hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクロの企業行動とマクロの景気循環の相互連関

以下の2本の論文を作成し、英文査読雑誌に投稿した。"Applying Explicit Aggregation Algorithm to Heterogeneous Macro Models"では、異質的主体モデルの効率的な解法である、Explicit Aggregation(XPA)アルゴリズム(Den Haan and Rendahl 2010)を、異質的企業のモデルや、現実のマイクロデータと整合的な異質的家計のモデルに適用した。一般的なKrusell-Smithアルゴリズムに比べて、XPAアルゴリズムはこれらのモデルを20100倍の速さでコンピュータ上で数値的に解くことができ、モデルのパラメータ推定にも有用であると思われる。これらの論文を作成する過程で、異質的主体モデルの数値解法や関連研究に対する理解が大きく深まった。このことは、今後さらに研究を継続、発展させていく上で大変有意義であった。当該年度に3回の研究課題に関する海外出張を行った。5月には、セントルイスのワシントン大学において開催された、Midwest Macroeconomics Meetingsに出席し、同コンファレンスに参加していた博士課程時の指導教官(Bill Dupor氏, FRB St. LouisおよびAubhik Khan氏, The Ohio State University)らと研究等に関するミーティングを行った。8月には、モントリオールで開催された、Econometric Society World Congressに出席し、研究発表("Sustainable International Monetary Policy Cooperation")を行った。また、同コンファレンスに出席していたAubhik Khan氏らと研究等に関するミーティングを行った。2015年度は、3回の海外出張を通じて、博士課程時の指導教官らとの意見交換や、学会、セミナーなどで研究発表を行った。海外出張自体は、今後の研究方針とスケジュールを策定する上で非常に有意義だったが、その結果として申請書の記入時から研究方針を一部変更することになった。そのため申請時には想定していなかった、関連文献や数値計算手法のサーベイが別途必要となった。1.については、他の研究グループによる関連論文の状況をみながら、当初の論文からパラメータ推定のパートを削除した(別の論文として再構成予定)。このため、論文タイトルを一部変更した。その他の追加分析についてはほぼ終了した。2.については、2016年8月から2017年3月までの社会科学高等研究院(フランス)での在外研究中に新たに立ち上げたプロジェクトであり、共著者の所属するマンハイム大学(ドイツ)との間を頻繁に往来するなどして研究を進めた。その結果をまとめ、2017年3月にはUniversity of Kent, CanterburyおよびQueen Mary University of Londonでプレゼンを行った。事業最終年度の2017年度に向けて、現時点で2本のワーキングペーパーを完成させる目処がある程度立っている。この間、2017年6月と2018年1月には、"Workshop for Heterogeneous Macro Models"を神戸(第1回)、京都(第2回)で開催し、この分野の著名な研究者であるオハイオ州立大学のAubhik Khan氏や、若手、中堅の異質的主体のマクロモデルの研究者を国内外から招いて研究報告をしてもらい、参加者間で討論、意見交換を行った。また、上述した(1)の研究を2017年6月の第1回ワークショップにて発表し、多くの有益なコメントが得られた。研究の効率的な遂行に非常に有益である、CPU間の並列計算(MPI)を用いたより高速な数値計算のため、5台のワークステーションを高速ネットワーク(10Gb Ethernet)でつないだクラスター(合計140コア)を導入、整備し、上述した研究の一部に利用した。(2)異質的主体モデルの効率的な数値計算の研究については、(1)の研究を進める上で、今後の分析に重要な知見がいくつか得られた。今後の研究の推進方策として以下の2点を考えている。次に、海外出張を通じて当初予定から変更された研究計画については、できれば2016年度中に論文の初稿を完成させ、主に2017年度の学会等で研究発表を行うことを計画している。2017年度末までに、上述した2つの研究について、ワーキングペーパーの公表と、英文査読ジャーナルへの投稿を行う。1.については、近日中にワーキングペーパーの公表と英文査読ジャーナルへの投稿を行う予定。2.については、追加分析を行い、2017年度中にワーキングペーパーとしてまとめる予定。なお、6月に共著者を日本に招聘し、研究打ち合わせおよび関連するワークショップの開催を予定している。(1)異質的家計モデルを用いた労働生産性パズルの解明については、今後国際コンファレンス等で報告後に、ペーパーを必要に応じてさらにリバイズし、今年度中に英文査読雑誌に投稿予定。

(2)異質的主体モデルの効率的な数値計算の研究については、2018年47月にもマンハイム大学に長期出張する間などに、必要な追加分析を行ってワーキングペーパーをリバイズし、英文査読雑誌に投稿予定。2016年度は、卓越研究員として神戸大学社会システムイノベーションセンターに新たに採用されたた。また、卓越研究員の研究課題(「異質的家計のニューケインジアンモデルを用いた金融政策分析」)は、当該研究課題(「ミクロの企業行動とマクロの景気循環の相互連関」)と、分析対象(ミクロレベルの企業、家計)や分析手法(より高度で効率的なモデルの数値解法あるいは推定手法)等で共通する点が多い。このため、卓越研究員研究費およびスタートアップ経費として計上された予算により、当該研究課題で実施予定であった必要経費をほぼ賄うことができた。他の類似の研究課題(卓越研究員)の研究費の執行を優先したため、当該年度は当該助成金からの支出は行わなかった。今後の利用計画としては、マンハイム大学への出張旅費等(2018年4-7月)を予定している。2017年度も、卓越研究員研究費により必要経費をほぼ賄うことを予定している。このため、現時点で当課題の補助事業期間の1年延長を予定している。
ワークロード指標を用いたユーザビリティ評価に関する研究

