hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語の受動的能力におけるメタ認知ストラテジ-の働きとその育成プラン

本研究の目的は、英語を専攻としない大学生を対象として、メタ認知ストラテジー育成プランを実施し、メタ認知ストラテジーと英語リーディング力・英語リスニング力との関連を探ることであった。主な結果として、毎週課題提出をさせること(小さな目標設定と実現)や、毎週小テストをすること(自分の能力確認)が、リーディングとリスニングの能力を伸ばしていくことが確認された。こうした活動が、メタ認知ストラテジーの力を育成していくものと考えられる。本研究の目的は、メタ認知ストラテジーが、大学生の英語のリスニング力とリーディング力に与える影響について探ることである。いまだに全貌が明らかにされていないメタ認知ストラテジーの働きを明確にすることによって、英語を苦手とする大学生を「よい学習者」に育てる育成プランを提案することができると考える。平成22年度、大学1年生92名を対象に予備調査を行った。実験群と統制群を設け、英語リスニング・リーディングの授業内・授業外の活動を準備した。両群には、同じ量と質のインプットを与えたが、実験群のみに、メタ認知ストラテジー育成プランを実施した。この育成プランは、毎回の授業外活動の後で、メタ認知ストラテジーの調査票に記入させていくものである。このことにより、実験群の研究参加者は自分自身の学習過程に注目し、英語活動における自己内省力を育てていくことが期待された。週1回の授業の中では、精読・精聴・リーディングスキル・リスニングスキルを伸ばす訓練を行い、授業外では、コンピュータを使った多読・多聴活動をさせた。プリテストとポストテストの結果を分析したところ、両群ともに、リーディング能力の向上が見られたが、リスニング能力での向上はなかった。実験群と統制群との間の有意な差は見られなかった。つまり、実験群対象に行われたメタ認知ストラテジーの育成プランの効力はなかったことになる。この結果は、メタ認知ストラテジー育成プランに質問票のみを用いたことや、予備調査期間にリスニングとリーディング共にインプットを増やしたことで研究参加者の負担を大きくしてしまったことなどが考えられる。本調査には、育成プランの改良や研究手順の若干の変更を計画している。平成23年度前半は、メタ認知ストラテジーに関してのデータを集計・分析し、国内の学会で口頭発表を行った。その際に、さまざまな角度からのフィードバックを受けたので、23年度後半の研究への修正をすることができた。23年度の研究対象者は、英語を専攻としない日本人大学生であり、メタ認知ストラテジー育成プランを実施した。このプランは、12週間にわたる英語リスニング・リーディングの授業内・授業外の活動から成り、研究対象者に理解可能なインプットを大量に与えるものであった。実験群と統制群を設け、同じ量と質のインプットを与えたが、実験群のみに、メタ認知ストラテジーに関する質問票記入を促した。この記入作業により、実験群の研究対象者は自分自身の学習過程に注目するようになり、英語活動における自己内省力を育てていくものと推測された。実験群と統制群との間の英語リーディング力には有意な差は見られなかったが、実験群の英語に対する意識が高まったことが、記入されたリカート法の質問票の分析によって確かめられた。英語リーディングに対するビリーフ(簡単だ・理解できる・興味がある・楽しめる・好きである・この次はうまくできる)において、質問票記入を毎週行った実験群の研究対象者の方が、メタ認知ストラテジー育成プラン実施後には実施前より、各項目の数値が高くなっており、有意の差が確認されたのである。リスニングに関しては、23年度後半からメタ認知ストラテジー育成プランを開始した。リーディングにおける反省点を改善し、質問票記入に加えて、授業時間内に、学習方略に関するディスカッションや小テストなどを実施した。詳細な研究成果は、24年度前半に出す予定である。本研究の基になっているのは、英語を専攻としない大学生が持つ英語学習に対する成功感と失敗感である(Takahashi, 2003)。その研究から、習熟度が低い学習者ほど、自分自身の能力や努力に対するビリーフが低くなっていることが浮かび上がってきた。そのため、「英語の受動的能力におけるメタ認知ストラテジーの育成プラン」を使って、英語を専攻としない大学生の英語の受容的能力の能力を伸ばしていくことが提案された。2012年度は、メタ認知ストラテジーの働きを明確にする工夫を、英語リスニングにおいて試みた。小テストによって、学習者の英語リスニングにおけるメタ認知ストラテジーを上げる試みをしてみたのである。メタ認知ストラテジーが上がることによって、学習者自身の現在の学習レベルが意識されるようになり、達成目標とのギャップに気づくことになることが期待された。最終的には、リスニング能力が上がることが予測された。第1の研究目的である「小テストをすることによって、調査対象者のメタ認知モニタリング力を上げることはできるだろうか?」に関しては、メタ認知モニタリングに関する質問項目の5項目のうち2項目が、メタ認知ストラテジー育成プラン実施後に、有意の差を示していたことから、小テストによって、調査対象者の自己モニタリング力が伸びたことが確認された。

第2の研究目的である「調査対象者は英語リスニングの能力を上げることができるだろうか?」に対する回答は、ポストテストがプレテストの成績を有意の差で上回ったことにより、肯定できる。英語リーディングと同様、大学入試の後では、英語の授業時間や学習時間が減ったと推測されるにもかかわらず、グループとして伸びを見せたことは、大学の一般教養の外国語科目の教育方法としては、成功であったと言える。本研究に関しては、予定していた計画とおりに実施されている。当初は、完成年に1年間かけて、次の発展項目に取りかかることを見込んでいたが、実際には、それが半年になるので、(2)の選択となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度後半に始めたリスニングにおけるメタ認知ストラテジー育成プランを、平成24年度前半には、実験群のみで実施する。完成度を高めた研究の手順や調査票を使って、約50人の学習者を研究対象者とする。メタ認知ストラテジー育成プランの中に、質問票記入、小テスト、内省力を高めるための振り返りや短期目標の設定などを組み込む。また、研究対象者に、小テストの記録を取らせていくことで、自分自身の伸びを意識させる。具体的な流れを次に示す。1.プリテスト2.授業内活動+授業外活動+メタ認知ストラテジー育成プラン3.ポストテストまた、24年度後半には、受動的能力をいかに生産的能力に移行していくのか、その方法を探索する。
ほめ・叱り行為の効果：行為者の動機づけに及ぼす影響

