hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
波動関数理論に基づく高精度な第一原理計算手法の開発とそれによる強相関電子系の研究

今日、第一原理計算に基づく物質科学は、固体物性の微視的理解、またそれに基づく材料設計など、幅広い目的で利用されている。しかし、従来手法では精度の面から取り扱いが困難な系が存在することも広く知られており、本研究課題はその問題を解決するため、「トランスコリレイティッド(TC)法」の理論開発を目的としている。平成25年度は以下の成果が得られた。(1)ジャストロウ因子の最適化手法の幅広い適用:平成24年度までに開発してきたジャストロウ因子の最適化手法を、より広い範囲、具体的には水素化リチウムのようなイオン結合性の結晶も含めて適用した。そうした結晶の格子定数も改善されることを確かめ、これらの成果を論文として投稿し、受理された。(2)固体の光吸収スペクトルの高精度な第一原理計算手法の適用:こちらも平成24年度までに開発してきた手法をより広い範囲に適用した。具体的には、バンドギャップの小さいヒ化ガリウムにも適用し、その光吸収スペクトルの精度が従来の波動関数理論に基づく第一原理計算と比べてよく改善されることを確かめた。(3)MP摂動論とTC法を組み合わせたバンド計算:上述(1)のジャストロウ因子最適化によりTC法のバンド計算の精度は向上したが、まだ必ずしも十分ではなく、その精度の重要性は(2)のスペクトル計算にも深く関わることも確かめられた。そこでMP摂動論とTC法を組み合わせ、より高精度なバンド計算を試みた。その結果、MP摂動論の二次の範囲ではTC法のバンド構造は多くの場合あまり変わらないことがわかり、さらなるジャストロウ因子の改善が重要であることを突き止めた。以上、(1)(3)までの成果は、波動関数理論の固体への適用可能性を従来よりも大幅に広めたものであり、今後の高精度計算の実現に向けた方法論開発において重要な知見を与えるものである。(抄録なし)固体物性の第一原理計算は、固体の本質的な性質を調べる基礎物理においても、また現実の物質・デバイスの物性を調べる応用計算においても、現在、重要な役割を担っている。しかし、従来手法では精度の面から取り扱いが困難な系が存在することも広く知られている。本研究課題はそのような高精度計算において有望と思われる理論の一つ、「トランスコリレイティッド(TC)法」の理論開発を目的としており、平成23年度は以下の成果が得られた.(1)プログラムコードの開発およびその適用:TC法の固体への適用を行っているのは、世界でも研究代表者の属するグループだけであり、従ってプログラムコードも独自に開発したものを利用している。そのため、その開発および適用事例の蓄積は重要な課題の一つである。平成23年度においては、後述の(2)の方法論をコードに実装し、固体ケイ素や炭化ケイ素に適用した。(2)方法論の開発(ジャストロウ因子の最適化):TC法では、多体波動関数をジャストロウ因子とスレイター行列式の積の形に仮定する。従来、TC法の固体計算ではジャストロウ因子はごく簡単な形を用いていたが、多体効果の高精度な取り扱いには、この部分の精密な最適化は不可欠である。平成23年度においては、ジャストロウ因子を従来の単純な形から、より一般の多項式展開を含んだ形に拡張し、さらにそれを最適化する手法を開発し、先述の通り簡単な系に適用し、我々の方法論が機能することが確認された。現在はまだ適用が出来た段階だが、今後は精度がどの程度改善されるのかを確認することが課題となる。(3)TC法の高速化に関する論文投稿:TC法は、平成21年度に計算の高速化に成功したことによって、固体計算において可能性が大きく広がった。平成23年度においては、この点に関して執筆した論文を投稿し、受理、掲載された。第一原埋計算に基づく固体物性の研究は、物理現象の微視的理解を得る上で大いに有用であり、様々な場面において重要な役割を担っている。平成24年度は以下の成果が得られた。(1)ジャストロウ因子の最適化手法の開発: TC法では、多体波動関数をジャストロウ因子とスレイター行列式の積の形に仮定する。多体効果の高精度な取り扱いには、ジャストロウ因子の最適化は不可欠であり、平成23年度からそれを最適化する手法を開発してきた。平成24年度においては、本最適化手法によってバンドギャップの大きな固体のバンドギャップの精度が大幅に向上することが確かめられた。本成果は、TC法を精度良く適用することの出来る範囲を広げる重要な意義がある。(2)固体の光吸収スペクトルの高精度な第一原理計算手法の開発:上述のジャストロウ因子最適化を、TC法に基づく励起状態計算手法(TC-CIS法)と組み合わせることによって、固体の光吸収スペクトルの高精度な第一原理計算を実現することが出来る事を確かめた。実際、固体のフッ化リチウムの励起し束縛エネルギーが極めて精度良く再現されることが確かめられた。本成果によって、固体の励起状態を波動関数理論に基づいて精度良く記述出来ることがはじめて示された。

平成25年度は以下の成果が得られた。(1)ジャストロウ因子の最適化手法の幅広い適用:平成24年度までに開発してきたジャストロウ因子の最適化手法を、より広い範囲、具体的には水素化リチウムのようなイオン結合性の結晶も含めて適用した。そうした結晶の格子定数も改善されることを確かめ、これらの成果を論文として投稿し、受理された。(2)固体の光吸収スペクトルの高精度な第一原理計算手法の適用:こちらも平成24年度までに開発してきた手法をより広い範囲に適用した。具体的には、バンドギャップの小さいヒ化ガリウムにも適用し、その光吸収スペクトルの精度が従来の波動関数理論に基づく第一原理計算と比べてよく改善されることを確かめた。(3)MP摂動論とTC法を組み合わせたバンド計算:上述(1)のジャストロウ因子最適化によりTC法のバンド計算の精度は向上したが、まだ必ずしも十分ではなく、その精度の重要性は(2)のスペクトル計算にも深く関わることも確かめられた。そこでMP摂動論とTC法を組み合わせ、より高精度なバンド計算を試みた。その結果、MP摂動論の二次の範囲ではTC法のバンド構造は多くの場合あまり変わらないことがわかり、さらなるジャストロウ因子の改善が重要であることを突き止めた。以上、(1)(3)までの成果は、波動関数理論の固体への適用可能性を従来よりも大幅に広めたものであり、今後の高精度計算の実現に向けた方法論開発において重要な知見を与えるものである。2011年3月の東日本大震災に伴う全国的な停電の影響で、スーパーコンピュータをはじめとした計算資源の使用に制約が生じたため、やや遅れが生じている。具体的には、平成23年度内にジャストロウ因子最適化による精度向上を確認するまでには至らなかった。当初予定していたジャストロウ因子最適化を実現し、バンドギャップの精度改善をすることが出来た。また、それに基づいて光吸収スペクトルの高精度計算を行うことも出来た。まず、.ジャストロウ因子最適化に関しては、現在よりも最適化の自由度を増やし、精度改善を目指す。またジャストロウ因子中の長距離パラメータについては、小さいセルでの安定した最適化が困難だったため、別の指導原理に基づく最適化を行う方法論を開発する。そしてそれらを、様々な種類の半導体に適用し、ジャストロウ因子最適化の影響を調べる予定である。また、それに関連するコード開発も並行して行う。ジャスロウ因子化をより広い範囲の物質に適用することによって、トランスコリレイティッド法およびそのために開発したジャストロウ因子最適化手法の適用範囲がどの程度広くなったのかを精査する。また、光吸収スペクトルの高精度計算についても同様、当該年度に有用性を確かめることが出来たため、別の物質にも適用しその性質を精査する。(抄録なし)
経営者予想利益のラチェット効果が報告利益管理に与える影響の検証

