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宇宙太陽発電用膜面トラス構造体の自己組み立て・自己修復システムに関する研究

1)構造モジュール系:太陽発電衛星の構築に必要な,展開支持構造要素ならびに薄膜太陽電池からなる展開膜面構造要素および,それらを組み合わせた構造体について検討を行った.本研究では,展開支持構造要素としてインフレータブルチューブ構造に着目し,太陽電池発電衛星を構築するため,インフレータブルモジュール構造の構成・展開方法,インフレータブルチューブ要素の力学特性,展開膜面構造の収納・展開方法と力学的相似則,展開膜面の形状変形に関する理論解析,複合インフレータブル構造によるパネル状展開要素,の各研究課題を実施した.2)自動組み立て系:モジュール構造体として,膜面展開可能なテンセグリティ構造体を考案した.このモジュールでつくられる平面構造の面外剛性を理論的に検討すると同時に,スケールモデルを作成して,加圧空気による展開実験を行った.また,モジュールのクラスター輸送と宇宙マニピュレータを使用した組み立てを検討した.形状を立方体に単純化した構造モジュールの組み立てについて,勾配場を利用した最適アルゴリズムを開発し,シミュレーションによる評価を行った.さらに,連続展開が可能なインフレータブルモジュールの構成およびその展開法について検討した.3)プランニング系:自己組み立てアルゴリズムについて,ロボットによるモジュールの運搬最適化問題に取り組み,より効率的にモジュールを運搬するプランをロボットが学習する手法を提案した.具体的には,ロボットの単体学習,ロボット間のグループ学習,そして,全ロボットにおける集団学習を統合した手法を考案し,簡単なシミュレーションを通して,その有効性を検証した.またSSPSの構成要素であるモジュールによる自己修復に向けて,全モジュールの故障領域と正常領域を切り分ける自律分散型故障領域判定手法(自己判定法,隣接判定法,大域判定法)を考案し,100個のモジュールを持つ宇宙太陽発電シミュレータ上で各手法の有効性を検証した.1)構造モジュール系:太陽発電衛星の構築に必要な,展開支持構造要素ならびに薄膜太陽電池からなる展開膜面構造要素および,それらを組み合わせた構造体について検討を行った.本研究では,展開支持構造要素としてインフレータブルチューブ構造に着目し,太陽電池発電衛星を構築するため,インフレータブルモジュール構造の構成・展開方法,インフレータブルチューブ要素の力学特性,展開膜面構造の収納・展開方法と力学的相似則,展開膜面の形状変形に関する理論解析,複合インフレータブル構造によるパネル状展開要素,の各研究課題を実施した.2)自動組み立て系:モジュール構造体として,膜面展開可能なテンセグリティ構造体を考案した.このモジュールでつくられる平面構造の面外剛性を理論的に検討すると同時に,スケールモデルを作成して,加圧空気による展開実験を行った.また,モジュールのクラスター輸送と宇宙マニピュレータを使用した組み立てを検討した.形状を立方体に単純化した構造モジュールの組み立てについて,勾配場を利用した最適アルゴリズムを開発し,シミュレーションによる評価を行った.さらに,連続展開が可能なインフレータブルモジュールの構成およびその展開法について検討した.3)プランニング系:自己組み立てアルゴリズムについて,ロボットによるモジュールの運搬最適化問題に取り組み,より効率的にモジュールを運搬するプランをロボットが学習する手法を提案した.具体的には,ロボットの単体学習,ロボット間のグループ学習,そして,全ロボットにおける集団学習を統合した手法を考案し,簡単なシミュレーションを通して,その有効性を検証した.またSSPSの構成要素であるモジュールによる自己修復に向けて,全モジュールの故障領域と正常領域を切り分ける自律分散型故障領域判定手法(自己判定法,隣接判定法,大域判定法)を考案し,100個のモジュールを持つ宇宙太陽発電シミュレータ上で各手法の有効性を検証した.初年度は,SSPSへの適用を想定して,6角柱形状をもつ膜面モジュールを設計し,これをもとに全体の構築シナリオを策定するとともに,その組み立て・保守に必要な個別技術を検討した.1)膜面テンセグリティ構造モジュールの基本設計と強度評価モジュール構造体として,膜面展開可能なテンセグリティ構造体を考案した.この構造体は,6つのインフレータブルチューブとワイヤー,太陽電池膜面または反射面からできている6角柱状の軽量構造であり,ロボットによるハンドリングが容易なコンパクトなシェルに収納可能である.モジュールでつくられる平面構造の面外剛性を理論的に検討すると同時に,収納時直径360mm高さ120mmスケールモデルを作成して,加圧空気による展開実験を行った.膜面展開については「回転二重折りパターン」の展開力と展開率の関係を、小型の実験モデルを用いた展開実験により検討した,展開張力と展開率の関係を写真計測によって定量的に測定するとともに,ビデオ撮影によって動的な膜面展開過程を計測し,膜面の膜厚,折り目間隔,膜面半径が展開特性に及ぼす影響を明らかにした.さらに,展開力と展開率に関する相似則を膜面の大変形理論から導出した.また,これを用いて実験結果との比較検討を行い,実際の膜面における展開特性の相似則を明らかにした.2)組み立てロボットの仕様および組み立てシナリオの検討H-IIAロケットおよび国際宇宙ステーションISSのJEM暴露部の利用を想定した構築シナリオとして,モジュールのクラスター輸送と宇宙マニピュレータを使用した組み立てを検討した.3)自律分散型故障領域判定手法とその評価宇宙太陽発電用膜面トラス構造体による自己修復実現に向けて,各モジュールが自律決定エージェントとして,全構造物における故障領域と正常領域を切り分ける手法を考案し,その評価を行った.具体的には,各モジュール自らが故障しているかを判定し,故障していれば自らが他のモジュールとの接続を切り離す自己判定手法,各モジュールが隣接モジュールを判定し,故障していればその隣接モジュールを切り離す隣接判定手法を提案した。そして,100モジュールの大きさの宇宙太陽発電シミュレータを構築し,その上でそれぞれの手法の有効性を検証した.前年度に引き続き,宇宙太陽発電膜面

