hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭素系薄膜を用いた高効率・高耐久性の高速横滑り型摩擦発電システムの開発

1年目は,高誘電率,低摩擦性DLC膜の開発および帯電材としての基礎性能評価を行なった.研究実績の詳細を以下に示す.1高誘電率・低摩擦性DLC膜の開発:プラズマ利用イオン注入成膜装置(PBII)により,高誘電率、低摩擦性DLC膜として、F-DLC,Si-DLC,H-DLC膜を作成した。原料ガスはそれぞれC6F6 (or C4F8+C6F6),Si(CH3)4+C7H8,C7H8を用いた.誘電特性や摩擦特性は,表面電位,摩擦係数の測定,硬さ評価を用いて行なった.2DLC膜の表面電位測定:KelvinForce Microscopyを用いた仕事関数を測定することで,DLC膜の帯電特性の測定を行なった.F-DLC膜が他のDLC膜に比べて仕事関数が0.5 eV程度大きく,その他のDLC膜同士の差異は0.1 eV程度の範囲であった.また,Si-DLC膜はやや小さな仕事関数を示すことが分かった.一般的に,仕事関数が小さいほど電子を放出しやすく正に帯電しやすい材料であり,仕事関数が大きいほど負に帯電しやすい材料であると考えられる.したがって,F-DLC膜がDLC膜の中で負の帯電傾向をもつこと,Si-DLCがやや正の帯電傾向を示すことが明らかになった.3DLC膜を用いた摩擦発電システムの基礎性能評価:DLC膜の摩擦発電性能の評価のため,Kapton,Teflonの組み合わせにおいて発電量の測定を行なった.DLC膜とTeflon間の測定結果,安定した出力を示し,1030μA,4080Vの出力を得た.DLC膜の元素添加に関しては,F-DLCが負の帯電列を持つため,Teflonとの摩擦発電では,DLC,Si-DLCに比べて出力が小さくなることがわかった.またDLC膜の内部構造に関してはDLC構造が最大出力となり,GLC構造,PLC構造では発電量は減少することがわかった.1年目の目標としては,高誘電率(帯電特性),低摩擦性DLC膜の開発および帯電材としての基礎性能を評価することであった.帯電特性に関しては,Kelvin Force Microscopyを用いて,開発した種々のDLC膜に対して仕事関数を測定することで,明らかにした.また、接触ー分離モードの接触・分離過程においての電流の向きを測定することで,二つの帯電材のどちらが正に帯電しているかを判別することができるので,様々な帯電材を組み合わせることで,DLC膜を含めた新たな摩擦帯電列を作成することができた.また,開発したDLC膜を帯電材として用いて、TeflonおよびKapton材に対しての摩擦発電実験を行い、DLC膜は,従来のポリマー材に比べて同等またはそれ以上の発電特性を示すことを明らかにした.さらに,DLC膜の内部構造やDLC膜への元素添加の影響に関しての実験も行い,DLC膜の内部構造に関してはDLC構造が最大出力となり,GLC構造,PLC構造では発電量は減少すること、F-DLCが負の帯電列を持つため,Teflonとの摩擦発電では,DLC,Si-DLCに比べて出力が小さくなることを明らかにした.以上の成果から,当初の計画通り研究が概ね順調に進んでいるといえる.本年度の研究成果により,DLC膜は,従来のポリマー材に比べて同等またはそれ以上の発電特性を示すことを明らかになった.また,DLC膜の内部構造やDLC膜への元素添加が発電特性に影響を及ぼすことがわかった.それらの成果をベースに今後は以下の研究スキームで続けて研究を行う予定である.1接触・分離モードから横滑りモードへ:本研究では発電性能を観察するため主に接触・分離モードを用いたが,炭素系薄膜の摩擦発電に対する適用という点では,横滑りモードの摩擦帯電方式を使用することでより高発電効率が達成できると考えられる.その理由としては,接触・分離型の摩擦発電試験では,帯電飽和させて発電した結果と比較して約10%の出力に留まり,接触・分離による帯電のみでは飽和状態の10%程度しか帯電していないと推測される.発電量は帯電量に比例するため,本質的に接触帯電方式より,横滑りの摩擦帯電方式のほうがより大きな帯電量となり,その結果,大きな出力が得られると考えられる.また,DLC膜は横滑り摩擦帯電方式の欠点である摩耗に対して有効な解決策であるため,今後,横滑りモードへのDLC膜の適用に重点をおいて摩擦発電システムの開発を行なっていきたいと考える.2DLC同士の摩擦発電システムを開発:負に帯電するF-DLC膜と,それに対する帯電材として正に帯電するDLC膜を組み合わせることで,更なる高耐久性,高発電効率が達成できると考えられる.本年度の研究成果より、F-DLC膜と正に帯電する傾向があるSi-DLC膜のペアーが有望であると考えられる.今後,最適なDLCペアーを用いた横滑り型摩擦発電システムの開発を行なっていきたいと考える.1年目は,高誘電率,低摩擦性DLC膜の開発および帯電材としての基礎性能評価を行なった.研究実績の詳細を以下に示す.1高誘電率・低摩擦性DLC膜の開発:プラズマ利用イオン注入成膜装置(PBII)により,高誘電率、低摩擦性DLC膜として、F-DLC,Si-DLC,H-DLC膜を作成した。原料ガスはそれぞれC6F6 (or C4F8+C6F6),Si(CH3)4+C7H8,C7H8を用いた.誘電特性や摩擦特性は,表面電位,摩擦係数の測定,硬さ評価を用いて行なった.2DLC膜の表面電位測定:Kelvin

