hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
児童自立支援施設における意見表明権と情報へのアクセス権の保障に関する実証的研究

本研究は,児童自立支援施設における権利擁護の取り組みと子どもの意見表明権や情報へのアクセス権の保障の実態について施設訪問と質問紙調査により把握し,検討することを目的としたものである。結果から,子どもの特性や能力に応じた意見の聴き方や説明の仕方,情報開示のあり方,子どもの意見の尊重・配慮の基準をめぐって試行錯誤している現状が伺えた。また,権利擁護の取組みが子どもにどのような影響を与えているのか,取組の有効性等については,支援の受け手である子どもの声を反映した評価やその評価基準も含めて検討していく必要性があることが示唆された。本研究は、児童自立支援施設における自立支援計画に基づいた処遇を行うにあたり、児童の「意見表明権(意思の尊重原則及び参加の権利を含む)」や「情報へのアクセス権」がどのように保障されているのかについて検討し、その処遇上の課題や援助技術の問題を入所児童の特性や実態を踏まえて明らかにすることを目的とする。平成21年度は研究開始年度であり、児童自立支援施設の処遇のあり方に関する先行研究の分析によって課題を整理し、質問紙作成の準備を進めた。併せて、施設運営や処遇に関する現状を把握する為に、中国地区や関東圏の複数の児童自立支援施設へ訪問し、施設長や職員へのヒアリングの実施や施設運営に関する資料の収集を行った。先行研究の結果、施設における権利擁護の取り組み、児童へ配布する「子どもの権利ノート」や「生活のしおり」の活用状況、施設生活や処遇に関する児童への説明の在り方について、自立支援のプロセスへの参加手続きにおける現状について把握することができた。また、処遇上の制限は施設の特性上必要ではあるが、その制限の条件について理論的および法的に整理し、児童や保護者、社会への説明責任に繋げていくことが必要であるとの見解を得ることができた。さらに、21年4月に施行された「改正児童福祉法」において、施設内処遇の在り方と子どもの権利擁護に向けての取り組みが法的に進むなかで、指導困難児童への処遇上の制限に関する考え方の整理や見直しを行う必要があるとの課題が挙げられた。それらの見解や課題を踏まえつつ、次年度の研究においては、中国地区および他県の児童自立支援施設を訪問し、施設長および職員へのヒアリング調査を引き続き実施するとともに,調査協力が得られた施設には職員への質問紙調査を実施し、処遇や自立支援計画に対する「意見表明権」の保障の取り組みの現状、およびそれらを裏打ちする援助技術の実際について、実証的に把握していく。平成22年度は,2011年2月3月にかけて全国の児童自立支援施設(58施設)および児童養護施設(637施設)を対象に郵送によるアンケート調査を実施した。また複数の児童自立支援施設に訪問し,職員へのヒアリング調査を実施した。調査項目は,(1)権利擁護や意見表明権の保障,(2)児童の自己決定,(3)自立支援計画の作成・実施における児童への説明責任や情報開示,(4)苦情解決システム,(5)子どもの権利教育,(6)「子どもの権利ノート」の活用状況等についてである。有効回収率は,児童自立支援施設が59.0%(34施設),児童養護施設が27.5%(175施設)であった。児童自立支援施設の現状に関するアンケートの一部とヒアリング調査の回答を分析した結果,施設により取り組みの差異が見受けられたが,共通しているものとして,意見表明権の保障および児童への説明責任の重要性についての施設の認識は高いことが伺えた。具体的方法として,「意見箱」の設置,自立支援計画の策定の際に児童の参画や計画の説明を行う,あるいはケース会議に児童が同席する等の取り組みが挙げられる。だが一方で,施設生活に対する児童のレディネス(準備性)への対応や児童の特性に応じた対応については課題があることが伺えた。とりわけ児童養護施設からの措置変更で入所してくる児童が増加している施設では,その課題が顕著であることが示唆された。また,指示理解度が低いあるいは言語表現の不得手な児童の意見表明権の保障のあり方や,特性や能力に合わせた方法で,関連している情報を児童に開示するという「情報開示と意見表明権の保障」の積み重ねの重要性が示唆された。今後は,児童の特性に応じた処遇および意見表明権の保障の取り組みの現状を把握し,援助実践のあり方について検証していく。また施設での権利教育プログラムの実際についても実証的に把握していく。児童自立支援施設における構造面における権利擁護の取り組みと,処遇過程や自立支援計画の策定・実施における児童の「意見表明権」の保障の実態について把握し,その運営や処遇上の課題について検討することを目的に,複数の児童自立支援施設に訪問し,職員へのヒアリング調査を実施した。また,2011年2月3月にかけて全国の児童自立支援施設(58施設)を対象に郵送によるアンケート調査(有効回収率60.3%)の結果を「児童自立支援施設における権利擁護の実態に関する調査研究」と題し,日本司法福祉学会第13回全国大会にて発表した。

分析の結果,施設により取り組みの差異が見受けられたが,意見表明権の保障および児童への説明責任の重要性についての施設の認識は高いことが伺えた。だが一方で,情報開示のあり方,子ども会議・子ども自治体の取り組み,人権教育やプログラムの実施,アドミッション・ケアや日常的に「権利ノート」や「生活のしおり」を活用すること,施設の「権利ノート」作成と作成への児童の参画,子どもの評価の反映をめぐっては,実施度,必要度ともに低い結果となり,施設による認識や取り組みの違いが顕著であった。このことから,権利擁護の一環として子どもの意見表明を保障する取り組みは体制的に整いつつあるが,その取り組みが児童にどのような影響を与えているのか,体制やシステムの活用の有効性等については,支援の受け手である児童からの評価の仕方やその評価基準も含めて検討していく必要性があることが示唆された。また,自立支援のプロセスへの参加を可能にするような,意見を聞く(尊重する)ための手続きとその尊重・配慮の度合いや基準,子どもの特性や能力に合わせた方法で,関連している情報を子どもに開示する施設側の「説明責任」など,これらを裏打ちする環境整備と援助技術をいかに現場に定着させていくかという課題が明らかとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。
教育不信の時代における教師のライフヒストリー

