hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ構造体を用いたピコワット熱量センサ

なお,グルコース,コレステロールの濃度分解能は各々30,15uM/√Hzであった.以上より,本年度は作製したデバイスの応用に注力し,単一細胞の発熱量や微量の生体分子濃度計測に成功した.VOxの加工方法を確立し,実際にVOxの任意形状機械振動子を作製し,その共振周波数温度係数(TCRF)とQ値を評価した(-1308ppm/K,約500程度).高感度化に重要な高いTCRFを得るために,Si薄膜による両もち梁の共振熱センサを有するチップ型計測デバイスを作製し,評価した(TCRF:1900ppm/K,熱分解:79uK&1.90nW).単一褐色脂肪細胞の熱計測にも成功した.また,VOxサーミスタによる熱計測デバイスも作製し,評価した(熱分解能:0.3mK/√Hz).グルコースとコレステロールによる発熱反応の検知に成功し,各々の濃度分解能は各々30,15uM/√Hzであった.次年度の研究計画は,熱量センサの評価および修正,細胞への応用,センサの高感度化等に向けた補助的要素である.特に次年度は熱量センサの高感度化を中心に研究を行う.そのためには,VOx薄膜成膜の条件を最適化する必要がある.今回製膜したVOxは温度変化に対する共振周波数が大きいVO2ではなく,種々の酸化バナジウムの混合物であることがわかっている.この混合率を変えることでどのように共振周波数の温度変化が変わるかを更に検討する.また,Q値が低いため,共振周波数温度係数の変化が大きくても,著しい高感度化にはつながっていない.そのため,アニール等によるQ値の改善も検討する必要がある.また,VOx機械振動子の作製プロセスが確定したので,マイクロ流体チップ等への組み込みを考慮した作製プロセスを再検討およびデバイスを作製し,評価する.前述のとおり計画外ではあるが,サーミスタ型デバイスは高感度熱センサとして非常に大きな可能性を有していることが計算上わかっている.それを実現するには周囲への熱損失の低減もしくは断熱が高感度化への鍵となっているため,センサの構造やマイクロ流体チップ等の材料を工夫するなどして解決する.以上,酸化バナジウムをベースとした2種の熱センサに関して研究を進め,各々の特性を活かし,目的であるピコワット(p(10^-12)W)の熱分解を持つ超高感度熱計測デバイスの開発を目指す.マイクロナノ電気機械工学
１９世紀を中心とした美辞麗句に関する研究

本研究は、19世紀を中心とした美辞麗句について、美文や紀行文などさまざまなジャンルの文章に用いられている美辞麗句表現や美辞麗句集を対象とし、その重層的な背景を検証し消長史を明らかにするとともに文体史を構築することを目的としたものである。本年度は実施計画に基づき、明治期に刊行された作文書を網羅的に調査し、その中から美辞麗句集を抽出し目録を作成するとともに、博士学位論文を執筆した。具体的な成果は以下である。1、博士学位論文「近代文章表現における美辞麗句集ー表現の再構築と受容」を執筆した。2、2017年度観光文学研究会において発表した、「「詩趣」の幻出ー明治期叙景文における美辞麗句表現」では、雑誌『文庫』の「山紫水明」欄における紀行文とその評から美辞麗句表現の形骸化による評価の変遷を明らかにした。3、科学研究費・共同研究プロジェクト「日本のネイチャーライティングにおける交感表象の歴史的様相」第5回合同研究会において発表した「明治期における風景描写の展開ー秀霊なる異郷の行くえー」では、山岳を描く際用いられる美辞麗句「秀霊」について、同時代の紀行文における使用状況と辞書記述を調査し、「秀麗」と比較検討することで、山岳という自然の捉え方の変化と「秀霊」の変化に繋がりがある可能性を考察した。4、樋口一葉研究会第26回大会において発表した「樋口一葉における文学表現の基底ー明治期の作法書を中心にー」では、作文書における一葉作品やその評から同時代の作文者の一葉受容について検証を行った。5、科学研究費・共同研究プロジェクト「日本のネイチャーライティングにおける交感表象の歴史的様相」第6回合同研究会において発表した「ことばに写る風景ー美辞麗句表現史における自然をたどってー」では、美辞麗句集における題材の配列に着目し、風景の分類および自然の享受における書簡作法書との関連性を提示した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は19世紀を中心とした美辞麗句について、美文や叙景文などの文章や文章作法書類、美辞麗句集を対象とし、それらに用いられている美辞麗句の消長史を解明することで文体史を構築することを目的としたものである。本年度は実施計画に基づき、明治期に刊行された作文のための資料に関する文献調査と美文流行の先駆けである『美文韻文花紅葉』における美辞麗句に関する研究を行った。1、第138回表現学会東京例会において発表した「『花紅葉』にみる大町桂月の美文意識ー紀行文「日光山の奥」における美辞麗句をめぐってー」では『花紅葉』に収録された大町桂月の紀行文を中心に美辞麗句表現の実践について検証した。2、科学研究費・共同研究プロジェクト:「日本のネイチャーライティングにおける交感表象の歴史的様相」第3回合同研究会において発表した「明治三十年代における美文と紀行文の交錯ー大町桂月の風景描写を中心にー」では明治三十年代における文章ジャンルを架橋するものとして美辞麗句があることを指摘した。3、立命館明治大正文化研究会において発表した「『花紅葉』の構成と受容ー〈文学表現〉アンソロジーとしての位置づけー」とそれをまとめた、4、「『花紅葉』の構成と受容ー美文教科書としての役割を中心にー」(『近代文献調査研究論集第二輯』)では『花紅葉』が美文を中心に編まれたものであるという成立過程に鑑み『花紅葉』の美文の表現について考察し、自然が前景化されるほど漢文脈が用いられるという軌範性を明らかにした。5、科学研究費・共同研究プロジェクト:「日本のネイチャーライティングにおける交感表象の歴史的様相」第4回合同研究会において発表した「文学的想像力が創出する風景ー美辞的風景の集積と共有ー」では美辞麗句による風景描写が言語によって創出された美辞的風景として共有されていたことを提示した。本年度は当初の実施計画通り、明治期に刊行された、美辞麗句に関係の深い資料についての文献調査を進めることが出来たことと、美辞麗句表現が多用されていた美文について、その流行の先駆けである『美文韻文花紅葉』に関する研究を進めることが出来たことが挙げられる。本年度は、『国立国会図書館所蔵明治期刊行図書目録』および『帝国図書館和漢書件名目録』を主に用いて、これまで整理されてこなかった文章作法書類や、美文集、文範書、美辞麗句集といった作文に関する資料の収集、網羅作業を進め、これらの資料に関する調査を重点的に行った。とりわけ美辞麗句集や美辞麗句表現が編まれている資料について、刊行された年代や刷数、広告、出版社等に着目しながら分類し、それらの資料の整理を行うと同時に、整理した資料をデータ化する作業を行った。これらにより、本研究課題である19世紀の美辞麗句が採録されていた資料の目録を得ることが出来るだけでなく、このような資料の全体像を浮かび上がらせることが出来、美辞麗句表現とその年代ごとの特徴を照らし合わせることが可能になってきている。これは今後の美辞麗句研究における基盤となると確信している。このような資料調査を行うことで可視化された消長史の提示を目指している。本年度は主に「作文」に分類された資料を調査したが、これらの調査結果から、他の資料に目を通す必要が出てきたため、こうした資料整理を引き続き行っていく。

