hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発話・応答テキストの自動品質推定による大規模対話データ構築

発話・応答をテキストとして提供する対話データの不足が、雑談対話システムを研究開発する上で大きな障壁となっている。そこで本研究では大規模対話データ構築と、構築したデータを用いた雑談対話システムの構築に取り組む。本年は対話データの品質推定のため、対話を破綻させる要因となる応答の検出に取り組んだ。対話破綻検出チャレンジにて公開されているアノテーションデータを利用し、入力された発話・応答ペアが破綻しているかどうか分類する分類器を訓練する。発話・応答ペアの観察により、対話を破綻させる応答の特徴として、応答文内において不自然な単語の組み合わせが用いられるなど局所的な問題があること、発話の文脈に対する一貫性・整合性が欠如していることが明らかとなった。そこで、局所的な特徴の検出に強いConvolutional neural network (CNN)、系列を考慮することで文脈を考慮した文のベクトル化に効果的なLong short-term memoryを用いたRecurrent neural network (RNN)をそれぞれ訓練した。これらCNN・RNNモデルをアンサンブルすることで高精度な対話破綻検出を可能とした。本研究の成果は自然言語処理分野の主要国際論文誌であるComputer Speech & Languageにて発表している。さらに、発話と応答のスタイルの違いが破綻につながる場合もある。例えばTwitterのような口語が主流の対話では文法的な崩れは許容されるが、フォーマルな文体が好まれる対話では文法的な崩れは破綻の要因となる。そこでテキストのスタイルを自動的に変換するスタイル変換技術についても検討を行っている。基礎的なモデルは国内研究会において発表しており、奨励賞を受賞している。本研究で構築する対話データの品質を保証するため、(1)対話を破綻させる要因となる応答の検出、および(2)適切なスタイルに発話・応答テキストを変換するスタイル変換に取り組んだ。(1)の対話破綻検出技術について、対話破綻検出チャレンジにて公開されているアノテーションデータを利用し、入力された発話・応答ペアが破綻しているかどうか分類する分類器を実現した。そこで、局所的な特徴の検出に強いConvolutional neural network (CNN)、系列を考慮することで文脈を考慮した文のベクトル化に効果的なRecurrent neural network (RNN)をそれぞれ訓練した。応答文の局所的特徴に加えて発話文を文脈として考慮することで、高い検出性能を達成できており、その成果は自然言語処理分野の主要国際論文誌であるComputer Speech & Languageにて発表している。(2)のスタイル変換技術についても検討を開始している。有望な実験結果をえており、国内研究会において発表し、奨励賞を受賞している。今後は、大規模な対話データ構築のため、疑似発話・応答ペアの生成に取り組む。これまで収集した対話データについて、それぞれの発話・応答のパラフレーズを生成することで、対話データの拡張を行う。パラフレーズ生成は単一言語内での翻訳問題と捉えられるため、ニューラル機械翻訳技術を応用する予定である。また構築した対話データを用いた対話システムの開発に取り組む。既存の深層学習を用いた対話システムでは、「いいですね」のような、汎用的ではあるがユーザにとって情報量が少なく、面白みがない応答を頻繁に生成するという問題がある。このような応答は対話システムに対するユーザの印象に悪影響を及ぼし、対話システムの継続利用を阻害する要因となる。対話システムとユーザの対話が継続するには、ある発話に対する文脈的な一貫性に加え、応答の多様性が重要である。多様性を持たせることで、ユーザにとって情報量の多い、妥当な応答を返すことが可能となる。そこで、深層学習を用いた対話システムにおける応答の多様性改善に取り組む。

本研究で構築する対話データの品質を保証するため、(1)対話を破綻させる要因となる応答の検出、および(2)適切なスタイルに発話・応答テキストを変換するスタイル変換に取り組んだ。(1)の対話破綻検出技術について、対話破綻検出チャレンジにて公開されているアノテーションデータを利用し、入力された発話・応答ペアが破綻しているかどうか分類する分類器を実現した。発話・応答ペアの観察により、対話を破綻させる応答の特徴として、応答文内において不自然な単語の組み合わせが用いられるなど局所的な問題があること、発話の文脈に対する一貫性・整合性が欠如していることが明らかとなった。そこで、局所的な特徴の検出に強いConvolutional neural network (CNN)、系列を考慮することで文脈を考慮した文のベクトル化に効果的なRecurrent neural network (RNN)をそれぞれ訓練した。これらCNN・RNNモデルをアンサンブルすることで高精度な対話破綻検出を可能とした。応答文の局所的特徴に加えて発話文を文脈として考慮することで、高い検出性能を達成できており、その成果は自然言語処理分野の主要国際論文誌であるComputer Speech & Languageにて発表している。(2)のスタイル変換技術についても検討を開始している。有望な実験結果をえており、国内研究会において発表し、奨励賞を受賞している。今後は、大規模な対話データ構築のため、疑似発話・応答ペアの生成に取り組む。これまで収集した対話データについて、それぞれの発話・応答のパラフレーズを生成することで、対話データの拡張を行う。パラフレーズ生成は単一言語内での翻訳問題と捉えられるため、ニューラル機械翻訳技術を応用する予定である。また構築した対話データを用いた対話システムの開発に取り組む。既存の深層学習を用いた対話システムでは、「いいですね」のような、汎用的ではあるがユーザにとって情報量が少なく、面白みがない応答を頻繁に生成するという問題がある。このような応答は対話システムに対するユーザの印象に悪影響を及ぼし、対話システムの継続利用を阻害する要因となる。対話システムとユーザの対話が継続するには、ある発話に対する文脈的な一貫性に加え、応答の多様性が重要である。多様性を持たせることで、ユーザにとって情報量の多い、妥当な応答を返すことが可能となる。そこで、深層学習を用いた対話システムにおける応答の多様性改善に取り組む。本研究ではユーザと継続して対話を行える高度な対話能力を備えた雑談対話システムを実現するため、大規模対話データ構築と、構築したデータを用いた対話システムの構築に取り組んでいる。
補完財のオークション

