hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォトリアクターを利用したCO2・H2Sフリーのバイオメタン精製プロセスの開発

これまでの研究では、吸収塔とフォトリアクターを組み合わせたシステムのCO2固定と栄養塩除去性能が評価された。栄養塩の除去率は十分であると考えられるが、吸収塔によるバイオガスの処理速度および藻類によるCO2の吸収速度はまだまだ低い。ガス中のCO2の水への溶解速度および溶解されたCO2を吸収する藻類濃度を向上させるため、吸収塔とフォトバイオリアクターを連結し、循環する現在のシステムを改め、CH4とCO2の溶解度差を利用し、CO2を高圧下で選択的かつ高効率で溶解させる高圧水吸収装置とフォトリアクターを組み合わせた新たなシステムを構築することにした。上記吸収装置では、内部圧を1MPa程度に保持し、CH4の溶解度は小さいものの、H2SとCO2をほとんど液相へ吸収させ、CH4リッチなガスを得る事が期待される。それらガスが吸収された水を、藻類等が培養されるフォトバイオリアクターへ供給し、CO2とH2Sの固定化を狙う。従前のシステムでは循環による実質滞留時間の減少と藻類細胞の吸収塔のろ床への付着により、効率的な処理が阻まれた。本システムでは、そのような問題が生じない。供給される基質であるCO2濃度も高まることから、増殖速度に対してもプラスで寄与すると考えられる。今年度は、主として次の課題を遂行する事とする。(1)バイオガス中(3)得られたパラメータからの物質収支計算とシステムの試設計当該年度の所要額のうちほとんどが経費として使用されたが、使用しきれなかったわずかの額を次年度の消耗品に充てるため。実験装置消耗品に28699円を使用予定である。
新規視覚化技術による非相同末端再結合タンパク質モニタリング系の開発とその応用

電離放射線などによって作られるDNAの二重鎖切断は、DNAの損傷の中で最も重篤なものであり、放射線による細胞死や発がんの要因と考えられている。このDNA切断が細胞内でどのように修復されるのかについて、これまで様々な方法によって研究が行われてきたが、技術的な制約などもありいまだに解明されていないことも多い。本研究では新たな観察手法を開発することで、これまで知ることのできなかった切断修復過程について顕微鏡観察の面から迫る。
調理過程における香辛料成分の動態と活性評価

ショウガ、ナンキョウを試料とし、香辛料として調理加工に用いられる際の安定性、前駆体からの生成、活性成分の部位別含有量の比較検討等を行ない以下の結果を得た。1)ショウガを4時間まで沸騰加熱した際のリノール酸に対する抗酸化活性の経時的変化をロダン鉄法、TBA法で調べた。4時間まで加熱してもショウガ抽出物はBHTに匹敵する強い抗酸化活性を示し、熱に安定であることが示された。主成分である(6)-、(8)-および(10)-ジンゲロールも安定であった。2)コーン油、マグロ魚油に対するショウガの抗酸化活性を検討した。コーン油に対しては、油脂の50%のショウガを用いた場合POV値の上昇を抑えたが、魚油に対してはほとんど効果が認められなかった。すなわち、高度不飽和脂肪酸に対する活性はあまり強くないことが分かった。3)調理中に酵素的に活性成分となりうる活性成分前駆体を検索した。ジンジャージオールの2種のグルコシドを単離・構造決定した。また、ショウガの加水分解酵素活性について調べた結果、0.3unitの活性が認められ、酵素的生成の可能性が示唆された。配糖体およびアグリコンについて抗酸化活性およびDPPHラジカル捕捉能を調べた結果、アグリコンであるジンジャージオールおよびフェノール基を保持したグルコシドはジンゲロールと同様強い抗酸化活性およびラジカル捕捉能を有していた。4)ナンキョウについて、活性成会である1′-アセトキシチャビコールアセテート(ACA)、分解物の1′-ヒドロキシチャビコールアセテート(HCA)、p-アセトキシシンナミルアルコール(p-AC)の芯、皮、芽、茎の部位別含量を調べた結果、ACAは一般に調理に用いる芯の部分に最も多く存在した。5)ナンキョウを水系又は水-油系の中で加熱し、ACA,HCA、p-ACの動態を調べた。その結果、4%ラードを加えた水-油系で加熱した場合、かなりのACAがラードに溶解し、60分加熱しても安定であることが示された。ショウガ科香辛料のショウガおよびタイ産ナンキョウは強い抗酸化活性を有することが知られ、ショウガではジンゲロンやショウガオール、ナンキョウでは1'-アセトキシチャビコールアセテート(ACA)が主要活性成分として報告されている。本研究はこれら活性成分の調理加工における安定性を調べ、実際の食生活の中での香辛料の健康への寄与を評価することを目的とし、まず煮熟や油脂共存下における上記成分の動態を調べた。ジンゲロンおよびショウガオールを含む水溶液を沸騰させ加熱を2時間続け、各成分の含有量の経時的変化を調べた結果、両化合物ともほとんど分解減少は認められずス-プなど水中の加熱調理条件では安定に存在し、共存する油脂や動物性素材の脂肪の酸化を抑制していることが分かった。一方、ナンキョウにおいては、リノール酸に対しBHTに匹敵する強い抗酸化活性を示したACAは煮熟すると消失してしまうことが分かった。詳細にその動態を調べた結果次のようなことが分かった。ナンキョウ小片を水中で加熱するとACAは沸騰と同時に1'位が脱アセトイルしヒドロキシ体となり、沸騰15分後にはACAは約50%減少し30分後には完全に消失した。また、ヒドロキシ基がアリル位転移した異性体も生成され、沸騰30分後以降では両異性体比はほぼ1:1となった。

一方、ラ-ドを10%添加した系で沸騰させた場合、ACAの一部がラ-ドに溶解し保護され、沸騰30分後でも約3.4%のACAが分解されずに残存した。また、分解生成物のリノール酸に対する抗酸化活性をTBA法で調べたところACAに比べかなり弱いことが分かった。今後更に詳細に検討する予定である。ナンキョウやショウガを実際に食する際の抗酸化活性成分の有効な利用について検討することを目的として研究した。ナンキョウについて、活性成分である1'-アセトキシチャビコールアセテート(ACA)および分解生成物である1'-ヒドロキシチャビコールアセテート(HCA)、p-アセトキシシンナミルアルコール(p-AC)の芯、皮、芽、茎の部位別含量を調べた結果、ACAは一般に調理に用いる芯の部分に最も多く存在した。また、ナンキョウを水系又は水-油系の中で異なる温度履歴で加熱し、ACA,HCA、p-ACの動態を調べた。その結果、水系では、加熱温度が96.5°Cと低い方がACAの分解は遅く、4%ラードを加えた水-油系で加熱した場合、かなりのACAがラードに溶解し、60分加熱しても安定であることが示された。ACAおよび分解生成物はリノール酸に対する抗酸化活性はあるが、ラジカル捕捉能はないことが分かった。一方、ショウガについて4時間まで沸騰加熱したリノール酸に対する抗酸化活性の経時的変化をロダン鉄法、TBA法で調べた。4時間まで加熱してもショウガ抽出物はBHTに匹敵する強い抗酸化活性を示し、熱に安定であることが示された。活性主成分である(6)-、(8)-および(10)-ジンゲロールも安定であった。また、調理中に酵素的に活性成分となりうる活性成分前駆体を検索し、ジンジャージオールの2種のグルコシドを単離・構造決定した。ショウガの加水分解酵素活性について調べた結果、0.3unitの活性が認められ、酵素的生成の可能性が示唆された。配糖体およびアグリコンについて抗酸化活性およびDPPHラジカル捕捉能を調べた結果、アグリコンであるジンジャージオールおよびフェノール基を保持したグルコシドはジンゲロールと同様強い抗酸化活性およびラジカル捕捉能を有していた。
粒子線とX線を識別するフィルムバッジの開発

