hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属と樹脂のレーザ接合における接合面温度の非接触測定と電場増強現象の解明

本研究の目的は金属と樹脂のレーザ接合法を開発するという全体構想の中で,レーザ接合時の接合界面温度を非接触で測定する方法を確立すること,および,レーザ照射中に接合界面で生じる電場増強現象を解明することである.放射温度計を用いて接合界面温度の測定を試みると,レーザ照射中に放射温度計の出力に温度とは無関係な信号が重畳して正確な温度測定が行えないという問題がある.平成28年度と平成29年度にこの電場増強の原因の解明に取り組んだ結果,放射温度計の仕様では測定波長の範囲外であるはずの接合用レーザの反射光に放射温度計が反応していることがわかり,接合用レーザの波長を除去する光学フィルタを用いることで温度測定が適切に行えることを確認した.また,この重畳信号を積極的に利用すれば,接合面温度の測定に不可欠な放射率の時々刻々の値をインプロセスで測定できることを着想し,平成29年度にその原理の検証を行った.平成30年度は放射率のインプロセス測定を十分な精度で行うための測定装置の改良を行った.平成29年度に行った実験では放射温度計を2台使用したが,2台の取付け位置のわずかなが違いが測定精度に致命的な悪影響を与えることが課題であった.そこで平成30年度は分岐型光ファイバを導入し,1本の光ファイバに入射した電磁波を2本に均等に分割してそれぞれの放射温度計に入射するように改良した.また,分岐型光ファイバの後段には放射温度計ではなくシンプルな光検出器を設置することが有効であると判断された.3年間の成果として,放射温度計の出力に重畳する信号の原因が解明でき,その信号を利用することでレーザ接合中の接合面の時々刻々の放射率と温度が測定できることがわかった.後者は当初の想定とは違う形で温度測定が実現されることを意味している.以上より,本研究の目的は概ね達成されたといえる.本研究の目的は金属と樹脂のレーザ接合法を開発するという全体構想の中で,レーザ接合時の接合界面温度を非接触で測定する方法を確立すること,および,レーザ照射中に接合界面で生じる電場増強現象を解明することである.放射温度計を用いて接合界面温度の測定を試みると,レーザ照射中に放射温度計の出力に温度とは無関係な信号が重畳して正確な温度測定が行えないという問題がある.そこで,この電場増強が放射温度測定に及ぼす影響を除去する方法を考案するために,本年度は電場増強の現象解明に取り組んだ.主要な実験として,この電場増強の原因の手掛かりを得ることを目的として分光スペクトルの測定を行った.接合界面温度の測定に使用している放射温度計はある波長範囲についての入力信号を積分した結果を出力しているため,電場増強が特定の波長でのみ生じているのか,さまざまな波長にわたって生じているのかを分光器を用いて調査した.まず,現有のモノクロメータとパワーセンサを使用して放射温度計の測定波長範囲の分光スペクトルを測定した結果,どの波長にも有意な信号は現れなかった.すなわち,特定の波長に強い信号が観察されることはなく,広い波長にわたる弱い信号も観察されなかった.そこで次に,購入したモノクロメータや他のパワーセンサのデモ機を使用してスペクトルの測定を試みたが,結果は同様であった.つまり,放射温度計で観測されている電場増強現象が,モノクロメータでは確認できないという結果であった.分光スペクトルの測定において予想していた信号を得ることができず,着目している電場増強現象の原因を推定する手掛かりを得ることができなかった.また,分光スペクトルの測定においてどの波長でも信号が得られなかったことについて,それが正しい結果なのか,測定系(コリメータ,光ファイバ,モノクロメータ,光ファイバ,パワーセンサの接続)に問題があるのかの確認に多くの時間を要した.そのため,交付申請の段階で計画していた実験の一部(試験片表面の微細構造の形状や寸法が電場増強や分光スペクトルに及ぼす影響の調査)が行えなかった.本研究の目的は金属と樹脂のレーザ接合法を開発するという全体構想の中で,レーザ接合時の接合界面温度を非接触で測定する方法を確立すること,および,レーザ照射中に接合界面で生じる電場増強現象を解明することである.放射温度計を用いて接合界面温度の測定を試みると,レーザ照射中に放射温度計の出力に温度とは無関係な信号が重畳して正確な温度測定が行えないという問題がある.平成28年度にこの電場増強の原因の解明に取り組んだがそれを明らかにすることはできなかったため,平成29年度も引き続き電場増強現象の解明に取り組んだ.また,その成果を踏まえて重畳信号を除去し,さらに接合中の放射率の変化も考慮して正しい温度測定を行う方法を考案した.はじめに,電場増強の原因を調査するために,レーザ接合中に接合面から放射されている電磁波の分光スペクトルの測定を行った.また,モノクロメータを用いて接合用レーザの波長成分のみを放射温度計に導光する実験を行った.その結果,放射温度計の仕様では測定範囲外であるはずの接合用レーザの反射光が混入することが温度測定を妨げている重畳信号の原因であることがわかった.そして,フィルタを用いて接合用レーザの反射光が放射温度計の測定系に混入しないようにすることで,温度測定が適切に行えることが確認できた.次に,放射温度計が接合用レーザの反射光に反応することを逆に積極的に利用して,接合面の放射率をインプロセスで測定する方法を考案した.接合面の放射率は接合の進行に伴って時々刻々と変化するため,校正を接合前に行うだけでは測定誤差が大きいという課題がある.

