hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域間格差と個人間格差の調査研究:ソーシャルキャピタル論的 アプローチ

地域間格差を構成する,自治体の経済的・政策的諸要因と,地域のソーシャルキャピタルが,個人間格差に及ぼす影響について検討した.本調査では,その影響を特に自治体の健康政策と個人の健康格差に注目して検討した.その結果,趣味・娯楽活動への参加は,自治体の財政力にかかわらず,人々の健康サービス利用を促進させる効果を持っている.また,地縁活動組織への参加は,健康サービス利用を促進させるが,その効果は,財政力の低い自治体ほど高いことがわかった.地域間格差を構成する,自治体の経済的・政策的諸要因と,地域のソーシャルキャピタルが,個人間格差に及ぼす影響について検討した.本調査では,その影響を特に自治体の健康政策と個人の健康格差に注目して検討した.その結果,趣味・娯楽活動への参加は,自治体の財政力にかかわらず,人々の健康サービス利用を促進させる効果を持っている.また,地縁活動組織への参加は,健康サービス利用を促進させるが,その効果は,財政力の低い自治体ほど高いことがわかった.本研究は,地域間格差を構成する,経済学的・財政学的諸要因および地域のソーシャルキャピタルという社会学的諸要因のそれぞれが,個人間格差に及ぼす影響について,総合的に検討することを目的としている.平成22年度には,平成23年度の本調査のためのパイロットサーベイとして,長野県内の10の市町村で郵送調査を行った.この調査では,市町村ごとの子育て政策ないし医療・高齢化政策の違い,各種施設の利便性,地域のソーシャルキャピタルが,個人間格差に反映されるかどうか検討しようとした.このため,夏休みに調査設計のための合宿を行い,1011月にかけてサンプリングおよび調査票作成,11月中旬より調査を行った.調査票は,子育てに関わるもの(対象者は2054歳)と医療・介護に関わるもの(対象者は,55歳79歳)の2種類とした。そして,これらの点のいずれかについて,特に強くこれらの政策を実施している市1つと町村1つ(2種類×2市町村=4市町村)を有意抽出してそこから300サンプルずつ(4市町村×300サンプル=1200サンプル),また,それ以外の市町村から,6市町村を人口比に比例して無作為に抽出してそこから子育てについて100サンプルずつと医療・介護について100サンプルずつ(6市町村×(100+100)サンプル=1200サンプル)を抽出した.こうして,政策の有無間の比較,市部と町村部の比較,ランダムサンプル分のみの分析などができる形となった.現在,データ入力とクリーニングを経て,メンバーでデータを分析中である.これをもとに今年度の本調査の準備をしていく.本研究は,地域間格差を構成する,自治体の政策および地域のソーシャルキャピタルという諸要因が,個人間格差に及ぼす影響について総合的に検討することを目的としている.平成23年度には,前年度の長野県内の10の市町村における郵送調査(予備調査)の結果をふまえて,本調査を行った.本調査では,さまざまな格差の中から,特に健康格差について取り上げることとした.健康に関する調査項目としては,主観的健康感,健診の受診,病気の治療経験,健康維持・促進のための行動などを含めた.また,自治体の政策について問うため,自治体の健康にかかわるサービス(健診など)の利用とその評価について尋ねた.さらに,地域のソーシャルキャピタルを測定するために,地域活動への参加,ポジション・ジェネレータ,知人数推定などを尋ねた.本調査の準備のために,数回の研究会のほか,7月と12月には合宿を行った.本調査は,関東甲信越50市町村に在住の4079歳の一般の人々(1市町村あたり60人の計画サンプル)計3000人を対象とすることとし,その実施にあたっては,一般社団法人中央調査社に依頼した.なお,対象とする市町村の抽出に当たっては,町村部からのサンプルも必要なため,人口比によるウェイトは付けず,各市町村が等確率で抽出されるようにした.調査実施時期は,3月であった.そのため,分析は平成24年度(最終年度)に行うことにしている.また,メンバーは,日本社会学会,数理社会学会等の学会大会で報告したり,論文の発表を行ったりしている.本研究は,地域間格差を構成する,自治体の政策および地域のソーシャルキャピタルといった諸要因が,個人間格差に及ぼす影響について総合的に検討することを目的としている.平成24年度は,特に新しい調査は行わず,平成22年度に実施した長野県内の10市町村における予備調査ー市町村ごとの子育て政策ないし医療・高齢化政策の違いによって生じうる格差が,地域のソーシャルキャピタルによって緩和されるかを検討しようとしたー,および,平成23年度に実施した関東甲信越50市町村における本調査ー市町村ごとの健康政策の違いによって生じうる格差が,地域のソーシャルキャピタルによって緩和されるかを検討しようとしたーのデータをもとに,各自または数人のグループで分析を進めた.その中間報告として,アメリカ社会学会数理社会学セクションと日本の数理社会学会との合同カンファレンス(8月)において数名が報告したほか,日本社会学会第85回大会(11月)においては,「ソーシャルキャピタル論の新展開」という部会を設けて,本科研にかかわる調査の分析結果をまとめて報告した.これと平行して,本課題にかかわる専門書の出版のめどが立ったので,平成25年度中をめどに専門書として成果を公表することとした.そこで,研究会を開催したりメールでのやりとりをしたりしながら,相互批判を行って分析を深め,論文の執筆に入っている段階である.東日本大震災のため,当初調査対象地域として考えていた東日本(中部地方の一部・関東・東北)における調査実施を断念せざるをえなかった.

しかし,なるべく調査時期を先延ばしにするなどして復旧を待ち,結果的には,北関東を含めた関東甲信越を対象地域とし,本調査を遅延なく実施することができた.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,平成23年度末に実施した本調査のデータ分析を行うことが中心的な課題となる.平成24年度が最終年度となることから,メンバーは,関連する学会での報告を予定している.また,本調査を実施した自治体に対して簡単な調査報告を行うほか,年度末には科研報告書をまとめる.また,科研報告書をもとにして,専門書の出版を行う予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
看護職と被虐待高齢者・家族支援の実践教育プログラムの開発