富士写真フィルム社製の通称「OPERAフィルム」、原子核乳剤を48ミクロンの厚さで厚さ200ミクロンのTACフィルムの両面に塗布した構造の原子核乾板を使って、高度1万メートルの上空での宇宙線飛跡の強度の測定を行った。原子核乳剤の表面は厚さ1ミクロンのゼラチン膜で保護されている。手荷物検査のX線をシールドする厚さ1mmの鉛板とOPERAフィルム(面積10cm*12cm)2枚を密着して、黒色の多層ラミネートフィルムで真空パックして、手荷物の状態で、国際線の旅客機で米国のシカゴに飛び、シカゴでフィルムの向きを変えて再度真空パックして日本に持ち帰った。それを現像し、飛跡読み取り装置S-UTSによって、乾板面に対する角度45度までの直線状飛跡で、最少電離粒子を含む全ての飛跡を読み出した。読み出した面積は100cm^2である。往路の飛跡、復路の飛跡、パックする以前からの飛跡の3つのタイプに分類する解析を行っている。OPERAフィルムに記録される直線状の飛跡は、1MeV程度の自然放射能由来の飛跡とは明快に識別できることが確認できた。2006年秋の日本物理学会で結果の一部を発表した。
障害児(者)における人工現実感技術の臨床的応用と「新現実感」成立過程の分析

本研究では,先天的に障害されていた感覚や運動を人工現実感技術によって新たに構成させる「新現実感(現在、障害児者の人工現実感:Alternative Realityと訳している)」成立の分析を試みている。この成立の機序とその促進要因が解明されるれば、障害ゆえの副次的な認知的障害を最小限にする新しい指導方法を確立することが可能となる。本年度は、頭部伝達関数を使った3次元音源ボードであるCrystal Engineerin社のAlphatronを使って作成したゲーム型の教材システムを作成し、その有効性を確認した。学習プログラムは,二人一組のゲーム形式で利用されることを念頭に入れて構成した.音源に向かって移動することで音源を捕まえる役割(Chaser)と,これに対して,音源が捕獲者に捕まらないようにする役割(Escapee)である.Chaserは常に音源の方向について注意を払う必要があり,Escapeeは常に音の距離に注意をはらうことが要求される.ゲームとして役割を交換させることで,双方に要求される課題を交互に学習することになる.3名の先天盲児に適用した。学習セッションは,8日間の間に各自8回から9回,時間は一回につき5分間から最大で26分間(1回の平均が12分間)行われた.その結果、学習セッションのあとにおいて,目標値とのズレは有意に減少した(sign-rank-test,p<0.05).すなわち,音源を定位する精度が向上したことが示唆される.次に,データの散布度の指標として選んだ四分領域を比較した結果,S1において,有意(sign-test,P<0.05)であった.このように事前-事後テストの結果、音源の定位技能の水準に有意な上昇を確認するなど、人工現実感技術の障害児教育への応用の可能性について実証的なデータを得るに及んだ.本研究では,先天的に障害されていた感覚や運動を人工現実感技術によって新たに構成させる「新現実感(現在、障害児者の人工現実感:Alternative Realityと訳している)」成立の分析を試みている。学習セッションは,8日間の間に各自8回から9回,時間は一回につき5分間から最大で26分間(1回の平均が12分間)行われた.その結果、学習セッションのあとにおいて,目標値とのズレは有意に減少した(sign-rank-test,p<0.05).すなわち,音源を定位する精度が向上したことが示唆される.次に,データの散布度の指標として選んだ四分領域を比較した結果,S1において,有意(sign-test,P<0.05)であった.このように事前-事後テストの結果、音源の定位技能の水準に有意な上昇を確認するなど、人工現実感技術の障害児教育への応用の可能性について実証的なデータを得るに及んだ.
パッチクランプ法と蛍光色素法を併用した細胞内カルシウム動態の高精度解析法の開発

本研究では単一細胞における細胞内カルシウム濃度とその経時変化を一定膜電位のもとで測り、細胞内より流入する成分と細胞内小器官より放出、取込みされる成分にわけて解析する。このためにまず測定装置を試作し、適当なモデル標本を開発してその基本的性質を明らかにしつつ装置の改良を重ねていく方針をとった。倒立顕微鏡(日本光学、TMD)を改造しキセノンランプ、紫外用フィルターを装着して測定装置を試作した。光源部の振動が大きな障害となったが、空気圧式防振台(明立精機、AD-107)を使用し光源台を切り離す事で解決した。昭和62年度には主にカルチトニン分泌細胞をモデル標本に選び解析した。本細胞は外液のカルシウムイオン濃度のわずかな上昇によりホルモン分泌が生じる。家鶏の鰓後腺をコラゲナーゼ処理して容易に本細胞を遊離し得た。Whole-cell法で調べるとNa^+とCa^<2+>の両イオンの流入を伴う活動電位が生じ、これがホルモン分泌の引き金となることが示唆された。更に詳しく本細胞のイオンチャネルの性質を解析したところ、Na^+チャネル、Ca^<2+>チャネルの他に遅延整流性のK^+チャネルの存在が判明した。遊離標本には本細胞の他に支持細胞や未分化細胞と思われるものも混入していた。これらの細胞は活動電位を発生せず、また抗カルチトニン抗体を用いて蛍光染色すると陰性か弱陽性であった。昭和63年度には主として正常ヒト胎児由来の株化肝細(HuL-1)をモデルに選び研究した。細胞からWhole-cellの記録をし、ACh(10μM)を局所投与すると過分極が生じた。-40mVに膜電位固定をしAchを投与すると外向き電流が誘発され、保持電位を深くすると約-80mVで反転した。Ca^<2+>感受性蛍光色素Fura-2を細胞に負荷してAchを投与すると、電流誘発時に細胞内Ca^<2+>濃度上昇が生じた。昭和62年度の成果により株化肝細胞HuLー1(正常ヒト由来)とイモリの顆粒白血球が本研究のモデル標本として優れている事が判明した。1.HuLー1細胞は独協医大の高岡聰子博士より分けてもらい、5%血清を含むイーグル培地で継代培養した。パッチ電極のWhole-cell法で調べると静止膜電位は-44±18mVであり、-80と+20mVの間ではほぼ直線の電圧一電流関係を示した。外液にアセチルコリン(ACh、10μM)を添加しピペットで圧力により局所投与すると外向き電流が誘発され、固定膜電位を深くすると電流振幅は小さくなり-70-80mVで反転し内向きとなる。誘発電流はAch投与期間中(2050秒)にその振幅が変動し、時に振動様経過をとる。類似の応答はムスカリン性作動薬のベタネコール(10μM)を投与しても誘発された。また外液にアトロピタン(5μM)を加えると応答は消失した。従ってACh応答はムスカリン性受容体を介すと結論された。パッチ電極につめる内液をキレート剤(EGTA)で10^<-8>M以下に保つとACh応答は小さくなり、もとの内液にすると回復した。またAChのかわりにCa^<2+>イオノフォアA23187(10μM)を局所投与しても外向き電流が誘発された。

