hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境に応じたマルチモーダル音声認識の構成最適化手法の研究

本研究では、音声と画像を用いるマルチモーダル音声認識において、その要素技術や処理を環境やタスクに応じて最適化する手法の確立を目指した。異なる基本特徴を組み合わせ深層学習を適用することの有効性、音声・画像統合法の最適形態と認識モデルの確率的統合法の有用性、および個人・環境適応の改善による性能改善を確認し、これらにより、頑健かつ高性能なマルチモーダル認識アルゴリズムを構築した。本研究によるマルチモーダル音声認識を多種多様なタスク・環境において試用し、性能を確認するとともに、今後に向けた課題を明らかにした。本研究は、音声と画像を用いるマルチモーダル音声認識において、その要素技術の組み合わせ・処理方法を、環境やタスクに応じ最適化する「構成最適化手法」の確立を目標としている。あわせて、マルチモーダル音声認識の認識性能を向上させることで、さまざまな環境・タスクへのマルチモーダル音声認識の適用を可能にし、その実用化を目指している。本年度は、その第一段階として、マルチモーダル音声認識の要素技術を評価する「最適化尺度」の検討を行った。例えば、モデルやモジュールを測る尺度として、KLダイバージェンスについて調査した。一般性・汎用性の観点から、他のタスクも含めたシミュレーション実験を行い、一定の有効性をみた。また、「最適化尺度」の評価実験に使用する実環境データベースについて、必要なラベル付けやデータ整備を行った。予備実験として、モデル適応技術を用いた認識実験を行い、ベースとなる手法の評価と、実用化に向けた検討を行った。あわせて、マルチモーダル音声認識の要素技術の改善も行った。具体的には、読唇技術やスパース表現を用いた特徴量改善の研究を行った。なお、マルチモーダル音声認識の実用化を見据え、本研究では最終年度で、マルチモーダル音声認識の実環境でのフィールドテストを行う予定である。このための準備として、従来PC上で動作していたリアルタイム・マルチモーダル音声認識システムの発展形にあたる、Android端末上でリアルタイム動作するシステムの開発を行った。これを用いて、さまざまな環境で実際に音声・画像データの収録を行った。ここで収録したデータは、前述の実環境データベースとあわせて、最適化尺度の評価実験に用いる予定である。加えて、このデータを用いた認識実験を行い、フィールドテストに向けたシステムの改善点が明らかとなった。本研究は、音声と画像を用いるマルチモーダル音声認識において、特徴量抽出、モデル化、統合法などさまざまな要素技術を、タスクや環境に応じて最適化する「構成最適化手法」の確立を目指している。また、本研究を通じてマルチモーダル音声認識の認識性能を向上させることで、さまざまな環境・タスクへの適用を可能とし、その実用化を目指している。本年度は、第一に大語彙マルチモーダル音声認識の実験を行った。複数話者の音声・口唇画像を収録し、実験用データベースを構築した。実環境を想定して、テスト用音声に音響雑音を付加し実験を行った。この際、複数の特徴量を使用し、その特性や認識性能を調査した。第二に、マルチモーダル音声認識で用いられるマルチストリームHMM(隠れマルコフモデル)における、ストリーム重み係数に関する検討を行った。このパラメータは、認識時に環境などに応じて適切に設定する必要があり、その決定手法としては申請者らの研究をはじめ、いくつかの先行事例がある。本研究では構成最適化の一環として新たな手法を考案し、良好な結果を得た。第三に、画像特徴量の最適化に関する検討を行った。従前提案されてきた複数の画像特徴量について、認識実験を通じた評価を行いその結果を分析した。ここで得られた知見に加え、近年注目されている深層学習の技術を活用した手法を検討した。結果として、読唇性能の大幅な向上に成功し、また知見の有効性を確認できた。また関連テーマとして、画像中に複数の顔がある場合、どの顔が話しているのかを判定する研究を行った。これは本研究のマルチモーダル音声認識のシステム化において必要となる技術である。特に、発話していない顔の棄却に効果がみられた。最後に、昨年度を含めこれまでに行ってきた研究内容(モデル適応、フィールドテストに向けたデータ収集・実験、顔検出)について、国内外の学会・国際会議で発表を行った。本研究は、音声と画像を用いるマルチモーダル音声認識(AVSR)において、特徴量抽出、モデル化、それらの統合法などの要素技術を、環境やタスクに応じて最適化する「構成最適化法」の確立を目指している。この取り組みを通じ、最終的に、AVSRの実用化を目標としている。本年度は、第一に、複数の元情報を組み合わせ深層学習を適用して得られる画像特徴量(DBVF)および音響特徴量(DBAF)に対する検討を行った。まず、新たな画像情報を用いることによる性能改善を確認した。さらに、マルチモーダル音声認識での深層学習の利用法について詳細な検討を行った。加えて、これら特徴量とAVSRのためのモデル適応を併用することで、雑音下で頑健な認識スキームを実現した。第二に、AVSRの認識モデルにおいて、従来の重み付け最適化法を一般化し、重みを一意に決定することなく、音声と画像の認識モデルの出力を統合するアルゴリズムを開発した。実験により、環境に応じて適切にモデル出力を統合し、高い認識精度を実現できることを確認した。第三に、実環境での適用を念頭に、新たにDBAF・DBVFとサポートベクターマシンによる音声区間検出手法を開発した。従来法と比較したところ、良好な結果を得た。第四に、画像から得られる深度情報の活用を検討した。

前述の深層学習を利用しつつ、音声と深度、画像と深度の組み合わせを実験し、認識精度の向上を確認した。この他、深層学習による音響特徴量(DBAF)とDBVFに正準相関分析を適用することで、環境適応につながる大変興味深い結果を得た。また前年度に続き、中語彙・大語彙AVSRに向けたデータ収集と、発話中の話者の顔検出の研究を行った。以上の成果について、国際会議を中心に発表を行い、雑誌論文へ投稿した。本研究では、音声と画像を用いるマルチモーダル音声認識において、その要素技術や処理を環境やタスクに応じて最適化する手法の確立を目指した。異なる基本特徴を組み合わせ深層学習を適用することの有効性、音声・画像統合法の最適形態と認識モデルの確率的統合法の有用性、および個人・環境適応の改善による性能改善を確認し、これらにより、頑健かつ高性能なマルチモーダル認識アルゴリズムを構築した。本研究によるマルチモーダル音声認識を多種多様なタスク・環境において試用し、性能を確認するとともに、今後に向けた課題を明らかにした。構成最適化の考えをベースとしたマルチストリームHMMや画像特徴量などの改善により、従来の研究と比較して、マルチモーダル音声認識や読唇の大幅な性能向上が得られており、本研究の成果は着実に得られている。これらの成果は最終年度において積極的に対外発表していく予定である。一方、本研究で収集・利用するデータベースについては、収録人数やデータ整備に未だ不十分な点がある。この点を早急に改善し、マルチモーダル音声認識における他の要素技術に対する構成最適化の評価を行っていく。音声情報処理・マルチモーダル情報処理最終年度に向けて、本研究をさらに発展させる課題や重点的に取り組む課題を整理し、工程上の整理を行い、研究を推進していく予定である。また、本研究の成果を踏まえ、マルチモーダル音声認識の実用化に向けた取り組みや開発をすすめていく。「最適化尺度」の検討・評価実験に用いる実環境データベースについて、本研究で利用可能とするための整備作業が遅れている。できるだけ早い時期に利用可能状態にするとともに、評価実験を速やかに開始したい。他方、最終年度に予定していたモバイル端末用リアルタイム・マルチモーダル音声認識システムの開発を前倒しし並行作業で進めている。データベース整備の遅れの影響が、次年度以降になるべく及ばないよう、工程上の工夫を行った。以上を踏まえ、上記のとおり全体的な達成度を評価した。使用する実環境データベースの整備後、速やかに「最適化尺度」の検討実験を行いたい。ここまでで得られた知見や技術を基に、次年度は大語彙タスクへの適用を行っていく予定である。
クラスタ-変分法とCAMを用いたコンプレックス系の協力現象の研究