本研究では、経営者予想利益が役員賞与を決定する際の利益ベンチマークとなるかどうかをまず検証した。検証の結果、経営者予想利益は役員賞与決定の利益ベンチマークとなっていた。次に、経営者予想利益に、予算に見られるようなラチェット効果が生じていることが判明した。その上で、裁量前の利益が一時的に上昇した企業では、ラチェット効果による次期の経営者予想利益の上昇を防ぐために、利益減少型の報告利益管理を行っているかどうかを検証した。分析の結果、一時的な利益を計上した場合、利益減少型の報告利益管理が行われていた。加えて、このような企業では、次期の経営者予想利益が達成しやすい低水準になっていることが判明した。本研究課題では、決算短信における予想利益(以下では経営者予想利益とする)のラチェット効果が利益減少型の報告利益管理を引き起こしているかどうかを検証することを目的としている。本年度は、経営者報酬のベンチマークとしてどのような指標が用いられているかの検証、経営者予想利益の予想誤差を生じさせる要因についての検証、利益目標のラチェット効果の検証について、それぞれ先行研究のレビューをまず行った。その上で、東証1部・2部の上場企業の財務データを用いて、(1)経営者予想利益にラチェットが生じているかどうかの検証、(2)経営者報酬のうち、特に企業業績と関連がある役員賞与の額を決定する際のベンチマークとして、経営者予想利益、前期利益、利益額ゼロが用いられているかどうかの検証、(3)有能な経営者のインセンティブを引き出すような経営者報酬契約にするために、経営者予想利益のラチェットを考慮して、業績目標である経営者予想利益の水準の設定が行われているかどうかの検証を行った。(1)と(3)については、2015年度日本管理会計学会全国大会(近畿大学)で研究報告を行い、『管理会計学』に投稿を予定している。検証の結果、1経営者予想利益にラチェットが生じていること、2経営者のインセンティブを引き出すために、当期の収益性が高い企業では、経営者予想利益のラチェットを見越して、当期の収益性が低い企業と比べて、次期の経営者予想利益を達成しやすい水準に設定していることが判明した。また、(2)については、『早稲田商学』446号に論文が掲載される予定である。検証の結果、実績利益が経営者予想利益、前期利益、利益額ゼロを下回る場合に役員賞与が減少する傾向が見出された。加えて、役員賞与の減額の程度は、利益額ゼロの未達の場合が最も大きく、次に前期利益の未達、経営者予想利益の未達となっている可能性が見出された。現在、経営者予想利益をはじめとした利益ベンチマーク達成のための報告利益管理について、先行研究のレビューをさらに進めているため、経営者予想利益のラチェット効果が利益減少型の報告利益管理を引き起こしているかどうかの検証にはまだ取り掛かれていない。ただし、経営者予想利益が経営者報酬のベンチマークとして用いられているかの検証、経営者予想利益のラチェット効果と、それに伴う経営者予想利益の設定の検証についてはほぼ終了しており、おおむね順調に進展していると言える。経営者予想利益(決算短信における予想利益)のラチェット効果の検証では、経営者予想利益が役員賞与(経営者報酬)を決定する上での利益ベンチマークであることが前提となる。しかし、利益ベンチマークとしては、経営者予想利益、前期利益、ゼロ利益(利益額がゼロ)以外に、産業利益平均が考えられる。そこで、本年度の研究では、産業利益平均も含めて、実績利益が利益ベンチマークを下回った場合に、役員賞与が減額されるという形で経営者にインセンティブが付与されているかどうかを検証した。分析の結果、実績利益が産業利益平均を下回る場合には役員賞与が減少する傾向は見出せなかった。また、経営者予想利益が役員賞与を決定する上でのベンチマークであることも、改めて確認された。加えて、次期の経営者予想利益として、期首予想ではなく最終予想を用いた場合も、経営者のインセンティブを引き出すために、当期の収益性が高い企業では、経営者予想利益のラチェットを見越して、次期の経営者予想利益を達成しやすい水準に設定していることが判明した。以上の検証を踏まえ、裁量前(報告利益管理前)の利益が一時的に上昇した企業では、ラチェット効果による次期の経営者予想利益の上昇を防ぐために、利益減少型の報告利益管理を行っているかどうかを検証した。検証の結果、一時的な利益を計上した企業では、裁量的発生項目額が平均して負であり、利益減少型の報告利益管理を行っていることが判明した。また、一時的な利益を計上し、利益減少型の報告利益管理を行う場合、次期の経営者予想利益が達成しやすい低い水準になっていることが判明した。これらのことから、経営者予想利益のラチェット効果が、利益減少型の報告利益管理の要因である可能性が見出された。さらに、追加的な検証では、経営者予想利益を上方修正する「期待マネジメント」も報告利益管理と共に行われていることが明らかとなった。

加えて、このような企業では、次期の経営者予想利益が達成しやすい低水準になっていることが判明した。1年目で行った先行研究のレビューと実証研究をもとに、経営者予想利益のラチェット効果が利益減少型の報告利益管理を引き起こしているかどうかについての検証を、東証1部・2部に上場している企業の財務データを用いて、実証分析を行う予定である。また、学会報告等を通じて、広く研究者からの意見収集も行い、さらに精緻な理論の構築とそれに伴う追加的な実証分析を行う予定である。財務会計購入を計画していた統計解析ソフトの一つが、無料で利用できるようになったことがまずあげられる。また、データ入力を要する分析に未着手のため、謝金を支払わなかったことも理由としてあげられる。データ入力を要する分析に着手したときの、謝金にあてる予定である。
合成生物学の技術基盤構築

