M2Mデータのためのインデキシング技術の研究

近年の通信機器小型化やネットワークインフラストラクチャの大容量化・低料金化により， M2M（Machine to Machine），すなわち機器間の通信を用いたアプリケーションが普及しつつある．さらに，個々の M2M アプリケーションを独立に実装していたのでは，費用や実装期間が大きくなってしまうため，共通機能，あるいはデバイスデータそのものを共有化する，水平統合型プラットフォームの必要性が認識されつつある．本研究では，M2M の更なる普及を促進するため，水平統合型プラットフォームの基本機能であるデータ検索機能の実現を目指すこととした．大規模データに対する効率的な検索には，インデックスが必要不可欠である．また，扱うデータや検索クエリに応じて，適切なインデックスは異なる．そこで，M2M アプリケーションの M2M データ検索クエリに適したインデキシング技術を確立することを，本研究の目的とした．水平統合型プラットフォームの検索機能においては，大量のデータを蓄積しながら，大量の検索処理を実行するため，挿入性能，検索性能ともに高速性とスケール性が求められる．各 M2M アプリケーションは種類によって様々な検索条件により検索を行うが，各検索条件が用いられる頻度を正確に予測することはできず，また頻度は動的に変化すると考えられるため，どのような検索をどれほど効率的に処理可能とすべきかを事前に決めることは困難である．従って，入力データや検索要求の変化にもある程度柔軟に対応可能な負荷追従性が求められると考えられる．本研究ではまず，M2M アプリケーションの検索要求について検討・整理した．その結果， 5つの検索パターンが存在することが判明し，特にデバイスの「 ID 」と測定時刻を示す「時間」の 2つの次元（属性）を指定する検索条件を用いた 2次元検索クエリが多く用いられることが分かった．しかしながら，従来のインデキシング技術で対応できない検索クエリという観点からは，本論文中では「その他の多次元検索型」と分類したパターン，すなわち多様な M2M データに対する多様な多次元検索クエリが，従来のインデキシング技術では前述した要件，すなわち高速性，スケール性，負荷追従性を実現できない検索要求であることが分かった． M2M データは，「 ID 」や「時間」，「場所」など多数の次元（属性）を含み，多次元検索クエリは，複数の次元について条件指定した検索クエリである．「その他の多次元検索型」をさらに分類すると，多次元完全一致検索と多次元範囲検索に分けることができる．多次元完全一致検索とは，「『 2014 年製』の『X社』の『赤い』『カバン』」を検索条件とする検索クエリのように，モノ・コトに関する複数の属性情報を指定する検索である．多次元範囲検索とは，「『関東地方』で『現在』の積載量が『0.5t 以下』のトラックのリスト」を検索条件とする検索クエリのように，時空間やセンサデータ等，複数次元の値範囲を指定する検索である．多完全一致検索，多次元範囲検索いずれの検索においても， 1次元インデックスを用いて中間解を取得し，中間解に対して残りの次元についてフィルタリングを行う従来手法では中間解が膨大になり高速化できない．また多次元範囲検索については，多数の多次元インデックスを用いる従来手法もあるが，インデックスの構築・保持コストが高くスケール性に乏しい．そこで，多次元完全一致検索に対する新しいインデキシング技術として，準候補キーインデキシング技術を提案した．準候補キーインデキシング技術は，複数の属性情報を指定した検索条件（AND条件）に対しても高速に検索結果を返却できるよう， AND条件とそれに該当する検索結果も予めインデックスに入れておく手法である．ただし， AND条件は組合せの数だけ存在し，その数は爆発してしまうため，必要以上に多くの AND条件をインデキシングしないで済むよう，インデキシングすべき AND条件の選択手法を考案した点が本技術の重要な部分である．評価の結果，AND条件においても M2Mデータ数に関わらず高速な検索が実現でき，またインデキシングのための通信量や記憶量は M2Mデータ数に対して logオーダとなり，スケール性があることを確認した．また M2Mデータの更新に追従して，インデキシングする AND条件を適応的に変化させていくアルゴリズムを考案した．また多次元範囲検索に対する新しいインデキシング技術として， UBI-Tree 技術を提案した． UBI-Tree 技術は，従来の多次元範囲検索用インデキシング技術である R-Tree を拡張し，多様なデータ，多様な範囲条件にも対応可能とする手法である．評価の結果，従来技術に比べ，高速な多次元範囲検索が可能であることを確認した．さらに，変化する負荷に対応できるよう，検索クエリの履歴に応じてデータの分類方法を変化させていく Load-Adaptive UBI-Tree技術を提案した．評価の結果，頻繁に用いられる検索クエリの処理効率を向上させ，平均レスポンスタイムやスループットを向上させることができることを確認した．また，UBI-Tree 技術にスケール性を持たせるため，新しい負荷分散手法として Dynamic-Help Methodを提案した．評価の結果，増加していく負荷に対してスケールすることを確認した．以上のように本研究では，水平統合型プラットフォームの検索機能における多次元検索を効率化する要素技術として， 2つの新しいインデキシング技術を確立することができた．今後，実用化していくためには，他のインデキシング技術，他の機能を含めた水平統合型プラットフォームとしてのトータルな設計，本格実装，実証実験による有効性確認を行っていく必要があると考えられる．電気通信大学201