クラスタ-変分法とCAM理論を用いて,種々の系の臨界現象を調べる高度な方法を開発した.これには,計算機の使用に適したクラスタ-変分法のアルゴリズムの開発と,高度な数値計算が必要となるが,この両者を連係しながら進めた.さらに,ここで開発された方法を種々の複雑な系に応用し,CAM理論を用いて臨界現象を研究し,以下の成果を得た.1.多変数空間(変数の数が100個を越える)に於ける停留値問題の効率的解法の開発大量の変分パラメ-タを含む自由エネルギ-の停留値問題をニュ-トン・ラフソン法を基に効率良く解く方法を開発した.現段階で100個前後の変分パラメ-タを含むクラスタ-変分法の汎用プログラムの開発はほぼ終了し,種々の複雑な系への応用が可能となった.2.クラスタ-変分法の変分パラメ-タの数を減らす新しいアルゴリズムの開発3.上の結果の種々の複雑な系に対する応用と、CAM理論を用いた臨界現象の解析(1)クラスタ-変分法を用いてピン相関関数を求め,CAMを用いて臨界指数η,νが得られる事を示した.更に,フラストレ-トした系のウィ-ク・ユニバ-サリティを調べた.(2)トポロジカル転移(Kosterlitz-Thouless転移)を示す系への応用.クラスタ-変分法を三角格子上の6ークロックモデルへ適用し,CAMを用いて臨界現象を解析する事に成功した.これにより,クラスタ-変分法とCAM理論の種々のエキゾチックな相転移を示す系に対する今後の応用に興味が待たれる.今後は種々の系に対する応用に重点を置いて行く.対象としては,フラストレ-トしたIsingモデル,ANNNIモデル,一般のSのIsingモデル,ポッツモデル,XYモデル,量子スピン系等があり,特に注目すべき点としては,連続一次転移,トポロジカル転移,カイラル転移,相互作用とユニバ-サリティ,量子スピン系の臨界現象等がある.クラスタ-変分法とCAM理論を用いて,種々の系の臨界現象を調べる高度な方法を開発した.これには,計算機の使用に適したクラスタ-変分法のアルゴリズムの開発と,高度な数値計算が必要となるが,この両者を連係しながら進めた.さらに,ここで開発された方法を種々の複雑な系に応用し,CAM理論を用いて臨界現象を研究し,以下の成果を得た.1.多変数空間(変数の数が100個を越える)に於ける停留値問題の効率的解法の開発大量の変分パラメ-タを含む自由エネルギ-の停留値問題をニュ-トン・ラフソン法を基に効率良く解く方法を開発した.現段階で100個前後の変分パラメ-タを含むクラスタ-変分法の汎用プログラムの開発はほぼ終了し,種々の複雑な系への応用が可能となった.2.クラスタ-変分法の変分パラメ-タの数を減らす新しいアルゴリズムの開発3.上の結果の種々の複雑な系に対する応用と、CAM理論を用いた臨界現象の解析(1)クラスタ-変分法を用いてピン相関関数を求め,CAMを用いて臨界指数η,νが得られる事を示した.更に,フラストレ-トした系のウィ-ク・ユニバ-サリティを調べた.(2)トポロジカル転移(Kosterlitz-Thouless転移)を示す系への応用.クラスタ-変分法を三角格子上の6ークロックモデルへ適用し,CAMを用いて臨界現象を解析する事に成功した.これにより,クラスタ-変分法とCAM理論の種々のエキゾチックな相転移を示す系に対する今後の応用に興味が待たれる.今後は種々の系に対する応用に重点を置いて行く.対象としては,フラストレ-トしたIsingモデル,ANNNIモデル,一般のSのIsingモデル,ポッツモデル,XYモデル,量子スピン系等があり,特に注目すべき点としては,連続一次転移,トポロジカル転移,カイラル転移,相互作用とユニバ-サリティ,量子スピン系の臨界現象等がある.
ジアゾメタンによる新しい糖-アグリコン結合の開裂反応の開発と応用研究

