hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
話し言葉を対象とする大語彙連続音声認識の高性能化

出力確率の分布形状として対角共分散モデルを拡張したブロック型全共分散モデル、モデル学習法として最尤推定法を拡張した識別学習、音素環境依存モデルとしてtriphoneモデルを拡張したquinphoneモデル、初期モデルとして認識対象話者に近い話者で作成した話者クラス音響モデルの利用、雑音/音楽環境下の音声認識のための音響モデル構成法、等の検討を行なった。2言語モデルの高性能化単語N-gramと品詞N-gramの混合モデル、PLSA(確率的潜在意味解析)に基づく言語モデル、認識対象と話題の異なる議事録の利用、話題の類似したWebテキストの収集、等の検討を行なった。3デコーダの高性能化混合モデルによる単語グラフのリスコア、等の検討を行なった。4モデル適応の高性能化教師なし適応の繰り返し、適応データの選択や重み付け、PLSAに基づく単語N-gramや品詞N-gramの適応、ヒストグラム同等化を用いる話者適応、適応の種モデルとは異なるモデルで作成した適応データを用いるクロス適応、等の検討を行なった。5システム統合の高性能化単語グラフの統合に基づくシステム統合、等の検討を行なった。
小胞体蛋白質フォールディングセンサー「UGGT」の構造活性相関と阻害剤開発

粗面小胞体において糖タンパク質フォールディングセンサーとして働くUDP-グルコース糖タンパク質グルコース転移酵素(UGGT)は、ミスフォールドしたタンパク部分と、その表面に存在する高マンノース糖鎖の双方を認識し、糖鎖の非還元末端にグルコースをひとつ転移して、フォールディング促進シグナルであるモノグルコシル化糖鎖を生成する。その詳細な認識機構は不明であり、研究開始時には天然糖タンパク質およびその類縁体を基質とした定性的な解析しか報告されていなかった。天然糖タンパク質を基質として用いた場合、その糖鎖は多様な構造の混合物であるため、基質構造と活性の相関を厳密に評価することが不可能である。本研究では合成糖鎖基質を駆使することで、この問題点を克服した。今年度は昨年度までに報告した、UGGTの初の合成糖鎖基質の構造をもとに、様々な基質アナログや阻害剤を合成し、これらを用いた構造活性相関研究を行った。その結果、UGGTは高マンノース型糖タンパク質のコア糖鎖構造Man_3GlcNAc_2、および空間的にその近傍に位置する疎水性パッチを認識することが分かった。またこれらの研究過程で検出感度、反応性ともに向上した高機能な第二世代の基質開発に成功した。さらに関連する合成糖鎖を用いて、UGGTへの基質受け渡しを司るグルコシダーゼIIの性質が、疑似細胞内環境である分子クラウディング条件下において通常のin vitro assayの系と大きく異なるという興味深い現象を見出した。粗面小胞体において糖タンパク質フォールディングセンサーとして働くUDP-グルコース糖タンパク質グルコース転移酵素(UGGT)は、ミスフォールドしたタンパク部分と、その表面に存在する高マンノース糖鎖の双方を認識し、糖鎖の非還元末端にグルコースをひとつ転移して、フォールディング促進のシグナルであるモノグルコシル化糖鎖を生成する。その認識機構は複雑で未だ不明な点が多いため、人工基質は創製されておらず、天然糖タンパク質およびその類縁体を用いた解析しか報告されていない。しかしながら、天然糖タンパク質を基質として用いた場合、その糖鎖は多様な構造の混合物であるため、基質構造と活性の相関を厳密に評価することが不可能である。このような背景の中、本年度はタンパク質やペプチド構造を持たない、初の小分子UGGT基質「Man9GlcNAc2-メトトレキセート(MTX)」の合成を達成した。そのUGGTに対する活性は、汎用基質である糖タンパク質「変性チログロブリン」と同等以上であった。また、この基質を用いてUGGT反応で生成するモノグルコシル化糖鎖の構造を初めて化学的に決定した。さらに様々な小胞体型糖鎖を有する人工基質を合成し、それらの反応性を定量的、速度論的に解析することで、UGGTの糖鎖特異性を決定した。加えて、非天然型糖鎖を導入した基質で反応性を評価することにより、UGGTの認識にはキトビオース構造が必要なことを見出した。昨年度は初の小分子合成糖鎖基質を開発し、定量解析への道を拓いた。今年度はこの合成糖鎖基質を利用し、UGGTへの基質受け渡しを司るグルコシダーゼIIの機能解析を行った。その結果、これまで報告されていた基質特異性に誤りがあることが分かった。また新生糖蛋白質はグルコシダーゼIIによって直接UGGTに受け渡されるのではなく、一端分子シャペロン「カルレティキュリン」に保持され、折り畳みの進行に伴い徐々にUGGTに受け渡されることを実験的に証明した。さらに予備的な知見として、UGGTの構造活性相関を詳細に解析することにより、UGGTへの認識能が高く低濃度でも検出可能な第二世代の合成基質の開発に成功した。

さらに関連する合成糖鎖を用いて、UGGTへの基質受け渡しを司るグルコシダーゼIIの性質が、疑似細胞内環境である分子クラウディング条件下において通常のin vitro assayの系と大きく異なるという興味深い現象を見出した。
結び目理論研究

