【研究領域課題番号】18K05025 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 / データベース / 分子ダイナミクス / ２次元カオス系 / 深層学習 / タンパク質 / タンパク質-タンパク質相互作用

【研究成果の概要】

機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。
これまでの研究で、基本的な機械学習プログラムとデータベースのプロトタイプを作り、2次元ハミルトン系ダイナミクスの学習データベースを用いて、カオス性予測に取り組んだ。このテストにおいては9割程度の正答率まで上げることができるようになった。また、NaイオンとClイオンの会合・解離の予測をする機械学習にも取り組んできた。予測の正答率を75％程度まで向上することに成功している。
今年度は、機械学習モデルによるNaイオンとClイオンの会合・解離の予測精度が正答率これ以上改善することが困難になる要因について、解析をおこなった。機械学習手法・データ数・ハイパーパラメータなど色々な可能性を探ったが、本質的な正答率の改善はできなかった。そこで、系自体に、学習困難な要因がある可能性を調べた。その結果、不正解であった初期条件のトラジェクトリーはカオス性が高いものが多いことが分かった。さらに、タンパク質界面環境への応用として、卵白リゾチーム（HEL）とその抗体(HyHEL-10)の複合体にある塩橋の形成・崩壊のダイナミクスについてデータベース化をおこなった。さらに、簡略的な機械学習もおこなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】20360261 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地球・都市環境 / ヒートアイランド / PDCAデュアルサイクル / Webシステム / データベース / シミュレーション / 観測 / 対策 / 大阪 / PDCA

【研究成果の概要】

PDCAサイクルの考え方をヒートアイランド対策に適用し、シミュレーションの活用システムを追加して、「PDCAデュアルサイクル支援システム」をWeb上に構築した。具体的には以下の通りである。
(1)ヒートアイランド対策手法を整理し、そのデータベースを構築した。
(2)メソ気象シミュレーションツールのWRF モデルを用いて、大阪地域のヒートアイランドのシミュレーションを行い、アセスメントに使用できる環境の構築を行った。
(3)ヒートアイランドの常時観測を大学や研究機関が協力して行い、観測値のデータベース化を行い、監視システムを構築した。
(4)システムの運用を開始し、アンケートやヒアリングによりシステムの評価を行い、改善点を明らかにしつつある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)

【研究分野】機械材料・材料力学

【研究領域課題番号】17656037 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

機械材料・材料力学 / 分子動力学 / ポテンシャル / シミュレーション / 遺伝的アルゴリズム / 規格 / マルチスケールシミュレーション / 金属ガラス / 分子動力学ポテンシャル / データベース / 密度汎関数法 / 標準化 / レナードジョーンズポテンシャル

【研究成果の概要】

本研究は、アモルファス金属や化合物半導体等の高度な分子動力学計算に不可欠な高精度な経験的分子動力学ポテンシャルの標準規格の構築を行った後、ポテンシャル開発ソフトをインターネットのWebを通じて公開し、利用ユーザの結果をデータベースとして蓄積して共有することにより、世界標準のデータベースを作成することを目的とする。
平成19年度は開発プログラムの発表と情報収集、及び戦略的委員会の組織立ち上げのための準備を行った。
具体的には、国際会議MRS spring meeting 2008及び、Material Transactionでの論文投稿を行い世界に向けて発表を行った。また、米国Massachusetts Institute of Technology, Department of nuclear science and engineering、Prof.Yip研究室との議論を行った。
作成したポテンシャル開発ソフトは完成の域に達しており、金属ガラス(Zr-Nu系)、電子デバイスの界面(Cu-Ru系)、ダイヤモンドライクカーボン、化合物半導体(AlGaN)へと適用され、その有効性を十分に検証することが出来た。
今後は、これを日本材料学会分子動力学部門委員会の活動を通じて、産業界に頒布し、活用範囲を広げたいと考えている。また、HPからの無償公開によって、米国MITなど海外の大学との連携をさらに進めたい。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,000千円 (直接経費: 3,000千円)