そこで,同じ特性の放射温度計を2台使用して,接合用レーザの反射光を含む測定値と含まない測定値を比較することで,時々刻々の反射率(すなわち放射率)が求められることを着想した.そして,放射温度計をもう一台購入して,この原理を検証した.放射温度計による接合面温度の測定を妨げていた重畳信号の原因を解明し,その対策を講じることで温度測定を適切に行えることを確認した.また,温度測定を妨げていた現象を逆に利用することで,接合面温度の測定に不可欠な放射率の時々刻々の値を求める方法を考案した.これは当初の計画では想定していなかった成果である.一方,重畳信号を利用して接合不良の検出を行うことについては,欠陥の寸法や接合不良の状態などについてさまざまな状況で検証を行う計画であったが,前述の現象解明と新たな測定方法のアイデアの検証に多くの時間を費やしたため,十分に実験を行うことができなかった.本研究の目的は金属と樹脂のレーザ接合法を開発するという全体構想の中で,レーザ接合時の接合界面温度を非接触で測定する方法を確立すること,および,レーザ照射中に接合界面で生じる電場増強現象を解明することである.放射温度計を用いて接合界面温度の測定を試みると,レーザ照射中に放射温度計の出力に温度とは無関係な信号が重畳して正確な温度測定が行えないという問題がある.平成28年度と平成29年度にこの電場増強の原因の解明に取り組んだ結果,放射温度計の仕様では測定波長の範囲外であるはずの接合用レーザの反射光に放射温度計が反応していることがわかり,接合用レーザの波長を除去する光学フィルタを用いることで温度測定が適切に行えることを確認した.また,この重畳信号を積極的に利用すれば,接合面温度の測定に不可欠な放射率の時々刻々の値をインプロセスで測定できることを着想し,平成29年度にその原理の検証を行った.平成30年度は放射率のインプロセス測定を十分な精度で行うための測定装置の改良を行った.平成29年度に行った実験では放射温度計を2台使用したが,2台の取付け位置のわずかなが違いが測定精度に致命的な悪影響を与えることが課題であった.そこで平成30年度は分岐型光ファイバを導入し,1本の光ファイバに入射した電磁波を2本に均等に分割してそれぞれの放射温度計に入射するように改良した.また,分岐型光ファイバの後段には放射温度計ではなくシンプルな光検出器を設置することが有効であると判断された.3年間の成果として,放射温度計の出力に重畳する信号の原因が解明でき,その信号を利用することでレーザ接合中の接合面の時々刻々の放射率と温度が測定できることがわかった.後者は当初の想定とは違う形で温度測定が実現されることを意味している.以上より,本研究の目的は概ね達成されたといえる.電場増強現象の現象解明を引き続き行い,発生原因を明らかにする.放射温度計で観測されている電場増強現象がモノクロメータによる分光スペクトル測定で確認できなかったことに対して,放射温度計をモノクロメータの出力信号の検出器として使用することを試みる.2年目以降の研究実施計画は,1年目の交付申請書に記載した計画を維持する.3年目の研究実施計画は1年目の交付申請書に記載した計画を維持し,接合面温度の非接触測定システムの構築を目指す.接合の進行に伴って時々刻々に変化する接合面の放射率をインプロセスで求める方法について,平成29年度は着想した原理の検証を行った.平成30年度はこれをレーザ接合中に実際に行えるように測定機器とデータ処理
滑膜肉腫幹細胞の同定・解析と新規分子標的治療への応用

無血清・低接着条件によるsphere形成法を用いて滑膜肉腫幹細胞の分離・濃縮を試み、幹細胞性の有無の指標として、Oct3,Nanog,Sox2等の幹細胞性の維持にかかわる遺伝子群の発現量を半定量的RT-PCR法により確認したところ、形成されたsphereにおいて有意に発現量の増加を認めた。次にsphere成分とnon-sphere成分をNOD/SCIDマウスの皮下に移植し腫瘍形成能の検討を行った結果、sphere群で有意に高い腫瘍形成能が見られた。また両者のgene expression profileの比較解析を行い幹細胞マーカー候補となりうる表面抗原を複数同定した。候補分子に対する特異抗体及びセルソーターを用いて陽性群と陰性群を分離したところ陽性群で有意に高い造腫瘍能を認めた。我々は初めて滑膜肉腫細胞株において腫瘍幹細胞様の性質を有する細胞群を分離・濃縮する事に成功し、滑膜肉腫幹細胞マーカーの同定にも成功した。このことは滑膜肉腫における新規治療標的を探索する上で極めて重要な発見であると考える。滑膜肉腫幹細胞を分離・濃縮するために、滑膜肉腫細胞株におけるSide population(SP)の存在率をFACS解析により検討した。その結果、3つの独立な滑膜肉腫細胞株の中で最も存在率が高いものでもSPは全体の約0.01%以下と極めて少なく、分離・濃縮し幹細胞性の有無に関して検討を行うことは技術的に困難であった。そのためもう一つの濃縮法である低血清・低接着条件によるsphere形成法を用いて滑膜肉腫幹細胞の分離・濃縮を試みた。最初に前述の3つの滑膜肉腫細胞株を用いて、血清、培地、初期細胞数、培養日数等の種々の条件の最適化を行った。幹細胞性の有無の指標として、Oct3, Nanog, Sox2等の幹細胞性の維持にかかわる遺伝子群の発現量を半定量的RT-PCR法により確認した。次に最適化されたsphere cultureの条件下で培養した細胞を、通常条件で培養した細胞株をコントロールとしてNOD/SCIDマウスの皮下に移植し腫瘍形成能の検討を行った。その結果形成された腫瘍はsphere culture群で有意にサイズの増大が見られた。またSphereとnon-sphereからそれぞれtotal RNAを抽出しgene expression profileの比較解析を行った。その結果、幹細胞マーカー候補となりうる表面抗原、幹細胞性の維持に関与する可能性のある転写因子を複数同定した。ここまでの研究で、我々は初めて滑膜肉腫細胞株において腫瘍幹細胞様の性質を有する細胞群を分離・濃縮する事に成功し、滑膜肉腫幹細胞マーカー、幹細胞性の維持に関わる候補遺伝子群の同定にも成功した。我々は滑膜肉腫幹細胞を分離・濃縮するために、低血清・低接着条件によるsphere形成法を用いて滑膜肉腫幹細胞の分離・濃縮を試みた。幹細胞マーカーを同定するために候補分子に対する特異抗体で細胞株を標識し、セルソーターを用いて陽性群と陰性群を分離しそれぞれをNOD-SCIDマウスに皮下移植したところ陽性群で有意に高い造腫瘍能を認めた。現在、陽性細胞群が自己複製能、多分化能を有するかについてマウス皮下移植モデルを用いて解析中であり、同時にin vitroの系で候補分子が幹細胞性に関与するメカニズムの解析を行っている。
「日本語コーパス」と意味フレームに基づく語彙・構文複合資源の構築

