hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポジティブデビアンスによるインドネシア農村女性の実現可能な健康増進アプローチ開発

本研究の目的は、高血圧が関連する生活習慣病(脳血管疾患等)による死亡が急増し、高血圧予防・健康増進対策が急務であるインドネシアにおいて、地理・経済・教育的に不利な状況にあるインドネシア農村部の中年期女性の中でも、健康行動(定期的な血圧測定)を実践している人(ポジティブデビアンス:Positive deviance)に着目し、地域で入手可能な資源や成功要因によって実現可能な高血圧予防・健康増進アプローチ(看護介入)を開発し、実用可能性を評価することである。2018年度は、以下を実施した。1.ポジティブデビアンス研究の専門家との検討:ポジティブデビアンス研究の第一人者である米国の研究者と、ポジティブ・デビアンスの研究活動への活用について検討した。この活動報告については、学術誌に投稿している。2.ポジティブデビアンスの特定:上記の検討、インドネシア研究者との検討、インドネシア保健省の発行する報告書などの文献検討を行い、本研究では、インドネシア農村部の不利な状況下において、高血圧罹患のリスクがある中年期の中で、インドネシア保健省が推奨する定期的な血圧測定(健康行動)を実践している女性をポジティブデビアンスと定義した。3.ポジティブデビアンスの行動と要因の発見:インドネシアのインドラマユ大学教員と共同し、インドネシア農村部において、上記で定義したポジティブデビアンスに該当する地域住民と、地域保健センターの看護師を対象に、定期的な血圧測定行動とそれを可能にした個人的・社会的要因に関する面接調査を実施した。現在質的に分析を進めている。当初計画の通り、今年度に予定していたインドネシアにおける面接調査を実施した。面接調査の結果の分析をまとめた後、当初の研究目標や計画に基づき、2019年度は次の通りに進める。面接調査の結果をふまえ、インドネシア研究者と討論し、「イ国農村部、中年期女性の高血圧予防・健康増進アプローチ」試案を開発する。その後、インドネシアにて、地域の保健医療従事者、保健ボランティア、大学教員を対象にしたフォーラムを開催し、開発したアプローチ試案の内容妥当性、実用可能性について評価を得る。結果をふまえ修正する。その成果を学術誌にて公表する予定である。本研究の目的は、高血圧が関連する生活習慣病(脳血管疾患等)による死亡が急増し、高血圧予防・健康増進対策が急務であるインドネシアにおいて、地理・経済・教育的に不利な状況にあるインドネシア農村部の中年期女性の中でも、健康行動(血圧測定、減塩、運動等)を実践している人(ポジティブデビアンス:Positive deviance)に着目し、地域で入手可能な資源や成功要因によって実現可能な高血圧予防・健康増進アプローチ(看護介入)を開発し、実用可能性を評価することである。平成29年度は、以下を実施した。1.概念分析:インドネシア農村部において、不利な状況下においても健康行動を実践している女性(ポジティブデビアンス)を特定するにあたり、ポジティブデビアンスを用いた研究が近年増加していることから、まず既存の文献から「ポジティブデビアンス」の概念がどのように用いられているのかについて明らかにする必要があると考え、概念分析を行った。概念分析の方法は、医学・看護学の論文を含む文献データベースを検索し、近年10年に発行された論文で、地域の人々の健康増進に着目したポジティブデビアンスの概念を含む約30文献を対象とした。分析の結果、その先行要件、属性、帰結を明らかにした。結果については学術誌への投稿を予定している。2.調査計画検討:概念分析の結果をふまえ、インドネシア農村部での調査を進めるため、インドネシアの研究者と調査計画を検討中である。インドネシア農村部において調査を行う前に、ポジティブデビアンスを用いた研究が近年増加していることから、「ポジティブデビアンス」の概念がどのように用いられているのかについて概念分析を行う必要があったため。概念分析の結果をふまえ、平成30年度にインドネシアでの調査を実施する予定であり、その計画をインドネシア研究者と検討しており、大幅な遅れにはならないと予測する。ポジティブデビアンスの概念分析の後、当初の計画に従い、以下の研究目標の通りに進める。

1)インドネシア農村部の不利な状況下において、高血圧罹患のリスクがある中年期の中で、健康行動を実践している女性(ポジティブデビアンス)を特定(Determine)する。2) 1)で特定したポジティブデビアンスの健康行動実践を可能にした個人・社会的要因を探索し、発見(Discover)する。3) 2)で発見した結果から、インドネシア農村部の中年期女性にとって実現可能な高血圧予防・健康増進アプローチ(看護介入)を開発(Develop)し、その実用可能性を評価(Discern)する。面接調査の結果の分析をまとめた後、当初の研究目標や計画に基づき、2019年度は次の通りに進める。面接調査の結果をふまえ、インドネシア研究者と討論し、「イ国農村部、中年期女性の高血圧予防・健康増進アプローチ」試案を開発する。その後、インドネシアにて、地域の保健医療従事者、保健ボランティア、大学教員を対象にしたフォーラムを開催し、開発したアプローチ試案の内容妥当性、実用可能性について評価を得る。結果をふまえ修正する。その成果を学術誌にて公表する予定である。当初の計画では、平成29年度にインドネシアでの調査を予定していたが、まず既存の研究からポジティブデビアンスについての概念分析を行う必要があり、インドネシアでの調査を行わなかったため。概念分析の結果をふまえ、平成30年度にインドネシアでの調査を実施する予定であり、その調査費として使用する予定である。インドネシアにおける調査はおおむね順調に進んでいるが、調査結果公表のための英語論文執筆・投稿は現在実施中であり、予算は英文校正や投稿の際に使用する予定である。
情動知能に着目したリーダーシップ行動を高める看護管理者育成プログラムの開発

