hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超離散力学アプローチによる非線形分布定数系に対する高精度制御法の開発

本研究課題では、非線形分布定数系に対する新しい数値計算法である「離散力学」の理論構築と制御工学への応用を目的として研究を進め、様々な成果を挙げることができた。特に、従来の制御手法とは全く異なる、離散力学に基づいた新しい制御手法を開発し、数値シミュレーションによって有効性を示すことができた。ゆえに、提案手法は制御を必要とする様々な場面において応用が期待されるといえる。本研究課題の2年目にあたる平成25年度では,分布定数系に対する離散力学の基礎理論構築ならびに制御への展開を目指して,以下のようないくつかの研究テーマに取り組んだ.(1)前年度に導出した「離散Euler-Lagrange方程式」では外力の考慮を行っていなかったが,システムにおいて摩擦力や制御入力や実現して,より現実に近いモデルを導出するためには外力が必要不可欠である.そこで離散の外力を定義し,それを用いて「離散Lagrange-d'Alembertの原理」を導出し,外力が存在する場合にも離散力学の理論を拡張することができた.(2)分布定数系の重要な物理例の一つである「弦」のモデルを離散力学によって構築し,その理論解析を行った.特に,von Nuemannの安定性解析によって,システムが数値的に安定となるためのパラメータ条件を導出することができた.この条件によって,システムが安定となる時間・空間のサンプリング間隔を決定することが可能となる.(3)計算機を用いて,様々な初期条件・境界条件・外力のパターンで弦のモデルに対して数値シミュレーションを行った.その結果,通常の連続時間の弦と同じような振る舞いが観測でき,提案手法の妥当性が確認できた.以上のような研究結果によって,離散力学の基礎理論構築が進められ,さらに数値シミュレーションによって,その有用性が実証できたといえる.本年度での研究成果は,国際学会・国内学会での発表,さらに雑誌論文への投稿を計画している.本研究課題では、非線形分布定数系に対する新しい数値計算法である「離散力学」の理論構築と制御工学への応用を目的として研究を進め、様々な成果を挙げることができた。本研究課題の初年度である平成24年度では,分布定数系に対する離散力学の基礎理論構築を目指すことを目的として,次のような研究テーマに取り組んだ.(1)時間変数のみを離散化した力学モデルである「離散時間力学」の手法を応用し,空間変数も離散化した「離散力学」の基礎概念を提案した.具体的には,時間・空間の離散化方法,離散変分法,離散Lagrangian,離散Hamiltonの原理などの基本原理を定義した.(2)離散Lagrangianに対して離散Hamiltonの原理を適用することによって,離散力学で最も重要であり,システムの振る舞いを記述する「離散Euler-Lagrange方程式」を導出した.(3)分布定数系の重要な物理例である「Euler-Bernoulli梁」に対して,離散Euler-Lagrange方程式を導出した.さらに,離散Euler-Bernoulli梁のモデルについて,von Neumannの安定性解析を行い,数値的に安定なパラメータ条件を導出した.(4)計算機を用いて,様々な初期条件・境界条件の下で離散Euler-Bernoulli梁の数値シミュレーションを行った.その結果,Euler-Bernoulli梁の解析解と同様の振る舞いを示すことが確認できた.以上のような研究結果より,離散力学の基礎理論が構築でき,さらに数値シミュレーションによって,その有用性が確認できた.提案手法によって,これまでに提案されていない,全く新しい分布定数系へのアプローチを提供できると考えられる.本年度での研究結果は,国際学会・国内学会での発表,雑誌論文への投稿を予定している.本研究課題の最終年度にあたる平成26年度では,分布定数系に対する離散力学の構築と非線形制御理論への応用を目指し,主に以下のような研究テーマに取り組んだ.(1)制御入力項をもつ1次元分布定数系に対して,離散力学を用いて最適制御問題を定式化した.この最適制御問題は有限次元非線形最適化問題となるので,逐次2次計画法などの手法によって解くことが可能である.(2)1次元分布定数系の物理例として弦と梁を取り上げ,振動抑制制御問題に取り組んだ.制御入力を発生できる機構を弦と梁の1箇所のみに設置し,その制御入力をのみで振動を抑制するような難易度の高い問題設定を考えた.(1)で提案した最適制御問題の手法を用いて数値シミュレーションを行った結果,目標ステップにおいて弦や梁の振動が抑制されていることが確認でき,提案手法の有効性が示された.(3)これまでに行ってきた研究は1次元の分布定数系のみを対象としてきたが,膜や液面などを制御するためには,2次元への拡張が必要不可欠である.そこで,これまでに得られた研究結果を2次元の分布定数系へと拡張を行った.現段階では,2次元分布定数系に対する離散力学の構築と数値シミュレーションを行っている段階であるが,制御工学への応用を目指して,今後も継続して研究を進めていく計画である.本研究課題によって,「分布定数系の非線形高精度制御」という難易度の高い問題に取り組み,様々な新しい知見を得ることができた.また,上記の研究結果は,国際誌・国内誌・国際学会などで発表され,対外的にも研究成果をアピールすることができた.制御工学

平成25年度では,離散力学の基礎理論構築と数値シミュレーションによる検証を目的に研究活動を行ってきたが,当初の計画通りにおおむね順調に進展しているといえる.その理由としては以下が挙げられる.(1)現実に近いモデルを導出するためには外力を実現することが必要不可欠であるが,離散外力を適切に定義することにより,離散Lagrange-d'Alembertの原理を通常の拡張版として導出することができた.(2)外力が無い場合に比べて,外力が存在する場合の運動方程式は複雑になることが予想されるが,離散Lagrange-d'Alembertの原理をもちいることによって効率的に変分計算ができ,外力を運動方程式に簡単に加えることが可能となった.(3)様々な条件で数値シミュレーションを行ったが,通常の連続時間のモデルの振る舞いを表現することができた.さらに,von Nuemannの安定性条件を用いることによって,数値的に安定なサンプリング間隔を簡単に設定できることも大きな成果であるといえる.平成24年度では,離散力学の基礎理論を構築することを目的に研究活動を行ってきたが,当初の計画通りにおおむね順調に進展しているといえる.その理由としては以下が挙げられる.(1)従来の時間変数のみを離散化した「離散時間力学」の概念を応用し,時間と空間の両方を離散化する「離散力学」を構築するためには,空間方向の離散化ならびに変分が必要となる.その方法としては様々なものが考えられるが,提案した方法は従来の方法の自然な拡張であり,理論的にも扱いやすいものであった為,理論展開が上手く進む結果となった.(2)変数が増えることに起因して,離散力学の変分計算は非常に繁雑となることが予想されるが,提案した離散化方法を用いることにより,変分計算が効率的に計算でき,その結果,簡潔な形で離散Euler-Lagrange方程式を導出することができた.(3)離散Euler-Lagrange方程式をEuler-Bernoulli梁へ応用し,数値シミュレーションを行ったが,提案手法で得られる離散Euler-Bernoulli梁のモデルは数値計算が行いやすく,計算時間もあまり掛からない為,効率的に数値シミュレーションを行うことができた.また,von Neumannの安定性解析を適用することができ,数値的に安定なパラメータ条件が得られたことも大きな成果であるといえる.次年度の平成26年度は本研究課題の最終年度である為,離散力学に関するある一定の研究成果を導出し,まとめる計画である.具体的には,制御入力を加えた離散Euler-Lagrange方程式に対して,ある評価関数を設定し,その評価関数を初期条件・境界条件の下で最小化するような非線形最適化問題を導出する.その最適化問題の解として離散制御入力が得られるが,それを連続化し,最終的には元の連続時間分布定数系を制御することを目標としている.さらに,数値シミュレーションや実機実験によって,提案手法の有効性や応用可能性を検証する計画である.平成24年度では,分布定数系の新しい離散化モデルとして離散力学を提案した.しかし,制御という概念はまだ含まれていない.
PNPピンサー型ホスファアルケン錯体をルイス酸としたFLP型酸・塩基触媒の開発

