hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変化の見落とし現象に着目した人の注意状態に適応する情報提示インタフェースの創出

周辺情報通知への応用を実現するために着目した“変化の見落とし現象"の基礎特性を把握した.主作業を課さない単純な課題に基づき,周辺刺激の配置や注意配分量の違いによる検出特性の差異を明らかにした.(1)変化の見落とし現象(CB現象)の確認:周辺刺激としてアルファベット一文字を画面の中央から偏心度10°の円周上の8箇所の位置に配置した.画面の中央部に表示された十字記号を実験参加者に注視させた状態で,開眼時に8箇所中の一箇所を他の文字に変化させると(CB現象が生じない条件),周辺刺激変化位置の検出率はほぼ100%であった.一方,随意性瞬目時に変化させると(CB現象が生じる条件),検出率は50%未満と大きく低下した.この結果は,実験参加者が8箇所の周辺刺激に対して,注意を均一に配分することが難しい状況を反映している.すなわち,CB現象を導入することにより,ユーザが周辺刺激の変化に気づくことができない状況を産出できることを確認した.(2)注意誘導の効果の把握:次に,画面中央部の十字記号の代わりに,変化する空間領域のてがかりを与える4種類の矢印記号{→,←,↑,↓}を表示した.これにより,実験参加者は変化する空間範囲を8箇所中の3箇所に絞り込むことができる.このときの検出率は80%程度とかなり高かった.これは,実験参加者が刺激変化候補領域に十分に注意を配分できていた状況を示す.すなわち,周辺情報が提示される空間領域に注意が向けられているときにのみ,ユーザがその変化に気づくとの,提案手法の基本的なアイデアの実現可能性が確認できた.(3)周辺刺激の配置の効果:更に,周辺刺激を5°,10°,15°の3種類の偏心度で配置したときの検出特性について検討した.その結果,偏心度が大きくなるとCB現象がより強固に誘発される傾向を確認した.また,注意誘導の効果は偏心度15°においても,なお有効であった.“変化の見落とし現象"の基礎特性を計測するための実験を計画通りに実施することができた.分析の結果,当初予想していた特性とほぼ同等の実験データが得られたことから,実験計画を見直しすることなく,提案手法の実現可能性について,研究の早期の段階で見通しが得られた.得られた知見は,査読付きの論文(研究速報)としてまとめることができた.周辺刺激を検出する実験では,安定したデータを取得するため,自発性瞬目(意識せずに不定期に生じる通常の瞬目)ではなく,随意性の瞬目(意識的に行う瞬目)を利用した.実験終了時点で,実験参加者から,試行中に多数回の瞬きを自ら行うのが苦痛であり,目が疲れるとの報告を受けたため,瞬目を使用しないフリッカー法の利用を検討した.フリッカー法は刺激を変化させる直前に100ms程度の空白画像を挟み込む提示手法である.この方法は瞬目法よりも簡便ではあるが,周辺情報を更新する際に画面のちらつきが生じるため,周辺情報通知法を実用化するための手法としては直接的には利用できない.しかし,現段階は“変化の見落とし現象"に関する基礎的データを集積することが目的であるため,両手法により同等の知見の獲得が期待できるとの見通しが得られれば,フリッカー法に基づく検出実験が実験参加者の負担軽減の点からも妥当であると判断した.そこで,瞬目法とフリッカー法による予備実験を実施した結果,ほぼ同等の特性が得られることを確認できたことから,年度途中から,フリッカー法に切り替えて一連の検出実験を計画・実施した.この実験手法の切り替えにより,“変化の見落とし現象"に関する基礎データの収集がより円滑に進展したと評価できる.本研究の最終年度は,主作業と周辺作業を同時に遂行する課題を用いて,実際的な応用場面をシミュレートした周辺刺激の検出特性を総合的に把握・評価する.(1)主作業の認知負荷の高低による変化検出特性の把握:主作業として,画面の中央にアルファベット一文字を一定の時間間隔で切り替えて提示し,ターゲット文字が提示されたとき,指定されたキーを即座に押させるタスクを導入する.このとき,提示するターゲットの出現頻度を数段階に操作することにより,認知負荷の大きさを調整する.同時に,前年度で用いた周辺刺激変化検出課題を課し,認知負荷量が周辺刺激の検出特性に与える影響を明らかにする.周辺刺激の種類,提示個数,配置,変化位置等を実験パラメータとして分析する.(2)随意性瞬目による検出実験:前年度では検討していない,指定した刺激提示位置に注意を向けた状態で,意図して随意性瞬目を発する「要求検出型」について,その検出特性を検討する.主作業が含まれない場合と含まれる場合の2種類の条件下で実施する.予想される結果は以下の通りである.主作業が含まれない場合は,開眼時に情報を提供する「強制検出型」に近い正答率となる.主作業を伴う場合は周辺領域(刺激提示位置)に対する注意の配分量が十分でないことが推測されるため,正答率はやや低下する.(3)総合的評価:「非検出型」,「偶然検出型」,「要求検出型」,「強制検出型」の4種類の周辺情報提示制御方式の有効性を検証するための実験を計画する.主作業は,画面中央に提示されたアルファベットの検出課題(ターゲット検出)とし,周辺刺激として,“待機中",“メッセージ着信"などの実際の応用場面を模擬した意味のある単語を用いる.検証実験を通じて提案方式の総合的な評価を行う.本年度は,瞬目開始時点を検出する方式を考案し,そのタイミングで画面情報を切り替える検証実験用の情報提示制御システムを構築した.(1)