本研究の研究対象は、補完財のオークションである。これは、(1)売手にとって補完財であるときと(2)買手にとって補完財であるときの二つに大別できる。(1)の具体例としては、FCCやヨーロッパ各国政府による周波数割り当てのオークションがあり、(2)は入札方式による部品購入等が該当する。本研究では、一般性を失うことなく、(1)、(2)に共通に二財モデルを考察し、オークションを設計する側((1)においては売手、(2)においては買手)の期待利得が最大になるようなオークションとしての最適オークションを特徴づけ、これを実際にインプリメントするようなオークション・ルールを提示した。この際、通常のオークションのモデルと同様に、売手、買手間に情報の非対称性を仮定した。(1)においては買手の各財に対する真の価値が私的情報であり、(2)においては売手の各財1単位の生産に要する費用が私的情報である。本研究の主たる結果は、以下のように要約される。(a)最適オークションは効率的配分をもたらさない。(b)特に(2)においては、バンドリング、アンバンドリングの問題が発生するが、その選択は生産費用の確率分布に一意に依存する。(c)(1)において両財を需要する買手と1財のみを需要する買手の2種類の買手を想定すると、最適オークションがどちらの買手を優遇するかは、財の真の価値の確率分布に一意に依存する。また、この時、確率分布によらず、一般的に最適オークションをインプリメントするような基本的なオークション(イングリッシュ、ダッチ、再高価格入札、第二価格入札)はない。(d)(2)において、バンドリング、アンバンドリングと基本的なオークションを組み合わせることで、最適オークションをインプリメントすることができる。このほか、複数のオークション設計者が存在するモデル、逐次オークションと同時オークションの比較等がなされた。近年各国政府は民営化、公共事業に積極的にオークションを活用している。本年度の研究では、現実例として、民営化については、オーストラリアの発電所やメキシコの港湾設備、中国の国営企業の民営化のオークションを考察した。また、公共事業に関しては、アメリカのFCCによる周波数割り当て、チリの天然ガスパイプラインプロジェクト、ドイツのリニアモーターカー建設プロジェクトのオークションの特徴を分析した。さらに、これらの現実例を踏まえて、政府によるオークションの特徴として、特に、(1)補完財のオークション、(2)入札者のタイプに相関がある場合を取り上げて、理論的分析を行った。より具体的には、まず、(1)については、政府が、自身にとって補完財であるような複数財をオークションにより調達する場合、一括発注によるべきか、個別発注によるべきか、という問題を情報レントの観点から分析し、財を生産する費用が対称性を持つ確率分布に従う場合には、一括発注が選好されることが示された。(2)については、入札者のタイプに負の相関がある場合には、政府は逐次オークションにより、期待利潤最大化と効率的配分を同時に達成することができるものの、複数単位の同質財が異なる価格で売却される結果となり、入札者間の公平性の点からは問題が生ずることが示された。
個別動作のばらつきが共同動作課題時の誤差修正の組織化に与える影響

【研究内容】二人一組のペアが、一過性把持力のピーク値を標的力に合わせる課題を2種類行った。個別課題においては各々の把持力を、その後行われた統合課題においては二人の合計把持力を標的力に一致させる課題が課された。相互のパフォーマンスの事前知識の影響を調べるため、個別課題の試技中および全試技終了後にお互いの結果が提示される事前知識群(健常者ペア20組)と、.個別課題の試技中も全試技終了後も相手のパフォーマンスに関する情報が提示されない非事前知識群(健常者ペア20組)が設定された。さらに、假人間および個人内協応の差異を明確にするため、同条件での両手課題実験も行われた(両手課題群:健常者20名、'3群合計で被験者100名)。その結果、個別課題では各群に差が見られなかったにも関わらず、共同課題の成績は非事前知識群が最も良く、事前知識群と両手課題群では有意にエラーが大きかった。詳細な分析の結果、事前知識群は統合課題において相互のばらつきに応じて力配分を最適化していたが、一方で個々のばらつきが有意に増大する傾向にあった。また、両手課題群は他の群に比べて二つの力変動に強い正の相関が見られ、この相関が総合課題のパフォーマンスに悪影響を及ぼしていた。これらの結果は、共同課題における個人内協調と個人間協調は質的に異なること、個人間協調においては相互のパフォーマンスの提示が必ずしもいい影響ばかりを及ぼすわけではないことを示唆した。【成果の意義・重要性】本研究は、ゴール志向性共同課題を行う際にお互いのばらつきを事前に知ることの影響を定量的に明らかにした。パートナーの情報提示は正負両面の影響があるため、共同作業の促進のためにはこれらの影響を考慮した情報提示が重要であることが示唆された。この成果は、クラウドソーシングなどインターネットを介した共同作業時の適切な情報提示法の開発等に貢献しうると考えられる。
スパースモデリングによる地震発生予測のための地殻活動データからの情報抽出

2011年東北地方太平洋沖地震(M9.0)の余効すべり分布、特にすべり域と固着域との境界の位置をより詳細に、例えば20km程度の空間分解能で把握するため、スパースモデリングの一種である既存の数理モデルgeneralized fused lasso(一般化結合正則化)を、地殻変動観測データに適用した。同手法を用いて豊後水道での長期的スロースリップイベントのすべり域を解析したところ、すべり域の境界ではすべり量が急変することが明らかになった。このときは、Leave-one-out cross validationによる予測誤差が最小となるハイパーパラメタを用いて得られた解を最適解としていた。しかし、豊後水道長期的スロースリップイベントの解析対象領域に比べて、東北地震の余効すべりでは千葉県沖から青森県沖にかけての広範囲を解析する必要がある。そのため、要素数は約2倍、観測データ数は約4倍になり、問題規模が大きすぎて、計算にかなりの時間を要した。そこで、近似的にハイパーパラメタ探索を行う方法を用いた数値実験を行った。具体的には、近似手法の一種であるLassoのLeave-one-out cross validation誤差の半解析解を用いた数値実験を行い、このアルゴリズムの妥当性を確認した。その結果をもとに解像度を調べたところ、陸寄りの地域では元のすべり分布を再現できるが、沖合(浅部)でのすべりには解像度がなくなることがわかった。さらに、実データには、水平または上下動成分しかデータが存在しない海域観測点も含まれるので、海域観測点の欠測成分をどのように扱うか検討が必要であることが分かった。29年度が最終年度であるため、記入しない。スパースモデリングの考えに基づいた測地データのインバージョン解析手法[Nakata et al., 2016]について、得られた課題(観測点分布やノイズの大きさに依存する分解能の低下・問題規模・ハイパーパラメタ推定手法・長い計算時間)を解決するために、手法の改良を行った。手法の開発は、スパースモデリングに詳しい連携研究者と議論しながら行った。本年度は豊後水道で発生した長期的スロースリップイベント(L-SSE)を対象として、評価関数にGeneralized Fused Lasso(一般化結合正則化)やSmoothed Fused Lassoを用いて、数値実験および実データ解析を行った。パラメタ推定には交差検定を用いた。ABICを用いたYoshioka et al. [2015]と同じ地殻変動観測データを用いてインバージョン解析を行ったところ、すべり域内部ですべり量が階段状に変化する不連続な境界があることが明らかになった。また、すべり域の境界も、これまでよりも大きな空間勾配(急な空間変化)であることが示された。今回得られたL-SSEのすべり分布に見られる3つの境界は、地震発生帯の下限・深部低周波微動の上限および下限の位置とほぼ一致していた。浅部の境界は、350°Cのフィリピン海プレート上面の等温線とも一致していた。これらは、L-SSE域の浅部延長上で起きている地震発生帯および深部延長上で発生している深部低周波微動に至る、異なる時間的特徴を持った様々な地震発生メカニズムの系統的な理解に役立つ重要な知見となり得る。豊後水道で1997年、2003年、2010年に発生した3つの長期的スロースリップイベントについて、観測データを用いた解析を行った。並行して、モデル領域の端点の扱い、ハイパーパラメタ探索範囲や感度解析について、人工データを用いた数値実験を行った。3イベントで観測点分布が異なるため、観測点分布の違いによる影響も調べることができた。得られたすべり分布を、通常の地震の震源分布・深部低周波微動の震央分布・沈み込むプレートの温度構造などと比較することで、発生メカニズムや沈み込むプレートの構造との空間的な関係性について考察することができた。2011年東北沖地震後の余効すべりの解析については、研究協力者より、実データの提供を受けることができた。現在は、解析コードに入力できるよう、フォーマット変更等の処理を行っているところである。

