hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報発掘のための次世代可視化システムの開発

三次元コンピュータグラフィックスを用いた可視化は,自然科学から人文・社会科学に及ぶ広範囲の領域に存在する,複雑な対象の構造や振舞いを効果的に理解する上で必要不可欠な技術である.ビジュアルな方式で非手続き的なプログラミングを可能にするデータフロー型モジュラー可視化システムMVEは,現在事実上の標準として定着している.しかしながら,可視化の要である「数値データに隠されている対象データの性質を最も顕著に表現するグラフィカルデータへ変換する」コツを,可視化の専門家ではない一般のユーザは通常もち合わせていない.そのため,こうしたMVEを利用する機会を得ても,自ら適切なモジュールを選択し,組み合わせて,個々の応用にとって真に有益な可視化ネットワークを構成することは容易なことではない.そこで本研究では,幅広い候補の中から個々の目的に適った可視化技法を選択する専門家のヒューリスティックスと,各々の技法に対応したネットワーク事例とを組み合わせた知識ベースを構築し,既存のMVEとの連動により,ユーザの要求に合致した可視化ネットワークを対話的に設計し,新たな情報発掘を可能にする可視化支援システムGADGETを開発した.また関連研究として,より柔軟な情報発掘機能の実現を目的として,MVEを利用し,マルチメディアデータベースへの問合せにおけるメディア固有の特徴抽出処理やパラメータ値設定を対話的に行えるような問合せ関数の設計支援システムMWMDの開発や,学内LANの管理・運用に関するデータの可視化という特定領域に対する情報の可視化支援システムのプロトタイプ開発を通じて,情報発掘のための次世代可視化システム構築に関する新たな知見が得られた.三次元コンピュータグラフィックスを用いた可視化は,自然科学から人文・社会科学に及ぶ広範囲の領域に存在する,複雑な対象の構造や振舞いを効果的に理解する上で必要不可欠な技術である.ビジュアルな方式で非手続き的なプログラミングを可能にするデータフロー型モジュラー可視化システムMVEは,現在事実上の標準として定着している.しかしながら,可視化の要である「数値データに隠されている対象データの性質を最も顕著に表現するグラフィカルデータへ変換する」コツを,可視化の専門家ではない一般のユーザは通常もち合わせていない.そのため,こうしたMVEを利用する機会を得ても,自ら適切なモジュールを選択し,組み合わせて,個々の応用にとって真に有益な可視化ネットワークを構成することは容易なことではない.そこで本研究では,幅広い候補の中から個々の目的に適った可視化技法を選択する専門家のヒューリスティックスと,各々の技法に対応したネットワーク事例とを組み合わせた知識ベースを構築し,既存のMVEとの連動により,ユーザの要求に合致した可視化ネットワークを対話的に設計し,新たな情報発掘を可能にする可視化支援システムGADGETを開発した.また関連研究として,より柔軟な情報発掘機能の実現を目的として,MVEを利用し,マルチメディアデータベースへの問合せにおけるメディア固有の特徴抽出処理やパラメータ値設定を対話的に行えるような問合せ関数の設計支援システムMWMDの開発や,学内LANの管理・運用に関するデータの可視化という特定領域に対する情報の可視化支援システムのプロトタイプ開発を通じて,情報発掘のための次世代可視化システム構築に関する新たな知見が得られた.今年度の成果は大きく以下の2点に集約される:(2)より柔軟な情報発掘機能をGADGET上に実現する目的で,マルチメディアデータベースへの問合せにおけるメディア固有の特徴抽出処理やパラメータ設定を対話的に行えるような問合せ関数の設計支援システムを新たに設計し,無償提供されているデータベース管理システムPostgreSQLとデータフロー型可視化システムAdvanced Khorosを用いてプロトタイプ開発を行った.この成果は,電子情報通信学会DEWS'98に採録されている.次年度は,成果(2)で得られた設計技術を利用して,成果(1)で開発したGADGETの機能拡充を実施する予定である.最終年度にあたる本年度は,以下の3点から情報発掘のための次世代可視化システムに関する成果を得た.(1) GADGETユーザ支援機能の適応化●ユーザの熟練度に応じて,提供情報にレベル差を設定.●ユーザ自身による応用ネットワーク構築とデータ事例適用結果に基づくシステム自己改善と個別化の機能の実現.●可視化のノウハウを個々の事例に即してきめ細かくガイドする,新たなモジュールカテゴリーm(messenger)-moduleの実例を導入.さらにGADGETシステムのユーザ支援度を,Robertosonらの可視化参照モデルに基づき評価し,既存システムに対する優位性を示した.GADGETにより柔軟な情報発掘機能をもたせる目的から,MVEを利用しマルチメディアデータベースへの問合せにおけるメディア固有の特徴抽出処理やパラメータ値設定を対話的に行えるような問合せ関数の設計支援システムMWMDのプロトタイプを開発した.(3)学内LANデータの可視化支援GADGETを真の情報発掘システムへと再構築するための一ステップとして,学内LANデータに対象を限定し,効果的なユーザナビゲーションの可能性について検討した.
戦間期ドイツにおける暴力の経験とナチズム　－義勇軍戦士の思想と行動を中心に－

