hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発

新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み,既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した.四面体要素を用いているが故,工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる.加えて,四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより,ゴム材料などの解析に現れる厳しい大ひずみ問題に対しても適用することができる.種々の解析例を示すことにより,開発されたシミュレータの有用性を示した.当初の計画では,既に開発済みであったselective S-FEMのコード洗練,接触解析機能の追加,およびゴム材料の大変形実験による検証を目標としていた.しかし,研究実績の概要に示した通り,本年度の研究によりselective S-FEMに比較的重大な欠点があることが明らかとなった為,計画の変更を行った.欠点を克服するための手法改良を実施してF-barES-FEMなる新たな有望手法の提案・開発とコード洗練を達成した一方,当初計画の残る2項目を遂行することは出来なかった.有望な新手法のコードを利用して次年度中にある程度遅れを取り戻せる見込みがあるため,総合的にみて「やや遅れている」と判断した.計算工学平成27年計画では,まず新手法であるF-barES-FEMの詳細な精度評価と性能評価を行う.その評価結果に問題がなければ,次にペナルティー法に基づく接触解析機能の追加を行う.最後にゴム材料の大変形実験または樹脂材料の熱ナノインプリント実験を通じた検証を協力企業と共に行い,本研究課題の成果の産業応用の第一歩となる成果を得ることを目指す.年度当初,まず陰的増分形釣合方程式に基づく標準的な有限要素解析シミュレータを開発した.しかしながら,弾性体/超弾性体のメッシュリゾーニングにおいて陰的増分形釣合方程式を用いると,解析の安定性が飛躍的に向上する反面,除荷した際のスプリングバックにおいて初期形状に完全には戻らない定式化であることが明らかとなった.大きな塑性変形を伴う解析であればこの点は問題にならないが,主に弾性挙動を示すアプリケーションに注目する場合には大きな精度低下を引き起こす.そこで,定式化において採用する釣合方程式を通常の陰的釣合方程式に切り替える変更を余儀なくされた.その他の計画項目(非線形材料モデルの組み込み,新しい平滑化有限要素法の提案と開発,既存手法との比較による検証解析の実施)については計画通り進展しており,従って総合的には「おおむね順調」であると判断した.平成26年計画では,接触解析機能の実現とゴム材料の大変形実験による検証を目標とする.研究課題申請時の計画ではゴム材料ではなくレンズプレス成形を検証対象としていたが,平成25年の研究成果にゴム材料メーカーが興味を示した為,検証対象を変更する.接触解析機能の実現ではペナルティー法による実装を行う.節点変位以外の未知数を必要としないというS-FEMの大きな特徴を損なわないためには,Lagrange未定乗数法等よりもペナルティー法の方が適当であると考えられる.ゴム材料の大変形実験による検証では,材料特性データの取得,超弾性体モデルパラメーターの抽出,検証実験の計画と実施,開発するシミュレータの解との比較検討を順に実施する.さらに比較検討結果をフィードバックしてシミュレータの改良につなげる.
ナノメートル領域に孤立した反強磁性三角スピン系の磁気状態の核磁気共鳴法による研究

本研究では、反強磁性三角スピン格子がナノメートル領域で孤立する分子磁性体を対象に、スピンカイラリティという新しい自由度と磁気的性質との関わりを実験的に明らかにするため、核磁気共鳴法を用いて磁気状態を調べた。具体的には、3つのV^4+(S=1/2)イオンが三角形に配置した典型的なスピンフラストレーション系として考えられているV15クラスター(K_6[V_15As_6O_<42>H_2O]・8H_2O)を用いて、V^4+スピンの状態を調べるため核磁気共鳴実験を行なった。その結果、100mK以下の極低温においてオンサイトの<51>^V核の信号を検出することに成功した。観測したスペクトルを解析した結果、基底状態がS=3/2のH>2.7Tの磁場領域では、三角形上のV^4+イオンはほぼ1μ_B程度の磁気モーメント持っていることが明らかとなった。さらに、H<2.7TのS=1/2基底状態では、1μ_B、0.6μ_B、-0.33μ_B程度の磁気モーメントを持つVサイトが存在することがわかった。この結果は、V15クラスターの基底状態S=1/2の極低温領域では、スピンフラストレーションが解消されスピンカイラリティの自由度が消失していることを明らかとなった。また、スピンカイラリティと磁気的性質との関わりをより広い視野から調べるため、反強磁性三角スピンが一次元方向に繋がった反強磁性三角スピンチューブ([(CuCltanchH)_3Cl]Cl_2)の磁気状態もNMRにより調べた。その結果、通常の一次元スピン鎖の場合と大きく異なり、1K以下の極低温領域で、Cu^2+(S=1/2)のスピンモーメントの揺らぎの周波数が極端に低くなり、スピンの凍結が起こっていることを見出した。以上の結果は、国際会議なので発表するとともに、原著論文として報告した。15個のV^<4+>イオン(S=1/2)から構成されるV15クラスター(K_6[V_<15>As_6O_<42>H_2O]・8H_2O)は、低温では3つのV^<4+>イオン(S=1/2)より作られる理想的なS=1/2の三角格子系と考えられ、スピンフラストレーションの効果を調べるのに非常に適した系として注目されている。本研究では、この系の磁気状態とスピンフラストレーションの関わりを微視的に調べる目的で、^3He-^4He希釈冷凍機を用いて極低温領域で^1H核および^<51>V核のNMRの測定を行った。以下にその主な結果を記す。1.100mK程度の極低温領域において、S=1/2のスピンを持つ^<51>V核の信号の検出に世界で初めて成功し、S=3/2の基底状態でのV15クラスターの内部磁気構造を微視的に明らかにするとともに、ほぼ二重に縮退したS=1/2状態での波動関数を直接V^<4+>イオンのスピン状態を観測することによって決定した。2.プロトン核の核スピン格子緩和時間T_1の温度(T=0.03-4.2K)及び磁場(H=0.4-8T)依存性を測定した結果、S=3/2が基底状態となるH>2.8Tの磁場領域では、1/T_1は温度減少に伴い急激な減少を示しこと、及び、二重縮退したS=1/2が基底状態である低磁場(H<2.8T)では、1/T_1が極低温で温度によらずに一定の値を示すことを見出した。

