hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線虫の生殖特性を利用した環境ホルモンの精子形成への作用の解析

研究目的と背景本研究は線虫(Caenorhabditis elegans)の生殖特性を利用して、新しい環境ホルモン評価システムを確立することを目的としている。環境ホルモンは胎生期のホルモンバランスを撹乱し、結果的に精子の減少を招くという可能性が実験動物で示されているが、人間でもそれが起こっているのかについては見解の相違がある。また、環境ホルモンの精子減少のメカニズムについてはほとんど何もわかっていない。一匹の線虫が生み出す産仔数はその精子数で決まり、それはほぼ一定で約300個である。環境ホルモンが線虫においても、精子減少を招くならば、その影響は産仔数を計数することで評価、解析ができる。本研究は、産仔数を計数することで環境ホルモンの影響を定量的に解析することを原理としている。研究成果環境庁から環境ホルモンとして指摘されているDES(ジエチルスチルベストロール)、ビスフェノールA、ノニルフェノール、オクチルフェノール、フタル酸ジブチル、フタル酸ジブチルベンゼン、スチレンモノマーを培地に添加し、線虫の産仔数を計数した。また、環境ホルモンを摂取させる方法として、エマルションに含有させて摂食させるという方法も検討した。その結果、上記7つの環境ホルモンだけでは産仔数の減少という効果は認められなかったが、重金属と混合させた時、極めて低い濃度において産仔数の減少が認められた。また、エマルション摂取方法においては、やはり低濃度で産仔数の減少が認められた。いずれの場合も産仔数の減少は70-80%であった。この産仔数の減少が、本当に精子数の減少に由来するのか、また、なぜ重金属が共存したときに産仔数が減少するのかを明らかにしていくのが今後の研究課題だと考察している。研究成果環境庁から環境ホルモンとして指摘されているDES(ジエチルスチルベストロール:合成エストロゲン)、ビスフェノールA、ノニルフェノール、オクチルフェノール(アルキルフェノール)、フタル酸ジブチル、フタル酸ジブチルベンゼン(フタル酸化合物)、スチレンモノマーを培地に添加し、線虫の産仔数を計数した。また、環境ホルモンとの相加的、相乗的効果を検討するため、様々な重金属塩、ステロイドホルモン類と混合させた状態でも検討した。現在、この結果を再確認するとともに、どの環境ホルモンと重金属が関与しているかを検討している。また、環境ホルモンは脂溶性であることから、脂質分散系エマルションに溶かした状態で線虫に摂取させることも行なっている。
人工視覚移植実験のための大型動物における視細胞変性モデル作成と視機能評価法の開発

人工眼の動物実験では、人に近い眼球径を持った動物に人工眼を移植する実験が必要である。この場合、単に人工眼の安全性のみを評価したいのであれば正常の動物に移植すればよいが、実際に失明した患者様に視力を再び与えるという目的を考えた場合、失明した動物に移植して移植後に視力が向上したことを証明することが必要である。そこで今回の研究において、我々は様々な方法を用いて中型動物(主にウサギ)の視細胞変性モデルを作成する実験を行った。具体的な方法として、以下の3つの方法を行なった。(1)硝子体内に特殊な薬物(特にN-methyl-N-nitrosourea)を投与して視細胞を変性させる方法。(2)特殊な薬物(特にTunicamicine)を全身投与して視細胞を変性させる方法。(3)遺伝子操作を行って視細胞を変性させる方法。特に(3)の遺伝子操作による視細胞変性モデルを作成する試みは、今回我々が最も重点をおいて進めた方法であった。この方法では、実際に網膜色素変性の原因遺伝子の一つであるロドプシン遺伝子の変異をウサギに導入した。ウサギのロドプシン遺伝子全てを含むゲノムクローン(BACクローン)を単離して、実際に網膜色素変性の原因となる遺伝子変異の一つ(Pro347Leu変異)を導入したベクターを構築し、これを高純度に精製してウサギ受精卵に注入した。このプロジェクトが成功すれば、網膜色素変性の治療としての人工視覚の発展に大きく寄与すると考えられた。今回の研究では、中型動物(ウサギ)における網膜色素変性のモデル動物を作成し、人工視覚や幹細胞移植の動物実験に供与することを目的とした。本年度の前半には、全身および眼内にNMUなどの薬物を投与することによって中型動物に視細胞変性を惹起させる実験を行った。しかしながら、薬理学的に視細胞に特異的な変性をおこすことは困難であり、またそれに伴って視神経の変性が避けられないことも明かとなった。そこで、今年度の後半からは、実際にウサギに対して網膜色素変性の原因となる遺伝子変異を導入することによって、より実際のヒトに近いモデル(トランスジェニックウサギ)を作成する方針に変更した。この方法では、ウサギのロドプシン遺伝子全てを含むのゲノムクローンを単離して、実際にヒトにおいて網膜色素変性の原因となる遺伝子変異の一つ(ロドプシンPro347Leu変異)を導入したベクターを構築し、これを高純度に精製してウサギ受精卵に注入することによって網膜色素変性モデル動物を作成する。実際の達成度については、実際にトランスジェニックウサギを得るまでには至っていないが、受精卵注入と63匹の産子を得るまでの段階には成功しており、今後DNA解析によってトランスジェニックウサギのファウンダーを選別し、それを交配させて大量にトランスジェニックウサギを作成していく予定である。このプロジェクトが成功すれば、眼球が大きい網膜色素変性のモデル動物としてはブタに次いで世界で2番目、ウサギに対するモデル動物としては世界初のものとなる。このモデル動物は網膜色素変性の治療としての人工視覚、幹細胞移植実験などの発展に大きく寄与することが予想される。H17年度は、人工視覚を移植する動物実験に有用な動物モデルとして、比較的大きな眼球を有する動物(ウサギ)の遺伝子を改変し、ヒトにおける網膜色素変性と同じ遺伝子変異を有するトランスジェニックウサギを作出する実験を行なった。米国のバークレー研究所よりニュージーランド白色種ウサギのBACライブラリーを入手した。ウサギロドプシン遺伝子の第5エキソン配列をクローニングして、ハイブリダイゼーション法でNZW種ウサギのBACライブラリーをスクリーニングし、ウサギロドプシン遺伝子を含むウサギゲノムBACクローンを取得した。その後、ウサギロドプシン遺伝子にPro347Leu変異を持つフラグメントを構築し、プラスミドベクターにサブクローニングした。このベクターを高純度に精製してウサギ受精卵にマイクロインジェクション法にて注入した。その後、得られた産子の組織サンプルを生検して、ゲノムDNAをサザンブロットにて解析した。

