hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光応答性有機-無機ハイブリッド中空カプセルの創成

本研究では、コロイド粒子を鋳型に用い、その表面に高分子電解質などを交互積層して作製したコアーシェル粒子を用い、鋳型の除去によって中空カプセルを作製し、さらにゾルーゲル法などで無機材料をコーティングしてハイブリッド化を行い、新規材料を開発することを目的とした。この際に、無機材料に光機能性のものを使用することで、光に応答して内包物質を放出する特性を有する材料の創成を目指すものである。本年度は以下のような成果を得た。コロイド粒子を鋳型にし、その表面を高分子電解質の多層膜を積層してコアーシェル粒子を作製し、鋳型粒子の除去により中空カプセルを作製した。このカプセルに脂質二分子膜をコートすることで、カプセル内部に機能性低分子を封入することに成功した。標識物質として色素であるフェノールレッドを封入した脂質二分子膜/高分子電解質多層膜複合中空カプセルをさらにゾルーゲル法でSiO_2-TiO_2ゲル層でコートしたハイブリッドカプセルを作製して、紫外線照射による内包物の放出特性について評価したところ、紫外線照射でカプセル殻が開裂し、色素が放出されることが明らかになった。この際に、紫外線の照射時間やその強度と放出速度が変化することが分かった。さらに、SiO_2-TiO_2ゲル層の組成比を変えても、この放出特性の応答速度が変化した。これらから、様々な照度の紫外線に対応したカプセルを作り分けることができることが明らかになった。また、カプセル内部には機能性分子の水溶液のみならず、イオン性液体も脂質膜の相転移を利用して内包できることも明らかにした。これらの結果から、医薬品、化粧品、電子デバイス等様々分野に展開可能な光応答性の有機-無機ハイブリッド中空カプセルの創成に成功した。本研究では、コロイド粒子を鋳型に用い、その表面に高分子電解質などを交互積層して作製したコア-シェル粒子を用い、鋳型の除去によって中空カプセルを作製し、さらにゾル-ゲル法などで無機材料をコーティングしてハイブリッド化を行い、新規材料を開発することを目的とした。2年計画の初年度に当たる本年度は、まずコロイド粒子をテンプレートにした交互積層法によって作製したカプセルの有機-無機複合化に重点を置き、以下のような成果を得た。(1)メラミン樹脂製コロイド粒子上にポリアニオン、ポリカチオンを交互に吸着させてコア-シェル粒子を作製し、コア粒子を塩酸で溶解させることで、高分子電解質多層膜からなる中空カプセルを得た。ゾル-ゲル法によって、この中空カプセル上に、SiO_2ならびにSiO_2-TiO_2を均一にコートして、ハイブリッドカプセルとすることに成功した。このTiO_2成分を含むカプセルではその光触媒作用によって、紫外線照射時に高分子電解質が分解され、カプセル殻を開裂させることができることが分かった。(2)高分子電解質多層膜からなる中空カプセルに紫外線を照射した場合、カプセルが収縮する場合があることを見出した。この際、芳香環などの紫外線を吸収する官能基を有した高分子を用い、その官能基に対応する波長の紫外線が照射された場合にこの収縮現象が見られることを明らかにした。(3)ポリアニオンを最表面に有する高分子電解質多層膜カプセル上に、カチオン性脂質であるジメチルジアリルアンモニウムクロリドの二分子膜をコートすることに成功した。さらにこの脂質二分子膜のゲル-液晶相転移挙動を利用して、色素などの低分子をカプセル内に封入できることが分かった。標識物質として色素であるフェノールレッドを封入した高分子電解質多層膜、脂質二分子膜、SiO_2-TiO_2ゲル層からなるハイブリッドカプセルの作製にも成功した。このカプセルは紫外線照射によってカプセル殻が開裂し、フェノールレッドを放出する特性があることが分かった。
生命進化における原始RNPネットワーク・モデルの人工再構成

本研究では、申請者が従来行ったRNA酵素の分子デザインとRNP複合体の人工創製の研究成果を展開し、未踏領域であるRNAワールドと現存の生命システムを結ぶ「RNPワールド」の再構成に挑戦する。特に「RNAとポリペプチド間のcross-catalysisとそのネットワーク化」に焦点をあて、最もシンプルなモデル系をデザインし実験的に再構成することに挑戦する。H21年度は、ポリペプチドの連結反応を促進する鋳型分子として最適なRNA構造の探索と最適化を行った。H20年度にテトラヒメナ・イントロンRNAを基盤とした鋳型RNAがポリペプチドの連結反応を効果的に促進する事を見いだしたが、RNAとペプチド間の静電相互作用によるバックグランド反応も併発する事が明らかとなった。この副反応を最小化するため、テトラヒメナ・イントロンRNAより小型の天然由来のRNA構造と人工デザインしたRNA構造を計4種用いて鋳型RNAをデザインし、その効果を比較した。その結果、いずれのRNAも非特異的バックグランド反応は顕著に減少した。3種類の1分子からなる構造RNAは小型化に伴う構造の不安定化のため、目的とする特異的反応の収率も低下した。しかし、人工設計された自己2量化能力を有するRNA(tectoRNA)を基盤とした鋳型RNAは特異的反応の収率低下を伴わず、むしろ反応効率の向上が見られ、バックグランド反応も抑制された。これはリボソームが複数のRNAサブユニットから形成される事実と照らし、機能性RNAの進化に対して興味深い結果である。本研究では、申請者が従来行ったRNA酵素の分子デザインとRNP複合体の人工創製の研究成果を生かし、未踏領域であるRNAワールドと現存の生命システムを結ぶ「RNPワールド」の再構築に挑戦する。とくに「RNAとポリペプチド間のCross-catalysisとそのネットワーク化」に焦点をあて、最もシンプルなモデル系をデザインし実験的に再構築することに挑戦する。H19年度は、1)RNAとの非特異的会合によるポリペプチド連結反応の促進2)RNP複合体の形成によるポリペプチド連結反応の促進を検討した。1)RNAとポリペプチドとの相互作用において、最もシンプルな因子はRNAのリン酸バックボーンの負電荷とポリペプチド側鎖の正電荷との静電的相互作用であろうと予想し、正電荷を持つアルギニンを多く含むペピチドのケミカルライゲーションに対するRNAの添加効果を検討した。その結果、RNAの種類により効果に多少の差はあるものの、RNA非存在下ではほとんど反応が進行しない条件下でも、RNAの添加によって有意に反応が加速されることが明らかになった。2)RNAと塩基性ペプチドとの相互作用による連結反応の促進効果はRNA上へのポリペプチドの吸着による局所的な濃度上昇によると考えられた。RNAの鋳型効果をより積極的に引き出すため、基質となる2分子のポリペプチドを反応に適した位置関係に固定できるRNA分子を分子設計を駆使してデザインした。デザインされたRNA分子は、期待したようにターゲットとなるペプチドの連結反応を効果的に促進した。H20年度は、1)RNP複合体の形成によるポリペプチド連結反応促進のより詳細な検討2)連結したポリペプチドによるRNAの酵素機能の促進の検討を行った。1)デザインされたRNAの鋳型上で、基質となる2分子のポリペプチドを反応に適した位置関係に固定でし、ペプチドの連結反応を効果的に促進する分子システムを昨年度に構築する事に成功している。H20年度はその促進効果が、意図したようにRNA上でのペプチドの固定によって進行しているかを確認するため、RNA成分、あるいはペリペプチド成分に系統的に変異を導入し、その効果を検討した。その結果、反応の促進は、意図したようにRNA上でのペプチドの固定によって進行している事を実験的に確認した。2)1)のシステムで連結されたポリペプチドは2つのRNA結合モチーフを有し、鋳型RNAに特異的に外号する。したがって、鋳型RNAの構造がやや不安定になる溶液条件下においてポリペプチドを添加すれば、RNAの構造が安定化され、RNAの酵素活性がペプチド依存的に増強されると期待される。実際に実験を行った所、RNAの酵素活性がペプチド依存的に強されることが確認された。

