hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
文章の読解と産出のための言語処理技術

文章の読解では、センター試験形式の評論読解問題を対象に、多くの特徴量を利用した二段階選抜法を用いたソルバーを実現した。このソルバーは、対象とする問題の約半分を正しく解くことができた。文章の算出では、日本語の文生成器HaoriBricks、および、文章生成器GhostWriterを実装し、シナリオ文法に基づく文章生成を実現した。これらのシステムを用いて自動生成した短編小説を星新一賞に応募した。本年度は、主に、以下の項目で成果を得た。1.境界認定ツールRainbowを再実装するとともに、現代日本語書き言葉均衡コーパスのコアデータの一部(4つのレジスタ)に節境界を付与し、その結果を公開した。この過程において、日本語の節形式の整理がかなり進み、残された問題がどこにあるかが明確となった。なお、この研究は、国立国語研究所の丸山岳彦准教授と協力して行った。2.文生成ツールHaoriに、述語文節の形式変換機能と節挿入機能を追加し、複文を合成できるように機能拡張した。これにより、複数の単文から複文を合成することが可能となった。Haoriを文章生成(ショートショート生成)に実際に使用し、所望のテキストを出力できることを確認した。その一方で、より抽象的な入力からの文生成能力を持つことが望ましいことも判明した。3.ストーリー文法に基づく文章生成器GhostWriterを実装し、それを用いて2000字程度のショートショートを作成できることを実証した。作成した作品は第3回星新一賞に応募し、落選したが大きな話題となった(3月末までに、テレビ10番組12回、新聞9紙、ウェブ136媒体の計157媒体で取り上げられた)。ただし、現状では、ショートショートの骨格や部品となる言語表現等、多くの情報をあらかじめ用意する必要がある。これら事前準備の量を縮小することが課題である。4.複数の特徴を利用したセンター試験『国語』評論読解問題用のソルバーを実現し、模試を含むセンター型の選択式問題の4割強が解けるレベルに到達した。進研模試を利用した公開性能評価(東ロボフォーマルラン)では、対象とする8問中5問に正解するという好成績を収めた。本年度は文章生成において、当初の目標である400字を大きく上回る2000字以上の文章(ショートショート)を生成することに成功した。この点では、研究は大きく進展した。その一方で、当初計画していた文章解析に関する研究は、うまく進まなかった。文間関係や段落間関係の分析において、まず接続詞に着目するという戦略が適切でなかったためと考えられる。それ以外の主要な項目である境界解析と文生成技術は、ほぼ予定通りの進捗状況である。これを総合すると、それぞれの項目では進捗に差があるが、全体としては、おおむね予定通りに進行していると判断する。本年度は、主に、次の項目で成果を得た。1.センター試験「国語」評論読解問題を解くプログラムを改良した。具体的には、これまでの機械学習に基づく方法において、語の重要度を加味した特徴を新たに導入するとともに、5択から正解を選ぶ過程を1段階から2段階(まず上位2位までを定め、最後にもう一度どちらを選ぶか決める)に変更した。これらの改良により、性能は統計的に有意に向上した。本年度も秋に、「ロボットは東大に入れるか」のフォーマルラン(公開性能評価)に参加し、評論読解問題8問中6問に正解した。2.人狼知能プロジェクトから提供を受けた、コンピュータエージェントによる人狼ゲームのログをプロットとして活用し、短編小説を自動生成するシステムを作成し、制作した作品を第4回星新一賞に応募した。このシステムは、与えられたゲームログから重要な情報を抜き出した後、小説化のために不足している情報を補って文章化する。今回の作品は、コンピュータが作成したプロットをコンピュータが文章化しており、ある意味で小説生成の全行程が機械化できたことを意味する。3.これまで作成してきた文生成ツールHaoriを抜本的に見直し、かつ、文章生成器GhostWriterの機能を一部取り入れて、より簡便に文や文章を自動生成できるHaoriBricksを設計・試作した。HaoriBricksは、ブロック玩具のように、小さな部品を組み合わせてより大きな部品を作ることが可能であり、これにより、単語から文、文から文章を組み上げることができる。さらに、HaoriBricksはプログラミング言語Rubyのライブラリとして実現されているため、Rubyプログラムとの連携が容易である。文章の読解に関する研究課題は計画より遅れているが、文章産出に関する研究課題は当初の計画よりも進んでいる。このように進行状況にでこぼこはあるが、全体としては、おおむね計画通りに進んでいると考えている。本年度は以下の研究を実施した。(1)文章解析技術:記述式の評論読解を解くための文章解析の最初のステップとして、内容属性と関係属性と呼ぶ2種類の情報の付与に取り組んだ。文章を構成するユニット(おおよそ文または節)の内容属性とは、そのユニットの文章中における役割(たとえば、問題提起や著者主張など)である。一方、関係属性とは、2つのユニット間に対する関係(たとえば、順接、逆接、転換など)である。大学入試問題の本文として出題される評論文に特徴的な内容・関係属性を26種類に分類し、それらを示唆する言語表現と対応づけて整理した。これらの言語表現の中には、内容属性と関係属性の両方を示唆する表現も存在する。この整理に基づいて、テキスト中に含まれるこれらの言語表現を認定するシステムを実装し、内容属性と関係属性の自動付与を実現した。(2)文章生成技術と小説

生成:一万字に届くような小説を生成するプログラムを、比較的少ない労力で記述できるようにするために、文章生成プログラムのツール化を進めた。このツールを利用して、一万字弱の作品を製作し、第5回星新一賞に応募した。これと平行して、テーマに基づく小説生成というトップダウンに小説を作る方法を考え、プログラムとして実装した。この方法では、小説を作る最初の段階で、「愛情」や「裏切り」といったテーマを定める。一旦テーマを定めると、物語の骨格が定まり、どのような肉付けが可能かという選択肢が定まる。こうして、物語の全体像を定めたのち、物語世界と文章の全体構造を定める。最後に、文章のそれぞれのパート毎に物語世界を詳細化したのち、文章化する。上記の方法に基づいて、人間と動物が登場する500字から700字程度の短編小説を生成するシステムを実現した。このシステムでは、テーマを変更することにより、内容が異なる小説を生成することが可能である。文章の読解では、センター試験形式の評論読解問題を対象に、多くの特徴量を利用した二段階選抜法を用いたソルバーを実現した。このソルバーは、対象とする問題の約半分を正しく解くことができた。文章の算出では、日本語の文生成器HaoriBricks、および、文章生成器GhostWriterを実装し、シナリオ文法に基づく文章生成を実現した。これらのシステムを用いて自動生成した短編小説を星新一賞に応募した。ツールに関しては、境界解析ツールRainbow(解析系)と文生成ツールHaori(生成系)の文法体系を対応させることが大きな課題である。特に、節の名称と形式に関しては、この科研の期間内に、網羅的なリストを作成し、統一化したい。遅れている文章解析技術に関しては、一般的な形で進めるのを当面あきらめ、対象を絞った形で突破口を見つけることとしたい。具体的には、研究対象をセンター試験『国語』評論問題の本文に限定し、読解問題を解くために必要な最小限の段落内構造解析と段落間関係解析に注力する。前者に対しては、典型的な段落構造を見つける方向で研究を進め、後者に関しては、語彙の連鎖と広い意味での指示表現を手掛かりに、直前の段落との結びつきがどれくらい強いかを判定する方向で考えたい。文章生成については、より長い文章を作成する方法と、作成に必要な情報の記述をより省力化する方法を検討する。文章の読解に関する研究課題は、評論の記述式読解問題を新たな対象として、どのような基盤技術が必要かという点から洗い直し、突破口を開きたいと考えている。今井健仁の『現代文の解法』を参考に、それぞれの段落がどのような役割を果たしているのかを自動的に推測することを当面の目標とし、そのために必要な基盤技術の実現を目指す。文章の産出に関する研究課題は、これまでの継続として、短編小説の自動生成を対象に、新たに「テーマ(たとえば、成長、友情、恋愛)」を導入し、そのテーマに沿った小説の生成に挑戦する。最終的な目標は、与えられた素材を与えられたテーマに沿って料理して文章化する技術の実現である。
クロロフィルをもたない"藍藻"の実体解明

