signalを示した2種のYACクローンをcosmidにsubcloningし、FISHを行い、6種のcosmidクローンがspilit signalを示し、そのcosmidクローンのcontigを行なった。その結果、breakpointは約60kbに狭められた。1。2。反復流産既往がある46,XX,inv(9)(p12q13)の症例のリンパ球はEBウイルスにより不活化、細胞株化し、次のFISH解析に供した。3。9p12領域およびその周囲のYACクローン15種を入手し、DNAを調製し、2の細胞株でFISHを行った。しかしながら、セントロメア領域の繰り返し配列のため正常のアレルも複数のsignalが検出されたために、さらに5種のYACクローンの5'側fragmentをそれぞれ単離し再度FISHを行った。4。現在、2種のYACクローンをcosmidにsubcloningし、FISHを行い、breakpointの決定を試みている。6。1のモザイク症例はDNAを抽出し、CGH解析をおこない、不分離に関する遺伝子領域の検索を行う予定である。1。2。3。4。5。
自律的な故障修復能力をもつ計算機の研究

計算機ハードウェアの大規模・複雑化に伴い,今後の宇宙開発や社会基盤で使用される計算機には,ハードウェア故障に対するより一層高いロバストネス(頑健さ)が要求されている.本研究の目的は,製造時や動作時に生じた故障を自動的(自律的)に修復する計算機の基本構成を提案し,その性能を評価することである.具体的には,現在開発されているニューロコンピュータを実際に使用することによってその自己組織化能力を定量的に評価し,評価結果をもとに自律的に故障を修復するニューロコンピュータアーキテクチャ(ハードウェア)を提案することにある.本研究では,ニューロコンピュータ上に自己組織化マップ(代表的なニューラルネットワークの一つ)を実装し,その中に故障ニューロン(プロセッサ)を埋め込み自己組織化の振る舞いを定量的に評価した.この結果,以下の結論を得た.1)故障プロセッサが存在する場合,今までは発生しなかった自己組織化状態「ローカルオーダリング状態」が新たに発生することが分かった.また,この状態は準安定に存在するが,最終的にはこの状態から全体自己組織化状態(故障が無い時の自己組織化状態)に遷移することが示された.2)故障ニューロンの出力状態(出力スタック状態)に依存して,上記準安定城田の期間は大きく変化することが分かった.さらに,この期間は臨界スタック値を超えると指数関数的に増加することが分かり,確率モデルから導かれる臨界スタック値と実験結果がよく一致することが分かった.3)上記臨界スタック値を用いることで,ニューロコンピュータ全体のフォールトトレランスを評価できることを示した.4)以上の結果から,ウェーハレベルの集積回路を用いた自己組織化マップハードウェアの基本構成を提案した.今後は,本研究で得られた上記成果を元に自己組織化マップハードウェアの具体的な回路設計を進め,集積回路化を計る.計算機ハードウェアの大規模・複雑化に伴い,今後の宇宙開発や社会基盤で使用される計算機には,ハードウェア故障に対するより一層高いロバストネス(頑健さ)が要求されている.本研究の目的は,製造時や動作時に生じた故障を自動的(自律的)に修復する計算機の基本構成を提案し,その性能を評価することである.具体的には,現在開発されているニューロコンピュータを実際に使用することによってその自己組織化能力を定量的に評価し,評価結果をもとに自律的に故障を修復するニューロコンピュータアーキテクチャ(ハードウェア)を提案することにある.本研究では,ニューロコンピュータ上に自己組織化マップ(代表的なニューラルネットワークの一つ)を実装し,その中に故障ニューロン(プロセッサ)を埋め込み自己組織化の振る舞いを定量的に評価した.この結果,以下の結論を得た.1)故障プロセッサが存在する場合,今までは発生しなかった自己組織化状態「ローカルオーダリング状態」が新たに発生することが分かった.また,この状態は準安定に存在するが,最終的にはこの状態から全体自己組織化状態(故障が無い時の自己組織化状態)に遷移することが示された.2)故障ニューロンの出力状態(出力スタック状態)に依存して,上記準安定城田の期間は大きく変化することが分かった.さらに,この期間は臨界スタック値を超えると指数関数的に増加することが分かり,確率モデルから導かれる臨界スタック値と実験結果がよく一致することが分かった.3)上記臨界スタック値を用いることで,ニューロコンピュータ全体のフォールトトレランスを評価できることを示した.4)以上の結果から,ウェーハレベルの集積回路を用いた自己組織化マップハードウェアの基本構成を提案した.今後は,本研究で得られた上記成果を元に自己組織化マップハードウェアの具体的な回路設計を進め,集積回路化を計る.計算機ハードウェアの大規模・複雑化に伴い,今後の宇宙開発や社会基盤で使用される計算機には,ハードウェア故障に対するより一層高いロバストネス(頑健さ)が要求されている.本研究の目的は,製造時や動作時に生じた故障を自動的(自律的)に修復する計算機の基本構成を提案し,その性能を評価することである.具体的には,現在開発されているニューロコンピュータを実際に使用することによってその自己組織化能力を定量的に評価し、評価結果をもとに自律的に故障を修復するニューロコンピュータアーキテクチャ(ハードウェア)を提案することにある.本研究では,ニューロコンピュータ上に自己組織化マップ(代表的なニューラルネットワークの一つ)を実装し,その中に故障ニューロン(プロセッサ)を埋め込み自己組織化の振る舞いを定量的に評価した.この結果,以下の結論を得た.1)故障プロセッサが存在する場合,今までは発生しなかった自己組織化状態「ローカルオーダリング状態」が新たに発生することが分かった.また,この状態は準安定に存在するが,最終的にはこの状態から全体自己組織化状態(故障が無い時の自己組織化状態)に遷移することが示された.2)故障ニューロンの出力状態(出力スタック状態)に依存して,上記準安定状態の期間は大きく変化することが分かった.さらに,この期間は臨界スタック値を超えると指数関数的に増加することが分かり,確率モデルから導かれる臨界スタック値と実験結果がよく一致することが分かった.3)上記臨界スタック値を用いることで,ニューロコンピュータ全体のフォールトトレランスを評価できることを示した.4)以上の結果から,ウェーハレベルの集積回路を用いた自己組織化マップハードウェアの基本構成を提案した.今後は,本研究で得られた上記成果を元に自己組織化マップハードウェアの具体的な回路設計を進め,集積回路化を計る.