hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイブリダイゼーション活性化反応の細胞内遺伝子機能性制御法への展開

本研究では遺伝子を標的とした選択的な化学反応により、細胞内における遺伝子機能を制御する方法、すなわち遺伝子を標的とするIn Cell Chemistryを提案し、その実現にむけた新しい分子の設計・合成、さらには細胞内における機能評価を行い、高機能を有する新規人工遺伝子制御分子の開発を目的とした。その方法論として我々が独自に開発したハイブリダイゼーション活性化反応を細胞内の遺伝子制御方法として展開することを目指し検討を行なった。その結果、非常に有効な方法論を開発できた本研究では遺伝子を標的とした選択的な化学反応により、細胞内における遺伝子機能を制御する方法、すなわち遺伝子を標的とするIn Cell Chemistryを提案し、その実現にむけた新しい分子の設計・合成、さらには細胞内における機能評価を行い、高機能を有する新規人工遺伝子制御分子の開発を目的とした。その結果、非常に有効な方法論を開発できた細胞内で非常に単純な化学反応が様々な情報伝達に関わっていることが明らかにされてきている。このような化学反応の制御は遺伝子発現を調節する新たな方法となる可能性を持つと考えられるが、細胞内で遺伝子に対する選択的な化学反応を誘導する手法は現在のところほとんどない。本研究では遺伝子を標的とした選択的な化学反応により、細胞内における遺伝子機能を制御する方法、すなわち遺伝子を標的とするIn Cell Chemistryを提案し、その実現にむけた新しい分子の設計・合成、さらには細胞内における機能評価を行い、高機能を有する新規人工遺伝子制御分子の開発を目的としている。その方法論として我々が独自に開発したハイブリダイゼーション活性化反応を細胞内の遺伝子制御方法として展開することを目指した。本年度は以下の3項目について検討した。その結果、(1)に関しては細胞内でにおいて標的遺伝子特異的に薬物が放出するシステムを蛍光の増大にて検出するシステムの構築に成功した。(2)に関しては2本鎖DNAを標的とする反応を目指し、反応性核酸を組み込んだペプチド核酸の合成に成功し、モデルDNAに対して反応することを確認することができた。(3)に関しては新たにグアニンを標的としてアルキル化反応する分子を設計し、その合成について検討した。その結果、反応性塩基としてシトシン誘導体の合成に成功した。細胞内で非常に単純な化学反応が様々な情報伝達に関わっていることが明らかにされてきている。本年度は以下の2項目について検討した。その結果、(1)に関しては2本鎖DNAを標的とする反応を目指し、反応性核酸を組み込んだペプチド核酸の合成に成功し、モデルDNAに対して反応することを確認することができた。さらに反応性核酸を組み込んだPNAはRNAにも反応することがわかった。(2)に関しては新たにグアニンを標的としてアルキル化反応する分子を設計し、合成について検討した。その結果、反応性塩基としてシトシン誘導体の合成に成功し、その誘導体を組み込んだオリゴヌクレオチドの合成に成功した。さらに合成した反応性オリゴヌクレオチドが設計とは異なり、チミジンンに対して非常に効率的に反応することを明らかにした。
一方向凝固過程における核生成、成長のシミュレーション実験

半導体、酸化物超伝導体の一方向凝固過程における固液界面は、金属の場合とは異なりファセットからなる鋸歯状形態を示すことが多い。このような界面の凹部にはセル境界が形成され、不純物原子の不均一サイトとなることから、ファセット的鋸歯状界面の形態形成機構の解明とその制御は近年多くの研究者の関心を集めてきた。これまで、著者らは透明な有機結晶をモデル試料にした固液界面近傍の光学的可視化実験から、このような界面では界面温度が一様になるように液相中の温度分布が変化することで界面形態が維持されることを明らかにしてきたが、界面前方の温度分布が変化する原因については不明であった。そこで平成6年度は、試料の幾何学的形状、凝固条件を変化させることにより温度分布の変化の理由についての検討を行った。種々の有機結晶において50μmφの熱電対を挿入した試料セルを用いた液相内温度分布の時間変化の測定からは、融解に伴うエントロピー変化△Smが稠密金属の値に近いサクシノニトリルでは固液界面近傍の温度変化は小さいが、△Smが大きくファセット的界面形態を呈するザロール、チモールでは、顕著な変化が観察された。またザロールにおいて、凝固速度Rが異なる場合も界面近傍の温度分布の変化が著しくなることが分かった。これらの挙動は凝固の進行に伴う凝固潜熱の解放の影響を無次元化したη(=Q/k R/G)と良い相関があること、すなわちRおよび温度勾配G等の凝固条件が同じならば、凝固潜熱Qが大きく、熱拡散率kが小さいほど界面における温度分布の変化は顕著であることが明らかとなった。
アザラシ型位置決め機構を用いたメゾ/マイクロ/ナノマニピュレータの開発