研究期間内に大きく次の2点について分析を行った。1)戦後における教員像の変化。新聞記事の学校教員に関する記述を分析し、1970年代の労働者、1980年代の教師批判、さらに2000年以後は労働環境の悪化が語られていた。2)教員のライフヒストリーの分析。退職した教員などを対象にしたインタビューにより、その教員という職業に対する考え方を分析した。とくに早期退職した教員は、固定的な教員の職業イメージに縛られ、そこから脱することができていなかった。平成27年度は研究の1年目であり、先行研究や言説分析、ライフヒストリー研究に関する方法論、理論の検討を行うとともに、次のように研究を進めた。1)教師へのまなざしの変化に関する調査については、主に先行研究を検討し、分析の方向などについて検討を行った。その検討をもとに新聞記事、雑誌記事の一部を用いパイロット調査を実施した。今後、検討した資料を用い、時系列により教員像の変化を明らかにする。またそれとともに、その他の資料を用いた分析の可能性について検討を行っている。2)ライフヒストリーによる教師の意識や生活の変化に関する調査では、教員を対象としたライフヒストリーに関する調査を行った。前半は教員の職場の変化を中心にインタビューを実施し、教員が自身の仕事をいかに認識しているかについて検討した。その中から、教員の職場の特徴を示す語りを抽出することが可能となった。その成果にもとづき、後半はとくに早期に教員を退職した者や休職した者を対象にインタビューを実施した。今後、さらにインタビューを実施するとともに、データの分析を進め、教員による職務の認識と実態を明らかにしたい。以上の調査とともに、平成27年5月には台湾教育社会学会、および中正大学、台東大学、東華大学において招待講演を行い研究成果を報告した。また、11月には北京師範大学、曲阜師範大学にて研究成果に関する招待講演を行った。また、教育社会学会などでも、研究協力者による研究成果の報告を行った。おおむね研究計画の通り研究を進行することができている。ただし、当初は広く教員による職場の認識を検討する予定であった。しかし、研究の目的を達成するためには、さらに焦点化した調査が必要とされるため、調査対象を限定してインタビューを実施している。平成28年度は前年に引き続き言説分析やライフヒストリーに関する方法論、理論の検討を行うとともに次のように研究を進めた。1)教師へのまなざしの変化に関する調査については、前年の理論的検討をもとに、実際に新聞記事を資料とした調査を行った。1950年から現在までの新聞に掲載された社説に記述された教師に関する語りを分析した。先行研究が指摘している通り、1970年代半ばまでは、教師を直接批判する記述はあまり見られず、むしろ労働環境の悪化に対する指摘が多くなっていた。しかし、70年代半ば以降は、さまざまな形で教師に対する批判がなされていた。とくに学校事故などが生じた際は、教師の資質を含めて非常に激しい批判も見られた。しかし、2000年代以降、こうした批判はほとんどなされなくなる。70年代までと同様に労働環境の悪化などが指摘されていた。こうした知見をもとに、中国四国教育社会学会で報告を行い、論文として発表した。2)教師のライフヒストリーについては、調査対象を休職、もしくは退職した教師に限定して調査を行った。このように対象を限定することにより、教師の特徴を明らかにできるからである。調査の結果、加齢によるインフォーマントの変化や職務の増加などが大きな影響を与えていることが明らかになった。本研究も中国四国教育学会で報告し、論文として発表した。上記の研究結果は、中国四国教育学会の他、台湾教育社会学会、北京師範大学教育社会学フォーラム、中国教育社会学会でも報告を行った。おおむね研究計画の通り研究を進行している。ただし、調査の目的をさらに深めるため、当初の予定よりもインタビューの対象を絞って調査を行っている。平成29年度は最終年度であり、教員研究に関する理論、ライフヒストリーに関する方法論を検討するとともに、教員のライフヒストリーに関する聞き取りを実施し、それらの総括的にな検討を行った。また、その成果をもとに教員免許更新制などとの関係について事例的な分析も実施した。具体的には以下のように研究を進めた。1)教員のライフヒストリーについては、休職・退職した教員に対する調査を継続して実施した。また、その結果の一部を論文としてまとめて公表した。その概要は次のようなものである。近年、教員はブラック職業と呼ばれており、それに対する働き方改革などが実施されてきた。しかし、教員の労働環境は、たんに労働時間を短縮するだけでは改善されない。教員が持つ、献身的教師像、熱血教師像が教員の仕事を規定しており、教員は容易にそうした自己の教員像から抜け出すことができない。こうした教員像が教員に過重な労働を強いている。それゆえ、「真面目」な教員ほど、自己の教員像を修正できず、教員という職業の困難を抱えることになる。2)本研究では、言説研究やライフヒストリーにより、教員の職場環境の悪化やそれに対する意識を明らかにした。その成果にもとづき、教員免許更新制の制定と実施、また、その現状についての調査を行い、台湾、中国などとの共同研究を進めている。とくに台湾においては、日本を参考にして教員免許更新制の導入が検討されている。本研究は日本の教員の職場環境、またその専門性とともに、教員免許更新制について議論している。以上の研究成果は、台湾教育社会学会、中国四国教育学会の他、北京師範大学でのフォーラムなどでも報告した。

研究期間内に大きく次の2点について分析を行った。1)戦後における教員像の変化。新聞記事の学校教員に関する記述を分析し、1970年代の労働者、1980年代の教師批判、さらに2000年以後は労働環境の悪化が語られていた。2)教員のライフヒストリーの分析。退職した教員などを対象にしたインタビューにより、その教員という職業に対する考え方を分析した。とくに早期退職した教員は、固定的な教員の職業イメージに縛られ、そこから脱することができていなかった。当初の研究計画通り進める予定である。とくに平成28年度は教員へのまなざしを明らかにするための言説研究をまとめたい。また、教員へのインタビューを継続的に実施し、教育不信の時代における教師のライフヒストリーを検討したい。当初の予定通り進める。平成29年度は、継続して調査を行うとともに、とくに教員へのインタビューの結果をまとめたい。教育社会学差額が少額であるため、使用せず28年度に繰り越した。残額が5万円弱と少なく、平成29年度も海外での招待講演などへの参加が見込まれるため繰り越すこととした。少額であるため、設備備品費などとして使用する予定である。海外での招待講演、国内での学会発表などの旅費に使用する予定である。
遺伝子治療と組織再生技術を組み合わせたシェーグレン症候群の治療と唾液腺機能回復

