hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
混気ジェットポンプによる雪の輸送システムの開発

パイプやホ-ス等の輸送管による雪輸送は、大型除雪機械による除排雪が不可能または因難な狭い場所や屋根雪の処理を効率よく且つ容易にすることが可能であり、このような雪輸送システムの完成は雪国の活性化に大いに寄与するものと思われる。本研究では、輸送管内の高速空気流による雪の輸送方式の解析に重点をおいた。高速空気流はタ-ビンポンプからの水で駆動される混気ジェットポンプの負圧を利用して発生させた。輸送メカにズムは空気流による引きずりと吸引との相乗効果と考えられる。駆動水と輸送される雪との重量比は約2:1であったが、ポンプ内での両者の混合、熱交換によって水温が0.1°C以上では完全に融雪され、本方式の融雪を意図する雪処理システムへの応用が有望である。混気ジェットポンプの正圧を利用した輸送方式についても実験・考察を行った。水の確保が因難な場合を想定し、高速空気流の駆動力にコンプレッサからの高圧空気を利用する方式なついても実験・検討した。この方式は混気ジェットポンプの場合に比して吸引力が劣るため、雪輸送能力は混気ジェットポンプの約40%となる。この方式による輸送距離の延長はコンプレッサと輸送管の組合せの単純な直列接続によって容易に実現する。延長による駆動力の分散は管内風速を大きく保つ上で極めて有利である。輸送管内の雪の閉塞防止には管内風速を大きく保つことが有効であり、概ね20m/s(混気ジェットポンプ方式)および30m/s(コンプレッサ方式)以上が望ましい。湿雪の輸送量は管内ヘの送り込み方法に影響されるが、数cm程度の一様な粒状とした雪を管内風速の安定した領域(輸送管端から管径の数倍程度内側)への投入が望ましい。雪質の変化に対応可能な送り込み方式の開発が急務であり、これを目的とする実験を継続中である。混気ジェットポンプを動力源としてパイプやホ-スのような管内を雪輸送する実験を行った。今回は、従来行われている水と雪との混相流(ウェット方式)輸送ではなく、空気と雪のみのドライ方式の雪輸送についての実験を重点的に行った。駆動動力は15KW、輸送管の直径は10cmとした。1.ジェット水を動力源とする輸送(1)短時間ではあるが、27トン/時間の雪輸送量値(輸送管の長さ20m)を本装置で得ることが出来た。(2)管内風速11-19m/sにおいて空気のみの圧力損失は3-4mmAq/m程度であった。雪質および雪輸送量の相違による圧力損失は、少雪のため結論を出すまでには至っていない。(3)デフュ-ザ-の検討を行ない、本システムに最適な形状と長さのデフュ-ザ-を決定できた。(4)高速シャッタ-付きのビデオカメラによる解析から、輸送状態は4モ-ドの輸送パタ-ンに分類できた。(5)積雪が管断面を塞いだ閉塞状態での雪輸送パタ-ンは、大きな輸送量という点でも他にはみられない本システムの特徴であると言える。2.高圧空気ジェットを動力源とする輸送(1)6-10トン/時間の雪輸送量値(輸送管の長さ11m)を得ることが出来た。(2)管内風速は25m/s(輸送管の長さ11m)、圧力損失は7-8mmAq/mであった。

(3)湿雪の閉塞に対する回復能力は劣るが、乾き雪の輸送に対しては極めて有効であると思われる。(4)本方式の直列接続による輸送距離延長に対する知見を得ることが出来た。平成2年度においては以下の項目を重点的に実験・考察した.1.混気ジェットポンプ方式による雪の圧送モデル実験混気ジェットポンプによる正圧を利用して雪を水と空気との三相状態で圧送する方式は、雪・空気および雪・水の二相状態の輸送に比して閉塞は更に生じにくい利点がある.本年度は三相状態の管内圧送方式の基本特性を実験室規模でのモデル実験によって基本特性を定量的に把握した.密度が雪に近いプラスチックビ-ズ等を用いてこの方式のエネルギ-効率、三相状態での輸送量に対する空気混入量の影響等を求め、実用化への問題点を考察した.2.コンプレッサ方式に対する輸送距離の延長方法の検討と輸送特性の改善コンプレッサ方式による輸送のメカニズムは、輸送管内の高速空気流による引きずりによるものと考えられる.本方式では、輸送管内の流れが二相流であるために、輸送距離の延長はコンプレッサと輸送管の基本的な組合せの単純な直列接続によって実現することができる.コンプレッサの出力が限られているため、輸送管の管径を5cmφとする縮小モデルによって実験・検討した.直列接続により管内風速に相乗効果がみられ、直列接続に対して基本的な組合せに対する動力の配分構成は初段にやや大きく次段以降は小さくしてよい.送り込み端吐出端等の流体力学的な観点からの形状改善も管内風速の増加に寄与する.
皮膚癌の免疫回避機構と腫瘍特異抗原蛋白を用いた免疫療法に関する研究

本研究は種痘様水疱症や蚊刺過敏症など将来EBウイルスNK/T細胞悪性リンパ腫を発症する可能性の高い症例に対して、ウイルス特異的蛋白抗原の投与を行ない免疫療法により癌の発症を阻止することを目標としている。私たちは、すでに岡山大学免疫学教室との共同研究で、コレステロール抱合疎水化プルラン(CHP)(Ikuta Y, Blood. 2002 ; 99:3717-3724)などのアジュバンドとともに腫瘍特異抗原で免疫すると抗原特異的CTLも誘導されるという基礎的治験をふまえて、メラノーマの癌免疫療法(自主臨床治験)を行っている。同意の得られた患者において、皮下注射で投与されたNY-ESO-1抗原に対する免疫応答が認められ、悪性黒色腫患者に水疱が生じる強い免疫応答が誘導できることも確認している。(Int J Cancer. 2007Feb 2、Cancer Immunol Immunother. 2008Oct ; 57(10) : 1429-37.)蚊刺過敏症や重症型種痘様水癒症では、EBウイルス関連M/T細胞悪性リンパ腫を高率に発症することがわかっている.しかし、現時点では、確立された有効な治療法がなく、治療法の確立が急務である.(Iwatsuki K et al. Arch Dermatol. 2007:142;587-95)近年、コレステロール抱合疎水化プルラン(CHP)(Ikuta Y, Blood. 2002;99:3717-3724)などの新しい抗原デリバリーシステムとともに外来蛋白で免疫すると、樹状細胞(DC)を介してMHC class Iに抗原が提示されCTLも誘導されることがわかってきた.高率にウイルス関連の皮膚がんを発症する症例に対して、新しい抗原デリバリーシステムを用いてあらかじめワクチンを投与し、ウイルス関連癌の発症を予防し、治療を行うことが最終的な目的である.さらに、ウイルス関連皮膚がん特異的CD8T細胞が効率よく誘導するために、メラノーマなどの他の皮膚がんの免疫回避機構についても検討を行い、ワクチン効果を高める方法を樹立することが目標である。の結果から、CHPなどの新しい抗原デリバリーシステムを用いた免疫療法によって、腫瘍特異的CD8T細胞を誘導されるが、腫瘍自体の分泌するサイトカイン、制御性T細胞、腫瘍関連マクロファージなどの影響を受けてワクチンの抗腫瘍効果が低下している可能性が高いと考えた.本研究は種痘様水疱症や蚊刺過敏症など将来EBウイルスNK/T細胞悪性リンパ腫を発症する可能性の高い症例に対して、ウイルス特異的蛋白抗原の投与を行ない免疫療法により癌の発症を阻止することを目標としている。(Int J Cancer. 2007Feb 2、Cancer Immunol Immunother. 2008Oct ; 57(10) : 1429-37.)
酸化物納豆型構造触媒の創製