2年目となる平成25年度は、前年度にドイツで収集した史料や文献の読解と研究方法の確立に専念した。研究成果としては、雑誌論文を2件公刊し、学会発表を1件おこなったほか、図書1件の刊行に携わった。雑誌論文「書評石田憲『ファシストの戦争ー世界史的文脈で読むエチオピア戦争』(千倉書房、2011年)」は、ドイツ義勇軍研究や経験史研究の立場から、第一次世界大戦や植民地での暴力経験をもつイタリア・ファシストや、国際義勇兵たちのエチオピア戦争を描いた石田憲氏の最新の著書を論評したものである。結論としては、本書がエチオピア戦争をめぐる複数の主体の動向と彼らの背負う歴史、そしてその相互関係を克明に描き出した点、さらにそれを軸として、イタリア・ファシズム体制の終わりの始まりや国際的な反ファシズム・反帝国主義運動の胎動など、近現代世界史の構造的変化を明らかにした点を評価した。このようにミクロな主体とマクロな構造とを架橋しようとする石田氏の研究姿勢は、博士論文を叙述するうえで大いに参考になった。また雑誌論文「文書館訪問記ヴァイマル期ドイツ義勇軍をめぐる旅とドイツ各地の文書館」は、前年度におこなったドイツ各地の文書館における調査の概要を活字化したものである。その成果は学会発表「ヴァイマル期ドイツ共和派における義勇軍運動の経験史ーユリウス・レーバーを事例にー」に結実した。そこでは、ドイツ社会民主党員であるJ・レーバーの半生において、ドイツ革命期(1918/20年)における物理的肉体的な暴力の経験が、その後のドイツにおける政治危機の先鋭化と絡み合う形で「共和国の防衛」意識を覚醒させ、右翼急進派やコミュニズム、そしてナチズムとの対決姿勢を鮮明化させた点を確認することができた。以上の研究は、ヴァウマル初期における義勇軍経験を主体と構造の相互関係という観点から分析するという研究方法の確立につながり、平成26年度中に提出予定の博士論文の執筆も大幅に前進した。歴史における経験、とりわけ暴力の経験を歴史学的に解明するための研究方法はある程度確立されたものの、具体的な実証の段階でさまざまな困難が生じた。特に新史料の読解を通じ、これまでそのナチ党への入党が疑問視されてきた義勇軍戦士A・L・シュラーゲターが実際にナチ党員であった可能性が高くなり、その点で博士論文の章構成と議論の大幅な組み替えが必要となった。当初の計画では義勇軍出身のナチ突撃隊指導者であるW・シュテンネスも分析対象とするはずであったが、「11.現在までの達成度」でも述べたように、A・L・シュラーゲターがナチ党員であった可能性が高くなったことから、現時点ではシュテンネスに関する研究を保留にし、シュラーゲター(=ナチ)、J・レーバー(=共和派)、J・B・レーマー(=コミュニスト)の三人の義勇軍戦士を軸に、ヴァイマル初期の義勇軍運動とその経験が政治的にいかなる意味をもっていたのかを分析している。報告者は平成26年度から平成28年度まで「戦間期ヨーロッパにおける内戦と義勇軍運動の経験史的研究:独露間の往還関係を中心に」と題する研究テーマで日本学術振興会特別研究員(PD)に採用されることが決定しているため、今後はその枠組の中で、シュテンネスの個人史およびヴァイマル末期における義勇軍経験について検討する予定である。1年目となる平成24年度においては、日本学術振興会とドイツ研究者協会(DFG)の共同プログラムである「日独共同大学院プログラム(IGK)」を利用し、ドイツ・ハレ大学に客員研究員としての長期滞在を行った(平成24年4月から平成24年8月まで)。当大学では第一哲学部のProfDr-Patrick Wagnerの指導のもと、各地の文書館・図書館の訪問を通じ、研究を遂行するうえで必要となる史料の調査・収集に従事した。研究成果としては、雑誌論文を4件公刊し、学会発表を2件おこなった。雑誌論文「ヴァイマル共和国初期における義勇軍経験」は、A・L・シュラーゲター、J・レーバー、J・B・レーマーという、ヴァイマル期ドイツを代表する三名の義勇軍戦士の経験を、それぞれのバイオグラフィを比較しながら論じたものである。雑誌論文「戦間期ドイツにおける義勇軍経験」はレーマーの戦間期における動向に焦点を当てており、内容的には学会発表「ヴァイマル共和国期ドイツ義勇軍再考」に対応している。また雑誌論文「AufdemwegindenWiderstand?」では、義勇軍戦士から反ナチ抵抗運動の闘士となったレーバーとレーマーのヴァイマル初期における義勇軍経験が、反ナチ抵抗運動へとつながる可能性を指摘した。雑誌論文「書評長田浩彰『われらユダヤ系ドイツ人』」と学会発表「【書評会】石田憲『ファシストの戦争』」では、そうしたドイツ義勇軍研究で得られた観点から、第一次大戦後のパラミリタリー運動に参加したユダヤ系ドイツ人に関する研究やイタリア・ファシズムにおけるパラミリタリー的側面を批評した。以上の研究から、ヴァイマル初期における物理的肉体的な暴力の経験が、単純にナチズムにつながるものではないことが確認され、むしろそれと反ナチ抵抗運動との具体的関係を検討するという次年度の課題が明確となった。雑誌論文「書評石田憲『ファシストの戦争ー世界史的文脈で読む

エチオピア戦争』(千倉書房、2011年)」は、ドイツ義勇軍研究や経験史研究の立場から、第一次世界大戦や植民地での暴力経験をもつイタリア・ファシストや、国際義勇兵たちのエチオピア戦争を描いた石田憲氏の最新の著書を論評したものである。結論としては、本書がエチオピア戦争をめぐる複数の主体の動向と彼らの背負う歴史、そしてその相互関係を克明に描き出した点、さらにそれを軸として、イタリア・ファシズム体制の終わりの始まりや国際的な反ファシズム・反帝国主義運動の胎動など、近現代世界史の構造的変化を明らかにした点を評価した。このようにミクロな主体とマクロな構造とを架橋しようとする石田氏の研究姿勢は、博士論文を叙述するうえで大いに参考になった。また雑誌論文「文書館訪問記ヴァイマル期ドイツ義勇軍をめぐる旅とドイツ各地の文書館」は、前年度におこなったドイツ各地の文書館における調査の概要を活字化したものである。その成果は学会発表「ヴァイマル期ドイツ共和派における義勇軍運動の経験史ーユリウス・レーバーを事例にー」に結実した。そこでは、ドイツ社会民主党員であるJ・レーバーの半生において、ドイツ革命期(1918/20年)における物理的肉体的な暴力の経験が、その後のドイツにおける政治危機の先鋭化と絡み合う形で「共和国の防衛」意識を覚醒させ、右翼急進派やコミュニズム、そしてナチズムとの対決姿勢を鮮明化させた点を確認することができた。以上の研究は、ヴァウマル初期における義勇軍経験を主体と構造の相互関係という観点から分析するという研究方法の確立につながり、平成26年度中に提出予定の博士論文の執筆も大幅に前進した。複数のドイツ義勇軍戦士のバイオグラフィを検討し、雑誌論文をまとめるという当初の予定のうち、A・シュラーゲター、J・レーバー、J・B・レーマーについては概ね達成されたものの、義勇軍経験とナチズムとの関係を論じるうえで重要な、義勇軍出身のナチ突撃隊指導者W・シュテンネスについては、史料の調査・収集にとどまっており、本年度は研究成果を発表することができなかった。歴史における経験、とりわけ暴力の経験を歴史学的に解明するための研究方法はある程度確立されたものの、具体的な実証の段階でさまざまな困難が生じた。特に新史料の読解を通じ、これまでそのナチ党への入党が疑問視されてきた義勇軍戦士A・L・シュラーゲターが実際にナチ党員であった可能性が高くなり、その点で博士論文の章構成と議論の大幅な組み替えが必要となった。当初の研究計画にこれといった変更はないものの、今後研究を進めるうえでの課題は、W・シュテンネスの義勇軍経験と彼のヒトラーへの叛乱とが取り結ぶ関係を具体的に明らかにし、さらにそれを他の義勇軍戦士のバイオグラフィと比較することによって、ヴァイマル初期の義勇軍運動の経験を戦間期ドイツ史全体の中に位置づけ直すことにある。その際、本年度に収集したシュテンネスの個人史料の読解と経験史に関する先行研究の整理が、今後推進すべき作業である。
地域に根ざした歯科医療体系確立のための基礎研究