BALB/cマウス(6-8週齢)のwhole splenocytesを分離、in vitroで培養し、splenic T cellsをConAまたは抗CD3抗体で活性化した。活性化によってCD137の細胞表面発現が亢進していることをflow cytometryで確認した。これらの細胞でBALB/cマウスを免疫し、抗CD137抗体産生マウスを得ようと試みたが失敗したため、activated splenocytesからCD137 affinity columnで抽出したCD137分子を用いて免疫を行った。末梢血の血清で抗CD137抗体の産生が確認されたマウスよりsplenocytesを分離し、cDNAライブラリを作製、CD137抗体をエンコードする遺伝子をクローニングした。現在、完全長CD137遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクターを作製中である。BALB/cマウス顎下腺thyoglycolate(TG)を局所注射して誘発するマウス実験的唾液腺炎モデルを確立し、唾液腺前駆細胞(SGPCs)の株化を試みたが、長期培養に耐える細胞株の樹立は成功しなかった。そこで、自己免疫性多発性外分泌腺炎を自然発症し、Sjogren症候群に見られるのと同様の唾液腺炎を起こすNODマウスを材料とし、自己免疫疾患治療薬として注目されるthalidomideによる治療モデルを構築、SGPCsの分離と株化を行っている。唾液腺炎において特異的に発現増強されている遺伝子を検索するため、Affymetrix社のGeneChip Systemを用いて、TG実験的唾液腺炎およびNODマウス自己免疫性唾液腺炎における遺伝子発現プロファイルの解析を行った。その結果、IL-1RA、IL-6、IL-12、MHC class IIなどの免疫機能関連因子の他、MMP遺伝子群など組織分解・修復に関連した遺伝子の発現増強が認められた。現在、RT-PCR法で2次解析を行っており、これらの中から再生治療用promotorとして適当な遺伝子を選定する予定である。末梢血の血清で抗CD137抗体の産生が確認されたマウスよりsplenocytesを分離し、cDNAライブラリを作製した。現在、CD137抗体をエンコードする遺伝子をクローニング中である。BALB/cマウス顎下腺thyoglycolate(TG)を局所注射して誘発するマウス実験的唾液腺炎モデルを確立した。TG投与1週間で、顎下腺には好中球、マクロファージ、リンパ球の著明な浸潤、腺房の萎縮、導管構造の破綻または拡張など、唾液腺炎の発症を示す所見が得られた。TG投与を1週間で中止すると、その1週間後には免疫担当細胞の減少、腺房構造および導管構造の再構築が認められるようになった。再構築された腺組織構造の周囲には、唾液腺前駆細胞(SGPCs)と考えられる未分化な細胞が認められた。今後、この再生途上にある唾液腺組織より、限界希釈法によってSGPCsをクローニングする予定である。研究計画では、再生治療用プラスミドをmucin promotor作働型としていたが、唾液腺炎組織により特異的なpromotorが構築されることが望ましいと考えるため、Affymetrix社のGeneChip Systemを用いて、実験的唾液腺炎における遺伝子発現プロファイルの解析を行っている。
スタイル画の創造性を活かした個人対応ファッションデザインのための基盤技術開発

シニア女性の体形の多様性、および体形を美しく見せる理想をデフォルマシオン(意匠的変形)として反映したファッションデザインのための基準体形像を作成した。まず集団計測した53名の体形写真をデザイナーに観察させ、3つの体形分類および代表体形を得た。別のデザイナーたちが代表体形を見て描いたスタイル画に2次元骨格モデルを適用し、意匠変形を定量的に分析し,基準体形像を抽出した。さらにこの基準像の妥当性を専門家の評価により確認した。衣服デザインは,現実の人体を念頭におきながら,理想的な体形像をイメージしてアイデアを創出する必要がある.しかし今日のファッションは、若年体形の美しさが基準となっている一方で,中高年者には目指すべき体形像が掴めてない.そこで本課題では,3次元人体計測によって中高年男女の体形特徴を分類するとともに,デフォルマシオン(意図的変形による芸術効果)が施されたスタイル画から,理想の体形像を明らかにする.そして現実の体形と理想的に描かれた両者の関係を定量分析し,デザイン設計に欠かせない基準体形像を構築する.研究においては,現場のアパレルデザイナーを協力者として連携して取り組み,3つの課題,「人体計測と体形分析」,「スタイル画作成とデフォルマシオン分析」,「基準体形像作成」についてを順に行う.そこで今年度は,統計処理が可能な体形モデルを用いた分析から体形を類型化するために必要なデータ収集として,まず人体計測の予備実験と,中高年男女(40代70代)への3次元計測とマルチン式寸法計測を実施した.この際には参考資料として,アンケートにより日常におけるライフスタイルと衣服への意識調査についても行った.さらにでスタイル画の実験の準備として,過去30年間におけるファッションコンテスト用に作成されたスタイル画におけるデフォルマシオンの特性について,時代性,着用している衣服の種類,視覚的な特徴確認,そして数値分析の結果について今回の実験との相互関係についてを検討した.今年度は,中高年者女性の体形について,3次元計測値とJIS規格で採用されているマルチン式計測法に準拠したサイズ値を収集するため,予備実験で収集した計測データについての数値を他資料と比較検証し,本実験に向けての準備作業を行った.なお計測した人体計測データの解析に取りかかったところ,表示した人体モデルの画像上に研究を遂行する上で,新たな知見に繋がる課題が見つかり,表示設定することが有用な部位を抽出するため,3次元計測器のシステムを改善することになり約3か月の延期が生じた.しかしこれらの予備実験において,分析に必要な人体計測部位,計測方法の妥当性,計測にあたっての被験者の姿勢などの詳細を把握することができた.当初は男女同時に計測することをとしていたが,予備実験をふまえた作業性の観点から,まずは女性の計測を先行させることが判断した.衣服のデザインは,現実の人体を念頭におきながら理想的な体形像をイメージすることで新しいアイデアが創出される.しかし中高年者に対しては,デザインの目指すべき体形像が掴めていない現状がある.そこで本課題では3次元人体計測によって中高年者の体形特徴を分析するとともに,デフォルマシオン(意図的変形による芸術効果)が施されたスタイル画から,中高年者の体型特徴に沿った理想の体形像を明らかにし,デザイン設計に欠かせない基準体形像を構築する.今年度は(1)人体計測と体形分析,(2)スタイル画制作とデフォルマシオン分析,を当初の研究計画に沿って実施した.(1)については,40歳代70歳代の中高年女性を被験者として,3次元計測値,及びJIS規格で採用されているマルチン式計測法に準拠したサイズ値を収集した.特にプロポーションに関する値については、体形観察とともに数値分析を行った。さらにこのデータに対して,デザイナーによる観察を行い,体形特徴を検討のうえ類別化し,体形タイプ別の代表体形を決定した.また代表体形に近い被験者も選定した.(2)については,ファッションデザイナー10名によって,(1)で作成した体形タイプ別の代表体形を提示し,各々の描写の意図を添えた着衣あり,着衣無しのスタイル画を作成した.さらに被服人間工学的な15の基準点を設定した骨格モデルをそのスタイル画に適用して「ポーズ表現可能な骨格2次元モデル」を構成した.本年度の進捗状況は,以下の点で概ね順調に進めることが出来たと考えている.まず体形分析を行うための中高年の人体計測及び,着衣形態調査の被験者については,地域の方への依頼から今後につながる協力関係を得て,実験調査の方針を計画に沿って進めることができた.また人体計測を行う研究環境として,本課題で得た人体3次元スキャナーと,既に大学で所持していた計測器を効率よく併用し採取できた.また研究を進める中で,必要となった3次元計測データの分析については,ソフトウェアの改良により,ランドマーク情報を得ることができた.次にスタイル画作成については,ファッションデザイナーからの協力が得られ,課題に対するスタイル画の作成内容と提示する説明内容など,事前に詳細なヒアリングなどを行うことで,実験内容の修正が適切に行うことができた.一方,計画に対してやや遅れた点として,人体計測データの収集,デザイナーによるスタイル画の作成が当初目標とした数には達することができなかった.これをふまえて今後は人体計測データの収集を引き続き行い,分析の精度を高める.衣生活の満足が心身の健康に大きく関係することや,おしゃれをしたいと考えているシニアは増加している.

