hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デジタルマイセルフによるパーソナルデベロプメント支援情報環境の構築

本研究では,情報通信機器の利用を通じてデジタルワールドに形成される自分自身の分身を表すデジタルマイセルフという新たな概念を導入するとともに,オープンソースeポートフォリオシステムやラーニングアナリティクスに関する最新動向も取り入れながら,デジタルマイセルフの形成過程におけるリアルワールドで生きる自分自身とのインタラクションに関する基礎的な理論・基盤技術の開発をオーセンティシティに着目して行った.アナログワールドに生きる自己とそのデジタルワールドでの投影であるデジタルマイセルフの「内的・外的オーセンティシティ(Internal and External Authenticity)」の形成を進めるために以下の項目を実施した:(1)昨年度に引き続き,獲得すべき言葉と未知語を明確にしながら学習し,獲得した言葉とそのエビデンスをポートフォリオとして蓄積するためのeポートフォリオシステムの現状を調査した.また,HEC MontrealのWADを用いたeポートフォリオ基盤開発を行うとともに,その開発を効率よく進めるためのコミュニティ形成を進めた.(2) eポートフォリオシステムをベースにしたフォリオシンキングにより,内的・外的オーセンティシティを高めるためのボキャブラリー形成ルーブリックの構築に関する基本的な検討を行った.また,ルーブリックを用いて意味ある形で自分自身を振り替えるために,生き方そのものを問い直す「人生哲学」に関する研究展開も模索した.(3)評価実験の実施に向けて京都大学の学部・大学院レベルの学生の積極的な参加を募るため,「コンテキストアウェアコース管理システムuClassroom」のサーバ側コンポーネントである日本語版Sakaiをベースにした学習支援システムの改善を進めた.(4)昨年度に引き続き,モバイル端末専用アプリケーションを統一的に開発可能なJasig uMobileをベースとしたパーソナライゼーション基盤の開発を行うとともに,WADや日本語版Sakaiのモバイル環境での利用について検証した.本研究では,情報通信機器の利用を通じてデジタルワールドに形成される自分自身の分身を表すデジタルマイセルフという新たな概念を導入するとともに,オープンソースeポートフォリオシステムやラーニングアナリティクスに関する最新動向も取り入れながら,デジタルマイセルフの形成過程におけるリアルワールドで生きる自分自身とのインタラクションに関する基礎的な理論・基盤技術の開発をオーセンティシティに着目して行った.アナログワールドに生きる自己とそのデジタルワールドでの投影であるデジタルマイセルフの「内的オーセンティシティ(Internal Authenticity)」の形成を進めるために以下の項目を実施した:(1)学習すべき言葉を聞いたり話したりする聴覚的フィードバック,与えられた文章中の未知語を指示する視覚・作業的フィードバック等を可能にするツール群を作成の一つとしてし,獲得すべき言葉と未知語を明確にしながら学習し,獲得した言葉とそのエビデンスをポートフォリオとして蓄積するためのeポートフォリオシステムの現状を調査するとともに,その基盤ソフトウェアとしてHEC MontrealのWADを用いた基盤開発を行った.(2)モバイル環境においても,聴覚的・視覚的・作業的なインタラクションが行えるようにiPad・iPod Touch用のツール群を効率よく開発するため,モバイル端末専用アプリケーションを統一的に開発可能なJasig uMobileをベースとしたパーソナライゼーション基盤の構築を行った.(3) eポートフォリオシステムをベースにしたフォリオシンキングにより,内的オーセンティシティを高める手法を開発するための基本的な概念をまとめた.(4)評価実験の実施に向けて京都大学の学部・大学院レベルの学生の積極的な参加を募るため,「コンテキストアウェアコース管理システムuClassroom」のサーバ側コンポーネントである日本語版Sakaiをベースにした学習支援システムの構築を行った.アナログワールドに生きる自己とそのデジタルワールドでの投影であるデジタルマイセルフの「内的・外的オーセンティシティ(Internal and External Authenticity)」の形成を進めるために以下の項目を実施した:(2)オーセンティシティの形成に必要となるインタラクションデータのセンシングをオープンスタンダード方式としてIMS Leanring Global Consortiumが策定を進めているCaliperで行うための調査・検証を進めた.(3)評価実験の実施に向けて京都大学の学部・大学院レベルの学生の積極的な参加を募るため,「コンテキストアウェアコース管理システムuClassroom」のサーバ側コンポーネントである日本語版Sakaiをベースにした学習支援システムの改善を進めた.(4)語学学習に係るビデオ教材を格納するため,オープンソースビデオプラットフォームKalturaを用いた教材配信サーバの構築・検証を進めた.教育工学,メディア情報学,情報基盤工学ボキャブラリ形成実験のためのプロトタイプシステムを構築し,小規模実験を行いつつ改良し,5名程度の評価実験を行う予定であったが,プロトタイプシステムの構築そのものが他業務の過多により遅れている.本年度の研究開発を通じて,評価実験に必要な基盤システムのコンポーネントが整った.特に,ルーブリックベースのポートフォリオシステムとしてHEC Montrealのオープンソースポートフォリオシステムの利用に目処が付いたことは,内的オーセンティシティを高めながらボキャブラリ形成を進めていくため手段として極めて重要であると考えている.また,日本語版Sakaiをベースとした京都大学学習支援システムPandAの正式運用も開始され,実際の学びの場をベースに実践的に評価実験を行える環境が整ったことも重要である.すでに連携体制を構築している米国Three Canoes社等の専門家を含め,外部委託を積極的に活用しながらボキャブラリ形成実験のためのプロトタイプシステムを構築し評価実験を行う.特に,外的オーセンティシティに関する検討を推進するため,Amazon社と連携し,kindleを活用したアプリケーションとすることを検討している.

