hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多分割の分割統治法を用いた高速な固有値・特異値計算

しかし、二分割の分割統治法は高精度であるものの、多分割の分割統治法では精度の面で支配的な演算部分である実対角行列と低階数摂動の和の固有値問題において固有ベクトルに精度低下の可能性があり、その改善のために多くの計算時間が必要となる場合があることが問題点である。H26年度には、実対角行列と低階数摂動の和の固有値問題の精度向上を図る研究を行った。その中で、H25年度に提案した新たな計算手法の改良を提案した。この改良手法は、固有ベクトルの精度を悪化させている成分を特定し、その成分のみ修正するという方法で、適切なパラメータを設定することで精度を向上させることができた。また、研究期間全体では、固有値問題に対する二分割の分割統治法の多分割への拡張手法を特異値分解に応用し、広い範囲の行列に対して高速に特異値分解を求める多分割の分割統治法を提案した。この手法には、微小な特異値に対する特異ベクトルの高精度計算手法や左右の特異ベクトルを同時に精度向上を図る手法が含まれており、固有値分解には存在せず特異値分解に独特な処理である。数値計算平成24年度には、共有メモリ型並列計算機および分散メモリ型並列計算機への実装を予定していたが、予定を変更し、平成25年度以降に予定していたGPUを搭載したマルチコアプロセッサといった専用の計算機でない一般のコンピュータ上で高速に動作するような実装に関して、研究を行った。予定変更の理由としては、現在GPUを搭載したマルチコアプロセッサの研究が活発であり、有益な情報が入手できたことと、大型の並列計算機よりも一般の計算機で実装研究を遂行するために雇用する予定であった学生のスキル向上が思わしくなかったことも一因である。また、並列化にあたり、この研究の前段階であった固有値問題に対する多分割の分割統治法アルゴリズムと同様のプロセスで、特異値分解に対する多分割の分割統治法アルゴリズムも並列化し得るものと考えていたが、予想以上に異なる点が多く、逐次的な(並列化されていない)アルゴリズムの段階での設計見直しを迫られた。現在は予備的な実装をするにとどまっているところであり、進捗としてはやや遅れ気味である。支出実績がない点についてであるが、GPUを搭載したマルチコアプロセッサを購入する予定であったが、現在保有しているものを利用して研究を進めているためである。固有値問題及び特異値分解に対する多分割の分割統治法は分割数というパラメータを有し、その分割数に依存した階数を持つ半正定値な摂動を印加した実対角行列の固有値問題に帰着することで計算が進行する。帰着した固有値問題の精度が多分割の分割統治法全体の精度に直結するという性質があり、帰着後の固有値問題を高精度に解くことが非常に重要である。これまでは固有ベクトルを求めた後、再直交化という手続きにより精度を確保していたが、問題の性質によりこの処理が全体の3割以上を占めることがあった。本年度は再直交化前の固有ベクトルを求める方法を改良し、再直交化にかかる時間を短縮することに成功した。平成23年度に予定していた特異値分解に対する多分割の分割統治法アルゴリズムの改良が遂行されており、現状では順調に進んでいるものと判断する。
パラレルメカニズムを用いた三次元座標測定システムに関する基礎的研究

本研究では,従来の直交座標型ではなく,閉リンク構造を並列に持つパラレルメカニズムを用いた三次元座標測定システムを提案している.本研究計画では以下の項目について研究を行った.(1)誤差解析パラレルメカニズムではジョイントの位置やリンクの長さなどの機構パラメータを正確に同定することにより,キャリプレーションを行う.このため,機構パラメータの誤差が測定精度に及ぼす影響について評価することは重要である.計算機によるシミュレーションにより,機構パラメータの測定精度に及ぼす影響を調査した.解析の結果,測定誤差の最大値は,測定長さと機構パラメータに比例し,その係数は機構パラメータと測定方向により固有な値となること,測定機が1μm/100mmの測定精度を確保するためには,各機構パラメータを2.75.7μm程度の精度で求める必要があることなどがわかった.(2)機構パラメータの簡易同定試作機の持つ機構パラメータが設計値からとのぐらい偏差を持っているかを同定するため,あらかじめ形状精度や寸法が既知である測定対象物を試作機を用いて測定する.そして正しい形状や寸法で測定されるように,各機構パラメータを修整する.長さの基準片であるブロックゲージを用いて,これらの作業を行った結果,当初100μm以上あった測定誤差が約10μm以内に減少した.(3)アッべの原理の検証直交座標型の三次元座標測定機は,測定点を測長器の延長線上に配置すること,つまり精密測定機の基本であるアッベの原理を満たすことは困難であった.パラレルメカニズムを用いた三次元座標測定機ではこのような配置が可能である.微小運動学を用いて,メカニズム内のジョイントに回転誤差があった場合の機構の運動誤差に及ぼす影響について調査した.その結果,測定点が測長器の延長線上にある場合に運動誤差が最小になること,測長器方向と直角方向のジョイントの回転誤差は運動誤差に影響を及ぼさないことなどがわかった.本研究では,パラレルメカニズムを用いた三次元座標測定システムを提案する.本研究計画では以下の項目について研究を行った.(1)リンク配置の位相最適化設計(測定精度最適化)測定分解能と測定精度を測定領域内で均一になるように,さらに精密測定の基本であるアッベの原理を満たすようにリンクの寸法・配置を決定した.具体的には,順・逆運動学解析結果を用いて,アッベの原理を満たすリンクの位相を設計した.次にこの結果を基に,メカニズムのヤコビ行列,逆ヤコビ行列を求め特異値解析を行い,測定領域内で測定分解能が均一となるようなリンク配置を探索した.この結果,3本のリンクが互いに直交するような配置の時,測定分解能が等方的となることがわかった.(2)精度評価用プロトタイプの試作精度評価用のプロトタイプ(試作機)を製作した.3自由度空間パラレルマニピュレータに移動用ACサーボモータ・ロータリエンコーダおよびタッチプローブを取り付けた.実際の測定では,逆運動学解析結果を用いて目標値に向かってプローブを移動させ,プローブが測定物に接触したときの三本の脚の長さから.順運動学を用いてプローブの位置を求めた.今後はより高精度な側長用リニアスケールを搭載した実機を製作し,その機構パラメータの自己同定手法を確立した後,測定機自身のキャリブレーションを行う.本研究では,従来の直交座標型ではなく,閉リンク構造を並列に持つパラレルメカニズムを用いた三次元座標測定システムを提案している.本研究計画では以下の項目について研究を行った.(1)誤差解析パラレルメカニズムではジョイントの位置やリンクの長さなどの機構パラメータを正確に同定することにより,キャリプレーションを行う.このため,機構パラメータの誤差が測定精度に及ぼす影響について評価することは重要である.計算機によるシミュレーションにより,機構パラメータの測定精度に及ぼす影響を調査した.解析の結果,測定誤差の最大値は,測定長さと機構パラメータに比例し,その係数は機構パラメータと測定方向により固有な値となること,測定機が1μm/100mmの測定精度を確保するためには,各機構パラメータを2.75.7μm程度の精度で求める必要があることなどがわかった.(2)機構パラメータの簡易同定試作機の持つ機構パラメータが設計値からとのぐらい偏差を持っているかを同定するため,あらかじめ形状精度や寸法が既知である測定対象物を試作機を用いて測定する.そして正しい形状や寸法で測定されるように,各機構パラメータを修整する.長さの基準片であるブロックゲージを用いて,これらの作業を行った結果,当初100μm以上あった測定誤差が約10μm以内に減少した.(3)アッべの原理の検証直交座標型の三次元座標測定機は,測定点を測長器の延長線上に配置すること,つまり精密測定機の基本であるアッベの原理を満たすことは困難であった.パラレルメカニズムを用いた三次元座標測定機ではこのような配置が可能である.微小運動学を用いて,メカニズム内のジョイントに回転誤差があった場合の機構の運動誤差に及ぼす影響について調査した.その結果,測定点が測長器の延長線上にある場合に運動誤差が最小になること,測長器方向と直角方向のジョイントの回転誤差は運動誤差に影響を及ぼさないことなどがわかった.
分裂酵母mes1遺伝子による減数第二分裂の制御機構

