hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インドにおける人口と開発-総合的・歴史的アプローチ

斎藤がこれまで試みてきたロジット・モデル等に加え、バック・プロジェクション法を適用する可能性を検討した。プロジェクトの第2年次にあたる14年度は、以下の3つの分野で研究活動を行った。1データ収集本年度はメンバーの多くが南アジア地域の現地調査と資料収集を行った。黒崎(パキスタン)・野間(インド)・嵯峨座(インド)・脇村(インド・スリランカ)・西川(インド)である。2研究会昨年度に引き続き定期的に研究会を開催し、7月以降に3回実施した(一回に2報告、ただし第3回目は1報告のみ。報告者は原則として研究代表者及び分担者、ただし必要に応じて外部からも招いた)。そこで討議されたテーマは以下のとおりである。(1)「インドの人口変動と家族計画」(報告者:嵯峨座)、(2)「ベンガルデルタにおけるチョール開発のポリティクスと人口(報告者:野間)、(3)「1941年センサス就業人口データについて」(報告者:宇佐美)、(4)「20世紀パンジャーブにおける農業開発と人口変化」(報告者:黒崎)、(5)「アフリカの人口と開発-インドとの比較」(報告者:早瀬保子・日本貿易振興会アジア経済研究所)。正式の研究会とは別に、斎藤と金子は人口動態の長期時系列推計のためにバック・プロジェクション法についての勉強会を数度もち、インドのデータへの適用に関して検討を行った。3学会等での報告準備次年度(2003年)の日本人口学会全国大会において戦後インドの人口に関する小パネルを組織し、嵯峨座と西川が報告をすることとなった。さらに海外からの報告者を招いたワークショップを開催する方向で準備を進めることとし、そのための打合せも行った。人口問題の厳しい現実に直面するインドを研究対象とし、現代の人口動態、経済構造、人口政策の相互関連の解明と、その歴史的背景となるプロセネの分析、すなわち過去の1世紀におよぶ人口動態の復元推計、その疾病史的側面の解明、その間における経済発展、とくに農村経済・労働経済の変容、および生態環境の変動との関連を追求することを目的とした本プロジェクトの最終年度にあたる本年の研究活動は、多岐にわたった。過去2年間を通して行ってきたデータの整理と分析は今年も重要な活動の柱であったし、通常のスタイルの研究会も開催をした。しかし、それらに加え、これまでの研究の成果を外部の研究会議等で発表することにも重点がおかれた。具体的には、6月に開かれた日本人口学会年次大会では2人の分担者、嵯峨座晴夫および西川由比子が本プロジェクトの成果にもとづいたセッション報告を、1月のニューデリーにおけるインド歴史人口学コンファレンスでは金子隆一と斎藤修がジョイント報告を、そしてアメリカ・カリフォルニアにおけるワークショップでは脇村孝平が研究報告を行った。そして、本研究計画における最大の目標は、インドの研究者を招いての国際的な研究ワークショップであった。本研究の分担者の報告を中心に、インドから招いた2人(イルダヤ・ラジャン、アルプ・マハラトナ)の報告を加え、国内からもインド人研究者1名を含む数人の参加者をえて、大阪において2日間にわたって行われた研究会議は、本研究グループの活動を締めくくるに相応しく、興味探い発見事実をもつペーパーと、歴史と現代のあいだを縦横に行き来しながらの活発でインテンシヴな討論とによって、充実した研究交流の場とすることができた。
滞在者の環境適応に基づく環境制御の緩和に関する基礎的研究

昨年度の研究より、コンコース内の温熱環境は利用者の通過用途としては作用温度32°C、滞在用途としては作用温度26°Cが上限となることがわかった。そこで本年度はパッシブ手法を用いてこの環境条件を実現するための検討を行った。不快要因となる駅独特の温熱環境形成メカニズムを明らかにすることを目的とし、2006年78月の期間、詳細な夏季温熱環境測定を行った。測定対象駅は前年度と同様、巣鴨駅・三鷹駅・上野駅とした。コンコース内の長期温湿度測定、移動計測によるスポット測定、サーモカメラによる躯体表面温度測定、に加え、開口部の風向風速・温度測定を行った。同時に詳細な屋外気象の測定も行った。また、コンコース内における内部発熱量を調査した。コンコース内の空気温度は外気温よりも約2°C高く最大36°Cとなっており、3駅ともに屋根面・壁面からの放射が大きいことがわかった。また、構内の気流速度は平均0.4m/s程度と低かった。実測結果を踏まえ、巣鴨駅を対象として熱換気回路網を用いた温熱環境シミュレーションを行い、パッシブな温熱環境改善手法を提案・評価した。まず看板照明等の内部発熱を削減したが、構内空気温度・平均放射温度ともに大きな効果は見られなかった。躯体(特に屋根面)の断熱は居住域の空気温度を大幅に低下させるには至らなかったが、日中躯体表面温度を14°C、平均放射温度を2°C程度低下させる効果が見られた。また、排煙窓を全開にして通風を行ったところ、日中外気温が高い場合には効果が小さいものの、他の手法よりは空気温度を低下させる効果が見られた。以上の3手法を組み合わせることで、夏季2ヶ月間において駅空間が利用者の許容しうる温熱環境(SET^*32°C以下)となる時間帯が、約10%増加することが示された。滞在が主となるタスク区域にて作用温度26°Cを実現するには、別途タスク空調等の環境改善手法が必要であろう。近年、駅空問は効率的な旅客流動のみを追求するのではなく、利便性・快適性を向上させて集客の場として見直そうとする傾向にある。駅構内の温熱環境制御に対する需要が高まっている反面、屋外と連続しているという空間の性質上、室内と同等な環境基準で空調するのは困難である。しかし、駅の利用目的は列車乗降のための通過、あるいは短期的滞在であり、許容される温熱環境の範囲が一般室内基準よりも広いものと推測される。そこで本研究では、3駅を対象として温熱環境やその快適性に関する実測調査を夏季から冬季の3季節に渡って行い、駅空間における熱的快適性の定量的評価を行った。延べ63日間の調査を通じ、1333のアンケート回答と環境測定データを得た。駅空間の快適性因子を2元的品質分類法で評価したところ、ハード面の充実は駅によって評価が分かれたが、「温度」「空気」「居心地」は一様に評価が低く、改善が望まれていることが分かった。また、待ち合わせなど目的をもった滞在は多いものの、平均滞在時間は約5分であった。駅内部の空気温度は、屋外よりも高くなる傾向にあり、特に冬季にその傾向が顕著であった。日射熱の遮蔽や駅内部での機器発熱への対策が必要である。屋外に近い駅のような空間では、温冷感のみから熱的快適性評価を行うことは難しく、快適感や許容度との組み合わせによって評価を行った。通過用途では空気温度の低い冬季でも不満足者率が20%を超えることはなかった。コンコースやプラットホームの滞在用途では、作用温度32°Cが許容される上限であるという結果が得られた。

