hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
18世紀英国における、哲学の基礎論としての人間本性論における情念の役割の解明

そして,それに関連して、トマス・リードの因果論批判の中心が結局において、人間の行為をどのようなものとしてみるか、すなわち人間を自由な主体としてみるか、因果関係の総体としてみるかと言う問題であるのを見いだしたのを受けて、ヒュームの情念論の基盤となる人間観が後者であり、18世紀における英国哲学の情念についての根本的な対立点が人間の自由な行為と言う概念をどう理解するかにあることが明らかにできた。また,この観点からすれば、ヒュームの理論は、理性と情念の行為における因果的役割を分離して持ち込んでいるという点で、不徹底であり、より現代的な自然主義的哲学の可能性をヒュームの哲学がその前提に秘めているということを指摘することができた。以上の成果は、研究テーマが当初予想きれた、道徳思想への関わりだけでなく、認識論をも含む広範な哲学的問題全般に関係し、近世哲学全体の見直しに通じるものであることが確認できた。本年度は最終年度にあたるため、トマス・リードの情念論について研究するとともに、研究全体の総括を行い、その結果を研究報告の冊子としてまとめた。初年度のマンデヴィルの研究の結果明らかになったことは、彼が人間の利己性をあらゆる行為の基礎として、強調するため、実際の情念の多様なあり方をとらえ損ねているということであった。しかし、一方で人間の社会性を説明するために社会の発展と並んで情念のあり方の歴史的な発展という情念の自然史ともいうべき考えを提出している点で、後のヒュームの哲学に大きな影響を与えていることがわかった。次にハチスンは、マンデヴィルより遥かに丁寧に人間の個別の情念に目配りをしている点で、情念の研究としては採るところが多いが、しかし、人間の行為の構造の理解において、利己主義者の議論を借りている点で理論的な弱みがあり、利己主義者に対しての徹底的な反論とはなり得ていないことが判明した。以上のような議論に照らして、ヒュームの情念論の意義を考えた場合、従来気づかれなかった以下のような大きな意義があることを確認できた。それは、情念を観念説に取り入れることの意義である。情念についての議論は各自の感覚的な理解に頼っていて、共通の理論的基盤なしで行われていて、それが理論の進展を妨げていたが、ヒュームはこの理論的基盤を構成しようとしたのであり、その意味で彼の人間学はより統一的な理論的構造を持っていることが明らかになった。利己性と人間の自己中心性の区別や、共感による社会性の説明等もこのような観点からみると先行する哲学者の議論を補ったものとみることができる。リードの哲学は、このようなヒュームのアプローチの基盤である行為の因果論に関する根本的な批判の企てであり、18世紀英国哲学が持つ可能性の大きさを示したものであるといえよう計画に挙げた四つの対象のうち、道徳感覚論者であるハチスンの検討が遅れている。彼の哲学の中からまだはっきりとした情念に対する理論的な根拠が明確になっていない。さらにより哲学史的な研究が必要である。その点を除けば、おおむね順調であり、情念論の哲学的意義は明らかになっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り、ヒュームを中心にテーマのまとめを行う。理論的意義に関しては、計画を少し前倒した分かなり明らかになっているが、哲学史的な裏付けに関してはまだ弱い部分があるので、その点を補強しつつ完成年度としてしての研究をまとめるつもりである。
Dirac型作用素の摂動による指数理論の可積分系への応用とその深化

本研究における成果は以下のものである。1.ファイバーに沿ったDirac型作用素による摂動を用いた指数理論において自然な同境の概念を定義し、その同境に関して指数が不変であることを示した。2.トーリックorigami多様体の同変Riemann-Roch数の格子点への局所化の幾何学的な証明を得た。3. HamiltonianなS1作用をもつ非コンパクトシンプレクティック多様体に対するある種の同変指数に関する論文の改訂を行った。また近年発展しているループ群作用に関する同変指数に関する局所化を模索した。本研究の目的は、昨年度までに発展させたトーラス束とそのファイバーに沿った作用素による摂動を用いた開多様体上のDirac型作用素の指数理論とその局所化理論の幾何学的応用および深化である。今年度は主としてファイバーに沿ったDirac型作用素による摂動を用いた指数理論の理論的側面に焦点をあてた研究を行いその方向に関して進展があった。研究成果の一つとして指数の同境不変性がある。我々の指数理論において自然な同境の概念を定義し、その同境に関して指数が不変であることを示した。幾何学的不変量の同境不変性はその不変量の基本的な性質であると思われるが、我々の理論においては以下の応用がある。ファイバーに沿ったDirac型作用素による摂動で開多様体上の指数理論を展開する際、多様体の端の開被覆と各開集合上のある種のファイバー束がまず必要となる。得られる指数は与えられたデータの連続変形で不変であることは既知であったが、開被覆のとり方というある種の離散的なデータにどう依存するかは明らかでなかった。指数の同境不変性の系として、ある自然な仮定をみたすような開被覆の取り換えに関しては指数は変化しないことがわかる。この結果は実際の指数の計算においても大きな応用があると期待される。この結果をまとめた論文は学術雑誌Annals of Global Analysis and Geometryへの掲載が決定している。他の成果としては、非コンパクトシンプレクティック多様体上の同変指数理論と量子化予想、横断的楕円型作用素の指数理論との関係がある。投稿中の論文に関してレフェリーからいくつかの示唆があり、それにしたがって改訂を行った。本研究の目的は、トーラス束とそのファイバーに沿ったDirac型作用素の族を用いた指数理論とその局所化理論の深化および応用である。今年度は理論の応用としてトーリック多様体に対するDanilovの定理のトーリックorigami多様体への拡張の幾何的な証明が得られ、その結果をプレプリントにまとめた。Origami多様体とは、超曲面でのある退化を許容した2次微分形式が付与された多様体であり、それらに対してsymplectic幾何の種々の概念や結果が拡張されている。とくに、Hamiltonianトーラス作用に関する凸性定理やトーリック多様体の分類定理の拡張が知られている。トーリック多様体上のよい複素直線束の切断の空間にはトーラスが自然に作用するが、そのトーラス表現としての構造は対応するDelzant多面体(運動量写像による像)に含まれる格子点から定まる表現に一致する。これはDanilovの定理とよばれるトーリック幾何での基本的な定理である。この定理のトーリックorigami多様体に対する拡張を我々の指数の局所化理論を用いて証明した。なお、この拡張の証明自体は、1.Cannas da Silva-Guillemin-Woodwardによるunfoldingと同境定理、およびトーリック多様体に対するDanilovの定理、2. Masuda-Parkによるトーリックorigami多様体のmulti-fanによる記述およびHattori-Masudaによる固定点公式、というアプローチからも得られる。1.による証明は本来のDanilovの定理に依存しており、2.による証明では固定点への局所化として等式を得る。一方で我々の証明は格子点への局所化の描像を忠実に与えており、さらに退化がない場合として本来のDanilovの定理の別証明も与えており、幾何的かつ直接的なものになっている。昨年度までに得た理論的側面の深化を幾何的に重要な対象に応用することができたため。とくに、昨年得た我々の指数理論の同境不変性が証明の重要な役割を果たしたことは意義深い。今年度の主な実績の一つは、昨年度執筆し投稿中であったトーリックorigami多様体に対するDanilov型の定理の証明をまとめた論文の改訂作業である。Origami多様体とは、超曲面でのある退化を許容した2次微分形式が付与された多様体であり、それらに対してシンプレクティック幾何の種々の結果が拡張されている。トーリック多様体上の正則直線束の切断に対するDanilovの定理をトーリックorigami多様体に拡張した結果を論文にまとめ投稿中であったのだが、レフェリーから証明の一部のギャップを指摘され、そのギャップを埋める議論を考察した結果、当初考えていたものよりも簡潔な証明が得られた。具体的には、指数の局所化を適用するために構成するトーラス束の族に関して、origami多様体のシンプレクティック形式が退化する部分の近くで整合性が保たれないすき間があり、そこからの寄与の消滅を示す必要があったのだが、その寄与はorigami多様体の向きに関する分解を用いると自然にキャンセルすることがわかった。以前はこのすき間を通常のトーリック多様体に埋め込むという議論を考えていたがそれは不要となった。