マイクロマシン技術の実用化にあたっては従来の寸法の機械とのギャップを埋める必要性がある.本研究では,アザラシ型機構を用いて物体を操作・観察するシステムを開発した.ビジュアルフィードバックにより操作対象物を位置決めした.要素技術として,真空中で移動するアザラシ型機構,電流パルスを用いた圧電アクチュエータの変位制御法,ナノメータ精度の位置決め機構,力覚デバイスのためのブレーキ機構についても検討した.マイクロマシン技術の実用化にあたっては従来の寸法の機械とのギャップを埋める必要性がある.本研究では,アザラシ型機構を用いて物体を操作・観察するシステムを開発した.ビジュアルフィードバックにより操作対象物を位置決めした.要素技術として,真空中で移動するアザラシ型機構,電流パルスを用いた圧電アクチュエータの変位制御法,ナノメータ精度の位置決め機構,力覚デバイスのためのブレーキ機構についても検討した.近年,ナノテクノロジー,微小電気機械システム(MEMS)技術の進展は著しいが,実用化にあたっては従来の寸法の機械とのギャップが存在し,それを埋める必要性が叫ばれている.そのため,中間のメゾスケール機械にも注目が集まっている.本研究では,平成21年3月までにナノメータからミリメートルオーダまでの領域で物体を操作・観察するシステムのための位置決め機構を開発することを目的とする.そのために,粗動と微動を一つの小型の機構で実現するアザラシ型機構を用いる.本年度は以下の2点について検討した.1.微動のための圧電素子の駆動法の開発電流パルスをパルス密度変調することで高分解能送りを実現する方法を提案するとともに,プロトタイプを用いて原理を確かめた.変位拡大率が10倍程度の拡大機構の出力で,1パルスあたりの変位量が7nm,全ストロークが70μmとなった.ストロークと分解能の比は10000倍であり,13ビット相当のダイナミックレンジが得られた.また,ひずみ率はリニアアンプ駆動と同等であった.実質的には電荷制御となるため,ヒステリシスはリニアアンプ駆動で7.3%となる条件で,0.3%であった.2.高速化・高分解能化のための機構の設計と試作1自由度機構を製作した.シミュレーションにより,摩擦機構の形状と配置および,それらと圧電素子を接続する部分の剛性などを検討した.設計には有限要素解析を用いた.高速化のために,これまで摩擦機構として用いていた電磁石の代わりに,圧電素子によるクランプを採用した.これにより,クランプ部の共振周波数を5kHz程度まで高めることができた.(1)の駆動回路を用いて微動させたところ,サブナノメートルオーダのステップ状の動きが観察された.近年,ナノテクノロジー,微小電気機械システム(MEMS)技術の進展は著しいが,実用化にあたっては従来の寸法の機械とのギャップが存在し,それを埋める必要性が叫ばれている.そのため,中間のメゾスケール機械にも注目が集まっている.本研究では,平成21年3月までにナノメータからミリメートルオーダまでの領域で物体を操作・観察するシステムのための位置決め機構を開発することを目的とする.そのために,粗動と微動を一つの小型の機構で実現するアザラシ型機構を用いる.本年度は以下の2点について検討した.1.高速化・高分解能化のための機構の設計と試作1自由度アザラシ型機構を製作した.高速化のために,これまで摩擦機構として用いていた電磁石の代わりに,圧電素子によるクランプを採用した.これにより,クランプ部の共振周波数を5kHz程度まで高めることができた.電流パルスをパルス密度変調することで高分解能送りを実現する方法を適用した駆動回路を用いて粗微動位置決めを行った.機構自体の振動減衰が小さいため,位置決め時に残留振動の影響があることが明らかになった.2.超高真空下における動作特性試験機の開発電子顕微鏡内や宇宙環境などの通常環境以外でも動作できる機構とすることが求められる.真空チャンバ内で摩擦摩耗試験を行うための試験機を設計,製作した.現在,摩擦試験機の負荷部および測定部にあたる弾性ヒンジを製作中である.微小な摩擦力の検出のために,平行ばね機構を利用した検出器とした.設計には有限要素法ソフトを用いた.今後,摩擦試験の対象となる試料に放電加工による表面処理や一般の表面処理を施し,小型移動機構に適したしゅう動面の特性を解明する予定である.近年,ナノテクノロジー,微小電気機械システム(MEMS)技術の進展は著しいが,実用化にあたっては従来の寸法の機械とのギャップが存在し,それを埋める必要性が叫ばれている.そのため,中間のメゾスケール機械にも注目が集まっている.本研究では,平成21年3月までにナノメータからミリメートルオーダまでの領域で物体を操作・観察するシステムのための位置決め機構を開発することを目的とする.そのために,粗動と微動を一つの小型の機構で実現するアザラシ型機構を用いる.本年度は以下の2点について検討した.1.微動のための圧電素子の駆動法の開発シミュレーションによりリニアアンプ方式および電圧駆動と比較した.系の固有振動数より十分に高いパルス周波数で駆動すれば,パルスによる振動は発生しなかった.そのため,リニア駆動とは差がない.電圧パルス駆動では,目標値に到達しても常にパルスを与えるため,電流が流れ損失が発生する.電流パルス方式ではそれがない.したがって,電流パルス方式が優れていると考えられる.2.超高真空下における動作特性試験機の開発

電子顕微鏡内や宇宙環境などの通常環境以外でも動作できる機構とすることが求められる.昨年度から製作中の真空チャンバ内で摩擦摩耗試験を行うための試験機の設計・試作試作を継続した.慣性力を用いて摩擦力を制御するアザラシ型位置決め機構を提案した.しゅう動面の材質を試した結果,アルミニウム合金とステンレスとの組み合わせが安定した移動特性を得るために適していることが明らかになった.本研究では,ナノメータからミリメートルオーダまでの領域で物体を操作・観察するシステムのための位置決め機構を開発することを目的とする.そのために,粗動と微動を一つの小型の機構で実現するアザラシ型機構を用いる.平成19年度は以下の項目を実施した.(1)真空への対応真空環境でも使用できれば,走査型電子顕微鏡(SEM)内でも使用可能となる.そのために,真空チャンバ内で1自由度機構の移動特性を測定した.真空下のしゅう動面と走行面の凝着の防止や,磁気的特性としゅう動特性を同時に満たすために,走行面に潤滑膜(MoS_2)や硬質膜(TiN)などの表面処理を施した.摩擦力を変化させるために,進行方向に対し垂直に取り付けたおもりを圧電素子で急激に駆動するときに発生する慣性力を利用した.機構のしゅう動面と走行面の摩擦係数が大きい方が動作は安定した.しかし同種金属では凝着が起こりやすいため動作が安定しなかった.摩擦係数が小さいと正負の変位が異なる傾向があった.これは真空中で特に顕著であった.(2)マイクロマニピュレータの構築L字形3自由度アザラシ型機構で平面内のxyθ方向に動き,1自由度機構でz方向に動くマニピュレーションシステムを構築した.ビジュアルフィードバックにより50μm程度のガラスビーズを操作することができた.(3)電流パルス駆動法のシミュレーションMartinのモデルの力係数を負荷に応じて変化させることで,負荷を加えたときの変位をシミュレーションした.実験と傾向は一致した.(1)マイクロ・ナノマニピュレータの製作XYθ方向に対象物を移動させるためには3自由度アザラシ型機構を用いた.Z方向は1自由度機構を用いた.これにより4自由度を持つマイクロマニピュレーションを構築した.直径70μm程度のガラスビーズを操作するために,真空吸引とピンセットによる方法を比較した.真空吸引の方法は,ノズルの整形が難しいことが明らかになった.ピンセットによる方法では,支障なく把持することができた.ピンセットをバイモルフ型圧電素子で構成し,一方を加振したときに他方へ伝わる微小振動により,把持を検出した.(2)微小物体の操作実験ビジュアルフィードバックをすることで,自動で微小物体を操作できるようにした.また,ローカル・マシニング・ステーション方式を適用することで,レンズ倍率を変えて操作範囲を変更しても,同程度の誤差に収めることができた.ステージの位置決め精度は1ピクセル以内であったが,ピンセットからのリリース時に外れないことがあった.それにより,誤差が発生した.(3)電流パルス駆動法の解析
転写因子Bach2によるB細胞増殖関連遺伝子の調節機構の解明

