hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロボットを用いたシステムソフトウェア学習支援環境に関する研究

本研究の目的は,情報技術教育において, OSや組込みシステムなどのシステムソフトウェア学習を,ロボットの挙動などを利用し、学習者の理解を支援,促進する環境の学習効果を検証することである.システムソフトウェアは動作が直接見えないため,従来のテキストや実習装置ではシステムソフトウェアの内部動作や構造のイメージがつかめず,内部動作の概念の理解が難しい現状がある.そこで本研究では自律型の自走ロボットの挙動を利用し、システムの内部動作を可視化することで,システムソフトウェアの動作概念を挙動によって具体化した教材環境の開発,実践,評価を行う. PCおよびLEGOロボット(以下LEGO-Mindstorms)を利用し,ロボットの挙動のビデオキャプチャによって動作の再現性を確保し,ロボットの内部動作,ソースコード,挙動を一元的,直観的に理解できる環境を整えた.これにより,システムソフトウェアの概念を視覚的,直観的に理解することができることを明らかとする.研究によって次の2点が明らかとなった.・内部動作の可視化によって生徒の理解が促進されることを確認した本環境を用いた母集団と,従来環境を用い母集団とで評価実験を行った.本環境を用いた場合の課題クリア時間が最も短く,ソースコードの改善,パラメータ調整の回数が最も少ない.また、アンケート結果においても生徒が直観的に理解できていることが明らかとなった.可視化環境では,生徒が開発したロボットのソースコードや設定したパラメータがどのような状況で動作に関連しているのかを本環境によって示すことができることから,原因の特定が容易になっていると考えられる.・統合的な教育環境が導入教育では必要であることを確認した専門系の学科を設置する高校では,専門科目において導入段階で躓いてしまった生徒は,発展的な学習や実習について行けず,学習意欲を低下させる場合が多い.本環境は生徒のアンケートからは学習効果に肯定的な評価が多く,生徒の学習意欲を維持向上させるのに貢献していることが明らかとなった.ロボットや,可視化および統合環境を提供し,制御やシステムの動作を分かりやすく示すことで,生徒が初期段階で躓くことを防いでいる.このことから統合的かつ直観的に学習できる環境によって,導入教育段階において生徒の理解を促進することができることを確認した.また,ロボットのように興味を引く教材を用いることで,生徒の学習意欲を得ることができることを確認した.本研究の目的は,情報技術教育において, OSや組込みシステムなどのシステムソフトウェア学習を,ロボットの挙動などを利用し、学習者の理解を支援,促進する環境の学習効果を検証することである.システムソフトウェアは動作が直接見えないため,従来のテキストや実習装置ではシステムソフトウェアの内部動作や構造のイメージがつかめず,内部動作の概念の理解が難しい現状がある.そこで本研究では自律型の自走ロボットの挙動を利用し、システムの内部動作を可視化することで,システムソフトウェアの動作概念を挙動によって具体化した教材環境の開発,実践,評価を行う. PCおよびLEGOロボット(以下LEGO-Mindstorms)を利用し,ロボットの挙動のビデオキャプチャによって動作の再現性を確保し,ロボットの内部動作,ソースコード,挙動を一元的,直観的に理解できる環境を整えた.これにより,システムソフトウェアの概念を視覚的,直観的に理解することができることを明らかとする.研究によって次の2点が明らかとなった.・内部動作の可視化によって生徒の理解が促進されることを確認した本環境を用いた母集団と,従来環境を用い母集団とで評価実験を行った.本環境を用いた場合の課題クリア時間が最も短く,ソースコードの改善,パラメータ調整の回数が最も少ない.また、アンケート結果においても生徒が直観的に理解できていることが明らかとなった.可視化環境では,生徒が開発したロボットのソースコードや設定したパラメータがどのような状況で動作に関連しているのかを本環境によって示すことができることから,原因の特定が容易になっていると考えられる.・統合的な教育環境が導入教育では必要であることを確認した専門系の学科を設置する高校では,専門科目において導入段階で躓いてしまった生徒は,発展的な学習や実習について行けず,学習意欲を低下させる場合が多い.本環境は生徒のアンケートからは学習効果に肯定的な評価が多く,生徒の学習意欲を維持向上させるのに貢献していることが明らかとなった.ロボットや,可視化および統合環境を提供し,制御やシステムの動作を分かりやすく示すことで,生徒が初期段階で躓くことを防いでいる.このことから統合的かつ直観的に学習できる環境によって,導入教育段階において生徒の理解を促進することができることを確認した.また,ロボットのように興味を引く教材を用いることで,生徒の学習意欲を得ることができることを確認した.
プラズモン共鳴型光波メタマテリアル表面の創製技術の開発