また、以前執筆した球面の測地流を用いた球面型特異ファイバーの近傍の局所指数に関して、近傍のモデルとGelfand-Cetlin系に現われる得意ファイバーの近傍の比較の考察を行ったが、こちらは結果をまとめるまでには至っていない。学内の業務および大学院生との共同研究に時間を費やすことになったため。しかし、投稿中の論文をよりよいものに改訂できたことは大きな成果であった。本研究の目的は、トーラス束とそのファイバーに沿ったDirac型作用素の族を用いた指数理論とその局所化理論の深化および応用である。今年度の業績は、具体例への応用が掲載決定したことと無限次元の状況への一般化の方向性を探ったことである。業績のひとつめは、昨年度までに改訂を進めていたトーリックorigami多様体に対するDanilov型定理の指数の局所化を用いた証明の論文が掲載決定したことである。本研究で用いる手法の非自明な適用例として意義のある成果である。また、本研究における成果の一つである非コンパクトなシンプレクティック多様体へのHamiltonianな円周の作用に関するある種の同変指数に関して、京都大学の高田土満氏が構成したループ群作用をもつ無限次元多様体の同変指数理論との関わりを考察した。具体的な成果は得られていないが、高田氏の枠組みに摂動による局所化の観点を導入するには、高田氏の構成で局所コンパクトパートとよばれる部分に相当する我々の有限次元の場合の結果をKK理論的な枠組みで理解することが重要であるとの理解に至り、次年度以降も考察を続けていく。トーリック多様体に付随するDelzant多面体に関して以下の結果も得た。Pelayo-Pires-Ratiu-Sabatiniらは、Delzant多面体の集合上に対称差の体積を用いて距離関数を導入した。この結果をうけて、本学大学院生の大橋佳歩氏との共同研究で、Delzant多面体の整アフィン変換群に関するモジュライ空間上の距離関数の構成を構成しその結果を論文としてまとめた。本研究における成果は以下のものである。1.ファイバーに沿ったDirac型作用素による摂動を用いた指数理論において自然な同境の概念を定義し、その同境に関して指数が不変であることを示した。2.トーリックorigami多様体の同変Riemann-Roch数の格子点への局所化の幾何学的な証明を得た。3. HamiltonianなS1作用をもつ非コンパクトシンプレクティック多様体に対するある種の同変指数に関する論文の改訂を行った。また近年発展しているループ群作用に関する同変指数に関する局所化を模索した。理論的側面についての理解はかなり深まったが、具体的な応用例についての研究の進展が芳しくなかった。今年度得た技術をさらに発展させ他の対象にも応用していく。具体的には、Gelfand-Cetlin系やRiemann面上の平坦接続のモジュライ空間のGoldman系などを考察対象とする。今年度やや中途半端な形となった特異ファイバーの比較について、引き続き考察していく。
血管・神経付き筋肉移植による機能・形態回復に関する研究

研究目的:通常支配神経が絶たれる大胸筋皮弁や広背筋皮弁に神経移植を行った場合にも、従来行われてきた神経縫合や神経移植術と同様に、筋機能が回復するか否かを組織学的、組織化学的に検索する事を目的に研究を行った。実験方法:実験動物には日本白色ウサギを用い、大胸筋皮弁と広背筋皮弁を形成した後、その皮弁内に残存する神経支配をおよび筋線維の分化や萎縮、筋線維のタイプ変化を検索した。検索方法:大胸筋皮弁、広背筋皮弁部および皮弁周囲組織をそれぞれ摘出し、皮弁の外側部、中央部、血管側部の3つに分け、神経支配がどのようになっているかどうかH-E染色、Gomoriトリクローム染色、ATPase染色およびアセチルコリンエステラーゼ(AChE)染色を行い検鏡し、大胸筋皮弁、広背筋皮弁の筋線維タイプ構成比率について検索した。また、移植部周囲の筋組織についても同様に検索した。結果:実験において、大胸筋皮弁、広背筋皮弁ともに、中央部、血管側部については筋肉の萎縮や異常な所見はなく、外側部には筋線維の萎縮が確認できた。また、移植部周囲の筋組織については、筋線維の萎縮が確認できた。今後の展望:大胸筋皮弁・広背筋皮弁を形成した後、皮弁内に残存している神経支配、筋線維等を観察を行った。今後、これらの検索を継続するとともに、アセチルコリン活性や免疫組織学的(NGP、PGP、Brdu)な検索と電気性理学的(筋電図)な検索を加え、筋線維の分化や萎縮、筋線維のタイプ変化を観察していく予定である。今後の展望:今回は手術手技の確立と大胸筋皮弁・広背筋皮弁を形成した後、皮弁ないに残存している神経支配、筋線維等を観察を行った。
多細胞同時記録データの統計解析法の開発と視覚生理実験への応用

