hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空気圧柔軟アクチュエータによるアクティブ補装具の開発

研究の目的は高齢者のQOL向上および、身体的・精神的負担を軽減化するために、使用者の個別仕様化を実現したアクティブ補装具の制御方法を確立することである。平成30年度は昨年度開発した空気圧繊維状アクチュエータ(PRA: Pneumatic Rubber-fiber constricted Actuatorと略す。)を利用した腰部アクティブ補装具の開発に着手した。補装具には腰部の不要な動作抑制と腹腔内圧上昇を可能とする構造が求められる。まず動作抑制のために幅広で体にフィットする腰部PRAと腸骨部PRAおよび、腹腔内圧を上昇させるための強い締め付けを行う細幅のPRAを組み合わせた2重締め機構である。試作された補装具には5つのPRAが使用され、使用者の個別仕様化を満たすような制御系を設計する必要がある。そこで階層式の制御系を構成することでその実現を目指した。本制御系は下位・中位・上位レベルの3階層から成り、下位レベルでは補装具を構成するPRA群を線形制御理論に基づいて制御系設計および制御を行った。下位レベルの制御系設計については、前年度設計されたコントローラを用いることにする。つぎの中位レベルでは日常レベルでの要求や動作に応じてサポート力を調整する(オンデマンド化)。また上位レベルでは使用者の体型や体力に応じてサポート力を最適に調節する(カスタマイズ化)。その結果、下位・中位レベルの制御によって、腰部補装具の条件を満たすアクティブ補装具を試作することができた。しかしながら、上位レベルの実現には至らなかった。また開発したPRAは圧力制御による力制御は実現できたが、変位の計測が難しいという大きな問題を抱えている。そこでPRAの変位を計測するための新たな変位センサを開発し、PRAの位置と力の制御が可能であることを示唆した。このセンサの開発によって上位レベルの制御も可能であると考えられる。昨年度開発した空気圧繊維状アクチュエータ(以降PRAと略す。)を腰部と腹部周りの5つの部位(腰部、左右腸骨部、左右脇腹部)に配置し、腰部用アクティブ補装具を試作した。また腹部には使用者の体圧を計測するための体圧センサを取付けた。このセンサ情報に基づいて補装具全体を制御する。制御には血流の抑制による褥瘡やかゆみ等を防ぐために、過度な体圧がかからないように上限を設けている。本制御系は下位・中位・上位レベルの3階層から構成されており、下位レベルは腹部の体圧が一定になるように制御する。このとき、各部位に配置したPRAの体圧感度と空気容量が異なるため、どの部位のPRAを加圧・減圧すれば、効率的に体圧を上昇または下降できるかを計算する。この制御系によって限られた空気源のなかで必要最小限の空気量でサポート力を発生させる制御系が構築できる。中位レベルでは日常レベルでの限られた動作(前後に曲げる)に対して、腸骨・腰部PRAをどのように加減圧するべきかを識別しそれらの動作に対処する。しかしながら複雑な運動には対処できないという問題が残された。また使用者の体形に合わせた制御も同様の理由から実現できなかった。そこでPRA用の新たなセンサを開発し、位置制御を行いながらPRAに加えられた負荷の推定が可能な変位センサの試作を試みた。このセンサはホール効果センサと磁気シートを組合せた構造でPRAが膨張する量を計測することでPRAの変位を推定するものである。PRAの変位と圧力が推定できればPRAの発生力が計算できる。このことから、5つのPRAのう、どのPRAに負荷が加えられているかを特定することで複雑な動作または体形が識別できると考えられる。今年度はこのセンサの試作を行い、PRAの変位が計測できることを確認した。以上のことから、今年度の研究は申請書に記載した目標に対しておおむね順調に進展していると判断した。回生機能による空気圧供給システム:空気圧システム(アクティブ補装具)の柔軟性・利便性(低コストで小型化可能)や低インピーダンス特性(圧縮性)を生かせるケース、すなわち人により近いシステムの構築においては、空気圧駆動系はその効果をフルに発揮できる分野と言える。しかし、空気源であるコンプレッサの小型・軽量化の問題は依然残されたままである。ところが、一般にコンプレッサは大型で重いため、小型軽量な空気圧機器の特徴を損ねる問題がある。本研究で開発するアクティブ補装具には携帯性が要求される。そこで優れた空気源の確保方法を目指して、補装具から排出される圧縮空気を再圧縮する回生機能を持つ空気圧供給システムの実現を考えている。平成30年度の空気量の効率的な制御系設計法に加え、システム内の回生機能を付加することで、飛躍的に使用時間の向上が期待できる。試作した補装具による性能評価:試作したアクティブ補装具のモニタ評価を行い、実用化に向けての課題の抽出や改良を行う予定である。アクティブ補装具のモニタ評価は、補装具等の製造・販売に豊富な経験を有するサポータの専門メーカーである企業と連携をとりながら適切に実行していく予定である。また、ゴム繊維状のアクチュエータは腰部以外の下腿装具の高機能化についても実現可能である。高齢者が転倒する原因のひとつとして、背屈動作が正常に行われていないことが挙げられる。人間は、通常歩行時に背屈動作と底屈動作を行いながら歩行をしている。なかでも背屈動作が正常に行われることによってつまずきによる転倒を回避している。

しかし、高齢者は高齢に伴う足首の筋力低下により、背屈動作が正常に行われないまま歩行する「すり足歩行」になる。よって、小さな段差でもつまずいてしまい、転倒してしまう。この転倒を回避するために、高齢者の歩行支援を目指したアクティブ下腿装具への適用を実施したいと考えている。研究の目的は高齢者のQOL向上および、身体的・精神的負担を軽減化するために、使用者の個別仕様化を実現したアクティブ補装具の制御方法を確立することである。平成29年度は空気圧繊維状アクチュエータの開発とそのモデルの構築を行った。補装具用の空気圧繊維状アクチュエータ(PRA: Pneumatic Rubber-fiber constricted Actuatorと略す。)として、シリコンチューブを蛇行させながらゴム繊維(布)に縫い付けることで、PRA自体を直接的に収縮させる構造を考えた。ところが、この駆動方式がこれまでの空気圧アクチュエータとは大きく異なることから理論モデルが全くないため、そのモデルを構築する必要があった。そこで開発したPRAの静特性および動特性モデルを理論的な非線形方程式からモデル構造を導出した。またそれらの未知パラメータはシステム同定の見地から制御系設計用の精確なモデルを構築することができた。つぎに補装具を制御するためのOn-Off弁による制御弁と体圧計測センサの開発に取り組んだ。補装具用制御弁には小型のOn/Off弁を2個組み合わせた制御弁で構成されている。空気圧の動作は給気・排気・維持の3つの動作モードが可能である。各モードに応じて高速にOn/Off弁をスイッチングすることで目標の圧力に制御することができる。このスイッチング制御はスライディングモード制御と捉えることができるため、この方式で制御系設計を試みた。さらに、試作するアクティブ補装具には着け心地を計測するセンサが必要である。そこで腰部周りで装着時の圧力変動の大きい腹部の体圧計測センサの開発を目指した。計測原理は補装具用制御弁によってゴム繊維内部のバルーンを加圧し、弁をOffの状態にすることで感圧部に加えられた体圧を制御弁に取り付けられた圧力センサで計測することができる体圧計測センサである。補装具の空気圧繊維状アクチュエータ(PRAと略す。)として、これまでに従来の空気圧アクチュエータをゴム繊維に内挿したPRAを開発してきた。しかし、従来型PRAは収縮率が最大で8%程度で、収縮力が最大で75Nであった。その原因として、McKibben型アクチュエータが収縮した結果として間接的にPRAが収縮するため、収縮率や収縮力が小さくなると考えられる。そこで今年度改良したPRAはシリコンチューブのみを蛇行させながらゴム繊維に縫い付けることで、PRA自体を直接的に収縮させる構造に変更した。その結果、改良型PRAは従来型に比べ収縮率が15%(約2倍)で、収縮力が90N(約1.2倍)と優れたアクチュエータを開発することができた。改良型PRAは従来型の駆動方法とは大きく異なるため静特性・動特性モデルが存在しない。そこで静特性モデルを空気圧による仕事の入出力収支が等しいと仮定するとともに、非線形特性をひずみが20%までに限定し線形化することで、収縮力はPRAの内部圧力とひずみの2次関数で表現できることを理論と検証実験によって確認した。
高圧下におけるリポソーム膜相転移に関する臨界現象