しかし現実には,服のサイズは合っているのに似合わない,似たデザインが多く選択肢がないという不満を持っているシニアは極めて多い.一方で,デザイナーが新しいアイデアを生み出すプロセスにスタイル画の作成がある.一般的に創造性を念頭においたスタイル画では,現実の体形をふまえながらも,理想や美しさを表現するためのデフォルマシオン(意匠的変形)を施した体形が着衣の基体として描かれる.しかしシニア女性向けのデザインでは,その体形の理解が進まないままスタイル画が描かれている現状がある.そこで現実のシニアの体形特徴とそれに応じたデフォルマシオンを明らかにできれば,スタイル画やCADのための基準人体像として活用できる.この目的のため本研究では,ファッションデザインの視点からシニアの体形を捉えるため,40歳から70歳の女性を被計測者として,3次元計測装置およびマルチン計測法によって集団計測した体形を,デザイナーに観察させて体形分類を行い,その中からシニア体形の特徴を顕著に有する代表体形を抽出した.そして観察者とは異なるデザイナーが,代表体形に対して体形を美しく見せるスタイル画に骨格モデルを適用し,デフォルマシオンの特徴を定量的に分析した.このデータを基にモーフィングによる画像変換技術を応用し,シニア女性の体形の多様性に対応させた,体形を美しく見せる理想をデフォルマシオン(意匠的変形)から検討し,体形タイプ別のデザイン用の基準体形像を作成した.そしてこの基準像の妥当性は専門家の評価により確認した.シニア女性の体形の多様性、および体形を美しく見せる理想をデフォルマシオン(意匠的変形)として反映したファッションデザインのための基準体形像を作成した。まず集団計測した53名の体形写真をデザイナーに観察させ、3つの体形分類および代表体形を得た。別のデザイナーたちが代表体形を見て描いたスタイル画に2次元骨格モデルを適用し、意匠変形を定量的に分析し,基準体形像を抽出した。さらにこの基準像の妥当性を専門家の評価により確認した。今後は3次元計測および,マルチン計測によるシニア女性の体形データの収集を進める.その場合には,被験者と継続した協力体制が取れるように研究協力体制を整える必要がある.またアパレルデザイナーによるスタイル画作成(デフォルマシオンの表現)についても,体形分析との関連から鑑みて,多様な用途や個性を創造することを念頭においているデザイナーに対して,作成依頼するスタイル画の条件設定を吟味する必要がある.そこで分析可能なデータが正確に得られるように,数名のデザイナーへ事前に聞き取り調査を事前に行い,実験内容の検討を深める.これまでに本研究で抽出したシニア女性の人体計測データと,本課題以外で収集された人体計測データと比較し,本課題で得た体形特徴の内容を精査し,体形特徴を考察する.次にスタイル画に描かれた体形と,現実の代表体形についてのシルエットの相互関係を数値的分析する.ここではシルエットの違いを明確に可視化するモーフィング技術によって部位の変化について観察を行い,シニア女性に対するスタイル画のデフォルマシオンの特徴を解明し,法則性を明らかにする.またこれまでに抽出した「デフォルマシオンの変換技術」を応用し,体形を美しく見せるデフォルマシオンとポーズを代表体形に適用させ「体形タイプ別のデザイン用の基準体形像」を作成する方法を検討する.
機能性バイオフォトニック薄膜を用いた全光IP通信用信号処理デバイスの研究

本研究は、塩基対間に光学色素をインターカレートすることによって種々の光機能性発現が可能なDNA薄膜を用いた光信号処理デバイスの研究であるが、世界的にもまだ研究報告が少ないことから,材料の適用性を明確にしつつプロトタイプ素子の実現を目指すことを第一目標とした。平成16年度は,色素ドープによるDNA膜の屈折率変化の解明と損失要因の追及及び作製プロセスの検討を進め、フォトクロミック色素によるDNA膜の屈折率変化が数%程度あること、屈折率の絶対値および屈折率変化には脂質の影響もあることが明らかとなったが、応答速度及び作製プロセスはさらなる改善が必要であることが分かった。平成17年度は,脂質と色素混合比などの最も安定な組合わせにより光一光制御による光路切替素子としての応答速度を評価し、制御光強度に依存した速度改善効果があることを見出し、数十ms程度の応答速度を確認した。この値は現在の実験装置リミットであり,実験結果は励起光強度を増すとさらに高速化が可能な傾向を示している。また,より高機能な動作を実現するために回折格子内蔵型デバイス素子製作プロセスの検討を進め,ある程度のon-off比を確認した。平成18年度は、これまでの結果を踏まえ、光制御型光路切替素子の限界解明と回折格子内臓型デバイスの試作を重点的に取組んだ。その結果,ホトクロミック色素ドープ光制御型光路切替素子はmsオーダーの応答速度が期待でき,一定バイアス光照射状態ではより小さな励起光強度でもms以下の応答であることが分かったが,励起光強度を強めると特性劣化があり、今後耐久性の向上が最重要課題であることが示された。また,グレーティング基板上のレーザ色素ドープDNA薄膜でレーザ発振に成功した。これは我々が知る限りDNA薄膜レーザとして世界初である。今後ドープ量の最適化・低しきい値化を進め、信号処理機能の実現可能性を明らかにする。本研究は、二重らせん構造の塩基対の間に光学色素をインターカレートすることによって強い蛍光増幅効果や非線形光学効果をはじめとして、種々の光機能性の発現が可能なDNAを用いたバイオフォトニック機能薄膜をキーマテリアルとして、石英や半導体材料のみでは不可能であった強い非線形光学特性等を利用した光信号処理デバイスの実現を目的とする。DNAに関して、従来は材料研究や医療への応用研究が主であったため、これを積極的に光学デバイスへ応用しようとする研究はまだ始まったばかりである。従って、世界的にもまだ研究報告が少なく,材料の適用性を明確にしつつ光波制御素子および論理素子についてプロトタイプデバイスの実現を目指すことを、本研究の第一目標とする。平成16年度は、従来の研究において新たな課題として明らかとなったデバイス構造パラメータの最適化および作製プロセス上の問題である耐水性に対する検討、三次非線形光学色素等の検討を重点的に行う。具体的には、屈折率変化の解明と損失要因の追及、および新たなデバイスプロセスの検討、ならびに三次非線形光学色素のDNAへのドーピング特性の評価を通じた色素選択の最適化を中心に検討を進める。屈折率変化に関しては、フォトクロミック色素をDNAにドープし、そのフォトクロミック変化の前後での屈折率変化を定量化したところ、濃度にもよるが数%程度の変化が期待出来ることが分かった。また、同時に脂質の影響が、屈折率の絶対値および屈折率変化の速度にも影響していることが明らかとなったが、その応答速度は数百ms程度でさらなる改善が必要である。一方、素子政策プロセスおよび三次非線形性についてはまだ明確な結論を得る段階には至っていない。

