hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯と顎骨の発生・成長に及ぼす環境ホルモンの影響に関する組織発生学的研究

また、雄性仔ラットからは精巣を摘出し、その重量を計測した。さらに、一部の個体は、2.5%グルタールアルデヒドにて灌流固定を行ない、下顎臼歯の歯胚を摘出し、エナメル質、象牙質などの硬組織の形成状態を透過型電子顕微鏡を用いて観察した。投与期間中の母ラットの体重増加率は、対照群で最も大きく500mg/kg群で最も小さかったが、その差は統計学的に有意ではなかった。生後13日目の仔ラットの体重について、同腹仔の雌雄間ではいずれもオスが大きい値を示した。また、投与量別に見ると、10mg/kg群が最も大きく500mg/kg群が最も小さかった。体重に占める精巣重量の割合は、500mg/kg群が0.18%で対照群および100mg/kg群より有意に小さかった。次年度は、精巣の組織切片を作成し、各群の精子の形成能について検索する予定である。また、軟X線像による観察では、顎骨を始めとする頭蓋骨の形成状態、上・下顎の切歯と臼歯の形成ならびに石灰化状態には実験群と対照群との間に顕著な差は認められなかった。さらに、透過型電子顕微鏡によるエナメル質ならびに象牙質の形成状態においても各群間に顕著な差は認められなかった。妊娠第13日目から19日目までビスフェノールAを投与し、生後13日目の新生仔における体重、精巣重量、精子細胞数、下顎骨長、臼歯歯胚体積に関して以下の結果を得た。1)新生仔の体重は、全ての群でオスがメスより大きかった。対照群と10mg群では有意な性差が認められたが、100mgと500mgで認められなかった。したがって、高投与量のBRAは体重の性差をなくする傾向が認められた。また、オスでは、対照群が最も大きく500mgが最も小さかった。対照群と10mgには有意差がなく、100mgと500mgとの間にも有意差はなかった。しかし、対照群と10mg群は、100mg群および500mg群より有意に重かった。したがって、BPAの体重増加に対する抑制的影響はオスでより大きいことが認められた。2)生後13日の両側精巣重量は、対照群が最も大きく、次いで10mg群、100mg群の順で大きく、500mg群が最も小さかった。したがって、高投与量のBPAは、精巣重量の増加に対して抑制的影響を及ぼすことが認められた。3)精巣の組織切片の光顕観察により、精子細胞の数は、対照群が最も多く、次いで10mg群、100mg群の順で多く、500mg群が最も少なかった。したがって、高投与量のBPAは精子細胞数を減少させることが認められた。4)頭部軟X線像では、顕著な成長障害や石灰化異常は認められなかったが、今後さらに精査する予定である。また、右側下顎骨長は、対照群が最も大きく、10mg群が続き、100mg群と500mg群が同じ値で最も小さかった。5)各群から無作為に抽出した5例の右側下顎骨をマイクロCT装置により断層撮影し、第一臼歯歯胚の体積を算出したところ10mg群が最も大きく、次いで対照群と500mg群が続き、最も小さかった。100mg群が対照群と10mgとの間に有意差を示したが、他の群間に有意差は認められなかった。妊娠ラット(10匹)を用いて、ビスフェノールAを体重1kgあたり10mg、50mg、100mg、500mgの割合で妊娠13日から19日まで、また、出産後3日目から20日目までの計25日間にわたり1日1回強制経口投与し、新生仔の歯や顎骨ならびに雄性生殖器の発生・成長に対する影響を検討し、以下の結果を得た。1)新生仔(生後21日目)の体重は、対照群ではオスが大きく、実験群では50mg群以外のすべての群でメスが大きな値を示した。しかし、その差は有意ではなかった。2)新生仔の両側精巣重量は、10mg群が最も大きく、次いで50mg群、対照群、100mg群の順で大きく500mg群が最も小さかった。10mg群と50mg群の差は有意でなかったが、他の群間には有意差が認められた。
有機塩素化合物を分解・資化する微生物のデハロゲナーゼ遺伝子のクローニング-組み換え菌による廃水処理の基礎として-

有機ハロゲン化合物により汚染された土壌・地下水の浄化を最終目的として、単離した有機ハロゲン化合物分解細菌が有する脱ハロゲン化酵素(デハロゲナーゼ)を精製し、その特性について検討をおこなった。また、本分解菌が持つデハロゲナーゼ遺伝子のクローニングを試みた。得られた主な結果は次の通りである。1.2,4-Dichlorophenoxyacetic acid(2,4-D)を唯一の炭素源として生育した分解菌から粗酵素液を調製したところ、直鎖のハロ酸からの脱ハロゲン反応のみが確認された。また、活性染色によりそのデハロゲナーゼは1種類のみであることがわかった。2/このデハロゲナーゼの精製を試みたところ、分子量68,500(Da)、サブユニット34,000(Da)のホモダイマーであることがわかった。また、至適温度は4550°C、至適pH910であり、その基質特異性はブロモ酢酸、ヨード酢酸、2-クロロプロピオン酸、2,3-ジクロロプロピオン酸などの比較的炭素数の少ないハロ酸に対して活性を示すことがわかった。3.本分解菌からその染色体DNAを抽出し、制限酵素Sau3AIで部分分解した。アガロースゲル電気泳動を行い、110kbpの大きさをもつDNA断片をゲルから切り出したのち、これを精製した。あらかじめ用意しておいたプラスミドベクターpUC118にこのDNA断片を連結し、大腸菌JM109株に導入した。一般に大腸菌はブロモ酢酸存在下では生育できないが、デハロゲナーゼを有する大腸菌はブロモ酢酸存在下においても生育できるものと考えられたため、ブロモ酢酸に対して耐性を持つコロニーを検索した結果、目的とするコロニーが得られた。得られたコロニーからデハロゲナーゼ活性が検出されたため、現在プラスミドを抽出し挿入断片について検討している。
中性子散乱による水素化した希土類系合金アモルファス薄膜の構造解析

