hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医用エキシマレーザー開発の基礎的研究

組織に熱変性を与えない照射パルス時間間隔KrFレーザー出力尖頭値10MW,パルス幅23ns,照射ビーム径1mmφの場合、軟組織では20ms以上、硬組織では50ms以上であることが判明した。KrFレーザー照射の場合、切開面に炭化及び組織の異常を与えない原因には次の2点が挙げられる。(1)【CO_2】レーザーに対してKrFレーザーは波長の短い紫外ビームで、光化学的作用が考えられる。(2)【CO_2】レーザーが連続照射であるのに対して、KrFレーザーは高出力尖頭値、短時間パルスの連続パルス照射で、この違いによる影響が考えられる。今後、このいずれが主な原因になるかを追究すると共にKrFレーザーの医用化を進める。昭和61年度の研究において,エキシマレーザー(KrF・波長248nm)の生体組織切開能を調べ,非熱的に鋭利な切開が可能であることを見出した.この原因として,紫外領域のビームであること,高尖頭値短パルス繰返しビームであることの2点が考えられる.本年度はこのいずれが主な役割を果しているかについて,実験を主として検討を行った.その結果,以下の各項が明らかになった.1.使用したKrFレーザーとほぼ同様の発振特性をもつパルスCO_2レーザー(TEA)を用いて同様の切開実験を行った結果, CWーCO_2レーザーの場合とは全く異なり, KrFレーザーと同様に軟組織に対しては炭化を起こさず,切開が進むことを見出した.従って,高尖頭値短パルスビームは熱影響の少ない切開が行なわれる.2.硬組織(骨)にパルスCO_2レーザーを照射した場合は,切開面に炭化層が生じる.KrFレーザーの場合はパルス間隔を長くとると(約50ms以上)炭化は起こらなかったが,パルスCO_2レーザーの場合は照射条件を種々変えても炭化層の発生を抑えることはできなかった.3.軟組織のパルスCO_2レーザーによる切開面も炭化層は生じなかったが,組織標本を詳細に検討した結果,熱変性層の発生が見られ,熱影響を受けていることが明らかになった.4.これらの結果より,パルスCO_2レーザーはCWーCO_2レーザーに較べると格段に優れた切開能をもつが, KrFレーザーの切開能には及ばないことが判明した.すなわち, KrFレーザーの場合は高尖頭値短パルスビームがもつ非凝固的切開と紫外ビームの光化学的切開との2つの効果が重なった結果であることが明確になった.今後はXeClレーザー(308nm)ビームの切開能について検討を進める.昭和62年度において、KrFエキシマレーザー(波長248nm)とパルスCO_2レーザーの生体組織切開機構を調べ、KyFの場合は高尖頭短パルスビームがもつ非凝固的切開と紫外ビームの光化学的切開の2つの複合効果であることを見出した。本年度は主としてXeClエキシマレーザー(308nm)ビームの生体組織切開能をKrFレーザーの場合と比較検討した。その結果、以下の各項目が明らかになった。1.XeClレーザーの場合、照射ビームのパルス間隔が一定値より短いとき、壊死変性層が生じる。XeClの光子エネルギーは約4evで、KrFの光子エネルギー5evより低く、紫外効果よりも熱効果の割合がKrFレーザーに較べて大きいためと考えられる。2.KrFとXeClレーザーの生体組織切開能を比較すると、平均して、KrFは約3倍の能力をもつ。更に、穿孔の始まるエネルギー密度はKrFの場合、1J/pulse・CM^2以下でも穿孔を生ずるのに対し、XeClでは約2.5J/pulse・cm^2以上である。3.レーザー光の照射パルス間隔が組織断端面の熱変性に関する。熱変性を生じない照射バルス間隔はKrFの場合、軟組織(肉など)で約20ms、硬組織(骨など)では約50msである。
ソーシャルキャピタルの成長とユーザの情報行動との相互作用に関する研究

ソーシャルメディアにおけるユーザ間のフォロー関係を表すネットワークに対して、ユーザの専門度と親密度を考慮した意見形成モデルを構築し、この意見形成モデルを用いて、各ユーザの期待影響度を効率的に計算するアルゴリズムを提案した。専門度を考慮した提案モデルは,既存の単純モデルと比較してより精緻に高影響度ユーザを同定できることを明らかにした。また、代表的なネットワーク分析指標の媒介中心性概念を時間経過に基づく動的なものに発展させ,ステップ分解型媒介中心性と呼ぶ分析指標を考案した。今年度は、媒介度時間変化曲線に基づきネットワーク上の各ノードを類型化する手法を確立し、道路網の混雑度分布に関する評価実験などにおいてその有効性を確認した。機械学習基盤の研究では、統計的機械学習に基づく時系列データ解析手法の開発を進めた。特にイベント系列に対して定義された正定値カーネルを多チャネルに拡張する手法を考案し、ラベル付きのイベント系列に対しても適用できるようにした。機械学習の主要な手法となった深層学習について、そのモデル選択と最適化を改善する手法の研究を進めた。知識抽出基盤の研究では、Twitterデータの継時的な分析によって高速かつ網羅的に話題の時系列変化を抽出する手法を考案した。構造化されていないユーザ生成テキストの統計的な語の並びの特徴から、教師情報なしでスラングや新語などを表す特徴的なフレーズの抽出手法の研究を進めた。更に、ユーザの購買行動におけるアイテム探索ログデータから、購買行動をモデル化する手法を提案した。社会科学からの研究では、課題解決に影響する要因を、特に報酬の効果を中心に解明することを目的に、実験的アプローチによって報酬の方式、動機、報酬に対する感情、課題に対する感情とパフォーマンスの関係について検討を進めた。知識抽出基盤および機械学習基盤に関する研究は、順調に推移し多くの成果を創出することができている。特に、両基盤の技術を融合して時系列データの変化を抽出する手法などの解析技術を提案できたことは大きな成果であったと言える。また、進捗に遅れが見られた社会科学からの研究に関しても、課題解決と報酬の関係に関する研究に進捗があり、利用者実験を終えるところまで進めることができた。結果の分析を進めることで成果として公表できるレベルに進められる見通しを得ている。以上のことから、研究項目によって進捗に多少の差は出ているが、全体としては概ね順調に進展していると言える。社会ネットワーク分析では、前年度までに提案した媒介中心性の動的な振る舞いを扱える分析指標に基づいて、コミュニティメディア分析モデル構築に向けて有効な方法論の確立をめざす。また、類似属性を持つユーザ同士がつながるネットワークに対して、親密度を考慮した提案モデルを適用した結果は、既存モデルと同程度の精度であったことから、他のソーシャルメディアデータに対して提案モデルを適用するなどして、隣接ユーザ間の類似性と提案モデルとの関係を明らかにしていく。機械学習に関する研究では、主にベンチマークデータを利用して評価実験を行ってきたが、今後はより多様なデータに対して提案手法を適用し、その有効性の範囲を検証する。これによって現実世界のデータに対して有益な知見を発見できる手法としていくことをめざす。知識抽出に関する研究では、フレーズ抽出手法と話題抽出手法をさらに発展させ、コミュニティやユーザの興味推定の高精度化・再粒度化を進め、ソーシャルキャピタルの形成に関わる因子を解明する切り口を得ることをめざす。社会科学からの研究では、これまでの研究で明らかとなった留学生での知見に基づいて進めてきた研究の成果をとりまとめて、成果となるように取り組みを強化する。サイバー空間におけるソーシャルキャピタル形成過程の解明に関する研究では,ユーザ投稿型の料理レシピ共有検索サイトのデータを用いて,個々のユーザの長期的なレシピ選択行動は,作り慣れた定番レシピの選択と日頃とは異なる挑戦的なレシピ選択の混合モデルで表せることを明らかにした.また,急速にコモディティ化しているソーシャルネットワークサービスの利用継続には他者との関わりが重要である事を,大規模に収集した実ツイートを用いてリプライ,リツイートグラフから明らかにした.更に,アカウント作成直後のユーザの投稿活動を特徴量として機械学習することで,そのユーザが利用を継続するのか比較的短期間で投稿を休止するかを推定する手法を提案・検証した.ネットワーク上での信頼や評判に起因するユーザ間の影響に着目し,意見形成モデルの影響度曲線における類似ノード群の特性分析法を提案した.多様なネットワークを用いた評価実験により,次数相関が正の傾向を示すソーシャルネッワークでは、影響度曲線は比較的緩やかに変化するのに対し、次数相関が負の情報ネッワークでは、影響度曲線がステップ比較的激しく変化する傾向を示すことが分かった。これらの大規模データからの知識発見にかかる研究では,高次かつ高速な機械学習アルゴリズムの開発が不可欠で有り,基盤となる技術開発で多くの成果を達成した.

