hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反跳粒子検出法を用いたラジカル含有フッ素樹脂系イオン交換膜中の水素輸送機構の解明

フッ素樹脂系イオン交換高分子膜に放射線を約50kGyの吸収線量まで照射するとラジカルが形成され、プロトン伝導度が約3桁増加することを発見した。また、接触計、紫外・可視・赤外分光器およびイオンビーム分析の一つである反跳粒子検出法を用いて、イオン交換高分子膜表面の親水・疎水性の評価、フルオロカーボンラジカルやペロキシーラジカルおよびC=Oグループの不飽和結合等のラジカル欠陥種の判別および水素濃度分析を行い、ラジカルとプロトン間の相互作用を明らかにした。日本原子力研究開発機構高崎研究開発センターに設置されたガンマ線照射施設を利用して、旭化成製のパーフルオロスルホン酸系イオン交換高分子膜(Aciplex^R-SF:テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(4-メチル-3.6-ジオキサ-7-オクテン-1-スルホン酸)共重合物)をコバルト60(∧<60>Co)からの1.17および1.33 MeVのガンマ線を大気中において室温で最大414kGyの照射:量まで照射した。直流電気抵抗測定装置を用いて、イオン交換高分子膜のプロトン伝導度を測定した結果、約50 kGy以上まで照射されたイオン交換高分子膜の室温におけるプロトン伝導度は、未照射のイオン交換高分子膜のプロトン伝導度より約3桁高い値を示し、プロトン伝導特性の向上が確認された。この放射線化学反応によりイオン交換高分子膜に生成された欠陥種は、概存の紫外・可視・赤外分光器を用いることによりフルオロカーボンラジカルやペロキシーラジカルおよびC=0グループの不飽和結合であることが観測され、これらのラジカル欠陥種の生成量は照射量の増加と共に増加することが判明された。これらの実験結果により、放射線化学反応法によるプロトン伝導度の増加は、大気中の水の解離がイオン交換高分子膜表面に形成された分子鎖の切断や架橋であるラジカル欠陥種との相互作用により促進され、プロトン生成量および高分子膜表面からバルク内へのプロトン移動量の増加によって生じたと考えられる。大気および室温において960kGyの線量までガンマ線照射されたパーフルオロスルホン酸系イオン交換高分子膜のプロトン伝導度を直流電気抵抗法を用いて測定した。照射された高分子膜試料の室温におけるプロトン伝導度は約50kGyの線量で未照射のイオン交換高分子膜のプロトン伝導度の約3桁高い値を示し、新規なプロトン伝導機構が生成されることが判明した。しかしながら、プロトン伝導度は50kGy以上において一定の値を保ち、約600kGy以上では高分子膜が破壊されて測定不可能であった。次に、接触計および反跳粒子検出法を用いて照射された高分子膜表面の親水・疎水性の評価および水素濃度分布測定を行った。高分子膜試料表面における水吸収特性は約50kGy以上から急激に向上し、約200kGyから変化しなくなることがわかった。また、表面から約1200nmの深さまでに捕捉された水素濃度は線量の増加と共に増加することも確認した。さらに、親水性を有するラジカル欠陥種が照射量の増加と共に増加するが、プロトン伝導度の線量依存性とは異なることが紫外・可視・赤外光吸収測定によりわかった。次に、室温および大気において引張試験を行い、線量に対する機械特性の影響について調べた。ヤング率および最大破断応力は線量の増加と共にそれぞれ増加および減少したことから、高分子膜の機械的特性は照射誘起欠陥の生成に伴い劣化することが判明された。従って、50kGy以下におけるプロトン伝導度の増加は、高分子膜表面およびバルク内に生成された親水性のラジカル欠陥種が水の解離速度、プロトン生成量および高分子膜表面からバルク内へのプロトン移動速度を促進させたためと考えられる。50kGy以上では、ラジカル欠陥種量の増加に伴いプロトン生成量も増加するが、高分子膜構造が主鎖部の欠損により維持されなくなり、プロトン移動が阻害されるようになると考えられる。大気および室温においてガンマ線照射されたパーフルオロスルホン酸系イオン交換高分子膜のプロトン伝導度を直流電気抵抗法を用いて測定した。照射されたイオン交換高分子膜のプロトン伝導度は約50kGyの線量で未照射の高分子膜のプロトン伝導度の約3桁高い値を示し、プロトン伝導特性の向上が示唆された。50kGy以上の線量では、プロトン伝導度は線量に対して一定の値を示すことがわかった。次に、真空および室温においてガンマ線照射下における高分子膜のプロトン伝導度をその場で測定した。プロトン伝導度は約50kGyの線量では照射前のプロトン伝導度の約1.5倍程度増加するが、照射を止めると照射前の伝導度に戻ることが判明した。これは主に電子励起による伝導電子密度の増加のために生じる動的照射誘起現象であり、また、プロトン伝導度が放射線(ホットアトム)効果によって増加しないことを示している。

ここで水蒸気を真空装置に導入すると、プロトン伝導度は水蒸気暴露時間の増加と共に増加し、約1時間の暴露後には照射前のプロトン伝導度の約3桁高い値に達することがわかった。照射された高分子膜表面と水蒸気間の相互作用を接触計を用いて調べたところ、膜表面の親水性がホットアトム効果により向上することが明らかになった。さらに、反跳粒子検出法を用いて、照射された高分子膜の表面から約1200nmの深さまでに吸収された水素の捕捉濃度は、照射前に比べて増加することも確認した。ガンマ線照射により高分子膜中に生成された欠陥種は、紫外・可視分光器を用いることによりフルオロカーボンラジカルやペロキシーラジカルおよびC=0グループの不飽和結合であることが観測され、これらのラジカル欠陥種が水蒸気の解離速度、プロトン生成量および高分子膜表面からバルク内へのプロトン輸送機構を大きく変化させ、プロトン伝導度の増加を導いたと考えられる。
園芸作物における光合成産物の転流並びに代謝に関する研究

メロンの側枝の果実着生節の葉、及びキュウリの主茎上の着果節の葉に^<14>CでラベルされたCO_2を施与して光合成させ、2,4,8時間後に葉で生産された光合成産物の果実への分配率を調査したところ、^<14>CO_2施与後の時間経過とともに高くなった。転流経路に添って部位を分けて採取し、各部位への^<14C>の分配を調査した結果、光合成産物は、維管束走向に従って、果托から外果皮、中果皮、内果皮を経由して隔壁、胎座、種子へと転流し、その途中で果托柔組織や果汁へも移行するものと考えられた。また、果実の成熟初期(受粉後35日目)と収穫適期(受粉後55日目)の果実を着生している植物体について比較したところ、施与後の経過時間にかかわらず、^<14>CO_2施与葉からの転流率は受粉後35日目の果実を着生する株で高く、果実への分配率は55日目の果実を着生する株で高かった。次に、上記の各部位に含まれる糖を同定し、^<14>CO_2施与後の時間経過を追ってそれぞれの糖区分に分配された^<14>Cを分離定量した結果から、ウリ類の一次転流物質であるラフィノ-スを含む少糖類が転流中及び周辺組織へ移行中に分解されて、一,二糖類に変わるもとと考えられた。また、メロンの発酵果における炭水化物代謝についての基礎資料を得ることを目的として、発酵しやすい'夏系16号'と比較的発酵しにくい'東海H-60号'の2品種について調査したが、品種間の差異は認められなかった。セイヨウナシ'ラ・フランス'の切枝を用いて、果実に近い葉15-20枚に^<14>CO_2を施与して光合成させ、24時間後に果肉の可溶性区分と不溶性区分への^<14>Cの分配率を測定した結果、果肉でテンプン合成が行われるのは満開後約120日までであると考えられ、この時期のデンプン蓄積量が収穫適期の予測の資料となることが期待される。ブドウの結果枝では果実は主として同列の葉から光合成産物を取り込むことが明かになった。
「判検交流」の実証分析~三権融合の事例研究として

