hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原子核変形の新しい側面

本研究計画「原子核変形の新しい側面」では,原子核の四重極及び八重極変形について,静的なもの及び動的なもの両者に関して,様々な角度から研究した。研究に用いた理論的手段は,相互作用するボゾン模型である。質量数が130前後のXeやBaのアイソトープは,ガンマ不安定変形を起こす事が知られており,このような構造は相互作用するボゾン模型では,O(6)対称性の極限により記述される。この共同研究では,^<130>Baという原子核に於いて,このO(6)対称性がどこまで成立しているかを,特にサイドバンド状態のエネルギー準位に注目して研究した。その結果,O(6)対称性がきわめて良く成立している事を,ケルン大学の新しい実験データが示している事が確められた。O(6)対称性による記述は完全なものではあるが,数学的に過ぎて,あまりにも抽象的である。つまり,それによっては物理的直観が得られないという欠点がある。所が,この共同研究の過程で,大塚は,拡張された意味でのフォノン的構造をO(6)対称性が持っている事を見出し,ケルン大学のブレンターノらとそれを完成させた。この考え方では,O(6)対称性は変形度が有限の平衝状態の上にのっかった,フォノン励起と解釈され,はるかに直観的になる。現在,この考え方をO(6)対称性がこわれている場合へ拡張する研究を東京大学とケルン大学で共同して進めている。相互作用するボゾン模型による量子カオスの研究も並行して進められた。水崎,大塚,ブレンターノによる回転減乗(Rotational Damping)に於けるガンマ不安定変形効果の研究,及び,吉永とブレンターノによる巾とカオスの関係の研究が行なわれてきた。両者とも大変興味深い成果を出しつつあり,現在も精力的に研究が行なわれている。相互作用するボソン模型の内,陽子-中性子の自由度の入っている,陽子-中性子相互作用するボゾン模型(IBM-2と通常略称)の研究も行なわれた。XeやBaで質量数130近辺の原子核では,磁気的遷移が異常に強くなる事が,大塚と筑波大学の古野によって指摘されている。それについての実験データがケルン大学にて得られて,その解析を共同して行っている。IBM-2にさらに奇粒子をつけ加えたものを,IBFM-2(Interacting Boson-Fermion Model)というが,それによって奇核に於けるハサミ型モードの研究を行って,ケルン大学のチルゲスらの行った実験の結果と比べるべく研究している。これは,主に吉田が行っている。吉田,大塚は,IBFM-2を用いて,^<125>Xeや^<127>Xeという原子核のレベル構造を研究して,ケルン大学のグループによって最近まとめられた実験データの解析を行った。実験で求められたエネルギー準位及び,分岐比について非常によい一致が見られて双方にとって大変満足のいく結論が得られつつある。今後は,以上の研究を継承発展されると同時に,O(6)対称性に於けるフォノン構造の研究により得られた,“Q-フォノン"の概念を一般化すべく,振動核から回転核までをカバーする,新しいフォノンの概念を発展させつつある。IBM-2にさらに奇粒子をつけ加えたものを,IBFM

-2(Interacting Boson-Fermion Model)というが,それによって奇核に於けるハサミ型モードの研究を行って,ケルン大学のチルゲスらの行った実験の結果と比べるべく研究している。これは,主に吉田が行っている。吉田,大塚は,IBFM-2を用いて,^<125>Xeや^<127>Xeという原子核のレベル構造を研究して,ケルン大学のグループによって最近まとめられた実験データの解析を行った。実験で求められたエネルギー準位及び,分岐比について非常によい一致が見られて双方にとって大変満足のいく結論が得られつつある。今後は,以上の研究を継承発展されると同時に,O(6)対称性に於けるフォノン構造の研究により得られた,“Q-フォノン"の概念を一般化すべく,振動核から回転核までをカバーする,新しいフォノンの概念を発展させつつある。
18世紀初期イギリス文芸紙の発達過程の研究

本研究においては、まず18世紀イギリス文芸紙の原初的形態が、ニュース報道を主体とする新聞のうちに芽生えていたことを確認した。観察者と田舎者の会話によってニュースを伝える『オブザヴェイター』がそのよい例である。つぎに、基本的には政治評論紙であるデフォーの『レヴュー』が文芸紙の成立に決定的に重要な役割を果したことをつきとめた。『レヴュー』の「ザ・スキャンダラス・クラブ」欄は、礼儀作法改善の意図といい、クラブという場の設定といい、『タトラー』と『スペクテイター』の原型なのである。しかし、この素晴しい思いつきをデフォーは十分利用しなかった。それは、半年余りで消え、かわりに現れた「諸報」欄は、評論本体と同じくあまりに生真面目である。18世紀イギリス文芸紙発展史上における『タトラー』と『スペクテクター』の重要性に関しては、研究者の間で常識になっているが、その意義づけは必ずしも明らかではない。本研究では、この2紙は、一つの着想から、フォリオ半裁版の新聞で可能な最高の表現形態へと次第に発展していったところにあると考えた。そして、それは、他紙との競争によって実現されたと推測した。なぜなら、『タトラー』が誕生したことで、『レヴュー』はますます政治評論紙的になり、反対に『タトラー』は最初もっていた政治評論紙的な性格を捨ててゆき、そのために2紙の共存状態がつくりだされているからである。また、挑戦的な性格の『イグザミナー』の登場により、隔日刊の『タトラー』が廃刊となり、さらに穏やかな性格の登場人物を配した日刊の『スペクテイター』が刊行されてもいるからである。本研究は、最後に『スペクテイター』以後すぐれた文芸紙が現れなかった原因を探り、それを捺印法の成立によって多くの文芸紙が廃刊に追いこまれ、競争状態が消滅したことに求めた。
胃粘液糖蛋白質の胃疾患との関連についての基礎研究

