hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
くし型電極による超流動ヘリウム3薄膜の臨界流密度の研究

特に、薄膜や壁近傍など、境界の効果の無視できなくなる領域では、秩序変数の抑制効果による新しい超流動相の安定化や、秩序変数の対称性を反映した表面束縛状態の形成などが予想されている。これらの現象は、秩序変数の異方的性質を境界効果により新たに顕在化させたものととらえることができ、バルクの実験では見ることのできない新たな切り口から、異方的超流動の本質を探る研究と言える。しかし、バルクと比べ、極めて限られたサンプル量、サンプル空間での現象であるために、従来の実験方法での進展は困難であった。くし型電極という微細な構造のデバイスの導入により、膜厚1μm以下の薄膜のこれまでにない高度な制御・測定を可能にした。その結果、臨界流密度の膜厚依存性の測定から、流れの散逸機構に秩序変数の抑制が強く関与していることが分かった。また、くし型電極を圧電基板上に配置した弾性表面波素子や、水晶振動子などのずれ振動素子を用いた、数十MHzの周波数でのよこ波音響インピーダンスの測定を行った。この測定は、平行に振動する境界面とそれに接する超流動^3Heとの間の運動量輸送を調べることに相当し、境界近傍に形成される準粒子状態密度の大きな寄与が予想される。その結果、音響インピーダンスの温度依存性は表面束縛状態の寄与を示した理論的予測の特徴を再現しており、超流動^3Heで初めて表面束縛状態を確認した実験となった。
写像類群のヘッケ環表現とガロア作用

E_τアルティン群から種数3写像類群への全射のカーネルが、部分アルティン群の中心の生成元の間の簡単な関係式で書けることは示した。より一般に、種数g写像類群のアルティン群の中心による美しい表示を与えた。この結果は、Mathematische Annalenに発表予定となった。また、ガロア群のprofinite基本群への作用が、写像類群の作用の像をすっぽり含むような代数曲線が無数に多いことを玉川安騎男氏とともに示した。60個存在するE_τヘッケ環の表現のうち、30個は種数3写像類群の表現に伸びることがわかったが、肝心のパラメーターqは±1に特殊化しないとならないことがわかった。これらのeccentricな写像類群の表現がどのようなものなのかは、今後の課題である。一方、種数g平面4次曲線のモジュライ空間のorbifold基本群は、パラメータつき表現を持つことがわかった。河野俊丈-Drinfeldが量子群を用いて証明したように、複素平面上のn点の配置空間から得られる組紐群のuniversal monodromy表現は、射影直線から3点を除いたもののuniversal monodromyによって代入・合成により記述できる。この事実を、伊原-Deligneらによるtangential morphismを用いて再証明することができた(と思う)。この手法は、より一般の配置空間(特異点の変形空間など)に一般化できると思われる。種数のgの曲線の写像類群に対する極めて簡明な表示を与えた。具体的には、ある2g+1頂点をもつグラフのアルティン群の、いくつかの部分アルティン群の中心の生成元の間の関係式による商として記述した。Wajnrybにより与えられた関係式をBrieskorn-斉藤のアルゴリズムにより中心の生成元の積として表すために、LISPによるコンピュータプログラムが駆使された。境界がない場合の曲面の写像類群に関しては、特異点の変形の理論(幾何学的モノドロミ-)を利用した。(preprint,現在投稿中。ドイツマックスプランク研究所で口頭発表。)この結果により、E_7型ヘッケ環の既約15次元表現から、種数3の写像類群の15次元線形表現を構成することに成功した。この表現は、トレリ部分群上で自明になっていないことが期待される。(京大・総合人間学部談話会にて口頭発表、論文準備中。)また、写像類群の代数曲線の完備化への作用と、絶対ガロア群の作用との比較を行ない、曲線がprofinite完備化されている場合にはこれらの作用には共通部分がないが、pro-l完備化されている場合には、非常に多くの代数曲線でガロア群の作用が写像類群の作用をすっぽり含んでしまうことを示した。正確には、代数曲線の定義体は数体、曲線はアファインで基本群は非可換とする。(preprint。ケルン大学で口頭発表。)有限体上の形式ベキ級数環の数論を応用した疑似乱数発生法を開発した(論文発表済み、九州大学研究集会で口頭発表、3月数学会特別講演予定)。
東南アジアの天水田地域における農村経済の改善に向けた乾季の土地利用

天水稲作地域では、雨季に水稲の単作が行われているが、水資源が確保できれば乾季にも作物をつくることが可能である。乾季の水田での作物生産により、雨季の水稲生産を向上させることができれば、農家経済の安定に大きく寄与する。本研究では、東北タイの農村を事例に、乾季の農家の活動内容や灌漑用水の有無を確認し、乾季に栽培する作物やその栽培方法の違いが、雨季の水稲作の収量に影響を与えるかどうかについて検討した。東北タイはタイで最も貧しい地域とされており、農家の平均所得はバンコクの所得の約1/4に過ぎない。そのため多くの農民が、農業所得の充足のために、乾季や雨季の農閑期にバンコクなどへ出稼ぎを繰り返す生活を送っている。農業の低生産性から生じる悪循環を打開し農村生活を改善するためには、土壌条件のみならず、水利用、栽培技術および農業経営などの総合的な調査に基づき、集約的な農業生産を営む必要がある。本研究は、東南アジア地域に広がる天水田地域において、乾季の水田利用の改善による雨季の水稲収量増加法を構築するため、東北タイの農村を研究対象として実施される。研究のゴールは、乾季の土地利用の向上と雨季の稲作収量との関係を明らかにし、これが農村の経済改善に対し有効かどうか、社会経済的な総合評価を行うことである。1)ワークショップの開催平成20年8月5日から8月11日まで、タイ側の協力研究者である3名を鳥取大学に招聘し、プロジェクト会議を行った。その結果、現地の状況により適した研究課題の絞込みを行うための情報交換が行えた。また、鳥取大学側の研究グループ(研究代表者と連携研究者5名)の問題意識を明確にすることができた。2)稲作局との協定書の策定の開始上述のワークショップでの議論を経て、研究グループで行う調査研究の詳細計画をワークプランとしてまとめるとともに、共同研究相手機関の一つである、ウボンラチャタニ稲作研究センターとの共同研究をスムーズにすすめるため、当該機関の上局であるタイ政府農業省稲作局と鳥取大学との間で協力協定を結ぶ手続きが開始された。3)タイの圃場試験・現地調査の準備のため出張平成21年2月3月に、研究代表者および連携研究者3名が、ウボンラチャタニ稲作試験場を訪問し、(1)平成21年度以降のウボン稲作研究センター圃場を利用した試験設計の確定、(2)農村調査を実施する村の選定、(3)当該村でのグループインタビューによる概況把握、を行った。また、ウボンラチャタニ稲作研究センターおよびコンケン大学農学部の各機関の長に表敬訪問し、プロジェト研究の協力について、改めて説明を行った。1.栽培試験の開始雨季作稲の栽培試験を開始した。非感光性品種RD33を用い、籾殻薫炭及び窒素肥料を組み合わせた、対照区を含む7区を設定した。生育過程において、各区の地上部FWおよびDWを測定し、収穫時にはC/N比、収量、収量構成要素を測定した。また、各区の収量から乾燥指数を算出した。さらに移植前と収穫後の土壌を15センチ刻み75センチ深まで5区分採取し、土壌pHとEC, NO3、C/N比を測定した。この結果、薫炭区の生育の優位性が観察され、ここから籾殻薫炭が窒素肥料を保持していると予測されたため、データの解析を続けているところである。また、水稲収穫後の乾季作の作付けも今年度から開始できた。エダマメ、落花生等マメ科作物を、水稲収穫後の12月字中旬に播種、これを平成22年3月に収穫し、データを収集した。2.農家経済調査の実施天水田稲作地帯に調査村(総農家数約180戸)において、乾季の農家の活動実態聞き取り調査を実施した。この結果、高齢農家は乾季に何の就業もしておらず子らからの送金に頼っていること、親世代が50歳代で2世代居住している世帯では、親世代酒農業を、子世代が村内・近隣村での非農業就業をしていることなど、いくつかの傾向が認められた。3.水利実態調査の実施水利実態調査を実施し、村内の水資源の状況について踏査するとともに、二期作地帯に水位観察用の井戸を農家圃場に掘ることが可能か否か、現地の研究機関および農家との検討をはじめた。1.栽培試験:マメ科作物(乾李)-稲(雨季)体糸の圃場試験水稲栽培後の乾季作物としてマメ科植物の輪作体系を検討した。処理区は無施肥区、籾殻薫炭施用区、消右灰施用区および化学肥料施用区の組み合わせによっている。この結果、薫炭および消石灰施用区は他の区に比べて有意に収量が大きく、特に薫炭施用区はすべての区に比べて最も収量が高かった。