この結果は、二重縮退したS=1/2が基底状態にある磁場領域において、温度に依らない磁気揺らぎが存在することを示しており、スピンフラストレーションに起因する量子揺らぎである可能性が考えられる。本研究では、反強磁性三角スピン格子がナノメートル領域で孤立する分子磁性体を対象に、スピンカイラリティという新しい自由度と磁気的性質との関わりを実験的に明らかにするため、核磁気共鳴法を用いて磁気状態を調べた。具体的には、3つのV^<4+>(S=1/2)イオンが三角形に配置した典型的なスピンフラストレーション系として考えられているV15クラスター(K_6[V_<15>As_6O_<42>H_2O]・8H_2O)を用いて、V^<4+>スピンの状態を調べるため核磁気共鳴実験を行なった。その結果、100mK以下の極低温においてオンサイトの^<51>V核の信号を検出することに成功した。観測したスペクトルを解析した結果、基底状態がS=3/2のH>2.7Tの磁場領域では、三角形上のV^<4+>イオンはほぼ1μ_B程度の磁気モーメント持っていることが明らかとなった。さらに、H<2.7TのS=1/2基底状態では、1μ_B、0.6μ_B、-0.33μ_B程度の磁気モーメントを持つVサイトが存在することがわかった。この結果は、V15クラスターの基底状態S=1/2の極低温領域では、スピンフラストレーションが解消されスピンカイラリティ自由度が消失していることを明らかとなった。また、スピンカイラリティと磁気的性質との関わりをより広い視野から調べるため、反強磁性三角スピンが一次元方向に繋がった反強磁性三角スピンチューブ([(CuCltanchH)_3Cl]Cl_2)の磁気状態もNMRにより調べた。その結果、通常の一次元スピン鎖の場合と大きく異なり、1K以下の極低温領域で、Cu^<2+>(S=1/2)のスピンモーメントの揺らぎの周波数が極端に低くなり、スピンの凍結が起こっていることを見出した。以上の結果は、国際会議なので発表するとともに、原著論文として報告した。
前立腺癌における一塩基多型の意義－５５箇所の多型分析と臨床所見・予後との関連－

TMPRSS2 Met160Val多型において、Val/Val遺伝子型に対してMet/Met遺伝子型を持つ個体では臨床前立腺癌発症リスクが1.907倍(95%信頼区間:1.224-2.990)であった。一方、ラテント前立腺癌においては、本多型は前立腺癌発症のリスク因子ではないことが明らかとなった。また、過去にGenome-wide association studyで報告されている前立腺癌発症に関連する55箇所の一塩基多型については、6箇所の一塩基多型が日本人における臨床前立腺癌の発症に関わるリスク因子であること、さらにその全てが第8染色体上に存在していることも明らかとなった。本研究の目的はゲノムDNA上に存在する一塩基多型をマーカーとして前立腺癌のi)発症リスク、ii)臨床病理学的特徴、iii)生命予後の個体差について解明し、前立腺癌に対する最適な治療方法を個別に計画すること、特に治療を延期するPSA監視療法が適切な症例を特定するために一塩基多型情報を応用する可能性について検討することである。研究計画段階において保有していたDNA検体は日本人臨床前立腺癌症例518人、日本人前立腺ラテント癌症例102人、コントロール323人であったが、その後日本人臨床前立腺癌症例518人(+0)、日本人前立腺ラテント癌症例156人(+54)、コントロール447人(+123)に増加した。予後調査は2012年11月末までに完了しており、追加されたラテント前立腺癌症例の病理学的所見の検討も2013年3月現在完了している。2013年9月末までに55箇所の一塩基多型のgenotypingを完了し、2013年11月末までに統計解析を完了している。その結果、55箇所中6箇所の一塩基多型が日本人の孤発性前立腺癌発症リスク因子であり、その6箇所全てが第8染色体上に存在していることが確認された。また1箇所の一塩基多型(X染色体)はラテント前立腺癌の発生に有意に関連していることも明らかとなった。さらに、Overall survival(OS)に有意に関連したSNPは第4染色体上のrs12500426多型(C/A)のみであった。A allele carrierはC allele carrierに比べて予後不良であり、ハザード比(95% CI,P value)は1.558 (1.175-2.069,P = 0.0021)であった。多変量解析の結果、OSに寄与していた因子はrs12500426多型、年齢、Gleason score、遠隔転移の有無の4つであった。一塩基多型解析については計画段階において55箇所を予定していたが、その後に海外からの論文報告によって解析対象となる一塩基多型の数が2013年3月現在79箇所に増加している。このため、MALDI-TOF MSによる一塩基多型解析方法の条件設定を見直す作業に取り掛かっている。近年注目されている前立腺癌に特徴的な遺伝子転座にTMPRSS2-ERG fusionがある。この転座を引き起こしやすい一塩基多型としてTMPRSS2 Val160Met多型(rs12329760)があり、この一塩基多型についてはTaqMan法による解析を行い、統計解析も完了した。その結果、CC遺伝子型に比べてCT遺伝子型およびTT遺伝子型では前立腺癌発症リスクが有意に高く、オッズ比(95%信頼区間)はそれぞれ1.421 (1.031-1.92)、1.927 (1.239-3.020)であることが明らかとなった。一方、ラテント前立腺癌群においては有意差が認められなかった。本研究の目的はゲノムDNA上に存在する一塩基多型をマーカーとして前立腺癌の1)発症リスク、2)臨床病理学的特徴、3)生命おごの個体差について解明し、前立腺癌に対する最適な治療方法を個別に計画すること、特に治療を延期するPSA監視療法が適切な症例を特定するために、一塩基多型情報を応用する可能性について検討することである。