トラス構造体の自己組み立て・自己修復システムについて研究をすすめている.今年度の主な研究項目は以下のとおりである.・連続展開が可能なインフレータブルモジュールの構成およびその展開法について検討した.・二次元展開膜面の折り畳みと展開特性について検討を行った.提案する「回転二重折りパターン」による直径1m,0.6m,0.3mの各小型実験モデルについて,展開力と展開率の関係を実験計測し,理論解析との対応から準静的相似パラメータを重回帰分析により導出し,膜面の膜厚,折り目間隔,膜面半径が展開特性に及ぼす影響を明らかにした.・インフレータブル構造を基盤構造に適用するために,二層テンセグリティ・インフレータブル構造モデルを試作し,展開特性の検討を行った.・マルチセル・インフレータブルチューブを提案し,概念モデルの試作を行い,展開制御について検討した.・貼合わせ型インフレータブルチューブと膜面を一体化した膜構造に対して,展開過程ならびに展開後に局所変形を回避可能な可展開型インフレータブル膜面を提案し,概念モデルの試作ならびに検討を行った.・宇宙太陽発電衛星(SSPS)の自己修復システムとして,(1)一つのパネルが一つの自律主体として故障診断する自律分散型故障診断,(2)パーティクルフィルタを用いた故障状態の推定手法,(3)大規模構造物における分散知識の集約方法,(4)宇宙環境を高次元多峰性関数と見立てた関数推定方法を探求した.・SSPSの自己組み立ての一貫として,(5)自ら構造体の配置位置を決めるマルチエージェント型配置と最適計算に基づく配置,(6)故障ロボットの状態推定に基づく知識利用方法を検討した.・構造モジュール系(1)支持構造部を構築するための連続展開が可能なインフレータブルモジュールの構成およびその展開法について検討した.また,新たに可収納型インフレータブル要素を提案し,設計製造方法について検討するとともに,試験モデルの試作,地上展開実験を通して,その構造力学特性を明らかにした.(2)大型構造物の構築のための可収納型インフレータブルチューブならびにマルチセルインフレータブルチューブを用いた構造モジュールの構築について検討し,その試作を行い展開特性を明らかにした.(3)インフレータブルチューブからなる展開型膜面支持構造の構造最適化について検討した.(4)太陽発電膜面の展開のために,インフレータブルチューブと膜が一体となった多角形型要素の構成方法を提案した.
迅速遺伝子診断システムの開発とインフルエンザ亜型診断への応用

通常のリアルタイムPCRを用いたインフルエンザ亜型確定診断には2時間以上かかるが、本システムを用いることで、実検体を用いてもRNA抽出から測定終了まで、30分以内に終了した。通常のリアルタイムPCRと比べ、若干の特異性の低下がみられたが、季節性ソ連型、タミフル耐性、季節性香港型を区別できることが示唆された。本研究課題は、独自の熱制御機構を持つ超高速リアルタイムPCR機を使い、全行程が30分以内に終了するポータブルな高病原性トリインフルエンザ迅速遺伝子診断法の開発を目的とし、本年度は以下について、検討を行った。1.反応試薬・条件の検討:通常のPCRと熱制御方式の違いから、酵素、条件検討が必要である。高速性を謳っている市販のTaqポリメラーゼ(3社9種類)の検討を行ったところ、2社3種類のポリメラーゼのみ、使用可能であった。このうち、上市、特許などの観点から、1種類に絞り、至適条件を決定した。2.RNA抽出法の確定:全行程を30分以内に設定した場合、RNA抽出は10分以内に終える必要がある。約30分を要する市販のウイルスRNA抽出キットの各ステップについて、省略可能なステップを検討し、8分に短縮した。最終的に抽出から検出まで30分以内、計28分で終了できる系を構築した。3.病院検体を用いた検討:実サンプル(咽頭もしくは鼻腔ぬぐい液)にはRNase、細胞、粘液などが含まれ、RT-PCRの挙動は、PCRの阻害、バックグラウンドも含め、モデル系と大きく異なることが予想される。本年度は、イムノクロマト法でインフルエンザと判定された臨床検体を用いて検討した。イムノクロマト法に用いた検体の残りからRNAを抽出し、同PCRにて検討を行った。通常のリアルタイムPCRを用いた確定診断には2時間以上かかるが、本PCRを用いることで、実検体を用いてもRNA抽出から測定終了まで、30分以内に終了したことは、本法で実用化を目指す意義は大きいと考えられた。1.プライマーの再検討再設計を重ね、一桁程度のウイルス粒子数でも検出可能となった。2.臨床検体を用いた公定法との比較次に、臨床現場において、イムノクロマト法による診断目的で採取され、診断後、保存された26検体を用いて、イムノクロマト法、超高速PCR法、公定法(CDC)にて比較検討を行った。イムノクロマト法と超高速PCR法の一致率は73%であった。今回、検討に用いたRNAはイムノクロマト法に用いた検体の余剰分から抽出しており、抽出までの過程で細胞残渣、鼻・咽頭粘液中のRNaseから保護されていないため、RNAが分解されている可能性が高く、一致率が低くなったと考えられた。3.多検体への対応サンプルをアプライするWellはCD様のサンプルディスク上に8Wellしかなく、亜型判定、変異、など多項目同時測定は不可能となる。多検体及び多項目同時測定に対応するため、ハンディ化に移行する前に、24Wellに対応するように機器の改良を進めた。しかし、外周と内周、3つのエリア間で同一標準検体を用いてもWell間の差が大きく、RNA量として4倍以上(Ct値で2以上)の差が生じることから、機器の精度の向上が必須であると判断した。本法により、臨床検体から、RNA抽出を含め30分以内にインフルエンザ亜型の遺伝子診断が完了可能であることが示され、HPAI対策においても重要な役割を果たし得ることが示唆された。また、インフルエンザ診断以外にも感染症など緊急性を要する遺伝子診断法に応用可能であると考えられる得られた成果は、実用化への課題を浮き彫りにした一方、その可能性と意義を示した。
超局所的方法による非線形特異性の解析