これらはACh応答が細胞内Ca^<2+>上昇を介している事を示唆する。そこでCa^<2+>感受性蛍光色素Fura-2AMを細胞内に負荷した後、AChを投与し蛍光強度の変化(励起波長340と380nm)を測定した。応答に一致して細胞内Ca^<2+>濃度が上昇する事が示された。2.イモリの好中球は特徴的な分葉核を有す事で同定された。Whole-cell法で測ると静止膜電位は-60-80mVで強い過分極を与えると内向き整流特性を有するK^+電流が誘発された。好中球に向け、口腔内雑菌を培養した上清液を投与すると細胞は変形し遊走を始める。この時、膜電位は+20mVにまで脱分極し細胞内Ca^<2+>濃度上昇が生じた。
走査型トンネル分光による高温超伝導体のクーバー対の対称性に関する研究

高温超伝導を担っている電子対の対称性を明らかにすることは、その発現機構に関する直接的な知見が得られるものと注目されている。申請者らは、ビスマス系銅酸化物高温超伝導体における電子対の対称性を明らかにするために、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、この系の原子像観察とトンネル分光を行った。得られた成果は以下の通りである。(1)液体ヘリウム温度の極低温下で、高温超伝導を担っている銅-酸素面の鮮明な原子像が観測された。銅-酸素面の原子像観察に成功したのは、これが世界的に見ても最初の例である。また、この原子像の特徴から、超伝導を担っているキャリヤ-が銅原子の3d軌道と酸素原子の2p軌道に主に存在することが明らかになった。このことは、高温超伝導体の電子状態に関する重要な知見である。(2)銅-酸素面の鮮明なSTM像観察と同時にトンネル分光(STS)を行い、明瞭な超伝導ギャップを観測した。銅-酸素面の鮮明なSTM像と超伝導ギャップの同時観測は申請者らが最初である。STSの実験にとって、鮮明なSTM像が観測されるときが、最も理想的で、信頼性の高いデータが得られる。したがって、申請者らの結果は、電子対の対称性に関する議論にとって極めて重要な成果と言える。(3)銅-酸素面の鮮明なSTM像と同時に測定されたトンネルスペクトルから、ビスマス系銅酸化物における電子対の対称性はd波的であることが示された。このことは、超伝導を担っている電子対の形成には、異方的な引力機構が関与していることを意味するもので、超伝導の発現機構を考える上で極めて重要な結果である。
日本中世後期における対外関係の展開と守護勢力の動向-大内氏を中心に

本年度の研究においては、中世大内氏の対外関係の内実についてより深い把握をめざし、さらにそれを室町期の政治史の中の位置づけることを目的とし、以下の通り研究を遂行した。1、大内氏が外交を担った物的・人的基盤の解明。(1)日本の禅僧の文集と朝鮮官僚の文集からの関係史料の抽出。朝鮮文集から従来知られていなかった大内氏使節の名前を抽出でき、大内氏の使節団構成の復元が可能となるなど、さまざまな知見を得られた。(2)大内氏外交の拠点となった赤間関について現地調査を行い、港湾としての赤間関の再評価を行なった。2、輸入品の検討。昨年度から継続してきた、大内氏が朝鮮王朝から輸入した大蔵経についての調査結果をまとめ、室町殿の大蔵経輸入との関係の考察を試みた。この考察は、大内氏と室町殿それぞれの対朝関係がどのように連関しあっていたかを考える上での切り口となるものである。前提作業として、山口県文書館で「興隆寺一切経勧進帳」等の原本調査を行なった。3、大内氏と室町政権の関係の検討。(1)大内氏の在京実態の検討。記録類からの抽出作業により、大内氏当主に代わって京都に滞在し業務を行なう者の多くが、日朝・日明外交に携わって使節として当該国へ赴き、かつ赤間関のような外交の拠点となる港湾に宿所を構えるなど、人材の都鄙循環と言うべき実体を持って活動していたことが判明した。(2)大内氏と奉公衆大内氏の関係の検討。室町幕府直轄軍である奉公衆の大内氏は、本研究が対象とする大内氏の別家である。両者の関係は殆ど分析されていなかったが、本研究の結果、戦国に至るまで密接な関係を持っていたことが判明した。この検討結果を軸として、南北朝期から戦国期にいたる武士団としての大内氏の実態分析により、室町政権における大内氏の位置を歴史的に捉えていくことが可能となる。作業の一環として山口県文書館所蔵の大内氏の系図類の調査を行なった。本年度の研究においては、中世大内氏の対外関係を政治的関係のなかに位置づけるという本研究の最終的な課題を念頭に、まず大内氏と大内氏の対外関係に関わる基礎的事実を集積することに努めた。そのため、大内氏と室町政権に関わる基礎的な文献・史料をあらためて収集し、その評価・批判を行なうとともに、史料を真の意味で読解するための現地調査を行なった。現地調査は、宮崎県・鹿児島県・長崎県・福岡県・広島県・島根県・奈良県・滋賀県で実施した。これは主として、1、日明関係に関わる港町踏査、2、大内氏が深く関与していた朝鮮使節護送のためのポイント地点の確認、3、16-17世紀に輸出品として世界を席巻した銀を採掘した石見銀山とその周辺の城跡調査、4、日朝関係における日本側の最大の輸入品である大蔵経の追跡調査、を目的とするものである。1・2・3は今後の検討の前提となる基礎的調査であって、継続調査が必要である。4については、次のような事実を確認することが出来た。1、大内氏が朝鮮王朝から輸入した大蔵経は1215蔵。うち7割について史料から当時の施入先を確定することができる。また大蔵経輸入に際して大内氏領国内において寄附が集められたことがあるが、これは当該期大内氏の政治的必要と密接に連動する。2、現存する大蔵経は殆どが旧大内氏領国外(滋賀の園城寺・東京の増上寺・埼玉の喜多院など)にある。これは近世初頭に毛利氏が寄進したことによる(増上寺についてはまだ確定は出来ない)。3、当該期に輸入された大蔵経で現存するものを調査すると、朝鮮王朝から輸入しているにもかかわらず、高麗版のみならず中国版の大蔵経も存在する。このなかには14世紀の高麗官僚が中国から輸入し、韓国の地域寺院に施入した旨の願文が見られるものもある。これは朝鮮王朝の当時の記録とも一致する現象であり、当該期の日朝関係を考える上で示唆に富んでいる。2、輸入品の検討。

