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離散構造の凸近似に関する研究

離散最適化問題は,生産計画,ロジスティクス,システム設計,ファイナンスなどの様々な応用分野で現れるが,最適解を効率的に求めることは多くの場合に困難である.本研究では,研究代表者によって提唱された離散凸解析という理論体系を踏まえて,非線形離散関数の離散凸関数による近似の理論構築を目的とした.さらに,この離散凸近似理論を基にして,非線形目的関数に関する離散最適化問題という扱いにくい問題を,離散凸関数最小化という扱いやすい問題で繰り返し近似して解くという新たなアプローチを提案する.しかし離散凸関数最小化は,連続凸関数の場合と異なり,より詳細な細分化を行わないと,扱いやすい問題が得られない.離散凸近似による効率的な最適化アプローチの実現には,離散凸関数の細分化の緻密さと,与えられた非線形目的関数に対してどの離散凸性による近似を採用するかが,重要な鍵となる.このため,本年度行った具体的な研究内容は以下の通りである.・これまで離散凸解析で扱ってきたM凸性という概念を,ジャンプシステム上で定義された関数にまで拡張した.ジャンプシステム上のM凸関数最小化問題に対する最適性規準を導出した.・離散関数に対するヘッセ行列および局所2次展開の概念を導入し,これらを用いたL凸関数およびM凸関数の特徴づけを与えた.この特徴づけは,連続凸関数に対する特徴づけとよく対応している.さらに,離散凸解析とは独立して研究されてきたmultimodularityという概念が,実質的にL凸性と等価な概念であることを,L凸関数の特徴づけを用いて簡単に示した.・上記の結果に基づき,2次のL凸,M凸関数を用いた凸近似手法を構築した.さらに,一般のL凸,M凸関数による最良凸近似について検討を行った.離散最適化問題は,生産計画,ロジスティクス,システム設計,ファイナンスなどの様々な応用分野で現れるが,最適解を効率的に求めることは多くの場合に困難である.本研究の目的は,研究代表者によって提唱された離散凸解析という理論体系を踏まえて,非線形離散関数の離散凸関数による近似の理論構築を目的とする.さらに,この離散凸近似理論を基にして,非線形目的関数に関する離散最適化問題という扱いにくい問題を,離散凸関数最小化という扱いやすい問題で繰り返し近似して解くという新たなアプローチを提案する.本年度は主として,既存研究・関連研究を調査するとともに,非線形な離散関数の離散凸関数による近似に関する理論構築を行った.具体的な内容は以下の通りである.・連続最適化問題に対する凸近似手法を用いた解法(制約なし問題に対するニュートン法,制約つき問題に対するSQP法など)に関する文献を調べ,既存の解法の特徴について把握した.・2次関数に対するL凸性,M凸性を考え,それらの性質をもつ関数の係数行列の構造を調べた.とくに,2次のL凸,M凸関数はその係数行列に対する組合せ的な性質により特徴づけられることを示した.また,それらの関数の共役性についても議論した.・離散関数に対するヘッセ行列の概念を導入し,ヘッセ行列を用いたL凸関数およびM凸関数の特徴づけを与えた.・上記の結果に基づき,2次のL凸,M凸関数を用いた凸近似手法を構築した.さらに,一般のL凸,M凸関数による最良凸近似について検討を行った.来年度の課題として,L凸,M凸関数による最良凸近似手法を確立すること,およびそれらを求めるための効率的なアルゴリズムの構築が挙げられる.離散最適化問題は,生産計画,ロジスティクス,システム設計,ファイナンスなどの様々な応用分野で現れるが,最適解を効率的に求めることは多くの場合に困難である.本研究では,研究代表者によって提唱された離散凸解析という理論体系を踏まえて,非線形離散関数の離散凸関数による近似の理論構築を目的とした.さらに,この離散凸近似理論を基にして,非線形目的関数に関する離散最適化問題という扱いにくい問題を,離散凸関数最小化という扱いやすい問題で繰り返し近似して解くという新たなアプローチを提案する.しかし離散凸関数最小化は,連続凸関数の場合と異なり,より詳細な細分化を行わないと,扱いやすい問題が得られない.離散凸近似による効率的な最適化アプローチの実現には,離散凸関数の細分化の緻密さと,与えられた非線形目的関数に対してどの離散凸性による近似を採用するかが,重要な鍵となる.このため,本年度行った具体的な研究内容は以下の通りである.・これまで離散凸解析で扱ってきたM凸性という概念を,ジャンプシステム上で定義された関数にまで拡張した.ジャンプシステム上のM凸関数最小化問題に対する最適性規準を導出した.・離散関数に対するヘッセ行列および局所2次展開の概念を導入し,これらを用いたL凸関数およびM凸関数の特徴づけを与えた.この特徴づけは,連続凸関数に対する特徴づけとよく対応している.さらに,離散凸解析とは独立して研究されてきたmultimodularityという概念が,実質的にL凸性と等価な概念であることを,L凸関数の特徴づけを用いて簡単に示した.・上記の結果に基づき,2次のL凸,M凸関数を用いた凸近似手法を構築した.さらに,一般のL凸,M凸関数による最良凸近似について検討を行った.
人工ヒト型抗ロタウイルス中和抗体を利用した、感染防御・治療法の開発