(1)極微MIM(金属/誘電体/金属)共振器アレイの作製技術の開発と,これを利用した磁気双極子遷移や第2高調波発生の増強効果の実証。(2)メタ表面の分散制御による動的ビーム走査の実現。(3)インピーダンス制御に基づく光の完全吸収の実現。(4)ナノインプリント法によるメタ表面の量産技術の確立と波長選択的熱放射赤外光源への応用,および,炭酸ガス濃度計の低消費電力化。(5)光の波長よりも薄いメタマテリアル偏光子や蛍光増強基板の開発。(6)光ディラックコーンの生成条件の解明と電子波ディラックコーンへの拡張。以上の研究成果は40報の学術論文や36件の招待講演などで公表した。(1)光波領域のメタ表面創製技術の開発:ユーロピウムイオンもしくはエルビウムイオンを分散した酸化ケイ素膜を石英基板上にスパッタリングで作製し,蛍光測定により磁気双極子遷移による発光線を確認した。また,石英基板のエッチング処理により,100nm程度の幅をもつ周期的な突起を形成し,これに金を蒸着してMIM(金属/絶縁体/金属)共振器を作製した。さらに,両者を組み合わせることにより,共振器中の大きな磁場による磁気双極子遷移の増強効果を最適化する試料構造の検討を進めた。(2)メタ表面解析技術の開発と試料設計:まず,FDTD法(時間領域差分法)を用いて,メタマテリアルレーダーアンテナのいくつかの単位構造について,局在共鳴電磁モードの数値解を算出した。次に,これを基底に用いて強束縛近似で分散曲線の解析解を導出し,共鳴モードの空間対称性に従ってブリルアンゾーン中央で正負の曲率をもつ分散曲線が得られることを示した。さらに,2つの共鳴モードから成る2本の分散曲線の偶然縮退を利用したレーダーアンテナの特性について,応用上重要なゾーン中央で直線的な分散関係を得るために共鳴モードが満たすべき必要十分条件を解明した。また,この解析法を2次元アンテナの場合に拡張し,対称性に起因する縮退モードを利用して線形の分散関係を得る新しい設計手法(制御された対称性低下の方法)を考案した。(3)メタ表面の特性測定と電磁場制御機能の検証:近赤外分光装置によりMIM共振器の反射スペクトルを測定し,RCWA法(厳密結合波解析法)による数値解との比較により特性評価を行った。(1)光波領域のメタ表面創製技術の開発:薄膜成長とリソグラフィによる反射型メタ表面作製について,エッチング条件の最適化により高アスペクト比MIM共振器の作製を達成した。反射スペクトル測定で観測された,共振器によるディップの中心波長は数値計算と良く一致し,設計通りの共振器の作製が確認できた。(2)メタ表面解析技術の開発と試料設計:昨年度までに開発した強束縛近似と群論による解析法を発展させて,金属ユニット構造の規則的配列によるメタマテリアルに適用した。C_<4v>対称な正方格子メタマテリアルについて,E対称なモードとA_1対称なモードの偶然縮退により補助分散面を伴うディラックコーン(等方的で直線的な分散曲線)が生成することを発見した。また,O_h対称な単純立方格子メタマテリアルでは3次元ディラックコーンも生成する。さらに,C_<6v>対称な3角格子メタマテリアルでは補助分散面を伴わないディラックコーンの生成も可能であることを見出した。これらの結果は,従来の実効的屈折率による単純な理論では再現できず,モードの対称性がディラックコーン生成のキーポイントであることが判明した。(3)磁気双極子遷移の増強効果:MIM共振器中では電磁波閉じ込め効果により,電場に比して磁場強度が極端に大きな領域が実現できる。そこで,磁気双極子遷移の選択的促進効果の実験検証を目指して,Er^<3+>をスパッタリングにより埋め込んだMIM共振器を作製した。発光スペクトル測定でEr^<3+>の磁気双極子遷移による発光が確認できた。今後,蛍光寿命測定で促進効果を検証する。(4)非線形光学効果の増強:実験検証の第1段階として,金属膜の非線形性を利用した第2高調波発生について,(1)で述べたMIM共振器で予想される高調波発生効率の見積りと位相整合の実現方法について理論的に検討した。(1)光波領域のメタ表面創製技術の開発:ナノインプリント法によるメタ表面作製を集中的に実施して,平方センチメートル級の大面積試料でナノメートル精度の高品質なメタ表面の作製に成功した。世界的に見ても高い技術水準にあり,今後,他班にも試料提供することを通じて様々な共同研究の展開が期待できる。

(2)メタ表面解析技術の開発と試料設計:昨年度までに,k・p摂動法と群論を組合せた縮退摂動論を開発して,メタマテリアルとフォトニック結晶におけるディラックコーンの生成条件を完全に解明した。また,2次元スラブ型メタマテリアルのディラック点では,電磁波の進行方向が入射光の偏光で制御できることを見出した。今年度はこれをさらに発展させて,外部光による励起過程をグリーン関数法で定式化することにより,ディラックコーンと外部光の結合強度と選択則,および,スラブ内での伝搬特性を解明した。さらに,この手法を周期変調された2次元量子井戸の電子準位の解析に拡張し,伝導電子のサブバンドにディラックコーンが形成できることを見出した。これにより,極端に小さな有効質量や大きな易動度などの特異な物性の実現が期待される。(3)磁気双極子遷移の増強効果:Er3+イオンをスパッタリングにより埋め込んだMIM共振器について,電磁場解析によるモード体積の評価と,反射スペクトルから求めた共振器のQ値を用いてパーセル因子の理論解析を実施し,観測値とほぼ一致する解析結果が得られた。(4)熱放射赤外光源の開発:MIM共振器によるメタ表面構造を利用して,ガス濃度計測用の熱放射型2波長赤外光源の開発を進めた。ガス濃度計測に必要な2波長でのみ完全黒体に近い放射が実現できた。加熱による材料の拡散が課題であったが,適切なバリア層の挿入により解決の見通しを得た。実装素子の作製と高効率計測の実証の準備を進めた。本計画研究班は,(1)光波領域のメタ表面創製技術の開発,(2)メタ表面解析技術の開発と試料設計,(3)メタ表面の特性測定と電磁場制御機能の検証を主たる目的として研究を進めた。開始当初の目標として,1磁気双極子遷移の増強,2非線形光学効果の増強,3メタ表面の特異な表面電磁波モードの検証,4表面分散の改変による発光制御,5メタ表面のインピーダンス制御,6産業応用の6つの課題を設定して達成を目指した。研究開始後の検討から,光波領域メタマテリアルでは大きな非線形性やそれを利用した素子特性の外場制御,光源の組込み易さ,電子分極等との連成波の利用が主たる利点であることが判明した。上記の目標3はこれに合致せず,すでにマイクロ波で実証研究が進んでいたことから,これを除く5つの目標に集中して検討を進めた。目標1では,電子線リソグラフィーを用いてMIM型プラズモン共振器アレイの作製技術を開発し,Erイオンの磁気双極子遷移の増強を達成した。目標2では,やはりMIM共振器アレイを作製して第2高調波発生の増強効果を実証した。目標4では,豊田中研や和歌山大学と共同でメタ表面の分散制御による動的ビーム走査を実現した。目標5では,MIM共振器アレイによるインピーダンス制御を利用して光の完全吸収を達成した。目標6については,ナノインプリントリソグラフィによるメタ表面の量産技術を確立するとともに,波長選択的熱放射赤外光源の実装素子を開発した。特に平成26年度には,この実装素子を用いて炭酸ガス濃度計を作製して低消費電力化を実証した。さらに,光の波長よりも薄いメタマテリアル偏光子や蛍光増強基板の開発,光ディラックコーンの生成条件の解明と電子波ディラックコーンへの拡張等,当初計画には無かった多くの新しい研究成果も得られた。以上の研究成果は27報の学術論文や36件の招待講演などで公表した。
動物細胞における小胞体 ゴルジ体間輸送とタンパク質の選別

