hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
算数の複数解法の協調的吟味に関する実証的研究

本研究は,算数授業において1つの問題に対して児童が考案する複数の解法を「協調的」に吟味することによる学習促進果を明らかにすることを目的とした。具体的には,小学5年生を対象に算数授業において複数の解法が提示される場面を作り,各解法について発表者が「なぜその解法で答えが出るのか」をペアで考える活動を実施することが,単一の解法について同様の説明活動を行う場合や,複数の活動について一人で説明活動を行う場合よりも高い学習成果をもたらすことを明らかにした。また一斉授業の観察と分析からペアによる説明活動の必要性を指摘した。本研究では、算数の授業に注目し、第一に、1つの問題に対して児童が考案する複数の解法を「協調的」に吟味した場合、どのような学習促進効果が期待できるのかを実証的に明らかにすることを目的として、「二者による協調的吟味」に関する調査をおこなった。具体的には、小学5年生を対象に、「単位量あたりの大きさ」の授業において複数の解法が提示される場面を作り、各解法について発表者が「なぜその解法で答えが出るのか」を考える活動を実施した。その際、同じ一つの解法の説明活動についてペアで取り組んだ場合の効果を検討した。第二に、そうした学習促進効果を生じさせる認知的メカニズムを実証的に明らかにすることを目的として、上記の学習促進効果に関する調査の際に、児童同士の協調活動中の記述やICレコーダーにより記録した発言を分析し、複数解法の協調的吟味によって、顕著な理解変化を示したペアについての説明活動の特徴を抽出した。第三に、1つの問題に対して児童が考案する複数の解法としてどのようなものが存在するかを、メカニズムの検討から得られた認知的な観点に基づき明らかにすることを目的として、文献の収集を行った。国内外の算数授業実践を扱った論文・書籍や、算数教科書や指導書を幅広く収集し、児童から考案される解法のバリエーションとして、どのようなものが教育現場で認識されているかを、その内容や種類を学年別、教科書別に明らかにする分析に着手した。以上のように、国際的にも関心を集めるわが国の算数授業における「練り上げ」に注目し、実際の教室という社会的相互作用の起こる生態学的妥当性の高い状況において、複数解法の協調的吟味の学習促進効果とメカニズムを実証的に明らかにすることで、協調学習理論の一層の深化をもたらす意義があると考えられる。また、数解法吟味を用いた有効な発問や教具を科学的な根拠をもって提案できる点でも意義があると考えられる。本研究の目的は、算数の授業に注目し、第一に、1つの問題に対して児童が考案する複数の解法を「協調的」に吟味することによる学習促進効果を明らかにすることであった。本年度は「二者による協調的吟味」に関する調査結果を論文化し、発表した。具体的には、小学5年生を対象に、「単位量あたりの大きさ」の授業において複数の解法が提示される場面を作り、各解法について発表者が「なぜその解法で答えが出るのか」をペアで考える活動を実施することが、単一の解法について同様の説明活動を行う場合や、複数の活動について一人で説明活動を行う場合よりも高い学習成果をもたらすことを明らかにした。多様な解法の集積というクラスレベルでの協調上の利点は、それを各自の問題理解に照らして説明するというペアレベルでの協調に媒介されることで学習成果に寄与する可能性が示された。本研究の第二の目的は、このような効果が生じる認知的メカニズムを実証的に明らかにすることであり、上述の調査の際に採取した会話の音声記録等を分析した結果、一方の解法で得た説明原理を他方の解法の説明に適用することが複数解法からの学習成果と関連する可能性が示された。この成果をまとめ、国際学会における発表にエントリーし採択された。本研究の第三の目的は、1つの問題に対して児童から考案される解法のバリエーションを分類することであり、いかなるタイプの解法であれば示唆されたメカニズムにより学習促進効果が得られるかという視点から分析を行った。さらに今年度は、「多人数による協調的吟味」の検討として小学5年生の算数の授業観察のデータを分析し、その成果を学会において発表した。以上のように、本研究は現実の教室という生態学的妥当性の高い状況において、複数解法の協調的吟味の学習促進効果とメカニズムを実証的に明らかにすることで、協調学習理論の一層の深化をもたらす意義があると考えられる。
ディーゼル排ガス胎仔期曝露による脳機能障害に関わるDNAメチル化異常の網羅的解析

妊娠マウスにディーゼル排ガス(DE)の曝露を行い、生まれた仔マウスの脳について、遺伝子発現の制御に関連するDNAメチル化状態の変化を、全ゲノムを対象として解析した。その結果、出産直後の脳においても、3週齢まで成長した段階でもDNAメチル化状態が大きく変化していることが明らかになった。このことから、胎仔期に曝露されたDEの影響が成長後まで持続することが示唆された。本研究の結果は、DE胎仔期曝露が仔の脳機能に及ぼす影響とそのメカニズムを解明する上で重要な知見と考えられる。当初の計画に従い、妊娠期のマウスにディーゼル排ガス(DE)の曝露を実施し、出産直後および3週齢の時点で試料の採取を行った。DEの曝露により得られた試料のうち、1日齢の雄性産仔の脳からゲノムDNAを抽出・精製し、Methylated DNA immunoprecipitation (MeDIP)法を用いて、ゲノムDNAから特異的にメチル化DNAを回収した。MeDIP法によって回収されたDNAを、現在確立されている手法のうち最もバイアスの少ないin vitro transcriptionを利用したDNA増幅法を用いて増幅し、プロモーター解析用マイクロアレイにより解析した。その結果、いずれの染色体においてもDNAメチル化状態に大きな変化が認められた。特にメチル化頻度が低下する領域が多く検出された。DNAメチル化は遺伝子発現を負に泳御していることから、この結果は、1日齢の雄性産仔において抑制されるべき遺伝子が高発現していることを示唆している。胎仔期は様々な組織が形成される時期であることから、他の期間に比べ遺伝子発現の厳密な制御が必要と考えられる。また、一度生じたDNAメチル化は基本的に細胞分裂後も維持されることから、検出されたDNAメチル化の異常が成長後も維持されると予想される。以上のことから、これまでに明らかとなったDE胎仔期曝露によって仔に生じる健康影響にDNAメチル化の異常が関与していることが示唆された。今後、影響を受けやすい脳領域の同定、成長に伴うDNAメチル化状態の変化の有無、性別による感受性の差などについて更に解析を進める予定である。前年度に確立したDNAメチル化状態の網羅的解析手法を用い、ディーゼル排ガス胎仔期曝露により、仔の脳に生じるDNAメチル化異常を解析した。前年度の研究において、1日齢の雄性産仔でメチル化頻度が低下するDNA領域が多く認められたことから、1日齢の雌性産仔についてDNAメチル化状態を解析した。その結果、雌性産仔においても、胎仔期のディーゼル排ガス曝露によりDNAメチル化状態が大きく変化し、特にメチル化頻度が低下するDNA領域が多く認められた。1日齢で認められたDNAメチル化状態の変化が、成長に伴ってどのように推移するのかを調べるため、産仔が3週齢になった時点でサンプルの採取を行い、DNAメチル化状態を網羅的に解析した。その結果、雄性産仔、雌性産仔ともに3週齢の時点でもDNAメチル化状態に変化が生じていることが明らかになった。このことは、胎仔期のディーゼル排ガス曝露によって仔に生じるDNAメチル化異常が、出生後少なくともある程度の期間にわたって持続し、生体影響に関与することを示唆している。また、1日齢の雄性産仔、雌性産仔に共通してメチル化状態に変化が認められた遺伝子に着目し、各々の遺伝子に付与されたGene Ontologyをデータベースから抽出することで、どのような遺伝子機能に変化が生じるか検討を行った。その結果、receptor activityやDNA bindingといった機能が抽出され、各種の受容体の活性や遺伝子の転写制御に異常が生じやすい可能性が示唆された。本研究の結果は、ディーゼル排ガス胎仔期曝露によって仔の脳に生じる生体影響の背景にDNAメチル化異常を介した遺伝子発現の変化が存在することを示唆するものであり、生体影響のメカニズムを解明する上で極めて重要な知見である。