本研究は、複数の"藍藻"によって形成されている日本固有の特殊な微生物塊の群集構造およびその成因を明らかにすることを目的として行われた。19年度はPCR-DGGE法を用いて微生物塊を構成する微生物の多様性を解析することを主目的とした。18年度の研究から、サンプルとする微生物塊において細胞外多糖が多いためDNA抽出効率が悪く、DNAの抽出・精製法を検討することが不可欠であることがわかった。そこでまず、DNA抽出法の検討を行った。市販のキットの利用を含め、破砕法、DNAの抽出・精製法等について、12通りの方法を検討した。PCR-DGGEにおいて出現するバンド数を指標として抽出精製法の評価をおこなったところ、電子レンジを用いる細胞破砕方法によって、最も多くのバンドが検出された。そこで、このDNA抽出・精製法によって得られたトータルDNAを用いた。まず、シアノバクテリア特異的プライマーを利用して検出を試みたところ、シアノバクテリアは全く検出されなかった。このことからも本微生物塊が"藍藻"群集でないことが裏付けられた。また、真正細菌・古細菌・真核生物それぞれのSSU rDNAをマーカーとしてPCR-DGGE解析をおこなったところ、十数種類の塩基配列が明らかになった。これらの配列解析から、微生物塊には、アシドバクテリア,クテドバクテリア,γプロテオバクテリアなどに属するバクテリアが優占的に存在することがわかった。これらの結果は、この微生物塊がきわめて特別な環境に、特異なエネルギーおよび物質循環を形成して成立する特殊な微生物塊であることを示唆する結果であった。平成18年度は、数の"監藻"によって形成されている日本固有の特殊な微生物塊と考えられている微生物群集を、環境大臣の許可に基づいて採取するとともに、土壌環境調査を行った。また採取したサンプルについては、顕微鏡観察を行い、約90年前の微生物塊に関する報告内容と、現存する微生物塊の状況について比較し、微生物叢の状況(同じ物、同じ状態であるか)について検討した。さらに遺伝子抽出法の検討を行った。その結果、1)微生物塊のpHは、5.2-5.4であり、既報のデータと一致した、2)光学顕微鏡観察においては、川村(1915)やMolish(1925)が報告したスケッチにと同様の微生物が確認された。これらのことから、日本固有の微生物塊として報告された約90年前の微生物叢と現存する微生物叢に特筆すべき変化が見られないことが確認された。3)蛍光顕微鏡観察によって、クロロフィルの自家蛍光が観察されないことから、この微生物塊においては、クロロフィルを含む生物が存在しないことを確認した、4)産地周辺には、水路や地下水の湧出等が見られず有機物供給が無いと推定された、5)深さ約40cmの土壌断面には3-6層の土色の異なる層が確認された、7)各層の顕微鏡観察では、これらの土壌様層が細菌と花崗岩粒子で構成されていた。これまで、微生物塊の下層の状態についての報告はなく、これらの下層が、微生物塊の増殖に重要な役割をしていることが推定された。試験的なPCR-DGGE解析では、既報のrDNA配列(環境DNAを含む)と比較しても相同性が90%以下の配列が複数得られたことから、この微生物群集が特異な物であることが示唆された。課題としては、細胞外多糖が多いため、DNA抽出効率が悪く、DNAの抽出・精製法を検討することが必要であることがわかった。
医用エラストマ-の高性能化に関する主流動光学的研究

本研究は、人工心臓などに使用される医用エラストマ-の力学疲労にともなう微細構造の変化を解明し、長い疲労寿命を有する医用エラストマ-の材料設計並びに材料開発への応用を目的として行われ、以下の成果を得た。(A)分子量の異なるポリテトラメチレングリコ-ル(PTMG)をソフトセグメントとするセグメント化ポリウレタンウレア(SPUU)について、それらの変形機構に関する静的ならびに動的赤外吸収二色性測定結果から以下の知見が得られた。(1)ソフトセグメントの正配向性は高温あるいは低周波数で減少を示した。これは、ソフトセグメントマトリックス中での有効な架橋点の数が減少し、ソフトセグメントの架橋点間の有効長が増大することと考えられる。(2)ソフトセグメントプレポリマ-の分子量が大きくなると、ハ-ドセグメントの負配向性は温度が上昇するに従って減少する。これらの相違はハ-ドセグメント相に於ける凝集力の相違で説明することができる。(B)抗血栓性の良好な各種のポリジメチルシロキサン(PES)含有セグメント化ポリウレタン(SPU)においては以下の結果が得られた。(1)延伸によるハ-ドセグメントの負配向がなく、これはハ-ドセグメントドメインの凝集力が低いために、延伸初期段階からハ-ドセグメントが破壊されるためである。(2)力学および熱的性質はソフトセグメント分子量に依存し、ソフトセグメント分子量が大きくなるに従いミクロ相分離構造が発達していく。(3)ソフトセグメント中のPES成分はPTMGの結晶性を低下させるが、ハ-ドおよびソフトセグメント間の相分離を促進させる。本研究の主たる初年度計画は、研究目的の遂行のために必要な測定精度が得られるように、現有設備である動的赤外吸収二色性測定システムを改良することであった。赤外線用直線偏光回転装置(光弾性変調器、周波数74kHz)、高速光チョッパ装置(周波数4kHz)、ならびに3台のロックインアンプを購入し、これらを組み合わせた赤外線光学系の改造および光強度測定系のインタ-フェイス電子回路の設計・製作を行うとともに、新しい動的赤外吸収二色性測定システムの測定制御プログラムを開発した。完成した動的赤外吸収二色性測定システムによる予備実験結果から、充分な測定精度で動的赤外吸収二色性測定が可能であることが証明された。また、上述の動的赤外吸収二色性測定システムの改良と平行して、セグメント化ポリウレタンウレアの力学的疲労にともなうハ-ドセグメントのセグメント凝集状態と球晶状高次構造の疲労現象に及ぼす水分子の影響についてFTIRを用いて流動光学的検討を行った。空気中での力学的疲労に比較して、水中での力学的疲労の場合には、ハ-ドセグメントの凝集状態、球晶状高次構造などの各種次元の分子集合状態の破壊が急速に進行することが観察された。しかしながら単純に水中浸漬するだけでは、これらの分子集合状態には変化が見られないことから、各種次元の分子集合状態の破壊現象の促進は力学的疲労と水分子との相乗効果によるものと結論される。以上の結果をもとにして、セグメント化ポリウレタンウレアのみならずシロキサン含有セグメント化ポリウレタンについても同様な流動光学的解析を行い、医用エラストマ-の高性能化について検討する。A.セグメント化ポリウレタンウレアの静的ならびに動的赤外吸収二色性による解析医用エラストマ-の力学特性をその微細構造との関連において解析するために、ソフトセグメントプレポリマ-の分子量の異なる2種類のセグメント化ポリウレタンウレア(SPUU)について、それらの変形機構に関する静的ならびに動的赤外吸収二色性測定が、広範囲の温度ならびに周波数について行われ、以下の結果が得られた。(1)2種類のSPUUともに、ハ-ドならびにソフトセグメントの動的配向挙動は外部変形に対してほぼ同位相で変化することが示された。(2)2種類のSPUUともに、ソフトセグメントの正配向性は高温あるいは低周波数で減少を示した。

