hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
適応同定手法に基づく物体運動推定システムに関する研究

本研究では,取得した画像データの軌跡より動特性モデルをリアルタイムに構築することにより運動の認識や予測を行い,適切な制御を達成する制御系設計法の構築を目的とした.理論的には,運動認識のために出力データに基づくファジィ適応同定法を提案し,計測自動制御学会論文集ならびに電気学会論文誌に発表した.さらに,運動制御のために,非線形システムの適応制御器と線形システムのロバストコントローラであるPID+Qコントローラを提案し,International Journal of Controlに発表した.また,実験面では,ボールプレート実験装置のボールの動きから装置のアクチュエータ部分の非線形要素を適応的に同定する方法を提案した.さらに,ビデオトラッカーを用いたクレーンリフタの振れ止め制御をPID+Qコントローラにより行い,提案したコントローラの有効性を明らかにし,IMEKO World Congressおよび第8回計測自動制御学会制御技術シンポジウムにて発表した.本研究で明らかにした結果はつぎのようにまとめられる.(1)認識のための非線形システムの時系列データからそのシステムパラメータを同定するために,リッカチ方程式に基づく適応アルゴリズムを提案し,ボールプレート実験装置の入力部分の非線形要素の同定ならびに電力系統の適応安定化制御に応用し,その有効性を確認した.なお,計画していたBehavioral Systemへの適応制御系設計法の拡張については,結果を残すに至らなかった.(2)機器制御のためのロバストコントローラとしてPID+Qコントローラを提案し,その設計条件として,ノミナル性能回復条件を考案し,ビデオトラッカーを用いたクレーンリフタのビジュアルフィードバック制御を行い,その有効性を確認した.本研究では,取得した画像データの軌跡より動特性モデルをリアルタイムに構築することにより運動の認識や予測を行い,適切な制御を達成する制御系設計法の構築を目的とした.理論的には,運動認識のために出力データに基づくファジィ適応同定法を提案し,計測自動制御学会論文集ならびに電気学会論文誌に発表した.さらに,運動制御のために,非線形システムの適応制御器と線形システムのロバストコントローラであるPID+Qコントローラを提案し,International Journal of Controlに発表した.また,実験面では,ボールプレート実験装置のボールの動きから装置のアクチュエータ部分の非線形要素を適応的に同定する方法を提案した.さらに,ビデオトラッカーを用いたクレーンリフタの振れ止め制御をPID+Qコントローラにより行い,提案したコントローラの有効性を明らかにし,IMEKO World Congressおよび第8回計測自動制御学会制御技術シンポジウムにて発表した.本研究で明らかにした結果はつぎのようにまとめられる.(1)認識のための非線形システムの時系列データからそのシステムパラメータを同定するために,リッカチ方程式に基づく適応アルゴリズムを提案し,ボールプレート実験装置の入力部分の非線形要素の同定ならびに電力系統の適応安定化制御に応用し,その有効性を確認した.なお,計画していたBehavioral Systemへの適応制御系設計法の拡張については,結果を残すに至らなかった.(2)機器制御のためのロバストコントローラとしてPID+Qコントローラを提案し,その設計条件として,ノミナル性能回復条件を考案し,ビデオトラッカーを用いたクレーンリフタのビジュアルフィードバック制御を行い,その有効性を確認した.本研究では,取得した画像データの軌跡より動特性モデルをリアルタイムに構築することにより運動の認識や予測を行い,適切な制御を達成する制御系設計法の構築を目的としている.このために,主に2つの方法について研究している。1つは,画像データを用いた適応同定アルゴリズムの開発であり,もう1つは同定したモデルを用いて対象をロバスト制御するコントローラの開発である.本年度は,次のような成果を得た.・画像処理の演算時間遅れを考慮したロバストコントローラとしてのPID+Qコントローラを提案した.結果は,International Journal of Controlおよび自動制御連合講演会にて基礎理論およびシミュレーションについて発表した.また,実験については,ライフサポート学会において報告を行った.さらに,来年度の国際会議(IMEKO World Congress)においても発表予定である.・適応同定アルゴリズムについては,推定速度向上のためにスパイラルベクトルを用いた手法を提案し,シミュレーションにより有効性を確認した.結果については,計測自動制御学会適応制御シンポジウムにおいて報告を行った.・実験においてはボール・プレート実験装置の立ち上げを行った.MATLABによるリアルタイム制御のための資料収集を行い,実機の動作確認を行い,ファジィ適応同定器の設計を実行中である.本研究では,取得した画像データの軌跡より動特性モデルをリアルタイムに構築することにより運動の認識や予測を行い,適切な制御を達成する制御系設計法の構築を目的としている.このために,主に2つの方法について研究している.1つは,画像データを用いた適応同定アルゴリズムの開発であり,もう1つは同定したモデルを用いて対象をロバスト制御するコントローラの開発である.本年度は,次のような成果を得た.1.以前提案した適応同定のためのパラメータ調整則の安定性の証明の改良を行い,出力誤差の漸近安定性を保証し,結果を計測自動制御学会論文集に発表した.2.提案した適応パラメータ調整則を用いて,ファジィ基底関数を用いた物体運動の軌道推定アルゴリズムを提案した.さらに,このアルゴリズムを(1)ボール・プレート実験装置,(2)電力系統の安定化制御系の2つのシステムに適用し,その有効性を確認し,結果をIEEE International Conference on Systems,Man,and Cybernetics,Tokyoにて発表した.3.制御用システムとして,昨年提案したPID+Qコントローラをリフターの振れ止め制御に適用し,さらに,適応同定器と組合せることにより,ビジュアルデータによる物体運動推定ならびに制御が可能であることを,IMEKO-XV World Congress,Osakaにて発表した.本研究では,取得した画像データの軌跡より動特性モデルをリアルタイムに構築することにより運動の認識や予測を行い,適切な制御を達成する制御系設計法の構築を目的としている.