Bach2は、Maf癌遺伝子と二量体を形成する転写抑制因子であり、B細胞特異的に発現する。Bach2は、癌遺伝子AP-1と認識DNA配列が共通であることから、細胞増殖の調節に関与する可能性がある。そこでBach2の標的遺伝子の解明を通じて、B細胞の増殖を制御する遺伝子プログラムを明らかにすることを本研究の目的とした。はじめに、Bach2ノックアウト(Bach2KO)B細胞の増殖能を検討した。その結果、Bach2KO B細胞はB細胞増殖因子LPSには応答するが、B細胞受容体(BCR)刺激には応答しなかった。さらに、LPS刺激下で細胞分裂回数と形質細胞への分化頻度の相関をBach2KO B細胞と野生型B細胞で比較した。すると、Bach2KO B細胞は野生型B細胞に比べて少ない分裂回数で形質細胞へ分化した。一連の結果は、B細胞における細胞増殖と分化の調節へのBach2の関与を示唆する。次に、DNAマイクロアレイにてBach2KO B細胞と野生型B細胞で発現に差異のある遺伝子を調べたところ、形質細胞分化に必須の転写抑制因子Blimp-1の発現がBach2KO B細胞において亢進することを見いだした。Blimp-1は、転写因子c-Myc遺伝子の転写を抑制することで、B細胞の増殖を調節する。B細胞でBlimp-1遺伝子がBach2の標的遺伝子である可能性をBach2抗体によるクロマチン免疫沈降実験と、Blimp-1遺伝子のプロモーター領域を持つレポーター遺伝子によるレポーターアッセイで検証した。その結果、B細胞内でBach2が同配列に結合すること、同配列特異的に転写を抑制することを見いだした。従って、Blimp-1遺伝子はBach2の標的遺伝子の一つであり、Bach2KO B細胞の細胞増殖障害や、過度の形質細胞分化は、Bach2によるBlimp-1遺伝子抑制の破綻が一因と考えられる。
制約充足型画像処理における形状に関する制約の表現

計算機による画像理解には,画像処理によって得られる特徴量を抽象化していくボトムアップ手法だけでは不十分であり,認識結果を画像処理にまで戻って検証・修正するトップダウン手法が不可欠である.本研究では,トップダウン手法を用いた画像認識システムを構成する上で不可欠な画像処理である,制約充足型の画像処理において,従来汎用的な記述方法でしか表現できなかった制約を,より具体的な形で表現する方法について検討した.従来の研究では,オプティカルフロー等の1種類の特徴空間に対して,不連続境界のモデルを設定し,不連続部分の探索を行うという処理を行っていた.ここでは,オプティカルフロー等の特徴量に加えて,画像上の形状を含めた複数の特徴空間において,それぞれの不連続境界モデルを設定し,これらの制約を同時に満足する境界を推定するという手法について検討を行った.得られた成果を以下に示す.1.不連続部分の性質が明らかであるGNC法を2次元に拡張し,区分的に滑らかな曲面を持つ物体の距離画像に対して,ノイズ除去を行う手法を提案した.2.距離画像に対して,距離不連続に関する制約と不連続境界の形状に関する制約を導入する手法に関して検討を行った.3.距離画像に対するノイズ除去手法の提案とともに,その距離画像からCGで利用できる三次元形状モデルを生成する手法を提案した.4.不連続境界を扱う正則化手法に関して,従来の研究をまとめ,それぞれの手法に対する評価を行い,将来の発展の方向に関する検討を行った.計算機による画像理解には,画像処理によって得られる特徴量を抽象化していくボトムアップ手法だけでは不十分であり,認識結果を画像処理にまで戻って検証・修正するトップダウン手法が不可欠である.本研究では,トップダウン手法を用いた画像認識システムを構成する上で不可欠な画像処理である,制約充足型の画像処理において,従来汎用的な記述方法でしか表現できなかった制約を,より具体的な形で表現する方法について検討した.従来の研究では,オプティカルフロー等の1種類の特徴空間に対して,不連続境界のモデルを設定し,不連続部分の探索を行うという処理を行っていた.ここでは,オプティカルフロー等の特徴量に加えて,画像上の形状を含めた複数の特徴空間において,それぞれの不連続境界モデルを設定し,これらの制約を同時に満足する境界を推定するという手法について検討を行った.得られた成果を以下に示す.1.不連続部分の性質が明らかであるGNC法を2次元に拡張し,区分的に滑らかな曲面を持つ物体の距離画像に対して,ノイズ除去を行う手法を提案した.2.距離画像に対して,距離不連続に関する制約と不連続境界の形状に関する制約を導入する手法に関して検討を行った.3.距離画像に対するノイズ除去手法の提案とともに,その距離画像からCGで利用できる三次元形状モデルを生成する手法を提案した.4.不連続境界を扱う正則化手法に関して,従来の研究をまとめ,それぞれの手法に対する評価を行い,将来の発展の方向に関する検討を行った.
ものづくりの大切さや喜びを感得し、創造性を身につける学習支援の実践研究

本研究は工業高校を対象としてものづくり教育の高大接続を目指した研究課題で平成18年度19年度の2年間で実施した。平成18年度は高校教員と高校生を対象として大学研究室(物理系研究室と化学系研究室)への体験入学を実践した。平成19年度の前半においても大学研究室への体験入学を実践した。平成19年度の後半は、この体験入学で習得した成果・効果を確認するため、参加した生徒の「成果発表会」を開催した。参加した生徒にアンケート調査を実施した結果、知的好奇心の喚起や問題解決能力、論理的思考力、プレゼンテーション能力などの重要性について感じ取ったことが明らかになった。また、平成19年度の後半は、平成18年度と平成19年度前半の事業を検証するため、「高校生ものづくりコンテスト」、「課題研究活動とAO入試」のシンポジウムを開催した。「課題研究活動とAO入試」シンポジウムでは高校側のPR不足と大学側の認識不足が明らかになった。この高校側のPR不足や大学側の認識不足を解決するため、「高校生ものづくりコンテスト」を実践した。これによりものづくり教育の高大接続の観点から専門的なスキル向上のため、工業高校と大学が連携してものづくり教育を支援していく方法論についての知見を得ることができた。平成18年度19年度に実施した本研究において、工業高校4校との高大連携により現代の若い世代のものづくり意識や創造性をいかに育むかなど、ものづくりを通した人材育成に対する学習支援の構築を行うことができた。本研究は工業高校を対象としてものづくり教育の高大接続を目指した研究課題で平成18年度19年度の2年間で実施を予定している。研究協力して頂いた工業高校は大阪市立都島工業高校、京都府立工業高校、金沢市立工業高校、福井県立敦賀工業高校で教育体制の異なる工業高校の4校である。大学研究室への体験入学は福井大学工学部の知能システム工学科、建築建設工学科、情報・メディア工学科、生物応用化学科で行った。この体験入学は出張講義やオープンキャンパスなど、できるだけ大学での教育内容や教育環境の情報を伝える情報伝達型の高大連携ではなく、長期的視野にたって継続的に高大連携を実践し、高校生の資質をいかにして伸ばしていくかという教育内容への支援を視野に入れた新しい形の体験入学である。この体験入学で習得した成果・効果を検証するため、参加した4校の生徒の「成果発表会」を福井大学で開催した。今年度、参加した高校生にアンケート調査した結果、知的好奇心の喚起や問題解決能力、論理的思考力、プレゼンテーション能力などの重要性について、感じ取ったことが明らかになった。なお、平成19年度は18年度の事業を検証するため、「ものづくりコンテスト」、「ものづくり教育のシンポジウム」を開催する予定である。本研究は工業高校を対象としてものづくり教育の高大接続を目指した研究課題で平安18年度19年度の2年間で実施した。