さらに、実データには、水平または上下動成分しかデータが存在しない海域観測点も含まれるので、海域観測点の欠測成分をどのように扱うか検討が必要であることが分かった。これまでスパースモデリングの手法を取り入れて開発してきた手法[Nakata et al., 2016; Nakata et al.,査読中]を基に、2011年東北地方太平洋沖地震の余効すべりの実データ解析を行う。これまでは日向灘や豊後水道のように比較的狭い領域で、小規模の単純な問題を解いていたが、日本海溝沿いのような広域にわたるすべりに対応できるように手法の改良を行い、大規模かつ複雑な問題に適用できるものにする。計算に要する時間の短縮についても検討する。さらに、空間分布だけではなく、すべりの時間発展についても解析を行えるようにする。手法の開発には、これまでと同様、スパースモデリングに詳しい連携研究者と議論しながら行う。解析する実データは、2011年東北地方太平洋沖地震の震源域周辺で得られた海陸地殻変動観測データ[Iinuma et al., 2016]を用いる。このデータは既にスムースネスを制約条件とした従来の(スパースモデリングを使わない)手法で解析がなされているので、スパース項を取り入れた結果と比較する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト軟骨成長因子エコジェニン/CTGF遺伝子発現調節機構の解析

1)転写レベルでの研究:エコジェニン/CTGFプロモーター及びその欠損変異体を蛍ルシファラーゼ遺伝子上流に組み込んだ一連のプラスミドを構築し、様々な細胞でそれぞれのプロモーター活性を比較解析した。その結果ヒト軟骨由来細胞株HCS-2/8細胞を用いた実験で、本細胞株におけるCTGFの構成的高発現を支えている領域には転写開始点から88塩基対上流の約110塩基対長の断片が重要と分った。さらにその研究を発展させ、当該領域内にHCS-2/8細胞で機能している転写活性シスエレメント二つを特定した。1つは既に報告されているTGF-βresponse elementであり、もう1つは本研究で初めて見い出されたエレメントである。それぞれに点変異を導入すると、HCS-2/8細胞におけるプロモータ活性は著しく低下した。特に後者には、結合する核内因子がHCS-2/8細胞に特異的に見られる点が非常に興味深い。2)転写後レベルにおける研究:我々は約1kbのエコジェニン/CTGF遺伝子3'-非翻訳領域(3'-UTR)を蛍ルシファラーゼ遺伝子下流に直結し、発現、定量比較することで、その強力な遺伝子発現抑制作用を発見した。さらに欠損変異体解析にコンピュータ予測を援用し、我々は84塩基からなる抑制性シスエレメントを決定することに成功した。当該エレメントmRNAは水溶液中で二次構造体を形成し、変異体分析から抑制機能が二次構造に依存すると分り我々はcis-acting element for structure-anchored repression(CAESAR)と命名した。最近CAESARの機能を決定するのは複数stem-loopの連結構造であるとの結論も得られてきた。なおCAESARは転写領域外では活性を発揮せず、また細胞内で発現されたレポーターmRNAの細胞内分布がCAESARの有無で影響を受けなかった。よってCAESARはmRNAの核外輸出には影響を与えず、翻訳段階で抑制機能を発揮していると考えられる。A.ゲノムレベルでの発現修飾の検証-現在までに得られているエコジェニン/CTGF遺伝子の塩基配列情報は、主として非翻訳領域のものである。それらデータに関する限り、軟骨細胞株HCS-2/8細胞のCTGF遺伝子塩基配列は、コントロールのHeLa細胞などと90%以上の一致を見ており、今のところ遺伝子発現に影響の疑われる修飾は見つかっていない。B.転写レベルでの研究-エコジェニン/CTGFプロモーター全域を転写装置として持ち、蛍ルシファラーゼ遺伝子をレポーター遺伝子とする基本コンストラクトに加え、我々はさらに5種、プロモータに欠損変異を持つ誘導体プラスミドを構築し、CTGFプロモーター活性の評価に利用している。その結果ある種の細胞においては、糖質コルチコイドであるデキサメタゾンや、ヒトT細胞白血病ウイルスI型の発癌遺伝子産物である、Taxタンパク質によってCTGFプロモーターが活性化される事実を見い出した。この効果は細胞種に強く依存しており、病因論的意義に加えて特定の転写因子の介在を伺わせる点でも興味を引く。C.転写後レベルにおける研究-現在最も具体的成果の得られつつある研究テーマである。我々は全長約1kbのエコジェニン/CTGF遺伝子3'-非翻訳領域(3'-UTR)を蛍ルシファラーゼ遺伝子下流に直結し、キメラ遺伝子として発現、定量比較することで、3'-UTRの持つ強力な遺伝子発現抑制作用を発見した。