嵩高い置換基を持つルイス酸とルイス塩基を組み合わせたフラストレイティドルイスペア(FLP)は、水素等の小分子の不均等開裂を可能とし、触媒としての応用も進んでいる。このFLPの概念を遷移金属錯体に取り入れ、遷移金属特有の挿入反応と組み合わせた触媒反応などが期待されているが、挿入活性の高い後期遷移金属はルイス酸性が低いため、これをルイス酸としたFLPの報告例は存在しなかった。そこで本研究では、中心金属のルイス酸性の向上が期待できるPNPピンサー型ホスファアルケン配位子(ビスホスファエテニルピリジン・BPEP)を有する配位不飽和なカチオン性錯体を合成し、これを用いたFLPの構築と触媒反応への応用を目的とした。2018年度は、配位不飽和なカチオン性BPEP錯体の合成検討の過程で、剛直な縮環構造を持ったEind(1,1,3,3,5,5,7,7-octaethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydro-s-indacen-4-yl)基を立体保護基とするPNPピンサー型ホスファアルケン配位子Eind2-BPEPと各種L型補助配位子を有する四配位白金(0)錯体を合成した。そして、単結晶X線結晶構造解析の結果から、この錯体が白金(0)錯体としては異常な平面四角形を取り、その平面構造がL型補助配位子の電子的特性に応じて変化することを見出した。また、DFT計算を用い、この構造の変化はL型補助配位子のπ受容性が影響していることを示した。さらに、L型補助配位子の電子的特性は錯体のHOMOのエネルギー準位を変化させ、その傾向は可視紫外吸収スペクトルに反映されることも見出した。当初の目的であった配位不飽和なカチオン性錯体を利用したFLPの構築には至っていないが、その過程で開発したEind2-BPEPを用い、各種L型補助配位子を有する四配位白金(0)錯体を合成した。さらに、この特異な白金(0)錯体の興味深い構造・性質を明らかにし、その結果が査読付き論文雑誌に掲載された。今回合成した白金錯体をFLPのルイス酸として用いることは困難であった。一方、これまでにカチオン性銅(I)錯体がFLPのルイス酸として機能することを確認できている。今後は、鉄、コバルト、ニッケルなどの白金、銅以外の後期遷移金属についてもカチオン性のホスファアルケン錯体を合成し、FLP型の触媒としての応用を目指す。初年度は、剛直な縮環構造を持ったEind 1,1,3,3,5,5,7,7-octaethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydro-s-indacen-4-yl)基を立体保護基とするPNPピンサー型ホスファアルケン配位子Eind2-BPEPを有するカチオン性銅(I)錯体[Cu(Eind2-BPEP)]PF6を合成し、Mes*基を立体保護基とする既知の類縁体[Cu(Mes*2-BPEP)]PF6との比較を行った。その結果、配位平衡を利用した立体障害の評価とGutmann-Beckett法によるルイス酸性の評価から、Eind2-BPEP錯体1はMes*2-BPEP錯体2と比較してより嵩高く、より高いルイス酸性を示すことを明らかにした。さらに、これらの銅(I)錯体を触媒としたCO2のヒドロシリル化反応を検討し、常温・常圧という温和な条件において高効率で反応が進行することを見出した。当初の目的通り、PNPピンサー型ホスファアルケン配位子を有するカチオン性銅(I)錯体が高いルイス酸性を示すことをGutmann-Beckett法によって評価するとともに、塩基と組み合わせることでFLPライクな触媒として機能することを見出した。また、ホスファアルケン配位子の立体保護を既存のMes*基からEind基に変更したカチオン性銅(I)錯体の合成にも成功し、立体保護基の変更によって錯体のルイス酸と反応性が変化することも見出すことができた。

2018年度は、配位不飽和なカチオン性BPEP錯体の合成検討の過程で、剛直な縮環構造を持ったEind(1,1,3,3,5,5,7,7-octaethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydro-s-indacen-4-yl)基を立体保護基とするPNPピンサー型ホスファアルケン配位子Eind2-BPEPと各種L型補助配位子を有する四配位白金(0)錯体を合成した。そして、単結晶X線結晶構造解析の結果から、この錯体が白金(0)錯体としては異常な平面四角形を取り、その平面構造がL型補助配位子の電子的特性に応じて変化することを見出した。また、DFT計算を用い、この構造の変化はL型補助配位子のπ受容性が影響していることを示した。さらに、L型補助配位子の電子的特性は錯体のHOMOのエネルギー準位を変化させ、その傾向は可視紫外吸収スペクトルに反映されることも見出した。当初の目的であった配位不飽和なカチオン性錯体を利用したFLPの構築には至っていないが、その過程で開発したEind2-BPEPを用い、各種L型補助配位子を有する四配位白金(0)錯体を合成した。さらに、この特異な白金(0)錯体の興味深い構造・性質を明らかにし、その結果が査読付き論文雑誌に掲載された。既知のカチオン性銅(I)錯体がFLPのルイス酸として機能することを確認できたため、鉄、コバルト、ニッケルなどの銅以外の後期遷移金属についてもカチオン性のホスファアルケン錯体を合成し、FLP型の触媒としての応用を目指す。今回合成した白金錯体をFLPのルイス酸として用いることは困難であった。一方、これまでにカチオン性銅(I)錯体がFLPのルイス酸として機能することを確認できている。今後は、鉄、コバルト、ニッケルなどの白金、銅以外の後期遷移金属についてもカチオン性のホスファアルケン錯体を合成し、FLP型の触媒としての応用を目指す。2017年度は京都大学にて研究協力者の学生3名と行っていた本研究であるが、2018年4月に申請者が産業技術総合研究所に異動したため、実験担当者が申請者1名のみになってしまった。そのため、本研究を遂行する契約職員雇用の人件費として本予算を使用することを念頭に公募を複数回行った。しかし、契約直前で先方の都合で契約が流れてしまうなど、契約職員雇用には至らず、次年度使用額分が発生してしまった。2018年度は申請者1名のみでどうにか研究を遂行していたが、2018年度中に他の大型予算を獲得したため、次年度において申請者が本研究に割けるエフォートには限界がある。そこで、2018年度に使用できなかった次年度使用額分は、引き続き本研究を遂行する契約職員雇用のための予算として使用する予定である。また、翌年度分として請求した助成金については予定通り、物品費、旅費として使用する。
紛争の画一的解決の要請の諸相