3種類の1分子からなる構造RNAは小型化に伴う構造の不安定化のため、目的とする特異的反応の収率も低下した。しかし、人工設計された自己2量化能力を有するRNA(tectoRNA)を基盤とした鋳型RNAは特異的反応の収率低下を伴わず、むしろ反応効率の向上が見られ、バックグランド反応も抑制された。これはリボソームが複数のRNAサブユニットから形成される事実と照らし、機能性RNAの進化に対して興味深い結果である。
スピノザ論争史から読み解くバウムガルテンと18世紀ドイツ啓蒙思想の再評価

美学の創始者として知られるバウムガルテン(Alexander Gottlieb Baumgarten, 1714-1762)は、従来、ライプニッツ・ヴォルフ学派の正統な後継者、及びカント哲学の先駆者という理解の下で研究されてきた。しかしながら、彼の哲学理論はスピノザ(主義)への批判的応答という特色をもつような、時代を色濃く反映したものである。この特色に着目した本研究は、当時の思想状況のより鮮明な再現を通じて、感性学としての美学創設という象徴的な出来事を切り口とした美学史の再編、将来的には単なる理性(知性)主義に留まらないドイツ啓蒙思想の豊かさを提示することが可能である。
協働の組織化・制度化と能力構築：パネルデータに基づく日本の監査法人業界の実証研究

研究活動の2年目となる平成29年度は、初年度に構築したデータベースに基づく実証研究の本格的実施と、それに基づく暫定的な研究成果の発信を行った。具体的には、国内外での研究成果発表と、国際査読誌への論文準備・投稿作業を行った。研究成果の海外発表については、2018年3月にはオランダ・アムステルダムビジネススクール主催の研究セミナーで成果報告を行った(招待発表)。また、国内での研究成果の発表に関しては、2017年4月の日本経営学会九州部会、2017年10月の組織学会九州支部定例会、そして2018年02月の組織学会関西支部定例会でそれぞれ研究報告を行った。加えて、現在三本の研究論文の執筆が完了し、国際査読誌へ投稿中もしくは、投稿準備の段階にある。大別すると、現時点での研究成果は、以下の通りである。1)大規模パネルデータの構築(300809ケース):1960年から2015年までの監査人・監査チーム、監査企業に関するデータセット構築作業が完了した。2)訂正報告書データの構築(19700ケース):上記データセットとの接続を意図して、新たに2002年から2015年までの訂正報告書のデータセットも新たに構築した。このデータセットは、訂正報告書を提出した企業と訂正対象となった有価証券報告書の監査人と監査法人を同定することで、誰がどのタイミングで訂正につながる過誤に関与したかを明らかにするデータセットである。3)投稿論文の準備:上記データセットに基づいて、現在1)会計士の過誤と処罰、2)監査法人の合併過程とその理由、3)監査法人の国際化、という観点から論文を準備している。いずれの論文も英文査読誌への掲載を目標にしている。(1)パネル・データ構築状況について:昨年度の研究課題の一つである1980年以前に数多く見られたデータセットの欠損値は、『有価証券報告書提出名簿』を活用することで、予定通り多くのケースについて補完することができた。ほぼ当初予定したパネルデータは完成したといえる。加えて、訂正報告書に関するデータセットも新規に構築し、その作業も完了した。両者を接合することで、監査法人の品質に関する問題に、実証的側面からアプローチする見通しが確立したといえる。この点は大きな成果であった。(2)研究テーマの展開:組織化と制度化の問題について、a)合併の原因と合併効果、b)国際化、c)品質保証プロセスという3つの観点から取り組んできた。第一の研究課題については、おおよそ80事例に及ぶ個別合併事例を定性的事例研究から検討することで、個別の合併事例の特徴を明らかにすることができた。第二の研究課題については、国内の既存監査法人の競争関係と国際ネットワークとの観点から検討することで、監査法人の国際化が、海外ネットワークへの統合とは異なるロジックで進展したことが明らかとなった。また、第三の研究課題については、訂正報告書の生起頻度を手がかりにして、監査業務の過誤を個人レベルと法人レベルでそれぞれ同定し、過誤がその後の組織内での処遇に与える影響を明らかにした。国内外での研究発表は順調に行われているものの、英文査読誌での掲載にまだ結びついていない点が課題である。そのような課題はあるものの、順調に研究作業が進捗しており、学術的にも有用な知見を見いだしつつある。最終年度に向けて、1)英文査読誌への投稿作業の完了と、2)監査業務の過誤の分類とその原因の探索に注力する必要がある。合併の原因と合併効果に関する研究については、経営史もしくは会計史への専門誌への投稿完了を目標に研究活動を推進する計画である。また、国際化に関する研究は、現在英文査読誌への投稿が完了し、その結果を待っている状況にある。加えて、品質保証プロセスに関する研究も、経営組織論への投稿を当初検討していたものの、会計領域での研究の親和性がより高いと考えられるため、会計領域での英文査読誌への再投稿作業を進めている。特に、この研究については、独立変数と従属変数の操作化についてさらなる改善が必要であることが明らかとなっており、この問題を克服することで、再投稿に向けた作業を加速することが必要であると認識している。独立変数の操作化についてさらに発展的な考察を深めるためには、過誤の頻度のみならず、過誤の程度とその種類についても、包括的な整理を行うことが不可欠であることが明らかとなっており、その問題をデータセットを改良することで、克服したいと考えている。最終年度は、ヨーロッパ会計学会(EAA)とヨーロッパ経営学会(EURAM)でそれぞれ発表することが決定しており、参加者からのフィードバックを活用することで、英文査読誌への投稿を完了することを最大の目標として、研究活動を推進する予定である。英文査読誌での公刊が2018年度中に完了しない可能性があることも留意し、適宜ワーキングペーパーという形でも、研究成果の公表を推進する計画である。計画の初年度(平成28年度)は、(I)先行研究に基づく仮説の導出、および(II)パネルデータセットの構築の二つの作業を柱に研究活動を推進した。(I)文献サーベイに基づく研究課題の抽出・検証と作業仮説の構築:(1)近年台頭しつつある専門職組織に関する組織論研究、(2)社会ネットワーク分析を援用する組織論研究および(3)新制度派組織理論における「制度ロジック(institutional logic)」に注目した組織論研究を中心に、先行研究の文献サーベイを体系的に行い、主要な研究課題の導出と作業仮説の構築・深化を行った。