麻酔下ネコの外側膝状体から2本のテトロード電極により同時記録された振動的発火を生じる複数のユニット活動データにUnitary Event (UE) Analysisを適用した。従来のスパイク相関解析法であるcross-correlogramでは試行時間中での時間平均により、スパイク相関の非定常ダイナミクスを視覚化することができなかった。以前行ったcross-correlogramの解析で有意に相関していると判定された64ケースに対してUE Analysisを適用したところ、24ケース(38%)のみが試行期間中に有意な(p<0.05)相関イベント(Unitary Event)を示した。これは、試行時間全体のスパイクを統計の対象とするcross-correlogramに対して、短い時間窓(100msec)内でのスパイクのみから相関イベントの有意性を判定するUE Analysisではより厳しい条件が課せられるためである。一方、UE Analysisの最大の利点である非定常性解析に関しては、有意なUEを示した24ケースのうち19ケース(80%)が発火率の変動とは異なる時間スケールのUEの頻度変化を示すことが判明した。これは、皮質下の外側膝状体においても、発火率とは異なる情報がスパイク相関のダイナミクスに含まれている可能性を示唆している。この相関のダイナミクスの生成原因および機能的意味が今後の研究対象となる。今回の解析は、刺激に含まれる時間特性と相関発火頻度の時間特性を分離するために、刺激自体に何ら時間構造のない定常スポット刺激下でのデータのみをもちいた。今後は、今回発見したUE頻度の非定常変動の機能的意味を検討するためにも、moving barなどの異なる刺激文脈下での活動データの解析に拡張していく計画である。
電子蓄積リングによる遠赤外コヒーレント放射光の生成

通常のシンクロトロン放射光の強度は、放射に寄与する個々の電子からの放射強度の単純な和となるため、電子数に比例する。しかし、これら電子が、放射する光の波長以下の空間領域に集群している場合には、個々の電子からの放射電磁場は同位相で重畳し、その強度は電子数の二乗に比例するようになる。これをコヒーレント放射光と呼ぶ。我々は電子を波長程度に集群するのではなく、電子ビーム上に波長程度の空間スケールの密度変調を作り出し、コヒーレント放射を生成することを目指した。その結果、UVSOR-II電子蓄積リングを周回する電子ビームから通常の放射光に比べて1万倍を超えるような大強度の放射を、テラヘルツ・ミリ波領域で発生することに成功した。この放射は電子ビーム強度がある閾値を越えるとバースト的に発生することから、何らかのビーム不安定性によりビーム上に波長程度の密度揺らぎが形成されたことによるものと解釈している。この現象自体はビーム物理学的には興味深いが、今のところ制御不能である。より実用性の高い手法として、我々は、電子ビームをピコ秒程度のレーザーと相互作用させることにより、大強度放射を制御して生成することにも成功した。今後更に、放射強度、波長域の制御を目指し研究を継続していく。これらの成果は現在、2篇の論文にまとめているところである。成果の一部は、既に平成16年8月の日本加速器学会年会において口頭発表し、また、平成17年1月の日本放射光学会年会では招待講演にて口頭発表している。また、加速器におけるビーム力学研究の国際的ニュース誌にも成果の一部を寄稿した。放射光リングを周回する電子ビーム上に1mm程度の電子密度の揺らぎを生成し、テラヘルツ領域でコヒーレント放射光を生成することを目指している。光強度は関与する電子数の二乗に比例するために通常の放射光に比べて桁違いに大強度となる可能性がある。平成15年度においては(1)密度変調の生成とその観測、(2)コヒーレント放射光検出系の整備、を進めることを計画していた。(1)については、分子科学研究所UVSOR電子蓄積リングで単一バンチに100mAを超える大電流を蓄積し、遠赤外線領域での放射光を観測した結果、ビーム電流値70mA以下では光強度は電子ビーム強度に比例したのに対し、70mA以上の領域では電子ビーム強度の増大につれて急激に光強度が増大するコヒーレント放射と思われる現象を観測することに成功した。この放射光は100マイクロ秒程度の持続時間のパルスとして放射されており、瞬間的には桁違いの大強度となっている。今後高時間分解能の観測により定量的な評価を行う。この現象は自発的なビーム不安定性による密度揺らぎの生成によるものと考えられる。一方、レーザーと電子ビームをアンジュレータ中で相互作用させることによる人為的な密度揺らぎの生成を試みる予定であり、現在、自由電子レーザーを大強度発振させるための調整が着実に進んでいる。またビーム上の密度揺らぎを直接観測するためのストリークカメラの調整を進めている。(2)については上述したように既存のボロメータを利用して波長領域5-50カイザでコヒーレントと思われる現象の観測に成功しており、22カイザのローパスフィルタを利用した粗いスペクトル情報も得た。その結果、放射は22カイザよりも長波長側で顕著に起きていることがわかった。さらに詳細なスペクトル情報が得られるように検出系の整備を進めている。通常の放射光の強度は、放射に寄与する個々の電子からの放射強度の単純な和となるため、電子数に比例する。

我々は電子を波長程度に集群するのではなく、電子ビーム上に波長程度の空間スケールの密度変調を作り出し、コヒーレント放射を生成することを目指した。その結果、UVSOR-II電子蓄積リングを周回する電子ビームから通常の放射光に比べて1万倍を超えるような大強度の放射を、テラヘルツ・ミリ波領域で発生することに成功した。この放射は電子ビーム強度がある閾値を越えるとバースト的に発生することから、何らかのビーム不安定性によりビーム上に波長程度の密度揺らぎが形成されたことによるものと解釈している。この現象自体はビーム物理学的には興味深いが、今のところ制御不能である。より実用性の高い手法として、我々は、電子ビームをピコ秒程度のレーザーと相互作用させることにより、大強度放射を制御して生成することにも成功した。これらの成果は現在、論文にまとめているところであるが、その一部は、平成16年8月の日本加速器学会年会において口頭発表し、また、平成17年1月の日本放射光学会年会では招待講演にて口頭発表したところである。
信頼性設計の実用化のための複合材料画像解析システムの研究

