hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高分子半導体/無機ナノ粒子複合薄膜を用いたデバイス創成

高分子半導体/無機ナノ粒子間でのキャリアのやり取りを制御することによる新しいデバイスの開発、動作機構の解明を目指し、高分子半導体内に金属あるいは半導体ナノ粒子を分散させた構造を有する二重絶縁型交流駆動有機EL素子と有機メモリをターゲットデバイスとして研究を進めた。有機メモリでは真空蒸着によりAl/Alq/Agの単層型サンドイッチ構造で再現性の良いスイッチングを示す素子作成に成功した。断面電子顕微鏡観察や誘電率の測定から素子作成時に有機層内に打ち込まれた金属ナノ微粒子が電圧の印可によって有機層内部に拡散し、スイッチングの発現に至るというエレクトロフォーミング過程が素子化には必要であることがわかった。また、ポリマーに金属ナノ微粒子を単純に混ぜ込んだ薄膜ではナノ粒子が有機層上面と下面の界面に濃縮されること、電圧の印可によって拡散することがわかった。二重絶縁型交流駆動有機EL素子でもナノ粒子の相分離によって発光効率が著しく低下し、ナノ粒子分散状態を適切に制御しないと発光が得られないことがわかった。
脳室上衣細胞の線毛は脳脊髄液流を制御できるか？：二枚貝鰓線毛による解析

本研究は、水頭症の原因を解析する為に、脳脊髄液の流れの制御機構への脳室上衣細胞線毛運動の寄与を解明するために、二枚貝をモデル動物として、微視的な線毛運動による巨視的な流れの制御機構を、流体力学的解析により統一的に明らかにすることを目的とした。平成30年度までの研究によって、核磁気共鳴画像法(MRI法)によりin vivoでの巨視的な水流を間接的に評価する方法、およびビデオマイクロスコピー法により巨視的な流れを生み出す微視的な線毛運動を観察する方法を確立した。平成30年度の研究では1)位相エンコードMRI法による、上下の外套腔側の水流速度と水流方向のin vivo測定実験数を重ねることができた。2)PVP K90を用い人工海水の粘性を上げた際のin vivoでの巨視的な水流への影響を評価した。3)粘性を増加させた際の影響を、ビデオマイクロスコピー法によるin vitro実験の結果と比較し評価した。以上の結果、海水の粘性を増加させたとき、特に水流速度の変化するときに、微視的な線毛運動と巨視的な水流の変化との間にギャップがあることが示唆され、従来の研究に新しい知見を加えたと共に、新たな研究課題を得た。また、ムラサキイガイの個体差が大きいことを鑑みても、二枚貝類にモデル動物としての有用性があると考えられる。本研究は、脳脊髄液の流れの制御機構への脳室上衣細胞線毛運動の寄与を解明するために、二枚貝をモデル動物として、微視的な線毛運動による巨視的な流れの制御機構を、流体力学的解析により統一的に明らかにすることを目的とする。平成27年度には1)二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムを構築した。2)構築したビデオマイクロスコピーシステムによりイガイ殻内のケイ藻の流速を測定することで、下外套腔側の鰓表層近くの水流速度と水流方向をin vivoで測定することに成功した。3)単離鰓糸を用いたin vitro実験では、セロトニン濃度依存性の確認を進めている。4)T1強調MRI画像の連続測定画像のinflow effectから、0.32秒間隔で水流速度を推定する方法を確立した。平成27年度では、まず、二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムの構築が完了した。当初計画では、蛍光測定のための光源は、現有のものを流用する予定であったが、運用に多々困難があったため、光源を含めたシステムで購入した。このため、実体顕微鏡システム全体の購入経費が平成27年度経費の91.4%となったが、消耗品費の削減で対応することができた。In vivoでの巨視的な水流は、ケイ藻の葉緑体の自家蛍光を観察することで間接的に評価する方法を確立しつつある。セロトニンを投与することで濃度依存的にケイ藻の流れる速度が速くなることも確認した。ただし個体差が大きいため、今後はより例数を重ねていく予定である。これとは別に、巨視的な流れを生み出す微視的な線毛運動を観察するために、単離した鰓糸の側線毛の運動を、倒立位相差顕微鏡およびハイスピードカメラを用いて観察、記録した。その結果、in vivo実験と同様にセロトニン濃度依存的に線毛の振動数が増加することが分かった。ただし単離した鰓糸の側線毛においても個体差が大きかったため、今後は例数を重ねていく。それと同時に、側線毛が密に生えていて観察がしづらいため、線毛に蛍光マイクロスフェアを付着させた状態で観察する条件について検討する。一方、T1強調MRI画像の連続測定画像のinflow effectによる流速測定では、毎秒1枚を予定していたが、0.32秒間隔で毎秒3枚まで測定が可能となった。これにより、ダイナミックな流速変化の測定に対応できるようになった。平成27年度に1)二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムを構築し、2)構築したビデオマイクロスコピーシステムによりイガイ殻内のケイ藻の流速を測定することで、下外套腔側の鰓表層近くの水流速度と水流方向をin vivoで測定することに成功した。平成28年度は、3)in vivo実験で、セロトニン濃度依存性に流量が増加することを確認し、4)単離鰓糸を用いたin vitro実験で、セロトニン濃度依存性に流量が増加することを確認した。一方、5)T1強調MRI画像で、PVPを用い海水に粘性を加え、入水管、下外套膜腔、出水管の各部位における水流速度を推定した。また、6)個体差やダイナミックな流速変化と心拍動との関連が示唆されたので、赤外プレチスモグラフィー法(IRP法)による心拍動測定を試みた。T1強調MRI画像法との同時測定から、心拍動によるIRP波形の同定を行った。平成28年度は、ビデオマイクロスコピー法と位相エンコードMRI法による、入水管、下外套膜腔、出水管の各部位における水流速度と水流方向に対するセロトニン、および粘性の効果について、流体力学的解析に必要な実験データを蓄積する予定であった。