その結果、今回のトライアルでは合計509個の受精卵を移植し76匹の産子を得ることができたものの、遺伝子解析の結果この76匹の産子の中にロドプシン遺伝子変異を有するものは検出されなかった。変異遺伝子を導入したベクターが受精卵の遺伝子に組み込まれる確立が予想より低かったことが遺伝子変異動物を得られなかった原因であると考えられた。本プロジェクトのようにウサギのような眼球の大きな動物に網膜色素変性モデル動物を作出することに成功すれば、人工眼の動物実験に供与する貴重な疾患モデル動物となりうると考えられた。
CD26分子とHIV tatの相互作用による抗HIV療法の確立

CD26分子はHIV tat蛋白やADAと結合するが、本研究を通じて我々はCD26分子のT細胞機能に本質的な役割を果たすと思われるCD26の結合蛋白として、マンノース6リン酸/インスリン様増殖因子II受容体(M6P/IGFIIR)及びCD45フォスファターゼを同定したので、この研究についての報告を行う。CD26分子はT細胞が活性化されることでM6P化され、その結果CD26はM6P/IGFIIRと相互作用を行い、T細胞上のCD26分子は細胞内にインターナリゼーションを生じて種々のシグナル蛋白と相互作用し、CD26由来共刺激を生じることが強く示唆された。特にM6Pを加えることで、CD26のインターナリゼーション及びCD26由来共刺激が抑制されることからも上記の結論は支持される。さらにT細胞上のCD26はクロスリンクされることによりラフト分画に局在し、またCD26のクロスリンクにより、CD45分子もラフト分画に局在した。可溶性CD26分子とGST-CD45融合蛋白を作製して、CD26とCD45との相互作用を検討したところ、CD26がCD45の細胞質部分に直接結合することも明らかにした。このようにCD26のクロスリンクにより、CD26がラフト分画に集合し、T細胞受容体シグナル分子のLck、ZAP-70やTCR Zeta鎖とCD45分子との共局在を容易にし、その際いろいろなシグナル分子のチロシンリン酸化を亢進させ、T細胞からのIL-2産生や細胞遊走等を生じさせることが本研究により強く示唆された。CD26はT細胞活性化抗原でメモリーT細胞に選択的に発現され、DPPIV(dipeptidyl peptidaseIV)酵素活性を持っている。さらに固相化したCD26抗体とCD3抗体のクロスリンクにより共刺激シグナルが誘導され、T細胞活性化を引き起こすことで知られている。我々はCD26の抗体によるクロスリンクによりCD26分子をinternalizationさせ、CD3ζ鎖やlckなどいろいろなシグナル蛋白をチロシンリン酸化させT細胞を増殖させることを報告している。今までCD26分子のintemalizationはT細胞活性化に重要であることは分かっていたが、詳しい分子機序は不明であった。我々はマンノース6リン酸/インスリン増殖因子II受容体(M6P/IGFIIR)はCD26の結合蛋白であることを同定し、CD26分子のM6P部位はCD26とM6P/IGFIIR受容体との結合に重要であることを示した。CD26抗体によるCD26分子のクロスリンクはCD26のT細胞表面上でのキャッピングやinternalizationのみならず、CD26とM6P/IGIFIIRとの共局存にも重要であることを明らかにした。さらにクロスリンクによるCD26のinternalization及びCD26由来共刺激によるT細胞増殖はM6Pをin vitroに加えることで抑制されたが、G6PやM1Pを加えることでは抑制されなかった。本研究によりM6P化されたCD26分子とM6P/IGFII受容体との相互作用はCD26のinternalization及びCD26由来T細胞共刺激に重要であることが明らかにされた。
脂質メディエーターを標的とした血管炎の新規治療法開発

免疫染色では血管炎患者由来皮膚組織でATX、LPA1の発現が健常者より亢進し血管炎の病態にATX-LPA-LPA1 cascadeの関与が示唆された。次にCandida albicans water-solbule fraction (CAWS)誘導血管炎モデルマウスを用いて解析を進めた。ヒト血管炎同様にCAWS誘導血管炎モデルマウスの血管炎部位で免疫染色ではATX、LPA1が高発現し、Real time RT-PCRではLPA受容体の中でLPA1が最も高発現していた。CAWS誘導血管炎モデルマウスへLPA1阻害薬を投与すると濃度依存性に血管炎の抑制効果が見られた。好中球除去によりCAWS誘導血管炎の発症が抑制され、好中球が本モデル病態の主体である事を先に我々は報告している。そこでin vitroで好中球におけるLPA-LPA1 signalの作用を解析した。マウス脾臓から採取した好中球をLPAで刺激したがエラスターゼ、活性酸素の産生は亢進されず、neutrophil extracellular traps (NETs)の形成促進にも影響は与えなかった。しかし、ケモタキシスチェンバーを用いたマウス好中球に対するLPAの遊走作用を解析した結果、濃度依存性にLPAは好中球に対する遊走促進を認め、LPA1阻害薬で前処理をされた好中球ではLPAの遊走作用が抑制された。蛍光標識した好中球をLPA1阻害薬投与群と非投与群のCAWS誘導血管炎モデルマウスに移入し、24時間後に血管炎部位へ浸潤した蛍光標識した好中球を蛍光顕微鏡下に解析した。LPA1阻害薬非投与群と比べて投与群では好中球の浸潤が抑制された。以上からATX-LPA-LPA1 cascadeは好中球の遊走促進を介し、血管炎の病態形成へ関与する事が明らかになった。更にLPA1は血管炎に対する新規治療標的となり得ることが示唆された。
マイクロ波励起による火炎の反転分布化効果とガス燃焼駆動レーザー発振

