hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Isogeny的ホモトピー論とその幾何および導来代数幾何への応用

数論的代数幾何への応用を念頭に構築されたMorel-VoevodskyのA1ホモトピー論は,少なくとも基礎環が複素数もしくはその部分環の場合には,古典的ホモトピー論の情報を全て含むため,古典的ホモトピー論への,数論・代数幾何からの系統的な応用が期待される.古典的ホモトピー論においては,Postnikov塔や色彩塔といった階層条件が重要な役割を果たすため数論・代数幾何においても適当な階層条件を見つけたいのだが,それが難しい.昨年度の研究に於いて,高次ファノ多様体における鈴木拓氏の研究に現れる有るベルヌーイ数に関わる予想とその一般化が解決出来,高次ファノ多様体に関する新しい知見を得た.この結果はAraujo-Castravetが2013年にAmerican Journal of Mathematicsに発表した結果(n=2,3の場合)の一般化(一般のnの場合)でそのサマリを数理解析講究録に発表したが,詳細は書かずに今年度の研究に入ってしまった.それは,深い数学をやっているはずなのに,仮定が強すぎて適応範囲が狭く,しかもその結論がそれ程強くない,どうしてだろうと,ずっと考え込んで来たからである.さて,極めて喜ばしいことに,今年度の研究の最終段階に於いて,これらの問題の解決に成功した.その要点は,(1)仮定に現れるを高次ファノ多様体の定める階層よりも遥かに広い階層とし,(2)結論をボット塔を用いて,建築の文献にも現れる単織多様体と,古来最も基本的な有理多様体の間の階層という,極めて代数幾何的に基本的な階層とし,(3)応用例として,5次元多様体でホッジ予想の成立する新しい階層の提出,(4)更に,単織多様体に対してBogomolov-Miyaoka-Yau型不等式がどのようなものであるべきかの,一つの知見を得た.得られたばかりなので未だarxivにも出してないが,急ぎ発表したい.今年度2つの研究集会を開催した,先ず大沢健夫氏(名大多元)らと名大多元にて開催した国際会議Bousfield classes forma set:a workshop in memory of Tetsusuke Ohkawa.に於いては,その講演者の選定を一任され,本研究にも有用となる研究者を選定した.基調講演は,三角圏のNeeman氏,抽象的ホモトピー論のCascaberta氏,モチビックホモトピー論のKelly氏らという,世界の指導的研究者たちによる連続講演とし,更に国内の若手俊英による本研究と関連が出てくるかもしれない最先端研究についてのサーベイ講演を多数設けた.研究代表者南自身も,トポロジカル絶縁体に関する簡単な紹介を行った.これは故大川哲介氏が幼少期に化学に傾倒していたことを偲び,物質科学とトポロジーとの関係を紹介したものである.これに関しては数理解析研究所の講究録にも手短な紹介記事を書いたが,これを機に,大川哲介氏が幼少期に慣れ親しんだ周期表を理論的に説明する量子場の理論から,大川哲介氏の定理が関わるBousfield classの観点においてK理論の上の階層に現れる楕円コホモロジー,TMFの共形場理論やストリング理論といった最先端物理までの流れを,トポロジスト向けに簡潔に紹介する論文も書き始めた.Novikov予想周辺に関しては,今年も年度末に山崎正之氏(岡山理科大学)と一緒に勉強会的色合いの強い研究集会を共催し,そこで南は3つの一時間講演を行った.本研究の元々の動機となったBeilinsonの研究により近いモチビックな側面に関しては,斎藤秀司氏(東工大)と佐藤周友氏(中央大)の主催する八ヶ岳ワークショップにおいて,専門家の間でしばしば引用されるにも拘らず解読が困難であったvan der Kallenacyclicityの証明を理解可能に解読した.しかしながら,このような作業は,本研究の応用の可能性を広げるには,極めて有効であると考える.例えば,大川哲介氏が幼少期に慣れ親しんだ周期表を理論的に説明する量子場の理論から,大川哲介氏の定理が関わるBousfield classの観点においてK理論の上の階層に現れる楕円コホモロジー,TMFの共形場理論やストリング理論といった最先端物理までの流れを,トポロジスト向けに簡潔に紹介する論文も書き始めたのは,南本人が現在このプロシーディングに投稿するためで有る.このような物理的考察が本研究と関連するかもしれないのは,楕円コホモロジー,TMFの共形場理論やストリング理論との関連もさることながら,物理と本研究の目標の一つとして捉えていたNovikov予想の周辺には共に、Connes氏らの非可換幾何から見通し良く眺めれる部分があり,新たな洞察力が得られる可能性も期待できるからである.今年度本科研費を用いて以下の研究集会を開催し,講演した:高知ホモトピー論小談話会2016(於高知大学理学部)平成28年9月9日(下村克己氏との共催)冬の代数的位相幾何学セミナー(於岡山理科大学)2016年12月20日2017年1月6日1月10日(山崎正之氏との共催)春の代数的位相幾何学セミナー(於岡山理科大学) 2016年3月29日(山崎正之氏との共催)このうち高知ホモトピー論小談話会2016に於いては,8月の斎藤秀司氏と佐藤周友氏の主催しる八ヶ岳ワークショップで勉強したAyoub氏のMorel-Voevodskyモチビック安定ホモトピー圏におけるGrothendieck six operationsに関する800ページを超える大著の要約を話した.これに関して学習した成果は,124ページに短く纏めて数理解析講究録に出版した.

一方岡山理科大学で二つの代数的位相幾何学セミナーでは,モチビックホモトピー論・高次圏と関係する物理に関しての連続講演を行った.本研究の主題であるisogenyに関して直接研究するに至らなかったために,「やや遅れている」と言わざるを得ない.しかしながら,その考え方の適応範囲を広げるための準備に関しては,予期以上の成果が得られた.『9.研究実績の概要』で述べた,高知で講演したAyoub氏のGrothendieck six operationsと,岡山で講演した物理に関わること,具体的にはFrancis Brown氏のファインマン積分,多重ゼータ値へのモチーフ的アプローチと,Kevin Costello氏とOwen Gwilliam氏によるfactorization algebraを用いた場の量子論へのアプローチの学習・研究で有る.今年度本科研費等を用いて,多くの広範囲の数学の分野の研究集会に参加させて頂き,数多くの知見を得ることが出た.その中でも2017年9月に山形大学で開催された日本数学会秋季会での鈴木拓氏の高次ファノ多様体に関する講演を目にして,本研究へのこれまでの研究計画においては全く予想だにしていなかった新しい切り口を見出すことが出来たことは,大収穫であった.実際,鈴木拓氏の講演に触発されて,本研究展開の背景となるモチビックホモトピー論の枠組みに於いて,極めて広大な鉱脈を掘り当てたと信じるのである.その詳細はまだここには書けないが,その切り口の第一歩となる結果は,鈴木拓,Araujo-Castravet, de Jong-Starrの諸氏の結果を一般化する,高次ファノ多様体が適当なpseudo-indexに関する条件の下,高次有理多様体によって覆われるというものである.この結果の一部は,2017年11月の変換群論シンポジュウム(於福井市フェニックスプラザ),ホモトピー論シンポジウム(於高松市生涯学習センター(まなびCAN)),2017年12月の岡山大学集中講義,高知ホモトピー論談話会2017,2018年3月の日本数学会年会(於東大数理)に於いて発表した.このうち高知ホモトピー論談話会2017に関しては,本科研費を用いて下村克己氏,加藤諒氏とともに,開催者の一員となり,連続講演を含めて計5回の講演も行った.
排卵-放卵に関するプロスタグランジンとバソトシンの共同制御機構