また、美辞麗句表現が多用された『美文韻文花紅葉』に関する研究を進められたことにより、美辞麗句の使用の実態や受容について新たな知見を得られた。これにより美辞麗句による文章表現と文体史との相関関係について考察することが出来た。さらに本年度は、こうした研究成果を当初の計画以上である四度にわたる研究発表と論文として公表することが出来た。以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展しているとした。本研究は、19世紀を中心とした美辞麗句について、美文や紀行文などさまざまなジャンルの文章に用いられている美辞麗句表現や美辞麗句集を対象とし、その重層的な背景を検証し消長史を明らかにするとともに文体史を構築することを目的としたものである。本年度は実施計画に基づき、明治期に刊行された作文書を網羅的に調査し、その中から美辞麗句集を抽出し目録を作成するとともに、博士学位論文を執筆した。具体的な成果は以下である。1、博士学位論文「近代文章表現における美辞麗句集ー表現の再構築と受容」を執筆した。2、2017年度観光文学研究会において発表した、「「詩趣」の幻出ー明治期叙景文における美辞麗句表現」では、雑誌『文庫』の「山紫水明」欄における紀行文とその評から美辞麗句表現の形骸化による評価の変遷を明らかにした。3、科学研究費・共同研究プロジェクト「日本のネイチャーライティングにおける交感表象の歴史的様相」第5回合同研究会において発表した「明治期における風景描写の展開ー秀霊なる異郷の行くえー」では、山岳を描く際用いられる美辞麗句「秀霊」について、同時代の紀行文における使用状況と辞書記述を調査し、「秀麗」と比較検討することで、山岳という自然の捉え方の変化と「秀霊」の変化に繋がりがある可能性を考察した。4、樋口一葉研究会第26回大会において発表した「樋口一葉における文学表現の基底ー明治期の作法書を中心にー」では、作文書における一葉作品やその評から同時代の作文者の一葉受容について検証を行った。5、科学研究費・共同研究プロジェクト「日本のネイチャーライティングにおける交感表象の歴史的様相」第6回合同研究会において発表した「ことばに写る風景ー美辞麗句表現史における自然をたどってー」では、美辞麗句集における題材の配列に着目し、風景の分類および自然の享受における書簡作法書との関連性を提示した。今後は本年度の調査結果を足掛かりとし、『国立国会図書館所蔵明治期刊行図書目録』において「作文」に分類された資料にとどまらず、明治期に刊行され、すでに分類された他の資料についても、美辞麗句という観点から広く調査を行う。また、明治期以前の作法書類や文例集なども視野に入れ、実証的な研究を進めたいと考えている。19世紀を中心とした美辞麗句に関する資料の生成過程を捉え、近代的な美辞麗句集の意義について詳細に検討する。これにより、これらの膨大な資料の消長史を精察し、近代の文章表現史、さらに文体史について検証していきたい。また、この文献調査によって得られた美辞麗句が採録された資料の目録を完成させ、美辞麗句研究の基礎資料としてデータ化を行う。さらに、今後の重要な基盤となる、美辞麗句表現そのもののデータ化を進めていく。これにより、美文や叙景文といったさまざまな同時代の文章の中に見られた美辞麗句表現について、広く流通していた表現であったのか、類型表現にはどのようなものがあったかなど、容易に比較検討ができるよう試みたい。
透明電波吸収体の高性能化

光学的に透明な電波吸収体、六方晶フェライトを用いた電波吸収体、TE・TM両偏波に対して広角度特性が要求されるETC用電波吸収体の実現を目指し理論的検討や実験的検討を行うと共に、これまでの音響FDTD法においては取り扱うことが困難である流れ抵抗を有する損失物質や皮膜を表現することを試みた。その結果、(1)透明電波吸収体においては、TE・TM両偏波に対して高吸収量を示すと共に、高い光学的透過量を有する電波吸収体を実現した。(2)六方晶フェライトを損失材料に選択した40GHz帯用電波吸収体においては、フェライトの置換量や吸収体の厚みを的確に選択することにより、20dB以上の吸収量を示す帯域が5GHzに渡る広帯域電波吸収体の実現を実験的に確認した。(3)ETC用電波吸収体においては、2層構成抵抗皮膜電波吸収体の前面に的確な厚みを選択した低損失誘電材を配置することより、垂直入射から入射角度45度の範囲において、TE・TM両波に対して25dB以上の吸収量を示す広角度電波吸収体が実現可能であることを理論的及び実験的に示した。(4)従来から、使用されている音響伝播の微分方程式に流れ抵抗を有する項を導入することにより、グラスウール等流れ抵抗を有する損失物質が表現できることを示すと共に、電磁界FDTDにおいて利用されている等価材料定数を利用することにより、セルサイズより薄い膜を表現できることを確認した。この結果より、計算メモリーを増加させることなく皮膜が表現できることを報告した。今年度においては、投稿論文3件、国際会議1件、学会発表5件の業績を挙げている。
脱細胞化技術を用いた新たなヒト肝硬変モデルの開発とそれを用いた肝硬変治療法の探索

ウイルス性肝炎などの慢性炎症の結果、細胞外基質(Extracellular matrix: ECM)が変性・蓄積し、最終的に肝機能が廃絶した『肝硬変』と呼ばれる治療困難な状態に至る。近年、肝硬変におけるECMの影響が注目されており、変性したECMと細胞のシグナル伝達をターゲットとした治療戦略が考えられている。本研究では肝硬変において変性したECMを脱細胞化技術により抽出し、そのECMを足場とした肝細胞の3次元培養を行い、ECMが肝細胞へどのように影響しているのかを解析する。また、その機序を明らかにすることにより肝硬変における肝機能改善のための治療へつなげることを構想している。
近代日本公娼制度の研究

