Academic Center for Computing and Media Studies, Kyoto University

本論文では，日本語の文の自動単語分割をある分野に適用する現実的な状況において，精度向上を図るための新しい方法を提案する．提案手法の最大の特徴は，複合語を参照することが可能な点である．複合語とは，内部の単語境界情報がなく，その両端も自動分割器の学習コーパスの作成に用いられた単語分割基準と必ずしも合致しない文字列である．このような複合語は，自然言語処理をある分野に適用する多くの場合に，利用可能な数少ない言語資源である．提案する自動単語分割器は，複合語に加えて単語や単語列を参照することも可能である．これにより，少ない人的コストでさらなる精度向上を図ることが可能である．実験では，これらの辞書を参照する自動単語分割システムを最大エントロピー法を用いて構築し，それぞれの辞書を参照する場合の自動単語分割の精度を比較した．実験の結果，本論文で提案する自動単語分割器は，複合語や単語列を参照することにより，対象分野においてより高い分割精度を実現することが確認された．

In this paper, we have proposed the modeling of cloth that realizes force together with shape to manipulate the virtual cloth. Researchers, in the community of computer graphics, have simulated only the realistic shape of cloth. However, it is also important to display the force generated from cloth for the environment where user manipulates the cloth with visual and haptic feedback. Inclusion of force with shape requires to simulate shape and force, based on the relation between them. The real relationship between shape and force can be measured by special device called “Kawabata Evaluation System (KES)”. However, a cloth has hysteretic property, and relation between shape and force depends on the history of manipulation. KES data only describes incomplete unilateral relations between force and shape under specific histories of manipulation. Although there exists some previous work that simulates the shape of the cloth based on KES data, it is insufficient to simulate both shape and force considering their hysteretic relation. This paper discusses how to model a virtual cloth to simulate shape and force with realities by interpolating empirical data obtained from KES, considering their limitation due to the hysteresis.

本研究では，著者らが提案した圧縮性流体と固体の熱連成計算手法を鉛直配置された水平２円柱周りの自然対流に適用した．この計算手法では，圧縮性流体と固体から構成される場を１つの混合流体としてモデル化し，流体領域の流れと固体内部の熱伝導を統一的に扱う．また，圧力の計算段階を陰的に行うことで，低マッハ数の圧縮性流れを高速に計算できる．なお，基礎式のモデル化を行う際には，流体と固体で密度と比熱に大きな差がないと仮定している．以上のような計算手法を鉛直に配置された温度一定の高温２円柱周りの自然対流に適用し，実験結果との比較から，得られた温度分布の妥当性を確認した．また，熱伝導性を有する円柱が内部発熱する条件で数値実験を行い，円柱の熱伝導率の影響を反映した妥当な温度分布が得られることを確認した．

本研究では任意形状の固体を含む気液多相場の数値解析法を利用して，開水路の底面に置かれた自然石に働く流体力を解析した．また，室内模型実験との比較から数値解析法の妥当性を検討した．模型実験では矩形断面を有する水平な直線開水路の底面に石の模型を配置し，3通りに流量を変えた常流条件下において模型に作用する抗力，揚力，および模型前面の接近流を計測した．一方，数値解析では模型石は剛体とみなし，模型表面の形状データを使って四面体要素の集合体で表現した．また，物体の特性量や流体との相互作用はこの四面体要素を介して計算した．流体力の実験値と解析値を比較した結果，両者は概ね一致しており，本数値解法の有効性が確認された．

本研究では，既報で提案した圧縮性流体と固体の熱連成計算手法に改良を加え，流体と移動する固体の間で密度や比熱，熱伝導率などの物性値が異なる問題にも適用可能な手法を提案した．この手法では，多相場を１つの混合体としてモデル化し，平均化された混合体の基礎方程式に部分段階的な圧縮性流体解法を適用することで，流体領域の対流と固体内部の熱伝導を統一的に計算する．固体の物性値については，多相場の流速や熱流束を計算する段階で考慮される．提案した手法は，静止した正方形固体を含むキャビティ内の自然対流に適用され，加熱面の平均ヌセルト数について既往研究結果との比較を行った．また，与える温度差を大きくして圧縮性の影響がより顕著となる条件や固体が移動する条件で数値実験を行い，提案した手法の適用性を検討した．