このために,主に2つの方法について研究している.1つは,動画像データの認識のための時系列データを用いた非線形系の適応同定アルゴリズムの開発であり,もう1つは同定したモデルを用いて対象をロバスト制御するコントローラの開発である.本年度は,次のような成果を得た.1.制御対象のパラメータが未知の場合に,制御対象の非線形性を同定するためにファジィ基底関数を用いた適応同定法を提案し,電気学会論文誌に発表した.2.スパイラルベクトルを用いた非線形系の適応制御系設計法を提案し,モータ制御のためのコントローラ設計を行い,IEEE IECON,Nagoyaにて発表した.3.制御用システムとして,PID+Qコントローラをリフターの振れ止め制御に適用し,ロープの長さに対してロバストなコントローラを実験により確認した.その結果は第8回計測自動制御学会制御技術シンポジウムにて発表した.
歴史的組積造建物及び遺跡の塩類風化メカニズム解明と予防的保存対策の開発

本研究は、水分供給を絶つことが難しく塩類風化が生じている屋外文化財を対象に、塩類風化メカニズムを明らかにし、それを抑制する方法論を構築し、予防的保存対策を開発することを目的としている。歴史的建造物の析出塩と環境変化の年挙動を明らかにするため、環境モニタリング結果の分析と現地での塩類析出の画像調査の結果の関係の分析を行った。塩溶液の移動特性の把握のため標準的な国産煉瓦を使用した吸水実験をガンマ線含水率計を用いて実施し、不飽和領域の拡散係数と毛管吸水係数を算定した。種々の濃度の塩化ナトリウム塩溶液および硫酸ナトリウム塩溶液を用いた実験結果から、すべての実験条件に関してバルク溶液の粘性・表面張力・密度変化を考慮した理論式より毛管吸水係数及び拡散係数が非常に小さくなることが明らかになった。またイオンクロマトグラフを用いたレンガのイオン交換容量の測定により、イオンの固定化が溶液の移動速度に影響することが示唆された。塩析出に伴う水分移動特性の変化を把握する目的で塩溶液を含ませたレンガの乾燥過程をX線CTにより3次元撮影した。CT画像の画像解析により材料表面及び内部での析出量の分布の経時変化を算定した結果、材料内部での塩析出は大きな空隙から順に進行していることが確認でき、理論的な解釈と合致する結果が得られた。また、材料からの脱塩を行い塩類風化抑制を行う方法の定量的評価を行うための予測手法の開発を行うことを目的とし、塩を含んだ溶液の移動理論について検討を行い、既往研究で示唆された脱塩時の浸透現象について、基材と脱塩材間の接触を良くするために用いられたカオリン粘土が大きく影響していることを明らかにした。さらに浸透現象に対して電磁気力の現象を考慮することの必要性を確認し、電磁気力による浸透現象を考慮した溶液の移動理論を、非平衡熱力学の基礎として構築を行った。研究計画で予定したものとほぼ同様の研究成果が得られてきている。表面電荷によるイオンの固定化、水分の移動性状の変化を考慮した熱水分イオン同時移動、析出解析理論を構築する。まずNMRでの測定結果を再現し、それによって表面電荷を有する煉瓦におけるイオン、水分輸送モデルの妥当性を検証する。そののち数値解析モデルを用いて、適切な塩析出量と液相、気相水分拡散係数の関係を検討し、X線CT画像から得られた乾燥過程の水分分布、塩分布の再現を行う。また電磁気力による浸透現象を考慮した溶液の移動理論を、半透膜を介した場合の浸透移動理論を参考に、非平衡熱力学の基礎として構築し、それを用いて既往の理論では説明ができていない実測結果について再現を試みる。さらに、歴史的建造物の環境変化と析出塩の関係をより詳細に調べるため、現地材料の物性値を考慮した壁体水分移動解析と室の熱水分解析を連成させ、その挙動のメカニズムを明らかにし、環境制御と修復材料により塩類風化を抑制する方法について検討を行う。

また電磁気力による浸透現象を考慮した溶液の移動理論を、半透膜を介した場合の浸透移動理論を参考に、非平衡熱力学の基礎として構築し、それを用いて既往の理論では説明ができていない実測結果について再現を試みる。さらに、歴史的建造物の環境変化と析出塩の関係をより詳細に調べるため、現地材料の物性値を考慮した壁体水分移動解析と室の熱水分解析を連成させ、その挙動のメカニズムを明らかにし、環境制御と修復材料により塩類風化を抑制する方法について検討を行う。
口腔顎顔面の組織発生における細胞増殖と分化の切り替えとその調節機構の解明

熱ショック蛋白質(Hsp)は、熱や重金属、エタノールなどのストレス刺激によって誘導される蛋白質である。昨年度の唾液腺に関する結果を本年は系統的に解析し,一応の結論を得た。唾液腺における腺房細胞の増殖分化の調節とHsp25の関係をさらに明らかにするため、導管の結紮と解除による腺房再生実験モデルを確立し、そのモデルを用いて腺房細胞の再生時におけるHsp25の時間的空間的局在を調べ,さらに細胞増殖活性との比較および細胞分化との関係を詳細に検討した。ラット顎下腺主導管を腺門部で結紮すると,約1週間で腺房が萎縮消失し,導管様構造物だけとなる。この結紮を解除すると腺房の再生が始まり,結紮解除後、3日目にHsp27免疫陽性の上皮細胞が再生腺房中に出現し、510日に高い頻度で観察される。しかし,再生がほとんど終了する14日には免疫活性が殆ど消失することが確かめられた。次にPCNAを標識として増殖細胞の分布と頻度を比較すると,PCNA陽性を示す増殖細胞は,Hsp27の発現に先立って出現し,一部の細胞はPCNAとHsp27の両方に陽性を示した。また分化はGRP-αを標識に調べると。Hsp27の発現より遅れてGRP-αに対する免疫活性が出現し,GRP-α陽性細胞の増加に反比例するようにHsp27の発現は減少した。また一部の細胞はGRP-αとHsp27の両方に陽性を示した。以上の結果から,Hsp27が腺房細胞の再生において,増殖の終了から分化の開始にかけての境界期の限局して一過性に発現することがわかった。このことは,Hsp27が腺房細胞の増殖と分化の調節に関与し,スイッチの役割を果たすのではないかと思われた。さらに,形態学的に検出が難しかった,ごく初期の分化段階にある腺房細胞がHsp27を特異的に発現することから,Hsp27が初期分化のよい標識物質として利用できる可能性が示唆された。その中でもHsp25は発生過程における細胞の増殖、分化、細胞死の調節に関わるスイッチの役割を果たすと考えられている。メッケル軟骨は第一鰓弓に発生し、直接下顎骨形成には関与せず、前方部は出生時までに変性・消失する。中間部は蝶下顎靱帯に、後方部はツチ・キヌタ骨になる。その変性・消失の分子機構は不明である。本研究ではメッケル軟骨の発生および消失に関する機構の特異性を調べる目的で、各発生段階のマウス胎仔メッケル軟骨におけるHsp25の発現と局在を免疫および遺伝子組織化学的に調べ、他の胎生期および生後の軟骨と比較した。さらにHsp25アンチセンスODNを投与した器官培養法を用いて下顎を培養し、アルシアンブルー軟骨染色を施した全載標本とHE染色連続切片を作成し、Hsp25の発現抑制の影響を組織学的に調べた。胎生期の椎骨や長幹骨原基軟骨、生後の脛骨骨端板軟骨や喉頭・気管軟骨の肥大軟骨細胞にHsp25免疫活性を認め、増殖期を含む他の軟骨細胞では陰性だった。膝関節関節軟骨ではHsp25免疫陰性だった。メッケル軟骨ではE12に間葉凝集が始まるが、軟骨形成間葉細胞がHsp25免疫陽性を示した。E13では軟骨細胞の細胞質に免疫活性が局在した。