2006年度までにヒト由来ファージ抗体ライブラリーから単離・定性した抗ヒトロタウイルス(HRV)中和抗体を、ロタウイルス感染の場である腸管で持続的に発現・供給するために、乳酸菌Lactococcis Lactisによるヒト型抗体発現系を確立し、抗体を利用したウイルス感染防御・治療法開発への足がかりを築いた。さらには、ウイルス性胃腸炎のもう一つの主要な病因であるヒトノロウイルス(HuNoV)に対するヒト型ファージ抗体のスクリーニングに着手し、現在までに2つの交叉反応性抗体を含む、42タイプ66クローンの抗HuNoV抗体を単離した。(1)多種のHRV株を中和可能な、高力価で広い交叉反応性を示す抗体を、AIMS4等複数のヒト型ファージ抗体ライブラリーから単離する。あるいは、単離された抗体に変異を導入して、高力価化を計る。(2)ヒトの抗HRV中和抗体が認識するエピトープを同定する。(3)マウスのモデル実験系を用い、単離された抗体による受動免疫効果を検討する。(4)乳酸菌による、安定的なヒト型抗体の持続的発現系を樹立する。我々はこれまでに、ファージ抗体ライブラリーからHRVを中和するヒト型のモノクローナル抗体を12クローン単離し、代表的な3クローンの詳細な解析を行ってきた。そして、2クローンが交叉反応性抗VP4中和抗体、1クローンがG1タイプ特異的抗VP7中和抗体であること、これら3抗体が認識するVP4及びVP7上の中和エピトープは、これまで報告されているマウスの抗HRV抗体のそれらと異なることを明らかにした。今年度は特に、これら抗体を用いた感染防御・治療法の開発を目指し、3抗体による受動免疫効果をマウスのモデル実験系を用いて検証した。また、HRV感染の場である、腸管における抗体の持続的供給を目指し、乳酸菌による抗体発現系の確立を行った。まず、受動免疫効果に関しては、上記3つの抗HRV抗体投与群全てでHRV感染による下痢の発症が抑制され、それらマウスより摘出した腸管組織に含まれるウイルス粒子も、抗VZV抗体投与群のそれらと比して少ないことが、ELISAにより明らかとなった。また、乳酸菌による抗体発現系の確立に関しては、上記3抗体のうち1抗体のみではあるが、抗体分子の発現がウエスタンブロッティング法で確認され、更に、精製抗体分子による中和活性も確認され、乳酸菌によるヒト型抗体の発現が可能であることが明らかとなった。我々はこれまでに、ファージ抗体ライブラリーから、HRVを中和するヒト型のモノクローナル抗体を12クローン単離し、代表的な3クローンの詳細な解析を行った。そして、2クローンが交叉反応性抗VP4中和抗体、1クローンがG1タイプ特異的中和抗体であること、これら3抗体が認識するVP4及びVP7上の中和エピトープは、これまで報告されているマウスの抗HRV抗体のそれらと異なることを明らかにした。更に昨年度は、これら抗体を用いた感染防御・治療法の開発を目指し、3抗体による受動免疫効果をマウスのモデル実験系を用いて確認した。また、HRV感染の場である、腸管における抗体の持続的供給を目指し、乳酸菌による抗体発現系の確立を試み、上記3抗体のうちの1抗体のみではあるが、抗体分子発現をウエスタンブロッティング法で確認し、その精製分子による中和活性も確認でき、乳酸菌によるヒト型抗体の発現が可能であることを明らかにした。今年度は、有効な感染防御・治療には、中和抗体の種類が多いことが有利であると考え、複数種のヒト型ファージ抗体ライブラリーを用いたり、あるいは同一ライブラリーの再スクリーニングを行う等して、新たなヒト型抗HRV中和抗体の単離を目指した。その結果、上記の代表的な3クローンと異なる抗体候補が数クローン単離され、現在、詳細な解析を行っている。我々はこれまでに、ファージ抗体ライブラリーから、HRVを中和するヒト型のモノクローナル抗体を12クローン単離し、代表的な3クローン(1-2H、2-3E、2-11G)の詳細な解析を行った。そして、2クローンが交叉反応性抗VP4中和抗体、1クローンがG1タイプ特異的中和抗体であること、これら3抗体が認識するVP4及びVP7上の中和エピトープは、これまで報告されているマウスの抗HRV抗体のそれらと異なること、マウスのモデル実験系においてこれら3抗体に受動免疫効果があることを確認した。更に、これら抗体の、HRV感染の場である腸管における持続的供給を目指し、乳酸菌による抗体発現系の確立を試みた。結果、上記3抗体のうちの1抗体(1-2H)のみではあるが、抗体分子発現をウエスタンブロッティング法で確認し、その精製分子による中和活性も確認でき、乳酸菌によるヒト型抗体の発現が可能であることを明らかにした。

今年度は、有効な感染防御・治療には、中和抗体の種類が多いことが有利であると考え、複数種のヒト型ファージ抗体ライブラリーのスクリーニングや、同一ライブラリーの再スクリーニングを行い、新たなヒト型抗HRV中和抗体の単離を目指したが、有用な抗体を得ることはできなかった。また、上記3抗体の単離・解析の過程で得られた突然変異体の抗体価を解析したが、いずれも活性は低下しており、高力価化につながる突然変異導入の検討には課題が残る。我々はこれまでに、ファージ抗体ライブラリーから、ヒトロタウイルス(HRV)を中和するヒト型のモノクローナル抗体12クローンを単離し、代表的な3クローンの詳細な解析を行って、2クローンが交叉反応性抗VP4中和抗体、1クローンがG1タイプ特異的中和抗体であること、これら3抗体が認識するVP4及びVP7上の中和エピトープは、これまで報告されているマウスの抗HRV抗体のそれらと異なること、マウスのモデル実験系においてこれら3抗体に受動免疫効果があることを確認した。更に、これら抗体の、HRV感染の場である腸管における持続的供給を目指し、乳酸菌による抗体発現系の確立を試み、上記3抗体のうちの1抗体のみではあるが、ヒト型抗体の発現が可能であることを明らかにし、人工ヒト型抗ロタウイルス中和抗体による、感染防御・治療法開発への足がかりを築いて来た。今年度は、このノウハウを生かし、ウイルス性胃腸炎のもう一つの主要な原因ウイルスであるヒトノロウイルス(HuNoV)に対するヒト型ファージ抗体の単離に着手した。HuNoVの培養細胞系は樹立されていないため、スクリーニングの抗原には、バキュロウイルス発現系で作製した、Narita 104株(GII/4タイプ)のウイルス様人工空粒子(VLP)を精製して用いた。その結果、GII群内に広い交叉反応性を示す2つの抗体が単離された。現在、抗体が認識する、ウイルスタンパク質上の交叉反応性エピトープの同定とともに、Chiba株(GI/4タイプ)のVLPを抗原に用い、GI群内はもとより、GIとGIIの群横断的交叉反応性を示す抗体の単離を目指している。
沿岸域における懸濁物変動機構解明に向けた海中混合エネルギーの長期連続計測法の研究