Force Microscopyを用いた仕事関数を測定することで,DLC膜の帯電特性の測定を行なった.F-DLC膜が他のDLC膜に比べて仕事関数が0.5 eV程度大きく,その他のDLC膜同士の差異は0.1 eV程度の範囲であった.また,Si-DLC膜はやや小さな仕事関数を示すことが分かった.一般的に,仕事関数が小さいほど電子を放出しやすく正に帯電しやすい材料であり,仕事関数が大きいほど負に帯電しやすい材料であると考えられる.したがって,F-DLC膜がDLC膜の中で負の帯電傾向をもつこと,Si-DLCがやや正の帯電傾向を示すことが明らかになった.3DLC膜を用いた摩擦発電システムの基礎性能評価:DLC膜の摩擦発電性能の評価のため,Kapton,Teflonの組み合わせにおいて発電量の測定を行なった.DLC膜とTeflon間の測定結果,安定した出力を示し,1030μA,4080Vの出力を得た.DLC膜の元素添加に関しては,F-DLCが負の帯電列を持つため,Teflonとの摩擦発電では,DLC,Si-DLCに比べて出力が小さくなることがわかった.またDLC膜の内部構造に関してはDLC構造が最大出力となり,GLC構造,PLC構造では発電量は減少することがわかった.1年目の目標としては,高誘電率(帯電特性),低摩擦性DLC膜の開発および帯電材としての基礎性能を評価することであった.帯電特性に関しては,Kelvin Force Microscopyを用いて,開発した種々のDLC膜に対して仕事関数を測定することで,明らかにした.また、接触ー分離モードの接触・分離過程においての電流の向きを測定することで,二つの帯電材のどちらが正に帯電しているかを判別することができるので,様々な帯電材を組み合わせることで,DLC膜を含めた新たな摩擦帯電列を作成することができた.また,開発したDLC膜を帯電材として用いて、TeflonおよびKapton材に対しての摩擦発電実験を行い、DLC膜は,従来のポリマー材に比べて同等またはそれ以上の発電特性を示すことを明らかにした.さらに,DLC膜の内部構造やDLC膜への元素添加の影響に関しての実験も行い,DLC膜の内部構造に関してはDLC構造が最大出力となり,GLC構造,PLC構造では発電量は減少すること、F-DLCが負の帯電列を持つため,Teflonとの摩擦発電では,DLC,Si-DLCに比べて出力が小さくなることを明らかにした.以上の成果から,当初の計画通り研究が概ね順調に進んでいるといえる.本年度の研究成果により,DLC膜は,従来のポリマー材に比べて同等またはそれ以上の発電特性を示すことを明らかになった.また,DLC膜の内部構造やDLC膜への元素添加が発電特性に影響を及ぼすことがわかった.それらの成果をベースに今後は以下の研究スキームで続けて研究を行う予定である.1接触・分離モードから横滑りモードへ:本研究では発電性能を観察するため主に接触・分離モードを用いたが,炭素系薄膜の摩擦発電に対する適用という点では,横滑りモードの摩擦帯電方式を使用することでより高発電効率が達成できると考えられる.その理由としては,接触・分離型の摩擦発電試験では,帯電飽和させて発電した結果と比較して約10%の出力に留まり,接触・分離による帯電のみでは飽和状態の10%程度しか帯電していないと推測される.
日本脳炎ならびに関連ウイルスの新しいワクチンと診断試薬の開発

日本脳炎ウイルス(JEV)が属するフラビウイルスは、世界中に70種にのぼるウイルス種が存在しており、総合的で有効な対策が待たれている。現在黄熱病ウイルス、JEV、ダニ媒介脳炎ウイルスに対する生および不活化ワクチンが使用されているが、それぞれに問題点を含んでおり新しい形のワクチンの開発が要請されている。そこで、組換えDNA技術を用いてJEVに対する新しいワクチンの開発をはかり、他のフラビウイルスに対するワクチンの開発の基盤となる技術的・方法論的知見を提供することを目的として、研究を行なった。組換えバキュロウイルスおよびワクチニアウイルスを用いた研究によって、以下のことが明らかになった。1,ウイルス粒子エンベロ-プに存在する構造蛋白E,preM,Mは、ポリプロテインとして合成された後、細胞の酵素によって切断プロセシングされて完成する。2,これらの蛋白の上流にはシグナル配列があり、正常な抗原構造を持った構造蛋白を発現させるためには、正常にプロセシングされることが必要である。3,ウイルス粒子上のE蛋白は、E蛋白単独またはpreM,M蛋白とともにオリゴマ-を形成しており、モノマ-状態のE蛋白に比べて抗原的に安定であり免疫原性も高い。4,E蛋白をオリゴマ-粒子として細胞外に大量に産生・放出させ得る、組換えウイルス発現系を開発することができた。5,蛋白上の中和抗体エピト-プの位置を明らかにできた。6,E蛋白の一部分と融合し、中和などの特定にエピト-プのみを含むHBsAg粒子を産生する系を、開発することができた。以上の成果から、JEVを初めとするフラビウイルスの新しい人工コンポ-ネントワクチンを開発するための基本的な方法を提示することができたと言える。日本脳炎ウィルスが属するフラビウィルスは、世界中に70種にのぼるウィルス種が存在しており、ヒトや家蓄等に病気を起こすことから、有効な防御対策が待たれている。近年のバイオテクノロジ-の急速な発展は、特定蛋白の大量生産や分子構造操作を通じて新型ワクチンの開発を可能にしてきた。このような背景をふまえて、遺伝子組換え技術を用いて、感染防御抗原遺伝子を組み込んだ組換えウィルスを作成して、日本脳炎ウィルスおよびデングウィルスの新しい人エコンポ-ネントワクチンおよび生ウィルスワクチンと診断試薬の開発をはかり、他のフラビウィルスに対する同様の開発の基礎となる技術的、方法論的知見を提供することを目的として本研究を行なった。日本脳炎ウィルス遺伝子cDNAの5′未より、C、preM、E、NS1、ns2a、ns2b、NS3、各蛋白遺伝子を種々の程度に含む組換えバキュロおよびワクチニアウィルスを作成して、それぞれの蛋白を発現させ、その抗原性、分子サイズ等について調べた。その結果、各蛋白のプロセミングと抗原性の発現との間には密接な関係があり、日本脳炎ウィルスの蛋白は、正常にプロセスされることによってその立体構造が形成され、生物活性のある蛋白が完成することが明らかになった。このような結果に基ずいて作成した、E蛋白遺伝子を含む組換えバキュロウィルスの発現した産物で免疫した動物は、日本脳炎ウィルスに対する中和抗体を産生した。また同様の遺伝子を含む組換えワクチニアウィルスは、マウスに免疫した場合、中和抗体を産生させるのみならず、特に強いプライミング効果を与えることができた。これらの結果から、日本脳炎ウィルス遺伝子組換えワクチニアウィルスは、単独もしくは組換えバキュロウィルス発現産物と組み合わせて用いることにより、ワクチンとして有望と考えられた。日本脳炎ウィルスを含むフラビウィルスは、ヒトや家畜に病気をおこし、世界中に広く分布して大きな流行がみられており、その制圧には、WHOを初めとして大きな関心が払われている。また最近非A非B型肝炎の病因ウィルスであるHCVが、フラビウィルスに類似のウィルスであることがわかってきた。