以上の3手法を組み合わせることで、夏季2ヶ月間において駅空間が利用者の許容しうる温熱環境(SET^*32°C以下)となる時間帯が、約10%増加することが示された。滞在が主となるタスク区域にて作用温度26°Cを実現するには、別途タスク空調等の環境改善手法が必要であろう。
ミトコンドリア サイトパチーおける電子伝達系酵素蛋白の解析

先天性高乳酸血症110例の患者の検討を行い、電子伝達系酵素(ETP)欠損症は約3割を占めた。ETP欠損症の組織特異性の検討のため、培養線維芽細胞(Fibro.)でのETP活性測定包をミトコンドリア(mt.)を分離することなく、digitonin処理する事により確立した。見いだされたETP欠損症は、複合体I(CO I)欠損症11例、複合体IV(CCO)欠損症11例、複数のETP欠損症5例であった。筋組織でCOI欠損が証明された7例全例が臨床的にMELASの症状をとり、筋mt.の免疫ブロットでは特定なサブユニット(SU)の欠損ではなく全体のSUの減少を認めた。特に高分子と低分子のSUの低下が著明であった。11例のうち6例のFibro.でも検討をおこなったがCOI活性は正常であった。Fibro.でCOIの欠損している4例は全身型で、臨床的に、MELASと違い、早期死亡する重症例が多かった。全身型のCCO欠損症3例は臨床的にはLeigh脳症の経過をとり、CCO蛋白の全SUの均一な低下が全組織にみられたが、COI及びCOIIIに対するCRMの低下は認めなかった。重症致死型CCO欠損症の筋mt.ではCCO蛋白のみではなく特にCOIに対するCRMの著明な低下、cyt.hの低下を認め、肝・腎でも同様であった。COIIIの免疫ブロットは筋でのみ低下し、他の組織では正常であった。さらに同患者のFibro.でmt.を電顕的に検索したところ細胞内及び細胞間でCCO活性染色陽性と陰性の混在を認め、細胞内モザイクを示した。同所見は筋組織でも認められた。筋部分CCO欠損症では、3例でCCOのみならずCOIの低下を認めたが、Fibro.では正常であった。これらの例は活性の低下に比例して免疫ブロットでのCRMの低下も認めた。さらに臨床的にMBRRF像をとった2例で、電顕CCO活性染色において活性陽性線維と陰性線維の筋線維毎のモザイクを示した。以上の結果によりCCO活性に細胞毎のモザイクを示す例や、COI欠損症でcyt.b欠損を合併する例などは、mt.DNAの異常が想定された。我々はこれまで先天性高乳酸血症110例の患者の検索を行ってきた. Cytochrome coxidase(CCO)欠損症11例の検討では,全身型3例,筋型1例,乳児致死型2例,脳筋型5例である.これらの筋ミトコンドリアの抗CCO抗体を用いた免疫プロットにおいては,特定なサブユニットの欠損はなくいずれも全体のサブユニットの減少として現れた.全身型の培養線維芽細胞を用いても,同様な結果であった.そこで,酵素蛋白発現機構を細胞ラベリング法を用いることにより現在検討中である.組織化学染色,および免疫組織化学的検索では従来より言われている部分欠損は細胞間のモザイクを示したが,乳児致死型例の中に筋線維内のモザイクも見られた.これらはミトコンドリアレベルでの多様性をとっていた.

NADH-COQ reductase欠損症はこれまで筋組織の検索で4例見いだしているが,同酵素欠損における組織特異性については十分に検討されていない.我々はCCO欠損症での事実をもとに培養線維芽細胞での同酵素測定法の開発を進めた.培養線維芽細胞での電子伝達系酵素活性測定は,ミトコンドリアの分離が必要で必ずしも容易ではなく,またその意義も確立されていなかった.そこで今回digitonir処理細胞ホモジネートを用いることにより,少量の線維芽細胞で電子伝達系酵素の活性を測定する方法を検討した.その結果培養線維芽細胞での欠損例7例を見いだし筋での検討も踏まえるとCCO欠損症同様組織特異性の存在が明らかになった.これらの免疫プロットにおいても同様に,全体のサブユニットの欠損がみられ, CCO同様細胞ラベリングで検討する予定である.設備費として用いたオートクレーブ,冷蔵庫,電気永動装置はそれぞれ培養,検体,試薬,抗体保存,免疫ブロット等の実験に使用している.その他の費用は,胎児血清,試薬,電気永動ゲル等の購入に用いた.昨年度は主に複合体IV(CCO)欠損症にて検討したので、昭和63年度は他のミトコンドリア(mt.)電子伝達系酸素欠損の様式を生科学的、免疫生科学的方法により検討した。結果は、1)筋組織で複合体(CO)I欠損が証明された7例全例が臨床的にはMELASの症状をとり、これらの筋mt.の免疫ブロットでは特定なサブユニット(SU)の欠損ではなく全体のSUの減少を認めた。特に高分子と低分子のSUの低下が著名であった。一部の例でCCO蛋白の僅かな低下を認めたが、COIIIにたいするCRM(cross-reacting matorial)は正常に存在していた。11例のうち6例は培養線維芽細胞でも検討をおこなったがCOI活性は正常であった。培養線維芽細胞でもCOIの欠損している4例は全身型と考えられ、臨床的にMELASと違って乳幼児期に発症し、早期死亡する例が多かった。2)全身型のCCO欠損症3例は、CCO蛋白の全SUの均一な低下が全組織にみられたが、COI及びCOIIIに対するCRMの低下は認めなかった。重症致死型CCO欠損症の筋mt.ではCCO蛋白のみではなく特にCOIに対するCRM著名な低下を認め、肝.腎でも同様であったが、脳でのCOIは正常に存在していた。COIIIの免疫ブロットは筋で低下を認めたが、他の組織では正常であった。さらにこれら患者の培養線維芽細胞でmt.のCCO活性を電顕的に検索したところ細胞内及び細胞間でmt.CCO活性染色陽性と陰性の混在認め、細胞内モザイクを示した。同所見は筋組織でも認められた。4)筋部分CCO欠損症では、3例に筋でCCOのみならずCOIの低下を認めたが、他の組織では正常であった。これらの例は活性の低下に比例して免疫ブロットでのCRMの低下も認めた。さらに臨床的にMERRF像をとった2例で、電顕CCO活性染色において活性陽性線維と陰性線維の筋線維毎のモザイクを示した。以上の結果よりCCO活性に細胞毎のモザイクを示す例や、COI欠損症でcvt.b欠損を合併する例などは、mt.DNAの異常(deletion、poent mutation)が想定された。
線虫のASJ感覚ニューロンにおけるGタンパク質を介した温度情報伝達