分裂酵母mes1変異株は減数第二分裂に特異的な欠損を示すが、mes1遺伝子産物は他のタンパク質と相同性をもたず、その生化学的な機能は不明である。mes1と機能的に相同な高等動物遺伝子を同定するために、mes1変異を相補する遺伝子をマウス精巣およびアフリカツメガエル卵母細胞由来のcDNAライブラリーより単離した。マウス精巣cDNAライブラリーからはαチューブリン、アクチンおよびダイニンをコードする遺伝子と、癌原遺伝子のc-cblが得られた。アフリカツメガエル卵母細胞cDNAライブラリーからはαおよびβチューブリンとアクチンをコードする遺伝子と、出芽酵母CDC20に相同な遺伝子が得られた。CDC20遺伝子はWDリピートをもつタンパク質をコードし、細胞周期のG2/Mを制御していると考えられている。一方、分裂酵母におけるmes1の生理機能を解析するために、mes1をマルチコピーで抑圧する遺伝子とサプレッサー変異株の単離を行なった。マルチコピーサプレッサーとして出芽酵母CDC20に相同な遺伝子が得られた。抗体を用いた実験と出芽酵母のtwo hybrid systemを用いた実験より、この遺伝子の産物とmes1遺伝子産物とが直接的に相互作用することが示唆された。mes1のサプレッサーとして得られた変異はすべて劣性であり、少なくとも11の相補群(sms1-sms11)に分類されることがわかった。sms遺伝子の単離を試みたところ、タイプ1プロテインフォスファターゼをコードするdis2遺伝子が得られた。dis2遺伝子はmitosis制御に関与すると考えられている。dis2遺伝子は複数のsms変異を相補することができたが、dis2がsmsのいずれかとアレリックであるか否かは現在解析中である。これらの結果より、mes1は細胞周期のG2/M期と同様な生化学的反応を活性化することにより減数第二分裂を制御していることが示唆された。
教育活動を支援するための新しいタイプの小学校施設・設備計画の研究

1.愛知県犬山市における学校施設整備に関する活動(1)「学びの学校建築」の計画愛知県犬山市教育委員会・学びの学校建築検討委員会(平成16年度より設計委員会)において、犬山市の教育改革・授業改善に資する学校施設・設備の計画を練り、「学びの学校建築」構想を策定した。とくにその検討に当たっては、教委、教職員、設計者、教育学研究者による対話を通して、教職員の意見を活かしたプランをつくることを目指した。この検討の過程は、学校経営の改善でもあり、教職員にとっては研修活動としての意味を併せ持つ。(2)「学びの学校建築」構想を活かした校舎建設上で策定した構想を活かして、2つの小学校における増築校舎を建設した。J小学校は、普通教室8、サブ教室4、多目的スペースからなり、N小学校は普通教室4、サブ教室2、多目的スペースからなる。それらの校舎は、木造平屋構造で、少人数学級・少人数指導や「学びあい」の学習スタイルなど、犬山市および両小学校における特徴的な教育活動を支援できるような教室環境を備えた。両校の増築に際しても、教職員との対話を大切にし、教師にとっての重大な関心事である収納にも配慮し、多目的スペースには低学年図書館(城東小)や教員スペース(犬山西小)を配置して、効果的な学習・人間関係形成を促進するプランとした。今後、それらの有効利用についても研究を進める。2.関連情報の収集と分析新しい小中学校建築に関する情報収集と分析を行い、その知見を上の学校建設にも取り入れた。全国的な先進事例からは、学校環境の全体計画、学習関連スペースのプランニング、教職員スペースの設置方法、セキュリティの確保等の点で、有効策を収集した。他地域での学校改築実践にもかかわり、建築計画学研究者と協力して、学校建設支援の有効策について継続的に検討している。p/1.愛知県犬山市における学校施設整備に関する活動(1)「学びの学校建築」の計画愛知県犬山市教育委員会・学びの学校建築検討委員会(平成16年度より設計委員会)において、犬山市の教育改革・授業改善に資する学校施設・設備の計画を練り、「学びの学校建築」構想を策定した。p/1.犬山市における小学校施設改築計画(素案)の作成愛知県犬山市教育委員会において「学びの学校建築検討委員会」を組織し、審議を行った。委員は教員を中心とする構成として、教育活動とのつながりから学校施設・設備の構想を考えた。前年度に研究代表者が犬山教委と作成した「学びの学校建築基本構想素案(案)」をたたき台として、これを検証することを課題の中心にすえて作業を行った。審議の最初の段階では、学校への不審者侵入事件のインパクトもあって、学校のセキュリティ問題について議論が集中し、新しい学校施設についての提案がなかなか出なかった。しかし、審議の後半に入って、委員の一部から特徴的な提案がなされるようになった。それらの提案は、まだ個人的な意見という性格を有しているが、今後はそれを材料として教員集団の中で学校施設計画の議論を深め、意見集約を行っていく必要がある。2.国内・海外における小学校施設調査国内調査は、埼玉県志木市において行った。志木市の事例からは、新設校舎、既存校舎それぞれにおける学社融合の方法について示唆を得ることができた。国外調査は、アメリカ合衆国カリフォルニア州で行った。オークランドで4校、バークレイ、サンノゼで各1校の計6校の小学校を調査した。これらの学校では、ポータブル(プレハブ)教室を積極的に利用する、古い校舎を有効に利用しながら居心地のよい環境を整える、教室内の家具や教材を効果的に配置する、オープンスペース校も残っているなどの特徴が見られた。検討委員会では、他の学校施設に関する視覚情報の提供と専門家による助言を併用することが議論によい影響を与えることがわかったので、今後は、さらに学校施設調査を進めるとともに、それらの知見を積極的に活用する必要がある。1.学びの学校建築模型の制作および報告書の作成愛知県犬山市教育委員会における学校改築作業を継続している。昨年度の課題を継承する「学びの学校建築設計委員会」を組織し、継続的な検討を行った。同委員会では、今年度、主に2つのことを実施した。

