hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経歴・オフセット法による多次元データの実装方式とその応用

申請者等が提案している経歴・オフセット法による多次元データの実装方式について,つぎの成果を得た。(1)経歴・オフセット空間のオーバフローへの対処法を考究し、それを実装した多次元データ処理基盤を構築し,その有効性を検証した。また,応用として(2)データウェアハウスにおけるカーネルデータ構造としての方式設計とデータキューブの差分構築の方式を提案し、その有効性を検証した。(3)XML文書木の効率よい,新たなラベル付けの方式を提案し,評価した。本方式において最も重要な問題点である(1)経歴・オフセット空間のオーバフローへの対処法を考究し、解析評価により、その有効性を検証した。また,(2)本方式の重要な応用として,データウェアハウスにおけるカーネルデータ構造としての方式設計とデータキューブの差分構築の問題を扱い、その有効性を解析的に検証した。ほぼ当初の計画通りの成果が得られた。(1)については、次の2つの対策を提案して,それらの組み合わせにより、使用する。(a)多次元データの属性集合を2つに分割し,それにしたがって多次元データセットを垂直に2つに分割する.これにより,個々の分割が使用している論理空間をそれぞれ独立に確保できる.(b)拡張可能配列全体をチャンクと呼ぶ同じ次元数の超立方体に分割し、拡張はこのチャンク単位で行う。これにより、アドレス空間を有効に利用できることになる。(2)については、拡張可能配列が動的に追加されるデータ集合を既存の蓄積データを再配置することなく多次元配列に挿入可能であるという、優れた性質を活用して、効率よくデータキューブを差分構築するためのデータ構造とアルゴリズムを、"次元共有"と"部分配列法"の概念の元に設計し評価した。本年度は経歴・オフセット法に関する前年度における成果に基づいて,データキューブのインクリメタルメンテナンスの方式設計とプロトタイプシステムの実装を行い,評価した。最近の期間内にフロントエンドDBに新たに追加されたレコードのみを対象として,既存データキューブとの集約演算を行う.このとき,新たなカラム値を持つレコードに対しては論理拡張可能配列を対応次元方向に拡張する.これにより,事前計算のコストを大幅に削減した。プロトタイプシステムを使用した評価の結果,本提案手法は従来手法に比べて,記憶効率と処理効率の性能が十分高いことを実証した.また,前年度において,経歴・オフセット法に基づくMOLAPデータの差分クラスタリングの方式を提案したが,この方式では,差分構築前の元の多次元配列データを大量に移動する必要性が高く,差分構築のコストを悪化させていた.ここでは,この悪化を軽減し,差分構築のコストをさらに抑制するための方式を提案して,プロトタイプシステムの構築により評価した.その結果,従来方式よりも低コストで差分クラスタリングが可能であることを示した。さらにこの方式で得られた多次元配列からクラスタリングされた固定サイズの多次元配列を効率よく構築する方式を提案して評価した。近年,半構造データを効率よく扱える言語として,XML(Extensible Markup Language)が注目されており,それに伴い,大規模のXML文書データを効率よく記憶・管理することの重要性が高まってきている.XML文書の論理構造は木構造を用いて表現することが可能であるが,XML文書データの管理において,文書構造を効率よく管理するために,文書から得られるXML木ノードへの効率のよいラベル付けの方法を提供することが重要である.本年度は,経歴オフセット法を応用したシステムの方式として,XML木の構造更新に対応した新たなラベル付けの方式を提案して,実装・評価した.この手法は,経歴オフセット法による多次元データセットのエンコード方式に基づいており,XML木を多次元拡張可能配列へと埋め込むことによりエンコードを行うが,XML木の構造更新に対し,再ラベル付けを行う必要はない.本方式の最も優れた点として,同種の他方式と比べ,ノードの追加場所と順序に関わらず,ラベルの記憶コストが格段に小さくて済むことが挙げられる.一方,他方式では,同じ場所に複数ノードの追加が起こると,生成されるラベルのサイズは膨大になってしまう.提案したラベル付けの方式に対して,XML木のノードの追加や削除に対して,その文書順を保存するための方式を考案するとともに,ラベルサイズ・ラベル記憶コスト・ノード検索コストについて,よく知られている他方式として,DLN, ORDPATH, QED,および素数によるラベル付け方式との比較実験を行い,我々の手法が有効であることを示した.
ウォーターポテンシャルのバランスを利用した木材中の透過径分布の評価

ほん研究期間で得られた内容の一部は次の通り。1.遠心処理後の試験材中の飽水率(SR)とそこに作用したと思われるウォーターポテンシャル(Y)の関係がLog_<10>SR=aY+2で表せることを見いだした。aが大きいほどSRに対するYの髪響が大きいことになり、aは非定常状態の透過性を表す新しい係数であることを提示た。2.遠心力の大きさと辺材の脱水量の関係において、遠心力が増加しても脱水量が一時的に飽和する時期があり、その後また急激に脱水量が増加する現象を見いだした。前者は高含水率時には壁孔室の中央に位置していたトールスが壁孔縁に付着すると考え、与えた遠心条件から計算し、トールスを移動させる圧力差はスギ材の場合で0.119から0.178MPaと推定した。後者については、一旦大きな遠心力で処理した試験材を飽水化後、再度小さな遠心力で脱水したところ、処理しなかった材に比べ大きな脱水量を示すことから、壁孔壁の破壊を確認した。材内中の飽水率分布から、壁孔壁の破壊に要する圧力差はスギ材の場合0.248から0.68MPaの応力が必要であった。3.壁孔の形状をスギ材とベイマツ材について詳しく調べ、スギ材の有縁壁孔対はトールスと壁孔縁の重なりが少なく、しかもトールスの厚さが薄いため、破壊し易い形状であることを明らかにした。そして乾燥に伴って辺材部の壁孔が破壊することを定量化した。壁孔の破壊に影響する因子としては、試験材の長さが左きく影響することを見いだした。また壁孔の破壊率は乾燥条件によっても異なり、乾燥温度が高いほど少なく、内部加熱方式では少なくなること明らかにした。なお心材での破壊はほとんど観察されなかった。透過性と壁孔破壊の関係を、染料の浸透性で調べた結果、破壊率の高いものほど浸透性がよいことを明らかにした。1.遠心処理後の試験材中の飽水率(SR)とそこに作用したと思われるウォーターポテンシャル(Ψ)の関係がLog_<10>SR=αΨ+2で表わせることを見いだした。αが大きいほどSRに対するΨの影響が大きいことになり、αは非定常状態の透過性を表す新しい係数であることを提示した。2.遠心力場で木材中の水分移動が停止すれば、水に作用する力のバランスがとれたことになる。遠心力場で木材中の水に作用する力は遠心力と毛管張力であるので、両者の関係から木材中に生じているメニスカスの半径が計算できる。一方、木材中の飽水率分布は、各種の大きさの毛管によって支配されている水分量を示し、木材中の物質移動に貢献する透過径の重要度分布(透過系)と考えられる。この考え方をもとに飽水率分布から透過系を求めた。3.遠心力の大きさと辺材の脱水量の関係において、遠心力が増加しても脱水量が一時的に飽和する時期があり、その後また急激に脱水量が増加する現象を見いだした。