1.実験方法(1)リポソームの調製方法リポソーム懸濁液の調製時間を大巾に短縮して、さらに濃度を上げて精度向上を計った。また、試料保存の際インキュベーションを転移点近く(25°C)で行った結果、濃度30mg/mlで540nmの光透過率で0.900.92のリポソーム懸濁液が得られた。(2)高圧下における測定方法高圧下で測定できる音速セルをさらに小型化し、電極そう入部分にスゥエージロックを使用し取扱いを簡単化した。その結果、さらに設計上可能な圧力範囲が拡大した。2.実験結果大気圧下での測定をさらに転移温度附近で細かく温度を変化させて行った。その結果は、転移温度が25°Cと従来のもの(24°C)とは異ったが、これはマルチ・ラメラと今回のシングル・ラメラとの相異によるものかも知れない。高圧下では、転移温度以下の温度25°28°Cで1°C毎に温度を固定して音速と密度の圧力依存性をさらに詳しく調べた。転移圧力は、1°C毎に50気圧毎高圧側にシフトした。この内26°Cでのデータは昨年度のものに一致した。温度が高くなるにつれて、転移の巾は増加した。3.理論的考察Priest-Sug【a! ́】rの理論を数値的に解析した。比容と圧縮率の温度転移と圧力転移について、計算結果を上記実験と比較した結果、定性的にはほぼ一致したものの、定量的には前者で2%程度後者では可成の相異が見られた。全体に転移の様子が、実験では理論よりなだらかで、特に圧力転移で顕著であった。
キラルオキソニウムイオン中間体を利用する新規不斉合成反応の開発と天然物合成研究

生物活性化合物の多くは光学活性体であるために、光学的に純粋な化合物を得ることは有機合成のみならず、創薬の観点からも重要となる。アセタールは、塩基性および中性条件下で安定なカルボニル基の保護基として有機合成に広く用いられている。平面的なカルボニル基と比べて、アセタールはその立体構造から不斉環境を構築することができる。当研究室では、光学活性なC_2対称ジフェニルジオールから合成できるアセタールを利用し、遠隔位のプロキラル炭素とアセタール炭素に不斉を誘起する反応を見出している。さらに、光学活性アセタールを用いる反応に不斉非対称化の概念を取り入れることにより、複数の不斉中心を一挙に構築する新規方法論の開発研究を行ってきた。申請者は、本方法論によって得られる化合物が変換可能な複数の官能基を含んいることに着目し、天然物合成におけるキラルシントンとしての利用を試みた。その結果、創薬資源化合物として注目を集めているLycopodiumアルカロイドの代表化合物であるclavolonineの新規合成経路の開発し、従来法と比べて短工程での不斉合成を達成した。本合成経路では不斉点を順次構築しており、置換様式の異なる誘導体合成が容易であるといえる。さらに、アセトゲニンを始めとする抗腫瘍活性化合物の合成を指向し、立体選択的なbisTHF骨格の合成研究を行った。その結果、ヨードエーテル化反応を用いることにより、従来の合成法では合成が困難であったcis/cis-bisTHF骨格の簡便な合成に成功し、天然物合成へと応用した。
質的調査手法に依拠した映像利用に基づく統合型コミュニケーション・デザイン研究