来年度も継続的に取り組む。(1)全体模型および学年群模型の2種類を制作し、昨年の「学びの学校建築検討委員会(平成15年度)」における論点の検討を行った。(2)犬山市における社会教育、児童福祉、学校カウンセリングの状況についての調査を行い、主に学校内外の子どもの生活の面から、新しい学校施設計画において留意すべき点を分析した。ひとつの小学校の改築作業としてみなされていた上の委員会の活動を、犬山市全体の取り組みとして拡げていく提案が教委から受け入れられたことは大きな成果と考えられる。2.国内・海外における学校施設調査本年度の調査は、国内は(1)新潟県聖籠中学校、海外は(2)カナダ・オンタリオ州トロント市内の2小学校で実施した。(1)では、教科教室型施設に設けられている分散型の職員室と併設された社会教育施設のあり方について情報を収集した。(2)では、古い学校施設を使いながら、活動的な授業を展開する学校のあり方を探った。とくに担当教員による教室づくりや設置されている教材・教具の豊富さについては、学ぶところが大きかった。構想を全面的に取り入れる小学校の改築実施は、予算上の問題もあって、当初の計画よりも進行が遅れているため、本研究内容の発表には慎重にならざるを得ない。それでも、事務室設置にかかわることや調査に関する情報の公表は、一部ではあるが実施した。1.愛知県犬山市における「学びの学校建築」設計委員会での施設計画犬山市で、ふたつの小学校での増築において、実際の施設計画に取り組んだ。(1)教職員との議論は、施設プランに大きな利益があったが、教員研修が必ずしも十分ではなく、その充実が必要であるとわかった。(2)犬山の学校改築は少人数学級・少人数指導を強く意識したものであるが、補助制度に齟齬があることが問題となってきた。(3)新築する小学校の具体的な計画も今年度より開始された。来年度は増築校舎着工のため、(1)の会議をさらに進めて学習指導のプランをつめ、(2)では制度上の問題点をクリアする必要があるとわかった。2.資料収集と分析塩尻市立贄川小、千葉市立打瀬第三小、安中市立九十九小等を視察し、情報を収集した。とくに前者からは木の建築のもつ意味と自治体の学校施設政策、他のものからは高名な建築家たちによる新しい学校建築の提案を学んだ。今年度から名古屋市立大学の鈴木賢一教授と学校建築研究会を立ち上げ、情報交換を行っている。また、鈴木教授とともに、名古屋の学校新設事業にファシリテーターとして参加することとなった。この事業は、犬山市の事例との比較検討の点でも大変重要である。とくに教職員の取り組みに関しては、犬山の事例と共通の困難さが明らかになった。名古屋大学の中嶋哲彦教授からは、アメリカのチャータースクールの学校施設事情に関する情報提供を受けた。3.成果の発表成果の発表は、政治的な影響を鑑みて細心の注意をはらう必要がある。
放線菌産生凝集剤に関する基礎及び応用研究

我々は、放線菌が、酵母エキス、リン酸カリウム、硫酸マグネシウムという比較的単純な培養系で十分生育し、水溶液中に懸濁しているカオリン粒子を凝集させることのできる物質を培養液中に分泌することを明らかにした。凝集物質の生産条件について検討したところ、グルコースのような単糖では、菌体は十分に生育するがその培養液中に凝集活性を示す物質を検出することはできなかった。これは、炭素源としてグルコースを用いた場合には、放線菌はその培養液中に凝集物質を分泌しないのかあるいは凝集作用を阻害する物質も同時に生産するのかどちらかであると考えられるがこのことは今後の課題である。また、培養液の初発pHも凝集物質の生産に大きく関係していることも明らかとなった。さらに、本凝集物質の正体を明らかにするために培養液からアセトンとエタノールを用いた有機溶媒による析出法およびゲル濾過体(Sephadex G-200)による分離精製を行った。その結果、約30倍にまで精製することができ、比較的高度に純化した精製標品が得られた。ゲル濾過クロマトグラフィーにより得られたクロマトグラムから凝集物質の分子量を推定すると200,000以上の比較的大きな分子あるいは集合体であることが明らかとなった。また、本凝集物質の性質について測定したところ、酸性領域で凝集活性を示し熱に対して弱い構造を有していることが示唆された。次いで、凝集助剤としてどのようなカオチンが最適か検討したところ2価のイオンが有効であることがわかった。今後は、本凝集物質の純度を検討するとともにどのような成分により構成されているのかといった化学的組成分析及び物理学的性質等について検討する。微生物我々は、放線菌が、酵母エキス、リン酸カリウム、硫酸マグネシウムという比較的単純な培養系で十分生育し、水溶液中に懸濁しているカオリン粒子を凝集させることのできる物質を培養液中に分泌することを明らかにした。微生物
ラテックス凝集反応による簡単な免疫測定法