材内中の飽水率分布から、壁孔壁の破壊に要する圧力差はスギ材の場合0.248MPaであると推定した。木材中の自由水の移動は各位置でのウォーターポテンシャルを考えれば理解できる。木材中に発生するウォーターポテンシャルは、毛管に生じるメニスカスによって決まる。従って、外部からウォーターポテンシャルを低下させる処理を木材に加えて、脱水させ、その脱水挙動を求めれば、木材中に発生しているウォーターポテンシャルが理解できる。乾燥によらず脱水させるには大きな遠心力が必要であることから、遠心力による木材組織構造の変化が予測されたので、今年度は壁孔の破壊について検討した。得られた結果は次の通りである。1.壁孔の形状をスギ材とベイマツ材について詳しく調べ、スギ材の有縁壁孔対はトールス壁孔縁の重なりが少なく、しかもトールスの厚さが薄いため、破壊し易い形状であることを明らかにした。そして乾燥に伴って辺材部の壁孔が破壊することをSEMで確認した。破壊を定量化するため、同一条件で最低1000個の壁孔を観察しているので精度は十分である。2.壁孔の破壊に影響する因子としては、試験材の長さが大きく影響することを見いだした。また壁孔の破壊率は乾燥条件によっても異なり、乾燥温度が高いほど少なく、内部加熱方式では少なくなることを明らかにした。なお心材での破壊はほとんど観測されなかった。3.透過性と壁孔破壊の関係を、染料の浸透性で調べた結果、破壊率の高いものほど浸透性がよいことを明らかにし、壁孔の状態が透過性に影響を及ぼすことを証明した。4.壁孔を破壊させる圧力を遠心力を使って調べた結果、遠心力を作用させ壁孔を破壊させる方式では、乾燥での壁孔破壊とは異なり温度が高いほどよく壁孔が破壊すること、スギ材では0.68MPaで50%程度の破壊が生ずることを明らかにした。また遠心力法では、スギ材の辺材にそれ以上の圧力を加えることが困難であった。
高温・高圧下での触媒反応のためのマイクロリアクターの開発

本研究は、現在ほとんど開発例がない高温・高圧下での触媒反応のためのマイクロリアクターの開発を目的とした。具体的には、現在盛んに開発が行なわれている300°C、常圧の反応条件で用いるマイクロリアクターに代えて、代表的な伝熱律速かつ物質移動律速反応である水素製造のための天然ガスの水蒸気改質のために、600°C、30atmの反応条件で用いる高温・高圧マイクロリアクターを製作することを目的とした。結果は、以下のように要約できる。(1)困難が予想された圧力シール法と反応器下流の高圧水トラップ法について注意を払っていくつかの高圧マイクロリアクターを試作した結果、メタンの水蒸気改質のために500°C、20atmの反応条件で、また粒状の10mgオーダーの触媒量での性能評価が可能な高圧マイクロリアクターを開発した。(2)Ru/ZrO_2触媒を用いて性能試験を行なったところ、C, H, O基準の物質収支が100±5%で生成ガス組成と計算で求めた平衡ガス組成がほぼ一致したことから、高圧マイクロリアクターの健全性を確認した。(3)反応時間因子(W/F)が一定の条件で触媒粒径を250500μmから125250μmにして性能試験を行ったところ、およそ30mg以上でほぼ同様のメタン転化率が得られたが、20mg以下では転化率が低いことから、30mg以上で境膜拡散の影響が回避できることがわかった。今後は、マイクロリアクターの長所を最大限に発揮するために、境膜拡散の影響について理論解析を行なうとともに、構造体触媒としてのプレート触媒反応器の開発を続行する予定である。
神経軸索再生を制御する神経－血管ワイヤリング機構

私はこれまでに、マウス坐骨神経障害モデルにおいて、障害部位に血管内皮細胞が集積すること、また血管内皮細胞の機能を制御することが報告されているTissue inhibitor of metalloproteinase-3 (Timp-3)が障害部位で発現上昇することを見出した。これらのことから、血管内皮細胞が神経軸索障害児の軸索再生や炎症誘発に何らかの役割を果たしていることが考えられる。そこで本研究では、(1)軸索障害部位における血管内皮細胞の役割の解析、(2)軸索障害部位で発現するTimp-3の機能の解析、を行うことにより、神経軸索再生を制御する新しい分子メカニズムの解明を試みた。本年度は、課題「末梢神経軸索再生における血管内皮細胞の重要性の解明」のために作製してきたトランスジェニックマウスのスクリーニングを行った。ゲノムPCRと免疫染色解析の結果、血管内皮細胞を誘導的に除去するトランスジェニックマウスのラインを構築できた。本マウスラインは、本研究で目的とした神経軸索再生における血管内皮細胞の役割の解析の他、様々な研究において利用価値が高いマウスツールである。また、課題「末梢神経軸索障害部位におけるTimp-3の機能の解明」のためにマウス坐骨神経障害モデルを用いた解析を行った。その結果、Timp-3はマクロファージや血管内皮細胞の遊走を制御するとともに、再生中の神経軸索の成長円錐を制御することを見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。これらのことから、血管内皮細胞が神経軸索障害時の軸再再生や炎症誘発に何らかの役割を果たしていることが考えられる。本年度は、研究計画に沿って、課題1「血管内皮細胞を特異的に欠損する遺伝子操作マウスの作製」を行った。当初計画ではPDGF-betaプロモーターを用いることを予定していたが、PDGF-betaプロモーターを用いたトランスジェニックマウスの場合、神経細胞での発現が見られる可能性があることが分かったため、endoglinおよびICAM-2プロモーターを用いた方法に変更した。これらのプロモーターの下流にジフテリア毒素受容体(EGF活性が無い変異型)およびIRES-YFPをコードする遺伝子断片を持つトランスジェニックマウスを作製中である。また、課題4「培養血管内皮細胞に対するTimp-3の効果の検討」と関連して、培養血管内皮細胞に対するTimp-3の効果を検討するため、HEK293T細胞を用いたリコンビナントTimp-3の調整を試みた。培養上清中にTimp-3が分泌されるかを検討したが、western blotの結果、上清中への分泌はほとんど観察されなかった。また初代培養神経細胞での発現も試みたが、十分な量の発現を得ることができなかった。現在、大腸菌でのリコンビナントTimp-3の発現と精製を試みている。血管内皮細胞特異的にジフテリア毒素受容体を発現するトランスジェニックマウスのコンストラクトに時間がかかってしまった。また、DRG神経細胞の培養がうまくいかず、条件検討に時間がかかっている。作製中のトランスジェニックマウスの解析、Timp-3の個体レベルでの機能解析、Timp-3の結合蛋白質解析などを優先して行う予定である。
軽元素の六方晶鉄のレオロジーへの影響：内核の構造とダイナミクスへの応用