本研究は、在宅高齢者の介護を支援する看護職に、虐待防止のアセスメントと早期介入の方法の実践教育プログラムを開発することを目的とした。看護職・福祉職を対象に、必要な知識・技術を調査し、実践教育ニーズに基づいて実践教育プログラムを開発し、教育を実施した。実践教育ニーズは、介入困難な事例への対応策、事例のアセスメントなどが高く、実践教育により、「事例アセスメントの新しい観点を学んだ」などの効果があった。平成21年度は、看護職と被虐待高齢者・家族支援の実践教育プログラムの開発について、文献レビューを行い研究計画書を作成した。その後、研究計画に基づいて被虐待高齢者・虐待者を含む家族の支援を実践している看護職(行政機関の保健師、訪問看護師、高齢者施設の医師、看護職)にインタビュー調査を実施した。インタビュー調査で明らかになった看護上の課題から解決するための教育プログラムの枠組みを作成した。また、介護家族にインタビュー調査を実施し、介護家族が抱えている課題(日常生活面、家族がかかえている介護困難、看護職への希望・期待等)を明らかにし、介護家族の抱えている課題から教育プログラムの枠組みを作成した。本研究の意義は、看護職、被虐待高齢者・家族が自らの抱えている課題を自らの力で解決していくためのプログラムを作成・実施することによって、看護職は被虐待高齢者・家族への対応能力を高めると考えられる。また、家族による高齢虐待防止に繋がると予想される。平成21年度に看護職と被虐待高齢者・家族支援の実践教育プログラムの開発について、文献レビューを行い研究計画書を作成し、研究計画に基づいて被虐待高齢者・虐待者を含む家族の支援を実践している行政機関の保健師、訪問看護師、高齢者施設の医師、看護職にインタビュー調査を実施し、教育プログラムの枠組みを作成した。今年度(平成22年度)は、岡山県、福岡県、山口県の3県の地域包括支援センターで高齢者虐待防止や虐待者の支援に従事している福祉や看護職員を対象に、高齢者虐待防止のための地域づくりの要因及び被虐待高齢者・家族支援に必要な教育プログラムの必要性と教育内容について調査を実施した。その結果、91名から回答が得られ、高齢者虐待防止のための地域づくりの要因は,支援のネットワークの構築、認知症の理解、虐待の理解、地域住民と関係職種の人間関係、地域住民同士のつながり、家族支援であった。また、虐待高齢者・家族支援に必要な学習項目は、介入困難な事例への介入方法、保護分離の判断の仕方、養護者支援、保護した事例の支援方法等であり、これらの項目を取り入れ被虐待高齢者・家族支援に関する枠組みに基づく教育プログラムと評価表を作成した。平成23年度は、高齢者虐待防止や虐待事例に関わっている看護師、保健師、社会福祉士、ケアマネジャ-を対象に、作成した教育プログラムに基づいた研究モデルセミナーを企画・実施し、教育プログラムの有用性の検証を行う。平成21年度は、平成22年度は、3県(岡山県、福岡県、山口県)において高齢者虐待防止や支援に従事している職員と被虐待高齢者・家族を対象に、看護職と被虐待高齢者・家族支援に必要な教育プログラム内容について調査を実施した。その結果、被虐待高齢者・家族支援に必要な学習項目として、介入困難な事例への介入方法、保護分離の判断の仕方、被虐待高齢者の実態、家族(虐待者)の思いへの対応等が明らかになった。そこで、これらの項目を取り入れた看護職と被虐待高齢者・家族支援の実践教育プログラムを作成した。平成24年度は作成した実践教育プログラムの有用性の検証を行った。高齢者虐待防止に関する業務に従事している看護職、県・市町村職員、地域包括支援センター職員等を対象に研修会を4回実施した。研修方法は、講義とグループワークとした。講義は、高齢者虐待や処遇困難なケースに対する介入・支援の方法を中心とした内容であり、グループワークは、参加者が職務において取り組んでいる事例を用いて、検討を行った。研修会終了直後と3ヵ月後にプログラム内容、研修方法等について、アンケートのよる評価を行った。その結果、看護職と被虐待高齢者・家族支援の実践教育プログラム内容は、高齢者虐待防止に関する基礎知識の獲得、高齢者虐待・処遇困難事例への対応方法、ケースに対するアセスメントから介入計画の立案・実施・評価までの取り組み方の理解、予防的視点、コミュニティ・アプローチの重要性の理解であった。研修方法は、講義や実践事例を用いたグループワークによる検討会等をとおして、実施することの有用性が示唆された。
多層カーボンナノコイルの創製とその基礎物性

多層カーボンナノコイル(CNC)の成長制御には、触媒微粒子のサイズ、組成と構造を精密に制御することが必要である。本研究ではCNCを作製するための触媒、作製プロセス、さらに成長メカニズムを究明し、高効率CNCの創製とその基礎物性を明らかにするために以下のような研究を実施した。1.Fe-In-Sn三元系触媒の作製と多層カーボンナノコルの合成1)触媒微粒子の作製と観測最適な触媒の混合状態を検討するために、アークプラズマガンによりFe,In,Snの各元素をlayer-by-layerもしくは混合した状態で基板に堆積し、形成された触媒粒子の状態と構造をAFM、TEMで調べた。何れの場合も昇温過程で各元素は混合し触媒粒子を形成した。2)多層カーボンナノコイルの高効率作製成長条件を変化しただけでは、成長効率は大きく変化しなかったが、基板の種類を変化したところ成長状態に大きな変化が見られた。これは、触媒微粒子形成時における触媒と基板との相互作用が重要な指針となることを示している。2.カーボンナノコルのとヤングおよびバネ常数の測定1)導電率とヤング率およびバネ常数の測定SEM内その揚測定技術により、CNCの導電性および機械的な剛性を実測した。導電率は品質の悪い気相合成CNTと同程度であった。機械的な剛性の測定には、共振法を用いた。解析ために有限要素法と連続体理論からモデルを構築した。未処理のCNCで100GPa程度のヤング率となった。共振時のQ値は100200と結晶性の悪いCNTと同程度の値となり、内部損失が大きいことがわかった。2)アニールによる内部構造変化成長後のCNCに対して1000°C程度のアニールを行うとCNC形状を維持したまま機械的剛性およびQ値が著しく向上することが分かった。従って、as-preparedのCNCの剛性や損失係数が多きいのは、CNCの螺旋形状に原因があるのでなく、内部の微細な欠陥や吸着層が主な原因であると考えられる。平成18年度の研究目標:多層カーボンナノコイルを作製するため重要である触媒の製作法を確立する。1.触媒作製装置の製作と基礎実験触媒の組成と粒径を制御するため、ナノメートルオーダーの微粒子を均一に作製することができるアークプラズマガン内装の多層薄膜作製装置を作製した。この装置にはFe,In,Sn三種類の金属を使用し、三つのアークプラズマガンに装着してパルスの周期と回数を制御することにより、薄膜中の触媒の組成を精密に制御することが可能になった。また、触媒の蒸発レートを調べた結果、Feは0.05nm/pulsで、Snは0.025nm/pulsであることがわかった。2.多層カーボンナノコイルの成長と2元系触媒の関係の究明1)多層カーボンナノコイルの合成:Fe-Sn薄膜を共蒸着あるいは積層蒸着により作製し、SnとFeの膜厚比を0から8まで調整し組成を制御した。また、Snの蒸発を防ぐため、空気中アニールの手法を採用した。Snが添加しない場合、垂直配向したCNTが成長したが、Snの比率を増大させると、CNTの成長が抑制され、多層カーボンナノコイルの成長が確認できた。また、積層蒸着よりも共蒸着の場合、多層カーボンナノコイルの成長効率が高いことがわかった。

