hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
健常な歯周組織の指標となる細菌の検出キットの開発

R.dは培地中に含まれている高濃度スクロースを分解し酸を産生する性状を応用し、改良した培地の組成にpH指示薬であるブロモクレゾールパープル(BCP)を添加した選択液体培地を作製した。チューブに本選択液体培地を分注したものを検査キットの試作品とした。そして歯周炎患者30名、歯肉炎患者15名、および健常者30名からペーパーポイントにて歯肉溝浸出液を採取し、本キットを用いて同菌の定量的検出を行うとともに、従来の選択平板培地による検出結果と比較検討を行うことにより、本検査キットが有用であるか否かを調査した。選択性は従来の選択培地を改良することで顕著に歯肉溝浸出液中の目的外菌は抑制された。本検査キットにBCPによる色調変化によってR.dの菌数を正確に定量可能であることが確認された。これらの結果から、本検査キットは歯肉溝浸出液試料からR.dを定量的に検出することができ、臨床において歯周組織状態を正確にモニタリングすることが可能であり、診断・治療・予後の判定に活用できると推察された。平成30年度では、より短時間で、精度の高い結果が得られるように試作品を改良し、R . dentocariosaを効率的に検出できるように最適な培養条件および正確なカラーチャートによる定量の判定を調査する予定である。そこで、前年度に開発した検査キットを用いて臨床試料を応用する。試料採取およびR .dentocariosaの検出は前年度に準じた方法で行う予定である。同時に選択培地による培養法およびリアルタイムPCR法を用いた遺伝子学的方法による菌数の確認と総菌数に対する検出比率を確認する。それらの結果と開発する本検出キットの結果と比較検討することにより、本検出キットの有用性および基準値の設定を行う。なお統計的分析は、Kruskal-Wallis ANOVAを用いる予定である。R.dentocariosa選択培地の選択性をさらに向上させるために実施する抗菌薬感受性試験で使用するオキサシリン、フォスフォマイシン、リンコマイシン、ストレプトマイシン、メトロニタゾール、オフロキサシン、アンホテンシンBの購入を予定していたが、使用している共同研究室ですでに所有しており、購入する必要がなくなったために次年度使用額が生じてしまった。そのため、次年度にR.dentocariosaの良好な発育と選択性の向上が見込まれると推定される染色剤アクリフラビンの購入を予定している。
科学教育課程の改革,開発,実施に関する調査研究-米国,英国,シンガポールでの事例研究-

本研究では、日本の科学教育に関する問題点を解く糸口を米国、英国、及びシンガポールの科学教育システムに見出そうと考え、これらの国で現在進行中の科学教育改革を、教育行政者、教師等への聞き取り調査、学校での実際の科学授業の分析、教師教育システムの調査などによって詳細に調べ、日本における教育課程審議会とその作業部会、今後の科学教育行政、及び研究者に有益な情報を提供することを目的とした。米国では、多年の論議を経て1995年末に国家科学教育規準(NSES)が制定され、各州において規準達成のための科学カリキュラム改革が進みつつあった。英国では、米国より若干早くナショナル・カリキュラムを制定して、科学技術教育を推進していた。中学校理科教育に関しては、米・英両国ともTIMSSの結果は1983年の第2回国際理科教育調査(SISS)よりも向上しており、シンガポールではTIMSSで世界最高の成績ときわめて望ましい情意態度を示した。さらに、シンガポールでは、TIMSSでの世界最高の成績にもかかわらず、新たな教育課程・指導法を模索していた。本報告書では、3カ国の科学教育課程の改革・開発・実施ついて、現地に出張し、収集した資料と聞き取り調査に基づいて、その概要と若干の事例を記述した。また、最終年度に米国・シンガポールから科学教育研究の専門家を招聘し、科学教育国際セミナーを開催した。この結果についても、別途資料を作成した。1.渡航前に、各国の科学教育カリキュラムの理念・内容・方法・評価に関して、各国の科学教育カリキュラムの開発者に対してインタビューする際の、共通の聞き取り事項と各国独自の聞き取り事項を作成した。2.米国では、まず、カリフォルニア大学バークレー校のLawrence Hall ofScienceにおける初等科学教育カリキュラムFOSSをはじめとする複数の新科学教育カリキュラムの開発者からの聞き取り調査を行い、関連資料を収集した。次に、ハワイ大学における初等科学教育カリキュラムDASHをはじめとする複数の新科学教育カリキュラムの開発者からの聞き取り調査を行い、関連資料を収集した。3.英国では、TIMSS関係者の協力を得て、教育省のナショナル・カリキュラム開発者に対し聞き取り調査を行った。さらに、教育省の協力を得て、ロンドン市の教育委員会の理科指導主事への聞き取り調査を行った。4.シンガポールでは、TIMSS関係者の協力により、教育省の科学教育課程開発者に対し聞き取り調査を行った。5.現在,3ヵ国での調査結果と現地で収集した資料とから、それぞれの国における国レベルで意図された科学教育カリキュラムの理念・内容・方法・評価を分析中である。イギリス理科教育学会(Association for Science Education)にて,研究成果の発表,ならびに,研究情報収集を行った。また、イギリスの科学教育課程開発と改革,普及に関わる研究情報を収集した。シンガポールにおける教育課程実施の状況視察と聞き取り調査を行った。ナンヤン(南洋)工科大学内の国立教育研究所において,所員(大学のスタッフ)を対象としたシンガポールにおける科学教育課程の実施状況に関する聞き取り調査を行った。また,小・中学校各1校を訪問し,学校内の施設設備の見学と教員に対する聞き取り調査を行った。ノースカロライナ州における情報収集と研究協議をおこない、MSEN(数学科学教育ネットワーク)についての情報を収集した。本研究では、日本の科学教育に関する問題点を解く糸口を米国、英国、及びシンガポールの科学教育システムに見出そうと考えた。これらの国で現在進行中の科学教育改革を、教育行政者、教師等への聞き取り調査、学校での実際の科学授業の分析、教師教育システムの調査などによって詳細に調べ、日本における教育課程審議会とその作業部会、今後の科学教育行政、及び研究者に有益な情報を提供することを目的とした。3カ国の科学教育課程の改革・開発・実施ついて、これまで現地に出張し、収集した資料と聞き取り調査に基づいて、その概要と若干の事例を記述した本報告書を本年度作成した。また、本年度に米国・シンガポールから科学教育研究の専門家を招聘し、科学教育国際セミナーを開催した。本セミナーでは、これらの国での取り組みを我が国の教育関係者に広く紹介するとともに、それらの取り組みを我が国の教育に適用することの可能性と問題点を検討した。この結果についても、研究資料「個の可能性を最大限に引き出す科学教育について考える」を別途作成した。
新たなビタミンDレセプターの高次機能の解明