平成30年度は,1リサーチメソッド,そして,2コンテンツデザイン,という2つの観点から映像を捉え,それらを統合した映像デザインに関する実証研究を主に行った。フィールドは本研究着手時より継続的に調査を行っている岡山市東区犬島である。人口減少と島民の高齢化に直面する中,これまで1の作業として,失われつつある島の文化や歴史の映像・音声記録を行うことを重要視してきたが,平成30年度は現地取材と並行して,記録済みインタビュー映像の文字おこしと字幕貼り付け作業を行うことで島のオーラルヒストリーの保存に努め,実証研究の素材とした。またデジタル保存されたインタビュー内容にタグ付けを行い,データ検索やテーマ別再編集の余地を残した。2に関しては,当初より島の価値を伝える手段としてドキュメンタリーやPR映像等の制作を想定してきた。しかし映像とデザイン活動の新しい関係を考察するために,平成30年度は1と2の統合を目指し,映像視聴を軸とした多様な人間がコミュニケーションを行う場のデザインを想定した「いぬじまカタログ」の制作をすすめた。ここでは犬島そのものを,日常を見つめるためのカタログと位置付け,各々が持つべき選択の指標となる「価値観」を体感できる映像コンテンツと上映空間を設計した。犬島の旧中学校校舎を利用したスペースで上映される映像は「あ(=あかり)」「い(=いす)」「う(=売り買い)」等をテーマとする短尺映像コンテンツであり,タイトルとして出される50音は生活を見つめなおすための言葉に繋がる仕掛けである。島民主催の祭と合わせて実施したプロジェクトであったため,島内外から視聴者があり,一定の評価を得た。なお,平成29年度までの成果をまとめた論文とプロジェクトの記録を映像にまとめたものをフランスで開催された国際デザイン教育学会CUMULUSCONFERENCE 2018PARISにて発表した。研究課題のひとつに「映像リソースの利活用」を掲げ,モノ作り等の記録映像とそれを利用した創造的活動を認知科学の知見を援用しながら考察する計画をしていた。平成30年度には調査を進めた上で,年度内に実証研究に着手する予定であった。残念ながら実証研究にまでは至らなかったが,20世紀にドイツで行われた映像百科事典プロジェクト「エンサイクロペディア・シネマトグラフィカ」に関連する調査と関係者とのネットワークを構築し,「リソース」としての映像をデザイン活動に活用していく方法に関して意見交換を複数回行うことができた。よって研究最終年度の令和元年度にこれを実行する予定である。研究最終年度の令和元年の前半に,1リサーチメソッドと2コンテンツデザインを統合した映像デザイン実践を複数回行い,プロジェクトのドキュメンテーションを進める。また令和元年中間地点までに3映像リソースの利活用をワークショップベースで実行し,分析データの収集に当たる予定である。そして令和元年度後半にはこれらの成果と過去3年間のプロジェクト成果を統合し,簡易的な展覧会を開催し,年度末までに研究発表・論文執筆等の材料を調え,研究を終える予定である。平成28年度は,研究の第一段階として「基層文化の映像記録:伝承文化の保存(生活技術,身体技法,生産物)と方法論」を目的に研究活動を展開した。ここでは瀬戸内海でアート事業を展開する公益財団法人福武財団の協力を得て,岡山県犬島を本実証研究のフィールドに選定し,島の映像記録を中心に作業を進めた。犬島には現在約30名が居住し,そのほとんどが70才以上の高齢者である。福武財団の犬島担当者と打ち合わせを重ねる中,現代アートの島として知名度が高まる一方で,島民の高齢化に起因する様々な問題が生じる現状を把握するに至った。特に「失われる歴史と文化」の問題は大きい。しかし,福武財団が展開するアート事業の一環で島に新たに関わり合いを持つ50才代以下の人びとの存在もあることが分かった。そこで研究課題に掲げる「質的調査手法に依拠した映像利用」を実践すべく,ここでは主に,「1.犬島の歴史や文化に係る証言をインタビュー記録する」,「2.島民の今の日常を記録する」,そして「3.移住者の活動を記録する」という3つの指針を立てて映像による調査・取材にあたった。実際には夏,秋,冬の3回(7月,9月,2月)島におもむき, 9日間の取材を行った。約30時間の映像記録(音声データ含む)を実施した。また研究段階の2番目に位置づけた「映像を用いたリサーチ方法論:調査からコンテンツまで視野に入れた映像の効果的利用」を28年度後半から実施する旨を研究計画書で申請したが,この研究段階に関連して,デザイン活動における調査段階の映像利用と成果の発表手段としての映像に関する先行事例(英国FIXPERTSプロジェクト)を「巡回的なデザインプロセスを算出する映像利用」としてまとめて,7月に長野大学で開催の日本デザイン学会の大会で研究発表を行った。この発表は同学会の「グッドプレゼンテーション賞」に選出され,高い評価を得た。平成28年度の研究実績で示したとおり,想定していた第二段階の研究にすでに着手している。よって今期は,昨年度の成果を学会等で発表しながら,客観的な評価を積極的に得られる場を活用する予定である。そこでのフィードバックを第二段階の研究の精緻化に活かしていく。また昨年度の作業を通じて,研究を進化させるために必要な,具体的な複数のフレームワークが準備できている。犬島では「基層文化の映像記録」,「コミュニケーションデザインにおける記録映像利用」,そして「デザイン構想を促す映像アーカイヴズ」であり,この観点を軸にさらに研究を進める計画である。

平成29年度は,a.映像メディアを活用した調査手法に関するリサーチ,b.実証研究(フィールドワークと映像記録,その活用方法の検討),c.研究成果の発表,を中心に行った。「a」に関しては,本研究が目指す「質的調査手法に依拠した統合型コミュニケーションデザイン」を考察すべく,類似もしくはコンセプトが近接する先行事例の調査を中心に作業を展開した。具体的には,20世紀に個人の手によって撮影された「個人映像(家族などを主な被写体とし,当事者間で価値が共有される映像群)」の利活用をソーシャルデザインのための重要な手段と位置づけるプロジェクトを主たる調査対象とした。ここでは特に特定の地域コミュニティに限定した個人映像の現存状況調査や,それらを活用したイベントデザインや書籍化のプロジェクトを中心に,ステークホルダーの間に生じる種々のコミュニケーションを円滑かつ有意義に展開させる駆動力として映像内容,また映像提示法が幾重にも役割を果たす構造を抽出した。「b」では,「a」で得られた知見も参考にしながら,実際に映像調査を実施し,その過程と成果を活かした新しいデザイン活動のあり方を実践的に検証するために,昨年度に続き岡山県犬島等をフィールドに作業を展開した。平成29年度は,映像を用いた調査と平行して,すでに得られた映像データを如何にして利用するについてフィールドワーク先となった地域コミュニティの住民や他のステークホルダーと意見交換を積極的に行い,H30年度に試験的に展開する大枠を決定するに至った。具体的には映像視聴を軸に多様な人間がコミュニケーションを行う場のデザインである。「c」としては,平成28年度に京都府下で実践したプロジェクトを材料に学会発表を国内で行った(日本デザイン学会第64回春季研究発表大会・拓殖大学)。研究実績の概要で述べた3つの観点(a,b,c)を統合的に捉える作業,また理論的に先行研究との関係が構造化されるには至らなかったため,研究の進捗状況としては「やや遅れている」と言わざるを得ない。その理由としては,本務校で平成30年度の改組を控え,ワーキンググループでの作業として新カリキュラムのとりまとめに従事せざるを得ず,残念ながら当初予定していた本研究のエフォート(%)が十分確保できなかったことが挙げられる。平成30年度は,1リサーチメソッド,そして,2コンテンツデザイン,という2つの観点から映像を捉え,それらを統合した映像デザインに関する実証研究を主に行った。フィールドは本研究着手時より継続的に調査を行っている岡山市東区犬島である。人口減少と島民の高齢化に直面する中,これまで1の作業として,失われつつある島の文化や歴史の映像・音声記録を行うことを重要視してきたが,平成30年度は現地取材と並行して,記録済みインタビュー映像の文字おこしと字幕貼り付け作業を行うことで島のオーラルヒストリーの保存に努め,実証研究の素材とした。またデジタル保存されたインタビュー内容にタグ付けを行い,データ検索やテーマ別再編集の余地を残した。2に関しては,当初より島の価値を伝える手段としてドキュメンタリーやPR映像等の制作を想定してきた。
樹木年輪の酸素・水素同位体比を用いた日本各地における長期水循環変動の精密復元