〔目的〕ニワトリは,毎日一個の卵を数十日以上連続して産むことができる.産卵現象の過程において放卵は最終段階で毎日一定の時間帯に行われる.放卵が早すぎたり遅すぎたりすると軟卵,破卵,変形卵ができ商品価値のないものになる.従って,放卵のタイミングは,卵生産経済性にとって重要なことである.本研究はニワトリの放卵調節に重要な役割を果たすと考えられる下垂体後葉ホルモン(ATV)と卵巣プロスタグランジン(PG)の放卵調節の関与を明らかにしょうとした.〔方法〕(1).放卵周期における下垂体後葉ホルモン分泌の変化.放卵の予定時刻前23,21,16, 8, 4時間にPGF2d(1μg)を子宮内投与した. (2).放卵の予定時刻前3時間にPGE2(1μg)を子宮内投与. (3).前述時間にインドメタシン(5mg)を投与. (4).(3)と同様インドメタシンを投与しさらに放卵予定時刻にPGE2を(2)と同様に投与した. (1), (2),(3), (4)の実験について放卵の有無,放卵誘起時間および血中AVTとPGF2dを測定した.〔結果〕(1)子宮内に存在しない時は放卵が誘起されず投与後も血中PGF, AVT値の変化はなかった.これに対し,子宮内に卵が存在する場合は,投与後3-6分内に放卵が誘起され血中AVT値は著しく増加した.(2)PGE2に対し放卵誘起があり血中AVT値は増加した.(3)インドメタシンにより予定される放卵は8時間以上遅延し,放卵予定時刻には血中AVTおよびPGF値には変化がみられなかった.(4)インドメンタシン前処理に加えPGE2を投与すると直ちに放卵が起り血中AVT値のみが著しく増加した.これらの結果から放卵の調節は,卵巣PGが放卵直前に血中に放出され子宮筋の収縮を促し,次に筋収縮増加が脳神経系に伝達され視床下部-下垂体系を通じてAVTを血中に放出し,子宮収縮を増幅させ放卵を完了すると考えられた.〔目的〕ニワトリは,毎日一個の卵を数十日以上連続して産むことができる.産卵現象の過程において放卵は最終段階で毎日一定の時間帯に行われる.放卵が早すぎたり遅すぎたりすると軟卵,破卵,変形卵ができ商品価値のないものになる.従って,放卵のタイミングは,卵生産経済性にとって重要なことである.本研究はニワトリの放卵調節に重要な役割を果たすと考えられる下垂体後葉ホルモン(ATV)と卵巣プロスタグランジン(PG)の放卵調節の関与を明らかにしょうとした.〔方法〕(1).放卵周期における下垂体後葉ホルモン分泌の変化.放卵の予定時刻前23,21,16, 8, 4時間にPGF2d(1μg)を子宮内投与した. (2).放卵の予定時刻前3時間にPGE2(1μg)を子宮内投与. (3).前述時間にインドメタシン(5mg)を投与. (4).(3)と同様インドメタシンを投与しさらに放卵予定時刻にPGE2を(2)と同様に投与した. (1), (2),(3), (4)の実験について放卵の有無,放卵誘起時間および血中AVTとPGF2dを測定した.〔結果〕(1)子宮内に存在しない時は放卵が誘起されず投与後も血中PGF, AVT値の変化はなかった.これに対し,子宮内に卵が存在する場合は,投与後3-6分内に放卵が誘起され血中AVT値は著しく増加した.(2)PGE2に対し放卵誘起があり血中AVT値は増加した.(3)インドメタシンにより予定される放卵は8時間以上遅延し,放卵予定時刻には血中AVTおよびPGF値には変化がみられなかった.(4)インドメンタシン前処理に加えPGE2を投与すると直ちに放卵が起り血中AVT値のみが著しく増加した.これらの結果から放卵の調節は,卵巣PGが放卵直前に血中に放出され子宮筋の収縮を促し,次に筋収縮増加が脳神経系に伝達され視床下部-下垂体系を通じてAVTを血中に放出し,子宮収縮を増幅させ放卵を完了すると考えられた.〈目的〉ニワトリの放卵を調節する物質としてプロスタグランジン(PG)と下垂体後葉ホルモン(アルギニン・バソトシン・AVT)、さらに卵巣に含まれる放卵誘起因子があるといわれているが、それ自身の放出機序や相互関係については不明である。従って、本研究は前二者の血中動態から放卵調節の一端を明らかにすることを目的として行った。〈方法〉クラッヂが4以上を示す産卵鶏(約300日齢)を使用した。子宮筋電図電極を慢性的に植込み子宮電図を測定しながら一定間隔で上腕静脈カテーテルから採血を行いPGF、PGEおよびAVTの血中値をRIAにより測定した。実験1:早期放卵:予想放卵時刻の3時間前に、実験群にはPGE2(1μg)を、対照群には生理的食塩水をそれぞれ子宮内に投与した。

実験2:遅延放卵:予想放卵時刻の3時間前に、実験群にはインドメタシン(Indo,5mg)を、対照群にはゴマ油をそれぞれ胸筋に注射した。〈結果〉実験1.PG【E_2】投与後37分に早期放卵が起り子宮運動と血中AVT濃度の有意な増加がみられたがPG値には変化がなかった。対照群では生理的食塩水投与に対し放卵は誘起されず測定値にも有意な変化はみられなかった。予想放卵時刻には、対照群は実際、放卵をしこの時AVTとPGF濃度は有意に増加した。一方、実験群でも子宮内に卵が存在しないにもかかわらず、子宮運動とPGF濃度は有意に増加した。実験2.Indo投与によって放卵は812時間遅延した。予定放卵時刻にはわずかながら子宮運動は増加したがAVTとPGF濃度には有意な増加がみられなかった。以上の結果から、子宮運動の顕著な増加は、PG放出の誘起はしないが下垂体後葉ホルモン(AVT)の放出を誘起しうること。PGF放出には一定のリズムがあることが示唆された。
関数解析学の総合的研究