シプソゲニンー3-0-グリコシド(1__)のメタノール中ジアゾメタンによる糖-アグリコン結合の開裂反応は既に見出していたので,今回はこの反応の条件,メカニズムを明らかにし,新しい糖-アグリコン結合の開裂反応の開発を企図した.また,この反応を構造未知の化合物の構造研究に応用した.まず,メカニズム解明の手掛りとなる副生成物の構造を調べた結果, 1__の4α-メチルケトン体であることが判った.また反応はメタノール中以外では進行しないこと,アグリコンに直結したグルクロン酸はメチルエステルにしても反応はおこることを知った. 1__の反応生成物の構造から,この反応にはアグリコンの4α-アルデヒド基,アグリコンに直結したグルクロン酸のカルボキシル基及び4位水酸基の関与が考えられる.反応メカニズムの解明にはこれら官能基の有無を知るのが必要なのでモデル化合物,ジプソゲニンー3-0-グルクロナイド(2__)を製造し, 2__について官能基の関与を検討した.まず4α-アルデヒド基を4α-カルビノールにしたものでは反応は起こらない.次にグルクロン酸のカルボキシル基をカルビノールに換えても反応は同様に進行し,また4位水酸基をエチリデンで保護しても反応は起こることから4α-アルデヒド基のみが反応に関与している.このことは合成したジプソゲニンー3-0-テトラヒドロピラニル体も同様な開裂反応をおこすことからも支持される.以上の事及びジアゾメタンとアルデヒド基との一般的な反応を併せ考えると,本反応は先ずアルデヒド基がエポキシドになり,このエポキシドをグリコシド結合が攻撃して反応が進行することが判った.キラヤサポニンは2ケ所に糖鎖をもつ複雑なアシル化トリテルペンオリゴ配糖体であったが,本分解反応により1ケ所の糖鎖のみの切断に成功,その残部の化学的及び機器分析的知見からその全構造を明らかにすることができた.シプソゲニンー3-0-グリコシド(1__)のメタノール中ジアゾメタンによる糖-アグリコン結合の開裂反応は既に見出していたので,今回はこの反応の条件,メカニズムを明らかにし,新しい糖-アグリコン結合の開裂反応の開発を企図した.また,この反応を構造未知の化合物の構造研究に応用した.まず,メカニズム解明の手掛りとなる副生成物の構造を調べた結果, 1__の4α-メチルケトン体であることが判った.また反応はメタノール中以外では進行しないこと,アグリコンに直結したグルクロン酸はメチルエステルにしても反応はおこることを知った. 1__の反応生成物の構造から,この反応にはアグリコンの4α-アルデヒド基,アグリコンに直結したグルクロン酸のカルボキシル基及び4位水酸基の関与が考えられる.反応メカニズムの解明にはこれら官能基の有無を知るのが必要なのでモデル化合物,ジプソゲニンー3-0-グルクロナイド(2__)を製造し, 2__について官能基の関与を検討した.まず4α-アルデヒド基を4α-カルビノールにしたものでは反応は起こらない.次にグルクロン酸のカルボキシル基をカルビノールに換えても反応は同様に進行し,また4位水酸基をエチリデンで保護しても反応は起こることから4α-アルデヒド基のみが反応に関与している.このことは合成したジプソゲニンー3-0-テトラヒドロピラニル体も同様な開裂反応をおこすことからも支持される.以上の事及びジアゾメタンとアルデヒド基との一般的な反応を併せ考えると,本反応は先ずアルデヒド基がエポキシドになり,このエポキシドをグリコシド結合が攻撃して反応が進行することが判った.キラヤサポニンは2ケ所に糖鎖をもつ複雑なアシル化トリテルペンオリゴ配糖体であったが,本分解反応により1ケ所の糖鎖のみの切断に成功,その残部の化学的及び機器分析的知見からその全構造を明らかにすることができた.
ブラックホール準固有振動がもたらす重力波の観測

本研究の目的は、ブラックホールに別の物体が飲み込まれるなどしたときに発生する重力波信号を、従来のものより効率のよい解析手法で検出することである。平成27年度から2年間の計画で、新しい解析手法の開発に挑み、条件付きではあるが、改善が見込まれることをシミュレーションによって明らかにした。ブラックホールは、その質量とスピン速度でその振動の周波数(準固有振動)は決まっており、別の物体を飲み込んだ際は、その単振動が急速に減衰するリングダウン波形と呼ばれる重力波を発生する。従来の解析手法は、準固有振動の基本モードのみを用いていたが、最近の数値相対論による研究で、高次モードの信号もそれなりに大きな振幅を持ちうることが明らかになり、本研究では基本モードと高次モードを同時に解析することで、検出効率を改善することを目指した。初年度は情報収集に徹したが、H28年度は、Advanecd LIGOグループが公開した第一回観測(O1)の実データを用いて、パーミュテーションテストを実施した。具体的には、異なる時間の実データを入れ替えて装置特有の非定常雑音を減らし、LIGOの感度に基づいたガウシアン雑音のみの雑音データを生成、そのデータに人工的に生成したリングダウン信号を挿入し、基本モードのみで解析したものと、高次モードを含めて解析したものを比較する、というものである。検出効率の改善というのは、挿入した信号をその通りに検出できるかどうかだけではなく、信号を挿入していないときに検出を示すFalse Alarmが少ないかどうかも合わせて判断される。検出率と誤検出率を二軸としたROC曲線というものを算出し、検出率が高く誤検出率が低い方にあれば、よい解析手法であると言える。我々の計算では、ある条件下では、高次モードを導入することでROC曲線がよい方へシフトすることが分かった。詳細については、現在論文を準備中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の研究目標として掲げていたのは、(i)準固有振動波形の計算、(ii)マッチドフィルタリングのテストスタディ、(iii)実データを用いた非定常雑音レートの検証、という3つである。(i)準固有振動波形の計算については、数値相対論コードの作成について情報収集を行なった。Einstein Toolkitと呼ばれる数値相対論コードが公開されており、それを用いるのがよいということが分かったが、まだ使用できる段階には至っていない。(ii)マッチドフィルタリングのテストスタディについては、当研究室内で研究グループを立ち上げ、昨年度に学生が生成したコードのデバッグと高速化を行なった。単一周波数のソースについてはパラメタ空間内でのサーチが機能するようになり、本研究の一つのマイルストーンを突破したと言える。(iii)実データを用いた解析については、LIGOのデータが公開されたので、それをダウンロードし、我々のPCで読み込めるようにしたが、非定常雑音レートの検証という段階には至っておらず、次年度の課題となった。本研究を開始して10か月ほどが経過した2016年2月に、米国のAdvanced LIGO干渉計によるブラックホールの観測が報告された。この観測では、連星が合体する前のインスパイラル信号だけでなく、合体後のリングダウン信号がきれいに見えており、リングダウン信号についてはまさに我々が狙っていた観測対象であった。重力波観測のニュースが流れてからすぐに我々はLIGOの研究チームによって書かれた論文を読み、今後の方針を話し合った。KAGRAのデータ解析チームが立ち上げたブラックホール準固有振動の研究会に参加し、本研究の重要性を再認識すると共に、高調波解析に重点を置くなどの今後の具体的な方向性を決めた。本研究はKAGRAで重力波を観測することを念頭において行っている。平成27年度はKAGRAの建設が急ピッチで進み、我々の研究グループからも多くのリソースを割かなければならなくなり、その分だけ本研究の進展が遅れてしまったものである。しかし一方で、次年度に向けた情報収集は着々と行っており、特にLIGOによる重力波観測のニュース以降は、学内外の研究グループとの交流も増え、研究も軌道に乗りつつあると考えている。