(II)データの収集・入力・コード化・検証作業の推進とパネルデータセットの構築:また、パネルデータセットの構築を目的としたデータの収集・入力・コード化・検証作業を推進した。パネルデータセットは、「組織能力の解体・組織間移転メカニズム:マルチレベル分析に基づく学際的実証研究」(基盤研究B:2011年2013年)で構築された2000年代のデータを、約40年間さらに過去に遡及する形で大幅な拡張を試みるものである。データ構築作業は予定通り進捗しており、約55年間の長期に渡る個人と個人の協働とその変化、個人と所属法人の協働とその変化、会計士個人・所属監査法人と監査先企業との取引を通じた協働とその変化を同定することが可能となりつつある。初年度は、新たな試みとして、別途日本の上場企業の修正再表示データ(2002年から2015年)を別途収集し、会計士データとマッチングするという作業を行い、会計過誤を引き起こす会計士が、事後的にどのように処遇されるか、という観点から研究を行った。その暫定的実証結果は、米国の国際学会で発表(査読付き)し、現在国際査読誌へ投稿中である。また、研究代表者が上記データを活用した章を含む一冊書籍を出版した。(1)仮説導出作業について:合併効果について新規企業獲得という観点から研究を行う作業が十分に進んでいないため、それを加速させる必要がある。2017年10月初旬に英語編集書籍への投稿機会を利用して、その作業を加速することを計画している。(2)データ構築状況について:パネルデータの構築作業は順調に進んでいるが、さらに加速する余地が残されている。具体的には過去に提出された『有価証券報告書提出名簿』を活用することで、特に欠落値が多く見られる1980年以前のデータについて補完する作業を行う必要がある。それを行うためには、研究補助者を増員する必要があり、それにより2017年度8月末を目処に当初予定していたデータセットの完成を計画している。(3)修正再表示と組織の処遇について:現在研究活動の中核作業として、修正再表示に関する個人データを構築し、その頻度とタイミング、所属組織による処遇の関係を検討する作業を進めている。当初想定していたよりも、速いペースで作業が進捗しており、学術的にも大変貴重な知見を見いだしつつある。具体的には、修正再表示につながる監査業務を行った会計士の処遇が、大手と非大手で大きく異なり、また、所属法人への貢献が大きい会計士ほど修正再表示を起こした責任が問われにくい、という事実が確認されつつある。このことは、監査法人のサービスの品質を直接検討した実証的知見として価値あるものであり、実務的にも意味ある知見になる可能性がある。(4)上記の実証的知見をさらに深く、後半に蓄積していく必要があり、そのためにより監査品質の結果とともに、監査品質を規定する原因変数にも注目する必要があると思われる。研究活動の2年目となる平成29年度は、初年度に構築したデータベースに基づく実証研究の本格的実施と、それに基づく暫定的な研究成果の発信を行った。具体的には、国内外での研究成果発表と、国際査読誌への論文準備・投稿作業を行った。研究成果の海外発表については、2018年3月にはオランダ・アムステルダムビジネススクール主催の研究セミナーで成果報告を行った(招待発表)。
離散凸解析に基づく劣モジュラ最適化問題の計算限界の解明