本研究は、中性子弾性散乱を利用した局所構造解析により、水素を吸蔵させたアルモファスLaNi_5薄膜中の水素の占有位置を明らかにすることを目的としている。その結果を結晶バルク試料の場合と比較することにより、両試料間における水素吸蔵特性の違いの原因を解明できるものと考えている。アモルファスLaNi_5薄膜とそれを重水素化したアモルファスLaNi_5D_<2.5>薄膜について中性子弾性散乱実験を行ったところ、重水素化した試料の二体分布関数において、D-Ni原子相関に基づくピークが相関距離1.72Åの位置に現われた。中性子回折により得られているLaNi_5D_7結晶バルクの結果を基にすると、このピークには6種類の異なった原子間距離を有するD-Ni原子ペアが含まれている。その中の最大の原子間距離は1.68Åであり1.72Åに及ばないことから、アルモファス化するとLaNi_5水素化物中のD-Ni原子間距離が増大することが明らかになった。また、D-Ni原子相関に基づくピークより求めたD原子の第一隣接Ni原子配位数は0.792であった。この値は、LaNi_5において考えられる八面体と四面体の水素占有サイトの内、八面体サイトに21.4%、四面体サイトに78.6%の水素が占有された場合の配位数に相当する。アルモファス膜と同じ水素濃度(D/LaNi_5=2.5)において結晶バルク中の水素はほぼ100%八面体サイトに占有されていることから考えると、アルモファス膜の場合、水素は相対的に四面体サイトの方に占有され易いことがわかった。ただし、その占有原子数は合金一式量当たり1.97個であり、結晶における占有原子数3個より小さかった。即ち、四面体サイトにおいてもアルモファス試料の場合は結晶試料よりも水素が占有されにくくなっていることが示された。他方、アルモファスLaNi_5D_<2.5>薄膜の二体分布関数において、約2.7Åの相関距離に現われるピークよりD-La原子相関を抽出し、D原子の第一隣接La原子配位数を求めたところ、0.748であることがわかった。この値を、結晶LaNi_5D_<2.5>の構造に先にD-Ni原子相関より推察された各水素サイトの水素占有率を考慮して算出したD原子の第一隣接La原子配位数(0.714)と比較したところ、ほぼ一致していることが明らかになった。従って、D原子に第一隣接するNi原子との相関を基に求められたアルモファス膜における各水素占有サイトの水素占有率の妥当性が、D-La原子相関からも裏付けられることがわかった。
石油希少時代のイネ栽培における地表根形成の有用性に関する研究

インドネシアの水稲品種の水田土壌表面への太い1次根伸張(地表根)は、量的遺伝子座の解析の結果、第7染色体長椀に座位する主要遺伝子に支配されていることを見出した(Uga et al. 2011)。さらに、日本水稲品種日本晴の種子カルス由来の突然変異系統が示す地表根は、第4染色体短椀末端に座位する遺伝子の33個の塩基対の欠損によることを明らかにした(Hanzawa et al. 2013)。この突然変異体の1次根の地表根形成は、重力感受性の欠損によることを明らかにした。この突然変異体を用いた栽培試験の結果、塩害などの問題土壌水田における耐性強化に寄与することが示唆された。平成23年度は、地表根形成に関わる遺伝子が座乗している染色体領域が組み替えられた準同質遺伝系統(Near Isogenic Line; NIL)を用いた、1)窒素やリン酸などの施肥制限圃場における生育および収量解析、2)圃場栽培による施肥養分の吸収および動態解析、3)冠根の伸長角度および分布の解析、4)QTL解析により検出された地表根形成に関わる第7染色体上の領域に座乗する原因遺伝子の単離に向けた絞り込みおよび原因遺伝子の生理機能解析、5)熱帯アジアの国々で広く栽培されているインド型イネ品種IR64への地表根遺伝子の導入を計画した。1)不良土壌環境圃場における栽培試験の結果、地表根を形成する変異系統は形成しない系統に比較して、収量および整粒歩合が明らかに高いことを見いだした。対照水田では、それらの収量に差異は認められなかった。2)施肥養分の動態解析にむけて、窒素制限圃場における栽培試験をおこなった。その結果、NILは戻し交配親系統と同等の収量であった。4) qSOR1の候補領域を当初の815kbよりもさらに絞り込んだ。5)熱帯アジアの国々で広く栽培されているIR64に交配によりqSOR1の導入をすすめた。さらに、リン欠耐性などの不良土壌環境耐性に関わるQTLの集積を交配によりすすめた。また、qSOR1だけでなく地表根突然変異系統が有している遺伝子の導入も開始した。さらに、不良土壌環境圃場での有用性が認められたので、国際稲研究所の不良土壌環境水田での試験に向けて準備をすすめた。平成25年度は、前年度に引き続き1、および地表根変異体を用いた塩害水田における栽培試験、2、地表根形成に関わる遺伝子が座乗している染色体領域が組み替えられた準同質遺伝系統(Near Isogenic Line; NIL)を用いた塩害水田における栽培試験、3、QTL解析により検出された地表根形成に関わる第7染色体上の領域に座乗する原因遺伝子の単離に向けた絞り込みおよび原因遺伝子の生理機能解析、4、熱帯アジアの国々で広く栽培されているインド型イネ品種IR64への地表根遺伝子の導入を計画した。1、塩害試験水田における栽培試験の結果、地表根変異系統では対照系統に比較して、収量および整粒歩合に塩害の軽減が確認できた。2、地表根形成に関わる遺伝子が座乗している染色体領域が組み替えられた準同質遺伝系統(Near Isogenic Line; NIL)においても、整粒歩合に塩害の軽減が数%であるが確認できた。3、QTL解析で検出された第7染色体のqSOR1(Uga et al. 2012)の単離にむけて絞り込み候補遺伝子について相補性検定をすすめた。また、多数のイネ品種間で候補遺伝子の塩基配列を比較したところ、インドネシアのBulu型と呼ばれる品種群にのみ、ストップコドンを生じる塩基置換がみられた。また、これらの品種でのみ地表根が観察された。このことから、本候補遺伝子がqSOR1である可能性が高い。変異系統の地表根形成に関わる原因遺伝子を単離し、原因遺伝子が根の伸長方向を決める重力感受に関わることを明らかにした(Hanzawa et al. 2013)。4、熱帯アジアの国々で広く栽培されているIR64に交配によりqSOR1の導入をすすめ、BC4F1世代を得た。また、地表根突然変異系統が有している遺伝子の導入もすすめた。