本研究課題の非線形に関する部分については思いがけない困難に出会い直接的な進展はなかった。これに対しもう一つの目的である線形の場合、第2超局所解析および方程式系の超局所理論の初等的定式化に関連して研究代表者の周辺のグループによる研究でいくつかの顕著な進展があった。1.超局所解析においては特異な関数や核関数の表現として通常の擬微分作用素では足りず、それらの一種の境界値を使って表現する事が適切であることが多い。片岡らのグループはそのような作用素の、特に形式シンボルでの表現を研究し境界値作用素が意味をもつための(特に低階項に対する)一種の必要十分条件を得た。またこれは実際に退化した方程式の解の構造研究にも応用された。この条件は第2超局所解析における小さい第2超関数の問題と密接に関連している。2.片岡らは扇型領域上の一変数正則関数に対して積分路を斜めに傾けるアイデアを使い船越と協力して一般の増大度の場合にメリン型積分表示式を得ることに成効した。これは船越によるラグランジアンに沿って退化する作用素の正則マイクロ関数における可解性定理が不自然な増大度制限がついていたのを取り除くためにどうしても必要な積分表示式であった。実際、船越と協力して前記の問題を増大度制限なしに解くことに成功、また系としてラグランジアンに沿って退化する楕円型作用素に対し、マイクロ関数・超関数での可解性定理を得ることに成功した。これも従来の第2超局所解析が方法上の制約から正則包合的の場合に限られていたのに対し、より応用性が高いラグランジアンの場合を初めて具体的に解析する手法を発見した意義がある。佐藤の超関数論における偏微分方程式系の超局所解析では柏原-Schapiraらによる層のマイクロ台の理論が強力な道具となっている。しかし従来同種の問題では偏微分作用素を自然に拡張した擬微分作用素までを考慮し、擬微分方程式系の超局所解までを扱うのが通例であった。これに対し正則関数解を議論の始点とする層のマイクロ台の理論では、擬微分作用素が正則関数には直接作用しないことから同様の扱いは不町能である。柏原-Schapiraらはこのような事情を考慮し層とマイクロ台の理論をより一般化・抽象化した、いわゆるInd Sheavesの理論を建設し擬微分方程式系の解析に応用しようとしている。これに対し片岡らのグループはこのように抽象化しすぎたきらいのある手法を避け、より初等的で具体的対応のつきやすい、Martincauのくさびの刃型定理で用いられている、正則関数の形式的局所有限和表現、を理論の中心に据え、擬微分方程式系の正則関数解に対するマイクロ台の理論を建設しつつある。実際、最近のいわゆるFBI変換の理論など強力な解析的道具だてを使うことにより佐藤超関数やマイクロ関数の通常の理論については層のコホモロジー論を全く使わず、上記の初等的表現法のみにより細部の証明まで含めて再構成できた。また擬微分作用素の正則関数への作用についてもBony-Schapiraによるマイクロ微分作用素の場合のアイデアを拡張・一般化して具体表現を得ることができているが多価性など新しい困難もある。また,前記の問題とも関係が深いが超局所解析においては特異な関数や核関数の表現として通常の擬微分作用素では足りず、それらの一種の境界値を使って表現する事が適切であることが多い。片岡らのグループはそのような作用素の、特に形式シンボルでの表現を研究し境界値作用索が意味をもつための一種の必要十分条件を得た。線形偏微分方程式系の解のより精密な解析的特異性を調べるにはいわゆる第二超局所解析の概念を用いる。ただしその際には余接バンドル内に中心となる部分多様体を一つ固定して議論する必要がある。その場合、方程式系の特性多様体の何らかの退化集合を中心としてとる事が多いので中心となる多様体は次元が低い方が応用性が広い。

代数解析的な意味でのもっとも次元の低い場合はいわゆるラグランジアンに沿う第2超局所解析の場合であるがその場合の実質的な一般論はなく、それより1次元以上大きい正則包合的な場合の一般論から推測するのみであった。一方、船越正太は層のマイクロ台の方法を用いることにより,ラグランジアンに沿って退化する楕円型作用素の第二マイクロ関数での一意可解性を示した。しかし残念ながらその場合無視される第二解析関数ともいわれるマイクロ関数に対しての解析ができず、マイクロ関数のレベルでの結果としては不満足であった。これに関し片岡は船越と協力してこのようなラグランジアンに沿って退化する方程式に対してまず定数係数的な場合に増大度条件付き第二解析的マイクロ関数での可解性定理を得た。そこでは扇型領域上の一変数正則関数に対するメリン型積分表示が決定的な役割を果たすことがわかっていたが任意の増大度をもつ正則関数に対してこのような表示式を得ることは困難であった。片岡はここで積分路を斜めに傾けるアイデアを使い船越と協力して一般の増大度の場合でもメリン型積分表示式を得ることに成功した。この式の直接的応用としてラグランジアンに沿って退化する作用素の正則マイクロ関数に対するCauchy-Kovalevsky型定理も得た。さらに船越はこのメリン型積分表示と大きなパラメーターを含む漸近解析からのアイデアを使って最終的に上記のラグランジアンに沿って退化する楕円型作用素に対してマイクロ関数での可解性を得ることに成功した。
大脳―小脳連関の光マッピングによる解析

運動制御・運動学習の基盤をなす、大脳ー小脳の機能的結合を明らかにするために、大脳皮質連運動野、感覚野と小脳皮質との間の機能的結合を、光活性化チャネル(ChR2)を発現しているマウスにおいて光マッピングにより調べた。これにより、大脳→小脳の結合マップを解析し、苔状線維経由および登上線維経由で異なる情報を伝達していることを明らにした。小脳皮質の部位ごとに大脳の異なる領域から情報を受け取っているが、特定の大脳領域からは、小脳皮質の広い範囲へ情報を送っていることも明らかとなった。さらに、小脳皮質の部位ごとにスパイク潜時が大きく異なっており、小脳皮質での運動関連情報処理と関係していると考えられる。運動制御・運動学習における小脳の役割とそのメカニズムの基盤をなす、大脳ー小脳の機能的結合を明らかにするために、光活性化チャネル(ChR2やNpHR)を用いた大脳皮質および小脳皮質の機能的光マッピングを行う。運動制御や運動学習に関係する大脳皮質連合野、運動野、感覚野と小脳皮質との間の機能的結合を、ChR2やNpHRを発現しているマウスにおいて光マッピングにより調べ、大脳ー小脳間における機能的結合を網羅的に双方向的に明らかにすることで、運動制御・運動学習における大脳ー小脳連関の全貌を明らかにすることを目指す。今年度は、まず、大脳から小脳への結合のマッピングを行った。大脳皮質の出力ニューロンである、第5層錐体細胞にChR2を発現する、Thy1-ChR2マウスを使用し、光刺激として青色レーザー(473 nm)をガルバノミラーを用いて走査する(Hira et al., 2009)ことにより、マッピングを行った。小脳傍虫部第69小葉および小脳半球第1脚、第2脚、正中傍小葉、錐体結合節において、小脳プルキンエ細胞から活動電位を記録しつつ、第一次運動野および高次運動野、感覚野を含む広範囲にわたり光刺激することで、プルキンエ細胞で起こる単純スパイクおよび複雑スパイクを記録した。これにより、苔状線維および登上線維を経由して大脳のどの部位から入力を受けているのかのマップを作成した。現在は、さらにデータを増やすとともに、得られたマップから大脳と小脳の結合についてのモデルを検討している。【最終年度に実施した研究の成果】運動制御および運動学習の基盤となる、大脳ー小脳間の機能的結合を明らかにするために、チャネルロドプシンを発現するマウスを用いて、光マッピングを行った。具体的には、大脳皮質の出力細胞である第5層錐体細胞にチャネルロドプシンを発現するマウスにおいて、小脳プルキンエ細胞のスパイク記録を行いながら、大脳皮質の感覚野、運動野および連合野を含む広い範囲をレーザーにより刺激し、大脳皮質から小脳皮質への入力マップを作成した。その結果、小脳皮質の部位ごとに異なる大脳皮質の領域から様々な入力を受け取っていることが明らかとなった。また、同一プルキンエ細胞でも、苔状線維を介する入力経路による単純スパイクと登上線維を介する入力経路による複雑スパイクでは、異なる入力マップが得られており、それぞれ運動軌道の情報と感覚フィードバックによる誤差情報を伝える経路ではないかと考えている。また、当初の研究計画では、小脳→大脳間の結合も調べる予定であったが、小脳皮質にチャネルロドプシンを発現するマウスの入手および繁殖に時間がかかったため、ようやく実験に着手出来る状態になったところである。実験としては、上記の大脳→小脳間結合を調べる実験と同じであるため、今後小脳→大脳間結合マップを得る。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】上記のように、大脳ー小脳間の機能的な結合を光刺激により解析する実験系を確立した。また、大脳皮質から小脳皮質への入力については、小脳部位および入力経路毎に異なるマップが得られており、今後小脳皮質から大脳皮質への入力マップを解析することで、運動制御・運動学習の基盤となる大脳小脳連関の全体像が明らかになると期待される。神経生理学交付申請書に記載した本年度の研究実施計画について、その目標をほぼ達成しており順調に進行している。引き続き、大脳から小脳への結合について詳細かつ網羅的なマップを作成するとともに、小脳から大脳への結合についてもマッピングを行う。これらにより、本研究の目的である、大脳ー小脳ループの全貌を明らかにする。平成26年度に使用する予定であった、小脳特異的にチャネルロドプシンを発現するマウスについて、平成25年度中にクリーニングを行って、準備を進めていた。得られたマウスについて遺伝子型を確認したところ、変異が導入されたマウスが得られなかったため、再度、人工授精と胚移植を依頼して行ったが、平成25年度内にはマウスを得ることができなかったため。
Ｆｅ系陶磁器釉薬の発色機構の解明

