hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユーラシアに広域分布する小型蛾類の分類学的再検討とその遺伝的多様性

平成27年度は、野外調査を行わず主に解析を進める方針で研究を進め、サンプルの解析についてはおおむね順調となった。一方で、詳細な研究の結果、本研究課題の範囲を超える解析が必要になったグループもあり、全体としてはやや遅れているといえる。本研究は、ユーラシア大陸に広域分布するハマキガ科について、DNAバーコードによるクラスタリングによりその遺伝的多様性を検出し、それを形態比較の結果と組み合わせることで、広域分布種の統合的な分類学的研究とDNAバーコードを利用した同定精度向上を目指すものである。最終年度にはハイジロハマキ属Pseudeuliaについて追加検討を行った。まず、九州で得られている個体群を検討したところ、外部および交尾器形態は、ハイジロハマキP. vermicularisに相当した。ロンドン自然史博物館におけるタイプ標本調査により、外部形態よりハイジロハマキの日本個体群を中国産のP. vermicularisと同定した既存の研究結果は否定されなかったが、2016年度には中国産の追加個体を検討し、外部生殖器の形態を精査したところ、日本産種とほぼ一致することが確かめられた。DNAバーコードレベルでの解析は今回は行えなかった。本研究では16種の解析を行い、半数の8種についてDNAバーコードレベルで大きな変異が確認でき、Barcode Index Numberが複数にわたるものもあったが、形態も含めて種レベルでの差異が見出されたものは無かった。ヨーロッパ産とアジア産との間で亜種レベルで分離されていた種でも、DNAバーコードはほぼ一致しBINが単一になる種も見出された。以上の結果より、ハマキガ科のユーラシア広域分布種においては、顕著な種分化は見出されなかったものの地域ごとに分化している種も存在しており、現状のライブラリでもかなりの精度で同定は可能であること、さらなる同定精度向上には各地域でのDNAバーコードライブラリを構築することが望ましいことが結論づけられた。これらの成果は、今後のDNAバーコードライブラリ構築と活用において有用な情報となると考える。DNAを活用して生物の名前を調べる手法であるDNAバーコーディングを実用化するには、名前をできるだけ正確に調べるための情報が必要である。本研究では、小型の蛾類であるハマキガ科のユーラシア大陸に広く分布する種に注目し、日本産種のDNAバーコード塩基配列と形態情報をもとに分類学的な再検討を行った。その結果、ヨーロッパ個体群と日本個体群で遺伝的にこれまで見過ごされてきた違いがある種の存在や、分類学的な新たな問題点が浮き彫りになった。分類学的な新しい知見を反映した情報を追加し既存の情報の誤りを修正していくことで、DNAバーコーディングの同定精度を向上させその実用化にも寄与できると考える。昨年度は、課題であった春期の調査を含めた中部地方のサンプルを収集すること、西日本のサンプルを含めた解析を進めることが出来た。
固相での分子間水素結合にアシストされたジオキセタン型高効率化学発光系の構築

本研究は、ヒドロキシアリール置換ジオキセタンの結晶をはじめとした固体状態における分子間水素結合を積極的に利用し、先例のない固相での高効率化学発光を実現しようとするものである。30年度は、29年度に検討を開始した有機超塩基のトリガリング試薬としての使用についてさらに検討を行った。有機超塩基によるトリガリングが可能となれば、ジオキセタンと高融点の有機塩基との混合物あるいは混晶を生成することにより、固相でのジオキセタンのCTID型発光が可能となる。溶液中での基礎調査として、これまでのアセトニトリル以外の非プロトン性極性溶媒についても検討した。NMP等一部の溶媒では有機超塩基と溶媒自体の反応が進行するためか、使用する塩基あるいはその濃度によってはジオキセタンの分解が誘起されないことがわかった。固体発光系の構築にはこれまでの溶液系に比較して多量のジオキセタンが必要となる。4-ベンゾイミダゾリル-3,5-ジヒドロキシフェニル体では、前駆体ジヒドロフラン体の合成および一重項酸素酸化の収率が低くまた再現性にも問題があったが、一重項酸素酸化の条件検討を行い効率よく合成できるようになった。また固相系の分解として4-(N-フェニルベンゾイミダゾリル)-3-ヒドロキシフェニル置換ジオキセタンについて、熱分解および光分解の再現性について検討したところ、分解、とりわけ速度についての再現性が悪く、ジオキセタンの残存が問題となった。CTID型分解を進行させるため、炭酸アルカリ金属(ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム)塩と混合粉砕後、45°Cで加熱したところ金属により異なる発光スペクトルを示すことが分かった。本申請研究では、ヒドロキシアリール置換双環性ジオキセタンのトリガーヒドロキシ基とジオキセタン環酸素あるいはテトラヒドロフラン環酸素間での水素結合(HB)、あるいはHBアクセプターとなる中性分子との分子間水素結合を形成させ、加温により固相でCTID型の分解を誘起、高効率発光を進行させようとするものである。本研究の候補として検討を行っている4-ベンゾアゾリルヒドロキシフェニル置換ジオキセタンはいずれも高い熱安定性を有し、その熱分解の進行にはかなりの高温を必要とする。そこで固体状態でジオキセタンのCTID型発光を積極的に進行させるため、プロトンアクセプターとして有機超塩基の利用を考えた。29年度にはまず有機超塩基によるジオキセタンの発光分解を検討し、基本となる3-ヒドロキシフェニル体を含め、有機超塩基がジオキセタンの効率の良いトリガリング試薬となり得ることを見出し2報の論文にまとめた。特に3,5-ジヒドロキシフェニル体では2官能基性のTBDを使用すると、2個目のヒドロキシ基に配位したTBDのNH基がジオキセタン環O-Oと水素結合することにより、ジオキセタンの分解速度を加速させ、また芳香環を発光効率のよい配座に固定する効果があることがわかった。30年度は、この有機超塩基系について非プロトン性極性溶媒使用の基礎検討を行ったが、有機超塩基によっては溶媒との反応によりトリガリングが進行しない場合があることが分かった。また、固相発光について基礎的な検討を開始し、ベンゾイミダゾリル置換体の熱分解、光分解での再現性を調べたが、固相では分解効率の再現性が悪く、ジオキセタンの残存が問題となった。また、ベンゾイミダゾリル置換体を炭酸アルカリ金属と混合粉砕した固体が、アルカリ金属により異なる発光を示すことが予備的に確認できた。以上基礎検討が主であり、全体的な遅れから期間延長を申請した。30年度の研究成果をもとに、4位にベンゾアゾリルを有する3-ヒドロキシ、3-ヒドロキシ-5-メトキシそして3,5-ジヒドロキシフェニル置換ジオキセタンを中心に固相発光の検討を進める。ジオキセタンの固相でのCTID型発光系を積極的に進行させるため、固体の有機超塩基、電子求引性のアミド、ウレアおよび無機塩基と混合粉砕した固体あるいは混晶の発光特性を調べ、溶液系との比較、さらに分解物標品の同条件下での蛍光との比較を行い、30年度に達成できなかったジオキセタンの固相CTID型発光系の構築を行う。構築した発光系については、これまで合成したジオキセタンについても検討を行い、固相CTID型発光の特性について調べる。また、固体発光系の量子収率測定系の確立を行い、CTID型ジオキセタンの固相発光の定量化を行う。本研究は、ヒドロキシアリール置換ジオキセタンの結晶を初めとした固体状態における分子間水素結合を積極的に利用し、先例のない固相での高効率化学発光を実現しようとするものである。4-ベンゾアゾリル-3-ヒドロキシフェニル置換ジオキセタンは、極性溶媒中加熱することによりCTID型の発光を示すほか、非極性溶媒中または固体状態で加熱することで分子内水素結合に基づきESIPT型の発光を示す。この分子内水素結合の利用に合わせて、最近見出したトリガーヒドロキシ基と他分子のジオキセタン酸素との分子間水素結合によるCTID型発光を適用するため4-ベンゾアゾリル-3-ヒドロキシフェニル置換体のフェニル基5位にもヒドロキシ基を導入したジオキセタンの合成と発光について検討した。4-ベンゾオキサゾリル体では基本となる極性溶媒中の塩基誘発分解では、塩基の濃度によりモノアニオンとジアニオンの発光を示すことが分かった。また固体状態および非極性溶媒中での加熱ではESIPTおよび溶液中のジアニオンの発光より長波長側の発光が観測され、導入したヒドロキシ基により新たな発光種の関与が示唆された。