この抑制効果は、Cos-7、HeLa、NIH3T3、そして軟骨細胞株HCS-2/8細胞においても共通して見られるため、CTGFの遺伝子発現抑制の維持に一定の役割を持っていることに疑いはない。同3'-UTRによる遺伝子発現抑制効果は、レポータ遺伝子に対し順、逆方向に接続した場合両方において認められたが、3'-UTR欠損変異体を用いた解析では、順、逆方向それぞれに別々のエレメントがそれぞれ関与しているとの所見が得られた。現在、その詳細な分析を続けているところである。1転写レベルでの研究:前年度我々はエコジェニン/CTGFプロモータ全長、および各種欠損変異体を蛍ルシフェラーゼに接続したレポータプラスミドを作成したが、今年度はそれをヒト軟骨由来細胞株HCS-2/8細胞に供用した。HCS-2/8細胞におけるCTGFの構成的高発現を支えている領域をプロモータ内に特定するためである。その結果転写開始点から88塩基対上流の約110塩基対長の断片が重要と分った。我々は現在当該領域内に、HCS-2/8細胞で機能している転写活性シスエレメントの探索を続けている。2転写後レベルでの研究:前年度我々は全長約1kbのエコジェニン/CTGF遺伝子3'-非翻訳領域(3'-UTR)を蛍ルシファラーゼ遺伝子下流に直結し発現、定量することで、3'-UTRの持つ強力な遺伝子発現抑制作用を発見した。本年度はこれに引き続き、同様の実験系を用いた一連の欠損変異体解析にコンピュータ機能単位予測を援用し、我々は84塩基からなる抑制性シスエレメントを決定することに成功した。また当該エレメントはmRNA上で二次構造を形成するという傍証から、さらに変異体分析を行ったところ、抑制機能が予測される二次構造に依存することが分かり、我々はそれをcis-acting element for structure-anchored repression(CAESAR)と命名した。なおCAESARを合成し水溶液中での様態を解析したところ、実際にin vitroで二次構造体を形成した。CAESARは転写領域外に配置されると活性を発揮せず、またRNase protection analysisの結果は、細胞内でmRNA量に影響を与えることなく遺伝子発現を抑制することを示していた。以上より我々はCAESARが転写後制御シスエレメントであると結論し、現在その作用機構を明らかにすべく研究を続けている。1)転写レベルでの研究:前年度我々は軟骨由来HCS-2/8細胞におけるCTGFの構成的高発現を支えている領域をプロモータ付近、転写開始点から88塩基対上流の約110塩基対長の断片に特定した。本年度はさらにその研究を発展させ、当該領域内にHCS-2/8細胞で機能している転写活性シスエレメント二つを特定した。1つは既に線維芽細胞を用いた研究で報告されているTGF-βresponse elementであり、もう1つは本研究で初めて見い出された新エレメントである。
日本人のリゾートへの志向を考慮したリゾートの再生方策に関する研究

本年度は、海外調査が困難なため、鹿児島県奄美大島において、現地での空間調査・資料収集を行い。リゾート再生に関する研究を遂行した。具体的には、1.地元地方紙「南海日日新聞」(1995-2018年)の記事を、観光関連構想の策定、観光施設の建設、航空路線の開設等の分野別に抽出した後、年表を作成し、時系列で島に関する出来事を分析した。2.次に、JTB「るるぶ」(1997-2018年)等の旅行ガイドブックに着目し、その表紙タイトルに出現している離島名などが、どのような組合せ、あるいは大小で表示されているかを分析した。3.「奄美群島の概況」等の統計資料を用いて、奄美大島への入域客、観光入込客数等を時系列に、空路・海路別、年別、月別、発地別で変化を追い分析した。4.奄美大島全土の地図をベースに、GISを用いて、観光資源(自然、歴史・文化、体験の有無塔で分類)、観光施設および宿泊施設の立地状況を時系列で捉えた。本研究は、わが国のリゾートに関して、再生のための処方箋を提示することを最終目的としている。具体的には、再生したリゾートの事例に関する歴史的史実の分析を通じ明らかにしようとするものである。一年目の26年度は、アンケート調査により、日本人のリゾート観に関する総括的分析を行う予定だったが、予定を変更して、国内のリゾートである長野県白馬村を対象に、リゾートとしての発展過程を明らかにした。研究手法としては、マーケット側、地域側が実際の観光地において、どのように相互作用するのかを解明するために、現実に起こったこれまでの史実を、双方の視点から解釈していった。特に、白馬村では近年国際化していった史実に注目した。まず、入込み客数、宿泊客数等の推移をみることで発展過程における発見、成長、成熟、衰退等の時代区分を試み、現在、白馬村がリゾートとしてどの段階に置かれているのか把握した。次に、白馬村及び周辺の史実を時系列に抽出し(概略史年表の作成)、地域内の出来事及び周辺環境の変化やニーズの変容に着目し、盛衰の変化要因を抽出した。(内的・外的要因の把握)さらに、空間的・地理的変容を把握した。その結果、白馬村は外客によって国際山岳リゾートとして再生しつつあること、具体的には、(1)外客入込により観光地全体入込み数が再生しつつある。入込客は長期滞在、多国籍化し、国際リゾート化している。(2)外客入込によって、外国人対応した宿泊施設が増加する事で、国際リゾートとしてのバリエーションとキャパシティーが増加する。また飲食施設やナイトスポット、周辺施設が増加し、総合的な国際山岳リゾートとして発展する。(3)外客入込によって、国際リゾート化が進み、官民が地域における官民のネットワークが再生している。といった結論を得た。二年目の今年度は、以下の2点に重点を置き、研究分析作業を行った。一つ目は、一年目の成果を海外学術誌へ発表することを目指した。しかしながら、結果は不採用となり、今年度にこの反省を踏まえ再投稿を目指すこととした。二つ目は、日本人のリゾート感に関するアンケートを行った。日本人のリゾートに対する考え方(日本人の余暇観、長期休暇、療養保養を中心に)に関してはニーズを考える上で重要な視点であることから、独自のアンケートを行うことが必要である。そこで、調査票設計に関して、様々なアンケートを参考しながらメンバーで議論を重ねた。その結果、下記のようなWebアンケート調査を行うこととし、調査の実施は専門の調査会社に委託した。集計結果の分析に関しては、現在進行中である。設計:リゾート活動に関する意識調査(2016年)、目的:勤労者世帯のリゾート活動の実態と意識を把握する地区:首都圏(1都3県)、対象:男性20-59歳、サンプル数:500s、割付:2015年1月1月現在の1都3県の男性の人口構成比に応じて割付方法:リサーチモニターを対象者としたインターネット調査一年目の成果を海外学術誌へ発表することを目指したが、結果は不採用となり、今年度にこの反省を踏まえ再投稿を目指すこととしたため、修正に手間取っている。アンケートに関しては今年度中に集計したかったが、項目の設計に思いの外時間がかかり、集計結果は得たもののその分析には至っていない。3年目の今年度は、以下の三点に重点を置き、研究分析作業を行なった。一つ目は、昨年度に引き続き日本人のリゾート感に関するアンケートを行った。そこで、Webアンケート調査を行い、集計結果を分析した。多変量解析を用いて、様々な分析を試みたが、納得いく結果未だ得られておらず、方法を変えながら、引き続き分析中である。二つ目は、瀬戸内海を例にとり、国内の島嶼部の観光産業が衰退傾向に転じたと考えられる1990年以降に着目し、1現在観光地の島の抽出と変遷の分析から「新しい観光」が誕生・普及している地域、2「新しい観光」の出現過程、3「新しい観光」が新規の観光産業に参入者および既存の観光産業施設に及ぼした影響、の3点を中心に調査分析を行った。ただいま、日本都市計画学会に投稿中である。三つ目は、昨年3月に、米国サイパン・グアム調査に赴き、現地のホテル等観光施設の立地状況調査、現地観光局でのインタビュー、図書館での資料集めを重なった。本年度、観光入込客数のデータと合わせ、リゾート再生