平成24年度は、1.地表根形成に関わる遺伝子が座乗している染色体領域が組み替えられた準同質遺伝系統(Near Isogenic Line; NIL)および地表根突然変異体を用いた塩害水田における栽培試験、2.それらの系統の1次根の水田土壌中の深度分布の解析、3.QTL解析により検出された地表根形成に関わる第7染色体上の領域に座乗する原因遺伝子の単離に向けた絞り込みおよび原因遺伝子の生理機能解析、4.地表根突然変異体の地表根形成に関わる原因遺伝子の単離および原因遺伝子の生理機能解析、5.熱帯アジアの国々で広く栽培されているインド型イネ品種IR64への地表根遺伝子の導入を計画した。1.塩害試験水田における栽培試験については、平成24年8月から9月にかけて、降雨がなく渇水状態が続き、水田の塩処理濃度を制御が困難となり、地表根イネ系統への塩害の効果を比較できなかった。2.地表根の準同質遺伝系統および地表根変異系統の土壌深度分布を塩害水田および対照水田で調査した。3.QTL解析で検出された第7染色体のqSOR1の候補領域を当初の815kbより絞りこみ、候補となる遺伝子を1つに絞り込んだ。4.変異系統に関しては地表根形成の原因遺伝子を単離した。原因遺伝子が根の伸長方向を決める重力感受に関わることを明らかにした。これらの研究成果について論文にまとめ投稿した。5.熱帯アジアの国々で広く栽培されているIR64に交配によりqSOR1の導入をすすめた。さらに、リン欠耐性などの不良土壌環境耐性に関わるQTLの集積を交配によりすすめた。また、地表根突然変異系統が有している遺伝子の導入もすすめた。不良土壌環境圃場において地表根変異系統を用いた試験で、地表根の有用性が見いだされたことは、高く評価できる。地表根の有用性が発揮できる熱帯アジア地域の不良土壌環境圃場での試験研究に向けて国際稲研究所の研究者と交渉の結果、共同研究をすすめることになった点、共同研究にむけて熱帯地域で栽培されているイネ品種に地表根遺伝子の導入をすすめ準備をすすめることができた点も評価に値する。25年度が最終年度であるため、記入しない。不良土壌環境である塩害水田における地表根形成の有用性の検証試験を除き、地表根準同質遺伝系統の作出、地表根形成に関わる遺伝子の単離に関しては、順調に進展している。地表根の有用性が発揮できる熱帯アジア地域の不良土壌環境圃場での試験研究に向けて国際稲研究所との共同研究に関しても順調に進展している。特に、共同研究にむけて新たな研究課題として熱帯地域で栽培されているイネ品種への地表根遺伝子の導入をすすめることができた点が評価に値する。日本国内のリンや窒素欠乏などの不良土壌環境圃場において地表根の有用性が見られるものと判断して研究を開始したが、圃場環境の整備がすすんでいる国内の圃場では、その有用性が認めにくいことが示唆された。しかし、灌漑設備などの圃場の整備が遅れ、施肥や農薬散布量などが制限されている南および東南アジアの国々の圃場においては、地表根の有用性が発揮できると判断されたので、研究の方向性を国外のより劣悪な不良不良土壌環境圃場向けに集約することとする。日本国内のリンや窒素欠乏などの不良土壌環境圃場において地表根の有用性が見られるものと判断して研究を開始したが、圃場環境の整備がすすんでいる国内の圃場では、その有用性を検証しにくいことが分かった。しかし、津波などによる塩水の流入による塩害水田など問題水田における地表根の有用性が認められている。したがって、灌漑設備などの圃場の整備が遅れ、施肥や農薬散布量などが制限されている南および東南アジアの国々の圃場においては、地表根の有用性が発揮できると判断された。研究の方向性を国外のより劣悪な不良不良土壌環境圃場向けに集約することとする。
統合失調症の治療臨界期における認知機能訓練の意義と介入手法の検討

本研究の目的は、統合失調症の治療臨界期における認知機能リハビリテーションの重要性と、有効な訓練の内容および手法を明らかにすることである。統合失調症の治療臨界期群、慢性期群、およびat-risk mental state(ARMS)群の各群内で、ランダムに2種類の認知機能訓練プログラムに割り付けた、6群によるランダム化比較試験を行った。病期別に効果を比較検討してみると、治療臨界期においては精神症状、認知機能、社会機能にわたる発散的思考訓練の優れた有効性が示された。[1.目的]近年、統合失調症の長期転帰に多大な影響を及ぼす社会機能障害への取り組みは、早期介入に主眼が置かれるようになった。一方、社会機能の改善を目指した治療手法として、認知機能訓練が注目されている。本研究の目的は、統合失調症の長期転帰を決定づける、およそ発症5年以内といわれる治療臨界期における、認知機能訓練の重要性と、有効な訓練内容および手法を明らかにすることである。[2.認知機能訓練プログラムの開発]我々の先行研究における知見(Nemoto et al., 2009)を基にして、教育専門家などの協力も得ながら、基本的認知機能の訓練課題に加えて、対人関係など社会的な認知機能に関わる題材も取り入れた、発散的思考を標的とした24週(168日分)にわたる、ワークブック形式の独自の認知機能訓練プログラムを平成22年度に作成した。また、学習やパズル課題に加えて、社会的な知識に関わる題材なども取り入れた、収束的思考を標的とした対照訓練プログラムを同様に作成した。[3.対象]東邦大学大森病院精神神経科外来に通院する40歳以下の患者で、統合失調症圏初回エピソードと診断された者を初回エピソード群、発症危険状態と診断された者をARMS(at-risk mental state)群、罹病期間が5年以上の者を慢性期群とした。[4.プログラムの実施]各群内でランダムに2つの訓練プログラムへ割り付けた、計6群によるRCTを開始した。外来にて進捗状況を確認し訓練を継続している。プログラム開始前(0週)、中間点(12週)、終了時(24週)に、認知機能、精神症状、社会機能などの評価を行う。効果の持続性を検討するため、訓練終了12週後および24週後にも同様の評価を行う。[5.結果]平成22年度に計45名がプログラムを開始した。平成23年度も症例数を増やしていく。【1.目的】近年、統合失調症の長期的転帰に多大な影響を及ぼす社会機能障害への取り組みは、早期介入に主眼が置かれるようになった。一方、社会機能の改善を目指した治療手法として、認知機能リハビリテーションが注目されている。本研究の目的は、統合失調症の長期的転帰を決定づける、発症5年以内といわれる治療臨界期(critical period)における、認知機能訓練の重要性と、有効な訓練の内容と手法を明らかにすることである。【2.対象】東邦大学医療センター大森病院精神神経科(大田区)およびあさかホスピタル(郡山市)に通院する40歳以下の患者で、統合失調症圏と診断され発症5年以内の者を治療臨界期内群、罹病期間が5年以上の者を慢性期群、精神病発症危険状態と診断された者をARMS(at-risk mental state)群とした。【3.認知機能訓練プログラムの実施】基本的な認知機能の訓練課題に加えて、社会的な認知機能に関わる題材も取り入れた、24週にわたるワークブック形式の認知機能訓練プログラムを2種類(発散的思考を標的としたものと、収束的思考を標的としたもの)作成した。そして、各群内で2つの訓練プログラムにランダムに割り付けた、計6群によるRCTを開始した。【4.評価】プログラム開始前(0週)、中間点(12週)、終了時(24週)に、認知機能、精神症状、社会機能、QOLなどの評価を行っている。また、訓練効果の持続性を検討するため、訓練終了12週後および24週後にも同様の評価を継続している。【5.結果】平成23年度までに、計94名が認知機能訓練プログラムに登録し、継続的評価を行っている。本研究の目的は、統合失調症の早期段階における、認知機能訓練の重要性と、効果的な訓練の内容を明らかにすることである。【2.対象】東邦大学医療センター大森病院精神神経科及びあさかホスピタルに通院する40歳以下の患者で、統合失調症圏と診断され発症5年以内の者を治療臨界期(critical period)内群、罹病期間が5年以上の者を慢性期群、精神病発症危険状態と診断された者をARMS(at-risk mental state)群とした。【3.認知機能訓練プログラムの実施】

