hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国広州市城中村の持続的居住環境形成に向けた集落固有性の評価

以上のように、建物総数が減少している城中村は今回はじめて確認でき、その理由として聞き取り調査からは、市街地までの通勤ができないため若い住民を中心に村外の転出していることが主な理由と考えられる。その結果、「空心村」問題、すなわち居住地内に空き家が顕在化している。京塘村、蓮塘村それぞれの近傍には、新しい工業団地、住宅団地の建設も始まってきているが、近隣村の雇用の受け皿に未だなってはいない。他方、両村については共にグリーンツーリズム、歴史文化ツーリズムの可能性を見出すことができ、村の限られた財政で農業環境を整備すること、歴史的遺構や伝統的住宅の修復・保全と利活用を進めることが課題である。そのためには、広州市・区政府による財政支援、技術的・情報的な支援が必要である。平成26年度に現地調査を行った蓮塘村における集落の白地図データが、村の行政管轄が近年に広州市に統合された旧増城市であるため、広州市として統一されたものに平成26年度時点で未だ編集されておらず、入手ができなかった。このため、蓮塘村については、集落居住域内の建物の建設状況についての経年的な変化の分析に着手できていない。それに伴って、他城中村との比較あるいは集落固有性に関する分析が不十分である。さらに、上記事項を含む諸般の事情により平成27年度には現地補足調査を実施することができず、データ整理と分析が限られたものとなっている。城中村は農村集落の歴史的,社会経済的な固有の特性を中国の急激な経済成長の過程で喪失してきた。宅地あるいは商工業用地,道路等に転用されて農地は徐々に失われ,旺盛な都市開発圧力と出稼ぎ労働者がもたらす住宅需要を背景に,不動産投資に活路を見出さざるを得なかった。そこで農村集落のもつ固有性を活かした振興の可能性を探るべく,城中村の原型ともいえる近郊農村集落も対象に含め,集落振興方策と都市化への対処の状況把握を試みた。調査対象は,2009年度に広州市政府により城中村として環境整備指定を受けた黄辺村,鴉崗村,小洲村および黄埔村の4村,また,大都市外縁部に位置する京塘村,蓮塘村,大れい村および華れい村の4村を選定した。城中村および近郊農村の諸特性を、1農業、2歴史的環境を活かした観光、3グリーンツーリズム対応、の3つの産業振興の側面で検討する。まず、農業では、果樹や穀類などにおいて品質のよい特産品的な品目をもつ村が複数あるが、都市化の圧力による農地転用、複数の村による協同生産活動の非組織化、ならびに道路や農道、集出荷・加工施設等の生産インフラの未整備により振興が図れていない。歴史的環境を活かした観光では、黄埔村において市の助成事業があり成功しているが、他は資金不足や合意未形成で整備事業化に着手できていない。グリーンツーリズム対応では、広州市をとりまく社会経済状況が熟しておらず、部分的には民間の取り組みはあるものの、インフラ未整備により展開が図れていない。近郊農村がその歴史文化的,産業的な特性を生かした経済的振興と居住環境整備を両立させることには多くの障がいがあることが明らかとなった。不安定な外部経済への依存は持続的な集落経営に結びつかず,村(村民委員会)による将来計画の策定が望まれる。広州市は近郊農村の農業・観光産業育成に向けた技術的支援と資金提供を行うべきことを提言する。中国広州市の城中村および近郊農村を対象に、急速な経済成長を背景として行われた都市化、高密度住宅化を防止するための産業振興および居住環境整備の方策について検討した。その結果、これら農村集落がその歴史文化的,産業的な特性を生かした経済的振興と居住環境整備を両立させることには多くの障がいがあることが明らかとなった。
遺伝性非症候性多数歯欠損症の責任遺伝子同定および関連遺伝子の網羅的解析

永久歯先天欠如は日常臨床で遭遇する機会の多い症例であるが、その中でも第三大臼歯を除く6歯以上の永久歯欠損が確認された場合、遺伝的要因が強く疑われる。現在まで血縁関係のない3家系の遺伝性を疑う多数歯欠損症例を検出し、いずれの発症者も永久歯10歯以上先天欠如を有していた。このような症例では、審美的・機能的障害を伴うため患者のQOL維持を目的とした早期の診断・治療方針の決定が重要である。本研究では原因遺伝子同定を目的とした遺伝子解析に加え、疾患特異的なSNPが存在するか否かの検討も加えた。一般臨床において少数歯先天欠如に遭遇する機会は多いものの、多数歯欠損症例は稀である。平成22年度日本小児歯科学会学術委員会の報告によると、本邦おいて永久歯欠損を有するもののうち永久歯5歯以上の先天欠如は0.87%と報告されている。2001年出版のオックスフォード出版の頭頸部疾患に関する教科書には第三大臼歯を除く永久歯16歯欠損をHypodontia、6歯以上にわたる欠損をOligodontiaと定義し「6歯以上の欠損が認められた場合、遺伝学的なバックグラウンドがある可能性が強い」と記載されている。本研究では本邦において遺伝性を疑うOligodontia家系を検出し病因遺伝子同定を目的とした解析に重点をおいて進めている。本年は研究関連施設より紹介された一家系に関し遺伝子解析を施行した。発端者である女児には18本の永久歯欠損、父親には15本の永久歯欠損が確認され常に重度な多数歯欠損を呈していた。患児ならびに保護者の同意を得たのち、患児と両親から10cc採血した。北大小児科にてDNA抽出を行った。解析候補遺伝子を、病因遺伝子として報告の多い14番染色体上のPAX9ならびに4番染色体上のMSX1とした。両遺伝子に対しプライマーセットを設計し、PCR解析・シークエンス解析を行った。また100人の日本人成人DNAを解析対象遺伝子コントロールとした。その結果、同一家系内の発症者/非発症者を対象としたPAX9ならびにMSX1解析から、病因との関連を疑う変異は検出されなかった。しかしながら、PAX9に発症者のみに共通してExon2を挟む両Intronに(-41A→G, +41G→A)、Exon3に(239CAC(His)→CAT(His))の塩基置換を検出した。永久歯の先天性欠如は、その発現部位や欠損歯数によって様々なタイプの歯列咬合異常を誘発する。小児期からの健全な永久歯列の育成を目的とした継続的な口腔管理を行う上で大きな問題となる。永久歯先天欠如が生じる原因は、系統発生学的原因・病理学的原因・遺伝的原因に大別される。欠損様式として第三大臼歯を除く永久歯16歯までの欠損をHypodontia、6歯以上にわたる欠損をOligodontiaと定義され、6歯以上の永久歯欠損が認められた場合、遺伝学的なバックグラウンドがある可能性が強いとされている。多数歯欠損は重度の歯列咬合異常が生じるのみならず審美的障害も伴うため、早期の診断と長期にわたる治療介入が必要となる。平成22年度日本小児歯科学会学術委員会の報告によると、本邦において永久歯欠損を有するもののうち永久歯5歯以上の先天欠如は0.87%と報告されており、その中にも遺伝性を疑うOligodonia家系が潜在的に存在するものと推測される。本研究では本邦において遺伝性を疑うOligodontia家系を検出し病因遺伝子同定を目的とした解析に重点をおいてすすめている。現在まで本邦において3家系の遺伝子解析を実施した。当該年度には研究関連施設より父親に15歯永久歯欠損、女児に18歯永久歯欠損が認められた重度の遺伝性を疑う多数歯欠損症例の遺伝子解析依頼があり、その解析を施行した。本邦における永久歯多数歯欠損に関する大規模な疫学調査が日本小児歯科学会学術委員会を中心として行われ、小児歯科学雑誌(第48巻・第1号平成22年3月25日発行)で報告された。それによると、調査人数15,544人の小児のうち10.09%に永久歯の先天欠如が確認されている。その中で5歯以上の先天欠如が0.87%に確認された。永久歯先天欠如と遺伝学的関連として、6歯以上の欠損が認められた場合、遺伝的なバックグラウンドがある可能性が強いとされ、本邦においても遺伝性多数歯欠損症例を疑う例は少なからず存在することが想定された。しかしながら、調査対象は「小児」に限局しており本邦での幅広い年齢層における多数歯欠損症患者における疫学調査が不十分で、その有症率は明らかになっていない。本研究期間では今までに解析を行ってきた、遺伝性非症候性多数歯欠損症家系の解析データを集積させ、病因変異が同定された家系と病因との関連が検出されなかった家系において共通のSNPsの有無を多角的に解析した。歯数調整遺伝子として現在まで14番染色体上PAX9と4番染色体上MSX1の解析が世界的にすすめられており、小臼歯部が主たる欠損部位である場合MSX1解析を行い、大臼歯部が主たる欠損部位である場合PAX9解析が行われている。