レーザーの工業的用途の拡大を図る上で,高出力化および高効率化は必要不可欠となる。従来のレーザーの励起エネルギーは電力のみに依存しているため,一般にエネルギー効率の極めて低いレーザーでは,高出力化に伴い消費電力が飛躍的に増大し,励起媒体の化学的安定性,省エネルギーさらには電力設備の制約の観点からも必然的にレーザー出力に限界が生じることになる.本研究では,多孔体バーナーを用いて空気とメタンなどの炭化水素系気体燃料との燃焼場に,マイクロ波を印加した場合の燃焼ガス分子のエネルギー励起状態を明らかにすると,ともに,新型の高出力,高効率レーザー発振実現のための基礎的研究を行った.このような燃焼場内では,活性化学種およびプラズマ状態のイオンまたは自由電子がある程度高濃度に存在している.これにマイクロ波を照射することにより,イオンまたは自由電子,分子極性さらには活性化学種が有効に励起され,レーザー発振の必要条件となる反転分布が達成されるものと考えられる.ここでは,このような励起に伴うエネルギー準位間の遷移状態を分光学的に計測し,レーザー発振に最適な遷移を模索するとともに,反転分布に伴う微少利得(ゲイン)に与える燃焼条件,マイクロ波励起方式の影響を明らかにしつつ,全く新しいタイプのレーザー発振の実証実験を行うことを目的として,実験的検討を行った.その結果,2段燃焼を利用した高温空気燃焼,ブンゼン式バーナー燃焼,対向噴流式燃焼などの種々の燃焼場にマイクロ波を照射した場合のゲイン計測を実施し,条件によっては反転分布が実現されることを明らかにした.また,これら燃焼場のFT-IRによるスペクトル計測から,ガス輻射波長領域以外でもマイクロ波照射により透過率の低減が生じる現象を確認するとともに,ラマン分光計測により二酸化炭素および窒素分子の振動エネルギー準位間のポピュレーションがマイクロ波により影響を受けることを観察した.レーザーの工業的用途の拡大を図る上で,高出力化および高効率化は必要不可欠となる。従来のレーザーの励起エネルギーは電力のみに依存しているため,一般にエネルギー効率の極めて低いレーザーでは,高出力化に伴い消費電力が飛躍的に増大することは避けられず,励起媒体の化学的安定性,省エネルギーさらには電力設備の制約の観点からも必然的にレーザー出力に限界が生じることになる.本研究では,多孔体バーナーを用いて1200K以上に予熱された超高温空気とメタンなどの炭化水素系気体燃料との燃焼場に,マイクロ波を印加した場合の燃焼ガス分子のエネルギー励起状態を明らかにするとともに,新型の高出力,高効率レーザー発振実現のための基礎的研究を行う.超高温空気燃焼は,可燃範囲が著しく増大するだけでなく,フレームレスで高効率かつ低NOx燃焼が行われる.このようなフレームレス燃焼は,明確な火炎面を有さず,比較的広い空間内で酸化反応が進行し,活性化学種も広範囲に分布しているものと予想される.これにマイクロ波を照射することにより,自由電子ならびに活性化学種が有効に励起され,レーザー発振の必要条件となる反転分布が達成されるものと考えられる.ここでは,このような励起に伴うエネルギー準位間の遷移状態を分光学的に計測し,レーザー発振に最適な遷移を模索するとともに,反転分布に伴う微少利得(ゲイン)に与える燃焼条件,マイクロ波励起方式の影響を明らかにしつつ,全く新しいタイプのレーザー発振の実証実験を行うことを目的とする.本年度は,2段燃焼を利用した高温空気燃焼,ブンゼン式バーナー燃焼,対向噴流式燃焼などの種々の燃焼場にマイクロ波を照射した場合のゲイン計測を実施し,条件によっては反転分布が実現されることを明らかにした.また,これら燃焼場のFT-IRによるスペクトル計測から,ガス輻射波長領域以外でもマイクロ波照射により透過率の低減が生じる現象を確認した.

レーザーの工業的用途の拡大を図る上で,高出力化および高効率化は必要不可欠となる。従来のレーザーの励起エネルギーは電力のみに依存しているため,一般にエネルギー効率の極めて低いレーザーでは,高出力化に伴い消費電力が飛躍的に増大し,励起媒体の化学的安定性,省エネルギーさらには電力設備の制約の観点からも必然的にレーザー出力に限界が生じることになる.本研究では,多孔体バーナーを用いて空気とメタンなどの炭化水素系気体燃料との燃焼場に,マイクロ波を印加した場合の燃焼ガス分子のエネルギー励起状態を明らかにするとともに,新型の高出力,高効率レーザー発振実現のための基礎的研究を行った.このような燃焼場内では,活性化学種およびプラズマ状態のイオンまたは自由電子がある程度高濃度に存在している.これにマイクロ波を照射することにより,イオンまたは自由電子,分子極性さらには活性化学種が有効に励起され,レーザー発振の必要条件となる反転分布が達成されるものと考えられる.ここでは,このような励起に伴うエネルギー準位間の遷移状態を分光学的に計測し,レーザー発振に最適な遷移を模索するとともに,反転分布に伴う微少利得(ゲイン)に与える燃焼条件,マイクロ波励起方式の影響を明らかにしつつ,全く新しいタイプのレーザー発振の実証実験を行うことを目的として,実験的検討を行った.その結果,2段燃焼を利用した高温空気燃焼,ブンゼン式バーナー燃焼,対向噴流式燃焼などの種々の燃焼場にマイクロ波を照射した場合のゲイン計測を実施し,条件によっては反転分布が実現されることを明らかにした.また,これら燃焼場のFT-IRによるスペクトル計測から,ガス輻射波長領域以外でもマイクロ波照射により透過率の低減が生じる現象を確認するとともに,ラマン分光計測により二酸化炭素および窒素分子の振動エネルギー準位間のポピュレーションがマイクロ波により影響を受けることを観察した.
温度・載荷経路への依存性を中心としたゴムの力学特性の把握とそのモデル化

