hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算状態図データベース構築のための熱力学モデルの開発

スウェーデン・王立工科大学のBo Sundman教授によって正則溶体近似で表される不規則相の自由エネルギーに規則相の寄与を副格子モデルで追加する自由エネルギーの記述式が開発された結果,規則相における磁気変態点と自由エネルギーが相平衡の計算に容易に取り込めるようになった.原子配列の規則化に伴い,磁気変態点T_cが上下に偏倚するような条件を設定して行ったモデル計算の結果,規則相内でT_cが上昇する場合には,規則相が安定化して規則-不規則変態の境界が拡大すると同時に,磁気変態に基づく2相分離が生じた.一方,T_cが低下する場合には,規則相が不安定になるために自由エネルギー曲線に変化が生じて,規則相と不規則相の2相分離が生じることが分かった.Fe-Al2元系に現れるBCC相の2相分離はT_cが低下に伴い生じるものと考えられるため,従来報告されている実験データと熱力学的解析に本研究のモデルを適用して,Fe-Al2元系状態図の熱力学的解析を行った.Fe-Al2元系に現れるBCC相の2相分離は600°C近傍ではA2+B2であるのが,温度の低下に伴いA2+D0_3に変化する.これ従来のBWGの理論計算に矛盾する極めて不可解な現象であったが,A2+B2の2相分離が原子配列の規則化と磁気変態の相互作用によって現れるものと考えると,これまでの理論に矛盾無く説明できる.規則相と不規則相の磁気的性質が異なることは広く知られている.例えば,Fe-Al,Fe-Si,Ni-Alなどの強磁性と常磁性元素の組合せの多くでは,BCC相におけるA2からB2,あるいはFCC相のAlからLl_2への規則化に伴い,磁気変態点が低下する.一方,Fe-Ni,Ni-Mnなどの強磁性同士や反強磁性元素との組合せでは,AlからLl_2に規則化すると磁気変態点が上昇する.その結果,磁気変態と規則変態の相互作用が生じて,規則相の相安定性が変化するため,変態温度の異常な変化や規則相と不規則相の2相分離など,複雑な相平衡を呈する.本研究では,スウェーデン・王立工科大学のBo Sundman教授との共同研究により,これらの相変態と相互作用効果を取り込んだ熱力学モデルを考案して,CALPHAD法によりBCCおよびFCC構造の規則,不規則相の相安定性を解析した.前年度は,強磁性と常磁性元素を組合せた例として,Fe-Al2元系の解析を行い,A2/B2/DO_3の相分離のメカニズムを熱力学的解析により明らかにした.本年度は強磁性同士の例として規則相Ni_3Fe(Ll_2)の磁気変態点が不規則FCC(Al)相のものより高いFe-Ni_2元系に着目して,規則化と磁気変態の相互作用効果を考慮して熱力学的解析を行った.Ni_3Fe-Ni_3Si擬2元系の状態図をNi_3Fe軸に外挿した結果,相互作用効果を考慮しない場合には,Al/Ll_2変態点はおよそ200°C低下することが明らかになった.相互作用効果の取り込んで,Ni_3Fe-Ni_3Si擬2元系の状態図に基づき規則相Ni_3Fe(Ll_2)の相安定性を評価し,Fe-Ni_2元系の熱力学的解析を行った.Fe,NiおよびCo基の多くの合金では、磁気変態と規則-不規則相変態が共存し、規則相と不規則相の磁気的性質が異なる。その結果、磁気変態と規則変態に相互作用が生じて、規則相の安定性が変化するため、変態温度の異常な変化や規則相と不規則相の2相分離など、複雑な相平衡を呈する。本研究では、スウェーデン・王立工科大学のBo Sundman教授との共同研究により、これらの相変態と相互作用効果を取り込んだ熱力学モデルを考案して、CALPHAD法によりBCCおよびFCC構造の規則、不規則相の相安定性を解析した。前年度までの解析の結果、Fe-Al2元系BCC相およびFe-Ni2元系のFCC相における相互作用効果が相平衡に及ぼす影響を明らかにした。本年度はともに強磁性元素であるFe-Co2元系に注目して、規則相FeCo(B2)と不規則相BCC(A2)の磁気的性質と相安定性を評価した。
機能性基を導入したセルロース集合体の酵素合成と材料応用

セルロースは高い結晶性に起因した物理的・化学的な安定性をもち、機能性ナノ材料を創製するための素材として魅力的であるが、化学合成や集合化の制御が困難である。本研究では、酵素反応を人工的に利用することで、末端を官能基化したセルロースオリゴマーを合成し、セルロースを素材とした機能性ナノ材料の創製を目指す。本年度は、末端にアミノ基をもつセルロースオリゴマーが形成する二次元セルロース集合体に着目し、新規な機能性ナノ材料として利用するための表面特性や機能を評価した。アニオン性金イオンの吸着特性を評価した結果、アミノ基をもたないセルロースにはほとんど吸着しなかったが、アミノ基をもつ場合には、表面のアミノ基に対して90%以上と非常に効率よく吸着することがわかり、セルロース鎖末端へのアミノ基の導入により、セルロース集合体表面を機能化できることがわかった。表面に吸着した金イオンを還元することで、金ナノ粒子の生成場としての利用に展開した。種々の還元剤を用いて系統的に還元した結果、還元能が高いほど粒径が小さく、分布が狭い金ナノ粒子が生成された。これは、還元能が高いほど金イオンが速やかに還元されることで、金ナノ粒子の前駆体が単位時間あたりにより多く生成されるためと推察される。つまり、アミノ基をもつ二次元セルロース集合体が金ナノ粒子の生成場として確かに機能することを見出した。さらに、担持した金ナノ粒子が示す触媒能を4-ニトロフェノールの水素化反応によって評価した結果、過去の報告と比較しても極めて高い活性を示した。これは、二次元表面に担持することで、触媒活性点を被覆することなく金ナノ粒子を分散安定化でき、基質分子が効率よくアクセスできるためと推察される。以上により、アミノ基をもつ二次元セルロース集合体は金ナノ粒子の生成場、ならびに、触媒ナノ粒子の担体として機能することを見出した。酵素反応の起点としてはたらくプライマーを分子設計することで、二次元セルロース集合体表面にアミノ基を導入し、表面に導入したアミノ基を介して金イオンを効率よく吸着できることを見出した。また、その高効率な吸着を利用し、二次元表面に集積した金イオンをその場で還元することで、金ナノ粒子の生成場としても利用できることを見出した。これにより、ナノメートル厚さの二次元セルロース集合体の表面に高密度に提示した官能基を介して、機能性分子やナノ材料を固定化できる潜在性を明らかにできた。さらに、二次元セルロース集合体表面に固定化された金ナノ粒子が高い触媒能を示すことも見出した。