本研究で提案する納豆型構造触媒(Natto Structure-Supported Catalyst, NSSC)は、直径が0.01 μmから10 μm、皮殻厚さは直径の1/10程度のカプセル型触媒を担持する納豆型構造体で、カプセル内部は中空で周囲の気体の通過が確保されている。今年度はカプセル型触媒のモデルとして、Y2O3:Eu蛍光体のマイクロ・ナノカプセルを選択した。これにより、蛍光を観察することで、マイクロ・ナノカプセルの分散度合いを確認することが可能になる。また、糸部に使用するセラミックウイスカー触媒のモデルとして、酸化エルビウム、酸化チタン、酸化ニッケルなどのセラミックスを選択した。別途合成したY2O3:Eu蛍光体のマイクロ・ナノカプセルとEr-EDTA(エチレンジアミン四酢酸塩)あるいはTi-EDTAあるいはNi-EDTAの水溶液それぞれを混合して出発原料を合成した。次にその原料をスピンコート機によってSi基板上にコートした。コートした水溶液を乾燥し、その後焼成を行った。その結果、糸部に使用するセラミックウイスカー触媒のモデルとして選択した酸化エルビウム、酸化チタン、酸化ニッケルのうち、糸を形成するのは酸化エルビウムだけだということが判明した。構造を詳細に検討した結果、カプセル型触媒のモデルとして選択したY2O3:Eu蛍光体のマイクロ・ナノカプセルは直径が0.01 μmから10 μm、皮殻厚さは直径の1/10程度であり、ほぼ均一にSi基板上に広がること、カプセルとカプセルとの間に糸を形成した酸化エルビウムは0.1 μmから1 μm程度の太さで、接続長は1 μmから10 μmであり、糸によってカプセルがSi基板上にしっかりと固定されていることが分かった。納豆型構造の定義となる、糸によってカプセルがSi基板上にしっかりと固定されていることが確認できたため。今後は、カプセル型触媒のモデルとして、酸素活性化触媒用のマイクロ・ナノカプセルを選択する。これにより、酸素活性化触媒用のマイクロ・ナノカプセルでも、Si基板上に分散することを確認する。別途合成した酸素活性化触媒用のマイクロ・ナノカプセルとEr-EDTAを混合して出発原料を合成する。次にその原料をスピンコート機によってSi基板上にコートする。コートした水溶液を乾燥し、その後焼成を行う。その結果として、酸素活性化触媒用のマイクロ・ナノカプセルと酸化エルビウムの納豆構造体を得る。酸素活性化用触媒の製造を次年度に集中することにしたため。原料となる酸素活性化用EDTAマイクロビーズをスプレードライで合成するための装置の本格始動がずれ込んだため。
人工ニューラルネットによる記憶項目評価に基づく記憶の保持と忘却

脳が現実世界で合理的な記憶を行うには不必要な情報は忘却する必要がある.これは脳には個々の情報を評価しその評価値をもとに情報を保持あるいは忘却する記憶機構が必要であることを意味する.本研究ではこの見地から人工ニューラルネットを構成し,情報処理システムとしての脳の合理的な記憶原理を解明することを試み,以下の結果を得た.(1)競合ニューラルネットのセルに入力パタンだけでなく,その評価値として発火回数を記憶させ,各セルの発火回数を一致させる学習アルゴリズムを提案した.これにより入力パタンの分布に偏りがあってもその偏りに適応する記憶が形成され,より認識率の高い記憶が構成できることがわかった.(2)このネットを画像認識およびプラントの制御に応用し,以下の結果を得た.すなわち画像認識では回転パタンに対する汎化学習能力を調べたが,従来のトポロジカルマップや学習ベクトル量子化法より高い認識率を示した.制御においては線形,非線形プラントの逆ダイナミクス学習制御に応用した.従来の誤差逆伝播法ではステップ状に急激に変化する目標軌道に対してうまく追従させることができなかったが,本ネットを使うと初期振動は出たが最終的に目標軌道に追従させることができた.従来の人工ニューラルネットにおいては記憶の評価基準としてネット全体の誤差関数を考え,これを最小にするように記憶全体を更新する.しかし画像認識や制御などのより複雑な記憶を必要とする場合より細かな評価関数が必要となる.本ネットがよい結果を示したのは個々の記憶項目の評価値に基づいて記憶の保持と忘却を行ったからであると考えられる.現在,この記憶過程の統計的解析が進展しており,高い認識率を達成する理論的裏付けができつつある.今後は,さらに解析を進めるとともに,生体の脳の短期記憶や長期記憶との対応についても検討していく予定である.脳が現実世界で合理的な記憶を行うには不必要な情報は忘却する必要がある.これは脳には個々の情報を評価しその評価値をもとに情報を保持あるいは忘却する記憶機構が必要であることを意味する.本研究ではこの見地から人工ニューラルネットを構成し,情報処理システムとしての脳の合理的な記憶原理を解明することを試み,以下の結果を得た.(1)競合ニューラルネットのセルに入力パタンだけでなく,その評価値として発火回数を記憶させ,各セルの発火回数を一致させる学習アルゴリズムを提案した.これにより入力パタンの分布に偏りがあってもその偏りに適応する記憶が形成され,より認識率の高い記憶が構成できることがわかった.(2)このネットを画像認識およびプラントの制御に応用し,以下の結果を得た.すなわち画像認識では回転パタンに対する汎化学習能力を調べたが,従来のトポロジカルマップや学習ベクトル量子化法より高い認識率を示した.制御においては線形,非線形プラントの逆ダイナミクス学習制御に応用した.従来の誤差逆伝播法ではステップ状に急激に変化する目標軌道に対してうまく追従させることができなかったが,本ネットを使うと初期振動は出たが最終的に目標軌道に追従させることができた.従来の人工ニューラルネットにおいては記憶の評価基準としてネット全体の誤差関数を考え,これを最小にするように記憶全体を更新する.しかし画像認識や制御などのより複雑な記憶を必要とする場合より細かな評価関数が必要となる.本ネットがよい結果を示したのは個々の記憶項目の評価値に基づいて記憶の保持と忘却を行ったからであると考えられる.現在,この記憶過程の統計的解析が進展しており,高い認識率を達成する理論的裏付けができつつある.今後は,さらに解析を進めるとともに,生体の脳の短期記憶や長期記憶との対応についても検討していく予定である.
高分子錯体の動的相互作用と電子過程