本研究では日本人臨床前立腺癌症例518人、日本人前立腺ラテント前立腺癌症例156人、非担癌男性剖検症例(コントロール検体として)447人のゲノムDNAを使用した。まず、前立腺癌症例の50%に認められると報告のあるTMPRSS2-ERG遺伝子融合に関連するTMPRSS2 Met160Val多型と前立腺癌発症リスク、生命予後との関連性について検討を行った。その結果、CC (Val/Val)遺伝子型に対してTT (Met/Met)遺伝子型を持つ個体では前立腺癌発症リスクが1.907倍(95%信頼区間:1.224-2.990)であることが判明した。一方、ラテント前立腺癌においては、本多型は前立腺癌発症のリスク因子ではないことが明らかとなり、臨床癌とラテント癌の遺伝的背景の相違が認められた。また、生命予後に本多型は影響していないことも明らかとなった。過去にGenome-wide association studyで報告のある前立腺癌発症に関連する55箇所の一塩基多型についても前立腺癌発症リスク等について検討を行った。その結果、6箇所の一塩基多型が日本人における臨床前立腺癌の発症に関わるリスク因子であること、さらにその全てが第8染色体上に存在していることも明らかとなった。そのうち、rs12500426 (A/C)多型は臨床前立腺癌患者のoverall survivalと有意に相関し、A allele carrierはC allele carrierに比べて予後不良であり、ハザード比は1.558倍(95%信頼区間:1.175-2.069)であった。多変量解析の結果、overall survivalに寄与する因子はre12500426多型、年齢、Gleason score、遠隔転移の有無の4因子であった。泌尿器科学昨年度中に一塩基多型のgenotyping assayおよび統計解析を完了することができたため、研究はおおむね順調に進展していると考えている。解析すべき一塩基多型の数が増加しているため、研究費に相応な解析可能と考えられる一塩基多型の組合せや個数の選定作業を行うのにやや時間を要している。今後は、学会(欧州泌尿器科学会@ストックホルム、日本泌尿器科学会@神戸)研究成果を報告し、そのディスカッションを踏まえて論文を作成し、学会誌等で公表する予定である。保有しているDNA検体は全て96-well plateに集積済みのため、2013年7月までにはDNA解析を開始する予定である。なお、DNA解析以外の調査については予定よりも早く完了しているため研究の遅れは挽回可能と考えている。MALDI-TOF MSによる一塩基多型解析を2013年10月頃を目途に完了させ、解析不十分例についてはTaqMan法による解析を追加する。
胆管癌の抗癌剤代謝関連酵素発現と感受性解析による個別化治療の確立

本研究は、Gemcitabine代謝関連酵素hENT1、RRM1発現解析が胆道癌術後補助化学療法の感受性予測因子となりうるかを検証した。免疫組織学的な発現解析では、hENT1 68%、RRM1 53%の発現を認めた。mRNA発現量と免疫組織学的な発現には相関を認めた(R=0.898; P<0.01)。Gemcitabine術後化学療法施行患者において、hENT1高発現患者は、低発現患者と比較し有意差をもって予後良好であった(P=0.008)。hENT1とRRM1の両代謝関連酵素の解析を行うことにより、化学療法の有効性の予測に重要であり、今後、抗癌剤選択の重要な指標となる可能性が示唆された。平成24年度までの研究結果から、Gemcitabine(GEM) based化学療法を施行した胆管癌症例100例において、GEM代謝関連酵素であるhENT1, RRM1の2つがGEM代謝に重要な働きをしていることが判明した。また、hENT1, RRM1の2つの因子の組み合わせることで、GEM basedの化学療法に対する反応を予測することが可能で、多剤への切り替えなどの重要な情報になりうると考えられる。胆管癌培養細胞によるin vitroでの検討では、5-FU、GEM薬剤感受性試験(5-FU及びGEMを添加、MTT test)を行い、50%発育阻止濃度(IC50)が低値を示す細胞群(抗癌剤耐性)は、hENT1が低値でRRM1が高値を示した。本結果は、臨床症例と合致する所見であった。現在も、培養細胞における感受性試験を行い症例を蓄積しているところである。in vivo実験では、GFP強制発現させた胆管癌細胞株を利用し腫瘍動物モデルを作成。in vivoイメージング下に腫瘍生着状態を観察。腫瘍径が一定に達したところで抗癌剤を投与し、腫瘍の変化とprolonged survivalを調べ殺腫瘍効果を検討している。同in vivoモデルにおいて、GEM代謝酵素に注目して腫瘍縮小効果について検討を行い、hENTタンパクの発現解析と抗腫瘍効果との関連、腫瘍内でのウイルス拡散程度を検討している。【対象】1989年から当科において手術を施行したUICC StageII以上の肝内および肝外進行胆管癌症例でS-1を用いた術後補助化学療法施行群(S-1(+)群)41例と非施行群(S-1(-)群)50例を対象とした。【方法】術後パラフィン切片にそれぞれTS, DPD, OPRTポリクローナル抗体を用い免疫組織染色を行い、癌組織での各種発現をGrade03の4段階に分け、Grade2,3の癌細胞が30%以上を高発現とし、それ未満を低発現とした。各種発現と臨床病理学的因子との関係を検討し、生存率を比較検討した。【結果】TS, DPD, OPRT高発現群はそれぞれ48例(52.7%)、49例(53.8%)、62例(68.1%)であり、それぞれ高発現群と低発現群の間に臨床病理学的因子の差は認めなかった。生存率に関しては、DPD, OPRTではそれぞれ発現による差を認めなかった。TSではS-1(-)群では生存率に差を認めなかった(P=0.894)が、S-1(+)群ではTS低発現群の方がTS高発現群に比べ有意に予後が良好であった(P=0.015)。【結論】TS低発現の胆管癌に対するS-1を用いた術後補助化学療法の効果は期待しうると考えられた。本研究では、ヒト胆道癌に対する術後補助化学療法に対する抗癌剤代謝関連酵素の発現解析を行い、感受性予測因子になりうる抗癌剤代謝関連酵素の探索と予後予測因子としての意義、最終的には、術後の抗癌剤選択の個別化の可能性について探索するものである。当研究室では、ヒト胆管癌に対する抗癌剤代謝関連酵素(hENT1、RRM1、TS、DPD、OPRT)の感受性・予後予測因子としての有用性を免疫組織学的手法を用い検討してきた。手術施行した進行胆管癌100症例に対して、GEM及び5-FU代謝関連酵素であるhENT1、TS、DPD、OPRT発現を免疫染色法により解析し、hENT1高発現、RRM1低発現、及びTS低発現症例は、Gemcitabine + S1化学療法に対する高感受性グループで、生存期間の延長を認めた。平成26年度研究計画では、RT-PCR法でを用いた発現解析を追加施行、免疫組織学的手法との差異、臨床的な意味合いを検討した。