4-ベンゾイミダゾリル-3,5-ジヒドロキシ体についてはその合成経路を確立した。フルオロフォアとして3-ヒドロキシフェニル基を有するジオキセタンについて、これまでのテトラヒドロフラン環にさらにシクロペンタンおよびシクロヘキサン環が縮環した3環性ジオキセタンについて検討を行った。シクロヘキサン環が縮環したジオキセタンの合成では、前駆体の一重項酸素酸化で立体異性体のジオキセタンが生成し、その生成比が溶媒および温度により大きく変動するという新たな一重項酸素の反応における選択性を見出し報告した。また、シクロペンタン環が縮環したジオキセタンについて、その立体異性体間での発光効率の相違から発光機構について考察を行い報告した。本申請研究では、ヒドロキシアリール置換双環性ジオキセタンのトリガーヒドロキシ基とジオキセタン環酸素あるいはテトラヒドロフラン環酸素間での水素結合、あるいはHBアクセプターとなる中性分子との分子水素結合を形成させ、加温により固相でCTID型の分解を誘起し、高効率発光を起こさせようとするものである。28年度にはまずこれまで合成したジオキセタンの中から、本目的に合致するジオキセタンの選定を目的とした。まず、X線構造解析により4-ベンゾアゾリル-3-ヒドロキシおよび3,5-ジヒドロキシ置換ジオキセタンについて、その結晶状態での水素結合様式と、さらにはヒドロキシフェニル基のsynあるいはanti型回転異性体についてデータの蓄積を行った。予備的にジオキセタンの固体発光を検討し、ベンゾオキサゾリル体がベンゾチアゾリル体より効率よく発光することを見出したほか、新たな候補として4-ベンゾイミダゾリル-3,5-ジヒドロキシ置換体の合成経路を確立することができた。固体発光の測定系については、当初予定した蛍光測定用積分球にジオキセタンの分解に必要な加熱装置を組み込む改良については次年度送りとなったが、マルチチャンネル型の測定装置とヒートブロックを組み合わせることで温度コントロールの可能な簡易測定系を構築した。また、CTID型ジオキセタンの発光効率に影響するフルオロフォ以外の構造に関する基礎的な研究として、テトラヒドロフラン環にさらにシクロペンタンおよびシクロヘキサン環が縮環した3環性ジオキセタンの発光について検討を行ない新たな知見を報告した。このように、一定の成果を上げているが、10月採択のためジオキセタンとHBアクセプターとなる中性分子との共晶形成によるCTID型発光系の検討については未着手でありやや遅れている。本研究は、ヒドロキシアリール置換ジオキセタンの結晶を初めとした固体状態における分子間水素結合を積極的に利用し、先例のない固相での高効率化学発光を実現しようとするものである。29年度は、ジオキセタンの固体状態でのCTIDを誘発するトリガーのひとつの候補として有機塩基について、まず溶液中でのトリガリング試薬としての可能性を検討した。これまで有機塩基は、化学的励起種を無輻射失活させる可能性のあることからCTID型ジオキセタンのトリガリング試薬としてほとんど検討されてこなかった。
癌細胞の浸潤・転移に関与するミオシンモーター分子の探索

癌細胞の運動性亢進の原因の一つとして、ミオシンなどモーター分子の機能異常が挙げられる。生体内には、筋肉細胞に見られるミオシン以外にunconventionalなミオシンが多数存在する。そのうちI型ミオシンは細胞膜構成分子の輸送や細胞骨格再編成を制御していると考えられている。最近、酵母I型ミオシンがWiskott-Aldrich syndrome protein(WASP)やArp2/3complexと相互作用することによりアクチン重合を制御していることが明らかになったが、その詳細については解明されていない。前年度の本研究で、私は酵母I型ミオシン結合タンパタ質をtwo-hybrid法により探索し、Mti1p(Myosin tall-interacting protein 1)を同定することに成功した。私はMti1pの生理機能の解明を試み、以下に示す結果を得た。(b)MTI1は、酵母のfimbrinであるSAC6およびヒトHuntingtin Interacting Protein 1(Hip1)のホモログであるSLA2と遺伝学的相互作用を示した。以上の結果から、Mti1pはI型ミオシンの機能を調節する新規アクチン細胞骨格制御因子である可能性が高いと考えられた。さらに、動物細胞におけるMti1p機能相同蛋白質の機能解析を進めることにより、癌細胞の運動性亢進の分子メカニズムを解明できるものと考えている。以上のように、平成13年度の研究計画はほぼ達成されたと考えられる。癌細胞の運動性亢進の原因のひとつとして、ミオシンなどのモーター分子の機能異常が考えられている。生体内には、筋肉細胞に見られるミオシン以外に、unconventionalなミオシンが多数存在する。unconventionalなミオシンは細胞膜構成分子の輸送や細胞骨格の再編成を制御していると考えられているが、その制御機構についてはほとんど解明されていない。そこで、本研究はunconventionalなミオシンによる細胞運動の制御機構を解明することを目的としている。この目的を達成するために酵母のunconventionalなミオシンであるMYO5遺伝子の生理機能の解明を試みている。(1)酵母MYO5遺伝子に変異を導入することにより、myo5温度感受性変異株を得ることに成功した。このmyo5温度感受性変異株に変異をランダムに導入することにより、myo5温度感受性変異と合成致死になる遺伝子変異を得ることに成功した。このようにして得られた遺伝子はMYO5と遺伝学的に相互作用する新規遺伝子である可能性が高い。この新規遺伝子の生理機能を解析することにより、MYO5の機能の詳細が解明されると考えている。(2)Myo5p結合蛋白質をtwo-hybrid法により探索した結果、SH3ドメインやプロリンリッチドメインを含む新規Myo5p結合蛋白質の同定に成功した。この新規Myo5p結合蛋白質がアクチンとほぼ同じ局在を示し、アクチン重合の制御に関与しているWiskott-Aldrich syndrome protein(WASP)-interacting proteinと結合することも明らかになった。したがって、この新規Myo5p結合蛋白質がアクチン細胞骨格の再編成に重要な役割を果たしている可能性が高いと考えられた(投稿準備中)。以上により、平成12年度の研究計画はほぼ達成されたと考えられる。
「ヤンゴン-ハノイ」トランセクトにおける生態環境の履歴

