hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一酸化窒素産生を絶対的に支配するエンドセリン－１およびその受容体の意義

なお、血管内皮細胞のETB受容体を選択的拮抗薬で持続的に阻害した時に遺伝的機能阻害と同等の反応が生じるかについては今後更なる検討が必要と思われる。本研究で使用するETB受容体遺伝子欠損ラットの雌親は胎児を食殺する頻度が高いため、安定的な実験動物の確保が課題の一つである。また本年度は、セルソーターを用いて胸部大動脈から血管内皮細胞を採取し、初代培養を行う。従来の酵素分散法のみでは、平滑筋細胞や線維芽細胞が混在する影響を完全に排除できないため、より厳密な方法として本学設置のセルソーティングシステムを用いた方法に変更する予定である。本研究で使用するETB受容体遺伝子欠損ラットの雌親は胎児を食殺する頻度が高いため、安定的な実験動物の確保が今後の課題の一つと思われる。また、初代培養細胞を用いた実験で再現性がとれない等の問題に直面したが、実験環境を再整備することによりこの問題を解決できたかことから、今後は安定した解析結果が得られると思われる。これまでの研究からETB受容体遺伝子欠損ラットにおいては、腎組織中におけるNOS活性は有意に低下していることが報告されている。しかしながら我々の検討では、腎組織中NO代謝物濃度・eNOS及びリン酸化eNOSタンパク発現量にgenotype間の相違は認められず、一方、L-アルギニンを静脈内持続投与した場合においてのみNO代謝物濃度の顕著な差を認めている。そこでL-アルギニン持続投与時および非投与時におけるホモ接合体および野生型ラットのNO産生調節因子がどのように変動しているか種々の臓器(心臓・血管・腎臓・脳など)について詳細に調べる。また、SD系あるいはWKYラットに対する薬理学的なETB受容体拮抗薬の慢性投与とETB受容体遺伝子欠損ラットホモ接合体との差異についても検討を加える。さらに、L-アルギニン持続投与時におけるホモ接合体ラットのNO代謝物濃度の低下は選択的ETA受容体拮抗薬の投与により完全に消失することから、ETB受容体機能不全時におけるET-1/ETA受容体系のNO産生抑制機序についても検討する。また加齢がETB受容体/PI3K/Akt/eNOS経路に及ぼす影響についてもこれまでと同様に胸部大動脈由来初代培養血管内皮細胞を用いて検討を加える。ETB受容体遺伝子欠損ラットホモ接合体においては、腎組織におけるNOS活性が低下していることが報告されているが、我々の検討では、ホモ接合体および野生型ラット間において腎組織中NO代謝物濃度の相違は認められず、一方、L-アルギニンを静脈内持続投与した場合においてのみNO代謝物濃度の顕著な差を認めた。平成25年度研究費は主として以下の目的で使用する予定である。1実験動物(SD系及びWKYラット)の購入・飼育・屍体処理経費
冠動脈攣縮の成因に関する研究-NOとの関連を中心として-

冠動脈の攣縮(冠攣縮)は狭心症や急性心筋梗塞などの虚血性心疾患の発生上重要な役割を果たしており、しかも我が国においては欧米に比し頻度の高い疾患である。しかしながらその発生機序に関しては不明な点が少なくない。冠攣縮は特に夜間から早朝にかけての安静時に出現し通常は日中の労作によっては誘発されない。筆者らは冠攣縮がアセチルコリンにより高頻度に誘発されることを明らかにしているが、アセチルコリンは血管が傷害させていると平滑筋に直接作用して血管を収縮させる。したがって、攣縮に陥る冠動脈は動脈造影上、正常に見えても内皮の傷害、すなわち内皮からの一酸化窒素(NO)の産生・放出が障害されている可能性がある。本研究においては冠攣縮性狭心症の患者の冠動脈においてNOの活性が低下しているか否かをNO阻害薬であるL-NMMA及び冠血流増加に対する反応から検討し、実際に冠攣縮の症例においては冠動脈におけるNOの活性低下が存在することを明らかにした。更に、NO活性の低下の原因を追求するために冠攣縮の危険因子を多変量解析で検討した結果、喫煙が極めて重要な危険因子であることが明らかとなった。喫煙がいかなる機序でNOの活性を低下させるかをin vitroおよびin vivoで調べた結果、煙草に含まれる活性酸素がNOを不活性化していることが明らかとなった。我が国における男性の喫煙率は欧米のそれに比し2倍以上であり、冠攣縮が我が国において頻度が高いのは喫煙率が高いことと関係があるものと思われる。喫煙などの環境因子に加えて人種的・遺伝的背景も冠攣縮と関係があると思われるので、血管内皮型NO合成酵素(eNOS)の遺伝子を調べて見ると、冠攣縮患者においてはエクソン7のGlu298Aspおよび5'側非翻訳領域のT^<-786>→C変異と有意に連関していることが明らかとなった。以上から、冠攣縮の発生には喫煙などの環境因子と共に遺伝的な因子が関与することが示された。本研究は、日本人に多く見られる冠攣縮の病因を特に一酸化窒素(NO)との関連において検討することを目的とする。1)冠動脈内NOに関する研究:冠攣縮患者および対象患者にNO阻害薬であるL-NMMAを冠動脈内に注入し、冠動脈の径の変化を検討した。その結果、対象群では内径が縮小したのに対して、冠攣縮群では変化しなかった。これは健常者では冠動脈にて産生、放出されるNOが血管緊張性を抑制するが、冠攣縮患者の冠動脈においては基礎的なNOの産生、放出が不足し、血管緊張性を高めていることを示すものである。2)冠攣縮患者、心筋梗塞患者における血管内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)遺伝子変異の検討:我々は、NOを合成するeNOSの遺伝子に対してその変異を検索した。同遺伝子の全26エクソンに対してPCR-SSCP解析を行い、バンドシフトが見られた部位に対してdirect sequenceを行った。その結果、exon 7にGlu298Asp変異を認めた。これは894番目のguanine(G)がthymine(T)への変化するもので、アミノ酸配列上、298番目のグルタミン酸からアスパラギン酸に変化するミスセンス変異である。その遺伝子変異の頻度を調べるために冠攣縮患者100例、コントロール例(非冠攣縮例)100例、ボランテイア500例を対象にスクリーニングを行った。