底泥中の人為起源物質の水平分布が、発生源から底泥粒子に物質が付着し、撹乱で再懸濁し、周囲に輸送・拡散されて形成されることを確認した。潮流エネルギーの逸散率に関して、瀬戸内海のような多島海におけるその時間変化がヨーロッパに多い開放性陸棚海域のそれとは異なる点が多いこと、流動構造及び鉛直混合の変動が物質や生物の分布に影響を与える点を明らかにした。音響散乱体として流体と気泡の混合流体に着目した研究を実施した。本研究では河川から供給される陸起源の懸濁物質輸送量の長期にわたる定量化および変動特性の把握と、海底上の懸濁物質が海中へ回帰する過程の把握、およびこれらに影響する乱流混合強度の長期変動特性の計測方法について研究を行う。人間活動由来の物質が内湾の海底上に形成する分布の生成機構を明らかにするため、広島湾奥部において2002年から2003年にかけて調査された底泥中の懸濁粒子に含まれる有機スズ化合物濃度の水平分布の形成過程を、物理的側面から検討した。調査は、船底防汚塗料や漁網防汚剤として使用されてきたトリブチルスズ(TBT)とトリフェニルスズ(TPT)のほか、TBTの分解生成物であるジブチルスズ(DBT)について実施され、TBTおよびTPT濃度は、造船所の前面水域で最も高く、この水域から遠ざかるにしたがって低下していたことがわかった。一方、DBTはこれらとは異なる分布傾向を示していたが、その理由はDBTがTBTの分解生成物と考えることで説明できた。また、数値実験によれば、排出源から放出された懸濁粒子が河口循環流に伴って底層を湾奥向きに向かって移動し、およそ2週間で懸濁粒子の大半が湾奥部の海底近傍に輸送されるとの結果を得た。この結果は、観測結果と整合的であったので、有機スズ化合物が発生源から底泥粒子に付着し、それが撹乱で再懸濁して周囲に輸送・拡散することにより、実際の濃度の平面分布が形成されることが裏付けられた。この結果を海岸工学論文集で発表した。また、瀬戸内海中部に位置する芸予諸島において平成16年度に収集した潮流エネルギー逸散率のデータを解析し、リエージュ大学(ベルギー)で行なわれた39th International Liege colloquium on ocean dynamicsにおいて発表した。瀬戸内海のような多島海における潮流エネルギー逸散率の時間変化は、ヨーロッパに多い開放性陸棚海域のそれとは異なる点が多く、興味深い結果であると考えられたので、さらに解析を進めている。本研究では河川から供給される陸起源の懸濁物質輸送量の長期にわたる定量化および変動特性の把握と、海底上の懸濁物質が海中へ回帰する過程の把握、およびこれらに影響する乱流混合強度の長期変動特性の計測方法について検討を行う。海底から巻き上がる懸濁物などの海中への回帰現象については、超音波流速計を使った流速変動観測ならびに超音波反射強度を用いた長期モニタリングが有効である。そこで、沖縄県八重山諸島竹富島海底温泉の周期が1分程度の間欠泉から海中に噴出される流体の上向き流速変動を、3次元超音波流速計を用いて周期1秒という短時間間隔で計測し、その流速や超音波反射強度の変動特性と潮汐との相関関係について研究を行った。その結果、間欠泉の周期間隔と潮位との間に強い正相関があること、また間欠泉の物理モデルとして垂直管モデルを採用し、実測された噴気間隔・潮位変動とを考慮すると、海底下の地下熱源温度と垂直管に再供給される水の温度の関係が示せることがわかった。このほか、河川から供給される陸起源懸濁物質が流入する水域としてダムを考えた場合には、懸濁物がどのような挙動を流入後に示すかは、濁水の密度とダムの水の密度との関係により支配される。ダムの水の密度は水温によって決定されるので、水温の長期変動特性について調査研究を行い、全国ダムの上層では水温上昇傾向が認められること、下層では人為的水位操作等の影響を水温が強く受けることを明らかにした。瀬戸内海の灘-海峡系において現地観測を行ない、流動構造及び鉛直混合の変動が物質や生物の分布に及ぼす影響を調べた.
大気中のバイオエアロゾルと喘息増悪の関係の解明

京都市において2018年6月から2019年3月まで1週間分ずつ大気粉塵をハイボリウムエアサンプラーを用いて石英繊維製フィルター上に捕集した。6月から12月までの粉塵について抽出液を調製し、リポポリサッカライド(LPS)とβ-グルカンをLAL試薬を用いキネティック法により測定した。また、水溶性イオンをイオンクロマトグラフ法により分析した。また、気象データとして気温、相対湿度、風速、気圧の値を気象庁ホームページより得た。京都市内の病院の救急外来を受診し、喘息発作と診断された患者を電子カルテ情報から調査し、得られた患者データと大気粉塵中の成分濃度との関連性についてポアソン回帰分析を行った。その結果、気象条件(気温、相対湿度、風速、気圧)を考慮しても大気粉塵中のLPS濃度が、喘息発作で救急外来を受診した患者数と有意に相関することが明らかになった。LPS濃度と大気粉塵中の微生物の群集構造の関係を明らかにするため、京都市と佐世保市において4月、5月、10月に大気粉塵を24時間分ずつ捕集し、各大気粉塵抽出物中のLPS濃度を測定した。その結果、4月の気象庁が黄砂を観測した日に捕集した大気粉塵が高いLPS濃度を示し、それ以外に10月にLPS濃度が高い日が多数存在することがわかった。高濃度のLPSが含まれていることがわかった大気粉塵中についてDNAを抽出し16SリボゾームRNAに相当するDNAを解析した結果、多種類のグラム陽性菌と共に複数種類のグラム陰性菌が存在していることがわかった。平成30年度に実施することを計画していた研究のほぼすべてを行うことができた。また、研究成果を学会で報告するとともに論文としてまとめ、学術雑誌に投稿した。昨年度捕集し、成分分析が終了していない大気粉塵について成分分析を行うとともに、それらの濃度の年内変動の解析を行う。また、喘息発作のために救急外来を受診した患者数を調査し、大気粉塵中のLPS、β-グルカン、水溶性イオン、人為的大気汚染物質、気象条件との関連性を解析する。さらに、大気粉塵中の微生物の群集構造解析を行い、喘息増悪、高濃度LPSなどに関与する菌種の解明を試みる。京都市において7月から11月までの5カ月にわたって1週間分ずつ毎月4週分(合計20週分)の大気粉塵をハイボリウムエアサンプラーを用いて石英繊維製フィルター上に捕集した。各粉塵について抽出液を調製し、リポポリサッカライド(LPS)とβーグルカンを市販の測定キットを用いて測定した。また、水溶性イオンもイオンクロマトグラフを用い測定した。大気粉塵中のLPS、タンパク質などと喘息発作との関係を解析するため、2014年9月から2016年5月に京都市内の救急外来を受診し、喘息発作と診断された患者を電子カルテ情報から調査し、月ごとの喘息発作数に関するデータを得たるとともに、その結果と昨年度までに得ていた同期間に捕集した大気粉塵中のLPS、タンパク質の濃度などとの調査結果との関係を単回帰分析および重回帰分析により解析した。その結果、喘息発作件数と大気粉塵中のLPS濃度が有意な正の相関関係にあることがわかった。大気粉塵成分の炎症性サイトカイン誘導能をTHP-1改変細胞を用いて測定するため、試料溶液の調製法と前処理法について検討した。その結果、大気粉塵抽出液を遠心分離してフィルター繊維をできるだけ除いたのち、上清をセルストレーナーでろ過することで、抽出液中のLPSなどを損失することなくフィルター繊維を含まない粉塵抽出液を得ることができることがわかった。本方法を用いて炎症性サイトカイン誘導能測定用抽出液を調製し、凍結乾燥して誘導能測定用試料を得た。平成29年度に実施することを計画していた研究のほぼすべてを行うことができた。また、研究成果を学会において発表するとともに論文としてまとめ学術雑誌に投稿した。

高濃度のLPSが含まれていることがわかった大気粉塵中についてDNAを抽出し16SリボゾームRNAに相当するDNAを解析した結果、多種類のグラム陽性菌と共に複数種類のグラム陰性菌が存在していることがわかった。平成30年度に実施することを計画していた研究のほぼすべてを行うことができた。また、研究成果を学会で報告するとともに論文としてまとめ、学術雑誌に投稿した。昨年度大気粉塵を捕集した期間に医療機関の救急外来を喘息発作で受診した患者数を調査するとともにその結果と昨年度分析した大気粉塵中のLPS、β-グルカン、水溶性イオンなどとの関連を解析する。また、昨年度調製した大気粉塵抽出物について炎症性サイトカイン誘導脳を測定する。さらに、高濃度のLPSが検出された大気粉塵について、高濃度LPSの原因菌を解明するため、DNA抽出液を調製し細菌叢解析を行う。昨年度捕集し、成分分析が終了していない大気粉塵について成分分析を行うとともに、それらの濃度の年内変動の解析を行う。また、喘息発作のために救急外来を受診した患者数を調査し、大気粉塵中のLPS、β-グルカン、水溶性イオン、人為的大気汚染物質、気象条件との関連性を解析する。さらに、大気粉塵中の微生物の群集構造解析を行い、喘息増悪、高濃度LPSなどに関与する菌種の解明を試みる。平成29年度は、大気粉塵の炎症性サイトカイン誘導能の測定のための試料調整に時間がかかり分析する時間が少なく試薬の購入が予定より少なかった。本研究は平成30年度に実施する。
音響ブリッジを利用した物体表面積測定の研究

