hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多主体参加型都市計画の成立条件に関する国際比較研究

収集(追加調査含む)した事例を対象として、多主体参加型の計画策定手法について、以下の視点より、日英米の社会条件を考慮しつつ国際比較研究をおこない、日本において多主体が参加する都市計画が成立するための条件を明らかにした。・意思決定制度フォーラム、アリーナ、コートの各段階において、日本の都市計画、まちづくり制度においては、多主体が参加し、協働することを補償する制度規定は、極めて不十分であることが、日本の事例調査および海外事例との比較から判明した。・資金財源参加を支える行政業務を行うための資金的措置が、日本の場合は非常に難しい。自主財源が少ないことに加えて、計画に整合的に各種事業や規制を実施する必要性が必ずしも無いことや(計画・規制間、計画・事業間の整合性の欠如)、行政訴訟が困難であり、また市民による直接投票を通じた計画策定の道筋もないため、市民参加に費用をかける必然性に乏しいことがその背景として指摘できる。I多主体参加型都市計画の理論・技法・事例に関する体系的整理:小泉、真鍋小泉はプランニングセオリーの歴史的展開過程をまとめ、とりわけ多主体参加型都市計画に必要とされる制度・技法的条件をまとめた。この成果の一部は、都市計画の理論(学芸出版社)にまとめられている。また、真鍋は、多主体参加型都市計画の実践に用いられている情報コミュニケーション技術について整理を行った。その結果、多主体が双方的に情報のやりとりを行うかたちで計画策定をすすめる技術を実践で用いている例は、まだすくないことが判明した。IIマスタープラン。土地利用規制作成過程における多主体参加の現状と課題<米国における多主体参加の現状と課題:小泉>・多主体参加型の計画策定方式を活用している諸例のうち、シアトル市のマスタープランの見直しをとりあげ、意思決定過程・制度、資金財源、主体要件の各観点から実態を把握した。その結果、意思決定の過程を段階的に区切り、効率的に多主体の参加・討議をすすめる方式が採用されている等が判明した。<日本における多主体参加の現状と課題:大方、小泉>・練馬区、三鷹市、日野市などのまちづくり条例にもとづく規制誘導における多主体参加の制度システムについて整理を行った。I多主体参加型都市計画の理論・技法・事例に関する体系的整理:小泉、真鍋昨年度に引き続き海外文献・論文を含めてレビューを進めた。IIマスタープラン・土地利用規制作成過程における多主体参加の現状と課題<米国における多主体参加の現状と課題:小泉>・ワシントン州の環境アセスメント制度を対象に、マスタープラン・方針作成における協議に同制度がどのような役割を果たしているのか分析した。<日本における多主体参加の現状と課題:大方、小泉>日本のまちづくり事例、例えば東京都谷中地区や神楽坂地区について、多主体の参加・連携の実態を分析した。また、多主体協議の観点から都市計画制度等の問題について、検討を行った。・主体要件市民団体NPOが、参加するために必要となる各種活動を実施するために必要な各種支援措置・社会基盤(財政的支援、専門家の支援とそのために必要な資金源、情報公開、団体間の相互支援・ネットワーク)を充実させることが多様な意見・発意の表出には極めて重要であることが判明した。
実環境におけるリスクと情報探索の神経機構

我々ヒトを含む動物のリスク回避と戦略的探索行動は、経験や状況に応じてどのように適応的に切り替えられているのだろうか?本提案の目的は、主に2つの方法で、未知環境における意思決定と適応原理を神経生理学的、行動学的、計算論的に明らかにすることである。1つは霊長類をつかった意思決定課題を用いて、複数の視覚刺激属性の中から情報の探索を行わせる場面の意思決定のメカニズムを神経生理学的な検討を行った。特に、昨年度までに計測された認知的な意思決定を行う際の線条体投射細胞活動の解析をさらにすすめ、複数のターゲットから1つを認知的に選択した後の情報が表現されているのかどうかに関して、より詳細な解析を行った。複数の刺激に異なる報酬量を連合させ、2つの刺激から1つを選択する課題の場合、神経細胞活動が刺激ペアそのものの情報を表現しているのか、それとも選択後の刺激のみの情報を保持しているのかどうかを区別するために、どの刺激が選択されているのかだけをシャッフルしたサロゲートデータを作成し、そのデータに対する選択と神経活動との相互情報量を求めることで、神経活動が刺激ペアそのものの情報を保持しているのみなのか、それとも選択された刺激の情報を保持しているのかを区別した。その結果、行動を決定する事のできる刺激呈示前から、選択された刺激の情報を保持していることが判明した。2つめはさらに実験室内での意思決定よりも現実に近い商品選択などの意思決定を調べることにより、ヒトや動物の脳活動・計算論的モデルによってマーケティング理論の神経科学的基礎を検討した。その結果、新しい商品を選択する傾向の強い人ほど、サルと同等の2本腕山賊問題において多く探索行動を行う傾向が確認されると同時に、未知の商品を選択する際も、探索行動を行う際も、どちらも同一の前頭極という領域が賦活されることが判明した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、意思決定時における探索行動、およびその時の神経活動を解析することによって、情報探索と利用の神経機構を明らかにする事を目的とする。第1に、行った行動選択とその結果得られる報酬との関係を学習する課題を2頭の動物に訓練させ、動物の学習戦略行動および大脳基底核線条体の神経活動の局在について解析を行った。これまでの研究において、大脳基底核が運動の選択ばかりではなく認知的に対象を選択する際にも重要な役割を担う事を示して来た。今回は、運動と対象、それぞれの選択に関わる神経細胞の線条体内における局在を明らかにした。報酬量を比較し腕運動を選択する事に関わる神経細胞と、対象画像を選択することに関わる神経細胞はともに前方内側の投射細胞に多く存在することを明らかにした。このことは、運動の選択や記憶対象の選択などの異なる対象の選択であっても、大脳皮質-大脳基底核並列回路における同一の回路が関わる可能性を示唆している。第2に、ヒトが複数の商品から1つの商品を選択する嗜好に関する行動実験と脳活動計測を行った。4つ提示される商品画像からつの商品を選択させる課題の前に、事前アンケートによる商品の事前知識と、ギャンブル課題によるリスク指向性および強化学習課題における探索パラメータとの関係をあらかじめ測定した。その結果、得られる報酬(金銭)と確率との関係で示唆されるリスク指向性よりも学習課題における探索性の強さが、商品選択による「新しもの好き」をよく説明すること、さらに強化学習課題において学習された最大価値を示す対象をあえて選ばず探索的な行動を行う際に活性化する前頭極が、新商品を選択する際にも活動する事を見いだした。

