hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
青果物の輸出促進に資する高電圧・プラズマ利用高度品質保持技術の確立

リアクタBはリアクタAと同じものが空気流の方向に3連になっている。リアクタAを用い、電圧を5または7kVp-p、空気流量を14L/minと変化させた結果、7kVp-p、1L/minのとき、生菌数はほぼ一桁程度減少した。また、リアクタBを用いリアクタ数を変えて試験した結果、リアクタ数が1から3個へと増加することにより、明らかに生菌数は減少した。オゾンによる寄与を調べるため、活性酸素の寿命が終了する位置で殺菌試験を行ったが、高濃度オゾンにもかかわらず、アオカビ胞子は死滅しなかった。これは送気するガス中に水分が含まれないため、オゾンの効果が表れていないと思われ、今後さらに検討が必要である。2.プラズマによるエチレン分解:上記と同様にDBD式のリアクタAを用い、内寸475×310×295mmの容器内に設置し、容器内エチレン濃度を100ppmとして、リアクタに電圧を4.86.0kVp-p(0.1kHz)印加した。この結果エチレン分解効率は5.4kVp-pで最大の約1.8g/kWhとなり、コロナ放電より高い値となった。また、容器の大きさを3種類にして、小型容器から求めた分解速度定数を用い、中型、大型の装置内のエチレン濃度をほぼ予測できることを明らかにした。さらに、CFDで化学種モデルを用いて、大型コンテナ内に設置したDBD式リアクタの性能を計算し、95ppmのエチレンがリアクタを通過する際に0.340.58ppm濃度が低下することを見だした。研究実施計画では、プラズマによる空中浮遊菌の殺菌で新たにDBD式のリアクタを用いて殺菌効果試験を行い、その際、電圧波形や周波数を変えるとされており、これについてはほぼ計画通りに試験を行った。また、オゾンの寄与を明らかにするところで、寄与率を求めるには至っていないが、オゾンのみの殺菌試験に着手している。エチレン分解では昨年に引き続き分解効率を求める計画であったが、これは達成され、さらに小型容器の分解速度定数から大型容器のエチレン濃度予測を行うなど計画よりも進んでいるところもある。さらに、CFDによるエチレンの拡散予測は化学種モデルを用いて、リアクタのエチレン分解能力を算出した。以上のことから概ね順調に進展していると判断した。1.プラズマによる空中浮遊菌の殺菌:引き続き3連のDBD式リアクタにより空中浮遊菌の殺菌を行った。昨年度は放電に伴う副産物のオゾンの影響が明確でなかったことから、オゾンのみの影響を詳細に検討した。オゾンは乾燥空気を使用した場合でもわずかに残る供試菌や実験器具の水分と反応しヒドロキシルラジカルを生じ、若干の殺菌効果を有する可能性を見出した。また、相対湿度を80%とすると乾燥時より生菌数は減少した。14.6kVp-p、1000Hz正弦波をリアクタに印加し、相対湿度0%、80%で殺菌試験を行った結果、無印加の対照区(湿度0%)に比べ両電圧印加区の生菌数は減少し、乾燥区に比べ湿潤区の生菌数は有意に小さかった。2.プラズマによるエチレン分解:DBD式リアクタ(単式)に100ppmエチレンを4L/minを通気し、エチレン分解試験を行った。エチレン分解効率は15.7kVp-p印加時にコロナ放電(17.47kVp-p)の2倍程度となった。また、エチレン分解速度定数は電圧とともに増加し、DBDはコロナ放電の数十倍となった。さらに小型容器のデータから実用型プレハブ冷蔵庫内のエチレン分解予測を行い、予測値と実験値はよく一致した。3.静電霧化による高湿度環境の構築:中空針状電極に直流負電圧を印加し、針状電極から滴下する液滴の周囲に環状の接地電極を配して静電霧化試験を行った。電圧の増加に伴い滴下する液滴径が減少し、-5kVでほぼ完全に霧化した。
耳下腺腺房細胞におけるアミラーゼ開口放出の分子機構

本研究では,耳下腺腺房細胞におけるアミラーゼ分泌に関わるタンパク質の検索を行った.我々は,耳下腺腺房細胞の分泌顆粒に,神経伝達質の開口放出に関わるタンパク質であるVAMP-2が存在しており,cAMP依存的なアミラーゼ分泌に関わっていることを既に報告している.しかし,神経細胞においてVAMP-2と相互作用して膜融合に関わっているsyntaxin 1やSNAP-25は,耳下腺では検出されなかった.そこで,本研究では,耳下腺腺房細胞において,アミラーゼ分泌に関わるVAMP-2以外のタンパク質の検出を試みた.特に,VAMP-2の普遍的なホモログであるcellubrevinや,VAMP-2と直接結合すると言われているsyntaxin 4について,解析を行った.そのために,VAMPfamilyを共通に認識するウサギポリクローナル抗体(anti-SER4256)を作成し,耳下腺の細胞画分についてウエスタンブロットを行った.その結果,anti-SER4256によって認識される15kDa(p15)および18kDa(p18)のバンドが検出された.p18は,抗VAMP-2抗体によって認識されるバンドと分子量が一致しており,VAMP-2であると考えられた.p15及びp18は共に,ボツリヌストキシンBによって切断された.VAMP-1はボツリヌストキシンBによる切断部位は持たないことから,p15はcellubrevinであると考えられる.また,p15はVAMP-2と同様に,分泌顆粒膜に局在しており,アミラーゼ分泌に何らかの関与をしていることが予測される.また,syntaxin familyの中で,VAMP-2に対する結合能を持つものはsyntaxin 1と4であることが既に報告されている.そこで,抗syntaxin 4抗体を用いて,耳下腺の細胞画分についてウエスタンブロットを行った.その結果,抗syntaxin 4抗体によって認識される32kDaのバンドが膜画分に存在することが明らかになった.syntaxin 4は,VAMP-2と協同して刺激応答性のアミラーゼ開口放出に関わっていることが期待される.本研究では,耳下腺腺房細胞におけるアミラーゼ分泌に関わるタンパク質の検索を行った.我々は,耳下腺腺房細胞の分泌顆粒に,神経伝達質の開口放出に関わるタンパク質であるVAMP-2が存在しており,cAMP依存的なアミラーゼ分泌に関わっていることを既に報告している.しかし,神経細胞においてVAMP-2と相互作用して膜融合に関わっているsyntaxin 1やSNAP-25は,耳下腺では検出されなかった.そこで,本研究では,耳下腺腺房細胞において,アミラーゼ分泌に関わるVAMP-2以外のタンパク質の検出を試みた.特に,VAMP-2の普遍的なホモログであるcellubrevinや,VAMP-2と直接結合すると言われているsyntaxin 4について,解析を行った.そのために,VAMPfamilyを共通に認識するウサギポリクローナル抗体(anti-SER4256)を作成し,耳下腺の細胞画分についてウエスタンブロットを行った.その結果,anti-SER4256によって認識される15kDa(p15)および18kDa(p18)のバンドが検出された.p18は,抗VAMP-2抗体によって認識されるバンドと分子量が一致しており,VAMP-2であると考えられた.p15及びp18は共に,ボツリヌストキシンBによって切断された.VAMP-1はボツリヌストキシンBによる切断部位は持たないことから,p15はcellubrevinであると考えられる.また,p15はVAMP-2と同様に,分泌顆粒膜に局在しており,アミラーゼ分泌に何らかの関与をしていることが予測される.また,syntaxin familyの中で,VAMP-2に対する結合能を持つものはsyntaxin 1と4であることが既に報告されている.そこで,抗syntaxin 4抗体を用いて,耳下腺の細胞画分についてウエスタンブロットを行った.その結果,抗syntaxin 4抗体によって認識される32kDaのバンドが膜画分に存在することが明らかになった.syntaxin 4は,VAMP-2と協同して刺激応答性のアミラーゼ開口放出に関わっていることが期待される.
補体古典的経路の起源の解明