容器の音響インピーダンスを測定して,容器の中に置いた物体の表面積を知る方法について,理論的な検討を行い,次いで音響ブリッジの構成を持つ試作装置を作製して実験的検討を行った.その結果,以下の成果が得られた.(1)容器の音響抵抗が容器の内表面積の関数となり,容器の音響インピーダンスを測定することで,中に置いた物体の表面積を知りうることが,理論的にも実験的にも確かめられた.(2)被測定物体の熱伝導率・比熱・密度などの物性が,表面積測定にどの程度の影響を及ぼすかが明らかになった.(3)被測定物体の幾何学的形状が表面積測定にどのような影響を及ぼすかが明らかになった.(4)表面積測定の誤差要因となりうる影響量を洗い出した.それらの影響を小さくするために,音響ブリッジの構成が適していることが確認されるとともに,ブリッジの比例辺にどのような音響素子を用いるのが適切か,動作周波数はどのように決定すべきか,動作振幅はどのように決定すべきか等の知見が得られた.これらの成果に基づいて,現在,試作装置の第二号機を作製して,より詳細な検証実験を行っている.なお,上記の成果の一部は,学術雑誌(計測自動制御学会論文集)に投稿中である.容器の音響インピーダンスを測定して,容器の中に置いた物体の表面積を知る方法について,理論的な検討を行い,次いで音響ブリッジの構成を持つ試作装置を作製して実験的検討を行った.その結果,以下の成果が得られた.(1)容器の音響抵抗が容器の内表面積の関数となり,容器の音響インピーダンスを測定することで,中に置いた物体の表面積を知りうることが,理論的にも実験的にも確かめられた.(2)被測定物体の熱伝導率・比熱・密度などの物性が,表面積測定にどの程度の影響を及ぼすかが明らかになった.(3)被測定物体の幾何学的形状が表面積測定にどのような影響を及ぼすかが明らかになった.(4)表面積測定の誤差要因となりうる影響量を洗い出した.それらの影響を小さくするために,音響ブリッジの構成が適していることが確認されるとともに,ブリッジの比例辺にどのような音響素子を用いるのが適切か,動作周波数はどのように決定すべきか,動作振幅はどのように決定すべきか等の知見が得られた.これらの成果に基づいて,現在,試作装置の第二号機を作製して,より詳細な検証実験を行っている.なお,上記の成果の一部は,学術雑誌(計測自動制御学会論文集)に投稿中である.
人の移動、科学技術の教育・研究と輸出規制-米国の安全保障政策との関連から-

本研究は、人・物の移動に対する米国政府による規制を切り口にして、国家基盤のあり方と、(情報技術革命が促進させている)国家の変容とを分析するものである。これまで、別個に扱われてきた移民史、教育交流、研究開発、輸出規制といった問題を、安全保障と国家の変容という観点から検討した。科学技術教育・研究の分野において、人の移動が輸出規制とどう関わるのか、従来の国家を基盤とした政策にどのような齟齬をもたらしているのかについて問うとともに、人の移動と国家の変容の背景をとらえるために、米国のセンサスと政治変動の結びつき、米国への留学生の動向、人の移動規制と州権などの問題についても分析を進めた。平成21年度は、みなし輸出規制をめぐる米国の動向を追った。みなし輸出規制とは、技術移転に関わる輸出規制であるが、米国商務省による(みなし輸出)規制強化案(2005年)に端を発した米国での論争は、オバマ政権の登場により、新たな段階に入った。みなし輸出諮問委員会による2007年12月の報告書や、2009年の全米科学アカデミーによる報告書『要塞としての米国を越えて』などは、約50年前に形成された輸出規制政策とヴィザ政策は、今日では米国の国家安全保障や経済安寧を穿ちつつあると批判し、輸出規制システムの全面的再構築を求めた。昨年8月にはオバマ大統領は、国家安全保障会議と国家経済会議に対し、米国の輸出規制全般の見直しを命じている。ここでは「狭い領域に高い障壁を築く」ことが目指されているが、これは、米国の輸出規制の歴史のなかでは、これまでも主張されてきたことであり、目新しいものではない。最近の米国の動向で欠けているのは、みなし輸出規制は、国家の安全保障や経済競争力に関わるものであるが、国家安全保障も経済競争力も、情報技術革命の進展により、全く新たな形をとりつつあること--こういった問題に輸出規制を結び付けた分析が少ないことにあろう。情報技術革命が進展した先にある国家および世界における安全保障の構築のなかに、輸出規制の問題を位置づけることが肝要である。科学研究費による平成20年度までの報告書を、今年度の研究成果も組み入れた冊子体で準備していたが、冊子体での成果報告書の提出は廃止されたとのことで、今年度は成果物の形にはなっていない。近く論文を発表の予定である。2005年からの米国での「みなし輸出規制」論争を経て、その後、全米科学アカデミーによる『要塞としての米国を越えて』(2009年)などの報告書が出された。「約50年前に形成された輸出規制政策とヴィザ政策は、米国の国家安全保障や国家の経済安寧を穿ちつつある」という認識が今日の米国では広まっている。輸出規制の全面的な再構築が求められており、オバマ政権は、2009年8月に国家経済会議と国家安全保障会議に対し、米国の輸出規制システム全般の見直しを命じた。その後の改革の進展度合いは早いとは言えないが、2010年11月には、大統領令(E.O.13558)により連邦輸出執行調整センターが国防総省に設置され、また、リスト改訂の動きも進められている。平成22年度においては、国家安全保障と国家の変容、技術移転、人の移動(ヴィザ規制や留学生に対する政策を含む)、輸出規制などが渾然として一体になっている分野の分析を行い、これまでの国家をベースにしたシステムの変容を追究した。その成果は、「国家安全保障、情報技術革命と米国の留学生政策-科学技術分野のヴィザ規制と輸出規制を切り口に-」と題する論文として出版された。また、本年度には、米国に赴き、国立公文書館、ニューヨークの移民博物館・アメリカ家族移民歴史センター、マサチューセッツ歴史協会でリサーチを行った。平成23年度(2011年度)の研究成果としては、第一に、米国の2010年の国勢調査(センサス)の結果と代議制民主主義への影響を分析し、『国際関係研究』(日本大学国際関係研究所)に発表した。この論考では、米国の憲法で規定された代議制民主主義と人口統計との画期的な結びつきのゆえに、「人の移動」が今日の米国に、さまざまな、そして、深遠な変容をもたらしつつあることに注目し、そのメカニズムについて追究した。第二に、米国のフルブライト留学制度を切り口にして、米国と(日本を含む)アジアとの関係変化、および、日本の米国やアジア諸国との関係変化をとらえ、教育交流と輸出規制に関わる分野の背景分析を進めた。この研究成果は、日本大学国際関係学部とセント・ノーバート大学との合同シンポジウムで発表し、その後、会議報告書として印刷された。第三の成果は、「移民と米国の移民法:情報技術革命下の『国家』と『国家を超える動き』のなかで」と題する学際研究会(日本大学国際関係学部)での発表である。