本研究の目的は,ほめ行為の行為者にとっての効果を検討することである。本研究は達成目標理論にもとづき,能力ほめによる動機づけの低下と努力ほめによる動機づけの上昇がみとめられるかどうかを検討した。本研究の主な成果として,まず,能力についてほめる頻度と,知能は努力で変えられるという信念(知能の増大理論)と負の,知能は変化しないという信念(知能の固定理論)と正の,また,他人よりも悪い評価を避けたいという目標(他者-回避目標)と正の関連を見出した。また,ほめを操作する実験を行った結果,能力ほめによる課題への動機づけの有意な低下がみとめられ,ほめの行為者自身への影響を見出した初めての研究となった。本研究の目的は,ほめ・叱り行為の行為者にとっての効果を検討することであり,これまでに,ほめ行為の行為者に与える影響についての予備実験が終了しているが,2013年度の研究実績は,第一に,予備実験の結果を5月にアメリカのワシントンDCにて開催された6th Annual Meeting of the Society for the Study of Motivationにて発表した(Tanaka, A., & Tsuyama, K. The effects of praise on the praiser's intrinsic motivation)。ここでは,参加者にサクラとペアとなってある課題を行わせ,相手の課題の出来具合に対して,進歩や熟達をほめる群,社会的比較を用いて相対的にほめる群,単に結果を伝える群の3群にわけ,その後別の課題に対する動機づけや全般的な内発的動機づけに影響があるかどうかを調べた実験であり,Hernderlong, Ogle, & Geiger(2006)にもとづいた仮説と異なり,社会的比較を用いて相手をほめた群が,他の2つの群より,ほめた後に行った課題に対してより高いコンピテンスを報告するという効果が認められたことについて発表した。第二に,2012年度に引き続き,ほめ・叱り行為および動機づけ行動全般の機能分析を行うための文献研究を行った。「動機づけ」についての定義を根本的に見直し,また,動機づけ研究の文脈において,ほめ・叱りにあたる報酬と罰という用語が適切に使用されていない問題について検討を行った。これらの文献研究の成果の一部は,2014年4月に出版された「心理学概論」(ナカニシヤ出版)の第6章「動機づけ」の中に反映されている。本年度の研究成果は以下の2点である。第1に,ほめ行為の効果についての予備実験の結果をもとに,本実験で使用する課題の検討を行った。予備実験では,ほめ・叱り行為の内発的動機づけへの効果を調べるために,間違い探し課題および創造性の課題を用いたが,内発的動機づけのみを効果の指標とするのは不十分であり,外発的動機づけ,すなわち何らかの外的なインセンティブに向かう行動を測定する課題も含める必要があると考えられた。予備実験の結果については現在論文を執筆中である。第二に、本年度は日常場面でのほめと叱り行為の実態を調査し,その行為者の側からみた機能の分析を行うことを目的としていたが、従来ほとんど研究されていないテーマであり,調査票作成のために関連文献の精査が必要となったことから、文献研究を行った。教師ー生徒および親ー子関係以外でのほめと叱り行為の実態と,ほめ・叱り行為の行為者側としての経験についての実態の把握,またほめ・叱りの機能の分析を行うためには,応用行動分析の視点を体系的に含めることが有益であると考えられ,今後さらに詳細な文献研究の必要性が生じる結果となった。平成26年度年度は,ほめ行為の行為者の動機づけに及ぼす影響について,大学生259名を対象とした質問紙調査を行った。ほめられ方,ほめ方の違いによって動機づけの指標(有能感・内発的動機づけ・ポジティブ感情・持続性)に効果があるかどうかを検討した。参加者はほめられる条件とほめる条件にランダムに分けられ,さらにどのようにほめられる・ほめるかでそれぞれ3群にわけられた。努力をほめられる・ほめる群,才能をほめられる・ほめる群,そしてサムズアップをされる・する群である。Morris & Zentall (2014)に基づくと,努力をほめられた場合は才能を褒められた場合よりも動機づけが上がり,その効果は失敗後に顕著となると考えられた。また,同様の傾向がほめる条件においても認められると予想した。参加者はまず,友人に料理を振舞う,または友人から振舞われるという状況を描いたシナリオを読み,料理がうまくいってほめられる,またはほめるという成功シナリオを読んだ。さらにそれに続いて,料理が失敗してしまうという失敗シナリオを読んだ。その結果,ほめられる条件においても,ほめる条件においても,仮説とは逆に,才能をほめられた・ほめた群が努力をほめられた・ほめた群よりも動機づけが高くなるという有意な条件の差が認められた。ここから,先行研究で指摘されているように,才能をほめられる・ほめることで達成目標や暗黙の知能観が変化し,より相対的な評価に注目し,能力が変わらないものだと思うようになるかどうかを確かめる調査の必要性が示唆された。平成27年度は,ほめ行為に焦点をあてた3つの質問紙調査と3つの実験を実施し,行為者の動機づけとの関連を検討した。なお,ほめに関する調査や実験から重要な成果が得られたことから,叱りに関する調査や実験を展開せず,ほめの研究に絞って追試を実施する方向に研究計画を変更した。

本年度の成果は以下のとおりである。第一に,合計673名を対象とした3つの質問紙調査の結果より,ほめられる状況との比較のもとでの,ほめる行為やほめを行う状況の実態や機能が明らかとなり,また,これまでにほめられることについて明らかにされてきた暗黙の知能観や達成目標といった動機づけ要因との関連が,ほめを行うことについても同様に見られることがわかった。この結果は平成28年11月の関西心理学会で第128会大会などで発表予定である。なお研究実施計画に記した個人内の分析を目的とした質問紙調査の実施については,平成28年度6月に追跡調査を予定している。第二に,合計223名を対象とした3つの実験の結果,これまでにほめられることについて示されてきた,ほめられ方の違いによる内発的動機づけへの異なる影響が,ほめを行う立場になった場合でも一部の指標について同様にみとめられることが明らかとなった。この結果は平成27年11月に日本子育て学会第7回にて発表され,さらに平成28年7月に開催される第31回国際心理学会議にて発表することが確定している。本研究の目的は,ほめ行為の行為者にとっての効果を検討することである。本研究は達成目標理論にもとづき,能力ほめによる動機づけの低下と努力ほめによる動機づけの上昇がみとめられるかどうかを検討した。本研究の主な成果として,まず,能力についてほめる頻度と,知能は努力で変えられるという信念(知能の増大理論)と負の,知能は変化しないという信念(知能の固定理論)と正の,また,他人よりも悪い評価を避けたいという目標(他者-回避目標)と正の関連を見出した。また,ほめを操作する実験を行った結果,能力ほめによる課題への動機づけの有意な低下がみとめられ,ほめの行為者自身への影響を見出した初めての研究となった。昨年報告したように,平成25年度に質問紙調査ができなかったことから,本年度は「研究の目的」において25年度に予定されていた行為者の動機づけに関する調査を実施した。ほめ方の違いによる効果を一部得ることができたのは大きな成果であるが,仮説とは逆の結果となったため,今後,関連性を検討する変数を増やし,再度検討する必要がある。このため,実験的検証に進む前に時間を要した。動機づけ今後の推進方策として,平成26年度に行った調査の再調査を行い,ほめの効果についてのプロセスを明確につきとめることを第一に進める。この結果をもとに,予定されていた実験的な検討に入る。また,予定していた一般成人および塾の講師を対象としたフィールド調査については,今回の調査の結果をふまえて,当初計画していたような自由記述の形態での実態調査ではなく,フィードバックとしての行為に焦点を絞り,頻度および関連する行動の傾向を具体的に尋ねるよう方策を変更する。これにより,集計や分析の時間を短縮することが可能である。2013年度までに,ほめ・叱り行為の実体を把握するための調査およびそれをもとにした大学生とその保護者,また京田辺市の個別指導学習塾に協力を依頼しての講師に対する質問紙調査を予定していた。しかし2013年度は在外研究のためヨーロッパに滞在しており,これらの調査の実施が困難であったことから,2014年度に調査の実施を延期することにした。2014年度の前半に全ての調査を行う予定であり,計画の遅れを取り戻すことが可能であると判断したことから,評価を「やや遅れている」とした。
分子性導体における特異な低次元電子状態の研究

