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An Empirical Study of Feature Engineering on Software Defect Prediction
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）Software products are pivotal for our daily life such as infrastructure, work, and communication. Therefore, defects in such software products may cause widespread catastrophes. Indeed, several accidents have been reported whose causes were software defects.Due to such importance of software products, software developers carefully manage the quality of software products by software quality assurance (SQA) activities (e.g., software testing, code review, and CI/CD). For example, software testing inspects if software products meet all the requirements. However, recently software products have become enormous in size and depend on numerous environments; it is difficult to inspect the entire software products by SQA activities.Defect prediction distinguishes defective software entities (e.g., file) by a defect prediction model. Such a defect prediction model enables developers to allocate their SQA activities to defective entities and reveal more defects than applying SQA activities without such a model. Hence, defect prediction attracts interests by practitioners and researchers, and becomes an active research area in software engineering.Defect prediction models are usually machine learning models that are trained on software features of past software entities. Since machine learning models rely on such software features, prior studies used feature engineering on defect prediction to improve the prediction performance. Feature engineering is a process to create or improve features by our domain knowledge. For example, several studies retrieved new features from a software product. However, defect prediction still has challenges that can be addressed by feature engineering: (1) the comparison of feature reduction techniques, (2) using the context lines of source code as features, and (3) using semantic properties as features with a deep learning model on change-level defect prediction.In this thesis, to address these challenges, we (1) conducted a large-empirical comparison across feature reduction and selection techniques, (2) constructed context features retrieved from context lines, and (3) used semantic properties with a deep learning model on change-level defect prediction. Our results showed that (1) feature reduction and selection techniques improve the prediction performance while reducing the number of features, (2) context features improve the prediction performance, and (3) semantic features with a deep learning model significantly outperform a previous deep learning model
Development of hybrid polymers based on 3,3,3-trifluoropropyl substituted open cage silsesquioxanes
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）Silsesquioxanes are noteworthy organic inorganic hybrid materials because of the facile synthesis and unique properties. However, the complexity of reaction system remains unsolved, and a well-defined structure is necessary for an understanding of the structure property relationship. Cage-silsesquioxanes (POSSs), typically with a complete cage (denoted as CC-POSSs), possess a nanometric and well-defined structure, comprising an inorganic core and organic substituents