本研究では,劣モジュラ関数を様々な制約条件の下で最小化または最大化するという離散最適化問題(劣モジュラ最適化問題)を扱った.劣モジュラ性は様々な状況で自然に現れる概念であり,数多くの応用をもつことから,近年アルゴリズム開発の研究が盛んに行われている.しかし,その問題の数学的構造や計算複雑度については十分に解明されていない.本研究の目的は,劣モジュラ最適化問題を離散凸解析の視点から調査することにより,劣モジュラ最適化問題の計算限界を明らかにすることである.研究代表者は科研費による援助を受けながら,離散凸解析の研究に10年以上携わってきた.その成果を踏まえ,この問題の構造解析および計算複雑度の解明に取り組んだ.本年度は,昨年度に引き続き,L凸関数の最小化問題に対する,最急降下アルゴリズムの解析を行った.昨年度は整数格子点集合上で定義されたL凸関数の場合を主に扱ったが,本年度は実数空間上で定義された多面体的L凸関数の場合へ一般化して解析を行った.最小費用流問題に対しHassin (1983)が提案した双対アルゴリズムでは,双対変数を最急上昇方向へ繰り返し更新する.離散凸解析においては,最小費用流問題の双対問題は,多面体的L凸関数の最小化として定式化できることが知られており,Hassinのアルゴリズムは多面体的L凸関数に対する最急降下アルゴリズムと見なすことができる.本研究では,多面体的L凸関数に対する最急降下アルゴリズムのもつ様々な単調性を明らかにした.まず,最急降下アルゴリズムがHassinのアルゴリズムと同様の単調性を持つことを示した.また,任意の初期点から出発したときに,最急降下アルゴリズムが初期点から「最も近い」最適解を求めると共に,アルゴリズムで生成された解の軌跡が初期点から最適解への「最短路」であることを証明した.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。本研究では,劣モジュラ関数を様々な制約条件の下で最小化または最大化するという離散最適化問題を扱う.本研究の目的は,劣モジュラ最適化問題を離散凸解析の視点から調査することにより,劣モジュラ最適化問題の計算限界を明らかにすることである.本年度は劣モジュラ最適化のアルゴリズムと計算複雑度に関する過去の研究結果を再調査すると共に,劣モジュラ最適化問題の構造の解析に取り組んだ.とくに,L凸関数と呼ばれる,整数格子点上の劣モジュラ関数の部分クラスに対して,その制約なし最小化問題について検討を行う.この問題は多項式時間で解けることがわかっているが,本研究ではまず,アルゴリズムの反復回数のより詳細な解析を行った.その結果,既存の貪欲アルゴリズムが反復回数の観点から最適なアルゴリズムであることを証明できた.この性質は,画像処理や組合せオークションと言った,L凸関数最小化の重要な応用において非常に有用なものである.また,貪欲アルゴリズムの各反復においては,ある種の劣モジュラ集合関数の最小化が必要である.通常,この問題を解くときには集合関数の関数値が事前にわかっているという前提があるが,組合せオークションに適用する場合には,関数値はわからず,別の情報を用いて最小化する必要がある.本研究では,このような状況においても,劣モジュラ集合関数の最小化が効率的に解けることを示した.また,研究の遂行のために,イギリスおよび香港で開催された国際会議や国内の学会・ワークショップ等に参加し,関連分野での最新の研究成果を調査すると共に,他の研究者との情報交換を行い,劣モジュラ関数に関する新たな知見を得ることができた.得られた情報については,来年度の研究に活用する予定である.本研究では,劣モジュラ関数を様々な制約条件の下で最小化または最大化するという離散最適化問題(劣モジュラ最適化問題)を扱った.劣モジュラ性は様々な状況で自然に現れる概念であり,数多くの応用をもつことから,近年アルゴリズム開発の研究が盛んに行われている.しかし,その問題の数学的構造や計算複雑度については十分に解明されていない.本研究の目的は,劣モジュラ最適化問題を離散凸解析の視点から調査することにより,劣モジュラ最適化問題の計算限界を明らかにすることである.研究代表者は科研費による援助を受けながら,離散凸解析の研究に10年以上携わってきた.その成果を踏まえ,この問題の構造解析および計算複雑度の解明に取り組んだ.本年度は,昨年度に引き続き,L凸関数の最小化問題に対する,最急降下アルゴリズムの解析を行った.昨年度は整数格子点集合上で定義されたL凸関数の場合を主に扱ったが,本年度は実数空間上で定義された多面体的L凸関数の場合へ一般化して解析を行った.最小費用流問題に対しHassin (1983)が提案した双対アルゴリズムでは,双対変数を最急上昇方向へ繰り返し更新する.離散凸解析においては,最小費用流問題の双対問題は,多面体的L凸関数の最小化として定式化できることが知られており,Hassinのアルゴリズムは多面体的L凸関数に対する最急降下アルゴリズムと見なすことができる.本研究では,多面体的L凸関数に対する最急降下アルゴリズムのもつ様々な単調性を明らかにした.

まず,最急降下アルゴリズムがHassinのアルゴリズムと同様の単調性を持つことを示した.また,任意の初期点から出発したときに,最急降下アルゴリズムが初期点から「最も近い」最適解を求めると共に,アルゴリズムで生成された解の軌跡が初期点から最適解への「最短路」であることを証明した.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。本年度の当初の目標は,劣モジュラ最適化のアルゴリズムと計算複雑度に関する過去の研究結果を再調査すると共に,劣モジュラ最適化問題の構造の解析に取り組むことであった.とくに,制約なし最小化問題に重点を置いて研究を進める予定であった.本年度の研究内容であるが,劣モジュラ最適化のアルゴリズムと計算複雑度に関する過去の研究結果を再調査すると共に,劣モジュラ最適化問題の構造の解析に取り組んだ.とくに,L凸関数と呼ばれる,整数格子点上の劣モジュラ関数の部分クラスに対して,その制約なし最小化問題について検討を行う.この問題は多項式時間で解けることがわかっているが,本研究ではまず,アルゴリズムの反復回数のより詳細な解析を行った.その結果,既存の貪欲アルゴリズムが反復回数の観点から最適なアルゴリズムであることを証明できた.この性質は,画像処理や組合せオークションと言った,L凸関数最小化の重要な応用において非常に有用なものである.また,貪欲アルゴリズムの各反復においては,ある種の劣モジュラ集合関数の最小化が必要である.通常,この問題を解くときには集合関数の関数値が事前にわかっているという前提があるが,組合せオークションに適用する場合には,関数値はわからず,別の情報を用いて最小化する必要がある.本研究では,このような状況においても,劣モジュラ集合関数の最小化が効率的に解けることを示した.以上のことから,本研究は順調に進展しているといえるだろう.本年度は,前年度の研究成果を踏まえて,様々な制約に関する劣モジュラ最適化問題のアルゴリズムを開発し,計算上界の観点から劣モジュラ最適化問題の計算限界を明らかにする.まず,劣モジュラ最小化および最大化問題に関して,多項式時間厳密解法が存在する制約のクラス,および定数近似解法が存在する制約のクラスを明らかにする.その際には各種制約つきの問題に対して厳密解法または近似解法を示す必要があるが,問題の離散構造に関する研究成果を踏まえて,類似する問題に対する解法が拡張可能であるかどうか検討すると共に,新たなアルゴリズム技法・最適化手法を適用した解法の開発を試みる.さらに,特殊な劣モジュラ関数のクラスに対して,計算複雑度の観点からより良いアルゴリズムの構築が可能かどうか検討する.たとえば,応募者がこれまで研究に携わってきたM凹関数はその典型例であるが,このような良い性質をもつ劣モジュラ関数のクラスを明らかにする.また,劣モジュラ最適化問題に対する既存のアルゴリズムの多くは非常に複雑で時間計算量が大きいが,新たなアプローチによるより単純なアルゴリズムの構築を試みる.とくに制約なし劣モジュラ最小化問題は多項式時間で解けるものの,その複雑さから非専門家には理解が非常に困難で有り,また実用的ではないので,これまでの幾何的なアプローチとは異なる手法(例えば組合せ的な手法)の開発を行う.本研究課題で得られた研究成果については,国内外の学会等で発表を行い,関連分野の研究者からの評価を仰ぐ.
単一細胞解析のための, 全ゲノム増幅技術の最適化の研究

