hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニュートリノ極微質量の起源とバリオン数生成機構の研究

まだ論文になってないものもあるが、それらも結果自体は出始めている。それ以上に当初の予定にはなかったアイディアで、ボソニックシーソー機構を用いた模型を2種類構築することができたことは大きい。このアイディアは今後様々な模型に応用されることを期待する。昨年度の研究で、ボソニックシーソー模型を構築した。この模型の持つ古典的スケール不変性は、QCDのような強い相互作用をするゲージ場によって動的に破れる。その後、標準模型のヒッグス場と新たに導入したフェルミオンから成る複合ヒッグス場の混合により、電弱対称性が自然に破れる。古典的スケール不変性が破れるスケールは強い相互作用の物理によって必ずTeVスケールになるため、階層性問題の解決が保証されていて、将来の加速器実験による模型の検証可能性が高い。そこで、今年度の研究では、ボソニックシーソー模型における宇宙のダークマター存在比の実現可能性を調べた。この模型には二種類のダークマター候補が存在し、それぞれを独立に検証した。結果としては、ダークマターの存在比を説明できる場合だと、ダークマターの直接検出は困難であることが分かった。さらに、強い相互作用による相転移現象に起因する重力波の検出可能性を調べ、TeVスケールで強い一次相転移が起こると、将来のDECIGO実験で重力波が検出でき得ることを示した。重力波の解析で線形シグマ模型を用いたのはこの研究が初めてである。今後、この研究を基にボソニックシーソー模型における重力波の解析を行うつもりである。その他には、「標準模型の最小拡張によって起こる電弱相転移の輻射的破れと階層性問題からの制限」と「インバースシーソー模型におけるレプトン数とフレーバーの破れからの検証可能性」を調べた。前者では、標準模型にゲージ一重項スカラー場を導入した模型に、プランクスケールでMPP条件という境界条件を課すと電弱対称性が輻射的に破れることを示し、階層性問題からのパラメータの制限を明らかにした。後者では、ニュートリノの極微質量を説明可能なインバースシーソー模型は、将来のμ-e conversion実験によってほとんどのパラメータ領域を検証できることを示した。本年度は一般的な模型での現象論的解析を主に行った。次年度ではそれらの結果を用いて、本研究課題であるニュートリノフィリック・ヒッグス模型の現象論的解析がスムーズにできることが期待される。まずは昨年度の研究で終わっていないものを完成させる。その後は今までのように様々な模型の構築を行うつもりである。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究結果を用いて、それらをニュートリノフィリック・ヒッグス模型に適用した場合の解析を行う。また、引き続き一般的な模型での現象論的解析を行う。
多民族国家マレーシアにおける「文化生態」の総合的研究

1.本年度は、調査の最終年度であるため、各参加者は、調査結果の出版のためのデータの最終的収集とその分析を精力的に行った。そして、その成果の一部を、年度内に出版することが出来た。2.本研究は、多民族国家の典型的なものであるマレーシアにおいて、各民族集団が特定の地域社会において形成してきた環境対応の様式を、国民文化形成のエコロジカルな局面として総合的に解明し、文化生態・文化景観の複合的モデルを作り上げることを目的としていた。こうした目的に沿って、各参加者は、以下のような調査とその成果の発表を行った。(1)全体の研究計画を統括するこも口は、ジョホール州のマレー人を主体とするフェルダと呼ばれる集団入植地において、入植者世帯の生業構造・土地利用・移民・教育などに関する詳細なデータと、そうしたマレー人の経済権益に常に関わってこようとする華人の動向に関するデータを収集・分析した。そして、その調査結果と分析を、フェルダの組織、開発の歴史的展開、個々の入植農家経営、土地利用、労働力、就業構造などの局面から論文の形にまとめ、他の参加者が寄稿し自身が編集した英文の報告書に掲載した。(2)永田は、同じくジョホール州に位置するジャワ系移民と華人系移民の混住地域を選定し、そこにおける農業開発と村落の変容についての文献および聞き取りによる調査を進めた。そして、その収集したデータを基礎にして、土地台帳をはじめとする土地所有関係の公的資料と実際の経営内容とのずれについて、具体的な取引・相続についての事例を示しながら論文にまとめた。(3)加藤は、ヌグリスンビラン州へのミナンカバウ系移民社会についてのデータ収集を進めた。そして、稲作経営の放棄という事態の歴史的背景について論文を発表した。(4)吉村は、日系企業の進出に伴う地域社会の構造変化に関わる問題について、セランゴール州でデータを収集した。そしてそのデータをもとにして、進出企業の労働力構造の変化と近隣村落の当該企業に対する認識の変化について、論文にまとめた。(5)水島は、ペラ州の一村の今世紀初頭からの土地取引に関する資料の収集と移民・生業構造等に関する聞き取り調査を行った。それをもとに、ペラでの土地政策の歴史的変化とその特徴、年次別の土地取引の特徴とそこにおけるマレー人・非マレー人との間の土地取引の盛衰、その意味などについて論文をまとめた。(6)藤本は、ペナン州とクランタン州での稲作農家の文化変容の問題を調査した。それをもとにして、クランタンでの一農村をとりあげ、そこでの生業構造の変化、地域社会で起きている近年の変化について、具体的な事例を挙げて論文にまとめた。(7)宮崎は、マレーシアのペナンとインドネシアのヨグヤカルタとの比較調査を実施し、住民の宗教観・世界観における他者認識についてのデータを収集した。(8)立本は、マラッカ海峡をはさんで分布するプギス社会の比較研究のため、インドネシアの海域世界で文化生態学的調査を行った後、マレー半島部沿岸地域でデータを収集した。(9)ブーンは、土地資源の利用についての問題をマラッカを中心に事例研究した。そして、その事例をふまえて、独立前後の農業開発における小農の役割と性格について、マレーシア全土を対象とした論文をまとめた。4.以上のように、本年度は、2年間の学術調査の最終年としてデータの収集とその分析結果の発表を積極的に進め、その一部を出版の形にまでもっていくことが出来た。なお、参加者の一部は調査結果を年度内に発表する形にはならなかったが、早急にその成果を公表する準備を進めており、また既に論文を発表した者についても続編の準備を進めている。