圧力下で誘起される擬一次元有機導体(TMTTF)_2Brのスピン密度波(SDW)相において、圧力を詳細に変化させた非線形電気伝導の測定により、SDWのスライディングのダイナミクスを電子バンドの1次元性との関わりから調べた。いずれの圧力でもSDW転移温度T_<SDW>以下の温度での電流電圧特性において、電場の増加とともにしきい電場E_Tを伴った鋭い伝導度の増大が観測され、ピン止めをはずしたSDWのスライディングが確認された。静止摩擦に相当するしきい電場E_Tの絶対値は低圧領域において、電子バンドの1次元性が小さい(TMTSF)_2PF_6に比べて相当大きいが、圧力を増加させると急速に減少した。E_Tの温度依存は試料によって多少異なるが、典型的な試料では0.3T_<SDW>近傍の温度で鋭いピークを示し、低温では急激に減少した。これに対してスライディングの動摩擦によって与えられる余剰伝導度は、0.3T_<SDW>で緩やかなディップを持ち低温で急激に増大した。一方別の試料では、しきい電場の温度変化に明確なピークは見られなかったが、0.3T_<SDW>付近から急激に減少する振る舞いは共通に観測された。これに対して、余剰伝導度は試料によらずほぼ共通の振る舞いを示した。これらの結果より、SDWのスライディングに対して、静止摩擦と動摩擦は異なるメカニズムにより与えられていることが分かった。さらにこれらの温度依存の振る舞いから、NMR緩和率より示唆される0.3T_<SDW>でのサブフェーズ移転に関連して、0.3T_<SDW>以下の温度でSDWは並進運動をし易くなることが明らかになった。このことは(TMTTF)_2X塩のSDW相において示唆されている高温域での電荷密度波(CDW)の共存が、SDWのスライディングのダイナミクスに重要な役割を果たしている可能性が示すものであり、これが1次元性の強い効果であると理解された。電子相関の強さとバンド幅の比という観点から有機超伝導体の電子状態を明らかにすることを目的に、反強磁性絶縁相との境界に近い超伝導相に位置するκ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]BrにおいてSTM分光測定を行った。この物質においては、部分重水素置換により電子相関の強さを細かく制御できることが知られているが、水素体κ-(BEDT-TTF-d[0,0])_2Cu[N(CN)_2]Brおよび部分重水素化したκ-(BEDT-TTF-d[2,2])_2Cu[N(CN)_2]Brに加え、さらに電子相関が強く反強磁性絶縁相との境界に近いκ-(BEDT-TTF-d[3,3])_2Cu[N(CN)_2]Brについて調べた。d[3,3]塩においても超伝導転移温度以下では明確な超伝導ギャップが観測され、トンネルスペクトルの形状からd[0,0]塩やd[2,2]塩と同様に超伝導ペアの対称性はd-波であることが明らかになった。得られたギャップパラメターと転移温度の比はd[0,0]塩、d[2,2]塩において得られたものよりも小さく、Mott転移境界近傍では電子相関の増加とともに必ずしも単調に増加するものではないことが示唆された。さらに、ゼロバイアスにおいてトンネルコンダクタンスが発散的に増加するゼロバイアス異常が観測された。この現象が2次元有機超伝導体において見出されたのは今回が初めてであるが、様々な実験からd-波ペアが示されてきたκ-(BEDT-TTF)_2Xにおいて超伝導ギャップにノードがあることのより直接的な証拠を与えるものである。電子相関及び2量体化の強さとギャップのノード方向との関係を明らかにすることが今後の課題である。

このことは(TMTTF)_2X塩のSDW相において示唆されている高温域での電荷密度波(CDW)の共存が、SDWのスライディングのダイナミクスに重要な役割を果たしている可能性が示すものであり、これが1次元性の強い効果であると理解された。
機械学習による集積回路設計データ中のハードウェアトロイ検知

現在,集積回路設計・製造は低コスト化のため積極的に外注が利用され,外部の悪意ある設計・製造者により悪意ある回路を故意に侵入する「ハードウェアトロイ」が現実的な脅威として指摘されている.特に集積回路設計データに挿入されたハードウェアトロイは,軽微な設計データ改変で重大な事象を引き起こす可能性がある.本研究では,こ集積回路設計データ中のハードウェアトロイの各種特徴量を積極的に学習することにより,既知・未知のハードウェアトロイを検知する技術を確立する.ハードウェアトロイの危険性がないセキュア集積回路チップの実現に寄与する.現在,集積回路設計・製造は低コスト化のため積極的に外注が利用され,外部の悪意ある設計・製造者により悪意ある回路を故意に侵入する「ハードウェアトロイ」が現実的な脅威として指摘されている.特に集積回路設計データに挿入されたハードウェアトロイは,軽微な設計データ改変で重大な事象を引き起こす可能性がある.本研究では,こ集積回路設計データ中のハードウェアトロイの各種特徴量を積極的に学習することにより,既知・未知のハードウェアトロイを検知する技術を確立する.ハードウェアトロイの危険性がないセキュア集積回路チップの実現に寄与する.
核医学治療応用に向けた新規加速器製造放射性核種の開発

本研究では核医学治療のための放射性核種として、加速器による国内製造が可能な核種を新たに開発する。現在、腫瘍治療に用いられる放射性核種はすべて海外からの輸入に頼っている状況であり、安定供給のためには加速器による国内製造を行うことが必須である。本研究では近年大きく注目されている診断と治療を融合的に進めるtheranosticsも念頭に置き、ベータ線による治療およびガンマ線による単一光子放射断層撮影(SPECT)が可能と期待される、銀-111およびセリウム-141の加速器を用いた製造手法の開発、並びにこれらの核種の分離精製手法の開発を行う。
脳卒中患者の認知機能個人差評価に基づく上肢麻痺リハビリテーション効果の促進