24週にわたるワークブック形式の認知機能訓練プログラムを2種類(発散的思考を標的としたものと、収束的思考を標的としたもの)作成した。そして、各群内で2つの訓練プログラムにランダムに割り付けた、計6群によるRCTを実施した。【4.評価】プログラム開始前(0週)、中間点(12週)、終了時(24週)に、認知機能、精神症状、社会機能、QOLなどの評価を行った。また、訓練効果の持続性を検討するため、訓練プログラム終了12週後および24週後にも同様の評価を継続した。【5.結果】合計94名が認知機能訓練プログラムに参加した。その内訳は、男性49名、女性45名、平均年齢26.5歳、教育歴13.2年であった。居住については、独居者12名、家族と同居する者82名であった。全体における認知機能訓練の効果については、プログラム開始前(0週)においては就労・就学率は29%であったが、訓練プログラム終了時(24週)には39%と改善を認めた。さらに、訓練プログラム終了24週後には、就労・就学率は52%にまで向上した。研究参加者登録、認知機能訓練実施状況、継続的評価において、概ね予定通りに進展しているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、認知機能訓練の実施および継続的評価を行っていく。また、各群における認知機能訓練の効果の差異を統計学的に解析し、それぞれの病期に有用な訓練手法を検討する。
選好逆転現象をもたらす認知課程の解明とモデル化

選好逆転現象を扱った研究は数多く存在する(Schneider & Shanteau,2003)が、それらの研究の中でも近年特に意思決定研究者の注目を集めるのが、複数の対象について「個別に提示して一つの対象への評価を求める」場合と、「全てを同時に提示して全ての対象への評価を求める」場合の選択不一致である。前者を「単独評価(Separete Evaluation)」、後者の方法を「並列評価(Joint Evaluation)」と呼ぶ。本研究では、この同一対象について異なる評価方法によって生じる選好逆転を扱った。単独、並列評価の間の選好逆転を扱った研究のうち、Hsee(1996)では評定対象の属性値への注目程度の違いから選好逆転を説明するEvaluability Hypothesis(以下EH)を提唱した。EHは、選好逆転の原因を単独評価では程度判断が容易な「Easy属性」に注目し、並列評価では程度判断が困難な「Hard属性」に注目する事に求めた。本研究が明らかにした事は、次の通りである。単独、並列評価の間において、評定対象の属性値が「Easy属性とHard属性」の場合、選好逆転が生じるのは、Hard属性への注目度が評価条件間で異なるためであった。このHard属性への注目度は、単独評価におけるよりも並列評価においてより高かった。一方Easy属性への注目度は、評価方法間で一定であった。上記を要するに、本研究はEHの不適切性を明らかにし、選好逆転現象を説明するメカニズムをさらに詳細に解明した。選好逆転現象を扱った研究は数多く存在する(Schneider & Shanteau, 2003)が、それらの研究の中でも近年特に意思決定研究者の注目を集めるのが、複数の対象について「個別に提示して一つの対象への評価を求める」場合と、「全てを同時に提示して全ての対象への評価を求める」場合の不一致である。従って、本研究はEHの不適切性を明らかにし、選好逆転現象を説明するメカニズムをさらに詳細に解明した。選好逆転現象を扱った研究は数多く存在する(Schneider & Shanteau, 2003)が、それらの研究の中でも近年特に意思決定研究者の注目を集めるのが、複数の対象について「個別に提示して一つの対象への評価を求める」場合と、「全てを同時に提示して全ての対象への評価を求める」場合の選択不一致である。

単独、並列評価の間において、評定対象の属性値が「Easy属性とHard属性」の場合、選好逆転が生じるのは、Hard属性への注目度が評価条件間で異なるためであった。このHard属性への注目度は、単独評価におけるよりも並列評価においてより高かった。一方Easy属性への注目度は、評価方法間で一定であった。上記を要するに、本研究はEHの不適切性を明らかにし、選好逆転現象を説明するメカニズムをさらに詳細に解明した。
仮想空間構築における実動画像情報を用いたモデル自動生成の高品位実時間処理の研究

本研究の主な研究成果は以下の通りである.1.仮想空間と実空間の実時間融合のプロトタイプシステムの開発本研究では「仮想空間内に提示するために必要な情報=事前情報+獲得情報」という枠の中で,1.必要以上に情報獲得が難しくならない,2.手軽に事前情報を与えることができる,3.非剛体・多関節体(動物)を取り扱う,という視点らかモデル生成の基本的な枠組みを検討した.この思想に基づき,ここでは,Analysis by synthesis法(Analysis by synthesis:パラメータに基づいてモデルを画像に写像し,その結果が入力画像に最も近くなるようにパラメータを修正する方式)に基づき,以下のような基本アルゴリズムを開発し,評価した.なお,対象物を表現する幾何モデルとしては、「曲げ」や「先細り」を表現することが可能な変形可能超2次曲面(Deformable Super Quadrics;DSQ)を用いた。・初期3次元形状モデル獲得のための対象物モデル作成システム・獲得した形状パラメータの視覚化とテクスチャマッピング2.処理の高速化、高精度化に関する検討1.で開発したアルゴリズムを更に改善するために、以下の点について研究を行った。・システムを線形化し、時・モデル空間勾配法により処理速度の高速化する手法を開発した。・多視点画像の中から、解析に最適な視点を選択する手法を開発した。本年度の主な研究成果は以下の通りである.1.仮想空間と実空間の実時間融合の基本的枠組の構築本研究では「仮想空間内に提示するために必要な情報=事前情報+獲得情報」という枠の中で,1.必要以上に情報獲得が難しくならない,2.手軽に事前情報を与えることができる,3.非剛体・多関節体(動物)を取り扱う,という視点からモデル生成の基本的な枠組みを検討した.この思想に基づき,ここでは,Analysis by synthesis法(Analysis by synthesis:パラメータに基づいてモデルを画像に写像し,その結果が入力画像に最も近くなるようにパラメータを修正する方式)に基づき,次の基本アルゴリズムを開発し,評価した.・初期フレームにおける簡易3Dモデルと画像の位置・姿勢合せ・剛体仮定の基での各部位の位置・姿勢の推定(剛体成分の抽出)・上の結果をもとに各部位ごとの形状・関節パラメータの精密化(非剛体成分の抽出)・各フレームで追跡+パラメータの精密化2.並列分散環境における動画像処理の基本ツール開発PCを高速ネットワークで接続した,PCクラスタ上で,動画像処理を効率に行うための基本ツール,特に,複数のカメラからの同期入力の方式について設計,試作を行った.本年度の主な研究成果は以下の通りである.1.仮想空間と実空間の実時間融合のプロトタイプシステムの開発本研究では「仮想空間内に提示するために必要な情報=事前情報+獲得情報」という枠の中で,1.必要以上に情報獲得が難しくならない,2.手軽に事前情報を与えることができる,3.非剛体・多関節体(動物)を取り扱う,という視点らかモデル生成の基本的な枠組みを検討した.この思想に基づき,ここでは,Analysis by synthesis法(Analysis by synthesis:パラメータに基づいてモデルを画像に写像し,その結果が入力画像に最も近くなるようにパラメータを修正する方式)に基づき,次の基本アルゴリズムを開発し,評価した.●3Dモデルの詳細化と画像の位置・姿勢合せ手法の改良●各部位単位の形状・関節パラメータの抽出法およびその高速化●獲得した形状パラメータの視覚化とテクスチャマッピング2.実時間処理に関する検討実時間処理を最優先にした場合の処理方式を検討し、カラーマーカによる実時間姿勢推定システムのプロトタイプをPCクラスタ上に実装し、評価を行った。仮想空間の構築では,十分な品質(リアリティ)を持つメディアを提供しなければならない.しかし,一方では仮想空間の構築にかける金銭的および時間的,人的コストはできる限り抑える必要があり,品質を高めるという問題と背反することになる.特に,コストの問題は仮想空間構築システムの一般的な普及の足かせとなっている.そこで,本研究では,システム操作の習得にかかる人的コストの削減を主目的とし,実際の動画像(実空間)を観測・計測することにより得られる情報を仮想空間に自動的に融合し,リアリティの高い仮想空間を手軽に構築できるシステムの開発を目指す.

