hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジア太平洋諸国のための持続可能性学を創成する協調的e-ラーニングシステムの構築

アジア・太平洋諸国の中等・高等教育の現場に「持続可能性学」の考えを導入し,若い世代の人々にその考え方を広めるための方法について研究した。とりわけ,気候変動に伴う自然災害リスクに対処するアジア太平洋諸国のための「持続可能性学」を創成し,それを普及させる方法を研究した。中等・高等教育の既存のカリキュラムにこの新しい学問「持続可能性学」を挿入する方法として,e-ラーニングに注目した。それは,e-ラーニングの自由学習的な性格,マルチメディア的表現力がそれを行う上で好都合であると考えた為である。発展途上国の教育現場では,e-ラーニングに強い興味をもっているが,一方で,多くの問題も抱えている。これらについて詳細な分析を実施し,その対応策を示した。「持続可能性学」の考えを,アジア太平洋諸国の若い世代の人々に広めるために,当該研究では,若い世代を教える教師集団に注目し,教師を対象とする講演会を現地(バングラディシュ,スリランカ)の大学で開催した。発展途上国の教育現場で働いている一般的な教育・研究者は,その貧困性からして,新しい学問や技術を吸収することが困難である。例えば,通常の形式で行われる国際研究集会には参加できない。このような「教育・研究弱者」が,「サステナビリティ学:持続可能性学」の重要性について理解し,それを教育に組み込む努力を行い得るためには,それを可能にするシステムの開発が必要である。そこで,教育上の問題の共有と相互扶助的解決を目的とする協調的サーバ群システム(KISSEL:Knowledge Integration Servers System for E-Learning)を構築し,サモア国立大学,スリランカの国立大学・高校,バングラディシュ,日本の大学で運用した。今年度はコンテンツの整備を重点的に行った。そのために,現地調査(バングラディシュ,スリランカ)も実施した。アジア・太平洋諸国の中等・高等教育の現場に「持続可能性学」の考えを導入し、若い世代の人々にその考え方を広めるための方法を研究した。とりわけ、気候変動に伴う自然災害リスクに対処するアジア太平洋諸国のための「持続可能性学」を創成し、それを普及させる方法について研究した。「持続可能性学」は、近年形成されつつある全く新しい学問である。中等・高等教育の既存のカリキュラムにこの新しい学問を挿入する方法として、e-ラーニングに注目した。それは、e-ラーニングの自由学習的な性格、マルチメディア的表現力が「持続可能性学」の教育に適していると考えた為である。発展途上国の教育現場では、e-ラーニングに強い興味をもっているが、一方で、多くの問題も抱えている。これらについて詳細な分析を実施し、その対応策を示した。
ヒトと機械の融合を支える相互適応型・運動機能再建システムに関する研究

本研究では,ヒトと機械の融合を支える運動機能再建システムの基礎となる情報処理理論の構築と臨床応用の実施を目的とする.ヒトが適応することによって変化し不安定となる生体信号から安定的に動作意図を推定する手法と手指欠損や麻痺などによって失われた四肢の運動機能を代替する装着型の運動補助装置を提案し,それらを組み合わせた運動機能再建システムの有用性をパフォーマンス評価及び脳機能解析から明らかにした.本研究では,ヒトと機械の融合を支える運動機能再建システムの基礎となる情報処理理論の構築と臨床応用の実施を目的とする.ヒトが適応することによって変化し不安定となる生体信号から安定的に動作意図を推定する手法と手指欠損や麻痺などによって失われた四肢の運動機能を代替する装着型の運動補助装置を提案し,それらを組み合わせた運動機能再建システムの有用性をパフォーマンス評価及び脳機能解析から明らかにした.本研究では,肢体不自由者の運動機能の再建に資することを目的として,ヒトと機械の融合を支える運動機能再建システムの基礎となる情報処理理論の構築と臨床応用の実施を試みてきた.今年度は,(1)随意運動系におけるヒトの適応に基づく脳の可塑性への対応,(2)感覚系・筋活動系の不良及び不随意運動系発生への対応について以下の2つの成果を得た.(1)非侵襲計測・脳機能解析のため,EMG, fMRI及び他の生体信号(EEG, NIRS, ECoG)計測を可能とする32チャンネル計測システムを開発した.また,触圧検知用圧力センサと多チャンネル機能的電気刺激装置を用いた触覚フィードバックシステムを試作し,現有する18自由度筋電前腕義手に実装することで,ヒトの適応に基づく脳の可塑性分析のための運動機能代替システムを準備した.さらにこれらを使用する前腕切断者のfMRI解析を実施し,触覚フィードバックの有無が運動野の活動に影響を与えること,習熟によって運動野が活性化し,他の領野の活動が不活性化して活性が局在化することを明らかにした,一方,このような脳の可塑性が及ぼす脳活動変化に対応する運動推定手法として,生体信号の特徴空間上で表現される離散的な運動意図の分布を自己組織化手法によりモデル化し,推定関数を構成するための訓練データ(運動意図に対応した生体信号特徴との対)を変化に応じて逐次的に修正し,関数再構成を行う可塑性モデル内包型運動推定手法を提案した.これにより,信号の動的変化にロバストな運動推定が可能となり,表面筋電位を用いた運動推定実験により実証した.(2) (1)で開発した電気刺激装置を用いて,表面刺激によるファントムセンセーションを用いた触覚提示を実現し,感覚系の再建を試みた.またこの装置を50V以上の高電圧駆動に対応させ,筋活動系の直接制御を可能とし,片麻痺者の歩行動作の改善が可能であることを実験的に実証した.本研究は,ヒトと機械の融合を支える運動機能再建システムの基礎となる情報処理理論の構築と臨床応用の実施を目的とする.22年度は,計画に基づき下記の3課題について取り組んだ.また,本システム適用対象となる被験者及び計測設備の都合から,止むを得ず研究計画を変更し23年度に予算を繰越して研究を実施した.(1)ヒトの適応に基づく脳の可塑性への対応ヒトが運動補助具に習熟することで生体の信号特性が変化し,運動意図の推定が不安定となる問題に対して,運動に対する信号パターンの曖昧さを情報エントロピーで定量化し,エントロピー変化に基づき信号-運動間の推定写像をオンラインで変化させる新しい動作推定手法を開発した.これにより,長時間での本システムの安定駆動を可能にした.(2)感覚・筋活動系の不良及び不随意運動系の発生への対応感覚・筋活動系の異常により運動不全もしくは予期しない運動が発現し通常運動を阻害する問題に対して,4chの小型表面電気刺激装置を開発し,不良となる感覚・筋活動系を外部刺激することで,通常運動へ補正が可能なことを一部の症例(麻痺による足関節の底屈)について示した.(3)個性適応型情報処理装置のモバイル化と臨床応用本システムを日常生活利用を可能にするため,個性適応型情報処理を搭載した小型コントローラを開発し,無線化を試みた.結果として,生体信号を高速に計測し,高速に処理するマッチ箱サイズのコントローラを実現した.またBluetoothによる通信の無線化を実施し,非拘束でのデータ収集を可能とした.また臨床評価として当初北大病院と連携する予定であったが,測定装置の都合から福井大学医学部との連携に変更し,PETによる脳活動計測を実施しながら本システム(筋電義手,手指パワーアシスト,電気刺激装置)の臨床評価を実施した.適用により1次運動野の賦活領域の変化を確認し,効率的な運動機能再建が可能であることが明らかとなった。
日本語音声における韻律的特徴ー西日本における音声の収集と研究ー