未知語の問題は，仮名漢字変換における重要な課題の 1 つである．本論文では，内容の類似したテキストと音声から未知語の読み・文脈情報をコーパスとして自動獲得し，仮名漢字変換の精度向上に利用する手法を提案する．まず，確率的な単語分割によって未知語の候補となる単語をテキストから抽出する．次に，各未知語候補の読みを複数推定して列挙する．その後，テキストに類似した内容の音声を認識させることによって正しい読みを選択する．最後に，音声認識結果を学習コーパスとみなして仮名漢字変換のモデルを構築する．自動収集されたニュース記事とニュース音声を用いた実験では，獲得した未知語の読み・文脈情報を仮名漢字変換のための学習コーパスとして用いることで，精度が向上することを確認した．

本研究では，圧縮性流体と固体の熱連成問題に対して，音速に基づくCFL (Courant-Friedrichs-Lewy)条件を大きく緩和することが可能な計算手法を提案する．なお，流体と固体の物性値の差は十分小さいと仮定した．この手法では，基礎方程式の圧力項を陰的に計算し，固体領域の流速に対して局所平均化操作を行う．この圧力解法に対して，特に新しい時刻の各変数が圧力計算の離散化式を満足するように，密度の更新と固体領域の局所平均化操作を行うという改良を加えたアルゴリズムを新たに提案した．提案された計算手法を用いて，熱伝導性を有する円形の固体領域を含む矩形キャビティ内の自然対流計算を行い，自然対流のように長時間の計算が必要な低マッハ数圧縮性流れにおいて，音速に基づくCFL条件に拘束されず高速な計算が行えることを確認した．

確率的言語モデルは，仮名漢字変換や音声認識などに広く用いられている．パラメータは，コーパスの既存のツールによる処理結果から推定される．精度の高い読み推定ツールは存在しないため，結果として，言語モデルの単位を単語（と品詞の組）とし，仮名漢字モデルを比較的小さい読み付与済みコーパスから推定したり，単語の発音の確率を推定せずに一定値としている．これは，単語の読みの確率を文脈と独立であると仮定していることになり，この仮定に起因する精度低下がある．このような問題を解決するために，本論文では，まず，仮名漢字変換において，単語と読みの組を単位とする言語モデルを利用することを提案する．単語と読みの組を単位とする言語モデルのパラメータは，自動単語分割および自動読み推定の結果から推定される．この処理過程で発生する誤りの問題を回避するために，本論文では，確率的タグ付与を提案する．これらの提案を採用するか否かに応じて複数の仮名漢字変換器を構築し，テストコーパスにおける変換精度を比較した結果，単語と読みの組を言語モデルの単位とし，そのパラメータを確率的に単語分割し，さらに確率的読みを付与したコーパスから推定することで最も高い変換精度となることが分かった．したがって，本論文で提案する単語と読みの組を単位とする言語モデルと，確率的タグ付与コーパスの概念は有用であると結論できる．

本研究では，周囲流体との力学的連成を考慮した衝突を伴う多数の物体運動計算MICSに対して，分散メモリシステムにおける動的負荷分散手法を提案した．本手法では物体計算領域を流体計算領域とは独立に，３次元スライスグリッドを用いて動的領域分割する．このことにより，各計算プロセスが所有する物体数の偏りを解消し，物体運動計算時間を短縮することが可能である．提案した計算手法を，水柱崩壊を受ける1,000,000個の物体群の解析に適用し，その有効性を確認した．物体計算と連成計算の総和のスピードアップは，256並列では逐次実行と比べて129.90となり，既往の解法より良好な結果が得られた．

本稿では，2015 年度の学認連携Moodle と倫倫姫プロジェクトのアップデートを報告する．学認連携Moodle の受講履歴取得時のパフォーマンスを改善するため，「倫倫姫」のSCO(Sharable Content Object) 構造は変えずに，「総合テスト」を分離し小テスト化し，Moodle の利用制限(Conditional Activities) 機能により，全コンテンツを受講しなければ「総合テスト」を受験できないような運用変更を実施した．これにより，システム上はコンテンツ内容を全て提示することを徹底するとともに，受講記録の取得を迅速に行えるようになった．学認連携Moodle，「倫倫姫と学ぼう！情報倫理」は，京都大学，群馬大学，国立高専をはじめとする102 機関から利用され，日本における情報倫理教育の標準化と可視化，多言語化を目指す取り組みを実践することができた．加えて，アリバイ作りになりがちなe ラーニングを，より実効性のあるものにするとともに，受講記録の取得におけるシステムのパフォーマンス改善を行うことができた．学認連携Moodle と「倫倫姫と学ぼう！情報倫理」は運用開始フェーズから3 年が経過し，サービスとしての安定性を追求する時期となっている．今後の利用拡大を見越し，システム運用ポリシーを明確に定める必要がある．