一方,リアル空間における情報行動に関する研究では,遠隔eラーニングにおける受講者の情報行動を非侵襲かつ簡便なセンサーで推定する手法を実装・利用者実験を実施して,その基本的な有効性を検証した.また,ソーシャルQAに対するこれまでの研究成果を援用して,図書館におけるレファレンス質問の回答形態に対する一般の人々の期待を,大規模な調査を行って明らかにした.当初計画として予定していたソーシャルキャピタルの成長過程の解明と,ユーザの情報行動に関する研究が順調に進捗し成果を上げることができた.また,基盤となる機械学習の部分でも多くの成果を上げることができた.一方で,社会科学的アプローチでは,個人が特定のタスクに取り組む際の動機の形成を解明することを狙って,質問紙調査を実施するとともに,その回答者をいくつかの集団に分類して,条件を変えながらタスクを遂行する被験者実験を実施中であるが,公表できる成果には至っていない.コミュニティの発展・成長には,新規メンバーを円滑に受け入れメンバー自身が成長することが不可欠である.新規メンバーの受け入れに貢献する『聞き役』ユーザの存在を仮定し,聞き役ユーザの備える特徴を明らかにした.また,リプライやリツイートなどの投稿活動を特徴量として,経時的な変化からツイッターユーザの成長を予測するモデルを構築した.また,サイバー空間上でのユーザは,コミュニケーションをとるユーザ同士が類似の特徴量を持つ傾向があることから,コミュニティに偏在する特徴量に基づいてユーザ集合にアノテーションを付与する手法を提案した.いずれの手法も実際のデータを用いて検証し有効性を確認している.コミュニティメディア分析モデルの構築では,代表的な媒介中心性の概念に時間属性を組み込み,新たにステップ分解型媒介中心性と呼ぶ分析指標を考案した.多様なネットワークを用いた評価実験を行い,ネットワーク構造などの変化に比較的頑健,かつ,従来指標とは異なる優れた性質を持つことを確認した.多様な話題を含むツイッターの経時的な分析研究を遂行し,細粒度の話題の突発的な流行を抽出するバースト検出手法や,少ない教師情報から擬似的に教師データを増やすラベル拡張手法を提案し有効性を確認した.一方,ユーザの情報行動に関しては,アカウント誤用を防止する公的/私的ツイートの判定手法などの多くの成果を上げることができた.また,ニッチな領域(個々のコミュニティ)の中で支配的なヒトやモノを同定する手法を検討し,周辺との関係性に基づく社会ネットワーク構築手法を提案し,購買行動履歴(共購買,購買順序)を用いて有効性を検証した.さらに,イベント系列に対してカーネル法(ガウス過程回帰)を用いた解析手法の研究に取り組み,情報行動分析の基礎を固めた.特に,ソーシャルキャピタルと情報行動の相互作用が密な娯楽・嗜好産業への応用が期待される.ソーシャルキャピタルの成長にかかるコミュニティの分析およびユーザの情報行動を対象とした研究は,当初計画をやや上回る成果を達成することができた.一方で,両者の相互作用に関する研究は,成果として結実するまでには至っていない.ソーシャルメディアにおけるユーザ間のフォロー関係を表すネットワークに対して、ユーザの専門度と親密度を考慮した意見形成モデルを構築し、この意見形成モデルを用いて、各ユーザの期待影響度を効率的に計算するアルゴリズムを提案した。専門度を考慮した提案モデルは,既存の単純モデルと比較してより精緻に高影響度ユーザを同定できることを明らかにした。また、代表的なネットワーク分析指標の媒介中心性概念を時間経過に基づく動的なものに発展させ,ステップ分解型媒介中心性と呼ぶ分析指標を考案した。今年度は、媒介度時間変化曲線に基づきネットワーク上の各ノードを類型化する手法を確立し、道路網の混雑度分布に関する評価実験などにおいてその有効性を確認した。機械学習基盤の研究では、統計的機械学習に基づく時系列データ解析手法の開発を進めた。
人間の安全保障と人身取引-エンパワーメント視点からのアプローチ