研究目的を達成するために立てた研究計画は順調に消化しつつある。1.各アクセント地域の体表的地点での収録はそれぞれに続行中。すでに収録・整理を完了し、分析を手掛けた研究者もある。収録地点は、次の通り。( )は担当の研究分担者及び協力者。(1)鹿児島市(木部暢子)、(2)熊本市(吉岡泰夫)、(3)福岡市(陣内正敬)、(4)山口市(添田建治郎)、(5)山口県見島(添田建治郎)、(6)松山市(吉田則夫)、(7)香川県伊吹島(佐藤栄作)、(8)松江市(都染直也)、(9)岡山市(角道正佳)、(10)大阪市(田原広史・郡史郎・岸江信介)、(11)奈良県斑鳩(前田均・田原広史)、(12)京都市(田原広史・村中淑子)、(13)長浜市(西端幸雄・宮治弘明)、(14)金沢市(新田哲夫)、(15)富山県五箇山(真田信治)2.「都市調査」用のアクセント調査票を作成した。収録調査(DAT録音)は、富山市老田地区において、富山市教育委員会、老田公民館、呉羽中学校、老田小学校の協力を得て、11月10日15日に実施した。対象者は、高年層、中年層、青年層各10名の計30名(男15名・女15名)、及び中学(2年)生、小学(5年)生各20名の計40名(男20名・女20名)、総計70名である。調査員は14名(分担者+協力者ほか)であった。データは現在分析中である。3.分担者各自が今まで調査研究してきた蓄積をまとめた論集を作成し、徳川宗賢編『方言音調の諸相ー西日本ー(1)』として公刊した。
ベイズ統計的手法による放射線逆問題解法の研究

統計論におけるベイズ推定式を拡張して、一般的、あるいは工学的逆問題解法の一手法として逐次的手法を提案し、具体的な適用例として放射線計測関係の諸問題を取り上げ、その適用性を証明した。(1)逐次的なベイズ推定法は本来有限個の原因候補内で尤もらしい候補を推定する手法である。工学的問題では真値を含む事実上無限個の分布群を候補にする必要があり、具体的な問題が解かれた例はなかった。本課題では部分空間的なアプローチでこの問題を克服し、二つのベイズ法を提案した。データ駆動型推定法としては「事後確率集積法」は計数イベント毎の推定が可能であり、原理的にリアルタイム推定を可能ならしめた。「逐次ベイズ逆投影法」は蓄積されたデータについて推定が可能である。ここで「逆投影」は本来CT領域の言葉であるが、本研究ではスペクトルアンフォールディング問題などでの積分的測定データをベイズの重みで各原因へ合理的に割り振る手法という一般的な意味で用いている。(2)本年度は、「事後確率集積法」は中性子スペクトルアンフォールディング問題、厚い試料を用いた荷電粒子核データ測定における元スペクトル復元問題へと適用され、ほぼ期待通りの結果を得た。「逐次ベイズ逆投影法」は、最初、透過型CT問題で確立されたが、その後PET問題へも適用され、さらにた荷電粒子核データ測定における元スペクトル復元問題で上の手法よりも成功した。また一方、各種の計算機トモグラフィ(CT)の画像再構成問題、すなわちX線(ガンマ線)透過型CT、陽電子CT(PET)、そして極端な悪条件分光によるプラズマ分布測定CT問題などへ適用され、良好な結果を示した。(3)透過型CTにおいて、収納構造物の事前情報がある場合、そのデータベースを基礎に構造物認識アルゴリズムとの結合による効率的な適応的CT手法の基礎技法が確立できた。本提案手法の特徴をまとめると、以下のようになる。1)原理が非常に容易である。2)事前情報を容易に取り込める。3)測定値が正の場合には必ず推定結果の正値が保証される。4)部分空間上での推定なので、部分的測定結果が得られた段階でも推定が可能である。これは劣決定問題を解くことを意味する。つまり、データが少ない場合、得られたデータ量に応じて正解に近い解を与える。5)極端な悪条件は容易に制約条件を加えることによって緩和できる。本研究課題の目的は代表者が考案した逐次ベイズ統計的推論手法による逆問題解決法を様々の放射線逆問題に適用し、その有用性を実証しようとするもので、3年計画で実施する。具体的には、(1)多様な放射線のリアルタイムスペクトル解析の実証、(2)γ線透過CT、PET画像再構成問題への適用性の研究、(3)線源同定問題への適用性の研究の3課題を設定した。また(4)研究会の開催(5)手法の理論的解明と改良により解法をより深化させる。初年の平成8年度は(1),(2),(5)の課題を目標に研究を行った。(1)に関しては、X線スペクトルを具体的に取り上げ、東北大学工学部ダイナミトロン加速施設などにおいてPIXE実験を行い実験スペクトルを獲得した。アルゴリズムを実現するプログラムをMATLAB、Cおよび、フォートランの各言語により高性能パソコンやワークステーション上に作成した。乱数を用いてPIXEスペクトルのデータ収集を模擬し、それに対して本手法を適用し、試料中の含有元素分布について、その妥当な値を通常のPIXE実験の収集レートに匹敵する速度で示せた。新しい波高分析システムの提案が出来た。(2)の課題では、まず透過型CTに関しては、2次元γ線CT(第1世代のスキャン方式)問題のシミュレーションプログラムを作り、想定した幾つかのファントムに対して(最大ピクセル数32x32)、減弱係数画像再構成ができることを確認した。銅やステンレスの円筒体系に関する実験データを日本原子力研究所より入手して適用し、本手法の妥当性を確認した。点状および線状欠陥を持つ一様物体の欠陥検出問題を設定し、関心領域(ROI)設定とその領域の集中スキャン、およびピクセルおスキャンビーム幅の適応的変化による高効率欠陥検出法を創出した。放出型CTに関してはPETを取り上げ、シミュレーションにより様々の薬剤濃度ファントムを想定して画像再構成を試み、定量性良く再現することを確認した。また、(1)および(2)のPET問題では、導入した調整パラメータαを適応的に変化させることにより再構成の高速化が可能となった。(5)の課題と関連して、その変化条件のための情報として情報エントロピーが有効であることも示した。さらに実際のPETやSPECT問題への適用性に関して、アルゴリズムの検討を行い、高速化の可能性を見出した。1.代表者が考案した逐次ベイズ統計的推論手法をPIXE実験でのX線スペクトルデータに適用し、試料中の含有元素濃度値を通常のPIXE実験の収集レートに匹敵する速度で示せた。2.透過型CTについて「ベイズ逆投影」画像再構成法を引き続き実施した。初年度のものに比べより複雑なファントムに対して(最大ピクセル数64x64)減弱係数画像再構成が高速でできることを確認した。また定量性が良好でありア-ティファクトが少ないことを確認した。プラズマ装置ではプラズマプロファイル測定の為にCT技術が用いらるが、東北大へリアック装置での設計検討のためベイズ逆投影の適用を試み、少数投影データからの再構成の特徴が機能する可能性が指摘できた。