樹木年輪のセルロースに含まれる酸素と水素の同位体比が、過去の降水量や相対湿度の変動を、年月の単位で極めて良く記録しているという知見に基づき、北海道から南西諸島に至る日本各地で、過去数百数千年に亘る水循環の変動を復元して、梅雨前線活動とエルニーニョの関係の周期変動や、洪水・旱魃のサイクルが日本の歴史に与えた影響、水循環変動に対する植物の長期応答などについて、気候学・歴史学・生態学的解析を行った。本研究の目的は、日本各地の森林から樹木年輪試料を多数採取して、そのセルロースの酸素・水素同位体比を測定し、過去数百年から数千年間に亘る日本の気候変動、特に水循環の時空間変動を、1年単位もしくは季節単位で詳細に復元し、解析することである。3年計画の初年度である平成19年度は、年輪同位体比と気候要素の関係を日本各地で定量・定式化するため、まず年輪試料の広範囲での収集と過去100年間程度の同位体比の分析を進めた。年輪試料は、北海道、秋田県、岩手県、茨城県、長野県、富山県、奈良県、滋賀県、島根県、鹿児島県のものについて、新たに採取、もしくは日本各地の木材学研究室等に保管されていた試料を譲り受け、その処理・分析・解析を進めた結果、年輪の酸素・水素同位体比は、それぞれ、当地の夏季平均相対湿度(降水量)、夏季平均気温を反映すると共に、積雪地域では冬季降水量や冬季気温の影響も受け、年輪同位体比から、それら夏・冬の両季節の気候因子の復元が可能であることが明らかとなった。北海道・幌延町のミズナラ、長野県・上松町の木曽ヒノキ、鹿児島県・屋久島の屋久杉の各試料については、更に、本来、第2年次の課題であった過去数百年間の年輪の酸素・水素同位体比の分析も、先行して進めた。その結果、地球温暖化に伴う長期の気温上昇や相対湿度の低下が確認されると共に、日本の夏季モンスーン(梅雨)とエルニーニョ南方振動の間にあるテレコネクション関係が、40年周期で規則的に逆転していることなどが、全く新しく発見された。これらの知見は、日本における梅雨前線活動の長期変動予測などを行っていくうえで、極めて有用であり、今後、気候力学的な詳しい解析に供していく必要がある。本研究の目的は、日本各地の森林で採取された樹木試料及び、歴史学的・考古学的・地質学的に得られた木材試料の中に見られる"年輪"から、セルロースを抽出し、その酸素・水素・炭素同位体比を測定することで、過去数百数千年間以上に亘る日本各地の水循環の変動を、高い時空間分解能で復元することである。本研究では、樹木年輪同位体比の情報を、地球温暖化の影響評価等の気候変動の解析に生かすために、日本各地の莫大な数の年輪試料を迅速に分析できる体制を整えると共に、得られた年輪同位体比の時空間変動のデータを、気候学的に解析して、新しい気候変動研究の方法論を確立することを目指している。平成20年度には、連携研究者(光谷)らが、既に収集し、年代決定済みの日本全国の現生及び埋没木材試料を対象にして、研究代表者(中塚)が年輪からセルロースを抽出し、研究分担者(河村)と協力して、その酸素・水素・炭素同位体比を測定して、日本各地の過去数百年間に亘る年輪同位体比の年単位での空間分布や、弥生・古墳時代の同位体比の長期経年変化パターンを明らかにした。現生木の年輪同位体比(特に酸素同位体比)を、日本各地の気象観測データや全球気象データと比較した結果、年輪の酸素同位体比が、主に夏季の相対湿度(降水量)を普遍的に記録していると同時に、それらの時空間変化の解析から、オホーツク海高気圧の変動などの広域気象要素の復元が可能であること等を、明らかにした。また、現在と小氷期の同位体比の周期変動パターンの相違から、小氷期の気候システムが、現在と本質的に異なっていた可能性などが分ってきた。更に、弥生・古墳時代の酸素同位体比の時系列データから、魏志倭人伝に書かれる当時の日本の政治情勢の変化に、水循環の変動が如何に関わっていたか、など新たな研究の方向性も見えつつある。本研究の目的は、日本各地の森林で採取された樹木試料及び、歴史学・考古学・地質学的に得られた木材試料の中に見られる"年輪"から、セルロースを抽出し、その同位体比、特に酸素同位体比を測定することで、過去数百数千年間に亘る日本各地の水循環の変動を、高い時空間分解能で復元することにある。樹木年輪同位体比を、地球温暖化の影響評価等の気候変動の解析に生かすために、本研究では日本各地の莫大な数の年輪試料を迅速に分析できる体制を整えると共に、得られた年輪同位体比の時空間変動のデータを気候学的に解析して、新しい気候変動研究の方法論を確立することを目指してきた。

平成21年度は、研究代表者(中塚)が、前年度までに北海道から南西諸島に至る様々な地域で取得してきた樹木年輪セルロースの酸素同位体比のデータを用いて、日本の気候変動のメカニズムと、その地域特性について解析すると共に、中国北部の山西省から得られた過去4世紀に亘るカラマツなどの3つの樹種の年輪の酸素同位体比の分析を、研究分担者(河村)らと協力して進め、小氷期から現在に至る日本の気候変動を規定する広域の大気環境について解析を行い、小氷期には、数十年周期での大きな大気循環の変動が、東アジアの広域で生じることなどを新たに明らかにした。また年輪セルロースの同位体比データの樹種毎の特性をより深く理解するために、研究代表者(中塚)が研究分担者(安江)らと協力して、信州大学演習林の同じ場所で生育しているカラマツ、スギ、アカマツの年輪同位体比の分析を進め、樹種が異なっても、基本的な酸素同位体比の変動パターンに差はないこと、しかし樹種間で一日の中での気象、特に相対湿度のデータを記録している"時間帯"が違うことなどが新たに発見された。こうした解析や発見は、樹木年輪を用いた長期かつ高解像度の気候変動の研究に、新しい意義と方向性を付与するものとなった。
RNA触媒における擬核酸塩基としてのイミダゾールC-ヌクレオシドの機能

