hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
システムインテグレーション理論に基づく高安全知能自動車用VLSIの最適設計

システムLSIの高安全知能自動車への応用を目的として,以下に示すように3次元画像取得,道路抽出,軌道予測などの処理モジュールの開発とそれらのVLSIアーキテクチャやシステム統合設計手法を考察した.(1)システムインテグレーション理論の構築と動作速度仕様の導出サンプル周期毎に同一処理を繰返すリアルワールド信号処理モデルを構築し,自動車の衝突アラームシステムを典型例として,動作速度すなわちサンプリング周期を決定する方法を考案した.(2)高安全知能自動車用VLSIプロセッサの処理モジュールの考察高安全知能自動車に必要な処理モジュールとして,3次元画像情報を活用した道路抽出,車両抽出,人物抽出などのVLSI向きアルゴリズムを提案した.またベイジアンネットワークに基づき,運転者の意図を推定することにより自動車の将来の軌道予測を行う手法を提案した.(3)VLSIプロセッサアーキテクチャモデルとハイレベルシンセシス動作速度やチップ面積制約下で消費電力最小化する最適化問題に対して,専用アルゴリズムを開発した.特に近年問題になっているリーク電流最小化も考慮した最適化手法を考案した.また,3次元画像処理応用において問題となるデータ転送ボトルネックを解決するため,メモリモジュールとPE間,およびPEとPE間のデータ転送を局所化するメモリアロケーションを考案した.(4)VLSIアーキテクチャとリコンフィギャラブルVLSI上記に基づき,高安全知能自動車の処理モジュールを実現する種々のVLSIプロセッサを提案した.さらにリアルワールド応用に広く利用できる,非同期ビットシリアルアーキテクチャに基づくリコンフィギャラブルVLSIを開発した.ビットシリアルアーキテクチャを用いることにより,相互結合網の複雑さはもとより,非同期方式のオーバヘッドを最小限に抑えることが可能となることを明らかにした.システムLSIの高安全知能自動車への応用を目的として,以下に示すように3次元画像取得,道路抽出,軌道予測などの処理モジュールの開発とそれらのVLSIアーキテクチャやシステム統合設計手法を考察した.(1)システムインテグレーション理論の構築と動作速度仕様の導出サンプル周期毎に同一処理を繰返すリアルワールド信号処理モデルを構築し,自動車の衝突アラームシステムを典型例として,動作速度すなわちサンプリング周期を決定する方法を考案した.(2)高安全知能自動車用VLSIプロセッサの処理モジュールの考察高安全知能自動車に必要な処理モジュールとして,3次元画像情報を活用した道路抽出,車両抽出,人物抽出などのVLSI向きアルゴリズムを提案した.またベイジアンネットワークに基づき,運転者の意図を推定することにより自動車の将来の軌道予測を行う手法を提案した.(3)VLSIプロセッサアーキテクチャモデルとハイレベルシンセシス動作速度やチップ面積制約下で消費電力最小化する最適化問題に対して,専用アルゴリズムを開発した.特に近年問題になっているリーク電流最小化も考慮した最適化手法を考案した.また,3次元画像処理応用において問題となるデータ転送ボトルネックを解決するため,メモリモジュールとPE間,およびPEとPE間のデータ転送を局所化するメモリアロケーションを考案した.(4)VLSIアーキテクチャとリコンフィギャラブルVLSI上記に基づき,高安全知能自動車の処理モジュールを実現する種々のVLSIプロセッサを提案した.さらにリアルワールド応用に広く利用できる,非同期ビットシリアルアーキテクチャに基づくリコンフィギャラブルVLSIを開発した.ビットシリアルアーキテクチャを用いることにより,相互結合網の複雑さはもとより,非同期方式のオーバヘッドを最小限に抑えることが可能となることを明らかにした.高安全知能自動車という典型例を通じてシステムLSIにおけるシステムレベルの統合設計手法を確立する.システムLSIでは複数の処理モジュールが相互にリンクした処理となっているが,システムをどのような処理モジュールに分解し,それらをどのように有機的に結合するかという問題が重要となる.さらに,さらにシステム全体の性能仕様を決定し,消費電力などを考慮しながら各モジュールへの最適時間配分を決定するという,システムインテグレーション理論についてその基礎理論の構築を,具体例を通して検討した.(1)高安全知能自動車用VLSIプロセッサの処理モジュールの考察高安全知能自動車に必要な処理モジュール,特にベイジアンネットワークに基づく障害物の動き予測について検討した.(2)システムインテグレーション理論の構築と動作速度仕様の導出リアルワールド応用では,計測値や予測値に不確定性が存在ため,このことを十分考慮したシステムインテグレーション理論の最初の段階として,サンプル周期毎に同一処理を繰返すリアルワールド信号処理モデルを構築し,自動車の衝突アラームシステムを典型例として取り上げ,動作速度すなわちサンプリング周期を決定する方法を考案した.(3)VLSIプロセッサアーキテクチャモデルとハイレベルシンセシス動作速度,チップ面積,動的・静的消費電力などのうちから,制約条件と評価関数を選び,スケジューリング,アロケーションなどの最適化問題を考察した.(4)FPGAを用いた高安全知能自動車用プロセッサ設計と評価上記の統合設計から得られた,ステレオビジョンプロセッサなど複数の処理モジュールをFPGAを用いて実装し,その総合的評価を行った.システムLSIの高安全知能自動車への応用を目的として,3次元画像取得,道路抽出,軌道予測などの処理アルゴリズムとそれらのVLSIアーキテクチャやシステム統合設計手法を考察した.(1)高安全知能自動車用VLSIプロセッサの処理モジュール危険を事前に察知しアラームを与えるシステム構成のため,前年度までに提案していた3次元画像取得,環境認識,道路抽出,ベイジアンネットに基づく軌道予測などの処理アルゴリズムを改善し,その評価を行った.(2)VLSIプロセッサアーキテクチャモデルとハイレベルシンセシス動作速度やチップ面積制約下で消費電力最小化する最適化問題に対して,専用アルゴリズムを開発した.特に近年問題になっているリーク電流最小化も考慮した最適化手法を考案した.とれは,リコンフィギャラブルVLSIの最適合成手法としても活用できることを明らかにした.(3)高安全知能自動車用プロセッサの設計と評価最適スケジューリングに基づく3眼ステレオビジョンVLSIプロセッサ,動的再構成アーキテクチャに基づく道路抽出