補体系の古典的経路は抗原抗体複合体にC1が結合することにより活性化が開始する。一方、レクチン経路は免疫グロブリンを必要とせず、レクチンが病原体上の糖鎖に結合後活性化が起きる。レクチン経路は原索動物以上に、一方古典的経路は軟骨魚類以上に存在する。脊椎動物最下等の円口類ヤツメウナギ血清には哺乳類C1の亜成分のC1qに構造類似のレクチン(LC1q)がある。この事実は、レクチン経路が古典的経路へと進化したことを強く示唆している。本研究はLC1qおよび下等動物のレクチンの解析により古典的経路の起源の解明を目指すことを目的とした。本研究により以下の主な成果を得た。1.ヤツメウナギには構造類似の3種類のセリンプロテアーゼ(MASP-A, MASP-B, MASP-1)が存在しており、LC1qにはMASP-Aが結合していることが既に分かっていたが、ウェスタンブロットの結果新たにMASP-1も結合していることが判明した。2.LC1qはN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)に結合性を示すレクチンであるが、LC1q-MASP複合体は人工糖脂質のGlcNAc5-DPPEに結合後、ヤツメウナギC3を活性化した。3.MASPに対する抗体による阻害実験を行ったところ、液相中におけるLC1q-MASP複合体中によるヤツメウナギC3の限定分解を、抗MASP-1抗体が阻害した。4.ヤツメウナギより下等で、無脊椎動物の尾索動物亜門(原索動物)に属するエボヤ(Styela clava)の体液よりLC1qと同様にGlcNAcに結合性を示すレクチンを単離した。本レクチン画分にはセリンプロテアーゼ活性があり、ゲル濾過で分画するとセリンプロテアーゼ活性はレクチンと一致して溶出した。コラゲナーゼ処理により本レクチンは分解されたことから、コラーゲン様構造を持つことが推定される。また、分解フラグメントの分子量は、哺乳類C1qやLC1q分子が持つgC1qドメインとほぼ一致した。以上のことから、エボヤ体液にはC1qが存在し、これがセリンプロテアーゼのMASPと複合体を形成していることが示唆される。従って、古典的経路の起源は円口類よりも更に古い可能性が考えられる。本研究はLC1qの解析により古典的経路の起源の解明を目指すことを目的とした。本年度は以下の研究成果を得た。1)ヤツメウナギには構造類似の3種類のセリンプロテアーゼ(MASP-A, MASP-B, MASP-1)が存在している。

これらのMASPのうち、LC1qにはMASP-Aが結合していることが既に分かっていたが、ウェスタンブロットの結果今回新たにMASP-1も結合していることが判明した。2)LC1qはN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)に結合性を示すレクチンであるが、LC1q-MASP複合体はLC1qを介して人工糖脂質のGlcNAc5-DPPEに結合後、ヤツメウナギC3を活性化(限定分解)することが明らかとなった。3)LC1q-MASP複合体中のMASPのうち、ヤツメウナギC3分解に関与するMASPのタイプを明らかにする目的で、MASPに対する抗体による阻害実験を行ったところ、液相中におけるLC1q-MASP複合体中によるヤツメウナギC3の限定分解を、抗MASP-1抗体が阻害することが分かった。補体系の古典的経路は抗原抗体複合体にC1が結合することにより活性化が開始する。一方、レクチン経路は免疫グロブリンを必要とせず、レクチンが病原体上の糖鎖に結合後活性化が起きる。レクチン経路は原索動物以上に、一方古典的経路は軟骨魚類以上に存在する。脊椎動物最下等の円口類ヤツメウナギ血清には哺乳類C1の亜成分のC1qに構造類似のレクチン(LC1q)がある。この事実は、レクチン経路が古典的経路へと進化したことを強く示唆している。本研究古典的経路の起源の解明を目指すことを目的とした。本年度は以下の研究成果を得た。分類学上ヤツメウナギより下等で、無脊椎動物の尾索動物亜門(原索動物)に属するエボヤ(Styela Clava)の体液よりN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)カラムを用いて探索を行い、LC1qと同様にGlcNAcに結合性を示すレクチンを単離した。本レクチンの部分アミノ酸配列を決定した。合成基質を用いてアッセイしたところ、本レクチン画分にはセリンプロテアーゼ活性があり、ゲル濾過で分画するとセリンプロテアーゼ活性はレクチンと一致して溶出した。レクチン成分はコラゲナーゼ処理により分解されたことから、本レクチンはコラーゲン様構造を持つことが推定される。また、この分解により生じたフラグメントの分子量は、哺乳類C1qやLC1q分子が持つgC1qドメインとほぼ一致した。以上のことから、エボヤ体液にはC1qが存在し、これがセリンプロテアーゼのMASPと複合体を形成していることが示唆される。従って、古典的経路の起源は円口類よりも更に古い可能性が考えられる。
迅速な水蒸気吸着と熱移動を可能にする多孔質シリカ／金属複合吸着体の開発

