hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒューマン・インターフェースを用いた性能照査型路面評価システムの開発

本研究の目的は、「ドライバの運転行動・意識に影響を及ぼす路面特性の解明」及び「ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標の開発」である。研究では、ドライビングシミュレータ(DS)と生理信号を用いた路面の乗り心地や運転者のメンタルワークロード調査を実施した。成果として、路面評価のための運転行動と運転意識に関するデータベースの作成及びこれらに基づく性能照査型路面評価指標の提案を行った。本研究の主目的は、「ドライバの運転行動・意識に影響を及ぼす路面特性の解明」及び「ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標の提案」であり、具体的内容は以下の通り。(1)ドライバの運転行動に影響を及ぼす路面特性の解明損傷路面の対象となるわだち掘れ、段差、ポットホールなど快適性を阻害する各種路面条件を考慮し、DS走行実験によるドライバの注視行動、操作行動の解析による被験者の視覚特性及び運転操作特性に基づき、ドライバの路面に対する理解度を解明する。(2)ドライバの運転意識に影響を及ぼす路面特性の解明走行中の乗り心地、ヒヤリ・ハット感や負担感など、運転者の路面に起因する不快感・負担意識などの走行感受性解明のため、ドライバの官能試験に加えて、生理指標に基づく路面の快適性・負担意識評価を行う。(3)ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標の提案上記の研究成果を基に、路面状況に対応したドライバの運転行動・運転意識のデータベースを作成し、既存の路面維持管理データベースを構築により、路面の要求性能に対応した新たな路面評価手法を提案する。本研究の主目的は、「ドライバの運転行動・意識に影響を及ぼす路面特性の解明」及び「ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標の提案」であり、今年度は、1.各種路面環境下でのドライバの運転行動解析、2.各種路面環境下でのドライバの視覚特性の解析、3.各種路面環境下でのドライバの運転意識・感受性分析を実施した。1と2に関しては、研究初年度のため、測定車により国内外における実路面のデータ収集を行った。収集結果は、ドライビングシミュレータ(DS)の走行シナリオに組み込まれるとともに、各種路面特性を有するDS走行実験に利用されている。また、ドライバの運転時視覚感覚、動揺感覚、車の操作性に関しては、アイマークカメラとDSによる官能評価試験を実施し、現実感に関する有効性の確認を得ている。19年度はアイマークカメラに関して、室内実験が主体であったが、次年度は屋外での有効性検証を計画している。3に関しては、ドライバ意識及び感受性の計量指標について検討し、車のモーションデータ(加速度、角速度)、生理指標(心拍数など)による路面の快適性評価に基づき,カテゴリー判断法を用いた乗り心地評価を実施した。結果により振動加速度の実効値(rms値)と乗り心地評価値、また路面の平坦性指標であるIRI(国際ラフネス指標)と乗り心地評価値の間には、強い相関が得られたが、生理情報と乗り心地評価値については、顕著な相関が見られず、試験条件の再考が次年度は必要である。本研究の主目的は、「ドライバの運転行動・意識に影響を及ぼす路面特性の解明」及び「ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標」であり、今年度は、1,各種路面環境下での運転行動の解析、2.各種路面環境下でのドライバの視覚特性の解析、3.各種路面環境下でのドライバの運転意識・感受性分析を実施した。1と2に関しては、昨年度及び今年度の実路面走行時の視界画像・走行挙動データに基づき、ドライビングシミュレータでの自由走行を実施し、ドライバの運転行動分析を行った。その結果、車のモーションデータ(加速度、角速度など)及びアイマークカメラによるロギングデータの分析により、前方車追従運転時において、路面状況の違いがドライバの制動操作(ブレーキ量)と視認行動に及ぼす影響を解明することができた。3に関しては、ドライバの運転意識・感受性分析のため、生理信号収集装置によるドライビングシミュレータの被験者試験を行った。その結果、車両振動と乗員の心拍を測定した結果より、上下振動加速度実効値の増分により心拍数も増加する傾向を確認し、被験者ごとの回帰分析により心拍数増加料で乗り心地主観評価を説明するモデルの提案が可能となった。また、実道上で車両を用いた走行実験により、上下加速度に対する被験者の心拍数変化はドライビングシミュレータを用いた実験結果と同様の傾向を示し、回帰モデルの適合性も良好であることが分かった。本研究の目的は、「ドライバの運転行動・意識に影響を及ぼす路面特性の解明」及び「ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標」であり、今年度は、1.各種路面環境下でのドライバの運転行動解析、2.各種路面環境下でのドライバの運転意識・感受性分析を実施した。1.に関しては、昨年度までは、主として平坦性の乗り心地評価に基づき検討を実施してきたが、今年度は従来の研究成果に加え、車の操縦性安定性に影響を及ぼす「わだち掘れ」路面走行時の車両走行挙動とドライバの運転行動特性の相関について検討を行った。その結果、実路面における実車走行試験とドライビングシミュレータによる被験者試験の比較分析により、被験者の乗り心地に影響を及ぼす車両運動パラメータの特定が可能となり、「わだち掘れ」に起因する乗り心地の定量的指標を提案することができた。

2.に関しては、昨年度までは、物理的指標(加速度、角速度)及び生理的指標(心拍数、発汗量など)によるドライバの運転意識・感受性評価指標の検討を実施したが、今年度は路面状態に起因する乗員の「感性」に着目し、路面評価に直結する感性語を抽出し、ドライビングシミュレータの利用により、各種路面走行時の感性評価試験と顧客満足度分析を行った。その結果、「補修の必要性」を目的変数とした重回帰分析により、路面補修評価に関する感性語を特定し、乗員の感性に基づく基礎的路面評価手法を開発することができた。本研究の目的は、「ドライバの運転行動・意識に影響を及ぼす路面特性の解明」及び「ヒューマンファクタを考慮した性能照査型路面評価指標」であり、今年度は、主として、1.路面診断のための運転行動データベースの作成、2.路面診断のための運転意識データベースの作成及び、1.2.に基づく性能照査型路面評価指標の作成を行った。1と2に関しては、昨年度までは路面の平坦性及びわだち掘れに起因するドライバーの運転行動に関して、ドライビングシミュレータを用いて検討してきたが、今年度は従来の研究成果に加え、路面の摩擦係数を考慮し、ドライビングシミュレータによる車線乗り移り走行試験とメンタルワークロード評価から、被験者の危険度意識に影響を及ぼす路面特性を明らかにした。また、走行時のハンドル角、アクセル開度、ブレーキ開度及び車線逸脱距離などの運転行動関連パラメータが被験者の作業負担度に及ぼす影響要因分析により路面状況と運転行動から精神作業負担度を予測するモデル式を提案した。以上の分析により、エキスパートシステム構築のための運転行動・意識データベースの基礎的フレームが明らかになった。また、以上の成果に過年度の成果を加味し、路面の平坦性とわだち掘れ評価に資する性能評価指標を提案した。
混合アニオン効果を利用したリチウム系超イオン伝導ガラスの開発と応用