本研究は、人身取引被害当事者に対するインタビュー調査データの詳細分析および国際比較データの収集によって、研修プログラム、教育・啓発プログラムの開発に資することを目的に行った。具体的には、送出地であるタイ、フィリピンの帰国女性およびその子どもの状況と課題、保護に携わる国内外の関係機関の抱える課題に関する研究、受入国である欧州、韓国、米国における教育・啓発の観点からの防止の取組の研究、そして人身取引に関する国際研修の研究開発および国内の大学や女性関連施設の学習者を対象とした人身取引に関する教育・学習プログラムという3つの柱で構成されている。今年度は、3年計画の1年次として、主に下記の通り調査研究をすすめた。第一に、送出し地調査として、これまで研究分担者らがタイおよびフィリピンにおいて実施した調査で得られた基礎データの詳細分析を行った。タイについては、研究協力団体であるSEPOMとのワークショップを2度開催し、ヒアリング調査データの詳細分析を当事者女性と共同で行った。フィリピンについては、人身取引対策行動計画に基づいた政府による被害者帰国支援が開始した当時の当事者インタビューデータの詳細分析を行うとともに、フィリピン女性と女性が日本人男性との間に生んだ子どもたちの生活と状況について現地のNGO等関係者へのヒアリングを行った。第二に、国内調査として、大規模関係諸機関調査データの再分析を行い、女性のエンパワーメント国際フォーラム(12月20-21日、於国立女性教育会館)および東北大学GCOEのキックオフセミナーにて分析成果を発表した。また、研究成果を、Social Science Japan Journal(SSJJ)に投稿し、掲載論文として採用され、2009年度中に掲載される予定である。国内の関係機関へのヒアリングもすすめた。第三に、外国調査の準備をすすめるとともに、タイ政府機関関係者、国連地域間犯罪司法研究所(UNICRI)等から諸外国の取り組みについての情報を得た。調査研究で得た知見については、「人間の安全保障と人身取引-エンパワーメント視点からのアプローチ」研究会公開セミナー(12月19日、国際協力機構JICA研究所)、「女性のエンパワーメント国際フォーラム」(12月20-21日、国立女性教育会館)において公表する機会を得た。今年度は、3年計画の2年次として、主に下記の通り調査研究をすすあた。第一に、人身取引の防止に向けた教育・啓発について先進的に取り組んでいる諸外国を調査した。具体的には、人身取引対策を国内外の最重要政策課題に位置付けている米国、買春を罰しているスウェーデン、売買春を禁じている英国、合法化しているオランダ、ドイツ、そして日本の隣国である韓国に関する文献調査・ヒアリング調査を実施した。人身取引対策の推進体制や、教育・啓発への取り組みについての情報やプログラム、教材を収集した。第二に、国内調査の意識調査班として、大規模関係調査データの再分析をすすめた。大学生を対象に大規模調査データと同様の質問項目で行われたアンケート結果を比較分析した。第三に、上記意識調査の分析をもとに、福井大学において、人身取引を取り上げた大学生向けの授業、聖心女子大学において、大学生向け授業外プログラムを企画、実施した。授業受講前後の学生の意識変化を探るためのアンケート調査も実施した。第四に、「送出地」における防止と被害回復を目指す女性のエンパワーメントの活動状況に焦点を当て、タイおよびフィリピンにおける「帰国女性」が抱える問題について、引き続き研究協力団体等を通じて、「帰国女性」が直面している問題、これまでの取り組みで達成できたこと、そして「帰国女性」のエンパワーメントというプロセスの中での課題について検討した。タイについては、分担機関である東京大学において、タイー日移住女性ネットワークを招いたセミナーを開催し、当事者女性や支援団体、フィリピンおよびタイの女性が日本人男性との間に生んだ子どもたちの生活と状況について、有効で具体的な防止策と支援策の在り方についての知見を得た。第五に、地域における教育啓発プログラムを実施していく際の留意点を検討するために、自治体や女性関連施設が抱える課題について検討した。今年度は、3年計画の3年次として、主に下記の通り調査研究をすすめた。第一に、2年目に行った人身取引の防止に向けた教育・啓発について先進的に取り組んでいる諸外国調査のヒアリング結果を分析・まとめた。第三に、福井大学、聖心女子大学の授業で、大学生向けに人身取引に関するプログラムを開発、実施しその結果をまとめた。京都大学では、ピアグループによる啓発活動を立ち上げ、そのプロセスをまとめた。国立女性教育会館と京都大学が協力して、京都府の女性関連施設で啓発プログラムを実施した。第四に、「送出地」における防止と被害回復を目指す女性のエンパワーメントの活動状況に焦点を当てタイおよびフィリピンにおける「帰国女性」が抱える問題について、研究協力団体等を通じて得た調査データの分析を深めた。調査研究の知見を人身取引問題に携わるタイ国関係者向け研修の企画に生かした。第五に、地域における教育啓発プログラムを実施していく際の留意点を検討するために、自治体や女性関連施設が抱える課題について分析・検討した。女性関連施設等において啓発プログラムを企画・実施した。

なお、東北地方太平洋沖地震の影響により研究会の開催が4年目に繰り越されたため、平成23年度に最終まとめを報告書として発表するとともに、成果を学会等で発表した。
細胞配位のマイクロ制御による高機能膵島の構築