E14ではほとんどの軟骨細胞が免疫陽性を示したが、後方部では陽性を示す軟骨細胞は少なかった。in situ hybridization法では、メッケル軟骨の軟骨細胞はHsp25のmRNAの局在が認められた。E16では前方部の切歯歯胚領域に軟骨の変性が始まり、Hsp25免疫活性はほとんどの軟骨細胞から消失した。胎生期では下顎骨の骨芽細胞にはHsp25免疫活性は認められなかった。アンチセンスONDs投与のアルシアンブルー軟骨染色全載標本では、前方・中間部が欠損したメッケル軟骨が観察された。HE染色連続切片では、下顎骨発生には影響が認められなかったが、前方・中間部のメッケル軟骨が認められなかった。以上の結果から、メッケル軟骨においてHsp25は前方・中間部の発生・成長に必須であり、免疫活性の消失と変性時期がほぼ一致することから、変性・消失を調節する役割を担っていると考えられた。熱ショック蛋白質(Hsp)は、熱や重金属、エタノールなどのストレス刺激によって誘導される蛋白質である。その中でもHsp25は発生過程における細胞の増殖、分化、細胞死の調節に関わるスイッチの役割を果たすと考えられている。メッケル軟骨は第一鰓弓に発生し、直接下顎骨形成には関与せず、前方部は出生時までに変性・消失する。中間部は蝶下顎靱帯に、後方部はツチ・キヌタ骨になる。その変性・消失の分子機構は不明である。昨年度のメッケル軟骨前・中間部の変性消失機構に続き、後部の分化および下顎頭軟骨の発生と分化におけるHsp25の時間的空間的局在について調べた。ツチ骨およびキヌタ骨の発生では、他の軟骨内骨化における骨発生のパターンと全く同様の変化を示した。即ち、増殖期・成熟期の軟骨細胞は免疫陰性で、肥大軟骨細胞が強い免疫活性を呈した。下顎頭軟骨はメッケル軟骨とは別に胎生期に発生し、生後発生期に成長するが、離乳期が終了する生後3週齢を境に、Hsp25の発現パターンが変化することを見いだした。その変化が成長速度の変化や咀嚼圧による機械的刺激の変化によるものかどうかを、固さの異なる食餌を与えたマウスで比較検討したところ、柔らかい食餌では離乳期のパターを成獣でも維持し、下顎頭の劣成長を引き起こした。その結果からHsp25が下顎頭軟骨の増殖分化の時期や速度を制御して、下顎骨の成長に大きな影響を与えていることが示唆された。さらに、唾液腺における腺房細胞の増殖分化の調節とHsp25の関係をさらに明らかにするため、導管の結紮と解除による腺房再生実験モデルを確立し、そのモデルを用いて腺房細胞の再生時におけるHsp25の時間的空間的局在を調べた。現在、症例数を増やしながら最終的な結果を得るべく実験中であるが、導管結紮解除後、3日7日に免疫陽性の上皮細胞が再生腺房中に出現し、再生がほとんど終了する14日には免疫活性が消失することがわかった。昨年度の唾液腺に関する結果を本年は系統的に解析し,一応の結論を得た。唾液腺における腺房細胞の増殖分化の調節とHsp25の関係をさらに明らかにするため、導管の結紮と解除による腺房再生実験モデルを確立し、そのモデルを用いて腺房細胞の再生時におけるHsp25の時間的空間的局在を調べ,さらに細胞増殖活性との比較および細胞分化との関係を詳細に検討した。ラット顎下腺主導管を腺門部で結紮すると,約1週間で腺房が萎縮消失し,導管様構造物だけとなる。
シナプス前終末における伝達物質放出可塑性の細胞内機序の解析

1.ニワトリ胚毛様体神経節の杯状シナプス前終末を用いて、シナプス前終末からの伝達物質放出がニューロモデュレータにより修飾される細胞内機序を解析した。2.ATPおよびその代謝産物のアデノシンは、アデノシンA1受容体を活性化することにより、シナプス前終末のω-コノトキシン感受性Ca^<2+>チャネルを選択的に抑制した。このため、活動電位にともなうCa^<2+>流入が抑制され、伝達物質の開口放出が抑制されることが明らかになった。3.内因性オピオイドのエンケファリンは、μ-オピオイド受容体を活性化することにより、ω-コノトキシン感受性Ca^<2+>チャネルを選択的に抑制した。しかし、ω-コノトキシン抵抗性のCa^<2+>流入は抑制されなかった。これにより、伝達物質放出は短期に可逆的に抑制された。エンケファリンは、また、δ-オピオイド受容体を活性化することにより、伝達物質の放出を長期に抑制した。しかし、シナプス前終末の活動電位にともなう細胞内Ca^<2+>の増加を抑制しなかった。すなわち、δ-オピオイド受容体は、Ca^<2+>増加以後の伝達物質開口放出機序を抑制することが明らかになった。4.杯状シナプス前終末には、ω-コノトキシン感受性と抵抗性の2種類のCa^<2+>チャネルサブタイプが共存している。ω-コノトキシン感受性のCa^<2+>チャネルを介するCa^<2+>流入の方が、ω-コノトキシン抵抗性のCa^<2+>チャネルを介するCa^<2+>流入よりも、より効率よく伝達物質の放出に連関していることが明らかになった。これは、ω-コノトキシン感受性のCa^<2+>チャネルがシナプス前終末の活性帯の近傍でクラスターを形成していることによることが示唆された。
おいしい餌はなぜよく育つか