平成30年度は,まず,昨年度に製作した恒温槽を用いて,免震用のゴム材料を対象として,異なる温度下でのゴムの材料試験(せん断試験)を試みた.現段階では,040°Cの範囲では,実験可能であるが,この範囲を超えた温度だと,試験冶具を通じて熱が逃げる速度が速く一定を保つことが困難であることがわかった.今後,冶具に熱を伝えにくくするために恒温槽の改良が必要であると考えている.次に,2016年熊本地震での橋梁用積層ゴム支承の破損をうけ,支承の破損原因究明のため,支承用ゴム材料の多軸材料試験を実施し,支承のモデル化を行った.具体的には,材料試験では,G10の天然ゴムを対象として,ゴムの多軸応力進展方向を把握するための単軸引張り試験および二軸引張り試験,エネルギー吸収性能を把握するための水平1方向動的せん断試験,水平2方向動的せん断試験,体積変形性能を把握するための拘束ゴム層の引張り・圧縮試験を実施した.これらの材料試験データから,研究代表者がこれまでの研究で提案した超弾性-粘弾塑性ダメージモデルのパラメータ同定を行い,それを応用して積層ゴム支承のモデル化を行った.さらに,モデルの検証のため,小型の積層ゴム支承を製作し,動的載荷実験からモデルの妥当性を検討した.実験では,3軸載荷実験(鉛直荷重+水平2方向の変形)ならびにハイブリッド水平2方向地震応答実験を行い,実験結果の再現を,モデルによる数値解析で試みた.その結果,構築したモデルにより比較的精度良く実験結果を再現できることがわかった.以上,本研究では,免震用のゴム材料を対象として異なる温度下での材料試験を実施できる動的多軸試験装置を開発した.装置に改良すべき点はあるが概ね完成できたといえる.また,実験結果を用いてゴム材料および積層ゴム支承のモデル化を行い,精度を検証した.平成28年度は,山梨大学で保有している動的3軸試験装置を用い,タイヤ用ゴム材料の多軸試験を実施,様々な経路,振動数,振幅でのゴムの力学特性を把握した.具体的には,常温下において,水平1方向経路に加え,8の字経路,円経路,矩形経路などの2方向経路を設定して,矩形型のゴムに2方向の単純せん断試験を,様々なひずみレベル,振動数レベルで与え,ゴムの各種の載荷条件が,応力進展方向や履歴によるエネルギ吸収性能に与える影響について把握した.その結果,多軸変形を受けると,単軸変形下と比較して履歴ループの形状が変化していき,その傾向はひずみレベルが大きくなると顕著に現れてくることがわかった.なお,今回の多軸試験を行ってみたところ,試験装置のロードセルの性能,および荷重制御時の制御精度について問題があることもわかったため,これらの点については次年度以降に改良していくつもりである.次に,試験片を一定温度に保つための保温ボックスを開発し,高温および低温での載荷実験をするための設備を整えた.保温ボックスは,多軸変形にも負荷なく追従できるようシリコン系の高分子材料で製作し,それにコンプレッサを使った冷却装置やヒーターなどによる可変温度の空気を与えられるよう設計し,赤外線カメラで温度計測することで,温度の調節を行うものである.この装置についても,現段階では保温ボックスと赤外線カメラとの連結部がまだ未完成であり,これについても次年度に完成させるつもりである.H28年度では,常温でのゴムの動的多軸載荷試験を実施したが,実際に行ってみると様々な不具合が出てきた.そのうち,ほとんどはH28年度内に改善し,そのまま実験を実施して,ゴムの力学特性の多軸経路依存性,振動数依存性,ひずみレベル依存性などを把握することができた.ただし,温度制御を行うための装置については,一部未完成の部分があり,これについては,H29年度に完成させる予定である.平成29年度は,まず,多軸試験装置の最大荷重値を増強する拡張工事を実施し,加えて温度依存性を把握するための恒温槽を完成させた.その後,平成28年度に行ってきたゴムの材料実験データを基に,ゴムの常温における多軸力学特性のモデル化を行った.具体的には,広く利用されている粘弾性ダメージモデルと,研究代表者が過去に提案した超弾性-粘弾塑性ダメージモデルとを用いて,ゴムの水平1方向単純せん断試験結果より,パラメータを同定した.その結果,粘弾性ダメージモデルでは,要素数を増やしても1方向の実験結果を精度良く再現するのは困難であることがわかった.また,超弾性-粘弾塑性ダメージモデルでは,1方向の様々な振幅・振動数での実験結果を再現できるパラメータを同定することに成功した.次に,同定したパラメータを用いた超弾性-粘弾塑性ダメージモデルにより水平2方向のせん断試験結果の再現を試みた.その結果,当初,同定したパラメータでは,実験結果との差が大きかったものの,パラメータのなかに2方向の載荷に対してのみ感度が大きいものが1つ含まれていることがわかった.

そこで,そのパラメータを調整したところ,1方向および2方向の実験結果ともに,超弾性-粘弾塑性ダメージモデルにより比較的精度良く再現できることがわかった.以上より,平成29年度では,常温下でのゴムの多軸力学特性について,研究代表者らが過去に提案した超弾性-粘弾塑性ダメージモデルにより,比較的精度良く再現できることがわった.現段階において,常温下でのゴムの多軸材料試験を実施してゴムの多軸力学特性を把握し,それを基にした構成モデルの構築については,終了している.ただし,低温下および高温下での材料試験については,試験装置の改良が必要であったことから,平成29年度はほとんど行っておらず,そのため温度依存性のモデル化には至っていない.平成30年度は,まず,昨年度に製作した恒温槽を用いて,免震用のゴム材料を対象として,異なる温度下でのゴムの材料試験(せん断試験)を試みた.現段階では,040°Cの範囲では,実験可能であるが,この範囲を超えた温度だと,試験冶具を通じて熱が逃げる速度が速く一定を保つことが困難であることがわかった.今後,冶具に熱を伝えにくくするために恒温槽の改良が必要であると考えている.次に,2016年熊本地震での橋梁用積層ゴム支承の破損をうけ,支承の破損原因究明のため,支承用ゴム材料の多軸材料試験を実施し,支承のモデル化を行った.具体的には,材料試験では,G10の天然ゴムを対象として,ゴムの多軸応力進展方向を把握するための単軸引張り試験および二軸引張り試験,エネルギー吸収性能を把握するための水平1方向動的せん断試験,水平2方向動的せん断試験,体積変形性能を把握するための拘束ゴム層の引張り・圧縮試験を実施した.これらの材料試験データから,研究代表者がこれまでの研究で提案した超弾性-粘弾塑性ダメージモデルのパラメータ同定を行い,それを応用して積層ゴム支承のモデル化を行った.さらに,モデルの検証のため,小型の積層ゴム支承を製作し,動的載荷実験からモデルの妥当性を検討した.実験では,3軸載荷実験(鉛直荷重+水平2方向の変形)ならびにハイブリッド水平2方向地震応答実験を行い,実験結果の再現を,モデルによる数値解析で試みた.その結果,構築したモデルにより比較的精度良く実験結果を再現できることがわかった.以上,本研究では,免震用のゴム材料を対象として異なる温度下での材料試験を実施できる動的多軸試験装置を開発した.装置に改良すべき点はあるが概ね完成できたといえる.また,実験結果を用いてゴム材料および積層ゴム支承のモデル化を行い,精度を検証した.H29年度については,まず,昨年度に完了していない温度制御装置を完成させることが第一の課題である.これについては,現時点において改善方法もすでに考案し,実際に装置の補正を実施している.次に,昨年度の実験により得られた多軸変形下での応力-ひずみ関係を用いて,ゴムの構成モデルの構築を行う予定である.このモデル化においては,すでに研究代表者が既往の研究で考案した汎用的な超弾性-粘弾塑性ダメージモデルに改良を加えて適用することを考えている.特に,ゴムが持つ多軸の粘弾性特性を行うために,粘弾塑性部やひずみ依存性を表す関数の改良し,それらに含まれるパラメータの効率的な決め方についても提示する予定である.平成30年度は,高温下および低温下で常温下での場合と同様の多軸材料試験を行い,その結果を基に,超弾性-粘弾塑性ダメージモデルに温度依存性を導入してモデル化する予定である.
プロトン伝導性リン酸塩の欠陥構造と導電機構の解明