今後は,株式会社アルクから提供を受ける予定(内諾済み)の習熟度別英語学習コンテンツを教材としたeポートフォリオ設計やESLの学習過程の設計を,すでに連携体制を構築している米国Three Canoes社等の専門家とともに行うとともに,ボキャブラリ形成実験のためのプロトタイプシステムを構築し,小規模実験を行いつつ改良する.そして,まず,5名程度の評価実験を行う.ボキャブラリ形成実験のためのプロトタイプシステムを構築し,小規模実験を行いつつ改良し,5名程度の評価実験を行う予定であったが,プロトタイプシステムの構築そのものが他の業務の過多により遅れることが明白となったため,一部を次年度に繰り越したことによる.すでに連携体制を構築している米国Three Canoes社等の専門家を含め,外部委託を積極的に活用しながらボキャブラリ形成実験のためのプロトタイプシステムを構築し評価実験を行う.eポートフォリオ設計・ESL学習過程設計のための調査旅費・業務委託費として使用するとともに,プロトタイプシステムの開発費とそれを用いた評価実験実施経費として使用する.
ＥＳ細胞におけるＥＲａｓ遺伝子のＲｈｏ／ＲＯＣＫ経路を介したアポトーシスへの関与

霊長類ES細胞は、マウスES細胞の様な単細胞継代培養を行うと、アポトーシスで死滅する。これは臨床応用に向けた、ヒトiPS細胞の「遺伝子改変」や「株化細胞樹立」の障害となる。我々は、霊長類とマウスES細胞の違いに着目し、ERas遺伝子発現が異なることを見つけた。近年、ヒトES細胞にROCK阻害薬を添加することにより、単細胞継代時のアポトーシス抑制・細胞増殖を促進が報告された。本研究では、マウス・霊長類ES細胞におけるERas遺伝子の「Rho/ROCK経路」を介した「アポトーシス」への関与を明らかにし、ERas遺伝子の新たな機能を明かにした。霊長類iPS/ES細胞は、マウスES細胞の様に、単細胞継代培養を行うと、殆どの細胞がアポトーシス(継代時の細胞死)を起こす性質がある。その為、臨床応用に向けた、ヒトiPS細胞の「遺伝子改変」や「株化細胞樹立」の大きな障害となっている。我々は、霊長類とマウスES細胞の違いに着目した結果、ERas遺伝子発現が異なることを見つけた。近年、ヒトES細胞にROCK阻害薬を添加することにより、単細胞継代時のアポトーシスを抑制し、細胞増殖を促進できることが報告された。しかし、ROCK阻害薬の霊長類ES細胞への作用機序については、不明な点が多い。我々は、ERas遺伝子は、ROCK阻害剤の作用機序を担う一因子である可能性が高いと考えた。本研究では、マウス・霊長類ES細胞におけるERas遺伝子の「Rho/ROCK経路」を介した「アポトーシス」への関与を明らかにしたい。本年度は、ヒトに近いカニクイザルにおいて、ERas遺伝子発現を調べた。その結果、カニクイザルでは、ES細胞のみならず、体細胞(心臓・小腸・脾臓・胸腺・卵巣・骨格筋・肝臓・脳・腎臓)にも発現していることが分かった。しかし、発現量をGAPDHで補正すると、マウスES細胞と比べ、カニクイザルのERas遺伝子の発現量は、ごく僅かであった。次に、カニクイザルのERas遺伝子の発現ベクターを作製するために、カニクイザルES細胞からRNAを回収し、ERas遺伝子配列を調べた。カニクイザルERas遺伝子は、マウスよりも、ヒトERas遺伝子配列に近いが、かなりの確率で変異が発生している事がわかった。ヒトへの進化過程の途中にある為、サルのERas遺伝子は、シュードジーン化する可能性も示唆された。次年度は、作製したサルERas遺伝子発現ベクターを用い、アポトーシスとRhoへの関与について調べる予定である。本研究では、マウス・霊長類E S細胞におけるE R a s遺伝子の「R h o / R O C K経路」を介した「アポトーシス」への関与を明らかにしたい。(目的)霊長類iPS/ES細胞は、マウスES細胞の様に、単細胞継代培養を行うと、殆どの細胞がアポトーシス(継代時の細胞死)を起こす性質がある。(結果)昨年までに、我々は、サルERas遺伝子について遺伝子配列解析を行い、遺伝子変異が多数あり、偽遺伝子化(シュードジーン:昔は蛋白をコードしていたが、機能しなくなる現象)している事を発見した。

これは、ヒトへの進化過程を示すとも考えられた。本年度は、細胞増殖能を詳細に解析した結果、ERas遺伝子強制発現細胞(サル・ヒト細胞)において、細胞培養時の接着性のアポトーシス(アノイキス)を阻害している結果が得られた。さらに、マウスERas遺伝子欠損ES細胞株を用い、各種ERas遺伝子(サル・マウス・ヒト)再導入株を作製した。次に、これら各ES細胞株の細胞接着能を調べた処、機能亢進が見られた。さらに、ROCK阻害薬と関係も調べている。現在、詳細を解析し、結果を論文に纏めている。昨年度は、サルERas遺伝子発現を確認し、カニクイザルES細胞および体細胞でのERas遺伝子発現が、僅かに発現していた事を発見した。また、カニクイザルERas遺伝子の配列を調べたところ、シュードジーン化していた事もわかった。本年度は、昨年得られたサルERas遺伝子配列から、カニクイザルERas発現ベクターを作製した。そこで、作製したカニクイザルERas遺伝子、マウスERas遺伝子、ヒトERas遺伝子の機能の比較を実施する事とした。細胞内局在:カニクイザル・マウス・ヒトERas発現蛋白は、細胞膜裏に局在する事が判った。次に、細胞増殖能:各ERas遺伝子導入細胞の増殖能は、遺伝子発現がない細胞と比らべ、細胞増殖能があることが判った。また、マウス・ヒト・サルERas遺伝子の細胞増殖機能を比較したが、増殖能に差は認められなかった。増殖カーブ・細胞増殖を経時的に比較した処、アポトーシス抑制している所見が認められた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、昨年得られた結果を元に、アポトーシス抑制機構とRhoシグナル伝達経路の関与について、詳細に解析する予定である。
社会調査で活用できる自記式精神健康尺度の信頼性と妥当性に関する研究

1.研究の目的:2.構成概念妥当性の検討全国20歳以上の住民から層化無作為に抽出された標本に対する訪問面接調査のデータに基づき、米国で確認されている4因子構造(「うつ感情」「ポジティブ感情」「身体症状」「対人関係」)モデルが、日本においてどの程度適合するかを、一次因子および二次因子の確証的因子分析によって検討した。分析の結果、日本においても一次因子、二次因子のいずれもモデルの適合度が高いこと、しかし、米国と異なり、ポジティブ感情についてはうつ症状を構成する症状とは独立であることがわかった。以上の結果から、日本でCES-Dを適用する場合には、ポジティブ感情を除いた得点を使用すべきであることが示唆された。3.臨床的判別能力の検討臨床的にうつであると診断された群と臨床的にはうつでない群を対象に、CES-Dによってどの程度正確にうつ患者をスクリーニングできるかを、敏感度と特異度の2つの指標に基づき検討した。分析の結果、米国で使用されている臨床的判別得点である18点よりも16点の方が、敏感度を維持しつつ、特異度が高いことが示された。これは、日本では米国と異なってポジティブ感情(逆転項目)がうつ症状に貢献していないという構成概念妥当性の結果を支持するものであった。以上から、日本においては、CES-Dをうつのスクリーニングに使用しようとする場合には、判別得点は16点とすることが望ましいことが示唆された。
小中連携を目指した英語学習者の自己効力と自律性を促進する授業設計と評価