動物の温度受容機構の解明を目指し、線虫C. elegansの低温耐性を解析モデルとしている。これまでに、頭部の光受容ニューロンが温度を受容し、Gタンパク質経路を介して低温耐性が制御されることが明らかとなった。一方で、その上流に存在するであろう温度受容体は見つかっていない。本研究では、複数のGタンパク分子による加算的な温度情報伝達を明らかにしたまた、Gタンパク質共役型の温度受容体(GPCR)の同定を目指し、GPCRのRNAiを行い、顕著な異常を示した遺伝子についてノックアウト系統を作製し、低温耐性に関わるGPCRをみつけた。温度は生体応答に影響を与える重要なファクターである。我々は、線虫の温度に対する適応現象に関して、フェロモン感知ニューロン(ASJ)が温度を感知することを報告した(Ohta, Ujisawa et al., Nature commun, 2014)。このASJ感覚ニューロンにおいて、ヒトの嗅覚や視覚の情報伝達に必須である3量体Gタンパク質が温度情報伝達に関与することが見つかったため、このASJニューロンを実験系として、3量体Gタンパク質の上流で機能すると考えられる温度受容体の単離を目指して解析をおこなっている。具体的には、線虫のゲノム中に存在する約1600個のGPCR遺伝子のRNA干渉を温度適応の表現型を指標に進めている。GPCR遺伝子について、RNA干渉法を用いてノックダウンを行い、低温適応に異常を引き起こす遺伝子候補を幾つか得た。2次スクリーニングとして、ASJ温度受容ニューロンにおける発現の有無をGFPで確認している。GPCR変異体のASJにおける温度に対する生理学的応答の詳細なパターンを得るためには、ASJの温度応答をより細かく測定する実験系を構築する必要がある。そこで、野生株で、ASJに0.5°C刻みの細かな温度刺激を与えたときの神経の活動特性や、飼育温度を15°Cから25°Cの間で数°C刻みに変化させた際のASJの温度応答性の変化を、Ca2+インディケーターであるカメレオンで測定する解析系を立ち上げた。これまでの解析から、ASJ感覚ニューロンにおける温度受容には、ヒトの視覚や嗅覚と同様の3量体Gタンパク質が必要であることが明らかとなった(Ohta et al., Nature commun, 2014)。そこで、3量体Gタンパク質の上流で機能する可能性の高い、7回膜貫通型のGタンパク質共役型の温度受容体(GPCR型温度受容体)の単離を目指し、本申請者らが見つけたASJによって制御される線虫の低温適応のシンプルな表現型を利用した。GPCR遺伝子について、1つずつRNA干渉法を用いてノックダウンを行い、低温適応に異常を引き起こす遺伝子候補を幾つか得た。また、同時にASJ温度受容ニューロンにおける発現の有無をGFPで確認することができているため。野生株で、ASJに0.5°C刻みの細かな温度刺激を与えたときの神経の活動特性や、飼育温度を15°Cから25°Cの間で数°C刻みに変化させた際のASJの温度応答性の変化を、Ca2+インディケーターであるカメレオンで測定する解析系を立ち上げることができた。前年度に引き続きGPCR型温度受容体候補の単離解析をおこなう。今までにRNAiによって複数のGPCR遺伝子のRNAi個体が温度適応に異常をしめした。そこで、候補遺伝子の発現細胞の同定をおこない、同時に、CRISPER-CAS9法を使いGPCRのノックアウト変異体を単離する。これまでに既知のGPCRノックアウト変異体では、温度適応の異常が観察されてない。これらの解析が進められた後に、ASJニューロンの温度に対する応答性の特性をCa2+イメージングによって解析する。順遺伝学的に単離された系統に関しては、責任遺伝子の同定後、分子生理学的解析を進める。分子遺伝学本年度はより効率的に研究を遂行するために研究の遂行に務めたため、興味深い結果が得られた。当初計上していた国際学会旅費に関して、急遽使用変更があったため、その分の未使用額が生じた。カルシウムイメージングを行う予定であるため、そのための解析費用を予定している。その他、解析の進捗状況に応じて、線虫実験の消耗品が増減するため、適宜消耗品の発注を行い使用を計画している。
細胞性粘菌の予定胞子細胞分化誘導因子の分離精製と作用機構に関する研究

Dictyostelium discoideumの予定胞子細胞分化を誘導す因子を培養濾液(conditoved medium,以下CMと略す)から分離精製し,因子の分化誘導機構を明かにするための基礎的な知見を得るために,研究賛交付申請時に提出した研究実施計画に基づいて実験を行い,以下の結果が得られた。1.因子活性(分化誘導能)定量法の確立活性の定量はバイオアッセイで行い,一定培養条件下で1%の細胞を予定胞子細胞に分化させる活性を1単位とした。分化の同定には形質転換株を用いる予定であったが,利用可能な株が得られなかったので,野生株を用い螢光抗体法で当面行うこととし,方法を出来るだけ簡便化し,短時間に夛くの細胞の分化を同定することが可能になった。2.CM回収法の確立効率よく因子を集めるために,培養液の組成,pH等を検討した結果単純な塩溶液中で(KCl,NaCl,CaCl_2のみを含む)でpH調整をすることなく48時間培養したもののCM中に最も高くかつ安定した活性が見られた。この条件下で得られたCMは約10000単位/mlの活性が認められる。3因子の特性分子量1万以上2万以下の熱に安定な物質。因子活性の高いCMを大量に集めることと定量法が確立できたので,今後は因子を精製する一方,因子の特性を調べていく予定である。
熱乱流における速度境界層の直接測定と巨視的流動パターンの解明

密閉容器内熱乱流に関する基礎研究として、その巨視的流動に焦点を当て、速度変動と温度変動の同時測定を実施した。速度変動には超音波流速計とPIV計測、また温度変動には小型サーミスタを用いた。円筒容器のアスペクト比を1,2,0.5と変え、作動流体を水と水銀として、巨視的流動パターンとPr数の依存性を調べた。巨視的流動は瞬時的な流動パターンではなく、時間平均することで見出される。巨視的流動を駆動する源は、壁面から形成されるプリュームである。そのプリュームの発生が、アスペクト比に依存して周期的になる場合、ランダムになる場合があることが明らかになった。また、Pr数により、巨視的流動の形態が大きく異なることがわかった。これらの相違は、プリュームの発生形態がPr数に大きく依存していることを示唆するものである。PIVによる水平および垂直平面内の瞬時速度場の計測から、容器内における3次元的な流動パターンの詳細を明らかにできた。これによって、プリュームの周期的発生が巨視的流動の周期性に及ぼす関係、容器内でのパターン形成との関係が明らかになった。プリューム発生の形態は、Pr数に依存し、その結果として速度境界層の形成に大きく影響を与えていると考えられるが、この問題については今後も継続して研究の課題としたい。巨視的流動に関して、粒子画像流速計測(PIV)をおこなった。従来から考えられてきた巨視的流動のパターンは、時間的に安定(定常)に存在するわけではなく、局所的に強い流れが3次元的に形成されることがわかった。アスペクト比Γ=1の場合には、底面から湧き上がるプリュームによって駆動された流れが側壁を伝わる過程で半径方向への偏差を伴い、これが流れの3次元性の原因になっていると考えられる。この(r,θ)面内での揺らぎの大きさは、スペクトル解析から、セル中心や上部での周期的変動を引き起こす原因であることも明らかになった。小型サーミスタを用いて温度の計測をこない、速度変動との関連を考察した。セル上部では冷たい下向き流れが卓越し、下部では暖かい上昇流が優勢となる。セル中心で観察された速度の周期的な変動は、温度変動には見出すことができなかった。すなわち、プリュームの移動経路は側壁近傍に限定され、セル中心には影響しないといえる。しかし、この傾向はPr数が大きくなると異なり、セル中心にも速度変動と同様の周期性が現れる。これに対して、アスペクト比r=0.5では、巨視的流動のパターンはまったく異なる。セル上部では冷たい上向き流れ、下部では下向きの暖かい流れが優勢となる。セル内のいずれの場所においても、速度と温度の変動に周期性は見出されなかった。(r,θ)面内においても、変動の様子は大きく異なり、アスペクト比Γ=1とは、流動のメカニズムが異なることが示唆される。以上の結果は、透明流体(水)による結果であるが、不透明金属液体(水銀)を用いた流動計測を超音波流速計を用いておこなった。Pr数の小さな水銀では、熱の移動が活発であり、その影響が巨観的流動のパターンにも影響を与える。詳しい解析は継続中であるが、平均速度プロファイルや乱れの分布、Nu数などのRa数依存性が異なる。これらは全て、本研究課題である速度境界層と温度境界層の振るまいがPr数によって大きく異なることに対応することが予想される。