このことは、新商品を選択する行動は、単なる衝動性やリスクを好む行動ではなく、より新しい情報を得るための行動と一致する可能性を示唆している。第1に、これまでに、行った行動選択とその結果得られる報酬との関係を学習する課題を2頭の動物に訓練させ、動物の学習戦略行動および大脳基底核線条体の神経活動の局在について解析を行ってきた。これまでの研究において、大脳基底核が運動の選択ばかりではなく認知的に対象を選択する際にも重要な役割を担う事を示して来た。今回は、運動と対象、それぞれの選択に関わる神経細胞の線条体内における局在を明らかにした。運動との関係をあきらかにするために、本年度は特に前方だけでなく後方の線条体からも神経活動記録を進め、前後方向の神経活動の違いについて実験的に明らかにできた。このことによって、運動の選択や記憶対象の選択などの異なる対象の選択であっても、大脳皮質-大脳基底核並列回路における同一の回路が関わる可能性を示唆することができた。しかし、学習モデルを計算論的に明らかにする段階までは達成することができなかった。特に、行動を説明する強化学習モデルは構築することはできたがモデルが予測する線条体の神経活動との対応関係を明らかにする必要が生じた。第2に、ヒトを対象とした商品選択課題の脳活動計測実験を順調に実施し、強化学習で求められる探索時の脳活動と、商品選択時における個人にとって未知の新しい商品を選択する際の脳活動の相同性について検討することができた。その結果、得られる報酬(金銭)と確率との関係で示唆されるリスク指向性よりも学習課題における探索性の強さが、商品選択による「新しもの好き」をよく説明すること、さらに強化学習課題において学習された最大価値を示す対象をあえて選ばず探索的な行動を行う際に活性化する前頭極が、新商品を選択する際にも活動する事を見いだした。このことは、新商品を選択する行動は、単なる衝動性やリスクを好む行動ではなく、より新しい情報を得るための行動と一致する可能性を示唆することができたと考えている。動物を用いた実験、ヒトの行動と脳活動の実験は一通りの結果を得たため、平成25年度は論文としての発表を行うとともに、得られたデータの解析および因果をあきらかにするための追加実験を検討する。第1に、線条体の神経活動と、計算論的なモデルから予測される学習パラメータとの関係を明らかにするために、複数の計算論的モデルのモデル間の比較と選択を行う必要がある。また、神経活動が学習に伴ってどのように変化するのかを解析する予定である。また、同一課題において3頭目の訓練を行い、大脳基底核ばかりでなく、大脳皮質からの神経活動記録や、LFPの同時記録なども視野にいれ、大脳基底核-大脳皮質ループのどの領域が関わるのかについてより詳細な検討をおこなう予定である。また、明らかになった局在領域の薬理的な不活性化を行うことによって、相関ばかりではなくこの領域が因果的に報酬の比較と選択に関わるのかどうかについて検討を行う。第2に、ヒトを対象として脳活動計測実験は、強化学習と商品購買行動という一見異なる状況においての脳活動を比較・検討しその相同性を明らかにしてきた。個人差または個人内の脳領域の相関によって、探索や商品選択における前頭極の重要性を明らかにしてきた。しかし、あくまでも相関を見ているにすぎない。
水田生態系ビオトープにおける物質循環に関するプロジェクト研究

水田生態系にとって水田に流入する農薬や肥料分など、化学物質の流量や速度(拡散速度)を見積もることは重要である。水田からの潅漑用水に乗った農薬や肥料分が水田の中での拡散および動態を解明した。平田に流入した水は渦を形成し、その渦を拡大しながら周辺の水を押出すような挙動を示す。流れの勢いの強い領域と弱い領域(よどみ点)を観察した。溶質は、前者は移流により、後者は拡散により移動する。水田内の農薬の拡散状態などを調査する場合、適切なサンプリングの場所や数量などにより、評価しなければならないことを指摘した。渡邊は水田からの農薬の流出制御のための灌漑最適制御法について研究した。その結果、使用した自動灌漑システムは排水量や農薬の漏れが無く理想的なシステムである。かけ流し用排水システムの通常の灌漑方法より良いことが実証された。この灌漑システムを使うと環境への負荷が小さいことやここで使用した解析モデルPCPE-1は、改良の必要があることを明らかにした。岡崎は本町水田のCd収支を測定した。米に吸収された6mg/ha/yearなどを考慮して、本町水田からのCdの流入は5mg/ha/year、流出は10mg/ha/yearと見積った。これは、Cd規制法等に対し注意を要することを指摘した。豊田は本町水田において、窒素肥料の施肥と無施肥の条件下で飼料イネの栽培事例調査を行い、窒素収支を見積もった。その結果、イネへは、施肥地区では248kgN/ha、無施肥地区では118kgN/haの量が使われていることが分かった。平沢は、湛水直播栽培と慣行移植栽培により水稲を栽培し、生産された乾物量と窒素集積について検討した。その結果、直播では成長期に、葉が受ける太陽光が多いので、バイオマス量が多く、他の有機体の環境条件が慣行移植栽培と異なることが分かった。福嶋は、谷地田と棚田の立地条件から植物群落の違いを明らかにした。研究対象地の谷地田では348種、棚田では309種類が有り、棚田は雨水を利用する高地に立地し、谷地田は地形的に谷部にするため谷地田の方に水生植物群落が見られた。立地条件からも、圃場の生態が異なることが考えられる。多種のプロジェクトのを総合する研究形式であるので、研究の初年度でもあり、稲作の季節性のためため、成果はジページのごとくである。その代表を以下に述べる。今後の地球環境や水田環境を予測する上で、土壌圏からの温室効果ガス発生量の正確な見積もりはきはわめて重要な課題である。これまで主にチャンバー法を用いて各種ガス発生量の推定が行われてきたが、圃場全体のごく一部からの発生量しか測定できないこと、長時間にわたる連続測定が困難なことなど、正確な発生量の推定には様々な問題が残されている。そこで、オープンパス・フーリエ変換IR分光システム(オープンパスFT-IR)を用いて対象とする圃場一筆から発生する炭酸ガス、メタン、亜酸化窒素量の推定を試みた。

