hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
球面調和関数を用いた肝臓統計形状モデル構築と肝硬変診断支援への応用

高精細医用画像から構築された人体臓器統計形状モデルは各臓器の個体差バリエーションを記述したモデルであり,診断や治療支援への応用が期待できる.各臓器の3次元形状表現の有効な手法として球面調和関数を用いた臓器形状ベクトル表現が挙げられるが,臓器間における球面調和関数の次元数は異なるため,各臓器間の統計形状モデル構築に対する次元数特定やその差異に対する統計形状モデル性能評価が確立されていない.故に球面調和関数による臓器統計形状モデルの支援診断への応用は未着手である.本研究では,球面調和関数を用いた信頼性の高い統計形状モデル構築,性能評価を行った.高精細医用画像から構築された人体臓器統計形状モデルは臓器の大きさや形状,形態変化などを記述したモデルであり,計算解剖学以外にも診断・治療支援への応用が期待できる.効率的でかつ少数症例でも汎化能力の高い統計形状モデル構築には,症例間解剖学的に同じ特徴に対する高度な対応付け,効率的な三次元臓器形状の表現(三次元形状モデル)の確立が求められる.本研究は,(1)球面調和関数を用いた高精度な臓器形状表現確立と(2)汎化能力の高い臓器統計形状モデル構築,及び(3)構築された肝臓統計形状モデルを用いて肝硬変疾患の形状変化と臨床検査データ間の相関関係を数理的に明示し,新たな肝硬変診断支援応用を目的に以下の研究成果が挙げられる.1.球面調和関数を用いた人体臓器三次元形状表現法の確立臓器表面上には顕著な特徴(表面上の頂点)が存在しないため,従来法の症例間対応付けは推定問題を解いて特徴点を得る.また,臓器の三次元形状モデル構築の計算は膨大かつ複雑であるだけでなく精度が低いため,形状表現の精度も低くなってしまう.本研究では,この問題を克服するため,臓器表面上を単位球に射影するParameterizationを用いて臓器の三次元形状表現を行う,この臓器三次元形状表現を球面調和関数に展開後,臓器の形状特徴を得て,脾臓,肝臓の臓器の三次元形状表現が得られた.本手法は学会や論文で報告し,第23回日本医用画像工学会においては大会奨励賞を得た.2.肝臓の統計形状モデル構築と肝硬変症支援システム構築肝硬変症の形態変化の観測方法について,成分特定方法を調査した.統計形状モデルへ写像したデータを元に解析を行った所,正常と疾患間で分散が離れている成分を上位数成分選出し,その成分に対して機械学習を行った.その結果,おおまかに正常と疾患へ分類が可能であることを示した.今後,GUIによるシステムを作成する.高精細医用画像から構築された人体臓器統計形状モデルは各臓器の個体差バリエーションを記述したモデルであり,診断や治療支援への応用が期待できる.各臓器の3次元形状表現の有効な手法として球面調和関数を用いた臓器形状ベクトル表現が挙げられるが,臓器間における球面調和関数の次元数は異なるため,各臓器間の統計形状モデル構築に対する次元数特定やその差異に対する統計形状モデル性能評価が確立されていない.故に球面調和関数による臓器統計形状モデルの支援診断への応用は未着手である.本研究では,球面調和関数を用いた信頼性の高い統計形状モデル構築,性能評価を行った.本年度では,実際の臨床医用画像とその検査データの収集と同時に球面調和関数による臓器3次元形状モデリングについて行った。これまで症例数は正常9症例,異常を5症例で解析を行なっていたが,症例数をそれぞれ,正常25症例,異常を25症例と増やし,現在研究を行なっている。はじめに,症例数が増えたことと併せて,一般の統計形状モデル(PDM)による統計形状モデルも同時に構築を行い肝硬変症において,形態変化が最も大きい成分を,正常と異常間で分散の大きいParameterization方法としては,Marching Cube法から得られた肝臓,脾臓などの臓器に対して,各臓器の表現能力に対する比較を行った。また,肝硬変症の形態変化はおもにどのような成分が寄与するのか,あるいは形態変化に関与する成分の特定方法を調査するため,はじめに,従来手法の統計形状モデルへ写像したデータを元に,解析を行った解析方法は正常と疾患データ間においての分散が最大となる成分を上位数個選出し,その成分を機械学習により解析を行ったところ,おおまかに正常と疾患に対するクラス分類が可能であることを示した.