hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工知能と数値解析の融合：ニューラルネットワークに基づくマルチスケール解析

本研究目的は,人工ニューラルネットワーク(ANN)とマルチスケール解析手法を融合した全く新しい数値シミュレーション法を開発することである.本手法が確立されれば,従来手法と同様の高精度解をより低コストに算出することが期待できる上,適用に制約がなく原理上あらゆる物理現象の解析が可能となる.平成29年度は,提案法に用いるANNとして,画像認識能力に優れている畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を導入し,提案法を2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.平成29年度に実施した数値実験により,CNNを導入した提案法は,ANNを使用しない従来のSDMとほぼ同等の解を算出し,さらに解析時間を短縮できることが分かった.平成30年度は,SDMに加えて,マルチスケール解析手法の1種である領域分割法(DDM)とCNNを融合したマルチスケール解析手法を提案し,平成29年度と同様に2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.また,CNNの学習に「知識の蒸留」と呼ばれる手法を導入し,提案法の更なる解析精度向上および解析時間の短縮を図った.平成30年度に実施した数値実験により,新たに提案した手法は,CNNを使用しない従来のDDMとほぼ同等の解を算出し,更に解析時間を短縮できることが分かった.さらに,解析精度については,平成29年度に提案した手法を大きく上回った.以上の成果により,提案手法がSDMだけではなくDDMにも適用可能であることを実証した.さらに,今年度提案した手法は,昨年度提案した手法を大きく上回る解析精度を実現した.平成30年度は,平成29年度に引き続き,2つ目の研究目的である「解析データに基づく提案法の精度・コスト検証」を行った.具体的には,SDMに加えて,マルチスケール解析手法の1種である領域分割法(DDM)とCNNを融合したマルチスケール解析手法を提案し,平成29年度と同様に2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.また,CNNの学習に「知識の蒸留」と呼ばれる手法を導入し,提案法の更なる解析精度向上および解析時間の短縮を図った.その結果,新たに提案した手法は,CNNを使用しない従来のDDMとほぼ同等の解を算出し,更に解析時間を短縮できることが分かった.さらに,解析精度については,平成29年度に提案した手法を大きく上回った.昨年度示した研究の推進方策のうち,(1)非線形連成問題を対象とした提案法による解析の実施および性能評価,(2)時刻歴問題を対象とした提案法による解析の実施および性能評価は実施できなかった.これは,DDMとCNN融合した新解析手法の原理構築および解析コード作成,提案法が短時間で高精度解を算出できるようなCNNの改善に時間を要したためである.しかし,非線形連成問題の一種である「熱伝導率が温度に依存して変化する物体の定常熱伝導問題」の提案法による解析の方法は既に考案済みであり,非線形連成問題を対象とした提案法による解析については早急に検証可能であると考えている.また,CNNを用いた提案法は,解析可能形状が矩形のものに限られており,複雑な形状を解析できないという問題点がある.この問題を解決することができれば,提案法の適用範囲を広げることができると考えている.以上により,「おおむね順調に進展している」と判断した.平成31年度は,以下の2つを実施する.(1)非線形連成問題を対象とした提案法による解析の実施および性能評価:非線形連成問題の例として「熱伝導率が温度に依存して変化する物体の定常熱伝導問題」を対象とした提案法による解析を行う.「現在までの進捗状況」で述べたように,本問題の解析方法は既に考案済みである.(2)矩形以外の形状を解析できるようにするための提案手法の改善:現在は提案手法に用いるANNとして,画像認識に用いられているCNNを導入している.そのため,解析可能形状が矩形に限られているという問題がある.この問題を解決するために,提案手法に用いるANNとしてグラフ畳み込みネットワーク(GCN)を導入することを検討している.有限要素法(FEM)では,解析対象物の形状をメッシュ構造により表現する.メッシュ構造とは,要素と呼ばれる単純な図形の分割で表現された構造である.数学的には,節点をエッジで繋いだものの集合として捉えられるため,グラフ構造とも呼ばれる.GCNはグラフ構造の入力に対応したANNであり,最近では化学物質の物性推定などに適用されている.様々な形状の解析対象物をグラフ構造で表現し,GCNを用いてグラフ構造から解析結果を近似することができれば,提案法を様々な形状に適用できるようになる.そのため,これについては優先して取り組みたいと考えている.平成30年度以降の研究目的であった「実験データを学習したANNを離散化式とする解析の実施および性能評価」については延期し,上記の研究を行いたいと考えている.本研究目的は,人工ニューラルネットワーク(ANN)とマルチスケール数値解析シームレス・ドメイン法(SDM)を融合した全く新しい数値シミュレーション法を開発することである.本手法が確立されれば,従来手法と同様の高精度解をより低コストに算出することが期待できる上,適用に制約がなく原理上あらゆる物理現象の解析が可能となる.平成28年度に,1次元の非線形定常熱伝導問題に提案法を適用し,提案法が真の温度分布と遜色ない高精度解を算出できた.このことから,ANNが離散化式を代替する解析が実現可能であることを確認した.しかし,提案法の2次元問題への適用可能性および従来法との計算コストの比較は未検証であった.

平成29年度は,提案法に用いるANNとして,画像認識能力に優れている畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を導入し,提案法を2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.平成29年度に実施した数値実験により,CNNを導入した提案法は,ANNを使用しない従来のSDMとほぼ同等の解を算出し,さらに解析時間を短縮できることが分かった.また,CNNの学習に使用する損失関数(CNNの出力値と真の値の差を定義する関数)を変更することで,真の離散化式のデータを用いずにCNNを学習させる手法を考案した.これにより,差分法解析や有限要素解析のために高い計算コストを必要とする真の離散化式のデータの作成が不要となり,CNNの学習データの作成コストの低減を実現した.以上の成果により,提案法が2次元の線形定常熱伝導問題を解析可能であることを実証し,さらに従来法の低コスト化に有用であることが示唆された.平成28年度は,提案法(ANNを用いた非線形SDM)を1次元の非線形定常熱伝導問題に適用し,提案法が真の温度分布と遜色ない高精度解を算出できることを実証した.このことから,研究目的の1つである「提案法の解析原理の確立」を達成したと言える.平成29年度は,2つ目の研究目的である「解析データに基づく提案法の精度・コスト検証」に着手した.具体的には,提案法に用いるANNとして画像認識能力に優れているCNNを導入し,提案法を2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.また,数値実験により提案法がANNを使用しない従来のSDMとほぼ同等の解を算出し,さらに解析時間を短縮できることが分かった.当初の平成29年度の計画であった「非線形連成問題や時刻歴問題を対象とした提案法による解析」は行うことができなかった.これは,提案法が高精度解を算出できない問題を解決するためのCNNの改善や,CNNの学習に必要な解析データの作成コストが大きいという問題を解決するための手法の考案および実装に時間を要したためである.しかし,非線形連成問題の一種である「熱伝導率が温度に依存して変化する物体の定常熱伝導問題」の提案法による解析の方法は既に考案済みであり,非線形連成問題を対象とした提案法による解析については早急に検証可能であると考えている.以上により,三つの研究目的のうち1つは達成され,1つは達成可能の目処が立っているため,おおむね順調に進展していると判断した.本研究目的は,人工ニューラルネットワーク(ANN)とマルチスケール解析手法を融合した全く新しい数値シミュレーション法を開発することである.本手法が確立されれば,従来手法と同様の高精度解をより低コストに算出することが期待できる上,適用に制約がなく原理上あらゆる物理現象の解析が可能となる.平成29年度は,提案法に用いるANNとして,画像認識能力に優れている畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を導入し,提案法を2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.平成29年度に実施した数値実験により,CNNを導入した提案法は,ANNを使用しない従来のSDMとほぼ同等の解を算出し,さらに解析時間を短縮できることが分かった.平成30年度は,SDMに加えて,マルチスケール解析手法の1種である領域分割法(DDM)とCNNを融合したマルチスケール解析手法を提案し,平成29年度と同様に2次元の線形定常熱伝導問題に適用した.
無電解析出法による鉄族金属・酸化物半導体複合ナノワイヤの創成