そのプリュームの発生が、アスペクト比に依存して周期的になる場合、ランダムになる場合があることが明らかになった。また、Pr数により、巨視的流動の形態が大きく異なることがわかった。これらの相違は、プリュームの発生形態がPr数に大きく依存していることを示唆するものである。PIVによる水平および垂直平面内の瞬時速度場の計測から、容器内における3次元的な流動パターンの詳細を明らかにできた。これによって、プリュームの周期的発生が巨視的流動の周期性に及ぼす関係、容器内でのパターン形成との関係が明らかになった。プリューム発生の形態は、Pr数に依存し、その結果として速度境界層の形成に大きく影響を与えていると考えられるが、この問題については今後も継続して研究の課題としたい。
血管平滑筋細胞における転写因子Idの機能と発現調節機序

【目的】動脈硬化病変の成因として、多数の細胞増殖因子による、血管平滑筋細胞の活性化が重要である。ヘリックスループヘリックスの構造をもつ転写調節因子Id2は、細胞周期の調節に重要なRbの遺伝子産物の機能を抑制し、細胞の増殖を促進する。そこで、血管平滑筋細胞の増殖機構を明らかにする目的で、Id2遺伝子の転写調節機序を解析した。【方法】ヒトId2遺伝子をクローン化し、ラット大動脈の培養血管平滑筋細胞へのトランスフェクションにより、プロモーター活性に重要なシスエレメント、およびトランス因子について解析した。また、ゲルシフトアッセイ法により、DNA結合蛋白の解析を行った。ラットのバルーン傷害モデルを作成し、免疫組織染色により、Id2の発現を検討した。【結果】転写開始部位より1.3kbの5'隣接領域をLUCに連結したプラスミドのプロモーター活性は、血清およびCキナーゼを直接的に活性化するフォルボールエステル(PMA)により増加した。転写開始点から-150と+30の領域が血清およびPMAに対するプロモーター活性の増加に重要であった。血清およびPMAにて刺激した細胞から抽出した核蛋白では、無刺激のそれに比較し、Sp-1,CREB/ATFのDNA結合活性が明らかに増加した。また、酵母の転写因子Ga14のDNA結合ドメイン(DBD)とSp-1の融合蛋白を発現するベクターによる標的レポータープラスミドのプロモーター活性の増加は、PMA刺激によって有意に増加した。ラットのバルーン傷害モデルにて、Id2は新生内膜に著明に発現が検出された。【考察】バルーン傷害および培養血管平滑筋細胞の血清およびPMA刺激にて、Id2の発現が増加した。血清およびPMA刺激はId2プロモーターを活性化した。この機序には、Sp-1およびCREB/ATFのDNA結合活性の増加が重要である。Sp-1は構成的な遺伝子発現のみでなく、増殖刺激に対する遺伝子発現の誘導においても機能する。
プログラムのコメント付けによる理解支援

計算機システム管理の現場では、既存システムの保守のために過去のプログラムの更新が行われる。そのプログラムの多くは、構造化手法が確立する以前に作成されたものが、更に機械的に異言語間コンバートされている。また、更新後の動作保証が最優先されるため、抜本的な修正は避けられ、その結果、幾多の部分的修正が重ねられたものとなる。これがプログラム理解や修正の負担を増加させ、今では管理費の8割りを越えると言われる。そこで、抜本的な修正は避けながら現状のプログラム理解を容易にするため、プログラムにコメント文を付ける手法の開発に着目した。13年度には、プログラムソースの解析部と初期知識ベースを作成した。解析部は、プログラムソースの構文解析、HTGに基づくモジュール分解の後、記号処理可能な表現形式へ変換する。また、初期知識ベースには、現場で通常定められている、ファイル、関数、識別子の統一名称とその意味を断片的な領域固有知識として登録した。さらに、機能仕様書とコメントのついたサンプルプログラムとを対応させ、木構造で表現された機能仕様書の各部分木を目的--手段の関係に読み替え、それにコメントを対応させて知識ベースに登録した。さらに、すでにコメントがつけられているサンプルプログラムに対して、コメントから目的--手段関係を辿って後ろ向きにその実現手段を探索し、最終的にソースの一部に合致した場合に意味解析が成功するという形の解析機構を設計した。14年度には、機能仕様書とコメントのないプログラムを対象とする解析部を実装した。ただし対象プログラムは、ファイル名、関数名、識別子名に対する規約が前年度でサンプルとしたプログラムと等しいものである。解析には、平成13年度で構築した知識ベースと解析機構を用いた。学習機構に関しては、前年度に設計した枠組みを、prologによって計算機上に実装した後、幾つかのサンプルプログラムを入手して、解析と学習を行った。本研究は、計算機プログラムのソースコード理解を支援するために、ソースコードにコメントをつける手法の構築と実装を目的としている。計算機システム管理の現場では、既存システムの保守のために過去のプログラムの更新が行われているが、プログラムの多くが構造化手法確立以前に作成され、更には機械的に異言語間コンバートされたものもある。これがプログラム理解・修正の負担を増加させ、今ではシステム開発経費の8割を越えると言われる。これに対して、プログラム構文解析手法を用いた自動構造化が有効であるように思えるが、実情は、実働システムのプログラムを人間の手を介さずに抜本的に変更することは、万が一にも不具合が生じることが許されない現場では受け入れられない。一方、本研究ではプログラムそのものを変更することなく、プログラムモジュールの意味をコメント文として生成して提示するというアプローチに特色がある。本年度は、プログラムソースの解析機構ならびにユーザからの修正要求に駆動される学習機構を構築するための予備的検証と部分的実装を行なった。すなわち、入力部(yacc/lexによるプログラムソースの構文解析・HTGに基づいたモジュール分解・解析結果を記号処理可能な表現形式へ変換)の実装、初期知識ベースの作成(機能仕様書とコメントのついたサンプルプログラムの入手と解析を含む)、データ駆動型説明器と説明構造の一般化による学習器のprologによる実装である。ただし、予定していた「ユーザの返答をトリガーとした知識ベース精錬機構」の構築には至っていない。また、今年度に開始した研究であるため、まだ雑誌論文としてまとめるに至っていない。
高分子ヒアルロン酸と高濃度血小板血漿を併用した腱付着部症の治療