インド在来型工業都市のビジネスネットワーク

パンジャーブ州ルディアーナーの自転車製造業とタミル・ナドゥ州コインバトールのポンプ製造業の調査研究を実施した。現地調査の知見によれば前者は生産、技術、新規参入などの点などで停滞的であり、産業団体も機能しているとはいいがたい。その理由としてファミリービジネス、パンジャーブ州におけるビジネス風土(ビジネスコミュニティを含め)などを挙げることができる。コインバトールのポンプ製造業も全社同様、数多の産業の担い手がありありかつ規模、技術およびブランド力などにおいてきわめて多様である。ここでもファミリービジネスが基本であるが、業界団体などを通じて結びついており、その意味で本来のクラスターに近いといえる。科研費基盤研究Cの研究課題「インド在来型工業都市のビジネスネットワーク」を遂行するためにインド・ケララ州トリヴァンドラムの開発研究センター(Centre for Development Studies、CDS)に客員として籍を置き、パンジャーブ州でのフィールドワーク、研究会での発表、研究所スタッフとの共同研究を進めてきた。パンジャーブ州・ルディアナの調査から概略以下のような知見を得た。全国ブランドの自転車組み立てメーカー概して新製品の導入、イノベーションなどに消極的である。その理由は長く国内市場が輸入代替工業化戦略の下で国内外、とくに海外からの競争から保護されてきたという数十年の経験を打ち破れないところにあると考えられる。部品メーカー(15社訪問)は商業ビジネスおよび職人カーストなどを出自とする企業家によって創業、経営されているが、彼らもまた同様に製造業の一員としては保守的である。そして、近年、中国製品の輸入による脅威が同産業でも高まる中、彼らが主として取り組んでいるのはいくつもある産業団体を通じた政府・政治家への陳情、彼らとの結びつきの強化であり、ビジネスライクな解決の方向とは異なる。これはパンジャーブ州の企業家の在り方の特徴といえる。なお、同州の企業家についてはパンジャーブ農業大学経営学科長S.カプール教授と頻繁に意見交換を行い、有益な知見を得た。CDSではマニ教授と公共部門企業について共同研究の研究プランを前進させ、また、P.L.ビーナ准教授とは企業部門についてProwessのデータベースを用い、上位企業グループの経営指標の推移をさしあたりエクセルに入力してゆく作業を開始した。これらの研究成果をデリー、CDSおよびコチンで発表を行い、研究交流を深めた。初年度の研究としてほぼ初期の目標を達成し、次年度の発展に向けて足がかりを固めることができた。今年度の研究実績と成果は現地調査によるものと調査結果による考察・検討の2分野である。1.平成28年2月28日から3月17日まで実施した現地調査による成果は以下のとおりである。現代インド研究拠点とタミルナドゥ農業大学の国際会議において(3月1日、2日)、インド農業と過剰な地下水利用の問題について有益な知識と意見交流ができた。地下水汲み上げはポンプ・モーター産業や鋼管製造にかかわる地場鉄鋼業の発展を支えた大きな要因であり、今回のコインバトールにおけるこれらの地場産業調査の基本的背景に関わるものである。同地域は「南インドのマンチェスター」と言われており、繊維産業ほか軽機械産業の発展が、規模の大小を問わずみられる地域であり。今回の調査で、来年度以降の調査のポイントを絞る手がかり、カギとなる企業や企業家および研究者とのコンタクトを得ることができた。先のパンジャーブでの地場鉄鋼業との関連でいえば、訪問調査した工場は北部・東部州からの請負業者とマイグラント労働者が製造を担うという同様の構造を有していた。また、企業家の出自が北部とは異なるにもかかわらず、繊維では流通におけるマルワリ商人の役割が大きい事例も見られた。これらとは別に、同地域では女性の企業家が多いという特徴が見られることも特筆すべきことであろう。出張期間において、ケーララやチェンナイの研究者との交流も進んだことは大きな成果である。2.平成26年度に実施したパンジャーブ州ルディアナの地場製造業、自転車製造業調査の成果発表に関して、記述を充実させるための関連文献・資料の収集に少し手間取り今年度内に刊行することができなかったが、平成28年度前半には投稿できる見込みである。また、インドの企業活動と包摂的発展に関わる課題について、この作業を通じて検討課題(例えば企業と人材および教育などのミスマッチ)について考察を深めることができた。概要のところで述べたように、前年度の自転車産業調査の成果発表が遅れている。しかし、南インド・コインバトールの今年度の調査は平成28年度の再調査に向けて成果が期待できる予備調査となり、本研究課題の主たる内容については今後研究成果が見込まれるので(3)やや遅れているとした。南インドの代表的在来型工業都市であるタミル・ナドゥ州コインバトールの代表的製造業のポンプ産業(water pumps)について現地調査及び若干の文献・資料調査を実施した。訪問先はポンプメーカー十数社、産業団体、産業関連機関および主要な企業家等である。現地調査を通して、中小のポンプメーカーのほとんどがファミリービジネスの形態をとっており、これらの諸企業が業界団体、品質検査機関およびトレードフェア会場の建設などを通じて、製品・品質・市場情報などを共有しながら当該産業を発展させてきたことが確認できた。パンジャーブの自転車製造産業とその企業家と比べると、コインバトールでは企業間の関係は諸団体・機関を通じてかなりオープンに情報を共有しかつ産業を発展させるというビジネスネットワーク、つまり企業文化が明瞭に看取できた。しかしながら、ファミリービジネスにあくまで固執するという企業文化が堅固に根付いており、グローバル化のなかで大きな飛躍を阻害する要因になっているという別の側面も確認できた。