裁判官といえば、法廷で裁判実務に携わっている裁判官をふつうイメージする。しかし、現場を離れて裁判所行政に携わっていたり、司法と行政の垣根を越えて、行政機関のポストに出向している裁判官もいる。2権のあいだのこの人事交流を「判検交流」とよんでいる。本研究では裁判官の経歴を調べ、現場一筋ではなく「判検交流」など現場を離れた裁判官のほうが、キャリアパス上で優位なポストに就く傾向にあることを実証的に明らかにした。標記の研究課題を達成するためには,裁判官の経歴についてのデータベース化が不可欠な作業である。今年度においては,そのための資料収集とデータベース構築に多大な時間を割いた。具体的には,裁判官の人事異動がすべて掲載される『裁判所時報』を第1号からすべてを入手した。これと『全裁判官経歴総覧第四集』(公人社,2004年)および『官報情報検索データベース』,さらには『G-Searchデータベースサービス』を用いて,データベース化作業を行っていった。最初に手を付けたのは,最高裁事務総局の6局長,高裁8長官,同8事務局長,関東・東京・大阪の地(家)裁の11所長の歴代就任者である。これらを上記資料やデータベースを用いて確定させた。さらに彼らの経歴をポストごとに累積することによって,各ポストの司法行政上の特徴を探った。さらに,これらは同一の裁判官が相互に重複して就任していることに鑑み,それぞれの重複就任関係を明らかにした。たとえば,同じ高裁長官でも,東京高裁長官はすでに他の高裁長官の経験者が就いている一方,高松高裁長官になると,全員が初任の長官であった。両者の司法行政ポストとしての優劣関係は明白となった。これらの分析を通して,私は「経歴的資源」という仮説的概念をたどりっいた。司法行政上の歴任ポストを「資源」として蓄えて,出世の階梯を昇っていくのである。判事補時代に事務総局官房事務部局の局付になり,その後,同部局の課長になることは最強の「経歴的資源」であり,これを備えた者は事務総局官房事務部局の局長から事務総長,ひいては最高裁判事への道が開かれている。以上の成果は,別掲の拙稿「司法官僚の経歴的資源」で論述した。来年度はこの視角から「判検交流」に切り込んでいきたいと考えている。今年度は、全国に50ずつある地裁・家裁の所長への歴代就任者合計900名以上をリストアップして、彼らの出身大学や事務総局勤務、判検交流経験などの経歴的資源を割り出した。これらのデータを裁判所ごと、高裁管内ごと、地裁・家裁ごと、そして男女別にも目を配って、累積分析と比較分析を試みた。その結果、一口に地裁所長、家裁所長といっても、それぞれのポストには「個性」があることが明らかになった。第一に、高裁所在地地裁所長にはどこでも、比較的優位な経歴的資源をもつ裁判官が就いていた。それがとりわけ顕著なのはもちろん東京地裁である。エリート裁判官がここを経由してさらに高裁長官に上っていく。東京ほどではないが、大阪地裁所長就任者にも類似の傾向がみられた。東京・大阪をのぞく6管内では、高裁所在地地裁所長は管内の実務裁判官の「上がり」ポスト的性格をもっていた。第二に、8高裁管内相互の所長の異動を検討した結果、東京管内帝国主義ともよぶべき現象が析出された。裁判官は任官15年ほどで一つの高裁管内に定着する。しかし、地裁・家裁所長への就任者は東京高裁管内定着者が圧倒的なのである。それでも、前記のとおり、高裁所在地地裁所長には当該管内定着者が「孤塁」を守っている。ところが、それ以外の所長ポストには、東京管内定着者(大阪管内定着者も無視できない)が出世の一階梯として着任しているのである。第三に、地裁専任庁と家裁専任庁の所長就任者を比較した場合、地裁専任庁所長のほうが優位な経歴的資源をもつ裁判官が就いていた。また男女別でみると、女性裁判官の所長就任者のうち家裁所長に就いた者が圧倒的であった。「女は家裁」という人事慣行が確認できた。
赤芽球分化と巨核球分化決定機構の解析

本研究で用いたUT-7/GM細胞株は顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)で未分化のまま長期維持され、GM-CSFのかわりにエリスロポエチン(EPO)を添加すると一週間で殆どの細胞がヘモグロビン陽性の赤芽球へ分化する。いままでの研究でわかったことは、(a)UT-7/GMをGM-CSFで刺激するとSTAT1α、STAT3、STAT5が誘導されるが、EPOで刺激するとSTAT5のみが誘導され、STAT1αとSTAT3は誘導されない。しかし同時にGM-CSFを添加し、赤芽球分化を阻止するとSTAT1αとSTAT3が誘導されるようになる。(b)EPO添加によりG1期が延長し、GM-CSF添加によりこのG1期延長が解除される。本研究(平成9年度)では以下の点を明らかにした。(a)サイトカイン刺激とp21/WAF-1の発現:G1期の延長が赤芽球分化の引き金になっていることがわかったので、このG1期を制御していると思われるサイクリン依存性キナーゼ阻害因子p21の発現の違いをGM-CSF刺激とEPO刺激で比較検討した。GM-CSF刺激後1時間でp21/WAF-1mRNAの急激な発現上昇がみられた。しかしEPO刺激ではこのような一過性の発現上昇はなかった。さらにGM-CSF刺激下では1時間から3時間をピークとしたp21/WAF-1蛋白の発現を認めた。一方EPO刺激では6時間後にその発現がみられたが、その程度はGM-CSFに比して弱かった。(b)STAT蛋白とp21/WAF-1の発現:p21/WAF-1のプロモータ領域にはSTAT1α結合領域が3カ所認められる(TATAボックスから上流からSIE-1,SIE-2,SIE3と命名)。そこでこれらの領域を含む遺伝子にレポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子をつなぎ、レポーター活性を測定した。その結果SIE-1,SIE-2,SIE-3を含むプロモーターを用いた場合にGM-CSF刺激により最も高い活性が認められたが、EPO刺激ではその程度は低かった。一方SIE-3を除くとGM-CSFによるその活性は著明に低下した。そこでSIE-3に結合するSTAT蛋白の同定を試みた。その結果GM-CSFによるSIE-3に結合するSTAT蛋白はSTAT1αとSTAT5のヘテロダイマーであることがわかった。以上の結果からGM-CSF刺激後に認められるp21/WAF-1の発現にはSTAT1αとSTAT5の活性化が深く関与していることが明らかになった。
高効率・高安定シリコンLEDの開発と光集積化