釉薬は長石、融剤、そして、着色材より構成される。着色材をFeイオンにし、融剤を変化させたところ、色彩および結晶構造に変化が生じた。STEM観察から、イオンはナノメータ-オーダーのクラスタを形成している。融剤を変化させるとFeの電子状態をXANESのプリエッジ部分の解析からFe価数の変化やFe周囲の対称性に影響し、それが電子構造に影響していることを見出した。その結果、従来からの着色材イオン紙による色彩変化だけではなく、融剤も色彩に影響していることを明らかにした。今年度は釉薬の色彩と構造の関係を融剤の材料面から研究した。色彩は分光光度計で、構造はXAFSおよびXANESで、また、Fe系の特徴を生かしてFMRおよびESRにより評価した。さらに結晶構造をX線回折並びの透過型電子顕微鏡により観察した。その結果、XAFSおよびXANES測定から、融剤の色彩への影響は2つに大別される。一つはFeの酸化状態(Feの2価、3価)に影響するものとFeの酸化状態が均一なものに分類され、それに伴い、色彩に及ぼす影響が異なる。これは、融剤の酸化性の違いが影響しているものと推定される。また、FMRおよびESRによる測定からFeの状態はFe2O3とFeあるいはFeOであることを明らかにした。結晶構造を調べると、回折ピークが得られないもの、原料とは異なる化合物に起因する回折ピークが得られるもの、そして、原料のピークが観測されるものに大別された。これは、試料により融点が異なることに起因する。また、回折ピークが得られない試料を透過型電子顕微鏡で観察すると、ナノ粒子が観察される。現在、格子像から粒子の物質を同定中である。2013年度は、融剤の濃度を変化させた試料を作製しFeの酸化数や配位構造の変化の詳細を調べる基礎実験を行った。また、第一原理計算の基礎となる配位構造の既知の材料としてプルシアンブルーのXANES測定を行った。これと並行して、ESR(FMR)により磁気特性測定から推定した電子状態は主に電子スピンに関する情報で、ここからFeの電子状態を求める。この結果とEXAFSならびにXAENS測定を通して求めた配位構造とを比較し、釉薬における発色機構の解明を試みた。本研究ではXANESのプリエッジ部分のピークに着目し、Feイオンの価数をエネルギー値より、また、ピーク強度と対称性から配位の対称性について考察を行った。酸素の不対電子の寄与はSiやMgなどの金属イオンにより異なる(SiO2とMgOのそれぞれのOの寄与の差)ことを見出した。これと並行してプルシアンブルーのXANESのプリエッジ部のスペクトルを用いることで第一原理計算による解析できる可能性を見出した。これらの成果に加えて、この3年間のまとめを行った。本研究では、陶磁器の釉薬の発色機構を基礎物性測定と原子レベルの構造評価により解明する手法を確立し、実際の文化財試料の分析へ適用することが目的である。研究代表者:電子状態の評価として、磁化状態の測定を行った。用いる試料はFe系の釉薬を用いた唐津焼である。Fe系材料は磁性体として知られており、磁性はFeの電子状態、特に電子スピンに起因する。この状態をはかるのが電子スピン共鳴吸収(ESR)である。ESRより高い周波数帯を用いる強磁性共鳴(FMR)を測定するのも有効である。これは、磁化状態の違いが配位子の種類や配位数、Feの価数などの差に対応している。これらの結果を用いて、磁化状態から配位構造を解析ことが可能である。手法の確立にあたり、構造や価数が既知な標準となる試料を用いた。これと合わせて、融剤組成を変えた試料を作製し、分光や色差などの測定を行った。研究分担者:高輝度放射光を用いたEXAFSやXAENS測定に先立ち、装置の製作および調整等の準備を行った。これは文化財試料を非破壊で扱い、測定を行うためである。放射光実験施設(ビームライン)は既存のものを用いるが、文化財を対象とする測定系は新たに製作、調整が必要である。また、釉薬中のFe系材料は新規な材料系であるので、測定にあたっては既知の試料を用いて予備測定を行った。また、代表者が作製した試料のEXAFSやXAENS測定を行いFeの状態を示唆する結果を得た。現在、解析を行うとともに第一原理計算の適用の可能性について検討を始めた。今年度までの研究で釉薬の色彩はFeの酸化状態や配位構造に依存して変化していることを見出した。今後、これら構造を第一原理計算などの計算機シミュレーションで明らかにしていく基礎ができた。今後は構造やエネルギー値が既知の化合物で合わせた計算方法を用いて釉薬の配位構造の解明にチャレンジしていく。試料の測定に先立ち、高輝度放射光施設の測定系の準備を行った。