酵素に匹敵する触媒機能を持つRNAをリボザイムと呼びRNAの新たな機能を解明するものとして、現在世界中で活発に研究が行われている。我々はこれまでに自己切断型リボザイムの内、最大(154nt)で結晶構造解析のなされていないVSリボザイムの活性中心をA730ループ内のA756であると推定した。そこでVSリボザイムの一般酸-塩基触媒としての役割を明らかにする新手法としてA756のアデニンをイミダゾールで置換した改変VSリボザイム(A756Imz)の化学合成を行った。ところが、合成したホスホロアミダイトはTLC上で分解するほど不安定であったため、マススペクトル(MS)による精密分子量測定及び組成式の決定は困難であった。そこでMS測定の際のマトリックスを詳細に検討したところ、汎用二重収束磁場型質量分析計を用いたSIMS法においてトリエタノールアミンにNaClを添加することで分子量関連イオンが安定かつ高感度で検出できることを見いだした。さらに本法は多数のアミダイト類に広く適用できたことから、その一般性を明らかとした。合成したホスホロアミダイトを用いてRNA自動合成によりVSリボザイムのA756位にイミダゾールの挿入を試みたところ、カップリング収率99%以上で目的のオリゴヌクレオチド(Strand R2)の合成に成功した。さらにA756Imzを用いて基質切断活性を調べたところ、天然リボザイムの切断箇所を正確に認識し、ほぼ100%の切断活性を示すことが明らかとなった。この結果は、天然VSリボザイムが一般酸-塩基触媒であることを示すと共に、触媒活性中心がA756位であることを強く支持した。この成果により、イミダゾールが擬核酸塩基として機能することが初めて明らかとなった。しかし、この時の切断速度は天然VSリボザイムの10^<-3>遅かったことから、新たにイミダゾールと糖の間に2炭素増炭した新規イミダゾールC-ヌクレオシドホスホロアミダイトを設計した。この化合物は、A756位のアデニンの1,6位の窒素とイミダゾール両窒素が距離的に充分重なり合い、また炭素鎖のフレキシビリティによりイミダゾールが最適な位置をとることが可能であると考えられる。現在、2'-OHをTBDMS及びTOM基で保護したホスホロアミダイトの合成を行っている。当研究室ではこれまでに自己切断型リボザイムの内、最大(154nt)で結晶構造解析のなされていないVSリボザイムの活性中心をA730ループ内のA756であると推定した。そこでVSリボザイムの一般酸-塩基触媒としての役割を明らかにする新手法として、A756のアデニンをイミダゾールで置換した改変VSリボザイム(A756Imz)の化学合成を行った。これまでに当研究室で報告している2,3,5-トリ-O-ベンジル-β-イミダゾールC-ヌクレオシドを出発原料とし、最近独自に開発したRNA自動合成の条件に適したイミダゾールの保護基であるピバロイルオキシメチル(POM)基を用いることにより5行程で目的とするイミダゾールC-ヌクレオシドホスホロアミダイトの合成に成功した。一方、ホスホロアミダイトの2'-水酸基は一般塩基に比べてリボザイム活性への影響が小さいことが共同研究者のLilleyら(英国、Dundee大学)によって明らかにされたことから、新たなホスホロアミダイトとして先のアミダイトの合成中間体から2'-アリル体や、2'-水酸基を持たない2'-デオキシ体の合成も行った。この様にして合成したホスホロアミダイトを用いてRNA自動合成によりVSリボザイムの活性中心であるアデニン756の位置にイミダゾールの挿入を試みた。その際のカップリング収率は99%以上であり目的のオリゴヌクレオチド(Stand R2)の合成に成功した。さらに、得られたA756Imzを用いて基質切断活性を調べたところ、天然リボザイムの切断箇所を正確に認識し、ほぼ100%の切断活性を示すことが明らかとなった。この成果によりイミダゾールが擬核酸塩基として機能することが初めて明らかとなった。

合成したホスホロアミダイトを用いてRNA自動合成によりVSリボザイムのA756位にイミダゾールの挿入を試みたところ、カップリング収率99%以上で目的のオリゴヌクレオチド(Strand R2)の合成に成功した。さらにA756Imzを用いて基質切断活性を調べたところ、天然リボザイムの切断箇所を正確に認識し、ほぼ100%の切断活性を示すことが明らかとなった。この結果は、天然VSリボザイムが一般酸-塩基触媒であることを示すと共に、触媒活性中心がA756位であることを強く支持した。この成果により、イミダゾールが擬核酸塩基として機能することが初めて明らかとなった。しかし、この時の切断速度は天然VSリボザイムの10^<-3>遅かったことから、新たにイミダゾールと糖の間に2炭素増炭した新規イミダゾールC-ヌクレオシドホスホロアミダイトを設計した。この化合物は、A756位のアデニンの1,6位の窒素とイミダゾール両窒素が距離的に充分重なり合い、また炭素鎖のフレキシビリティによりイミダゾールが最適な位置をとることが可能であると考えられる。現在、2'-OHをTBDMS及びTOM基で保護したホスホロアミダイトの合成を行っている。
体制移行期の中国における「成長の質」に関するミクロ的研究

本研究の目的は、制度・政策分析と都市家計の個票データを用いた計量分析を通じて、中国における「成長の質」を、公的年金を通じた所得再分配という観点から検討することにある。平成20年度における主な成果は以下の3点である。(1)1995年・1999年の2時点のクロスセクションデータを用いて、1997年の中国の公的年金制度改革が、都市世帯の貯蓄行動に与えた影響を定量的に評価した。その結果、年金改革による年金資産の減少が家計貯蓄率を引き上げる効果をもったことが実証された。この事実発見は、ライフサイクル仮説と整合的である。中国家計の貯蓄行動に関する先行研究は数多くあるが、公的年金改革の効果を明示的に取り入れた実証研究は、本研究が初めてである(何・封・佐藤2008)。(2)中国都市家計に関する1980年代末から2000年代初めにかけての3時点のクロスセクションデータを用いて、社会保障制度の再分配効果の計量分析を行った。その結果、中国の社会保障制度は所得格差を縮小する再分配効果をもつものの、1990年代後半から2000年第初めにかけて、その効果が低下し、相対貧困率が上昇したことが示された。社会保障を通じた所得再分配は、所得階層間の再分配ではなく主に世代間の再分配によって達成されたことも明らかになった(何・佐藤2008)。(3)研究の総まとめとして、中国の公的年金制度を包括的に論じた学術書(何立新2008)を公刊した。既存の研究と比較して、制度・政策・実証分析のバランスに配慮した、2005年に実施された直近の年金制度改革の影響をいち早く分析した点が特筆される。1.中国における生涯を通じた社会保障制度変化による所得再分配効果の分析(1)中国の1997年年金改革と2005年年金改革による所得再分配効果を、2002年の世帯調査の個票データを用いて実証的に比較分析した。主な実証結果は以下のとおりである。1997年年金改革案に比べ、2005年年金改革案のもとでは全ての世代はより多くの年金給付を受給できるようになった。ただし、給付の限界増加率は年齢の高い世代ほど高くなり、若い世代と40歳、50歳世代の負担・給付格差がかえって拡大された。2005年年金改革案のもとでは、40歳以上の世代においては、1997年改革案よりもっと強い逆進的な所得再分配効果が検証された。以上の成果をまとめた中国語論文は、すでに中国国内のトップ学術誌である『経済研究』に受理されており、近刊予定である。(2)1988年、1995年と2002年の3時点の世帯調査データに基づき、複数の不平等度指数を用いて、中国都市部の社会保障制度における格差と再分配効果およびその変化を定量的に分析した。この部分の研究はまだ進行中である。研究成果は日本中国経済学会2007年度全国大会と中国留米経済学会2007年総会において報告する予定である。2.海外聞き取り調査と資料収集中国の政府機関・研究機関(上海社会保険事業管理センター、中国社会科学院、中国人民大学、上海社会科学院)において、最新の医療保険制度改革や2005年の年金改革案の実施状況などに関する聞き取り調査と資料収集を行った。得た情報を上記(2)の分析とマイクロ・シミュレーション分析のモデル構築に活用する予定である。一、社会保障制度変化による所得再分配効果の分析中国都市家計に関する1980年代末から2000年代初めにかけての3時点のクロスセクションデータを用いて、社会保障制度の再分配効果を定量的に分析した。基礎的な分析結果は,2007年6月の日本中国経済学会2007年度全国大会において報告した。学会報告後,生涯所得から見た所得再分配効果の推計へと分析を発展させた。その結果、中国の社会保障制度は所得格差を縮小する再分配効果があるものの、1995年に比べてこの効果が低下し、相対貧困率が上昇したことと、この再分配効果は所得階層間の再分配ではなく主に世代間の再分配によって達成されたことなどが分かった。本研究結果は何立新・佐藤宏共著の英文論文に反映され、2008年4月に中国の南開大学で開催予定のCES(The Chinese Economists Society)2008年度年会にて報告し、その後英文学術誌に投稿する予定である。中国の所得分配に関する研究が多く存在しているが、社会保障制度と所得分配をリンクさせたミクロ的な分析はまだ稀である。そして、社会保障研究において世代間の比較はもっとも基本的な問題であるが,中国の社会保障に関する既存研究ではこのような世代別の実証分析はほとんど欠落していた。二、年金制度改革と家計の貯蓄行動1995年・1999年の2時点のクロスセクションデータを用いて、1997年の中国の公的年金制度改革が都市世帯の貯蓄行動に与えた影響を分析した。その結果、年金改革による年金資産の減額が家計貯蓄率を引き上げたことを検証した。この結果はライフサイクル仮説と整合的である。本研究は何立新・佐藤宏・封進(中国復旦大学准教授)の共同研究であり,研究結果は共著の中国論文として既に査読付き学術誌に投稿した。本研究は中国の公的年金改革と貯蓄の関係に関する個票データを用いた初めての実証分析である。