本研究は、Li_2S-SiS_2系をベースとする様々な混合アニオンガラスを合成し、このようなガラスの構造解析を行うことにより「混合アニオン効果」の本質的理解を深めながら、全固体二次電池への応用を図ることを目的とするものである。本研究で得られた成果を以下に示す。1 Li_2S-SiS_2-Li_xMO_y(Li_xMO_y=Li_3PO_4、Li_4SiO_4、Li_4GeO_4、Li_2SO_4、Li_3BO_3)系ガラスを双ローラー超急冷法を用いて作製した。オルトリン酸リチウムを添加した場合のガラス生成域が最も広く、40モル%添加した組成までガラスが得られた。2 5モル%オルトリン酸リチウム、オルトケイ酸リチウム、オルトゲルマン酸リチウムを添加したガラスではいずれも、ガラスの結晶化に対する熱的安定性の尺度であるTc-Tgの値に極大が見られた。3 5モル%オルトリン酸リチウム、オルトケイ酸リチウム、オルトゲルマン酸リチウムを添加したガラスではいずれも、室温でおよそ10^<-3>Scm^<-1>という非常に高い伝導度を示した。4 ^<29>Si MAS-NMRスペクトルより、オルトリン酸リチウム、オルトケイ酸リチウム、オルトゲルマン酸リチウムを添加したガラス中には、結晶では見られない硫黄と酸素の両方の結合したケイ素、および、酸素のみの結合したケイ素の存在することがわかった。5ガラス形成カチオンを含むオルトオキソ酸リチウムを添加した場合のベースガラスとの硫黄と酸素の交換は、オルトゲルマン酸リチウムを添加した場合が最も起こりやすく、次いでオルトケイ酸リチウムを添加した場合であり、オルトリン酸リチウムを添加した場合が最も起こりにくかった。6オキシスルフィドガラス中に存在する構造単位中の酸素は主として架橋酸素として、硫黄は主として非架橋硫黄として存在しており、このことが高い移動度を保持する一因と考えられる。本年度得られた成果は以下の通りである。(1)Li_2S-SiS_2-Li_xMO_y(Li_xMO_y=Li_3PO_4、Li_4SiO_4、Li_4GeO_4、Li_2SO_4、Li_2WO_4)系ガラスを双ローラー超急冷法を用いて作製した。(2)5モル%オルトリン酸リチウム、オルトケイ酸リチウム、オルトゲルマン酸リチウムを添加したガラスではいずれも、ガラスの結晶化に対する熱的安定性の尺度であるTc-Tgの値に極大が見られた。(3)5モル%オルトリン酸リチウム、オルトケイ酸リチウム、オルトゲルマン酸リチウムを添加したガラスではいずれも、室温でおよそ10^<-3>Scm^<-1>という非常に高い伝導度を示した。(4)^<29>Si MAS-NMRスペクトルより、オルトリン酸リチウム、オルトケイ酸リチウム、オルトゲルマン酸リチウムを添加したガラス中には、結晶では見られない硫黄と酸素の両方の結合したケイ素、および、酸素のみの結合したケイ素の存在することがわかった。(5)ガラス形成カチオンを含む

オルトオキソ酸リチウムを添加した場合のベースガラスと硫黄と酸素の交換は、オルトゲルマン酸リチウムを添加した場合が最も起こりやすく、次いでオルトケイ酸リチウムを添加した場合であり、オルトリン酸リチウムを添加した場合が最も起こりにくかった。この結果は、HSAB理論によって説明することができた。本研究は、Li_2S-SiS_2系をベースとする様々な混合アニオンガラスを合成し、このようなガラスの構造解析を行うことにより「混合アニオン効果」の本質的理解を深めながら、全固体二次電池への応用を図ることを目的とするものである。本年度得られた成果は以下の通りである。1 Li_6Si_2S_7-Li_6B_4S_9系およびLi_6Si_2S_7-Li_6B_4O_9系ガラスを作製し、伝導度の組成依存性を調べた。硫化物のみの系では加成則に従う変化がみられたのに対し、オキシスルフィド系では、少量酸化物を加えた組成で伝導度の異常が観測された。2 (1)のガラスについて^<29>Si MAS-NMRにより構造を調べたところ、酸化物を少量添加したガラス中には、結晶にはみられない硫黄と酸素の両方の結合したケイ素が多く存在することがわかった。3 Li_2S-SiS_2-Li_3PO_4系ガラスの^<31>P MAS-NMRスペクトルから、少量Li_3PO_4を加えたガラス中には、リンの周りに硫黄と酸素の両方が配位した構造単位が多く存在することがわかった。Li_3PO_4含量が増すにつれてPO_4^<3->構造単位が主体になることが明らかになった。4オキシスルフィドガラス中に存在する構造単位中の酸素は主として架橋酸素として、硫黄は主として非架橋硫黄として存在しており、このことが高い移動度を保持する一因と考えられる。5 Li_2S-SiS_2-Li_3PO_4を電解質として用いた全固体2次電池は、充放電に対する良好な可逆性と、大きな放電容量をもとつことが明らかになった。
12世紀イングランドの法と裁判に関する実証的研究―アンスティー事件関連史料の再検討を中心として―