結び目理論は、現代数学のほとんどの最先端学問分野と関連し、また多くの科学とも関連する研究分野である。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようというのが、当研究の目的であった。国際・国内研究集会の支援事業は着実に実行され、多くの新知見を得ることができた。このような研究活動の中から、結び目理論の初等・中等・高等教育での教授法・学習法の英文著書の出版や結び目理論を応用した特許出願(3件)等の独創的な研究も生まれた。本研究と密接に関連した会議開催実績は以下の通りである。大阪市立大学数学研究所、韓国慶北国立大学BK21・釜山国立大学BK21合同の大学院学生ワークショップは、若干名の日本の他大学大学院学生も参加して、平成21年8月21-22日、大阪市立大学・学術情報総合センターで開催した。The first KOOK-TAPU Joint Seminar (=TOP Seminar)on Knot Theory and RelatedTopicsは、平成21年8月18-20日、大阪市立大学・学術情報総合センターで開催した。夏の学校「結び目とホモロジーおよびその周辺」は名大多元数理科学研究科理1号館において、8月24-28日、開催した。東北結び目セミナーは、平成21年10月17-19日、山形テルサ(山形市)で開催した。Inteliigence of Low Dimensional Topologyは、平成21年11月12-14日、大阪市立大学学術情報センター10階において、村杉邦男先生のこ傘寿を祝して、開催した。結び目の数学11は、平成21年12月23-26日、早稲田大学14号館において、開催した。日本、中国、韓国3ヵ国の会議であるThe 6th East Asian School of Knots and RelatedTopicsは、平成22年1月25-28日、Chern Institute of Mathematics, Chinaで開催した。KOOKセミナーやトポロジー新人セミナー(平成21年8月5-8日、支笏湖ユースホステル)への参加支援も行った。これらの会議を通して、研究代表者・研究分担者、連携研究者をはじめとした多数の結び目関連研究者(あるいはもっと広くトポロジー関連研究者)の数多くの研究成果の発表が行われた。こうして、広範な結び目理論研究を、大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績を基に、全国規模で、教育・研究両面で繰り広げようという当研究の目的は、着実に実行されている。大阪市立大学数学研究所、韓国慶北国立大学BK21・釜山国立大学BK21合同の第4回大学院学生ワークショップは第2回KOOK-TAPU合同Seminarとの同時開催により、7月26-30日の間韓国慶北国立大学で開催された。それに先立6月2-4日の間Intelligence of Low-dimensional TopologyがOCAMI後援の下京都大学数理解析研究所で開催された。研究集会E-KOOKセミナー2010は8月27-28日の間大阪市立大学学術情報センター10階で開催された。第5回日本メキシコトポロジー国際会議は9月27日-10月1日の間、メキシコColima大学で開催された。東北結び目セミナーは10月22-24日の間、遊学館第5研修室で開催された。研究集会結び目の数学IIIは12月20-23日の間日本大学文理学部百周年記念館で開催された。日本・中国・韓国の国際会議The Seventh East Asian School of Knots and RelatedTopicsは広島大学学士会館と西条HAKUWAホテルで1月10-13日の間開催した。KOOKセミナーやトポロジー新人セミナー2010(8月8-11日、国民宿舎王子ヶ岳)への参加支援も行った。これらの会議を通して研究代表者・研究分担者、連携研究者をはじめとした多数の結び目関連研究者、トポロジー関連研究者の数多くの研究成果の発表が行われた。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようという当研究の目的は、このようにして着実に実行された。研究代表者・分担者は結び目、空間グラフ、曲面結び目、キャンドル、3次元多様体の数え上げ等で多くの新知見を得た。大阪市立大学数学研究所、韓国慶北国立大学BK21・釜山国立大学BK21合同の第5回大学院学生ワークショップは第3回KOOK-TAPU合同Seminarとの同時開催により、7月25-29日の間、大阪市立大学学術情報センター10階(杉本キャンパス)で開催された。それに先立つ5月25-29日の間、Intelligence of Low-dimensional TopologyがOCAMI後援の下、京都大学数理解析研究所で開催された。

東北結び目セミナーは10月14-16日の間、東北大学片平キャンパス金属材料研究所講堂(14日),さくらホール(15、16日)で開催された。研究集会4次元トポロジーは、11月7-9日の間、広島大学理学部で開催された。研究集会結び目の数学IVは、12月24-27日の間、東京女子大学24号館(安井てつ記念ホール)で開催された。日本・中国・韓国の国際会議The 8th East Asian School of Knots and RelatedTopicsは、1月9-12日の間、韓国科学技術院(KAIST)で開催された。KOOKセミナー、第48回トポロジー新人セミナー(8月11-14日、駒鳥山荘)、研究集会Hurwitz action(1月28-29日、大阪市立大学学術情報総合センター文化交流室)への参加支援も行った。これらの会議を通して研究代表者・研究分担者、連携研究者をはじめとした多数の結び目関連研究者、トポロジー関連研究者の数多くの研究成果の発表が行われた。広範な結び目理論研究を大阪市立大学数学研究所の21世紀COEの実績の基礎の上に立って全国規模で教育・研究両面で繰り広げようという当研究の目的は、このようにして着実に実行された。研究代表者・分担者は結び目、空間グラフ、曲面結び目、キャンドル、3次元多様体の数え上げ等で多くの新知見を得た。結び目理論を応用した領域選択ゲームに関して、2件の特許申請も行った。
原発性肝細胞癌切除例における間歇的肝門部遮断(Pringle変法)の検討

本邦におる原発性肝硬変肝細胞癌は肝硬変を高率に合併するため、肝切除時の術中大量出血は術後の肝不全を惹起する危険性が高い。術中出血量を減少させることが手術侵襲の軽減につながるため、各種の肝阻血法が考案されている。我々はPringle法を応用した5分間隔の間歇的肝門部遮断を肝切除時のroutine techniqueとして施行している。この肝阻血法による肝血行動態・残肝機能への影響は未だ明確になっておらず、それらを解明する目的で本研究を計画し以下の知見を得た。【結果】1.動脈血中ケトン体比(AKBR)の変動肝硬変合併例・非合併例ともに肝門部遮断時のAKBRは遮断前と比較し有意に減少を示したが、遮断解除時は遮断前と比較し低値を示すものの、AKBRの回復傾向を認めた。遮断終了10分後にはAKBRは遮断前値にまで回復し、遮断によるAKBRの低下は可逆的な変化であった。2.肝血流の変動レーザー血流計を用いて、遮断前後の非切除葉の肝血流を測定した。遮断終了10分後の肝血流は肝硬変合併例・非合併例ともに遮断前値と同じ血流量を示し、有意の低下は認めなかった。また、閉腹時の肝血流量も低下を認めず、肝門部遮断は肝血流量への影響は認めなかった。IL-6は術後第3病日にpeakを示し、第7病日には肝切除前値に回復した。肝硬変の有無では有意差を認めなかった。間歇的肝門部遮断の有無においても統計学的有意差を認めなかったが、IL-6は術中出血量と正の相関を示し、遮断による出血量の減少が手術侵襲の軽減に寄与する可能性が示唆された。また、nafamostat mesilate投与群は非投与群と比較し、IL-6は低値を示す傾向であった。[考察]肝切除時の術中出血量の減少を目的とした5分間隔の間歇的肝門部遮断は残肝機能・肝血流に及ぼす影響を認めず、肝硬変合併例においても、臨床的に安全に施行し得る肝阻血法であると考えられた。また、nafamostat mesilate投与が手術侵襲を軽減する可能性が示唆された。
Szegoの保型函数論的講造の研究