本研究では、血小板濃度50-100万/microLの自己多血小板血漿を、腱付着部症に注入した結果、疼痛誘発分子の発現が低下し、疼痛が消失し、自発運動量が増加し、組織と遺伝子発現レベルで腱の修復が促進され、細胞アポトーシスが抑制され、酸化ストレスが軽減した事が明らかになり、腱付着部症の治療に、PRPが安全で有効であることが、動物実験で判明した。ヒアルロン酸単独注入でも、本疾患に対する治療効果は得られるが、PRP治療と比較すると、その効果は弱く、ヒアルロン酸とPRPの混合による治療相乗効果は、本研究では、得られないことが判明した。今後は、治療に至適な血小板濃度の確定などの研究が必要である。1.腱付着部症の実験動物モデルの作製Flatowの方法に従い、トレッドミル機械を用いて、ウイスターラットに走行運動を負荷し、膝蓋腱の腱付着部症動物モデルを作製した。すなわち、生後1618週の雄ラットに2週間の馴化訓練を行い、走行可能なラットを選択後、10%の傾斜を設けたトレッドミル機械を用いて、40日間で合計40km(平均速度0,5km/h)の走行運動をラットに負荷し、膝蓋腱の腱付着部症モデルの作製を試みた。2.自発運動量の測定と病理組織標本による腱付着部症発症の確認自発運動測定装置を用いて、ラットの夜間12時間の自発運動量を測定し、トレッドミル走行により、走行前と比較し自発運動量が25%以上低下したラットを選択し、このラットの腱付着部の病理組織標本を作製し、組織学的に腱付着部症が発症したことを確認した。なお、ラットの自発運動量は、個体差が大きいため、同一個体における自発運動量の変化率を測定した。病理所見としては、腱付着部における腱組織の微小断裂(micro tear)と腱束に沿った層状断裂(lamination)である。トレッドミル走行を開始したラットの約80%のラットがトレッドミルを完走し、そのうち約90%のラットの自発運動量が走行前のそれと比較し25%以上低下し、腱付着部症を発症した。3.ラット膝蓋腱への注射方法の確立と至適注射量の決定ラット専用の気化器とイソフルランを用いて、ラットを吸入麻酔し鎮静化した後に、膝関節部を剃毛し、膝関節の内側または外側より、27ゲージの二段針と0.5mLシリンジを用いて、膝蓋腱と膝蓋下脂肪体との間に正確に、等量の薬液を、ラットに侵襲を加えることなく注射する方法を確立した。また、色素を混ぜた様々な容量の薬液を、同様の方法で注射することにより、関節内へ漏出しない最大容量が、30 micro Lであることを見出し、注射容量を決定した。1.ラットの自己多血小板血漿(PRP)の作製同系ラット5匹の心臓から、合計10mLの全血を採血し、ケイライト社製MyCells精製キットを用いて、血小板濃度約130万/&micro;L、白血球濃度約2500/&micro;L(全血の約半分)であるPRPを約2mL得た。これを調整し、血小板濃度が100万/&micro;Lと50万/&micro;LのPRPを作製し、以後の実験に使用した。2.膝蓋腱症ラットに対するPRP注射の治療効果平成26年度において作製することに成功した膝蓋腱症ラットの両側膝蓋腱に対し、血小板濃度100万/&micro;LのPRP(P10)と血小板濃度50万/&micro;LのPRP(P5)各25&micro;Lを1回注射後、夜間12時間の自発運動量を17日間毎日測定した。その結果、P10(6匹)の自発運動量は、注射後2日目から、健常状態の運動レベルまで回復し、以降、16日間にわたり、その自発運動量は維持された。一方、P5(6匹)の自発運動量は、注射後2日目から、約20%増加し、以降16日間にわたり維持されたが、健常状態の運動量までには回復しなかった。また、多数回の針穿刺のみを施行した群(4匹)の自発運動量は、有意に増加せず、対照群と有意差はなかった。3.膝蓋腱症ラットに対するPRPと高分子ヒアルロン酸の混合注射の治療効果血小板濃度100万/&micro;LのPRP12.5&micro;Lと、高分子ヒアルロン酸(平均分子量120万)12.5&micro;Lの混合液を注射した群と、ヒアルロン酸の代わりに同量の生食を混合した群を作製し、自発運動量を測定した。その結果、両群の自発運動量は、ともに、注射後2日目から約20%増加し、以降16日間維持されたが、健常レベルの運動量までは回復せず、両群に有意差はなかった。また、両群の自発運動量の経過は、血小板濃度が50万/&micro;LのPRPのみを注射した群の自発運動量の経過と相似していた。特に大きな問題なく予定通り研究は行われている。1.病理組織染色.腱付着部症を発症したラットの付着部腱には、micro tearやlaminationなどの病的変性所見がみられたが、PRP群(血小板濃度100万と50万/micro L)では、病的所見はほとんどみられず、組織像をスコア化した指標では、有意差を認めた。

多数回針穿刺群は、発症群と比較し有意差はなく、ヒアルロン酸とPRPの混合群では、発症群と比較し有意差が認められたが、ヒアルロン酸を生食に替えた群とでは、有意差はなかった。アポトーシス細胞数は、PRP群ならびに混合群は、発症群ならびに多数回針穿刺群と比較し、有意に少なく、混合群で、ヒアルロン酸と生食で有意差はなかった。2.CGRPならびにSubstance P物質の発現解析.CGRPとSubstance P染色では、PRP群と混合群は、発症群と多数回針穿刺群と比較し、有意にその染色性が低かった。十分量の蛋白質を抽出することができず、蛋白質の定量解析は不可能であった。遺伝子発現解析については、十分量のRNAが入手できたが、サンプル間で有意差はみられなかった。3.酸化ストレスとアポトーシス抑制効果の解析.Heat shock protein-7染色では、PRP群と混合群は、発症群ならびに多数回針穿刺群と比較し、有意にその染色性が低く、混合群で、ヒアルロン酸と生食で有意な差はなかった。遺伝子発現では、PRP群と混合群は、発症群と多数回針穿刺群と比較し、有意に発現が低く、混合群では、ヒアルロン酸と生食で有意な差はなかった。4.腱修復に関わる遺伝子群の発現解析.Type I and Type III procollagen遺伝子発現は、PRP群と混合群は、発症群と多数回針穿刺群と比較し、有意に発現が高く、混合群では、ヒアルロン酸と生食で有意な差はなかった。その他の遺伝子群では、有意な差はなかった。本研究では、血小板濃度50-100万/microLの自己多血小板血漿を、腱付着部症に注入した結果、疼痛誘発分子の発現が低下し、疼痛が消失し、自発運動量が増加し、組織と遺伝子発現レベルで腱の修復が促進され、細胞アポトーシスが抑制され、酸化ストレスが軽減した事が明らかになり、腱付着部症の治療に、PRPが安全で有効であることが、動物実験で判明した。ヒアルロン酸単独注入でも、本疾患に対する治療効果は得られるが、PRP治療と比較すると、その効果は弱く、ヒアルロン酸とPRPの混合による治療相乗効果は、本研究では、得られないことが判明した。今後は、治療に至適な血小板濃度の確定などの研究が必要である。当初の計画通りに研究を施行している。研究計画に従って研究を施行する予定である。自己多血小板血漿療法本研究における最大の懸案事項であった、腱付着部症の動物モデルの作成事項は、昨年度の研究により、成功し、その作成方法は確立したため、本研究における重要課題は克服され成し遂げられたものと考える。今後の研究は、技術的に比較的容易であることより、計画通りに順調に進行するものと考えられる。当初の研究計画に従って研究を施行しており、計画通りである。当初の予測より腱付着部症の発症率が軽度高かったため、その分、ラットの購入数を減らすことができ、その分、購入費を節約することができたため。研究計画に従い、ラット自発運動量の測定、組織サンプルの免疫染色、遺伝子発現解析などの研究を施行する。次年度の研究費用に繰り越しし、実験費用に使用する予定である。
高品質茶収穫システムの開発に関する研究