本研究によって得られた新知見は、次の3点に要約することができる。第一に、当時における法曹の存在構造。教会裁判所における学識者の活躍は、書面主義の採用への対応と見ることができる。他方、国王裁判所における「訴答人」あるいは「援助者」の具体的な役割は不明である。第二に、王権と教権の関係。本事件からは、当該期のイングランドにおける世俗裁判権(国王裁判権)と教会裁判権(地方教会としてのカンタベリ大司教裁判権と上訴裁判権としてのローマ教皇の裁判権)の間での協働関係の具体的様相が明らかとなった。特に、本事件の後王権(ヘンリ2世)と教会(カンタベリ大司教トマス・ベケット)の間での関係が悪化する契機となった1164年のクラレンドン法第8条における上訴許可制は(国王側の主張通り)「王国の慣習」であったことが確認できた。また教皇受任裁判は、婚姻という社会の基本問題に対して最終的判断は教皇が握るという体制が法的に確立していく過程を示している。最後に、本事件の婚姻法史上の意義。婚姻成立要件として、合意と完行(肉の結合)のいずれを決定的とみなすかという当時の大問題に対して、本事件の結論は前者に重きを置いた。これは12世紀後半以降主流となっていくパリ学派の見解であるが、本事件はそのような大きな流れをつくった原動力と見ることができる。本年度は、主として以下の関連諸史料を分析・検討することによって、「アンスティー事件」の再構成を試みた。(1)原告アンスティー自身の手による裁判記録である「アンスティー・メモ」(この解読にあたっては、手書本を複数存在する刊本と比較した)、(2)ジョン・オヴ・ソールズベリの書翰を通して伝来し、事件の経過を詳細に伝える「カンタベリ大司教シオバルドの教皇アレクサンダー三世宛書翰」、(3)最終的にアンスティーに勝訴をもたらした「教皇アレクサンダー三世のアンスティー宛書翰」、(4)教皇受任裁判を命じた「教皇アレクサンダー三世のチチェスター司教ヒラリーおよびウェストミンスター修道院長ローレンス宛書翰」、(5)アンスティーが自己の主張の論拠とした「ウィンチェスター司教ヘンリのカンタベリ大司教シオバルド宛書翰」。この作業を通して明らかになったのは、次の諸点である。第一に、本事件の有する婚姻法史上の意義。本事件は、婚姻成立要件として完行(肉の結合)よりも合意(意思)を重視するローマ教会の考え方が定着する過程において重要な役割を果たしたと考えられる。第二に、当該時期における国王裁判権と教会裁判権の間での一種の協働、さらには教会裁判権内部におけるローマ教会と一地方教会たるイングランドの教会の間での一種の分業。この他、「アンスティー・メモ」からは、当時の法曹の存在構造等、社会史的観点からも新知見がいくつか得られた。次年度は、これらの論点を整理・総合することによって、コモン・ロー成立期であるヘンリ二世時代のイングランドで生じた本事件の法的・歴史的意義についてまとめを行う予定である。本年度はまず、昨年度分析・検討した「アンスティー事件」関連の5史料を中心にして、改めて1158年の提訴から1163年の判決に到るまでの本事件の経過全体を整理する作業をおこなった。これによって、当該期のイングランドにおける世俗裁判権(国王裁判権)と教会裁判権(地方教会としてのカンタベリ大司教裁判権と上訴裁判権としてのローマ教皇の裁判権)の間での協働関係の具体的様相を明らかにすることができた。とりわけローマに上訴するためには国王の許可が不可欠であると関係当事者によって認識されていた点は、本事件の後王権(ヘンリ2世)と教会(カンタベリ大司教トマス・ベケット)の間での関係が悪化する契機となった1164年のクラレンドン法第8条における上訴許可制が(国王側の主張通り)「王国の慣習」であったことを再確認させるものである。

第二に、教皇に対する上訴とこれをうけての教皇受任裁判に関する検討からは、両当事者による主張と証拠提出の後判決の宣告以前に当事者によって上訴が行われていることも含めて、婚姻という社会の基本問題に対して最終的判断は教皇が握るという体制が法的に確立していく過程を確認することができた。なお、近い将来、研究報告書とは別に詳細な研究成果を公けにする予定である。
本研究プロジェクトでは、外受容感覚、自己受容感覚、内受容感覚(内臓感覚で自己の内部状態の情報)、全ての感覚の統合を扱う新しい理論的枠組みの構築を目指す。さらに内受容感覚に着目し、以下の2つの処理過程のメカニズムを実験的に解明し、Karl Fristonの「自由エネルギー原理」を基礎とした新しい枠組みの構築を目指す。1外受容・自己受容・内受容感覚の統合過程2外受容感覚と内受容感覚の統合過程最終年度は前年度までの実験データに基づき、自由エネルギー原理に基づく、より一般的な多感覚統合過程の原理を構築する。
交流磁場によるがん標的化学療法の開発

本研究ではヒト細胞を培養しながら交流磁場を96時間まで連続曝露できるシステムを構築し,薬剤作用における交流磁場影響の曝露時間の依存性を検討した。その結果,ヒト肺がん細胞において2496時間よりも0.54時間の短時間の交流磁場曝露が,非曝露群より有意に薬剤作用の増強することが明らかとなった。また,肺がん細胞だけでなく,ヒト肝がん細胞でも検討したところ,同様に交流磁場曝露による抗がん剤の作用増強が認められた。これまでの細菌細胞での研究により、抗生物質であり抗がん剤としても用いられる薬剤が交流磁場曝露(60 Hz, 50 mT)により作用増強されること、また、この増強効果は磁束密度に依存することなどを見出した。この磁場による薬剤の増強効果がヒトがん細胞でも見られ有効性が確認できれば、交流磁場を固形がんに曝露することで抗がん剤の効能を病巣のみで高めることができるため、投薬量を減らし、副作用を抑えられる可能性がある。これまでのヒトがん細胞での実験では、抗がん剤シスプラチンが60 Hz, 50 mT磁場の24時間曝露により、作用増強されることが示唆された(非曝露シスプラチン群に比べ、生細胞数50%減)。しかし,磁場曝露条件は24時間のみに限られていたことから、本年度は、ヒト細胞を培養しながら交流磁場を096時間曝露できるシステムを構築し、薬剤作用における磁場影響の曝露時間依存性を検討した。その結果、ヒト肺がん細胞における抗がん剤シスプラチン作用は60 Hz, 50 mTの4時間曝露によって、非曝露シスプラチン群に比べ生細胞数がより70%減少し、交流磁場による薬剤作用の増強が見られた(有意差あり)。一方、24時間以上の48、72、96時間曝露では非曝露群に比べ、生細胞数はいずれも約20%減程度であり、統計処理では有意差が認められなかった。これらの結果より、ヒト肺がん細胞でのシスプラチン作用における60 Hz, 50 mT磁場の作用増強効果には、時間依存性が見られ、4時間程度が曝露条件に適することが明らかとなった。本年度の計画であった、ヒトがん細胞を培養しながら交流磁場を数日曝露できるシステムを製作し、薬剤作用における交流磁場影響の時間依存性が測定できることとなったため。これまでの細菌細胞での研究より,抗生物質であり抗がん剤としても用いられる薬剤が交流磁場曝露により作用増強されたことから,ヒトがん細胞においても交流磁場曝露による薬剤作用の増強効果があれば,固形がんに磁場を曝露することで標的部分における薬剤効果を高めて,投与量を減らし,副作用を抑えられる可能性がある。本研究では,今年度はヒト肺がん細胞における抗がん剤ドキソルビシン作用への交流磁場曝露による影響を測定した。その結果,磁場条件が60 Hz, 50 mT, 24時間曝露において,ドキソルビシン濃度0.050.3 μg/mlの各作用によるヒト肺がん細胞の生存率は,磁場曝露により1030%減,特に0.25 μg/ml濃度で30%減となり,データ統計処理から有意差があることも確認でき,磁場曝露により薬剤作用が高められることが明らかとなった。また,本研究では磁場曝露2時間程度までのドキソルビシン作用への影響も測定した。その結果,ヒト肺がん細胞の生存率はドキソルビシンのみ群に比べ,磁場曝露群(60 Hz, 50 mT, 2時間)の方が生存率は30%低く,複数回のデータの統計処理から有意差があることも確認できた。さらに,他の抗がん剤アムルビシン作用における60 Hz, 50 mTの曝露効果を検討したところ,アムルビシンにおいては磁場による作用増強は見られなかった。これらの結果から薬剤によって磁場曝露効果に違いがあることが明らかとなってきた。本年度計画となっていた,ヒトがん細胞での複数の薬剤効果における交流磁場影響について測定することができたため。本年度は、ヒト肺がん細胞A549における薬剤シスプラチンの作用が交流磁場(60 Hz, 50 mT)曝露により増強される現象のメカニズムの解明に向けて、シスプラチンの細胞内取り込み量への交流磁場の影響を評価した。培養液に添加したシスプラチンはすべてが細胞内に取り込まれるわけではなく、いくらか培養液中(細胞外)に残る。この培養液中に残る薬剤活性を測定した結果、交流磁場曝露群では反応後に培養液中(細胞外)に残る薬剤活性が、非磁場曝露群より有意に低いことが明らかとなった。つまり交流磁場曝露群では非曝露群に比べて、細胞内へ多く薬剤が取り込まれ、結果として薬剤作用が強められたようにみえる可能性が示唆された。また、肺がん細胞以外のがん細胞株においても交流場曝露による薬剤作用への効果があるかどうかを検討するため、ヒト肝がん細胞株における抗がん剤シスプラチン、マイトマイシンC、ドキソルビシン作用への磁場曝露影響を評価した。その結果、肝がん細胞株において、シスプラチン作用による生細胞数の減少は60Hz, 50 mT,4時間曝露では非曝露群よりさらに40減少した。また、マイトマイシンC作用においては60 Hz, 50 mT, 2時間曝露で非曝露群より生細胞数が40%減、ブレオマイシン作用においては60 Hz, 50 mT, 0.5時間曝露で非曝露群より生細胞数が40%減少し、いずれも統計処理から有意差が認められた。