このウィルス群は、脳に障害を起こすグル-プ、肝臓等に障害を起こすグル-プなど組織特異的に障害をあたえる特徴が異なっている。この病原性の特異性の一部は、構造蛋白であり主要な感染防御抗原となっているE蛋白がになっていることを明らかにしてきた。これらの成果をもとに、組換えDNA技術を用いてE蛋白およびNSI蛋白を発現する組換えウィルスを作成し、新しい日本脳炎ウィルスおよびデングウィルスのワクチンの開発をはかり、フラビウィルスおよび関連ウィルスに対するワクチン開発の基盤となる技術的、方法論的知見を提供することを目的として研究を行なった。日本脳炎ウィルスの蛋白生合成過程および抗原構造構築過程を、組換えウィルス発現系を用いて調査して、ウィルス構造蛋白のプロセシングと抗原構造構築および生物活性の発現は、互いに密接に関連して進行することが明らかとなった。この成果によって、日本脳炎ウィルスのみならず、他のフラビウィルスおよび近縁ウィルスの構造蛋白生合成過程をも明らかにすることができ、遺伝子工学を用いた新しいワクチンの開発が可能となった。またウィルス構造蛋白の生物活性部位および各エピト-プ部位を詳細に調査することが可能となり、一部未完成ながら、E蛋白の立体構造モデルを作成することができた。この成果によって、感染防御エピト-プの構造を推定することが可能となり、ワクチン開発の新しいアプロ-チ方法を提示することが出来た。日本脳炎ウイルス(JEV)が属するフラビウイルスは、世界中に70種にのぼるウイルス種が存在しており、ヒトや家畜に病気を起こすことから、総合的で有効な制圧対策が待たれている。現在黄熱病ウイルス、JEV、ダニ媒介脳炎ウイルスに対する生および不活化ワクチンが使用されているが、それぞれに問題点を含んでおり新しい形のワクチンの開発が要請されている。そこで、組換えDNA技術を用いてJEVに対する新しいワクチンの開発をはかり、他のフラビウイルスに対するワクチンの開発の基盤となる技術的・方法論的知見を提供することを目的として、研究を行なった。今年限は組換えバキュロウイルスおよびワクチニアウイルスを用いた研究によって、以下のことが明らかになった。1,組換えワクチニアウイルスの発現量を増大させるために、プロモ-タ-を合成DNAを用いて改良し、E蛋白の発現量を5倍以上増加させることができた。2,ウイルス粒子上のE蛋白は、E蛋白単独またはpreM,M蛋白とともにオリゴマ-を形成しており、モノマ-状態のE蛋白に比べて抗原的に安定であり免疫原性も高く、効率よく中和抗体をマウスに産生させることができた。3,E蛋白をオリゴマ-粒子として細胞外に大量に産生・放出させ得る、組換えウイルス発現系を開発することができた。4,モノクロ-ナル抗体エスケ-プトミュ-タントの遺伝子を解析して、E蛋白上の中和抗体エピト-プの位置を明らかにできた。5,E蛋白の一部分と融合し、中和などの特定のエピト-プのみを含むHBsAg粒子を産生する系を、開発することができた。以上の成果から、組換えDNA技術を用いたJEVの新しい人工コンポ-ネントワクチンを開発するための、基本的な方法を提示することができたと言える。
『土佐日記』英訳に関する基礎的研究

本研究は、19世紀末から現在までの間に少なくとも5度にわたり英訳されてきた『土佐日記』について、本文の分析のみならず、それぞれの翻訳の背景にあるジャパノロジーの発展などの条件とも合わせて、詳細な比較検討を行うことで、『土佐日記』およびその作者である紀貫之が、これまで海外においてどのように受容・研究されてきたのかを明らかにするための基礎づくりを行うものである。
酵母細胞周期の遺伝的制御

酵母を用いて細胞周期の遺伝的制御機構,特にシグナル伝達機構を介した,を明らかにすることを目的として研究を行っている。cAMPの細胞内タ-ゲットであるcAMP依存性プロテインキナ-ゼ(Aーキナ-ゼ)の基質蛋白質の同定を行った。遺伝学的解析からAーキナ-ゼの基質蛋白質をコ-ドしていると考えられる遺伝子をクロ-ン化し,その構造を明らかにした。その結果,Aーキナ-ゼによってリン酸化されると考えられるアミノ酸を他のアミノ酸に置換すると,cAMPの効果が失なわれることがわかった。この蛋白質はAーキナ-ゼの基質蛋白質である可能性が高いことが示唆された。一方イノシト-ルリン脂質カスケ-ドに関しては,スタラロスポリン(プロテインキナ-ゼCの阻害剤)感受性で同時に温度感受性になった突然変異株を多数分離し,遺伝学的解析などを行った。さらにこれらの突然変異株を用いて遺伝子のグロ-ン化,DNA構造の解析を行った。その結果,これらのうちの1つ(STT1遺伝子)の塩基配列から,哺乳動物でみいだされているプロテインキナ-ゼCと類似した蛋白質をコ-ドしていることが予測された。またこの<STT1>___ー遺伝子が細胞増殖に必須であることから,プロテインキナ-ゼCが細胞周期の制御に関与していることが明らかとなった。これまでの生化学的研究などからイノシト-ルリン脂質カスケ-ドが細胞周期の制御に必須であることが示唆されてきたが,今回それを明らかにすることができた。さらにcAMPにする減数分裂開始の阻害は<IME1>___ー遺伝子の発現調節を介して免に制御することにすることも明らかにした。酵母細胞の細胞周期の遺伝的制御機構について特に細胞内調節因子(cAMP、イノシト-ルりん脂質による制御機構について分子レベルで明らかにすることを目的としている。イノシト-ルりん脂質代謝について生化学的解析を行った結果、哺乳動物と同様の代謝経路が存在することを明らかにした。すなわちPIからPIキナ-ゼおよびPIPキナ-ゼにより遂次りん酸化されPIP_2が合成され、ホスホリパ-ゼCによってIP3とDGに分解される。IP3はCa^<2+>の動員を行い、DGはプロティンキナ-ゼCを活性化し、各種の蛋白質をりん酸化するものとを考えられる。この点は今後の研究課題である。一方細胞増殖にCAMPは必須であり、細胞内ではcAMP依存性プロティンキナ-ゼとに結合し、活性化する。活性化されたプロティンキナ-ゼは各種の蛋白質をりん酸化するものと考えられているが、その基質蛋白質が明らかにされていない。そこで本研究では生化学的手法により、検索した結果PIキナ-ゼおよびPIPキナ-ゼの活性がcAMPによって調節されていることを見出した。すなわちcAMPのレベルの低い突然変異株ではいずれの酵素活性も低くなっているが培地にcAMPを添加すると活性が約3倍上昇する。これらの酵素は膜画分に存在するが、膜画分を調製し、aAMPとATPで前処理するとこれらの酵素活性が上昇することがわかった。ところがこれらの酵素を部分的に精製した段階でaAMP依存性の活性上昇がみられず、酵素自身がりん酸化されるのではないことが示唆された。以上のようにcAMPカスケ-ドはPIP_2合成を正に制御していることが明らかとなってきた。cAMPの細胞機能の一つはこのように他のシグナル伝達系を調節することにより細胞周期を制御していることが考えられる。
ポリオーマ属ウイルス感染が甲状腺がんの進展に与える影響の研究