本年度はこの成果を踏まえ,我々の提案する球面調和関数に基づいた形状モデリングにより,実際にデータの解析を行い,有用な支援診断を目指す.昨年度は,臨床医用データの収集,ならびにSPHARMを用いて臓器の形状モデル表現を行った。また,構築したモデルが従来法のモデルと比較して,性能はどのように変動しているかについて評価を行なっている。本研究では,臓器の形状モデルを肝臓のみだけでなく,脾臓,腎臓,等の閉曲面の臓器に対しても現在評価を進めている。本年度は肝硬変症の特徴や成分特定も同時に研究を行なっていた.肝硬変症は,肝臓の形態変化のみではなく,脾臓の形態変化も有用な診断基準となる.現在,本研究では両者の形状モデルが,統計形状モデルとその支援診断に与える影響を調査しており,本年度は提案する形状モデリングを用いた統計形状モデルの支援診断開発を目指す.臨床データ収集及び統計形状モデルの評価を行う.さらに,構築されたモデルに臨床検査データを対応させ,モデル各成分と疾患特徴との関係性を数値解析により解明し,この数値評価に基づいた肝臓疾患診断支援の応用を目指す。1.本年度は,主に統計形状モデルの精度向上のためのデータ収集を,前年度から引き続き継続して進める。また,臨床検査データを持つ医用画像データを増やすことで,モデルの性能評価に対する信頼の確立を目指す。

2.これまでの研究成果を実際に臨床現場への応用可能を目指し,VTKなどを用いたインタラクティブな医用画像支援診断システム構築を目指す。構築するシステムでは,本研究で構築した統計形状モデルを組み込み,形状情報をユーザ(臨床医師)が入力することで,臓器がどの程度形態変化しているかを数値的に確認することができる対話的システム構築を目指す。昨年度の研究においての予算は主に,多くのデータを保持,管理,解析を行うため,ハイパフォーマンスコンピュータを購入し,解析の効率化を測った。本年度は本研究の成果を多く発信することを計画している。それに乗じる旅費,ならびに成果の論文投稿に伴う予算計上を計画している。また、未使用額6,597円が派生した理由について、12年度の経費執行はほぼ計画通りであったが、より効率的に物品購入を行った結果、端数が未使用金として生じた。来年度はこの端数も含め,臨床医師による支援診断の検証と打合せの交通費,また医師以外のユーザに対する評価アンケート開催などに使用する予定である
革新的な細胞収縮力可視化技術の開発

細胞の収縮力を従来よりも効率良く可視化・定量化することができる技術の開発を研究目的とする。適度な弾性率をもつシリコーンの表面に化学的・力学的な性質が均質な親水性薄膜を形成する。細胞を播種し、細胞収縮力の負荷により生じる薄膜の変形を位相差顕微鏡により検出する。得られた画像について画像解析を行い、薄膜の変形量を定量化する。個々の細胞が発生する収縮力を定量化できる。とりわけ画像解析については自動処理コードを構築して測定効率、すなわちスループットを向上させた。本研究で開発したシステムは細胞収縮力の定量化アッセイとして、とりわけ分子細胞生物学分野において有効活用できるものである。細胞の収縮力を従来よりも効率良く可視化・定量化することができる新しい技術を開発することを目的とする。本年度は、最適な基板材料を選択するために、材料の力学試験や光学特性評価を行った。力学試験では、シリコーン材料の表面に細胞の接着性を付与するための表面改質を行い、そのうえで自作の装置を用いて硬さと破断特性の計測を行った。表面改質とともに、材料の脆性が進行することが定量的に示された。本力学試験の成果は現在国際誌に論文として投稿するための準備を進めている。また、従来の96ウェルプレート(創薬用にサイズが国際標準化された、96個のウェル(穴)状細胞培養部を有するもの)の細胞培養部分に同基盤を設置するだけでは、所望の効果(細胞およびその収縮力の可視化)を得ることができないことをまず確認した。そこで、この表面改質を行った基板材料を、独自の96ウェルプレートに組み込むことができる機械装置を設計および製作した。この独自96ウェルプレートの側壁部分の形状は様々なものを製図して3Dプリンターにて3次元加工製作を行った。同プレートの底面部に細胞収縮力可視化用基板を取り付けるために、12個の鉛直方向内に固定された細棒の上に表面改質済み基板を設置し、機械スライダーの操作に応じて上記プレートの側壁部の下側縁へと移動・固定できる機構を作製した。