実験動物のラットを材料に胃組織中の胃粘液糖蛋白質に関して以下の3点を中心に検討した.(1)胃の部分による比較:胃酸を分泌する胃底腺を有する胃体部と幽門腺を含む前庭部について比較した.(2)系統に関する比較:実験的にラットに胃潰瘍をつくることが出来るが,潰瘍にかかりやすい系統とかかりにくい系統があり,それらについて比較した.(3)酸に対する胃粘液糖蛋白質の量的変動:酸分泌促進剤により内的に酸分泌を亢進した場合と塩酸を経口投与して外来性に胃内を過酸にした場合に関して比較した.その結果,ラットの胃の粘液糖蛋白質は胃体部でも前庭部でも分子量が600万以上と非常に高分子であり,また,蛋白質分解酵素で消化を受て低分子化するが一様に分解を受けるのではなく分子量が4050万ごとに蛋白質分解酵素に感受性を示す部位を有する構造であることが明らかになった.また,ブタやヒトの胃粘液糖蛋白質はジスルフィド結合を還元切断することによりサブユニットに解離するが, 50万になるという説と200万になるという説が存在する.ラットの場合には前庭部では4050万のサブユニットよりなり,胃体部では4050万と200万以上の2種類のサブユニットよりなることを明らかにした.以上の点にかんしてラットの系統(Wistar,SD,Donryu)によって定性的には相違は認められなかった.アスピリンで急性の胃粘膜障害を作ると粘液糖蛋白質は胃大部でも前庭部でも量的に低下するが,胃体部では分子量が200万以上のサブユニットが4050万のサブユニットに比べ相対的に増加することが観察された.酸に対する影響は粘膜表面のpHが3以下になると粘液糖蛋白質は減少したが,酸分泌刺激剤(ヒスタミン・ガストリン)投与で粘膜表面のpHが3以下に低下させる直前の用量で粘液糖蛋白質量を増加させた.この現象は塩酸の投与では認められなかったことから,胃酸分泌にともなって生じる何らかの生体防衛反応と考えられた.実験動物のラットを材料に胃組織中の胃粘液糖蛋白質に関して以下の3点を中心に検討した.(1)胃の部分による比較:胃酸を分泌する胃底腺を有する胃体部と幽門腺を含む前庭部について比較した.(2)系統に関する比較:実験的にラットに胃潰瘍をつくることが出来るが,潰瘍にかかりやすい系統とかかりにくい系統があり,それらについて比較した.(3)酸に対する胃粘液糖蛋白質の量的変動:酸分泌促進剤により内的に酸分泌を亢進した場合と塩酸を経口投与して外来性に胃内を過酸にした場合に関して比較した.その結果,ラットの胃の粘液糖蛋白質は胃体部でも前庭部でも分子量が600万以上と非常に高分子であり,また,蛋白質分解酵素で消化を受て低分子化するが一様に分解を受けるのではなく分子量が4050万ごとに蛋白質分解酵素に感受性を示す部位を有する構造であることが明らかになった.また,ブタやヒトの胃粘液糖蛋白質はジスルフィド結合を還元切断することによりサブユニットに解離するが, 50万になるという説と200万になるという説が存在する.ラットの場合には前庭部では4050万のサブユニットよりなり,胃体部では4050万と200万以上の2種類のサブユニットよりなることを明らかにした.以上の点にかんしてラットの系統(Wistar,SD,Donryu)によって定性的には相違は認められなかった.アスピリンで急性の胃粘膜障害を作ると粘液糖蛋白質は胃大部でも前庭部でも量的に低下するが,胃体部では分子量が200万以上のサブユニットが4050万のサブユニットに比べ相対的に増加することが観察された.酸に対する影響は粘膜表面のpHが3以下になると粘液糖蛋白質は減少したが,酸分泌刺激剤(ヒスタミン・ガストリン)投与で粘膜表面のpHが3以下に低下させる直前の用量で粘液糖蛋白質量を増加させた.この現象は塩酸の投与では認められなかったことから,胃酸分泌にともなって生じる何らかの生体防衛反応と考えられた.
全能性発現の分子機構

本研究は全能性の発現の過程を,脱分化・増殖・分化・種子形成・発芽・老化の素過程に分けて研究を分担して進めている.脱分化過程については,タバコ葉肉細胞のプロトプラストがカルスを形成する脱分化過程に発現する遺伝子同定のために, cDNAライブラリーの作成を開始した.増殖の過程では,タバコ同調培養細胞の細胞周期の各期に遺伝子を導入し,細胞周期依存プロモーターの検索システムを確立することができた.一方ユリの花粉細胞の減数分裂のDNA組換え酵素, recombinaseの単離,抗体作成,遺伝子単離へと研究が進められており, recombinaseの純化に成功した.次の素過程,分化については,ニンジン培養細胞で単細胞から高頻度,同調的に不定胚を誘導する実験系を用いて, DNA・RNA合成, mRNACa++の局性分布が不定胚形成過程で発現し,またその過程でタンパクパターンの変動があるなどが明らかにされた.またニンジン,タバコ培養細胞で,分化の植物ホルモンによる制御をオーキシン,サイトカイニン合成酵素遺伝子を導入して分化との関連を追究した.また遺伝的腫瘍を生ずるタバコ雑種細胞で腫瘍化をinvitroで自由に制御できる条件が確立された.次の全能性発現の大きな局面は種子の形成と発芽については,ナタマメの種子成熟期のマーカータンパクであるカナバリンとコンカナバリンのcDNAをクローニングし,このうち前者の全塩基配列を決定した.またヤエナリ種子の発芽のさい,子葉のアミラーゼの合成に対する胚軸の役割の分子生物学的な追究がおこなわれた.一方レタスで組織特異的に発現する形質としてグルタミン合成酵素のcDNAのクローン化とその全塩基配列も決定され,またハツカダイコン子葉では老化の伴うこの酵素の発現制御が研究された.さらにオーキシン結合タンパクの遺伝子発現に対する作用も追究され,全能性発現の分子機構解明へのアプローチが進んでいる.本研究は全能性の発現の過程を,脱分化・増殖・分化・種子形成・発芽・老化の素過程に分けて研究を分担して進めている.脱分化過程については,タバコ葉肉細胞のプロトプラストがカルスを形成する脱分化過程に発現する遺伝子同定のために, cDNAライブラリーの作成を開始した.増殖の過程では,タバコ同調培養細胞の細胞周期の各期に遺伝子を導入し,細胞周期依存プロモーターの検索システムを確立することができた.一方ユリの花粉細胞の減数分裂のDNA組換え酵素, recombinaseの単離,抗体作成,遺伝子単離へと研究が進められており, recombinaseの純化に成功した.次の素過程,分化については,ニンジン培養細胞で単細胞から高頻度,同調的に不定胚を誘導する実験系を用いて, DNA・RNA合成, mRNACa++の局性分布が不定胚形成過程で発現し,またその過程でタンパクパターンの変動があるなどが明らかにされた.またニンジン,タバコ培養細胞で,分化の植物ホルモンによる制御をオーキシン,サイトカイニン合成酵素遺伝子を導入して分化との関連を追究した.また遺伝的腫瘍を生ずるタバコ雑種細胞で腫瘍化をinvitroで自由に制御できる条件が確立された.次の全能性発現の大きな局面は種子の形成と発芽については,ナタマメの種子成熟期のマーカータンパクであるカナバリンとコンカナバリンのcDNAをクローニングし,このうち前者の全塩基配列を決定した.またヤエナリ種子の発芽のさい,子葉のアミラーゼの合成に対する胚軸の役割の分子生物学的な追究がおこなわれた.一方レタスで組織特異的に発現する形質としてグルタミン合成酵素のcDNAのクローン化とその全塩基配列も決定され,またハツカダイコン子葉では老化の伴うこの酵素の発現制御が研究された.さらにオーキシン結合タンパクの遺伝子発現に対する作用も追究され,全能性発現の分子機構解明へのアプローチが進んでいる.
凍結胚による効率的遺伝子操作マウスの開発システムの確立