マイクロタイタープレート上に生じさせた高比重ラテックスの凝集反応像の面積を測定する免疫測定法(Planimetric immunoassay,PMIA)を完成させた。抗DNPおよびおよび抗hCGモノクロン抗体の比較成績では、PMIAの測定可能濃度範囲はRIAおよびELISAに匹敵し、再現性はIntra-assayreproducibilityはRIAおよびELISAと同程度、Inter-assay reproducibilityはELISAよりもはるかにすぐれていた。検査に要する時間はRIAおよびELISAの24時間に対し3時間で足りた。本法は一般に使用されている顕微鏡、顕微鏡用テレビおよびグラフィックコンピューターを機器として利用するもので、測定用プログラムは本研究の間に完成された。本法に使用するラテックス粒子は速やかに沈澱し、非特異凝集を生じないことが必要条件であり、さらに測定可能な「形の整った沈澱像」を形成することが望ましい。PMIAは現在のままでも実用化し得るが、さらに利用価値を高めるために1時間以内に成績判定が可能になるような超高比重ラテックスを用いる検査法を検討中である。PMIAの装置およびプログラムを赤血球凝集反応に応用する研究も行なった。血球はグルタルアルデヒドで固定して長期保存を可能にし、マイクロタイタープレート上に生じさせた凝集像をPMIA装置で計測した。この方法は未処理赤血球を用いるマイクロタイター法よりも再現性がすぐれ、各種の血液型検査に利用することができた。すなわち、抗A、抗B、抗H凝集素の検出、血痕や唾液斑からのABO式あるいは分泌型・非分泌型の検査、毛、髪、爪、臓器からのABO議血液型検査などであり、ELISAによる同じ目的の検査に比べて鋭敏度、再現性、経費、所要時間など重要な性能がすぐれていた。本年度は基本的な諸問題に取組み、それらを解決するという目的を果したが、応用研究にまでは手が回らなかった。ラテックス・マイクロタイター凝集反応の沈殿像の大きさから定量値を得るには、(1)形が崩れない沈殿像を再現性よく出現させ、(2)その沈殿像を機械的方法で正しく測定する。というふたつの段階が必要である。(1)は主としてラテックス素材の開発と粒子の被覆方法,さらに検査手技の改良に依存するが、本年度は血清中の抗DNP抗体,抗IgG抗体,抗サイログロブリン抗体などを定量するための試薬を作ることができた。本補助金の対象外の研究で開発された仮称HDシリーズラテックス粒子を用いた試薬は沈殿像が美しく、自動測定に適していることが分った。また、ラテックス粒子以外にも固定赤血球やゼラチン粒子を使用することが可能なような成績も集積されつつある。(2)の段階については、画像処理装置をほぼ完成させることができた。私たちのシステムは大量製産品であるグラフィック・コンピュータなどの既製品を集めたもので、底価格で充分に目的を果すものであり、独自のコンピュータソフトもほぼ完成した。このシステムを用いれば、ひとつの凝集沈殿像を約20秒で計測してデータを記憶させることができた。測定システムの作製と改良に日時がかかったため、応用的研究はできなかったが、沈殿像測定法の検出感度は、ヒト血清中の抗DNP自然抗体では、ELISAに匹敵し、測定所要時間はELISAの2日間に比し3時間といちぢるしく短かかった。また、赤血球凝集反応による抗A、抗B凝集素の測定ではホールグラス法に比べて16倍,肉眼判定によるマイクロタイター法に比べて4倍ほど鋭敏であった。

前年度までの研究で、抗原や抗体で被覆したラテックス粒子の凝集反応像からする免疫測定法の研究は一応の成果を得たので、今年度はラテックス凝集反応による免疫測定法を血球凝集反応に応用する研究を行った。赤血球膜は柔軟で粘着性を有するため、凝集反応を起しやすいが非特異的凝集も生じやすく、時間経過と共に被凝集性が低下したり溶血したりする欠点があり、そのままでは抗原抗体反応定量用担体には使用できない。私たちはグルタルアルデヒド固定により赤血球の硬化と保存性の向上を図った。従来の報告は固定血球の被凝集性は著しく低下すると述べているが、面積測定法で正確に判定したところでは、凝集塊は小さくなっているが被凝集価は未処理血球とほとんど変わらないことが分った。このような成績は、ラテックス凝集反応で確立された方法を赤血球凝集反応に応用できることを示すものであった。固定赤血球を用いた面積測定法により抗A、抗B凝集素を測定すると、未処理血球を用いた場合と同程度の鋭敏度が得られ、再現性は向上した。この方法は血清中の抗A、抗B凝集素の検出に用いることができ、ABO式血液型判定に際しての「裏試験」や「凝集素検査による血痕のABO式血液型判定」を行うことができた。固定赤血球を用いた面積測定法を解離試験などと組合せて行うことで各種の血液型の法医学的検査の鋭敏度と正確さが向上した。例えば、未処理血球を用いた従来の解離試験に比べてAおよびB型質は10^310^5倍、H型質は10倍に希釈した後でも検出可能であった。面積測定によるラテックス免疫測定の性能を一層向上させる研究はある程度進展したが、高性能ラテックス粒子の改良が遅れたため、業績としての発表は次年度になる。
循環経済への転換に向けた廃棄物と資源の統合的管理に関する研究

廃棄物処理の観点に重きが置かれた3R政策から、資源管理の視点を含んだ循環経済へと移行するためにどのような仕組みが必要かを検討することを主な目的に、本年度はベルギーにおける容器包装廃棄物のリサイクル制度について調査した。ウェブサイト等での公表資料に加え、同リサイクルの運営機関であるFost Plusへのヒアリング調査も行い、主に以下の内容を明らかにした。ベルギーでは、自治体による廃棄物収集を活用しながらも、容器包装廃棄物の収集費用については全額、Fost Plusを通じて事業者が支払う仕組みを採用している。それでも収集・選別の効率性を維持し、資源価値の高い品目も容器包装リサイクルの対象とすることで、グリーンマークのライセンス料金を支払う事業者にも過度な負担とはなっていない。こうしたベルギーの制度は、日本の容器包装リサイクルの環境負荷と社会全体の費用の低減をさらに進める上でも参考になる点が多い。並行して、ベルギーのフランダース地方の一部自治体で導入されている、廃棄物の重さをベースにした従量制の有料化による廃棄物減量効果についての実証分析も行った。内生性を考慮するために、動学パネルデータ分析を行った結果、重さベースの有料化には廃棄物減量効果があるが、大きな減量効果は特に有料化実施直後に見られ、継続的な効果はそれほど大きくないこと、また収集価格の上昇が廃棄物の減量をもたらすことを確認した。また古紙を代表例として、再生財市場における需要と供給関数を推定するために必要なデータを収集するとともに、適切な計量経済分析手法について検討した。2018年度前半に滞在したベルギー・ブリュッセルでの在外研究を通じて、同国の容器包装廃棄物のリサイクル制度については、その最新の状況を詳細に把握することができた。また、当初の計画には予定していなかった、ベルギー・フランダース地方の重さをベースにした従量制の有料化についても、同国のルーヴェン・カトリック大学の研究者との共同研究を通じて、実証分析に着手することができた。一方で、当初2018に予定していた再生財の価格決定メカニズムの分析については、推定に必要なデータの加工と整備にとどまり、実際の分析に着手することはできなかった。循環経済への転換に向けた廃棄物と資源の統合的管理のあり方を検討するために、今年度は主に以下の2つの研究に取り組む計画である。第1に、古紙やプラスチック等を主な対象とした再生財市場に関する研究を継続して行い、再生財の需要関数と供給関数を推定する。ここでは過去のトレンドを考慮した動学的な計量経済モデルを想定して分析を行う。そして、それらの推定結果に基づいて、再生財の価格決定メカニズムを明らかにする。また、再生財の価格や需給についての将来予測を通じて、資源価格の変動に耐えられる頑健な再生財市場を構築するための課題と方策について検討する。第2に、ベルギー・フランダース地方の重さをベースにした家庭系廃棄物の従量制有料化の効果について、残余ごみの排出量だけではなく、容器包装資源物など他の廃棄物の排出量への影響も分析する。重量と容積の換算値を変更した場合の頑健性やより信頼性の高い推定モデルでのチェック等も行う。これらの推定結果を参考に、日本において循環経済を実現するための廃棄物と資源の統合的管理上の課題と方策を検討する。最後に、本研究の3年間のまとめとして、循環経済への転換に向けた廃棄物と資源の統合的管理のあり方について総括する。これらの研究成果については、環境経済・政策学会や廃棄物資源循環学会等の関係する学会で発表し、そこで得られたコメント等も踏まえて、必要な修正等を行い、関係する国際学術雑誌等に投稿する。廃棄物処理の観点に重きが置かれた3R政策から、資源管理の視点を含んだ循環経済へと移行するためにどのような仕組みが必要かを検討することを主な目的に、本年度はEUが主導する「循環経済」の概念や関係する取り組みについて、主に文献資料を元に調査を行った。EUの循環経済では、日本の循環型社会政策のように廃棄物の適正処理・有効活用など環境分野に特化せず、経済・産業政策の一環として分野横断的な取り組みがなされ、政策ビジョンが明確・かつ広範であることなど特徴的な点が見出された。循環経済またその移行過程において、廃棄物・資源のマテリアルリサイクルと熱回収の両立が重要であるとの立場から、資源ごみの分別収集やごみ処理有料化など廃棄物政策がごみ焼却施設におけるエネルギー回収の効率性に与える影響について、技術的要因や人口密度などを考慮して分析した。具体的には、廃棄物量と焼却能力を投入財、発電量と熱供給量を産出財とした場合の効率性スコアの計算、またその決定要因について2段階DEA(包絡分析法)による計量分析を行った。その結果、資源ごみ分別や有料化は効率性スコアには影響せず、溶融処理・24時間連続運転・運転年数の短さなどの技術的要因と人口密度の大きさが効率性スコアを上昇させることなどを明らかにした。さらに、廃棄物のエネルギー利用が進むヨーロッパ諸国の廃棄物焼却によるエネルギー利用状況について、公表されている資料をもとに考察を行った。その結果、廃棄物処理量の約半分を焼却しているオランダ・フィンランド・スウェーデン等で、そのほとんどがエネルギー利用されていると同時に、マテリアルリサイクルの比率も高いことなどがわかった。EUが主導する「循環経済」の概念や関係する基本的な取り組みについては、文献調査を通じて、その主な内容を把握できた。一方で、当初平成29年度に予定していた製造業を対象とした資源生産性の実証分析については、使用できるデータの妥当性や分析対象を検討した結果、予定していた方法では業種に大きく依存した結果にしかならないと予想された。