本研究の目的は、制度・政策分析と都市家計の個票データを用いた計量分析を通じて、中国における「成長の質」を、公的年金を通じた所得再分配という観点から検討することにある。平成20年度における主な成果は以下の3点である。(1)1995年・1999年の2時点のクロスセクションデータを用いて、1997年の中国の公的年金制度改革が、都市世帯の貯蓄行動に与えた影響を定量的に評価した。その結果、年金改革による年金資産の減少が家計貯蓄率を引き上げる効果をもったことが実証された。この事実発見は、ライフサイクル仮説と整合的である。中国家計の貯蓄行動に関する先行研究は数多くあるが、公的年金改革の効果を明示的に取り入れた実証研究は、本研究が初めてである(何・封・佐藤2008)。(2)中国都市家計に関する1980年代末から2000年代初めにかけての3時点のクロスセクションデータを用いて、社会保障制度の再分配効果の計量分析を行った。その結果、中国の社会保障制度は所得格差を縮小する再分配効果をもつものの、1990年代後半から2000年第初めにかけて、その効果が低下し、相対貧困率が上昇したことが示された。社会保障を通じた所得再分配は、所得階層間の再分配ではなく主に世代間の再分配によって達成されたことも明らかになった(何・佐藤2008)。(3)研究の総まとめとして、中国の公的年金制度を包括的に論じた学術書(何立新2008)を公刊した。既存の研究と比較して、制度・政策・実証分析のバランスに配慮した、2005年に実施された直近の年金制度改革の影響をいち早く分析した点が特筆される。
住民のエンパワーメントに基づく伝統文化と環境の保全ーＣＢＤとＴＥＫをてがかりにー

国際環境法や国際人権法の先住民族文化に関する条項を検討し、北欧のサーミ政策と日本のアイヌ政策との比較研究を行うことによって、「二風谷地域の伝統文化の再生と地域環境の保全にはアイヌ民族のエンパワーメントが不可欠であること」を原理的に明らかにした。具体的にいえば、生物多様性条約8条j項は、先住民族の伝統的知識(TEK)が生物多様性の持続性に寄与することから、その保護を求めるものであるが、日本の生物多様性基本法にはそれに対応する条項がなく、アイヌ・コミュニティの生物多様性の保全が危ぶまれていることを明らかにし、国際人権規約など国際人権法に照らして日本政府は直ちに対応すべきだとした。本研究プロジェクトの研究計画は、2年目(平成25年度)の課題を「北欧におけるCBD8(j)の国内法への適用とスコルト・サーミのTEKの再生過程」とし、具体的な成果には「欧州の代表的な学術誌Acta Borealiaに論文を投稿する」ことを挙げた。いずれの論文も日本のアイヌ政策を歴史的にとらえるとともに、戦後の国際社会における国際人権法の進展を踏まえて、日本のアイヌ政策には権利保障という法的側面が欠けていることを浮き彫りにしたものである。また、後者のAlterNativeの論文では、先住民族の権利保障という観点から北欧諸国との比較を国連文書などに基づいて行い、日本のアイヌ政策が北欧諸国の後塵を拝していることを具体的に明らかにした。先住民族の権利に関しては、2007年、「先住民族の権利に関する国連決議」が国連総会で圧倒的多数の賛成で採択され、国際社会は従来の個人に基づく人権概念を超えて民族集団の権利を人権として保障するまでに至った。本研究プロジェクトはこうした国際的な人権概念の進展を視野に日本のアイヌ政策の課題を権利保障の側面から論じたものとして日本では先駆的であり、英語の論文として国際学術誌に掲載されたことから、国際的にも重要であると確信する。3年間の成果を当初の研究目的の「何をどこまで明らかにしようとするのか」に基づいて振り返ると、以下のようにまとめられる。1)日本のアイヌ政策の問題点日本のアイヌ政策を歴史的にとらえるとともに、戦後の国際社会における国際人権法の進展を踏まえて、日本のアイヌ政策は権利保障という点において国際基準からはかけ離れていることを北欧諸国との比較から論じた。2)生物多様性条約8条j項の国内法への適用日本の法制度には左記の8条j項に関する項目がなく、したがって、アイヌコミュニティのTEK(伝統的知識)の保全が十分ではないことを明らかにし、国際人権規約から8条j項を国内法に組み入れる必要があることを導いた。3)アイヌのTEKの把握と内発的発展の可能性アイヌの言語や文化(TEKも含む)の再生について北欧のサーミとの比較を進め、国際人権文書に基づくアイヌ民族の言語や文化の権利の保障が二風谷の内発的発展の原理になることを示した。環境政策なお、25年度はスウェーデンに滞在する期間が長くなったため、予定していたフィンランドでのスコルト・サーミのTEKの再生に代わってサウス・サーミのTEKやサーミ語の再生に関する調査を行った。サウス・サーミもスコルト・サーミ同様、固有の文化崩壊の危機に瀕しながらも、その再生への取り組みが行われていることから、このような変更は本研究プロジェクトの趣旨に外れるものではないと判断した。当初は24年度中の課題として「日本のアイヌ政策の評価」を挙げ、その成果として欧州の代表的な学術誌Polar Recordに論文を投稿するとしていた。しかし、実際にはPolar Recordだけではなく、ニュージーランドの学術誌AlterNativeにも別の論文を投稿し、いずれも年度内に掲載することができたからである。なお、これら二つの論文は以下の通りである。研究計画では平成26年度の課題は「CBD8(j)の日本の国内法への適用と二風谷地域の内発的発展」とした。具体的には、「室蘭工業大学の公開講座を通して3年間の研究成果を地域社会に還元するとともに、一連の講義をもとにして学術書を出版する」こととした。公開講座の計画はすでに大学に提出しており、平成26年10月12月にかけて行う予定だが、学術書の出版にはもう少し時間がかかることから、今年度は、その準備を行いながら、「アイヌ民族のTEKや言語の再生と二風谷地域の内発的発展」に関しサウス・サーミとの比較において考察する論文を欧州の学術誌に投稿したいと考えている。そのため、4,5月は二風谷において現地調査を行い、68月はスウェーデンにおいてサウス・サーミのTEKやサーミ語の再生に関する調査を行う予定である。本研究プロジェクトの研究計画では、2年目の課題として「北欧におけるCBD8(j)の国内法への適応、及びスコルト・サーミのTEKの再生過程」を挙げ、その成果を「欧州の代表的な学術誌Acta Borealiaに投稿する」としている。