具体的には,様々な人間や動物(非剛体・多関節物体)の形や動きを仮想空間内にマッピングすることを取り上げる.特に,一般ユーザーが容易に利用できるよう,特殊な装置や環境を必要とせず,一般のビデオ映像から情報の獲得をコンピュータビジョン技術により可能に使用とする点が,この研究のポイントである.今年度の研究成果は以下の通りである.多関節非剛体物体のパラメータ推定の高速化:従来のパラメータ推定は,誤差最小化を非線形最適化手法により計算していたため,その計算量で膨大であった.今年度は,「物体のある点は移動しても見かけの明るさは不変で,対象表面の明度分布が滑らかに変化している」という制約条件を仮定することにより,パラメータ推定を線形化して,計算量の大幅な削減を行った.カメラ台数効果の評価カメラの台数の増加による推定精度の影響について評価を行い,人間のような複雑な対象については,カメラの台数とその配置が重要であることを確認した.
高解像度解析・観測・階層モデルによる海洋前線への大気応答と海洋再応答の研究

黒潮などの大気への影響を明らかにし,また大気がさらに海洋にフィードバックする可能性を探るために,特に東シナ海の黒潮に着目して研究を行った.データ解析によって,東シナ海の黒潮上で梅雨期に「深い大気加熱モード」が卓越し,日周期の降水変動が生じていることを発見した.数値計算では,東シナ海の存在が日本付近で低気圧の発達を促し,また東シナ海の季節的な昇温が九州の豪雨に重要であることを示した.東シナ海での船舶観測で,冬季に黒潮上での風の弱化を見出し,梅雨期には対流有効位置エネルギーが降水応答に重要であることを示した.一連の成果は,現在国際的に注目されている中緯度大気海洋相互作用研究への重要な貢献である.黒潮などの大気への影響を明らかにし,また大気がさらに海洋にフィードバックする可能性を探るために,特に東シナ海の黒潮に着目して研究を行った.データ解析によって,東シナ海の黒潮上で梅雨期に「深い大気加熱モード」が卓越し,日周期の降水変動が生じていることを発見した.数値計算では,東シナ海の存在が日本付近で低気圧の発達を促し,また東シナ海の季節的な昇温が九州の豪雨に重要であることを示した.東シナ海での船舶観測で,冬季に黒潮上での風の弱化を見出し,梅雨期には対流有効位置エネルギーが降水応答に重要であることを示した.一連の成果は,現在国際的に注目されている中緯度大気海洋相互作用研究への重要な貢献である.本研究をH23年度に繰り越したのは,H22年3月に予定されていた日本海洋学会春季大会での口頭発表が,震災によって要旨集の発刊のみとなり口頭発表自体はとりやめとなったので,その研究をさらに発展を加えてH22年9月の日本海洋学会秋季大会で発表するためであった.この性質上発表の内容は,昨年度の実績報告書と重複する面もあるが以下に概要を説明する.H22年12月に行った,東シナ海の黒潮上における船舶観測結果の解析を発表した.船舶観測は長崎大学・長崎丸で実施し,観測項目は,GPS気象ゾンデ,XBT(投下式水温水深計),海上気象要素(気温・気圧等)である.海上のGPS気象ゾンデ観測は12月3日6:30から12月5日1:30までで,東シナ海の黒潮を往復する測線を取り,複数台のGPS気象ゾンデ受信機を用いておおむね1時間ごとに放球を行うことで,黒潮が大気にもたらす影響を高時間分解能でとらえることを可能とした.観測期間中の高・低気圧の通過に伴う気象要素の時間変化を取り除くため,各等圧面のゾンデデータから,時間についての線形トレンドを除去した後,測線に沿った観測期間中の平均的な鉛直断面分布を求めた.黒潮最強流帯では海面水温が高く,大気への熱供給を反映して,その直上で温位も高くなっており,風速は周囲より小さくなっているという特徴が得られた.この結果は,暖かい表面水温上での鉛直混合は上空からの運動量輸送によって表面風の加速をもたらすという先行研究の観測結果とは逆で,Businger and Shaw(1984)が提案したように表面摩擦の強化によって表面風が減速している可能性を示唆するものである.また予備的な数値実験を領域気象モデルを用いて実施した.2011年6月に鹿児島大学・かごしま丸で梅雨期の東シナ海の黒潮横断観測を行った.同観測ではADCP(音響ドップラー流向流速計),XBT(投下式水温水深計),GPSゾンデを用い,72時間の観測時間内に黒潮上を3往復した.このように短期間に西岸境界流を3往復(6断面)して,大気応答を調べたのは世界初である.また,2010年12月に実施した東シナ海黒潮前線域における大気海洋観測で発見した従来の知見と異なる前線上における海上風の局所的な低下現象について,領域大気モデルを用いて,この海上風の弱化が,前線横断方向に風が吹き始める時期に限られた,一時的な現象であることを確認した。さらに,衛星風データであるASCATを用いて,上記の解析に使用するべく格子データセットを作成し,国際学術誌にて発表するとともに,インターネットを通してデータを無償配布している。数値計算では,地球シミュレータ上の高解像度大気大循環モデル実験から,東シナ海および日本南岸では海面水温勾配に対して大気下層は収束として応答し,日本東沖の黒潮親潮続流域では発散として応答していることを明らかにした。双方向ネスト大気モデルにおいて,東シナ海における黒潮が作り出す海面水温勾配が全球大気に及ぼす影響を調べる実験の準備を行った.また,梅雨期の黒潮に対する平均的な大気応答が,梅雨降水の黒潮上への集中をもたらすこと,および大気境界層を超え対流圏上層まで及ぶ影響を与えていることを,衛星および再解析データ解析,そして領域気象モデルを総合して明らかにした.この大気応答は,我々が2010年に提案したDeep heating modeと整合的であり,局所応答の強さは夏季のメキシコ湾流上と同程度であるが,大規模梅雨前線帯およびそれにともなう降水が加わることで,中緯度海流上の対流性降水としては世界で最も強いことが明らかとなった.最終年度である今年度は,これまで実施した東シナ海における大気海洋現場観測の解析をさらに進め,さらに非常に多様な東シナ海の大気海洋相互作用の理解を深めるために,2013年11月には長崎大学・長崎丸を使用して投下式水温計と気象ゾンデを用いた観測を行った.