まず、二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムにより、in vivoでの巨視的な水流へのセロトニンの効果について例数を加えた。また、単離した鰓糸の側線毛の運動を、倒立位相差顕微鏡およびハイスピードカメラを用いて観察、記録した。in vivo実験と同様にセロトニン濃度依存的に線毛の振動数が増加することが分かった。しかし、両実験共に、個体差が大きいため、十分な解析はできていない。また、側線毛が密に生えていて観察がしづらいため、線毛に蛍光マイクロスフェアを付着させた状態で観察することを試みたが、条件を検討中で試行段階に留まっている。一方、T1強調MRI画像の連続測定画像のinflow effectによる流速測定では、PVPを用い海水に粘性を加え、入水管、下外套膜腔、出水管の各部位における水流速度を推定した。驚くべき事に、単離鰓糸線毛のin vitro研究報告に反し、粘性を増加させても水流速度は大きくは変化しなかった。殻の開口角が大きくなる傾向が認められ、流路抵抗を減少させて、水流量を確保してる可能性が示唆された。個体差が大きいこと、また、ダイナミックな流速変化と心拍動との関連が示唆されたので、ビデオマイクロスコピーシステムおよびT1強調MRI画像法と同時測定が可能な、赤外プレチスモグラフィー法(IRP法)の測定を試みた。T1強調MRI画像法との同時測定から、心拍動によるIRP波形の同定を行い、学術誌に発表することができた。本研究は、脳脊髄液の流れの制御機構への脳室上衣細胞線毛運動の寄与を解明するために、二枚貝をモデル動物として、微視的な線毛運動による巨視的な流れの制御機構を、流体力学的解析により統一的に明らかにすることを目的とする。平成29年度の研究では1)二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムにより、下外套腔側の鰓表層近くの水流速度と水流方向へのセロトニンの影響をin vivoで測定することに成功した。2)単離鰓糸を用いたin vitro実験により、鰓側線毛鞭毛打頻度へのセロトニン濃度依存性を確認した。3)PVP K90を用い人工海水の粘性を上げた際のin vivoでの巨視的な水流への影響を評価した。4)セロトニンを作用させた上で、人工海水の粘性を増加させた際の影響をin vivo実験, in vitro実験の両面から評価した。平成29年度までの研究によって、in vivoでの巨視的な水流を間接的に評価する方法、および巨視的な流れを生み出す微視的な線毛運動を観察する方法を確立した。平成29年度の研究では、セロトニン濃度依存的にin vivoでの水流、およびin vitroでの線毛の振動数が増加する傾向があることが分かった。さらに、0-1%のPVP K90により人工海水の粘性を上げると、in vivoでの水流が減少する傾向があることも分かった。しかし、人工海水の粘性を上げた際のin vivo水流の個体差は非常に大きく、粘性の影響を正確にとらえることが出来なかった。個体差の原因を検討したところ、人工海水の粘性を段階的に上げていく過程で、粘性の増加とは無関係にランダムな鰓線毛の活性化/非活性化が起こってしまうために、実験ごとの誤差が大きくなることが分かった。そこで、セロトニンを10-7 Mの濃度で作用させた際に最もin vivo水流が速くなる結果に着目し、10-7 Mのセロトニンによりランダムな鰓線毛の活性化/非活性化を抑えた上で、PVP K90により人工海水の粘性を上昇させた際のin vivo水流への影響を調べた。
ＮＫ細胞活性化におけるＩＬ－１７の役割ー炎症の発症機序解明のための解析ー

IL-17は種々の細胞に作用して各種炎症病態の発症に関与しているが、IL-17のNK細胞に対する作用はほとんど解明されていない。本研究ではヒトNK様細胞株NK92細胞を用いて実験をおこなった。本研究結果より、IL-17によるNK92細胞の細胞殺傷能抑制作用は細胞増殖抑制によるものではなく細胞傷害活性の抑制による可能性が示唆された。また細胞傷害活性のシグナルにp38が関与している可能性が示唆された。近年、炎症誘導性サイトカインのIL-17が注目されている。IL-17は獲得免疫だけでなく自然免疫においても種々の細胞に作用して、炎症性サイトカインやケモカインなど種々の因子により炎症を起こすことがわかってきた。NK細胞は、自然免疫に関係しており生体内のウイルス感染細胞などを認識し傷害する。IL-17のNK細胞に対する影響を検討することによって炎症の発症機序解明を進めるために研究を行っている。今年度は以下の研究を行った。1. NK92細胞の顆粒放出能に対するIL-17の効果について:NK92細胞にIL-17刺激を加え、24時間培養して上清中に放出されたグランザイムBやパーフォリン1をウエスタンブロット法により検出した。IL-17単独刺激においてNK92細胞からのグランザイムBとパーフォリン1の放出に著明な変化は確認されなかった。2. NK92細胞の顆粒放出能に対するIL-17の協調効果について:NK92細胞に各種試薬(IL-17,IFN-γ,IL-2及びCD2)による刺激を加え、24時間培養して上清中に放出されたグランザイムBやパーフォリン1をウエスタンブロット法により検出した。IFN-γ,IL-2とCD2刺激にIL-17刺激を加えることによる協調効果を検討した。NK92細胞からのグランザイムBとパーフォリン1の放出におけるIL-17の協調効果による著明な影響は認められなかった。現在IL-17の濃度変更や使用抗体を変更する事によりIL-17による著明な変化が認められるか確認を行っている。3. IL-17刺激による細胞内シグナル伝達物質の解明: NK92を各種濃度のIL-17にて刺激した後、細胞を可溶化してウエスタンブロット法にてリン酸化p38の検出を行った。IL-17刺激によりp38のリン酸化が減少する傾向がみられた。現在確認実験を行っている。1. NK92細胞の細胞増殖能に対するIL-17の影響:NK92細胞を96穴平底プレートに播種しIL-17を添加後培養した。培養後、細胞増殖試薬WST-1を用いて吸光度を測定することにより細胞増殖能に対するIL-17の影響を検討した。その結果、IL-17はNK92細胞の細胞増殖能に対して影響を及ぼさないことが確認できた。2. NK92細胞の標的細胞殺傷能に対するIL-17の影響:標的細胞のK562細胞に蛍光物質であるcalcein AMを取り込ませる。NK92細胞とK562細胞の懸濁液をeffector : target比(ET比)が20:1になるように混合し、96穴丸底プレートに播種して共培養した。培養後に上清を採取し、放出されたcalcein AMの波長を測定することにより標的細胞殺傷能に対するIL-17の影響を検討した。その結果、NK92細胞は無刺激でもK562細胞と共培養することにより細胞殺傷能を示した。しかし、その細胞殺傷能はIL-17刺激により抑制されることが確認できた。以上の結果より、IL-17によるNK92細胞の細胞殺傷能抑制作用は細胞数減少に伴うものではなく細胞傷害活性の抑制による可能性が示唆された。炎症誘導性サイトカインのIL-17は獲得免疫だけでなく自然免疫においても種々の細胞に作用して、炎症性サイトカインやケモカイン、細胞接着分子など種々の因子により炎症を起こすことがわかってきた。平成24年度と平成25年度には以下の成果を得た。1.IL-17単独刺激ではNK92細胞の細胞増殖能に対して影響を及ぼさないこと。2. NK92細胞は無刺激でも標的細胞であるK562と共培養することにより,細胞殺傷能を示した。しかし,その細胞殺傷能はIL-17刺激により抑制されることを確認した。

