hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変異型ヘルペスウイルス単一ベクターシステムによる脳腫瘍の複合的遺伝子治療

本研究では、組換え複製型単純ヘルペスウイルス(HSV)G207による抗腫瘍効果に、浸潤に関与するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)の抑制因子であるTIMP-2または腫瘍免疫を誘導するサイトカインを組み合わせた単一ベクターシステムを開発し、ウイルス療法を基盤とした効率の高い治療方法を探る。G207は、HSV-1のゲノムがらICP6とICP34.5を不活化させたもので、腫瘍細胞でのみ複製増殖し細胞を障害させることがすでに申請者らによって明らかにされている。G207はガンシクロビルに対する高感受性と温度感受性を獲得しており、臨床応用への安全性も高い。しかし、非常に速い速度で増殖中の腫瘍では、ウイルスの複製増殖が腫瘍の増殖に追い付かず、治療効果が十分に得られなかった。そこで本研究ではTIMPまたはサイトカインを発現するプラスミドベースのdefective HSV vectorの作製を行い、それぞれin vitro、in vivoの両系で抗腫瘍効果の検討を行った。in vitro,in vivo双方にてdefective particleより発現される因子の発現を確認後、plaque forming assay,transwell chamber assay,single stepgrowth assayを行った。helper virusのtiterを合わせるとどれも抗腫瘍効果に差は認められず、TIMP2発現系を組み合わせた場合のみ、transwellでの細胞浸潤が抑制された。in vivoでは、皮下腫瘍移植系でTIMP2とIFN-γ発現の効果が認められたが、頭蓋内腫瘍移植系ではTIMP2の発現効果が著明であった。組み合わせる因子の検討は今後の課題であるが、この系によって複製ウイルスを用いたウイルス療法の増強効果が得られる事が明らかとなった。今後脳腫瘍以外の癌について、応用をはかる予定である。
雇用型経営における労働力調達方法と労務管理の実態に関する研究

本研究の目的は、近年新しい動向を示している雇用型大規模農業経営の雇用労働力調達方法と、そこで用いられている労務管理の実態について、その特質を明らかにすることである。研究初年度の昭和63年は主に雇用導入に関する統計資料の分析を行なった。その結果、農業雇用者数それ自体は減少しているものの、その一方で農業雇用を導入している経営が「農家以外の事業体」に集中しているなど、従来動向ではみられなかった雇用労働力に本格的に依存した経営の動きがとらえられた。研究2年度の平成元年では、こうした雇用労働力依存経営における労働力調達、及び労務管理の実態把握のため数度の現地調査を行なった。その対象は大規模野菜経営、稲作法人経営、さらに農協の労働力斡旋事例に及んだ調査の結果、それらの労働力調達、労務管理のあり方は作目ごとにかなり多様な形態を示していた。このような研究成果を受けて、研究最終年度の平成2年では前2年の研究を引き継ぐ形で現地調査を継続するとともに、研究のとりまとめにむけて、労働力調達方法と労務管理に関する理論的検討を数度の研究会にて行なった。そこでは、雇用導入を契機とした経営発展のプロセス、雇用導入による経営者の意識構造変革が労務管理に及ぼす影響などについてきわめて興味深い知見が得られた。加えて諸外国の雇用型経営の動向把握として、カリフォルニア州の実態分析にも取り組んだ。このような研究の結果、本研究の目的は十分に達成されたと考えている。しかしその一方で、雇用型経営はさらに一段と激しい変容をみせている。そのような新しい変化の把握・分析等は今後に残された課題である。農業基本法下において農業の近代化が提唱・推進されてきた。その目標とした経営像は、「近代的家族経営」および「家族経営を母体とする協業組織または協業経営」にとどまっている。当初、「低賃金農業労働者」および「傍系家族」に依存する「おくれた形」の農業雇用再発生が懸念されていた。また、家族経営以外の企業形態への転換・発展に対する態度も慎重であった。しかしながら、我が国の農業雇用は近年増加傾向をたどっている。特に、「農家以外の事業体」は年雇人数シェア71.7%、臨時雇用延人数シェア12.4%と大きく、また農産物販売額シェアは9.54%と無視できない程にまで成長している。統計分析(1985)によれば、(1)年雇・臨時雇用ともに平均規模以上の地区は東海・北九州・南九州、(2)雇用人数シェア10%以上の地区は年雇では北海道・東海・北九州・南関東(51.6%)、臨時雇用では北海道・東北・北九州(45.1%)、である。雇用状況の地図は塗り替えられつつある。また、大規模農家(経営耕地規模・都府県3ha以上、北海道10ha以上または農産物販売額500万円以上)の雇用占有率は年雇人数・戸数の9割に達している。特に、都府県における大規模農家は総農家の1割にも満たないマイノリティであるにもかかわらず、年雇導入の多数派を形成している。雇用導入の階層性をみると「U字型」になっており、中間層は家族労働力の枠内に経営規模を抑制する傾向があるものの、資本集約的大経営および面積集積的経営ともに雇用導入を規模拡大の重要な手段として位置付けている。今後、(1)「雇用型」経営への生産・販売の集中化傾向の進展、(2)農協による雇用労働力斡旋システム確立、労働法適用・拡大、(3)外国人の単純労働力受け入れ自由化、などの問題が重要になってくると思われる。本研究の目的は、近年新しい動向を示している雇用型大規模農業経営の雇用労働力調達方法と、そこで用いられている労務管理の実態につついて、農家、営農集団及び法人経営を対象にその特質を明らかにすることにある。初年度の昭和63年では主に既存統計資料の整理を行ない、その結果として農業雇用それ自体は減少しているのだが、その一方で年間雇用を雇い入れた農家、雇用人数は増加していることが明らかになった。