利用可能な市販の各種WGAを使用し,遺伝的状態が既知である単一遺伝子疾患の患者由来の株化リンパ球の1細胞を用いて遺伝子抽出および全ゲノム増幅を実施し,増幅産物に対して既知の遺伝子変異と,変異に近接する遺伝子多型に対する部位特異的PCRを実施し, WGAにおける増幅失敗率およびアレルドロップアウトの発生率について算出した.概ね順調に進展しているが,さらに検討すべき課題が明らかとなっているため.さらに,各種WGA法による増幅バイアスについて,検討を重ねていく予定である.特に着床前遺伝子診断の実施を目的として,単一細胞解析のための全ゲノム増幅法の,基礎的な研究を行っている.各種WGAによるDNA増幅の遺伝子変異部位と近接する遺伝子多型におけるヘテロ接合性を解析し,特に対立アリルの一方のみが増幅される現象であるアレルドロップアウト現象の出現頻度について,遺伝子増幅のための酵素ごとに解析を行っている.現在までにmultiple displacement amplification(MDA)およびその他のPCR法を原理に持つ遺伝子増幅法との比較を行ってきた.さらに,精子および卵子ハプロイドのもつハプロタイプを解析する系を構築するために,精子I細胞の安定的な単離の技術開発を目指している.顕微操作による単離における工夫や,血球計算盤を用いた希釈単離法の最適化の検討を行った.精子を単離するし全ゲノム増幅法に供することで,変異を有する(罹患)ハプロタイプの解析が可能となる.これは,今後着床前診断の実施の上で,疾患クライエントの家系内の減数分裂の情報(例えば夫婦および罹患者であると判明しているその子どものそれぞれのもつハプロタイプ情報)を必要としない効果をもたらす可能性があり,罹患者のDNA資料が得られない事例や,夫婦のいずれかがde novoの変異をもつ優性遺伝病の事例などで,特に有効となる.また,全ゲノム増幅法のバイアスのない増幅の条件を検討するために,増幅産物における遺伝子・染色体コピー数解析を行っている.解析には各種のマイクロアレイを用いており,酵素とアレイ・プラットフォームの組み合わせに基づく相違点などを検討している.概ね順調に進展している.特に着床前遺伝子診断の実施を目的として,単一細胞解析のための全ゲノム増幅法(WGA)の,基礎的な研究を行っている.各種WGAによるDNA増幅の遺伝子変異部位と近接する遺伝子多型におけるヘテロ接合性を解析し,特に対立アリルの一方のみが増幅される現象であるアレルドロップアウト現象の出現頻度について,原理の異なる,市場で利用可能な複数の試薬を用いて解析を行っている.現在までにmultipledisplacement am plification(MDA)を原理にもつ遺伝子増幅法とPCR法をベースとするWGA(GenomePlex)およびその両者の複合型であるWGA(PicoPLEX法とMALBAC法)における比較を行っている.概ね順調に進展している.利用可能な市販の各種WGAを使用し,遺伝的状態が既知である単一遺伝子疾患の患者由来の株化リンパ球の1細胞を用いて遺伝子抽出および全ゲノム増幅を実施し,増幅産物に対して既知の遺伝子変異と,変異に近接する遺伝子多型に対する部位特異的PCRを実施し, WGAにおける増幅失敗率およびアレルドロップアウトの発生率について算出した.概ね順調に進展しているが,さらに検討すべき課題が明らかとなっているため.さらに,その他の全ゲノム増幅技術との比較も検討する.WGAのバイアスのない増幅の条件を検討するために,増幅産物における遺伝子・染色体コピー数解析を行う.解析には各種のマイクロアレイと次世代シーケンサの使用を検討している.さらに,各種WGA法による増幅バイアスについて,検討を重ねていく予定である.細胞の単離技術の確立にエフォートを割く方針に変更したため,高額な遺伝子工学技術による解析は当初の予定よりも遅れて進行している.従って故に,次年度使用額が生じている.遺伝子増幅のバイアスに関する検討よりは,アリルドロップアウト等の単一細胞の遺伝子解析上の特有の問題点の観察に重点を置くことになったため,高額な費用のかかる解析系の検討は,当初の予定よりも遅れて進行している.従って故に,次年度使用額が生じている.2018年度に,各種全ゲノム増幅技術(WGA)を用いた単一細胞由来DNA増幅を行った際の,増幅成功率・失敗率およびアリルドロップアウト率の算出を行い,関連学会で発表する予定であったが,さらに計画を変更し,さらにマイクロアレイを用いた各種WGAの増幅遺伝子座のカバー率の解析を行うこととした.この解析結果を合わせて,研究報告の発表を次年度に行うこととし,未使用額をこれに充当したい.当初の予定通り,今後は遺伝子解析に費用を充当する.
「RCおよびSRC内部柱梁接合部における弾塑性応力機構に関する研究」

本研究では、鉄骨鉄筋コンクリート(SRC)造の柱はり架構における内部柱梁接合部において、構造性能の異なる鉄筋部とRC部とのせん断応力伝達機構とその耐力評価法を明確にすることを目的として、特に水平及び立面の接合部形状を影響要因とした。先ず立面形状に関しては斜め圧縮ストラットの形成に関係する柱成に対する梁成の比率(梁柱成比)を実験変数とした。次に平面形状では、コンクリートに対する鉄骨の拘束条件が異なることによる応力伝達への影響を検討するため、加力方向鉄骨梁フランジ幅をA、梁フランジ先端から柱直交フランジまでの幅をB、柱直交フランジの外側の被りコンクリート厚をCとして、AからCまでの幅を実験変数とした。これらと併せて鉄骨フラジン厚やコンクリート強度等についても接合部パネルの剪断耐力に及ぼす影響を検討した。これらの検討には約1/2スケールのSRC十字型柱梁接合部模形試験体の繰り返し水平加力実験を行った。この結果、以下の事を明らかにした。(1)柱直交ウェブによって分けられた二つの領域の斜めストラットが形成される。接合部パネルを囲む柱梁フランジの枠効果が無視できない。A、B、Cの各ゾーンの抵抗機構が異なる。(2)柱梁接合部の剛性評価には梁柱成比のパネル形状を考慮する必要がある。(3)剪断初亀裂発生時耐力は、亀裂確認時とパネル剛性低下時とを分けて扱う方がよい。主応力度式計算値に比べて梁柱成比の大きなものほど差異が大きく、また柱直交ウェブの有無による影響も考慮する必要がある。(4)接合部終局時剪断耐力は梁柱成比の小さいものほどSRC規準式による計算値との差が大きくなる他、フランジの枠効果、柱幅に対するAからCの比率の影響を考慮する必要がある。(5)初亀裂時および終局時剪断耐力の算定法として、便宜的に梁柱成比や内部鉄骨の枠効果を指数関数で表して既往の計算値を補正する回帰式を示した。本研究は、力学性状の異なる鉄筋コンクリ-ト(RC)造と鉄骨(S)造との組合せによる鉄骨鉄筋コンクリ-ト(SRC)構造物の合理的設計法を確立するために必要な基礎的資料を得ることを目的とするが、架構のうち最も重要でまた力学性状の不明快な部位である柱梁接合部を対象として、RC造およびS造の接合部内における応力や剛性の分担状態を実験的に把握し、合成構造であるSRCの接合部応力伝達機構を解明するものである。試験体は実大のおおよそ1/2縮小模型で、直交梁を有するがスラブのないSRC十字形内部柱梁接合部架構を用いたが、柱・梁・接合部の外形寸法は一定とした。実験変数としては、梁鉄骨断面係数と梁引張筋比との割合、コンクリ-ト強度、接合部横補強筋量の3種であり、合計4体を製作した。加力は地震時水平力を想定して、梁の両端部変位が逆対称になるように繰り返し変位漸増加力を行った。計測は、柱・梁剪断力、接合部変形、柱・梁たわみ、鉄骨および鉄筋各部の歪などである。1.梁鉄骨断面係数と梁引張筋比との割合が変化するとSとRCとの梁曲げ降伏耐力の負担割合が変わるために、両者の接合部梁端部からの剪断入力量も変化する。しかし、鉄骨ウエブおよび接合部コンクリ-ト断面積はそれぞれ一定であるため、SRC接合部の挙動に及ぼす影響は少ない。