これまで運動学習の促進には「注意の向け方」が重要とされ,自身の身体運動よりも外部環境に注意を向けるべきであることを示す報告が多い.本研究では,健常者・脳卒中患者を対象として,運動パフォーマンス向上を促進させる最適な注意の向け方の個人差を検証し,必ずしも外部環境への注意がより良い運動パフォーマンスが実現するのではないことを見出した.さらに,近赤外光脳計測により,このような最適な注意の向け方に関する個人差を反映する領野として前頭前野活動が重要であることを明らかにした.最適な注意の向け方に関する個人差と運動学習の枠組みを運動機能障害者のリハビリテーションへ応用することを目指す.特に,運動中の注意の向け方として,身体内部情報あるいは身体外部情報のどちらに注意を向けるべきかを適切に判断することを目指す.具体的には,脳卒中患者を対象とし,質問紙や近赤外光計測によって認知機能個人差を抽出する.さらに,注意の向け方に依存した運動パフォーマンスにより,認知機能の個人差がリハビリテーション効果へ与える影響を解明する.本年度は,運動パフォーマンスおよび運動実施時の脳活動を計測するためのシステム構築,健常者・脳卒中患者を対象とした心理物理実験課題における運動パフォーマンス評価を中心に実施した.さらに,最適な注意の向け方に関与する神経基盤を明らかとするため,近赤外光計測により前頭前野ならびに後部頭頂葉の活動を評価する予備実験を開始している.本年度は運動パフォーマンスおよび運動実施時の脳活動を計測するためのシステム構築,健常者・脳卒中患者を対象とした心理物理実験課題における運動パフォーマンス評価を中心に実施した.脳卒中患者をリクルートする体制も整えられ,病棟において課題を実施することで運動パフォーマンスを評価した.さらに,近赤外光計測により,最適な注意の向け方の個人差に関与する脳部位を探索的に同定することを試みている.運動学習を促進する最適な注意の向け方は,個人差の影響が強いことを健常者対象でこれまで示してきた.具体的には,自身の身体運動に注意を向けるInternal focusと外部環境に注意を向けるExternal focusが比較される.従来研究においては主にExternal focusの運動学習に対する有効性が示されてきた.一方で,申請者は必ずしもExternal focusがより良い運動パフォーマンスを導くのではなく,個人によってはInternal focusが適している場合も少なくないことを示してきた.このような最適な注意の向け方に関する個人差と運動学習の枠組みを運動機能障害者のリハビリに応用することを目指した.本年度は主に片麻痺を呈する脳卒中患者を対象として,行動解析および近赤外光計測(fNIRS)を用いた脳活動計測を実施した.結果,脳卒中患者においても,より良い運動パフォーマンスを示すための最適な注意の向け方には個人差があることが明らかとなった.つまり,運動機能障害者においても,Interanal focusで運動パフォーマンスが向上するケースも多いことが示された.さらに,このような注意の向け方に依存した運動パフォーマンスの個人差は,前頭前野活動の個人差と有意な相関を示すことが明らかになりつつある.したがって,リハビリテーションやスポーツトレーニングを実施する前に,個人の脳活動を計測することで,訓練開始後におけるその人にとっての最適な注意の向け方を判別できる可能性がある.これまで運動学習の促進には「注意の向け方」が重要とされ,自身の身体運動よりも外部環境に注意を向けるべきであることを示す報告が多い.本研究では,健常者・脳卒中患者を対象として,運動パフォーマンス向上を促進させる最適な注意の向け方の個人差を検証し,必ずしも外部環境への注意がより良い運動パフォーマンスが実現するのではないことを見出した.さらに,近赤外光脳計測により,このような最適な注意の向け方に関する個人差を反映する領野として前頭前野活動が重要であることを明らかにした.健常者ならびに脳卒中患者を対象として近赤外光計測のデータを増やしていく予定である.さらに,注意の向け方の個人差がリハビリテーション効果への影響を検証するため,脳卒中患者を対象として,中長期的な運動訓練とパフォーマンスの推移を評価していく予定である.このため,プログラムの実装などの準備を現在行っている.ニューロリハビリテーション当初運動計測にモーションキャプチャを想定していたが,患者への適用の際にはタブレットでの計測のほうがよりよいことが判明し,当初の請求金額よりもシステム構築が安価で可能となったため,次年度使用額が生じた.差額についてはこれから実施する実験のための参加者謝金,英文校正費用および学会参加のための旅費に充てる予定である.
高ディペンダビリティと高エネルギー効率を両立するコンピューティング基盤の構築