本研究は、製品やWebサイト、システムなどの利用品質のうちの精神的に要する努力の程度に相当する効率性を直接的にかつ定量的に評価できる指標として、メンタルワークロード指標に着目した。3つのユーザビリティテスト実験を通じて、この効率性の客観的・定量的な評価指標となり得るメンタルワークロード指標について検討した。実験の結果、統制呼吸下の呼吸データから得られる予測的呼吸率が、この効率性を評価するための客観的、定量的な指標となり得ることが示唆された。ユーザビリティテストにおいて評価される利用品質のうちの効率性とは、ユーザが指定された目標を達成する際の正確さと完全さに費やされた資源と定義されており、ユーザがタスクを実施する際に必要とされた身体的、精神的に要する努力の程度を意味していることから、この効率性はワークロードと捉えることができると考える。そこで本研究においては、この効率性を直接的にかつ定量的に評価できる指標として、ワークロード評価指標を取り上げ、ユーザビリティテストを用いた検討を通じて、ユーザビリティテストの際の効率性の評価指標となり得る客観的・定量的な指標を提案することを目的とした。本年度はワークロードの主観評価指標としてNASA-TLXを取り上げ、ユーザビリティの高低が既に明らかな地方自治体の8Webサイトを用いたユーザビリティテストを通じて、NASA-TLXの効率性の評価指標としての可能性を検討した。ユーザビリティテストは16名の大学生に対して、ユーザビリティの高い4サイト(高サイト群)、低い4サイト(低サイト群)を用いて、8種の異なるタスクを実施させ、それぞれのサイトを用いたタスク実施時のメンタルワークロードをNASA-TLXを用いて評価させた。その結果、NASA-TLXのAWWL値(総合的ワークロード評価値)、及び下位尺度であるMD値(精神的要求)、PD値(身体的要求)は、高サイト群では低サイト群と比較しタスクによらず有意に小さくなることが示された。一方、既存の効率性の指標として用いられるタスク達成時間、NEM値には、高サイト群と低サイト群の間に有意な差は見られなかった。またAWWL値はタスク達成時間、NEM値との間に相関が示された。これらの結果よりNASA-TLXは効率性の定量的な評価指標となり得ることが示されるとともに、既存の指標であるタスク達成時間、NEM値よりも感度が良い可能性が示唆された。製品やWebサイト、システムなどの利用品質(ユーザビリティ)のうちの効率性とは、ユーザが指定された目標を達成する際の正確さと完全さに費やされた資源と定義されており、ユーザがタスクを実施する際に必要とされた身体的、精神的に要する努力,時間,物質的あるいは経済的コストの程度を意味している。このうち身体的、精神的に要する努力の程度に相当する効率性はワークロードと捉えることができる。そこで本研究は、この効率性を直接的にかつ定量的に評価できる指標として、ワークロード評価指標を取り上げ、ユーザビリティテストを用いた検討を通じて、ユーザビリティテストの際のこの効率性の評価指標となり得る客観的・定量的な指標を提案することを目的とした。本年度は認知的ワークロードの評価指標として用いられている時間評価の指標を取り上げ、ユーザビリティの高低が既に明らかな地方自治体の2Webサイトを用いたユーザビリティテストを通じて、時間評価の指標のユーザビリティの効率性の評価指標としての可能性を検討した。ユーザビリティテストは16名の大学生に対して、予めユーザビリティの高低が明らかな地方自治体の2Webサイトを用いて、2種の異なるタスクを実施させ、それぞれのサイトを用いたタスク実施時のタスク達成時間を再現法により時間評価させた。その結果、既存のユーザビリティの効率性の評価指標として用いられるタスク達成時間、NEM値、及び昨年度の研究成果として効率性の評価指標として活用できると確認されたNASA-TLXのAWWL値には、ユーザビリティの高、低サイトの間にタスクの種類によらず有意な差が認められた。また時間評価の指標値にも他の評価指標同様に、ユーザビリティの高、低サイトの間にタスクの種類によらず有意な差が認められた。これらの結果より時間評価の指標は、ユーザがタスクを実施する際に必要とされた身体的、精神的に要する努力の程度に相当するユーザビリディの効率性の定量的な評価指標となり得ることが示された。

本年度は昨年度ユーザビリティの効率性の評価指標としての有効性が示された時間評価の概念を応用した客観的ワークロード指標である統制呼吸の予測的呼吸率を取り上げ、昨年度と同様にユーザビリティの高低が既に明らかな地方自治体の2Webサイトを用いたユーザビリティテストを通じて、予測的呼吸率のユーザビリティの効率性の評価指標としての可能性を検討した。ユーザビリティテストは16名の大学生に、各人の自発呼吸の平均ペースで提示される音に合わせた呼吸統制を課しながら、予めユーザビリティの高低が明らかな2Webサイトを用いた2種の異なるタスクを実施させ、その際の予測的呼吸率を求めた。その結果、既存のユーザビリティの効率性の評価指標として用いられるタスク達成時間、及びNASA-TLXのAWWL値には、ユーザビリティの高、低サイトの間にタスクの種類によらず有意な差が認められた。さらに高低サイト間にタスクの種類によらず予測的呼吸率にも有意な差が認められた。このことから予測的呼吸率が効率性の面から客観的,定量的ユーザビリティ評価指標となり得ることが示唆された。
非線形光学効果を用いた光ファイバ分布増幅器における雑音光低減方法の研究

本研究は、光ファイバ非線形光学効果の一つである誘導ラマン散乱効果を利用した光増幅器において、増幅に伴い発生する光雑音を低減することを目的とした。明らかとなった研究成果の概要は次のとおりである。1.光ファイバラマン増幅器利得における偏波面依存性DSF50kmとSMF100kmの光ファイバにて分布型増幅器を形成して実験を行った。(1)信号光と励起光の偏波面の相対位置を変化しても、光ファイバ長を10km以上伝播すれば、利得変動は0.5dB以下となる。(2)上記伝播において信号光と励起光の偏光度は50kmにわたり保持されるが、両光の偏波面角度差は保持されず、平均化される。これが、偏波面依存性を減少させる原因である。(3)これらの結果は、リールに巻かれた光ファイバでは、曲げ応力によるわずかな屈折率異方性を持つが、この屈折率異方性が波長の異なる信号光と励起光に異なる偏波面回転もたらすためによるものであると推察される。2.光ファイバラマン増幅における多重コネクタ反射雑音光光コネクタ問の多重反射による雑音光の発生について、理論と実験の両面から定量化を試みた。(1)数値計算の結果、コネクタ間での多重反射による雑音光の発生は、ラマン増幅利得が6・5dBの場合は信号光パワー比で16dBまで許容されるが、20dBとなると、27dBが限界となることが明らかにされた。(2)実験では、増幅利得が6.5dBにおいてコネクタ反射光パワーが13.7dBの最悪値においても反射光は観察されないことから、計算結果が裏付けられたと考えられる。今後は、増幅利得が20dB程度を達成した上で、反射雑音光パワーの計測とその低減方法を研究する。光ファイバにおける誘導ラマン散乱効果を用いた光増幅作用について、反射による雑音光発生のメカニズムを理論と実験の両側面より研究している。16年度では、次の成果を得ることができた。1.光ファイバのコネクタ端面反射光パワー(1)コネクタ端面反射光パワーを制御するために、端面間に屈折率の異なる溶液を塗布し、反射光パワーを測定した。その結果、反射光パワーはフレネル反射の理論式によく合致することを確認した。(2)種類の異なる長尺光ファイバにおけるレイリー反射光パワーを測定し、パワーは光ファイバのコアークラッド間比屈折率差に比例することを確認した。2.コネクタ端面反射が存在する光ファイバ伝送系における信号光、雑音光の測定30km長の1550nm分散シフト形光ファイバを用いて、分布形光ファイバラマン増幅器における信号光利得と反射雑音光パワーの測定を行った。その結果、(1)コネクタ反射の存在により信号光利得が低減する。その量は、理論とよい一致をみることから、反射雑音光に利得の一部がくわれるためであることを確認した。(2)信号光パワーを光スイッチにて遮断することにより、増幅された反射雑音光の存在を実験的に確認した。17年度には、次の内容の研究を引き続き進める。1.増幅された反射雑音光パワーを、実験的、理論的に定量的な把握をする。2.信号伝送の観点から、許容雑音光パワーを求め、その低減方法を見出す。光ファイバにおける誘導ラマン散乱効果を用いた光増幅器作用について、反射による雑音光発生のメカニズムを理論と実験の両側面より研究している。17年度では、次の成果を得ることができた。1.光ファイバのコネクタ端面反射光パワー(1)コネクタ端面半所