内核物質である六方晶鉄合金の粒成長速度と拡散速度を実験的に決定し、内核の変形機構および粘性率を推定した。その結果、地震波速度減衰の東西方向の不均質性を説明する為には、化学組成の不均質性が必要なことが判明した。さらに、珪素の粘性率に対する依存性が小さいことを明らかにすることによって、他の軽元素が核中に大きく不均質に固溶し、レオロジー特性の不均質性を生み出している可能性を示した。本研究は、地球の内核物質であるε鉄の粘性率や粒成長速度といったレオロジー的性質を明らかにし、内核のダイナミクスに制約を与えることを目的としている。そこで、今年度は主要に粒成長について研究を行った。ε鉄は高圧下のみで安定である相であり、その熱活性化過程を理解するためには、少なくとも1000 K以上の高温が必要となる。そこで、川井型高圧装置に焼結ダイヤモンドアンビルを組み込み、放射光施設において、高温高圧その場X線回折実験を行い、粒成長の様子を観察した。実験の圧力は約55 GPa、温度は12001500 Kの範囲である。粒成長はX線による回折点数の変化により観察を行った。これは、回折点数は、光学系が同一条件の場合に、回折体積内に存在する粒子数に比例するという関係を利用するものである。実験において、高温では粒子数の減少が顕著にみられ、低温ではその減少がゆっくり起きていることが観察された。即ち、粒成長の温度依存性を観察することに成功した。一方、内核の粘性率を推定するために、ε鉄の元素拡散を調べる実験を行った。拡散種に同位体に富んだ鉄を用いて、通常の同位体鉄と高圧高温下で反応させ、その拡散距離から、拡散係数を調べる手法である。実験は、岡山大学地球物質科学研究センター設置の6軸型川井型マルチアンビル装置で行った。また、試料の分析には、北海道大学理学部設置の二次イオン質量分析計を用いた。分析結果は、約60 GPa、1300Kでは、鉄の自己拡散係数は約10-18 m2/sとなることを示している。本研究の目的は、内核を構成しているε鉄の粒成長速度を決定し、地震学的に推定されている粒径分布と照らし合わせることにより、内核の発展に新たな観点からの制約を与えることである。また、同じくε鉄の自己拡散係数およびそれの軽元素依存性を決定し、軽元素を含有するε鉄の粘性率の推定を行う。その結果を、観測されている地震波速度の減衰の不均質性と比較することによって、内核の軽元素の種類や量に関する知見を得ることである。27年度は、ε鉄の粒成長速度の決定を行った。前年度に得られたデータに新たなデータを加え、総合的な解析を行った。その結果、55 GPaにおける鉄の粒成長速度が明らかになり、し、融点規格化による圧力外挿を行うことにより、内核条件での粒成長速度の推定が可能となった。得られた粒成長速度を用いると、内核の粒径分布を説明するには、約30億年という期間が必要となり、内核の年齢は30億年以上であると言える。この結果は、地球磁場の獲得年齢と調和的であるが、熱史的な推定とは一致しない。また、拡散速度決定のために実験を行ってきている。前年度行ってきた純鉄での拡散に加えて、Siを添加した鉄での実験を行った。今後は、2次イオン質量分析計を用いて、実験試料の解析を行う。粒成長実験はほぼ完了し、解析も完了した。今後は論文としてまとめるのみである。従って、これについては順調に進展していると考える。一方、拡散実験の方はやや遅れがちであり、純鉄について多少のデータを得たことと、軽元素を添加した試料での実験を開始したというのが現状である。添加する軽元素にはSi, C, Sを予定しており、現在はSiのみであることからやや遅れていると考える。従って、総合的には、おおむね順調に進展していると判断した。本研究の目的は、内核を構成しているε鉄の粒成長速度と拡散速度を高圧実験を手法として決定し、内核の進化や粘性構造について新たな知見を得ることである。特に、軽元素の影響を調査し、地球物理学的観測により推定されている粘性率や粒径と比較することにより、内核の化学組成に関しても制約を与えることを目的としている。粒成長実験は、55 GPaの圧力で行った。この結果を融点規格化を用いて内核まで外挿することにより、内核条件での粒成長速度定数を決定した。その結果、成長の初期ではその成長速度が大きくなり、内核の粒径はどんなに小さく見積もっても、数百メートル以上となることが判明した。このような粒径では、変形は歪み速度に依存しないハーパードーン機構となると考えられ、内核の粘性は一様であることが導かれる。また、その時の粘性に制約を与えるために、鉄の自己拡散速度を考慮した。本研究では、45 GPa、1300 Kの条件で約10-18 m2/sの係数を得ることができた。この値から、内核の粘性率を見積もると約1010 Pasとなり、地球物理学的推定の条件を満たしている。また、内核に存在している軽元素の種類に制約を与えるために、軽元素のレオロジー的性質への影響を調べた。鉄に珪素を固溶させた系での変形実験を行った。