以上の結果から、二次元ナノマテリアルを金属ナノ粒子の調製や触媒担体として利用するための新たな手法としての表面を自在に機能化できるセルロース集合体の有用性を示すことができた。酵素反応の起点として用いるプライマーの種類を拡大し、新規セルロース集合体を構築するための知見を得る。これまでに、アミノ基やオリゴエチレングリコール基といった親水性の低分子であれば、グルコースに導入しても酵素により認識され、セルロースの合成反応が良好に進行することを見出している。適用可能なプライマーの多様性を拡張するため、親水性高分子であるポリエチレングリコールの導入を検討する。モノマー転化率を指標としてCDPによる認識性を定量的に評価することで、高分子末端に導入したグルコースプライマーであっても酵素が認識できるかを評価する。その際、高分子の化学構造や重合度の効果に注視し、CDPの基質特異性に関する知見の拡充を図る。さらに、プライマーに導入する高分子がセルロース部位の結晶形やマクロな組織化構造に与える影響を評価する。生成物の化学構造は、核磁気共鳴法や質量分析法を用いて同定する。セルロース部位の結晶形は、適切な分光法やX線回折法により同定する。マクロな組織化構造は、目視での判断に加え、適切な顕微鏡を用いて観察することで評価する。得られた知見とCDPの基質特異性に関する知見をもとに、セルロース集合体の構造を制御するためのプライマーの分子設計指針の確立を目指す。さらに、セルロースの結晶形やマクロな組織化構造を時空間的に制御することを目指し、外部刺激に応答して親-疎水性を大きく変化させる機能性分子のプライマーへの導入を検討する。上述した化学構造や結晶構造を評価する際、外部刺激を与えてその効果を注視し、セルロース集合体を自在に構造制御するための新たな指針の確立を目指す。セルロース鎖末端への刺激応答性分子の導入により、集合構造の変化を誘起できない場合、セルロース主鎖のヒドロキシ基に対して刺激応答性分子の導入を検討することで対応する。得られた成果は学会ならびに論文により発表する。

種々の還元剤を用いて系統的に還元した結果、還元能が高いほど粒径が小さく、分布が狭い金ナノ粒子が生成された。これは、還元能が高いほど金イオンが速やかに還元されることで、金ナノ粒子の前駆体が単位時間あたりにより多く生成されるためと推察される。つまり、アミノ基をもつ二次元セルロース集合体が金ナノ粒子の生成場として確かに機能することを見出した。さらに、担持した金ナノ粒子が示す触媒能を4-ニトロフェノールの水素化反応によって評価した結果、過去の報告と比較しても極めて高い活性を示した。これは、二次元表面に担持することで、触媒活性点を被覆することなく金ナノ粒子を分散安定化でき、基質分子が効率よくアクセスできるためと推察される。以上により、アミノ基をもつ二次元セルロース集合体は金ナノ粒子の生成場、ならびに、触媒ナノ粒子の担体として機能することを見出した。酵素反応の起点としてはたらくプライマーを分子設計することで、二次元セルロース集合体表面にアミノ基を導入し、表面に導入したアミノ基を介して金イオンを効率よく吸着できることを見出した。また、その高効率な吸着を利用し、二次元表面に集積した金イオンをその場で還元することで、金ナノ粒子の生成場としても利用できることを見出した。これにより、ナノメートル厚さの二次元セルロース集合体の表面に高密度に提示した官能基を介して、機能性分子やナノ材料を固定化できる潜在性を明らかにできた。さらに、二次元セルロース集合体表面に固定化された金ナノ粒子が高い触媒能を示すことも見出した。以上の結果から、二次元ナノマテリアルを金属ナノ粒子の調製や触媒担体として利用するための新たな手法としての表面を自在に機能化できるセルロース集合体の有用性を示すことができた。酵素反応の起点として用いるプライマーの種類を拡大し、新規セルロース集合体を構築するための知見を得る。これまでに、アミノ基やオリゴエチレングリコール基といった親水性の低分子であれば、グルコースに導入しても酵素により認識され、セルロースの合成反応が良好に進行することを見出している。適用可能なプライマーの多様性を拡張するため、親水性高分子であるポリエチレングリコールの導入を検討する。モノマー転化率を指標としてCDPによる認識性を定量的に評価することで、高分子末端に導入したグルコースプライマーであっても酵素が認識できるかを評価する。その際、高分子の化学構造や重合度の効果に注視し、CDPの基質特異性に関する知見の拡充を図る。さらに、プライマーに導入する高分子がセルロース部位の結晶形やマクロな組織化構造に与える影響を評価する。生成物の化学構造は、核磁気共鳴法や質量分析法を用いて同定する。セルロース部位の結晶形は、適切な分光法やX線回折法により同定する。マクロな組織化構造は、目視での判断に加え、適切な顕微鏡を用いて観察することで評価する。得られた知見とCDPの基質特異性に関する知見をもとに、セルロース集合体の構造を制御するためのプライマーの分子設計指針の確立を目指す。
終末糖化産物とレドックス制御との関連から探る糖尿病関連歯周炎の病態

本研究は、酸化ストレスの観点から糖尿病関連歯周炎の病態を調べるとともに、その治療法として酸化ストレス防御機構を応用することを目指した基礎研究である。歯肉線維芽細胞において終末糖化産物(AGE)と歯周病原因子(P-LPS)により、酸化ストレス指標、抗酸化酵素、サイトカインが増加した。またMAPK経路阻害剤がAGEによるサイトカイン誘導を抑制し、KGFが抗酸化酵素を増加させた。これらの結果から、AGEはP-LPSとともに酸化ストレスを誘導し、サイトカインの発現に影響を与え、糖尿病関連歯周炎の病態を悪化させる可能性が示唆された。また、KGFにより酸化ストレス防御機構を促進できる可能性を見出した。本研究では、レドックス制御(酸化ストレス反応)の観点から、糖尿病関連歯周炎の病態を調べるとともに、その治療法として酸化ストレス防御機構であるKeap1-Nrf2システムを応用することを目指した基礎研究を行う。すなわち、糖尿病合併症を引き起こす原因の一つである終末糖化産物(Advanced glycation end-products; AGEs)が、歯周組織における酸化ストレスマーカー、抗酸化物質、炎症性サイトカインおよび抗菌ペプチドの発現へ及ぼす影響を調べ、酸化ストレスにより生ずる組織障害や炎症増強の機構を明らかにする。さらに、Keap1-Nrf2を制御することによる歯周組織での酸化ストレス防御機構の促進を介した組織障害や炎症の抑制をめざす。H25年度は歯肉線維芽細胞と口腔上皮細胞において、AGEおよびLPSによる酸化ストレスマーカー、抗酸化物質、炎症性サイトカインおよび抗菌ペプチド発現に及ぼす影響について比較を行った。