光パワーを制御するため、光コネクタ研磨機を購入し、研磨粒度を変えることによる反射光パワーの変化を測定した。その結果、粒度により反射光パワーを制御できることを確認した。(2)1550nm分散シフト形光ファイバ50kmと1310nm零分散純粋コア光ファイバ100kmを用いて、誘導ラマン増幅実験を実施した。反射光パワーの違いによる増幅率と雑音光パワーの測定が可能であることを確認したが、定量的な測定にまでは至っていない。2.誘導ラマン散乱増幅を用いた偏光面保持特性の研究(1)信号光の偏光面と励起光の偏光面が一致する場合のみラマン増幅が起きることが知られているが、その現象を用いて光ファイバ中を伝搬する信号光の偏波面保持特性を求める実験を行った。その結果、信号光と励起光の偏光面が垂直である場合が最も増幅率が高い結果が得られた。理論と異なるため、原因を追求するための更なる実験を予定している。(2)上記モデルにおける理論検討を行った。その結果、偏光面保持の距離特性が見出せることを確認した。18年度には、次の内容についての研究を引き続き進める。1.増幅された反射雑音光パワーを、実験的、理論的に求めるとともに、その低減方法を検討する。2.光ファイバにおける偏光面保持特性をラマン増幅により求めることができることを、実験的、理論的に明らかにする。さらに、1550nm分散シフト形光ファイバ50kmと1310nm零分散純粋コア光ファイバ100kmを用いて、保持距離を実測する。光ファイバにおける誘導ラマン散乱効果を用いた光増幅器作用について、反射による雑音光発生のメカニズムを理論と実験の両側面より研究している。18年度では、次の成果を得ることができた。1.増幅利得の偏光面依存特性に関する研究(1)信号光の偏光面と励起光の偏光面が一致する場合のみラマン増幅が起きることが知られているが、その現象を確認する目的で増幅利得の偏波面依存特性を求める実験を行った。その結果、信号光と励起光との偏光方向に依存せず、同程度の利得が得られた。(2)偏光面は光ファイバを伝搬することにより回転するがその回転角度は伝搬光の波長により変化すること、一方偏光度は100km長の光ファイバを伝播してもほぼ一定であり劣化が少ないことを確認した。すなわち、偏光面の回転角が波長により異なるため、信号光と励起光の偏光方向が平均化される結果、利得に偏光依存性が生じないことを明らかにした。2.コネクタ端面反射による二重反射雑音の発生(1)1550nm分散シフト形光ファイバ50kmと1310nm零分散純粋コア光ファイバ100kmを用い、コネクタ端面での反射光パワーを変化させて、増幅利得を測定した。その結果、接続損失が平均0.1dBと小さいにもかかわらず、反射光パワーに1dB程度の差があると利得に差が生じることを確認した。(2)12dBの接続損失がある場合、増幅利得が3dB程度低減した。この原因を探るため、光スイッチにより信号光を遮断して二重反射雑音を直接測定する実験を行った。その結果、直接測定できる程度には二重反射雑音は生じていないことがわかった。増幅利得が6dB程度と低いことが原因であると思われる。以上の結果より、次の内容についての研究を引き続き進める。1.10dB以上の利得条件において、反射雑音光パワーを、実験的に求めるとともに、その低減方法を検討する。2.信号誤りの発生条件から、二重反射雑音の許容範囲を明らかにする。
マルチメディア対応データベースの画像データ入力に関する研究