ビタミンD受容体遺伝子欠損(VDRKO)マウスとリガンドである1α,25(OH)_2D_3生合成の鍵酵素である1α水酸化酵素KO(1αKO)マウスの表現型は非常に良く似ており、ともに成長障害、低Ca血症、骨形成不全等が観察されるが、VDRKOマウスではこれらの表現型に加え、脱毛が観察される。よって皮膚においては1α25(OH)_2D_3非依存的なVDRの高次機能があると考えられる。そこで本研究では皮膚特異的VDRKOマウスおよび1α,25(OH)_2D_3のVDRへの結合依存的な転写促進領域(AF-2)に変異を導入したE420A/V421A/F422Aミュータント(AAA)およびΔAF2ノックインマウスを作出し解析することにより新たなVDR高次機能を明らかにしたいと考える。昨年度までに作出したAAAおよびΔAF2マウスはVDRKOマウスと同様の表現型を示したが、脱毛は観察されなかった。本年度はまず皮膚での表現型が最初に観察されるのは生後20日であることを明らかにし、マイクロアレイ解析により、VDRKOマウスと野生型の比較で発現に差のある遺伝子群からΔAF2マウスと野生型の比較でも差のある遺伝子群を差し引くことで、皮膚における1α25(OH)_2D_3非依存的なVDRの標的遺伝子のスクリーニングに成功した。さらにリアルタイムPCRにより解析した結果、同定した遺伝子の一つであるS100a8はVDRKOと皮膚特異的VDRKOでのみ発現量が増加し、AAA、ΔAF2、1αKOでは野生型と同程度の発現量であった。またこの遺伝子のプロモーター領域を用いたルシフェラーゼアッセイにより、VDRあるいはVDRΔAF2を過剰発現させると転写が抑制されることが明らかとなり、S100a8は1α25(OH)_2D_3非依存的なVDRの標的遺伝子であり、新たなVDR高次機能の一端を担っていることが強く示唆された。ビタミンDはカルシウム代謝調節、細胞の増殖抑制・分化促進等様々な生理作用を持つが、これらの生理作用は活性型ビタミンDである1α,25(OH)_2D_3がリガンド依存性転写調節因子であるビタミンD受容体(VDR)に結合し標的遺伝子の転写を制御することによって発揮される。VDR遺伝子欠損(VDRKO)マウスと活性型ビタミンD生合成の鍵酵素である1α水酸化酵素KOマウスの表現型は非常によく似ており、ともに成長障害、低カルシウム血症、骨形成不全等が観察されるが、VDRKOマウスでのみこれらの表現型に加え毛周期の停止による脱毛が観察される。このため皮膚においては、1α,25(OH)_2D_3非依存的なVDRの高次機能があると考えられる。そこで本研究では皮膚特異的VDRKOマウスおよび1α,25(OH)_2D_3のVDRへの結合依存的な転写促進領域(AF-2)の活性中心であるhelix12に変異を導入したマウスを作出し毛周期に着目し解析することにより、新たなVDR高次機能を解明したいと考える。現在までにCre-loxPシステムによる皮膚特異的VDRKOマウスのほか、VDR AF-2領域変異ノックインマウスとしてVDRの転写共役活性化因子と相互作用せず、転写活性化能を有さないE420A/V421A/F422Aのトリプルアラニンミュータント(AAA)およびhelix12を全て欠損させたΔAF2ノックインマウスの作出に成功した。さらにこれらのマウスの解析をしたところ、AAAマウスおよびΔAF2マウスはともに成長障害、低カルシウム血症、骨形成不全といった表現型を示し、その程度はいずれもVDRKOマウスよりも重篤であった。しかしながらAAAマウスおよびΔAF2マウスはともに脱毛が観察されず1α,25(OH)_2D_3非依存的なVDRの高次機能が確かに皮膚には存在する事が強く示唆された。

さらにリアルタイムPCRにより解析した結果、同定した遺伝子の一つであるS100a8はVDRKOと皮膚特異的VDRKOでのみ発現量が増加し、AAA、ΔAF2、1αKOでは野生型と同程度の発現量であった。またこの遺伝子のプロモーター領域を用いたルシフェラーゼアッセイにより、VDRあるいはVDRΔAF2を過剰発現させると転写が抑制されることが明らかとなり、S100a8は1α25(OH)_2D_3非依存的なVDRの標的遺伝子であり、新たなVDR高次機能の一端を担っていることが強く示唆された。
無細胞転写系によるチトクロームP-450C遺伝子発現調節の分子機構の解析

チトクロームP-450Cはメチルコラントレンで誘導発現され、その誘導発現はアデノウイルスE1A蛋白質で抑制される。本研究の目的はそれら発現制御機構を無細胞転写系を用いて分子レベルで解明することである。メチルコラントレン処理および未処理HeLa細胞から核抽出液を作製し、この核抽出液とチトクロームP-450C遺伝子野生株および欠損変異株のプロモーター領域を含むプラスミドDNAと基質(NTP'S)からなる反応液で試験管内でRNAを合成する。RNA量はプロモーター活性に応じて合成されるので、転写活性に必要なDNA上の部位(塩基配列)を固定することで出来る。この系を用いて得られた結果は(1)チトクロームP-450C遺伝子の転写開始部位より上流6300塩基対を含んだプロモーターでは、メチルコラントレン処理したHeLa細胞核抽出液の方が未処理のものと比べて数倍高い活性が得られた。このことは試験管内で行う無細胞転写系でもメチルコラントレン処理によるチトクロームP-450C遺伝子の細胞内誘導発現が完全ではないにしろ部分的に見られることを示唆する。(2)5^ ́上流域における一連の欠損変異株の転写活性を検討すると、-44塩基対まで欠損すると転写活性は極端に下がるが、-55塩基対までのものでは転写活性は野生株と同程度にまで保存されており、更にメチルコラントレンによる転写促進も起こる。これらのことから無細胞転写系で制御機構が解析出来るのは-55塩基対までに存在する塩基配列が関与する誘導発現で、それら以外のエンハンサー等の関与は現時点では解析出来ないことがわかった。今後、この系を改良し、エンハンサー効果も見られる無細胞転写系を確立するとともに、アデノウイルスEIAによる転写抑制機構を明らかにするつもりでいる。
消費者団体の現状と課題及びその活動が及ぼす消費者教育への効果