その結果、AGE受容体のRAGEと炎症性サイトカインのIL-6は、口腔上皮細胞においても線維芽細胞と同様にAGEにより発現が増加したが、その他の遺伝子群には発現変化がほとんどなかった。また歯肉線維芽細胞において、AGE刺激により発現変化のあったIL-6と抗酸化酵素のHO-1について、発現機構の検討を行った。AGEによるIL-6の誘導をMAPK inhibitorのSB203580(p38 inhibitor)とU0126(ERK inhibitor)が抑制することから、AGEによるIL-6の誘導にはp38とERK経路が関与する可能性が示唆された。また、keratinocyte growthfactor(KGF)が歯肉線維芽細胞においてNrf2およびHO-1を増加することが示されたことから、KGFにより酸化ストレス防御機構を促進できる可能性が見出された。すなわち、糖尿病の患者の血中に高値に存在し糖尿病合併症を引き起こす原因の一つである終末糖化産物(Advanced glycation end-products; AGEs)が、歯周組織における酸化ストレスマーカー、抗酸化物質、炎症性サイトカインおよび抗菌ペプチドの発現へ及ぼす影響を調べ、酸化ストレスにより生ずる組織障害や炎症増強の機構を明らかにする。さらに、Keap1-Nrf2を制御すること(Keap1の抑制やNrf2誘導)による歯周組織での酸化ストレス防御機構の促進を介した組織障害や炎症の抑制をめざす。平成24年度は、歯周組織の細胞(ヒト歯肉線維芽細胞)にPorphyromonas gingivalis由来LPS (P-LPS)とAGEsを添加し、酸化ストレスマーカー、炎症性サイトカイン、抗菌ペプチド、抗酸化酵素を測定し、歯周組織でおこる酸化ストレス反応について詳細に調べた。P-LPSは酸化ストレスマーカーである8-OHdG発現を有意に増加させ、AGEsはその発現を増加させる傾向を示した。同じく酸化ストレスマーカーであるROS、抗酸化酵素のHO-1、サイトカインのIL-6、抗菌ペプチドのbeta-defensin2のP-LPSとAGEとの共存下でさらに有意に増加した。IL-6については蛋白レベルにおいても同様の結果が得られた。これらの結果から、AGEはP-LPSとともに歯肉線維芽細胞の酸化ストレス反応を誘導し、抗酸化酵素、サイトカインおよび抗菌ペプチドの発現に影響を及ぼすことが示唆された。本研究課題の目的は、レドックス制御からみた糖尿病関連歯周炎の病態解明とKeap1-Nrf2システム制御による酸化ストレスに対する防御機能の促進を行うことである。平成24年度には歯周組織の細胞(歯肉上皮細胞あるいは歯肉線維芽細胞)にP-LPSとAGEsを添加し、酸化ストレスマーカー、炎症性サイトカイン、抗菌ペプチド、抗酸化酵素を測定し、歯周組織でおこる酸化ストレス反応について詳細に調べることを目的とした。そのために1.AGEsの作製を行った。AGEsはOkamotoらの方法(FASEB J. 2002)に従って作製した。

すなわち,ウシ血清アルブミン(50 mg/ml)とD-グリセルアルデヒド(0.1 M)を0.2 Mのリン酸緩衝液に溶解し,37°Cで7日間反応後、4°CのPBS中で3日間透析し、AGEsを得た。生理活性の評価は蛍光光度計を用いて測定した。2.P-LPSおよびAGEsによる歯周組織での酸化ストレス反応に対する影響を調べた。ヒト歯肉線維芽細胞にP-LPSおよびAGEsを単独添加あるいは複合添加し、ROS産生および8-OHdGを測定し酸化ストレス状態の評価を行った。さらに、炎症性サイトカイン(IL-6)、抗菌ペプチド(beta-defensin)、抗酸化酵素(HO-1)について発現の変化を調べた。その結果AGEはP-LPSとともに歯肉線維芽細胞の酸化ストレス反応を誘導し、抗酸化酵素、サイトカインおよび抗菌ペプチドの発現に影響を及ぼすことが示唆された。しかしながら、蛋白発現解析を行ったのはIL-6のみであるため、今後さらに多種の遺伝子について調べる必要があると考えている。今後は平成24年度遂行できなかった多種の遺伝子について調べる必要がある。これについては、解析すべき遺伝子のプライマーはすでに受託発注しており、研究協力者とともに解析していく予定である。また、ELISAによる蛋白解析やreal-time PCRについても並行して行う。現在使用している歯肉線維芽細胞のgrowthが遅いため、細胞株変更も検討する。さらに平成25年度では、歯周組織におけるKeap1-Nrf2システムについて調べ、siRNAによるKeap1の抑制とNrf2誘導因子によるNrf2の活性化を行い、酸化ストレスマーカー、炎症性サイトカインや抗菌ペプチド、抗酸化酵素の発現を遺伝子・蛋白レベルで調べることを目的としている。つまり、Keap1-Nrf2システムを制御し、歯周組織の酸化ストレスに対する防御機能の促進をめざす。具体的には1.歯周組織におけるKeap1-Nrf2システムの確認を行う。歯肉線維芽細胞にP-LPSおよびAGEsを単独添加あるいは複合添加し、細胞質蛋白と核蛋白を抽出する。それぞれの画分におけるKeap1, Nrf2の蛋白発現をWestern blotting法にて確認を行う。2.siRNAによるKeap1の抑制あるいはNrf2誘導因子によるNrf2活性促進を行う。3.Keap1の抑制とNrf2誘導による歯肉線維芽細胞での炎症性サイトカインの産生と抗菌ペプチド発現変化を調べる。これらの実験法は今までに行ったことがある手技であり十分応用可能であるが、研究推進のためには抗体を購入し、早期にWestern blottingの条件検討を行う必要がある。平成25年度は1、平成24年度遂行できなかった多種の遺伝子について調べる2.歯周組織におけるKeap1-Nrf2システムの確認を行う。
中性子半導体検出器に向けたBGaN半導体デバイスの開発