【研究分野】医用システム

【研究領域課題番号】16200038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

薬物動態解析 / 抗癌剤 / 遺伝子多型 / 個別化医療 / グリッドコンピューティング / データベース / 薬剤副作用 / 探索 / がん / 抗がん剤 / 化学療法 / テーラーメイド医療 / バーチャルフェーズI / シミュレーション / データウエアハウス / SNP / CeLLML / パスウエイ解析 / 個別化治療 / 塩酸イリノテカン

【研究成果の概要】

(1)データベースグリッド技術であるOGSA-WebDBを用い臨床ゲノム情報と関連する複数のライフサイエンスデータベースから薬剤関連情報を網羅的に抽出できる臨床ゲノム情報探索システムを開発した.副作用情報はTOXINETから、遺伝子名はPharmGKBから、蛋白質情報はEntrez Proteinから抽出し、抽出遺伝子あるいは蛋白質名に対応した発現臓器をLSBMから,パスウエイ情報はKEGGから,多型情報はJSNPから得ることとした.これにより最新の抗がん剤の副作用に関連する薬物応答性遺伝子と関連臓器や代謝パスウエイ、蛋白質情報が抽出でき、薬物応答性遺伝子の発現部位と副作用発現部位との因果関係の探索・推定支援を可能とした.抗がん剤である塩酸イリノテカンとシスプラチン及びその併用療法における副作用について検証し、共通パスウエイとしてABC transporters - General, Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450,Starch and sucrose metabolism、両者に関連する遺伝子多型として56個を抽出した.(2)塩酸イリノテカンに関する薬物動態解析アルゴリズムを臨床症例データを基に作成し、UGT1A1多型である^*28,^*6のallele型のパターン(野生型、ヘテロ型、ホモ型)と身長、体重、投与量入力後、各コンパートメントのCPT-11,SN-38,SN-38Gの経時的濃度変化がグラフとして可視化できる臨床ゲノム薬物動態シミュレーションシステムを開発した.(3)臨床ゲノム情報と症例情報、薬物動態関情報の3つの情報管理仕様を提案し、UNIXサーバ上にApache2.2.0,PHP5.1.1,MySQL5.0.18プログラム言語Javaを用い臨床ゲノム情報管理システムを試作した.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】47,190千円 (直接経費: 36,300千円、間接経費: 10,890千円)

【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】16760472 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

住環境 / CAD / 緑 / 微気候 / シミュレーション / アンケート / データベース / 環境共生 / 野鳥 / 住宅地 / 意識 / 住まい方 / 実測

【研究成果の概要】

1.居住者の意識と住まい方に関し、平成16年度に実施し集計したアンケート結果を解析し、入居段階の居住者の意識と住環境評価の特徴を明らかにした。また、居住者の住環境評価結果と、実際の住宅地環境の特徴の関係を解析した。本年度、解析に取り上げた住宅地環境要素は、微気候(風)と緑である。
2.前年度から継続して調査し、データベース化してきた環境情報を整理し、住宅地環境情報図の作成に取り組んだ。住宅地の建物・地表面の情報は前年度整備したCADモデルを元に作成した。植生の生育状況は、現地調査と係留気球からのデジタルカラー写真撮影を実施し、情報を収集・データベース化した。それらの情報より緑をオブジェクト化し、住宅地CADモデル上にプロットした。微気候については、平成16年度の風環境の調査結果から、住宅地全体の風系を地図化した。
3.住宅地内に形成される微気候の特徴を明確にするため、申請者らが開発した全表面熱収支シミュレーション手法を用いて、住宅地内の空間形態と表面温度分布との関連を解析した。上記2.で作成した住宅地CADモデルを基に、住宅地全体の熱収支解析用質点系伝熱モデルを作成した。そして、住宅地の現況と、緑の量と質を変化させたケースについて、表面温度分布を計算した。計算結果より、屋外生活空間の平均放射温度分布と、街区が周囲に及ぼす熱環境負荷を算出し、空間形態(樹木の量・質、建物形状・配置等)との関連を分析した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】14380189 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地震被害 / 被害関数 / 被害推定 / 木造住宅 / 耐震診断 / 応答スペクトル / 地震 / 建物被害関数 / 地理情報システム / データベース / 地域性 / シミュレーション / 2000年鳥取県西部地震 / 2001年芸予地震