これは共蒸着の場合SnとFeの混合が均一に行われるためであると考えられる。さらにカーボンナノコイルは分散溶媒中に高周波電界下で電界印加方向に配向することが明らかになった。2)多層カーボンナノコイルの成長メカニズムの分析:基板上に成長したものを詳しく観測した結果、多層カーボンナノコイルは今までの径の大きいコイルと違って、ベース成長という機構をとると推測できる。また、CNTは大きさ20nm前後の触媒から成長したもので、多層カーボンナノコイルは大きさ約50nm前後の触媒から成長したものであることがわかった。多層カーボンナノコイル(CNC)の成長制御には、触媒微粒子のサイズ、組成と構造を精密に制御することが必要である。本研究ではCNCを作製するための触媒、作製プロセス、さらに成長メカニズムを究明し、高効率CNCの創製とその基礎物性を明らかにするために以下のような研究を実施した。1)触媒微粒子の作製と観測最適な触媒の混合状態を検討するために、アークプラズマガンによりFe、In、Snの各元素をlayer-by-layerもしくは混合した状態で基板に堆積し、形成された触媒粒子の状態と構造をAFM、TEMで調べた。何れの場合も昇温過程で各元素は混合し触媒粒子を形成した。2)多層カーボンナノコイルの高効率作製成長条件を変化しただけでは、成長効率は大きく変化しなかったが、基板の種類を変化したところ成長状態に大きな変化が見られた。これは、触媒微粒子形成時における触媒と基板との相互作用が重要な指針となることを示している。2.多層カーボンナノコイルの導電率とヤング率およびバネ常数の測定1)導電率とヤング率およびバネ常数の測定SEM内その場測定技術により、CNCの導電性および機械的な剛性を実測した。導電率は品質の悪い気相合成CNTと同程度であった。機械的な剛性の測定には、共振法を用いた。解析ために有限要素法と連続体理論からモデルを構築した。未処理のCNCで100GPa程度のヤング率となった。共振時のQ値は100200と結晶性の悪いCNTと同程度の値となり、内部損失が大きいことがわかった。2)アニールによる内部構造変化成長後のCNCに対して1000°C程度のアニールを行うとCNC形状を維持したまま機械的剛性およびQ値が著しく向上することが分かった。従って、as-preparedのCNCの剛性や損失係数が多きいのは、CNCの螺旋形状に原因があるのでなく、内部の微細な欠陥や吸着層が主な原因であると考えられる。
木質バイオマスの有効利用に向けたイオン液体技術の確立

環境調和型溶媒であるイオン液体に木材液化能が見出されて以来、イオン液体処理による木材の新規化学変換技術に関する研究が盛んに行われてきた。しかし、イオン液体と木材の反応性に関する基礎的な情報は未だ十分ではない。本研究では、イオン液体中での木材の液化反応メカニズムを組織形態及びトポ化学的な観点から明らかにすることを目的とした。セルロースに対して優先的に反応する1-エチル3-メチルイミダゾリウムクロリド([C2mim][Cl])と、リグニンに反応しやすい1-エチルピリジニウムブロミド([EtPy][Br])の2種類のイオン液体を用いた。イオン液体処理木材に対して各種顕微鏡技術を駆使して分析を行った結果、木材細胞壁はイオン液体中で膨潤を伴い液化が進行するが、液化過程における膨潤挙動や微細構造の変化は樹種や組織に依存し多様であることが示された。また、[C2mim][Cl]は細胞壁構造を維持しながらセルロースを非晶化させるが、[EtPy][Br]はセルロースの結晶に大きな影響は及ぼさないことが判明した。顕微ラマン分光法を用いて化学成分変化を細胞レベルで分析した結果、細胞の種類や壁層によりスペクトルの変化が異なり、細胞間層に分布するリグニンはイオン液体に対して抵抗性を有すること、柔細胞は繊維細胞や道管に比べて反応性が低いことが明らかとなった。また、[EtPy][Br]処理過程において、リグニンは細胞壁二次壁で溶出あるいは変質が顕著であるが、細胞内腔付近に多く残存することが分かった。[C2mim][Cl]処理では、アニオンが細胞壁中の特にリグニン含有率が高い領域に取込まれ定着することが確認された。イオン液体処理による木材細胞壁の液化過程における組織構造変化の特徴を把握し、同時に細胞レベルでの化学成分変化を解明することで、より効果的な液化処理条件やイオン液体の選択が可能になると期待できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
生体認識機能を有する超分子複合体センサーの開発

本研究では,β-シクロデキストリン(β-CyD)とボロン酸型蛍光プローブの複合体による水中での光誘起電子移動反応に基づく発蛍光型の糖認識について,プローブ分子の構造効果を詳細に検討した。フェニルボロン酸にピレン蛍光団をエステル結合で導入したCn-PB (n=1,4)およびアミド結合で導入したC1-APBを合成した。蛍光プローブ自体は,水中で殆ど蛍光を発しないが,β-CyDとの複合体形成によりピレン由来のモノマー蛍光を観測できる。これに糖を添加すると,中性pH条件で蛍光強度は著しく増大した。これはピレニル基からボロン酸への光誘起電子移動が,糖との結合に基づく酸解離によって抑制されるためである。この蛍光応答と選択性は,スペーサー長の短いC1-APBで最も優れていることを明らかにした。また構造上安定なC1-APBでも,C1-PBと同等の糖認識機能が得られることがわかった。次にハードな配位子場を有する擬クラウンエーテル骨格のポダンド構造と,情報変換部位にピレンを導入した蛍光プローブ(PD18C6)を設計し,γ-シクロデキストリン(γ-CyD)との複合体形成に基づく水中での鉛イオン認識機能について検討を行った。PD18C6/γ-CyD複合体は,水中でピレン由来のモノマー蛍光を示すが,鉛イオンを添加することにより,選択的にモノマー蛍光が減少し,長波長側にピレンダイマー蛍光が現れることを見出した。またポダンド型認識サイトと酸解離型ダンシルスルホンアミド基を蛍光団とする蛍光プローブを設計し,ミセル複合体としての重金属イオン認識機能を調べた。その結果,臨界ミセル濃度よりもわずかに低い濃度域で鉛イオンに対し著しい発蛍光応答が起こることを見出した。これは,錯形成反応が疑似ミセル形成を促進して起こる新しいミセル増感型の超分子応答である。複数の分子が弱い相互作用によって結合した超分子は,協同的な作用によって個々の構成分子とは異なる機能の発現が期待できる。フェニルボロン酸にピレン蛍光団をエステル結合で導入したCn-PB(n=1,4)およびアミド結合で導入したC1-APBを合成した。蛍光プローブ/β-CyD複合体の性能は,2%DMSO水溶液中で糖を添加した際の蛍光スペクトル変化の測定によって評価した。これにフラクトースなどの糖を添加すると,中性pH条件で蛍光強度は著しく増大した。この蛍光回復は,スペーサー長の短いC1-PBで最も大きいことを明らかにした。また,ハードな配位子場を有する擬クラウンエーテル骨格のポダンド構造と,情報変換部位にピレンを導入した蛍光プローブ(PD18C6)を設計し,γ-シクロデキストリン(γ-CyD)との複合体形成に基づく水中での鉛イオン認識機能についても検討を行った。