本研究により,大量の鉄族金属ナノワイヤの簡便な合成法ならびに,局所pH制御を利用した酸化物半導体薄膜の電気化学的析出法を確立した.酸化物半導体被膜の均一性に課題を残すものの,これらの手法を組み合わせることにより,鉄族金属・酸化物半導体複合ナノワイヤの合成が可能である.酸化物半導体ZnOを電解法・無電解法により鉄族金属および白金基板上へ析出させるプロセスについて検討を行った。反応中における電極近傍のpH分布を数値計算によって求め、さらに電極電位と析出重量をその場測定し電位pH図と照らし合わせることで、電析条件の最適化を行った。その結果、白金単結晶上にZnOをエピタキシャル成長できる条件を明らかにした。また、鉄族金属上にもZnO膜を二次元成長できる条件を確立した。一方で、ネオジム磁石を平行に配置して静磁場を発生させ、その中で鉄族金属ナノ粒子の合成を行うと、鉄族金属核が磁場方向に優先的に成長した鉄族金属ナノワイヤが得られることを明らかにした。これまで鉄族金属ナノワイヤの合成は超伝導電磁石で発生させた10T以上の磁場中で行っていたが、平行に並べたネオジム磁石により発生させた1T程度の比較的微弱な磁場でも鉄族金属ナノワイヤの形成が可能となった。これにより反応装置の設計の自由度が向上し、特に温度の制御が容易となった。以上の成果をもとに、鉄族金属ナノワイヤの表面をZnOで電気化学的に被覆することを試みたが、析出するZnOの結晶粒の大きさがミクロンオーダーであったため、鉄族金属ナノワイヤを均一に被覆することができなかった。しかし、析出物の結晶粒の大きさがナノオーダーとなる酸化物半導体材料、例えばMgOなどを用いてニッケルナノワイヤ表面を電気化学的に被覆することが可能であることを明らかにした。以上の成果は、金属・酸化物半導体のナノ複合材料を電気化学的に簡便に合成する手法として広く利用することができると期待される。電極近傍におけるpH分布を数値計算によって求め、さらに電極電位をその場測定し電位pH図と照らし合わせることで、電析条件の最適化を行った。また、鉄族金属上にもZnO膜を2次元成長できる条件を確立した。具体的には、鉄族金属上にZnOを析出させる場合、適切な活性化処理(パラジウムなどの金属核をあらかじめ基板表面に析出させておく処理等)を行うことで、より均一な膜が得られることを明らかにした。これまで鉄族金属ナノワイヤの合成は超伝導電磁石で発生させた10T以上の磁場中で行っていたが、ネオジム磁石により発生させた1T程度の比較的微弱な磁場でも鉄族金属ナノワイヤの形成が可能となった。以上の成果をもとに、鉄族金属ナノワイヤの表面をZnOで被覆することを試みたが、析出するZnOの結晶粒がミクロンオーダーであるため、鉄族金属ナノワイヤを均一に被覆することができなかった。来年度はより結晶粒が小さなZnO膜を形成する条件を探査し、鉄族金属ナノワイヤを均一にZnOで被覆した鉄族金属・酸化物半導体のナノコンポジットを形成できる条件の確立を目指すとともに、酸化銅(I)や酸化銅(II)などのその他の酸化物半導体の形成条件についても検討する予定である。研究計画においては、本年度は強磁場中での鉄族金属の形態の変化について詳細に検討を行う予定であったが、当初の予定以上に研究が進み、鉄族金属上へのZnO薄膜の形成条件の探査まで行うことができ、特に活性化処理の効果を明らかにすることができたため。今後はZnO薄膜による鉄族金属ナノワイヤの均一な被覆のため、ZnO結晶粒の大きさ制御や異なる還元剤を使用した際のドーピングの効果を明らかにする予定である。実際にフォトカレントなどを測定することにより、ドーピングがZnOの物性に与える影響を検討する。さらに、本プロセスをその他の酸化物半導体の液相合成プロセスへと発展させる予定である。酸化物半導体材料や鉄族金属ナノワイヤの合成のための試薬費や、実験用セルなどの消耗品費として使用する予定である。
展示空間における日本表象　－昭和戦前期から戦後復興期まで