本研究の研究実績の概要は以下のとおりである。(1)日本の主たる消費者団体の活動とその社会的役割を調査・考察するため、日本の消費者問題および消費者法の歴史において消費者団体が果たしてきた役割、消費者団体の活動内容について文献調査をした。消費者団体の活動や今後の展望については、団体代表者へのインタビュー調査も併せて行った。これらの結果は、長嶋俊介編『生活の経営と福祉』朝倉書店(2003年)の第15章「消費生活と組織-制度的資源について-」にまとめている。(2)最近、消費者契約法における団体訴権の実現を目的とした、専門家集団による新しい消費者団体が創生されているため、この団体の活動に注目し、消費者団体の社会的役割、団体の発展が既存の消費者団体に与える影響について参与観察による調査を行った。この調査は、団体の存在意義や理念に関する点を重視しながらまとめた。この研究は、「団体訴権とこれからの消費者団体」生活協同組合研究(2003)、「消費者団体の活動と団体訴権」生協総研賞記念論文集(2002年)で発表した他、生活経済学会誌において「消費者重視の社会における新しい消費者団体の創成」という論文を投稿中である。(3)変革してゆく社会において、既存の消費者団体や新しく叢生している団体が消費者に与える影響(消費者教育への効果)などに関する調査結果をまとめ、現在、消費者教育学会誌において「消費者政策の動向と民間団体の活動について」という論文を投稿中である。本年度の研究実績の概要としては、以下のとおりである。まず、日本の主たる消費者団体の活動とその社会的役割を調査・考察するため、日本の消費者問題および消費者法の歴史において消費者団体が果たしてきた役割、消費者団体の活動内容について文献調査をしている。今後は、諸外国との比較考察も取り入れたい。消費者団体の活動や今後の展望については、団体代表者へのインタビュー調査も併せて行っている。また、最近、消費者契約法における団体訴権の実現を目的とした、専門家集団に罵る新しい消費者団体が創生されているため、この団体の活動に注目し、消費者団体の社会的役割、この団体の発展が既存の消費者団体に与える影響について参与観察による調査を行っている。これまで、この団体の存在意義や理念に関する点を重視しながらまとめている。このように、変革してゆく社会において、既存の消費者団体や新しく叢生した団体が消費者に与える影響(消費者教育への効果)などについて調査を続ける予定である。
恐竜の移動と生息環境-日本の下部白亜系を中心として

東アジアにおいては,日本,中国,モンゴルの約1億年前の前期白亜紀の地層から共通的あるいは類似的な恐竜化石が産出し,モンゴルや満州と日本を結ぶ恐竜の渡りや移住を暗示する「恐竜ハイウエー」はアジア大陸内を流れる河川沿いにあった河川モデルと北九州・西中国地方と韓国南東部に存在した湖に定期的に訪れたとするヌーモデルがある.河川モデルは,アジア大陸東端にあたる日本の手取層群がその河川の河口にあたると解釈されている.しかし,その河川の正確な位置,規模,環境やそこに生息する生物の構成や構造についてはわかっていない.そこで,この研究では,河川モデルの東端にあたる日本の手取層群での河川の正確な位置,規模,環境やそこに生息する生物の構成や構造を明らかにすることを試みた.その結果,岐阜県荘川村と石川県白峰村の手取層群は,これまでそれぞれ異なる層序区分され,正確な対比が示されていなかった.しかし,この研究では,地層を追跡し,高い地質図を作成し,両地域では同一の地層が連続することを確かめた.そのため,両地域では1つの層序区分が適用されことがわかった.そして,これまで報告された恐竜化石の産出層は,すべて桑島層に含まれることがわかった.さらに,手取層群は最下位の牛丸層から御手洗層への層序は,海進相で,デルタないしその周辺から,沖合いの環境が解釈される.大谷山層から大黒谷層への層序は,海退相を示す.デルタ周辺から湖沼や河川流路の環境が示される.アマゴ谷層,大倉層と別山谷層は,北西側から運搬された河川流路と河川州の堆積相が解釈される.特に,最上部の別山谷層は,網状河川と蛇行河川の2つの層相が存在し,堆積盆地内での河川形態と後背地の様相がしばしば変化していたことを示すと解釈できる.恐竜は,手取層群北西部に位置する延吉層群の堆積盆地と河川系沿いに行き来したと解釈できることを示した.東アジアにおいては,日本,中国,モンゴルの約1億年前の前期白亜紀の地層から共通的あるいは類似的な恐竜化石が産出し,モンゴルや満州と日本を結ぶ恐竜の渡りや移住を暗示する「恐竜ハイウエー」はアジア大陸内を流れる河川沿いにあった河川モデルと北九州・西中国地方と韓国南東部に存在した湖に定期的に訪れたとするヌーモデルがある.河川モデルは,アジア大陸東端にあたる日本の手取層群がその河川の河口にあたると解釈されている.しかし,その河川の正確な位置,規模,環境やそこに生息する生物の構成や構造についてはわかっていない.そこで,この研究では,河川モデルの東端にあたる日本の手取層群での河川の正確な位置,規模,環境やそこに生息する生物の構成や構造を明らかにすることを試みた.その結果,岐阜県荘川村と石川県白峰村の手取層群は,これまでそれぞれ異なる層序区分され,正確な対比が示されていなかった.しかし,この研究では,地層を追跡し,高い地質図を作成し,両地域では同一の地層が連続することを確かめた.そのため,両地域では1つの層序区分が適用されことがわかった.そして,これまで報告された恐竜化石の産出層は,すべて桑島層に含まれることがわかった.さらに,手取層群は最下位の牛丸層から御手洗層への層序は,海進相で,デルタないしその周辺から,沖合いの環境が解釈される.大谷山層から大黒谷層への層序は,海退相を示す.デルタ周辺から湖沼や河川流路の環境が示される.アマゴ谷層,大倉層と別山谷層は,北西側から運搬された河川流路と河川州の堆積相が解釈される.特に,最上部の別山谷層は,網状河川と蛇行河川の2つの層相が存在し,堆積盆地内での河川形態と後背地の様相がしばしば変化していたことを示すと解釈できる.恐竜は,手取層群北西部に位置する延吉層群の堆積盆地と河川系沿いに行き来したと解釈できることを示した.手取層群と関門層群の調査を行った。(1)岐阜県荘川村と白川村の手取層群について,地質野外調査を実施した。これまで,上記2地域の手取層群はそれぞれ独立した岩相層序区分が与えられており,相互の関係が不明であった。しかし、この研究で,2地域の手取層群は,同一のものであり,共通の特徴を持つ地層の分布の連続が確認された。両地域の手取層群は,デルタないしその周辺から沖合い,デルタ周辺から湖沼や河川流路,河川州,網状河川と蛇行河川の環境が解釈された。また,海生と非海生の6つの軟体動物化石群集を区分して,海水から淡水性環境の読みとり指標として,塩分濃度を見積もって,さらに,これらの化石群集を用いて,手取層群の環境の層序的変化を読みとった。その結果,海進期にはより低次オーダーの海進と海退を繰り返しながら進行するのに対して,海退期ではスムーズに環境が変化することを導いた。恐竜は、海退期初期の湖沼と河川周辺の環境に生息していたと解釈できる。(2)関門層群は,韓国慶尚層群と同一の湖沼や河川からなる堆積盆地を形成していたと解釈されている。慶尚層群は,恐竜の足跡が多産する。オストラコーダが両層群から多産するので,化石層序により対比と環境解析が可能である。関門層群のオストラコーダ群集は,慶尚層群下部のそれと同様であることがわかった。