記録類からの抽出作業により、大内氏当主に代わって京都に滞在し業務を行なう者の多くが、日朝・日明外交に携わって使節として当該国へ赴き、かつ赤間関のような外交の拠点となる港湾に宿所を構えるなど、人材の都鄙循環と言うべき実体を持って活動していたことが判明した。(2)大内氏と奉公衆大内氏の関係の検討。室町幕府直轄軍である奉公衆の大内氏は、本研究が対象とする大内氏の別家である。両者の関係は殆ど分析されていなかったが、本研究の結果、戦国に至るまで密接な関係を持っていたことが判明した。この検討結果を軸として、南北朝期から戦国期にいたる武士団としての大内氏の実態分析により、室町政権における大内氏の位置を歴史的に捉えていくことが可能となる。作業の一環として山口県文書館所蔵の大内氏の系図類の調査を行なった。
人間の認知理解過程モデルに基づく自然言語意味記述の研究

我々は既に人間の生の感性経験記憶を座標とする属性空間なるものを仮定し事物概念をそこで形成される軌跡(イメ-ジのモデル)と対応づける概念形成過程モデルおよび自然言語文章をそのような軌跡に対応づけて意味理解する自然言語処理モデルを提案している。本研究の目的は、人間の自然言語理解過程を思考心理実験によって詳細に記録分析し、その結果と我々の自然言語処理モデルの三つの主要な機能ー(1)文章解釈(表層構造を概念構造に変換する機能)、(2)概念構造操作(概念構造に対して推進処理を施す機能)、(3)文章合成(概念構造を表層構造に変換する機能)ーを比較検討し意味記述および各機能の精密化を行うことにある。本年度は、自然言語概念体系ついて一般的に考察し、我々が既に提案している意味記述方法の検討整備および、それに基づく概念体系の論理的構成を試みた。具体的な内容は以下の通りである。1)イメ-ジに基づく自然言語意味記述方法の体系化自然言語の単語の意味が概念部(イメ-ジ)と結合操作部(概念部同士を結合する手続き)よりなると仮定し、特に、イメ-ジを属性空間なる抽象空間の軌跡と対応ずけて記述する方法をアルゴリズムとして明確にした。2)常識の表現および利用方法に関する考察人間の持つ常識のうち最も基本的である外界(物理的時空間)に関するものを、原子軌跡式で正準化し、自然言語の意味処理(意味的異常性の検出および言い換え)に利用する方法について考察を加えた。3)イメ-ジとの対応関係に基づく自然言語意味論に関する考察イメ-ジとの対応関係に基づく自然言語意味記述および処理方法を自然言語の意味論として厳密に構築する方法について考察した。
イリオモテヤマネコの生存を支える西表島の食物網構造の解明

本研究は、琉球列島で唯一の食肉目であるイリオモテヤマネコが生息する西表島において、食物ネットワークの構築を行い、小島嶼としては極めて珍しい豊かな生物多様性を維持し、イリオモテヤマネコの生存を可能にしている西表島生態系の全容を明らかにすることを目的としている。食物ネットワークの構築には、この島に生息している様々な動物の食性を調べ、各種の「食べる・食べられる」の関係性を明らかにしていく。本研究の特徴は、この「食べる・食べられる」の関係性に「どのくらい」という量的な関係性の情報を組み込むことによって、島嶼生態系における生物間のより具体的な関係性を明らかにすることを目指す。この量的関係性を明らかにするために、未消化のため摂食した種とその個体数が容易に確認できる交通事故死体の胃内容物を用いる。中心対象種は西表島の生態系の主要部分を担い、個体数が比較的多い陸棲脊椎動物とし、イリオモテヤマネコ、カンムリワシ、ヤエヤマオオコウモリ、シロハラクイナ、サキシマハブ、サキシママダラ、サキシマヌマガエルを選定した。これまでにイリオモテヤマネコの胃内容物サンプルの収集は完了しており、分析を進めている。イリオモテヤマネコは希少種であるため、交通事故で死亡した死体や胃内容物の収集と分析は本種自体の生態解明においても重要であるが、西表島の頂点捕食者としての詳細な食性は、西表島生態系全体の食物ネットワーク解析に極めて需要な「鍵」になる。また、西表島に生息する多くの脊椎動物が利用しており、生態系全体を下支えするカエル類の食性解析は本研究が初めての試みであり、その食性が明らかになることは脊椎動物を支える無脊椎動物相とその重要性の解明につながる。研究開始時に、2018・2019年度はこれまでに収集し冷凍保存している交通事故死体の胃内容物解析と、新たなサンプル収集を行う計画とした。地域住民の協力も有り、交通事故死体の回収は順調に行われている。イリオモテヤマネコの胃内容物サンプルの収集は完了しており、分析を進めている。本種は潜在的な生息個体数が少なく、頻繁に交通事故が発生することは無いと予想されるため現在までに収集した60個体でサンプル収集は完了とした。シロハラクイナ、サキシマハブ、サキシママダラについては交通事故が頻発しており、十分な胃内容物サンプルを収集できる見込みである。いずれの種も分析を開始しているが、特に採餌したものが砂嚢で粉砕される鳥類のシロハラクイナの胃内容物の種同定が来年度の課題である。2018年3月にサキシマヌマガエルの胃内容物を収集するために夜間に個体を捕獲し、吐き戻し法を行ったが、半数の個体が空胃状態であり予想よりも胃内容物サンプルの取得に時間と労力が必要であることが確認された。ヒメアマガエルについては体と口のサイズが極めて小さく、吐き戻し法を行うのに技術的な修練が必要であり、サキシマヌマガエルと同様に空胃状態の個体の割合が多いことからサンプル採集時期を再検討することとした。胃内容物の収集が困難であるため行動観察により食性を記録するヤエヤマオオコウモリについては、モニタリングの機材の準備を整え、調査場所と時期の検討を行い、2019年春季から秋季に餌植物の結実状態を確認しつつ行うこととした。以上により、2018年度は概ね計画通り研究は進捗していると判断した。当初の計画通り、2019年度は胃内容物の収集と分析を継続する。吐き戻し法による胃内容物の収集のため個体の捕獲が必要であるサキシマヌマガエルとヒメアマガエルについては、初夏から秋までの出現個体数が多い時期に集中してサンプル収集を行うことを計画している。また、ヤエヤマオオコウモリの採餌行動モニタリングは6月から開始する予定である。胃内容物の同定が困難なシロハラクイナについては、現地で種同定に用いる対象標本の収集を積極的に行うことにより、分析を完了する。胃内容物サンプル数が不足している種についてはサンプル収集と分析が同時進行となるが、2019年度中には分析を完了させることを目指す。2020年度には、2年間の食性分析結果を統合することによって捕食-被食関係を明らかにし、西表島における量的食物網を構築する。また、被食者として主要な種について、エネルギー量、炭素・窒素量の分析測定を依頼し、各捕食者における1日分の消費餌種及びエネルギー量、炭素量、窒素量を算出する。これらの結果を構築した食物網に統合し、西表島における量的食物網とエネルギー量及び炭素・窒素量の流れを明らかにする。さらに、近年増加する交通事故によるエネルギー量、物質量の人為的損失を算出し、西表島生態系への影響評価を行う。これらの結果については、学会発表及び学術誌への論文投稿により成果の発表を行う。