これは、高温あるいは低周波数になると、ソフトセグメントマトリックス中での有効な架橋点の数が減少し、ソフトセグメントの架橋点間の有効長が増大することと考えられる。(3)ソフトセグメントプレポリマ-の分子量の小さなSPUUでは、ハ-ドセグメントの負配向性は温度ならびに周波数に依存しないが、ソフトセグメントプレポリマ-の分子量が大きくなると、ハ-ドセグメントの負配向性は温度が上昇するに従って減少する。これらの相違はハ-ドセグメント相に於ける凝集力の相違で説明することができる。B.ポリジメチルシロキサン含有セグメント化ポリウレタンの構造と力学特性に関する研究抗血栓性の良好な各種のポリジメチルシロキサン含有セグメント化ポリウレタン並びにそのモデル重合体を調製し、それらの基礎的な構造と物性に関する解析を行った。次年度に、これらの静的ならびに動的赤外吸収二色性による解析を行う予定である。抗血栓性の良好な各種のポリジメチルシロキサン含有セグメント化ポリウレタン(SPU)並びにそのモデル重合体を調整し、それらの構造と物性に関する解析を行った。この一連の試料のソフトセグメントは、ポリテトラメチレングリコ-ル(PTMG)とポリエチレンオキサイドーポリジメチルシロキサン(PES)から成り、ハ-ドセグメントは4,4'ージフェニルメタンジイソシアネ-ト(MDI)ーエチレングリコ-ル(EG)連鎖より構成されている。ここでは、PTMG分子量の相違ならびにPES成分の有無について検討を行い、以下の結果を得た。(1)延化によるハ-ドセグメントの負配向がなく、これはハ-ドセグメントドメインの凝集力が低いために、延伸初期段階からハ-ドセグメントが破壊されるためである。(2)力学および熱的性質はソフトセグメント分子量が大きくなるに従い、ミクロ相分離構造が発達していく。(3)ソフトセグメント中のPES成分はPTMGの結晶性を低下させるが、ハ-ドおよびソフトセグメント間の相分離を促進させる。(4)小角X線散乱実験により、ソフトセグメントドメインは強い析出力をもつミクロ相分離したブロック共重合体に適用される3分の2乗則に従うことが解った。ハ-ドセグメントドメインサイズはソフトセグメント分子量に依存せず約70Åであり、その大きさは、ほぼMDIーEGの4単位に相当する。(5)シロキサン含有SPUと無含有SPUをブレンドすると、シロキサン含有SPUが表面に優先的に折出してくる。これは個々の高分子鎖よりもずっと大きいミクロンオ-ダ-での表面選択性であり、この結果は、凝固過程で基質または空気表面側と溶液中のシロキサン含有SPUとの間に強い相互作用が存在しているためである。
抗生物質ストレプトスリシン類縁化合物の新規生合成酵素に関する研究

抗生物質streptothricin(ST)の生合成において、アミノ糖とβリジンのペプチド結合形成は、NRPSによって触媒される。本研究では、βリジンの代わりにグリシン側鎖を有するST類縁化合物BD-12の生合成について検証し、アミノ糖とグリシン側鎖のペプチド結合がNRPSではなくFem様酵素Orf11によってtRNA依存的に形成されることを見出した。すなわち、Orf11はGly-tRNAを基質として利用する。さらに、Orf11のホモログ酵素Sba18を同定し基質特性を評価したところ、Gly-tRNAだけでなくAla-tRNAとSer-tRNAを基質として認識し、新規ST類縁化合物を生産した。我々は、抗生物質ストレプトスリシン(ST)の部分化学構造であるβリジン側鎖が非リボソームペプチド合成酵素(NRPS)によって生合成されることを明らかにしている(Nature Chem. Biol, 8, 791-797, 2012)。他方、ST類縁抗生物質であるBD-12は、βリジン側鎖の代わりにグリシン類縁体側鎖を有するが、その生合成はNRPSではなく新規ペプチド合成酵素によって合成されることが強く示唆された。そこで、本研究では、BD-12の生合成メカニズムを解明するとともに、さらに、その他微生物ゲノムに存在するST類縁化合物の生合成遺伝子群を同定し、これらを利用したコンビナトリアル生合成で新規ST類縁化合物の創製を目指している。平成27年度は、研究項目Aとして「BD-12生合成遺伝子群の機能解析」を行った。BD-12生産菌S. luteocolor NBRC13826のドラフトゲノム解析の結果からBD-12生合成遺伝子群(34 kbp)を同定し、発現ベクターへ連結し、異種放線菌に導入した。導入株を培養し、培養液をLCMSで分析したところ、BD-12を検出したことから、本遺伝子群がBD-12生合成遺伝子群であることを明らかにした。さらに、FemXA様酵素をコードするorf11遺伝子が、グリシン類縁体側鎖の生合成に関与するペプチド合成酵素遺伝子であることを見出した(C. Maruyama et al., Appl. Environ. Microbiol., in press.)。さらに、BD-12の生合成において2つのN-メチル基を導入するメチル基転移酵素遺伝子を同定した。研究項目B「微生物ゲノム情報を利用とした新規ST類縁化合物の探索と生合成遺伝子群の機能解析」では、ある種の放線菌において、新規ST類縁化合物生合成遺伝子群の存在を確認した。研究項目Aにて当初から計画していたBD-12生合成遺伝子の同定と機能解析については順調に進展し、学会発表および論文発表(C. Maruyama et al., Appl. Environ. Microbiol., in press.)にて報告してる。また、BD-12生合成遺伝子群に見出したメチル基転移酵素遺伝子の同定および機能解析も順調に進展している。研究項目Bにおいても、微生物ゲノム情報を利用した新規ST類縁化合物の探索と生合成遺伝子群の機能解析を展開し、新規ST類縁化合物生合成遺伝子群の存在を確認している。以上の結果から、当初の計画通り本研究が進展していると言える。抗生物質BD-12は、βリジン側鎖の代わりにグリシン類縁体側鎖を有するST類縁化合物であるが、その生合成はNRPSではなく新規ペプチド合成酵素によって合成されることが強く示唆された。そこで、本研究では、BD-12の生合成メカニズムを解明するとともに、さらに、その他微生物ゲノムに存在するST類縁化合物の生合成遺伝子群を同定し、これらを利用したコンビナトリアル生合成で新規ST類縁化合物の創製を目指した。当初の研究計画では、研究項目Aである「BD-12生合成遺伝子群の機能解析」は、平成27-28年度の2年計画で実施する予定であった。しかし、研究が順調に進展し、BD-12のグリシン類縁体側鎖がtRNA依存性ペプチド合成酵素によって合成されることを見出し、平成27年度内に学会発表および論文発表することができた。そこで、平成28年度は、研究項目B「微生物ゲノム情報を利用とした新規ST類縁化合物の探索と生合成遺伝子群の機能解析」、および、研究項目C「コンビナトリアル生合成による新規ST類縁化合物の創製」を実施した。研究項目Bにおいては、BD-12生合成相同遺伝子群からFemXABファミリー酵素遺伝子(sba18)を同定し、その遺伝子産物について機能解析を行った。本酵素は、Gly-tRNAだけでなく、Ala-tRNA、Ser-tRNAを基質として利用できることを見出し、さらに、Ala-tRNA、Ser-tRNAから得られた酵素反応産物は、新規ST類縁化合物であるとともに、微弱ではあるが抗菌活性を示すことを明らかにした。さらに、研究項目CとしてST生合成遺伝子群とsba18遺伝子の共発現を行ったところ、Gly-tRNAから生合成されるglycylthricinの生産を確認した。