本研究は、昭和戦前期から戦後復興期までを考察対象に、国内外の美術展や博覧会の展示空間に表された国家表象の系譜を捉えることを目的とする。平成28年度は、1930年代後半に欧米で開催された日本美術展について、これまでの研究成果を発表したほか、戦後の事例として1964年東京オリンピックと芸術の関連について考察した。まず、1936年ボストン開催の日本古美術展について、米国で追加調査を行った。この成果をまとめた論文「展示空間から見るボストン日本古美術展覧会〔1936年〕」は、2016年12月刊行の『近代画説』25号に掲載された。さらに戦後の美術と国家表象について考察するなかで、1964年東京オリンピックの重要性を認識した。学術誌『現代スポーツ評論』において、映画作品「東京オリンピック」を題材にオリンピックにおける芸術の役割について論じる機会を得た。また、同大会に合わせて開催された日本美術の展覧会についても調査を進めた。近年、日本のオリンピック文化を見直す機運も高まっており、展示空間と国家表象の問題としてオリンピックを論じることの意義が明確となった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、昭和戦前期から戦後復興期までを考察対象とし、国内外の美術展や博覧会の展示空間に表された国家表象の系譜を捉えることを目的とする。平成26年度は、昭和戦前期の海外展示について考察するため、伯林日本古美術展覧会(1939年)を中心に研究を進めた。研究方法としては、1931年伯林日本画展および1939年伯林日本古美術展に関する調査では、東京文化財研究所や国会図書館を中心とした国内調査と、ベルリンのセントラル・アーカイヴや国立美術図書館、ベルリン州立図書館(Haus Unter den Linden)における海外調査を中心に情報収集を行った。また比較対象となる1936年ボストン日本古美術展に関しては、ボストン美術館附属図書館で資料調査を行った。具体的な成果としては、まず、東京文化財研究所蔵の1931年日本画展写真帳や、1939年古美術展の報告書および雑誌関連記事に掲載された記録写真をもとに、ふたつの展覧会を比較分析した。加えて2014年9月にベルリンで行った調査により、展覧会の現地における報道や類似する中国美術の展覧会に関する情報を収集した。この成果を美術史学会の学会誌『美術史』への投稿論文としてまとめた。2015年3月に訪問したボストン美術館附属図書館では、1936年ボストン日本古美術展について調査し、同館の所蔵する図録、新聞およびマイクロフィルム等を精査した。また米国アジア研究学会(AASシカゴ)において、近代日本美術研究に関する情報交換を行い、米国の研究者と次回のAAS年次大会パネル発表に応募する計画を立ち上げた。総じて、既存の研究では精査されてこなかった展覧会の細部の情報から、国家表象を読み取った点において美術史研究の新視点を提示することができた。さらに、研究成果を積極的に海外で発表し、国際的な比較分析を目指す点も、本研究の独自性と意義を高めるものである。平成27年度は、1930年代後半の海外における日本美術展覧会の展示空間について、第二次大戦後の状況との比較を含めた考察を行った。研究方法としては、1936年ボストン日本古美術展および1939年伯林日本古美術展に関する調査を中心に、東京文化財研究所や国会図書館において国内調査を行った。また2015年7月から9月までベルリン自由大学東アジア美術史研究科の客員研究員として、現地で調査を行った。国立図書館やアジア美術館の資料室等を利用し、ベルリン東アジア美術館の展示面での変遷に関する資料を収集した。具体的な成果としては、まず2015年9月に英国日本学会研究協会の年次大会で口頭発表を行った。スコットランド国立美術館学芸員のバックランド氏をリーダーに、セインズブリー研究所のケイ富澤氏、東京国立博物館の鈴木氏とともに「欧米における日本美術の歴史的受容と展示」と題したパネルを組み、筆者はベルリン東アジア美術館の展示空間について国際的な比較を交えながら論じた。また2015年11月に江戸東京博物館で開催された明治美術学会例会で研究発表「国際文化振興会編纂「ボストン日本古美術展覧会報告書」(1937年)に見る展示戦略」を行った。いずれの研究発表においても、第二次大戦による展示空間の物理的な破壊・解体と、その後の復興を視野に入れて論じることで、展示と国家表象の有機的なつながりを強調することができた。総じて、従来の出品物を重視した展覧会の研究とは異なる視点から「展示」を捉え、その考察を国内外の研究者へ発表することができたと言える。今後、考察対象を戦後へシフトするため、基礎的な情報や先行研究を把握し、人的ネットワークを拡大できたことも重要な成果であると考える。平成27年度はドイツと英国で研究交流の機会を得たり、台湾師範大学においてレクチャーを行ったりと、海外の研究者と実りある議論ができた。交流を契機とした調査により、研究の範囲を戦後まで拡げるための足場を作ることができたと言える。またボストン日本古美術展に関する調査では、政治的背景を汲み取りながら論じる方法において、これまでより解像度の高い捉え方ができるようになったと感じている。

一方で、こうした成果を日本語での発表と同じように外国語で伝えられる技術を身につける必要がある。英国ロンドンでの学会発表では質疑応答の場面で伝達力の不十分さを感じた。ボストン日本古美術展の調査を通じて、ボストン美術館日本美術展示室の歴史を概観したが、戦況の変化とともに展示室が閉鎖されたことなど、日米文化交流史の苦々しい部分に触れた。これを日独文化交流史と重ね合わせてみれば、あらためて日本の文化政策や国家表象の潮流を捉え直すことにつながる。これまで日独関係に焦点を絞って考察を進めてきたが、より多角的な分析が可能となった。また平成26年度から取り組んできた1931年伯林日本画展と1939年伯林日本古美術展の比較分析について、学会誌『美術史』(美術史学会)へ投稿した査読論文が2015年11月に刊行された。国内の美術史研究では最も規模の大きい学会誌に採択されたことで、作品研究が多い美術史学において、「展示」に着目した研究手法を提示することができたと言える。1939年伯林日本古美術展の研究成果を発表するため、米国アジア研究学会(AASシアトル、2016年3月)に向けてパネルを組み、応募したが不採択となったことは非常に残念であった。しかしメンバーとパネルを練り直し、同学会のアジア大会(AAS-in-ASIA京都、2016年6月)に採択された。パネル審査の戦略を学び、再挑戦できたことは非常に良い経験となった。本研究は、昭和戦前期から戦後復興期までを考察対象に、国内外の美術展や博覧会の展示空間に表された国家表象の系譜を捉えることを目的とする。平成28年度は、1930年代後半に欧米で開催された日本美術展について、これまでの研究成果を発表したほか、戦後の事例として1964年東京オリンピックと芸術の関連について考察した。まず、1936年ボストン開催の日本古美術展について、米国で追加調査を行った。この成果をまとめた論文「展示空間から見るボストン日本古美術展覧会〔1936年〕」は、2016年12月刊行の『近代画説』25号に掲載された。さらに戦後の美術と国家表象について考察するなかで、1964年東京オリンピックの重要性を認識した。学術誌『現代スポーツ評論』において、映画作品「東京オリンピック」を題材にオリンピックにおける芸術の役割について論じる機会を得た。また、同大会に合わせて開催された日本美術の展覧会についても調査を進めた。近年、日本のオリンピック文化を見直す機運も高まっており、展示空間と国家表象の問題としてオリンピックを論じることの意義が明確となった。伯林日本古美術展については、着実に資料収集を進めているが、既存の研究を覆すような新資料を発見できていないため、さらに集中的に調査をする必要がある。背景には、第二次世界大戦でベルリンが受けた破壊・損傷により、関連する資料が散逸していたり、未整理だったりする状況がある。ただし、今年度の調査によりベルリンの諸図書資料室の使い方の要領を得ることができたため、来年度以降の調査効率は上がるものと思われる。また、比較対象のボストン古美術展に関する資料もボストン美術館で精査することができたので、これらの古美術展の展示空間とその国家表象について考察を深めることができた。
静水圧による上皮細胞機能調節メカニズムの解明と癌治療への応用