炭酸ガスについては、オープンパスFT-IRの代わりにポータブル赤外線炭酸ガス濃度計を用いた簡便法の開発も試みた。東京農工大学広域都市圏フィールドサイエンス教育研究センターFM本町の水田圃場の畦に環境大気遠隔モニター装置RAM2000(日本エアークラフトサプライ株式会杜)を、また、その圃場の対角線上の畦には反射板を設置し、一筆の水田圃場の大気のガス濃度をリアルタイムで連続測定した。RAM2000および反射板は水稲体直上とその30cm上の二地点に設置し、高度の異なる2地点のガス濃度から、空気力学的方法により発生量の推定を試みた。水田圃場大気中の温室効果ガス濃度は、RAM2000では炭酸ガスが270-350ppm、メタンが2.6-3.0ppm、亜酸化窒素が350-400ppbであった。簡便法による炭酸ガス濃度は270-490ppmと大きく変動した。2高度間で比べると、炭酸ガスおよび亜酸化窒素濃度は水稲体の直上でより高い場合もあれば低い場合、変化しない場合もあったが、メタンについては水稲体の直上で常に濃度が高い傾向にあり水田からのメタン発生が確認された。また、簡便法での炭酸ガス発生量は-300から500g/m<sup>2</sup>/h(平均値:日中-34.9、夜間48.1)と見積もられ、時間により大きく変動した。水田の生態系にとって流入する農薬や肥料分など、化学物質の流量や速度(拡散速度)を見積もり、それをモデル化することは重要である。そこで、以下のような研究成果を得た。岡崎は、本町水田のCd収支を測定した。米に吸収されて6mg/ha/yearなどを考慮して、本町水田からのCdの流入は5mg/ha/year、流出は10mg/ha/yearと見積ることができることがわかった。これは、Cd規制法等に対し注意を要することを指摘した。豊田は本町水田において、窒素肥料を施肥と無施肥の条件下で飼料イネの栽培事例調査を行い、窒素収支を見積もった。その結果、イネへは、施肥地区では248kgN/ha、無施肥地区では118kgN/haの量が使われていることが分かった。渡邊は、水田からの農薬の流出制御のための灌漑最適制御法について研究した。その結果、ここで使用した自動灌漑システムは排水量や農薬の漏れが無く理想的なシステムであることが、かけ流し用排水システムの通常の灌漑方法より良いことが実証された。また、この灌漑システムを使うと環境への負荷が小さいことやここで使用した解析モデルPCPE-1はかなり改良の必要があることを明らかにした。平沢は、湛水直播栽培と慣行移植栽培により水稲カタナリを栽培し、生産された乾物量と窒素集積について検討した。その結果、直播では成長期に、葉が受ける太陽光が多いため、バイオマス量が多く、他の有機体の環境条件が慣行移植栽培と異なることが分かった。など、福嶋は、谷津田と棚田の立地条件から植物群落の違いを明らかにした。研究対象地の谷津田では348種、棚田では309種類が有り、棚田は雨水を利用する高地に立地し、谷津田は地形的に谷部にするため谷地田の方が水生植物群落が見られた。立地条件からも、圃場の生態が異なることが考えられる水田からの潅漑用水に乗った農薬や肥料分が水田の中における拡散および動態を解明した。水を張った平面水田モデルを使用し、水の流れに乗って移動するアルミニュウーム粉末を追跡することにより、その様子を観察する方法で、稲の成長につれて田面内の流水の動態の特徴を考察した。その結果、流入した水は渦を形成し、その渦を拡大しながら周辺の水を押すような挙動を示す。
顎下腺化学発癌における遺伝子発現と細胞接着因子の変化

ラット顎下腺腺体内に1%DMBM/オリーブ油溶液を含ませたスポンジ片を埋入して作成した顎下腺癌を用い、導管系マーカー、筋上皮細胞マーカー、細胞増殖マーカーを用いて顎下腺発癌過程を検索した。導管系マーカーとしてK8.12ケラチン、上皮成長因子、エンドセリン3、S-100蛋白を、筋上皮細胞マーカーとしてカルポニンの免疫組織化学を用い、細胞増殖マーカーとしてPCNAの免疫組織化学と^3H-thymidineオートラジオグラフィーを用いた。発癌剤投与後の増殖細胞は全ての導管系に認められるが、腺房細胞や筋上皮細胞においては増殖能の亢進はない。しかし、筋上皮様腫瘍細胞の存在が唾液腺腫瘍の組織形態に深く関与しており、腫瘍細胞が腺管様構造を形成する際には筋上皮様腫瘍細胞がその最外層に分化、誘導され、扁平上皮様の構造をとる場合には筋上皮様腫瘍細胞の分化・誘導はないと考えられた。また、腺癌の構造を呈する部分は介在部導管細胞が、扁平上皮癌の構造を呈する部分は介在部導管細胞および排泄導管細胞が腫瘍化した可能性が高いと考えられた。ラット顎下腺の化学発癌過程における癌関連遺伝子の変化として、RT-PCR法によりc-erbB-2 mRNAの発現と発癌過程の進行状態に相関が認められ、その過剰発現が発癌の因子となることが示唆された。また塩基性線維芽細胞成長因子(FGF)とそのレセプターが癌化過程の組織に共存することが免疫組織化学的に証明され、FGFがオートクラインあるいはパラクラインの機構で癌化に何らかの促進的影響が与えられていると考えられた。プロト癌遺伝子の過剰発現や、癌抑制遺伝子の失活により腫瘍が発生し、それらの変化が重なって、腫瘍の悪性化、増殖、転移が起こると言われている。我々はラット顎下腺化学発癌過程におけるプロト癌遺伝子の発現および癌抑制遺伝子の変化を免疫組織化学的方法および分子生物学的手法を用いて検索している。ラット顎下腺腺体内に1%DMBA/オリーブ油溶液を含ませたスポンジ片を埋入し、その後3,6,12週で屠殺し、処置した顎下腺を摘出し、m-RNAを抽出するとともに、パラフィン切片を作成し、c-erbB-2 mRNAの発現をRT-PCR法にて、c-erbB-2タンパク(P185)を免疫組織化学にて検索した。c-erbB-2 mRNAのRT-PCR産物はDMBA/スポンジ埋入後6週の試料では60%に、12週の試料では全例に認められたが、正常顎下腺およびDMBA/スポンジ埋入後3週の試料では認められなかった。免疫組織化学的検索において、正常顎下腺は一般にP185陰性を示したが、一部の導管系上皮で陽性所見を認める場合もあった。埋入後3週の標本ではスポンジ周囲に散在する小さな上皮塊や導管様構造にしばしばP185陽性所見を認めた。埋入後6週の標本ではスポンジ周囲を取り囲むように増殖する前癌病変と考えられる角化重層偏平上皮の主に棘細胞層に相当する部分に陽性を示した。12週では全ての標本で偏平上皮癌の形成がみられ、P185はほとんどの腫瘍細胞に陽性を示した。これらの結果はラット顎下腺化学癌の比較的初期でc-erbB-2プロト癌遺伝子の過剰発現が起こることを示すもので、c-erbB-2プロト癌遺伝子の過剰発現が発癌の因子となることが示唆された。昨年度に引き続き、ラット顎下腺腺体内に1%