さらに、Orf11のホモログ酵素Sba18を同定し基質特性を評価したところ、Gly-tRNAだけでなくAla-tRNAとSer-tRNAを基質として認識し、新規ST類縁化合物を生産した。現在のところ、研究項目AとBは研究計画通りに進展していることから、このまま継続的に研究を進める。また、当初の計画通り、平成28年度からは、研究項目C「コンビナトリアル生合成による新規ST類縁化合物の創製」を開始する。応用微生物学次年度繰越金が生じたが、少額(¥36,652)であるため、当初計画した通り予算の執行していると言える。当初の計画通り、予算を執行する。
ナノパルスプラズマCVDによる立方晶窒化硼素膜の合成

ボランアンモニアを原料としてナノパルスプラズマCVD法により窒化硼素(Boron Nitride:BN)膜の合成を行った.合成した膜の組成,結合構造,表面性状,摺動特性及び耐熱性の評価を行った.合成されたBN膜をフーリエ変換赤外分光及びX線回折により構造分析を行ったところ,原子数個程度の連続性を持つsp2構造を有するアモルファス構造の水素化窒化硼素膜であることを明らかにした.表面粗さはRa0.5nm以下であり平滑な表面を有している.合成時の基板温度を500°Cまで変化させて合成を行ったところ,基板温度が高くなるほど膜中の水素量が減少し硬さが上昇し,400°Cで合成した膜は16GPaの硬さであった.それ同時に耐摩耗性も向上し300°C以上で合成した膜はSUJ2ボールとの摺動において比摩耗量が6×10mm3/N・mと高い耐摩耗性を示した.またこれらの膜の水滴接触角は3060°であった.合成したBN膜を500°Cの空気雰囲気下で1時間の加熱処理を行い,処理前後の質量変化はほとんどなく,耐熱性を有するBN膜を合成することができた.さらに外部プラズマ生成源として内部アンテナ型のICP(Inductively Coupled Plasma)電極を利用しての合成を行った.合成された膜はナノウォール状の構造をしており摩擦係数は0.30.4と低く,その複雑な表面形状により静的水滴接触角が120°程度と高い撥水性を示しか.これらの結果よりナノパルスプラズマCVD法が硬質アモルファスBN膜の合成に有効であることを示した.本研究は地球上で最も硬いダイヤモンドに次ぐ硬度,高温での耐酸化性,鉄系材料との反応に対する安定性を有する立方晶窒化硼素(cBN)及びアモルファスBN薄膜は高温下,高圧力下での保護膜としての応用が期待される.このような優れた特徴を持つBN膜をナノパルスプラズマCVD法により合成することを目的とする.そのために薄膜合成装置を制作した.ナノパルス電源の高電圧素子であるSIサイリスタの冷却性能を高めイオン性前駆体を多く含む高密度プラズマを実現するために周波数を5kHz以下から最大12kHzまで制御可能にし,高出力化を実現した.原料として従来用いられてきたジボラン(B2H6)などの危険性の高いガスではなく,常温で固体であるボランアンモニアコンプレックス(BH3:NH3)を用いて合成を行った.ボランアンモニアを昇華させて気体状態で反応容器内に供給する昇華装置を制作し,ボンベ部及び輸送配管部の温度制御を可能にした.これにより原料の安定供給が可能になった.これらの装置を用いてナノパルスプラズマCVD法によるBN膜の合成実験を行った.合成した膜の元素分析をグロー発光分光分析,及びX線光電子分光分析により行った.この分析結果よりボランアンモニアコンプレックスを原料としたプラズマCVDによりH, B, Nを含む膜が合成可能であることが明らかになった.合成された膜の構造分析をフーリエ変換赤外分光分析により行った.これにより合成された膜はB-N間sp2結合を含むことが明らかになった.ボールオンディスク装置により摺動試験を行った.これにより本実験で合成されたBN膜は耐摩耗性を有することが明らかになった.これまでの実験により様々な優れた特性を示し今後様々な分野への応用が期待されるBN膜が安全な原料であるボランアンモニアコンプレックスを用いてナノパルスプラズマCVD法により合成可能であることが示唆された.ボランアンモニアを原料としてナノパルスプラズマCVD法によりBN膜の合成を行った。ワーク近傍に磁場を発生させることにより電子密度の高いプラズマを生成するマグネトロンプラズマCVD用電極を作成した。このマグネトロン電極を用いてBN膜の合成を行った。磁場を用いない場合と比較して磁場を用いることで合成速度が約30倍の16um/hでBN膜が合成できることが確認できた。さらにプラズマアシストとして内部アンテナ型のICP(lnductively Coupled Plasma)電極を製作した。また合成した膜の評価として組成分析、構造分析、耐摩耗性、密着性の評価を行った。X線光電子分光法、オージェ電子分光法及びグロー放電発光分析法を用いて組成分析を行った。合成されたBN膜は主にBとNからなり、水素を除く、他の不純物元素はそれぞれ1%程度以下であることが確認できた。合成したBN膜のボールオンディスク試験を行いSUJ2の相手材に対する摩擦摩耗特性を評価した。1以上の高い摩擦係数を有するBN膜を合成できた。基板温度が300°Cで合成した膜は比摩耗量が10-6mm3/Nm代でありDLCに近く、高い耐摩耗性を有することがわかった。またICP援用プラズマCVD法により合成したBN膜は0.4程度と比較的低い摩擦係数を示した。スクラッチ試験によりSi基板上に合成したBN膜及び、密着力の評価を行った。基板温度を高くして合成した膜の密着力は低く、常温で合成したBN膜がDLCより若干高い密着力を示し、優れた密着力を有していることが分かった。ボランアンモニアを原料としてナノパルスプラズマCVD法により窒化硼素(Boron Nitride:BN)膜の合成を行った.合成した膜の組成,結合構造,表面性状,摺動特性及び耐熱性の評価を行った.合成されたBN膜をフーリエ変換