本研究は日本人初期学習者を主な対象とした調査を行い,主として小学校外国語活動,外国語において児童の学習意欲を促進し,自己効力や自律性を高める評価のあり方について研究した。その際,Can-Do評価,パフォーマンス評価を試行し,質的・量的な検証を経て公開を行った。また,授業を設計する際に評価規準や方法を考え計画することで,授業や指導法が変わると考えられ,よりよい指導や授業のあり方を提案しつつ実践によって検証を行った。小学校外国語活動が2020年より中学年より開始され、高学年で教科化されることとなった。教科になると教科書が作成され、評価の問題がより大きくなるが、その評価方法については研究が少ないのが現状である。そこで、2010年度から取り組んできた児童の学びを支援するためのより良い評価のあり方について、引き続き理論・実証研究を行い、特に2014年度は小学校外国語活動におけるHi, friends!1,2を用いたCan-Do評価尺度指標作成を行い、研究大会やWSなどで成果と課題について検証し報告した。主な研究内容は以下の通りである。1小学校で自己評価として振り返りカードに、Can-Do指標を使うことで、児童の内省とメタ認知を高め、自己効力と自律性を育成することを目的に、より多角的に児童の学びを支援する方策を模索した。その際、評価の3観点を見れるような信頼性・妥当性・実用性・真正性の高い評価方法を探り、Hi, friends!1, 2の単元に応じたCan-Do指標を作成し、複数の公立小学校、私立小学校、国立大学附属小学校などで具体的に実践し、結果を検証した。また情意アンケートも引き続き実施した。2教師の内省を高めるために、教師用リフレクションシートを作成し、配布し、記入をしてもらった。また授業の振り返りもしていただいた。3政令指定都市の英語イノベーション事業でもCan-Do評価と教師リフレクションシート、情意アンケートを実施してもらった。4研究対象校で、児童に児童英検の結果とアンケート調査結果、自己評価並びに教員の評価との相関を調べ、児童の評価、スキルと情意面との関係などを調べることで、自己評価の可能性と外国語の慣れ親しみの成果等を客観的に検証した。最終的に、小学校での評価の取り組みをまとめ発表を行った。昨年度の研究に引き続き,今年度も小学校英語の評価について、児童の学びを支援し、自己効力と自律性を高めるためにCan-Do評価を中心に研究を進めた。1小学校の外国語活動/英語教育における評価について,昨年度作成した『小学校英語Can-Do評価尺度活用マニュアルHi, friends!1 & 2 Can-Doリスト試案』について学会発表を行ったり,ワークショップやセミナー,教員研修等で紹介した。また,小学校外国語活動にCan-Do評価を取り入れることで,児童の学びがどのように変容するのか,また教員用内省シートを用いることで,教員の意識がどのように変わるのか,授業計画や指導がどのように変化し授業が改善されるかを,ビデオ録画した授業を分析し,担任やJTEにインタビューを行い,評価が指導に与える影響について検証した。また,小学生の英語学習への態度や動機づけ,学習者要因と評価,自律の関係について引き続き質問紙調査を行った。2今年度文部科学省より出された補助教材Hi, friends!Plusについて研究し,デジタル教材を中心にそれぞれの活動について,ねらいや活動を設定したCan-Do評価を作成し,『小学校英語Can-Do評価尺度活用マニュアル【別冊】Hi, friends!Plus Can-Doリスト試案』としてまとめた。その際,小中連携で大切となるリタラシーの指導と評価について,先行研究などを参考に有効な方法を探った。3Can-Do評価以外の様々な評価方法(質問紙,パフォーマンス評価,ポートフォリオ評価)などについても調査・検討を行った。(来年度も継続)4小中連携:中学校におけるCan-Do評価について小中連携の視点から考察し,中学校におけるCan-Doの枠組みについて考え試案した。来年度にCan-Do評価尺度を完成させる予定である。平成27年度の研究計画にそって概ね順調に進めることができたため。さらに,今年度予定外のこととして、文部科学省よりHi, friends!Plusが英語教育強化推進拠点校を対象に配布されたため,そのデジタルコンテンツや内容の分析を行い,Can-Do評価を作成することができた。その際,リタラシーの導入として小学校で読むこと・書くことをどの程度までどのように指導すべきかを研究し,Can-Do評価としてまとめて報告書を作成することができた点は大きな成果としてあげられる。しかし,当初予定していた中学校1年生のCan-Do評価作成はやや足踏み状態となったが,来年度に完成させ、実践に繋げる計画である。また,昨年度作成した『小学校英語Can-Do評価尺度活用マニュアルHi, friends!1 & 2 Can-Doリスト試案』をもとに,授業実践を行い,学会で発表するのみならず,京都,福岡,名古屋でワークショップやセミナーを開催し,広く小学校教員や小学校英語の指導者,英語教育関係者に研究成果を還元することができた。ネットワーキングも構築し,多くの方を巻き込んで小学校英語の指導と評価を考えることができており,今後も中学校にも研究範囲を広げ研究を進める予定である。。今年度実施した研究内容は主に以下の通りである。小学校の外国語活動/英語教育における評価について,平成26年度,27年度に作成したHi, friends!1, 2, PlusのCan-Do評価尺度及びタスク例について,学会発表を行ったり,ワークショップやセミナー,教員研修等で紹介するとともに,実際に授業実践により検証を行った。