DNAは可視域から近赤外まで大きな吸収が無いことから、広い波長帯で応用が可能であり、17年度は回折格子内蔵型デバイスへの展開を念頭にさらに検討を深めることとする。本研究は,二重らせん構造の塩基対の間に光学色素をインターカレートすることによって強い蛍光増幅効果や非線形光学効果をはじめとして,種々の光機能性の発現が可能なDNAを用いたバイオフォトニック機能薄膜をキーマテリアルとし,石英や半導体材料のみでは不可能であった強い非線形光学特性等を利用した光信号処理デバイスの実現を目的とする。DNAに関して,従来は材料研究や医療への応用研究が主であったため,これを積極的に光学デバイスへ応用しようとする研究はまだ始まったばかりである。従って,世界的にもまだ研究報告が少なく,材料の適用性を明確にしつつ光波制御素子および論理素子についてプロトタイプデバイスの実現を目指すことを,本研究の第一目標としてきた。平成17年度は,今までの研究で明らかとなった最も安定な脂質と色素混合比などの組合わせにより作製したDNA-脂質複合薄膜にフォトクロミック色素をドープし,そのフォトクロミック変化の前後での屈折率変化あるいは吸収係数変化を利用した高速光路切替素子として,光-光制御よるon-off応答速度を評価し、制御光強度に依存した速度の改善効果があること,ならびに数十ms程度の応答速度を実験により確認した。得られた値は現在の実験系での装置リミットであり,これ以上早い応答速度の実測はできなかったが,実験結果は励起光強度を増すとさらに高速化が可能な傾向を示しており,従来石英系等で報告されている熱光学効果型と同等以上の高速動作が期待できるものと考えられる。また,より高機能な光論理素子などの動作を実現するために回折格子内蔵型デバイスへの展開をめざした素子製作プロセスの検討を進めた結果,基板上の溝にDNA-脂質複合体薄膜を埋込んだ光導波路を形成し,紫外線干渉照射によって誘起させた回折格子パターンを使って伝播する信号光を制御するタイプの動作原理確認を行った。まだ,膜圧・露光条件等の最適化が必要であるが,1:2程度のon-off比が観測され,高機能化素子への適用性を確認したので,今後さらに詳細に検討を進める。本研究は、二重らせん構造の塩基対の間に光学色素をインターカレートすることによって強い蛍光増幅効果や非線形光学効果をはじめとして、種々の光機能性の発現が可能なDNAを用いたバイオフォトニック機能薄膜をキーマテリアルとして、石英や半導体材料のみでは不可能であった強い非線形光学特性等を利用した光信号処理デバイスの実現を目的とする。DNAに関して、従来は材料研究や医療への応用研究が主であったため、これを積極的に光学デバイスへ応用しようとする研究はまだ始まったばかりである。従って、世界的にもまだ研究報告が少なく,材料の適用性を明確にしつつ光波制御素子および論理素子についてプロトタイプデバイスの実現を目指すことを、本研究の第一目標とする。
脳と心の健康の保持増進に最適な高齢期での睡眠習慣の解明

高齢者を対象とした質問紙調査を銚子市在住者を中心に引き続き実施した。質問紙調査での調査項目は、生年月日、性別、身長、体重、夜勤経験年数、要介護認定、飲酒習慣、喫煙習慣、身体活動(IPAQショートバージョン)、既往症、自覚症状(自覚症しらべ)、抑うつ(GDS)、手段的日常生活動作能力(IADL)、睡眠(不眠、PSQI)、日中の眠気(ESS)、健康関連QOL(SF36)、生活行動の朝型ー夜型傾向(クロノタイプMEQ)、疲労(Chalder fatigue scale)など、習慣的な睡眠、身体活動・運動、生活習慣病や心身の健康を中心としたものであった。さらに認知機能調査の対象者を選定し、認知機能調査を実施した。選定条件として、認知症、パーキンソン病、脳卒中、心筋梗塞、がん、精神疾患、アルコール依存、薬物依存、睡眠障害をこれまでに有していないこと、睡眠薬を服薬していないこと、とした。認知機能調査については、情報処理時間(Trail Making Test A)、実行機能(数唱逆章課題、Trail MakingTest B)、記憶(言語学習検査、数唱順唱課題)、全般性認知機能検査(Mini Mental State Examination)について、タブレット端末用プログラムを新規に作成し、そのプログラムを用いて調査を実施した。また、高齢者施設入居者で、認知症や睡眠障害を持たない高齢者を対象として、同様の質問紙調査を実施した。韓国釜山市では質問紙調査、認知機能検査を引き続き継続して実施した。さらに身体機能、加速度センサーによる身体活動、脳機能の計測を実施した。取得したデータについては、デジタル形式に変換を進めるとともに、統計的解析等を進めた。高齢者を対象とした質問紙調査、認知機能調査、日常生活時の生理・心理・行動のモニタリング調査について準備を進めた。質問紙調査での調査項目は、生年月日、性別、身長、体重、夜勤経験年数、要介護認定、飲酒習慣、喫煙習慣、身体活動(IPAQショートバージョン)、既往症、自覚症状(自覚症しらべ)、抑うつ(GDS)、手段的日常生活動作能力(IADL)、睡眠(不眠、PSQI)、日中の眠気(ESS)、健康関連QOL(SF36)、生活行動の朝型ー夜型傾向(クロノタイプMEQ)、疲労(Chalder fatigue scale)、食物摂取(アルコール摂取を含む品目別の量と頻度、DHQ)、など、習慣的な睡眠、食事、身体活動・運動、生活習慣病や心身の健康を中心としたものとした。認知機能調査については、情報処理時間(フランカー課題、Trail Making Test A)、実行機能(フランカー課題、数唱逆章課題、Trail Making Test B)、記憶(聴覚性言語学習検査、数唱順唱課題)、全般性認知機能検査(Mini Mental State Examination)を測定することとし、これらの課題の測定方法として、PCまたはタブレット端末用のプログラムを作成するなどにより、デジタル機器を用いた実施可能性について検討した。モニタリング調査については、計測に使用する加速度センサーの選定、アンドロイドOSデバイスに実装する質問紙調査用アプリケーションの作成を進めた。調査先については、いくつかの地域と調整を進めるとともに、韓国釜山市で質問紙調査を開始した。平成28年度の計画は、質問紙調査および認知機能調査を開始することであった。これまでにそれぞれの調査準備を進めるとともに、一部地域では測定を開始した。来年度には、モニタリング調査を開始するとともに、それぞれの調査をさらに進める。さらに認知機能調査、実態調査の対象者の選定を進めた。認知機能調査については、情報処理時間(フランカー課題、Trail Making Test A)、実行機能(フランカー課題、数唱逆章課題、Trail Making Test B)、記憶(聴覚性言語学習検査、数唱順唱課題)、全般性認知機能検査(Mini Mental State Examination)の測定方法として、WEBベースのプログラムを新規に作成し、複数の対象者で同時に、かつ日常生活下でも測定可能な手法について検討を進めた。モニタリング調査については、計測に使用する加速度センサーとその解析プログラムの妥当性の検証、アンドロイドOSデバイスに実装する質問紙調査用アプリケーションの動作調整を進めた。なお、韓国釜山市では質問紙調査を引き続き継続して実施した。平成29年度の計画は、質問紙調査を引き続き継続することであった。これまでにそれぞれの調査を日本と韓国で進めた。来年度には、認知機能調査、モニタリング調査を実施するとともに、追跡調査、データ解析を進める。