ここでは、米国の移民と移民政策の歴史的変遷を辿るとともに、従来、また、今日においても、別分野のものとしてとらえられている移民規制と輸出規制が、国家安全保障という観点から見ると、一体になっていることについて、とくに焦点をあてて、報告した。平成24年度においては、米国アリゾナ州の移民法(S.B.1070 [2010年4月成立])を巡る論争に焦点をあてて分析した。不法移民取締りを州政府で独自に強化しようとしたS.B.1070に関しては、米国で賛否両論の論争が起きた。多くの争点が出されたが、なかでも移民規制は連邦政府の権限かそれとも州権かという問題が最高裁判所でとりあげられ、2012年6月に判決が出た。州権論は、英領植民地時代からの歴史的背景をもち、南北戦争や第二次世界大戦後の公民権運動の流れのなかにもある。同時に、今後に進展すると予想される広域な地域統合で、州権があらたな役割をもつ可能性もないとはいえない。S.B.1070論争を分析するなかで、筆者は、米国の出入国管理システムの形成と変容、人の移動の規制を巡る州権との関係、スペイン領アメリカの遺産、北米自由貿易協定の影響などを、国家の変容という観点から検討した。米国において連邦レヴェルで出入国管理が整備されていくのは、既に指摘されているように19世紀後半からのことであるが、筆者は、1924年の移民法がヴィザ・システムの導入に重要な役割を果たしていることに、とくに注目した。また、第二次世界大戦後に増加してきたヒスパニックに関しては、米国史におけるスペイン領アメリカの遺産を再検討するなかでとらえられるべきこと、さらに、ヒスパニックで最多のメキシコからの米国への人の流入が最近は減少し、今日、ヒスパニックの米国への移住は歴史的転換点にたっているかもしれないこと、そしてそれに北米自由貿易協定が関わっている可能性が高いことを見出した。人の移動の変化要因には、情報技術革命による生産のあり方の変化や広域な地域統合・連携の動き(NAFTAやTPPなど)を無視して語ることはできない。情報技術革命による変化の速度は日増しに加速し、国家が確固とした基盤をもっていた20世紀の国際関係とは異なる国際関係をもたらそうとしている。輸出規制と移民規制、教育・研究開発という別個に扱われてきた分野を、「国家の変容」という観点から分析を進め、人口に関する米国独自の歴史的背景も踏まえ、論考の執筆を続けている。24年度が最終年度であるため、記入しない。アリゾナ州の移民法も含め、移民規制、輸出規制、留学、教育・研究開発といった分野の最新の動向を追い続けると同時に、米国の歴史的背景の分析も進めている。アリゾナ州の移民法の問題は、米国の州権に関わる歴史的背景のなかにある。スペイン領の遺産も含めて、これまでのアメリカ史や国際関係史とは異なった視角を模索しつつある。本科研費の最終年度としての成果をめざして、鋭意、努力中である。
旋回流式嫌気無酸素好気生物ろ過装置による硫黄サイクルを活用した窒素・りん除去法

まず,硫黄の酸化還元細菌を活用した処理方式の利点を整理するとともに,室内実験結果をとりまとめ,嫌気・無酸素・好気法の脱窒槽における硫黄の蓄積について明らかにした。さらに,染色工場の嫌気・好気生物ろ過装置の実験データをとりまとめ,処理槽内の微生物文集について明らかにした。次に,旋回流式嫌気好気生物ろ過装置を作成し,金沢市A水質管理センター内に設置し連続運転を行った。装置は内径600mm,高さ1800mmのアクリル樹脂製の円筒カラムからなり,可動式のパンチングプレートで3層に仕切りそれぞれ形状の異なる炭素繊維担体を充填した。排水は下層部から定量ポンプによって流入し,下層部および中層部は曝気を行わない嫌気条件とした。上層部には散気装置によってエアレーションを行うとともに,微細気泡を循環によって供給し装置内に上向きの旋回流を形成する構造とした。まず,水道水を用いて通水試験を行った結果,上層部の好気槽内に良好な旋回流が形成されることが確認できた。次に,返送汚泥を種汚泥として投入し,最初沈殿池流出水を通水して運転を開始した。定期的な水質分析の結果,滞留時間10時間程度で,活性汚泥処理と同程度の有機物除去率が得られた。各槽の水質分析を行った結果,下層部の嫌気槽で硫酸塩還元に伴う有機物の分解が,中層部でリン除去が,上層部の好気槽では硫黄酸化と硝化が進行することが確認できた。また,好気槽に硫化物が持ち込まれると硝化が抑制されることから,循環率が重要であることが明らかとなった。消化率は80%程度を達成できた。途中,マイクロバブル供給装置のトラブルと水温の低下によって,硝化が抑制されたが,3月より装置の改善によって,硝化が進行し,脱窒率が向上した。槽内に充填した担体表面には良好な生物膜が形成されていることが確認できた。旋回流式嫌気好気生物ろ過装置を作成し,金沢市A水質管理センター内に設置した。定期的な水質分析の結果,滞留時間10時間程度で,活性汚泥処理と同程度の有機物除去率が得られ,SSの流出はほとんど認められなかった。また,流入水中のリン酸塩はすべて除去することができた。

今後,上層部から中層部へ返送を行うことによって,中層部を無酸素条件(脱窒条件)として窒素除去能を検討するとともに,処理槽内に増殖した微生物の群集解析を行うことにより,硫黄の酸化還元微生物の役割を明らかにする予定である。人工排水を用いた嫌気無酸素好気生物ろ過装置による室内実験の結果を取りまとめるとともに,平成17年度に金沢市A水質管理センター内に設置した旋回流式嫌気好気生物ろ過装置の運転を継続し,定期的な水質分析を行った。室内実験により,無酸素槽内に生成した硫黄粒が処理に重要な役割を果たすことが示された。また,好気槽に硫化物が持ち込まれると硝化が抑制されることから,循環率が重要であることが明らかとなった。処理槽内に装置は内径600mm,高さ1800mmのアクリル樹脂製の円筒カラムからなり,可動式のパンチングプレートで3層に仕切りそれぞれ形状の異なる炭素繊維担体を充填した。排水は下層部から定量ポンプによって流入し,下層部および中層部は曝気を行わない嫌気条件とした。上層部には散気装置によってエアレーションを行うとともに,微細気泡を循環によって供給し装置内に上向きの旋回流を形成する構造とした。定期的な水質分析の結果,滞留時間10時間程度で,活性汚泥処理と同程度の有機物除去率が得られ,SSの流出はほとんど認められなかった。各槽の水質分析を行った結果,下層部の嫌気槽で硫酸塩還元に伴う有機物の分解が,中層部で上層部からの返流水中の硝酸塩の硫黄脱窒による除去が,上層部の好気槽で硝化が進行することが確認できた。消化率は80%程度を達成できた。途中,マイクロバブル供給装置のトラブルと水温の低下によって,硝化が抑制されたが,3月より装置の改善によって,硝化が進行し,脱窒率が向上した。槽内に充填した担体表面には良好な生物膜が形成されていることが確認できた。
冠動脈攣縮の人種差に関する国際共同研究