すなわち雇用労働力を導入している経営のなかにも、従来とは異なる雇用労働力に本格的に依存した農業経営が現われ始めていることが新しい知見として得られた。2年次の平成元年ではこうした雇用労働依存経営における労働調達、及び労務管理の実態について、幾度かの実態把握調査を行なった。その結果、雇用労働力に本格的に依存している経営としては、野菜経営の収穫・選別・包装作業にみられるような単純作業で家族労働力では限界をきたす作業量拡大を目的としたもの、また一部稲作大規模経営にみられるオペレ-タ-雇用など熟練を要し、それゆえ雇用者に一部権限が委譲されていく形態のもの、さらに大規模畜産経営にみられる生産部門の雇用者への全面請負、目標管理の導入など企業組織に近い労務管理形態をとるものまで多様な形態がみられた。これらは未だ類型化できるまでには至っていないが、雇用労働力導入に際しての労務管理のあり方が必ずしも一律ではないことを示している。このような研究成果を受けて平成2年度ではとくに本研究の最終年度として、大規模経営における経営発展視点からの雇用労働力導入の意義と、各種類型別の雇用労働調達方法、労務管理の方法を引き続き実態調査を基に把握しながら、それを理論的見地からまとめる計画である。本研究の目的は、近年新しい動向を示している雇用型大規模農業経営の雇用労働力調達方法と、そこで用いられている労務管理の実態について、その特質を明らかにすることである。研究初年度の昭和63年は主に雇用導入に関する統計資料の分析を行なった。その結果、農業雇用者数それ自体は減少しているものの、その一方で農業雇用を導入している経営が「農家以外の事業体」に集中しているなど、従来動向でみられなかった雇用労働力に本格的に依存した経営の動きがとらえられた。研究2年度の平成元年では、こうした雇用労働力依存経営における労働力調達、及び労務管理の実態把握のため数度の現地調査を行なった。その対象は大規模野菜経営、稲作法人経営、さらに農協の労働力斡旋事例に及んだ調査の結果、それらの労働力調達、労務管理のあり方は作目ごとにかなり多様な形態を示していた。このような研究成果を受けて、研究最終年度の平成2年では前2年の研究を引き継ぐ形で現地調査を継続するとともに、研究のとりまとめにむけて、労働力調達方法と労務管理に関する理論的検討を数度の研究会にて行なった。そこでは、雇用導入を契機とした経営発展のプロセス、雇用導入による経営者の意識構造変革が労務管理に及ぼす影響などについてきわめて興味深い知見が得られた。加えて諸外国の雇用型経営の動向把握として、カリフォルイア州の実態分析にも取り組んだ。このような研究の結果、本研究の目的は十分に達成されたと考えている。しかしその一方で、雇用型経営はさらに一段と激しい変容をみせている。そのような新しい変化の把握・分析等は今後に残された課題である。
盛土内に設置されたヒンジ式プレキャストアーチカルバートの被災メカニズムの解明

2011年3月の東日本大震災では,盛土内に設置されたヒンジ式のプレキャストアーチカルバートにおいて甚大な被害が発生した.本研究では,地震時の被災メカニズムの解明を目的に遠心模型実験と数値解析による検討を実施した.その結果,坑口部分に一定の土被りを設けることでカルバートの挙動が安定することを確認した.さらに,カルバートが上部道路と一定の交差角を設けて設置される場合には,カルバートに偏土圧が作用し,地震時の安定性を大きく損ねることを確認した.2011年3月の東北地方太平洋沖地震では,盛土内に設置されたヒンジ式のプレキャストアーチカルバートにおいて甚大な被害が発生した.これまで同構造の耐震性については,カルバート横断方向(盛土軸方向)について検討されており,高い耐震性を有すると考えられてきた.しかし,先の大震災では,これまで十分な検討がされてこなかったカルバート縦断方向(盛土軸直角方向)で大きな被害が発生した.本研究では,ヒンジ式プレキャストアーチカルバートの縦断方向の耐震性について,東北地方太平洋沖地震における被災状況の整理と遠心力載荷実験,数値解析を実施し,同構造の被災メカニズムの解明を目指す.平成26年度は主に被災状況の整理と遠心模型実験を実施した.被災状況の整理においては,同構造の耐震性に影響を及ぼすと考えらえる,断面の大きさ,土被り,盛土形状,縦断勾配等に着目して整理を行った.その結果,被災したカルバートでは,抗口付近において盛土勾配が変化する場合や土被りが小さい場合が多く,坑口部の盛土形状がカルバート盛土の耐震性に影響を与えている可能性が高いことが明らかとなった.そこで遠心模型実験では,上記の分析をもとに,1盛土高さ,2盛土勾配,3坑口壁面から盛土勾配までの距離,をパラメータとして,遠心力50Gにおける振動実験を実施した.その結果,カルバート盛土の変形量は,土被りの増大と比例して大きくなる可能性があるが,坑口部に一定の土被りを設けることで,抗口部のカルバートの挙動が安定することが明らかとなった.2011年3月の東日本大震災では,盛土内に設置されたヒンジ式プレキャストアーチカルバートにおいて甚大な被害が発生した.地震により被災したカルバートは,坑口部の土被りが小さい,坑口部の抑え盛土の量が左右で大きく異なるなどの特徴があった.そこで本研究では,ヒンジ式プレキャストアーチカルバートの被災メカニズムの解明を目的に遠心模型実験と数値解析による検討を実施した.実務においては,上部道路とカルバートが平面交差角を有する構造をとり,カルバートに不均一な上載荷重が作用する構造となることが多い.そこで遠心模型実験では,道路盛土とカルバートの設置角に対して種々の交差角度を設定し,ヒンジ式プレキャストアーチカルバートに偏土圧を作用させた条件で,縦断方向の地震時挙動を確認した.その結果,壁面の分割構造,斜角構造を考慮して縦断方向の地震時挙動を検討することで,補強土壁の変状など被災の一部を再現可能であることを確認した.数値解析では,カルバート間の目地の開きを考慮するため,カルバート間に非線形Spring要素を配した3次元弾塑性有限要素解析を実施した.その結果,本研究で用いた数値解析手法により,カルバートの連結状態およびカルバート間の目地の開きを表現可能であることを確認した.さらに,前年度に実施した遠心模型実験で得られた結果と同様,盛土高さが大きくカルバートの土被りが大きい場合には,カルバートの拘束効果が大きくなることで,カルバートの挙動が安定することを確認した.2011年3月の東日本大震災では,盛土内に設置されたヒンジ式のプレキャストアーチカルバートにおいて甚大な被害が発生した.本研究では,地震時の被災メカニズムの解明を目的に遠心模型実験と数値解析による検討を実施した.その結果,坑口部分に一定の土被りを設けることでカルバートの挙動が安定することを確認した.さらに,カルバートが上部道路と一定の交差角を設けて設置される場合には,カルバートに偏土圧が作用し,地震時の安定性を大きく損ねることを確認した.平成26年度は,当初の計画通り,東北地方太平洋沖地震における被災状況の整理と遠心力載荷実験を実施した.東北地方太平洋沖地震における被災状況に際しては,被災したカルバートの諸条件(断面の大きさ,土被り,盛土形状,縦断勾配等)について整理を行った.また,被災状況の整理と併せて,これまでの施工実績についても整理した.これにより,ヒンジ式プレキャストアーチカルバートの使用用途や標準的な断面について確認し,実験条件を決定する上での参考とした.遠心模型実験では,1盛土高さ,2盛土勾配,3坑口壁面から盛土勾配までの距離,をパラメータとして,計4ケースに対して複数回の実験を実施した.実験では,湿潤砂を用いて締固めにより地盤を作製したため,地盤材料の乾燥により含水比が変化し,実験結果がばらつくことが懸念された.しかし,実験後の含水比を含め,実験結果は一定の再現性を有していることを確認した.遠心模型実験より,坑口部に一定の土被りを設けることで,抗口部のカルバートの挙動が安定することが明らかとなった.以上の理由から,本研究の達成度はおおむね順調に進展していると考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。地盤工学平成27年度は,主に数値解析により検討を進める.具体的な手順は以下の通りである.a)遠心模型実験で使用した地盤材料に対する要素シミュレーションを実施し,解析モデルとパラメータを決定する.