本研究の目的は、ポリオーマ属ウイルス感染が、ヒト甲状腺がんの進展をプロモートする可能性について明らかにすることである。同目的を達成するために本研究では、甲状腺組織にポリオーマ属ウイルスSV40 tsA58株T抗原(腫瘍抑制遺伝子のp53やRbを抑制する機能を持つ)を発現誘導できる遺伝子改変マウスの作製を進めている。前年度中までに、甲状腺特異的にCre/loxP遺伝子組換えを誘導するドライバーマウスの輸入とSPF化マウスの生産を完了したので、平成30年度には当該マウスと交配して、Cre/loxP遺伝子組換え依存的にT抗原を発現する改変遺伝子座を保有マウス、ならびにCre/loxP遺伝子組換え依存的にOncogenic Kras (KrasG12D)遺伝子を発現させることのできるマウスの作製を行った。さらに、T抗原とKrasG12Dが同時に、Cre/loxP遺伝子組換え依存的に発現するようにした遺伝子改変マウスの作製にも成功している。Cre/loxP遺伝子組換えによって誘導されるT抗原発現は、甲状腺組織に同ウイルスが感染している状態を再現することになるので、KrasG12DとT抗原発現の共発現できているかどうかに着目して、検証作業を進めている。なお、ヒト甲状腺がん組織標本を用いた組織病理学的解析については、ヒト甲状腺がん組織アレイの選定と購入を完了し、T抗原発現の陽性率獲得データの取得を開始している。平成30年度中に、1Cre/loxP遺伝子組換え依存的にT抗原を発現する遺伝子座と、2Cre/loxP遺伝子組換え依存的にKrasG12Dを発現する遺伝子座、そして、3甲状腺特異的にCre/loxP遺伝子組換えを誘導する遺伝子座、の3要素を保有するマウスの生産に成功した。今後は、同マウスを詳細に解析することで、Cre/loxP遺伝子組換え依存的に甲状腺組織特異的にT抗原およびKrasG12Dの発現が甲状腺がんの発生に与える影響を調査する体制が整ったといえる。このように、マウスを用いた実験については、おおむね順調に進展していると評価できる。in vitro培養実験系においては、先行して構築されたT抗原のみが甲状腺で発現する可能性のある遺伝子改変マウスから、試験的に実施した不死化甲状腺上皮組織の培養用不死化細胞株の樹立実験が進められており、次年度に実施が見込まれる甲状腺がんマウスモデルからの培養用甲状腺がん細胞株樹立のためのノウハウが蓄積されつつある。一方で、ヒト甲状腺がん組織における解析では、組織アレイサンプルを入手が完了した。免疫染色によるT抗原を検出す条件検討を行っているところであるため、おおむね順調に進展していると評価できる。引き続き、甲状腺特異的にT抗原およびKrasG12Dが同時に発現することのできる遺伝子改変マウスの生産拡大に努める。また、同マウスで甲状腺発がん誘導が認められるか確認する方針である。当該甲状腺発がんマウスモデルが確立した後、同マウスの甲状腺がん組織の病理組織学的解析を進める。また同組織からの甲状腺がん細胞株の樹立によるin vitro解析に移行する予定である。この際には、3D培養システムを用いた、甲状腺がん組織のin vitro再構築モデルを用いる予定である。一方のヒト甲状腺がん組織を用いた解析では、ヒト甲状腺がん組織アレイを用いた免疫染色解析を実施することで、ヒト甲状腺がん組織におけるT抗原発現の陽性率のデータを先行して取得する予定である。同目的を達成するため、1)甲状腺発がん疾患マウスモデルの作製と、2)ヒトの甲状腺がん組織においてポリオーマ属ウイルス感染の広がりを解析検討する計画を遂行中である。平成29年度においては、交配等に時間を要することから、1)の甲状腺発がん遺伝子改変マウスモデルの作製計画を主に進めた。我々のモデルは、ポリオーマ属ウイルスSV40 tsA58株に由来するT抗原(腫瘍抑制遺伝子のp53やRbを抑制する機能を持つ)をマウス甲状腺組織に発現させて、同ウイルス感染を生じた状況を再現することによる。そこで、甲状腺特異的にCre/loxP遺伝子組換えを誘導することのできるドライバーマウスを米国より新たに輸入してSPF化作業を行ったのちに、T抗原発現遺伝子座保有マウスと交配させて、目的とする複合遺伝子改変マウスを作製した。続いて、T抗原が甲状腺特異的に発現誘導されているかどうかを確認中である。並行して、もう一つの甲状腺発がん要素と推察されるOncogenic Kras(KrasG12D)の発現遺伝子座をシステムに追加する作業を進めている。2)のヒト甲状腺がん組織標本を対象にした解析においては、千葉大学病院症例の抽出作業を進めると共に、購入して解析する甲状腺がん組織アレイの選定を進めた。甲状腺発がんマウスモデルの作製計画については、その親マウスの生産まで完了していることから、目的のマウス個体の作製作業は順調に推移していると思われる。また、ヒトの甲状腺がん組織標本を用いたポリオーマ属ウイルス探索作業についても、解析対象となっている組織アレイの選定作業が完了している事から、近日中にT抗原免疫染色が実施可能な状態にあり、順調に進展していると思われる。

前年度中までに、甲状腺特異的にCre/loxP遺伝子組換えを誘導するドライバーマウスの輸入とSPF化マウスの生産を完了したので、平成30年度には当該マウスと交配して、Cre/loxP遺伝子組換え依存的にT抗原を発現する改変遺伝子座を保有マウス、ならびにCre/loxP遺伝子組換え依存的にOncogenic Kras (KrasG12D)遺伝子を発現させることのできるマウスの作製を行った。さらに、T抗原とKrasG12Dが同時に、Cre/loxP遺伝子組換え依存的に発現するようにした遺伝子改変マウスの作製にも成功している。Cre/loxP遺伝子組換えによって誘導されるT抗原発現は、甲状腺組織に同ウイルスが感染している状態を再現することになるので、KrasG12DとT抗原発現の共発現できているかどうかに着目して、検証作業を進めている。なお、ヒト甲状腺がん組織標本を用いた組織病理学的解析については、ヒト甲状腺がん組織アレイの選定と購入を完了し、T抗原発現の陽性率獲得データの取得を開始している。平成30年度中に、1Cre/loxP遺伝子組換え依存的にT抗原を発現する遺伝子座と、2Cre/loxP遺伝子組換え依存的にKrasG12Dを発現する遺伝子座、そして、3甲状腺特異的にCre/loxP遺伝子組換えを誘導する遺伝子座、の3要素を保有するマウスの生産に成功した。今後は、同マウスを詳細に解析することで、Cre/loxP遺伝子組換え依存的に甲状腺組織特異的にT抗原およびKrasG12Dの発現が甲状腺がんの発生に与える影響を調査する体制が整ったといえる。このように、マウスを用いた実験については、おおむね順調に進展していると評価できる。in vitro培養実験系においては、先行して構築されたT抗原のみが甲状腺で発現する可能性のある遺伝子改変マウスから、試験的に実施した不死化甲状腺上皮組織の培養用不死化細胞株の樹立実験が進められており、次年度に実施が見込まれる甲状腺がんマウスモデルからの培養用甲状腺がん細胞株樹立のためのノウハウが蓄積されつつある。一方で、ヒト甲状腺がん組織における解析では、組織アレイサンプルを入手が完了した。免疫染色によるT抗原を検出す条件検討を行っているところであるため、おおむね順調に進展していると評価できる。構築を進めている遺伝子改変マウスモデルにおいては、i)Cre/loxP遺伝子組換えによる甲状腺特異的なKrasG12D発現システム、そしてii)Cre/loxP遺伝子組換え後にドキシサイクリンを投与することによって甲状腺特異的にT抗原の発現が誘導されてくるシステムが用いられている。当該マウスを作り出すために行ってきたマウス交配は、最終段階へと達しており、親マウスの交配によって出生した仔マウスは、目的の改変遺伝子座を有する予定である。出生したマウスについては、まず甲状腺特異的なKrasG12DとT抗原の発現を確認し、次いで甲状腺がんの発生・病理組織学的解析を実施する予定である。
多様なデータも処理するラフデータマイニングツールの構築と応用