そしてそのデータをもとにして、進出企業の労働力構造の変化と近隣村落の当該企業に対する認識の変化について、論文にまとめた。(5)水島は、ペラ州の一村の今世紀初頭からの土地取引に関する資料の収集と移民・生業構造等に関する聞き取り調査を行った。それをもとに、ペラでの土地政策の歴史的変化とその特徴、年次別の土地取引の特徴とそこにおけるマレー人・非マレー人との間の土地取引の盛衰、その意味などについて論文をまとめた。(6)藤本は、ペナン州とクランタン州での稲作農家の文化変容の問題を調査した。それをもとにして、クランタンでの一農村をとりあげ、そこでの生業構造の変化、地域社会で起きている近年の変化について、具体的な事例を挙げて論文にまとめた。(7)宮崎は、マレーシアのペナンとインドネシアのヨグヤカルタとの比較調査を実施し、住民の宗教観・世界観における他者認識についてのデータを収集した。(8)立本は、マラッカ海峡をはさんで分布するプギス社会の比較研究のため、インドネシアの海域世界で文化生態学的調査を行った後、マレー半島部沿岸地域でデータを収集した。(9)ブーンは、土地資源の利用についての問題をマラッカを中心に事例研究した。そして、その事例をふまえて、独立前後の農業開発における小農の役割と性格について、マレーシア全土を対象とした論文をまとめた。4.以上のように、本年度は、2年間の学術調査の最終年としてデータの収集とその分析結果の発表を積極的に進め、その一部を出版の形にまでもっていくことが出来た。なお、参加者の一部は調査結果を年度内に発表する形にはならなかったが、早急にその成果を公表する準備を進めており、また既に論文を発表した者についても続編の準備を進めている。研究代表者および研究分担者は、マレーシア社会を構成する諸集団が特定の地域社会において形成してきた環境対応の様式を明らかにするため、各々、具体的なデータに基づく緻密な調査を行った。こも口は、ジョホール州の開拓村において、入植者とその家族の社会経済的特性、土地資源利用に関する体系的なデータ収集を行い、環境変化に対する入植者集団の適応過程の検討を進めた。永田は、ジョホール州のマラッカ海峡沿岸低地において、ジャワ人、華人を主とするコミュニティの社会経済変動を明らかにすべく、土地台帳の分析と住民の家系復元を中心とする作業を行った。佐藤は、半島マレーシア北東部のクランタン平野における文化景観の空間構造の調査を担当した。調査地域の中心都市であるコタバル市周辺の地形図と統計資料等を収集し、現地踏査によって近年の変化を確認した。同様にブーンは、マレー半島西海岸の海岸地域における土地資源利用と文化景観の変化を調査し、地理情報システムの構築とも関連したデータベース化を検討している。中澤は、クダー州において現地調査を実施した。古くからマレー人とタイ人の共生関係を維持してきた地方都市バリンの社会史を再構成し、農村と都市、民族の問題を時空間的に把握することを試みた。吉村は、マレーシアの都市化・工業化の最先進地域であり、文化景観変容の著しいセランゴール州の日系企業の事例を調査し、その労働力構造に関するデータの収集と分析を行った。
極限環境下深紫外時空間分解分光法を用いた超ワイドギャップ半導体励起子工学の創成

本研究の目的は,超ワイドギャップ半導体における励起子光物性の解明である.この研究目的を達成するために,極限環境下(極低温下・応力下・磁場下)における深紫外時空間分解分光法の利用を提案しているところに本研究の学術的独自性がある.励起子とは,電子と正孔がクーロン相互作用によって結合した素励起状態のことである.超ワイドギャップ半導体中の励起子は光と強く相互作用するため,高効率発光/受光デバイスの創出が期待されているが実現には至っていない.この背景には,超ワイドギャップ半導体における励起子光物性の理解が不十分であることが問題点として挙げられる.本研究では,この問題点を解決し,励起子工学の創成を目指す.本研究の目的は,超ワイドギャップ半導体における励起子光物性の解明である.この研究目的を達成するために,極限環境下(極低温下・応力下・磁場下)における深紫外時空間分解分光法の利用を提案しているところに本研究の学術的独自性がある.励起子とは,電子と正孔がクーロン相互作用によって結合した素励起状態のことである.超ワイドギャップ半導体中の励起子は光と強く相互作用するため,高効率発光/受光デバイスの創出が期待されているが実現には至っていない.この背景には,超ワイドギャップ半導体における励起子光物性の理解が不十分であることが問題点として挙げられる.本研究では,この問題点を解決し,励起子工学の創成を目指す.
極微量物質輸送のためのMEMSピンセットによる微小管ネットワークの自動構築