免疫組織学的な発現様式と、microdissection法を使用した組織における同代謝酵素のRP-PCRによるRNA発現解析は、良好な相関祖をした。しかし、パラフィン標本を用いたRT-PCRによるmRNA発現解析は、約10%の症例でmRNAの採取がうまくいかない場合があり、PCRによる測定系の限界と考えられる。本研究結果から、免疫組織学的手法に加え、RT-PCR法でのmRNA発現解析は、抗癌剤感受性の指標として臨床応用への可能性があると考える。肝胆膵外科平成24年度、25年度まで予定の研究内容を、スケジュール通り行っている。今後は、本実験の結果を踏まえた基礎実験を計画していく予定である。本研究は、GEM+S-1併用術後補助化学療法施行例を含む約100例もの進行胆管癌手術症例の切除標本を用いて、1GEM及び5-FU代謝関連酵素であるhENT1、TS、DPD、OPRT、TP、UP、RRM1、RRM2等の発現を免疫組織化学染色法により解析し、2RT-PCR法を用いて、これらの酵素のmRNA量を測定し、免疫組織化学染色法による酵素発現との相関及び化学療法感受性との関連を検討し、以上の結果が臨床病理学的因子や予後と関連があるか否かを検討し、さらに3胆道癌培養細胞の5FU感受性試験、GEM感受性試験を行い、各mRNAの発現傾向との関連を明らかにすることを目的としている。今回の研究結果でTS、DPD、OPRTの酵素発現と臨床病理学的因子や予後との関連が明らかになったことは、今後の研究の推進および発展に意義があると考える。申請者らは、膵癌を標的とした、抗癌剤感受性増強、および癌治療遺伝子導入による多因子制御プロモータードライブの制限増殖型腫瘍溶解性ウイルスベクターOncolytic HSV (HPC-HSV1)の開発に取り組んでいる(平成2425年度若手研究B、課題番号24790315)。Oncolytic virusは癌特異的に作用する性質を利用し、ある治療効果のある遺伝子を癌細胞内のみで発現させるということが可能である。この基盤技術は、ヒトの固形がんにおいて複数個の治療効果のある分子を高濃度で腫瘍細胞特異的に発現させる(レポーター遺伝子の導入・発現)ことができる多機能医薬品開発の可能性を秘めている。今後の研究課題として、ヒト胆管癌細胞の転移・再発におけるclonalityの解析、特に、抗癌剤耐性にかかわるGemcitabine代謝・transporter遺伝子に焦点をあて解析を行う。また、in vivoマウス・モデルでの腫瘍の血管内での移動・生着、転移巣形成過程における血中・転移巣形成に至る過程の腫瘍細胞の動態のイメージング解析、digital PCRによる癌悪性化、Gemcitabine代謝に関連する遺伝子(hTERT, DPC4など)の発現解析を行う予定である。今後は、hENT1、TS、DPD、OPRT、TP、UP、RRM1、RRM2等のGEM及び5-FU代謝関連酵素について、RT-PCR法を用いてmRNA量を測定し、免疫組織化学染色法による酵素発現との相関及び化学療法感受性との関連を検討し、臨床病理学的因子や予後と関連を明らかにする。さらに胆管癌化学療法の個別化治療としての臨床応用へ向けて、胆道癌培養細胞の5FU感受性試験、GEM感受性試験を行い、各mRNAの発現傾向との関連を明らかにする。消耗品の使用が予定より少量で済んだため。
対話型「場のツール開発」を用いたアイデアを創発知化させるデザインシステムの構築

古来より良い考えを話し会う数名の会談に重宝された日本の茶室の寸法設定、室礼、デザインに、ディスカッションを促し、参加者をリラックスさせる要素があるのかもしれないとの仮説から、ダンボールシートや非常用テントを用い「考えるための茶室」をデザインし、ディスカッションを展開する実験を行った。そして、従来通りの会議室のような空間での実験結果との比較を、独自に考案したチャート図により「見える化」し分析、「暗黙知」であるアイデアを、「知化」させる「活気あるディスカッション」が、この「考えるための茶室」の装置デザインによって効果があることが確認できた。アイデア創発作業の補助・活性化ツールとして、アイデアを出し合うメンバーとの「対話型・場のツール」の基本設計のため、ダブルフルート三六段ボール12枚製「段ボール茶室」を下記、2回作成、実験を行った。並行して、外部テントメーカーで同等スケールのテント式ツールの開発研究を開始した。2015年9月24日(株)ニードにて上記テント型実験装置開発を相談した。また、京都市産業観光局商工部商業振興課共催のイベントでツールの実験を行った(下記3回開催)2015年12月2日(月) 19時21時於:Spilbar KYOTO (京都市中京区河原町通三条下る大黒町59-4)共催:京都市産業観光局商工部商業振興課2016年1月18日(月) 19時21時於:D&DEPARTMENT KYOTO(京都市下京区高倉通仏光寺下ル新開町397本山佛光寺内)で実験を行った。共催:京都市産業観光局商工部商業振興課(イベント参加38人、右記内研究チーム7人)2016年3月16日(水) 19時21時於:ちおん舎(京都市中京区布棚三条上ル突抜町126)共催:京都市産業観光局商工部商業振興課(イベント要員19人、研究チーム2人)27年度、当初計画と多少違ってきた点は、パリでのテロ事件等により、初年度での欧州での現状調査は自粛した。また、2015年9月の「平成27年9月関東・東北豪雨」等、国内災害の頻発により、テントの生産ラインが許容量を超過し、研究用のテントの試作作業自体が困難な状況がつづいているためである。また装置に小型スピーカー、小型照明を配置し、会談の活性化にどうつながるか、実験を行った。これら、実験作業には学生も各要員として参加し、データの採取・蓄積を行った。以上、27年度は、研究推進の観点から、社会的状況の変化に対し停滞を避け臨機応変に充実できる研究の場を求めて来た。結果、京都市産業観光局商工部商業振興課の協力などを得られ、地域のコミュニティのなかでのツールのあり方等の研究が出来た。当初よりアイデア創発作業の補助・活性化ツールとしての「対話型・場のツール」の基本イメージとして、日本古来の「茶室」が、着眼点の原点としてあった。その茫漠としたイメージを、ダブルフルート三六段ボール12枚製「段ボール茶室」に具現化し実験を行い、ユーザー間の対話の円滑さの向上などが観察できた。さらに今回は、段ボール以外の材質、構造、重量、コスト、耐久性など、ツールデザインの観点から研究を進めることとなった。上記段ボール製のものに加えて、災害時での避難所で用いられる屋内用テント(約2m×2m×2m)を並べ、実証実験を下記に行った。2017年3月22日(水) 19時21時於:寺町商店街内誓願寺会館。茶論案庵プロジェクト平成28年度第2回交流会『地域の魅力の伝え方』の会場で同時に実験を行った。共催:京都市産業観光局商工部商業振興課(京都市イベント参加34人、右記内研究チーム14人、被験者20人)結果は、現在分析中。被験者を4グループに分け研究スタッフを配置し、グループ内の会話、行動等をVTR他細かく記録、分析した。率直に、多々の災害に追い打ちをかけるがごとく発生した2016年4月14日の熊本地震により、屋内用テントの需要が爆発的に増え、新規開発に向けたデザイン試作品の制作どころでは無くなってしまったという背景が大きい。ここに来てやや状況も好転してきているようなので、本来のデザイン開発作業のルーチンを取るつもりで計画している。これまでの研究から、対話型「場のツール開発」を用いたアイデアを創発知化させるデザインシステム開発の研究に於いて小さな茶室のような空間内でのディスカッションに変化が生じることが確認された。今年度は、それら変化が、具体的にどの程度の量と内容になるのか、またモノとして、ふさわしいデザインの側面からはどのような方向のものが適しているのか、実験を行い、結果を解析した。京都市の会合で集まられた成人の総勢男女22名での実験の「見える化による分析」をおこなった。全体を56人のグループ、全4グループに分け、各グループ2回ずつ、実験に参加いただいた。実験には、ダブルフルート三六段ボール12枚製の「段ボール茶室」と、災害時避難所内用のテント(約2m立方の未来茶室見立て)の2基で行った。