本研究の目的は、1.日本語フレームネットを、語彙に関する意味情報だけでなく構文に関する意味情報をも含む語彙・構文複合言語資源へと発展させていくことと、2.日本語フレームネット構築を通じて、「代表性を有する大規模日本語書き言葉コーパス」(BCCWJ)の有用性を確認することであった。今年度の研究活動の柱は、目的1に関しては従来の語彙データベース(Lexicon)に加えて構立データベース(Constructicon)をも含んだ複合言語資源としての日本語フレームネットの雛形の検討、目的2に関してはBCCWJコアデータへの全文テキストアノテーションの実施であった。具体的には、目的1については、語彙素以外で文全体の意味に寄与している要素を洗い出した結果、支援動詞構文、複合辞・助詞相当句、複合辞・助動詞相当句、定型的表現があることがわかった。さらに、日本語フレームネットを語彙・構文複合言語資源とするためには、今後は特に定型的表現幕を網羅的に収集しそれらの意味と文全体の意味との関連を分析する必要があることが明らかとなった。目的2については、BCCWJコアデータ書籍ジャンルを対象として全文テキストアノテーションを行い、既存の意味フレームのBCCWJコアデータへの適合率を調査したところ、81.2%であった。本年度の研究活動の意義としては、目的1に関して今後の構文の意味アノケーションへの道筋ができたことである.目的2に関しては、BCCWJのような均衡性・代表性を持つコーパスが日本語フレームネット上の意味フレームの適合率を評価するためのコーパスとして有用であることが明らかとなったことである.本研究は、言語学的に妥当性のあるフレーム意味論に基づいた詳細な意味タグ付きコーパスを構築する点において、日本語学習者用教材や自然言語処理のためのインフラ整備として非常に重要である。本研究の目的は、1.現在構築中の日本語フレームネットを語彙の意味情報に加え構文(複合辞も含む)の意味情報をも含む語彙・構文複合資源へと発展させていくことと、2.日本語フレームネット構築を通じて、「代表性を有する大規模日本語書き言葉コーパス」(BCCWJ)の均衡性・代表性を確認することである。そのための本年度の研究実施計画目標は、1.BCCWJデータを例文として用いた語彙アノテーション、2.BCCWJコアデータへの全文テキストアノテーション、3.構文データベース(Constructicon)構築のためのパイロットスタディの3項目であった。まず、1のBCCWJデータを例文として用いた語彙アノテーションに関しては、従来は主に動詞を中心に例文へのフレーム意味論的アノテーションを行ってきたが、今年度は新たに形容詞についてBCCWJにおける出現頻度の高いものから順に例文を抽出しアノテーションを行った。2のBCCWJコアデータへの全文テキストアノテーションとして、BCCWJコアデータのうち「書籍」ジャンルのサンプルの全自立語(固有表現は除く)に対する意味フレーム名の付与を行った。と同時に今後同様のアノテーションを他ジャンルで行う際にも問題となりうる点の洗い出しも行った。3のConstructicon構築のためのパイロットスタディについては、全文テキストアノテーションを行う過程で、構文データベースに含めるべき構文(文の意味に貢献する構文や複合辞)を抽出した。合わせて構文データベース入力用ツールの整備も行った。
テラヘルツ光駆動半導体超格子における光着衣電子・正孔系の多体問題

本年度は、前年度に引き続き、光着衣電子および光着衣励起子の擬エネルギー構造の解析を行った。とりわけ、後者においては、Bloch周波数とTHz波周波数の比γに対する崩壊メカニズムの相違を理解することを目指した。光着衣電子に関しては、R行列フロケ理論を適用することによって、光着衣電子単体の問題を多チャンネル散乱問題に帰着して、駆動レーザーの強さに依存しない統一的方法が確立されている(前年度研究成果)。これによると、光着衣電子状態は、THz波強度が大きくなるにつれて、フォトンサイドバンド間のac-Zenerトンネリングを介してより短寿命で崩壊することが見出された。特に、最も特徴的な動的局在状態では、擬エネルギーが縮退した複数のフロケ状態がponderomotive結合を介して相互作用し、ファノ型の崩壊(動的ファノ共鳴)を引き起こすことが分かった。しかしながら、これらの崩壊寿命を示す有効状態密度(遅延時間スペクトル)の振る舞いは、上記の比γによって大きく異なることが新たに見出された。特に、γが整数と有理数とでは、フォトンサイドバンド間結合の強さの相違から、その振る舞いは全く異なる。さらに、結合が強いγが整数でも、γ=1の場合とγ>1を比較すると、前者のスペクトルは極めて複雑な共鳴構造を表すことが分かった。これは、γ=1の場合、フォトンサイドバンド間結合の強さが、光着衣電子のBloch運動量に依存して大きく異なるためであろうと推察している。また、γが有理数の場合でも、THz波強度に対して寿命が単調に減少する訳ではなく、振動的挙動を示すことも見出された。本年度は、光着衣電子および光着衣励起子の擬エネルギー構造の解析を行った。光着衣電子に関しては、R行列フロケ理論を適用することによって、光着衣電子単体の問題を多チャンネル散乱問題に帰着して、駆動レーザーの強さに依存しない統一的方法を確立した。光着衣電子状態の中でも最も特徴的な動的局在状態に着目し、この共鳴構造と安定性の解析を詳細に行った。通常の強束縛モデルによると、動的局在状態は非常に鋭く強い振動子強度を有し安定であると理解されている。この強度は、THz波が印加されていない対応するWannier-Stark ladder状態に匹敵するかそれ以上であると報告されている。その安定性を理解するため、多チャンネル散乱問題における遅延時間スペクトルを計算し、各擬エネルギーでの崩壊寿命を求めた。それによると、印加静電場の強さに依存するが、動的局在状態は不安定でることが分かった。例えば、静電場100kV/cmのみの場合、その寿命は数psecの程度で極めて安定であるが、さらに200kV/cm程度のTHz波を照射すると、100fsec程度に減少し不安定化する。その不安定化のメカニズムを詳細に検討し、擬エネルギーが縮退した複数のフロケ状態がponderomotive結合を介して相互作用し、ファノ型の崩壊(動的ファノ共鳴)を引き起こすからであることが分かった。光着衣励起子に関しても同様な解析をし、動的ファノ共鳴により、動的局在下にある光着衣励起子は不安定化することが分かった。ただし、光着衣電子単体の場合と異なり、この場合、ponderomotive結合とクーロン結合の両者が大きい場合に特に重要になることが見出された。
ストリークカメラ光電面の高性能化に関する研究