この量的関係性を明らかにするために、未消化のため摂食した種とその個体数が容易に確認できる交通事故死体の胃内容物を用いる。中心対象種は西表島の生態系の主要部分を担い、個体数が比較的多い陸棲脊椎動物とし、イリオモテヤマネコ、カンムリワシ、ヤエヤマオオコウモリ、シロハラクイナ、サキシマハブ、サキシママダラ、サキシマヌマガエルを選定した。これまでにイリオモテヤマネコの胃内容物サンプルの収集は完了しており、分析を進めている。イリオモテヤマネコは希少種であるため、交通事故で死亡した死体や胃内容物の収集と分析は本種自体の生態解明においても重要であるが、西表島の頂点捕食者としての詳細な食性は、西表島生態系全体の食物ネットワーク解析に極めて需要な「鍵」になる。また、西表島に生息する多くの脊椎動物が利用しており、生態系全体を下支えするカエル類の食性解析は本研究が初めての試みであり、その食性が明らかになることは脊椎動物を支える無脊椎動物相とその重要性の解明につながる。研究開始時に、2018・2019年度はこれまでに収集し冷凍保存している交通事故死体の胃内容物解析と、新たなサンプル収集を行う計画とした。地域住民の協力も有り、交通事故死体の回収は順調に行われている。イリオモテヤマネコの胃内容物サンプルの収集は完了しており、分析を進めている。本種は潜在的な生息個体数が少なく、頻繁に交通事故が発生することは無いと予想されるため現在までに収集した60個体でサンプル収集は完了とした。シロハラクイナ、サキシマハブ、サキシママダラについては交通事故が頻発しており、十分な胃内容物サンプルを収集できる見込みである。いずれの種も分析を開始しているが、特に採餌したものが砂嚢で粉砕される鳥類のシロハラクイナの胃内容物の種同定が来年度の課題である。2018年3月にサキシマヌマガエルの胃内容物を収集するために夜間に個体を捕獲し、吐き戻し法を行ったが、半数の個体が空胃状態であり予想よりも胃内容物サンプルの取得に時間と労力が必要であることが確認された。ヒメアマガエルについては体と口のサイズが極めて小さく、吐き戻し法を行うのに技術的な修練が必要であり、サキシマヌマガエルと同様に空胃状態の個体の割合が多いことからサンプル採集時期を再検討することとした。胃内容物の収集が困難であるため行動観察により食性を記録するヤエヤマオオコウモリについては、モニタリングの機材の準備を整え、調査場所と時期の検討を行い、2019年春季から秋季に餌植物の結実状態を確認しつつ行うこととした。以上により、2018年度は概ね計画通り研究は進捗していると判断した。当初の計画通り、2019年度は胃内容物の収集と分析を継続する。吐き戻し法による胃内容物の収集のため個体の捕獲が必要であるサキシマヌマガエルとヒメアマガエルについては、初夏から秋までの出現個体数が多い時期に集中してサンプル収集を行うことを計画している。また、ヤエヤマオオコウモリの採餌行動モニタリングは6月から開始する予定である。胃内容物の同定が困難なシロハラクイナについては、現地で種同定に用いる対象標本の収集を積極的に行うことにより、分析を完了する。胃内容物サンプル数が不足している種についてはサンプル収集と分析が同時進行となるが、2019年度中には分析を完了させることを目指す。
B細胞免疫寛容とメモリーB細胞分化の分子機構の解析

c-fosを恒常的に発現するトランスジェニック(H2-c-fos)マウスにおいてIgG^+メモリーB細胞の分化に障害が見られた。そこで、本研究ではH2-c-fosマウスやc-fosを発現誘導型にしたトランスジェニック(Mx-c-fos)マウスを用いてc-fosの過剰発現によるB細胞の分化障害を解析することにより、B細胞のメモリーB細胞への分化増殖過程のしくみを転写因子のレベルで明らかにしようとした。その結果、以下のことが明らかとなった。H2-c-fosB細胞を抗IgM抗体で刺激しても増殖反応が見られなかった。そこで、Mx-c-fosB細胞を抗IgM抗体で刺激したときの増殖能をc-fosの発現誘導と絡めて解析した。その結果、抗IgM抗体刺激後12時間以内にc-fosの過剰発現を誘導することにより増殖反応が抑制された。このことから、細胞周期のG1後期における過剰のc-fos発現により増殖抑制が見られることが明らかにされた。2)c-fosの過剰発現によるIgG^+メモリーB細胞の分化障害H2-c-fosマウスを抗原で刺激した後の脾臓におけるB細胞の分化増殖能を蛍光抗体とFACSを用いて解析した。その結果、胚中心の形成は正常であるにもかかわらずIgG^+ B細胞が検出出来なかった。このことから、生体内においてはc-fosの過剰発現によりB細胞の増殖障害よりもむしろIgG^+ B細胞への分化障害のほうがより強く表われることが明らかにされた。
Perry症候群の病態解明研究