次に、ピーナツの収穫後、緑肥作物マメ科ナタマメの作付け有無別の試験区に、続く雨季に水稲を栽培した。この結果、イネの収量は薫炭施用区で有意に無施肥区より大きく、さらに薫炭と緑肥としてのナタマメを水稲前に作付けすることによって標準区に比べて約30%程度化学肥料を低減させることができることが明らかになった。2.農家経済調査の実施乾季作物を導入予定のモデル農村において、1)過去2ヵ年の水田土地利用および収量、2)リスク対処行動、について聞き取り調査を実施した。この結果、当該村はコメの収量からみると大きく3つの地域に分けることができた。また、村の7割でうるち米のKDML105を作付けているものの、農家は自家飯米用としてもち米のRD6も同時に作付しており、特に、複数の圃場を持つ農家は、土壌条件、距離、家族数などを考慮しつつ当該水田の十地利用を決定していることが示唆された。リスク対処行動として、農業所得が半減すると想定した場合に、8割弱の農家は消費支出、特に飲食費をきりつめようとすることが明らかになった.また、一昨年度の調査で収集したデータ分析をすすめ、3)村の労働力人口と家族形態・家族数から、乾季作導入が見込まれる農家世帯の特徴を明らかにした。3.水利実態調査の実施天水田稲作地帯における深井戸(30m)の地下水利用の持続性を評価するため、地下水位の変動特性、動水勾配および地下水質について調査分析を行った。その結果、地下水位変動に関しては、雨季に地下水位は上昇し続け、雨季の終了期から乾季の開始期にかけて高い地下水位が維持され、その後,低下することが明ちかになった。地下水位の動水勾配に関しては、観測した井戸16基のうち、比較的高位部にある13某の井戸の動永勾配はほぼ平行であったが、低位部にある3基の地下水位は高位部と比べて約2,5m低いことがわかった。このことから、高位部と低位部は地下水帯が異なる可能性があることが示唆された。地下永質に関しては電気伝導度(EC)が3080mS/m、PHは7.0程度であり、灌漑水としては良好であることが示された。1.栽培試験の開始非感光性品種RD33を用いた雨季作稲の栽培試験の結果を解析し、その結果を学会で発表した。特に、ラッカセイ-水稲の輸作体系における籾殻くん炭と消石灰の施用時期別のラッカセイの収量改善効果について解析した。この結果は、乾物重では籾殻くん炭区、籾殻くん炭+消石灰区において、慣行区よりも約30%も収量増がみられた。ラッカセイ前の施用と水稲前の施用を比較すると、前者により効果がみられ、水稲前施用ではラッカセイの収量改善効果はほとんどないといえた。研究結果により、乾季ラッカセイの収量改善策としては、くん炭利用(2t/ha)あるいは消石灰の施用が有効であると示唆された。2.農家経済調査の実施技術普及のリーダー的存在となる「ソイルドクター制度」と、これに認定されたリーダー農家から聞き取り調査を行い、技術普及における問題点およびソイルドクター認定農家の特性について聞き取り調査を実施した。また、技術情報の伝播の効率的な方法を検討するために、農村内における農家間ネットワークについて調査を行った。いずれも、データ分析をすすめているところである。3.水利実態調査の実施地下水利用実態について、前年度に引き続きデータ収集を行い、その解析結果の一部を学会等で発表した。この成果は「第66回農業農村工学会中国四国支部奨励賞」として表彰対象となった。また、2012年2月には、農家圃場での井戸掘削に協力してくれた農家を中心とした農村コミュニティに対して、地下水量の年較差や水量の今後の見通しについての調査結果を発表した。
ホメオポックス遺伝子Msx2をコーティングした骨誘導型インプラントの開発