本研究では上皮細胞が静水圧や浸透圧などの細胞外環境の変化に応じて様々な細胞機能の調節を行うメカニズムの解明を試みた。MDCK細胞において、タイトジャンクション構成タンパク質のクローディン-2が、管腔側と基底側の浸透圧差の感知して経上皮イオン輸送や細胞骨格・細胞形状を調節するメカニズムに関与することが明らかとなった。さらに、クローディン-2とクローディン-4をダブルノックアウトした細胞の樹立にも成功し、その生理学的機能を明らかにした。これらの研究結果は細胞外環境変化の感知と細胞機能調節のメカニズムの解明に寄与するととも、今後の癌治療などへの臨床応用にもつながると考えられる。上皮細胞は静水圧や浸透圧などの細胞外環境の変化に応じて様々な細胞機能の調節を行うことが分かっている。本研究では上皮細胞による細胞外環境変化の感知と細胞機能調節のメカニズム解明し、癌治療などへの臨床応用を目指している。これまでの研究結果から、上皮の管腔側と基底側の静水圧差や浸透圧差が様々な上皮機能に影響を及ぼすことが分かっている。これらの圧差はタイトジャンクションに直接加わるためタイトジャンクションが細胞外環境変化の感知に関与する可能性が考えられたため、タイトジャンクションを構成してその透過性制御に関わるclaudinを遺伝子ノックアウトした細胞を樹立してその影響の検討を行った。まず、MDCKII細胞でclaudin-2やclaudin-4を遺伝子ノックアウトした細胞クローンを樹立した。MDCKII細胞はMDCKI細胞やCaco-2細胞と比べて静水圧による上皮の重層化反応が弱いため、浸透圧に対する応答反応について検討を行った。その結果、管腔側の相対的な低浸透圧によって経上皮の陽イオン選択性が徐々に低下し、同時にタイトジャンクション近傍にbleb構造が形成され、細胞骨格や細胞形状にも変化が認められた。次にclaudin-2ノックアウトクローンで管腔側の低浸透圧が及ぼす影響を検討したところ、claudin-2ノックアウトクローンでは管腔側を低浸透圧にしても経上皮の陽イオン選択性の低下が生じなくなるとともに、細胞骨格や細胞形状の変化も認められなくなった。これらの結果から、MDCKII細胞において、claudin-2が管腔側と基底側の浸透圧差を感知した様々な細胞機能の調節(経上皮イオン輸送や細胞骨格・細胞形状の調節)に関与することが示唆されている(Tokuda et al., PLoS One 2016)。上皮細胞が細胞環境変化を感知するメカニズムにタイトジャンクションを構成するクローディンが関与することが明らかになっており、概ね順調に進展していると考えられる。上皮細胞は静水圧や浸透圧などの細胞外環境の変化に応じて様々な細胞機能の調節を行っていると考えられている。本研究では上皮細胞による細胞外環境変化の感知と細胞機能調節のメカニズム解明を目指している。これらの圧差はタイトジャンクションに直接加わると考えられ、細胞外環境変化の感知にタイトジャンクションが関与することが予想される。昨年度の研究結果から、タイトジャンクションを構成してその透過性制御に関わるclaudinの中で、claudin-2が浸透圧差の感知に関与することが明らかとなった。本年度は上記の研究をさらに進めるため、他のclaudinをノックアウトした細胞の樹立を行った。その結果、TALENsを用いた遺伝子工学技術により、MDCK II細胞においてclaudin-4ノックアウト細胞の樹立に成功した。claudin-4ノックアウト細胞の生理学的特性を検討したところ、タイトジャンクションの透過性に明らかな変化は認められなかった。さらにclaudin-4とclaudin-2をダブルノックアウトした細胞を樹立して検討を進めた。これらの細胞を長期に培養したところ、培養6日目以降からタイトジャンクションの透過性が徐々に上昇するとともに陰イオン選択性が高くなることが明らかとなった。さらに、claudin-2ノックアウト細胞でもclaudin-2とclaudin-4のダブルノックアウト細胞でもこれらの傾向に明らかな差は認められなかったことから、claudin-4は長期培養時に認められる陰イオン透過性に関与していないことが明らかとなった(Tokuda et al., PLoS One 2017)。Claudinが細胞外環境変化の感知に関与することが明らかとなったため、今後はMDCKII細胞でclaudin-2以外のclaudinを遺伝子ノックアウトした細胞の樹立を進め、それぞれのclaudinの役割を明らかにする。さらに、静水圧による重層化反応が顕著に認められるMDCKI細胞やCaco-2細胞でもclaudinのノックアウトクローンを樹立する実験系を確立して樹立を進め、静水圧による細胞極性・細胞増殖などの調節反応におけるclaudinの役割を明らかにする予定である。さらに、claudinによる細胞外環境感知後の細胞内シグナル伝達経路や分子機構の解析も進める予定である。

呼吸器内科ノックアウト細胞の樹立や浸透圧の影響の解析などの実験が比較的順調に進み、論文発表まで進むことことができたため(一報発表、一報投稿中)。今後、別の細胞でノックアウトクローンを樹立するために新たな実験系の確立が必要であり、静水圧の影響については様々な細胞機能の解析を行う必要がある。これらの実験で次年度に繰り越した経費を用いる予定である。
不確実性に対する合意形成に関する応用倫理学的考察