この12個の細棒を、別の機械スライダーの操作により、個々のウェル間隔分だけ8回ずつずらし、合計96(=12 x 8)個の基板を側壁部へと取り付けられるようにした。当初の主たる研究目的である独自96ウェルプレートの製作を終えることができたため。また、その製作に先だって実施した基板材料の力学特性の計測結果を論文としてまとめており、近日中に投稿できる状況にあるため。昨年度に試作した96ウェルプレートについて、より確実に性能の良いものを作るためのプレートそのもの、またプレート製作装置に関する設計変更を行った。この設計において、本技術ではプラズマ表面改質を行った基板を利用するが、その改質面に触れることができないために、改質面以外の部分を部物理的に支えながら96ウェルプレートを作る側壁部分に取り付ける機構を考案した。また、ステッピングモーターを4つ取り付けて自動化機構を組み込むための改良を行っている。また、細胞を用いた予備実験の結果から、プレートの基板材料や表面改質条件について細胞種に合わせた見直しが必要であることがわかり、詳細な検討を行った。また、細胞発生力に関する大量データを扱うメカノミクス研究を推進するには、96ウェルプレートの開発だけでなく、自動画像解析を行うためのソフトウェアの開発が必須である。本年度は高速フーリエ変換を基礎とした画像解析アルゴリズムを提案し、実際に自動的に細胞発生力の解析を行うための基礎を構築した。特にマウス間葉系繊維芽細胞など、間葉系の細胞において再現性よく実験結果の定量化ができることを確認した。その内容の一部をまとめて、共同研究とともに論文を投稿した。その中で、特に当代表者グループは、細胞ー基質間接着に含まれるタンパク質群が細胞トラクションフォースに及ぼす影響を定量化する実験と解析を担当した。独自96ウェルプレートの試作版は既に完成していたが、より良い性能をもたせるために装置の設計変更を行う必要があり、少し時間を要した。しかし自動画像解析ソフトウェアなど、要素技術について論文投稿を行うなど、順調に研究成果は得られていると考えている。細胞の収縮力を従来法(蛍光マイクロビーズ法、マイクロピラー法)よりも圧倒的に高いスループット(測定効率)で定量評価することができる技術の開発を目的として取り組んだ。弾性材料に薄膜を形成し、細胞親和性を与えて細胞培養が可能なチャンバーを作製した。様々な種類の細胞を用いた条件出し(薄膜の弾性定数や厚さをパラメーターとして調整)のもと、薄膜の微小変形(薄膜のシワ)を可視化できるようにした。薄膜に負荷される力とシワの長さに正の相関があることを確認した。また、取得画像から細胞の輪郭とシワを区別して、シワの長さを自動抽出できる解析アルゴリズムを構築した。また、顕微鏡に自動移動ステージを構築して多点撮影を可能にした。以上により、一度の細胞培養で、複数の細胞に対して、細胞からの力の負荷に伴い培養基質薄膜に生じるシワの長さを自動測定し、それに基づいて細胞の収縮力の変化を定量評価できるシステムを構築した。これにより、例えば蛍光マイクロビーズ法のように基質変形を計測するための参照画像の取得を必要としないなど、従来法とは異なる特徴があり、一度の実験で膨大数のデータを取得することができるようになった。

その実証実験をいくつか実施し、例えば非筋II型ミオシンの変異に伴う細胞収縮力の変化の評価を行い、国際誌等や会議において成果発表を行った。また、この細胞収縮力評価用チャンバーを小型化して96ウェルプレートの1ウェル内に収納し、形状に規格のあるマルチウェルプレートを対象とした他の測定機器と互換性をもたせた。これにより、ハイスループットで個々の細胞による力の発生に関与する分子の同定を可能にする技術の基礎を構築し、力に関するオミックス、すなわちメカノミクスと名付けられる分野の開拓につながる成果を得るに至った。細胞の収縮力を従来よりも効率良く可視化・定量化することができる技術の開発を研究目的とする。適度な弾性率をもつシリコーンの表面に化学的・力学的な性質が均質な親水性薄膜を形成する。細胞を播種し、細胞収縮力の負荷により生じる薄膜の変形を位相差顕微鏡により検出する。得られた画像について画像解析を行い、薄膜の変形量を定量化する。個々の細胞が発生する収縮力を定量化できる。