FRPパネルの目視検査画像より,欠陥部位の画像因子と形状評価因子を抽出するアルゴリズムを開発し,その有効性を実証した.実際の検査工程では欠陥の個数や大きさだけでなく,どのような性質の欠陥が発生しているかを調べることが重要となっている.欠陥部の形状をあらわす因子として,欠陥部の面積,明度,長さ,アスペクト比によって欠陥部の重要度を分類する実用的な分類法を模索した.その結果,画像情報と形状情報による欠陥の分類の重要度を重度,中度,軽度の3段階としたルールテーブルによる実用的なskill-basedカテゴリ分類法を考案した.この方法は,それぞれ評価因子がどのような性質を持っているかにより重要度を決定するための基準とし,2段階ルールテーブル評価での分類を行った.第1段階の分類では,欠陥の大きさを表す面積と欠陥部の種類や深さを表す明度によって重要度をつけた.第2段階目の分類では第1次分類よりもより欠陥部の形状によった重要度による分類ができるようにと,近似した楕円の長軸,アスペクト比による重要度の分類を行った.提案したルールテーブル法による分類アルゴリズムの有効性検証のため,3層人口ニューラルネットワーク(ANN)を用いて同一対象に対する分類評価を行い,両者の結果を比較して検証した.その結果,提案手法はANNによる分類よりも柔軟な分類が可能で,かつアルゴリズム中に熟練者など人間の経験知識を陽に生かせるものであり,パラメータの調整も容易であることを検証できた.また,検査画像に匹敵するシンプルな特徴属性情報に対して,被験者には視覚的に感じた度合いを一対比較のSD尺度で回答してもらう識別特性実験を実施した.ここで示す実験手法は,調査実験の方法を工夫することによって,調査データをANN解析するだけでなく,同時に実験計画法に基づく分散分析と,統計的手法である主成分分析が容易にできるよう設計されており,多角的に評価することを可能にした.その結果,5層砂時計型ニューラルネットワークの縮約効果によって,得られた結果は人間の識別特性の傾向が出ており,従来の主成分分析法と比較しても,非線形主成分分析として,より感度が高いことも示し得た.FRPパネルの目視検査画像より,欠陥部位の画像因子と形状評価因子を抽出するアルゴリズムを開発し,その有効性を実証した.実際の検査工程では欠陥の個数や大きさだけでなく,どのような性質の欠陥が発生しているかを調べることが重要となっている.欠陥部の形状をあらわす因子として,欠陥部の面積,明度,長さ,アスペクト比によって欠陥部の重要度を分類する実用的な分類法を模索した.その結果,画像情報と形状情報による欠陥の分類の重要度を重度,中度,軽度の3段階としたルールテーブルによる実用的なskill-basedカテゴリ分類法を考案した.この方法は,それぞれ評価因子がどのような性質を持っているかにより重要度を決定するための基準とし,2段階ルールテーブル評価での分類を行った.第1段階の分類では,欠陥の大きさを表す面積と欠陥部の種類や深さを表す明度によって重要度をつけた.第2段階目の分類では第1次分類よりもより欠陥部の形状によった重要度による分類ができるようにと,近似した楕円の長軸,アスペクト比による重要度の分類を行った.提案したルールテーブル法による分類アルゴリズムの有効性検証のため,3層人口ニューラルネットワーク(ANN)を用いて同一対象に対する分類評価を行い,両者の結果を比較して検証した.その結果,提案手法はANNによる分類よりも柔軟な分類が可能で,かつアルゴリズム中に熟練者など人間の経験知識を陽に生かせるものであり,パラメータの調整も容易であることを検証できた.また,検査画像に匹敵するシンプルな特徴属性情報に対して,被験者には視覚的に感じた度合いを一対比較のSD尺度で回答してもらう識別特性実験を実施した.ここで示す実験手法は,調査実験の方法を工夫することによって,調査データをANN解析するだけでなく,同時に実験計画法に基づく分散分析と,統計的手法である主成分分析が容易にできるよう設計されており,多角的に評価することを可能にした.その結果,5層砂時計型ニューラルネットワークの縮約効果によって,得られた結果は人間の識別特性の傾向が出ており,従来の主成分分析法と比較しても,非線形主成分分析として,より感度が高いことも示し得た.これまで画像分類によく用いられてきたしきい値法は,対象物の特性に合わせてしきい値を設定しなければならず,そのためのチューニングに多大の労力を必要とした.また,従来のしきい値処理法,統計的判別法などの画像処理法は決定論的な手法のため柔軟な境界処理が難しかった.本研究では,そのようなチューニング作業を軽減し,さらに特異な画像の入力に対しても全体の判断に影響が少ないロバスト性をもつ表面検査画像分類のためのアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムは,複合材料製品の外観検査をコンピュータビジョンなどで自動化する展望のもとで,'材料表面のディジタル画像情報処理技術を援用して,欠陥の種類,大きさ,長さ,面積などを分類する目的で開発されたものである.開発したアルゴリズムの多水準しきい値自動決定法は,損傷部分を判別するための多水準でのしきい値のレベルチューニングが自動的にできる特徴がある.また,最終的に分類され,抽出された欠陥形状は画素数により面積情報が得られる.そこで欠陥形状を数式表現するため,長軸,短軸情報から与えられる楕円で近似表示するアルゴリズムも開発した.提案する検査用アルゴリズムの評価のため,水槽用FRPパネルの表面画像分類実験を試みた.

ディジタル入力されたFRPパネル製品の外観画像の処理を試みた結果は,充分な精度で欠陥部位をうまく抽出できることを確認し得た.ただし,実際に目視検査に変わる自動検査システムに組み込むには,精度と効率の両面の検討が必要なため,多くの事例に適用してデータを収集する事が大切である.また,開発したアルゴリズムの実画像への適用と,抽出した欠陥情報をいかに信頼性評価に生かすべきかの検討が今後の課題である.FRPパネルの目視検査画像より,欠陥部位の画像因子と形状評価因子を抽出するアルゴリズムを開発し,その有効性を実証した.実際の検査工程では欠陥の個数や大きさだけでなく,どのような性質の欠陥が発生しているかを調べることが重要となっている.欠陥部の形状をあらわす因子として,欠陥部の面積,明度,長さ,アスペクト比が考えられる.この中でもっとも欠陥部の重要度をあらわす因子として,面積は損傷部の大きさ,明度によって欠陥部の種類や深さを表すと考えられ,楕円近似した長軸の長さとアスペクト比は欠陥の形状をよく表す因子と考え,この4つの因子によって欠陥部の重要度を分類する実用的な分類法を模索した.その結果,画像情報と形状情報による欠陥の分類の重要度を重度,中度,軽度の3段階としたルールテーブルによる実用的なskill-basedカテゴリ分類法を考案した.この方法は,それぞれ評価因子がどのような性質を持っているかにより重要度を決定するための基準とし,2段階ルールテーブル評価での分類を行った.第1段階の分類では,欠陥の大きさを表す面積と欠陥部の種類や深さを表す明度によって重要度をつけた.第2段階目の分類では第1次分類よりもより欠陥部の形状によった重要度による分類ができるようにと,近似した楕円の長軸,アスペクト比による重要度の分類を行った.その理由としては長軸が長いということは傷が大きいということを表しており,アスペクト比が小さくなることにより欠陥部はとがった形状となり欠陥の重要度は高くなっていくと考えられるからである.よって第1次分類で欠陥部の重要度別に分類したものをさらに厳密な分類を行うようにルールテーブルによる分類法を開発し,水槽用埋め込みFRPタンクの外壁材を用いた製品の一部をレプリカとして抽出した画像により,提案手法の有効性を実験的に検証した.射出成形やハンドレイアップなどの複合材料製品は,工程上外観検査で検出できる欠陥が存在し,これを自動化するシステムの開発をめざして研究を進めた.その結果,画像情報と形状情報による欠陥の分類の重要度を重度,中度,軽度の3段階としたルールテーブルによる実用的なカテゴリ分類法を考案した.この方法は,それぞれ評価因子がどのような性質を持っているかにより重要度を決定するための基準とし,2段階ルールテーブル評価での分類を行った.具体的には,欠陥部の重要度別に分類したものをさらに厳密な分類を行うようにルールテーブルによる分類法を開発し,水槽用埋め込みFRPタンクの外壁材を用いた製品の一部をレプリカとして抽出した画像により,提案手法の有効性を実験的に検証した.また,FRP部材に対し,提案したルールテーブル法による分類アルゴリズムの有効性検証のため,3層人口ニューラルネットワーク(ANN)を用いて同一対象に対する分類評価を行い,両者の結果を比較して検証した.
対話にもとづいた知識の再構築と学習の転移に関する研究