瞬目開始時点のリアルタイム検出方式の実装:頭部の動きによる誤検出を避けるため,メガネ装着型の眼領域映像取得ユニットを作製した.眼領域の撮影には超小型の高速度ビデオカメラ(実測値85.5fps)を用いた.露光時間の不足を補うため,赤外LEDによる眼領域照明ユニットを付加し,良好な映像が取得できることを確認した.また,瞬目開始時点を検出するために,閉瞼に伴い黒目領域の面積が減少し始める時点を検出するアルゴリズムを実装した.本方式では,真の瞬目開始時点から5フレーム(58.5ms)遅れた時点を瞬目開始時点として検出することができる.(2)提示タイミングの許容度の検討:瞬目の前半の閉瞼過程では,上眼瞼が下降し始めてから完全に閉じるまでに約100msを要する.閉瞼完了時点から上眼瞼が上昇し完全に開眼するまでに約200ms要するので,瞬目開始時点の検出と同時に提示情報を切り替えるのに十分な時間の余裕がある.ただし,徐々に眼が開いて行くため,後半の開瞼過程の途中から視覚入力が可能になると予想される.そこで,許容される提示タイミングの遅延時間を特定するため,瞬目開始時点を起点とし,遅延時間を0, 20, 50, 100, 150msと段階的に延長して瞬間提示(20ms)した光点を検知する実験を計画した.その結果,遅延時間が20msまでは光点の提示に気付く観察者は見られなかった.50msの遅延時間では半数の観察者が光点の提示に気付き始めた.以上から,提示タイミング遅延の許容度は2050msと見込まれる.(3)情報提示制御ソフトウェアの実装:画像認識ライブラリのOpenCV3.0をベースとして,次年度以降に実施する検証実験用の情報提示制御システムを構築した.メガネ装着型の目領域映像取得ユニットは外注により作製したが,納期通りに納入されたため,研究計画の遅れは生じなかった.また,予備のビデオカメラを用いて,瞬目検出アルゴリズムの検討を並行して進めたため,より効率的に研究が捗った.ただ,ユニットに装着されたLEDの強度がやや弱いことが判明したため,より安定した検出を実現するためにLEDの出力を増強する方策を講じた.瞬目検出アルゴリズムについては,目領域内のエッジ強度と黒目領域の面積に基づく二種類の方法について検討したが,後者の方法がよりロバストに検出できることが研究の早期の時点で判明したため,検出アルゴリズムの実装が計画通りに完了した.また,ビデオカメラからPCへの映像転送遅延時間の影響により,リアルタイム検出に支障が生じる可能性を懸念していたが,予備的実験により,実用上問題の無いことが判明したため,代替のセンシング手法を検討する必要はなかった.情報提示制御システムの実装には画像認識ライブラリのOpenCV3.0を用いたため,豊富な関数群を有効に利用することができ,実装は極めてスムーズに進んだ.周辺情報通知への応用を実現するために着目した“変化の見落とし現象"の基礎特性を把握した.主作業を課さない単純な課題に基づき,周辺刺激の配置や注意配分量の違いによる検出特性の差異を明らかにした.(1)変化の見落とし現象(CB現象)の確認:
胃癌に対するアデノウィルスベクターを用いた治療実験の試み

1) EGFRおよびc-metアンチセンス発現アデノウイルス感染後のEGFRおよびc-mnet発現の変化2) AdEASのin vitro及びin vivoでの増殖に及ぼす影響in vitroの実験にはAGS,KKLS,MKN28の3株の胃癌細胞株を用い、96wellにて至適ウイルス投与後7日間の増殖を検討した。実験7日目ではEAS投与群はコントロール群に比べ、AGSでは81.8%、KKLSでは82.7%、MKN28では67.4%の増殖抑制効果が認められた。in vivoの増殖能の検討はMKN28をヌードマウス皮下に移植し腫瘍径が約5mmになった時点からウイルスを5日間連日に腫瘍内投与し以後サイズを観察した。EAS投与により腫瘍の発育はほとんど抑制され、24日目の相対腫瘍重量はEAS群では1.9であったのに対し、β-GAL群では18であった。3) AdMASの胃癌細胞の運動に及ぼす影響胃癌細胞3株に対しAdMASを感染させた結果c-metを過剰発現しているHs746tのみが44%の増殖抑制を認めた。運動に関してはc-metを発現しているAGSと過剰発現しているHs746tの運動が、それぞれ88%、45%と有意に抑制された。一方、c-metを発現していないKKLSでは増殖や運動に影響しなかった。1. Epidermal Growth Factor受容体(EGFR)アンチセンスを発現する組み換えアデノウイルスの作製Epidermal Growth Factor受容体(EGFR)のcDNAの一部をCMV promoterの下流にアンチセンスを発現させる方向でシャトルベクターに挿入し、これとアデノウイルス5型ゲノムをもつpJM17をアデノウイルスElaを発現している293細胞にコトランスフェクションし、EGFRアンチセンス(EAS)を作製した。作製したアデノウイルスは塩化セシウム密度勾配遠心により精製し、EAS-アデノウイルス・β-galactosidaseアデノウイルスのBiological Tilterはプラークアッセイにて決定した。2.ヒト胃癌細胞株へのEGFRアンチセンス遺伝子導入によるin vitroでの増殖抑制効果方法:ヒト胃癌細胞株3株(AGS・KKLS・MKN28)を用い、β-galactosidase発現アデノウイルスにより検討したウイルス量に従って、EAS-アデノウイルス投与群・β-galactosidaseアデノウイルス投与群・非投与群の3群にて増殖実験を行った。アッセイは96wellのプレートを用い、各ウイルス投与後1から7日目の細胞数を、triplicateでクリスタルバイオレット法にて経時的に計測した。結果:3種類のヒト胃癌培養細胞株においてウイルス投与後の細胞株増殖は、アデノウイルス非投与群とβ-galactosidaseアデノウイルス投与群間に差は認めなかったが、EAS-アデノウイルス投与群での細胞増殖は前者2群に比較して有為に抑制された(p<0.0002)。1.Epidermal Growth Factor受容体(EGFR)アンチセンス発現アデノウイルス感染後のEGFR発現の変化方法:8chamberglass slideにヒト胃癌培養細胞株(MKN-28)を培養し、Epidermal Growth Factor受容体アンチセンス発現アデノウイルス(Ad-EAS)あるいはβ-galactosidase発現アデノウイルスを投与後3日間培養し、抗ヒトEGFRモノクローナル抗体をもちいたSAB法による免疫細胞化学染色にてEGFR発現を観察した。コントロールとしてはウイルス非投与群、β-galactosidase発現アデノウイルス投与群を設定した。結果:コントロール群に比較して、Ad-EAS投与群ではEGFRの発現は減弱した。2.ヌードマウス皮下移植腫瘍におけるEpidermal Growth Factor受容体(EGFR)アンチセンス発現アデノウイルスのin vivoでの治療実験方法:ヌードマウス背部皮下に、ヒト胃癌培養細胞株(MKN-28)を1×10^7個接種し、腫瘍径が5mmになった時点でAd-EASを1×10^9PFU/100μl腫瘍内局所投与し、腫瘍増殖に及ぼす影響を検討した。コントロールとしてはPBS投与群、β-galactosidase発現アデノウイルス投与群を設定した。