ミクロソーム型アルデヒド脱水素酵素(msALDH)は、C末端アンカー型膜タンパク質の1つであり、C末端の疎水的領域で小胞体膜にアンカーしている。私たちは、これまで、msALDHの小胞体局在化機構を解析し、そのC末端35アミノ酸残基内に小胞体局在化シグナルが存在することを明らかにした。本研究では、緑色蛍光タンパク質(GFP)のC末端にmsALDHのC末端35アミノ酸を付加したキメラタンパク質をCOS細胞などに遺伝子導入し、その細胞内分布を高感度の免疫電顕法を用いて解析した。その結果、このキメラタンパク質は小胞体膜と核膜に多数検出されたが、輸送小胞、ゴルジ体には検出されなかった。したがって、msALDHは、ゴルジ体からリトリーブされるKDELタンパク質などとは異なり、輸送小胞が小胞体から出芽する際に輸送小胞から排除され、小胞体に静的に残留すると考えられる。培養細胞にmsALDHを過剰発現させると結晶体様小胞体が形成される。今回、1型膜タンパク質であるシナプトタグミンの変異タンパク質の発現によっても結晶体様小胞体が形成されることを明らかにした。正常シナプトタグミンIVはゴルジ体に局在するが、そのC末端17アミノ酸を除去すると、ゴルジ体に局在しなくなり、顆粒状の結晶体様小胞体を形成する。C末端WHXLモチーフの除去によって、C2Bドメインの安定性が壊れ、誤って折り畳まれたタンパク質が小胞体膜に蓄積し、多量体を形成することによって結晶体様小胞体が形成されることが示唆された。小胞体からゴルジ体への輸送小胞が形成される過程において、ゴルジ体以降に輸送される膜蛋白質がいかに輸送小胞に組み込まれ、小胞体膜蛋白質がいかに排除されるか、免疫電顕法を用いて各蛋白質の挙動を追跡し、その機構を解析する研究をたち上げた。まず、免疫電顕法の改良を行い、直径約1nmのコロイド金を免疫染色に用いて前包埋法を行い、その後、銀増感を行うこと(銀増感法)により、高感度でかつ微細構造をよく保った状態で免疫電顕を行うことが可能となった。我々は、さきに、小胞体のC末端アンカー型膜蛋白質;ミクロゾーム型アルデヒド脱水素酵素(msALDH)のC-末端に糖鎖付加配列を融合したキメラ蛋白質をCOS細胞に発現させると、このキメラ蛋白質には、Endo H感受性・Endo D抵抗性のN型糖鎖が付加されることを明らかにし、msALDHは、シスゴルジから循環するKDEL蛋白質とは異なり、小胞体から出ない形で小胞体膜に残留すると生化学的に結論した。今回、銀増感法を用いた免疫電顕法を使用することによって、COS細胞へ遺伝子導入したmsALDH、あるいは、そのキメラ蛋白質を高感度で検出できることを確かめた。現在、msALDHの小胞体-ゴルジ体間における分布を解析し、msALDHが、実際に、小胞体からの輸送小胞から排除され小胞体に留まるか否か検討中である。msALDHを発現しているラット組織を用いても同様に検討を開始した。小胞体-ゴルジ体間輸送においては、分泌蛋白質や細胞膜蛋白質などゴルジ体以降に輸送される蛋白質と小胞体に残留する蛋白質とが見事に選別されている。本研究は、小胞体-ゴルジ体間輸送における膜蛋白質の選別の分子機構について注目し、ゴルジ体以降に輸送される蛋白質と小胞体に残留する蛋白質とがいかに選別されるか、高感度の免疫電顕法と遺伝子工学とを組み合わせ、その機構を解明することを目指している。本年度は、(1)1nmのコロイド金を用いた高感度の免疫電顕法の開発を完了した。

その結果、直径約1nmのコロイド金を免疫染色に用いて前包埋法を行い、その後、銀増感を行うこと(銀増感法)により、高感度でかつ微細構造をよく保った状態で免疫電顕を行うことが可能となった。(2)本法を用いて、COS細胞へ遺伝子導入した小胞体膜蛋白質のミクロソーム型アルデヒド脱水素酵素(msALDH)とGFPとのキメラ蛋白質の細胞内分布を解析した。その結果、msALDHは輸送小胞形成時に選別され、輸送小胞に入らず、小胞体から出ない形で小胞体に残留することが示された(1999年度、日本細胞生物学会発表)。(3)細胞膜蛋白質(systaxin)とGFPとのキメラ蛋白質を用いても同様に検討を開始した。小胞体-ゴルジ体間輸送においては、小胞体で合成後、ゴルジ体に向けて輸送される蛋白質と小胞体に残留する蛋白質とが見事に選別されている。この選別の分子機構について注目し、小胞体からゴルジ体への輸送小胞が形成される過程で、両蛋白質がいかに選別されるか、1nmのコロイド金を用いた高感度の免疫電顕法を用いて解析した。本年度は、前年度に引き続き、COS細胞へ遺伝子導入した小胞体膜蛋白質のミクロソーム型アルデヒド脱水素酵素(msALDH)とGFPとのキメラ蛋白質、細胞膜蛋白質のシンタキシン/HPC-1(HPC-1)とGFPとのキメラ蛋白質およびVSV-G蛋白質の細胞内分布を定量的に解析した。その結果、msALDHとGFPとのキメラ蛋白質は輸送小胞から排除され、輸送小胞に検出される密度は小胞体のそれの1/200以下であった。一方、HPC-1とGFPとのキメラ蛋白質は、小胞体とほぼ同じ密度で輸送小胞に検出され、VSV-G蛋白質は、輸送小胞で小胞体の約2.5倍の濃度に濃縮されていることが明らかになった。(2000年度、日本細胞生物学会発表)。ミクロソーム型アルデヒド脱水素酵素(msALDH)は、C末端アンカー型膜蛋白質の1つであり、C末端の疎水的領域で小胞体膜にアンカーしている。私達は、これまで、msALDHの小胞体局在化機構を解析し、そのC末端35アミノ酸残基内に小胞体局在化シグナルが存在することを明らかにした。本研究では、緑色蛍光蛋白質(GFP)のC末端にmsALDHのC末端35アミノ酸を付加したキメラ蛋白質をCOS細胞などに遺伝子導入し、その細胞内分布を高感度の免疫電顕法を用いて解析した。その結果、このキメラ蛋白質は小胞体膜と核膜に多数検出されたが、輸送小胞、ゴルジ体には検出されなかった。したがって、msALDHは、ゴルジ体からリトリーブされるKDELタンパク質などとは異なり、輸送小胞が小胞体から出芽する際に輸送小胞から排除され、小胞体に静的に残留すると考えられる。培養細胞にmsALDHを過剰発現させると結晶体様小胞体が形成される。今回、1型膜タンパク質であるシナプトタグミンの変異タンパク質の発現によっても結晶体様小胞体が形成されることを明らかにした。正常シナプトタグミンIVはゴルジ体に局在するが、そのC末端17アミノ酸を除去すると、ゴルジ体に局在しなくなり、顆粒状の結晶体様小胞体を形成する。C末端WHXLモチーフの除去によって、C2Bドメインの安定性が壊れ、誤って折り畳まれたタンパク質が小胞体に蓄積し、多量体を形成することによって結晶体様小胞体が形成されることが示唆された。
楔形単結晶の電子線回折強度精密測定による電子非弾性散乱過程の定量的解析