本研究の実施によって、再構築膵島におけるα細胞とβ細胞との自己組織化的な細胞配位獲得が糖鎖(βーガラクトシド)によって生じていること、自己組織化を糖鎖特異的なレクチンで抑制すると、インスリン分泌活性も低下すること、さらにはα細胞によってインスリン分泌活性を高めた高機能化膵島(ハイパー膵島)は糖尿病モデルマウスの血糖値を効率よく低下させることなどがわかった。以上の結果は、移植のために膵島を「デザイン」することの重要性を示している。本年は研究計画にある二つの目的のうち、「組織工学を用いて再構築した膵島について、膵α、β細胞の空間的な配位とインスリン分泌活性とを結びつける分子メカニズムを、とくに細胞接着分子、ECM、糖鎖・レクチンに着目して探索する」という一つ目の目的について研究を進めた。まずマウスの膵αおよびβ細胞株を用いて、自己組織化的な3次元膵島様構造の再構築現象に関与する糖鎖を見いだすという方針で、細胞表面の糖鎖発現プロファイルを行った。具体的には各種糖鎖構造に特異的に結合する植物レクチンを蛍光標識した試薬を用いて、レクチンの特異的な結合を蛍光シグナルを指標として評価した。その結果、α細胞とβ細胞の両方に結合するレクチン、およびβ細胞のみに結合するレクチンをいくつか見出すことができた。自己組織化的な細胞構造の構築においては、自他の認識が必要になると予想される。したがって、β細胞特異的に発現する糖鎖構造に着目して解析を進めることとした。β細胞に特異的に結合したレクチンは二つともβーガラクトシド構造に結合するものであった。βーガラクトシド構造をレクチンで中和すると膵島様構造の再構築が阻害され、βーガラクトシド構造を持つラクトースを実験系に過剰に添加すると、再構築現象をレスキューできた。さらにより詳細な検討は必要であるが、レクチン添加によって3次元膵島様構造が構築されていない場合は、構造が構築されている場合よりもインスリン分泌活性が低いことが示唆された。以上の結果から、膵島様構造の再構築おいて糖鎖に着目することの重要性、さらには膵島様構造の構築が高いインスリン分泌活性に必要である可能性が示された。本研究は細胞を主構成材料とした3次元組織をマイクロシステムとして捉え、3次元細胞配列や機能を制御可能とするマイクロシステムの作製法や評価法について、膵島を具体的な対象例として取り組むものである。今年度は特に膵島機能を制御し評価する技術や手法について特に進展が見られた。平成27年度は研究計画にある二つの目的のうち、「組織工学を用いて再構築した膵島について、膵α、β細胞の空間的な配位とインスリン分泌活性とを結びつける分子メカニズムを、とくに細胞接着分子、ECM、糖鎖・レクチンに着目して探索する」という目的について平成26年度に引き続き研究を進め、レクチンによる糖鎖の被覆によって、膵島の自己組織化現象を抑制できることについて、査読のある国際誌に論文投稿を行い受理された。これまでα細胞が一定の比率で存在するとき、β細胞のグルコース応答性の培地中へのインスリン分泌活性が向上することをELISAで評価してきた。今年度の研究により、同条件下においてリアルタイムPCRによるインスリン遺伝子発現量も増加していることを確認した。したがって、インスリン分泌活性の向上がインスリン遺伝子の発現量の増加に起因している可能性が示唆された。膵島のインスリン分泌活性に影響を及びす可能性のある培養手法を発見した。α細胞とβ細胞との相互作用とは関係があるかどうか現時点で不明だが、β細胞におけるインスリン分泌を外因的に制御するメカニズムのひとつであると考えられる。今後の検討内容によっては特許申請を行う可能性がある。マウスから膵島を分離してこれを酵素処理することで初代膵細胞を得ることができるようになった。初代膵細胞を用いて膵島構造の構造や機能と糖鎖・レクチンとの関連について研究を進める準備ができた。α細胞によってβ細胞のインスリン分泌活性が向上するのは、インスリン遺伝子発現量が増加することであることがわかり、機能向上のメカニズムの一端が解明された。また、新規培養手法によってインスリン分泌活性が制御できる可能性が示唆され、膵島機能制御の新たな手法を提案することができた。これまで細胞株を使って構造や機能の評価を行ってきたが、マウス膵島から膵細胞を分離できるようになり、初代膵細胞についても同様の検討ができるようになった。以上の成果により、概ね順調に進展していると評価した。最終年度はレクチンによる膵島機能向上の可能性と、実際に高機能な膵島をマウスに移植した際の効果を検討した。Min6を凝集させた膵島様組織のインスリン分泌活性を向上させるようなレクチンの探索を行った。一部可能性のあるレクチンが見つかったが、レクチンの効果が持続することがなく、レクチンを結合させ続けることに困難が生じていると判断された。次に初年度や次年度にin vitroにおいてインスリン分泌量が増えることが確認された膵島様組織作製条件、すなわちα細胞であるαTC1.6細胞をα:β比1:8で混合した条件や、あるいはハイドロゲルビーズを混ぜ込んだ条件で膵島様組織を再構築し、これをストレプトゾシンで誘導した糖尿病モデルマウスの腎被膜下に移植することで膵島様組織の機能を評価することを試みた。その結果、Min6だけを凝集させた膵島様組織よりもαTC1.6細胞を混入させた膵島のほうが、より少ない細胞数(膵島様組織数)で血糖値を十分に下げることが示された。

α細胞が混ざっているほうが1/3程度で済むことが示され、ELISAやmRNA量などが23倍程度増えているという本年度までの結果におおよそ合致するような研究成果が得られた。一方、膵島移植の効果は一週間程度は保持できたものの、その後は膵島様組織の増殖による肥大化により、移植時に膵島様組織を包埋するアルギン酸のカプセルを破ってしまい、長期の安定性などについては今後の課題となった。長期間安定して移植を行うためには、プライマリの膵島由来の細胞を利用することが考えられる。これを念頭にマウス膵島を単離し、できるだけ細胞障害を生じさせずに再度凝集させる方法について取り組み、再構築の際に深海生物由来の細胞外マトリクスが、生存率を高める可能性があることを見出した。本研究の実施によって、再構築膵島におけるα細胞とβ細胞との自己組織化的な細胞配位獲得が糖鎖(βーガラクトシド)によって生じていること、自己組織化を糖鎖特異的なレクチンで抑制すると、インスリン分泌活性も低下すること、さらにはα細胞によってインスリン分泌活性を高めた高機能化膵島(ハイパー膵島)は糖尿病モデルマウスの血糖値を効率よく低下させることなどがわかった。以上の結果は、移植のために膵島を「デザイン」することの重要性を示している。膵島様構造の獲得について、具体的にβーガラクトシド構造が必須であることを示すことができたため。また、βガラクトシド構造をレクチンでマスクすることで、膵島様構造の誘導を抑制した場合、インスリン分泌活性が低下することから、細胞による組織構造とインスリン分泌活性とに何らかの相関がある可能性を見いだしたため。今年度に確立したリアルタイムPCRによるインスリン発現量の評価は従来の手法と比べて評価を行うスピードやコストに優れる。様々な培養条件・組織化条件におけるインスリン分泌活性の影響を効率良く類推し、インスリン分泌活性が高まる条件を特定していく。すぐれたインスリン発現量、分泌活性を持つと考えらえる膵島様再構築組織の機能評価を糖尿病モデルマウスへの移植によって確認する。組織工学・細胞生物学レクチンによる構造獲得阻害とインスリン分泌活性との相関について、より詳細に検討を行う。マウスの初代膵島を分離して、この再構築にも糖鎖、すなわちβーガラクトシド構造が関与していることを明らかとする。さらには、マウスの膵島細胞を用いて再構築した膵島についても、細胞組織構造とインスリン分泌活性との間に相関があることを確認する。また研究計画にある二つ目の目標における評価方法、すなわちマウスへの移植による膵島機能の評価方法の構築についてとりかかる。ECMの添加によって、インスリン分泌活性がどのように変化するかについても検討してゆき、「ハイパー膵島」の構築を可能とするメカニズムについて、糖鎖の影響も含めて考えていく。試薬などの使用を効率化できたため。一部、試薬などの使用を効率化できたため。次年度は新規購入すべき試薬や動物などが増えるため、すべての予算を使用する計画である。動物実験などを集中して行う。
Pd触媒を用いた新規環状2本鎖DNAの合成と機能性デコイ分子の創製

