hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オペレータやアスリートに負担のない非接触かつ非侵襲な3次元動作解析システムの研究

これまでに、マーカーを使用しない頭部などの特徴領域追跡に成功しているが、屋外の実環境下における検証や動作の解析には至っておらず、2D空間における処理に留まっていた.本申請では、特殊カメラ、大量のカメラ、マーカー、特殊スーツ等を使用せず、使用環境を選ばない『3次元空間における先進的かつ実用的な動作解析システム』のための基礎技術の確立を目的とした.1年目では,実環境下における検証を行い,2年目にはベイズの定理に基づいたナイーブベイズ分類器とクラスタリング技術による2Dスケルトンからの3次元姿勢推定手法を提案した.また,検証用のアノテーションデータが付与されたデータベースを構築した.本課題の目的は,システムの設置や操作を行うオペレータおよびアスリートの負担が極限まで軽減された,三次元スポーツ動作解析システムの実現である.初年度は,主としてこれまでに開発してきた動作センシング技術の問題点の洗い出し,改善することに取り組んだ.具体的には,オンライン学習アルゴリズムを改良しつつ,頭部領域と手領域の追跡手法を提案した.この提案手法では,あらかじめ手動で追跡対象物体である頭部領域と手領域を選択し,それぞれの周りでポジティブサンプルとネガティブサンプルをサンプリングし,Haar-like特徴量を求める.高次元のHaar-like特徴量を圧縮するため,ランダム測定行列を用いている.これらの情報を分類器で学習することによって追跡を実現する.今回は,分類器として,単純な確率的分類器である,ナイーブベイズ分類器を用いた.これは処理速度を重視するためである.その結果,複数領域(頭部と手部)のリアルタイムでの追跡が可能となった.本成果に関して,平成26年度芸術科学会東北支部大会において学会発表を行った(Haitian Sun, Chao Zhang, and Takuya Akashi, "Hands and Head Tracking With Online Learning Algorithm", 26-05, 2015).次年度はこの手法を発展させ,本課題の目的を達成する予定である.本課題の目的は、システムの設置や操作を極限まで軽減した,3次元スポーツ動作解析システムの実現である.平成27年度では,主として平成26年度で得られたオンライン学習アルゴリズムをベースとして以下に取り組んだ.1)動作解析アルゴリズムの検証2)動作解析アルゴリズムの洗練化3)成果の公開用webページの作成・更新まず,1)では動作解析アルゴリズムの検証のため,正解データとして,アノテーションデータが付与されたデータベースが必要であると考えた.一般的なスポーツ動作のデータベースはすでに存在するが,激しい運動のデータを収集するのは難しいため,本研究では,日本整形外科学会の関節稼働範囲等の情報を利用して,人間が取りうる姿勢のデータベースを作成した.このデータベースは,他の同様の研究に広く寄与すると考えられる.2)では,1)での検証と並行して動作解析アルゴリズムの洗練化を実施した.特に,データセットにおけるスケルトンの正規化,学習のためのクラスター化手法を決定した.さらに,スケルトンの姿勢とカメラ座標に応じたスケルトンの射影変換を考慮する手法を開発した.3)では学会発表情報や研究に関する動画像を掲載するようにホームページを改良した.特に,研究成果の発表として,英国で開催されたBMVC2015において,本課題の目的を達成するために必要なコア技術の一部に関する研究成果の発表を行った.さらに,最終的な本課題の成果の発表として国際会議での発表のため執筆中であり,今後の国際会議,学術論文,ホームページ等で発表する予定である.これまでに、マーカーを使用しない頭部などの特徴領域追跡に成功しているが、屋外の実環境下における検証や動作の解析には至っておらず、2D空間における処理に留まっていた.本申請では、特殊カメラ、大量のカメラ、マーカー、特殊スーツ等を使用せず、使用環境を選ばない『3次元空間における先進的かつ実用的な動作解析システム』のための基礎技術の確立を目的とした.1年目では,実環境下における検証を行い,2年目にはベイズの定理に基づいたナイーブベイズ分類器とクラスタリング技術による2Dスケルトンからの3次元姿勢推定手法を提案した.また,検証用のアノテーションデータが付与されたデータベースを構築した.平成26年度では,新たに撮影した画像を用いて,オンライン学習を用いた追跡手法を改良することにより,頭部領域および手領域追跡手法を開発した.具体的には,ランダム測定行列をによる高次元のHaar-like特徴量を圧縮された情報を分類器で学習する.センシングアルゴリズムの問題点の洗い出しに時間を費やした.センシングアルゴリズムの改善の余地があるが,次年度でも引き続き,改善および動作解析アルゴリズムの完成に取り組む予定である.これらの,研究成果については,国内会議において,成果を発表している.以上の理由から,おおむね順調に進展していると判断した.コンピュータビジョン平成27年度は,平成26年度からの継続してセンシングアルゴリズムの改善しつつ,主として動作解析アルゴリズムの完成を目標とし,全アルゴリズムの統合及び検証,検証に基づく全アルゴリズムの洗練化を実施し,最終的にはシステムオペレータ負担軽減の検証を実施する.複数カメラの利用を考え,徐々に台数を減らしていくことも考える.特に,オペレータの負担度を測定においては,負担度をチェックシステムを構築を検討し,チェックシステムの構築中に常に問題点・改善点などを検討し,開発にフィードバックさせてより完成度の高いシステム構築を目指していく.さらに,市販のモーションキャプチャシステムを操作との比較する予定である.また,継続して,学会発表やwebページによって,順次研究成果を発信する.人件費に関して,プログラミング作業やデータ収集および整理にかかる時間が想定より少なかった.調査・研究旅費に関して,岩手県内の学会に出席し,発表および調査・研究を行った.

消耗品費に関しては,既存設備であるファイルサーバの容量に余裕があるため,大容量ハードディスクは平成27年度に購入することとした.また,当初想定したトナーなどの消費量が少なかった.以上の理由により,残額が生じた.平成27年度では以下の使用を計画している.調査研究旅費として,関東および九州方面における調査・研究を兼ねた成果発表(3日間×4,40万円),欧米もしくはアジア地域における国際会議での調査・研究を兼ねた成果発表(5日間×1回,30万円)を予定している.また,研究成果の論文投稿料(2件,20万円)や大容量ハードディスク(1台,9万円),プリンタトナー(各色1個,7万円)などの購入を予定している.研究補助の人件費として大学院生(2名以上,100万円以上)に対して研究協力謝金を支出する予定である.また,屋外におけるデータ収集,オンライン実験のため,ノートパソコン(1台以上,20万円以上)の購入を予定している.なお,研究経費が不足する場合は,運営交付金によって補填する予定である.
地域の総合的自殺対策の科学的政策評価と新たなベンチマーク評価指標の開発