吸着式冷凍機の冷熱出力の向上に繋がる吸着材熱交換器の伝熱促進を目的として,メソポーラスシリカ(MPS)粒子を金属アルミニウム表面に固定化した複合吸着体の開発を行った。MPSの固定化にはシランカップリング剤CPTSを用い,複合吸着体の調製方法の確立とその水蒸気吸着性能について検討を行った。その結果,MPSとCPTSを含有する懸濁液を使用したディップコーティング操作によってアルミニウム平板基材上に強固で一様なMPS粒子層を形成させることができ,その厚みは100μm程度まで到達した。また,本複合吸着体は低相対圧域における水蒸気吸着能を示し,吸着式冷凍機の蓄熱材として機能する可能性が示唆された。熱駆動型の吸着式冷凍機の小型高性能化を図るためには,その主要素である固体吸着材が充填された吸着熱交換器内の伝熱促進が不可避である。本研究では,水冷媒系吸着式冷凍機の新たな蓄熱体として,優れた水蒸気吸脱着性と熱伝導性を併せ持ち,高度の耐久性を備えたメソポーラスシリカ(MPS)/アルミニウム複合構造体を提案し,その作製とこれを組み込む吸着冷凍システムの冷熱出力密度の評価,検証を目的としている。今年度は,市販の球形メソポーラスシリカ粒子(平均粒径0.36μm,平均細孔径2.0nm)を,シランカップリング剤を導入して,金属アルミニウムの表面に化学的に固定化する手法の確立について検討を行い,以下の知見を得た。1シランカップリング剤を介して,金属アルミニウムとMPS粒子を化学的に結合させるための前処理として,リン酸浴陽極酸化法によってアルミニウム平板表面に極薄の酸化皮膜を形成させた。その結果,形成される酸化皮膜の厚みは印加電圧によって制御可能で,100Vの印加条件で最も薄い200nmの酸化皮膜が得られる。2アルミナ皮膜ーMPS粒子間及びMPS粒子ー粒子間の架橋剤として3-chloropropyltrimethoxysilane(CPTMS)を選定し,CPTMS/水/エタノール混合液とMPS粒子の分散液中に,表面処理を施したアルミニウム平板を浸漬させてMPS/アルミニウム複合構造体の作製を試みた。その結果,本手法により,酸化アルミニウム層の表面に厚み20μm程度の強固なMPS粒子層を形成させることができ,それはCPTMS量及びMPS粒子量,浸漬回数と時間などの操作条件に大きく依存する。また,作製したMPS/アルミニウム複合構造体は水蒸気吸着能を有する。吸着式冷凍機の新たな蓄熱体として提案するメソポーラスシリカ(MPS)/アルミニウム複合構造体の作製では,シランカップリング剤を用いてアルミニウム基材の表面にMPS粒子層を形成させる。そのためには,アルミニウムの表面に水酸基の導入が必要となり,本研究では,リン酸浴陽極酸化法を採用して,その表面にアルミナ皮膜を形成させた。一方で,本複合構造体の熱伝導性を高度に保持するには,このアルミナ層を可能な限り薄くする必要があり,これまでに最小皮膜厚み200nmを達成した。MPS粒子層の形成では,陽極酸化処理で生成させたアルミナ層表面ーMPS粒子間及びMPS粒子ー粒子間にシランカップリング剤による架橋を形成させることで強固な粒子層が得られると考えた。そこで,多くの候補カップリング剤の中から,文献調査と予備実験に基づいて3-chloropropyltrimethoxysilane(CPTMS)を架橋剤に選定し,CPTMS/水/エタノール混合溶液にMPS粒子を加えた分散液を調製して,ここに表面処理を施したアルミニウム平板を浸漬させることで,厚み20μm程度のMPS粒子層を平板表面に形成させることに成功した。成膜量や成膜状態は,分散液組成並びに浸漬条件に大きく依存すること,MPS粒子層は機械的にも強固であること,そして,水蒸気吸着能を有していることを確認した。現時点で最適作製条件の確立には至っていないが,シランカップリング剤を利用したMPS/アルミニウム複合構造体の作製法が取得できたことから,本研究の進展はおおむね順調と考えている。熱駆動型吸着式冷凍機のエネルギー出力密度の向上には,その主要素である吸着材熱交換器内の伝熱促進が不可欠である。本研究では,高熱伝導性のアルミニウムの表面に,優れた水蒸気吸着能を有するメソポーラスシリカ(MPS)を強固に成膜した伝熱促進型複合構造体を調製し,その吸着冷凍システムへの適用性について検討することを目的としている。今年度の研究実績は以下に示す通りである。ホウ酸陽極酸化処理によって厚み200 nmの酸化皮膜を施したアルミニウム平板表面に,サブミクロンサイズのMPS粒子をシランカップリング剤(CPTS: 3-chloropropyltrimethoxysilane)の導入により成膜(浸漬被覆法を採用)した結果,CPTS濃度5 v/v%,MPS/CPTS比0.7のMPS分散系エタノール溶液を用いた場合に,昨年度実績値の1.5倍の厚み30μm,見掛け密度0.6 g/cm3のMPS層を形成させることができた。なお,調製した複合構造体の剥離試験からMPS層が強固に固定化されていることを確認した。シリカーアルミニウム複合構造体の新たな作製法として,テトラエトキシシラン(TEOS)からゾル・ゲル法でシリカゾル懸濁液を調製し,電気泳動によってアルミニウム平板上にシリカ粒子を直接成膜する検討を行った結果,単分散サブミクロン粒子からなる強固なシリカ層(最大析出量19.8 mg/cm2)を形成させることができ,これが水蒸気吸着能を有することを確認した。