医療用PET(陽電子消滅型CT)については、ベイズ推定法を基本とした同時計数イベント毎処理形式の「事後確率集積」画像再構成法を提案した。従来よりPET問題で重要な懸案であった散乱補正に関して考察し、ベイズ推定の尤度評価に散乱効果を取り入れることを提案した。その結果、自然な形で散乱効果が評価できることを、水ファントムの模擬解析より示した。3.「放射線逆問題とその周辺」と題する研究会を、1997年11月13日14日に東大工学系研究科システム量子工学専攻にて開催した。参加人数は延べ20数人であった。東京医科歯科大学の田中博教授の特別講演「逆問題の情報論」と8件の一般講演がなされ、活発な討論がなされた。報告論文は要旨集として編集・印刷・配布された。4.他に、ベイズ推定法をシステムの異常検出や同定に適用した。統計的異常検出ではSPRTが確実性と早期性において代表的なものであるが、簡単なモデル計算の結果、逐次ベイズ推定法がSPRTに匹敵する性能を備えていることが分かった。統計論におけるベイズ推定式を拡張して、一般的、あるいは工学的逆問題解法の一手法として逐次的手法を提案し、具体的な適用例として放射線計測関係の諸問題を取り上げ、その適用性を証明した。(1)逐次的なベイズ推定法は本来有限個の原因候補内で尤もらしい候補を推定する手法である。工学的問題では真値を含む事実上無限個の分布群を候補にする必要があり、具体的な問題が解かれた例はなかった。本課題では部分空間的なアプローチでこの問題を克服し、二つのベイズ法を提案した。データ駆動型推定法としては「事後確率集積法」は計数イベント毎の推定が可能であり、原理的にリアルタイム推定を可能ならしめた。「逐次ベイズ逆投影法」は蓄積されたデータについて推定が可能である。ここで「逆投影」は本来CT領域の言葉であるが、本研究ではスペクトルアンフォールディング問題などでの積分的測定データをベイズの重みで各原因へ合理的に割り振る手法という一般的な意味で用いている。(2)本年度は、「事後確率集積法」は中性子スペクトルアンフォールディング問題、厚い試料を用いた荷電粒子核データ測定における元スペクトル復元問題へと適用され、ほぼ期待通りの結果を得た。「逐次ベイズ逆投影法」は、最初、透過型CT問題で確立されたが、その後PET問題へも適用され、さらにた荷電粒子核データ測定における元スペクトル復元問題で上の手法よりも成功した。また一方、各種の計算機トモグラフィ(CT)の画像再構成問題、すなわちX線(ガンマ線)透過型CT、陽電子CT(PET)、そして極端な悪条件分光によるプラズマ分布測定CT問題などへ適用され、良好な結果を示した。(3)透過型CTにおいて、収納構造物の事前情報がある場合、そのデータベースを基礎に構造物認識アルゴリズムとの結合による効率的な適応的CT手法の基礎技法が確立できた。本提案手法の特徴をまとめると、以下のようになる。1)原理が非常に容易である。2)事前情報を容易に取り込める。3)測定値が正の場合には必ず推定結果の正値が保証される。4)部分空間上での推定なので、部分的測定結果が得られた段階でも推定が可能である。これは劣決定問題を解くことを意味する。
モナザイトから読み解く大陸地殻の進化機構

本研究では,地球史における大陸地殻の改変過程,特に変成活動史を,砕屑性モナザイトから解読することを目指す.モナザイトは軽希土類元素のリン酸塩鉱物で,ジルコンと同様に単一粒子について高精度でウランー鉛年代を測定でき,その化学組成は堆積作用では改変しない.一方,モナザイトはジルコンと違い,変成鉱物として幅広い変成度で成長し,火成鉱物としては主に堆積岩の再溶融によって形成される低カルシウム花崗岩に見られる.したがって,砕屑性モナザイトには,大陸地殻の様々な変成活動と一部の花崗岩(二次的大陸地殻)形成の情報が記録されると考えられる.その一方で,モナザイトは様々な条件で形成されるリン酸塩鉱物であるため,得られたウランー鉛年代の地質学的重要性を解釈するためには,モナザイトの形成環境を理解する必要がある.そこで初年度の2018年度には,微量元素組成に基づくモナザイト形成条件の指標確立に取り組んできた.形成過程の分かっている様々な変成岩・花崗岩に含まれるモナザイトについて微量元素データを取得し,形成条件の指標となる微量元素濃度パターンを特定してきた.その結果,モナザイトの希土類元素パターンとウランートリウム濃度が有用な指標となることが明らかになった.具体的には,火成起源のモナザイトは顕著なユーロピウムの負異常で,また高変成度条件下で成長した変成起源モナザイトは顕著な重希土類元素の枯渇によって特徴づけられることが明らかになった.これらの研究成果は,国内外の学会で発表され,さらに国際学術雑誌において報告された.当初の計画通り,初年度においてモナザイトの形成環境の指標を確立することができた.2018年度に確立したモナザイトの形成環境指標を基に,世界の巨大河川の川砂に含まれるモナザイトについて,ウランー鉛年代測定と微量元素分析を進めていく.川砂試料としてアマゾン川,ミシシッピー川,ラプラタ川を予定している.それぞれの河川について,大凡100粒子のモナザイトについて分析を行い,河川流域における大陸地殻進化過程を明らかにしていく.本研究では,地球史における大陸地殻の改変過程,特に変成活動史を,砕屑性モナザイトから解読することを目指す.モナザイトは軽希土類元素のリン酸塩鉱物で,ジルコンと同様に単一粒子について高精度でウランー鉛年代を測定でき,その化学組成は堆積作用では改変しない.一方,モナザイトはジルコンと違い,変成鉱物として幅広い変成度で成長し,火成鉱物としては主に堆積岩の再溶融によって形成される低カルシウム花崗岩に見られる.したがって,砕屑性モナザイトには,大陸地殻の様々な変成活動と一部の花崗岩(二次的大陸地殻)形成の情報が記録されると考えられる.その一方で,モナザイトは様々な条件で形成されるリン酸塩鉱物であるため,得られたウランー鉛年代の地質学的重要性を解釈するためには,モナザイトの形成環境を理解する必要がある.そこで初年度の2018年度には,微量元素組成に基づくモナザイト形成条件の指標確立に取り組んできた.形成過程の分かっている様々な変成岩・花崗岩に含まれるモナザイトについて微量元素データを取得し,形成条件の指標となる微量元素濃度パターンを特定してきた.その結果,モナザイトの希土類元素パターンとウランートリウム濃度が有用な指標となることが明らかになった.具体的には,火成起源のモナザイトは顕著なユーロピウムの負異常で,また高変成度条件下で成長した変成起源モナザイトは顕著な重希土類元素の枯渇によって特徴づけられることが明らかになった.これらの研究成果は,国内外の学会で発表され,さらに国際学術雑誌において報告された.当初の計画通り,初年度においてモナザイトの形成環境の指標を確立することができた.2018年度に確立したモナザイトの形成環境指標を基に,世界の巨大河川の川砂に含まれるモナザイトについて,ウランー鉛年代測定と微量元素分析を進めていく.川砂試料としてアマゾン川,ミシシッピー川,ラプラタ川を予定している.それぞれの河川について,大凡100粒子のモナザイトについて分析を行い,河川流域における大陸地殻進化過程を明らかにしていく.
花成促進組換え台木から穂木へ花成は伝わるか