【臨床研究】Perry症候群の詳細な臨床症状について報告した。また、Perry症候群の国際診断基準を作成した。【基礎研究】臨床病理学的検討により、Perry症候群が新たなTDP-43プロテイノパチーであることを示した。また、Perry症候群患者由来iPS細胞からTH陽性細胞を分化誘導した。ダイナクチン蛋白凝集体を検出し、病態の一部再現に成功した。さらにPerry症候群トランスジェニックマウスを作製し、アパシーやパーキンソニズムの一部再現に成功した。【Perry症候群の臨床症状の検討】Perry症候群はパーキンソニズム、うつ、体重減少、低換気をきたし、生命予後10年以内の稀な遺伝性疾患で、1975年にカナダのPerryにより初めて報告された。2009年には、DCTN1が原因遺伝子として報告された。本邦家系症例の臨床特徴は発症年齢が48歳(範囲:35-70歳)、罹患期間が5年(範囲2-12年)で孤発性パーキンソン病より若年発症で経過が早い点である。L-dopa治療効果はほぼ全てでみられ、早期の運動合併症がみられる。体重は半年単位で10kg以上の減少がみられる例が多く、左右対称性の筋固縮、動作緩慢、姿勢反射障害がみられる。また、不眠、中途覚醒の頻度が多い。Perry症候群は、その他のパーキンソン病と同様にpundingや衝動制御障害がみられる。我々は、本邦の1家系においてその臨床症状や臨床経過について詳細に検討し、現在、論文投稿準備中である。【ダイナクチン変異導入細胞の機能解析】本研究代表者を含むグループは、2014年にMovement Disorders誌に本邦での新たな1家系(F52L)を報告している。この家系は、他の家系と比較して発症や進行が遅く、前頭側頭葉の萎縮が特徴である。現在、剖検脳の報告はなく、他の家系と臨床経過が異なるため、変異導入細胞での凝集体の分布の比較は興味深い。現在、F52L変異のプラスミドを作成し、COS7細胞への変異導入を行っており、今後、その他の変異と凝集体の分布の違いについて比較検討を行う。【Perry症候群の臨床症状の検討】【ダイナクチン変異導入細胞の機能解析】2014年に本邦の新たな1家系(F52L)をMovement Disorders誌に報告した。この家系は、他の家系と比較し、発症年齢が高く、進行も緩徐である。他の家系と臨床経過が異なるため、変異導入細胞でのダイナクチンの分布の比較は興味深い。我々は、F52L変異のプラスミドを作成しており、培養細胞への変異導入を行い、ダイナクチンの分布や凝集体の有無について検討した。【Perry症候群の臨床症状の検討】【Perry症候群の培養細胞を用いた解析】京都大学iPS細胞研究所井上研究室との共同研究により、2014年に我々が報告したOMT家系のF52L遺伝子変異を有する患者由来のiPS細胞を樹立した。SFEBq法を用いて疾患標的細胞であるtyrosine hydroxylase (TH)陽性神経細胞を分化誘導し、免疫染色でコントロール細胞との比較検討を行った。患者由来iPS細胞から分化誘導したTH陽性神経細胞で、変異遺伝子を過剰発現させた培養細胞と同様にダイナクチンの凝集体を検出し、病態の一部再現に成功した(Mishima T, et al. Parkinsonism Relat Disord. 2016)。【Perry症候群の臨床研究】【Perry症候群の基礎研究】【臨床研究】Perry症候群の詳細な臨床症状について報告した。臨床症状、特にpundingや衝動制御障害について詳細に検討することができており、論文投稿準備中である。また、新たな1家系(F52L)の変異のプラスミドを作成し、COS7細胞への変異導入を行った。今後は、その他の変異を含め、凝集体の分布の比較を行う。我々が報告した本邦のOMT家系(F52L)の家系調査を行い、臨床症状の詳細な検討を行う。また、F52L変異導入細胞でのダイナクチンの分布や凝集体の有無について検討し、微小管との結合性についても検討する。剖検脳を用いた解析では、ダイナクチンタンパク質複合体の主要なサブユニットであるp150glued、p62、p50等での免疫染色を行い、凝集体の有無について検討する。更なる家系調査を行い、詳細な臨床症状の検討を行う。また、剖検脳を用いた検討では、Perry症候群の剖検脳を多く有するMayo Clinic Jacksonvilleとの国際共同研究を継続し、ダイナクチン蛋白質複合体の主要サブユニットであるP150gluedやP50、TDP-43の免疫染色等を行い、中枢神経系内での凝集体の分布について検討する。臨床遺伝学Movement Disorders誌に報告した家系(F52L)は、他の家系と比較して発症や進行が遅く、前頭側頭葉の萎縮が特徴である。

今後、本邦の家系において、臨床症状や臨床経過の比較を行い、また、培養細胞での凝集体の分布の違いについても検討する。更に新たな家系の発見を目指し、疾患の臨床症状について啓蒙を行い、家系調査を継続する。Perry症候群の剖検脳を用いた解析では、ダイナクチンタンパク質複合体の主要なサブユニットであるp150glued、p62、p50等での免疫染色を行い、凝集体の有無について検討する。福岡県内の家系調査が主であったため、旅費の費用がかからなかった。福岡県内の家系調査が主であり、学会発表も国内学会で発表を行ったため、旅費がかからなかった。また、培養細胞およびiPS細胞を用いた研究も論文投稿が完了したため、追加の試薬等の購入の必要がなかった。家系調査や学会発表のための旅費および培養細胞実験等に使用する抗体や試薬購入に充てる予定である。更なる家系調査のための旅費に充てる予定である。Mayo Clinic Jacksonvilleとの共同研究により、Perry症候群の病理学的解析を行っている。解析結果の学会発表のための旅費や論文投稿の際の英文校正費に充てる予定である。
脱ユビキチン化酵素ＵＳＰ１５によるＭｙｓｔｅｒｉｎの機能制御

もやもや病は、日本人に多い脳血管障害であり、原因不明の難病である。我々は、もやもや感受性因子として、ATPase/ユビキチンリガーゼの新規タンパク質、mysterinの同定・単離に成功した。Mysterinの機能を知るため、LC/MSで行った結果、脱ユビキチン化酵素USP15の同定に成功した。USP15はmysterinと結合し、mysterinに付加された分解シグナルであるユビキチンを取り除き、安定化する現象を明らかとした。内在性USP15の検出・ノックダウンに成功し、mysterinの脱ユビキチン化活性と安定性に寄与するかどうか、解析を続けている。さらに、USP15とmysterinのin vivo機能を明らかにするため、zebrafishを用いた解析を始めた。先行研究から、mysterinのノックダウンは、zebrafishにおいて、血管のミスガイダンスを引き起こすことが分かっていたが、さらに詳しく解析したところ、新たに、発生遅延、運動障害を見いだした。組織を免疫染色で確認したところ、筋繊維の形成異常、運動神経のミスガイダンスも見られた。つまり、mysterinは、血管、筋肉、神経の形成、ガイダンスを制御していることが分かった。最近では、mysterinを筋肉特異的に入れ戻す系の樹立に成功し、mysterinをノックダウンしたあと、筋肉でのみmysterinを発現させると、筋肉、神経の異常が回復するが、血管の異常フェノタイプは回復しないという結果を明らかにした。加えて、mysterinとUSP15の発現箇所を調べた結果、mysterinはユビキタスに、USP15は筋肉への強い発現が見られた。以上のことから、USP15とmysterinは脱ユビキチン化活性を通して、筋肉で機能的に相関している可能性を考え、今後もin vivo解析を続けていく。26年度が最終年度であるため、記入しない。もやもや病は、日本人に多い脳血管障害であり、原因が分かっていない難病である。我々のグループによる遺伝解析から、もやもや感受性因子として、新規タンパク質mysterinの同定・単離に成功した。Mysterinは、ATPase活性とユビキチンリガーゼ活性を持つ非常に面白いタンパク質で、病気の観点からも細胞生物学な観点からも、どういった機能を持つのか非常に興味深い。細胞内における機能を知るため、基質やコアクターの網羅的な探索をLC/MSで行い、脱ユビキチン化酵素USP15の同定に成功した。最近、内在性のUSP15の検出に成功し、内在性のUSP15がmysterinのユビキチン鎖を取り除くことを明らかにした。また、zebrafishを用いたin vivoの系で、mysterinを発現抑制すると血管のミスガイダンスが見られ、USP15をzebrafishで発現抑制した結果も、部分的な血管ガイダンス異常が見られた。以上から、血管ガイダンスの過程において、USP15とmysterinのgenetic interactionを予想し、解析を続けている。さらに、mysterinをzebrafishで発現抑制すると、血管ガイダンス異常の他に、発生遅延、運動障害が見られた。詳しい異常を、免疫染色で確認したところ、筋繊維の形成異常、運動神経のミスガイダンスも見られた。つまり、mysterinは、血管、筋肉、神経の形成、ガイダンスを制御していると考えられ、mysterinの発現抑制によって引き起こされるフェノタイプの網羅的な解析を行っている。