研究計画は、当初に比べ若干の修正を行いつつも、予定通りに遂行した。研究成果は、学術論文、学術図書等で公表し、学会において講演報告を行った。研究成果報告をDVDとして作成し、関係研究諸機関の研究者に配布した。ハノイ-ヤンゴン・トランセクト上に位置するバゴー(ミャンマー)、チェンマイ(タイ)、ルアンプラバン(ラオス)、ハイフォン(ベトナム)の4都市ならびにそこを拠点とした農村部において現地概査を行い、衛星画像・航空写真による解析結果と併せて生態環境条件の代表性を考慮しながら、調査地を絞り込む作業を行った。調査地の絞り込みにおいては、地形、植生、土壌、土地利用状況調査を行い、生態景観の現況を把握することを主眼とした。水資源、水産資源、林産資源等の自然資源の現況とその利用状況を把握するため、水資源調査、水生生物調査、植生調査を行い、調査地域の住民に対する聞き取り調査を開始した。また、水田農業、内陸漁労、林地利用、林産物採取等の生業複合システムの現況を把握するため調査地域の住民、NGO、政府等に対して、質問表を用いた面接調査に関するパイロットスタディを行った。ラオスの旧王都における様々な伝統芸能を担った職能集団に対するヒアリング調査ならびに参与観察を開始した。伝統芸能には生態環境の履歴が色濃く刻印されるので、生態環境の変容がどのように芸能に影響を与えているかを解明する。以上のデータ収集は、最終的にはデジタル・アーカイブス作成に資するため、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、GPS、デジタル録音装置等を利用して、極力データのデジタル化に努めているところである。さらに、バンコク空港が新しく建設され、平成18年に開港する予定であるので、音響生態環境の履歴の変化を把握し、地域住民の生活への影響を把握するため、調査を準備した。チェンマイ空港の拡張が計画されているので、それとの比較を行う予定である。また、水田農業、内陸漁労、林地利用、林産物採取等の生業複合システムの現況を把握するため調査地域の住民、NGO、政府等に対して、質問表を用いた面接調査等を行った。ラオスの旧王都における様々な伝統芸能を担った職能集団、ならびにラオス南部農村部におけるモーラムの演奏者に対するヒアリング調査ならびに参与観察を実施した。伝統芸能には生態環境の履歴が色濃く刻印されるので、生態環境の変容がどのように芸能に影響を与えているかを解明する予定である。さらに、バンコク空港が新しく開港したので、開港前に音響生態環境の把握を行い、併せて住民の健康調査を実施した。次年度は開講後1年を経た段階で同様の調査を実施し、開港前後の比較を行う予定である。ヤンゴン-ハノイ・トランセクト上に位置するバゴー(ミャンマー)、チェンマイ(タイ)、ルアンプラバン(ラオス)、ハイフォン(ベトナム)の4都市ならびにそこを拠点とした農村部において前年度に絞り込んだ調査地で現地概査を行い、地形、植生、土壌、土地利用状況、生態景観の現況を把握するとともに、水資源調査、水生生物調査、植生調査を行い、調査地域の住民に対する聞き取り調査を実施した。併せて、衛星画像・航空写真データから水資源、水産資源、林産資源等の自然資源の現況を把握した。また、前年度に引き続き、水田農業、内陸漁労、林地利用、林産物採取等の生業複合システムの現況を把握するため調査地域の住民、NGO、政府等に対して、質問表を用いた面接調査等を行った。ラオス南部農村部におけるモーラムの演奏者に対するヒアリング調査ならびに参与観察を継続し、ベトナムのコントゥムにおいてゴング音楽の成立と保全について新たに調査を実施した。伝統芸能には生態環境の履歴が色濃く刻印されるので、生態環境の変容がどのように芸能に影響を与えているかを解明するためである。その他、上記トランセクト上の周辺に位置する地域についても概査し、地域間比較の基礎資料を収集した。バンコク新空港後1年以上を経た段階での量的・質的調査を実施し、開港前後の比較を行うための資料を収集した。本研究は東南アジア諸地域で20世紀後半の風土基盤の変容を明らかにし、その結果として起こった地域住民の感性価値の変容、新たなる風土基盤の構築を解明することを目的としている。まず、風土基盤の重要な改変である陸域大空港の新設がタイ・バンコク周辺で起こったので、この機会に閉鎖される旧空港と新空港の2空港周辺において調査した結果、音環境の急激な変化のために住民が影響を被っていることが明らかとなった。

風土基盤の改変は、ラオスの多くの地点で観測され、大陸横断道路が建設されるに従い、商品経済が入り込んだ結果、休閑地や周辺森林の生態環境の急変が生じていることが明らかになった事例を調査し、また焼畑がもっとも活発におこなわれている村で焼畑土地利用の動態をGPSを用いて実測し、世帯調査ならびに衛星画像と関連づけて世帯単位での焼畑土地利用を地図化した。北部タイにおいては、地域住民が地域資源保全の実践を思想的に位置づける活動が行われていて、生態基盤の変容に対する住民の対応の一例を明らかにした。ベトナムでは、北部山地を対象にして第2次大戦以降における土地利用の変化を明らかにした。そこでは多様な社会経済的な仕組みが、自然環境の多様な利用を促し、そのことが土地利用の変化の多様性を生み出していることに関係していることが明らかとなった。ミャンマーでは、バゴー山地の村で営まれている焼畑の土地利用履歴の再構成と休閑地の植生回復状況の解析を行った。衛生画像によって70%程度の焼畑地が抽出可能なことが確認された。また、休閑地の植生回復過程を解析した結果、タケの伐採・再生のサイクルが定量的に把握できた。その他、19世紀後半の旅行家バードの旅行記を手掛かりとして、生態環境の履歴の復原にとって旅行記や画像資料が重要な資料群をなすことをヤンゴン・ハノイトランセクトを軸とする複圏的三角形を設定することによって論証した。
四肢形成、軟骨形成におけるBtbd7の機能解析