観察期間はウイルス投与後48日間とし、腫瘍の推定腫瘍体積は体積=長径×短径^2/2で計算した。結果:ヌードマウス皮下移植腫瘍にAd-EASを投与した結果、腫瘍増殖は有意に抑制された。PBS投与群とβ-galactosidase発現アデノウイルス投与群間では腫瘍増殖に差は認められなかった。PBS投与群に対するAd-EAS投与群の腫瘍増殖抑制の比率は、アデノウイルス投与後48日目で93%であった。1) EGFRおよびc-metアンチセンス発現アデノウイルス感染後のEGFRおよびc-met発現の変化2) AdEASのinvitro及びin vivoでの増殖に及ぼす影響in vitroの実験にはAGS,KKLS,MKN28の3株の胃癌細胞株を用い、96wellにて至適ウイルス投与後7日間の増殖を検討した。実験7日目ではEAS投与群はコントロール群に比べ、AGSでは81.8%、KKLSでは82.7%、MKN28では67.4%の増殖抑制効果が認められた。in vivoの増殖能の検討はMKN28をヌードマウス皮下に移植し腫瘍径が約5mmになった時点からウイルスを5日間連日に腫瘍内投与し以後サイズを観察した。EAS投与により腫瘍の発育はほとんど抑制され、24日目の相対腫瘍重量はEAS群では1.9であったのに対し、β-GAL群では18であった。3) AdMASの胃癌細胞の運動に及ぼす影響胃癌細胞3株に対しAdMASを感染させた結果c-metを過剰発現しているHs746tのみが44%の増殖抑制を認めた。運動に関してはc-metを発現しているAGSと過剰発現しているHs746tの運動が、それぞれ88%、45%と有意に抑制された。一方、c-metを発現していないKKLSでは増殖や運動に影響しなかった。
多極子と伝導電子の相互作用による新奇量子臨界現象の探究

局在多極子モーメントと伝導電子の混成による新規物理現象を実現しその性質を調べることは、物理的にも、高温超電導などの応用面でも非常に重要な課題である。そこで、スピンの自由度がなく、電気四極子モーメントが活性であるPrV2Al20単結晶の合成と精密な物性測定を行った。PrV2Al20は、TQ = 0.7 Kの多極子転移点よりも高温側において電気抵抗率、磁化率、比熱において異常な状態となることが知られており、四極子近藤効果実現の可能性が指摘されていた。しかしながら、比熱の振る舞いは四極子近藤効果に対して理論的に予測される振る舞いから外れるなど、まだ四極子近藤効果が確立されるには至っていなかった。本年度の研究で我々は、磁気抵抗率、磁場中比熱、磁化率の測定結果を理論的予測と比較した。その結果およそ10 Kから25 K程度の領域で負の磁気抵抗率がみられ、理論的予測との詳細な比較によって四極子近藤効果が実現している可能性が高いことを示した。さらに、多極子転移点直上から10 K程度までの領域では正の磁気抵抗率に転じ、比熱、磁化率とともに従来の理論的予測から外れることが明らかになった。PrV2Al20は常圧下において多極子揺らぎの量子臨界点近傍にあり、今回の異常な正の磁気抵抗率は多極子モーメントの揺らぎにより有効質量が増大したことを反映している可能性が高いと分かった。また、PrV2Al20は純良な結晶において2段の連続した多極子転移がみられるが、この起源は明らかにされていなかった。磁場中比熱測定の結果からエントロピーを求め、理論的予測と比較をした結果、PrV2Al20の強い多極子混成に起因するチャンネル秩序が実現している可能性があると分かった。その他、共同研究において、PrV2Al20に対する静水圧の印加によって、多極子揺らぎに起因する重い電子超伝導の転移温度の上昇などが観測された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
新しい炭素ナノネットワークの幾何学的構造と電子状況

炭素はその結合形態の多様性から、原子ネットワークとして様々な形状のものが可能となる。我々は、基本となるグラファイトネットワークに、5員環7員環などの多角形欠陥が入った場合の電子状態を詳細に検討し、新しい炭素材料の可能性を議論した。グラファイトの蜂の巣格子から60°のクサビを切りとり端を繋げると、頂点にのみ5員環を円錐状の蜂の巣ネットワークが出来る。一方逆に60°のクサビをグラファイトに加えると、7員環の回りに鞍型の蜂の巣ネットワークの曲面が形成される。同様に120°ならば8員環が出来る。7員環や8員環を加えると、フラーレンネットワークのトポロジーの多様性は無限に拡がる。負の曲面を持つ分子の代表例として、ド-ナツ状フラーレンの構造を考える。複雑そうなそのネットワーク構造も、高次フラーレン同様展開図を考えることによって用意に理解できる。このド-ナツの幾何学は、5員環と7員環の配置を決める4つのベクトルと、ド-ナツが穴の廻りに何回対称であるかによって完全に決まる。。このようにして出来たド-ナツの電子状態としては、NBO状態を示す構造が多数存在するなど、高次フラーレンとは違った多様性が見られた。ド-ナツが閉じなければ、それは螺旋状チューブとなる。これは4つのベクトルで決まる一つのユニットが、無限に繋がったものである。螺旋状チューブは基本的に1次元物質でありグラファイトが筒状に閉じたフラーレンチューブと同様である。筒状チューブでは、その直径を与えるベクトルによって金属か半導体かが決まるが、螺旋状チューブでは幾何学的パラメータが飛躍的に増える。計算の結果、殆んどの螺旋状チューブは半導体的になるが、中に金属的になる構造も見つかった。7員環や8員環の存在は、更に3次元的に拡がったフラーレンネットワーク「スポンジ状グラファイト」の形成も可能とする。これは謂わば2次元グラファイトと3次元ダイヤモンドを結ぶ物質である。その様々な構造は、多面体の空間パッキングとして考えれば理解し易い。例えば、正二十面体と正八面体の空間パッキングによって出来る。ダイヤモンド構造を持つ正三角形の3次元ネットワークや、切頭八面体の空間充填から出来る正六角形のネットワークに蜂の巣のデザインをする3次元パッチワークを考えれば、スポンジ状グラファイト構造が出来上がる。これらのスポンジ状グラファイトにおいても、蜂の巣パッチの種類に対応する幾何学的パラメータを変えると、半導体、ゼロギャップ半導体、金属の様々な電子状態が出現することが分かった。特に偶数員環だけで構成された場合は、フラットバンドの出現など、金属磁性を予期させる特異なバンド構造が現れることを発見した。。
マイクロ磁気軸受を用いた浮上型マイクロモータに関する研究