その結果、5wt %の珪素の含有量では、粘性率に有意な違いを生じさせなかった。このことは、内核の最上部に見られる地震波散逸は、少なくとも珪素の含有では説明できないことを示しており、内核の軽元素問題に新たな制約を与えることができた。内核物質である六方晶鉄合金の粒成長速度と拡散速度を実験的に決定し、内核の変形機構および粘性率を推定した。その結果、地震波速度減衰の東西方向の不均質性を説明する為には、化学組成の不均質性が必要なことが判明した。さらに、珪素の粘性率に対する依存性が小さいことを明らかにすることによって、他の軽元素が核中に大きく不均質に固溶し、レオロジー特性の不均質性を生み出している可能性を示した。予定していた純鉄での粒成長実験に関してはデータはそろいつつある。今後は解析を行いまとめていく。また、拡散実験に関しても広い温度圧力領域をカバーするには至っていないが、データが出始めてきている。従って、「おおむね順調に進展している」と判断した。実験手法も確立してきており、あとは実験・分析を増やしていくことが肝要である。そのような意味では特に問題はないと思われる。ただし、60 GPa越えるようなより高圧での実験を遂行する場合に、アンビルの消耗があまりにも激しくなるようであったら、予算の都合上、実験回数を制限せざるを得ない。この場合は、低圧での実験の回数を増やすとともに精度を上げ、総合的には十分な質・量をもつデータを得ることを狙う。28年度が最終年度であるため、記入しない。高圧地球科学均質に軽元素を鉄中にドープすることが今後のキーポイントとなると思われる。現在、企業の方と打ち合わせをしており、少なくとも数種類の軽元素については明るい展望をもっており、これらの軽元素ドープ試料から実験を遂行していく。
歩行移動インタフェースを用いた避難行動研究基盤の構築

位置を変えずに歩行運動を可能にする装置のことを歩行移動インタフェースと称す。歩行は人間にとって最も基本的な移動手段で、災害時における避難も徒歩が原則である。人間が自分の周囲の空間を認識する場合に、歩行運動に伴う外界の見えの変化は極めて重要な手掛かりであり、人間の空間認知に関する重要な研究テーマである。しかし、従来の避難シミュレーション研究では、この手掛かりがほとんど実現されていないのが実状である。本研究はこの課題に対して、歩行感覚と視覚を融合した避難シミュレータを開発し、避難行動における人間の特性を研究するための基盤技術を構築した。本研究はこの課題に対して、歩行感覚と視覚を融合した避難シミュレータを開発し、避難行動における人間の特性を研究するための基盤技術を構築することを目的とする。トレッドミルは歩行による前進移動を打ち消す方式としては、最もよく知られており、アスレチックジム等でランニングマシンとして使われている。しかし、通常のトレッドミルは歩く方向を変えると、ベルトから落ちてしまう。本研究では、前後だけでなく左右方向にも任意に歩けるようにしたTorus Treadmillを導入している。これは多数のベルトコンベアを直交方向に数珠つなぎにすることによって、無限に続く2次元平面を提供する。しかし、従来の試作機においては、ベルト群が高速で公転するときに、振動を発生することが発見された。Torus Treadmillを避難シミュレータに用いるためには、この問題を解決する必要がある。振動発生の原因としては、各ベルトが歩行面に上がってくる時に、支持レールに自重が載り、結果として衝撃力が発生していることが特定された。この、衝撃力が発生しないように軟着陸させる公転機構を新たに開発した。その結果従来では振動のために0.6m/s以下の歩行に限定していたが、1.4m/s程度の小走りにも対応できるようになった。歩行運動に伴う外界の見えの変化は、人間が自分の周囲の空間を認識する場合に極めて重要な手掛かりになる。そのため、本研究では大型のスクリーンで観察者を覆う没入ディスプレイの技術を用いる。スクリーン面は観察者の目から等距離にあるのが望ましいので、その形状は球になるべきである。本研究ではTorus Treadmill上の歩行者に適用可能な、全周球面スクリーンと背面投射装置を開発した。背面から投影する場合は、多数のプロジェクタを用いて、球面を分割した領域に投影する必要があるため、その分割方法の最適化を行った。都市空間の映像を生成する手法としては、CGを用いるものと、実写映像を用いるものがある。前者は任意の視点から見た風景が自由に生成できるが、リアルな風景を作成するのには、多大な労力と計算時間を要する。一方、後者は写真品質の映像が得られるが、視点の位置が固定されるという制約がある。本研究では、両者の長所を取り入れて、実写映像に処理を加え、全方向の歩行移動に対して都市空間の映像を生成した。本研究では、前後だけでなく左右方向にも任意に歩けるようにしたTorus Treadmillを開発している。この装置と全周球面ディスプレイを統合し、歩行による移動と合致したバーチャル空間の映像を提示するプログラムを開発した。そして、このシステムを筑波大学エンパワースタジオに常設し、一般公開を通じて動作確認をした。本研究は以下の4つの研究項目によって構成される。[研究項目1]歩行移動インタフェース基盤技術の高度化1Torus Treadmillの発展型公転機構の開発[研究項目2]

全周球面映像表示装置の開発2全周球面スクリーンと背面投射装置の開発3バーチャル都市空間の生成[研究項目3]歩行移動インタフェースと全周球面映像表示装置の統合4展示を通じた有効性と安全性の検証5公開実験用統合プラットフォーム開発[研究項目4]避難シミュレータの構築と、避難経路選択実験6バーチャルな災害状況の表示7避難経路選択に関する被験者実験平成27年度は上記の[研究項目3]の実施を計画し、歩行移動インタフェースと全周球面映像表示装置統合システムを開発し、筑波大学エンパワースタジオに常設し、一般公開を通じて動作確認をした。位置を変えずに歩行運動を可能にする装置のことを歩行移動インタフェースと称す。歩行は人間にとって最も基本的な移動手段で、災害時における避難も徒歩が原則である。人間が自分の周囲の空間を認識する場合に、歩行運動に伴う外界の見えの変化は極めて重要な手掛かりであり、人間の空間認知に関する重要な研究テーマである。しかし、従来の避難シミュレーション研究では、この手掛かりがほとんど実現されていないのが実状である。本研究はこの課題に対して、歩行感覚と視覚を融合した避難シミュレータを開発し、避難行動における人間の特性を研究するための基盤技術を構築することを目的とする。トレッドミルは歩行による前進移動を打ち消す方式としては、最もよく知られており、アスレチックジム等でランニングマシンとして使われている。しかし、通常のトレッドミルは歩く方向を変えると、ベルトから落ちてしまう。本研究では、前後だけでなく左右方向にも任意に歩けるようにしたTorus Treadmillを開発している。これは多数のベルトコンベアを直交方向に数珠つなぎにすることによって、無限に続く2次元平面を提供している。本研究では、これに全周球面ディスプレイを組み合わせ、歩行動作に合わせて都市空間の映像を提示するシステムを開発した。本システムを非難シミュレータとして活用するために、横浜中華街の3Dモデルを構築し、火災などの災害状況をバーチャル空間で表示するプログラムを開発した。これを用い、一般の体験者の行動を記録・分析した。本研究はこの課題に対して、歩行感覚と視覚を融合した避難シミュレータを開発し、避難行動における人間の特性を研究するための基盤技術を構築した。本研究は以下の4つの研究項目によって構成される。
地球内部の水及び二酸化炭素の存在状態の解明