平成18年度19年度に実施した本研究において、工業高校4校との高大連携により現代の若い世代のものづくり意識や創造性をいかに育むかなど、ものづくりを通した人材育成に対する学習支援の構築を行うことができた。
大規模並列コンピュータの通信ネットワーク中の通信状況可視化技術の開発

本研究では,大規模並列コンピュータの通信ネットワーク上の通信状況を分かりやすく提示する可視化手法を開発した.ネットワークシミュレータや実機から得られたネットワークの通信に関する統計情報から,その特徴を抽出し,通信パターンに対応した輻輳状況のエッセンスのみを抽出・表示する.特徴抽出には,k-means法を用い,実機やネットワークシミュレータから得られた,各スイッチのポートごとの通信状況をクラスタリングし,それぞれのクラスタに適当に着色してネットワークトポロジ上に表示する.この方法により,通信パターンの変化を捉えることができた.本研究では,大規模並列コンピュータの通信ネットワーク上の通信状況を分かりやすく提示する可視化手法を開発する.通信ネットワークのトポロジ上に通信の輻輳状況を関連付けて三次元表示する場合,数千ノード以上の大規模構成ではノードやリンクの表示が重なり,視点の奥側やネットワークトポロジの内側部分が判別できなくなる問題があるが,本研究では,ネットワークの輻輳状況などの直接の生データから特徴を抽出し,通信パターンに対応した輻輳状況のエッセンスのみを表示する技術,および三次元空間中に連続分布する値の表示技術であるボリュームレンダリングを,三次元表示した通信ネットワークのトポロジ上のデータの表示に適用する方法,を開発しこれを解決する.今年度は、ベースとなる現可視化ソフトウェアの機能拡張とボリュームレンダリング技術の通信ログデータ表示への適用方法の検討を行った.現可視化プログラムには,通信ログファイルから算出したリンク使用率や通信の待ち時間など(以後単に「データ」と呼ぶ)の値で表示を切り替える単純なフィルター機能,特定の面で分割した状態を表示する機能,半透明表示の機能が実装されている.これに、特定のノードやリンクを選択し,それに関連するもののみを表示するフィルター,および指定した任意の軸上断面での分割表示をする機能を実装した.通信ログ表示へのボリュームレンダリング技術適用では,現在のボリュームレンダリング技術の動向を調査するとともに,基本的なテクニックのプログラムを試作した.三次元分布するデータの等値面を抽出し表示するものである.通信ネットワーク上の統計データの空間分布の等値面を表示することにより状況の把握が容易になると考えられる.本研究では,大規模並列コンピュータの通信ネットワーク上の通信状況を分かりやすく提示する可視化手法を開発する.通信ネットワークトポロジ上に通信の輻輳状況を関連付けて三次元表示する場合,数千ノード以上の大規模構成ではノードやリンクの表示が重なり,視点の奥側やネットワークトポロジの内側部分が判別できなくなる問題がある.本研究では,ネットワークの輻輳状況などの直接の生データから特徴を抽出し,通信パターンに対応した輻輳状況のエッセンスのみを表示する技術,三次元空間中に連続分布する値の表示技術であるボリュームレンダリング技術を,三次元表示した通信ネットワークのトポロジ上にマッピングしたデータの表示に適用する方法,を開発しこれを解決する.今年度は,ネットワークから抽出した通信状況のデータを統計処理し表示する部分を開発した.まず,既存のソフトを用いてネットワーク中の全てのスイッチの統計情報(各ポートの受信データ量,送信データ量,通信待ち時間)を計測する.取得したログから「X軸方向とY軸方向と交互に通信している」のように,観測している通信パターンを抽出するものである.今回は,この特徴抽出にkmeans法を用いた.実機やネットワークシミュレータから得られた,各スイッチのポートごとの通信状況をクラスタリングし,それぞれのクラスタに適当に着色して表示することにより,通信パターンの変化を直感的にとらえることができた.本研究では,大規模並列コンピュータの通信ネットワーク上の通信状況を分かりやすく提示する可視化手法を開発することを目的としている.通信ネットワークのトポロジ上に通信の輻輳状況を関連付けて三次元表示する場合,数千ノード以上の大規模構成ではノードやリンクの表示が重なり,視点の奥側やネットワークトポロジの内側部分が判別できなくなる問題がある.27年度は,ネットワークの輻輳状況などの直接の生データからデータ移動に関する特徴を抽出し,通信パターンに対応した輻輳状況のエッセンスのみを抽出・表示する技術を開発した.ネットワークシミュレータから得ることのできる,ネットワーク中の全てのスイッチの統計情報から,「X軸方向とY軸方向と交互に通信している」のように観測している通信パターンを抽出した.今回はこの特徴抽出にkmeans法を用いた.実機やネットワークシミュレータから得られた,各スイッチのポートごとの通信状況をクラスタリングし,それぞれのクラスタに適当に着色してネットワークトポロジ上に表示することにより,通信パターンの変化を捉えることができた.本研究では,大規模並列コンピュータの通信ネットワーク上の通信状況を分かりやすく提示する可視化手法を開発した.ネットワークシミュレータや実機から得られたネットワークの通信に関する統計情報から,その特徴を抽出し,通信パターンに対応した輻輳状況のエッセンスのみを抽出・表示する.特徴抽出には,k-means法を用い,実機やネットワークシミュレータから得られた,各スイッチのポートごとの通信状況をクラスタリングし,それぞれのクラスタに適当に着色してネットワークトポロジ上に表示する.この方法により,通信パターンの変化を捉えることができた.並列計算機およびネットワークシミュレータから取り出した大量のログデータ中の興味ある部分を整理して表示するために,まず伝統的な統計処理技術を適用してみた.kmeans法を用いて,通信ネットワーク中の各スイッチの送信データのパターン(例えば2次元メッシュネットワークならば,横方向が通信量が多く縦方向が少ない)の抽出を試みた.隣接通信などの規則正しい通信パターンでは正しく各スイッチの通信パターンを分離することができた.