質問紙調査での調査項目は、生年月日、性別、身長、体重、夜勤経験年数、要介護認定、飲酒習慣、喫煙習慣、身体活動(IPAQショートバージョン)、既往症、自覚症状(自覚症しらべ)、抑うつ(GDS)、手段的日常生活動作能力(IADL)、睡眠(不眠、PSQI)、日中の眠気(ESS)、健康関連QOL(SF36)、生活行動の朝型ー夜型傾向(クロノタイプMEQ)、疲労(Chalder fatigue scale)など、習慣的な睡眠、身体活動・運動、生活習慣病や心身の健康を中心としたものであった。さらに認知機能調査の対象者を選定し、認知機能調査を実施した。選定条件として、認知症、パーキンソン病、脳卒中、心筋梗塞、がん、精神疾患、アルコール依存、薬物依存、睡眠障害をこれまでに有していないこと、睡眠薬を服薬していないこと、とした。認知機能調査については、情報処理時間(Trail Making Test A)、実行機能(数唱逆章課題、Trail MakingTest B)、記憶(言語学習検査、数唱順唱課題)、全般性認知機能検査(Mini Mental State Examination)について、タブレット端末用プログラムを新規に作成し、そのプログラムを用いて調査を実施した。また、高齢者施設入居者で、認知症や睡眠障害を持たない高齢者を対象として、同様の質問紙調査を実施した。韓国釜山市では質問紙調査、認知機能検査を引き続き継続して実施した。さらに身体機能、加速度センサーによる身体活動、脳機能の計測を実施した。取得したデータについては、デジタル形式に変換を進めるとともに、統計的解析等を進めた。調査対象者を新たに加え、質問紙調査、認知機能調査、モニタリング調査を実施するとともに、データ解析をする。データ解析として、睡眠の量、質、時間帯について、日々の変動を検討する。時系列データの解析には共分散構造解析、コサイナー法、マルチレベル回帰分析などを利用し、平日と休日での睡眠や体温の24時間リズムが、その後の眠気、疲労、気分、心臓自律神経調節機能、に及ぼす影響を気象条件も考慮に入れて調べる。アンケート調査のデータについては、共分散分析やロジスティック回帰などを用い、平日と休日の睡眠の習慣と抑うつのレベルや有無の変化、認知機能の変化などとの間の関連性・因果性について検討する。認知機能調査、モニタリング調査、追跡調査を日本と韓国で実施するとともに、データ解析をする。次年度を含めた計画全体がスムーズに実施できるよう、初年度には人件費・謝金、その他の支出を見合わせたため。最終年度の計画がスムーズに実施できるよう、人件費・謝金、その他の支出をできるだけ抑えたため。
経皮的冠動脈形成術および冠動脈バイパス術の冠血流予備能に対する効果の検討

本研究では、冠血流予備能の検査を指標にした冠動脈疾患の有効な治療法を検証するために、以下に挙げる3つの課題を明らかにしようとした。1.非侵襲的冠血流予備能の測定法の確立:申請者らは、15O-標識水心臓PET/CTを用いて冠血流予備能(coronary risk factor: CFR)を測定するための撮影プロトコールおよび解析プログラムを成功させた。登録症例数77例中76例でCFR算出に成功した。2.生活習慣病是正のCFRに対する効果の検討:冠危険因子により、冠微小血管での負荷時血管拡張機能が障害され、結果として、CFRが低下することが知られている。本目的を検証するために47例の141血管から血行再建術がされなかった83血管を対象に冠血流予備能を計測した。冠危険因子の遵守率は血行再建術前71%と比較的よかったため6ヶ月後でも同様であった。従って、CFRは変化はなかった。3.冠血行再建術(経皮的冠動脈形成術[PCI]あるいは冠動脈バイパス術[CABG])のCFRに対する効果の検討:本目的では、冠血行再建術のCFRに対する効果に注目した。72名の冠動脈疾患患者において、28例にPCI、20例にCABGが施行された。前者ではCFRは2.03(1.70-2.78)から改善がなかったが(p=0.66)、後者では、1.67(1.13-1.93)から1.91(1.60-2.36)(P<0.001)と有意に改善した。術前のCFRが2.0未満と低い群(n=40)に注目すると、両群で冠血行再建のCFRに対する効果が確認できた。さらに、SYNTAXスコアが23以上と高い群(n=22)に注目しても同様にCFRの有意な改善が得られた。上記の本研究からCFRが2.0未満と低値あるいはSYNTAXスコア23以上であると冠血行再建術のCFRに対する効果が高いことを明らかとなった。平成28年度の研究の目的は、最新の心臓PET/CT装置を用いて冠血流予備能を測定するための撮影プロトコールおよび解析プログラムを開発することである。24名の冠動脈疾患患者と年齢があった8例の健常ボランティアを対象とした。PET/CT装置にて、500MBqの15-酸素標識水を投与し、安静時とATP負荷時の心筋血流量を測定した。その比から冠血流予備能を算出した。結果は、対象者全員で冠血流予備能を測定することが可能であった。健常者にて冠動脈領域毎に局所冠血流予備能を測定したところ、安静時でのばらつきが少なく、正確に測定できていると考えられた(左前下行枝: 0.82 ±0.15ml/min/g、左回旋枝: 0.83 ±0.17ml/min/g、右冠動脈: 0.71 ±0.20ml/min/g、p = 0.74)。ATP負荷時でも同様であった(左前下行枝: 3.77 ±1.00ml/min/g、左回旋枝: 3.56 ±1.01 ml/min/g、右冠動脈: 3.27 ±1.04ml/min/g, p = 0.62)。結果として、冠血流予備能も正確に算出された(左前下行枝: 4.64 ±0.90、左回旋枝: 4.30 ±0.64、右冠動脈: 4.64 ±0.96, p = 0.66)。患者と比較したところ、患者の冠血流予備能は、健常ボランティアと比較して有意に低下したことから(2.75 ±0.81 vs. 4.54 ±0.66, p = 0.0002)、冠血流予備能を用いることによって、冠動脈疾患患者を検出することができることが示された。さらに患者での局所解析にて、50%以上の狭窄病変のある領域では狭窄のない領域に比べて冠血流予備能が低下する傾向があった(2.43 ±0.81 vs. 2.95 ±0.92, p = 0.052)。現在、欧米雑誌に論文投稿中である。以下の平成28年度の予定は完了し、平成29年度の予定も進行している。臨床研究の申請および画像解析プログラムの改良(平成28年度)について:院内の自主臨床試験への研究プロトコールを申請し、承認を得た。最初に、画像解析プログラムの精度を高め、患者でも正確に冠血流予備能が測定できることを目的とした。年齢の冠血流予備能は健常ボランティアと比較して優位に低下し(2.75±0.81 vs. 4.54±0.66, p=0.0002)、有病患者の検出に有用であることがわかった。