行政法関係は、一般に、複数人間で共通の実体法状態を通用させる必要(紛争の画一的解決の必要)が大きいとされる。そのために、行政事件訴訟法には、取消判決の第三者効と取消判決に対する第三者再審という特別の仕組みが設けられている。しかしながら、紛争の画一的解決を達成するためにはこれらの仕組みが過剰ではないか、そもそも紛争の画一的解決の必要はいかなる場合に認識されるのかという点で、未解決の問題が山積している。本研究は、これらの問題に、民事法関係の立ち入った分析と、主としてドイツの民事訴訟法学、行政法学の比較法的検討を通じて取り組み、一定の成果を得た。「紛争の画一的解決の要請の諸相」と題するこの研究では、複数人間で共通の実体法状態を通用させる必要があるとされる実体法関係の特色を、分野横断的に解明することを目的としている。そのために、1民事法分野における紛争の画一的解決の要請、2行政法分野における紛争の画一的解決の要請、3紛争の画一的解決の観点から見た行政行為の機能という3つの具体的な目標を設定し、研究を進めた。1に関しては、「対世効と紛争の画一的解決の必要性」と題する論文において、民事法関係における我が国の実定法の沿革を探求し、団体法(とりわけ会社法)、親族法、倒産法の各分野について、対世効規定が達成しようとした紛争の画一的解決の内実を明らかにした。2に関しては、「形成概念と第三者規律(一)(四)」と題する論文において、我が国の第三者効規定の沿革とその内容解明を行い、民事訴訟法分野における「形成力」の概念の含意を明らかにすることを通じて、行政法分野における紛争の画一的解決の必要性に関する一定の知見を得た。3に関しては、「規律(Regelung)と取消原理」と題する論文を公表予定(校了)であり、二重効果的行政行為の事例、一般処分・対物処分、物権設定処分(とりわけ特許権設定行為)について、第三者効による処理が必要である理由を特定する前段階として、そもそも行政行為による「規律」、また行政行為が「違法でも取り消されるまでは有効」とされることの含意を、ドイツの学説史に遡って詳らかにした。本研究は、(a)民事法分野における紛争の画一的解決の要請、(b)行政法分野における紛争の画一的解決の要請、(c)紛争の画一的解決の観点から見た行政行為の機能をそれぞれ解明し、(d)紛争の画一的解決を要請する実体法関係の特色と、それを表現する実体法上の法技術のあり方について一定の知見を得るという流れで進められる。年度ごとの計画として、平成27年度中に、比較法作業を含め(a)(b)(c)の作業をひと段落させることを目標としていた。このうち、平成27年度中の作業は予定通り完了した。「紛争の画一的解決の要請の諸相」と題するこの研究では、複数人間で共通の実体法状態を通用させる必要があるとされる実体法関係の特色を、分野横断的に解明することを目的としていた。2に関しては、「形成概念と第三者規律(一)(六・完)」と題する論文において、我が国の第三者効規定の沿革とその内容解明を行い、民事訴訟法分野における「形成力」の概念の含意を明らかにすることを通じて、行政法分野における紛争の画一的解決の必要性に関する一定の知見を得た。また、「行政法関係における紛争の画一的解決の仕組み」という論文において、行政法関係における紛争の画一的解決を達成するための諸種の仕組み(対世効、必要的参加など)を考察した。3に関しては、「規律(Regelung)と取消原理」と題する論文において、二重効果的行政行為の事例、一般処分・対物処分、物権設定処分(とりわけ特許権設定行為)について、第三者効による処理が必要である理由を特定する前段階として、そもそも行政行為による「規律」、また行政行為が「違法でも取り消されるまでは有効」とされることの含意を、ドイツの学説史に遡って詳らかにした。

平成28年度は(d)の作業を行いながら、(a)(b)(c)の問題の公表準備に入ることを目標としていた。平成28年度は、後期に在外研究に出ることが決定したため、当初の予定を前倒しして前期中に業績の公表を完了するよう努める。行政法、民事訴訟法
墨家と孟子の交渉についての思想史的研究

本研究は平成七・八・九年度の三年間に渡る補助金の支給を受けて遂行され、次のような新たな知見を得るに至った。1、孟子に直接的な思想的影響を与えた墨家集団を"萬民系墨家集団"として把握し、そのテキストをほぼ同定し得たこと。そしてこれを踏まえて、この萬民系墨家が齋地を中心として活躍した墨家(齋墨)であることを明らかにした。そのうえで渡邊卓氏の穿孔研究の批判を行い墨家の十論各編の成立年代推定表を提示している。2、萬民系の墨家のテキストを中心に用いられる「聖王」「仁義」「王道」「先王之道」などの用語は孟子に受容され、孟子はこれらの用語を自説の展開に巧みに用いたことを明らかにした。このことはさらに次の二点に整理し得る。(1)、孟子の中核思想である「仁義」や「王道」「先王之道」も、先行する墨家思想の刺激と影響なしには形成せれ得なかったこと、仁義を併称するのは墨家に出ずることが明らかにされた。(2)、孟子の「聖人」の概念の展開は墨家の「聖王」の概念を媒介としてなされていることが論証された。3、孟子の民本思想には墨家の<天ー聖王ー満民>の満民思想の影響が見られること。しかしながら孟子は「萬民」の用語を避けて「民」の語を専ら用いて独自の民本思想を展開していること。4、墨家の聖王思想は前四世紀後半の戦国諸侯の「称王」という周の支配原理を否定する挙を理論的に正当化する役割を担うものであったことが解明された。したがってこの「称王」の後に活躍する孟子の王道論が墨家の聖王思想の影響を被るこは歴史的状況からも避けがたいことが明らかとなった。5、「左傳」の資料性の検討を踏まえて、その記述から周の秩序規範として「命」が作動していたことを明らかにし、これに対して墨家の聖王思想の基底にある「非命」はこの周の「命」を否定する思想であることが解明された。そして思想史的には孟子の役割は墨家の「非命」に対して再び「命」の思想を正当化せんとするものであったことが明らかにされた。以上の成果をふまえての今後の課題は、儒墨の思想史的交渉という視点を十分に踏まえた戦国思想史の斬新な再構築であると考える。本年平成七年度は、墨家と孟子との思想的交渉を解明するための基礎的作業に着手した。まず墨家と孟子に共通して使用される「聖王」「聖人」という二つの用語について出土資料をも含む文献実証的な検討を加えた。その結果として、「聖王」なる語は墨家学派の思想活動において熟成してきたものであること。墨家では「聖王」と「聖人」は別の概念として登場してくるが、やがて「聖人」に「聖王」が包摂されていくこと。