当該研究でもその基準に照らし合わせ解析対象遺伝子の決定を行い、大臼歯部に欠損が集中した一家系(永久歯28本中の欠損歯数は、患児12本・患児母12本・患児弟15本)においてPAX9に変異が確認された。本症例でも追加解析としてMSX1解析を行い、過去にPAX9/MSX1両遺伝子に病因変異が確認されなかった家系で検出されたSNPsと照らし合わせたところ、血縁関係のない多数歯欠損者に共通する興味深い塩基置換を検出した。永久歯先天欠如は日常臨床で遭遇する機会の多い症例であるが、その中でも第三大臼歯を除く6歯以上の永久歯欠損が確認された場合、遺伝的要因が強く疑われる。現在まで血縁関係のない3家系の遺伝性を疑う多数歯欠損症例を検出し、いずれの発症者も永久歯10歯以上先天欠如を有していた。このような症例では、審美的・機能的障害を伴うため患者のQOL維持を目的とした早期の診断・治療方針の決定が重要である。本研究では原因遺伝子同定を目的とした遺伝子解析に加え、疾患特異的なSNPが存在するか否かの検討も加えた。遺伝性を疑う多数歯欠損症例の責任遺伝子として4番染色体上のMSX1と14番染色体上PAX9の報告が多い。小臼歯欠損が多い症例ではMSX1遺伝子に変異を有するとが多く、大臼歯欠損が多い症例ではPAX9遺伝子に変異を有することが多い傾向がある。当該年度に検出した父親に15歯永久歯欠損、女児に18歯永久歯欠損が認められた重度の遺伝性を疑う多数歯欠損症例では、小臼歯ならびに大臼歯にわたる欠損が確認されたため、MSX1・PAX9両遺伝子を解析対象とする必要があった。なお、遺伝子解析に必要なPrimer設計は全て研究代表者が設計を行い、PCR解析/PCR-SSCP解析/シークエンス解析に必要な条件設定も本研究機関で確立している。本症例において同一家系内の発症者/非発症者を対象としたPAX9ならびにMSX1解析から、病因との関連を疑う変異は検出されなかった。しかしながら、PAX9に発症者のみに共通してExon2を挟む両Intronに(-41A→G, +41G→A)、Exon3に(239CAC(His)→CAT(His))の塩基置換を検出した。本症例に検出された塩基置換はPAX9 (c.591delC, S197fsX211)1)を有する血縁関係のない遺伝性多数歯欠損家系内の発症者にも共通して検出された。PAX9Exon3(239CAC(His)→CAT(His))は報告のあるSNPであったが、Exon2(-41A→G, +41G→A)の報告はなく、100人のコントロールでも検出されなかった。この塩基置換によるDNA転写時の影響の有無に関し、現在データベースから検証を行っている。血縁関係のない発症者に共通して検出されたことは興味深く、疾患との関連を疑う塩基置換であることが示唆された。医歯薬学口腔遺伝性疾患の発症パターンと原因遺伝子の相関が明らかになれば、発症機序の解明や新しい診断システムの開発が可能になる。また、歯胚発生から歯の石灰化に至る過程での原因遺伝子の発現パターンから、治療法の選択について有用な情報を得られることが期待される。遺伝性多数歯欠損症例では同一家系内でもその欠損様式・欠損歯数が多岐にわたることが国際論文でも注視され、他の歯数調整遺伝子が関与している可能性も模索されている。これをふまえ、従来の臨床像による分類から、原因遺伝子に基づく分類への再編成を視野に入れて検討している。さらに、分子レベルでの歯の発生メカニズムの解明、発症前診断をふまえた予防的治療を当面の課題とし、将来的には遺伝子治療を含めた病態治療への応用を目標としている。
歯車表面へのin-situセンサシステムの印刷によるスマートギヤの実現

本研究では,歯車の稼働状態をin-situ(本来の場所)で測定できる機能を持たせた「スマートギア」を開発する.「スマートギヤ」とは,歯車表面に構成したセンサからひずみや振動などの情報を取得し,アンテナを介して,高速運転中に外部の受信システムによって非接触で,取得した情報をモニタリングできるものである.機械装置が,自らの「インテグリティ(完全性)」を高精度に「自覚」し,自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する生物的な能力を持つことができれば,機械装置の可用性を高度に保ちつつ,保全を効率的に行うことが可能となる.この具現化を目指す研究である.本研究は、歯車の原位置での状態監視をするために、導電性インクを用いたセンサとアンテナからなる回路の印刷を行うことにより計測と情報伝達を可能にする計測システムを構成することを目的としている。本研究の成果は、様々な機械部品の同時モニタリングを可能にするIoT技術の基盤の確立に有効であり、広く学術・科学技術あるいは社会などへの波及効果が期待できる。本研究では,歯車の稼働状態をin-situ(本来の場所)で測定できる機能を持たせた「スマートギア」を開発する.「スマートギヤ」とは,歯車表面に構成したセンサからひずみや振動などの情報を取得し,アンテナを介して,高速運転中に外部の受信システムによって非接触で,取得した情報をモニタリングできるものである.機械装置が,自らの「インテグリティ(完全性)」を高精度に「自覚」し,自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する生物的な能力を持つことができれば,機械装置の可用性を高度に保ちつつ,保全を効率的に行うことが可能となる.この具現化を目指す研究である.
中高年外科的矯正治療術後患者における新たな顎骨治癒評価系の確立