尚、この未来茶室内は、暗すぎると感じる人が出るほど薄暗い照度であるため、アイデア創出の助けとなるような、照明器具、スピーカーによる、スライドプロジェクション等を、投入し、被験者の反応を観察、アイテムをうまく組み合わせるとディスカッションが進み、アイデア創出の力と機会が増加していることが、確認された。また、2018年1月30日の「たんごアート&デザインプロジェクト」於:京都府丹後保健所2F第2回セミナーにて、上記のテント型未来茶室を用いたディスカッション実験を行った。現在、それらアイデアを創発知化させるデザインシステムとしての「未来茶室利用プログラム」が着想や発案、アイデアの展開と定着、それらアイデアの発散と収束という有益な実験の結果がえられた。今回の研究で、アイデアを創発知化させる「未来茶室利用プログラム」といういままでになかった方法論の発見、展開、開発してゆく方向性が見いだせた。そして並行して行って来た、アイデアの創発知化専用の新型「未来茶室」の開発デザイン研究は現在も継続して行っている。古来より良い考えを話し会う数名の会談に重宝された日本の茶室の寸法設定、室礼、デザインに、ディスカッションを促し、参加者をリラックスさせる要素があるのかもしれないとの仮説から、ダンボールシートや非常用テントを用い「考えるための茶室」をデザインし、ディスカッションを展開する実験を行った。そして、従来通りの会議室のような空間での実験結果との比較を、独自に考案したチャート図により「見える化」し分析、「暗黙知」であるアイデアを、「知化」させる「活気あるディスカッション」が、この「考えるための茶室」の装置デザインによって効果があることが確認できた。創造的意見を持つ人々の「対話型・場のツール」を新たに研究・デザイン開発し、新たなデザインシステムを構築するため、28年度は、27年度に推進して来て得た方向性をより発展的に展開させ、ツール開発を具体的に進めて行く予定である。それには、テントメーカー、資材メーカー等にて試作制作を行う可能性も高い。また、新たな情報や、渡航の安全性が確保できるようであれば、情報の収集も継続する。プロセスとしては、27年度の実験結果を基に、1)ツールの設計アイデアへの昇華・定着、2)試作の作成、3)試作による実験・検証、4)データー解析し、要素を(1)のアイデア創発へフィードバック。左記のルーチンとなる。これらを、28年度は、27年度に行った実験をイベントといった多人数・大がかりなものではなく、もっとコンパクト(少人数単位)で短いスパンで複数回行いツールのデザイン・設計の完成度を上げる方策である。昨年は、上記理由より段ボール素材に変わる「対話型・場のツール」=「未来茶室」(以下、この「未来茶室」と記す)のリップストップナイロン素材等の試作が行えなかった。今年度は試作による実験・検証を行い「未来茶室」を具現化する予定である。デザイン27年度、当初計画と多少違ってきた点は、パリでのテロ事件等により、当初、初年度に計画していた欧州での先行事例調査は自粛・中止とした。また、2015年9月の「平成27年9月関東・東北豪雨」等、国内災害の頻発により、テントの生産ラインが許容量を超過し、研究用のテントの試作作業自体が困難な状況がつづいているため、外注でテント式の試作を行う状況が厳しかった。2016年4月14日の熊本地震により、屋内用テントの需要が爆発的に増え、新規開発に向けたデザイン試作品の制作ができなかったため。28年度は、27年度に行った実験をイベントといった多人数・大がかりなものではなく、もっとコンパクト(少人数単位)で短いスパンで複数回行いツールのデザイン・設計の完成度を上げる方策である。そのため、デザイン・設計中のオリジナルの実験ツールを複数個、試作発注する予定である。
社会ネットワークに着目したエージェント指向協調学習支援システムの研究開発