In the previous paper, I proposed a one-equation-type subgrid-scale (SGS) model for a Large Eddy Simulation (LES) of plant canopy flows. In that paper, the SGS turbulent energy equation was derived from the equations of continuity and Navier-Stokes. The SGS turbulent energy equation was closed by modeling several unknown terms which appeared in the equation. In this paper I tried to modify the modeling of the turbulent diffusion terms and the viscous dissipation rate. The turbulent diffusion terms were modeled in a unified way. The viscous dissipation rate was modeled using two length scales.

A numerical algorithm was proposed to solve the governing equations of compressible fluid consisting of conservation equations of mass, momentum and energy as well as the equation of state. The algorithm is based on an implicit method, in which linear system of density is solved with the temporally-estimated velocity components. Due to the implicit procedures, this algorithm is numerically stable and needs shorter computational time compared with explicit ones. In addition, since the governing equations are discretized with finite volume method, the conservation of mass and other physical properties is satisfied with sufficient accuracy. This computational method was applied to the sock wave propagation problem and natural convection flows driven by the non-uniform temperatures. The validity of the present method was discussed with these results.

本研究では，水を吸収すると膨張する吸水性粒子の間隙に浸入する自由液面流れを有限体積法により計算する手法を提案する．吸水性粒子の膨張により，水に接する粒子の固体領域が広がり，その影響を粒子表面の流速と圧力の境界条件として考慮する．この計算手法を用いて非吸水性粒子間隙の lock-exchange 問題や単一の吸水性粒子の膨張問題を計算し，高密度流体側のフロント位置や水の体積保存性について基本的な検証を行った．さらに，複数の吸水性粒子間隙に浸入する dam-break 流れに対する数値実験を行った．その結果，粒子間隙におけるフローパターンは粒子の膨張に大きく影響を受けること，また粒子の吸水速度が大きくなりすぎると粒子間隙へのフロントの進行が阻害され，領域全体の粒子吸水量が低減する可能性があることを示した．

本研究では，高低マッハ数の圧縮性流体を対象とした３次元数値解析手法を提案し，その適用性を検証した．本手法では，質量・運動量・内部エネルギーの保存則に加えて，理想気体の状態方程式を基礎式とする．３次元コロケート格子上で有限体積法により保存則を離散化し，C-ISMAC法と高次精度TVDスキームを利用して，それらを安定に計算するアルゴリズムを示す．さらに，at MPI，OpenMPによる並列化により計算時間の短縮を図った．提案された解法を用いて，高マッハ数の圧縮性流れである３次元爆風伝搬，また，低マッハ数のベナール対流の計算を行い，理論解および既往の計算結果との比較を行った．その結果，温度や圧力，流速分布などに関して妥当な計算結果が得られることが示された．

A one-equation-type subgrid-scale model for a Large Eddy Simulation of plant canopy flows was proposed in this paper. The subgrid-scale kinetic energy equation was derived from the equations of continuity and Navier-Stokes. This subgrid-scale kinetic energy equation was closed by modeling several unknown terms which appeared in the equation. The present model was compared with an experiment of an open channel water flow where the open channel had a model plant canopy made of cylindrical rods. The present model well estimated the experimental value.

デジタルコンテンツ技術の歴史は、必ずしも計算機とともに歩んでいるとは限らない。しかし昨今の計算機基盤技術の発展が、デジタルコンテンツ技術に大きな影響を与えている事例は数々ある。このことから、デジタルコンテンツ技術のさらなる普及と発展のためには、デジタルコンテンツ制作者も計算機基盤技術に精通しておいて損はない、と考えられる。本論文では非常に多種にわたる計算機基盤技術の中から、XML、電子透かし、Webサービス、グリッドコンピューティングを題材にして、これらの技術の概要を述べるとともに、今後のデジタルコンテンツ技術との関連性について議論する。