これまで顎変形症術後の顎骨治癒経過におけるプロセスは曖昧な点が多く,施設間で異なる顎間固定期間を設定しているのが現状である。これまで我々は,ソニックヘッジホッグ(SHH)は骨の形成ならびに吸収に関与することを明らかにしてきた。一方骨折の治癒過程には,細胞遊走,骨のリモデリングが重要となる。そこで本研究では,骨折治癒過程におけるSHHの発現およびその役割を明らかする。さらに,外科的矯正術後におけるヘッジホッグ骨代謝マーカーとしての有用性を明らかとし,新たな顎骨治癒評価系の確立を目的とする。(本研究は岡山大学倫理委員会承認を得て実施した)これまで顎変形症術後の顎骨治癒経過におけるプロセスは曖昧な点が多く,施設間で異なる顎間固定期間を設定しているのが現状である。骨折治癒過程の炎症期,細胞増殖期において,骨髄細胞から産生されるSHHは,骨芽細胞におけるpFAK-Tyr397リン酸化を介し,骨芽細胞増殖,分化や破骨細胞形成を促進することが考えられた。また,骨折治癒過程の仮骨形成期からリモデリング期においては,骨芽細胞自身の産生するSHHがオートクライン的にpFAK-Tyr397を活性化し,肥大軟骨細胞から骨への置換に関与することが示唆された。(本研究は岡山大学倫理委員会承認を得て実施した)骨折早期では骨髄中の増殖因子が惹起され,骨のリモデリングが開始される。骨折治癒初期過程においてヘッジホッグは骨のリモデリングに関与する分泌タンパク質であることが明らかとなったが,その作用メカニズムは明らかとなっていない。一方で,骨芽細胞の機能に重要な役割を担うFocal adhesion kinase(FAK)に着目し,ヘッジホッグシグナルとの関わりを検討した。ICRマウス雄8週齢第8肋骨を骨折後3日目に,ソニックヘッジホッグ(SHH)が骨折端周囲の骨髄細胞に発現し,骨折後5日目にはpFAK-Thy397が皮質骨断端部のTRAP陽性破骨細胞に隣接したALP陽性骨芽細胞に発現した。骨折後14日目に肥大軟骨から骨への置換部の破骨細胞に近傍したALP陽性骨芽細胞にSHH,pFAK-Thy397発現を認めた。in vitroにおいて,SHHをMC3T3-E1細胞に添加すると,pFAK-Thy397の発現上昇を認めた。また,SHHは増殖能,分化能,破骨細胞形成能は有意に促進されたが,Short hairpin FAK RNAレンチウイルスを感染させたFAKノックダウン骨芽細胞にはSHHの促進効果は認められなかった。in vitroにおけるSHHの発現とその役割が明らかとなり,高齢マウスを使用した研究への基礎ができた。外科的矯正治療患者の術前,術後の経時的に末梢血を採取し,血中ヘッジホッグ含有量を測定し,顎骨治癒のバイオマーカーとしての位置付けを確立する。加齢に伴う骨髄細胞における,ヘッジホッグシグナルの局在と機能,そして活性化に関わる生体分子群の解析を明らかとし,ヘッジホッグの加齢に伴い増減する生体分子群が,骨折治療・骨再生療法の新たな決定因子となる可能性を明らかとする。「次年度使用額(B-A)」:9,876円が生じた理由:予定より安く物品が購入できたため,残額が生じた。
Epidermal growth factorの生理作用の解明

1.雄マウスの顎下腺から、実験に必要十分量のepidermal growthfactor(EGF)を精製し、それに対する特異抗血清を調製した。これらを用いて、液相二抗体法によるEGFのenzyme immunoassayを確立た。この方法での測定範囲は201000pg/tubeであり、従来のradioimmunoassayと同程度、あるいはそれ以上の感度であった。2.マウスの種々組織中のEGF量を測定した。その結果、顎下腺以外の多くの組織中にEGFの存在が確かめられた。顎下腺の場合と同様に、舌下腺と耳下腺のEGFもandrogen依存性をあることがわかった。3.舌下腺と腎蔵のEGFの生化学的性質について検討した。分子量はいずれも顎下腺のそれと同じであり、等電点もよく一致した。さらに、逆相HPLCにより、両組織中のEGFは顎下腺のEGFと同様に、二種類の成分(α-EGFとβ-EGF)から成ることが明らかとなった。4.成熟マウスの顎下腺を摘除すると、十二指腸と空腸の組織重量,タンパク質量,DNAおよびRNA量が減少し、これらの減少はEGFを投与することにより、ほぽ正常レベルにまで回復した。これらの結果から、顎下腺のEGFは成熟マウスの消化管(小腸)に対してtrophicfactorとして作用することが明らかとなった。5.ラット肝蔵のEGFレセプターに対する実験的糖尿病の影響について検討した。その結果、糖尿病によりレセプター数が明らかに減少し、この減少はインシュリンの投与により正常レベルにまで回復した。従って、肝蔵のEGFレセプターはインシュリン依存性であることが推察された。甲状腺ホルモンの投与は、レセプター数に対して影響をおよぼさなかった。6.ラット肝蔵のEGF量は、実験的糖尿病により影響をうけなかった。
三線式ワイヤ法、及びパルス法による極低磁場領域での高速アライメント技術の開発