また,複合構造体の吸着冷凍システムへの適用性を検討するために,その水蒸気吸着と熱移動の過渡的特性評価が可能な測定系を構築した。さらには,本複合構造体の熱・物質移動解析に応用可能な数値モデルを構築し,多くの実験データを保有する活性炭/メタノール吸着系に適用した結果,その蒸気吸着量と吸着材温度の変化を良好に再現できることを確認した。本研究では,吸着式冷凍機の主要素である吸着材熱交換器の大幅な伝熱促進を図るために,金属アルミニウムとシリカ系吸着材粒子をシランカップリング剤を用いて強固な一体型複合構造体にし,その吸着冷凍システムへの適用性について検討を進めている。吸着式冷凍機の冷熱出力密度の向上の観点から見れば,複合構造体の作製はもとより,冷媒水蒸気の吸着と熱移動を阻害しない範囲で吸着材成膜量の増大を図ることが重要である。今年度は,シランカップリング剤CPTSを添加したメソポーラスシリカ(MPS)分散系エタノール溶液の組成や浸漬被覆操作の条件を種々変化させることで,アルミニウム基材上のMPS成膜厚みを昨年度実績値の1.5倍の30μmまで上昇させることができ,このMPS層が基材に強固に固定化されていることを確認した。また,ゾル・ゲル法と電気泳動析出法を併用してシリカ層をアルミニウム表面に直接合成する新規の複合構造体作製法を提案し,最大シリカ密度19.8 mg/cm2の複合体を得た(論文投稿中)。本法はMPSーアルミニウム複合体の調製にも応用可能と考えられる。さらに,複合構造体の吸着冷凍システムへの適用性の検証には,その水蒸気吸着能を平衡論及び速度論的に評価検討する必要があり,そのための測定系を構築した。そして,本複合構造体の熱・物質移動解析に応用可能な数値モデルを構築し,既存の吸着系の冷媒蒸気吸着量と吸着材温度の変化を良好に再現できることを確認した。以上より,本研究の進展はおおむね順調と考えている。低温熱駆動型吸着式冷凍機のエネルギー出力密度を増大させるためには,固体吸着材の冷媒蒸気吸着能の向上に加えて,吸着材熱交換器内の伝熱促進が不可欠である。本研究では,高熱伝導性のアルミニウムの表面に,高い水蒸気吸着能を持つメソポーラスシリカ(MPS)およびゼオライト系吸着材を化学的に固定化した高熱伝導性複合吸着体を調製し,その吸着式冷凍機への適用性について検討することを目的としている。今年度の研究実績は以下に示す通りである。1ホウ酸陽極酸化処理によって厚み約200nmの酸化皮膜を施したアルミニウム平板表面にシランカップリング剤3-Chloropropyltrimethoxysilane(CPTS)を用いてMPSと2種類のゼオライト系吸着材の粒子層を形成させた結果,MPSとシリコアルミノフォスフェート系ゼオライトはディップコーティング法により一様な吸着材粒子層を得ることが可能である。2陽極酸化アルミニウム表面を予めCPTSで改質し,その後MPSをディップコーティングすることで,MPS被覆量は表面改質しない場合に比べて増大する。3MPS粒子層厚みはディップ回数に対してほぼ直線的に増大し,4回の繰り返し操作までは亀裂のない良好な粒子層を形成できる。また,MPS被覆量はディップ液のMPS/CPTS比の影響を大きく受ける。
デデキント圏における情報意味論と関係型プログラミング

この研究課題では4年間にわたりDedekind圏における情報意味論と関係型プログラミングおよびその基礎となる関係理論の研究を行った。その成果の概要としては、(1)関係の基数理論の端緒を開いた。(2)完備束における単調関数は最小・最大不動点をもつというTarskiの定理(1955年)を、関係理論を駆使してDedekind圏において証明した。(3)量子計算を表す3近傍局所遷移規則をもつ古典的な有限セルオートマトンを、固定境界条件、半固定境界条件、自由境界条件、巡回境界条件について、完全に決定した。(4)Hoareに始まるプログラムの意味としての関係のdemonic合成とdemonic順序についての概念を、Dedekind圏における関係理論から検証した。ことにまとめられる。この研究費補助金により九州大学において恒常的に実施した研究成果の発表、特に、国際的研究集会International Conference on Relational Methods in Computer Science/Applications of Kleene Algebrasでの研究発表に加え、プログラム委員としての役目を果たすことができた。ここに関係者のすべての皆様に謝意を表します。ことにまとめられる。研究代表者は、既に述べた従来の研究経過と研究成果をふまえて、「関係集合論」の基礎を充実するため伝統的な公理的集合論との比較検討を行い、「関係型プログラミング」の基礎理論として最も重要であると考えられる関係計算によるDedekind圏におけるプログラム意味論と、形式概念解析を中心に「関係型プログラミング」の基礎理論とその応用について研究した。研究代表者は、Hoare等による関係計算によるプログラム仕様意味論をDedekind圏において展開し、通常の集合論に基づかない純粋に計算機科学としての基礎理論を研究した。また、種々の代数系のDedekind圏における基礎理論の確立をも目標として、Dedekind圏における不動点の理論とcrisp性およびGoguen圏の表現定理の研究を推進した。さらに、Dedekind圏における関係計算自体の数学的な展開として、Dedekind圏と束論の関連で最も重要なものとして、Willeによって導入された形式概念がある。従って、今年度の研究では、Dedekind圏あるいはSchroeder圏における形式概念の究明を重点的に研究した。具体的には、(1)形式概念の定義の再検討:従来の概念は、外延と内包との組と定義されるが、外延および内包それぞれ対等に単独で概念とみなすことにより概念の定義を代数化することを思考している。しかし、この方法は従来の定義より若干弱く微妙に異なる点があることがわかった。しかし、さらにこの方向で代数化の思考を継続する。(2)外延内包関係の直和に対しては、われわれの方法でも概念の直積公式が成り立つことが解明された。(3)外延内包関係のテンソル積の一般化を行った。この際、副産物として、関係余積および関係積をもつDedekind圏は、分配圏であることが証明された。これらの研究結果の1部は、次の研究集会で発表されている。応用数学合同研究集会予稿集、龍谷大学(平成15年12月)研究代表者は、既に述べた従来の研究経過と研究成果をふまえて、「関係集合論」の基礎を充実するため伝統的な公理的集合論との比較検討を行い「関係型プログラミング」の基礎理論として最も重要であると考えられる関係計算によるDedekind圏におけるプログラム意味論について研究し、形式的検証のための記述言語の関係型意味論の応用を検討した。今年度は、関係理論における基本的な問題である「関係の基数」についての考察を行った。これまで、関係の基数についての関心はあったが、基本的な研究はなかった。この研究ではじめて、基数の本質的な形質をDedekind公式と関連付けて解明した。この結果は、関係理論の応用上最も重要なファジィ関係に対してもほとんど同様に成り立つことも解明した。その結果、関係理論と基数の公式を組み合わせれば、network flowの基礎理論が関係計算の中で構成され、応用上重要なアルゴリズムの理論的な説明が簡潔になされることが分かった。さらに、「関係型プログラミング」の意味論に必要とされるTarskiの不動点定理をDedekind圏において一般的に証明した。この結果は、順序関係に対する基本的な概念を柔軟に拡張し、広範な応用が期待出来る。これらの研究結果の1部は、次の研究集会で発表する。関係の基数とそのグラフ理論への応用.