平成26年度は以下の研究を行った。IL-17刺激による細胞内シグナル伝達物質の解明を検討した。NK92細胞を各種濃度のIL-17にて刺激した後,細胞を可溶化しウエスタンブロット法を用いてリン酸化p38の検出を行った。NK92細胞では無刺激でもp38のリン酸化が確認されたが,IL-17刺激が加わることによりこのリン酸化が抑制された。また,細胞の浸潤に関与する間質コラゲナーゼ(MMP-1)の産生や内因性のMMP阻害因子の1つであるTIMP1の産生に対するIL-17の影響を検討した。NK92細胞にIL-17刺激を加え,24時間培養して上清中に放出されたMMP-1とTIMP1をウエスタンブロット法により検出した。IL-17単独刺激においてNK92細胞からのMMP-1とTIMP1の放出に著明な変化は確認されなかった。以上の結果より,IL-17によるNK92細胞の細胞殺傷能抑制作用は細胞増殖抑制によるものではなく細胞傷害活性の抑制による可能性が示唆された。また細胞傷害活性のシグナルにp38が関与している可能性が示唆された。細胞生理学グランザイムBやパーフォリン1などの細胞内顆粒放出におけるIL-17の影響を検討しているが、至適濃度の決定や有効な抗体の確認が出来ていない。また、細胞内シグナル伝達物質の解明においてもP38以外の物質の同定がまだ出来ていない。平成24年度の研究実施計画通りに以下の実験を進めることが出来た。1. NK92細胞の細胞増殖能に対するIL-17の影響。2. NK92細胞の標的細胞殺傷能に対するIL-17の影響。その結果、細胞増殖能と標的細胞殺傷能に対するIL-17の影響を確かめることが出来た。グランザイムBやパーフォリン1などの細胞内顆粒放出におけるIL-17の至適濃度の決定。細胞内顆粒放出におけるIL-17の影響をウエスタンブロット法に有効な抗体を用いて確認する。IL-17刺激によるp38のリン酸化の影響を確認し、p38以外の細胞内シグナル伝達物質の解明を行う。細胞内シグナル伝達物質の解明をするためにまず以下の実験を行う。1. IL-17の最適な刺激時間の決定:1.ウォーターバス(37°C)を用いてNK92細胞にIL-17の時間的変化(0,1,3,5,15,30,60,120分)による刺激を与える。サンプル作製後ウエスタンブロット法により、各種抗体(Phospho-ERKなど)にてリン酸化状態などを検討し、IL-17の最適な刺激時間を導きだす。2. IL-17の最適な刺激濃度の決定:1.で求めた最適な刺激時間でNK細胞に各種濃度(1,5,10,50,100 μg/ml)のIL-17刺激を与える。サンプル作製後ウエスタンブロット法により、各種抗体(Phospho-ERKなど)にてリン酸化状態などを検討し、最適な刺激濃度を導きだす。今年度は、グランザイムBやパーフォリン1などの細胞内顆粒放出におけるIL-17の影響を検討するのに時間が掛かった。そのため細胞内シグナル伝達物質を解明するための実験期間が縮小された。故に、細胞内伝達物質解明のために使用する抗体の予算に余剰が生じた。
細胞分裂時のアクチン線維形成のダイナミクスに関与する低分子量アクチン調節蛋白質

細胞質分裂時のアクチン線維形成へのコフィリンの関与を明らかにするべく以下に述べる実験を行った。1)コフィリンの機能のリン酸化による調節コフィリンは間期の細胞では高度にリン酸化されているが、M期に特異的に脱リン酸化される。リン酸化コフィリンはアクチンへの結合能を失うことから、M期に脱リン酸化されることが活性を回復し、既存のアクチン細胞骨格を脱集合すると考えられる。実際、M期の細胞ではアクチン線維と局在が一致し、また細胞質分裂時にはアクチンと共に収縮溝に集まることが見出された。また、間期の細胞の抽出液にCaを加えるコフィリンの脱リン酸化がおき、10μMという高濃度のオカダ酸を加えておいた時にのみ脱リン酸化が抑制されたことから、コフィリンを直接脱リン酸化しているフォスファターゼはタイプ2Bであると考えられた。さらに、種々のキナーゼの阻害剤を用いてコフィリンのリン酸化の抑制が起こるかどうか調べたところ、多くのキナーゼを非特異的に阻害するK252aでのみ抑制が見られた。最近、コフィリンのリン酸化部位が決定されたが、その領域には既知のキナーゼのコンセンサス配列はなく、コフィリンをリン酸化するキナーゼはまだ未知のものである可能性がある。2)Xenopus卵による解析細胞質分裂へのコフィリンの関与をより詳細に調べるため、Xenopusからコフィリンのホモログをクローニングしさらに蛋白質を大腸菌で発現させ、それを用いて特異的な抗体を作製した。間接蛍光抗体法により、コフィリンは卵表層部に局在しており、受精後細胞膜部位に速やかに局在化することが見出された。そして卵割時には収縮溝にも集まり、さらにmidbodyにも局在化することが明らかとなった。また、未受精卵では80%のものがリン酸化されているが、受精後急速に脱リン酸化され、卵割期を通してリン酸化レベルは低く保たれていることが解った。
2次曲線についての公式や、漸近線と領域の考えでグラフをかく考え方の教材化の研究

私はまず「グラフの概形について考えるー領域と漸近線の考えを使ってー」と「一般的な2次曲線の接線の公式」という2つの研究内容を、教材の内容として完成させ、その内容を研究会などで発表し、そこで出された意見などを参考に、さらに教材の内容としての完成度を高めた。同時に、これらの内容について、高校生に対して授業を行えるように、教材研究を進めた。総合学習の時間や補習の時間などを利用して授業を行った。生徒には授業後、アンケート調査などを行い、その結果の取り扱いには十分注意をはらいながら、アンケート調査の結果をもとに、さらに授業を行うに当たっての問題点などを洗い出し、工夫研究を重ねたものを、別クラスにおいて再度授業を行うなどして、よりよい授業の教材の開発のために活用した。このようにして授業を行う環境や、コンピュータの使用場面、そのためのソフトの開発、指導時期、指導時間、使用教材の作成など、実際に授業を行うに当たっての問題点を克服していくための研究を行った。このような授業の実践の内容と成果を、研究会において報告し、そこでの意見をもとにさらに授業の実施の改善を行ってきた。今年度、発表をした主な研究会は、8月全国算数・数学教育研究(福岡)大会10月兵庫県高等学校教育研究会数学部会数学教育研究発表会11月近畿算数・数学教育研究(大阪)大会である。今後、こうして行ってきた学会等の発表会での意見をもとに、さらに授業実践の改善を続けており、より良い教材にしていく予定である。
医療用金蒸気レーザーの開発および評価に関する研究