本研究において最終的に目標としていたマイクロ磁気軸受を構成することに成功した。そのマイクロ磁気軸受の評価・検討として,異なる電磁石構造を有する磁気軸受についての比較・検討を行った。実験で用いた電磁石の一つは馬蹄型電磁石であり,もう一つは円柱型電磁石である。馬蹄型電磁石,円柱型電磁石の電流剛性はほぼ0.045N/Aと等しくなるように設計した。また,ロータの回転角度はホールセンサからの出力信号により検出し,ブラシレスモータとして励磁方向を切り替えることにより回転駆動を行った。磁気軸受の軸方向の特性評価として開ループ特性,閉ループ特性を測定・評価し,馬蹄型電磁石,円柱型電磁石による軸受の特性がほぼ等しいことを確認した。各電磁石構造においてロータを回転させ,その時の駆動電流に対する動特性評価を行った。蹄鉄型電磁石では,最高約3万rpmと非常に高速で回転した。しかも,3万rpmに到達するのに要した時間は1.2秒と非常に短時間であった。円柱状電磁石ではラジアル方向の剛性が弱いため,約3000rpm以上では回転できなかった。しかし,数ミリアンペアの非常に弱い電流で駆動させることができた。次に,ロータを回転させた後に駆動力を切り,ロータの減衰特性を測定・評価した。その結果,馬蹄型電磁石では2秒以内に高速減衰したが,円柱型電磁石では20秒以上を要した。これは,電磁石とロータ間の磁気的な抗力が原因と考えられた。以上から,馬蹄型電磁石と円柱型電磁石を用いた磁気軸受間には回転特性に大きな違いが見られ,用途に応じた利用が必要であることが明らかとなった。マイクロ磁気軸受のロータと支持軸受(電磁石)の試作のために,直径1.0mmの金属鉄棒から長さ10mmのロータを切出した。ロータ断面は切削加工を行い一様断面にした。また,用いたステ-タとしては馬蹄形を検討し,ギャップを0.5mm程度にした。また,精密加工をする必要性から放電加工を適用した。結果的に,当初の予定通りのロータを試作することができた。マイクロ磁気軸受の設計のために,ロータと電磁石との吸引力を精密に評価した。吸引力は数ミリN程度と非常に小さかったので,精度の高い電子天秤を用いた。また,微小変位はマイクロメータを用いて与えた。この吸引力測定結果から,制御系の設計に必要な物理定数を得る事ができた。マイクロ磁気軸受の制御回路として,今までの技術的な裏付けのあるアナログPD制御を試みた。また,このPD制御回路に連結するパワーアンプとして,安定性の良い直流アンプを試作した。このアンプは数kHz程度まで一定の周波数特性を有していた。また,アンプの周波数特性評価にはFFTアナライザーを用いた。また,今回はPWM方式のパワーアンプは使用しなかった。マイクロ磁気軸受の位置検出を行うために,半導体受光素子を用い,完全非接触の変位検出を試みた。今回は,半導体受光素子の温度特性対策や安定性向上のために,差動信号による位置検出を試みた。また,光源には一様光を用いる必要性から一方向に絞った白熱光を用いた。マイクロ磁気軸受の評価・検討として磁気軸受の小形化に伴う質量効果を検討した。実験では,磁気浮上した幾種類かのロータ(約0.1g)の目標位置に対する追従特性を評価した。その結果,ロータは約1kHzの高速応答を示した。また,ロータに対してインパルス状の外乱を電気的に与えたときのロータの応答を評価・検討した。更に,マイクロ磁気軸受の電磁力による移動抵抗を評価・検討した。その結果,ロータは約1msの高速応答を示した。

これは,先の追従実験における1kHzに相当する結果である。実験では,ロータに永久磁石(PM)を用いたものと,エアタービンを取り付けたものとを用いた。実験では,それぞれのロータを数千rpmまで回転させ,その後ロータの回転数の自然減衰を評価・検討した。タービン付ロータの空気抵抗はPM付ロータの空気抵抗より大きいと考えられたにも拘わらず,実験結果ではPM付ロータの回転減衰はタービン付ロータの回転減衰より大きかった。これは,PM付ロータの磁気的な回転抵抗によるものと結論づけられた。このことから,通常サイズでは問題にならない磁気的な回転抗力は,マイクロ磁気軸受におけるロータの運動を支配する1つのファクターであることが分かった。以上から,マイクロロータの高速回転のためには,磁気抗力に打ち勝つ回転駆動を行い,ロータは2軸あるいは4軸での磁気浮上が有効と結論づけた。マイクロ磁気軸受の評価・検討として異なる電磁石構造を有する磁気軸受についての比較検討を行った。実験で用いた電磁石の一つは馬蹄型電磁石であり,もう一つは円柱型電磁石である。馬蹄型電磁石,円柱型電磁石の電流剛性がほぼ0.045N/Aと等しくなるように設計した。また,ロータの回転角度はホールセンサからの出力信号により検出し,ブラシレスモータとして励磁方向を切り替えることにより回転駆動を行った。磁気軸受の軸方向の特性評価として開ループ特性,閉ループ特性を測定・評価し,馬蹄型電磁石,円柱型電磁石による軸受の特性がほぼ等しいことを確認した。各電磁石構造においてロータを回転させ,その時の駆動電流に対する動特性評価を行った。蹄鉄型電磁石では,最高約3万rpmと非常に高速で回転した。しかも,3万rpmに到達するのに要した時間は1.2秒と非常に短時間であった。円柱状電磁石ではラジアル方向の剛性が弱いため,約3000rpm以上では回転できなかった。しかし,数ミリアンペアの非常に弱い電流で駆動させることができた。次に,ロータを回転させた後に駆動力を切り,ロータの減衰特性を測定・評価した。その結果,馬蹄型電磁石では2秒以内に高速減衰したが,円柱型電磁石では20秒以上を要した。これは,電磁石とロータ間の磁気的な抗力が原因と考えられた。以上から,馬蹄型電磁石と円柱型電磁石を用いた磁気軸受間には回転特性に大きな違いが見られ,用途に応じた利用が必要であることが分かった。
がん細胞悪性化における新規核内アクチンファイバーの役割の解明