その結果,Can-Do尺度を用いた振り返りシートによる自己評価を通して,児童の学びがどのように変容するのかを考察した。また,教師の内省的省察も実施した。中学校におけるCan-Do評価について小中連携の視点から考察し,中学校におけるCan-Doの枠組みについて考え試案した。その際,文部科学省中学校英語検定教科書(6社)全体について指導内容と到達目標,Can-Doについて調査し,特に中1の教科書において,小中連携に関わる題材や機能,内容に関するCan-Do評価尺度を作成し,実践を行った。小学校外国語活動にCan-Do評価を取り入れるといった授業実践を通して,授業計画や指導がどのように変化し,授業が改善されるかを,ビデオ録画した授業を分析し,担任やJTEにインタビューを行い,評価が指導にどのように影響を与えるかを検証した。また,中1と中2においても作成したCan-Do評価尺度を取り入れた授業実践を行い,生徒による自己評価と教師の内省シート(振り返り)を通して検証を行った。小学校英語におけるパフォーマンス評価についてルーブリックを作成するとともに,Can-Do評価尺度の作成を行い,それに基づき授業実践を実施し,Can-Do評価尺度を用いた児童の自己評価と教師の内省を通して効果を検証した。さらに,リタラシーの指導と評価について,アメリカや諸外国の先行研究を調査すると共に,段階的に文字指導が行えるように,下位項目を定め,Can-Do評価を作成した。当初予定していた小中接続を意識したCan-Do評価について,中学校英語の全検定教科書を分析し,小中連携を目指したCan-Do評価試案を作成することができたため。さらに,これまでの実践を中心にネットワークセミナーやワークショップなどを行うとともに,パフォーマンス評価や文字指導についても提案を行うことができたため。今年度実施した研究内容は主に以下の通りである。新学習指導要領により、小学校で外国語活動、外国語科が2020年より導入され、それに先立ち2018年度より移行措置期間となる。また、文部科学省から新教材として『Let's Try!』と『We Can!』が共通教材として作成・配布されることになった。そのため、実際に『Let's Try!』と『We Can!』を用いたCan-Do評価尺度を作成、実践を行った。新学習指導要領では、「知識・技能」「思考力・判断力・表現力等」「学びに向かう力、人間性等」といった3つの資質・能力が求められている。そこで、Can-Do評価尺度の作成の際にも新たな観点を加味してタスクを考案した。さらに、高学年の外国語科では,読むこと・書くことの指導や活動が入ってくる。そのため、リタラシー能力をどのように指導し育成すれば良いのか,また評価はどうあるべきかといった観点からも、文字指導についてCan-Do評価尺度を作成した。
ＲｕｂｙとＭＳＸＭＬによる日本語名詞述語文の実例調査とコーパス分析ツールの構築

京都大学テキストコーパスに含まれる日本語名詞述語文に対して、語義情報や意味関係情報などの言語情報の付与を行った。言語情報の付与はコンピュータ・プログラムや概念辞書(日本語WordNetおよびSUMO)を使用した自動処理と、人手による修正作業を併せて実施した。作成したデータとツールはインターネット上で公開した。京都大学テキストコーパスから名詞述語文を抽出し、格関係情報に基づいて主題・主格名詞句、属格名詞句、述語名詞句の特定を行った。これらの名詞句に対して、日本語WordNetおよびSUMO(Suggested Upper Merged Ontology)を用いた意味情報の自動アノテーションを実施し、約85%の名詞句にSUMO部分集合(SUMOから27の上位クラスを選定したもの)による意味タイプ情報を付与した。この結果に対して5名の作業者による人手修正、補完を行い、より確度の高いアノテーションデータを作成した。さらにGLML(Generative Lexicon Markup Language)などの意味情報アノテーション言語を参考として名詞句間のアノテーション方式を検討し、名詞述語文に生起する3項以上の関係を複数の2項関係の組み合わせによって表現する方法を策定した。この2項関係の類型としてis-a、attribute-ofなど7種の関係を設定し、5名の作業者による人手のアノテーション作業を試行した。またアノテーション作業の結果とSUMOの体系を述語論理の観点から分析し、今後のアノテーション作業の推進、修正方針を検討した。包括的なオントロジー体系を用いた意味分類基準の精緻化、および機械処理によるアノテーション作業の自動化により、本計画の目的である名詞述語文の体系的、網羅的な意味記述と大規模言語資料に対するアノテーション作業のに向けて大きく前進したと言うことができる。前年度後半以降、京都大学テキストコーパスから抽出した名詞述語文に対して複数の作業者による人手の意味情報付与を行ってきたが、最終年度は作成したコーパスとツールの公開に向けた仕様の修正、自動処理過程の再構築(工程の分割と簡素化)および人手データの再修正と補完を行った。この結果、コーパスに含まれる66186タグ単位(言語情報を付与するための単位)に対して概念辞書(日本語WordNetとSUMO)を使用した自動処理による語義付与を実施し、49539タグ単位に実際に語義を付与した。また、名詞述語文の主語と述語に相当する1431対のタグ単位を自動処理により抽出し、これらの全てに対して人手により意味関係情報を付与した。研究成果の一部は日本言語学会第146回大会(2013.6)と第4回コーパス日本語学ワークショップ(2013.9)で発表した。最終的な報告は国立国語研究所論集第8号に投稿予定であり、併せて成果物をウェブ上で公開する。京都大学テキストコーパスをXMLファイル化し、Rubyを用いて用例収集と分析を行った。具体的には、名詞述語文の事例を収集し、さらに名詞述語文の主語と述語を抽出するための簡易処理を行うプログラムを作成して解析を試みた。また、分類語彙表などのシソーラスを用いて、主語や述語の意味分類に基づく名詞述語文の自動分類の方法を検討した。これらの研究成果の一部は、「日本語名詞述語文の類型と主語の意味分類について」(2011)において発表した。これと並行して、XMLコーパス分析用のソフトウェアの改良を試みた。従前のプログラムからの大きな変更点としては、WIN32OLEやMSXMLなどWindows環境に依存するソフトウェアの利用を廃止し、SpreadsheetやNokogiriなどクロスプラットフォームなライブラリに差し替えることによって、MacなどWindows以外の環境でも使用可能なプログラムに作り替えた。また、irbにおける対話的操作やZIP圧縮されたXMLファイルの検索などの機能を追加し、t値やMI値の計算、23年度末に公開されたBCCWJへの対応など、いくつかの機能を試験的に追加した。この新しいプログラムはRenkonと名付けた。ある程度の体裁が整った時点で公開を予定している。また本研究計画と関連して、名詞述語文の意味構造と情報構造に関する研究を進めた。意味構造については、生成語彙意味論を用いて多様な名詞述語文の意味構造を記述する研究を行い、「名詞述語文の生成語彙論的解釈」(2012)として発表した。情報構造については、焦点の質的特性に注目した研究を行い、「名詞述語文の焦点の質的特性」(2011)として発表した。これらの研究成果は本計画に直接含まれるものではないが、本計画の推進の上でも資するところが大きい。GLMLやSUMOを参考として具体的なアノテーション仕様が定まりつつあり、また実際のアノテーション作業も進捗している点から、計画はおおむね順調に進展していると言える。当初計画では毎月500例程度のペースで分析を進めていく予定であったが、個別の事例分析については計画よりも立ち遅れている。これは、分析効率の向上のために、主語と述語の抽出、意味情報の付与などの自動解析を行うプログラムの開発を優先したためである。また、最終年度に行う予定であった解析ツールのクロスプラットフォーム化や京都コーパス以外のコーパスへの汎用化なども、ある程度繰り上げて推し進めている。従って、若干の計画の前後はあるものの、総合的にはおおむね順調に進展していると言える。