研究課題であるSzego核の保型関数論的構造の研究は解析関数の構造論であり、2次元完全流体のなす速度場(ホドグラフ面)論でもある。与えられた解析関数を見るにはその境界挙動が分かればよい。それは、境界値をSzego核で積分すれば内点の値が出るからである。このことは、Szego核を調べれば解析関数が分かると言うことを意味している。本研究の特徴はSzego核を総合的に考え、常に自然現象や社会科学に還元することを試みる所にある。自然現象のいくつかのモデル化から解析関数が現れるのであり、理に溺れては科学とは言えまい。常に、素直な目で自然を見てこそ、解析関数も見えてくると考えている。この意味では本年度、我々は人事を尽くしたが、満足すべき成果を得たとは言い難い。自然が大きいと言うだけでなく、代表者自身が自然を見る努力を欠いたと考えている。本年度終り近くになって、若干の実験器具を購入し基本的な実験を試みたが、それを論文という形で発表するには至らなかった。数学教室には実験器具と言ものがほとんどなく、実験法の習得と準備に多大の時間を要するためである。準備は末だ完了していない。来年度以降は、研究課題を「流動総合」と改め、10年計画で流動に関する総合学をめざしていこうと考えている。論文[1]は多変数解析関数の構造を調べたものであり、[2]はTeichmuller空間の立場から解析関数を見たものである。[3]は流体力学の立場からSzego核を見たものである。
乱流場中における微粒子の付着成長

現在の太陽系の角運動量分布を説明する有力なメカニズムは,原始太陽系星雲中の乱流による角運動量輸送である.星雲に集積する星間ガスは角運動量を失い,太陽へ落込み,その成長に寄与する.本研究では乱流星雲中に存在する固体微粒子の衝突付着成長過程を調べた.初期には,微粒子は, 0.1-1μの範囲に星間微粒子と同じサイズ分布をしていたと考えされる.微粒子はガス抵抗により乱流ガスと強く相互作用をしているので,乱流のない場合に比べて衝突速度は大きくなり,従って微粒子の成長は乱流によって加速される.例えば,平均半径が1μから1cmまで成長するのに,木星・土星領域では500年しかかかからないことがわかった.これは従来の推定より20倍早い.またより遠方の海王星領域でも2200年程しか要しない.サイズ分布は広い範囲にわたってべき乗則n(r)r^<-1.93>(rは微粒子半径)を示す.この分布は乱流中の衝突に特徴的なものと考えられる.乱流拡散はサイズ分布を長時間にわたって変化させ,微粒子は星雲内をかなり移動することが見つけられた.このことは隕石の化学的研究にとって大切であろう.星雲に降り積もる星間ガスは星間微粒子を供給する.その効果は,まず0.1-1μの微粒子のreservoirの形成として約1600年以降に現れる. reservoir中の微粒子の存在量が十分大きくなると,再び一群の微粒子が成長を始める.言わば新世代の微粒子が数回形成されにうちに,サイズ分布は次第に定常状態に落ち着いてくる.非常に大雑把に,定常分布はn(r)r^<-4>と書ける.サイズ分布の時間変化は,微粒子による光吸収係数の計算にとって本質的に重要である.詳しい計算によれば,微粒子の成長や新世代の微粒子の形成などのため,吸収係数はかなり複雑に時間と共に変化することが見つけられた.それに伴う星雲の構造の進化や,乱流星雲中での微惑星の形成など今後に残された問題であろ.現在の太陽系の角運動量分布を説明する有力なメカニズムは,原始太陽系星雲中の乱流による角運動量輸送である.星雲に集積する星間ガスは角運動量を失い,太陽へ落込み,その成長に寄与する.本研究では乱流星雲中に存在する固体微粒子の衝突付着成長過程を調べた.初期には,微粒子は, 0.1-1μの範囲に星間微粒子と同じサイズ分布をしていたと考えされる.微粒子はガス抵抗により乱流ガスと強く相互作用をしているので,乱流のない場合に比べて衝突速度は大きくなり,従って微粒子の成長は乱流によって加速される.例えば,平均半径が1μから1cmまで成長するのに,木星・土星領域では500年しかかかからないことがわかった.これは従来の推定より20倍早い.またより遠方の海王星領域でも2200年程しか要しない.サイズ分布は広い範囲にわたってべき乗則n(r)r^<-1.93>(rは微粒子半径)を示す.この分布は乱流中の衝突に特徴的なものと考えられる.乱流拡散はサイズ分布を長時間にわたって変化させ,微粒子は星雲内をかなり移動することが見つけられた.このことは隕石の化学的研究にとって大切であろう.星雲に降り積もる星間ガスは星間微粒子を供給する.その効果は,まず0.1-1μの微粒子のreservoirの形成として約1600年以降に現れる. reservoir中の微粒子の存在量が十分大きくなると,再び一群の微粒子が成長を始める.言わば新世代の微粒子が数回形成されにうちに,サイズ分布は次第に定常状態に落ち着いてくる.非常に大雑把に,定常分布はn(r)r^<-4>と書ける.サイズ分布の時間変化は,微粒子による光吸収係数の計算にとって本質的に重要である.詳しい計算によれば,微粒子の成長や新世代の微粒子の形成などのため,吸収係数はかなり複雑に時間と共に変化することが見つけられた.それに伴う星雲の構造の進化や,乱流星雲中での微惑星の形成など今後に残された問題であろ.
ロボットを用いた作業の自律化に関する研究

近年,産業用ロボット,NC工作機等のメカトロニクス機器に対して,学習能力や環境適応能力を持たせる研究が盛んに行われている.これらの研究は,従来,熟練作業者に頼らざるを得なかった高度な作業の自動化を目的としたものであり,ロボットを用いた作業の自律化にとっては欠かせない研究である.本奨励研究では,第一に制御工学の枠組みの中で,ロボットが有する様々なシステム論的性質を考慮に入れて,学習が終了するまでの試行回数ができるだけ少なくなるような学習アルゴリズムの構成法を明らかにし,制御周期が学習の収束性に与える影響について定量的に考察した.そして,その結果をもとに,制御周期内で入力値を切り換える手法を考案し、実際の産業ロボットに対し学習実験を行ったところ,非常に良好な結果が得られた.この成果は,今後学習アルゴリズムを実用化する上で重要な意義を持つと思われる.また,本奨励研究では第二に,ペトリネットを用いた組立作業の表現法を考案し、組立作業計画を行う上で必要な組立・分解作業の難易度を評価する指標を考案した。本研究で考案した評価指標を用いることによって、人間が通常行っている手順に近い組立・分解手順を自動的に生成することが可能となった.この成果は、FAシステムにおける組立ラインの設計等に役立つと思われる。
グレイティングカプラを用いたホログラムの再生に関する研究