地域の総合的自殺対策の評価に関する研究、地域の自殺実態を明らかにするプロファイリングのベンチマーク指標の開発を行うことにより研究を行った。地域の総合的自殺対策推進のための自殺実態プロファイルを開発し、地域自殺実態の一目瞭然化を行った。官庁統計を主体に全ての市区町村で共通のフォーマットによる自殺実態プロファイルを新たなベンチマーク評価指標とした。今後、新たなベンチマークとなりうる地域自殺実態プロファイルに基づき、地域の総合的な自殺対策の推進と、PDCAサイクルに基づく科学的評価が行われることが必要である。(1)地域の総合的自殺対策の評価に関する研究:平成24年に内閣府から公表された地域自殺対策緊急強化基金のデータに基づき、都道府県別・市町村別の基金事業の予算執行額と他の官公庁統計データによる社会生活要因に関するデータをリンクさせ、基金執行前(平成21年)と執行後(平成24年)の自殺率の都道府県別・市町村別の自殺率増減データ社会生活要因との関連を分析した。その結果、強化モデル事業執行額、平均余命、高等教育進学率、強化モデル事業市町村別実施割合、電話相談執行額が自殺率増減と統計学的に有意な関連性を有していた。また、有意な関連性については男女差が認められた。地域自殺対策緊急基金投入前後の自殺率の減少傾向の異なる自治体については、秋田県と京都府の質的評価研究を行った。行政トップの指導性、民間団体の活発さ、啓発活動の優位性において両者の間に相違が認められた。その中で、民間団体の活発さが質的評価においてはもっとも重要と考えられた。(2)地域における自殺対策の効果評価の新たな指標の開発に関する研究:ソーシャル・キャピタルやその他の要因が地域の自殺対策の効果的な推進における役割について、秋田県Y市で実施した調査に基づいて検討した。住民の心理的苦痛に関連する要因としてソーシャル・キャピタルと住民の食事への関心が抽出された。食事への関心は生活習慣病の健康教育との関連で住民に受け入れやすい質問項目であることから、ソーシャル・キャピタル、食事への関心を含む食行動関連項目、心理的苦痛に関する簡易な質問票を作成することが、自殺対策の効果評価に有用である可能性が示唆された。(1)地域の総合的自殺対策の評価に関する研究:地域自殺対策緊急強化基金の評価結果から、人口5万人以下の自治体と人口5万人以上の自治体では自殺率低下に差異があり、人口5万人未満の自治体で自殺率低下が大きいことが明らかになった。基金投入前後の都道府県別の自殺率減少と完全失業率の減少幅の関係を検討すると両者には強い相関が認められ、経済変動要因が基金投入の効果に影響していることが示された。また、自殺総合対策の各施策投入時期と自殺率減少については時間的関連性が認められた。総合的自殺対策の施策の投入時期と自殺率低下開始時期のタイムラグを詳細に分析することが施策の効果を評価する際に重要であることが判明した。(2)地域における自殺対策の効果評価の新たな指標に関する研究:高齢者の社会的孤立とメンタルヘルスに関する研究を実施した。秋田県某町における65歳以上高齢者に対する質問紙調査後の追跡研究にて、閉じこもりと精神的苦痛の関連性について分析した。その結果、外出低頻度群では調査実施後2年目の精神的苦痛高値のオッズ比は2.36と有意に高かった。高齢者の閉じこもりは社会的孤立に結びつく可能性があることから、閉じこもり予防を念頭においた地域保健活動やソーシャル・キャピタルの強化が高齢者のメンタルヘルスの向上に役立つものと考えられた。以上より、地域高齢者の外出頻度は地域住民の自殺対策を進める上の有用な指標となりうるものと考察された。地域の自殺総合対策の政策評価を行うための事例研究を行った。平成27年度中に京都府は自殺対策条例に基づく自殺対策推進計画の策定を行ったが、研究代表者はオブザーバーとしてその施策立案プロセスを追跡し、科学的評価とベンチマーク指標選定の政策プロセスを観察した。計画では、自殺対策の理念の明記、部局横断的な体制整備、各アクターの責務規程の整備、京都いのちの日の策定などが主要な柱だった。地域独自の特色ある取組として若年者雇用支援に関する連携体制の強化、臨床宗教師の活用が盛り込まれた。自殺対策のベンチマーク指標としては自殺率が議論されたが、最終的評価指標としてその他の指標を活用すべきとの意見は少数であり、自殺率以外の指標は採用されなかった。地域総合自殺対策の推進のための新たなベンチマーク指標としては、単一の指標ではなく、地域特性を基礎自治体の担当者が一目瞭然に理解できる地域総合特性把握表を作成することが望ましいとの意見が、研究班の班会議で議論された。それを受けて、警察庁の自殺統計と関連する官庁統計の統合を図った上で、人間ドックで示される個別結果のように視覚的に理解しやすい地域診断システムの開発が有用であると考えられることから、その基本コンセプトを構築した。すなわち、地域の性・年齢・職業別の自殺率と地域の関連性を有する社会経済福祉指標を見開き頁で視覚化し、市町村レベルの担当者の理解が容易な地域自殺総合対策特性把握表を作成することが有用であるとの考察を得た。研究の最終年度にあたり、本研究の最終目的である地域総合自殺対策を評価する上での新たなベンチマーク指標を作成するという目的は達成可能な段階まできた。しかしながら、平成28年3月22日に成立した改正自殺対策基本法と自殺対策改革は、現在の自殺対策の枠組みを大きく変えるものとなっており、本研究の最終目標においても大きく影響するものである。