また,群集の入れ替わりが両層群で認められる。これは,オストラコーダ各種の古地理分布を考えあわえると浅海域での北からの海流の影響を受けた時期と調和的であると解釈した。関門層群から恐竜足跡化石が産出しない理由として,恐竜の移動経路が関門層群の堆積盆地周辺からそれていたことが考えられる。東アジアにおいては,日本,中国,モンゴルの約1億年前の前期白亜紀の地層から共通的あるいは類似的な恐竜化石が産出し,モンゴルや満州と日本を結ぶ恐竜の渡りや移住を暗示する「恐竜ハイウエー」はアジア大陸内を流れる河川沿いにあった河川モデルと北九州・西中国地方と韓国南東部に存在した湖に定期的に訪れたとするヌーモデルがある.河川モデルは,アジア大陸東端にあたる日本の手取層群がその河川の河口にあたると解釈されている.しかし,その河川の正確な位置,規模,環境やそこに生息する生物の構成や構造についてはわかっていない.そこで,この研究では,河川モデルの東端にあたる日本の手取層群での河川の正確な位置,規模,環境やそこに生息する生物の構成や構造を明らかにすることを試みた.その結果,(1)岐阜県荘川村と石川県白峰村の手取層群は,これまでそれぞれ異なる層序区分され,正確な対比が示されていなかった.しかし,この研究では,地層を追跡し,高い地質図を作成し,両地域では同一の地層が連続することを確かめた.そのため,両地域では1つの層序区分が適用されことがわかった.そして,これまで報告された恐竜化石の産出層は,すべて桑島層に含まれることがわかった.さらに,手取層群は最下位の牛丸層から御手洗層への層序は,海進相で,デルタないしその周辺から,沖合いの環境が解釈される.大谷山層から大黒谷層への層序は,海退相を示す.デルタ周辺から湖沼や河川流路の環境が示される.アマゴ谷層,大倉層と別山谷層は,北西側から運搬された河川流路と河川州の堆積相が解釈される.特に,最上部の別山谷層は,網状河川と蛇行河川の2つの層相が存在し,堆積盆地内での河川形態と後背地の様相がしばしば変化していたことを示すと解釈できる.恐竜は,手取層群北西部に位置する延吉層群の堆積盆地と河川系沿いに行き来したと解釈できることを示した.
二波長レーザー励起光化学治療システムの開発

昭和63年度実績報告書レーザー光化学治療法は、レーザー光により感光色素を一重項状態に励起し、一重項状態から励起三重項状態に遷移する感光色素により光化学反応を起こさせ、腫傷破壊すなわち、ガンの治療を行うものである(便宜上、これを単一波長励起法あるいは照射法と名付ける)。一方、この感光色素の三重項状態をさらに励起し、強力な光化学反応を起こさせる方法が提唱されている。この方法は感光色素の一重項および三重項状態を同時に、あるいはわずかな時間差を与え励起することから二波長励起法、あるいは二波長照射法と呼ばれる。本研究の目的はこの方法の臨床応用を可能にする具体的なシステム開発にある。更に、現在多くの施設で用いられているレーザー光化学治療システムに対しても本システムが応用できるよう、実際的な方法を検討し、提供することを第二の目的としている。昨年度および本年度において実施した研究は1.昭和62年度において試作・開発したシステムを用い、腫傷親和性感光色素投与下で、二波長照射あるいは単一波長照射について次の項目にわけ、検討を加えた。1)培養細胞における細胞破壊効果。2)担癌マウスにおける腫傷破壊効果。この結果、二波長照射は従来の単一波長照射に比べ、腫傷破壊の浸達長に於て遙かに優れた結果が得られた。2.上記のデーターに基づき、本システムの臨床応用における実用性を高めるため、マイクロプロセッサーのソフトウェアの修正を行なった。3.二波長励起・照射法の物理化学的性質を明らかにするため、各種ボルフィリン誘導体の励起三重項状態の測定を行い、本法の作用機序に対する考察を行なった。昭和63年度実績報告書レーザ光化学治療法は、レーザー光により感光色素を一重項状態に励起し、一重項状態から励起三重項状態に遷移する感光色素により光化学反応を起こさせ、腫瘍破棄すなわち、ガンの治療を行なうものである(便宜上、これを単一波長励起法あるいは照射法と名付ける)。昨年度および本年度において実施した研究は1.昭和62年度において試作・開発したシステムを用い、腫瘍親和性感光色素投与下で、二波長照射あるいは単一波長照射について次の項目にわけ、検討を加えた。2)担癌マウスにおける腫瘍破壊効果。この結果、一波長照射は従来の単一波長照射に比べ、腫瘍破壊の浸達長に於て遙かに優れた結果が得られた。3.二波長励起・照射法の物理化学的性質を明らかにするため、各種ポルフィリン誘導体の励起三重項状態を測定を行い、本法の作用機序に対する考察を行なった。
ワイヤロープの内部疲労損傷メカニズムの解明と寿命予測への応用