本研究は、ホログラムと再生光源を一体化し、コンパクトな装置で再生を可能にすることによって、ホログラムの応用範囲を拡げようとするものであり、以下の事柄について研究を行った。1.本研究のキ-デバイスとなる一本の細いレ-ザ-光束を、広い面積の光束に変換するための薄膜素子について検討した。薄膜素子としてガラスブロックと回折格子を組み合せる方法、多数のミラ-を配列する方法などが考えられるが、本年度は回折格子を銀塩乳剤にホログラフィックに記録して薄膜素子を得た。レ-ザ-光をこの素子の端面から入射させその性能を調べた結果、高い回析効率をもった線光束が得られることがわかった。2.1.で得られた線光束を、ガラス板(50mm×50mm、厚み5mm)の端面から入射させ、その板の一つの面に密着させたホログラムを再生した結果、所望の再生像を得ることができた。従来は再生の際、光源からの光を拡大してホログラムに照明するために、光源とホログラムの間はある程度広い空間を必要としていた。本方法により、レ-ザ-からの一本の光束を素子に入射させるだけのコンパクトな装置により、再生のための広い空間を必要としないホログラムの再生が可能であることが確認された。これらの成果は第50回応用物理学会学術講演会(1989年9月、講演予稿集第3分冊p.748)で発表した。現在、より大きなホログラムの再生を可能とする素子の作製、またこの方法を白色光再生ホログラム(レインボ-ホログラム)に適用するための研究を行なっている。
結晶－融液界面における階層的動力学

単一成分液体からの結晶成長および融解は、普遍的かつ典型的な一次相転移現象であるが、その動力学の主役である結晶ー融液界面の物理描像については未解明な点が多く、結晶ー気体界面(気相成長)や結晶ー溶液界面(溶液成長)ほどの精緻な理解には至っていない。本研究では、密度差が10%に満たない結晶相と液体相がどのように区別されるのか、そしてその界面構造が結晶成長にどのような影響を及ぼすのかを解明することが狙いである。我々は、氷の一分子段差(0.37 nm)を可視化する共焦点微分干渉顕微鏡を用いて氷ー水界面をその場観察することにより、界面の微視的状態、および氷成長界面における階層的動力学を実験的に明らかにした。具体的には、水ー氷という結晶ー融液界面であっても単位ステップが存在すること(即ち結晶相と液体相は一分子レベルで区別されることを示唆する)、また実験条件によって単位ステップがバンチング(束化)を起こし、特異なステップダイナミクスを呈することを見出した。これらの結果は、結晶成長の基本概念であるキンク-ステップ-テラス描像が、気相や溶液等の環境相の違いを越えて、融液成長においても成り立つことを強く示唆する。加えて、類似の系である気相に接する氷表面の研究、特に擬似液体層に関する研究においても大きな進展があった。上記の共焦点微分干渉顕微鏡により氷表面における擬似液体層の生成を直接観察することで、長年の謎であった擬似液体層の熱力学的起源を解明した。また、氷の気相成長において初めて単位ステップが駆動する渦巻成長過程を可視化することにも成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、結晶ー融液界面を精密に観察するための実験システムの構築に特に力を入れた。具体的には、ジャパンハイテック株式会社の協力の下、融液相と結晶相の間に任意の温度勾配を作り出すことが可能な顕微鏡用観察セルを導入し、独自の光学顕微鏡システム(レーザー共焦点微分干渉顕微鏡)へ組み入れることに成功した。また、二光束干渉計の改良も行い、レーザー共焦点微分干渉顕微鏡による高感度観察と同時に、高さプロファイルを定量的に読み取るための任意の干渉縞を得ることができるようになった。また、当初の研究計画では想定していなかったが、融点近傍で氷表面に生成する擬似液体層の内部を前進する氷の単位ステップを見出したことから、擬似液体層ー氷結晶界面の結晶成長動力学の研究にも着手した。この系はバルク融液ー結晶界面とは異なるが、液相ー結晶相の界面の一種であり、本研究課題との関連が深い。これまでの研究から、擬似液体層中でのステップ前進速度が、(i)気相成長と同程度にとどまっていること、(ii)ステップの動力学は潜熱の輸送効果を含まない純粋な取り込み律速で説明できること、(iii)単位ステップが擬似液体層内部からの均一二次元核生成、擬似液体層の接触線からの不均一核生成の二通りにより生じること、が明らかになった。特に、液中での単位ステップの存在は、液体と結晶を明確に分ける界面が存在すること、つまり二相間の相関長が一分子以下であることを示唆している。この結果は、「同じ凝縮相であり、密度が数パーセントしか違わない結晶と液体が界面においてどう区別されるのか?」という根本的な問いに対する新たな知見となることが期待される。上述の通り、本研究課題を遂行するためのより優れた実験系を構築することができた。加えて当初の研究計画にはなかったが、氷表面上における擬似液体層について、擬似液体層ー氷結晶界面の結晶成長の素過程(単位ステップの動力学)を明らかにすることができた。本研究提案において我々は、高さ方向について原子間力顕微鏡と同等の分解能(一分子レベル)を持つレーザー共焦点微分干渉顕微鏡(LCM-DIM)と呼ばれる独自の光学顕微鏡を用いて、結晶ー融液界面、特に氷ー水界面のその場観察を行い、成長ー融解界面における動力学を解明することを目的としている。平成29年度は、初年度(平成28年度)に導入した温度勾配型顕微鏡観察セルを用いて、当初の目標であったLCM-DIMによる氷ー水界面のその場観察を行った。この観察セルは、温度勾配を作ることで氷ー水の界面位置を制御し、成長、融解、0°C平衡界面のより精密なその場観察を可能にする。その結果、特に融解過程の界面においてバルク水とは異なる新たな液体層が局在・生成することを見出した。更に興味深いことに、LCM-DIMによるその場観察では、氷界面状の欠陥ダイナミクスも同時に確認することができた。一方、成長過程における氷ー水界面のその場観察では、結晶成長における最も基本的な成長メカニズムの一つである渦巻成長の観察に成功した。反射率が0.01%程度の氷ー水界面においてステップを可視化できたことは我々にとっても予想外の結果であったが、融液中でのステップのその場観察の研究は他に例がなく、インパクトのある結果であるといえる。なお、本研究に必要な実験系の構築(特に高感度位相差顕微鏡システム)は昨年度で終えることができた。また、平成28年度に行った疑似液体層内部での氷の結晶成長(この系も特殊ではあるものの、氷ー水界面の一種といえる)に関する研究についても、昨年度に論文として纏め、投稿中である。