代表者伊藤は、楕円型偏微分方程式に関する境界値問題の一般化としての、理想境界の構成理論と正値優調和関数の表現定理を完成した。黒田はシュレディンガー作用素のスペクトル・散乱理論の多角的研究を継続し、特にその協力者北田は、多体問題も含めて基本解を考察し、波動作用素の完全性があれば固有関数展開が成り立つことを証明した。梅垣は関数解析的手法により、関数空間H=L^2(-∞、∞)を中心として一般のヒルベルト空間論とその上の作用素論を考察し次の結果を得た:(1)Hの直交系を実際の標本関数系として構成し、(2)Hの要素のスペクトルがある閉空間に制限されたもの全体の数学的特徴を究明して、それの標本関数を核とする再生核ヒルベルト空間がH自身であることを示し、(3)信号関数への応用として、信号関数の周波数を論じた。和田とその協力者は関数環の研究を進め、特に泉池は、C^Nの単位開球上の有界実解析的関数でRudinのone-radius theoremを満たさないものの存在を示して、Rudinの予想を否定的に解決した。猪狩は積集合上の混合ノルムについてもつルベーグ空間の間の線型作用素に対して補間定理を与え、応用として、多変数フーリエ変換のボホナー作用素の有界性、掛谷の最大関数のノルムについて部分的解答を得た。協力者藪田は、ベソフ空間を一般化してその性質を調べ、その上での特異積分の連続性を考察して、擬微分作用素の連続性の証明に應用した。杉浦とその協力者はリー群の表現論・調和解析を研究したが、半単純リー群の表現論では山下がreduced typeの一般化されたGelfand-Greev表現の既約成分の重複度についは詳しく研究し、群がtube型対称エルミート空間の運動群のときは重複度が有限なことを示した。調和解析では河添・宮崎が、トーラス群上の関数のフーリエ変換に関するWienerの定理をコンパクト半単純リー群上のある関数で証明した。
カーボンナノ物質の生物学的特性を用いた革新的組織修復・骨再生のストラテジーの構築

本研究の目的はカーボンナノ物質(CNMs)の生体内分解性(吸収性)と生体に対する反応(刺激)の関係を明らかにすることと、CNMsの生物学的特性を用いた新たな組織修復・骨再生のストラテジーを構築することである。本年度は、以下の研究を行った。1.カーボンナノチューブ(CNT)膜の開発と組織修復・骨再生の検討:CNMsの一つであるCNTsを単独で膜状に加工することが可能となった。このCNT膜をGuided Bone Regeneration法に応用するため、ラット頭蓋骨に形成した欠損部を被覆し、組織学的に観察し骨形成について評価するとともに、皮下に埋入して周囲組織の反応を観察した。埋入14日後において、CNT膜は周囲組織にほとんど分散することなく、安定しており炎症反応は軽微であった。2週後では、既存骨からの骨形成に加えて膜周囲に新生骨が観察された。2.カーボンナノホーン(CNH)修飾陽極酸化チタン(ANTi)上で培養したマクロファージへの影響評価:マウス由来の単球マクロファージ様細胞(J774A.1)をAnTiおよびCNH / AnTiで培養した。細胞培養24時間後の、J774.A1は、SEM観察では、によりJ774.A1は、CNH / AnTi上に接着して伸長しているようであった。さらに、培養上清中の炎症誘発性サイトカインの発現量をELISAによって測定したところ、CNH / AnTi上の細胞のIL1βの発現量はAnTiより高く、TNFαとIL6の発現量は同等であった。CNTs単独で膜状に加工することが可能となった。このCNT膜は、これまで研究してきたCNHsをPTFE膜に固着したものと比較して、生体内での安定性が高いと考えられた。また、ANTiと比較して、CNH/ANTiは炎症性サイトカインの発現に微弱な変化がみられた。現在までに、このような各種CNMsの特性と応用方法を比較検討しているところである。各種CNMsの特性と応用方法を比較検討することにより、生体内での安定性や炎症反応を制御することが可能であると考えられる。マクロファージを各種CNMsとともに培養し、マクロファージから産生されるサイトカインについてマイクロアレイを用いて網羅的に検索するとともに、RT-PCRを用いて比較する。さらに、各種CNMsとともに培養したマクロファージを未分化間葉細胞と共培養し、分化に与える影響をタンパクレベル、遺伝子レベルで検討する。カーボンナノ物質であるカーボンナノチューブ、カーボンナノホーンの処理が連携研究者の協力により可能となったため。当該助成金は次年度の物品費に充当する予定である。
熱ショック転写因子(HSF1)を標的とするがん治療法開発に向けた分子基盤の確立