DMBA/オリーブ油溶液を含ませたスポンジ片を埋入し作成した顎下腺癌を用い、その発癌過程における増殖因子とそのレセプター、プロト癌遺伝子の発現および癌抑制遺伝子の変化を免疫組織化学的方法および分子生物学的手法を用いて検索している。bFGFとFGF-receptor(FGFR)の関与について免疫組織化学的に検討した結果、bFGF、FGFRはともに正常ラット顎下腺の導管細胞に陽性を示し、発癌過程において認められる増殖した角化重層扁平上皮、導管様構造物においても陽性で、12週以降に形成される腺扁平上皮癌についても陽性であった。bFGFとFGFRが同一の組織に存在することから、FGFはオートクリンあるいはパラクリンの分泌機構により腫瘍増殖に関係する可能性が示唆されることを、Oral oncol,Eur.J.Cancerに報告した。c-erbB-2プロト癌遺伝子の発癌過程への関与について検索した結果、c-erbB-2 mRNAのRT-PCR産物は発癌6週では60%に、12週では全例に認められたが、正常顎下腺および発癌3週の試料では認められなかった。免疫組織化学的検索において、正常顎下腺は一般にP185陰性を示したが、一部の導管系上皮で陽性所見を認める場合もあった。発癌3週の標本ではスポンジ周囲に散在する小さな上皮塊や導管様構造にしばしばP185陽性所見を認めた。発癌6週では増殖した角化重層扁平上皮の鯨細胞層相当部に陽性を示した。発癌12週では全ての標本で腺扁平上皮癌が形成され、P185はほとんどの腫瘍細胞に陽性を示した。これらの結果よりc-erbB-2プロト癌遺伝子の過剰発現が発癌の因子となることが示唆され、The third China-Japan Joint Conference on Oral Biology(Jiamus 1998/9-12)で報告した。ラット顎下腺腺体内に1%DMBA/オリーブ油溶液を含ませたスポンジ片を埋入して作成した顎下腺癌を用い、これまでに検索した導管系マーカー、細胞増殖マーカーに加え、筋上皮細胞のマーカーであるカルポニンを用いて顎下腺発癌過程を検索した結果、正常組織における筋上皮細胞の分布は腺房部と介在部導管周囲に限られており、発癌後48週の組織では角化上皮部には陰性であるが、小導管様構造周囲に陽性を示し、12週以降の組織では扁平上皮様構造を示す部分では陰性であるが不規則な腺管様構造が索状に増殖する部分では腺管様構造物の基底側の細胞に陽性を示した。これらの所見より、発癌剤投与後の増殖細胞は全ての導管系に認められるものの、筋上皮細胞においては増殖能の亢進はないようであるが、腫瘍細胞が腺管様構造を形成する際には筋上皮様腫瘍細胞がその最外層に分化、誘導され、扁平上皮様の構造をとる場合には筋上皮様腫瘍細胞の分化・誘導はなく、筋上皮腫瘍細胞の存在が唾液腺腫瘍の組織形態に深く関与していると考えられた。また、導管様構造を形成する部分は、介在部導管細胞が腫瘍化した可能性が高いと考えられた。免疫組織化学的検索において、正常顎下腺および発癌3週の標本では一般にP185陰性を示した。発癌6週では増殖した角化重層扁平上皮の棘細胞層相当部に陽性を示した。発癌12週ではP185はほとんどの腫瘍細胞に陽性を示した。これらの結果よりc-erbB-2プロト癌遺伝子の過剰発現が発癌の因子となることが示唆され、日本口腔科学会雑誌に報告した。
植物細胞の膜酵素機能に対する外部電場効果に関する研究

本研究では、外部電場による植物細胞の生理機能の改変・制御の可能性を明らかにするため、植物細胞の原形質膜のH-ATPASE(プロトンポンプ)のインビボポンプ活性をパッチクランプ法によって測定し、その活性に及ぼす外部電場の効果を明らかにすることを目的とした。この目的を達成するためには、(1)原形質イオンチャンネルの性質を明かにして、チャンネル電流がプロトンポンプ電流に比べて無視できる条件を見出すこと、(2)プロトンポンプのインビボ活性の有力な実験的指標である膜電位の便利な測定法の開発が必要である。ここでは、(1)、(2)の点について得られた成果の概要を述べることにする。(1)タバコ培養細胞原形質膜のイオンチャンネル特性をパッチクランプ法を用いて詳しく調べた。その結果、この原形質膜には少なくともKチャンネルとC1チャンネルの2種類が存在すること、これらのチャンネルは膜間電位が過分極領域にあるとき開かず脱分極領域のときのみ開くという整流性をもつこと、Kチャンネルは他の一価カチオンも透過することができその選択性はCs<NaLi<Kのの順に大きくなること等が明らかにされた。そこで、膜間電位を過分極領域に設定して、原形質膜H-ATPaseを活性化することが知られているフシコクシンを加えると一過性の外向き電流が観察された。現在、この電流がH-ATPaseの作用によるのかどうか更に詳しく検討しているところである。(2)dis-C3-(5)を蛍光プロープとして用いる膜電位測定法について、その根幹をなす蛍光応答と膜電位との関係について理論式を導出し、この方法で膜電位を評価するとき満足されねばならない条件を明らかにした。ムラサキ培養細胞プロトプラスを用いて、この理論に基づく膜電位評価法が妥当であることを実験的に明らかにした。赤血球細胞を交流電場下におくとK^+,Na^+イオンの膜輸送速度は増大し,しかもこの電場効果は特定の交流周波数で最大となる周波数共鳴現象を示した。この電場効果は膜結合酵素(Na^+,K^+ーATPase)分子が電場エネルギ-を吸収してそのコンホメ-ション状態を変化し,最終的に酵素活性が変化するというelectroconformational coupling理論によって説明されている。本研究では外部電場による植物電場による植物の細胞の生理機能の制御改変の可能性を明らかにするため,植物細胞の原形質膜・液胞膜のH^+ーATPaseに焦点を当てそれらのインビボ酵素活性をパッチクランプ法によって測定し,その酵素活性に及ぼす外部電場の効果を明らかにすることを目的とした。本年度は,(1)いくつかの植物細胞(大麦葉肉細胞,ソラマメ孔辺細胞,ムラサキ培養細胞,タバコ培養細胞)のプロトプラストについて,パッチクランプ測定が比較的容易な系を選び出すこと,(2)測定の比較的容易な系について原形質膜イオンチャンネルおよびH^+ポンプ(H^+ーATPase)の特性を明らかにし,H^+ーATPaseによるH^+電流のみの測定が可能な条件を明らかにすること,(3)H^+ポンプ活性の有力な実験的示標となる膜電位の測定法の確立を目的として次のような成果を得た。(1)大麦葉肉プロトプラスト,タバコ培養細胞プロトプラストは他と比べ安定したギガシ-ルがより容易に形成されパッチクランプ測定が可能であることがわかった。(2)タバコ培養細胞原形質膜では,K^+イオン選択性の外向き整流作用をもつイオンチャンネルが見い出され,その諸性質を明らかにした。