標的遺伝子組換えマウスを得るには、目的の相同組換え体ES細胞と胚とからキメラマウスを作成する必要がある。キメラマウスを作る手段の一つとして、胚盤胞にES細胞を注入する方法がある。この注入キメラ法は、ES細胞、胚盤胞、受容雌を準備する必要があるが、これらを計画にそって確実に準備することはきわめてむずかしい。多くの場合、準備された受容雌の数が胚盤胞の数に比べて多かったり、逆に少なかったりするなどの無駄が生じる。そこで本研究においては、凍結胚盤胞を使用し、受容雌の数に応じてこれを融解することにより、キメラマウス作成過程の省力化と安定化を試みた。自然交配より得られた胚盤胞を、我々が開発したガラス化凍結保存法を用いて、液体窒素タンクに保存した。凍結胚盤胞を計画に従って融解し、それにES細胞を注入し、キメラマウスを作成した。キメラマウスは、成熟後交配させ、ES細胞由来遺伝子の子孫への伝達の有無を確認した。ガラス化凍結胚盤胞80個の融解後の生存成績は、80%(64/80)であった。正常な胚すべてにそれぞれES細胞を注入し、偽妊娠雌マウスに移植したところ2匹の雄キメラマウスが得られた。このキメラマウスの両方からES細胞由来の産仔が得られた。また同様に、それぞれ別々の標的遺伝子組換え体ES細胞6種類から、ガラス化凍結胚盤胞を用いた標的遺伝子組換えマウスの作成を試みた。その結果、融解後得られた正常な胚盤胞のそれぞれにES細胞を注入した結果、ES細胞を注入した胚盤胞の約15%がキメラマウスに発生し、これらのマウスからES細胞由来の遺伝子が伝達された産仔が得られた。このことから、凍結胚盤胞から、標的遺伝子組換えマウスを作成することができることが実証され、統御することがむずかしいマウスの生理によって無駄の多かったキメラマウス作成の効率が格段に向上した。遺伝子導入マウスを作成するためには、遺伝子を注入するための前核期受精卵と、遺伝子を注入した胚を移植するための仮親マウスが必要である。これらはあらかじめ確実に計画数を実現するのは難しく、どちらかが無駄になる場合が多い。そこで凍結卵を用いて、実験計画を単純化することを試みた。凍結卵に関して従来から利用されている緩慢凍結保存法は、多くの時間を要し、さらに高価な器機等を必要とする。そこで本研究では、我々が開発した簡単で迅速に凍結保存が可能な、ガラス化保存法を用い、前もって大量の前核期受精卵を凍結保存し、それらを融解し、操作を施し、Tgマウスを計画的に作成できないかを検討した。体外受精により、約500個の前核期受精卵を作成した。次にそれらを室温で1MDMSO溶液に入れた後、0°C(氷水)で高濃度の凍結保存液を加え、さらに5分間0°Cに保存してから液体窒素に浸漬し、凍結した。また融解は、試料を液体窒素中から取りだし、室温で6090秒放置後、37°Cの0.25Mショ糖溶液を添加し、融解した。計画に従って融解した正常前核期受精卵にDNAを注入し、2細胞胚芽の段階で仮親マウスの卵管への移植により産仔まで発生させTgマウスを得た。得られた産仔は、生後約4週間で尾の一部から、DNAを採取しサザン法により、導入遺伝子の有無を調べた。凍結融解により得られた正常な237個の前核期受精卵に遺伝子を注入した結果、遺伝子を注入した胚の約80%にあたる193個が正常な2細胞胚芽に発生した。次に発生した2細胞期胚の全てを仮親マウスの卵管に移植したところ、分娩後得られた産仔34匹の遺伝子解析の結果から、7匹(3.6%)のマウスに、導入遺伝子が確認された。

その結果、融解後得られた正常な胚盤胞のそれぞれにES細胞を注入した結果、ES細胞を注入した胚盤胞の約15%がキメラマウスに発生し、これらのマウスからES細胞由来の遺伝子が伝達された産仔が得られた。このことから、凍結胚盤胞から、標的遺伝子組換えマウスを作成することができることが実証され、統御することがむずかしいマウスの生理によって無駄の多かったキメラマウス作成の効率が格段に向上した。
絨毛癌細胞株におけるインヒビン・サブユニットの発現および関与について

インヒビンαサブユニットのノックアウト・マウスを作成すると、雌雄ともに性索間質性腫瘍が生後5週齢までに卵巣精巣に発生することが報告されている。このようにインヒビンαサブユニットが性腺において癌抑制遺伝子として作用していることが示唆されている。インヒビンαサブユニットは絨毛細胞にも発現しており、絨毛細胞においても癌抑制遺伝子として作用することが示唆される。今回、正常絨毛組織および絨毛癌細胞株をもちいてインヒビン各サブユニットの蛋白、mRNAの発現について検討した。正常絨毛において、インヒビンαサブユニットの局在はsyncytiotrophoblastに認められた。また、インヒビンαサブユニットのmRNAは妊娠5週よりNorthern blot法によりその発現が確認された。また、インヒビンβAサブユニットの局在はsyncytiotrophoblastにみられ、mRNAもRT-PCRにて確認された。一方、絨毛癌細胞株ではインヒビンαサブユニットは免疫組織化学的検討、およびNorhern blotにおいても発現を認めなかった。インヒビンβAサブユニットはmRNAの発現をRT-PCRにて認め、蛋白の局在も細胞にみられた。現在、インヒビンαサブユニットの遺伝子を増幅し、その塩基配列を検討しているところである。イニヒビニαサブユニットのノックアウト・マウスを作製すると雌雄ともに性索間質性腫瘍が生後5週齢までに卵巣・精巣に発生すると報告された。このようにイニヒビニαサブユニットが性腺において癌抑制遺伝子として作用していることが示唆されている。またイニヒビニαサブユニットは絨毛組織にも発現しており、絨毛組織においても癌抑制遺伝子として作用することが想定される。今回、正常絨毛組織および絨毛癌細胞株を用いてイニヒビニ各サブユニットの蛋白、mRNAの発現について検討を行っている。正常絨毛においてイニヒビニαサブユニットの染色はsyncitio troplioblastに認められ、またmRNAは妊娠5週よりNorthern blotlingによりその発現が確認された。一方、絨毛癌細胞株(JAR、JEG)において、イニヒビニαサブユニットは免疫組織学的検討、および、Northern blotlingにおいても発現を認めなかった。β_A、β_B-サブユニットの発現については現在検討中である。
振幅・位相情報を考慮した時系列信号の非線形力学系理論的解析とその応用