果樹リンゴの花成シグナル伝播試験、rolCAtFT組換えリンゴを台木にし、非組換えリンゴを穂木にし、穂木長を変えて接ぎ木をした。2年の研究期間、穂木の花成誘導を観察、しかし穂木長にかかわらず花成誘導は起こらなかった。芽接ぎも試みたが、研究期間内で結果は得られなかった。MdTFL1をサイレンシングした組換えリンゴを台木にし、サイレンスシグナルが非組み換え穂木に伝わるか同様な接ぎ木試験を行ったが、穂木に花成を誘導することは出来なかった。穂木長以外にも、2股にした枝の一方に組換え体リンゴを接ぎ木し、もう一方の葉をすべて取り去り、非組み換えの枝のシンク能を高めたが、その枝でも花成誘導は起こらなかった。果樹リンゴでの花成シグナル伝播の試験として、rolCAtFT組換えリンゴ(維管束でシロイヌナズナFTを発現し、早期花成、四季咲き性を持つ組換え体)を台木にし、非組換えリンゴを穂木にした。この穂木長を変えて接ぎ木をした。研究機関の2年間穂木への花成誘導を観察した。穂木長にかかわらず、花成誘導は観察できなかった。芽接ぎも行ったが、研究期間内で結果が得られなかった。また、MdTFL1をサイレンシングした組換えリンゴ(早期花成、四季咲き性を持つ組換え体)を台木にし、サイレンスシグナルが非組み換え穂木に伝わるか、同様に接ぎ木試験を行ったが、2年間で穂木に花成を誘導することは出来なかった。穂木長以外にも、2股にした枝の一方を組換え体リンゴにし、もう一方の葉をすべて取り去り、シンク・ソースの流れを非組み換えの枝にしたものを作成したが、その枝でも花成誘導は起こらなかった。AtFTやMdTFL1のRNA分子を穂木で検出すること、またタンパク分子を検出することも出来なかった。以上の結果は、草本のモデル植物で提唱されている葉で光周性を感受し、そのシグナルを茎頂部に伝え花成を誘導する仕組みが、木本植物であるリンゴでは働いていない可能性を強く示唆した。また、サイレンシングシグナルが台木から穂木へ伝播しないことから、耐病性などのサイレンシングシグナルを付与した台木に非組み換え穂木を接ぎ木すればGM植物ではない産物を無農薬で栽培することなどが期待できるが、本実験では否定的な結果となった。ただし、FTシグナル伝播には維管束系での何らかの輸送体の必要性や、サイレンシングシグナルの伝播も同様な伝達系の存在も想定されるため、今後はそれらの解明および応用に研究の焦点を当てるべきだと考える。1.これまで得られている早期花成と連続して花をつける性質を持つシロイヌナズナAtFT組換えリンゴ(rolCプロモーター)とMdTFL1サイレンシング組換えリンゴをそれぞれ台木にし、穂木には`ふじ'の徒長枝を用いた。穂木長を1センチから10センチ長に変えて接ぎ木を行い、それぞれ3個体ほど活着した。穂木長による差はなく栄養成長を示したが、花成を示すものはなかった。2.rolCプロモーターまたは35SプロモーターにイネHd3aに、35SΩプロモーターをリンゴMdFT2にそれぞれつないだ組換えリンゴの作出を行った。rolC:Hd3aを760葉片に感染し16個体の転換体を得たが本年度は花成を示さなかった。35S:Hd3aを1200葉片に感染し7個体の転換体を得たが同様に花成を示さなかった。また、35SΩMdFT2を1540葉片に感染し229個体の転換体を得た、そのうち20個体が花成を示した。3.CPPタンパク質の核酸の細胞内への移行能力を見るために、市販のChariotをもちいて、35S::GUSベクターを混合し、複合体形成を確認した。Chariotとベクターの混合割合を決定し、リンゴ培養シュートとインキュベートし、2日から5日間後シュート組織のGUS活性の検出を行った。しかし、明確なGUSの発現は見られなかった。また、CPPの1種Tat2配列をN端に付加したAtFT組換えリンゴを作出した。35SΩ:Tat2/AtFTを760葉片に感染し、27個体の転換体を得、うち4個体が花成を示した。4.コールドショックプロモーターにAtFTおよびMdFT2をつないだベクターを構築し、大腸菌に導入、それぞれタンパク合成を確認した。1.接ぎ木試験について、台木による花成促進効果があるかどうか、昨年度に接ぎ木した穂木の成長を観察することが可能。