平成29年度は下記の4つの課題に取り組んだ.これらの課題遂行のために東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを経由して65nm SOTBプロセステクノロジおよび設計CADツールを利用した.国内/国際会議でそれぞれ3件,1件の発表をし,論文誌で3件の発表を行った.また,平成28年度,29年度の活動に対し,5件の受賞があった.研究成果をまとめ博士論文を執筆した.1)平成28および29年度の研究成果(1高エネルギー効率,高ディペンダビリティを実現するオンチップメモリの回路構造の解明(1件),2電源電圧,バックゲート電圧の動的調節による集積回路の高エネルギー効率化(2件))に関し論文誌に3件投稿し採択された.2)課題1の1で開発したメモリを搭載した32ビットRISCプロセッサを設計し,電源電圧0.4 Vにおける安定動作を実測により確認した.極低電圧領域での安定動作が実現された結果,レモン電池のみの給電で試作プロセッサが1 MHz程度のクロック周波数で安定動作することを確認した.国内の研究会で上記の結果に関するデモンストレーション行った結果,最優秀ポスター発表賞を受賞した.3)オンチップメモリのアクセス頻度に応じて消費エネルギーを最小化する電源電圧とバックゲート電圧の組が変化することを実験的に明らかにした.具体的には,プロセッサが実行するアプリケーションに応じてオンチップメモリの稼働率が変化し,その結果電源電圧とバックゲート電圧の最適な組が変化する.アクセス頻度に応じて電圧を調節することで,一様に電圧印加する場合と比べて最大24%消費エネルギーを削減できることを明らかにした.4)課題3と同様に,プロセッサのロジック回路とオンチップメモリの稼働率が異なる点に注目し,ロジックおよびメモリに独立して電圧制御技術を適用することにより消費エネルギーを削減できることを明らかにした.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。オンチップメモリはコンピューティング基盤を支えるマイクロプロセッサのディペンダビリティおよびエネルギー効率に大きな影響を与える回路素子である。平成28年度は下記の4つの課題に取り組んだ。これらの課題遂行のために東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを経由して65nm SOTBプロセステクノロジおよび設計CADツールを利用した。1)高エネルギー効率、高ディペンダビリティを実現するオンチップメモリの回路構造の解明に取り組んだ。メモリを構成するすべての回路をディジタル回路のみで実装することで、ディペンダビリティの高いオンチップメモリ構造を実現した。メモリ稼働時に信号経路上の論理ゲートのみ稼働するようメモリ回路を設計することでオンチップメモリの動的消費エネルギーを効果的に削減した。2)メモリを構成する論理セルの高さとして、設計ルールが許容する最小の高さで設計することでメモリの面積効率改善を行った。3)上記メモリを搭載したRISCプロセッサの性能測定を行い、電源電圧0.3Vに対しプロセッサが安定動作することを確認した。次に当該プロセッサの電源電圧およびバックゲート電圧を調節し、与えられた要求動作速度に対し消費エネルギーが最小になる電圧条件でプロセッサを動作させた。その結果391kHから47.5MHzの要求動作速度に対しプロセッサが消費エネルギー最小点で動作可能であることを実証した。4)3点目の課題で述べた電源電圧およびバックゲート電圧の調節技術を、プロセッサのロジック部およびメモリ部に対し独立して適用した。ロジック部およびメモリ部に対し一様に電源電圧およびバックゲート電圧を調節する従来技術と比較し、ロジック部およびメモリ部の独立電圧制御により、最大16%の消費エネルギー削減を確認した。これらの成果に関し、国際会議4件、国内会議2件で発表し、論文誌での発表2件を準備中である。初年度の目標は、集積回路のディペンダビリティおよびエネルギー効率を表す解析モデルの構築であった。本年度は、当初の研究計画の見直しを行い、組み込みプロセッサのSRAMに焦点を当て、高ディペンダビリティおよび高エネルギー効率を実現するオンチップメモリ回路の提案、実装および性能測定を行った。プロセッサのエネルギー効率が高くなる極低電圧領域で安定して動作するメモリ構造を検討し、その極低電圧領域における安定性を定量的に評価した。メモリの実装方法としてセルベース設計を導入し、記憶容量等多様な要求に対し迅速にオンチップメモリを設計する環境を実現した。設計ルールが許容する最小の高さで論理セルを設計することでメモリの面積コストを低減する手法を提案し、論理セルの最小の高さを決定する理論モデルの構築を行った。さらに、65nm SOTBプロセステクノロジを用い、当該メモリを搭載したRISCプロセッサを開発し、オンチップメモリの最低動作電圧をプロセッサのその他の回路部分と同等まで下げられることを実測に基づき確認した。さらにプロセッサの電源電圧およびバックゲート電圧の同時調節によりプロセッサの消費エネルギー削減が可能であることを実測に基づき示した。オンチップメモリの理論的解析、プロセッサへの組み込み、実測に基づく検証、チップ製造後の電圧制御技術の提案を行った点が、当初の計画以上に進展したと判断した理由である。平成29年度は下記の4つの課題に取り組んだ.これらの課題遂行のために東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを経由して65nm SOTBプロセステクノロジおよび設計CADツールを利用した.国内/国際会議でそれぞれ3件,1件の発表をし,論文誌で3件の発表を行った.また,平成28年度,29年度の活動に対し,5件の受賞があった.研究成果をまとめ博士論文を執筆した.1)平成28および29年度の研究成果(1高エネルギー効率,高ディペンダビリティを実現するオンチップメモリの回路構造の解明(1件),2電源電圧,バックゲート電圧の動的調節による集積回路の高エネルギー効率化(2件))に関し論文誌に3件投稿し採択された.2)課題

1の1で開発したメモリを搭載した32ビットRISCプロセッサを設計し,電源電圧0.4 Vにおける安定動作を実測により確認した.極低電圧領域での安定動作が実現された結果,レモン電池のみの給電で試作プロセッサが1 MHz程度のクロック周波数で安定動作することを確認した.国内の研究会で上記の結果に関するデモンストレーション行った結果,最優秀ポスター発表賞を受賞した.3)オンチップメモリのアクセス頻度に応じて消費エネルギーを最小化する電源電圧とバックゲート電圧の組が変化することを実験的に明らかにした.具体的には,プロセッサが実行するアプリケーションに応じてオンチップメモリの稼働率が変化し,その結果電源電圧とバックゲート電圧の最適な組が変化する.アクセス頻度に応じて電圧を調節することで,一様に電圧印加する場合と比べて最大24%消費エネルギーを削減できることを明らかにした.4)課題3と同様に,プロセッサのロジック回路とオンチップメモリの稼働率が異なる点に注目し,ロジックおよびメモリに独立して電圧制御技術を適用することにより消費エネルギーを削減できることを明らかにした.初年度で設計したプロセッサに対し、4点目の課題点で述べた電源電圧およびバックゲート電圧の動的調節技術の開発に取り組む。プロセッサが実行するアプリケーション、チップの経年劣化、チップ温度に応じて、プロセッサの消費エネルギーを最小化する電源電圧およびバックゲート電圧の組が変動することをシミュレーションおよび実測で確認している。温度、消費電流、クリティカルパス遅延をモニタしながら、プロセッサの電圧を動的に制御し、プロセッサが常にエネルギー最小点で動作する制御アルゴリズムの開発を行う。具体的には、プロセッサのロジック部およびメモリ部の電源電圧およびバックゲート電圧を独立に制御し、いずれの部位もエネルギー最小点で動作する制御アルゴリズムの開発を行う。また、初年度では東芝のプロセッサコアライセンスを使用し、当該オンチップメモリを実装したRISCプロセッサの開発を行なった。平成29年度では、CPUアーキテクチャとして世界的に認知されてるRISC-Vプロセッサコアに対し当該オンチップメモリの実装を行う。65nmまたは28nmプロセスで上記プロセッサの設計を行い、上述の電圧制御技術の適用を行う。また、初年度の研究成果をまとめ、論文誌投稿を行う。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
治療抵抗性癌幹細胞の酸化ストレス応答を担うNrf2機能の解明と創薬シーズの開発