短パルスX線を観測するX線ストリークカメラの時間分解能の評価方法として、単一光子イベントによる時間広がりを観測することによる方法を新たに考案し、時間分解能のX線エネルギー依存性について調査した。また、光電面膜厚の時間分解能や光電子生成率依存性を調査することのできる光電面「マルチアレイ型光電面」を新たに開発した。平成21年度は、まずストリークカメラの時間分解能の評価方法の検討を行った。時間分解能評価には極短パルス光が通常用いられるが、入射光強度や光パルス長に依存するため明確な評価が難しい。そこで新たな評価方法として、ストリークカメラに入射する光量を極端に減少させ、単一光子イベントが分別できる状態とし、単一光子イベントをストリークカメラで観測した場合時間広がりを観測することで時間分解能を評価する方法を考案した。次に、この方法を適用し、CsI光電面(膜厚300nm)を使用した場合の単一光子イベントの観測実験を行って時間分解能の評価を試みた。実験はSPring-8加速器診断ビームラインIIの単色X線を用い、様々なX線エネルギーにおける単一光子イベントを観測した。多数の単一光子イベントの時間広がりを統計処理するための解析プログラムを独自に開発し、効率的なデータ解析を図った。また、光子検出効率のX線エネルギー依存性も同時に測定・解析した。この結果を、平成21年度に開催された日本加速器学会及び日本放射光学会において発表した。これまでの実験から、単一光子イベントの時間広がりはX線エネルギーに依存する傾向が見られており、これは時間分解能のエネルギー依存性の存在を示唆するものである。こうした報告は過去になされた例がなく、引き続きエネルギー依存性に着目して研究を遂行してゆく。さらに、今年度は、時間分解能・計数効率の膜厚依存性を調査するため、異なる3種類の膜厚のCsI光電面を同時に使用可能なマルチアレイ型Csl光電面を新たに開発した。Au光電面についても、異なる3種類の膜厚の光電面を同時使用する実験を計画しており、そのためのマルチアレイ型カソードディスクを開発した。これらマルチアレイ型光電面を用い、時間分解能と検出効率を最適化する光電面の条件を模索する実験研究を次年度も継続する。平成22年度は、平成21年度に引き続き、X線ストリークカメラの時間分解能の評価を行った。時間分解能の評価方法としては、一般には極短パルス光をストリークカメラに入射し、その時間応答からストリークカメラの時間分解能を評価する方法が行われるが、そのような短パルスX線を生成することは困難である。そこで、ストリークカメラに入射するX線強度を極端に減少させ、単一光子によるストリーク像を観測し、その時間広がりを解析することで、時間分解能を評価することとした。単一光子は原理的に最もパルス長が短く、かつ最も強度が小さいので、時間分解能の評価に適している。平成22年度は、単一光子イベントの時間広がりの光子エネルギー依存性に着目し、時間分解能の評価を行った。実験に用いたストリークカメラ光電面の材質はCsIであったため、Cs及びIの物性に着目し、Cs,Iの吸収端エネルギー付近(4keV-6keV)及び吸収端エネルギーから離れたエネルギーにおける単一光子イベントの時間広がりについて、系統的な測定を行った。実験は4keVから30keVに渡る広範囲の光子エネルギーに対して行った。これまでの実験結果から、単一光子イベントの時間広がりは4keV-30keVの間でほぼ4ps(FWHM)程度であることが分かった。Cs,Iの吸収端付近における単一光子広がりのエネルギー依存性については、現段階でははっきりとした依存性は見られなかった。これらの実験結果を、平成22年度日本加速器学会及び放射光学会にて発表した。また、平成22年度は、金を用いたマルチアレイ型光電面を新たに開発した。マルチアレイ型光電面を用い、時間分解能の膜厚依存性について今後さらに精査してゆきたい。
病院の医療機能評価に関する研究

医療技術の高度化に伴う医療費用の増大、また、人口の高齢化による医療需要の増加など、医療を取り巻く条件は厳しく変化しつつある。このような時に、より良い医療を効率性をも配慮して国民に提供するには、医療機能を適確に評価することは重要な課題である。とくに、病院においては自らが保有する医療機能を明確にして、その地域的配置や医療施設相互間の機能分担と関連させて、患者へのサービスを客観的に評価することが、医療の質的向上において極めて重要である。しかしながら、わが国においては欧米諸国と異なり、医療の評価については、基準の設定など方法論についても、現実の実施の手法についても、殆ど確立していないのみならず、検討も消極的で、診療録管理に関連してのアプローチが主体であった。本研究においては、まず、欧米およびわが国において既に提示された機能評価に関する方式(JCAH,PIER,病院経営管理の基準等)から評価のためのチェック項目(評価項目)を整理、抽出した。次いで、これをわが国の病院の実情に合致するように手直しして、病院が自己評価すること、容易に実施できること、評価を行うことが改善に資することを原則として、評価項目の選定を行った。評価項目は、基本的事項、地域医療指向、患者サービスの向上、診療の学術性、管理運営の合理性の5つに分類した。設定した評価項目によって、宮城県下および全国の約300病院に病院機能評価調査を実施し、203病院から回答を得てこの集計結果から評価に有用と考えられる100項目を病院機能評価項目表として作成した。また、評価結果の数量化を試みるために評価項目の病院機能評価における重要度をデルファイ法で設定し、それぞれの重要度を基本に点数化の方式を定め評点による病院機能評価を実施できるようにした。また、評価項目についての解説を付した解説書を作成する予定であある。
進化論比較制度分析による持続的な地域共有資源管理制度のあり方に関する研究

日本の入会制度について,山形県上山市での調査,および既存の研究報告・統計(農業センサス)などで、入会制度の歴史的・技術的・社会的・経済的環境の観点から,この制度が成立してきた要因の明らかにした.日本の場合,入会林を管理する入会制度は木材生産に利用目的が限定されている.しかし,近年,森林ボランティアなど,広く参加者を慕って資金や労働力を調達する事例が見られるようになってきている.持続的資源管理のため,住民参加のみならず,市民参加も次第に重要性を増加させてきている.また,山形県上山市の入会集団を対象にした聞き取り調査から,入会集団が小さいほど,集会が頻繁に開催され,下草刈りなども共同で行われるなど,資源管理が適切におこなわれる可能性が示唆された.スリランカの灌漑制度に関しては,小規模灌漑地域で行われるベトマと呼ばれる水利慣行について,40年前は9割を超える農村がこの慣行を行っていたが,2000年には5割以下の農村しか行っていなかった.農村の人口増加とともに,地下水灌漑の急速な普及が水利慣行の必要性を低下させている.しかし,この慣行が行われるのは乾季のみで,雨季にはそれまで通りの溜池灌漑が行われている.第2に,大規模灌漑地域においても,乾季にベトマの仕組みが取り入れられていた.大規模灌漑地域においても地下水灌漑が普及しつつあるが,ここでも、ベトマの水利慣行と政府主導による灌漑制度の両方が存在している.地下水灌漑の利用に制限を設けている村も存在するなど,新たな仕組みが生まれつつあった.スリランカの水利慣行と日本の入会制度の分析から,アカロフが指摘するように,古い社会慣習の消滅と,新しい慣習の出現(森林ボランティアなど)という,複数均衡の存在が示唆された.途上国農村の貧困問題解決への誘導手法として,資源管理制度の整備による所有関係の明確化が,途上国農村で早急に必要である.日本の入会とスリランカのベトマの慣行が成立してきた要因を過去の関連研究,統計などから整理を行った.こうした制度が存在してきた背景として,どちらも農業生産の不確実性があげられ,また制度が変容してきた共通要因として,経済状況の変化があげられる.地域共有資源管理制度が成立するための理論仮説の構築を試みた.スリランカのベトマについては,乾季の溜池から生じるレントを農民間で分配する制度として,ベトマの存在意義があることが示された.またスリランカで急速に普及する地下水灌漑は,このレントの消失を早め,ベトマの伝統的慣行の変容が加速化されることが示唆された.入会とベトマの変容について,ゲーム理論を援用することで,制度が進化する可能性を考察した.農業生産の不確実性などから,どちらの制度も最低水準の生活を保障する相互扶助メカニズムが,歴史的経路に依存しながら人々の試行錯誤の結果として,社会的に進化的安定性を持っていたことが示唆された.この歴史的な制約を緩める要因として,ベトマのケースでは地下水灌漑の普及があげられ,入会については,経済環境の変化とともに法整備の近代化が考えられた.15年度の調査に向けて,日本のベトマについては,山形県庁と山形県林業家からの聞き取り調査を行うとともに,林野庁の資料室などで統計データの整理を行った.H15年度の入会の調査には,当初予定されていた群馬県や和歌山県ではなく,山形県で実施する方向で検討することとした.スリランカのH15年の調査については,ポロンナルワ県とともにアヌラダプラ県も含めたなかから60村ほどの村落を選定することとした.日本の入会に関する調査については,山形県を調査地域とし,山形市の図書館などにおいて,山形県林業の位置づけ・現状・歴史的経過などについての整理を行った.また,上山市の入会集団を対象に聞き取り調査を行った.入会集団の規模が小さいほど,集会が頻繁に開かれ,下草刈りなども共同で行われるなど,資源管理が適切に行われる可能性が示唆された.入会集団に関する統計資料は少ないため,農林業センサスを利用した分析も行う必要性がある.スリランカでは,アヌラダプラ県においてベトマと呼ばれる水利慣行を行っている農村と,行っていない農村の各1村を選択し,各60戸(計120戸)の農家調査を行った.人口の増加が水利慣行の消滅を早めていることが確認された.また,相互扶助慣行としての水利慣行の存在が,農村の所得格差を小さくしてきたこともデータから示唆されるが,この点については現在分析中である.日本の入会制度について,山形県上山市での調査,および既存の研究報告・統計(農業センサス)などで、入会制度の歴史的・技術的・社会的・経済的環境の観点から,この制度が成立してきた要因の明らかにした.日本の場合,入会林を管理する入会制度は木材生産に利用目的が限定されている.しかし,近年,森林ボランティアなど,広く参加者を慕って資金や労働力を調達する事例が見られるようになってきている.持続的資源管理のため,住民参加のみならず,市民参加も次第に重要性を増加させてきている.また,山形県上山市の入会集団を対象にした聞き取り調査から,入会集団が小さいほど,集会が頻繁に開催され,下草刈りなども共同で行われるなど,資源管理が適切におこなわれる可能性が示唆された.