1.マルチモードの金蒸気レーザー(AU10Oxford Lasers)はビーム径44mm,ビーム開口角3mradと大きいので,集光レンズを用いた時のスポット径は一般に用いられるファイバーのコア径400μmより大きくなり,光の透過率が著しく低下する.特に高出力時にはファイバー端面部で高温となり,そのためコア径は600μmは最低限必要と考えられた.共振器ミラーがステーブル型の場合にはなお透過率は約25%と低い値を示した.レーザー光の各成分の光軸をそろえるため,ミラーをアンステーブル型とした場合には, φ50mm,両凸FL86mm(BK-7)のレンズを用いて集光すると透過率は約75%に上昇し,臨床的に満足すべきものと考えられた.またファイバー先端出力を調節するため最も簡便なアイリスユニットを集光レンズの前におき,レーザービームを絞ることにより検討したが,出射角の低下はあるものの臨床的には特に問題は生じなかった.一方,金蒸気レーザーの発振トラブルを防止するにはプラズマチューブ内ヘリウムガス圧を8mBar以下におさえることが最も重要で,使用前ガス圧を5mBarに再調節しておくことが望ましい.2.臨床上レーザー照射野は治療対象により変化するので,その目的に沿ってファイバー先端の加工を必要とする. Carity spherediffuser fiber, 1.0Cylinder diffuser fiber,およびLarge spot submergible microlens(出射角約600mrad)につき検討したが,いずれも平均出力500mW以上になると先端加工部の過熱のため損傷が大きく,加工技術に一段の研究が必要であった.そのため3%Intraliposの均等な光散乱効果を利用した膀胱壁全照射用内視鏡を試作し,家兎膀胱腫瘍に用い光散乱は均等で光力学的治療効果も認められた.臨床応用の可能性は極めて高いものと考えられた.1.マルチモードの金蒸気レーザー(AU10Oxford Lasers)はビーム径44mm,ビーム開口角3mradと大きいので,集光レンズを用いた時のスポット径は一般に用いられるファイバーのコア径400μmより大きくなり,光の透過率が著しく低下する.特に高出力時にはファイバー端面部で高温となり,そのためコア径は600μmは最低限必要と考えられた.共振器ミラーがステーブル型の場合にはなお透過率は約25%と低い値を示した.レーザー光の各成分の光軸をそろえるため,ミラーをアンステーブル型とした場合には, φ50mm,両凸FL86mm(BK-7)のレンズを用いて集光すると透過率は約75%に上昇し,臨床的に満足すべきものと考えられた.またファイバー先端出力を調節するため最も簡便なアイリスユニットを集光レンズの前におき,レーザービームを絞ることにより検討したが,出射角の低下はあるものの臨床的には特に問題は生じなかった.一方,金蒸気レーザーの発振トラブルを防止するにはプラズマチューブ内ヘリウムガス圧を8mBar以下におさえることが最も重要で,使用前ガス圧を5mBarに再調節しておくことが望ましい.2.臨床上レーザー照射野は治療対象により変化するので,その目的に沿ってファイバー先端の加工を必要とする. Carity spherediffuser fiber, 1.0Cylinder diffuser fiber,およびLarge spot submergible microlens(出射角約600mrad)につき検討したが,いずれも平均出力500mW以上になると先端加工部の過熱のため損傷が大きく,加工技術に一段の研究が必要であった.そのため3%Intraliposの均等な光散乱効果を利用した膀胱壁全照射用内視鏡を試作し,家兎膀胱腫瘍に用い光散乱は均等で光力学的治療効果も認められた.臨床応用の可能性は極めて高いものと考えられた.1.金蒸気レーザーはビーム径が44mm、ビーム開口角3mradと大きいため、これをコア径600μmの石英ファイバー(N.A.値0.4)に効率よく導光する光学系の開発は、本レーザーの医療応用上重要なものの1つである。用いられたレンズはA:焦点距離85mm、曲率43.77、径60mmの平凸レンズ、B:焦点距離79mm、径84mm、厚さ(tc)60.1mmの非球面両凸レンズ、C:焦点距離79mm、径84mm、厚さ(tc)26mmの非球面ソニスカス、レンズの3種類である。光伝達率はレーザー共振器先端出力と、ファイバー出射端のレーザー出力を、コーヒレント社201、サイエンテック社362、SP社404の3種の出力計を用いて検討した。SP社404による出力値は他の2社のものの約30%低値を示したので、この実験系より除外した。レンズの違いによる光伝達率は、レンズAで2426%、レンズBで16.617.6%、レンズCで20%で、現状では非球面よりも一般的な平凸レンズが良好であった。すなわちレンズAを用いた光学系では共振器出力4.8Wの場合、ファイバー先端出力1.15Wと最も大きく、なお改良の余地は大きいものの、臨床的に癌治療に必要な出力として、応用可能なものであった。2.泌尿器科的光力学的治療上、膀胱全壁照射用360度全方向光散乱ファイバーが最も有用である。臨床的には簡便で、堅牢でなければならないが、石英ファイバーでは先端の破損が問題となる。

この点からオリンパス社製内視鏡を改造し、その先端に直径7mmの石英球状チップを装着し、この中に光散乱用脂肪乳材を注入し、一方内視鏡軸内チャンネルより石英ファイバーをこの中心部に挿入する方法を開発した。2-3%の脂肪乳材を用いた場合光散乱は最も効率よく、短時間で治療が完了できることを明らかにした。家兎膀胱移植腫瘍に対する光力学的治療に応用し、良好な治療効果が得られ、臨床的に応用の価値が大きいものと考えられた。
『スペイン語学習のめやす』に基づく教授法・教室活動に関わる研究