熱ショック転写因子HSF1は熱ショック蛋白質(HSPs)や細胞増殖に関与する蛋白など多くの遺伝子発現を制御している。HSF1の欠乏は細胞老化を誘導するが、その分子機構は明らかではない。私たちはヒト線維芽細胞のHSF1欠乏誘導性細胞老化において、1)主要なHSPsの減少、およびタンパク質毒性ストレスの増加を伴わずに誘導されること、2)p53-p21経路の活性化に依存すること、3)p53安定化の原因の一部は、MDM2結合阻害因子dehydrogenase/reductase 2 (DHRS2)の発現誘導によるもの、4)DHRS2の発現が老化誘導に寄与することを見出した。(1)HSF1抑制による細胞老化の分子機構HSF1の急性欠乏はp53-p21経路依存的に、ヒト繊維芽細胞に細胞老化を誘導する。この過程において、p53は安定化されるが、その分子機構は明らかでない。PMLはp53ユビキチンリガーゼであるMDM2と結合してp53の安定化に関与すると報告されている。今回、HSF1抑制によりPML bodyとMDM2の共局在が増加することが明らかになった。また、PML RNAiは、sHSF1抑制誘導の細胞老化を部分的に抑制した。この結果はHSF1抑制による細胞老化制御にPMLが関与していることを示唆する。次に、HSF1抑制で発現変動する遺伝子の中で、p53安定化に関与する可能性のあるものを抽出し解析をおこなった。DHRS2はMDM2と結合してp53を安定化すると近年報告された分子である。DHRS2に対する抗体を作製して細胞内局在を調べたところ、HSF1抑制で、核小体におけるDHRS2とMDM2 signalが増強した。RNAiでDHRS2を抑制すると、部分的にp53-p21経路の活性化と細胞老化が阻害された。この結果は、HSF1抑制で誘導されるDHRS2がMDM2を核小体にとどめ、p53-p21経路の活性化と老化誘導を制御している可能性を示唆する。DHRS2は様々な老化シグナルで発現誘導されるので、その機能解析を進めている。(2)RB/p53欠損腫瘍細胞株の増殖・生存におけるHSF1の役割ドキシサイクリン誘導性shHSF1を発現するヒト前立腺がん細胞株DU-145を作製しHSF1を抑制すると増殖が低下した。また、コロニー内の細胞数がコントロールと比べて著しく減少していた。このときHSF1の主要な標的遺伝子HSP70, HSP90の発現量に大きな変化は見られなかった。目的の一つであるp53活性化の制御機構に関わる分子を同定した。特にDHRS2は、様々なストレスにより発現誘導され、また、その発現レベルと乳がんの悪性度との関連が報告されている。したがって、その機能解析は発がん、がん治療に新しい知見を与える可能性がある。HSF1の急性欠乏はp53-p21経路依存的に、ヒト線維芽細胞に細胞老化を誘導する。この過程において、p53に対するMDM2のE3 ligase活性が低下してp53安定化が誘導されると考えられるが、その分子機構は明らかでない。今回、HSF1抑制により、MDM2結合蛋白dehydrogenase/reductase 2 (DHRS2)が誘導され、p53-p21経路の活性化と老化誘導に強く関与することを明らかにした。DHRH2が恒常的に強く発現しているヒト骨肉腫細胞株U2OSでは内在性のMDM2とDHRS2との結合が検出された。また、shRNAでDHRS2を抑制するとp53蛋白レベルが減少し、p21を含むp53標的遺伝子の発現が低下した。ヒト不死化線維芽細胞株において、shRNAでDHRS2発現を抑制すると、HSF1急性欠乏によるp53-p21の活性化が抑制された。また、細胞老化に伴うSA-βgal活性や形態変化が部分的に抑制された。さらに、DHRS2に対する抗体を作製して細胞内局在を調べたところ、核内におけるDHRS2とMDM2共局在が、HSF1急性欠乏時に増強した。これらの結果は、DHRS2が核内のMDM2に結合・阻害して、p53-p21経路の活性化と細胞老化を制御している可能性を示唆する。目的の一つであるp53活性化の制御機構に関わるDHRSを同定し、さらにshRNAを用いて、DHRS2が、p53活性と細胞老化制御に重要な役割を果たすことを明らかにした。特にDHRS2は、様々なストレスにより発現誘導され、また、その発現レベルと乳がんの悪性度との関連が報告されていることから、DHRS2によるp53活性制御の分子機構は興味深い。Heat shock Factor 1 (HSF1)は、熱ショック応答タンパク(Heat shock proteins; HSPs)だけでなく、多くの遺伝子の発現を制御しており、近年、発がんや加齢疾患との関係に注目が集まっている。HSF1の急性欠乏は、ヒト線維芽細胞に細胞老化を誘導するが、その分子機構は明らかではなかった。本研究において、私たちは、次のような知見を見いだした。1)ドキシサイクリン誘導性shRNAでHSF1を抑制すると、初代ヒト線維芽細胞、およびhTERT不死化ヒト線維芽細胞に細胞老化が誘導された。2)このとき主要なHSPsの減少やタンパク質毒性ストレスは見られなかった。3)この細胞老化はp53-p21経路の活性化に依存していた。

4)p53の活性化は、ポリユビキチン化阻害によるp53の安定化によるものであった。5)HSF1抑制により、p53の主要なユビキチンリガーゼMDM2に結合阻害することが報告されているDehydrogenase/reductase 2 (DHRS2)の発現が著しく誘導された。6)DHRS2の発現をshRNAで抑制すると、HSF1抑制によるp53の安定化が阻害された。このとき、ポリユビキチン化p53は増加した。7)また、DHRS2抑制は、HSF1抑制による老化誘導を阻害した。8)HSF1に対するクロマチン免疫沈降法をおこなったが、DHRS2がHSF1の標的遺伝子であることを示す結果は得られなかった。以上の結果から、HSF1抑制がMDM2阻害因子であるDHRS2を誘導し、次に安定化したp53がp21をはじめとする標的遺伝子の発現を制御し、最終的に細胞老化が誘導されるという分子機構が考えられる。熱ショック転写因子HSF1は熱ショック蛋白質(HSPs)や細胞増殖に関与する蛋白など多くの遺伝子発現を制御している。HSF1の欠乏は細胞老化を誘導するが、その分子機構は明らかではない。私たちはヒト線維芽細胞のHSF1欠乏誘導性細胞老化において、1)主要なHSPsの減少、およびタンパク質毒性ストレスの増加を伴わずに誘導されること、2)p53-p21経路の活性化に依存すること、3)p53安定化の原因の一部は、MDM2結合阻害因子dehydrogenase/reductase 2 (DHRS2)の発現誘導によるもの、4)DHRS2の発現が老化誘導に寄与することを見出した。これまでの結果に基づき、引続き予定の研究計画を遂行する。特にDHRS2の機能解析、特に細胞老化、発がんとの関連に重点をあてて研究を進める。shRNAではDHRS2発現を完全に抑制できないので、遺伝子編集の手法をもって機能喪失させ、p53活性制御、細胞老化、発がんとの関連に重点をあてて研究を遂行する。腫瘍分子生物学研究の一部を次年度に行なうことになり、それに伴う消耗品を購入するため。研究遂行に必要な消耗品を、次年度に購入する予定。
断層変位を受ける地中管路の大変形極限解析

1.本研究の目的としている地中管路の限界状態に対しての新しい計算法を開発し、精度を検証した。プログラムを用いて管路挙動に関する実被害と実験の結果を検証した。本プログラムは地中管路の管体と継ぎ手の破壊前後の挙動をシミュレートでき、また、管路ネットワークの物理的被害を予測できるものである。3次元的手法を採用しているので、3方向の入力地震動に対して挙動を把握できる。2.引張・圧縮荷重及び曲荷重を受ける使用頻度の高い塩化ビニール継手およびダクタイル鋳鉄継手に対して,実験的・解析的データを収集した。それらの挙動をパラメーター化し,プログラムコードを完成している。また,管体自身の非線形性に関する実験データも収集し、プログラムコードを完成した。3.管路の周辺地盤との相互作用を考慮できるので,地盤の材料・幾何大変形を考慮して非線形的に取り扱われるように配慮した。管路挙動は相互作用バネの影響によって大きく左右されるので、実験的に得られた値を採用し,埋設管実験の結果を用いて相互作用モデルの妥当性を検討した。4.断層を横断する塩化ビニル及びダクタイル鋳鉄有継手管に対して管径,断層位置,断層交差角度,地盤反力係数などをパラメータに用いて解析を行い,それぞれのパラメータと管路破損断層変位の関係を纏めた。5.塩化ビニル管路に対して,得られたパラメトリック解析の結果を重回帰分析することにより,管路の損傷モード,管路破損断層変位を予測する簡易耐震計算手法を提案した。
運動と痛みの結びつけにおける認知・神経メカニズムの解明