その結果、冠攣縮患者群では23%、コントロール群では8%、ボランテイア群で14%の頻度を認めた。冠攣縮群での発現率は他の二群よりも有意に高かった。さらに心筋梗塞患者200例を対象にその遺伝子変異を検討した結果、23%にその変異が認められ、ボランテイア群より有意に高かった。以上よりeNOS遺伝子Glu298Asp変異が冠攣縮と心筋梗塞の発症機序に関与している可能性が示させた。本研究は、日本人に多く見られる冠攣縮の病因を特に一酸化窒素(NO)との関連において検討することを目的とする。特に本研究においては、冠攣縮の遺伝的因子を探る目的で、血管内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)遺伝子変異の検索を始めている。eNOS遺伝子26個の全てのエクソンならびに5′隣接領域の遺伝子をPCR-SSCPで検索した結果、現在までにエクソン7にGlu298Asp変異を、また5′隣接領域にT^<-786>→C、A^<-922>→GおよびT^<-1468>→Gを見出している。またT^<-786>→C、A^<-922>→G、AおよびT^<-1468>→Gはそれぞれがリンクして存在することを判明した。我々はこの遺伝子変異がそれぞれ冠攣縮に有意にかかわっていることをvolunteerを含めた多数例の症例を用いて確認している。今回我々は、これらの変異それ自体がeNOSに発現あるいは機能異常を与えているか否かをin vitroおよびin vivo系で検討した。Glu298Aspに関しては、野生および変異型eNOS遺伝子をCOS-1細胞にtransfectionし、細胞抽出液の最大酵素活性を比較した。結果は野生型を100%とした場合、変異型は93%にわずかに低下していた。現在さらに大腸菌培養系で各組み換え蛋白を発現、生成し酵素学的検討を進めている。一方、5′隣接領域については、その機能的変化が明らかとなった。in vitroの機能解析をルシフェラーゼアッセイを用いて行ったが、その結果、3つの点変異の内、T^<-786>→Cが有意にルシフェラーゼ活性を低下させ、他のA^<-922>→GおよびT^<-1468>→Gは影響を及ぼさないことが判明した。さらに、in vivoの検討では心臓カテーテル検査時においてアセチルコリンおよびニトログリセンによる冠動脈径の変化を調べてみると、野生群に対して変異群は有意にその反応性が亢進していた。以上のことから少なくともT^<-786>→C変異は、直接eNOSの転写に影響を与え、NOの合成を低下させて冠攣縮を引き起こし易い状況にしていると思われた。冠動脈の攣縮(冠攣縮)は狭心症や急性心筋梗塞などの虚血性心疾患の発生上重要な役割を果たしており、しかも我が国においては欧米に比し頻度の高い疾患である。しかしながらその発生機序に関しては不明な点が少なくない。冠攣縮は特に夜間から早朝にかけての安静時に出現し通常は日中の労作によっては誘発されない。筆者らは冠攣縮がアセチルコリンにより高頻度に誘発されることを明らかにしているが、アセチルコリンは血管が傷害させていると平滑筋に直接作用して血管を収縮させる。したがって、攣縮に陥る冠動脈は動脈造影上、正常に見えても内皮の傷害、すなわち内皮からの一酸化窒素(NO)の産生・放出が障害されている可能性がある。本研究においては冠攣縮性狭心症の患者の冠動脈においてNOの活性が低下しているか否かをNO阻害薬であるL-NMMA及び冠血流増加に対する反応から検討し、実際に冠攣縮の症例においては冠動脈におけるNOの活性低下が存在することを明らかにした。
国際法上の免除に関する横断的分析―国家・国家元首・政府高官等の免除の関係性―

国家免除の保護法益は、国家による主権的機能の遂行の確保と、円滑かつ友好な国家間関係の維持・推進にある。国家免除はその保護法益との関係で、国家の行為が主権的か業務管理的かではなく、事案の特性を踏まえた様々な要素の考慮から判断されてきた。政府職員の免除の保護法益は国家免除と同じであり、それとの関係で、国家元首・政府の長・外務大臣については人的免除が、それ以外の政府職員については原則として少なくとも事項的免除が認められてきた。現段階において、とりわけ人的免除の享有主体、国際犯罪に対する事項的免除の適用、事項的免除の手続については議論があり、見解の一致はない。本研究の目的は、国家元首や外務大臣らは外国国家の国内裁判所で裁判に服しめられない(つまり、外国国家の裁判所の裁判権から免除される)という国際法規則(いわゆる国家元首の免除、政府高官等の免除)の趣旨目的、射程及び内容等を明らかにすることを通じて、国際法上の免除の全体像の解明を目指すことにある。平成25年度は、主として国家元首の免除について調査を進めたほか、国の職員の拷問行為に関して、職員の帰属する国家の外国裁判所の裁判権からの免除(いわゆる国家免除)とは独立して、民事裁判手続からの職員個人の免除が議論された欧州人権裁判所のJones対英国事件等について検討した。また、これらと並行して、関連する文献調査・収集を実施した。以上の調査・検討から主として明らかになったことは以下の3点である。第1に、国家元首及び政府高官等を含め、国の職員は国の機関として国家免除を享受すると解されているが、国際司法裁判所が武力紛争中の国際人道法違反行為について国家免除を認めたことをうけて、拷問行為等に関して外国の職員を民事裁判手続に服しめられるか否かについては、国家免除例外に該当するか否かではなく、国家元首等を含む国の職員の免除が刑事裁判手続において否定されてきたことを主たる根拠のひとつとして議論が展開されてきた。第2に、ただし、国家元首及び政府高官等の刑事裁判手続からの免除が否定されてきた事例のなかには、国内裁判所の裁判権の行使を義務づける条約規定等を根拠に免除を否定したと解しうるものもあり、そのような条約規定が存在しない場合にまで、刑事裁判手続からの免除が否定されるかについてはさらなる検討が必要である。また、第3に、刑事裁判手続からの免除と民事裁判手続からの免除とを同視しうるか否かについては議論があり、それらの事例から民事裁判手続からの免除の否定を安易に導出することはできない。平成26年度は、前年度に引き続き、国家元首の免除について調査・検討をすすめるとともに、政府高官等の公務員の免除について、国家免除及び国家元首の免除との相違と、民事手続と刑事手続との区別と、外交官等のように既に特別な条約が制定されている対象に注意しながら、調査・検討をすすめた。また、国連国際法委員会で2012年より実質的な議論が開始された、「国家公務員の外国刑事裁判権からの免除」の起草過程についても、調査・検討した。以上の調査・検討から主として明らかになったことは以下の2点である。第1に、現職の国家元首のみならず、現職の政府代表者又は外務大臣も(以上三者をまとめて「トロイカ」とよぶ)、現職の国家元首と同等の人的免除、つまり訴訟の対象となっている行為の性質に限らず、民事・刑事を含むすべての裁判手続からの免除を享有する、との説が多数説であり、国連国際法委員会でもそのように提案された。つまり、少なくとも人的免除については、トロイカとそれ以外の公務員とで享受する免除が異なる、ということである。第2に、この点については、国際刑事法の専門家等を中心に、政府代表者及び外務大臣に対しても国家元首と同等の人的免除を付与することには批判があった。しかし他方で、トロイカ以外の公務員らの人的免除を一律否定することにも、疑問がないわけではない。そのほか、国際刑事裁判所規程のもとで、当該規程の当事国が国家元首らを訴追した場合の問題点等についても整理した。平成27年度は、引き続き国家元首および政府高官等の免除について調査するとともに、それらと国家免除との関係性について、学説を中心に検討をすすめた。以上の調査・検討から、主として明らかになったことは以下の3点である。第1に、政府職員等の人的免除を享有する地位の範囲を画するに際し、国際関係において国家を代表する地位であるかが考慮されることにはほぼ異論がないが、それに加えて、それが国内平面において重要な地位であることも考慮しうるか、また国際法上国家を代表することが認められていなければならないのか、それとも職務上実際に国家を代表していればよいのかについては、議論がある。第2に、政府職員等の事項的免除は、国家免除の回避を防止する機能を果たし、それが究極的には国家に由来すると通説的に理解されてきた。