ワイヤロープの疲労破壊はこれまで表面素線が先行すると考えられていたが、IWRCロープでは、内部の素線が先行する場合のあることが明らかになっている。そこで、本研究では各種IWRCロープについてS字曲げ疲労試験を行うとともに、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験を行った。その結果、フィラー形とウォリントンシール型ではどちらも内部の損傷が先行するが、その損傷形態には大きな違いがあることが明らかになった。またフレッティング疲労には、素線に作用する繰返し引張荷重の大きさよりも素線同士の圧縮力の方が大きな影響を及ぼすことが明らかになった。本年度は、ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験、ワイヤロープ素線の応力評価の3項目について研究を実施する予定であった。まず、ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価では、φ16mmのフィラー型鋼心ワイヤロープIWRC6xFi(29)とウォリントンシール型鋼心ワイヤロープIWRC6xWS(31)のS字曲げ疲労試験を行い、可視断線発生時、4%可視断線検出時および10%可視断線検出時に疲労試験を打ち切った。その後、引張試験によって損傷したワイヤロープの残存強度を調査した。その結果、以下の知見が得られた。(1)IWRC6xFi(29)は可視断線発生時に内部断線が最大20%発生していたが、残存強度は60%以上あった。(2)IWRC6xFi(29)の残存強度は4%および10%可視断線検出時でほとんど変化せず、ロープ張力が小さくなるほど残存強度は低下した。(3)IWRC6xWS(31)は可視断線発生時に内部断線は観察されなかった。(4)IWRC6xWS(31)の残存強度を4%および10%可視断線検出時に調査したところ、フィラー形とは異なり、ロープ張力に大きく依存しないことが判明した。一方、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験については、ばねでパッドに圧縮力を加える治具を試作し、パッドの圧縮力と素線の負荷応力を変化させた疲労試験を実施しつつ、治具の改良を行った。しかし、十分な摩耗量が得られないなどの問題があるため、引き続き治具の改良を行っている。ワイヤロープ素線の応力評価については、感圧シートによる応力測定のための機材を導入し、予備実験を行った。初年度にあたる平成24年度は、ワイヤロープの内部疲労損傷特性と素線応力の解明を行う計画であった。まず、ワイヤロープの内部疲労損傷特性については、φ16mmのフィラー型鋼心ワイヤロープIWRC6xFi(29)のS字曲げ疲労試験を行い、ロープ張力がワイヤロープの疲労強度に及ぼす影響を調査した。その結果、(1)ワイヤロープはロープ張力が大きくなるほど損傷が激しい。(2)内部断線はロープ張力が小さくても発生する。(3)張力によっては、可視断線がほとんど観察されなくても国内廃棄基準を超える内部断線が発生する。(4)可視断線が検出された時点で疲労試験を中断し、内部断線を計測したところ、全てのロープ張力でクレーン構造規格の廃棄基準を満たす断線が発生していた。(5)素線は疲労破壊で断線するが、素線同士の接触により摩耗した部分が疲労の起点とは限らず、摩耗が見られない部位からも疲労き裂が発生していた。といった知見が得られた。これらのうち、特に(3)、(4)の結果は、現在産業界で一般的に行われている外部からのワイヤロープ検査では内部損傷の発見が遅れ、それが破断事故の主要な原因となるという当初の予想を裏付けるものである。一方、素線応力の解明については素線に半導体ひずみゲージを貼付したモデル試験体を作成し、素線応力の測定が可能であることを確認した。また、ヘルツの接触応力理論により、素線同士の接触応力を算出する手法についても検討した。しかし、予定していた感圧シートによる素線接触応力の実測までには至らなかった。前年度に引き続き、本年度もワイヤロープの内部疲労損傷特性評価、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験、ワイヤロープ素線の応力評価の3項目について研究を実施する予定であった。まず、ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価では、φ16mmのフィラー型鋼心ワイヤロープIWRC6xFi(29)とウォリントンシール型鋼心ワイヤロープIWRC6xWS(31)のS字曲げ疲労試験を前年度に引き続き実施し、前年度の実験で不足していたデータを得た。ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験については、前年度開発した治具では十分な摩耗量が得られない等の問題があったため、引き続き治具の改良を行った。その結果、安定した摩耗が得られようになったため、摩耗用パッドの圧縮力を変化させたワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験を行った。これにより、素線試験片に加える圧縮力と、破断までの荷重繰返し数の間に両対数グラフ上で負の比例関係があることが明らかになった。ワイヤロープ素線の応力評価については、非自転性ワイヤロープ4xF(40)を用いて、ストランド間に感圧紙を挟んでS字曲げ疲労試験を行い、感圧紙の変色量から応力を評価したところ、いずれのストランドでもNipとBedで最大圧力が検出されることが明らかになった。

前年度に引き続き、本年度もワイヤロープの内部疲労損傷特性評価、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験、ワイヤロープ素線の応力測定の3項目について研究を実施する予定であった。まず、ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価については、クレーンによく使用される3種類のワイヤロープについて、疲労寿命に及ぼすシーブ径とワイヤロープ径の比D/dの影響を調査した。その結果、D/dを16から25に大きくしたところ、ワイヤロープの種類に関係なく、疲労寿命が310倍増加した。また、D/dを大きくすると、内部断線が先行し、外層素線の断線が遅延する傾向があることが明らかになった。次に、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験では、昨年度までの試験では破断まで試験を行ったのに対して、本年度は事前に設定した荷重繰り返し数で疲労試験を中止し、素線の摩耗状態を測定した。これにより、摩耗状態の計時変化を明らかにすることができた。また、本年度は試験片に負荷する繰り返し荷重の平均値を変化させた疲労試験を新たに実施した結果、繰り返し荷重の平均値は試験片の摩耗量にはほとんど影響がないことが明らかになった。ワイヤロープ素線の応力測定については、感圧紙による測定の精度についての検証実験を行ったが、実際のワイヤロープによる実験には至らなかった。ワイヤロープの疲労破壊はこれまで表面素線が先行すると考えられていたが、IWRCロープでは、内部の素線が先行する場合のあることが明らかになっている。そこで、本研究では各種IWRCロープについてS字曲げ疲労試験を行うとともに、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験を行った。その結果、フィラー形とウォリントンシール型ではどちらも内部の損傷が先行するが、その損傷形態には大きな違いがあることが明らかになった。またフレッティング疲労には、素線に作用する繰返し引張荷重の大きさよりも素線同士の圧縮力の方が大きな影響を及ぼすことが明らかになった。ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価については予定通り研究が進捗し、当初計画していなかった非破壊検査の適用性評価も実施できた。ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験については本年度に治具が一応の完成を見て、安定した摩耗が得られるようになったが、実験データが当初計画よりも不足している。ワイヤロープ素線の応力測定については、感圧紙によるストランド間応力の測定ができるようになったが、実験データが当初計画よりも不足している。以上から、「やや遅れている。」という自己評価とした。構造信頼性工学、材料力学ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価については、ほぼ予定していた成果が得られているが、引き続きD/d比(シーブ直径とロープ直径の比)を変化させた実験を行うとともに、非自転性ロープについても実験を行う。ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験とワイヤロープ素線の応力測定については、引き続きロープの種類や、荷重強さ等を変化させた実験を行う。ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価については、予定通り研究が進捗し、フィラー型とウォリントンシール型による内部疲労損傷特性や残存強度の違いが明らかになった。また、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験については、実験の実施に必要な治具を作成したが、現状では十分な摩耗量が得られていない。また、時間のかかる疲労試験を優先したため、ワイヤロープ素線の応力評価については、予備実験までで本実験が行えなかった。以上により、「やや遅れている。
非線形楕円型方程式系の解の形状とその数値解析の総合的研究