文化財試料の色差や分光、ESR(FMR)測定ならびにXAFS測定やXANES測定を行った。これと併せて解析に必要な基本的な釉薬を作製し、文化財試料と比較の準備を行った。この内容は年度計画に沿うものであり、順調に研究が推移していることに相当する。今後、これら構造を第一原理計算などの計算機シミュレーションで明らかにしていく基礎ができた。今後は構造やエネルギー値が既知の化合物で合わせた計算方法を用いて釉薬の配位構造の解明にチャレンジしていく。あわせて、融剤の影響を引き続き検討していく。本研究では釉薬の発する色彩の発色機構を磁化状態の観測と構造的観測の両面から遷移金属イオンの周囲の構造を解析する。電子構造は電子の有するスピンの状態に依存するので磁化状態の測定は有効である。このよう視点からの測定は行われていないので測定の立ち上げから行う。また、構造的側面からの観測は高輝度放射光を利用する。これは、イオン種に依存するのでFeに関する測定手法の確立から始める。特に、文化財試料を扱うので測定冶具からの開発が必要となる。また、測定結果の解析手法も確立する必要がある。電子構造は遷移金属イオンの周囲への原子あるいはイオンの配位に依存して変化する。この点を第一原理計算や構造解析手法を駆使して解明していく。計算機シミュレーション用の基礎データとなるエネルギーが既知の材料の購入と測定用の治具を購入予定である。24年度は23年度の結果を詳細に解析するために生成条件(温度や雰囲気)が既知の釉薬試料を合成する。電子構造に関する基本物性を測定した後、23年度に確立した磁化状態の測定手法を駆使し、Feの周囲の電子状態の解析を進める。研究分担者:24年度は23年度に確立した高輝度放射光を用いたEXAFSやXAENS測定手法を用いて文化財試料の測定をはじめに行う。測定結果を用いて第一原理バンド計算により配位結合の状態を解析する。24年度の後半から25年度にかけて生成条件(温度や雰囲気)が既知の合成した釉薬試料のEXAFSやXAENS測定をおこない、配位構造を求める。
高齢者における記憶能力のモニタリングに関する研究

本研究は、高齢者の記憶能力のモニタリングに関する検討を目的とした。研究1と研究2において、高齢者が自己の記憶能力を他人と比べた場合、自己の記憶能力を高く評価する自己高揚的評価が生じており、その理由には、日常生活での活動や認知症への非罹患が考えられた。また、自分の興味・関心のある事柄が記憶課題であった場合、記憶能力の自己評価は高いことが見受けられた。さらに研究3では、ライフスタイルが消極的な群(地域活動にあまり参加せず、衣服にこだわらない。休日は家にいることが多い)に分類された高齢者は、記憶能力のモニタリングにおいてもネガティブな評価をしていることが明らかになった。本研究は、高齢者における記憶能力のモニタリングに関する研究を主軸としている。そのうち、平成25年度は、高齢者が記憶しなくてはならない様々な事柄に対して、自分の記憶をどのように評価するのか、その評価の根拠となっていることは何かということを明らかにすることを目的とした。調査では、高齢者大学に通う高齢者30名(男性15名、女性15名、平均年齢68.2歳)に質問紙を実施した。その後、各評価に対する理由の詳細を知るために、聞き取り調査を約30分程度行った。調査項目は、調査対象者に関するフェースシート、様々な記憶課題に対する自己評価、日常生活での記憶の失敗経験、病気に対する考え方、社会的活動状況などで構成した。結果として、「自分の好きなこと」「自分が覚えたいと意欲をもったこと」などの事柄に対して、ほとんどの高齢者が「よく覚えることができる」と評価をしていた。その一方、「若い人が使う言葉」「人の名前」などについて、ほとんどの高齢者が「あまり覚えられない」、「ほとんど覚えられない」と評価をしていた。このような高齢者の評価の根拠を明らかにするために、聞き取り調査の分析を行った。その結果、「自分の好きなこと」や「自分が覚えたいと意欲をもったこと」については、“日常生活で好きなことは覚えられている(例えば歌詞、歴史内容など)"“毎日、他のことはしないけど、それだけをしている"との理由が得られた。一方、「人の名前」については、“人の顔はわかるけど、名前が分からない"“名前は覚える気がない"などの理由が得られた。これらの結果から、高齢者は様々な課題に関する自己の記憶の自己評価を行うというモニタリングは、自己の日常生活の成功経験、あるいは失敗経験に基づいて行われているのではないかと考えられる。今後、さらに詳細な分析を行い、記憶能力のモニタリングと記憶課題の関係を明確にしていく予定である。本研究は,高齢者における記憶能力のモニタリングに関する研究を主軸としている。そのうち,平成24年度は,高齢者における記憶の自己高揚的評価が生じる状況を確認し,そのような評価に関係する要因を明示した上で,記憶に対するポジティブな自己評価の発現機序を明らかにすることが目的であった。そこで,高齢者312人(男性163人,女性149人)を対象に質問紙の調査を実施した。平均年齢は69.46歳であった。なお,本研究では子どもとは同居していない一人暮らしの高齢者のみを対象とした。調査項目は,調査対象者に関するフェースシート,自己の記憶に関する評価,自己の健康に関する項目,自己の社会的活動に関する項目,病気に対する考え方,ライフサイクルなどで構成した。結果として,自己の記憶に関する評価において,ほとんどの高齢者が「1年前よりも自分の記憶は衰えた」と評価したものの,「同じ年の他の人と比べて記憶は衰えている方である」との回答は少なく,「同じ年の他の人と比べて自分の記憶は優れている」との回答が多かった。このことから,これまでの研究と同様に,記憶の自己高揚的評価は,同じ年の他者と比べた場合にのみ見られることが確認された。次に,このような自己高揚的評価と関連する要因を検討したところ,記憶に対するポジティブな自己評価と認知症に対する態度,信念,社会的活動,趣味の活動などとの関係が顕著であった。現在,得られたデータを用いて,コレスポンデンス分析や共分散構造分析などを行い,記憶の自己高揚的評価の発現に関するモデルを作成中である。本研究は、老年期の認知特性の理解や生涯学習の支援のために、高齢者のモニタリングに関する検討を目的としていた。研究1と研究2において、高齢者における記憶能力のモニタリングを詳細に検討した。その結果、高齢者の記憶能力のモニタリングにおいて、他人と比べた場合、記憶能力の自己高揚的評価が生じることがこれまでの研究同様に確認された。この理由として、社会的な活動をしていること、個人で記憶に関する活動をしていることなどが多くあげられていた。すなわち高齢者は、日常生活を活動的に過ごすことが、記憶の能力の維持につながっていると考えていることが伺えた。