健康成人を対象として2種の心理物理実験を実施した。実験1では、被験者に手を握る動作をさせ、手を握る動作から刺激提示までの間隔を01000msまで100ms単位で変えて、2つのイベントに結びつきを感じる時間窓を検討した。結果は、400msを越えると動作と痛みという2つのイベントに結びつきを感じず、また結びつきを感じる/感じないという判断が50%となる間隔は約250msであった。一方、実験2では痛み刺激を提示する位置を動作と対側の上肢、また動作と同側の下肢に提示して、動作と痛みの結びつきを感じる2つのイベントの間隔が変化するかを検討した。その結果、動作の開始直後に刺激提示をおこなっても20%程度は結びつきを感じないこと、また判断が50%となるイベント間隔は約200msであり、2つのイベントに結びつきを感じる時間窓は縮小した。さらに、動作と対側上肢に痛み刺激を提示する場合と、同側下肢に刺激を提示する場合では、同側下肢に刺激を提示する場合の方が、2つのイベントに結びつきを感じる時間窓がより小さかった。実験2の結果から、刺激する体部位が動作をする体部位と異なっても動作と痛みの結びつきを感じることが分かった。ただし、被験者の報告では、結び付きに対する印象は異なっていた。動作と同じ体部位に刺激を提示した場合には、比較的明瞭に動作によって痛みが生じたと被験者は感じていたのに対し、動作と異なる体部位に刺激を提示した場合には、動作によって刺激提示を行うスイッチを押して刺激が提示されたような感覚を被験者は持っていた。したがって、運動時痛の模擬の観点かは、動作の種類の影響の可能性もあるが、動作と同じ部位に刺激を提示することが必要と言える。また、運動時痛と感じるか感じないかを脳活動の観点から検討することも目標のひとつであったが、これは今回おこなうことができなかった。これは今後の検討課題である。平成27年度は主に実験システムの構築をおこなった。本研究においては、被験者の運動の実施に伴い自動的に痛み刺激を提示する必要があり、そのために運動の検出をおこなう運動検出部と実験刺激を提示する刺激提示部、またそれらを統合する統合部から成る実験システムを用いて研究をおこなう。すでに仮のシステムは構築をおこなっていたが、使用していた計測・刺激提示機器が古くなり置き換えが必要になったことから、実験システムの各機器およびソフトウェアの更新をおこない、新システムの構築をおこなった。これにより、より正確に運動検出がおこなえ、また運動検出からより速く実験刺激が提示できるシステムの構築をおこなうことができた。さらに、本実験システムの運用テストも兼ねて、数人の被験者で運動の実施の実施から痛み刺激の提示をおこなうまでの時間を0msから1000msまで100ms間隔でランダムに変化させて、二肢強制選択によって二つに因果関係があるように思うかを答えさせる実験をおこなった。このテストでは、ほぼ100%の正答率で運動検出がおこなえ、また刺激提示時間の制御も正しくおこなえており、構築した実験システムが問題なく稼働させることができることを確認した。また、心理物理実験の結果としては、運動部位と同じ部分に痛み刺激を提示した場合には、運動の実施から痛み刺激の提示までの間隔が100msを過ぎると急激に因果関係の認識が低下すること、また400ms以上では2つのイベントに因果関係を認めないことが示された。当初の予定では、平成27年度は心理物理実験をおこない、今後の脳機能画像研究の基礎データを収集する予定であった。しかし、使用を想定していたシステムが機器の老朽化などのために使用できず、実験システム全体の更新をおこなう必要が生じたため、平成27年度のほとんどがこの作業に費やされてしまい、予定していた心理物理実験をおこなうことができなかった。そのため、現在までの進捗状況に関しては「遅れている」と判断せざるを得ない。実験システム全体の更新作業においては、機器の入れ替えだけでなく、使用するソフトウェアの更新に伴う仕様の変更があり、みずからで作成し使用していたプログラムをこの仕様変更に合わせて修正する必要があったため、実験システムの更新に時間がかかる原因となった。昨年度までに構築した被験者の運動の実施を検出して自動的に痛み刺激を提示する刺激提示システムを用いて、平成28年度は主に心理物理学的実験に取り組んだ。健康成人を対象として、被験者に運動の実施から痛み刺激の提示をおこなうまでの時間を0msから1000msまで100ms間隔でランダムに変化させて、二肢強制選択によって二つに因果関係があるように思うかを答えさせる実験をおこなった。結果としては、運動部位と同じ部分に痛み刺激を提示した場合には、運動の実施から痛み刺激の提示までの間隔が100msを過ぎると急激に因果関係の認識が低下すること、また400ms以上では2つのイベントに因果関係を認めないことが示された。これに加え、痛み刺激の提示と運動を行う体部位を変えた場合など、予定していた他の心理実験についてもデータの収集およびデータの解析を進めているところである。さらに、今年度は、運動時痛を有する複合性局所疼痛症候群(CRPS)を有する患者において、脳波の計測をおこなった。CRPSは、外傷や手術の後に、一般的な治癒に必要な期間を超えて、それらでは説明できない痛みが存在する症候群であり、感覚の異常や爪・皮膚などの異栄養性変化、また骨や筋肉の萎縮性変化を示す。