シリコン発光ダイオードの高効率化・安定化を実現する有力な方法を開発するとともに、ナノシリコンの新しい機能を見いだし、モノリシック光集積化の基盤技術を固めることができた。研究期間において得られた主な成果を以下にまとめる。(1)シリコンLEDの高効率化と安定化発光性ナノシリコン結晶に効率的なキャリア注入を行う方法を開発し、赤色発光素子の外部量子効率を1%以上に、外部電力効率を0.4%にまで向上することに成功した。これらは従来の値を大幅に更新する当該分野のトップデータである。また、発光を安定化する指針を明らかにできた。これらにより、実用的な効率と寿命をもつシリコン発光素子実現の見通しが得られた。(2)酸化処理なしの発光波長制御表面酸化処理をせずに,陽極酸化条件の変化のみによって発光帯を緑・青色領域まで制御でき、またそれらの発光を安定化する表面終端法をつきとめることができた。(3)ナノクリスタルの新規機能の発見双安定不揮発メモリ、弾道電子放出、超音波発生など、量子サイズ系に特有と思われる機能を見いだし、シリコンの新しい技術的可能性を提示した。(4)光集積の要素技術3次元埋め込み形PS光導波路を設計し、通常では困難な曲がり導波路をモノリシッククプロセスによって作製し、動作特性を解析した。また、共振器構造の素子において、屈折率変化やキャリア注入に基づく新しい非線形光学効果を確認した。シリコン発光ダイオードの高効率化・安定化を実現し、モノリシック光集積化の基盤を固めることをめざして研究を行った。初年度において得られた主な成果を以下にまとめる。1シリコンLEDの高効率化と安定化シリコンに陽極酸化処理を施したポーラスシリコン(PS)層を電気化学的に酸化し、発光性ナノクリスタルの増大とリーク電流の減少を同時に実現する手法を開発した。その結果、赤色帯エレクトロルミネセンスの外部量子効率が1.1%というこれまでにないトップデータを報告した。これにより、実用的な効率の発光素子実現の見通しが得られた。2酸化処理なしの発光波長制御自然酸化や熱酸化によらずに,陽極酸化直後の光照射エッチングによって制御される緑・青色発光試料においても単結晶のバンド分散が保持されていること、それらの発光効率が表面終端に敏感であることがわかった。3ナノクリスタルの新規機能の発見発光に関連して、非線形光学応答、双安定不揮発メモリ、弾道電子放出、熱音響効果による超音波発生など、量子サイズ系に特有と思われる機能を見いだすことができた。これらはナノシリコンの多様な応用展開を期待させる。4光集積の要素技術3次元埋め込み形PS光導波路を設計・試作し、伝送損失などを評価した。屈折率コントラストの高いコア・クラッド構造を形成できることから、通常では困難な曲がり導波路を作製できることを確認した。シリコン発光ダイオードの高効率化・安定化を実現し、モノリシック光集積化の基盤を固めることをめざして研究を行なった。今年度において得られた主な成果を以下にまとめる。(1)シリコンLEDの高効率化と安定化昨年度に開発した高効率化の方法を発展させ、赤色帯エレクトロルミネセンスの外部電力効率0.4%を達成した。(2)酸化処理なしの発光波長制御表面酸化処理をせずに,陽極酸化条件の変化の変化のみによって発光帯を緑・青色領域まで制御でき、表面終端によってそれらの発光を増大かつ安定化できることがわかった。(3)ナノクリスタルの新規機能の発見発光に関連して見いだした、双安定不揮発メモリ、弾道電子放出、超音波発生など、量子サイズ系に特有と思われる機能をについてさらにくわしい解析を行った。(4)光集積の要素技術3次元埋め込み形PS光導波路を設計し、通常では困難な曲がり導波路をモノリシックプロセスによって作製し、特性を評価した。また強励起により、屈折率変化に基づく新しい非線形光学効果が生じることを確認した。
日本語における引用述語省略現象

本研究は、日本語で、引用構文の主部となるべき発話述語「言う」および思考述語「思う」が省略される現象(引用述語省略現象)を対象とした。先行研究の整理の後、研究対象となる現象の下位タイプへの分類、各タイプの形態的特徴・機能的特徴・分布(省略が可能となる条件)の考察を行った。また、引用述語省略現象についてこれまで提案されてきた二つのアプローチである「省略説」「構文説」を比較し、その長短について検討した。本研究は、日本語で、引用構文の主部となるべき発話述語「言う」および思考述語「思う」が省略される現象(引用述語省略現象)を対象としている。初年度には(1)先行研究の整理、(2)研究対象となる現象の下位タイプへの分類(3)各タイプの形態的特徴、機能的特徴、および分布(省略が可能となる条件)の考察を行ったが、本年度は、考察をさらに進め、研究成果の一部を論文にまとめて発表することができた。また、引用述語省略現象についてこれまで提案されてきた2つの考え方、「省略説」「構文説」の2つを比較してその長短を論じる日本語論文を単著として執筆し、『茨城大学留学生センター紀要11号』に投稿して掲載された。初年度は、(1)先行研究の整理、(2)研究対象となる現象の下位タイプへの分類、(3)各タイプの形態的特徴、機能的特徴、および分布(省略が可能となる条件)の考察、(4)コーパス資源を活用した用例の収集、に取り組んだ。第二年度は、データ収集と考察をさらに進め、論文の執筆を行った。具体的な成果としては、日本語における引用の文法・意味的特徴を整理し、引用述語省略現象の分類・記述・考察を行った英語論文(佐野真一郎氏との共著)が、引用構文に関する論文集Quotatives: Cross-Linguistic and Cross-Disciplinary Perspectives (John Benjamins社より2012年に発行)に掲載された。また、引用述語省略現象についてこれまで提案されてきた二つのアプローチである「省略説」「構文説」を比較してその長短を論じる日本語論文(単著)を、『茨城大学留学生センター紀要11号』に投稿し、掲載された。最終年度は、(1)引用述語省略現象のより精緻な記述のための、コーパス資源を利用した実例収集およびデータベース作成、(2)引用述語省略現象の、Sign-Based Construction Grammar (記号基盤構文文法)の枠組みにもとづく分析の構築、(3)他言語(朝鮮語、アフリカ系諸言語)における関連現象との対照を目的とした文献収集、に取り組んだ。2014年度以降、成果を論文にまとめ、発表する予定である。研究初年度である本年度は、引用・話法研究についての文献調査を行い、近年の研究における主要な課題と成果を確認した。また、研究テーマである引用述語省略現象について、日本語および多言語の先行研究においてどのような記述・分析がなされているかを整理した。また、引用述語が生起するさまざまな環境(文末、従属節内部、慣用句の一部)を検討し、引用述語省略の分類・整理を行った。より具体的には、「連用修飾型引用述語省略」、「文末型引用述語省略」、「名詞修飾句における引用述語省略」、「主題句における引用述語省略」、および「譲歩節における引用述語省略」という5つのタイプに分類した。最初に挙げた2つは字義的に用いられる引用述語の省略であり、続く2つは慣用句の中に現れる引用述語の省略である。また、最後のものは、字義的に用いられる引用述語の省略、慣用句中に現れる引用述語の省略のどちらでもありうる。さらに、5つのタイプの省略について、それぞれの形態的特徴、機能的特徴、および分布(省略が可能となる条件)を考察した。Isabelle Buchstaller氏(Leipzig University)、Ingrid van Alphen氏(University of Amsterdam)、佐野真一郎氏(国際基督教大学)といった海外・国内の研究者と情報交流を行った。研究対象となる言語現象の理解を深め、網羅性の高い記述を行うことができた。記述・考察をまとめた論文2点を執筆・発表することができた。先行研究の整理とデータの収集を行い、ある程度現象の記述・分析を進めることができた。公式の場での口頭発表の機会はなかったが、佐野真一郎氏と共同で論文の草稿を執筆することができた。「文末型引用述語省略」と名付けられた現象(例「山田さん、今日は来られないって」)について、その機能を文末表現(終助詞等)の機能に関する先行研究の知見のなかに位置づけることを試みる。