数値計算では,比較的短期的な計算から,気候の視点に立つ長期的な計算まで,さまざまな実験を実行した.前者では,観測と連携する数値計算を行うとともに,集中豪雨についての数値実験によって,東シナ海の海面水温の急激な上昇が梅雨期の集中豪雨発生時期に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした.また後者では,地球シミュレータ上の高解像度大気大循環モデルで実施した東シナ海を陸地にした感度実験結果を解析し,東シナ海が大気循環に及ぼす影響を調査した.さらに,双方向ネスティングモデルを使った黒潮前線に対する大気応答実験を行った.また,東シナ海の黒潮と同じく亜熱帯海域のジェット・海面水温前線であるハワイ風下反流の維持機構に関して,大気の局所的・力学的な応答が重要であることを,大気海洋結合モデルを用いた数値実験によって明らかにした.また新たに,九州東岸沖の黒潮小蛇行が主として冬季に形成される理由を,東シナ海の黒潮上における大気の駆動の季節依存性によるという仮説を立てた.今後その検証が期待される.東シナ海の黒潮前線を横断するXBT/GPSゾンデの同時観測の結果を取りまとめ、前線上における海上風速の局所的な低下が、北西風の吹き始めに起きる一時的な現象であると結論付けた。また、東シナ海や日本海における大気海洋相互作用について、領域大気モデルや海洋モデル、あるいは結合モデルを用いて研究を進めた。「かごしま丸」のH24年度第7次航海(6月9日24日)の共同利用枠を利用して、北海道大学、鹿児島大学、愛媛大学の合同で、6月9日15日の期間に沖縄本島西方の黒潮横断面上で、ラジオゾンデによる高層気象、XBTによる海水温の連続観測を行った。本観測で取得した計6断面の気象要素と海水温資料は、現在解析中である。CAPEなどの気象条件に対する海洋の寄与が示唆される予備解析の結果を得ており,梅雨期の降水に対する海洋の影響について,現場観測からその一端を明らかにできる見込みを得た.また,2012年11月に東シナ海で大気・海洋同時観測を実施し、述べ36地点の大気・海洋の鉛直プロファイルデータを取得した。地球シミュレータ上の高解像度大気大循環モデルを用いて、東シナ海を陸地にした感度実験を10年分実施した。双方向ネスティングモデルを使って黒潮前線に対する冬季の大気応答実験を行った。アンサンブル大気再解析を外力とした海洋シミュレーションを実施し、大気擾乱に対する海洋の応答がどのような海域・深度に表れやすいかを、異なる季節に関して明らかにした。観測,衛星などのデータ解析,そして数値計算とも順調に進展している.特に梅雨期において,黒潮が上空の大気に影響を与え,かつ中緯度海流上の対流性降水としては世界で最も強いこと見出したことは(Sasaki et al., J. Climate掲載確定),梅雨という長年研究されてきた対象に新たな視点を加え,世界的な気候研究に東シナ海の梅雨期の大気海洋相互作用を適切に位置付けるものである.この重要な研究がすでに掲載確定となったのは,計画以上の進展である.25年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は予定した観測は,梅雨期と冬季に予定通り順調に実施することができた.数値実験も各種領域大気モデルを観測,データ解析と組み合わせて使用しており,さらに地球シミューレータ上での大気大循環モデルで東シナ海を陸に埋め立てる実験や,双方向ネスティング大気モデルでの実験も順調に実行している.また成果のとりまとめの点でも,多くの論文が出版されている.これらの点から,本研究は順調に進展している.我々が特に観測領域としている東シナ海の黒潮付近において,他の研究プロジェクトでもH24年度には,同時期あるいは隣接時期に観測がおこなわれる予定である.
腸管吸収能のPositron Emission Tomographyによる評価の試み

我々は本研究の目的に最適であるとの結論から標識化合物として^<11>C-メチオニンを選び,健常成人のボランティアおよび成人短腸症患者による臨床的研究,さらには各種条件下での雑種成犬腸管を用いた吸収能解析のための基礎的実験をすすめてきたが,その結果PETによる腸管吸収能評価法の基礎はほぼ完成したといえる。今年度に新たに進展したのは以下の諸点である。1.アミノ酸吸収能-健常成人ボランティアおよび雑種成犬による検討の結果,^<11>C-メチオニンの比放射能を低下させることにより腸管吸収能の変化をより適切にPETを用いて評価しうるようになり臨床応用の可能性がきわめて高くなった。2.糖質吸収能-アミノ酸吸収能評価は^<11>C-メチオニンを用いて殆ど問題なく行われるため,当初予定していた各種アミノ酸同士の比較にかわり今回初めて標識糖質である^<18>F-フルオロデオキシガラクトースを用いて腸管の糖質吸収能評価を試みた。その結果メチオニンよりも緩徐ながら明瞭な一定の吸収パターンがみとめられ,本化合物が充分に臨床応用可能であることが判明した。3.脂肪吸収能-PETによる吸収能評価にはいまだ困難が多いがその前段階として^<123>I-BMIPPおよびそのエステル体の吸収動態評価を個別に試みており,脂肪の消化能と吸収能とを分離して解析する方法が開発されつつある。なお,適当な症例にめぐまれず消化吸収障害患者での検討は十分とはいえないが,基礎的検討の大略は終了しており本法の有用性は明らかとなったものといえる。我々はこれまで腸管のアミノ酸および脂肪酸吸収能評価のために核医学的手法の応用を試みてきた。アミノ酸においては十二指腸内投与後の^<11>C-メチオニンの門脈を介する吸収動態が肝を関心領域とするPETにあらわされることをヒト,イヌで証明してきた。また脂肪酸については胃内に投与された脂肪酸誘導体( ^<125>I-BMIPP)が効率よく腸管より吸収されること,および高速液体クロマトグラフィ-による血中代謝産物の分析により吸収後は全身の末梢組織において生理的に代謝されることを明らかにした。その後更に以下の問題点を解決すべく動物実験をすすめた。まずアミノ酸吸収については,従来の^<11>C-メチオニン投与法では健常者と短腸症患者間に肝のポジトロン放射活性,すなわち吸収率の差が生じ難いことから,本法における腸管の長さないし投与される^<11>C-メチオニンの比放射活性の差異がいかなる影響を有するかにつき検討を加えた。その結果PETに画像化される吸収能は腸管吸収面積の大小を反映し,また投与されるポジトロンアミノ酸の比放射活性を変えることにより本法はアミノ酸吸収病態の臨床的評価に有用なものになりうると考えられた。一方前記の脂肪酸吸収実験では^<125>I-BMIPPの腸管吸収経路が生理的なリンパ系か否かについての検討が必要と考えられた。そこでラットでの胸管カニュレ-ションによる腸管リンパ液の持続的採取を行なった。その結果胸管リンパには胃内投与後迅速に^<125>I-BMIPPがみとめられ,しかも薄層クロマトグラフィ-によりその殆んどがトリグリセリド分画,すなわちカイロミクロン分画にあることも明らかにした。これより^<125>I-BMIPPは生理的な腸管吸収および組織内代謝をうけており,核医学的な脂肪吸収能の臨床的評価に有用であることが示唆された。今後これらの基礎的検討をもとに臨床応用への研究をすすめてゆきたい。本年度PETを用いるアミノ酸吸収能評価の研究においてヒトでの正常パターンの検討は終了し,被吸収メチオニン(Met)の肝への集積はその立ち上がりが投与直後に急速で5-10分でプラトーに達することが明らかとなった。