申請者は前年度の研究報告書において,オリゴヌクレオチド上での炭素炭素結合形成反応が,液相反応では反応の進行を確認できなかったが,CPG樹脂に担持されたオリゴヌクレオチドを用いて行うと反応の進行が確認できた事を報告した.さらに用いる反応として,当初予定したPd触媒を用いるクロスカップリング反応より銅触媒を用いるアセチレンカップリング反応において効率よく進行する事を明らかにした.すなわち5-エチニルウリジン(EdU)ユニットを5'-末端に持つ樹脂担持オリゴヌクレオチドをEdU誘導体存在下,0.1M CuCl-TMEDA/DMFで処理したところ目的とするアセチレンカップリング体を得る事ができた.本本年度は以上の研究成果を受けて,さらなる検討を行った.目的とする反応をオリゴヌクレオチド上で達成できたが,この反応が通常用いられるCPG500担持オリゴヌクレオチドでは反応点が5'末端に存在する場合しか進行しない事が明かとなった.そこで用いる樹脂について検討を行った.その結果,CPG2000 (pore size=2000A)樹脂を用いたところオリゴヌクレオチド上の反応点の位置にかかわらず収率よく反応が進行する事が明かとなった.さらにCPG樹脂とは異なる性質を持つArgoPore(高架橋ポリスチレン樹脂)を用いた場合でも固相合成法によるオリゴヌクレオチドの収率を低下させる事なく,且つ任意の位置でアセチレンカップリング反応を行う事が出来た.以上の成果を受けて,樹脂担持オリゴヌクレオチドの環化反応を種々検討した.しかし残念ながら目的とする環状オリゴヌクレオチドを得る事はできなかった.これは用いた反応の性質上,目的とした位置だけでのアセチレンカップリングを進行させる事が困難であったためだと考えている.しかし本研究によって担持樹脂を選択することによってオリゴヌクレオチドを基質とする反応が容易に行える事が明らかにでき,用いる反応を工夫する事によって目的が達成できるものと考えている.なお,当初予定した目的を達成するに至らなかったが,申請者は本方法を利用する事により,オリゴヌクレオチドに蛍光性化合物などの機能性分子を簡便に導入できる方法論を確立できたことを最後に付け加えたい.本研究では、新規おとり型核酸(デコイ)分子の創製を目指し、有機化学を基盤として環状DNAの合成法を確立し、その性質の解明とデコイ法への応用の可能性を検討することを目的としている。申請者は予備実験においてヌクレオシド5-モノリン酸を基質とした鈴木カップリング反応が水中で進行することを確認している。まずこの反応を極性高分子であるDNAを基質として用いて反応を行った。しかしこの反応は塩基性条件下、加熱する必要があるため、DNAの分解がおこり生成物はおろか原料DNAもHPLCで確認することができなかった。より穏和な条件下で行えるSonogashira反応も併せて検討したが同様の結果となり、望みとする生成物を確認することができなかった。通常の低分子化合物と異なり、DNAを基質とする場合には反応のチェックが極めて困難であり、このことも原因の一つであると考えた。そこで目的とする炭素-炭素形成反応を液相反応から固相上での反応へと切り替えることにした。基質となるDNAは一般にCPG樹脂上で合成され、その後アンモニア水処理によって保護基の除去と樹脂からの切り出しが行われる。従って、CPG樹脂に担持されたDNAに対してまず炭素-炭素形成反応を行い、その後樹脂から切り出し、HPLCによって反応の進行をチェックすることにした。5-ヨードウリジンを含むDNAを固相合成によって得、それに対して5-エチニルウリジン誘導体を反応させた。常法に従い樹脂からの切り出しを行いHPLCによってチェックしたところ目的化合物の生成を確認できた。さらに用いる反応を種々検討したところ銅触媒を用いるアセチレンカップリング反応を用いた場合、より効率良く反応が進行することが明らかとなった。さらに申請者は、この反応が用いるCPG樹脂のpore sizeによっても影響を受けることを見いだしている。現在、その詳細についてさらに検討中であり、新規環状DNAの合成法の確立を目指す。申請者は前年度の研究報告書において,オリゴヌクレオチド上での炭素炭素結合形成反応が,液相反応では反応の進行を確認できなかったが,CPG樹脂に担持されたオリゴヌクレオチドを用いて行うと反応の進行が確認できた事を報告した.さらに用いる反応として,当初予定したPd触媒を用いるクロスカップリング反応より銅触媒を用いるアセチレンカップリング反応において効率よく進行する事を明らかにした.すなわち5-エチニルウリジン(EdU)ユニットを5'-末端に持つ樹脂担持オリゴヌクレオチドをEdU誘導体存在下,0.1M CuCl-TMEDA/DMFで処理したところ目的とするアセチレンカップリング体を得る事ができた.本本年度は以上の研究成果を受けて,さらなる検討を行った.目的とする反応をオリゴヌクレオチド上で達成できたが,この反応が通常用いられるCPG500担持オリゴヌクレオチドでは反応点が5'末端に存在する場合しか進行しない事が明かとなった.そこで用いる樹脂について検討を行った.その結果,CPG2000 (pore size=2000A)樹脂を用いたところオリゴヌクレオチド上の反応点の位置にかかわらず収率よく反応が進行する事が明かとなった.

さらにCPG樹脂とは異なる性質を持つArgoPore(高架橋ポリスチレン樹脂)を用いた場合でも固相合成法によるオリゴヌクレオチドの収率を低下させる事なく,且つ任意の位置でアセチレンカップリング反応を行う事が出来た.以上の成果を受けて,樹脂担持オリゴヌクレオチドの環化反応を種々検討した.しかし残念ながら目的とする環状オリゴヌクレオチドを得る事はできなかった.これは用いた反応の性質上,目的とした位置だけでのアセチレンカップリングを進行させる事が困難であったためだと考えている.しかし本研究によって担持樹脂を選択することによってオリゴヌクレオチドを基質とする反応が容易に行える事が明らかにでき,用いる反応を工夫する事によって目的が達成できるものと考えている.なお,当初予定した目的を達成するに至らなかったが,申請者は本方法を利用する事により,オリゴヌクレオチドに蛍光性化合物などの機能性分子を簡便に導入できる方法論を確立できたことを最後に付け加えたい.
ニホンオオカミとイヌとの交雑種？いわゆるヤマイヌの存在を探る動物考古学的研究