2.イネHd3aに関しては、リンゴへの花成誘導効果が認められないことが分かった。リンゴで効果のあるFT分子が絞り込まれたため、各遺伝子のアミノ酸配列の比較から重要と思われる部位が類推できる可能性がある。3.植物で効果のあるCPPすべてについて検討できてはいないが、Tat2/AtFT組換えリンゴの作出に成功し、花成を示す個体が得られた。4.抗体作成のための大腸菌でのAtFTおよびMdFT2のタンパク発現に成功した。1.上記に記載した今後の推進方策を実施するのに使用するリンゴの栽培管理等に必要な補助職員の雇用、本年度の残額を含めてリンゴ栽培や培養に必要な資材や分子生物科学研究に必要なプライマー合成、ベクター構築のための試薬類を購入する。2.花成シグナルの接ぎ木伝播性を調べるために必要な大腸菌で作ったFTタンパク質の抗体の外注を行う。穂木での花成誘導が起こった場合、花成シグナルがRNAなのか、タンパク質なのかをin situ hybridization法、作成した抗FT抗体で検出する。また花成誘導が起こらない場合も同様な検出を行い、原因を究明する。3.本年度から実施している研究成果についての発表や情報収集のための学会参加や学術雑誌への投稿に必要な経費として使用を計画している。今年度使用残額65,360円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度の研究費と合わせて使用する。1.謝金、本実験で使用するリンゴの栽培管理、増殖および培養植物の維持管理のため常勤の実験補助員を雇用する。2.消耗品、リンゴ栽培、培養のための資材、土、肥料、農薬および培地成分、寒天、プラスチックシャーレ、培養ビン、培養ボックス、蛍光灯、培養土、液肥。また大腸菌で作ったFTタンパク質の抗体の外注を行う。更に、分子生物学研究のためのプライマー合成、ベクター構築のための試薬、シークエンス、検出キット、各種酵素。3.研究成果の発表および情報収集のため学会に参加する。また学術雑誌に投稿するため、英文校閲料や投稿料。
ロボット・福祉・建築工学融合による北国高齢者の自立生活支援型住環境システムの開発

本年度は、在宅高齢者・障害者の住宅事情、生活事情について整理し、建築工学・福祉工学・ロボット工学融合型の雪処理システム構築のための設計条件整理を主な作業として行った。在宅高齢者・障害者の住宅事情、生活事情把握については、既往の調査資料、文献資料により行うとともに、実際に札幌市の郊外型住宅団地において、一般的な戸建て住宅を対象にして雪処理に関する実態把握調査を実施した。調査内容は、世帯構成、家族の健康状況、冬期の除雪方法、除雪についての満足度、住要求、また本研究で目指す新しい雪処理方法についての意見聴取等を中心とするアンケート調査を行った。また対象とした住宅についてはすべて外観写真、敷地まわり写真、除雪状況写真を撮影・記録した。次年度の研究課題としては、まずこれらの調査資料の分析がある。また他の文献資料、既往の調査資料等を基にして整理された雪処理システムの基本概念と基本設計条件を基にして具体的なシステム構築の構想を企図する。さらに構想案検証を進めながら具体的なモデル設計を行い、その検証作業を進める予定である。
社会や医学における現象モデルと実証に関する研究

広く社会や医療における行動や意識の調査では,現象解明のために多面的な観点から観測を行ない、観測変量のみならず潜在変量をも含めて変量間の連関及び因果関係の解析が必要である。本研究目的はそのような必要性に鑑み、次のような研究成果を挙げている。(i)では発達や学習を複数の項目を用いて観測する場合に、その進行経路を説明するための発達パスモデルを提唱している。モデルでは複数の発達パスの存在を仮定し、そのパスを基にした潜在2値変量の因果分析について議論している。因果効果については全効果、直接効果、間接効果を定義している。(ii)では3元分割表のための連関モデルと3変量正規分布の比較を行っている。このモデルが離散化正規分布を近似することを示している。4つの3変量正規分布から3*3*3分割表を人工的に作り、その分割表に連関モデルを適用した場合の適合結果が良好であることを示している。また、潜在正規変量の相関係数の推定法についても考察している。(iii)は2元分割表の分析のために提唱されたRC(M)連関モデルと多変量正規分布の下での正準相関分析との関係を議論している。RC(M)モデルが離散化多変量正規分布を近似することを証明し、2個のカテゴリ変量群間の連関分析にRC(M)モデルを適用する際の方向性を示している。
非関税障壁としての標準化の視点からみた米国貿易政策史

WTO(世界貿易機関)のTBT(貿易の技術的障害)協定が1995年に発効した。同協定は、各国の標準が非関税障壁とならないことを目指し、WTO加盟国に対して国際標準を用いるよう強く勧告している。本研究は「標準化」という新しい視点から米国貿易政策史の分析を試みたものである。米国は1960年代より海外市場拡大のために貿易政策の一環としての標準化に取り組むことの重要性を認識し始めた。以降、米国はISO(国際標準化機構)といった国際標準化組織でのプレゼンスをますます強めようとして現在に至っている。本研究「非関税障壁としての標準化の視点からみた米国貿易政策史」は、特に国際標準化に焦点をあてた歴史分析を行うことで、米国貿易政策史を検討しようとするものである。1995年にWTO(世界貿易機関)が新設された際にTBT(貿易の技術的障害)という、各国の標準化が貿易障壁(非関税障壁)とならぬよう各国の標準化の調和化を図る協定が発効し、各国の標準化政策は貿易政策と密接な関わりを求められるようになった。本年度は、主に米国議会史料を基に、米国は標準化政策をいつごろから貿易政策としてみなすようになったのかの分析を行い、研究成果は社会経済史学会第83回全国大会(2014年5月24日、同志社大学)で「標準化の視点からみた米国貿易政策史」の発表、そして、WTO新設時に同じく各国の調和化を図る協定が発効した食品安全事項に関する研究成果の発表(本研究では米国の標準化政策と食品安全政策の方向性の比較検討を行う)、Case Study on Change in American Food-safety Policyを経営史学会第50回全国大会(2014年9月11日、文京学院大学)を行った。本研究は、「標準化」の新視点を導入した米国貿易政策史研究である。1995年にWTO(世界貿易機関)がGATT(関税と貿易に関する一般協定)を強化した形で新設された際に、非関税障壁削減のために各国は様々な変容、変革が求められようになったが、その一つに各国で異なる標準を調和化していく動き(TBT協定成立)があった。標準がグローバルな市場獲得に直接的に関わるようになってきたのであり、そこではISO、IECといった国際機関の場で策定される公的標準(デジュール・スタンダード)が重要になった。市場が決める事実上の標準(デファクト・スタンダード)を歴史的に重視してきた米国は、貿易政策との関連でデジュール・スタンダードの重要性について、歴史的にいつごろから、どのように認識し始め、どのような対応をとっていったのかについて、平成27年度は米国(ワシントン大学、1999年WTO会議開催のため関連史料を所蔵)や国内の図書館(国立国会図書館ほか)を中心に史料収集を行い、研究を進めた。これにより、米国は1960年代より重要性を認識し始め、次第に官民協調(ただし民間主導)の強化により、貿易政策の一環として標準化政策(デジュール・スタンダード)を重視するように変容してきたことを分析、実証することができた。と同時に、20世紀初に構築された標準化へのスタンスも現在に引き継がれているという結論が得られた。また本研究は、交付申請書で研究目的の中に、WTO新設時のもう一つの国際的調和化の動きである食品安全管理システム(HACCP)への米国の取り組みの方向性と、標準化に関する方向性との比較対照も行うとしており、これについても平成27年度の分析の結果、方向性の違いに関する結論が得られた。交付申請書に記載した研究目的の中で、具体的な項目として(1)国際機関ISO、IECへの米国の代表機関、ANSI(米国国家標準協議会)の設立経緯、特徴、理念、関与した主要人物の見解、(2)ISO、IECの設立状況、(3)TBT協定成立(1995年)前の米国の標準化への取り組み姿勢、(4)TBT協定成立後の米国のデジュール・スタンダード重視への軌道修正動向、を挙げ、平成27年度をもって上記項目すべてについて着手、分析を行い、一定の結論が得られた。だが、当初計画予定していたWTOでの史料収集、分析が未遂行のため、「やや遅れている」とした。本研究は、各国間で異なる標準が非関税障壁となり得るため、WTO(世界貿易機関)の下で製品の仕様、規格等の国際的調和化が益々図られるようになっているという近年の新しい現象を受け、非関税障壁としての標準化の視点から米国の貿易政策史の分析を試みた研究である。従前はデファクト・スタンダード(企業間競争により市場が決める事実上の標準)を重視してきた米国が、特に欧州が標準の調和化を進めていくなか、欧州に対抗すべく、1960年代以降、貿易政策の一環としてデジュール・スタンダード(公的機関で策定される公的標準)にも注力するようになってきたことを明らかにした。米国では20世紀初頭に標準化政策が開始された。同時期にはISO,IECへの米国の代表機関である「全米標準協議会」(ANSI)の前身も設立された。米国は当時の政策の特徴であるデファクト・スタンダード重視の姿勢を受け継ぎながら、1960年代以降、貿易拡大ためには標準化政策と貿易政策とをリンクさせることが重要であるとの認識を強めていき、デジュール・スタンダードにも民主導の官民協調体制での取り組みを強化し、現在に至っている。最終年度である本年度は、以上の内容を網羅した拙著「標準化と国際貿易ー国際貿易体制と米国貿易政策の歴史と現状」を御茶の水書房より計画通り刊行した。また、政治経済学・経済史学会秋季学術大会では「貿易政策史ー貿易障壁の変化ー」のタイトルで報告を行った。