BGaN結晶成長技術の開発およびBGaN-pinダイオードを用いた中性子検出測定実験の実施を行った。新規B有機金属原料であるトリメチルボロン(TMB)を用いた結晶成長技術の開発において、成長温度が及ぼす影響を評価した結果、BGaN成長表面における原子の脱離がGaNやBNよりも低温で起こっていることを確認した。この結果により、成長温度の最適化を実施したことで約14μmの厚膜結晶成長を実現するに至った。更に作製した厚膜結晶を用いたデバイス作製を実施し、高段差リフトオフプロセスの検討により14μm-BGaN層のデバイス化を実現した。作製したダイオードにおいて、特にデバイス特性が良かった7μmのダイオードを用いて中性子検出測定の評価を実施した。α線検出特性評価により有感層領域がBGaN層全てに至っていることが確認でき、更に中性子検出測定においても、中性子検出由来のピークを得るに至った。B原子の中性子捕獲反応による荷電粒子の飛程が約5μmであることをシミュレーションにより導出しており、中性子捕獲反応により発生する荷電粒子の全エネルギーを検出するシミュレーションと実験による約j2.4MeVのエネルギーの中性子検出効率を比較したところ、膜厚による検出効率の増加が理論値の増加傾向と一致していることが確認された。これらの結果よりBGaN結晶成長技術の開発により達成した厚膜BGaN結晶を用いることで、中性子検出効率が向上しエネルギー弁別可能な中性子検出器の実現を達成した。本研究結果をもとに更なる開発を進めることで中性子半導体検出器の実用化が可能である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。B原子を含んだIII族窒化物半導体を用いたBGaN中性子半導体検出器の開発を行った。主に、母体材料となるGaN半導体の放射線検出特性評価と、気相反応を抑制したBGaN結晶成長技術の開発を実施した。母体材料となるGaNの放射線検出特性の評価においては、α線の空気減衰を利用した各エネルギーのα線入射を行い、各エネルギーのα線検出エネルギースペクトルを得た。この結果を、放射線シミュレーターPHITSを用いて再現を行うことで、GaNのシミュレーションパラメーターを導出し、得られたパラメーターを用いてGaN中のα線のブラッグカーブを算出した。この結果より、GaN結晶中のα線の飛程は約3.4μmであることを導出した。気相反応を抑制したBGaN結晶成長技術の開発に関しては、有機金属原料として安定性の高いトリメチルボロン(TMB)を用いることで、気相反応の抑制を検討した。従来用いていたトリエチルボロン(TEB)よりも、安定性が高くなったことで輸送拡散中の原料の分解が抑制され、気相反応に起因するアダクトの生成を抑制することで高品質結晶の作製を試みた。本検討により、TEBを用いたBGaN成長においてはNH3原料濃度の変化により気相反応が影響して、BGaN中のGa/B比が変化するのに対して、TMBを用いたBGaN成長ではNH3流量によらず、III族原料比によりGa/B比が一定である結果を得るに至った。また、TEBを用いた場合には数100nmの成長で表面平坦性が劣化していたにも関わらず、TMBを用いた結晶成長により数μmの平坦な薄膜成長を実現するに至っている。これらの結果より、TMBを用いた結晶成長により、気相反応を抑制したBGaN成長技術の開発が推進した。初年度の目標であった、GaNデバイスを用いた放射線検出特性評価により、α線の飛程を導出し、デバイス設計に必要なパラメーターの摘出が完了した。また、BGaN成長においてもTMBを用いた結晶成長技術の開発により、高品質BGaN結晶成長の基礎技術を確立しており、今後デバイス化に向けた開発を十分に進められる結果を得ている。当初予定通りであり、順調に研究が進捗していると判断している。B原子を含むIII族窒化物半導体を用いたBGaN中性子半導体検出器の開発を実施した。主にBGaN結晶成長技術の開発とデバイス作製を試みた。結晶成長技術においては、BGaN結晶成長中に立方晶が混入しやすいことが明らかとなっており、成長条件による立方晶相混入の変化を評価することで、成長メカニズムの解明を実施した。成長温度の高温化により立方晶相が混入しやすくなっており、他のIII族窒化物材料とは異なる傾向であることが示唆された。この検討から得られた知見をもとに厚膜成長を実施し、約5μmの厚膜成長の実現に至った。さらに本結晶を用いてデバイス作製を行い、縦型BGaNダイオードの作製を行った。作製したpinダイオードを用いて放射線検出特性を評価し、α線検出実験により約2.4MeVのエネルギーを持つα線の全エネルギーを検出できていることを明らかにした。放射線シミュレーターPHITSを用いたブラッグカーブのシミュレーションから2.4MeVのα線の飛程が約5μmであるという結果を得た。これらの結果より作製したBGaNダイオードの5μmのBGaN層が有感層として機能していることを明らかとした。また,中性子照射を行い検出特性の評価を実施した。中性子由来のパルス検出信号を確認し、2次元マップ測定により中性子検出由来の1.42.3MeV近傍のエネルギー信号を得るに至っている。これらの結果より、検出感度の評価などを実施できる素子の作製を実現した。

BGaN結晶成長技術において新規有機金属原料であるトリメチルボロンを導入したことで、気相反応の抑制を達成しており、本技術により、厚膜BGaN成長の実現に至っている。更に、有感層膜厚が5μmのBGaN結晶の作製を実現しており、当初の予定通りの結果が得られている。BGaN結晶成長技術の開発およびBGaN-pinダイオードを用いた中性子検出測定実験の実施を行った。新規B有機金属原料であるトリメチルボロン(TMB)を用いた結晶成長技術の開発において、成長温度が及ぼす影響を評価した結果、BGaN成長表面における原子の脱離がGaNやBNよりも低温で起こっていることを確認した。この結果により、成長温度の最適化を実施したことで約14μmの厚膜結晶成長を実現するに至った。更に作製した厚膜結晶を用いたデバイス作製を実施し、高段差リフトオフプロセスの検討により14μm-BGaN層のデバイス化を実現した。作製したダイオードにおいて、特にデバイス特性が良かった7μmのダイオードを用いて中性子検出測定の評価を実施した。α線検出特性評価により有感層領域がBGaN層全てに至っていることが確認でき、更に中性子検出測定においても、中性子検出由来のピークを得るに至った。B原子の中性子捕獲反応による荷電粒子の飛程が約5μmであることをシミュレーションにより導出しており、中性子捕獲反応により発生する荷電粒子の全エネルギーを検出するシミュレーションと実験による約j2.4MeVのエネルギーの中性子検出効率を比較したところ、膜厚による検出効率の増加が理論値の増加傾向と一致していることが確認された。これらの結果よりBGaN結晶成長技術の開発により達成した厚膜BGaN結晶を用いることで、中性子検出効率が向上しエネルギー弁別可能な中性子検出器の実現を達成した。本研究結果をもとに更なる開発を進めることで中性子半導体検出器の実用化が可能である。高品質BGaN結晶成長技術を用いたBGaN中性子半導体検出器の作製を行う。作製したデバイスを用いてα線検出特性評価および中性子検出特性評価を実施する。これらの評価から、中性子検出スペクトルを得てBGaN中性子半導体検出器の基礎特性を明らかにする。また、高B濃度BGaN薄膜の結晶成長技術について検討を行い、中性子捕獲確率の向上を目指す。特に、表面反応によるB原子の取り込みについて評価を実施することでBGaN表面反応メカニズムを解明する。これらの得られた知見をもとにBGaN結晶成長技術の開発を実施して、高B組成BGaN薄膜を作製する。このようにして得られたBGaN薄膜をデバイス化して、放射線検出特性評価を行うことで、BGaN薄膜におけるB組成の中性子検出依存性を評価する。十分な中性子捕獲率を得るために、更なる厚膜成長の検討を実施する。厚膜成長時において、長時間成長による表面状態の変化を詳細に検討することで、高品質な結晶成長を実現し、10μm以上のBGaNを作成することで、中性子捕獲率を向上し中性子検出効率の向上を目指す。作製したBGaN