【研究目的】知識基盤社会化やグローバル化が進む現代社会では、知識は新しい事態に対しても応用的に働きうる「生きた知識」(useful knowledge)として学ばれることが重要になってきた。本研究は、対話にもとづく知的な学習活動を目指した授業を分析対象とし、その学習過程における間主観的な認識形成の動的なメカニズムを「生きた知識」「知識の社会的構築」「動的転移」の観点から明らかにすることを目的にしている。【研究方法】相互対話によって新しい知識や認識を得ようとする学習活動において、知識や認識がどのように共同構築されるかを、生徒たちの発言やワークシートの記述などの授業記録をもとに分析した。【成果】授業分析および調査研究により、次の成果が得られた。1課題についてペアやグループで対話することは、親密な雰囲気で個々の意見や感情を引き出し、認識を共有することに大いに役立つが、多様性の面では限界がある。2グループの探究活動によって得られた成果を持ち寄って、教室全体で交流し、お互いの考えの相互関係を明らかにする全体討論の過程は、幅が広くて深い理解の形成にとって有効に働く。3このような二重の対話によって共同構築された間主観的な知識が、各個人にとって切実な問題として認識される時、知識は個人の認知構造に合致するように内面化される。このような学習経験は新しい事態にも容易に転移するので、新たな発想や探究の源になる。4教材理解や問題解決のための「図解イラスト」を個人やグループで作成し、それらを媒介にして意見交換したり、その「図解イラスト」に新たな書き込みを加えたりする共同検討のプロセスは、創造的な理解の形成や間主観的な知識の共同構成を促進する。5相互対話の場における教師の役割は、課題を明確にし、生徒の多様な考えや意見が有機的に結びついていくように援助することである。
低酸素環境下に生じるフリーラジカルの発癌・悪性化に果たす意義

本研究では,体質や先天的遺伝子異常,もしくは環境発癌因子を起因とする発癌以外の原因で生じるであろう一般癌の発癌機構として,低酸素再酸素化環境下に生成するフリーラジカルの証明を行った.この目的のために,ヒト・ラット・マウス由来の不死化細胞株もしくは良性腫瘍細胞株を使用した.生体内に生じる虚血再灌流を培養条件下にて再現するために,低酸素インキュベーター(1%O_2)と通常酸素インキュベーター(21%O_2)双方の培養環境下を交互に行き来させた.その結果,下記の研究成果を得た.1)低酸素培養環境から通常酸素培養へ移行後,数時間後より細胞内のフリーラジカル生成が顕著に起こることを明らかにした.このことにより,低酸素再酸素化により細胞内にフリーラジカルが生成することを証明した.2)低酸素再酸素化を継続処理した複数の細胞株のうち,マウス不死化線維芽細胞株およびマウス良性線維肉腫細胞株において,それぞれ発癌および悪性化進展を観察した.これらの研究成果より,生体内虚血再灌流傷害を模倣した低酸素再酸素化培養により,内因性フリーラジカルの細胞内生成が生じ,この細胞内環境が反復・持続することで発癌・悪性化が進展することを明らかにした.現在,当該環境下に生じる発癌・悪性化の責任遺伝子の同定とともに,本研究課題遂行期間内には検出し得なかった上皮系細胞株における発癌・悪性化進展を継続観察中である.本研究では,体質や先天的遺伝子異常,もしくは環境発癌因子を起因とする発癌以外の原因で生じるであろう一般癌の発癌機構として,低酸素再酸素化環境下に生成するフリーラジカルの証明を行った.この目的のために,ヒト・ラット・マウス由来の不死化細胞株もしくは良性腫瘍細胞株を使用した.生体内に生じる虚血再灌流を培養条件下にて再現するために,低酸素インキュベーター(1%O_2)と通常酸素インキュベーター(21%O_2)双方の培養環境下を交互に行き来させた.その結果,下記の研究成果を得た.1)低酸素培養環境から通常酸素培養へ移行後,数時間後より細胞内のフリーラジカル生成が顕著に起こることを明らかにした.このことにより,低酸素再酸素化により細胞内にフリーラジカルが生成することを証明した.2)低酸素再酸素化を継続処理した複数の細胞株のうち,マウス不死化線維芽細胞株およびマウス良性線維肉腫細胞株において,それぞれ発癌および悪性化進展を観察した.これらの研究成果より,生体内虚血再灌流傷害を模倣した低酸素再酸素化培養により,内因性フリーラジカルの細胞内生成が生じ,この細胞内環境が反復・持続することで発癌・悪性化が進展することを明らかにした.現在,当該環境下に生じる発癌・悪性化の責任遺伝子の同定とともに,本研究課題遂行期間内には検出し得なかった上皮系細胞株における発癌・悪性化進展を継続観察中である.本研究では,低酸素環境下に生じるフリーラジカルが,発癌・悪性化を促進させる要因となることを検討した.この目的を達成するために本研究では,マウス不死化線維芽細胞(BALB3T3細胞,NIH3T3細胞),マウス良性線維肉腫(QR-32細胞),ラット不死化小腸上皮(IEC6細胞)およびヒト大腸腺腫細胞(FPCK-1-1細胞)を用いて,低酸素インキュベーター(O_2濃度1%)と通常酸素分圧インキュベーター(O_2濃度20%)間を約12時間毎に交互に交置培養を継続した.その結果,1)低酸素および通常酸素分圧インキュベーター間を交置培養することで,細胞内にフリーラジカルが生じることを特異的蛍光プローブを用いることで証明した.また,低酸素環境によって細胞内あるいは生体内に生じる活性酸化窒素・フリーラジカルが発癌・悪性化の要因となることを誌上発表した(Am J Pathol, Oncogene, Redox Report, Br J Cancer).2)交置培養1週間を1クールとして計20クールの連続処理を行った.5クール毎に処理細胞を回収し,ヌードマウス皮下に移植したところ,BALB3T3細胞およびNIH3T3細胞が血管腫などを形成し致死増殖した.しかし,現在までのところ,上皮系細胞由来の株化細胞の癌化は観察していない.現在,上述の細胞株に加え,新規の細胞株10T1/2細胞およびBALB3T3 clone A31細胞およびNIH3T3-3-4細胞を理化学研究所バイオリソースセンターより購入し,当該研究の再現性の証明にあてるとともに,当初の計画に従い,フリーラジカルスカベンジャーの添加培養による発癌・悪性化の影響に関しても平行して進めている.本研究は,低酸素再酸素化によって生じるフリーラジカルが,正常細胞の発癌もしくは癌細胞の悪性化を促進させる要因となるか否かを解析した.正常細胞には,マウス不死化線維芽細胞(BALB3T3細胞,NIH3T3細胞),ラット不死化小腸上皮(IEC6細胞)およびヒト大腸腺腫細胞(FPCK-1-1細胞)を用いた.癌細胞には,低腫瘍原性で非転移性のマウス良性線維肉腫(QR-32細胞)を使用した.これらの細胞を低酸素インキュベーター(O_2濃度1%)と通常酸素分圧インキュベーター(02濃度20%)間を約12時間毎に継続交置培養した.その結果,1)細胞内に活性酸化窒素種が生じることを特異的蛍光プローブにより証明した.