現在世界の魚類養殖では、魚粉原料魚の資源量枯渇への懸念とヒト用食料資源との競合といった倫理的問題から、飼料に占める魚粉量を減らして植物原料を代わりに使った、低魚粉高植物飼料が求められている。しかしこのような餌では魚の成育が劣ることが問題となっている。本研究ではその原因として、低魚粉飼料には養魚の摂餌を刺激する味や匂いが乏しく、そのため餌が消化管に到達する前に味や匂い刺激によって開始する消化活動(脳相消化)が十分でないことにあると考え、魚類において知見が不足している脳相消化の調節機構を明らかにすることを目的に行なっている。本年度はまず、魚粉飼料に比べて味や匂いが劣る低魚粉飼料に、摂餌刺激物質を添加することで膵臓消化酵素のトリプシンとリパーゼの分泌が有意に上昇したことから、味や匂いが消化機能を増進することを明らかにできた。次に嗅覚刺激による興奮を個体レベルで求めるため、既知の市販摂餌刺激物質を飼育水に放ち、刺激物質の種類や濃度の違いによる遊泳行動の活発になる度合いを酸素消費量の増加から定量的に示すことができた。さらにブリ稚魚に対して嗅覚刺激のみ、あるいは嗅覚刺激と味覚刺激に対する、胃の応答(消化液量、消化液pH、胃の弛緩程度)について調べた。その結果、嗅覚刺激だけだと全ての項目において有意な変化はなかったが、餌を摂取した直後では胃のpHが有意に低下し、胃酸の分泌が確認された。以上のことから、嗅覚刺激のみでは興奮を促して摂餌量を増加させるきっかけとはなるが、胃における消化機能の亢進には作用せず、口腔から食道に対する味覚刺激が胃での消化を促進することが判明した。今後は味覚刺激に重点をおいて研究を進めていく。味覚および嗅覚刺激に対する消化酵素の分泌や酸素消費量の増加など養魚の応答については概ね計画通りに遂行できたが、このような応答に結びつく脳内の神経伝達物質の測定までは至らなかった。一方次年度に実施予定だった低魚粉飼料に対する影響についてはすでに着手することができた。本年度の結果から消化機能に対しては嗅覚刺激より味覚刺激の重要性が明らかとなったので、今後は口腔から食道における味覚刺激に着目して消化機能への影響を調べていく。また味覚および嗅覚刺激による消化器への神経伝達についても引き続き調べる。本年度実施できなかった測定項目についての消耗品を次年度に購入して実験を遂行するため。
メタロベータラクタマーゼの酵素活性を阻害する新規薬物の創出

β-ラクタマーゼは、ペニシリンなどで知られるβ-ラクタム系抗生物質を失活させる酵素の1種であり、薬剤耐性を示す細菌の多くがβ-ラクタマーゼを産生する。本研究では、病原細菌の薬剤耐性に対処するために、抗生物質補助剤の創出を見据えて、メタロβ-ラクタマーゼに対する阻害化合物を見出した。薬物スクリーニングにより、3種類の阻害化合物を同定した。このうちの2種は、本研究で有機合成したものであり、同定された阻害化合物をさらに改良した。1種の化合物については、メタロβ-ラクタマーゼとのタンパク質共結晶の作出に成功し、同定した阻害化合物と標的との結合構造をX線結晶解析から明らかした。特にメタロβ-ラクタマーゼ産生菌は、イミペネムやカルバペネムなど抗生物質の切り札とも言える薬剤を含めて、ほぼ全てのβ-ラクタム系抗生物質に対する耐性を持つため、感染拡大が危惧されている。病原細菌の薬剤耐性に対処するために、作用機序の異なる抗生物質あるいは抗生物質補助剤の開発は緊急の課題である。本研究では抗生物質補助剤の創出を見据えて、メタロβ-ラクタマーゼに対する阻害化合物を作出する。申請者らは既に、薬物スクリーニングにより、3種類の阻害化合物を同定した。このうちの2種は、申請者らが自ら有機合成したものである。さらにメタロβ-ラクタマーゼとのタンパク質共結晶の作出に成功し、同定した阻害化合物と標的との結合構造がX線結晶解析から明らかになっている。本申請研究では、同定された阻害化合物の改良を進める。本年度は、同定化合物からの合成展開を中心に行った。同定された化合物と同程度の阻害活性を持つ化合物は作成できたが、より活性の増強した化合物は得られていない。また東京大学・創薬機構から化合物データベースの提供を受けて、同定化合物と類似構造を持つ化合物の計算機探索を行った。探索結果を参考に、実際に創薬機構から240種類の化合物の提供を受け、阻害活性の測定を行った。提供を受けた化合物の中には、同定化合物を超える強い活性の物質は見出せなかったが、阻害活性を持つ化合物と持たない化合物についての知見が蓄積された。新規に設計し合成した十数種類の類似化合物の中には、先導化合物と同程度の阻害活性を持つものが得られた。さらに東京大学・創薬機構から提供を受けた化合物240種類についても阻害活性を測定した。その結果、構造活性相関に関する知見が集積された。メタロβ-ラクタマーゼについて、タンパク質結晶が得られる条件が確立したことで、必要に応じて標的タンパク質と阻害化合物の結合構造が解明できるようになった。これにより、阻害活性の高い新規合成化合物を理論設計することが容易になった。また本研究では、先導化合物を足掛かりに、理論計算・有機合成・生化学実験を融合させ、標的タンパク質に対する阻害剤の開発を行うことを計画したが、いずれの研究分野も遂行できている。本研究では、病原細菌の薬剤耐性に対処するために、抗生物質補助剤の創出を見据えて、メタロβ-ラクタマーゼに対する阻害化合物を作出する。準備研究の段階で既に、薬物スクリーニングにより、3種類の阻害化合物が同定されていた。このうちの2種は、当研究グループで有機合成したものであり、本研究では、同定された阻害化合物の改良が中心となる。1種の化合物については、メタロβ-ラクタマーゼとのタンパク質共結晶の作出に成功し、同定した阻害化合物と標的との結合構造がX線結晶解析から明らかになっている。前年度には、化合物のメタロβ-ラクタマーゼに対する構造活性相関を探るため、東京大学・創薬機構から化合物データベースの提供を受けて、同定化合物と類似構造を持つ化合物の計算機探索を行った。探索結果を参考に、実際に創薬機構から240種類の化合物の提供を受け、阻害活性の測定を行ったが、提供を受けた化合物の中には、同定化合物を超える強い活性の物質は見出せなかった。本年度は、商用のデータベースから類似化合物を検索し、13種類の化合物を購入した。幾つかの化合物で阻害効果が認められ、このうち1種類については、強い活性が見られた。新規に設計し合成した周辺化合物の中には、先導化合物と同程度の阻害活性を持つものが得られたものの、同定された化合物より活性の増強した化合物は得られていない。そこで商用のデータベースより、類似構造を持つ化合物を選出し、阻害活性を測定した。その結果、今後の研究の足掛かりとなる有望な化合物が得られた。現在、新規に同定した化合物とメタロβ-ラクタマーゼの共結晶化に取り組んでいる。