本年度は当初の予定通り次の研究を行った。まず第1にマントル遷移層から下部マントルにかけて、水がどのように分配されているのかを明らかにするため、olivineとその高圧相のwadsleyite, ringwooditeさらにはその分解生成物のperovskite及びferropericlase間の水の分配を決定した。その結果、olivine, wadsleyite, ringwoodite, perovskite中の水の分配比は4:20:10:1程度であると決定された。このことはマントル遷移層は上部マントル及び下部マントルよりも水を保持しやすく、地球内部の大量の水の貯蔵庫であることを示唆する結果となった。本研究の1部はChen et al.(2002)として既に出版され、更なる結果も投稿予定である。第2にマントル遷移層から下部マントルにかけてCO_2がどの状態で存在し、またolivineの高圧分解相転移、すなわち660km地震学的不連続面にどのような影響を及ぼしているかを明らかにした。この結果、相転移境界はCO_2の影響により僅かながら高圧側に移動する結果となり、以前の結果と合わせると、上部マントルから下部マントルにかけてのCO_2の影響が明らかにされた。この結果に関しても投稿予定である。更に第3に珪酸塩マグマへの水の影響、特に含水ソリダスは明確に存在するのかという疑問を解決するための実験をdiopside-H_2O系、さらにはforsterite-diopside-H_2O系で行った。高圧下になればなるほど含水ソリダスの決定が怪しくなる様子が観察され、このことは高圧下で含水珪酸塩メルトといわゆる珪酸塩成分を溶かし込んだ水に富んだ流体相との組成が近づき、区別が困難になる結果となった。この結果に関しても執筆予定である。上記の研究以外にも共同研究としていくつかの研究に携わり、その投稿論文は研究発表欄に示してある。本年度は地球内部における水の影響に関する研究として、以下の5編を投稿した。1つは660km地震波速度不連続面の原因と考えられているオリビンのポストスピネル高圧相転移における水の効果に関する研究で、水の効果によりこの相転移境界は高圧側に移動することが明らかとなった。この現象はそれぞれの鉱物の含水量を測定することにより、この相転移の低圧相ringwooditeには2.8wt%もの水を含むが、高圧相のperovskiteには0.05wt%程度しか水を含まないことから説明できることが明瞭に示された(Higo et al.,2001)。更に、マントル中、特にマントル遷移膚の1200°C以下の比較的低温部で存在可能な含水相、superhydrous phase Bを合成し、このラマンスペクトルを高温高圧条件下で測定した(Liu et al,2002)。またマントル遷移層の高温部でも広く存在すると考えられている含水相hydrousγを合成し、このラマンスペクトルを高温高圧条件下で測定した(Liu et al, in press)。上記の研究以外に、比較的単純なMgSiO_3-H_2O系、及びMgCaSi_2O_6-H_2O系で高圧溶融実験を行い、含水系での鉱物の融解現象を解明した。また、CO_2の影響の研究として、オリビンの高圧相転移におけるCO_2の影響についても研究した。この結果、410km、及び520km地震波速度不連続面の原因と考えられているオリビンのα-β転移、β-γ転移とも高圧側に移動することが明らかとなった。この現象は各鉱物間のCO_2の分配に関係していると考えられる。さらに放射光その場観察実験に携わり、前述のマントル遷移層の低温条件下で安定であるsuperhdrous phase Bの高温安定限界を精密に決定するとともに、この相の熱弾性的性質も明らかにした。以上の研究については、現在論文執筆中であり、近々投稿予定である。高圧下になればなるほど含水ソリダスの決定が怪しくなる様子が観察され、このことは高圧下で含水

珪酸塩メルトといわゆる珪酸塩成分を溶かし込んだ水に富んだ流体相との組成が近づき、区別が困難になる結果となった。この結果に関しても執筆予定である。上記の研究以外にも共同研究としていくつかの研究に携わり、その投稿論文は研究発表欄に示してある。
電動機の磁界・応力連成解析のための並列計算機システムの開発