1.日本人に多い冠動脈攣縮の分子機構に、血管平滑筋のCa感受性を亢進させる分子であるRho-kinaseの発現や活性の増加が深く関与していることを、一連の基礎的・臨床的研究により、明らかにした。2.冠動脈攣縮の分子機構におけるRho-kinaseの関与は、心表面を走る太い冠動脈だけの冠動脈攣縮だけではなく、微小血管狭心症の原因になっている心筋内の微小冠動脈の攣縮にも関与していることを明らかにした。3.長期間Rho-kinaseを抑制すると、冠動脈攣縮の活動性そのものが著減し、薬剤なしでも冠動脈攣縮が生じない、いわゆる「退縮(regression)」が生じることも明らかにした。4.ヒトのRho-kinaseのcatalytic domainに新規のSNPであるG930Tを見出し、このSNPがRho-kinase活性の増加を伴うことを、培養細胞を用いた研究により明らかにした。5.冠攣縮誘発テストを行った日本人において、このT930alleleの頻度が、陽性群において陰性群や正常者に比して有意に高値であった。さらに、ヨーロッパの大規模臨床試験グループであるENCOREStudyグループとの共同研究において、このSNPがCaucasianには認められないことを認めた。6.したがって、冠動脈攣縮の頻度が日本人に多い人種差の原因の一つとして、少なくともその一部に、Rho-kinaseの活性化のされやすさが関与していることが示唆された。7.我々のRho-kinaseに関するこれまでの基礎的・臨床的研究成果を英文総説にまとめて発表した。1.冠動脈攣縮の動物モデル(ブタ)を作成し、同モデルにおいて、冠動脈攣縮の主因が、血管平滑筋のCa感受性を亢進させる分子であるRho-kinaseの発現・活性の増加にあることを明らかにした。2.ヒトの摘出内胸動脈においても、動脈硬化が進展するのにつれて、Rho-kinase依存性に血管平滑筋の収縮が亢進することを明らかにした。3.冠攣縮性狭心症患者において検討したところ、ヒトの冠動脈攣縮もRho-kinase阻害薬により抑制されることを明らかにし、Rho-kinaseを介するシグナル伝達経路が、ヒトの冠動脈攣縮にも重要な役割を果たしていることを明らかにした。5.ヒトのRho-kinaseのcatalytic domainに、新規のmissense mutationであるG930T(K310N)を見出した。1,日本人に多い冠動脈攣縮の分子機構に、血管平滑筋のCa感受性を亢進させる分子であるRho-kinaseの発現や活性の増加が深く関与していることを、一連の基礎的・臨床的研究により、明らかにした。2.冠動脈のステント留置後に生じる再狭窄の分子機構にRho-kinaseの活性化が、種々の機序を介して、深く関与していることを明らかにした。3.Rho-kinaseの長期間の抑制は、異種心臓移植マウスモデルに生じる冠動脈硬化病変の形成を抑制することを明らかにした。4.Rho-kinaseの長期間の抑制は、ラットのモノクロタリン誘発肺高血圧モデルにおいて、肺高血圧や右室肥大の退縮を惹起し、生存率を著明に改善させることを明らかにした。5.急性心筋梗塞後の心室リモデリングの分子機構にRho-kinaseの活性化が深く関与していることをマウスモデルにおいて明らかにした。6.ポックリ病で死亡した患者から得られたレムナントリポ蛋白をブタ冠動脈に慢性に作用させると、Rho-kinaseの活性化を介して、冠動脈の攣縮性反応が惹起されることを明らかにした。7.冠動脈バイパス術後に生じる難治性の冠攣縮が、Rho-kinase阻害薬により解除できることを明らかにした。8.ヒトのRho-kinaseのcatalytic domainに新規のSNPであるG930Tを見出し、このSNPがRho-kinase活性の増加を伴うことを、培養細胞を用いた研究により明らかにした。9.冠攣縮誘発テストを行った日本人において、このT930alleleの頻度が、陽性群において陰性群や正常者に比して有意に高値であった。

さらに、ヨーロッパの大規模臨床試験グループであるENCOREStudyグループとの共同研究において、このSNPがCaucasianには認められないことを発見した。1.日本人に多い冠動脈攣縮の分子機構に、血管平滑筋のCa感受性を亢進させる分子であるRho-kinaseの発現や活性の増加が深く関与していることを、一連の基礎的・臨床的研究により、明らかにした。2.肺高血圧患者において選択的Rho-kinase阻害薬が選択的な肺血管拡張作用を有することを明らかにした。3.動物モデル(イヌ)において、Rho-kinaseの活性化が心臓の虚血再灌流障害の分子機構に深く関与していることを明らかにした。4.肺高血圧症の治療に広く用いられているプロスタサイクリンがRho-kinaseの抑制作用を有しないことを明らかにし、同症の治療におけるプロスタサイクリンとRho-kinase阻害薬の併用療法の有用性が示唆された。5.Rho-kinaseの活性化が心不全における末梢血管抵抗の増大の分子機構に深く関与していることを、臨床研究において明らかにした。6.ヒトのRho-kinaseのcatalytic domainに新規のSNPであるG930Tを見出し、このSNPがRho-kinase活性の増加を伴うことを、培養細胞を用いた研究により明らかにした。7.冠攣縮誘発テストを行った日本人において、このT930alleleの頻度が、陽性群において陰性群や正常者に比して有意に高値であった。さらに、ヨーロッパの大規模臨床試験グループであるENCOREStudyグループとの共同研究において、このSNPがCaucasianには認められないことを認めた。8.我々のRho-kinaseに関するこれまでの基礎的・臨床的研究成果を英文総説にまとめて発表した。
実ロボットにおける自律的な軌道計画を実現する階層型深層強化学習の開発

現在の深層強化学習は,その発展が社会的な注目を集める一方,複雑な動作を計画するための方策を自律的に学習するということが,現実世界のロボットに対しては実現できていない.本研究では,学習機能を備えたロボットシステムの社会実装を目指し,実社会で現実的に利用可能なレベルで,複雑な軌道を計画する方法を学習することのできる階層型深層強化学習アルゴリズムの開発に取り組む.現在の深層強化学習は,その発展が社会的な注目を集める一方,複雑な動作を計画するための方策を自律的に学習するということが,現実世界のロボットに対しては実現できていない.本研究では,学習機能を備えたロボットシステムの社会実装を目指し,実社会で現実的に利用可能なレベルで,複雑な軌道を計画する方法を学習することのできる階層型深層強化学習アルゴリズムの開発に取り組む.
慢性痛による扁桃体中心核シナプス可塑性固定化機構の解明