実際のアノテーション作業を進めながらアノテーション仕様の細部を策定し、アノテーションコーパスの完成と公開を目指す。初年度の成果を踏まえて、引き続き名詞述語文の分析と記述を進める。ここまでの研究の過程で、意味に基づく名詞述語文の分析、分類は予想以上に煩瑣であることが分かった。そこでより堅実に研究成果を挙げていくために、今後の研究を進めていく上でいくつかのサブタスクを設定したい。第一に、名詞述語文の主語と述語をアノテーションしたコーパスを作成する。第二に、コピュラを含む複合表現をリストアップしアノテーションする。これらは意味解釈の問題に関わらずに比較的堅実に推し進めることが可能であり、また以後の研究に対する応用の幅が広い。次の段階としては、名詞句の内部構造に関する情報の付与を試みる。例えば、名詞述語文の中でも文末名詞文と呼ばれるものは述語名詞が連体修飾節を伴っており、かつ外の関係になっている場合が多く、名詞句の内部構造が分類の重要な指針となる。別のタスクとしては、主語や述語に対する意味分類情報の付与が考えられる。このタスクは意味解釈の問題が絡むので作業上のコストが大きくなる可能性があるが、本研究の最終的な目標である名詞述語文の意味分類を達成する上で、最も重要な基本資料になるものと考えられる。これらの段階を踏むことによって、当初の目標であった主語と述語の意味関係の分類というタスクの達成は計画より遅れる可能性がある。しかし仮に当初の目標が十分に達成されなかったとしても、上述のサブタスクによって得られる情報は今後の名詞述語文研究の推進のために有用であり、実現可能性の高いタスクから順次遂行していく方策を取ることで確実に研究成果を積み重ねて行きたい。研究発表、論文作成など研究成果の公開のための使用を中心とし、必要に応じて人件費や消耗品費として使用する。基本的な機材や資料については、概ね初年度の研究費で調達することができた。次年度の研究費は主として旅費および消耗品費として使用する。その他、分析ツールの開発に関連して若干の資料やソフトウェアを調達する。
ヒト細胞の老化・不死化過程の分子細胞学的解析

変異したP53遺伝子(mp53)をヒト正常線維芽細胞に導入すると,mp53を導入していない対照細胞に比べ約20%の寿命の延長がみられた.また,mp53を導入した細胞を62回継代後,染色体を調べた結果,すべての細胞に染色体の異常が認められた.しかし,これらの細胞は不死化しなかった.また,mp53を導入した細胞にX線を照射すると,6チオグアニン耐性の変異細胞の出現率が有意に上昇することを報告した.以上の結果より我々は,1)mp53がヒト正常細胞の寿命を延長させるるが,2)しかし,mp53のみではヒト細胞は不死化しないこと,3)mp53は染色体/遺伝子の不安定性を起こすこと,をみいだした.このmp53を導入した細胞をさらに,化学発癌剤(4NQO),あるいは,X線で処理すると不死化した.同条件の化学発癌剤あるいはX線の処理では不死化しなかった.これらの実験より,p53遺伝子の変異にさらに未知の遺伝子の変化がヒト細胞の不死化に必要なことを我々は証明した.また,不死化した細胞では正常p53遺伝子によって誘導されるp21遺伝子の発現が欠落すること,反対に,不死化細胞にp21遺伝子を導入すると,不死化細胞のDNA合成が停止し,細胞の老化が起こることを報告した.以上の我々の実験結果より我々は,ヒト細胞の老化にはp53遺伝子の機能が関与していること,この遺伝子とさらに未知の遺伝子の変化がおこれば,細胞は老化を脱出し不死化に向かうことを明らかにすることができた.変異したP53遺伝子(mp53)をヒト正常線維芽細胞に導入すると,mp53を導入していない対照細胞に比べ約20%の寿命の延長がみられた.また,mp53を導入した細胞を62回継代後,染色体を調べた結果,すべての細胞に染色体の異常が認められた.しかし,これらの細胞は不死化しなかった.また,mp53を導入した細胞にX線を照射すると,6チオグアニン耐性の変異細胞の出現率が有意に上昇することを報告した.以上の結果より我々は,1)mp53がヒト正常細胞の寿命を延長させるるが,2)しかし,mp53のみではヒト細胞は不死化しないこと,3)mp53は染色体/遺伝子の不安定性を起こすこと,をみいだした.このmp53を導入した細胞をさらに,化学発癌剤(4NQO),あるいは,X線で処理すると不死化した.同条件の化学発癌剤あるいはX線の処理では不死化しなかった.これらの実験より,p53遺伝子の変異にさらに未知の遺伝子の変化がヒト細胞の不死化に必要なことを我々は証明した.また,不死化した細胞では正常p53遺伝子によって誘導されるp21遺伝子の発現が欠落すること,反対に,不死化細胞にp21遺伝子を導入すると,不死化細胞のDNA合成が停止し,細胞の老化が起こることを報告した.以上の我々の実験結果より我々は,ヒト細胞の老化にはp53遺伝子の機能が関与していること,この遺伝子とさらに未知の遺伝子の変化がおこれば,細胞は老化を脱出し不死化に向かうことを明らかにすることができた.ヒト正常細胞は一定の分裂を終えると、分裂を停止し、徐々に死滅して行く。この現象は細胞老化と云われている。我々はこの細胞老化現象を分子細胞学的に解析することを研究の目的とする。老化細胞と若い分裂の盛んな細胞とを細胞融合すると細胞の老化が起こることから、細胞の老化は遺伝的に優性に発現する遺伝子の存在によることが予想される。我々はこの遺伝子をみいだすことを試みた。そのために同一個体に由来する老化細胞、及び、その不死化した細胞のDNAを抽出し、両細胞間でのDNA変異の有無を調べた。変異の検出には、VNTR(Variable number of tandem repeats)をプローブとし、DNAフィンガープリント法を行った。その結果、不死化した細胞のDNAフィンガープリント中に見いだされるバンドパターンは、一カ所を除き老化細胞のパンドパターンとすべて一致した。すなわち、老化細胞バンドに比べ、不死化した細胞では、一カ所にバンドの消失がある。このことは、不死化した細胞が老化細胞と同一の由来であることを示すとともに、不死化細胞で消失するバンドに相当する遺伝子が、細胞の老化に関与する可能性を示している。そこで、このバンドに相当する遺伝子をクローニングを開始した。まず第一段階として、老化細胞よりサブゲノムライブラリーを作製し、消失するバンドに相当するゲノムDNAを用いて、cDNAライブラリーより目的とする遺伝子をクローニングを続けている。ヒト細胞の老化・不死化過程を分子細胞学的に解析することを研究の目的とし、以下の結果を得た。1)老化細胞で特異的に発現される遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決めた。塩基配列から予想される蛋白はDNA結合性のものであると予想される。2)このクローニングしたcDNAをpCDM8発現ベクターに組み込み大腸菌にトランスフェクトし、蛋白を作り、その抗体を作製した。現在、その蛋白の細胞生物学的機能について検討中である。3)また、クローニングした遺伝子をホルモン依存性発現ベクターに組み込み、種々の細胞に導入して、ホルモンでその遺伝子を誘導発現させた場合、細胞にどのような現象がみられるかを検討中である。4)ヒト細胞の不死化には、ヒト癌抑制遺伝子と考えられるRb,p53遺伝子の変異が関与していることをみいだした。つまり、正常なRb,p53遺伝子はヒト細胞の老化(細胞の有限増殖性)に関係している可能性がある。この事実は、無限増殖性を示す癌細胞に正常Rb,p53遺伝子を導入すると癌細胞の増殖が停止する事実を矛盾なく説明できる。