また、認知症という記憶に関係する病気に対して、恐怖感を抱いていると同時に、罹患していないこと、その状態がすでに記憶能力がいいと評価する判断基準になっているようであった。実際に記憶テストなどをする機会がほとんどない高齢者にとって、自己の記憶の評価は、日常生活そのものや認知症への罹患を軸に形成されていると考えられた。また、記憶課題については、興味・関心のある事柄については記憶能力の自己評価は高いようであるが、それ以外の事柄は覚える必要がなく、たとえ記憶できなくても意に介さない傾向が見受けられた。さらに、研究3において、記憶能力のモニタリングにおいて高齢者のライフスタイルごとに違いが見られるのかについて検討した。その結果、ライフスタイルが消極的な群は、記憶のモニタリングに関してもネガティブであることが示唆された。このことから、生涯学習や記憶活動の支援において、高齢者がどのようなライフスタイルをもつのかをあらかじめ知ることにより、様々なライフスタイルをもつ高齢者に即した、的確なサポートができるのではないかと推測される。社会科学平成25年度の研究状況は、おおむね計画通りであると言える。高齢者における記憶能力のモニタリングと記憶課題に関する検討として、質問紙調査と聞き取り調査を予定していた。質問紙調査だけでは、高齢者の記憶に対する自己評価の理由を明確に把握することが不十分だと考えたためである。平成25年度の研究においては、高齢者に対して、質問紙調査と聞き取り調査を実施することができ、データの収集が計画通りであったと言える。また、質問紙において様々な記憶課題を設定し、多岐にわたる記憶課題に対する高齢者の記憶に対する自己評価という記憶モニタリングデータを収集できたと考える。他方、高齢者に対する質問紙での回答をもとに、聞き取り調査を行ったことにより、高齢者の記憶モニタリングの根拠を的確に、もらすことなく得られ、記憶能力のモニタリングと日常生活の関係性を指摘することができた。しかし、日常生活での記憶の失敗経験の質問項目や病気に対する考え方との詳細な検討はこれから行う予定であり、現在、分析を実施中である。平成24年度の研究状況はおおむね,計画通りであると言える。高齢者の記憶に対する自己評価を測定する際には,2つの側面に注意する必要があると考える。1つは,現在と過去の比較である,もう1つは自己と他者の比較である。これらそれぞれの側面について明らかにすることが可能な記憶能力の評価に関する質問紙を作成することが本年度の1つの課題であったが,調査可能な質問紙を作成することができたと言える。また,当初の目的どおり,高齢者に対してその質問紙と記憶の自己評価に関係すると考えられる要因を含めた調査を行った。その結果,高齢者において,自己の記憶に対する自己高揚的評価に関係する要因を確認することができた。ただ,記憶の自己評価に関係する要因の抽出はできたものの,その要因どうしの関係性や影響力などについてはより詳細な関係を検討が必要であると考えられる。そのため,現在さらに多角的な分析を実施中である。現在、平成25年度の調査で得られたデータを詳細に分析中であり、研究全体を円滑に進めていくためには、この結果を正確に把握することが最優先課題であると認識している。
地下ダムの設計手法

本研究課題「地下ダムの設計手法」を構築するため、地下ダム堤体築造工法の選定手法に関する調査・検討,地下ダム施工過程による地下水流動への影響解析,および地下ダム湖に貯留された地下水利用法の検討を本年度の主たる研究目的とした。このために、既に初年度に購入し、同時にハードウェアの環境整備を行った主要設備備品のワークステーションにおいて、次年度に解析システムを構築したが、本年度においては本目的の解析および検討が可能となるように、同システムを更に発展させた。すなわち、当研究室で既に開発しているもので、地下ダム堤体施工過程および地下水揚水を考慮した地下水流動解析プログラムを移植した。以上により更新された数値解析環境下において、まず、本年度の検討課題である地下ダム施工過程影響下の地下水流動解析を実施した。同時に、地下水利用手法の構築のため、地下ダム湖の貯留地下水を対象とする揚水解析を実施した。この解析に際し、揚水管理運営上検討すべき課題であ需要揚水量確保問題および地下水環境問題をふまえた手法を開発・検討している。なお、初年度に検討した貯留域の変化する地下水流動モデルが両解析システムに活かされている。本年度においては、初年度に検討した貯留域の変化する地下水流動モデルの定式化に成功した後、同モデルに対するパラメータ同定解析プログラムの開発を完了した。このプログラムには昨年度の研究で構築された同定システムが組み込まれている。仮想事例によるいくつかの数値計算の実施によって、新たな同定システムの有効性について検討した結果有用な同定結果が得られることを確認した。最後に、3年間にわかる本研究のとりまとめを行い、地下ダム設計に必要な資料として、ワークステーションによって報告書を作成した。本科学研究費補助金研究課題「地下ダムの設計手法」を確立する基礎資料の整備を本年度の主眼とした。そのために、まず主要設備備品であるワークステーションを購入し、データ処理を行うためのハードウェアを整えた。このワークステーションは学内LANを経由して、コンピュータネットワークに接続され、国内外の研究機関との電子メールによる情報交換、あるいはファイルの転送などを容易とした。さらに、ソフトウェアを完備するために、当研究室で既に開発している数値解析プログラムを移植して数値計算の精度や処理速度をワークステーション上で検討した。結果の図化をターミナルスクリーン上およびプリンタに実現する環境を整えることができた。こうした数値解析環境のほか、いわゆるXのソフトウェアも同ワークステーション上に展開し、多角的な利用が可能となっている。次に、地下水解析モデルの検討を実施した。既往の文献を調査して既存の解析手法の有用性や問題点を整理した。ついで支配方程式に関する有限要素定式化を行い、得られた弱形式に関する数値解析プログラムを開発して、いくつかの例題の解析によって開発プログラムの解析精度を検討した。このような解析モデルの検討と平行して、地下ダム建造が計画されている現地の調査を行って、地下ダム堤体建造工法に関する技術を蒐集し、その効果を資料に基づいて分析した。またここで得られたデータから実施地区における現象の分析をあわせて行った。現象の把握にはこうした支配方程式に対する有限要素解析手法の開発のほかに、観測挙動に関する解釈も必要となる。とくに、支配方程式におけるパラメータ同定を観測記録から実施することの意義が重要視されてきており、この研究においても逆解析プログラムの開発と仮想および実データに対する適用を現在検討している。本科学研究費補助金研究課題「地下ダムの設計手法」を確立するために、貯水域における地下水挙動解析と結果の把握、地下ダム壁体構造の規模や構造様式に関する資料の整備を本年度の主眼とした。このために、既に初年度において購入した主要設備備品であり、初年度にハードウェアの整備を完了したワークステーション上に解析システムを構築した。具体的には、当研究室で既に開発している数値解析プログラムの移植や図化処理プログラムの整備を完了した。こうした数値解析環境の下で、本年度の検討課題である貯水域における地下水挙動解析や地下ダム壁体構造解析を実施している。