近年,コンピュータの処理能力の向上,或いはマルチメディアの普及に伴い,画像,特に動画像を処理する機会が増加している.ディジタル画像は膨大な情報量を有するため,伝送或いは蓄積する際,符号化が必須となる.しかし,既存の動画像符号化の国際標準方式MPEGは膨大な演算を必要とし,リアルタイムでの符号化は困難となっている.同時に,コンピュータで取り扱う画像も多様化しているため,任意の画像に対してより高効率な符号化アルゴリズムの開発も期待されている.本研究では,既存の画像符号化の国際標準を改善する手法,及び符号化処理を簡素化する手法に関して検討した.静止画像としては次世代の画像と考えられる超高精細画像を対象とし,画像の統計的性質を考慮した結果,国際標準JPEGを上回る符号化効率を実現できた.また,動画像符号化の国際標準MPEGにおける動きベクトルの符号化にGolomb符号を適用し,符号量の低減に成功した.符号化処理の簡素化としてはMPEGのIntra/Non-Intraモード判定に用いられる動き補償予測誤差の分散(標準偏差)を推定し,判定を高速化する手法を提案した.更に,動画像の処理として,ディジタル化された動画像から1フレームを静止画像として使用する場合に関して考察した.移動している被写体を撮影した動画像の1フレームを静止画像として抜き出した場合,被写体の移動によって生じるブレによって画質が劣化する.従って,動画像の高いフレーム間相関性を用い,既に符号化済みのフレームを用いて高精細な静止画像を生成するアルゴリズムを開発した.提案法はMPEGの符号化パラメータである動きベクトルのみを利用しているため演算負荷は極めて少ない.マルチメディアの普及に伴い,画像,特に動画像を処理する機会が増加している.ディジタル化された動画像は極めて膨大な情報量を有するため,伝送或いはデータベース等へ蓄積する場合,符号化が必須となる.従って,画像に何らかの処理を施す場合,符号化されたビットストリームを利用することにより,演算負荷の低減が計られる.本研究の目的である静止画像の復号処理では,符号化パラメータの一つである動きベクトルの適用に関して検討中である.しかし,動画像符号化の国際標準MPEG等で符号化パラメータを導出する際,多大な演算を必要とするため,リアルタイムエンコーダは高価なものとなっている.そこで,本年度は画像処理アルゴリズム開発の前段階として,符号化パラメータの導出にしばしば用いられる動き補償予測誤差の標準偏差を推定する手法を検討した.MPEG1等を国際標準では,フレームを16×16画素で構成される矩形のマクロブロックに分割し,マクロブロック単位で種々の符号化パラメータを決定している.これらのパラメータの導出法はMPEGで規定していないものの,一般的に動きベクトルは動き補償予測誤差の絶対値和を,Intra/Non-Intraモードの判定や符号表の決定には,マクロブロック内の画素値及び動き補償予測誤差の分散,または標準偏差が用いられる.標準偏差を求める際,画素毎に乗算を行う必要があるため,演算コストが高い,本研究では,動き補償予測誤差の標準偏差を動き補償予測誤差の絶対値和より推定する手法を検討した.動き補償予測誤差をラプラス分布で近似した場合,動き補償予測誤差の標準偏差は,動き補償予測誤差の絶対値和に比例することを証明した.また,実際の動画像に対し,提案手法と定義式により標準偏差を求めて比較した結果,提案法の近似度が高いことを確認した.近年,コンピュータの処理能力の向上,或いはマルチメディアの普及に伴い,画像,特に動画像を処理する機会が増加している.ディジタル画像は膨大な情報量を有するため,伝送或いは蓄積する際,符号化が必須となる.しかし,既存の動画像符号化の国際標準方式MPEGは膨大な演算を必要とし,リアルタイムでの符号化は困難となっている.同時に,コンピュータで取り扱う画像も多様化しているため,任意の画像に対してより高効率な符号化アルゴリズムの開発も期待されている.本研究では,既存の画像符号化の国際標準を改善する手法,及び符号化処理を簡素化する手法に関して検討した.静止画像としては次世代の画像と考えられる超高精細画像を対象とし,画像の統計的性質を考慮した結果,国際標準JPEGを上回る符号化効率を実現できた.また,動画像符号化の国際標準MPEGにおける動きベクトルの符号化にGolomb符号を適用し,符号量の低減に成功した.符号化処理の簡素化としてはMPEGのIntra/Non-Intraモード判定に用いられる動き補償予測誤差の分散(標準偏差)を推定し,判定を高速化する手法を提案した.更に,動画像の処理として,ディジタル化された動画像から1フレームを静止画像として使用する場合に関して考察した.移動している被写体を撮影した動画像の1フレームを静止画像として抜き出した場合,被写体の移動によって生じるブレによって画質が劣化する.従って,動画像の高いフレーム間相関性を用い,既に符号化済みのフレームを用いて高精細な静止画像を生成するアルゴリズムを開発した.提案法はMPEGの符号化パラメータである動きベクトルのみを利用しているため演算負荷は極めて少ない.マルチメディアの普及に伴い,様々なディジタル画像を処理する機会が増加している.しかし,ディジタル画像は極めて膨大な情報量を有するため,伝送或いは蓄積する場合,符号化が必須となる.従って,画像に何らかの処理を施す場合,JPEG或いはMPEG等によって符号化されたビットストリームを利用することにより,演算負荷の低減が計られる.本研究では,MPEGによって符号化された動画像の後処理として,ディジタル化された動画像から一こまの画像を抜き出し,静止画像として使用する場合に関して考察した.また,JPEG及びMPEGの符号化効率を改善する手法,符号化処理を簡素化する手法に関しても検討した.符号化効率の改善法として,超高精細静止画像の可逆符号化およびMPEGにおける動きベクトルの符号量を低減する手法を検討した。

超高精細画像は通常の画像に比べ極めて高密度に標本化されており,通常の画像とは性質を異にしているため,超高精細画像の統計的性質を考慮した符号化法を提案した.また,MPEGの動きベクトルの出現確率をラプラス分布で近似できると仮定し,Golomb符号を適用する事により,動きベクトルの符号量を低減した.符号化処理の簡素化としては,動き補償予測誤差の出現確率をラプラス分布で近似することにより,MPEGにおけるIntra/Non-Intraモードの判定処理を高速化する手法を提案した.ディジタル動画像から高品質な静止画像を抜き出す手法として,MPEGで用いられている半画素精度の動き補償予測に着目し,画像の解像度を向上する手法を提案した.提案法は符号化パラメータの一つである動きベクトルのみを用いているため,処理の負荷は極めて少ない.また,実際に画像を作成した結果,画質の向上を確認することが出来た.
ウイルスレセプターとサイトカイン

T細胞指向性HIV-1ウイルス感染補助受容体(SDF-1受容体・CXCR4)の生理的リガンドであるサイトカイン・SDF-1を用いて、サイトカイ受容体・CXCR4を標的とする対エイズ戦略樹立にむけて米国SALK研究所・Verma博士やNCIのO'Brien博士やフランスのINSERM・Durandy博士らとの国際共同研究を含む実験を行い、重要な成果を挙げた。1.エイズ発症遅延型SDF1遺伝子多型によるエイズ発症遅延がどのようなメカニズムによるのかを解明することが重要課題となる。血中SDF-1濃度を測定する系・SDF-1TRFIA法を早稲田大学・CREST・松本和子博士らと共同開発し、エイズ発症遅延型SDF1遺伝子をホモ接合型でもつ個体について、米国・O'Brien博士から提供を受けたサンプルを測定中である。O'Brien博士らは、一時期血中SDF-1タンパク質濃度を測定できると自称する米国内のグループとの共同研究を地理的利便性のために検討していたが、信頼できる検量線と測定実績を有するのが我々のグループのみであることに気付き、我々と共同研究を続行している。このことは、我々のSDF-1測定系が現時点で最良であることを裏付ける結果となった。2.エイズ発症遅延のメカニズムとしてSDF-1タンパク質の量の差による競合阻害や感染補助受容体のダウンモジュレーションの程度の差との仮設が有力である。本研究で、マウスとサルの2種類の実験動物で、in vivoでSDF-1を過剰発現した場合に、実際にCXCR4ダウンモジュレーションがおこることを初めて示したことは意義深いことであると考えられる。3.米国とフランスと日本のヒトDNAについて、エイズ発症遅延型SDF1遺伝子多型と連関する遺伝子多型を検索中し、これまでに2カ所見出した。我々は、Verma博士の尽力により米国ガン研究所のO'Brien博士やWinkler博士を中心とする共同研究に参加する機会を得て、サイトカイン・SDF-1が宿主(ヒト)側の遺伝的エイズ発症時期決定因子のひとつであることを昨年1月にScience誌上に発表した。SDF1遺伝子座が3^1+型か3^1A型かどちらの遺伝子型であるかということと、感染からエイズ発症までの期間との相関を、約2800例の米国のHIV感染者のサンプルで統計的手法を用いて調べ、3^1Aのホモ接合型である場合にエイズ発症遅延効果があるという結果をえた。そこでさらに、SDF1遺伝子多型によるエイズ発症遅延がどのようなメカニズムによるのかを解明することを目的として、以下の様に実験して重要な結果を得たので報告する。1:SDF1遺伝子3^1A多型は3^1非翻訳領域の塩基の置換であるため遺伝子にコードされているSDF-1タンパク質そのものは正常であり、量の差が発症遅延効果を及ぼすと考えられる。そこで、エイズ発症遅延の分子生物学的メカニズムはSDF-1タンパク質量の差異にあるという作業仮説を検討するため、我々が樹立したImmunoassay法を新たな抗体作製も含めて改良し、循環血中の内因性SDF-1タンパク質濃度を0.1ng/ml以下の感度で測定することに成功した。現在、エイズ発症までの時間別にグループ分けしたHIV-1ウイルス感染者のサンプルについて、SDF1遺伝子型とSDF-1タンパク質量の相関を検討中である。2:作製した抗SDF-1抗体を用いて東大・医科学研究所の塩多博士らと共同研究を行い、SDF-1のHIV-1ウイルスレセブターの生理的リガンドとしての働きのメカニズムを解明した。3:ヒトSDF1遺伝子座の新たなポリモルフィック部位の検出のため、米国で共同研究を行った。現在も進展中である。T細胞指向性HIV-