本研究の目的は合意形成やコンフリクト・レゾリューションといった意思決定の方法論を応用倫理学の幾つかの領域(医療倫理、看護倫理、科学技術倫理、技術者倫理、ビジネスエシックス、コミュニケーション論)に適用し、その適用可能性を検証することである。具体的には、年に2回、3年間で6回の研究会を開き、上記各領域の専門家である研究分担者に研究成果を発表させ、上記課題の達成状況について討論した。研究成果を本年度中に「研究報告書合意形成研究会の活動記録」(仮題)として発行する予定である。本研究の目的は、コンフリクト・レゾリューションやコンセンサス・ビルディングなどのコミュニケーション技法を習得し、それを各種の応用倫理学の分野(医療倫理、科学技術倫理、工学倫理、ビジネスエシックス、道徳教育)等への適用可能性を明らかにすることである。まず、平成24年9月22日(土)桜美林大学淵野辺キャンパスにおいて、第3回合意形成研究会を行った。その際、はばたき福祉事業団の岩野友里理事に「薬害エイズ事件の実態と現状」という題で特別講演をしていただいた。次に、研究代表者屋良が「確率論と合意形成」という題で確率論的リスク論を批判し、研究分担者松浦が「「中立な」ファシリテーターはほんとうに可能か?」という題で合意形成論の自己批判を展開し、金光は「技術の現象学・序説」という題で現象学的工学倫理の可能性を追求し、本田が「リスク告知と科学者のエートス」という題で科学技術政策における科学者の倫理について論じ、増渕は「ステイクホルダー・エンゲイジメントとその問題点」、大北は「HIV感染症対策の転換?」、松本は「ボローニャ・プロセスと学生参加」という題でそれぞれ研究発表を行った。次に、平成25年3月1日(金)に金沢工業大学で第4回合意形成研究会を行った。まず、桜美林大学坂井教授に特別講演「市民義務と徳」で、市民の道徳教育の可能性について論じてもらった。次に、屋良が英語で「予防原則」に関するメリットとデメリットの考察を行った。次に、金光がリスクを伴う技術に関する「責任あるデザイン(設計)」について論じた。本田は「研究の自由か統制か」で国家による科学技術のあり方について論じ、増渕はビジネスエシックスにおける合意形成の失敗、松本はカント解釈における合意形成の可能性について論じた。本研究の目的は、従来のリスク論を批判し、不確実なリスクに対処するために、コンフリクト・レゾリューションやコンセンサス・ビルディングなどのコミュニケーション手法を習得し、応用倫理学のいくつかの分野(医療倫理、工学倫理、ビジネスエシックス、道徳教育、等)への応用可能性を明らかにすることであった。まず、平成25年9月28・29日に長野県看護大学で第5回合意形成研究会を行った。そのさい、桜美林大学坂井教授の特別講演「やりまんの規範倫理学的考察」を行い、性道徳教育を徳倫理学の観点から考察した。次に研究代表者屋良が「予防原則の再考察と生命倫理学」において生命倫理学におけるリスク論について論じた。次に研究分担者増渕が金融工学のリスク論を批判し、大北が欧州の新公衆衛生運動について紹介し、本田が明治以後の日本の科学技術政策批判、金光が技術者倫理教育におけるケーススタディを紹介した。次に、平成26年3月16日・17日に多摩アカデミーヒルズ(桜美林大学)にて第6回合意形成研究会を行った。ここにおいて坂井が「現代倫理学とソクラテス」という講演をし、増渕が金融工学リスク論批判を再び行い、大北がHIV/AIDSに関する倫理的な議論の変遷、本田がロボット工学の現在、金光が新しい哲学教育の流れについて論じた。以上の研究で、本研究のリスク論批判が金融工学批判、ロボット工学倫理にまで展開したのは収穫であった。特に金融工学批判に関しては、研究代表者は昨年原子力政策におけるリスクマネッジメント批判を展開していたが、金融工学批判はその延長線上に起きうるものとして注目される。本研究の第1の目的は、、FisherやSusskind、Mooreらのコンフリクト・レゾリューションおよび合意形成の手法を習得し、それの各種応用倫理学の分野(医療倫理、科学技術倫理、ビジネスエシックス、コミュニケーション倫理、教育哲学等)への応用可能性を明らかにすることである。まず、2011年9月4日-5日に桜美林学園伊豆高原クラブにて第1回合意形成研究会合宿を開催した。合宿という形式にしたのは、コンフリクト・レゾリューションの技法のひとつであるメディエーションを、ディスカッションやロールプレイングを通して、演習形式で具体的に習得してもらうためである。それと並行して、各メンバーに研究報告を行ってもらった。研究分担者松浦は合意形成プロセスの倫理的課題を論じた。蔵田、本田はそれぞれ福島原発事故を受けて、リスク論及び学技術政策論における倫理的課題を論じた。金光は技術者倫理教育の課題を論じた。次に、2012年3月21日に桜美林大学淵野辺キャンパスにて第2回合意形成研究会を開催した。

最初に、坂井昭宏桜美林大学教授が、「市民の義務と徳ー万引き多発校と校名公表問題ー」というタイトルで、市民と行政、学校における万引き対策に関する倫理的課題について論じた。次に、屋良が、医療倫理における意思決定論について論じ、松浦が公共政策における合意形成の課題について論じ、金光が技術者倫理教育の課題について論じた。その後、招待発表として、大阪大学の大北が公衆衛生論を論じ、松本がハーバーマスやアーペルにおける討議倫理について論じた。本研究の最終目的は、応用倫理学の各領域(医療倫理、科学技術倫理、ビジネスエシックス、道徳教育等)に、FisherやSusskind、Mooreらのコンフリクト・レゾリューションや合意形成といったコミュニケーションの方法論を組み込む可能性を検証することである。特に、不確実なリスクへの対策に関して合意形成は困難となるが、その問題に対してコンフリクト・レゾリューションがどの程度有効であるかを検証することである。しかしながら、このような研究テーマは独創的かつ現在最先端のものであり、したがって、研究分担者の中には、このようなテーマが初めてである者もいた(勿論、それぞれの専門分野では十分な専門家であるが)。そのため、初年度は上記のコミュニケーションの方法論を習得することに力点を置いた。また、各分野において「不確実性」や「コミュニケーション」の問題がどのように関わってくるかに関する研究を行っていただいた。そのおかげで、2年目である平成24年度から、応用倫理学の各分野において「不確実性」や「コミュニケーション」の問題に関する本質を突く研究が多く出てきた。それによって、コミュニケーションの方法論の必要性が十分に確かめられるにいたった。具体的には、研究代表者の屋良は、科学技術政策において、従来の確率論的リスク論では不十分であり、市民による合意形成の方法論で補う必要性を示した。金光は「責任あるデザイン」という工学倫理の概念から、人間に定位した設計を主張した。本田は政府の科学技術政策の在り方を歴史的に検証し、民主的な政策決定の必要性を示した。増渕はビジネスエシックスにおける合意形成の失敗をテーマとし、松本はカント倫理学における合意形成の可能性を追求した。他方で、松浦は合意形成論などの方法論自体がはらむリスクを指摘し、その倫理学的可能性と限界を問いただす必要性を主張した。本研究の最終目的は、応用倫理学の各領域(医療倫理、科学技術倫理、ビジネスエシックス、コミュニケーション倫理、教育哲学等)に、FisherやSusskind、Mooreらのコンフリクト・レゾリューション及び合意形成の方法論を組み込む可能性を検証することである。特に、不確実なリスクへの対策に関して合意形成は困難となるが、その問題に対してコンフリクト・レゾリューションがどの程度有効であるかを検証する。初年度においては、各研究メンバーが、それぞれの領域においてどのような不確実性の問題があるかを認識することを中心に研究してもらった。特に、昨年度は福島原発事故があり、科学技術行政として、不確実なリスクに対してどの様な態度をとるべきであったかという議論が中心になった。
医用圧計測カテーテルに組み込み可能な小型・高感度光集積回路圧力センサの開発