へき地・離島において、地域に根ざした歯科医療体系を確立させるために、へき地・離島における歯科医療の現状を明らかにすることを試みた。本研究では、鹿児島県の離島・鹿児島市内の歯科医師、鹿児島県の離島で歯科医院が設置されていない島の住民に対し、質問紙調査を行った。その結果、離島で提供されている歯科医療の現状と問題点、歯科医院のない地域に在住する住民の歯科受診状況などが明らかとなった。本研究で得られた成果は、今後の医療人材育成のための資料とするとともに、行政機関にフィードバックする予定である。本年度は「へき地における歯科医療活動の実態調査」に関する調査を行った。対象は、甑島列島(上甑島、中甑島、下甑島)、屋久島、種子島、奄美群島(奄美大島、加計呂麻島、喜界島、沖永良部島、与論島、徳之島)で歯科医療活動を実践している歯科医師とした。データ収集方法は、鹿児島県歯科医師会の協力をもとに、地域社会でどのような歯科医療活動、公衆衛生活動が行われているかをアンケート調査用紙により調査を行った。これに併せて、与論島については実際に現地の歯科医院を訪問し、インタビュー調査を行った。その結果、比較的大きな離島である奄美大島においては、医療機関まで遠距離、交通手段がなく定期的通院が困難な患者は54.5%であったが、他の離島においては78.6%も認められた。また、定期的な通院が困難な患者がいると回答した医療機関の87.5%が、治療上で特に考慮することがあると回答し、1回の診療時間を長くする、処方する薬剤の量、期間を考慮するなどが挙げられた。高度医療機関(専門機関)への紹介の必要性が生じたとしても島外に依頼せざるを得ない場合も多くあるなど、その連携などの点で都心部との差異が浮き彫りになった。本年度は調査対象であった三島列島、トカラ列島での調査が実施できなかった。また老人ホーム・介護施設などへの調査もやや遅れている。本年度は、へき地医療に関する調査の一環として、へき地医療の対称となる都市部に焦点を当て、歯科医療活動に関する実態調査し、比較検討を行った。対象は、鹿児島市内で歯科診療所を開設、鹿児島大学歯学部臨床実習の協力施設の歯科医師とした。データ収集方法は、対象者に同意を取り、超高齢社会において地域歯科医療が抱える問題点、都市部と郊外での患者に対する治療内容や患者の希望の相違、地域医療を実践するために医療人が備えるべき資質などに関して、アンケート調査用紙により調査を行った。その結果、地域医療が抱える問題点として、在宅医療、多職種連携、歯科医療サービスの偏在などの項目が挙げられた。73%が都市部と郊外部で患者の治療に対する希望に差があるとし、都市部では全顎的治療、予防などに関心を示すことが多くみられるが、郊外部では比較的短期間、少ない来院回数で終了する治療を望まれる方が多いとの回答が得られた。その反面、郊外部から都市部の歯科医院に定期的に通院される方もいた。また、半数以上の歯科診療所が離島からも患者が来院すると回答し、離島より受診する患者の歯科医療に対するニーズなどを調査・分析する必要性も示された。地域医療を実践するための資質としては、歯科医療の知識・技能以外に、豊かな人間性(誠実さ、倫理観)、患者や多職種と連携するコミュニケーション能力などが挙げられた。今回の調査で得られた結果を、離島における調査結果と比較し、地域に求められる医療を分析することは、教育機関での人材育成を考える上でも大変重要であると考えられた。三島列島、トカラ列島の地域住民に対するアンケート調査、インタビュー調査が実施できなかった。老人ホーム・介護施設に対する調査も遅れている。本年度は、へき地に在住する住民の歯科医療に関する現状に関して調査を行った。対象は、鹿児島県の離島の中で歯科診療所が設置されていない屋久島町口永良部島、三島村(竹島、硫黄島、黒島)、十島村(口之島、中之島、諏訪之瀬島、平島、悪石島、小宝島、宝島)の計11島に在住する20歳以上の住民875名とした。これらの島には歯科医師は常駐しておらず、現地での歯科治療は離島歯科巡回診療によって行われている。各島には年24回訪問し、滞在期間は1回あたり14日で、歯科巡回診療車内や集会場などで診療を行っている。データ収集方法は、歯科治療の受診状況、意識、現状に対する意見などの内容について、選択式、自由記載による無記名式アンケート調査用紙により行った。回収率は58.6%であった。その結果、回答者のうち75%が口の中で気になる事があると回答し、75%のうち25%が「虫歯や歯周病の予防」、18%が「入れ歯、差し歯の状態」が気になると回答した。歯科治療を受ける場合、72%が「治療の必要性のある部分はすべて治療し、治療後の定期検診も受けたい」と回答したが、「定期的に歯科医院へ通院している」と回答した者は半数にも満たず、46%が「症状がある時のみ通院する」、17%が長期間通院していなかった。現在の歯科治療を受ける状況に対して、「やや不満」、「不満」との回答は23%であり、希望として、島外の歯科医院への受診は時間、費用の観点から難しく、島内で完結できる体制づくりを求める意見が多く見られた。以上の結果より、へき地における歯科医療の現状の一端が明らかとなった。