課題最終年度として、これまで検討してきた教室活動案を冊子の形でまとめる作業をおこない、それを1つの冊子としにまとめた。内容は、12のテーマについて文法項目にスポットをあてた従来の活動から発想を転換し、学習者が注意してほしい社会文化項目、語用論項目から出発点に据えた活動を考えてきた。学習者がまずどのような社会文化的項目に注意してほしいか、テーマから扱う文法、語彙を例示している。活動案の実施方法については、それぞれの段階の目的を明示するとともに、実際の授業での活用を考慮し、それぞれの活動にどの程度の時間を必要とするかなども具体的に示している。それぞれの活動に必要な資料などについては、パワーポイントで示し、一部を例として冊子に掲載し、その他は研究活動の基点であるスペイン語教育研究会のホームページ(gide.curhost.com/publicantionesJp.html)からダウンロードできるようにしている。これらをもとに、2019年3月には、関西スペイン語教育研究会と合同研究会を行いそれぞれのテーマについて評価できる点、問題点などについて意見交換を行なった。それぞれの活動について評価基準も示しているが、基準を示すにとどまり実際にどのように評価をしたらよいかについては言及していない。特に、パーフォマンスの評価をどのようにするか、また社会文化項目についてはなにをどのように評価するのか、社会文化項目を学習することでめざすことは、などを議論し、今後より明示的な評価の指標を作成することが課題となり、そのの研究準備を始めている。本年度は、前科研プロジェクトのなかで完成をみた、「スペイン語学習のめやす」に基づいて、授業での具体的なアクティビティ作りに着手する。本年度は、特にその作成にあたっての枠組み作りを主眼とし、まず最初に小グループに分かれて、具体的なテーマを一つとり具体的な例をとりあげて、そこから浮き彫りにされる問題点を吟味し、その作成の方法についての共通理解をつくることを主眼とした。第1に、その方法論をどのようにするか、またそれをどのような形式で表すかについての議論等を行っている。各自が一つのフォーマットを例示しながら、最良の方法を探っている。今年4月より具体的な作業がはじまっていく。第2に、我々が提案した学習のめやすの効果をどのように顕彰するのかを模索している。学習効果について、学生側がどのように自覚するか、教師がどのように工夫しているかなどについて、アンケートの概要を作成し、実現可能な方法。実施のタイミングを考慮中である。第3に、我々の学習のめやすの根底にある基本的姿勢ー語用論、社会文化項目を重視したスペイン語教育の実現ーに向けては、文献検索、文献講読も行っている。作成方法についての共通理解を得るのに手間取り、一つのフォーマットを作成するのに何度も議論を重ねたため。一方で、学習のめやす効果についてどのように顕彰できるか、またどのように浸透させていくことができるかなどの議論をしたため、具体的な作業が少し停滞した。本研究では、「スペイン語学習のめやす」に基づいて、12のテーマにそって、教室活動例の策定とその検討を行なってきた。活動の母体であるスペイン語教育研究会メンバーを中心にテーマごとに担当者を決定し、例会で発表し、その内容について検討してきた。特に、文化項目、語用論的観点からの導入、またそれぞれのテーマのコミュニケーション目標を考慮し、なおかつ文法、語彙の導入についても検討を行なった。特に、高校、大学レベルの学習者の知的好奇心をみたす練習になっているかなどを考慮し、どのように評価するかについても議論を行なってきた。これらは、最終年において、検討事項をより考慮して再提案し検討を重ねると同時に、すべてのアクティビティを共通のフォーマットで提示、活動の評価についてもある程度の示唆を加え、実際の授業での使用が可能になるように工夫をしていく予定である。さらに、スペインからスペイン語教育専門家Mar Galindo氏を招聘し、言語教育における社会文化項目の重要性、またその教育の方法、言語における誤用論的側面の導入の方法、さらに授業における学習言語(スペイン語)の使用についてなど、ワークショップを開催し、授業での活動の方法等について検討を重ねた。これらの活動は、様々なグループからのフィールドバックを得ることができ、関西を中心とするスペイン語教育グループとの共同研究会等が実施された。また言語を超えた研究活動も実施することができ、国際文化フォーラムによる学習のめやす二基づく研究会とその意義についての研究集会、ドイツ語、フランス語教員等とのヨーロッパ参照基準とそれぞれの外国語の学習状況などについての研究交流が行なわれ、これらについては今後も引き続き行なう予定であり、スペイン語教育をより客観的な観点からの研究につなげていく。「スペイン語の学習のめやす」で設定した12のテーマについて、すべての活動項目を提案し、それについての検討を終えている。月1回の会合において、今後は、それぞれの活動の整合性を検討するとともに、さらに活動が多岐にわたっているか(初級で教えたい項目を網羅しているか、活動がよりバラエティーに富んでいるかなど)を検討、また活動の評価をどのようにすればよいかなどを念頭に、共通のフォーマットにおさめていくことが今後の課題となっている。本年は、昨年度に作成しコメントしあった教室活動を、共通のフォーマットにまとめるための作業を行なった。スペイン語の学習のめやすに基づいて、目的の検討、および活動の多様性等を考慮しながら、12のテーマについて検討した。月一回の会議において、発表、質疑応答、さらにコメントしあい、次の会で、修正案を発表し、検討する形で作業を行なっていた。

また、教室活動については、関西地域の研究者とも研究集会を行なうことで、様々なアイデアの共有が行なえたこと、具体的に授業に持っていく場合に考慮する点などについて意見交換をおこなうことができた。教室活動を考える上では、学習者の学習スタイル、また教員の教授スタイル等も大きく関わってくる。スペインからこの分野を専門とする研究者を招聘して、ワークショップを開催した。学習者を知る一つの方法として大きな意味を持つことを再確認し、教室活動、タスク、アクティビティをどのようにデザインするかが大きく関わることを認識し、この観点からも進行中の教室活動を見直す際に大いに役立ったと言える。今後は、学習者のモティベーションを上げるための工夫と教室活動の関わりなど、さらにパーフォマンス評価をどのように行なっていくかなどを考慮しながら、スペイン語学習のめやすで提案している12のテーマについてそれぞれの関連性、整合性をチェックし、一つの冊子にまとめていくことを目標として活動を続けるとともに、これまでの議論で得たこと等を中心にワークショップなどを開催しながら、教室活動のタイプ、実践例を増やしていくことを目標として、研究活動を続けていく。教室活動については、議論を重ねれば重ねるほどさまざまな改善点が指摘される。1つのテーマについて1回から2回程度の修正案の検討を設けている。教室活動そのものをどのように捉えるかも議論がわかれるところであり、一つの目標を設定したタスク型を考えるのか、ゲーム性を取り入れた活動も含めて考えるのかなどの議論がおこり、それを統一した教室活動にするか、その必要はないかなどの議論があり、これらの問題提起があった時点で振り返って検討をする必要もあったために、少々遅れている。しかしながら、これらの議論を繰り返すことで、一つ一つの教室活動について、その記述はより詳細になっていると言える。課題最終年度として、これまで検討してきた教室活動案を冊子の形でまとめる作業をおこない、それを1つの冊子としにまとめた。内容は、12のテーマについて文法項目にスポットをあてた従来の活動から発想を転換し、学習者が注意してほしい社会文化項目、語用論項目から出発点に据えた活動を考えてきた。学習者がまずどのような社会文化的項目に注意してほしいか、テーマから扱う文法、語彙を例示している。活動案の実施方法については、それぞれの段階の目的を明示するとともに、実際の授業での活用を考慮し、それぞれの活動にどの程度の時間を必要とするかなども具体的に示している。それぞれの活動に必要な資料などについては、パワーポイントで示し、一部を例として冊子に掲載し、その他は研究活動の基点であるスペイン語教育研究会のホームページ(gide.curhost.com/publicantionesJp.html)からダウンロードできるようにしている。これらをもとに、2019年3月には、関西スペイン語教育研究会と合同研究会を行いそれぞれのテーマについて評価できる点、問題点などについて意見交換を行なった。
病的なサイトカイン血症を来す病因関連蛋白質の立体構造解析と新たな治療法の開発