スリランカの灌漑制度に関しては,小規模灌漑地域で行われるベトマと呼ばれる水利慣行について,40年前は9割を超える農村がこの慣行を行っていたが,2000年には5割以下の農村しか行っていなかった.農村の人口増加とともに,地下水灌漑の急速な普及が水利慣行の必要性を低下させている.しかし,この慣行が行われるのは乾季のみで,雨季にはそれまで通りの溜池灌漑が行われている.第2に,大規模灌漑地域においても,乾季にベトマの仕組みが取り入れられていた.大規模灌漑地域においても地下水灌漑が普及しつつあるが,ここでも、ベトマの水利慣行と政府主導による灌漑制度の両方が存在している.地下水灌漑の利用に制限を設けている村も存在するなど,新たな仕組みが生まれつつあった.スリランカの水利慣行と日本の入会制度の分析から,アカロフが指摘するように,古い社会慣習の消滅と,新しい慣習の出現(森林ボランティアなど)という,複数均衡の存在が示唆された.途上国農村の貧困問題解決への誘導手法として,資源管理制度の整備による所有関係の明確化が,途上国農村で早急に必要である.
骨髄stromal cellsを用いた神経再生・脳内移植の研究

【目的】GFP(+)全骨髄細胞を用いて、in vivoでの骨髄細胞の分化能について脳損傷の存在の影響を調べると共に、海馬スライス培養を用いてex vivoでの骨髄細胞の生存分化について調べた。さらにGFP(+)全骨髄細胞を用いて、幹細胞に対する神経系分化促進作用が知られているレチノイン酸が骨髄stromal cellsに働く作用についてこれまで築いてきた海馬スライス培養系を用いて、さらに脳内移植後1日でスライス作成して培養を行った。【方法】(A)in vivo(tail vein):C57BL/6mice線条体に穿通性脳損傷を作成し、D0およびD1に尾静脈よりgreen miceから採取した全骨髄細胞を注入した。(B)in vivo(direct graft):全骨髄細胞を線条体に直接脳内移植した。(C)ex vivo:D9-11のrat幼若海馬スライス培養を用い、同様の全骨髄細胞を共培養し、蛍光顕微境下にて形態を経時的に観察した。D9-11のラット幼若海馬スライス培養を用い、GFPトランスジェニツクマウスから採取した骨髄stromal細胞を共培養し、蛍光顕微鏡下にて形態を経時的に観察した。レチノイン酸投与は、10^<-4>から10^<-8>Mで至適濃度を求めた。【結果】(1)ラット海馬培養系を用いて最大35日間にわたり共培養した骨髄stromal cellは生存した。(2)培養開始後3日目より、骨髄stromal cellsは形態的に紡錘形に変化し突起を双極性に伸ばし始めた。(3)より長期に培養を続けると突起は最大200um以上に伸展し、また互いにシナプス結合様のネットワークを形成した。(4)レチノイン酸投与では、10^<-6>Mで形態的に神経系に分化する細胞がコントロール群に比べて約5倍増加した。これらの増加はD7がピークであり、培養が長期に及ぶとコントロール群と有意差は無くなった。(5)グリア系細胞の形態をとる細胞も認められたが、その他の線維芽細胞などの形態は認められなかった。【結論】全骨髄細胞から神経細胞へ分化するものはごく僅かであると考えられる。レチノイン酸は分化促進に効果があるが、その投与期間について今後至適期間を解析する必要がある。【目的】骨髄中に存在するstromal cellは、非造血系細胞の幹細胞としての機能が注目されており、少数は神経系細胞への分化能を有するとされる。前回、回転培地を用いて効果的にstromal cellを回収する方法を発表したが、今回は、パーコールを用いる新たな回収法を試みたので報告する。【方法】BrdU tabletを1週間皮下埋没させたAdult S-D rat骨髄より抽出した骨髄細胞をリンパ球分離溶液(d=1.077)中にて分離、赤血球・多核球成分を除去し残った成分を直ちにadult ratの線条体へ移植した。移植後4週で灌流固定し、組織学的に検討ひた。また、同細胞を培養条件を変えてin vitroで分化状態を検討した。【結果】移植後の評価では、従来のstromal cellの分離でえられた細胞よりも、より多くの突起を有する細胞が生着した。