本研究では,茶の高品質な機械収穫を実現する「手摘み収穫機構」のハードウェア開発,および茶葉の成熟度を画像処理を用いて計測する「適期判断システム」のソフトウェアの開発を遂行している.以下,それぞれの研究について最終年度の成果を報告する.手摘み収穫機構では,昨年度実施した基礎実験およびシリコン扱ぎ胴の設計要領の検討を受けて,1.シリコン扱ぎ胴の製作,2.その性能試験の実施を目標とした.1.シリコン扱ぎ胴の製作では,当初3DCADソフト「Solidworks」を用いて,親指の腹形状に相当する凸形扱ぎ胴および人差し指の関節形状に相当する凹形扱ぎ胴のシリコン型枠を上下分離の型枠で製作する方法で試作を繰り返した.しかし,設計要素の変更に伴ってそれぞれの扱ぎ胴の型枠図面を変更するのに多くの時間を要したことから,設計要素の変更の容易な型枠図面のポリゴン出力プログラムの製作を行った.プログラム言語にはpythonを用い,STLフォーマットの3Dプリンタ用ファイルを製作することに成功した.さらに,異なる形状の扱ぎ胴を融合した螺旋ねじ形状に変更した.これを用いて,直径30mm,長さ150mmのシリコン扱ぎ胴1対を製作し,三番茶にて性能試験を実施した.その結果,茶芽の収穫率が低かったものの,高い品質を示す正常芽の割合が多い収穫性能を確認することができた.一方,適期判断システムは,上記手摘み収穫機構のプログラム開発が三番茶期上旬までかかったことから,ドローンを用いた茶園の空撮画像の取得とスマートフォンを用いた撮影試験に留まった.撮影試験の結果,太陽光の入射角,光量,茶葉の表面反射光などの影響で正確な成熟度の判定には至らず,改良が必要であることがわかった.本研究では,茶の「手摘み収穫機構」と称するハードウェアの開発,および「適期判断システム」と称するソフトウェアの開発を遂行している.本年度は,4月8月の茶葉収穫期間内に基礎データを取得することができなかったことから,上述したハードウェアとソフトウェアの開発環境の整備を行った.手摘み収穫機構が確実に茶葉を収穫できることを確認する基礎実験を来年度の茶葉収穫期に実施するため,今年度は実験装置構成機器の選定と購入と接続部品等を製作した.本装置の心臓部は,指の形状と物理性を模倣した部品である.これを製作するために,指の立体形状のスキャンデータとそのデータをシームレスに出力することができる3Dプリンタ(Afinia製,H800)と3Dスキャナ(同社製,ES-360)を選定・導入し,両機で指形状のスキャンと出力が満足する精度で行えることを確認した.さらに3Dプリンタでは,前述の実験装置を構成する電動アクチュエータ(CKD製,ERL2-60E06-30BF-R1A2)に前述の部品や荷重変換器(東京測器研究所製,TCLZ-NA50NA)を組み込む接続部品の製作ができる.このため3次元CADとしてSolidworks 2015x64 Edition(Solidworks)を導入して接続部品を作図,3Dプリンタで出力した.新年度では,不足の部品や計測機器等を製作・購入して茶葉収穫期に実験を実施する予定である.一方「適期判断システム」では,茶園を撮影した画像から色情報を取得することで茶葉の収穫期を判断するソフトウェアを開発し,スマートフォン,ウェアラブルグラスおよびカメラ搭載のドローンでの活用を検討する.今年度は,ソフトウェア開発の遅延をカバーするために,既存の技術計算言語MatlabにSimulinkを導入し,その使用方法の習得を行った.現在,ソフトウェアを開発中である.研究開始が11月であったことから当初の研究計画より大幅に遅れると予想していた.しかし手摘み収穫機構では,3Dプリンタの導入と3次元CADの導入で,これまで外部委託で行っていた接続部品の製作が行えるようになり,コストの削減と部品作成速度を向上させることができたことから上述の評価とした.また適期判断システムにおいても,ソフトウェアを開発する技術計算言語にSimulinkを追加・導入したことにより,ソフトウェアが可視化(図解)することが可能となった.これより,これまで研究代表者のみで行っていたソフトウェア開発状況を研究室の学生と共有することができ,ソフトウェア開発のアイデアの提案が容易となり,ソフトウェア開発の効率化が行えたことから,上述の評価とした.本研究では,茶の「手摘み収穫機構」と称するハードウェアの開発,および「適期判断システム」と称するソフトウェアの開発を遂行している.以下,各ハードウェアとソフトウェアの研究経過について報告する.手摘み収穫機構では,1.茶葉収穫期における基礎実験の実施,2.性別および年齢別指形状と物理性の計測,3.2の計測結果に基づいた部品の試作,4.連続的に収穫するシリコン扱ぎ胴設計と3Dプリンタでの製作の小課題を実施する予定であった.小課題1では指型扱ぎ片を有する基礎実験装置を製作して圃場実験を行い,手摘みに近い摘採ができることを確認した.小課題2と3は実施を来年度に見送り,小課題4のシリコン扱ぎ胴の設計を優先的に行った.その結果,シリコン扱ぎ胴の設計および製作方法に目途が建ち,来年度,指型を用いた扱ぎ胴を製作する.また新たに購入予定であった自走式実験台車が保管場所の確保が困難であったため購入を断念し,既存の手押し型実験台車を自走化する方策に変更した.このため台車に電動機を取り付ける部品等を設計・製作した.適期判断システムでは,5.アンドロイドデバイス(スマートフォン,ウェアラブルグラス)への適期判断