kmeans法は,分類するクラスタの初期値の与え方や分類するクラスタ数でクラスタリングの結果が大きく異なる.自動的にクラスタ数や初期値を設定する機能が必要となる.今後,全対全通信などのより複雑な通信パターンに適用し改善する.コンピュータアーキテクチャネットワーク中の各スイッチの通信パターンを分類し,分類されたクラスタごとに色づけして三次元的に表示することによりスイッチの振る舞い,通信全体の振る舞いを視覚的に理解できるようにする.今後kmeans法の出力結果をボリュームレンダリングで表示するプログラムの開発を行う.現可視化プログラムの拡張では,特定のノードやリンクを選択し,それに関連するもののみを表示するフィルター,および指定した任意の軸上断面での分割表示をする機能を実装した.これらの単純な機能拡張は予定のものを完了した.通信ログ表示へのボリュームレンダリング技術適用の検討では,現在のボリュームレンダリング技術の動向を調査するとともに,基本的なテクニックのプログラムを試作した.三次元分布するデータの等値面を抽出し表示するものである.まだサンプルプログラム程度のものであるが、来年度以降本格的に表示プログラムの開発に取りかかるためにベースが構築できた.購入した物品27インチiMac Retina 5kモデルの価格が予定していたよりも安価だったため.ボリュームレンダリングは,連続して分布する三次元データを適当な間隔でサンプリングして,内部のスカラー値やベクトル値の分布やその等値面を表示することにより,三次元物体の内部を可視化する技術である.本研究では,ボリュームレンダリング技術をいかに適用するかというアイディアが一番重要である.ネットワークのトポロジ表示そのものは連続体ではないが,ノードやリンクが密に詰まった部分を領域と見なす事により,同様な表示が可能となるが,どのようなデータをどのように表現するか具体的な方法の検討を進める必要がある.今後具体的なログデータの調査を行い測定可能な項目とそれに適した表示方法の検討を進める.当初の計画では,150,000円であった物品費を216,310円とし,パソコンMacBook 13インチ2.0GHz/8GB/512GB(189,000円)を2台購入する.1回の海外出張(国際会議SC2014)と1回の国内出張の旅費として490,000円,人件費・謝金として100,000円,その他消耗品で,60,000円を使用する予定である.購入した物品MacProおよびMacBook Air 13 inch 2台の価格が予定していたよりも安価だったため当初の計画では250,000円であった物品費を386,974円とし、パソコンMacBook 13インチ2.0GHz/8GB/512GB(189,000円)を2台購入する。1回の海外出張(国際会議SC2014)と1回の国内出張の旅費として490,000円、人件費・謝金として100,000円、その他消耗品で、60,000円を使用する予定である。
プラズマローゲンを新たな軸とした精神疾患の前臨床研究―治療・病態・バイオマーカー

この課題では、以前私たちが世界で初めて報告した、うつ病患者さんの脳脊髄液中でのエタノールアミンという物質の低下についてさらに研究を進めるため、脳内に存在していてエタノールアミンが結びつく分子である「プラズマローゲン」という物質と精神疾患との関係について、動物で調べることを目的としています。そのために、1)プラズマローゲンを添加した飼料を動物に与え、情動を反映する行動や、体の中のエタノールアミンやプラズマローゲンの変化を見ます。2)向精神薬を動物に投与して、体内のプラズマローゲンの変化や行動との関連を見ます。3)プラズマローゲンを投与した動物で脳画像を調べ、脳内の活動の変化を観察します。
高強度・高靭性FRCCブロックによる完全リユースが可能なメーソンリー構造の開発

本研究では、完全リユースが可能な建築システムとして、引張応力下においても優れた力学性能を発揮するUHP-FRCCを用いたブロックによる、乾式接合のみを用いたメーソンリー構造を提案した。基礎的な解析と実験を行い、単体としてのUHP-FRCC材料またはUHP-FRCCブロック、また、その組積体としての性能を確認した。また、LCCO2解析などを行って環境評価を行い、社会情勢に合わせた積極的な改築によって、環境負荷を低減できる可能性を示した。平成25年度には、主にFRCCの調合設計と、FEM解析によるブロック形状と接合方法の設計を行った。FRCCの調合設計については、これまで用いてきたマクロサイズ繊維(長さ30mm程度)とメゾサイズ繊維(長さ10mm以下程度)に加えて、ワラストナイト鉱物繊維(長さ0.2mm以下程度)をミクロ繊維として用いることで、引張強度や終局ひずみを安定的に改善することが可能であることを確認した。また、フレッシュ性状ではテーブルフロー値で200mm以上を確保することが可能であることも確認された。FRCCブロックの形状については、広く文献調査を行ったほか、FEM解析により適切な形状の提案・検討を行った。現状では、申請時に想定していたかぎ型の継手とはせずに、一部外部からの拘束を必要とするものの、従来のメーソンリーブロックに簡易な継手を組み合わせた形状が有利となる手応えを得ている。ここで検討を行ったブロック形状の試作には、型枠から作製する場合には多くの費用と時間が避けられないことから、スタイロフォームなど極めて簡易な模型を数多く作製するにとどめ、解析による検討から十分な性能を期待できるもののみに対して実際のFRCCブロックとして作製することを予定している。環境評価については、第一段階として現時点で優位な性能を有しているFRCC材料の調合をベースにしたインベントリデータの整備を行った。この他、文献調査等を中心に、リユース構造の検討事例や、積極的な「減築」やスクラップアンドビルドのLCC評価についての情報を収集した。引き続き、再生骨材等のリサイクルとも比較しながら、リユース構造とすることの優位性について確認する。平成26年度には、UHP-FRCCブロックの設計と、この結果に基づいたブロック試作および載荷試験を行った。また、環境評価として日本建築学会のLCA指針に基づいて、LCCO2解析などを行った。FRCCブロックについては、壁式構造の採用と単純な形状を維持したまま平面に展開できることを念頭に、施工性や従来のブロック造で用いられる断面積を併せて考慮して決定した。幅210mm×高さ210mm×厚さ190mmの十字形状を基本形とし、これにインターロッキング部を設けて応力伝達を行う形状を採用した。インターロッキング部分の応力集中を回避できる形状を、FEM解析により選定し、実際にUHP-FRCCを用いてブロックを複数個作製することができた。この際には、3次元プリンタによりブロック形状を出力した後、これを型材として型枠を作製、これを用いてUHP-FRCCを打設して目的のブロックを得た。併せて作製した補助ブロックを用いて組積体を構成し、これに対して圧縮試験ならびにせん断試験を行って、基礎的な力学性能を確認した。また、この組積体のFEM解析も行った。その結果、提案するUHP-FRCCブロック組積体の組積係数は通常のモルタル組積と比較して大きく、材料特性を十分に発揮することが期待できることを確認した。環境評価についてはシミュレーションを行い、これに当たっては改築ごとに国内の人口動態予測に沿って床面積の削減を行い、ブロック要素はそのままリユース可能である条件とした。この場合、建設当初の排出CO2量は従来構法と比較して増大するものの、LCCO2では築後50から70年で有利側に移行することを確認した。100年の供用期間を想定した場合は排出量でも7%19%の削減効果が得られることを確認した。加えて、提案モデルでは20年程度の比較的短周期に改築を繰り返した場合でも環境負荷を大きく抑制できる可能性を得た。平成27年度には、UHP-FRCCブロックの形状検討に加え、当初予定のなかった収縮およびひび割れ発生後のクリープ現象に関する検討を行った。これらは、作製したブロックについて、蒸気養生後に嵌め合わせが困難な場合があったこと、また、ひび割れが生じた状態から解体・再構成に当たって、嵌め合わせ部に予期しない隙間を生じる場合が確認されたために実施した検討である。収縮については、蒸気養生によって約600x10^-6の比較的大きな収縮が生じる一方で、その後の収縮量は限定的であることが確認され、蒸気養生による収縮量を考慮に入れた寸法とすることで、安定的な寸法精度のブロックを作製することができた。クリープ現象については、UHP-FRCCにおいて一切のクリープ変形を生じさせないことは困難であるが、通常のFRCCと比較して変形量は小さく、疑似ひずみ(たわみ)硬化現象が継続して、変形はひび割れ本数の増加によって進むことを確認した。このような挙動は、ひび割れ幅を例えば0.1mm以下程度の十分に小さい範囲に維持できるため、自己修復効果についても期待でき、個々のブロックについての耐久性が確保できるものと考えられる。ブロックの形状検討については、前年度に確定した十字形状を基本として、インターロッキング部分について応力集中の生じにくい形状を検討した。前年度までの検討も含めて、UHP-FRCCブロックによる完全リユース構造に必要な、基礎的なデータは得られたと考えている。環境側面からの評価については、前年度までに行ったLCCO