初年度に製作し観察に用いた電子顕微鏡用試料ホルダーの単結晶保持専用試料支持部の改良を行い電子顕微鏡観察時の試料ドリフトの更なる軽減を図った。初年度に実現された電子顕微鏡の光学調整用薄膜組み込み機構と併せて、試料の電子線照射損傷を最小限に抑えた測定が可能となり、良質の測定データを得ることができた。また初年度に導入されたイメージングプレート(IP)システム用イメージバッファーおよび初年度から引き続いての周辺ソフトウェア整備により、IPシステムによる測定効率・解析効率の飛躍的向上が果たされた。このような実験環境の下初年度に引続き、各種単結晶試料の電子線回折像、回折コントラスト像、高分解能像をIPを用いて定量的に測定した。測定には現有の高分解能電子顕微鏡に加え、エネルギーフィルターを備えた高分解能電子顕微鏡も用いた。エネルギーフィルターの使用により、弾性散乱電子、非弾性散乱電子を選択的に結像させることができ、非弾性散乱過程の定量的解析に欠かせない基礎データを得ることができた。こうして得た実験データに画像処理を施し、SiおよびMgOについてはそれぞれ[100]Siおよび[1-10]MgOの定量的電子顕微鏡像強度標準データとしての抽出整備を完了した。続いて実験データの定量的解析により、動力学的回折理論に基づく計算機シミュレーションの妥当性を確認し、さらに、結晶の複素ポテンシャル、Siについてはその温度因子、またMgOについてはそのイオン性を明らかにした。本研究で測定対象とした楔形単結晶の電子顕微鏡内保持のために、専用の試料保持部を試作し、現有の試料傾斜機能付きホルダーに組み込んで測定を行った。単結晶とは別に電子顕微鏡の光学調整用薄膜を組み込めるように設計することにより、試料の電子線照射損傷を最小限に抑えた測定が可能となり、良質の測定データを得ることができた。また本補助金により導入されたイメージングプレート(IP)システム用イメージバッファーの設置および周辺ソフトウェアの整備により、IPデータのコンピュータ上での直接処理が可能となり、IPシステムによる測定・解析効率の飛躍的向上が果たされた。このような実験環境の下で、Si楔形単結晶およびMgO微粒子を試料として電子線回折像、回折コントラスト像、高分解能像をIPを用いて定量的に測定した。この実験データに画像処理を施し、[100]Siおよび[110]MgOの定量的電子顕微鏡像強度標準データとして抽出整備を行った。それら実験データとの定量的な比較により、動力学的回折理論に基づく計算機シミュレーションの妥当性を確認し、さらに、結晶の複素ポテンシャル、Siについてはその温度因子、またMgOについてはそのイオン性について明らかにした。また、これらの成果を学術雑誌に発表するとともに、抽出整備したデータそのものについても定量的電子顕微鏡像強度標準データとして順次インターネット上で公開しつつあり、広く国内外から参照可能としている。
第二世代技術経営としてのcMOTフレームワークの体系化

本研究課題では,イノベーションの成果へとつながる価値獲得メカニズムにおいて,特許情報より技術開発の強みを明らかにするcMOTフレームワークを開発することを目的に研究を進めている.cMOTフレームワークでは,R&Dの方法・内容より協業体制,独自性,探索・活用の管理を,開発人員よりサイロ・エフェクト,コア硬直性,ダイバシティマネジメントの計6種より構成する予定としている.平成30年度には業界分析のためPatent Integration社の特許分析ツールを利用して予定していた自動車業界(自動運転技術を含む),ICT業界,化粧品業界,および医薬品業界の各主要企業におけるデータを採取し,データベース化を行った.また,cMOTフレームワークの構築も進め,予定していた協業体制として産学官連携(トリプルヘリックス)に基づいた連携の深化を表すモデル,および,業界全体としてコア技術の変遷を明らかにするためのモデルと各社における技術領域の近さを明らかにするモデルを構築した.これらの情報を利用し,Park, Nakaoka, Chen(2019)は自動車業界における電気自動車に関する技術開発戦略について,中岡,赤岡,朴(2019)は自動運転業界における技術の進化と現状について研究成果としてまとめた.自動運転に関する研究では自動運転のための技術領域の広がりが,完成品メーカ,部品サプライヤ,ICT業界によって違いが存在することや,ICT業界によって生み出された技術の注目度は一旦落ちたものの近年になって回復し主要なものとなってきていることを明らかにした.3年間という研究期間の中で,cMOTフレームワークとして予定していた6つのフレームの中で,2つについてはすでに完成したこと,さらに業界全体の技術開発を明らかにするためのモデルを用意し,研究成果として残すことができたため,予定通り研究活動が進んでいると考えられる.1cMOTフレームワークの中で,残りの4つのフレームを完成させること22018年度では予定していた複数の業界における特許情報データベースを構築したが,成果につながっているのはまだ一業界に適用した結果のみであるため,他の業界において本フレームワークを適用することなどが考えられる.本研究課題では,イノベーションの成果へとつながる価値獲得メカニズムにおいて,特許情報より技術開発の強みを明らかにするcMOTフレームワークを開発することを目的に研究を進めている.cMOTフレームワークでは,R&Dの方法・内容より協業体制,独自性,探索・活用の管理を,開発人員よりサイロ・エフェクト,コア硬直性,ダイバシティマネジメントの計6種より構成する予定としている.平成30年度には業界分析のためPatent Integration社の特許分析ツールを利用して予定していた自動車業界(自動運転技術を含む),ICT業界,化粧品業界,および医薬品業界の各主要企業におけるデータを採取し,データベース化を行った.また,cMOTフレームワークの構築も進め,予定していた協業体制として産学官連携(トリプルヘリックス)に基づいた連携の深化を表すモデル,および,業界全体としてコア技術の変遷を明らかにするためのモデルと各社における技術領域の近さを明らかにするモデルを構築した.これらの情報を利用し,Park, Nakaoka, Chen(2019)は自動車業界における電気自動車に関する技術開発戦略について,中岡,赤岡,朴(2019)は自動運転業界における技術の進化と現状について研究成果としてまとめた.自動運転に関する研究では自動運転のための技術領域の広がりが,完成品メーカ,部品サプライヤ,ICT業界によって違いが存在することや,ICT業界によって生み出された技術の注目度は一旦落ちたものの近年になって回復し主要なものとなってきていることを明らかにした.3年間という研究期間の中で,cMOTフレームワークとして予定していた6つのフレームの中で,2つについてはすでに完成したこと,さらに業界全体の技術開発を明らかにするためのモデルを用意し,研究成果として残すことができたため,予定通り研究活動が進んでいると考えられる.1cMOTフレームワークの中で,残りの4つのフレームを完成させること22018年度では予定していた複数の業界における特許情報データベースを構築したが,成果につながっているのはまだ一業界に適用した結果のみであるため,他の業界において本フレームワークを適用することなどが考えられる.予定していたより謝金支出を抑えることができた点において差額が生じた.研究成果が予定通り出てきているため,次年度には国際会議での発表など23件予定しているので,この差額についてはその旅費としての活用を検討している.
水害時の住民避難をより安全にする広域避難対策の社会的実装を図る計画技術の構築