赤外分光及びX線回折により構造分析を行ったところ,原子数個程度の連続性を持つsp2構造を有するアモルファス構造の水素化窒化硼素膜であることを明らかにした.表面粗さはRa0.5nm以下であり平滑な表面を有している.合成時の基板温度を500°Cまで変化させて合成を行ったところ,基板温度が高くなるほど膜中の水素量が減少し硬さが上昇し,400°Cで合成した膜は16GPaの硬さであった.それ同時に耐摩耗性も向上し300°C以上で合成した膜はSUJ2ボールとの摺動において比摩耗量が6×10mm3/N・mと高い耐摩耗性を示した.またこれらの膜の水滴接触角は3060°であった.合成したBN膜を500°Cの空気雰囲気下で1時間の加熱処理を行い,処理前後の質量変化はほとんどなく,耐熱性を有するBN膜を合成することができた.さらに外部プラズマ生成源として内部アンテナ型のICP(Inductively Coupled Plasma)電極を利用しての合成を行った.合成された膜はナノウォール状の構造をしており摩擦係数は0.30.4と低く,その複雑な表面形状により静的水滴接触角が120°程度と高い撥水性を示しか.これらの結果よりナノパルスプラズマCVD法が硬質アモルファスBN膜の合成に有効であることを示した.
戦災復興期の地方都市における都市計画の動向と展開に関する研究

本研究では、(1)戦災復興都市計画とそれ以前の都市計画との継続性や断絶性を主要28都市の街路網計画を通して明らかにした。次に、(2)一次資料が豊富に得られた、高知、熊本、岡山、岐阜を対象とし、戦災復興都市計画の当初計画の構想や計画の立案経過を実証的に明らかにした。さらに、(3)愛知県、岐阜県の戦災復興都市を対象とし、復興土地区画整理の設計要因とその計画的特徴を実証的に明らかにした。以上を以て、戦災復興期の地方都市の都市計画を多角的かつ包括的に、戦前の初期都市計画との関係をも含めて明らかにした。交付申請書に記したように、本研究の全容としては、(1)戦災復興都市計画とそれ以前の都市計画との継続性や断絶性を主に街路網計画を通して明らかにする、(2)戦災復興区画整理事業の換地計画におけるそれ以前の街路網計画や都市基盤の影響度を把握し、その中から戦災復興区画整理の計画技術の特性(キーパーソンの貢献を含めて)を明らかにする、の二つの目標があり、本年は主に(1)を目標とした。(1)の為には、複数都市の比較が必要であるが、有効な結論を導き出す為には、どの程度の範囲まで対象都市を拡げるべきか、有効な資料発掘はどこまで可能か、といった点で試行錯誤を重ね、大幅な時間を費やしたが、以下のような経過と成果の基、上記(1)については、現在、日本建築学会査読論文に投稿中一編、(2)については、ケーススタディとして豊橋市の研究成果を挙げた(11.に記載)。1.対象都市33市(各市及び県庁)に対しアンケート調査を行い、戦災復興都市計画に関する資料調査を行った。2.対象都市の当時の地方紙調査を行い、関連記事収集を行った。3.1.等の調査で有力な結果が得られなかった都市や研究遂行上重視すべき都市を中心に、現地調査を行い、各市市立図書館で関連文献調査を行った。4.米国公文書館で、日本の戦災復興期の都市計画資料調査や空襲前の都市航空写真の保存状況を試験的に調査した。5.以上やその他の関連文献収集を踏まえ、戦災復興都市計画の街路計画に関する論文をまとめた(現在、投稿中)。6.上記、(2)に関しては、豊橋市をケーススタディし、戦災復興土地区画整理設計の決定要因を分析し、論文発表した。戦災復興都市計画については旧建設省の「戦災復興誌」が編纂される等、一般に知られている印象があるが、例えば本研究が採るように、戦前の初期都市計画との関係等の視点ではほとんど調査研究が行われていない。本研究は、こうした観点から初出の視点や意味づけを提出している。交付申請書に記したように、本研究の全容としては、(1)戦災復興都市計画とそれ以前の都市計画との継続性や断絶性を主に街路網計画を通して明らかにする、(2)戦災復興区画整理事業の換地計画におけるそれ以前の街路網計画や都市基盤の影響度を把握し、その中から戦災復興区画整理の計画技術の特性(キーパーソンの貢献を含めて)を明らかにする、の二つの目標がある。本年は(1)について、「13.研究成果」に掲げるように査読付論文2編をまとめた他、さらに1編の査読付論文を提出中であり、大きな成果を上げた。(2)については、ケーススタディとして愛知県の中小都市事例の調査分析を進めた。昨年報告した、豊橋に加え、岡崎、一宮のケーススタディが完了した。以下、実績について箇条書きでまとめる。1.戦災復興都市計画の街路計画に関わる研究成果を査読付論文1編にまとめた(13.研究成果)。2.戦災復興都市計画の当初計画の構想や計画の立案経過に関し、高知、熊本、岡山、岐阜を事例にして実証的に明らかにした(13.研究成果)3.戦災復興都市計画の用途地域指定の特徴を明らかにする為に不可欠である、戦前期の初期用途地域指定についてまとめ、査読論文を提出中である。4.上記、(2)については、岡崎の戦災復興土地区画整理の設計要因について明らかにし、論文発表を行った(13.研究成果)。さらに一宮についても論文を提出中である。5.米国公文書館で、日本の戦災復興期の都市計画資料調査や空襲前の都市航空写真の保存状況を本格的に調査した。本研究の目的は、戦災復興期における地方都市の都市計画を対象として、1初期都市計画との連続性と断絶性を明らかにすること、2戦災復興都市計画で追加された新しい思想や技術の内容を明らかにすること、3各都市における計画のキーパーソンの役割を明らかにすることを研究目的とする。