約言するとパンジャーブ・ルディアーナーの製造業もファミリービジネスベースで南のコインバトールと同じ形態であるが、産業団体などを通じて南のほうがより企業家的であるという興味深い知見が得られた。これらの研究成果は刊行準備中である。本年度はこうした現地調査と並行して、インド産業発展研究に関連する課題について文献調査も実施した。まず、インドの経済・産業発展と日本との関わりについて先行研究および基本的な文献資料などにより援助を含む戦後の両国関係を俯瞰し、両国経済関係緊密化に向けた課題を明らかにした。次に、インドICTサービス産業についてその人材が米国とのつながりと移動というグローバルな空間において展開していることを諸資料により検討した。これらの文献資料調査はそれぞれ以下の図書の一部として研究成果を刊行した。パンジャーブ州ルディアーナーの自転車製造業とタミル・ナドゥ州コインバトールのポンプ製造業の調査研究を実施した。現地調査の知見によれば前者は生産、技術、新規参入などの点などで停滞的であり、産業団体も機能しているとはいいがたい。その理由としてファミリービジネス、パンジャーブ州におけるビジネス風土(ビジネスコミュニティを含め)などを挙げることができる。コインバトールのポンプ製造業も全社同様、数多の産業の担い手がありありかつ規模、技術およびブランド力などにおいてきわめて多様である。ここでもファミリービジネスが基本であるが、業界団体などを通じて結びついており、その意味で本来のクラスターに近いといえる。研究実績の概要で記したように、パンジャーブ州の在来型工業の調査に関して初年度の重点課題である自転車製造業については十分な調査を行うことができた。同州の在来型工業に関しては、繊維・アパレル産業についても調査が必要である。これは次年度以降の課題である。本研究課題は在来型工業都市としてパンジャーブ州、タミルナドゥ州(コインバトール市)さらにはグジャラート州(アーメダバード市)を取り上げて比較研究を行うことである。初年度の調査の実績から、堅実な調査を向こう2年度にわたり、タミルナドゥ州・コインバトールを中心に行うのが適切であるという認識に至った。また、今年度海外研修としてケララ州に比較的長期に滞在できたことは、同州がいわば製造業衰退・サービス化の典型的な州であり、同州の経済についてある程度知見を得たことは、インド全体のサービス化の趨勢と製造業発展の可能性を検討する際に有益な知識、視点を獲得したと考えている。このことは研究目的には書いていないことであったが、海外研修によって派生的得られた研究上の成果である。海外研修期間中にCDSの研究者と企業関係のデータベースの利用およびインドでは独立以来相当のプレゼンスを持つ公共部門(主に国営企業)について共同研究を開始できたことは、本科研の研究テーマを今後より広いパースペクティブにおいて遂行するうえで有益である。
微小共振器中のコヒーレント・チャージダイポールによるTHz帯電気信号の発生

本研究の目的は半導体量子井戸等をサブピコ秒レーザパルスで照射することで,コヒーレントな電荷双極子を形成し,これによりTHz帯の周波数を持つ電気信号を発生させること,またTHz電気信号を半導体微小共振器に印加し,共振器中のポラリトンモードを制御することであった.本研究ではこのために,コプレーナストリップラインを用いた測定系構築に引き続き,量子井戸面と垂直な方向の直流およびTHz電界を印加可能なマイクロストリップライン構造を検討した.この構造でパルス光励起による信号を発生・検出するため,インラインにギャップを設けた素子を作製した.実際にTHz電気信号発生の研究を進め,立ち上がり時間400fs程度の信号を量子井戸構造の電界吸収効果によって観測することに成功した.一方で,ラインにギャップを設けずに信号を検出するための新たな手法として透明導電膜であるITO薄膜を用いるマイクロストリップライン素子作製のための研究を行った.実際に素子を用いて,THz電気信号の観測を行い,特性的には不満足ながら量子井戸と垂直な電界信号を捕らえることに成功した.また,この研究の過程において,単線のストリップライン構造でも,表面波を利用してある程度の距離であればTHz電気信号を伝搬させ得ることを見いだした.単線導波路は素子作製が容易である等の利点があり,今後他の用途にも応用できる可能性がある.さらに,直流電界が印加された状態での共振器ポラリトンモード振動に関する研究を行い,モード振動の位相が量子井戸中の直流電界によって変化すること,この現象が光非線形の起源として重要な励起子-励起子相互作用の変化を意味していることを初めて発見した.従来,励起子-励起子相互作用はいわば作りつけの性質であると認識されており,これを電圧という簡便な外部パラメータで変化させえるという可能性は理論的にも実験的にも考慮されていなかった.本研究の目的は半導体量子井戸等をサブピコ秒レーザパルスで照射することで,コヒーレントな電荷双極子を形成し,これによりTHz帯の周波数を持つ電気信号を発生させること,またTHz電気信号を半導体微小共振器に印加し,共振器中のポラリトンモードを制御することであった.本研究ではこのために,コプレーナストリップラインを用いた測定系構築に引き続き,量子井戸面と垂直な方向の直流およびTHz電界を印加可能なマイクロストリップライン構造を検討した.この構造でパルス光励起による信号を発生・検出するため,インラインにギャップを設けた素子を作製した.実際にTHz電気信号発生の研究を進め,立ち上がり時間400fs程度の信号を量子井戸構造の電界吸収効果によって観測することに成功した.一方で,ラインにギャップを設けずに信号を検出するための新たな手法として透明導電膜であるITO薄膜を用いるマイクロストリップライン素子作製のための研究を行った.実際に素子を用いて,THz電気信号の観測を行い,特性的には不満足ながら量子井戸と垂直な電界信号を捕らえることに成功した.また,この研究の過程において,単線のストリップライン構造でも,表面波を利用してある程度の距離であればTHz電気信号を伝搬させ得ることを見いだした.単線導波路は素子作製が容易である等の利点があり,今後他の用途にも応用できる可能性がある.さらに,直流電界が印加された状態での共振器ポラリトンモード振動に関する研究を行い,モード振動の位相が量子井戸中の直流電界によって変化すること,この現象が光非線形の起源として重要な励起子-励起子相互作用の変化を意味していることを初めて発見した.従来,励起子-励起子相互作用はいわば作りつけの性質であると認識されており,これを電圧という簡便な外部パラメータで変化させえるという可能性は理論的にも実験的にも考慮されていなかった.本研究の目的は,半導体微小共振器中の量子井戸励起子を用いることで,チャージダイポールの励起過程を制御し,さらには励起子と光の強結合による新たなコヒーレントチャージダイポールの状態(ポラリトン)を励起し,これらのチャージダイポールを用いた超短電圧パルス(<1ps)やTHz帯電磁波の発生,およびチャージダイポールの動的な制御を実現することである.本年度は,励起ダイポールに起因する超高速の電圧信号発生技術の確立を行った.具体的には多重量子井戸構造を成長したGaAs基板を薄化する技術,電圧パルス信号を検出する測定系を構築した.またこれらを用いて,量子井戸構造上に形成したコプレーナストリップライン間をサブピコ秒レーザパルスで励起することで,電圧信号を発生し,ラインを伝搬した電圧パルスを別の箇所での透過スペクトルの変化として観測した.得られた電圧パルスは数100fsの立ち上がり時間を示しており,THz電圧パルスの発生・伝搬・検出技術が確立できていることを確認した.この実験においては実励起キャリアを用いているため,電圧パルスはステップ関数的になると予想されたが,実際にはステップ関数的成分とデルタ関数的パルス状成分の重畳からなっているという結果を得た.パルス状成分はサブピコ秒パルスによって生成されるダイポールの時間微分(または2階の時間微分)を源とする近接場電磁波動に起因すると考えられる。この点に着目すると,半導体微小共振器に超短垂直電圧パルスを印加できる可能性がある。また本研究と関連し,微小共振器を用いた高効率THz帯電磁波発生方法を提案し,従来バルク半導体表面からの電磁波放射としては最も高強度であるとされていたInAs表面を用いる方法と比較して1桁以上の高効率化を実現した.