実世界にて観測される種々の時系列情報を,滑らかなシステムからの出力として捉えるのではなく,ある事象が,「いつ(位相情報)」,「どの程度の大きさ(振幅情報)」で発生したのかというように,即ち,イベントが発生したように捉えることにより,より自然な形で解析を行える場合がある.具体的には,従来の理論を上記の枠組みに合う形に拡張することで解析を行なう.振幅情報と位相情報を明示的に導入した系としてを基本とする.ここで,x(t)は,離散時刻tにおける振幅情報,τ(t)は,x(t-1),x(t)間の発生時間間隔,f, gは各々振幅情報,位相情報のダイナミクスである.このような系の存在を仮定し、カオス時系列解析における埋め込み定理を拡張した.即ち,再構成状態空間をとした.仮に,どちらかの情報がシステム記述に不要であれば,上記により状態空間を構成した場合よりも、により構成した場合の方が予測精度が向上するはずである。そこで、カオス時系列解析においてしばしば用いられる,「決定論的非線形予測による同定法」を用い、ν_1による予測精度と,ν_2による予測精度を、数理モデルを対象とした大規模な統計的シミュレーションにより比較した。平成13年度は、主として、数理モデルから作成したデータに対して適用した.平成14年度及び15年度は,平成13年度において行った数理モデルを中心とする解析により得た知見を基に,提案手法の適用する実現象へと範囲を広げて検討を行った.具体的な対象として、地震発生間隔、ネットワークトラフィック、経済指標の変動、レーザ系におけるカオス的振動,農学における種々の果実の作物収量変動データである.その結果,本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方が,十分有効であることが示された.また,本研究において導入するイベントダイナミクスの同定法により,カオスの特徴の一つとされる長期的には予測精度が低下する性質の改善可能性があることも示され,本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方が,十分有効であることが示された.実世界にて観測される種々の時系列情報を,滑らかなシステムからの出力として捉えるのではなく,ある事象が,「いつ(位相情報)」,「どの程度の大きさ(振幅情報)」で発生したのかというように,即ち,イベントが発生したように捉えることにより,より自然な形で解析を行える場合がある.具体的には,従来の理論を上記の枠組みに合う形に拡張することで解析を行なう.振幅情報と位相情報を明示的に導入した系としてを基本とする.ここで,x(t)は,離散時刻tにおける振幅情報,τ(t)は,x(t-1),x(t)間の発生時間間隔,f, gは各々振幅情報,位相情報のダイナミクスである.このような系の存在を仮定し、カオス時系列解析における埋め込み定理を拡張した.即ち,再構成状態空間をとした.仮に,どちらかの情報がシステム記述に不要であれば,上記により状態空間を構成した場合よりも、により構成した場合の方が予測精度が向上するはずである。平成13年度は、主として、数理モデルから作成したデータに対して適用した.平成14年度及び15年度は,平成13年度において行った数理モデルを中心とする解析により得た知見を基に,提案手法の適用する実現象へと範囲を広げて検討を行った.具体的な対象として、地震発生間隔、ネットワークトラフィック、経済指標の変動、レーザ系におけるカオス的振動,農学における種々の果実の作物収量変動データである.その結果,本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方が,十分有効であることが示された.また,本研究において導入するイベントダイナミクスの同定法により,カオスの特徴の一つとされる長期的には予測精度が低下する性質の改善可能性があることも示され,本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方が,十分有効であることが示された.実システムにおいて観測される時系列情報を,滑らかなシステムからの出力が観測されたと捉えるのではなく、イベント発生的に,ある事象が,「いつ(位相情報)」,「どの程度の大きさ(振幅情報)」で発生したのかと考えることにより,より自然な形で解析を行える場合がある.本研究では,観測時系列を,このような,振幅情報と位相情報により記述することが妥当であると考えられる実データ群に適用している。具体的には、従来の理論を上記の枠組みに合う形に拡張することで解析を行った。まず、振幅情報と位相情報を導入した系を以下のように記述する.即ち,ここで,x(t)は,離散時刻tにおける振幅情報,r(t)は,x(t-1),x(t)間の発生時間間隔,f,gは各々振幅情報,位相情報のダイナミクスを表わす.このような系の存在を仮定し、カオス時系列解析における埋め込み定理を拡張する。即ち、再構成状態空間をとする.仮に,どちらかの情報がシステム記述に不要であれば,上記により状態空間を構成した場合よりも、により構成した場合の方が予測精度が向上するはずである。そこで、カオス時系列解析においてしばしば用いられる,「決定論的非線形予測による同定法」を用い、v_1による予測精度と,v_2による予測精度を、数理モデルを対象とした大規模な統計的シミュレーションにより比較した。解析方法には,「決定論的非線形予測法」の他,必用条件としての埋め込み次元を推定する手法である,「誤り最近傍法」も適用した。

その結果、本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方は、十分有効であることが定量的に示された。今年度の研究計画では、本研究の枠組みを、主として、数理モデルから作成したデータに対して適用したが、現在、実データに対する適用の検討を開始している。具体的な対象として、地震発生間隔、ネットワークトラフィック、経済指標の変動、レーザ系におけるカオス的振動である。これらの実システムに対する検討を、来年度以降も引き続き行っていく予定である。実世界にて観測される種々の時系列情報を,滑らかなシステムからの出力として捉えるのではなく,ある事象が,「いつ(位相情報)」,「どの程度の大きさ(振幅情報)」で発生したのかというように,即ち,イベントが発生したように捉えることにより,より自然な形で解析を行える場合がある.本年度は,このように振幅情報と位相情報により記述することが妥当であると考えられる種々の実現象に適用している.具体的な解析方法としては,従来の理論を上記の枠組みに合う形に拡張することで解析を行っている.振幅情報と位相情報を明示的に導入した系としてx(t+1)=f(x(t),τ(t))τ(t+1)=g(x(t),τ(t))とする.ここで,x(t)は,離散時刻tにおける振幅情報,τ(t)は,x(t-1),x(t)間の発生時間間隔,f, gは各々振幅情報,位相情報のダイナミクスである.このような系の存在を仮定し、カオス時系列解析における埋め込み定理を拡張する.即ち,再構成状態空間をv_1(t)={x(t),...,x(t+(m-1)L),τ(t),...,τ(t+(l-1)L)}とする.本年度は,昨年度において得られた数理モデルに対する知見を基に,種々の実データに対する適用を行った.具体的には,1.経済指標の変動2.インターネットトラフィックデータ3.レーザ振動におけるカオス現象である.その結果,本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方が,十分有効であることが示された.今年度の研究計画では,数理モデルから作成したデータに対してだけではなく,実データに対する適用の検討を行った.来年度以降は,上記以外の実システムに対する適用可能性を検討する必要がある.また,本研究において導入するイベントダイナミクスの同定法により,カオスの特徴の一つとされる長期的には予測精度が低下する性質の改善可能性がある.現在,数理モデルに基づく数値実験により検討中であるが.来年度も引き続き行っていく予定である.実世界にて観測される種々の時系列情報を,滑らかなシステムからの出力として捉えるのではなく,ある事象が,「いつ(位相情報)」,「どの程度の大きさ(振幅情報)」で発生したのかというように,即ち,イベントが発生したように捉えることにより,より自然な形で解析を行える場合がある.本年度は,このように振幅情報と位相情報により記述することが妥当であると考えられる種々の実現象に適用している.具体的な解析方法としては,従来の理論を上記の枠組みに合う形に拡張することで解析を行っている.振幅情報と位相情報を明示的に導入した系としてとする.ここで,x(t)は,離散時刻tにおける振幅情報,T(t)は,x(t-1),x(t)間の発生時間間隔,f,gは各々振幅情報,位相情報のダイナミクスである.
遺伝子組換え植物の野外開放系における栽培・利用に関する研究