これに対し孟子においては、「聖王」の語は只一度だけ用いられており、しかも孟子の「聖人」概念は「聖王」を包摂したものであること。これらのことから、孟子の「聖人」理念の形成には墨家の「聖王」「聖人」の概念の受容が確認されることを明らかにした。これについては別記の論文として公表されている。ついで、目下、墨家と孟子が共通して引用する詩・大雅・桑柔について検討を加えている。これについては左伝にも引用されており、用字の点では左伝と孟子は今本詩経のそれと一致するのに対し墨家の用字は特異である。また詩の釋義においては、墨家の解が政の方法は尚賢に拠るべきを説くのに対し、左伝は礼、孟子は仁に拠るべきを説く。これは孟子が墨家の典故を自説の主張の為に読み換えて解釈したものと見られ、その解の原型はやはり墨家にあると考えられる。したがってこの検討を通してもやはり墨家の孟子への思想的影響が確認し得る。この考察については論文作成に着手しつつあるところである。このように両学派に跨がるキィワードの検討を通して、墨家と孟子の思想史的交渉の実態を明らかにしようとする作業が本年度の研究実績の内容をなしている。平成八年度は七年度のテーマを発展させつつ考察してゆくなかで、(1)墨家の聖王思想の形成と展開.(2)墨家の仁義説の形成と展開、という二つのテーマを中心に研究を行なった.(1)については、墨家の聖王思想が起こるのは兼愛中篇を残した墨家集団によるもので、彼らは当時(BC4世紀前半)最強の魏の国にその思想を勢力を扶植せんとした。当時の魏は大梁に遷都して左伝の編纂に着手し、理念的な周正や夏正の形成、又魏と夏との関係の弁証などが、その作業を通してもたらされた。このような検討をふまえて、左伝の編纂による知見と墨家の聖王思想の影響とが、魏の恵成王にBC351年の夏王を称すという〈革命〉の立場を取らせたのではないか、という仮説を提起した。これについては論文「魏の称夏王をめぐる左伝と墨家」としてまとめた。(2)については、孔子、墨家、孟子における仁・義の概念の検討を通して、孔子の仁・義の概念を積極的に、即ち血縁共同体(宗族)を越えた人と人との倫理として展開したのが墨家であり、墨家の仁は孔子の仁の「愛」の側面を広汎に展開せんとしたものであり、又義は国家の統治(政教)の規範という相対的な次元を越えて、天下的な次元における義の統一による天下の平和の招致を志向し、そのために天の観念の独自の展開がなされた。墨家のこのような仁義の展開に対して、仁を「親親」義を「従兄」として血縁共同体の倫理として再定義し、同時にこれを先天的な道徳性(性)として内在化させることによって儒家の立場を回復せんとしたのが孟子の仁義説の歴史的性格であることを明らかにした。これについては、論文「儒墨の交渉から見た春秋戦国思想史」にまとめた。本研究は平成七・八・九年度の三年間に渡る補助金の支給を受けて遂行され、次のような新たな知見を得るに至った。1、孟子に直接的な思想的影響を与えた墨家集団を“萬民系墨家集団"として把握し、そのテキストをほぼ同定し得たこと。そしてこれを踏まえて、この萬民系墨家が齊地を中心として活躍した墨家(齊墨)であることを明らかにした。そのうえで渡邊卓氏の先行研究の批判を行い墨家の十論各論の成立年代推定表を提示している。2、萬民系の墨家のテキストを中心に用いられる「聖王」「仁義」「王道」「先王之道」などの用語は孟子に受容され、孟子はこれらの用語を自説の展開に巧みに用いたことを明らかにした。このことはさらに次の二点に整理し得る。(1)、孟子の中核思想である「仁義」や「王道」「先王之道」も、先行する墨家思想の刺激と影響なしには形成され得なかったこと、仁義を併称するのは墨家に出ずことが明らかにされた。(2)、孟子の「聖人」の概念の展開は墨家の「聖王」の概念を媒介としてなされていることが論証された。3、孟子の民本思想には墨家の〈天-聖王-萬民〉の萬民思想の影響が見られること。
肺静脈系の特殊性と病態生理の解明