VLSIプロセッサ,投機処理に基づく確率推論VLSIプロセッサなどの先進的VLSIアーキテクチャを考案した.(4)プロトタイプチップの設計・評価以上のプロセッサの典型的基本演算回路を取り上げ,最新CMOSデザインルールにより設計・評価を行った.具体的には,0.18μCMOS設計ルールを用いたステレオビジョンVLSIや道路の平面上と射影変換行列に基づく高安全自動車用道路抽出VLSIプロセッサであった.危険を事前に察知しアラームを与える高安全自動車実現のため,3次元画像取得,環境認識などの処理アルゴリズムとVLSIアーキテクチャ,さらにリアルワールド知能処理を実現するリコンフィギャラブルVLSIを開発した.(1)3次元情報を用いた高安全自動車用VLSI車両抽出のために,車両の探索範囲を限定した特徴ベースステレオマッチングと共に,メモリモジュールとPE間,およびPEとPE間のデータ転送を局所化するメモリアロケーションを考察した.FPGAを用いて実装したところ,640×360画素の画像,ウィンドウサイズ9×1,PE数40,動作周波数100MHzで10msという高速性処理を達成した.また,シルエット画像の形状特徴量を用いたSVM(Support Vector Machine)による人物抽出アルゴリズムとVLSIアーキテクチャを提案した.ステレオビジョンによる3次元情報を用いることにより物体領域切り出しの信頼性を高めることができた.ステレオビジョンの計算量が膨大となるため,SAD演算の中間結果を最大限に活用したアルゴリズムを導入した.さらに,メモリ・演算器間のデータ転送を局所化するメモリアロケーションによりデータ転送ボトルネックを解消している.(2)非同期アーキテクチャに基づくリコンフィンギャラブルVLSIFPGAはその複雑な相互結合網のために,カスタムVLSI実現と比較して遅延・面積・消費電力が大きいという問題を解決するために,非同期ビットシリアルアーキテクチャに基づくフィールドプログラマブルVLSIを開発した.
医学科初年次より開始するシミュレーション医学教育の有用性の検証

心臓聴診法は最も基本的な身体診察法の一つである。我々は医学科4年生全員を対象とする必修課目として、心臓病診察シミュレータを用いた少人数実習を行ってきた。3時間の実習で、まず小講義により知識の確認を行い、その後、II音(分裂なし、呼吸性分裂、幅広い異常分裂)、過剰心音(III音、IV音、III音+IV音)、および心雑音(大動脈弁狭窄症、大動脈弁閉鎖不全症、僧帽弁閉鎖不全症、僧帽弁狭窄症)の聴診をシミュレータで指導した。次に異なる出題の仕方による2回の聴診テストを行った。1回目は、II音、III音/IV音、または心雑音の何れに属する音かを予め知らせて、それぞれを聴かせた。2回目は、何れに属する音かを知らせずに聴かせた。医学科4年次学生324人を対象として行った実習において、正解率は1回目のテストの79.1%から2回目のテストでは62.0%に低下した(P<0.0001)。これは、II音、III音、IV音の2回目の正解率が54.3%と極めて低かったことによる。以上から、我々は4年次の3時間1回の学習では参加型臨床実習で必要とされる到達度には達しないことを明らかにした(Kagaya et al. J Cardiol. 2017; 70: 192-8)。以上から、早期の聴診トレーニングの開始が必要と考え、医学科1年次学生を対象に課外の心臓聴診トレーニングを開始し、4年次と同じ内容を1.5時間×3回で行った。34名の1年次学生において、正解率は1回目のテストの85.0%から2回目は70.6%に低下した。2回目のテストでは、II音、III音、IV音の正解率が70.6%と4年次学生ほど低下しなかったが、心雑音の正解率が低下傾向にあった。以上から、医学科1年次学生において心臓聴診トレーニングは実施可能であることが示唆されたが、心臓弁膜症による心雑音に関して丁寧な解説の必要性が示唆された。我々は医学科4年生に心臓病診察シミュレータを用いた3時間1回の少人数実習を行ってきた。3年間で324人を対象として行った実習中に、異なるタイプの2回の小テストを実施した。その結果、II音(分裂なし、呼吸性分裂、幅広い異常分裂)、III音/IV音(III音、IV音、III音+IV音)、心雑音(大動脈弁狭窄症、大動脈弁閉鎖不全症、僧帽弁狭窄症、僧帽弁閉鎖不全症)の3つのカテゴリーの何れに属する音かを予め知らせて聴かせると正解率が高いが、知らせないとII音/III音/IV音で正解率が著しく低下することを平成28年度に報告した。(Kagaya Y etal. J Cardiol 2016)。さらに、医学科1年次から心臓聴診トレーニングを開始することの有用性を検討した。参加を希望した医学科1年生15名を対象として、4年次と同じ内容の実習を90分間x3回で課外の時間に行った。4年生と同じ2つの異なるタイプの小テストを実習の最後に行った。終了後に無記名のアンケート調査も行った。その結果、3つのカテゴリーの何れに属する音かを予め知らせてから聴かせると、II音/III音/IV音と心雑音の正解率は、それぞれ84.4%と85.0%であり、4年生の正解率よりも高い傾向にあった。カテゴリーを知らせないで出題すると正解率は、それぞれ80.0%と60.0%であり、心雑音の正解率が1回目に比べて2回目に有意に低下した(P<0.05)。5段階の評定尺度の「強くそう思う」と「そう思う」を合わせると、15名中14名が「この実習が1年生で行うのに相応しい」と答えた。平成28年度の解析により、心臓聴診トレーニングを1年生から開始することの有用性が示唆された。4年生とは異なり、心臓弁膜症の雑音の2回目の正解率が1回目に比べて有意に低下したことから、低学年向けに聴診トレーニング法を改善する必要があるかもしれない。医学科4年生に心臓病診察シミュレータを用いた3時間1回の少人数実習を行ってきたが、その解析結果を平成28年度に英文原著論文として報告することができた。また、新たに医学科1年次から心臓聴診トレーニングを開始することの有用性を検討するため、4年次と同じ内容の実習を90分間x3回で課外の時間に行い、4年生と同じ2つの異なるタイプの小テストを実習の最後に行った。その結果、心臓聴診トレーニングを1年生から開始することの有用性が示唆された。4年生とは異なり、心臓弁膜症の雑音の2回目の正解率が1回目に比べて有意に低下したことから、低学年向けに聴診トレーニング法を改善する必要性が浮かび上がった。我々は医学科4年生を対象に心臓病診察シミュレータを用いた3時間1回の少人数実習を行ってきた。