そのため、29年度は当初予定していた分析を行わずに、分析方法を再検討することとした。代わりに、研究実績の概要に記載したとおり、廃棄物政策がごみ焼却施設におけるエネルギー回収の効率性に与える影響についての計量分析を行った。分析対象は当初の予定とは異なるが、申請書の「研究が当初計画どおりに進まない時の対応」に記載した範囲での変更であり、当該分析も循環経済への転換に向けた廃棄物と資源の統合的管理に関する研究の一部を担うものである。廃棄物処理の観点に重きが置かれた3R政策から、資源管理の視点を含んだ循環経済へと移行するためにどのような仕組みが必要かを検討することを主な目的に、本年度はベルギーにおける容器包装廃棄物のリサイクル制度について調査した。ウェブサイト等での公表資料に加え、同リサイクルの運営機関であるFost Plusへのヒアリング調査も行い、主に以下の内容を明らかにした。ベルギーでは、自治体による廃棄物収集を活用しながらも、容器包装廃棄物の収集費用については全額、Fost Plusを通じて事業者が支払う仕組みを採用している。それでも収集・選別の効率性を維持し、資源価値の高い品目も容器包装リサイクルの対象とすることで、グリーンマークのライセンス料金を支払う事業者にも過度な負担とはなっていない。こうしたベルギーの制度は、日本の容器包装リサイクルの環境負荷と社会全体の費用の低減をさらに進める上でも参考になる点が多い。並行して、ベルギーのフランダース地方の一部自治体で導入されている、廃棄物の重さをベースにした従量制の有料化による廃棄物減量効果についての実証分析も行った。内生性を考慮するために、動学パネルデータ分析を行った結果、重さベースの有料化には廃棄物減量効果があるが、大きな減量効果は特に有料化実施直後に見られ、継続的な効果はそれほど大きくないこと、また収集価格の上昇が廃棄物の減量をもたらすことを確認した。また古紙を代表例として、再生財市場における需要と供給関数を推定するために必要なデータを収集するとともに、適切な計量経済分析手法について検討した。2018年度前半に滞在したベルギー・ブリュッセルでの在外研究を通じて、同国の容器包装廃棄物のリサイクル制度については、その最新の状況を詳細に把握することができた。また、当初の計画には予定していなかった、ベルギー・フランダース地方の重さをベースにした従量制の有料化についても、同国のルーヴェン・カトリック大学の研究者との共同研究を通じて、実証分析に着手することができた。一方で、当初2018に予定していた再生財の価格決定メカニズムの分析については、推定に必要なデータの加工と整備にとどまり、実際の分析に着手することはできなかった。平成30年度前半はベルギー・ブリュッセルを拠点に、EUにおける循環経済に向けた最新の政策動向や企業等の取り組みについて、文献調査や関係機関へのヒアリング調査を通じて実態の把握を行う。また、ベルギーにおける容器包装リサイクルシステムを主な具体的事例として、循環経済政策の現状と課題について、文献調査に加え、現地調査や関係する機関へのヒアリングも交えた調査を行う。
多価不飽和脂肪酸の生理機能解析に資する新規脂肪酸プローブの開発と応用