当初の目的であり、また昨年度の研究計画にも据えていた、水ー氷界面における新たな液体層の生成を確認することができた。加えて、氷の融液成長界面での渦巻成長のその場観察にも成功した。また上記の通り、平成28年度に行った疑似液体層内部での氷の結晶成長に関する研究については、論文として纏めており、現在投稿中である。以上から、研究計画はおおむね順調に進展していると判断した。単一成分液体からの結晶成長および融解は、普遍的かつ典型的な一次相転移現象であるが、その動力学の主役である結晶ー融液界面の物理描像については未解明な点が多く、結晶ー気体界面(気相成長)や結晶ー溶液界面(溶液成長)ほどの精緻な理解には至っていない。本研究では、密度差が10%に満たない結晶相と液体相がどのように区別されるのか、そしてその界面構造が結晶成長にどのような影響を及ぼすのかを解明することが狙いである。我々は、氷の一分子段差(0.37 nm)を可視化する共焦点微分干渉顕微鏡を用いて氷ー水界面をその場観察することにより、界面の微視的状態、および氷成長界面における階層的動力学を実験的に明らかにした。具体的には、水ー氷という結晶ー融液界面であっても単位ステップが存在すること(即ち結晶相と液体相は一分子レベルで区別されることを示唆する)、また実験条件によって単位ステップがバンチング(束化)を起こし、特異なステップダイナミクスを呈することを見出した。これらの結果は、結晶成長の基本概念であるキンク-ステップ-テラス描像が、気相や溶液等の環境相の違いを越えて、融液成長においても成り立つことを強く示唆する。加えて、類似の系である気相に接する氷表面の研究、特に擬似液体層に関する研究においても大きな進展があった。上記の共焦点微分干渉顕微鏡により氷表面における擬似液体層の生成を直接観察することで、長年の謎であった擬似液体層の熱力学的起源を解明した。また、氷の気相成長において初めて単位ステップが駆動する渦巻成長過程を可視化することにも成功した。昨年度に引き続き、結晶ー融液界面に局在する融液とは異なる新たな液体薄膜の物性、およびその生成条件を調べる予定である。昨年度の研究により、融液相と結晶相の間に温度勾配を作り出すことで界面位置を静止させ、より精密なその場観察が可能となった。今年度は研究の主目的ともいえる氷ー水界面での観察も行い、本現象の普遍性を確認する。また、昨年度の研究により、氷結晶表面に存在する擬似液体層内部での結晶成長の素過程が明らかになってきた。擬似液体層はバルク融液相とは異なるが、この実験系も液相ー結晶相の界面の一種であり、上述した一般的な結晶ー融液界面との相違点は極めて重要である。今年度は新たにこの点についても研究する予定である。以上に加え、オリンパス株式会社の協力の下、超高感度位相差顕微鏡システムを構築し、より高速度・高感度な結晶ー融液界面のその場観察を目指す。昨年度の研究により、当初の目標であった氷ー水界面においてもバルク水とは異なる新たな液体層が出現することが明らかになった。我々はこの液体層が融解過程での氷ー水界面で生成することを発見したが、その場観察では液体層の生成と同時に、氷界面状の欠陥ダイナミクスも可視化できた。今年度の研究では、この氷の欠陥と新たな液体層の生成との間の関係について明らかにする予定である。一方、成長過程における氷ー水界面のその場観察では、結晶成長における基本的な成長メカニズムの一つである渦巻成長の観察に成功した。
家計消費の平準化について:個票データと不完全市場モデルを用いた実証分析

本研究の主な成果は次の2点である。第一に、アメリカ合衆国のConsumer Expenditure Surveyのデータを用いて、耐久財支出を分析した。耐久財支出は、非耐久財に比べて、家計間のばらつきが大きく、所得との相関も高いが、そのパターンを定量的に説明するために、家計消費のモデルにおいて、耐久財取引にかかる固定費用を考慮することが重要であることを示した。第二に、日本の家計調査と全国消費実態調査のデータを用いて、1980年以降の消費と所得格差の上昇のパターンを詳細に分析した。平成22年度は計画通り、以下の二つのプロジェクトを進めた。第一のプロジェクトは、家計の借入制約に加えて、耐久財の二次取引の困難さを考慮することが、米国のConsumer Expenditure Surveyデータにおいて観察される耐久財と非耐久財の消費支出パターンを説明するために重要であるか検証するものである。本研究では、標準的な不完備市場のモデルを耐久、非耐久財を明示的に区別するように拡張し、耐久財市場の摩擦の影響を調べる。分析において、重要な点の一つは、四半期ごとに行われるサーベイの構造をモデルのシミュレーションで再現し、より多くのデータのモーメントを利用するために、モデルを四半期周期でカリブレートすることである。四半期周期ではモデルの定常状態への収束に時間がかかり、計算がより困難になるが、当期はこの点に集中的に取り組み、データの重要なモーメントを、大部分説明できるモデルを構築した。得られた結果の頑健性とカリブレートしたモデルを用いての、耐久財市場の摩擦についてのさらなる分析は平成23年度への課題として残った。第二のプロジェクトは、日本の家計レベルの個票データを用いて、日本における家計の所得リスクとリスクシェアリングの程度を分析する研究である。本研究の目的の一つは、日本の所得と消費の記述統計を、Review of Economic Dynamics誌が2010年の特集号で発表した米国や英国などのデータと比較することである。平成22年度は、家計調査のデータの整備を行い、税引き前、税引き後所得、消費について平均や分散、Gini係数など主な記述統計の計算を行った。今年度は、以下の2件の研究を行った。第一に、米国の家計レベルの所得・消費データを用いて、家計消費のモデルを構造推定し、借入と耐久財取引における摩擦の程度を定量的に分析した。主な結果は以下の通り。まず、消費支出の分布について、詳細な記述統計を提示した。特に、四半期と年次データの対数分散を比較し、非耐久財では大きな違いがない反面、耐久財支出については、四半期データの対数分散が年次のそれよりも2倍近く大きくなることを示した。理論モデルにおいて、固定費用の存在は、耐久財の低頻度で大きな調整を示唆するが、これは、四半期と年次データにおける上記のパターンと整合的である。この点に注意して、四半期周期の家計消費モデルを構築し、耐久財取引にかかる費用と借入限度額のパラメータを推定した。その結果、固定費用と部分的な非可逆性を考慮することが、データのパターンを説明するために重要であるとの結果を得た。本研究の結果は、政府の税制、補助金政策に対する家計消費の反応や、耐久財支出の景気変動についての理解を深めるために重要である。第二に、家計調査と全国消費実態調査のデータを用いて、日本経済における所得・消費分布の変化を分析し、以下の結果を得た。1981年から2008年の間で、所得と消費格差は上昇した。家計間の可処分所得における格差は、労働所得の格差よりも小さく、これは、政府の再分配政策が所得格差の縮小に一定の役割を果たしていることを示唆している。また、世代効果を除去すると、所得格差は年齢とともに拡大することを示した。これは、永続的な家計リスクの存在と整合的である。上記の結果を踏まえて、現在、経済格差の国際比較と、景気変動と経済格差の関係についての分析を進めている。
細胞周期G1期制御による脳腫瘍の遺伝子治療の開発