本研究では、遺伝子組換え植物について2つの研究を行った。第1の研究は、基礎・応用研究に有益な遺伝子組換え植物育成に必要な有用遺伝子を単離・解析することである。第2の研究は、実際にさまざまな遺伝子組換え植物を育成し、実験室内実験と、実験室外実験の第1段階である半閉鎖系(P1温室)実験を行い、組換えDNA実験指針(ガイドライン)に従って、遺伝様式解析、生理特性解析、環境影響評価等を行うことである。第1の研究については、耐虫性との関連が注目される新しい型のプロテアーゼインヒビター遺伝子、光周的花成誘導に関連するgermin-likeprotein(GLP)遺伝子やPnC401遺伝子、多様なフィトクロムならびにクリプトクロム遺伝子、性染色体特異的遺伝子などが単離され、その特性解析が行われた。なかでも、GLPとPnC401は内在的生物時計遺伝子との関連が注目された。また、GLP遺伝子を導入したタバコでは、花成非誘導条件下でも早期に花成誘導されることが示され、花成の人為的制御への利用の可能性が示唆された。第2の研究については、Riプラスミドrol遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、GUS遺伝子等を導入した形質転換体が農作物や園芸作物で育成され、特性解析が行われた。なかでも、rolC遺伝子を過剰発現させた薬用植物とのベラドンナについては、実験室内的実験ばかりでなく、P1温室実験も行われ、導入遺伝子とそれに基づく形質のメンデル様式による遺伝や安定性が確認された。さらに、この植物は、P1温室条件下においても、導入遺伝子に由来する形質以外の形質(花粉の飛散性、交雑可能性、土壌微生物への影響、雑草化の可能性、越冬性、アルカロイド生産性等)は非形質転換ベラドンナと全く変わらないことが確認された。このような成果を活用し、遺伝子組換え植物個体の取り扱いに関するガイドラインの簡素化を行い、東北大学における野外開放系実験圃場の設置に協力した。本年度は、Riプラスミドrolc遺伝子をCaMV35S-プロモーターにつないだキメラ遺伝子を導入したトランスジェニックベラドンナの半閉鎖系(P1温室)実験を中心に検討を行った。実験室内で発芽させたトランスジェニックベラドンナを鉢に植え、一定の大きさになったところでP1温室に移して栽培した。トランスジェニックベラドンナの形態を非形質転換体と比較すると、実験室内栽培時と同様、矮性を示し、葉は細く若干小さくなり、葉数は増加し、開花時期も早かった。ところで、ベラドンナは虫媒花であるとされており、今回育成したトランスジェニックベラドンナの花粉の飛散性を調査した。開花期に、自然の風(P1温室の窓が開いた状態)及び(P1温室内で扇風機による)人工の風の下で、花粉の飛散距離を調べたが、形質転換体及び非形質転換体共に、植物体直下であっても、花粉の飛散は全く認められなかった。そこで、形質転換体の周囲に非形質転換体をおいて栽培し、自然条件下(温室内で自然の風が吹く状態)での交雑の可能性を検討したが、自然交雑は起こらなかった。また、P1温室内での全栽培期間を通じ、栽培土壌中の微生物相の変化について調べたが、形質転換体及び非形質転換体共に、栽培土壌中の微生物(菌類、細菌類、放線菌)の種類及び数ともに大きな相違は見られなかった。一方、ベラドンナは有用二次代謝産物としてトロパンアルカロイドを合成する。

そこで、非形質転換体と遺伝子組み換え体について、トロパンアルカロイドの定性・定量分析を栽培期間を通じて行ったが、両者の間で有為な差異は見られなかった。秋になると、形質転換体及び非形質転換体ともに地上部が枯れ、休眠に入った。このような結果から、今回育成されたトランスジェニックベラドンナは、導入遺伝子にもとづく形質は安定であり、それ以外の形質、特に環境に対する影響等については非形質転換体と差が無いことが明らかとなった。本年度は、アサガオから、花芽誘導時に重要な働きを演じると考えられる生物時計遺伝子を世界ではじめて単離した。この遺伝子については、Tiプラスミド系ベクターを用い、カナマシン耐性遺伝子を選抜マーカー遺伝子としてアサガオおよびシロイヌナズナに導入し、トランスジェニック植物を育成した。現在、このトランスジェニック植物の花芽分化特性を解析中である。一方、ベゴニアおよびサツマイモ野生種を用い、Riプラスミドrol遺伝子を導入したトランスジェニック植物を得ることに成功した。ベゴニアでは、葉がやや波打ち、花弁にもしわが少しでるものの、花芽分化特性は非形質転換植物と同じであった。また、サツマイモ野生種では、葉にも大きな異常は見られず、非形質転換体と同じ条件で花芽が分化し、稔性のある種子を得ることができた。さらに、選抜マーカー遺伝子の有効性を検定するため、トルコギキョウではカナマシン耐性遺伝子とGUS遺伝子を用いたところ、両遺伝子ともにマーカー遺伝子として利用可能であることが判明した。選抜マーカー遺伝子としてのGFP遺伝子およびエコーリン遺伝子の有効性をニンジンやタバコを用いて検討したが、両遺伝子ともにバックグランドのレベルが高く、最適な検出方法が見つからない限り有効な選抜マーカー遺伝子としては利用できないことが判明した。RiプラスミドrolC遺伝子を導入したトランスジェニックベラドンナについては、半閉鎖系温室(P1温室)で栽培する際、冬期に加温せず、室外と同じ温度に保ったところ、地上部が枯れ、地下部が残って春になるとこの地下部から新たに植物体が成長してきた。さらに、野外開放系での実験に先立ち、昆虫による花粉飛散を調査するため、非形質転換ベラドンナ開放系である大学の圃場にて栽培し、訪花昆虫を調べたが、圃場のある筑波地区にはベラドンナの花にやってくる訪花昆虫はいないことが明らかとなった。これまでの研究でアサガオから単離された花芽誘導関連遺伝子(PnGLP)をアサガオおよびシロイヌナズナに導入したところ、アサガオでは明瞭な形質転換体は得られなかった。しかし、シロイヌナズナでは、多数の形質転換体が得られ、極端に小型となって生育も悪く、花芽分化特性を解析することはできなかった。PnGLP遺伝子のホモローグ(AtGLP1、AtGLP2)をシロイヌナズナから単離し、発現特性および染色体上での座乗位置を決定できた。一方、アサガオ子葉を用いたディファレンシャルスクリーニングにより、暗期に発現が最大となる新たな遺伝子(PnC401)を単離し、シロイヌナズナにおけるホモローグ(AtC401)も単離した。その発現解析の結果から、これらの遺伝子は花成誘導に関与する生物時計関連遺伝子と考えられた。本遺伝子は多くの植物が共通に保持する重要な花成関連(生物時計関連)遺伝子であり、この遺伝子を人為的に操作することで花芽分化時期を人工的に制御できる可能性が高い。
レーザ光の光周波数掃引による高精度かつ高速な三次元形状計測システムの開発