その目的は、申請書の研究目的に書いたように、「国際的視点に基づきCBD8(j)の日本の国内法への適用に関する課題を把握すること」である。なお、スコルト・サーミはアイヌと同じように国家の徹底的な同化政策によって多くのTEKを失ってしまった北欧のサーミ民族の一つであることから、アイヌのTEKとそれを保障するCBD8(j)の国内法への適用を考察する際の参考になると考え、その再生過程を2年目の課題に挙げたものである。このような本研究プロジェクトの目的と計画に沿って研究を進めるため、北海道の二風谷地域においてアイヌ民族のTEKの調査をすることに加えて、夏休みを利用して北欧を訪れ、資料収集及び関係者へのインタビュー等を通して北欧諸国におけるCBD8(j)の国内法への適応及びスコルトサーミのTEKの再生過程について調査する予定である。その後、これらの調査結果をまとめて論文に仕上げ、上記の学術誌Acta Borealiaに投稿したいと考えている。さらに余力があれば、TEKの基礎となる言語の再生についてもアイヌと北欧の先住民族サーミの比較研究を行っていきたい。次年度使用額は460円である。このような研究費が生じた理由は物品費及び人件費・謝金にわずかではあるが残額が生じ、それをその他の費目でうまく使用できなかったことにある。翌年度においてはたとえ当初の費目で残額が生じた場合でもその他の費目で調整したいと考えている。なお、460円は25年度の旅費に加えて使用したい。
高温高圧環境における一酸化炭素を主成分とする予混合乱流燃焼機構の解明

石炭改質ガスを模擬したCO/H2燃料ガスと空気,または純酸素との混合気を多量のCO2で希釈した予混合気に対し,高圧環境における乱流予混合火炎を高圧容器内に安定化させた.乱流燃焼速度,乱流火炎領域体積,火炎面密度,輻射強度などを測定し,天然ガスを想定したCH4/air乱流予混合火炎と比較した結果,石炭改質模擬ガスに対する乱流火炎は,火炎面密度と平均火炎領域体積に強く関係する火炎領域の微細化が著しく,火炎輻射強度も大きく増大することがわかった.石炭改質ガスを模擬したCO/H2燃料ガスと空気,または純酸素との混合気を多量のCO2で希釈した予混合気に対し,高圧環境における乱流予混合火炎を高圧容器内に安定化させた.乱流燃焼速度,乱流火炎領域体積,火炎面密度,輻射強度などを測定し,天然ガスを想定したCH4/air乱流予混合火炎と比較した結果,石炭改質模擬ガスに対する乱流火炎は,火炎面密度と平均火炎領域体積に強く関係する火炎領域の微細化が著しく,火炎輻射強度も大きく増大することがわかった.本研究は,燃焼学的に未だ知られていない高温高圧環境における一酸化炭素(CO)を主成分とする予混合乱流燃焼機構を明らかにし,極限環境乱流燃焼の学理構築を図ると共に,環境・エネルギー問題において重要性が益々高まっている高温高圧下の燃料改質ガス(シンガス)生産および燃焼システムの設計と制御に対する燃焼学的根拠に基づく指針を提示することを目的とする.本年度は高圧容器から一部排出される一酸化炭素を安全に処理する安全対策に主眼を置いた実験装置改良をはじめに行った.当初アフターバーナを設置すること予定したが,バーナ制御に困難があるため,検討の結果CO選択酸化触媒をサイレンサー上流に設置した.これにより排出ガス中のCO濃度をほぼゼロにできることを確認した.続いて, 0.5MPaにおけるCO-H2-N2-空気予混合気に対する燃焼実験を行った.濃度条件は石炭改質高カロリーガスを模擬したCO/H2モル比1.36の混合燃料を中心に, CO/H2モル比5.42および0.71の計3条件に対して総当量比約0.5の場合の火炎安定化に成功した.また,火炎の直接撮影,新たに購入した高感度検出器を装着した分光器を用いて発光スペクトルを解析し, COモル濃度が高いほど短波長側の連続スペクトル強度が増し,火炎が白色光を発することが確認できた.さらに,数値計算によって広い濃度・圧力・総当量比条件に対する層流燃焼速度を計算し,以前の研究で見出している乱流燃焼速度推算式から火炎安定可能な実験条件を予測した. CO燃焼では最大層流燃焼速度がメタン火炎などに比較して約2倍の大きさをもち,かつ燃焼速度が最大となる当量比が1よりも大きく,当量比2近くになることも乱流予混合火炎の特性を明らかにする上で重要な要素であることがわかった.本研究は,燃焼学的に未だ知られていない高温高圧環境における一酸化炭素(CO)を主成分とする予混合乱流燃焼機構を明らかにし,極限環境乱流燃焼の学理構築を図ると共に,環境・エネルギー問題において重要性が益々高まっている高温高圧下の燃料改質ガス(シンガス)生産および燃焼システムの設計と制御に対する燃焼学的根拠に基づく指針を提示することを目的とする.本年度は,常温における当量比1.0から0.7までのCO/H_2/CO_2/airおよび比較対象としてのCH_4/air乱流予混合火炎に対する高圧燃焼実験を行った.0.5MPaおよび1.0MPの高圧下でOH-PLIF画像を撮影し,CO/H_2/CO_2/air火炎ではCH_4/air火炎に比較して,乱流火炎領域の構造が極めて微細化することが明らかになった.更に,乱れ強さに対する乱流燃焼速度の変化をOH-PLIF計測と画像解析から求めた結果,従来の炭化水素/空気火炎で見られた乱流燃焼速度におけるbending傾向が全く見られないという新しい発見があった.輻射計測として,赤外領域全体に感度を有する輻射センサーを高圧容器内に設置しCH_4/air乱流予混合と比較した.その結果,CO/H_2/CO_2/air火炎では同じ当量比のCH_4/air火炎よりも総輻射量が大きいことがわかった.これらから,OH-PLIF画像に見られた乱流火炎領域構造の微細化は,CO/H_2/CO_2/air予混合気の実効ルイス数の減少に加え,輻射損失の増大が火炎の固有不安定性に影響を及ぼすという過去の解析的研究結果と一致し,CO/H_2/CO_2/air火炎における輻射効果が重要な役割を果たしていることが明らかとなった.本研究は,燃焼学的に未だ知られていない高温高圧環境における一酸化炭素(CO)を主成分とする予混合乱流燃焼機構を明らかにし,極限環境乱流燃焼の学理構築を図ると共に,環境・エネルギー問題において重要性が益々高まっている高温高圧下の燃料改質ガス(シンガス)