本研究では,水害時の市区町村の行政界を越える広域避難対策について,全国でのこの避難対策の取り組みの現状を把握するとともに,水害時の住民の避難意思決定要因を抽出する。全国規模による俯瞰的な分析によって広域避難の効果が高い地域の中から選定するケーススタディ地域を対象として広域避難に関する行政の取り組みの現状や住民の避難リテラシー(避難計画の理解度や避難行動意向)を把握する。そして,当地で理想的に実施された場合の広域避難対策の期待効果を算定する一方,当地の現行避難計画や住民の避難リテラシーを加味して広域避難の実効性を評価する。以上を踏まえ,当地における水害時広域避難計画の立案・改善策の提案を行う。
GPI-アンカー型神経接着分子NB-2の遺伝子欠損マウスの作製と解析

免疫グロブリンスーパーファミリーに属するGPI-アンカー型神経接着分子NB-2の機能解析を目的とした研究である。これまでの研究から、NB-2は脳神経系の発生過程においてシナプス形成が盛んな生後12週目にかけて一過的に聴覚系神経核に発現することが明らかとなった。本研究では、聴覚機能系の発生/成熟過程におけるNB-2の機能を行うために、NB-2遺伝子欠損マウスを作製した。このマウスは、翻訳開始コドンの直下からシグナルペプチドに相当する部分を欠失する代わりにtau-Lac Z遺伝子をin frameで結合させた遺伝子改変を施したマウスである。まず、このF1世代のヘテロ型マウスから作製した脳切片を用いてx-gal染色を行い、tau-lac Zの発現を指標にNB-2の発現分布を検討した。その結果、聴覚機能系の各神経核、即ち、蝸牛神経核、上オリーブ核、下丘、内側膝状体・聴覚野ならびにその投射経路においてx-gal陽性の強い反応が認められた。この結果は、免疫染色およびin situ hybridizationで得られたNB-2の発現分布とほぼ同様の結果であった。次に、これらの神経核群の構築に対するNB-2遺伝子欠損の影響を検討した。ホモ型欠損マウスの上記神経核群を含む脳切片をニッスル染色した結果、野生型マウスのそれらと何ら変化がないことが明かとなった。以上の結果から、NB-2遺伝子は特異的に聴覚系神経核群に発現するが、これら神経核の形成には関係しないことが示唆された。現在、聴覚機能の成熟過程における遺伝子欠損の影響を検討する目的で、興奮性入力であるNMDA、および抑制性入力であるglycine、GABAの発現状況を調べると共に、強音刺激誘発性痙攣や純音感受性反応等の行動実験を行う準備を進めている。まず、このF1世代のヘテロ型マウスから作製した脳切片を用いてx-gal染色を行い、tau-lacZの発現を指標にNB-2の発現分布を検討した。その結果、聴覚機能系の各神経核、即ち、蝸牛神経核、上オリーブ核、下丘、内側膝状体、聴覚野ならびにその投射経路においてx-gal陽性の強い反応が認められた。現在、聴覚機能の成熟過程における遺伝子欠損の影響を検討する目的で、興奮性入力であるNMDA、および抑制性入力であるglycine、GABAの発現状況を調べると共に、強音刺激誘発性痙撃や純音感受性反応等の行動、実験を行う準備を進めている。

これまでの研究から、NB-2は脳神経系の発生過程においてシナプス形成が盛んな生後12週目にかけて一過的に聴覚系神経核に発現することが明らかとなった。本研究では、聴覚機能系の発生/成熟過程におけるNB-2の機能を行うために、NB-2遺伝子欠損マウスを作製した。このマウスは、翻訳開始コドンの直下からシグナルペプチドに相当する部分を欠失する代わりにtau-Lac Z遺伝子をin frameで結合させた遺伝子改変を施したマウスである。まず、このF1世代のヘテロ型マウスから作製した脳切片を用いてx-gal染色を行い、tau-lac Zの発現を指標にNB-2の発現分布を検討した。その結果、聴覚機能系の各神経核、即ち、蝸牛神経核、上オリーブ核、下丘、内側膝状体、聴覚野ならびにその投射経路においてx-gal陽性の強い反応が認められた。この結果は、免疫染色およびin situ hybridizationで得られたNB-2の発現分布とほぼ同様の結果であった。次に、これらの神経核群の構築に対するNB-2遺伝子欠損の影響を検討した。ホモ型欠損マウスの上記神経核群を含む脳切片をニッスル染色した結果、野生型マウスのそれらと何ら変化がないことが明かとなった。以上の結果から、NB-2遺伝子は特異的に聴覚系神経核群に発現するが、これら神経核の形成には関係しないことが示唆された。現在、聴覚機能の成熟過程における遺伝子欠損の影響を検討する目的で、興奮性入力であるNMDA、および抑制性入力であるglycine、GABAの発現状況を調べると共に、強音刺激誘発性痙攣や純音感受性反応等の行動実験を行う準備を進めている。
術後高次脳機能障害に対するグルタミン酸NMDA受容体拮抗性麻酔薬の治療効果

本研究は、全身麻酔下にて3時間以上の腹部および整形外科大手術をうける60歳以上の患者を対象とし、グルタミン酸NMDA受容体拮抗作用が強い2種類の麻酔薬であるケタミンとキセノンが、術後認知機能低下を改善するという仮説を検証するための研究である。本年度は3年計画の研究の最終年にあたり、また研究代表者の後藤が帝京大学から横浜市立大学に異動したため、新しい患者のリクルートはなく、S-100β蛋白測定および術後データの取得と解析を行った。平成16年からの3年間で、合計65名の患者よりデータを得ることができた。亜酸化窒素+セボフルランで麻酔維持された対照群21名のうち6名で、術後2週間での認知機能低下を認めた。ケタミンを加えた群22名中7名、キセノン麻酔の群22名はそれぞれ4名であり、キセノンの方が少ない傾向にあったが、有意差には達しなかった。(ケタミンとキセノン群間でカイ二乗検定P=0.29)S-100βは3群で差を認めなかった。6ヵ月後の認知機能低下は対象群では17名中3名、ケタミンでは20名中4名、キセノンでは18名中2名であった。(ケタミンとキセノン群間でカイ二乗検定P=0.53)本研究は研究中に麻酔科における大量離職などの影響を受け、予定数より少ない患者数しかリクルートできず、検出力が不足したと考えられる。S-100β蛋白は低値で推移する患者がほとんどで、高次脳機能の研究を行うのにあまり適していない可能性が示唆された。それとは別に、キセノン群の患者の手術中に血圧低下が少なく、術後の回復が早い印象があった。これは今後の研究課題と考えている。本研究、全身麻酔下にて3時間以上の腹部および整形外科大手術をうける60歳以上の患者を対象とし、グルタミン酸NMDA受容体拮抗作用が強い2種類の麻酔薬であるケタミンとキセノンが、術後認知機能低下を改善するという仮説を検証するための研究である。本年度は平成16年度から3年計画で行われる研究の1年目にあたる。交付された研究費は、予定通りその半分以上をキセノンガスの購入に用いた。また、以前の科学研究費補助金で購入し、これまでデータ採集および処理に用いてきたコンピュータが故障したので、本年度の補助金でそれらの修理および更新を行った。本年度の最中に、対象患者のかなりの部分を提供してくれるはずだった外科医と我々麻酔科との間に、本研究とは関わりのない患者の件で揉め事が起き、信頼関係が揺らぐという不測の事態があった。そのため対象患者のリクルート開始が遅れたが、研究そのものはスタートすることができた。比較研究は盲検法でおこなうため、中間結果がどのようになっているかは現時点では不明である。麻酔薬そのものによるトラブルは現時点までではないので、今後とも、予定通り研究を続行する所存である。本年度は平成16年度から3年計画で行われる研究の2年目にあたる。交付された研究費は予定通り、キセノンガスモニターの測定部の定期交換、およびキセノン麻酔器の定期点検にほとんどを費やした。これらの費用を、補助金交付申請書では物品費として計上したが、収支決算報告書ではその他の費用に分類されている。