本研究では,光集積回路圧力センサの医用圧計測への応用を目指し,カテーテルに組み込み可能な小型・高感度光集積回路圧力センサの開発を行った。まず圧力センサの動作解析を行い,ダイヤフラムサイズや導波路位置に対するセンサ感度について考察した。この考察結果を基に,「感度不変ダイヤフラム縮小則」を導き出し,この縮小則を実験的に確認するため,ダイヤフラムサイズの異なる3種類のセンサを試作した。感度不変ダイヤフラム縮小則とは,ダイヤフラムの短辺をa,長辺をb,厚さをtとしたとき,比a/bと比a^3/t^2を一定に保てば,ダイヤフラムを縮小しても感度は変わらないというものである。試作したセンサのダイヤフラムサイズは幅3.0mm×長さ15mm×厚さ65μm,幅2.5mm×長さ12.5mm×厚さ49μm,幅2.0mm×長さ10mm×厚さ35μmで,前述の比は共に同じとなっている。感度測定の結果,センサ感度は,3つのセンサともダイヤフラム中央の導波路において約70mrad/kPaとなり,「感度不変ダイヤフラム縮小則」に従うことが分った。以上の研究成果を基に,目標とするカテーテル先端型圧センサの10倍のサイズでプロトタイプの作製を行った。設計では,模擬カテーテルの直径を20mmφとし,長さ20mmの中にセンサを収めることとした。そのため,センササイズを幅10mm×長さ20mm×厚さ300μmに設定し,ダイヤフラムサイズを幅1.5mm×長さ7.5mm×厚さ23μmとした。作製したプロトタイプはまだ不完全なものではあるが,センサ感度はダイヤフラム端の導波路において81mrad/kPaで,血圧計測に使用可能な感度を実現することができた。今後,ダイヤフラム縮小則に基づいてセンサを小型化することで,カテーテルに組み込み可能な超小型圧力センサを実現できるものと考える。平成12年度は,シリコンを基板とした光集積回路圧力センサを試作し,その特性評価を行った。センサは感圧部のダイヤフラムとその上に形成される直線光導波路とで構成される。本研究では,大きさ1.2mm×10mm×20μmのダイヤフラムを,シリコンの異方性エッチングを利用して作成した。また,光導波路を作成するため,まず,シリコンを熱酸化して1.0μmの二酸化シリコン層を形成した。次に,チャンネル導波路とするため,チャンネルとなる部分の二酸化シリコン上に幅12μm,深さ0.1μm溝を刻みつけた。その後,二酸化シリコン層の上に,導波層となるポリスチレン層を厚さ1.0μmで塗布した。ところで,センサ感度はダイヤフラム上の導波路位置に強く依存することが理論計算から分かっているが,これまで実験的には明らかにされていなかった。そこで,50μmおきに導波路を作りつけ,センサ感度の導波路位置依存性についても実験的に考察することとした。測定の結果,センサの位相感度はダイヤフラムの縁で最も高く,ダイヤフラムの縁から内側へ0.2mm離れた導波路で無感度となり,ダイヤフラムの中央で感度が再び高くなるという依存性が得られた。ポリスチレンの光弾性係数が分からないため,定性的な比較にはなるが,これは理論的予測とほぼ一致した結果であった。

ダイヤフラムの縁に位置する,最も感度の高い導波路について,圧力検出可能範囲は32kPa(240mmHg)で,位相感度は98mrad/kPaであった。一般の血圧計の最高目盛は300mmHgであり,今回試作したセンサは血圧測定に必要な圧力検出範囲や感度を十分に満たしているものと考えられる。平成13年度は,これまでに得られた理論結果を基に,感度の低下を伴わないダイヤフラム(感圧部)縮小則を導き,この縮小則を実験により明らかにした。我々のグループでは,既に,生体内圧センシング(特に血圧測定)を行うのに十分な感度を持つセンサの試作に成功している。しかし,そのダイヤフラムサイズは1.2mm×10mm×20μmで,医用圧計測カテーテルへの組み込みを考える場合には,ダイヤフラムのさらなる小型化が望まれる。そのため,既に得られている感度を維持しながらセンサを小型化できるダイヤフラム縮小則は非常に重要と言える。理論結果によると,ダイヤフラムの幅,長さ,厚さをそれぞれa, b, tとしたとき,a/bとa^3/t^2の値を一定に保ったまま,そのサイズを縮小しても感度は変わらない。この縮小則を実験により確かめるため,ダイヤフラムサイズ(1)3.0mm×15mm×65μmと(2)2.0mm×10mm×35μmの2つのセンサを試作した。両センサのダイヤフラムは共に,a/b=0.2, a^3/t^2=6.5×10^3mである。ところで,センサ感度は導波路位置によって変わる。そのため,0.1mmおきに各導波路位置のセンサ感度を測定したが,ダイヤフラム中央における両センサの感度は,(1)69mrad/kPaおよび(2)67mrad/kPaであった。このように,両者の感度はほぼ同じとなり,縮小則を支持する実験結果が得られた。この縮小則より,ダイヤフラムの幅,長さ、厚さをそれぞれ0.5mm, 2.5mm, 4.5μmとすれば,導波路をダイヤフラムの中央に位置させたとき,約70mrad/kPaの位相感度が期待できる。このようなセンサが実現できれば,医用圧計測カテーテルへの組み込みが十分可能であると言える。平成14年度は,昨年度に引き続き「感度不変ダイヤフラム縮小則」の確認実験とカテーテル先端型圧センサのプロトタイプの作製を行った。感度不変ダイヤフラム縮小則とは,ダイヤフラムの短辺をa,長辺をb,厚さをtとしたとき,比a/bと比a^3/t^2を一定に保てば,ダイヤフラムを縮小しても感度は変わらないというものである。今年度は新たに幅2.5mm×長さ12.5mm厚さ49μmのダイヤフラムを有するセンサを試作し,昨年度の結果と合わせて3種類のセンサでセンサ感度を比較した。なお,3つのセンサとも,前述の比はa/b=0.2,a^3/t^2=6.5mと同じ値である。感度測定の結果,3つのセンサともセンサ感度は,ダイヤフラム中央の導波路において約70mrad/kPaとなり,「感度不変ダイヤフラム縮小則」に従うことが分った。さらに,これまでの研究成果を基に,目標とするカテーテル先端型圧センサの20倍のサイズでプロトタイプの作製を行った。設計では,模擬カテーテルの直径を20mmφとし,長さ20mm中にセンサを収めることとした。そのため,センササイズを幅10mm長さ20mm厚さ300μmに設定し,ダイヤフラムサイズを幅1.5mm長さ7.5mm厚さ23μmとした。作製したプロトタイプはまだ不完全なものではあるが,センサ感度はダイヤフラム端の導波路において81mrad/kPaで,血圧計測に使用可能な感度を実現することができた。今後,ダイヤフラム縮小則に基づいてセンサを小型化することで,カテーテルに組み込み可能な超小型圧力センサを実現できるものと考える。
１９－２０世紀転換期ラテンアメリカ文学におけるヨーロッパ芸術思潮の受容と展開