前年度の結果より、ホメオボックス遺伝子Msx2は培養プレート上での未分化間葉系細胞が骨芽細胞へと分化する過程における役割と同じ役割を、チタンプレート上でも担っていることが明らかとなったの。今年度はDDYマウス頭蓋骨あるいは大腿骨にアデノウイルスを用いMsx2遺伝子を導入し骨の造成を評価した.導入方法はMsx2遺伝子をコラーゲンスポンジに含有させ頭蓋骨あるいは大腿骨に骨欠損を形成し、その欠損部に埋入した。骨形成速度についてはカルセイン2重ラベル法を用いた。Msx2遺伝子導入2日後にカルセインを腹腔に注入し、6日後再度注入した。その後3日後にマウスを屠殺し、評価した。その結果、Msx2遺伝子の導入により明らかな骨の形成の促進は認められなかった。また、骨の再生量を評価する目的で、埋入14日後に屠殺し,ホルマリン固定しEDTAにより脱灰させパラフィン包埋後切片を作製した。切片をHE染色し骨の造成量をlmage-Proを用い評価した。その結果Msx2の強制発現により骨の造成傾向は認められたが、優位な差は認められなかった。以上の結果をまとめると、Msx2遺伝子はin vivoにおいて有意な差は認められなかった。次に、JIS規格第2種純チタン表面にelectrostatic self-assembly(ESA)法を用いMsx2のプラスミドをコーティングした試作インプラントを作製することを試みたが、ESA法を行ってくれる共同研究施設が見つからなかったため、不可能であった。直径13ミリのJIS規格第2種純チタン上に、未分化間葉糸細胞株として、C3H10T1/2細胞を培養し、アデノウイルスベクターを用いてMsx2遺伝子を強制発現させた。その結果、Msx2の強制発現により骨芽細胞分化初期のマーカーであるアルカリフォスファターゼ活性が促進された。また、前駆骨芽細胞株のMC3T3E1細胞においても同様の結果が得られた.次に3日齢マウス頭蓋骨より採取した、初代培養骨芽細胞をチタン上にて培養し、アデノウイルズを用いMsx2を強制発現させ、石灰化の指標であるアリザリンレッド染色を用い評価した。その結果、Msx2の強制発現により初代培養骨芽細胞の石灰化は促進された。骨芽細胞分化中期の指標として、オステオカルシンの発現をウエスタンブロット法を用い検討した.その結果、Msx2の強制発現によりオステオカルシンの発現は認められなかった。以上、チタンプレート上での骨芽細胞分化に対するMsx2の役割は、培養プレート上の結果とほぼ同じ結果となった。次に、細胞増殖能について検討した。C3H10T1/2細胞をチタンプレート上に播種後0,3,5,7日目に接着している細胞をトリプシン処理にて剥がし、クリスタルバイオレット染色後、マイクロプレートリーダーで吸光度測定評価した。その結果、Msx2の強制発現により細胞は増殖傾向であったが、統計学的優位差は認められなかった。細胞進展能に関しては、細胞播種後0.52.5時間の細胞をアクチン繊維染色したのち、形態観察を共焦点レーザー顕微鏡で行ったところ、Msx2による細胞の進展能に関する変化は認められなかった。以上の結果をまとめると、ホメオボックス遺伝子Msx2は培養プレート上での未分化間葉系細胞が骨芽細胞へと分化する過程における役割と同じ役割を、チタンプレート上でも担っていることが明らかとなった。
新規な層状炭化物ホモロガススーパーシリーズの探索と高機能化

新規層状炭化物ホモロガスシリーズの合成とそのX線結晶構造解析をおこない、一連の層状化合物(MC)_1T_<4m+ 3m>C_<3m+ 2n>(M=Zr, Y, Hf, T=Al, Si, Ge)(Al, Si)_<4l+ M>(O, C, N)_<3l+ m>を発見した。結晶構造はx線回折法と透過型電子顕微鏡法を併用して決定した。これら新規化合物の「導電率の比較的高いMC層」と「導電率の比較的低いT_<4m+ 3n> C_<3m+ 2n>層」の化学組成と厚みを制御することで、高性能n型熱電変換材料を設計する新たな指針を示した。平成21年度は新規層状炭化物ホモロガスシリーズの合成と結晶構造解析を研究目的としている。この目的の意義は、ゼーベック係数(α)が大きく,導電率(σ)が高く,さらに熱伝導率(κ)の低い(性能指数Z=α^2σ/κの大きい)高性能な熱電変換材料の設計に密接に関係することにある。本研究計画では比較的高温(800°C程度)で動作する材料を対象とすることから、熱力学的に安定な自然超格子を形成する層状化合物(MC)_lT_<4m+3n>C_<3m+2n>(M=Zr, Y, Hf, T=Al, Si, Ge)の探索を行った。この化合物は「導電率の比較的高いMC層」と「導電率の比較的低いT_<4m+3n>C_<3m+2n>層」の化学組成と厚みを制御することで、n型熱電変換特性を操作できる特徴がある。先ず(l, m, n)=(1, 1, 0)で表される新規化合物の合成に成功し、以前の研究成果と合わせると、1≦l≦3かつ1≦m≦2の範囲で可能な新規化合物を全て創製することができた。さらにT_<4m+n>C_<3m+n>層の多様化を目指し、(l, m,n)=(0,1,1)と(0, 2, 1)の新規化合物の合成に成功した。これらの化合物を組み合わせて結晶化することで、さらに多様な新規ホモロガス相を創製することが期待できる。発見した層状化合物の結晶構造解析にはX線粉末回折法と透過型電子顕微鏡法を用いた。回折データからは不規則構造として記述できた構造は、顕微鏡観察によって微細な分域構造から成ることが確かめられた。これら互いに相補的な評価手法を用いることで、不規則構造を有する結晶構造を粉末回折法で求める方法論の確立に貢献することができた。平成22年度は新規層状炭化物ホモロガスシリーズの合成と結晶構造解析を研究目的としている。この目的の意義は、ゼーベック係数(α)が大きく,導電率(σ)が高く,さらに熱伝導率(κ)の低い高性能な熱電変換材料の設計に密接に関係することにある。本研究計画では比較的高温(800°C程度)で動作する材料を対象とすることから、熱力学的に安定な自然超格子を形成する層状化合物(MC)_lT_<4m+3n>C_<3m+2n>(M=Zr,Y,Hf,T=Al,Si,Ge)の合成を行った。多様な層状炭化物の熱電特性を解析することで、「導電率の比較的高いMC層」よりも、「導電率の比較的低いT_<4m+3n>C_<3m+2n>層」がより重要であるとの結論に達し、(Al,Si)_<4l+m>(O,C,N)_<3l+m>化学組成の新規化合物探索をおこなった。この化合物は、[(Al,Si)_4(O,C,N)_4]組成の層と[(Al,Si)(O,C,N)_2]組成の層が積層する特徴を有している。今回、(l,m)=(2,1)、(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)で表される新規化合物の合成に成功した。今後、これらの化合物を組み合わせて結晶化することで、さらに多様な新規ホモロガス相を創製することが期待できる。