レーザ光源の光周波数掃引による光距離センサにおいて,測定精度の向上と高速化に関して研究を行った。本システムは,参照光と測定物体からの反射光の干渉信号を周波数解析することにより距離を求める方法である。本システムではレーザ光源の光周波数を時間的に線形掃引する必要があるが,実際には光周波数掃引に残存する非線形性のために,空間分解能および測定精度が大きく劣化する。そこで本研究では,補助干渉計を設けて,その干渉信号よりサンプリング信号を生成し,実際のセンシング信号をサンプルしFFT解析を行うとともに,FFT解析後の信号のピーク付近のデータ補間により,より高精度で距離を求めるアルゴリズムを開発した。光源には注入電流変化による光周波数変化量が大きな面発光レーザ(VCSEL)を光源に用いた。光CTにも応用できる波長1.31μmのVCSELを用い,空間分解能460μm,距離測定精度の標準偏差2.7μmを達成した。形状計測の高速化には,光周波数掃引の繰り返し周波数を高くするとともに,レーザ光をスキャンするガルバノスキャナの高速化が必要であるが,本システムではガルバノスキャナの応答時間が350μsと遅く,高速化を阻害する主要因であることがわかった。そこで,データ取得タイミング,FFT演算のタイミングとガルバノスキャナの角度変化タイミングの最適化を行い,測定時間を40秒から22.6秒に短縮した。また,空間分解能と測定精度向上のための別方法として,光周波数掃引を線形化するためのシステムを構築した。参照干渉計より生成したサンプリング信号を用いて注入電流変調波形をサンプリングして変調波形を再構築することで,最適な変調波形を得る。最適化された変調波形を用いることにより,空間分解能が100倍以上向上することを実証した。本研究では,FMCW光距離計測システムを用いた物体形状計測において,測定精度の向上と高速化を目的としている。現在までの成果を従来と比較すると,以下となる。・測定精度の向上:VCSELを光源に用いて光周波数掃引幅を大きくすることにより,測定精度として2.7μmを実現し,数10μmの物体形状計測を可能とした。・高速化:VCSELを光源に用いて測定精度を向上させたことにより,測定結果の平均化が不要なり,高速化が可能となった。さらに,高速化を阻害する主要因がレーザ光をスキャンするガルバノスキャナであることを突き止め,データ取得タイミング,FFT演算タイミングおよびガルバノスキャナの角度変化タイミングの最適化により,前年度と比べて2倍の高速化を達成した。・空間分解能と測定精度向上の別方法として,線形な光周波数掃引波形を得るためのレーザの変調波形の最適化を行い,100倍以上の空間分解能の向上を得た。以上より,本研究の目的を着実に実現していることから,「おおむね順調に進展している」と判断した。引き続き,測定精度の向上と高速化の実現に関して研究を行う。測定精度向上に関しては,現在のサンプリング方法の検証と最適化を行い,更なる測定精度の向上を目指す。また,線形な光周波数掃引の実現のための変調波形の最適化について,現在はDFBレーザで実験を行っているが,VCSELや外部共振器レーザへの適用も検討し,汎用性を高める。測定の高速化に関しては,現在はガルバノスキャナをステップ状に駆動しているため,その応答遅れの影響を受けている。そこで,ガルバノスキャナをアナログ的に駆動しながら形状計測を行うシステムの開発を行う。これにより,測定時間1秒を目指す。本システムでは光周波数を時間に対して完全に線形に掃引することが不可欠であるが,実際には光周波数掃引に残存する非線形性のために,空間分解能および測定精度が大きく劣化する。そこで本研究では,補助干渉計を設けて,その干渉信号よりサンプリング信号を生成し,実際のセンシング信号をサンプルしFFT解析を行った。また,測定データにゼロ信号を追加することによる測距間隔の高密度化するとともに,FFT解析後の信号のピーク付近のデータ補間により,より高精度で距離を求めるアルゴリズムを開発した。光源にはDFBレーザを用いることが多いが,本研究では面発光レーザ(VCSEL)を光源に用いた。これは,注入電流変調により光周波数を掃引する場合,VCSELの方がDFBレーザより最大で5倍程度の光周波数掃引幅が得られるからであり,このことより測定精度の向上が実現され,繰り返し測定の標準偏差がDFBレーザの15μmから5μmに向上した。さらに,測定信号サンプリングのための電子回路の高速化により,注入電流の変調周波数を従来の500Hzから1.5kHzまで向上させたことと,VCSELを用いて測定精度を向上させたことによりFFT解析結果の平均化が不要となり,従来と比べて10倍の高速化を実現した。このシステムを用いて,様々な物体の形状計測を行い,従来は600秒の測定時間であったが,40秒で硬貨の詳細な形状計測(表面上の段差は100μm)が可能となった。・測定精度の向上:VCSELを光源に用いて光周波数掃引幅を大きくすることにより,測定精度が従来より3倍向上した。