3年間で324人を対象として行った実習中に、異なるタイプの2回の小テストを実施した結果、II音(分裂なし、呼吸性分裂、幅広い異常分裂)、III音/IV音(III音、IV音、III音+IV音)、心雑音(大動脈弁狭窄症、大動脈弁閉鎖不全症、僧帽弁狭窄症、僧帽弁閉鎖不全症)の3つのカテゴリーの何れに属する音かを予め知らせて聴かせると正解率が高いが、知らせないとII音/III音/IV音で正解率が著しく低下することを報告した(Kagaya Y, et al. J Cardiol 2017;70:192-198)。さらに、医学科1年次から心臓聴診トレーニングを開始することの有用性を検討することを目的として、参加を希望した医学科1年生27名を対象として、4年次と同じ内容の実習を90分間x3回で課外の時間に行った。4年生と同じく2つの異なるタイプの小テストを実習最終日に行った。終了後に無記名アンケート調査も行った。その結果、3つのカテゴリーの何れに属する音かを予め知らせてから聴かせると、II音/III音/IV音と心雑音の正解率は、それぞれ87.0%と86.1%であり4年生の正解率よりも高い傾向にあった。カテゴリーを知らせないで出題すると正解率は、それぞれ72.2%と70.4%であり、II音/III音/IV音に関しては有意に低下、心雑音に関しては低下する傾向にあった。II音/III音/IV音に関しては4年生の正解率よりも高い傾向にあった。5段階の評定尺度の「強くそう思う」と「そう思う」を合わせると、27名中27名(92.6%)が「この実習が1年生で行うのに相応しい」と答えた。心臓聴診トレーニングを自発的に希望した意欲のある1年生においては、4年生に劣らない成果をあげられることが示唆された。医学科1年次から心臓聴診トレーニングを開始することの有用性を検討するため、前年度に引き続き、4年次と同じ内容の実習を90分間x3回で課外の時間に行い、4年生と同じ2つの異なるタイプの小テストと無記名のアンケートを実習の最後に行った。希望者だけを対象とした課外のトレーニングであるが、今まで合計27名のトレーニングを実施し、全員の小テストの結果とアンケート結果を解析できた。その結果、課外の時間における心臓聴診トレーニングを希望した意欲のある1年生においては、初年次の本トレーニング成果が4年生に劣らないものであることが示唆された。心臓聴診法は最も基本的な身体診察法の一つである。我々は医学科4年生全員を対象とする必修課目として、心臓病診察シミュレータを用いた少人数実習を行ってきた。3時間の実習で、まず小講義により知識の確認を行い、その後、II音(分裂なし、呼吸性分裂、幅広い異常分裂)、過剰心音(III音、IV音、III音+IV音)、および心雑音(大動脈弁狭窄症、大動脈弁閉鎖不全症、僧帽弁閉鎖不全症、僧帽弁狭窄症)の聴診をシミュレータで指導した。次に異なる出題の仕方による2回の聴診テストを行った。1回目は、II音、III音/IV音、または心雑音の何れに属する音かを予め知らせて、それぞれを聴かせた。2回目は、何れに属する音かを知らせずに聴かせた。医学科4年次学生324人を対象として行った実習において、正解率は1回目のテストの79.1%から2回目のテストでは62.0%に低下した(P<0.0001)。これは、II音、III音、IV音の2回目の正解率が54.3%と極めて低かったことによる。以上から、我々は4年次の3時間1回の学習では参加型臨床実習で必要とされる到達度には達しないことを明らかにした(Kagaya et al. J Cardiol. 2017; 70: 192-8)。以上から、早期の聴診トレーニングの開始が必要と考え、医学科1年次学生を対象に課外の心臓聴診トレーニングを開始し、4年次と同じ内容を1.5時間×3回で行った。34名の1年次学生において、正解率は1回目のテストの85.0%から2回目は70.6%に低下した。2回目のテストでは、II音、III音、IV音の正解率が70.6%と4年次学生ほど低下しなかったが、心雑音の正解率が低下傾向にあった。
南九州しらす地帯の斜面崩壊発生機構の解明

鹿児島市西部の標高約100mの切土しらす斜面より乱さない試料、乱した試料を採取し、各種の実験を行った。切土斜面は高さ約5mであり、しらす層の上部には約2mの新期火山噴出物が堆積している。このしらす斜面を層に分け、16ポイントより乱した試料を、また、10ポイントより乱さない試料を採取し、また、指標硬度を測定した。実験室に持ち帰った乱した試料については物理試験を行い、比重,自然含水比,湿潤密度,液性・塑性限界を求めた。また、粒度試験,強熱減量試験,X線回折法による鉱物の同定、二重セル型三軸室を用いたせん断試験による強度定数の決定、遠心含水当量試験および土柱法によるpF値の測定を行った。乱さない試料については、定水型の透水試験を行い、各層の透水係数を求めた。それらの結果を総合してみると、しらす斜面の各層の物理・化学的特性、力学的特性には差異があること、特に、新期火山噴出物からなる粘土化した火山灰固結層、および、古土壌化したしらす層とその上部との境界面に顕著な差異がみとめられることがわかった。例えば、火山灰固結層は上下の層に比べて指標硬度が大きく、自然含水比、強熱減量も大きい値を示す。強熱減量の増減は粒度組成の細粒分(シルト,粘土)の増減と対応している。湿潤密度は火山灰固結層、古土壌化しらす層で大きな値を示し、上下層と不連続である。透水係数についてみると、粘土化した火山灰固結層の透水係数は、その上下層と比較すると3オーダ小さく、誤土壌化したしらす層はその直上の層より2オーダ小さくなっている。せん断試験より得られる強度定数をみると、火山灰固結層はその上下の層に比べると大きなことがわかった。これらのことは、降雨時に透水係数の小さなこれらの層が不透水層となり、最近のしらす斜面によくみかける崩壊パターンである表層すべり型の崩壊に大きく寄与していることを示唆している。
肝癌幹細胞におけるｍｉＲＮＡの解析：発癌予防と抑制そして転移制圧に向けて