・衰退の過程や要因について分析する予定である。学務等が多忙で、まとまった調査の期間が取れず、なかなか現地での調査や資料収集が思ったように進まない点に最大の問題がある。本年度は、昨年度末に現地での空間調査・資料収集を行った米国グアム・サイパンを対象にリゾート再生に関する分析を行った。両リゾートについて、日本人のリゾート志向を考慮したいので、下記のような日本側の資料により、調査分析を進めた。グアムについては、旅行業の業界誌「トラベルジャーナル」を用い、1974年から2017年までの記事を抽出し、現地で得た“tourism2020"やアニュアルレポートなどの情報を加味し年表を作成した。その上で時代区分を設定した。次に、代表的旅行ガイドブックである「るるぶ」と「地球の歩き方」をバックナンバーを含めて購入し、キャッチコピーやアクティビティの記載を元に時系列変化に注目して分析した。現在、前者と後者のクロス分析中である。サイパンについても、1976年から2016年までの記事を抽出し、“2017 Sustainable Tourism Development in the Marianas"を加味し同様の作業をした。こちらも分析の途中。海外調査に行く時間が取れないため。本年度は、海外調査が困難なため、鹿児島県奄美大島において、現地での空間調査・資料収集を行い。リゾート再生に関する研究を遂行した。具体的には、1.地元地方紙「南海日日新聞」(1995-2018年)の記事を、観光関連構想の策定、観光施設の建設、航空路線の開設等の分野別に抽出した後、年表を作成し、時系列で島に関する出来事を分析した。2.次に、JTB「るるぶ」(1997-2018年)等の旅行ガイドブックに着目し、その表紙タイトルに出現している離島名などが、どのような組合せ、あるいは大小で表示されているかを分析した。3.「奄美群島の概況」等の統計資料を用いて、奄美大島への入域客、観光入込客数等を時系列に、空路・海路別、年別、月別、発地別で変化を追い分析した。4.奄美大島全土の地図をベースに、GISを用いて、観光資源(自然、歴史・文化、体験の有無塔で分類)、観光施設および宿泊施設の立地状況を時系列で捉えた。一年目の26年度は、アンケート調査により、日本人のリゾート観に関する総括的分析を行う予定だったが、予定を変更して、国内のリゾートである長野県白馬村を対象に、リゾートとしての発展過程を分析することとした。これは先に地域側の実情を把握したいと考えたためである。アンケート調査を行わなかったため、予算の多くを持ち越したが、いわば一年目と二年目の調査内容を交換しただけなので、進捗には影響をきたさないと考えている。まずはアンケート結果をクロス集計、多変量解析等を用い、速やかに分析したい。なるべく、速やかに現地に赴きたい。査読付論文の再投稿を目指したい。また、収集した資料やアンケート結果の分析を急ぎたい。最終年度なので、日本人のリゾートへの志向を考慮したリゾートの再生方策に関する研究に適したリゾートを再度洗い直し、現地調査、資料収集も含めて、分析を急ぎたい。27年度は、26年度行わなかった、アンケート調査による、日本人のリゾート観に関する総括的分析を行う予定である。
ボツリヌス菌の産生する無毒蛋白質の構造と機能の解析

ボツリヌス神経毒素(分子量約15万)は培養液や食品中では無毒成分と結合し、30万、50万、90万という巨大分子(progenitor toxin)を形成している。A型菌は30万、50万、90万の毒素を、B型、C型およびD型菌は30万と50万の毒素を産生する。30万の毒素は神経毒素に赤血球凝集活性(HA)を示さない無毒成分(non-toxic non-HAと命名)が結合したものであり、50万、90万の毒素は30万の毒素にさらにHAが結合したものである。私達は各毒素を精製すると伴に、その遺伝子を解析する事により以下の結論を得た。1)HAは53、33、20-22、17kDaのサブコンポーネントより成る。2)30万の毒素を構成しているnontoxic-nonHAは、50万の毒素のnontoxic-nonHAと異なり、そのN端側に切れ目(nick)を持っており、このためにHAが結合できない。3)90万の毒素は50万の毒素がHA-33を介して2分子結合したものである。4)HAは赤血球のみならず、小腸の上皮細胞に特異的に結合する。5)HAに対する赤血球上のレセプターは(毒素)型により異なる;C、D型はシアル酸を含む糖脂質と糖蛋白に、A、B型は中性糖脂質に結合する。赤血球の構成成分から考え、C、D型は主にグリコホリンに結合していると推察された。6)赤血球に結合するのは4つのサブコンポーネント中、53と33である。7)53は糖鎖末端のシアル酸に結合するが、33はシアル酸の他(シアリダーゼ処理後に末端となる)Gal→GlcNacにも結合する。A型菌は30万、50万、90万の毒素を、C型およびD型菌は30万と50万の毒素を産生する。30万の毒素は神経毒素に赤血球凝集活性(HA)を示さない無毒成分(nontoxic-nonHAと命名)が結合したものであり、50万、90万の毒素は30万の毒素にさらにHAが結合したものである。私達はこれまで、C型およびD型菌の神経毒素、nontoxic-nonHA、HAの遺伝子をクローン化し、その全塩基配列を決定すると伴に、それらを精製し、HAは53、33、20-22、17KDaのサブコンポーネントより成ることを明らかにしてきた。今回、同様にA型菌のprogenitor toxinを解析したところ、1)A型のHAも同様のサブコンポーネントより成る、2)30万の毒素を構成しているnontoxic-nonHAは、50万の毒素のnontoxic-nonHAと異なり、そのN端側に切れ目(nick)を持っており、このためにHAが結合できない、3)90万の毒素は50万の毒素がHA-33を介して2分子結合したものである、との結論を得た。また無毒成分の機能としては、progenitor toxinが胃を通過する際に、神経毒素を胃液から保護すると報告されていたが、今回モルモットを用いてC型毒素の小腸上皮細胞への結合および吸収実験を試みたところ、12S細胞や神経毒素は上皮細胞に結合しないが、16S毒素のみが結合し、ここより吸収され血中に移行した。