(1)事後成果報告書の作成・発表具体的な研究目標は、1細胞密度・栄養源・生産物を感知し、自ら制御を行い、物質を生産する「自律制御生産細胞」の構築、2分化誘導補助細胞が、分化状態を感知し、目的の細胞へ分化誘導する「自律制御分化補助細胞による分化誘導システム」の構築、3多数(10以上)の遺伝子から構成される人工代謝経路を構築し、目的の物質を生産する「人工代謝経路を用いた多段階反応を必要とする目的物質の生産」である。合計24の共同研究が、計画研究、公募研究、さらには、生物、工学、情報科学の領域を超えて行われた。成果報告書は、個々の成果とともに、これらの共同研究を行うことで見えた、新しい展望を事後評価報告書としてまとめた。事後評価としては、「本研究領域の大規模な生体分子ネットワークを設計し、情報、工学、生物学の技術基盤を統合して合成生物学を構築するという目標に向けて個々の研究において一定の重要な成果が出たことは評価される。特に、マイクロ液滴系プラットフォームの開発などは優れた成果と評価できる。個々の研究成果が優れている一方で、生体分子ネットワークを従来にない大きな規模で設計するという本研究領域の高い目標については、全体としての取組は認められるが、未達な部分が残されている。また、情報学、工学、生物学の連携による研究領域内の融合分野研究推進し、新たな領域を開拓するためには、より一層の工夫が必要であったと考えられる。」であった(A-)。(2)単行本の出版合成生物学の回路設計のためのツールキットに関する英語単行本をSpringerより出版する。その最終原稿を完成させた。28年度が最終年度であるため、記入しない。」であった(A-)。
気管平滑筋弛緩に対するcyclic GMPの意義

気管支喘息の主要な病態は気道の攣縮である。従来より、気道の攣縮寛解に対する気管支喘息の治療薬として交感神経刺激薬、キサンチン製剤などが用いられている。しかしながら、連用により薬剤耐性、副作用があること、治療効果に限界があることはよく知られている。これらcyclic AMP作働薬と同様に、血管平滑筋に対し弛緩作用をもち、同時に組織のcyclic GMP濃度を増加させると報告されているsodium nitroprussideやnicorandilが、気管平滑筋においても強力な弛緩作用を有することが明らかになれば、気管支喘息治療にも応用できる可能性を示唆するものであり、気管平滑筋弛緩に対するcyclic GMPの意義を明確にできる。今回の検討の結果、sodium nitroprusside、nicorandil、nitroglycerinのみでなく、新しく発見された心房性ナトリウム利尿ホルモン(atrial natriuretic polypeptide)も、気管平滑筋弛緩作用を示し、さらに、組織中のcyclic GMPが増加することがわかった。気管平滑筋においても、血管平滑筋と同様、ニトロ化合物や心房性ナトリウム利尿ホルモンが、cyclic GMPを介して平滑筋の弛緩に関与していることが示唆された。とくに、これらの知見は、気管平滑筋としては、世界で初めてのものであり、学会においてシンポジストに選ばれるなど高く評価され、今後の研究の進展が期待されている。さらに、キサンチン製剤の気管平滑筋弛緩効果についても再検討し、low km cyclic AMP phosphodiesteraseに対する抑制効果と相関することを、各種キサンチン誘導体を合成することにより明らかにした。これも高く評価されBr.J.pharmacol.に発表予定になった。現在、新しいペプチドが血管同様、気管平滑筋においても弛緩を示すことを明らかにしており、さらにcyclic GMPが関与していることが示唆されており、これら研究の進展を近く発表する予定である。
カラーゾーンマップの測定

カラーゾーンマップ(色視野)については、1953年のアメリカ光学会(OSA)による図が現在でも引用されているが、測定方法の詳細等が明らかでなく、信頼できる色視野の確立が要望されている。我々は、実用的観察条件で多くの被験者における心理物理学実験を行い、赤、黄、緑、青の4つのユニーク色成分の視野全域での等高線図をカラーゾーンマップとして提案することを目的とした。実験は、本研究補助金による大型視野計を用いて行い、直径2°円形の赤、黄1、黄2、緑、青の5種の色刺激を採用した。黄1は他と等輝度で、黄2は約3倍の輝度レベルである。視野上の8方位において、各方位10°毎の80°までと中心(0°)の合計65点を測定点とした。測定は片眼右で行い、被験者は呈示された刺激の色の見えを、反対色型色評価法、黒み評価、カテゴリカルカラーネーミングにより評価した。その結果、赤、黄1、黄2、緑、青の色刺激各々について、ユニーク色成分の等高線表示による色視野が得られ、右眼を用いたので、どの色でも視野上で右側下方に拡がる傾向を示した。色別では、ユニーク色成分50%の領域で比較すると、青が最も広く左と上は30°程度、右と下は60°程度の範囲になり、次が赤と黄2で左と上は30°程度、右と下は3050°程度の範囲、緑と黄1が最も狭く左と上は15°程度、右と下は2040°程度の範囲になった。右下方向に広いという特性はOSAの色視野と一致するが、緑のみ狭い特性はOSAの色視野と一致しない。黄1と黄2の結果から輝度レベルが低いと色視野は狭くなることが明らかとなった。黄色以外の色刺激においては、ユニーク色成分50%領域とカテゴリカル色領域が大体一致する傾向が見られ、両者の間に密接な関係があることが示唆される結果となった。カラーゾーンマップ(色視野)とは、視野全域における色の見えを2次元的に図示する色視野のことである。我々は、赤、黄、緑、青の4つのユニーク色について、実用面を考慮した観察条件での多くの被験者における心理物理学実験に基づいたユニーク色成分の視野全域の等高線図をカラーゾーンマップとして提案することを目的としている。この測定に際しては、用いる色刺激の選択が問題で、我々は、視野水平線上における実験により、CRTを用いた複合光の結果が、中心窩において正規化すれば、単色光を用いた先行研究の結果の分布範囲内におさまることを示した(桜井他、2000)。しかしどのような色刺激で測定しても、カラーゾーンマップ確立に採用できるデータが得られるとは考えにくい。そこで、本年度は、中間色も含めた10種の色刺激を用いて、視野水平線上の6ヶ所の位置で色の見え測定を行い、適合する色刺激の同定を行った。その結果、以下の色刺激だけが先行研究の平均値と近い結果を示した。・ユニーク赤成分:Red(赤)とRB1(青みの赤)・ユニーク緑成分:Green(緑)・ユニーク青成分:Blue(青)これらの結果から、単色光による先行研究結果と一致するユニーク色成分特性を示す刺激は、中心窩における色の見えが、1.そのユニーク色が優勢であること、2.そのユニーク色成分が単色光の結果の標準偏差範囲内にあること、が必要条件であることが明らかとなった。