癌は,原発巣及び転移巣において微小環境を形成し、その癌組織内は癌細胞のみでなく、周囲の癌関連細胞が重要な役割を果たしている。原発巣及び肝転移において、癌細胞周囲の癌関連繊維芽細胞や腫瘍関連マクロフャージの重要性が明らかにされた。癌細胞内のエクソソームが転移前に繊維芽細胞内に入り込み、転移する環境を形成することを視覚的に証明した。さらに、血液などの体液中に分泌され、他の細胞に取り込まれることを確かめられ、エクソソームを介した細胞間コミュニケーションが存在することを示唆していた。癌形成及び転移時において,癌細胞と周囲の細胞間のコミュニケーションは必要であることが証明された。発癌および癌転移のメカニズムを解明することは重要な研究課題である。本研究の目標は、1肝癌幹細胞の内部に存在するエクソソームと内包されるmiRNAの役割について明らかにすること、また,2原発巣及び癌転移巣で、癌幹細胞内部のエクソソームと内包されるmiRNAがどのような役割を果たすかを解明することであり、最終的には、3臨床の検体を用いて慢性肝炎、肝硬変そして癌発生(原発巣)から癌転移(転移巣)に至るまでの過程においてのmiRNAの役割を明らかにし、有益な肝癌発生および転移におけるバイオマーカーと新薬の開発を目指すことにある.癌は、原発巣及び転移巣において微小環境を形成し、その癌組織内は癌細胞のみでなく、周囲の癌関連細胞が重要な役割を果たしている。癌細胞の肝転移において、蛍光蛋白を用いてそれら癌微小環境を形成する細胞をシングルレベルで画像化し、癌細胞周囲の癌関連細胞特に癌関連繊維芽細胞(cancer associated fibroblasts)や腫瘍関連マクロフャージ(tumor associated macrophages)の重要性が明らかにされた。実際、転移の際にエクソソームが転移巣を形成するときに、転移前に特に繊維芽細胞内に入り込み、転移する環境を形成することを視覚的に証明した。さらに、これらが血液などの体液中に分泌され、他の細胞に取り込まれることを確かめられ、エクソソームを介した細胞間コミュニケーションが存在することを示唆していた。癌形成及び転移時において、癌細胞と周囲の細胞間のコミュニケーションは必要であることが証明された。1)エクソソームのみ蛍光タンパクを発現する細胞の確立と癌幹細胞視点での検討癌cell lineに細胞内のCD63(エクソソームの分子マーカー)を蛍光タンパク質GFPでラベルし、conforcal microscopeにて30100nm径の小胞が安定して観察される細胞を樹立した。in vitroにおいてエクソソームの癌細胞内での動態を観察しえた。2)癌転移動物モデル作成と原発巣および種転移巣でのエクソソームの検討エクソソームをGFPでラベルした細胞をNude mouseの脾臓に注射し癌転移モデルを作成し、宿主肝臓を主に各種臓器(肺、リンパ節など)の転移巣のエクソソームの局在をconforcal microscopeを用いてin vivoで検討した。さらに転移モデルマウスの血液サンプルを回収し、血液中へのエクソソーム流出を画像的にとらえた。25年度が最終年度であるため、記入しない。1)マウス血清と肝組織でのmiRNAの検討肝疾患の病態は、1030年かけて慢性肝炎、肝硬変、肝癌へと進行するため、各病気のステージにおける評価は非常に重要なことである。C型慢性肝炎では、miR-122をターゲットとした治療開発が進んでおり、今後肝硬変、肝癌ステージにおける患者さんの治療開発が望まれる。血清中のターゲットになりそうなmiRNAをReal-time PCRなどで発現状況の詳細な検討を行い各肝疾患ステージで相違が見られるか、さらには、肝生検を用いて発現状況を詳細に調べる。2)肝癌幹細胞マーカーとの関わり及び癌モデルへの治療判定先述の検討後、肝組織切片を利用し、肝癌幹細胞マーカー(CD133,CD44,CD13など)の免疫染色を施行し、1)のin situとの比較検討し、癌幹細胞でのmiRNAの発現の詳細な照らし合わせを行う。そこで特に癌幹細胞に対してターゲットとなるmiRNAが得られれば、さらに治療としての効果を確認するため、培養細胞やマウスを利用し、in vitro, in vivoで検討する。具体的には、in vitroにおいて肝癌幹細胞に合成miRNAを利用して発現を上昇させたり、化学合成miRNAインヒビターでノックダウンさせ、抗腫瘍効果を判定する。計画どおりに進んだなら、肝炎肝硬変モデル(Suetsugu A. Transplantation 2008)や肝癌転移モデルを作成し、in vivoレベルでの効果の判定を行う。
少数投影計算機トモグラフィーの最適設計

投影測定点が少数で、強い投影角制限のある撮像条件において対象物の断層像を得るための計算機トモグラフィーについて、投影データの計算機処理の立場から、投影測定系の最適設計と再生像の最適化について研究を行なった。本年度は、研究の重点を現実の実験データの処理に移し、昨年度までに扱った(1)回転ヘリカル線による重イオンビームの形状計測、(2)弱電離プラズマの3次元電子速度分布関数測定、(3)小型トロイダル・プラズマの可視光放射CTに加えて、新たに(4)仏国カダラッシュ原子力研究所の超電導コイル・トカマク「トール・シュープラ」の軟X線放射CTのデータ処理を扱った。特に(4)については、Cormack級数展開法を用いて最初の像再生結果を得るとともに、観測窓によるSN比の違いを考慮した重み付き最小二乗法について検討を行なった。これらの処理結果の相互比較/総合評価として、【.encircled1.】トロイダル・プラズマのポロイダル平面におけるモード分解のように物理的に適切な級数モデルを用いたとき再生像の信頼性、処理の高速性およびAICによる像の最適化が順調に得られること、【.encircled2.】一定の滑らかさを求めるという程度の一般的な場合であれば、特にフィリップス・ティホノフ正則化法が有効であり、GCVの振る舞いは総合的に見て、級数モデルにかかわるAICより安定していることが明らかになった。特異値分解法については、GCVは順調に働くが、平滑化が弱く、また、特異値に関わるスペクトル分解が像の振る舞いを複雑にするこが明らかになった。投影データが少数で強い投影角制限もある困難な撮像条件における計算機トモグラフィーについて、具体的に次の計測課題を取り上げつつ、投影データの計算機処理の立場から像再構成最適化の研究を行なった。(1)ラングミュアプローブによる低温プラズマの電子速度分布関数の復元(2)ヘリカル金属線による重イオンビーム密度分布の断層撮像(3)小型トカマクのポロイダル断面像に関する可視光放射型CT(4)仏国Cadarache研究所の大型超電導コイル・トカマクTore Supraにおける軟X線放射型CTその結果、次のような有益な知見が得られた。1.ARTは正則化が弱いが、速度分布関数の変化に対して面積分投影の測定が密であれば再構成は可能である。また、3方向以上の平行投影があれば、重イオンビームの点源的像に対して有効な高分解能をもつ。2.Phillips-Tikhonov法は正則化の強い高速な線形演算であり、負エントロピーGCVを用いて正則化パラメータの最適化が可能である。プラズマ撮像における投影欠損に対して、GCVは相当に安定して働く。3.特異値分解法は同じくGCVによる最適化が可能な線形な高速解法であるが、フーリエ分解のように素直でなく、また、正則化は強くない。Phillips-Tikhonov法より不利になる。4.最大エントロピー法は、負値消去を含む非線形解法である。正則化は比較的弱く、正則化パラメータの最適化に関して一般性ある基準がないが、分解能に優れる。5.級数展開法は、情報圧縮と負エントロピーAICによる最適化を含む高速な線形解法である。ただし、投影欠損によってAICが機能を失うことがある。より良いモデル選定・当てはめの努力が大切である。Tore SupraのMHD振動について、経験的にわかっていた最適項数がAICの裏付けを得た。投影角制限があるだけでなく、投影測定数自体が少ない厳しい撮像条件のもとに、対象物の断層像を得る計算機トモグフィーについて、線積分値データの計算機処理の観点から、特に赤池情報量基準(AIC)およびGenerilized Cross Validation(GCV)最小化基準を利用した像再構成の最適化の研究を行った。