PD18C6/γ-CyD複合体は,水中でピレン由来のモノマー蛍光を示すが,鉛イオンを添加することにより,選択的にモノマー蛍光が減少し,長波長側にピレンダイマー蛍光が現れることを見出した。複数の分子が弱い相互作用によって結合した超分子は,協向的な作用によって個々の構成分子とは異なる機能の発現が期待できる。本研究では,アゾ化合物がシクロデキストリン(CyD)と包接錯体を形成する際のUV-Visスペクトル変化,およびCyD空洞のキラリティーに誘導されたアゾプローブの誘起円二色性(ICD)スペクトル変化に着目し,B15C5骨格を認識部位に持つクラウンエーテル型アゾプローブを新たに設計した。アルカリ金属イオン認識に伴うアゾプローブのγ-CyD内での選択的ダイマー形成は,アゾ官能基間め励起子相互作用を誘起し,UV-VisスペクトルおよびICDスペクトルに大きな変化が現れることを明らかにした。重金属選択的な複合体センサーの開発を目的として,擬クラウンエーテル骨格のポダンド構造と,情報変換部位にピレンを導入した蛍光プローブ(PD-18C6)を設計し,γ-CyDとの複合体形成に基づく水中での鉛イオン認識機能を調べた。PD18C6/γ-CyD複合体は,水中でピレン由来のモノマー蛍光を示すが鉛イオンの添加により,モノマー蛍光が減少し,長波長側にピレンダイマー蛍光が現れる。銅イオンや他の遷移金属イオンの応答は全く認められず,鉛イオン選択的な超分子応答が得られることを明らかにした。鉛認識機能を有する擬クラウンエーテル骨格のポダンド型認識サイトと酸解離型ダンシルスルホンアミド基を蛍光団とする蛍光プローブを設計し,ミセル複合体としての重金属イオン認識機能を調べた。その結果,臨界ミセル濃度よりもわずかに低い濃度域で,鉛イオンに対し著しい発蛍光応答が起こることを見出した。これは,錯形成反応が疑似ミセル形成を促進して起こる新しいミセル増感型の超分子応答である。
高効率・低ひずみ超高周波カスコード電力増幅器に関する研究

超高周波電力増幅器の高利得高出力化の回路手法として注目されているカスコード回路について,従来構成に比べて設計の自由度を拡げることにより電力効率の向上及びひずみ低減が期待できる独立バイアス形カスコード電力増幅器を提案して,GaNHEMT,InGaP/GaAsHBT及びGaAspHEMTMMICによる各提案回路構成の2GHz帯増幅器を設計製作し,従来構成のカスコード増幅器に比べて電力効率及びひずみ特性の優れた増幅器を実現した.超高周波電力増幅器の高利得高出力化の回路手法として注目されているカスコード回路について,従来構成に比べて設計の自由度を拡げることにより電力効率の向上及びひずみ低減が期待できる独立バイアス形カスコード電力増幅器を提案して,GaNHEMT,InGaP/GaAsHBT及びGaAspHEMTMMICによる各提案回路構成の2GHz帯増幅器を設計製作し,従来構成のカスコード増幅器に比べて電力効率及びひずみ特性の優れた増幅器を実現した.超高周波増幅器の高利得化・広帯域化、電力増幅器の高出力化などの手法として二個のトランジスタを直接接続するカスコード回路の研究開発及び実用化が広がっている。しかしながら、従来の構成はバイアス電圧設定の許容範囲が狭いため設計の自由度が狭く、特に電力増幅器においては高性能化には課題が多い。我々は両トランジスタの接続点にバイアス供給点設けて各トランジスタのバイアス電圧を独立に制御することにより、従来形の課題の克服して一層の特性改善が期待できるカスコード回路構成を提案した。本年度は、(1)提案したカスコード増幅器のひずみ特性について簡易等価回路モデルによる解析により振幅ひずみ特性及び二波入力に対する三次相互変調ひずみ(IMD3)特性の基本的な振る舞いを検討し、また、大信号FETモデルによる回路シミュレーションにより、RF電力増幅特性、電力効率特性を調べ、両FETの最適ベイアス条件を明らかにした。また、(2)GaN HEMT二個を用いて提案の独立バイアス形カスコード構成を製作して、両FETのドレーン・ソースバイアス電圧VGI,VG2及びゲート・ソースバイアス電圧VD1,VD2に対する入出力電力特性及びIMD3特性をソースプル・ロードプル自動測定システムを利用して詳細な測定を行い、バイアス電圧依存性を調べ、シミュレーションの結果を確認した。さらに、(3)InGaP/GaAs HBTのMMICによる本提案増幅器を製作してその有効性を実証するため、HBT二個を一体化したチップのソースプル・ロードプル測定を行い、電力増幅特性の両HBTバイアス電圧依存性及び最適バイアス条件、最適ソースインピーダンス及びロードインピーダンスを求めて、MMICファンダリ製作のための増幅器剛ICを設計した。超高周波増幅器の高利得化・広帯域化,超高周波電力増幅器の高出力化などの回路手法として注目されているカスコード回路について,従来構成に比べて,設計の自由度を広げることにより庵力効率の向上及びひずみ低減が期待できる独立バイアス形カスコード電力増幅器を提案して,昨年度に引き続き,本年度は以下の研究を行った.1.H22年度の結果を踏まえて,集中定数素子を用いて1.9GHz帯GaN HEMT独立バイアス形カスコード電力増幅器を設計試作.し,飽和出力30.8dBm,最大付加電力効率(PAE)65.5%,三次相互変調ひずみ(IMD3)<-33.7dBcの条件において最大出力26.3dBm及びPAE39.7%の優れた特性を達成した.2.InGaP/GaAs HBTによる1.9GHz帯カスコード増幅器MMICの設計及びファウンドリ製作を行い,測定評価を行った.回路の大型化を避けるために集中定数素子によるインピーダンス整合回路を用いた結果,回路損失が大きくなり,良好な特性を得ることができなかった.3.回路損失の増加を避けるため,HBTカスコード回路部のみをMMIC化してインピーダンス整合回路を集中定数部品により構成するハイブリッド形回路の1.9GHzカスコード増幅器を設計・製作し,増幅特性の測定評価を行った.その結果,出力電力14.8dBmにおいて最大付加電力効率68%を得た.また,IMD3<-35dBcのひずみ条件において最大出力電力10.25dBmを実現した.4.H22年度の結果と比較して,カスコード回路の構成トランジスタがHBTとFETでは前段と後段の特性への寄与が異なることが明らかになったので,GaAs HEMTの独立バイアス形カスコード増幅器MMICを設計し,ファウンドリ製作中であり,次年度に測定評価及び比較検討を行う予定である.超高周波増幅器の高利得化・広帯域化,超高周波電力増幅器の高出力化などの回路手法として注目されているカスコード回路について,従来構成に比べて,設計の自由度を拡げることにより電力効率の向上及びひずみ低減が期待できる独立バイアス形カスコード電力増幅器を提案して,一昨年及び昨年度に引き続き,本年度は以下の研究を行った.1.昨年度,設計製作したハイブリッド回路による独立バイアス形InGaP/GaAs HBTカスコード電力増幅器について,従来形カスコード増幅器と特性比較するため,従来形カスコード増幅器の電力効率特性及びひずみ特性の測定検討を行い,トランジスタ・バイアス条件の独立した設定選択が可能な独立形カスコード構成増幅器の増幅特性の優位性を確認できた.2.昨年度,小型化が可能なMMICによる独立バイアス形カスコード電力増幅器の実現を目指して設計製作を行ったInGaP/GaAs HBTによる電力増幅器に比べて,より良好な特性を実現するためGaAspHEMTによる独立バイアス形カスコード電力増幅器MMICの設計製作を行った.増幅器MMICはファウンドリにより製作した.