本研究は情動知能的なリーダーシップ行動を高めるために、研究代表者(古澤,2017)が作成した「リーダーシップ自己評価チェックリスト」(以下チェックリスト)を活用し、新たな看護管理者育成プログラムを開発することを目的とし取り組みを始めた。平成30年度に、研究協力施設、研究代表者の所属施設の倫理審査を受審し、承認を得て開始した。5月に研究協力者を対象とした第1回看護管理者研修を開催し、リーダーシップ行動や情動知能の講義、チェックリストの自己評価の方法について、口頭と資料を活用し説明した。研究協力者全員が参加した。その上で研究協力者に対して、チェックリストの自己評価とインタビュー調査を3か月毎に実施した。研究協力者は、インタビュー時にチェックリストを自己評価し持参し、研究代表者が回収した。(1)チェックリストの自己評価:5月・8月・11月・2月の計4回実施し、データ入力作業を終えた。(2)インタビュー調査:5月・8月・11月・2月の計4回実施した。研究協力者1名に対し、個室で1回(2045分程度)の半構造化面接を実施した。Spencer & Spencer(1993)の行動結果面接を参考にインタビューガイドを作成し、1「成功した出来事」2「失敗した出来事」3「看護管理者の行動として、日々の実践の中で意識していること」ついて、前回インタビュー調査実施後からの出来事の中で語って頂いた。インタビュー終盤では、前回インタビューからの3ヶ月を振り返り自身の変化を語る者、次の3か月後の自身の姿をイメージして語る者もあった。面接内容は、研究協力者の同意を得たうえでICレコーダーに録音し、面接終了後に逐語録を作成した。平成30年度は、5月に研究協力者18名に対して以下の内容で研究を開始した。7月に1名より研究協力の辞退の申し出があり、以後は17名を対象とし実施している。令和元年度は、これらのデータを研究協力者個々のチェックリストのリーダーシップ行動項目(138項目)の得点の変化を量的に分析する。情動知能的リーダーシップ行動項目の得点の変化、下位尺度「スタッフ支援・育成」「情動コントロール」「患者配慮」毎の得点の変化、情動知能的リーダーシップ行動項目と管理的リーダーシップ行動項目の得点の変化との関連を分析予定である。統計解析は、統計ソフトSPSSとAMOSの統計パッケージを活用して行う。4回分の面接時のデータの逐語録を作成した。令和元年度は、これらのデータを17名の研究協力者の個々における情動知能的なリーダーシップ行動項目に対する意識の高まりや行動を質的に分析する。令和元年度は、8月下旬に研究協力者と検討会を1回実施する。検討会は、研究協力者17名が参加し、平成30年度に実施したチェックリストの自己評価やインタビュー調査の分析結果の提示・説明を実施する。検討会におけるグループワークや全体報告時の発言内容から、リーダーシップ行動項目(138項目)への意識の高まり・行動の変化、チェックリストの自己評価の時期・講義や検討会の時期・方法を質的に分析する。検討会は、90分間とし、5名程度のグループを作り以下の点において意見交換後、各グループから全体に報告してもらう。1看護管理者としての実践においてどのような意識や行動の変化がありましたか、2本研究に関する意見(チェックリストの自己評価の時期・講義や検討会の時期・方法)。(1)(2)(3)の結果を統合し、チェックリストの自己評価・インタビュー調査の時期、検討会の内容を検討し、情動知能的なリーダーシップ行動を高めていく看護管理者育成プログラムを検討する令和2年度以降は、平成30令和元年度の結果をもとに実用可能で効果的なプログラムを開発する。随時、関連学会等で成果報告する。必要に応じ、学会・研修等に参加し本研究に関連する情報収集を行う。Spencer & Spencer(1993)の行動結果面接を参考にインタビューガイドを作成し、1「成功した出来事」2「失敗した出来事」3「看護管理者の行動として、日々の実践の中で意識していること」

ついて、前回インタビュー調査実施後からの出来事の中で語って頂いた。インタビュー終盤では、前回インタビューからの3ヶ月を振り返り自身の変化を語る者、次の3か月後の自身の姿をイメージして語る者もあった。面接内容は、研究協力者の同意を得たうえでICレコーダーに録音し、面接終了後に逐語録を作成した。平成30年度は、5月に研究協力者18名に対して以下の内容で研究を開始した。7月に1名より研究協力の辞退の申し出があり、以後は17名を対象とし実施している。(1)チェックリストの自己評価:5月・8月・11月・2月の計4回実施し、データ入力作業を終えた。令和元年度は、これらのデータを研究協力者個々のチェックリストのリーダーシップ行動項目(138項目)の得点の変化を量的に分析する。情動知能的リーダーシップ行動項目の得点の変化、下位尺度「スタッフ支援・育成」「情動コントロール」「患者配慮」毎の得点の変化、情動知能的リーダーシップ行動項目と管理的リーダーシップ行動項目の得点の変化との関連を分析予定である。統計解析は、統計ソフトSPSSとAMOSの統計パッケージを活用して行う。(2)インタビュー調査:5月・8月・11月・2月の計4回実施した。研究協力者1名に対し、個室で1回(2045分程度)の半構造化面接を実施した。4回分の面接時のデータの逐語録を作成した。令和元年度は、これらのデータを17名の研究協力者の個々における情動知能的なリーダーシップ行動項目に対する意識の高まりや行動を質的に分析する。令和元年度は、8月下旬に研究協力者と検討会を1回実施する。検討会は、研究協力者17名が参加し、平成30年度に実施したチェックリストの自己評価やインタビュー調査の分析結果の提示・説明を実施する。検討会におけるグループワークや全体報告時の発言内容から、リーダーシップ行動項目(138項目)への意識の高まり・行動の変化、チェックリストの自己評価の時期・講義や検討会の時期・方法を質的に分析する。検討会は、90分間とし、5名程度のグループを作り以下の点において意見交換後、各グループから全体に報告してもらう。1看護管理者としての実践においてどのような意識や行動の変化がありましたか、2本研究に関する意見(チェックリストの自己評価の時期・講義や検討会の時期・方法)。(1)(2)(3)の結果を統合し、チェックリストの自己評価・インタビュー調査の時期、検討会の内容を検討し、情動知能的なリーダーシップ行動を高めていく看護管理者育成プログラムを検討する令和2年度以降は、平成30令和元年度の結果をもとに実用可能で効果的なプログラムを開発する。随時、関連学会等で成果報告する。必要に応じ、学会・研修等に参加し本研究に関連する情報収集を行う。分析作業等で活用する「リーダーシップ」「マネジメント」等の図書を購入するため、また平成30令和元年度の看護管理者育成プログラムを開発の検討およびその成果を国内外の学会で報告・発表する渡航費に使用するため。
銅錯体による低密度リポ蛋白モデル化合物の酸化機構の解明