2)低酸素再酸素化により,BALB3T3細胞およびNIH3T3細胞が癌化した.ヌードマウスに増殖する組織型は,線維肉腫や血管腫などであった.しかしながら,上皮系細胞由来の株化細胞(IEC6細胞、FPCK-1-1細胞)では癌化に至らなかった.3)低酸素再酸素化により,QR-32細胞が転移能を獲得した.4)これらの現象の普遍性を,新規に導入したマウス不死化線維芽細胞である,10T1/2細胞、BALB3T3 clone A31細胞,NIH3T3-3-4細胞においても示すことができた.4)低酸素再酸素化の培養条件下にフリーラジカルスカベンジャーを添加培養したところ,一部のスカベンジャーに発癌阻止効果のある予備的な成果を得ている.以上の研究成果より低酸素再酸素化によって生じるフリーラジカルは,正常細胞の発癌および癌細胞の悪性化進展の要因となることが推定された.
劇的に変化する羽色転換戦略:中間的状態の不利益を実証する野外実験研究

多くの動物で雄のみに見られる特徴的な形質は、性選択の結果であると考えられている。だが、一部の鳥類では、若い雄が雌に似た外観、いわば鮮やかな雄と地味な雌の中間的な色彩であることが知られている。本課題では、この地味な羽色がもつであろう同性内選択(雄間闘争)における利益と不利益について研究を行った。その結果、侵入者の色彩の違いに応じて、なわばり所有者の反応(攻撃行動)が変化することを示唆できた。これは、雄の羽色の違いが、雄同士の闘争に信号として機能していることを示唆するものである。本研究では特徴的な色彩変化を示すルリビタキを材料に、その外観の色が、雄間闘争における信号としてどのように機能するかについての進化生物学・行動生態学的な研究を行った。本種の特徴は、地味な色彩(茶色)の雄が、後年、派手な色彩(青色)へと、中間的な段階を経ずに、劇的に外観が変化することである。しかし、本種のような中間型が存在しない羽色についての検証はほとんどない。本研究では、この「中間型不在」の適応的意義を、実験的に検証することを目的とした。具体的には、なわばりへの進入者に対するなわばり所有者の雄の反応が、中間型の侵入者と非中間型の侵入者で異なるかどうかを検討する実験を行い、中間的な装飾形質が持つ不利益を検証する実験を行った。本年度は、実験用の提示モデルの開発・改良の完了と、本実験の実施を行った。1.このモデルとは、鳥類の視覚を考慮して独自に開発したものである。地味な色彩中間的な色彩派手な色彩へと、色の派手さが異なる複数のバリエーションを作成でき、実験手法を確立できた。2.野外調査地において、実験のための個体群の追跡観察および本実験を実行した。侵入雄を模してこれらのモデルをなわばり雄へと提示することで、なわばり雄によるモデルへの攻撃反応を測定した。本年度は、一定数のサンプルを得ることに成功した。その結果からは、なわばり雄の攻撃性が提示したモデルによって異なるという、本研究の予測通りの傾向がうかがえた。3.今後、本研究をさらに展開するために、ルリビタキの個体差に関する生理学的な予備調査を進めた。以上、本研究は研究実施計画に従い進行中であり、色彩信号研究に関する本研究の方向性を確認できた。この結果を基盤として、本実験を継続し十分なデータの収集を継続するとともに、次年度の研究を展開する予定である。本種の特徴は、地味な色彩(茶色)の雄が、後年、派手な色彩(青色)へと、劇的に外観が変化することである。雄間の闘争におけるこの特徴的な色彩信号の機能の検証を、昨年に引き続き野外実験によって検証した。具体的には、なわばりへの進入者に対するなわばり所有者の反応を検証するために、侵入者の色彩の程度によって、なわばり雄の攻撃性の変化を検出するための実験を行った。また、本テーマに関連する周辺の研究(本種の生理学的な研究及び、鳥類の色彩に着目した研究)を行った。1.野外調査地において、実験のための個体群の追跡観察および本実験を実行し、なわばり雄によるモデルへの攻撃反応を測定した。本年度は、昨年に引き続き野外実験を行い、サンプル数の増加に努めた。その結果からは、本研究の予測通りの傾向がうかがえた。2.対象種であるルリビタキの基礎生態についての結果を得、学会にて発表した。3.昨年に引き続き、ルリビタキの個体差に関する生理学的な研究を進めた。なお、本項については、共同研究者と共に既に論文を投稿中である。4.ルリビタキの子への給餌における色彩刺激の反応に関する研究を共同研究者らと進めた(投稿準備中)。5.本研究で確立した色彩測定技術を用いて、鳥類の色彩についての研究を共同研究者と実施し論文化した。以上、今年度は、本研究の主要テーマに加えて、派生的な研究についても進展をみた。また、論文等のアウトプットを達成できた。本研究課題は本年度で終了するが、今後は、本研究成果のさらなる発展と成果の公表に努める予定である。
慶應義塾大学および個人所蔵の中世フランス文学関係写本の総合的研究