「高分子錯体」の基礎科学を確立するための基本的研究課題を、共同して企画調査することが本総合研究の目的である。このため「高分子錯体の動的相互作用と電子過程」に限定した基礎研究を推進する共同研究体制について、広領域に亘る分担者によって有機的かつ動的に連結した調査・研究を実施した。なお本総合研究は昭和62年度より発足させる同課題の「重点領域研究」を開始するための準備としての研究調査を実施したものである。1.研究打合せ会(1):本研究の主旨を明らかにするとともに、(A)弱い配位系の動的解析、(B)ソフト相互作用と多重相互作用、(C)多電子移動過程の解析、(D)連続ポテンシャル場の構築、の4項目について研究課題と方法論を討議した。2.研究打合せ会(2および3):関連分野の動向を分析、研究遂行上の問題点を検討、4項目について研究目的にそった具体的課題を整理した。あわせ有機的な研究組織として運営できるよう企画した。3.研究打合せ会(4):調査研究の取りまとめのため、作業方針と分担を設定した。4.研究評価会議:研究課題および共同研究体制を統括し、細部にわたる評価作業をおこなった。この結果、企画通り計画推進を承認した。5.成果報告書の発行:上述のまとめとして、「高分子錯体研究発足の経緯」,「重点領域研究への展開」,「高分子錯体研究の必要性」,「準備研究・調査の状況」,「重点領域研究を推進するにあたっての基本的考え方」,「調査結果と今後の展開」、を内容とする研究成果報告書(全55頁小冊子)をまとめ、関係者および関連分野の研究者に配布した。
悪性脳腫瘍に対するミクログリアを介した抗腫瘍治療法の開発

神経膠芽腫の摘出標本を用いた免疫染色を行った。術前にインターフェロンを静脈内投与、局所投与したものと投与なしで比較すると、局所投与した群にのみ誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現が認められた。このiNOSの発現細胞は二重染色の結果、脳内マクロファージであるミクログリアと判明、インターフェロンでの直接刺激によるものと考えられた。また高濃度のiNOSは大量の一酸化窒素(NO)を誘導することが判明している。次に神経膠芽腫の培養細胞を用いてNO負荷による抗腫瘍効果をDNAマイクロアレイを用いて解析した。NO負荷を与えた群と負荷なしの群で比較したところ、NO負荷では明らかな腫瘍増殖抑制関連の遺伝子が発現増加しており、また腫瘍増殖効果をもつ関連遺伝しの発現低下がみられた。これらの結果より、従来の報告ではインターフェロンの抗腫瘍効果はp53を介したものとされていたが、神経膠芽腫の場合、大量のNO誘導による新たな経路が生じている可能性がある。特に大量のNOによりEGFR-JAK/STAT経路を介している可能性が判明した。さらに培養細胞を用いてインターフェロンによる大量NO誘導療法を増強させるため、リポポリサッカライドを追加し、検討している。またEGFRの分子標的薬剤も追加し、抗腫瘍効果の増強を検討している。神経膠芽腫の新規化学療法としてアルキル化剤のTemozolomideが使用されているが、本薬剤はインターフェロンの併用によりMGMTの不活化が促進された結果、抗腫瘍効果の増強が予想される。このため、現在、全国規模で治験が行われている。これより、本研究結果も合わせてインターフェロンの静脈内投与+局所投与により、抗腫瘍効果が増強され、神経膠芽腫治療が進歩する可能性がある。現在、転移性脳腫瘍患者の手術摘出標本、髄液標本よりそれぞれの原発巣により異なる液性遺伝子、特異的癌遺伝子の検出を行っていく予定としている。遺伝子としては肺小細胞癌であればc-myc, P53、肺非小細胞癌であればK-ras, codon12, p53, Survivin, P16などがある。その他、胃癌、大腸癌、乳癌でもおこなっており、それぞれK-ras, codon12, hTER, APCmutation, erbB2 (Her2)などを検出している。方法としてはそれぞれの標本よりPCRを用いてmRNAを抽出し、これよりマーカーを用いて検出している。患者の同意を事前にインフォームドコンセプトを書式で用意し、同意を得る予定であり、倫理委員会に対しても現在、書式を制作中であり、近日中に完成予定である。最終的にこれらのマーカーを治療方法により分別して判定し、それぞれの治療効果を判定する予定である。特に治療前後のマーカーの増減は直接的な治療効果の判定につながる可能性があり、この場合、転移性脳腫瘍の今後の治療方針の大きな目安となるであろう。また、現在のところ癌性髄膜炎に関しては細胞診にて確定診断を行っているが、実際のところ、これでも陰となる症例が時折みられ、これに対しても髄液マーカーを検出することにより、より早期に異常を発見することができ、この結果、早期治療の導入が可能となり、予後改善につながる見込みである。また脳原発腫瘍に関しては、インターフェロンに対するミクログリアに反応を見ており、術前1-3日前に静脈内投与し、手術摘出標本を病理学的に検索し、免疫染色を用いてミクログリアの同定を行っている。また、摘出腔内に留置したオンマヤ貯留槽より内容液を随時採取し、同様の同定を行い、治療効果の判定を行っている。現在、これらにおいて研究続行中である。神経膠芽種20例の標本を用いて免疫組織学染色を行った。症例は20例中、7例にインターフェロンを術前投与しており、これらを合わせてミクログリア、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)に関して検討を行った。この結果、ミクログリアは全17例、85%に陽性であり、ミクログリアの出現率は術前のインターフェロンの投与の有無や放射線化学療法の有無には関与していなかった。INOSはインターフェロンを腫瘍内投与した2例のみに高度に陽性であった。このため、結果として腫瘍内にはミクログリアが存在しており、これらはインターフェロンを腫瘍内投与した場合のみ、刺激を受け、活性化し、iNOSを発言することが判明した。INOSは過去の報告より高濃度の一酸化窒素(NO)を誘導し、腫瘍増殖抑制効果をもつことが知られている。このため、高濃度のNOが神経膠腫にどのような作用をもつかどうかを培養細胞を用いて分子生物学的に検討した。培養神経膠腫細胞にNO供与体を負荷し、DNAマイクロアレイを用いて解析した。NO濃度は高濃度と低濃度の2種類用意し、それぞれコントロールと検討した。この結果、高濃度NOは腫瘍増殖抑制効果をもつことが判明した。低濃度では明らかな効能は認められなかった。また、個々の遺伝子群を検討してみるとEGFRの有意なdown-regulationが認められた。更に解析を行うと、更に下流にシグナル群で顕著に低下がみたれた。今後はこれらの個々の遺伝子群に関して、PCRを用いて定量化を行い、更に検討を行う予定である。現在までの結果として、神経膠腫に対するインターフェロンの効果は、腫瘍内のミクログリアを活性化させた結果、活性化ミクログリアがiNOSを大量に発現し、これらが高濃度のNOを誘導した結果、抗腫瘍効果がえられる可能性が示唆された。