本研究は、19-20世紀転換期ラテンアメリカ文学(以下ラ米文学)におけるヨーロッパ芸術思潮の「受容」(どのように紹介され、受け入れられたか)と「展開」(受け入れられたものが作品にどのように取り込まれ、活かされたか)の状況の調査を通じて、この時期のラ米文学の持つ独自性を、地域の枠内で考察するに留まらず、ヨーロッパの芸術思潮との関係からも捉え、国や言語を越えて展開する世紀転換期の芸術動向におけるラ米文学の位置づけを明らかにしようとするものである。受容研究の手法は、主に20世紀初頭以前のスペイン語圏の文芸雑誌や、比較対象となる19世紀から20世紀初頭のヨーロッパ文学、定期刊行物等の収集・分析である。展開研究は当該時期のラ米文学作品の幅広い収集と精読を中心とするが、いっそう客観的な考察を行うため、19世紀一般と、1920年代から40年代までのラ米文学についても読み込みを行っている。平成26年度は主に受容研究を行った。読解や分析の対象とした作家は、J・マルティ(1853-1895、キューバ)、M・グティエレス・ナヘラ(1859-1895、メキシコ)、J・デル・カサル(1863-1893、キューバ)、J・アスンシオン・シルバ(1865-1896、コロンビア)、R・ダリオ(1867-1916、ニカラグア)、L・ルゴネス(1874-1938、アルゼンチン)、J・ヘレラ・イ・レイシグ(1875-1910、ウルグアイ)等。資料の所在等の関係で国内での十分な研究遂行が難しいことから、平成25年11月以降スペインで学術調査を実施しており、平成26年10月からはマドリード・コンプルテンセ大学のモデルニスモ研究グループに参加して研究を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、19-20世紀転換期ラテンアメリカ文学におけるヨーロッパ芸術思潮の「受容」(どのように紹介され、受け入れられたか)と「展開」(受け入れられたものが文学作品にどのように取り込まれ、活かされたか)の状況を明らかにする作業を通じて、この時期のラテンアメリカの文学作品が持つ独自性を、当該地域の枠内で考察するに留まらず、ヨーロッパ芸術思潮との関係からも明確に把握し、国や言語を越えて展開する世紀転換期の芸術動向におけるラテンアメリカ文学の位置づけを明らかにしようとするものである。平成24年度は、20世紀初頭以前のスペイン語圏の文芸雑誌や、比較対象となる19世紀から20世紀初頭のヨーロッパの文学作品や定期刊行物等の収集・分析を行う「受容」研究と、当該時期のラテンアメリカの文学作品を幅広く収集し精読する「展開」研究を並行して行った。研究対象としては、当時のラテンアメリカの文学運動モデルニスモの領袖であり、ヨーロッパの最新文芸を積極的にスペイン語圏に紹介した詩人ルベン・ダリオをはじめ、ホセ・マルティ、レオポルド・ルゴーネスといった作家の著作と活動に着目して作業を進めた。日本国内での入手が難しい資料も多いため、スペインとフランスにおける学術調査を実施して資料を収集した。フランス国立図書館では、ダリオが編集長を務めた文芸雑誌『ムンディアル』全号をデジタルカメラで複写する許可を得て、当時のスペイン語圏における文学状況を知るにあたり極めて貴重な資料を得ることができた。研究成果の一部については、既に日本イスパニヤ学会機関誌『HISPANICA』第56号及び東京大学現代文芸論研究室論集『れにくさ』第4号に論文を発表し、また、日本ラテンアメリカ学会の第33回定期大会における口頭発表を行った。未発表事項については平成25年度中に論文にまとめ発表したいと考えている。本研究は、19-20世紀転換期ラテンアメリカ文学におけるヨーロッパ芸術思潮の「受容」(どのように紹介され、受け入れられたか)と「展開」(受け入れられたものが文学作品にどのように取り込まれ、活かされたか)の状況を明らかにする作業を通じて、この時期のラテンアメリカの文学作品が持つ独自性を、当該地域の枠内で考察するに留まらず、ヨーロッパ芸術思潮との関係からも明確に捉え、国や言語を越えて展開する世紀転換期の芸術動向におけるラテンアメリカ文学の位置づけを明らかにしようとするものである。今年度は前年度に引き続き、スペイン語圏の文芸雑誌や、比較対象となるヨーロッパの文学作品、定期刊行物等の収集・分析を行う「受容」研究と、ラテンアメリカの文学作品を幅広く収集し精読する「展開」研究を並行して行った。研究対象としては、ヨーロッパの最新文芸を積極的にスペイン語圏に紹介した詩人R・ダリオ(1867-1916、ニカラグア)やL・ルゴーネス(1874-1938、アルゼンチン)など、またヨーロッパ諸国の文学からはC・ボードレール(1821-1867、フランス)、O・ワイルド(1854-1900、イギリス)などに焦点をあてて、著作や関連文献の読み込みを進めた。また、文芸雑誌については、Revista Azul (1894-1896、メキシコ)、Mundial Magazine (1911-1914、パリ)などを対象に調査を進めた。日本国内での入手が難しい資料も多いことから、平成25年11月以降は、スペインにおける学術調査を実施中である。

研究成果の一部は、日本ラテンアメリカ学会第33回定期大会(2012年6月、愛知県立大学)で行なった口頭発表をもとに、論文「ルベン・ダリオの詩における放浪のモチーフ」にまとめた(2014年6月に刊行される日本ラテンアメリカ学会の『ラテンアメリカ研究年報』に掲載決定済)。本研究は、19-20世紀転換期ラテンアメリカ文学(以下ラ米文学)におけるヨーロッパ芸術思潮の「受容」(どのように紹介され、受け入れられたか)と「展開」(受け入れられたものが作品にどのように取り込まれ、活かされたか)の状況の調査を通じて、この時期のラ米文学の持つ独自性を、地域の枠内で考察するに留まらず、ヨーロッパの芸術思潮との関係からも捉え、国や言語を越えて展開する世紀転換期の芸術動向におけるラ米文学の位置づけを明らかにしようとするものである。受容研究の手法は、主に20世紀初頭以前のスペイン語圏の文芸雑誌や、比較対象となる19世紀から20世紀初頭のヨーロッパ文学、定期刊行物等の収集・分析である。展開研究は当該時期のラ米文学作品の幅広い収集と精読を中心とするが、いっそう客観的な考察を行うため、19世紀一般と、1920年代から40年代までのラ米文学についても読み込みを行っている。平成26年度は主に受容研究を行った。読解や分析の対象とした作家は、J・マルティ(1853-1895、キューバ)、M・グティエレス・ナヘラ(1859-1895、メキシコ)、J・デル・カサル(1863-1893、キューバ)、J・アスンシオン・シルバ(1865-1896、コロンビア)、R・ダリオ(1867-1916、ニカラグア)、L・ルゴネス(1874-1938、アルゼンチン)、J・ヘレラ・イ・レイシグ(1875-1910、ウルグアイ)等。資料の所在等の関係で国内での十分な研究遂行が難しいことから、平成25年11月以降スペインで学術調査を実施しており、平成26年10月からはマドリード・コンプルテンセ大学のモデルニスモ研究グループに参加して研究を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。ほぼ当初の計画に沿って作業が進んでいるため。今後研究を進める上では、当該時期のいっそう幅広い文学作品を研究対象とすることによって、これまでの成果についてより多様な視点から考察することが可能になるであろう。また、とりわけ文芸雑誌等の定期刊行物を対象とする「受容」研究については、まだ収集が不十分であり、また、日本国内から資料にアクセスするのが難しいことから、在外学術調査を行うことが研究推進に資すると考えられる。現在滞在中のスペインにおいて、日本では入手の困難な一時資料・二次資料の収集を引きつづき行いながら、現在までの研究成果の整理と分析をいっそう進める。
VPS13A遺伝子が関連する新たな神経細胞死カスケードの解明