5)ヒト細胞を不死化させるためには、発癌剤や放射線で繰り返し細胞を処理する必要があることをみいだした。このことは、ヒト細胞の不死化には複数の遺伝子変異が必要なことを示している。言葉をかえれば、ヒト細胞の老化は複数の遺伝子によってコントロールされていることを示している。変異したP53遺伝子(mp53)をヒト正常線維芽細胞に導入すると,mp53を導入していない対照細胞に比べ約20%の寿命の延長がみられた.また,mp53を導入した細胞を62回継代後,染色体を調べた結果,すべての細胞に染色体の異常が認められた.しかし,これらの細胞は不死化しなかった.また,mp53を導入した細胞にX線を照射すると,6オチグアニン耐性の変異細胞の出現率が有意に上昇することを報告した.以上の結果より我々は,1)mp53がヒト正常細胞の寿命を延長させるるが,2)しかし,mp53のみではヒト細胞は不死化しなしこと,3)mp53は染色体/遺伝子の不安定性を起こすこと,をみいだした.このmp53を導入した細胞をさらに,化学発癌剤(4NQO),あるいは,X線で処理すると不死化した.同条件の化学発癌剤あるいはX線の処理では不死化しなかった.これらの実験より,p53遺伝子の変異にさらに未知の遺伝子の変化がヒト細胞の不死化に必要なことを我々は証明した.また,不死化した細胞では正常p53遺伝子によって誘導されるp21遺伝子の発現が欠落すること,反対に,不死化細胞にp21遺伝子を導入すると,不死化細胞のDNA合成が停止し,細胞の老化が起こることを報告した.以上の我々の実験結果より我々は,ヒト細胞の老化にはp53遺伝子の機能が関与していること,この遺伝子とさらに未知の遺伝子の変化がおこれば,細胞は老化を脱出し不死化に向かうことを明らかにすることができた.
一般化パートン分布関数と核子のスピン構造の研究

本研究の主要な目的は、カイラル・クォーク・ソリトン模型に基づき、一般化パートン分布の研究を通じて核子のスピン構造を解明することであった。一般化パートン分布は3つの運動学的変数に依存する複雑な関数であり、これを私達の模型の特徴であるディラックの海の偏極の効果を非摂動論的に取り入れて計算するのは極めて難しいので、まずは、非偏極一般化パートン分布HやEの前方極限、そして、HやEの1次や2次のモーメントとして定義される、4元運動量移行の関数としての一般化形状因子に対する理論的予言を与えた。これらは、3変数に依存する一般化パートン分布の、1断面を表す物理量に過ぎないが、核子のスピン・コンテンツの解明に本質的な役割を果たすことを確かめた。この解析の過程で、核子のスピン・コンテンツのスケール依存性に対する観測事実のみを用いた、ほとんど模型に依らない予言ができることに気づき、核子のスピンを運ぶ構成子の役割が、1GeV以下の低エネルギー・スケールと1GeV以下の高エネルギー・スケールでは非常に異なる可能性を指摘した。この遷移エネルギー領域の物理の解明は、低エネルギー領域の非摂動論的QCDと、高エネルギー領域の摂動論的QCDを結ぶ架け橋となるもので、極めて重要な意味を持つ。核子のスピン・コンテンツのスケール依存性に対する私達の予言の正否は、近い将来の一般化パートン分布の精密測定により実験的に確かめられるはずである。これらの主要研究と並行して、transversity分布と縦偏極分布を比較した理論解析や、ニュートリノ散乱で観測されたWeinberg角の標準理論からのずれに対するNuTeV anomalyの理論解析を実行した。また、核子のカイラリティ奇、ツイスト3の分布関数e(x)にデルタ関数型の特異性が存在することを解析的に証明し、その原因がQCDの非自明な真空構造にあることを突き止めた。本研究の主な目的は深部仮想コンプトン散乱や深部仮想中間子生成反応等の高エネルギー過程を通じて測定できると期待される核子の一般化パートン分布の理論的解析により、核子スピンの謎と呼ばれるハドロン物理最大の謎の一つを解明することである。ここで中心的な役割を果たすのが、2つの非偏極一般化パートン分布関数HとEという量である。核子スピンの謎の解明に必要なJiの角運動量和則に現れるのはこれらの2つの一般化パートン分布関数の和の前方極限で、それは通常のBjorken変数xの関数である。カイラル・クォーク・ソリトン模型の本質的な長所である無限のディラックの海クォークの効果を取り入れつつ、この量を計算するのは非常に困難な仕事であったが、私達はこの量のアイソベクトル部分の計算にようやく成功し、論文にまとめることができた。模型の予言を手短にまとめると以下の通りである。核子の芯となる3個の価クォークのこの分布への寄与は予想通りBjorken変数xが1/3の近傍にピークを持つ。一方、ディラックの海クォークの寄与は小さなxの領域で価クォークの寄与を凌駕し、x=0の周りに鋭く高いピークを持つ。ここで重要な事実は、私たちが求めた分布の1次のモーメント、すなわち、それをxで積分した量は核子のアイソベクトル磁気能率を与えることである。つまり、私達が求めた分布は核子の磁気能率の(座標空間ではなく)Bjorken運動量変数xの空間での分布を与えるのである。