近代日本公娼制度解明のため、先ず第1に、西日本地域(中国-岡山、兵庫、四国-香川、徳島、九州-長崎、熊本、鹿児島の各県)を対象に、近世近代における芸娼妓・海外出稼人(からゆきさん、又は海外醜業婦と俗称)の発生過程及び存在形態に関する史料の収集と分析をおこなった。特に、地租改正実施をうけての明治10年代のインフレ・デフレの進行の中で、急激なる農民の土地喪失が進行し、多数の農民の小作人化・賃労働者化が創立されていったが、この過程で女性の芸娼妓化・海外出稼化がどのように発生していったかは不詳のところであり、この実証的成果を上げるべく努力した。第2に、明治初年の政府による人身売買禁止の措置後、府県レベルで遊郭公許地がいかに確定され、公娼制度がいかに成立・発展していくかは不明の点であり、また、軍事や交通の発展とも大きく関連しているので、実証的成果を上げるべく努力した。第3に廃娼運動については、キリスト教の布教と運動と関連しており、この点を史料的に明らかにすべく努力した。また、大正期に入ると、デモクラシーの高揚の中で、芸娼妓自身による自主的運動も展開するので、新開史料や労働年鑑によって端念に追跡した。第4に、昭和期にアジア地域の児童・婦女子保護のために活躍した国際連盟ションソン委員会の活動と、日本政府の対応、特に内務省-地域警察の動向に焦点を当てて収集、分析をおこなった。以上の14を総括し、昭和31年(1956)の交娼制度の終焉に至る全過程を実証的に解明した。近代日本公娼制度の解明のため、北海道・東北・中国・九州地方における娼妓の発生過程と存在形態、及び長崎・熊本・鹿児島県における海外出稼人の析出過程と史料的に追究すると共に、昭和期にアジア地域の婦女子保護のために活躍した国際連盟の活動状況を知りうる史料を採集した。近代日本公娼制度解明のため、北海道・東北・中四国・九州地方の代表的拠点を定め、明治維新期における府県段階の公娼制度の整備過程及び松方デフレ期を中心とした時期における娼妓発生過程と出稼人(国内及びシンガポールを中心としたアジア地域)の析出過程を史料的に追究した。また、大正期を中心に展開した廃娼運動、婦人参政権獲得運動などについても調査を実施し、関係史料を採集した。近代日本公娼制度の解明を目指し、岡山、熊本、長崎、兵庫県地方における府県レベルでの公娼制度の成立過程及び中島遊郭(岡山)、福原遊郭(神戸)などの形成・運営の実態を歴史的に考証することにつとめた。合わせて、大正期に展開した各地の廃娼運動、婦人参政権運動などの史料を収集し、また昭和期に入っての国際連盟を中心としたアジア地域の児童・婦女子の人権を擁護する運動についても史料収集と分析とおこなってきた。近代日本公娼制度の解明を目指し、主として西日本地域(岡山・兵庫・香川・徳島・長崎・熊本・鹿児島の諸県)、及び市町村(岡山市・倉敷市・井原市、牛窓町・下津井町(旧)など)レベルでの公娼制度の成立・発展過程を歴史的に実証することを目指した。そのため、特に岡山県・兵庫県を対象に、県布達を年次的に追跡すると共に、山陽新報及び神戸新聞史料を収集して総合的に解明した。また、旧村役場文書を綿密に検索し、関係史料を収集した。更に、帝国議会(貴族院・衆議院)での議論状況を知るために、両院議会議事録を閲覧し、議員質問と政府答弁を採集し、また県レベルでの議会史料も岡山県を中心に採集した。合わせて、中央政界で活躍した注目すべき人物(犬養毅・星島二朗など)の追跡調査もおこなった。次に、昭和初期に入っての国際連盟ジョンソン委員会の調査活動の全容解明、それを受けての各地での廃娼運動・婦人参政権運動にも注目し、史料収集と検討をおこなった。

特に、この過程は山陽新聞を中心とする新聞記事、大原社研「労働年鑑」に重点を置き、政府の対応、地方県庁・警察の対応、世論の反応、芸娼妓の直接的行動などに注目して史料収集と検討をおこなった。当時の遊郭経営者などの追跡調査も試行したが、成果は十分には得られなかった。以上の経緯を含め、史料の分析と総括に努力中である。
AIRE発現細胞株を用いた自己抗原遺伝子の制御機構の解析

自己免疫性多腺性内分泌不全症I型(APS1,別名APECED)は、AIRE(自己免疫調節遺伝子)の突然変異により発症する。申請者が樹立したAireを発現している細胞株を用いて、AIREのはたらきを探求し、自己免疫疾患のメカニズムの解明・治療法の確立を目指した。Aireを発現している細胞の状態により、Aireの発現量や、自己抗原となりうる様々な遺伝子、それを分解するプロテアソームの発現が変動している事を見いだした。自己免疫疾患の中では珍しい常染色体劣性遺伝の単一遺伝子疾患であるAPECED(自己免疫性多腺性内分泌不全症-カンジダ症-外胚葉性ジストロフィー)の原因遺伝子として同定された自己免疫調節遺伝子AIREは、組織特異的遺伝子の胸腺における異所性発現を支配し、免疫学的寛容の成立に関与している。以前作製した抗マウスAire抗体の活性が低かったため、新たに抗マウスAire家兎抗体(抗Aire-pAb)を作製した。抗原に用いた合成ペプチドは、機能ドメイン以外のペプチド配列(2カ所、マウスAireタンパクにおける126番目からの15残基と541番目からの12アミノ酸残基)を用いた。作製された抗Aire-pAbは、以前の抗体に比べ著しく高い特異性を示し、かつ10倍以上の高い抗体活性を示した。ウェスタンブロッティング法により検出されたバンドは、合成ペプチドによる吸収反応で消失した。この抗体を用いて、すでに樹立した胸腺上皮細胞由来Aire^+細胞株でendogenousに発現するAireタンパクの発現が確認された。Aireは核内に局在し、遺伝子発現を制御していると考えられることから、Aire^+細胞の核画分に対して抗Aire-pAbを用いた共免疫沈降を行った。Aire^+細胞の核画分から共沈降された蛋白質をSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動し、銀染色したところ25450kDaの範囲に複数のバンドが検出された。これらの中にAireタンパクの標的タンパクあるいはAireタンパクと協調して働く重要なタンパクが含まれていると思われ、今後はその正体の解明を進める。自己免疫疾患の中では珍しい常染色体劣性遺伝の単一遺伝子疾患であるAPECED(自己免疫性多腺性内分泌不全症-カンジダ症-外胚葉性ジストロフィー)の原因遺伝子として同定された自己免疫調節遺伝子AIREは、胸腺における末梢組織特異的自己抗原(TSA : Tissue Specific Antigen)遺伝子の異所性発現を支配し、免疫学的寛容の成立に関与している。樹立した胸腺髄質上皮細胞由来の3種のAire^+細胞株(TEC1、TEC2、DC)は、様々なTSA遺伝子を発現しており、共培養した未成熟な胸腺細胞にアポトーシスを誘発する性質を備え、in vitroでネガティブセレクションを再現する。本年度は、Aire^+細胞が高細胞密度で細胞分裂を停止してからAire mRNAの発現量が増加することを見出した。低細胞密度時に比べてTEC1では150倍、TEC2では100倍、DCでは60倍とAireの発現が増えていた。また、高細胞密度のAire^+細胞においては、一部の細胞でTSA遺伝子の発現量の増加も認められた(カルシウム感知受容体:10700倍,インスリンII:540倍,チログロブリン:32倍)。さらに、自己抗原タンパクの分解や修飾に関与するイムノプロテアソーム特異的サブユニット(Psmb8:410倍,Psmb9:550倍,Psmb10:23倍)や調節ユニット(Psme1:24倍,Psme2:35倍)にも、高細胞密度のAire^+細胞の一部において発現量の増加が認められた。免疫学的細胞染色による解析において、多くの胸腺細胞がAire^+細胞に付着し、アポトーシスに陥り細断化されていたが、アポトーシスに陥らずに付着している胸腺細胞も観察された。
沖縄民謡における旋律変容過程の考察