本研究の目的は,半導体微小共振器中の量子井戸励起子を用いることで,チャージダイポールの励起過程を制御し,さらには励起子と光の強結合による新たなコヒーレントチャージダイポールの状態(ポラリトン)を励起し,これらのチャージダイポールを用いた超短電圧パルス(<lps)やTHz帯電磁波の発生,およびチャージダイポールの動的な制御を実現することである.本年度は,1)コプレーナマイクロストリップラインにおけるサブピコ秒電圧パルス信号伝搬特性を実験的に詳細に調べ,4kV/cm程度の電界パルスが発生できていることを確認した.2)電磁波解析シミュレータを導入し,実験との対比を行うことで,本研究における実験条件の再現方法を明らかにした.この結果,今後の研究において,ストリップライン構造の設計にシミュレータを用いることが可能になった.また3)本研究では量子井戸面に垂直なサブピコ秒電圧パルスを発生し,且つ量子井戸の励起子応答を光学的に検出することが必須であるが,このための手法として,ITOマイクロストリップライン形成プロセスを確立した.以上の結果を元に,現在量子井戸面に垂直な電界パルス発生とその検出の実験を進めている.さらに,4)サブピコ秒電界パルスによるポラリトンモード振動制御の観測方法として4光波混合の手法を用いることを想定し,その準備として共振器ポラリトンモード振動による4光波混合信号ビート観測の実験を進めた.この中で,励起子間斥力相互作用が量子井戸に印加された直流電界で変化していると考えられる,興味深い現象を捕らえた.現在,この結果に対する詳細な理論検討も進めている.また本研究と関連し,5)微小共振器を用いた高効率THz帯電磁波発生において観測される励起光強度に対する電磁波振幅の飽和傾向が,素子内部の蓄積キャリアの消滅過程を熱電子放出と考えることで説明できることを示した.本研究の目的は,半導体量子井戸励起子を用いることで,チャージダイポールの励起過程を制御し,さらには励起子と光の強結合による新たなコヒーレントチャージダイポールの状態を励起し,これらのチャージダイポールを用いた超短電圧パルス(<1ps)やTHz帯電磁波の発生,およびチャージダイポールの動的な制御を実現することであった.本年度はこれまでの結果をふまえ,量子井戸構造に垂直な電圧印加が可能なマイクロストリップライン構造におけるサブピコ秒電圧パルスの発生の研究を行った.マイクロストリップライン構造におけるサブピコ秒電圧パルス発生はこれまでに研究がほとんど行われておらず,その実現には大きな困難を伴った.特に単純なストリップラインでは,ストリップライン間への光アクセスができないため,電圧パルス発生および検出ができないという大きな問題がある.本研究では,マイクロストリップライン中にギャップを設けることで,一旦表面に平行な直流電界領域を形成し,この領域にサブピコ秒レーザ光を照射することで電圧パルスを発生させ得ることを予測し,これを実現した.電圧パルスの観測においても同様なインラインギャップを利用した.この結果立ち上がり時間数100fsの電圧信号をマイクロストリップライン上で発生・伝搬させ得ることを明らかにした.また,これに関連して,複線構造であるマイクロストリップ線路でなく,単線のストリツプ線路においても表面波としてサブピコ秒電圧パルスを伝搬させ得ることを予測し,実験的に観測した.