応用数学合同研究集会予稿集、龍谷大学(平成16年12月)今年度は、この研究計画のなかで画期的な成果が得られた。関係の基数の理論と応用についての初めての基礎を確立できたことである。基数(濃度ともいう)は集合の要素の個数を無限集合にまで拡張した概念である。2項関係は直積集合の部分集合であるから基数をもつ。例えば、有向グラフの辺の個数は隣接関係の基数である。従って、関係の基数理論は、グラフ理論の直感的でなく完全に代数的あるいはアルゴリズム的な展開を可能にする。しかしながら、単なる集合の基数については従来色々と知られているが、関係の基数についての研究はなかった。筆者は、関係理論における最も重要な公式であるDedekind公式を解析することにより、関係の基数に関する不等式(Dedekind不等式と命名した)を発見し、Dedekind不等式だけで関係の基数は完全に決定されることを証明した。また、具体的にDedekind不等式の効果を検証するために、グラフのマッチングに関するホールの定理やケーニッヒの定理に関係理論的な別証明を与えた。さらに驚くことに、このDedekind不等式はファジイ関係に対しても成立することを示した。ファジイ関係の基数理論の応用として、輸送問題に関するネットワーク・フロー理論に応用し、非常に簡潔な計算で基本体系が展開出来ることを示した。このように関係の基数理論は、斬新なものであり、Greedyアルゴリズムの理論や回路理論への応用が期待されるものである。この成果は、今年8月にマンチェスター大学で開催される関係理論国際研究集会に投稿中である。本研究課題最終年度である今年度は、この研究計画のまとめとしての成果発表と本研究課題の発展・延長のための模索に当てられた。関係プログラミングの基礎となる関係の基数の理論と応用についてのその成果を、マンチェスター大学で開催された「関係理論国際研究集会」において発表した。
新しい地形変化年代測定法の開発研究

宇宙線生成核種の岩石中鉱物での蓄積量が宇宙線にさらされた時間と宇宙線の強度に依存するため,地形変化の年代指標となり,地形変化年代測定法に利用されている。本研究は,この地形変化年代測定法において,新手法につなげるための基礎研究である。(1)速ミュー粒子核反応の研究:加速器を使った実験で,地中深くの宇宙線生成核種の生成の主要な反応である速ミュー粒子核反応を研究し,光子による核反応と酷似していることを明らかにした。(2)マグネタイトを用いた年代測定法の開発:岩石中のマグネタイト鉱物を用いた年代測定法は十分可能性があることを証明した。汎用化につなげるための手法の簡便化・短時間化の検討も行った。本研究は,地形変化プロセス研究で活躍する地表岩石中の宇宙線生成核種を利用した地形変化年代測定法に,新手法を提案・確立することを目的とする。具体的には次の2テーマがあり,それぞれについて当該年度に実施した研究の成果を記述する。(1)マグネタイトを用いた新しい年代測定法の確立岩石中マグネタイト鉱物は,地形変化年代測定のための試料としての理想的要件を揃えていることに着目。マグネタイト中の長半減期宇宙線生成核種の加速器質量分析法を開発し,地形変化年代測定法の確立を目指す。当該年度において,加速器質量分析のための微量分析の行える実験室環境作り,及び化学的な分析手法の検討を行った。検討実験には市販のマグネタイトを用いた。マグネタイトはシュウ酸のみでも溶解可能な条件があることがわかった。宇宙線生成核種の化学分離法についても検討中であるが未完成であり,予定通り次年度も引き続き検討する。(2)ミュー粒子による放射性核種の生成率測定地中の宇宙線生成核種の深度分布は精度良い年代を与えるが,地中深くの最大寄与であるミュー粒子による生成速度が不確定である。そこで,加速器で生成させたミュー粒子を標的に照射する実験を行い,現在良くわかっていないミュー粒子による生成速度を実験・理論両面から求める。当該年度においては,様々な標的核のミュー粒子核破砕に関する実験データを取得し,ミュー粒子核破砕の概略を得ることに主眼を置いた。米国立フェルミ加速器研究所に9月と2月の2回滞在し,120GeV陽子加速器のNuMIビームコースでミュー粒子の照射実験を行った。様々な標的にミュー粒子を照射し,生成した放射性核種を現地でゲルマニウム半導体検出器を用いて定量した。照射済み標的は日本に持ち帰り,引き続き分析中である。ミュー粒子核反応が光核反応に類似しているようであることがわかった。1マグネタイトを用いた新しい年代測定法の確立岩石中マグネタイト鉱物は,地形変化年代測定のための試料としての理想的要件を揃えていることに着目。分析の簡素化に最も依存するマグネタイト試料の溶解について,さらに検討が進み,1g試料あたり,5gシュウ酸二水和物+15mL水,70°Cへの溶解が最適条件であると結論づけた。これは当初考えていたよりも添加物の種類,液量が少なく,大幅に溶解時間が短縮できるものであった。また,溶解後の主成分である鉄とシュウ酸の簡便除去法を見出した。これにより,以降に行う化学分離の大幅な簡素化が実現し,目的核種の回収量の増加,分離時間の短縮など利点をもたらした。2ミュー粒子による放射性核種の生成率測定地中の宇宙線生成核種の深度分布は精度良い年代を与えるが,地中深くの最大寄与であるミュー粒子による生成速度が不確定である。前年度までに米国立フェルミ加速器研究所の120GeV陽子加速器のNuMIビームコースでのミュー粒子ビームの照射場について検討が行われており,当該年度においては,その場においての照射実験を行った。主に銅標的における核破砕反応のメカニズムに関する実験データを収集した。ミュー粒子による核破砕反応において,標的核の励起エネルギー,運動エネルギー共に光核反応に酷似しているという重要な知見が得られた。当該年度において,特に分析手法の簡略化に最も重要なマグネタイト溶解方法の検討が進んだ。昨年度よりも約1/5の液量で同じ試料量を効率良く溶解することが可能になった。分析可能な試料量の増量,分析手法の簡素化につながる。宇宙線生成核種の化学分離法について次年度も引き続き検討する。2ミュー粒子による放射性核種の生成率測定