今年度の研究期間は五ヶ月間のみであるので、2年間にわたる研究の整理、取り纏めに充てられた。2年間を通して、沖縄の古典的な音楽、民俗的な音楽、新しい大衆的な音楽の各分野にわたって、史料や録音資料や研究文献の収集、演奏家からの技能の修得や伝承の聞き取り、また地方の民俗芸能の取材を広範に行い、沖縄の音楽についてひじょうに多くの知見を得ることができた。また、受入研究者との共同研究を通じて、旋律分析の方法についても有益な方法を開発することができた。研究の結果、地域の中で同系と見なされる旋律が地域や演奏者個人によって変形している問題を音楽分析によって明らかにした(文献1)。次いで、こうした変形が形式的対称性を生んだり、大きく展開するなかから、新たな曲が作り出されていくプロセスも明らかにでき(文献2)、研究目的をほぼ達成することができた。さらに、三線の早弾きと呼ばれて普及しているリズム技法が、近代の変化の中で生まれたことを明らかにし(文献3)、大衆音楽、いわゆる沖縄ポップの世界における伝統と現代性の問題も指摘した(文献4)。(1)「鹿児島県徳之島の朝花節における地域性と個人性の考察」『沖縄芸術の科学19』2007。(2)「琉球列島の音楽におけるアゲとサゲ-変形の様式化をめぐって」『東洋音楽研究72』2007。(3)「沖縄の三線音楽における「早弾き」について-リズムを中心に」『沖縄芸術の科学20』(2008予定)。外国人特別研究員は10月から研究を開始した。受入研究者との共同研究会も10月から定期的に、平均して月に2回開催した。12月までの3ヶ月間は研究費の交付を待つ傍ら、従来の諸研究の検討と、本研究の方針についての討議を中心に研究会を行った。12月末に科研費の交付を得てからは、奄美諸島の民謡についての現地調査を行い、また、分析研究のツールである「歌詞音列法」のソフトウエアの改良などに着手した。初年度においては、期間がわずか半年しかなかったので、雑誌論文等の具体的成果は得られていない。研究会では、八重山諸島の民謡と同系統の沖縄民謡または沖縄古典音楽曲について比較・分析を行った。3月に製作が終了した「歌詞音列法」ソフトウエアによって、次年度には旋律の変容過程についての何らかの結論が得られるものと考えている。奄美諸島での調査の結果は、奄美の代表的民謡である「朝花節」に関して、地域別、あるいは個人別の演奏の違いの見える録音データが得られたので、これらについて比較・分析して、奄美諸島における旋律変容の過程を明らかにしていく方針である。今年度の研究によって得られた結果は、主として次の3点に集約できる。1)琉球古典音楽のさまざまな楽曲のなかには、旋律の形状が類似していて、同系と見られる楽曲の組み合わせがいくつか認められるが、これらの中に、旋律の「拡大」または「縮小」の技法によって意図的に編曲あるいは創作されたグループが見られることを明らかにした。2)奄美諸島での民謡調査の結果、「朝花節」に関して、地域別、あるいは個人別の演奏の違いにもとつく旋律変容が、多種多様な音階の使い分けと結びついていることを明らかした。3)沖縄・奄美・八重山各地の民謡の構造分析、および琉球古典音楽との比較を通して、同じ楽曲のフシに多様な歌い出し(アゲとサゲ)があることを明らかにし、これを広範に比較した結果、演唱の情況による変形が次第に様式化してゆき、遂には新たな別曲を形成していく過程を描き出すことに成功した。以上の研究結果について、9月には台湾の宜蘭県で開催されたICTM(国際伝統音楽学会)東アジア研究会にて、また10月には京都市立芸術大学で開催された東洋音楽学会全国大会にて、研究発表を行い、高い評価を受けた。今年度の研究成果の刊行については、昨年度行なった徳之島での調査をもとに地域や個人による旋律の変化を分析し、この論文が沖縄県立芸術大学附属研究所紀要に掲載された(「研究発表」の項参照)。また、東洋音楽学会大会で発表した研究を論文「琉球列島の音楽におけるアゲとサゲ-変形の様式化をめぐって」にまとめ、同学会の機関誌『東洋音楽研究』に投稿した。これは既に査読審査に合格し、同誌への掲載が決定している(平成19年8月刊行予定)。

(1)「鹿児島県徳之島の朝花節における地域性と個人性の考察」『沖縄芸術の科学19』2007。(2)「琉球列島の音楽におけるアゲとサゲ-変形の様式化をめぐって」『東洋音楽研究72』2007。(3)「沖縄の三線音楽における「早弾き」について-リズムを中心に」『沖縄芸術の科学20』(2008予定)。
中大脳動脈領域の血管病変により生じる横隔膜麻痺と咳反射に関する研究