がん細胞が成育する基質の硬さは、抗がん剤感受性に影響を及ぼす。これまでの研究で、生育している基質が柔らかい方が、癌抑制遺伝子産物p53の活性は低くなるために抗がん剤感受性が低下することを、ヒト乳がんMCF細胞を用いて証明してきた。さらにこの際に、核内で見られる新規アクチン線維(Fアクチン)構造:核アクチンファイバーの形成が誘導されることを見出してきた。核アクチンファイバーの機能は新規構造であるが故に不明である。本研究では、核アクチンファイバーの機能および形成分子機構を解明し、それを標的として化学療法の効果を高める新たな治療法への応用を目的とした。はじめに、p53の活性の低下が、抗がん剤処理で誘導される核アクチンファイバーの形成に重要であるかを解析した。まず、硬い基質上で培養したMCF細胞における核アクチン線維構造に対するp53ノックダウンの影響を調べたところ、p53ノックダウンすることで抗がん剤処理により核アクチンファイバーの形成が誘導されることが示された。また、p53野生型およびp53ノックアウトマウス由来胎児線維芽細胞を用いた同様の解析でも、p53-/-MEFsでのみ核アクチンファイバーの形成が誘導された。したがって、p53は抗がん剤処理で誘導される核アクチンファイバーの形成を阻害していることが示された。次に、核アクチンファイバーの形成に関与する分子の同定をアクチン制御タンパク質に対する様々な阻害剤やshRNAを用いて試みた。その結果、アクチン重合分子FMN2が核アクチンファイバーの形成には必要であることを明らかにした。本年度は、抗がん剤による核アクチンファイバーの形成に関わるアクチン制御分子としてFMN2を同定し、またその他にもいくつかの候補分子を得ることができた。核アクチンファイバーの形成は、p53により抑制されることから、現在核アクチンファイバーの形成におけるp53とFMN2を含むこれらアクチン制御分子の関係を調べている。また本研究では、核アクチンファイバーを電子顕微鏡FIB-SEMを用いて高分解能観察を目標としている。核のアクチン線維を電子顕微鏡法で観察した例がない上、FIB-SEMを用いたアクチン線維構造の解析方法は確立されていない。そこで本年度は細胞質に存在するアクチン線維を観察できる条件を検討し、細胞の固定方法やアクチン線維の染色条件を決定することができた。現在、同条件で核アクチンファイバーの構造が観察できるか実験をすすめているところである。以上より、目標とするところまで達成したと考えている。核アクチンファイバーの形成に関与するこれまで同定したアクチン制御分子に対するp53の及ぼす影響を調べることで、核アクチンファイバーの形成の分子機構を明らかにする。得られた結果を基にして、p53の発現を抑制した細胞において、これらアクチン制御分子に対する阻害剤や変異体を用いた活性の制御またはshRNAなどを用いた発現の制御を行い、核アクチンファイバーの形成が抑制される条件を洗い出す。核アクチンファイバー構造の形成の有無の細胞を用いて、抗がん剤による増殖阻害効果や細胞死誘導効果を比較する。加えて、抗がん剤で誘導されるDNAの損傷に対する修復効果についても調べる。これらの解析を通じて、核アクチンファーバーの機能を明らかにする。核アクチンファイバー構造は、細胞質のアクチン線維の構造を解析した同条件で先ずはTEM観察により時期、場所の同定を進め、最終的にFIB-SEMを用いて観察を試みる。観察が難しい場合には、固定方法やアクチン線維染色方法を再検討する。さらに本研究では、クロマチンの構造の解析を行うため、クロマチン構造が観察できる条件についても検討を行う。光学顕微鏡を用いて核アクチンファイバーの形成している細胞と形成していない細胞を特定することで、核アクチンファイバーがクロマチン構造に及ぼす影響についても解析していく。

核アクチンファイバーの形成は、p53により抑制されることから、現在核アクチンファイバーの形成におけるp53とFMN2を含むこれらアクチン制御分子の関係を調べている。また本研究では、核アクチンファイバーを電子顕微鏡FIB-SEMを用いて高分解能観察を目標としている。核のアクチン線維を電子顕微鏡法で観察した例がない上、FIB-SEMを用いたアクチン線維構造の解析方法は確立されていない。そこで本年度は細胞質に存在するアクチン線維を観察できる条件を検討し、細胞の固定方法やアクチン線維の染色条件を決定することができた。現在、同条件で核アクチンファイバーの構造が観察できるか実験をすすめているところである。以上より、目標とするところまで達成したと考えている。核アクチンファイバーの形成に関与するこれまで同定したアクチン制御分子に対するp53の及ぼす影響を調べることで、核アクチンファイバーの形成の分子機構を明らかにする。得られた結果を基にして、p53の発現を抑制した細胞において、これらアクチン制御分子に対する阻害剤や変異体を用いた活性の制御またはshRNAなどを用いた発現の制御を行い、核アクチンファイバーの形成が抑制される条件を洗い出す。核アクチンファイバー構造の形成の有無の細胞を用いて、抗がん剤による増殖阻害効果や細胞死誘導効果を比較する。加えて、抗がん剤で誘導されるDNAの損傷に対する修復効果についても調べる。これらの解析を通じて、核アクチンファーバーの機能を明らかにする。核アクチンファイバー構造は、細胞質のアクチン線維の構造を解析した同条件で先ずはTEM観察により時期、場所の同定を進め、最終的にFIB-SEMを用いて観察を試みる。観察が難しい場合には、固定方法やアクチン線維染色方法を再検討する。さらに本研究では、クロマチンの構造の解析を行うため、クロマチン構造が観察できる条件についても検討を行う。光学顕微鏡を用いて核アクチンファイバーの形成している細胞と形成していない細胞を特定することで、核アクチンファイバーがクロマチン構造に及ぼす影響についても解析していく。当該研究に関連する研究テーマで学内の競争的資金が獲得できたため、謝金や消耗品費などの使用額が少なく済んだ。次年度は、研究の加速を目的に、イメージング解析の実績を有する研究員を雇用するための謝金を計上している。さらに、得られた研究結果から新たに抗体やDNA損傷検出キットなど購入する必要があり、物品費として使用する予定である。
解析困難な蛋白質の高精度立体構造決定法の開発

本研究は,構造プロテオミクス研究をさらに前進させるための新しい技術基盤の創生を目指し,解析が非常に困難な生体高分子試料(実験条件下で不安定,溶解度が低い等)に対して,構造・機能解析を行う手段として,実験科学と情報・計算科学を融合した新しい総合的なアプローチを模索するものであるH22年度は,本研究の2つの研究手テーマのうち「迅速で高感度な異種核多次元NMR測定法」として,非線形サンプリング法を利用し,従来法の10%以下の測定時間で同程度の感度・分解能と,正確なクロスピークの相対強度を持つスペクトルを得る方法の検討を行った.その結果,半日1日程度の測定時間で従来法に比して充分な感度と分解能の4D NMR測定が可能であること,またNOESYスペクトルのようにある程度の強度の正確性が要求される測定にも適用可能であることが示された.また,従来のMaxEntを用いたデータ処理法の改良版であるquantitative MaxEnt (QMEM), multidimensional deconvolution (MDD)を用いた精度の高い多次元NMRスペクトルの再構成ソフトウェアの検討も行ったまた,「限られた構造情報からの効率的な立体構造解析法」として,NOESYスペクトルのみから完全に自動で立体構造解析を行うシステムの構築に成功した.このように客観的で再現性の高い解析法は,様々なより難しい試料において非常に有用であると考えられる本研究は,構造プロテオミクス研究をさらに前進させるための新しい技術基盤の創生を目指し,解析が非常に困難な生体高分子試料(実験条件下で不安定,溶解度が低い等)に対して,構造・機能解析を行う手段として,実験科学と情報・計算科学を融合した新しい総合的なアプローチを模索するものであるH22年度は,本研究の2つの研究手テーマのうち「迅速で高感度な異種核多次元NMR測定法」として,非線形サンプリング法を利用し,従来法の10%以下の測定時間で同程度の感度・分解能と,正確なクロスピークの相対強度を持つスペクトルを得る方法の検討を行った.その結果,半日1日程度の測定時間で従来法に比して充分な感度と分解能の4D NMR測定が可能であること,またNOESYスペクトルのようにある程度の強度の正確性が要求される測定にも適用可能であることが示された.また,従来のMaxEntを用いたデータ処理法の改良版であるquantitative MaxEnt (QMEM), multidimensional deconvolution (MDD)を用いた精度の高い多次元NMRスペクトルの再構成ソフトウェアの検討も行ったまた,「限られた構造情報からの効率的な立体構造解析法」として,NOESYスペクトルのみから完全に自動で立体構造解析を行うシステムの構築に成功した.このように客観的で再現性の高い解析法は,様々なより難しい試料において非常に有用であると考えられる
視覚系並列情報処理経路における時空間的情報統合の神経メカニズム