本研究は、細胞内で分子を輸送するキネシン・微小管のシステムを、微小管1本ずつの個別操作方法を確立してシステムの再構成を実現することを目的とした。MEMS技術で製作したピンセットにより微小管一本を捕獲して、チップ上に並べ望みの形の搬送路を組み上げる手法を自動化するとともに、再構築した微小管ネットワーク上でキネシンを付加したビーズを動かす技術を開発した。ビーズを介して対象物質を運ぶことで、微量物質反応システムの実現を目指した。最終年度は、1.微小管ネットワークの構築、2.微小管選定アルゴリズム、3.微量物質輸送デバイスの実証、に関して研究を遂行した。1と2については、微小管ネットワーク構築のための一連の操作(微細構造物に架橋した微小管の検出、微小管向きの検出、MEMSピンセットのアプローチ(下降)、微小管の捕捉、引き上げ、移動、微小管の再配置)を自動化するために、顕微鏡ステージの蛍光シャッタと電動モータを1台のコンピュータに接続とし、ソフトウエアで全ての動きを制御できるようにした。これにより、微小管の劣化をともなわずに、マイクロチップ上の微小管の画像取得が可能となった。さらに作成したアルゴリズムによって微小管の位置と向きの検出、取得した画像のトレース、マッピングを高い成功率において達成した。これは、アルゴリズムが適切であること、また非常に短時間で微小管の蛍光画像を取得できることが可能となったために微小管からの蛍光が減衰せず、微小管の発光部分と無発光のコントラストが明瞭な画像を得られるためである。MEMSピンセットのアプローチ、微小管捕捉、引き上げ、については、ピンセット側でZ駆動マニュピレータを使って行った。ピンセット先端は鋭い形状になっているために、下降時に、先端と微細構造物が接触してしまい、先端が壊れる場合があった。この課題ついては、期間中に完全に確立することはできなかったが、降下スピードの制御最適化によって達成できると考える。3については、2で達成したアルゴリズムを用いて、架橋された微小管をマイクロチャネル内に移動させる検証実験を行った。捕捉した微小管を、幅数百マイクロメートルのチャネル内の、望みの位置へ搬送することができた。さらに、平面上ではあるが、本研究で開発したシステムを用いて再配置した微小管上に、モータタンパク質のキネシンを加え、キネシンが移動する様子を観察できた。本研究は、細胞内で生体分子を輸送するキネシン・微小管のシステムを,微小管1フィラメントずつの個別操作方法を確立してシステムの再構成を実現することで、極微量の化学物質の処理が可能なチップを創製することを目的としている。平成23、24年度の期間において、MEMS技術で製作したピンセットにより微小管一本を捕獲してチップ上に並べ望みの形の搬送路をくみ上げる手法を元に、微小管ネットワーク上でキネシンを付加したビーズを動かす技術を開発し、ビーズを介して対象物質を運ぶことで、微量物質反応システムの実現を目指す。本年度は、ほぼ計画通りに研究を遂行できた。微小管をあらかじめ固定する方法として、SU8ポリマーのマイクロ構造をガラス上に構築した。シリコンナノピンセットにPLLをコートし、微小管一分子を捕獲、再配置できることを示した(課題1)。微小管の極性の向きは、蛍光染色をほどこしたチューブリンから微小管を重合させることにより、微小管の片側末端のみ蛍光を持たせることにほぼ成功した。(課題2)。ただし、市販の蛍光標識チューブリンに問題があることがわかったため、来年度も最適化を続ける必要がある。微小管を個別捕獲し、再配置する作業を繰り返し、効果的に微小管ネットワークを構築するためには、微小管の位置情報を正確に知るイメージプロセスが必須である。これについては、アルゴリズムによる処理について検討した(課題3)。一方で、電動式のXY顕微鏡ステージを用意し、次年度の本格的な自動化システム構築の準備を万端とした。本研究で計画した3つの課題中、課題1「微小管の個別捕獲と再配置」、課題2「微小管の極性ラベリング」を達成した。課題2については、次年度の継続研究が必要であるが、健常な蛍光標識付きチューブリンを入手でき次第、容易に解決されると考える。課題3「微小管ネットワークの構築」については、イメージプロセスのプログラムを構築中であり、電動ステージも用意した。次年度は、微小管の極性ラベリングを完成させ、電動ステージとイメージプロセスによる微小管配置の自動システムを構築する。システム全体が完成したのちに、もし配置位置や移動距離などの微調整が必要であれば、マイクロデバイスを再設計することも念頭においている。大きな計画の変更、問題点は徳になく、当初の計画通りに研究を遂行する予定である。次年度は、デバイスと自動システム全体の評価・実証を行うために、実験に必要なタンパク質やガラス、プラスチック器具などの消耗品を購入する。また、研究成果を国際会議で発表し他研究者との議論を行うため、旅費を計上する。
超分子組織化を指向した新規拡張π共役系の機能発現

今年度は、4つの五員環縮環構造を持ち、縮環部位にまで芳香族サーキットが拡がった四重縮環ポルフィリン(QFP)にπ拡張キノンとしての特性を付加する目的で、縮環アリール部位に、2つのヒドロキシ基を導入した誘導体を設計・合成した。ヒドロキシ基の導入は、縮環するメソ位アリール基のうち2つのパラ位に、メトキシ基を導入したQFP誘導体に対して、三臭化ホウ素を作用させ、メチル基を切断することで行った。目的のジヒドロキシQFPの生成は、1H NMR測定などの他に、DMF/MeOHから再結晶した単結晶を用いたX線結晶構造解析によって確かめた。得られたジヒドロキシQFP誘導体の酸化還元特性を明らかにするために、DMF中で電気化学測定を行った。ジヒドロキシQFP誘導体は、+0.21 V vsSCEに二電子酸化過程を示した。一方、塩基としてジヒドロキシQFP誘導体に対して2当量のTetrabutylammonium hydroxideを添加すると、脱プロトン化したQFP誘導体が得られた。この脱プロトン化したQFP誘導体の第一酸化電位は、ジヒドロキシQFP誘導体に比べて大きな低電位シフトを示し、-0.26 Vおよび-0.02 V vsSCEに、分裂した2つの1電子酸化還元過程を示した。ここでは、中間体としてセミキノンラジカル構造を含む逐次的な酸化過程が生じていることが推定された。これは、ヒドロキシ基の脱プロトン化により、セミキノンラジカル構造が安定化されたことを示唆している。本年度は、外周部に五員環縮環構造を4つ持つポルフィリン誘導体(QFP)のフリーベース体を合成し、結晶構造解析および1H NMR測定により、キャラクタリゼーションを行った。また、このフリーベース体に対してCH2Cl2中、トリフルオロ酢酸(TFA)を滴下して吸収スペクトル変化を観測し、内部イミン窒素へのプロトン化挙動を観測した。その結果、逐次的なプロトン化挙動を示した。この際、298 KにおけるQFPのモノプロトン化の平衡定数は、(1.3 ±0.1) ×10^5 M^-1と求められた。一方、QFPのジプロトン化には、大過剰のTFAが必要であり、その平衡定数は7.3 ±0.3 M^-1と求められた。このジプロトン化が困難な理由は、剛直な五員環縮環構造の形成により、ジプロトン化体が不安定化するためだと考えられる。またCH2Cl2中におけるQFPの各プロトン化状態の電気化学測定を行った。その結果、プロトン化が進むに従い、還元電位が高電位側にシフトし、モノプロトン化体は-0.46 V vsSCEに可逆な還元波を示した。この還元電位に基づき、定電位電解を行って得られたQFPのモノプロトン化体のESRスペクトルを観測した。その結果、モノプロトン化により構造的な対称性が低下したことを反映する、超微細分裂が観測された。また本年度は、QFPの対角に位置する2つのメソ位アリール基に、それぞれ電子供与性基と電子吸引性基を対角に導入したプッシュ-プル型誘導体を合成した。また、得られたプッシュ-プル型誘導体の非線型光学特性をハイパーレーリー散乱により求め、同じ電子供与性基と電子吸引性基を持つ、縮環していないポルフィリン誘導体よりも240倍も大きな値が得られることを明らかにした。本研究では、容易に合成が可能な出発原料から、“縮環"という方法によって、比較的少ないステップ数で、顕著な光学特性・電子機能性を示す分子を得ることを目指している。本年度は、縮環がもたらす構造の剛直性を利用して、縮環ポルフィリンの内部イミン窒素の塩基性や、プロトン化体の安定性を制御し、ポルフィリンでは珍しいモノプロトン化体の生成に成功した。さらに、このプロトン化により誘起される酸化還元電位の高電位シフトや、一電子還元体のESRスペクトルから対称性の低い電子構造を明らかにした。本研究では、外周部に複数の縮環構造を有する拡張π共役系分子と、電子ドナー性を有するπ共役系分子間の配置を精密に制御し、これによって構築された超分子集積体を用いて、色素増感太陽電池特性などの発現を目指している。したがって、プロトン化によって電子受容性が増すことを明らかにした本年度の成果を利用して、今後、π-π相互作用や静電相互作用により、電子ドナー分子との複合体を形成した際に、光誘起電子移動を高効率に進行させられると考えられる。また本年度、プッシュ-プル型の分子設計で、大きな非線型光学特性を示すことに成功した。したがって今後、さらに分子設計を工夫することにより、より大きな非線型光学効果を示す分子を合成する足がかりが得られた。本年度は、四重縮環ポルフィリン(QFP)の縮環していないピロールの4つのβ位を全てブロモ化したテトラブロモ体(1)の合成を行った。得られたテトラブロモ体1を蒸気拡散法により再結晶することで得た単結晶を用いて、X線構造解析を行ったところ、1の縮環していない2つのピロールの一方が、もう一分子の亜鉛に配位し二量体2を形成していた。この二量体2の構造を横から見ると、一層目のQFP分子の亜鉛には、一層目のQFP配位子のピロール窒素3つと、溶媒由来のエタノール分子の酸素原子が配位していた。また二層目の分子の亜鉛には、一層目のQFP配位子の残ったピロール窒素と、二層目のQFP配位子の3つのピロール窒素が配位していた。