この解析にあたっては、初年度において検討した地下水解析モデルをシステムに含めている。さらに、学内LANを経由したコンピュータネットワークにより、国内外の研究機関との電子メールによる情報交換、ファイルの転送、あるいはデータの収集を検討した。次に、現場データの収集を行い、パラメータ同定解析を試験的に実施した。パラメータ同定アルゴリズムの検討と仮想事例に関するいくつかの数値計算により検証を併せて行い、開発したプログラムにおいてアルゴリズムが有効に機能し、有用な同定結果が得られることを確認した。また、収集した地下水の現況と上で記述した数値解析による貯水域の地下水挙動とを比較・検討した。さらに、地下ダム施工に伴う流況変化を考慮した、地下ダム堤体の施工順序および最適揚水量について、具体的な検討を進め、堤体構造設計に必要となる資料を整えている。本研究課題「地下ダムの設計手法」を構築するため,地下ダム堤体築造工法の選定手法に関する調査・検討,地下ダム施工過程による地下水流動への影響解析,および地下ダム湖に貯留された地下水利用法の検討を本年度の主たる研究目的とした.このために,既に初年度に購入し,同時にハードウェアの環境整備を行った主要設備備品のワークステーションにおいて,次年度に解析システムを構築したが,本年度においては,本目的の解析および検討が可能となるように,同システムを更に発展させた.すなわち,当研究室で既に開発しているもので,地下ダム堤体施工過程および地下水揚水を考慮した地下水流動解析プログラムを移植した.以上により更新された数値解析環境下において,まず,本年度の検討課題である地下ダム施工過程影響下の地下水流動解析を実施した.同時に,地下水利用手法の構築のため,地下ダム湖の貯留地下水を対象とする揚水解析を実施した.この解析に際し,揚水管理運営上検討すべき課題である需要揚水量確保問題および地下水環境問題をふまえた手法を開発・検討している.なお,初年度に検討した貯留域の変化する地下水流動モデルが両解析システムに活かされている.本年度においては,初年度に検討した貯留域の変化する地下水流動モデルの定式化に成功した後,同モデルに対するパラメータ同定解析プログラムの開発を完了した.このプログラムには昨年度の研究で構築された同定システムが組み込まれている.仮想事例によるいくつかの数値計算の実施によって,新たな同定システムの有効性について検討した結果,有用な同定結果が得られることを確認した.最後に,3年間にわたる本研究のとりまとめを行い,地下ダム設計に必要な資料として,ワークステーションによって報告書を作成した.
肺を起点としたアレルギー疾患発症機構の解明

抗原特異的IgEの産生誘導は喘息をはじめとするI型アレルギー疾患の誘導において極めて重要な役割を担っている。しかしながら、生体内で実際にどのようにIgE産生が誘導されるのかについては未だに完全には明らかにされていない。これまで、B細胞におけるMyD88シグナルは、抗原特異的な抗体産生には関与しないか、関与してもTh1型の抗体であるIgG2a/cへのクラススイッチにのみ関与すると考えられてきた。ところが今回、我々は肺へのブタクサ花粉曝露によるブタクサ花粉特異的および非特異的IgE/IgG1産生の誘導にはB細胞特異的なMyD88シグナルが重要であることを見いだした。肺を起点とした抗原の曝露によるTh2応答の誘導は抗原特異的なIgE産生を誘導し、アレルギー性喘息をはじめとした重篤なI型アレルギー疾患を引き起こす。しかし、アレルギー性応答において、実際に生体内ではどのようにIgE産生が誘導されるのかについては未だ完全には明らかにされていない。今回、我々はMyD88欠損マウスの肺にブタクサ花粉を曝露させた結果、MyD88欠損マウスでは血清中のブタクサ花粉特異的および非特異的IgE産生が著しく障害されていることを見いだした。一方、肺へのブタクサ花粉の曝露によって誘導される肺門リンパ節へのDCの遊走はMyD88欠損マウスでも野生型と同様に認められ、またブタクサ抗原特異的なTh2細胞の誘導も正常であった。B細胞におけるMyD88の役割を検討する目的で、骨髄キメラの系を用いてB細胞特異的にMyD88を欠損したマウスを作製し同様の花粉曝露実験をおこなった。その結果、B細胞特異的にMyD88を欠損したマウスでは血清中のブタクサ花粉特異的および非特異的IgE抗体濃度が著しく減少していた。次に、肺への抗原曝露によって誘導されるIgE産生に必須であるB細胞MyD88シグナルを惹起するリガンドを探索する目的で、TLR2/4/9重欠損マウスを用いて検討した。その結果、肺へのブタクサ花粉曝露によるIgE産生の誘導にこれらのTLRは必要でないことが明らかとなった。一方、抗IL-1R1抗体を投与したマウスならびにIL-18欠損マウスでは肺へのブタクサ花粉曝露によるIgEおよびIgG1抗体産生の誘導が障害されていた。以上の結果から、肺への花粉抗原の曝露はIL-1ファミリーサイトカインの産生を誘導し、B細胞特異的なMyD88シグナル伝達を活性化することによって抗原特異的IgEならびにIgG1産生が誘導されると考えられる。平成24年度は肺におけるTh2応答の誘導機構を解析するために、マウスにブタクサ花粉を径鼻投与することにより喘息症状を惹起するモデルを用いた。ブタクサ花粉誘導性のTh2応答にMyD88を介したシグナルが関与しているか検討するためにMyD88欠損マウスを使用したところ、MyD88欠損マウスでも野生型同様にDCならびにTh2細胞の活性化が誘導されたにも関わらず、MyD88欠損マウスではブタクサ花粉特異的な抗体応答が誘導されなかった。したがって、ブタクサ花粉誘導性のTh2型免疫応答において、T細胞の活性化にはMyD88非依存的な刺激のみで充分であるが、IgE応答を含むブタクサ花粉特異的な抗体産生にはMyD88依存性のシグナルが必須であることが明らかとなった。T細胞とB細胞を欠損するRAG2欠損マウス、さらにB細胞を欠損するmuMTマウスに野生型もしくはMyD88欠損マウス由来の脾細胞を移入することでTおよびB細胞、もしくはB細胞においてのみMyD88を欠損するマウスを作製し同様の解析を行ったところ、MyD88を介したシグナルはB細胞において必須であることが明らかとなった。本研究により、肺を起点としたTh2応答ではB細胞におけるMyD88依存性シグナルが抗原特異的な抗体産生において必須の役割を果たしていることが明らかとなった。MyD88を介したシグナルはTLRやIL-1ファミリーサイトカインにより誘導されることが知られているが、今後B細胞の活性化に関与しているリガンドが明らかとなれば、IgEを介したアレルギー疾患の新規治療標的となると考えられる。特に、今回の研究で明らかとなったように、B細胞におけるMyD88依存性のIgE産生の誘導は肺への抗原曝露において特異的に必要である可能性が示唆され、このことは全身性の副作用の少ない新規アレルギー治療法の開発へとつながるかもしれない。本研究は肺を起点としたTh2応答の誘導機構の解明を目的とした研究である。