へき地・離島において、地域に根ざした歯科医療体系を確立させるために、へき地・離島における歯科医療の現状を明らかにすることを試みた。本研究では、鹿児島県の離島・鹿児島市内の歯科医師、鹿児島県の離島で歯科医院が設置されていない島の住民に対し、質問紙調査を行った。その結果、離島で提供されている歯科医療の現状と問題点、歯科医院のない地域に在住する住民の歯科受診状況などが明らかとなった。本研究で得られた成果は、今後の医療人材育成のための資料とするとともに、行政機関にフィードバックする予定である。今後は「へき地における住民の歯科医療に対するニーズ分析」を中心として調査を行う予定である。対象者は離島に在住する地域住民、行政機関職員とする。データ収集方法は、各島を管轄する行政機関、鹿児島県歯科医師会の協力のもと、各地域の対象者に同意を得て、歯科医療が必要な場合にどのようにしているか、どのような歯科医療を求めているかなどをアンケート調査用紙(選択式、自由記載)、または現地を実際に訪問し、インタビューにより調査を行い、量的、質的解析を行う。また、調査が遅れている事項に関しても並行して行う予定である。今後の調査は、離島における住民の歯科医療に対するニーズ分析を中心として行う予定である。対象者は鹿児島県の離島に在住する地域住民とする。行政機関に協力を仰ぎ、地域住民の歯科医療のニーズに関してアンケート用紙で調査を行い、その結果を量的、質的に解析を行う。歯科医学教育学鹿児島県歯科医師会と鹿児島大学が協力し実施している「無歯科医地区およびこれに準ずる地区の離島での歯科巡回診療」に同行し、一部の離島での調査を行う予定であったが、日程の関係上、同行不可であった。そのため、調査のための旅費として計上していた経費に繰り越しが生じた。本研究では、離島に研究代表者が現地を訪問して調査を行うことも予定していた。しかし、研究代表者の他業務との関係で調査が実施できず、これにより次年度使用額が生じた。本年度は、調査ができなかった離島についても調査を行う予定で、その旅費として使用する予定である。本研究については、鹿児島県歯科医師会にも了承を得ており問題は生じない予定である。鹿児島県の離島を実際に訪問、インタビューにて調査することを検討するとともに、地域住民に対してアンケート調査用紙にて調査を行う。
円周状溝成形による丸のこの熱的安定化

残留内部応力を有する天然生物材料である木材を丸のこで縦挽きする際に、残留内部応力が解放され、鋸断直後フリーとなった部位がのこ歯でない台金面に強く接触することがある。摩擦熱により台金の不均一温度分布に基づく圧縮熱応力が生まれ、丸のこの剛生が低下し切削不能になることがある。極端な場合、丸のこ座屈、破損、労働災害を招く。そこで、本研究では、挽材中に木材が台金に接触しても摩擦熱が生まれない新しい丸のこをデザインした。台金面に円周状に複数の溝を形成させた丸のこを試作した。溝形状は頂角90°の3角形断面として、溝深さ01mmと変化させることにより、接触幅を20.2mmとした。溝深さ0mm、接触幅2mmは溝なしの通常の丸のこである。熱的安定性はモデル的に調べた。溝成形台金丸のこを3000rpmで回転させた。2分力ロードセルを介して50×50mm断面のプナ木口面を丸のこ半径100mmから150mmの位置に10Nの荷重で押付けた。摩擦力、サーモグラフィによる丸のこ半径方向温度分布および非接触変位計、FFTスペクトルアナライザによる固有振動数変化を調べた。結果、溝のない通常丸のこに比べ、溝成形台金丸のこは半分以下の温度上昇に抑えられた。溝深さを大きいほど、木材と丸のこ面の接触面積が小さく、摩擦熱抑制効果は高く、熱的に安定であった。反面、剛生を決定する台金の厚みが小さくなり、固有振動数は低下してしまった。摩擦熱抑制効果と固有振動数変化より、溝深さ0.60.8mm、接触幅0.60.4mmが適正溝条件と考えられた。木材を丸のこで縦挽き中に、あてを有する木材の残留内部応力が急激に解放し、のこ歯でない台金面に強く接触することがある。台金面に円周状に複数の溝を形成させた丸のこを考案した。溝形状は3角形断面として、溝幅、溝間隔を変化させた。熱的安定性をモデル的に調べるため、比較のための通常の丸のこと溝成形台金丸のこを3000rpmで回転させ、丸のこ半径100mmから150の位置に、50×50mm断面のプナ木口面を10Nの荷重で押付け、サーモグラフィによる丸のこ半径方向温度分布および非接触変位計、FFTスペクトルアナライザによる固有振動数変化を調べた。その結果、通常に溝のない丸のこに比べ、温度上昇は半分以下に抑えられた。溝条件と温度上昇の関係において、木材と丸のこ面の面積が小さくなるほど温度上昇は少なくなり、溝幅および溝間隔が小さいほど摩擦熱抑制効果は高かった。反面、剛生を決定する厚みが小さくなり、固有振動数は低下してしまった。今後は、溝形状の検討が必要となった。

極端な場合、丸のこ座屈、破損、労働災害を招く。そこで、本研究では、挽材中に木材が台金に接触しても摩擦熱が生まれない新しい丸のこをデザインした。台金面に円周状に複数の溝を形成させた丸のこを試作した。溝形状は頂角90°の3角形断面として、溝深さ01mmと変化させることにより、接触幅を20.2mmとした。溝深さ0mm、接触幅2mmは溝なしの通常の丸のこである。熱的安定性はモデル的に調べた。溝成形台金丸のこを3000rpmで回転させた。2分力ロードセルを介して50×50mm断面のプナ木口面を丸のこ半径100mmから150mmの位置に10Nの荷重で押付けた。摩擦力、サーモグラフィによる丸のこ半径方向温度分布および非接触変位計、FFTスペクトルアナライザによる固有振動数変化を調べた。結果、溝のない通常丸のこに比べ、溝成形台金丸のこは半分以下の温度上昇に抑えられた。溝深さを大きいほど、木材と丸のこ面の接触面積が小さく、摩擦熱抑制効果は高く、熱的に安定であった。反面、剛生を決定する台金の厚みが小さくなり、固有振動数は低下してしまった。摩擦熱抑制効果と固有振動数変化より、溝深さ0.60.8mm、接触幅0.60.4mmが適正溝条件と考えられた。
スポーツNPO,行政,企業間の戦略的協働-経営学的実証研究-

本研究は2ヶ年計画で実施される。第1年度にあたる平成17年度は以下の通り,おおむね当初の研究計画に沿って研究が実施された。以下,簡単に説明する。第1に,「スポーツNPO,行政,企業間の戦略的協働」に関連する文献ならびに各種資料を渉猟し,試論的分析枠組を演繹的に導出した。第2に,参与観察を行う対象となる組織セット(スポーツNPO,行政,企業)の選定も並行して進めた。第3に,1つの組織セット(スポーツNPO,行政,企業)の予備調査を行い,上記の枠組を確認するとともに,一層の洗練化を行った。第4に,予備調査を通して,インタビュー項目(半構造化インタビューの質問項目)を特定した。第5に,選定した参与観察のフィールドへ実際に出向き,今後のリサーチを行うための基盤づくりを行った。第6に,理論的枠組を完成させた。第7に,1つの組織セット(スポーツNPO,行政,企業)を選定し,詳細な事例研究を開始した。第8に,参与観察を本格的に開始した。第9に,事例研究を継続した。第10に,次年度に行うアンケート調査のための予備調査を開始するとともに,質問票の具体的なストラクチャーの検討を行った。第11に,事例研究を一層精緻化した。
肝がんのインドシアニン・グリーン蛍光機序解明と近赤外光線力学的療法の開発