これと並行して、本研究費で購入したカラーゾーンマップ測定用の視野計を組み込んだ実験装置を作成した。カラーゾーンマップ(色視野)については、1953年のアメリカ光学会(OSA)による図が現在でも引用されているが、測定方法の詳細等が明らかでなく、信頼できる色視野の確立が要望されている。我々は、実用的観察条件で多くの被験者における心理物理学実験を行い、赤、黄、緑、青の4つのユニーク色成分の視野全域での等高線図をカラーゾーンマップとして提案することを目的としている。実験は、本研究補助金による大型視野計を用いて行った。昨年度の研究成果を元に、直径2゚円形の赤、黄1、黄2、緑、青の5種の色刺激を採用した。黄1は他と等輝度で、黄2は約3倍の輝度レベルである。視野上の8方位において、各方位10゚毎の80゚までと中心(0゚)の合計65点を測定点とした。測定は片眼右で行い、被験者は呈示された刺激の色の見えを、反対色型色評価法、黒み評価、カテゴリカルカラーネーミングにより評価した。その結果、赤、黄1、黄2、緑、青の色刺激各々について、ユニーク色成分による色視野が得られ、右眼を用いたので、どの色でも視野上で右側下方に拡がる傾向を示した。色別では、ユニーク色成分50%の領域で比較すると、青が最も広く左と上は30゚程度、右と下は60゚程度の範囲になり、次が赤と黄2で左と上は30°程度、右と下は3050゚程度の範囲、緑と黄1が最も狭く左と上は15゚程度、右と下は2040°程度の範囲になった。右下方向に広いという特性はOSAの色視野と一致するが、緑のみ狭い特性はOSAの色視野と一致しない。黄1と黄2の結果から輝度レベルが低いと色視野は狭くなるので、OSAで用いた赤刺激は他の色刺激に比べて暗く、逆に黄刺激は明るかった可能性がある。色視野の確立に向けてさらに多くの被験者で測定すると共に、黒み評価、カテゴリカルカラーネーミングの結果を解析し、基礎・応用両面で有用なデータを提供することが今後の課題である。
急性尿細管壊死からの回復促進因子に関する研究

急性腎不全におけるアポトーシスと尿細管細胞増殖の役割を検討する目的で、同じ侵襲を加えるにも拘らず程度の異なる急性腎不全ができるモデルを使い、アポトーシスや細胞増殖が障害の程度と並行して変化するか検討した。左腎のみに虚血性腎障害を惹起すると、2448時間後の左腎の尿細管障害の程度は、右腎摘出(Nx)ラットでは偽Nxラットに比し軽度であった。アポトーシス小体とDNAのfragmentationによりアポトーシスの誘導を確認した。アポトーシスの出現はNx群では偽Nx群に比し有意に少なかった。PCNA陽性細胞数はNx群、偽Nx群ともに24時間目以降増加したが、Nx群では偽Nx群に比し有意に高値であった。酢酸ウラニウム(UA)静注により血清クレアチニン値の上昇、腎組織障害が5日目をピークとしておこり、14日目にはほぼ投与前値に回復するが、急性腎不全から回復した14日目に同量のUAの再投与を行うと、再投与後の血清クレアチニン値の上昇、腎組織障害の程度は有意に軽度であった。UA投与後にもアポトーシスの誘導を認めたが、TUNEL陽性細胞数で評価したアポトーシスは1回目の投与後に比し再投与後は有意に少なかった。BrdU陽性細胞数は5日目をピークに上昇し、14日目にはほぼ前値に戻ったが、再投与後のBrdU陽性細胞数は1回目の投与後に比し有意に低値であった。以上の結果をまとめると、虚血性およびUAによる急性腎不全においてアポトーシスが認められ、その程度は尿細管障害の程度と並行した。このことは尿細管細胞障害にアポトーシスが関与する可能性があることを示唆している。虚血性急性腎不全において、尿細管細胞障害の強さと細胞増殖反応の強さは逆方向に変化し、UAによる急性腎不全では同方向に変化した。急性腎不全における細胞増殖反応の意義は明らかではないが、この違いが虚血性とUAによる急性腎不全の差によるのか、細胞増殖の評価法の差によるかについて今後の検討が必要である。我々は、ラットの一側の腎動脈閉塞による虚血性腎障害は反対側の腎摘出により軽減されることを報告してきた。今回はその機序を解明する目的で、雄SDラットを用い、右腎を摘出した腎摘群と偽腎臓群の2群について、左腎動脈閉塞(60分)後の虚血性腎障害を両群で比較検討した。その結果、腎摘群では偽腎摘群に比し、(1)尿細管障害の程度が軽度であり(障害の半定量的評価の指数では2.29±0.23VS 0.90±0.23)、(2)尿細管細胞の増殖の指標であるPCNAが早期より、強く誘導される(24時間時点で2倍以上)、(3)虚血腎にアポトーシスがみられる(核小体の濃縮と核の分裂で特徴づけられるアポトーシス細胞の出現、とDNAのladder現象で確認した)が、その程度が軽い(アポートシス細胞の数は12時間時点で腎摘群は偽腎摘群の60%程度であり、DNAのladder現象の強さは24時間時点で約1/4であった)、(4)腎組織内c-fos,c-mycのmRNAの発現は両群間でその時間的経過、発現量に差を認めなかった。以上の結果から、

(1)虚血性腎障害にはアポトーシスが関与する可能性があること、(2)虚血性腎障害が反対側の腎を摘出することにより軽減される機序には、(1)虚血によるアポトーシスの程度が軽減されること、(2)障害からの回復が促進されている、ことなどが関与していることが明かとなった。さらに(3)アポトーシスや細胞増殖に関係するとされているc-fos,c-mycなどのproto-oncogeneが虚血性腎障害軽減に関与している可能性は少ない、ことなどを明らかにした。酢酸ウラニウム(UA)による急性腎不全の回復期にUAを再び投与すると、二回目のUA投与後の急性腎不全の程度は軽減される。このモデルで急性腎不全の程度が軽減される理由に関連して、(1)UAによる細胞障害からの回復が強く起こるか、(2)アポトーシスの程度の差が関係するか、を検討した。雄SDラットにUA(5mg/Kg)を静脈内に投与し急性腎不全を惹起した。UA投与により、5日目をピークとする血清クレアチニン値(Scr)の上昇、及び尿細管壊死と円柱形成を認めた。Scrがほぼ正常に回復した14日目に同量のUAを再度投与した。2回のUA投与後1,3,5,7,14日目のラットについて採血と腎摘出を行った。1回目のUA投与後に比し2回目のUA投与後のScr上昇、尿細管細胞障害、の程度は有意に軽度であった。1回目UA投与後にBrdUの取り込みでみた細胞増殖や、TUNEL陽性細胞数でみたアポトーシスは5日目をピークとして増加した。2回目UA投与後のBrdU陽性細胞数、TUNEL陽性細胞数は1回目の投与後に比し、有意に少なかった。以上の結果から次のことが示唆される。(1)UAによる急性腎不全からの回復期のラットは、UA再投与に対して抵抗性を獲得し、腎機能低下の程度、尿細管細胞障害の程度は有意に軽減される。(2)UA再投与時に見られる急性腎不全に対する抵抗性の獲得は、アポトーシスの減少を介する障害の軽減による可能性がある。一方、(3)抵抗性獲得の機序に回復促進が関与している可能性は少ない。
構造プロテオミクスに基づく蛋白質間相互作用の解析と予測