PCクラスタによる電動機の特性解析のための三次元並列有限要素法による電磁界解析システムを構築した。三角柱による要素分割を用いることにより,四面体による要素分割を用いるよりも高速・高精度なシステムとなった。また,応力解析との連成のための電磁界解析での電磁力の取り扱いについて検討した。さらに,種々の電気機器の解析を通して,本システムの有用性を明らかにした。高効率かつ堅牢な電動機を開発するために,電動機の磁界と応力解析を総括的に扱うことできる分散メモリ型並列計算機システムの構築を目的としている。四面体辺要素を用いた三次元有限要素法による磁界解析をベースとした並列計算機システムでは要素分割を細かくしたにもかかわらず解析精度が十分に確保できない事例が見られたため,三角柱辺要素を用いた磁界解析の並列計算機システムの構築の方向に研究の進め方を変更した。三角柱辺要素を用いた磁界解析では,四面体要素帆用いた磁界解析と比べて,解析精度を損なうことなく,計算時間を大幅に短縮することができた。また,解析結果より求められる磁界分布を用いた電磁力の計算とメッシュの再構築を行わない分割図の修正による物体の運動の数値解析を実現した。高効率かつ堅牢な電動機を開発するために,電動機の磁界解析に対して分散メモリ型並列計算機システムを用いて計算時間の短縮と使用メモリによる解析モデルのサイズの制限をなくすとともに,磁界解析と応力解析を総括的に扱うことのできる連成解析システムをの構築を目的としている。本研究において,1年目に相当する本年は,周辺部材を含む電動機の磁界解析を実現するために,従来シングルCPUを搭載したPC上に構築してきた電動機の磁界解析システムで実現してきた回転子の回転処理を並列計算機システム上に移植することを計画し研究を進めてきた。まずは,これまで構築してきた,四面体辺要素を用いた三次元有限要素法よる磁界解析をベースとした並列計算機システムを用いて周辺部材が電動機本体に及ぼす影響を回転処理を施さない状態で解析した。すると,要素分割を細かくしたにもかかわらず,解析精度が十分に確保できない事例が見受けられた。一方,三角柱辺要素を用いた三次元有限要素で同モデルを計算すると,要素数が少なくても精度の高いが解析結果が得られることがわかった。また,三角柱辺要素を用いた回転機の磁界解析におけるメッシュの再構築処理は四面体のそれより容易に行うことができる。そのため,現在は,三角柱辺要素を用いた三次元有限要素法による磁界解析システムを並列化し,その後,周辺部材を含む電動機の磁界解析の並列解析システムを構築するように進めている。高効率かつ堅牢な電動機を開発するために電動機の磁界と応力解析を総括的に扱うことができる分散メモリ型並列計算機システムの構築を目的として,本研究を進めていくうちに,四面体辺要素を用いた三次元並列有限要素法による磁界解析では,要素分割を十分細かくしたにもかかわらず,解析精度が十分に確保できない事例があることがわかった。そのため,より高精度な解析が可能と思われる三角柱辺要素を用いた三次元有限要素法による並列計算機システムの構築の研究を追加し,四面体に比べて解析精度を損なうことなく,計算時間を大幅に短縮することができることを明らかにしている。本年度は,より実質的な計算モデルを解析対象に対して解析を行い,本研究を通して開発した並列解析システムの有用性を明らかにした。すなわち,誘導電動機のトルク解析や横流解析等を通して,四面体辺要素を用いた三次元並列有限要素法による電磁界解析の有用性を明らかにするとともに,ワイヤレス給電コイルの損失解析等を通して三角柱辺要素を用いた三次元並列有限要素法による電磁界解析の妥当性を実験値と比較して明らかにした。工学三角柱辺要素用いた磁界解析のための並列計算機システムの構築ならびに電磁力の計算は実現できており,また,並列化されていない三角柱辺要素を用いた磁界解析システムは回転機の解析が実現できている。しかしながら,回転機特有の動的なメッシュの修正や電磁力の計算の並列化は容易でなく,基礎的な検討のみで終了している。これまでに構築してきた四面体辺要素を用いた有限要素法による電動機の磁界解析のための並列計算機システムによって周辺部材を含む電動機の磁界解析をしたところ,要素分割を細かくしても十分な精度を得ることができなかった。このままでは,たとえ,これまで開発してきた電動機の磁界解析のための並列計算機システムに周辺部材のための処理を追加しても十分な精度で解析結果を得ることができない場合があると判断した。ただし,三角柱辺要素を用いた有限要素法による電動機の磁界解析では,要素数が少なくても十分な精度で計算することができることも見出している。三角柱辺要素用いた磁界解析のための並列計算機システムに回転機解析のための固有の処理を追加するとともに,応力解析との連成のためのインターフェイス部分を構築していく。その後,本研究の目的である周辺部材を含む電動機の磁界解析ならびに応力解析との連成を実現していく予定である。

今年度の研究結果から,従来開発を進めてきた四面体有限要素法による電動機の磁界解析のための並列計算機システムよりも,三角柱有限要素法による,より高速・高精度な並列計算機システムの開発の構想が浮かび上がってきた。そこで,まず,この新しいシステムの開発を進めていく予定である。このシステムを構築する際に基礎となるアイデア,計算処理ならびにデータ構造等は,従来開発を進めてきた並列計算機システムの開発と同様に行うことができるため,開発に要する時間も多くはかからないものと考える。その後,本研究の目的である周辺部材を含む電動機の磁界解析ならびに応力解析との連成を実現していく。研究データを保存するためのDVDーRやブルーレイディスクの購入と,調査ならびに研究成果の発表のための旅費に使用する。
9Be核の三体共鳴状態

原子炉中の中性子反射材としても用いられる9Be核の特異な性質を、α+α+n 3体クラスター模型と複素座標スケーリング法を用いて分析した。結果、基底状態以外はすべて共鳴状態であり、α+α+nボローミン系(どの2体部分系も結合状態を持たない)として、観測されたエネルギー準位すべて再現することを確かめた。最近観測された光分解反応断面積についても、複素座標スケーリング法を用いて計算され、実験結果をよく説明することを示した。光分解反応で8Be+n閾値の上に大きな断面積を持つのは共鳴状態によるものではなく、仮想状態によることを示した。それらの成果を多くの国際会議等で発表し、13編の論文として公表した。8Beの励起1/2+状態がα+α+n 3体共鳴状態か、8Be+n 2体仮想状態かを明らかにするため、次の2つの課題を実行した。(1)複素座標スケーリング法で求められた共鳴状態が散乱断面積にどのように影響を与えるか2体系で分析した。散乱位相の量を共鳴状態とバックグラウンドからの寄与に分解して散乱断面積を計算する新たな方法を開発し、その結果を論文発表した。(2)複素座標スケーリング法をα+α+n直交条件模型で記述する3体系に適用して、基底状態と励起1/2+状態を求め、E1遷移強度の計算を行った。3体クラスター間ポテンシャルを導入し、低エネルギー準位がよく再現されることを確かめた。α+α+n閾値近傍に共鳴状態は出現しないことが分かり、E1遷移強度が励起1/2+状態の3体クラスター間ポテンシャルの強さに依存することを確かめた。この結果は国際会議で発表・報告される予定である。また、原子炉内のBe反射材の劣化機構を解明するため、原子炉内の中性子照射によるBe分解反応シミュレーションを、カザフスタンのAl-Farabi大の大学院生と協力して、行った。結果を評価するため、観測データの収集などを行った。元素の合成プロセスで重要なα+α+n→9Be+γ反応の断面積を逆反応から評価するため、光分解反応断面積を理論的に調べてきた。9Beの光分解反応断面積の幾つかの実験で、8Be+n閾値の直ぐ上に大きな値を持った鋭いピークが観測されているが、その値について実験の間で不一致が指摘されている。我々はα+α+n模型を用いて9Beの光分解反応断面積を再現し、8Be+n閾値の直ぐ上にピークを持つ理由を明らかにした。これまでの研究では、このピークが9Beの第1共鳴状態1/2+によるものか、8Be+nのs-wave仮想状態によるものか理解が分かれていた。今回の我々の研究において、複素座標スケーリング法を用いた3体共鳴状態の探索を行い、用いたスケーリング・パラメータの範囲では共鳴状態が得られず、幅の狭い共鳴状態が存在しないことを明らかにした。さらに、計算された9Beの光分解反応断面積が示す8Be+n閾値の直ぐ上のピークは8Be+nのs-wave仮想状態による可能性が高いことが分かった。その研究結果は、複素座標スケーリング法を用いて3体連続状態に分解する遷移強度関数を計算する新たな方法によるものであり、国内での学会発表を始め、国際会議で報告を行い、最近、国際的学術雑誌Phys. Rev. Cに投稿された。今年度行う予定であったカザフスタンとの国際協力による8Be+nの低エネルギー共鳴現象の研究は、カザフスタン側の事情により1年遅れることとなった。今年度(2015年度)、カザフスタンで計画されたカザフスタン・米国・ウクライナ・ハンガリー・日本の国際共同研究が認められ、8Be+nの課題もその中で行われることとなった。原子核9Beの光分解反応断面積において8Be+n閾値エネルギーの上に観測されるピークはこれまで、1/2+共鳴状態であるという理解であったが、α+α+n3体模型を用いた複素座標スケーリング法による本研究で、観測されるような幅が狭い共鳴状態は存在しないことが確かめられた。観測される光分解反応断面積のピークは8Be+n2体チャンネルのs-波(l=0)仮想状態(virtual state)によるものであると言う結論を得た。その研究結果はPhys. Rev. C 92, 014322 (2015)に論文として発表した。さらに、9Beの光分解反応の6MeV以下のエネルギー領域において観測されるピーク構造は主に8Be+n構造を持った共鳴状態として理解できることが示された。共鳴状態のスピンやエネルギーはこれまでの理解と一致ものであった。また、6-16MeVのエネルギー領域に観測される幅の広い光分解反応断面積の構造について分析を行い、その断面積は8Be(2+)+nのクラスター励起によるものであることが分かった。最近の実験観測でもクラスター・ダイポール共鳴として注目されているものであり、原子核全体の集団励起による巨大ダイポール共鳴に至る前の励起としてクラスター自由度によるダイポール励起の存在が理論的に確かめられた。その結果は、現在、Phys. Rev. Cに掲載されるこちが決まっている。上記の研究と関連して、仮想状態と共鳴状態の分解反応断面積においてどのような違いが有るか、2体クラスター模型を用いて明らかにする研究をモンゴル、カザフスタン、ウクライナとの研究者と議論を行った。これまでの所、当初の計画に沿った形で、研究が進んでいる。