平成11年度に実施した,日本フランス語フランス文学会の会員のうち,主として中世を専門にしている研究者に対するアンケート調査の結果に基づく具体的な写本調査を,平成12年度に引き続き平成13年度においても実施した。天理大学図書館からは,ラテン語の羊皮紙写本を所蔵しているという連絡いただいた。フランス語のものは今のところ見つかっていないようである。大阪学院大学の近松明彦氏から,同大学の図書館にラテン語の羊皮紙写本が1点所蔵されているとの情報が寄せられた。しかし未整理のため,詳細は不明である。創価大学の福本直之教授からは,同氏所蔵の数点の断片写本についての情報が,平成12年度に寄せられていたが,そのうちの1点はGavre-sur-Escaut(pres Ghent)要塞の修理に関する会計簿であることが判明した。2葉,表裏4ページである。内容は今のところ未解明であるが,解明されれば,歴史的史料としても貴重な写本となろう。平成11年度,12年度と継続して研究している,慶應義塾大学の高宮利行教授所蔵の『散文トリスタン』写本については,平成13年度も究明を続けた。平成12年8月にフランスに行き,パリ第8大学名誉教授のピエール・イヴ=バデル教授の指導を受けた。同教授との共同研究の結果明らかになったことも多く,それらの研究成果をまとめて,国際学術雑誌Romaniaに,2人の共同執筆で原稿を投稿していたが,それが同誌の119巻(2001年6月), pp.219-231に掲載された。平成13年8月に,筆者がパリの古書店で,フランス語で書かれた「時祷書」1葉の写本を見つけ購入した。平成13年度には,それの解読も行った。以上の平成13年度の成果と,平成1112年度の研究成果を合わせ,「国内所蔵のフランス語写本-慶應義塾大学および個人所蔵の中世フランス文学関係写本の総合的研究」という報告書をまとめた。平成11年度には,日本国内にあるフランス語中世写本の所在調査から始めた。そのため,所在調査アンケートを作成し,日本フランス語フランス文学会所属の会員のうち,主として中世を専門にしている会員に郵送し,調査への協力と情報提供を依頼した。その結果数件の情報が寄せられた。そこで平成11年9月24日に,慶応義塾大学メディアセンターの貴重図書室,平成11年11月12日に,京都外国語大学貴重図書室内において,各図書館所蔵のフランス語中世写本関係資料の調査を行った。いずれの図書館においても,フランス文学関係ではないが,フランス語中世写本が複数見つかっている。一方,慶応義塾大学文学部教授,高宮利行氏個人所蔵の資料の中からは,フランス中世の『散文トリスタン』の写本がすでに見つかっていた。これを慶応義塾大学のHUMIプロジェクト(Humanities Media Interface Project)の岩井茂昭氏に依頼してデジタル化してもらい,それをプリントアウトしてもらった。さらにそれをもとに高画質のCD Romディスクも作成してもらった。それを解読し,その解読原稿と写本のデジタル写真とをパリ第8大学のPierre-Yves BADEL名誉教授に見てもらい,協力を依頼した。同教授とは平成12年3月に直接お会いして,研究打ち合わせを行った。今後も継続する予定である。なお同写本については,平成11年5月30日に開催された日本フランス語フランス文学会1999年度春季大会の中世部会において,発表を行った。

平成11年度に実施した,日本フランス語フランス文学会の会員のうち,主として中世を専門にしている研究者に対するアンケート調査の結果に基づき,平成12年度には,大手前大学(西宮市)所蔵のフランス中世写本の調査を行った。同大学の大高順雄教授の案内で,同大学が購入した2点の写本について,購入の経緯,写本の来歴について説明を聞いた。それによると,2点のうち1点は,同大学購入後,大高教授によって,その所在が学界にも紹介されているが,残りの1点については,来歴のみならず,その写本に収録されている作品についても,詳しいことが分かっていないとのことであった。平成13年度において,引き続き調査し,解明を試みたいと思っている。創価大学の福本直之教授からは,同氏所蔵の数点の断片写本についての情報が寄せられた。そのうちの1点は「聖女カテリナ伝」の一部であり,断片写本ではあるが,貴重な写本であることが判明した。他の数点の断片写本については,今のところ未解明である。平成13年度において,引き続き解明を試みる予定である。平成10年度,11年度と継続して研究している,慶應義塾大学の高宮利行教授所蔵の『散文トリスタン』写本については,平成12年度も究明を続けた。特に,平成12年8月にフランスに行き,パリ第8大学名誉教授のピエール・イヴ=バデル教授の指導を受けた。同教授との共同研究の結果明らかになったことも多く,それらの研究成果をまとめて,国際学術雑誌Romaniaに,2人の共同執筆で原稿を投稿した。同誌の次号(2001年6月発行予定)に掲載されることになっている。平成11年度に実施した,日本フランス語フランス文学会の会員のうち,主として中世を専門にしている研究者に対するアンケート調査の結果に基づく具体的な写本調査を,平成12年度に引き続き平成13年度においても実施した。天理大学図書館からは,ラテン語の羊皮紙写本を所蔵しているという連絡いただいた。フランス語のものは今のところ見つかっていないようである。大阪学院大学の近松明彦氏から,同大学の図書館にラテン語の羊皮紙写本が1点所蔵されているとの情報が寄せられた。しかし未整理のため,詳細は不明である。創価大学の福本直之教授からは,同氏所蔵の数点の断片写本についての情報が,平成12年度に寄せられていたが,そのうちの1点はGavre-sur-Escaut(pres Ghent)要塞の修理に関する会計簿であることが判明した。2葉,表裏4ページである。内容は今のところ未解明であるが,解明されれば,歴史的史料としても貴重な写本となろう。平成11年度,12年度と継続して研究している,慶應義塾大学の高宮利行教授所蔵の『散文トリスタン』写本については,平成13年度も究明を続けた。平成12年8月にフランスに行き,パリ第8大学名誉教授のピエール・イヴ=バデル教授の指導を受けた。同教授との共同研究の結果明らかになったことも多く,それらの研究成果をまとめて,国際学術雑誌Romaniaに,2人の共同執筆で原稿を投稿していたが,それが同誌の119巻(2001年6月),pp. 219-231に掲載された。平成13年8月に,筆者がパリの古書店で,フランス語で書かれた「時祷書」1葉の写本を見つけ購入した。平成13年度には,それの解読も行った。
モ-デル=ベイユ格子とカラビ=ヤウ多様体のミラー対称性予想