本研究は、初期視覚システムの時空間統合特性の基盤となる神経メカニズムを明らかにすることを目的とした。特に以下の2つの点に着目した。結合パターンの空間特性を明らかにするために、ケイジド化合物を用いた局所刺激法を導入した。2.一次視覚野(V1)と下側頭皮質(TE)の回整素子としての細胞の特性神経メカニズムを知るための第一段階として、回路素子としての細胞の役割を考察した。方法1.ラットの脳スライス標本を作成し、LGN及びTRNを含む切片を作製、LGN細胞よりホールセル記録をおこなった。ケイジドグルタミン酸を用いた局所刺激法による入力源マップの同定を行った。2.成ニホンサルから脳ブロックを取り出しスライス標本を作成し、V1及びTEの3層錐体細胞よりホールセル記録をおこない、脱分極性通電によって生じる発火パターン等の解析を行った。結果1.ケイジド化合物を用いた局所刺激法は、特定の細胞に対する入力源を、網羅的に解析することから、局所回路を明らかにすることが可能である。今年度は、刺激、記録装置の立ち上げを行った。2.電流通電に対する電位応答を調べた結果、以下のことが明らかになった。1)入力抵抗はV1細胞のほうが、TE細胞より大きかった。2)膜の時定数は、V1細胞のほうがTE細胞より短かった。3)矩形波状の脱分極性通電に対する瞬間発火頻度の時間減衰(spike frequency adaptation)の程度は、V1細胞のほうがTE細胞より大きく、減衰の時定数は、V1細胞のほうがTE細胞より小さかった。これらの結果は、V1の3層錐体細胞は時間分解能が高く、また高い時間周波数の入力に応答するのに適しているのに対し、TEの3層錐体細胞は、時間的に幅をもつ入力を統合するのにより適していることを示唆する。本研究は、視覚システムの時空間統合特性の基盤となる神経メカニズムを明らかにすることを目的とし、神経メカニズムを知るための第一段階として、回路素子としての細胞の役割を考察した。初期視覚野である一次視覚野(V1)と形態視情報処理の最終段にある下側頭皮質(TE)という情報処理のステージの異なる領野の神経細胞の電気生理学的特性を比較検討した。成ニホンサルから脳ブロックを取り出しスライス標本を作成し、V1及びTEの3層錐体細胞よりホールセル記録をおこなった。脱分極性通電によって生じる発火パターン、過分極性通電によって生じる過分極応答を解析した電流通電に対する電位応答を調べた結果、以下のことが明らかになった。3)過分極性通電に対する内向き整流性は、V1細胞のほうがTE細胞より大きかった。4)矩形波状の脱分極性通電に対する瞬間発火頻度の時間減衰(spike frequency adaptation)の程度は、V1細胞のほうがTE細胞より大きく、減衰の時定数は、V1細胞のほうがTE細胞より小さかった。5)脱分極性通電に対する最大発火頻度はV1細胞がTE細胞より大きかった。6)活動電位の幅(活動電位の陽性成分の幅)は、V1細胞のほうがTE細胞より狭かった。これらの結果は、Vlの3層錐体細胞は時間分解能が高く、また高い時間周波数の入力に応答するのに適しているのに対し、TEの3層錐体細胞は、時間的に幅をもつ入力を統合するのにより適していることを示唆する。
社会的ネットワークのゲーム理論分析:協働型地域社会の実現に向けて