ここでは、ポルリフィリン金属錯体としては、非常に珍しい中心金属に対してeta-3配位している構造が観測された。一方、二量体2の結晶を、重DMSO中に溶かして、1H NMRスペクトルを測定すると、非等価なプロトンに由来するシグナルが4つだけ観測され、対称性の高い構造が示唆されたことから、溶液中において、二量体2は、単量体である1となっていることが示唆された。次にQFPの内部NHが示す互変異性挙動を、β位にメシチル基を一つ導入したフリーベース体のQFP(3)を用いて検討した。温度可変1H NMR測定を行った結果、3の内部NHの互変異性を明確に観測することができ、3のNH互変異性は、縮環構造によるポルフィリン環の菱形の歪みのために、縮環構造を持たないテトラフェニルポルフィリンのNH互変異性に比べて高い活性化障壁を示すことが明らかとなった。さらに活性化エントロピーが正に大きな値を持つことがわかり、これは基底状態で3が示すπ-π相互作用に基づく二量体構造が、NH互変異性の遷移状態において解離し、単量化したことに基づくと推定された。本研究では、容易に合成が可能な出発原料から、“縮環"という方法によって、比較的少ないステップ数で、顕著な光学特性・電子機能性を示す分子を得ることを目指している。本年度は、縮環がもたらす構造的な特徴と置換基の導入により、ポルフィリン金属錯体としては珍しい、ピロール窒素原子の中心金属からの解離と、それに基づく二量化現象を観測した。また縮環構造の形成がポルフィリンの内部NHの移動に伴うNH互変異性に与える影響を調べるために、四重縮環ポルフィリンの1カ所に置換基を導入して、構造の対称性を下げ、1H NMR測定により、NH互変異性の反応速度を求めた。今後は、ここまで明らかにした知見を元に縮環ポルフィリンを光電子機能性材料へ応用できるように研究を展開して行く予定である。今年度は、4つの五員環縮環構造を持ち、縮環部位にまで芳香族サーキットが拡がった四重縮環ポルフィリン(QFP)にπ拡張キノンとしての特性を付加する目的で、縮環アリール部位に、2つのヒドロキシ基を導入した誘導体を設計・合成した。ヒドロキシ基の導入は、縮環するメソ位アリール基のうち2つのパラ位に、メトキシ基を導入したQFP誘導体に対して、三臭化ホウ素を作用させ、メチル基を切断することで行った。目的のジヒドロキシQFPの生成は、1H NMR測定などの他に、DMF/MeOHから再結晶した単結晶を用いたX線結晶構造解析によって確かめた。得られたジヒドロキシQFP誘導体の酸化還元特性を明らかにするために、DMF中で電気化学測定を行った。ジヒドロキシQFP誘導体は、+0.21 V vsSCEに二電子酸化過程を示した。一方、塩基としてジヒドロキシQFP誘導体に対して2当量のTetrabutylammonium hydroxideを添加すると、脱プロトン化したQFP誘導体が得られた。この脱プロトン化したQFP誘導体の第一酸化電位は、ジヒドロキシQFP誘導体に比べて大きな低電位シフトを示し、-0.26 Vおよび-0.02 V vsSCEに、分裂した2つの1電子酸化還元過程を示した。ここでは、中間体としてセミキノンラジカル構造を含む逐次的な酸化過程が生じていることが推定された。これは、ヒドロキシ基の脱プロトン化により、セミキノンラジカル構造が安定化されたことを示唆している。
タンザニアの乾燥疎開林地帯に生息するチンパンジーの適応戦略と生息決定要因