これらの結果より、60 Hz, 50 mT交流磁場は肝がん細胞においても薬剤作用を増強することが明らかとなった。また、効果的な交流磁場の曝露時間は薬剤の種類によって異なり、これは薬剤の反応速度に関係することが示唆された。本研究ではヒト細胞を培養しながら交流磁場を96時間まで連続曝露できるシステムを構築し,薬剤作用における交流磁場影響の曝露時間の依存性を検討した。その結果,ヒト肺がん細胞において2496時間よりも0.54時間の短時間の交流磁場曝露が,非曝露群より有意に薬剤作用の増強することが明らかとなった。また,肺がん細胞だけでなく,ヒト肝がん細胞でも検討したところ,同様に交流磁場曝露による抗がん剤の作用増強が認められた。シスプラチン以外の複数の抗がん剤作用についても、交流磁場の影響を評価する。また、薬剤作用増強における交流磁場の影響メカニズムについて、まず細菌細胞で示された磁場曝露による薬剤の細胞内への取り込み量の増加が見られるかどうかを検討する。交流磁場による薬剤効果への影響メカニズムについて,細菌細胞で見られたような磁場によって薬剤の細胞内への取り込み量に影響があるかどうかを検討する。生体工学物品のカタログ(定価)と納品金額に差額が生じたため次年度使用額は少額であり、使用計画においては特に変更する必要はない。
光演算による最尤復号処理に着目した光誤り訂正技術の確立

平成28年度の実績内容として,以下4点を報告する.1) (7,5)_8畳み込み符号を用いた光符号回路を高非線形ファイバを用いて構築し,その動作を実験的に実証した.その際に信号源は1つとし,回路への入力信号を分波した後に波長変換を施す構成とした.また,高非線形ファイバ長・動作波長・信号強度は昨年度までに求めた最適動作条件に設定した.動作速度10 Gbpsにおいて出力波形の時間応答が符号化信号と正確に一致することから,光符号化動作が正しく行われていることを確認した.また,回路への挿入損失が0 dBであることから,提案手法によって4.0 dBの符号化利得が得られることを実証した.2)より高性能な畳み込み符号を用いることでどこまで性能が向上するのか理論的に導出した.原理的に到達可能な符号化利得を数値解析と近似計算により見積もり,そこから想定されるパワーペナルティを差し引きすることで目的とする符号化利得を算出した.結果,最大で7.2 dBの符号化利得を獲得可能であることを示した.3)光比較器を用いた光電融合型Viterbi復号動作において,畳み込み符号の性能が向上した場合に計算量がスケールしないという問題が判明した.これを受けて計算量をスケールさせる使い方を提案し,その性能を評価した.具体的には,光比較器が処理の対象とするビット数を畳み込み符号の性能とは独立に設計することで計算量がスケールすることが分かった,とくに,最小である2ビットの際に計算量を3/4倍に低減できることを明らかにした.4) 2ビットのQPSK信号を対象として光比較動作を実証した.測定系は光ファイバと1ビット遅延干渉計を用いて構成した.動作速度10 Gbpsにて,コンスタレーション上の距離と符号間のハミング距離が一致することから,比較動作が正しく行われていることを確認した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度の実績内容として,以下5点を報告する.1)畳み込み符号方式に基づいた光符号化回路の提案を行った.我々は,既存技術と同程度の性能をより低消費かつ低遅延で実現することを目的として,誤り訂正技術を光処理で実現することを目指している.本検討では符号方式に畳み込み符号を選択し,その中でも過去の光誤り技術と比べて性能の高い(5,7)_8符号を実現対象に選んだ.また,具体的な回路は非線形ファイバに基づく光XOR素子などの光機能デバイスを用いて設計した.2)提案する光符号化回路における最適動作条件の導出を行った.最適動作条件は数値解析により光回路をシミュレーションすることにより行った.これによりデバイス長,入力光強度および入力光波長の最適条件が明らかになった.3)最適条件に基づいて光符号化回路の動作シミュレーションを行い,正しい符号化動作が行われることを確認した.また,BER(bit-error-ratio)の計算を併せて行い,提案回路における挿入損失を評価した.BERの結果より出力信号の品質は入力信号に比べて向上することが判明し,回路の挿入損失をゼロとみなせることが分かった.4)畳み込み符号方式に基づいた光復号化回路の提案を行った.(5,7)_8符号は受信側で類似度計算を行うことで送信信号の推定を行っている.我々は,位相変調信号を対象に,この類似度推定を光処理にて実現することで,既存の復号処理の一部を光処理で代替する手法を提案した.また,具体的な回路を位相シフタなどの光機能素子を用いて設計した.5)提案する光復号化回路の動作性能を数値解析により評価した.解析結果より,処理ステップ数を2/3倍に減らしたうえで,既存手法とほぼ同程度の性能を得られることが分かった.また,誤りが多く発生する条件では既存手法よりも性能が良くなることが分かった.平成27年度の実績内容として,以下5点を報告する.1) (7,5)_8畳み込み符号を用いた光符号化回路の動作トレランスに関して解析的に評価を行った.提案する光符号化回路は,入力信号が複数の光素子に従属的に接続する構成となっているため,入力信号の強度変動が回路性能に大きく影響を与えることが予想される.そのため,入力信号における強度・波長の変動に対する回路トレランスを評価した.その結果,強度設定よりも波長設定が性能に大きく影響することが分かった.2) (7,5)_8畳み込み符号を用いた光符号化回路の実験的実証を目的として,光XOR回路の最適動作条件の導出を行った.測定はファイバ系により光XOR回路を構築することにより行った.測定の結果,動作波長,HNLF長および信号強度に対して最適条件が得られた.なお,測定結果は前年度に導出した解析結果と正確に一致することが判明した.3)さらに,3信号源からなる光符号化回路をファイバ系にて構築し,その動作を実験的に実証した.出力波形の時間応答が符号化信号と正確に一致することから,光符号化動作が正しく行われていることを確認した.また,回路の挿入損失が0.4 dBであることから,提案手法によって3.6 dBの符号化利得が得られることを実証した.4)光比較器を新規に提案すると共に,それを用いた光電融合型Viterbi復号動作を解析的に実証した.前年度のQAMマッピング方式をブラッシュアップすることで,符号間の類似度を複素平面上の配置に反映する手法を新たに提案し,光比較器と名付けた.