本研究では,ネットワーク・ゲーム理論の枠組みに基づき,社会的ネットワークの形成と人々の間の協調関係の構築について,そのメカニズムの理論的な解明を試みた.より具体的には,社会的ネットワーク上においてリンクで結ばれた主体同士が協働活動を行う状況を想定し,ネットワークの構造が協調関係の形成に与える影響を明らかにする.本研究では,ネットワーク・ゲーム理論の枠組みに基づき,社会的ネットワークの形成と人々の間の協調関係の構築について,そのメカニズムの理論的な解明を試みた.より具体的には,社会的ネットワーク上においてリンクで結ばれた主体同士が協働活動を行う状況を想定し,ネットワークの構造が協調関係の形成に与える影響を明らかにする.本研究の目的は,ネットワーク・ゲーム理論の枠組みに基づき,社会的ネットワークの形成と人々の間の協調関係の構築について,そのメカニズムを理論的に解明することである.今年度は,社会的ネットワーク上においてリンクで結ばれた主体どうしが協調ゲームを行う状況を想定し,ネットワークの構造が協調関係の形成に与える影響について分析をおこなった.その際,ネットワークの位相幾何学的特性として,スケールフリー性とスモールワールド性に着目した.具体的には,Scale Free (SF)ネットワーク,Erdos-Renyiネットワーク,Watts and Strogatz (WS)ネットワークを取り上げ,ネットワークの構造が協調形成に与える影響について分析を行った,さらに,次数,平均距離,近接性,クラスター性といったネットワーク指標と協調形成の関係についても分析を行った.分析の結果,次の命題を得た.命題1.すべてのネットワークにおいて,リスク支配的な行動が選択される確率が高い.命題2.リスク支配的な行動がない場合,協調行動を選択する割合はいずれのネットワークも0.5で等しい.また,割合の分散は,近接性が高く,クラスター性が高い程小さい.命題3.SFネットワークでは,非協調行動が選択される確率が他のネットワークと比較して高い命題4.WSネットワークでは,平均距離が短い程,協調行動が選択される確率が高い.以上より,協調行動の自律安定的な存続において,中心性の高い主体の存在は必ずしも良い効果をもたらすとは限らないこと,また,各主体が開かれた交友関係を持つことが重要であることが明らかとなった.本研究の目的は,社会的ネットワーク上における人々の間の協調関係の構築について,そのメカニズムを理論的に解明することである.今年度は,昨年度までの枠組みから以下のような拡張を図った.1.個人がそれぞれ空間上の異なる地点に立地しているとし,立地点間を結ぶcongestibleな交通ネットワークを考慮した(空間,交通ネットワークの導入).2.個人は,社会的ネットワーク上でつながりを持つ相手と協働活動(Face to Face communicationとも解釈できる)を行うために互いを訪問し合い,その水準(頻度)を連続的に決定するものとする.その上,個人が他者との交流を通じて得る効用には,戦略的補完性(活発に活動を行う相手との協働活動はより高い効用をもたらす性質)と多様性選好(多様な相手との協働活動を好む性質)が作用するものとする.以上の枠組みの下,各個人の活動に関する効用最大化行動の結果実現するナッシュ均衡解を任意の社会的ネットワーク及び交通ネットワークにおいて解析的に導出できることを明らかにした.その上,数値計算事例を通じて,以下の成果を得た.1.主体間の協調関係は,社会的ネットワークの構造と交通ネットワークによる空間的条件の両方の影響を受けて決定される.各主体の共同活動の水準は,社会的なポジションと空間的立地条件を所与としてNash均衡解として求まる.2.交通コスト,交流相手に関する多様性選好,および活動に対する戦略的相補性を考慮することで,各主体の協働活動の水準,効用の変化および大小関係のほとんどを説明できる.3.交通コストの低下は,協調関係を促進する.なお,以上の成果については,既に論文(査読無し)として国内学会に投稿中である.本研究の目的は,社会的ネットワーク上における人々の間の協調関係の構築について,そのメカニズムを理論的に解明することである.本研究で提案したモデルでは,個人が社会的ネットワーク上でつながりを持つ相手と協働活動(Face to Face communicationとも解釈できる)を行うために互いを訪問し合うという枠組みの下,各個人の活動に関する効用最大化行動の結果実現するナッシュ均衡解を任意の社会的ネットワーク及び交通ネットワークにおいて解析的に導出できることを明らかにした.その上で,今年度は以下の成果を得た.1.社会的ネットワークの成長及びコミュニケーションを通じた主体間の相互作用の強度の増加はともに,任意の主体間の均衡における協働活動水準を増加させること,また,交通ネットワーク整備によって交通費用が減少するならば,任意の主体間の均衡における協働活動水準は増加すること,さらに,両者ともその結果として全ての主体について厚生が改善することを解析的に明らかにした.2.Nash均衡における協働活動水準は,社会的最適水準よりも過少で非効率的であり.単位あたりの活動に適切な水準の(soij=θ∑gki vki)補助金を与えれば,補助金政策下での均衡状態として社会的最適状態が達成されることを解析的に明らかにした.3.主体の立地選択を内生化した枠組みへと拡張し,スター型の社会的ネットワーク及び円形都市を想定した数値事例の分析結果より,相互作用の強度の増加は立地集積をもたらすこと,交通費用の低下に伴って分散-集積ー分散という立地パターンが順に発現することを示した.上記の成果については,既に国内学会での発表及び論文(査読無し)投稿を行った.また,1及び2の成果に関しては既に国内外の査読付き論文集へ投稿済みであり,3の成果に関しては国内学会にて発表予定である.当初計画していた分析枠組みでは,数値シミュレーションに頼るところが大きく,モデルの一般性や結果の頑健性が高いとは言い難かった.

また,モデル設定が複雑であったため,発展モデルへの拡張も困難となることが予想された.そこで,研究の目的を達成すべく,より一般性が高く,その上tractableなモデルへの変更を図った(詳細は,研究蓄積の概要を参照).その分,当初予定していた計画に遅れが発生した.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,当初の研究計画を変更し,今年度に構築した新しい枠組みを用いて以下に示す分析を進めていく.1.社会的ネットワーク及び交通ネットワークの位相幾何学的構造と協働活動の関係に関する詳細な分析2.均衡解と社会的最適解の関係の解明と政策分析(当初の研究計画[H24年度]の課題に若干の修正を加える)3.主体の立地選択を内生化した枠組みへの拡張(新たに設定する課題)以上の変更は,研究目的の遂行を第一に考えた結果である.それに伴い,当初研究計画[H23年度]の課題であった社会的ネットワークの成長の内生化については分析を行わないこととする.24年度が最終年度であるため、記入しない。
メソポタミア粘土板文書の産地同定と製作プロセスの研究

本研究は、メソポタミアで使われた粘土板文書を科学的に分析することにより、粘土板文書の産地同定に挑戦する。粘土板胎土に含まれる微化石分析ならびに化学組成分析を行うことで、胎土ごとに異なる化学的・生物的特徴を明らかにする。また粘土素材の由来を明らかにするため、考古学・文献研究をあわせて行い、粘土板製作のプロセスを明らかにする。粘土板胎土のデータベースを構築することで、由来不明・出土地不明の粘土板・書簡の帰属場所を科学的に推定し、イラクにおける遺跡破壊・盗掘・略奪行為によって出所不明となった多数の粘土板の復元・同定方法を探る。
肝化学発癌過程の前癌細胞における遺伝子および遺伝子発現の異常の解析