近年肺がんなどの固形癌においてNrf2の機能亢進が報告されており、癌の悪性化に貢献していることが知られている。また、癌細胞において特異的にNrf2の機能を阻害することはがんの治療にきわめて有効であると期待されているが、Nrf2が核局在タンパク質であることから創薬の標的として難易度が高いと考えられ、その阻害剤の開発は全く進んでいない。そこで本研究ではハイスループットスクリーニングを行い、Nrf2の阻害剤スクリーニングを行いヒット化合物候補として数十種類の化合物まで絞り込むことに成功した。Nrf2はペントースリン酸経路の酵素遺伝子や、NADPH産生に関与する酵素の遺伝子を直接的に活性化することが知られており、癌の悪性度に関わる因子として注目されている。しかし、Nrf2が活性化することで、様々な代謝経路のどこが癌の悪質形質に関与するのかは未知であった。そこで本研究では、Nrf2を過剰発現又はノックダウンした大腸がん細胞株を用いてメタボローム解析を行いNrf2活性化時に活発に動く代謝経路の同定を行った。結果Nrf2を過剰発現した細胞に比べてNrf2ノックダウン細胞ではグルタミン代謝系、TCAサイクル、ペントースリン酸経路などの代謝経路へ大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。また、Nrf2をノックダウンした大腸がん細胞株では増殖能の低下、浸潤能の低下、薬剤への感受性の増加、アポトーシス細胞の増加が認められ、癌の悪性形質の減弱につながることが明らかとなった。次にsiRNAを用いて本研究により明らかとなったグルタミン代謝系、TCAサイクル、ペントースリン酸経路を担う各種代謝酵素のノックダウン実験を行った。それぞれの代謝酵素をノックダウンした細胞を用いて細胞増職能、浸潤能、抗癌剤感受性などへの影響を確認した。その結果グルタミン代謝系酵素をノックダウンした細胞で顕著に増殖能の低下、浸潤能の低下、薬剤への感受性の増加が認められた。また、これらの酵素の阻害剤スクリーニングを行い、1次スクリーニングまでは終了した。腫瘍内科癌の根絶に向けた代謝酵素の効果的阻害部位の検討は順調に進んでいる。大腸がん細胞の根絶に向けメタボローム解析を行った結果TCAサイクル、ペントースリン酸経路を担う各種代謝酵素に比べてグルタミン代謝系の酵素を阻害することが重要であることを突き止めた。グルタミン代謝系の酵素を阻害することにより大腸がん細胞の増殖能の低下、浸潤能の低下、薬剤への感受性の増加が認められた。

次年度に計画しているNrf2のシグナルを阻害する阻害剤のスクリーニング、同定した新規阻害剤の効果確認(in vitro)、阻害剤の効果確認(in vivo)は今年度の研究成果を受け計画通り実施可能な状況となっている。【阻害剤のハイスループットスクリーニング】低分子化合物ライブラリー(約6万種)を用いてTmシフトアッセイ(Differential Scanning Fluorimeter)を行う。しかし、Tmシフトアッセイのみでは目的以外の化合物がヒットしてくる可能性があるため、2ndスクリーニングとして蛍光法(FEBS Journal 2012)また、APADH定量法を用いてIC50が一桁μMオーダーになる化合物のスクリーニングを行う。【同定した新規阻害剤の効果確認(in vitro)】ハイスループットスクリーニングにより同定した阻害剤を大腸癌細胞株培養培地へ添加し、Proliferationアッセイ、MTTアッセイ、Invasionアッセイを行い、阻害剤の癌細胞への効果を確認する。また、メタボローム解析を行うことで同定した阻害剤の代謝への影響を確認する。【阻害剤の効果確認(in vivo)】患者由来転移性大腸癌細胞をマウス生体内へ移植し、その後阻害剤をマウスへ投与することで、腫瘍への影響をみる(造腫瘍能の確認)。副作用の確認として、各種マウス正常組織を組織切片、メタボローム解析等で確認する。スクリーニングがうまくいかない場合の対応として「理研社会知創世事業創薬医療技術基盤プログラム、」医療技術基盤プログラムおよび文科省「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」化学療法基盤支援活動班の「標準阻害キット」「寄託化合物ライブラリー」「化学療法パイロットライブラリー」等の化合物ライブラリーも用いてスクリーニングする化合物の種類を増やす。
大学の外国語教育における批判的ニーズ分析

平成15年度に実施した、九州大学各学部の教務関係の教員に対するインタビュー調査の結果を引き続き分析した。その分析結果に基づき、アンケート調査項目と質問形式を吟味修正した上でアンケート用紙を完成し、アンケート調査を実施した。アンケート調査では、英語およびその他の外国語の使用状況、能力、必要性、授業内容、授業方法、などをさまざまな状況や分野に分けて尋ねた。アンケート調査の対象は、九州大学の全学教育の言語文化科目(外国語科目)を履修している1年生、2年生のほぼ全員、3年生以上の学部生・院生の一部、専任の全教員(講師以上)、外国語を担当している非常勤講師全員、それに文系理系双方を含めた卒業生の一部である。インタビュー調査とアンケート調査の結果、社会的にも学問的にも英語の役割が増大しているものの英語以外の外国語の習得も必要であるという認識が広く得られた。また外国語(特に英語)教育は学部1,2年次だけでなく学部卒業まで、もしくは大学院教育までも視野に入れた継続的かつ体系的な教育が重要であるという考えも多く聞かれた。この調査結果は、九州大学はもとより、日本の大学における外国語教育の改善と発展に寄与することが期待される。蒸気の調査と並行して、ニーズ分析に関連する以下の活動を行った。(1)平成18年から実施予定の全学教育言語文化科目の新カリキュラムの策定に委員として加わり、調査結果を反映させるべく積極的に立案に関与した。(2)平成16年度第2回全学FD(ファカルティー・ディベロップメント)「GPA制度の導入に向けて」および第3回FD「18年度問題とその対応」に調査結果を踏まえて積極的に参加し、分科会の進行や全体会での発表を行った。ほぼ毎月の定期的な会合を開き(10月、11月は2回ずつ)、他大学での事例や今まで九州大学で実施された外国語教育に関する授業評価やニーズ分析をもとに、本研究で実施するアンケート項目およびインタビュー項目の吟味とアンケート用紙の作成を行った。そのインタビュー項目をもとに英語と英語以外の外国語の使用や教育について九州大学各学部の教務関係の教官および外国語教育に関心のある教官計13名に個別にインタビュー調査を実施した。その結果、研究活動における英語の役割が増しているが英語以外の外国語の教育も必要であるという認識を広く得られた。さらに、外国語教育、特に英語教育は学部低年次(1,2年生)だけでなく、むしろ研究者としての道を歩み始めた大学院生にも必要であるという考えを多く得た。また、外国語教育の内容や方法についてはさまざまな意見が出た。このようなインタビュー調査の結果に基づきアンケートの項目と形式のさらなる吟味と修正を行った。上記のインタビューの実施およびアンケートの作成と並行して、ニーズ分析に関連する以下の活動を行った。(1)「外国語学習における社会の示唆的規範」のアンケート(カナダマニトバ大学との共同研究)を1年生全員に実施した。(2)九州大学全学教育「学生による授業評価(平成15年前期)」の実施に携わり、言語文化科目と外国語コミュニケーション科目のデータを分析した。(3)平成15年度第3回全学FD(ファカルティー・ディベロップメント)「九州大学における言語文化科目の教育内容の改善に向けて」に積極的に関与した。具体的には、事前アンケートの作成や集計と全体会での講演や分科会での司会および分科会の内容報告を行い、このFDで中心的役割を担った。
類似度を考慮した等価論理を用いたハードウェアの高位設計検証手法の研究