本研究の目的は、日本の動物史上、最大のミステリーであるシーボルトコレクションの「ヤマイヌ」が、実際にニホンオオカミなのか?あるいはオオカミと犬の交雑種なのか?を形態的解析と遺伝学的解析により解明することである。これまで、日本各地に保管されているニホンオオカミの骨とされる資料に関して形態的計測と遺伝学的解析を行ってきた。また、海外の博物館に保管されているニホンオオカミの骨資料に関しても同様に解析を行ってきている。平成30年度は、特に以下の成果を得ることができた。1)オランダ・ライデン自然史博物館に保管されている3種類の頭骨(a,b,c)のミトコンドリアDNA(mtDNA)を解析した結果、頭骨aはイヌの配列を示したが、頭骨bとcは、ニホンオオカミ特有の配列を示した。また、頭骨bとcについては、mtDNAのゲノム配列を決定した。2)ドイツ・ベルリン自然史科学館のニホンオオカミの頭骨3点についてもmtDNAの解析を行った。その内、2点についてニホンオオカミの特徴を有していることを明かにした。3)これまでニホンオオカミの骨資料の少なかった東北地方に関して、mtDNA分析する機会をえた。岩手県の骨資料4点についてDNA分析した結果、4点とも解析したmtDNAの配列が同一であり、遺伝的に同一の系統集団が生息していたことが、mtDNA分析により明らかとなった。シーボルトコレクションの骨資料3点のうち、骨資料cの剥製標本の台座には「yamainu」と記載されていたが、mtDNA配列を見る限りニホンオオカミの配列を有していることが明らかとなった。今後は、核DNAの配列を解析することにより、ニホンオオカミなのか?それともニホンオオカミとイヌの交雑種なのか?を詳細に検討する予定である。また、ベルリン自然史科学館の骨資料3点に関しても現在解析を進めている。国内資料についても、解析資料がほとんど見つからなかった東北地方の骨資料に関して、遺伝的分析が可能な資料が見つかり、昨年度は、4点ほどDNA分析を行った。今後とも、解析資料数を増やすことにより、日本国内でのニホンオオカミの遺伝的な分布を明らかにする予定である。昨年度に引き続いて、国内に保管されているニホンオオカミの骨資料について、形態的計測と遺伝的解析を進める。昨年度は、東北地方の骨資料についてmtDNAの配列を明かにすることができた。今年度は、最後のニホンオオカミの生息地とされる紀伊半島の骨資料について解析する予定である。これにより、日本全土に生息していたニホンオオカミの遺伝的な分布図が明らかになるものと思われる。海外のニホンオオカミの資料についても核ゲノム解析を進めることにより、シーボルトが「ヤマイヌ」と記した動物はどのような動物で、ニホンオオカミと異なるのか遺伝的に解明したいと考えている。本研究の目的は、日本の動物史上、最大のミステリーであるシーボルトコレクションの「ヤマイヌ」が、実際にニホンオオカミなのか?あるいはオオカミとイヌの交雑種なのか?を形態的解析と遺伝学的解析により解明することである。これまでの研究で、ニホンオオカミは、大陸のオオカミや家犬とは異なった遺伝子配列を有することをミトコンドリアDNA(mtDNA)上のDループ配列上で明らかにしてきた。本研究では国内外のニホンオオカミとされる骨資料を解析し、ヤマイヌと呼ばれてきた動物の実体を明らかにする。平成29年度は以下の成果をえることができた。1)オランダ・ライデン自然史博物館の協力によりシーボルトコレクションの頭骨3個体(a, b, c)の資料提供を受けてmtDNAゲノム解析を実施した。その結果、資料aからは十分なDNA量が得られずDNA解析ができなかったが、資料bとcからはニホンオオカミ特有の配列が検出された。資料aに関しては、再度、資料提供をお願いする予定である。また、ドイツ・ベルリン自然科学博物館のニホンオオカミの頭骨3点に関しても、資料提供を受けることができた。今後、骨資料からのDNAの分離とmtDNA解析を行う予定である。2)mtDNAゲノム解析を終えたライデン自然史博物館の骨資料bとcに関しては、核ゲノム解析に進む予定であるが、骨からのDNAの回収量が少ないことから困難が予想される。3)国内においても、ニホンオオカミと思われる骨資料(東北地方よりの骨資料3点)の提供をうけており、今後、DNA分離とmtDNA解析を実施する予定である。シーボルトコレクションのタイプ標本(骨資料c)の台座には、「yamainu」と記載されており、ニホンオオカミなのか?ヤマイヌなのか?ニホンオオカミとイヌの交雑種なのか?疑問とされてきた。本研究では、国内の骨資料と共に海外の骨資料に関しても解析する機会を得ることにより、その疑問を解明したいと考えている。国内外の貴重な資料分析の機会を得たことから、本研究計画は、順調に進展しているものと思われる。

1)オランダ・ライデン自然史博物館に保管されている3種類の頭骨(a,b,c)のミトコンドリアDNA(mtDNA)を解析した結果、頭骨aはイヌの配列を示したが、頭骨bとcは、ニホンオオカミ特有の配列を示した。また、頭骨bとcについては、mtDNAのゲノム配列を決定した。2)ドイツ・ベルリン自然史科学館のニホンオオカミの頭骨3点についてもmtDNAの解析を行った。その内、2点についてニホンオオカミの特徴を有していることを明かにした。3)これまでニホンオオカミの骨資料の少なかった東北地方に関して、mtDNA分析する機会をえた。岩手県の骨資料4点についてDNA分析した結果、4点とも解析したmtDNAの配列が同一であり、遺伝的に同一の系統集団が生息していたことが、mtDNA分析により明らかとなった。シーボルトコレクションの骨資料3点のうち、骨資料cの剥製標本の台座には「yamainu」と記載されていたが、mtDNA配列を見る限りニホンオオカミの配列を有していることが明らかとなった。今後は、核DNAの配列を解析することにより、ニホンオオカミなのか?それともニホンオオカミとイヌの交雑種なのか?を詳細に検討する予定である。また、ベルリン自然史科学館の骨資料3点に関しても現在解析を進めている。国内資料についても、解析資料がほとんど見つからなかった東北地方の骨資料に関して、遺伝的分析が可能な資料が見つかり、昨年度は、4点ほどDNA分析を行った。今後とも、解析資料数を増やすことにより、日本国内でのニホンオオカミの遺伝的な分布を明らかにする予定である。昨年度に引き続いて、国内に保管されているニホンオオカミと思われる骨資料について資料の蒐集とDNA分析を続ける。江戸時代に多く生息していたと考えられる東北地方(岩手県など)からの骨資料の分析依頼が一昨年から増加しており、今年度も引き続き東北地方を中心に資料の蒐集とDNA分析を進める。また、海外からの骨資料の分析に関しては、以下にように遺伝的解析を行う。1)ライデン自然史博物館のシーボルトコレクション3資料(a,b,c)に関して:mtDNAゲノム解析が終わった資料(b,c)については核ゲノム解析へと進む。資料aに関しては、再度、ライデン自然史博物館より資料提供をお願いして、DNA分析の機会を得る。2)ドイツ自然科学博物館の骨資料については、DNA分離後、mtDNAゲノム解析を行った後に、核ゲノム解析へと進む。3)ニホンオオカミの起源を知る目的で、ニホンオオカミに最も近いとされるチョウセンオオカミについて、形態的解析と遺伝学的解析を行う。チョウセンオオカミは既に絶滅していることから、動物園や博物館に保管されている骨資料からDNA分離を行い、ニホンオオカミと同じDNA配列が得られないか確認する。昨年度に引き続いて、国内に保管されているニホンオオカミの骨資料について、形態的計測と遺伝的解析を進める。昨年度は、東北地方の骨資料についてmtDNAの配列を明かにすることができた。今年度は、最後のニホンオオカミの生息地とされる紀伊半島の骨資料について解析する予定である。これにより、日本全土に生息していたニホンオオカミの遺伝的な分布図が明らかになるものと思われる。
インド電力セクター改革の政治経済学的分析