【研究成果の概要】

本研究では、建物被害推定精度の向上を目指し、木造建物の耐震性能の地域性に着目し、新たな被害関数の提案を行った。
まず、木造住宅の耐震性能の地域的な違いについて、耐震診断データをもとに分析した。耐震改修事業者より約3万棟の診断データを入手し、北海道・東北・関東・北陸・中部・東海・関西・山陰・山陽・四国・九州の11地域で集計し、診断評点分布の比較を行なった。その結果、関西地方で壁量が比較的少ない建物が多く、水平抵抗力の点で劣ること、北陸・東北といった積雪地域で壁配置等の問題から偏心の恐れのある建物が多いことなど地域的な違いが明らかとなった。
次に、耐震診断データに着目し,建物耐震性能の分布から応答スペクトルにより一部損壊被害を予測する被害関数の定式化を行った。そして、1995年兵庫県南部地震に関し、精度の検証を行った。
また、半壊・全壊といった大被害に対しても被害率評価ができるよう被害関数を拡張するため、被害推定に適した入力地震動の分析を行なった。実地震記録とそのスケーリング波計900波を用い、木造建物の動的解析モデルにより固有周期・壁量をパラメータとして数値解析を行った。その結果、被害判定閾値の変位における割線剛性に対応する固有周期の変位応答(減衰定数20%)の相関が高く、被害関数の入力として適していることが明らかとなった。
最後に、前項目の結果を受け、大被害時の周期伸びを考慮した変位応答スペクトルを入力とした被害関数の定式化を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】13,600千円 (直接経費: 13,600千円)

【研究分野】都市計画・建築計画

【研究領域課題番号】14550627 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

人間-環境系 / デザイン / 設計環境 / インタラクション / コラボレーション / 都市景観 / シミュレーション / データベース

【研究成果の概要】

21世紀を迎えて、大量生産・大量消費を基調としたデザインが行き詰まり、ポスト工業化社会にふさわしいデザインのあり方が重要な課題となっている。こうした局面におけるデザインの役割は、新しい事物を創り出すよりも、人間と環境との豊かな関係を構築することにある。本研究の目的は、こうした「人間-環境系のデザイン」の基本原理を明らかにすると共に、それを支援する「インタラクティブな設計環境」を開発することにある。主な研究成果は次の通りである。
1.与条件を問い直すところから始めて、つくられたものが実際に使用され、その結果がデザインにフィードバックされていくマクロなプロセスの事例(ライフサイクルやメンテナンスを考慮したデザイン、漸進的に成長していく都市景観のデザイン、シリーズやプロトタイプのデザインなど)を収集し、人間-環境系のデザインの基本原理を探求した。
2.人間-環境系のデザインの事例として、多種多様な要素の集合からなる都市景観のデザインプロセスを取り上げ、そのプロセスを支援するインタラクティブで領域指向的な設計環境が備えるべき条件を明らかにした。
3.都市景観デザインは既存の都市景観に何らかの変更を加えることであることから、その変化を検討するために、都市景観に関するデータベースを構築した。
4.アクション(設計すること)とリフレクション(考えること)を有機的にリンクすることにより、コラボレーションによるデザインを可能にする協調的設計環境の開発を推進した。
5.歴史都市・京都の都市景観のデザイン問題とりあげ、協調的設計環境を活用して、都市景観デザインのケーススタディを展開した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】経済政策(含経済事情)

【研究領域課題番号】10044036 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エネルギーモデル / 地球環境 / 地球温暖化 / 排出権取引 / 世界経済 / グローバル化 / 計量モデル / シミュレーション / 環境政策 / エネルギー政策 / 貿易と環境 / 国際協調 / エネルギー需給 / 中国 / ロシア / 環境モデル / 国際関係 / 貿易モデル / データベース / アジェンダ21 / 国際産業関連