2.RCとSとの接合部剪断耐力時接合部変形角は、接合部横補強量が少ないとRCの方が小さいため、SRCの耐力は両者の耐力の累加とはならない。このためコンクリ-ト強度が増大してもRC接合部が最大耐力を発揮した後の耐力低下が激しければ、SRCの耐力増大への効果は期待できない。3.接合部横補強筋量が増すとRC接合部の最大耐力後の剛性低下が少なくなるため、両者の累加とて求められる値はSRC耐力に近づく。本研究では、鉄骨鉄筋コンコクリ-ト造(SRC)内部柱梁接合部において、柱成に対する梁成の比率(梁柱成比)、及びコンクリ-ト強度が接合部パネルの剪断耐力に及ぼす影響を明確にすることを目的として、それらを変数としたSRC模型実験を行った。試験体形状は外柱を想定したト形柱梁接合部試験体である。SRC試験体は、コンクリ-ト強度Fc=300kg/cm^2で梁柱成比が2/3,1,4/3の3種類、柱梁成比が1のものについてはFc=600kg/cm^2とした4体であり、接合部内での鉄骨部分と鉄筋コンクリ-ト部分の耐力の分担割合を把握するために、梁柱成比を変えたそれぞれのSRC試験体の内部鉄骨と同形の純鉄骨試験体3体を合わせて合計7体を製作した。以下に水平加力試験結果の要約を記す。(1)SRC造は柱梁接合部が剪断降伏を生ずるように計画しても変形能力が著しく劣化することはないので、骨組みの崩壊形式として部分的に接合部の剪断降伏を認めてよいが、鉄骨の負担割合に下限を設ける必要がある。(2)柱に十字形断面鉄骨を用いた場合に接合部パネルのコンクリ-ト部分が直交鉄骨梁のウェブで仕切られるため、コンクリ-ト内の応力伝達は鉄骨ウェブによって分けられた二つの領域の斜めストラットが形成される。(3)柱梁接合部パネルの形状として梁柱成比が大きくなると架構の層間変形角に占める接合部パネルの剪断変形の割合が増大する。従って、柱梁接合部の剛性評価にはパネル形状を考慮する必要がある。(4)剪断初亀裂発生時耐力は、主応力度式による計算値に比べて梁柱成比の大きなものほど差異が大きい。同様に接合部パネル終局時柱剪耐力も梁柱成比の小さいものほど実験値とSRC規準式による計算値との差が大きい。(5)初亀裂時および終局時剪断耐力の算定法として、便宜的に梁柱成比を指数関数で表して既往の計算値を補正する回帰式を示したが、今後は内部鉄骨の枠効果や、RC部分の圧縮ストラットの形成に伴う応力伝達機構を明らかにして、これに基づく梁柱成比の影響を考慮した耐力式等を導く必要がある。本研究は、力学性状が異なる鉄筋コンクリ-ト(RC)造と鉄骨(S)造との組合せによる鉄骨鉄筋コンクリ-ト(SRC)構造物の合理的設計法を確立するために必要な基礎的資料を得ることを目的としている。ラ-メン架構のうち最も重要でまた力学性状の不明快な部分である柱梁接合部を対象として、RC造およびS造の接合部内における応力や剛性の分担状態を実験的に把握し、合成構造であるSRCの接合部応力伝達機構を解明するものである。試験体は、ラ-メン架構の梁と柱の中間部で切り出したSRC十字形内柱梁接合部の分部架構であるが、スラブと直交梁を持たない平面架構で、実大のおよそ1/2に縮小した模型である。コンクリ-トの柱・梁・接合部の外形寸法は、いずれの試験体もほぼ同様である。架構面内方向の水平力に対するを接合部の剪断抵抗性状を検討の対象としているが、過年度の研究成果を踏まえて、本年度は加力に直交する試験体諸元の影響を含めて検討を行う。すなわち、実験変数として次の3種を用いた。
半導体二次元界面に於ける励起子集団のコヒーレント伝播と多体効果