研究代表者の四ツ谷は,森下,小林,高市,天野との共同研究により,代用電荷法を用いた高精度な新しいポアソン方程式の解法を提案した.最近,森下,天野と共に,計算速度の高速化およびさらなる高精度化に成功した.この方法は,並列計算に極めて適合した方法である.これにより,具体的な非線形楕円型方程式系の詳細な形状を数値的に調べることができるようになった.また,代表者は,壁谷,柳田との共同研究により球対称な解の詳細な解の形状を数学的に調べる方法を開発し発展させた.最近,柳田との共同研究により,方程式を標準形に帰着する組織的な変数変換を発見した.これにより,これまで個別になされてきた研究が標準形を通して有機的に結びつき,逆にそれが各方程式に対する個別の研究の進展している.次に分担者の研究成果を述べる.池田は,ある双安定反応拡散方程式系の静止パルスについて2種類の不安定化が発生することを数学的に厳密に証明した.森田はノイマン条件下の2次元の単位円盤上のギンツブルグ・ランダウ方程式の渦解は,定係数の場合この対称解は不安定であるが,非一様な係数の場合には安定化しうることを示し,その十分条件を与えた.岡はConley indexの理論を,ある種の特異摂動的ベクトル場に対して構築した.山田は,クロスして作用する非線形拡散項をもつ反応拡散方程式系に関する解集合の構造の研究,とくに正値定常解が存在するための条件や解の多重性について研究成果を得た.柳田は,半線形楕円型方程式の球対称解の構造,ネットワーク上の反応拡散系の解の研究,反応拡散系の解の爆発現象,反応拡散系の解の定める界面方程式の研究等について,多くの新しい現象を発見し,それらの数学的な証明を与えた.研究代表者の四ツ谷は,森下,小林,高市,天野との共同研究により,代用電荷法を用いた高精度な新しいポアソン方程式の解法を提案した.最近,森下,天野と共に,計算速度の高速化およびさらなる高精度化に成功した.この方法は,並列計算に極めて適合した方法である.これにより,具体的な非線形楕円型方程式系の詳細な形状を数値的に調べることができるようになった.また,代表者は,壁谷,柳田との共同研究により球対称な解の詳細な解の形状を数学的に調べる方法を開発し発展させた.最近,柳田との共同研究により,方程式を標準形に帰着する組織的な変数変換を発見した.これにより,これまで個別になされてきた研究が標準形を通して有機的に結びつき,逆にそれが各方程式に対する個別の研究の進展している.次に分担者の研究成果を述べる.池田は,ある双安定反応拡散方程式系の静止パルスについて2種類の不安定化が発生することを数学的に厳密に証明した.森田はノイマン条件下の2次元の単位円盤上のギンツブルグ・ランダウ方程式の渦解は,定係数の場合この対称解は不安定であるが,非一様な係数の場合には安定化しうることを示し,その十分条件を与えた.岡はConley indexの理論を,ある種の特異摂動的ベクトル場に対して構築した.山田は,クロスして作用する非線形拡散項をもつ反応拡散方程式系に関する解集合の構造の研究,とくに正値定常解が存在するための条件や解の多重性について研究成果を得た.柳田は,半線形楕円型方程式の球対称解の構造,ネットワーク上の反応拡散系の解の研究,反応拡散系の解の爆発現象,反応拡散系の解の定める界面方程式の研究等について,多くの新しい現象を発見し,それらの数学的な証明を与えた.研究代表者および分担者は本研究課題に関し,本年度は次のような成果を得た.研究内容は2つに大別される.第1は、分担者の柳田英二および壁谷喜継と協力し,準線形楕円型方程式のひとつの典型である,m-ラプラシアンを主要部にもつ方程式の零点の個数が有限であるか無限であるかという研究をおこなった.零点の個数が有限であるための必要条件,無限であるための必要条件,およびsharpな十分条件を与えた.これは,解の形状の研究の基礎となるものである。第2は,ポアソン方程式の代用電荷法を用いた数値解法に関するものである.ポアソン方程式の数値計算は最も基本的であると同時に,非線形楕円型方程式系の解の形状を数値計算を用いて調べる際に最も重要なものである.したがって,これまで実に多くの計算法が考案されてきた.代用電荷法とは,与えられた領域の外部に特異点をもつ,ラプラス方程式の基本解の重ね合わせよって,近似解を構成するもので,極めて単純な計算法でありながら,真の解に指数的に収束して行く個性的な計算法である.研究代表者は,分担者の天野要,および,森下,小林,高市の協力を得て,代用電荷法を用いたポアソン方程式の解法を提案した.特殊解を対数ポテンシャルを用いて表し,ラプラス方程式に帰着し,得られた方程式を代用電荷法を用いて解く.非斉次項を与えられた領域を越えて適当な円盤領域までに拡張し,対数ポテンシャル特異点の周りで極座標変換し,最終的に直方形領域における特異性を持たない積分に帰着する.非斉次項を与えられた領域を越えて適当な円盤領域までに拡張するところがポイントである.これにより,計算スキームが著しく単純になると同時に,計算制度も著しく向上した.研究代表者の四ツ谷は,森下,小林,高市,天野との共同研究により,代用電荷法を用いた高精度な新しいポアソン方程式の解法を提案している.

しかし,この方法には特解の数値積分に要する計算量が少なくないという欠点があった.最近,森下,天野との共同研究により,この特解の数値積分の問題に注目して,改良されたポアソン方程式の数値計算法を提案し,その有効性を数値実験的に検証した.また,代表者は,壁谷,柳田との共同研究により球対称な解の詳細な解の形状を数学的に調べる方法を開発し発展させた.最近,柳田との共同研究により方程式を標準形に帰着する組織的な変数変換を発見した.これにより,これまで個別になされてきた研究が標準形を通して有機的に結びつき,逆にそれが各方程式に対する個別の研究を進展させている.次に分担者の研究成果を述べる.池田は,ある双安定反応拡散方程式系の静止パルスについて2種類の不安定化が発生することを数学的に厳密に証明した.森田はノイマン条件下の2次元の単位円盤上のギンツブルグ・ランダウ方程式の渦解は,定係数の場合この対称解は不安定であるが,非一様な係数の場合には安定化しうることを示し,その十分条件を与えた.岡はConley indexの理論を,ある種の特異摂動的ベクトル場に対して構築した.山田は,反応拡散方程式系に関する解集合の構造の研究,とくに正値定常解が存在するための条件や解の多重性について研究成果を得た.柳田は,半線形楕円型方程式の球対称解の構造,ネットワーク上の反応拡散系の解の研究,反応拡散系の解の爆発現象,反応拡散系の解の定める界面方程式の研究等について多くの新しい現象を発見しそれらの数学的な証明を与えた.
近代日本の未成年者に対する刑事法の理念と実態-刑法制定後の議論を中心として-