学習者が読み替える「伝統的な言語文化」の神話の指導

平成20年から小学校学習指導要領(国語)「伝統的な言語文化」(第1学年及び第2学年)の内容に「神話」が加えられた。しかし、国語教育においては、戦前の国定教科書の神話教材が政治的影響を受けすぎていたことから、戦後は神話教材もなく指導をめぐる議論もほとんどなかった。そのため、現行教科書には「いなばのしろうさぎ」の再話が掲載されているが、多くの教師が原典である『古事記』神話を知らないので、授業では、他の物語教材と同じように場面や登場人物の心情を想像させる読みの指導が行われている。本研究では、各教科書会社の「いなばのしろうさぎ」を原典と比較して、それぞれの教材文は作者によって読み替えられた再話であり、原典とは異なった教訓話になっていることを明らかにした。原典には教訓的な表現がなく、登場人物の言動を記述しているだけである。そこで、原典の内容を示して、それを学習者が主体的に読み替えるという観点に立った教材化と読みの指導が必要であることを指摘した。そして、神話というジャンルの特性を生かしたそのような学習活動が可能であるかどうかを確かめるために、『古事記』神話の紙芝居を作り、その理解度を調査した。すると、低学年の児童でも、教科書では省略されている内容も的確に理解でき、古事記研究における課題と同じ疑問点をあげていることが明らかになった。このような調査結果から、国語教育では神話教材を教訓話として与えるのではなく、『古事記』がさまざまに読み替えられてきたように、現代の学習者が自ら多様な認識や思想を読み取るような教材化と指導が必要であることを明らかにした。そして、教育基本法に示されている国際化時代の学習として、神話というジャンルの特性に着目して世界の神話との共通性をにも目を向け、人類の言語文化としての神話の発想や認識の根源にふれる指導が必要であることを明らかにした。現行の小学校学習指導要領(国語)には、「伝統的な言語文化」(第1学年及び第2学年)の内容に「神話」が新たに明示された。しかし、戦後の国語科教育には、神話の教材化や指導についての議論や実践の蓄積がないので、その教材化や指導に独自な深まりや発展性がみられない。そこで筆者は、『古事記』冒頭部の紙芝居を作成・実演して、小・中学生を対象に神話の受容の実態を調査した。その結果から、学習者の主体的な解釈を生かす神話教材の読みの視点について3点(「世界の神話と比較する視点」・「神話の比喩を読む視点」・「現代神話を創造する視点」)を提案した。それをふまえて、本研究では、現代の学習者の主体的な読みが、神話をどのように読み替えるのかについて明らかにする。学習者の神話の解釈の傾向を知るために、小学生に対する調査を継続して行い、これまでの成果の一部を論文にまとめた。さらに大学生を対象に、『古事記』神話の冒頭から「天之石屋戸開き」までの内容について記述式調査を行った。その調査には留学生も加わり、自国の神話と比較して日本神話を興味深く捉えていた。その留学生との交流で神話に対する興味が深まっている現実を通して、大学生の日本神話の読みには、世界の神話と比較する視点が有効であることを確認した。また、現行の小学校国語教科書の神話教材について、『古事記』原文と内容を比較したところ、教材化における書き換えの実態とその問題点が明らかになった。教科書では、まとまりのある話の一部分だけを切り取って飛躍した内容になっていたり、登場人物の性格に善悪を明確に付与して教訓的な話としてまとめらたりしている。すなわち、教科書教材において、執筆者が神話を独自に読み替え作り替えている実態が明らかになった。この『古事記』神話教材化の実態を大学生に示して、神話の教材化について検討しながら神話の教材化の問題点を整理した。本研究では、現代の学習者の主体的な読みが、神話をどのように読み替えているのかを明らかにすることである。そのために、出前授業を活用して『古事記』神話の紙芝居を実演して学習者の感想や疑問のデータを積み重ね、これまでの成果の一部を論文にまとめることができた。さらに100名以上の大学生を対象に、『古事記』神話の冒頭から「天之石屋戸開き」までの紙芝居三部作を実演して、疑問や独自の解釈等を調査した。そこでは、漫画やゲームというすでに書き換えられた神話を知っている学生たちが原典に触れた驚きや戸惑いが明らかになった。また、留学生は自国の神話と比較して日本神話を興味深く捉えていた。留学生の解釈を知ることによって、世界の様々な神話に興味をもつようになった学生が出てきた。大学生への調査を通して、漫画やゲームの神話が原典と異なって様々に書き換えられていることや、日本神話の読みには世界の神話と比較する視点が有効であること等が明らかになった。また、現行の小学校国語教科書の神話教材について、『古事記』原文と比較して記述内容の違いについて調査したところ、教材化における書き換えの実態が明らかになった。すなわち、教科書教材においては、執筆者が神話を独自に読み替え作り替えているのである。これは、神話の教材化における大きな問題であると考える。学習者の主体的な読みを議論する前に、学習者には神話ではなく、個人の価値判断によって書き換えられたものが与えられているという、神話教材の問題点が明らかになった。現行の小学校学習指導要領(国語)から、「伝統的な言語文化」(第1学年及び第2学年)の指導内容に、「神話」が明示された。