AICおよびGCVを適用できる代表的な再構成法としてスプライン関数あてはめ法およびPhillips-Tikhonov正則化法をそれぞれ取り上げ、また、これらとの比較の対照として代数学的再構成法(ART)を採用し、主としてシミュレーションと計測データ処理による実験研究を行った。計測系の例として、名大工学部小型トカマック装置におけるプラズマ撮像のためのファンビーム型可視光検出系、および核融合科学研究所で準備されつつある重イオンビームの密度分布撮像のための平行ビーム型イオン電流検出系を扱った。その結果、像に対して偏りなく、全体にほどよく投影情報が得られているとき、再生像は良く、かつ、級数の最適項数において最小点を取るAICの正常な振る舞いが得られ、反対に、投影測定が偏るとか、視線の網に対して像が点光源的に過ぎるというような、投影情報が不十分なときに再生像もAICも破綻するという一般的な傾向が明らかになった。級数係数の推定精度が悪いとき、AICにおけるKullback-Leibler情報量の近似の精度が低下することに原因があるように思われる。この精度低下を補なうための赤池のベーズ補正を採用すると、AICの破綻が救われる傾向にある若干の実験例が得られた。一方、GCVは目的関数による正則化が有効な限り、投影数の減少に対して強いという結果が得られた。研究実施のために計算機システムの整備を行なうとともに、名大工・カダラッシュ研究所の関係者と意見交換を行った。
選択的物質変換を目的とする新規光増感剤の開発

本研究では、感温性高分子であるPoly-N-isopropylacrylamide(polyNIPAM)を基盤とした材料設計により、「基質選択性」および「速度選択性」を発現する新規光増感剤の開発を行った。polyNIPAMにローズベンガルを共重合させた高分子光増感剤により、温度制御により基質選択性を発現させることに成功した。また、ベンゾフェノンを共重合させたpolyNIPAMにより、低温、中間温度、高温で異なる反応速度を示すことを見出した。さらに、polyNIPAM中空カプセル内に光増感剤であるチオニンを内包した増感剤が低温、高温で異なる反応速度を示すことを見出した。本研究では、「温度」を外部刺激として用い、操作温度を設定することにより生成物選択性、基質選択性、速度選択性を発現する、初めての「感温性光増感剤」を開発することを目的とする。感温性光増感剤の設計には、アクリルアミド系のポリマーを基盤材料として用いる。アクリルアミド系ポリマーは、低温では柔軟な開いた構造をとる一方、温度上昇にともなうポリマー鎖の脱水和により凝集する性質をもっ。また、これらは、低温では親水性であるが、温度上昇にともなう凝集により内部は疎水性となる。本研究では、このようなアクリルアミド系ポリマーの独特の性質(相転移現象)を利用することにより、生成物選択性、基質選択性、および速度選択性を発現する新規光増感剤を開発する。平成19年度は、光増感剤分子を固定化したランダムポリマーにより、基質選択性を発現する感温性光増感剤を開発することを目的とした。N-イソプロピルアクリルアミドポリマーに光増感剤であるローズベンガルを結合させた新規高分子光増感剤を開発した。本高分子は、酸素分子を活性化することにより酸化剤である一重項酸素を生成する。温度変化にともなう高分子の構造変化により内部の疎水性が変化し、基質分子の高分子内部への取り込まれやすさが温度により変化する。このため、目的の基質だけを温度制御により選択的に酸化させることが可能となった。温度制御により基質選択性を発現させる光増感剤はこれが初めての報告となる。アクリルアミド系ポリマーは、低温では柔軟な開いた構造をとる一方、温度上昇にともなうポリマー鎖の脱水和により凝集する性質をもつ。平成20年度は、速度選択性を発現する二種類の高分子光増感剤、(1)ベンゾフェノン結合型N-イソプロピルアクリルアミド高分子、および(2)チオニン内包型N-イソプロピルアクリルアミド高分子カプセルについて検討した。これらの高分子増感剤は、温度変化にともなう凝集状態の変化により、増感剤周辺への基質の取り込みを自在にコントロールすることができる。本増感剤は、低温で大きな反応活性および高温で小さな反応活性を示す特異な機能を発現することを見出した。
中世神社史料の総合的研究-神国思想と石清水八幡宮を中心に-

本研究は、中世を中心とする神社史料の総合研究の試みである。その成果は、神国思想とその代表的な八幡信仰を広めた石清水八幡宮との関係構造に関し、関連史料を蒐集、調査して、翻刻文および研究論文をもって情報公開することができたところにある。平成19年度における本研究「中世神社史料の総合的研究-神国思想と石清水八幡宮寺を中心に-」の実績と成果は、その(1)として、石清水八幡宮関係史料調査研究班(A研究班)は、石川県金沢市立玉川図書館および天理大学附属天理図書館の所蔵する「石清水文書」に関し、調査・研究を進め、史料を翻刻するための研究会を運営した。「研究発表」の項目で掲出したとおり、史料の活字情報を公開するために、解題を付して史料の翻刻を、学術誌、『白山史学』43号と『栃木史学』22号においておこなった。その(2)として、「神国」史料調査研究班(B研究班)の活動実績としては、主に東京大学史料編纂所編『大日本史料』『大日本古文書』、また同編データベースから、等しく「神国」、の記述史料を蒐集し、目録整理を進めている。また、史料のフィールド調査としては、石清水八幡宮の所在する八幡市を中心に地域史料を蒐集するとともに、神国に関する史料についても、中世にさかのぼる全国の八幡宮にまで視野を広げて調査・研究に及んだ。今後は、蒐集した史料情報について、研究代表者と研究協力者とによる研究会を実施し、史料内容を分析して、神国思想に関するデータベースの構築を推進することを課題としている。さらに、未刊・未紹介史料についても、その史料情報を公開することを目指している。平成20年度における本研究「中世神社史料の総合的研究-神国思想と石清水八幡宮寺を中心に-」の実績と成果は、平成19年度に引き続き、その(1)として、石清水八幡宮関係史料調査研究班(A研究班)は、石川県金沢市立玉川図書館および天理大学附属天理図書館の所蔵する「石清水文書」に関し、調査・研究を進め、史料を翻刻するための研究会を運営した。次に(2)として、「神国」史料調査研究班(B研究班)の活動実績としては、主に東京大学史料編纂所架蔵影写本および写真帖、また『大日本史料』『大日本古文書』『平安遺文』『鎌倉遺文』の活字本から、「神国」の記述史料を蒐集し、目録整理を進めている。次に(3)として、史料のフィールド調査としては、石清水八幡宮の所在する八幡市を中心に地域史料を蒐集している。今後は、蒐集した史料情報について、研究代表者と研究協力者とによる研究会を実施し、史料内容を分析して、神国思想と石清水八幡宮に関する目録データベースの構築を推進することを課題としている。平成21年度における本研究の実績の概要は、平成19年度および同20年度を基盤にして、継続して調査・研究を推進した。その1としては、史料情報の公開という目的から、従来蒐集し、調査・翻刻してきた史料を集成して、『石清水八幡宮社家文書』(八木書店)として刊行した。石川県金沢市立図書館および天理大学附属天理図書館の所蔵する「石清水文書」、また京都府八幡市の林泰氏所蔵文書を中心に、翻刻文・頭注・解題を付して、本科研の成果出版というかたちで一般に広く公開した。その2としては、史料のフィールド調査として、石清水八幡宮の所在する八幡市にある、浄土宗正法寺の所蔵する史料調査を実施した。正法寺は、徳川家康の側室(お亀・相応院)の出自、石清水八幡宮の安居頭役神人・志水家の菩提寺である。境内都市「八幡」をとりまく、戦国・織豊時代の転換期の政治社会状況が把握できる史料を蒐集すべく、寄託先の京都府立郷土資料館へ出張し、該当文書の調査・撮影を行った。今後は、蒐集した史料情報について、研究代表者の主催する研究会や大学院ゼミにおいて、史料内容を分析し、神国思想と石清水八幡宮に関する目録データベースの構築を推進することを課題としている。
掌蹠の創傷治癒過程における汗線組織の役割の解明