本年は本研究課題の最終年ということもあり、これまでの研究成果を踏まえ、まだ手が着いていない部分を中心に研究を行った。具体的には、1に関連して査読論文1編を発表、2に関連して、口頭発表論文2編を発表し、査読論文1編を提出予定である。以下、実績を箇条書きでまとめる。1.戦災復興都市計画による土地利用計画を研究する上で不可欠な戦前初期地域制に関連する査読論文を1編まとめた(研究成果欄参照のこと)。尚、本研究成果は上記1に関連する。2.戦災復興都市計画の技術水準を実証的に把握する為に、東海地方の対象都市(豊橋、岡崎、一宮、岐阜、大垣)を中心に戦災復興土地区画整理等に関連する資料調査を、各自治体の協力を得て詳細に行った。3. 2.に関連し一宮の戦災復興土地区画整理の設計要因について明かにし、論文発表を行った。4.豊橋については、戦災復興土地区画整理の最終換地図面が発見できた為、技術水準に関連する詳細な分析を行い、査読論文として提出中である。5.米国国立公文書館にて、日本の諸都市(調査対象都市を中心に)の戦前・戦中期の都市航空写真を悉皆的に調査し、複写入手した。尚、研究目的の2については、当事者の大半が鬼籍に入られており、インタビュー等の一時的調査は困難であった。その為、各自治体等に所蔵されている関連文書等の入手に務めたが、尚、継続する必要がある。「9.研究実績の概要」、に記述した(1)の目標については、当初の計画以上に研究が進み、成果が上がった。効果的に資料調査ができたこと、2011年の夏場から秋にかけてまとまった研究時間がとれ、自分自身で研究が進められたことが要因である。24年度が最終年度であるため、記入しない。「9.研究実績の概要」に記述した(1)の目標については、戦災復興都市計画における各都市の用途地域指定の特徴を戦前都市計画での指定の変化から計画意図を読み取る方向で明らかにする。これによって(1)の目標はほぼ貫徹される。(2)については、本研究が対象とする30余の都市全てにケーススタディをかけることは時間的かつ人的に不可能であるため、東海地方の都市に絞り、資料を深読みする方向でまとめる。現在、岐阜や大垣の調査を進めているが、岐阜県では公文書資料保存が良き届いている為、愛知県の諸都市よりも深く分析できる見込みがある。この両都市の分析に注力したいと考えている。
インドネシアのチャイナスクール

本研究では、1998-2004年、中国の台頭と国内の華人社会の再中国化という状況に直面したインドネシア政府が、どのように対応したのかを明らかにした。この時期、政府内で中国専門家は、軍人から華人資本家へと交代し、その影響で、政府にとっての華人一般の位置づけが変化した。かつて華人は、監視対象か利権に群がる政商と政府にみなされていたが、この時期、インドネシアと中国の両政府の間を取り持つ橋渡し役として積極的に位置づけ直されたのであった。本研究は、1998年のスハルト政権崩壊以降、中国の台頭と華人社会の再中国化という状況に、インドネシア政府(ハビビ、アブドゥルラフマン・ワヒド、メガワティ各政権期)はどのように対応し、中国と自国の華人社会とそれぞれ、どのような新たな関係を構築しようとしてきたかを明らかにすることを目的としている。初年度となる2007年度の成果は以下のようになる。まず、5-7月にかけてスハルト体制下で施行された、対中国・華人政策に関する資料サーヴェイを行った。その上で、スハルト政権崩壊後のハビビメガワティ政権期において展開した、対中国・華人政策に関する資料のサーヴェイを行った。その結果、インドネシアにおける対中国政策担当者のプロフィールとその来歴に関する基礎データベースを構築し、それによって担当官の世代交代の見取り図を明らかにすることができた。次に、8月-11月、1-2月において、オーストラリア公文書館、同国立図書館、ジャカルタのインドネシア国立公文書館、戦略問題研究所資料室、そして京都大学東南アジア研究所図書館等における、インドネシアの対華人・対中国政策関連の所蔵資料をそれぞれ収集するとともに、関係者へのインタビューを行い、分析対象を掘り下げた。初年度ではあったが、積極的な資料収集が遂行でき、特にインドネシアの内務省、外務省の資料、及び2006年対中国政策100人委員会についての貴重な基礎資料の収集に成功したことは成果であった。東南アジアにおける中国のプレゼンスは近年ますます顕著となっている。なかでも、世界最大の華人社会を抱えるインドネシアでは、国内の華人社会を取り巻く環境も劇的に変容している。インドネシア政府は、活性化する華人社会および、経済大国へと成長する中国との関係を最大限活用しながらも、一方では華人の過度のプレゼンスが国民の9割を占めるムスリムらの不満につながらないよう、国内政治では今後極めて難しい政治的舵取りを求め続けられてきた経緯がある。平成20年度はその政治的舵取りを行った政府関係者への聞き取り調査を進め、加えて代表的な華人団体にも政府の取り組みについて聞き取りを行った。大規模な華人社会を抱える国にとって、中国の台頭は華人社会を抱えていない国とは異なる政治課題を突きつける。そのため、この問題を解くことは、インドネシアのみならず他の東南アジア各国をはじめとする華人社会を抱える各国にとっても重要な知見となる。インドネシアにおいて、具体的に中国と華人社会という課題に対して、1998年-2004年のハビビ、ワヒド、メガワティそれぞれの政権下で、中国の台頭と華人社会の再中国化という状況への対応策や、新たな関係構築の方針の立案過程について一次資料を収集し明らかにした。本年度はその研究成果を2008年7月に京都大学にて開催した国際ワークショップ"Chinese Identities and Inter-Ethnic Coexistence and Cooperation in Southeast Asia"にて、'Delivering Citizenship : DEPDAGRI and the Chinese in the 1980s'というタイトルで発表した。この成果は内容を補筆して、次年度に出版が予定されている。
耳石の酸素安定同位体比と海洋同化モデルを用いたマイワシの資源変動機構の解明