エイコサペンタエン酸(EPA)は抗炎症作用など様々な効能を有する生理活性物質として、近年、大きな注目を集めている。EPAは脂質メディエーターの前駆体として機能するとともに、リン脂質のアシル鎖として生体膜の生理機能発現に重要な役割を担っていることが考えられている。しかし、その分子メカニズムの詳細は不明である。EPAの生理機能を解析するためにEPAのω末端にエチニル基を導入したω-エチニル型EPA(eEPA)を開発した。eEPAを用いることによりクリックケミストリーを用いた化学修飾が可能であり、EPAの挙動解析やEPA修飾タンパク質の探索などの様々な解析に応用可能であると期待される。本研究では、EPA生産性細菌をモデル細菌として用いた。本菌は、低温誘導的にEPA含有リン脂質を生合成し、本菌のEPA生合成酵素を欠損させたEPA欠損株(ΔEPA)では低温で生育速度が遅延し、異常に伸長した細胞を形成する。このΔEPAをEPA含有培地で生育させるとこれらの生育阻害が抑制される。前年度までの研究により、本菌において、eEPAが天然型EPAとほぼ同等の機能を発揮することが示された。本年度の研究において、以下の成果を挙げた。1.本菌の主要な脂肪酸であるパルミトレイン酸のω-エチニル型アナログ(ePAL)とeEPAが異なる細胞内局在性を示すことを、クリックケミストリーによる蛍光標識と超解像蛍光顕微鏡観察によって明らかにした。2. eEPAが共有結合したタンパク質をクリックケミストリーを利用したアフィニティー精製によって分離し、そのうちの5種の同定に成功した。また、それらの一次構造から、eEPAによる修飾様式に関する知見を得た。3. 2で同定されたeEPA修飾タンパク質のうち3種について、C末端にHisタグを付与したタンパク質を発現するゲノム改変株を作製し、脂質修飾様式や機能の解析を行うための基盤を構築した。以上の研究成果は、EPAの生理機能発現機構の解明に大きく寄与するものである。29年度が最終年度であるため、記入しない。EPAは脂質メディエーターの前駆体として機能するとともに、リン脂質のアシル鎖として生体膜の生理機能発現に重要な役割を担っていると考えられている。しかし、EPAの生理機能発現に関わる分子メカニズムの詳細は不明である。本研究では、EPAのω末端にエチニル基を導入したω-エチニル型EPA(cEPA)を開発した。cEPAを用いることによりクリックケミストリーを用いた化学修飾が可能であり、EPAの挙動解析やEPA修飾タンパク質の探索などの様々な解析に応用可能であると期待される。EPA生産性細菌をモデル細菌とし、cEPAの生理機能評価を行った。本年度は、cEPAを含むEPAアナログの合成とΔEPAを用いたcEPAの生理機能解析に取り組んだ。初めに、cEPAの効率的な合成法の確立に成功した。また、この合成法を応用することにより、EPA重水素ラベル体の合成に成功した。次に、cEPAの生理機能評価を行った。cEPA含有培地でΔEPAを4°Cで培養した結果、ΔEPAの生育速度の遅延や異常な細胞伸長が抑制された。また、cEPA含有培地で培養した菌をBligh-Dyer法によるリン脂質抽出を行い、ESI-MSに供した結果、cEPA含有リン脂質が検出された。このことから、外部添加したcEPAはEPAと同じようにリン脂質のアシル鎖として取り込まれていることが分かった。以上の結果より、cEPAはEPAと同等の機能を示すことが明らかになった。機能性脂質として注目されているEPAの生理機能解析に有用な新規プローブ(cEPA)の効率的な合成法を確立した。従来法に比べると収率が約5000倍に向上し、mg単位での合成が可能になった。このことにより、種々の生化学実験にcEPAを供する基盤を築いた。また、この合成法を応用することによりEPA重水素ラベル体の合成にも成功した。このことから、この合成法を利用することにより、目的に合った様々なEPAプローブの合成の可能性が広がった。そして、cEPAの生理機能解析を行い、細菌において天然型EPAの機能を代替できることを示した。これは、cEPAがEPAの生理機能解析に有用であることを示した結果であり、EPAの挙動解析やEPA修飾タンパク質の探索などの今後の研究につながる成果である。エイコサペンタエン酸(EPA)は抗炎症作用など様々な効能を有する生理活性物質として、大きな注目を集めている。その一方で、その分子メカニズムの詳細は不明である。eEPAを用いることによりクリックケミストリーを用いた化学修飾が可能であり、EPA修飾タンパク質の探索などの解析に応用可能である。本年度の研究では、EPA生産性細菌をモデル細菌として、本菌におけるeEPAを用いたEPA修飾タンパク質の探索および同定と細胞内局在性解析を行った。初めに、本菌におけるEPA修飾タンパク質の探索及び同定を試みた。eEPA

存在下で培養した本菌の不溶性画分を可溶化し、銅イオン存在下でアジドビオチンとのクリックケミストリーによりeEPAが共有結合的に付加したタンパク質を化学修飾した。ビオチン標識したタンパク質は、ストレプトアビジンビーズで精製した後、SDS-PAGEに供し、Ruby染色を行った。その結果、eEPAを介してビオチン標識されたと推定されるタンパク質バンドの検出に成功した。さらに、ビオチン標識されたタンパク質について、プロテオーム解析を行った結果、eEPA修飾タンパク質の同定に成功した。次に、eEPAの細胞内局在性解析を行った。eEPAの比較対象として、本菌の主要な脂肪酸であるパルミトレイン酸(PAL)のω末端にエチニル基を導入したω-エチニル型PAL(ePAL)を用いた。eEPA及びePAL存在下で培養した菌体を化学固定した後に、アジド基を持つ蛍光色素を添加し、クリックケミストリーによる細胞内のeEPAおよびePALの可視化を試みた。その結果、ePALを添加した細胞では細胞全体に拡散した蛍光シグナルが検出された細胞が多かったのに対して、eEPAを添加した細胞では蛍光シグナルが細胞内に不均一に検出された細胞が多く観察された。eEPAを用いてEPA生産性細菌において共有結合的にEPAが付加したEPA修飾タンパク質の探索および同定を試みた。eEPA存在下で培養した本菌の不溶性画分を可溶化し、銅イオン存在下でアジドクマリンおよびアジドビオチンとのクリックケミストリーによりeEPAが共有結合的に付加したタンパク質を化学修飾した。クマリン標識されたタンパク質を検出した結果、eEPAを介して蛍光標識されたと推定されるタンパク質が10種類検出された。この結果は、eEPAが共有結合的にタンパク質に結合していることを示唆するものである。次に、eEPAと天然型EPAとの競合実験を行った。eEPAと同時に天然型EPAを添加して培養した菌体について同様の蛍光標識を行った結果、天然型EPAの添加量に応じて蛍光標識されるタンパク質のバンド強度が減少したことから、eEPAによるタンパク質修飾は天然型EPAにより競合的に減少することが示され、本菌におけるEPA修飾タンパク質の存在が強く示唆された。eEPAによって修飾されるタンパク質群を同定するために、eEPA存在下で培養した本菌の不溶性画分をアジドビオチンで化学標識し、ストレプトアビジンビーズを用いたアフィニティー精製に供した。精製されたタンパク質群をペプチドマスフィンガープリンティング法で解析した結果、eEPA修飾タンパク質の同定に成功した。これは、今までに報告のなかったEPA修飾タンパク質の存在を強く示唆するものである。本菌におけるeEPAの局在性解析においても、eEPAを添加した細胞では蛍光シグナルが細胞内に不均一に検出された細胞が多く観察されたことから、本菌にはEPA含有リン脂質が特異的に濃縮することで、他の領域とは物理化学的特性の異なる生体膜環境が局所的に形成されている可能性が示された。
労働観の主体的形成をめざした学習活動の質的研究