検出効率の改善というのは、挿入した信号をその通りに検出できるかどうかだけではなく、信号を挿入していないときに検出を示すFalse Alarmが少ないかどうかも合わせて判断される。検出率と誤検出率を二軸としたROC曲線というものを算出し、検出率が高く誤検出率が低い方にあれば、よい解析手法であると言える。我々の計算では、ある条件下では、高次モードを導入することでROC曲線がよい方へシフトすることが分かった。詳細については、現在論文を準備中である。当初予定していた平成28年度の研究目標は、実データを用いて高調波解析を行い、非定常雑音のレートがどれだけ下がるかを見ることであった。平成27年度の進展は遅れ気味であるが、この目標は変わっていない。年度の前半に大阪市立大と1か月規模の人的交流を行う予定で、そこで研究を一気に加速させ、目標の到達を目指す。具体的な研究内容としては、平成27年度の目標としていた、(i)準固有振動波形の計算、(ii)マッチドフィルタリングのテストスタディ、(iii)実データを用いた非定常雑音レートの検証、のうち(i)についてはCaltechグループが公開しているデータベースを利用することにして(ii)と(iii)に進む。ただし、30太陽質量程度のブラックホール連星合体の場合は、信号雑音比はほとんどインスパイラル信号で決まってしまうため、我々が考えていたようなリングダウンのみの解析はあまり意味をもたないことが分かってきたので、ターゲットはもう少し重いブラックホールということになる。Caltechのデータベースの中からアンイコールマスケースの波形を探してくるか、そうでなければ結局最後は自ら波形の計算をしなければならないので、Einstein Toolkitを利用することを検討する。大学院生と手分けしてこれらを並行して進めていくことになる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
グラスバブルコーティングTiを用いたマイクロ鈴構造Al合金の開発

1.目的本申請課題では、グラスバブルコーティングを施したTi微粒子を粉末冶金法によりA1合金中に分散することで、振動や音に対して減衰特性を有する鈴構造A1合金を開発することを目的とした。2.研究方法核には粒径150μmのTi-6A1-4V合金微粒子を採用した。粒子径16μmのグラスバブルを用い、外径300μmとなるよう造粒法により核表面にコーティングした(以下核微粒子と呼ぶ)。母相には粒径150、500、1500μmのA1粉末と粒径150μmのA1-12Si合金粉末を用いた。各A1粉末とA1-12Si合金粉末および核微粒子(10wt.)を混合後、真空中においてグラファイト治具を用いて焼結した。また、A1-12Si合金粉末の含有量は約20wt.%、焼結温度は600°Cとした。試験片寸法は制振試験用で幅10mm、長さ160mm、厚さ2mmとし、吸音試験用では直径29mm、厚さ3mmとした。試験片作製後、組織観察、吸音試験、制振試験を実施した。3.研究成果SEM観察の結果、150μmのA1粉末を用いたもの(150μm材)では核微粒子をA1粉末が取り囲んだ形態で、500μm材と1500μm材ではA1粒子間に形成された気孔内に核微粒子が存在することが分かった。5006300Hzでの吸音試験の結果、150μm材では2030%の吸音率を有していることが分かった。また、500μm材では2040%、1500μm材では2060%の吸音率を有しており本鈴構造体が吸音機能を有していることが分かった。中央加振法による制振試験の結果、1500μm材については核微粒子を導入しない試験片(未導入材)に比較して損失係数の増加は認められなかうた。500μm材では未導入材(損失係数η0.0015)に比較してη0.0024と1.6倍に増加した。これらに対して、150μm材では大きな損失係数増加が認められ、未導入材のη0.0024に比較してη0.0053と2.2倍に増加した。さらに、核微粒子の量を20%まで増加させた150μm材では、1次共振点(230Hz)でηが0.012まで増加し5倍の増加が認められた。この結果は、本鈴構造材が特に低周波域での制振材として有望であることを示唆している。
動物区系地理学における旧北区と東洋区の境界のコネクティビティ概念に基づく再検討

本年度は,哺乳類,爬虫類,両生類が含まれる陸上脊椎動物のアジアにおける種多様性に関する先行文献の調査をはじめに行った.各種の分布情報,隠蔽種や顕著な種内変異が報告されているか,種内での形態や遺伝子に見られる地理的変異や系統地理分化パターンについて,日本,韓国,中国,台湾,ベトナム,ラオス,タイ,ミャンマー,バングラデシュ,ネパール,ブータンに分布する哺乳類・爬虫類・両生類全種について調査した.分布情報はGISのデータベース化を進めるために,Q-GISを使って予備的なデータ入力を開始した.分布については,先行研究に加えて,研究代表者,研究分担者が中国,ベトナム,ミャンマー,ラオス,台湾などでこれまで行い,現地または日本に蓄積してきた標本情報の活用,見直しを進めた.哺乳類,爬虫類,両生類のそれぞれについて,分散様式を考慮しながら,重点的に検討する分類群を選定した.広域に分布するグループで旧北区と東洋区の境界線再検討の鍵になると思われるキクガシラコウモリをはじめとするグループ,標高の高い山地などに遺存的に分布する一方で境界線に示唆を与えそうなモグラ類などの分類群の主に2つに着目した.形態学的・遺伝学解析を集中的に行い,関連したフィールドワークをベトナム,ラオスで行った.また分散様式と関わる生態学,形態学的特徴についても樹上性種をはじめとして検討を進めた.これらの成果は日本哺乳類学会,日本爬虫両棲類学会の年大会で発表した.また,研究代表者が日本学術振興会研究拠点形成事業の一環として12月にラオス国立大学で開催した第8回アジア脊椎動物種多様性国際シンポジウムでも発表と参加者と議論した.海外での研究は相手国の研究機関との共同研究として行った.個々の分類群の解析の一部は研究代表者が研究指導する博士課程3名,修士課程4名の大学院生,研究分担者の指導学生が協力して進めた.フィールドワークは予定していたうち,ラオスとベトナムで行い,充実した成果を得ることができた.一方で本研究で視野に入れている中国とネパールの調査は調査許可や捕獲許可,標本やサンプルを収集することの許可を得ることが予想していたよりも困難で,遅れが生じているものの,相手国研究者との連絡調整を続けている.中国についてはこれまでに研究メンバーが収集した資料の活用の可能性も含めて検討を進めている.分布情報のデータ化は標本データのデータベースとあわせて検討しており,そのデータフォーマットに予想したよりも時間がかかったが,今年度以降に着実に入力作業とデータ解析が進められる予定である.研究代表者が執筆に関与したHandbook of the Mammals of the Worldの分布図作成の課程で生じた課題から改善策もえることができた.初年度は日本国内の学会だけでなく,中国の学会,東・東南アジア各国の脊椎動物研究者が参加する国際シンポジウムで動物地理区の見直しに関わるいくつかの種の多様性現況について情報収集と意見交換を行うことができた.また本研究に関連した論文の出版も進めることができている.このようなことから本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる.今後の研究の方策として動物地理区である旧北区と東洋区の境界についてコネクティビティ概念に基づく検討を引き続き進める.とりわけ初年度の研究で河川が分類群ごとの境界に異なる影響を与えると考えられるようになった.また,その背景として動物群によって異なる分散能力や分散様式が関与している可能性が高い.そこで,研究の大きな枠組みは変わらないが,中国南部からベトナム,ラオスにかけての地域での動物地理学的再検討を河川と関連する山系に着目して,機能形態学や生態学的視点も入れながら解析を進めていきたい.また,動物地理学における島嶼部における境界を検討することの重要性も浮かび上がってきた.これについても陸橋のコネクティビティに着目した新たな視点での検討を進める予定である.本年度は,哺乳類,爬虫類,両生類が含まれる陸上脊椎動物のアジアにおける種多様性に関する先行文献の調査をはじめに行った.各種の分布情報,隠蔽種や顕著な種内変異が報告されているか,種内での形態や遺伝子に見られる地理的変異や系統地理分化パターンについて,日本,韓国,中国,台湾,ベトナム,ラオス,タイ,ミャンマー,バングラデシュ,ネパール,ブータンに分布する哺乳類・爬虫類・両生類全種について調査した.分布情報はGISのデータベース化を進めるために,Q-GISを使って予備的なデータ入力を開始した.分布については,先行研究に加えて,研究代表者,研究分担者が中国,ベトナム,ミャンマー,ラオス,台湾などでこれまで行い,現地または日本に蓄積してきた標本情報の活用,見直しを進めた.哺乳類,爬虫類,両生類のそれぞれについて,分散様式を考慮しながら,重点的に検討する分類群を選定した.広域に分布するグループで旧北区と東洋区の境界線再検討の鍵になると思われるキクガシラコウモリをはじめとするグループ,標高の高い山地などに遺存的に分布する一方で境界線に示唆を与えそうなモグラ類などの分類群の主に2つに着目した.形態学的・遺伝学解析を集中的に行い,関連したフィールドワークをベトナム,ラオスで行った.また分散様式と関わる生態学,形態学的特徴についても樹上性種をはじめとして検討を進めた.これらの成果は日本哺乳類学会,日本爬虫両棲類学会の年大会で発表した.また,研究代表者が日本学術振興会研究拠点形成事業の一環として12月にラオス国立大学で開催した第8回アジア脊椎動物種多様性国際シンポジウムでも発表と参加者と議論した.海外での研究は相手国の研究機関との共同研究として行った.個々の分類群の解析の一部は研究代表者が研究指導する博士課程3名,修士課程4名の大学院生,研究分担者の指導学生が協力して進めた.フィールドワークは予定していたうち,ラオスとベトナムで行い,充実した成果を得ることができた.