また、主語や目的語の省略など、自然言語に広く見られる「省略」という現象について、理解を深め、「省略」全般と比較して「引用述語省略」にどのような特徴が見られるかを考察する。引き続き、文献調査とデータの収集・検証を行い、分析をより精緻なものにすることに務める。また、引用述語の省略がもたらす語用論的効果についても考察を行う。特に、「文末型」引用述語省略について、その機能を文末表現(終助詞等)の機能に関する先行研究の知見のなかに位置づけることを試みる。研究テーマに関連する図書を購入する。研究に必要な消耗品を購入する。研究成果の発表や情報交流のために、国内外の学会・研究会に参加する。研究に必要な消耗品(プリンターのトナーなど)を購入する。
マルチチャンネル最小二乗平均を用いた複数話者の発話に頑健なハンズフリー音声認識

遠隔環境下で音の生成を定式化し、伝送路の伝達特性を自動的に推定し、様々な残響環境に対して頑健な残響除去および残響除去の信頼性を用いる後処理を行い、高精度な残響処理を実現した。また、パワースペクトル減算(SS)の代わりに,一般化SSを用いたブラインド残響除去法を提案し,パワーSSに基づくブラインド残響除去法に対してエラー率が大幅に削減できた。さらに、実環境(会議室)の残響を含んだ音声を収録し評価に用いた。人工残響音声と同程度のエラー削減率を達成した。なお、非定常雑音である音楽を含む残響音声に対して,本提案のマルチチャンネル最小二乗平均を基づく一般化スペクトルサブトラクション(GSS)によるブラインド残響除去法とICA(独立成分分析)に基づくブラインド音源分離を組み合わせる方法を提案しました。実環境下で音の生成を定式化し、伝送路の伝達特性を自動的に推定し、異なる残響(異なる残響時間や部屋)や異なる認識タスク(孤立単語認識と大語彙連続音声認識)に対して頑健な残響除去および残響除去の信頼性を用いる後処理を行い、高精度な残響処理を実現した。具体的には以下の通りである。(1)スペクトルサブトラクションを用いて異なる残響特性の違いに頑健な残響補正:既に、本研究発足のための先行研究として、インパルス応答の後部残響の影響を加算性雑音と見なし、スペクトルサブトラクションを使って、残響音声とインパルス応答のパワースペクトルを用いてクリーン音声のパワースペクトルを推定する方法を提案してきた。平成22年度で、大語彙連続音声認識による評価とこの手法に用いられるパラメータ変化による影響分析や改善手法の効果を比較評価した。提案法は様々な残響環境やタスクに対して頑健な結果が得られた。(2)ミッシングフィーチャ理論を用いる残響補正:推定するインパルス応答の長さが実際のインパルス応答長より短いことやインパルス応答のパラメータの推定誤差などの原因で、ある区間のある周波数範囲でうまく補正できない場合もあり得る。本研究では、まずスペクトル減算によって残響を補正し、前時刻の信号の影響を軽減してから、各時刻の周波数毎にSRR (Signal-to-Reverberation Ratio)を自動的に算出し、SRRの値から計算したスペクトルの信頼度を補正されたスペクトルにかけることで重み付けを行う。従来法より良い認識性能が得られた。また、パワーSSの代わりに,一般化SSを用いたブラインド残響除去法を提案し,パワーSSに基づくブラインド残響除去法に対してエラー率が大幅に削減できた。今までの人工残響音声と同程度のエラー削減率を達成した。(1)一般化SSによる残響除去:先行研究において、任意の指数パラメータを与える一般化SSはパワーSSより効果的な雑音抑圧法であることが示されている。本研究では、一般化SSを用いて後部残響を除去する方法を提案した。一般化SSは残響環境下において、パワーSSと従来法より大幅な性能を改善した。(2)残響と定常雑音の同時補正:本研究では、加算性雑音も考慮する。加算性雑音が定常雑音の場合、まず、文先頭の無音区間を利用し加算性雑音のスペクトルを推定し、加算性雑音を除去する。次に、上記の方法を用いて残りの残響を補正することによって、二段階で雑音や残響を補正する。(3)実環境での評価:実環境の残響を含んだマルチチャンネル残響音声を収録し、残響除去法の評価に用いた。実験の結果として,発話単位CMNを利用しただけの場合と比べて,残響除去法を適用することで、使用したチャンネルの組み合わせ全てに対して大きな性能改善が見られた。複数音源(音楽と音声)が同時に存在する環境下で,本提案のマルチチャンネル最小二乗平均による残響除去手法を拡張し,雑音・残響を同時に正確に補正し,頑健な遠隔発話の音声認識法の研究を行う。非定常雑音である音楽を含む残響音声に対して,本提案のマルチチャンネル最小二乗平均を基づく一般化スペクトルサブトラクション(GSS)によるブラインド残響除去法とICA(独立成分分析)に基づくブラインド音源分離を組み合わせる方法を提案しました。本研究では,ICAの代表的なアルゴリズムであるFastICAを改善したEfficient FastICA (EFICA)を用いる。まず,EFICAに基づく音源分離によって音楽と音声を分離する。