また事項的免除はしばしば、国および個人の国際法上の責任が認められることを根拠に説明されてきたが、国家責任法と免除に関する国際法は異なる保護法益を有する別の法体系であり、この点については異論がある。第3に、政府職員等の事項的免除については、刑事手続と民事手続とを区別して捉える必要があるか否かが問題となってきた。いずれの立場をとりうるかは、各手続が事項的免除の保護法益に与える影響との関係で評価する必要がある。そのほか、事項的免除の付与される範囲、事項的免除の例外、人的免除および事項的免除の放棄・援用等についても学説を中心に整理した。今年度実施予定であった、国家免除、国家元首の免除及び政府高官等の公務員の免除の関係性の検討には着手できたものの、学説を中心とした検討にとどまり、国家実行の十分な検討には至らなかった。本テーマの研究について、研究代表者が容易に利用できる研究資源が乏しく、国家実行の調査・収集にきわめて時間がかかっていることがその一因である。平成28年度も引き続き、国家免除、国家元首の免除及び政府高官等の公務員の免除の関係性の検討を、国家実行を中心に進める必要がある。また、民事裁判手続からの免除についても不十分な検討にとどまったため、平成28年度も継続が必要である。したがって、「やや遅れている」との評価に至った。本研究の目的は、国家元首や外務大臣らは外国国家の国内裁判所で裁判に服しめられず、逮捕・勾留等もされない(つまり、外国国家の裁判所の裁判管轄権及び執行管轄権から免除される)という国際法規則(いわゆる国家元首の免除、政府高官等の免除)の趣旨目的、射程及び内容等を明らかにすることを通じて、国際法上の免除の全体像の解明を目指すことにある。平成28年度は、前年度から引き続き、国家元首、政府高官等の免除について、国家免除との関係に留意しつつ調査を進めるとともに、免除に関する諸規則と、とりわけ国際刑事法との関係性についての検討にも着手した。これまでの調査・検討から、現時点までに主として明らかになったことは以下の2点である。第1に、政府職員等の事項的免除については、政府職員等の地位ではなく、その実施した行為の性格、つまり職務上の行為であるか否かに依って判断されるとの理解が通説となっている。第2に、政府職員等が職務上実施する行為(つまり第1で示した基準によれば免除される行為)のうち、領域国の同意なき行為、一定の国際犯罪については、免除が否定されるともされてきた。しかし、とりわけ後者の国際犯罪に関する事項的免除の否定ついては議論があり、それを主張する論者の論理構成も様々である。これが慣習国際法として確立しているか否かに関しては、さらなる検討が必要である。また、このような主張の背景には、国際刑事法の発展とそれとの整合性といった考え方がしばしば垣間見られるが、それについては国際的刑事裁判所での訴追と外国の国内裁判所での訴追とは異なるといった根強い批判がある。今年度実施予定であった、免除に関する諸規則と、国際人権法・国際刑事法との関係性の検討には着手できたものの、重要な検討対象の一つである国連国際法委員会での審議が予想外に遅れるといった諸事情により、重要な論点である事項的免除の範囲、制限又は否定について、十分に検討を尽くせたとは言い難い。
形成されたばかりの原始星の星周構造と活動現象を探る

1.暗黒雲Barnard 1(B1)の中心領域をミリ波-サブミリ波ボロメータカメラ(野辺山45m鏡NOBA、CSO SHARC、JCMT SCUBA)および野辺山ミリ波干渉計で観測し、これまでに知られていなかった2つのダスト連続波源を検出した。新たに見つかったダスト連続波源の350μmから3.5mmまでのスペクトルから、これらがダスト温度18Kを持つ非常に低温の(すなわち若い)天体であること、また質量1.6-1.8M_<【of sun】>、光度2.6-3.1L_<【of sun】>を持つことが明らかになった。ダスト連続波の結果から明らかにされた物理的性質(3000 AU程度の中心集中した成分の存在、密度の動径分布、中心星の質量とエンベロープ質量の比等)はClass 0原始星の性質と共通している。しかし、Class 0天体に特徴的な質量放出現象は、これらの天体では観測されていない。観測結果は、B1で見つかった2つの天体の中心には、既知のClass 0天体よりも若い原始星が存在している可能性が高いことを示している。また、ミリ波干渉計によるH^<13>CO^+分子輝線の観測から、2つの天体の方向ではH^<13>CO^+分子の存在量が通常の分子雲より著しく(約1/10)減少していることが明らかになった。2. Class0原始星L723IRSに付随するCO分子流および高密度CSコアの観測結果を解析した結果、高密度コア、CO分子流ともに北東の電波源VLA2に付随していることが明らかになった。このことから、四重極構造を持つ分子流は単一の原始星によって駆動されている可能性が高いこと、分子流の四重極構造はopening angleの広い(12°-170°)双極分子流を真横から見ているために現れるものであること、が明らかにされた。1.暗黒雲Barnard1の中心領域をCSOの20素子ボロメータアレイカメラSHARCを用いて波長350mumのダスト連続波で観測し、3つのコンパクト(FWHM12")なサブミリ波源を検出した。原始星は、もっとも強度の弱いサブミリ波源に付随している。しかしながら、350μmのピーク位置は、UKIRTIRCAM3で撮影した近赤外のイメージおよびNMAによるCO分子流マップから推定される原始星の位置とは一致していない。サブミリ波源の強度が比較的弱いこと、CO分子流がサブミリ波源を避けるような分布をしていること、分子流とサブミリ波源との境界で衝撃波のトレーサーであるSiO分子輝線が観測されていることなどから、ここでは原始星からの分子流による高密度コアの散逸が進んでいるものと考えられる。IRAS点源の約1'東には、2つのサブミリ波源が南北に約20"離れて並んでいる。これらはIRAS点源や分子流などの星形成の徴候を伴っておらず、Class0以前のpre-prottostellarコア段階にある可能性が高い。2つのサブミリ波源の質量(0.3-0.5M【of sun】)、平均密度(2-3×106cm3)および350μmフラックスの動径分布から、これらがClass0原始星のエンベロープにきわめて類似した特徴を持っていることが明らかになった。2.Class