大麦葉肉細胞の場合,数種類の特性の異なるイオンチャンネルが見い出されたが,それらの検出確率は極めて低く充分なデ-タは得られていない。(3)シアニン色素を蛍光プロ-ブとして用いる膜電位測定法について,その基礎となる定量的理論式を導き,プロトプラストを用いてそれらの理論式を実験的に検証した。1タバコ培養細胞プロトプラストは,前年度の研究によって再現性の良いパッチクランプ測定が可能であることがわかった。今年度は,タバコ培養細胞プロトプラスト原形質膜のイオンチャンネルの性質を詳細に研究した。その結果、この原形質膜には、少くとも2種類のチャンネル即ち、K^+選択性チャンネルとCl^-チャンネルが存在すること,また,これらのチャンネルは整流性をもつ、すなわち、膜間電位が過分極領域にあるときは開かず、脱分極領域にあるときのみ開くという性質をもつこと、K^+選択性チャンネルは、他のアルカリ金属カチオンも透過することができ,その透過性は、Cs^+<Na^+Li^+<K^+の順に大きくなること、さらに,シングルK^+選択性チャンネルの開状態のコンダクタンスは20pSであること,またこのチャンネルの開く確率は著しく膜間電位に依存し、電位が脱分極方向に大きくなるにつれて大きくなることなどが明らかとなった。そこで、膜間電位をイオンチャンネル電流が無視できる電位に固定してwhole cellモードで、H^+-ATPaseのプロトン輸送活性の測定を試みた。この状態でフシコクシン(植物細胞原形質膜のH^+-ATPaseを活性化することが知られている)を加えると一過性の外向き電流が観察された。現在,色々な原形質膜H^+-ATPaseの阻害剤を用いて、この一過性の電流がフシコクシンによるH^+-ATPaseの活性化によるものかどうか検討している。2前年度の研究によって確立した蛍光プローブ(シアニン色素)を用いる膜電位評価法は,タバコ培養細胞プロトプラストにも適用できることが実験的に示された。現在,この方法は,タバコ培養細胞原形質膜のプロトンポンプのインビボ活性の評価に応用されている。
木簡画像デ-タベ-スの知識化に関する研究

本年度は、(A)研究支援システムのモデリング、(B)画像処理技法の検討、(C)空値デ-タの扱いの検討、(D)OODBMSへの部分的な実装、のそれぞれの方向について研究を実施した。(A)木簡研究者の要求に応じたシステムを設計する為の要求調査システムを作成した。このシステムの利用を木簡研究者に依頼し、知識ベ-スシステムが備えるべき処理・検索機能について検討し、一般の資料復元研究支援に適用可能なデ-タベ-スモデルとしてシステムをモデル化した。システムの全体構造は、オブジェクト指向デ-タベ-スシステムにより表現している。支援システムにおいてはデ-タベ-ス検索機能に加えて画像処理メソッドの扱いが重要であり、また、複数の木簡の関係付けに型の異なるオブジェクトのリンク機能が不可欠である為、スキ-マ構造の検討を行った。(B)簡単な類似画像検索を可能にする為、文字の幾何学パラメ-タや文字認識で用いられるパラメ-タ、画像の類似度などを実験的に計算し、画像の特徴抽出を試みた。また、利用者が文字の起筆部、終筆部の特徴から文字を検索する手法をシステムに実装し、この手法について台湾中央研究院歴史語言研究所及び中国甘肅省博物館の研究者との間で意見を交換した。また、OODBMSの全体のスキ-マ設計のうち特に画像デ-タの部分に焦点を当て、クラス構造と階層を提案した。(C)オブジェクトアクセスの高速化を図る為の階層として属性値に空値が多いデ-タに対して属性値の空値度に応じたクラス階層構成法を提案した。この方式は、高速なデ-タ処理を可能にしながらデ-タ更新、追加が容易である、などの特徴を持ち、画像処理や知識処理に含まれる複雑な処理を実行したり、問い合わせを繰り返し実行することの多いデ-タに対して有効であることを示した。(D)ワ-クステ-ション上のOODBMSへ部分的デ-タの実験的な実装を行った。
新規な材料設計指針に基づく希土類金属錯体材料の開発と高効率有機デバイスへの展開

本研究では、外国人特別研究員のXin氏がこれまでに見出してきた希土類金属錯体材料の材料設計指針を有機デバイスへと展開して、1.高効率白色EL発光材料の開発と2.高効率な有機太陽電池材料の開発を行うことを目的として研究を実施した。白色EL材料の開発に関しては、異なった希土類金属を中心金属に有する多核希土類金属錯体を合成し、単一発光材料を用いて可視域に幅広い発光スペクトルを有する有機EL素子を実現することを目指している。一方、高効率太陽電池の開発に関しては太陽電池材料として優れた性能を示すことが知られているルテニウム錯体をベースにして新規の多核錯体を合成することを計画した。特に、赤外域に吸収領域を拡大することによって太陽光の利用効率を高め飛躍的な効率向上を目指している。ここでは1について得られた結果を報告する。3種類のテルビウム錯体(Tb(tba-PMP)3(TPPO),Tb(tba-PMP)3(H2O)EtOH、Tb(tba-PMP)3(Phen))の合成を試みた結果、比較的高い収率で目的物を得ることが出来た。得られた各化合物の粉末状態並びに蒸着膜(膜厚100m)における蛍光量子収率を測定した。結果を表1に示す。テルビウム錯体は粉末状態で6688%と非常に高い蛍光量子収率を示すことがわかった。一方、これらの錯体を真空蒸着することによって作成した薄膜の場合には、その蛍光量子収率が大きく減少することが分かった。例えば、Tb(tba-PMP)3(TPPO)は66%から35%へ、Tb(tba-PMP)3(H2O)EtOHでは88%から10%へまたTb(tba-PMP)3(Phen)では66%が8%と減少した。蒸着膜の元素分析を行った結果、蛍光量子収率が大きく減少したテルビウム錯体では配位していたEtOHやCHC13が脱離していることが分かった。これに対してTb(tba-PMP)3(TPPO)の場合には化学構造上の変化は認められず安定に蒸着膜を形成することが分かった。結果を表1に示す。
予測不能事態に由来するストレスと性・体重発達の関係

寒冷、騒音、餌や水の欠乏などは生体にストレスを引き起こし、性や体重発達に大きな影響を与えるだけでなく、精神的機能にもまた影響することがよく知られている。これらの要因のなかでも、餌や水の欠乏によってもたらされる性や身体発達の遅滞は、研究者によりある場合にはストレスによるものとされ、また別の研究者によれば栄養学的要因に起因するものだとされた。本研究はこのような性と身体発達の遅滞が、ストレスによるものか、あるいは栄養学的要因によるものかを動物実験により、実験デザインを工夫することにより検討することを目的とした。さらに問題を発展させ、ストレスにより萎縮が見られた精巣と冬眠発生の関係を、同じ実験パラダイムを使って調べた。発達成長期にある雄のシリアハムスターを用いて、12週間にわたり水を剥奪した。剥奪の割合(日数)を等しくしたが、1日あるいは3日おきに規則的に剥奪する群と、実験期間中ランダムに剥奪する群とを設けた。両群は水を飲める割合は等しいチャンスが与えられているが、後者の群ではいつそれが剥奪されるかを予測できないため、よりストレスフルであると仮定された。同じ実験パラダイムで餌の剥奪をも行った。結果は餌あるいは水の剥奪それ自体より、それらがいつ剥奪されるかを予測できない場合、特に著しく、体重と精巣が抑制されることが明らかにされた。一方、餌の不足する寒冷期の冬をこのシリアハムスターは冬眠し、極力エネルギー消費の節約をはかることにより、やり過ごすことが知られている。この冬眠に入るためには、精巣が萎縮していることが必要であることも知られている。そのために、精巣を抑制することが明らかにされた上記の実験パラダイムはまた、冬眠を促進することが考えられよう。シリアハムスターを用いた実験の結果、餌や水がいつ剥奪されるかを予測できない場合は、同じ割合(日数)で剥奪しても、規則的に剥奪する事態と比べ、動物をより早く冬眠にはいらせ、より長く冬眠させることが明らかにされた。寒冷・騒音・餌や水の欠乏などは生体にストレスを引き起こし、性や身体発達といった身体機能だけでなく、精神的機能にも大きな影響を与える。このなかでも、餌や水の欠乏によってもたらされる性や身体発達の遅滞は研究者により、ある場合にはストレスと表現され、また別の研究者によれば栄養学的欠乏によるものと考えられている。このような性と身体発達の遅滞がストレスによるものか、あるいは栄養学的要因によるものかを決定することを目的とした。これを実験的に解決する方法として、次のパラダイムを考えた。すなわち、餌や水を剥奪する割合(日数)を等しくするが、一日あるいは三日おきといったように規則的に餌や水を剥奪するグループと、割合(日数)は同じでありながら、いつ餌や水が剥奪されるかを予測できないグループを設定する。この事態は動物が餌や水を摂取できるチャンスは同じに揃えてあるので、栄養上の条件は両グループとも等しいと考えることが出来るが、餌や水がいつ剥奪されるのかを予測できないため、後者の条件の方が動物にとってはよりストレスフルである、と仮定することができる。発達成長期にある3週齢のハムスターを用いて、12週間にわたり上記の手続きに従い実験した結果、水(実験1)や餌(実験2)が剥奪される割合(日数)が同じであっても、いつ剥奪されるかを予測できない動物はまったく剥奪のない統制群と規測的剥奪群と比べて、体重発達は著しく抑制された。