分子シミュレーションによる膜タンパク質の機能的ダイナミクスの研究

分子動力学シミュレーションを用いて、膜インタフェイスに関わるタンパク質を計算機中で運動させることによって、それらタンパク質の機能発現の動的過程を明らかにすることを目的として、以下の課題の研究を行った。(1)Sensory Rhodopsin II/Transducer複合体の脂質2重膜中のシミュレーション:この複合体は高度好塩菌の細胞膜にあり、負の走光性をもたらす信号伝達複合体である。この系の基底状態における脂質2重膜中の分子動力学計算を行うことによって、信号伝達の機構を推定する。TransducerのHAMPドメインを付加した複合体モデルの構築とそのシミュレーションを行いその安定性とEPR実験との整合性を確認した。(2)IP3受容体のIP3結合ドメインの構造変化のシミュレーション: IP3受容体は小胞体膜上に存在し、IP3とCa2+の結合により細胞質にCa2+を放出するチャンネルである。その中で結晶構造の解かれているIP3結合型IP3結合ドメインについて、IP3非結合型の立体構造をシミュレーションで作り出した。その構造は、ドメイン間の多くの極性残基間の水素結合によって安定化される多様な構造アンサンブルからなる比較的閉じた構造であることが分かった。分子動力学シミュレーションを用いて,膜インタフェイスに関わるタンパク質を計算機中で運動させることによって,それらタンパク質の機能発現の動的過程を明らかにすることを目的として以下の研究を行った。(1)Sensory Rhodopsin II/Transducer複合体のシミュレーション:この複合体の結晶構造は,膜結合部直下から欠失している。またTransducerについては,細胞質内のHAMPドメインの構造が別の種(A.fulugidus)で,NMRによって解かれている。それら二つをあわせたモデルを構築するため,まず,TransducerのNMR構造から,N.PharaonisのHAMPドメインのモデルを構築し,そのモデルの安定性を分子動力学計算によって確認した。さらに,そのモデルを複合体に接続したモデルを構築した。さらに,そのモデルの安定性を予備的な分子動力学計算で示すことに成功した。(2)IP_3受容体のIP_3結合ドメインの構造変化シミュレーション:IP_3結合型であるIP_3結合ドメイン結晶構造の欠失部分のモデリングを行い,初期構造を構築し,そこからIP_3を取り除いた構造から数度にわたる長時間シミュレーションによってIP_3非結合型の構造予測を行った。その結果,二つのドメイン境界にある疎水領域の安定性,また数多くの極性残基間の水素結合により,IP_3結合型の予想よりも近傍の構造に止まることが示された。
ヴェーダ祭式文献における「祭主の章」：宗教，社会，生活の変遷の解明の為に

ヴェーダ祭式は一般に,祭主が自らの願望成就を目的とし,祭官に挙行を依頼するという形式を取る。祭官は祭式によって祭主と神々とを仲介し,祭主は祭官に報酬を払う。ヴェーダ文献には,祭官と祭主との関係を巡る議論が数多く現れる。しかし,祭主の実態については殆ど解明されておらず,王族による祭主としての祭式への参与が,元来は制限されて部分的にしか認められていなかったことも,殆ど知られていない。社会や生活の変化に伴い,「祭主」のあり方も変化する。本研究では,ヴェーダ文献における「祭主の章」の翻訳と注解を通じ,当時の祭式や思想の内実と社会の変動とを解明するための,1つの確実な資料を提示することを目指した。ヴェーダ祭式は一般に,祭主が自らの願望を成就させることを目的とし,祭官に挙行を依頼するという形式で行われる。祭官は祭式執行によって祭主の願望を成就させ,祭主は祭官にその報酬を支払う。ヴェーダ文献には,祭官と祭主の関係に関する議論が数多く現れる。しかし,祭主そのものの実態についてはほとんど解明されておらず,王族による祭主としての祭式への参加が,元来は部分的にしか認められていなかったことも,ほとんど知られていない。社会や生活の変化に伴い,「祭主」のあり方も変化してゆく。本研究では,ヴェーダ文献における「祭主の章」の翻訳と註解を通じて,当時の祭式や思想の内実と社会の変動とを解明するための,一つの確実な資料を提示することを目指す。今年度は,「祭主の章」の前提とされる伝承を理解するために,『タイッティリーヤ・ブラーフマナ』(B.C.7世紀頃)に収められる準備祭(upavasatha)のマントラ章を精査した。本章はタイッティリーヤ派のみが独自に伝えるものである。一般に,個々のマントラはブラーフマナにおいて引用され,解釈が与えられる。しかし,今回扱ったマントラ章は,同一文献内の準備祭に関するブラーフマナには殆ど引用されていない。一方,タイッティリーヤ派が伝える複数の祭式綱要書(シュラウタスートラ)では,古層の文献が一部のマントラのみを引用するのに対し,「新タイッティリーヤ派」に属する諸文献はほとんどすべてを引用している。すなわち,当該マントラ章の扱いに関して,これを限られたもののみ引用する文献のグループと,ほぼ全体を引用するグループとの二大別が可能となる。このことは,タイッティリーヤ派の文献が編集されてゆく過程と,新月祭・満月祭自体が整備されてゆく過程とを解明する上で重要な示唆を与えるものである。ヴェーダ祭式は一般に,祭主が祭官に挙行を依頼するという形式で行われる。しかし,祭主そのものの実態については殆ど解明されておらず,王族による祭主としての祭式への参加が元来は部分的にしか認められていなかったことも,殆ど知られていない。社会や生活の変化に伴い「祭主」の在り方も変化してゆく。本研究では,ヴェーダ文献における「祭主の章」の翻訳と注解を通じて,当時の祭式や思想の内実と社会の変動とを解明するための,1つの確実な資料を提示することを目指す。今年度は,ヤジュルヴェーダ各学派のサンヒター及びブラーフマナにおける「祭主の章」について,批判的テキストの確定,翻訳,注解を中心に研究を進めた。この間,各学派間の対応を吟味してゆく過程で,平行関係の認められる章と認められない章とが存在し,その平行関係の有無は章ごと,或いは学派ごとに異なっていることが明らかになった。この複雑な伝承状況を整理してゆく為に,「祭主の章」自体の精査に先駆けて,ヴェーダ祭式の基本となる「新月祭・満月祭」に関する調査を優先的に行う必要がある。本年度は準備日のマントラ(祭詞,祝詞)の章を精査し,式次第にかかわる問題(祭官のマントラと祭主のマントラとの前後関係など)を目指して,ヤジュルヴェーダ各学派の近縁関係を明らかにする為の比較検討を行った。また,祭主の来世をも左右する「男児の誕生」に関して,出産時の儀礼並びに神話についても精査した。本研究課題はヴェーダ祭式の主催者たる「祭主」に関する議論を精査し,ヴェーダ文献及び祭式の整備過程の解明に資することを目的とする。本年度は黒ヤジュルヴェーダ各学派の「祭主の章」冒頭のマントラを精査し,マントラ章(紀元前1000年頃)ーブラーフマナ(紀元前800年頃)ー祭式綱要書(シュラウタスートラ,紀元前6世紀頃以降)の3段階に亘ってマントラの位置づけの変遷を跡づけた。また,各段階における学派相互の関係についても影響関係の方向性について可能性を指摘した。ヴェーダ祭式は祭主と執行者たる祭官とによって挙行される。一般に,祭官と祭主とはそれぞれ祭官階級と王族階級に属すると考えられがちである。確かに紀元前7世紀頃以降の諸文献(特に紀元前6世紀頃のウパニシャッド以降)には,祭官と王族との議論が頻出し,王族階級が祭主としての地位を確立しつつあった様子が窺われる。