コントロールとして移植した骨髄細胞では、赤血球の集積によるホスト脳に二次的な損傷が観察された。In vitroでは無血清bFGF/EGF培地にRAを添加した条件が最も神経細胞様の分化形態を示した。これは、パーコールを用いないdish接着による分離による高効率であった。【結論】パーコールによる分離は、細胞のviabilityを落とすことなくstromal cellを効率良く得ることができ、移植の効果を高める方法として有効と考えられた。【目的】GFP(+)全骨髄細胞を用いて、in vivoでの骨髄細胞の分化能について脳損傷の存在の影響を調べると共に、海馬スライス培養を用いてex vivoでの骨髄細胞の生存分化について調べた。【方法】(A)in vivo(tail vein):C57BL/6mice線条体に穿通性脳損傷を作成し、DOおよびD1に尾静脈よりgreen miceから採取した全骨髄細胞を注入した。(B)in vivo(direct graft):全骨髄細胞を線条体に直接脳内移植した。(C)ex vivo:D9-11のrat幼若海馬スライス培養を用い、同様の全骨髄細胞を共培養し、蛍光顕微鏡下にて形態を経時的に観察した。培養条件としては、血清含、無血清を比較した。【結果】(1)既存する脳損傷の有無に係わらず尾静脈から注入された骨髄細胞は脳内には観察されなかった。(2)脳内へ直接移植された細胞は血管形成に関与するものは多く認められたが、神経膠細胞様細胞が少数、神経細胞は認められなかった。(3)Ex vivoでは、管腔形成する細胞は無く、多くは線維芽細胞様の形態を示した。【結論】全骨髄細胞から神経細胞へ分化するものはごく僅かであると考えられ、有効な数の神経細胞を得るためには効果的なselectionが必要である。表面抗原によるcell sortingなどの手法が実験的には、試みられているが、回収率、細胞の損傷などの点から、より、侵襲の少ない手法が望まれる。【目的】GFP(+)全骨髄細胞を用いて、in vivoでの骨髄細胞の分化能について最終年度では、幹細胞に対する神経系分化促進作用が知られているレチノイン酸が骨髄stromal cellsに働く作用についてこれまで気付いてきた海馬スライス培養系を用いて調べた。【方法】D9-11のラット幼若海馬スライス培養を用い、GFPトランスジェニックマウスから採取した骨髄stromal細胞を共培養し、蛍光顕微鏡下にて形態を経時的に観察した。コントロール培養液は25%ウシ血清入り培地を用いた。レチノイン酸投与は、10^<-4>から10^<-8>Mで至適濃度を求めた。【結果】(1)ラット海馬培養系を用いて最大35日間にわたり共培養した骨髄stromal cellは生存した。(2)培養開始後3日目より、骨髄stromal cellsは形態的に紡錘形に変化し突起を双極性に伸ばし始めた。(3)より長期に培養を続けると突起は最大200um以上に伸展し、また互いにシナプス結合様のネットワークを形成した。
温度感覚受容体の同定とその作動原理の解明

ゾウリムシは培養された温度からの温度下降刺激によって、興奮が引き起こされ膜の脱分極、泳ぎの方向変換が起きる。この興奮時に、細胞外からカルシウムイオンが流入することが蛍光色素を用いた細胞内カルシウム濃度測定により明らかにされた。興味深いことにカルシウム流入は細胞前端部に限られており、以前我々が明らかにした温度感覚受容部位と一致した。また何種類かのプロスタグラジン合成阻害剤を与えると、ゾウリムシの温度下降刺激による興奮が抑えられることが見つかった。反対に、興奮が抑えられた状態のゾウリムシに特定のプロスタグランジンを与えると温度下降刺激時の興奮が回復した。これらの結果からするとプロスタグランジン受容体が温度感覚受容に関わっていることが予想される。しかしながらゾウリムシが実際にどのような構造のプロスタグランジンを作っているのか、温度感覚とどのように関わっているのかは今後の課題である。一方、培養マスト細胞(RBL-2H3)が温度下降刺激に応答するかどうかを、細胞内カルシウム濃度変化を測定する方法により調べた。その結果、ATPを外液中に加えておくことにより一過的なカルシウム濃度上昇が起きることが見つけられた。この応答の薬理学的な解析から、ATP受容体を起点とする細胞内の信号伝達系が温度下降刺激により活性化されるために、細胞内のカルシウムストア-からのカルシウム放出がおきていることが示された。今後さらにATP受容体が温度刺激により活性化される分子機構を明らかにする予定である。1)ゾウリムシの温度感覚を阻害するいくつかの薬品が見つかった。これら薬品のうち特にプロスタグランジン合成酵素の阻害剤が有効であった。一方温度感覚を阻害されたゾウリムシにプロスタグランジンを加えると温度感覚の回復がみられた。これらの結果からプロスタグランジン受容物質と温度感覚受容物質との関連性を明らかにする研究を進めている。2)ゾウリムシの泳ぎ行動でみると温度刺激に対する応答の弱い3種類のミュータント得られた。しかしそれらについて電気生理学的解析を行ったところ2種類については温度刺激の受容機構に異常はみられず、温度受容に関わっていないイオンチャネルに異常があることがわかった。しかしカルモジュリンに異常のあるミュータントでは温度受容に関わるイオンチャネルの働きが弱く温度刺激による応答ができないことがわかった。3)マスト細胞を培養し、その温度感受性をパッチクランプ法により調べた。その結果ゾウリムシで見られたような温度刺激に対する応答は示さないが、温度を下げることによりK^+チャネルの活性が強く阻害されることがわかった。このようなK^+チャネル活性の阻害と回復が温度のどのような効果によるのか研究を進める予定である。また、別の培養細胞で温度感受性を持つ細胞を探しその温度感覚機構を研究する。興味深いことにカルシウム流入は細胞前端部に限られていた。また何種類かのプロスタグランジン合成阻害剤を与えると、ゾウリムシの温度下降刺激による興奮が抑えられることが見つかった。反対に、興奮が抑えられた状態のゾウリムシに特定のプロスタグラジンを与えると温度下降刺激時の興奮が回復した。これらの結果からするとプロスタグラジン受容体が温度感覚受容に関わっていることが予想される。しかしながらゾウリムシが実際にどのような構造のプロスタグラジンを作っているのか、温度感覚とどのように関わっているのかは今後の課題である。一方、培養マスト細胞(RBL-2H3)が温度下降刺激に応答するかどうかを、細胞内カルシウム濃度変化を測定する方法により様々な条件で調べた。この応答の薬理学的な解析から、ATP受容体を起点とする細胞内の信号伝達系が温度下降刺激により活性化されるために、細胞内カルシウムストア-からのカルシウム放出がおきていることが示された。
閾値下共鳴を示す神経細胞から成るネットワークのダイナミクス