地中の宇宙線生成核種の深度分布は精度良い年代を与えるが,地中深くの最大寄与であるミュー粒子による生成速度が不確定である。そこで,加速器で生成させたミュー粒子を標的に照射する実験を行い,現在良くわかっていないミュー粒子による生成速度を実験・理論両面から求める。当該年度においては,前年度に米国立フェルミ加速器研究所の120GeV陽子加速器のNuMIビームコースで取得した実験データを基に照射実験場に対する理論計算による検討を行った。当該研究成果については,3月に米国ニューヨークで行われた国際会議ND2013で発表した。この成果に基づいて様々な標的核のミュー粒子核破砕に関する実験データを取得するために,米国立フェルミ加速器研究所に3月に滞在し,120GeV陽子加速器のNuMIビームコースでミュー粒子の新たな照射実験を開始した。本研究は,地形変化プロセス研究で活躍する地表岩石中の宇宙線生成核種を利用した地形変化年代測定法に,新手法を提案・確立することを目的とする。具体的には次の2テーマがある。それぞれについて当該年度に実施した研究の成果を記述する。1マグネタイトを用いた新しい年代測定法の確立岩石中マグネタイト鉱物は,地形変化年代測定のための試料としての理想的要件を揃えていることに着目。マグネタイト中の長半減期宇宙線生成核種の加速器質量分析法を開発し,地形変化年代測定法の確立を目指す。これまで確立した手法を基に日本各地の産地のマグネタイト試料を使って分析実験を行った。現在のところ,これまで確立した手法では異なる試料に対して統一的な分析ができておらず手法の確立にはまだ検討が必要である。2ミュー粒子による放射性核種の生成率測定地中の宇宙線生成核種の深度分布は精度良い年代を与えるが,地中深くの最大寄与であるミュー粒子による生成速度が不確定である。反応機構そのものが良くわかっていないため,加速器で生成させたミュー粒子を標的に照射する実験を行い,核反応機構を研究する。2014年度9月に米国立フェルミ加速器研究所の120GeV陽子加速器のNuMIビームコースに照射実験用の標的を設置した。当初同年度中に測定実験を行う予定であったが,加速器のトラブルでビーム運転開始が遅れたため,2015年度に測定実験を延期していた。結果的に照射を2015年6月まで延べ約200日行うことができた。6月下旬から7月上旬まで現地に17日間滞在し,照射試料の回収,核反応生成物の測定を行った。試料は日本に持ち帰り,引き続き測定を行った。銅標的において速ミュー粒子誘起核反応が光核反応に酷似していることを明らかにしていたが,今年度行った金標的においても速ミュー粒子誘起核反応が光核反応に酷似しているという重要な知見が得られた。宇宙線生成核種の岩石中鉱物での蓄積量が宇宙線にさらされた時間と宇宙線の強度に依存するため,地形変化の年代指標となり,地形変化年代測定法に利用されている。本研究は,この地形変化年代測定法において,新手法につなげるための基礎研究である。(1)速ミュー粒子核反応の研究:加速器を使った実験で,地中深くの宇宙線生成核種の生成の主要な反応である速ミュー粒子核反応を研究し,光子による核反応と酷似していることを明らかにした。
本研究の目的は、もの、語り、アート、宗教の分野を中心にどの様な形でトラウマ(心的外傷)体験が共有・継承されてきたのか、その阻害要因や問題点は何かを、主としてフィールドワークによって解明することである。具体的には、ホロコーストや原爆投下などを取り上げる。本研究の挑戦性は、博物館、ナラティヴ、アート、宗教などの文化・社会実践とトラウマとの関係に注目することで、人文・社会科学からのトラウマ研究を開拓すること、ヨーロッパと日本をフィールドワークの対象とすること、個人レベルでトラウマの共有や継承に伴う二次受傷に着目し、これまで看過されてきたダークツーリズムの問題点に注目することである。
2倍体野生種タバコプロトプラスト系における体細胞突然変異とDNA修復に関する研究

1.ソマクローナル変異として生じる体細胞突然変異の生成量を推定する方法として,まず葉緑体DNAの制限断片の泳動パターンを比較する方法を検討した. N.plumbaginitoliaおよびN.tabacumの葉肉プロトプラスト由来の再分化植物,各約50個体について葉緑体DNA制限断片のゲル電気泳動パターンを元の個体と比較したところ,ほとんど変異は認められなかった(未発表)ため,葉緑体DNA制限断片の泳動パターン比較による方法は,体細胞突然変異生成量の推定方法としては感度が低いと考えられた.2.次に,核DNAの制限酵素分解物と反復配列DNAプローブのサザンハイブリダイゼーションにより反復配列DNAの泳動パターンを比較する方法について検討した.材料にはユリ科のミドリアマナを用い,核DNAの制限酵素分解物として得られた反復配列をクローニングした.これをプローブとして,ミドリアマナのカルス由来再分化植物で核型,水溶性タンパクの等電点電気泳動パターン,パーオキシダーゼアイソザイム泳動パターンに変異の認められない個体と元の個体について反復配列の泳動パターンを比較したところ,高頻度の変異を検出でき,この方法は感度が高く,タバコ再分化植物のDNA変異の分析にも適用できるのではないかと考えられた.3.UV非照射のタバコ葉肉プロトプラストのミクロオートラジオグラフィーにより培養初期の不定期DNA合成の検出を試みたところ,修復合成は分裂前の葉肉プロトプラストでは認められたが,そのカルスに由来する懸濁細胞プロトプラストでは認められなかった. UV非照射葉肉プロトプラストではピリミジンダイマーがHPLCで検出されなかったので,ピリミジンダイマー以外で修復合成の対象となるDNA損傷が細胞分化とともに蓄積増加し,分離した葉肉プロトプラストの培養初期にそれらDNA損傷の修復が行われると考えられた.1.ソマクローナル変異として生じる体細胞突然変異の生成量を推定する方法として,まず葉緑体DNAの制限断片の泳動パターンを比較する方法を検討した. N.plumbaginitoliaおよびN.tabacumの葉肉プロトプラスト由来の再分化植物,各約50個体について葉緑体DNA制限断片のゲル電気泳動パターンを元の個体と比較したところ,ほとんど変異は認められなかった(未発表)ため,葉緑体DNA制限断片の泳動パターン比較による方法は,体細胞突然変異生成量の推定方法としては感度が低いと考えられた.2.次に,核DNAの制限酵素分解物と反復配列DNAプローブのサザンハイブリダイゼーションにより反復配列DNAの泳動パターンを比較する方法について検討した.材料にはユリ科のミドリアマナを用い,核DNAの制限酵素分解物として得られた反復配列をクローニングした.これをプローブとして,ミドリアマナのカルス由来再分化植物で核型,水溶性タンパクの等電点電気泳動パターン,パーオキシダーゼアイソザイム泳動パターンに変異の認められない個体と元の個体について反復配列の泳動パターンを比較したところ,高頻度の変異を検出でき,この方法は感度が高く,タバコ再分化植物のDNA変異の分析にも適用できるのではないかと考えられた.3.UV非照射のタバコ葉肉プロトプラストのミクロオートラジオグラフィーにより培養初期の不定期DNA合成の検出を試みたところ,修復合成は分裂前の葉肉プロトプラストでは認められたが,そのカルスに由来する懸濁細胞プロトプラストでは認められなかった. UV非照射葉肉プロトプラストではピリミジンダイマーがHPLCで検出されなかったので,ピリミジンダイマー以外で修復合成の対象となるDNA損傷が細胞分化とともに蓄積増加し,分離した葉肉プロトプラストの培養初期にそれらDNA損傷の修復が行われると考えられた.
超弦理論とM理論のダイナミックスおよびその共変的定式化の研究