on the eight vertices. They exhibit fascinating properties, including good mechanical & thermal stability, and readily processability, and are regarded and used as the element blocks for polymeric materials. However, there are several undesirable problems resulting from their high crystallinity. Open cage silsesquioxanes (IC-POSSs) own seven vertices terminated with organic groups and one opening vertex for further chemical modification. Recent research confinned that IC-POSSs exliibited a comparable thermal stability to CC-POSSs but a lower crystallinity. They are regarded as suitable candidates of building blocks for polymeric materials in place of the roles from CC-POSSs for polymerization. As a noticeable member in the POSS family, fluorinated POSSs, especially fluorinated CC-POSSs are well-kndwn for the low surface free energies and the chemical stability of C-F bonds. They are developed and utilized in versatile applications. On the other hand, fluorinated IC-POSSs, especially hepta(trifluoropropyl)-substituted IC-POSSs (TFP-IC-POSSs), are readily synthesized, and utilized as precursors for fluorinated CC-POSSs. However, except utilization as precursors, the direct uses of fluorinated IC-POSSs as monomers for polymer synthesis is not reported so far. In this thesis, hepta(trifluoropropyl)-substituted IC-POSSs (TFP-IC-POSSs) are selected as starting compounds because of the facile synthesis and short trifluoropropyl substituents with low toxicity. Their opening vertex are modified with different reactivity, correspondingly for feasible polymerization. The TFP-IC-POSSs-based organic inorganic hybrid polymers exhibit optical transparency, good thermal stability, low surface free energies, and impressive UV resistance
肝線維症における肝星細胞活性化とメカノセンシング
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）肝線維において、線維化の原因となるコラーゲンを産生する肝星細胞(HSC)が活性化するとき、硬さという物理刺激が原因の一つになっている。本申請論文では、メカノトランスダクション・シグナルに着目し、メカノトランスダクションを創薬標的とする妥当性の検証、in vitro NAFLD/NASHモデルの構築、in vitro NAFLD/NASHモデルにおける阻害剤の評価を行った。この結果、インテグリンを始めとする接着斑を標的にした阻害剤の有効性、高グルコースあるいは高コハク酸によってHSC活性化が誘発されること、in vitro NAFLD/NASHモデルにおいてGPR91およびTGF-βを阻害することの有効性を確認した。これにより、肝線維症の発症メカニズムに即した創薬標的を提示した
Lessons learned from the 3.11 Disaster: A study on Architects’ Involvements towards Urban Resilience and Community-Friendly Housing
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）Almost ten years have passed since the Great East Japan Earthquake and Tsunami occurred, and many efforts have been made since to rebuild the devastated territories. Some Japanese architects and urban planners have seen the recovery as a window of opportunity to aim for more resilient cities. This dissertation aims to explore what lessons architects could learn from the 3.11 disaster. What role have architects had in searching for urban resilience and improving refugees’ living conditions? We try to answer these questions by addressing three aspects of our scope: the architects, the city, and the housing. The first part outlines some of the architects’ actions since March 11, through the three phases of recovery: emergency shelter, temporary accommodation, and permanent housing. The second part introduces public policies for urban resilience from the international level to the national level, analyzing Tōhoku’s reconstruction. The last part of our