今後の自殺対策においては、市町村ごとの地域特性を把握した上で地域自殺対策推進計画を策定することが義務づけられ、地域特性をどのように把握するかについての学術成果の活用がきわめて重要となる、本研究課題はこのような社会のニーズに応えるものであることから、新たな自殺対策の枠組みの中で、最新の動向を踏まえた最終成果を迅速に報告することにしたいと考えている。(1)地域の総合的自殺対策の評価に関する研究:地域自殺対策緊急強化基金の評価結果から、人口5万人以下の自治体と人口5万人以上の自治体では自殺率低下に差異があり、人口5万人未満の自治体で自殺率低下が大きいことが明らかになった。基金投入前後の都道府県別の自殺率減少と完全失業率の減少幅の関係を検討すると両者には強い相関が認められ、経済変動要因が基金投入の効果に影響していることが示された。また、自殺総合対策の各施策投入時期と自殺率減少については時間的関連性が認められた(2)高齢者の社会的孤立とメンタルヘルスに関する研究:秋田県某町における65歳以上高齢者に対する質問紙調査後の追跡研究にて、閉じこもりと精神的苦痛の関連性について分析した。その結果、外出低頻度群では調査実施後2年目の精神的苦痛高値のオッズ比は2.36と有意に高かった。高齢者の閉じこもりは社会的孤立に結びつく可能背性があることから、閉じこもり予防を念頭においた地域保健活動やソーシャル・キャピタルの強化が高齢者のメンタルヘルスの向上に役立つものと考えられた。以上より、地域高齢者の外出頻度は地域住民の自殺対策を進める上の有用な指標となりうるものと考えられた。(3)地域自殺対策推進のための自殺実態プロファイルの開発のためのベンチマーク評価指標に関する研究:市町村ごとの自殺実態を警察庁統計、国民基礎調査等の官庁統計から一目瞭然化させることを目的に、自殺実態プロファイリングのためのベンチマーク指標を検討した。専門家教育を受けていない自治体自殺対策担当者向けのベンチマーク指標として警察庁自殺統計(性・年齢・職業別のクロス集計を図式化したもの)、自治体の職業別自殺者数(性・年代別)の当該自治体と全国の比較、国民生活基礎調査におけるK6得点などを自殺実態プロファイルのベンチマーク指標として用いることが有用であることがシ示された。地域の総合的自殺対策の評価に関する研究、地域の自殺実態を明らかにするプロファイリングのベンチマーク指標の開発を行うことにより研究を行った。地域の総合的自殺対策推進のための自殺実態プロファイルを開発し、地域自殺実態の一目瞭然化を行った。官庁統計を主体に全ての市区町村で共通のフォーマットによる自殺実態プロファイルを新たなベンチマーク評価指標とした。今後、新たなベンチマークとなりうる地域自殺実態プロファイルに基づき、地域の総合的な自殺対策の推進と、PDCAサイクルに基づく科学的評価が行われることが必要である。自殺対策の評価に関する研究は前年度の成果を踏まえて施策投入時期と自殺率低下開始時期の関連性について分析することができた。新たな評価指標に関する研究では、高齢者の社会的孤立に着目した指標として高齢者の外出頻度が地域住民のメンタルヘルスの水準と関連し、自殺対策を進めていく上での新たな指標となりうる可能性を提示することができた。
クリプトーム解析を用いた陽子線に対するがん細胞応答の網羅的解析

粒子線治療の一つである陽子線は、その生物学的効果が1.1倍程度とX線とほぼ同等と考えられている。しかし物理学的性質がX線と大きく異なることは知られており、申請者は陽子線の照射野内で生物学的効果が不均一である可能性を報告した。放射線はDNA損傷を介し、生化学的な過程を経て生物学的効果を誘導することが明らかとなっており、DNA損傷の形式、依存する修復経路はX線と陽子線で異なることが報告されている。しかし、その詳細な研究は限られているのが現状である。そこで、本研究ではX線と陽子線の細胞死に至る生化学的経路の違いを明らかにする事を目的とした。その方法として、食道癌細胞株に対し、X線、陽子線照射を行い、X線照射後、陽子線照射後の遺伝子群の発現状況を、次世代シークエンサーを用い、RNAシークエンシングのデータから、トランスクリプトームによる遺伝子転写産物(mRNA)の網羅的に解析した。今まで、陽子線に対する細胞応答に関する次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム網羅解析の報告はなく、本研究課題の成果が得られることで、X線と陽子線の細胞死に関わる経路の相違や関与する重要な分子や遺伝子が明らかになると考えた。その結果から、これらの標的分子や遺伝子の役割や機能を明らかにした上で、陽子線治療に特異的な阻害剤開発のシーズに繋げたいと考えている。細胞死に至るシグナル伝達経路の解析を行い、X線照射後と陽子線照射後で、発現が変動する遺伝子群をトランスクリプトームによるmRNAの網羅的解析でそれぞれ同定し、DNA損傷とその修復プロセスを含めた細胞死に至る分子メカニズムの違いを検討した。その結果、X線,陽子線共に免疫応答に関連する遺伝子変動が確認され、中でも治療標的遺伝子であるPD-L1の放射線による誘導は、陽子線でより顕著な発現誘導が確認された。食道癌細胞株OE-21, KYSE-30, 70, 450, 510, 1260, 1440を用いて、X線、陽子線照射後のRNAシークエンシングを行った。更に、IPathwayGuideによる細胞死に至るシグナル伝達経路の解析を行った。更に、X線照射後と陽子線照射後で、発現が変動する遺伝子群をトランスクリプトームによるmRNAの網羅的解析でそれぞれ同定し、DNA損傷とその修復プロセスを含めた細胞死に至る分子メカニズムの違いの検討を行う事が出来た。このため、概ね順調に進展していると考える。食道癌細胞株OE-21、450に対し、X線、陽子線照射後のタイムコースでRNAを抽出、シークエンシングを行い、その違いについてさらに検証する。発現が変動する遺伝子群をトランスクリプトームによるmRNAの網羅的解析でそれぞれ同定し、DNA損傷とその修復プロセスを含めた細胞死に至る分子メカニズムの違いを再度検討する。分野内外で、実験手法や検討方法等、助言、指導を受ける予定である。

発現が変動する遺伝子群をトランスクリプトームによるmRNAの網羅的解析でそれぞれ同定し、DNA損傷とその修復プロセスを含めた細胞死に至る分子メカニズムの違いを再度検討する。分野内外で、実験手法や検討方法等、助言、指導を受ける予定である。(理由)国際学会での発表も予定していたが、研究の進捗を優先させたため、次年度に繰り越すこととなった。(使用計画)追実験が必要となる可能性があり、試薬やガラス器具、プラスチック器具が更に必要となることが予想される。また、さらなるシークエンス、解析を行う事も考えておりその費用も必要となる。更に、国内、国際学会参加費、論文投稿に際し、校正費等にも使用する予定である。
咀嚼機能障害に対する機能回復が脳機能および認知機能に及ぼす影響の検討

口腔機能障害の1つである歯の喪失が脳機能に及ぼす影響を口腔機能、脳機能、認知機能の3つの観点から検討を行う.その後、欠損に対して補綴治療を行い咀嚼機能の回復した後に同様の検討を行い機能回復による以下の3つの変化を検討する。1)ワーキングメモリーの注意制御を支える神経基盤へ口腔機能障害が及ぼす影響の検討.2)口腔機能障害が脳機能活動に与える影響の検討。3)口腔機能障害が脳の形態に変化を与えるか検討.口腔機能障害の1つである歯の喪失が脳機能に及ぼす影響を口腔機能、脳機能、認知機能の3つの観点から検討を行う.その後、欠損に対して補綴治療を行い咀嚼機能の回復した後に同様の検討を行い機能回復による以下の3つの変化を検討する。3)口腔機能障害が脳の形態に変化を与えるか検討.
サツマイモのデンプン合成過程におけるスクロースシンターゼの役割に関する研究