1ウイルス感染補助受容体(SDF-1受容体・CXCR4)の生理的リガンドであるサイトカイン・SDF-1を用いて、サイトカイン受容体・CXCR4を標的とする対エイズ戦略樹立にむけて米国SALK研究所・Verma博士やNCIのO'Brien博士やフランスのINSERM/Durandy博士らとの国際共同研究を含む実験を行い、重要な成果を挙げた。1.エイズ発症遅延型SDF1遺伝子多型によるエイズ発症遅延がどのようなメカニズムによるのかを解明することが重要課題となる。血中SDF-1濃度を測定する系・SDF-1 TRFIA法を早稲田大学・CREST・松本和子博士らと共同開発し、エイズ発症遅延型SDF1遺伝子をホモ接合型でもつ個体について、米国・O'Brien博士から提供を受けたサンプルを測定中である。O'Brien博士らは、一時期血中SDF-1タンパク質濃度を測定できると自称する米国内のグループとの共同研究を地理的利便性のために検討していたが、信頼できる検量線と測定実績を有するのが我々のグループのみであることに気付き、我々と共同研究を続行している。このことは、我々のSDF-1測定系が現時点で最良であることを裏付ける結果となった。2.エイズ発症遅延のメカニズムとしてSDF-1タンパク質の量の差による競合阻害や感染補助受容体のダウンモジュレーションの程度の差との仮説が有力である。本研究で、マウスとサルの2種類の実験動物で、in vivoでSDF-1を過剰発現した場合に、実際にCXCR4ダウンモジュレーションがおこることを初めて示したことは意義深いことであると考えられる。3.米国とフランスと日本のヒトDNAについて、エイズ発症遅延型SDF1遺伝子多型と連関する遺伝子多型を検索し、これまでに2カ所見出した。
高次元セミパラメトリック推測と機械学習

研究期間を通して、交付申請書に記載した3つのテーマを意識して研究を推進した。テーマ「回帰関数の推定」では、歪曲度のパラメトリック推定で1本、多変量非線形回帰で1本、低次元多様体に埋め込まれた回帰関数の推定で1本、計3本の論文を出版し、機械学習アルゴリズムに基づく方法に関する論文が1本採択印刷中である。テーマ「密度関数の推定」では、ロバストな局所密度推定の論文が1本出版され、ダイバージェンスに基づく局所推定の論文が1本採択された。テーマ「パターン認識」では、高次元パターン認識で現れるナイーブホテリング統計量の高次元漸近理論に関する論文が1本採択され印刷中となっている。最終年度は、ヒルベルト空間における分布型の検定について研究を行った。このような正規性の検定は、遺伝子発現データや画像データなど、いわゆる高次元小標本と呼ばれるデータに適用可能であり、広い応用が期待されるものである。具体的には、カーネル平均埋め込みに基づくMaximum Mean Discrepancy(MMD)による正規性の検定についてその漸近的性質を調べた。特に、対立仮説(非正規分布)および局所対立仮説の元での検定の漸近挙動に関して理論的結果を得た。局所対立仮説のもとでの漸近挙動は、帰無仮説(正規分布)の元での漸近挙動を含むものである。また、シミュレーションを通して、MMDに基づく正規性の検定の実際的振舞いも調べた。さらには、高次元でも高速で実行可能な近似検定についても開発し、高次元の実データへの適用を通してその有用性を確認した。このような成果が論文にまとめられ投稿した。歪曲度のノンパラメトリック推定についてもその方法を開発し、理論的挙動を調べ、成果を学会・研究集会で発表した。研究計画調書に記載したとおり、「パターン認識」、「密度関数の推定」、「回帰関数の推定」という3つの絡み合うテーマについて、高次元の枠組みで、機械学習のアプローチを織り交ぜながら研究をすすめた。「パターン認識」のテーマでは、ナイーブ正準相関係数の高次元漸近分布を導出した。従来の多変量解析でも重要であった、ホテリング統計量の高次元小標本バージョンとなっており、高次元の検定にも応用が見込まれる。この結果は論文にまとめ投稿した。また、高次元の枠組みによく馴染むことで知られているカーネル法において、カーネル判別分析のナイーブバージョンを開発し、その漸近理論を構築した。その主要な結果は、6月に香港で開催される国際会議にて発表することになっており、現在論文としてまとめている状況である。「密度関数の推定」では、ロバスト(頑健)なセミパラメトリック密度推定法の開発に取り組んだ。有限個のパラメータで規定される密度関数(モデル)を考え、そのパラメータのロバスト推定に立ち返り、その推定を局所化することで新たな推定法を得た。そのようにして得られる密度推定量の良さを大標本の設定で理論的に調べた。数値的にもその挙動を調べ、従来のセミパラメトリック密度推定に比べ、ロバストであることが確認できた。理論的結果と数値的結果をまとめ論文を作成中である。「回帰関数の推定」では、特に説明変数が未知の低次元多様体に含まれているという設定でのノンパラメトリック回帰を考察した。特に、データ・シャープニングと呼ばれるバイアス縮小を備えた推定法を低次元多様体の設定で構築し、このような設定でも確かにバイアス縮小を導くことを理論的にも数値的にも確認した。この成果を論文にまとめ投稿した。さらに、医学研究者との共同研究の成果が、1本の論文として出版されるに至った。「パターン認識」のテーマで、論文投稿1本、投稿準備中1本となっている。「密度関数の推定」のテーマでは、投稿準備中1本である。テーマ「回帰関数の推定」では、論文投稿1本となっている。さらに、医学研究者とのこれまでの共同研究の成果が論文1本としうて投稿され、採択された。このような状況から、概ね順調に進展しているものと判断する。補正関数を用いたセミパラメトリック関数推定を高次元の枠組みで研究することを目的とする。機械学習で用いられる様々な関数推定との関連から、高次元の設定における「セミパラメトリック関数推定」と「機械学習」の新たな融合を目指す。28年度においては特に、低次元多様体に説明変数が埋め込まれた状況での回帰関数のノンパラメトリック平滑化に関する研究を進めた。従来のユークリッド空間での推定で知られていたバイアス縮小の技術が、低次元多様体の設定でも装備できることが理論的にも示せことが大きな成果である。数値的検証を含めた成果を論文にまとめ投稿し、採択されるに至っている。高次元パターン認識のためのナイーブ正準相関の高次元漸近理論に関する研究も推進した。フィッシャー線形判別関数は高次元の枠組みではそのままでは利用できないことが知られており、それに替わる1つの方法としてナイーブ正準相関に基づく判別関数の利用が議論されてきた。しかしながら、その判別関数の理論的挙動を調べる上で重要となる、ナイーブ正準相関の高次元漸近理論はほとんど構築されていない現状があった。そのため、ナイーブ正準相関の高次元、特に次元が標本数に比べ圧倒的に大きい状況での漸近挙動を調べ、得られた結果を論文にし投稿するに至っている。高次元データ解析に有用であることが知られているカーネル法にナイーブ正準相関を拡張し、カーネルナイーブベイズという高次元パターン認識の新たな判別関数を提案し、得られた理論的・数値的結果を論文にまとめ投稿した。その内容は、香港での国際会議にて講演発表した。