また,これを用いたViterbi復号方式を提案し,動作プログラムを作成することで解析的に動作実証を行った.これにより,既存手法と同程度の性能のまま,処理ステップ数を20%低減できることを明らかにした.5)提案する光比較器をSi細線導波路上に設計・制作した.自己点検の理由を,以下4点の内容に基づき報告する.1)および2)は交付申請書における「今後の推進方策」と対応した内容である.また,3)および4)は計画を超えて行った内容である.1)光符号化回路をファイバ系にて構築し,その動作を実験的に評価した.出力波形の時間応答が符号化信号と正確に一致することから,光符号化動作が正しく行われていることを確認した.また,回路の挿入損失が0.4 dBであることから,提案手法によって3.6 dBの符号化利得が得られることを実証した.2)光比較器を新規に提案すると共に,それを用いた光電融合型Viterbi復号動作を解析的に実証した.符号間の類似度を複素平面上の配置に反映する手法を新たに提案した.また,これを用いたViterbi復号方式を提案し,動作プログラムを作成することで解析的に動作実証を行った.これにより,既存手法と同程度の性能のまま,処理ステップ数を20%低減できることを明らかにした.さらに,提案する光比較器の集積化検討として,Si細線導波路を用いて設計した.また,そのデバイスの制作を行った.3) (7,5)_8畳み込み符号を用いた光符号化回路の動作トレランスに関して解析的に評価を行った.また,光符号化回路の実験的実証を目的として,光XOR回路の最適動作条件の導出を行った.4)前年度の検討により得られた成果に基づき,国際学術誌に2本,国際会議に3本,国内会議に3本の論文投稿を行った.平成28年度の実績内容として,以下4点を報告する.1) (7,5)_8畳み込み符号を用いた光符号回路を高非線形ファイバを用いて構築し,その動作を実験的に実証した.その際に信号源は1つとし,回路への入力信号を分波した後に波長変換を施す構成とした.また,高非線形ファイバ長・動作波長・信号強度は昨年度までに求めた最適動作条件に設定した.動作速度10 Gbpsにおいて出力波形の時間応答が符号化信号と正確に一致することから,光符号化動作が正しく行われていることを確認した.また,回路への挿入損失が0 dBであることから,提案手法によって4.0 dBの符号化利得が得られることを実証した.2)より高性能な畳み込み符号を用いることでどこまで性能が向上するのか理論的に導出した.原理的に到達可能な符号化利得を数値解析と近似計算により見積もり,そこから想定されるパワーペナルティを差し引きすることで目的とする符号化利得を算出した.結果,最大で7.2 dBの符号化利得を獲得可能であることを示した.3)光比較器を用いた光電融合型Viterbi復号動作において,畳み込み符号の性能が向上した場合に計算量がスケールしないという問題が判明した.これを受けて計算量をスケールさせる使い方を提案し,その性能を評価した.具体的には,光比較器が処理の対象とするビット数を畳み込み符号の性能とは独立に設計することで計算量がスケールすることが分かった,とくに,最小である2ビットの際に計算量を3/4倍に低減できることを明らかにした.4) 2ビットのQPSK信号を対象として光比較動作を実証した.
有理型2次微分形式を用いた多次元ロバスト制御系の解析と設計

本研究は,変数の時間軌道の集合でシステムを定義するビヘイビアアプローチの観点から多次元システムのロバスト制御について行なった基礎研究である.有理型2次微分形式を新たに導入することにより,従来手法よりも柔軟で保守性の小さいロバスト制御理論を展開することが可能となった.また,いくつかの関連する制御問題をビヘイビアの枠組で定式化しそれらの解を与えた本研究は,変数の時間軌道の集合でシステムを定義するビヘイビアアプローチの観点から多次元システムのロバスト制御について行なった基礎研究である.有理型2次微分形式を新たに導入することにより,従来手法よりも柔軟で保守性の小さいロバスト制御理論を展開することが可能となった.また,いくつかの関連する制御問題をビヘイビアの枠組で定式化しそれらの解を与えた(1) 2次微分形式に関する検討有理関数で定義される2次微分形式を定式化し,その非負性および平均非負性のための条件を導いた.特に後者は,ある動的システムの消散性および有理関数のスペクトル分解可能性と等価であることを示した(17th IFAC World Congressで発表).(2)不確実システムのモデリングとロバスト安定性解析・kernel表現の多項式行列が線形分数変換で表されるパラメータ変動を有する場合のLMIロバスト安定条件を2次微分形式を用いて導出した(SCI'08で口頭発表).・ノミナルシステムと不確かさの相互結合で表されるシステムに対して、2次微分形式に基づくロバスト安定条件を導き,それが小ゲイン定理や受動定理の一般化となっていることを示した(JCMSIに論文発表)(3)ビヘイビアアプローチの枠組みにおける制御系設計・ビヘイビアアプローチの枠組みで出力レギュレーション問題を定式化し,可解条件(必要条件)とレギュレータの設計法を与えた(17th IFAC World Congressで発表および第9回制御部門大会で口頭発表).・ハイブリッドシステムの制御問題を2Dシステムとビヘイビアの観点から定式化し,その可解条件を導いた(SICE2008で発表).・ビヘイビアの枠組みで重要な役割を果たす正準制御器を,プラントの数式モデルではなく応答データから直接設計する手法を提案した(17th IFAC World Congresで発表).(1)有理型2次微分形式に基づく結合系の安定性解析・前年度の結果を拡張し,有理型2次微分形式に基づくシステムのエネルギー消散性の条件を導出した.・得られた消散性の条件に基づき,2つのサブシステムからなる結合系の安定条件を導出した.(第10回制御部門大会で口頭発表)(2)最適ロバスト安定化問題・不確かさを含むプラントを有理型kernel表現で表すことによりロバスト安定化問題を定式化した.・この問題がスモールゲイン条件に基づいで最適H∞制御問題に帰着できる事を示し,ロバスト安定余裕の最適値を導出した.(ECC2009,CDC-CCC2009で発表)(3)2-Dシステムに対するLyapunov安定性解析正方多項式行列kernel表現で表される無限次元2-Dシステムに対し,2次差分形式に基づいて2-D多項式Lyapunov方程式を提案し,Lyapunov安定条件を導出した.(CDC-CCC2009で発表)(4)同時安定化問題ビヘイビアアプローチによるロバスト制御の一つとして,同時安定化問題を考察した.3つ以上のプラントを同時に安定化する制御器の存在条件を導出し,その設計法を与えた.(第10回制御部門大会で発表)(5)レギュレーション問題出力レギュレーション問題をビヘイビアの枠組で考察し,プラントのモデル表現に依存しない可解条件に関する予備的結果をICCAS-SICE2009およびOISMCで口頭発表した.(1)不確実システムのモデリングビヘイビアの枠組みでロバスト制御を行なうために,不確実システムのモデリングについて検討し,インナーな有理関数行列とノルム有界な不確かさによる不確実システムモデルを提案した(SIAM論文で発表)(2)ロバスト安定性解析・ロバスト安定化・前項で提案した不確実システムモデルに対して,コントローラを付加した制御系がロバスト安定となるための必要十分条件をスモールゲイン定理の一般化として導出した.さらに,このロバスト安定条件と2次微分形式を用いることにより,ロバスト安定化問題を解き,ロバスト安定余裕の最適値を与えた(SIAM論文で発表)・有理型2次微分形式を用いた動的システムのエネルギー消散性の定式化に基づき,2つのサブシステムからなる結合系のロバスト安定条件を与えた・kernel表現に不確かなパラメータをもつ場合に対して,2次微分形式を援用することにより,低い保守性でロバスト安定性を保証する線形行列不等式条件を導出した(CACSD2010で発表)(3)ビヘイビアシステム理論に基づく制御系設計トラッキング制御/出力レギュレーション問題を解き,ビヘイビアの観点から一般化された内部モデル原理を与えた(Automaticaで論文発表,MTNS2010, CDC2010で学会発表)
希土類ナノ粒子の光磁気ポーラロン発生に伴うf軌道のスピン制御