片側上肢にCRPSを有する患者10名において、罹患肢(動かすと痛みがある)と健側肢(動かしても痛みはない)をそれぞれ合図に従って動かしてもらい、その際の脳波を計測した。現在、誘発電位および同期性の変化の観点から解析を進め、CRPS患者において運動時痛がある場合の運動と運動時痛がない場合の運動とでは脳活動にどのような違いがあるかを検討しているところである。当初の予定では、平成28年度は心理物理実験を終了し、fMRI実験をおこなって運動と痛みの結びつけに関する脳機能画像データを収集する予定であった。しかし、ボランティア被験者が予定していたほど集まらず心理物理実験の進捗が遅れたことにより、当初予定していた心理物理実験を終了し、fMRI実験を開始することができなかった。一方で、そもそもの予定には入っていなかったが、運動時痛を有するCRPS患者において、脳内情報処理メカニズムを検討するためのデータとして、罹患肢と健側肢の運動時における脳波を計測できたことは、今後の研究のための貴重なデータを得ることができたと言える。以上のことを踏まえ、現在までの進捗状況に関しては「やや遅れている」と考えている。今年度は、心理物理実験ならびにfMRI実験を予定通りおこなうことが出来なかったので、昨年度計測したCRPS患者を対象として測定した脳波(16名分)の解析を中心におこなった。計測したデータは、合図に従って健側および患側上肢を動かすタッピング課題中の脳波である。健康成人では、ミュー波と呼ばれる7-11Hzの律動が安静時に見られ、運動の実行や感覚刺激の提示によって抑制されることが知られている。これは、運動野の神経細胞の活動性を反映していると考えられている。さらにCRPS患者では、運動によって生じる痛みや、その痛みに対する恐怖のために運動の速度が低下したり、範囲が小さくなったりすることが報告されている。このことを踏まえ、今回はCRPS患者における運動によるミュー波の抑制あるいは運動終了後のミュー波の再出現に患側と健側とで違いがないかを検討することとした。左右の中心溝上に位置すると考えられている電極のC3およびC4における8-12Hzのα帯域のパワを運動開始5秒前と開始から5秒後、また運動終了の5秒前と5秒後において患側の運動時と健側の運動時とで比較した。罹患肢に対応する運動野の活動性が変化してミュー波が生じにくくなり、患側と健側の運動時ではミュー波の出現に違いが見られるものと予測していた。しかし、これまでのところ、患側時の運動と健側時の運動とでは、C3およびC4のα帯域パワの変化に違いは認められなかった。この結果から、運動時痛があってもミュー波の出現すなわち運動野の活動性については変化はないことが示唆された。ただし、ノイズ成分の除去などは簡単にしかおこなっておらず、今のところ予備的な結果に留まる。今年度は、これまでの心理物理学的実験の結果を踏まえてfMRI実験を実施する予定であったが、心理物理学的実験において早期に十分な数の被験者を確保できず結果が出るまでに時間がかかりfMRI実験の開始が大幅に遅れたこと、またfMRI実験をおこなう施設の都合上、本研究を実施する上で必要なfMRI利用時間を十分に確保できず予定通りfMRI実験がおこなえなかったため。健康成人を対象として2種の心理物理実験を実施した。
歴史・文化遺産ディジタルアーカイブにおける異分野総合化の実証研究

歴史・文化遺産ディジタルアーカイブにおける異分野総合化の実証研究をシルクロードを例として実施した。シルクロードに関する貴重書のディジタル保存や地震で破壊されたイランBam城塞の3次元CG-VG復元、シルクロード・イマジナリーミュージアムによる参加型コンテンツの共同作成と発信、ネットワークによるメタデータ作成・管理システムを構築し実証評価した。本研究では情報学と人文科学の専門家が協力して実証評価を行ったことに意義がある。歴史・文化遺産ディジタルアーカイブーの異分野総合化の方法論を確立するために、文化遺産情報の収集やディジタルアーカイブの具体例を用いてその実証研究を行った。平成18年度の具体的な成果は以下の通りである。国際共同研究「ディジタル・シルクロード」プロジェクトを推進している。具体的には、地震で破壊されたイランのバム遺跡の3DCG復元をイランのICHTO(イラン文化遺産観光機構)、テヘラン大学、日本の早稲田大学およびフランスのバルセドール・パリ建築大学と共同して取り組み、復元に重要な11サイトの3DVRモデルを構築した。これらの成果はNHKの総合Wの文化遺産特集やニュースで紹介された。引き続き、東洋文庫所蔵のシルクロード関連貴重書のマルチメディア・ディジタルアーカイブを進め、コンテンツの拡大・集積を図っている。さらに、文化遺産オンラインシステムにおける仮想博物館としてのDSR Imaginary MuseumのWEBサイトの機能を充実し、<ミュージアム><ライブラリー><シネマ><パノラマ>に<クロノロジカル・マップ>を追加するための地理情報の補強を行っている。シルクロードにまたがるコンテンツのグローバル共同開発・利用のためのポータルASPICOを用いてアゼルバイジャンのゴブスタン岩絵のデータベース化および中国トルファンのベゼクリク千仏洞の16歓図の解析を進めた。ASPICOポータルの整備を進め、キャラバンサライや遺跡データ管理に適するよう機能アップしたASPICO2を開発した。歴史・文化遺産のディジタルアーカイブ-において異分野の様々なアプローチを総合化してユニフォームな成果を取り出すための方法論を確立するために、文化遺産情報の収集やディジタルアーカイブの具体例を用いてその実証研究を行った。平成19年度の具体的な成果は以下の通りである。国際共同研究「ディジタル・シルクロード」プロジェクトを推進し、地震で破壊されたイランのバム遺跡の3DCG復元をイランのICHTO(イラン文化遺産観光機構)、テヘラン大学、日本の早稲田大学およびフランスのバルセドール・パリ建築大学と共同して取り組み、物理的復元に重要な既作成の3DVRモデルの細部修正をするための研究を行った。さらに、DSR Imaginary MuseumのWEBサイトの機能を充実し、<ミュージアム><ライブラリー><シネマ><パノラマ>に<クロノロジカル・マップ>を追加し、専門領域ごとにグループで議論できる仕組みを作成した。シルクロードにまたがるコンテンツのグローバル共同開発・利用のためのポータルASPICOを用いてモンゴルやウイグル地区のコンテンツのデータベース化を進めた。上記の取り組みを通じて、本研究が触媒となって、異分野間に総合化反応を起こして、新しい価値を生み出しつつある。歴史・文化遺産ディジタルアーカイブにおける異分野総合化の実証研究を歴史学や考古学の専門家の協力を得て行い、異なったドメインで要求条件に依然として大きな差異があることがわかった。本研究では情報学と人文科学の専門家が協力して実証評価を行ったことに意義があった。また、異分野総合化が極めて重要であることも国際会議の基調・招待講演で認識された。以下、平成20年度の成果を示す。2.地震で破壊されたイランバム遺跡の3次元CGによる仮想復元を日、イラン、フランスの異なる研究者が独立して3DCG開発のできる共通・共有モデルと3D CG生成手順を確立した。4.歴史・文化遺産のディジタルアーカイブにおける時間・空間情報のデータ蓄積を進め、利用者のニーズにあったコンテンツの表示・管理手段を検討した。
階層構造を持つ最適化問題の解明と信号処理工学への応用