本研究は、現行少年法や児童福祉法などの未成年者関連諸法の前提となる、明治40年刑法(現行刑法)における未成年者に関する規定の意義、そして大正期に制定された少年法の制定過程を分析することを通じて、近代日本における未成年者に対する刑事法の理念と実態の解明と、今後の未成年者処遇を検討する上での素材を提供することを目的としたものであり、明治期における未成年者処遇法の考察を行った『近代日本の未成年者処遇制度-感化法が目指したもの-』大阪大学出版会(2005)を発展させたものである。そして本研究においては、明治後期および大正期に発表された現行刑法に関するテキスト、未成年犯罪者および不良少年に関する司法省・内務省・民間有志者の活動の分析を通じて、(1)明治中期の段階で既に行われ始めていた未成年犯罪者および不良少年の処遇に関する民間の活動と国家による活動の、明治後期および大正期における変容、(2)当該変容と現行刑法制定における未成年者に関する規定の関係性、そして(3)近代日本の未成年者処遇における大正少年法の意義と問題点を明らかにした。現行刑法制定後の未成年犯罪者処遇問題に関する課題研究の初年度である平成19年度は、研究計画に基づき、主として当該問題に関する先行研究分析と資料収集に従事した。具体的には、第1に現行刑法が制定されてから旧少年法が制定されるに至る1907年から1922年の間において、現行刑法制定の意義、旧刑法との相違、そして旧少年法制定と密接な関係を有する刑法第41条に関する国立国会図書館所蔵文書から閲覧および複写に着手し、本年度は刑法制定前後の資料に関する作業を完了させた。該当期における刑事法資料は300冊を超えるため、次年度も本作業を係属し、当該資料の分析を通じて未成年犯罪者処遇および旧少年法に対する現行刑法制定の影響を明らかにする必要がある。第2に、近代日本の未成年犯罪者処遇に影響を及ぼした英米の同制度に関する文献収集に着手した。収集した文献の内、特にJuvenile Justice in the Making (David S.Tanenhaus, Oxford Univ Pr, 2004)については、当時の未成年犯罪者処遇を理解するための重要な文献であると考えられることから、現在その検討に着手している。第3に、平沼麒一郎文書における「不良少年二関スル法律案」に関する審議を分析し、研究会において「大正期における刑事法と社会事業の関わりについて」の題で報告を行った(本報告に関する論文は次年度中に公表予定)。当該審議は、刑事訴訟法改正審議から少年問題に関する審議が分離され、旧少年法制定が目指される契機となった審議であり、当時の司法省における未成年犯罪者処遇のヴィジョンを明らかにする上で重要なものであった。本報告に対しては、新派刑法学の影響、内務省の感化救済事業および社会事業との関係なども視野に入れるべき等の指摘を受け、次年度以降の課題として取り入れる予定である。現行刑法制定後の未成年犯罪者処遇問題に関する課題研究の二年度である平成20年度は、研究計画に基づき、研究課題に関する資料収集を継続するとともに、資料の分析にも着手した。具体的には、第一に現行刑法制定後、当時の刑法学者が刑法ならびに第41条、そして続く大正少年法について言及したテキストの収集を継続するとともに、昨年に引き続き国立国会図書館所蔵文書中該当箇所に関する閲覧ならびに複写を行った。第二として平成20年1月に「大正期における刑事法と社会事業の関わりについて」の題で行った研究会報告の活字化作業を行い、「二〇世紀初頭における刑事政策と社会事業に関する一考察-大正少年法案初期審議に見る未成年犯罪者の処遇-」(三重大学『法経論叢』第26巻第1号)として発表した。本論文は現行刑法制定後、未成年犯罪者のみならず要保護児童をも対象とする法律が検討されていたことを取り扱ったものである。そして第三に、第一で複写を行っている資料(現行刑法制定後の刑法に関する研究者のテキストなど)などを用いて、「明治末期から大正期における不良少年、未成年犯罪者を対象とする言説について」の題で研究報告を行った(本報告に関する論文は次年度中に公表予定)。本報告においては、主として現行刑法制定の意義と未成年犯罪者処遇への影響、制定当時の刑法テキストを用いた刑法第41条をめぐる議論分析と、内務省側からの未成年犯罪者・不良少年に対する理解ないし処遇構想を明らかにする目的で、『感化救済事業講演集』、『第一回感化院長協議会速記録』、そして『留岡幸助日記』の分析を行った。現行刑法制定後の未成年犯罪者処遇問題に関する課題

研究の最終年度である平成21年度は、研究計画に基づき、なおも研究課題に関する資料収集を継続するとともに、資料の分析を行った。具体的には、第一に昨年度は主として国立国会図書館所蔵文書における現行刑法が制定された明治40年から大正少年法が制定される迄を対象として逸脱少年、あるいは未成年者処遇一般に関する資料の閲覧および複写を行ったが、本年度は国立公文書館所蔵資料も対象とし、同様に資料の閲覧および収集を行った。第二として、平成20年9月に明治末期から大正期における不良少年、未成年犯罪者を対象とする言説について-該当期の司法福祉(刑事政策、社会福祉)を考察するための準備として-」の題で行った研究会報告の活字化作業を行い、「明治末期から大正期における未成年犯罪者に対する言説に関する一考察」(三重大学『法経論叢』第27巻第1号)として発表した。本論文は、現行刑法制定後の未成年犯罪者および未成年犯罪者の処遇に対する認識の変容を明らかにすることを目的とし、当時の刑法研究者などの当該問題に関する言説を分析したものである。この他、平成21年7月には「大正少年法案における「保護処分」-大正8年に行われた議論を主たる素材として」の題で研究会報告を行うとともに、その研究会報告をまとめる際に取り上げた問題について、「大正少年法における『保護』概念」という題で論文執筆を行った(発表は4月予定)。この他、本年度中に収集した『戦前期少年犯罪基本文献集』は、現段階においては十分な分析が行えていないため、その分析は今後の課題としている。
共感性の進化・神経基盤