しかし,先行する黒ヤジュルヴェーダ学派のブラーフマナは,あくまでも祭官階級に属する祭主をスタンダードとして議論を展開している。また,マイトラーヤニーヤとカタの両派は毎日晩と朝に行うアグニホートラ祭の挙行を王族には禁じており,王族による祭式への参与に消極的な段階のあったことを示唆している。このような王族に対する制限は,ヴァージャサネーイン派によって事実上撤廃されたものと考えられる。その一端はヤージュニャヴァルキャとジャナカ王との対話にも現れ,更に王族達が独自の神学議論を発展させていたことも明示されている。それを可能にしたのは,インド・アーリヤ諸部族の東漸と定住化とに伴う王権の伸長であろう。祭式の整備と神学議論が発展してゆく背後には生活と社会構造との変化が深く関与していると考えられる。ヴェーダ祭式は一般に,祭主が自らの願望を成就させることを目的と氏,祭官に挙行を依頼するという形式で行われる。祭官は祭式執行によって祭主の願望を成就させ,祭主は祭官にその報酬を支払う。ヴェーダ文献には,祭官と祭主との関係を巡る議論が数多く現れる。しかし,祭主そのものの実態については殆ど解明されておらず,王族による祭主としての祭式への参与が,元来は制限されて部分的にしか認められていなかったことも,殆ど知られていない。社会や生活の変化に伴い,「祭主」としてのあり方も変化してゆく。本研究では,ヴェーダ文献における「祭主の章」の翻訳と注解を通じて,当時の祭式や思想の内実と社会の変動とを解明するための,1つの確実な資料を提示することを目指した。最終年度に当たり,今年度は「祭主の章」のローマ字テキスト及びマントラ一覧表を作成し,各学派の伝承の共通点及び相違点を明確にした。ヴェーダ祭式は一般に,祭主が自らの願望成就を目的とし,祭官に挙行を依頼するという形式を取る。祭官は祭式によって祭主と神々とを仲介し,祭主は祭官に報酬を払う。しかし,祭主の実態については殆ど解明されておらず,王族による祭主としての祭式への参与が,元来は制限されて部分的にしか認められていなかったことも,殆ど知られていない。社会や生活の変化に伴い,「祭主」のあり方も変化する。本研究では,ヴェーダ文献における「祭主の章」の翻訳と注解を通じ,当時の祭式や思想の内実と社会の変動とを解明するための,1つの確実な資料を提示することを目指した。「祭主の章」と「新月祭・満月祭」章とに関して,マントラ部分のテキストデータをほぼ完成させた。これと同時並行でブラーフマナにおける引用と解釈議論の精査,学派間の対応関係の整理等を行っている。この過程で,ブラーフマナに引用されていないマントラについての検討がやや遅れ気味である。このようなマントラは散発的に現れる場合と,比較的まとまった量で編集されている場合とが有り,マントラの順序が異なる場合には実際の祭式手順の異同を反映している可能性も有り,個々の場合に応じて慎重な判断が要求される。印度哲学・仏教学引き続きマントラの対応とブラーフマナにおける引用,解釈議論の精査等を行う。祭主のマントラは,祭式の基本形である新月祭・満月祭において唱えることを前提として編集されている側面もある。新月祭・満月祭は通常2日間に亘って行われ,1日目の晩が儀礼上重要な役割を果たすと理解されている。その場面で唱えるマントラ,並びにそれらの解釈,神学的議論を優先的に精査して行く。達成度を考慮し,考察の範囲(章の一部について全学派の伝承を対照させるなど)を限定することも視野に入れて翻訳及び注解を行って行く。
π共役らせん高分子を活用した新規キラルセンサ-材料の開発

産学問わず大変重要なキラル分析に関して、今日強く求められている簡便かつ迅速な分析技術を確立するために、π共役ポリマーを活用した新規キラルセンサーの開発を検討した。本研究により、キラル化合物の添加により、そのキラリティーに依存して異なる色調変化を示すπ共役ポリマーの合成に成功した。また、ポリマー構造を調節することで、キラルセンシングにおける感度や選択性が調節できることを明らかにした。本研究では、産業、学術を問わず幅広い分野において今日強く求められている「キラリティーの迅速分析」を達成するために、π共役ポリマーの優れたキラル認識能を活用し、「目視による迅速かつ簡便なキラル分析」を可能とする実用的高分子センサー材料を開発することを目的とした。具体的には、様々なキラルレセプターを有するπ共役ポリマーを精密合成し、キラル物質に対するポリマーの色調変化を詳細に評価した。キラルなウレア基やアミド基を有するポリ(フェニルアセチレン)は光学活性カルボキシレートのそれぞれのエナンチオマーに対し、異なる色調変化を示すことを見出した。これは、このポリマーを利用することで、カルボン酸やアミノ酸を含む様々な光学活性化合物のキラリティーを色調から目視で識別できることを意味している。紫外可視吸収スペクトルでは、ポリマー主鎖に由来する吸収において明瞭なレッドシフトが観察された。また、円二色性スペクトルにおいても劇的なスペクトル変化が生じた。これらのことから、色調変化は主鎖共役系の変化と密接に関連することが明らかとなった。さらに、この色調変化は光学活性化合物の光学純度(ee%)にも依存していることが明らかとなった。従って、当該ポリマーの色調から光学活性化合物のee%を見積もることが可能であることがわかった。以上のように、本研究では、目的であるキラルセンサー材料に応用可能なポリマーの創製に成功したと言える。本研究では、医薬品やエレクトロニクスなどの多岐にわたる産業および有機化学を初めとする幅広い学術分野において今日強く求められている「キラリティーの迅速分析」を達成する革新的手法を確立するために、π共役らせんポリマーの優れたキラル認識能を活用し、「目視による迅速かつ簡便なキラル分析」を可能とする実用的高分子センサー材料を開発することを目的とした。具体的には、キラルレセプターを有するπ共役らせんポリマーを精密合成し、キラル物質に対するポリマーの色調変化を詳細に評価した。特にキラル認識能や検出感度に焦点を絞り、得られた結果を分子設計にフィードバックすることで、センサーポリマーの最適構造を探索した。多種多様なセンサーポリマーを設計、合成し、ポリマー構造とキラル認識能の関係を調査することで、センサーポリマーの最適化を図った。この様な検討を通して、実際に、レセプターとしてキラルなウレア基を有するポリ(フェニルアセチレン)が、光学活性カルボキシレートのそれぞれのエナンチオマーに対し、異なる色調変化を示すことを見出した。また、この色調変化は光学活性化合物の光学純度(ee%)にも依存していることが明らかとなった。従って、当該年度、本研究では、目的であるキラルセンサー材料に応用可能な基盤物質の創製に成功した。当初達成を目指した、それぞれのエナンチマーに対して異なる色調を示すπ共役系ポリマーの合成に成功した。