超弦理論とM理論における中心課題のひとつであるゲージ/弦対応(AdS/CFT)の解明に向けて、基礎と応用の両面から研究を行い、次の成果を得た。基礎的な側面としては、M理論の基本的対象である超膜を研究代表者が開発したdouble-spinor形式を用いて解析し、そのダイナミックスを支配する拘束代数を導出した。またゲージ/弦対応の一つの典型例として、4次元超対称ヤン・ミルズ理論のあるセクターとRRフラックスを含む曲がった平面波背景場中の弦理論の対応があるが、理解が遅れている弦理論側の進展に重要な共形不変性を明白に保った量子論的取り扱いを創始した。応用的な側面においては、主にDブレーンを媒介とした弦理論とQCDの新たな関係を研究し、パイ中間子とクォークの質量の関係、核子の荷電半径や中間子との結合等を超弦理論の手法を用いて導出し、いわゆるホログラフィックQCDの発展に寄与する幾つかの結果を得た。さらにこうした手法を原子核物理の分野にまで応用した。例として、原子核に対応する高次元重力解を提案し、それを用いて原子核の巨大励起スペクトルが再現できることを示した。風間は、超対称性とローレンツ対称性を同時に明白な形で実現する超弦理論の新しい超共変的量子化の形式である「ピュアスピノル(PS)形式」の研究を続行した。前年度では、従来のGreen-Schwarz形式において、spinor場の数を二倍にすると同時に新たなフェルミ的な局所対称性を導入する、という「double-spinor formalism」を開発し、それまで知られていなかったPS形式の世界面上の基本的作用とその対称性を明らかにすることに成功したが、今年度は、このアイデアを超弦理論の背後にあると思われるM理論に深く関係した超膜理論に適用して、超膜理論の超共変なPS形式を構築する研究を行った。その結果、古典論の範囲では、「double spinor formalism」は超膜理論の場合にも系統的に適用することができ、超膜の運動を完全に支配する閉じた第一種の拘束代数を導出することに成功した。これを量子力学的に実現する問題は、超弦理論の場合と異なり自由場による表示を閉じた形で求めることが困難であるため、今後の課題として残されたが、問題の本質的な部分を解析する研究を進めた。一方、橋本は、弦理論の非摂動的物体であるDブレーンと、ゲージ場の理論のソリトンについて、特定の場合に詳細な比較を行い、特にDブレーンの知られたダイナミクスから、ソリトンの新しい性質を引き出すことに成功した。Dブレーンとソリトンの対応を調べることは、弦理論の定義に迫る問題において有用である。今年度は、(1)インスタントンの配位空間に対して幾何学的解釈をどう与えるかという問題、(2)ソリトン宇宙ひもが互いに衝突する際に常に組替わるという事実の発見、(3)超対称性が自発的に破れる新機構を持つ場の理論におけるソリトンの存在、のそれぞれについて研究し学術雑誌に発表した。いずれの研究に於いても、Dブレーンのさまざまな性質を応用することで、場の理論では解析が非常に困難な問題について解答を与えている。Dブレーンによるゲージ場の理論の解析が実用的に有用であることを陽に示し、Dブレーンすなわち弦理論と、ゲージ場の理論の間の新しい関係を提示したことになる。風間は、AdS/CFT対応の本質の解明を目標として、特にこれまで理解が遅れている弦理論側について研究し、以下の成果を得た。ラモン・ラモン-フラックスを含む曲がった平面波背景場中の超弦理論はAdS/CFTの一つの極限として重要な意味を持つが、これまで、弦理論の要である共形不変性を犠牲にしたlight-coneゲージでしか量子化ができず、相互作用の解明等に困難が生じていた。共形不変性を保つゲージでは理論が非線形になるため、正準量子化は困難にあるが、風間はヴィラソロ代数がスペクトル生成代数として機能するため、ダイナミックスを表現論に置き換えることができることに着目することにより、位相空間変数での量子化を行い、量子化されたヴィラソロ演算子を構成することに成功した。これは共形不変ゲージでの理論解明の基礎となる重要性を持つものである。一方橋本は、弦理論の非摂動的な物体であるDブレーンを用いて、弦理論とQCD(素粒子の標準模型に含まれる量子色力学)の新しい関係を導いた。

Dブレーンから自然に従うゲージ重力対応を超対称性のないQCDに応用することで、クォークの力学とクォークの複合粒子であるハドロンの力学との関係をつける分野は「ホログラフィックQCD」と呼ばれる。我々はパイ粒子の質量とクォーク質量の関係を研究し論文として発表した。この研究は、観測されているあるハドロンがグルーボールであることの証拠を与える研究につながっている。次に、超対称化されたQCDにおける非摂動的励起であるQCD弦を、サイバーグ双対とDブレーンを用いて、古典的に表現する方法を与えた。この手法により、QCD弦の安定性やその新しい性質を明らかにした。これらの研究成果は、イタリアと台湾での招待講演や、国内の多数の国際研究会での招待講演で発表した。ゲージ1弦対応の理解にとって非常に重要不可欠であるにも拘わらず発展が遅れている、ラモン・ラモン場を含む曲がった時空中の超弦理論の研究を行った。具体的には、この種の問題のプロトタイプである平面波背景場中の超弦理論を、グリーン・シュワルツ形式で共形不変性を保ったまま量子化する方法を開発し、量子化されたヴィラソロ代数を構成することに初めて成功した。共形不変なセミ光円錐ゲージにおいては、作用が非線形であり、運動方程式の解を用いる通常の正準量子化の方法は非常に困難である。これを克服する新しいアイデアとして、ヴィラソロ代数をなす演算子の中にハミルトニアンが含まれているため、運動方程式を解かなくてもヴィラソロ代数自体がダイナミックスを支配することに着目し、位相空間の変数を用いた量子化法を用いた方法を開発した。さらに、系の持つすべての対称性代数の生成子の量子的な構成、および物理的状態に対応する頂点関数の構成の研究を進めたが、実はセミ光円錐ゲージでのこうした量の構成は、平坦な時空の場合でさえ行われていないことが判明したため、まず平坦な場合に関する研究を行うこととした。ゲージを一部固定したことによって超ボアンカレ代数の形は古典的にもそれに伴う変更を受けるが、量子論的には、さらに演算子の順序に関する量子効果が付け加わる。この計算はほぼ完成しており、その代数の表現を作るところの頂点関数の構成の基礎が得られたことになる。これらの成果は近日中に公刊する予定である。
社会性昆虫の行動原理の数理モデルによる理解と計算行動生態学の創生に関する研究