多極電磁石5台を用いてVibrating Wire Methodをベースにしたアライメント試験を行った。バックグラウンドとなる地磁気や残留磁場は、カウンタ電磁石を導入し補正できることを示した。直線性の規定されたワイヤを選択することで、システム全体の総合的統計誤差を+-5um以内に抑制できた。時間的に変化する共鳴周波数に対しワイヤ通電周波数を追従させるフィードバックを構築した。このシステムで磁場中心のドリフトを1um以内の精度で測定できることを示した。極低エミッタンスリングの精密アライメントに対応できるシステムが完成した。Vibrating Wire Methodでは、ビーム軸上に張ったワイヤに交流を通電し、磁場との相互作用で強制振動させることによりワイヤ上の磁場を評価する。微小な磁場の検出が可能であり、アライメントに応用すれば多極電磁石群の磁場中心位置を高精度で一直線上に並べることができる。しかしながら、ワイヤの長さと張力で決まる共鳴周波数は環境変化により容易に変動する。平成26年度の目標は、変化する共鳴周波数に通電電流の周波数を追従させるフィードバック制御を行うこと、及び最低検出分解能の言及であった。共鳴周波数では、ワイヤ振動と通電電流の位相差が90[°]であることを利用してフィードバック制御を0.01[Hz]で行った。フィードバック無しでは、例えば基本共鳴の3次高調波では同一磁場中であっても振幅は1.8[hr]で1/2に減少したが、フィードバックにより振幅の変動を4[%]以内に抑制できた。この変動は共鳴の次数が高くなるほど顕著であったが、フィードバックにより7次高調波でも上記と同等に安定化することができた。さらに、磁場信号用ワイヤが磁場中心付近の極低磁場領域にあっても十分な信号強度が得られるよう、水平、垂直方向に5[mm]離してフィードバック専用ワイヤを平行に張った。2本のワイヤの共鳴周波数にはほぼ完全な相関関係が見られ、フィードバック専用ワイヤの位相だけで信号用ワイヤの振幅を安定化させることに成功した。典型的な磁場勾配の四極電磁石(40[T/m]x0.1[m])を用いて、磁場中心位置の測定分解能は0.1[um]に達することを示した。磁場中心位置のサブミクロンオーダーでの時間的変動を観測し、周囲温度との相関について示した。フィードバック専用ワイヤを使用することにより、このような測定が可能となった。Vibrating Wire Methodでは、ビーム軸上に張ったワイヤに交流を通電し、磁場との相互作用で強制振動させることで磁場を評価する。単独の四極電磁石を用いて電磁石側を精密ステージで移動させることで、磁場中心位置をサブミクロンの精度で検出可能であることをこれまでに示した。平成27年度の目標は、・複数の多極電磁石群中でワイヤ側を走査して各電磁石の磁場中心を検出する、・外部磁場の遮蔽方法を検討する、・ワイヤの撓み補正を含む測定精度を評価する、であった。地磁気等のバックグラウンド磁場はシールド管等による遮蔽よりも、水平、垂直方向の二極電磁石の対を別途用意し、バックグラウンド磁場を打ち消す方が簡便かつ有効であることを示した。典型的磁場勾配の四極電磁石3台、六極電磁石2台で多極電磁石群を模擬し、四極電磁石の残留磁場勾配の影響を調べた。残留磁場勾配が残ったままでは、六極電磁石の磁場中心位置はサブミリのオーダーで誤って検出されるが、群中の任意の四極電磁石を用いて打ち消すことにより、誤差は容易に5um以内にできることを示した。フィッティング誤差、再現性は全て上記の誤差以内であることを示した。一方、ワイヤの撓みはワイヤの全長に大きく依存し、中央部での最大撓み(サグ)はワイヤ全長の二乗に比例する。多極電磁石群をカバーするワイヤ長を3.75mと仮定し、ワイヤの位置分布を静電型水レベルシステム(HLS)、ワイヤ位置モニタ(WPS)で測定した結果、理論曲線に対する誤差は、サグ0.22mmに対し3.4um、最大誤差10umであった。以上の考察により、測定誤差は10umと想定される。撓み補正での誤差が支配的であり、誤差要因を調査することにより確度を更に向上できると考えている。平成27年度に実施を予定していた項目は、(1)多極電磁石群での磁場中心の測定、(2)外部磁場の遮蔽方法の検討、(3)ワイヤの撓み補正を含む測定精度の評価、(4)500[MHz]の高周波を導入するためのワイヤの試作であった。このうち、(1) (3)は全て完了した。しかしながら、(4)に関しては試作を行うことができなかった。本研究は加速器の直線区間に設置する多極電磁石群の精密アライメントが目的である。ビーム軸上に張ったワイヤに交流を通電し、磁場との相互作用で強制振動させる。ワイヤが振動しなくなる点から磁場中心位置を探ることができる。一旦、磁場中心を基準点に移設する際の誤差を省くことができる。平成27年度までに単独の多極電磁石の磁場中心測定精度の評価を完了していた。平成28年度は5台の多極電磁石群を用いてアライメントを実践した。両端電磁石の磁場中心位置を結ぶ基準線に対する中間電磁石の磁場中心位置変位を1um以内の精度で検出し、3um以内の誤差で基準線に一致させた。

システム全体としての統計的誤差を評価するため、電磁石を移動させることなくワイヤの取り外しを繰り返し行い、磁場中心位置変位を測定した。測定の再現性はワイヤの直線性に強く依存し、直線性確保のための熱処理を行ったワイヤを使用することで、取り外し前後の誤差を+-2um以内に抑制できた。以上のように、多極電磁石の並ぶ直線区間に関して、umオーダーのアライメントシステムの開発が完了した。リング加速器では直線区間の間に偏向区間があり、2直線間のアライメントが別途必要である。直線区間両端電磁石の磁場中心位置は外部基準点に移設する必要がある。磁場中心付近にレーザトラッカ用ターゲット球を設置し、本システムでターゲット球中心位置を1um以内の精度で測定可能であり、基準点移設はレーザトラッカの精度で問題なく行えることを示した。アライメント終了後、真空チェンバを挿入するため電磁石の上側鉄芯の一時撤去、復旧が繰り返し行われる。作業前後の磁場中心位置の差分も本システムにより計測可能であることを示した。今後、本システムを用いて種々の要因による磁場中心のドリフトを観測し、加速器システムとして実現可能なアライメント精度について言及する予定である。多極電磁石5台を用いてVibrating Wire Methodをベースにしたアライメント試験を行った。バックグラウンドとなる地磁気や残留磁場は、カウンタ電磁石を導入し補正できることを示した。直線性の規定されたワイヤを選択することで、システム全体の総合的統計誤差を+-5um以内に抑制できた。時間的に変化する共鳴周波数に対しワイヤ通電周波数を追従させるフィードバックを構築した。このシステムで磁場中心のドリフトを1um以内の精度で測定できることを示した。極低エミッタンスリングの精密アライメントに対応できるシステムが完成した。平成26年度に実施を予定していた項目は、(1)単線フィードバックを行うための基礎データの取得とフィードバックの検証実験、(2)三線式ワイヤによるフィードバック試験であった。前者ではワイヤの振幅、位相の周波数応答、共鳴周波数と周囲温度との相関、共鳴次数別の振幅安定度、フィードバックに必要な最低限度の磁場について測定を完了した。後者ではフィードバック専用ワイヤと磁場信号用ワイヤとの共鳴周波数の相関を明確にし、フィードバック専用ワイヤの位相だけでフィードバックが可能であることを示した。フィードバック専用ワイヤへの通電により発生する磁場の影響を評価するため、通電の有無による磁場信号用ワイヤの振幅、位相の周波数応答を比較し、影響が無視できることを示した。このため、フィードバック専用ワイヤの磁場をキャンセルするため用意していた第三のワイヤであるカウンタワイヤは不要であることを示した。予定項目は全て完了したが、これらの試験は全て既存の仮架台にワイヤ、及び振動センサを取り付けて行ったものである。測定対象電磁石は1台であったので、磁場中心の測定では電磁石側を既存の遠隔ステージで移動させた。実際のアライメントにおいては、電磁石全台数に遠隔ステージを取り付けることは現実的でないため、ワイヤ側を移動させる。平成26年度に遠隔ステージ付きの三線式ワイヤ用架台を製作する予定であった。しかしながら、「今後の研究の推進方策」の項目に示すバックグラウンド磁場の補正用機器の固定方法などの検討が進まず、製作に着手することができなかった。
超広帯域レーダによる人体の歩行形態認識と異常検出技術（国際共同研究強化）