肝細胞癌(HCC)は、種々の治療技術の進歩により患者の生存率が大きく改善したが、依然治療後の早期かつ高頻度なHCCの再発が課題となっている。その課題を克服するため、HCCに対する有効な新規治療法として、HCC細胞に蓄積する性質をもつ蛍光物質indocyanine greenと近赤外光を利用しHCCに対する特異性の高い光線力学的治療(PDT)を開発した。本方法は抗腫瘍効果を持つことを証明し、PDTとして肝細胞癌細胞からなる固形腫瘍に対し始めて抗腫瘍効果を持つことを発見し、さらに抗腫瘍効果は活性酸素と腫瘍自体の温度上昇であることが今回の研究で証明された。今後の展開が期待される。実施した研究の内容は以下である。vivo実験:マウスindocyanine green(ICG)投与下近赤外光レーザー照射モデルを作成した。具体的にはHuH-7ヒト肝細胞癌細胞をマウスに皮下移植後、ICGを静注し24h後、HuH-7細胞に照射し照射中の腫瘍温度をサーモグラフィーで測定した。照射後の腫瘍組織切片の活性酸素(ROS)を測定し、TUNEL染色を行った。vitro実験: HuH-7細胞培地にICGを添加し照射した。72h後にMTT assay行い84h後に細胞生存率を測定した。また、ICGの濃度ごとに、保温シートまたは保冷シート上で照射し細胞生存率を評価した。成果は以下である。vivo実験: HuH-7腫瘍にICGが選択的に取り込まれることが確認された。照射部位の温度上昇を認めた。細胞死にROSおよびアポトーシスの関与が示唆された。vitro実験: HuH-7細胞内にICGの蛍光が観察された。照射により細胞生存率は低下した。ICG濃度、照射回数に正の相関関係を認めた。また、保温シート上では細胞生存率が低下したが、保冷シート上では上昇した。本実験の意義は、本研究チームが2014年に初めて報告したヒト肝細胞癌に対する光線力学的治療(PDT)の機序を明らかにするもので意義深いと考える。ヒト肝細胞癌に対するPDTの報告はなく、本報告は肝細胞癌に対する新規治療法となる可能性があり重要性が高い。本研究の成果について、ILCA 2015, International Liver Cancer Association 9th Annual Conference, September 2015,Paris, Franceで発表予定である。【結果】In vivo:ICG蛍光観察では移植されたHuH-7腫瘍に特異的に蛍光が確認された。ICG+NIR+ではICG+NIR-と比較して、有意に腫瘍増殖抑制効果が認められた。一方、HuH-7腫瘍のNIR照射部位は約50°Cの温度上昇が認められた。またNIR照射後の腫瘍組織から酸化ストレスが検出され、TUNEL染色ではapoptosisが認められた。In vitro:ICG添加培地へのNIR照射により、ICGの濃度、NIR照射回数依存性に腫瘍細胞生存率の低下を認めた。NIR照射を保温上で行うと細胞死を認めるが、保冷上では細胞死は弱まった。【結論】ヒト肝癌細胞に対するPDT(ICG-NIR)は、抗腫瘍効果が認められた。これは、熱産生と、酸化ストレス産生によるapoptosis誘導によって引き起こされていると考えられた。抗腫瘍効果は、NIR照射回数や、ICG濃度により高まると考えられた。研究の目的の達成度について、次年度は比較的期待した結果が得られ、順調に進展していると考えた。マウスモデルで、光感受性物質ICGが特異的に高分化肝細胞癌株HuH-7腫瘍に集積することを発見し、近赤外光レーザー照射により本固形腫瘍において抗腫瘍効果を認めた。ヒト肝細胞癌細胞HuH-7や大腸癌細胞HCT-116をBALB/cヌードマウスの脾臓へ移植して肝転移巣を形成させたマウスに対してICGを静注し、肝転移巣のICG蛍光像を観察し、HuH-7由来の転移巣では腫瘍組織に強い蛍光がみられた。HCT-116由来の転移巣は、蛍光カメラで腫瘍組織の蛍光が確認された。蛍光顕微鏡では、腫瘍組織周囲の非癌部組織がリング状に蛍光がみられた。マウスICG蛍光肝細胞癌光線力学療法モデルで腫瘍増大が抑制されるしくみを探るために、肝細胞癌細胞HuH-7細胞を用いたin vitro解析系を構築した。高分化肝細胞癌株HuH-7細胞死の誘導のメカニズムの解明で酸化ストレスの誘導が見られること、免染によるDNA酸化損傷の検出、ICG濃度依存的な近赤外光による細胞死の証明、熱抑圧の効果から見た細胞死の誘導のメカニズムの解明、近赤外光照射回数による抗腫瘍効果の増強の証明、TUNEL染色により近赤外光照射によりアポトーシスが誘導されていることがわかった。HuH-7細胞培養チューブ内のICG含有培地に対して近赤外光レーザーを照射したところICG濃度依存的に熱が発生した。さらに、ICG含有培地で培養し、近赤外光レーザーを照射した場合、非照射に比べてHuH-7細胞増殖が抑制された。また、マウス肝細胞がん皮下モデルでも近赤外光レーザー照射を行ったところ、腫瘍全体の温度が上昇することが確認された。また、近赤外光レーザー照射装置の開発も行い、よりICGの最大光吸収波長により近い波長805nm、出力200mWでより強化された抗腫瘍効果を確認した。

肝細胞癌(HCC)は、種々の治療技術の進歩により患者の生存率が大きく改善したが、依然治療後の早期かつ高頻度なHCCの再発が課題となっている。その課題を克服するため、HCCに対する有効な新規治療法として、HCC細胞に蓄積する性質をもつ蛍光物質indocyanine greenと近赤外光を利用しHCCに対する特異性の高い光線力学的治療(PDT)を開発した。本方法は抗腫瘍効果を持つことを証明し、PDTとして肝細胞癌細胞からなる固形腫瘍に対し始めて抗腫瘍効果を持つことを発見し、さらに抗腫瘍効果は活性酸素と腫瘍自体の温度上昇であることが今回の研究で証明された。今後の展開が期待される。研究の目的」の達成度について、初年度は期待した結果が得られ、おおむね順調に進展していると考える。最終年度の4月に新規近赤外レーザー光装置試作品が完成した。前回の試作品と比べてICG最大吸光波長に完全に一致した近赤外波長と3倍以上の高出力を実現した。本装置により、光線力学療法の効果が最大化されると期待され、新実験を開始している。肝細胞癌治療ヒト肝細胞癌に対する光線力学的治療の確立のため、今後の研究の推進方策としては、次の2年間をかけて近赤外光レーザー光の最も効果的な周波数値と出力の確定を目指す。新規近赤外光レーザー装置の開発が遅れ、2016年4月に完成し5月より稼働可能となっため、次年度使用額が生じた。本年度は機序の解明の実験で、当該施設の既存の物品を効率よく利用することで研究費を比較的少額に抑えることが可能であった。新規近赤外光レーザー装置が2016年4月に完成し5月より稼働可能となったため、装置稼働に伴って発生する費用として使用予定である。今後の2年間で新規近赤外レーザー光装置の開発を目指している。本新規近赤外レーザー光装置は開発とともに多くの研究費が必要になる可能性が高い。引き続き研究費を効率よく利用しながら開発に挑む。
降雨に対抗する植物の開花適応戦略の解明