これら互いに相補的な評価手法を用いることで、不規則構造を有する結晶構造を粉末回折法で求める方法論の確立に貢献することができた。本研究の目的は新規層状炭化物ホモロガスシリーズの合成とその結晶構造解析である。この意義は、ゼーベック係数(α)が大きく,導電率(σ)が高く,さらに熱伝導率(κ)の低い(性能指数Z=α_2σ/κの大きい)高性能な熱電変換材料の設計に密接に関係することにある。n型熱電特性の向上を目指し、熱力学的に安定な自然超格子を形成する層状化合物の探索と合成、および結晶構造解析を行った。その結果、一連の層状化合物(MC)_1T_<4m+3n>C_<3m+2n>(M=Zr,Y,Hf,T=Al,Si,Ge)を発見した。この化合物は「導電率の比較的高いMC層」と「導電率の比較的低いT_<4m+3n>C_<3m+2n>層」の化学組成と厚みを制御することで、n型熱電変換特性を操作できる特徴がある。先ず(1,m,n)=(1,1,0)で表される新規化合物の合成に成功し、以前の研究成果と合わせると1≦1≦3かつ1≦m≦2の範囲で可能な新規化合物を全て創製することができた。さらにT_<4m+n>C_<3m+n>の多様化を目指し、(1,m,n)=(0,1,1)と(0,2,1)の新規化合物の合成に成功した。これらの化合物を組み合わせて結晶化することで、さらに多様な新規ホモロガス相を創製することが期待できる。合成した層状炭化物の熱電特性を解析した結果、「導電率の比較的高いMC層」よりも「導電率の比較的低いT_<4m+3n>C_<3m+2n>,層」がより重要であるとの結論に達し、さらに(Al,Si)_<4l+m>(O,C,N)_<3l+m>化学組成の新規化合物探索をおこなった。この化合物は、[(Al,Si)_4(O,C,N)_4]組成の層と[(Al,Si)(O,C,N)2]組成の層が積層する特徴を有している。その結果、(1,m)=(2,1)、(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)で表される新規化合物の合成に成功した。今後これらの化合物を組み合わせて結晶化することで、さらに多様な新規ホモロガス相を創製することが期待できる。発見した一連の層状化合物の結晶構造解析にはX線粉末回折法と透過型電子顕微鏡法を用いた。回折データからは不規則構造として記述できた構造は、顕微鏡観察によって微細な分域構造から成ることが確かめられた。これら互いに相補的な評価手法を用いることで、不規則構造を有する結晶構造を粉末回折法で求める方法論の確立にも貢献することができた。
生体触媒の機能開発による多官能性キラル分子の創製

1.多官能性キラル合成素子の高立体選択的合成パン酵母無細胞抽出液から4段階のクロマトグラフィーにより1-クロロ-2-ヘキサノンに還元活性を示す酵素を単離精製し、それを用いて種々の多官能性ケトンを還元したところ、高光学純度で還元生成物が得られた。リパーゼ触媒エステル交換反応により種々のキラル合成中間体の速度論的光学分割を行ったところ、高いエナンチオ選択性で分割できた。2.エナンチオ選択性の人為的向上1-クロロ-2,4-アルカンジオンのパン酵母還元において、偶然、微量の有機溶媒が特定の酵素を阻害し立体選択性を変化させることを見いだした。有機溶媒と阻害剤と熱処理を併用することにより、6%eeを94%eeまで向上できた。有機溶媒中におけるリパーゼ触媒エステル化反応においては、系中でアシル-酵素中間体が生成するので、アシル化試薬のアシル基の構造を変えれば中間体の構造も変化し、エナンチオ選択性が変化すると期待される。2-置換シクロペンテノールについて試したところ、E値が大きく変化した。リパーゼ触媒エステル交換反応を室温から-60°Cの温度範囲で行ったところ、温度を下げるにつれてエナンチオ選択性が向上する事実を見いだした。このような極低温下での酵素反応は前例のない新規なものである。lnEを1/Tに対してプロットすると-40°Cまでは直線関係が得られた。直線部分からは理論式によりΔΔH^‡とΔΔS^‡を算出できた。3.エナンチオ選択性の発現機構種々のリパーゼの2級アルコールに対するアシル化反応を速度論的に解析した結果、基質結合段階における分子認識は重要ではなく、遷移状態において不斉識別が行われている事実を見い出した。遷移状態の性質を立体電子理論の立場から考察し、分子軌道計算を行った。リパーゼの結晶構造を用いた分子モデリングを行った。リパーゼのエナンチオ選択性の起源を説明できる「遷移状態モデル」を提唱した。研究目的は、生体触媒の特性を活かした多官能性基質に対する立体選択的な触媒反応により、有用な多官能性キラルシントンを高収率・高光学純度で製取することにある。現在の不斉合成で用いられているキラルシントンは、通常、一つの不斉中心とこれを基質に結合させるための官能基を一つ持っているが、第二、第三の官能基をもつ多官能性キラルシントンを作ることができるなら、目的とするキラル分子のより効率的な合成経路を開発できるはずである。1.パン酵母を用いる不斉還元により光学活性官能基置換β-ヒドロキシケトンとその誘導体を高収率・高光学純度で製取する種々のアルキル鎖長を有する1-アセトキシ-2、4-アルカンジオンと1-ヒドロキシ-2、4-アルカンジオンを合成しパン酵母還元を行ったところ、4277%の収率で高位置選択的、高立体選択的に還元反応が進行した。どちらも2位のカルボニル基が位置特異的に還元され、興味深いことに、前者のアセトキシ体はS、後者のヒドロキシ体はRの絶対位置を有するアルコール体が生成されていた。(8297%ee)2.リパーゼを用いる効率的な速度論的光学分割プロスタグランジン合成等のシントンとして有用な2-オキサビシクロ[3.3.0]オクト-6-エン-3-オンをリパーゼを用いるchemo-enzymaticな方法で速度論的に光学分割した。