本研究は,人類進化解明のため,進化を考えるうえで重要だといわれるタンザニアの乾燥疎開林に生息するチンパンジーの生態に着目し,生息決定要因の解明を目的としている。特に食物・泊まり場に注目している。本年の主な研究実地としては,泊り場の傾向について論文を出し,かつ現地調査をおこなうとともに,チンパンジーの採食生態に関しては学会発表をした。タンザニア西部の乾燥疎開林地帯では,研究対象のチンパンジーが人慣れしていないため,彼らを直接観察することは容易ではない。そこで自動撮影カメラを用いて,本テーマの採食や泊まり場の解明に役立つように,調査をおこなった。結果,これまで音声だけでは不明であったエリアにチンパンジーの存在が確認でき,同時期に異なった川辺林での泊まり場の利用が確認できた。チンパンジーの顔・体が撮影できた個体は,動画から性別・成熟・未成熟の識別が可能であり頭数の確認ができた。またチンパンジーがよく採食する果実木にカメラを設置した。8種の哺乳類が撮影された。ヒヒ(Papio cynocephalus/Papio anubis)は群れで複数回訪れていた。疎開林地帯という限られた果実量しかない環境下で,ヒヒはチンパンジーと,特に採食物に関して競合があり,影響力は大きいかもしれない。これらの研究については,SAGA(Support for African/Asian Great Apes)にて発表した。またチンパンジーの採食品目数とその特徴の分析をおこなった。その結果,中でもアフリカショウガは長期間にわたり,高頻度で出現した。また,いずれの季節も果実をもっともよく採食していた。今後,種子の量と果肉量との関係を明らかにすることで,何がより重要な食性になっているかさらに明らかになってくるだろう。この採食分析に関しては霊長類学会にて発表し,現在投稿執筆をおこなっている。本研究は,乾燥疎開林地帯に生息するチンパンジーの適応戦略を探り,生息決定要因の解明を目的としている。採食と休息は生物の必須要素であり重要なため,研究では特にチンパンジーの食物・泊まり場に注目している。現地調査は,タンザニア西部ウガラ地域のングエ地区でおこなった。調査ではセンサスラインを踏査し,泊り場を発見した際にはセンサスラインからチンパンジーの泊り場までの距離を測定した。また泊り場の位置をGPSで測位し,周辺にあるベッド数,植生,泊り場のある木の樹高・樹種名・胸高直径,ベッドの高さについて記録した。さらにチンパンジーの食物や季節変化を探るために,植物のフェノロジー調査をおこなった。まず調査地区にフェノロジー調査用のセンサスラインを設けて,胸高直径5cm以上の植物に関して植生調査をおこない,樹種にナンバリングした。そのマークした樹種について,果実・葉・花の季節変動のデータを収集した。採食調査では,直接観察と糞分析を併用した。調査期間中は,自動撮影カメラを用いて動物相調査と,違法伐採などの違法行為の記録を並行した。分析は,泊り場に関してGISソフトと現地で収集したデータをもちいて一般化線形モデル(GLM)よる解析を行なった。泊り場選択には常緑林面積割合と平均斜度が泊り場選択に影響していた。これは霊長類学会およびThe East Asian Federation of Ecological Societies Intemational Congressで発表をおこなった。また霊長類研究へ投稿した。調査中には,チンパンジーの死体を発見した。この事例はSAGA研究集会で発表をおこなった。前年の調査で,タンザニアのリランシンバの生息域と従来考えられていた範囲から更に25kmのところで,チンパンジーの泊り場の痕跡を見つけた。このことは共同研究者の中京大学・小川秀司教授とともに英文誌Pan Africa Newsへ本年投稿した。

本年は主にチンパンジーの採食品目や植物フェノロジーに関しての現地データを収集できた。また,チンパンジーの泊り場に関しては,GISをもちいて分析し,その結果を論文へ投稿することができた。このため研究は順調に進展していると判断した。今後の研究推進としては,本年収集したチンパンジーの採食品目と植物フェノロジーのデータを利用して,食べ物の年次変動と採食品目の分析をする。フェノロジー側の分析では,食物が少ない時期が何時であるか,また,その現存量推定,食物側の分析では採食品目数,採食部位数,重要となる品目,食物が少ない時期に何を採食するか,つまりフォールバック・フードの特定をおこなう。これによって,乾燥疎開林地帯のチンパンジーがどのような採食戦略をとっているかを見出し,他の熱帯雨林地域と比較して,その特徴を明らかにする。この結果は霊長類学会にて口頭発表し,さらに査読付き英文雑誌に投稿する。現地調査は,泊り場の樹種特徴,哺乳類層,人間活動についての情報をさらに蓄積してまとめる。これらを総括して博士論文を書き上げる。
地理情報システムを活用した救急医療評価システムの開発