結合構造から、阻害活性の高い新規合成化合物を理論設計することが可能になる。本研究では、先導化合物を足掛かりに、理論計算・有機合成・生化学実験を融合させ、標的タンパク質に対する阻害剤の開発を行うことを計画したが、いずれの研究項目も進めることができている。β-ラクタマーゼは、ペニシリンなどで知られるβ-ラクタム系抗生物質を失活させる酵素の1種であり、薬剤耐性を示す細菌の多くがβ-ラクタマーゼを産生する。特にメタロβ-ラクタマーゼ産生菌は、イミペネムやカルバペネムなど抗生物質の切り札とも言える薬剤を含めて、ほぼ全てのβ-ラクタム系抗生物質に対する耐性を持つため、感染拡大が危惧されている。本研究では、病原細菌の薬剤耐性に対処するために、抗生物質補助剤の創出を見据えて、メタロβ-ラクタマーゼに対する阻害化合物を見出した。薬物スクリーニングにより、3種類の阻害化合物を同定した。このうちの2種は、本研究で有機合成したものであり、同定された阻害化合物をさらに改良した。1種の化合物については、メタロβ-ラクタマーゼとのタンパク質共結晶の作出に成功し、同定した阻害化合物と標的との結合構造をX線結晶解析から明らかした。化合物のメタロβ-ラクタマーゼに対する構造活性相関を探るため、東京大学・創薬機構から化合物データベースの提供を受けて、同定化合物と類似構造を持つ化合物の計算機探索を行った。探索結果を参考に、実際に創薬機構から240種類の化合物の提供を受け、阻害活性の測定を行ったが、提供を受けた化合物の中には、同定化合物を超える強い活性の物質は見出せなかった。さらに商用のデータベースから類似化合物を検索し、13種類の化合物を購入した。幾つかの化合物で阻害効果が認められ、このうち1種類については、強い活性が見られた。これらの知見を基に、化合物の改良を進めた。前年度に引き続き、理論計算・有機合成・生化学実験を融合させ、メタロβ-ラクタマーゼを標的とした阻害剤の開発を進める。1.X線共結晶構造解析から得られた構造情報をもとに、化合物と標的タンパク質との結合親和性を計算機で算出する。官能基付加や官能基置換を施した修飾化合物についても、結合親和性を予測する。この予測評価を繰り返して、有望な化合物構造を探索し、活性増加の見込める分子構造をデザインする。計算には申請者が独自に開発したOrientationソフトウェアを用いる。2.計算機予測により有望と判断された構造を持つ化合物とその周辺化合物について、有機合成を行う。合成中間体も活性測定に使用する。同定された3種類の化合物のいずれについても合成展開をして、構造活性相関の手掛かりとする。
銅酸化物超伝導体の酸素制御に基づく局所構造変化が誘起する創発磁気現象の解明

銅酸化物超伝導体において、銅まわりの酸素の配位構造に依存した超伝導機構に注目が集まっている。本研究では、酸素制御により多彩な超伝導相図を示す平面4配位T'構造銅酸化物において、わずかな頂点酸素が系全体のスピン相関を変える新現象に着目し、CuO5ピラミッド構造を有するT*構造銅酸化物の研究を行なう。T*構造銅酸化物は、T'構造銅酸化物と対照的に、頂点酸素に欠損型の局所構造変化を与える。大型単結晶育成法と酸素制御法を確立し、頂点酸素欠損が誘起した磁気秩序相と超伝導相におけるスピン相関の違いを解明する。これらの研究から、局所構造変化が誘起する創発磁気現象の機構を明らかにし、銅酸化物超伝導機構に迫る。
視覚特別支援学校等で用いる触覚タイプ色彩伝達装置の開発

本研究は,盲学校における理科の授業および視覚障害者の日常での使用を目的とした「触覚タイプ色彩伝達装置」を開発することにある。本開発装置は市販されている「音声式の色認識装置」では使用困難な理科実験における色の微妙な変化過程や色の濃さの違いを伝達する装置である。さらに,本装置は視覚と聴覚の重複障害者へ色を伝達する生活支援装置としての有用性も期待できる。装置は色センサとワンチップマイコンおよび色を表現する振動機構部品から構成した。色センサからのデジタルデータを周波数に変換しサーボモータもしくは振動スピーカに出力するアルゴリズムを育案し試作品を製作した。開発した装置の制御部は高度な処理が可能であり寸法が小さいマイコンボードGR-CITRUS(ルネサスエレクトロニクス),読み取り部は12C通信が使えるためカラーセンサTCS347 (Adafruit Industries),出力部は駆動型の場合はTTL通信を行い精確な動作のため,TTLサーボモータRS303MS (双葉電子工業)を使用した。また平成28年度において振動タイプの出力はハードディスク機構部品を再利用し,骨伝導タイプの出力部を試作した。開発した触診型の出力装置はRGBカラー値について突起の高低および振動の2方式を同時に開発し,出力方法を検討した。両方式とも装置はスタンドアローンタイプであるため,他の機器に依存することなく単独で使用することができる。平成29年度, RGBカラー値をサーボモータ出力方法を報知方法とし試作した。平成30年度は正確な色情報を出力するための補正するアルゴリズムを考案し装置を改良した。本研究は、盲学校における理科の授業および視覚障害者の日常での使用を目的とした「触覚タイプ色彩伝達装置」を開発することにある。本開発装置は市販されている「音声式の色伝達装置」では困難な理科実験における色の微妙な変化過程や色の濃さの違いを伝達する装置である。さらに、本装置は視覚と聴覚の重複障害者へ色を伝達する生活支援装置としての有用性も期待できる。試作装置は色センサとワンチップマイコンおよび色を表現する振動機構部品から構成した。色センサからのデジタルデータを周波数に変換しサーボモータもしくは振動スピーカに出力するアルゴリズムを考案し試作品を製作した。開発した装置の制御部は高度な処理が可能であり寸法が小さいマイコンボードGR-CITRUS(ルネサスエレクトロニクス),読み取り部はI2C通信が使えるためカラーセンサTCS34725(Adafruit Industries),出力部は駆動型の場合はTTL通信を行い精確な動作のため,TTLサーボモータRS303MS (双葉電子工業)を使用した。また振動タイプの出力には,ハードディスク機構部品を再利用し,骨伝導タイプの出力部を製作した。開発した触診型の出力装置は、RGBカラー値について突起の高低および振動の2方式を同時に開発し,最良の出力方法を検討した。両方とも装置はスタンドアローンタイプであるため、他の機器に依存することなく単独で使用することができる。現在,RGBカラー値をサーボモータ出力方法が報知方法として採用することに決定した。当初色情報を骨伝導スピーカーによる出力を目指して開発を展開していた。しかし,検証の結果,スピーカーの振動では色の認識が難しいことが明らかとなった。そこで,色情報を突起で表現する方法を考案した。装置はカラーセンサーから色情報を取得してTTLサーボモータに出力されるまでに約0.5秒のラグが生じていたがプログラムの改良により解決した。電源部の単三電池がある程度消費されている際に装置を起動させると、TTLサーボが動いている間、カラーセンサに接続した補助照明用白色LEDの光が弱くなるのを防止するように電源部を改良した。また、TTLサーボ1台接続のみと3台接続ではサーボモーターの回転時間に差が生じる。ハードとソフト両面においての改良点が考えられる。このようなことから,進捗状況としては,やや遅れている。本開発装置は市販されている「音声式の色伝淕菠謬」では困難な理科実験における色の微妙な変化過程や色の濃さの違いを伝達する装置である。開発した装置の制御部は高度な処理が可能であり寸法が小さいマイコンボードGR-CITRUS(ルネサスエレクトロニクス)読み取り部は12C通信が使えるためカラーセンサTCS347(Adafruit Industries),出力部は駆動型の場合はTTL通信を行い精確な動作のため,TTLサーボモータRS303MS (双葉電子工業)を使用した。昨年, RGBカラー値をサーボモータ出力方法を報知方法とし試作した。サイズ等の検討の結果,平成30年度は振動触診方式を用い,さらに携帯可能な小型化を計る。当初,色情報を骨伝導スピーカーによる出力を目指して開発を展開していた。