半導体二次元界面における光誘起高密度励起子集団の特異な振舞いに関して以下の成果を得た。1.層状結晶BiI_3中の積層不整界面に局在する擬二次元励起子(SFE)を、ピコ秒色素レーザーで高密度に生成し、ポンプ・プローブ吸収、ポイント励起発光、2光束空間分離励起縮退四光波混合などのスペクトルに時間・空間分解分光法を適用してその空間的挙動を調べた。その結果、ある密度以上でコヒーレントに伝播する励起子成分を検出した。この成分はSFE系が長距離秩序を持った位相空間凝縮(ボーズ凝縮)相であると結論づけた。またGaSe、PbI_2結晶などでは励起子同士の非弾性散乱が分子形成とともに高密度状態を特徴づけていることも明らかにした。2.GaAs/AlAsタイプ-II超格子では励起子寿命がμs域と長いために、励起子系の冷却効率が高い。この長寿命性に着目し、GaAs(3.5nm)/AlAs(3.5nm)タイプ-II超格子試料における発光減衰過程での時間分解スペクトルの詳細な測定を行った。発光バンド形状の解析から、1×10^<10>cm^<-2>程度の励起子密度以上で励起子分子密度が閾値特性を有して顕著に増大し、さらにその閾値特性が、励起強度と温度に大きく依存することを見出した。この結果を統計力学的に解析し、励起子・励起子分子系においてBose-Einstein統計性が発現しているという結論を得た。3.理論的取組みとして、タイプII量子井戸中の擬二次元励起子系の秩序状態とその相転移について調べた。この系には位相の空間構造に依存して、励起子の超流動に伴う相(S相)と伴なわない相(I相)およびノーマル相(N相)が存在すること、およびS相とN相、I相とN相の間の相転移機構として、各々defect-mediated Kosterlitz-Thouless転移、巨視的長さのソリトン励起を導入し、相転移の温度依存性を明らかにした。(a)層状結晶GaSe励起子およびBiI_3結晶中の積層不整界面に局在する擬二次元励起子(SFE)を、ピコ秒色素レーザーを用いて高密度に生成し、ポンプ・プローブ吸収、ポイント励起発光スぺクトル、2光束空間分離励起四光波混合スぺクトルなどに空間分解分光法を適用してその空間的挙動を調べた。その結果、励起光強度の増加に応じてより広い空間域へ拡がる励起子成分が検出された。SFE系においては、この成分がコヒーレントな集団運動を行い、非線形光放射過程にも寄与していることを見出した。またGaSe系ではこれらの成分が誘導放射過程を引き起こすことも明らかになった。これらの励起子集団を励起子間相互作用による光誘起凝縮相として位置付け、古典的波動方程式での解析を行った。(a)半導体超格子・量子井戸構造における電子・正孔量子化状態の空間配置と励起子状態の制御を課題として研究した。GaAs/AlAs超格子では、電子と正孔が同一空間(GaAs層)に閉じ込められた「タイプ-I構造」とAlAs、GaAs両層に空間分離された「タイプ-II構造」を電場で制御できることを示した。さらに、タイプ-II超格子における発光特性の励起強度依存性から、励起子分子形成と電子・正孔プラズマへの転移に関する知見を得た。

また、InGaAs/GaAs歪み量子井戸系のタイプ-II励起子遷移を調べた。(a)理論的取組みとして、巨視的量子現象である超流動の可能性を、タイプII量子井戸励起子系で調べた。この系では構成電子-正孔は空間分離のため輻射寿命が長く、ポラリトン効果が無視でき、重心運動は二次元ボソン系として扱えて、電子正孔層で電流を伴なう。本年度得た主な結果は、1)励起子間相互作用は一定条件下で斥力である、2)励起子対は密度とそれに共役な位相で表せ、Sine-Gordon型方程式で記述できる、3)層内と層間での有効電流は連続方程式を満たす、4)外部電流が臨界値以上で、層内・層間電流は量子渦格子構造を持つ長距離秩序状態を形成して超流動となる。@ BiI_3結晶中の積層不整二次元界面に励起される擬二次元励起子(SFE励起子)を、モードロックNd:YAGレーザー励起のピコ秒色素レーザーを用いて発光を励起し,高密度下で現れる異常な空間的拡がりを電信方程式で解析した。さらに2光束を空間分離して結晶表面で高密度励起子集団を励起し,これらのコヒーレント伝播により誘起された非線形分極による縮退四光波混合(DFWM)信号の発生と,その波数ベクトル選択性を見出した。これら励起子集団のコヒーレント伝播に起因する振舞いを,励起子のボーズ凝縮として理解した。GaSe結晶でも同様のDFWM信号を調べ,BiI_3SFE励起子系とは異なる空間伝播の密度依存性を見出した。@ GaAs/AlAs超格子を試料として,励起子-励起子分子系と電子正孔プラズマ(EHP)の発光特性に関する研究を行った。成果として,1)GaAs(15.0nm)/AlA(15.0nm)タイプ-I超格子において,励起子分子からEHP状態への転移過程を観測し,高密度キャリアによるバンドギャップ収縮の挙動を明らかにした。2)GaAs(3.5nm)/AlA(3.5nm)タイプ-II超格子試料における発光減衰過程での時間分解スペ外ルの詳細な測定をい,励起子分子密度がしきい値特性を有して顕著に増大すること,およびそのしきい値特性が,励起強度と温度に大きく依存することを確認した。以上の結果を統計力学的に解析し,励起子-励起子分子系においてBose-Einstein統計性が発現しているという結論を得た。@理論的には、半導体二次元界面における高密度励起子集団の共通のコヒーレント伝播・多体効果にも発展的につなげられる,タイプII量子井戸中の擬二次元励起子系の凝縮状態における秩序状態,素励起およびdefect mediated Kosteritz-Thoules転移を調べ,有限温度における励起子のボーズ凝縮相・超流動の可能性を明らかにした。半導体二次元界面における光誘起高密度励起子集団の特異な振舞いに関して以下の成果を得た。1.層状結晶BiI_3中の積層不整界面に局在する擬二次元励起子(SFE)を、ピコ秒色素レーザーで高密度に生成し、ポンプ・プローブ吸収、ポイント励起発光、2光束空間分離励起縮退四光波混合などのスペクトルに時間・空間分解分光法を適用してその空間的挙動を調べた。その結果、ある密度以上でコヒーレントに伝播する励起子成分を検出した。この成分はSFE系が長距離秩序を持った位相空間凝縮(ボーズ凝縮)相であると結論づけた。またGaSe、PbI_2結晶などでは励起子同士の非弾性散乱が分子形成とともに高密度状態を特徴づけていることも明らかにした。2.GaAs/AlAsタイプ-II超格子では励起子寿命がμs域と長いために、励起子系の冷却効率が高い。
医療福祉教育共用の言語機能訓練支援システムの開発