・高速化:VCSELを光源に用いて測定精度を向上させたことにより,測定結果の平均化が不要なり,高速化が可能となった。また,電子回路の高速化により,光周波数掃引のための注入電流の変調周波数を高くすることができた。その結果,従来と比べて10倍の高速化を達成した。以上より,本研究の目的を着実に実現していることから,「おおむね順調に進展している」と判断した。レーザ光源の光周波数掃引による光距離センサにおいて,測定精度の向上と高速化に関して研究を行った。本システムは,参照光と測定物体からの反射光の干渉信号を周波数解析することにより距離を求める方法である。本システムではレーザ光源の光周波数を時間的に線形掃引する必要があるが,実際には光周波数掃引に残存する非線形性のために,空間分解能および測定精度が大きく劣化する。そこで本研究では,補助干渉計を設けて,その干渉信号よりサンプリング信号を生成し,実際のセンシング信号をサンプルしFFT解析を行うとともに,FFT解析後の信号のピーク付近のデータ補間により,より高精度で距離を求めるアルゴリズムを開発した。光源には注入電流変化による光周波数変化量が大きな面発光レーザ(VCSEL)を光源に用いた。光CTにも応用できる波長1.31μmのVCSELを用い,空間分解能460μm,距離測定精度の標準偏差2.7μmを達成した。形状計測の高速化には,光周波数掃引の繰り返し周波数を高くするとともに,レーザ光をスキャンするガルバノスキャナの高速化が必要であるが,本システムではガルバノスキャナの応答時間が350μsと遅く,高速化を阻害する主要因であることがわかった。そこで,データ取得タイミング,FFT演算のタイミングとガルバノスキャナの角度変化タイミングの最適化を行い,測定時間を40秒から22.6秒に短縮した。また,空間分解能と測定精度向上のための別方法として,光周波数掃引を線形化するためのシステムを構築した。参照干渉計より生成したサンプリング信号を用いて注入電流変調波形をサンプリングして変調波形を再構築することで,最適な変調波形を得る。最適化された変調波形を用いることにより,空間分解能が100倍以上向上することを実証した。本研究では,FMCW光距離計測システムを用いた物体形状計測において,測定精度の向上と高速化を目的としている。現在までの成果を従来と比較すると,以下となる。・測定精度の向上:VCSELを光源に用いて光周波数掃引幅を大きくすることにより,測定精度として2.7μmを実現し,数10μmの物体形状計測を可能とした。さらに,高速化を阻害する主要因がレーザ光をスキャンするガルバノスキャナであることを突き止め,データ取得タイミング,FFT演算タイミングおよびガルバノスキャナの角度変化タイミングの最適化により,前年度と比べて2倍の高速化を達成した。・空間分解能と測定精度向上の別方法として,線形な光周波数掃引波形を得るためのレーザの変調波形の最適化を行い,100倍以上の空間分解能の向上を得た。
同期ずれを考慮した情報系列の距離・相関のモデル化と符号化法

本研究は情報系列間の同期が不完全な場合を考慮し,要素間の「位置のずれ」を考慮した距離・相関モデルを構築し,これを符号化技術などへ応用することを目的としている.本年度の主な成果は以下のとおりである.(1) Polar符号を用いた挿入/削除/反転誤り訂正符号:送信シンボルの尤度を確率の再帰的な計算によって求めることで復号を行う逐次除去法において,受信シンボルの「ずれ」を考慮するために計算の修正を行うことで,無記憶ではないIDS誤り通信路に適用できるようにした.提案した復号法は,リストを用いた逐次除去法として提案されている「逐次除去リスト復号法」やCRCとの連接符号化にそのまま発展させることが可能である.また,polar符号の構成を行う上で重要な凍結ビットの位置を決定するための方法として,シミュレーションによる決定法を提案した.(2)タイミングドリフトとシンボル間干渉が生じる通信路(TD-ISI通信路)のモデル化と誤り制御符号化法: Bitpatterned media等を想定した通信路において,タイミングドリフトとISIが同時に発生する通信路モデルを定義した.ウォーターマークやマーカーを用いる符号化法と同様に,送信ビットの事前確率を不均一とし,受信語が与えられたときの送信ビットの尤度を導出する手法を示した.(3) DNAストレージに対する同期誤り訂正符号化法:単一の情報語系列に対して,複数の受信語系列が互いに統計的独立な挿入/削除誤りを有する場合を想定し,ファクターグラフを用いた確率計算により同期誤りを訂正する手法を提案した.(4)2次元同期誤りモデルの検討:2次元コードやdistributed video coding (DVC)等における空間的歪みなどを多次元通信路としてモデル化する手法の検討を行った.研究計画に沿って,同期誤りのモデル化や通信路符号化等に関する研究がおおむね順調に進捗している.研究計画に沿って,通信路符号化法の研究を進めるとともに,情報源符号化等の別の分野への拡張を進めていく.本研究は情報系列間の同期が不完全な場合を考慮し,要素間の「位置のずれ」を考慮した距離・相関モデルを構築し,これを符号化技術などへ応用することを目的としている.本年度の主な成果は以下のとおりである.(1) Polar符号を用いた挿入/削除/反転誤り訂正符号:送信シンボルの尤度を確率の再帰的な計算によって求めることで復号を行う逐次除去法において,受信シンボルの「ずれ」を考慮するために計算の修正を行うことで,無記憶ではないIDS誤り通信路に適用できるようにした.提案した復号法は,リストを用いた逐次除去法として提案されている「逐次除去リスト復号法」やCRCとの連接符号化にそのまま発展させることが可能である.また,polar符号の構成を行う上で重要な凍結ビットの位置を決定するための方法として,シミュレーションによる決定法を提案した.(2)タイミングドリフトとシンボル間干渉が生じる通信路(TD-ISI通信路)のモデル化と誤り制御符号化法: Bitpatterned media等を想定した通信路において,タイミングドリフトとISIが同時に発生する通信路モデルを定義した.ウォーターマークやマーカーを用いる符号化法と同様に,送信ビットの事前確率を不均一とし,受信語が与えられたときの送信ビットの尤度を導出する手法を示した.(3) DNAストレージに対する同期誤り訂正符号化法:単一の情報語系列に対して,複数の受信語系列が互いに統計的独立な挿入/削除誤りを有する場合を想定し,ファクターグラフを用いた確率計算により同期誤りを訂正する手法を提案した.(4)2次元同期誤りモデルの検討:2次元コードやdistributed video coding (DVC)等における空間的歪みなどを多次元通信路としてモデル化する手法の検討を行った.研究計画に沿って,同期誤りのモデル化や通信路符号化等に関する研究がおおむね順調に進捗している.研究計画に沿って,通信路符号化法の研究を進めるとともに,情報源符号化等の別の分野への拡張を進めていく.2018年度は理論的検討が進捗したことにより,コンピュータ等を用いるシミュレーションを2019年度以降に実施することとしたため.
眼外光受容細胞の受容器電位とその細胞内情報伝達系の研究