肺静脈は高濃度酸素血に曝されること、左心房と接合する肺静脈部位は心房細動を引き起こす異所性刺激発生部位になることなど、体静脈とは異なる特殊な低圧系血管であるが、その血管特性の理解は進んでいない。一方、近年、肺動脈系の研究は著しく進展しているが、肺高血圧症(PH)など生命予後の不良な肺循環障害の病態機序は完全に解明されてはいない。本研究では研究代表者らが独自に開発した条件付き遺伝子改変動物をはじめ、他の研究室に比べて優位性のある小動物における血管実験手法を使って、肺静脈の構造的・機能的特徴が構築される分子機序を解明することを目的とする。平成30年度は以下の項目について、研究を実施した。1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解析:肺静脈を分離して、大動脈、肺動脈、動脈管と比べて肺静脈特異的に発現する遺伝子の再評価を行った。2.肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明:既に肺静脈の形成・維持に必須の役割を有すると考えられているPitx2cに関して、過剰発現マウスにおける表現型、特に心臓電気生理に及ぼす影響を検討した。3.PH-LHVDラットモデルの創成:手術的に左房狭窄を作成すことによるPH-LHDモデルでの肺組織における小胞体ーミトコンドリア連関における解析を行った。4.肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定:3のモデルを用いて、肺静脈への圧負荷が及ぼす組織学的変化やカルシウムシグナルへの変化を検討した。5.血液ガスが肺静脈の収縮機構に及ぼす影響:肺静脈は低血圧系にありながら、全ての血管の中で最も酸素濃度の高い血液に常に曝されているという特殊性を有するため、低酸素チャンバーを使って、低酸素が収縮特性に影響を及ぼすかの予備実験を行った。研究実績の概要に記載した様に、平成30年度に実施すべき研究項目の全てにおいて、ほぼ計画通りに実験を行うことが出来た。1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解析:これまでに実施した網羅的解析において発現変化のあった遺伝子群について、RT-PCRにて発現の程度の再確認を行った。2.肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明:Pitx2c過剰発現マウスにおいて、長時間心電図記録を行った。肺静脈/心房特異的にPitx2c過剰発現するマウスでは有意に心拍数が減少する可能性を見出し、本マウスでは洞房結節機能に障害がある可能性が示唆された。3.PH-LHVDラットモデルの創成:手術的に左房狭窄を作成してPH-LHDモデルを確立し、肺組織における障害の程度と狭窄度の関係が相関することを見出した。また、小胞体ーミトコンドリア連関を制御するタンパク質の発現低下を認め、カルシウムシグナルに異常を来している可能性が示唆された4.肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定:3の実験でみられるように、肺静脈への圧負荷がカルシウムシグナルの異常を生じる可能性が示唆された。5.血液ガスが肺静脈の収縮機構に及ぼす影響:ラットを低酸素チャンバー内で飼育することで肺静脈への収縮性の影響を見るため、低酸素チャンバーを実験室内に設置し、稼働することを確認した。令和元年度は平成30年度の実績と反省を踏まえて、以下の計画を推進する。1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解析:平成30年度に実施出来なかった体静脈系の遺伝子解析を早期に終了させて、肺静脈特異的に発現する遺伝子を同定し、機能的に重要と考えられる遺伝子の絞り込みを行う。2.肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明:Cre組換え酵素による発現調整可能なPitx2c過剰発現マウスにおいて、食道ペーシングなどの方法を使い、洞房結節機能に関する詳細な電気生理学的検討を行う。心房特異的なPitx2c欠損マウスにおいても同様に、表現型、特に心房や肺静脈・体静脈系の形態に関する研究を行う。3.PH-LHVDラットモデルの創成:新たに確立できたPH-LHDのラットモデルを使い、肺静脈うっ滞じにおける肺高血圧症に使用すべき薬剤の選択を検討する。特にミトコンドリア関連の薬剤が、本モデルに対して、有効かどうかの検証を行う。4.肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定:ラット肺静脈平滑筋細胞の分離培養実験系を使い、種々のストレスや薬物(エンドセリン、プロスタサイクリン、トロンボキサンなど)に対する応答(増殖性、遊走性、細胞傷害性など)を観察し、肺静脈リモデリングへの効果を明らかにする。令和元年度は特に圧負荷と酸素の影響に焦点を絞り観察を行う。5.血液ガスが肺静脈の収縮機構に及ぼす影響:低酸素で飼育したラット摘出肺静脈リング標本を使って、血中酸素濃度、一酸化窒素濃度、二酸化炭素濃度が肺静脈の収縮拡張に及ぼす影響を明らかにする。

本研究では研究代表者らが独自に開発した条件付き遺伝子改変動物をはじめ、他の研究室に比べて優位性のある小動物における血管実験手法を使って、肺静脈の構造的・機能的特徴が構築される分子機序を解明することを目的とする。平成29年度は以下の項目について、研究を実施した。1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解析:肺静脈の平滑筋細胞を分離し、大動脈、肺動脈、動脈管の平滑筋と比べ肺静脈特異的に発現する遺伝子の網羅的解析を行った。2.肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明:既に肺静脈の形成・維持に必須の役割を有すると考えられているPitx2cに関して、過剰発現マウスを作成し、またPitx2c欠損マウスを購入した。3.PH-LHVDラットモデルの創成:手術的に左房狭窄を作成し、新たなPH-LHDモデルを確立し、本モデルでの肺組織の網羅的遺伝子発現解析を行った。4.肺静脈リモデリングに影響を与えるストレス及びシグナル伝達系の同定:ラット動脈管平滑筋細胞培養技術を応用して、肺静脈平滑筋細胞培養実験系を確立するための条件設定を行った。肺静脈平滑筋細胞の分離培養が可能であることが確認された。5.血液ガスが肺静脈の収縮機構に及ぼす影響:肺静脈は低血圧系にありながら、全ての血管の中で最も酸素濃度の高い血液に常に曝されているという特殊性を有するため、ラット摘出肺静脈リング標本を使って、血管張力の測定が可能であることを確認した。研究実績の概要に記載した様に、平成29年度に実施すべき研究項目の全てにおいて、ほぼ計画通りか、計画以上に実験を行うことが出来た。1.肺静脈の網羅的遺伝子発現解析:平成29年度に実施した。ただし、体静脈系の遺伝子解析が終了していないために、平成30年度にも網羅的遺伝子発現解析の追加実験を行う必要がある。2.肺静脈の構造・機能形成・維持におけるPitx2cの役割の解明:Cre組換え酵素による発現調整可能なPitx2c過剰発現マウスは作成することができ、肺静脈/心房特異的にPitx2c過剰発現するマウスを繁殖できるようになった。またPitx2c欠損マウスを購入し、繁殖可能な雌雄マウスを増やして実験を遂行するための準備が出来た。3.PH-LHVDラットモデルの創成:手術的に左房狭窄を作成し、新たなPH-LHDモデルを確立できた。本研究については方法論を中心とした形で論文作成し、発表することができた。肺静脈は高濃度酸素血に曝されること、左心房と接合する肺静脈部位は心房細動を引き起こす異所性刺激発生部位になることなど、体静脈とは異なる特殊な低圧系血管であるが、その血管特性の理解は進んでいない。一方、近年、肺動脈系の研究は著しく進展しているが、肺高血圧症(PH)など生命予後の不良な肺循環障害の病態機序は完全に解明されてはいない。
理科教育における実験・観察教材(ブラウン運動、電子の波動性、光速度測定)の研究

ブラウン運動に対するアインシュタインの理論は、J.ペランによって実験的裏付けを得て、分子の実在性を確定的なものにした。J.ペランの実験のうち、希薄なコロイド溶液の沈降平衡の測定実験は、ブラウン粒子が外力(重力)の下で気体分子と同様の振る舞いをすることを示し、粒子の濃度分布からアボガドロ数が導かれる。CCDカメラとコンピューターの利用によってブラウン粒子数の計測を容易に行うことができ、これをアボガドロ数の算出、原子・分子の実在性を明らかにする理科実験教材とすることを検討した。これまでの理科教育の中で、原子・分子概念は、化学反応における規則性の発見から仮説として導入されているが、ブラウン運動の観察は分子の実在性を直接示す教材として有効である。ブラウン運動の計測を行うためには大きさ、質量の揃ったブラウン粒子が必要であり、市販の粒径の揃ったラテックス粒子(ポリスチレン標準粒子、直径1μm)の利用が有効である。スライドグラス上に密封したラテックス溶液を用意し、数時間放置すると沈降平衡に達する。この粒子分布を顕微鏡によって観測・計測する。光学顕微鏡に取り付けたCCDカメラにより、ラテックス粒子の分布映像をコンピューターに取り込み、計測ソフトによって溶液深度毎(数μm)の粒子数を容易に計測することができる。粒子数分布は指数関数の振る舞いを示し、これからアボガドロ数を求めることができる。粒子の大きさ(質量)、溶液温度によって粒子分布が変わることが観察でき、ブラウン運動の分子運動論的説明の根拠を示すことができる。以上の演示実験によって、原子・分子の実在性、分子運動に対する理解が深まることが期待できる。
冠動脈血栓形成における血小板膜糖蛋白GP Ib,GP IIb-IIIaの役割