本研究はサツマイモのスクロースシンターゼ(SUS)に着目し,その一次構造や塊根形成過程における発現を検討することにより,サツマイモのデンプン合成におけるSUSの役割を明らかにする目的で行った.得られた結果は以下の通りである.1.サツマイモのSUSの予想されるアミノ酸配列はジャガイモのSUSと高い相同性(91%)を示したが,同じ双子葉植物のシロイヌナズナとの相同性(69%)は単子葉植物のイネやトウモロコシのSUSと相同性(75%)よりも低い値を示した.2.サツマイモの器官別のSUS活性は塊根で最も高く,葉柄,ほふく茎及び細根では低く,葉身では検出できなかった.SUSのcDNA断片をプローブとしたノーザンブロット分析を行ったところ,塊根,葉柄,ほふく茎及び細根では約2.4kbpのバンドが検出されたが,葉身では検出されなかった.SUSのmRNAは塊根で最も多く,SUS活性と同様な結果が得られた.3.苗植付け後の根のSUS活性及びmRNAレベルは経時的に増加し,根の肥大やデンプンの合成過程と一致した.4.SUSの発現と根内の反応基質やその代謝産物との関係を検討するため,苗植付け後の根のスクロース,グルコース及びフルクトース含量を経時的に測定した.スクロース含量は早期に増加し,それを追うようにSUS活性は増加した.グルコースやフルクトースはスクロースに比べて含量が低く,SUS活性の経時的変化と関連性が認められなかった.5.サツマイモの葉-葉柄部を切り取り,葉柄切断部を6%スクロース溶液に浸しておくと葉柄のSUS活性は増加した.6.以上の結果より,サツマイモでは塊根の形成やデンプン合成にSUSが重要な役割を果たしており,転流物質であるスクロースによってSUSの発現が誘導され,その発現はmRNAレベルで調節されていることが明らかとなった.本研究はサツマイモのスクロースシンターゼ(SUS)に着目し,その一次構造や塊根形成過程における発現を検討することにより,サツマイモのデンプン合成におけるSUSの役割を明らかにする目的で行った.得られた結果は以下の通りである.1.サツマイモのSUSの予想されるアミノ酸配列はジャガイモのSUSと高い相同性(91%)を示したが,同じ双子葉植物のシロイヌナズナとの相同性(69%)は単子葉植物のイネやトウモロコシのSUSと相同性(75%)よりも低い値を示した.2.サツマイモの器官別のSUS活性は塊根で最も高く,葉柄,ほふく茎及び細根では低く,葉身では検出できなかった.SUSのcDNA断片をプローブとしたノーザンブロット分析を行ったところ,塊根,葉柄,ほふく茎及び細根では約2.4kbpのバンドが検出されたが,葉身では検出されなかった.SUSのmRNAは塊根で最も多く,SUS活性と同様な結果が得られた.3.苗植付け後の根のSUS活性及びmRNAレベルは経時的に増加し,根の肥大やデンプンの合成過程と一致した.4.SUSの発現と根内の反応基質やその代謝産物との関係を検討するため,苗植付け後の根のスクロース,グルコース及びフルクトース含量を経時的に測定した.スクロース含量は早期に増加し,それを追うようにSUS活性は増加した.グルコースやフルクトースはスクロースに比べて含量が低く,SUS活性の経時的変化と関連性が認められなかった.5.サツマイモの葉-葉柄部を切り取り,葉柄切断部を6%スクロース溶液に浸しておくと葉柄のSUS活性は増加した.6.以上の結果より,サツマイモでは塊根の形成やデンプン合成にSUSが重要な役割を果たしており,転流物質であるスクロースによってSUSの発現が誘導され,その発現はmRNAレベルで調節されていることが明らかとなった.本研究はサツマイモのスクロースシンターゼ(SS)に着目し,その一次構造や塊恨形成過程における発現を検討することにより,サツマイモのデンプン合成におけるSSの役割を明らかにする目的で行った.得られた結果は以下の通りである.1.サツマイモのSSの予想されるアミノ酸配列はジャガイモのSSと高い相同性(91%)を示したが,同じ双子葉植物のシロイヌナズナとの相同性(69%)は単子葉植物のイネやトウモロコシのSSとの相同性(75%)よりも低い値を示した.2.サイマイモの器官別のSS活性は塊根で最も高く,葉柄,ほふく茎及び細根では低く,葉身では検出できなかった.SSのcDNA断片をプローブとしたノーザンブロット分析を行ったところ,塊根,葉柄,ほふく茎及び細根では約2.4kbpのバンドが検出されたが,葉身では検出されなかった.SSのmRNAは塊根で最も多く,SS活性と同様な結果が得られた.3.苗植付け後の根のSS活性及びmRNAレベルは経時的に増加し,根の肥大やデンプンの合成過程と一致した.4.SSの発現と根内の反応基質やその代謝産物との関係を検討するため,苗植付け後の根のスクロース,グルコース及びフルクトース含量を経時的に測定した.スクロース含量は早期に増加し,それを追うようにSS活性は増加した.グルコースやフルクトースはスクロースに比べて含量が低く,SS活性の経時的変化と関連性が認められなかった.

5.サツマイモの葉一葉柄部を切り取り,葉柄切断部を6%スクロース溶液に浸しておくと葉柄のSS活性は増加した.6.以上の結果より,サツマイモでは塊根の形成やデンプン合成にSSが重要な役割を果たしており,転流物質であるスクロースによってSSの発現が誘導され,その発現はmRNAレベルで調節されていることが明らかとなった.本研究はサツマイモのスクロースシンターゼ(SUS)に着目し,その一次構造や塊根形成過程における発現を検討することにより,サツマイモのデンプン合成におけるSUSの役割を明らかにする目的で行った.得られた結果は以下の通りである.1.サツマイモのSUSの予想されるアミノ酸配列はジャガイモのSUSと高い相同性(91%)を示したが,同じ双子葉植物のシロイヌナズナとの相同性(69%)は単子葉植物のイネやトウモロコシのSUSとの相同性(75%)よりも低い値を示した.2.サツマイモの器官別のSUS活性は塊根で最も高く,葉柄,ほふく茎及び細根では低く,葉身では検出できなかった.SUSのcDNA断片をプローブとしたノーザンブロット分析を行ったところ,塊根,葉柄,ほふく茎及び細根では約2.4kbpのバンドが検出されたが,葉身では検出されなかった.SUSのmRNAは塊根で最も多く,SUS活性と同様な結果が得られた.3.苗植付け後の根のSUS活性及びmRNAレベルは経時的に増加し,根の肥大やデンプンの合成過程と一致した.4.SUSの発現と根内の反応基質やその代謝産物との関係を検討するため,苗植付け後の根のスクロース,グルコース及びフルクトース含量を経時的に測定した.スクロース含量は早期に増加し,それを追うようにSUS活性は増加した.グルコースやフルクトースはスクロースに比べて含量が低く,SUS活性の経時的変化と関連性が認められなかった.5.サツマイモの葉一葉柄部を切り取り,葉柄切断部を6%スクロース溶液に浸しておくと葉柄のSUS活性は増加した.6.以上の結果より,サツマイモでは塊根の形成やデンプン合成にSUSが重要な役割を果たしており,転流物質であるスクロースによってSUSの発現が誘導され,その発現はmRNAレベルで調節されていることが明らかとなった.
Spectral flowの研究