その分離音声から推定したインパルス応答を用いてGSSに基づく残響除去を適用し,後部残響を除去する。その後,特徴量抽出時のCMNによって初期残響の影響を除くように正規化する。この方法を評価するために,残響環境下において非定常的な雑音である音楽が背景雑音として重畳された音楽重畳音声を用いる。SNR(信号雑音比)を変化させ人工的に作成した音楽重畳音声と実環境で収録した音楽重畳音声に対してこの手法を評価した。人工環境で,全てのSNRで音源分離と残響除去の適用によって大幅な改善が見られた。従来法に比べ,SNR 20 dB,10 dB,0 dBのときのエラー削減率はそれぞれ44.2%,48.9%,24.9%を達成した。実環境で,従来法に比べ41.9%のエラー削減率を達成した。この結果はSNRが同程度である0 dBと10 dBの人工音楽重畳音声のときのエラー削減率に匹敵し,本手法は実環境で収録した音楽重畳音声に対しても有効であることが分かった。交付申請書に記載した「研究の目的」の定常雑音と残響の同時除去を実現して、人工残響音声と実環境で収録した音声を評価した。さらに、交付申請書に予定してない一般化SSを用いて後部残響を除去する方法を提案した。24年度が最終年度であるため、記入しない。実環境における複数音源の残響と雑音の同時補正各時刻で音源数の自動推定および残響音声の自動検出によって、雑音と複数音源からの残響が同時に存在しても、厳密に定式化するように提案法を拡張する。ある時刻では、ある音源だけから発話していることを仮定すると、音源からマイクロフォンまでの伝達特性が推定できる。本研究では、雑音除去と各時刻で音源数の自動推定によって、残響の特性をブラインド的に推定する。複数の音源からマイクロフォンまでの伝達特性を利用し、提案する残響処理手法により複数音源の残響の補正を同時に行うことができる。
超柔軟素材を用いた分岐・伸展トーラス機構を基軸とするロボット駆動体の設計と具現化

本研究では,より短時間で高い速度で伸展・分岐を可能とする構造として,「ヒモムシの吻構造」に着目した.また,トーラス構造の伸展動作と湾曲動作を両立させる手法として,円筒膜の蛇腹折りとローラ,ワイヤを利用した方式を提案した.従来の方式は大直径化が困難なことや大きな曲率が生成できないこと,3次元的な全方向湾曲が困難なこと,袋の厚さにより繰り出しの抵抗が大きくなること,内部構造と袋との間に摺動が生じること,湾曲動作と伸展動作の同時生成が困難なことが課題となっていた.そこで,本研究では蛇腹折りした円筒袋とその内部のワイヤ駆動式の湾曲装置で構成される機構を提案した.蛇腹構造により,ワイヤ牽引時に大きな曲率が期待できる.また,蛇腹構造は湾曲装置の外周に設けられた複数のローラを袋に押し付けて突っ張ることで生成する.このため,湾曲時でも袋は内部の装置のローラとのみ接触し,袋の伸展動作時の摺動抵抗が軽減される.円筒形状のウレタンシート袋を試作し,その内部でローラを突っ張らせて折り目の“山"を作り,全体として袋を蛇腹折り形状とした.第一段階での具現化においては,試作簡易性を重視し,断面が矩形になる蛇腹折を採用した.湾曲や袋の繰り出し動作でも大きな抵抗なく動作できることを確認した.また,分岐を構成する方法に関しては,自己修復性材料を用いてトーラス構造を構成し,自ら切断しては修復する機能を備え付けることで,一旦切断されたところから伸展し,最終的には周囲の部材と融合して枝分かれ構造を構築することが可能になると考え,その機構の元として,2次元ファスナ機構なる切断・修復機能を備えた機械要素や破損部を修復するロボット血管などの修復材搬送機構に関しても考案し,そのアイディアに基づき実機具現化を進めている段階にある.下記の理由により,区分としては上記の内容が妥当であると判断している.(1)湾曲トーラス構造に関しては,概ね順調に進んでいる.(2)分岐トーラス構造においては非常に挑戦的案テーマ設定ゆえ,まだ課題は残るものの,植物という観点ではなく,従来のバイオミメティクスでは取り組まれた例がない,ヒモムシ吻構造への着目による,生物学的解明と工学的応用という,分岐トーラス構造のテーマ拡張.(3)分岐部という非常に挑戦的な構造生成のために,自己修復性材料に着目し,それにより,単体でも十分成り立ちうるレベルのテーマ設定として,2次元ファスナ機構や,ロボット血管などのアイディアを創出した点.これらは,「破けたとしても能動的に自己修復する」という,これまでのソフトロボットの最大の課題であった柔軟ボディの破損という問題を根底から解決しうる画期的なアイディアである.ソフトロボット学の学術的な底上げに貢献することはもちろんのこと,当研究チームが考案・具現化を精力的に進めている,ソフトロボットへの耐切創・高耐久性の布袋カバーとのテーマの組み合わせ,発展の流れとしても非常に相性がいいものであり,これからの本領域における大きな道筋を明確に示すことができたアイディアとなっている点は評価に値すると考えられる.今後は,柔剛切替メカニズムの基礎,耐切創性布袋カバーに加え,ロボット血管を1つの柱と据えて,分岐トーラス構造の実現を目指す.ロボット血管においては,生物の血液における血小板の機能を工学的に機能抽出したうえで,速乾性をより上げることや,乾燥後の強度をさらに高めるなど,人工的にその機能を拡張させたものを実現できるようなテーマ設定とする.例えば,生物には不可能であるが,人工的には2層同心円状に血管チューブを配置することなどは,工学的には十分に可能であり,その対称性は,傷の深さにより治り具合を変えることができるという点でも効果的で意味のある構成となる.また山形大学の古川英光先生の研究チームとの共同研究において,粘性が限りなく低く,速乾性があり,乾いた後にも柔軟性を有する液体素材の開発に取り組み,これをチューブ状の構造に流すことにより,より破損時の迅速な修復機能を実現できるものとみて,研究を促進していく予定である.本研究では,より短時間で高い速度で伸展・分岐を可能とする構造として,「ヒモムシの吻構造」に着目した.また,トーラス構造の伸展動作と湾曲動作を両立させる手法として,円筒膜の蛇腹折りとローラ,ワイヤを利用した方式を提案した.従来の方式は大直径化が困難なことや大きな曲率が生成できないこと,3次元的な全方向湾曲が困難なこと,袋の厚さにより繰り出しの抵抗が大きくなること,内部構造と袋との間に摺動が生じること,湾曲動作と伸展動作の同時生成が困難なことが課題となっていた.そこで,本研究では蛇腹折りした円筒袋とその内部のワイヤ駆動式の湾曲装置で構成される機構を提案した.蛇腹構造により,ワイヤ牽引時に大きな曲率が期待できる.また,蛇腹構造は湾曲装置の外周に設けられた複数のローラを袋に押し付けて突っ張ることで生成する.このため,湾曲時でも袋は内部の装置のローラとのみ接触し,袋の伸展動作時の摺動抵抗が軽減される.円筒形状のウレタンシート袋を試作し,その内部でローラを突っ張らせて折り目の“山"を作り,全体として袋を蛇腹折り形状とした.第一段階での具現化においては,試作簡易性を重視し,断面が矩形になる蛇腹折を採用した.湾曲や袋の繰り出し動作でも大きな抵抗なく動作できることを確認した.