急性心筋梗塞などAcute CoronarySyndromeの原因となる冠状動脈の閉塞性血栓は,速く豊富な冠循環の存在下で形成されるとの特徴を有する。血流のうっ滞下で形成される静脈血栓と異なり,血流下の冠血栓の形成には,凝固因子より血小板が重要な役割を果たす。われわれは血流下の血小板血栓形成機転を検討し,血流下では血漿蛋白であるvonWillebrandfactor(vWF)と血小板膜糖蛋白GP Ib,GP IIb/IIIaが必須の役割を演ずることを示した(GotoS,et al. JBiol Chem,1995)。平成9年度には急性心筋梗塞患者血漿中にvWF依存性の血栓形成を選択的に亢進させる成分が存在することを示し報告した(Goto S,et al.Lancet,1997)。平成10年度には,血流下で形成される血小板血栓の形成過程におけるvWFとfibrinogenの役割を更に明確にすることを目的とした。血漿蛋白の影響を除外するために,洗浄血小板浮遊液を作成した。血小板を予めADPとエピネフリンにより化学的に活性化させた。FITCにて蛍光標識したfibrinogenまたはvWFと,各種者クローン抗体の存在下にて,異なる血流条件下での血小板血栓形成過程を観察した。血小板が完全に化学的に活性化された条件ではあっても速い血流,高いずり速度の条件下ではfibrinogenとGPIIb/IIIaの結合のみにては強固な血小板血栓を形成することがでできなかった。血流下の血小板血栓の形成には,例え血小板が予め化学的に活性化された条件ではあってもvWFとGP Ib,GP IIb/IIIa両者の相互作用が必須であることが示唆された。
ドプラーフリー高分解能レーザー分光による前期解離過程に関する研究

単色性のよいレーザー2台およびチタンサファイヤレーザーを用いたドプラーフリー光・光二重共鳴偏光分光法により、アルカリ金属二原子分子のレーザー高分解能分光を行った結果、次のような知見を得ることができた。1.NaK分子の高励起状態について、二段階励起による二重共鳴スペクトルを観測した結果、3301633674cm^<-1>領域について多くの高励起一重項状態を観測・同定することができた。また、観測されたいくつかの回転線においてエネルギーシフトおよび強度異常が生じていることが判明し、これらの異常は近傍に存在する電子励起状態との状態間摂動に起因しており、強度異常は摂動による遷移モーメントの打ち消し合い(干渉効果)によることを明らかにすることができた。2.NaK分子のB^1II状態の解離限界近傍を観測した結果、観測された回転線にエネルギーシフトおよび線幅の広がりが生じている事が判明した。この広がりは近傍に存在するc^3Σ状態の解離連続帯を経てK(4p^2_<1/2>)原子を生じる前期解離に起因する事を明らかにすると共に、エネルギーシフトから、さらにb^3II状態とも強く相互作用している事が明らかとなった。3.Cs_2分子のC^1IIu状態のv ́=20までの振動回転準位を観測・同定する事ができた。v ́>12の振動回転準位に大きなエネルギーシフトが見られるとともに、摂動の相手状態の振動回転準をも観測する事ができた。また、v ́>14において線幅の広がりが観測され、この領域において近傍に存在するc^3Σu状態により前期解離している事が明らかとなった。
2型糖尿病治療薬メトホルミンと抗PD-1抗体を併用した新しい肺癌免疫療法の開発

本研究は、肺癌において、抗PD-1抗体による免疫寛容状態の解除作用とメトホルミンによる腫瘍免疫担当細胞の機能増強作用に着目し、ヒト肺癌における両者の併用治療の確立を目指すものである。平成28年度は癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価を行い、末梢血単核球および腫瘍浸潤性T細胞を、メトホルミンの存在・非存在下で培養し、T細胞に非特異的な刺激を与えたところメトホルミン存在下ではサイトカイン産生能が増加したことを確認した。平成29年度はさらに症例を集積し、癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価を進めた。また、初代培養肺癌細胞に対する抗PD-1抗体+メトホルミン処理T細胞の抗腫瘍効果の検討を進めた。#1.抗PD-1抗体単独、#2.メトホルミン未処理末梢血CD8+T細胞単独、#3.メトホルミン処理後末梢血CD8+T細胞単独、#4.抗PD-1抗体+メトホルミン未処理末梢血CD8+T細胞、#5.抗PD-1抗体+メトホルミン処理後末梢血CD8+T細胞、の治療群において癌細胞の増殖抑制を検討した。平成30年度は抗PD-1抗体+メトホルミン処理T細胞の抗腫瘍効果を予測するバイオマーカーの探索・同定を進めた。抗腫瘍効果を有し、かつ、メトホルミンによるサイトカイン産生能の向上を示すCD8+T細胞において、メトホルミン曝露前後の発現解析を網羅的に行い、変化のある分子の同定を試みた。また、抗PD-1抗体の効果予測因子との報告があるPD-L1分子の発現について免疫組織化学染色で検討した。上記の検討結果について、平成30年第22回日本がん免疫学会総会で発表した。本研究は、免疫チェックポイント分子に対する抑制抗体と2型糖尿病治療薬であるメトホルミンの併用による新しい肺癌治療の開発を目的とする。抗PD-1抗体は癌細胞の免疫逃避機構である免疫寛容状態を解除し肺癌を含めた悪性腫瘍に対して抗腫瘍効果を示すことが報告されている。また、申請者らは、これまでの検討でメトホルミンには抗腫瘍免疫を担当するCD8+リンパ球の癌細胞に対する殺傷能力を向上させる作用があることを掴んでいる。本研究では、肺癌において、抗PD-1抗体による免疫寛容状態の解除作用とメトホルミンによる腫瘍免疫担当細胞の機能増強作用に着目し、ヒト肺癌における両者の併用治療の確立を目指す。平成28年度は、癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価を行った。術前の肺癌患者から末梢血を採取し、末梢血単核球を分離した。腫瘍組織においては機械的に組織を均質化した後腫瘍浸潤性T細胞を回収した。末梢血単核球および腫瘍浸潤性T細胞を、10μMのメトホルミン存在、非存在下で1時間培養し、T細胞をpotent nanomolar activator of protein kinase C (50ng/ml)、ionomycin (1μM)の存在下で6時間培養しT細胞に非特異的な刺激を与え、T細胞表面に発現する分子であるCD8、PD-1、Tim-3、サイトカインであるIL-2、TNFα、IFNγを蛍光標識した抗体で染色し、fluorescence activated cell sorting (FACS)による分類を行った。メトホルミン存在下ではサイトカイン産生能が増加した。癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価は、症例集積が進んでおり、解析結果も得られていることから、研究は概ね順調に進んでいると考えられる。抗PD-1抗体は癌細胞の免疫逃避機構である免疫寛容状態を解除し、肺癌を含めた悪性腫瘍に対して抗腫瘍効果を示すことが報告されている。また、研究代表者らは、これまでの検討でメトホルミンには抗腫瘍免疫を担当しうるCD8+リンパ球の癌細胞に対する殺傷能力を向上させる作用がある事を掴んでいる。前年度は癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価を行い、末梢血単核球および腫瘍浸潤性T細胞を、メトホルミンの存在・非存在下で培養し、T細胞に非特異的な刺激を与えたところメトホルミン存在下ではサイトカイン産生能が増加したことを確認した。癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の評価は、さらに症例を集積して解析が進んでいる。また、初代培養肺癌細胞に対する抗PD-1抗体+メトホルミン処理