前年度に得られたSr添加LaPO_4における欠陥構造及びプロトンの伝導機構に関する知見を指針とし、「新規なリン酸塩系固体プロトン伝導体」の開発を行った。これまで詳細な研究を行ってきたLaPO_4と同じ結晶構造(モナザイト型構造)をもつ一連の希土類オルトリン酸塩(LnPO_4,Ln=Ce, Pr, Nd, Sm)系材料における電気伝導特性について検討した。その結果、Laの場合と同様、Pr, Nd, Smの各オルトリン酸塩が500950°Cの高温において良好なプロトン伝導性を示し,かつ高温・酸化性条件下においても非常に高いプロトン輸率を持つことを明らかにした.これに対しCePO_4は、電子伝導による寄与があるもののやはりプロトン伝導性を示し、かつ他のモナザイト型希土類オルトリン酸塩とは異なり非常に高い導電率(10^<-2>S/cm)を有することが明らかになった。特にCePO_4の導電率は、高温プロトン伝導体の研究の中心であった酸化物系材料と同程度であり、本研究によりリン酸塩系材料が新規な高温プロトン伝導体として有望であることが初めて示された。さらに、結晶構造の異なるゼノタイム型希土類オルトリン酸塩であるYPO_4系材料におけるプロトン伝導についても検討した。その結果、ゼノタイム型希土類オルトリン酸塩も500950°Cの高温において良好なプロトン伝導性を示しすことがわかった。特に同材料が、従来の材料では電子伝導による寄与が無視できなくなる900°C以上の高温においても、ほぼ純粋なプロトン伝導体として機能することを明らかにした。リン酸塩をベースとした新規なプロトン伝導性固体電解質の開発指針を得ることを目的として,主にモナザイト型構造を有する希土類オルトリン酸塩(LnPO_4,Ln=La,Ce,Nd)における電気伝導特性,特に高温プロトン伝導特性について検討した.その結果,これらのオルトリン酸塩が500950°Cの高温においてプロトン伝導性を示すことを明らかにした.また,同材料のプロトン輸率についても評価し,同様のプロトン伝導性を示す酸化物系固体電解質に比べ,高温条件下においても非常に高いプロトン輸率を持つ優れた高温プロトン伝導体であることがわかった.さらに,MAS-NMR,FT-Raman,FT-IR等の分光学的手法を用い,希土類オルトリン酸塩における局所構造ならびにプロトン伝導機構について検討した.その結果,異価カチオンの添加により希土類オルトリン酸塩中に酸素欠損としてピロリン酸イオンが生成され,このピロリン酸イオンと雰囲気中の水蒸気等水素源ガスとの平衡から結晶中にリン酸水素イオンが導入されることを明らかにした.希土類オルトリン酸塩におけるプロトン伝導はこのリン酸水素イオンを介して発現していると考えられる.このようなプロトン伝導モデルは,得られた実験結果を全て矛盾無く説明し得ることがわかった.前年度に得られたSr添加LaPO_4における欠陥構造及びプロトンの伝導機構に関する知見を指針とし、「新規なリン酸塩系固体プロトン伝導体」の開発を行った。
麻酔覚醒反応におけるオレキシン産生神経の役割:各種遺伝子操作マウスを用いた解析

GABAB1受容体遺伝子をオレキシン神経において選択的に欠損させたマウスを作成し、その表現系を解析した。オレキシン神経特異的GABAB1 cKOマウスではコントロールに比べオレキシン神経に対するGABA-A受容体を介したIPSCが増加しており、膜抵抗が低下しているため、興奮性および抑制性入力のシャントが起こっていた。そのために、オレキシン産生神経の制御が不安定になり、結果として睡眠・覚醒状態の顕著な分断化が起こっていた。このことから、睡眠・覚醒の制御におけるオレキシン産生神経上のGABAB受容体の重要性が示唆された。また、5HT1A受容体遺伝子をオレキシン神経において選択的に欠損させたマウスを作成し、その表現型を解析中である。オレキシン産生神経は、睡眠・覚醒状態を適切に維持する役割を持っており、その欠損によりナルコレプシーが発症する。また、レプチンによる制御の解析などからオレキシンは覚醒状態を適切に保つことにより摂食行動などの行動を支える機能を持っていると考えられている。われわれはオレキシンの神経が様々な神経伝達物質によって制御されていることを見いだしてきた。本研究ではこれらの物質がオレキシン産生神経の活動を制御する機構を解明し、さらにはin vivoにおける生理的役割を解明するために解析を行った。本年は、レプチンによるオレキシン神経の抑制機構およびGABA-B1受容体によるオレキシン神経の抑制機序の生理的役割について明らかにした。様々な受容体およびシグナル伝達分子をオレキシン神経に特異的に欠損させるために、オレキシン神経特異的Cre recombinase発現マウスを作成した。このorexin/CreマウスをLoxPサイトを特定のalleleに導入した各種のfloxedマウスを交配することにより、オレキシン神経特異的に特定の遺伝子を欠損させ、その表現系を調べることが可能になる。本年度はオレキシン神経特異的にSTAT-3およびGABA-B受容体を欠損させたマウスを作成して解析に供した。オレキシン神経特異的GABAB1欠損マウスでは、睡眠・覚醒ステージの顕著な分断化が起こっていた。このマウスの脳スライスを用いた電気生理学的解析から、オレキシン神経に対するGABAA受容体を介したIPSCが亢進していた。コントロールではオレキシン投与によりオレキシン神経へのIPSCが亢進すること、逆に、GABA-B1 cKOマウスでは、OX1受容体拮抗薬によりコントロールと同程度まで抑制性入力が減少することから、オレキシン神経末端では、オレキシン分泌の亢進が起こっており、介在神経による反回抑制系が亢進していることが示唆された。オレキシンは視床下部外側野に局在し、睡眠・覚醒の制御に非常に重要な役割をしている神経ペプチドである。今年度は、オレキシンによる睡眠・覚醒の制御機構および、麻酔薬の作用におけるオレキシンの役割を明らかにするため、オレキシン産生細胞の制御機構について研究を進め、オレキシン産生神経の電気生理学的解析により、アセチルコリン、バソプレッシン、TRHにより活性化されることを明らかにした。これらの活性化には、非選択的カチオンチャネルの活性化が関与していた。一方、ノシセプチンによって抑制されることを明らかにした。またVla受容体を介した活性化は水分不足にともなう覚醒レベルの制御に関与することやTRHによる活性化はTRHによる覚醒レベルの上昇や行動量の増加に関与していることが、オレキシン神経欠損マウスをもちいた実験から明らかになった。また、麻酔薬の作用に重要なGABAb受容体とオレキシンの関係を明らかにするため、GABAb1受容体のオレキシン神経特異的欠損マウスを作成し、GABAによるオレキシン産生神経の制御が睡眠の安定性に非常に重要な役割をしていることを明らかにした。これらの実験により、オレキシン神経の制御機構および、その生理的意義の解明が進んだ。一方、オレキシン2受容体の活性化がレプチン感受性を制御していることをオレキシン過剰発現マウスとオレキシン2受容体欠損マウスをもちいた実験により明らかにした。このことによりオレキシンを介するエネルギー恒常性制御機構の一端が明らかになった。昨年度、GABAb受容体がオレキシン産生神経にて特異的に欠損したマウスを作成した。このマウスでは、全身麻酔薬の作用が低下していることを見いだした。また、今年度は、5HT1A受容体のオレキシン神経特異的欠損マウスを作成して解析する予定であったが、シングル・エクソンの遺伝子であるため、5HT1A受容体遺伝子アリルにfloxを導入することが予想以上に困難であった。現在、ようやく作成に成功した時点であり、今後、このマウスの睡眠・覚醒状態に関して解析を行っていく予定である。