アミノリシスにより開環したアルコール体は水中でラクトン化し易いことが分かったので、有機溶媒中での不斉アシル化に切り替えた。系中で過渡的に生成するアシル酵素中間体においてアシル基の主鎖を変えればエナンチオ選択性が改変するはずだという作業仮説に基づいて実験したところ、エナンチオ選択性がドラスチックに変化した。(E=1207)1.リパーゼを用いる速度論的光学分割(1-A)ペンタフルオロフェニル基を有するヒドロキシニトリルはフッ素化キラルビルディングブロクとして興味深い化合物である。有機溶媒中におけるリパーゼ触媒不斉アシル化反応によりそのラセ体の速度論的光学分割を行った。その結果、Pseudomonas auruginosa由来のリパーゼを使用した時、アコール体とエステル体共に>99%ee(E>1057)の光学収率で製取できた。さらに分割した光学活性ヒドキシニトリルを還元し、キラルビルディングブロックへの展開を計った。(1-B)前年度報告したシクロペンテノール誘導体に対するリパーゼ触媒不斉アシル化反応において溶媒効果を詳しく調査した。その結果、溶媒のlogP値とエナンチオ比(E値)との間に顕著な相関がられた。溶媒の疎水性が高くなる程E値は低下していった。溶媒のlogP値は反応速度ともある程度相を示し、溶媒の疎水性が上がるにつれて反応速度も向上した。有機溶媒中における酵素反応の性質が媒の物理化学的パラメーターと相関を示したことは大変興味深いため、現在これらの作用機構につい調査中である。2.パン酵母無細胞抽出液を用いる高効率不斉還元パン酵母中の還元酵素の活性や立体選択性を人為的に制御する目的でパン酵母無細胞抽出液の適応試みた。細胞を破砕することにより酵素系が溶液中に均一に溶けた状態になるため、還元酵素の活性立体選択性に手を加えやすいことがこれまでの我々の研究から明らかになっている。パン酵母無細胞出液にグルコースと触媒量のNADPHを添加しケトエステルやアセトキシケトン類の不斉還元を行ったころ、補酵素再生系がうまく回転し立体特異的な還元反応が進行した。通常補酵素の再生のために精酵素を加えなければならないが、本実験では無細胞液中に共存する酵素により補酵素の再生が行われものと考えられる。尚、補酵素のトータルターンオーバー数は約8000まで向上できることが明らとなった。1.パン酵母から単離精製した還元酵素を用いる高立体選択的不斉還元パン酵母中には反対の立体選択性を示す複数の還元酵素が含まれるために、細胞還元系では立体選択性や位置選択性が低下する傾向にあり、多官能性基質に対してはそれが不利に働くことが懸念される。そこで本年度は、パン酵母無細胞抽出液から数段階のクロマトグラフィーにより1-クロロ-2-ヘキサノンに還元活性を示す酵素を単離精製し、それを用いて種々の多官能性カルボニル化合物や単純ケトンを還元することにした。その結果、目的の還元酵素は、NADPH依存型であり分子量約37,000の単量体酵素であった。触媒量のNADPHを再生するためにグルコース-6ーリン酸とグルコース-6ーリン酸デヒドロゲナーゼを共存させて還元反応を行った。その結果、1-クロロ-2-ヘキサノン、1-クロロ-2,4-ヘキサンジオン、1-アセトキシ-2-ヘプタノン、アセト酢酸メチル、ピルビン酸エチル、2,4-ヘキサンジオンに対して高い活性を示し、98%ee以上の光学純度で還元された。また、1-クロロ-2,4-ヘキサンジオンと2,4-ヘキサンジオンに対する位置選択性は100%であった。
ゴルジ体によるＥＲ　ｅｘｉｔ　ｓｉｔｅ捕捉の分子機構

本研究課題の目的は,原形質流動に乗って植物細胞中を素早く動き回っているオルガネラへの効率的な物質輸送の仕組みを明らかにすることであり,小胞体からゴルジ体への物質輸送を担うCOPII小胞の形成部位であるER exit site (ERES)とゴルジ体に着目して研究を進めてきた.これまでにERESとゴルジ体についての顕微鏡観察から,ERESには,ゴルジ体と隣接しているERESとゴルジ体とは独立なERESの2種類が存在し,ERESはこれらの2つの状態をサイクルしていることを見出した.2種類のERESのいずれからCOPII小胞の出芽が起きるのかを明らかにするために,COPIIコートタンパク質を可視化し観察を行ったが,これまでのところCOPII小胞出芽の瞬間を捉えるには至っていない.しかしながら,ERESマーカーとCOPIIコートタンパク質の局在比較を行ったところ,ERESマーカーとは独立なCOPIIコートタンパク質のシグナルは見られなかったことから,独立なERESからCOPII小胞が出芽している可能性は低いと考えられる.過去のスクリーニングで得た機能未知の因子に着目し解析を進めたところ,この因子が小胞体膜状に局在しながら,ゴルジ体を取り囲むような局在を示す,つまり小胞体とゴルジ体の境界に局在することが明らかになった.この因子が小胞体ーゴルジ体間の効率的な物質輸送に関与していることは示唆されているものの,どのような役割を担っているのか,特にERESの捕捉に直接関与するかどうかについては今後詳細に解析していく必要がある.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は,植物細胞中を素早く動き回っているオルガネラへの物質輸送の仕組みを明らかにすることを目的とし,小胞体からゴルジ体への物質輸送を担うCOPII小胞の形成部位であるER exit site (ERES)とゴルジ体に着目して研究を進めている.これまでの研究から,ERESには,ゴルジ体と隣接しているものと,独立したものの2種類が存在することを示した.今年度は,ゴルジ体と隣接しているERESとゴルジ体とは独立なERESとの関係,および,これら2種類のERESと小胞体の関係に注目して解析を行った.経時的観察の結果,ゴルジ体とは独立だったERESがゴルジ体と隣接するようになる様子,また,逆に,ゴルジ体と隣接していたERESがゴルジ体から離れ,独立なERESになる様子が観察された.このことから,ERESはゴルジ体に隣接した状態と独立した状態をサイクルしていることが示唆される.小胞体とERESを可視化し,観察を行ったところ,ゴルジ体と隣接するERESは小胞体膜上のリング状のドメインに局在していた.一方で,独立なERESは,小胞体のチューブ上や,シートの縁に局在しており,2種類のERESは小胞体膜上の異なるドメインに局在していることが示唆された.ERESの構築やCOPII小胞の形成に関わる因子であるSEC16の二重変異体の解析を行うために,CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集技術を用いて二重変異体を作出した.この二重変異体は,種子貯蔵タンパク質前駆体の輸送異常を示したことから,確かに遺伝子が破壊されていることが確認された.本年度は顕微鏡を用いた観察に焦点を当てて実験を進めた.結果,2種類のERESとゴルジ体のダイナミクスを見出し,ERESはゴルジ体に隣接した状態と独立した状態をサイクルしていることが示唆された.また,ERESの状態の変化に小胞体の構造そのものが関与している可能性も示唆され,植物における小胞体ーゴルジ体間の輸送モデルを構築することができた.また,ERESそのものの構造に着目し解析も行った.ゲノム編集技術を用いて,sec16欠損変異体を作出することもでき,今後の解析が進めば,植物におけるERESの構造についての理解が進むことが期待される.一方で,新規輸送変異体の原因遺伝子のマッピングが進まなかったが,これは表現型にばらつきが見られたためだと考えている.以上から,一部うまく進まなかった部分があるものの,おおむね研究は順調に進捗していると考える.本研究課題は,植物細胞中を素早く動き回っているオルガネラへの物質輸送の仕組みを明らかにすることを目的とし,小胞体からゴルジ体への物質輸送を担うCOPII小胞の形成部位であるER exit site (ERES)とゴルジ体に着目して研究を進めている.これまでに行ったERESとゴルジ体の動態についての詳細な解析から,新しい輸送モデルを構築した.今年度は,細胞骨格がERESとゴルジ体の関係に影響を与えているのかについて検討を行った.阻害剤を用いた実験の結果,細胞骨格,および,ゴルジ体の動きは,ERESとゴルジ体の接触に必須ではないことが明らかになった.また,ゲノム編集技術を用いて作出したmag5mag5l二重変異体についても解析を進めた.まず,オフターゲット切断の可能性について検討したが,得られたmag5mag5l二重変異体では,7つのオフターゲット候補配列にすべてにおいて変異はまったく見られなかった.表現型について解析を行ったところ,興味深いことに,mag5mag5l二重変異体は致死ではなかった.しかしながら,mag5mag5l二重変異体は矮性を示し,花茎の長さも野生型と比べて有意に短いことが明らかになった.