また、光学純度を比色分析できる可能性を示唆させる成果も得られている。さらに、分子設計と色調変化の関係性が明らかになりつつあり、センサー材料の開発にとって有用な様々な知見が得られた。従って、本研究では当初の目的を十分に達成しており、計画以上の進展が達成されたと言える。また、これらの研究成果は複数の学会等で発表されており、関連分野の進展および領域の拡大に大きく貢献したものと考えられる。当該年度、光学活性カルボン酸やアミノ酸に対して異なる色調変化を示すπ共役らせんポリマーの合成に成功した。今後の目標は、適用可能なキラル化合物の範囲を広げること、および最適構造のπ共役ポリマーから実際の使用条件を念頭に置いたキラルセンサー材料を創製することである。具体的には、酸・塩基相互作用や各種ホスト・ゲスト相互作用を利用し、分析可能な光学活性化合物の適用範囲を拡張する。この際、キラルレセプター部位を含むポリマー構造の設計が大変重要である。まずは、様々な分子設計を施したセンサーポリマーを合成、評価し、最適化を図る。また、実際の使用条件を念頭に置き、最適構造のπ共役ポリマーからフィルムやゲルを含む固体状のセンサー材料を創製し、色調変化を評価する。最終的に、π共役らせんポリマーからなる固体状のセンサー材料が「目視による迅速かつ簡便なキラル分析」の手法として現実に利用できることを実験的に証明する。当初の予定では、目標とする「光学活性カルボン酸やアミノ酸に対して異なる色調変化を示すπ共役らせんポリマー」の合成が困難であり、様々なπ共役らせんポリマーを試行錯誤的に合成、評価し、徐々に最適構造を模索する予定であった。

しかし、幸運にも研究の初期段階でそのようなポリマーの合成に成功したため、当該年度は色調変化の評価に注力した。従って、当初計上していた化学試薬や溶媒等の消耗品を購入する必要がなくなったため、当該年度の支出額は当初のそれより少なくなった。次年度では、分析可能な光学活性化合物の適用範囲を拡張する予定であるため、今年度使用しなかった予算を使用し、消耗品等を購入する。また、実際の使用条件を念頭に置いたセンサー材料の創製は、当初より次年度で行う計画であったため、次年度に計上した予算は主にセンサー材料の創製に充てる予定である。
超親水性表面を有するPMBPAzデンチャーの臨床研究

今回の臨床研究において,超親水性ポリマーであるPMBPAzを用いて義歯にコーティングした結果,実際に使用している義歯においてもデンチャープラークの付着を抑制したことが実証された.その抑制効果は義歯の付着面積比較試験において義歯粘膜面では約60%抑制しており,デンチャープラーク濁度比較試験では約80%の抑制効果を示していることが分かった.またPMBPAzポリマーの抑制効果は評価期間内の2週間において効果が持続していたことが分かった.以上より,義歯へのPMBPAzコーティングは,非常に簡単な操作で行うことができ,その長い付着抑制効果から臨床応用に適した方法であることが実証された.現在,我が国では急速に高齢化が進み,可撤性義歯治療の需要は増え続けている.義歯に伴う重要な問題点として,特にプラーク等の細菌が付着することによる残存歯や粘膜への為害作用,さらには誤嚥性肺炎の原因になりうることが挙げられる.さらに高齢化に伴って要介護者や認知症患者は増加しており,義歯を含む口腔衛生状態はますます悪化している.肺炎は我が国の死因第3位である国民の健康維持増進に重要な疾患であり,高齢者での誤嚥性肺炎と強く関連している.誤嚥性肺炎を予防するためには,感染経路である口腔内からの可撤性義歯を介した感染リスクを軽減させることが重要であり,全身の健康維持増進のために急務であるといえる.デンチャープラークの付着を抑制するために,紫外線を利用した光感応型MPCポリマーを開発し,簡便な操作で義歯にコーティングすることが可能となった.このコーティングにより,歯科関連細菌のバイオフィルム形成を90%以上抑制させることに成功し,実際に使用している義歯でも60%以上抑制していることを明らかにした.J Vis Exp, 118: 2016にて論文がアクセプトされ,研究結果を報告することができた.本研究は,優れた生体親和性とタンパク吸着抑制能を有する2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine(MPC)を用いて,汚れない義歯の開発を目指している.今回,東京大学との共同研究により光感応型MPCポリマー(PMBPAz)を開発し,紫外線照射による簡便なコーティングが可能となった.その結果,基礎実験ではバイオフィルム形成を90%以上抑制することに成功し,その機械的・化学的強度も十分であると実証された.本研究ではこのPMBPAzコーティングを患者の使用する義歯に応用し,バイオフィルム抑制効果についての臨床研究を行うことを目的とした.光感応型MPC(PMBPAz)ポリマーを用いてデンチャーにコーティングし,臨床評価によってそのデンチャープラークの抑制効果についての臨床研究を行った結果,実際に患者が使用する義歯においてもデンチャープラーク付着を抑制していることが示された.その抑制効果は,バイオフィルム付着面積染色比較試験において約60%抑制しており,バイオフィルム濁度比較試験において約80%抑制していることが実証された.またPMBPAzコーティング効果は実際の義歯使用後2週間において効果を持続していることが分かった.基礎実験だけだなく,臨床効果について実際に抑制効果を示すことができた.患者が使用する義歯への評価において,様々な要因がある中での今回の抑制効果の結果は今後につながる大きな結果である.今後はコーティングが与える全身状態の改善や細菌に与える影響について調査していきたい.今回の臨床研究において,超親水性ポリマーであるPMBPAzを用いて義歯にコーティングした結果,実際に使用している義歯においてもデンチャープラークの付着を抑制したことが実証された.その抑制効果は義歯の付着面積比較試験において義歯粘膜面では約60%抑制しており,デンチャープラーク濁度比較試験では約80%の抑制効果を示していることが分かった.またPMBPAzポリマーの抑制効果は評価期間内の2週間において効果が持続していたことが分かった.以上より,義歯へのPMBPAzコーティングは,非常に簡単な操作で行うことができ,その長い付着抑制効果から臨床応用に適した方法であることが実証された.クロスオーバーデザイン臨床評価(小規模臨床研究)を行う.被験者:アクリルレジン製の可撤性義歯を装着した患者約20名.期間:コーティング後の義歯使用期間1週間,2週間,1ヶ月間光感応型MPCコーティングのバイオフィルム抑制効果を検討するため,二重盲検クロスオーバーデザインで臨床評価を行う.これによりバイオフィルム付着に対する様々な因子の相互作用の影響を明らかにする.29年度が最終年度であるため、記入しない。バイオマテリアル29年度が最終年度であるため、記入しない。
スループット性能向上を目的とした範囲検索可能分散キーバリューストア