本研究においては,中山間地域の自治体を対象として地理情報システム(GIS: Geographic Information Systems)、および実搬送データを活用し救急搬送シミュレーションに基づく検討を行った。そして、分析対象地域における現着時間の推定値を算出し、消防体制のあり方について示唆を提示した。今後は、現着時間を要する地域における施策の提案が望まれた。本研究の目的は、島根県下の消防本部救急搬送データを活用して、1)地理情報システム(GIS:geographic information sysytems)を用いて推定する搬送時間の精度を高めた「搬送シミュレーションモデル」を確立する。さらに、2)ドクターヘリ・救急車両の搬送手段と搬送地域、治療アウトカム(生存率、社会復帰状況等)の関係を明らかにし、既存の救急医療システムの評価を行う。そして、両知見に基づき、3)人的・物的資源の適正配置を示すことが可能となる「救急医療評価システム」の開発を行うことである。そこで、本年度の研究においては、分析において必要となる救急搬送データの収集、及びそれらのデータの「見える化」を実施した。具体的には、島根県下の4つの消防本部より救急搬送データの提供を受けるとともに、各救急搬送事案の発生地情報に基づき緯度・経度を付与し、地理情報を格納したデータベースの作成を行った。さらには、地理情報システム(GIS)を活用して、各消防本部における救急搬送事案の地理的な広がりや消防本部からの距離・時間を解析し、現状下における救急搬送の効率性の評価について試行を行うとともに、救急搬送事案と消防本部の地理的な関係性に基づき消防本部の最適配置についても検討を行った。その結果、人的・物的資源の適正配置に関して、定量的な議論が可能となり、どのように体制整備をすべきかという示唆を消防本部へフィードバックすることができた。次年度は、更にデータ解析を進め、各消防本部における今後の方向性を示すことを予定している。本研究の目的は、島根県下の消防本部救急搬送データを活用して、「救急医療評価システム」を開発し、人的・物的資源の適正配置への示唆を得ることである。そうした中で、平成27年度の研究においては、搬送シミュレーションモデルの検討を行った。具体的には、収集した救急搬送データの中で地理情報システム(GIS:Geographic Information Systems)によって覚知発生場所が確定でき、かつ、覚知発生場所から医療機関までの推定搬送時間の算出が可能であった約5,000件の救急搬送事案について実搬送時間との相関分析を行った。その結果、両者間においては、概ね高い相関係数を得ることができた。さらには、各救急搬送事案の実搬送時間に基づき、地理情報システム(GIS:Geographic Information Systems)を活用して、分析対象地域全体における推定搬送時間の算出を行った。解析の結果、実搬送時間が3分圏内、5分圏内、10分圏内、11分以上圏の人口数とその割合が明らかとなり、現在の救急体制がカバーしうる地理的範囲が具体的に示された。これによって、生存率の観点から、現行の救急体制に係る人的・物的資源の適正配置のあり方の議論が可能となった。したがって、今後は、これまで得られた知見に基づき、推定搬送時間との比較を通して、人的・物的資源の適正配置のあり方について具体的な検討を行う予定である。本年度想定していた解析を実施することができた。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。救急医療において覚知から医療機関へ到着に要する搬送時間は,救命率に影響を及ぼす。そこで、本年度の研究の一環として消防本部の実搬送データを活用し、対象地域における現着時間の推定傾向面を作成するとともに、国勢調査の基本単位区別での現着時間の地域差を明らかにした。対象地域における現着時間の推定傾向面の作成では、地理情報システム(GIS)を活用してKriging法に基づき実施した。また、基本単位区別での現着時間の地域差の検討では、国勢調査2010の基本単位区統計の位置情報を活用した。分析の結果、地理情報システムを活用した現着時間の推定傾向面により対象地域における現着時間の地域差が明らかになった。具体的には、分析対象地域において消防署から5分以内で到達できる地域がある一方で、30分以上の時間を要する地域が存在することが地理的に浮き彫りとなった。また、国勢調査の基本単位区に含まれる人口数に基づく解析より、現着時間が5分以内の場所に居住する住民は2.6%、5分10分以内の場所に居住する住民は78.4%であることが明らかとなった。なお、15分以内で到達できる範囲に居住する住民割合は、98.8%であった。以上より、既存の救急隊の立地は、対象地域の人口分布に十分対応可能であることが明らかとなった。今後は、現着に時間を要する地域への個別対応のあり方を検討するとともに、データを蓄積してより精度の高い推定の実施とそれに基づく施策の検討が有益であると考えられた。本年度は、データ収集、及びその見える化を実施することが目的であった。両者を達成したので、順調に進展していると評価できる。今後は、研究計画で示している通り、人的・物的資源の適正配置のあり方を具体的に検討していく予定である。衛生学次年度以降は、収集したデータの解析を進めるとともに、必要に応じてデータの追加取集を実施する予定である。

謝金による雇用で解析を進める予定であったが、データの購入によりその作業の短縮が図られた。追加解析もデータ購入により作業の短縮が図れる可能性があり、そのための費用とする。緯度・経度の変換を外部に依頼する予定であったが、精度の検討が必要と考え、本年度は研究者らで試行した。その結果、やはり外部機関への依頼が不可欠との結論に至り、次年度実施する。上記のとおり、追加解析に係るデータ購入費用として使用する予定である。収集したデータの緯度・経度の変換を再実施するとともに、その結果に基づきデータ解析を進める予定である。
適応型時間-周波数解析と機械学習を組み合わせた重力波探査法の研究

平成30年度は、基礎検証フェーズの成果をもとに、提案手法の観測データへの適用、および、定量評価をし応用検証をすすめる準備と位置付け研究を進めた。特に、時間-周波数解析の1つであるHilbert-Huang変換(HHT)解析と機械学習を組み合わせた重力波信号とノイズ識別手法についての検討を進めた。重力波の解析では、重力波信号と検出器ノイズを明確に識別することが最重要である。HHT解析において、重力波信号が存在している時間部分とノイズのみの部分では瞬時振幅と瞬時周波数の特徴が異なることが分かっていたが、実観測データを扱う前に、シミュレーションデータを用いて、それらの特徴をより詳細に調べた。得られた特徴を用いて、重力波のデータ解析への応用を念頭に置いた、HHTと機械学習の一種である異常検知を組み合わせた手法の構築を進め、その基礎的な部分について論文としてまとめた。また、超新星爆発からの重力波をターゲットにしたHHT解析と機械学習の一つである深層学習を組み合わせた解析手法にいても基本的な検討を進め、学会などで発表をした。引き続き手法の有効性の検証を進めている。さらに、超新星爆発から放射される重力波を対象としたDenoising Autoencoderによるノイズ除去についての基礎的検討を開始した。Denoising Autoenoderは、元データに人工的にノイズを加えたデータを入力として、元データを推定するように学習させたニューラル・ネットワークのことであり、音声認識における残響抑制や移動追跡システムにおける画像処理などに応用されている。超新星爆発重力波のモデル信号に対してノイズの低減に成功しており、今後はより現実に近い状況や実観測データでの評価や性能向上に取り組んでいく。適応型の時間-周波数解析手法であるHilbert-Huang変換(HHT)を実観測データへ適用する準備としての手法の改良・拡張やHHTと機械学習を組み合わせる検討については、当初の予定どおり進んでおり、国内外の学会や国際会議でもその進展状況を報告している。さらに、論文出版も着実に進めている。解析プログラムの開発と計算の実行には現有のCPU, GPU計算機を用いているが、その計算機のOSや環境が古くなってきたため、観測データ(数十TBに対応)を保管するストレージを購入する予定であったが、計算機のOSや環境の更新を優先的に行った。国外の研究協力者との研究打ち合わせについては、電子メールやテレビ会議を利用した打ち合わせの回数を増やし、今のところ研究遂行は順調である。以上を総合的に考慮し、研究目的を達成するための本研究はおおむね順調に進展していると判断する。応用検証フェーズとして位置づけている実観測データへの適用検討を進めていく。特に、機械学習の導入について検討を加速させる。これまでの成果をもとに、HHT解析と機械学習を用いた重力波検出のアルゴリズムを、KAGRAのデータ解析ライブラリに組込み、KAGRAの出力するデータに対して、その最適化プロセスの立案・検証、及び、信号雑音比、計算時間、時間分解能および周波数分解能の改善量を評価する。超新星爆発から放射される重力波を対象としたDenoising Autoencoderによるノイズ除去についての基礎的検討に着手している。本年度は本研究の最終年度に当たる。研究結果を総括して、今までに得られた結果、問題点、その解決策については、国際会議「重力波データ解析会議」や論文などにて発表をする。平成29年度は、基礎検証フェーズとして、実観測データへの適用検討に向けて手法の改良・拡張を中心に進めた。まず、特に適応型の時間-周波数解析手法であるHilbert-Huang変換(HHT)解析アルゴリズムの高速化に取り組み、計算精度を保ち十分な計算速度が得られることを確認した。また、開発したアルゴリズム・プログラムを用いて、超新星爆発のような短い時間での現象による重力波の解析や連星ブラックホール重力波の凖固有振動の開始時刻の推定をする解析手法の開発も進め、シミュレーションデータを用いて解析手法の検証をおこなった。連星ブラックホール重力波の凖固有振動の解析手法については論文としてまとめ出版をし、超新星爆発からの重力波については引き続き手法の有効性の検証を進めている。次に、HHT解析と機械学習を組み合わせた重力波信号とノイズ識別手法についての検討を進めた。HHT解析において、重力波信号が存在している時間部分とノイズのみの部分では瞬時振幅と瞬時周波数の特徴が異なることが分かっていたが、シミュレーションデータを用いて、それらの特徴をより詳細に調べた。論文は現在印刷中である。解析プログラムの開発と計算の実行には現有のCPU, GPU計算機を用いた。観測データ(数十TBに対応)を保管するストレージを購入する予定であったが、平成29年度はシミュレーションデータを扱い、現有のストレージに余裕があったため次年度以降に購入を検討することとした。また、国外の研究協力者との研究打ち合わせについては、電子メールやテレビ会議を利用した打ち合わせの回数を増やし、今のところ研究遂行は順調である。