種々の蛋白質間相互作用データを収集して相同性があるホモログを同定しドメイン情報を加えたデータベース(HINT db)さらに充実し、インターネットでアクセスできるWeb pageを公開した。また、それを基にした相互作用の評価サイト(Hit Predict)を公開した。さらに、これらデータベースを利用して、蛋白質間相互作用ネットワークにおけるハブ蛋白質の構造的特徴を解析した。その結果、小さな蛋白質では多くの荷電残基をもつこと、大きな蛋白質ではループではなくNaturally disordered regionが統計的に有意に多く観測されることを見出し、論文に発表した。蛋白質相互作用部位の推定のために進化トレース法(ET法)の利用を行い、まずET法専用のサーバを構築し、インターネット上に公開した。次に、モンテカルロ法とGA法を利用したドッキング・シミュレーション・プログラムをほぼ完成させ、CAPRIに提出された問題とシグナル伝達系の蛋白質間相互作用の系に応用し、ET法による相互作用情報を加えた解析によって、多くの場合に良好なドッキング結果を得た。また、CAPRIに3回参加した。さらに、flexible loopの構造アンサンブル予測を精度良く行うため、統計物理学的な自由エネルギー地形をForce-biased McMD法によって描き、GB/SA法による溶媒効果を比較的正確に取り込んだ上で、ループ構造を予測する手法を確立した。この手法をいくつかの蛋白質のループに応用し、特にDHFR(ジヒドロ葉酸還元酵素)のリガンド・フリーのランダムなループ構造から出発して、リガンド結合状態のループ構造を見出し、リガンド(葉酸)とのドッキング計算によってinduced fittingが起こるシステムにも応用できることを示した種々の蛋白質間相互作用データを収集して相同性があるホモログを同定しドメイン情報を加えたデータベース(HINT db)さらに充実し、インターネットでアクセスできるWeb pageを公開した。この手法をいくつかの蛋白質のループに応用し、特にDHFR(ジヒドロ葉酸還元酵素)のリガンド・フリーのランダムなループ構造から出発して、リガンド結合状態のループ構造を見出し、リガンド(葉酸)とのドッキング計算によってinduced fittingが起こるシステムにも応用できることを示した
老齢動物の組織に存在する老化細胞の同定とその除去による個体寿命延長効果

若齢動物の組織には、細胞機能に異常のない「若い細胞」のみが存在する。一方、老齢動物の組織には、細胞機能が衰退、異常化した「老化細胞」が存在し、その数も加齢に伴い増加することが予想される。本研究では、シングルセル(1細胞)遺伝子発現解析(Nx1-seq)により、老化に関連した遺伝子をシングルセルレベルで包括的に探索、同定する。
次世代高性能ディスプレイの実現に向けた低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ

高性能な薄膜トランジスタの開発及び無機EL蛍光体の低温形成を提案した。薄膜トランジスタの形成においては、水中レーザによるシリコン薄膜の結晶化、チャネル表面欠陥の不活性化、不純物の活性化を中心に研究を展開、蛍光体の形成に関しては、マイクロ波照射に伴う輝度向上ならびに微粒化による蛍光体層の薄膜化を中心に研究を行った。特に、性能・信頼性の評価には、プローブ顕微鏡を用いた局所的電気評価、発光解析手法を用いたホットキャリア劣化解析を実施することで、プラスチック基板上に単結晶LSI並みの駆動回路を実現した。最終年度には、それぞれのテーマの合体により、パネルデバイスの試作と動作実証を行った。本研究は高性能な薄膜トランジスタの開発(駆動部)及び無機EL蛍光体の低温形成(発光部)を提案するものであり、それぞれのテーマを平行して実施した。薄膜トランジスタの形成においては、水中レーザによるシリコン薄膜の結晶化、チャネル表面欠陥の不活性化、不純物の活性化を中心に研究を展開、蛍光体の形成に関しては、マイクロ波照射に伴う輝度向上ならびに微粒化による蛍光体層の薄膜化を中心に研究を進めてきた。Nd:YAGLaserを水中で非晶質のシリコン薄膜に照射し、その結晶性を評価した。その結果、大気中とは異なり、薄膜表面の温度上昇を抑えることで、表面の平坦性を維持しつつ、膜中の温度プロファイルの制御によって、平均粒径と粒径分布が大きく改善されることがわかった。照射条件に対する結晶性、表面モフォロジー、平均粒径、粒径ばらつき、基板ダメージなどを詳しく評価することで、プラスチック基板などへの可能性を検討した。一方、スクリーン印刷手法を用いて、プラスチック基板上に分散型無機ELを作製した。発光材料であるZnS粒子にマイクロ波を照射することで、輝度の大幅な向上が見込めることを基礎的な実験から確認した。また、粒子を機械的に粉砕し、ナノメータスケールにし、蛍光体層を薄膜化することで印加電圧を低減した。さらに、高圧水蒸気を施すことで、ZnSの表面欠陥を終端し、輝度を2倍以上を向上することに成功した。薄膜トランジスタ(TFT)はディスプレイを駆動するデバイス素子である.本研究では,poly-Si TFTを200°C以下の超低温で作製する技術として,水中で試料へレーザー照射を行う「水中レーザーアニール(WLA)」を提案した.WLAでは水による冷却効果とSi膜中温度の均一化効果を利用する.これらによって,基板温度上昇を抑制しつつ高品質なpoly-Si膜の形成が期待できる.また,WLAでは試料表面が水蒸気に暴露される為,水素による電気的欠陥の終端効果が期待できる.続いて,WLAによるpoly-Si TFTの欠陥不活性化を試みた.WLA/LA前後のpoly-Si TFTの伝達特性を調査した.WLA後のみTFT特性は改善し,移動度が約30%増加し,オン/オフ比とS値も向上した.さらにpoly-Si膜の水素濃度が増加しており,WLA中に発生した水蒸気中の水素によって電気的欠陥が補償され,特性が向上したと考えられる.今年度は次世代ディスプレイの実現に向けた多結晶シリコン(poly-Si TFT)薄膜トランジスタの低温形成および高性能化についての研究を行った。多結晶シリコン薄膜トランジスタ(TFT)は優れた電気特性を有し、高精細ディスプレイや多機能ディスプレイの駆動素子に用いられている。poly-Si TFTをプラスチック基板上に作製できれば、システム・オン・フレキシブルディスプレイといった次世代ディスプレイが実現できる。その為には、結晶化・欠陥不活性化工程を200°C以下に低温化する必要がある。本研究ではpoly-Si TFTの200°Cでの作製および粒内・粒界を区別した局所電気特性評価の確立を目指した。poly-Si TFTを200°C以下の超低温で作製する技術として、水中で試料へレーザー照射を行う「水中レーザーアニール:WLA」を提案した。従来の一般的手法である大気中レーザーアニール(LA)にて形成したpoly-Si膜と比較して、WLAでは大粒径かつ均一な結晶粒、すなわち高品質poly-Si膜が形成された。また、WLAによりプラスチック基板上でpoly-Si薄膜を形成した結果、結晶化率の最大値は96%でガラス基板上WLA poly-Siと同等であり、プラスチックフィルム上においても、高品質poly-Si膜の形成を実現した。続いて、WLAによるpoly-Si TFTの欠陥不活性化を試みた。WLA後TFT特性は改善し、移動度が約30%増加し、オン/オフ比とS値も向上した。さらにpoly-Si膜の水素濃度増加が認められ、WLA中に発生した水蒸気中の水素によって電気的欠陥が補償され、特性が向上したと考えられる。装置の立ち上げが思いのほか