ハードウェアの高位レベルの等価検証手法の確立を目的とし、類似度を考慮した等価論理に基づく等価検証システムの研究を行った。等価論理は、変数の等価性のみに着目した論理体系で、他の論理との組合せで高い検証機能を持つことが知られている。まず、Verilog記述から等価論理の式を生成するシステムと、C言語記述から等価論理の式を生成するシステム、およびこれらの変換された等価論理式を時間展開するシステムのプロトタイプの構築を行った。生成された時間展開後の等価論理式に対し、公開されている等価論理判定システムであるCVCLやYICESを適用し、本手法の正当性と有効性の確認を行った。また現状の等価論理判定手法が時間展開に対して指数的な計算量を必要とすることが実験的に確認できたため、等価論理式をSATの問題に帰着して解く手法について研究を行い、変数間の等価性の推移的閉方を効率化する手法の検討を行った。類似度については、等価論理式の枠内での導入を行い、絶対値の差に基づく手法、現在の変数値との差に基づく手法の検討を行った。またハードウェア設計における浮動小数点数の固定小数点数への変換時の誤差と類似度の関係についても研究を行い、固定小数点数のビット数の最適化手法を提案した。さらに具体的なハードウェアへの適用として、マルチスレッディングプロセッサの等価性検証、加算のプレフィックスグラフの最適化と等価性検証、プロトタイピングを用いた等価検証の高速化とプロトタイピング検証におけるアサーション検証手法の高速化について研究を行った。類似度を考慮した等価論理を用いたハードウェアの高位設計検証手法について、平成17年度は以下の研究を行った。(1)現状手法に関しては、特にStanford大学で開発されたSVC(Stanford Validity Checker)およびCVC(Cooperating Validity Checker)についてアルゴリズムの調査を行った。(2)ハードウェア記述言語Verilogおよびプログラミング言語Cによるハードウェア機能の記述を等価論理の式に変換するシステムの研究開発を行った。本システムは、Control Data Flow Graph (CDFG)を内部データフォーマットとして用い、Verilog記述の構文解析および意味解析を行ってCDFGを生成するモジュールと、C言語の構文解析および意味解析を行いCDFGを生成するモジュール、CDFGからCVCの式を生成するシステムからなる。現状では、入力として受け付けられる構文に制限があるものの、Verilog/CをCVC式に変換するシステムのプロトタイプを作成した。(3)変数の類似度については、現状のCVC等のツールでは直接扱うことができないが、整数データについては不等式を記述することができ、変数を決めれば、差が1以下、2以下などと類似度を表すことができる。この類似度を用い、ループ構造を残したまま等価性比較をする手法を提案している。具体的には、ループの構造が異なるときに、中間結果の類似度をアンローリング回数で比較して、類似度が近くなるように交互にアンロールを行う手法である。(4)等価検証に関連し、検証のカバレージ、浮動小数点演算の誤差解析手法、マルチスレッドプロセッサの検証、再構成可能ハードウェアの検証に関する研究を行った。類似度を考慮した等価論理を用いたハードウェアの高位設計検証手法について、本年度は、以下のテーマについて研究を行った。まず、Verilogのハードウェア記述を等価論理の論理式に変換するツールのプロトタイプを完成させた。同時に、複数クロック後の動作を解析するために等価論理の式を時間展開するツールを作成した。このツールは、1クロック分の動作を表す等価論理式を入力とし、それを指定した時間分コピーするとともに、参照される変数と代入される変数に異なる時間を割り当てる。同じ機能を異なるアルゴリズムで実現するVerilog記述を作成し、これらの等価性を判定した。等価論理の判定アルゴリズムが時間展開の数に対して指数的な計算時間を必要とすることと、中間的な等価性の導入により計算時間を削減できることがわかった。

また、C言語を等価論理式に変換するツールについても実現と改良を行った。第二に、等価論理式の等価性判定アルゴリズムに関する文献調査と、CNF式のSATアルゴリズムを適用する手法について検討を行った。とくに、ShostakおよびNelson-Oppenの手法について調査した。第三に、類似度の双対概念である誤差の解析について、非線形プログラミングの問題に帰着して解く手法の研究を行った。類似度を用いて、ループの展開において、異なる展開を行った結果の中間変数が近いかどうかなどの情報を用いて、中間の等価点を探す手法の検討を行った。第四に、プロパティ検証のカバレージ手法の、等価検証への応用に関する検討を行った。プロパティ検証のカバレージでは、記述されたプロパティが回路機能のどの部分をカバーしているかを定量的に評価する。等価性の判定において、等価性に関与している部分をのみを抽出する上で応用可能であることがわかった。類似度に基づく等価検証を行うシステムの実現に向けて、C言語から等価論理の式を生成するシステムおよびその等価論理式を時間展開するシステムの構築を行った。また、先に作成したVerilogを等価論理の式に変換して時間展開するシステムと合わせて、ハードウェア機能のC言語記述とVerilog記述し、それらが等価であるかどうかの検証を行うシステムのプロトタイプを構築した。類似度については、等価論理式の枠内での導入を行い、絶対値の差に基づく手法、現在の変数値との差に基づく手法の検討を行った。生成された等価論理式に対し、公開されている等価論理判定システムであるCVCLやYICESを適用し、本手法の有効性の確認を行った。また大規模な問題への適用のため、等価論理式をSATの問題に帰着して解く手法について研究を行い、変数間の等価性の推移的閉方を効率化する手法の検討を行った。さらに具体的なハードウェアヘの適用として、マルチスレッディングプロセッサの等価性判定手法の検討を行い、6スレッドが同時に実行されるマルチスレッディングプロセッサの命令発効を行う論理の設計と検証、および実設計で要求の高い演算器の最適化と等価性判定についても研究を行った。マルチスレッディングプロセッサの検証では、等価論理と同時にプロトタイピング字のアサーション検証手法も適用した。また演算器の検証では、加算器のプレフィックスグラフの最適化と等価性検証という問題に取り組み、最長経路を無効化する回路の追加により、素子数とのトレードオフを考えながら最適化を行う手法を提案した。
極大地震を想定した免震ダンパーに関する研究