当初の計画にはなかった実験研究者との交流および国際的な議論が形成されてきてきたことは、本研究の成果でもある。残りの1年で、研究の成果を取りまとめ、今後の研究の課題を整理する予定である。9Be核の特異な性質を、α+α+n 3体クラスター模型と複素座標スケーリング法を用いて、9Be核の特異な性質を解明した。基底状態以外はすべて共鳴状態でありα+α+nボローミン系(どの2体部分系も結合状態を持たない)として、観測されたエネルギー準位すべて再現することを確かめた。最近観測された光分解反応断面積についても、複素座標スケーリング法を用いて計算され、実験結果をよく説明することを示した。光分解反応で8Be+n閾値の上に大きな断面積を持つのは共鳴状態によるものではなく、仮想状態によることを示した。最終年度であるこの1年間の課題は、複素座標スケーリング法を用いて仮想状態の性質を詳しく調べた。複素座標スケーリング法では、仮想状態を求めるためにスケーリング・パラメータをπ/2より大きく取らなければならず、ポテンシャルの解析性を破るので、固有状態として求めることが出来ないと考えられてきた。しかし、これまでの我々の研究で、光分解反応断面積でのピークが仮想状態によることを示した。そこで、その根拠を明確に示すため、9Be基底状態と励起1/2+状態をシミュレートする2体模型を用いて、s波仮想状態について詳細な分析を行った。その結果、複素座標スケーリング法では孤立した解として仮想状態は求められないが、位相差、散乱長などの量を通じて、連続状態の複数の解にまたがって得られていることを確かめる事が出来た。さらに、連続状態密度の相互作用依存性を利用して、仮想状態の状態密度を求め、仮想状態の極の位置を求めることが出来ることを示した。それらの結果を学会で報告すると供に、論文として公表するために投稿中である。原子炉中の中性子反射材としても用いられる9Be核の特異な性質を、α+α+n 3体クラスター模型と複素座標スケーリング法を用いて分析した。結果、基底状態以外はすべて共鳴状態であり、α+α+nボローミン系(どの2体部分系も結合状態を持たない)として、観測されたエネルギー準位すべて再現することを確かめた。それらの成果を多くの国際会議等で発表し、13編の論文として公表した。「9Be核の3体分解反応を計算し、その反応断面積を求める」という主要課題は今年度ほぼ達成できた。そのことにより、評価は90%である。残った課題は、1)超低エネルギー8Be+n散乱における3体共鳴、2)9Beの低エネルギーのエネルギー準位とその構造、研究である。今年度、主に2)の課題を行う計画である。また、1)の課題は、カザフスタンとの共同研究で、カザフスタン側の国際プロジェクトが認められたことにより、今年度から2年間の予定で実行する。今年度達成した課題についての評価であるが、得られた仮想状態による閾値近傍の断面積の増大は、低エネルギー中性子吸収による元素合成のメカニズムを理解する上で重要な役割を演ずるものと考えられ、この分野の研究の進展に大きな成果となる。
上流からのVLSIテスト容易化合成に関する基礎研究