28年度においては、ヒト胎児発生過程の歪曲度解析に関数推定が応用された論文が出版された。また、ヒト胎児発生過程の多次元スタンダード構築に、自ら新たに提案された平滑化手法が果敢に応用された論文が採択となり、低次元多様体に説明変数が埋め込まれた状況での回帰関数のノンパラメトリック平滑化に関する論文も採択されるに至っている。このような状況であり、概ね順調に進んでいると判断する。29年度では、ある種の局所密度推定におけるロバストな推定量の構築を行なった。従来の局所尤度法で得られる密度推定量は、大域的なリスクで評価した場合でも、大域的に構成されたパラメトリック密度推定量をそのリスクの意味で改善することが知られていた。この議論をロバストネスの枠組みで行うために、ベキダイバージェンスに基づくロバストなパラメトリック密度推定量と、ロバストな局所推定量の比較を行い、大域的なリスクの元でも、提案する推定量がパラメトリック推定量を漸近的に改善することを示した。成果は論文にまとめ投稿された。また、このような局所密度推定量に含まれる、局所的に得られるパラメータの局所推定量の漸近的振舞いについて、ブレグマンダイバージェンスによる一般的枠組みで詳しく調べた。この内容はこれまで議論が与えられてこなかったものであり、本研究にて理論的成果を得たものである。成果は論文として投稿された。機械学習の研究として、経験リスクの逐次最小化に基づく回帰関数の推定に関して研究を行い、推定量の非漸近的誤差限界を導出した。成果を論文として投稿した。高次元に関する研究としては、カーネルナイーブベイズというパターン認識手法に関する研究成果を論文にまとめ投稿した。再生核ヒルベルト空間における分布型の検定についても研究を行い、カーネル平均埋め込みに基づくMaximum Mean Discrepancyによる正規性の検定についてその漸近的性質を調べた。特に、対立仮説(非正規分布)および局所対立仮説の元での検定の漸近挙動に関して理論的結果を得た。このような適合度検定は、遺伝子発現データや画像データなど、いわゆる高次元小標本と呼ばれるデータに適用可能であり、広い応用が期待されるものである。29年度においては、低次元多様体に説明変数が埋め込まれている状況でのノンパラメトリック回帰に関する論文が出版された。ロバストな局所密度推定に関する成果が、統計関連学会連合大会および科研費研究集会にて講演発表され、論文として投稿された。パラメータの局所推定に関する漸近理論の研究成果が、統計関連学会連合大会および科研費研究集会にて講演発表され、論文として投稿された。経験リスクの逐次最小化に基づく回帰関数の推定に関する研究成果を日本数学会にて講演発表し、論文として投稿した。高次元パターン認識に関する論文の修正版が2本投稿された。再生核ヒルベルト空間における正規性の検定に関する研究成果を、統計関連学会連合大会および科研費研究集会にて講演発表を行った。このように、1本の論文が出版され、3本の論文が投稿され、2本の修正論文が再投稿された。講演発表も適宜行われており、“おおむね順調に進展している"と判断する。
高次情報処理による道路幾何情報集約とその応用に関する研究

カーナビゲーションシステムやPDAなどを用いた経路案内システムの需要が年々高まっている。これらのシステムにはあらかじめ用意された地図情報に基づいて、現在位置および案内経路を計算している。しかし日々変化する道路に対応した柔軟な経路案内をすることは極めて難しい。そこでシステムから得られるマルチモーダル情報を集約し、道路環境情報をリアルタイムに収集することで、ユーザ周辺の道路環境を考慮した経路案内を提示する戦を提案した。ここでマルチモーダル情報として、カメラ、GPSやジャイロセンサなどの検出装置や二次記憶媒体から得られる実写動画像、位置、姿勢、地図情報を想定している。また道路環境情報とは道路、道路標識、歩行者などの障害物、といった交通に関する情報である。本手法では道路環境情報の収集・解析による、詳細な地図情報の収集作業の削減や障害物回避などの注意喚起が可能な点であるため、社会的異議がある。そして現実のシステムとして実装するための課題を列挙した。さて、これまでに提案した道路環境認識のひとつである道路エッジ追跡法では、実写動画像中に障害物が存在する場合、追跡精度が低下する。そのため動画像中に存在する静的・動的物体を抽出し、抽出形状に基づいて隠蔽された領域を補正する手法の検討を行った。実験の結果、提案手法の有効性が示された。経路案内に対して、ユーザ固有の視認性が存在する。そこでユーザの好みを考慮した経路案内について考察した。視認性に関する要素をパラメータ化することにより、できるだけ多くのユーザに対応できる経路案内の可能性が見いだされた。円滑な道路案内を目的としてカーナビゲーションシステム(以下,カーナビ)に三次元CGが使用されている.しかし,実際の風景を模擬するための詳細なモデリングデータを作成することは容易ではなく,大きな人的,予算的コストが要求される.そこで筆者が所属する研究室では拡張現実感技術を利用した次世代カーナビの開発を進めている.そこではAR表示の基礎のために,車載カメラを用いた道路環境情報の認識が重要となっている.今年度の本研究では動的輪郭モデルのひとつであるsnakeにより道路シーンから道路両端白線の両エッジを追跡する一手法を提案した.道路両端に道路白線が存在すると仮定し,それらを対にしたときにそれぞれの道路白線に対して内側と外側の物理的なエッジが合計4本存在する.これらは画像の輝度値を一階偏微分した結果に現れる正と負のピークに対応する.そこで追跡対象別にピークの符号と一階偏微分の方向を考慮した画像エネルギを用いた.これまでの手法では,複数のsnakeを独立して扱ってきたが,本研究ではそれぞれのsnakeの相互作用を考慮した手法に着目した.特に消失線付近の複数の制御点を統一する拘束条件,snakeの交差禁止処理を用いて収束点の決定法を利用することにより,ロバスト性の向上が確認された.またこれまでの実験では,snakeの初期位置を目視によって決定しており,ユーザが決定する初期位置によって実験結果が異なるという問題点があった.そこで輝度値に対する一階編微分の結果を考慮した初期位置決定法を提案した.実写動画像を用いた実験において,上記で示した提案手法により,抽出精度・ロバスト性の向上を確認し,有効性が示された.カーナビゲーションシステムやPDAなどを用いた経路案内システムの需要が年々高まっている。
新たな代謝エネルギー源としてのブタ大腸発酵の検証と，大腸発酵性未利用資源の利活用