thesis describes architects’ efforts to improve refugees’ social conditions in disaster-relief housings—How does prioritizing refugees’ welfare translate into action? Are there architectural innovations in disaster-relief housing? The third part aims to answer this question by analyzing post-disaster public housing projects (災害公営住宅 saigai kōei jūtaku) built in Miyagi (Tōhoku) and Kumamoto prefectures. The conclusion suggests that innovative architectural features that emerged within the urban design concept and the housing’s morphology are genuinely designed to support community networks and enhance neighborhood relationships. However, our research suggested that despite the efforts made to build social resilience in disaster-relief housing, the programs had some limits. This thesis highlights the complexity of post-disaster reconstruction and architects’ involvement in addressing the crisis and rethink lifestyles toward resilient communities
短繊維強化複合樹脂を用いた射出成形品における繊維配向層形成を考慮した繊維配向予測手法に関する研究
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）近年，環境保全の観点から，二酸化炭素（以下，CO2）排出量低減への活動が活発化している．CO2排出量低減に向けた活動は，自動車分野において顕著である．ガソリン車における排ガス抑制や電気自動車における燃費向上のため，樹脂化による金属代替が増加傾向にある．金属代替においては，高い要求品質が求められる一方で，マスプロダクトを前提としたより安価な製品コストが必要となる．これらを満足する材料として，射出成形材料である短繊維強化複合樹脂が広く用いられている． 短繊維強化複合樹脂を用いた射出成形品では，成形品内部の繊維配向により，力学特性にいて異方性が発現し，成形後のソリ変形や製品強度に影響を及ぼす．このため，短繊維強化複合樹脂を用いた射出成形品の製品設計においては，繊維配向の影響を考慮することが重要となる．特に，薄肉形状をベースとした射出成形品では，充填過程において，配向方向の異なる繊維配向層が形成される．射出成形の充填過程において，繊維配向層の遷移現象が生じる．この結果，最終成形品において繊維配向層に分布が生じる．繊維配向層の分布が，成形品の力学特性に及ぼす影響は大きく，製品設計において，充填過程における繊維配向層の遷移を考慮することが極めて重要である． しかし，射出成形の充填過程で生じる，繊維配向層の遷移メカニズムについては，十分に検討がなされておらず，繊維配向層の予測において課題があった．また，繊維配向については情報量が多く，繊維配向分布を考慮した力学特性の予測手法においては，計算技術の面で課題があった．そこで，本研究では，射出成形の充填過程における繊維配向層の遷移メカニズムを明らかにすることを目的とし，得られた知見から繊維配向予測手法について検討した．次に，繊維配向層形成を考慮した簡便な力学物性の予測手法について検討した． 第1章では，短繊維強化複合樹脂を用いた射出成形品の製品設計において，射出成形品に求められる要求品質を満足するために，成形品内部における繊維配向の考慮が重要であることについて述べた．その上で，繊維配向，繊維配向予測，および力学特性に関する従来研究の課題について整理し，繊維配向層の遷移メカニズム解明と，遷移メカニズムの知見から得られる繊維配向予測と力学物性予測との構築について，それらの重要性について述べた． 第2章では，射出成形の充填過程における繊維配向層の遷移メカニズムについて検討を行った．X線CTにより，成形品内部の繊維配向分布を数値化し，充填過程における繊維配向層を定量的に評価した．数値解析によって，射出成形の充填過程における流動場の予測を行った．流動場の予測について実験的検証を行い，数値解析の妥当性について検討した．最後に繊維配向層の評価結果と，数値解析の結果とを比較・考察し，繊維配向層の遷移メカニズムの解明を試みた． 第3章では，繊維配向層の遷移における熱物性と繊維相互干渉の影響について検討を行った．繊維含有量が異なる短繊維強化複合樹脂を用いて射出成形を行い，繊維配向層の遷移における繊維含有量の影響について実験的に評価した．繊維含有量の増加による熱物性と粘性との変化を定量的に評価した．評価した材料物性を，射出成形シミュレーションに適用し，充填過程における速度場と温度場との予測結果を，繊維配向層に関する評価結果と比較・考察し，繊維配向層の遷移において，繊維相互干渉が重要な因子であることを明らかにした． 第4章では，前章までに明らかとなった繊維配向層に関する知見をもとに，繊維配向分布予測手法について検討を行った．繊維相互干渉による面内ひずみ速度の緩和を考慮した緩和関数を検討し，繊維配向層の厚み分布予測を試みた．さらに，RSCモデルにおけるひずみ速度項における現象論的係数を，前述した緩和関数で定式化し，RSCモデルの修正を行った．いずれも手法においても良好に繊維配向層を予測できることが確認され，新たな繊維配向予測手法を提案した．第5章では，繊維配向層形成を考慮した力学物性の予測手法について検討を行った．積層板理論に繊維配向テンソルの概念を適用した簡便な物性予測モデルを構築した．物性予測モデルから得られた予測結果と実験値とを比較し，良好に成形品の力学物性を予測できることが明らかとなり，新たな力学物性の予測手法を提案した． 第6章にでは，本研究で行った実験結果と数値解析の結果とを総括した．本技術の応用により，短繊維強化複合樹脂を用いた製品設計において，より高精度な繊維配向層の予測が期待できる．また，計算負荷の観点から，これまで予測が困難であった成形品全体の繊維配向層の考慮も可能になる． 以上の研究成果により，樹脂化による金属代替を促進が図られ，環境負荷の低減を実現することができる
Toll-like receptor 4-dependent neuroinflammation in the circumventricular organs of the adult mouse brain
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術
Development of surface-enhanced Raman scattering-based assays with bioorthogonal Raman reporters for quantification of nucleic acids