また、昨年度に引き続き、オレキシン神経を欠損させたマウスモデルにおいて、主な作用部位であるモノアミン神経系の慢性的変化を検討してきた。細胞外記録によるモノアミン系神経の活動をモニターしつつ、脳波・筋電図測定による睡眠・覚醒状態の解析を行い、オレキシン産生神経の欠損がモノアミン系神経の活動制御に及ぼす影響を検討したところ、青斑核のノルアドレナリンニューロンの発火頻度が野生型よりもむしろ高く、in vivoのパッチクランプによる解析も行った結果、その原因はIPSC入力の現象を伴う代償性の変化であることを見いだした。この変化により、オレキシン産生神経が消失しても青斑核は覚醒時には高い発火頻度で発火することが可能となっていることが明らかになった。しかし、野生型マウスでは、ノンレム睡眠に入った直後にノルアドレナリンニューロンの発火が急速に低下したのに対し、オレキシン産生神経欠損マウスでは、ノンレム睡眠時にも野生型と比べて高い発火頻度が観察された。これは、ナルコレプシーに見られる不眠を説明しうる知見である。
固気二相流中で形成される粒子メゾスケール構造に関する研究

本研究で得られた成果の要約を以下に示す。(1)光ファイバーを用いた反射型の局所粒子濃度測定システムを開発した。プローブ先端の測領域の大きさの測定などを行い,本システムの特性を明らかにした。さらに,鉛直管内を重力沈降する流れを用いて,局所粒子濃度測定システムの検定(反射高強度-粒子濃度)を行った。(2)本局所粒子濃度測定システムを鉛直ダクト内を重力沈降する流れに対して適用し,断面内の濃度分布および局所粒子濃度の時間変動の測定を行った。この結果,流路壁面付近で粒子濃度が増加すること,粒子流量が大きくなると,この傾向が大きくなることが分かった。また,濃度変動の周波数解析などを行い,メゾスケール構造の関するデータを得た。(3)鉛直ダクト内の重力沈降流れに対して,レーザーシート可視化装置を用いて,粒子クラスターの可視化を行った.鉛直および水平面内の粒子クラスター構造は,循環流動層内のライザー内で得られている測定例に近いものであった.(4)実験条件に対してLESおよびDNSによる数値解析を行った。数値解析は流路中央部の流れを対象として行った。また本計算条件において,DNSによる数値解析が可能であることを示した.(5)局所粒子濃度の時間変動のパターンについて,本数値解析で得られた結果は,実験結果とほぼ一致した。また,局所粒子濃度の時間変動のパワースペクトルおよび粒子濃度の確率密度分布についても両者は良好な一致を示した。粒子クラスター構造についても,実験と計算はほぼ一致する結果が得られた.本研究で得られた成果の要約を以下に示す。粒子クラスター構造についても,実験と計算はほぼ一致する結果が得られた.固気ニ相流において形成される粒子のメゾスケール空間構造の特徴を明らかにすることを目的とし、以下の実験および数値解析を行った。1.実験(1)鉛直矩形流路内固気ニ相流の実験装置を作製した。粒子は重力により下向きに流れる構造とし、流路内での粒子メゾスケール構造の発達を容易にするため、気流の流れを抑制する構造とした。使用する粒子としてへ平均粒経66μmのガラス粒子を選定し、粒経、密度などの物性の測定を行った。予備実験を行った結果、代表的な粒子のメゾスケール空間構造である粒子クラスターが形成されることを確認した(2)画像処理システムの構築を行った。具体的には、レーザーシートを用いた粒子濃度分布可視化システムを構築し、高速ビデオとワークステーションを用いた画像処理システムの開発を行った。2.数値解析(1)既存の数値解析コードを、実験条件に合わせたものへ変更した。具体的には、流路中央部の流れを求めるため周期境界条件を有する直方体の計算領域内でのLESの数値解析コードを開発した。(2)粒子複雑系大規模数値解析システムを用いて、実験に対応する条件での予測的な数値解析を行い、計算に必要な計算領域の大きさなどについての検討を行った。本研究における実験および数値解析で得られた成果は以下の通りである。1.実験(1)光ファイバーを用いた反射型の局所粒子濃度測定システムの開発開発を行った。光ファイバープローブとして市販の光ファイバーセンサを利用し,光マルチメーター,A/Dコンバーターおよびパーソナルコンピューターにより本計測システムを構築した。さらに,プローブ先端の測定領域の測定などを行い,本システムの特性を明らかにした。(2)本局所粒子濃度測定システムを鉛直矩形流路内を重力沈降する流れに対して適用し,断面内の濃度分布および局所粒子濃度の時間変動の測定を行った。2.数値解析(1)実験条件に対してLESによる数値解析を行った。