しかし、戦後の国語科教育には、神話の教材化や指導についての議論や実践の蓄積がないので、教材研究や実践研究に深まりや発展が見られない。そこで、学習者の神話受容の実態を明らかにするため、まず神話の内容が理解できるように紙芝居を作成し、小学生から大学生までを対象に実演して、その感想や解釈を集めた。それらを分析して、発達段階に応じた神話受容の傾向を明らかにした。その結果、神話教材は、小学生から大学生まで、発達段階に応じた多様なレベルの解釈が行われていることが明らかになった。そして、小学校から大学までの校種で実践可能な伝統的な言語文化であることを確認した。さらに、日本神話の研究から、神話が古代から現代まで伝えられてきた歴史的経緯には、時代による独自で多様な「読み替え」があったことがわかった。そこから、現代の学習者には、現代という時代に応じた読み替えがあることを想定して、その実態を明らかにするために、原文の話にそって解釈と感想の調査を行った。その結果、学習者の読み替えは、すでに漫画やゲーム等で知っている内容に関連していることがわかった。また、現行の小学校教科書の神話教材も、『古事記』原文と比較するとかなり書き替えられていて、教科書の文章には、原文の文脈から離れた一部分が独立して取り上げられていたり、現代の道徳的な価値観から原文にはない言葉を多く付け加えたりしていることがわかった。この問題を明らかにするために、国語教科書で多く取り上げられている「いなばのしろうさぎ」について、『古事記』原文の紙芝居を作成した。これを、小・中・特別支援学校の教員に実演し、教科書との違いを意識することを通して、原文にあたる教材研究の重要性を提言した。本研究の目的は、現代の学習者が、神話をどのように解釈して読み替えているのかを明らかにすることである。そこで、今年度は、大学1年生を対象として、紙芝居を使わずに、『古事記』原文の読みを通して、学習者の解釈や想像について調査した。その結果、大学生の場合は、漫画やアニメやゲーム等を通した既知の情報があり、その漫画やアニメやゲーム等が、すでに原文の内容をかなり読み替えて作られているので、原文との違いに気づいて驚く学生が多く、読み替えもその内容と関連していることが多いことがわかった。現代では、メディアと商業主義によって読み替えられた神話が学習者の知識になっているという現実が明らかになった。また、大学生は、世界の神話に対する興味も持っているので、世界の神話と比較する観点から、様々な疑問を持ったり想像を広げたりした。世界の神話についても、学生の情報は、漫画やアニメやゲーム等から得た内容が多かった。さらに教科書教材の分析を通して明らかになったことは、教科書に書き替えられている文章には、原文の文脈から離れた一部分を独立して取り上げたり、現代の道徳的な価値観から原文にはない言葉を多く付け加えたりしていることである。その問題を明らかにするために、国語教科書で多く取り上げられている「いなばのしろうさぎ」について、『古事記』原文に忠実に「大国主命」の紙芝居を作成した。これを、小・中・特別支援学校の教員に実演したところ、その場にいた教員のほとんどが原文の内容を知らなかったことがわかった。
植物ゲノムにおける遺伝子内トランスポゾンのエピジェネティック制御

動植物を含む真核生物のゲノムの大部分はトランスポゾンなどのリピート配列によって形成されており、その一部は遺伝子内に挿入されている。本研究課題では植物ゲノムにおいて遺伝子内トランスポゾンがどう制御されているのかを明らかにすることを目的とした。我々の解析からシロイヌナズナではおよそ3%のトランスポゾンが遺伝子内、特にイントロンに挿入されていることを見出した(Le et al., 2015).さらこれらリピート配列のサイレンシングにはRNA-directed DNAメチル化という経路に関与する因子とMET1, DDM1といった因子が必要であることを見出した.研究課題:植物ゲノムにおける遺伝子内トランスポゾンのエピジェネティック制御動植物を含む真核生物のゲノムの大部分はトランスポゾンなどのリピート配列によって形成されており、その一部は遺伝子内に挿入されている。遺伝子配列へのトランスポゾン挿入は一般に遺伝子機能の阻害をもたらすが、我々はこれまでの研究から生物がこうした遺伝子内トランスポゾンをマスクして正常な遺伝子発現を保証するエピジェネティックな機構を進化させてきたことを見いだしている。本研究課題ではシロイヌナズナを含む植物ゲノムにおいて遺伝子内トランスポゾンがどう認識され、制御されているのかを実験的手法と生物情報学的手法を用いて明らかにすることを目指している。平成27年度は申請書に挙げた課題の一つである「遺伝子間領域と遺伝子領域でトランスポゾンはどのように分布・構成が違うのか?」という問題にたいして、モデル植物のシロイヌナズナゲノムを解析することでアプローチした。結果、遺伝子間領域、遺伝子内のエキソン、イントロンでのトランスポゾンの挿入の違いと、DNAメチル化、ヒストン修飾の状態などが我々の研究から初めて明らかになった。研究課題の1つであった「遺伝子間領域と遺伝子領域でトランスポゾンはどのように分布・構成が違うのか?」という問題にたいして解析をこころみ、興味深い結果を得ることができた。これらの成果は論文として発表することができた(Le et al 2015)。研究課題:植物ゲノムにおける遺伝子内トランスポゾンのエピジェネティック制御動植物を含む真核生物のゲノムの大部分はトランスポゾンなどのリピート配列によって形成されており、その一部は遺伝子内に挿入されている。本研究課題ではシロイヌナズナを含む植物ゲノムにおいて遺伝子内トランスポゾンがどう認識され、制御されているのかを実験的手法と生物情報学的手法を用いて明らかにする。平成28年度は申請書に挙げた課題の一つである遺伝子内のトランスポゾンの認識機構の分子メカニズムについて解析を行った。イントロン内に挿入された外来遺伝子を使った実験系においてその認識にRNA依存的なDNAメチル化経路の因子群が必要であることを見出し、論文として発表した(Osabe et al., 2017).研究課題初年度と昨28年度において研究計画に掲げた1)遺伝子内トランスポゾンの認識機構の解明と3)そのゲノム中での分布様式について明らかにし、それぞれ独立な論文としてまとめ発表することが出来たため。最終年度である平成29年度は、これまでの研究期間内での成果を踏まえ、遺伝子内トランスポゾンのエピジェネティック制御に関わる因子の遺伝学的同定を行なった。また、生物情報学的手法を用いた植物ゲノムのトランスポゾンの存在様式に関する解析を行った。我々の解析からシロイヌナズナではおよそ3%のトランスポゾンが遺伝子内、特にイントロンに挿入されていることを見出した(Le et al., 2015).さらこれらリピート配列のサイレンシングにはRNA-directed DNAメチル化という経路に関与する因子とMET1, DDM1といった因子が必要であることを見出した.当初の計画通り遺伝子内に挿入された転移因子とそれを制御するエピジェネティック機構についての解析をすすめる。具体的にはシロイヌナズナ、イネゲノムなどをもちいて遺伝子内転移因子のヘテロクロマチン状態の解析や、種内多型についての解析を進める。またIBM2と呼ぶ因子の分子メカニズムについての解析も進める予定である。今後、研究計画に掲げた課題の一つである遺伝子内トランスポゾンの遺伝子発現と表現形への影響についてさらに解析を進める予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。エピジェネティクス29年度が最終年度であるため、記入しない。