本研究は、通常の学習活動の流れの中に職場体験やキャリア教育の要素を取り入れることによって、学習観と労働観を同時に深化させる主体的学習活動についての研究開発である。具体的には、学校設定科目「メディア表現」(高2)において、関西テレビと連携し、書くことからはじめドキュメンタリー作品制作へと至る学習活動を実施した。一年間を通じて、生徒たちはテレビ局員の支援を受けながら学んだ。そこでは、表現に関する基礎的技法についての系統的学習をすすめていくが、各単元の土台にあるのは、作品づくりを支える労働観に目を向けさせることであり、単元において自らが学び取ったことを言語化することである。労働観と学習観の深化の過程を検証するために、臨床教育学のナラティヴ研究の方法を採用した。具体的には二つのことを行った。第一に、各単元がおわるごとに課す「自己評価レポート」に「この単元を通じて学び取ったこととは」という項目を設け、そこにおける記述内容を読み取り、吟味していった。第二に、区切りのよいところで、テレビ局員によるインタビューを3回実施し、そこで語られたことを、「自己評価レポート」の記述と照らし合わせながら、学習観と労働観の深化を把握していった。本研究の成果として以下の三点が得られた。第一に、通常の学習活動の流れの中に、職場体験やキャリア教育の視点を貫かせること、あるいは組み込むことが可能である。第二に、労働観と学習観の形成は相補的な関係にあるものの、生徒たちのなかでは、なかなか結びつきにくい状況があるということである(したがって、第一に述べたことが重要な視点となる)。第三に、外部連携に基づいた学習活動を展開するためには教師には「編集者」としての資質を磨くことが求められる。生徒たちの学習状況や学習要求を理解しつつ、外部支援者が有している知識や指導方法をどのように組み合わせるのか。これが「編集」するということである。ここに教師の仕事がある。
T細胞に発現するToll様受容体(TLR)のT細胞活性化・分化制御における役割

Toll-like receptor(TLR)はマクロファージや樹状細胞などの抗原提示細胞上に発現し、病原体に特有の分子パターンを認識することにより、自然免疫系を活性化し、その後の抗原特異的な獲得免疫の活性化を誘導することが知られている。しかしながら、獲得免疫系のT細胞におけるTLRの役割は明らかになっていないため、その機能と分子機構を解明することを目的とした。まず初めに、ナイーブCD4+T細胞を種々のTLRリガンドで刺激したところ、活性化の誘導は認められなかったが、TLR3(Poly I:C)とTLR9(CpG-DNA)リガンド刺激による生存延長の誘導が認められた。さらに、T細胞受容体(TCR)とTLRの同時刺激により、TLR2(リポペプチド)、TLR3とTLR9リガンドに反応して、増殖や生存延長、IL-2の産生、c-Myc、Bcl-xLなどの遺伝子発現とNF-κBの活性化が相乗的に誘導された。そこでTLRの下流で必須の役割を果たすアダプター分子MyD88とTRIFを二重欠損したマウス由来のT細胞を用いて同様の実験を行ったところ、TCR+TLR2刺激によるT細胞の増殖とIL-2の産生の増強はMyD88/TRIF二重欠損T細胞で認められなかった。しかしながら、Poly I:CあるいはCpG-DNA刺激による生存延長の誘導とTCRとの共刺激による増殖とIL-2の産生増強はMyD88/TRIF二重欠損T細胞でも正常に認められた。以上の結果から、リポペプチド刺激によるT細胞の活性化の増強がTLR2を介して行われるのに対して、Poly I:CあるいはCpG-DNA刺激によるT細胞の生存延長の誘導と活性化の増強はTLR以外の受容体を介して行われることが示唆された。しかしながら、TLRの発現は自然免疫系の細胞だけでなく、獲得免疫系のT細胞においてもその発現が確認されており、本研究ではその生理的な意義を解明することを目的とした。まず初めに、ナイーブCD4+T細胞を種々のTLRリガンドで刺激したところ、TLR2リガンドに反応して、NF-κBやERK、p38、JNKなどのシグナルが弱いながらも活性化されたが、サイトカインの産生や細胞増殖、活性化マーカーの発現などは認められなかった。しかしながら、T細胞受容体(TCR)とTLRを同時に刺激することによりIL-2の産生やc-Myc、Bcl-xLなどの遺伝子の発現が相乗的に誘導された。次に、エフェクターT細胞のサブセットの一つであるTh1を種々のTLRリガンドで刺激したところ、TLR2リガンドに反応して、NF-κBやERK、p38、JNKなどのシグナルが強く活性化され、IFN-γの産生や細胞増殖が誘導されることが明らかになった。また、TLR2リガンド刺激により、CD69などの活性化マーカーやc-Myc、Bcl-xLなどの遺伝子の発現も強く誘導された。さらに、TLR2刺激によるIFN-γの産生はIL-2やIL-12などのサイトカイン存在下により、相乗的に増大し、TLR2+IL-2刺激ではp38とJNKの、TLR2+IL-12刺激ではp38の相乗的な活性化が認められた。一方、別のエフェクターT細胞サブセットのTh2においては、TLR刺激によるIL-4などのTh2サイトカインの産生は認められなかった。以上の結果から、T細胞も抗原提示細胞と同様に病原体を直接認識することにより、抗原刺激後のT細胞、特にTh1細胞の活性化を促進することが明らかになった。しかしながら、獲得免疫系のT細胞におけるTLRの役割は明らかになっていないため、その機能を解明することを目的とした。まず初めに、ナイーブCD4+T細胞を種々のTLRリガンドで刺激したところ、活性化の誘導は認められなかったが、TLR3とTLR9リガンド刺激による生存延長の誘導が認められた。さらに、T細胞受容体(TCR)とTLRの同時刺激により、TLR2、TLR3とTLR9リガンドに反応して、増殖や生存延長、IL-2の産生、c-Myc、Bcl-xLなどの遺伝子発現とNF-κBの活性化が相乗的に誘導された。次に、エフェクターT細胞のサブセットの一つであるTh1細胞を同様に刺激したところ、TLR2リガンド特異的にIFN-γの産生や細胞増殖、生存延長、CD69などの活性化マーカーやc-Myc、Bcl-xLなどの遺伝子の発現が強く誘導された。また、TLR2リガンド刺激によるTh1細胞の活性化はIRAK-4とMyD88を介したシグナル依存的に起こることを明らかにした。さらに、TLR2刺激によるIFN-γの産生はIL-2やIL-12などのサイトカイン存在下により、相乗的に増大し、TLR2+IL-2刺激ではp38とJNKの、TLR2+IL-12