スムーズに進み、実験時間や回数が計画より多くできた。25年度が最終年度であるため、記入しない。以下の示すように、当初の計画以上の成果を挙げた。WLAによりプラスチック基板上でpoly-Si薄膜を形成した結果、結晶化率の最大値は96%でガラス基板上WLA poly-Siと同等であり、プラスチックフィルム上においても、高品質poly-Si膜の形成を実現した。続いて、WLAによるpoly-Si TFTの欠陥不活性化を試みた。WLA後TFT特性は改善し、移動度が約30%増加し、オン/オフ比とS値も向上した。さらにpoly-Si膜の水素濃度増加が認められ、WLA中に発生した水蒸気中の水素によって電気的欠陥が補償され、特性が向上したと考えられる。以上のように、WLAを用いることによってpoly-Si TFT作製プロセスにおける2つの高温プロセスの低温化を達成した。現在の進捗は極めて順調であり、申請書に記入した計画通りに進めることができている。予定通り、低温基板上に、素子の作製や蛍光体の輝度向上に向けた取り組みを行う予定である。本研究は高性能な薄膜トランジスタの開発(駆動部)及び無機EL蛍光体の低温形成(発光部)を提案するものであり、それぞれのテーマを平行して実施する。薄膜トランジスタの形成においては、水中レーザによるシリコン薄膜の結晶化、チャネル表面欠陥の不活性化、不純物の活性化を中心に研究を展開、蛍光体の形成に関しては、マイクロ波照射に伴う輝度向上ならびに微粒化による蛍光体層の薄膜化を中心に研究する。特に、性能・信頼性の評価には、プローブ顕微鏡を用いた局所的電気評価、発光解析手法を用いたホットキャリア劣化解析を実施することで、プラスチック基板上に単結晶LSI並みの駆動回路を実現する。最終年度には、それぞれのテーマの合体により、パネルデバイスの試作と動作実証、並びに課題の抽出を行う。共同研究者間の綿密でかつ有機的な連携によって、着実な成果に結びつける。
「からゆき」にみるジェンダー・イデオロギーの史的研究―性・移動・権力―

本研究の目的は、国内外の資料を用いて「からゆき」の動的な歴史的変容を性意識の変化と国際情勢とを合わせてみていくことで、開国以降の日本人女性たちの移動の歴史を明らかにすることである。平成23年度は、平成22年度から引き続き「からゆき」の渡航に関わった渡航幇助者たちの実態を明らかにするべく資料の収集と整理に傾注した。資料の中心は九州の地方新聞であり、主に「密航婦」検挙報道の記事を対象としている。これまでの「からゆき」研究でさほど検討されてこなかったのが、誘拐者とそのネットワークの分析だが、資料を検討していくと「からゆき」が渡航するまでに実に多くの人びとが関わっていることが判明する。平成22年度に引き続き、平成23年度の資料収集によって得られた資料によって今後もその分析に努めている途上だが、「からゆき」渡航に介在している人物たちには「外国人」や「女性」の姿も見えてくるし、その女性たちの職業も髪結いや女工など多様である。もちろん、近親者や縁故関係による呼び寄せもみられる。また、その役割も密航周旋屋から外国渡航船乗船までの一時的な逗留場所提供などそれぞれ役割が割り振られていたことも記事から読み取ることができた。今後もより一層の資料の拡充と整理に努めながら、これまで「誘拐者」と語られてきたその言葉の内実を検討していきたいと考えている。この作業は、地域に住む女性たちが「からゆき」となるまでのプロセスを解明することに資料的な足がかりを得ることを目的としている。さらに、ネットワーク内における渡航幇助者の役割や相互関係の解明がすすめば、日本のみに留まらない国際的な女性の移動と権力関係が視野に入ってくるものと考えている。本研究の目的は、多岐にわたる国内外の資料を用いて「からゆき」の動的な歴史的変容を、性意識の変化と合わせてみていくことで、開国以降の日本人女性たちの移動の歴史を「性」・「移動」・「権力」といったキー概念を使って明らかにしていくことである。2010年度は、地方新聞の通覧と現地調査を目的に天草、島原、長崎、福岡の順に調査に行き、主に「密航婦」に関わる記事を中心に閲覧・複写をしてきた。また年度の後半には、米国西海岸に赴き、日本人娼婦に関する記事を日系新聞から収集してきた。これまでの「からゆき」研究でほとんど検討されてこなかったのが、誘拐者とそのネットワークの分析だといえるが、資料を検討していくと「からゆき」が海外に渡航するために多くの人材が必要であることが明らかになってきた。現在は、2010年度の2回の国内外における調査旅行によって得られた資料を用いながら誘拐者のデータ分析を進めている途上だが、「誘拐者」と語られるなかに、女性や外国人の存在が見られる点に注意を向ける必要性がある。彼らな彼女らが担った役割とはなんであったのか、そこにジェンダー的要素はあったのか、検討すべき課題は多い。2010年度の成果の一部は、「『からゆき』渡航幇助者の出身地、職業、ジェンダーによる一考察」(『ジェンダー史学』7号)としてまとめたが、引き続き資料を精査し裏付けをしていきながら、「誘拐者」と漠然と語られる言葉の内実とそのジェンダー的役割、そうしてそれらを包括するネットワークを明らかにしていきたい。また、そうした事実を理論的に整理するための研究論文の精読に務めていきたいと考えている。
Ｘ線位相コントラスト画像による豚肝臓血管の観察