2などの結果の精査と高精度化に取り組み、20年程度の比較的短周期に改築を繰り返した場合でも環境負荷を大きく抑制できる可能性を得た。但し、非構造部材を乾式接合のみにて着脱可能な納りの検討については、具体的な納まりの提案には至らなかった。本課題の研究期間は終了となるが、引き続き検討を続けていきたい。本研究では、完全リユースが可能な建築システムとして、引張応力下においても優れた力学性能を発揮するUHP-FRCCを用いたブロックによる、乾式接合のみを用いたメーソンリー構造を提案した。基礎的な解析と実験を行い、単体としてのUHP-FRCC材料またはUHP-FRCCブロック、また、その組積体としての性能を確認した。また、LCCO2解析などを行って環境評価を行い、社会情勢に合わせた積極的な改築によって、環境負荷を低減できる可能性を示した。研究開始当初に想定していた平成26年度の研究課題としては、[1]UHP-FRCCブロックの形状設計と、これに基づいた載荷試験およびFEM解析と、[2]社会情勢の変化を織り込んだ形での環境側面からの評価の実施の2項目に大別できる。研究実績の概要にも記載の通り、前者については、FEM解析を中心としてのUHP-FRCCブロックの基本形状を決定することができた。また、作製したUHP-FRCCブロックを用いて組積体を構成し、圧縮試験とせん断試験によって基礎的な力学特性の評価を行うことができた。この際には、並行して行ったFEM解析の結果と、実際に生じたひび割れ形状などから、より合理的なブロック形状や組積方法を検討するためのフィードバックを行う予定である。後者については、最も影響が大きく、かつ、避けることのできない社会情勢の変化である、我が国における人口減少を織り込んだ形でのLCA評価を実施した。各原材料や作業工程などのインベントリデータを調査・整備し、LCCO2などを算定して定量的な評価を行うことができたものと考えている。ただし、たとえば2次部材のリユース状況や、これを実現するための納りを含めた検討については、仮定を積み重ねた状況も残っているため、これらは次年度の課題としたい。これらの状況から、現在までの達成度は概ね予定通りと判断している。建築構造・材料研究期間の最終年度となる平成27年度は、基本的には平成26年度までに得られた知見を元に、更なる試行錯誤と各要素技術のブラッシュアップを引き続き行う。これまでに得た組積体としての基礎物性やひび割れの発生状況などの観察結果と、この載荷試験をモデル化したFEM解析の結果を吟味し、ブロック形状の改善に引き続き取り組む。また、組積体を拡張した形での載荷試験についても実施を検討するとともに、載荷もしくは変形のレベルを予め想定したうえで、メーソンリー構造の解体・再構成についても実現可能性を確認する予定である。環境側面からの評価については、平成26年度までに行ったLCCO2ならびにLCR、LCWなどの結果の精査と、高精度化に取り組む。特に、非構造部材についても可能な限り評価に含められるようなモデルを構築することを目指す。
大規模相互作用系の確率解析とその発展