平成13年度は、リコンビナント蛋白を用いたMyD88の立体構造解析を行うために、ヒトのMyD88発現ベクターの構築を行った。MyD88は36kDほどの大きさがあるため大腸菌を用いた発現系、哺乳類の細胞での発現系では、構造を保ったまま精製を行うのは難しく、困難であった。このため全長を2つのドメインに分けDeath DomainとToll-like Interleukin 1 receptor (TIR) Domainとして発現させるべく発現ベクターの構築をおこなった。いくつかの発現ベクターを構築し、大腸菌での発現量を比較し、高発現量を確保できる発現系について検討を加えた。また、哺乳類細胞における発現系、酵母を用いた発現系についても検討した。さらにそれに加え精製法についても検討している。現在、安定同位体ラベル、大量高純度精製系の確立を行う段階である。これらが確立され次第、15Nラベル体、15N・13Cダブルラベル体を用いて多次元NMR法による各種相関スペクトル解析を行い、そのデータを用いた構造解析に取り組む予定である。また、リガンド・レセプター複合体の構造解析を行うためにIL-18レセプターリコンビナント蛋白の発現についても検討中である。現在までにレセプター蛋白のcDNAをクローニングし、ドメインの一部は発現ベクターを構築している。今後、発現・精製系の確立・最適化を行っていく予定である。その後、リガンドと同様に安定同位体ラベルして蛋白を作成し、同様の手法を用いて解析を行う。
量子ドットを用いたシナプス間隙における膜蛋白質動態解析

ストレプトアビジン結合量子ドットを利用して、ビオチン標識した細胞膜表面抗原に対する抗体による生細胞の染色を行う事で、生きた神経細胞の表面での膜蛋白質の動態を追跡した。初代培養海馬神経細胞に組み換えアデノウィルスを用いてペプチドタグの付加されたNMDA受容体を発現させ、量子ドットを利用して膜表面でのNMDA受容体の検出を行った。蛍光シグナルは海馬神経細胞の樹状突起に観察されたので、更に量子ドットの分布をシナプス前部および後部構造のマーカーであるsynapsin I、PSD-95の抗体染色像と比較した。量子ドット由来のシグナルは、シナプス前部および後部構造のマーカーと一部重なって観察されたが、シナプス外領域に存在する量子ドットのシグナルがシナプス内に存在するシグナルより総和としては大きくなった。この結果は内在性のNMDA受容体全体の分布とは異なっており、可能性として細胞膜表面でのNMDA受容体の局在はシナプス部位よりもシナプス外領域に優位である事が考えられた。内在性のNMDA受容体を染色する抗体では細胞表面の分子を選択的にラベルする事が不可能であったので、細胞外ドメインにmycタグの付加されたNR1サブユニットについて、量子ドットとAlexa色素による染色パターンを比較した。両者の染色パターンは良く一致しており、利用した蛍光タグの相違で内在性の蛋白質との分布の違いが生じたのではない事が分かった。しかしながら量子ドット一分子の蛍光シグナルの細胞膜上での動態は、Alexa一分子の動きに比較して遅く、量子ドットを利用した場合には膜上受容体のクラスタリングが引き起こされている可能性が示唆された。量子ドットに対する抗体の結合比率を検討する事で、クラスタリングが引き起こされない実験条件を選択する事が必要である事がわかった。新しい蛍光プローブである量子ドット(半導体ナノクリスタル)を利用して、神経細胞間に形成されるシナプス構造に局在する膜分子の動態を解析する手法を開発する事を試みた。細胞表面に存在するグルタミン酸受容体の一種であるNMDA受容体を標識するために、NMDA受容体のサブユニットであるNR1分子の細胞外ドメインにペプチドタグを導入し、この変異NR1分子(myc-NR1)を組換えアデノウイルスを用いて培養海馬神経細胞に発現させた。myc-NR1を発現した海馬神経細胞を、生きた状態でAlexa-488標識抗体を用いて染色した所、細胞表面にクラスターを形成するmyc-NR1を可視化する事が出来た。更にこの方法で標識された細胞を全反射顕微鏡で観察する事により、Alexa-488の1分子を検出する事も可能であった。次に605nmの蛍光波長を持つ量子ドット(QD605)の表面にストレプトアビジンが標識されたものを利用して、biotin標識抗myc抗体との組み合わせで細胞表面のmyc-NR1分子を検出する事を試みた。Alexa-488分子の場合と同様の細胞表面の染色像が観察された。myc-NR1のクラスターが存在する部位と、シナプス構造の存在する部位の関連について、シナプス後部を染色する抗体との二重染色により検討したが、両者はオーバーラップする場合もあるが、全く別々の部位に存在する場合も多く観察された。全反射顕微鏡を利用する事でQD605の1分子を検出する事も可能であり、シナプス領域およびシナプス外領域でのNMDA受容体分子の膜内動態を長時間解析する事が可能となった。
結び目の量子不変量と基本群の表現