術前にインターフェロンを静脈内投与、局所投与したものと投与なしで比較すると、局所投与した群にのみ誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現が認められた。このiNOSの発現細胞は二重染色の結果、脳内マクロファージであるミクログリアと判明、インターフェロンでの直接刺激によるものと考えられた。また高濃度のiNOSは大量の一酸化窒素(NO)を誘導することが判明している。次に神経膠芽腫の培養細胞を用いてNO負荷による抗腫瘍効果をDNAマイクロアレイを用いて解析した。NO負荷を与えた群と負荷なしの群で比較したところ、NO負荷では明らかな腫瘍増殖抑制関連の遺伝子が発現増加しており、また腫瘍増殖効果をもつ関連遺伝しの発現低下がみられた。これらの結果より、従来の報告ではインターフェロンの抗腫瘍効果はp53を介したものとされていたが、神経膠芽腫の場合、大量のNO誘導による新たな経路が生じている可能性がある。特に大量のNOによりEGFR-JAK/STAT経路を介している可能性が判明した。さらに培養細胞を用いてインターフェロンによる大量NO誘導療法を増強させるため、リポポリサッカライドを追加し、検討している。またEGFRの分子標的薬剤も追加し、抗腫瘍効果の増強を検討している。神経膠芽腫の新規化学療法としてアルキル化剤のTemozolomideが使用されているが、本薬剤はインターフェロンの併用によりMGMTの不活化が促進された結果、抗腫瘍効果の増強が予想される。このため、現在、全国規模で治験が行われている。これより、本研究結果も合わせてインターフェロンの静脈内投与+局所投与により、抗腫瘍効果が増強され、神経膠芽腫治療が進歩する可能性がある。
安全データシートを活用した廃水処理教育におけるPDCAサイクルの構築

申請者は、環境負荷を考える人材の育成を目指してきた。化学実験では有害な実験廃液が排出されるが、学生は自分の排出する有害廃液の処理方法を理解していない。また実際の工場等生産現場における排水中の有害物質の処理コストや環境負荷、処理作業者の安全について深い理解を得る機会がなかった。そこで、学生が排出した実験廃液を工場の模擬排水として、学生自身による排水処理工程の計画立案・実行を行った。その際は試薬の安全データシート(以下、SDS)を参考に、有害物質の危険性や、安全対策を考慮して作業工程を作成させた。同排水で複数回の処理実験を行い、PDCAサイクルを用いて各工程の情報を整理・検討することにより、排水処理における安全性の増進やコストの低減などの改善を目指した。学生は2人1組のチームで,各回23時間の時間内に講義とディスカッションを含む排水処理の勉強会を行った.これにより工業で排出される有害物質の処理方法,作業環境の安全衛生,環境負荷などの理解が進んだ。模擬排水(以下,排水)には六価クロムを含む実際の実験廃液を使用した.処理水中の六価クロムの検査は,市販パックテストキットを用いた.六価クロム排水の処理方法は,試薬のSDS等を参考にして,亜硫酸塩還元法を選択した.予備実験後.そのデータを基に作業工程計画と,処理水中の六価クロム含有率,処理水量等の設定項目で目標値を作成させた(PLAN),次に計画に従い排水処理作業を行った(DO),終了後,結果が目標値に達しているか確認させた(CHECK).その後作業中の安全面も含め,実際の作業において目標値に沿わなかった点や,より高い目標値を決めて,達成のための改善点をチーム内で検討整理させた(ACTION).以上の過程を2回行い、結果をチーム内でまとめ,理解発見した事を中心に各自でテーマを設定して,公開発表会にて成果発表し,討議を行った。これらの作業工程におけるPDCAサイクル導入による改善作業を通じて問題の発見能力と解決能力の向上が進んだ.申請者は、環境負荷を考える人材の育成を目指してきた。これらの作業工程におけるPDCAサイクル導入による改善作業を通じて問題の発見能力と解決能力の向上が進んだ.
新規ACE2ホモローグcollectrinの発見と腎発生・進行性腎障害への関与

我々は、進行性腎障害に共通の分子メカニズムを明らかにするために、5/6腎臓摘出ICRマウスの腎肥大期において発現の上昇する遺伝子のスクリーニングを行ってきた(Zhang H etal. Kidney Int 56(2),549-558,1999)。すなわち糸球体硬化や、腎間質の線維化を来たす前段階の遺伝子変化がその後の腎硬化の成立に重要であると考えたからである。よってこれらの遺伝子群の同定は進行性腎障害の新しい分子メカニズムが明らかになるばかりではなく、新しい治療ターゲットの同定につながると考えられる。そういった遺伝子群のなかの一つであるNX-17は様々な臓器のノーザン解析から、腎臓特異的に発現することが明らかとなった。さらにこの遺伝子の全長のcoding sequenceをマウス、ヒト、ラットにおいてクローニングしたところ、まったく新規の遺伝子であることが判明した。その遺伝子産物は222アミノ酸残基からなり、N末端にシグナルペプチドをと膜ドメインを有するため膜蛋白であると考えられた。In situ hybridizationやポリクローナル抗体による免疫染色の結果、腎皮質部及び髄質部の集合管特異的に発現することが判明した。そのホモロジーサーチより最近その存在が明らかとなったangiotensin converting enzyme 2(ACE2)と47.8%の相同性があることも判明した。そこで我々はこの新規膜蛋白をcollectrinと命名し報告するに至っている(Zhang H et al. J Biol Chem 276(20),17132-17139,2001)。Collecrinの構造はまったく新規であるため、その機能の推測は困難であった。しかしヒトcollectrin遺伝子の転写領域を検討した結果Hepatocyte nuclear factor-1α(HNF-1α)の結合配列があることが明らかとなった。腎臓においてはHNF-1βが強く発現しているが、ヒトのHNF-1βの遺伝子異常は糖尿病を来たすことが知られており、MODY5(maturity onset diabetes of the young)と呼ばれている。HNF-1βは主に腎臓に発現しており、そのほか肝臓、膵臓、腸管にもわずかに存在する。Collectrinの発現調節特にHNF-1βとの関連を検討するために、M-1、mIMCD-3細胞のほか複数の集合管細胞細胞株を入手し、CollectrinとHNF-1βの発現を検討した。またCollectrinとの相互作用をもつ蛋白群の同定のために、Yeast two hybrid systemを開始し、5/6腎摘マウス腎臓からmRNAを抽出し、ライブラリーを作製し、スクリーニングを終了した。その結果collectrinはsnapinと相互作用があり、SNARE複合体の形成に関与していることが明らかとなった。我々は、進行性腎障害に共通の分子メカニズムを明らかにするために、5/6腎臓摘出ICRマウスの腎肥大期において発現の上昇する遺伝子のスクリーニングを行ってきた(Zhang H et