(2)局所粒子濃度の時間変動のパターンについて,本数値解析で得られた結果は,実験結果とほぼ一致した。また,局所粒子濃度の時間変動のパワースペクトルおよび粒子濃度の確率密度分布についても両者は良好な一致を示した。
衛星画像からの海洋特性のAIによる抽出と漁海況図作成への応用

日本近海を移動する魚は、温度分布から判断される潮境(フロント)、渦、流れなどの海洋特性の要因とその漁種の適水温に対応した漁場を形成する。これらの情報は、漁場を効率的に発見し計画的な操業に役立つ。「海洋特性」、特に「局部的な海流流路や水塊の移動」の抽出は熟達した技術者の経験や判断に負うところがきわめて大きく、その普遍化及び作成過程の迅速化が望まれている。そこで、以下の研究を遂行した。1)海洋特性のAIによる抽出システムの構築画像・AI処理ワークステーション利用による知識情報処理実験研究を重ね、マンマシン・インタフェイス部の検討を行った。従来の科学技術庁・航空宇宙技術研究所所有のミニコンピュータ上に構築していた知識処理システムを同研究所所有のワークステーション上に整理・移植した。また、新設のワークステーションによる処理・表示システムの検討を行い、基本機能の確認を行った。2)海洋特性の自動抽出暖水渦に関する知識情報を基に、画像処理による渦の抽出アルゴリズムを検討し渦の形状パラメータの抽出アルゴリズムを検討した。これらにより、変形の大きい対称性の低い渦についても自動抽出可能な新アルゴリズムを確立した。漁海況図の自動作成漁海況図の自動作成のための知識情報を、漁業情報サービスセンタの協力を得て、漁海況図解析のエキスパートからのヒアリングにより収集・整理し、衛星画像との関連を明らかにした。海洋特性、特に局部的な海流流路や水塊の移動の抽出は熟達した技術者の経験や判断に負うところがきわめて大きく、その普遍化及び作成過程の迅速化が望まれている。このような背景から、「衛星画像からの海洋特性のAIによる抽出と漁海況図作成への応用」のための共同研究を開始した。1)日本大学農獣医学部に現有の人工衛星画像受信・解析システムによるATP画像の連続受信・解析研究から、海洋特性抽出の高度画像処理手法・手順及びそのAI化方式を吟味し、温度勾配の主成分分析による特徴抽出の可能性について検討した。また、漁業情報サービスセンタの協力を得て、漁海況図解析のエキスパートからのヒアリングにより、知識情報の体系化を行なった。2)科学技術庁に現有の「海面温度図解析支援エキスパートシステム」の設計・試作及び評価経験に基づいて、高度画像処理、知識ベース、推論機構の各システム設計を行なった。3)上記の結果を踏まえて、画像・AI処理ワークステーション利用による知識情報処理実験研究を重ね、マンマシン・インタフェイス部の検討を行った。また、新設のワークステーションによる処理・表示システムの検討を行った。4)海洋特性のうち海況予測・漁場予測に有用な暖・冷水渦、コールドストリーマの知識情報を用いた画像処理による抽出技法を検討した。渦は知識情報からその概形を楕円で近似できるとして、渦を形成する潮境に重なる楕円をHough変換により抽出する手法を提案し、NOAA衛星画像に適用し確認した。しかし、変形の大きい対称性の低い渦については、楕円による近似では抽出できないものがあることがわかった。日本近海を移動する魚は、温度分布から判断される潮堺(フロント)、渦、流れなどの海洋特性の要因とその漁種の適水温に対応した漁場を形成する。1)海洋特性AIによる抽出システムの構築画像・AI処理ワークステーション利用による知識情報処理実験研究を重ね、マンマシン・インタフェイス部の検討を行った。従来の科学技術庁・航空宇宙研究所所有のミニコンピュータ上に構築していた知識処理システムを同研究所所有のワークステーション上に整理・移植した。2)海洋特性の自動抽出

暖水渦に関する知識情報を基に、画像処理による渦の抽出アルゴリズムを検討し、渦の形状パラメータの抽出アルゴリズムを検討した。これらにより、変形の大きい対称性の低い渦についても自動抽出可能な新アルゴリズムを確立した。3)漁海況図の自動作成のための知識情報を、漁業情報サービスセンタの協力を得て、漁海況図解析のエキスパートからのヒアリングにより収集・整理し、衛星画像との関連を明かにした。
クリティカルエリアサンプリングによるＳｏＣの欠陥レベル削減に関する研究