しかし,検証の結果,骨伝導スピーカーの振動では色の認識が難しいことが明らかとなった。そこで,色情報を突起で表現する方法を考案した。装置はカラーセンサから色情報を取得してTTLサーボモータに出力されるまでに約0.5秒のラグが生じていたがプログラムの改良により解決した。電源部の単三電池がある程度消費されている際に装置を起動させると,TTLサーボが動いている間,カラーセンサに接続した補助照明用白色LEDの光が弱くなるのを防止するように電源部を改良した。また,TTLサーボ1台接続のみと3台接続ではサーボモーターの回転時間に差が生じた。ハードとソフト両面において改良した。平成29年度,アルゴリズムの改良により,サーボモータのタイムラグ無くしたものの,センサーの特性上「黄色」の認識に難があり,現在アルゴリズムを改良しているところである。以上のことから,進捗状況としては,やや遅れている。本研究は,盲学校における理科の授業および視覚障害者の日常での使用を目的とした「触覚タイプ色彩伝達装置」を開発することにある。本開発装置は市販されている「音声式の色認識装置」では使用困難な理科実験における色の微妙な変化過程や色の濃さの違いを伝達する装置である。さらに,本装置は視覚と聴覚の重複障害者へ色を伝達する生活支援装置としての有用性も期待できる。装置は色センサとワンチップマイコンおよび色を表現する振動機構部品から構成した。色センサからのデジタルデータを周波数に変換しサーボモータもしくは振動スピーカに出力するアルゴリズムを育案し試作品を製作した。開発した装置の制御部は高度な処理が可能であり寸法が小さいマイコンボードGR-CITRUS(ルネサスエレクトロニクス),読み取り部は12C通信が使えるためカラーセンサTCS347 (Adafruit Industries),出力部は駆動型の場合はTTL通信を行い精確な動作のため,TTLサーボモータRS303MS (双葉電子工業)を使用した。また平成28年度において振動タイプの出力はハードディスク機構部品を再利用し,骨伝導タイプの出力部を試作した。開発した触診型の出力装置はRGBカラー値について突起の高低および振動の2方式を同時に開発し,出力方法を検討した。両方式とも装置はスタンドアローンタイプであるため,他の機器に依存することなく単独で使用することができる。平成29年度, RGBカラー値をサーボモータ出力方法を報知方法とし試作した。平成30年度は正確な色情報を出力するための補正するアルゴリズムを考案し装置を改良した。試作で採用した標準タイプTTLサーボからマイクロサーボへ変更し小型化を行う。電子回路部を筐体に組み込み試作品を盲学校、国立障害者リハビリテーションセンターおよび「盲ろう者友の会」を通して検証し、「QUEST福祉用具満足度評価」を実施し、改良点を探り、試作品の完成度を実用レベルに高める。検証・評価を重ね実用レベル「触覚タイプ色彩伝達装置」のプロトタイプを完成させる。
リーマン等質空間上の対称変換と大域幾何学

D'Atri空間の研究の中核となるのは、自然還元等質空間及び一般化されたHeisenbeng群であり、それらの等質構造が重要となる。前者の多様性とその幾何学的性質の複雑さについては古田&渡辺がS^2×S^3上に具体的に構成した例でも示されている。まず注目したのは、無限小モデルと呼ばれる代数的構造とリーマン等質空間の存在とに関するLastaria&Tricerriの結果で,概複素構造をもつ場合,即ち等質エルミート多様体や等質ケーラー多様体の存在について対応する結果が得られた。概接触多様体や等質佐々木多様体の場合にも成立するかどうか研究を進めている。それは自然還元等質空間の重要なモデル空間である佐々木空間形に深かく係わることで,この特徴付けを標準接続によって行うことに成功した。また,対称変換の大域的性質を調べるのに都合のよいユニタリ・ケーラー多様体の特徴付けをすることができ,近々発表する予定である。自己共役アインシュタイン空間がコンパクトである場合についての完全な分類や,CP^2#<CP^2>^^^-上のBerard&Bergery計量について,ケーラーでないアインシュタイン・エルミート計量を構成した。トロイダル群上の正則直線束や有理関数体の超越次数についての精密な結果を得ることができた。更に,順序体の理論においてはこの基礎をなす実座と呼ぶ付値について,極大実座という新しい概念を導入し,SAP体の特徴付けの定理を発見した。これは順序体や代数関数体の分類に直結する重要な成果であると考える。引き続き生成系の多い代数関数体について様々なアプローチを行っている。
ADHD傾向のある若年成人層の抑うつ状態に対する対人関係カウンセリングの効果

成人若年層(18歳30歳)のうつ状態や自殺が問題となっており、その対策が望まれている。なかでも、近年、注意欠如・多動症(ADHD)傾向などの発達障害に伴う抑うつ状態に対する適切な心理学的介入方法の研究が望まれる。対人関係カウンセリング(Interpersonal Counseling : IPC)は、具体的なコミュニケーション方法についての教育的要素も含む簡易なカウンセリング方法である。そこで、本研究では、成人若年層におけるADHD傾向に伴ううつ状態に対するIPCの効果を、心理状態を測る評価尺度や脳血流量などを用いて検討する。
日本人における妊娠関連乳癌の病態解明と抗老化因子SIRT1の果たす役割の解明