al. Kidny Int56(2),549-558,1999)。すなわち糸球体硬化や、腎間質の線維化を来たす前段階の遺伝子変化がその後の腎硬化の成立に重要であると考えたからである。よってこれらの遺伝子群の同定は進行性腎障害の新しい分子メカニズムが明らかになるばかりではなく、新しい治療ターゲットの同定につながると考えられる。そういった遺伝子群のなかの一つであるNX-17は様々な臓器のノーザン解析から、腎臓特異的に発現することが明らかとなった。さらにこの遺伝子の全長のcoding sequcnceをマウス、ヒト、ラットにおいてクローニングしたところ、まったく新規の遺伝子であることが判明した。その遺伝子産物は222アミノ酸残基からなり、N末端にシグナルペプチドをと膜ドメインを有するため膜蛋白であると考えられた。In situ hybridizationやポリクロナル抗体による免疫染色の結果、腎皮質部及び髄質部の集合管特異的に発現することが判明した。そのホモロジーサーチより最近その存在が明らかとなったangiotensin converting enzyme 2(ACE2)と47.8%の相同性があることも判明した。そこで我々はこの新規膜蛋白をcollectrinと命名し報告するに至っている(Zhang H et al. J Biol Chem276(20),17132-17139,2001)。Collecrinの構造はまったく新規であるため、その機能の推測は困難であった。しかしヒトcollectrin遺伝子の転写領域を検討した結果Hepatocyte nuclear factor-1α(HNF-1α)の結合配列があることが明らかとなった。腎臓においてはHNF-1βが強く発現しているが、ヒトのHNF-1βの遺伝子異常は糖尿病を来たすことが知られており、MODY5(maturity onset diabetes of the young)と呼ばれている。HNF-1βは主に腎臓に発現しており、そのほか肝臓、膵臓、腸管にもわずかに存在する。Collectrinの発現調節特にHNF-1βとの関連を検討するために、M-1、mIMCD-3細胞のほか複数の集合管細胞細胞株を入手し、CollectrinとHNF-1βの発現を検討した。またCollectrinとの相互作用をもっ蛋白群の同定のために、Yeast two hybrid systemを開始し、5/6腎摘マウス腎臓からmRNAを抽出し、ライブラリーを作製した。我々は、進行性腎障害に共通の分子メカニズムを明らかにするために、5/6腎臓摘出
金属酸化物からのトンネル電子による、結晶性酸化物ヘテロ接合の形成

金属酸化物の微小化・集積化は,通常,異種の膜の成長と微細加工によるが,酸素の高反応性や拡散で,欠陥の生成や結晶性の低下が起こり,本来の機能が発現し難い。この主因は,膜形成時の気相・液相の原子の高活性と,微細加工時の損傷である。この解決のため,金属酸化物“結晶"のナノスケール接近時の“トンネル電子"を用いて,安定な微小ヘテロ接合(異種の膜の積層)を形成する原理を提出した。さらに,強誘電体の分極を用い,制御性・選択性を向上した。このように作製した微小へテロ接合の結晶性,光物性,電気特性の基本特性を解明し,金属酸化物ナノ構造の製造法の新しい原理を開拓した。1.本申請で、低温ラマン測定について、業者とう打ち合わせ、問題点を洗い出すため、京都大学理学部を訪問し測定装置を見せて頂きながら、測定上の手順について伺った。但し、この方法は、過激な円安により予算上無理になった。このため、別の方法を検討したが、この間に、大学移転が2015年6月8月と連絡があり、移設先の実験室面積が現在の1/3に減らされることになったため、装置購入は移設後にし、以下の3つの検討を行った。2. BaTiO3とSiのナノ接近の追加実験を、連携研究者加来滋助教を本学に3回招聘して共に行った。3.本研究に関して、申請していた特許について、拒絶通知に対応し、特許化した。4.本現象の応用を数値的に解析し、また、原理を理解するための第一原理計算の準備を行った。第一原理計算のシステムを拡張改良し、VASP,Wien2Kコードの何れでも並列計算ができるようにPCを組んだ(clusterではなく単立、OS変更と設定、計算ソフトの設定・調整による)。これにより、スーパーセルの計算が17日でできるようになり、BaTiO3の自由表面のナノ接近状況での電子分布の計算を開始した。この計算の妥当性を先行研究の一部を再現や実験の構造との一致を得ている。また、計算の後処理ソフトを整備した。尚、ポテンシャルや計算手法や条件による妥当性検討(どの条件が最適か)は現在進行中である。MgOとSiの様々な原子配置構造(structure file)を作成した。本研究で申請した、ナノ接近でのヘテロ構造に関する特許出願(特願2014-259711:金属化合物を含むヘテロ接合を有する構造体)が、特許査定を受けた。(現在、特許登録の手続き中)新実験室の配置がきまったので、本申請の実験の精度をあげる机上の検討を開始し、校費を用いて一部の機器を購入した。平成27年度は、5月から3月までキャンパス移転のため、新実験室の最終設計と設備設置と実験装置の整理(廃棄、組み換え)と移転前後の設置と動作確認が継続し、実験が殆どできなかった。この原因は、移送中の装置の故障や移転業者による動作確認の失敗などであり、一部の動作確認はこれから再度行う。また、新実験室の面積が従来の1/3になったため、一部廃棄や譲渡しても、既設の実験装置の配置の構想に時間がかかり、実際に配置するまで、スペースの空きが決まらないため、新規の装置の配置場所が確保できなった。1)移転により故障や性能劣化した装置の殆どが2016年10月に回復し、2017年1月には最後の装置が回復し、これらを用いる研究を開始した。この遅れのため、期間延長を申請した。特に、本科研費で購入予定の原子力間顕微鏡には、故障した既設原子力間顕微鏡で予備検討が必要だったが、6月に動作可能になり予備検討を行い、装置選定の条件を9月までに絞り、メーカー選定した。また、兵庫県立大学に行き、非線形誘電率顕微鏡測定の予備検討実験を行った。2) 2015年度の第一原理計算システムで、研究レベルの計算を行うため、計算法をVASPに絞りそのGPU計算(graphical procecessing unitを用いる超並列計算)を開始した。これにより、5060個の重い原子からなる超セルの再安定構造と電子状態やstate of artと考えらていれるHybrid計算での超セルの計算が、妥当な計算時間でできるようになった。こうして、ナノ接近時の電子状態変化を計算し、結果を得だした。また、結晶面による不対電子(dangling bond)を計算で追えるようになり、結晶面による反応性の違いの解明に進んでいる(これらの結果の一部は、今年9月の国際会議で発表予定である)。さらに、従来、第一原理計算はそのまま信じられることが多かったが、微妙な問題では間違っていると思えるものがある。このため、信頼性の高い第一原理計算を行うため、そのための条件、特に、交換相関ポテンシャルの効果を調べたので、論文執筆中である。3)本申請時は、移転時期が最終決定していなかったが、移転そのものと、1)に記載した故障のため、本申請で購入予定の装置が2年遅れて発注になった。この発注は、昨年11月で、3月初めに納入予定であったが、仕様の一部が未達成のため、納入を延期してでも仕様を達成するよう要請し、現在未納である。本研究の事業期間(H26-H28)が、キャンパス移転前の整備、移転、移転後の整備と重なった。