その結果,1.9 GHzで出力電力23.6 dBmにおいて最大付加電力効率(PAE)58.3%を得た.また,三次相互変調ひずみ(IMD3)<-40 dBcに対して最大出力電力17 dBm,最大PAE33.3%を得た.さらに1.2-2.0 GHz帯域で最大付加電力効率が53%以上の良好な広帯域電力増幅特性を実現した.以上,これまでの本研究により,提案した独立バイアス形カスコード電力増幅器が従来形のカスコード増幅器に比べて増幅特性の高性能化を実現できる見通しを得ることができた.本研究の成果はミリ波などへの高周波化が進むワイヤレス通信機器の高性能化に有用な技術を提供できると期待される.当初計画のHBTカスコード増幅器MMICは回路損失が大きく十分な特性が得られなかったが,HBTカスコード回路部のMMICに集中定数インピーダンス整合回路を付加して構成した小型ハイブリッド形カスコード増幅器を設計・製作し,良好な特性を実現した.24年度が最終年度であるため、記入しない。独立バイアス形カスコード電力増幅器の効果的な応用を考えると,個別部品によるハイブリッド回路構成とともにMMIC化も有力な手法である.このため,HBTに比べて比較的振る舞いが単純なGaAs HEMTによる提案増幅器の実現を検討しており,MMICの基本的な設計を終えてファウンドリ試作を進めている.H24年度は本MMICの測定評価を行う.なお,MMICは回路損失が大きく特性の劣化は避けられないので,カスコード構成部はMMICを用いてインピーダンス整合回路をキャパシタ及びインダクタの個別部品を用いるハイブリッド構成の増幅器についても比較検討する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
フローサイトメトリーによる細胞純化を用いたヒト多能性幹細胞からの膵β細胞作製

ヒト多能性幹細胞からの膵β細胞の作製は、糖尿病の根治に向けた一つの解決策である。現時点では、単一の細胞種を作製することは困難なため、作製した細胞の正確な解析には細胞を単離する必要がある。本研究では、膵臓細胞の分化・機能発揮の要所を担う転写因子PDX1の発現と相関して蛍光を発するヒトiPS細胞株を樹立した。本細胞株はヒト多能性幹細胞由来の膵臓細胞の解析に有用である。糖尿病は世界規模の医学的・経済的問題であり、膵β細胞の供給源と補充療法の開発は急務である。本研究の目的は、膵β細胞の分化・機能発揮の要所を担う転写因子PDX1に着目し、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)由来のPDX1陽性細胞を単離・純化して膵β細胞へと分化させ、機能を評価することである。(1)PDX1陽性細胞を生存させたまま単離する方法の確立ゲノム中のPDX1遺伝子の後部にIRES配列とtdTomato遺伝子をノックインすることで、PDX1遺伝子発現と相関して赤色蛍光を発する細胞株の樹立を試みた。ノックイン細胞株を得ることはできなかったが、tdTomatoの発現がPDX1発現制御機構下にあるトランスジェニック細胞株を得た。このうち3株はPDX1の発現と相関して赤色蛍光を発し、フローサイトメーターにて単離することが可能であった。現在、これらの細胞株を用いて、単離したPDX1陽性細胞の分化能をin vitroおよびin vivoで評価中である。誘導効率の高いPDX1陽性細胞の集団を(75-95%)既知の方法にてin vitroで膵β細胞へと分化させた後(5-10%)、機能を評価した。作製した膵β細胞は成熟した膵β細胞の指標であるグルコース応答能はなく、免疫不全マウスの精巣上体周囲脂肪へ移植しても生着しなかった。これらのことから、現在のin vitroで作製した膵β細胞は未熟かつ移植に適さないものであると考えらえる。一方、PDX1陽性細胞を移植したところ30日後も移植細胞が生存したことから、生体内での生存には膵β細胞へと分化する前の細胞が適すると考えられる。生体内に移植可能で、成熟した機能を発揮する膵β細胞の作製には、膵臓系譜へと分化指向性を確定しているが最終分化していない前駆細胞を効率良く作製することが、今後の課題である。本研究の目的は、膵β細胞の分化・機能発揮の要所を担う転写因子PDX1に着目し、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)由来のPDX1陽性細胞を単離・純化して膵β細胞へと高効率に分化させることである。(1)高効率なPDX1陽性細胞への分化誘導法の確立当研究所にて樹立されたヒトiPS細胞(201B6株, 201B7株)を用いて、当研究室では約30%の効率までPDX1陽性細胞へと誘導することができた。しかしながらこの誘導効率は、単離したPDX1陽性細胞を用いた検討を行うには不十分であった。そこで、既報をもとにより効果的な増殖因子や化合物の組み合わせを検討し、約75%までの誘導効率を達成した。(2)PDX1陽性細胞を生存させたまま単離する方法の確立PDX1は核内に存在する転写因子であるため、固定した後に免疫染色をしなければPDX1陽性細胞を同定できない。よって、生存させたままPDX1陽性細胞を単離するためPDX1の発現と相関して緑色蛍光を発するレポーターGFPを導入したトランスジェニックヒトiPS細胞株の樹立を試みた。ヒトPDX1遺伝子の上流4.6 kbpまでには、PDX1の発現を制御する領域(プロモーター)がある。このPDX1プロモーターで制御されたGFP遺伝子配列を導入したトランスジェニック細胞株を樹立した。しかしながら、この方法ではPDX1の発現とGFPの発現が一致する株を得られなかった。そこで、ゲノム中のPDX1遺伝子の後部にIRES配列とtdTomato遺伝子をノックインすることで、既知および未知のPDX1遺伝子発現を制御する機構下で赤色蛍光を発する細胞株を樹立することにした。発現ベクターの作製を完了し、レポーター株を樹立中である。一つ目の目標である、高効率なPDX1陽性細胞への分化誘導法の確立に関して、当初の誘導効率である約30%から、約75%へと飛躍的な作製効率の改善ができた。これによって、他の研究目標に必要とされる細胞を十分な数だけ作製することができるようになった。一方で、二つ目の目標であるPDX1陽性細胞を生存させたまま単離する方法の確立は当初の予定よりもやや遅れている。PDX1の発現と一致して緑色蛍光を発するレポーターGFPを導入したトランスジェニックヒトiPS細胞株の樹立を試みた。