またヒト及び実験動物としてイヌを用いた基礎的検討からMetの小腸内投与法の差異(線量,比放射活性,被投与腸管長)による吸収パターンの相違を明らかにしえた。即ち吸収後の肝への集積立ち上がりは腸管吸収面積が大きいほど,また投与量が多いほど急速で一方比放射活性が低いほど立ち上がりは緩徐になってくることが判明した。これらの研究成果から,短腸症候群など各種の病態を有する患者のアミノ酸腸管吸収能を評価し得るより有用な投与法としては,これまでの方法に比較して投与線量を段階的に低下せしめついで比放射活性を下げてゆくことが望ましくこれにより腸管の全吸収面積・単位吸収面積あたりの吸収効率の差異をより正確に反映する投与法が確立されるものと考えられた。また正常パターンでみられる吸収のプラトーの高さは必ずしも吸収能評価の指標とはならないことが明らかになった点も重要である。以上交付申請書に記載した研究目的・実施計画については実際の臨床応用例数がいまだ少い点を除けばほぼ予定通りの成果が得られたといえる。これに加えて本研究は次の2点で新たな展開をみせた。即ち(1)その代謝が近年注目されてきたガラクトースの陽電子放出核種を腸管内に投与することで得られる吸収パターンはMetとは異なり緩やかな立ちあがりのみでプラトーを欠くものであること,(2)既に明らかとなった小腸でのMet吸収に加えて大腸でもその吸収がPET画像上確認しえたこと,の2点である。これらの点も今までその報告をみない全く新しい知見であり,今後この方面の発展が大いに期待される。我々は本研究の目的に最適であるとの結論から標識化合物として^<11>C-メチオニンを選び、健常成人ボランティアおよび成人短腸症患者による臨床的研究、さらには各種条件下での雑種成犬腸管を用いた吸収能解析のための基礎的実験をすすめてきたが、その結果PETによる腸管吸収能評価法の基礎はほぼ完成したといえる。今年度に新たに進展したのは以下の諸点である。1.アミノ酸吸収能-健常成人ボランティアおよび雑種成犬による検討の結果、^<11>C-メチオニンの比放射能を低下させることにより腸管吸収能の変化をより適切にPETを用いて評価しうるようになり臨床応用の可能性がきわめて高くなった。2.糖質吸収能-アミノ酸吸収能評価は^<11>C-メチオニンを用いて殆ど問題なく行われるため、当初予定していた各種アミノ酸同士の比較にかわり今回初めて標識糖質である^<18>F-フルオロデオキシガラクトースを用いて腸管の糖質吸収能評価を試みた。その結果メチオニンよりも緩徐ながら明瞭な一定の吸収パターンがみとめられ、本化合物が充分に臨床応用可能であることが判明した。3.脂質吸収能-PETによる吸収能評価にはいまだ困難が多いがその前段階として^<123>I-BMIPPおよびそのエステル体の吸収動態評価を個別に試みており、脂肪の消化能と吸収能とを分離して解析する方法が開発されつつある。なお、適当な症例に恵まれず消化吸収障害患者での検討は充分とはいえないが、基礎的検討の大略は終了しており本法の有用性は明らかとなっているといえる。
圧縮着火燃焼における着火過程および有害燃焼生成物のモデリング