研究室人員少ないためと、手作りて組み上げた装置が多いため移転に手間がかかるため、この対応に膨大が時間がかかり、さらに、複雑な装置のため、移転業者が失敗を繰返し、その復旧に時間がかかった。また、新キャンパスの部屋面積が1/3になったため、装置の配置に問題が生じたのも一因である。このため、H27年は、理論以外の研究は殆ど進まなかったが、H28は、移転時の故障を復旧をしつつ研究を行ったものの、ほぼ今年度初めに想定したの内容の研究を進めることができた。但し、微粒子を用いたナノ構造を予定していたができなかった。但し、これに代わり、広域のラマン分光マップの検討を行った。しかし、購入に関しては、H26,H27の遅れを引きずり、発注自体が遅れ、さらに、発注先の仕様未達により、予定内に物品が入らなかった。従来は、仕様未達の場合も、予算の繰越ができないため、仕様未達のまま納入を受け入れざるを得なかった。しかし、基金制度と事業期間延長可能が可能になったため、期仕様を優先して、納入を延期を許可することにした。このようなことが可能になった、本制度に深く感謝申し上げる次第である。1.ナノ構造のための第一原理計算の信頼性の解析:多種の相関関数を用いてBaTiO3とSrTiO3の第一原理計算法を行い、最も精密な結果を得るための方法を探した。この結果を、第一原理計算を主とする国際会議で発表し、この分野の著名雑誌に投稿した。うち1報は掲載可。2.ナノ構造作成過程の第一原理計算と実験照合:ナノ接近過程で、様々な応力が働く。この応力に注目し、BaTiO3とSrTiO3の場合に1.の結果を基に第一原理計算を行い、実験と照合した。また、トンネル電子の挙動解明のため、ナノ接近前の表面の電子状態の計算を行い、論文掲載可。さらに、ナノ接近過程とその時のトンネル電子の計算を行い、計画書に示したトンネル電子の様子を理論的に確認した。また、BaTiO3の表面の酸素原子が表面に突き出していることが分かり、これが酸化物表面がナノ接近で結合しやすいことをさらに高めることが分かった。3.広域のラマン分光マップによるナノ構造解析を行った。特に、偏光ラマンによる3次元的マップ測定を行った。期待したコントラストがとれないため続行中。4.微粒子を用いたナノ接近構造の形成のため、表面の分極分布と電位をナノスケールで測定した。さらに、分極による表面の反応性を調べるためナノスケールのエッチグ検討をし発表した。その他[H29年度まで研究期間の延長:期間H26-H28で申請したが、キャンパス移転前後整備、移転の時期に重なった。研究室人員が少なく、手作りて組み上げた装置が多いため手間がかかり、移転業者による故障の復旧の遅れ、新部屋の面積が1/3で、装置の配置が困難なため、時間を消費した。さらに、本課題に用いるUHV-AFMに問題も起こり、通常のAFMも移転直後使用不能になったが、H28年度に発注し8ヶ月年遅れでH29年度に納入され、本課題を遂行できるようになった。金属酸化物の微小化・集積化は,通常,異種の膜の成長と微細加工によるが,酸素の高反応性や拡散で,欠陥の生成や結晶性の低下が起こり,本来の機能が発現し難い。この主因は,膜形成時の気相・液相の原子の高活性と,微細加工時の損傷である。この解決のため,金属酸化物“結晶"のナノスケール接近時の“トンネル電子"を用いて,安定な微小ヘテロ接合(異種の膜の積層)を形成する原理を提出した。さらに,強誘電体の分極を用い,制御性・選択性を向上した。
前立腺癌骨転移モデルの研究

前立腺癌の遠隔転移モデルとして2種類の動物実験モデルを作成した。第一はintra-cardiac injectionモデルで左心室内へヒト前立腺癌細胞株PC-3細胞220万個を注入した。これにより全身骨への広範な転移巣を形成し、腎丈夫の軟部組織にも転移を生じさせた。第二はorthotopic implantationモデルで、前立腺後葉にヒト前立腺癌細胞株PC-3細胞400万個を注入した。これにより前立腺部での腫瘍の形成と肺での腫瘍塞栓を生じさせた。これら各転移巣に対し光顕像・電顕像・各種レクチン(Lotus : Lotus tetragonolobus aglutinin、PHE-L : Phaseolus vulgaris aglutinin、ECA : Erythrina cristagalli aglutininなどを使用)による組織化学的手法を用いて臓器特異性について検討した。その結果、intra-cardiac injectionモデルでは光顕像では大差はなかったが、電顕像では軟部組織の転移巣に比して骨転移巣では、粗面小胞体が著名に発達し細胞活性の高いことが示唆され、細胞間ではfoot processは発達し隣接細胞との密接な関係が認められた。レクチン組織化学ではLotus、ECAによる糖鎖抗原の発現、局在の違いが示唆された。orthotopic implantationモデルでも、レクチン組織化学によるECA反応陽性物は軟部組織転移巣、前立腺部の腫瘍、肺の腫瘍塞栓で低いのに対し、骨転移巣では増強しており、骨転移巣では腫瘍細胞における糖鎖抗原が変化していることが示唆された。以上、前立腺癌の骨転移巣では腫瘍細胞の活性が高く、糖鎖抗原が変化していることが示唆され、これらが前立腺癌における遠隔転移で骨転移が多く認められるという臓器特異性の一因となっていると考えられた。
散水消火を予測する高精度数値シミュレーションツールの構築