とりわけ画像解析については自動処理コードを構築して測定効率、すなわちスループットを向上させた。本研究で開発したシステムは細胞収縮力の定量化アッセイとして、とりわけ分子細胞生物学分野において有効活用できるものである。今後は実際に個々のウェルで細胞を培養して収縮力の可視化性能を確認することが主たる課題である。併せて、共同研究者の協力を得ながら、様々な細胞生物学的問題に対して同技術を適用して、本細胞収縮力可視化技術の有効性を実証し、細胞生物学会や分子生物学会等で積極的に成果発表を行っていく。企業の協力も得ながら、実用に耐えうる特殊96ウェルプレートを作製する。また同プレートの自動作製装置を完成させ、それを用いた実験を通して同技術の有効性を実証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。細胞バイオメカニクス大阪大学・出口研ホームページ29年度が最終年度であるため、記入しない。
個人レベルのモデルを用いた顧客関係管理(CRM)のための意思決定支援システム

CRMで重要な概念である顧客の生涯価値を計算するには、顧客の離脱率または維持率を把握することが必要である。しかし離脱する顧客は単に購買を止めるだけで、年会費などの支払い義務がないような"契約に基づかない状況"では、わざわざ離脱を申告することは稀だ。通常このような場合、企業は独自の経験則に基づいて、例えば顧客が3ヶ月購買しなければ離脱したと判断したりする。実務家の間でよく使われるRFM分析では、(RECENCY=3ヶ月)のようなアドホックで一律なルールが基本になっているが、ここには2つの大きな問題がある。第1に、このルールが主観的なことである。なぜ2ヶ月や4ヶ月でなく、3ヶ月なのだろうか?2つ目の問題は、マーケティングの基本的概念である顧客の異質性を無視していることである。同じ3ヶ月のRECENCYでも、購買間隔が長い顧客は離脱の心配が無いが、購買間隔が短い顧客は離脱している可能性が高いであろう。つまり離脱率の推測に顧客の異質性に配慮する必要があるだろう。この問題は、Schmittleinet al.(1987)らがPareto/NBDモデルを使った"counting your customers"フレームワークによって20年ほど前に研究したが、今日のマーケティングでは個々の顧客に焦点をあてた、よりミクロレベルの分析が求められている。本研究では、Pareto/NBDモデルにおけるロバストな消費者行動の仮定(ボアソン購買プロセスとメモリレス離脱プロセス)は残しつつ、個人ごとにパラメータを推定することによって顧客の異質性をモデル化することを提案する。手法としては階層ベイズモデルをMCMC法によって推定する。このモデルでは、Pareto/NBDモデルと違って2つの行動プロセルの独立性を仮定する必要がなく、かつ顧客ごとの生存期間や維持率など、従来得られなかったCRMに有用な指標が求められる。この研究では顧客の購買予測をベンチマークであるPareto/NBDモデルと比較する。スキャンパネルデータを使ったモデルの拡張では、RFデータに顧客の購買行動データやデモグラフィック情報を加えることによって、ロイヤル顧客はより多くの金額を使うのか、またはより多くの利益を生むのか、などのCRMに重要な示唆が得られることを示した。本研究の目的は、以下の3つに分けられる。(a)マーケティングで収集された様々な個標データから、個人レベルのモデルを構築し個人別にパラメータを推定するという一連のフレームワークを提案する。(b)そこからマーケティング・ノレッジを得るために、推定された個人別パラメータを共変量と関連付ける枠組みを調査する。(c)個人ごとに最適なマーケティング活動をマネージャーに推薦できるような意思決定支援システムの構築を目指す。それを踏まえて、本年度は1.文献レビュー2.海外、特に実務の分野でのの研究事例3.ベイズ統計などの統計手法の探索4.(a)と(b)をモデル化するためのフレームワークの提案を行なった。(a)に関する基本的な数理モデルが2つほど構築され、現在、その実証研究のためのデータを探索中である。