1.神経膠腫(特に星細胞腫)においてサイクリン依存性キナーゼ抑制因子(CDK4l)遺伝子の相同的欠失が高頻度に認められた。特に悪性神経膠腫においては41%の割合で相同的欠失を認め、比較的良性の神経膠腫では20%に相同的欠失を認めるに過ぎなかった。また同じ悪性脳腫瘍でも髄芽腫においては相同的欠失は全く認められなかった。このことより、悪性神経膠腫の発生に細胞周期関連因子であるサイクリン依存性キナーゼ抑制因子(CDK4l)の異常が関わってくることが強く示唆された。2.サイクリン依存性キナーゼ抑制因子(CDK4l)遺伝子の相同的欠失を認めた群ではサイクリンD1の過剰発現が疑われたのに対して、サイクリン依存性キナーゼ抑制因子(CDK4l)の相同的欠失を認めなかった群ではサイクリンD1の発現を認めなかった。このことは悪性神経膠腫の発生にサイクリン依存性キナーゼ抑制因子(CDK4l)が強く関わっていると同時にその関連物質であるサイクリンD1の異常が関連している可能性を示すと考えられた。以上より悪性神経膠腫の発生には細胞周期G1関連遺伝子群の異常が深く関わっていることが示唆され、次の研究ステップとしてベクターを用いて細胞周期調節遺伝子を脳腫瘍細胞において細胞周期抑制的に発現させる実験戦略を検討中である。
血清アミロイドA3の分子機構と新規細胞内情報伝達タンパク質mTOC

ヒトSAA3はマウスSAA3とはC末端側のアミノ酸配列が大きく異なっている。この部位と特異的に認識する抗体を作成し、ヒト培養細胞の培養に用いた培地からのSAA3の検出を行った。さらにヒトSAA3のリコンビナントタンパク質を作成し、培養細胞への刺激または取り込みの実験を行い、これらの結果をまとめて学術論文上に発表した。一方セラストラマイシン結合タンパク質(mTOC)の解析では、亜鉛フィンガータンパク質(ZFC3H1)がmTOCであることを明らかにした論文を発表した。さらにmTOC結合タンパク質の検索を行い、MTR4などの核タンパク質がmTOCと共免疫沈降されることを明らかにした。2014年に、これまでに明らかにされていなかった、ヒト血清アミロイドA1(hSAA1)およびマウス血清アミロイドA3(mSAA3)の結晶構造が相次いで報告され、SAA研究に新たな展開をもたらしている。mSAA3の構造解析の論文(Derebe et al., Elife. 2014;3:e03206)を参考にし、新たに大腸菌の発現系を用いてmSAA3の精製を行った。Derebeらの論文ではSAA3精製時に界面活性剤としてデシルマルトピラノシドを使用しているのに対し、本研究ではコール酸ナトリウムを用いているという相違があるため、両者の比較を行い、前者の精製法では、mSAA3は溶液中では8量体を形成しており、論文で言及されているような4量体の形成はわずかしか見られなかった。一方、後者の精製法では6量体が観測された。ただしSAA3のアイソフォームであるSAA2研究では、精製後の経時的な6量体から8量体への変換が見られることから、SAA3の場合も同様の事象が観測される可能性も存在する。いずれの場合にも、単量体は観測されなかった。またこれらの試料は同一のCDスペクトル・蛍光スペクトルを示しており、二次構造に相違は無いものと推定された。さらにヒト血清アミロイドA3の構造と機能についての研究を行った。研究の進んでいるmSAA3とは異なり、ヒトSAA3(hSAA3)は偽遺伝子とされ、ほとんど解析がなされていない。そこで、hSAA3の遺伝子発現、タンパク質構造についての研究を行い、hSAA3はhSAA2と融合タンパク質をして発現していることを学術論文上で発表した。また、セラストラマイシン結合タンパク質(mTOC)の機能解析では、セラストラマイシン結合タンパク質(mTOC)がZFC3H1であることを確定し、論文発表を行った。さらに動物細胞で大量に発現させたmTOCを固定化したビーズおよびmTOC抗体ビーズを用いて、培養細胞抽出液からのプルダウンアッセイを行い、mTOCと特異的に結合するタンパク質を見出した。血清アミロイドA3(SAA3)の分子構造研究では、溶液中の分子構造を明らかにするための研究を進めた。SAA3の溶液中での会合状態を明らかにするために、蛍光標識した精製SAA3の蛍光相関分光を行うことを計画した。SAA3に蛍光標識を導入するためにSAA3のN末端にシステインを導入した変異体を作成し、マレイミド基を持つ蛍光分子とカップリングさせることによりSAA3を蛍光標識させることができることを確認した。さらに、システインを含む6アミノ酸を追加したタグをN末端に結合させたSAA3も作成した。これらの精製タンパク質を用いて分光実験を行う予定である。mTOCの機能解析では、mTOCと相互作用するタンパク質の同定を行うことを、初めに行っている。HaloタグをN末端に結合させたmTOCを293T細胞で過剰発現させ、核抽出から部分精製を行った標品を調製した。この部分精製mTOCをHaloリガンドを固定した磁気ビーズと混合し、磁気ビーズ上に共有結合させたのち、TEVプロテアーゼにより、HaloタグからmTOCを切り離した。このTEVプロテアーゼ遊離画分を電気泳動で展開し、得られたバンドを質量分析にかけることにより、タンパク質の配列決定を行った。これと並行して、HeLa細胞核抽出液をmTOCの特異的抗体を用いて共免疫沈降を行い、得られた特異的バンドの質量分析から、結合タンパク質を同定することも行った。得られた結果からmTOC結合タンパク質の候補分子が得られたので、これらのタンパク質の抗体を用いて、改めてmTOCの免疫沈降後のウェスタンブロットを行い、質量分析の結果の再現性の確認を行った。SAA3の分子構造研究では、大腸菌での発現系からの精製タンパク質調製法を見直すことにより、精製タンパク質を得る効率を上げることができた。さらに蛍光標識を導入することができることも確認できている。mTOC結合タンパク質の解析では、実験を繰り返すことにより、再現性を確認することができた。mTOCの機能解析研究においては、mTOCと相互作用するタンパク質の同定を行った。293T細胞抽出液を用いて、mTOC抗体によるmTOCの免疫沈降を行い、mTOCとともに抗体ビーズに吸着するタンパク質を調べたところ、核タンパク質であるC1Dが結合していることが明らかとなった。C1DがmTOC特異的に抗体ビーズ上に結合していることは、mTOC以外の抗体をコントロールとして用いた対照実験により確認している。そこで、C1Dの細胞生物学的機能を明らかにするために、HeLa細胞にC1DのshまたはsiRNAを導入した細胞を用いて一連の実験を行うこととした。これらの実験内容についての詳細を学術論文にまとめ、日本癌学会が編集を行っている英文