また、以前の科学研究費補助金で購入し、これまでデータ採集および処理に用いてきたコンピュータが故障したので、本年度の補助金でそれらの更新を行った。本年度の最初に、我々の属する麻酔科の指導医の半分が退職するという不測の事態があった。そのため対象患者のリクルートは当初の予定よりかなり遅れている。比較研究は盲検法でおこなうため、中間結果がどのようになっているかは現時点では不明である。麻酔薬そのものによるトラブルは現時点までではないので、今後とも、予定通り研究を続行する所存である。本研究は、全身麻酔下にて3時間以上の腹部および整形外科大手術をうける60歳以上の患者を対象とし、グルタミン酸NMDA受容体拮抗作用が強い2種類の麻酔薬であるケタミンとキセノンが、術後認知機能低下を改善するという仮説を検証するための研究である。本年度は3年計画の研究の最終年にあたり、また研究代表者の後藤が帝京大学から横浜市立大学に異動したため、新しい患者のリクルートはなく、S-100β蛋白測定および術後データの取得と解析を行った。平成16年からの3年間で、合計65名の患者よりデータを得ることができた。亜酸化窒素+セボフルランで麻酔維持された対照群21名のうち6名で、術後2週間での認知機能低下を認めた。ケタミンを加えた群22名中7名、キセノン麻酔の群22名はそれぞれ4名であり、キセノンの方が少ない傾向にあったが、有意差には達しなかった。(ケタミンとキセノン群間でカイ二乗検定P=0.29)S-100βは3群で差を認めなかった。6ヵ月後の認知機能低下は対象群では17名中3名、ケタミンでは20名中4名、キセノンでは18名中2名であった。(ケタミンとキセノン群間でカイ二乗検定P=0.53)本研究は研究中に麻酔科における大量離職などの影響を受け、予定数より少ない患者数しかリクルートできず、検出力が不足したと考えられる。S-100β蛋白は低値で推移する患者がほとんどで、高次脳機能の研究を行うのにあまり適していない可能性が示唆された。それとは別に、キセノン群の患者の手術中に血圧低下が少なく、術後の回復が早い印象があった。これは今後の研究課題と考えている。
極微小電子線プロ-ブを用いた半導体ー金属界面の研究

本研究では、(1)極微小電子回折法を金属ー半導体,半導体ー半導体界面に適用して界面一点一点の構造と組成を評価すると同時に、(2)ナノメ-タ-サイズの極細電子線を使って界面近傍の電子物性を測定する新しい試みを行なう。さらに(3)半導体ー金属界面に電流を流しながら電子顕微鏡観察と極微小電子回折を行なうことを目的としている課題(1)についてはInP/InGrop歪超格子の界面における歪状態をナノ電子回折で研究し、その界面の歪が上下非対称であることを明らかにした。この結果は第12回国際電子顕微鏡学会で発表し,応用物理学欧文誌に投稿した。さらにSiO^2/Si界面を断面観察法で高分解能電子顕微鏡観察し、界面近傍に存在すると予想されている特殊構造について研究した。また、Au/Si(111)界面の構造研究をより高分解能で行なったためplanーview観察を行った。装置の作製としては、シリコンなどの半導体上の吸着構造や界面構造をより制御された条件で作製するためRHEED付きの超高真空チャンバ-を試作した。この装置により、同じ試料についてRHEEDとplanーviewの同時観察を行なうことにより吸着構造や界面構造がより統一的に理解できる。
高齢者の人口動態の変化と介護サービス供給の実証研究

市町村を対象として、高齢者の人口動態の変化と、自治体(保険者)ごとの介護サービス供給の関連について実証的に考察を行った。結果として、営利・非営利問わず、自治体間の介護サービス格差に反応した高齢者の介護移住や、事業者の参入行動が見られる事が明らかとなった。ここから派生して、移動の結果としての地域の要介護状態の変化や地方政府の供給の意思決定も分析している。平成20年度は主として研究遂行に必要なデータの入手と入力を中心に活動し、データ構築をほぼ完成させることができた。これらデータを用いて21年度には精力的な研究を行うことができる。また、人口移動研究を行っている研究者等へのヒアリング・意見交換(例として伊藤薫・岐阜聖徳学園大学教授)を積極的に行った結果、貴重な資料やデータを入手する事ができた。研究活動としては、高齢者の介護移住とその影響に関する実証分析を進めている。既に報告を行っている中澤・川瀬(2008)については、研究を進めて英語化し、ディスカッションペーパーで発表するのと同時に海外査読誌への投稿を準備している。また、高齢者が異動した結果、基礎的自治体における介護水準がどのように変化したのかに関して研究を行い、関西公共経済研究会等の研究会で報告・査読誌への投稿を行っている。これら研究は、2007年問題・2012年問題など高齢者の増加が確定路線であるわが国において、介護サービス供給とそのファイナンスのあり方について貴重な示唆を行うことができる。また、わが国では数少ない包括的な高齢者人口移動とその影響に関する研究となっている。これら研究に加えて、営利法人と非営利法人(社会福祉法人)・NPOが混在する在宅介護サービス市場について、彼らの参入行動について実証分析を進めている。この研究成果についても査読誌への投稿を行っている。既存データが存在していないため、データの収集と構築が研究年度前半の主な目的であったが、充分なデータ構築ができたと考えている。まず、高齢者の地域間移動と地域の福祉要因について分析の拡張を行った。全国規模にデータを拡張し、さらに民間の有料老人ホーム等の変数を加えた。結果として、営利、非営利いずれの介護施設も高齢者の移動誘因となる事が明らかとなった。また、医療サービス料も同様に高齢者の移動誘因となっている。この研究成果は、高齢化が進展するわが国における初の実証的な研究であり、研究上の意義のみならず政策面での意義も大きい。本研究の成果は、中澤・川瀬(2011・掲載決定)やKawase and Nakazawa (2009)など、国内外の査読誌に掲載される。また、この研究から派生し、介護関連の営利、非営利事業者の行動、移動の結果として地域の要介護状態の変化、地方政府の意思決定などを実証的に分析し、学会報告等を行っている。具体的には「地域介護市場への参入行動」、「介護保険料設定に関する自治体間の相互性」、「老人福祉費の決定における自治体間の相互性」、「市町村合併と介護」、「家庭内扶養機能の変化と公的福祉への依存度の計測」などの研究を行った。これら研究成果の一部はすでに論文や著書として公表されており、また一部は現在査読誌への投稿を行っている。これら一連の研究を総合する事で、高齢者福祉サービスのあり方について考察するための基礎的情報を提供できていると考えている。特に、施設と居宅サービスの差異が明らかになりつつある介護保険の供給面や、現行の保険者単位での運営の持続可能性や財政調整のあり方が議論される財政面の議論に貢献できるだろう。
RNAポリメラーゼ複合体の1分子メモリー効果による転写活性化機構