「階層構造を持つ最適化問題とその周辺」の諸問題について様々な検討を行った。「階層構造を持つ凸最適化問題」に対しては、1層目の最適化問題の目的関数が、必ずしも微分可能でない場合にも、2層目の目的関数にMoreau正則化を適用することで、ハイブリッド最急降下法が適用可能となり、多くの問題が見通しよく解決できることを明らかにした.その過程で非可微分凸関数最適化問題の応用として、近接写像を用いた疎情報適応学習やテンソル補間問題のアルゴリズムを開発した。非凸最適化の例として、平均2乗誤差の不偏推定値に基づく低階数最小分散擬似不偏推定法の最適ランクの決定問題、一般化固有値ベクトルの最良近似問題を検討した。2009年度は「階層構造を持つ最適化とその応用」に関する多くの解説論文・招待講演の機会をいただいたこともあり、前半は、これまで申請者が開発してきたいくつかのアプローチを整理するとともに周辺の研究動向にも目を配り、位置づけをはっきりさせることにした。この過程で、非可微分凸最適化問題の主要な解法として最近注目されている「proximal forward backward splitting」や「Douglas-Rachford splitting」がいずれも問題の解集合を特別な非拡大写像の不動点集合として表現している事実に気がついた。一方、申請者が提案し、拡張をすすめてきた「ハイブリッド最急降下法」は非拡大写像や準非拡大写像の不動点集合上で微分可能な凸関数の最小化を実現したアルゴリズムである。これらのアイディアを組み合わせることにより、非可微分凸最適化問題の解集合上で微分可能な凸関数の最小化も実現できる。2009年度後半は、このアイディアを応用し、「不動点集合上で非可微分凸関数を最小化する問題」の近似解法を実現することを検討した。「ハイブリッド最急降下法の収束定理」は凸関数の勾配のリプシッツ連続性が要請されているため、非可微分凸関数をリプシッツ連続な勾配を持つ凸関数でうまく近似、これにハイブリッド最急降下法を滴用する方針が考えられる。申請者は、非可微分凸関数のMoreau-Yosida Envelopeがリプシッツ連続性と非可微分凸関数への一様収束を達成することに注目し、これにハイブリッド最急降下法を適用する方法を提案し、これをMIMO無線通信システムのアンテナ選択問題に応用し、有効性を明らかにしている。また、非可微分凸最適化問題の解集合に単調接近する非拡大写像を近接点写像を用いて構成し、スパースシステムの適応同定問題に応用し、その有効性を明らかにするなど、いくつかの適応学習問題の新解法を提案している。2010年度後半は、スパースなベクトルや行列、低ランクな行列やテンソルの持つ情報表現能力を活かすための2つの信号処理問題(Principal Component PursuitやTensor Recovery)を解決するために、これらの凸緩和問題をDouglas-Rachford splittingを用いて解決するアイディアを提案し、このアルゴリズムが優れた性能を持つことを明らかにしている(これらの成果は、Journal of Math-for IndustryとInverse Problemsに掲載済)。「階層構造を持つ最適化問題の解明と信号処理への応用」について下記の研究成果を得た(主な成果を抜粋する)。1.一般固有値問題はアレイ信号処理やカーネル学習に応用を持つ重要な非凸最適化問題であるが、直交性が保証された固有ベクトル空間の基底が高い推定精度で推定できれば、固有ベクトルの上で最適化問題(階層構造を持つ最適化問題の例)を考えることができる。本研究では,[Misono & Yamada]のExact nested orthogonal complement structureを一般固有値問題に拡張することによって、新しい固有ベクトル空間推定法を提案し、この方法によって、直交性を保証しながら固有ベクトルを高い推定精度で推定できることを明らかにしている。2.微分可能な凸関数と微分不可能な凸関数の和として定義された目的関数を最小化する反復アルゴリズムとして、Proximal Forward-Backward Splitting(PFBS)法が知られている。Proximal Forward-Backward Splitting法は目的関数の値を反復回数に反比例する速さで減少させることができる。最近、このアルゴリズムを修正したFISTAというアルゴリズムが目的関数の値を反復回数の2乗に反比例する速さで減少させるまで高速化できることが明らかにされた。本研究では、FISTAに現れる緩和係数の自由度がPFBSの半分になってしまうことに注目し、FISTAの高速性能とPFBSの緩和係数の自由度を両立させる新しい方法を開発し、その有効性を明らかにしている。3.到来方向分布「任意に指定された方位区間から到来する信号数」を有限回の四則演算で直接推定可能とする2つの「代数的高分解能到来方向分布推定法」を提案している。

2つの提案法は何れも「代数演算に潜む大域的な情報抽出機能」を積極的に活かした信号処理アルゴリズムとなっており、申請者等が開発した「代数的連続位相復元法」の非自明な応用により実現されている。本研究では「階層構造を持つ最適化問題とその周辺」の諸問題について様々な検討を行っている。「階層構造を持つ最適化問題」とは、2つのステージの最適化問題からなっており、第1ステージの制約付き最適化問題の全ての解の集合(一般に解は一意に決まらないことに注意)を第2ステージの制約付き最適化問題の制約集合とみなした最適化問題である。第1ステージの最適化問題の解集合はしばしば無限集合となるため、これまで、見通しの良い解法はほとんど知られていなかった。「階層構造を持つ凸最適化問題」に対して、まず、第1ステージの最適化問題に必ずしも微分可能でない目的関数が現れる応用上重要な場合を想定し、解集合を非拡大写像の不動点集合として表現できる多くのケースを明らかにしている。さらに、第2ステージの目的関数にMoreau正則化を適用することにより、ハイブリッド最急降下法が適用可能となり、「階層構造を持つ凸最適化問題」が見通しよく解決されることを明らかにしている。その過程で、近接写像を用いた疎情報適応学習アルゴリズムやテンソル補間問題のアルゴリズム、、超複素数で表現された情報のために適応学習アルゴリズム、画像の成分分解のアルゴリズムなどを開発している。「階層構造を持つ非凸最適化問題」の例として、低階数最小分散擬似不偏推定法の最適ランクの決定問題、一般化固有値ベクトルの最良近似問題、などを検討している。これらの成果の多くは国内外の研究集会で招待講演に選定された他、画像の成分分解のアルゴリズムに関する1つの論文は、2014年度電子情報通信学会論文賞の受賞が内定している。「階層構造を持つ最適化問題の解明と信号処理への応用」について下記の研究成果を得た(主な成果を抜粋する)。1.時々刻々変化する2つの「自己相関行列の推定値」の一般固有部分空間を適応学習する適応問題に対して,低計算量で高速で安定した収束性能を備えた「一般固有部分空間追跡アルゴリズム」が待望されている。本研究では代表的なアルゴリズム(Normalized PAST)に注目し,その精密な収束解析を与えることに成功している。その結果,収束が保証されるステップサイズの範囲が明らかとなり,収束速度を高めるステップサイズ,安定な定常特性を実現するステップサイズなどの重要な設計指針を得ることができた。一般固有部分空間は一般化Rayley商の非凸最小化問題の解集合であり,Normalized PASTの収束値は初期値から一般固有部分空間上への直交射影となっているため, Normalized PASTは階層構造を持つ非凸最適化問題の解法の一例になっている。2. MollerとAxelは,標準的なN次元固有値問題がN+1次元空間に定義されたある種の非凸関数の停留点を求める問題に帰着できることを示すとともに,準ニュートン法のアイディアを利用してこの停留点を逐次近似するアルゴリズムを提案していた(2004)。
知識創造支援のための知識源情報の動的構造化に関する研究