本研究では、EuOやEuSよりも高い光磁気効果が期待されるEuSeナノ粒子の検討を行なった。EuSeナノ粒子の原料となるEu(III)錯体は、セレンを含む有機配位子Se_2P(Ph)_2の誘導体とEu(III)イオンとの錯化反応により合成した。このEu(III)錯体に関して、構造が異なる2種類の錯体を原料としてそれぞれEuSeナノ結晶の合成検討を行った。具体的には、各Eu錯体をHDA(Hexadecylamine)中300°Cで24時間熱還元反応を行い、反応終了後に粒子を遠沈させることで紫色の固体粉末を得た。紫色粉末固体の同定は、透過型電子顕微鏡測定(TEM)およびX線粉体解析(XRD)を用いて行った。得られた紫色粉体を含むPMMA薄膜をガラス基板上に作製し、ファラデー測定により光磁気特性の評価を行なった。比較サンプルとして、従来の合成法によって得られたEuSナノ粒子を含むPMMAも同時に調製を行なった。紫色粉体のXRD測定から2θ=25.1^0,28.6^0,41.0^0,48.8^0,59.8^0および67.6^0に回折ピークが観測され、これらのピークはEuSeの(111),(200),(220),(311),(400)および(420)に相当することがわかった。さらに、TEM測定を行ったところ、原料であるEu(III)錯体の化学構造に違いにより、異なった形状(球状および立方体型)を有するEuSeナノ結晶がえられることがわかった。このナノ粒子を含むポリマー薄膜のファラデー効果測定を行ったところ、以前に報告したEuOやEuSナノ粒子よりも高い値を示すことが明らかとなった。そのベルデ定数は約0.2deg/cm Oe(600nm)であり、一般に可視光型光アイソレーターとして使用されている希薄磁性半導体「Cd_<1-x>Mn_xTe」と同程度(0.4deg/cm Oe at 600nm)の性能を示すことが明らかとなった本研究では、ユーロピウム(II)と硫黄から構成されるEuSナノ結晶の粒径制御を試みた。この粒径制御されたEuSナノ結晶のファラデー効果を検討することにより、ファラデー効果波長の微細制御を試みた。さらにEuSナノ結晶の発光特性についても検討を行なった。金属ユウロピウムを液体アンモニア(-78°C)に溶解させ、この反応溶液中に1,2,10当量のチオウレアを導入した。その後1時間撹拌し、アンモニアを常温で留去することで紫色の粉末サンプルを得た。必要に応じて過剰量のチオウレアを取り除くため、メタノールを用いて遠心分離とデカンテーションを5回行い、窒素気流下で乾燥することで粉末サンプルを得た。得られた粉末サンプルはそれぞれXRD,FT-IR, UV-Vis測定により同定を行った。さらに、EuSナノ結晶の新規合成法として「Single Source Precursor法」を初めて試みた。まずSingle Source Precursorである(PPh_4)[Eu(Et_2dtc)_4]をアセトニトリルに溶解し、マイクロ波による加熱反応を行った。この反応によって得られた溶液を遠心分離により精製し、クリーム色の粉体性生物を得た。サンプルは透過型電子顕微鏡(TEM)によって同定した。全てのサンプルにおいてEuSのピークパターンが観測された。これらEuSナノ結晶の平均粒径はXRDおよびTEM測定から見積り、それぞれ14nm,8nm,7nmとなった。本検討により、量子サイズのEuS粒子を合成・粒径制御することに成功した。得られたEuSナノ結晶サンプルを分散させたプラスティック(PMMA)薄膜においてFaraday効果の検討を行ったところ、Faraday効果測定の結果、光吸収に対応した波長領域において大きなFaraday回転を示すことがわかった。すなわち、粒径が小さくなるほどFaraday回転を示す波長も短波長側へシフトすることが明らかとなった。

紫色粉体のXRD測定から2θ=25.1^0,28.6^0,41.0^0,48.8^0,59.8^0および67.6^0に回折ピークが観測され、これらのピークはEuSeの(111),(200),(220),(311),(400)および(420)に相当することがわかった。さらに、TEM測定を行ったところ、原料であるEu(III)錯体の化学構造に違いにより、異なった形状(球状および立方体型)を有するEuSeナノ結晶がえられることがわかった。このナノ粒子を含むポリマー薄膜のファラデー効果測定を行ったところ、以前に報告したEuOやEuSナノ粒子よりも高い値を示すことが明らかとなった。そのベルデ定数は約0.2deg/cm Oe(600nm)であり、一般に可視光型光アイソレーターとして使用されている希薄磁性半導体「Cd_<1-x>Mn_xTe」と同程度(0.4deg/cm Oe at 600nm)の性能を示すことが明らかとなった
神経膠腫におけるMRIテクスチャー解析及び髄液DNAによる術前分子診断の探索