また,分岐を構成する方法に関しては,自己修復性材料を用いてトーラス構造を構成し,自ら切断しては修復する機能を備え付けることで,一旦切断されたところから伸展し,最終的には周囲の部材と融合して枝分かれ構造を構築することが可能になると考え,その機構の元として,2次元ファスナ機構なる切断・修復機能を備えた機械要素や破損部を修復するロボット血管などの修復材搬送機構に関しても考案し,そのアイディアに基づき実機具現化を進めている段階にある.下記の理由により,区分としては上記の内容が妥当であると判断している.(1)湾曲トーラス構造に関しては,概ね順調に進んでいる.(2)分岐トーラス構造においては非常に挑戦的案テーマ設定ゆえ,まだ課題は残るものの,植物という観点ではなく,従来のバイオミメティクスでは取り組まれた例がない,ヒモムシ吻構造への着目による,生物学的解明と工学的応用という,分岐トーラス構造のテーマ拡張.(3)分岐部という非常に挑戦的な構造生成のために,自己修復性材料に着目し,それにより,単体でも十分成り立ちうるレベルのテーマ設定として,2次元ファスナ機構や,ロボット血管などのアイディアを創出した点.これらは,「破けたとしても能動的に自己修復する」という,これまでのソフトロボットの最大の課題であった柔軟ボディの破損という問題を根底から解決しうる画期的なアイディアである.ソフトロボット学の学術的な底上げに貢献することはもちろんのこと,当研究チームが考案・具現化を精力的に進めている,ソフトロボットへの耐切創・高耐久性の布袋カバーとのテーマの組み合わせ,発展の流れとしても非常に相性がいいものであり,これからの本領域における大きな道筋を明確に示すことができたアイディアとなっている点は評価に値すると考えられる.今後は,柔剛切替メカニズムの基礎,耐切創性布袋カバーに加え,ロボット血管を1つの柱と据えて,分岐トーラス構造の実現を目指す.ロボット血管においては,生物の血液における血小板の機能を工学的に機能抽出したうえで,速乾性をより上げることや,乾燥後の強度をさらに高めるなど,人工的にその機能を拡張させたものを実現できるようなテーマ設定とする.例えば,生物には不可能であるが,人工的には2層同心円状に血管チューブを配置することなどは,工学的には十分に可能であり,その対称性は,傷の深さにより治り具合を変えることができるという点でも効果的で意味のある構成となる.また山形大学の古川英光先生の研究チームとの共同研究において,粘性が限りなく低く,速乾性があり,乾いた後にも柔軟性を有する液体素材の開発に取り組み,これをチューブ状の構造に流すことにより,より破損時の迅速な修復機能を実現できるものとみて,研究を促進していく予定である.
肝虚血再灌流後の肝転移における反復虚血の転移抑制効果についての検討

(1)対照群では虚血葉、非虚血葉ともに、どの時間でも発現を認めなかった。(2)虚血葉では、連続虚血群(以下、連続群)、間歇虚血群(以下、間歇群)ともに再灌流1時間後にピークとなり漸減した。12時間後以降は発現を認めなかった。(3)非虚血葉では、連続群、間歇群ともに再灌流3時間後にピークとなり漸減した。(4)虚血葉、非虚血葉ともに連続群は対照群と比べて有意に発現が増加し、間歇群は連続虚血群と比べて有意に減少した。本実験に使用したラット大腸癌細胞RCN-H4はE-selectinのリガンドであるsLeXを発現しているので、以上の結果からE-selectin低発現となる間歇虚血では癌細胞の内皮細胞接着が制限され、肝転移が減少したと推察された。(1)3群共に再灌流(対照群は閉腹後)1、3、6時間後に下大静脈から採血しIL-1、TNF-α濃度をELISA法にて測定したが、有効な結果は得られなかった。我々の過去の研究では、連続虚血で血中TNF-αが有意に増加し、間歇虚血で有意に減少するごとが分かっており、またTNF-αはE-selectin発現の強力なinduserであるとされる。これらのことから、虚血によって局所で誘導され再灌流で放出されるTNF-αが、非虚血葉での転移形成やE-selectin mRNA発現ピーク時間のずれに関与していると推察された。1.肝虚血再灌流後の肝転移形成について実験計画に記載した3群(対照群、連続虚血群、間歇虚血群)間で比較検討した結果以下の知見を得た。(1)肝転移結節総数(個)は、対照群:0.6±0.54、連続群:1114.2±384.4、間歇群:32.0±40.7で、連続群は対照群に比べ有意に増加したが、間歇群は連続群に比べ有意に減少していた(P<0.005)。(2)虚血葉、非虚血葉に分けても同様の結果であった。(3)結節重量(g)も間歌群は連続群に比べ有意に減少していた(P<0.005)。(4)肝虚血による癌転移の促進効果は間歇虚血によって虚血葉、非虚血葉ともに抑制されることが明らかとなった。2.肝虚血後癌転移の機序について細胞接着因子であるE-selectinに着目し、以下の実験を行った。3群とも再灌流後(対照群は閉腹後)1、3、6、12、24時間後に肝を採取し、RT-PCR法にて虚血葉、非虚血葉ともにE-selectin mRNA発現を定量した。間歇群では連続群に比べE-sdectin mRNA発現の低下が予測されるが、結果については現在検討中である。3.LacZ遺伝子を形質導入した腫瘍細胞の脾臓注入後肝転移形成に至る細胞動態をβ-ガラクトシダーゼ染色にて経時的に検討した。60分間連続虚血後に腫瘍細胞を脾臓注入すると6時間後には類洞外の肝実質内へ、7日後には肝被膜下に到達し、肉眼では認知できない微小転移巣を形成することが明らかとなった。脾注後超早期(6時間以内)、後期(7日以後)については現在検討中である。
第一原理格子不安定解析による析出強化超合金の界面原子構造設計データベース構築