手術時に得られた正常皮膚を顕微鏡下にて切断し,わずかな表皮と真皮・皮下脂肪(毛包も含む)が残った皮膚片を器官培養した。すると,わずかに残った表皮と真皮内の毛包からかなり急速にケラチノサイトが遊走し,3日目にはエピボリーを作ってしまうことを観察した。この時真皮内のエクリン汗管からのケラチノサイトの遊走はみられなかったが,切除断端部近辺の導管部汗腺細胞は抗PCNA抗体に陽性で,断端部の細胞の分裂が活発になっていることが考えられた(未発表)。更に手掌や足底といった毛包を持たない正常な皮膚を用い,その真皮中層で切断(汗腺の真皮内導管部と分泌部が存在する)したものを作成。器官培養を行い,経時的に観察しながら真皮内汗管の細胞の動きを観察していくと,約1週間程度で汗腺の表皮内汗管の構造と同様な螺旋を作りながら細胞が増殖しているのも観察した。さらに時間的経過を追うと周囲の方へ伸びだすことも観察した(論文執筆中)。すなわち表皮の再生には,周囲の表皮と毛包からかなり急速にケラチノサイトが遊走して上皮化に関与しているが,これらがない場合においては,時間経過はかかるものの,予備機構として汗腺からも上皮化が生じてくることをin vitroで証明した。また正常の汗腺の真皮内汗管を細胞培養し,さらにフィルター上に植えかえて培養すると,一部の細胞が表皮内汗管の細胞に分化していくことを観察した。しかしその細胞が形成した汗管が,正常の汗管と同様な機能を持つこと,そして周囲へ伸びだしてきた汗腺細胞は,表皮細胞や毛嚢細胞のように完全に皮膚欠損層を覆い,分化していくかどうかはまだ不明であり,今後の研究の課題である。現在の研究は以下のごとく進んでいる。研究1手掌や足底の皮膚腫瘍の切除時に得られる正常な部分の皮膚(手掌と足底)を用いて汗腺組織を取り出し,汗腺細胞の培養に成功した。用いた皮膚をディスパーゼ処理することにより,汗腺の採取が行いやすくなり,無血清培地で培養することにより細胞の増殖を早めることができる。しかし培養した細胞が,汗腺組織のどの細胞であるか不明であるため,電顕,各種免疫染色,生化学的に検討しているところである。またその細胞をヌードマウスに植え付けることで,上皮化が起こるかどうかを免疫組織学的に,二次元電気泳動を用いて検討しているところである。さらに各種成長因子(TGF-α,TGF-β,IGF,EGF,HGF,FGF,チガソン,副腎ホルモン)を投与することによる増殖率,ケラチンパターンの変化による分化の方向性を検討する予定である。研究2本年行った実験では,研究1で採取した汗腺組織をヌードマウスに植え付けたが,上皮化は観察されなかった。臨床的に上皮化の時に認められるような,白色の点状のものが認められたが,組織学的には脂肪様細胞の増殖を認めるのみで,表皮細胞は認めなかった。これは汗腺組織に付着していた脂肪細胞が増殖したものと考えた。それ故本年度は,研究1で成功した培養汗腺組織をヌードマウスに植え付けることで(脂肪組織の関与がない状態),汗腺組織における上皮化の有無を見てみたいと考えている。
キンドリングモデルとプロテインキナーゼC活性阻害剤を用いた脳の可塑性に関する研究

プロテインキナーゼC活性阻害剤であるスタウロスポリンのキンドリング発作に及ぼす影響について検討した。対象と方法:SD系雄性ラットの扁桃核に慢性深部電極を挿入定位脳手術した。実験1:スタウロスポリンを投与する群と対照として生理的食塩水を投与する群をそれぞれ5匹づつとした。1週間の回復期間の後、電気刺激30分前にスタウロスポリン0.1mg/kgを腹腔内投与した。電気刺激時より発生する後発射持続時間とキンドリング発作発展段階を記録した。キンドリング発作がステージ5に発展するまで1日1回連日電気刺激を行った.実験2:スタウロスポリンの用量を倍にして同様の実験を行った。結果:実験1では、後発射持続時間および発作発展段階ともに2群間で有意差はなかった。実験2では、後発射持続時間には有意差はなかった。発作発展については、スタウロスポリンの末梢性中毒作用と思われる筋弛緩作用のため評価困難であった。考察:プロテインキナーゼC活性阻害剤であるスタウロスポリンは、低用量では抗てんかん作用はみられず、高用量では中毒作用が出現することが、明かとなった。
古代エジプトデルタ地帯における動物相の変遷とその利用

本研究は、カンティール・ピラメセ遺跡(エジプト、東デルタ)という新王国時代(紀元前16-10世紀)の遺跡を核として、出土した動物遺体・骨角器を扱って研究を進めている。当遺跡は、ラムセス2世治下の首都であり、王宮周辺遺構と付属の所謂ワークショップ(工房)跡から、金属器・土器・石器などと共に動物遺体約7000点と骨角器(および関連する加工痕を有する動物骨)約400点が出土している。カンティール遺跡の発掘・磁気探査は、1980年2005年まで大体ほぼ毎年行われてきた。骨角器に関しての報告は未だ出版されておらず、動物遺体は、これまで2度調査報告がされているが1994年までに行われた動物遺体分析以降は、今の所未報告である。2004年までの調査で出土した動物骨の同定・記録と骨角器の実測は完了し、現在この遺跡の出土遺体のデータ分析と(研究代表者の博士論文のテーマでもある)報告執筆を進めている。これまでの分析から、カンティール遺跡で利用された動物はその大部分が家畜であるが、数は限られるものの多様な野生動物も狩猟や交易などにより遺跡に持ち込まれていたことが明らかになった。平成18年度の成果としては、カンティール出土のダマジカがメソポタミアの種(Dama mesopotamica)だけではなくヨーロッパの種(Dama dama)も含まれていた可能性を指摘したことである(ASWA : Archaeozoology of Southwest Asia and Adjacent Areas研究会、Lyonにて発表)。併せてテル・エル・ダバ遺跡、ブト遺跡、アビドス遺跡出土の動物遺体も併せて比較検討し、下エジプト(デルタ地帯)の動物相の変遷・利用と、動物利用にみられる地理的差異(上・中・下エジプト)の考察を進めている。平行して動物考古学の基礎研究に必要な比較現生標本に関しては、本年度はナイル淡水魚類の標本作製を行った。エジプトの東デルタに所在するカンティール/ピラメセQantir/Piramesse遺跡(新王国時代、紀元前16-10世紀)はラムセス2世治下の首都であり、王官と付属の所謂ワークショップ(工房)跡から、金属器・土器・石器などと共に動物遺体約7000点と骨角器(および関連する加工痕を有する動物骨)約400点が出土している。研究代表者は、ここを核遺跡として古代エジプトの動物遺体と骨角器の研究に携わっている。カンティール遺跡は1980年代から20年以上にわたり調査されてきたが、骨角器に関しての報告は未だ出版されておらず、動物遺体は一部報告されている資料と未出版の資料が存在する。2004年までの調査で出土した動物骨の同定・記録と骨角器の実測は完了し、現在データ分析を進めている。テル・エル・ダバTell el-Dab'a遺跡(東デルタ)、ブトButo遺跡(西デルタ)、アビドスAbydos遺跡(中エジプト)、アコリスAkoris遺跡(中エジプト)、エレファンティネElephantine遺跡(上エジプト)、アスワンAswan遺跡(上エジプト)出土の動物遺体も併せて比較検討し、下エジプト(デルタ地帯)の動物相の変遷・利用と、動物利用にみられる地理的差異(上・中・下エジプト)も考察を進めている。また骨角器の加工技術についても加工道具や遺構などと併せて分析中である。平行して、今後の出土資料同定の為に比較現生標本も収集している。これまで主にナイル産と一部紅海・地中海産魚類の標本作製を行った。
複合系の反応制御