結び目の色付きJones多項式に関する体積予想とその一般化を中心に研究を行なった.(2,2a+1)型トーラス結び目の(2,2b+1)-cableに対して体積予想の一般化を調べた.その結果,体積予想の一般化がこれらの結び目について成り立っていることを示した.つまり,上記結び目の色付きJones多項式の漸近挙動により,結び目補空間のChern-Simons不変量とReidemeister torsionが得られることが分かった.R. Kashaev,村上順,および研究代表者が提唱した体積予想とは,3次元球面内に埋め込まれた結び目の色付きジョーンズ多項式の漸近挙動を調べることによって,その結び目の補空間の双曲的体積が得られるであろうというものである.さらに,S. Gukovや研究代表者により,体積予想の一般化として,結び目補空間の基本群のリー群SL(2;C)への表現に対応したチャーン・サイモンズ不変量(複素体積とも呼ぶべきもので双曲体積を含む稜)とライデマイスターの捩れも得られるであろうと予想されている.ここで,SL(2;C)への表現は色付きジョーンズ多項式に代入するパラメータにexp((2πi+u)/N)によって定まる.今年度は,反復トーラス結び目の色付きジョーンズ多項式の漸近挙動を調べた.反復トーラス結び目とは,トーラス結び目を別のトーラス結び目にはめ込むことによって得られるものであり,衛星結び目の一種である.さらに,反復トーラス結び目のチャーン・サイモンズ不変量とライデマイスターの捩れも計算し,上述の体積予想の一般化が成り立つことを確認した.具体的には,上記結び目のN次元の色付きジョーンズ多項式にexp((2πi+u)/N)を代入した量の,Nを大きくしたときの漸近展開には,その結び目の補空間の基本群のSL(2;C)表現に対応したチャーン・サイモンズ不変量とライデマイスターの捩れが現れることが示された.R. Kashaev,村上順,および研究代表者が提唱した体積予想は,結び目のN次元色付きJones多項式の変数qに1のN乗根を代入した量の,Nを大きくした時の漸近挙動に,その結び目の補空間の単体的体積が現れるであろうというものである.S. Gukovや研究代表者は,1のN乗根exp(2πi/N)の代わりにexp((2πi+u)/N)を代入してた量の漸近挙動には,(uによって定まる)結び目補空間の基本群からSL(2;C)への表現のChern-Simons不変量とReidemeister torsionが現れるであろうと予想した.表現がholonomy表現と呼ばれるものであればChern-Simons不変量の虚部は双曲体積と一致することから,これは体積予想の一般化と考えられる.研究代表者はこれまで,8の字結び目のときに,uの範囲を制限すれば上記の拡張された予想が成り立つことを示した.今年度は,昨年度に引き続き,反復トーラス結び目を調べ上述の予想を証明した.特に,今年度は反復トーラス結び目のReidemeister torsionを厳密に計算した.その結果,反復トーラス結び目の場合には,単純結び目の場合と違ってReidemeister torsionを定義するときにホモロジー群の基底の取り方に注意をしなければならいことが分かった.おそらく同じことが他の非単純結び目の場合にも成り立つと考えられる.これは,体積予想やその一般化だけでなくReidemeister torsionに関しても興味深い考察であると思われる.単純でない結び目について,体積予想の拡張として,色付きJones多項式の極限に基本群のSL(2;C)表現に対応したChern-Simons不変量とReidemeister torsionが現れるであろうと予想されている.本研究では反復トーラス結び目の場合にその予想が正しいことを示した.さらに,このような結び目の場合にReidemeister torsionを厳密に計算に,単純でない結び目の場合にReidemeister torsionを定義するうえでの困難さを明確にした.この事実は他の結び目のReidemeister torsionの研究に役立つと思われる.結び目の色付きJones多項式に関する体積予想とその一般化を中心に研究を行なった.体積予想とは,結び目の色付きJones多項式にexp(2πi/N)を代入した値の,N->∞における漸近挙動により,その結び目の補空間の体積が得られるであろうというものである.また,2πiを一般の複素数に変えることにより,結び目補空間の基本群のSL(2;C)への表現(その複素数に関係する)に付随したChern-Simons不変量(複素体積とみなせる)やReidemeister torsionが得られるという予想に一般化される.本研究では,特に体積予想の一般化について研究した.ある結び目の正則近傍の境界に沿って何度か回ることによって得られる結び目のことを,その結び目のcablingと呼ぶ.torus結び目のcablingによって得られる結び目に対して体積予想の一般化を調べた.その結果,結び目補空間の基本群の様々な既約表現に付随したChern-Simons不変量とReidemeister torsionが,色付きJones多項式の漸近展開の主要項に現れることが分かった.また,それらの表現でひねった結び目補空間のホモロジー群の次元も現れることも示された.さらに,その証明の過程においてそのような結び目のChern-Simons不変量とReidemeister torsionの公式も得られた.この結果は一般の結び目のcabling,さらには衛星結び目(補空間に非圧縮torusが存在するような結び目)に関する体積予想とその一般化について新たな知見を与えた.なお,この結果は論文にまとめられ投稿中である.

結び目の色付きJones多項式に関する体積予想とその一般化を中心に研究を行なった.(2,2a+1)型トーラス結び目の(2,2b+1)-cableに対して体積予想の一般化を調べた.その結果,体積予想の一般化がこれらの結び目について成り立っていることを示した.つまり,上記結び目の色付きJones多項式の漸近挙動により,結び目補空間のChern-Simons不変量とReidemeister torsionが得られることが分かった.衛星結び目の簡単な場合である,反復トーラス結び目について,一般化された体積予想を示すことができた.また,これまで知られていなかった,反復トーラス結び目のライデマイスターの捩れも計算することができた.拡張された体積予想を反復トーラス結び目の反復をさらに繰り返した場合や,一般の衛星結び目場合に拡張したい.また,これらの結び目のReidemeister torsionを計算するつもりである.結び目理論さらに複雑な衛星結び目(たとえばさらに反復回数を増やしたトーラス結び目など)に関する一般化された体積予想を示す.また,このような結び目のライデマイスターの捩れに関する公式を求める.特にライデマイスターの捩れに関しては一般的な公式を求める必要があるかもしれない.予定していた研究集会が開かれなくなったため,旅費の利用が予定していたより少なくなった.9月に開催した研究集会において海外から研究者を招へいする予定であったが,当該研究者が参加できなかったため.今年度の結果と合わせて別の研究集会で発表をする.共同研究のため海外に出張する予定であり,その際に利用するつもりである.
人と機械学習の協調学習によるスマートグリッド制御システムの学習加速