なお,地盤材料に対する基礎試験(三軸試験等)は既に実施済みである.b)遠心模型実験の再現解析を実施し,数値解析手法の適用性を検証するとともに,実験結果の補完を行う.c)同構造の耐震性に影響を与える要因についてパラメトリックスタディを実施し,各種パラメータが同構造の地震時挙動に与える影響を明らかにする.本研究における主なパラメータは,1盛土高さ,2盛土勾配,3坑口壁面から盛土勾配までの距離,とする.27年度が最終年度であるため、記入しない。
ドイツ語文の形成の規則体系

本研究計画では,ドイツ語の形態的・統語的・意味的規則体系を抽出・記述するため,ドイツ語基本動詞の実証的分析を行うとともに(第1目的),このような研究方法を理論的に再検討した(第2目的)。第1目的の実証的分析作業としては,ドイツ語基本動詞に関する様々な事例収集を行い,デジタル資料化した。特に,状態変化動詞のデータ収集は,動詞と結合する名詞的構成素などの使用頻度にも着目して行った。第2目的の理論的再検討作業としては,このような研究の方法論を,特に「事実性」「科学性」「実証性」などの観点から考察を行い,以下の二つの帰結を得た。第1の帰結は,「容認性」という現象の考察から,コーパスを第一義的な分析対象にするべきであるという方法論的方針の提唱である。現在,コーパス分析として,(イ)規範文法などの,言語運用上からの批判的実証,(ロ)言語形式の,言語運用上の使用頻度調査などに着手した。第2の帰結は,「言語の規則体系は(「事実」というより)視点によって創り出されるものである」という考察に基づき,分析の対象と目的についての[再]定義である。分析の対象については,生成的側面よりも,検証のより可能な理解的側面の方に視点を置くべきであること,また,分析の目的については--言語外の観点から言語仮説を検証するため--実用性という目的概念を導入すべきであることを提唱した。なお,このような方法論的再検討の一作業として--研究計画の理論的背景が明確になるように--本研究計画に関連する研究成果を新しい知見と共に選択・整理したものを本研究計画の研究成果報告書とした。今年度は,研究構想の精密化とデータ集作成を行った。研究目標であるドイツ語文形成の規則体系は,実際の言語運用を通してしか「見る」ことができない。したがって,様々な観点から検討した結果,具体的な分析作業としては,聞き手が言語形式から文意味を再構築するメカニズムに焦点をあてて行うのがもっとも実際的であるとの知見を得た。目に見えるもの(言語形式)から出発し目に見えないもの(文意味)へと進むのである。「実証的分析」に最も近い試みとも言える。言語形式から文意味を再構築するメカニズムにおいて重要な点は,言語形式がすべての意味情報を表示するわけではないということ,また,文中の語彙の単純加算によっても文意味が再構築できないということである。後者の点を別の言葉で言えば,文意味形成には抽象的な文構造も関与しているということである。ただし,文構造の確定は実際上,文構成素(名詞句,前置詞句など)の語彙レベルを観察することによってのみ知ることができる。したがって,当該の間題提起に正しく答えるには,動詞のみならず,文構成素の語彙レベル的分析も不可避ということになる。以上のような知見などに基づき,実際のコーパス分析も始めている。コーパス分析により,たとえば動詞と結合する文構成素の間には--語彙レベルで見た場合--かなりの制限があることが確認できている。文における語句結合は決して無限的な拡がりを見せるのではなく,かなり一定数の--頻度的観点を入れればなお一層限定された数のカテゴリーに収斂できる。年度末には,中間作業結果として,いくつかの観点から整理した基礎動詞データ集(290ページ)も作成した。昨年度は,分析方法に関する理論的整理を行うとともに、中間作業結果としていくつかの観点から整理した基礎動詞データ集も作成した。本年度は、次の段階として、主に本研究の理論的側面を検討し、理論的整備を行った。具体的には、以下のような知見を得た:(1)ドイツ語に関する研究論文を実際に方法論的観点から考察し、提示される結論は、言語の中に発見される「事実」の抽出というよりも,既存の概念の再定義という試み(一つの見方に基づく仮説提示)である。

(2)ドイツ語研究の目標は、すでにどこかに一つの定まった形で存在するものを発見することではなく,様々な現象をそれぞれの見方に基づき分析整理することにしかありえない。(3)ドイツ語研究は、「仮説・実証」ではなく、「説明・評価」という形をとらざるをえないため、提示される仮説が他の仮説よりも「よりよい」とする評価基準が不可欠である。評価基準として,提示された仮説がドイツ文法全体から見て「より妥当」かどうかという判断、実用的な応用性(機械翻訳、言語教育など)などが挙げられる。なお、文構造の確定は実際上,文構成素(名詞句,前置詞句など)の語彙レベルを観察することによってのみ知ることができることもサンプル的に確認した。また、新たな作業として、基本的な状態変化動詞の意味分析、複合動詞における接頭辞と動詞語幹と結合名詞句との関連性の分析、およびそれらに必要なデータ収集に着手した。ドイツ語に関する今までの研究成果(指導論文などを含む)の,言語分析における位置づけを検討・整理する中で,(イ)形式と意味機能<意味素性>との相関関係の実証,(ロ)意味機能<意味素性>に基づく言語形式形成の規則性の抽出,(ハ)言語形式における容認性の決定的な役割確認という一連のテーマ展開に基づき,言語分析における言語運用(コーパス)分析を第一義的課題とする方法論的方向が必然であることを明確にした。ただし,コーパス分析における「頻度」調査の意義付け,名詞的構成素の,分析への取り込みが--事例調査は行ったが--十分にはできなかった。また,当初,外界との関わりの中での認識内容を言語化する際の規則体系を,基礎動詞の実証的分析を通して明らかにすることを研究目標としてきたが,昨年度の理論的知見「言語の規則体系は(「事実」というより)視点によって創り出されるもの」と,一昨年度の--実証性という観点からの--知見「言語表現の、聞き手による理解に関わる過程を分析の対象にすべき」に基づき,「受話者による文意味再構築の規則体系」という新たな研究目標の枠組み作りを行った。ただし,この新たな研究目標設定と上述のコーパス分析の方法論的結び付けに関して十分な考察はできていない。なお,事例収集作業としては,単一動詞事例の自他分類,派生動詞事例分類,状態変化動詞事例分類(論文指導を兼ねて)などを行い,デジタル・データ化を行った。それと同時に,以上の成果を報告書としてまとめ,印刷物にする作業を行った。
子宮頸癌における中央遮蔽、腔内照射線量を考慮したリスク臓器の耐容線量の同定