「降雨に対抗する植物の開花適応戦略の解明」のため,野生植物各種の花器機能発現を,その花形態変化と気象状態と対応させて,さまざまな手法で連続的に観察記録してきた。その結果,植物種によって,降雨に反応することなく開花させてしまう種をはじめ,開いていた花を降雨に反応して閉じてしまう種,これからの降雨をなんらかの方法で感知して開花しない種などの存在が明らかになった。降雨に反応した種は,日照や湿度の変化に反応して開花を制御すると考えられた。一方,降雨に反応しない花は,花器形態で花粉を流出されないように雨滴から保護していたり,花粉が流出した場合でも葯数や花数で損失を補填したりしていると考えられた。本研究の目的は,顕花植物の有性繁殖器官である「花」の「発現(開花)生態」を,繁殖実行時の『降雨へ対抗するための適応』という全く新しい視点で再検討・再構築することである。そのため,降雨を開花送粉時のストレスと捉え,ストレス回避である【開花制御】と,ストレス耐性である【雨滴耐性】の2つの側面から解析する。平成24年度の研究実施状況は,23年度の準備段階を経て,目的達成の第二段階として,野外観察データの集積と,観察機材の実践運用であった。具体的には,野外において各種の野生植物の蕾から開花,結実までの花器機能発現の全過程を,いくつかの植物において,その外部形態変化を微気象環境と対応させて連続的に記録できた(以下の項目が詳細)。1.非常に興味深い材料として,オオイヌノフクリと,キク科植物の開花過程を,最新のデジタル技術を駆使して微速度撮影した。撮影された映像は,花を静止画状態で記録した画像であり,すべてに撮影日時も同時に記録されているので,並行して記録している気象データと容易に対応できるようになっている。2.撮影タイミングに完全同期した微気象の環境モニタリングを,昨年設置した気象観測装置で行った。温湿度センサーと光センサーに接続したデータロガーによって対象植物個体付近の微気象を記録し,データの解析法を検討している。3.やはり雨の中の撮影には,さまざまな困難が存在していた。カメラの防水性劣化・故障の問題から,撮影対象植物の降雨による物理的変形が予想以上に大きく,その変形を予想して撮影する困難に現在直面している。研究期間を通じて,「降雨に対抗する植物の開花適応戦略の解明」のため,野外におて各種の野生植物の蕾から開花,結実までの花器機能発現の全過程を,その外部形態変化を微気象環境と対応させて,様々な手法で,連続的に観察記録してきた。その結果,花という器官の天候への反応が,思った以上に複雑であることが解ってきた。多くの植物種は,降雨や天候に反応して,「開花制御」を明らかに行っていた。また,降雨に開いた状態の花がさらされている種の場合も,「雨滴耐性」も備えていると考えられた。現在,研究成果によって想定できる「開花生態における降雨に対抗する適応戦術」がある。たとえば,(a)植物体が降雨の前兆を感知し,つぼみのまま開花しない戦術:この戦術の発生する生理的タイミングは,気象データを関連づけても不明な点が多かった。しかし,花粉や柱頭を濡らさないように機能する部分には多様性が確認できた。つまり,個花で降雨対抗する場合は,花弁もしくは萼の開閉によって,繁殖器(雄しべ・雌しべ)を包んだ。一方花序で対抗する場合は,総苞片や苞葉によって個花・小花を包んだ。(b)降雨時でも下向きに開花し,天候回復直後の送粉者を有効活用する戦術:いわゆる釣り鐘状の花冠をもつ種が典型的である。キキョウ科を代表するこれらの典型的タイプは,開葯が開花前から行われ,花粉を直接保護する構造はまったくない。つまり花冠が雨よけとなり,花粉や柱頭を濡らさない。(c)降雨にまったく無頓着で,降雨で花弁が物理的に破壊されようが開花し続ける:いわゆる数(開花数,葯数,花粉数)で,降雨による損失を補填するr戦略的降雨耐候性と理解できる。これらがいかなる進化背景のもと成立してきたのかを整理しつつ,現在,戦術モデルを検討している。非常に貴重で充実した研究経験であった。平成23年度の研究実施状況は,目的達成の第一段階としての野外観察の環境整備の実施と,観察機材の試験的運用であった。

具体的には,野外において各種の野生植物の蕾から開花,結実までの花器機能発現の全過程を,その外部形態変化を微気象環境と対応させて連続的に記録し続けることを試みた(以下の項目が詳細)。1.研究室周辺の山野において,まず1年を通じて,さまざまな顕花植物の開花過程を,最新のデジタル技術を駆使して微速度撮影する手法を確立した。植物1種について2台のデジタルコンパクトカメラを24時間休み無しに全天候下で数日間対応させることを試み,それに成功した。撮影された映像は,花を静止画状態で記録した画像であり,すべてに撮影日時も同時に記録されているので,並行して記録している気象データと容易に対応できるようになっている。2.このデジタル微速度撮影と並行して,撮影タイミングに完全同期した微気象の環境モニタリングを行うべく,気象観測装置を設置,運用を開始した。温湿度センサーと光センサーに接続したデータロガーによって対象植物個体付近の微気象を記録し,データの解析法を検討し始めている。大学敷地内の観察ポイント付近に1セットの固定式観測所を設けた。また,観測装置を山野へ移動できるように,大型三脚に気象観測装置1セットをくみ上げ,現在,キャリブレーションを行っている。1.野外において,さまざまな顕花植物の開花過程を,最新のデジタル技術を駆使して微速度撮影する手法を確立した。2.植物1種について2台のデジタルコンパクトカメラを24時間休み無しに全天候下で数日間対応させることを試み,それに成功した。3.撮影された映像は,すべてに撮影日時も同時に記録されているので,気象データと容易に対応できるようになった。4.撮影タイミングに完全同期した微気象の環境モニタリングできるようになった。5.観測装置を山野へ移動できるように,大型三脚に気象観測装置1セットをくみ上げ実際運用できた。6.しかし,雨の中の撮影には,さまざまな困難が存在していた。カメラの防水性劣化・故障の問題から,撮影対象植物の降雨による物理的変形が予想以上に大きく,その変形を予想して撮影する困難に現在直面している。7.植物体の降雨による植物体の変形は,新たな課題を提供していると認識し,さまざまな検討を行っている。8.変形を押さえる植物体の固定は,撮影には有利だが,本来の自然な植物体の姿とは言えず,問題があるので,新年度の新たな課題となる。以下の状況は「研究の目的」へのおおむね順調なアプローチと言えると思う。4.撮影タイミングに完全同期した微気象の環境モニタリング運用を開始した。5.観測装置を山野へ移動できるように,大型三脚に気象観測装置1セットをくみ上げ,現在,キャリブレーションを行っている。研究全体の進行はほぼ順調に推移しているので,計画通りに平成25年度以降を進める予定である。つまり,微速度撮影で把握した形態変化と環境モニタリングデータとの同期解析の結果を,以下のような開花生態的パラメータと対応させて解析を発展させる。1.「降雨時の開花の有無」:降雨開始時に開花しない種の系統的類縁関係(降雨予測性の進化的背景)
受動リンク機構をもつROVとケーブル張力制御可能なASVによる観測システムの開発