【研究成果の概要】

二酸化炭素排出は地球温暖化を招く要因であり、国際的には排出権取引を導入することによりエネルギー価格に環境コストを上乗せするスキームに合意ができている(京都プロトコル)。しかし実施についてはCOP6において合意ができず、COP6.5において継続審議が予定されている。COMPASSはこの面の分析に適した構造を有する。COMPASSは経済、エネルギー、環境をリンクしている点に特徴がある。特に経済を多部門分割している点、時系列産業連関表をダイナミックに利用しておりテクノロジーとの接点を明示している点に国際的評価を得ている。米国はCOPへの参加を取りやめることを決定した。しかしヨーロッパは実施について強い意志を維持しており、日本も2010年の目標実現に大きな困難を感じつつも基本的な方針を転換することはできないであろう。こうした中でエネルギー、環境の分野において中国と日本の関係はきわめて重要となっている。中国は今後10年で経済規模を2倍にすることを決定(2001年3月13日付『人民日報』)した。これは年率7%の経済成長を意味する。中国は上海、北京など沿海部を中心に高度成長を続けており、今後の課題は地域格差是正などとともに、エネルギー需要の急拡大に如何に対応するか、二酸化炭素排出など環境面の制約を如何に克服するか、が大きな課題である。排出権取引にあわたって国際的に唯一の売り手はロシアである。体制移行による混乱でエネルギー消費が低下したためであるが、経済改革の進展により将来的には経済の回復が実現すれば排出権を売却するゆとりはなくなる。本年度はロシアについても分析を強化した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】17,100千円 (直接経費: 17,100千円)

【研究分野】化学工学一般

【研究領域課題番号】10305059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

撹拌槽 / 標準化 / データベース / シミュレーション / スケールアップ

【研究成果の概要】

これまで研究してきた下記項目につき以下のようにまとめた。ただし、すべての項目についてまとめきれたわけではなく,引き続き研究が続行されているものがほとんどである。
(1)LDVによる槽内流体の正確な3次元速度分布の測定
光の屈折を最小限に押さえることが可能なシリコンオイルを選定し、層流から遷移域に及ぶ詳細な流速分布の測定データを得た。このデータは十分シミュレーション結果を検証できる精度を持っている。これらのデータを用い、仮想粒子を槽内にばら撒き、それの混合状況をシミュレーションし、アニメーションにて可視化することに成功した。
(2)槽内の乱流流動場に適応する乱流モデルの検討と反応を考慮したシミュレーション手法の開発
乱流流動場に適用可能な乱流モデルについては引き続き検討が必要である。ただし、反応を考慮したシミュレーションは、例えば重合反応の場合、反応場をいくつもの段階に分けることにより、かなりの精度で現象を予測できる手法を開発した。
(3)スケールアップ理論を構築するための小型槽と大型槽を用いての反応実験に基づくデータ解析
乱流エネルギー密度関数を考慮することによりスケールアップの制度を検討することができる。ただし、この問題は非常に困難を極め、また、大量のデータを必要とするため、現在も引き続き研究続行中である。
(4)撹拌反応槽の標準設計法の確立のための撹拌所要動力の測定
単段翼の撹拌槽に関しては、標準としたパドル翼だけでなくピッチドパドル翼にも拡張、さらにガス吹き込み撹拌にも対応可能な撹拝所要動力相関式を得た。
さらに、これまでに発表された主要な論文をすべて網羅したデータベースをCD-ROM化することも完了した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】25,500千円 (直接経費: 25,500千円)

【研究分野】都市計画・建築計画

【研究領域課題番号】07650722 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

都市景観 / マルチメディア / シミュレーション / データベース / 解読 / デザイン

【研究成果の概要】

本研究では、多種多様な要素のアンサンブルからなる都市景観の特質を探究するために、マルチメディアによる都市景観のシミュレーション・システムを開発し、都市景観を多角的な視点から解読する試みを展開した。
1.都市景観に関する情報の収集
(1)日本の歴史的街並み(海野、近江八幡、丹波篠山など)について、現地調査資料を整理し、新たに文献資料の収集を行った結果、200カ所の街並みに関する情報を体系的に把握することができた。
(2)現代都市の中から3カ所の場所を選定し(新宿、丸ノ内、多摩ニュータウン)、写真、ビデオ映像、音声、図面、地図、文献資料などの情報を収集し、都市景観を多種多様な記号のネットワークとして把握した。
2.マルチメディアによる都市景観のデータベースの開発
(1)200カ所の日本の歴史的街並みについては、マルチメディアによる都市景観のデータベースを完成させた(Macintosh上のHyperCardを利用し、写真1300枚、地図200枚、テキスト60万字程度を集録した)。
(2)現代都市については、ビデオ映像や音声を含むマルチメディアによる都市景観のデータベースの開発を進めた。
Macintosh上のHyperCardをベースにして、Adobe PremiereやMacroMedia Directorを用いて、都市空間の中をウオ-クスルーしながら、仮想現実にも似た都市景観の体験が得られるようにした。
3.都市景観のシミュレーション・システムの活用
シミュレーション・システムを、都市景観の解読、デザイン、景観政策の立案、環境教育など、多様な文脈で活用する方法を検討した。日本の歴史的街並みのデータベースは、CD-ROM化して利用できるようにした。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1995