本研究では,曲げ加工された鋼板を用いた免震構造用履歴型ダンパー(以下,曲げ鋼板ダンパー)を提案した.曲げ鋼板ダンパーは4枚の曲げ加工された同一形状の鋼板を十字形に重ねて構成する.また,ダンパー上下端は円形のプレートを介して免震層に接続する.曲げ鋼板ダンパーは加工性・繰返し変形性能にすぐれるという特徴を有する.平成30年度の研究成果を以下に述べる.1.曲げ鋼板ダンパーの繰返し変形性能を把握するため,鋼板形状を主変数とする繰返し水平加力実験を実施した.実験結果から,初期剛性・降伏耐力・繰返し変形性能などダンパーの力学性状に及ぼす鋼板形状の影響を把握した.また,鋼板の伸びやすさを表す指標と,繰返し変形性能には相関が見られた.このことから,ダンパーの繰返し変形性能を向上する知見を得た.2.曲げ鋼板ダンパーの力学性状に及ぼす水平2方向載荷の影響を検討するために,水平2方向載荷を想定した有限要素解析を実施した.曲げ鋼板ダンパーは面方向の剛性が高い鋼板から構成されるため,捩れ変形が生じにくく,塑性歪が鋼板全体に分布することが確認された.このことから,曲げ鋼板ダンパーは捩れ変形の悪影響をうけにくいと予想される.3.上記1.で得られたダンパーの復元力特性・繰返し変形性能を用いて,曲げ鋼板ダンパーを適用した5層骨組規模の免震建物に対して地震応答解析を実施した.ダンパーを適量配置することで,免震層の応答変位・応答加速度が低減され,ダンパーの累積損傷度も十分小さいことを確認した.現在まで繰返し水平加力実験・有限要素解析を実施して,曲げ鋼板ダンパーの繰返し変形性能に及ぼす鋼板形状の影響を把握した.また,水平2方向の変形を想定して,捩れ変形が塑性歪に及ぼす影響が少ないことを明らかにした.さらに,地震応答解析を実施して,ダンパーを適量配置することで,免震層の応答変位・応答加速度が低減され,ダンパーの累積損傷度も十分小さいことを確認した.以上の成果には令和元年度に実施を計画していた内容が含まれる.よって,達成度は当初の計画以上に進展していると判断する.昨年度の研究成果から,以下のような新しい研究課題が明らかとなった.1.昨年度実施した実験より,ダンパーの繰返し変形性能を向上する知見を得た.このことから,新しいダンパー形状に対して水平加力実験を実施し,その繰返し変形性能を検証する.具体的には,鋼種,ダンパー形状,載荷振幅,載荷方向を実験変数とする予定である.また,実験で検討できなったダンパー形状に対しても,有限要素解析を用いてその力学性状を検討する.2.上記1.などで検討したダンパー形状の復元力特性をモデル化して地震応答解析を実施する.昨年度の解析結果と比較検討することで,ダンパー形状が地震応答性状に及ぼす影響を検討する.3.曲げ鋼板ダンパーは大変形時に耐力が上昇する.このことから,免震層の過剰な変形を抑制することが期待される.この効果を検証するため,大変形時の復元力特性を明らかにする.4.免震層は水平2方向に変形することから,免震部材には捩れ変形が加わることになる.しかし,曲げ鋼板ダンパーは捩れ変形が生じにくいという特徴を有するため,捩れ変形が繰返し変形性能に及ぼす影響は少ないと予想される.今後の研究では,昨年度検討した変数に加え,より幅広い変数(ダンパー形状や載荷履歴など)を検討する.本研究では,曲げ加工された鋼板を用いた免震構造用履歴型ダンパー(以下,曲げ鋼板ダンパー)を提案した.曲げ鋼板ダンパーは4枚の曲げ加工された同一形状の鋼板を十字形に重ねて構成する.また,ダンパー上下端は円形のプレートを介して免震層に接続する.曲げ鋼板ダンパーは加工性・繰返し変形性能にすぐれるという特徴を有する.平成30年度の研究成果を以下に述べる.1.曲げ鋼板ダンパーの繰返し変形性能を把握するため,鋼板形状を主変数とする繰返し水平加力実験を実施した.実験結果から,初期剛性・降伏耐力・繰返し変形性能などダンパーの力学性状に及ぼす鋼板形状の影響を把握した.また,鋼板の伸びやすさを表す指標と,繰返し変形性能には相関が見られた.このことから,ダンパーの繰返し変形性能を向上する知見を得た.2.曲げ鋼板ダンパーの力学性状に及ぼす水平2方向載荷の影響を検討するために,水平2方向載荷を想定した有限要素解析を実施した.曲げ鋼板ダンパーは面方向の剛性が高い鋼板から構成されるため,捩れ変形が生じにくく,塑性歪が鋼板全体に分布することが確認された.このことから,曲げ鋼板ダンパーは捩れ変形の悪影響をうけにくいと予想される.3.上記1.で得られたダンパーの復元力特性・繰返し変形性能を用いて,曲げ鋼板ダンパーを適用した5層骨組規模の免震建物に対して地震応答解析を実施した.ダンパーを適量配置することで,免震層の応答変位・応答加速度が低減され,ダンパーの累積損傷度も十分小さいことを確認した.現在まで繰返し水平加力実験・有限要素解析を実施して,曲げ鋼板ダンパーの繰返し変形性能に及ぼす鋼板形状の影響を把握した.また,水平2方向の変形を想定して,捩れ変形が塑性歪に及ぼす影響が少ないことを明らかにした.

さらに,地震応答解析を実施して,ダンパーを適量配置することで,免震層の応答変位・応答加速度が低減され,ダンパーの累積損傷度も十分小さいことを確認した.以上の成果には令和元年度に実施を計画していた内容が含まれる.よって,達成度は当初の計画以上に進展していると判断する.昨年度の研究成果から,以下のような新しい研究課題が明らかとなった.1.昨年度実施した実験より,ダンパーの繰返し変形性能を向上する知見を得た.このことから,新しいダンパー形状に対して水平加力実験を実施し,その繰返し変形性能を検証する.具体的には,鋼種,ダンパー形状,載荷振幅,載荷方向を実験変数とする予定である.また,実験で検討できなったダンパー形状に対しても,有限要素解析を用いてその力学性状を検討する.2.上記1.などで検討したダンパー形状の復元力特性をモデル化して地震応答解析を実施する.昨年度の解析結果と比較検討することで,ダンパー形状が地震応答性状に及ぼす影響を検討する.3.曲げ鋼板ダンパーは大変形時に耐力が上昇する.このことから,免震層の過剰な変形を抑制することが期待される.この効果を検証するため,大変形時の復元力特性を明らかにする.4.免震層は水平2方向に変形することから,免震部材には捩れ変形が加わることになる.しかし,曲げ鋼板ダンパーは捩れ変形が生じにくいという特徴を有するため,捩れ変形が繰返し変形性能に及ぼす影響は少ないと予想される.今後の研究では,昨年度検討した変数に加え,より幅広い変数(ダンパー形状や載荷履歴など)を検討する.