T細胞の抗腫瘍効果の検討も進んでおり、研究は概ね順調に進んでいると考えられる。本研究は、肺癌において、抗PD-1抗体による免疫寛容状態の解除作用とメトホルミンによる腫瘍免疫担当細胞の機能増強作用に着目し、ヒト肺癌における両者の併用治療の確立を目指すものである。平成28年度は癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価を行い、末梢血単核球および腫瘍浸潤性T細胞を、メトホルミンの存在・非存在下で培養し、T細胞に非特異的な刺激を与えたところメトホルミン存在下ではサイトカイン産生能が増加したことを確認した。平成29年度はさらに症例を集積し、癌患者における末梢血ならびに腫瘍組織中のリンパ球の機能評価を進めた。また、初代培養肺癌細胞に対する抗PD-1抗体+メトホルミン処理T細胞の抗腫瘍効果の検討を進めた。#1.抗PD-1抗体単独、#2.メトホルミン未処理末梢血CD8+T細胞単独、#3.メトホルミン処理後末梢血CD8+T細胞単独、#4.抗PD-1抗体+メトホルミン未処理末梢血CD8+T細胞、#5.抗PD-1抗体+メトホルミン処理後末梢血CD8+T細胞、の治療群において癌細胞の増殖抑制を検討した。平成30年度は抗PD-1抗体+メトホルミン処理T細胞の抗腫瘍効果を予測するバイオマーカーの探索・同定を進めた。抗腫瘍効果を有し、かつ、メトホルミンによるサイトカイン産生能の向上を示すCD8+T細胞において、メトホルミン曝露前後の発現解析を網羅的に行い、変化のある分子の同定を試みた。また、抗PD-1抗体の効果予測因子との報告があるPD-L1分子の発現について免疫組織化学染色で検討した。上記の検討結果について、平成30年第22回日本がん免疫学会総会で発表した。今年度は初代培養肺癌細胞に対する抗PD-1抗体+メトホルミン処理T細胞の抗腫瘍効果を検討する予定である。1)抗PD-1抗体単独、2)メトホルミン未処理末梢血CD8+T細胞単独、3)メトホルミン処理後末梢血CD8+T細胞単独、4)抗PD-1抗体+メトホルミン未処理末梢血CD8+T細胞、5)抗PD-1抗体+メトホルミン処理後末梢血CD8+T細胞、の治療群において、癌細胞の増殖抑制を検討する。抗PD-1抗体+メトホルミン処理T細胞の抗腫瘍効果を予測するバイオマーカーの探索・同定を進める。抗腫瘍効果を有し、かつ、メトホルミンによるサイトカイン産生能の向上を示すCD8+T細胞において、メトホルミン曝露前後の発現解析を網羅的に行い、変化のある分子を同定する。また、抗PD-1抗体の効果予測因子との報告があるPD-L1分子の発現について免疫組織化学染色で解析する。物品購入において一部当初の見込みよりも少額で購入できたものがあったために余剰が生じたが、直ちに物品を購入する予定が無かったので年度内の使用は不可能であった。(理由)物品購入において一部当初の見込みよりも少額で購入出来たものがあったために余剰が生じたが、その余剰は他の物品を購入出来るのに充分な額ではなかったので、年度内の使用は不可能であった。(使用計画)次年度に繰り越して物品購入に充当する。次年度に繰り越して物品購入に充当する。
学習者の正誤情報を「見える化」する点字学習支援システム

本年度は、研究代表者が開発している晴眼者向け点字学習支援システム「点字といっしょ!」において、(1)推奨追加空マス数を踏まえた点字3DCG(3 Dimensional Computer Graphics)の表示方法を反映したシステムを実装し、(2)同システムを活用した授業実践を実施した。加えて、(3)学習者が3DCGで打点し採点後、正誤の結果を示すのに合わせて、打点位置の間違い箇所を赤で示す機能の実装を行った。しかし、(3)の機能を搭載したシステムを活用した授業実践の分析にまで至らなかった。点字3DCGは、three.js(3DCGを記述することができるJavaScriptのライブラリの一つ)を使用して生成している。(4)他大学において、(1)と(2)と同様に授業実践を実施した。(1)星野(研究協力者)と研究代表者は、先行研究で、点字学習において凸面と凹面の鏡像関係を3DCGで表示する際、推奨追加空マス数を反映した点字3DCGを学習者へ示すことで学習効果が上がると仮定し、同機能をシステムへ実装した。(2)授業実践後の分析結果より、統制群と実験群の比較したところ、特に、凹面での打点の際、空マス追加の効果が示された。(4)他大学での本システムの導入だが、特別支援教育の教職資格を目指している学生らに、使用を依頼した。(1)と(2)の結果について、国外会議1件の学会発表を行った。加えて、研究論文1本(査読有1本)が掲載された。学習者が3DCGで打点し採点後、正誤の結果を示すのに合わせて、打点位置の間違い箇所を赤で示す機能の実装を行った。しかし、授業実践の分析にまで至らなかった。本年度の研究実績を踏まえ、以下の3点に重点をおいて本研究を推進していく。1.順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を反映した点字3DCGが自動生成される機能を持たせた点字学習支援システム「点字といっしょ!」の授業実践での分析を実施し、評価する。2.テストの誤答分析結果の精査を継続する。3.他大学での本システムの運用を継続し、学習者の点字に関する知識等に関する分析を実施する。本年度は、研究代表者が開発している晴眼者向け点字学習支援システム「点字といっしょ!」において、(1)鏡像関係を踏まえた点字3DCG(3 Dimensional Computer Graphics)の表示方法について順序効果の検討および実験(順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を得るため)と、(2)点字学習者の「つまずき」の明確化に向けて誤答分析を実施した。加えて、(3)(1)の実験結果である順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を反映した点字3DCG自動生成機能の実装を行った。しかし、当該機能を搭載したシステムを活用した授業実践にまでは至らなかった。(1)星野(研究協力者)と研究代表者は、点字学習支援システム利用者へ、鏡像関係を踏まえた点字3DCGの表示方法として、空マス数を追加することを提案し、実験結果から推奨追加空マス数を推定した。しかし、その実験では順序効果が考慮されていなかった。そこで、順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を実験から得た。(2)点字について学習後のテストにおける誤答には特徴があることから、学習者の解答過程を5つのステップに分け達成率を求めた。達成率の変化には、異なる原因(「点字生成に関する正しい知識が得られていないこと」もしくは「問題文の誤読」)がそれぞれ推定された。(1)と(2)の結果について、国内会議2件の学会発表を行った。鏡像関係を踏まえた点字3DCGの表示方法について順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を推定し、それを反映した点字3DCGを既存点字学習支援システムへ登載した。加えて、three.jsと上記実験で得られた推奨追加空マス数を使用した点字3DCGの自動生成機能を開発した。しかし、授業実践を実施することが出来なかった。