ブタの大腸発酵を促進させる,我が国で未利用な飼料原料を探索し,飼料転用を目指す研究を行った。7種類の被験体を選択し,盲腸内容物を用いたバッチ培養系で,ブタ大腸での発酵能を短鎖脂肪酸(SCFA)生産で推定した。上記目的に合致する飼料原料は菜種ミール(R)とビートパルプ(B)であった。これらをそれぞれ育成期仔ブタへ給与した。R添加群は,対照群よりも日増体及び飼料要求率が改善された。この時,R給与で血中SCFA濃度が高値化し,生体に利用されたSCFAも高値化した。育成期仔ブタに大腸発酵を促進させる菜種ミールを多給すると,増体が改善される可能性が示唆された。大腸の腸内細菌が生産する短鎖脂肪酸(SCFA)は,生体のエネルギー源になる。ブタでは全代謝エネルギーの30-76%がSCFAで賄われているといわれているが,現在のブタ飼養標準は大腸発酵を考慮しておらず,ブタのポテンシャルを最大限活かせていない。本研究では,現飼料の穀物含有率を下げ,大腸発酵が期待できる未利用資源で補完する,新たな飼料設計開発の端緒とする検討を行う。本年度は,1短鎖脂肪酸(酢酸,プロピオン酸又はn-酪酸)の大腸からの吸収をラットモデルを用いて検討した。SCFAの種類によって盲腸静脈血中のTmaxが変化しており,酢酸が他のSCFAよりも早く吸収される傾向にあった。一方で,それら3種を混合した場合は,プロピオン酸,n-酪酸も酢酸と同程度のTmax値を示した。また,特筆すべきこととして,ラットの個体によって吸収能は著しく異なっていることから,とくに粘膜面での腸内細菌構成の変化及び粘膜で発現しているSCFA受容体の発現が異なっている可能性を考え,吸収能との相関を取るべく対実験を行っているところである。2また,大腸発酵を促進させる未利用資源の探索を行った。ブタ大腸内容物を用いたバッチ培養系で副産物発酵能のスクリーニングを行った。その結果,ビートパルプ,茶粉末又は菜種粕が良好な大腸発酵促進効果を示したのに対し,ビール粕はコハク酸や乳酸が蓄積する異常発酵が起こっていた。以上の結果から,本年度は菜種粕,ビートパルプ又は茶粉末をブタへ投与して,インビボレベルでの大腸発酵促進効果を検討する予定である。【ラットを用いた短鎖脂肪酸吸収動態確認試験】昨年度ラットを用いた短鎖脂肪酸(SCFA)吸収能確認試験を行い,個体によって吸収能が著しく弱い個体が存在することを示したが,今年度は追加分析を行うことで,その要因を推定できるか検討した。その結果,吸収が著しく弱い個体に共通するようなパラメータは確認出来なかったが,盲腸内容物中または粘膜中の腸内細菌構成を網羅的に解析した結果,SCFAを盲腸内へ注入することで,短時間で細菌構成が変化することが確認出来,とくにn酪酸を注入したラットは腸内細菌の変動が顕著であることが確認出来た。とくに,酪酸生成菌であるRoseburia属菌の占有率が粘膜で約10倍高値を示したことは興味深い。【ブタを用いたインビボでの大腸発酵性未利用資源の有効性確認試験】昨年度に国内で余剰している未利用資源の,発酵安定性及びSCFA生産能を基準にした選定を完了していたため,今年度は育成期仔ブタを用いたインビボでの給与効果について検討を行った。即ち,育成期仔ブタ12頭を3群に分け,基礎飼料中にビートパルプ,菜種ミールまたはα化デンプンを5 %添加し,3週間飽食条件で給与した。試験期間中は,下痢などはほとんど認められず,全頭健康であった。3週間後に剖検し,回腸および盲腸内容物,回腸および盲腸粘膜,回腸および盲腸静脈,門脈,腹部大動脈および大静脈中のSCFA濃度およびアミノ酸濃度を測定した。その結果,菜種ミール給与群の増体が他の給与群よりも高値を示した。増体と相関したパラメータは,門脈血中のプロピオン酸およびn酪酸濃度が正の相関傾向を,および動ー静脈差のフェニルアラニン,ロイシン,イソロイシン,リジン,ヒスチジンおよびバリンなど多くの必須アミノ酸が正の相関を示した。以上の結果から,育成期仔ブタの飼料中トウモロコシから未利用資源への代替を考える場合,菜種ミールが第1候補として提案できた。予め計画書にて予定していた研究の中で,ラットモデルを用いたSCFA吸収等の研究については,個体差が大きいためn数を増やす追加実験を行っているため少し遅滞しているが,次年度上期に実施予定であった未利用資源インビトロ培養試験を先行して実施したため,研究全体としてはほぼ順調に進展していると考えている。

養豚学ラットモデルを用いたSCFA吸収能確認試験については,予想よりも個体差が大きかったため,その理由を探索すべく盲腸粘膜のSCFA受容体のmRNA発現及び次世代シーケンサを用いた腸内細菌構成確認を行う様に一部方針を転換する。未利用資源を育成期仔豚へ給与するインビボ大腸発酵確認試験については,予定通り本年度実施する予定である。
教育工学分野の人材育成のためのMOOC運営と評価認定に関する総合的研究