神経膠腫は、予後不良な疾患で、神経症状の出現によりADLの低下も招く疾患である。日常の臨床で施行される頭部MRIでは、診断を確定させることは困難で、手術で腫瘍組織を摘出した上で、病理学的、分子生物学的に診断することで、初めて診断が確定される。術前から精度が高く診断が予測されることは有用であるため、MRIのtexture解析と、髄液DNAの分子診断を併用することでの予測を目指す。
帝政期のロシア極東と東アジアの経済ネットワーク

本年度はまず、『近代東北アジアの誕生:跨境史への試み』(北海道出版会、2008年)の編集と出版に労力を傾けた。本書は主として19世紀後半の東北アジアに焦点を当て、従来の研究の枠組みでは見えてこなかった、ロシア、中国、日本などの、近代東北アジアを舞台にした国際間の角逐と経済関係の広がりを明らかにした論文集である。本書は、ロシア史のみならず東洋史や日本史からも広く寄稿者を募り、序論と補論も合わせて、全14本の論考、総ページ数が400ページ弱という大作になった。これだけのロシア史と東洋史の研究者が協力して、1冊の論文集を完成させたのは世界的に見ても稀なことであり、ロシア史と東洋史の接点を模索していた本研究は、その所期の目的を達成したと言える。続いて、こうした試みを海外にも広げるべく、2009年2月に北大で開かれた東アジア在住のロシア東欧研究者の国際シンポジウムで、19世紀後半の露朝関係を検証したパネルを組織した。このパネルでは、日本、韓国、ロシアから報告者を呼び、国際的に見ても水準の高い議論を行うことができた。また、この企画を通じて、韓国やロシアの研究者とネットワークを築くことに成功した。こうした試みの延長として、2010年ストックホルムで開かれる国際中東欧研究学会(ICCEES)の大会で、東アジアにおける帝国主義の比較をテーマとしたパネルを組織することが、決定している。ここでは、20世紀前半のロシア、中国、イギリス、日本の関係が論じられる予定である。昨年度はまず、本年度スラブ・ユーラシア叢書シリーズの1冊として刊行される予定の『近代東北アジアの誕生:跨境史への試み』の編集に、多くの時間を費やした。この本は2007年3月に筆者が企画し、スラブ研究センターで行われたセンターと大阪大学の合同研究会「近代東北アジアにおける国際秩序と地域的特性の形成」で報告された内容をもとにしており、執筆者も原暉之、岡本隆司、矢後和彦、杉山清彦、松里公孝、桃木至朗など、各分野の一流の研究者が揃っている。「近代東北アジア」をテーマにこれだけ多様な分野の一流の専門家が顔を揃えて、一冊の論集を作成したことはこれまでなく、刊行後の反響が期待される。筆者は編者として執筆者の問題意識を統一し、論集としての一体性を出すために腐心した。結果、本書は19世紀の東北アジアにおける露清両帝国を中心とした国境の形成と、国境を越えて展開する経済、軍事などの様々な問題を考察することになった。また前近代を扱った杉山論文、東南アジアとの比較を行った桃木論文を加えることにより、時期的にも地域的にも幅広く訴えかける内容となっている。国境の存在とそれを超える動きの両方に着目する本書は、スラブ研究センターが提唱している「跨境史」という、新たなトランスボーダー・ヒストリーのひな型になるものと思われる。一方、個人の研究としては、ロシア極東と外部との経済関係を明らかにするために、穀物と茶に焦点を当てて、物流の研究を行った。このうち穀物については、年度初めのウラジオストクにおける国際学会で、茶については2月にソウル大学で開かれたソウル大学とスラブ研究センターの合同シンポジウムで、報告を行った。ウラジオストクでの報告の要点は「1.中国東北地方からロシア極東への穀物流入には、ロシア極東での軍兵站部の穀物買付け政策が大きく影響していた。2.地域内の産業構造の違いのため、ロシア極東内でもその穀物流入を禁止しようとする向きと、容認しようとする向きがあった」ということである。ソウル大学での報告の要点は「1.露中貿易におけるキャフタの独占が崩れたとされる19世紀後半においても、キャフタを経由して大量の中国茶がロシアに輸入されていた。2.ただしその間に、キャフタは露中貿易から露蒙貿易の中心地へと性格を変えた。3.海路による中国からロシアへの茶の輸送については、イギリス帝国の経済活動が大きな影響を与えていた」ということである。これらの点は、これまでの先行研究において見過ごされがちであった。穀物と茶の研究を通じて、筆者はロシア極東の経済発展と、外部とのつながりの関係を明らかにできたと考えている。またこれらの研究成果の一部は、上述の編著に掲載予定の拙稿にも反映されている。

また、この企画を通じて、韓国やロシアの研究者とネットワークを築くことに成功した。こうした試みの延長として、2010年ストックホルムで開かれる国際中東欧研究学会(ICCEES)の大会で、東アジアにおける帝国主義の比較をテーマとしたパネルを組織することが、決定している。ここでは、20世紀前半のロシア、中国、イギリス、日本の関係が論じられる予定である。
光通信理論の情報力学的研究