一方で本研究で視野に入れている中国とネパールの調査は調査許可や捕獲許可,標本やサンプルを収集することの許可を得ることが予想していたよりも困難で,遅れが生じているものの,相手国研究者との連絡調整を続けている.中国についてはこれまでに研究メンバーが収集した資料の活用の可能性も含めて検討を進めている.分布情報のデータ化は標本データのデータベースとあわせて検討しており,そのデータフォーマットに予想したよりも時間がかかったが,今年度以降に着実に入力作業とデータ解析が進められる予定である.研究代表者が執筆に関与したHandbook of the Mammals of the Worldの分布図作成の課程で生じた課題から改善策もえることができた.初年度は日本国内の学会だけでなく,中国の学会,東・東南アジア各国の脊椎動物研究者が参加する国際シンポジウムで動物地理区の見直しに関わるいくつかの種の多様性現況について情報収集と意見交換を行うことができた.また本研究に関連した論文の出版も進めることができている.このようなことから本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる.今後の研究の方策として動物地理区である旧北区と東洋区の境界についてコネクティビティ概念に基づく検討を引き続き進める.とりわけ初年度の研究で河川が分類群ごとの境界に異なる影響を与えると考えられるようになった.また,その背景として動物群によって異なる分散能力や分散様式が関与している可能性が高い.そこで,研究の大きな枠組みは変わらないが,中国南部からベトナム,ラオスにかけての地域での動物地理学的再検討を河川と関連する山系に着目して,機能形態学や生態学的視点も入れながら解析を進めていきたい.また,動物地理学における島嶼部における境界を検討することの重要性も浮かび上がってきた.これについても陸橋のコネクティビティに着目した新たな視点での検討を進める予定である.
プロスタグランジンとその関連生理活性脂質の分子細胞学的作用機構

本研究計画では、『生理活性脂質』という言い方で、プロスタグランジン・トロンボキサン・ロイコトリエンのようなアラキドン酸代謝物、アルキルエ-テル燐脂質の血小板活性化因子、種々のホルモンとしてのステロイド、さらに脂溶性ビタミンAおよびDのような生理活性をもつ脂溶性化合物を一括している。これらは今までは別個の領域として研究され、またその研究者集団の間では交流も少なかった。このような生理活性脂質が、循環ホルモンおよび局所ホルモンとして作用する機構の研究が進むにつれて、相互に共通したあるいは類似した点が多々にあることがわかって来た。特に研究の歴史の古いステロイドが分子や細胞レベルで一番よく理解され、その成果はプロスタグランジンや脂溶性ビタミンの研究に強い影響を与えているのが現状である。このように生理活性脂質という大きな物質群の特徴を、新しい目で見直し、相互に研究情報を交換し評価して研究を進めることは、この分野の研究の発展に極めて有益と考え、重点領域研究として申請するために、総合研究(B)の補助金を得て、この分野研究者とその研究状況を調査した。何回かの班会議で計議して、また、関連分野の研究者に書面で調査を実施し、約30名の研究者によるそれぞれの専門領域の和文総説をまとめた冊子を物り、各方面へ配布した。これらの生理活性脂質を取扱っている研究者は数多いが、本研究計画では、1)生理活性発現の機構を分子生物学的アプロ-チで明らかにしようとする基礎的研究(臨床的応用研究は対象としない)、2)国際的レベルで評価されている独創的な研究、3)すでにある程度の実績があり、3年間の研究期間に全体計画に対応しうる準備状態にある研究、の3つの条件を満たす研究者を選び、各個の研究計画と全体計画を討議して、『生理活性脂質の分子レベルの作用機構』という課題で、平成4年度発足の重点領域研究へ申請した。
都市内物流における輸送方式の決定メカニズム