痛み入力と情動応答を媒介する扁桃体中心核内の神経回路が慢性痛において示す可塑的変化とその成立機構の解明を目的とした。麻酔下にWistarラット左腰髄第5脊髄神経を結紮した後、脳スライスを作成し、腕傍核由来上行線維刺激によって誘発されるシナプス後電流(EPSC)を扁桃体中心核外側外包核CeCニューロンから記録した。(1)慢性神経障害性疼痛患側対側CeCで特異的に形成される興奮性シナプス伝達の増強は、単線維終末から1活動電位によって同期的に放出される小胞数の著明な増大に起因する事実を明らかにした。この時、シナプス後膜のNMDA/AMPA比が増加した。一方、シナプス形態の電子顕微鏡解析の結果、慢性神経障害性疼痛患側対側CeCにおけるシナプス面積の増大、シナプス形状の複雑化、ならびにシナプス後膜AMPA受容体密度の軽度の増加が生じる事実を突き止めた(重本隆一およびDong Yu-Linとの共同研究)。(2)神経障害性疼痛モデル作成6、24、36および48時間後に脳スライスを作成し、シナプス伝達を評価したところ、術後6時間後にすでにCeCシナプス伝達増強が両側性に生じ、その後2日目以降に片側性のシナプス増強が成立する事実を明らかにした。(3)神経障害を治療すると異痛症閾値は回復するものの、シナプス伝達は増強したままである事実を見出した。(4)シナプス増強入力を示すCeCニューロンは、spinyで、その多くがGABA作動性であり、情動生成のgatingに関与している可能性が示された。(5)C線維の選択的脱落モデルを用い、C線維侵害受容器入力は異痛症成立には必要ないが、CeCシナプス増強の成立には促進的に働く可能性を見出した。これらのシナプス前・後の変化を伴う形態・機能変化が、慢性痛における痛み入力に対する情動応答の亢進の基盤機構である可能性を世界で初めて証明した。麻酔下にWistarラット左腰髄第5脊髄神経を結紮し術後7日後に脳スライスを作成し、腕傍核由来上行線維刺激によって誘発されるシナプス後電流(EPSC)を扁桃体中心核外側外包核CeLCニューロンから記録した。(1)振幅、振幅分散およびpaired-pulseratio(PPR)、(2)Sr2+存在下に観察される非同期的EPSC振幅の解析による単小胞性EPSC振幅、(3)多線維・多小胞性EPSCを構成する小胞数、ならびに(4)θピペットを用いたminimal刺激による単線維EPSC振幅を左右CeLCで比較した。右CeLCニューロンにおいて(1)単線維性EPSCの振幅は、対側に比し有意に高値を示し、Sr2+の投与によってより振幅の小さい単線維性EPSCが発現した、(2)1mA刺激時の多線維・多小胞性EPSCを構成する推定小胞数は対側のそれよりも著明かつ有意に高値を示した(右,約53小胞;左,約20小胞)、(3)単小胞性EPSC振幅は、左CeLCよりもわずかにしかし有意に高値を示したが、その差異は、多線維・多小胞性EPSCの著明かつ有意な差異を説明するのに十分ではなかった、そして、(4)振幅およびその分散のCa2+依存性ならびにPPRおよびそのCa2+依存性に左右間の有意な差異は認められなかった。慢性神経因性疼痛において患側対側CeLCで特異的に形成される興奮性シナプス伝達の増強は、腕傍核由来単線維終末から1活動電位によって同期的に放出される小胞数の増大とそれに呼応したシナプス後膜AMPA受容体の増加というシナプス前・後の変化を伴う変化によって成立すると結論した。(4)シナプス増強入力を示す

CeCニューロンは、spinyで、その多くがGABA作動性であり、情動生成のgatingに関与している可能性が示された。(5)C線維の選択的脱落モデルを用い、C線維侵害受容器入力は異痛症成立には必要ないが、CeCシナプス増強の成立には促進的に働く可能性を見出した。これらのシナプス前・後の変化を伴う形態・機能変化が、慢性痛における痛み入力に対する情動応答の亢進の基盤機構である可能性を世界で初めて証明した。
代数多様体の周期と一般超幾何函数の研究

平成11年度においては、研究代表者は引続きミラー対称性予想の観点からカラビ-ヤウ多様体のグロモフ-ウイッテン理論におけるA-モデルおよび、B-モデルの計算および比較を行った.とくに有理楕円曲面がカラビ-ヤウ多様体の中に入っている時にその中に含まれる高い極数の曲線の数え上げに関して、細野忍、高橋篤と共同でプレポテンシャルの満たすべき正則異常方程式を定式化し、1切断ではあるが一般極数の場合にプレポテンシャルの一般系を保形形式で書ける事を確かめてその正則異常方程式との整合性を確かめた。平成11年度は、California大学のGiventahl教授を京大数理研に招いて、レビューおよび研究討論を行った。研究分担者の野海正俊と山田泰彦はPainleve方程式の対称性(Backlund変換)を見直し,アフィンWeyl群・アフィンLie環の観点からPainleve型非線形方程式に新しい視座を与えた.研究分担者の吉岡康太はK3曲面の上のベクトル束のモジュライ空間が多くの場合に既約超ケーラー多様体になることを示した.またその周期を計算した.研究分担者の佐々木武は,印付き3次曲面のモジュライ空間上定義された微分方程式の解を用いた一意化が複素単位球になる事を,吉田正章と示した.また関連して,E6対称性を持つ、4変数の微分方程式系について解析を行った.以上の結果は下記の学術論文に発表されたことを付記しておく。1.本年度は研究課題に沿って次のような研究を行なった。まず、ミラー対称性予想についてはSchoen氏の考察したカラビ=ヤウ多様体のA-モデル側からの考察とBat yrev-BorisovによるB-モデルの計算を行なった。コンピュータでの数値実験の後、特にA-モデル側のprepotentialの一部がE_8のテ-タ関数とデデキンドエータ関数を用いて記述される事と、B-モデル側からの計算と一致する事が数学的に示された。ここに現われた超幾何関数系の記述により得られた関数の保型型式としての性質が明らかにされた。今後もA-モデル、B-モデルの更なる関係を研究する予定である。(齋藤、細野(富山大),Stienstra(ウトレヒト大)の共同研究)。2.また、Macdonald多項式の積分表示についての野海の研究、純楕円型特異点に対するプレポテンシャルの記述に関する山田と野海の研究が行なわれ各型の特異点についてプレポテンシャルを具体的に計算する事に成功した。吉岡はK3曲面の上のベクトル束のモジュライ空間に関して研究しモジュライ空間のコンパクト化に現われる単連結な超ケーラー多様体の周期を決定した。この周期の超弦理論との関係が今後の課題となる。その他に高山のD-加群に関するGKZ型超幾何関数系の代数的構造論の研究、佐々木による配置空間の幾何学に関する研究、高野によるパンルベ方程式のハミルトニアン表示に関する研究が行なわれた。平成10年度においては、引き続きミラー対称性予想の観点からカラビ・ヤウ多様体のグロモフ・ウイッテン理論によるA-モデルおよび代数多様体の族の周期に対するGKZ超幾何系によるB-モデルのプレポテンシャルの計算およびその比較を行なった。齋藤は有理楕円曲面を含むカラビ・ヤウ多様体について平成9年度より広いクラスの有理曲線およびある種の種数の高い曲線のプレポテンシャルを調べ、それらの一部が擬保型形式の多項式によって得られる事を示し、また一般の場合のアノーマリー方程式を予想した。(現在投稿中)。これらの結果について、齋藤は1998年6月にアメリカ数学会の量子コホモロジー研究集会で研究発表し、また1999年2月にボンのMax-Planck研究所においてD.Zagierに研究のレビューを受けた。また、ここで求められたプレポテンシャルは数理物理学においては、有理楕円曲面上のベクトル束のモジュライ空間の位相的オイラー数から定まるプレポテンシャルとの同値性が予想されておりこの観点から階数が2の場合に吉岡は数理物理学者たちの予想を数学的に厳密に証明する事に成功した。