本研究の目的は、真社会性を持つ昆虫である蟻を対象に研究を進め、コロニー形成メカニズムをシミュレーションによって理解することである。採餌効率を指標として、最適化という観点で蟻の利他的行動や分業の有効性についてシミュレーションによる解析を行った。まず、採餌効率を指標として、最適化という観点で蟻の利他的行動や分業の有効性についてシミュレーションによる解析を行った。以下に、研究成果の概要を述べる。(1)モデル化とシミュレータの構築:行動生態学で観察実験により得られている蟻の行動に関する知見をモデル化し、有限オートマトンを用いたミクロモデルと個体の時空間密度の期待値を導入した偏微分方程式をベースにしたマクロモデルを導出し、シミュレータを構築した。まず、フェロモンコミュニュケーションと接触コミュニュケーションのモデル化を行なった。フェロモンの拡散を差分方程式を用いてモデル化し、蟻の採餌におけるフェロモンを用いた他個体の誘引行動を有限オートマトンでモデル化した。また、接触することにより他個体のタスクの優先度を検知し、自己のタスクの優先度を変化させる行動を有限オートマトンを用いたミクロモデルと状態遷移確率を導入した偏微分方程式を用いたマクロモデルで表現した。生物実験により得られている観察結果をミクロモデルとマクロモデルを用いてシミュレートし、得られたシミュレーション結果を比較することでモデルの妥当性を検証した。(2)行動戦略の最適化と工学的応用の検討:構築したシミュレータを用いて採餌効率を指標として、最適化という観点で利他的行動や分業の有効性について検討した。まず、蟻のフェロモンコミュニュケーションによる他個体誘引行動や接触コミュニュケーショによる分業行動の採餌効率に対する影響のシミュレーションによる考察を行なった。また、行動生態学研究において実験的観察から得られている蟻の行動規範の仮説の妥当性を、特に穴埋め行動に着目し,シミュレータを用いた採餌効率の最適化といった観点で議論した。まず、採餌効率を指標として、最適化という観点で蟻の利他的行動や分業の有効性について議論し、蟻の種の特長と最適性についてシミュレータを使って解析し、理解する計画である。以下に、研究実績の概要を述べる。我々の先行研究を基に、フェロモンの拡散を偏微分方程式を用いてモデル化し、蟻の採餌におけるフェロモンを用いた他個体の誘引行動を有限オートマトンでモデル化した。また、接触することにより他個体のタスクの優先度を検知し、自己のタスクの優先度を変化させる行動を有限オートマトンを用いたモデルと確率を導入した偏微分方程式を用いたモデルで表現し、分業メカニズムの解析を行なっている。(2)行動戦略の最適化と工学的応用の検討:構築したシミュレータを用いて採餌効率を指標として、最適化という観点で利他的行動や分業の有効性について検討している。まず、蟻のフェロモンコミュニュケーションによる他個体誘引行動や接触コミュニュケーショによる分業行動の採餌効率に対する影響のシミュレーションによる考察を行なっている。また、行動生態学研究において実験的観察から得られている蟻の行動規範の仮説の妥当性を、シミュレータを用いた採餌効率の最適化といった観点で検証している。(1)モデル化とシミュレータの構築:1.フェロモンコミュニュケーションによる他個体誘引行動のモデル化、2.接触コミュニュケーションによる分業行動のモデル化、3.利他的行動である穴塞ぎ行動のモデル化、4.モデルを実装したシミュレータの開発、が達成できており、順調に進展している。(2)行動戦略の最適化と工学的応用の検討:1.フェロモンコミュニュケーションによる他個体誘引行動の採餌効率に対する影響のシミュレーションによる考察、2.接触コミュニュケーションによる分業行動の採餌効率に対する影響のシミュレーションによる考察、3.シミュレータを用いた採餌効率を最適化する行動規範と生物実験による観察から得られている行動規範の仮説についての比較検討、を実施しており、順調に進展している。4.アリ型ロボットへの行動原理の実装、に関しては実施中である。(1)モデル化とシミュレータの構築:1.構築したモデルの再検討、2.シミュレータの改良、実施する予定である。(2)行動戦略の最適化と工学的応用の検討:1.穴塞ぎ行動の採餌効率に対する影響のシミュレーションによる考察、2.架橋行動の採餌効率に対する影響のシミュレーションによる考察、3.蟻の最適な行動戦略の工学的応用の検討、4.アリ型ロボットへの行動原理の実装、を実施する予定である。設備備品:研究推進にあたって、シミュレータ構築用のハイスペックなデスクトップパソコンは必須である。消耗品:MATLAB, Mathmaticaなどのソフトウエアのライセンス数の不足分の追加も必要である。また、研究成果の公開の手段として論文別刷の配布も重要である。

さらに、行動原理をアルゴリズム化し、アリ型ロボット(現有設備)に実装し、その有効性をアピールするためには、ロボットのメンテナンスが必要であり、そのための保守部品が必要である。旅費:研究成果発表や情報収集として日本動物行動学会、日本昆虫学会、行動生態学会、日本機械学会ロボメカ講演会、計測自動制御学会SI部門大会、日本ロボット学会学術講演会、などの国内学会に参加する予定である。また、SICE Annual Conference, IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robot Systems, IEEE Conf. on Control Applicationなどの国際会議に論文を投稿予定である。これらに参加するために学生を含めた旅費が必要である。謝金:研究の方向性やモデルの妥当性を確認・検討するために、行動生態学の専門家との意見交換を行う必要があり、専門的知識の提供は必須である。また、シミュレータのソフト開発、データ整理などの作業に研究補助員の雇用および学生の雇い上げを予定している。論文投稿料:研究成果を広く公開することは重要だと考えており、論文という形で得られた知見を公開し共有するために、学会誌などに論文を発表する。そのための論文投稿料は必要である。