本研究は、進捗状況から当初予定を変更し、ヒトグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)アナログ・リラグルチドを用いて、子宮体癌細胞株に対する生理的影響と、GLP-1受容体の子宮体癌における病態的意義を検討した。リラグルチドはヒト子宮体癌培養細胞株Ishikawaの細胞増殖を抑制したが、オートファジーを誘導しかつ細胞死をもたらすことが明らかとなった。子宮体癌病理組織においてGLP-1受容体が高いと無増悪進展期間が延長するため、子宮体癌におけるGLP-1受容体の病的意義とリラグルチドが糖尿病またはインスリン抵抗性があるような子宮体癌症例に対するアジュバント療法としての臨床応用への基盤を構築した。PABC(妊娠関連乳癌)における分子生物学的機構の解明として、我々はPABC組織が胎児・胎盤に転移したという報告がこれまでにないことに着目し、胎盤が乳癌細胞を排除するメカニズムが存在するという推測のもと研究系を立ち上げている。in vitroの系として胎盤絨毛組織から胎盤の初代培養系を確立することに着手している。胎盤から得られた絨毛細胞を培養乳癌細胞と共培養することでPABC環境の模倣を行い、乳癌細胞の浸潤・移動能・血管形成能を検討するための基盤を確立しつつある。共培養に使用する乳癌細胞は、MCF-7, T47D, MDA-MB-231などエストロゲン受容体αの有無による分類をしホルモン依存性の有無による差異を見出すことも目標である。実際の臨床において得られたPABC組織において生物学的サブタイピングとSIRT1およびDBC1の発現状態を調べ、PABCの予後との相関について検討するにあたり、当院でこれまで手術を行った18症例につきサンプルを集めた。今後免疫組織化学染色法などを用いて検討を進める予定である。また、PABCの研究以外に、子宮体癌の細胞株であるKLE、Hec1bに対する六君子湯の働きについて、MTTアッセイを行い、細胞抑制能を調べ、また、SIRT1やSIRT6の発現の変化を検討している。乳癌組織を検討するための倫理申請の進行が遅く、予定より遅れている。そのため、PABCの検討以外にも、子宮体癌培養細胞株を用いた検討を同時におこなうことにより、ホルモン依存性腫瘍の新規知見を得る予定である。子宮体癌は婦人科悪性腫瘍の中で最も発症頻度が高く、近年の社会傾向から考えても今後さらなる罹患頻度の上昇が危惧される。本研究は、近年II型糖尿病治療標的として近年注目されているヒトグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)アナログを用いて、子宮体癌細胞株に対する生理的影響と、GLP-1受容体の子宮体癌における病態的意義を検討した。1)ヒト子宮体癌培養細胞株Ishikawaおよび子宮体癌患者から得られた病理組織において、GLP-1受容体が発現していることを明らかにした。GLP-1受容体アゴニストであるリラグルチドを用いてIshikawa細胞に及ぼす影響を検討したところ、濃度依存的に細胞増殖が抑制され、コロニーフォーメションアッセイにおいても生存コロニー数の減少を同様に認めた。2)細胞増殖を抑制するメカニズムを追求したところ、リラグルチドはAMPKリン酸化を促進し、オートファジーを誘導するため、結果として細胞死をもたらすことをフローサイトメトリー法にて示した。3)子宮体癌検体を用いた検討により、GLP-1受容体発現はホルモン受容体(エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体)発現と相関し、GLP-1受容体が多くみられる場合無増悪進展期間が延長することが判明した。以上の研究結果から、子宮体癌細胞株に対するリラグルチドの抗腫瘍効果が証明された。リラグルチドは糖尿病またはインスリン抵抗性があるような子宮体癌症例に対するアジュバントとしての臨床応用が期待される。まずはPABCの免疫染色をするための倫理申請を早急に終え、当院病理学講座と連携して速やかに実行する。同時に、すでに倫理申請が済んでいる胎盤培養については、難易度が高いため、何度も繰り返し行い、手技を確立した上で、さらなる検討に入ることとする。子宮体癌と六君子湯の関係については、細胞増殖抑制傾向があることはすでに判明しているため、今後はqPCRやELIZAを用いてSIRT1やSIRT6の発現にどのように影響するかを調べる予定である。産婦人科学旧年度は本申請者が研究を再開してから間がなく実験系の立ち上げがうまくいかなかったこと、乳癌検体を使用する倫理申請の進捗が思わしくなく、胎盤初代培養系はコンタミネーションなどトラブルが頻発しており手技の習得が捗っていないためである。今後は、精力的に実験を進めるため、昨年度の予算も使用する予定である。
線虫感染により誘導される腸管粘膜の損傷と修復におけるIL-18の役割

炎症性サイトカインの一つであるインターロイキン18(IL-18)は炎症の開始から終息に至る全てのステップで中心的な役割を果たしている可能性が示唆されている。我々は、IL-18がIL-12と共同してγ型インターフェロンの産生を介して一酸化窒素や活性酸素、さらにTNFαなどの産生を誘導し感染に対する抵抗性を与える事(Singh R.P.,et al.,J.Immunol.,2002)、しかし同時に正常組織に対しては組織傷害をもたらす事を報告してきた(Shimmyo A,-K.,et al.,J.Immunothera.,2002)。しかし最近の研究で我々は、IL-18がIL-12の非存在下ではT細胞,NK細胞やマスト細胞に作用してIL-4,IL-10,IL-13などの抗炎症作用を持つサイトカインの産生を誘導するユニークな働きを持つサイトカインである事を示してきた(Kashiwamura S.,et al.,J.Immunothera.,2002)。この様な経緯からIL-18が炎症の制御という観点からも生体にとって重要な因子であると考え、その作用を詳細に解析した。その結果、IL-18をIL-12とともにマウスに投与する事で肝臓に重篤な脂肪変性を誘導する事を示した(Kaneda M.,et al.,J.Interferon Cytokine Res.,2003)。更に、この組織傷害誘導のメカニズムとして、この二つのサイトカインが過剰な一酸化窒素の産生を誘導し、組織での微小循環系の損傷をもたらし、結果、多臓器の機能不全が誘導されている可能性を示唆した。また血中のIL-18濃度が心筋梗塞における再発の可能性と関連する事が明らかとなり(Kawasaki D.,et al.,Am.J.Cardiol.,2003)、血管などの内皮系の傷害との関連を持つ事も強く示唆された。更に、IL-18が粘膜系の炎症疾患である子宮内膜症患者の腹水中で高値を示す事が明らかとなった(Oku H.,et al.,Hum.Reprod.,2004)。この研究では炎症部位に浸潤したリンパ球がIL-18を産生し、非免疫系の間質細胞がIL-18受容体を発現する事が明らかとなった。この結果はIL-18が間質細胞に作用してCOX-2遺伝子の発現を誘導しプロスタグランデインE2を産生、その結果TNFαなどの炎症性サイトカインを抑制している可能性を示唆するものと考えられた。炎症性サイトカインの一つであるインターロイキン18(IL-18)は炎症の開始から終息にいたる全てのステップで中心的な役割を持つ可能性が示唆されている。