Btbd7を中心とする遺伝子が軟骨形成において重要な役割を持つと仮定し、研究を進めた。マウス軟骨前駆細胞の軟骨分化誘導モデルにおけるBtbd7・Snail2・ケモカインSDF-1の発現レベルを比較したところ、一過性に上昇したのちに下降するという同様の発現パターンを示した。そこでSDF-1に着目し、研究を推進した。SDF-1は軟骨修復過程において一過性に上昇し、SDF-1を含有したゲルを使用することによって、軟骨再生が誘導されることが明らかとなった。再生医療を実現させるためには、どのようにして未分化細胞を成熟細胞に分化・培養させるのかが重要である。軟骨細胞・軟骨マトリックスを分化・培養可能な技術を確立し、再生医療として応用していくことは、運動器の機能保持のために重要な課題である。今回、Btbd7が軟骨形成において重要な役割を持つと仮定し、研究を進めてきた。研究の目的は、軟骨形成におけるBtbd7の機能解析を行い、軟骨細胞・軟骨マトリックスの分化・培養技術に応用させることにより、再生医療への応用を目指すことである。BTBd7のin vitroの研究を推し進めてきた。マウス軟骨前駆細胞ATDC5の通常培養時ならびに軟骨分化誘導モデルにおけるBtbd7・Snail2の発現レベルを比較・検討したところ、Btbd7・Snail2ともに培養過程において、一過性に上昇したのちに下降するという同様の発現パターンを示した。また、Btbd7と同様に、ケモカインSDF-1が軟骨分化過程において一過性に上昇することを明らかにしたため、そちらの分子にも着目し、研究を推進した。SDF-1は他の組織修復過程において一過性に上昇することが知られているため、Btbd7の解析と並行してSDF-1の軟骨組織における解析を行ったところ、ウサギ軟骨損傷モデルにおいて、SDF-1は軟骨修復過程において一過性に上昇することが明らかになった。また、SDF-1を含有したゲルをウサギ軟骨損傷モデルに使用することによって、軟骨再生が誘導されることが明らかとなった。そのためには、胎生期における軟骨分化メカニズムの解析が必須である。今回、Btbd7が四肢形態形成、特に軟骨形成において重要な役割を持つと仮定し、研究を進めている。研究の目的は、四肢形態形成/軟骨形成におけるBtbd7の機能解析を行い、軟骨細胞・軟骨マトリックスの分化・培養技術に応用させることにより、再生医療への応用を目指すことである。BTBd7のコンディショナルノックアウトマウスは、現在のところ作製中のため、並行してin vitroの研究を推し進めている。また、軟骨分化誘導条件によって、BTBD7の発現パターンと同様に、Snail2の発現パターンも、そのピークが前方にシフトすることが明らかとなった。また、BTBd7のコンディショナルノックアウトマウスの完成時期が遅れているため、Btbd7と同様に、SDF-1も軟骨分化過程において一過性に上昇することを明らかにしたため、そちらの分子にも着目している。研究計画が遅れている最大の要因はBTBd7のコンディショナルノックアウトマウスの作成が遅れていることである。こちらに関してはアメリカNIHのKenneth M Yamadaのラボで作成中である。その他のIn vitroの実験系に関しては概ね計画通り進行している。また、研究計画の途中で新たに発見したSDF-1と軟骨との関係に関しては新たな知見であり、現在の解析と並行して進めていく予定である。研究計画はBTBd7のコンディショナルノックアウトマウスの完成を待ちつつ、新たな解析を追加して行っている。今回、研究計画の途中で新たに発見したSDF-1と軟骨との関係に関しては、現在のBtbd7の解析と並行して進めていく予定である。
空間芸術と情報技術を融合した新たな都市空間の研究 -劇場的道空間の創出-

本研究は、都市の活力を引き出す新たなパブリックスペースの構築を目的としている。経済原理、法制度、都市機能の合理性や効率性を超えた、ヒューマンで創造的な道空間の実験的提示である。まず「道」の語源や道空間を連想させるイメージを収集し、1冊のイメージブックを編集した。集められた空間イメージの中から、単純さや秩序とはかけ離れ、カオティックな様相を漂わせつつ一定のリズムを保つ状況に着目する。このような様相を、複雑系における「カオスの縁」に相当するものと推測し、それに付随する形態コードを模索した。最終的に、音・映像を用いた実装実験として、都市・道における「カオスの縁」的現象を立ち上げることとした。予備的実験の後、ポルトガル・リスボンの特徴的街区で、現地リスボン工科大学の協力の下、展開した。実験の1つは、"SOUND PASSAGE"と名づけた音のインスタレーションである。リスボンの実験では、街のアバンダンな地点を音で繋ぎ、グリッド状街区に円環状の音の領域を形成した。風や動きに呼応する音の環境に、街往く人々が導かれ、街の様相にやわらかな刺激を与えた。他に、"IMAGE PROJECTION PSSAGE""INSTALLATION PASSAGE"と名づけた映像を用いた実験を行った。道幅一杯に、プロジェクターを用いた動画を投影し、人々の動きを記録した。これらは、近代以降のモータリゼーションを基盤とした都市計画への対極的試みである。物質的な空間と共存する情報空間を、現実の街にプロットし、一人ひとりに働きかける。都市の魅力を再構築する、新しいパブリックスペースの手掛かりを得たと評価する。今後、より多くの都市環境の中で実験を試み、可能性を追求する。本研究は、1)アートを基盤とした新しいインフラストラクチャーの構築、2)情報技術を活かしたコミュニケーション空間の創出、3)人にインタラクションを生み出すイメージアビリティの高い空間構造の検証、の3つの視点から、高度なコミュニケーションを誘発する新しい都市空間(「Heuristic Space」)について、「道」空間を主題に実験的に創り出すことを目的としている。本年度は、2箇年にわたる研究期間の初年度であり、次の成果を得た。(1)「道」の再定義と、イメージの編集人体・動植物・光・地形・気象・記号・遊び・スポーツ・祭り・絵画・音楽・数学、様々な事象の中に見られる「道」的要素のグラフィックイメージを収集した。また、「道」の語源から『ミチ=高度に意識化される場所性・方向性』と位置づけた。広義の「ミチ」について、さらにグラフィックイメージを集め、ランダムに配置したコラージュを編集した。(2)新たな空間構造の手掛かりとなる形態コードの検証前述のコラージュの中から、人目を惹く形態的特徴を検証した。秩序とカオスの狭間に位置する様相(「カオスの縁」)に参加者の関心が集まる結果を得る。(3)「カオスの縁」の創作実験ランダムウォーク・2次元オートマトンなどプログラミングに基づくグラフィック、様々な素材(ポーラスな面材・折り畳まれた面材・凹凸のある立体・線材)を用いた模型、フィールドワークによる実風景のコラージュおよびサウンドコラージュにより、「カオスの縁」的様相を有する「Heuristic Space」のモデル化を行った。(4)フィールドワークのスタディ現在、(3)で得た空間モデルを、実際の都市空間でつくりだす創作手法を検討している。なお本研究は、創造的な協同研究という特徴を活かすため、ヴィジュアル表現を用いた研究過程を辿っている。そこで研究の中間段階のまとめとして、イメージブックを製作した。