本邦において、子宮頸癌の根治照射は中央遮蔽を含む外照射と腔内照射の併用が標準治療であり、本邦のガイドラインにも明記されている。同ガイドラインには外照射を20-40Gy施行した後、中央遮蔽を施行するよう明記されている。中央遮蔽により、直腸や膀胱などのリスク臓器の線量を低下させる効果があるが、この照射方法を標準治療として用いていない欧米諸国からは子宮頸部の主病変やリスク臓器に照射された線量が不明確になるとの批判があった。しかし、中央遮蔽を用いた本邦の治療スケジュールは欧米の治療成績と比較して同等で、合併症は少ない傾向が認められている。中央遮蔽がリスク臓器に対してどの程度線量低減効果があったかを算出し、晩期合併症発生の閾値となる線量や体積が存在するのかを検討することは非常に重要だと考えられる。また、リスク臓器の線量を評価する上で、腔内照射から寄与する線量を合算することは非常に困難である。そこで今回我々は本邦標準治療である中央遮蔽を含む線量分布を変形合算し、直腸や膀胱、小腸、骨盤骨などのリスク臓器に対して実際に照射された線量を評価することで合併症と線量の相関関係を調べた。しかし、腸管や膀胱に関しては腔内照射時に照射された線量分布の合算の質の担保が困難であり、今回の研究で詳細な解析結果を得るまでには至らなかった。骨に関しては線形変形の手法を用いることで再現性良く線量分布が合算可能であったため、今回は骨関連有害事象に絞って計画を進めた。本研究の成果として、恥骨や仙骨の骨折に関して腔内照射からの線量分布を含めた形で解析するのが最も鋭敏に骨折リスクを反映するとの結果が得られたため、現在論文作成中である。また、腸管や骨に関しても引き続き再現性良い合算手技を確立する方法を模索し、本邦における標準照射方法が各リスク臓器にもたらした真の線量分布と合併症リスク評価の線量指標を明らかにしてゆく。子宮頸癌に対する放射線治療において、中央遮蔽を含む全骨盤照射と腔内照射の線量を3次元的に合算して、腫瘍およびリスク臓器に照射された実際の線量を評価し、腫瘍制御率や合併症発生率に関する線量体積ヒストグラム上の指標を同定するのが本研究の内容でである。現時点では主に治療計画時に撮影したCTでの骨のcontouringを概ね終了している。骨に関しては全体を一塊とするのではなく、各構成骨に分割してcontouringしたほうがよりよい解析になると考えられたため、同様の方向で進めている。直腸、膀胱に関しても作業を進めているが、小腸がやや遅れている。また、腔内照射との合算のための線量分布の調整を行っている。各腔内照射の線量分布を計画装置に導入するため、線量分布を再計算してグリッドに分解し、転送できるよう調整している。contouringの作業が当初予定していたより膨大であり、一部の臓器に着手できていないため。本年度中に未着手臓器のcontouringに速やかに取り掛かる。進捗にて報告した作業を鋭意進めるとともに、腔内照射との線量合算も進めていく。臨床業務が忙しく、作業時間確保が困難であるが、治療計画装置等のcontouring補助ツール、線量合算時の補助ツールを活用して時間短縮を図る。研究のデータ解析のためのPC,および統計解析ソフトが当初予定より若干高額となったため、物品費としては当該年支出を超過した半面、成果物の生成が若干遅れているため、学会参加等を含めた旅費支出が行えなかった。
地域研究を基盤としたアフリカ型の灌漑稲作支援のための新しい方法の創出

2008年より10年間日本政府主導でアフリカの稲作に対する支援が行われている。対象地であるケニア西部ビクトリア湖岸地域には1970年代にNationalIrrigation Board(NIB)と呼ばれるケニアの政府機関により大規模な灌漑施設が建設され、灌漑稲作が導入された地域がある。調査開始後、アウトグローワーと呼ばれる農民自らが水利を管理する稲作地域が少なくとも6ヵ所以上あることが分かった。2年間の間に複数回における予備調査の後、これらの地域の稲作農家400世帯に対してベースライン調査を行ったところ、NIBの管轄下のコメ生産は世帯当たり及び単位面積当たりでもアウトグローワーの稲作農家と比較して高いことが分かった。一方、調査をした4カ所のアウトグローワーの間でもイネの生産性や収益性に大きな差があり、最も収益の低いアウトグローワーでは調査年に4割の農家が稲作で利益を上げられていなかったことが分かった。ケニア西部ビクトリア湖岸に拡がる灌漑稲作地域における稲作の実態を地域研究の手法を用いて探り、稲作と稲作農民の生活における問題点を抽出し、それに対して適切な解決策を検討し、その解決のための支援を住民主体を巻き込んで行う、住民主体の稲作支援の在り方と探るための研究を行っている。対象とする灌漑稲作地域の中には、1970年代にケニアの政府機関であるNIB(National Irrigation Borad)によって灌漑施設が建設され、灌漑稲作が導入された地域と、その外に拡がる会う頭ローワーと呼ばれる地域があることは分かった。アウトグローワーの村は現在NIBの灌漑稲作地域周辺に合計6カ所確認できた。アウトグローワーの村での稲作の開始時期はNIBが稲作を導入した時期よりも早く、20世紀初頭であることが分かってきた。その当時は、灌漑施設が整わない環境での稲作が行われていたものと考えられる。GISを専門とする研究協力者により、1970年代から2010年までの衛星画像の解析を行い、地域内で、水田がどのように展開していったのかを現在分析中である。また、NIBの灌漑稲作地域では、地域内の水は大型のポンプを使って技術者が管理しているので、地域内に12あるブロックにすべて行き渡るように水利カレンダーが組まれているが、アウトグローワーの稲作地域では、灌漑施設は自分たちでメンテナンスしているため、水のコントロールが難しく、潅水の被害や水不足の被害に見舞われることもあり、収穫が失敗に終わる年もあるという。また、米の市場の調査の結果、他の地域の米の値段と比べて、この地域の米の値段は低いことが分かった。その原因は、米が割れていたり、濁っているためであった。この点を改善するための方法実践として試行していくことを現在計画中である。2010年11月、2011年2月、7月、12月に実態把握のための予備調査を行った。最初の調査において、ケニアの政府機関であるNational Irrigation Board(NIB)と呼ばれる灌漑稲作地域の周辺にアウトグローワーと呼ばれる稲作地域が点在していることが分かった。しかし、具体的な場所や数、面積はわからなかった。また、2010年11月の渡航の際に観察した稲の生育状態は場所や田んぼによってばらばらで、どのような栽培歴で稲が栽培されているのかすら把握することが困難であった。そこで、2011年2月の農家に栽培歴や、稲作に関する問題点などを聞き取った。また、アウトグローワーと呼ばれる稲作地域が少なくとも7か所あることを確認した。多くの農家が稲作を始める7月に再び渡航し、各アウトグローワーとNIBの稲作地域において稲作開始前と開始後の田んぼの様子や田起こしや代掻き、田植えなどのやり方を観察し、どのような手順で稲を栽培しているのかや各稲作地域の違いなどを観察した。12月は多くの稲作地域で収穫期に当たる時期であったので、収穫時期の実際の作業手順ややり方を参与観察した。また、稲作地域によっては、まだ、出穂時期やそれ以前の生育ステージにある稲もみられたので、除草の仕方などについても観察を行った。稲作農家の基礎調査を行い、農家経営を中心に現状の分析を行った。生産にかかる費用のうち最も高いと考えられた賃労費が販売額と比べ、粗収益を算出した。その結果、NIBの農家では世帯当たりの米の栽培面積や生産量だけでなく、単位面積当たりの生産量もアウトグローワーの農家と比較すると高く、収益にも大きな差があることが分かった。