J. PhillipsのSpectral flowの定義は、それがloopのみならず端点を固定したpathのhomotopy不変量であることを明らかにした。このideaに基づいて、maslov indexもloopのみならずpathのhomotopy不変量であることを、関数解析的な方法によって明らかにし、さらに最近のRobbin-Salamonの定義との関係も明らかにすることが出来た。これらに基づいて、一般のSpectral flow公式を証明した。すなわち、まず非有界自己共役Fredholm作用素のある意味での連続Familyを、有界なそれらの連続Familyにスペクトル達の符号を変えないで変換し、前者のSpectral flowを後者のそれと定義することが出来た。その後、一般Cauchy data spaceがabstract boundary value space(それは自然にsymplectic Hi lbert spaceになる)の中のLagrangian suhspaceの連続Familyになり、そのmaslov indexとSpectral flowが一致することを示した。これは奇数次元閉多様体上の自己共役Dirac作用素のFamliy(接続を変化させることによって得る)のSpectral flow公式の一般化であるが、具体的応用のためには有限次元のsymplectic vector spaceへの簡約を行う必要があり、そのmechanismの研究が来年度の研究テーマである。すなわち境界多様体上のL_2-spaceとabstract boundary value spaceの関係を明らかにし、作用素がさらにどの様な形(又はどの様な条件)を溝していればCauchy dataspaceが有限次元への簡約を可能にするかを明らかにしたい。
学び続ける教師像を支える発達段階モデルの提案

研究計画では“教師の発達段階全体像の検討"(平成3031年度中)と“各段階における具体的キャリア分岐の検討"(平成30年度32年度),“介入余地の検討"(平成31年度32年度)という3領域での検討を示している。計画通り平成30年度に着手したものは前2領域である。“教師の発達段階全体像の検討"については平成28年ごろより「6段階の教師の発達課題仮説」(教職以前の時期の0段階を含めれば7段階)の提案を行い主に6つの発達課題に重点を置き査読誌掲載を果たしている(藤原・高木2017『学校メンタルヘルス』20掲載論文)。この論文及びその反論・批評に関する論文や研究発表を集め10人前後の寄稿をまとめた出版を計画し議論を行った。また,平成31年1月日本学校改善学会においてキャリア全体を把握可能な研究方法論に注目した企画セッションを開催した。また,来年度以降報告できるものとしてライフライン法やTEM,自由記述マッピング法などの教員免許更新講習や一斉研修で運用可能な質的調査法の実用方法論の案を固めることができた。“各段階における具体的キャリア分岐の検討"については発達段階の6段階である程度の客観性が確保できつつある見通しを得たことで具体的議論が進んでいる。具体的には,時間軸(X軸)を客観的時間ではなく主観的時間とし6段階を一つの区切りとすることとした。日本学校改善学会セッションで会場の研究者や臨床家,現職教職員からも概ね肯定的な反応が得られた。平成30年度は小中教師ら12名の聞取り・描画・量的調査を実施し,時間軸ごとのキャリアの変化や分岐,それらの背景となる原動力について議論を行っている。幸福度や段階ごとの職や人生の課題,動機づけ,出来事などを議論した。教師のキャリアつまり職業生活最大40年をできるだけ客観的に分析検討するという困難な課題を本研究計画は題材としている。しかし,複数の学会の研究推進委員会や実践推進委員会の協力とともに研究分担者だけでなく,研究協力者として高田純(香川大学),長谷守紘(愛知県中学校教諭)や神林寿幸(明星大学)の貢献により順調に成果を挙げている。特に,懸案であった聞取りと連動した描画調査方法の簡易化・一定の量的議論可能性に見通しが付いた点は大きな成果である。平成29年度までに高校教諭と養護教諭における複数の事例を基に“6段階の教師の発達段階仮説"を査読論文掲載し,批判的論考収集を行ってきた。平成30年度から本助成の支援を得たことで上記の書籍化と未検討の教職種の調査着手ができた点が単年度実績である。書籍化は前述の査読論文の批判的論考著者と連絡をとり1冊の書籍として現仮説モデルの成果と課題をまとめた原稿整理ができた。平成31年度中の出版を目指して助成申請済みである。新調査着手は本研究企画参加研究者で手分けを行い,10名以上の小学校,中学校,特別支援学校教師・教師経験者の調査に着手できた。特にこの調査は聞取りと描画といった質的調査とリッカート法などを用いた量的調査を併用した時間のかかる情量の多い取り組みである。現在は各調査担当者がデータの取りまとめを行っている状況である。国際的な情報収集は清水安夫(国際基督教大学)が担当し現段階では本研究企画が個性的な研究であることを確認した。しかし,国際学会での発表申請が現段階の成果では認められなかったため、平成31年度以降に国際展開の在り方の再検討を行う必要が生じるなど課題もある。以上を総合し“おおむね順調"な研究進展状況にあると自己評価を行う。第一領域である“発達段階全体像の検討"については平成30年度までに“6段階の教師の発達段階仮説"の価値と課題・注意点を130頁程度にまとめた書籍原稿を整理できた。この高校教諭・養護教諭を対象とした論考の校正に向けた著者12名の議論を行うことが平成31年度の課題である。また,第一領域とともに第二領域“各段階特に分岐の検討"については現在,同一の聞取り・描画・リッカート測定による小学校・中学校・特別支援学校教諭対象調査10名分が分析段階である。(ア)平成31年度以降に小学校・中学校・特別支援学校教諭において“6段階の教師の発達段階仮説"が成立するか否かとその留意点や課題の把握,(イ)質的調査法(聞取りや描画法)の改善,(ウ)キャリアの長い時間間隔の区分けや分岐・転機の原動力となる要素(例えば幸福感やテーマ観,公私の出来事など)の各専門領域の研究者・臨床家との学際的議論,の3点が課題である。特に,私生活や公私の人間関係は発達課題やキャリアの分岐点に大きな影響を与えながらも,「調査に公にできない」や「人に言えない」,「思い出したくもない」などの“研究対象に挙がりにくい重さ"が調査の中で顕在化した。“その配慮"と“それでも科学的測定"の議論が現在の争点となっている。第三領域“介入余地の検討"については現在分析中の調査成果とその発展大規模調査を経て教職をめぐる政策や行政,学校経営,個人的キャリア適応努力で対応可能かどうかを平成31年度以降議論していくことになる。