(4)他大学での本システムの導入だが、特別支援教育の教職資格を目指している学生らに、使用を依頼した。(1)と(2)の結果について、国外会議1件の学会発表を行った。加えて、研究論文1本(査読有1本)が掲載された。学習者が3DCGで打点し採点後、正誤の結果を示すのに合わせて、打点位置の間違い箇所を赤で示す機能の実装を行った。しかし、授業実践の分析にまで至らなかった。本年度の研究実績を踏まえ、以下の3点に重点をおいて本研究を推進していく。1.順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を反映した点字3DCGが自動生成される機能を持たせた点字学習支援システム「点字といっしょ!」の授業実践へ投入し、評価する。2.順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を反映した点字打点入力問題および採点機能の実装と評価を実施する。3.テストの誤答分析結果の精査を実施する。1.順序効果の影響を取り除いた推奨追加空マス数を反映した点字3DCGが自動生成される機能を持たせた点字学習支援システム「点字といっしょ!」の授業実践での分析を実施し、評価する。2.テストの誤答分析結果の精査を継続する。3.他大学での本システムの運用を継続し、学習者の点字に関する知識等に関する分析を実施する。研究の進捗が、やや遅れており、成果発表の為に予定していた本年度中の出張を、次年度への予定としたため。研究の進捗が、やや遅れており、成果発表の為に予定していた当年度中の出張を、次年度への予定としたため。
真空内四光波混合によるsub-eV暗黒場の高感度探索

暗黒エネルギー(DE)、暗黒物質(DM)は現代物理学の最大級の謎である。特にDMの起源は弱結合する素粒子群である可能性が示唆されている。南部・ゴールドストーンらは自発的対称性の破れ(SSB)に伴う零質量のボゾ(NGB)の存在を予見した。ヒッグス機構は、SSBを拡張した模型であり、同機構が検証されつつある現在、SSBの主導原理を多様な対称性に適用することは正統な潮流である。故に重いDMの探索と、その対極にある質量が零に近いNGBの一般的探索は、探索の両輪となる資格がある。本研究の最終目的は、2色(生成光+誘導光)の極短パルスレーザー光を真空中で混合集光し、真空起因の四光波混合過程の観測により、軽い暗黒物質となり得るsub-eV質量域の中性共鳴場を、これまで公表した探索結果と比べて高感度な条件で探索することにある。平成30年度は、第一に、新しい相互作用真空容器を用いた探索を実施するための光学系の調整及び真空度の調整のための手続きを整えた。第二に、探索における背景事象の定量化を重点的に行った。特に、集光点近傍から生じる原子起因の背景事象の定量化を過去に出版した時点の圧力よりも数桁低い領域まで進めた。その結果、原子起因背景光量が、圧力の2乗に依存するスケーリング、及び、その生成光と誘導光の偏光組み合わせ依存性が再確認された。その上で、比較的低強度のレーザーを用いて予備的探索を実施した。これらの結果は、それぞれ、レーザー学会及び日本物理学会にて報告した。焦点付近から生じる背景事象以外に、光学素子起因の背景光をある程度予期していたが、実際には期待していたレーザー強度よりも弱い強度で光学素子起因の背景光が生じることが判明した。これについては、現在定量化を進めているが、差し引き方について、概ね方策が立った状況にある。2019年度には、この対策が盛り込まれる見込みである。2019年度は、予備探索の結果について論文執筆する予定である。その後、誘導光を短パルス化した探索を実施する。2020年度は、背景光が定量化できる範囲内で最高出力のレーザー強度にて探索を実施する。本研究の最終目的は、2色の極短パルスレーザー光を真空中で集光し、真空起因の四光波混合過程の観測により、軽い暗黒物質となり得るsub-eV質量域の中性共鳴場を、これまで公表した探索結果と比べて高感度な条件で探索することにある。29年度は以下の研究を実施した。探索装置に関しては、第一に、探索用真空容器内の真空度を桁違いに上げるための相互作用真空容器の設計と製作を完了した。第2に、高強度生成用レーザー光を分岐して増幅用光源として利用し、非線形結晶を用いた誘導用レーザー光の増幅(OPA)を大気下において試験し、非線形結晶の評価及び選定が完了した。加えて、本研究のアプローチに基づく将来的な拡張として、より高質量域の暗黒物質探索へ向けた非対称エネルギー光子光子衝突系を着想し、探索感度を定量化した。この感度見積は査読付き論文として出版された。上記に関連する研究内容に関して、国際共同研究者らと共に国際会議(Light driven Nuclear-Particle physics and Cosmology 2017, LNPC'17)を共同主催し研究成果を報告した。当初の研究計画では、29年度中に粗排気用真空ポンプのみを購入しておき、校正のための多くの自由度が担保できる相互作用真空容器の設計のみに重点的に時間を割く計画であった。しかし、超高真空を達成する真空容器が備えるべき物理的制約及び予算的制約のため、校正に関する自由度を可能な限り削ぎ落とすこととなった。具体的にはステージ群からの排ガスの観点から、校正用の電動ステージ群の導入を放棄する決断をした。この決断に伴い電動ステージを超高真空対応の手動ステージ群に切り替えるため、つまり、手動操作用の真空容器ポート位置を事前に固定しなければならいため、大気下で探索に使用する光学素子群を用いて全ての校正手順を仔細に検証し、真空容器外からこれら全ての手動操作を可能とする真空ポート構造とそれに付随する手動ステージ群の詳細設計を進めた。その結果、真空容器全体の設計が当初予定よりも早期に完成した。この成果を踏まえ前倒し使用を申請して、超高真空度を達成できる相互作用真空容器の設計と製作が年度内に一挙に完了し、目標値を上回る到達真空度を達成できたため。