それだけでなく、精巣重量を指標として性発達をみた時、精巣重量も軽くなり、精発達も著しく抑制された。この成果はこの方面の国際学術誌、Physiology & Behaviorに掲載された。餌や水を剥奪する場合、それ自体動物に大きなストレスであるが、剥奪の割合(日数)が50%であっても、1日おきに規則的に剥奪する場合と、実験期間を通じ、いつ剥奪されるかを予測できない事態とでは、後者の方が前者に比べ、よりストレスフルとなり、精巣発達と体重増加を抑制することが、昨年度の実験から明らかにされた。一方、ある種の動物達は餌の不足する厳しい寒い冬には、このような環境と真正面から対決するというよりは、むしろこれを回避する行動をとることが知られている。自己の代謝と体温を著しく下げ、生きるに必要とされるエネルギー消費を極力節約することにより、冬を乗り切る。これが冬眠である。これまでのいくつかの研究によれば、冬眠が起こるためには精巣が萎縮していることが必要であることがわかってきた。そこで、本年度においては、同じ割合の水の剥奪であっても、いつ剥奪されるかを予測できない事態は規則的な剥奪と比べ、よりストレスフルであり、精巣発達の抑制は大きく、そのためにより早く冬眠に入り、より長く冬眠するという作業仮説をたて、実験検討した。被験動物には雄のシリアハムスター36匹を用い、統制群(N=12)、規則剥奪群(N=12)、ランダム剥奪群(N=12)の3群を設けた。実験群の2群においては実験期間中50%の割合で水を剥奪した。結果は仮説に従い、ストレスフルなランダム群が、他の2群に比べより早く、より長く冬眠した。
ゲーム理論的アプローチを用いた制御可能型P2Pコンテンツ配信に関する研究

Peer-to-Peer (P2P)コンテンツ配信では,サーバに加えて参加中のユーザ端末(ピア)も受信したコンテンツの断片(ピース)を他のピアに送信することで,サーバの負荷を軽減できる.このとき,ゲーム理論における知見を基に,他のピアからのピース取得には自らのピース提供が必要となる,Tit-for-Tat (TFT)戦略の導入により,ピアにピース送信を促すことができる.本研究では,サーバにおけるピース配送方式とTFT戦略を組み合わせることで,P2Pコンテンツ配信のサーバによる間接的な制御が可能となることを示した.Peer-to-Peer (P2P)コンテンツ配信では,サーバによる配信に加えてシステムに参加中のユーザ端末(ピア)も受信したコンテンツの断片(ピース)を他のピアに送信することで,サーバの負荷を軽減できる.このとき,ゲーム理論における知見を基に,他のピアからのピース取得には自らのピース提供が必要となる,Tit-for-Tat (TFT)戦略の導入により,ピアの積極的なピース送信を促すことができる.今年度は,ファイル型コンテンツを対象に,このようなTFT型P2Pコンテンツ配信をサーバが間接的に制御することのできる方式を設計した.まず既存研究に倣い,サーバにとって望ましいファイル配信を,ピア間での平均ファイル取得時間の最小化を目的とする線形整数計画問題として定式化した.既存研究では,すべてのノード(サーバもしくはピア)同士が互いのピースの保持状況を把握できることを前提としていたが,システムの自律分散性を高めるため,各ピアが一部のピアのピース保持状況のみを知ることができるものとした.その結果,ピアのアクセス回線容量に基づく階層構造と階層内・隣接階層間でのリング状のネットワークが最適なファイル配信に適していることを明らかにした.さらに,最適なファイル配信を実現するシステム内でのピースの流れ(ピースフロー)を分析することで,サーバのピース送信方式とピアのピース取得方式を設計した.サーバのピース送信方式は,アクセス回線の遅いピアから速いピアへと段階的にシステム内での流通量の少ないピース(希少ピース)を送信することで実現できる.一方,ピアのピース取得方式は,従来通りTFTによる制約の下,システム内の希少ピースを取得することで実現できる.ファイル型コンテンツを対象とした場合に,サーバがP2Pコンテンツ配信を間接的に制御するためには,ピア間のネットワーク構造とサーバのピース送信方式が特に重要となる一方で,各ピアのピース取得方式は従来通りで問題ないことがわかった.これらの知見は,研究計画を立案した際の予想に概ね従うものであり,また,それらの成果の一部については,国内研究会で2件発表を行い,内1件は賞を受賞することができた.以上のことから,本研究は概ね順調に進展していると判断している.Peer-to-Peer (P2P)コンテンツ配信では,サーバは常時システム内に存在する一方で,参加中のユーザ端末(ピア)については配信中でのシステムへの参加・離脱が生じうる.特にピアの途中離脱は,(1)サーバから離脱したピア(離脱ピア)へのピース(コンテンツの断片)の送信に要したサーバのアップロード回線容量が無駄になる,(2)離脱ピアから他のピアへのピース送信の機会が減少する,といった観点での悪影響が考えられる.そこで今年度は,このようなピアの途中離脱がP2Pコンテンツ配信の性能(ファイル取得完了したピアに対する平均ファイル取得時間)にどのような影響を与えるかについて検討した.配信サーバがコンテンツ配信開始前にどのピアがどの時点でシステムを離脱するかどうかを予測することは困難である.このような状況における最適なピースフロー(いつ,どのピアからどのピアにどのピースを送信するか)は以下の2段階の最適化の手順により導出できる.まず,ピアの途中離脱が生じないと仮定した場合のピースフロー決定問題,すなわち従来の整数線形計画問題Pをソルバにより解く.次に,ある時点tにおいてあるピアiが離脱するものと仮定すると,(a)問題Pで得られた最適なピースフローの中で,時点t以前のピースフローを保持する,(b)時点t以降,ピアiに対するピースの送受信が生じない,という制約を問題Pに加えた最適化問題P'を再度解くことにより,ピアの途中離脱が予測できない場合における最適なピースフローを導出することができる.また,元の問題にPに制約(b)のみを加えた問題P''は,サーバがピアの途中離脱を予測できる場合に相当する.数値実験により,P'とP''における最適なピースフローの違いを分析した結果,アップロード回線容量の大きなピアが配信初期に途中離脱する場合に性能の劣化が大きくなる傾向が確認された.ピアの途中離脱が生じる場合における最適なピースフローを導出するための手順を提案した.数値実験を通して,ピアの途中離脱がシステム性能に与える影響を明らかにした.これらの成果については電子情報通信学会総合大会において発表している.ただし対象とする整数線形計画については,ピア数やピース数の規模に対して計算量が予想より大きくなる傾向が見られた.この点に関しては,最適化問題における定式化を工夫するなど対処を進めているが,その他にもヒューリスティックな手法による準最適解の導出なども含め,今後も柔軟に対応を進める予定である.P2Pファイル配信システムの一つであるBitTorrentでは,ピア間での積極的なピース(ファイルの断片)交換を促進するために,ゲーム理論におけるtit-for-tat (TFT)戦略が導入されている.TFT戦略では,ピアは他のピアからピースを取得するためには,そのピアにピースを送信することが求められる.