“教師の発達段階全体像の検討"については平成28年ごろより「6段階の教師の発達課題仮説」(教職以前の時期の0段階を含めれば7段階)の提案を行い主に6つの発達課題に重点を置き査読誌掲載を果たしている(藤原・高木2017『学校メンタルヘルス』20掲載論文)。この論文及びその反論・批評に関する論文や研究発表を集め10人前後の寄稿をまとめた出版を計画し議論を行った。また,平成31年1月日本学校改善学会においてキャリア全体を把握可能な研究方法論に注目した企画セッションを開催した。また,来年度以降報告できるものとしてライフライン法やTEM,自由記述マッピング法などの教員免許更新講習や一斉研修で運用可能な質的調査法の実用方法論の案を固めることができた。“各段階における具体的キャリア分岐の検討"については発達段階の6段階である程度の客観性が確保できつつある見通しを得たことで具体的議論が進んでいる。具体的には,時間軸(X軸)を客観的時間ではなく主観的時間とし6段階を一つの区切りとすることとした。日本学校改善学会セッションで会場の研究者や臨床家,現職教職員からも概ね肯定的な反応が得られた。平成30年度は小中教師ら12名の聞取り・描画・量的調査を実施し,時間軸ごとのキャリアの変化や分岐,それらの背景となる原動力について議論を行っている。幸福度や段階ごとの職や人生の課題,動機づけ,出来事などを議論した。教師のキャリアつまり職業生活最大40年をできるだけ客観的に分析検討するという困難な課題を本研究計画は題材としている。しかし,複数の学会の研究推進委員会や実践推進委員会の協力とともに研究分担者だけでなく,研究協力者として高田純(香川大学),長谷守紘(愛知県中学校教諭)や神林寿幸(明星大学)の貢献により順調に成果を挙げている。特に,懸案であった聞取りと連動した描画調査方法の簡易化・一定の量的議論可能性に見通しが付いた点は大きな成果である。平成29年度までに高校教諭と養護教諭における複数の事例を基に“6段階の教師の発達段階仮説"を査読論文掲載し,批判的論考収集を行ってきた。平成30年度から本助成の支援を得たことで上記の書籍化と未検討の教職種の調査着手ができた点が単年度実績である。書籍化は前述の査読論文の批判的論考著者と連絡をとり1冊の書籍として現仮説モデルの成果と課題をまとめた原稿整理ができた。平成31年度中の出版を目指して助成申請済みである。新調査着手は本研究企画参加研究者で手分けを行い,10名以上の小学校,中学校,特別支援学校教師・教師経験者の調査に着手できた。特にこの調査は聞取りと描画といった質的調査とリッカート法などを用いた量的調査を併用した時間のかかる情量の多い取り組みである。現在は各調査担当者がデータの取りまとめを行っている状況である。国際的な情報収集は清水安夫(国際基督教大学)が担当し現段階では本研究企画が個性的な研究であることを確認した。しかし,国際学会での発表申請が現段階の成果では認められなかったため、平成31年度以降に国際展開の在り方の再検討を行う必要が生じるなど課題もある。以上を総合し“おおむね順調"な研究進展状況にあると自己評価を行う。第一領域である“発達段階全体像の検討"については平成30年度までに“6段階の教師の発達段階仮説"の価値と課題・注意点を130頁程度にまとめた書籍原稿を整理できた。
仮想現実を利用した数値風胴の試作

FPS T-20や16個のT805を用いたマルチトランスピュータシステムでの経験に基づき、RISCプロセッサT9000を16個使用した並列コンピュータと先端的ヒューマンインターフェースである仮想現実を応用した流れの数値シミュレーションシステム(仮想風胴)を試作した。T9000チップは前者のT805に比較して処理性能が飛躍的に向上しており、大規模な数値シミュレーションが短時間で実行できる環境が実現できた。臨場感の高い表示を得るために偏光眼鏡による立体表示を可能とするディスプレイシステムをふかした。このシステム上に実現するコードとして、非圧縮性流に対しては、回転差分近似と陰的陽的(IMEX)差分法を組み合わせた方法とセル・オートマン法から派生した格子ボルツマン法を開発することに成功した。また、圧縮性流に対しては階層的デカルト格子を用いて複雑形状物体まわりの流れを計算する方法を提案し、国際会議等で高い評価を得た。このコードにおける数値計算法としては、既に多くの実績ある陽的有理ルンゲ・クッタ時間積分法と中心差分法を組み合わせた線の方法を用いた。境界近傍の不規則な格子点に対しては格子無し(Gridless)法を改良した局所選点法を用いている。これらのコード及び応用ソフトを組み合わせることにより21世紀に向けての製造技術であるコンカレントエンジニアリングや仮想試作のための基礎的知見を得るためのシステムが構築できた。このシステムを応用しての飛翔体の仮想試作の実験などは今後の課題である。本年度においては,フロント・エンド・マシンとしてDOS/Vシステムを導入し,DOS環境でのプログラム開発を可能とすると共に8個のT9000トランスピュータを結合したシステムを試作した.1トランスピュータモジュールあたりの記憶容量は16MBであり,トータルとして128MBの記憶容量を実装している.解析コードの開発環境はMS-DOS・Windows・Windows NTが使用可能であり,FortranにT9000トランスピュータ用のメッセージパッシングライブラリを実装したCDAC Fortranを用いる.T805トランスピュータにおいて開発した非粘性圧縮性および非圧縮性粘性流れ用の並列計算コードはT9000用に移植作業を行っている.仮想現実環境はSuper Scape VRTに加え,立体視を行うためのCrystal eyesを使用することで実現している.現在のままのシステムでは計算の実行と計算結果の表示が完全に分離したシステムとなっているために非定常流れの可視化が困難となっているため,解析コードの実行環境と仮想現実環境を統合し,計算と計算結果の表示までを一貫した環境で行えるシステムを現在考案中である.本年度についてはトランスピュータモジュールの製作会社が震災の影響により業務に支障をきたしたために並列演算機部の試作が大幅に遅れ,研究の遂行の大きな支障となったが,次年度については問題なく研究の遂行が可能である.FPS T-20や16個のT805を用いたマルチトランスピュータシステムでの経験に基づき、RISCプロセッサT9000を16個使用した並列コンピュータと先端的ヒューマンインターフェースである仮想現実を応用した流れの数値シミュレーションシステム(仮想風胴)を試作した。EPS T-20や16個のT805を用いたマルチトランスピュータシステムでの経験に基づき、RISCプロセッサT9000を16個使用した並列コンピュータと先端的ヒューマンインターフェースである仮想現実を応用した流れの数値シミュレーションシステム(仮想風洞)を試作した。このシステム上に実現するコードとして、非圧縮性流に対しては、回転差分近似と陰的陽的(IMEX)差分法を組み合わせた方法とセル・オートマトン法から派生した格子ボルツマン法を開発することに成功した。このコードにおける数値計算法としては、既に多くの実績のある陽的有理ルンゲ・クッタ時間積分法と中心差分法を組み合わせた線の方法を用いた。
北部フォッサ・マグナ地域,後期中新世～前期更新世火成岩類の岩石学的検討