bigデータが無い未知の領域ではAIは学習ができない。そこで人と学習機械が協調学習をすることによって、未知の問題に対する解を高速に導き出す仕組みCollaborative Bagging(ColBagging)を考案した。これは複数のワーカーが未知の問題に対する解の候補を出す一方で、ワーカーの横には学習機械があり、対応するワーカーの振る舞いを模倣するように学習する。解候補は信頼性に応じて重みづけされ、平均したものを、ワーカーに教示する。そこから学びを得たワーカーはさらに良質の解候補を出すと期待できる。学習後、学習機械は単独でも解候補を出せるようになる。本年度は1)学習機械として教師付き強化学習エンジンを導入し、Dino Gameでその有効性を検証した。つまり学習機械自身も解の探索を行えるようにし、各々のワーカーの負担を軽減する。この成果はICPRAM2019にて発表した。だが、学習機械が人の教示にうまく追従できないことがある点が要改善点である。2)ColBaggingのスマートグリッドでの電力量取引で評価するため、Particle Swarm Optimizatoin (PSO)で近似的にシミュレーションした。個々のワーカーをPSOの粒子と仮定すればColBaggingの振る舞いはPSOで近似できる。電力量取引の最適解は買電業者と売電業者との振る舞いで変化する問題であり、評価関数が動的変動する。買電・売電業者双方を独立にPSOで構成し、ブラインドシングルプライスオークションによって取引を繰り返させた。その結果、1発電業者と売電業者の「意思」と「利益」の双方をPSOの評価関数に含めることで、再現性良く双方が納得する解に収束して安定することが明らかになった。この意思とは「販売価格が低すぎる場合には電力を卸したくない」「販売価格が高すぎる場合は買い取りたくない」である。本年度は、人間とコンピュータが協力し合いながら未知の問題の解法を高速に見つけ出すための基本的なシステム構成を設計し、実際にこれを構築して効果を確かめた。提案法は、クラウドソーシングシステムの一種で、ワーカーと呼ばれるネット上に点在する人たちに対して特定の問題の解候補を提出させ、多数決を取って良質の解を得る。本研究では、このワーカーに分身となる学習器を貼り付けて、ワーカーの行動を見まね学習させる。すると、後から未知の問題を分身に解かせることで半自動的に解候補が出せるようになる。各学習器は、MGRNN(Modified General Regression Neural Network)を使用し、学習結果が人にわかりやすいif-thenルールで取り出して、各々のワーカーに教示するのに活用する。つまり各ワーカーの解候補を中央で多数決を取って、良質の解にしたものを各ワーカーにフィードバックして教示することにより、より高速に良質の解にたどり着けるようしてある。これをCollaborative Bagging(CoLBagging1)と呼ぶ。だが、すべてのワーカーが正しい解候補を返すとは限らない。そこでマスター役の人間を立てて各ワーカーの解候補を絞るシステムに拡張したCoLBagging2を提案した。簡単なカラーコーディネート課題を用意して実際に人間とコンピュータとの協調学習をさせた結果、CoLBagging2では各ワーカーの学習が高速で進むことを確かめることができた。また統合後の結果が速く良質の解に収束する場合があることをベンチマークテストによって確かめた。しかし、効果が見られたのは一部のデータセットのみで大部分は従来のクラウドソーシングシステムと大きな差は無かった。本結果はInternational Journal of Hybrid Intelligent Systems 13 (2016) pp.63-76に掲載される。本来ならばスマートグリッドシステムへの適用まで歩みを進める予定であったが、未だ実現には至っていない。この理由は日本における余剰電力の固定価格買取制度に基づくスマートグリッドと、当方が当初想定していたダイナミックプライシングに基づくスマートグリッドでは大きく事情が異なることが判明したためである。つまりこのままでは適用しても我が国の事情には合わないことになる。そのため、スマートグリッドシミュレーション用の予算は執行せずに次年度に持ち越すととした。人間とコンピュータが協学習することで未知の問題に対する解を素早く得る技術を開発中である。2016年度は以下の2つを行った。12015年度に開発した手法:CoLBagging2(Collaborative Bagging2)を電力卸売り入札システムのへの適用を行うべくシステム構築を行った。本研究では各卸売業者となる個人が携帯端末(スマートフォン、タブレット端末)を用いて入札することを想定しているため、これに必要なインターフェース並びにシミュレーションの実行環境を用意する必要から、このシステム構築に長けた他大学の研究者を加えて開発に当たった。現在インターフェースとシミュレータは完成しており、学習エンジンの調整を行っている。これが完成次第、多人数の被験者を対象とした実験を行う予定となっている。2本研究は、携帯端末に学習エンジンを搭載してユーザの取引内容をsupervised learningさせる一方で、ユーザが端末を操作しない日には自動的に取引戦略を学習するreinforcement learningとを交互に実行させることを計画している。その準備として携帯端末でも動作可能な強化学習アルゴリズムの開発を行った。携帯端末ではメモリー容量が厳しく制限される。この状況で学習アルゴリズムを実行するには固定容量での実行を担保する必要がある。固定容量での学習方法の多くは使用頻度の低い記憶は積極的に忘却して新しい知識を保存する必要がある。ところが負のrewardを伴う経験があるとその状態を避けるようになるため、結果としてその記憶は使用頻度の低い記憶とみなされ忘却しがちとなる。

そこで本研究ではプロスペクト理論を用いて重要度重み付きの学習を実現し、負のrewardを強調して忘却しないようにした。その結果、限られた容量でも良好な結果が得られた。この学習法は未だ改善の余地があり、開発中である。スマートグリッドシミュレータの開発に当たっては、ユーザが使うことが想定されている端末とサーバとの連携動作をさせる必要がある。このための端末とサーバとの通信プログラムの開発および連携のタイミングを合わせるプログラムの開発に予想以上の時間がかかっている。現在の所この開発は大詰めを迎えており、間もなく本実験に入ることができると見込んでいる。研究目的:人と機械学習(AI)の共学習によって未知の問題をより早く解く方法を開発し、マネージメントが難しく最適な方略が不明な領域への適用を通してその有効性を評価する。研究計画:「人と機械学習(AI)の共学習」手法としてクラウドソーシングを発展させた手法を提案した。これを2017年度には、電力卸売取引を簡単化した枠組みを想定して、インターフェースを含めたシステムを構築し、実際に被験者を募って取引を行わせた。提案手法はクラウドソーシングに似た枠組みであるが、機械学習を使って各々のワーカ(worker)に課題を与え、その回答を模倣するように学習させる。こうすることによって学習装置が各々のworkerの分身のように働くようになる。こうして得られた分身(学習装置)を統合し、各々のworkerよりも優れた仮想workerを作り出す。そして各々のworkerには仮想workerであればどのように問題を解いたかをフィードバックすることで個々のworkerへの教育が可能になる。各々のworkerはこれにヒントを得てさらなる良質の回答をするようになり、全体として高速に良質の回答が得られる可能性がある。2017年度に実際に人を使った実験を行ったところ、作成した課題そのものが簡単すぎる点に問題があり、最初のトライアルでフィードバックされた情報を参照するまでもなく最適な解にたどり着く被験者が多く、本システムの効果を正確に評価することができなかった。これはここで解こうとする課題の問題であり、提案システムの問題とは異なるものであると考えられた。そこで提案システムを疑似的に計算機シミュレーションを行うことで、課題の正当性も含めた評価を心理実験の前に行うことにした。その結果、未だ部分的ではあるが被験者の数を増やすと期待された結果が得られる可能性が示唆された。人と機械学習との共学習システムとインターフェースとを作成して、簡単な電力卸売取引を行わせるも、期待された結果が得られなかった。