脱ユビキチン化酵素USP15とmysterinの相互性は、細胞生物学的におおむね明らかにしたが、zebrafishの実験系で、より確かにする必要がある。Mysterinをzebrafishで発現抑制した系に関し、当初予定していた結果より、大幅に進み、新たな知見を得ることが出来た。脱ユビキチン化酵素USP15とmysterinの関係性をより明らかにすべく、mytserinをzebrafishで発現抑制した条件でのフェノタイプを明らかにする必要がある。Mysterinを発現抑制すると、運動障害、筋繊維の形成異常、神経ガイダンス異常、血管ガイダンス異常が見られ、このようなフェノタイプがcell-autonomousかnon-cell-autonomousかをはっきりさせ、mysterinの関与機構を明らかにすべきである。この問題点の解明のため、mysterinを発現抑制した条件下で、組織特異的に過剰発現させ、例えば、筋肉でのみmysterinを過剰発現させたとき、他の血管や神経等の組織における影響を調べていく。
楕円型量子群(準ホップ代数,変形ビラソロ代数)と可解格子模型

バクスターの8頂点模型の代数解析、即ちいわゆる頂点作用素の具体的な表示を研究した。この模型には楕円関数のモデュラスpと交叉パラメータと呼ばれるパラメータqがある.p=q^2かつq→1の極限についてはかなり以前から公式を得ていたが|q|<1の場合については多くの困難があった。しかし、p=q^3の場合には変形ビラソロ代数の表現論が応用でまることを発見した。具体的にtypeI,typeIIと呼ばれる2種類の頂点作用素を表示することに成功した。それに関して、多くの技術的な問題を提出できたと思われる。例えば楕円的q-KZ方程式の積分解の研究の糸口を与えていると考えられる。次の研究を行った.・その連続極限における場の理論の考察.主に因子化散乱とくつひも方程式の行列式解について研究した.・BaxterのR-行列.その古典r行列に対応する(q-)KZ方程式の積分解を研究する糸口を発見した.バクスターの8頂点模型の代数解析、即ちいわゆる頂点作用素の具体的な表示を研究した。
2次元トポロジカル絶縁体と超伝導体の接合におけるスピン依存伝導

トポロジカル絶縁体の発見を契機に、固体物性においてトポロジカル相の物性研究が活発に行われている。その中でも、超伝導体とトポロジカル絶縁体の接合はマヨラナ粒子の実現が予言されていることもあり、非常に注目を集めている。本研究では、この超伝導体とトポロジカル絶縁体の接合系の電子輸送特性におけるスピン依存性を明らかにすること、とくに、量子スピンホール状態のヘリカル端状態でのクーパー対分離と量子ホール状態でのスピン三重項超伝導近接効果の存在を実証することを目的に研究を行っている。昨年度始めた高移動度InAs量子井戸基板上に形成した量子細線の電気測定を行った結果、1次元電子系で期待される朝永ラッティンジャー液体(TLL)的ふるまいが観測された。また、このTLLのふるまいからラッティンジャー液体パラメータを求めると0.3と小さな値となることがわかった。このことはInAs量子細線が大きな電子間相互作用を有しており、理論提案にあるような電子相関を利用したトポロジカル超伝導現象の実現に適していることが分かった。さらに、この研究目的に挙げていたクーパー対分離に関して、ヘリカル状態ではないが二つの並列なInAsナノ細線において量子ドットを介したクーパー対分離とドットを介さない弾道的な電子輸送でのクーパー対分離を共に初めて実証することに成功した。さらに、後者では分離効率が100%を超えることも実証した。これらは並列な二つの1次元電子系においてもクーパー対分離がおきること、電子相関により分離効率が増大することを示しており、将来的な量子情報処理デバイスへの応用やパラフェルミオンの実現にもつながる非常に重要な結果である。加えて、コルビノ型ジョセフソン接合の実験も行い、ジョセフソン渦糸の大きさと評価とそのゲート制御に成功した。29年度が最終年度であるため、記入しない。超伝導体とヘリカル端状態の接合に関して、量子スピンホール状態を示すと期待されているInAs/GaSbの二層量子井戸から作製したホールバーデバイスの測定を行った。その結果、ゲート電圧による制御ができないほど電子密度が大きすぎることがわかった。加えて、他グループによるトリビアルな端状態の存在の実証が報告され、2次元トポロジカル絶縁体の特徴であるヘリカル状態の研究に適さないと結論付けた。そこで半導体量子細線で人工的にヘリカル状態を作製することで、上記の研究目的を達成することを試みることとした。この目的に向け、エピタキシャル成長された超伝導体半導体基板の微細加工技術の確立を行い、コルビノ型のジョセフソン接合デバイスを作製して測定を行った。その結果、超伝導電流が流れること、そのゲート電圧による電解制御を実現した。また、コルビノ型のジョセフソン接合に特徴的な磁場依存性の観測にも成功した。また、超伝導体とトポロジカル絶縁体の一種である量子ホール状態との接合系において、スピン分裂した量子ホールバルク状態と超伝導体との接合でアンドレーエフ反射が起きることを実験的に明らかにした。これは界面でのスピン反転家庭を介してアンドレーエフ反射が起きることを意味しており、当初計画にあるスピン三重項超伝導近接効果の存在を示唆する結果である。本研究では、超伝導体と2次元トポロジカル絶縁体との接合におけるスピン依存伝導特性を明らかにすることを目的としている。まず、ヘリカル端状態でのクーパー対分離現象の観測については、ホールバーデバイスの測定の結果、量子スピンホール状態でヘリカル状態の輸送特性を得ることが困難であることがわかったため、このヘリカル状態を半導体量子井戸において磁場印加で実現し、そこでのクーパー対分離現象の測定を行おうとしている。現在までに超伝導接合の形成とゲート制御が行えるまでに至っている。これは来年度に磁場を印加した状態での超伝導体量子細線(ヘリカル状態)接合におけるクーパー対分離の観測を行うための基盤技術が確立されたことを意味しており、非常に意義深い。また、超伝導体とスピン分離した量子ホール状態との接合においてアンドレーエフ反射の観測に成功した。この結果は、スピン分離した量子ホールバルク状態にスピン三重項超伝導近接効果がおきていることを示唆する結果であり、半導体超伝導体接合におけるスピン三重項超伝導近接効果の兆候を初めて観測した結果であるとともに、将来的な超伝導体量子ホール状態の接合におけるマヨラナ粒子実現につながる結果であるため、意義深いものである。