レポーター遺伝子が導入された細胞株は得られたが、PDX1の発現に相関する細胞株が得られなかった。このため、代替案としてゲノム中のPDX1遺伝子の後部にIRES配列とtdTomato遺伝子をノックインする細胞株の樹立を行うことにした。既に発現ベクターの作製を完了しており、レポーター株を樹立中であるが、現時点では有用な細胞株は樹立できていない。以上のことから平成23年度の達成度は、やや遅れていると判断する。(1)PDX1陽性細胞を生存させたまま単離する方法の確立ゲノム中のPDX1遺伝子の後部にIRES配列とtdTomato遺伝子をノックインすることで、既知および未知のPDX1遺伝子発現を制御する機構下で赤色蛍光を発する細胞株の樹立を完了する。(2)単離したPDX1陽性細胞の膵β細胞へのin vitro分化と機能試験検討(1)で得られたレポーター細胞株を分化させ、フローサイトメトリーにてPDX1陽性細胞を単離する。単離したPDX1陽性細胞を増殖因子や既知のシグナル伝達をもとにした化合物の組み合わせを用いてin vitroで分化させ、自然発生で得られる膵β細胞と同等の機能を有するものが得られるかを検討する。また、当研究室にある化合物ライブラリー(5万種)を用いて、新規の分化シグナル伝達経路を介したより効率的な膵β細胞への分化方法も検討する。(3)In vitroで作製した膵β細胞の生体での機能試験In vitroで作製した膵β細胞を生体へと移植して、移植後も形態・発現タンパク質を維持できるか組織化学的な解析にて追跡する。また、空腹時および糖負荷時の血中ヒトインスリン量、ヒトC-ペプチド分泌量をELISAにて測定することで機能評価する。移植対象には免疫拒絶反応のない免疫不全マウスを用い、腎被膜下あるいは門脈経由で肝臓へと移植する。長期的な(3、6、9ヶ月)観察を行って、作製した細胞が生体で長期間生存するかも評価する。本研究では、ヒトiPS細胞から試験管内で膵β細胞を分化誘導する。レポーター細胞株の樹立にあたっては、大腸菌取り扱い試薬、遺伝子取り扱い試薬、そして多くの細胞を培養する必要がある。また、臨床応用を目指す性質上、マウスではなくヒトのiPS細胞を用いるため、細胞培養培地は非常に高額(500 mlで20,000円程度)となる。よって本研究経費では消耗品費の占める割合が高く、その内訳として、細胞培養に用いるプラスティック製品、細胞培養培地および添加する増殖因子・化合物が多くの割合を占め、この他、細胞の単離に必要なフローサイトメトリーの消耗品もある。組織化学的な解析には多種類の抗体を使用する。特に、平成24年度は、免疫不全マウスへの移植実験を行って、生体内での分化過程を追跡したり生理的機能を評価したりするため、多くの実験動物や生理機能評価のための測定試薬類(ELISAキット、グルコメーターなど)が必要となる。
魚粉中の胃潰瘍誘起物質ジゼロシンの特異的微量定量法の開発

1.魚粉中の胃潰瘍誘起物質ジゼロシンの定量法を開発した。原理は、魚粉中のアミノ化合物からジゼロシンを可及的に純粋な形でとり出し、螢光特性を有する誘導体に変換し、高速液体クロマトグラフィーで定量しようというものである。この方法で、魚粉中1ppm程度に微量含まれるジゼロシンの定量が可能で、試料は1gもあれば十分であった。この方法の開発により、ジゼロシン生成の条件の検討も可能になった。2.上記の方法を用いて、多種の魚粉のジゼロシン含有量を測定し、通常は1ppm以下であるが、時に5ppmを超えるものが見い出された。特に、畜産現場で事故をおこした評品については10ppmを超えるものもあった。また、この定量法を用いてジゼロシン生成の条件を検討したところ、微酸性条件下100°C以上で、よくジゼロシンが生成することが判明した。3.ジゼロシンの生成を阻止する方法の開発をジゼロシン定量法を用いて行ったところ、魚粉製造時にビタミンCもしくはリジンを添加すると、ジゼロシンの生成防止に著効があることがわかった。この方法を用いれば低ジゼロシンの無害魚粉の製造が可能である。4.ジゼロシンの胃粘膜細胞に対する作用を研究し、この化合物が、胃酸分泌促進作用を有すること、またこの作用は、ヒスタミンのH_2レセプターの拮抗阻害剤によって抑制することが可能であった。したがって、この面からもジゼロシンの被害の防止は可能であることが証明された。4.上記のジゼロシン定量法は、確実であるが操作が煩雑であった。そこで、新しい方法の開発を再度試み、イオン交換高速液体クロマトグラフィーを応用してそれが可能であるとの予備的結果を得た。1.昭和60年度に確立したジゼロシン定量法を用いて、多種の魚粉のジゼロシン含有量を測定した。特に、魚粉中にジゼロシンが生成する条件を、モデル系で解析し、微酸性条件下、温度100°C以上で、特にジゼロシンの生成が顕著であることを証明した。2.一方、魚粉中のジゼロシン生成防止法を開発するため、諸種の試みを行ない、魚粉乾燥時に、リジンおよびアスコルビン酸を添加することにより、ジゼロシンの生成を防ぎ得ることを明らかにした。今後この方法を実用規模で適用することにより、低ジゼロシン魚粉の製造が可能になると考えている。3.昭和60年度に開発したジゼロシンの定量法はやや煩雑で、広く用いられるためにはより簡便な方法が必要とされる。本研究では、この点も特に力を入れて研究した。年度内に完成には至らなかったが、ジゼロシンをヘモシアニンおよびチログロブリンに結合させ、マウスを用いて坑ジゼロシンモノクローナル坑体の調製を試みた。数株のクローンが得られており、今後、モノクローナル坑体の安定な生産株の確立、ラジオイムノアッセイ法、酵素イムノアッセイ法を確立することにより、世界各地で、簡便に、魚粉中のジゼロシン量、およびジゼロシンを含む魚粉を摂取した後の血中ジゼロシン量の測定を可能にすることを計画している。また、化学的定量法の改善、簡便化も、九分通り成功しており、近く完成すると考えている。4.ジゼロシンの胃粘膜細胞への作用を検定した。この系を確立したことにより、魚粉中のジゼロシン以外の胃酸分泌促進物質の検索を簡易化することができた。