我々の研究から、IL-18がIL-12と共同してγ型インターフェロンの産生を介して一酸化窒素や活酸酸素、さらにTNFαなどの産生を誘導し組織傷害をもたらす一方、IL-12の非存在下ではT細胞やマスト細胞に作用してIL-4,IL-10,IL-13などの抗炎症作用を持つサイトカインの産生を誘導するユニークな働きを持つサイトカインである事を示してきた(Kashiwamura S.,et al.,J.Immunothera.2002)。この様な経緯からIL-18が炎症の制御という観点から生体にとって重要な因子であると考え、その作用を詳細に解析した。その結果、IL-18をIL-12とともにマウスに投与する事で肝臓に重篤な脂肪変性を誘導する事を示し(Kaneda M.,et al.,J.Interferon Cytokine Res.,2003)、そのメカニズムとして、この二つのサイトカインが過剰な一酸化窒素の産生誘導と組織での微小循環系の損傷をもたらし、多臓器の機能不全を誘導する可能性を示唆した。また血中のIL-18濃度が心筋梗塞における再発の可能性と関連する事が明らかとなり(Kawasaki D.,et al.,Am.J.Cardiol.)、血管などの内皮系の傷害との関連を持つ事も強く示唆された。更に、IL-18が粘膜系の炎症疾患である子宮内膜症患者の腹水中で高値を示す事が明らかとなった(Oku H,et al.,Hum.Reprod.2003)。この研究では炎症部位に浸潤したリンパ球がIL-18を産生し、非免疫系の間質細胞がIL-18受容体を発現する事が明らかとなった。この結果はIL-18が間質細胞に作用してCOX-2遺伝子の発現を誘導しプロスタグランデインE2を産生、TNFαなどの炎症性サイトカインを抑制する可能性が示唆された。
誤差項に非対称分布を仮定した円周上の確率過程の理論とその応用

ある地点における1時間毎の風向を記録したデータや、渡り鳥の移動方向を一定時間おきに記録したデータは、個々の観測が円周上の点として表されることから、円周上に値をとる時系列データとみなすことができる。本研究では、Kato (2009)による円周上のマルコフ過程の拡張として、誤差項に非対称分布を仮定した円周上の自己回帰過程を提案し、その統計的性質の考察を行った。また、提案したモデルの応用を議論した。本研究では、3年間に渡り、Kato(2009)による円周上のマルコフ過程の拡張として、誤差項に非対称分布を仮定した円周上の自己回帰過程を提案し、その統計的性質の考察と気象データへの応用を行う。1年目にあたる平成22年度には、誤差項に対称分布を仮定した円周上の自己回帰過程の構築を行った。自己回帰過程の構築においては、Fisher and Lee(1994)によるリンク関数を用いた円周上の自己回帰過程の導出法を利用し、リンク関数に正接関数を仮定することで自己回帰過程を導出した。また誤差分布としては、本年度の段階では対称分布であるWrapped Cauchy分布を仮定した。この自己回帰過程はKato(2009)によるマルコフ過程の1つの拡張となっている。つまり、Kato(2009)のモデルでは、過去の状態を所与としたときの時間t+1の状態W_<t+1>の条件付き分布が、時間tの状態W_tにのみ依存するモデルであったのが、今回のモデルではより一般に、W_t,W_<t-1>.....W_<t-p>に依存する拡張モデルとなっている。この自己回帰過程は、時間tにおける分布がWrapped Cauchy分布になるなどの解析的に扱いやすい幾つかの性質が成り立つことを示すことができた。また、自己回帰過程の挙動についても考察を行い、パラメータの解釈についても議論を行った。その結果、本研究で提案されたモデルを応用することにより、既存のモデルは記述できなかった時系列における現象を記述することが可能となることがわかった。2年目にあたる平成23年度には「円周上の非対称確率分布の提案と自己回帰過程への応用」を行った。この研究は、実質2つの研究からなっている。まず1つ目の研究として、「(1)誤差分布のための円周上の非対称確率分布の提案」に取り組み、それから、「(2)誤差分布として(1)で提案した非対称分布を仮定した自己回帰過程の統計的性質の考察」をする、という流れで研究を行った。まず、1つめの研究「(1)誤差分布のための円周上の非対称確率分布の提案」の結果について述べる。平成22年度に提案した自己回帰過程においては、誤差項に対称分布であるWrapped Cauchy分布(以下、WC分布)を仮定していた。この分布は2つのパラメータから成り、1つは位置を、他方は尺度を調節する役割をもつ。この分布を一般化した確率分布、具体的にはWC分布を特別の場合として含み、分布の歪度と裾を調節できる確率分布、の提案を行った。そして、その確率分布の統計的性質について議論した。これにより、非対称もしくは裾が重いデータに対しても満足な当てはめを期待できるモデルを与えることができた。そして、次に「(2)誤差分布として(1)で提案した非対称分布を仮定した自己回帰過程の統計的性質の考察」を行った。特に重点的に調べたことは、誤差項にWC分布ではなく、(1)の研究で提案したよりflexibleな非対称確率分布を仮定することで、WC分布を仮定した平成22年度のモデルでは説明できなかったどのような挙動を示すことができるのか、という点である。そして、提案された自己回帰過程は、誤差分布が非対称となる性質により、既存のモデルは記述できなかった時系列におけるいくつかの現象を記述することが可能となることがわかった。最終年度にあたる平成24年度には、3つのテーマで研究を行った。初めに、「(1)平成22・23年度で提案したモデルの統計的性質に関する考察」に取り組み、次に「(2)円周上に値をとる連続時間確率過程の提案」、そして、「(3)提案したモデルの円周上の時系列データへの応用に関する議論」を行った。まず初めに、「(1)平成22・23年度で提案したモデルの統計的性質に関する考察」について述べる。ここで、「平成22・23年度で提案したモデル」というのは、平成22年度の(誤差項に対称分布を仮定した)円周上の自己回帰過程、および、平成23年度の非対称な誤差項を持つ円周上の自己回帰過程のことを指している。今年度は、これら2つの自己回帰過程に関して更なる考察を行った。

そして、2つの自己回帰過程が、パラメータのとり方によってどのような挙動の違いを見せるかについて更なる結果を得ることができた。また、2つの自己回帰過程のパラメータ推定についても議論した。次に、「(2)円周上に値をとる連続時間確率過程の提案」および「(3)提案したモデルの円周上の時系列データへの応用に関する議論」について述べる。平成22・23年度で議論した自己回帰モデルは、離散時間の時系列データのためのモデルであった。それに対し(2)の研究では、連続時間の現象のための円周上の確率過程を議論している。研究では、新たな確率過程の定義を与え、そのパラメータの解釈およびパラメータ推定に関して結果を得ることができた。そして、(3)の研究においては、平成22・23年度で提案した自己回帰過程と(2)の確率過程に関して、風向の時系列データへの応用の可能性を議論した。交付申請書には、平成23年度には2つのテーマ、つまり、「(1)誤差分布のための円周上の非対称確率分布の提案」と「(2)誤差分布として(1)で提案した非対称分布を仮定した自己回帰過程の統計的性質の考察」、に取り組む予定であると記載した。そして、実際に上記2つの研究テーマに取り組み、計画通りに研究を進展させることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在までは当初の計画通りに研究が進展しているため、最終年度にあたる平成24年度も研究計画に従い、「提案したモデルの統計的性質の考察と気象データへの応用」について研究を行う予定である。現在のところ、研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点は見当たらない。