加えて、本研究成果の内容を含んだ拙稿「貿易自由化への懐疑」が来年度刊行の共著「現代アメリカ経済史」(有斐閣)に所収され、発信されることになった。WTO(世界貿易機関)のTBT(貿易の技術的障害)協定が1995年に発効した。同協定は、各国の標準が非関税障壁とならないことを目指し、WTO加盟国に対して国際標準を用いるよう強く勧告している。本研究は「標準化」という新しい視点から米国貿易政策史の分析を試みたものである。米国は1960年代より海外市場拡大のために貿易政策の一環としての標準化に取り組むことの重要性を認識し始めた。以降、米国はISO(国際標準化機構)といった国際標準化組織でのプレゼンスをますます強めようとして現在に至っている。当初、交付申請書に記載した研究計画の中で、本年度にWTO(世界貿易機関)での訪問、史料収集を行い、国際標準化機関として代表的なISO(国際標準化機構)とWTOの関わりの分析も予定していたが、この点に関して訪問、分析ができなかった点を持って「やや遅れている」とした。その他の、研究分析や発信の点では概ね順調に進展している。交付申請書に記載した研究計画・方法に関して、平成28年度は、計画していた史料収集、補足的史料収集、分析、総括、学会発表を行いつつ、得られた成果の一部に関して出版に向けての原稿完成作業を行うとしており(「標準化と国際貿易ー国際貿易体制と米国貿易政策の歴史と現状ー」御茶の水書房より発行確定)、平成28年度はそれらに取り組んでいく。経済史本研究は、非関税障壁としての標準化の視点からみた米国貿易政策史の分析を目的としている。今後は代表的な国際標準化機関であるISO(国際標準化機構)等のWTOの関係史や、米国の標準化機関、米国国家標準化協会(ANSI)の歴史を分析し、逐次、論文としても纏めていき、成果発表をしつつ進めていく。平成27年度の3月から行った米国での史料収集が平成28年4月初旬にわたったため。当初、交付申請書に記載した研究計画の中で、当該年度にWTO(世界貿易機関)での訪問、史料収集を行い、国際標準化機関として代表的なISO(国際標準化機構)とWTOの関わりの分析も予定していたが、訪問ができなかったため。平成27年度に計画していたWTO(世界貿易機関、ジュネーブ)での史料収集を平成28年度のできるだけ早期に行い、これまで行ってきた分析において未解決の、補足的な事項に関する分析を完了させる計画にある。その他、本研究をさらに進めるため、学会発表のため、出版本・論文の精緻化を行うために必要な設備備品費、消耗品費、旅費、その他複写代に研究費を使用する計画にある。したがって次年度は上記の海外史料収集を行う計画にある。またこの外国旅費のほか、論文作成、発信のために必要な国内旅費(国立国会図書館等での史料収集を含む)や、設備備品:文献(関連書籍)、謝金:アルバイト謝金(資料整理等)、その他、複写代(史料収集先での複写代)に研究費を使用する計画にある。
シアノバクテリアの新規光受容体と光応答系の機能・構造解析