1。イオンチャンネルの化学構造に関して、Na^+チャンネル分子中のトキシン結合部位をイモ貝毒・μーコノトキシンなどをリガンドとする試薬でラベルすることに成功し、これに基づいて電気ウナギNa^+チャンネルの結合部位の構造が推定された。2。固体触媒の原子レベルでの設計と触媒反応の開発に関して、シリカジェル担体上に固体触媒の反応サイトを原子レベルでNb1個から2個に設計することにより、その反応性が酸性から塩基性に逆転する例を見出した。また、アルミナに固定した[Ca(II)]_4/Al_2O_3触媒の設計によりNOとCOの同時除去法を開発した。3。均一系遷移金属錯体触媒による選択的反応の開発(1)酵素Pー450の鉄ーオキソ中間体に対応する活性種をルテニウム錯体過酸化物複合系によりシミュレ-トすることに成功した。特に、生合成型のアミンのαー位酸化は有用である。βーラクタムの酸化でアセトキシ基が導入され、カルバペネムなど重要医薬品の合成に利用される。(2)イソニトリル錯体複合系の制御により、1,2ージイソシアノベンゼン類のリビング重合を見出した。複素芳香族キノキサリン骨格を形成しつつ重合し、生成するポリ(2,3ーキノキサリン)はヘリックス構造をとることが明らかにされた。(3)ランタナイド金属錯体による立体化学制御に関して、光学活性2ーアシルー1,3ーオキサチアンと有機金属化合物の相互作用を活用することにより、ランタナイド系イッテルビウム有機金属試薬では有機リチウムやマグネシウムの場合と全く逆の立体選択性を与えた1。2。3。(3)ランタナイド金属錯体による立体化学制御に関して、光学活性2ーアシルー1,3ーオキサチアンと有機金属化合物の相互作用を活用することにより、ランタナイド系イッテルビウム有機金属試薬では有機リチウムやマグネシウムの場合と全く逆の立体選択性を与えた
哺乳類DnaJホモログ-hsc70シャペロン系の機能解析

サイトソルの分子シャペロンhsc70は、コシャペロンとしてDnaJホモログを必要とする。現在まで哺乳類では30種類ほどのDnaJホモログが同定されているが、このうち大腸菌DnaJや酵母Ydj1と同じくJ-domain、G/F-domain、Zinc finger-domainの3つをもつ正統派タイプのDnaJはdj2(DJA1;HSDJ/hdj2/mdj2/rdj1)、dj3(DJA2;DNJ3/HIRIP4/rdj2)、ミトコンドリアに局在するDJA3、組織特異的発現がみられるDJA4の4つである。申請者はubiqitousに発現しているdj2、dj3に早くから着目し、ウサギ網状赤血球ライセートをシャペロン源として、hsc70と協調して働くコシャペロンとしての性質を生化学的に確立した。このとき、別のタイプに属するDnaJホモログdj1(DJB1;hsp40/hdj1)についても比較検討を行ない、ミトコンドリアへのタンパク質輸送とルシフェラーゼの巻き戻しのアッセイ系でdj2、dj3が必要であることを明らかにした。このとき、dj1は必要ではなかった。さらにルシフェラーゼの巻き戻しとhsc70のATPase活性におよぼす影響を、ATP/ADP交換反応を促進させる因子として同定されたbag1を含めて報告した。続いて申請者は3つのDnaJホモログとhsc70との細胞生物学的解析を行ない、hsc70とdj2、dj3は大変似た細胞内分布を示すことを明らかにした。一方、dj1は通常の培養条件下では核及びその近傍のサイトソルに存在し、hsc70と異なる細胞内分布を示したが、熱ショック下でhsc70と共に核小体に移動・集積した。以上の結果から、通常の成育条件下でhsc70のコシャペロンとして働くDnaJホモログはdj2、dj3であることが示唆された。1.hsc70-dj1系、hsc70-dj2系、hsc70-dj3系、によるATPase活性の測定を行い、いずれのDnaJのホモログによってもhsc70のATPase活性の最大がみられ、bag1の添加によってさらなる増大が見られることを明らかにした。2.dj1、dj2、dj3のHeLa細胞内における分布を間接蛍光抗体法によって調べた。dj1は核を中心に存在し、dj2とdj3はサイトソルを中心に存在していた。また、熱ストレスによって細胞内分布の変化が見られた。3.抗体レジンを用いたdepletion-readdition系をdj3について確立した。その結果、dj3はdj2と同じレベルで細胞内に存在し、同時に除去されるとミトコンドリア輸送とルシフェラーゼの巻き戻しが低下し、いずれか一方の再添加によって回復した。したがってdj2とdj3は機能的に等価であることが明らかとなった。
家計のポートフォリオ選択と賃金所得との関係