北部フォッサマグナ地域に分布する後期中新世前期更新世火山岩類について,特に今年度は,北部フォッサマグナの"中央隆起帯"周辺地域の火山岩類と比較する事を目的に,江星山地域の火山岩類について,層序・岩石化学学的な性質についての再検討を行った.江星山地域の火山岩類は,先行研究により後期中新世鮮新世,前期更新世,中期更新世以降の3つの火山岩類に区分されてきた.今回,後期中新世鮮新世とされていた最下位の火山岩についてK-Ar年代を蒜山地質年代研究所に依頼をし,1.65±0.15Maとの年代値を得た.この年代値は,江星山地域の火山岩類が前期更新世以降のマグマ活動により形成されたと結論づける.また,江星山地域の火山岩類についてXRF及びICP-MSによる全岩化学分析を新潟大学理学部において実施した.江星山地域の火山岩類の分析結果を,活動年代が同じ前期更新世の鳥甲火山,毛無火山,関田山脈志久見川流域地域の火山岩類,鮮新世の米山地域の火山岩類,後期中新世の高井火山岩類と西田尻層の火山岩類と比較検討した.K,Rb等のLIL元素では,米山地域の火山岩類が最も含有量が高く濃集するトレンドを示し,江星山を除く他地域の火山岩類は米山地域のものより含有量が低く濃集するトレンドの傾斜も大きくはない.その中で江星山地域の火山岩類はそれらの中間的なトレンドを示す.REEについて,とりわけLREE/HREEについて同様に比較すると,江星山地域の火山岩類は,いずれの地域の火山岩類より高く,LREEの増加に従いLREE/HREEが著しく大きくなる傾向が特徴的に認められる.これは中央隆起帯地域に分布するカルクアルカリ系列火山岩である鳥甲火山の火山岩類(前期更新世)と高井火山岩類(後期中新世)にも認められる傾向であるが,それらの示す傾向よりはるかに大きい.江星山地域の火山岩類はカルクアルカリ系列火山岩を主とするが,中央隆起帯地域のカルクアルカリ系列火山岩とは若干異なった特徴を持っている.北部フォッサマグナ地域に分布する後期中新世前期更新世火山岩類について,特に今年度は,北部フォッサマグナの"中央隆起帯"周辺地域の火山岩類と比較する事を目的に,江星山地域の火山岩類について,層序・岩石化学学的な性質についての再検討を行った.江星山地域の火山岩類は,先行研究により後期中新世鮮新世,前期更新世,中期更新世以降の3つの火山岩類に区分されてきた.今回,後期中新世鮮新世とされていた最下位の火山岩についてK-Ar年代を蒜山地質年代研究所に依頼をし,1.65±0.15Maとの年代値を得た.この年代値は,江星山地域の火山岩類が前期更新世以降のマグマ活動により形成されたと結論づける.また,江星山地域の火山岩類についてXRF及びICP-MSによる全岩化学分析を新潟大学理学部において実施した.江星山地域の火山岩類の分析結果を,活動年代が同じ前期更新世の鳥甲火山,毛無火山,関田山脈志久見川流域地域の火山岩類,鮮新世の米山地域の火山岩類,後期中新世の高井火山岩類と西田尻層の火山岩類と比較検討した.K,Rb等のLIL元素では,米山地域の火山岩類が最も含有量が高く濃集するトレンドを示し,江星山を除く他地域の火山岩類は米山地域のものより含有量が低く濃集するトレンドの傾斜も大きくはない.その中で江星山地域の火山岩類はそれらの中間的なトレンドを示す.REEについて,とりわけLREE/HREEについて同様に比較すると,江星山地域の火山岩類は,いずれの地域の火山岩類より高く,LREEの増加に従いLREE/HREEが著しく大きくなる傾向が特徴的に認められる.これは中央隆起帯地域に分布するカルクアルカリ系列火山岩である鳥甲火山の火山岩類(前期更新世)と高井火山岩類(後期中新世)にも認められる傾向であるが,それらの示す傾向よりはるかに大きい.江星山地域の火山岩類はカルクアルカリ系列火山岩を主とするが,中央隆起帯地域のカルクアルカリ系列火山岩とは若干異なった特徴を持っている.
「福祉言語学」の創成・確立に資する研究モデルの探索

国立国語研究所は、難解用語がもたらす言語問題への具体的な対応策として、「外来語」と「病院の言葉」を分かりやすくする提案を行なっている。これらの提案は、新しい外来語や医療用語のように一般になじみの薄い難解な用語が濫用され、国民一般の情報伝達に支障が生じている今日の社会状況を考えると、「情報弱者」を支援するための具体的な方策を提案している点において、「福祉言語学」を実践する新たな研究モデルの一つと位置付けることができる。本研究の目的は、日本語の抱える現実の問題を見据えた総合的かつ実践的な研究領域として、従来の言語学の枠組みを超えたところに、「福祉言語学」という新たな領域を創成・確立することにある。そのため、具体的には次の(1)(2)のそれぞれについて実施した。(1)「福祉言語学」とはどういうものか、学術研究としての性格や位置付けを明確化すること。今年度は、工学系で行われている「社会技術研究」についての文献調査、及び海外の関連文献調査を継続し、参考となる資料の蓄積を行った。(2)研究代表者をはじめとする研究グループが既に実施した具体的な研究事例(「外来語」言い換え提案(平成1418年)、「病院の言葉」を分かりやすくする提案(平成1821年))の評価・検討を通して、「福祉言語学」のモデルとなる具体的な研究像を探索すること。今年度は、次の(1)(2)(3)のサブテーマについて、分担に従って研究を進めた。(1)<実態把握>から<問題解決>までの一貫した記述については、その骨組みとなる論文「難解用語の言語問題への具体的対応-「外来語」と「病院の言葉」を分かりやすくする提案-」を執筆・投稿し、査読誌『社会言語科学』13巻1号への掲載が決定した。(2)<実態把握>のための語彙論的記述については、既に作成済の「医療コーパス」を用いて難解語(専門用語や外来語)の構造の記述を進めた。(3)アンケート調査の企画・検討については、自治体等を対象とした調査の企画を検討した。前年度に引き続き、工学系で行われている「社会技術研究」についての文献調査、及び海外の関連文献調査等を行い、この領域の見取り図の作成に着手した。次の(1)(2)(3)のサブテーマについて、分担に従って研究等を進め、成果の一部を公表した。(1)〈実態把握〉から〈問題解決〉までの一貫した記述については、前年度に執筆済みの雑誌論文2編を公刊した。また、新たに、法廷における難解用語、難解な医療用語を対象として雑誌論文3編を執筆・公刊した。(2)〈実態把握〉のための語彙論的記述については、前年度に引き続き、既に作成済みの「医療コーパス」を用いて難解語(専門用語や外来語)の構造の記述を進めた。(3)アンケート調査の企画・実施については、予定していた全国自治体への経年アンケート調査が、その後の市町村合併など社会状況の変化により予想以上に困難であることが判明したため、本研究での実施を見送ることとした。日本語の抱える現実の問題を見据えた総合的かつ実践的な研究領域として、従来の言語学の枠組みを超えたところに、「福祉言語学」という新たな領域を創成・確立することを目指して、次に示す1、2のような探索的研究を実施した。1.「福祉言語学」とはどういうものか、学術研究としての性格や位置付けを明確化すること。既に実施した国内外の関連文献等調査に基づき、それを総合してこの領域に関する一定の「枠組み」あるいは「見取り図」を得ることを目指したが、基礎的な考察の蓄積にとどまった。2.研究代表者らが既に実施した研究事例(「外来語」言い換え提案(平成1418年)、「病院の言葉」を分かりやすくする提案(平成1821年))の評価・検討を通して、「福祉言語学」のモデルとなる具体的な研究像を次の(1)(2)のサブテーマに沿って探索すること。(1)<実態把握>から<問題解決>までの