本研究の目的は,(1)受動リンク機構を有することでロバストな姿勢制御が可能な遠隔操縦型探査機(ROV)の開発と,(2)ROVのケーブルの張力を制御可能な洋上自律探査機(ASV)を開発する.(3)これらROVとASVを同時展開することで,リアルタイムに船底を観測し,船底の異常個所を特定可能なシステムを開発する.さらに,(4)実海域において開発したシステムの有効性を確認する.今年度は次の3つの課題について取り組んだ.課題(1)における受動リンク機構を開発するために,人工知能の一種である遺伝的アルゴリズム(GA)を用いる.その数値シミュレーションのための開発環境を整備することができた.課題(2)におけるASVの形態について,申請時には双頭船を想定していたが,ROVのためのバッテリなどに起因するペイロードの確保,ROVのケーブルを保持した状態での位置制御の能力,かつASV自体の前後左右への移動能力を再検討し,石油掘削等に用いられるセミサブ型を採用することにした.そのため当初の計画から遅れることになったが,3DーCADによる設計と試作機の開発が完了した.また,実海域において,試作機の浮力調整,波に対する安定性,ペイロードについて確認することができた.課題(3)における船底の異常個所の特定について,モザイク画像とよばれる手法を採用している.モザイク画像は,接近して撮影した多数の画像を重ね合わせて一枚の巨大なパノラマ画像を生成する手法であり,船底の調査に適していると考えている.港湾内に停泊中の小型船の船底をアクションカメラで撮影した結果,外光などの影響により,重ね合わせる際に重要な特徴点の抽出が難しいという課題が明らかになった.一方で,堤防壁面や海底面を撮影した場合は最大40m×15mのモザイク画像の生成が可能であることを確認した.本研究の申請時では,研究課題(1)の遠隔操縦型海中ロボットの受動リンク機構を開発し,次に研究課題(2)の洋上自律探査機の開発に着手する予定であった.また,研究課題(3)における船底の異常個所の特定のための手法としてモザイク画像の生成を予定していた.この計画について,以下の変更があった.一つ目は,遠隔操縦型探査機(ROV)のケーブルの張力を制御可能な洋上自律探査機(ASV)の開発において,ASVのペイロード,安定性,移動能力の3点を検討し,双頭船ではなくセミサブ型がより有効であると考えた.そのため,当初想定していた双頭船からセミサブ型へと変更し,ASVの開発がやや遅れていると判断した.ただし,セミサブ型へと計画変更したのち,直ちに試作機の設計に着手し,試作機の浮力調整,波に対する安定性,ROVのためのバッテリなどのペイロードの確保などについて確認ができており遅れを取り戻しつつある.二つ目は,船底を調査するためのモザイク画像の生成において,外光の影響によりモザイク画像を生成するための特徴点抽出が難しいという問題が明らかになった.この問題については,研究課題(1)におけるROVが有する受動リンク機構を活用し,外光を遮断しつつ船底を確実に撮影する方法を確立する予定である.以上から,申請当初の計画からやや遅れていると判断した.これまでの実績として,研究課題(1)については,数値シミュレーションをするための開発環境が整った.現在は,人工知能の一種である遺伝的アルゴリズムを活用した構造最適化のシミュレーターを開発中である.研究課題(2)については,双頭船からセミサブ型への計画変更があったため,開発がやや遅れているが,CADによる設計が完了している.現在はスラスタ等の配線等に着手しており,完成次第ASVの基本動作について実証実験を実施する.研究課題(3)については,外光の影響が強い問題が明らかになったため,研究課題(1)におけるシミュレーターに外光を遮断するような機能を盛り込んで数値シミュレーションする予定である.また,引き続きモザイク画像の生成方法について実海域で実証実験を行い,船底の異常個所を特定する手段として確立していく.本研究の目的は,(1)受動リンク機構を有することでロバストな姿勢制御が可能な遠隔操縦型探査機(ROV)の開発と,(2)ROVのケーブルの張力を制御可能な洋上自律探査機(ASV)を開発する.(3)これらROVとASVを同時展開することで,リアルタイムに船底を観測し,船底の異常個所を特定可能なシステムを開発する.さらに,(4)実海域において開発したシステムの有効性を確認する.今年度は次の3つの課題について取り組んだ.課題(1)における受動リンク機構を開発するために,人工知能の一種である遺伝的アルゴリズム(GA)を用いる.その数値シミュレーションのための開発環境を整備することができた.課題(2)におけるASVの形態について,申請時には双頭船を想定していたが,ROVのためのバッテリなどに起因するペイロードの確保,ROVのケーブルを保持した状態での位置制御の能力,かつASV自体の前後左右への移動能力を再検討し,石油掘削等に用いられるセミサブ型を採用することにした.そのため当初の計画から遅れることになったが,3DーCADによる設計と試作機の開発が完了した.また,実海域において,試作機の浮力調整,波に対する安定性,ペイロードについて確認することができた.課題(3)における船底の異常個所の特定について,モザイク画像とよばれる手法を採用している.モザイク画像は,接近して撮影した多数の画像を重ね合わせて一枚の巨大なパノラマ画像を生成する手法であり,船底の調査に適していると考えている.