(c)個人ごとに最適なマーケティング活動をマネージャーに推薦できるような意思決定支援システムの構築を目指す。それを踏まえて、本年度は1.ベイズ統計、データマイニングなどの手法の探索2.(a)のモデル化、そしてサンプルデータへの応用3.(b)におけるモデルの精緻化を行なった。(a)のモデルを実データに当てはめた場合の問題点が明らかとなり、現在、解決方法を検討中である。また、(c)の実用化を視野に入れた場合、統計手法のほかに、データマイニング、機械学習なども有用ではないかを検討している。また以下の学会に参加をし、研究の報告発表、そして他の研究者からの提案を得た。2004年6月日本マーケティング・サイエンス学会(福岡大学)2004年6月INFORMSマーケティング・サイエンス学会(オランダ、ロッテルダム)本研究の目的は、(a)マーケティングで収集された様々な個標データから、個人レベルのモデルを構築し個人別にパラメータを推定するという一連のフレームワークを提案する。(b)そこからマーケティング・ノレッジを得るために、推定された個人別パラメータを共変量と関連付ける枠組みを調査する。それを踏まえて、本年度は1.(a)と(b)のモデル化の完了2.複数のサンプルデータへの応用3.問題点の発見と今後のモデルの精緻化・発展性の検討を行なった。結論としては、階層ベイズ手法を用いた顧客の来店モデルを構築し、米国のパネルデータや百貨店データからのRF(recency, frequency)データからパラメータを推定した。また、共変量として顧客のデモグラフィック変数や購買行動変数を組み込むモデルを提案した。その他、以下の学会に参加をし、研究の報告発表、そして他の研究者からの提案を得た。2005年6月日本マーケティング・サイエンス学会(東北大学)2005年7月INFORS国際オペレーションズ・リサーチ学会(アメリカ、ホノルル)
社会言語学的変異研究に基づいた英語会話モジュール開発

現在の日本では世界の様々な国から英語教師がやってきて英語を教えている。アメリカ英語を規範とする日本の英語教育においても、世界の多様な英語の特徴を考慮に入れた英語教育を行うことは喫緊の課題である。こうした認識のもと、本科研事業では、アメリカ英語、イギリス英語、オーストラリア英語、ニュージーランド英語、カナダ英語、シンガポール英語、アイルランド英語の特徴を動画付きで学ぶことができるウェブ教材(通称「英語モジュール」)を開発した。このウェブ教材は無料で配信されているため、大学の英語教育や言語学関係の授業で用いることができるだけでなく、一般国民が世界の英語の特徴について理解することにも貢献している。平成24年度は本研究の目的と年度計画に基づき、以下の実績をあげた。1.アメリカ英語会話モジュールの開発23年度神田外語大学研究助成によって動画撮影まで完了した「アメリカ英語(一般米語)」モジュールの修正作業が本科研によって斎藤、吉冨、関屋、矢頭の指揮のもとで始動した。その監修作業および川口の指揮のもとでウェブ化作業を経て、24年10月に東京外国語大学の「言語モジュール」ウェブサイトで公開された。http://www.coelang,tufs.ac.jp/modules/en-us/dmod/2.オーストラリア英語会話モジュールの開発「オーストラリア英語」版のスクリプトが5月に完成、7月に動画撮影が行われた。オーストラリア英語固有の語彙と発音の分析と記述が吉冨、斎藤、矢頭の指揮のもとで行われた。その監修作業および川口の指揮のもとでウェブ化作業を経て、25年1月、東京外国語大学の「言語モジュール」ウェブサイトで公開された。http://www.coelang.tufs.ac.jp/modules/en-au/dmod/3.イギリス英語会話モジュールの開発「イギリス英語」版のスクリプトが7月に完成、9月に動画撮影が行われた。イギリス英語固有の語彙と発音の分析と記述が斎藤、マーフィー、矢頭の指揮のもとで行われ、監修作業を行い、川口の指揮のもとでウェブ化作業が進んだ。http://www.coelang.tufs.ac.jp/modules/en-uk/dmod/(テスト版)4.神田外語大学における「英語モジュール」ウェブ構築神田外語大学の「英語モジュール」のウェブサイトのデザイン作業が終了し、当学独自のウェブサイト構築が進んだ。東京外国語大学の現在のflash版(旧式)を新式のHTML5に変換し、これを神田外語大学の新ウェブサイトに移設する作業がこれに含まれる。テスト版はhttp://www.kandagaigo.com/preview/module/を参照。