本年度の研究において、ファノ多様体やカラビ=ヤウ多様体等のc_1が非負の多様体の量子コホモロジー環(A-model)について研究した。特に、アーベル曲面のファイバー構造を持つ、カラビ=ヤウ多様体の量子コホモロジー環の構造の一部をモ-デル=ベイユ格子の理論を用いて計算できる事を示した。その応用例として、齋藤=榊原の種数2の曲線のファミリーから得られるヤコビ多様体の属のなすカラビ=ヤウ多様体と、有理的楕円曲面のファイバー積から得られるカラビ=ヤウ多様体の量子コホモロジー積の一部を決定し、それらの結果については現在論文を準備中である。これらの、ミラー対として現れるカラビ=ヤウ多様体のB-modelとしての湯川カップリングの計算(正則形式の積分)については現在研究中である。また、トーリック多様体の超曲面から得られるカラビ=ヤウ多様体の幾つかの例について、オランダのJan Stienstraとともに共同研究した。B-modelでの、Stienstraの湯川カップリングのプレポテンシャルの公式を幾つかの例について適用し、特に、K3ファイブレーションや、楕円ファイブレーションを持つ場合に、展開係数に在る種の周期性が出てくる事を確かめた。対応するミラー対のA-modelでの在る程度の理解が得られたが、さらなる理解が今後の課題である。量子コホモロジー積と、フロベニウス構造と呼ばれる可積分系の構造が対応している事が多くの研究者によって指摘されてきているが、旗多様体の時は戸田格子が対応する。これらの方向でさらに、量子コホモロジー環と可積分系の内在的関係の理解が今後の課題である。
学習者の体験をフィードバックとして顕在化させるプログラミング学習支援環境の開発

本研究の目的は、プログラミング学習においてはソースコードのコンパイルエラーが学習者のつまづきとなり得るのにも関わらず、それが教師視点で顕在化しにくいという問題を解決することである。本研究は学習者が解決しようとしているエラーの本質を捉え、またそれを解決しようとする学習過程を精細に把握することにより、従来見落とされがちであったつまづきを早期発見して可視化し、学習者と教師の双方を支援を通して教育全体の改善を目指す。前年度は学習者がどのようなコンパイルエラーに遭遇しているのか、またそれらの解決に教材がどのように役立つか、といった点を中心に分析を行った。個々のエラーを中心とした分析により、エラーと学習者・教材との関係性を明らかにするものであり、点レベルの分析と言える。本年度はこれを線レベルの分析へと押し進めた。個々の学習者に焦点を移し、特に学習過程における一連の学習行動について分析した。まず、コンパイルエラーの発生後それを学習者が解決(成功)する、または解決することを放棄(失敗)するまでの連続する行動列「エラー解決過程」が学習者によってどのように違うかを講義で扱われる複数のトピックを対象に調査した。学習者に依存するものの、ほとんどのトピックにおいて、成功に終わるエラー解決過程の方が失敗に終わるものより多いことが分かった。エラー解決過程に掛かる時間については、解決できた場合とそうでない場合に同程度の時間を割いている学習者は比較的少なく、どちらか一方により多くの時間が割かれている(学習者が二極化している)ことが明らかとなった。また、つまづきの早期発見を目的に、エラー解決過程が成功するか失敗するかを最初の数分の行動から予測する試みも行った。現状ではAUCが0.57前後と十分な性能が出ているとは言い難いが、一定の予測が可能であることが示されたといえ、今後改善していく予定である。当初の研究計画では授業後の学生からのフィードバックを用いることで、学習におけるつまづきを発見することを想定していたが、それでは無意識のレベルでのつまづきを検出することはできない。また、前年度の研究から、学習中の教科書の利用方法がエラーの解決に影響することが示唆されたため、本年度は教科書の利用を中心とした学習行動に焦点を当てて分析を行った。これにより学習者が無意識のうちに選択している学習行動から学習のつまづきの検出を行うことができると考えられる。本年度は学習者がエラー解決にかける時間やトピックごとの得意・不得意について分析することで、それぞれのとる学習行動のパターンをある程度明らかにしたと言える。また、最終的なつまづきの顕在化に向け、機械学習を活用した早期検出の予備実験が完了している。これらの結果については国際会議における発表が決まっている。以上の進捗から研究を十分に進展させたと考える。来年度においてはエラーの早期検出手法の洗練、および実際の授業における評価を予定している。共同研究を実施する企業のシステムを活用し、多様な学習活動の取得を実現することを予定しているほか、システム上に学習状態をフィードバックする仕組みを開発することで、実際の授業における早期介入の効果や学習者の行動の変容について分析・評価を行う予定である。本研究の目的は、プログラミング学習におけるソースコードのコンパイルエラーが学習者の学習におけるつまづきであるにも関わらず、それが教師視点で顕在化しないという問題を解決することである。エラーの抽象化技術を中心として、学習者と教師の双方を支援して教育全体の改善を目指す。2017年度は膨大に蓄積されているデータの構造化方法の確立と、エラーの特徴付け方法に関して研究を進めた。コンパイルログデータは非構造化データとして蓄積されており、そのままでは高度な分析を行うことは難しい。そこで、コンパイラの出力に含まれるエラーメッセージやコンテキスト情報、注釈などを抽出し、一定の構造に整形する方法を確立した。また本研究が目指すエラーの抽象化の一環として、エラーメッセージのテンプレート化方法についても開発を進めた。その結果、例えば2017年前期のログデータに含まれる約5万2千種類のエラーメッセージを、247種類にまで集約して同一視することが可能となった。これらのデータに関する処理については今後のデータ解析を迅速に進める上で重要となる。また、構造化されたデータを用い、学習者が実際にどのようなエラーに遭遇しているのか、またどのようにしてエラーを解決をしようとしているのか分析した。エラーと学習者、エラーと演習課題の間の共起関係を分析した結果、多くの学習者が共通して遭遇するようなエラーの種類は実のところ極少数しかなく、およそ半数のエラーは高々1%の学生しか遭遇せず、3/4のエラーでも高々5%の学生しか遭遇しないことが分かった。逆に過半数の学生が共通して遭遇するエラーは高々5種類程度であった。また、学習者がエラーに遭遇した時に電子教科書のどのページを見ているかについて分析を行い、ページによってエラーが解決するかどうかは比較的明確に分かれることが分かった。これらの結果は今後の研究を進める上で重要な知見である。本年度の研究計画では、「エラーメッセージからエラーカテゴリを特定する手法の開発」について予定していた。メッセージのテンプレート化という処理の確立により一定の進展があった一方で、具体的なカテゴリ特定手法の開発については十分に進めることができていない。しかしながら、エラーの性質に関する分析により、エラーが少数の普遍的なエラーと、多数の普遍的でないエラーから構成されることが分かったことは、今後の推進方策を決める上で重要な知見であり、研究を十分に進展させたと考える。この結果については国際会議に論文を投稿中である。