この実験は、放射光研究施設(KEKPF)において実施した。血管の画像は、X線位相コントラスト法で撮影した。試料には、生後2-3か月,体重20kg程度の豚の肝臓を4つ用いた。温阻血時間は、0分または60分とした。410°Cで単純冷却24時間、その後、肝臓保存液を2時間ほど灌流した。肝小葉の描写のために、超音波造影剤を用いた。造影剤を門脈、または肝動脈より注入した後、約1-2時間経過した画像には、顆粒状の構造物が表れた。その形状は、多角形もしくは、ほぼ円形であった。1つの顆粒状構造物は、1個の肝小葉に対応すると考えられる。この手法により、肝小葉の描写に成功した。本研究費で新たに購入したX線カメラ(ピクセルサイズ約50μm)の基本動作特性と空間分解能について、医療用X線管を用いて確認・測定した。豚肝臓3体(2体は摘出後6時間程度以内、1体は摘出処理後に冷凍保管、実験前に解凍)を用い、放射光を用いた血管系のX線位相コントラスト撮影を行った(撮影1)。肝動脈や門脈から生理食塩水、リンゲル液、ヨード造影剤等(以下、造影剤等)を注入・循環し血管描写能を調べた。また、撮影1の直後に、2つの肝臓試料においては、ヨード造影剤を用い、X線吸収コントラストCT装置(以下,MDCT)による試料全体の撮影を行った(撮影2)。撮影1は、X線位相コントラスト画像における造影剤等の血管描写能(描写限界)を確認する目的で行った。撮影2は、試料内における血管分布や造影剤の流れの全体像を確認する目的で行った。主要な血管系全体に均一にヨード造影剤を分布させるためには、1回注入(ボーラス注入)だけでは不十分であり、肝臓血管系に循環機能が働いていることが必要である。MDCTによる肝動脈系と門脈系の立体画像を作成した。試料中央部では、血管の重なりによる像の不鮮明化が生じやすいことを確認した。画像描写の詳細は分析中である。この研究は、肝臓血管系の末梢画像を得ることにより肝局所の塞栓や壊死の状況を把握し、移植に適した質の肝臓であることを確認するものである。現在、0.23-0.31mm程度までの末梢血管像の分析をほぼ終えている。造影剤等の血管描写能の確認は、血管像評価における基礎データとして重要である。今回用いた肝臓試料において造影剤等の注入速度は、肝動脈では1-20ml/min,門脈では、40-60ml/min程度であった。注入圧は得られた画像とともに詳細は分析中である。本年度は、学会発表2件を行った。当初計画は、放射光を用いたX線位相コントラスト画像法により、豚肝臓の肝動脈と門脈から生理食塩水を循環した状態において、注入量と注入圧とのかかわりで肝臓末梢血管系を描写するものである。静止画像と動画像の撮影を計画していたが、現在は静止画像のみ得られている。ただし、これらの静止画像は、比較的短い時間において多数枚の撮影を行っていることから、ある程度の動的画像情報も含まれていると考えている。今後は、特に血管内流速が早い場合や局所の経時間変化の観察において動画撮影を行う。造影剤等の注入部位は、肝動脈のみ、門脈のみ、肝動脈と門脈の同時注入、の3条件について実施できた。さらに同じ血管領域に対して放射光を用いたヨード造影剤等を用いた撮影(生理食塩水に対する描写比較用の画像取得)、MDCTを用いた肝臓試料全体像の撮影を実施できた。MDCT画像は血管の変形に関する有限要素解析データとして利用できるが、計算方法は検討中であり解析はこれから行う。より末梢の肝血管系のX線位相コントラスト画像の分析は進行中である。今回、造影剤等の輸送パイプ内壁において、経時的に微小な気泡が多数発生することが確認された。これらが肝臓内に到達する前に効果的に捕獲・除去する必要がある。これまでに除去方法について検討した。適切な構造のエアトラップを流路の途中に設置することが有効な解決策の1つと考えられる。また、試料容器の液体排出効率を改善する必要がある。平成28年3月7日、首都大学東京秋葉原サテライトキャンパスにおいて研究メンバーによる検討会を開催し、撮影した全てのX線位相コントラスト画像の確認と評価、気泡除去の方法等を含む次回実験計画について確認した。以上より、さらに分析検討が必要なデータもあるが、計画された主な内容についてデータが取得されていることから、研究の進捗状況はおおむね順調と評価した。本研究費で申請購入したX線カメラ(ピクセルサイズ約50μm)の動作特性と描写能について放射光X線を用いて確認した。受像面が1枚のデバイスで構成されていることから、画面の均一性が高い。輸液(生理食塩水)の輸送パイプ内壁に生じる微小な気泡を捕獲するための専用エアートラップを設計・製作し、動脈系と静脈系(門脈系)の輸送路に各2基を設置した。1基(容量250ml)は、循環ポンプの近傍、1基(容量100ml)は、試料近傍とした。これらの動作により、管壁に生じる微小気泡、ならびに中規模気泡を効率よく捕獲できることを確認した。大きなな気泡を意図的に混入させることで除去の限界を確認した。