その結果,TFT戦略の導入によりピアのただ乗り行為を抑制できることから,TFT戦略のP2Pストリーミングへの応用についても検討されている.しかしながら,TFT型P2Pストリーミング配信における最適なピースフローは明らかにされていない.本研究では,TFT型P2Pストリーミング配信を離散時間システムとしてモデル化し,ピア間での平均再生開始遅延時間の最小化を目的とした整数線形計画として定式化した.整数線形計画問題を既存のソルバCPLEXを用いて解くことで,最適なピースフローに関する数値例を取得した.最適なピースフローを分析することで,以下の点を明らかにした.(1)最適なピース選択はピースの再生順と希少性のバランスに基づいている,(2)最適なピア選択はピアの回線容量とストリーミング配信の段階に依存する,(3)ピース数は性能に影響しない,(4)再生開始遅延時間はピア数とサーバの回線容量の比で抑えられる,(5) TFT制約の緩和とシステム性能の改善度合いの関係.これらの知見は,サーバが適切に送信対象のピースとピアを選択することで,最適なTFT型P2Pストリーミング配信を実現できることを示唆している.Peer-to-Peer (P2P)コンテンツ配信では,サーバに加えて参加中のユーザ端末(ピア)も受信したコンテンツの断片(ピース)を他のピアに送信することで,サーバの負荷を軽減できる.このとき,ゲーム理論における知見を基に,他のピアからのピース取得には自らのピース提供が必要となる,Tit-for-Tat (TFT)戦略の導入により,ピアにピース送信を促すことができる.本研究では,サーバにおけるピース配送方式とTFT戦略を組み合わせることで,P2Pコンテンツ配信のサーバによる間接的な制御が可能となることを示した.配信対象のコンテンツとしては,ファイル型に加えてストリーミング型があることから,前年度までの知見を基に,TFT型P2Pストリーミング配信における最適なピースフローの分析,分散制御方式の確立を目標とする.最適なピースフローの分析においては,まずTFT型P2Pストリーミング配信を離散時間の最適化問題として定式化する.具体的には,まず先行研究におけるファイル型の場合と同様に,いつ,どこからどこに,どのピースが送信されるかを決定変数として定義する.制約条件についてはファイル型の際の制約条件と同様となる.一方,目的関数としては,各ピアがストリーミングの再生を要求してから再生を開始できるまでに生じる遅延時間(再生開始遅延時間)の平均の最小化として設計できる.この再生開始遅延時間は,決定変数からなる線形式として次のように表現できる.ストリーミング型では,ファイル型と異なり,ピース毎に再生順が決まっている.時点0ですべてのピースを保持している場合のk番目のピースの再生開始時刻はk-1で与えられる.
航空機離着陸時の非定常乱流LESに向けた安定かつ超高次精度な非構造格子法の開発

本研究では、離着陸時の航空機まわり非定常乱流をlarge eddy simulation (LES)で高精度かつ安定にシミュレーションするために、低エイリアシングエラーで超高次精度(空間8次精度)な非構造格子法(特にDG法)の開発を行う。研究の鍵は、DG法におけるエイリアシングの発生原理を解明し、削減手法を開発することにある。新しい試みとして、従来からある不十分な計算格子数で発生する計算格子エイリアシングに加えて、不十分な数値積分精度で発生する数値積分エイリアシングもあると考え、2つのエイリアシングの根本的な発生原理解明と削減手法開発を適材適所に行う。
高励起分子の振動無秩序状態への転化の分光学的研究

1.本研究は、多原子分子の高励起状態において「振動運動がどのように周期的運動からカオス的運動へ移行するのか?」また、「その変化をもたらすダイナミックスは何か?」という疑問に答えることを目標とする。2.この目標に沿って、多原子分子の振動量子準位の構造を広いエネルギー領域にわたって測定し、その準位エネルギーが基準振動のような周期的運動から説明できる限界を求める計画を立てた。高感度多チャンネル分光器を設置し、特定の回転振電準位の励起分子の発する蛍光分散スペクトルを測定し、電子基底状態の振動準位のエネルギー準位構造を分子振動の運動ダイナミックスに基づいて検討した。3.2酸化イオウ、2酸化窒素、アセチレンの各分子の振動量子構造の検討より、これらの準位は振動モード間の非調和共鳴のために階層的な構造をとることが判明した。すなわち、モード間の結合は、一般にエネルギー的に共鳴な準位間で起こり、特定のモード群が部分的なカオス的状況を作り出す。このような段階を経て、全モードが結合する状態に到達する。このような階層的な準位構造が、広いエネルギー範囲にわたる振動スペクトルに反映されることを確認した。4.アセチレンの振動高励起状態では、3段階以上の階層的準位構造をもつことを見出しているが、本研究では、とくにアセチレンの前期解離状態の固有関数の形状を蛍光スペクトルから追究する手掛りも得た。この結果は、解離反応の遷移状態を分光学的に観測する道を開くものである。1.本研究は、多原子分子の高励起状態において「振動運動がどのように周期的運動からカオス的運動へ移行するのか?」また、「その変化をもたらすダイナミックスは何か?」の疑問に答えることを目標とする。2.この目標に沿って、多原子分子の振動量子準位を高いエネルギー領域まで測定し、その準位エネルギーが基準振動を基礎にして解析し得るかどうかを検討する計画を立てた。本年度は高感度多チャンネル分光器による蛍光スペクトル測定システムを設置し、装置の立ち上げと性能の検証を主要な研究計画とした。設置した多チャンネル分光器は、25CM分光器(150,600,1200 gr/mmグレーティング付属)とイメージインテンシファイアを2段装着したMOSイメージセンサを有する。分散スペクトルの測定可能領域は、3つのグレーティングの切り替えで紫外可視のほぼ全領域(200-600 nm)から50 nmの狭い領域までの3段階を選択できる。3.装置の立ち上げと基本性能の検討の目的で、NOのA-X蛍光スペクトルを測定した。すなわち、A^2Σv'=0,J'=1.5の励起準位からX^2II状態の各振動準位への遷移のフランクコンドパターンが再現されること、分解能が理論値の0.2 nmであることを確認した。また、基本的な3原子分子として、NO_2のD^2B_2(0,0,0)状態からの蛍光分散スペクトルを測定し、C^2A_2の振動準位構造を求めることに成功した。NO_2のD状態波、前期解離野ため短寿命で、蛍光量子収率波10-5の桁であるにもかかわらず、蛍光分散スペクトルが測定できたことは、高励起状態の量子準位構造を求める初期の目標達成の基礎を築いたものと考えている。2.この目標に沿って、多原子分子の振動量子準位エネルギーを広いエネルギー領域で決定するために、昨年度、多原子分子の励起回転振電準位からの蛍光スペクル測定のために高感度多チャンネル分光器を設置した。この多チャンネル分光器によれば極微弱な蛍光分光を可能にし、振動準位エネルギーの規則性が低いエネルギー領域から高い領域へ移るにつれ失なわれる様子を明瞭に示された。