我々はこれまで軟体動物イソアワモチの未分化の眼外光受容器、光受容性神経節細胞において、脊椎・無脊椎両動物視細胞の間に類縁関係が考えられるような、細胞内光情報伝達機構を見い出した。即ち当該光受容細胞のcGMPレベルの減少が光受容器電位を仲介し、IP_3はその時受容器電位(光応答)を増大させるような修飾作用を示した。当該研究はこれまで測定の指標とした光感受性K^+イオン電流のように単一細胞全体の現象を新たに分子レベルの膜チャネルの開閉現象に掘り下げて光変換機構を解明するのが目的である。かくて、主にノイズ解析及びパッチクランプ法によって実験を進めた。暗時と照射時との電流のゆらぎの差パワ-スペクトル(即ち光感受性K^+イオン電流のパワ-スペクトル)は静止レベルの膜電位においてコ-ナ-周波数1.53hzの一つのロ-レンツ型の分布をし、開と閉状態の二つの間を移動するK^+イオン・チャネルに由来するものであることが暗示された。暗時において、開状態のチャネルの確率が非常に小さいと仮定すると、このチャネル(単位コンダクタンス)は1015pS、その平均の開口時間は50100msと算出できた。この平均開口時間は光の強さに関係なく、一定でこれまで暗示されたようにK^+チャネルが閉じる(光応答の)仕組みが、cGMPの光による減少にあることをさらに支持する。また、光応答はチャネルの開状態へ移行する速度定数が減少することによって発生し、閉状態への速度定数の変化によるものでないことが暗示された。チャネルのパッチ・クランプによる直接的な測定結果は上述のノイズ解析の結果と矛盾していない。今のところ、チャネル記録の成功例数が足りないが、当該研究の最終目標であるK^+イオンチャネルとcGMP及びIP_3が作動する分子レベルの機構の解明を続けている。
マイクロバブル噴流による生体表面洗浄促進に関する研究

研究目的金属材料表面に付着する有機物を除去するには「キャビテーション現象」を利用したマイクロバブル高速衝突噴流が有効であることを確認できたが、人体等では高速噴流はてきさない。そこでマイクロバブルを含んだシャワー噴流が洗浄に有効ではないかとの着想が研究の背景であり、付着汚染物の高さ・濃度を測定することにより定量的に実証することを研究の目的とした。研究方法マイクロバブルを含んだシャワー噴流を直角に設置した透明なアクリル製平板に衝突させる。洗浄効果を定量的に把握するため、アクリル平板の表面に塗布した汚染パターンの時系列変化を測定する。塗布パターンの変化速度等を購入した高速度カメラレンズを利用して画像解析により検出する。またマイクロバブルを含まないシャワー噴流も同様に実験を行う。研究成果本実験の成果として、シャワーにマイクロバブル発生装置をつけた物とつけない物を同一条件下で実験を行った結果、明らかに発生装置をつけた物が洗浄効果が高い事が確認できた。また、シャワーヘッドを利用することにより、人体にやさしくマイクロバブル効果を利用できることを確認した。
リーマン多様体の共形変形とスカラー曲率

1.河合は標準的球面上に与えられた関数で,共形計量のスカラー曲率となりうるものを求める問題を考察した,今までは2および3次元のときのみ詳しくしらべられていたが,一般次元で適用できる十分条件は良いものがなかった。変分法におけるmin-max法を用いることにより,関数の臨界点全体の集合がある程度複雑で,それらの臨界値がある種の条件を満たせば,その関数は共形計量のスカラー関数となることを証明した。2.神崎は法mに関する一般フィボナッチ数列のいくつかの性質を与え,それによって円形パズルについてのある分類と,周期についての評価を与えた。3.牧は「一般化された閉集合」を含むところの「一般化されたalpha集合」の概念を2種類導入し,その基本的性質をしらべ,それらからきまる位相構造を研究した。さらにこれを用いて,T 1/2-空間,alphaT 1/2-空間等の特徴づけを行った。4.北原は,弱チェビシェフ系の表現に関する考察を行い,特に解析関数から成る弱チェビシェフ系の表現を調べた。5.町頭は,ラディアル曲率が非負の点をもつ非コンパクト完備リーマン多様体の研究を行った。6.石川は,ある条件を満たす回転面のうち「有限型」となるもの分類を行った。
次世代型振動音響連成FDTD法の構築と床振動シミュレーションへの応用

本研究は、時間領域差分法(FDTD)による建築床構造を対象とした振動解析の柔軟性、解析効率およびその解析精度向上を目的としている。床構造は、その一部にコンクリート床スラブ、床板、あるいはこれらを支持する支持脚等を含んでいるため、加振力に応じてその応答が変化するような非線形を有する場合も多く見受けられる。本年度は、支持脚における防振ゴムの振動伝達特性を精度よくモデル化できる解析スキームの構築、支持脚ースラブ間の接触部分における振動伝達の解析スキームの構築を実施し、最終的にこれらの解析技術を応用した上で、床衝撃音レベルの解析を実施した。1点目の検討においては、床板とスラブが支持脚を介して、振動を伝達する際に、支持脚とスラブの接触部分にバネ要素を導入したFDTD解析手法を構築し、模型実験において計測した防振ゴムを介した振動伝達特性との比較により、その妥当性を検証した。2点目においては、加振直後において、床スラブからの反力によって支持脚が飛び跳ねる現象をモデル化し、これを導入したFDTD解析結果と実験結果の比較により、上記と同様に妥当性を検証した。その結果、FDTD法解析においても、非線形なばね特性をモデル化した解析を実施できることを確認した。また、この手法を用いて妥当な床衝撃音レベル予測結果が得られることを確認した。また、3次元弾性要素によるFDTD解析スキームも実施し、解析結果を得たが、低次要素との結合スキームについては、模型実験との整合性の確認までには至らなかったため、これについては今後の課題である。本年度は、支持脚における防振ゴムの振動伝達特性を精度よくモデル化できる解析スキームの構築、支持脚ースラブ間の接触部分における振動伝達の解析スキームの構築、および低次要素と3次元要素の結合スキームの構築の計3点に注力し検討を実施した。1点目の検討においては、床板とスラブが支持脚を介して振動を伝達する際に、支持脚とスラブの接触部分にバネ要素を導入したFDTD解析手法を構築し、模型実験において計測した防振ゴムを介した振動伝達特性との比較により、その妥当性を検証した。3点目においては、本年度は3次元弾性要素によるFDTD解析スキームを重点的に検討し、模型実験との比較による妥当性の検証を実施したが、低次要素との結合スキームについては、模型実験との整合性の確認までには至らなかったため、これについては次年度の検討課題として持ち越すこととした。当初予定していた初年度の課題のうち、上述した3点については相応の知見を得られ、床板等をモデル化するための積層板要素については検討成果を得られなかったものの、本年度に得られた知見を応用すればさほど困難な課題ではないと考えるため(2)と判断した。今後の検討では、低次要素と3次元要素の結合スキームの構築、および積層板要素の検討について引き続き検討を実施する。これらと並行して、当初から予定していた実際の床構造の振動伝達特性計測、およびこれを対象とした解析結果との比較検証を実施し、実構造物における本手法の有効性を確認する。国際学会の渡航費が不要となったため、次年度使用額が生じた。次年度の国際学会発表の費用の一部として使用する予定である。