本研究の目的はわれわれが存在を予測してきた新規光受容体の実体を明らかにしつつ、シグナル伝達の分子機構やその生理的意義を解明することであった。本研究のおもな成果は、走光性の光受容体SyPixJ1/TePixJとSyPixD/TePixDを単離・同定した。SyPixJ1/TePixJは赤/遠赤色光可逆吸収型光受容体フィトクロムとの類似性が指摘されていたが、実際に単離されたホロタンパク質は予想外の青/緑色光可逆吸収型の全く新規の光受容体であった。さらにその分光特性などから、発色団がフィコビオロビリンという新しい色素であることを同定した。一方、SyPixD/TePixDはフラビンを結合したBLUF型青色光受容体であることを実証し、その結晶構造を世界で初めて決定した。その構造に基づき、光反応にもっとも重要なアミノ酸残基を同定した。SyPixDと相互作用する因子SyPixEを酵母2バイブリッド法で見いだし、その相互作用が青色光照射で抑制される琴を示した。強光処理に応答する活性酸素消去遺伝子を同定し、その発現調節をしている転写因子Slr1738を同定した。フラビンを結合した新規LOV型光受容体を見いだし、その光応答特性にかかわるアミノ酸残基を同定した。BLUF型のTePixDに1個のアミノ酸残基の変異を導入して、BLUF型をLOV型の光応答反応に変換できること、つまりフラビン結合型光受容体の相互変換の進化を実証した。シアノバクテリアの線毛による正の走光性の調節にかかわる光受容体PixJ1をSynechocystis細胞より単離して、430nmと535nmの間で可逆的な光変換をする従来のものとはまったく異なるタイプの光受容体であることを明らかにした。この光変換は何度でも繰り返すことができる可逆的なもので、フィトクロムなどの赤・遠赤色光領域にはまったく吸収を示さないが、蛍光の特性から同様のテトラピロールが結合していることが推測された。2つ目の走光性光受容体PixDを好熱性シアノバクテリアの遺伝子を大腸菌で発現させ、フラビンを結合した10量体として2.0Aの解像度で結晶構造を決定した。このタンパク質の立体構造は新規であるが、フラビンの周囲の構造は他のフラビン型光受容体と似た特徴をもつことも明らかになった。このタンパク質の構造変化の特徴を明らかにするとともに、相互作用する因子PixEを同定した。PixDの光変換反応の中間体はこれまで見つかっていなかったが、液体ヘリウム温度で波長シフトがほぼ中間となる中間体を同定することができた。第3の光受容体が調節している光合成のアンテナ・フィコビリソームの構造形成の鍵タンパク質CpcGの2つの遺伝子がそれぞれ異なる役割をもつことを明らかにした。シアノバクテリアの走光性の光受容体TePixJを好熱性シアノバクテリアからクローニングし、Synechocystisにて発現させ、純度の高い標品を得た。この分光特性は昨年度にわれわれが同定したSynechocystisのSyPixJ1とまったく同じであるが、光反転をほとんど示さなかった。螢光特性は、Pg型が螢光を出すのに対し、Pb型は螢光を出さなかった。質量分析により、予想していた保存されたCys残基にA環がチオエーテル結合していることを明らかにした。さらに、多数のGAF型光受容体ドメインを単離精製し、さまざまな分光特性の新規光受容体が続々と同定できることが判明した。2つめの走光性の光受容体TePixDの結晶構造を昨年度に決定したが、これに基づき、さまざまな部位特異変異体を作製し、光応答反応に保存されたGln50とTyr8が重要な水素結合ネットワークを形成していることを実証した。

また、これらの残基を別の残基に置換すると、PixDとはまったく異なるPhototropin型の光反応を示すことを見いだした。これは、フラビン型光受容体の普遍的な反応制御機構の一端を示している。SyPixDとSyPixEの相互作用を酵母2ハイブリッド相互作用とプルダウン実験にて実証し、光反応によってこの相互作用が消滅することを見いだした。このしくみが、走光性のスイッチングにかかわっていると結論した。シアノバクテリオクロムTePixJの発色団をCph1と比較解析することで、フィコシアノビリンではなく、フィコビオロビリンであることを証明した。また、アナベナのホモログAnPixJを調製し、青【double arrow】赤の可逆的光変換を示すこと、その発色団はフィコビオロビリンではなく、フィコシアノビリンであることを示した。さらに発色団のコンフォメーションを解析し、AnPixJのPr型はフィトクロムCph1のPr型とよく似ているが、AnPixJのPg型はCph1のPfrとよく似ていることを明らかにした。2つめの走光性の光受容体TePixDの決定した結晶構造に基づき、昨年度明らかにした相互作用する相手へのシグナル伝達における鍵アミノ酸として、Met93を同定した。変異を導入したMet93Alaタンパク質は光変換を正常に行うが、光依存の相互作用を示さないことを示した。このことはPixDタンパク質内の光シグナルの伝達がGln50→Met93を介して、走光性のスイッチングにかかわっていることを示している。系2光で誘導されるcpcG2遺伝子産物が光化学系1の光捕集に関わっていることを明らかにした。また、このcpcG2の発現誘導にかかわるシアノバクテリオクロムCcaSを同定した。このCcaSをシアノバクテリアで大量発現し、新規の光受容体であることを実証した。このタンパク質の自己リン酸化活性を示し、光による調節機構の解析を行った。フィトクロム型光受容体(シアノバクテリオクロムと命名)の解析として,以下の研究を行った。TePixJタンパク質:これはシアノバクテリア細胞の走光性運動の調節にかかわる光受容体である。その色素結合ドメインの発色団が従来予想されていたフィコシアノビリンではなく,共役二重結合系が短縮したフィコビオロビリンであることを明らかにした。さらにアポタンパク質と化学合成したフィコシアノビリンを混合することで,非常に速く結合し,その後ゆっくりとフィコビオロビリンに変換されることを示した。これは,TePixJタンパク質に発色団結合,光変換に次いで第3の機能として異性化活性があることを示している。AnPixJタンパク質はTePixJのホモログであるが,その色素結合GAFドメインは異なるクラスターに属する。このタンパク質を発現精製して,赤吸収型と緑吸収型の完全な可逆的光変換を示した。このGAFタンパク質の結晶化を試みて,赤色吸収型の構造を決定することができた。その構造は従来のフィトクロムの色素結合ドメインと非常によく似ていたが,テトラピロールを保持する独自の構造が明らかにできた。CcaSタンパク質はフィコビリソームのリンカータンパク質CpcG2の合成を調節する光受容体である。この色素結合ドメインをシアノバクテリアと大腸菌で発現して,緑吸収型と赤吸収型の完全な可逆的光変換を示した。変性解析はその発色団はフィコシアノビリンであるが,立体構造は上記のAnPixJとは正反対であることが判明した。色素結合ドメインとヒスチジンキナーゼドメインを含む
反磁性体を用いた磁気浮上式重力計の開発