電気生理実験によって、ある種の神経細胞が、閾値下共鳴現象を示すことが実際の脳内におけるその存在とともに明らかになっている。しかしながら、その計算論的意義、特に再帰結合回路内における機能的役割は明らかになっていない。本研究では、閾値下共鳴現象を示す神経細胞によって構成された再帰結合回路網における、外部刺激に対する応答特性とシナプス可塑性による回路形成を計算論的に調べることを目的とした。昨年度までに、複雑なチャネルダイナミクスによって閾値下共鳴現象を示す神経細胞モデルによって構築された回路網が、周期背景入力下にてスパイクタイミング依存可塑性(Spike-timing-dependent plastiticy, STDP)による回路形成を行う際に、周波数選択性を示すことを示した。言い換えると、入力刺激の空間構造を反映した回路結合が、周期背景入力の周波数に応じて選択的に形成されることを示した。また、そのような選択性が背景ノイズに対して自己組織的に最適化されるということを明らかにした。本年度は、抑制回路が存在する場合や、外部刺激の入力タイミングの変動が回路形成へ及ぼす影響を調べることを目的とした。その結果、抑制回路の存在が、選択的回路形成における最適ノイズのピークや幅を調整できることが明らかになった。また、ポアソン入力のような刺激に対しては選択的回路形成が生じなかった一方、外部刺激タイミングが、周期背景入力の正のピークに対して遅れる場合には、比較的広い範囲において選択的学習を維持できることが示された。これらの結果から、閾値下共鳴素子のSTDP学習においては、入力の微細な時間構造を、周波数選択的に学習できることが明らかになった。本研究により明らかになった計算論的な知見は、周波数変調を伴う視覚情報処理などといった皮質局所回路機能に対する理解への貢献が期待される。近年,電気生理実験によって,ある種の神経細胞が閾値下共鳴現象を示すことが明らかになっている.しかし,そのような神経細胞が,神経情報処理,特に,記憶や学習と関連した局所回路機能においてどのような振る舞いを示すのかに関してはよくわかっていない.本研究は,素子特性として閾値下共鳴現象を示す神経細胞から成る回路網が,外部入力に対してどのような応答を行い,スパイクタイミング依存可塑性を通じてどのような回路形成を行うのかを計算論的に調べることを目的としている.当該年度は,閾値下共鳴現象を示す神経細胞から成る回路網モデルを構築し,様々な周期背景入力周波数とノイズ強度下でシミュレーションを行った.その結果,周期背景入力の周波数変調に従って,入力刺激への応答と回路形成において,周波数選択性を持つことを示した.また,そのような周波数選択性は,ノイズ強度に対して自動的に調律されるということが明らかになった.次年度は,各種可塑性ルールに対する普遍性と多様性を明らかにするための計算機実験を計画している.閾値下共鳴現象を示す神経細胞が,外部入力に対する応答と,シナプス可塑性を通じた回路形成に及ぼす影響を系統的に調べた結果,周期背景入力およびノイズとの相互作用によって,外部入力情報から回路結合への変換・保持能力を調整していることを明らかにし,閾値下共鳴素子の計算論的意義を示すことができた.電気生理学実験によってその存在が明らかになった、閾値下共鳴応答を示す神経細胞の、回路網内における動力学と、記憶・学習に関連したシナプス可塑性への影響を調べることが本研究の目的である。具体的には、閾値下共鳴現象を示す神経細胞に発火ダイナミクスを加えた数理モデルを素子として回路網を構築し、それらの、周期背景入力とノイズの下での外部刺激に対する応答特性と学習特性を計算論的に調べた。昨年度は、上記回路網において、入力刺激への学習が周波数選択的に生じることや、ノイズ強度に対して自己組織的に調律されるということを明らかにした。上記の結果は主に、加法型スパイクタイミング依存可塑性(Spike-timing-dependent plasticity, STDP)による学習過程において見られたものであるが、本年度は、加法型STDPだけでなく、乗算型や対数型のSTDPによる回路学習を調べ、閾値下共鳴素子の学習ルール特異的な振る舞いを明らかにした。閾値下共鳴現象を示す神経細胞から成る回路網モデルが、周期背景入力とノイズの下で、どのように外部刺激を学習するのかを、様々な可塑性ルールに対して調べた。その結果、加法性ルールにおいては、周波数選択的な回路形成やノイズに対して自動的に調律されることを示した。しかし、乗算型や対数型の可塑性ルールにおいては、その現象は弱い。この結果は、閾値下共鳴素子から成る回路網の周波数選択性やノイズ調律は、多様な可塑性ルールに対する頑強性は保持していないものの、学習ルールごとに異なる回路形成・機能を分担している可能性が示唆された。

言い換えると、入力刺激の空間構造を反映した回路結合が、周期背景入力の周波数に応じて選択的に形成されることを示した。また、そのような選択性が背景ノイズに対して自己組織的に最適化されるということを明らかにした。本年度は、抑制回路が存在する場合や、外部刺激の入力タイミングの変動が回路形成へ及ぼす影響を調べることを目的とした。その結果、抑制回路の存在が、選択的回路形成における最適ノイズのピークや幅を調整できることが明らかになった。また、ポアソン入力のような刺激に対しては選択的回路形成が生じなかった一方、外部刺激タイミングが、周期背景入力の正のピークに対して遅れる場合には、比較的広い範囲において選択的学習を維持できることが示された。これらの結果から、閾値下共鳴素子のSTDP学習においては、入力の微細な時間構造を、周波数選択的に学習できることが明らかになった。本研究により明らかになった計算論的な知見は、周波数変調を伴う視覚情報処理などといった皮質局所回路機能に対する理解への貢献が期待される。当該年度に得られた結果は,Songらが定式化を行った加法的スパイクタイミング依存可塑性に関するものであったが,今後は,乗算型や対数型の可塑性ルールに対する計算機実験を行い,シナプス学習におけるノイズ強度依存周波数選択性の頑強性を調べるとともに,可塑性ルール特異的な現象を検証していく計画である.尚,異なる可塑性ルールにおけるシミュレーションの一部はすでに実施しており,予備的な結果が得られている.より現実的な状況を想定し,抑制回路の存在下においても、周波数選択的な回路形成やノイズ強度に対して調律されるのかどうかを計算論的に調べる。その結果、抑制回路が存在することによって、周波数選択的な回路形成が安定して生じることや、ノイズ強度に対するチューニングカーブを制御可能かどうかを計算論的に調べる。
ディジタル移動通信における耐多重波変復調方式の試作研究