これまで、アレルゲン特異的IgG1やIgEといった抗体産生の誘導にはTh2細胞の誘導が必須であり、それらは常に相関しているものと考えられてきた。しかしながら、本研究でMyD88欠損マウスを用いた検討によりTh2細胞の誘導と抗体産生は必ずしも相関しておらず、B細胞からのアレルゲン特異的な抗体産生を誘導するにはB細胞自身におけるMyD88を介したシグナルが必須であることが明らかとなった。したがって、当初Th2細胞の誘導に焦点をあてて研究を進めていく予定であったものが、喘息等のアレルギー症状の発症に必須の因子である抗体産生の誘導機構により焦点をあてた研究へとシフトしていった。これにより、肺へのアレルゲン曝露によるアレルゲン特異的な抗体産生誘導機構に関する非常に興味深い知見が得られた一方、当初計画していたTh2細胞の誘導機構に関しての研究はやや遅れ気味となった。本年度は、肺へのアレルゲン曝露によるアレルゲン特異的な抗体産生においてB細胞におけるMyD88依存性シグナルがどのように関与しているのかそのメカニズムについて検討する。また、MyD88を介したシグナルはTLRやIL-1ファミリーサイトカインにより誘導されることが知られているが、実際にB細胞からの抗体産生に関与しているリガンドが何であるかを明らかにする。また、当初の計画にあったように肺を起点としたTh2細胞の誘導機構を検討するためにプライマリーIL-4産生細胞の検討、ならびに抗原曝露により肺上皮細胞に誘導されるアレルギー誘導性遺伝子群の検討を行う。本年度も研究費は消耗品(試薬、実験動物、培養器具等)に使用する。本研究では、in vivoの実験では実験一回一群に最低3-5匹のマウスが必要であることから実験動物として多くの費用を必要とする。またサイトカインや抗体産生の測定のために大量のELISAキットを消費する。さらに、in vitroでの細胞培養、RNAの抽出ならびにリアルタイムPCRのプライマーおよびプローブ、western blottingの試薬が必要とする。
単調回帰問題の拡張とその様々な応用

本年度の研究成果は大きく三つに分けられる。1.非劣性、同等性検証への多重決定方式による接近法被験薬(新薬)の対照薬に対する比較臨床試験では、非劣性検証、帰無仮説:H_0:μ_1-μ_2=-δ;対立仮説・H_1:μ_1-μ_1>-δ、および優越性検証、帰無仮説:H'_0:μ_1-μ_2=0;対立仮説:H'_1:μ_1-μ_2≠0、を同時に検証する問題に興味が持たれる。この二つの検定の有意水準を、日本の旧厚生省ガイドラインでは同じ0.05としていたのに対し、2000年以降は国際ガイドラインに従って、非劣性検証のみ有意水準0.025に改められた。この改定は実際に新薬開発およびその行政に大きな影響があるにも関わらず、十分な議論の無いままに行われた。そこで本研究はこの問題を理論的に追及し、臨床試験の結果に応じて、と主張の強さを変更する多重決定方式を導き、旧厚生省ガイドラインと国際ガイドラインを同時に正当化することに成功した。2.用量・反応パターン推測用量・反応解析において、曲線の推定ではなく、予め定義した興味ある用量・反応パターンを推測するという新しい視点から現状の不備を指摘し、新しい可能性を示した。3.生命科学と統計科学生命科学における統計科学の役割を論じ、過去の評価をするとともに今後の展望について述べた。1元配置の設定で,従来研究を続けてきた単調仮説の拡張として凸性仮説の研究を行った.とくに単調仮説と段差型変化点モデルの関係に対応して,凸性仮説とスロープ変化点モデルの関係を明らかにした(Hirotsu & Marumo, Scandinavian J. Statistics, 2002).次に,この1元配置の結果を,2元配置交互作用問題に拡張する研究を行った.具体的に高血圧症患者の24時間血圧値が夜間上昇あるいは平坦というパターンを取り,健常者の夜間低下型と異なることに着目し,被験者を血圧の経時プロファイルに従って分類する手法の研究を行った.すなわち,夜間上昇あるいは低下を,血圧経時プロファイルの凹性,凸性として定式化し,これらのパターンを被験者間で区別することを交互作用の多重比較問題として定式化した.ここで,通常の2元配置と異なり,経時データ特有の相関の処理の問題についてもいくつかの提案を行った(Hirotsu & Ohta, MCP Conference in Baltimore, 2002).引き続き,提案した手法の有用性を実データで検証する研究を行っている.一方,パラメータに関する制約条件下の最適実験計画は世界的に見てもかなり立ち遅れている.筆者は以前の研究で,単調仮説に対する最適実験計画と対応するミニマックス検定の提案を行ったが,今回はそれと釣合型実験計画および関連する各種検定法との検出力比較を具体的に行った(Hirotsu, J. Statist. Planning and Inference, 2002).その結果はかなり刺激的であり,従来専ら考えられている釣合型計画に対し,ある種の不釣合型計画を考える必要性が強く示唆された.これを受けて,現在凸性仮説に対する最適実験計画の研究に力を入れている.1元配置の設定で,従来研究を続けてきた単調仮説の拡張として凸性仮説の研究を行っている.とくに今期はそれを2元配置交互作用問題に拡張する研究を行った.具体的に高血圧症患者の24時間血圧値が夜間上昇あるいは平坦というパターンを取り,健常者の夜間低下型と異なることに着目し,被験者を血圧の経時プロファイルに従って分類する手法の研究を行った.理論的には,夜間上昇あるいは低下を,血圧経時プロファイルの凹性,凸性として定式化し,これらのパターンを被験者間で区別することを交互作用の多重比較問題として定式化した.ここで,対象としたデータは30分ごとに取られた血圧24時間値であるため,誤差に高度の系列相関がある.その系統誤差は凹凸パターンを抽出するための系統的統計量に敏感に反応するため,その処理が一つの大きな課題となった.結局4点おきに4点のデータを平均することにより,凹凸の形状情報を失うことなく,系統的誤差を除去することができた.