昨年度始めた高移動度InAs量子井戸基板上に形成した量子細線の電気測定を行った結果、1次元電子系で期待される朝永ラッティンジャー液体(TLL)的ふるまいが観測された。また、このTLLのふるまいからラッティンジャー液体パラメータを求めると0.3と小さな値となることがわかった。このことはInAs量子細線が大きな電子間相互作用を有しており、理論提案にあるような電子相関を利用したトポロジカル超伝導現象の実現に適していることが分かった。さらに、この研究目的に挙げていたクーパー対分離に関して、ヘリカル状態ではないが二つの並列なInAsナノ細線において量子ドットを介したクーパー対分離とドットを介さない弾道的な電子輸送でのクーパー対分離を共に初めて実証することに成功した。さらに、後者では分離効率が100%を超えることも実証した。これらは並列な二つの1次元電子系においてもクーパー対分離がおきること、電子相関により分離効率が増大することを示しており、将来的な量子情報処理デバイスへの応用やパラフェルミオンの実現にもつながる非常に重要な結果である。加えて、コルビノ型ジョセフソン接合の実験も行い、ジョセフソン渦糸の大きさと評価とそのゲート制御に成功した。まず、ヘリカル端状態と超伝導体との接合におけるクーパー対分離現象に関しては、エピタキシャル成長された超伝導体と半導体の量子井戸基板から超伝導体と量子細線の接合デバイスを作製し、クーパー対分離現象の観測を行うことを目指す。その後、磁場を面内方向に印加することで量子細線中にヘリカル状態を実現し、そこでのクーパー対分離現象の観測を行う。超伝導体と量子ホール状態との接合に関しては、より高品質な超伝導接合を形成することで、量子ホール端状態と超伝導体での接合デバイスにおけるスピン三重項超伝導近接効果の実現を目指す。高品質な超伝導半導体接合は上記のエピタキシャル成長超伝導半導体基板から形成可能であるが、この基板は移動度が低く、スピン分離した量子ホール状態を実現するために高磁場を必要とするため、超伝導体と量子ホール状態との接合デバイスの実現には不向きである。したがって、従来使用していた量子井戸基板と超伝導体との接合品質の向上を行う。その後、スピン分離した量子ホール端状態での超伝導電流の観測を行うことをめざす。29年度が最終年度であるため、記入しない。
コンピュータ・アニメーション自動生成のための「動作」データベースの開発

本研究は、人間の「動作データ」をオブジェクト指向データベースで管理することによって、コンピュータアニメーションを容易に制作できるようなシステムの開発を目標としている。本研究では、各キャラクタを1つのオブジェクトト、各動作を1つのメソッドとみなし、キャラクタに継承の仕組みを導入することによって、多数のキャラクタとその動作データを効率的に管理する手法を提案する。また、ユーザが脚本のト書き風の文章を入力すると、自然言語解析を行って、自動的に適切な動作データを検索してアニメーションを生成するシステムを開発する。動作データを検索するため、動作データには、あらかじめ動作主格・対象格・道具格・源泉格といった格フレームの情報を与えておく。昨年度までに、上記のようなデータ管理・検索手法、自然言語解析手法について研究を行い、プロトタイプシステムを開発した。本年度は、昨年度までに開発したシステムの拡張として、「-しながらする。」や「-してする。」といった複数の動作を並列・連続に行うような文章が入力されたときに、入力文章に応じたアニメーションを実現するための手法を開発した。本手法では、自然言語入力文中の動作間の時間関係を表す要素に注目した意味解析を行い、各動作をどのような組み合わせ・順序で実行するという情報を持つ動作時間テーブルを生成する。その動作時間テーブルにもとづき、前後の動作の類似姿勢の足の状態に注目した動作ブレンディングを行うことで、自然なアニメーションを生成する。これまで、限られた数の動作データや入力文章を使いて簡単な実験を行い、主に開発したアルゴリズムが正しく動作することを検証した。今後の課題として、実際に多数の動作データや入力文章を用いた実験・評価、及び、システムの改良が挙げられる。本研究は、人間の「動作データ」をオブジェクト指向データベースで管理することで、コンピュータアニメーションを容易に制作できるようなシステムの開発を目標とする。一般に、動作データの制作には多大な労力が必要であるが、現在は、多数のキャラクタの様々な動作データを効率的に管理できるようなシステムが存在しないため、一度作成された動作データはほとんど再利用されていないのが現状である。本研究では、オブジェクト指向データベースを利用し、各キャラクタを1つのオブジェクト、各動作を1つのメソッドとみなして、キャラクタに継承の仕組みを導入することによって、多数のキャラクタとその動作データを効率的に管理する手法を提案する。また、ユーザが脚本のト書き風の文章を入力すると、自然言語解析を行って、自動的に適切な動作データを検索して入力文章のアニメーションを生成するようなシステムを開発する。動作データを検索するため、動作データには、データベース登録時に、動作主格・対象格・道具格・源泉格といった格フレーム情報を付与しておく。本年度は、動作データベースのための動作データ・格フレーム・キャラクタなどの基本データ構造の設計、及び、本システムのための自然言語処理について研究を行い、プロトタイプシステムを開発した。本年度のプロトタイプシステムでは、データベースシステムは利用せず、プログラム起動時に全てのオブジェクトを読み込む仕様とし、今回開発した自然言語解析や動作データの検索処理が正しく動作することを確認した。来年度以降の計画としては、実際のオブジェクト指向データベースシステムを利用して、大量の動作データを使った実験・評価を行っていく予定である。また、動作データをなめらかに接続して自然なアニメーションを生成する機能、一度生成されたアニメーションを自然言語による指示で修正する機能、などを開発していく予定である。」や「-してする。