【配分額】1,900千円 (直接経費: 1,900千円)

【研究分野】システム工学

【研究領域課題番号】07650458 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

情報流網 / 情報システム / ネットワーク管理 / 性能評価 / シミュレーション / 知識ベース / システム設計支援 / GUI / 通信ネットワーク / データベース / 待ち行列理論 / 感度分析

【研究成果の概要】

情報流網を構成する各種要素の変動によって生じる性能評価尺度の変化及び最適構成に対する理論的研究,情報システムの統合的管理を行うための手法に関わる研究を行った.また,実際的手法の開発も重要であることから,ハイブリッド型性能評価支援システムAsQを基盤に情報システム統合のための知的管理システムのプロトタイプの開発を行った.
・待ち行列網理論による各種モデルの評価手法を統合化する近似的な数学モデルを提案し,その性能評価に関する研究を行なった.
・性能評価手法のひとつであるシミュレーション技法について情報システムの特性に着目した理論が必要であり,その研究を行なった.
・ハイブリッド型性能評価支援システムとの統合を行うために,グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を利用して情報流網のエレメントを編集できるようにした.
・情報シシテムを統合するために,性能評価基準を満たした最適な構成を発見する必要があり,情報システム運用において必要な管理手法を確立するための性能評価支援システムに基づいた知識データベースを拡張した.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1995 - 1997

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)

【研究分野】都市計画・建築計画

【研究領域課題番号】05650593 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

開発と保存のダイナミックス / 都市景観 / シミュレーション / 多層構造モデル / データベース / マルチメディア / 景観のコード

【研究成果の概要】

産業構造の転換に伴い、資本主義的な開発の波が都市内部に押し寄せ、都市景観の破壊が急速に進行している。本研究では、開発と保存のダイナミックスが錯綜する歴史都市を対象として、個性的な景観形成の原理を探究するための都市景観シミュレーションの方法の開発をめざして、次のような研究を展開した。
1.都市景観の多層構造モデルの探究
開発と保存のダイナミックスをとらえるためには、場所性、歴史性と同時に、現代に生きる都市としての活力を考慮した都市性を発見していく必要がある。そこで、歴史都市の景観を、場所性・歴史性・経済性・文化性等の深層構造と、現れとしての景観の表層構造とを重ね合わせてみる多層構造モデルの定式化を行った。
2.マルチメディアシステムによる都市景観のデータベース化
(1)多層構造モデルに基づいて、これまでに収集した200カ所の日本の歴史的街並みの景観について、マルチメディアシステムを利用した都市景観のデータベースを作成した(Macintosh Quadra840AV上のHyperCardを利用)。
(2)ビデオ映像や音声を含むマルチメディアシステムによる都市景観のデータベース化の方法を開発した。
3.都市景観のシミュレーション・システムの開発
(1)開発と保存の論理の立て方によって、都市景観がどのように変化するかをシミュレートする方法の開発を進めた(Photoshopによるモンタージュ、MiniCADによるシミュレーションなどを利用)。
(2)歴史都市・京都をケーススタディの対象として、都市計画法や相続税等の社会的制度、屋根勾配・スケール・色彩・素材などの景観のコードのあり方を検討するために、基礎的な資料を収集した。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1993

【配分額】2,000千円 (直接経費: 2,000千円)