2年間の本研究プロジェクトにおいて、2年目にあたる平成15年度は、昨年度に行った理論分析および実証分析の拡張作業をおこなった。生涯効用の最大化をめざす家計は、まず、各時点で消費と貯蓄の配分を決定し、さらに、決定した貯蓄の下で各資産への投資配分を決定する。長引く景気低迷や雇用不安を背景に、最近では予備的貯蓄の高まりが指摘されている。リスクの増大は貯蓄を増大させる可能性があるが、所得のハイリスク・ハイリターンの関係を考慮すると、消費の平準化効果から、将来の期待所得の増大が現在の貯蓄を低下させる可能性もある。所得階層別のデータを用いて実証分析を行ったところ、バブル崩壊以降、賃金リスクの高まりが貯蓄を増大させる傾向が低所得階層の世帯にみられている。リスクの増大によって貯蓄が増大しているとき、増大した貯蓄は危険資産ではなく安全資産に向かう可能性が高く、日本の家計のポートフォリオ選択の特徴として指摘されてきた「預貯金偏重」がさらに強まる可能性がある。ただし、効用関数の形状等の条件によっては、リスクの増大が危険資産への需要を低下させるとは限らない。一般に、賃金と国内株式等の収益率の相関は共通のファンダメンタルズに基づくと考えられることから、株式等への需要を減少させるとみなされることが多い。しかし、家計の効用が消費と余暇に依存しかつ両者が分離不可能であるような場合には、株式への投資比率は消費と余暇の代替性に依存することになる。また、トレンドを除去すると、賃金成長率と株式等収益率の相関は負の相関を示す可能性がある。ただし、危険資産への投資において流動性制約が無視できない影響を及ぼしている可能性があり、危険資産への需要は所得階層別に異なる特徴を示す可能性がある。現在、所得階層別のデータを用いて分析しているところであるが、今後、さらに分析を継続し、最終報告書を仕上げる予定である。本研究プロジェクトは2年間計画であるが、1年目の平成14年度は、関連論文のサーベイ、データ収集、理論分析・実証分析の一部を行った。生涯効用の最大化をめざす家計のポートフォリオ決定は次のように考えられる。まず、家計は各時点で消費と貯蓄の配分を決定する。次に、決定した貯蓄の下で各資産への投資配分を決定する。本研究の予備的作業として賃金の不確実性が貯蓄に与える影響について検証し、研究成果の1部が『生命保険論集』に掲載される予定である。来年度は、本年度の研究成果を踏まえて、賃金の不確実性が家計のポートフォリオ選択に与える影響について分析する予定である。限界効用関数が下に凸の形状であれば、リスクの増大から貯蓄を増大させる可能性があるが、リスクの増大は必ずしも貯蓄を増大させるわけではない。所得のハイリスク・ハイリターンの関係を考慮すると、将来の期待所得の増大が現在の貯蓄を低下させる可能性もある。これは消費の平準化効果である。絶対的プルーデンス(3次の偏微係数と2次の偏微係数の比)が絶対的危険回避度の2倍を上回れば、リスクの増大とともに貯蓄が増大することがわかっている。所得階層別のデータを用いて実証分析を行ったところ、バブル崩壊以降、賃金リスクの高まりが貯蓄を増大させる傾向が低所得階層の世帯にみられた。平成15年度は賃金リスクの増大が危険資産に対する需要に与える影響を分析する予定である。
ヘテロ元素で表面修飾した炭素物質による燃焼排ガス中の水銀蒸気の除去

石炭や都市ごみの燃焼排ガス中に含まれるppbレベルの単体水銀(Hg)は、2価水銀を経て最終的には食物連鎖により有機水銀として蓄積され、人体に悪影響を及ぼすことが懸念されているので、本研究では、燃焼排ガス中のHg蒸気を化学的に安定な化合物として固定化するための原理の構築を目指した。塩素がHgと強い相互作用を持つことに着目し、高表面積の炭素物質表面に化学的に安定な有機塩素構造を創製できれば、この塩素とHgの反応によりHgCl_2として固定化できるものと期待された。そこで、まず、純粋な炭素物質を作成するため、市販のフェノール樹脂(粒径0.30.4mm)を高純度He中950°Cで炭素化後、He希釈のO_2気流中500°Cで賦活処理を施すことにより、表面積が1100m^2/gと大きく不純物を全く含まないホームメード活性炭(hmACと略)を調製した。次に、hmAC表面に塩素をドープするため、100ppm HCl/N_2中500°Cで加熱したところ、HClは炭素と容易に反応し、塩素ドープ量は昇温脱離法で求めた炭素活性サイト数とともに直線的に増加することを見出した。また、このCl-hmACをX線光電子分光法で詳細に解析した結果、有機塩素の存在が明らかとなり、炭素表面を有機塩素で修飾できる方法の開発に成功した。さらに、岡山大学の協力のもとで、Hg蒸気を含む石炭燃焼排ガスの模擬ガス(Hg,4.9ppb ; CO_2,10%; O_2,5%; SO_2,490ppm ; H_2O,15%; N_2,バランスガス)を80°Cに保持したCl-hmAC表面に流通したところ、Hg蒸気を捕集できることが判明した。Hg除去能の飛躍的向上を目指して、Cl-hmAC作成条件の最適化を図ることが今後の課題である。石炭や都市ごみの燃焼排ガス中に含まれるppbレベルの単体水銀(Hg)は、容易に2価水銀に変化して土壌や河川を汚染し、食物連鎖により有機水銀として蓄積され、人体に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、本研究では、Hgと強い化学親和性を持つヘテロ元素(塩素や硫黄)をドープした活性炭素物質を調製して用い、おもに石炭の燃焼時に排出されるHg蒸気を化学的に安定な化合物として固定化・除去できる方法の開発原理を構築することを目的とする。本年度は、まず、市販のダイオキシン捕集用高性能活性炭を試みるため、事前に詳細な化学分析を行ったところ、予想外にも少量の金属のみならず微量の塩素や硫黄が混入しており、本目的には合致しないことが判明した。そこで、ホームメードの活性炭を製造することとした。市販のフェノール樹脂(粒径0.30.4mm)を用い、塩素・硫黄・金属が全く存在しないことを確認した後、高純度He中950°Cまで加熱して炭素化した。次に、この炭素物質をHeで希釈したO_2気流中500°Cまで再加熱して賦活処理を施し、活性炭(hmACと略)を作成した。BET表面積は1100m^2/gと大きく、アモルファス炭素構造を有していた。さらに、hmAC表面を塩素で修飾しその安定性を調べるため、100ppmHCl/N_2中500°Cで加熱後、高純度N_2流通下で昇温脱離実験を行い、これらの過程でHCl濃度変化をオンラインで追跡した結果、hmAC表面は500°CでHClと反応し、導入塩素(Cl-hmACと略)の大部分は950°Cまで再加熱しても安定な有機塩素で存在することが明らかとなり、hmAC表面の化学的塩素修飾法を確立した。現在、Cl-hmACの表面構造をX線光電子分光法で詳細に解析するとともに、Cl-hmACのHg蒸気捕集能の検討に取り組んでいる。

さらに、岡山大学の協力のもとで、Hg蒸気を含む石炭燃焼排ガスの模擬ガス(Hg,4.9ppb ; CO_2,10%; O_2,5%; SO_2,490ppm ; H_2O,15%; N_2,バランスガス)を80°Cに保持したCl-hmAC表面に流通したところ、Hg蒸気を捕集できることが判明した。Hg除去能の飛躍的向上を目指して、Cl-hmAC作成条件の最適化を図ることが今後の課題である。