本課題では、耳石の酸素安定同位体比の高解像度分析をマイワシに初めて導入することで、従来得られなかった個体の経験水温という観点から、マイワシの生態および資源量変動機構の解明することを目的とした。まず、日本近海およびカリフォルニア沖に生息するマイワシについて、それぞれの海域から収集した合計250個以上の耳石のd18O分析を実施し、成長段階ごとに水温と成長速度とを比較した。カリフォルニア沖では比較的高水温年代、日本近海は比較的低水温年代にマイワシが増加すると言われてきたが、仔稚魚期の水温と成長速度の関係は両海域で類似していたため、水温は資源変動を直接的に駆動している要因ではなかった可能性が考えられた。また、南アフリカ西、南、東海岸にて採集されたマイワシの耳石についても類似した分析を行ったところ、成長速度および経験水温は、地理的に顕著に異なっており、西側で低水温、低成長速度を、南・東側で高水温・高成長を経験していたことが明らかになった。なお、南アフリカの西岸はカリフォルニア沖と同じく強い湧昇域であり、東南岸には黒潮と同じく西岸境界流であるアガラス海流が流れている。したがって本課題では、水温という一要因のみではマイワシ属資源変動を説明することは難しいことが明らかになった。また、海域間の比較から、湧昇域と西岸境界流域ではマイワシの基本的な生息環境が異なっていることが示された。基本的な環境が異なれば、最適な生活史戦略や背負うリスク要因も異なると考えられ、これがカリフォルニア沖と日本近海では、水温変化に対するマイワシ資源の応答が一致しない原因となっている可能性がある。この仮説は今後国際的な比較研究を展開する上での根本的な指針となる可能性を秘めており、耳石の酸素安定同位体比の高解像度分析を導入することで生まれた重要な成果であるといえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終的な目的は、環境変動とマイワシ資源量変動との関係を明らかにすることである。そのために耳石の化学組成と海洋モデルを用いた、マイワシ個体の回遊履歴を高精度で推定する手法を開発する。そしてその手法を用いて、マイワシが仔稚魚期に経験した環境の経年変化を明らかにし、生残率の経年変化と比較する計画である。本年度は回遊履歴推定手法の開発と、耳石の酸素安定同位体比測定データを蓄積することを行った。手法開発では、本格的な数値シミュレーションとなる、個体ベースモデルを用いた新しいスキームを導入した。具体的には、海洋同化モデルFRA-ROMSによって再現された流速場の中で仮想個体をランダムに泳ぎ回らせ、酸素安定同位体比分析値と整合的な経路を探索した。この推定を親潮域で採集した0歳魚について行ったところ、高い整合性を示す経路が特定領域に集中しており、この手法により個体ごとの詳細な回遊履歴を確率論的に把握できることが明らかになった。一方データ蓄積では、1986ー2006年に漁獲されたカリフォルニアマイワシ1歳魚の耳石標本計104個体について、耳石の輪紋解析によって成長履歴を解析後、酸素安定同位体比を分析した。またカリフォルニア海流域を毎年調査している米国機関CalCOFIへの依頼によって同海域の海水標本を入手することに成功し、バックグラウンドとなる海水の酸素安定同位体比を分析した。その結果、カリフォルニアマイワシの仔稚魚期の経験水温と成長速度は正の相関関係になっていることが明らかになり、水温上昇が直接的に資源増加につながっている可能性が示唆された。今後、日本太平洋沖で採集されたマイワシに関する分析を進めこの結果と比較していくことで、マイワシ属一般に通じる資源増加メカニズムに関する仮説を展開していく予定である。本年度の計画は、1.マイワシ個体の仔稚魚期の回遊経路を推定する手法の開発、および2.異なる年に成育した個体の耳石同位体比データを蓄積する、ことであった。1については、水温・塩分の指標となる耳石の酸素安定同位体比を高解像度で分析する技術はすでに確立されていた。しかしそれを解釈する方法については、2変数を同時に処理する困難さゆえに、世界的に見ても十分に研究が進んでいなかった。そこで本年度は、回遊モデルを用いた数値シミュレーションを導入し、回遊シミュレーションによる計算値と実際の分析値との比較を行った。具体的には、スパコンを用いて、マイワシがランダムな方向に遊泳した軌跡を大量に計算し、その中で耳石酸素同位体比の分析値を再現できるような経路を探すというスキームを開発した。このスキームを用いて、親潮域にて採集したマイワシ0歳魚に対して適用したところ、確率論的ではあるが、回遊経路と呼べるものを推定できることが明らかになった。2.については、1986ー2006年に漁獲されたカリフォルニアマイワシ1歳魚の耳石標本計104個体について、生後150日までに形成された領域を30日という非常に高い解像度で酸素安定同位体比分析を行った。また、耳石の酸素安定同位体比から経験した水温を計算するために必要な海水の酸素安定同位体比も、米国調査機関CalCOFIの海水標本提供により測定することができた。これによりこの海域での仔稚魚期の経験水温と成長速度の関係、および経験環境と生残率の経年変動の関係について議論する上で、量的にも質的にも十分量のデータを蓄積することができた。

日本近海のマイワシについても、当初予定していた、2009-2014年級群計96個体に関する耳石同位体比分析は完了した。以上のことから、当初立てた計画通りに、順調に研究が進展していると言える。本課題では、耳石の酸素安定同位体比の高解像度分析をマイワシに初めて導入することで、従来得られなかった個体の経験水温という観点から、マイワシの生態および資源量変動機構の解明することを目的とした。まず、日本近海およびカリフォルニア沖に生息するマイワシについて、それぞれの海域から収集した合計250個以上の耳石のd18O分析を実施し、成長段階ごとに水温と成長速度とを比較した。カリフォルニア沖では比較的高水温年代、日本近海は比較的低水温年代にマイワシが増加すると言われてきたが、仔稚魚期の水温と成長速度の関係は両海域で類似していたため、水温は資源変動を直接的に駆動している要因ではなかった可能性が考えられた。また、南アフリカ西、南、東海岸にて採集されたマイワシの耳石についても類似した分析を行ったところ、成長速度および経験水温は、地理的に顕著に異なっており、西側で低水温、低成長速度を、南・東側で高水温・高成長を経験していたことが明らかになった。なお、南アフリカの西岸はカリフォルニア沖と同じく強い湧昇域であり、東南岸には黒潮と同じく西岸境界流であるアガラス海流が流れている。したがって本課題では、水温という一要因のみではマイワシ属資源変動を説明することは難しいことが明らかになった。また、海域間の比較から、湧昇域と西岸境界流域ではマイワシの基本的な生息環境が異なっていることが示された。基本的な環境が異なれば、最適な生活史戦略や背負うリスク要因も異なると考えられ、これがカリフォルニア沖と日本近海では、水温変化に対するマイワシ資源の応答が一致しない原因となっている可能性がある。この仮説は今後国際的な比較研究を展開する上での根本的な指針となる可能性を秘めており、耳石の酸素安定同位体比の高解像度分析を導入することで生まれた重要な成果であるといえる。本年度から蓄積してきたデータを、本年度開発した手法を用いて解釈することで、マイワシの資源変動に対して各環境要因がどの程度寄与したかを明らかにしていくことが主要な方策となる。具体的には、測定した耳石の酸素同位体比データを、海洋モデルを用いて回遊履歴データに変換する。さらにその回遊履歴データと衛星由来の海洋環境データと比較することによって、マイワシ個体の経験環境を推定する。これを各年級群について行い、各年級群の経験環境と資源量変動を比較することで環境要因の資源変動に対する寄与率を明らかにする。一方で、日本近海のマイワシの水温と成長速度の関係については、先行研究とは一見異なった結果が現段階で得られつつある。そのため今後、より頑健な結果を得るために分析数を増やし、2005-2008年級群についても分析していく。さらにその結果を、一般化線形モデル等などを用いて統計モデル化し、そのモデルによって先行研究の結果を説明すること目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
平安時代物語文学における王権の多極構造について