0原始星L723IRSに付随するCO分子流および高密度CSコアの観測結果を解析し、四重極構造を持つ分子流が単一の原始星によって駆動されている可能性が高いこと、分子流の四重極構造はopening angleの広い(120°-170°)双極分子流を真横から見ているために現れるものであること、広いopening angleは分子流とその軸上にある高密度ガスクランプとの相互作用によって生じたものであること、などが明らかになった。1.暗黒雲Barnard1(B1)の中心領域をミリ波-サブミリ波ポロメータカメラ(野辺山45m鏡NOBA、CSO SHARC、JCMT SCUBA)および野辺山ミリ波干渉計で観測し、これまでに知られていなかった2つのダスト連続波源を検出した。新たに見つかったダスト連続波源の350μmから3.5mmまでのスペクトルから、これらがダスト温度18Kを持つ非常に低温の(すなわち若い)天体であること、また質量1.6-1.8M_<【of sun】>、光度2.6-3.1L_<【of sun】>を持つことが明らかになった。ダスト連続波の結果から明らかにされた物理的性質(3000AU程度の中心集中した成分の存在、密度の動径分布、中心星の質量とエンベロープ質量の比等)はClass0原始星の性質と共通している。しかし、Class0天体に特徴的な質量放出現象は、これらの天体では観測されていない。観測結果は、B1で見つかった2つの天体の中心には、既知のClass0天体よりも若い原始星が存在している可能性が高いことを示している。また、ミリ波干渉計によるH^<13>CO^+分子輝線の観測から、2つの天体の方向ではH^<13>CO^+分子の存在量が通常の分子雲より著しく(約1/10)減少していることが明らかになった。2.典型的なClass0原始星であるB335を野辺山45m鏡とミリ波干渉計を用いてC^<18>OとH^<13>CO^+輝線で観測し、その原始星エンベロープの構造と運動を明らかにした。B1のサブミリ波源とは異なり、B335では原始星をとりまく2000AUスケールのエンベロープがH^<13>CO^+輝線でよくトレースされている。原始星エンベロープは、分子流軸に垂直なディスク状の形状を持ち、半径の-2乗に比例する密度分布を示す。エンベロープには回転運動が見られるが、その回転速度はケプラー回転の速度よりも遅く、エンベロープの重力収縮を支えるには不十分であることが明らかにされた。
超高精度構造同定ロボット試作による橋梁維持管理のための長期変状モニタリングの確立

超高精度構造同定ロボット試作による橋梁維持管理のための長期変状モニタリングの確立を目的とし,同定理論,システムの開発,および実用化のための実験を行った.本研究で得られた知見をまとめると以下のようになる.1)超高精度構造同定ロボットのための自動構造同定エンジンの開発超高精度の構造同定を行うため,(1)ARモデルを基礎とする2段階推定法による振動特性推定および,(2)確率実現法による振動特性推定アルゴリズムを実現した.本手法により,確率実現法による振動特性推定法のプログラムを完成した.2)超高精度構造同定ロボットのための自動構造同定エンジンの精度の検証2段階推定法および確率実現法の自動構造同定エンジンを用いて,5自由度系およびランガー橋の振動特性推定精度の検証を行った結果,高精度に橋梁構造物の振動特性を推定できることを確認した.3)超高精度構造同定ロボットのための振動特性自動推定システムの開発検出部,データ転送部,データ蓄積部となる各システムを開発することにより,超高精度構造同定ロボットシステムを構成した.実際の橋梁構造物に適用し,その有用性を確認した.4)超高精度構造同定ロボットによる実橋梁長期モニタリング超高精度構造同定ロボットを使用して,(1)大阪府門真市高架橋の長期変動モニタリングと(2)長崎市の樺島大橋の長期変動モニタリングに適用した.橋梁の温度変化が,橋梁に及ぼす振動特性への変化を定量的に把握した.この計測は現在でも稼動しており,データ蓄積を継続中である.5)無線LANによる橋梁施工・計測管理システムの開発野井倉大橋(鹿児島県)建設時(当時)の橋梁施工・計測管理システムを開発した.ケーブル振動計測データの遠隔モニタリングにより,情報化施工および建設の合理化を実現できた.6)軽量多機能計測モジュールの開発とその橋梁変動応力システムへの適用軽量多機能計測モジュールにより,活荷重による橋梁静的変動解析,橋梁動的変動解析を実現した.またインターネットカメラによる交通流の計測の実用的実験を行い,その有効性を確認した.7)平成1819年度の研究助成(基盤研究(B)))により,本システムを基礎とし,新たな橋梁維持管理システムを開発する.超高精度構造同定ロボット試作による橋梁維持管理のための長期変状モニタリングの確立を目的とし,同定理論,システムの開発,および実用化のための実験を行った.本研究で得られた知見をまとめると以下のようになる.1)超高精度構造同定ロボットのための自動構造同定エンジンの開発超高精度の構造同定を行うため,(1)ARモデルを基礎とする2段階推定法による振動特性推定および,(2)確率実現法による振動特性推定アルゴリズムを実現した.本手法により,確率実現法による振動特性推定法のプログラムを完成した.2)超高精度構造同定ロボットのための自動構造同定エンジンの精度の検証2段階推定法および確率実現法の自動構造同定エンジンを用いて,5自由度系およびランガー橋の振動特性推定精度の検証を行った結果,高精度に橋梁構造物の振動特性を推定できることを確認した.3)超高精度構造同定ロボットのための振動特性自動推定システムの開発検出部,データ転送部,データ蓄積部となる各システムを開発することにより,超高精度構造同定ロボットシステムを構成した.実際の橋梁構造物に適用し,その有用性を確認した.4)超高精度構造同定ロボットによる実橋梁長期モニタリング超高精度構造同定ロボットを使用して,(1)大阪府門真市高架橋の長期変動モニタリングと(2)長崎市の樺島大橋の長期変動モニタリングに適用した.橋梁の温度変化が,橋梁に及ぼす振動特性への変化を定量的に把握した.この計測は現在でも稼動しており,データ蓄積を継続中である.5)無線LANによる橋梁施工・計測管理システムの開発野井倉大橋(鹿児島県)建設時(当時)の橋梁施工・計測管理システムを開発した.ケーブル振動計測データの遠隔モニタリングにより,情報化施工および建設の合理化を実現できた.6)軽量多機能計測モジュールの開発とその橋梁変動応力システムへの適用軽量多機能計測モジュールにより,活荷重による橋梁静的変動解析,橋梁動的変動解析を実現した.またインターネットカメラによる交通流の計測の実用的実験を行い,その有効性を確認した.7)平成1819年度の研究助成(基盤研究(B)))により,本システムを基礎とし,新たな橋梁維持管理システムを開発する.本年度の研究の目的は,超高精度構造同定ロボット試作の要素技術の完成である.要素技術は次の4要素から構成されている.構造損傷を橋梁の振動情報から得ようとする場合,その心臓部になるものが,(1)超高精度構造同定アルゴリズムである.次に,同定アルゴリズムを組み入れた,検出器から損傷判定まで処理をする(2)システムの構成である.最後に,これらのシステムを駆動させる(3)マイクロコンピュータの試作,及び(4)現場計測実用化実験の実施,(5)遠隔モニタリングシステムの構築である.(1)[超高精度構造同定アルゴリズム]:2段階構造同定理論を開発し,数値シミュレーション,現地実験によりその有効性を確認した.前半部分はすでに論文として公表し,後半部分の論文は完成し,近日中に投稿予定である.基本的に研究は完了した.(2)[超高精度構造同定システム]:基本的な検出器,データ処理,コンピュータ部分については,試作的な開発は完了した.現場実測により有効性を確認した.この研究成果も近日中に論文投稿を予定している.(3)[組み込みOSのマイクロコンピュータの試作]:上記のアルゴリズムとシステムを,超小型マイクロコンピュータに移植して,低電力用の維持管理ロボットの骨格を構成する計画である.マイクロコンピュータの試作は終わり,その実用的試験を行っている.