最近、私達は神経変性疾患の有棘赤血球舞踏病(chorea acanthocytosis : ChAc)の病因遺伝子VPS13Aの発見に成功した(Nat.Genet,28,121-122,2001)。ヒトChAc症例数は少なく臨床研究には限界があるため、遺伝子改変モデルマウスの作成を試み、最近成功した(J.Neurochem.92,759-766,2005)。今回、私達はVPS13A遺伝子産物choreinに対する抗体を作成し、choreinの臓器・細胞内分布を検討した。Choreinは精巣、腎臓、筋肉、脳に豊富に存在し、細胞特異的な分布をしていた。すなわち、精巣では精子細胞とセルトリ細胞、腎臓では近位尿細管上皮、脳においては広く分布するものの神経細胞に特異的に分布していた。(Biochem.Biophys.Res.Comm.353,431-435,2007)。さらに、上記のChAcモデルマウスを用いて、病変部位である線条体における遺伝子発現状態を検討し、gephyrinが有意に発現上昇している事実をウェスタンブロット法および免疫組織化学的に明らかにし、gephyrinがその凝集を支えるGABAA受容体もまた発現上昇をしていることを明らかにした。これは、同様の線条体におけるGABAニューロンの神経変性を引き起こすハンチントン病で報告された事実とは異なっており、代償性のupregulation以外に病態と関わる機構の存在が予想された(Biochem.Biophys.Res.Comm.351,438-442,2006)。また、VPS13A遺伝子のmRNAには、脳特異的なバリアントが存在することを明らかにした。Biochem.Biophys.Res.Comm.353,902-907,2007)
新しいグラフ彩色アプローチによるBH予想への挑戦

BH予想とは「2n-1色で辺彩色された2n(≧6)頂点完全グラフの辺集合は辺素なn個の異色全域木に分解できる」というものである。本研究では、異色グラフを一般化したf-異色グラフを定義しBH予想を拡張することで、関数fこ応じ九段階的な研究を可能とし、特にf(c)=n-2の時に拡張BH予想が正しいことを証明した。また、w成分f-異色全域林が存在するための必要十分条件を証明し、それを応用して既存の2つの定理を一般化した。1996年にBrualdiとHollingsworthは「2n-1色で辺彩色された2n頂点完全グラフの辺集合はn個の異色全域木に分解することができる」と予想した。異色全域木とは全ての辺の色が具なる全域木のことである。本研究はこのBH予想の解決を目指しながら辺着色されたグラフに潜む様々な着色構造を明らかにすることを目的とする。2006年に研究代表者は完全グラフに限らない任意のグラフに異色全域木が1個以上存在するための必要十分条件を証明した。そして2008年、その証明法が実は異色全域木に限らずより一般的な着色全域木の存在についても有効であることに気づき、異色部分グラフの定義を一般化しf-異色部分グラフと名付け、f-異色全域木が存在するための必要十分条件を示した。f-異色グラフとはどの色cも高々f(c)本にしか現れないグラフと定義ずる。この一般化によって既存の異色部分グラフめ問題において、関数fの条件による段階的な研究ができるようになる。本年度は、まずf-異色全域木の必要十分条件の証明を"飽和条件"を用いたより簡潔なものに改良した。更に、この必要十分条件を利用して「2つの関数f,gが任意の色cについて$g(c)\lenf(c)/2$を満たすならば、g-異色完全グラフKnはf-異色全域木を持つ」ことを証明した。また、着色グラフ研究の派生研究として次の応用研究成果を得た。「赤青2色辺着色有向グラフにalternating covert channelが存在することと長さ3以下のalternating covert channelが存在することは同値である」covert channelとはネットワーク上でコピー&ペーストの繰り返しによって情報漏えいが起こる可能性のある有向道のことである。この成果を研究集会「離散数学とその応用研究集会2009」で発表した。1996年にBrualdiとHollingsworthは「2n-1色で辺彩色された2n(≧6)頂点完全グラフの辺集合は、辺素なn個の異色全域木に分解できる」と予想した(以下BH予想)。異色全域木とは全ての辺の色が異なる全域木のことである。研究代表者は2008年国内研究集会において異色グラフの定義を一般化しf-異色グラフと名付け、w成分を持つf-異色全域林が存在するための必要十分条件を示し、昨年度はその証明を改良した。ここで、f-異色グラフとはどの色cも高々f(c)本にしか現れないグラフと定義する。w=1、任意の色cに対してf(c)=1とすれば、w成分を持つf-異色全域林は異色全域木である。この必要十分条件は一般にw成分を持つf-異色全域林の存在を背理法で証明する際に有効である。今年度は次の2つの成果を得た。(1)2001年にBrualdiとHollingsworthは「2n-1色で辺着色された完全二部グラフK(n,n)には、もし任意の空でない色集合Rに対してRの色が塗られた辺の本数が|R|^2/4より多ければ異色全域木が存在する」ことを示した。これを、前述の必要十分条件を利用して、任意の色数、一般の完全二部グラフK(n,m)、w成分を持つf-異色全域林についての定理として一般化した。(2)前述のBH予想を「f-辺彩色された2n(≧6)頂点完全グラフの辺集合は、辺素なn個のf-異色全域木に分解できる」と一般化し、関数fに応じた段階的な研究を可能とした。ここで、f-辺彩色とは、どの頂点も任意の色cについて高々f(c)本としか接続しないような辺着色と定義する。この予想が、関数fがf(c)=n-2という定数関数の時に正しいことを証明した。