大規模相互作用系とは,もともと統計物理学の研究において用いられる各種の数理モデルの総称であり,莫大な自由度を持つ系である。様々な現象の解析においては階層性が重要な役割を果たす。すなわち,巨視的な視点からは,各種の現象は偏微分方程式によって記述されることが多いが,その背後にあるのが大規模相互作用系である。以下,本年度の研究実績からいくつか具体的に述べる。正方格子上の大規模相互作用粒子系の典型例として,Glauber-川崎力学あるいはGlauber-零レンジ過程がある。今年度は後者の系,すなわち生成消滅のあるランダムウォーク粒子の集団について,粒子密度が濃い領域と薄い領域への相分離が起き,相分離界面は平均曲率運動することを示した。前者の系より数学的な解析は困難であり,Boltzmann-Gibbs原理を示すことが重要である。また,2種の異なるタイプの粒子を持つ相互作用粒子系において,異なる種の粒子が出会ったときに両者がともに高い確率で消滅しあう状況の下で,異種粒子の分離が起き,その分離界面は2相Stefan自由境界問題に従うことを示した。さらに,複数個の保存量を持つ零レンジ過程から,適当なスケール極限の下で,発散項を含む特異な確率偏微分方程式である多成分KPZ方程式を導出した。また,確率点場を平衡状態に持つ時間発展の構成に,その対数微分は欠かせないが,ランダム行列理論に関連して生ずる広いクラスの1次元の行列式過程について対数微分を計算することに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。大規模相互作用系の起源は、統計物理学の研究において用いられる各種の数理モデルにある。それらは、巨視的に観測される様々な現象を微視的レベルから解析し理解するために導入される。以下、本年度の研究実績からいくつか具体的に述べる。本研究は、研究代表者と研究分担者らの協力の下に進められたが、研究実績は研究者ごとに述べる。Rayleigh-Plesset方程式は水中の泡の運動を記述する方程式として知られているが、その微視的揺動としての確率摂動項を導入することは自然である。研究代表者の舟木は、確率項のない方程式から決まるLyapunov関数を用いて、確率項を持つ方程式の解の存在と一意性および不変測度の存在を示した。界面揺動を記述するKardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程式の研究は、フィールズ賞受賞者を出すなど、大きな注目を集めている。これは一種の確率偏微分方程式であるが、発散項(無限大)を含み、数学的意味を与えることは難しい。しかし、その(形式)解のCole-Hopf変換を考えると、乗法的ノイズを持つ線形確率熱方程式に帰着される。舟木は、このようにして得られるCole-Hopf解の不変測度について調べた。さらに、この結果を多成分がカップルしたKPZ方程式へと拡張することに成功した。また、弱いピンニングの効果を持つGauss的ランダム場のスケール極限に関する研究を行った。研究分担者の長田は、相互作用ブラウン運動がなす系に関係するDirichlet形式の芯集合として、構成の仕方によらず局所的かつ滑らかな関数から成る集合が取れることを示した。また研究分担者の熊谷は、2次元uniform spanning tree上のランダムウォークの収束の考察およびランダムコンダクタンスモデルにおいて対応するマルコフ連鎖の熱核の精密な評価を行った。大規模相互作用系とは、もともと統計物理学の研究において用いられる各種の数理モデルの総称であり、莫大な自由度を持つ系である。すなわち、巨視的な視点からは、各種の現象は偏微分方程式によって記述されることが多いが、その背後にあるのが大規模相互作用系である。本研究は、研究代表者と研究分担者らの緊密な協力の下に進められたが、研究実績は各テーマを主導した研究者ごとに述べる。研究代表者の舟木は、Q-ブラウン運動とよばれる時空間変数に依存するノイズを持つ1階確率保存則の弱エントロピー解について、解の存在を示し、解の一意性についても考察した。また、多成分を結合させたKardar-Parisi-Zhang方程式についての研究を進展させた。これは一種の確率偏微分方程式であるが、数学的には不適切(ill-posed)な方程式であり、無限大の発散を繰り込む必要がある。さらに、保存則を持つ確率Allen-Cahn方程式の鋭敏界面極限に関する研究を行い、漸近展開の手法を用いて極限として現れる界面のランダムな運動について解析した。研究分担者の長田は、時空間相関関数の手法によって構成された遠距離強相互作用系の確率力学が、確率微分方程式によって構成されたものと一致することを、サイン核、Airy核、Bessel核などを持つ場合に証明した。研究分担者の熊谷は、時間に依存する離散的なランダム媒質においては、媒質の小さな摂動で離散時間マルコフ連鎖の長時間挙動が大きく変わり得ることを示した。これにより、時間に依存しないランダム媒質との顕著な違いが明確になった。時空間変数に依存する確率項を持つ1階確率保存則の弱エントロピー解の研究、および多成分を結合させたKardar-Parisi-Zhang方程式についての研究が順調に進展した。また、保存則を持つ確率Allen-Cahn方程式の鋭敏界面極限に関する研究を本格的に開始させ、今後の研究の発展へとつなげることができた。

本研究は、研究代表者と研究分担者らの緊密な協力の下に実施しているが、研究実績は各テーマを主導した研究者ごとに述べる。研究代表者の舟木は以下の研究を行った。まず、多成分KPZ方程式について、擬被制御解析を適用することにより、非線形項のカップリング定数が3重線形性とよばれる対称性の条件を満たせば、拡散係数による修正を加えた多次元ウィナー測度が定常測度であり、この測度についてほとんどすべての初期値に対し方程式は大域的適切性を持つことを示した。これは星野壮登氏との共同研究である。また、横山聡氏と共同で、質量保存アレン・カーン方程式にノイズを加えて得られる確率偏微分方程式について、鋭敏界面極限を論じ、極限で確率的摂動を持つ質量保存平均曲率運動が導かれることを示した。さらに、Clement Denis氏・横山聡氏と共同で、方向に依存するノイズを加えた平均曲率運動について調べた。近似解の一様モーメント評価を導くことにより、曲率に対する確率偏微分方程式についてWong-Zakai型の収束定理を示した。若野友一郎氏・横山聡氏との共同研究では、数理生物学において用いられるAdaptive dynamicsに数学的基礎づけを与えるために、マルコフ連鎖模型を導入し、個体数が増加するときに、適切なスケール極限の下で系はreplicator-mutator方程式の解に収束することを示した。乗法的ノイズ項を持つ1階の確率偏微分方程式に関するYueyuan Gao氏・Danielle Hilhorst氏との共同研究を継続し、有限体積法の観点から調べた。研究分担者の長田は、河本陽介氏とともに、干渉ブラウン運動に対する有限粒子系近似に関する一般的定理を証明し論文として発表した。またその応用として、ガウシアン・ユニタリアンサンブルの場合に、極限の確率微分方程式のある種の普遍性を証明した。多成分KPZ方程式の時間大域的適切性、質量保存確率アレン・カーン方程式からの質量保存平均曲率運動の導出、方向に依存するノイズを持つ平均曲率運動、数理生物学に現れるAdaptive dynamicsの数学的基礎づけ、乗法的ノイズを持つ1階の確率偏微分方程式の近似理論、干渉ブラウン運動の有限粒子近似と極めて多方面から、大規模相互作用系に対する研究を実施することに成功し、多くの研究成果が得られた。なお、雑誌論文の公表・出版には時間差があり、次年度以降になる。大規模相互作用系とは、もともと統計物理学の研究において用いられる各種の数理モデルの総称であり、莫大な自由度を持つ系である。様々な現象の解析においては階層性が重要な役割を果たす。すなわち、巨視的な視点からは、各種の現象は偏微分方程式によって記述されることが多いが、その背後にあるのが大規模相互作用系である。以下、本年度の研究実績からいくつか具体的に述べる。正方格子上の大規模相互作用粒子系の典型例として、Glauber-川崎力学がある。各粒子は排除則の下で正方格子上をランダムウォークし、同時に時間的にゆるやかな粒子の生成・消滅の効果を持つような系である。
核磁気共鳴法(NMR)による呼吸器疾患の基礎的病態解析及び臨床応用の有用性の検討