従来、転写開始は必要な反応を直列に並べたもの(直列経路)とされてきた。近年、λP_Rプロモーター等でプロモーターに結合したまま、不活性な複合体を形成する分岐経路が発見された。この分岐した転写開始では、RNA伸長の過程で、長鎖RNA合成にいたる転写複合体と、短鎖RNAを繰り返し解離(abortive initiation)する複合体(moribund複合体と命名された)との分岐した反応経路をたどる。我々はこの機構が、少なくともin vitroでは一般的な転写開始機構であることを、証明した。さらにわれわれは、この機構が、細胞内で存在することをいかのように証明した。転写伸長因子と考えられていたGreA,GreBタンパク質が、プロモーターとRNAポリメラーゼとの2体複合体のレベルで、λP_Rプロモータにおけるmoribund complexの形成を押さえて転写を活性化させる開始因子としての作用を持つことを発見した。greAgreB.遺伝子の破壊株を構築したところ、この株は低温感受性で、重金属耐性が低下しており、genome arrayにより二桁以上の遺伝子の発現が野生株と異なっていることが明らかになった。幾つかの遺伝子発現を検討したところ、uncオペロンなど少なくとも3種の転写ユニットはgreA/greB遺伝子依存的に、in vivoとin vitroの両方でレベルが上昇しており、abortive initiationが低下していた。つまり、転写の分岐回路は細胞内でも存在していることが証明された。転写の開始機構が、従来証拠無しに信じられてきた直列モデルを否定し、新しいモデルを証明し、国際的にもmoribund complexやbranched pathwayとして認知された意義は大きい。また、この発見は、90年ごろに我々が開発した、固定化DNAによる転写技術が必須のものであり、一つの技術が生物学的発見に結びついたものである。一群のプロモーターに対して、大腸菌RNAポリメラーゼは、プロモーターに結合したまま、不活性な複合体を形成する。λPRプロモーターにおいては、転写開始からRNA伸長の過程で、長鎖RNA合成にいたる転写複合体と、短鎖RNAを繰り返し解離(abortive initiation)する複合体(moribund複合体と命名された)との分岐した反応経路をたどる。後者は、短鎖RNAを一定の頻度で合成・解離し、また、数分で基質存在下でも伸長反応を行わないdead-end複合体に変換する。RNA切断因子GreAGreBは、RNA伸長時のブロックを解除する伸長因子と考えられて来たが、λPRプロモーターにおける転写開始時の不活化複合体を再活性化することが分かった。この再活性化は、RNA合成以前に起こっており、開始ヌクレオチドであるGTPが高濃度(mM)存在することが必要である。このため、Gre因子は、本来非可逆的に分岐した2つの反応経路を、プロモーター・ポリメラーゼ2体複合体のレベルで可逆的にしていると思われる。開始ヌクレオチドへの親和性が、長鎖RNAを合成する複合体の方が高いため、Gre因子と高濃度GTPが共存すると、二者複合体の中で平衡が長鎖RNAを合成する複合体のほうに傾く、と言うことになる(文献1)。T7A1のようにもともと可逆的と思われるプロモーターでは、λPRプロモーターと同様な不活性化やmoribund複合体の蓄積、Gre因子による活性化は、通常の条件では存在しない。反応経路も、従来の直列経路に一致する。しかし、低塩濃度では、T7A1プロモーターでの不活性な複合体の形成が、λPRプロモーターと同様に観測された。このことは、転写開始の一般的な経路は分岐経路であり、プロモーターによっては、通常の条件では分岐間の可逆性が高く、直列経路と等価な分岐経路をとることを意味する。

従来、転写開始は必要な反応を直列に並べたもの(直列経路)とされ、特に大腸菌RNAポリメラーゼによるT7A1プロモーターからの開始はこの仮定と良く一致するとされてきた。近年、λP_Rプロモーター等でプロモーターに結合したまま、不活性な複合体を形成する分岐経路が発見された。この分岐した転写開始ではRNA伸長の過程で、長鎖RNA合成にいたる転写複合体と、短鎖RNAを繰り返し解離(abortive initiation)する複合体(moribund複合体と命名された)との分岐した反応経路をたどる。どちらの機構が一般的でどちらが特殊だろうか?。分岐がもし可逆的なら2つの機構は同一になることを手がかりに、T7A1プロモーターでの転写開始における分岐経路の検出を試みた。高感度のパルスラベルを用いた速度論的手法、Exonucleaseによるフットプリント、活性中心のMg2+イオンをFe2+に交換して形成されるヒドロキシラジカルによる活性中心フットプリント等の手段により、T7A1プロモーターでの転写開始における分岐経路を発見、特に低塩濃度で顕著であった。T7A1プロモーターでの転写開始が直列に見えたのは、分岐経路に流入する量が相対的に小さいことと、分岐経路が可逆的で不活性な複合体がほとんど形成されないことを証明した。つまり、分岐経路が一般的で直列経路は特殊解である。分岐経路でのmoribund複合体は、T7プロモーターでは、活性中心とポリメラーゼの前端が下流にずれていたが、λP_Rプロモーターでは上流にずれていた。このどちらかの方向へのズレが、moribund複合体がなぜRNA伸長が遅くなる理由であろう。このように転写複合体は1バイトの分子メモリーを形成する。従来、転写開始は必要な反応を直列に並べたもの(直列経路)とされてきた。この分岐した転写開始では、RNA伸長の過程で、長鎖RNA合成にいたる転写複合体と、短鎖RNAを繰り返し解離(abortive initiation)する複合体(moribund複合体と命名された)との分岐した反応経路をたどる。我々はこの機構が、少なくともin vitroでは一般的な転写開始機構であることを、証明してきた。本年の研究の目的は、この機構が、細胞内で存在することの証明である。転写伸長因子と考えられていたGreA, GreBタンパク質が、プロモーターとRNAポリメラーゼとの2体複合体のレベルで、λP_Rプロモータにおけるmoribund complexの形成を押さえて転写を活性化させる開始因子としての作用を持つことを発見した。greAgreB遺伝子の破壊株を構築したところ、この株は低温感受性で、重金属耐性が低下しており、genome arrayにより二桁以上の遺伝子の発現が野生株と異なっていることが明らかになった。
自己組織化を用いてナノエレクトロニクス素子の開発