まず「道」の語源や道空間を連想させるイメージを収集し、1冊のイメージブックを編集した。集められた空間イメージの中から、単純さや秩序とはかけ離れ、カオティックな様相を漂わせつつ一定のリズムを保つ状況に着目する。このような様相を、複雑系における「カオスの縁」に相当するものと推測し、それに付随する形態コードを模索した。最終的に、音・映像を用いた実装実験として、都市・道における「カオスの縁」的現象を立ち上げることとした。予備的実験の後、ポルトガル・リスボンの特徴的街区で、現地リスボン工科大学の協力の下、展開した。実験の1つは、"SOUND PASSAGE"と名づけた音のインスタレーションである。リスボンの実験では、街のアバンダンな地点を音で繋ぎ、グリッド状街区に円環状の音の領域を形成した。風や動きに呼応する音の環境に、街往く人々が導かれ、街の様相にやわらかな刺激を与えた。他に、"IMAGE PROJECTION PASSAGE""INSTALLATION PASSAGE"と名づけた映像を用いた実験を行った。道幅一杯に、プロジェクターを用いた動画を投影し、人々の動きを記録した。これらは、近代以降のモータリゼーションを基盤とした都市計画への対極的試みである。物質的な空間と共存する情報空間を、現実の街にプロットし、一人ひとりに働きかける。都市の魅力を再構築する、新しいパブリックスペースの手掛かりを得たと評価する。今後、より多くの都市環境の中で実験を試み、可能性を追求する。
星雲ガスおよび惑星大気を使った気相-固相反応の実験的研究

本研究では、現実に近い星雲ガス、および惑星大気を実験室で再現し、その温度、圧力、化学組成の関数として、星間塵の蒸発・再凝縮の反応速度、および惑星表面の浸食速度を求める。この目的で、不活性元素を除く宇宙の代表的3元素H,O,Cを所要の比に混合するシステムの製作を行った。星雲ガス生成のために、H_2(純粋)・CO_2(純粋)・CO(純粋)の3種類のガスを精密ガス流量制御器により流量を制御した上、真空引きしたガス混合器内に噴出できるシステムを製作した。また混合比を確認するために、四重極質量分析計(現有)を取付けて分析の行える新たなポートを製作した。任意の温度において混合ガスを速やかに熱力学平衡に達せしめるために、顆粒状のPt触媒を半量充填した特殊形状のPtRh製反応容器を製作した。また、高温真空下では反応容器自体の蒸発も進行するため、アルミナ製の保護容器を作製し前者に密着させた。これらを上記ガス混合器に接続し、真空加熱炉(最高温度1600°C;現有)内に取付けてテスト実験を行なっている。また酸素分圧を混合ガスの流量(又は全圧)の関数として制御する目的で、熱力学計算により、任意の混合ガス濃度において実現される酸素その他のガス分圧の値を予測するコンピュータ・プログラムを開発した。これにより酸素を含め各種ラジカルの濃度と反応速度の相関を予測することができた。星雲ガスの第一次近似である純粋の水素中における星間塵の蒸発・再凝縮の反応速度の研究を行い、蒸発反応速度は原子水素の濃度に比例して進行し、また反応の温度効果は、吸着した水素原子が金属と酸素の結合を1本切るのに必要な活性化エネルギーに対応していることを見出した。凝縮反応は水素原子の濃度に逆比例することから、水酸基が凝縮反応を制御しているらしいことが予測された。また温度の上昇と共に凝縮効果が顕著になる傾向が見られたので現在原因を究明中である。本研究では、現実に近い星雲ガス、および惑星大気を実験室で再現し、その温度、圧力、化学組成の関数として、星間塵の蒸発・再凝縮の反応速度、および惑星表面の侵食速度を求める。この目的で、不活性元素を除く宇宙の代表的4元素H,O,C,Sを所要の比に混合するシステムの製作を行った。星雲ガス生成のために、H_2(純粋)・H_2-CO(混合比100:1)・H_2-CO_2(100:1)・H_2-H_2S(1000:1)の4種類のガスを作製して、精密ガス流量制御器により流量を制御した上、真空引きしたガス混合器内に噴出できるシステムを製作中である。次年度は反応容器を上記ガス混合器に接続し、真空加熱炉(最高温度1600°C;現有)内に取付ける予定である。また酸素分圧を混合ガスの流量(又は全圧)の関数として制御する目的で、熱力学計算により、任意の混合ガス濃度において実現される酸素分圧の値を予測するコンピュータ・プログラムを開発中である。星雲ガスの第一次近似である純粋の水素中における星間塵の蒸発・再凝縮の反応速度の研究を行い、その温度効果が従来の予測値の数倍高いことを見出した。