水噴霧による火炎の減衰効果を予測する数値シミュレーションツールの構築を行った。水噴霧の影響を受ける燃料表面温度と燃料蒸気濃度を用いて、液体燃料の蒸発量を変化させた。計算と実験を比較すると、火炎の減衰率を予測できることが分かった。次に水噴霧による火炎の消火を予測する新たな数値計算プログラムを開発し、さらに酸素消費法に基づく発熱速度計測実験を実施した。開発されたプログラムは、数値的不安定性が予想以上に大きく、未だ問題が残っている。今後、数値計算の安定化のために、燃焼消火判定の計算と流れ場の計算を強連成問題として取り扱うように改良する予定である。平成22年度は,液体燃料を用いた小型プール火炎に対する水噴霧による火炎抑制効果について,模型実験と数値シミュレーションの双方から検討を行った。新しい燃焼消火モデルの構築に先立ち,まずは従来よく使用されている混合分率モデルを使用した場合について詳しく調べた.実験は小型プール火炎を対象として,温度と発熱速度について実験結果と計算結果の比較を行った.数値シミュレーションにおいては数多くの計算パラメータがあり,それらが複雑に絡み合っている.各パラメータの影響について調べて,これらを定めた。小型プール火炎では,クラウジウス-クラペイロンの式に基づいて,液体燃料の蒸発量を計算した.火炎内部の温度分布について計算値と実験値を比較すると,特に火炎基部における温度分布が異なっており,数値シミュレーションでは実際の火炎構造を十分には捉えていないことが分かった,それに伴い蒸発量の計算結果に誤差が生じ,その誤差を修正するために計算パラメータを変化させる必要性が生じた.更に水噴霧による発熱速度の逓減効果について,実験値と計算値との比較を行った.発熱速度の絶対的な値は,数値計算の方が30%以上大きく見積もる結果となった.しかしながら,水噴霧による発熱速度の逓減率の誤差は7%程度であった.水噴霧による蒸発潜熱による火炎温度の低下とそれによる蒸発量の低下はある程度再現できているものと考えられる.平成23年度は、数値シミュレーションプログラムへの新しい消火モデルの実装に取り組んだ。また、数値シミュレーションモデルからは、散水消火時における温度や発熱速度、そして各種ガス濃度が得られるので、それらと比較するためにガス濃度分析に基づく発熱速度測定のための新しい実験装置を製作した。この実験装置では、最大25kW程度の発熱速度における実験結果を得ることができた。散水無しでの燃焼実験において、天秤による発熱速度測定結果とガス濃度分析に基づく発熱速度測定結果の比較を行い、実験パラメータの調整を行った。しかしながら、散水ありの燃焼実験では予測される発熱速度を大きく下回る測定結果となった。これは、最大25kW程度の小規模な燃焼実験では燃焼ガス中に含まれる酸素の減少量がごくわずかであるため、散水に伴って混入する水蒸気が測定精度に大きく影響していることがわかった。実験装置の開発と併せて、数値計算プログラムの改良を行い、実験装置と同条件での散水時における数値シミュレーションを試みた。水噴霧による散水消火においては、水滴の蒸発に伴う水蒸気の発生量が大きく、窒息消火に貢献することが予測されるが、数値シミュレーション結果によると、火源直上に散水された水滴の多くはただちに蒸発し、火源からの上昇気流によって押し流され、実際には窒息消火にはあまり貢献しないことがわかった。火源の周辺に散水された水滴はそこで蒸発して水蒸気になり、火源自体が燃焼に必要な空気を巻き込む気流に乗って、火源の根元から炎に接近することが分かった。散水無しと散水ありの実験における火源直上の温度分布は実験結果と概ね一致したことから、水滴の蒸発潜熱による熱気流温度の低下はある程度再現できた。しかしながら、現状の数値計算プログラムでは、数値的な不安定性が高く、実験結果との検証が不十分である。今後、燃焼と消火の計算と流れの計算の取り扱いを、強連成問題として、逐次計算ではなく同時計算に改善する予定である。
マオリのタトゥー、モコの復興－－「伝統」の変化とアイデンティティの模索

平成24年度には、年次計画に基づき、ニュージーランドの先住民マオリの伝統的タトゥー、モコについて、(1)ニュージーランド国内におけるフィールド調査を行ったほか、昨年度の研究成果を引き継ぎ、(2)地域エリアの領域に焦点を当てた現地稠査、(3)文献資料の収集と調査を行った。また、(4)研究大会やシンポジウムに参加し、成果発表や情報収集を行った。(1)ニュージーランド国内における現地調査モコが彫られる場、そしてモコと非マオリのタトゥーとの接触を考察するため、ニュージーランド国内における長期調査を予定していたが、これを変更して短期の調査を行い、施術の観察とインタビューを行った。今年度の調査における最大の成果は、特に130代の若い世代の彫師たちの活動と2彫師たちの国内外の客獲得のための宣伝活動について調査を深めることができた点である。(2)地域エリアの領域に焦点を当てた現地調査昨年度ソロモン諸島における太平洋芸術祭の調査を通じて明らかになった、太平洋地域のタトゥーとモコの関わりをより詳細に検討するため、サモアとクック諸島を訪れてフィールド調査を行った。(4)研究大会・シンポジウムへの参加6月の文化人類学会での研究発表のほか、3月のオセアニア学会や日本国内のタトゥー関連シンポジウムに参加し、文化人類学、オセアニァ、タトゥーについての理解を深めた。(抄録なし)平成24年度には、年次計画に基づき、ニュージーランドの先住民マオリの伝統的タトゥー、モコについて、(1)文献資料の収集と調査(2)理論的研究(3)地域エリアの領域に焦点を当てた調査を行った。(1)文献資料の収集と調査ニュージーランドに渡航して国立博物館や公文書館にある記録や絵画を調査することを予定していたが、これを変更し、日本で文献を収集して調査を行った。特に、モコを研究するにあたっての基礎として、オセアニア美術全般に関する資料や、先住民マオリと白人に関する資料、マオリ美術に関する資料を収集し、幅広い視野からモコを考察した。ニュージーランドに最初に上陸した白人であるジェームズ・クックに関する書物など、マオリとモコの歴史にも視野を広げた。こうした知識は、現地の古文書などに取り組む礎となる。(2)理論的研究文化の動態性をめぐる議論やエスニック・アイデンティティをめぐる議論、また文化人類学の幅広い知の蓄積に関する書物を購入・読解して知識を深めた。こうした知識を、歴史的な情況や現地調査で得た現地の情況と合わせて考察し、モコに関する理解を深めてきた。今後は、長期調査やニュージーランドでの文献調査を行い、理論的な研究の成果と比較・検討することで、モコに関する理解をさらに深めていく。(3)地域エリアの領域に焦点を当てた現地調査予定していた通り、7月に行われたPacificArtFestivalに参加し、マオリの彫師たちの参加状況や太平洋全体の文化復興運動の現状を調査した。ポリネシアのタトゥーが復興を遂げ、自分たちの文化として注目を集めていること、また芸術祭に参加するダンサーたちがタトゥーを意識的に入れている情況を観察した。さらに、ソロモン諸島における伝統的タトゥーの復興にニュージーランド・マオリを含む他地域のタトゥー復興の影響が見られる点を確認した。ソロモン諸島におけるフィールド調査や日本国内で収集した幅広い文献の調査による成果があった一方で、当初予定していたニュージーランドにおける文献調査や論文による成果発表を行うことができなかったため。ニュージーランドにおける文献調査及び長期のフィールド調査を行い、理論的な研究と比較・検討し、マオリの伝統的タトゥー、モコのニュージーランド国内、また海外での復興の様相を明らかにするとともに、マオリの人々によるアイデンティティの模索と「伝統」の変化を明らかにする。(抄録なし)
パターン認識におけるクラス境界評価基準の構築