世帯あたりの栽培面積および米の単収は4つのアウトグローワーの1.52倍以上で、賃労費もNIBの方が1.52倍高かった。しかし、販売額が2.5倍5倍程度高く、粗収益はアウトグローワーの2倍10倍以上と大きな差がみられた。賃労費の内訳は、耕起や代掻き、均平化、移植など水田の準備から田植えまでの費用が全体の約4割を占めており、農家にとって稲作を開始する際の大きな負担になっていると推察された。これらの費用はNIBの農家の場合NIBへのローンという形で調達していたが、アウトグローワーでは多くの農家が家畜を売って充てていた。対象とした4つのアウトグローワーのうち米の販売額から賃労費を引いた額が最も低かったGameraiでは2011年の9月に植えた稲が10月に流された世帯が多く、粗収益がマイナスになる世帯が約4割に上っていた。これらの農家では、負担の大きい初期投資をして稲作を開始したものの、それを回収する前に稲が流されてしまったので、この年は稲作により損益を被ったことになる。年によっては洪水の被害に見舞われたり、灌漑用水の水利に問題があるなど、農家にとって高額な賃労費に加え、水利の不安定さが脆弱な農家経営をさらに圧迫している現状があるのではないかと考えられた。このように、NIB管理下の稲作地域とその周辺に拡がるアウトグローワーと呼ばれる稲作地域とでは世帯当たりの生産面積だけでなく、稲作による農家経営の収益や安定性に大きな違いがある可能性が明らかになった。先行研究がほとんどなく、事前に情報を得ることが難しいこともあり、当初の想定より対象とする稲作地域が多いことが判明した。また、稲作がおこなわれる時期が地域によって大きく異なっており、場所ごとの特徴や稲作に関する作業工程を把握し、適切な問題把握のための基礎情報の収集の身で終わっている段階にある。したがって、本調査を行うための予算が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。想定している稲作地域の範囲に研究開始当初は想定していなかったほど多くの稲作地域が点在していることが明らかになり、一昨年及び昨年にかけて行った予備調査を行い、調査範囲内に分布する稲作地域の稲作の実態(栽培歴及び作業工程)を把握した。そこで、地域内に分布するそれぞれの稲作地域の稲作に関する情報収集を量的に行うため、ベースラインサーベイをNIB管轄下の灌漑稲作地域とその周辺に拡がるアウトグローワーに対して行い、対象地域全体における稲作の実態と問題点の抽出を行う。
難治性アレルギー性疾患における抗IgE受容体自己抗体の研究

I型アレルギーの関与する疾患におけるヒスタミン遊離性自己抗体の存在を解析するため、慢性蕁麻疹(134人)、アレルギー性鼻炎(43人)、アトピー性皮膚炎(70人)および健常人(114人)の各々について、自己血清による皮内テストを施行したところ、明らかな反応を示した人数は、各々56人(42.4%)、0人(0%)、3人(4.3%)、3人(2.6%)であった。さらに蕁麻疹、およびアトピー性皮膚炎患者について末梢血液中のヒスタミン濃度を測定し、健常人と比較検討したところ、血漿ヒスタミン濃度はいずれも有意に上昇していたが、細胞中のヒスタミン量はおのおの有意に低下、および上昇していた。これらの結果から、ヒスタミン遊離活性を持つ自己抗体の存在は蕁麻疹に対する疾患特性が高いこと、ならびにアトピー性皮膚炎では好塩基球内と血漿中に存在するヒスタミンの絶対量が増加していることが示唆された。また自己血清による皮内反応陽性の重症の慢性蕁麻疹患者に対して二重膜濾過法による治療を行い、良好な結果を得た。健常人由来の好塩基球を用いたヒスタミン遊離試験では、皮内テスト陽性血清のうち70.4%が陽性で、その中では抗IgE抗体に比し、FcεRI抗体タイプのものが多く認められた。またこれらの自己抗体の生物活性を簡便に測定する方法を開発する目的で、細胞外はヒト、細胞膜細胞内はラットのキメラFcεRI分子を発現するラット肥満細胞株(RBL-3D4)を作製した。この細胞は安定してヒトFcεRIαサブユニットの細胞外領域を発現し、抗ヒトFcεRIモノクローナル抗体、および一部の慢性蕁麻疹患者血清に反応して脱顆粒した。しかしこの細胞を用いた患者血清スクリーニングは、ヒト好塩基球に比し簡便で特異的ではあるが検出率が低い傾向があり、その利用法の検討と測定感度上昇のための技術的改良が今後の課題である。本研究では、I型アレルギーの関与する疾患におけるヒスタミン遊離性自己抗体の存在を解析するため、慢性蕁麻疹(111人)、アレルギー性鼻炎(23人)、アトピー性皮膚炎(66人)および健常人(65人)の各々について、自己血清による皮内テストを施行した。そのうち明らかな反応を示した人数は、54人(48.6%)、0人(0%)、3人(4.5%)、2人(3.1%)であった。さらに蕁麻疹(26人)、およびアトピー性皮膚炎(22人)患者について末梢血液中のヒスタミン濃度を測定し、健常人(22人)と比較検討したところ、血漿ヒスタミン濃度はいずれも有意に上昇していたが、細胞中のヒスタミン量はおのおの有意に低下、および上昇していた。これらの結果から、ヒスタミン遊離活性を持つ自己抗体の存在は蕁麻疹に対する疾患特性が高いこと、加えてアトピー性皮膚炎では、脱顆粒の程度はほとんど変化することなく、好塩基球内と血漿中に存在するヒスタミンの絶対量が増加していることが示唆された。また自己血清による皮内反応陽性で、従来の治療に抵抗性の重傷の慢性蕁麻疹患者に対して二重膜濾過法による治療を行い、良好な結果を得た。ラット肥満細胞へのヒト高親和性IgE受容体(FcεRI)キメラ分子発現については、本年度はcDNA組み込みベクターを大量合成し、電気穿孔法によるトランスフェクションのための条件検討を行った。