また、凝縮時の元素の同位体効果を測定した結果、その効果が凝縮率に依らないという予想外の結論が得られた。本研究では、現実に近い星雲ガス、および惑星大気を実験室で再現し、その温度、圧力、化学組成の関数として、星間塵の蒸発・再凝縮の反応速度、および惑星表面の浸食速度を求める。この目的で、不活性元素を除く宇宙の代表的3元素H,O,Cを所要の比に混合するシステムの製作を行った。星雲ガス生成のために、H_2(純粋)・CO_2(純粋)・CO(純粋)の3種類のガスを精密ガス流量制御器により流量を制御した上、真空引きしたガス混合器内に噴出できるシステムを製作した。また混合比を確認するために、四重極質量分析計(現有)を取付けて分析の行える新たなポートを製作した。任意の温度において混合ガスを速やかに熱力学平衡に達せしめるために、顆粒状のPt触媒を半量充填した特殊形状のPtRh製反応容器を製作した。また、高温真空下では反応容器自体の蒸発も進行するため、アルミナ製の保護容器を作製し前者に密着させた。これらを上記ガス混合器に接続し、真空加熱炉(最高温度1600°C;現有)内に取付けてテスト実験を行なっている。また酸素分圧を混合ガスの流量(又は全圧)の関数として制御する目的で、熱力学計算により、任意の混合ガス濃度において実現される酸素その他のガス分圧の値を予測するコンピュータ・プログラムを開発した。これにより酸素を含め各種ラジカルの濃度と反応速度の相関を予測することができた。星雲ガスの第一次近似である純粋の水素中における星間塵の蒸発・再凝縮の反応速度の研究を行い、蒸発反応速度は原子水素の濃度に比例して進行し、また反応の温度効果は、吸着した水素原子が金属と酸素の結合を1本切るのに必要な活性化エネルギーに対応していることを見出した。凝縮反応は水素原子の濃度に逆比例することから、水酸基が凝縮反応を制御しているらしいことが予測された。
時空カオスの一般化Ｌａｎｇｅｖｉｎ記述についての実験研究

局所的な秩序と大局的な無秩序の共存する弱い乱流(時空カオス)による輸送現象や揺動散逸関係を議論する目的で、液晶電気対流において実験的に観測される時空カオスを対象として研究をおこなった。揺らぎを特徴づける理論である一般化Langevin方程式によって時空カオスの揺らぎを記述するために、データ解析によって摩擦係数を一般化した記憶関数を得た。一方、時空カオス状態に外力を加え、その応答から時空カオスの誘起する摩擦についての情報を得た。これらの結果から、時空カオスの揺らぎが秩序と無秩序の共存を反映した階層的な輸送現象を示すことを明らかにした。液晶電気対流では、液晶配向によって制御できる系の対称性の違いによって2種類の時空カオスが現れる。液晶配向が電極に平行で連続回転対称性が強制的に破れているプレーナー配向系では「欠陥乱流」が、電極に垂直で連続回転対称性が自発的に破れているホメオトロピック配向系では「ソフトモード乱流」が生じる。本研究では主にそれら2種類の時空カオスを対象とする。H24年度はソフトモード乱流についてEuler的観点、すなわち時空カオス・パターンを観測し、その空間Fourierモードの時系列から相関関数、記憶関数を求めたが、H25年度は同様の研究を欠陥乱流に対して行った。欠陥乱流では、対流と液晶配向のHopf不安定性に由来する振動成分が相関関数に含まれるため、ソフトモード乱流で確立した手法が使えないことが明らかとなっていた。そこで、振動成分が含まれる場合の一般化Langevin方程式を新たに規定し、それに基づいて記憶関数を求めることに成功した。一方、ソフトモード乱流についてのLagrange的観点、すなわち混入した微粒子の非熱的なBrown運動の研究では、粒子に外力が加わっていない場合と外力によって揺らぎながら一方向に運動している場合で、記憶関数が異なることが明らかとなった。この揺動散逸関係の破れとも言うべき現象について、現象論的なLangevin記述によって考察を行った。また、H26年度に予定していたソフトモード乱流のパターン秩序度の揺らぎについても進展があった。秩序度の磁場応答はこれまで直流磁場で行ってきたが、交流磁場に拡張して研究を行った。交流周波数が低いときは、通常の緩和型に近い応答が見られたが、周波数が高くなると、磁場による秩序化と系本来の無秩序化の間を間欠的に遷移し、秩序度が大きく揺らぐことが明らかとなった。これもあらたな揺動散逸関係であると考えられる。液晶電気対流では、液晶配向によって制御できる系の対称性の違いによって、制御パラメータが対流発生点に近いところで2種類の時空カオスが現れる。H24年度の実施計画では、両時空カオスに対して、Euler的観点、すなわち時空カオス・パターンを観測し、その空間Fourierモードの時系列から相関関数、記憶関数を求める予定であった。ソフトモード乱流については計画どおり得ることができ、非Markov的な記憶がソフトモード乱流特有の長波長パッチ構造に由来していることを明らかにした(論文として公表済み)。しかし欠陥乱流については、相関関数を求めることはできたが、記憶関数はまだ得られていない。相関関数に、欠陥乱流を生じる対流と液晶配向の相互作用によるHopf不安定性を反映した振動成分が含まれているため、ソフトモード乱流とは別の手法が必要となることがわかったためである。一方で、当初の計画にはなかったが、欠陥乱流の特徴を抽出した位相記述を試みており、位相ダイナミクスの時間・空間の相関関数を得て、欠陥乱流の揺らぎの特徴を明らかにしている。また、実施計画ではH25年度に行う予定であったソフトモード乱流のLagrange的観点からの研究に取りかかっており、非熱的Brown運動を示す微粒子の速度の相関関数を得ている。本研究では、液晶電気対流系で観測される時空カオス「ソフトモード乱流」と「欠陥乱流」を対象として、相関関数や記憶関数によって時空カオスの輸送現象を解明することをめざした。観測手法として、時空カオス・パターンの時空変化を観測する「Euler的観点」と、混入した微粒子の非熱的なBrown運動を観測する「Lagrange的観点」を使った。Euler的観点では、ソフトモード乱流と欠陥乱流について、そのパターンの空間Fourierモードの時系列から相関関数、記憶関数を求めることに成功した。ソフトモード乱流では、非Markov的な記憶がソフトモード乱流特有の長波長パッチ構造に由来していることを明らかにした。欠陥乱流では、対流と液晶配向のHopf不安定性に由来する振動成分が相関関数に含まれることがわかった。また、ソフトモード乱流のパターン秩序度の交流磁場応答を調べた。