ソフトウェアの開発・導入,6.小課題5の性能評価,7.ドローンの選定・導入,8.ドローン用の適期判断ソフトウェアの開発・導入の小課題について取組む予定であった.小課題5では,スマートフォン用のソフトウェアを科学技術計算言語MATLAB+Simulinkで製作し,実装することができたものの,完成時期が遅かったため小課題6の実施には至らなかった.課題7ではドローンを選定・購入し,小課題8のソフトウェアを現在開発中である.本年度は,導入した3Dプリンタと3Dスキャナをフルに活用し,本研究の心臓部で最も重要と言えるシリコン扱ぎ胴の素材および形状による茶芽収穫の確認(小課題1)と扱ぎ胴の製作に必要な設計要素の体系化とサンプルの製作(小課題3)までを実施することができた.小課題2と3の実施を来年度に見送ったが,これらの課題は小課題3の成果が得られた上で実施することとしたため,上述の評価とした.また適期判断システムにおいても,ソフトウェアを開発する技術計算言語MATLABにSimulinkを追加・導入したことによりスマートフォンへの実装化がスムーズに行えた.しかしSimulinkの関数ブロックの製作および購入したドローンの画像取得方法の把握に時間がかかり遅延が見られため,手摘み収穫機構の進捗状況の評価と同じであると判断した.本研究では,茶の高品質な機械収穫を実現する「手摘み収穫機構」のハードウェア開発,および茶葉の成熟度を画像処理を用いて計測する「適期判断システム」のソフトウェアの開発を遂行している.以下,それぞれの研究について最終年度の成果を報告する.手摘み収穫機構では,昨年度実施した基礎実験およびシリコン扱ぎ胴の設計要領の検討を受けて,1.シリコン扱ぎ胴の製作,2.その性能試験の実施を目標とした.1.シリコン扱ぎ胴の製作では,当初3DCADソフト「Solidworks」を用いて,親指の腹形状に相当する凸形扱ぎ胴および人差し指の関節形状に相当する凹形扱ぎ胴のシリコン型枠を上下分離の型枠で製作する方法で試作を繰り返した.しかし,設計要素の変更に伴ってそれぞれの扱ぎ胴の型枠図面を変更するのに多くの時間を要したことから,設計要素の変更の容易な型枠図面のポリゴン出力プログラムの製作を行った.プログラム言語にはpythonを用い,STLフォーマットの3Dプリンタ用ファイルを製作することに成功した.さらに,異なる形状の扱ぎ胴を融合した螺旋ねじ形状に変更した.これを用いて,直径30mm,長さ150mmのシリコン扱ぎ胴1対を製作し,三番茶にて性能試験を実施した.その結果,茶芽の収穫率が低かったものの,高い品質を示す正常芽の割合が多い収穫性能を確認することができた.一方,適期判断システムは,上記手摘み収穫機構のプログラム開発が三番茶期上旬までかかったことから,ドローンを用いた茶園の空撮画像の取得とスマートフォンを用いた撮影試験に留まった.撮影試験の結果,太陽光の入射角,光量,茶葉の表面反射光などの影響で正確な成熟度の判定には至らず,改良が必要であることがわかった.手摘み収穫機構では,1.茶葉収穫期における基礎実験の実施,2.性別および年齢別指形状と物理性の計測,3.2の計測結果に基づいた部品の試作,4.連続的に収穫するシリコン扱ぎ胴設計と3Dプリンタでの試作の小課題について取り組む.特に問題が生じると予測されるのが小課題4である.
核融合燃料・材料相互作用における表面-バルク欠陥化学

(1)表面とバルクの関係をより詳細に検討するために、ジルコニウム(Zr)ならびにジルコニウム合金(ジルカロイ4)を取り上げ、酸素を4000Pa程度含むスイープガス中にさらし表面の酸化を行った。表面が酸化していく過程を、熱天秤によるバルク重量変化測定で、また、高温ケルビン計を用いて、仕事関数変化を測定した。実験の結果、酸化のごく初期に仕事関数は急激な変化を遂げ、その後も速やかに増加していくのに対し、重量は、経過時間の平方根に従って、穏やかに増加しているのが観測された。後者の事実は、酸化がバルクでの(酸素空孔の)拡散過程に律速されることを意味しているため、重量変化と仕事関数変化の間に直接的な相関がなかったことが理解できる。さらに、スィープガスの組成(酸素ポテンシャル)を変化させて重量変化を調べたところ、酸化速度定数はスイープガス中の酸素分圧に依存しないという結果が得られたが、高温ケルビン計での測定により、表面近傍に酸素空孔の生成/消滅が起こっていることが示唆された。(2)非熱平衡欠陥の挙動を調べるために、欠陥導入のためのビーム注入装置を備えた「その場」仕事関数測定装置を構築した。しかし、装置各所でのビームの散乱や金属板ヒーターの加熱などに伴う二次電子の影響が、仕事関数測定に表れたため、結果の解釈は困難を極めている。(3)所期の目的は達成したものの、前年度測定した電気伝導度をゼーベック係数の測定を通じて求めるという新たな手法の導入を試みに着手した。本研究では、プラズマ-壁相互作用やブランケット増殖材料からのトリチウム回収に代表される、核融合装置あるいは炉内で使用される各種機能性材料と水素同位体燃料の相互作用(核融合燃料・材料相互作用)の問題に対し、これを表面とバルクが連続した系として捉え、気相との相互作用に伴う表面及びバルク電子特性の変化を同時に測定することにより、表面-バルク間の相関関係を明らかにすることを目的としている。初年度に当たる今年度は、表面電位を測定する高温ケルビン計の改良を行い、加熱時に電気炉から混入するノイズの低減をはかった結果、ほぼ1000Kまでの高温での測定が可能となった。また、現有の電気伝導度測定装置と前述の高温ケルビン計を1つの装置体系に組み込み、同一のガス組成の下での表面の仕事関数とバルク電気伝導度の同時測定を可能にした。実験では、まず、固体電解質材料として良く知られているイットリア(Y_2O_3)安定化ジルコニア(ZrO_2)の仕事関数ならびにバルク電気伝導度を、同一の高温・雰囲気組成制御下で測定した。その結果、測定された仕事関数の酸素分圧依存性は、欠陥平衡に基づく理論値と良く一致した。また、バルク電気伝導度については、添加したY_2O_3の濃度により電気伝導の原因となる酸素空孔濃度が決定されるため、気相中の酸素分圧には依存しないが、このことを実験的に確認するとともに、その値も文献値と比較的良く合うことを確認した。
パラジウムのペロブスカイト格子中への安定化と触媒特性