本研究では、流動ロットサイズ、輸送頻度、貨物車サイズ、輸送軒数を決定する流動ロットサブモデルと、貨物自動車の業態を決定する自家用/営業用貨物車決定サブモデルの2つのサブモデルを構築した。流動ロット決定サブモデルは、貨物需要量を一定とし、取扱い品目の密度、単位重量当たり価格、価格逓減特性などの品物に関する情報や、顧客数、輸送量、輸送エリア面積といった顧客に関する情報や、交通条件を入力条件とした。このとき、荷送り人と荷受け人の在庫も含めた輸送に関わる費用を最小化する流動ロットサイズや輸送頻度等の輸送方式を出力するモデルである。モデルでは、輸送費用(ドライバーの人件費、燃料費、修理費、車両費、保険・税金、車両保管費)、在庫費用、輸送頻度の低下等のサービス水準の低下に伴う顧客逸失リスク等を考慮し、これらの費用項目を輸送方式を表す変数で記述した最適化問題として定式化を行った。また、自家用/営業用貨物車決定サブモデルは、上位の流動ロットサブモデルから出力される輸送方式の変数に加え、自家用輸送において実施されているドライバーのセールス活動の効用や、緊急輸送に対応可能な自家用貨物輸送の有利さも効用として計測し、荷主の効用最大化行動に基づく貨物車の選択行動をモデル化した。構築したモデルを利用して、輸送費用の変化に対する貨物車台数、貨物車走行台キロ、ドライバー数等の変化の分析を試みた。その結果、輸送頻度は、価値逓減特性や、競争の激しさが影響が大きく、トラックのサイズは、道路状況や駐車の容易さが大きな制約となっていることがわかった。また、荷主は荷物の取扱いの丁寧さに大きな関心を持っており、丁寧な取扱いに対しては、少々のコスト高は容認することや、セールスに対する効用を定量的に把握した。
モニタリングデータに基づく極値理論とその統計的推測理論の構築

極値データ(最大値と最小値のデータ)を扱う極値統計においては、データ数が極めて少なくなる、という統計解析における致命的な問題ー小標本問題ーが発生する。一方で、近年、計測・情報技術の高度な発達により、対象とする事象だけでなくそれに至るまでの過程に関するデーターモニタリングデーターが得られるようになってきた。そこで、対象とする事象に関するデータのみでなく、モニタリングデータを用いると情報が増え、より精度の高い解析を行うことができると考えられる。本研究は、極値統計における小標本問題を解決すべく、モニタリングデータに基づく極値理論とその統計的推測理論の構築を行うことを目的とする。
プロテインホスファターゼが標的とするタンパク質の網羅的解析

タンパク質のリン酸化・脱リン酸化は、植物の様々な生理現象に関わっている。リン酸化タンパク質の同定効率を上げるために、様々なリン酸化ペプチド精製法が検討されてきた。本研究では2種類のリン酸化ペプチド精製カラムを用いて、それぞれ771個(PhosTio)と641個(PolyMac)のリン酸化ペプチドをイネ培養細胞から同定した。さらにイネいもち病菌を処理したイネ培養細胞では、913個(PhosTio)と802個(PolyMac)のリン酸化ペプチドを同定した。これらには新規の病害抵抗タンパク質の候補が含まれていると考えている。本研究ではホスファターゼが脱リン酸化する基質を特定し、植物における脱リン酸化反応機構の理解を目的としている。初年度は、HPLCを用いたリン酸化ペプチド精製系を、Agilent Technologies社の技術スタッフの協力を得て行った。細胞からのリン酸化ペプチド精製には、計画当初は遺伝的冗長性の低い苔類ゼニゴケを用いる予定であったが、実験系確立までの迅速性を優先するためにイネ培養細胞とプロトプラストを用いた。リン酸化ペプチド精製カラムは、Titansphere Tio HPLCカラム(GL Science社)が有効であることを確認した。2年目は、リン酸化ペプチドの同定数を上げるためにカラムに供するサンプル濃度を上げて検証したが、カラムが詰まり精製そのものがうまく行かないことが判明した。そこでHPLCによる精製系の代わりに、PhosTio(GL Science社)とPolyMac(AMR社)を用いてリン酸化ペプチドを精製し、それぞれ771個、641個のリン酸化ペプチドを同定した。またイネ培養細胞を用いた場合は、同定されるリン酸化ペプチドは熱ショックタンパク質など細胞内に多量に存在するタンパク質由来であったのに対し、プロトプラスト化した細胞では、より微量なタンパク質も含めて同定される数が増加した。動物細胞を用いた研究結果と総合すると、植物細胞を用いたリン酸化ペプチドの精製には、細胞壁などの成分が阻害する可能性があり、タンパク質調製の段階での工夫が必要であることが分かった。さらに防御応答を引き起こすイネいもち病菌の構成成分キチンを処理すると、PhosTioでは913個、PolyMacでは802個のリン酸化ペプチドが同定され、リン酸化が誘導されるタンパク質が増えることが示唆された。今後はこのタンパク質が実際にリン酸化誘導されるかを検証し、論文として報告する予定である。ホスファターゼタンパク質によるタンパク質の脱リン酸化反応は植物の様々な生理現象に関わっているが、実際にホスファターゼの基質が特定された例は少なく、個々の地道な研究から得られる情報に止まっている。本研究では遺伝的冗長性の低い苔類ゼニゴケ(Marchantia polymorpha)を用いて各ホスファターゼが脱リン酸化する基質を網羅的に特定し、植物における普遍的な脱リン酸化反応機構を包括的に理解するための基盤情報取得を目的としている。このために先ずはHPLCを用いたリン酸化ペプチドの精製系の確立に取り組んだ。HPLCはAgilentTechnologies社の1290Infinityを用いた。リン酸化ペプチドを精製するためのHPLCラインおよびメソッドの組み立てはAgilentTechnologies社の技術スタッフの協力を得て行った。リン酸化ペプチドを保持するためのカラムは選択的吸着能に優れている二酸化チタンを骨格構造としたGL Science社のTitansphere Tio HPLCカラムを用い、効率良くペプチドを保持しかつ回収できることを確認した。この検証には市販のカゼインリン酸化ペプチド(alpha-casein:Michrom BioResources社)を用いた。さらに生体サンプルから得たリン酸化ペプチドの精製を行った。複数の生体サンプルを用いて検証した結果、イネ培養細胞からプロトプラスト化したサンプルからタンパク質を抽出した場合において、最もリン酸化ペプチドの精製度が高くなることを確認した。リン酸化ペプチドの精製度合いの確認には抗リン酸化セリン抗体を用いたウエスタンブロットによる検出と質量分析により行った。現在までのところ、おおむねリン酸化ペプチドは本法により精製度高く回収されることを確認している。本研究の軸となるリン酸化ペプチドの精製系を確立するに当たり実験材料の取り扱いの簡便さからイネ培養細胞を用いたが、HPLCを用いた精製系についてはほぼ確立できたため、この点においては予定通り順調に進展している。しかしフォスファターゼタンパク質のクローニング及び変異体作成などが遅れている。シロイヌナズナにおけるホスファターゼタンパク質のうちPP2Cファミリーは75個存在する。ゼニゴケゲノムに対してBLAST検索すると8個のホスファターゼタンパク質が存在したことから、ゼニゴケにおいてはPP2Cに関しても遺伝的冗長性の低いことが確認している。現在はこれらホスファターゼタンパク質に関してクローニング及び変異体作成を進めている。変異体ができ次第、初年度に確立したHPLCを用いたリン酸化ペプチドを精製の実験系を用いて野生型と変異体の比較からホスファターゼタンパク質の基質の同定作業を行う。