来年度はこれらの条件に基づき安定した形質転換細胞株を樹立する予定である。目的とする分子を発現した細胞株を作成後は、抗ヒトFcεRI抗体に対する最も反応性の高い株を選別し、すでに収集、保存している血清サンプルを用いてヒスタミン遊離活性の検討を行う予定である。ヒスタミン遊離活性を持つ自己抗体をスクリーニングする目的で、本年度はさらにアレルギー鼻炎20人、アトピー性皮膚炎4人、健常人49人において自己血清による皮内テストを施行し、昨年度と同様の結果を得た。また健常人由来の末梢血好塩基球を用いたヒスタミン遊離試験では、皮内テスト陽性血清のうち約27%が陽性で、その中では抗IgE抗体に比し、FcεRI抗体タイプのものが多く認められた。次にこれらの自己抗体の生物活性を簡便に測定する方法を開発する目的で、細胞外はヒト、細胞膜細胞内はラットのキメラFcεRI分子を発現するラット肥満細胞株(RBL-3D4)を作製した。強力な発現ベクター(pEF-BOS)に挿入したキメラFcεRIのcDNAは、ネオマイシン耐性遺伝子(pSV2neo)とともに電気穿孔法によりRBL-2H3細胞に導入した。ネオマイシン耐性を指標に得られた細胞は、さらに抗FcεRI抗体を指標にFACSにより単離し、その中でも特に発現率の高い細胞を選択、培養し、さらに抗FcεRI抗体に対する反応性が最も高いクローン(3D4)を選択、確立した。この細胞は安定してヒトFcεRIαサブユニットの細胞外領域を発現してヒトIgEによる感作が成立し、抗ヒトIgE抗体、抗原、および抗ヒトFcεRIモノクローナル抗体の各々に反応して脱顆粒した。また慢性蕁麻疹患者血清に対しては少なくとも一部の血清には明らかに反応して脱顆粒し、かつその反応はキメラFcεRI依存性であった。しかしヒト好塩基球によるヒスタミン遊離試験に比べると陽性率が低い傾向があり、今後その感度と特異性についての検討が必要と思われる。
二酸化炭素削減に向けての高分解能偏波合成開口レーダによる森林情報計測手法の開発

二酸化炭素吸収源である森林の全球的かつ均一な情報収集が求められている背景のもと、本研究では北海道苫小牧国有林をテストサイトとして、航空機搭載合成開口レーダと衛星搭載高分解能光学系センサのデータ融合と、偏波・干渉合成開口レーダによる森林被害領域を抽出するアルゴリズムを開発した。さらに、レーダ画像強度の2次モーメントをベースとして従来の手法より高精度でロバストな新しいバイオマス計測アルゴリズムを開発した。本年度の主な研究成果は2点ある。第1の成果は、これまでに収集した航空機搭載高分解能合成開口レーダPi-SARのL-バンドデータと現地計測した苫小牧森林のバイオマスデータを使って非ガウス統計に従う画像強度のテクスチャを利用した新しいバイオマス計測アルゴリズム「モーメントモデル」を開発したことである。このアルゴリズムは、画像強度に最も良くフィットする確率密度関数を必要とせず、非ガウス統計に従う画像であればバイオマス計測が可能というロバストな方法となっている。また、計測精度も約85%と以前に開発した確率密度関数をベースとした手法とほとんど同じである。さらに、本手法による計測可能なバイオマス上限は約8090トン/ヘクタールで、従来の画像強度と実測バイオマスの相関関係を利用した手法の上限(L-バンドで約4060トン/ヘクタール)を上回っている。第2の成果は、2004年9月に台風18号によって被害を受けた苫小牧森林の倒木領域をPi-SARのL-バンド画像強度と偏波散乱パワー分解解析を使って抽出したことである。台風前後の画像強度の違いから被害領域を抽出する前者の方法の計測精度は約64%で、後者の偏波情報を利用した方法では約78%の精度が得られた。後者の方法では、後方散乱プロセスを表面散乱と2回反射、多重(体積)およびヘリックス散乱に分解することから、画像強度を利用する手法と比べて計測精度が高いと考えられる。計測精度の算出には、苫小牧森林局による目視で林班ごとの被害マップを真の被害状況として参照した。しかし、2010年11月から12月かけて苫小牧森林の現地調査を行ったところ、被害状況は被害マップと異なることが判明した。そこで、2009年9月に撮影されたGeoEye-1衛星搭載マルチスペクトルデータを購入し、現地計測データとともに次年度の研究のためのより詳細な被害マップを作成した。航空機搭載合成開ロレーダPi-SARのX-バンドデータを使ったレーダ干渉技術による苫小牧森林の台風による倒木領域の計測と現地調査による検証データ作成を実施した。従来、X-バンドデータはL-バンドデータと此べて森林計測には実用的ではないとされてきた。しかし、本研究では、ベースラインの短いシングルパス干渉SAR技術を使うことでX-バンドでも森林の樹冠の高度を計測することが可能であることを示した。実験では、2004年9月の台風前と後の干渉SARデータから算出した森林のDSM(Digital Surface Model)の差分から倒木領域を抽出し、現地計測データと比較した。森林局が作成した誤差の大きい被害地図では十分な評価ができないため、GeoEye-1衛星搭載高分解能マルチスペクトル画像と現地調査によってより詳細な台風被害地図を作成し参照データとした。結果として、干渉SARによる倒木被害領域の抽出は前年度に実施したL-バンドデータを使った偏波散乱パワー分解解析には劣るものの、干渉データ処理アルゴリズムを改善する事で計測精度が向上することと考えられる。また、2002年5月のIKONOS衛星と2004年9月台風直後のQuickBird衛星、さらに2009年9月のGeoEye-1衛星によるマルチスペクトルデータを比較することで、レーダでは得られない樹種や季節変化、倒木領域が計測できることから、光学データとレーダデータの融合から単一種類のデータから得られないより詳細な新情報が抽出可能である。平成23年度に、データ融合による高精度での森林情報抽出の研究を開始し、得られた初期結果から手法の有効性を確認した。データ融合技術に関する研究は、干渉SARデータ処理アルゴリズムの改善とともに次年度のテーマとなっている。2004年9月の台風による北海道苫小牧国有林の倒木領域を抽出する新アルゴリズムを開発し、2度の現地調査等で収集したデータと比較してアルゴリズムの計測精度を検証した。アルゴリズムは、倒木被害前後に収集された航空機搭載合成開口レーダPi-SARのポラリメトリックL-バンドデータとQuickBird衛星搭載高分解能マルチスペクトルデータの融合をベースとしている。まず、可視光3バンドと近赤外バンドのデータ、及び赤バンドと近赤外バンドから算出したNDVI(正規化植生指標)と、3偏波Pi-SARデータを入力要素として主成分分析を行った。分析結果で累積寄与率が90%となっている第13主成分スコアを使った最尤法から倒木被害領域を抽出した。同様に、光学データとPi-SARデータのみに最尤法を適用し抽出精度を現地計測データと比較した。結果として、主成分スコアによる分類精度は84.3%で,光学データのみによる分類精度62.6%とPi-SARデータのみによる分類精度56.0%と比べるとより高精度での分類が可能となっている。