国際誌CancerScienceに投稿したところ、査読の結果、追加の実験を大幅に求められることとなった。現在、追加実験を順次行うとともに、論文全体の再構築を行っている段階である。論文の内容の詳細およびそれに用いた実験結果や現在行っている追加実験の詳細については、当該論文に採択後に明らかになる。C1D以外のmTOC結合タンパク質に関しても解析を行っており、それぞれのタンパク質について過剰発現またはノックダウンを引き起こした培養細胞株を作成しており、それらの細胞レベルでの機能解析を行っている。これらの研究結果についても、成果がまとまり次第学術論文として発表するつもりである。血清アミロイドA3の分子構造研究においては、精製タンパク質に蛍光ラベルを導入したものを作成し、蛍光相関分光測定を行ったが、タンパク質に結合していない蛍光ラベル分子の存在がデータの質に影響を与えており、未反応のラベル化剤の除去が重要であることが判明した。現在蛍光ラベル反応後の精製を改善することでこの問題に対処している。ヒトSAA3はマウスSAA3とはC末端側のアミノ酸配列が大きく異なっている。この部位と特異的に認識する抗体を作成し、ヒト培養細胞の培養に用いた培地からのSAA3の検出を行った。さらにヒトSAA3のリコンビナントタンパク質を作成し、培養細胞への刺激または取り込みの実験を行い、これらの結果をまとめて学術論文上に発表した。一方セラストラマイシン結合タンパク質(mTOC)の解析では、亜鉛フィンガータンパク質(ZFC3H1)がmTOCであることを明らかにした論文を発表した。さらにmTOC結合タンパク質の検索を行い、MTR4などの核タンパク質がmTOCと共免疫沈降されることを明らかにした。血清アミロイドA3の研究では、基礎的な解析を行った学術論文を発表することができた点が大きな進展である。ヒト血清アミロイドA3に関しては、この論文の内容に関する事項を利用した特許申請も行うことができた。mTOCについても学術論文発表にまでたどり着いたことに意義があると考えている。現時点ではさらにmTOC結合タンパク質をいくつか見出しており、個々の標的タンパク質に関するデータを集めているところである。これらのmTOCとmTOC結合タンパク質の相互作用を解析することにより、mTOCの生理機能を明らかにすることが期待されている。SAA3については、実際の蛍光相関測定を行い、溶液中の構造情報を得るつもりである。mTOCについては、mTOC結合タンパク質にmTOCが結合することにより、どのような影響を与えているかについて、個別の機能アッセイを行うことにより、明らかにするつもりである。またmTOC結合タンパク質をmTOCとの相互作用が行われるドメインの解析も並行して行うつもりである。結果が得られた際には、できるだけ早急に学術論文にまとめ、発表するつもりである。細胞生物化学学会参加時におけるディスカッションや学術論文での類似事例研究から、mTOCの機能解析には、どのアミノ酸がどのような機能を産出しているのかを明確にする必要性が見出された。mTOCは非常に巨大なタンパク質であるため、部分体に分割して解析する方法が有力であると結論付けられた。
直鎖状遷移金属クラスター骨格の動的挙動に基づく新規機能の開発

本研究は,金属多核骨格を有するナノクラスター分子の合成を基盤として,それらの動的挙動に基づく新規機能及び反応性の開発を目的とする。(1)直鎖状六核クラスターの酸化還元に伴う動的骨格変化の解明直鎖状金属六核クラスター[Pt_4M_2(μ-dpmp)_4(XylNC)_2]^<3+>(M=Pt, Pd)を合成し,さらに,それらが1電子の酸化及び還元を受け,[Pt_4M_2(μ-dpmp)_4(XylNC)_2]^<4+>及び[Pt_4M_2(μ-dpmp)_4(XylNC)_2]^<2+>に変換されることを明らかにした。この過程で起こる,金属結合距離のダイナミックな伸縮についてX線結晶構造解析及び種々の分光分析によりその詳細を解明した結果,酸化に伴いクラスター骨格は保持されているが,金属六核鎖の末端部から中央部への金属結合電子の流入が生じ,金属-金属結合距離のダイナミックな変化が起こることが明らかとなった。この際生じるクラスター骨格内での電子の流動について,DFT法を用いた分子軌道計算によりその要因を解明を行っている。(2)直鎖状六核クラスター用いた流動的反応場の設計金属六核プラットホームにおける複合的有機小分子の活性化を目的に,低原子価ヒドリドクラスターの合成を行った。白金三核錯体(1)をDMF中Pt(0)種存在下NaBH_4で還元することにより,[Pt_6(μ-H)(μ-dpmp)_4(H)_2](PF_6)の組成を有するトリスヒドリドクラスター(2)を合成し,さらに,クラスター(2)からプロトンが脱離した構造を持つ中性クラスター[Pt_6(μ-H)_2(μ-dpmp)_4](3)を単離しその構造解析に成功した。クラスター(2,3)は非常に反応活性であるだけでなく,特にクラスター(3)は0価白金原子が鎖状に連結した低原子価構造をとるため金属のモデルとなる分子細線として重要な化合物である。(3)PNNP多座配位子を用いた三核錯体の開発PNNP型配位子dpnapyを用いることにより,電子豊富なPt(0)中心を2個有する錯体[Pt_2Na(dpnapy)_3(XylNC)_2]^+を合成した。この錯体は段階的にヒドリドを取り込み,[Pt_2Na(H)(dpnapy)_3(XylNC)_2]^<2+>及び[Pt_2Na(H)_2(dpnapy)_3(XylNC)_2]^<3+>へと変換される。これらの錯体について詳細な構造決定を行うと同時に,種々の分光分析及び電気化学特性について検討を行った結果,特に,約8Å離れた2個のPt中心間に存在する非常に微細な構造変化による長距離情報伝達が明らかとなり,(0,1,2)型分子メモリーとしての可能性が示唆しされた。