高速ディジタル移動通信に適した新しい変復調方式としてDSK(Doublephase Shift Keying)を考察し、計算機シミュレーシンや室内実験により有効性を確認した。本研究では、高速DSK送受信機を試作し、多重波伝搬構造が極めて複雑な実際の市街地において、耐多重波特性を実験的に確認するとともに、都市内の多重波伝搬特性を解明し、ビット誤り率特性との関連を明らかにし、高速ディジタル移動通信実現のための突破口の可能性追究を目的とした。主要研究成果は以下の通りである。1.1Mbpsまでの高速伝送が可能なDSK及び比較のためのBPSK送受信機を試作した。変調器はベースバンド波形をROMに記憶させ、選択的に読み出す直交型であり、復調はSAW素子による遅延検波である。室内実験用として30μse cまで信号を遅延できる多重波遅延シミュレータも試作した。2.京都市街地における野外実験の結果、DSKは多重波遅延が有効範囲内(0 .5ビット以内)の場合には優れた誤り率特性を示すことが確認できた。京大構内では512kbps、京大周辺道路上では128kbpsの伝送が可能であった。遅延が有効範囲を越える場合には従来の方式と同程度の誤り率を生じた。3.指向性アンテナは長い通路差を持つ遅延波を除去するのに効果的でありDS KおよびBPSKともに顕著な誤り率の改善効果が認められた。従ってDSK等の耐多重波変復調方式と指向性アンテナによるダイバーシティ受信の組合せは高速ディジタル移動通信の有力な候補になると考えられる。4.多重波遅延プロフィールの測定装置を試作した結果、市街地及び郊外地の遅延特性を把握し、その原因となる建物や山を確認した。これらの遅延波と誤り率の関係を明らかにし、通常の変調方式で50100kbps以上の伝送では誤り率は1 0^<-3>程度以下にはならず長い遅延波が存在すると誤り率は10^<-1>程度にまて劣化することを明らかにした。移動通信とりわけディジタル移動通信は今後著しい発展が期待されているが、これを阻む最大の要因は周波数選択性の多重波フェージングである。我々は独創的な変調方式DSKを考案し、極めて優れた耐多重波性を示すことを理論的および室内実験により明らかにした。本研究はDSKの送受信機を試作しその優れた耐多重波性を実際の都市内環境での野外実験によって確認することを目的とし、初年度の計画は下記の通り順調に進捗している。1.DSK変復調回路の設計将来の拡張を考慮し、PROMに基本波形を記憶させる汎用性に優れた直交変調回路を設計した。復調は遅延検波であり、遅延素子としてSAW遅延線を採用した。最大1Mbit/secの変調にも耐えられるよう変調回路、クロック再生回路の高速化をはかった。2.DSK送受信機の設計・試作野外実験を念頭においてDSK及び比較のためにBPSKの送受信機回路設計を行った。特に移動通信では隣接チャネル干渉が問題となるため帯域外放射電力の抑圧、スプリアス放射特性に留意して設計・試作を行った。既に400MHz帯の予備免許を取得済みであり、NTT京都南局に送信機を設置するよう準備中である。3.野外実験用測定回路の準備移動しながら平均受信電界強度、車速情報、ビット誤り率、ブロック誤り率が高精度に取得し記録できる測定システムを設計するとともに、必要な測定回路の製作を行っている。4.帯域制限特性の検討以上と並行して実際上重要となる送信フィルタによる帯域制限時の特性について理論検討を行った。

その結果DSKは比較的帯域制限に弱いことが判明した。一方、別途研究を行った結果、マンチェスタ符号化PSKが優れた耐多重波性を有し、しかも帯域制限にも強いことが判明した。このためマンチェスタ符号化PSKの野外実験も考慮することとし準備を進めている。本年度は受信機に低雑音増幅器を付加して、昨年度よりも更に広い地域で誤り率と遅延プロフィールの測定を行い、DSKの耐多重波特性を調べた。また昨年度より検討してきた直交チャネル出力による遅延歪検出法について室内及び野外での実験を実施し、その有効性を確認した。更に多重波遅延シミュレータを用いてDSKよりも優れた耐多重波性を有するPSKーRZ方式の誤り率特性について検討を行い、その有効性を確認することができた。本年度の主要な結果を以下にまとめる。1.京都市街地及び周辺の郊外地において誤り率測定を行った。低雑音増幅器を受信機入力に付加することにより昨年度見られたS/N劣化による誤り率低下を防いだ。予想通り、S/N低下による誤り率劣化箇所ではDSKによる改善効果が見られた。2.京都南局及び京大を送信点として京都市街地及び市街地周辺の郊外地において遅延プロフィールの測定を実施した。その結果、市街地中心部においても10μsを越える遅延波が観測され、山の見通せる道路では20μsに達する遅延波も観測された。また、郊外地の測定では送受信点から見通しとなる山からの遅延時間50μsに及ぶ遅延波が見られた。3.直交チャネル出力を用いた多重波遅延歪検出回路を試作し、BPSK波を用いて、多重波遅延シミュレータによる室内実験および野外実験を実施した。その結果、直交チャネル出力はdelayspreadと良い対応を示すことを確認することができ、伝送路品質評価に有効であることが分かった。4.多重波遅延シュミレータを用いてPSKーRZ方式の誤り率特性について実験的に検討した。その結果、PSKーRZ方式の有効性を確認することができた。また、有効範囲を越えた遅延時間を有する到来波に対する検討を行って、誤り率の実験式を導出した。
A^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物のガラス化とその構造

本研究の目的は、新しい機能性ガラス組成としてA^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物構造を作るガラス形成系を探索し、これらのガラス形成に対する一般法則、構造の分類およびその物性を明らかにすることであった。まず、3価の陽イオンがガラスの網目を作るガラスの形成について実験により明らかにした(論文発表済)それをふまえ、A^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物系について見た。3価の陽イオンとしてB,Al,Ga,Sbを、5価の陽イオンとしP,"Sb",Ta,Nbを選んだ。ここで、"Sb"と記したのは3価の酸化物を出発原料としているためである。3価の酸化物と5価の酸化物との2成分系では融点が高い等の問題があったため、融点を下げる、あるいはガラス化を容易にする目的で、第3成分としてK2Oを添加した。3価:5価=1:1とし、K2Oを30mol%添加した系では、B-Ta,B-Nb,Al-P,Al-"Sb",Al-Ta,Al-Nb,Sb-Taの組み合わせでガラスが得られなかった。これは系の融点が高いため、本研究で得られる最高溶解温度(約1900K)では均一融体が得られなかったためである。広い組成範囲でガラスが得られたB-P,B-"Sb",Ga-P,Ga-"Sb",Ga-Ta,Ga-Nb,Sb-P,Sb-Nbの組み合わせについて、蛍光X線のケミカルシフトおよび赤外線吸収スペクトルの測定によりガラスの構造を推定したところ、その構造はA^<3+>イオンとB^<5+>イオンの平均イオン半径およびイオン半径の差によって決まり、4つのグループで分類できることがわかった。すなわち、シリカ型(平均0.56Å以下,差0.38Å以下)、ルチル型(平均0.560.68Å,差0.38Å以下)、スチビオタンタレート型(平均0.68Å以上,差0.38Å以下)、およびその他(差0.38Å以上)である。また光学的特性として赤外線透過能および屈折率を測定したところ、現在実用化されているガラスと比較して優れた赤外線透過能および高い屈折率を有することが明らかになり、新しい機能性ガラス組成としての利用の可能性が示された。