データベースへの患者登録(平成29年度以降予定分)について:90例の冠動脈疾患を対象とした前向き観察コホート(経皮的冠動脈形成術および冠動脈バイパス術の冠血流予備能に対する効果の検討)のための患者登録データベースを作成した。北海道大学病院および関連施設の循環器内科にて同意が得られた冠動脈疾患の疑いあるいは既往のある患者の登録を開始し、76例の症例が集まった。これらの患者では初回のPET/CT検査が行われ、治療前の冠血流予備能の測定ができた。平成29年度の研究の目的は、データベースへの患者登録である、ほぼ目標症例数の77例の登録を行い、冠血行再建術前と後の冠血流予備能(CFR)を測定した。5名脱落し、72例(至適内服治療群[OMT, n=24]、経皮的冠動脈形成術群[PCI, n=28]、冠動脈バイパス術群[CABG, n=20])の治療前の結果を解析した。機能的CFRと冠動脈の解剖学的な重症度であるシンタックススコアおよびリーマンスコアとの関係を評価したところ、それらは有意な負の相関を認めた(P=-0.38, P<0.001)および(P=-0.31, P = 0.008)。PCI群とCABG群において、治療のSYNTAXスコアの低下が有意に得られた。CFR値はOMT群(2.38 [IQ 1.83-2.80] vs. 2.42 [1.74-2.65], P=0.44)、PCI群(2.03 [1.70-2.78] vs. 2.23 [1.81-2.50], P=0.64)、およびCABG群(1.67 [1.14-1.96] vs. 1.98 [1.60-2.39], P<0.001)と変化した。ベースラインのCFR値はCABG群で有意に低値であり、冠動脈疾患の重症度を反映した。治療効果を比較したところ、CABG群でのみ改善が得られた。今回の検討から、CABG群では冠動脈の重症度が強く、従ってCFRも高度に低下していた。また、CABG群では有意なCFRの改善が得られることが明らかになった。以下の平成28年度と29年度の予定は完了し、平成30年度の予定も進行している。臨床研究の申請および画像解析プログラムの改良(平成28年度)院内の自主臨床試験への研究プロトコールを申請し、承認を得た。最初に、画像解析プログラムの精度を高め、患者でも正確に冠血流予備能が測定できることを目的とした。24名の冠動脈疾患患者と年齢があった8例の健常ボランティアを対象とした。PET/CT装置にて、500MBqの15-酸素標識水を投与し、安静時とATP負荷時の心筋血流量を測定した。その比から冠血流予備能を算出した。結果は、対象者全員で冠血流予備能を測定することが可能であった。年齢の冠血流予備能は健常ボランティアと比較して有意に低下し、有病患者の検出に有用であることがわかった。現在、欧米雑誌(EJNMMI Res)に採択された。データベースへの患者登録(平成29年度分)90例の冠動脈疾患を対象とした前向き観察コホート(経皮的冠動脈形成術および冠動脈バイパス術の冠血流予備能に対する効果の検討)のための患者登録データベースを作成した。北海道大学病院および関連施設の循環器内科にて同意が得られた冠動脈疾患の疑いあるいは既往のある患者の登録を開始し、77例の症例が集まった。現在、欧米雑誌に1編論文投稿中である。本研究では、冠血流予備能の検査を指標にした冠動脈疾患の有効な治療法を検証するために、以下に挙げる3つの課題を明らかにしようとした。1.非侵襲的冠血流予備能の測定法の確立:申請者らは、15O-標識水心臓PET/CTを用いて冠血流予備能(coronary risk factor: CFR)を測定するための撮影プロトコールおよび解析プログラムを成功させた。登録症例数77例中76例でCFR算出に成功した。
光・分子融合型超小型情報処理装置の開発

DNAを用いた分子コンピューティングは、微小性、分子親和性、超並列性の点で生体コンピュータの実現に有望である。本研究では、DNAを用いた個々の計算処理の非同期性により、全体の処理が複雑化する問題に対し、光制御技術の導入を可能とする光・分子融合型超小型プロセッサの開発を目的としている。光の高い時空間制御性能を駆使し、特定の分子反応の時間や空間を光の信号入力を介して指定することで、光による簡便な分子並列処理を実現できる。これまでオートマトン(計算処理を抽象化したモデル)に着目し、光とDNAを用いた実装方式について検討してきた。昨年度、DNA構造体内での処理完結のためナノスケールポジショナーを構築した。構造体内の7nmの2点間をDNA分子が移動する1連の動作実証により、オートマトンについての基本的な動作は実装できたが、より高度な処理を実現するための拡張性について課題を残していた。そこで本年度は、オートマトンの拡張性を考慮した新たな方式について検討した。具体的には、オートマトンの内部状態をDNA塩基配列に割り当て、多数の内部状態数を得る。状態数増加に伴うDNA反応系の複雑化を考慮し、DNA配列置換反応を導入した構成を示した。この導入により、個々の構成要素を単純化できた。この構成では、構成要素に対応する反応ユニットを溶液分散させ、オートマトンを実装する。分子実験において、個々の反応ユニットを組み合わせた数種類のオートマトンの状態遷移動作に成功した。DNAやRNAを用いた分子コンピューティングは、微小性、分子親和性、超並列性の点で生体コンピュータの実現に有望な手法である。本研究では、DNAを用いた個々の計算処理の非同期性により、全体の処理が複雑化する問題にたいし、光制御技術の導入による分子反応の同期手法の開発を目的としている。具体的には、光入力の記憶デバイスをDNA実装し、そのデバイスを演算モジュールに接続する。入力信号に応じ、演算モジュールをON状態にスイッチさせることで各演算処理の開始タイミングを制御し、同期処理が実現できる。本年度は、DNA構造を用いた記憶デバイスの実装スキームについての検証と、記憶デバイスと演算モジュール間の信号接続法について検討した。記憶デバイスとして、DNA構造体内に光応答DNAによる構造変化が組み込まれたナノスケールポジショナーを構築した。光応答分子をDNA構造に導入することで、光の最終入力を記憶してその構造が変化し、DNA構造体内の7nmの2点間をDNA分子が移動する1連の動作を実証した。記憶できる入力数を追加するために、光の照射条件に応じて変化を誘起するDNAの種類を増やし、実験によって入力数を確認した。その結果、誘起するDNAどうしの結合反応が原因で予期せぬ構造変化が発生したため、複数の機能デバイスを接続利用する形態として再検討していく。次に、記憶デバイスと演算モジュール間の信号接続のために、DNAの分子状態を検出するDNAナノ定規を構築した。対象DNAの長さに依存するナノ定規との結合によって、演算モジュールへの入力形態である1本鎖DNAが出力される。0nmから12nmの長さの7種類のDNA分子を対象とした測定実験において、複数の蛍光分子の蛍光スペクトル情報から、対象DNAの長さと一本鎖DNAの出力濃度の情報を得ることに成功した。
離散・連続空間における拡散結合システムの時空パターン制御