有機エレクトロニクスは有機物質のマイクロパターン技術と共に発展していくこれからの技術である。これまで、トップダウン技術が使われてきたが、低価格、大面積での作成というボトムアップの自己組織化プロセスの長所を取り入れ、機能性有機フォトニクスやエレクトロニクスデバイスを作成することとした。利用した自己組織化技術:(1)ディウェッティングを用いたp-n型有機トランジスタ:マイクロ電極の間(トップダウン作成)に希薄な有機溶液に溶かした有機半導体材料をディウェッティング(ボトムアップ)することで、有機半導体のマイクロデバイス(有機発光ダイオード、有機トランジスタ)を作成した。ディウェッティング現象を利用して、n型のフラーレン薄膜を作成した。ディウェッティングのパラメーター(温度、濃度、ディウェッティング速度など)によって、プレート型またはファイバー型の結晶が得られた。ファイバー型結晶の上にp型材料をディウェッティングさせることによって、p-n型を作成した。(2)マイクロエマルションを用いた、有機太陽電池の高分子総分離膜を作成した。ポリマーブレンド(ポリスチレン/PMMA、導電性PEDOT/PSS)の溶液を基板にキャスチングし、添加剤の有無により、粗分離がおこる。結果的、スピノーダル分布やスポンジ構造が発生する。(3)自己組織化プロセスで作成した高分子のハニカム構造に導電性高分子(ポリアニリンやポリヘキシルチオフェン)を吸着させ、導電性ハニカムフィルムを作成した。両親倍性添加剤の比率によって、抵抗を制御することも可能である。具体的には、マイクロ電極の間(トップダウン作成)に希薄な有機溶液に溶かした有機半導体材料をディウェッティング(ボトムアップ)することで、有機半導体のマイクロデバイス(有機発光ダイオード、有機トランジスタ)を作成した。(1)マイクロ有機トランジスタ:はじめにトランジスタの電極幅を一つのペンタセンファイバー(1m程度)の幅に合わせる必要があるが、この細い電極は文部科学省の「先端研究施設共用イノベーション創出事業」との共同研究で作製した。(2)ペンタセンを高沸点の溶媒(トリクロロベンゼンなど)に溶かし、ローラ装置を用いてマイクロファイバーを作成した。ローラ装置の速度、基板の温度、ペンタセンの濃度によって、様々な結晶(ファイバー、プレートなど)を作成した。長さ1cm以上、幅1μm以下の細長いファイバーの作成を作ることができた。(3)マイクロ電極(25×25μmの電極ギャップ)を用いて、ボトムコンタクト型のトランジスタの移動度を1.6cm^2/Vsまで上げることができた。(4)ディウェッティング現象で完成したペンタセンのナノファイバーの上に、別な有機半導体材料をもう一度ディウェッティングし、2層構造を作製した。その2回目のディウェッティングで利用した材料はフラーレンなど低分子だけではなく、ポリヘキシルチオフェン、ポリフェニレンビニレンなどの高分子材料も利用できることがわかった。その技術を利用することで、電子輸送とホール輸送トランジスターを作成することも可能になった。
水またはアルコール系アルドール反応による象炭反応

メタノール系で三炭糖の1,3-ジヒドロキシアセトンとC1化合物であるホルムアルデヒドとのアルドール反応を塩化カルシウム/水酸化カリウム触媒を用いて行った場合には、ヒドロキシメチル基の導入のみが進行し、ホルムアルデヒドが1分子反応した2-テトルロースと、さらにもう1分子のホルムアルデヒドが反応した3-ペンツロースを主成分として合成できた。これに対して、本反応を水系で塩化カルシウム/水酸化カリウム触媒を用いて行った場合には、反応経路を左右する、際立った溶媒効果を見い出すことができた。即ち、ヒドロキシメチル基の導入により生じた2テトルロースが、さらに脱水反応を受けた新規生成物1-ヒドロキシン-2,3-ブタジオンを合成することができた。一方、ホルムアルデヒドの変わりにメチルビニルケトンを用いて1,3-ジヒドロキシアセトン水系で、水酸化カリウムのみ又は塩化カルシウム/水酸化カリウムにより処理した場合、1,3-ジヒドロキシアセトンはエノラートとして作用するのではなく、まず、1級アルコールとして求核的に1,4-付加し、次に分子内でアルドール型に環化し、新規生成物4-アセチル-2,3,4,5-テトラヒドロ-3-ヒドロキシ-3-ヒドロキシメチルフランが得られることをい見い出した。また、アセチル化して単離を試みたところ、さらに脱水が進んだ3-アセチル-4-アセトキシメチル-2,5-ジヒドロフランとして単離、同定できた。これに対して、フェノール性エノラートを形成する2,4-ジヒドロキシアセトフェノンを基質としてメチルビニルケトンと反応させると、水酸基では反応せずエノラートとして3位の炭質で選択的に反応し、1,4-付加体を得ることができた。反応溶媒としては、水のみまたはメタノールのみよりも、水/メタノール=1/1の方が高収率で1,4-付加体を与えることがわかった。四炭糖のテトルロースとC_1化合物であるホルムアルデヒドとのアルドール反応を検討し、ヒドロキシメチル基の導入による3-ペンツロース合成の立体選択牲は、水系ではエリトロ、アルコール系ではトレオであることを見いだした際に、アルコール系ではアルカリ土類金属触媒が有効であったことに注目した。この発見を、フェノール性エノラートとアルデヒドとのアルドール反応に展開したところ、アルコール系ではアルカリ金属水酸化物が触媒能を示めさないのに対して、アルカリ土類金属触媒は著効であり、カンナビノイド天然物合成の新しい方法論として提案できることを見い出した。この新しい方法論の利点は、水または含水アルコール系でアルドール型の炭素一炭素結合を形成できることである。反応系の乾燥、無水操作は必要ない。基質としては、親水性、疎水性の両方の基質に適用できる。さらに、金属塩または金属水酸化物と、水またはアルコール中で撹拌するだけというプリミティブな反応系であることも特徴である。フェノール性エノラートの基質としては、カンナビノイド天然物の骨格に誘導できる2,4-ジヒドロキシ安息香酸メチルを選び、まず水系で親水性アルデヒドであるホルムアルデヒドとのアルドール反応を検討し、アルカリ金属(KOH)およびアルカリ土類金属反応剤(CaCl_2/KOH)のいずれを用いても、高収率で目的の付加体が得られた。次に、疎水牲のアルデヒドの代表例としてベンズアルデヒドを用い、メタノール中で同反応を行ったところ、アルカリ土類金属反応剤により高収率で目的の付加体が得られた。本法を2-アルケナ-ルとの反応に適用したところ、一工程で2H-クロメン骨格が構築され、カンナビノイドの合成に応用することができた。