In vitroでの銅イオンによる低密度リポ蛋白の酸化において、銅イオンが低密度リポ蛋白のアポB蛋白質と結合することが反応開始に必要だが、その酸化機構ははっきりしていなかった。そこで、低密度リポ蛋白のアポB蛋白質のモデル化合物として低分子量のヒスチジン含有ペプチド化合物の銅錯体を作り、これらの銅錯体による低密度リポ蛋白の脂質の主構成成分であるリノール酸を含むリポソームの酸化反応を分光光度計と高速液体クロマト装置等を用いて解析した。種々のヒスチジン含有ペプチドの銅錯体を調製し、その酸化還元電位をサイクリックボルタメトリーで求めた。その結果、銅錯体の酸化還元電位と銅錯体によるリノール酸の酸化速度との間に相関性が存在することを見い出した。即ち、酸化還元電位の高い銅錯体は酸化還元電位の低い銅錯体よりも速くリノール酸を過酸化し、さらに分解することを見いだした。また、過酸化水素が存在すると銅錯体によるリノール酸の酸化が加速された。銅錯体によるリノール酸の酸化がアスコルビン酸添加により抑制されるが、トロロックス添加では、逆に促進されることを見い出した。これに対して、鉄錯体の場合、銅錯体とは逆の結果となった。アスコルビン酸等の内在性抗酸化物質が銅イオンによる不飽和脂肪酸の過酸化を抑制することは、さらにはアスコルビン酸等が動脈硬化の防止剤になることを示唆した。銅錯体によるリノール酸の過酸化物の分解物とアポB蛋白質のモデル化合物であるリジン誘導体(アセチルリジンとポリリジン)との反応から生じる蛍光物質(励起波長360nm、蛍光波長430nm)の蛍光波長が低密度リポ蛋白の酸化において、しばしば二次産物として見られる蛍光物質の蛍光波長と同じであることを見い出し、構造の同定を行っている。不飽和脂肪酸の過酸化物及びその分解物が低比重リポ蛋白のリジン残基やヒスチジン残基等を修飾することにより生じる変性リポ蛋白が動脈硬化の引き金の1つと考えられている。その変性リポ蛋白の生成過程を知るために、銅錯体によるリノール酸の過酸化過程をN-アセチルリジン(蛋白のリジン残基のモデル化合物)の存在下でのCu(II)(CyHH)_2(CyHH;cyclohistidylhistidyl)、Cu(II)(en)_2(en;ethylenediamine)、Cu(II)(OP)_2(OP;o-phenanthroline)等の銅(II)錯体によるリノール酸の過酸化過程を蛍光スペクトル等の分光学的手法や高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて検討した。その結果、N-アセチルリジン存在下、Cu(II)(CyHH)_2によるリノール酸の過酸化反応においてリノール酸の過酸化過程で生ずる共役ジエンの234nmの吸光度の経時変化とHPLCの測定結果からリノール酸過酸化物の生成とその分解が示された。さらに、360nmの励起波長で430450nmに蛍光を示すスペクトルが得られた。他の銅(II)錯体に関してもCu(II)(CyHH)2の場合と同じ結果を得た。これらの結果から、リノール酸過酸化物及びその分解物とN-アセチルリジンが反応して蛍光物質が生成することが示唆された。現在、蛍光物質の同定を行っている。リポ蛋白には抗酸化物質であるアスコルビン酸やビタミンEが内在しているが、それらの不飽和脂肪酸の過酸化過程での働きについてはあまり知られていない。

そこで、アスコルビン酸やトロロックス(ビタミンEの水溶性誘導体)によりFe(III)EDTAの鉄錯体及びCu(II)(CyHH)2 (CyHH ; cyclohistidylhistidyl)、Cu(II)(en)2 (en ; ethylenediamine)等の銅(II)錯体によるリノール酸の過酸化過程がどのように変化するかを分光学的手法や高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて検討した。その結果、アスコルビン酸存在下では、鉄錯体によるリノール酸の過酸化過程で生ずる共役ジエンの234nmの吸光度の経時変化とHPLCの測定結果からリノール酸過酸化物の生成とその分解がアスコルビン酸が存在しない場合よりも短時間で起こることが示された。これは、鉄錯体によるリノール酸の過酸化反応がアスコルビン酸により促進されたことを示す。これに対して、アスコルビン酸存在下での銅錯体によるリノール酸の過酸化では234nmの吸光度の増加とリノール酸過酸化物の生成が観察されず、銅錯体によるリノール酸の過酸化反応がアスコルビン酸により抑制されたことが示された。一方、トロロックスの場合では、アスコルビン酸とは逆の結果、即ち、トロロックスは鉄錯体によるリノール酸の過酸化反応を抑制し、銅錯体によるリノール酸の過酸化反応を促進した。これらの結果から、内在性抗酸化物質が鉄や銅イオン等の生体内の必須の遷移金属イオンによる不飽和脂肪酸の過酸化、さらには動脈硬化を防ぐことが示唆された。
金属坦特酸化物の触媒作用に及ぼす弾性表面波の格子変位効果

弾性表面波(SAW)によって金属薄膜表面に生じる格子変位が、吸着種に及ぼす効果を明らかにすることを目的として、単純な分子構造のため振動スペクトルの解析が容易であるCOをプローブ分子として用い、SAW伝搬路上に接合したCu薄膜表面に吸着したCOのSAWによる吸着状態変化をIRAS方を用いて測定を行った。573Kでアニーリング処理のみを行ったCu表面ではCO吸着によって2070cm^<-1>に鋭い1本のピークが生じたのに対し、スパッタリング処理を行ったCu表面では、2100cm^<-1>付近に3本の目立ったピークを有する幅の広いスペクトルが生じた。解析ソフトウエアを用いてピーク分離を行ったところ、このスペクトルは4本のピークから成り立っており、それぞれのピーク位置は2072cm^<-1>,2086cm^<-1>,2095cm^<-1>および2104cm^<-1>であった。これまでに報告されているCu単結晶表面に吸着したCOのIRASピーク位置を用いてスペクトルの帰属を行ったところ、アニール表面に生じた2070cm^<-1>のピークはCu(111)面に吸着したCOの振動伸縮ピークであることが明らかとなり、一方、スパッタリング表面では2072cm^<-1>のピークはCu(111)に、2086cm^<-1>のピークはCu(100)に、2095cm^<-1>のピークはCu(110)および2104cm^<-1>のピークは高指数面およびステップサイトに吸着したCOのピークであることが明らかになった。アニール処理を行ったCu表面へSAWを伝搬させるとピーク位置に変化はないがピーク強度が減少した。SAWの伝搬を停止すると、減少したピーク強度は増加しSAW印加前のピーク強度と同等となった。スパッタリング処理を行ったCu表面では、SAW伝搬によってCu(111)面などの低指数面に吸着したCOのピーク強度が減少し、逆に高指数面およびステップサイトに吸着したCOのピーク強度が増加し、SAWの伝搬を停止すると、ピーク強度の変化はSAW印加前のレベルに戻った。以上のことから、吸着種に及ぼすSAWの効果は、原子レベルで異なる表面構造の違いを反映することを明らかにし、格子変位効果は、外部からの信号によって、触媒活性と選択性を制御できる有用な手法であることを見出した。1、レーザードップラー法を用いた格子変位量測定レーザードップラー法を用いて、高温件下での格子変位パターンの測定を行った。半導性金属酸化物であるNiO薄膜を接合した場合においてもRayleigh-SAWの周期的な格子変位が生じていることを示し、SAWの伝搬損失とNiO薄膜の抵抗値からSAWがNiO薄膜内のキャリアと相互作用を持つことを明らかにした。2、SAW伝搬路上に接合した薄膜の仕事関数変化を測定することが出来る光電子放出顕微鏡(PEEM)を用いた、種々の金属薄膜の電子状態に対するSAWの効果光電子放出顕微鏡(PEEM)を用いてRayleigh-SAWにより発生することが出来る表面に対して垂直な格子変位が、SAW伝搬路上に電子ビーム蒸着法を用いて接合した、CuおよびAu薄膜におよぼす効果を調べ、アニール処理を行い、作製した低指数CuおよびAu薄膜表面においては、PEEM強度が減少したことから、仕事関数が増加し、一方、スパッタリング処理を行うことにより作製した、高指数CuおよびAu表面においては、PEEM強度が増加したことから、仕事関数が減少し、表面構造の違いで、SAWによる仕事関数の変化の方向が正反対になるということが明らかとなった。また、CuおよびAu薄膜とも表面処理が同じ場合には、SAWによる仕事関数変化の方向は同一であったことから、金属の薄膜種類によらず、SAWによって低指数面では仕事関数が増加し、高指数面およびステップサイトでは仕事関数が減少するものと考えられる。仕事関数変化の解析から、SAWにより低指数面では電子的作用が一方、高指数面では配位不飽和な最表面原子の移動が生じるサイト摂動作用の機構が明らかとなった。これまでに報告されているCu単結晶表面に吸着したCOのIRASピーク位置を用いてスペクトルの帰属を行ったところ、アニール表面に生じた2070cm^<-1>のピークはCu(111)面に吸着したCOの振動伸縮ピークであることが明らかとなり、