この錯体は段階的にヒドリドを取り込み,[Pt_2Na(H)(dpnapy)_3(XylNC)_2]^<2+>及び[Pt_2Na(H)_2(dpnapy)_3(XylNC)_2]^<3+>へと変換される。これらの錯体について詳細な構造決定を行うと同時に,種々の分光分析及び電気化学特性について検討を行った結果,特に,約8Å離れた2個のPt中心間に存在する非常に微細な構造変化による長距離情報伝達が明らかとなり,(0,1,2)型分子メモリーとしての可能性が示唆しされた。
国際衛星ネットワークによる教育交流支援の高度化に関する研究

情報通信技術が語学、科学技術、文化等さまざまな分野での国際的な教育交流を支援するには、既存のシステムを円滑に運用するための高度化を図ると共に、実用化を視野に入れた構成が必要である。本研究では、総務省ポストパートナーズ計画と連携することにより、大学間衛星ネットワーク「スペース・コラボレーション・システム」(SCS)設置大学に対して国際教育交流を円滑に進める基盤を提供し、次世代国際ネットワークの構築を目指した。そのために、1)国際交流実験とその実験ツールの開発及び2)データ伝送ネットワークの構成検討を実施した。1)国際交流実験とその実験ツールの開発国際交流の実用化段階においてシステム的制約、コーディネート等制度面での問題を検討するため、継続的教育交流として総務省新ポストパートナーズ計画の衛星地球局が設置されているタイ・モンクット王工科大学との間で国際衛星接続を行った。タイ・モンクット王工科大学での日本語授業に日本の大学との間でのコミュニケーションを図るという内容を想定し、交換映像に含まれる情報を有効利用する支援ツールを開発し、実装した。その結果、支援ツールの有効性を確認し、学習者の理解度向上に役立てられる可能性が示唆された。2)データ伝送ネットワークの構成検討衛星通信を利用したコンピュータ・ネットワークの枠組みを検討するため、非対称衛星ネットワークの性能についてスペース・コラボレーション・システムを対象に計算機シミュレーションを実施した。信頼性マルチキャスト通信を行うためのネットワーク構成を評価し、同一セッション内に複数の送受信局が存在し、戻り回線が複数用意された場合の挙動を解析した。その結果、回線品質に従って送信帯域と戻り回線数を動的制御することによりスループット効率が改善される可能性が示唆された。情報通信技術が語学、科学技術、文化等さまざまな分野での国際的な教育交流を支援するには、既存のシステムを円滑に運用するための高度化を図ると共に、実用化を視野に入れての構成が必要である。本研究では、総務省ポストパートナーズ計画と連携することにより、大学間衛星ネットワーク「スペース・コラボレーションシステム」(SCS)設置大学に対して国際教育交流を円滑に進める基盤を提供し、次世代国際ネットワークの構築を目指す。しかし、国際交流のニーズは急速に拡大している一方、実用化段階においてシステムのハードウエア的制約、及びコーディネート等制度面での問題から、継続的な交流は難しいのが現状である。そこで、SCSを含む国内ネットワークと海外ネットワークが連携することにより、継続的教育交流を支援する国際コミュニケーション環境を検討・構築し、次世代のシステム及び国際交流支援体制のモデルを提案することを目的とする。今年度は、国際交流実験とデータ伝送について検討を行った。国内接続には衛星通信を利用し、国外接続にはISDNを利用して、国際多地点接続実験を行った。異種ネットワーク接続を行った場合、接続地点での技術支援が不可欠であり、国内外の各学術機関が円滑に連携を行うには接続方法を簡易にする仕組みが必要である。衛星通信を利用したコンピュータ・ネットワークを構築し、画像や音声などのデータベースを遠隔地間で共有するためのデータ伝送機能も検討した。非対称衛星ネットワークの性能について、SCSを対象に、スループット・パフォーマンスを計算機シミュレーションにより導出した。その結果、再送制御アルゴリズムとして選択再送を適用する場合、フィードバック回線のslotted-ALOHAによる衝突再送は非効率的であることがわかった。本研究では、総務省ポストパートナーズ計画と連携することにより、大学間衛星ネットワーク「スペース・コラポレーション・システム」(SCS)設置大学に対して国際教育交流を円滑に進める基盤を提供し、次世代国際ネットワークの構築を目指す。本年度は、国際交流実験の継続とデータ伝送のネットワーク構成について検討を行った。国際交流の実用化段階においてシステム的制約、コーディネート等制度面での問題を検討するため、継続的教育交流としてポストパートナーズ計画の衛星地球局が設置されているタイ・キングモンクット王工科大学との間で国際衛星接続実験を行った。

また、衛星通信を利用したコンピュータ・ネットワークの枠組みを検討するため、非対称衛星ネットワークの性能についてスペース・コラボレーション・システムを対象に計算機シミュレーションを行った。国際接続と実験用コンテンツの開発衛星接続実験は、タイのキングモンクット王工科大学とメディア教育開発センターとの間で行った。日本側では、スペース・コラボレーション・システムとの接続も行い、タイと日本の大学との間で交換授業を試みた。また、日本側でSCS車載局を利用しやすくするため、SCS車載局の操作を支援するシステムのプロトタイプを構築した。非対称衛星ネットワークの性能評価信頼性マルチキャスト通信を行うためのネットワーク構成を検討し、同一セッションに複数のデータ送信局が存在し、かつ戻り回線が複数用意された場合の挙動を解析した。その結果、トラフィック量に応じた戻り回線数が必要であることを確認した。情報通信技術が語学、科学技術、文化等さまざまな分野での国際的な教育交流を支援するには、既存のシステムを円滑に運用するための高度化を図ると共に、実用化を視野に入れた構成が必要である。本研究では、総務省国際ネットワーク計画と連携することにより、大学間衛星ネットワーク「スペース・コラボレーション・システム」(SCS)設置大学に対して国際教育交流を円滑に進める基盤を提供し、次世代国際ネットワークの構築を目指す。様々な分野での国際的な交流を支援するネットワークを構築するためには、継続的交流による経験と新しい枠組みが必要である。そのために、以下の研究を並行して進めた。(1)国際接続総務省国際ネットワークの地球局がある拠点を中心にメディア教育開発センターと衛星接続し、国際教育交流実験を行った。実験用コンテンツを実装して、システムの評価及び学習効果測定などを実施した。その結果、円滑な遠隔コミュニケーションを行うには、言語的支援が不可欠であることがわかった。(2)非対称衛星ネットワークの性能評価上記で検討した国際接続では、衛星で閉じたネットワークを使っている。大学間衛星ネットワークSCSも同様に衛星に閉じたネットワークである。データ交換を行う場合、衛星遅延による性能低下が懸念された。そこで、SCSをベースに様々なネットワーク構成について、その性能や特性を計算機シミュレーションにより評価した。その結果、戻り回線のトラフィック量が全体のスループットに大きく影響することがわかった。