(4)[現場計測実用化実験の実施]:これらの要素技術の有効性をコンピュータシミュレーションで確認すると共に,現場計測を実施した.(5)[遠隔モニタリングシステムの構築]:維持管理計測ロボットは遠隔地で自動計測を行うものである.携帯電話技術を使ったこれまでの研究を集大成して,基本的な技術開発は終了した.研究成果は,近日中に論文公表を計画している.本年の研究目的は、高精度構造同定ロボットへの改良と高速道路高架橋および長崎県内の橋梁の長期変状観測の実現であった。そのための以下3項目の要素技術について研究開発を行ってきた。(1)移動体通信による長期的自動遠隔維持管理ロボットの実現、(2)老朽化道路橋の長期モニタリングによる微細変状の把握、(3)自動遠隔モニタリング及び診断システムの実現である。以下に各研究実績の概要を記す。(1)移動体通信による長期的自動遠隔維持管理ロボットの実現:携帯電話・PHSおよび無線LANなどの移動体通信を用いて、橋梁施工現場や既存道路橋の計測データを遠隔地の管理事務所に転送するためのシステムを完成した。また構造同定エンジンを開発し、構造物の振動特性の変化を超高精度に検出できることを確認した。さらに応力変動解析システムの試作および現場適用を行った。以上を統合することにより、維持管理ロボットの試作し、その有効性を確認した。(2)老朽化道路橋の長期モニタリングによる微細変状の把握:道路公団の高架橋を対象に、長期計測により橋梁の長期微細変状を観測した。長期的に変化する橋梁の微細変状を観測し、環境変動としての温度変化と計測振動数やひずみの変動との関係を明確にした。また長崎県内の供用中、あるいは施工中橋梁の振動モニタリングに本システムを適用し、その効果を確認した。(3)自動遠隔モニタリング及び診断システムの実現:計測用マイクロコンピュータとパーソナルコンピュータを組み合わせた、軽量の遠隔計測システムを完成させた。さらにこれらの計測部分と大学内に設置したサーバー用PCにより、遠隔計測ロボットを実現する。これらの計測ロボットを使ってIT化された新しい維持管理体制が構築できることを確認した。平成17年度は、平成16年度までに開発した高精度振動特性推定システムを基礎とし、超高精度構造同定ロボット試作による橋梁維持管理のための長期変状モニタリングを確立した。本年度は、さらに高精度な振動特性推定理論を開発し、システムの信頼性を向上させた。長期の橋梁モニタリングを行い健全度診断に有用なデータの蓄積を行った。本年度の研究実績を以下に記す。(1)実橋梁の長期微細変状の観測:供用中の実橋梁(長崎県内の橋梁・道路公団の道路橋等)の長期遠隔動態モニタリングシステム、また、橋梁施工現場や既存道路橋の計測データを遠隔地の管理事務所に転送するためのシステムを完成した。
ペプチドアレイを用いたダイオキシン・異常プリオン識別人工合成抗体の開発

抗体は抗原結合部位ばかりでなく、その非抗原結合部位(Fc)によるFcγ受容体やFcRnへの結合により多彩な生物活性を有している。近年抗体工学において抗ウイルスヒト型モノクローナル抗体や抗腫瘍性ヒト型モノクローナル抗体の非抗原結合部位(Fc)を遺伝子組み換え技術を用い、血中の半減期やFcRnへの結合力の向上に成功している。また非抗原結合部位(Fc)をレプチン、エリスロポイエチンと融合したFe-Leptin、Epo-Fcなどが作られ、半減期が向上したことが報告されている。しかしIgGが結合するFeRn上の詳細な結合領域は明らかではない。そこで本研究では人工合成抗体の分子設計を目的にモノクローナルヒトIgG1の蛍光プローブをリガンドにして、FcRnの全アミノ酸配列を網羅するペフチドアレイを用いてFcRnの機能性領域を詳細に検討した。ヒトFcRnα鎖の細胞外ドメインを標的に14merペプチドを13アミノ酸重複させ14merペプチド261種類を、Fmocアミノ酸を用いてセルロース膜上に網羅的ペプチドアレイを作製した。その結果FITC-IgGに対してABCDの4つの領域に結合サイトが認められた。これらをヒトFcRnやラットFcRn/IgG・Fc複合体を3次元立体構造解析するとそれぞれのサイトはタンパク質表面に局在し、特にAサイトがIgG FcのCH2/CH3接合部に接していることが推測された。ヒト型抗体がガン治療や抗ウイルス、クローン病、アルツハイマー病治療剤として開発され、IgG1抗体Fc部位の変異体はFcRnへの結合が10倍に増強されるととに血中半減期が4倍近く延長したことが報告されてい。今回明らかにしたIgG結合性ABCDサイトはダイオキシン・異常プリオン識別人工合成抗体の改変用ツールとして抗体工学への応用が示唆された。ダイオキシン類は、地球上に存在する有機化合物の中で最大の毒性を持ち、その毒性は免疫障害、生殖異常、発ガン性、催奇形性など広範囲に渡る。生体内で代謝分解がなされにくいため食物連鎖により生物濃縮される危険性があり食品への汚染が懸念されている。ダイオキシン等の脂溶性リガンドが細胞内に入るとAhR(アリール炭化水素受容体)と可逆的に結合する。AhR・リガンド複合体は核内に運搬され、核内でAhR核運搬タンパク(ARNT)と結合し三者複合体を形成し、DNAの特定の配列:XRE(異物応答配列)に結合することにより、CYP1A1などの遺伝子発現を誘導し、毒性が発現すると考えられている。そこで、ダイオキシン類の簡易測定の開発を目的として、リガンドとして安全なメチルイエロー(4-Dimethylaminoazobenzene)を用い、AhR・ARNTの全アミノ酸配列を網羅するペプチドチップを調製しダイオキシン等に結合するペプチドの検索を行った。ダイオキシン結合タンパク質であるヒトAHR(arylhydrocarbon receptor)および、ヒトARNT(AHR nuclear translocator)の全アミノ酸配列を遺伝子データバンクより入手し、これら全アミノ酸配列を網羅するペプチドチップを分子設計しAuto spotペプチド合成機により14merのオーバーラップペプチドを作製して、メチルイエロー結合部位を検索した。その結果、ダイオキシン等に直接結合するとされているAhRだけでなくARNTにもメチルイエローが結合する領域を見出した。同様にダイオキシン免疫測定法の感度増強を目的にウサギやマウスIgG結合性合成ペプチド抗体のアミノ酸配列をProtein A, G, L, Fcγ受容体、FcRn, FcRL受容体より見出すことに成功し、人工合成2次抗体ペプチドとしての特異性、有用性、汎用性を現在検討中である。