以上を総合的に考慮し、研究目的を達成するための本研究はおおむね順調に進展していると判断する。平成30年度は、基礎検証フェーズの成果をもとに、提案手法の観測データへの適用、および、定量評価をし応用検証をすすめる準備と位置付け研究を進めた。特に、時間-周波数解析の1つであるHilbert-Huang変換(HHT)解析と機械学習を組み合わせた重力波信号とノイズ識別手法についての検討を進めた。重力波の解析では、重力波信号と検出器ノイズを明確に識別することが最重要である。HHT解析において、重力波信号が存在している時間部分とノイズのみの部分では瞬時振幅と瞬時周波数の特徴が異なることが分かっていたが、実観測データを扱う前に、シミュレーションデータを用いて、それらの特徴をより詳細に調べた。得られた特徴を用いて、重力波のデータ解析への応用を念頭に置いた、HHTと機械学習の一種である異常検知を組み合わせた手法の構築を進め、その基礎的な部分について論文としてまとめた。また、超新星爆発からの重力波をターゲットにしたHHT解析と機械学習の一つである深層学習を組み合わせた解析手法にいても基本的な検討を進め、学会などで発表をした。引き続き手法の有効性の検証を進めている。さらに、超新星爆発から放射される重力波を対象としたDenoising Autoencoderによるノイズ除去についての基礎的検討を開始した。Denoising Autoenoderは、元データに人工的にノイズを加えたデータを入力として、元データを推定するように学習させたニューラル・ネットワークのことであり、音声認識における残響抑制や移動追跡システムにおける画像処理などに応用されている。超新星爆発重力波のモデル信号に対してノイズの低減に成功しており、今後はより現実に近い状況や実観測データでの評価や性能向上に取り組んでいく。適応型の時間-周波数解析手法であるHilbert-Huang変換(HHT)を実観測データへ適用する準備としての手法の改良・拡張やHHTと機械学習を組み合わせる検討については、当初の予定どおり進んでおり、国内外の学会や国際会議でもその進展状況を報告している。さらに、論文出版も着実に進めている。解析プログラムの開発と計算の実行には現有のCPU, GPU計算機を用いているが、その計算機のOSや環境が古くなってきたため、観測データ(数十TBに対応)を保管するストレージを購入する予定であったが、計算機のOSや環境の更新を優先的に行った。国外の研究協力者との研究打ち合わせについては、電子メールやテレビ会議を利用した打ち合わせの回数を増やし、今のところ研究遂行は順調である。基礎フェーズで得られた成果をもとに、応用検証フェーズとして位置づけている実観測データへの適用検討を進めていく。
Cu同位体の励起状態核磁気モーメント測定による中性子過剰核の核構造研究