一方、スパッタリング表面では2072cm^<-1>のピークはCu(111)に、2086cm^<-1>のピークはCu(100)に、2095cm^<-1>のピークはCu(110)および2104cm^<-1>のピークは高指数面およびステップサイトに吸着したCOのピークであることが明らかになった。アニール処理を行ったCu表面へSAWを伝搬させるとピーク位置に変化はないがピーク強度が減少した。SAWの伝搬を停止すると、減少したピーク強度は増加しSAW印加前のピーク強度と同等となった。スパッタリング処理を行ったCu表面では、SAW伝搬によってCu(111)面などの低指数面に吸着したCOのピーク強度が減少し、逆に高指数面およびステップサイトに吸着したCOのピーク強度が増加し、SAWの伝搬を停止すると、ピーク強度の変化はSAW印加前のレベルに戻った。以上のことから、吸着種に及ぼすSAWの効果は、原子レベルで異なる表面構造の違いを反映することを明らかにし、格子変位効果は、外部からの信号によって、触媒活性と選択性を制御できる有用な手法であることを見出した。
ヘテロジニアスマルチコアにおける動的コンパイル技術に関する研究

本研究では, CPU-GPUヘテロジニアスシステム向けのシステムソフトウェアに関する手法を中心に,アプリケーションの中でGPUを効果的に利用することでシステムの実性能・実電力効率を向上する手法の創出を目的とする.今年度は3年間の研究を総括するために, H23,24年度における研究内容を発展・精緻化し,論文としてまとめ国際会議で発表した.以下では,発表文献の中でも特に重要なICCD'13, ICPP'13(発表文献リスト参照)での研究成果について概要を述べる.ICCD'13では,電力制約制御下にあるCPU-GPUヘテロジニアスシステム上でアプリケーション性能を向上する手法を提案した.提案手法では, CPUとGPUそれぞれの動作周波数,およびCPU・GPUの問でのタスク割当という3つの実行時パラメータを,アプリケーション特性に応じて協調的に決定することで,従来手法と比較して,最大で14.4%の性能向上を達成できることが分かった.ICPP'13ではアプリケーション開発が容易であることで知られているGPUプログラミング言語(OpenACC)の処理系を拡張し,複数GPUを利用した高速化手法をコンパイラが自動で行うシステムを提案した.提案手法によりOpenACCを用いることによるアプリケーション開発の容易性と,複数GPUを利用することによる高性能を両立させることができるようになる. 2つのGPUを搭載する実システムでの評価の結果,提案手法では, CUDAでアプリケーションを最適化した場合と比較して, 71%の性能を維持しつつ, 68%のコード(コード行数による計測)を削減でき,開発容易性と高性能を両立できることが分かった.また、これらの学会参加において得られた他研究者からのフィードバックをもとに、上述の個々の手法を一つのシステムに同時に適用できることを研究代表者の博士論文において議論した.この博士論文は、「Compiler Optimizations for Heterogeneous Computing Systems」というタイトルで,後日東京大学のWebページ上に公開予定である.(抄録なし)本研究の目標は、異なる種類のコアを有するヘテロジニアスなコンピューティングシステムの高性能化・低電力化である.目標達成のため、コンパイラ、OS、ランタイムシステムといったソフトウェアによる実行時最適化技術を用いてハードウェアの使用効率を高める技術の創出を目指す.本年度の成果は、システムの「低電力化」および「高性能化」に関する2つのソフトウェア最適化技術の研究にまとめられる.低電力化を実現する技術として、CPU動作時のスタティック電力を削減するためのコンパイラ最適化手法を開発した。提案手法では、動作時といえどもCPU内部に相当数存在する未使用回路の発生場所とタイミングをコンパイラによって予測する。この予測に基づき、回路のスリープ制御を効率良く行うことで、性能低下なくシステムの低電力化を実現できるようになった。シミュレーションを用いた評価の結果、CPUの演算器におけるスタティック電力を、従来手法に比べて最大で67%削減できることを示した。高性能化を実現する技術として、異種のコア間で生じるデータ転送処理に起因する性能オーバーヘッドを自動的に隠蔽するランタイムシステム技術を提案した.ヘテロジニアスなコンピューティングシステムとして最も有望なCPUとGPUが混在するシステムでは、物理的に異なるCPUとGPU間で生じるデータ転送がしばしば性能のボトルネックとなる.この問題に対処するため、提案システムではパイプライン並列プログラミングモデルに基づく簡易なAPIを提供する.このAPIを通じてプログラマからの与えられるヒント情報を用いることで、提案システムはデータ転送処理を計算処理の裏に自動的に隠蔽し、データ転送による性能オーバーヘッドを削減できる。実機上に構築したプロトタイプシステムを用いた評価の結果、データ転送と計算処理が並列実行されない場合に比べて、最大で82%の性能向上を達成できることが分かった。本研究は,CPU・GPU混載システムを中心に,ヘテロジニアスシステムの性能・電力効率を向上するシステムソフトウェア技術の創出を目的としている.H24年度の成果は,1.タスクスケジューリングと低電力化手法の協調制御,2.CPU・GPU混載システムにおけるデータ転送最適化,という2つの項目にまとめられる.1.タスクスケジューリングと低電力化手法の協調制御ヘテロジニアスシステムにおけるタスクスケジューリング問題は従来から研究されてきた重要な問題である.本研究では,タスクスケジューリングに加えて低電力化手法(動的電源電圧・周波数制御や電源遮断)を協調して適用することで,従来と同等以上の実行性能を,従来よりも少ない消費電力で実現することを目指す.まず,CPU・GPU混載システムを対象とし,スケジューリングと動的電源電圧・周波数制御を協調制御する手法を提案し,その有効性を確かめた.この研究成果は,H25年度に国際会議に投稿予定である.また,センサ用マイコンシステムを対象として,スケジューリングと電源遮断制御を協調制御する手法を提案し,対外発表を行った.CPU・GPU混載システムでは,物理的に分離された複数のメモリが存在し,これらの間におけるデータ転送が性能ボトルネックになる.このため,複数の物理メモリを自動的かつ効率的に管理するシステム技術の開発が急務である.本研究では,データ転送の履歴情報をもとに,将来利用されるであろうデータを異なる物理メモリ間で先読みし,性能向上を実現するメモリ管理システムを提案し,対外発表を行った.さらに,2011年に策定された指示文ベースのGPU向け並列プログラミング言語(OpenACC)を拡張し,複数のGPUを効率的に利用できる新しいコンパイラシステムを提案した.3つのGPUをコンパイラから自動的に利用することで,240%の性能向上を達成している.この成果は,国際会議に投稿中である.