本研究では,耐熱性の低いPdの安定化を目指して,Pd含有ペロブスカイトの合成およびPd担持ペロブスカイトにおけるPd-ペロブスカイト相互作用を検討し,それらの触媒特性を調べた.3.ペロブスカイトの低温合成が可能なリンゴ酸添加法を用いたLaY_<1-X>Pd_XO_3の合成においては,Pd固溶体は得られなかったが,従来1250°Cでの焼成が必要とされている斜方晶LaYO_3が,La_4PdO_7の副生とともに950°Cで得られた.4.Pdを酸素の吸脱着(レドックス)能のないLaAlO_3ペロブスカイト上に担持した場合,Pdのレドックス特性,触媒特性はPd/Al_1O_3と変わらないのに対し,レドックス能の高いLaCoO_3,La_<0.8>Sr_<0.2>CoO_3に担持した場合には,Pd-ペロブスカイト間に強い相互作用が発現し,Pd,ペロブスカイト何れの性質も変化した.5.相互作用の結果,Pd(O)のPdへの熱的および水素による還元に対する安定性は大きく向上した.しかし,この性質の変化は,レドックス機構で進み還元過程が律速度段階であるメタンの酸化反応やNO直接分解反応に対する活性を低下させる方向に働くことがわかった.本研究では,耐熱性の低いPdの安定化を目指して,Pd含有ペロブスカイトの合成およびPd担持ペロブスカイトにおけるPd-ペロブスカイト相互作用を検討し,それらの触媒特性を調べた.3.ペロブスカイトの低温合成が可能なリンゴ酸添加法を用いたLaY_<1-X>Pd_XO_3の合成においては,Pd固溶体は得られなかったが,従来1250°Cでの焼成が必要とされている斜方晶LaYO_3が,La_4PdO_7の副生とともに950°Cで得られた.4.Pdを酸素の吸脱着(レドックス)能のないLaAlO_3ペロブスカイト上に担持した場合,Pdのレドックス特性,触媒特性はPd/Al_1O_3と変わらないのに対し,レドックス能の高いLaCoO_3,La_<0.8>Sr_<0.2>CoO_3に担持した場合には,Pd-ペロブスカイト間に強い相互作用が発現し,Pd,ペロブスカイト何れの性質も変化した.5.相互作用の結果,Pd(O)のPdへの熱的および水素による還元に対する安定性は大きく向上した.しかし,この性質の変化は,レドックス機構で進み還元過程が律速度段階であるメタンの酸化反応やNO直接分解反応に対する活性を低下させる方向に働くことがわかった.
確率分布のダイナミクスに基づいた確率制御手法の高度化

本研究は,確率システムの制御問題に見られるシステムの挙動の解析手法を開発することを目的とするものである.これまでの研究代表者の研究により,確率システムの高度な制御のためには,確率システムのランダムかつ過渡的な挙動の解明が課題であることが判明した.そのため,本研究では確率システムが持つ確率分布や確率密度関数に着目し,それらに基づいた過渡的な挙動の解析を目指す.本年度は以下の結果を得た.一つ目は,動的システムの密度関数に基づいた収束性の条件である.密度関数を用いてシステムの状態空間上の状態量の密度関数の時間変化を調べることにより,状態量の遷移を解析できることが知られている.そのため,確率システムの状態量のランダムな挙動を捉えるのに有効な手法となりうる.本年度は,これまでの研究で対象としてきた有限時間安定性と密度関数の関係を明らかにするため,まず確定システムを対象とし,密度関数による有限時間安定性の条件を示した.さらに,密度関数による解析を有限時間安定なシステムなどに見られる滑らかでないシステムに拡張するための調査を行った.これらの内容に関して,国際学会で発表予定である.今後は,この結果を確率システムへ拡張する予定である.二つ目は,確率システムの有界性に関する結果である.システムの過渡応答を解析する上で確率システムの状態量が有界な領域に留まるかどうかは重要な問題である.本年度は主に一次元の確率システムに対して尺度関数などの概念を用いた方法を研究し,確率システムの有界性の条件を得た.三つ目は,確率分布の観点からのシステム群の制御手法である.膨大な数の同一のシステムを対象に制御を行う際,状態量の分布という観点から制御を行うことが可能である.本研究では前述の密度関数と最適輸送問題と呼ばれる問題の結果を応用し,与えられた分布を実現するように多数のシステムを制御するための方法を示した.本年度はシステムの過渡的な挙動を解析するための基礎となる成果が得られ,一定の知見が得られていると言える.一方で,本研究の目的は確率システムの過渡的な挙動を確率分布や確率密度の観点から解析および制御する手法を確立することであり,本年度は解析手法を開発することを目的としていた.本年度得られた結果は,密度関数を用いた確定システムの有限時間安定性の条件や一次元確率システムを主な対象とする有界性の条件である.これらの結果により,システムの過渡的な挙動に関する一定の知見は得られたものの,当初の計画からすると若干の遅れが見られる.そのため,総合的に判断して進捗がやや遅れていると判断した.ただし,本年度に得られた知見に基づいて,上記の結果をより一般的な結果に拡張するための方策は既に検討済みであり,次年度以降,より一般的な確率システムに対する研究に取り組む予定である.来年度以降は本年度に得られた結果をより一般的な確率システムの場合に拡張する研究に取り組む.有限時間安定性と密度関数の関係については,確定システムの場合,密度関数の遷移を特徴付ける作用素を用いてシステムの収束性を解析できることがわかっている.今後はその知見に基づいて確率システムに対して同様の解析を行い,有限時間安定な確率システムの過渡応答の性質を明らかにすることに取り組む.また,確率システムの有界性について本年度は一次元のシステムに対する条件を示したが,今後は多次元の場合に対する条件を示すことに取り組む.そのための方策としてリャプノフ関数のような関数を用いる方策を検討している.また,これらの二つの課題に取り組み,確率システムの過渡的な挙動の解析法を示すとともに,それらの結果に基づいた制御手法の開発にも取り組む予定である.さらに,システム群の制御などへの応用も検討している.本研究は,確率システムの制御問題に見られるシステムの挙動の解析手法を開発することを目的とするものである.これまでの研究代表者の研究により,確率システムの高度な制御のためには,確率システムのランダムかつ過渡的な挙動の解明が課題であることが判明した.そのため,本研究では確率システムが持つ確率分布や確率密度関数に着目し,それらに基づいた過渡的な挙動の解析を目指す.本年度は以下の結果を得た.一つ目は,動的システムの密度関数に基づいた収束性の条件である.密度関数を用いてシステムの状態空間上の状態量の密度関数の時間変化を調べることにより,状態量の遷移を解析できることが知られている.そのため,確率システムの状態量のランダムな挙動を捉えるのに有効な手法となりうる.本年度は,これまでの研究で対象としてきた有限時間安定性と密度関数の関係を明らかにするため,まず確定システムを対象とし,密度関数による有限時間安定性の条件を示した.さらに,密度関数による解析を有限時間安定なシステムなどに見られる滑らかでないシステムに拡張するための調査を行った.これらの内容に関して,国際学会で発表予定である.今後は,この結果を確率システムへ拡張する予定である.二つ目は,確率システムの有界性に関する結果である.システムの過渡応答を解析する上で確率システムの状態量が有界な領域に留まるかどうかは重要な問題である.本年度は主に一次元の確率システムに対して尺度関数などの概念を用いた方法を研究し,確率システムの有界性の条件を得た.三つ目は,確率分布の観点からのシステム群の制御手法である.膨大な数の同一のシステムを対象に制御を行う際,状態量の分布という観点から制御を行うことが可能である.本研究では前述の密度関数と最適輸送問題と呼ばれる問題の結果を応用し,与えられた分布を実現するように多数のシステムを制御するための方法を示した.本年度はシステムの過渡的な挙動を解析するための基礎となる成果が得られ,一定の知見が得られていると言える.