抗体は抗原結合部位ばかりでなく、その非抗原結合部位(Fc)によるFcγ受容体やFcRnへの結合により多彩な生物活性を有している。近年抗体工学において抗ウイルスヒト型モノクローナル抗体や抗腫瘍性ヒト型モノクローナル抗体の非抗原結合部位(Fc)を遺伝子組み換え技術を用い、血中の半減期やFcRnへの結合力の向上に成功している。また非抗原結合部位(Fc)をレプチン、エリスロポイエチンと融合したFc-Leptin、Epo-Fcなどが作られ、半減期が向上したことが報告されている。しかしIgGが結合するFcRn上の詳細な結合領域は明らかではない。そこで本研究では人工合成抗体の分子設計を目的にモノクローナルヒトIgG1の蛍光プローブをリガンドにして、FcRnの全アミノ酸配列を網羅するペプチドアレイを用いてFcRnの機能性領域を詳細に検討した。ヒトFcRnα鎖の細胞外ドメインを標的に14merペプチドを13アミノ酸重複させ14merペプチド261種類を、Fmocアミノ酸を用いてセルロース膜上に網羅的ペプチドアレイを作製した。その結果FITC-IgGに対してABCDの4つの領域に結合サイトが認められた。これらをヒトFcRnやラットFcRn/IgG・Fc複合体を3次元立体構造解析するとそれぞれのサイトはタンパク質表面に局在し、特にAサイトがIgG FcのCH2/CH3接合部に接していることが推測された。ヒト型抗体がガン治療や抗ウイルス、クローン病、アルツハイマー病治療剤として開発され、IgG1抗体Fc部位の変異体はFcRnへの結合が10倍に増強されるとともに血中半減期が4倍近く延長したことが報告されている。今回明らかにしたIgG結合性ABCDサイトは抗体の改変用ツールとして抗体工学への応用が示唆された。
多重ヌクレエース複合体による新規なゲノム統合性維持機構

本研究では申請者らが発見したHIM-18/SLX4多重ヌクレエース複合体について、体細胞と生殖細胞でのDNA修復機能を解析し、ファンコニ貧血や癌などの染色体異常疾患や不妊症への治療へと役立てる事を目的とする。HIM-18はDNA修復異常を呈するファンコニ貧血の原因遺伝子の一つである。申請者は線虫を用いてhim-18変異のDNA修復異常を抑制するサプレッサー変異体の単離に成功しており、その原因遺伝子の遺伝学的、生化学的な機能解析を行うことでファンコニ貧血の治療薬開発に貢献する。また生殖細胞研究の新展開として、各ヌクレエースの染色体部位特異的な減数分裂組換えの制御機構について開拓する。
高齢者の睡眠覚醒障害に対するナラティブ・ケアの生理学的な意義と看護介入の効果

北海道と関東地方地域在住の活動的な高齢者240人を対象として、会話の時間、相手、家族関係、生活習慣、リズム、うつ状態の評価と睡眠状態について、聞き取り調査とライフコーダ、アクティウォッチおよびアクティブトレーサーを用いて計測した。また、アクティウォッチから得られる睡眠効率を80%を指標に高群と低群に分け、両群の差を検討した。低群に対して、ライフヒストリーの聴取(30分間)を導入し、生活リズムと睡眠との関係について同様の機器で測定した。データはSPSS(Ver16.0J)統計パッケージを用いて解析を行った。睡眠に影響を与える心疾患、精神疾患、睡眠障害、睡眠随伴症状を有する者、睡眠薬を服用しているものは分析から除外した。解析の結果、男性が親しく会話をする相手として選択したのは、配偶者であったが、女性は姉妹や友人という回答であり性差がみられた。また、睡眠効率低群は、会話時間が短く、家族内での会話交流が乏しい傾向が見出された。さらに、低群において、うつ傾向との相関がみられた。特に男性で睡眠効率が低く会話時間が短いものを対象として介入を行った結果、初回の会話では睡眠への影響が見出されなかった。しかし、会話を約束して行った2回目以降の介入において、睡眠効率の改善が見出されるケースがあった。これらの介入については、インタビュアーとの人間関係や相性などのデリケートな側面もあり、必ずしもナラティブの効果とまでは結論付けることはできなかった。今後は、話し相手ボランティアの積極的な導入にも影響を与えるアプローチであることも踏まえ、更にナラティブ・ケアの具体的なプ白グラムと評価方法を検討することが課題となった。今年度は、高齢者の睡眠覚醒障害の実態について、特に、活動的な高齢者(男性19人、女性25人)を対象として聞取り調査を行った。次いで,高齢者の身体状態と睡眠と運動との関連性を評価した。これらは、研究開始前に、筑波大学研究倫理審査委員会の承認および対象者本人と家族、そして施設管理者に説明を行い同意を得て実施した。睡眠に関する項目については、主観的な睡眠の質評価として、山本らが開発したOSA-MA版(以下、OSA-MA)を用いて3日間連続の調査を行った。OSA-MAは5つの因子で構成されている。第I因子「起床時の眠気」、第II因子「入眠と睡眠維持」、第III因子「夢見」、第IV因子「疲労回復」、第V因子「睡眠時間」である。また、運動量と日常生活行動については、睡眠生活日誌、運動時間と運動内容の記録をデータ化した。会話交流と睡眠時間との関連性についても検討した。活動的な高齢者の主観的睡眠感については、OSA-MAの結果から、第V因子「睡眠時間」の得点が低く、第III因子「夢見」の得点は高かった。因子得点の平均値以上のものを高群、平均値未満を低群として分類し比較したが、日常的に運動を行い活動的な高齢者は、必ずしも主観的睡眠感が高くなかった。また、主観的睡眠感と運動量、活動時間との相関をみると、有意な相関を示したのは、午後の運動量であり、「入眠と睡眠維持因子」、「疲労回復因子」、総得点との間に正の相関が認められた。睡眠時間については、平均年齢71.3歳で夜間の睡眠持続時間が6.8時間であり、70歳以上の日本人の平均睡眠時間8時間と比較すると短い。これは主観的睡眠感の低さと関連している可能性が示唆された。さらに、日常的な会話交流と睡眠の関係については、性差等の条件を加味して検討したが有意差が見られなかった。今後は対象者数を増やして検討する必要性がある。主観的睡眠感と午後の運動量に相関関係が認められ、午後の運動が主観的な睡眠の質を高め、疲労回復、入眠および睡眠維持に影響すると考えられた。また、過度な運動と睡眠の質を低下させる可能性があることから、運動量の適正化を図る必要がある。今年度は、高齢者の睡眠覚醒障害と生活リズムのの実態について、在宅の活動的な高齢者を対象として、聞き取り調査と生活リズムの測定(ライフコーダ、アクティウォッチの装着)によるデータを分析した。対象は、65歳以上高齢者であり、沖縄県大宜味村(22名)、つくば市(37名)、釧路町(30名)であった。聞き取り調査は、昨年度の内容を修正し、睡眠に関わる時間や環境条件などについて解答しやすいように単純化した。また、概日リズムの同調因子である社会的関係について、人間関係と交流(会話)時間などの項目を加えた。さらにGDSについて聴取した。生活リズムの測定については、ライフコーダを使用し、アクティウォッチでは測定できない活動量の算定を行った。これらの研究内容については、筑波大学研究倫理審査委員会の承認を得て開始し、高齢者および関係機関の管理者の同意を得て実施した。結果として、地域と性による相違が見出された。特に大宜味村とつくば市内(田園地区)の高齢者では、昼寝習慣のあるものが多く、夜間の睡眠効率が高かかった。しかし、つくば市内でも都市化されたエリアと釧路町では、昼寝習慣がほとんどなく、夜間の就眠状態にばらつきが多くみられた。これらは、うたた寝を併用する場合も多く、午後の活動性と共に夜間の睡眠の質を低下させていた。また、性差がみられたのは、つくば市内と釧路町であったが、女性に睡眠障害を自覚し、実測でも睡眠効率が低かった。