本研究では, CPU-GPUヘテロジニアスシステム向けのシステムソフトウェアに関する手法を中心に,アプリケーションの中でGPUを効果的に利用することでシステムの実性能・実電力効率を向上する手法の創出を目的とする.今年度は3年間の研究を総括するために, H23,24年度における研究内容を発展・精緻化し,論文としてまとめ国際会議で発表した.以下では,発表文献の中でも特に重要なICCD'13, ICPP'13(発表文献リスト参照)での研究成果について概要を述べる.ICCD'13では,電力制約制御下にあるCPU-GPUヘテロジニアスシステム上でアプリケーション性能を向上する手法を提案した.提案手法では, CPUとGPUそれぞれの動作周波数,およびCPU・GPUの問でのタスク割当という3つの実行時パラメータを,アプリケーション特性に応じて協調的に決定することで,従来手法と比較して,最大で14.4%の性能向上を達成できることが分かった.ICPP'13ではアプリケーション開発が容易であることで知られているGPUプログラミング言語(OpenACC)の処理系を拡張し,複数GPUを利用した高速化手法をコンパイラが自動で行うシステムを提案した.提案手法によりOpenACCを用いることによるアプリケーション開発の容易性と,複数GPUを利用することによる高性能を両立させることができるようになる. 2つのGPUを搭載する実システムでの評価の結果,提案手法では, CUDAでアプリケーションを最適化した場合と比較して, 71%の性能を維持しつつ, 68%のコード(コード行数による計測)を削減でき,開発容易性と高性能を両立できることが分かった.また、これらの学会参加において得られた他研究者からのフィードバックをもとに、上述の個々の手法を一つのシステムに同時に適用できることを研究代表者の博士論文において議論した.この博士論文は、「Compiler Optimizations for Heterogeneous Computing Systems」というタイトルで,後日東京大学のWebページ上に公開予定である.研究初年度に論文誌と査読付き国際ワークショップに成果を発表できたことは、成果と言える.特に、異種コア間のデータ転送による性能オーバーヘッドに関する基礎的な実験データと、問題解決に向けた技術開発における進展があったことは、2年目以降の研究活動を加速させるものであると期待できる.指示文ベースのGPU向け並列プログラミング言語であるOpenACCは,その規格が2011年に策定され以降,大きな注目を集めている.OpenACCを複数のGPUを効率的に利用できるよう拡張することに成功したことは,大きな成果であったと言える.この成果は,昨年度から引き続き研究してきた異種コア間データ転送の自動最適化技術の応用であり,研究成果が実用的なシステムにおいて一つの形になったといえる.
統計モデルと物理モデルの融合による新たな地震活動標準モデルと地震予測システム