記述事例に対する「福祉言語学」的見地からの評価・検討については、田中・相澤「難解用語の言語問題への具体的対応-「外来語」と「病院の言葉」を分かりやすくする提案-」(『社会言語科学』13巻1号、平成22年8月)で提示した記述事例を研究モデルとして、「福祉言語学」の観点から評価・検討を加えた。成果として、雑誌論文等2編の公刊、学会発表等1件を行った。(2)難解な専門用語の語彙論的分析、および難解さ解消のための対応策の検討については、前年度までの成果を踏まえ、医療ほかの専門分野を対象に、非専門家にとって分かりにくい重要な専門用語を抽出・整理・分析するとともに、重要情報を広く一般に明確に伝えるのに必要な、分かりやすい用語や説明のあり方について検討した。成果として、雑誌論文等1編の公刊、学会発表等1件を行った。
希土類原子Ybを用いた新しい量子縮退系の実現とその新展開

イッテルビウム(Yb)原子は時間反転対称性やパリティといった基本的対称性の破れの研究から、光周波数標準への応用など、基礎から応用まで大変興味をもたれている。これまでの研究成果として以下のようなものである。まず、174Yb原子に対しては、それまでに成功していた高密度光トラップおよび蒸発冷却によるボース・アインシュタイン凝縮体の実現の成果をさらに発展させて、様々な改良をおこなって光トラップ中の蒸発冷却を最適化することにより、174Yb原子のボース凝縮体をいままで以上に安定に生成することに成功した。原子数も約10倍の50000にまで増大させることに成功した。また、176Yb原子については、174Yb原子との共同蒸発冷却を行うことにより位相空間密度にして1を越えるまでにいたることができた。フェルミオンの同位体についても量子縮退を実現することに成功した。フェルミオンの同位体では量子統計性から弾性散乱が抑制されるため効率的な蒸発冷却が期待できない。それを克服するために、フェルミ粒子にボース粒子を混合しその間の弾性衝突によりフェルミ粒子を冷却する方法(協同蒸発冷却)および、スピンの異なるフェルミ粒子間の衝突を利用した蒸発冷却法のどちらに対しても効率的に冷却することができた。171Yb原子に対しては、174Yb原子との共同冷却により、また173Yb原子に対しては、6成分の異なるスピン間の衝突による蒸発冷却により、それぞれフェルミ温度以下までの冷却を実現した。さらに、異重項間遷移を用いた高分解能光会合分光を行い、174Yb原子の散乱長に関する重要な情報を得ることに成功した。これまでに超高密度光トラップ、ボソン・フェルミオン混合系の協同冷却効果の観測、光結合による超低温Yb分子生成、などに成功しているが、本年度の業績としては、以上の成果をさらに発展させて、様々な改良をおこなって光トラップ中の蒸発冷却を最適化することにより、位相空間密度を増大させることに成功し、^<174>Yb原子のボース凝縮体を実現することができた。また、蒸発冷却の振る舞いが、同位体によって大きく異なることも実験的にたしかめた。特に、^<176>Yb原子と^<172>Yb原子について、蒸発冷却の実験を集中的に行い、^<176>Yb原子については、効率のいい蒸発冷却が行えることがわかった。BECに極めて近い条件まで、せまることができた。一方、^<172>Yb原子は、あまり効率がよくないことが分かった。さらに、本研究では高出力かつ高安定な連続レーザー冷却用光源が必要となるが、この目的のため、我々は高フラックスのイッテルビウム原子ビーム生成装置をくみ上げ、高密度原子ビームの生成に成功した。そしてこれを実際に実験で使用し、ゼーマン変調法により1MHz以下の原子共鳴線の周波数安定化用信号を得ることができ、その性能が十分であることを確認した。これによる、色素周波数の絶対安定化により、極めて安定なレーザー冷却実験を行うことができるようになった。これまでに超高密度光トラップ、ボソン・フェルミオン混合系の協同冷却効果の観測、光結合による超低温Yb分子生成、などに成功しているが、本年度の業績としては、以上の成果をさらに発展させて、様々な改良をおこなって光トラップ中の蒸発冷却を最適化することにより、位相空間密度を増大させることに成功し、^<174>Yb原子のボース凝縮体を安定に生成することに成功した。

また、蒸発冷却の振る舞いが、同位体によって大きく異なることも実験的にたしかめた。特に、^<176>Yb原子と^<172>Yb原子について、蒸発冷却の実験を集中的に行い、^<176>Yb原子については、効率のいい蒸発冷却が行えることがわかった。BECに極めて近い条件まで、せまることができ、さらに、大きな異方性をもった広がり方をすることがわかった。一方、^<172>Yb原子は、あまり効率がよくないことが分かった。さらに、本研究では高出力かつ高安定な連続レーザー冷却用光源が必要となるが、この目的のため、我々は高フィネスのULE共振器を真空容器に設置し、これによる、色素周波数の絶対安定化により、極めて安定なレーザー冷却実験を行うことができるようになった。フェルミオンの同位体についても量子縮退をほぼ実現することに成功した。フェルミオンの同位体では量子統計性から弾性散乱が抑制されるため効率的な蒸発冷却が期待できない。それを克服するために、フェルミ粒子にボース粒子を混合しその間の弾性衝突によりフェルミ粒子を冷却する方法(協同蒸発冷却)および、スピンの異なるフェルミ粒子間の衝突を利用した蒸発冷却法のどちらに対しても効率的に冷却することができた。イッテルビウム(Yb)原子は時間反転対称性やパリティといった基本的対称性の破れの研究から、光周波数標準への応用など、基礎から応用まで大変興味をもたれている。これまでに超高密度光トラップ、ボソン・フェルミオン混合系の協同冷却効果の観測、光結合による超低温Yb分子生成、などに成功している。本年度の業績としては以下のようなものである。まず、174Yb原子に対しては、以上の成果をさらに発展させて、様々な改良をおこなって光トラップ中の蒸発冷却を最適化することにより、位相空間密度を増大させることに成功し、174Yb原子のボース凝縮体を安定に生成することに成功した。原子数も約10倍の50000にまで増大させることに成功した。また、176Yb原子については、174Yb原子との共同蒸発冷却を行うことにより位相空間密度にして1を越えるまでにいたることができた。171Yb原子に対しては、174Yb原子との共同冷却により、また173Yb原子に対しては、6成分の異なるスピン間の衝突による蒸発冷却により、それぞれフェルミ温度以下までの冷却を実現した。