刺激ではp38の相乗的な活性化が認められた。一方、別のエフェクターT細胞サブセットのTh2細胞においては、TLR刺激による活性化の誘導は認められなかった。以上の結果から、T細胞も抗原提示細胞と同様に病原体を直接認識することにより、抗原刺激後のT細胞、特にTh1細胞の活性化を促進することが明らかになった。Toll-like receptor(TLR)はマクロファージや樹状細胞などの抗原提示細胞上に発現し、病原体に特有の分子パターンを認識することにより、自然免疫系を活性化し、その後の抗原特異的な獲得免疫の活性化を誘導することが知られている。しかしながら、獲得免疫系のT細胞におけるTLRの役割は明らかになっていないため、その機能と分子機構を解明することを目的とした。まず初めに、ナイーブCD4+T細胞を種々のTLRリガンドで刺激したところ、活性化の誘導は認められなかったが、TLR3(Poly I:C)とTLR9(CpG-DNA)リガンド刺激による生存延長の誘導が認められた。さらに、T細胞受容体(TCR)とTLRの同時刺激により、TLR2(リポペプチド)、TLR3とTLR9リガンドに反応して、増殖や生存延長、IL-2の産生、c-Myc、Bcl-xLなどの遺伝子発現とNF-κBの活性化が相乗的に誘導された。そこでTLRの下流で必須の役割を果たすアダプター分子MyD88とTRIFを二重欠損したマウス由来のT細胞を用いて同様の実験を行ったところ、TCR+TLR2刺激によるT細胞の増殖とIL-2の産生の増強はMyD88/TRIF二重欠損T細胞で認められなかった。しかしながら、Poly I:CあるいはCpG-DNA刺激による生存延長の誘導とTCRとの共刺激による増殖とIL-2の産生増強はMyD88/TRIF二重欠損T細胞でも正常に認められた。以上の結果から、リポペプチド刺激によるT細胞の活性化の増強がTLR2を介して行われるのに対して、Poly I:CあるいはCpG-DNA刺激によるT細胞の生存延長の誘導と活性化の増強はTLR以外の受容体を介して行われることが示唆された。
双模倣性の概念に基づく非決定性離散事象システムのスーパバイザ制御

形式手法に基づく制御系設計においては,制御対象を有限オートマトンにより表現できる有限状態システムとして近似するが,その際,状態遷移に非決定性が生じる場合がある.そこで,本研究では,非決定性オートマトンでモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して,一般的なスーパバイザ制御理論を確立することを目的としている.離散事象システムの制御においては,一般に,タスクの終了などを表す目標状態への到達可能性を保証するノンブロッキング性が重要である.非決定性離散事象システムに対して,制御されたシステムが制御仕様に模倣され,かつノンブロッキングとなるようなスーパバイザを構成する問題に対して,研究代表者の従来研究では,対象システムで生起する事象と現在の状態が観測可能であるという仮定のもとで,スーパバイザが存在するための必要十分条件が導出され,スーパバイザの構成法が提案されている.しかし,構成されたスーパバイザに対して,その最適性の指標である最大許容性については考察されていなかった.そこで,本研究では,構成されたスーパバイザが最大許容であることを理論的に明らかにした.この成果により,従来研究において構成されたスーパバイザは最適なスーパバイザであることが示された.離散事象システムのスーパバイザ制御は,形式手法に基づく制御系設計の基本的枠組みとみなせ,得られた成果は形式手法に基づく制御系設計理論の構築に貢献するものである.平成30年度では,非決定性オートマトンでモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して,制御されたシステムと制御仕様が双模倣等価となることを要求する,双模倣制御問題の解となるスーパバイザが存在するための必要十分条件を導出し,導出した条件の検証およびスーパバイザの構成のための計算量を解析し,その評価を行うことを計画していた.実際には,まず,双模倣制御問題に取り組む前に,制御されたシステムが制御仕様に模倣され,かつノンブロッキングとなるようなスーパバイザを構成する問題について考察し,研究代表者の従来研究における構成法により構成されたスーパバイザは,最大許容性を有する最適なスーパバイザであることを明らかにした.この成果は査読付き学術論文誌IEICE Transactions on Fundamentalsに掲載されている.また,計画していた双模倣制御問題に関しても,未完成ではあるが,主要な問題点はすでに解決できている.よって,研究はおおむね順調に進展しているといえる.まず,非決定性オートマトンによりモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して,対象システムの状態が観測可能であるという仮定を課すことなく,制御されたシステムと制御仕様が双模倣等価となることを要求する双模倣制御問題の解となるスーパバイザが存在するための必要十分条件を導出し,スーパバイザの一般的な構成法を確立する.双模倣制御問題の解となるスーパバイザが存在しない場合には,双模倣等価性という要求を緩和し,緩和された要求に対してスーパバイザを構成する必要がある.そこで,対象システムの状態が観測可能であるという仮定を課すことなく,制御されたシステムが制御仕様に模倣されることのみを要求する模倣制御問題について考察する.模倣制御問題においても,仕様を満たさないシステムの振舞いは禁止され,その意味で,システムの安全性が保証される.そのため,スーパバイザの最適性の指標である許容性に関して最適な,最大許容スーパバイザの構成法を開発する.そして,得られた双模倣制御,模倣制御に関する成果を,事象の生起の部分観測の場合へ拡張し,さらに,ネットワーク化制御系への適用のため,複数のローカルスーパバイザによる分散制御へと拡張する.これらの制御問題に加え,制御系の信頼性を高めることを目的に,システム内での故障事象の生起などを検出するための診断システムに関する研究にも取り組む.形式手法に基づく制御系設計においては,制御対象を有限オートマトンにより表現できる有限状態システムとして近似するが,その際,状態遷移に非決定性が生じる場合がある.そこで,本研究では,非決定性オートマトンでモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して,一般的なスーパバイザ制御理論を確立することを目的としている.離散事象システムの制御においては,一般に,タスクの終了などを表す目標状態への到達可能性を保証するノンブロッキング性が重要である.非決定性離散事象システムに対して,制御されたシステムが制御仕様に模倣され,かつノンブロッキングとなるようなスーパバイザを構成する問題に対して,研究代表者の従来研究では,対象システムで生起する事象と現在の状態が観測可能であるという仮定のもとで,スーパバイザが存在するための必要十分条件が導出され,スーパバイザの構成法が提案されている.しかし,構成されたスーパバイザに対して,その最適性の指標である最大許容性については考察されていなかった.そこで,本研究では,構成されたスーパバイザが最大許容であることを理論的に明らかにした.この成果により,従来研究において構成されたスーパバイザは最適なスーパバイザであることが示された.離散事象システムのスーパバイザ制御は,形式手法に基づく制御系設計の基本的枠組みとみなせ,得られた成果は形式手法に基づく制御系設計理論の構築に貢献するものである.平成30年度では,非決定性オートマトンでモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して,制御されたシステムと制御仕様が双模倣等価となることを要求する,双模倣制御問題の解となるスーパバイザが存在するための必要十分条件を導出し,導出した条件の検証およびスーパバイザの構成のための計算量を解析し,その評価を行うことを計画していた.