佐藤はラット肝前癌病変の優れた指標酵素グルタチオンSートランスフェラーゼ胎盤型(GSTーP)の陽性細胞が遺伝子毒性のある肝発癌剤投与後に早期から発現し,非遺伝子毒性の発癌剤ではこのような細胞の発現がないことから,肝発癌過程の解析にこの細胞の検索が重要であることを指摘した.またGSTーPは,他のGST分子種に比し,ビリルビン,胆汁酸などの生理的肝内在性物質によって活性阻害を受けないなど酵素的特性を有することを明らかにした.村松はGSTーP遺伝子をラット肝からクローニングし,その5'上流領域の制御領域をCATアッセイ法で検討した.5'清流2.5kdと60bpのエンハンサー領域に,発癌プロモーターTPAによって転写促進される遺伝子に共通の配列TREを見出し,ラット線維芽細胞株3Y1で,内在性GSTーP遺伝子がTPAによって転写促進されることを確認した.またTREに結合する蛋白因子として,トリ肉腫ウイルスASVー17の癌遺伝子junの産物で, TPAによって活性化されるAPー1とみなされる因子を同定した.立木はラット肝化学発癌過程におけるチロシン残基キナーゼ(TyrーK)の変化を究明し,肥大性結節,肝癌にその活性が著明に(約8倍)上昇すること,その場合のTyrーKはsrc遺伝子産物に対する抗体で免疫沈降し,両者の相同性を明らかにした.野口は肝癌で発現するピルビン酸キナーゼのM_2と筋肉に存在するM_1アイソザイムが共通の遺伝子の転写産物からスプライシングの違いで生成することを明らかにした.津田はラット肝前癌細胞巣に発現する酵素を多数同時検索し,多くの酵素が発現消失するが, GSTーPの発現頻度が最も高いことを見出した.渡部は, GSTーPがある種の発癌剤のエポキシドに対して,他の分子種と異なる立体異性体選択性を有することを明らかにした.今後の問題としてはGSTーP遺伝子などの活性と癌遺伝子の活性化との関連性を究明する.佐藤はラット肝前癌病変の優れた指標酵素グルタチオンSートランスフェラーゼ胎盤型(GSTーP)の陽性細胞が遺伝子毒性のある肝発癌剤投与後に早期から発現し,非遺伝子毒性の発癌剤ではこのような細胞の発現がないことから,肝発癌過程の解析にこの細胞の検索が重要であることを指摘した.またGSTーPは,他のGST分子種に比し,ビリルビン,胆汁酸などの生理的肝内在性物質によって活性阻害を受けないなど酵素的特性を有することを明らかにした.村松はGSTーP遺伝子をラット肝からクローニングし,その5'上流領域の制御領域をCATアッセイ法で検討した.5'清流2.5kdと60bpのエンハンサー領域に,発癌プロモーターTPAによって転写促進される遺伝子に共通の配列TREを見出し,ラット線維芽細胞株3Y1で,内在性GSTーP遺伝子がTPAによって転写促進されることを確認した.またTREに結合する蛋白因子として,トリ肉腫ウイルスASVー17の癌遺伝子junの産物で, TPAによって活性化されるAPー1とみなされる因子を同定した.立木はラット肝化学発癌過程におけるチロシン残基キナーゼ(TyrーK)の変化を究明し,肥大性結節,肝癌にその活性が著明に(約8倍)上昇すること,その場合のTyrーKはsrc遺伝子産物に対する抗体で免疫沈降し,両者の相同性を明らかにした.野口は肝癌で発現するピルビン酸キナーゼのM_2と筋肉に存在するM_1アイソザイムが共通の遺伝子の転写産物からスプライシングの違いで生成することを明らかにした.津田はラット肝前癌細胞巣に発現する酵素を多数同時検索し,多くの酵素が発現消失するが, GSTーPの発現頻度が最も高いことを見出した.渡部は, GSTーPがある種の発癌剤のエポキシドに対して,他の分子種と異なる立体異性体選択性を有することを明らかにした.今後の問題としてはGSTーP遺伝子などの活性と癌遺伝子の活性化との関連性を究明する.
国際通商協定における社会的価値の実効的な確保のための制度設計に関する研究

本研究では、自由貿易協定の労働条項と環境条項が定める紛争解決手続及び履行確保手続の比較からそれら手続の特徴と性質を特定し、従来の国際通商協定の遵守確保制度との関係を理論的に考察する。労働や環境分野の規則形成は自由貿易協定を通じて発展しつつあるが、その遵守確保のための制度設計には、最終的に経済的措置を科すか否かで見解の対立がある。労働や環境分野の義務の遵守確保には行動計画の策定等の協力的手法が有用な場合も想定でき、実際の協定もこれら2つの手法を同時に採用する。このような紛争解決手続と履行確保手続の融合の実態を実証と理論の面から解明し、社会的価値の実効的な確保のための仕組みを考察する。
不完全データからの大規模半正定行列推定手法の探究と量子情報計算実験推定への応用

本研究では,大規模半正定行列で表わされる不完全データから数学的に許容される完全な半正定行列を高精度,高効率に推定する手法を探求した.本最終年度は、(1)前年度に開発した手法を観測誤差と欠測を含むデータに適用し性能検証を実施し、(2)その手法を量子情報計算実験結果データに適用し、量子情報計算装置の実験動作と理論予想との合致判定法の提供を試みた。(1)開発手法の観測誤差と欠測を含むデータへの適用による性能検証容易に得られる大量データの例として、米国のNational Oceanographic Data Centerにおいて公開されている南太平洋領域の巨視的な海洋波動に関する人工衛星リモートセンシング時系列データを取り上げた。人工的に約半分を削除したデータから波高の推定を行い、原波高データと照合して予測精度の検証を行った。その結果、従来の統計的最尤推定で得た結果に比して、約3倍の精度向上を得ることができた。2)量子情報計算実験結果への適用による実験動作と理論予想との合致判定法の開発まず、量子情報計算シミュレータを構築し、人工的に実験環境の変化、実験パラメータの変化を導入したシミュレーションデータを作成した。このデータに以上により開発と性能確認が終了した推定手法を適用した。その結果、導入した種々の変化を妥当に反映する推定結果を得た。次に、量子情報計算実験の実データへの当該手法の適用を実施し、実験条件の変化を反映した推定が行えることを確認した。本年度は,誤差を伴う観測要素値から高速に欠測要素値を含む大規模半正定行列全体を高精度に推定する手法を探求するため,まず1.n次元観測ベクトルから,強い対象間関係を表す部分ベクトルを,計算幾何学的原理に基づき0(logn)の計算量で切り出す高速検索手法の検討を行った.これまで範囲問い合わせやk近傍問い合わせ問題において,強い類似性を有する対象同士を高速検索するアルゴリズムが種々開発されているが,ここではより大規模な観測ベクトルが表わす潜在的高次元空間に存在する対象同士の類似性を,次元の呪いと呼ばれる問題を回避して効率的に検索する手法の検討を行った.これと並行して,2.切り出した各n次元部分ベクトルに含まれる誤差を伴う観測要素値から,欠測要素値を含む期待値を,高精度,高速に推定する手法の検討を行った.提案者等は,既に半正定主小行列に含まれる正確に観測された要素値から残りの欠測要素値を高精度,高速に推定する手法の見通しを得ているが,誤差を伴う観測要素値も含めて半正定主小行列全体を得る推定規範を新規に考察する必要があると考えた.本手法の検討には,データマイニング分野の知見のみでなく,量子情報計算分野で従来採られてきた状態密度行列推定手法の知見も取り入れた.更に,3.以上のようにして得た個々の推定部分ベクトルを重ね合わせて,目的とする大規模ベクトル期待値を構成する手法の検討を行った.これには2で推定した多数の部分ベクトルから,大規模観測ベクトル全体を構成する原理が求められるが,初年度は,主に誤差や欠測を伴う大規模観測ベクトル集合から,その期待値を高速かつ高精度に推定する基礎手法を構築することを目指し,その見通しを得た.これらの手法検証には,各種条件を制御して人工的に作成したデータを用いた.本研究では,大規模半正定行列で表わされる不完全データから数学的に許容される完全な半正定行列を高精度,高効率に推定する手法を探求した.本最終年度は、(1)前年度に開発した手法を観測誤差と欠測を含むデータに適用し性能検証を実施し、(2)その手法を量子情報計算実験結果データに適用し、量子情報計算装置の実験動作と理論予想との合致判定法の提供を試みた。