本研究の目的は、エージェント技術を用いて個人がもつ社会ネットワークを通じてユーザ同士が新たに出会い、知識ネットワークの構成し、新たな知識を創造し、それを蓄積・活用していける協調学習環境を構築することである。つまり、本研究では、社会ネットワークを単に情報や知識の伝達手段だけでなく、一人一人の個人の能力の開発手段と捉えており、各個人の知識ネットワークの成長と知識の創生の支援を目指すものである。本研究では、各ユーザのエージェントが電子メールの交換をもとに、社会的ネットワークを蓄積し、そのデータを元にネットワークを探索・交渉を支援するシステムを開発した。また、Web上のデータをもとに社会的ネットワークを発見し、それを視覚化するシステムも構築した。それぞれ評価を行い、その有効性を検証した。さらに関連研究として、社会的ネットワークの構成につながる人との出会いを支援するKnowledge Awarenessを視覚的に提供するKnowledge Awareness Mapの構築と、エージェント技術を利用して、学習者がいつでもどこででも非同期に参加できる講義・教室型の協調学習環境として、非同期型バーチャルクラスルームを開発した。また、作文教育において、ネットワークを通じて添削作業が可能な協同学習支援システムを構築した。インターネット技術の発展は著しく、Java, VRMLといった様々なネットワークプログラミング技術や、Agent Tc1等のエージェント技術が開発されている。本研究は、社会ネットワークという、個人にとって非常に貴重な無形財産をネットワークを利用して蓄積し、エージェント技術を用いて、その情報を有効に活用し、個人個人の能力を伸ばし、組織の発展を目指すものであり、次世代の高度情報システムとして、社会への貢献が期待されるものである。本研究の目的は,エージェント技術を用いて,個人がもつ人脈ネットワークを通じてユーザ同士が新たに出会い,知識ネットワークの構成し,新たな知識を創造し,それを蓄積・活用していける協調学習環境を構築することである.つまり,本研究では,人脈ネットワークを単に情報や知識の伝達手段だけでなく,一人一人の個人の能力の開発手段と捉えており,各個人の知識ネットワークの成長と知識の創生の支援を目指す.また,人脈探索エージェントは,利用者の代理人として人脈をたどり,ネットワーク空間を自由に動き回り,他のエージェントと協調しながら,利用者の目的とする人物と人脈を捜し出す.平成12年度は,人脈データベースを設計・構築し,人脈探索エージェントを設計する.開発言語は,Java言語とVRMLを用いる.1システム全体のモデル化と構築方法の基本的検討(緒方)2社会ネットワーク分析の考察と人脈のモデル化(緒方,古郡)3人脈の蓄積・活用のモデルに基づく人脈探索エージェントの設計(矢野,金)4分散型時間的オブジェクト指向データベースの設計と開発(緒方,越智)5人脈探索エージェントの構築・評価/考察・再構築(矢野,金,越智)6 WWW上で利用可能なユーザインタフェースの設計と構築(古郡)7人脈の視覚化手法の提案と構築(古郡,越智)8新たな出会いと人脈の発展のための仮想的社会空間のモデル化(緒方,金)本研究の目的は,エージェント技術を用いて,個人がもつ人脈ネットワークを通じてユーザ同士が新たに出会い,知識ネットワークの構成し,新たな知識を創造し,それを蓄積・活用していける協調学習環境を構築することである.つまり,本研究では,人脈ネットワークを単に情報や知識の伝達手段だけでなく,一人一人の個人の能力の開発手段と捉えており,各個人の知識ネットワークの成長と知識の創生の支援を目指す.また,人脈探索エージェントは,利用者の代理人として人脈をたどり,ネットワーク空間を自由に動き回り,他のエージェントと協調しながら,利用者の目的とする人物と人脈を捜し出す.人脈の視覚化では,VRMLを利用して3次元表示を試みる.さらに,仮想的社会空間を提供し,そこでユーザの代理人として新しい人脈を築き,知識ネットワークの発展を支援するエージェントを提案する.本研究は,人脈ネットワークを利用して,ユーザ間の出会いを支援し,新たな協調学習の場を提供するという意味で独創的研究であり,その意義は大きい.

特に,人間関係が重視される日本社会においては,本システムの利用効果が高いと考えられる.平成13年度は,人脈探索エージェントの構築とシステム全体の評価,及び洗練化を行った。(1)評価のための人脈データの入力(古郡,越智)(2)人脈データベースの評価/考察(緒方,越智,古郡)(3)人脈データベースの再構築(越智,古郡)(4)システムを結合し,民間企業と大学において評価(緒方,越智,古郡)(5)システムの再構築と再評価(緒方,古郡,矢野,金,越智)(6)最終システムの完成(緒方,古郡,矢野,金,越智)(7)研究成果のまとめと報告書作成(緒方)
ニューロフィードバックを用いた患側手の自発的使用の意思決定介入

脳卒中など損傷により障害を受けた麻痺側を積極的に利用することは、麻痺側の機能回復にとって重要なポイントとなる。しかし、麻痺患者が麻痺側を無意識に利用することは難しい。また、自分がどのように動かし、どれほど動かしているかという運動の感覚が、障害を受けると、麻痺側の利用や学習に悪影響を及ぼすと考えられる。そこで、麻痺側の利用の強化、麻痺側の運動の正確な認知につながる端緒として、本研究では健常者を用いて、1両肢選択に影響を及ぼしている脳活動の特定と、2運動を行っているという状態の脳内表現の特定、という二点の検討を行った。両肢選択においては、通常、ターゲットとなる運動遂行の対象の位置など、さまざまな要素が複合して最終決定となる。本研究では意思決定との関連が示唆されている自発脳活動に着目し、自発脳活動と、運動課題の情報がどのように統合し最終的な運動意思決定となるかの過程を検討した。結果、意思決定に悩むほど先行する自発脳波活動の影響が強く、一方簡易に意思決定ができるほど課題の情報が先行脳活動を上書きするように意思決定に影響することが分かった。一方、こうした先行した脳の状態は、俊敏な反応速度との関連は見受けられなかった。ある左右手の選択は、先行する自発的脳情報により影響を受けるものの、反応の運動自体を促進するものではないことがわかった。次に運動を自己が行っているという主体的な感覚や動いているという感覚がどのように表現されているかをfMRIを用いて検討した。運動感覚は右の前頭頭頂により表現されており、これらの領域が実際に上縦束という白質繊維束により結びついた領域であることが分かった。また、どれほど動いたかという運動の量の認知と、領域の活動量の相関が示された。右の頭頂や前頭がそれぞれ運動の主体感に影響する先行研究と合致するとともに、運動感覚の右半球の重要性を明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終目標は、脳損傷により障害を受けた麻痺側を患者自身が積極的に利用するという意図を促進することである。そのために、麻痺側を選択しようとする意図に特徴的な脳活動パターンを機械学習の手法を用いて同定し、同定した神経活動を強化学習の手法で強化する(ニューロフィードバック)。その結果として麻痺側選択の意図をもたらす脳活動パターンの強化を狙う。本年度はまず第1段階として、健常者を用いて課題に際して利用する手が左右のどちらであるかを運動に先行する脳活動から判別する実験を行った。使用する手の選択を伴うリーチング課題を実験課題とし、計測には時間分解能が高く非侵襲計測が可能な脳波を利用した。通常、リーチングするべきターゲットが提示された後に左右の手のどちらを選択されるため、ターゲット提示後の脳波活動から後にどの効果器(左右どちらの手かなど)を判別することが可能である。しかし、ターゲットが不明瞭なほどターゲット提示前の自発脳活動がのちの知覚決定に影響するとの報告を受け(Bode et al., 2012)、本研究では自発脳活動に着目した。ターゲットが提示されていない自発脳活動から後の左右手選択の判別を行った。実験ではターゲットを短期間提示し、左右手のどちらかを強制的に選択してリーチングを行わせた。サポートベクターマシンを用いて判別を行った結果、もっとも高い判別率は80%にいたった。またターゲットが不明慮ではなく左右手選択が簡易なほど自発脳活動に影響されにくく、明瞭な場合と不明慮な場合で判別率スコアの分布が有意に異なっていた(被験者12名中8名)。また、ターゲット提示からさかのぼり約2秒前の自発脳活動および直前の自発脳活動が、後の選択に影響していることがわかった。このことから後の選択に影響する自発活動の強度も系時的に変化していることがわかった。