高感度重力場変動計測による巨大地震即時検知

木村他(2016、日本地震学会秋季大会予稿集)は、既存の地震発生時の重力変動理論に従い、2011年東北地方太平洋沖地震の震源断層モデルを利用し、国内の多種・多点の地震計・重力計で想定される地震波到着前の重力場変動を計算した。同時に、国内の重力計や広帯域地震計記録の解析も進め観測値と理論値を比較したところ、予測される重力信号が雑音信号より高いと推定された観測点で検出されるべき重力変動は観測データ中に見出せなかった。多種・多点の観測点のデータからも理論値通りの重力場変動が検出されなかった。理論予測と観測データ解析の結果は矛盾し、重力測定原理まで立ち返った測定論・観測論の見直し問題が浮上してきた。本研究は、巨大地震が生み出す重力場変動を究極の地震発生即時情報としてとらえ、巨大地震発生情報を地震波到達前に、遠隔地の重力場精密観測から即時検知することを目的とする。国内に展開されている地震計・傾斜計・超伝導重力形・重力歪計などの多点・多成分同時観測で検知した観測重力場と、既知の断層モデルを基に理論予測重力場変化とを比較・検討し、前駆的重力場変動検出を確実にする。地震波到達前の重力場変化検出は、緊急地震時速報の革新的技術改善や、動的地震断層運動の新たな観測窓としての重力場観測技術の確立につながる。2011年東北沖地震発生時に、地震波到達前に到達している微弱な重力場変化を、これまでに発表された震源断層運動モデルとHarms el al.の理論式から理論予測する。同時にF-net広帯域地震計・Hinetの高感度地震計・傾斜計・超伝導重力計・重力歪計(TOBA、Torsion Bar Antenna、捩振子型低周波重力波検出機)などの記録解析から検出を試みる。本研究の特色は地震計・傾斜計を高感度重力計とみなし、日本全国に稠密に展開している地震計・傾斜計・超伝導重力計、重力歪計記録から、地震断層運動に伴う微弱な重力変動検出を行う点にある。また、断層メカニズムに対応する重力変化ベクトルの震源からの方位依存性、重力変化距離減衰項、震源での滑り量の時間変化を表す震源時間関数を含む理論地震重力記象との比較から、地震断層運動起源の重力場変動検出を確実にする。地震学の多点多成分同時観測データ解析手法として発展・応用されてきた手法・知見を総動員し、巨大地震断層運動による重力場変化を地震波到達前に検知する。地震波到達前の重力場変化検出は、緊急地震時速報の革新的技術改善や、動的地震断層運動の新たな観測窓として重力場観測技術の確立につながる。2011年東北沖地震時の超伝導重力計記録(松代、神岡)とHinet高感度地震計記録、傾斜計記録を収集した。Harms et al. 2015らの理論モデル拡張し、観測点での地震発生時刻からPは到達時刻を経て静的変形に至までの全時系列の、重力変化(ベクトル)と重力偏差(重力の空間微分、テンソル)の表現式を求めた。即時項は地震発生と同時に始まるが、その立ち上がりは震源時間関数の2階時間積分に比例し、非常に緩やかに立ち上がる。発生する重力加速度は震源からの距離の5乗に反比例し、震源から遠くなると急減衰する。信号強度を稼ぐには震源近傍の観測が有利だが、P波の到達と共に機器が揺すられる。地震発生後、震源時間関数の立ち上がりとともに重力変動が十分大きくなってからP波が達する適当な距離があることがわかった。2011年東北沖地震を点震源と仮定し、地震学から求められた震源時間関数から、重力変化と重力偏差を求めた。神岡超伝導重力計(震源距離515km、P波到達74s)では理論重力変化がP波到達時刻では3μgal、最終静的変化量が17μgalとなった。神岡の超伝導重力計記録の背景雑音は地動脈動帯域で10-20μgalであり、重力の即時変化を同定することはできなかった。P波到達までの重力変化を日本列島各地で計算したところ、最大5μgalであった。また、重力偏差はP波到達までに震源近傍で最大10E-13/s**2、最終静的重力偏差は10E-12/s**2程度であった。傾斜計を水平成分の高感度重力計として解析した。超伝導重力計と同様、傾斜計の各点では背景雑音が予想される信号強度よりも大きく重力の即時変化を同定することはできなかった。2011年東北沖地震に対して計算された重力変化と神岡超伝導記録計を比較し、現在と将来の検出可能性議論した研究成果を、2015年地震学会秋季大会において発表した。巨大地震は地殻・マンントル内の物質を短時間に移動させ地球重力場は変動する。国内に展開されている地震計・傾斜計・超伝導重力計・重力歪計などの多点・多成分同時観測で検知した観測重力場と、既知の断層モデルを基に理論予測重力場変化とを比較・検討し、前駆的重力場変動検出を確実にする。

2011年東北地方太平洋沖地震(M9.0)は、観測史上最大クラスの断層運動であった。断層面破壊開始から22秒後に陸上地震観測点で最初のP波が、40秒後には地震主要動(S波)が三陸沿岸到達した。断層運動は地震波を放出しながら周囲の岩盤内の密度の時間・空間変化を引き起す。Harms et al. (Geophys. J. Int., 2015)らの理論によれば、地震波の伝播速度はマントル上部では約8km/sと有限であるため、断層運動が発生してからP波到着まで、地震動は計測されない。一方、断層運動に伴う質量分布の変化は瞬時(=光速)に周囲の重力場に反映され、断層変形が完了するまで変動し続ける。地震が生み出す重力場変動は、断層ずれの時間発展を含む形で理論予測している。この理論に従い、国内に設置されている、広帯域地震計(約70点)・重力計(2点)・傾斜計(約700点)の観測波形データを解析したろころ(木村他、2016年地震学会予稿集)、地面振動で卓越する周期帯域以外では、理論的に予測される重力信号は測定機器の雑音信号よりも十分大きいにもかかわらず、検出されなかった。理論値と観測値に乖離があることが明確になった。木村他(2016、日本地震学会秋季大会予稿集)は、既存の地震発生時の重力変動理論に従い、2011年東北地方太平洋沖地震の震源断層モデルを利用し、国内の多種・多点の地震計・重力計で想定される地震波到着前の重力場変動を計算した。同時に、国内の重力計や広帯域地震計記録の解析も進め観測値と理論値を比較したところ、予測される重力信号が雑音信号より高いと推定された観測点で検出されるべき重力変動は観測データ中に見出せなかった。多種・多点の観測点のデータからも理論値通りの重力場変動が検出されなかった。理論予測と観測データ解析の結果は矛盾し、重力測定原理まで立ち返った測定論・観測論の見直し問題が浮上してきた。