暮らし方別には、独居の高齢者でGDSが高く社会的な交流(会話時間)の乏しさと睡眠障害が相関した。ナラティブ・ケアの有効性を検証する意義を見出すことができた。北海道と関東地方地域在住の活動的な高齢者240人を対象として、会話の時間、相手、家族関係、生活習慣、リズム、うつ状態の評価と睡眠状態について、聞き取り調査とライフコーダ、アクティウォッチおよびアクティブトレーサーを用いて計測した。また、アクティウォッチから得られる睡眠効率を80%を指標に高群と低群に分け、両群の差を検討した。低群に対して、ライフヒストリーの聴取(30分間)を導入し、生活リズムと睡眠との関係について同様の機器で測定した。データはSPSS(Ver16.0J)統計パッケージを用いて解析を行った。睡眠に影響を与える心疾患、精神疾患、睡眠障害、睡眠随伴症状を有する者、睡眠薬を服用しているものは分析から除外した。解析の結果、男性が親しく会話をする相手として選択したのは、配偶者であったが、女性は姉妹や友人という回答であり性差がみられた。また、睡眠効率低群は、会話時間が短く、家族内での会話交流が乏しい傾向が見出された。さらに、低群において、うつ傾向との相関がみられた。特に男性で睡眠効率が低く会話時間が短いものを対象として介入を行った結果、初回の会話では睡眠への影響が見出されなかった。しかし、会話を約束して行った2回目以降の介入において、睡眠効率の改善が見出されるケースがあった。これらの介入については、インタビュアーとの人間関係や相性などのデリケートな側面もあり、必ずしもナラティブの効果とまでは結論付けることはできなかった。今後は、話し相手ボランティアの積極的な導入にも影響を与えるアプローチであることも踏まえ、更にナラティブ・ケアの具体的なプ白グラムと評価方法を検討することが課題となった。
サイバー攻撃による異常動作検知機能を持ったプロセッサの開発

【全体構想】サイバー攻撃等によるプログラムの異常動作を検知する機能を持ったプロセッサを開発する。CPU内部の動作情報を出力する機能を持ち、出力される情報を学習して、プログラム動作の正常/異常を分類する機能を持ったプロセッサを開発し、セキュリティ対策が困難なIoTデバイスでも、リソース消費が激しいセキュリティ対策ソフトを導入することなく、プロセッサ単体で高速かつ軽量な異常検知を可能とする。
界面スピン顕微分析技術の開発と界面強磁性の直接解析