【研究分野】船舶構造・建造

【研究領域課題番号】02302051 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CIM / プロダクトモデル / 製品モデル / シミュレーション / オブジェクト指向 / 生産管理情報 / 統合システム / モデリング / 製品定義モデル / 関係情報 / システムインテグレーション / プロダクト・スパイラル / 寸法表現 / 幾何情報 / 属性情報 / 構造設計 / 生産設計 / オブジェクト指向言語 / デ-タ・ベ-ス / 3次元幾何情報 / エンジニアリング情報 / 属性 / 生産計画 / カット・アセンブリング機能

【研究成果の概要】

1.製品モデルの重要性:造船CIM構築のためには、設計から生産まで一貫して使用することができる製品モデルを構築することが必要であることが理解できた。製品モデルの情報として重要なものは、船体構造を構成する部材のモデル化と部財間の関係情報が重要であることが確認された。これらの情報が獲得されれば、分割の機能、アセンブリングの機能によって、製品の生産情報まで獲得することが可能であることが確認できた。2.設計モデルの重要性:上記に示した製品モデルの情報を生成するのは、生産活動における設計業務である。したがって、情報の効率的な生成は設計活動のモデル化が重要である。本研究では船体構造の設計手法として空間分割モデルとユニットによる内部構造の設計手法を提案し、設計情報の記述の重要性をも主張することができた。また、部品の詳細な設計はアセンブリング・シミュレーションによる検討による支援が重要であり、生産設計の位置づけを明確にすることができた。3.プロダクトスパイラルの概念の構築:本研究では、設計から生産にわたる広範囲の生産活動をプロダクトスパイラルの概念を提案することによって整理することができた。プロダクトスパイラルは1)構造機能の創出2)構造の部品化3)構造の構築の3本柱から成立ち、製品モデルが1)-3)へ情報を獲得しながら情報量を増やし、情報の完成度を高めるものである。このスパイラルに沿って進むと、確実に製品モデルは進化し、その場その場で必要な情報を提供することができることになる。4.オブジェクト指向によるシステム開発の有効性:オブジェクト指向言語によるシステム開発は、その言語の特徴であるオブジェクトの概念によって、システムのプロトタイピング、インテグレーションに関して有効であることが確認された。また、そのCIMの様な大規模なシステム開発にはオブジェクト指向のような柔軟な言語が有効であることが理解できた。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1990 - 1992

【配分額】9,700千円 (直接経費: 9,700千円)

【研究分野】広領域

【研究領域課題番号】63300004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

知的集約機能 / 材料デ-タシステム / メタデ-タ / 予測モデル / 探索 / 意味管理 / 材料設計 / 分散デ-タベ-ス / 付加価値生成 / LAN / デ-タベ-スディレクトリ- / 階層メニュ- / シミュレ-ション / 材料データシステム / データベース / 計算機ネットワーク / オブジェクト指向 / モデル管理 / 交換フォーマット / 材料挙動

【研究成果の概要】

本格的材料デ-タシステムの基本仕様についての検討を行い、設計開発にあたってのトレ-ドオフを抽出した。要請としては、デ-タの鮮度、デ-タおよび知識の意味の管理、評価値の完全性がある。材料の複雑性から入手可能なデ-タが断片的なものとなることが多いため、実用的システムの仕様としては自己組織化等の知的集約機能が必要である。このための漸近的な方策としてデ-タモデルの表現方法の検討、メタデ-タの確定、各種予測モデルの管理方策の検討等相互利用可能な材料デ-タシステム構築のためのガイドライン案を作成た。材料設計を目標とした場合には、計算機化したデ-タ、知識を基台にした未踏領域の可視化が目標となる。原子レベルの構造と巨視的な特性である破壊などの関係付けについてはやっと精密な議論が開始されたばかりのところで、巨視的扱い、連続体近似を基台にした構造力学との理論的整合性等を管理するプラットフォ-ム機能が必要である。
システムとしては、デ-タベ-ス化によりその代表的側面の具体的かつ静的な表現を与えられる一方、実験式、理論式、シミュレ-ションモデルにより近似的ではあるが動的に表現されることになる。また、材料のもつ多様性の反映として、原デ-タ、画像デ-タ、統計デ-タ、ル-ル、述語論理、式、手続き等々、さまざまな定量的表現、定性的表現がデ-タシステム内に混在し、相互に意味的な関連を持つため、材料本性の理解に基づく系統的な意味管理を必要とする。材料設計においてはそうした関連情報を知的に統合するため、分散システムを統合するような重層的システム構成が必要で、そのプロトタイプを開発し、その結果を基台に、報告書を作成した。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1988 - 1990