レーダによる非接触心拍計測では、心拍による皮膚変位が数十ミクロン程度と微小であるため、対象者の体動の影響が大きい場合には心拍推定精度が大幅に低下するという課題があった。さらに、複数人体の非接触心拍計測では、測定対象でない人体の体動の影響により、やはり心拍推定精度が低下する。本研究では、心拍の遠隔測定精度がこれら体動により劣化する影響を抑圧するため、レーダシステムのハードウェアおよびソフトウェア双方の改善による高精度心拍計測技術の開発を行った。まず、複数のアンテナを有するマルチチャネルレーダの整備を行い、適応的アレイ信号処理手法の改良を行った。複数の人体を同時測定する場合に、非測定対象の人体からの反射波を抑圧するビームを形成するため、適応的アレイ信号処理であるCapon法およびDCMP法を導入することで、測定対象者の心拍のみを選択的に高精度推定することに成功した。非測定対象者の運動が大きい場合でも、Capon法とDCMP法のビーム幅を異なる値に設定することで、不要波抑圧範囲を可変にすることで非測定対象者からの反射波を大きく抑圧できることを示した。続いて、測定対象者自身の反射波に含まれる不用波を抑圧する技術を開発した。受信信号には生体信号に起因する成分に加え、生体信号を含まない不用反射波も含まれる。こうした不用反射波は強度が概して大きく、受信機の増幅器を飽和させて心拍成分の測定感度を低下させる要因となっている。そこで、レーダの受信信号をダウンコンバートした後に不用波に相当する周波数帯を抽出し、それを再度アップコンバートしてRF帯で減算するフィードバック系を導入した。このハードウェアに関する抑圧技術を前述のソフトウェアによる抑圧技術と併用することにより、測定対象者および非測定対象者の体動成分を抑圧し、心拍計測の高精度化を実現した。内定年度:2015当該年度には心拍などの生体情報を電波により遠隔で高精度に計測するために体動の影響を抑圧する技術を開発した。電波による心拍の遠隔測定では、数十ミクロン程度の微小な体表面の変位を高精度に測定する必要がある。しかし、人体の動きは不規則に反射波の位相を変動させるため、こうした心拍に起因する微小な信号位相への干渉となり、心拍の遠隔測定を困難にしている。我々は複数の受信素子を用いたマルチチャネルレーダを整備し、適応的アレイ信号処理を適用することにより体動の影響を抑圧する手法を開発した。開発技術は人体の位置や姿勢の不規則な変化に応じて適応的にビーム形状を変化させて対象人体を追跡する。その結果、不要干渉波を抑圧することで生体情報の推定精度を向上させることができる。さらに、代表者が開発してきたトポロジー相関法を適用することで、心拍間隔を高精度に推定可能であることを示した。開発技術の性能評価のために、電波暗室内での測定を実施した。被験者は健康な成人であり、自然に呼吸をしつつ直立した状態で測定を行った。被験者にはレーダ測定と同時に心電計を装着することで、レーダによる遠隔の生体情報計測の精度を評価した。その結果、被験者の心拍間隔を平均二乗誤差20.9msと高精度で計測できることが示された。心拍間隔の測定により瞬時心拍数を求めることが可能となり、瞬時心拍数の時間変動からは糖尿病や高血圧、心疾患など多くの疾患の前兆や対象者のストレス状態などの異常が検出できることが知られ、多くの応用可能性を有する。そのため、対象者の異常検出を実現するための重要な要素技術が開発されたといえる。平成28年度中には渡航先への渡航ができなかった。これは国内用務の調整に予想よりも時間を要したためである。このため、渡航を予定していたハワイ大学マノア校の共同研究者らと電子メールや電話会議などにより打ち合わせを行い、国内で実施可能な範囲で共同研究を進めてきた。しかし、実際の渡航が年度内にできなかったことにより、研究計画と比べて進捗状況はやや遅れている。当該年度には、心拍の遠隔測定精度が体動により劣化する影響を抑圧するための信号処理技術を開発し、その性能を実験的に検証した。まず、昨年度に開発したマルチチャネルレーダおよび適応的アレイ信号手法の改良を行った。複数の人体が存在する場合でも測定対象の人体方向にビームを向けつつ、測定対象でない不要波を抑圧することにより、特定個人の心拍測定を実現する技術を開発した。今年度の改良により、レーダ近傍に存在する複数人体が運動中であっても不要波抑圧のための角度幅を適応的に変化させることにより、不要波のほぼ完全な抑圧を実現した。さらに、対象者の運動により生じるドップラー偏移の特徴を畳み込みニューラルネットワークにより自動識別することで、運動の種類や性質を推定する技術を開発した。推定された体動の影響を抑圧し、非接触心拍測定の精度を改善する手法を開発した。以上の技術開発により、研究計画に記載の目的のうち体動が比較的小さい場合については高精度な非接触心拍測定を可能にする信号処理法が実現された。開発技術の性能評価のために、2名の被験者をレーダにより測定する実験を実施した。各被験者の中心位置の間は60cmと近接した状態で両名とも直立した状態で1分間の測定を行った。この間、バランス維持のために両被験者の上体には約10cm程度の無意識の不規則な運動が見られた。両被験者の正面に4素子アレーアンテナを配置し、マルチチャネルレーダによる測定を実施した。