本研究では、中性子過剰領域の銅同位体75Cu励起状態の核磁気モーメント測定実験を通じて、二重魔法数核78Ni近傍における核構造の変遷について調べることを目的とする。75Cuの励起状態の核磁気モーメント測定実験は理化学研究所RIBFにて行った。独自に開発してきた分散整合二回散乱法によるスピン整列RIビーム生成を行うことで、30%という非常に高いスピン整列度を持つ75Cuビームの生成に成功した。この30%という値は原理的な最大値に迫る大きさであった。この30%というスピン整列度を達成したことにより、目的とするアイソマー励起状態の磁気モーメント測定に初めて成功した。本実験で得られた磁気モーメント測定値をモンテカルロ殻模型による最新の理論計算と比較することで、75Cuの基底状態、励起状態における波動関数の挙動、そして中性子過剰銅同位体おける殻構造の進化の様相の詳細な議論が可能になった。その結果、75Cuの基底状態および励起状態は変形したコアの周囲をバレンス陽子が周回している描像でよく記述できることが明らかになり、さらに中性子過剰銅同位体における変形の効果を取り入れた殻進化の描像を提示した。本年度は、本実験結果および議論をまとめた原著論文を投稿し、誌上掲載された。また、「磁気モーメントから分かる銅同位体の新たな姿」と題して、本研究成果に関するプレスリリースを行なった。さらに本年度は、本実験で用いたスピン整列生成法のより詳細なメカニズム理解に向けた開発実験を行い、その結果を解析中である。目的としていた励起状態磁気モーメントの測定に成功し、その実験値に関して理論家との議論を行い、それらに関するをまとめた原著論文が誌上掲載されたため。スピン整列生成メカニズムの理解に向けた検証実験の実施を計画している。また原著論文発表に関する国内外の学会での成果発表または招待講演を予定している。中性子過剰核75Cuの励起状態の核磁気モーメント測定実験を行った。実験は理化学研究所RIBFにて行い、分散整合二回散乱法を一次ビーム238U、二次ビーム76Zn、三次ビーム75CuというRIビーム生成過程に適用することで、およそ30%にものぼる非常に大きなスピン整列度を持つ75Cuビームの生成に成功した。スピン整列核を磁場中で歳差運動させ、その脱励起ガンマ線の放出角異方性の時間変化から磁気モーメントを導出することができるが、本測定においては、大きなスピン整列の実現によって75Cuの66keVの励起準位からの脱励起ガンマ線に対して5σの信頼度で歳差運動を観測するに至った。有意な歳差運動の観測という事実からこの66keVの準位のスピンパリティが3/2-であることを同定した。(ほかのスピンパリティの候補であった1/2-の場合は原理的にスピン整列を生成することができず、歳差運動を観測できないため。)観測した歳差運動スペクトルの周期からこの3/2-励起状態の核磁気モーメントの値を初めて決定することができた。分散整合二回散乱法の適用により、30%という予想以上に大きなスピン整列を持つRIビームの生成に成功し、目的とする75Cuの励起状態の核磁気モーメント測定に成功したため。本研究では、中性子過剰核75Cuの核磁気モーメント測定実験を通じて、二十魔法数核78Ni近傍における核構造の変遷について調べることを目的とする。75Cuの励起状態の核磁気モーメント測定実験は理化学研究所RIBFにて行い、分散整合二回散乱法を一次ビーム238Uから二次ビーム76Znを経由し、最終的に三次ビーム75Cuを生成するというRIビーム生成過程に適用することで、およそ30%にものぼる非常に高いスピン整列度を持つ75Cuビームの生成に成功した。磁気モーメントは、スピン整列核を静磁場中で歳差運動させ、その励起状態からの脱励起ガンマ線の放出核異方性時間変化を測定することで決定できるが、本測定においては30%という高いスピン整列度の実現により、66keVの核異性体励起状態からのγ線異方性測定において5σの信頼度で有意な歳差運動信号を観測することに成功した。この有意な歳差運動の観測により当該準位のスピンパリティの値を3/2-と同定した。そして、観測した歳差運動スペクトルの時間周期から3/2-状態の磁気モーメントの値を初めて決定することに成功した。本年度は、本実験で得られた磁気モーメント測定値をモンテカルロ殻模型による最新の理論計算と比較することで、75Cuの基底状態、励起状態における波動関数の挙動、そして二重魔法数核78Ni近傍の中性子過剰領域における殻構造の進化の様相を詳細に議論した。本実験結果および議論をまとめた原著論文を投稿し、現在査読段階である。目的としていた励起状態磁気モーメントの測定に成功し、その実験値に関して理論家との議論を行い、それらに関する原著論文の投稿まで進めることができたため。

この30%というスピン整列度を達成したことにより、目的とするアイソマー励起状態の磁気モーメント測定に初めて成功した。本実験で得られた磁気モーメント測定値をモンテカルロ殻模型による最新の理論計算と比較することで、75Cuの基底状態、励起状態における波動関数の挙動、そして中性子過剰銅同位体おける殻構造の進化の様相の詳細な議論が可能になった。その結果、75Cuの基底状態および励起状態は変形したコアの周囲をバレンス陽子が周回している描像でよく記述できることが明らかになり、さらに中性子過剰銅同位体における変形の効果を取り入れた殻進化の描像を提示した。本年度は、本実験結果および議論をまとめた原著論文を投稿し、誌上掲載された。また、「磁気モーメントから分かる銅同位体の新たな姿」と題して、本研究成果に関するプレスリリースを行なった。さらに本年度は、本実験で用いたスピン整列生成法のより詳細なメカニズム理解に向けた開発実験を行い、その結果を解析中である。目的としていた励起状態磁気モーメントの測定に成功し、その実験値に関して理論家との議論を行い、それらに関するをまとめた原著論文が誌上掲載されたため。得られた磁気モーメントの値を最新の殻模型理論計算と照らし合わせることで、当該励起状態の軌道配位、およびスピンの構成要素(陽子・中性子の核子スピン・軌道角運動量)を解析することが可能である。この解析を通じて、中性子過剰なCu同位体で起こっている殻構造進化について議論する予定である。本研究結果に関する誌上発表、会議発表を行っていく予定である。また、本研究で大きな有効性を示したスピン整列ビーム生成法を、注目を集める他の質量領域不安定核に対しても適用すべく開発を進める。さらに、他分野への応用の可能性、および他分野の手法をさらなる高スピン偏極/整列に活かす可能性を探る。スピン整列生成メカニズムの理解に向けた検証実験の実施を計画している。また原著論文発表に関する国内外の学会での成果発表または招待講演を予定している。予算は主に、75Cuの核磁気モーメント測定実験における(i)ビームのスピン整列度最大化と、(ii)ガンマ線測定による歳差運動スペクトル取得の効率化に使用する予定であった。当該実験が当初より早く行うチャンスに恵まれたため、測定に不可欠であり、かつ比較的早急に対策が可能であった(i)について主に予算を使用した。物品費に関しては、本研究での実験は成功裏に終了しており、本研究の次を見据えた高スピン偏極/整列実現のための開発に充てているが、理研RIBF施設における課題申請が2018年度にずれこんだため次年度使用計画に繰り込んだ。旅費、その他に関しては成果発表に関する目的で割り振っており、実際に原著論文の投稿および会議発表に使用され、おおよそ予定通りの支出となっている。今年度、本研究課題の成果をまとめた論文を投稿しており、来年度には、本研究結果により判明した問題点解消に向けた開発・検証実験を予定している。さらに、論文発表に合わせて国内外の学会での成果発表または招待講演を予定している。これらのおおまかなスケジュールが次年度になることが判明した段階で、その分の見積額を次年度使用分として未使用にした。次年度におけるこれらの活動により、本研究課題の目的を精緻に達成できると期待される。