また,mag5mag5l二重変異体は稔性も低下しており,莢の長さ,莢に含まれる種子の数が,野生型と比べて有意に小さくなっていた.今後,これらの表現型についてさらに詳細な解析を進めていく予定である.本年度の結果から,原形質流動はERESとゴルジ体の接触に必ずしも必要でないことを見出した.また,ERESとゴルジ体の関係にも目立った変化は見られなかったことから,小胞体そのものの動態が重要である可能性が示唆される.SEC16は酵母やハエなどの他の生物種では,生育に必須であるという報告がなされている.興味深いことに植物においては,sec16欠損変異体(mag5mag5l二重変異体)は致死ではなかった.この変異体を用いて,ERESの動態について解析を進めることで,ERES構築におけるSEC16の役割が明らかになると同時に,酵母や動物と植物とのERESの共通点・相違点を明らかにすることが期待できる.以上のことから,おおむね研究は順調に進捗していると考える.本研究課題の目的は,原形質流動に乗って植物細胞中を素早く動き回っているオルガネラへの効率的な物質輸送の仕組みを明らかにすることであり,小胞体からゴルジ体への物質輸送を担うCOPII小胞の形成部位であるER exit site (ERES)とゴルジ体に着目して研究を進めてきた.これまでにERESとゴルジ体についての顕微鏡観察から,ERESには,ゴルジ体と隣接しているERESとゴルジ体とは独立なERESの2種類が存在し,ERESはこれらの2つの状態をサイクルしていることを見出した.2種類のERESのいずれからCOPII小胞の出芽が起きるのかを明らかにするために,COPIIコートタンパク質を可視化し観察を行ったが,これまでのところCOPII小胞出芽の瞬間を捉えるには至っていない.しかしながら,ERESマーカーとCOPIIコートタンパク質の局在比較を行ったところ,ERESマーカーとは独立なCOPIIコートタンパク質のシグナルは見られなかったことから,独立なERESからCOPII小胞が出芽している可能性は低いと考えられる.過去のスクリーニングで得た機能未知の因子に着目し解析を進めたところ,この因子が小胞体膜状に局在しながら,ゴルジ体を取り囲むような局在を示す,つまり小胞体とゴルジ体の境界に局在することが明らかになった.この因子が小胞体ーゴルジ体間の効率的な物質輸送に関与していることは示唆されているものの,どのような役割を担っているのか,特にERESの捕捉に直接関与するかどうかについては今後詳細に解析していく必要がある.ERESとゴルジ体の関係については,今後定量的な解析を進めていき,モデルの裏付けを行っていく予定である.また,sec16欠損変異体については,ERESマーカーや,ゴルジ体マーカーを導入し,ERESやゴルジ体の形態やダイナミクスに異常がないかどうかを解析していき,植物において,SEC16がERESの構築にどのような役割を果たしているか明らかにしていく予定である.また,同時に,生育や稔性などに異常を示すかについても検討し,ERESの構造が植物の生理機能にどのような関わりをもっているか調べたい.新規輸送変異体の原因遺伝子の同定が進まなかった原因は,目的の表現型にばらつきがあったためである.変異体の自殖を行い,安定した表現型を示す系統を単離したのち,再びマッピングを進めていく予定である.sec16欠損変異体については,ERESマーカーや,ゴルジ体マーカーを導入し,ERESやゴルジ体の形態やダイナミクスに異常が見られるかどうか,また,ERESとゴルジ体に関係に異常が見られるかどうかに着目して観察を行う.
P/T境界大量絶滅後の三畳紀有孔虫群集における多様性回復過程の研究