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）Liquid biopsy has attracted much attention as the non-invasive diagnostic technique for early diagnosis of cancer, viral diseases, and infectious diseases. Notably, nucleic acid-based diagnostic systems have good potential to sensitively, faithfully, and rapidly diagnose in comparison with the conventional biopsy. Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) is widely used for highly-sensitive quantification of the nucleic acids in laboratories. However, since qPCR has the complicated and time-consuming procedure for enzymatic amplification of nucleic acids, qPCR has been poorly utilized as diagnostic methods. Therefore, the development of alternative diagnostic technique for quantifying nucleic acids without nucleic acid amplification is desired. Recently, the concern over the approach for detection of nucleic acids using surface-enhanced Raman scattering (SERS) has risen in biomedical fields. SERS amplifies Raman signal of the molecule adsorbed on the metal nanoparticle surfaces by 108- to 1010-fold, allowing for detection at the single molecule level. However, SERS-based assays for accurately quantifying target molecules present challenges because of the poor reproducibility of SERS signals. In this thesis, I developed novel SERS-based assays for accurately detecting nucleic acids using biorthogonal Raman reporter-modified SERS probes, which have a Raman signal in the biologically silent region (1800?2800 cm-1). Chapter 1 concerns the development of a novel sandwich-type assay for simple and facile detection of nucleic acids using SERS probes composed on a gold nanorod as a SERS substrate and 4-cyano-N-(2-mercaptoethyl)benzamide (4CMB), which has a Raman signal at 2240 cm-1. 500 pM of target DNAs were detected by the sandwich-type assay in a sequence-selective manner. Chapter 2 concerns the development of a novel ratiometric SERS assay for reliable quantification of nucleic acids using SERS probe 1 with 3-mercapto-N-[4-(2-phenylethynyl)phenyl]propenamide (PEP) as reporter molecules and SERS probe 2-coated silica beads with N-(4-ethynylphenyl)-3-mercaptopropanamide (EP) as internal standard, respectively, to improve the reproducibility of SERS intensities. Target DNAs were detected by the ratiometric assays down to 86 pM. Normalization of SERS intensities by internal standard leads to suppression of the variation of SERS signals, allowing for quantification and automatic detection of target nucleic acids
Study on Nondestructive Assessment of Fruit Sweetness with Multispectral Sensors
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）Sweetness is one of the most important characteristics of fruits and it affects commercial fruit value. However, it is an internal characteristic and not easy to assess nondestructively. Visible and near-infrared (VIS-NIR) spectroscopy combined with chemometrics is a powerful tool for nondestructive prediction of fruit sweetness but its practical application in the field is still limited due to its high cost and complexity. In this study, a practical approach based on VIS-NIR spectroscopy was proposed for nondestructive assessment of fruit sweetness and its performance was examined. A simple optical setup based on a pre-calibrated multispectral sensor chipset with 