本研究では、ラフ集合の特長を生かしてデータマイニングツールを構築し、ツールを多様な表データ(広くはデータベース)に適用し、価値ある情報(具体的には相関ルールと呼ばれる含意式「ある条件が成立する場合に、特定の状況が恒常的に起きる」)の獲得支援を行った。特に、大規模な場合分けが生じる非決定情報表に対して従来のアプリオリアルゴリズムを拡張し、場合分けの数が10の100乗を超えるような情報の不完全性を有する非決定情報表からも相関ルールの取り出しが瞬時にできることを確認した。本手法は不完全情報に基づくデータマイニングの新たな枠組みになると考えられる。本研究の目的は、ラフ集合の特長を生かしてデータマイニングツールを構築し、ツールを多様な表データ(広くはデータベース)に適用し、価値ある情報の獲得支援を行うことである。平成18年度において以下の課題に取り組み、課題1と2についてはかなりの部分を仕上げている。【課題1】表における連続値データの処理:現状では、クラスターリングやエントロピー尺度を用いて連続値の離散化が行われ、離散化されたデータにラフ集合の手法が適用されている。本研究において、我々はデータ自体の離散化を直接行うのではなく、ルールの記述言語に数値パターンの導入を行い、詳しい同値関係、あらい同値関係の定義を与え、アプリオリと呼ばれるアルゴリズムの拡張とその実装を行った。詳しさの階層性を陽に処理でき、従来とは異なる新たな連続値処理になっていると考える。【課題2】表における離散値データの処理、情報の欠落・不完全性がある表データの処理:この課題の基礎はかなり出来上がっているので、ソフトウェアの公開も考慮して使用環境とプログラムの改善を進めた。【課題3】数学入試問題データベースからのデータマイニング:過去問題のデータにラフ集合の手法を適用し、数学問題の特徴解析を行う。今回は特に大学入試センターの過去5年分の抄録データを作り、アプリオリアルゴリズムを適用する実験を試みた。その結果「整式の問題と除法の問題は関係深い」、「整式の問題と必要十分条件の問題は関係深い」、「余弦定理の問題と正弦定理の問題は関係深い」などの特徴あるパターンを自動的に取り出すことができた。本研究の目的は、ラフ集合の特長を生かしてデータマイニングツールを構築し、ツールを多様な表データ(広くはデータベース)に適用し、価値ある情報(具体的には相関ルールと呼ばれる含意式「ある条件が成立する場合、特定の状況が恒常的に起きる」)の獲得支援を行うことである。下記2つの課題でかなりの進展があった。1.表における連続値データの処理数値パターンの導入を行い、詳しい同値関係、粗い同値関係の定義を与え、アプリオリと呼ばれるアルゴリズムの拡張を行い、Visual C#言語によりユーザインターフェースを持つツールを実現した。連続値処理は、通常、クラスタリングなどの手法によりデータ自体の離散化を行うが、提案手法ではデータに何の離散化も施さず、同値関係の階層性を利用することで詳しい相関ルールや粗い相関ルールの獲得が可能になった。従来にない連続値データ処理になっていると考える。2.表における離散値データの処理、情報の欠落・不完全性がある表データの処理情報の不完全性を処理するために起こり得るすべての場合を列挙し、それら全場合の動向によって相関ルールを取り出す手法は従来から知られており、最も自然な方法である。しかし、通常、起こり得る場合の数は指数関数的に増加するので、本手法はデータサイズの面において問題があった。我々は、ラフ集合の粒状計算の枠組みとアプリオリアルゴリズムの拡張を行うことにより、起こり得る場合の数に関係しないアルゴリズムを提案し、そのプログラムを実現した。本プログラムも従来にない新しい機能を有しており、不完全情報からの相関ルール生成における極めて重要な枠組みとツールを提供すると考える。本研究の目的は、ラフ集合の特長を生かしてデータマイニングツールを構築し、ツールを多様な表データ(広くはデータベース)に適用し、価値ある情報(具体的には相関ルールと呼ばれる含意式「ある条件が成立する場合、特定の状況が恒常的に起きる」)の獲得支援を行い、従来の統計解析の幅を広げることである。本年度は特に、表における離散値データの処理、情報の欠落・不完全性がある表データの処理において重要な成果を得た。情報の不完全性を処理するために起こり得るすべての場合を列挙し、それら全場合の動向によって相関ルールを取り出す手法は従来から知られているが、起こり得る場合の数は指数関数的に増加するので処理時間の面において問題があった。我々は、ラフ集合の粒状計算の枠組みとアプリオリアルゴリズムの拡張を行うことにより、起こり得る場合の数に依存しないアルゴリズムを提案し、この問題に対する1つの解決法を示した。また、そのプログラムのための実行環境の整備も行った。実際に、UCIデータレポジトリにおける肝炎のデータHepatitis.csv(対象数155、属性数20、欠落値167)については

起こり得る場合の数が10の100乗を超えたが、含意式[MALAISE,2]=〉[Class,2]や[SPIDERS,2]=〉[Class,2]は起こり得る全ての場合において、サポート値が0.5以上かつアキュラシー値が0,9以上を満たすルールとして取り出すことができた。また、乳がんデータMammographic.csv(対象数961、属性数6、欠落値160)では起こり得る場合の数が10の70乗を超えたが、こちらからも瞬時にルールの取り出しができた。
III族窒化物半導体中の不純物準位評価