従ってHAは、progenitor toxinの上皮細胞への結合および吸収に際して、非常に重要な役割を担っていることが判明した。ポツリヌス神経毒素(分子量約15万)は培養液や食品中では無毒成分と結合し、30万、50万、90万という巨大分子(progenitor toxin)を形成している。A型菌は30万、50万、90万の毒素を、B型、C型およびD型菌は30万十50万の毒素を産生する。30万の毒素は神経毒素に赤血球凝集活性(HA)を示さない無毒成分(non-toxic non-HAと命名)が結合したものであり、50万、90万の毒素は30万の毒素にさらにHAが結合したものである。私達は各毒素を精製すると伴に、その遺伝子を解析する事により以下の結論を得た。1)HAは53、33、20-22、17kDaのサブコンポーネントより成る。2)HAは赤血球のみならず、小腸の上皮細胞に特異的に結合する。3)HAに対する赤血球上のレセプターは(毒素)型により異なる; C、D型はシアル酸を含む糖脂質と糖蛋白に、A、B型は中性糖脂質に結合する。赤血球の構成成分から考え、C、D型は主にグリコホリンに結合していると推察された。4)赤血球に結合するのは4つのサブコンポーネント中、53と33である。5)53は糖鎖末端のシアル酸に結合するが、33はシアル酸の他(シアリダーゼ処理後に末端となる)Gal*GlcNacにも結合する。
疲労き裂伝播経路のシミュレーションに関する国際共同研究の企画

平成15年度の研究実績の概要は以下の通りである。(1)研究動向の調査2003年9月にParma(イタリア)で開催された「疲労き裂伝播経路に関する国際会議」に際しては、Scientific Committeeメンバーとしてその開催に協力し、論文発表・討論を通してヨーロッパの研究動向を把握するとともに、会議議長であるCarpinteri教授と今後の共同研究について協議した。2003年8月には、米国の研究中心として最近X-FEMなる新有限要素手法でき裂進展問題にアプローチしているNorthwestern大学のBelytschko教授と、き裂伝播シミュレーションに関するシンポジウムの企画について協議した。(2)国際シンポジウムの企画本シンポジウムの機会に、ベンチマーク問題を国際共同比較計算問題として海外研究者や国内研究者に提案し、共同ベンチマーク計算によるシミュレーション評価手法の確立を目指す。さらに将来、日本で疲労き裂伝播経路のシミュレーション技術に関する国際シンポジウムを開催することも視野に入れて国際研究交流を進める予定である。
縮合ポリモリブデン酸イオンを用いたフォトクロミック固体素子の開発

ポリモリブデン酸イオンのアルキルアンモニウム塩は固体状態でO→Mo LMCT帯の光吸収によりMo^<VI>→Mo^Vに還元されたd-d遷移に基づく赤褐色の発色を示し,暗所でO_2の存在下で元の白色に戻るホトクロミズムを示す.光還元をうけるサイトはアニオンを構成する縮合MoO^<26>八面体のうち特定の八面体サイトのみであり,その他のMoO^<26>八面体は光反応に関与しないことが明らかにされてきた.特定のサイトでの光反応は分子の構造変化に全んど影響しないと仮定してきたが,この仮定が正しいかどうかを結晶化学的に確認することは重要である.しかしながら現在この固体化学反応による還元種の純粋試料をえることが困難である為,過酸化体の構造解析を行うことにより元のアニオンの構造と比較検討することを試みた.そこで〔NH_3Pr^i〕_6〔Mo_7O_<24>〕・3H_2Oに注目しこれをH_2O_2により酸化してえられた〔NH_3Pr^i〕_6〔Mo_7O_<22>(O_2)_2〕・3H_2O(IPAM OX)の単結晶を用いて構造解析を行いえられた結果を〔NH_3Pr^i〕_6〔Mo_7O_<24>〕・3H_2O(IPAM)のMo-O結合距離, O-Mo-O結合角と比較し,特定のMoObサイトにおけるperoce基の配位が分子全体に及ぼす影響を検討した.その結果IPAMOX中ではMo(5), Mo(6)のMoO_b八面体のterminalO原子O_2に置換されていることが判明し,これらの八面体サイトは光還元されるサイトでもあった. O_2配位によってその他のMoサイトではMo-O結合距離, O-Mo-O結合角,結晶学的パラメータ共にほとんど影響されないことからホトクロミズムの反応過程でもほとんど分子構造変化はないものと結論された.ポリモリブデン酸イオンのアルキルアンモニウム塩は固体状態でO→Mo LMCT帯の光吸収によりMo^<VI>→Mo^Vに還元されたd-d遷移に基づく赤褐色の発色を示し,暗所でO_2の存在下で元の白色に戻るホトクロミズムを示す.光還元をうけるサイトはアニオンを構成する縮合MoO^<26>八面体のうち特定の八面体サイトのみであり,その他のMoO^<26>八面体は光反応に関与しないことが明らかにされてきた.特定のサイトでの光反応は分子の構造変化に全んど影響しないと仮定してきたが,この仮定が正しいかどうかを結晶化学的に確認することは重要である.しかしながら現在この固体化学反応による還元種の純粋試料をえることが困難である為,過酸化体の構造解析を行うことにより元のアニオンの構造と比較検討することを試みた.そこで〔NH_3Pr^i〕_6〔Mo_7O_<24>〕・3H_2Oに注目しこれをH_2O_2により酸化してえられた〔NH_3Pr^i〕_6〔Mo_7O_<22>(O_2)_2〕・3H_2O(IPAM OX)の単結晶を用いて構造解析を行いえられた結果を〔NH_3Pr^i〕_6〔Mo_7O_<24>〕・3H_2O(IPAM)のMo-O結合距離, O-Mo-O結合角と比較し,特定のMoObサイトにおけるperoce基の配位が分子全体に及ぼす影響を検討した.その結果IPAMOX中ではMo(5), Mo(6)のMoO_b八面体のterminalO原子O_2に置換されていることが判明し,これらの八面体サイトは光還元されるサイトでもあった. O_2配位によってその他のMoサイトではMo-O結合距離, O-Mo-O結合角,結晶学的パラメータ共にほとんど影響されないことからホトクロミズムの反応過程でもほとんど分子構造変化はないものと結論された.
薬剤の放出を蛍光で追跡するための多環状ホストの開発