エアートラップ中の水位が極端に低下した結果、一部の気泡が試料側輸送パイプに到達することを確認した。このような状況は、通常の利用範囲内では生じないことから、今回の仕様で問題なしと判断した。静止画撮影(高分解能撮影を含む)に加えて動態描写の確認を行った。最大流速値は、動脈系55ml/min,静脈系(門脈系)105ml/minとした。本研究は、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光科学研究施設にて実施した。末梢血管系の描写を評価するめに、撮影系の空間分解能評価(MTF測定)を行った。アナライザー結晶の角度により、前方回折像、回折像ともに空間分解能が変わることを確認した。今回の撮影(ピクセルサイズ50μm程度のX線カメラ)で用いたアナライザー結晶角では、最高分解能は、5-8LP/mm程度と推定した。今後の精密解析で確定値を算出し、末梢血管像の描写評価を実施する。本年度は、学会発表3件を行った。東日本大震災(2011年)で生じた放射光発生装置(超伝導型ウイグラー)の故障が深刻化し、2016年末以降の実験が一時中止されている。詳細は、2016年11月25日付け、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光科学研究施設長からの知らせ;超伝導ウィグラー修理に伴うBL-14の長期閉鎖について。それ故に、昨年度までに得られた画像データを用いて、論文投稿を計画している。これに関連して、平成29年3月23日(首都大学東京荒川キャンパス)、3月29日(高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光科学研究施設)において、研究メンバーと施設関係者による論文投稿ならびに次年度以降の研究方針についての打ち合わせを行った。以上より、論文投稿を積極的行うものの、装置の修理による遅延の影響があることから、研究の進捗状況やや遅れていると評価した。この実験は、放射光研究施設(KEKPF)において実施した。血管の画像は、X線位相コントラスト法で撮影した。試料には、生後2-3か月,体重20kg程度の豚の肝臓を4つ用いた。温阻血時間は、0分または60分とした。410°Cで単純冷却24時間、その後、肝臓保存液を2時間ほど灌流した。肝小葉の描写のために、超音波造影剤を用いた。造影剤を門脈、または肝動脈より注入した後、約1-2時間経過した画像には、顆粒状の構造物が表れた。その形状は、多角形もしくは、ほぼ円形であった。1つの顆粒状構造物は、1個の肝小葉に対応すると考えられる。この手法により、肝小葉の描写に成功した。今後の計画としては、1:輸送パイプ中の気泡発生状況の調査とエアトラップの気泡除去効果の測定。2:平成27年度に得られた成果の継続的な分析を通して、肝末梢血管系の画像を得るための方法の確認と検討、得られた画像の分解能において評価できる肝臓機能の評価とより高分解能画像を得る方法の検討(高空間分解能画像の撮影)である。現在ピクセルサイズ50μmのX線カメラで十数回に分け試料の全体像を撮影しているが、実験施設にある備品であるX線カメラ(ピクセルサイズ25、13、7μm)により肝局所の末梢血管像撮影(造影剤等を用いた静止画像)を行い塞栓・壊死領域の描写能について調べる。4:新鮮な肝臓試料(摘出後数時間以内)を用いた末梢血管系の血流動態像の撮影。5:非新鮮肝臓試料を用いた同様の実験(新鮮肝臓試料に対する比較データの取得)。6:血管の重なりによる像の不鮮明化を軽減する方法として、断層撮影法(トモシンセシス)の導入等である。
生成的インタラクションに基づく対話型進化的計算に関する研究

本研究では、対話型進化計算を用いて人間とコンピュータの相互協力が可能なデザインシステムを構築した。これは人間の評価系をモデル化して組み込むという従来の分析的なアプローチに対して、人間そのものを設計過程に取り込み、本人の評価に基づいてコンピュータに最適な設計をさせるアプローチである。逆にいえば、適合度が陽には定義されない分野に対して、ユーザの協力により淘汰圧をあたえることで望みの進化を達成することを目指す。具体的には遺伝的プログラミングをインターラクティブに利用して、複雑な設計問題への有用な支援ツールを実現した。本研究においては、(1)音楽、(2)WWW上の擬人化エージェントキャラクタ、(3)ロボットの動作デザイン、の3つの分野に絞って、システムの有効性を明らかにした。これらはそれぞれ(1)芸術、(2)マルチモーダルの感性や(3)工学的最適化設計に対応し、異なる代表的なデザイン領域と考えられる。具体的には以下の項目について、研究を実施し、提案手法の有効性を実験的に明らかにした。1.創発デザインシステムの基本部分の設計を行った。特に進化を効率的に導くための的確な遺伝子表現の開発、及び対話部分の実装を重視した。2.デザインといえどもある種の拘束条件での準最適値の探索が不可欠である。そのために、構築したシステムの基本的な探索能力の検証をした。具体的には様々なベンチマーク問題に対して空間/時間計算量を従来のシステムと比較し、探索能力を解析した。3.音楽(特にリズム)の対話的生成システムを実現し、創発デザインの有効性を示した。4.WWW上の擬人化エージェント(MPMLキャラクター)の対話型設計システムを構築し、人にとって親しみやすいプレゼンテーションエージェントを実現し、感性情報処理からみた有効性を議論した。5.創発デザインシステムを用いてロボットの動作設計を行い、設計手法に関しての実世界での頑強性をテストした。本研究では、対話型進化的計算における「生成的インタラクション」という考えを提唱し、遺伝的プログラミングよる創発デザインを実現することを目的とする。コンピュータと人間との「生成的インタラクション」とは、従来の直接的なGUIインタラクションを一歩進めて,コンピュータにおいて創造的インタラクションを実現する手法である.具体的には、コンピュータ内に複雑系や進化的計算の知見を生かしたある種の生成的なプロセスを生み出し,ユーザとの間に介在させるという,新しいインタラクションの形を提案する.そのための最初の取り組みとして、平成17年度は以下の研究を行った。1.生成的インタラクションの基本部分の設計を行った。特に対話的進化を効率的に導くための的確な遺伝子表現の開発を行い、対話的デザインの実装を実現した。そのために、構築したシステムの基本的な探索能力の検証を行った。この結果に基づき可能な改良の方向が明らかになった。3.構築したシステムをさらに発展させると共に、さまざまな設計に適用可能な生成的インタラクションの枠組を実現した。4.これらの成果をもとにして、進化型ロボットの動作制御システム、リズムを中心とした自動作曲システム、進化論的アプローチに基づく金融データの推定システムを試作し、有効性の検証を試みた。前年度の研究成果(「生成的インタラクション」の設計、実験的解析)に基づいて、主に以下の研究を行いシステムの拡張を行った。(1)音楽(特にリズム)のための生成的インタラクションの枠組を実現し、拡張した対話型進化的計算の有効性を明らかにした。

(2)WWW上の擬人化エージェント(MPMLキャラクター)のための生成的インタラクションを構築し、人にとっで親しみやすいプレゼンテーションエージェントを実現した。(3)生成的インタラクションに基づく創発デザインシステムをさまざまな準最適化問題に応用を試みた。とくに(3)については,まず工学的な応用として提案した枠組をヒューマノイド・ロボットの動作設計に応用し,進化システムの有効性を検証した.実現したタスクは,与えられた条件を満たすヒューマノイド・ロボットの動作(例:ボールを蹴る,太極拳を踊るなど)をロボットの安定性(転ばないこと)と制御可能性(過度な負担がサーボにかからないこと)を考慮して設計するというものである.このタスクの遂行には複雑な動力学的数値計算が必要であり,汎用的な解法は提案されていない.これに対して進化的に動作をデザインすることを試み、「生成的インタラクション」の有効性を確認した.