また大腸菌でホスファターゼタンパク質を発現し、精製したホスファターゼタンパク質を野生株由来の全タンパク質と反応させる。ホスファターゼ処理あり・なしで同定されたリン酸化タンパク質を比較することで、各ホスファターゼが標的とする基質を絞り込む。該当なし
変革期の立法過程における立法補佐体制の実証的・総合的研究

本共同研究では、複雑高度化した社会における立法過程像を展望しながら、あるべき立法補佐体制のありようを探求することを課題として掲げ、個別の実証研究を踏まえつつ、多様に存在する立法補佐組織相互の関わりを総合的に分析することを試みた。具体的な活動内容と成果は以下の通りである。1平成15年度8月に、ゲスト・スピーカーとして招いた政治学者、実務家及び実務経験者の報告を受けるとともに、研究分担者からのそれらに関連する報告や質疑を行った。前田英昭氏(前駒澤大学教授)、山口二郎氏(北海道大学教授)、浅野善治氏(衆議院調査局、当時)、堀本武功氏(尚美学園大学教授)、宮脇淳氏(北海道大学教授)の報告がそれである(次頁掲載「研究発表」参照)。同じ趣旨のもとに、12月には、春山明哲氏(国会図書館・国会分館長、当時。次頁参照)と矢野督氏(山本一太参議院議員政策秘書「立法(政策決定)過程における政策秘書の役割」)を、翌平成16年3月には、岩島久夫氏(聖学院大学客員教授「有事法制の立法過程をめぐって」)の報告に基づいて議論を行った。2平成16年度前年度と同じように、8月に、ゲスト・スピーカーを招いて研究集会を開催した。谷勝宏氏(同志社大学教授「立法と政党」)、清土恒雄氏(衆議院予算委員会調査室「最近の立法過程と国会の役割」)、岩崎隆二氏(参議院法制局「『立法』の現場から法律学に期待すること」)の報告に基づいて意見交換を行うと同時に、研究分担者から各自が担当している課題に関する中間報告をしてもらった。3まとめ2年間の共同研究を通じて、政治改革・行政改革後の立法過程に関して、変わったことと変わっていないこととが明らかになるとともに、個別の立法補佐組織の内部だけでなく、立法補佐組織相互の関わりにおける不十分さが明確になったように思われる。人材養成と情報の共有における不十分さである。したがって、多様に存在する立法補佐組織相互の有機的な連関をどのようにして構築するかが今後の検討課題となろう。本共同研究では、複雑かつ高度化した社会における立法過程像を展望しながら、あるべき立法補佐体制のありようを探求することを課題として設定した。本年度は、個別の実証研究を踏まえつつ、多様に存在する立法補佐組織相互の関わりを総合的に分析することを通して問題の所在を明らかにすることを試みた。そのために、研究集会を数回開く中で、一方で、研究者の理論的な分析を聞くとともに、他方で、実務家の実体験に基づく実証的な報告をめぐって活発な議論を行った。研究集会の主な内容は以下の通りである。第1回研究集会(2003年8月18日20日)前田英昭氏(前駒澤大学教授)政策決定過程とマニフェスト山口二郎氏(北海道大学教授)政治改革10年の検証浅野善治氏(衆議院調査室)立法補佐体制の現状と問題点堀本武功氏(尚美学園大学教授)国会のシンクタンクとしての調査及び立法考査局宮脇淳氏(北海道大学教授)行財政改革と立法補佐体制第2回研究集会(2003年12月12日)春山明哲氏(国立国会図書館)議会と図書菅野の関係についての史論矢野督氏(山本一太参議院議員政策秘書)立法過程における政策秘書の役割第3回研究集会(2004年2月18日)棟居快行氏(成城大学教授)護憲論・改憲論の行方第4回研究集会(2004年3月9日)

岩島久夫氏(聖学院大学客員教授)有事法制の立法過程以上の諸報告とそれをめぐる議論を通して、本共同研究の今後の研究課題がより明確になったように思われる。すなわち、(1)立法課題が豊富化するとともにやはり複雑化していること、(2)にもかかわらず、とくに国会の側の立法補佐体制が不十分であること、(3)そして、立法補佐体制と省庁や民間のシンクタンクなどの関係が不明確であることである。次年度においては、こうした課題を重点的に探求していくことが必要となろう。なお、研究集会の諸報告は、北大法学論集55巻1号以下で順次公表していく予定である。本共同研究では、複雑高度化した社会における立法過程像を展望しながら、あるべき立法補佐体制のありようを探求することを課題として掲げ、それを遂行するために、個別の実証研究を踏まえつつ、多様に存在する立法補佐組織相互の関わりを総合的に分析することを試みた。具体的な活動内容と成果は以下の通りである。1平成15年度8月に、ゲスト・スピーカーとして招いた政治学者、実務家及び実務経験者の報告を受けるとともに、研究分担者からのそれらに対抗する報告や質疑を行った。前田英昭氏(前駒澤大学教授)、山口二郎氏(北海道大学教授)、浅野善治氏(衆議院調査局、当時)、堀本武功氏(尚美学園大学教授)、宮脇淳氏(北海道大学教授)の報告がそれである(次頁掲載「研究発表」参照)。そして、同じ趣旨の元に、12月には、春山明哲氏(国会図書館・国会分館長、当時。報告については次頁参照)と矢野督氏(山本一太参議院議員政策秘書「立法(政策決定)過程における政策秘書の役割」)を、翌平成16年3月には、岩島久夫氏(聖学院大学客員教授「有事法制の立法過程をめぐって」)の報告に基づいて議論を行った。政治改革・行政改革後の立法過程に関して、変わったことと変わっていないことが明らかになるとともに、個別の立法補佐組織内部だけでなく、立法補佐組織相互の関わりにおける不十分さがより明確になったように思われる。人材養成と情報の共有における不十分さである。2平成16年度前年度と同じように、8月に、ゲスト・スピーカーを招いて研究集会を開催した。谷勝宏氏(同志社大学教授「立法と政党」)、清土恒雄氏(衆議院予算委員会調査室長「最近の立法過程と国会の役割」)、岩崎隆二氏(参議院法制局第4部長「「立法」の現場から法律学に期待すること」)の報告に基づいて議論を行うとともに、研究分担者から各自が担当している課題に関する報告をしてもらった。これらの報告は、順次、「北大法学論集」に掲載される予定である。2年間の共同研究を通じて、我が国に多様に存在する立法補佐組織の機能が十全には果たされていないこと、そしてその機能不全を克服するためには個別の立法補佐組織のあり方が再検討されなければならないのと同時に、それら立法補佐組織相互の有機的な連関を構築する必要があることが明らかとなった。
新規イオン性液体の創製と進化型反応場の構築