脳卒中で横隔膜の機能が影響をうけるかは不明で、我々は透視装置を使用し脳卒中患者の横隔膜の動きを調査しました。初めに、麻痺側と非麻痺側の横隔膜の動きに違いがあるか、次に同年代の健常者と比較し横隔膜の動きに差があるか調べました。脳卒中患者は16名であり、中大脳動脈領域の血管病変により生じた脳卒中を初めて発症した片麻痺患者です。(男8女8;平均年齢66.6歳;脳梗塞9脳出血7;右片麻痺6左片麻痺10;軽度-中等度の麻痺10重度麻痺6:発症からの期間26.2±3.5日)。麻痺側と非麻痺側の横隔膜の動きに違いはなく、健常者との比較でも安静呼吸時の右横隔膜の動き以外は差はありませんでした。健常人において横隔膜の運動は安静時換気の6070%を占めており、呼吸を行う上で最も重要な働きをする筋肉である。脳卒中急性期において呼吸不全や誤嚥性肺炎は一般的な合併症であり、中大脳動脈領域の脳卒中急性期に横隔膜麻痺を生じ、重大な呼吸不全や誤嚥物の喀出不良による肺炎を生じる可能性もある。現在まで脳卒中後の横隔膜の運動障害に関して報告は少ない。今回一側の中大脳動脈領域病変により横隔膜麻痺を生じるとの仮説を立て、この横隔膜麻痺の存在を確認するために多目的X線画像診断装置(SHIMADZU製Sonialvision SafireII)により横隔膜の動きを透視下に評価し、横隔膜麻痺が呼吸機能や咳反射に影響するかをスパイロメーター、クエン酸咳テスト、腹筋筋力などにより検討することにした。これらの検査や測定により、中大脳動脈領域の血管病変による横隔膜麻痺の有無、咳反射に及ぼす影響を明らかにする。本年度13名の患者に当研究を行い、安静換気時において横隔膜移動距離は麻痺側10.44±3.89mm、健側9.87±2.95mm.強制換気時において横隔膜移動距離は麻痺側34.18±14.77mm、健側31.55±12.35mmであった。また軽度中等度の患者と重度患者において横隔膜の動きに有意な差は認められなかったため、現段階では中大脳動脈領域の血管病変によって横隔膜に麻痺が生じている可能性は低いと考える。中大脳動脈領域の血管病変により反対側の上下肢麻痺が出現するが、横隔膜麻痺が出現するか否かは充分な研究はなされていない.今回我々は亜急性期の一側中大脳動脈領域の血管病変により横隔膜麻痺が生じるか確認するために多目的X線画像診断装置により横隔膜の動きを透視下に評価した.対象は初発の中大脳動脈領域の血管病変を生じた患者16名.性別は男性8名、女性8名.年齢は平均66.6±9.9歳.発症様式は脳出血7名、脳梗塞9名.麻痺は左片麻痺10名右片麻痺6名.重症度は軽度中等度10名、重度6名であった.横隔膜麻痺の存在を確認するために発症後30日以内に多目的X線画像診断装置(SHIMADZU製Sonialvision SafireII)により横隔膜の動きを透視下に評価した.呼吸機能検査としてSP-370COPD肺Perプラス(フクダ電子)によりVital Capacity (VC)、Tidal Volume(TV)を測定した.また比較対象として、同年代の健常群においても同様の検査を行った.安静換気時においても強制換気時においても脳卒中患者において横隔膜移動距離は麻痺側と非麻痺側で差は認めなかった.また、健常群との比較において安静換気時において右横隔膜移動距離は脳卒中患者において有意に短かった。健常群との比較において強制換気においては有意な差は認められなかった.呼吸機能との関連においては麻痺側・非麻痺側の強制換気時の横隔膜移動距離とVCは中等度の相関が認められた.リハビリテーション症例数は順調に増えており、今後はコントロール群も徐々に集めていく。横隔膜麻痺の存在が確認できない場合は、脳梗塞患者の横隔膜の動きの特徴など得られたデータを吟味し新たな発見を行う。学会発表が一つであったため、旅費が余剰となった。雑費が必要以上にかからなかった。海外での学会発表、もしくはデータ整理費用を主として考える。
大正期の学校体育に関する研究ー体操教材を中心としてー

本年度の研究課題は、学校体操教授要目の展開期における体操の実際を明らかにすること、特に、解剖学者桜井恒次郎の体操論の影響を、当時学校体操が盛んであった福岡県と香川県について調査することであった。1.福岡県と香川県の教育会雑誌の調査から次のことが言える。(1)『福岡県教育会会報』の調査によって、桜井恒次郎が1917年に九州帝国大学で体操講習会を開いたこと、翌1918年に福岡市およびその近隣の体操科教師が桜井と研究会を組織したこと、更にこの年から桜井による体操講習会が県下各地で開催されていたことがわり、同県の学校体育界への桜井の影響が大きかったことを確認することができた。(2)『香川県教育会雑誌』及び『香川県教育会会報』の調査からは、桜井の動向及びその影響について十分な情報を得ることはできなかった。2.福岡県および香川県の主な小学校の体育研究録及び視察録の調査から以下のことが言える。(1)福岡県の飯塚、南郷各小学校の体育研究録及び『福岡県体育視察録』から、教材の分類に解剖学・生理学に基づく桜井の分類法を採用したり、桜井考案の運動服を全校生徒が着用していた学校もあるなど、桜井の体操論の影響が見られた。(2)香川県についても、香西小学校の研究録から、桜井が同校をたびたび訪れて指導していたこと、また同校は桜井考案の正常姿勢測定器、桜井式胸囲計、呼吸測数器、体操人形、体操科教授用解剖掛図、人形模型などを備えており、その実践には桜井の解剖学的な体操論の強い影響が見られる。本年度行なった研究の結果を以下のようにまとめることができる。1.永井道明の体操論と桜井恒次郎の体操論(1)永井道明はスウェ-デン体操を学校体育の主要な教材にすべく尽力し、学校体操教授要目として制度的に確立させた。彼の主要な関心は、この要目の体操をいかに普及させるかという点にあった。したがって、彼体操論の中心は運動の種類や号令や体操器械の設置にあり、スウェ-デン体操の特徴であるべき解剖・生理学的理論は見られない。(2)桜井恒次郎の体操論の特徴は、学校体操教授要目の展開期に教材を解剖学的に説明した点と、「身体臓器の三大本能」及び「人体の諸臓器は単独では働けない」という原理を提示し、体操によって身体諸臓器の機能が向上発達する根拠を示した点にある。2.群馬県と鳥取県における体操実践(1)群馬県における学校体操教授要目受容期の体操の実践については、次のようにまとめられる。第1期(1913ー14)体操科教授導案を編成し、授業に直接役立つ実際的教材の実地演習を実施した時期。第2期(1915ー16)教員の体操科講習を盛んに実施すると同時に、体操器械の設置を盛んに行なった時期。第3期(1917ー18)1ー2期を通じて生じた格差を是正するための指導が行なわれた時期。(2)鳥取県も群馬県と同様に、体操教程の出版と県内各地における体操講習、体操器械の設置を行った。(3)この時期にはまだ解剖・生理学的な体操論に基づく学校体操の実践は行われていない。
咀嚼・運動と高次機能の連関クロストークの解明