1.基礎実験-(1)疾患モデル肺のプロトンNMR緩和時間:心原性肺水腫と非心原性肺水腫,活動性間質性肺炎と器質性した線維化肺,炎症性病変と悪性病変では、緩和時間【T_1】,【T_2】はそれぞれ特徴的な変化を示し、各々の病変とその経過を捉える上で鋭敏な指標となりえることが判明した。このことは各病態において水動態が異なること、この差が【T_1】,【T_2】の緩和のメカニズムの差により分別できることを意味する。(2)他核種のNMR:肺組織のNaスペクトルを明瞭に捉えることが可能であった。Naシフト試薬を肺動脈から注入することにより、組織の細胞内,細胞外のNaを分離することが出来、この方法を用いて細胞外のNaの定量、病変時のNa動態を知ることが可能である。Naシフト試薬によるプロトンの化学シフトを利用することで細胞内外における水の緩和時間変化を別々に捉えることが出来ると考えられる。2.MRIへの臨床応用研究:(1)基礎実験にて見られた緩和時間変化が実際のヒト肺病変でも認められることを確認するためにヒト手術摘出肺を用い、癌,壊死,炎症,正常肺,リンパ節,血清などの【T_1】,【T_2】を測定した。(2)各種病変の緩和時間を用いて、病変間の鑑別診断の可能性を検討し、最適撮像条件決定のための信号強度シミュレーションを行なった。質的鑑別診断能力すなわち病理学的差異を信号強度差として描出する能力は【T_2】強調画像が優れていた。(3)ヒトMRIでは、(1),(2)で予測されたように、肺癌と壊死の鑑別、急性炎症性変化と線維化肺,肺癌と放射線線維化肺の鑑別は2つ以上の異なる撮像法を行ない【T_1】,【T_2】の変化の方向を知ることで可能であった。しかし、急性炎症を呈する閉塞性肺炎と肺癌(壊死を含まない)の鑑別は困難と考えられる。NMRは、基礎的病態解明を臨床診断への応用に直結できるきわめて優れた医学の方法であることが証明された。
弾性構造に発生するCHAOS及び広域不安定現象の研究

著者等の1986年4月以降の発表論文の主要な内容について述べる.論文1では,自励弾性系の安定性に関する線形化固有値解析手法はZiegler-Herrmann等によって1960年代に体系化されているが,その際に基本的な対象として採択されたmodelを新しく非線形解析を行い,従来の結果とは異なるlimit cycle及びchaotic flutter域の存在を示した.論文2, 3ではReut非線形modelにおいて線形解析でのdivergence域がlimit cycle域に変わること, chaos振動,非自明divergence平衡点のまわりのlimit cycle振動の存在を示した.また,論文3では,超音速流下の僅かに曲率をもつ無限長円筒弾性panelにかなり広域にわたってchaotic flutter振動の発生することを解析的に示した.これはE.H.Dowellの平面panelが面内圧縮力との共働がなければchaosが発生しないのと著しく異なっている.なおこれらの結果は, pahase plane trajectory, Poincare map, Liapunov特性指数及びpower spectrumによって表されている.論文4は非保存外力に対する弾性薄殻の安定性解析に対する非線形殻一般理論を新しく提案し,論文5はその静水外圧を受ける周辺可動部分球形殻への,また論文6は接線従動外力下の円殻に適用した解析を示したものである.特に円筒殻にはこの種の外力下でflutter型振動の発生はかなり以前から危惧されており,またそれらしき実験的報告もされているが,その存在の可能性を解析的に示したものである.なお論文4は従来の基礎的並びに歴史的理論の解説も加えて『殻非線形理論』なる書物(大学にて助成)として出版の予定である.著者等の1986年4月以降の発表論文の主要な内容について述べる.論文1では,自励弾性系の安定性に関する線形化固有値解析手法はZiegler-Herrmann等によって1960年代に体系化されているが,その際に基本的な対象として採択されたmodelを新しく非線形解析を行い,従来の結果とは異なるlimit cycle及びchaotic flutter域の存在を示した.論文2, 3ではReut非線形modelにおいて線形解析でのdivergence域がlimit cycle域に変わること, chaos振動,非自明divergence平衡点のまわりのlimit cycle振動の存在を示した.また,論文3では,超音速流下の僅かに曲率をもつ無限長円筒弾性panelにかなり広域にわたってchaotic flutter振動の発生することを解析的に示した.これはE.H.Dowellの平面panelが面内圧縮力との共働がなければchaosが発生しないのと著しく異なっている.なおこれらの結果は, pahase plane trajectory, Poincare map, Liapunov特性指数及びpower spectrumによって表されている.論文4は非保存外力に対する弾性薄殻の安定性解析に対する非線形殻一般理論を新しく提案し,論文5はその静水外圧を受ける周辺可動部分球形殻への,また論文6は接線従動外力下の円殻に適用した解析を示したものである.特に円筒殻にはこの種の外力下でflutter型振動の発生はかなり以前から危惧されており,またそれらしき実験的報告もされているが,その存在の可能性を解析的に示したものである.なお論文4は従来の基礎的並びに歴史的理論の解説も加えて『殻非線形理論』なる書物(大学にて助成)として出版の予定である.【i】)荷重を増大すると周期倍分岐が次々と繰返し起こり遂に不規則振動すなわちchaos状態になり、そのtrajectoryは位相平面上の或る特定領域を埋めつくし、領域外に出ることはない、すなわちstrange attractor性をもつこと【ii】)なお荷重を上げるときlimit cycleが再び現れ、limit cycle→分岐→chaosが繰返されることを荷重の大きさと従動性の変化に対して調べchaos域を明確にした。2.Dowellの板の問題において、【i】)軸圧縮力の増加に伴う周期倍分岐現象が存在することを示した。【ii】)さらにこれらを繰返してchaosへ至ることと、Dowellが明確にできなかったchaos領域を詳細に示した。【iii】)軸圧縮力による座屈変形が、chaosを含む板の非線形挙動にほとんど影響を与えないことがわかった。【iv】)また、粘弾性板においてchaosが発生しないことが、わかった。3.超高音速流下の面内圧縮偏平円筒殻の不安定挙動について次のような結果を得た。【i】)軸圧縮力の増大に伴いflutter臨界流速が低下することは線形解析と変らないが、riseと軸圧縮力の或る特定の領域でchaos振動が発生する。そして適当な流速の場合、ほとんど圧縮力がなくてもchaos振動が起り得ること、またこの性質は平板では圧縮力がEuler座屈限界を充分越えた領域でしかchaosが生じないのと対比して非常に異なる。【ii】)静的圧力差を与えるとchaos域が流速の高い方向に移ること、従って円筒殻では円圧を上げることによって動的安定性を高めることができる。