筆者らは、創造活動を支援するためには、情報を動的に構造化するための理論とシステムが必要であると考え、この研究を開始した。平成15年度から18年度の4年間の研究において明らかになったことは、情報を動的に構造化するためには、構造化の前に、既存の情報の構造を分解するというプロセスが必要であり、その分解のプロセスのほうが、構造化のプロセスよりも多くの困難な問題を抱えている、ということである。これは、研究の開始当初においてはあまり意識していないことであった。従来からの研究のほとんどは、構造化のプロセスのみに重点を置いており、分解のプロセスの重要性には気づいていなかったと言ってよいであろう。筆者らは、分解のプロセスと構造化のプロセスの両方が必要であることを陽に示すために、それらのプロセスを知識の液状化と結晶化のプロセスと呼ぶことを提案し、両方のプロセスに関る理論と支援システムの研究に取り組んだ。本研究において、知識の液状化と結晶化に関する理論的な枠組みの最初のものを提案することができ、また、それらのプロセスを支援するためのいくつかのシステムを実装し実験を行うことができた。液状化の理論においては、表現を単に分解しただけでは駄目で、将来の結合可能性を示す結合の手をいかに与えるかが重要な問題であるということを、形式化して示した。結晶化の理論としては、液状化された表現の空間の固有空間の利用法などに関する形式的な理論を与えた。応用システムとしては、人工衛星の設計に関る知識を例題として、人工衛星設計の過程において残されたドキュメントを液状化し、それを再結晶化して、新しい知識表現を得る、という実験を行った。本研究においては、産業界や学界において日常的に行われている、既存の知識の上に新しい知識を積み上げて行く行為を知識創造の問題として取り上げ、知識創造を支援するシステムの基盤技術として、知識源情報の動的構造化の方法を実現しさらにそれを体系化することをめざしている。知識源情報とは、新しい知識の素材となる情報および新しい知識を導くきっかけとなる情報のことである。知識源情報構造化の問題とは、知識を作り出す過程において、有効な情報を、知識創造の文脈に応じて、動的に構造化する、という問題である。従来から、有効な情報を選び出すための検索技術あるいはフィルタリングの技術が基礎技術として広く深く研究されてきているが、それを一歩進めて、選び出すだけでなく、文脈に応じて適切に構造化することを研究している。平成15年度の成果は次のとおりである。これまでに研究してきた知識創造支援の手法の整理、統合、一般化に着手した。物理的属性に基づく空間および定性的自然言語表現に基づく空間を、知識創造支援のために有効な情報構造の代表例として取り上げ、情報の構造の何がどのように知識創造に効いているのかについて、従来の実験結果を精査し、方法論の体系化に必要なデータを整理した。また、知識創造支援のための情報構造化の機能を実現するためのHuman-Computer Interactionの実現方法について検討を行った。知識創造支援のための情報の構造化という時には、情報の意味的な構造の問題と、それをどう見せるかという表示の構造の問題の、両方を扱うことになる。代表者の堀が主として意味的な構造の問題を分担し、分担者の中小路が主として見せ方の構造の問題を分担しているが、この両者は密接に関係していて切り離せないので、密に協力しながら研究を進めつつある。さらに、社会的文脈の知識創造における影響について、検討を行った。具体的には、オンラインショッピングシステムを例題に、知識創造に日英の文化差を生かすとしたらどのような機能が必要かを検討した。これらの検討結果をまとめて、Knowledge Nebula Crystallizationのフレームワークとして理論化する作業を行っているところである。

本研究においては知識創造支援のために知識源情報を動的に構造化することをめざしているが、そもそも多くの場合、知識源となりうる情報は、ある特定の文脈に沿って強い結合力で構造化されているため、それを新たな構造化の材料とならしめるためには、いったん、結合を切断し、新しい構造化の元となりうる基本情報の単位に分解する必要がある。これを、我々は知識の液状化と呼んでいる。液状化された知識源情報においては、知識表現の基本単位として、基本概念、新しい結合の可能性、および結合を可能とする文脈依存の制約が与えられる。新たな構造化は、新しい文脈において、新しい結合を成長させることにより実現される。新しい文脈と新しい結合は、相互に依存しながら、動的に生成される。これを知識の結晶化と呼ぶ。研究代表者の堀は、知識の液状化と結晶化の理論を構築している。応用領域に応じて知識を液状化するための基本表現単位を与え、液状化と結晶化の方法の体系化に取り組んだ。分担者の中小路は、知識の結晶化のプロセスにおけるHuman-Computer Interactionの役割について考察し、新しいタイプのHuman-Computer Interactionを提案し、システムとしての実装を行っている。知識要素間の結合と新しい文脈の両方を相互に依存させながら動的に生成するためのインタラクションを考えた。分担者の庄司は、昨年度にひきつづき、知識の動的構造化のマーケティング領域における適用の実験に加え、マーケティングに限らず、人文社会領域一般へ適用範囲を広げるための課題についても考察した。新しく分担者に加わった赤石は、知識源情報としての自然言語文章の処理について研究した。本研究においては、当初から物語表現を動的構造化の対象のひとつとして想定していたが、その実現に向けて、理論とシステム実装による実験の両面から取り組んでいる。新しく分担者に加わった田中は、知識源情報の動的構造化の工学領域への応用に取り組み始めた。宇宙工学領域における設計会議音声と開発ドキュメントを対象とすることにより、大規模複雑システムの開発支援のための応用システムの構築を行っている。昨年度までに知識の液状化と結晶化の理論的枠組みを提案し、これを、人工衛星の設計会議などで交換される情報に適用する実験を行ってきた。昨年度は、設計会議の音声を記録し処理すると、従来の議事録からは落ちてしまっていた情報を拾って、それを設計知識として再利用できる、ということを示した。本年度は、知識源情報獲得のためのインタラクションの種類をさらに増やすことと、動的に構造化される知識表現の種類を増やすことに取り組んだ。具体的には、会議にロボットを参加させるという形での情報収集のインタラクションの実験を行った。沈黙時間、重要箇所指示ボタンなどの情報をロボットが処理することにより、会議の流れの文脈とは異なる潜在的な意見の持ち主をロボットが推定し、会議の沈黙時間に、ロボットがその表出を促す、というシステムを構築し、実験した。実験の結果、従来の会議では落ちていた潜在的な情報を収集できることが示された。