パターン認識(分類)器の学習の目的は,登場し得る無限個のパターン標本を分類する際の誤り確率が最小(ベイズ誤り状態)になるように,分類器のパラメータを最適化することにある.しかし,学習に用いることができるパターン標本は有限個しかなく,学習はその過程においてこの無限個と有限個との間の溝を埋めなければならない.「無限」に関わる溝を埋めることは容易ではない.その解決を目指して,交差検証法や正則化などの様々な手法が試みられてきた.しかし,有限個の学習標本の分割・再利用に基づくそれらの多くは,分割法によって結果が影響されるなど,その性能は不十分であり,一層有効な手法の構築が望まれてきた.本研究は,これまでほとんど直接的には利用されてこなかった,分類器が作るクラス境界が持つ性質,即ち「分類判断における曖昧性」を測定することによって,上記の要請に応えようとするものである.研究プロジェクトの1年目の今期は特に,(1)この曖昧性を測る具体的な手段として境界近傍標本から求める事後確率に基づくエントロピーによって曖昧性尺度を定義し,(2)その値を算出する方法を考案し,(3)多数のパターン認識実験を通してその基本的な有効性を実証した.曖昧性尺度値を計算する方法は,基本的に以下の2つのステップから成る.即ち,【ステップ1】学習標本から無作為に多数のアンカー(擬似的な境界上標本)を求め,それを基準として境界近傍標本を求め,【ステップ2】得られた境界近傍標本集合に階層的クラスタリングとk最近傍則を適用してエントロピーを算出する.この曖昧性尺度は,その最小値が理想的なベイズ誤り状態を指す.評価実験では,10種を超える多クラス・多次元パターン標本セットに対して,サポートベクターマシン(SVM)等の3種のパターン分類器を適用し,曖昧性尺度の最小値がほぼ正確にベイズ誤り状態を指示し得ることを明らかにした.本研究における中心的課題は,「クラス境界の曖昧性」を表現する曖昧性尺度を有限個数の学習標本のみから正確に測定する手段の実現にある.研究計画当時,分類器の分類結果であるクラスラベル(属性)情報を用いてこの尺度を定義することを想定していたが,今期の研究を通して,境界近傍標本に基づく事後確率およびエントロピーを求めることによってより有効な曖昧性尺度を定義できることを明らかにした.原理的に,この新しい曖昧性尺度の性能は,境界近傍標本が境界に近いほど,かつ密度が高いほど,向上する.パターン標本数が限られ,かつその次元が高いことが多い現実の課題において,境界により近い標本をできるだけ多数抽出する最良の方法を理論的に導出することは容易ではなく,試行錯誤的に見出さざるを得ない.今期は,(1)分類結果である2クラスから無作為に選定した学習標本対からアンカーを多数生成し,そのアンカーを起点として境界近傍標本を抽出し,(2)得られた境界近傍標本集合に階層的クラスタリングとk最近傍則を適用して曖昧性尺度値を求める手法を考案し,その有用性を多数のパターン認識用標本セットと複数の型の分類器を用いた評価実験を通して明らかにすることができた.これは,本研究の原点である「ベイズ誤りを推定せずに,与えられた学習標本全体を一度のみ用いてクラス境界の曖昧性を測定することでベイズ誤りに対応する理想的なベイズ境界を発見し得る」という着想の基本的な有効性を強く示唆するものである.また,上段落の実験による成果に加え,考案した曖昧性尺度値を求める方法の数理的性質を解析し,その基盤となる,境界近傍標本にk最近傍則を適用して求める事後確率が,ベイズ境界においては不偏推定量かつ最小分散推定量であることを明らかにすることができた.この結果は,上述の実験による評価結果をさらに理論的に強化するものである.今期考案した境界近傍標本の抽出法は,十分な数のアンカーを求める手続きの計算量が大きく,曖昧性尺度を用いる手法の実用性を高めるためにはその高速化が求められる.また,境界近傍標本から求める曖昧性尺度が持つ多少の不安定さを改善する必要もある.こうした観点から,まず,アンカーの生成を回避して,境界付近における誤分類尺度の(標本位置に関する)勾配を用いて境界近傍標本を探索する方法や,全学習標本に階層的クラスタリングを適用して境界近傍の標本クラスタを求める方法などを軸として,高速化を試みる.また,曖昧性尺度の定義に用いてきたシャノンのエントロピーが最良である保証はない.k最近傍則の利用についても同様である.ジニの不純度の有効性や推定量の平均化による効果も調査する.これまで実験に用いてきたパターン標本は固定次元のものであった.今後は,可変長パターンに本手法を適用することを目指し,可変長パターンに関する境界近傍標本の抽出法の構築も試みる.そのため,可変長パターンに対する動的時間軸伸縮法の意味における幾何マージン(距離)を増大できる最小分類誤り(MCE)学習法と曖昧性尺度に基づく本手法との統合を試みる.SVM分類器の普及に裏付けられるように,幾何マージン最大化は,ベイズ誤り状態推定の切札の一つとして広く受け入れられてきた.しかし,今期のSVMを用いた実験からは,幾何マージン最大化は必ずしもベイズ誤り状態あるいはベイズ境界の推定には直結しないことが示唆されている.