運動感覚は右の前頭頭頂により表現されており、これらの領域が実際に上縦束という白質繊維束により結びついた領域であることが分かった。また、どれほど動いたかという運動の量の認知と、領域の活動量の相関が示された。右の頭頂や前頭がそれぞれ運動の主体感に影響する先行研究と合致するとともに、運動感覚の右半球の重要性を明らかにした。自発脳活動が後の運動の意思決定に影響している可能性を示すことができた。この実験結果は、脳卒中など半側麻痺がある患者がどのように自発脳活動が運動の意思決定に影響しているかを調べる礎になると考えられ、今後の研究計画において根幹部分になると考えられる。しかし、自発脳活動の影響は個人差が大きく、また時間における揺らぎも個人内で非常に大きいため、今後のニューロフィードバックに用いるための確固とした脳活動として不十分でもあることから、達成度をおおむね順調であると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後のニューロフィードバックを行うために、まずは健常者を用いて、後の選択にもっとも影響する自発脳活動の時間・特徴量をさらに検討する。次に半身麻痺を呈している脳卒中患者を用いて、後の左右手選択に自発脳活動が影響するのか、さらには健常者と同じ特徴量が影響するのか否かを実験的に検証する。
企業の参入・退出と経済成長

日本の開業率・廃業率は諸外国に比べて低く、政府の成長戦略では、現状4.5%の開業率・廃業率を10%台まで高めるという成果目標が掲げられている。一方、既存研究では、創造的な新しい企業が新技術や新製品を開発し古い製品に取って代わる「創造的破壊」が成長の原動力であることも指摘されている。経済成長を牽引するのは新しい企業か?既存研究では、創造的な新しい企業が新技術や新製品を開発し古い製品に取って代わる「創造的破壊」が成長の原動力であると指摘されている。一方、近年、新しいモデルを使ったGarcia et al. (2016)の研究では、低い開業率・廃業率が必ずしも経済成長に悪影響を与えるとは限らないと主張する。経済成長を牽引するのは新しい企業か、既存企業か?という問に対して、未だ決着はついていない。日本の事業所の参入率・退出率は、1980年代においても米国の約半分であったが、1990年代にはこの差がさらに拡大し、この低い開業率と廃業率が、日本におけるTFP(全要素生産性)上昇率の低迷を引き起こしている可能性が指摘されてきた。しかしながら、経済成長を牽引しているのが参入企業ではなく、既存企業であるとすると、経済成長のためにはむしろ既存企業の成長を促す政策が有効である。このように、学術的にも政策的にも重要な問題であるにもかかわらず、わが国では未だ充分な検証は行われていない。本研究では、1日本の低い開業率・廃業率の原因を探る、2新規に創設された企業が経済成長にどのような役割を果たしているかについて、日本のように労働流動性が低い場合にも適用できるモデルを開発し、日本のデータを使って実証を行うとともに、米国と比較しながら検証する、3企業の輸出への参入・退出、輸出金額の成長の決定要因を実証することを目的としている。本研究では、経済成長を牽引するのはどのような企業かという点を明らかにするために、具体的には、以下3点の分析を進めている。1日本の低い開業率・廃業率の原因を探る、2新規に創設された企業が経済成長にどのような役割を果たしているかについて、日本のように労働流動性が低い場合にも適用できるモデルを開発し、日本のデータを使って実証を行うとともに、米国と比較しながら検証する、3企業の輸出への参入・退出、輸出金額の成長の決定要因を実証する。1については、2018年度に、事業承継/廃業の意思決定の原因を探るためのアンケート調査を実施した。2については、経済センサス、事業所・企業統計調査データ等を使い、Garcia et al. (2016)の研究が提案する方法、つまり、経済成長の代理変数としてjob flowの大きさを利用して計算する方法に従い、標準的な統計手法では完全には捕捉できていない創造的破壊や新商品の品質向上を正確に価格に反映させる手法によって、実質GDP成長率を計測する。分析はかなり進んでいる。3については、為替レートの減価は価格競争力の向上と同時に、海外からの調達コストの上昇をもたらすというプラスとマイナスの効果を同時に評価し、企業の輸出市場への参入・退出、輸出量の増加・減少に与える影響について分析を進めた。本研究では、具体的には、以下3点の分析を進めている。1については、2019年度は、新たに実施する追加調査データと、2018年度に実施した調査データを用いて、事業承継を前提としている事業者と廃業を前提としている事業者の間で、現在の企業パフォーマンスや投資、新事業への取組状況の差があるかどうかを検証する予定である。2については、Garcia et al. (2016)の研究が提案する方法に従い、実質GDP成長率を計測する。分析はほぼ終わっており、2019年度中にディスカッション・ペーパーとして発表を予定している。2019年度も引き続き分析を行っていく予定である。