新生理活性物質ジゼロシンは、近年申請者らによって発見された化合物で、ヒナに対してはヒスタミン様の作用を発現し、その活性は、ヒスタミンの約1000倍という強い活性を有している。この化合物は、飼料タンパク質の加熱加工時に、タンパク質中のリジンと遊離ヒスチジンが反応して生成するが、その作用の強力さゆえに、しばしばヒナに胃潰瘍を発症せしめ、産業上大きな被害をもたらしている。本研究では、この化合物の特異的かつ迅速な微量定量法を開発して、飼料中の本化合物の量を敏速に知り、それによって産業上の事故を未然に防ぐとともに、ジゼロシン生成を最少に抑えた魚粉製造法を確立しようと計画した。成果は次の通りである。(1)イオン交換クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィーを併用して、魚粉中のジゼロシンを夾雑物と分離し、0-フタルアルデヒド誘導体として再び逆相クロマトグラフィーで定量するという方法を確立した。(2)この方法を適用して、約50種の魚粉のジゼロシン含量を定量したところ、ジゼロシン含量とヒナの筋胃潰瘍発症誘起活性の間によい相関が認められた。また、定量した魚粉の中には、200mg/kgのジゼロシンを含むものが数点認められ、魚粉の安全な使用上、憂慮すべきことが明らかになった。(3)魚粉の乾燥を、リジン、アスコルビン酸の存在下で行うことにより、低ジゼロシン含量の魚粉を製造しうることが証明された。将来の魚粉製造の改良に大きな貢献をすることが期待される。
超対称大統一理論と標準模型の現象論

この研究では、主に超対称模型の現象論と模型の構築に関する次のような成果をあげた。1.レプトンフレーバーを破る過程の研究μ→eγ等のレプトンフレーバーを破る過程は超対称模型のスレプトンセクターのフレーバー構造を探るために重要であるとして注目されている。この研究では超対称大統一理論やシーソー機構によりニュートリノに質量を与える超対称模型で荷電レプトンのフレーバーの破れに関する種々な側面を調べた。つまりこれらの模型でもμ→eγ分岐比の計算、μ→3e過程のT不変性の破れの測定の可能性の検討、τ粒子崩壊におけるレプトンフレーバーの破れ、コライダー実験でのスレプトン混合の検証等将来の実験にとって重要な示唆を含む結果を得た。2.クォークフレーバー物理やミュー粒子異常磁気能率による超対称性の探求Bファクトリー実験やK稀崩壊実験ミュー粒子異常磁気能率により間接的に超対称粒子の効果を探る可能性について具体的な模型の計算により明らかにした。3.新しい模型の提案フォルミオン質量の階層性をホリゾンタル対称性で説明する模型や、スカラークォークの世代間に大きな質量差を生じる新しいタイプの模型を提案した。1.超対称模型におけるレプトンフレーバーを破る過程の計算超対称大統一模型や右巻きニュートリノを含む超対称模型ではμ→eγ等のレプトンフレーバーを破る過程が実験の上限値と同じ位に出ることが指摘されている。ここでは、SU(5)超対称大統一理論で、M+→e+e+e-のT不変性の破れを測ることにより、CPの破れに関して情報が得られること。現実的なクォーク・レプトン質量比を出すような大統一模型では、今までの計算よりも2-3桁μ→eγの分岐比が大きくなり得ること。右巻きニュートリノを含む超対称模型ではμ→eγやt→rγの分岐比を測ることにより重いマヨラナニュートリノのスケールを決めることができることを指摘した。また将来のe+e-及びμ+μ-コライダーでのスレプトン対生成によりレプトンフレーバーの破れる相互作用がいかにして探ることができるかを明らかにした。2. β及びκの物理に対する超対称粒子の効果超重力に基づく超対称模型でβ及びκのフレーバーチェンジングニュートラルカレント過程の計算を行ない、βファクトリーでβの崩壊におけるCPの破れが測られた場合、いろいろな測定量を組み合わせることにより超対称粒子の効果を見ることができることを明らかにした。1.ヒッグス粒子の質量の制限の研究超対称模型の重要な特徴として、軽いヒッグス粒子の存在があげられている。特にLEPIIやテバトロンコライダーで110GeO以下にヒッグス粒子が存在すれば、超対称模型を強く示唆すると考えられている。ここでは、それ以外の模型で同じような領域にビッグス粒子の存在を予言するような模型があるかどうかという問題を考えた。最も単純な標準模型がプランクスケールまでそのまま成立する場合はヒッグス粒子の質量は135-180GeV程度であるのに対し、ヒッグス二重項の場が2つ含む模型では同様な質量の下限が100GeV程度まで下がり超対称模型の予言する領域と重なってくることがわかった。2.B及びKの物理による超対称粒子の効果の探索超重力に基づく超対称模型でB及びKのフレーバーチェンジングニュートラルカレント過程やb→sγ過程のCPの破れに関する研究を行なった。特に最近のLEPIIにおけるヒッグス粒子の探索の結果を考察した再解析を試みた。1.超対称模型におけるフレーバーの物理超対称大統一模型では、超対称粒子のフレバー混合によりB中間子やK中間子のフレーバーチェンジングニュートラムカレント過程やレプトンフレーバーを破る過程に新たな寄与が生じる可能性がある。SU(5)及びSO(10)超対称大統一模型を巻きニュートリノを含むSU(5)超対称模型で種々なフレーバーチェンジングニュートラルカレント及びレプトンフレーバーの破れの効果を計算した。特に右巻きニュートリノを含む模型ではニュートリノの湯川結合定数がクォークセクターのフレーバーの物理にも大きな影響を与えることを示した。2.大きな余次元空間を持つ模型最近超弦理論との間連から,余次元を持った理論の現象論が議論されている。このような理論では標準模型の粒子は、面(ブレイン)に拘束されており、動のみが余次元を伝播するとされる。ここでは、異体的な場の理論の模型に基づいて面と粒子の相互作用を調べるとともに標準模型の粒子が余次元に伝播する可能性を議論した。3.フェルミオンの質量階層の問題