III族窒化物半導体は,短波長発光デバイス,パワーデバイス,高周波デバイスの材料とし注目されているが,デバイス性能だけではなく,低抵抗オーミック電極の形成においても直接影響を与える不純物ドーピングや深い準位の理解は決して充分とはいえない.本研究では,III族窒化物半導体,特に窒化ガリウム(GaN)中の不純物準位を正しく評価し,電気的・光学的性質との関係を明らかにすることを目的として研究を進めた.GaN薄膜は有機金属気相法により絶縁体であるサファイア基板上に成長したものであるため,評価用素子構造としてはプレーナ型のショットキーダイオードを適用し,高性能ショットキーダイオードの作製プロセスを確立した.また,電極材料が異なる場合,作製プロセスの違いによる影響が無視できなくなるため,n型およびp型GaNの両方で良好なショットキー接触が得られるNiを電極材料として用いた.GaN中の深い準位を評価するため,数百°Cの高温で過渡容量分光測定が行える装置を試作した.これにより,数時間から数日間にわたって観測される非常に長い容量変化を比較的短時間で観測でき,等温過渡容量解析により深い準位の評価が可能となった.ノンドープおよびSiドープGaNショットキーダイオードの室温における光容量分光測定では,照射光エネルギーが約2-2.5eV付近での容量変化が大きいことが分かった.これはGaNにみられるイエロールミネッセンスに関係する深い準位からのキャリアの放出によるものであることを強く示唆する.また,GaNのバンドギャップエネルギー付近の約3.3eV付近にも大きな容量変化が観測された.これらのエネルギー準位について,測定温度を室温から200°Cまで変化させて等温容量過渡分光測定を行った結果,ノンドープおよびSiドープGaNにおいては正孔トラップ型の深い準位が存在することが明らかになった.III族窒化物半導体は,短波長発光デバイス,パワーデバイス,高周波デバイスの材料とし注目されているが,デバイス性能だけではなく,低抵抗オーミック電極の形成においても直接影響を与える不純物ドーピングや深い準位の理解は決して充分とはいえない.本研究では,III族窒化物半導体,特に窒化ガリウム(GaN)中の不純物準位を正しく評価し,電気的・光学的性質との関係を明らかにすることを目的として研究を進めた.GaN薄膜は有機金属気相法により絶縁体であるサファイア基板上に成長したものであるため,評価用素子構造としてはプレーナ型のショットキーダイオードを適用し,高性能ショットキーダイオードの作製プロセスを確立した.また,電極材料が異なる場合,作製プロセスの違いによる影響が無視できなくなるため,n型およびp型GaNの両方で良好なショットキー接触が得られるNiを電極材料として用いた.GaN中の深い準位を評価するため,数百°Cの高温で過渡容量分光測定が行える装置を試作した.これにより,数時間から数日間にわたって観測される非常に長い容量変化を比較的短時間で観測でき,等温過渡容量解析により深い準位の評価が可能となった.ノンドープおよびSiドープGaNショットキーダイオードの室温における光容量分光測定では,照射光エネルギーが約2-2.5eV付近での容量変化が大きいことが分かった.これはGaNにみられるイエロールミネッセンスに関係する深い準位からのキャリアの放出によるものであることを強く示唆する.また,GaNのバンドギャップエネルギー付近の約3.3eV付近にも大きな容量変化が観測された.これらのエネルギー準位について,測定温度を室温から200°Cまで変化させて等温容量過渡分光測定を行った結果,ノンドープおよびSiドープGaNにおいては正孔トラップ型の深い準位が存在することが明らかになった.III族窒化物半導体は,結晶開発の段階から本格的なデバイス開発のステージに入ろうとしているが,デバイス性能や信頼性に直接影響を与える不純物ドーピングや深い準位の理解は決して充分とはいえない.本研究目的は,III族窒化物半導体中の不純物準位を正しく評価し,電気的・光学的性質との関係を明らかにすることである.本年度は,III族窒化物半導体として窒化ガリウム(GaN)について検討することとした。まず,深い準位過渡分光法(DLTS),光容量分光法(PHCAP)などにより評価する場合に必要となる高性能なGaNショットキーダイオードの作製プロセスについて検討を進めた.試料としてサファイア基版上に成長させたn型GaNウェーハを用い,酸化膜除去など化学処理を行った後,GaN表面に10μm間隔のダブルショットキー電極を形成した。作製プロセスの最適化を行った結果,電流-電圧(I-V)特性において逆バイアス電圧が0-5Vの範囲で逆方向電流が測定装置の検出限界(10pA)以下に抑制されたショットキーダイオードが得られることを明らかにした.作製したショットキーダイオードによりPHCAP測定を行い,永続的光導電現象(PPC)や黄色帯発光(YB)などについて調査した。次年度は,n型およびp型GaNにおけるオーミック電極作製プロセスの検討を進め,n型およびp型高性能GaNショットキーダイオードを作製する。さらに,III族窒化物半導体中の深い準位を正しく評価できるDLTS, PHCAP,等温過渡分光法(ICTS)とその解析法の開発を進め,GaNおよびその他のIII族窒化物半導体中の不純物準位について調査する.III族窒化物半導体は,短波長発光デバイス,パワーデバイス,高周波デバイスの材料とし注目されているが,デバイス性能だけではなく,低抵抗オーミツク電極の形成においても直接影響を与える不純物ドーピングや深い準位の理解は決して充分とはいえない.

本研究では,III族窒化物半導体,特に窒化ガリウム(GaN)中の不純物準位を正しく評価し,電気的・光学的性質との関係を明らかにすることを目的として研究を進めた.GaN薄膜は有機金属気相法により絶縁体であるサファイア基板上に成長したものであるため,評価用素子構造としてはプレーナ型のショットキーダイオードを適用し,高性能ショットキーダイオードの作製プロセスを確立した.また,電極材料が異なると作製プロセスの違いによる影響が無視できなくなるため,n型およびp型GaNの両方で良好なショットキー接触が得られるNiを電極材料として用いた.GaN中の深い準位を評価するため,数百°Cの高温で過渡容量分光測定が行える装置を試作した.これにより,数時間から数日間にわたって観測される非常に長い容量変化を比較的短時間で観測でき,等温過渡容量解析により深い準位の評価が可能となった.ノンドープおよびSiドープGaNショットキーダイオードの室温における光容量分光測定では,照射光エネルギーが約2-2.5eV付近での容量変化が大きいことが分かった.これはGaNにみられるイエロールミネッセンスに関係する深い準位からのキャリアの放出によるものであることを強く示唆する.また,GaNのバンドギャップエネルギー付近の約3.3eV付近にも大きな容量変化が観測された.これらのエネルギー準位について,測定温度を室温から200°Cまで変化させて等温容量過渡分光測定を行った結果,ノンドープおよびSiドープGaNにおいては正孔トラップ型の深い準位が存在することが明らかになった.
ヒトにおける食事時刻依存性概日リズム