港湾内に停泊中の小型船の船底をアクションカメラで撮影した結果,外光などの影響により,重ね合わせる際に重要な特徴点の抽出が難しいという課題が明らかになった.一方で,堤防壁面や海底面を撮影した場合は最大40m×15mのモザイク画像の生成が可能であることを確認した.本研究の申請時では,研究課題(1)の遠隔操縦型海中ロボットの受動リンク機構を開発し,次に研究課題(2)の洋上自律探査機の開発に着手する予定であった.また,研究課題(3)における船底の異常個所の特定のための手法としてモザイク画像の生成を予定していた.この計画について,以下の変更があった.一つ目は,遠隔操縦型探査機(ROV)のケーブルの張力を制御可能な洋上自律探査機(ASV)の開発において,ASVのペイロード,安定性,移動能力の3点を検討し,双頭船ではなくセミサブ型がより有効であると考えた.そのため,当初想定していた双頭船からセミサブ型へと変更し,ASVの開発がやや遅れていると判断した.ただし,セミサブ型へと計画変更したのち,直ちに試作機の設計に着手し,試作機の浮力調整,波に対する安定性,ROVのためのバッテリなどのペイロードの確保などについて確認ができており遅れを取り戻しつつある.二つ目は,船底を調査するためのモザイク画像の生成において,外光の影響によりモザイク画像を生成するための特徴点抽出が難しいという問題が明らかになった.この問題については,研究課題(1)におけるROVが有する受動リンク機構を活用し,外光を遮断しつつ船底を確実に撮影する方法を確立する予定である.以上から,申請当初の計画からやや遅れていると判断した.これまでの実績として,研究課題(1)については,数値シミュレーションをするための開発環境が整った.現在は,人工知能の一種である遺伝的アルゴリズムを活用した構造最適化のシミュレーターを開発中である.研究課題(2)については,双頭船からセミサブ型への計画変更があったため,開発がやや遅れているが,CADによる設計が完了している.現在はスラスタ等の配線等に着手しており,完成次第ASVの基本動作について実証実験を実施する.研究課題(3)については,外光の影響が強い問題が明らかになったため,研究課題(1)におけるシミュレーターに外光を遮断するような機能を盛り込んで数値シミュレーションする予定である.また,引き続きモザイク画像の生成方法について実海域で実証実験を行い,船底の異常個所を特定する手段として確立していく.申請時には,研究課題(2)における洋上自律探査機(ASV)として双頭船を予定しており,研究課題(1)における数値シミュレーションの結果を踏まえた受動リンク機構を有する遠隔操縦型探査機(ROV)を開発する予定であったが,ASVはセミサブ型のほうが有効であると判明したため,研究課題(2)を優先的に実施し,研究課題(1)はシミュレーション環境の構築までとなった.そのため次年度使用額が発生した.
CWレーザを用いた光励起複屈折測定装置の開発

棒状の粒子からなる流体において、構成要素たる粒子の向きのそろい加減を光で制御することにより流体の性質を制御することを目指している。AM変調あるいは偏光変調をかけたCWレーザ光(ポンプ光)を試料に入射することによって試料中に局所的な異方性を励起しその様子をプローブ用レーザ光により複屈折Δnとして検出する装置を組み立てた。この装置の性能を評価・検証するために、まずはじめに、比較的弱い励起光でも異方性が生じ易いとされているシアノビフェニル系液晶等方相を試料として用い、ポンプ光の変調周波数を十分小さく設定した状態で実験を行った。その結果、測定の感度は良好であることが分かり、液晶性分子が相転移直前にみせるといわれている独特な臨界挙動を観察することができた。ポンプ光パワーあたりの異方性励起度がより小さい試料、たとえば二硫化炭素やニトロベンゼンについても順次測定を行った。また、上記の装置の複屈折検出機構と同様な原理を利用して、液晶が空気との界面近傍で自発的につくりだす分子配向秩序を観察した。ここまでの実験ではDC信号に対する応答を調べたのであるが、続いて、ポンプ光の変調周波数を掃引しながら応答を観察した。変調周波数が高くなるにつれ、Δnの振幅部分が小さくなり位相部分が遅れていく様子を観察することができた。これは、粒子がそろったりばらばらになったりする過程が、ポンプ光の変調に対してしだいに追随できなくなっていくことを意味する。特に上述のシアノビフェニル系液晶等方相の場合、温度を低下させていくにつれて、粒子がそろったりばらばらになったりするのに要する時間が長くなることを見出した。これも、液晶性の発現に先行して生じるとされる上述の臨界現象のひとつであると考えられる。この装置の性能を評価・検証するために、まずはじめに、比較的弱い励起光でも異方性が生じ易いとされているシアノビフェニル系液晶等方相を試料として用いた。今後、ポンプ光とプローブ光の入射経路を工夫することによって測定感度のさらなる向上が期待される他、レーザービームプロファイラによるポンプ光強度分布の精密観察によってΔnとポンプ光パワーの関係をさらに詳しく解明できると思われる。また、これまでは装置の性能検証に重点を置いていたためポンプ光の変調周波数は十分低くしてあるが、変調周波数を掃引することにより粒子の方向がそろったりばらばらになったりする過程が観察できると予想されるので、現在の装置を高周波変調に対応可能にすべく検討を行っている。
表面プラズモン増強電場を利用した透明無機材料光化学エッチングの高光利用効率化

本研究では、金属ナノ粒子による増強電場を利用して、透明材料のレーザー加工に関して、これまのフェムト秒レーザーをナノ秒レーザーで置き換えたり、あるいは、ナノ秒レーザー加工のしきい値を下げるための検討を行った。究極的には、CWレーザーやXeランプ等の定常光源を利用できれば、フォトンコストを著しく下げることが可能である。クエン酸還元法により作製した20-100nmの金ナノ粒子をアミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)で処理したガラス基板にほぼ一層のせた。これに、波長532nmのナノ秒パルスレーザー光を照射し、その変化をUV-Visスペクトル、AFMおよびSEM観察により調べた。AFM画像によれば、粒子の会合は起こっていないにもかかわらず、スペクトルにはプラズモンバンドに加えて、ギャップモードに起因する長波長側の吸収が見られた。レーザー照射により金粒子の細分化がおこり、同時に、ガラス表面にナノスケールに穴が形成されることがわかった。Fig.1は70nmの金粒子膜の場合に540mJ/cm2のフルエンスで600ショット照射したときのナノホール形成を示す。ナノホールの形成が起こるためには、金粒子が基板上に密に配置される必要がある。また、粒子サイズが大きいほどできやすく、閾値のフルエンスも下がる。ナノプラズマによる高温状態の発生やギャップモードが形成に関与している可能性がある。今後は、まず、レーザー照射後の基板表面がウェットエッチングされやすくなる可能性について調べる。また、シリカガラスフィルム中の金ナノ粒子にレーザー照射しだ場合のガラス内部における加工の可能性を調べる。