したがって、この分布のx=0の周りの鋭いピークは、縦方向にはほとんど止まっているクォークや反クォークが核子の磁気能率に大きな寄与を与えることを意味している。このことは、逆にクォーク・反クォークの横方向の運動、横方向の拡がりの重要性を示唆するものと解釈される。もし、Bjorken変数xだけでなく、パートンの横方向の空間座標にも依存する衝突係数パートン分布というより一般的な量が、理論または実験から引き出せれば上で述べた物理的な描像の裏付けが得られると期待される。本研究の主な目的は深部仮想コンプトン散乱や深部仮想中間子生成反応等の高エネルギー過程を通じて測定可能な核子の一般化パートン分布の理論的解析により、核子スピンの謎と呼ばれるハドロン物理最大の謎の一つを解明することである。ここで中心的な役割を果たすのが、2つの非偏極一般化パートン分布関数HとEという量である。非常に興味深い事実は、H+Eという関数のBjorken変数xに関する1次のモーメントは核子の電磁的磁気能率を与え、2次のモーメントは核子のスピンへのクォークの寄与を与えることである。すなわち直観的にも予想される核子の磁気能率と構成粒子の運ぶ角運動量の関係が、一般化パートン分布HとEを通じて厳密な関係として与えられるのである。分布関数Eの2次のモーメントは特に異常重力磁気能率と呼ばれているが、面白いことに、この量に対する全クォークの寄与の和は0であることが、カイラル・クォーク・ソリトン模型だけではなく、格子ゲージ理論の数値シミュレーションによっても示唆されている。この事実の解析的証明は未だ存在しないが、もし、それが本当に成り立っていると仮定すると、既に知られている事実のみを基に、著しい結論に導かれる。すなわち、少なくとも、非摂動論的QCDが重要な役割を果たす低エネルギー・スケールでは、核子の全スピンの半分近くを、クォークの軌道角運動量が運ぶという結論である。この結論は、異常重力磁気能率に対する予言を共有するLHPCやQCDSFなどの格子理論グループの結論と矛盾するが、その原因は、格子ゲージ理論の計算が現実のカイラル世界から程遠いheavy pion worldでなされたものであることによる可能性が高い。実際、フレーバー1重項のクォーク縦偏極に対する格子ゲージ理論の予言はEMC実験と矛盾するし、またこの量は、パイ中間子質量に非常に敏感であることを模型の範囲で確かめた。本年度の主な研究目的は、核子の一般化パートン分布のモーメントとして定義される一般化形状因子を調べることであった。最低次のモーメントである電磁形状因子を除けば、高次の一般化形状因子は、実験的には全く未知の量である。中でも、2次のモーメントとして得られる形状因子は、核子中でクォークやグルオンが運ぶエネルギー運動量密度などの非常に興味深い情報を含む物理量である。私達は、QCDの有効模型であるカイラル・クォーク・ソリトン模型の枠組みでこれらの量を解析し、格子ゲージ理論の予言と詳細な比較を行った。これにより、パイ中間子の質量が700MeVから900MeVの重いパイ中間子領域でなされた格子ゲージ理論の予言は、カイラル対称性がよい対称性である現実の世界の予言とみなすには問題が多いことを明らかにした。一方、重陽子のスピン依存構造関数の精密測定が、最近、CERNのCOMPASS groupとHamburgのHERMES groupにより相次いで報告された。
４足動物の歩行走行パターンが姿勢に応じて変化するという仮説のロボットを用いた検証

4足動物は速度に応じて異なる複数の歩行走行パターン(4脚の動かし方)を使い分けている.その結果エネルギー効率が最良になることはNature, Scienceを筆頭に多く報告されてきたが,各パターンの発生原理については多分野での多くの試みにも関わらず未だに不明である.我々はこれまでに簡素な機構・神経系を持つ4足シミュレーションモデルとロボットに動物の複数の歩行走行パターンを創発させ,個々のパターンが生成する一貫した単純なルール(なぜその順番で4脚を動かすのかまで)を世界で初めて発見し,著名な論文誌で報告した.それは,速度によって異なる姿勢(胴体振動)が個々の異なるパターン(動物の主要パターン7種全て)を誘発するという仮説である.本研究では,その仮説の妥当性を高めることを目的とし,より動物に近い機構・神経系を持つ猫をモデルとした4足シミュレーションモデル,4足ロボットを開発し,それらにおいても,これまで開発した簡素な4足シミュレーションモデル,ロボットと同様に歩行走行パターンを創発させられるかを確認することとした.平成30年度には,4足シミュレーションモデルにおいては,walk, trot, gallopの歩行走行パターンを創発させることに成功した.この成果は国際学会において発表している.また,現在学術誌論文を投稿中である.また,4足ロボットにおいては,製作が完了し,trotでのリズミカルな歩行走行ができることを確認した.今後はwalk, trot, gallopの歩行走行パターンの遷移を4足ロボットにおいても創発させることを目指す.平成30,31年度の当初目標は,各脚の機構について「人工筋肉アクチュエータにより動作する3関節駆動脚」,および神経系について「最新の神経工学に基づいた詳細なニューロンモデルを用いた運動生成器の数理モデル」を適用した4足ロボットを開発・実験し,旧モデルと同様のパターン生成が可能であるかを観察するということであった.平成30年度における成果は以下である.4足ロボットについては,予定通り人工筋肉アクチュエータにより駆動する3関節駆動脚を4脚備えた4足ロボットを製作し,人工筋肉アクチュエータを駆動するための空気圧制御装置を構築し,シミュレーションに用いた歩行走行生成制御神経系を搭載して歩行走行実験を行った.結果として,プログラムで指定したtrotと呼ばれる歩行走行パターンで安定した歩行走行が実現可能であることを実証した.ただ,ロボットの歩行走行加速度が大きくなるに連れてこれまでのトレッドミル上では狭くなってしまったため,大型のトレッドミルを自作して実験を行った.結果,広範囲の速度域で安定したトロット歩行走行が可能であることを確認した.令和元年度における目標は平成30年度と同じく,人工筋肉アクチュエータと神経工学に基づくニューロンモデルを用いた4足ロボットによる歩行走行実験において,旧モデルと同様の歩行走行パターンが創発されることを確認することである.平成30年度において安定したtrot歩行が可能であることを確認したが,目標としているのはtrot以外の明示的にプログラムしていないwalk, gallopを創発させることである.これまでの我々のシミュレーションにおける研究成果に基づけば,これらを出現させるためには脚負荷を正確に計測するセンサーを取り付けなければならない.平成30年度は足底につけた感圧センサーと人工筋肉アクチュエータの長さ計測センサーを併用することで脚負荷計測を試みたが,取り付け状態などに問題があり,十分な計測ができなかった.令和元年度はそれらのシステムの改良をし,それでも問題があるようなら力センサーの適用を検討している.また,ロボットの重量に対して人工筋肉の空気圧が不足しているという問題もあり,これはロボットの軽量化,人工筋肉の取り付け位置の再検討などを行い,解決する予定である.また,トレッドミル自体の加速度の不足により,ロボットが満足いく加速度で走行できないので,トレッドミルを駆動するモータをより強力なものに交換することも検討している.これらの対策を実施し,令和元年度目標としているwalk, trot, gallopの歩容遷移を実現することを目指す.4足動物は速度に応じて異なる複数の歩行走行パターン(4脚の動かし方)を使い分けている.その結果エネルギー効率が最良になることはNature, Scienceを筆頭に多く報告されてきたが,各パターンの発生原理については多分野での多くの試みにも関わらず未だに不明である.我々はこれまでに簡素な機構・神経系を持つ4足シミュレーションモデルとロボットに動物の複数の歩行走行パターンを創発させ,個々のパターンが生成する一貫した単純なルール(なぜその順番で4脚を動かすのかまで)を世界で初めて発見し,著名な論文誌で報告した.それは,速度によって異なる姿勢(胴体振動)が個々の異なるパターン(動物の主要パターン7種全て)を誘発するという仮説である.本研究では,その仮説の妥当性を高めることを目的とし,より動物に近い機構・神経系を持つ猫をモデルとした4足シミュレーションモデル,4足ロボットを開発し,それらにおいても,これまで開発した簡素な4足シミュレーションモデル,ロボットと同様に歩行走行パターンを創発させられるかを確認することとした.平成30年度には,4足シミュレーションモデルにおいては,walk, trot, gallopの歩行走行パターンを創発させることに成功した.この成果は国際学会において発表している.また,現在学術誌論文を投稿中である.また,4足ロボットにおいては,製作が完了し,trotでのリズミカルな歩行走行ができることを確認した.今後はwalk, trot, gallopの歩行走行パターンの遷移を4足ロボットにおいても創発させることを目指す.