運動器の主な構成要素である骨と筋肉は、ヒト組織重量の約70%を占める臓器であり、動的な恒常性を維持しながら統合的な運動機能を実現している。顎骨には歯牙が植立していることから、咀嚼筋を介した力学的な負荷に加え、歯を介した咬合力が、顎骨に直接影響を与えることで、その骨量や構造の変化に深く関わっている。このため、加齢や歯周病などの口腔疾患を起因とする歯の脱落・喪失は、力学的負荷を失い廃用性の咀嚼筋委縮や顎骨骨粗鬆症を誘導する。さらに、歯の脱落・喪失に伴う咀嚼機能の破綻は、認知症や記憶障害をはじめ様々な疾患を発症することが知られており、老化に伴う運動機能の低下による寝たきり状態もまた、記憶や学習能力に影響を与えていることを、我々は経験的に理解している。これらの知見を我々は経験的に理解している。記憶・学習は、高度な知的活動を司る重要な役割を担うだけでなく、食物摂取や危険回避などすべての動物において生命の維持活動に直結する重要な高次機能である。これまで、高次機能と運動器は、個々が独立した基礎医学系分野を形成し発展してきた。その制御機構として、サイトカインやホルモン、神経系などの関与が、個別に明らかにされてきたが、統合的な運動器と高次機能の連関システムが存在し、その破綻が様々な疾患に繋がっているのかについては、いまだ明確な解答は得られていない。本研究では、咀嚼・運動機能の不全・亢進を呈する新規マウスモデルの構築と網羅的な遺伝子発現解析から、高齢化社会の亢進に伴い大きな社会問題である咀嚼・運動機能と高次機能の連関クロストークの実態に迫り、その統合的な理解と破綻メカニズムの解明を目指している。そして、生体レベルでの研究成果から、顎口腔機能に関連する疾患の制圧・予防を目指した革新的な分子基盤となる知見が積み上げられてきた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、咀嚼・運動機能の不全・亢進を呈する新規マウスモデルの構築と網羅的な遺伝子発現解析から、高齢化社会の亢進に伴い大きな社会問題である咀嚼・運動機能と高次機能の連関クロストークの実態に迫り、その統合的な理解と破綻メカニズムを解明し、顎口腔機能に関連する疾患の制圧・予防を目指した革新的な分子基盤の確立を目的としている。本年度研究では、運動機能と高次脳機能の連関クロストークの解明するため、咀嚼機能の破綻状態や寝たきりを再現する新規モデルを構築・解析に取り組んだ。現在、遺伝子改変システムによる無歯顎骨モデルや廃用性運動機能低下モデルに加え、自発的な食事による咀嚼メカニカルストレスを免荷した新規咀嚼機能低下モデルの構築・解析が順調に進んでいる。さらに、学習・記憶の実験系の構築から、咀嚼機能の低下が高次脳機能の抑制に働いていることが見出されたことは、今期の研究で大きな成果であると考えられる。このメカニズムとして、神経細胞の発生・生存、そして、活性化か強く関係している可能性が予備的な実験から示唆されており、咀嚼機能と高次脳機能の連関クロストークを解明する足掛かりになることが予測された。来期に繋がる重点ポイントとして研究を進める必要があると考えられる。

このため、加齢や歯周病などの口腔疾患を起因とする歯の脱落・喪失は、力学的負荷を失い廃用性の咀嚼筋委縮や顎骨骨粗鬆症を誘導する。さらに、歯の脱落・喪失に伴う咀嚼機能の破綻は、認知症や記憶障害をはじめ様々な疾患を発症することが知られており、老化に伴う運動機能の低下による寝たきり状態もまた、記憶や学習能力に影響を与えていることを、我々は経験的に理解している。これらの知見を我々は経験的に理解している。記憶・学習は、高度な知的活動を司る重要な役割を担うだけでなく、食物摂取や危険回避などすべての動物において生命の維持活動に直結する重要な高次機能である。これまで、高次機能と運動器は、個々が独立した基礎医学系分野を形成し発展してきた。その制御機構として、サイトカインやホルモン、神経系などの関与が、個別に明らかにされてきたが、統合的な運動器と高次機能の連関システムが存在し、その破綻が様々な疾患に繋がっているのかについては、いまだ明確な解答は得られていない。本研究では、咀嚼・運動機能の不全・亢進を呈する新規マウスモデルの構築と網羅的な遺伝子発現解析から、高齢化社会の亢進に伴い大きな社会問題である咀嚼・運動機能と高次機能の連関クロストークの実態に迫り、その統合的な理解と破綻メカニズムを解明し、顎口腔機能に関連する疾患の制圧・予防を目指した革新的な分子基盤の確立を目的としている。本年度研究では、昨年度に引き続き、運動機能と高次脳機能の連関クロストークの解明するため、咀嚼機能の破綻状態や寝たきりを再現する新規モデルを構築・解析に取り組んだ。遺伝子改変システムによる無歯顎骨モデルや廃用性運動機能低下モデルに加え、自発的な食事による咀嚼メカニカルストレスを免荷した新規咀嚼機能低下モデルの構築・解析が順調に進んでいる。また、新規咀嚼機能強化モデルおよび運動機能亢進モデルを確立に取り掛かった。特筆すべきは、新規咀嚼機能低下モデルの構築にある。本モデルでは全身の骨や筋肉量など運動器に影響を与えないが、咀嚼筋量の低下や顎骨骨粗鬆症を呈する。そして、PassiveavoidancetestやObject location testなどの学習・記憶の実験系構築から、咀嚼機能の低下が高次脳機能の抑制に働いていることが見出された。このメカニズムとして、神経細胞の発生・生存、そして、活性化か強く関係しているも明らかになった(J Dent Res 2017)。研究の加速・発展を目指し、骨・咀嚼筋や顎骨などの運動器と脳のサンプルの獲得から、網羅的な遺伝子発現解析を試み、運動器の変動と学習・記憶形成の連関を司る遺伝子情報をプラットフォームに候補分子の選抜に取り組んだ。運動器の主な構成要素である骨と筋肉は、ヒト組織重量の約70%を占める臓器であり、動的な恒常性を維持しながら統合的な運動機能を実現している。顎骨には歯牙が植立していることから、咀嚼筋を介した力学的な負荷に加え、歯を介した咬合力が、顎骨に直接影響を与えることで、その骨量や構造の変化に深く関わっている。
大学における学生教育の実際と展望