本研究では圧縮着火過程の反応に関して3種の反応モデルを開発し,NO生成の機構を解明するとともに,すす生成モデルの基礎あるいは前提となるモデルを確立した.さらに低温から高温雰囲気までカバーする自着火モデルの可能性を検討した.第1のモデルはディーゼル燃焼の雰囲気を想定した高温酸化モデルであり,燃料が熱分解から部分酸化を経てCOとH_2に至る過程を一段総括反応として扱うEdelmanのモデルを基にCOとH_2を含む詳細な動力学モデルと結合し,圧縮自着火の熱的側面を記述した.このモデルにさらにNO生成の詳細モデルを加え,ディーゼル燃焼における乱流混合過程による不均一反応をモデル化するための確率過程論モデルに組み込んだ.実測圧力との比較によりモデル定数を定め,NO濃度計算を行って実測値と良い一致を得た.第2のモデルは高温酸化に先立つ燃料の熱分解過程を表現し,すす生成・消滅を予測する上に重要な熱分解成分の生成機構を解明するものである.このモデルはReice-Herzfeld機構に基づき,セタンについて示す一つの総括反応および二つの素反応から成る.このモデルにC_2炭化水素に関する酸化詳細モデルを組み合わせ,急速圧縮装置による着火遅れの実測値と比較する事により総括反応の速度定数を定めた.計算による熱分解成分割合は実測結果と良い一致が得られた.第3のモデルは低温酸化機構に関するもので,予混合圧縮自着火機関の着火過程を記述することを目的に行った.900K以下についてはKeckのモデルを基とし,実測着火遅れと一致するよう最適化を行い,900K以上については上述の熱分解機構を用いることにより,低温から高温にわたる自着火反応モデル構築の可能性を示した.本研究では圧縮着火過程の反応に関して3種の反応モデルを開発し,NO生成の機構を解明するとともに,すす生成モデルの基礎あるいは前提となるモデルを確立した.さらに低温から高温雰囲気までカバーする自着火モデルの可能性を検討した.第1のモデルはディーゼル燃焼の雰囲気を想定した高温酸化モデルであり,燃料が熱分解から部分酸化を経てCOとH_2に至る過程を一段総括反応として扱うEdelmanのモデルを基にCOとH_2を含む詳細な動力学モデルと結合し,圧縮自着火の熱的側面を記述した.このモデルにさらにNO生成の詳細モデルを加え,ディーゼル燃焼における乱流混合過程による不均一反応をモデル化するための確率過程論モデルに組み込んだ.実測圧力との比較によりモデル定数を定め,NO濃度計算を行って実測値と良い一致を得た.第2のモデルは高温酸化に先立つ燃料の熱分解過程を表現し,すす生成・消滅を予測する上に重要な熱分解成分の生成機構を解明するものである.このモデルはReice-Herzfeld機構に基づき,セタンについて示す一つの総括反応および二つの素反応から成る.このモデルにC_2炭化水素に関する酸化詳細モデルを組み合わせ,急速圧縮装置による着火遅れの実測値と比較する事により総括反応の速度定数を定めた.計算による熱分解成分割合は実測結果と良い一致が得られた.第3のモデルは低温酸化機構に関するもので,予混合圧縮自着火機関の着火過程を記述することを目的に行った.900K以下についてはKeckのモデルを基とし,実測着火遅れと一致するよう最適化を行い,900K以上については上述の熱分解機構を用いることにより,低温から高温にわたる自着火反応モデル構築の可能性を示した.平成7年度は熱分解・圧縮自発着火過程の反応モデルの枠組みの開発を行った.先ず,圧縮自発着火過程の反応モデルの開発を行った.このモデルは,燃料C_mH_nについてなる反応によってCOとH_2に分解後,COとH_2を含む詳細な反応メカニズムとリンクすることによって圧縮自発着火過程を記述するモデルで,このモデルを乱流混合を伴う不均一反応を記述する確率過程論モデルに組み込み,実験によって得られたディーゼル燃焼の着火遅れと比較することによって上記反応の速度定数を定めた.その成果は,IPC-8 Technical Peperにて発表した.続いて,熱分解を含む圧縮自発着火過程の反応モデルの開発を行った.このモデルでは,熱分解過程として,Rice-Herzfeld機構によって最終的にオレフィンと炭化水素ラジカルが生成する以下のようなグローバル反応を仮定した.ここに,aおよびbは質量バランスから定まる定数である.また,この機構における創始反応の圧力依存性の検討を行った結果,ディーゼル燃焼の圧力では高圧限界に一致することを明らかにした.さらに,熱分解後の反応はエチレン燃焼の反応モデルとリンクすることによって上記の圧縮自発着火過程の反応モデルとほぼ等しいディーゼル燃焼の着火遅れを予測できることを示した.このモデルによって熱分解成分の生成予測が可能となったので,次年度は,熱分解成分の重・縮合によるPAHおよびすすの生成予測について検討する.ディーゼル燃焼における熱分解・圧縮着火過程の反応モデルの開発を行うとともに,近年,NOおよびすすの同時低減を目指し開発が進められている予混合圧縮着火機関における着火過程のモデル化も行った.通常のディーゼル燃焼の着火過程のモデル化では高温酸化過程と扱い,発熱経過のほかに燃料の熱分解過程を詳細に予測できることに焦点を置いた.これは,着火後のすすの発生・消滅過程を予測する上で,熱分解成分の挙動が極めて重要な因子となることによる.開発を行った熱分解・自着火反応モデルでは,Rice-Herzfeld機構によって,炭化水素ラジカルが生成するものとし,最終的な熱分解成分の生成を以下のようなグローバル反応によって仮定した.

ここに,aおよびbは質量バランスから定まる定数である.また,これ以後の反応はエチレンの反応モデルとリンクさせて,発熱過程ならびに分解成分の生成挙動を表現した.実験による着火遅れに一致させるようにグローバル反応の速度定数を決定し,このモデルによって計算される熱分解成分を実験値と比較し,良好な一致が得られることを確認した.予混合圧縮着火機関における着火過程のモデル化では,13の素反応からなる低温酸化機構による自着火モデルと,H_2とCOに一旦分解する高温酸化モデルを両立させることによって,実験における温度・圧力履歴と着火遅れの関係を合理的に予測できることを明らかにした.さらに,着火遅れのセタン価依存性が低温酸化機構の異性化反応の速度定数によって予測できる可能性が示唆された.
糖及び糖誘導体修飾電極による生体機能型メデイエーター系の創成

生体がもつ特異的な性質を電気化学に持ち込めば、その特異性を生かした新しい反応系やセンサーの開発が可能になると考えられる。我々は、生体物質の中で糖蛋白質に着目した。特に糖は生体内において、細胞に近ずく物質を識別しているといわれる。本研究では、糖蛋白質の構成分である糖、アミノ酸で修飾したポリフタロシアニン薄膜電極を作成し、その機能を検討した。電極はテトラシアノベンゼン(0.18g)と2,4-ジアミノニトロベンゼン(0.02g)を1.5torr、270C下に例えば銅板上へ蒸着重合させ、生成した薄膜上のニトロ基をアミノ基に還元し、これに糖を反応させることにより作成した。糖での電極の修飾は、アミノ酸でのそれに比べて困難であり、多くの反応条件を模索した。最終的には強酸性イオン交換樹脂の存在下にグルコース(0.15M)を作用させることによってこれを達成することができた。糖での修飾の程度はFT-IRにより定量した。電極の外観は元の紫色が白色を帯びるに至った。作成した修飾電極の機能を知るために、この基質識別能について検討した。この電極を作用電極としてD,L-グリセルアルデヒドの還元電位を測定したところ、両電位に約0.1Vの差が認められた。またスチレンオキサイドについても同様のことが観察された。六単糖についても還元電位を測定したが、これらの糖類が水中において環構造をなし、遊離のアルデヒド基が少ないために、その電位を知ることができなかった。しかし今回の一連の実験で糖修飾電極の機能を一部明らかにすることができたので、今後これを更に発展させるつもりである。
エネルギー企業のイノベーション創出を考慮した経営効率性評価手法の構築と応用

本研究では、国内外のエネルギー企業に着目し、イノベーション創出への取り組みとその成果を取り入れた、新たな経営効率性評価手法の構築と応用を行う。社会的課題を解決し、人々の生活を豊かにするようなイノベーションを創出するためには、どのような戦略や取り組みが有効であるかを明らかにすることを目指す。そのために、データ包絡分析法(data envelopment analysis: DEA)に基づく新たなモデルを提案する。DEAは事業体などを対象に、複数の投入要素と生産物を同時に考慮する総合的効率性評価手法であり、近年では環境への配慮やエネルギー効率を考慮したさまざまな応用モデルへの拡張が提案されている。