本研究では薬物運搬体として利用できる機能性多環状ホストの開発を行った。具体的には、“薬剤(ゲスト)を放出する"と同時に“光り出す"などの従来にない機能をもった多環状ホストの開発を目的とした。そのためにシクロファンを集積化することでゲストに対する捕捉力が飛躍的に向上するクラスター効果に着目した。加えて酸化還元による外部刺激によってその結合の解離・付加を可逆的に制御することができるジスルフィド結合を多環状ホストの分子設計に取り入れた。具体的には、ジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体を分子基盤としてローダミン基を2つ導入したホストを合成し、クラスター効果によってゲストを強く取り込むことに成功した。さらに、このシクロファン2量体は外部刺激(還元剤の添加)に応じてゲスト捕捉能がより低いシクロファン単量体へ解裂することをNMRやMALDI-TOF MSなどの測定から明らかにした。また蛍光検出においては、解裂前のシクロファン2量体では2つのローダミン基による自己消光のために蛍光強度は低く抑えられているが、解裂後のシクロファン単量体では蛍光強度が約3倍に増大することもわかった。すなわち、シクロファン2量体を還元剤で刺激すると、シクロファン単量体が生じて包接ゲストが放出されると共に蛍光強度の変化として検出することが可能となった。本研究課題の主目的である“薬剤(ゲスト)を放出する"と同時に“光り出す"などの機能をもった多環状ホストを開発した。これまでにジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体を分子基盤としてローダミン基を2つ導入したホストを合成し、クラスター効果によってゲストを比較的に強く取り込むことがわかった。すなわち、シクロファン2量体を還元剤で刺激すると、シクロファン単量体が生じて包接ゲストが放出されると共に蛍光強度の変化として検出することに成功した。しかしながら、この包接ゲストの放出においては、シクロファン2量体からシクロファン単量体への変化であるためにクラスター効果を十分に発揮していないこともわかった。そこでより大きなクラスター効果が期待できるシクロファン4量体を分子基盤としてホストを分子設計した。具体的には、シクロファン4量体を分子基盤としてジスルフィド結合を介して蛍光基(消光基)を導入したホストの合成を試みた。分子基盤となるシクロファン4量体の合成に成功し、狙ったとおりにゲスト捕捉脳が飛躍的に向上することがわかった。さらに、ジスルフィド結合を介して蛍光基の導入について引き続き検討する予定である。蛍光感度のさらなる向上を目指しシクロファン4量体にジスルフィド結合を介して蛍光基(消光基)を導入したホストを引き続き合成し、その機能を評価する。本研究では、薬物運搬体として利用できる機能性の多環状ホストを開発することを目的としている。例えば、“薬剤(ゲスト)を放出する"と同時に“光り出す"などの新たな機能をもった多環状ホストの開発を目指している。これまでにクラスター効果の概念を取り入れて開発した多環状ホストがシクロファンの集積化にともなってゲスト捕捉力が飛躍的に向上するなどの基盤技術が利用可能である。一方、ジスルフィド結合は動的共有結合として知られ、酸化還元による外部刺激によってその結合の解離・付加を可逆的に制御することができる。そこで、ジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体を基体として、蛍光性のローダミン基を2つ導入したホストを分子設計し、合成することにした。還元剤による化学刺激に応じて、シクロファン2量体をシクロファン単量体へ解裂させることが可能であると期待される。研究を遂行し、次のことを明らかにした。(i)新たに2つのローダミン基を導入した蛍光性シクロファン2量体(ホスト)の合成に成功した。(ii)このホストはローダミン基による自己消光のためにホスト単独ではローダミンBと比べて弱い蛍光を示すことを見出した。(iii)ホストの水溶液にジチオトレイトールを添加すると蛍光強度が約3倍に増加したことから、ホストのジスルフィド結合が開裂することでローダミン基を一つだけ有するシクロファン単量体が生成し、自己消光が解消したものと推察した。前述したように、ジスルフィド結合は動的共有結合として知られ、酸化還元による外部刺激によってその結合の解離・付加を可逆的に制御することができる。そこで、ジスルフィド結合で連結したシクロファン多量体を開発することができれば、外部刺激に応じてシクロファン多量体をシクロファン単量体へ解裂させることができる。つまり、クラスター効果の解消に伴った包接ゲストの放出も可能になるかもしれないと考えた。今年度は、このジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体を基体として、さらに蛍光性のローダミン基を導入したホストを分子設計し、合成することを目的とした。多環状ホストに蛍光基をうまく導入し、合成できるかどうかが最大の関門であった。本研究では、次のことを明らかにした。(ii)

このホストはローダミン基による自己消光のためにホスト単独ではローダミンBと比べて弱い蛍光を示すことを見出した。(iii)ホストの水溶液にジチオトレイトールを添加すると蛍光強度が約3倍に増加したことから、ホストのジスルフィド結合が開裂することでローダミン基を一つだけ有するシクロファン単量体が生成し、自己消光が解消したものと考察した。このようにジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体を基盤として、蛍光性のローダミン基を2つ導入したホストを分子設計し、合成することに成功したことから、当初の目的をほぼ達成できていることからおおむね順調に進展していると考えている。本研究では、薬物運搬体としての機能を有する多環状ホストを開発することを目的にしている。例えば、“薬剤(ゲスト)を放出する"と同時に“光り出す"などの機能をもった多環状ホストの開発を目指している。一般に、天然レセプターは生体膜上で寄り集まることでリガンドに対する親和性が高くなるクラスター効果が知られている。我々は、このクラスター効果の概念を取り入れることによってシクロファンを集積化した多環状ホストを合成し、これを用いてゲストに対する捕捉力を飛躍的に向上させる基盤技術を開発している。一方、ジスルフィド結合は動的共有結合として知られ、酸化還元による外部刺激によってその結合の解離・付加を可逆的に制御することができる。これまでに、ジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体を基体として、ローダミン基を2つ導入したホストを合成した。このホストはローダミン基による自己消光のためにホスト単独ではローダミンBと比べて弱い蛍光を示し、さらにホストの水溶液にジチオトレイトールを添加すると蛍光強度が約3倍に増大することもわかっている。今年度は、このように蛍光強度が増大する原因がホストの解裂によるものであることを明らかにするために、MALDI-TOF MSによる検討を行った。その結果、このホストのジスルフィド結合が還元処理によって解裂することでローダミン基を一つだけ有するシクロファン単量体が生成し、これにより自己消光が解消することを明らかにした。また、これら還元刺激によりシクロファン2量体からシクロファン単量体の生成にともなって、捕捉したゲスト分子を徐放できることも実証した。さらに蛍光強度を増大させるために、消光基を導入したシクロファン多量体を分子設計し、合成を検討した。ジスルフィド結合で連結したシクロファン2量体は、外部刺激に応じてシクロファン単量体へ解裂させることができる。さらに、ローダミンなどの蛍光基を導入したシクロファン2量体は、単量体への解裂に応じてその蛍光強度が増大することが期待できる。つまり、クラスター効果の解消に伴った包接ゲストの放出を蛍光強度の変化として検出することが可能になると考えた。このような考えに基づいて開発した2つのローダミン基を導入した蛍光性シクロファン2量体(ホスト)は、還元刺激に応答して蛍光強度が約3倍に増大することがわかっている。
重力理論におけるホログラフィー原理と弦理論の構成的定式化の研究