インドが持続的成長を実現する上で最大のボトルネックとされているのが、電力インフラの劣悪な状況である。本研究は、インドにおける電力改革が困難に陥った背景を明らかにするとともに、電力改革に差異をもたらす要因を探ることを目的とする。1計量経済分析、2現地調査(ステークホルダーへのヒアリング)、を通じて浮かび上がってきたのは、(a)不安定な電力事情の背景には電力事業体の深刻な財務状況があること、(b)農業用電力の定額制を含めた料金体系の改革は政治的にほぼ不可能であること、(c)設備容量の増設、送配電損失の削減やスマートメータの設置など、新規投資や技術的な努力により状況は改善しつつあること、である。本研究はインド電力セクターがなぜ現在の苦境に陥ったのか、そして90年代に開始された改革がなぜ成果をあげないのか、インド特有の政治的、社会的な背景に焦点を当てながら、実証的に明らかにすることを目的としている。研究を遂行する上で柱と成るのは、(1)電力部門改革の促進・阻害要因に関する実証研究、(2)電力部門改革に対する農家の意識調査、以上ふたつの課題であるが、今年度は主に(1)に注力する形で研究を行った。具体的な内容は大きく以下の二点に整理される。インド各州の電力改革の現状把握と定量的評価:各州配電会社の経営指標等を収集の上で、整理、ダイアグラム化することで特徴をつかみ、いくつかのグループに分類することに成功した。2007年と2011年の指標を比較することで、改革への取り組み姿勢を評価したところ、大きくは、改革に積極的な工業州(グジャラート、マハラシュトラ、デリー)と社会政策的な意味で赤字経営をあえて行っている南部各州(タミルナードゥ、アンドラプラデシュ、カルナタカ)と農業州(パンジャブ)、どうにもならない貧困州(ビハール、ウッタルプラデシュ)等に分類することができた。電力事業のステークホルダーへのインタビュー:グジャラート州、カルナタカ州、テランガナ州、アンドラプラデシュ州、タミルナードゥ州、デリーなどで発電会社(民間、中央政府系)、配電会社(州政府系)、電力規制委員会、州政府などを訪問、電力改革に関するインタビューを行った。改革に積極的なグジャラート州などにおいては、そのオフィスなどにおいても実際に活気がみられる一方で、南部の諸州においては、そうした躍動感が感じられない印象を持った。とくに南部では配電会社の赤字経営を社会政策として捉える雰囲気が強いことを実感した。こうしたインタビューの結果は、定量的な研究を補う形で有効であるといえる。本研究は、インド電力セクターがなぜ現在の苦境に陥ったのか、そして90年代に開始された改革がなぜ成果をあげないのか、という問題意識のもとで、インド特有の政治的、社会的な背景に焦点を当てながら、インフラ整備に遅延が生じる背景について、実証的に明らかにすることを目的としている。研究の軸となるのは、1電力事業体や規制委員会など、ステークホルダーへのインタビュー、2おもに州レベルのデータを用いた計量経済分析、3農村調査、であるが、計画に従い27年度は1と2に注力した。すなわち第一に、前年度に引き続き、パンジャーブやデリーにおいて、電力事業体の他、州と中央の規制委員会において、チェアマンをはじめ首脳陣と面会、電力改革に対する見解と姿勢について聞き取りを行った。第二に、計量経済分析については、世界銀行が提供する企業レベルデータや、電力改革に関するインデックスを用いて、実証研究を行った。その結果、企業レベルでの停電に伴う営業損失の決定要因を分析した結果、配電会社の営業損失やコーポレートガバナンス、または規制委員会のガバナンスが重要な要因であることが実証的に明らかにされた。その成果は国内の学会と国際カンファレンスでそれぞれ一回ずつ報告を行った。またすでに二本の論文を執筆し、次年度に公刊される予定である。第三に、農村調査については、質問項目やタイミングなどについて、現地研究協力者の来日時に打ち合わせを行った。今年度と来年度に、現地研究機関の調査員のサポートを得ながら、電力改革に対する農家世帯の考え方について、データを収集する予定である。電力会社や規制委員会など、供給側ステークホルダーのインタビューについては順調に進んでいる。計量経済分析については、企業レベルデータと州レベルデータを用いて既に二本の英語論文としてまとめており、順調に進んでいるといえる。もう一つの柱となる農村調査による電力の需要側の調査については、今年度内にパイロット調査を行う予定であった。しかしながら学務との関係上、年度内に実施できなかったため、若干の遅れがみられる。以上の様に、計画に変更一部要する部分はあるが、総合的に判断して、おおむね順調に進展していると判断できる。本研究は、インド電力セクターがなぜ現在の苦境に陥ったのか、そして90年代に開始された改革がなぜ成果をあげないのか、インド特有の政治的、社会的な背景に焦点を当てながら、実証的に明らかにすることを目的としている。接近方法としては、1ステークホルダーへの聞き取り、2計量経済分析、3農村調査、である。1については、グジャラート州やデリーの電力規制委員会、電力会社を再訪し、ボードメンバーより生じた疑問点の解消に努めた。また第三者の視点を得るため、電力問題に造詣の深いジャーナリストへのインタビューも行った。こうした作業を通して、インドの電力改革の推進・遅延要因について、より理解を深めることができた。