健康被験者を対象とし、時刻の手掛かりの無い条件下で、1日1回の食事を10日間一定時刻に固定し、1)食事時刻を予知する食事前ホルモンピークが出現するか否か、2)固定した食事が生体リズムを同調するか否か、を調べた。その結果、血中メラトニン、コルチゾール、インスリン、グレリン、レプチンには食事前ピークは認められなかった。一方食事時間の固定により、睡眠覚醒リズムは24時間に同調したが、メラトニンリズムは同調せず、位相後退を示した。以上より、ヒトでは、本実験条件では食事時刻依存性概日リズムは発現しないこと、食事時刻の固定は睡眠覚醒リズムの同調因子となるが、メラトニンリズムには影響しないことが示された。1.隔離実験室でのフリーラン実験食事性同調の対照実験として、被験者4人を対象としてフリーラン実験を行った。明暗条件下で4日間過ごしたのち、フリーラン条件に移し、7日間行動リズム、深部体温リズム、血中メラトニンリズムを測定した。その結果、睡眠覚醒リズムは、4人の被験者は24時間より長い周期でフリーランした。一方、血中メラトニンリズムの位相もフリーラン条件下で後退しており、24時間より長い周期でフリーランしたことが推測された。しかし、2名の被験者でフリーラン条件下での睡眠とメラトニンリズムの位相関係が変化し、内的脱同調が生じたことが推測された。2.フリーランリズムに対する食事回数制限の効果起床就眠時刻を一定にし、1日3回の食事を決まった時刻に取らせる同調う実験から、被験者の食事を1日1回に制限する24時間周期の制限食事を2週間続けた。睡眠覚醒のタイミングは被験者の自由にまかせ、食事を午前10時から11時までの1時間に制限し、被験者が望むだけの量の食事を取らせた。睡眠により被験者が食事のタイミングを逃すことを防ぐために、目覚まし時計をもたせたが、使用するかどうかは本人に任せた。その結果、睡眠のタイミングには後退し食事時刻の1時間前に覚醒したが、24時時間リズムは維持された。また、血中メラトニンリズムやコルチゾールリズムの位相もこの間同じ時間に認められた。被験者の生体リズムは24時間に同調したと結論された。引き続き、食事の回数を3回に増やし、そのタイミングは被験者に任せたところ、睡眠覚醒リズムは24時間より長い周期でフリーランし、また血中メラトニンリズム、血中コルチゾールリズムの位相は後退し、ホルモンリズムもフリーランしていることを推測させた。時刻の手掛かりのない条件下における、食事回数制限の生体リズムに対する効果1.食事回数を1日1回とし、食事時間を一日の一定時刻に固定した実験実験プロトコールは前年度と同じである。1日3回の食事スケジュールで過ごした後、1日1回の食事を時間を決めて取らせるスケジュールを10日間験を行い、睡眠覚醒リズムや各種血中ホルモンリズムに与える影響を解析した。その結果、睡眠覚醒リズムはほぼ全員で24時間に同調した。その場合、覚醒時刻は固定された食事時間のおよそ6時間前であった。一方、血中メラトニンリズムは食事を固定した期間中(10日間)に約3時間の位相後退を見せた。食後の血中グルコース濃度は食事時間の固定で遷延化の傾向をみせ、また食後の血中インシュリン濃度が増加した。一方、血中グレリン濃度は昼夜差が拡大する傾向をみせ、血中レプチン濃度は低下する傾向を見せた。2.食事回数を1日1回とし、食事時間は自由とした実験実験プロトコールは前年度と同じである。1日3回の食事スケジュールで過ごした後、1日1回の食事を自由に取らせるスケジュールを10日間行い、睡眠覚醒リズムや各種血中ホルモンリズムに与える影響を解析した。その結果、睡眠覚醒リズムは1例を除いてフリーランした。一方、血中メラトニンリズムは1日1階の食事期間中(10日間)に約4時間の位相後退を見せた。食後の血中グルコース、インシュリン濃は1日1食で増加した。また、血中グレリン、レプチン濃度も食事を一定時刻に固定した実験と本質的に同じ結果が得られた。以上の結果から、時間を固定した1日1回の食事時間は、睡眠覚醒リズムの同調因子となりうる。また、1日1回の食事はエネルギー代謝に影響を与えることが判明した。隔離実験室におけるヒトフリーランリズムに対する食事回数制限の効果1.食事回数を1回とし、食事時間を一日の一定時刻に固定した実験(実験プロトコール)隔離実験室において、通常の1日3回の食事を取る条件で、睡眠脳波、血中メラトニン、コルチゾール、インスリン、グレリン、グルコース濃度の24時間リズム、および深部体温リズムの生体リズムを測定した。

体温リズムは実験期間中連続して測定した。その後、覚醒期間中2時間ごとに400Kcalのビスケット型軽食を8回摂取させて、前記血中ホルモンやグルコース濃度の概日リズムを測定した。引き続き、睡眠覚醒のタイミングは被験者の自由とさせたフリーラン条件下で、約1,800Kcalの食事を一日の一定時刻に与える制限給餌を7日間行い、7日目に睡眠脳波、血中メラトニン、コルチゾール、インスリン、グレリン、レプチン、グルコース濃度の概日リズムを測定した。(実験結果)フリーラン条件下にも関わらず睡眠覚醒リズムは24時間リズムを示し、1日1回の食事は覚醒期のほぼ中点に位置した。一方、血中メラトニンとコルチゾールの概日リズムはフリーランし、睡眠覚醒リズムとの位相角差が変化した。また、グレリンリズムは1日3食の場合には睡眠時にピークをもつ概日リズムを示したが、一日一食ではリズムは平たん化、あるいは消失した。2.食事回数を1回とし、食事時間を自由とした実験(実験プロトコール)フリーラン条件下での食事時間を自由とした以外は、前術の実験プロトコール、測定した概実リズムは全く同じである。(実験結果)フリーラン条件下で、睡眠覚醒リズムはメラトニンリズムやコルチゾールリズムから脱同調した。また、食後の血中コルチゾール濃度は有意に上昇した。当初予定の20日の隔離実験を28日に延ばして、必要な情報を少数の被験者で得ることが出来た。25年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度で予定通りの例数をこなす見込みが立っている。本年度の予備的実験でプロトコールが固まったので、それに従い実験を重ねて統計学的検定を可能にする。その際、朝の食事実験を優先し、その後夜の食事の実験に入る。実験プロトコールが定まり、ホルモン測定などの生体リズム計測も順調にすすんでいる。このまま、被験者の数を増やし、統計学的検定を行う予定である。
一般化半無限計画の理論および数値解法に関する研究