現在、標準的な地震活動モデルとされている「ETASモデル」は純粋な統計モデルであるため、物理的要因を取り入れるなどによる改善の余地があると考えられる。そこで、ETASモデルと、「摩擦構成則」と呼ばれる地震の破壊現象を司る物理則とを組み合わせる(混合する)ことで、より優れた地震活動モデルを構築することが本研究課題の目的である。摩擦構成則に基づく地震活動の時間変動モデルは前年度までの研究で既に作成済みであり、今年度はその時空間版への拡張を行った。テストケースとして、この時空間版モデルを小領域の地震活動に適用したところ、時間バージョンによるこれまでの解析からある程度予想していたことではあったが、摩擦構成則モデル単独ではやはりETASモデルには劣ることを確認し、改めてモデル混合の必要性を認識した。また、両モデルの混合比がジャンプ的に時間変動にするケースに対応するための隠れマルコフモデルの導入については、昨年度までと同様、引き続き検討を行った。この他、地震の規模(マグニチュード)別頻度分布の特徴を表すパラメータである「b値」の情報を地震活動モデルに組み入れることについて考察し、これに関連して異なる2群間のb値の差異に関する従来の統計的検定手法について、その改善を提案した。さらに、折しも平成30年北海道胆振東部地震が9月に発生し、その余震データを解析することによりb値の応力依存性とその統計的有意について見出すことが出来た。改善の余地はまだあるものの、摩擦構成則に基づく地震活動モデルの時空間版を作成するに至った。これにより本研究課題の主目的である、ETASモデルと混合した時空間モデル構築への下地が整った。また、b値と地震活動との関連に関する発展的解析・検討を行ったことと合わせ、おおむね順調に進展していると判断する。摩擦構成則モデルとETASモデルとを混合した時空間モデルを作成し、実データへの適用を行っていく。両モデルの混合比が柔軟に時空間変動出来るよう、隠れマルコフモデルの導入を含めた工夫も行い、広域の地震活動に適用可能なモデル構築を目指す。現在、地震活動の標準モデルとされている、純粋な統計モデルである「ETASモデル」に、「摩擦構成則」と呼ばれる物理則を取り入れたモデルを混合することで新たな地震活動の時空間標準モデルを構築することが本研究課題の目的である。今年度(平成28年度)は予備的な解析として地震発生の時間発展のみに着目し、「ETASモデル」と「摩擦構成則モデル」を混合したモデルをいくつかの地震発生時系列に適用することを行った。その結果、いくつかの群発地震系列に対しては、「ETASモデル」あるいは「摩擦構成則モデル」を適用した場合に比べて、両者を混合したモデルの方が有意に適合度が高いことが分かった。一方、複数の余震系列に適用した結果としては全ての場合において、「ETASモデルのみ」の場合に比べて、モデルを混合することによる有意なモデル改善は見られなかった。これは、群発地震活動においては、大きな地震が発生しないにも関わらず地震活動が高まることがしばしば起きるが、「ETASモデル」の数理的特徴から、こういった状況に対応することがこのモデルには難しい。一方、「摩擦構成則モデル」は、こういった状況に対応可能であり、「ETASモデル」の弱点を「摩擦構成則モデル」が補うことで、両者の混合が有意な改善を果たしたと解釈できる。また、混合モデルにおけるモデル混合比を時間一定とせず、時間変動を考慮した解析も試みた結果、これについてはあくまで時間一定としたモデルが選択される結果となった。初年度に予定していた予備的な地震発生時系列に対する解析を行い、「ETASモデル」と「摩擦構成則モデル」の混合による有意なモデル改善の実例を示すと共に、その理由についての解釈も得ることが出来た。これにより、次年度以降進めていくより複雑かつ現実的なモデリングへの基礎を築くことが出来たことから、現段階では概ね順調に進展していると判断する。現在、地震活動の標準的モデルとされている「ETASモデル」は純粋な統計モデルであり、これに「摩擦構成則」と呼ばれる物理則を取り入れたモデルを混合することで、新たな地震活動の標準的時空間モデルを構築することが本研究課題の目的である。昨年度、群発地震系列に対しては「ETASモデルのみ」あるいは「摩擦構成則モデルのみ」よりも両者を混合した方がよいことが分かった。また、両モデルの混合比が時間変動するモデルを適用したところ、混合比を時間一定としたモデルが選択される結果となった。しかし、残差解析からは混合比が時間変動する可能性が強く示唆された。昨年度適用した「混合比が時間変動するモデル」では、混合比の時間変動をベイズ平滑化により推定しており、即ち混合比の時間変動が滑らかとする拘束が掛けられている。しかし、実際の地震活動は「ETASモデル」「摩擦構成則モデル」間を急激に遷移している可能性があり、ベイズ平滑化による推定では対応出来ない可能性がある。そこで、こういった急激なモデル構造遷移に対応すべく、隠れマルコフモデル(HMM)によるモデリングを試みた。点過程データに対するHMMの厳密な適用であるcontinuous-time HMMを「ETASモデル」「摩擦構成則モデル」に用いることは相当な困難を伴う。そのため、現段階では、データを適当な時間幅で分割し、各時間幅ごとの地震発生数に直すことで離散化した時系列データに対する適用を行った。それゆえ、あくまで予備的な結果とはなるが、それでも「ETASモデル」「摩擦構成則モデル」の2つを取り入れたHMMが、どちらか単一のモデルよりも、観測データへの適合度が高いことが分かった。

また、これに平行して、時空間モデリングへ向けて、「摩擦構成則モデル」の時空間版の開発と、スプライン関数とベイズ平滑化を用いた多次元パラメータ推定手法の試みも行った。「ETASモデル」「摩擦構成則モデル」の混合比の時間変動モデリングについては、HMMの導入により、ある程度対応の見込みが立ったこと、また次年度以降の時空間モデリングに向け、「摩擦構成則モデル」の時空間版への取り組みを進めることが出来たこととから、概ね順調に進展していると判断する。現在、標準的な地震活動モデルとされている「ETASモデル」は純粋な統計モデルであるため、物理的要因を取り入れるなどによる改善の余地があると考えられる。そこで、ETASモデルと、「摩擦構成則」と呼ばれる地震の破壊現象を司る物理則とを組み合わせる(混合する)ことで、より優れた地震活動モデルを構築することが本研究課題の目的である。摩擦構成則に基づく地震活動の時間変動モデルは前年度までの研究で既に作成済みであり、今年度はその時空間版への拡張を行った。テストケースとして、この時空間版モデルを小領域の地震活動に適用したところ、時間バージョンによるこれまでの解析からある程度予想していたことではあったが、摩擦構成則モデル単独ではやはりETASモデルには劣ることを確認し、改めてモデル混合の必要性を認識した。また、両モデルの混合比がジャンプ的に時間変動にするケースに対応するための隠れマルコフモデルの導入については、昨年度までと同様、引き続き検討を行った。この他、地震の規模(マグニチュード)別頻度分布の特徴を表すパラメータである「b値」の情報を地震活動モデルに組み入れることについて考察し、これに関連して異なる2群間のb値の差異に関する従来の統計的検定手法について、その改善を提案した。さらに、折しも平成30年北海道胆振東部地震が9月に発生し、その余震データを解析することによりb値の応力依存性とその統計的有意について見出すことが出来た。改善の余地はまだあるものの、摩擦構成則に基づく地震活動モデルの時空間版を作成するに至った。これにより本研究課題の主目的である、ETASモデルと混合した時空間モデル構築への下地が整った。また、b値と地震活動との関連に関する発展的解析・検討を行ったことと合わせ、おおむね順調に進展していると判断する。混合モデルにおけるモデル混合比の時間変動解析についてであるが、変動が滑らかになるような拘束を掛けたいわゆる「ベイズ平滑化」により解析を行っている。実際の地震活動においては、モデル混合比が突然変わる可能性があり、これに対して平滑化の制約は不適切であるがゆえにモデル混合比の時間変化を見いだせなかったと考えられる。これに対応するために、混合比がジャンプ的に変化するような、より複雑なモデリングを試みる。また、これと曳航して時空間への拡張も行っていく予定である。異なるモデルの混合比の時間変動推定については、HMMの厳密な適用であるcontinuous-time HMMが導入できるよう、さらなる手法開発を進める。また、「摩擦構成則モデル」の時空間版の開発も進め、既に存在する「ETASモデル」の時空間版と合わせ、「混合モデルの時空間版」を構築することも行っていく。
イオンビーム照射によるフッ素系高分子材料表面の特異的突起状化現象の研究