本研究は,エントロピー理論から端を発した複雑さと力学の融合した理論である情報力学をベースにして,数理科学を対象とする領域,とりわけ,情報科学とそれに関連ある分野の様々な問題の数理を統一的に解析し展開することが目的である.平成10年度の研究実績は,つぎの通りである.:(1)量子チャネルなどが,どれだけの情報を伝送する能力を持っているかを測る重要な尺度である量子通信路容量を,具体的ないくつかの量子チャネルに対して計算し、情報伝送効率を調べた.(2)量子計算では、エンタングルド状態と呼ばれるいくつかの量子状態を重ね合わせた状態を用いるのが特徴となっている.これを用いると因数分解等を高速で行うアルゴリズムを作ることができる.こうしたエンタングルド状態の分類とその応用について調べた.(3)量子論理ゲートの一つである光学的Fredkin-Toffoliゲートは,論理的に可逆な構造であり,全ての論理ゲートの機能を実現することができる.この回路の状態変化の様子を量子チャネルとして新たに記述し,その回路の持つ情報伝送の効率を厳密に調べる研究を行った.(4)量子状態間の相関を表すEPR(Einstein-Podolsky-Rosen)ペアなどのエンタングルド状態を用いて,観測せずに量子状態を完全に送るという量子テレポーテーション過程の研究が最近Bennett達によって論じられている.この量子テレポーテーション過程を本来の量子情報理論の立場から量子チャネルを用いて定式化し量子キャパシティーを計算した。(4)Log-linear型の力学系の定性的性質を,特に,境界付近での振る舞いに着目し,非周期的に境界に収束する軌道を数値実験として求めた.(5)待ち行列モデルによるネットワークシステムの性能評価と最適化ための基礎的な理論を研究し,集団で,同時に複数のノードで客が移動するモデルで,客の経路選択がネットワーク状態全体に依存して動的に行われるネットワークシステムについて,モデル化を行うと共に,そのようなネットワークの状態の定常分布が解析的に得られるような場合を特徴づける条件を,ネットワークの流れに注目したトラヒック方程式を使って得た.本研究は,エントロピー理論から端を発した複雑さと力学の融合した理論である情報力学をベースにして,数理科学を対象とする領域,とりわけ,情報科学とそれに関連ある分野の様々な問題の数理を統一的に解析し展開することが目的である.平成10年度の研究実績は,つぎの通りである.:(1)量子チャネルなどが,どれだけの情報を伝送する能力を持っているかを測る重要な尺度である量子通信路容量を,具体的ないくつかの量子チャネルに対して計算し、情報伝送効率を調べた.(2)量子計算では、エンタングルド状態と呼ばれるいくつかの量子状態を重ね合わせた状態を用いるのが特徴となっている.これを用いると因数分解等を高速で行うアルゴリズムを作ることができる.こうしたエンタングルド状態の分類とその応用について調べた.(3)量子論理ゲートの一つである光学的Fredkin-Toffoliゲートは,論理的に可逆な構造であり,全ての論理ゲートの機能を実現することができる.この回路の状態変化の様子を量子チャネルとして新たに記述し,その回路の持つ情報伝送の効率を厳密に調べる研究を行った.(4)量子状態間の相関を表すEPR(Einstein-Podolsky-Rosen)ペアなどのエンタングルド状態を用いて,観測せずに量子状態を完全に送るという量子テレポーテーション過程の研究が最近Bennett達によって論じられている.この量子テレポーテーション過程を本来の量子情報理論の立場から量子チャネルを用いて定式化し量子キャパシティーを計算した。(4)Log-linear型の力学系の定性的性質を,特に,境界付近での振る舞いに着目し,非周期的に境界に収束する軌道を数値実験として求めた.(5)待ち行列モデルによるネットワークシステムの性能評価と最適化ための基礎的な理論を研究し,集団で,同時に複数のノードで客が移動するモデルで,客の経路選択がネットワーク状態全体に依存して動的に行われるネットワークシステムについて,モデル化を行うと共に,そのようなネットワークの状態の定常分布が解析的に得られるような場合を特徴づける条件を,ネットワークの流れに注目したトラヒック方程式を使って得た.今年度の研究実績について述べる.数理科学を対象とする領域は多様であるが,今日その主要な部分と見なされる情報科学の研究を推進し,さらにこれと関連のある分野の様々な問題に焦点を当て数理的手法で統一的に展開することが目的である.具体的には次のような研究を行なった:(1)一般の光ファイバーは,量子雑音(真空雑音)だけを考慮した,多重減衰チャネルに対応していると考えられるので,この多重減衰過程における相互エントロピーの振舞を調べることにより,光ファイバーの減衰特性を解析した.(2)古典系の通信理論において,KS(コロモゴロフ-シナイ)エントロピーを用いた平均相互情報量が定められ,通信の効率などを数理的に取り扱うことができた.このKSエントロピーを量子系に拡張しようとする試みが最近なされ,量子系の状態空間を通して量子KS型平均エントロピーと量子KS型平均相互エントロピーが新たに定式化された.この量子KS型相互エントロピーの定式化をもとに,光変調の効率を研究した.(4)光コンピュータの論理回路として注目されている,光学的Fredkinゲートを量子系のチャネルとして新たに記述し,この回路における情報伝送の効率を量子系の相互エントロピーを用いて厳密に調べた.(5)量子通信理論において,量子チャネルに対する通信路容量を定式化し,具体的なモデルにおいて通信路容量を計算した.

(6)量子系のエントロピーの最大化,ファジ-エントロピーの諸性質などについても論じた.(7)量子テレポーテーションを量子通信理論の立場から厳密に取り扱った.(8)率保存則についてサーベイを行うとともに,パルム測度に関する基本的な公式や各種の確率過程の定常分布を特徴づける式などがすべて率保存則より導かれることを示した.本研究は,エントロピー理論から端を発した複雑さと力学の融合した理論である情報力学をベースにして,数理科学を対象とする領域,とりわけ,情報科学とそれに関連ある分野の様々な問題の数理を統一的に解析し展開することが目的である.平成9年度の研究実績は,つぎの通りである.:(1)一般の光ファイバーは,情報力学の視点から見ると,量子雑音(真空雑音)だけを考慮した減衰チャネルをいくつもつなぎあわせて作られる多重減衰多重減衰チャネルに対応していると考えらるので,この多重減衰過程における相互エントロピーと平均相互エントロピーの振舞を調べることにより,光ファイバーの減衰特性の解析を行った.(2)量子通信通路容量は,(1)で解析した減衰チャネルなどが,最大でどれだけの情報を伝送する能力を持っているかを測る重要な尺度である.本研究では,具体的ないくつかの光チャネルのモデルに対して,この量子通信路容量を計算した.(3)光学的Fredkinゲートは量子コンピュータの論理回路として注目されているが,このゲートを量子系のチャネルとして新たに記述し,この回路における情報伝送の効率を量子系の相互エントロピーを用いて厳密に調べた.(4)量子テレポーテーション過程を量子チャネルを用いて記述し,その効率とテレポーテーションが実現できる数理モデルの考察を行った.(5)待ち行列モデルによるネットワークシステムの性能評価と最適化ための基礎的を理論を研究し,集団で,同時に複数のノードで客が移動するモデルで,客の経路選択がネットワーク状態全体に依存して動的に行われるネットワークシステムについて,モデル化を行うと共に,そのようなネットワークの状態の定常分布が解析的に得られるような場合を特徴づける条件を,ネットワークの流れに注目したトラヒック方程式を使って得た.(6)Log-linear型の力学系の定性的性質を,特に,境界付近での振る舞いに着目し,非周期的に境界に収束する軌道を数値実験として求めた.本研究は,エントロピー理論から端を発した複雑さと力学の融合した理論である情報力学をベースにして,数理科学を対象とする領域,とりわけ,情報科学とそれに関連ある分野の様々な問題の数理を統一的に解析し展開することが目的である.平成10年度の研究実績は,つぎの通りである.:(1)量子チャネルなどが,どれだけの情報を伝送する能力を持ってぃるかを測る重要な尺度である量子通信路容量を,具体的ないくつかの量子チャネルに対して計算し,情報伝送効率を調べた.(2)量子計算では,エンタングルド状態と呼ばれるいくつかの量子状態を重ね合わせた状態を用いるのが特徴となっている.