18 wavebands revealed good spectrometric performance at only one tenth the cost of a commercial dispersive spectrometer. An optimal multiple linear regression model with optimally-selected five wavebands at 900, 760, 730, 680, and 535 nm showed the best performance on quantitative prediction of apple sweetness. The coefficient of determination of prediction and the root mean square error of prediction were 0.861 and 0.403 oBrix, respectively, which were comparable to those of the previous studies with the dispersive spectrometers. As for sweetness grading, several classification algorithms such as discriminant analysis (DA), support vector machine, random forest, and k-nearest neighbors were examined and the DA model with the optimally-selected five wavebands showed the best performance with the accuracy of 91.3 % and the precision of 91.5%, which were better than those of previous studies with similar simple optical setups. The good performance in sweetness grading was also demonstrated in mangoes with the accuracy of 82.1 %. In terms of system manufacturability and reproducibility, the proposed system showed a clear advantage compared to the previous studies because neither customized fixture nor individual alignment were required. With a high performance in sweetness assessment and its design advantages, the proposed system had a considerable potential for practical, cost-effective applications in assessment of fruit sweetness, not only for apples or mangoes but also for other fruits
鋼板のガス切断における溶融物の固着抑制のためのペースト法に関する研究
Get PDF京都工芸繊維大学博士（工学）本論文は，鋼材（鋼板）のガス切断実施時に，鋼材裏面に強固に付着する酸化物からなる溶融物（スラグ）の制御方法を提示することにより，生産現場の課題を解決する方法について研究を行い，その成果について報告したものである。鋼材（鋼板）の切断において，ガス切断は主要な加工方法である．しかし，ガス切断を実施すると，溶融金属が切断溝を流れ落ちて鋼板の裏面に付着する．この溶融金属が冷えて固まり鋼板裏面に強固に付着するものは，スラグなどと呼称されている．本研究では，鋼材の炭素量が高くなると融点が低下するという炭素と鉄に関する学術的な知見と高炭素量の機械構造用炭素鋼鋼材（S48Cなど）は低炭素量の一般構造用圧延鋼材（SS400など）と比較すると，スラグの除去が容易であること，すなわち鋼板に付着するスラグの剥離性が良いといわれている生産現場の経験・知見より着想を得て，ガス切断実施時にスラグ中に炭素が固溶することを企図して，鋼板表面に炭素からなる成形物である炭素ペーストを貼り付けることで，スラグの抑制および除去に効果的だと考えた．そこで，本研究では、炭素ペーストを鋼板表面に設置して，スラグの挙動と鋼板裏面のスラグ付着量と剥離性などを評価した．また，スラグ中の炭素濃度と成分分析を実施して，その効果を実験的に検証した
明治・大正期における新知識の受容―京都高等工芸学校における教材としてのガラススライド（幻燈）をめぐって
Get PDF京都工芸繊維大学博士（学術）京都工芸繊維大学美術工芸資料館には、現在約1,900枚のガラススライドが収蔵されている。これは、明治・大正期に日本で「幻燈」とよばれて普及したメディアで、同大学の前身校のひとつ、京都高等工芸学校において開校直後から大正期にかけて購入され、教材として利用された複製資料である。京都高等工芸学校は、明治35年（1902）に京都の産業界に資するため、高度な科学的知識とデザイン力をそなえた人材を育成するための工芸専門の高等教育機関として設立された。開校前、教員たちはヨーロッパに留学し、最先端のデザインや技術に触れるとともに、教育方法や参考資料のあり方にも大きな影響を受けた。そのため同校では、現地で教員が収集したポスターや陶磁器、染織品をはじめ、国内外から工芸品やデザイン資料、絵画などの多くの実物資料が収集されており、これまでこうした資料を中心として調査研究がおこなわれ、同校の教育が語られてきた。しかし、これまであまり注目されていなかったものの、同校では模写や模型、ガラススライドなどの複製資料も多数収集されており、教育において重要な役割を果たしてきたことが分かってきた。とくにガラススライドは、貴重な美術品や建築物、同時代に開催された博覧会やイベントの様子など、実物に接することが難しいモノが写真に写されているだけでなく、それらをスクリーンに拡大投影することで一度に多くの学生と情報を共有することができた。掛図などとともに当時多くの高等教育機関で使用された利便性の高い教材であった。本稿は、どの時期にどのような目的で、どんな内容のスライドが購入されたのかを詳細にみていくことで、当時の京都高等工芸学校の教育の一端をあきらかにするものである。とくにドイツのフランツ・シュテットナー（Franz Stoedtner, 1870-1946）による同時代の家具や室内装飾を写したガラススライドやフランスのE．マゾ（E. Mazo）による1900年のパリ万博の会場の様子を写したガラススライド、京都の島津製作所の二代島津源蔵（1869-1951）から購入したオーストリア製の染織産業に関するガラススライドなどは、写真を通じて同時代のヨーロッパの様子をいち早く学生に共有し、取り込もうとしていたことがあきらかとなった。また、明治41年に開校した奈良女子高等師範学校で、おもに地理教材として利用されたと考えられる鶴淵幻燈舗製のガラススライドやイギリスのニュートン社（Newton & Co）製のガラススライドの調査もおこない、同校の教育との関係を検証した。本研究で、明治・大正期の高等教育機関においてガラススライドがいかに重要な教材として機能していたかその意義があきらかとなった