積層薄膜の界面で発現するスピン機能を活用した不揮発メモリ・ロジックデバイス等の開発が精力的に進められている。界面スピン機能は界面内の局所スピンの方向に支配されるため、これら新型デバイスの開発研究において、界面スピンの直接評価を可能とする実空間スピン計測技術が不可欠となる。本研究では、界面の局所スピン分布をナノスケールで定量分析できる高分解能スピン計測技術を開発した。異種材料界面で発現するスピン機能の直接分析を実現するための新技術開発を行った。本年度は主に実験装置の製作および立ち上げ作業を実施した。まず、超高分解能スピン偏極走査電子顕微鏡(SEM)とパルスレーザー堆積(PLD)装置を接続し、両者の機能統合を図った。スピン検出感度を確保するためには、雰囲気から試料への吸着汚染を十分に低減させる必要がある。そのような高清浄環境を実現するため、排気能力や脱ガス機構の改良など真空性能の強化を行うことにより、接続状態にある装置内の全領域を極高真空に到達可能とした。この際、可動部を持たない真空排気ポンプを適所に配置することによって、分析の障害となる振動ノイズを許容範囲まで低減することにも成功した。これらにより、試料作製・搬送・分析の全プロセスを高清浄環境下で実施することが可能となった。界面スピン秩序の発現領域は接合面から数ナノメートル程度と予想されているため、ナノ精度の接合形成技術が必要となる。そこで、PLD成膜用レーザーを材料ターゲットに収束させるレンズを高速・精密に位置制御するための機構を製作した。更に、基板温度その他の成膜パラメーターとリンクさせながらプログラム制御できるよう自動化し、複数ターゲットを用いた界面形成を連続かつ高精度に行うことを可能とした。これにより理想的な界面成長を実現するための機構がほぼ整った。原子層単位で厚みが制御された理想ヘテロ界面を形成する技術を確立するため、製作した装置を実際に用い、最適成膜条件を決定するための予備的実験を開始した。積層薄膜界面で発現するスピン機能を活用した省電力メモリ・ロジックデバイス等の開発が精力的に進められている。界面スピン機能は界面内の局所スピン配列に支配されるため、これら次世代デバイスの開発研究においては、界面スピン方向を実空間で直接評価するナノスピン計測技術が不可欠となる。本研究では、スピン偏極走査電子顕微法(スピン偏極SEM)を高度化し、界面の局所スピン分布を実空間で定量分析できる先端スピン計測装置の開発を目的とする。本年度は、前年度製作した超高真空パルスレーザー薄膜堆積装置(PLD))とスピン偏極SEMの機能を統合した複合分析システムを構築し、界面スピンの分析を実際に試みた。まず、PLDの立ち上げと装置間の調整を前年に引き続き行った。特に、真空性能の強化と成膜時構造解析機構の高精度化を重点的に実施した。装置からの漏洩磁場が構造解析機構に干渉して解析精度を低下させることが判明したため、磁場発生源を特定し、装置設計や部材の一部変更、磁気シールド処理等によって問題を解決した。構築したシステムを用いて、強磁性スピン秩序の生成が期待されるヘテロ接合界面の直接分析を試みた。装置の高真空化によって雰囲気の不純物レベルを低減した結果、イメージデータの構成に十分な信号検出感度を確保することに成功した。いずれも強磁性スピン秩序を有しないLaMnO_3およびSrMnO_3で構成したナノ接合の界面を計測したところ、鮮明なスピン分布像の取得に成功した。スピンは界面内でドメインを形成しており、スピン方向は界面に対して平行かつ隣接ドメイン間で反平行であることを明らかにした。これらの結果は、開発した装置が界面のスピン分布を実空間で定量分析可能であることを実証するものである。界面スピン機能デバイスの開発を推進する新技術として期待される。
デジタル位相共役技術を用いた簡便な光複素振幅生成法の3Dディスプレイへの応用

新しい光複素振幅生成法である空間クロスモジュレーション法を用いた簡便な3次元ディスプレイシステムの実現を目指している.空間クロスモジュレーション法を用いて3次元表示が可能であることは先行的に行った実験によって示しているが,より大きな再生像を得るためには,根本的な光学系の改良が必要であるという考えに至った.そこで本研究では,再生画像の高画質化・大型化を目標として光学系を改良した空間クロスモジュレーション法について,改良の効果およびその性能を解析・実験の両面から評価することを目的としている.本年度は,昨年度に開発した3次元表示システムにおけるデジタルエンコード・光学的デコードの高速シミュレータを活用して,再生画像の画質について調査を進めた.拡散板によって与えられたランダム位相により光波をフーリエ空間上で拡散させるプロセスは,フーリエ空間上に画像情報をくまなく埋め込むことに相当するため,表示用SLMの解像度以上の画像を表示できる超解像性能があるとの着想に至り,確認するための解析を行った.その結果,表示用SLMの解像度が低くなるとノイズが大きくなるものの,条件によっては1024×1024ピクセルで構成される画像空間が32×32ピクセル程度の表示用SLMの解像度で再現できることを明らかにした.また,本研究で提案する新しい光学系による3次元表示実験の準備として,表示用SLMおよび拡散用SLMの仕様に合った位相分布データ表示を行うプログラムを作成し,3次元表示実験を進めている.本研究で提案する空間クロスモジュレーション法による光複素振幅生成法が,超解像性能を有することを明らかにし,提案法の解析的性能評価については大きく進展したが,当初予定していた基本的な3次元表示実験による性能評価ついて,SLMの仕様に合った位相分布データ表示プログラムの作成などに時間を要し,現在も実験が進行中である.よって,研究はやや遅れていると判断する.波長633nmのHe-Neレーザと位相型SLMを用いて,光学系を改良した空間クロスモジュレーション法による3次元表示システムにおける3次元表示の基本的動作を確認する実験を行う.新しい光複素振幅生成法である空間クロスモジュレーション法を用いた簡便な3次元ディスプレイシステムの実現を目指している.空間クロスモジュレーション法を用いて3次元表示が可能であることは先行的に行った実験によって示しているが,より大きな再生像を得るためには,根本的な光学系の改良が必要であるという考えに至った.そこで本研究では,再生画像の高画質化・大型化を目標として光学系を改良した空間クロスモジュレーション法について,改良の効果およびその性能を解析・実験の両面から評価することを目的としている.本年度は,光学系を改良した空間クロスモジュレーション法による3次元表示システムにおけるデジタルエンコード部と光学的デコード部を解析するためのシミュレータを作成した.このシミュレータは,申請者がこれまでに培ったGPUによる汎用計算(GPGPU)を用いた体積ホログラムの高速3次元数値解析のノウハウを活用して作成しており,エンコード・デコード処理の高速化を実現することができた.次に,改良を施した光学系における表示画像の画質についてSN比による評価を行った.評価の結果,改良を施した光学系では,画素ピッチが粗い拡散板を用いた場合においても,改良前と同程度の画質が得られることが明らかとなった.さらに,今回行ったシミュレーションでは,3.2cm四方の大きさで再生像が得られ,改良前の光学系では困難であった再生像の大型化が可能であることも明らかとなった.空間クロスモジュレーション法による3次元表示システムにおけるデジタルエンコード部と光学的デコード部を解析するためのシミュレータを作成し,その高速化に成功した.また,SN比による画像評価を行い,本研究で提案する光学系について,画質の観点で評価を行うことができた.さらに,再生像の大型化についても,目標とした数cm程度を達成することに成功した.よって,研究はおおむね順調に進展していると判断する.新しい光複素振幅生成法である空間クロスモジュレーション法を用いた簡便な3次元ディスプレイシステムの実現を目指している.空間クロスモジュレーション法を用いて3次元表示が可能であることは先行的に行った実験によって示しているが,より大きな再生像を得るためには,根本的な光学系の改良が必要であるという考えに至った.そこで本研究では,再生画像の高画質化・大型化を目標として光学系を改良した空間クロスモジュレーション法について,改良の効果およびその性能を解析・実験の両面から評価することを目的としている.本年度は,昨年度に開発した3次元表示システムにおけるデジタルエンコード・光学的デコードの高速シミュレータを活用して,再生画像の画質について調査を進めた.拡散板によって与えられたランダム位相により光波をフーリエ空間上で拡散させるプロセスは,フーリエ空間上に画像情報をくまなく埋め込むことに相当するため,表示用SLMの解像度以上の画像を表示できる超解像性能があるとの着想に至り,確認するための解析を行った.その結果,表示用SLMの解像度が低くなるとノイズが大きくなるものの,条件によっては1024×1024ピクセルで構成される画像空間が32×32ピクセル程度の表示用SLMの解像度で再現できることを明らかにした.