第一原理計算による格子不安定性解析を,平成19年度はX族元素(Ni,Pd,Pt)ならびにXI族元素(Cu,Ag,Au),平成20年度はIV族(Ti,Zr,Hf),VI族(Cr,Mo,W)について行い,[001]方向短軸引張・圧縮,静水圧引張・圧縮など様々な変形モードにおける不安定ひずみを算出した.これまで解析した元素を含めて,格子不安定となるひずみにおける臨界応力σ_<33>を,無負荷平衡状態での弾性係数C_<33>で無次元化して整理すると,臨界ひずみε_<33>に対してσ_<33>/C_<33>が一直線上に分布することが分かった.この直線の傾きは[001]単軸引張では0.379,単軸圧縮では0.637であった.静水圧引張解析の場合,同じように格子不安定となるときの平均応力σmを引張前の体積弾性率B_0で無次元化すると,体積ひずみε_vに対してσm/B_0が直線となり,その傾きは0.389であった.この直線関係の物理的意味はまだ定かではないが,合金強度評価のめやすとなる可能性がある.第一原理計算による格子不安定性解析を,平成19年度はX族元素(Ni,Pd,Pt)ならびにXI族元素(Cu,Ag,Au),平成20年度はIV族(Ti,Zr,Hf),VI族(Cr,Mo,W)について行い,[001]方向短軸引張・圧縮,静水圧引張・圧縮など様々な変形モードにおける不安定ひずみを算出した.これまで解析した元素を含めて,格子不安定となるひずみにおける臨界応力σ_<33>を,無負荷平衡状態での弾性係数C_<33>で無次元化して整理すると,臨界ひずみε_<33>に対してσ_<33>/C_<33>が一直線上に分布することが分かった.この直線の傾きは[001]単軸引張では0.379,単軸圧縮では0.637であった.静水圧引張解析の場合,同じように格子不安定となるときの平均応力σmを引張前の体積弾性率B_0で無次元化すると,体積ひずみε_vに対してσm/B_0が直線となり,その傾きは0.389であった.この直線関係の物理的意味はまだ定かではないが,合金強度評価のめやすとなる可能性がある.本研究では,種々の格子構造について「第一原理格子不安定解析」を行うことにより,析出強化超合金の界面原子構造設計につながる重要な知見を,電子レベルから精密に評価することを目的とする.これまで,界面転位発生の臨界ミスフィットの評価や第三元素添加による界面安定化など,Ni,Ni_3Alを対象とした第一原理格子不安定解析を実施してきた.一方,第4ならびに第5世代の超合金開発では様々な元素が試行錯誤で添加されていることをふまえ,電子レベルからの界面原子構造設計の指針となるデータベース構築を目指し,周期表に従って種々の元素に対する「格子不安定マップ」を第一原理格子不安定解析により作成する.本年度は,10族元素(Ni,Pd,Pt)ならびに11族元素(Cu,Ag,Au)について[001]方向に引張を与える静力学解析を行い,応力-ひずみ曲線のピーク(静力学解析での理想強度)と,弾性剛性係数の正値性が失われる「格子不安定点」について検討した.応力-ひずみのピークは,いずれの元素もひずみ0.3程度で生じるが,そのピーク応力は1235GPaと広く分布し,10族元素のNi,Pd,Ptの方が11族元素のCu,Ag,Auより大きな値を示した.一方,格子不安定となるひずみは,いずれの元素も上述のピークひずみより前に生じ,0.030.17と元素によりばらついた.対応する応力も428GPaと分布するが,横軸に格子不安定となるひずみ,縦軸にその際の応力をとって整理すると全ての元素が同一直線上に乗ることが明らかになった.一般化されたフックの法則とも言うべきこの格子不安定ひずみ一応力直線の傾き,すなわちヤング率は約160GPaであったが,その物理的意味については未だ不明であり,今後さらなる検討を進めていく.本研究では,種々の格子構造について「第一原理格子不安定解析」を行うことにより,析出強化超合金の界面原子構造設計につながる重要な知見を,電子レベルから精密に評価することを目的とする.第4ならびに第5世代の超合金開発では様々な元素が試行錯誤で添加されていることをふまえ,電子レベルからの界面原子構造設計の指針となるデータベース構築を目指し,周期表に従って種々の元素に対する「格子不安定マップ」を第一原理格子不安定解析により作成する.本年度は, 4族(Ti, Zr, Hf), 6族(Cr, Mo, W)と11族(Cu, Ag, Au)元素の[001]方向単軸引張・圧縮,静水圧引張を行い,格子不安定となる臨界ひずみを算出した.これまでの解析で得られている元素の格子不安定ひずみを含めて,格子不安定となるひずみにおける臨界応力σ_<33>を,無負荷平衡状態での弾性係数C_<33>で無次元化して整理すると,臨界ひずみε_<33>に対してσ_<33>/C_<33>が一直線上に分布することが分かった.

この直線の傾きは[001]単軸引張では0.379,単軸圧縮では0.637であった.静水圧引張解析の場合,同じように格子不安定となるときの平均応力σ_mを引張前の体積弾性率B_0で無次元化すると,体積ひずみε_vに対してσ_m/B_0が直線となり,その傾きは0.389であった.この直線関係の物理的意味はまだ定かではないが,合金強度評価のめやすとなる可能性がある.
初任期教師の国語科実践的知識の研究

初任期教師の成長を国語科授業の実践的知識の獲得とその成長という観点から探究した。結果は、以下の通りである。(1)初任期の1-3年目の教師は、授業ルーティンを確立し、その上に授業デザインと授業遂行の技術を習得する。また、子ども理解を深め、子どもとの関係づくりに慣れていく。これらを初任者研修指導教員などのメンターが支えている。(2)教師の初任期から中堅期への移行期である6-8年目においては、学校で中核的な働きを求められる中で、同僚性を深め、学校全体の中での自分の動き方や位置づけが明確になる。(3)6-8年目においては、これまでの自分の授業観、学習者観、学習観を変化させていく契機がある。初任期の小学校教師が反省的実践家として、力量形成していく過程を国語科の授業分析を通して事例的に研究していくことを研究の目的としている。そのために、教師の授業スタイルの変容に着目して、次の二つの視点から捉えようと試みた。第一は、インタビューや実践記録などをもとにして、教師の《ライフヒストリー》から、巨視的に捉える視点である。第二は、教師の《カリキュラム経験》から、微視的に捉える視点である。平成20年度の研究実施計画では、次の2段階の研究を予定していた。(1)文献研究による先行研究と分析枠組みの確認(2)実践のデータ収集これらに基づいて、本年度は、以下のような成果をあげることができた。第一に、教師教育研究や国語科教育研究、教育方法学研究、心理学研究などの文献によって、本研究の基礎となる先行研究の把握と、分析枠組の確認を行うことができた。まずは、研究の基盤が出来た。これは次年度以降も引き続き行い、補っていく予定である。第二に、教職1年目の小学校教師と6年目の小学校教師の授業データとインタビューデータをそれぞれ1名ずつ分、収集することが出来た。1人は、未知の世界に参入していく初任期の最初の1年間という激動の時期を過ごしている教師であり、もう一人は、実践の中で力量形成を行いつつ、初任期から中堅期へ脱皮していこうとする教師である。これらのデータを対照することで、初任期の国語科実践的知識の有り様を明らかに出来るのではないかと考えている。次年度は、これらのデータ分析と行いつつ、さらにデータ収集に努め、精度を上げていきたい。平成21年度の研究実施計画では、次の2段階の研究を予定していた。(1)<文献による先行研究と分析枠組みの確認>引き続き文献によって、本研究の基礎となる最新の研究の把握と、分析枠組の確認を行う。(2)<実践のデータ収集と分析>研究対象とするのは、2人の初任期の小学校教師である。教職経験1年目から2年目の教師、6年目から7年目の教師を対象に、初任期に入ったばかりの教師と、初任期を脱しようとしている教師の事例をライフヒストリー研究、授業研究、同僚性の研究の観点から分析していく。これらに基づいて、本年度は、以下のような成果をあげることができた。第二に、教職1-2年目の小学校教師と6-7年目の小学校教師の授業データとインタビューデータをそれぞれ1名分、ずつ収集することが出来た。これらのデータから、初任期の国語科実践的知識の具体的な様相を分析していった。次年度も、さらにデータ収集に努め、これらのデータ分析を行いつつ、まとめを行っていきたい。平成22年度の研究実施計画では、次の3段階の研究を予定していた。(1)文献による先行研究と分析枠組みの確認(2)実践のデータ収集と分析:小学校での教職経験