さらに、計測した被害面積と北海道森林管理局による林班ごとの被害面積の相関度を算出したところ、光学データとSARデータの決定係数は、それぞれ、R2=0.87と0.13で、主成分スコアでの決定係数はR2=0.91と高い相関となっている。このように、光学データとSARデータの融合による主成分分析が単一種のデータによる分類と比べて優れていることが明確になった。光学データは天候に左右されやすく利用可能なデータ数は少ないため、森林情報の収集には全天候型合成開口レーダの利用が活発になっている。しかし、限られた光学データを有効に利用し合成開口レーダデータと融合する本提案手法は、単一種データを利用する従来の手法より高精度で、災害や伐採による倒木森林領域の計測に有効に活用できることが確認された。L-バンド合成開口レーダ画像強度のモーメントから森林バイオマスを計測する新アルゴリズムを開発・精度検証し、偏波データの散乱パワー分解解析による台風被害領域を計測するアルゴリズムを開発するなど、研究はおおむね順調に進んでいる。一方、ALOS-PALSARの運用が2011年5月に終了したため、中国の森林サイトでの観測と同時に実施予定であった現地調査ができなくなったことが想定外の結果となった。今後は、対象領域を苫小牧森林に集中し、X-バンド干渉SARの処理アルゴリズムの改良と、マルチスペクトル光学データとレーダデータとの融合技術の開発を行い、計測精度を現地調査で得られた参照データと比較することで、計測精度の検証を実施する。24年度が最終年度であるため、記入しない。予期していなかったALOS-PALSARの運用終了にともなう中国の森林データが得られなくなったため、今後は、対象領域を苫小牧森林に集中し、X-バンド干渉SARの処理アルゴリズムの改良と、マルチスペクトル光学データとレーダデータとの融合技術の開発を行い、計測精度を現地調査で得られた参照データと比較することで、計測精度の検証を実施する。本研究で開発したモーメントモデルによる森林バイオマス計測結果と台風被害によるバイオマス減少とを比較し、本プロジェクトの総合的な評価を行う予定である。
治療効果の高い血管内皮前駆細胞を用いた難治性血管障害に対する治療法の研究開発

糖尿病を合併した虚血性疾患の成人患者の末梢血・骨髄・血管内皮より血管内皮前駆細胞(EPC)を単離し,ALDH活性によりAlde-Highおよび-Low EPCの分離を試み,分離したAlde-Highおよび-Low EPCにおいて細胞増殖能・遊走能・虚血改善能を検討した糖尿病を合併した虚血性疾患の成人患者の末梢血・骨髄・血管内皮より血管内皮前駆細胞(EPC)を単離し,ALDH活性によりAlde-Highおよび-Low EPCの分離を試み,分離したAlde-Highおよび-Low EPCにおいて細胞増殖能・遊走能・虚血改善能を検討した虚血性疾患の患者本人の末梢血から虚血改善能・治療効果の高い血管内皮前駆細胞(EPC)を採取・増幅し、治療に用いることを目的として下記研究を行った。虚血性疾患に対しては骨髄・末梢血よりCD34陽性細胞を分離して虚血部位に注入する方法が臨床応用されているが、疾患によっては画期的な効果は上がっていないのが現状である。すなわち、CD34に代わるEPC単離方法の確立が必要である。研究代表者は、CD34に代わるマーカーとしてAldehyde dehydrogenase(ALDH)活性に着目し、ヒト臍帯血由来EPCから虚血改善能の高い細胞群を抽出することに成功した(Nagano et al., 2007 Blood)。この知見を基に、患者本人から虚血改善能の高いEPCを単離し、EPCの自家移植に向けた解析を行った。閉塞性動脈硬化症の患者2例より、インフォームド・コンセントを得て末梢血を採取した。活性の高いEPCに多く発現し虚血改善に関与していると予想される因子CXCR4に対して、shRNAを用いて発現を抑制したところ虚血改善能が大幅に抑制された。一方、活性の低いEPCにCXCR4を強制発現させると、限定的ではあるが虚血改善能が改善した。これにより、CXCR4が虚血改善能に重要であることが示唆された。また、活性の低いEPCにCXCR4を強制発現させたときの虚血改善効果が、活性の高いEPCと比較して十分ではなかった。このことから、虚血改善にはCXCR4による作用に加えて他の因子(もしくは因子群)が関与していることが推測された。現在、虚血性疾患の患者由来EPCをALDH活性により2群に分離・採取し、機能の異なるEPCにおける遺伝子発現解析を網羅的に行っている。ここから得られる結果を基に、発現において大きく異なるサイトカイン・増殖因子・ケモカイン等について解析を行うことを予定している。【目的】糖尿病を合併した虚血性疾患の成人患者の末梢血・骨髄・血管内皮より血管内皮前駆細胞(EPC)を単離し,ALDH活性によりAlde-Highおよび-Low EPCの分離を試み,分離したAlde-Highおよび-Low EPCにおいて細胞増殖能・遊走能・虚血改善能を検討する.【研究成果】平成22年度は60代および70代の糖尿病を合併した虚血性疾患患者末梢血(G-CSF投与)3例より,EPCの単離およびALDH活性による分離を行い,患者由来Alde-Highおよび-Low EPCを単離培養することに成功した.有茎皮弁虚血モデルマウスにおいて,糖尿病を合併した虚血性疾患の成人患者由来Alde-Low EPCはAlde-High EPCと比較して優れた創傷治癒効果を示した.Alde-Low EPCで発現の高いCXCR4についてshRNA法を用いて発現を抑制したEPCを作成し同様の有茎皮弁モデルマウスに用よしたところ,EPCにおけるCXCR4の発現抑制により創傷治癒効果の抑制が観察された.逆に,Alde-High EPCにCXCR4を強制発現させたEPCでは,不完全ながら創傷治癒効果の改善がみられた.以上のことより,EPCの創傷治癒効果について,CXCR4が重要であることが示唆された.
ATL患者リンパ節stromal cellsとATL細胞の増殖性についての解析