A possibility of influence factors on winter physical damage of grapevines in a snowy vineyard

Hokkaido in northern Japan is a typical subpolar region and wine production using traditional cultivars can be done recently. However, there is an issue that the grapevines have short life spans in snowy central Hokkaido. This study investigates the effect of snow itself and its interaction with vineyard slope and grapevine stiffness on physical stress. In comparison of the flatness of the vineyard, the distortion of the basal trunk in the slope zone was greater than in the flat zones in the snowy mid-season. In comparison between cultivars, the distortion of the basal trunk in the flexible 'Kerner' was greater than in rigid 'Gewürztraminer', even in the flat zones. The magnitude of the distortion coincides with the mortality of grapevines. Although the changes in distortion showed a transition in just two winter durations, these results suggested a possibility that the snow cover might be linked to one of the physical damages of grapevines in vineyards in heavy snowy regions

A New Insight into the Development of Novel Anti-Cancer Drugs that Improve the Expression of Mitochondrial Function-Associated Genes

Recent analyses of the whole genome sequencing data enable us to predict cancer incidence for healthy people at present. In addition, metabolome analyses rediscovered that “cancer is a metabolic disease”. Importantly, it has been suggested that mitochondrial dysfunction might precede the metabolic change. In this chapter, we would discuss if “cancer is a transcriptional disease”. Analyzing 5′-upstream non-protein-encoding regions of the human mitochondrial function-associated genes, we speculate that mitochondrial functions could be recovered or improved at a transcriptional level. In the near future, novel chemo-/gene-therapies might be applied to treat cancer patient converting cancerous cells into normal differentiated cells

SenStick: Comprehensive Sensing Platform with an Ultra Tiny All-In-One Sensor Board for IoT Research

We propose a comprehensive sensing platform called SenStick, which is composed of hardware (ultra tiny all-in-one sensor board), software (iOS, Android, and PC), and 3D case data. The platform aims to allow all the researchers to start IoT research, such as activity recognition and context estimation, easily and efficiently. The most important contribution is the hardware that we have designed. Various sensors often used for research are embedded in an ultra tiny board with the size of 50 mm (W) × 10 mm (H) × 5 mm (D) and weight around 3 g including a battery. Concretely, the following sensors are embedded on this board: acceleration, gyro, magnetic, light, UV, temperature, humidity, and pressure. In addition, this board has BLE (Bluetooth low energy) connectivity and capability of a rechargeable battery. By using 110 mAh battery, it can run more than 15 hours. The most different point from other similar boards is that our board has a large flash memory for logging all the data without a smartphone. By using SenStick, all the users can collect various data easily and focus on IoT data analytics. In this paper, we introduce SenStick platform and some case studies. Through the user study, we confirmed the usefulness of our proposed platform