生産および燃焼システムの設計と制御に対する燃焼学的根拠に基づく指針を提示することを目的とする.本年度は,二酸化炭素分離と貯蔵(CCS)を想定し,酸化剤に純酸素を,希釈剤を燃焼再循環ガスであるCO_2を用い,当量比1.0のCO/H_2/CO_2/O_2予混合気に対する0.5MPaの高圧燃焼実験を行った.OH-PLIF画像を撮影し,CO/H_2/CO_2/O_2火炎では昨年度行ったCO/H_2/CO_2/O_2/air火炎に比較して乱流火炎領域構造の微細化が更に進行することを明らかにした.一方,本実験条件下では乱流燃焼速度にbending傾向が見られ,CO/H_2/CO_2/O_2/air火炎との違いである.これらは,実効ルイス数に基づく火炎の固有不安定性解析と画像解析結果からその原因を解釈することができた.輻射計測を行った結果,CO/H_2/CO_2/air火炎よりも総輻射量が大きく,CO_2濃度の大きさによるものと判断される.発光スペクトルの形状はCO/H_2/CO_2/O_2/air火炎と大差ないが,乱流燃焼速度変化の特徴とともに総輻射量の増大はCCSを想定した酸素燃焼ガスタービン燃焼器設計において考慮すべき重要な項目であることが明らかになった.
Dブレーンの幾何学的研究

超曲面の上のCohen-Macaulay加群の自由分解には周期2の周期的な複体が現われるが,自由加群の基底を選んでこの複体の微分を行列で表したものを行列因子化という.これはEisenbudの1980年の論文に起源を持つが,Kontsevichの提案に基づき,Kapustin,Li,堀,Walcherなどの弦の理論家によってLandau-Ginzburg模型のB型Dブレーンの研究に使われるようになって新たに注目を浴びることになった.行列因子化の全体は三角圏をなすが,この三角圏の数学的に正確な定式化がOrlovや高橋らによってなされ,梶浦-齋藤-高橋によって単純特異点の場合にこの圏が対応するDynkin図形の辺に適当な向きを入れた箙の表現の導来圏と一致することが証明された.Orlovは三角圏の半直交分解の理論を用いて,重み付き斉次多項式で定義されるアファイン空間の超曲面上の行列因子化のなす三角圏と,対応する重み付き射影空間の超曲面の上の連接層の導来圏の関係を明らかにしたが,筆者はこのOrlovの結果とGeigle-Lenzingによる重み付き射影直線の理論を使って,上の梶浦-齋藤-高橋の結果の,単純特異点の上のCohen-Macaulay加群の分類を用いない別証を与えるとともに,単純楕円型超曲面特異点に関しても,構造がよく分かっているGeigle-Lenzingの意味での重み付き射影直線の上の連接層の導来圏との同値性をOrlovの技法を使って証明することによって行列因子化のなす圏のある箙の表現の導来圏としての表示を与えた.また,Fermat型の定義方程式を持つ特異点に対し,Orlovの半直交分解を少し変更したものを用いることによって,行列因子化のなす三角圏の構造の上とは異なる記述を与えた.カラビ・ヤウ多様体が必ず対で存在し、一方の複素幾何学と他方のシンプレクティック幾何学の間に不思議な関係が存在するというミラー対称性は、数理物理学の弦理論との関わりで近年活発に研究されている。これらの現象を統一的に理解するための枠組みとして、コンセビッチは1994年にホモロジー的ミラー対称性という予想を提唱した。これはミラー対称性の背後には連接層の導来圏とラグランジュ部分多様体の深谷圏の導来圏の三角圏としての同値があるという予想で、具体的な場合に証明するのは非常に難しい。Dブレーンとはこの同値な圏の対象を指す。したがってそれは文脈によって連接層であったりラグランジュ部分多様体であったりするのだが、この見た目がかけ離れている二つの対象を統一的に扱うことが研究の目標である。ミラー対称性はもともとコンパクトなカラビ・ヤウ多様体に対するものだったが、適当な修正を加えることでコンパクトでない場合にも定式化できる。今年度の研究において、私はホモロジー的ミラー対称性をトーリック・デル・ペッツォ曲面の正準束の全空間というコンパクトでないカラビ・ヤウ多様体に対して証明した。この場合、複素幾何側において、連接層の導来圏はベイリンソン、オルロフらによる具体的な表示を持ち、ホモロジー的ミラー対称性の証明はシンプレクティック側における消滅サイクルのフレアコホモロジーの計算に帰着される。この計算は複素平面内の単位円盤からの概正則写像を数え上げることによってなされ、その結果が複素側における代数幾何的な量と一致するのは非常に非自明である。複素数体上の滑らかな射影多様体に対し、そのGromov-Witten不変量はこの空間のシンプレクティック幾何的な不変量で、与えられた種数の通常二重点のみを持つ曲線の個数のような数え上げ幾何学的に興味深い情報を含んでいる.このGromov-Witten不変量の母関数を使うことによって、与えられた空間のコホモロジー群にFrobenius多様体の構造が入り、特異点論や可積分系などの数学の他の分野との関わりが生まれる.特に、可積分系とのつながりの一端として、Gromov-Witten不変量から射影直線上の常微分方程式のモノドロミー保存変形を与えることができ、Frobenius多様体の構造の入ったコホモロジー群はこのモノドロミー保存変形のパラメーター空間になる.この常微分方程式は原点に不確定特異点を持ち、Frobenius多様体が半単純性というある良い条件を満たすとき、この不確定特異点におけるモノドロミーデータとしてStokes行列が定義できる.モノドロミー保存変形なので、このStokes行列はFrobenius多様体の一般の点の取り方によらず、もとの多様体のシンプレクティック幾何的な不変量を与える.このStokes行列に関して、Kontsevich、Zaslow、Dubrovinらによる以下のような予想がある:滑らかな射影多様体に対し、その連接層の導来圏がexceptional collectionと呼ばれる特別な性質を持った有限個の対象の組で生成されることと、その多様体のGromov-Witten不変量から決まるFrobenius多様体が半単純であることは同値で、この時、対応するStokes行列は連接層の導来圏の生成元の間の射のEuler数で与えられる.今年度の研究において、筆者はこの予想をGrassmann多様体およびいくつかのトーリック曲面に対して証明した.この予想はGromov-Witten不変量というシンプレクティック幾何的な不変量と連接層の導来圏という代数幾何的な対象の間に不思議な関係があることを示しており、筆者の結果以前にはDubrovinとGuzzettiによる射影空間の場合しか知られていなかった.