拡散非線形システムの時空パターン制御手法を開発することを目標に,本研究では,(a)離散空間拡散結合ネットワークの時空パターン制御(b)連続空間結合ネットワークシステムの時空パターン制御,について検討し,主に次の成果を得た.1.遅延結合ネットワークに対し,グラフ積により構成されるネットワークのネットワークに対する部分同期パターンと同期条件を検討し,それらの簡便な推定法を導出した.2.伝送遅延結合ネットワークに対して,むだ時間非依存同期のパターンとネットワーク構造との関係を明らかにした.3.非線形偏微分方程式系の制御のため,超離散化を用いた制御系設計アプローチを提案した.本研究の主目的は,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御のための制御理論の構築であり,そのために研究テーマを二つのフェーズに分けている.フェーズaでは,主に離散時間拡散結合ネットワークシステムの時空パターン制御について検討し,フェーズbでは,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御について取り組む.本年度は,主にフェーズaについて,a-i)これまでの同期条件の推定法の一般化,とa-ii)大規模拡散結合システムに対する同期パターンの解析ツールの開発,の二点について,計画通りに実施した.a-i)については,スケーリングによる遅延双方向結合における部分同期パターンの推定法について,二項演算により構成されるネットワークにおける部分同期パターンについての考察を進めた.さらにネットワーク間の伝送遅延のみを考慮した遅延結合においては,部分同期がむだ時間の長さに依存せずに存在する場合があることを明らかにし,そのための十分条件の導出を行った.また,従来より用いていているグラフの公平分割による同期パターンの導出法を,公平分割の定義をより厳密にすることで,多様な遅延結合ネットワークでの同期問題へ拡張可能にしている.また,a-ii)として,公平分割による部分同期パターンの探索アルゴリズムを開発している.さらに,本年度は,次年度以降に予定していた超離散化を用いた偏微分方程式系の制御系設計について,その可能性の調査研究を行った.具体的には,超離散化および逆超離散化を用いた偏微分方程式系の制御系設計が可能であることを,簡単な例としてBurgers方程式を用いて確認し,提案する設計法により得られた制御系の妥当性を数値シミュレーションにより示した.以上に示した研究成果は,国内会議で発表を行ったほか,査読付国際会議へ論文投稿を行った.本研究の主目的は,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御のための制御理論の構築であり,そのために研究テーマを二つのフェーズに分割している.フェーズaでは,主に離散空間拡散結合ネットワークシステムの時空パターン制御について検討し,フェーズbでは,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御について取り組んでいる.本年度は,これまで行ったフェーズaにおけるa-i)同期条件の推定法の一般化,a-ii)大規模拡散結合ネットワークに対する同期パターンの解析ツールの開発について,a-i)でのスケーリングに基づく同期条件の推定法を用いて,a-ii)の大規模拡散結合ネットワークに対する同期パターンが,対応する固有ベクトルの要素に着目することで,容易に推定可能であることを示した.また,伝送遅延結合において,完全同期や部分同期があるパターンの下でむだ時間の長さに依存せずむだ時間非依存同期について,ネットワークの構造とそのような同期の発生との関係を明らかにし,とりわけサイクルネットワークの有無とむだ時間非依存同期発生との関係,サイクルネットワークのノードの偶奇性と部分同期,完全同期の関係性についても明らかにした.さらに,これらの理論を一般化し,伝送遅延結合において生じるむだ時間に非依存な同期の発生条件をグラフ構造に基づき一般化し,現れるパターンについても今までの成果に基づき解析できることを明らかにした.フェーズbについては,26年度に計画を先行して実施したb-ii)の超離散化による反応拡散系のパターン制御問題の検討において残された問題点の抽出を行い,それらの問題点について,検討を行った.さらに,結合における離散時間の影響を考慮した解析も行った.以上の成果については,一部はすでに国際会議で発表を行った他,国内外の雑誌に投稿し,掲載が決定している.また,未発表の結果は,28年度に国際会議への発表を予定している.本年度は,昨年度の結果を発展させ,フェーズaにおいてa-i),a-ii)として行った研究を統合し,成果としてまとめた.現在,一部先行して実施したフェーズbのb-ii)の研究を中心に,そこで生じた問題点の解決を図っている.また,当初予定していなかったものとのして,離散時間的な結合に関する解析も進めることができた.したがって,全体として,概ね計画通りに順調に進展しており,一部予定外の新たな成果が得られている.本研究の主目的は,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御のための制御理論の構築であり,そのために研究テーマを二つのフェーズに分割している.フェーズaでは,主に離散空間拡散結合ネットワークシステムの時空パターン制御について検討し,フェーズbでは連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御について取り組んだ.本年度は,フェーズaにおいて,本年度までに得られた成果に基づき,伝送遅延結合による双方向結合により構成されたシステムの同期問題について,その同期パターンの導出アルゴリズムを導出し,さらにこれまで同一システムに限定していた議論を,非同一システムからなるネットワークシステムにおける同期問題へ拡張した.さらに,そのように拡張したネットワークシステムに対して,外部入力を用いたパターン制御についても検討した.また,ここでの議論を二輪車両のコンセンサス制御問題に応用し,数値シミュレーションと実験により妥当性を検証した.