研究初年度は,タイ北部ランパン地域でこれまで得られた試料について,精査に向けた情報の整理を行うとともに,タイ西部及び南東部地域で中ー上部ペルム系,三畳系石灰岩の野外調査を実施した.このうちランパン地域の上部ペルム系ー三畳系では,検討セクションの最下部層準の石灰岩がその有孔虫群集により最後期ペルム紀に対比できることを明らかにした.その上位には微生物岩が卓越する石灰質ドロマイト岩が累重し,三畳紀最前期のPostcladella kalhoriが見出された.さらにその上位には厚層厚のドロマイト質石灰岩がみられ,Arenovidalinaと思われる有孔虫が産することから前期三畳紀後期に対比される可能性がある.このように,ランパン地域には下部三畳系の連続した炭酸塩岩の記録が残されている可能性が初めて具体的に示された.一方,ランパン地域とは地体構造的に異なるシブマス地塊に属するタイ西部地域の調査では,ペルム系石灰岩は見出されたものの,三畳系は確認されなかった.南東部では新たに三畳系石灰岩を発見し,それについて試料の処理を進めた.上記の研究に加え,新たにベトナム,ゲアン省に分布する中部三畳系石灰岩の層序及び有孔虫群集を検討した.その結果,この群集がペルム紀末の大量絶滅回復期の後期を特徴づけるアニシアン期のCitaella dinarica群集であることが明らかになった.これについて,ベトナム,ハノイ市で開催された国際会議(15th GEOSEA)及び日本地質学会において口頭発表し,またその成果をJournal of Foraminiferal Research誌に公表した.一方,三畳系石灰岩及びその有孔虫古生物地理の研究が東南アジア主要部の地体構造の理解にどのように寄与するのかというテーマで,タイ,バンコク市で開催された国際会議(GREAT2018)において基調講演を行った.当初の計画では,本年度は既存試料の整理を進め,その情報をもとに本研究のメインターゲットであるランパン地域の上部ペルム系ー三畳系の精査を実施することが今年度の主要課題であった.予察的な調査で得られていた試料の解析から,当該地域にはこれまで東南アジア地域では知られていなかった下部三畳系炭酸塩岩のほぼ連続した記録が残されている可能性が示された.その野外調査は当初,初年度末頃を予定していたが,研究代表者及びタイ王国での海外共同研究者の学事等の都合により次年度4月に持ち越された.このように調査時期は年度を跨いで若干遅れたが,研究課題の進捗そのものに大きな影響はない.一方,申請時には計画に含まれていなかったベトナム,ゲアン省の中部三畳紀石灰岩について,本科研申請直後に共同研究の提案を受け,初年度は合わせてその検討も行った.この群集はペルム紀末の大量絶滅後に初めて本格的に繁栄する有孔虫群集である,アニシアン期のCitaella dinarica群集であり,本科研代表者の過去の研究でも現在の東南アジアを構成している異なる地帯で広く認められるものである.この結果は当初予想していなかったものであるが,本研究課題を遂行するにあたり非常に重要な情報となると考えられる.野外調査について,次年度はその年度初頭にタイ国ランパン地域での地質調査(検討セクションの精査)を行う.また中国の海外共同研究者とともに,南部中国の下ー中部三畳系セクションについて調査を計画している.国内においては,九州中部の上村石灰岩での調査を計画している.これらの調査で得られた結果については,すでに得られているデータとともに取りまとめ,国際会議(19th ICCPの予定)や他の国内外の学会で発表する.また,その中の一部については公表論文の作成を進める.このように研究はおおむね順調に進展しているので,今のところ研究計画の大幅な見直しは必要ない.また,研究を遂行する上での課題や問題点も現状では見られない.基本的には当初の研究計画に従い,今年度以降も研究を進める.研究初年度は,タイ北部ランパン地域でこれまで得られた試料について,精査に向けた情報の整理を行うとともに,タイ西部及び南東部地域で中ー上部ペルム系,三畳系石灰岩の野外調査を実施した.このうちランパン地域の上部ペルム系ー三畳系では,検討セクションの最下部層準の石灰岩がその有孔虫群集により最後期ペルム紀に対比できることを明らかにした.その上位には微生物岩が卓越する石灰質ドロマイト岩が累重し,三畳紀最前期のPostcladella kalhoriが見出された.さらにその上位には厚層厚のドロマイト質石灰岩がみられ,Arenovidalinaと思われる有孔虫が産することから前期三畳紀後期に対比される可能性がある.このように,ランパン地域には下部三畳系の連続した炭酸塩岩の記録が残されている可能性が初めて具体的に示された.一方,ランパン地域とは地体構造的に異なるシブマス地塊に属するタイ西部地域の調査では,ペルム系石灰岩は見出されたものの,三畳系は確認されなかった.南東部では新たに三畳系石灰岩を発見し,それについて試料の処理を進めた.上記の研究に加え,新たにベトナム,ゲアン省に分布する中部三畳系石灰岩の層序及び有孔虫群集を検討した.その結果,この群集がペルム紀末の大量絶滅回復期の後期を特徴づけるアニシアン期のCitaella dinarica群集であることが明らかになった.

これについて,ベトナム,ハノイ市で開催された国際会議(15th GEOSEA)及び日本地質学会において口頭発表し,またその成果をJournal of Foraminiferal Research誌に公表した.一方,三畳系石灰岩及びその有孔虫古生物地理の研究が東南アジア主要部の地体構造の理解にどのように寄与するのかというテーマで,タイ,バンコク市で開催された国際会議(GREAT2018)において基調講演を行った.当初の計画では,本年度は既存試料の整理を進め,その情報をもとに本研究のメインターゲットであるランパン地域の上部ペルム系ー三畳系の精査を実施することが今年度の主要課題であった.予察的な調査で得られていた試料の解析から,当該地域にはこれまで東南アジア地域では知られていなかった下部三畳系炭酸塩岩のほぼ連続した記録が残されている可能性が示された.その野外調査は当初,初年度末頃を予定していたが,研究代表者及びタイ王国での海外共同研究者の学事等の都合により次年度4月に持ち越された.このように調査時期は年度を跨いで若干遅れたが,研究課題の進捗そのものに大きな影響はない.一方,申請時には計画に含まれていなかったベトナム,ゲアン省の中部三畳紀石灰岩について,本科研申請直後に共同研究の提案を受け,初年度は合わせてその検討も行った.この群集はペルム紀末の大量絶滅後に初めて本格的に繁栄する有孔虫群集である,アニシアン期のCitaella dinarica群集であり,本科研代表者の過去の研究でも現在の東南アジアを構成している異なる地帯で広く認められるものである.この結果は当初予想していなかったものであるが,本研究課題を遂行するにあたり非常に重要な情報となると考えられる.野外調査について,次年度はその年度初頭にタイ国ランパン地域での地質調査(検討セクションの精査)を行う.また中国の海外共同研究者とともに,南部中国の下ー中部三畳系セクションについて調査を計画している.国内においては,九州中部の上村石灰岩での調査を計画している.これらの調査で得られた結果については,すでに得られているデータとともに取りまとめ,国際会議(19th ICCPの予定)や他の国内外の学会で発表する.また,その中の一部については公表論文の作成を進める.このように研究はおおむね順調に進展しているので,今のところ研究計画の大幅な見直しは必要ない.また,研究を遂行する上での課題や問題点も現状では見られない.基本的には当初の研究計画に従い,今年度以降も研究を進める.当初,当該年度末(3月)に実施を計画していたタイ王国での調査について,海外共同研究者および研究代表者それぞれの学事等の都合により,その実施を研究2年度目(2019年度)の4月に変更したため.
赤外線通信による移動ロボットネットワークのための時間空間分割型プロトコル