3.アセチレンのA-X蛍光スペクトルをA状態のトランスCH変角振動の励起準位を選択して測定した。その結果、基底電子状態のトランスCH変角振動は高い準位でシスCH変角振動との結合による分裂が観測され、この解析からDarling-Dennison共鳴による局部的なカオス状態を形成することが判明した。すなわち、アセチレンの基準振動の周期運動は、特定のモード間の共鳴的結合を経て、最終的な振動カオス状態に至ることが結論された。4.アセチレンのA状態のトランスCH変角振動の励起準位は、前期解離反応C_2H+Hを行うが、その蛍光分散スペクトルは前期解離状態の固有関数を反映するものであって、その形状を求めることを可能にした。アセチレンの振動準位構造の階層性は、他の分子、たとえば、NO_2についても実証された。
社会システムとしての有機系廃棄物の液肥化及び利用体系の確立

廃棄バイオマスの液肥化に取り組む国内4カ所の自治体を対象にして,材料確保液肥製造販売農産物流通を対象にした比較を実施した。その結果,し尿を液肥化する自治体は人口カバー率が100%であるが,厨芥を材料とする場合は大幅に低下することが確認された。また,バイオガスシステムが普及しているドイツにおける社会的な成立条件の検討も実施した。その結果,循環経済法が制定され,環境税の導入による税制優遇措置が整備されるなどのインセンティブが強く作用し,同時に,農家,企業,学術研究機関が連携した研究協力体制が有効に機能していることが確認された。廃棄バイオマスの資源化を事業化し地域住民への理解と協力を構築するための方法として,し尿の液肥化に取り組む福岡県築上町において学校教育プログラムの開発及び効果の検証を実施した。し尿液肥の効果を講義で学び,地元農産物を学校給食へ導入すると同時に,地元産の大豆を使用した味噌作り実習を行った結果,し尿液肥に関する認識が「偏見」から「町の自慢」へと変化した。また,生活面では,自分の健康を考えながら食材を選び,家庭で自分の手で調理するなどの食生活の変化が見られた。液肥の土中での詳細な肥効を確認するために,厨芥を材料とした液肥製造装置及び完全閉鎖型の植物栽培装置を試作し,コマツナの栽培試験を実施して液肥に含まれるアンモニア態窒素の動態を調査した結果,液肥の散布タイミングを適正に実施することで肥効成分のロスを招くことなくコマツナ栽培が実施できることを確認した。これらの知見より,液肥を用いた環境負荷の少ない栽培技術の確立が示唆された。廃棄バイオマスに由来した液肥の種類,品質,使用法に関するデータベース化の一貫として、福岡県築上町(旧椎田町)において、屎尿を材料とした液肥の肥効特性を調査した。調査対象地は、水田および大麦栽培圃場とし、アンモニア態窒素、硝酸態窒素及びリン酸の土壌中の動態および残存量を側定した。その結果、アンモニア態窒素およびリン酸については、土壌中に留まり圃場外へは流失しないことが確認された。しかし、硝酸化性が進むことにより、硝酸態窒素の流出や脱窒が生じ、窒素の肥効が低下することが確認された。肥料散布方法の調査として、専用機械を用いた直接散布、流し肥、ホースを用いた散布を対象にした調査を実施し、散布面積、必要人員、効率に関する類型化を実施した。その結果、専用機を利用した散布では10aあたり5トンの液肥を1520分で散布できることが判明した。また、ホースを用いた散布の場合であっても、一日35トンの散布が可能であった。以上より、液肥の生産量に見合った散布能力を確保することが液肥利用の成否を分ける要因となることが明らかとなった。福岡県築上町(旧椎田町)において実施されている液肥循環システムについて、町の子どもたちが理解し、その農業についてよく知り、さらに食生活改善につなげることを目的として、小学校5,6年生を通した循環授業プログラムに作り上げ、その効果を測定した。また、循環授業を、循環型社会を形成するための啓発事業として位置づけ、その手法および成果について事業評価をおこなった。また、地産地消を循環型社会の重要なテーマとして、その教育手法(食育)について、調査をおこなった。地域における循環型社会の成立条件を解明するため、長崎県北松浦郡小値賀町にて離島の地域循環システムに関する調査を行い、その実態と離島の地域循環の成立条件について明らかにした。

また,バイオガスシステムが普及しているドイツにおける社会的な成立条件の検討も実施した。その結果,循環経済法が制定され,環境税の導入による税制優遇措置が整備されるなどのインセンティブが強く作用し,同時に,農家,企業,学術研究機関が連携した研究協力体制が有効に機能していることが確認された。廃棄バイオマスの資源化を事業化し地域住民への理解と協力を構築するための方法として,し尿の液肥化に取り組む福岡県築上町において学校教育プログラムの開発及び効果の検証を実施した。し尿液肥の効果を講義で学び,地元農産物を学校給食へ導入すると同時に,地元産の大豆を使用した味噌作り実習を行った結果,し尿液肥に関する認識が「偏見」から「町の自慢」へと変化した。また,生活面では,自分の健康を考えながら食材を選び,家庭で自分の手で調理するなどの食生活の変化が見られた。液肥の土中での詳細な肥効を確認するために,厨芥を材料とした液肥製造装置及び完全閉鎖型の植物栽培装置を試作し,コマツナの栽培試験を実施して液肥に含まれるアンモニア態窒素の動態を調査した結果,液肥の散布タイミングを適正に実施することで肥効成分のロスを招くことなくコマツナ栽培が実施できることを確認した。これらの知見より,液肥を用いた環境負荷の少ない栽培技術の確立が示唆された。