本研究では、VLSI設計の上流から下流へ統合的にテスト生成問題を考察することで、設計工程の全体を通して回路本来の性能を損なわずにテスト生成問題を解決することに目標をおいたテスト容易化合成法の研究を行った。まず各回路レベル(動作記述レベル、レジスタ転送レベル、ゲート論理レベル)において必要とされるテスト容易性を、VLSI回路設計の工程全体を通しての最適化を考慮した上で定義し、合成段階において、回路の本来の性能とともにテスト容易性を最適化する合成手法、およびテスト合成手法を提案した。さらにその有効性を理論的に解析評価するとともに、実際のシステムを構築して実験的にも評価することを試みた。本研究で得られた研究成果を以下にまとめる。(1)弱可検査性に基づくデータパスのテスト容易化高位合成法(2)完全故障検出効率を保証するデータパスの非スキャンテスト容易化設計法(3)完全故障検出効率を保証するコントローラの非スキャンテスト容易化設計法(4)完全故障検出効率を保証するレジスタ転送レベルでの非スキャンテスト容易化設計法(5)無閉路構造に基づく部分スキャンテスト容易化設計法(6)無閉路部分スキャン設計を指向したデータパスのテスト容易化高位合成法(7)RTレベルでの組込み自己テスト方式本研究では、VLSI設計の上流から下流へ統合的にテスト生成問題を考察することで、設計工程の全体を通して回路本来の性能を損なわずにテスト生成問題を解決することに目標をおいたテスト容易化合成法の研究を行った。(1)弱可検査性に基づくデータパスのテスト容易化高位合成法(2)完全故障検出効率を保証するデータパスの非スキャンテスト容易化設計法(3)完全故障検出効率を保証するコントローラの非スキャンテスト容易化設計法(4)完全故障検出効率を保証するレジスタ転送レベルでの非スキャンテスト容易化設計法(5)無閉路構造に基づく部分スキャンテスト容易化設計法(6)無閉路部分スキャン設計を指向したデータパスのテスト容易化高位合成法(7)RTレベルでの組込み自己テスト方式今年度は、VLSIの設計プロセスの各レベル(動作記述レベル、レジスタ転送レベル、ゲート論理レベル)に対するテスト容易性、各合成段階(高位合成、論理合成)に対するテスト容易化合成手法に関する研究を行った。具体的な研究成果を以下に示す。1.テスト容易化高位合成法:レジスタ転送レベルでのテスト容易性な性質として「弱可検査法」を定義し、任意の動作設計から弱可検査なデータパスを合成する高位合成手法を考案した。データフローグラフから合成後のデータパスが弱可検査となるための十分条件である設計目標の抽出法を示し、スケジューリング、バインディングに関して、時間制約の下で面積が小さくかつ弱可検査なデータパスを合成する手法を示した。ベンチマークを用いて、従来の高位合成法で合成される回路と比較実験を行った結果、従来法では高い故障検出率が達成されないのに対して、提案手法では性能、面積を損なうことなく100%近い故障検出率を達成している。2.レジスタ転送レベルテスト容易化設計法:レジスタ転送レベルデータパスのテスト容易性として、先の弱可検査性よりさらにテスト容易な「強可検査性」なる性質を定義し、レジスタ転送レベルの任意のデータパス設計回路を強可検査にするテスト容易化設計法、および強可検査なデータパス回路に対する高速のテスト系列生成法を考案した。理論的、実験的、両面から提案手法は、従来のスキャン設計法に比較して、高速に、より少ない面積オーバーヘッドで、より短いテスト系列を求めることができることを示した。ここで提案した方法は、100%の故障検出効率を達成することができる。3.部分スキャンテスト容易化設計法:組合せテスト生成アルゴリズムでテスト生成可能な順序回路である「内部平衡構造」順序回路を定義し、内部平衡構造に基づく部分スキャン設計法を提案した。さらに、順序回路内のフリップフロップに限らず信号線をバイパスフリップフロップに置き換えるテスト容易化設計法も考案した。平成10年度は、平成9年度に引き続き、VLSIの設計プロセスの各レベル(動作記述レベル、レジスタ転送レベル、ゲート論理レベル)に対するテスト容易性、各合成段階(高位合成、論理合成)に対するテスト容易化合成手法に関する研究を行った。1.無閉路部分スキャン設計を指向したデータパスのテスト容易化高位合成法:無閉路構造に基づく部分スキャン設計のための、データバスのテスト容易化高位合成手法を提案した。スケジュールされた動作記述(データフローグラフ)に対して、面積(リソース数)の最小性を満たしながら、無閉路化のためのスキャンレジスタ数を最小にする演算器とレジスタのバインディングに関する発見的手法そ提案した。提案手法は、テストへ容易性を考慮しない従来手法と比較して、面積(演算器数、レジスタ数、マルザーブレクサ数)を増やすことなく、無閉路化のためのスキャンレジスタ数の少ないレジスタ転送レベルデータパスを合成することができる。ベンチマーク回路により実験を行いその有効性を示した。

2.完全故障検出効率を保証するコントローラの非スキャンテスト容易化設計法:有限状態機械(FSM)から論理合成されたコントローラに対して、完全故障検出効率を保証する非スキャンテスト容易化設計法を提案した。従来より、完全故障検出効率を達成するテストへ生成法として、コントローラの組合せ回路部のテストパターンを生成し、スキャンフリップフロップを利用してそのテストパターンを印加するスキャン方式が利用されている。しかし、スキャン方式の場合、テスト系列が長くなる、実動作速度でテスト実行できない、などの問題が指摘されている。本研究では、コントローラの組合せ回路部のテストパターンをスキャンフリップフロップを用いず、FSMの状態遷移を利用しでて加する手法を提案した。提案手法は、回路の実動作速度でテスト実行可能で、従来法と比べてテスト実行時間が短い、また、ベンチマークによる実験結果から、面積オーバーヘッドも小さいことを示した。平成11年度は、平成10年度に引き続き、レジスタ転送レベルでのテスト容易化設計法のさらなる改良、プロトタイプシステムでの実回路データの実験、さらにそれに基づくテスト容易化高位合成法に関する研究を行った。具体的な研究成果を以下に示す。1.完全故障検出効率を保証するレジスタ転送レベルでの非スキャンテスト容易化設計法:レジスタ転送レベルで記述されたVLSI回路に対する、完全故障検出効率を保証するテスト容易化設計法を提案した。提案手法は、コントローラとデータパス各々に対してテスト容易化設計およびテスト生成を行い、得られたテストパターンをVLSI回路に実動作速度で印加できることを保証するため、テストプラン生成回路を付加する。ベンチマーク回路を用いた実験で、完全スキャン設計法とほぼ同等のハードウエアオーバーヘッドで、テスト生成時間およびテスト実行時間を大幅に短縮できた。2.無閉路部分スキャン設計に基づくデータパスのテスト容易化高位合成におけるバインディング手法:無閉路構造に基づく部分スキャン設計のための、データパスのテスト容易化高位合成手法を提案した。スケジュールされた動作記述(データフローグラフ)に対して、面積(リソース数)の最小性を満たしながら、無閉路化のためのスキャンレジスタ数を最小にする演算器とレジスタのバインディング法を提案した。本手法は、テスト容易性を考慮しない従来手法と比較して、リソース数を増やすことなく、無閉路化のためのスキャンレジスタ数の小さいレジスタ転送レベルデータパスを合成することができる。平成12年度の研究成果を以下に示す。(1)無閉路構造に基づく部分スキャンテスト容易化設計法組合せテスト生成アルゴリズムでテスト生成可能な順序回路である「内部平衡構造」順序回路を定義し、内部平衡構造に基づく部分スキャン設計法を提案した。さらに、順序回路内のフリップフロップに限らず信号線をバイパスフリップフロップに置き換えるテスト容易化設計法も考案した。