フェルミオンの質量階層を説明するため、SU(1,1)ホリゾンタル対称性に基づく模型を提案した。1.クォークフレーバーの物理と超対称模型B中間子K中間子の物理で、超対象性についていかにして探ることができるかを明らかにするために、いくつかの超対称模型でフレーバー物理に対する超対称粒子の効果を計算した。その結果、超動模型,超対称大統一模型,等では、超対称粒子のフレーバーの構造が異なっているので、将来のBファクトリー実験で模型の区別をすることができる可能性があることを明らかにした。2.レプトンフレーバーを破る過程の現象論的研究超対称模型では、スカラ-レプトン行列のフレーバーの構造を通じてμ→eγ等のレプトンフレーバーを破る過程が有意に大きくなる可能性がある。ここではシーソー機構によりニュートリノに質量を与える超対称模型でレプトンフレーバーの破れやレプトンセクターのCPの破れについて計算を行なった。またミューオン電子転換過程の詳しい計算を行ない、色々な原子核でこの過程を測定することにより、どのようにレプトンフレーバーを破る模型を区別することができるかを明らかにした。
国内通信衛星CS-2を用いた学術ネットワークの実用化に関する研究

本研究では将来わが国の学術研究のための情報ネットワークのプロトタイプとなり得る小規模地上局による衛星ネットワークシステムの実用化とネットワークの大規模化及び複雑化に十分対処するためプロトコルと通信ソフトウエアの統一的な開発を可能とするシステムの構築について検討し,以下の成果を得た.小規模地上局による衛星学術ネットワークに関しては(1)地上LANとの接続を取り上げ,新たなネットワークアクセス方式を提案し性能評価を行った.その結果,接続方式としては,地上LANへのアクセス方式も衛星ネットワークと同様に予約方式を採用する方が優れていることが明らかになった.また,ふくそう制御方式についてその特性を明らかにした.次いで(2)多数の小規模地上局を対象とした同報通信方式について,実験的に性能評価を実施し,実用化のための資料を得た.また,(3)学術目的の広域ネットワークとして計算機科学者のためのネットワーク(JUNET)を取り上げ,衛星ネットワークの特徴を十二分に発揮できる結合方式を検討し,これを確立した.試作のシステムは,可搬性に十分考慮し,実用化を図った.本研究で対象とする通信システムの実用化には,プロトコル仕様を実現する通信ソフトウエアの自動形成システムの構築は極めて重要な課題である.そこでこの自動形成システムの核となる知的開発支援システムの構成について検討した.具体的には, (1)開発支援システムの構成要素である仕様記述言語,高級言語,検証法,エディタ及び変換アルゴリズムの設計,(2)ユーザフレンドリなインターフェイスの設計,を実施した.更にこれに基づく(3)通信ソフトウエアの自動形成システムの構築を行い,ネットワークの実用化に対する資料を得た.以上のように成果として,初めて学術利用広域ネットワークと衛星ネットワークとの結合に成功し,また実用的なプロトコルの開発を実施し得,研究の目的は達せられたと言える.本研究では将来わが国の学術研究のための情報ネットワークのプロトタイプとなり得る小規模地上局による衛星ネットワークシステムの実用化とネットワークの大規模化及び複雑化に十分対処するためプロトコルと通信ソフトウエアの統一的な開発を可能とするシステムの構築について検討し,以下の成果を得た.小規模地上局による衛星学術ネットワークに関しては(1)地上LANとの接続を取り上げ,新たなネットワークアクセス方式を提案し性能評価を行った.その結果,接続方式としては,地上LANへのアクセス方式も衛星ネットワークと同様に予約方式を採用する方が優れていることが明らかになった.また,ふくそう制御方式についてその特性を明らかにした.次いで(2)多数の小規模地上局を対象とした同報通信方式について,実験的に性能評価を実施し,実用化のための資料を得た.また,(3)学術目的の広域ネットワークとして計算機科学者のためのネットワーク(JUNET)を取り上げ,衛星ネットワークの特徴を十二分に発揮できる結合方式を検討し,これを確立した.試作のシステムは,可搬性に十分考慮し,実用化を図った.本研究で対象とする通信システムの実用化には,プロトコル仕様を実現する通信ソフトウエアの自動形成システムの構築は極めて重要な課題である.そこでこの自動形成システムの核となる知的開発支援システムの構成について検討した.具体的には, (1)開発支援システムの構成要素である仕様記述言語,高級言語,検証法,エディタ及び変換アルゴリズムの設計,(2)ユーザフレンドリなインターフェイスの設計,を実施した.更にこれに基づく(3)通信ソフトウエアの自動形成システムの構築を行い,ネットワークの実用化に対する資料を得た.以上のように成果として,初めて学術利用広域ネットワークと衛星ネットワークとの結合に成功し,また実用的なプロトコルの開発を実施し得,研究の目的は達せられたと言える.1.本研究で対象とする学術向けネットワーク構成のため既存の東北大学国内衛星CS-2地上局を利用する総合衛星情報処理ネットワーク地上実験局システムの構築をすすめた。具体的には、衛星通信系と大型計算機システムとの結合に関する問題点について検討し、これを解決する衛星ネットワーク通信処理装置の具備すべき条件を明確にし、次いでシステム設計をハードウェア、ソフトウェアの両面で行い実験システムを確立した。特に、高速な処理を可能とする実時間処理通信処理系でシステムを得た。2.検討するネットワーク構成はいわゆるTwo-hop衛星アクセス方式であるが、衛星回線の特徴を十分に検討した方式は未だ明らかではない。そこで、衛星ネットワークを重点としたネットワークアクセス方式について検討を加え、CS-2実験によりその特徴を求めた。その結果、大学間ネットワークを想定するような小規模地上局による分散制御型衛星ネットワークと地上ネットワークの接続方式としては、地上ネットワークへのアクセス方式も衛星ネットワークと同様に予約方式を採用する方が優れていることが実験により明らかになった。また、ふくそう制御方式についてもその問題点を明らかにした。3.通信ソフトウェアの自動形成システムの構成について検討を行った。具体的には衛星通信向け通信ソフトウェアの自動形成システムの核となる知的開発支援システムについて検討し、構成要素である仕様記述言語、高級言語、検証法、エディタ及び変換アルゴリズムの検討を行った。また、これらの検討結果を踏まえた通信ソフトウェアの開発を実施している。4.衛星ネットワークの応用実験として、計算機科学者のためのネットワーク(JUNET)への接続を計画し、その設計を行い、衛星ネットワーク系への適合性を明らかにした。