イオン性液体中での合成化学的反応として、フッ素系物質合成の反応場をいくつか見いだし、各種のフッ素系物質を有機化学的方法や生物化学的方法を活用して創製する方法を確立した。特に、抗体酵素38C2がイオン性液体中でも機能発現することを見いだし、この反応場を用いる付加反応によるフッ素系物質の創製反応を確立した。また、フッ素化剤を利用して光学活性体のフッ素化反応を行い相当する光学活性体を合成する反応場を確立した。さらに、機能性を持たせたイオン性液体を設計、創製し、イオン性液体中で機能発現することを見いだした。ひとつの例として、クラウンエーテル担持型-イオン液体の創製を確立し、この物質がイオン性液体中でフッ素化反応やカルボキシル化反応を促進するために、カリウムイオンを捕捉することを計算化学から推察している。新規のイオン性液体としては、脂肪族系アミン類を基質とするイオン性液体を設計しこれまでのイミダゾール系イオン性液体との反応場として利用するための比較を行っている。比較している反応場としては、反応活性が高いフッ素化剤を使用するフッ素系物質創製反応で比較検討しており、その結果新規のイオン性液体の方がこの反応場には適していることが判明してきた。進化型反応場の構築としては、アルドラーゼ反応類似型抗体酵素をイオン性液体中に保持させ繰り返し使用可能な反応場、すなわち改変コンポジット酵素による反応場の構築を行うことを目的としていくつかの実験を検討してきた。各種のアセトン誘導体とアルデヒド類の反応を検討した結果、アセトン誘導体としては、ヒドロキシアセトンが基質として用いることができ、アルデヒド類としては、フッ素化されたアルデヒド類が基質としで利用できることを明らかにし、その結果を学術誌J.Fluorine Chem.(中)に投稿中である。生成物を反応系から分離したのち反応場に再度基質類を添加するととにより、同じアルドラーゼ反応を行うことが出来ることを明らかにし、数回め使用も可能であることを実験により示し、イオン性液体を利用する進化型反応場の構築に利用することが可能であることを明らかにした。しかしながら、設備備品として購入した高速液体クロマトグラフを用いて光学純度の測定を行ったが現時点では単離精製した目的化合物の光学純度は低く、デアステレオマー比も低いことが判明した。また、光学活性なプロリンを有機不斉触媒として活用する反応場では、基質として用いるアセトン誘導体の種類により不斉合成反応が進行することを見いだしている。不斉攻率も高くイオン性液体-有機不斉触媒という進化型反応場は、繰り返し不斉合成反応場として利用できることも明らかに出来たので、「持続可能な環境調和型システム」として期待できるものである。イオン性液体の進化型反応場とし設計合成したものは、クラウンエーテル結合型イオン性液体であり、進化型反応場として繰り返し使用することが可能であることを明らかにした。フッ素化反応において、5回目の反応においても収率は変化していないことを確認している。この反応場を進化型と称しているのは、クラウンエーテルが補足したカリウムカチオンが水洗することによりクラウンエーテルから外れ、反応場の機能が回復し、繰り返し利用できることに基因している。また、クラウンエーテルーイオン性液体反応場においては、2回目から収率は格段に低下してしまい、クラウンエーテルが捕らえたカリウムカチオンの脱着機能が発現しないことも明らかにしている。この機能進化型反応場を用いたカルボキシル化反応でも高収率で目的物を得ることができ、繰り返し反応場を利用することができることも明らかにしている。さらに、イオン性液体中での高選択的合成法の開発という課題については、ジエチルアミノトリメチルシランを用いてフッ素系ヘミアセタールとの反応を行い、高選択的にフッ素系オレフィン類を合成できることを見いだし、結果を論文として雑誌に投稿し、印刷中である。イオン性液体中での金属試薬の生成とその反応性という展開では、イオン性液体に含有する水分が原因で生成した金属試薬が反応温度を上昇させることにより分解していく現象を見いだし、水分含量の多いイオン性液体では、アルケニル亜鉛試薬のMichael付加反応が進行しないこともあるという結果を得ている。触媒として不斉有機分子や抗体酵素を利用するMichael付加反応についても考察しており、プロリンを触媒として使用し、アルデヒド類を基質とし、受容体としてフッ素系オレフィンを利用した反応では第一段階の付加反応で生成した物質にさらにアルドール型反応が進行することを見いだしている。一方、抗体酵素触媒下での同じ反応系では、第一段階で生成したアルデヒド類がカルボン酸へと変換されることを明らかにしており、両者の触媒能の相違についでの知見を得ている。機能性部位をイオン性液体に結合担持させ、イオン性液体と機能性分子間の親和性を高めると共に均一な反応系の構築を行い、繰り返し使用可能な機能性イオン液体を創製した。

さらに、この反応場を活用したいくつかの物質の簡便な合成法を確立した。1)イオン性液体-18-クラウン-6担持-機能性イオン液体この種の機能性イオン液体は、カルボキシル化反応の反応場として適しており、繰り返し使用可能な反応場として確立することができた。さらに、フッ素化反応の反応場としても活用することができることも明らかにした。2)イオン性液体-4-ヒドロキシTEMPO担持-機能性イオン液体この反応場は、酸化反応の触媒機能を発現し、各種のアルコール類を相当するアルデヒド類へと簡便に変換することができた。さらに、両末端ジオールを基質として利用すると相当するラクトン類が生成することも明らかにした。また、イオン性液体中でのフッ素系物質の立体選択的な合成法も開発できた。この系ではフルオロメチル基を有する三置換オレフィン類を立体選択的に合成することが可能である。今年度は、各種マイクロリアクターを設計、作製しイオン性液体を利用したマイクロファクトリーの構築を検討した。マイクロリアクターとしては、反応経路の幅が100300μm、深さが40μm、反応経路長が120520mm等のものをもていて検討した。その結果、粘性の高いイオン性液体を溶剤として利用するためには反応経路の幅が300μmと幅広いマイクロリアクターが必要であることを明らかにするとともに、反応経路長としては反応の種類によりことなることもわかった。さらに、進化型反応場を確立するために昨年度から研究を継続しているクラウンエーテル担持のイオン性液体のカリウムイオン担持能力の発現機構について、コンピュータを利用してそれらの相互作用について検討した。その結果、カリウムイオンはクラウンエーテル内に捕捉されているのではなく、機能性イオン性液体のイオン性液体部位とクラウンエーテル部位の中間付近に両部位により捕捉されている可能性が高いことを明らかにした。その計算結果は、一般的にはカリウムイオンとクラウンエーテルの1:1の捕捉関係ではなく、中間付近に複数個のカリウムイオンを捕捉可能であると推定され、触媒量の機能性イオン性液体により反応がスムーズに進行したという実験結果を説明することが可能である。