分散KVSはデータをKeyとValueという単純な構造で管理するため,容易にスケールアウト可能であるという利点がある。分散KVSの実装によっては,Keyの範囲を指定することによりそのKey間に属するValueを取得する検索処理が可能な実装もある.しかし,単一検索と範囲検索が混在する環境においては,高速に実行終了が可能な単一検索命令の実行が待たされてしまい,結果として平均応答時間が増加するという問題がある.そこで本研究では複数の検索クエリーをスケジューリングすることにより,データを要求するクエリーの平均応答時間を短縮させる手法を提案し評価を行なった結果,平均応答時間の短縮を確認した.FacebookやAmazonに代表されるように、今や10億人が同時に1つのデータベースにアクセスする時代が到来した。このような大量アクセス環境では、従来の高度な検索性能を有するリレーショナルDBでは対応できず、新しくNoSQLと呼ばれる概念が提案されている。D-KVSの導入が進むにつれ、キーの範囲を指定した検索要求が高まっている。しかし、大部分のD-KVSの実装はキーをハッシュ化するため、範囲検索時にはすべてのノードに検索要求が行われ、事実上実装は不可能である。ハッシュ化を行わない場合、それぞれのノードに格納される対象Keyは、距離的に近いKey群となり、従って範囲検索の場合でも、必要最小限のノードに対してのみ検索要求を行うことが可能となる。しかし、そもそものハッシュ関数導入の目的の1つである負荷分散ができない。複数のパケットに分割された範囲検索パケットのうち、一番処理の遅いパケットの処理終了時刻を目標にしたデッドラインスケジューリングを行うことにより、結果として単一検索のパケットの処理が優先され、データベースシステム全体のスループットが向上すると考えられる。本研究の学術的な特色は、(1)現時点では困難であるD-KVS上での範囲検索を実現するとともに、(2)スケールアウト(台数効果が高い)するスケジューリング手法の開発である。従来の分散スケジューリング手法は、ともすれば経験的な知見(グリーディ戦略)を中心に行われる場合が多かったが、本研究では、理論的に裏打ち可能な分散制約最適化の枠組みで解決することが独創的な点である。さらに、結果として得られる範囲検索可能なD-KVSシステムは、今後の情報爆発社会における重要な要素システムとなることは明らかであり、さらなる発展も期待できる。このような大量アクセス環境では、従来の高度な検索性能を有するリレーショナルDBでは対応できず、新しくNoSQLと呼ばれる概念が提案され、その実装の代表例が分散キーバリューストア(Distributed Key Value Store:以下D-KVS)である。本研究の目的は、スケールアウト性能を有する範囲検索可能D-KVSを作成することである。その重要なマイルストーンが、分散スケジューリングアルゴリズムの開発である。しかし、動的環境下であり、しかもスケジューリング対象のノード数も100から1000を想定した分散アルゴリズムは、まだ開発されていない。本研究では、(1)検索クエリーに並列・投機実行を導入、(2)各サーバ内のクエリースケジューリングに分散制約最適化手法を適用し、サーバ数が100台以上に増加してもスケールアウトするシステムおよびアルゴリズムを開発することが目的である。クラウドサービスの普及により,日々膨大なデータが生成されており,大規模なデータの管理に対する需要が増加している.それに伴い複数の計算機でデータを分散して管理するデータストアである分散Key Value Store(KVS)が広く利用されている.分散KVSはデータをKeyとValueという単純な構造で管理するため,容易にスケールアウト可能であるという利点があり,大規模なデータを扱うサービスなどで注目を集めている.分散KVSでは,データのKeyを指定することで対応するValueを取得する検索処理が可能である.また分散KVSの実装によっては,Keyの範囲を指定することによりそのKey間に属するValueを取得する検索処理が可能なものも存在する.しかし,単一検索と範囲検索が混在する環境においては,高速に実行終了が可能な単一検索命令の実行が待たされてしまい,結果として平均応答時間が増加するという問題がある.そこで本研究では複数の検索クエリーをスケジューリングし,高速に実行可能なクエリーを優先的に実行することにより,検索クエリーの平均応答時間を短縮させる手法を提案する.提案手法を分散KVSのCassandra上に実装し,評価を行った結果,クエリーのスケジューリングにより,単一検索の平均応答時間を最大で80\%,範囲検索の平均応答時間を最大で20%短縮できることを確認した.計算機システムまず計算機シミュレーションにより、様々なクエリースケジューリングの性能とスケジューリングに必要なパケット数(オーバーヘッド)の調査を行った。

その結果、スケジューリング性能では最高性能を有する手法の80%程度の性能であるが、パケット数を劇的に削減できる近似手法を開発した。すでに、提案手法を分散KVSのCassandra上に実装し,評価を行なった結果,クエリーのスケジューリングにより、最大で平均応答時間が2.4倍になるとともに、平均的に単一検索リクエストの応答性能の向上を確認した.さらに国内情報処理学会研究会および国際学会で発表した。現在数学的な解析と、より大規模な実装を行い、実運用レベルでの評価を行う予定である。分散キーバリューストアCassandraに、投機・並列実行システムを導入し、基礎検討を行った。その結果、範囲検索のスループットにおいて、平均47%、最大53%の向上を確認した。さらに投機実行による他のクエリへの影響を測定するために、範囲検索と単一検索を1対1の割合で送信し、応答時間を計測した。その結果、拡張していないCassandraにくらべて、平均で37%、最大で53%応答時間が向上した。またスケールアウト性能に関しても測定した。その結果12台までのサーバの増加にしたいして十分に性能がスケールアウトすることを確認した。またMap and Reduce処理系であるApache Hadoop上に新しい分散スケジューリングアルゴリズムを導入し、従来から実装されているスケジューリングアルゴリズムに対して23%の高速化を達成した。まずは現在の近似手法を実機上でさらなる評価を行い、より高い性能向上を目標とする。また、違う視点として、分散KVSのさらなる性能向上のためには、一貫性制御アルゴリズムのうちの一つであるクオーラムプロトコルのパラメータを動的に変更することが有効であるとの感触を得た。そこで、現在は、クオーラムプロトコルのREAD,WRITE数のパラメータを変更する実装をcassandraに行っている。さらに、現在は12台のサーバでしかスケールアウト性能の確認を行っていないが、今後は研究室内に存在する最大20台のサーバを利用して、性能確認する予定である。またその際のスケールするために、分散制約充足アルゴリズムを利用した分散スケジューリングに関しても検討する。今年度は、計算機シミュレーションに力を入れたため、実装に用いた計算機クラスタは初年度に導入した小規模のシステムで十分であった。実運用に耐えるレベルの大規模計算機クラスタを導入する。上記研究を推進するために、数台のサーバを拡張する予定である。また研究速報として国内の研究会で発表する予定である。