【ホログラフィー的くりこみ群】一般次元の場の理論に対するホログラフィー的くりこみ群について、弦理論の補正を入れてもホログラフィー的性質が保たれることを、非臨界弦を用いた解析から示した。さらに、高階微分を含む重力理論におけるHamilton-Jacobi方程式を解くことで、くりこみ群の流れの中に(Einstein重力には無い)多重臨界点が新たに出現することを示した。【2次元におけるホログラフィー原理とentropy bound】2次元重力におけるホログラフィー原理の定式化はこれまで謎であったが、ワイル・アノマリーを正しく考慮することによりホログラフィー原理が非自明に成立することを示した。さらに、高次元で期待されるようなエントロピーの上限が2次元にも存在することを確かめた。【非可換時空と宇宙背景輻射】インフレーション期の宇宙において、インフラトン場にホログラフィックな正則化を導入することにより、初期宇宙に対して弦理論的な非可換性を導入した。さらに、その証拠が、宇宙背景輻射の観測データの中に、長波長側での大きなsupressionとして現れている可能性を初めて指摘した。【cyclic universe】温度のみならず時空の曲率にもstring scaleの上限があると仮定した時、宇宙がビッグバンとビッグクランチを繰り返すcyclic universeの描像が自然に導かれる事を示した。【非臨界弦の場の理論】福間と矢彦沢による非臨界弦の場の理論を発展させ、ループ振幅の計算方法と非摂動効果の解析法を確立した。さらに、Liouville理論との対応関係を明確にし、ループ振幅が持つ代数幾何学的意味を明らかにした。【超対称的非臨界弦の場の理論】上記の非臨界弦の場の理論に対し、世界面の超対称性が存在するように理論を拡張した。得られた理論には2成分KPヒエラルキーという可解構造が存在し、多くの物理量が解析的に計算できる。また、この枠組みを用いることで、ZZブレーンの多重分配関数が、新しいタイプの超対称的行列模型により記述できることを示した。1)ホログラフィー的くりこみ群:一般次元の場の理論に対するホログラフィー的くりこみ群について、弦理論の補正を入れてもホログラフィー的性質が保たれることを証明した。具体的には、非臨界弦を用いた解析を通じて、2次元非線形シグマ模型のくりこみ可能性がホログラフィー的性質を保証していることを示した。さらに、高階微分を含む重力理論におけるHamilton Jacobi方程式を解くことで、くりこみ群の流れの中にEinstein重力では現れなかったmulticritical pointが出現することを示した。2)2次元におけるホログラフィー原理とentropy bound:2次元重力におけるホログラフィー原理の定式化はこれまで謎であったが、ワイル・アノマリーを正しく考慮することによりホログラフィー原理が非自明に成立することを示した。3)非可換時空と宇宙背景輻射:インフレーション期の宇宙において、インフラトン場にホログラフィックな正則化を導入することにより、初期宇宙に対して弦理論的な非可換性を導入した。さらに、その証拠が、宇宙背景輻射の観測データの中に、長波長側でのdampingとして現れている可能性を指摘した。

4)温度・曲率限界とcyclic universe:温度のみならず時空の曲率にもstring scaleの上限があると仮定した時、宇宙がビッグバンとビッグクランチを繰り返すcyclic universeの描像が自然に導かれる事を示した。【ホログラフィー的くりこみ群】一般次元の場の理論に対するホログラフィー的くりこみ群について、弦理論の補正を入れてもホログラフィー的性質が保たれることを、非臨界弦を用いた解析から示した。さらに、高階微分を含む重力理論におけるHamilton-Jacobi方程式を解くことで、くりこみ群の流れの中にEinstein重力では現れなかったmulticritical pointが新たに出現することを示した。【2次元におけるホログラフィー原理とentropy bound】2次元重力におけるホログラフィー原理の定式化はこれまで謎であったが、ワイル・アノマリーを正しく考慮することによりホログラフィー原理が非自明に成立することを示した。さらに、高次元で期待されるようなエントロピーの上限が2次元にも存在することを確かめた。【非可換時空と宇宙背景輻射】インフレーション期の宇宙において、インフラトン場にホログラフィックな正則化を導入することにより、初期宇宙に対して弦理論的な非可換性を導入した。さらに、その証拠が、宇宙背景輻射の観測データの中に、長波長側でのdampingとして現れている可能性を指摘した。【温度・曲率限界とcyclic universe】温度のみならず時空の曲率にもstring scaleの上限があると仮定した時、宇宙がビッグバンとビッグクランチを繰り返すcyclic universeの描像が自然に導かれる事を示した。【ループ方程式と弦の場の理論】ゲージ理論がホログラフィックに重力理論を記述できるようにループ方程式の変形を行い、それと弦の場の理論との関係を議論した。超弦理論の構成的定式化を目的として、本研究では、『ホログラフィー原理』をguiding principleとしながら量子重力を記述すべき基本的力学変数の正体を解明することを試みた。同時に、量子重力に特徴的な現象が観測可能かどうかについて考察を進めるとともに、関連する周辺の研究も行った。【ブラックホールのエントロピー関数】extremalなブラックホールのエントロピーが、ホライズン上のパラメーターのみによる関数(エントロピー関数)の極大値として計算できることが最近分かってきている。本研究では、この定式化がホライズン上の場の理論のくりこみ群の枠内で自然に理解できることを指摘し、さらに、extremalなブラックホールが固定点に対応すること、nonextremalな方向への摂動がrelevantな演算子による摂動としてとらえられること、などを示した。これにより、強重力系をホログラフィー的に記述する力学変数の正体が明確になり始めている。【非可換時空と宇宙背景輻射】以前、河野氏・三輪氏とともに、宇宙背景輻射の長波長側でのdampingが、インフレーション期のインフラトン場がホログラフィックな正則化を持っていた名残と解釈できることを指摘した。