(1)講義設計とオンラインコースの提供方法に関する検討:開発された教材を効率的に利用するために、スマートフォンでも利用できるようにシステムを改修し、対面授業の実施に併せて利用可能なことを検証した。講義内容については、日本語、英語による講義での利用可能性や、ワークショップ型授業での利用可能性についても、正規の大学授業で本システムを利用して検討した。一方、授業受講者の個人情報の取扱いの問題から、授業登録者以外への公開が難しいなどの問題点も確認した。(2)遠隔教育の実施運営体制の検討:今年度、新たに講義内容の登録を行い、これらを利用した教育実施体制について検討した。特に、既に公開している教材コンテンツを、改めて開講する授業で利用する方法について検討した。また、対面授業と同期させた場合の教材利用法についても検討した。その結果、これらについては人手で対応せざるを得ず、随時個別による学習への対応法について改めて運用法の検討が必要であることを確認した。(3)オンライン環境での討論と評価法の開発: e-learningシステム上でのオンライン討論の実施とその評価法について、継続的に検討した。オンラインでの発言回数、発言量と学習との関係を分析評価した。また、記録された討論内容の言語分析によって学習評価の可能性について検討した。(4)学習における情動変化の検討:学習者の感情や心的負荷を、眼球情報によって評価するための指標として、脳波、瞳孔、眼球運動の特徴量による関係分析を行い、それらの評価可能性および指標相互の関係を検討した。さらに、HMD利用する場合など、表示デバイスの利用による効果を検討した。本研究課題に関する要素開発それぞれについては、個別の実験条件で検討するために、概ね順調に進展していると判断できる。ただし、これらの検討を本研究で運用しているe-learningシステムで統合的に検討することは未だ難しい。特に、組織的に本システムを利用してデータ等を収集することが未だ十分にできていない点について、改善が必要である。(1)オンラインコースによる学習全般の検討:本研究で開発した教材の利用および学習活動について、e-learningシステムの機能を考慮して、対面授業との併用や個別学習での利用方法および学習者の評価方法について、研究開発が必要である。さらに、本学習形態に適合する学習教材の開発も必要である。(2) e-learning環境でのオンライン討論の運営と評価法の検討: e-learning環境で学習者に主体的な学習を促すためにも、オンライン討論が有効であるが、非同期で不特定の学習者間での討論を促進するための方法論を検討する。(3)学習における情動変化の検討: e-learning環境では、学習者個人がそれぞれの学習方略で学習するため、それぞれが学習活動による情動変化を評価し、指導に活用するために、情動変化を促す方法を検討する。(4) e-learning学習を促進する方法論のとりまとめ:開発した教材やシステム環境を含めた多用な学習環境での学習促進のための知見や方法論を取りまとめる。(1)主要講義の設計と教材開発および評価法の検討:開発したカリキュラムに基づき、2つの授業について講義内容の設計、オンライン教材を作成した。これらは既に対面で実施されている内容でそれらの実施方法についても検討した。また、作成の負担を軽減させる方法も検討した。評価法として、学習者が自身で取りまとめる内省報告などによる方法を検討した。(2)遠隔教育として実施運営体制の構築:開発した教材の提供と評価を実施するために、webサービス提供サイト上に研究分担者が開発運用していたシステムを構築し、開発された教材の提供と評価実施可能性を検討した。

特に、開発した教材を、大学等で行う授業の補助教材として活用するための運用法を検討した。なお、教材の提供方法に対応させると共に多数の学習者にも対応できるようにするために、システムを改修する必要性が生じたため、初年度の実施を半年延長させる必要性があった。(3)遠隔教育による学習者データの収集と分析:本研究で運用しているシステムでの学習者活動を評価するために、システムへのアクセスログ、内省、提出物、オンライン討論の分析評価法について検討した。特に、協同作業におけるノート記録や討論内容の言語的特徴による評価について検討した。(4)学習者の情動評価システムの開発:学習者の情動評価のための実験システムを構築し、活動評価の可能性を検討した。特に、眼球計測において高速計測を実施し、快-不快の情動を脳波や瞳孔での検討に加えて、微小な眼球運動による分析を行い検討した。(5)海外との教育工学に関する研究調査を兼ねた研究交流:イタリアの国立教育工学研究所(itd)でセミナーを、サレント大学でラウンドテーブルを2018年3月に開催した。itdセミナーでは研究所内外の研究者と、サレント大学では研究者および多数の学生と情報交換を行った。本研究課題を構成する個別の研究内容については、計画通り進んでいるが、e-learning教材の製作と運用で問題があった。・e-learningプラットフォームの整備:プロトタイプコースの運用開始後、学習利用形態や取得データの記録方法等の運用状況の評価確認を行った結果、当初予定していた学習素材を提供し行動を記録する形式では、多様な学習活動や学習評価ができず、目的とする学習内容でデータ取得ができないことが判明したため、システムの運用と学習内容の設計方針の再構成を行う必要が生じた。このため、運用していたシステムをいったん休止させて、改修作業を進めた。・オンライン教材の運用方法:作成依頼や作成を進める段階で、対面授業を進めながら本システムを利用するニーズがあり、これに対応する方法を検討した。検討の段階では、その都度、管理者が対応する必要があり、運営方法についても今後、改めて検討することにした。(1)オンラインコースによる学習全般の検討:本研究で開発した教材の利用および学習活動について、e-learningシステムの機能を考慮して、対面授業との併用や個別学習での利用方法および学習者の評価方法について、研究開発が必要である。さらに、本学習形態に適合する学習教材の開発も必要である。(2) e-learning環境でのオンライン討論の運営と評価法の検討: e-learning環境で学習者に主体的な学習を促すためにも、オンライン討論が有効であるが、非同期で不特定の学習者間での討論を促進するための方法論を検討する。
軟X線光学の基礎

本研究は40eV1keVの軟X線に対し、(1)高効率多層膜光学素子の開発、(2)その基礎となる超薄膜状態における各種物質の光学定数の決定、(3)光学素子の耐熱性の研究、(4)高効率偏光素子の開発とその応用を目的とする。そのため本年度は主として、(1)多層膜の表面・界面粗さや周期性の評価用小角X線回折装置の製作とそれを利用した膜厚モニターの精密校正、(2)反射率データからの光学定数精密決定法の開発、及び光学素子評価用モノクロメータの設計・製作、(3)SiCや金属反射鏡のアンジュレーター光照射テスト装置の設計・製作、(4)3回反射型偏光子の試作と、それを用いた各種光学系の偏光特性の測定を行った。主たる成果を次に記す。(1)現有のX線回折装置を用いて測定した単層薄膜の多重反射パターンから膜厚を誤差1%以下で決定した。またその値で水晶振動子膜厚計の校正を行ってMo/Si多層膜等を作製し、設計通りの膜厚に積層されていることを45°入射における軟X線反射ピークのエネルギー位置から確認した。(2)薄膜の軟X線反射率から光学定数を決定する解析で、新に各エネルギーで得られる膜厚のばらつきを抑えたことで70A金超薄膜に対しても精度良く決定できた。また、BN等化合物物質にも対象を広げ光学定数を決定した。(3)アンジュレーター光照射テストの予備的段階として高エ研PFBLー12Cの強力放射光について熱量測定から10W/cm^2と見積もった。またこの放射光でSiC反射鏡について照射テストしたが、照射点の回りに温度分布が現れず、放射光初段用ミラーとしてSiCは優れた材料であることを確認した。(4)金コートした3回反射型偏光子を用いてPFBLー11Dの分光器出射光の偏光特性を測定し、直線偏光度80%、円偏光度4%の楕円偏光であること、前置鏡系などの影響で長軸が水平より約5度傾いていることを明らかにした。