1.本研究についてはすでに平成元年頃から両大学で計画の概要が検討され、双方からの研究者の交流が始まっていた。それぞれ独自の性格や設置状況にありながら、いずれも比較的歴史が浅く、新しい時代の要請に応えるべく「開かれた大学づくり」に努力している点で両大学には共通するものがある。そのことによって姉妹校という特別な関係ができ、長年にわたって一定数の留学生を派遣してきた実績を基礎にして、両大学のスタッフが協力して学生教育のありかたについて研究を深めようということになったのである。科学研究費補助金が交付されたことにより、平成3年度には双方で研究者を派遣し、それぞれの大学での学生教育の実態と当面する課題についての概況調査とともに、両大学関係者多数が参加する研究協議を行った。とくに、本学からの派遣メンバーには事務官も加え、英国の大学における研究・教育の施設設備や教員組織、さらに財政計画等を中心に、大学運営のありかた全般について比較研究のための情報収集に当たらせた。エセックス大学からは、大学の国際化にともないますます重要になってきた外国人に対する言語指導や国際理解教育の専門家を招聘し、国際化時代の大学教育や留学生指導のありかたについての実際的な研究協議を行った。2.大学間交流の研究成果をより確かなものにするために、2年目からは相手大学の研究協力者を精選して再編成を行った。それによって、双方での調査活動や研究協議が専門的に焦点化され、時間や経費の節約が図られるようになった。本学からは前年同様、事務官1名を加えて研究者を派遣し、とくに学生の修学指導体制やカリキュラム、図書館や厚生施設など学生の日常的な生活環境のありかたについて重点的な調査研究を行った。招聘したエセックス大学の研究者からは、これからの大学に期待される社会的役割のひとつとして、人権問題についての学際的な研究・教育の重要性が示唆され、それを契機に本学では、人権についての学習をとくに教員養成大学のカリキュラムの中でどのように実施していくかについて具体的な検討が始まった。また、生涯学習時代に地域社会と大学との連携が重視され、大学教育を学外に出て行う試みが奨励されているが、このことについても協力研究者を通してエセックス大学の実践に学ぶところが大きかった。3.今日、わが国の大学には従来のありかたを見直し、これからの時代に果たすべき役割をしっかりと見極めた実際的な改革が求められている。とくに教員養成の教育・研究を主たる目的にしてきた本学が、まさに大学として生き残っていくには、大学の総力を挙げて、よりすぐれた教師養成のための高度の研究を推進するとともに、新しい時代の教員を養成する確かな理念と方向性を持った学生教育を実践しなければならない。平成5年度に派遣した研究者は、これまで十分把握していなかった自然科学分野の研究状況や児童文学を中心とする文化・学術的な国際交流の実際にも触れ、またエセックス大学がとくに力をいれている大学教育開放の状況についても幅広い知見を得てきた。また、エセックス大学からは中学・高校レベルでの教育実践を踏まえ、とくに外国人に対する日本語教育のあり方について関心を抱いている実践的な研究者を招聘して研究協議を行い国際化時代の学校と教師の役割について突っ込んだ意見交換を行った。以上のように、エセックス大学との協力関係のもとでこれまで継続実施してきた本研究では、例えば、大学教育の市民への開放や国際的貢献、教育・研究のシステム化や情報化、大学院教育の充実と実際的な学位制度などとくに日本の大学の今後のありかたを示唆する貴重な情報を大量に得ることができた。目下その整理と分析に取り組んでいるが、既に本学で進めている大学院博士課程設置構想などに参考にされているものもある。一応、第1期の3年計画は完了したが、今後も可能な限り研究を継続して情報を集積し、大学の将来構想策定に大いに寄与させていきたいと考えている。

招聘したエセックス大学の研究者からは、これからの大学に期待される社会的役割のひとつとして、人権問題についての学際的な研究・教育の重要性が示唆され、それを契機に本学では、人権についての学習をとくに教員養成大学のカリキュラムの中でどのように実施していくかについて具体的な検討が始まった。また、生涯学習時代に地域社会と大学との連携が重視され、大学教育を学外に出て行う試みが奨励されているが、このことについても協力研究者を通してエセックス大学の実践に学ぶところが大きかった。3.今日、わが国の大学には従来のありかたを見直し、これからの時代に果たすべき役割をしっかりと見極めた実際的な改革が求められている。とくに教員養成の教育・研究を主たる目的にしてきた本学が、まさに大学として生き残っていくには、大学の総力を挙げて、よりすぐれた教師養成のための高度の研究を推進するとともに、新しい時代の教員を養成する確かな理念と方向性を持った学生教育を実践しなければならない。平成5年度に派遣した研究者は、これまで十分把握していなかった自然科学分野の研究状況や児童文学を中心とする文化・学術的な国際交流の実際にも触れ、またエセックス大学がとくに力をいれている大学教育開放の状況についても幅広い知見を得てきた。また、エセックス大学からは中学・高校レベルでの教育実践を踏まえ、とくに外国人に対する日本語教育のあり方について関心を抱いている実践的な研究者を招聘して研究協議を行い国際化時代の学校と教師の役割について突っ込んだ意見交換を行った。以上のように、エセックス大学との協力関係のもとでこれまで継続実施してきた本研究では、例えば、大学教育の市民への開放や国際的貢献、教育・研究のシステム化や情報化、大学院教育の充実と実際的な学位制度などとくに日本の大学の今後のありかたを示唆する貴重な情報を大量に得ることができた。目下その整理と分析に取り組んでいるが、既に本学で進めている大学院博士課程設置構想などに参考にされているものもある。一応、第1期の3年計画は完了したが、今後も可能な限り研究を継続して情報を集積し、大学の将来構想策定に大いに寄与させていきたいと考えている。それぞれの大学には独自の設立の理念があり、研究教育のシステムも一様ではないが、時代の変化に対応し、社会の付託と、多様化する学生のニ-ズに応えるための具体的な改善をハ-ド、ソフトの両面で図っていかなければならない。これまでの研究、教育上の交流実績を土台に、両大学それぞれの教育機能を相互点検し、とくに国際化情報化、余暇化などの現代的要請に対応する新しい大学教育の在り方を総合的に検討するための実質的な調査研究を開始した。とくに今年度は両大学の研究者が相互に相手大学に赴き、研究教育のための施設、設備の改善の状況、カリキュラム等について資料収集と情報交換を行い、同時に学生教育の実際にも参加して知見を深めめた。新しい時代の世界に開かれ大学をめざしているエセックス大学においては、積極的な産学協同や地域住民への大学開放の実体、柔軟な教育プログラム、全学的な留学生指導の体制などについて調査を行い有益な情報を多く獲得することができた。
小型で高速動作可能なデジタル温度電圧センサの開発