共感性領域5年間の研究成果を広く知ってもらうために以下2つのイベントを開催し、研究関係者への成果報告のみならず、一般社会へのアウトリーチも行った。体験コーナーでは、若い世代にも興味を持ってもらえるよう、fNIRS、アイトラッカー、モーションキャプチャーの体験ができるよう工夫し、近隣中学・高校へも告知ポスターを送付するなどして集客を行った。1.共感性領域成果報告シンポジウム「共感性学の創成」2018年4月28日於:東京大学駒場キャンパス内21KOMCEEホール2.共感性領域公開イベントトークセッションと体験コーナー「つながる心を見る」2018年4月29日於:同上イベント開催に合わせて、ニュースレター最終号を刊行し、来場者への配布を行った。イベント終了後は、事務局を中心に事後評価報告書の作成・提出、9月のヒアリングに向けての準備を進め、最終的な評価でA+を獲得することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
スポーツリーグにおいて特定順位を確定するための勝敗数の計算に関する研究

リーグスポーツにおいて勝敗の組合せが有限であることを考えると、シーズン中のどの時点においても、最終的にある順位以上になることが確定する最小の勝ち試合数(クリンチナンバー)、もしくは逆にある順位に届かないことが確定する最小の負け試合数(エリミネーションナンバー)が存在することは明らかである。本研究は、特定の順位を確定するための勝敗数等について、最適化手法を用いて効率的に求める計算法およびこれを実装するソフトウェアを開発することを目的としている。このような勝敗数の計算においては、引分の有無や価値、そして同率や同勝点の場合の順位決定方法などにより、求解の難易度は大きく変化する。例えば、引き分けがない場合あるいは勝点方式の場合は、解くべき最適化問題が線形となるのに対して、引分があり勝率で比較する場合には、解くべき最適化問題は非凸となる。さらに、同率・同勝数の場合にタイブレークのための再試合を行わず、得失点差・総得点・当該チーム間の対戦成績などにより順位を決定する場合には、非凸性に加え、さらに求解の難易度が上がる。特にこの後者に対応するために、対象チームの勝数を固定した上で種々の条件を満たしているか否かを判定する実装が通常行われるが、ワイルドカード方式など複雑な実施形態の下では、このような計算法では対処が難しい。本研究においては、従来の数理モデルを拡張することにより、同率・同勝数の場合の順位判定をも最適化問題に組み込んだ、より汎用的な計算法を開発している。平成30年度は、特にワイルドカード方式を考慮したアルゴリズムを開発し、提案手法の有効性および汎用性を確認するため、日本のプロ野球とバスケットボール、台湾のプロ野球に対して、混合整数計画問題を解くための汎用最適化ソルバであるSCIP(Solving Constraint Integer Programs)を用いた実装を行った。本研究においては、特定順位を確定するための勝敗数等について、最適化手法を用いて効率的に求める計算法およびこれを実装するソフトウェアを開発することを目的としている。このような勝敗数の計算においては、引分の有無や価値、そして同率もしくは同勝点の場合の順位決定方法などにより、求解の難易度が様々に変化する。例えば、引分がない場合あるいは勝点方式の場合は、解くべき最適化問題が線形となるのに対して、引分があり勝率で比較する場合には、解くべき最適化問題が非凸となる。さらに、同率・同勝数の場合にタイブレークのための再試合を行わず、得失点差・総得点・当該チーム間の対戦成績などにより順位を決定する場合には、すべての最適解を列挙しなければならない。特にこの後者に対応するために、従来の計算法では、対象チームの勝数を仮決めした上で、種々の条件を満たしているか否かを判定する制約充足問題として実装している。しかしながら、ワイルドカード方式など、より複雑な実施形態の下では、このような計算法では対処が難しい。本研究においては、現状の数理モデルを拡張することにより、同率の場合の順位判定をも最適化問題に組み込んだ、より汎用的な計算法を開発するため、平成27年度は混合整数計画問題の汎用ソルバであるSCIP (Solving Constraint Integer Programs)を用いて実験を繰り返しながら、クリンチナンバーを求めるための適切な数理モデル表現について検討した。交付申請書に記載した研究実施計画通りに進んでいる。本研究は、特定順位を確定するための勝敗数等について、最適化手法を用いて効率的に求める計算法およびこれを実装するソフトウェアを開発することを目的としている。本研究においては、現状の数理モデルを拡張することにより、同率の場合の順位判定をも最適化問題に組み込んだ、より汎用的な計算法を開発している。昨年度の準備実験に基づき、平成28年度はクリンチナンバーおよびエリミネーションナンバーを求めるための数理モデルを汎用ソルバ上に構築した。研究開始が遅れたが、概ね交付申請書に記載した年度計画通りに進んでいるため。

リーグスポーツにおいて勝敗の組合せが有限であることを考えると、シーズン中のどの時点においても、最終的にある順位以上になることが確定する最小の勝ち試合数(クリンチナンバー)、もしくは逆にある順位に届かないことが確定する最小の負け試合数(エリミネーションナンバー)が存在することは明らかである。本研究は、特定の順位を確定するための勝敗数等について、最適化手法を用いて効率的に求める計算法およびこれを実装するソフトウェアを開発することを目的としている。このような勝敗数の計算においては、引分の有無や価値、そして同率や同勝点の場合の順位決定方法などにより、求解の難易度は大きく変化する。例えば、引き分けがない場合あるいは勝点方式の場合は、解くべき最適化問題が線形となるのに対して、引分があり勝率で比較する場合には、解くべき最適化問題が非凸となる。さらに、同率・同勝数の場合にタイブレークのための再試合を行わず、得失点差・総得点・当該チーム間の対戦成績などにより順位を蹴ってする場合には、さらに求解の難易度が上がる。特にこの後者に対応するために、対象チームの勝数を固定した上で種々の条件を満たしているか否かを判定する実装が通常行われるが、ワイルドカード方式など複雑な実施形態の下では、このような計算法では対処が難しい。本研究においては、従来の数理モデルを拡張することにより、同率・同勝数の場合の順位判定をも最適化問題に組み込んだ、より汎用的な計算法を開発している。平成29年度は、提案手法の有効性および汎用性を確認するため、日本のプロ野球とバスケットボール、台湾のプロ野球に対して、混合整数計画問題を解くための汎用ソルバであるSCIP(Solving Constraint Integer Programs)を用いた実装を行った。初年度の交付決定が11月後半であったため、計画全体が約半年ずれているが、研究計画調書および交付申請書に記載した研究計画は概ね順調に進んでいる。例えば、引き分けがない場合あるいは勝点方式の場合は、解くべき最適化問題が線形となるのに対して、引分があり勝率で比較する場合には、解くべき最適化問題は非凸となる。さらに、同率・同勝数の場合にタイブレークのための再試合を行わず、得失点差・総得点・当該チーム間の対戦成績などにより順位を決定する場合には、非凸性に加え、さらに求解の難易度が上がる。