その結果、交流周波数が低いときは、応答を表す複素感受率がDebye型緩和スペクトルを示すことがわかった。周波数が高くなるとDebye型緩和から外れ、秩序度は大きな揺らぎを示すことがわかった。一方、Lagrange的観点では、ソフトモード乱流に混入した微粒子に弱い外力を加えて揺らぎながら一方向に運動する現象を調べた。その結果、外力が加わっていない場合とは記憶関数が異なり、揺動散逸関係が破れていることがわかった。さらに、これまで研究を行ってきた時空カオス(弱い乱流)と発達乱流の間の中程度の乱流による拡散現象を調べた。その結果、ある粗視化時間領域で、過冷却液体などで見られる「Sub-diffusion」が現れることがわかった。また、そのときの乱流パターンの空間Fourierモードの時間相関関数から、Sub-diffusionを示す粗視化時間に相当する空間サイズに緩和時間の長いモードがあることがわかった。非線形物理学本研究で最も重要な、実験データから記憶関数を得るデータ解析の手法について、ソフトモード乱流に続いて欠陥乱流でもEuler的観点に対して成功している。Lagrange的観点の記憶関数については予定より遅れているが、あらたに重要な現象を発見しているので、全体としては順調に進展していると言える。本研究で最も重要な、実験データから記憶関数を得るデータ解析の手法について、ソフトモード乱流にのEuler的観点対して成功したため、順調に進展していると言える。最終年度であるため、まずはLagrange的観点(非熱的Brown運動)の実験データについて記憶関数を求めることを最優先で行う。測定の制度を高める必要があるため、観測に使う微粒子の粒径や液晶セルの厚さなどについて検討する必要がある。また、時空カオスによる拡散の性質をより深く調べるために、制御パラメータを時空カオスから発達乱流まで上げていったときの相関関数や記憶関数の変化を明らかにする。H25年度に見つかった非熱的Brown運動と秩序度の磁場応答の揺動散逸関係については、実験だけでなくモデルの構築も行いながらより明快な知見が得られるよう研究を進める。まず、欠陥乱流を対象として、相関関数に振動成分が含まれている場合の記憶関数の求め方を確立する。現在は、Euler的観点とLagrange的観点を独立して研究しているが、最終的には両者の結果を比較・融合し、時空カオスすなわち非平衡開放系特有の散逸構造が示すマクロな揺らぎが、輸送現象にどのような影響を与えるかを統一的に理解することを目指す。また、外場応答の研究も進め、時空カオスの揺動と応答の関係を明らかにすることを目指す。研究成果を発表や研究議論のための旅費を計上していたが、他の研究者・研究機関の研究費から旅費が支出される機会が多く、本科研費の旅費の使用が予定より少なかった。また、研究の進展の都合で取り組んだテーマの順番が変わり現有の物品で対応することができたことや、実験データ解析のためにソフトウェアを購入する予定であったが、現段階では現有のソフトウェアで対応できたことが理由である。
刑事訴訟における訴訟能力判定基準ならびに判定手続きに関する国際比較研究

本研究プロジェクトでは、刑事裁判における訴訟当事者として、被告人において訴訟に適合する能力が存在するかどうかを判定するための、いわゆる「訴訟能力基準」について、比較法的アプローチによって調査検討のうえ考察が試みられた。調査は、まず、90年代に続いた我が国の最高裁判例動向が検討され、最高裁判例に従って実施された下級審における訴訟能力鑑定事例が分析された。そこでは、(1)責任能力鑑定が優先され訴訟能力鑑定が回避されていること、(2)訴訟能力判定の基準論が精神医学の分野でも十分に明示されておらず、法曹においても共有されていないこと、(3)判定手続が不透明であること、(4)無能力判断による公判手続の停止が無期限であり手続的保障に欠けていること、などが明らかになった。そこでこれらの課題に示唆を得るため、既にガイドラインあるいは判定基準が公表され、また判定基準に関する議論が盛んである主に英米法系諸国、アメリカ合衆国とカナダにおける議論や指針の調査研究をおこなった。第一に、合衆国における訴訟能力概念の廃止論・修正論の論争が検討された。第二に、1990年代に大きな改革を遂げた、カナダにおける訴訟能力判定手続の改正について、比較法的観点から検討を試みた。それらから得られる示唆として、(1)司法手続き内において、公判手続から独立した訴訟、能力判定手続の設置の必要、(2)訴訟無能力と判定された被疑者の司法的措置の必要、(3)被疑者(被告人)からの異議申し立て手続の必要などが得られ、今後の立法論に向けた具体的課題が明確となった。本年度は、主に文献の調査と収集作業が中心となった。文献調査は、本年は、アメリカ合衆国における、訴訟能力判定手続ならびに判定基準に関する、アボリショニスト(廃止論者)とリビジョナリスト(修正論者)の学説論争の分析を主に実施した。判例における訴訟能力基準の制定の結果、合衆国では、訴訟能力欠如による大量の公判手続からの除外ならびに入院加療処分への移行という無能力者の対応手続が生まれた。にもかかわらず、基準の見直しを主張する修正論者と、一気にこれを廃止し、新たな枠組みの構築を目指そうとする廃止論者との学説論争が起きたことが知られており、本年度の研究はこれらの論争の背景沿革とその具体的主張の対比吟味がおこなわれた。本年は特に、修正論者のなかでも非常に活発な執筆活動を行っているボギー教授とウイニック教授という二人の教授の見解を検討した。両教授は、法が全面的に当事者の被告人の訴訟能力という存在を確認するという現行の司法介入主義から、弁護人と依頼人の関係に訴訟能力の判断基準をシフトさせようと主張しているのである。彼らの学説を検討した結果、これまでわが国では先進的と目されていた合衆国における訴訟能力判定をめぐる現在のシステムのデメリットとして、第一に、司法過程において、訴訟能力問題をめぐるコストが非常に大きいこと、第二に、被告人に対する負担が大きいこと、第三に、被告人に不利益な処遇結果になっていることなどが明らかになった。平成12年度は、11年度に引き続いて、訴訟能力基準論にかかわる諸外国の研究論文や図書などの文献資料の収集をおこなった。訴訟能力基準の見直しに取り組んでいるコモンウェルス系諸国のうちからカナダを選び、議論の経緯や新しい基準、立法判例などを調査し、比較法的な検討をおこなった。調査は、2000年8月から9月にかけてトロント大学にて実施し、トロント大学法学部図書館ならびにトロント大学犯罪学研究所資料室にて、資料収集にあたり、また、同大学法学部の専門家にもインタビューをおこなった。その結果は、以下のようにまとめられる。第一に、カナダと比べて、わが国の刑事手続には訴訟能力の定義規定のみならず、手続規定がまったく欠如していること、第二に、わが国の場合、訴訟無能力(精神異常)と判定された場合の措置が刑事手続法に規定されておらず、精神保健法に委ねられており、司法権の範囲外に被告人が置かれてしまっていること、である。