測定データにアダプティブアレイ信号処理を適用することで、両被験者のうちで特定の人体からの反射波のみを適応的に取得することに成功した。特定の人体からの反射波に研究代表者が開発してきた高精度心拍推定技術を適用した結果、複数波が干渉する環境であっても高精度・非接触で心拍測定を実現する技術が実現できた。平成29年度中には渡航先での国際共同研究により研究計画に記載の研究を実施した。研究計画に記載の内容のうち体動が大きい場合の非接触心拍測定については依然として十分な精度が得られていないが、体動が比較的小さい場合については高精度な心拍測定が可能となった。このため、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。レーダによる非接触心拍計測では、心拍による皮膚変位が数十ミクロン程度と微小であるため、対象者の体動の影響が大きい場合には心拍推定精度が大幅に低下するという課題があった。さらに、複数人体の非接触心拍計測では、測定対象でない人体の体動の影響により、やはり心拍推定精度が低下する。本研究では、心拍の遠隔測定精度がこれら体動により劣化する影響を抑圧するため、レーダシステムのハードウェアおよびソフトウェア双方の改善による高精度心拍計測技術の開発を行った。まず、複数のアンテナを有するマルチチャネルレーダの整備を行い、適応的アレイ信号処理手法の改良を行った。複数の人体を同時測定する場合に、非測定対象の人体からの反射波を抑圧するビームを形成するため、適応的アレイ信号処理であるCapon法およびDCMP法を導入することで、測定対象者の心拍のみを選択的に高精度推定することに成功した。非測定対象者の運動が大きい場合でも、Capon法とDCMP法のビーム幅を異なる値に設定することで、不要波抑圧範囲を可変にすることで非測定対象者からの反射波を大きく抑圧できることを示した。続いて、測定対象者自身の反射波に含まれる不用波を抑圧する技術を開発した。受信信号には生体信号に起因する成分に加え、生体信号を含まない不用反射波も含まれる。こうした不用反射波は強度が概して大きく、受信機の増幅器を飽和させて心拍成分の測定感度を低下させる要因となっている。そこで、レーダの受信信号をダウンコンバートした後に不用波に相当する周波数帯を抽出し、それを再度アップコンバートしてRF帯で減算するフィードバック系を導入した。このハードウェアに関する抑圧技術を前述のソフトウェアによる抑圧技術と併用することにより、測定対象者および非測定対象者の体動成分を抑圧し、心拍計測の高精度化を実現した。平成29年度4月より渡航先研究機関である米国・ハワイ大学マノア校へ渡航し、研究計画に従って共同研究を実施する。代表者の開発してきた技術と渡航先研究機関のグループの技術を融合させ、さらに研究計画に記載のとおり京都大学およびオランダ王国・デルフト工科大学の研究グループとの密接な連携により国際共同研究を実施する。今後、体動が大きい場合にも適用できる高精度な非接触心拍測定技術を開発する。まず、人体表面からの反射波の性質を調べるため、距離カメラによる高精度の3次元人体形状測定を実施し、電磁界散乱解析により詳細に解析を進める。その結果を元にソフトウェア・ハードウェアの双方の改良により人体の姿勢や動きに起因する反射波の干渉や位相回転を補正する技術を開発する。
レーザーによる異材接合支援のための熱伝導解析シミュレーションの開発

本研究では,鋼とアルミニウム合金のレーザによる重ね接合を対象とし,まず,境界要素熱伝導解析プログラムおよび解析手法を開発した.界面で固相/液相反応を仮定し,解析により接合条件を導き出し,実際にレーザ接合実験を行った.その結果,解析で予測した接合条件と実験で得られた接合条件は良く一致し,異種金属接合体を作製することができた.作製した接合体について,強度試験および接合界面・破面の観察・分析を行った.その結果,接合体界面には,FeとAlの金属間化合物が層状に生成していた.この金属間化含物層の強度は低く,見かけの接合体耐荷重を向上させるためには,接合面積を増加させることが重要であった.そこで,さらに,シミュレーション上で接合面積を増加させる手法について検討した.その結果,接合部形状の変更および接触片の適用により,界面温度分布に変化が認められ,とくに,接触片を用いることにより,界面の温度分布が緩やかとなり,接合面積を増加できる可能性が見出された.そこで,シミュレーション結果に基づき,実際のレーザ接合実験を行った.本研究で開発した熱伝導解析プログラムおよび手法により推測された接合条件と実際の接合実験で得られた接合条件はほぼ一致した.得られた接合体について断面観察およ強度試験を行った結果,接合面積の変化はシミュレーションの結果と同様の傾向を示し,また,見かけの接合体耐荷重は,接合面積の増加にともない増加した.以上のように,熱伝導解析シミュレーションに基づく異材接合支援手法を確立し,その有効性を実際のレーザ溶接実験で示した.本研究では,鋼とアルミニウム合金のレーザによる重ね接合を対象とし,まず,境界要素熱伝導解析プログラムおよび解析手法を開発した.界面で固相/液相反応を仮定し,解析により接合条件を導き出し,実際にレーザ接合実験を行った.その結果,解析で予測した接合条件と実験で得られた接合条件は良く一致し,異種金属接合体を作製することができた.作製した接合体について,強度試験および接合界面・破面の観察・分析を行った.その結果,接合体界面には,FeとAlの金属間化合物が層状に生成していた.この金属間化含物層の強度は低く,見かけの接合体耐荷重を向上させるためには,接合面積を増加させることが重要であった.そこで,さらに,シミュレーション上で接合面積を増加させる手法について検討した.その結果,接合部形状の変更および接触片の適用により,界面温度分布に変化が認められ,とくに,接触片を用いることにより,界面の温度分布が緩やかとなり,接合面積を増加できる可能性が見出された.そこで,シミュレーション結果に基づき,実際のレーザ接合実験を行った.本研究で開発した熱伝導解析プログラムおよび手法により推測された接合条件と実際の接合実験で得られた接合条件はほぼ一致した.得られた接合体について断面観察およ強度試験を行った結果,接合面積の変化はシミュレーションの結果と同様の傾向を示し,また,見かけの接合体耐荷重は,接合面積の増加にともない増加した.以上のように,熱伝導解析シミュレーションに基づく異材接合支援手法を確立し,その有効性を実際のレーザ溶接実験で示した.本研究では,非定常境界要素法熱伝導解析プログラムを作成し、解析的および実験的な検討により、レーザーによる異材接合条件を熱伝導解析シミュレーションにより求める手法を開発した。具体的には、(1)時間依存型の基本解を用い、非定常境界要素法熱伝導解析プログラムを作成し、鋼とアルミニウム合金の接合のシミュレーションと、実験における温度分布の計測から、本プログラムの有効性、精度の確認を行った。(2)本プログラムを用いた、鋼とアルミニウム合金の異材接合シミュレーションを、接合条件を変化させて(レーザーパワーとその移動速度を変化させて)行った。個液接合状態となる、界面上の温度がアルミニウム合金の融点より高く、鋼の融点より低くなる接合条件を、シミュレーション上の接合可能条件として求めた。(3)上述のシミュレーションの有効性を調べるため、接合条件を大幅に変化させた、鋼とアルミニウム合金のレーザー接合実験を行った。その結果、シミュレーションから求めた接合可能条件は、実験から求めた接合可能条件とほぼ一致した。(4)したがって、本シミュレーション手法を用いれば、実験的に接合可能条件を検討する必要なく、接合可能条件があらかじめ分かり、労力と費用を大幅に削減できる。本研究では,鋼とアルミニウム合金のレーザによる重ね接合を対象としている.まず,昨年度開発した境界要素熱伝導解析プログラムおよび解析手法に基づき,実際のレーザ接合実験を行い,作製した接合体について,強度試験および接合界面・破面の観察・分析を行った.その結果,接合体界面には,FeとAlの金属間化合物が層状に生成していた.この金属間化合物層の強度は低く,見かけの接合体耐荷重を向上させるためには,接合面積を増加させることが重要であった.そこで,昨年度開発した境界要素熱伝導解析プログラムおよび解析手法により,シミュレーション上で接合面積を増加させる手法について検討した.その結果,接合部形状の変化および接触片の適用により,界面温度分布に変化が認められ,とくに,接触片を用いることにより,界面の温度分布が緩やかとなり,接合面積を増加できる可能性が見出された.そこで,シミュレーション結果に基づき,実際のレーザ接合実験を行った.本研究で開発した熱伝導解析プログラムおよび手法により推測された接合条件と実際の接合実験で得られた接合条件はほぼ一致した.得られた接合体について,断面観察および強度試験を行った結果,接合面積の変化はシミュレーションの結果と同様の傾向を示し,また,見かけの接合体