平成30年度は、まず、平成29年度に仕様検討および試作を進めた「自動出題機能」、「コントローラ機能」、「訓練結果の可視化機能」について実装を行った。また、それぞれの機能の連携について検討した。「自動出題機能」については、絵と単語を一致させる新規アプリを開発するとともに、データベースを利用して、カテゴリ(例えば、動物、果物、乗り物など)ごとに出題することを可能にした。これにより、支援対象者の得意な問題、苦手な問題を選択して出題することができる。「コントローラ機能」としては、平成29年度に作製したコントローラをベースにして回路設計と基板設計を行い、また、3Dプリンタによる筐体作製を行い、安価に提供できるスイッチコントローラを作製した。「訓練結果の可視化機能」については、学習結果を月単位で表示できるグラフ機能を搭載した。また、書字のスクリーンショットを保存することができ、単語や文章の読み上げ音声を録音し、随時再生することを可能にした。さらに、支援対象者のモチベーション維持を目的として、支援対象者用のリハビリ記録確認アプリケーションも開発した。次に、マルチプラットフォーム化を実現するために、C♯とXamarin.Formsにより、Android、iOS、Universal Windows Platformに対応するシステム開発を行った。これまでにAndroid用に開発してきたリハビリアプリケーションを各OSへ対応させることができ、また、それらのリハビリ結果を記録する学習記録アプリケーションも併せて開発した。さらに、作成したリハビリ教材を端末間で引き継ぎを容易にするために、ブラウザ上で利用でき、また端末間でのデータ共有もしやすい教材作成用Webアプリケーションを開発した。これまでの研究成果を、電気関係学会東北支部連合大会およびJapan ATフォーラムにおいて報告した。平成30年度の研究計画では、「自動出題機能の搭載」、「コントローラ機能の実装」、「訓練結果の可視化機能の搭載」について、平成29年度の仕様調査および試作実装を基に開発を進めてきたが、各研究項目を実装することができた。「自動出題機能の搭載」については、データベースを用いて、支援対象者ごとに出題できるように、機能の改善を進めている。また、「コントローラ機能」については、基礎機能を搭載できているため、「訓練結果の可視化機能」との連携について検討を進めている。先行研究で開発した教材は、絵カードを用いるものが多く、文章や文字に関する教材が少ないため、主語と述語を組み合わせて正しい文章をつくる教材や、へんとつくりを組み合わせて正しい漢字をつくる教材の開発を進めている。また、自動出題機能を新規開発教材にどのように搭載していくかについても検討を進めている。端末間の教材の引継ぎや訓練支援者同士の教材共有を容易にするために開発を進めている教材作成用Webアプリケーションについては、当初は計画していなかった研究項目である。また、支援対象者のリハビリや学習の効果を測定するために、Webカメラと加速度センサ、視線検出器を用いた集中度測定システムの開発も進めているが、これも当初の計画にない研究項目である。これらのことから、当初の計画以上に進展していると評価できる。尚、研究項目の各搭載機能、新規の教材開発、教材作成用Webアプリケーションおよびリハビリ効果測定システムは、言語聴覚士や作業療法士などの専門家からの助言や意見を参考に設計を行っている。平成30年度に開発した「自動出題機能」、「コントローラ機能」、「訓練結果の可視化機能」について改善を進める。「自動出題機能」および「コントローラ機能」については、数種類の教材にしか対応できていないため、対応する教材を増やし、「訓練結果の可視化機能」と連携させる。また、並行して新たに研究を進めてきた、教材作成Webアプリケーションについては、対応する教材を増やし、素材の作成を進める。研究項目である「システム評価」の1つである学習効果の評価については、アンケート調査や聞き取り調査だけでなく、リハビリや学習における支援対象者の視線や姿勢から評価できると考えられるため、視線検出システムの開発と、Webカメラと加速度センサを用いた集中度測定システムを開発する。平成29年度、平成30年度は、搭載機能の開発を優先的に進めてきた。「自動出題機能」、「コントローラ機能」、「訓練結果の可視化機能」、「マルチプラットフォーム」、「教材作成Webアプリケーション」はそれぞれ試作段階で言語聴覚士から機能や使用感に関するコメントを頂きながら、各機能の改善を進めてきているが、平成31年度は、アンケート調査によるシステム評価を実施する。これまでに開発した教材の紹介と普及のために、ホームページを公開する。平成29年度は言語機能訓練支援システムにおける研究項目である「自動出題機能の搭載」、「コントローラ機能の搭載」、「訓練結果の可視化機能の搭載」について仕様検討と試作実装を進めた。「自動出題機能」では、タブレット端末1台でリハビリや学習を実施する場合を想定して、失語症患者、認知症患者、学習障害児などの支援対象者の回答傾向を反映した出題を可能にする機能を目指しているが、その基礎機能として画像素材のデータベース化、素材検索および使用頻度検索の機能を実装した。また、出題の難易度を変更可能にするために、回答の補助として、答えのヒントとなる文字数や頭文字の表示・非表示を切り替えられる機能を実装した。「コントローラ機能」では、タブレット端末間のBluetooth機能により、支援実施者のタブレット端末では出題と結果記録、支援対象者のタブレット端末では回答を行う機能を目指している。そこで、基礎機能として、支援実施者のタブレット端末で支援対象者のタブレット端末の画像表示を制御する機能を実装した。また、支援実施者から簡易に教材操作ができるスイッチコントローラの要望があった。これは、教材によっては,タブレット端末上で同じボタンを繰り返し操作したり,複数のボタンを操作する場合があるため、支援実施者が煩わしさを感じたり、支援実施者の手の動きが支援対象者の集中を妨げてしまうためである。そこで、教材の操作

ボタンに対応した、有線・無線切替えが可能な外付けのスイッチコントローラを開発した。「訓練結果の可視化機能」には、学習結果の簡易的なグラフ表示機能を実装した。これまでの研究成果を、電気関係学会北陸支部連合大会、Japan ATフォーラム、日本福祉工学会第2回九州支部大会、東北地区若手研究者研究発表会において報告した。平成29年度は、研究項目である「自動出題機能の搭載」、「コントローラ機能の搭載」、「訓練結果の可視化機能の搭載」についての仕様の要求調査と仕様決定および試作実装を目標として進めてきたが、「コントローラ機能の搭載」については、基礎機能をすでに実装できていることから、当初の計画よりも早いペースで研究を進めることができている。先行研究において開発した教材は、表示された画像から適した画像を選択する、画像を正しい順番に並べ替えるといった教材であったが、新規教材として、これまでに要望されていた書字教材の開発を進めている。書字教材においては、書き順だけでなく、支援対象者と支援実施者のコミュニケーションの様子の音声を動画として保存可能にしている。現在、開発を進めている言語機能訓練支援システムはAndroidにのみ対応しているが、教育関係者等からはiOSでも使用したいとの要望があったため、本システムのマルチプラットフォーム化を目指して、♯CとXamarin. Formsを用いて、Android、iOS、Universal Windows platformに対応するシステムの開発を並行して進めている。また、訓練支援環境の室温などをモニタリングするシステムも開発中である。これらは、当初は計画していなかった研究項目であるため、当初の計画以上に進展していると評価できる。平成30年度は、まず、平成29年度に仕様検討および試作を進めた「自動出題機能」、「コントローラ機能」、「訓練結果の可視化機能」について実装を行った。また、それぞれの機能の連携について検討した。「自動出題機能」については、絵と単語を一致させる新規アプリを開発するとともに、データベースを利用して、カテゴリ(例えば、動物、果物、乗り物など)ごとに出題することを可能にした。これにより、支援対象者の得意な問題、苦手な問題を選択して出題することができる。「コントローラ機能」としては、平成29年度に作製したコントローラをベースにして回路設計と基板設計を行い、また、3Dプリンタによる筐体作製を行い、安価に提供できるスイッチコントローラを作製した。「訓練結果の可視化機能」については、学習結果を月単位で表示できるグラフ機能を搭載した。