第一の問題の背景として、わが国では訴訟能力概念が判例に依存していること、手続も当該裁判の裁判官の訴訟指揮に依存していること、訴訟能力の基準も判例に依存していて未整備であること、などが比較法的考察により明らかになった。第二の問題は、保安処分とも関係しているので単純ではないが、わが国の場合には、訴訟無能力者に司法的措置はなく単に公判が停止されるだけであって、行政的措置として施設収容がおこなわれていること、被告人の訴訟能力の回復経緯についてはいずれの機関が責任を持っているか法的に不明であるといった事態を生み出していることが明確になった。本研究プロジェクトでは、刑事裁判における訴訟当事者として、被告人において訴訟に適合する能力が存在するかどうかを判定するための、いわゆる「訴訟能力基準」について、比較法的アプローチによって調査検討のうえ考察が試みられた。調査は、まず、90年代に続いた我が国の最高裁判例動向が検討され、最高裁判例に従って実施された下級審における訴訟能力鑑定事例が分析された。そこでは、(1)責任能力鑑定が優先され訴訟能力鑑定が回避されていること、(2)訴訟能力判定の基準論が精神医学の分野でも十分に明示されておらず、法曹においても共有されていないこと、(3)判定手続が不透明であること、(4)無能力判断による公判手続の停止が無期限であり手続的保障に欠けていること、などが明らかになった。そこでこれらの課題に示唆を得るため、既にガイドラインあるいは判定基準が公表され、また判定基準に関する議論が盛んである主に英米法系諸国、アメリカ合衆国とカナダにおける議論や指針の調査研究をおこなった。第一に、合衆国における訴訟能力概念の廃止論・修正論の論争が検討された。第二に、1990年代に大きな改革を遂げた、カナダにおける訴訟能力判定手続の改正について、比較法的観点から検討を試みた。それらから得られる示唆として、(1)司法手続き内において、公判手続から独立した訴訟能力判定手続の設置の必要、(2)訴訟無能力と判定された被疑者の司法的措置の必要、(3)被疑者(被告人)からの異議申し立て手続の必要などが得られ、今後の立法論に向けた具体的課題が明確となった。
反応拡散方程式および関連する自由境界問題における広がり波面の研究

【前半】Ding氏と俣野は,29年度から共同で研究を進めていた,時間周期的な係数をもつR上の半線形拡散方程式の定性的性質に関する論文を完成させた.論文の具体的内容は,コンパクトな台をもつ初期値から出発した非負解のダイナミクスの完全な分類である.この研究により,係数が時間変数に依存しない自励系の場合と類似した結果が時間周期系に対しても成り立つことがわかったが,時間周期解の構造は定常解の構造よりはるかに複雑であるので,証明は格段に困難であった.しかし,交点数非増大則と無限次元力学系の理論を巧妙に組み合わせた議論を何層にも展開して,この困難を克服することができた.(【後半】Ding氏と俣野は,上と同じ時間周期的な係数をもつR上の半線形拡散方程式を考察し,別の角度から,解の漸近挙動を論じた.詳しく述べると,上記の研究では解の漸近挙動を通常のω極限集合の概念を用いて論じたのに対し,この研究では,ω極限集合の概念を広げた「拡張ω極限集合」なるものを用いて論じている点が異なる.両者の違いは,ω極限集合が,空間領域の固定した位置から解の長時間経過後の挙動を観察するのに対し,Ω極限集合では,空間内を自由に移動する観測者から見える挙動の全体を考える点にある.多重安定な非線形項をもつ方程式の場合,速度が異なる複数の波面が一つの解の中に併存することがあるが,Ω極限集合を用いると,それらすべてを把握することが可能となる.この研究により,空間周期的な非線形項をもつ方程式に対して,係数が時間に依存しない方程式に対して知られている「進行テラス解」の理論と同様の結果が成り立つことを示すことができた.なお,この研究においても,交点数非増大則が中心的な役割を演じた.(論文は完成しており,投稿準備中.)平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。Ding氏と俣野は,29年度に,当初の計画通り,時間周期的な係数をもつR上の半線形拡散方程式の定性的性質を研究し,コンパクトな台をもつ初期値から出発した解のダイナミクスを分類することができた.研究はほぼ完成し,論文もおおかた書き上がっているので,現在投稿準備を進めているところである.今回の研究により,係数が時間変数に依存しない自励系の場合と類似した結果が時間周期系に対しても成り立つことがわかったが,時間周期解の構造は定常解の構造よりはるかに複雑であるので,証明は格段に困難であった.しかし,交点数非増大則と無限次元力学系の理論を巧妙に組み合わせた議論を何層にも展開して,この困難を克服することができた.この他Ding氏は,Stefan条件を課したFisher-KPP方程式に対する空間多次元の自由境界問題を研究し,新しい成果を得た.具体的には,これまで知られていなかった非有界の初期値を持つ解の挙動を分類することに成功した.当初予定していた時間周期的な係数をもつ空間1次元半線形拡散方程式の定性的性質に関するDing氏と俣野の共同研究は,順調に進み,ほぼ計画通りの成果が得られた.また,やはり当初の計画に含まれていたFisher-KPP方程式に対する自由境界問題の研究も,成果が得られた.これらを考えると,研究はおおむね順調に進展している.【前半】Ding氏と俣野は,29年度から共同で研究を進めていた,時間周期的な係数をもつR上の半線形拡散方程式の定性的性質に関する論文を完成させた.論文の具体的内容は,コンパクトな台をもつ初期値から出発した非負解のダイナミクスの完全な分類である.この研究により,係数が時間変数に依存しない自励系の場合と類似した結果が時間周期系に対しても成り立つことがわかったが,時間周期解の構造は定常解の構造よりはるかに複雑であるので,証明は格段に困難であった.しかし,交点数非増大則と無限次元力学系の理論を巧妙に組み合わせた議論を何層にも展開して,この困難を克服することができた.(【後半】Ding氏と俣野は,上と同じ時間周期的な係数をもつR上の半線形拡散方程式を考察し,別の角度から,解の漸近挙動を論じた.詳しく述べると,上記の研究では解の漸近挙動を通常のω極限集合の概念を用いて論じたのに対し,この研究では,ω極限集合の概念を広げた「拡張ω極限集合」なるものを用いて論じている点が異なる.両者の違いは,ω極限集合が,空間領域の固定した位置から解の長時間経過後の挙動を観察するのに対し,Ω極限集合では,空間内を自由に移動する観測者から見える挙動の全体を考える点にある.多重安定な非線形項をもつ方程式の場合,速度が異なる複数の波面が一つの解の中に併存することがあるが,Ω極限集合を用いると,それらすべてを把握することが可能となる.この研究により,空間周期的な非線形項をもつ方程式に対して,係数が時間に依存しない方程式に対して知られている「進行テラス解」の理論と同様の結果が成り立つことを示すことができた.なお,この研究においても,交点数非増大則が中心的な役割を演じた.(論文は完成しており,投稿準備中.)29年度の研究で得られた空間1次元半線形拡散方程式に対する成果は,時間周期解への収束に関するものであった.

この研究をさらに進めて,30年度から,複数の波面が重なる進行テラス解の研究を開始した.係数が時間変数に依存しない自励系の場合は,進行テラス解に関する研究が近年進展しているが,係数が時間周期的な場合の進行テラス解の存在やその性質については知られていない.この問題を解決する.これと平行して,ある種の反応拡散系(連立系)の研究も開始する予定である.具体的には,捕食者被食者系(predator-prey model)における広がり波面の研究を,係数が時間周期的な場合に行いたい.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。