半導体デバイスの製造工程において,論理的なモデルに基づく欠陥レベル見積と,製造されたデバイスにおける実際の欠陥レベルとの間の乖離が問題となっている.本研究では,回路の論理的構造およびレイアウトデータに基づいて欠陥の発生確率を考慮し,欠陥レベルを高速かつ高精度に予測する手法について研究を行った.異なる欠陥粒径を考慮した重み付き故障カバレージ算出法,テストパターン並べ替えアルゴリズム,レイアウトデータを用いないクリティカルエリアの推定法,について検討し,評価を行った.実験結果から,高精度な欠陥レベル見積もり,およびテストパターン数削減が可能であることが示された.本年度は,前年度より引き続き,レイアウト情報に基づく信号線対および信号線の絞り込みについて検討を行った.また,欠陥レベルを低減可能なテストパターン生成法について,パターン並び替えに基づく手法を検討した.評価対象回路として,新たに4種類のISCAS'85ベンチマーク回路に対するレイアウトデータを作成し,計8種類の回路に対して評価を行った.まず,評価対象の各回路について,与えられた欠陥粒径に対するクリティカルエリアの分布について調査した.実験結果から,比較的少数の欠陥粒径に対するクリティカルエリアの算出結果を用いて,実際のクリティカルエリア分布を近似可能であると考えられ,サンプリングによる計算の高速化への道筋が明らかとなった.次に,故障モデルとして,AND型ブリッジ故障モデル,OR型ブリッジ故障モデル,0/1縮退型オープン故障モデルを適用し,ランダムパターンセットおよびATPGテストパターンセットを印加した場合の,各回路における重みなし故障カバレージおよび重み付き故障カバレージを算出した.さらに,greedyアルゴリズムに基づいてテストパターンを並べ替えることによって,より少ないテストパターン数で高い重み付き故障カバレージを達成するようなテストパターンセットを生成する手法について検討した.実験結果から,8個のベンチマーク回路に対して,本アルゴリズムを適用することによって重み付き故障カバレージ95%を達成するために必要なテストパターン数を50%以下に削減できることが示され.本手法の有効性が明らかとなった.本年度は,異なる欠陥粒径を考慮した重み付き故障カバレージ,およびレイアウトデータを用いないクリティカルエリアの推定法について検討を進めた.評価対象回路として,最大20Kゲート規模のベンチマーク回路に対するレイアウトデータを新たに27個作成し,これらのベンチマーク回路に基づいて検討を行った.まず,0.05 umから1.6 umの6通りの欠陥粒径に対して個別にクリティカルエリアを算出した.これら6個の欠陥粒径に対する加重平均として,欠陥粒径分布を考慮したクリティカルエリアを求めた.この分布を真の分布とみなし,全ての単一欠陥粒径,および全ての可能な2個の欠陥粒径の組み合わせに対して,各信号線に対するクリティカルエリアを求め,6通りの欠陥粒径に基づく真の値に対する平均二乗誤差RMSEを算出した.実験結果から,適切な組み合わせを選択することにより,少数の欠陥粒径に基づくクリティカルエリアの加重平均によって,実際のクリティカルエリア分布を近似できる可能性が示された.また,上記のとおり近似したクリティカルエリア分布に基づいて重み付き故障カバレージを算出し,欠陥レベル見積もりの精度に与える影響を評価した.昨年度に検討したgreedyアルゴリズムに基づくテストパタン並べ替えを適用し,ブリッジ欠陥,配線オープン欠陥,ビアオープン欠陥に対する欠陥レベルを導出した.ベンチマーク回路に対する実験結果から,縮退故障カバレージを用いた場合と比較して欠陥レベルを削減できる可能性について示され,本手法の有効性が明らかとなった.レイアウトデータを用いないクリティカルエリア推定法に関しては,回路の論理情報から得られる尺度とクリティカルエリアとの相関について評価を行った.信号線のファンアウト数が高い相関を持つことが示され,設計早期段階での歩留り改善への寄与の可能性が示された.半導体デバイスの製造工程において,論理的なモデルに基づく欠陥レベル見積と,製造されたデバイスにおける実際の欠陥レベルとの間の乖離が問題となっている.本研究では,回路の論理的構造およびレイアウトデータに基づいて欠陥の発生確率を考慮し,欠陥レベルを高速かつ高精度に予測する手法について研究を行った.異なる欠陥粒径を考慮した重み付き故障カバレージ算出法,テストパターン並べ替えアルゴリズム,レイアウトデータを用いないクリティカルエリアの推定法,について検討し,評価を行った.実験結果から,高精度な欠陥レベル見積もり,およびテストパターン数削減が可能であることが示された.欠陥レベルを高精度に見積もるための一手法として,レイアウトデータに基づいて,与えられたテストパターンセットに対する故障カバレージをより高精度に見積もる手法について検討した.本年は,6個の2入力NANDゲートから構成されるISCAS'85 c17ベンチマーク回路,および複合ゲートを含む196個の論理ゲートから構成されるISCAS'85 c432ベンチマーク回路のレイアウトデータを用いて評価を行った.故障モデルとして,AND型/OR型ブリッジ故障モデル,IDDQ型ブリッジ故障モデル,0/1縮退型オープン故障モデル,IDDQ型オープン故障モデルを想定し,各モデルに対応する故障シミュレータを作成した.最大16個のランダムパターンから構成されるテストパターンセットによる評価を行い,レイアウトを考慮しない縮退故障カバレージ,レイアウトを考慮しないブリッジ/オープン故障カバレージと,提案法に基づく故障カバレージを比較した.実験結果から,提案手法によって,より少ないテストパターン数で高品質なテストを行い,欠陥レベルを削減できる可能性が示された.また,欠陥レベルを削減する別の手法として,3重冗長構成に基づく手法についても検討した.提案手法では,パイプラインプロセッサの各ステージを3重化し,多数決により誤りをマスクする.各ステージに配置される多数決器の数は03の範囲で任意に決定することが可能である.

本年は,多数決器の配置が与えられた場合に,良品1チップあたりの期待面積および欠陥レベルを算出する手法について検討し,OpenSPARCプロセッサのステージ面積のデータに基づいて評価実験を行った.さらに,冗長構成に基づく高信頼化手法の実使用環境への応用として,高電磁環境下における耐過渡故障プロセッサの構成についても検討を進めた.本年度は,45nmプロセスで作成された小中規模のベンチマーク回路レイアウトに対して,クリティカルエリアサンプリング手法,およびテストパターン生成法の基礎技術の検討を行った.クリティカルエリアサンプリング手法については,実験結果から,オープン欠陥とブリッジ欠陥のクリティカルエリアの分布の違いが明らかとなった.また,プロセスルール(45nm)近傍の欠陥粒径と,非常に大きな欠陥粒径の2種類を考慮することで,実際の欠陥粒径分布を充分近似できるとの結果が得られた.これらの結果を踏まえ,大規模回路に向けたクリティカルエリアサンプリング手法を次年度開発することは充分可能であると考えられる.また,テストパターンセット改善手法については,本年度はテストパターンセットの並べ替えについて検討した.縮退故障カバレージ100%として生成したパターンに対して,並べ替えのみで,重み付き故障カバレージ95%以上を達成するために必要なテストパターン数を50%削減できた.次年度は,n検出テスト法に基づいて生成した多数のテストパターンからの選択手法,および重み付き故障カバレージを考慮したATPGについて検討を進める.これにより,目標である欠陥レベル1桁削減が可能となると期待できる.当初計画では,平成23年度の課題は,小規模なベンチマーク回路に対する実験に基づいて,対象信号線対の絞り込みおよび大規模回路向け欠陥レベル予測システムを構築することとなっていた.本年の研究実績として,小規模なベンチマーク回路に対する実験から,レイアウトデータに基づいてあらかじめ対象信号線対を商用ツールを用いて抽出する手法が有効であることが明らかとなり,絞り込み手法については予定通り取り組むことができた.一方,大規模回路向けシステムに関しては,対象故障モデルによって,見積精度および計算量が大幅に異なるとの知見が得られた.また,計算の並列性から,当初予定していたマルチコアクラスタによる計算ではなく,GPGPUを用いた計算システムもまた有効であることが示された.現在,故障モデルおよび計算システムについて検討を進めており,この点についても,やや遅れはあるものの概ね順調に進行している.さらに,本年は,欠陥レベルの見積だけではなく,冗長構成による欠陥レベル削減法およびフィールド高信頼化手法についても取り組んだ.