本研究は、移動ロボットのための通信方式に関する研究である。本研究では三角形の幾何学的性質を利用して混信を抑制する。受信範囲を60°以下に制限した送受信素子を並べる.あるノードで混信が起きたとき、角が最大のノードでは混信は起きない、それゆえ、なす角が最大となるノードは他のノードとの通信を調停できると考えた。この考案を確かめる実験装置の開発に取り組んだ。信号の到来方向の角度を検知するため光入射角センサを用いた。光入射角は受信信号強度を元に計算する。通信信号パルスの到来をトリガとし、光入射角の計算やデータの受信など実験装置が意図の通り動作することを確認した。本研究は空間分割型移動ロボット相互通信のための通信プロトコルに関する研究である。指向性通信では信号を通信相手に向け送信する。異なる方向を向く送受信器には信号が入らないので、混信は起きないと考えた。三角形の幾何学的性質を利用し指向性通信の混信を抑制する通信方式を検討した。ノードの空間分割数について考えた。正三角形の内角が60°である性質を利用して送受信器の受信範囲を60°以下に制限したとき、通信リンクのなす角を60°とすると1ノードで最大6本の通信リンクが並行して通信する可能性がある。ここで、隣接する通信リンクに混信を生じない送受信器の配置について考察した。全周360°に対し送受信器を40°間隔で9つ配置すると、送受信器の受信範囲が60°より小さければ、隣接する通信リンクが同じ送受信機の受信範囲に入らないので混信は起きない。また、混信を生じた場合、通信リンクのなす角は60°以下になったと考えられ、それらリンクの他方の端のノードの少なくとも1つが60°以上となるので、混信した通信リンクを調停することができる。3ノードでつくるネットワークでの通信では内角が最大となるノードに調停させ混信を抑制できる。しかし4ノード以上でつくるネットワークでは、選ぶ通信リンクによって、できる三角形の形状が異なる。そこで、内角の2乗和を指標にした混信が少ないリンクを選択する方式の考案を得た。三角形の内角の和は180°で一定なので、内角の2乗和は最小3(60*60) =10800から最大180*180=32400の範囲の値となる。三角形の角2つと内角の2乗和を3次元直交座標系に写像すると範囲のある曲面となる。内角の2乗和が小さくなる通信リンクを選ぶことで、混信の少ないネットワークを選ぶことが出きると考えた。評価指標として使用可能か調査している。本研究は、空間分割型移動ロボット相互通信のための通信プロトコルに関する研究である。我々は、指向性通信を用いたロボット間相互通信の混信抑制について検討した。指向性通信は、意図した通信相手に向けて信号を送信するので、別な方向の意図していない通信相手には信号が届かない。それゆえ、作業空間中の互いに異なる方向を向いた指向性送受信機は、それぞれ同時に並行して混信なく通信できると考えた。検討した空間分割通信システムは、指向性送受信機を円周上に等間隔に並べて構成する。空間分割通信システムは,指向性送受信機を円周上に数多く並べ、並行通信可能な送受信機数を増やすことで、原理的に作業空間全体での通信許容量を増大できると考えた。一方、相手が居ない送受信機や同じ方向を向き混信を起こす送受信機も増えるので、作業空間中の通信許容量の増大に寄与しない無駄な送受信機も多くなる。このことから、空間分割通信システムを構成する指向性送受信機を円周上に並べる間隔や、並行通信可能な指向性送受信機の数には、通信許容量が大きく、かつ、無駄になる送受信機数を少なくできる、妥当な数が存在すると考えた。平成24年度は、ネットワークシミュレータNS-2に指向性通信模擬機能、マルチインタフェース模擬機能、マルチチャネル模擬機能を追加し、空間分割通信システムのシミュレーション環境を構築した。作業空間中のロボットの台数や並行通信可能な送受信機の数を変化して、シミュレーションを行った。作業空間全体の通信許容量や通信効率、混信の発生状況などの分析を行った。この結果を元に、通信許容量が大きく、かつ、無駄になる送受信機数が少なくできる、妥当な送受信機数を調べる。指向性通信では信号を相手に向け送信する。異なる方向を向く送受信機には信号が届かないので、混信を生じないと考えた。本研究では三角形の幾何学的性質を利用して指向性通信の混信を抑制する通信方式を検討した。送受信素子の受信範囲を60°以下に制限し、複数の送受信素子を1つのノードに円周状に外側に向け配置して360°の送受範囲を得る。3つのノードで通信網を作るとき、2つの通信リンクが作る角が60°より小さいノードでは混信が起きる。そして、残りのノードのうち通信リンクが作る角が最大のノードでは、常になす角が60°以上となり混信は起きない。それゆえ、なす角が最大となるノードは他のノードとの通信を調停できると考えた。今年度はこの考案を確かめるための実験装置の開発に取り組んだ。45°間隔で送受信素子8素子を円周状に並べた赤外線送受信機を設計した。信号の到来方向の角度を得るため光入射角センサを受信素子に用いた。受信信号は通信距離の二乗で減衰する。信号処理方式を確認するため固定増幅率の増幅回路と対数増幅回路の2種類の受信信号増幅器を設計した。

光入射角は通信信号パルスの受信信号強度を元に計算する。通信信号パルスのタイミングを計り、信号強度を捕獲する信号強度保持回路を設計した。2素子1組で開き角90°の扇状の信号強度保持回路4組を90°間隔で並べ、送受信範囲が360°となるように配置した。本研究は、空間分割型異動ロボット相互通信のための通信プロトコルに関する研究である。指向性通信では、信号を相手に向けて送信する。異なる方向を向く送受信機には信号が届かないので、混信を生じないと考えた。本研究では三角形の幾何学的性質を利用して指向性通信の混信を抑制する通信方式を検討した。1つのノードに、受信範囲を60°以下に制限した複数の送受信素子を外向きに円周状に並べ、360°の送受信範囲を得る。3つのノードが通信網を作るとき、2つの通信リンクの作る角が60°以下のノードでは混信が起きる。しかしながら、残りのノードのうち通信リンクが作る角が最大のノードでは常になす角が60°以上となり混信は起きない、それゆえ、なす角が最大となるノードは他のノードとの通信を調停できると考えた。昨年度に引き続き、この考案を確かめるための実験装置の開発に取り組んだ。信号の到来方向角度を検知するため光入射角センサを受信素子に用いた。通信信号パルスの到来をトリガとし、到来信号の信号強度を捕捉する信号強度保持回路を設計した。また、距離の二乗で減衰する受信信号から、通信信号パルスの到来を検知するしきい値計算手法を考案し良好な結果を得た。光入射角信号増幅回路、到来信号強度捕捉回路、マイクロコントローラ連携回路、通信信号しきい値計算アルゴリズムを設計開発し意図の通り動作することを確認した。本研究は、移動ロボットのための通信方式に関する研究である。本研究では三角形の幾何学的性質を利用して混信を抑制する。受信範囲を60°以下に制限した送受信素子を並べる.あるノードで混信が起きたとき、角が最大のノードでは混信は起きない、それゆえ、なす角が最大となるノードは他のノードとの通信を調停できると考えた。この考案を確かめる実験装置の開発に取り組んだ。信号の到来方向の角度を検知するため光入射角センサを用いた。光入射角は受信信号強度を元に計算する。通信信号パルスの到来をトリガとし、光入射角の計算やデータの受信など実験装置が意図の通り動作することを確認した。当初の計画では、初年度(平成24年度)はネットワークシミュレータNS-2への指向性通信模擬機能と空間分割通信模擬機能の追加、および、空間分割通信の実験装置の設計、2年目(平成25年度)以降は実験装置の試作と基本機能の動作の確認、実験データに基づくシミュレーション精度の向上を予定していた。しかしながら、初年度に設計した実験装置の試作送信回路において、信号送信強度の調整ができないなどの不具合により手戻りが発生し、研究に若干の遅れを生じた。2年目は送信回路の再設計と動作確認に時間を要し、実験装置全体の動作確認には至らなかった。3年目(平成26年度)初めに試作送信回路と試作受信回路の両方を使った通信実験を行った。