耐荷重は,接合面積の増加にともない増加した.以上のように,本年度は,熱伝導解析シミュレーションに基づく異材接合支援手法を確立し,その応用を示すことができた.
行動決定における報酬価値の脳内分散表現メカニズム

報酬獲得のための行動決定を調べるために、2頭のサルに、報酬までの労働負荷と報酬量の組み合わせを選択する行動決定課題をトレーニングした。この課題では、3-4段階の報酬量と3-4段階の仕事量を組み合わせた9-16通りから、その内の2つを選択肢として呈示し、選択を行わせる。選択はモンキーチェア内に装備した左右のバーの内いずれかを握ることで行う。行動選択の結果は報酬価値の指数関数モデルでよくfitできた。このモデルを用いて眼窩前頭皮質からの単一ニューロン活動を解析した結果、報酬価値を表すニューロンが存在すること、2つの選択肢の価値の差を表すニューロンが存在することがわかった。さらに、これらのニューロンの記録部位にムシモルを投与して一時的に不活性化したときの行動選択を調べると、2つの選択肢の価値の差が小さいときに、より価値の低い選択肢を選ぶという不合理な選択をする確率が有意に増えることがわかった。以上から、眼窩前頭皮質のニューロンが選択肢の価値の差分を計算して、それが選択行動に直接影響を与えていることがわかり、本成果をCommunications Biologyに発表した。また、行動選択に影響を与えると言われているセロトニンの働きを調べるために、セロトニン受容体1A型、2A型、4型の阻害剤の影響を調べ、国際学会(Society for Neuroscience年大会)で発表した。次に、報酬価値を表すニューロンについて、複数の脳部位の複数ニューロンによる分散表現を調べるために、複数の脳部位からのマルチユニット記録システムを開発し、ニューロン記録を行っている。記録部位としては、眼窩前頭皮質、前部帯状皮質、前頭前野背外側部で、16チャンネルのlinear array electrodeを3本入れての同時記録に成功しており、現在データを増やして詳しい解析を行っているところである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。報酬獲得のための行動決定の際の報酬価値のコーディングを調べるために、2頭のサルに、報酬までの労働負荷と報酬量の組み合わせを選択する行動決定課題(行動選択型報酬スジュール課題)トレーニングした。この課題では、3から4段階の報酬量と3から4段階の仕事量を組み合わせた9から16通りから、その内の2つを選択肢として呈示し、選択を行わせる。行動選択の結果は報酬価値の指数関数割引モデルでよく説明された。このモデルを用い、眼窩前頭皮質の単一ニューロン活動を2番目の選択肢が呈示されたときに関して解析した結果、およびムシモルによって当該部位を不活性化したときの結果を、国際学会(Society for Neuroscience年大会)で発表した。次に、報酬までの遅延時間と報酬量の組み合わせを選択する行動決定課題(行動選択型報酬遅延課題)をサルにトレーニングしている。この課題も同様にトレーニングするが、行動選択型報酬遅延課題であることを示すため最初の固視点の色を黄色とし、報酬遅延時間はターゲットの長さによって、報酬量はターゲットの明るさによって表す。報酬遅延時間は、スケジュール課題遂行にかかる時間に合わせた。一方、マルチユニット記録のためにマルチ電極の検討をtetrodeタイプとlinear arrayタイプについて行ない、また、マルチユニット記録装置の作成についてはRipple社のSCOUTシステムを導入して実験制御装置とのインターフェースの作成を行い、人工データを入力して記録、そのデータ解析方法の検討を行った。サルに行動決定課題をトレーニングするのは通常1年以上かかるが、順調に進んでいる。マルチユニット記録装置の準備も順調に進んでいる。報酬獲得のための行動決定を調べるために、2頭のサルに、報酬までの労働負荷と報酬量の組み合わせを選択する行動決定課題(行動選択型報酬スケジュール課題)をトレーニングした。このモデルを用いて眼窩前頭皮質からの単一ニューロン活動を記録した結果、報酬価値を表すニューロンが存在すること、2つの選択肢の価値の差を表すニューロンが存在することがわかってきた。また、行動選択に影響を与えると言われているセロトニンの働きを調べるために、セロトニン受容体4型の阻害剤の影響を調べた。その結果、選択肢の選択確率には影響しないが、スケジュール課題の誤答率が下がり、Extended context sensitive modelによる解析の結果、スケジュール課題遂行時の報酬価値の割引率の減少とsunk costの増加が原因である可能性が示唆され、国際学会(Society for Neuroscience年大会)およびセロトニン研究会で発表した。報酬価値を表すニューロンについて、複数ニューロンによる分散表現を調べるために、マルチユニット記録システムの開発を継続している。眼窩前頭皮質に16チャンネルのlinear array electrodeを2本入れての同時記録に成功しており、3本同時記録に向けて装置を作成中である。サルのトレーニング及びマルチユニット記録は順調にすすんでおり、2カ所同時記録は可能になっていて、更に1カ所増やす準備ができている。

このモデルを用いて眼窩前頭皮質からの単一ニューロン活動を解析した結果、報酬価値を表すニューロンが存在すること、2つの選択肢の価値の差を表すニューロンが存在することがわかった。さらに、これらのニューロンの記録部位にムシモルを投与して一時的に不活性化したときの行動選択を調べると、2つの選択肢の価値の差が小さいときに、より価値の低い選択肢を選ぶという不合理な選択をする確率が有意に増えることがわかった。以上から、眼窩前頭皮質のニューロンが選択肢の価値の差分を計算して、それが選択行動に直接影響を与えていることがわかり、本成果をCommunications Biologyに発表した。また、行動選択に影響を与えると言われているセロトニンの働きを調べるために、セロトニン受容体1A型、2A型、4型の阻害剤の影響を調べ、国際学会(Society for Neuroscience年大会)で発表した。次に、報酬価値を表すニューロンについて、複数の脳部位の複数ニューロンによる分散表現を調べるために、複数の脳部位からのマルチユニット記録システムを開発し、ニューロン記録を行っている。記録部位としては、眼窩前頭皮質、前部帯状皮質、前頭前野背外側部で、16チャンネルのlinear array electrodeを3本入れての同時記録に成功しており、現在データを増やして詳しい解析を行っているところである。行動決定課題のトレーニングが修了したサルに頭部外科手術を行って、マルチユニット記録用のチェンバーを取り付け、マルチユニットの記録・解析を行う。サルに頭部外科手術を行って、マルチユニット記録用チェンバーを追加し、2ー3カ所のマルチユニット同時記録を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
トーリック・ファノ多様体とカラビ・ヤウ超曲面の研究