3年未満の教師、6年目から8年目の教師を対象に、初任期に入ったばかりの教師と、初任期を脱しようとしている教師の事例の収集(3)分析とまとめこれらに基づいて、本年度は、以下のような成果をあげることができた。1)教師の初任期の1-3年目においては、まず教師の授業ルーティン(発問の仕方、指名の仕方など)を確立し、こどもとの関係づくり、保護者との関係づくり、教師との同僚性を機会あるごとに深めていくことが最重要であること。2)教師の初任期から中堅期への移行期である6-8年目においては、学校での様々な校務分掌において中核的な働きを求められるようになる。その中で、同僚性を深め、研究的な観点を深めていく中で、学校全体の中での自分の動き方や位置づけが明確になってくること。3)さらに、移行期である6-8年目においては、これまでの自分の授業観、学習者観、学習観を変化させていく契機を授業の中で見つけ、様々なメンターにアドバイスされる中で、授業を変えていくことができること。
シュタルクライダーによる大気中の電解分布のリモートセンシング

雷雲の発生をモニターする技術としてはマイクロ波レーダーなどが使われているが、直接雷の発生を予知するものではない。本研究では大気中に発生する電界の空間分布をレーザー分光法を用いて直接リモートセンシングする全く新しいタイプのライダーを提案している。本研究は、シュタルクライダー研究の第一段階として、どのような分子を使い、どの波長を用いればどの程度の電界まで計測可能かを理論的・実験的に明らかにし、「シュタルクライダー」の具体的イメージを確立することにある。差分吸収ライダーによってそれらをどの範囲で検知できるかは、レーザーレーダー方程式を用いたシミュレーション解析によって推測できる。本年度は新しく提案した「シュタルクライダー」の実現可能性について理論的考察を行なった。その具体的成果は次の通りである。1.ライダー方式の検討大気中にある分子のリモートセンシング法はこれまで種々行われてきているが、その中で上述の目的に適合した方式を検討した結果、第1は差分吸収ライダー(DIAL)、第2は感度は下がるがラマンライダーが有効であろうとの結論を得た。2.DIALの検知感度のライダー方程式による推定そこで第1候補のDIALに関し、可変波長赤外線レーザーを用いた場合の検知感度や計測距離などをライダー方程式により解析した。3.各種分子のシュタルク効果文献やHITRANデータベースにより赤外部に吸収を持っ各種分子が電界によってどの程度シュタルクシフトするかを調査し、ターゲットとなる分子を定めた。その結果現段階ではNH_3が最も適していることが判明したが、大気中に存在する微量のNH_3ではライダー計測ができないため、大気中にシ-ドする必要がある。大気中に存在する分子ではH_<>2OやCH_4が有力であるが、そのシュタルクシフトに関しては今後検討していく予定である。
双対アプローチによる多要素集計関数の推定と一般均衡モデルへの応用

本研究は,生産関数や効用関数等の実証モデルとして標準的な一次同次CES型多要素集計関数について,その双対関数から導かれるモデルの定式化に基づき,回帰式の係数から代替弾力性を,定数項から集計量を推定する方法を開発する。従来の一階条件に基づく定式化に比べ,双対関数に基づく定式化は,サンプルサイズを確保しやすい横断面方向の自由度が利用できるため,短期的で多要素の実証モデルの推定に適しているといえる。本研究は双対アプローチの特徴を利用し,多要素による多部門の費用関数,代表消費者の間接効用関数,輸入財の集計関数などの推定を行い,実証的な双対関数系による多地域多部門多要素の動学的一般均衡モデルを構築する。
上皮組織における基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカン・パールカンの役割

上皮組織とくに歯胚および口腔粘膜の上皮構築における基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカン・パールカンの役割を解明する目的で、パールカン上皮細胞過剰発現系トランスジェニックマウスを作製し、歯胚組織および口腔粘膜における病的変化について、組織学的および分子生物学的に検索した。さらに歯胚エナメル器を分離後、星状網様細胞の初代培養をおこない、パールカン過剰発現の有無による細胞形態の変化について解析をおこなった。その結果、歯胚組織においては、胎生期Tgマウス臼歯でエナメル器星状網の細胞間隙が著明に拡大し、エナメル器形態の変化とともにエナメル器内の細胞分化にも乱れが生じていた。生後臼歯では、歯冠形態が鈍縁化し、同時に歯根離開も観察された。さらに、Tgマウス歯胚組織の遺伝子発現の解析結果より、出生前後で線維芽細胞増殖因子をはじめとする各種成長因子やMsx-2などの転写因子の遺伝子発現上昇が確認された。したがって、パールカンはエナメル器内の成長因子や転写因子の発現調節に関わり、歯胚エナメル器細胞の分化と、歯冠および歯根形態の誘導を制御していることが示された。さらに、口腔粘膜上皮では、基底細胞の配列の乱れおよび多層化が観察され、上皮過形成ないしは異形成等の口腔粘膜疾患の発症過程において、上皮細胞間へのパールカン過剰沈着が関与している可能性が示唆された。以上、本研究結果より、上皮細胞が産生する細胞外基質としてのパールカンが、歯胚組織および口腔粘膜上皮の形態形成を調節していることがあきらかとなり、他の上皮組織(皮膚、皮膚付属器、唾液腺等)の恒常性維持にも重要な役割を果たしていることが推察された。したがって、上皮内基質が上皮組織の構築を制御しているという新たな観点から、今後の上皮再生医療の発展に貢献が期待される研究展望がえられた。上皮組織とくに歯胚および口腔粘膜の上皮構築における基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカン・パールカンの役割を解明する目的で、今年度はパールカン上皮細胞過剰発現系トランスジェニックマウスの作製に着手した。上皮細胞に特異的に発現するケラチン5プロモーターにマウスパールカンcDNAを連結した導入遺伝子を作製し、コンストラクトの確認の目的で、ヒト上皮細胞にリポフェクション法にてトランスフェクションをおこなった。24・48・72時間後にRNAを抽出し、RT-PCR法にてパールカン遺伝子発現の変化を確認し、同時に培養細胞を抗パールカン抗体をもちいた間接蛍光抗体法にて細胞染色を施した。遺伝子添加群において、24時間後にパールカン遺伝子発現が上昇し、細胞質内にはパールカン蛋白質が蓄積していることが確認された。その後、導入遺伝子を調整し、マイクロインジェクション法にてB6C3F1マウス受精卵に注入し、パールカントランスジェニック(Tg)マウスを作製した。胎生期および出生後のTgマウス頭部組織について、パラフィン切片作製後、HE染色、各種細胞外基質分子の免疫染色、さらに電子顕微鏡観察により組織学的解析をおこなった。その結果、歯胚組織においては、胎生期Tg臼歯でエナメル器星状網の細胞間隙が著明に拡大し、同部にはパールカンが高度に沈着していた。エナメル器の形態変化とともに、エナメル器内の細胞分化にも乱れが生じていた。さらに、Tgマウス歯胚組織の遺伝子発現の解析結果より、出生前後で線維芽細胞増殖因子をはじめとする各種成長因子の遺伝子発現の上昇が確認された(研究発表1,2)。