本研究は,半無限計画に対する効率的,すなわち大域的収束性および優れた局所収束性を持つ,数値解法の開発を目的とし,そのために必要な範囲で,半無限計画問題の最適性条件の解析および双対理論の構築等を行なった。さらに,ここで開発した算法に基づいて,半無限計画一般を対象とした汎用ソフトウェアパッケージの開発を行なうことを最終目的としている。本研究においては,(1)凸の半無限計画問題に対する双対理論に基づく算法,(2)非線形の半無限計画問題に対する,逐次2次計画の枠組の中での,局所縮約に基づく算法,(3)非線形の半無限計画問題に対する微分不可能最適化理論に基づく算法,を中心に数値解法の開発を進めた。また,(4)切除平面法に基づく近似的な算法,および(5)切除平面法により任意の精度の近似解を得てから局所縮約法など局所収束性のよりすぐれた厳密解法に移行するいわゆる2段階法,の開発と実装を行なった。さらに,今後展開を予定している方向として,(6)連続的降下法に基づくパス追跡法の試みとこれに関連して硬い常微分方程式系の積分法に関する数値解析的考察,また(7)半正定値緩和に基づく数値解法に関しての準備的な数値実験および理論的考察を行なった。次に,ソフトウェアパッケージの開発に関しては,これまでに本研究で行なってきた最適フィルタ設計,大域的最適化,min-max問題,無限ゲーム,最適制御などへの適用・実装に基づいて,関連ソフトウェアおよび文書の整備を行なった。開発したパッケージについてはなるべく早い時期にウェブ上での公開を目指したい。本研究は,一般化半無限計画問題に対する効率的な(すなわち大域的収束性および優れた局所的収束性を持つ)数値解法の開発を主目的とし,そのために必要な範囲で一般化半無限計画問題の最適性条件の解析および双対理論の構築を行う.最終的には,開発した算法に基づく汎用ソフトウェアパッケージの開発を行うことを目的とする.本年度は,まず一般化半無限計画の局所的最適性条件の解析および双対理論等の理論的解析に重点をおいた.半無限計画問題の決定変数は有限次元であるが,双対変数は一般に符号つきボレル測度として表現される無限次元ベクトルとなる.そのため,本研究では関数解析的な手法を用いて無限次元最適化理論の立場から,局所的最適性条件の解析および双対理論の構築を行なっている.これらの結果については現在論文としてまとめているところである.また,本研究で開発する予定のほとんどの数値解法は,離散化あるいは切除平面に基づく緩和法系統の算法と局所縮約に基づく算法を組み含わせたハイブリッド型の2段階解法であるが,本年度は特に下位問題の制約条件がノンパラメトリックな場合について考察し数値実験を行なった.これらの結果および関連するトピックについては,4編の共著論文(うち3編は外国誌に掲載予定)にまとめ,国際学会で2件の口頭発表を行なった.この他,産業への実際の応用として,電気通信分野における信号処理に頻出する線形min-max問題への応用について考察し,これについては,来年度の国際学会で発表する準備を進めているところである.本研究では,一般化半無限計画問題に対する効率的な,すなわち大域的収束性および優れた局所的収束性を持つ,数値解法の開発を主な目的としている.また,そのために必要な範囲で一般化半無限計画問題の最適性条件の解析および双対理論の構築を行なっている.最終的には開発した算法に基づく半無限計画一般に対する汎用ソフトウェアパッケージの開発を行なうことを目的としている.

本年度は昨年度に続き,一般化半無限計画の理論的解析を行ないながら,これに並行して特に非線形問題に対する数値解法,特に逐次2次計画法の枠組みの中で局所縮約に基づいた数値解法の開発を行なった.本年はまず,制約条件のインデックス集合が決定変数に依存しないノンパラメトリックな場合について考察した.また,厳密に凸ではない2次の問題(これは線形問題を含む)に対して,これを効率的に解くための接近法を開発し,算法の実装を行なった.さらに,半無限計画法の具体的・実用的な応用例として,信号処理におけるフィルタ設計の問題を取り上げて考察している.本年度は,特にFIRデジタルフィルタの最適設計問題に対して本研究において開発した算法を適用し,従来の設計手法に比べ良好な結果が得られることを確認した.また,大域的最適化問題への応用についても考察した.以上の研究結果並びに関連したトピックについては、本年度中に,5編の論文(うち4編は共著)が掲載あるいは掲載予定となった.また,国際会議で4件,国内の会議で1件の口頭発表を行なった.本研究は,一般化半無限計画問題に対する効率的,すなわち大域的収束性および優れた局所的収束性を持つ,数値解法の開発を主目的としている。また,そのために必要な範囲で,一般化半無限計画問題の最適性条件の解析および双対理論の構築を行っている。最終的には,開発した算法に基づいて,半無限計画一般を対象とする汎用ソフトウェアパッケージの開発を行うことを目的としている。本年度は,昨年度に続き一般化半無限計画の理論的解析,特に非線形あるいは非凸の一般化半無限計画問題に対する数値解法の開発を目的に,主として微分不可能最適化理論に基づく算法について考察した。これは,一般化半無限計画問題をパラメトリック最適値関数を含む2レベルの最適化問題とみて,一般勾配を用いた手法を適用するものであり,問題の構造を活かした優れた局所収束性の実現を期待している。その他,開発中の半無限計画法の応用に関連して,min-max問題への応用,また,無限ゲームおよび確率計画などに現れる無限次元の線形計画問題を解くための算法の収束性および誤差解析を行った。さらに,具体的な数値実験として,最適フィルタ設計問題などに開発中の算法を実際に適用した。以上の研究結果ならびに関連した話題について,2編の論文が来年度はじめに雑誌等に掲載予定,2編を現在投稿中である。また国際会議で2件の口頭発表を行った。本研究は,半無限計画に対する効率的な,すなわち大域的収束性および優れた局所収束性を持つ,数値解法の開発を目的とし,そのために必要な範囲で,半無限計画問題の最適性条件の解析および双対理論の構築等を行なった.さらに,ここで開発した算法に基づいて,半無限計画一般を対象とした汎用ソフトウェアパッケージの開発を行なうことを最終目的としている.本年度は,主として非凸非線形計画問題に対する数値解法の開発を行なった.これは,まず逐次2次計画の枠組みの中での局所縮約に基づく算法,そして微分不可能最適化理論に基づく算法の開発であり,いずれも元の問題の構造を活かし超1次収束性を持つ数値解法を目指したものである.また,切除平面法に基づく近似的な数値解法の開発と実装,切除平面法により任意の精度の近似解を得てから局所縮約法など局所収束性のよりすぐれた厳密解法に移行するいわゆる2段階法の開発と実装を行なった.