今年度は、『うつほ物語』に描かれる年中行事や立坊争い、文人の不遇を表す記述など、主として平安初期王権に見られる皇統の問題を検討し、さらに「文章経国思想」への眼差しを含む形で、物語の王権構造を考察する予定であった。実際は、物語の後宮、特に王権の構成要員である后や内親王を中心に、『うつほ物語』に限らず、『源氏物語』や『狭衣物語』など、広く平安時代の物語を検討し、各物語の王権の特徴を見極めていく形となった。結果、「文章経国思想」などを実践する史上の嵯峨朝に比べると、『うつほ物語』に描かれる嵯峨朝は、行事の催行や文人登用の面において、それほど理想的に描かれているわけではない事がわかった。同名の天皇でも、史上の治世とは異なるように描く手法は、『源氏物語』にも見られるが、『うつほ物語』のありようをより先鋭化したものと思われる。また、後宮の采配については、藤壺の立后など、『源氏物語』でも帝の采配が実質的に描かれている部分であるが、物語としては、『うつほ物語』が先蹤であることを改めて確認できた。このように、平安時代物語に描かれる王権を、天皇、后、東宮、摂関などの多極構造として捉える考察は、これまでの先行研究でも不十分であったので、国内外における口頭発表の場で、問題提起し、様々な意見交換ができたことは、発表者・参加者ともに大変有意義であったと思われる。また、学術論文については、これまで主に歴史学の史料として用いられていたものを、文学の読みに資するテキストとして新たに意味づけることができ、文学に留まらない成果を挙げることができた。
高性能アプリケーション開発のためのポータブルで実用的な通信性能解析

現在の大規模科学技術アプリケーションは多数のプロセスが互いにデータを通信しながら並列に計算を行うため、通信時間を削減することは高性能アプリケーションを開発する上で重要である。通信時間には通信相手のプロセスがデータを送信するまで待つ時間と実際の通信時間があり、性能を向上させるためには両者を区別してアプリケーション中の通信時間を測定する必要がある。本研究は待ち時間と実通信時間を自動的に区別し、特定の計算機環境に依存せず、解析に要する時間が少ない通信性能解析を実現することを目的とした。既存の性能解析ツールの多くはアプリケーションを実行しながら計算と通信のパターンをファイルに記録し、実行終了後にそのパターンを解析するという2段階の解析方法を採用している。本研究ではアプリケーションの実行中に解析を行う実行時解析を採用した。実行時に待ち時間と実通信時間を区別する方法として、(1)通信の直前に通信に参加するプロセスを同期させ、待ち時間を0にして実通信時間を測定する方法と(2)実通信時間が0である仮想的な環境を仮定した場合のアプリケーションの仮想的な実行時間を推定し、実際の実行時間との差から実通信時間を求める方法の2つを通信パターンにより使い分けた。上記の方法により、標準的な通信ライブラリであるMessage Passing Interface(MPI)の代表的な通信パターンについて、待ち時間と実通信時間を自動的に区別して測定できることを示した。通信1回につき解析に要する時間は通信に参加するプロセスを同期するために要する時間と同程度であり、実行時解析のためにアプリケーションの実行時間が大幅に増加することはない。アプリケーション開発者が必要なことは解析を行うライブラリをリンクすることだけで、アプリケーションのソースコードを変更する必要はない。また特定の計算機環境に依存せずに解析可能である。
唾液腺主導管上皮の機能的・形態的解析V.tuft cellの急速凍結割断法による研究

顎下腺導管系は終末部から開口部にかけて構造的並びに機能的に分化を示しており、介在部、顆粒性膨大部(ゲッ歯類顎下腺)、線条部、小葉間導管、主導管に分けられる。介在部、顆粒性膨大部以外の導管に共通してtuft cellという細胞が存在している。ラット唾液腺導管系の他に胃腸域、気管、肺胞等にも存在している。この細胞の機能は感覚細胞説、再吸収細胞説、分泌細胞説があるが、今だはっきりしたことは分からない。従来の凍結技法よりきわめて深い硝子様構造が得られる高圧凍結技法は、生きたままの状態に近い組織構造が得られると考えられている。この高圧凍結技法を用いWistar系雄性ラットの顎下腺主導管を切り出し、試料作成を行った。透過電顕で観察を行い、通常の化学固定との微細構造の違いを比較検討した。また通常の化学固定の試料で導管系に於ける細胞構成、tuft cellと暗調細胞の導管各部位に於ける分布差を明らかにした。また導管系各部位を直接取り出すため、腺房部を除去し導管系のみにする方法を開発した。以下に科学研究費補助金を受領した期間に得られた結果を述べる。1)導管系各部(顆粒性膨大部、線条部、小葉間導管、主導管)の微細構造を明らかにし、顆粒性膨大部以外の導管系はイオンの修飾を行い最終唾液形成に関与している事が形態的にも明らかにされた。2)唾液腺体をピンセットで叩、固定液の中で振ることで導管系のみを得た。3)2)の方法を使い導管系各部の管腔面の微絨毛の違いによりtuft celと暗調細胞の分布を統計学的に調べた。4)高圧凍結技法で試料作成を行い、通常の化学固定との微細構造の違いを比較検討した。Tuft cellは呼吸器系、胃腸域、胆嚢、膵管、ラット唾液腺導管系の中腔性器官に広く存在している。その形態学的特徴は1)頂部と基底部が細く、核部が太くなつた形態を有している。2)頂部には非常に長い微絨毛を有している。3)微絨毛内から核上部にかけてアクチンフィラメントが走り、頂部には中間系フィラメント、微小管が多数細胞長軸方向に走っている。4)各細胞骨格の間には多数の小胞が存在している。どの部位のtuft cellも基本的にはほとんど同じ特徴を持っているにもかかわらず、その機能に関しては、まったく解明されていない。ラット顎下腺主導管のtuft cellは分泌機能を有する事が私達の研究から明らかにされている。管腔側には小胞の他被覆小胞も観察される。被覆小胞は特殊物質の吸收の他、開口分泌された余剰の膜の回收に働らいていると考えられている。凍結置換法を用いると、固定完了までに時間がかかる化学固定に比べ刻刻と変化する生体組織内の化学反応、超微構造の変化を捉える事が出来る。小胞や被覆小胞と細胞骨格および管腔面の形質膜との関係を調べるため液体窒素凍結置換法を用いた。この方法では純銅ブロック圧着面より数ミクロンしか無構造凍結の得られる範囲はない。Tuft cellは7%と少ないので、1)今年度はどの様な切り出し方で行うのが一番効率がいいか、また2)細胞骨格と小胞との関係を調べる為サポニンの量はどれくらいが一番適当かをしらべた。1)主導管は被膜から出て舌下腺と顎下腺が平行に走っている。