イオンビーム照射によりフッ素系高分子材料表面に形成される特異的な突起状の凹凸構造面(ツィンギー構造)の形成には、形状変化の第一段階で高密度に細孔が形成される必要があることを示した。また、マイクロビーム照射との組み合わせによりツィンギー構造と同一平面上に平滑な面をパターン化させる方法を見出した。本手法は、ツィンギー構造を利用した新しい機能性材料創製に向けた新しいアプローチである。本研究は、イオンビーム照射がテフロン(PTFE、FEP)等の限られたフッ素系高分子材料にのみもたらす突起状の凹凸構造面(ツィンギー構造)形成に着目し、(1)ツィンギー構造の形成メカニズムを解明し、(2)その知見及びイオンマイクロビームによる局所的な構造変化を用いて空間制御したツィンギー構造を作製することが目的である。当該年度の研究実施計画は、(1)ツィンギー構造の形成メカニズムの解明であり、PTFE及びFEPの厚さ(50-500μm)と、照射するイオンビームのエネルギー(80-380kev、イオン種N_2^+)及び照射量(1E14-1El7ions/cm^2)を変えて、各条件に対する表面形状を考察した。成果として、ツィンギー構造形成に適する条件を特定したため、メカニズムの解明に重要となる各条件における形状変化過程を示すことができ、かつ突起のサイズ及び密度の制御をも可能にした。当成果の意義は、ツィンギー構造の形成が他の高分子材料やシリコン等の無機材料表面では生じない非常に特異的な現象であり、また一般的な機械的微細加工技術では容易に作製できないツィンギー構造の作製を形状制御して実現したことにある。また、(2)空間制御されたツィンギー構造の作製においても、イオンマイクロビームがPTFEやFEPにもたらす形状変化として、プロトンマイクロビームのエネルギー・電流値、走査速度や走査形状を制御し、各条件に対する照射効果として表面形状を考察した。この結果、微小領域を表面隆起させる条件、及び表面形状に変化を与えることなく局所的に内部の化学構造のみを変化させる条件を見出し、局所的なツィンギー構造の空間制御に見返しを与える成果を得た。イオンビーム照射法は、化学的修飾が困難なフッ素系高分子材料表層の改質に非常に有効な手法であり、親水化や生体適合性の向上が報告されている。本研究では、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の限られたフッ素系高分子材料でのみ生じる突起状の凹凸構造面(ツィンギー構造)の形成に着目し、ツィンギー構造の形成メカニズムの解明と、マイクロビーム照射との組み合わせによる空間制御されたツィンギー構造を作製することが目的である。本年度は、初年度に得た成果である、MeV級プロトンマイクロビームを用いたテフロン(難加工性のフッ素樹脂)表面の三次元微細構造体創製技術を発展させるため、テフロン表面を芝生状構造へと形状変化させる唯一の手法であるkeV級のイオン注入法を組み合わせた新しい三次元微細加工技術の開発を目的とした研究を実施した。代表的な成果は、1イオン注入による表面ツィンギー構造化の前処理としてMeV級プロトンビームの照射を用いることで、ツィンギー構造の中に平滑な面のパターンを作製することに成功したこと、及び2試料内部に空間が形成されるように分解ガスの発生量を制御し、中空構造を作製する手法を見出したことの2点である。化学的に安定なテフロンは産業分野で利用価値の高い材料であるがゆえに、本微細加工法の確立は、産業界に高い経済効果をもたらすことが期待できる。当該年度の研究実施計画である「(1)ツィンギー構造の形成メカニズム」において、メカニズムを支配する要因を特定するとともに「(2)空間制御したツィンギー構造の作製」の実現に必要となる、突起の形状制御が可能な照射条件及び局所的な構造変化をもたらすイオンマイクロビームの照射条件を見出したため。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度にあたる平成24年度は、23年度に明らかにしたツィンギー構造の形状制御が可能なイオンビームの照射条件、及び微小領域の表面隆起や試料内部の化学構造変化をもたらすイオンマイクロビームの照射条件を利用して、最終目標であるツィンギー構造の空間制御技術を開発する。
マングローブ植物根周辺土壌水の塩分濃度の変化について-マングローブ植生修復の基礎-

本研究の目的は、マングローブ植生の修復の基礎として、海水域に生育するマングローブ植物根域の土壌水の塩分濃度を調査し、海水と葉内の水の水ポテンシャルの比較及び海水と木部内の水のO^<18>同位体比の割合の比較から導き出した仮説すなわち海水域に生育しているヤエヤマヒルギは陸地から海に直接流入する地下水によって薄められた海水を吸収しているという仮説を実証することにある。西表島の船浦ナダラ橋周辺の海岸および平坦で河川が無い宮古島の島尻の入江の海水域に生育するヤエヤマヒルギの根域の土壌水の塩分濃度を超小型メモリー水温塩分計で長期間連続して測定した。その結果、西表島、宮古島のいずれも、ヤエヤマヒルギの根域の土壌水の塩分濃度は海水より、0.51.0%、気象条件によっては2%以上低くなり、ヤエヤマヒルギは海水よりかなり低い塩分濃度の水を吸収していることが明らかとなった。なお、宮古島で測定した1地点は入江の出口近くにある海に囲まれた陸地から離れた場所であったが、ここに生育しているヤエヤマヒルギの根域の土壌水の塩分濃度も海水より0.5%低かったことは注目すべきことであった。さらに土壌水の塩分濃度は日によって、また1日の時刻によって変化したが、この変化は、降水量、潮の干満および土壌の性質とくに透水性の影響を受けている結果であることも解った。以上の結果と本研究の結果とから、マングローブ植物の根域の土壌水の塩分濃度が海水より低いのは地下水の影響を受けているからであることが明らかになった。したがって、マングローブ植物すくなくともヤエヤマヒルギ植生の修復のためには、河川、伏流水に加えて地下水が土壌中に流入していることが必要であると推察された。本研究の目的は汽水、海水域に生育するマングローブ植物根城の水の塩分濃度を調査し、マングローブ植物が吸収している水は陸地から海に直接流入する地下水によって薄められた海水であることを実証することにある。この目的を達成するためには、根域近くの水の塩分濃度を連続して長時間測定する必要がある。この目的にあった超小型メモリー水温塩分計(アレック電子株式会社製MDS-CT)を購入したが、この水温塩分計は中心から直径10cmは水溶液に満たされていないと正確な測定値が得られないと言う性質を持っているといわれている。従って本年度はこの計器を使って、従来から研究を行ってきた西表島北東部ナダラ橋近くの海水域に生育するヤエヤマヒルギの根域土壌の水の塩分濃度を測定することを試みた。種々工夫をこらし、何回か試行錯誤を行った後、側壁に直径2cmの穴を沢山あけた直径7. 5cm、長さ1mの塩ビ管をヤエヤマヒルギの根域の土壌中に深さ80cm埋め込んだ。この塩ビ管の深さ60cmの中央に水温塩分計のセンサーがあるように設置し、潮の干満を考慮しながら、1分間隔で12時間あるいは24時間連続して測定した。その結果、同時に時々測定した電気伝導度計(TOA)の塩分濃度と常に等しい値が得られ、この方法により水温塩分計によって塩ビ管内の海水の塩分濃度を正確に測定できることがわかった。さらに、潮が満ちているときには塩ビ管内の海水の塩分濃度は3.0%以上であるが、潮がひいているときには2.72.8%に低下することがわかった。潮がひいているときには塩分濃度が低いということは、塩ビ管の中に塩分濃度の低い水が流れ込んでいることを示している。