平成30,31年度の当初目標は,各脚の機構について「人工筋肉アクチュエータにより動作する3関節駆動脚」,および神経系について「最新の神経工学に基づいた詳細なニューロンモデルを用いた運動生成器の数理モデル」を適用した4足ロボットを開発・実験し,旧モデルと同様のパターン生成が可能であるかを観察するということであった.平成30年度における成果は以下である.4足ロボットについては,予定通り人工筋肉アクチュエータにより駆動する3関節駆動脚を4脚備えた4足ロボットを製作し,人工筋肉アクチュエータを駆動するための空気圧制御装置を構築し,シミュレーションに用いた歩行走行生成制御神経系を搭載して歩行走行実験を行った.結果として,プログラムで指定したtrotと呼ばれる歩行走行パターンで安定した歩行走行が実現可能であることを実証した.ただ,ロボットの歩行走行加速度が大きくなるに連れてこれまでのトレッドミル上では狭くなってしまったため,大型のトレッドミルを自作して実験を行った.結果,広範囲の速度域で安定したトロット歩行走行が可能であることを確認した.令和元年度における目標は平成30年度と同じく,人工筋肉アクチュエータと神経工学に基づくニューロンモデルを用いた4足ロボットによる歩行走行実験において,旧モデルと同様の歩行走行パターンが創発されることを確認することである.平成30年度において安定したtrot歩行が可能であることを確認したが,目標としているのはtrot以外の明示的にプログラムしていないwalk, gallopを創発させることである.これまでの我々のシミュレーションにおける研究成果に基づけば,これらを出現させるためには脚負荷を正確に計測するセンサーを取り付けなければならない.平成30年度は足底につけた感圧センサーと人工筋肉アクチュエータの長さ計測センサーを併用することで脚負荷計測を試みたが,取り付け状態などに問題があり,十分な計測ができなかった.令和元年度はそれらのシステムの改良をし,それでも問題があるようなら力センサーの適用を検討している.また,ロボットの重量に対して人工筋肉の空気圧が不足しているという問題もあり,これはロボットの軽量化,人工筋肉の取り付け位置の再検討などを行い,解決する予定である.また,トレッドミル自体の加速度の不足により,ロボットが満足いく加速度で走行できないので,トレッドミルを駆動するモータをより強力なものに交換することも検討している.これらの対策を実施し,令和元年度目標としているwalk, trot, gallopの歩容遷移を実現することを目指す.4足ロボット歩行用トレッドミル製作費用として計上していた金額が想定よりも安くなったため,次年度使用額が発生した.しかし,現状のトレッドミルはまだ問題点がある.具体的には加速度が足りない.これを改良するため,トレッドミルのモータの交換を考えている.そのモータ購入の一部として次年度使用額を使用する予定である.
非構造格子の並列数値処理の研究

本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-CGSTAB法を用いることにより,問題サイズの拡大による収束性の悪化というMILU前処理の欠点を補うとともに,MG法よりも広範な問題に対して高速に収束することを見い出した。2)内点消去型領域分割法現在のところ構造型格子についてであるが、境界を二重にとることにより、キャパシタンス行列の形が単純になり、対角ブロック前処理を用いることにより、ICCG法より少ない演算量で解を求めることができることを示した。AP1000+上での並列化、とくに1領域の複数puによる並列化を実現。3)一般行列のCG法前処理不規則な構造をもった格子で離散化すると、不規則な構造の疎行列を係数とする方程式が得られるが、これに対する一般的な前処理法を研究した。逐次計算では,問題に依存した性質を利用しない方法の中で最も速い前処理の一つとして,不完全コレスキー分解を使ったPCG法(ICCG法)があり,広く用いられているが,並列計算における汎用の前処理について,逐次計算でのICCG法ほど決定的なものはないといってよい.本研究では,逐次計算では有効ではないが並列性の高い,前処理としての定常的な反復法に注目した.そして,線Jacobi法を変形した定常的な反復法から導かれる行列形式のみを利用する並列性の高い前処理を提案,実装した.さらに,数値実験により,点Jacobi前処理と比較して収束が速いことを示した.本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。非対称連立一次方程式の主な解法の一つとしてして前処理付Bi-CGSTAB法がある。この前処理としては修正不完全LU(MILU)分解が広く用いられているが、本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し、数値実験を行なった.この結果、MGBi-CGSTAB法を用いることにより、問題サイズの拡大による収束性の悪化というMILU前処理の欠点を補うとともに、MG法よりも広範な問題に対して高速に収束することが分かった.さらに通常のcoarseningでは収束しないような問題に対しては、coarse gridを工夫することにより、収束性が改善することを示した.問題の性質によりMGBi-CGSTAB法とMILUBi-CGSTAB法の収束速度は変化するものの、問題サイズの増加によりMILUBi-CGSTAB法では収束が悪化したのに対して、MGBi-CGSTAB法では悪化しないという性質は、実験全体を通して変わらないことを示した。さらに、内点消去型領域分割法とその並列化について研究した。現在のところ構造型格子についてであるが、境界を二重にとることにより、キャパシタンス行列の形が単純になり、対角ブロック前処理を用いることにより、ICCG法より少ない演算量で解を求めることができることを示した。