目的結果1.ATL及びその他のリンパ増殖性疾患患者よりリンパ節stromal cellsの作製を試みたところ,ATL由来のstromal cellsは1年以上維持可能であったが,その他の疾患由来のstromal cellsは数カ月で増殖を止めた.2.PCR法を用いた解析により,ATLリンパ節stromal cells約100個当たり1個の割合でHTLV-Iの感染が認められた.まとめリンパ節stromal cellsがATL患者リンパ節より得られたが,他のリンパ増殖性疾患からは得られなかった.このsromal cellsには約100個当たり1個の割合でHTLV-Iが感染しており,また,リンパ球に作用し得るものを含む複数のサイトカインの産生をも認めた.これらの結果はATL細胞がリンパ節においてstromal cellsとの相互作用を通じて増殖している可能性を示唆している.このstromal cellsはATL細胞の増殖機構等の疑問を解析するのに有用な材料となると考えられる.目的結果1.ATL及びその他のリンパ増殖性疾患患者よりリンパ節stromal cellsの作製を試みたところ,ATL由来のstromal cellsは1年以上維持可能であったが,その他の疾患由来のstromal cellsは数カ月で増殖を止めた.2.PCR法を用いた解析により,ATLリンパ節stromal cells約100個当たり1個の割合でHTLV-Iの感染が認められた.まとめリンパ節stromal cellsがATL患者リンパ節より得られたが,他のリンパ増殖性疾患からは得られなかった.このsromal cellsには約100個当たり1個の割合でHTLV-Iが感染しており,また,リンパ球に作用し得るものを含む複数のサイトカインの産生をも認めた.これらの結果はATL細胞がリンパ節においてstromal cellsとの相互作用を通じて増殖している可能性を示唆している.このstromal cellsはATL細胞の増殖機構等の疑問を解析するのに有用な材料となると考えられる.
統計的アプローチを用いた非線形システムの学習制御

本研究では、統計的アプローチと制御理論の融合を目指し、統計的学習手法を用いた制御系の推定・学習と制御に関する以下の成果を得た。変分ベイズ手法を用いた状態空間モデルのシステム同定に関する研究、時変の確率的なパラメータ変動を含む制御系の最適制御手法、時変・時不変の確率的なパラメータ変動を含む制御系の状態推定手法、などの方法を開発した。また数値シミュレーションを用いて、これらの手法の効果を確認した。本研究の目的は,システム工学における機械学習の枠組みと制御工学における学習制御の枠組みとを結び付けることにある.そのために,(i)これまでに得られている機械学習的手法である変分ベイズ推定法を状態空間モデルへ適用し,(ii)ベイズ推定された統計的なシステムモデルを制御する手法を開発した.上記(i)に関しては,これまで変分ベイズ法を状態空間モデルに適用した結果では,事前分布と事後分布が正確には一致しておらず,学習を繰り返し行うことができなかった点を改善,また座標変換に対して不変となるようにアルゴリズムの導出を行った.上記(ii)に関しては,モデルパラメータが確率分布で与えられるモデルに対する最適制御手法の開発を行い,シミュレーションなどによって有効性を確認している.今後はこれらの結果の精密化・一般化とさらに学習と制御の統合を行ってゆく予定である.本研究の目的は,システム工学における機械学習の枠組みと制御工学における学習制御の枠組みとを結び付けることにある.そのために,(i)これまでに得られている機械学習的手法である変分ベイズ推定法を状態空間モデルへ適用し,(ii)ベイズ推定された統計的なシステムモデルを制御する手法を開発した.上記(i)に関しては,これまで変分ベイズ法を状態空間モデルに適用した結果では,事前分布と事後分布が正確には一致しておらず,学習を繰り返し行うことができなかった点を改善,また座標変換に対して不変となるようにアルゴリズムの導出を行った,また従来法では推定できなかったパラメータの分散を直接推定できるアルゴリズムを開発した.上記(ii)に関しては,モデルパラメータが確率分布で与えられるモデルに対する最適制御手法の開発を行い,確率的な安定性に関する考察を行い,数値例などによって有効性を確認している.今後はこれらの結果の精密化・一般化とさらに学習と制御の統合を行ってゆく予定である.本研究の目的は、システム工学における機械学習の枠組みと制御工学における学習制御の枠組みとを結びつけることにある。そのために、(i)これまでに得られている機械学習的手法である変分ベイズ推定法を状態空間モデルに適用し、(ii)ベイズ推定された統計的なシステムモデルを制御する手法、(iii)制御工学におけるムービングホライズン推定を拡張し、ベイズ推定された統計的なばらつきを持つシステムに対する推定手法を開発した。上記(i)に関して、これまで変分ベイズ法を状態空間モデルに適用した結果では、事前分布と事後分布が正確には一致しておらず、学習を繰り返し行うことができなかった点を改善し、さらに座標変換に対して不変となるようにアルゴリズムの導出を行った。また従来法では推定できなかったパラメータの分散を直接推定できるアルゴリズムを開発した。上記(ii)に関しては、モデルパラメータが確率分布で与えられるモデルに対する最適制御手法の開発を行った。さらにこの手法を用いて鉄鋼の実モデルに対して設計を行い、有効性の確認を行った。さらに(iii)のテーマに関しては、制御対象が確率的なばらつきを有する場合でも、できるだけ誤差が少なくなる状態推定器の設計法を与えた。上記(i)(iii)の成果を合わせることで、確率的なばらつきを持つ系に対して、モデルの推定学習・内部状態の推定・フィードバック制御の一連の制御系の設計が行えることになる。今回の成果では、これらの統合にまでは至っていないが、申請当初のおおよその目的は達成できたと考えられる。本研究の目的は、システム工学における機械学習の枠組みと制御工学における学習制御の枠組みとを結びつけることにある。

今回の成果では、これらの統合にまでは至っていないが、申請当初のおおよその目的は達成できたと考えられる。本研究の目的は、システム工学における機械学習の枠組みと制御工学における学習制御の枠組みとを結びつけることにある。そのために、(i)これまでに得られている機械学習的手法である変分ベイズ推定法を状態空間モデルに適用し、(ii)ベイズ推定された統計的なシステムモデルを制御する手法、(iii)制御工学におけるムービングホライズン推定を拡張し、ベイズ推定された統計的なばらつきを持つシステムに対する推定手法を開発した。上記(i)に関して、これまで変分ベイズ法を状態空間モデルに適用した結果では、事前分布と事後分布が正確には一致しておらず、学習を繰り返し行うことができなかった点を改善し、さらに座標変換に対して不変となるようにアルゴリズムの導出を行った。また従来法では推定できなかったパラメータの分散を直接推定できるアルゴリズムを開発した。上記(ii)に関しては、モデルパラメータが確率分布で与えられるモデルに対する最適制御手法の開発を行った。さらにこの手法を用いて鉄鋼の実モデルに対して設計を行い、有効性の確認を行った。さらに(iii)のテーマに関しては、制御対象が確率的なばらつきを有する場合でも、できるだけ誤差が少なくなる状態推定器の設計法を与えた。上記(i)(iii)の成果を合わせることで、確率的なばらつきを持つ系に対して、モデルの推定学習・内部状態の推定・フィードバック制御の一連の制御系の設計が行えることになる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は今年度で終了であるため、今後の計画はありません。