この水は最初に述べた陸域から海に直接流入している地下水である可能性は十分考えられる。来年度は、さらに天候とくに降水量などを考慮しつつ100日以上の長期間連続して測定し、上述の可能性を検討する所存である。マングローブ植物が陸地から海に直接流れ込む地下水によって薄められた海水を吸収していることを検討するため、研究1年目の昨年は、西表島船浦ナダラ橋周辺の海岸の海水域に生育するヤエヤマヒルギの根域の土壌水の塩分濃度を2ヶ月間超小型メモリー水温塩分計で測定した。その結果、塩分濃度は日によって、また一日の時刻によって大きくへ変化し、1.03.4%の間にあり、しかも大部分の時間海水より低くいことが明かとなった。本年は、宮古島は平坦な島で河川が無いので、この研究調査に適していると考え、同島の島尻の入江の海水域に生育するヤエヤマヒルギの根域の土壌水の塩分濃度を昨年とほぼ同様な方法で1ヶ月間測定した。その結果、西表島船浦ナダラ橋周辺に比較すれば、塩分濃度の変化の程度、海水の塩分濃度より低い程度は小さかったが、根域の土壌水の塩分濃度は常に海水より低かった。なお、測定した1地点は入江の出口近くにある海に囲まれた陸地から離れたヤエヤマヒルギが生育している場所であったが、このヤエヤマヒルギの根域の土壌水の塩分濃度も海水より約0.5%低かったことは注目すべきことがあった。さらに2年間の結果を比較検討し、土壌水の塩分濃度の変化は、天候とくに降水量、潮の干満および土壌の性質とくに透水性のよっては影響されることも解った。なお、本年度の研究に当たって、東京農業大学宮古農場の中西康博博士に貴重なご助言、ご支援を賜った。記して御礼申し上げる。
ベンザインの連続発生による多環式芳香族化合物の合成

本研究では、ポリフェノール類から見かけ上、ベンゼン環上に三重結合を複数有する超高反応性活性種ベンズマルチインを発生させ、その連続する位置選択的付加環化反応により複雑な多環式複素環骨格を構築することを目的としている。申請者は、市販のボロン酸やフェノール類を前駆体とし、NfF(ノナフルオロブタンスルホニルフルオリド)と炭酸塩又はリン酸塩を組み合わせて用いる新たなベンザイン発生法を開発し、これを連続ベンザイン発生に利用することに成功した。ポリフェノール類からベンザインを発生させるために、申請者は、芳香環上のフェノール性水酸基をNfFによって反応系中で活性化し、別途、ホウ素をジオール類にて活性化することで、ベンゼン環上に連続的に三重結合を発生させた。生じたベンザインの反応位置は、反応後に消失する活性化基や脱離基及び一段階目のベンザイン反応にて生じた骨格を活用することによって制御することができた。本法によれば、比較的複雑な多環式芳香族化合物を迅速に合成することが可能である。また、本研究の過程で、かさ高い置換基を用いるベンザイン反応の新たな位置制御法を開発し、不斉を有するらせん状分子を合成することにも成功した。更に、本反応の理論的な解析を最新の計算化学を用いて行い、本反応が配向基となる嵩高い置換基の分散力(疎水性相互作用)によって発現する極めて珍しい反応である事を証明する事ができた。申請者は、本反応を連続ベンザイン発生に組み込むことで、新たな生物活性複素環化合物を合成する有力な手法として開発することができた。本申請研究では、ポリフェノール類から、見かけ上ベンゼン環上に三重結合を複数有するベンズマルチインを発生させ、複雑な多環式芳香族化合物の迅速合成へと利用することを目的としている。ポリフェノール類からベンザインを発生させるためには、芳香環上の水酸基を利用して、三重結合を発生させる必要がある。このとき、水酸基の位置及び反応させるアライノフィルを工夫することによって、連続的なベンザイン発生とその位置選択的反応により複雑な多環式複素環骨格の構築が可能となる。また、生じた三重結合は同じフラン類と位置選択的に複数回反応させることで、多環式芳香族炭化水素を合成することができる。本法は、生物活性物質の全合成にも適用可能であり、多彩な応用の可能性を秘めている。まず、ベンゼン環にふたつの三重結合を生じさせるベンズジイン前駆体の合成に着手した。その結果、ポリフェノールの一種であるレゾルシノールからテレスコーピングによって効率的にベンズジイン等価体を合成することに成功した。また、本等価体から発生させた二つの三重結合の反応は隣接位の置換基効果によって配向制御可能であり、位置選択的に多置換芳香族化合物を合成可能であることを見出した。また、新しいベンザイン前駆体として、フェノール誘導体より2-(トリメチルシリル)フェニルシリルエーテルを合成し、多環式複素環化合物の合成に成功した。本前駆体は、合成が容易なだけでなく、安定で取扱い容易な点で特徴的である。申請者は、科学研究費補助金[スタートアップ(1回)、若手研究B(計2回)、基盤研究C(1回)]を継続的に拝受し、ホウ素やケイ素を用いたベンザイン又はピリダインの反応位置制御法、ヘリセンの合成法を開発している。本年度は、同補助金(基盤研究C)の初年度として、ポリフェノールから合成したベンズジイン等価体を用いて、発生したベンザインの位置選択的環化付加反応が首尾よく進行することを確認した。また、単純なフェノールからベンザインが発生した事を示唆するデータを最近、得ており、次年度以降に問題なく研究が進められることを確信している。平成29年度は、多環式複素環化合物の合成を念頭に、単純なベンザインとγーアミノーα,βー不飽和ニトリルとの反応により、インドリンを立体選択的に合成する手法を開発した。また、トシル基を窒素上に一つ有するイミダゾリジノン誘導体と以前開発した3ートリフリルオキシベンザインとの反応により、多様なベンゾジアゼピン類を位置選択的に合成できることを明らかにした。また、フェノールからベンザインを発生させる新手法の開発に成功し、芳香族第一級アミン類の新規合成法として応用した。本反応は、ベンザインの反応が配向基のサイズによらず高位置選択的に進行する極めて珍しい反応である。