スーパコンピュータや大規模サーバに利用されるMPUは,チップ内の温度や電圧により性能が大きく変動するため,システムの高性能化および高信頼化には,チップの発熱状況や電圧変動を監視し,その状況に合わせた電力制御や性能最適化が重要である.本研究では,従来のアナログ回路を使用したセンサ技術とは異なり,短時間(0.1msec以下)測定かつ,MPU等のデジタル回路に隣接して配置可能な,小型高速動作デジタル温度電圧センサ技術の開発を目的とする.具体的には,リング発振器(RO:Ring Oscillator)をベースとするセンサ回路の構築,製造バラツキの影響を低減する補正手法の開発,ROの周波数から温度と電圧を算出する演算回路の開発を行い,オンチップデジタル温度電圧センサ技術の確立を目指す.研究の目的を達成するために,下記の項目に関する研究開発を実施した.(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価:20nmCMOSテクノロジを用いたシミュレーション評価を実施し,45nm以前のCMOSテクノロジとは異なり,RO特性の傾向が逆転する現象が生じることを確認した.(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発:初回測定時に既知の値と仮定することが可能な温度2点の測定値を用いたキャリブレーション手法を開発し,有効性を評価した.(3)温度電圧演算回路の開発およびセンサ全体の基本構造の構築:提案センサ内のROカウント値から温度電圧を算出する演算回路や制御回路を開発し,FPGAを用いた動作検証や試作チップ設計を通したシミュレーション評価などを行い,短時間測定の実現性等を確認した.上記の研究開発を完了させ,国内研究会やLSIテスト関係の国際会議などで成果発表を行った.また,企業と共同で本提案課題のセンサ技術の有効性を評価するなど,提案センサの実用化に向けた検討なども進めている.スーパコンピュータや大規模サーバに利用されるMPUは,チップ内の温度や電圧により性能が大きく変動するため,システムの高性能化および高信頼化には,チップの発熱状況や電圧変動を監視し,その状況に合わせた電力制御や性能最適化が重要である.本研究では,従来のアナログ回路を使用したセンサ技術とは異なり,短時間(0.1msec以下)測定かつ,MPU等のデジタル回路に隣接して配置可能な,小型高速動作デジタル温度電圧センサ技術の開発を目的とする.具体的には,リング発振器(RO:Ring Oscillator)をベースとするセンサ回路の構築,製造バラツキの影響を低減する補正手法の開発,ROの周波数から温度と電圧を算出する演算回路の開発を行い,オンチップデジタル温度電圧センサ技術の確立を目指す.研究の目的を達成するために,超微細テクノロジにおけるROの特性評価や,製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発を実施した.(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価:20nmCMOSテクノロジを用いたシミュレーション評価を実施し,45nm以前のCMOSテクノロジとは異なり,RO特性の傾向が逆転する現象が生じることを確認した.(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発:初回測定時に既知の値と仮定することが可能な温度2点の測定値を用いて,製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法を開発し,有効性を評価した.現在までに,(1)の一部と(2)を完了させ,国内研究会やLSIテスト関係の国際会議International Test Conference in Asia 2017で成果発表を行った.また,企業と共同で本提案課題のセンサ技術の有効性を評価するなど,提案センサの実用化に向けた検討などが進められている.現在までに,研究の目的を達成するため,(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価や,(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発を実施しており,それぞれ,おおむね順調に進展している.理由は以下の通りである.(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価:RO特性の評価や製造バラツキがセンサの測定誤差に与える影響を評価するため,65nm, 45nm, 20nmなどの様々なCMOSテクノロジを用いたシミュレーション評価を実施している.特に超微細テクノロジ(20nm)では45nm以前のCMOSテクノロジとは異なり,RO特性の傾向が逆転する現象が生じることを確認した.これらの評価のために測定したデータは,センサに用いる3種類のROの最適な組合せなど,測定精度の高精度化に向けた検証にも活用する予定である.(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発:温度電圧センサの超微細テクノロジへの対応を検討するために,超微細テクノロジ特有のRO特性や製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発を行い,有効性の評価を行った.初回測定時に既知の値と仮定することが可能な温度2点の測定値を用いて,RO特性(温度依存性)を補正可能な新規キャリブレーション手法の開発を行い,特性評価で得られたデータを用いて手法の評価を行うことで,初回の温度と実測時の温度差が大きくなった場合に生じる測定誤差の拡大を低減可能なことを確認している.

スーパコンピュータや大規模サーバに利用されるMPUは,チップ内の温度や電圧により性能が大きく変動するため,システムの高性能化および高信頼化には,チップの発熱状況や電圧変動を監視し,その状況に合わせた電力制御や性能最適化が重要である.本研究では,従来のアナログ回路を使用したセンサ技術とは異なり,短時間(0.1msec以下)測定かつ,MPU等のデジタル回路に隣接して配置可能な,小型高速動作デジタル温度電圧センサ技術の開発を目的とする.具体的には,リング発振器(RO:Ring Oscillator)をベースとするセンサ回路の構築,製造バラツキの影響を低減する補正手法の開発,ROの周波数から温度と電圧を算出する演算回路の開発を行い,オンチップデジタル温度電圧センサ技術の確立を目指す.研究の目的を達成するために,下記の項目に関する研究開発を実施した.(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価:20nmCMOSテクノロジを用いたシミュレーション評価を実施し,45nm以前のCMOSテクノロジとは異なり,RO特性の傾向が逆転する現象が生じることを確認した.(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発:初回測定時に既知の値と仮定することが可能な温度2点の測定値を用いたキャリブレーション手法を開発し,有効性を評価した.(3)温度電圧演算回路の開発およびセンサ全体の基本構造の構築:提案センサ内のROカウント値から温度電圧を算出する演算回路や制御回路を開発し,FPGAを用いた動作検証や試作チップ設計を通したシミュレーション評価などを行い,短時間測定の実現性等を確認した.上記の研究開発を完了させ,国内研究会やLSIテスト関係の国際会議などで成果発表を行った.また,企業と共同で本提案課題のセンサ技術の有効性を評価するなど,提案センサの実用化に向けた検討なども進めている.2018年度は,(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価,(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法の開発,に引き続き,(3)温度電圧演算回路の開発およびセンサ全体の基本構造の構築の項目について研究を推進していく.(1)超微細テクノロジにおけるROの特性評価:様々な評価・検証にRO特性データを用いるため,評価データの拡充を図る.(2)製造バラツキの影響を低減可能なキャリブレーション手法:シミュレーション評価データだけでなく実チップ評価データも用いて,更なる有効性の評価を実施する.(3)温度電圧演算回路の開発およびセンサ全体の基本構造の構築:チップ上のROの周波数から温度と電圧を算出する演算回路,および演算処理を実行するための制御回路を開発する.温度電圧の演算処理はセンサ内のROカウント値の値を読み出して計算式に当てはめて算出する.演算手順および演算器の実装方法により回路面積や演算速度が異なるが,まずは,温度電圧演算回路やセンサ全体の基本構造の確立を優先して行い,センサの測定時間や面積等の評価を実施する.小型で高速なデジタル温度電圧センサ技術は,温度電圧の算出処理も完全デジタル処理で実現させるため,開発の初期段階では,FPGAも動作検証に活用し,研究を推進していく予定である.