【配分額】12,800千円 (直接経費: 12,800千円)

【研究分野】情報工学

【研究領域課題番号】63850068 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

並行処理 / ホットスポット / 並列トランザクション / バックアップ / デ-タベ-ス / 主記憶デ-タベ-ス / 回復処理 / ログ / ハ-ドウェア並行処理制御 / ハ-ドウェアバックアップ機構 / ホットスポットデ-タ / ハ-ドウェアログ / プロトタイピング / 並行処理制御 / ハ-ドウェア / シミュレ-ション / 2ポ-トメモリ / 大容量主記憶 / トランザクションマシン / ハードウェア / シミュレーション

【研究成果の概要】

本研究に対し、初年度は基本的な方式の検討や並行処理制御方式に対する基本的な検討を行った。次年度に、ホットスポットデ-タに対する並行処理方式のシミュレ-ションによる検討、バックアップ方式のハ-ドウェア設計を行い、最終年度には試作および論文へのまとめを行った。
本研究の主な成果は次の通りである。
1)性質が異なるデ-タを扱う場合の並行処理方式、長時間処理のある場合の並行処理方式、直列可能性に応答時間を入れた並行処理等の並行処理の基礎理論の研究。
2)ホットスポットデ-タを区別して扱うデ-タベ-スシステムにおける並行処理方式。ホットスポットデ-タの性質を考えた並行処理方式は考えられていなかったため、新たに方式開発を行った。。
3)並列トランザクションモデルに対する並行処理方式とハ-ドウェア化。並列トランザクションモデルを用いるとかえってデッドロック(すくみ)が増加する可能性のあることを指摘し、対策のための方式およびハ-ドウェア設計を行った。
4)常時バックアップメモリの設計。とくにホットスポットデ-タのバックアップコストが大きなものとなるため、ハ-ドウェア的にシステム利用中に自動的にバックアップする方式を開発し試作を行った。さらに常時バックアップディスクも設計し、それらを用いたバックアップオ-バヘッドの少ないシステムの設計を行った。
5)ハ-ドウェアログシステムの設計。デ-タベ-ス操作を記録するログをとる操作がシステムによっては動作全体の50%近くを占めることがあるため、CPUバスを監視してハ-ドウェア的にログをとる方式を開発中である。

【研究種目】試験研究(B)

【研究期間】1988 - 1990

【配分額】21,300千円 (直接経費: 21,300千円)

【研究分野】建築計画・都市計画

【研究領域課題番号】60460184 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

人と車 / 行動モデル / シミュレーション / 流動 / データベース

【研究成果の概要】

従来, 建築計画・都市計画において, その規模, 配置を決定するのに, 利用者である人間の行動を計画案評価の指標としてきたが, 空間の移動手段である車については, ほとんど利用できるデータが無かったこともあって, 考慮されていなかった.
本研究では, 歩行者の環境の中から車を締め出すというのではなく, むしろ共存するためには, どのような融分関係にあるべきかを明らかにするという立場で, 調査・分析を進めた結果, 人と車の接点となる駐車場の利用に関する膨大なデータが得られる一方で, その動きを予測するための行動モデルを開発した.
具体的には, 人間と車とが競合・融合する場所として, 奈良県の天理市を取り上げ, ここで催事があった場合の大量の人間と車の動き(フローとストック)を実測調査した. この結果, それぞれの行動圈域が設定されるとともに, 低速度で移動(渋滞)中の車は, ある意味で動的な駐車場とみなせることを明らかにした.
一方, パーソナルコンピューターを用いて, APL言語により, 人と車の流れ, 及び駐車場の配置を評価するモデルを作成した. この結果, 施設の分散配置と流れのコントロールが, 市内の混雑を解消する有効な手段であること, さらに, 大規模駐車場を離れたところに設け, シャトルバスで運行する方式が効果的であることを指摘し, 実際に天理市で実施したところ, 予想以上の効果をあげた.

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1985 - 1987

【配分額】5,500千円 (直接経費: 5,500千円)