データ収集に関して:地動脈動帯域を含むより広い帯域の地動3成分を計測しているでF-net広帯域地震計のデータを取得する。定式化に関しては:一様無限媒質近似に基づく重力変化項を拡張し、半無限媒質近似に基づく重力変化項を導出する。またこれまで無視されていた、地震により生じる重力変化と地動変位との相互作用を考慮した理論の構築を試みる。データ解析に関して:一点の解析では理論信号強度は背景雑音よりも小さく重力の即時変化の同定は困難であった。今後は時系列データであることを利用した震源時間関数から予測されるテンプレート波形と観測波形の相互相関によるS/N比向上や、地震計・傾斜計記録が多点アレイ観測網データであることを利用したS/Nを向上など、検出方法・解析方法を開発し、重力即時変化の検出を試みる。学会発表・出版物に関して;これら研究成果を地震学会や出版物で広く公表していく。固体地球科学研究計画はの所要額は概算であったため、実支出額を差し引いた残金が2363円が次年度使用分として繰り越された。次年度は消耗品等の購入充てる予定である。
進化計算アルゴリズムに基づく個人の感性を反映した楽曲の自動生成

本研究では,個人の感性に即した楽曲の自動生成システムを構築し,音楽をより幅広く楽しめる環境を提供することを目的とする.楽曲全体の構造を考慮した和音進行の生成手法,目的に適合する既存楽曲のみを学習データとする感性モデル獲得手法,アーティストの創作活動における自動作曲システムの活用手法などを提案し,評価実験やケーススタディを通して効果を確認した.また,ブラウザベースのインタフェースを開発し,さまざまなイベントにおいて自動作曲システム体験ワークショップを開催した.本年度は,楽曲への感性の反映度合の評価基準として使用する感性モデルの作成方法に重点を置いて研究を進めた.感性モデルは個人に特定の感性を想起させるルールであり,評価用楽曲に対する印象に基づいて作成された訓練例を使用して帰納論理プログラミングにより獲得される.しかし,評価用楽曲に対する印象調査では,付与すべき評価値に迷う場面が頻繁に見受けられる.迷った末に付与された評価値は即座に付与された評価値よりも直感的な印象を表していない可能性が高い.また,評価用楽曲が既知である場合,楽曲の構造的特徴に対して抱いた印象以外に,過去の経験に基づく感情や思い入れが評価値に反映されると考えられる.以上の問題点を受け,楽曲生成に有用性な感性モデルの獲得を目的として,楽曲評価にかかった時間を考慮した感性モデル獲得手法を提案するとともに,評価用楽曲における既知性の影響を明らかにするための実験を実施した.合わせて,起承転結のストーリー性が感じられるような楽曲を生成するための進化計算手法を導入した.評価実験の結果,未知楽曲よりも既知楽曲によって正方向の感性が想起される傾向がみられ,単純接触効果が評価値を大きく左右する可能性が示唆された.また,最終的に生成された楽曲への感性の反映度合は,評価用楽曲の評価の偏りに影響される可能性が高いこともわかった.獲得された感性モデルの各ルールの数,および被覆する正例数をみると,未知楽曲では既知楽曲より少ない事例を被覆するルールが多く得られている.すなわち,評価用楽曲を未知楽曲にすることで,より特殊なルールを獲得できるといえる.また,評価に迷った楽曲を訓練例から除去することでも,同様の効果を狙える可能性があるという結果が得られた.近年,人間力を活性化する手法の開発が進められており,コミュニケーションや深睡眠による活性化に加え,音楽,すなわち聴覚からの刺激による活性化の可能性について検討されている.さまざまな生活シーンや目的に応じた最適な音楽コンテンツの自動生成が求められている.これまで生成した楽曲によって想起される感性として「明るい」「暗い」「嬉しい」「悲しい」などの10種類の感性を扱ってきたが,人間力活性化の検討の流れを受けて,今年度は「高揚感」と「沈鬱感」に注目し,聴くと気分が高まるような楽曲の生成を目指して研究を進めた.高揚曲と沈鬱曲を生成するにあたり,和音の主音,構成音の音程関係による分類,および付加音・変化和音と楽曲の調との関係など,楽曲生成の根幹部分を見直し,より自然な楽曲が生成されるような設定を検討した.また,今まで長調と短調の曲を混在して処理していた部分を別々に扱うことで,ユーザの感性をより曲調に反映させられるようにした.そのうえで,ユーザにより指定された「聴くと気分が高まる楽曲」と「聴いても気分が高まらない楽曲」に基づいて帰納論理プログラミングにより感性モデルを獲得し,進化計算アルゴリズムにより感性モデルに即した楽曲を生成する手法を提案した.評価実験では,好みの異なる被験者それぞれに対して,提案手法により気分を高揚させる楽曲の生成が可能であることが確認された.また,提案手法を組み込んだ自動作曲システムが実装された.本システムは,感性モデルを一度生成しておくと,楽曲を生成するたびにユーザに負担をかけることなく,異なる楽曲を繰り返し生成することができる.一曲の生成にかかる時間は数十秒程度である.スマートフォン上でも操作,楽曲再生が可能で,今後の活用方法について検討することができた.平成27年度の主目標としては,楽曲の表現方法の定義の見直しを掲げていた.定義の大幅な変更の前段として,和音の主音,構成音の音程関係による分類,および付加音・変化和音と楽曲の調との関係など,楽曲の表現方法に密接に関わる楽曲生成の根幹部分を見直し,改良した.その結果,これまでよりも自然な楽曲を生成できるようになり,表現方法の定義の方針を明確にすることができた.また,並行して検討する事項として挙げていた背景知識作成の自動化の仕組みについては,作成元データの形式と取得方法,欠落情報の補完方法などの検討が終了し,現在実装を進めている.本実装が完了すると,インターネット上に公開されている膨大な楽曲データを学習データとして使用することが可能となる.これまでのように,学習用データ生成のために手持ちの楽曲を聴者に提示し,一曲ずつ評価値を付けさせる必要がなくなり,聴者が日頃から聴いている高揚曲や沈鬱曲を申告させるだけで,学習用データを用意することができる.当初は,各種センサを使用した客観的指標に基づく学習データの生成手法の検討にも取り組むことを計画していたが,背景知識作成の自動化により,同等の効果が見込まれるため,本年度は客観的指標の使用は見送り,背景知識の自動生成に注力した.さらに,スマートフォン上から操作,楽曲再生が可能な自動作曲システムにより,今後の方針を見定めることができたことも,本年度の大きな成果である.以上より,計画の変更はあったものの,主目標に関して成果が得られたこと,および研究の新たな方向性が示せたことから,現在までの達成度はおおむね順調と判断する.平成27年度に得られた成果を基盤として,楽曲の表現方法の定義を確定させ,獲得する感性