本研究の目的は、トーリック・ファノ多様体とその超曲面の射影幾何的性質を、対応する頂点が整数点となる多面体を研究することで、明らかにすることであった。我々は、一般次元でトーリック・ファノ多様体のうちで指数の高いものの特徴付けを与えた。また3次元のトーリック弱ファノ多様体に対応する多面体の正規性を示すことにより、4次元ファノ多様体のカラビ・ヤウ超曲面の幾何的性質の一つを証明した。これらの成果を学術論文として出版し、日本国内や海外の研究集会で発表した。前年度に得られた結果である、3次元トーリック弱ファノ多様体上のどのアンプル直線束も単生成であることの応用として、4次元非特異トーリック・ファノ多様体の超曲面として現れるカラビ・ヤウ多様体上のどのアンプル直線束もベリーアンプルで単生成でもあることを証明し、学術論文として出版した。これらの結果を、津田塾大学と琉球大学で開かれた研究集会で発表し、参加者と今後の研究方針について議論した。また、ベルリンの研究集会で、これまでに研究してきたトーリック多様体上のアンプル直線束の単生成性について、得られた結果と研究課題について発表した。そこでは、関連する問題として、イデアルの2次生成や高次のシジジーについての質問を受け、一般的公式から得られる評価よりも、我々の得た結果の方が特に優れていることを説明した。また、トーリック多様体のカラビ・ヤウ超曲面についての今後の研究課題を探るために、一般のカラビ・ヤウ多様体を数理物理的立場や複素幾何的観点から研究している国内の集会に参加して、ミラー対称性についても研究すべきであると実感させられた。n次元ゴレンスタイン・トーリック・ファノ多様体で指数がn-1以上のものはバチレフ達によって分類されているが、彼らの分類に頼ることなく、学生の超懐亮との共同研究として、一般のn次元トーリック多様体に対して、それがゴレンスタイン・ファノ多様体になるための判定条件を求め、指数がn以上の場合とn-1の場合に分けて論文にまとめ、学術雑誌に投稿した。一般のn次元射影的トーリック多様体が、指数nまたはn-1のゴレンスタイン・ファノ多様体となるための条件を条件を見いだした。それは、あるアンプル直線束で自身のnまたはn-1回のテンソル積と双対層とのテンソル積が1次元分の大域切断を持つようなものが存在することである。我々は、アンプル直線束に対応する整凸多面体に対して、n倍またはn-1倍した多面体が内部にただ一つの格子点を含むという仮定を各頂点の周りの状況の分析に生かして証明を得た。これは、指導している大学院生の趙懐亮君との共同研究であり、KAIST(韓国科学技術院)においてセミナーでの講演の中で紹介し、共著の論文を学術雑誌に発表した。KAISTにおける代数幾何セミナーでは、トーリック多様体上のアンプル直線束の単生成性やこれで定義される関数環のイデアルにつて、また高次のシジジーについての結果なども報告した。セミナー後の参加者たちとの議論により、トーリック多様体と他の一般の多様体での証明方針の違いが明確になった。また、前年度に得られた、4次元トーリック・ファノ多様体のカラビ・ヤウ超曲面のどのアンプル直線束も単生成であるという結果を応用するために、組み合わせ論的可換環論や代数幾何の研究集会に参加して、研究方針を決めるための情報収集をした。さらに、MEGA2015(代数幾何における実効的手法)に参加して、特に整凸多面体の定める可換環のいくつかの性質を確かめる例を生成するソフトウエアのデモンストレーションから、公開されているソフトウエアを使って実験することの重要性を感じた。今後の課題である。トーリック多様体の中でゴレンスタイン・ファノとなるための条件を推測してから証明するまでに予想以上の時間がかかったので、カラビ・ヤウ超曲面の研究への着手が遅れている。研究の目的は、トーリック(弱)ファノ多様体上のアンプル直線束の正規生成性と埋め込みでの定義イデアルの研究とカラビ・ヤウ超曲面の幾何的性質の研究であった。我々は、3次元のトーリック弱ファノ多様体上のどのベリーアンプル直線束が正規生成であることを示した。この研究成果をベルリン自由大学での研究集会において、津田塾大学でのミニワークショップ及び琉球大学での研究集会で発表した。この研究結果の応用として、4次元の場合には、トーリック・ファノ多様体上のアンプル直線束の正規生成は示せなかったが、3次元カラビ・ヤウ超曲面上のすべてのアンプル直線束が正規生成であることを示すことができた。これらの結果は、学術論文「Nef and Big Divisors on Toric Weak Fano 3-folds」として出版された。更に、大学院生趙懐亮君との共同研究として、n次元ゴレンスタイン・トーリック・ファノ多様体について、ファノ指数がn以下のものをn次元トーリック多様体の中で特徴づけることができた。これも学術論文として出版し、エジンバラ大学での研究集会において、参加者と研究の進行状況の確認を行い、その後、韓国のKAISTでの代数幾何セミナーで発表した。また、これまでの研究成果と今後の研究課題のついて、ルーマニアでの研究集会で講演した。定義イデアルの2次生成問題に関する今後の研究につながる計算例を東京農工大での研究集会で報告した。

我々は、一般次元でトーリック・ファノ多様体のうちで指数の高いものの特徴付けを与えた。また3次元のトーリック弱ファノ多様体に対応する多面体の正規性を示すことにより、4次元ファノ多様体のカラビ・ヤウ超曲面の幾何的性質の一つを証明した。これらの成果を学術論文として出版し、日本国内や海外の研究集会で発表した。トーリック・カラビ・ヤウ超曲面の研究に関しては、3次元のトーリック多様体上のアンプル直線束の単生成性についてこれまでの研究で明らかになった部分の活用法を発見できたことと、国内と海外の研究集会に参加して、参加者との意見交換により研究成果を発展させることができた。ゴレンスタイン・ファノ多様体の特徴付けに関しては、共同研究者の超懐亮と頻繁に討論できたことと、国内の研究集会で、同種の問題を研究している参加者と意見交換できたことにより、我々の研究が進展した。まず4次元非特異トーリック多様体のどのアンプル直線束が単生成であるかの条件を見つけることを目標に、具体例を考察する。3次元の非特異トーリック多様体の定義イデアルの生成元の次数を正しく評価し、スツルムフェルスの予想「イデアルは2次生成である」の3次元の場合の解決を目指す。そのために、組み合わせ論的可換環の研究集会に参加して情報収集をする。トーリック・ファノ多様体に含まれるカラビ・ヤウ超曲面の研究のために、3次元トーリック・ファノ多様体のK3超曲面の性質が研究進んでいるミラー対称性の研究集会に参加し、参加者と意見を交換して、研究方針を決める。数物系科学アンプル直線束の単生成が示せた後の問題は、その座標環のシジジーについての情報を得ることである。このために、別の多様体の場合に座標環のシジジーについて研究している国内と海外の研究者との意見交換が必要である。また、トーリック・ファノ多様体に対して、どのような幾何的情報を得るべきかなどの研究方法について、代数幾何学や数理物理を含む表現論の研究集会に参加して、後援者と意見を交換する。