機械的なバネを用いた重力計の欠点を克服するため,反磁性体を利用した磁気浮上式重力計の開発を目指した.ネオジム磁石と熱分解カーボンを組み合わせた系について,有限要素法による磁場解析を行い,系の力学的,電磁気学的な特性を調べた.その結果,重力センサーの基本デザインとして有望であることが確認された.また,完全反磁性体を用いた磁気浮上式重力計としてすでに実用化されている超伝導重力計について,水平加速度の入力に対する重力センサーの応答を詳細に調べ,水平方向の固有振動数が3Hz程度であることを示した.平成26年度は,反磁性体による磁気浮上の理論的側面についての展開を行った.磁場のポテンシャルを平衡点のまわりに展開し,係数の満たすべき条件などを調べた.磁気浮上による重力計としてはすでに超伝導重力計があり,その特性を理解することは本研究にとっても役に立つと考えられたので,国内3ヶ所(長野県松代,岐阜県神岡,沖縄県石垣)に設置されている超伝導重力計の記録を調べ,装置の傾斜(水平加速度に相当)と重力記録との関係などを詳細に分析した.その結果,沖縄県石垣の超伝導重力計に関して,興味深い事実がわかった.この観測点は石垣島という海洋島に位置しており,台風や前線の通過時などには波浪ノイズのレベルが非常に高くなるが,そのようなときに,ノイズレベルが上昇するだけでなく,重力が増加するのである.この原因を調べるため,重力計の近傍に地震計を配置して地動ノイズと重力との関係を詳細に分析したところ,水平成分のノイズレベルと見かけの重力変化とがほぼ比例することがわかった.こうした効果は,石垣島のような海洋の波浪ノイズが大きい場所で顕在化するものであり,南極やアラスカなど世界の超伝導重力計観測点のいくつかにおいても現れている可能性があるが,まだ報告されたことはない.この効果は磁場のポテンシャルに高次の項を導入することによって説明できることがわかり,上下成分と水平成分とのクロストークの存在を示している.これは,テストマスが上下方向に拘束されていない磁気浮上メカニズムに特有の効果であり,本研究におけるセンサーのデザインにおいても慎重に考慮すべき要素であると考えられる.平成27年度は,前半は主に平成26年度の研究の継続で,磁気浮上式重力計である超伝導重力計の水平加速度入力における特性をより詳細に調べた.前年に行っていた定量的評価の一部に不十分な点(地震計の特性を正しく考慮していなかった)があったため,それを修正した結果,この重力計における磁気浮上ポテンシャルのクロスタームの見積もりがより現実的な値となった.この推定に基づき,5Hz程度の高周波のノイズと,0.2Hz程度の波浪起源のノイズとが及ぼす影響が同一のモデルで説明できるかを調べた.その結果,波浪起源のノイズの影響は同じモデルでは説明できず,ポテンシャルの上下成分の高次項が寄与しているらしいことがわかってきた.年度の後半は主に,反磁性体を用いた磁気浮上の理論的側面について,シミュレーションによる解析を行った.この場合,反磁性体は浮上力をつかさどるのではなく,浮上を安定させることに寄与する.有限要素法ソフトウェアANSYSを導入し,コンピューター上で磁場解析を行う環境を構築した.計算においてはまず軸対象の系を仮定し,浮上体として永久磁石であるネオジム磁石を,反磁性体としては焼結カーボンを想定した.重力計では参照となる浮上体の位置や姿勢を安定に保つのに必要な支持力を得つつ,動作点の周りでは鉛直方向にできるだけ弱い拘束力が得られるのが望ましい.シミュレーションでは磁石やカーボンの形状や配置等,さまざまなパラメーターを試行して,できるだけ上記の条件を実現する条件を検討した.磁場の非対称性など,より現実的な問題を取り込むための三次元モデルの構築も検討する.また,浮上体の位置を測定するための光センサーの配置等を検討した.光センサーで検出された浮上体の位置の制御は,コイルで外部から磁場を加えて行う予定であるが,レーザーを照射する方法の可能性についても文献等で調査を行った.当初予定していたシミュレーションによる解析は進行しているが,ディメンションや形状などのパラメーターの絞り込みに時間を要したため,材料の選定に必要な精密データを得るまでには至っていない.そのため,実機の製作についてはまだ着手できていない.本研究において磁気浮上式重力計のリファレンスとして用いる岐阜県神岡の超伝導重力計がちょうど稼働を停止するタイミングとなり,その作業に追われたことも一因である.磁気浮上式重力計としてすでに長年の実績のある超伝導重力計は,メーカーにより少しずつ小型化の改良がなされてきた.その最新型であるiGravが導入され,松代観測点(長野県)において既存のTT70型との並行観測を行う機会を得た.これは,機器のドリフトや感度の検定を目的とするのみならず,同一の地盤振動を加えられたときの重力計の応答を検定するという意義ももつ.わずか2メートルの距離をへだてて置かれた2台の重力計は,当然予想されることとして,非常によく似た重力変化の記録を生み出した.ところが,周波数帯域に分けて詳しく調べると,周期数百秒の帯域において,TT70とiGravの静穏時の記録がまったく似ていないことがわかった.2つの記録からコヒーレンスを計算すると,周期数百秒の帯域においてはコヒーレンスが非常に低くなっている.

さらに,同じ坑道内に設置された広帯域地震計STS-1の記録とも比較すると,この帯域では三者三様でいずれも異なっていた.これまでの世界各地での比較観測の結果,同じ場所に置かれた超伝導重力計とSTS-1を比較すると,周期1000秒程度から短周期側においては超伝導重力計のほうがノイズレベルが高い傾向があることが知られている.このことは,その帯域において,超伝導重力計に器械的なノイズが混入していることを表している.可能性として有力なのは,磁気浮上しているテストマスの固有振動モードの影響である.装置の傾斜信号と重力信号とのコヒーレンスを計算すると,球の固有振動周期の付近では1に近い値を示すことから,超伝導重力計に特有の器械的なノイズの原因として装置の傾斜の影響が大きい可能性がある.このことは,そもそも磁気浮上式重力計の原理における重要な問題を提起している.シミュレーションによる磁気浮上式重力計のデザインをひきつづき行っているが,この問題を解決する方法の発見には至っていない.磁気浮上式重力計の実機としての超伝導重力計の特性を分析することは,本研究にとっても非常に重要なステップであったわけだが,新型重力計iGravの扱いに習熟していなかったため並行観測を軌道に乗せることに大幅に手間取ることとなった.また,シミュレーションによる磁気浮上の解析においてソフトウエア上の問題があることが判明し,その対策を試行錯誤で発見しなければならなかったため時間を要した.アーンショーの定理により,永久磁石によって永久磁石を静的に安定浮上させることは一般に不可能であるが,反磁性体を利用すれば安定浮上が可能である.これを実現するには,大きく分けて二つの方法がある.一つは,永久磁石によって永久磁石を浮上させ,反磁性体を組み合わせることで安定化させるというものである.もう一つは,(永久)磁石を用いて反磁性体そのものを浮上させるというものである.超伝導重力計における磁気浮上は,超伝導コイルが作る磁場によって完全反磁性体を浮上させている点で,後者に分類される.私たちは,本研究開始当初から,おもに前者の方法を追求してきたが,装置の設計のための有限要素法による磁場解析を行うにあたって,なかなか克服できない技術的な問題点があった.そこで,後者の方法に切り替え,複数個の磁石を極性が交互になるように結合したものの上に反磁性体を配置するという方法をとることにした.適当なネオジム磁石と熱分解カーボンの組み合わせで,実際に浮上している状態を観察し,有限要素法による磁場解析により,実際の系に近い性質を再現することができた.これに基づく試作機の特性評価にまでは至らなかったが,系の基本的な力学的,電磁気学的な挙動については詳細な理解を得ることができたと考えている.一方,磁気浮上式重力計の一種である超伝導重力計における,水平加速度の入力に対する応答という問題について,実測データと理論モデルに基づいた詳細な分析を行い,その結果を論文として発表した(Imanishi et al., 2018).機械的なバネを用いた重力計の欠点を克服するため,反磁性体を利用した磁気浮上式重力計の開発を目指した.ネオジム磁石と熱分解カーボンを組み合わせた系について,有限要素法による磁場解析を行い,系の力学的,電磁気学的な特性を調べた.その結果,重力センサーの基本デザインとして有望であることが確認された.