上記とは他に、野海、山田によるアファインワイル群の表現に基づくパンルベ系の系統的研究、佐々木・吉田による3次曲面のモジュライ空間の微分方程式による一意化の研究、高山による超幾何系のグレブナー基底による変形論を研究した。これらは、超幾何系および可積分系の観点から上記のプレポテンシャルの計算に深く結びついている事が予想される。平成11年度においては、研究代表者は引続きミラー対称性予想の観点からカラビ-ヤウ多様体のグロモフ-ウイッテン理論におけるA-モデルおよび、B-モデルの計算および比較を行った.とくに有理楕円曲面がカラビ-ヤウ多様体の中に入っている時にその中に含まれる高い種数の曲線の数え上げに関して、細野忍、高橋篤と共同でプレポテンシャルの満たすべき正則異常方程式を定式化し、1切断ではあるが一般種数の場合にプレポテンシャルの一般系を保形形式で書ける事を確かめてその正則異常方程式との整合性を確かめた。平成11年度は、California大学のGiventahl教授を京大数理学研に招いて、レビューおよび研究討論を行った。研究分担者の野海正俊と山田泰彦はPainleve方程式の対称性(Backlund変換)を見直し,アフィインWeyl群・アフィンLie環の観点からPainleve型非線形方程式に新しい視座を与えた.研究分担者の吉岡康太はK3曲面の上のベクトル束のモジュライ空間が多くの場合に既約超ケーラー多様体になることを示した.またその周期を計算した.研究分担者の佐々木武は,印付き3次曲面のモジュライ空間上定義された微分方程式の解を用いた一意化が複素単位球になる事を,吉田正章と示した.また関連して,E6対称性を持つ、4変数の微分方程式系について解析を行った.以上の結果は下記の学術論文に発表されたことを付記しておく。
多様な絵画表現を引き出すための指導のあり方についての考察～読書感想画制作実践から

本研究によって以下の成果を得た。(1)過去の絵画指導に於ける課題が明らかとなった。(2)現在の学校現場で行われている絵画指導の実態と今後の課題が明確となった。(3)研究授業を実践して、授業の手立てが適切であれば、子どもの制作の意欲や表現の工夫が増すことが明らかとなった。(4)大人になっても,適切な指導の手立てを講じないと,絵画に対する苦手意識をなかなか払拭できないことが明らかとなった。本研究は,小学校における子どもの絵画表現とその指導の関わりやあり方について,読書感想画という切り口からその実態を整理・分析し,子どもが多様な表現を生み出すためのより有効な支援や指導のあり方について新たに探ることを目的としている。本年度は,以下の研究を行った。(1)「読書感想画」に関する資料と過去の教科書の教師用指導書における「お話の絵」や「物語の絵」に関する資料を収集し,整理・分析を試みた。「読書感想画」は,「お話の絵」や「物語の絵」との類似性もあるものの相違点がより明らかとなった。そして,過去の小学校における絵画指導の実態がより明確となり,研究の方向性が把握できた。想像に基づく絵画表現で,「お話の絵」や「物語の絵」を掲載している今回検定の教科書もあり,今後の子どもの絵画の表現やその指導を考えていく上で意義があると考える。(2)「読書感想画」作品や指導実践の資料収集と整理を行った。読書指導と絵画指導における教員の指導の観点や働きかけについて分析したが,共通点もみられ今後の研究の参考となった。(3)千葉県の小学校教員を中心に,絵画指導に関するアンケート調査を行った。神奈川県,栃木県,東京都の教員や一部幼稚園教諭の協力も得た。絵画指導に関する悩みや苦労が把握でき,現揚の実態がより理解出来た。次年度,絵画指導に関してさらに詳しくアンケート調査を行うためのデータ収集ができた。(4)幼稚園で5歳児の集団に絵の具遊び活動を実践した。幼児の絵の具や色彩に対する興味関心,表現などの実態が把握できた。それを踏まえて2校の小学校で低学年3学級に絵の具遊びから絵画制作を行う授業を実践した。今後の絵画指導の手立ての参考となった。(5)大学生に演習で「読書感想画」の制作をさせ,子どもと指導者の立場で,絵画表現のとらえ方や指導のあり方に関するアンケート調査を実施した。次年度以降,本格的な調査を行うための基礎データを得た。以上から,次年度以降の研究のための基礎データを得ることができ,研究の視点や方向性がより明確となった。(1)「読書感想画」の導入部を中心に授業実践を行い絵画指導の手立ての有効性を探った。実践校及び学年は,厚木市立清水小学校4年全4学級,同市立三田小学校3年,同市立厚木第二小学校1年,同市立南毛利小学校1年・6年,印旛郡栄町立北辺田小学校1・2年,袖ヶ浦市立昭和中学校2年である。この結果,発達段階や学年とは関係なく,技法を使った導入の工夫によって意欲を持って絵画制作に取り組めることが明らかとなった。(2)千葉県の小学校教員,学校図書館関係者を中心に絵画指導や読書感想画の実践に関するアンケート調査を行った。読書感想画に関するとらえや絵画指導に関する悩み等が具体的に把握できて,学校現場の実態がより理解出来た。前年度に加えて別の視点からのデータ収集もできた。(3)大学生に演習の中で「読書感想画」の制作をさせ,子どもと指導者の立場で,絵画表現のとらえ方や指導のあり方に関するアンケート調査を実施した。前年度に加えて基礎データの積み重ねができた。(4)「読書感想画」に関する資料と過去の教科書の教師用指導書における「お話の絵」や「物語の絵」に関する資料の整理と分析を前年度よりも進めることができた。「お話の絵」や「物語の絵」の指導の手立てが,国語科の読書指導と関連性を持つことも明らかとなってきた。(5)日本学校図書館学会研究発表大会において,読書教育という視点からの読書感想画という絵画制作の取り組みについてこれまで研究してきたことを報告し,現状と課題について提案発表した。以上から,本年度も研究のための基礎データを得て,昨年度のデータに積み重ねることができ,研究の視点や方向性がより明確となってきた。平成24年度は以下の研究・発表を行った。