日本の事業所の参入率・退出率は、1980年代においても米国の約半分であったが、1990年代にはこの差がさらに拡大し、この低い開業率と廃業率が、日本におけるTFP(全要素生産性)上昇率の低迷を引き起こしている可能性が指摘されてきた。しかしながら、経済成長を牽引しているのが参入企業ではなく、既存企業であるとすると、経済成長のためにはむしろ既存企業の成長を促す政策が有効である。このように、学術的にも政策的にも重要な問題であるにもかかわらず、わが国では未だ充分な検証は行われていない。本研究では、1日本の低い開業率・廃業率の原因を探る、2新規に創設された企業が経済成長にどのような役割を果たしているかについて、日本のように労働流動性が低い場合にも適用できるモデルを開発し、日本のデータを使って実証を行うとともに、米国と比較しながら検証する、3企業の輸出への参入・退出、輸出金額の成長の決定要因を実証することを目的としている。本研究では、経済成長を牽引するのはどのような企業かという点を明らかにするために、具体的には、以下3点の分析を進めている。1日本の低い開業率・廃業率の原因を探る、2新規に創設された企業が経済成長にどのような役割を果たしているかについて、日本のように労働流動性が低い場合にも適用できるモデルを開発し、日本のデータを使って実証を行うとともに、米国と比較しながら検証する、3企業の輸出への参入・退出、輸出金額の成長の決定要因を実証する。1については、2018年度に、事業承継/廃業の意思決定の原因を探るためのアンケート調査を実施した。2については、経済センサス、事業所・企業統計調査データ等を使い、Garcia et al. (2016)の研究が提案する方法、つまり、経済成長の代理変数としてjob flowの大きさを利用して計算する方法に従い、標準的な統計手法では完全には捕捉できていない創造的破壊や新商品の品質向上を正確に価格に反映させる手法によって、実質GDP成長率を計測する。分析はかなり進んでいる。3については、為替レートの減価は価格競争力の向上と同時に、海外からの調達コストの上昇をもたらすというプラスとマイナスの効果を同時に評価し、企業の輸出市場への参入・退出、輸出量の増加・減少に与える影響について分析を進めた。本研究では、具体的には、以下3点の分析を進めている。1については、2019年度は、新たに実施する追加調査データと、2018年度に実施した調査データを用いて、事業承継を前提としている事業者と廃業を前提としている事業者の間で、現在の企業パフォーマンスや投資、新事業への取組状況の差があるかどうかを検証する予定である。2については、Garcia et al. (2016)の研究が提案する方法に従い、実質GDP成長率を計測する。分析はほぼ終わっており、2019年度中にディスカッション・ペーパーとして発表を予定している。2019年度も引き続き分析を行っていく予定である。
Leukotoxinによる急性肺血管内皮傷害の分子生物学的機序に関わる研究

2.Lxによる内皮細胞傷害(1)Lx(10^<-6>10^<-4>M)は濃度依存性、時間依存性にHPAECの細胞傷害(^<51>Cr release assay)を起こし、これはalloprinolにより抑制された。形態学的観察(048時間)でも、付着HPAECは濃度および時間依存性にroundingを起こし、その後細胞死を認めた。10^<-4>Mを越えるLx濃度ではCell lysisの影響が現れた。(2)TUNEL法による観察では、10^<-6>10^<-5>MのLxで濃度依存性にTUNEL細胞の増加を認めた。また、DNAのアガロースゲル電気泳動では、コントロール群と比べ、Lx10^<-6>10^<-5>Mの投与群で有意にDNAラダーを認めた。10^<-4>M以上のLx投与群では、DNAラダーを認めなかった。以上のことより、比較的低濃度のLxがHPAECに対しアポトーシスを誘導している可能性が示唆された。3.まとめLxによる内皮細胞傷害の機序として、Cell lysis以外に、その比較的低濃度では、アポトーシスの誘導も関与しており、それには主としてxanthine oxidase系由来のO_2^-の誘導を介した機序が推察される。
高難度高選択的物質変換反応の計算化学・情報科学的解析

(1)インドール置換のサレンCu(II)錯体の1電子酸化体の電子状態インドール置換のジメトキシサレンCu(II)錯体およびメチル置換のジメトキシサレンCu(II)錯体の1電子酸化体に対して、UV-NIRスペクトル、EPRスペクトルを組み合わせて比較・検討し、インドールとサレン配位子とのπ-π相互作用の電子状態に対する重要性を明らかにした。この系では、構造最適化と振動解析に、CAM-B3LYP+D3(PCM)/def2SVPレベルを用いた。この成果を学術誌論文に報告した。さらに、ジメトキシサレンCu(II)錯体については、X線結晶構造解析による構造をもとに、EPR, ECD, K-edge XANESスペクトルとDFT計算結果とを比較した。(2)銅ーヒドロキシアミノホスフィン共同触媒による不斉アルキニル化反応北海道大学の澤村教授と共同で、Cu(I)ープロリノール協同触媒存在下アルキンのC-H結合活性化反応を通じたαーケトエステルの不斉アルキニル化反応を開発した。この反応では、4級不斉中心を構築する。エナンチオ選択性における弱い非共有結合性相互作用(C(sp3)-H..O相互作用及び分散相互作用)の重要性について見いだした。(3)面不斉ホスフィン-オレフィン配位子を用いたRh触媒不斉1,4-付加反応のエナンチオ選択性の解明大阪府立大学の神川教授と徳島大学の小笠原教授らが新たに開発されたホスフィン-オレフィン配位子を用いたRh触媒不斉共役付加反応をDFT計算を用いて検討した。この反応でも、C(sp3)-H..O相互作用など非共有結合性相互作用の重要性を明らかにした。研究計画に記した、次亜ヨウ素酸イオン触媒によるエーテル環化反応や鉄触媒C-X結合活性化に関する理論的研究のテーマについては困難な面もあるが、現在、進行中である。一方、いくつかの研究に対して、学術誌論文に報告し、班員との共同研究により、新学術領域の発展に寄与した。現在進行中の研究テーマについては、実験を行っている班員等と議論をしながら、進めていく。また、我々から実験家への実験を提案する予定である。