2については、新たに製造業部門の個票データ(Annual Survey of Industries: ASI)を用いた、企業レベルの生産性に対する電力供給の質、電力料金の効果に関する実証分析を行い、ペーパーを執筆した。その成果については、国際・国内研究集会で報告を行い、現在投稿準備中である。また前年度までに仕上げた二つのペーパーについても、国際・国内研究集会での報告を行うことで、その精緻化を心がけた。うち一つは掲載が決定している。3については、個票収集に先駆けてのパイロット調査としてパンジャーブ州にて農村世帯十件ほどの聞き取りを行った。その結果、当初予定していた質問に対して、世帯レベルで有意な差異が得られぬ傾向があり、村落レベルではなく、ディストリクトあるいは州レベルでの比較をも含めて、今後の方針を再検討する必要があるとの感触が得られた。研究実績の概要に記した三つの軸に照らして検討する。1ステークホルダーへの聞き取り:改革の鍵を握るグジャラート、デリーを中心に、個人的な人間関係を構築することもできたことから、これまで以上に、踏み込んだ情報を得られるようになった。2計量経済分析:これまで使用してきた世界銀行収集による企業レベルデータに加えて、新たにASIを使用することで、より大きなサンプルによる精度の高い推計が可能となった。2016年度における最も大きな前進である。3農村調査:パイロット調査として、農村世帯の聞き取り調査を行った。結果として、当初予定していた調査方法を変更することが必要となったが、こうした気づきもまた前進であるといえる。以上の点を総合的に判断し、おおむね順調に進展している、といえる。本研究は、インド電力セクターがなぜ現在の苦境に陥ったのか、そして90年代に開始された改革がなぜ成果をあげないのか、インド特有の政治的、社会的な背景に焦点を当てながら、実証的に明らかにすることを目的としている。接近方法としては、1ステークホルダーへの聞き取り、2計量経済分析、3農村調査、を採用した。四年間のプロジェクト期間中にデリー、グジャラート、パンジャーブ、タミル・ナードゥ、アンドラ・プラデシュ、ビハール等の各州において、電力規制委員会、州電力事業体など公的機関に加えて、NGOスタッフ、報道関係者からの聞き取り調査を行った。また消費者側についても、パンジャーブ、そして最終年度のビハールでの農村調査を通じて、農民へのインタビューを行った。こうした作業より得られた情報は、収集した各種統計資料、文献に基づく計量経済分析の結果をときに裏付け、または修正を求めるものであった。主要な結論として1各州の電力事情は、主に供給量の増大により改善傾向にあること、2ただし現在の電力事情の大半を説明する電力事業体の財務状況は、今なお深刻であり、それらは1970-80年代に既にみられた農村電化の状況と農業用電力料金の設定に規定される側面が強いこと、また3財務統計上、電力事業体の経営改革に「成功」したと思われる州(デリー、グジャラートなど)でも、赤字問題の解決には至っていないこと、4パンジャーブなど穀倉地帯では過剰灌漑問題と相俟って状況は深刻であること、5ただしIT技術を応用した電力消費の管理には期待が持てること、が挙げられる。
選択的還元によって傾斜機能を持たせた高光歪セラミックスの開発

強誘電体セラミックスの性質の一つで、最近見出されたものに光歪効果(Photoristrictive Effect)がある。これまで知られていた光起電力効果(Photovoltalic Effect:光エネルギー→電気エネルギー)と圧電効果(Piezoelectric Effect:電気エネルギー→力学エネルギー)が複合した現象である。光エネルギーを力学エネルギーに直接変換するこのような現象は、従来の物質には見られないもので、光モーターなど光駆動デバイスへの幅広い応用が注目されている。しかし、歪み速度が小さい、歪み量が小さい、駆動光が紫外線に限定されるなど、実用化に際しての障害がある。そこで、本研究では光歪みを示すPLZTセラミックスをまず、PLZT-PZT傾斜機能化し、さらにPZT側から選択的還元することによって二重に傾斜機能を持たせ、高い光歪みを得ることにより、歪み速度と歪み量の向上を試みた。その結果、選択的還元処理により、全体の電気機械結合係数を向上させ、そして熱歪みにより電気→力学エネルギー変換能を向上させることが出来た。これは、電気伝導率の傾斜を持たせることで光→電気エネルギー変換能(特に応答速度)が改善されたものと考えられる。さらに、PLZT-PZT傾斜機能化により、透光性を失わずに光起電力を発生することができた。今後、電気伝導率(又は強誘電体-伝導体)の傾斜プロファイルがどのような条件のとき、エネルギー変換機能が最適化するかを検討したい。
ダイヤモンドワイヤ製造工程における砥粒分散状態のオンマシン計測

本研究の目的は、ダイヤモンドワイヤの製造工程において、高精度・高効率に砥粒の分散状態をオンマシンで計測・解析することで、ダイヤモンドワイヤの品質を実用的かつ定量的に評価する手法を開発することである。ダイヤモンドワイヤは数百kmにも及び、また、その線径が百数十μm程度と非常に細く、加えて、固着される砥粒径は数十μmであることから電子顕微鏡などを用いた静止状態での解析結果の信頼性は限定的である。実用的な手法とするためには、ダイヤモンドワイヤ製造工程において走行中のダイヤモンドワイヤを計測・解析することが望まれる。平成29年度は、線速が180340m/minでダイヤモンドワイヤ表面の画像が取得可能な装置の製作を行った。平成30年度は、取得した画像を基にディープラーニングと統計的手法を用い、ワイヤ表面の砥粒分散状態の定量的評価手法の検討を行った。走行中のワイヤ表面画像を取得することから、画像全体がぼけることにより正確な砥粒の抽出が難しくなるという問題があった。従来までの画像処理では、70%程度の抽出率であったが、ディープラーニングを用いることで90%以上に改善することができた。また、ダイヤモンドワイヤ表面の適切な計測区間長を算出するために、ディープラーニングにより得られた砥粒画像から砥粒固着座標を求め、その結果と統計的手法を組み合わせ評価実験を行った。その結果、今回対象としたダイヤモンドワイヤの場合、計測区間を約200mmとすると、任意の場所における砥粒分散状態の評価結果がほぼ同一となることが分かった。平成30年度の当初の計画は、統計的にダイヤモンドワイヤ表面の砥粒の分散状態を評価することであり、それを達成できた。ダイヤモンドワイヤ表面の砥粒分散状態が被削材表面に与える影響について明らかにするために、ダイヤモンドワイヤ表面を定量的に評価し、さらに、そのワイヤを用いて加工実験を行い、それらの関係性について評価する。そこで、平成29年度は、オンマシンでのダイヤモンドワイヤ表面の砥粒分散状態を定量的に評価するための計測装置と画像処理による砥粒抽出アルゴリズムの開発を行った。ナック社製高速度カメラを導入することで、線速が180340m/minでダイヤモンドワイヤ表面の画像を取得できることが確認でき、また、画像処理により砥粒部分だけを抽出できるアルゴリズムにより取得した画像内の砥粒個数や砥粒間距離を数値的に評価できることが確認できた。ダイヤモンドワイヤの製造工程におけるワイヤ線速は100m/min以下であることから、開発した装置を用いればダイヤモンドワイヤ表面の砥粒分散状態を定量的に評価できることが分かった。なお、この評価においては画像処理による砥粒の抽出精度が非常に重要となってくる。そこで、ディープラーニングの1つである畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolutional Neural Netowrk)を用いて砥粒の高い抽出方法を試みる。また、より実用的な手法とするため、統計的手法を用いてどの程度の長さのワイヤ表面をどの程度の間隔で計測すればよいかを検討する。平成29年度は、オンマシンでのダイヤモンドワイヤ表面の砥粒分散状態を定量的に評価するための計測装置と画像処理による砥粒抽出アルゴリズムの開発を行った。