Insights on the Sun birth environment in the context of star-cluster formation in hub-filament systems

Cylindrical molecular filaments are observed to be the main sites of Sun-like star formation, while massive stars form in dense hubs, at the junction of multiple filaments. The role of hub-filament configurations has not been discussed yet in relation to the birth environment of the solar system and to infer the origin of isotopic ratios of Short-Lived Radionuclides (SLR, such as $^{26}$Al) of Calcium-Aluminum-rich Inclusions (CAIs) observed in meteorites. In this work, we present simple analytical estimates of the impact of stellar feedback on the young solar system forming along a filament of a hub-filament system. We find that the host filament can shield the young solar system from the stellar feedback, both during the formation and evolution of stars (stellar outflow, wind, and radiation) and at the end of their life (supernovae). We show that the young solar system formed along a dense filament can be enriched with supernova ejecta (e.g., $^{26}$Al) during the formation timescale of CAIs. We also propose that the streamers recently observed around protostars may be channeling the SLR-rich material onto the young solar system. We conclude that considering hub-filament configurations as the birth environment of the Sun is important when deriving theoretical models explaining the observed properties of the solar system.Comment: Accepted for publication in The Astrophysical Journal Letter

RhoD Inhibits RhoC-ROCK-Dependent Cell Contraction via PAK6.

RhoA-mediated regulation of myosin-II activity in the actin cortex controls the ability of cells to contract and bleb during a variety of cellular processes, including cell migration and division. Cell contraction and blebbing also frequently occur as part of the cytopathic effect seen during many different viral infections. We now demonstrate that the vaccinia virus protein F11, which localizes to the plasma membrane, is required for ROCK-mediated cell contraction from 2 hr post infection. Curiously, F11-induced cell contraction is dependent on RhoC and not RhoA signaling to ROCK. Moreover, RhoC-driven cell contraction depends on the upstream inhibition of RhoD signaling by F11. This inhibition prevents RhoD from regulating its downstream effector Pak6, alleviating the suppression of RhoC by the kinase. Our observations with vaccinia have now demonstrated that RhoD recruits Pak6 to the plasma membrane to antagonize RhoC signaling during cell contraction and blebbing

The CCR4-NOT deadenylase complex controls Atg7-dependent cell death and heart function

Shortening and removal of the polyadenylate [poly(A)] tail of mRNA, a process called deadenylation, is a key step in mRNA decay that is mediated through the CCR4-NOT (carbon catabolite repression 4-negative on TATA-less) complex. In our investigation of the regulation of mRNA deadenylation in the heart, we found that this complex was required to prevent cell death. Conditional deletion of the CCR4-NOT complex components Cnot1 or Cnot3 resulted in the formation of autophagic vacuoles and cardiomyocyte death, leading to lethal heart failure accompanied by long QT intervals. Cnot3 bound to and shortened the poly(A) tail of the mRNA encoding the key autophagy regulator Atg7. In Cnot3-depleted hearts, Atg7 expression was posttranscriptionally increased. Genetic ablation of Atg7, but not Atg5, increased survival and partially restored cardiac function of Cnot1 or Cnot3 knockout mice. We further showed that in Cnot3-depleted hearts, Atg7 interacted with p53 and modulated p53 activity to induce the expression of genes encoding cell death-promoting factors in cardiomyocytes, indicating that defects in deadenylation in the heart aberrantly activated Atg7 and p53 to promote cell death. Thus, mRNA deadenylation mediated by the CCR4-NOT complex is crucial to prevent Atg7-induced cell death and heart failure, suggesting a role for mRNA deadenylation in targeting autophagy genes to maintain normal cardiac homeostasis