平成25年度は本研究の目的と年度計画に基づき、以下の実績をあげた。1.24年度に動画撮影後行った「イギリス英語」版のイギリス英語固有の語彙と発音の分析と記述を行い、監修作業を経て、東京外国語大学のウェブサイトで公開した(http://www.coelang.tufs.ac.jp/modules/en-uk/dmod/)。また、神田外語大学の「英語モジュール」のウェブサイトのデザイン作業が終了し、当学独自のウェブサイトを構築し、6月20日に、「アメリカ英語」「オーストラリア英語」「イギリス英語」を同時公開した(http://labo.kuis.ac.jp/module/index.html)。これを記念して、「世界の英語への招待」と題し、英語音韻論の権威Jacques Durand氏(仏トゥールーズ大学)による講演会を行った。この講演会は、7月17日付の産経新聞と8月7日付の千葉日報で報じられた。またニュージーランド英語会話モジュールの動画撮影を行った後、その語彙と発音の分析と記述を行い、監修作業を経て、平成26年2月に神田外語大学のウェブサイト上で、3月に東京外国語大学のウェブサイト上で公開した。さらに、カナダ英語会話モジュールの動画撮影、語彙と発音の分析と記述を行った。2.本科研海外協力アドバイザーであるJ.K.Chambers氏(カナダ・トロント大学)を招聘し、英語モジュールの開発に対する助言、カナダ英語版への動画撮影への参加、ビューアーへのメッセージ収録に従事してもらった。また、Chambers氏による2つの講演会を開催した。3.英語モジュールに関する報告を、6月20日に川口と矢頭が上記記念講演の枠内で行い、矢頭が9月21日に日本カナダ学会大会、11月10日に外国語教育学会大会で行った。平成26年度は本研究の目的と年度計画に基づき、以下の実績を上げた。1.平成25年度中にシンガポール国立大学の研究者に発注したシンガポール英語の40会話のスクリプトが5月に完成し、関屋、斉藤、吉冨、矢頭がこれを監修し、平成26年8月に東京外国語大学のスタジオにて動画撮影を行った。この際、発生したスクリプトの修正作業を経て、研究協力者が所定のエクセルファイルに修正スクリプトを入力して字幕とし、和訳、シンガポール英語固有の語彙と発音の分析と記述を進めた。平成27年3月末、「シンガポール英語会話モジュール」を神田外語大学のウェブサイトで公開した。(http://labo.kuis.ac.jp/module/module/en_sg.html#/jp-00)3.11月13日、「TOEICと英語モジュール」と題するシンポジウムを神田外語大学において開催し、関屋、矢頭、マーフィーが英語モジュールについて報告した。同日付の朝日新聞で「「英語の方言」学んでみない?」という見出しで本科研の英語モジュールが紹介された。

4.7月末から8月初旬にかけて、東京、福岡、静岡、仙台、福島、横浜において開催された神田外語大学公開講座で、8月30日、神田外語大学のオープンキャンパスにおいて英語会話モジュールを使い、高校生や教員などを対象とした模擬授業を行った。5.神田外語大学グローバル・コミュニケーション研究所の紀要『グローバル・コミュニケーション研究』第2号の特集<英語モジュールと社会言語学的変異研究>に、関屋、川口、斎藤、矢頭、マーフィーが寄稿した。平成27年5月に刊行予定である。最終年度である27年度は、本研究の目的と年度計画に基づき、以下の実績を上げた。1.関屋、川口、斎藤、矢頭、マーフィーが寄稿した『グローバル・コミュニケーション研究』第2号の特集<英語モジュールと社会言語学的変異研究>が5月に刊行された。2.平成26年度中にUniversity College Dublin(アイルランド)に発注したアイルランド英語会話モジュールの全40ダイアログのスクリプトを監修し、7月末から8月初めにかけて、東京外国語大学のスタジオにて動画収録を行った。その後、字幕、日本語訳、アイルランド英語特有の語彙と発音の記述を入力し、編集・監修作業を経て、平成28年2月、東京外国語大学および神田外語大学の専用ウェブサイトで公開した。3.インド英語会話モジュールの全40会話のスクリプトをデリー大学(インド)に発注し、スクリプトを完成させた。4.7月末から8月初旬にかけて、東京、大宮、静岡において開催された神田外語大学公開講座で、矢頭が本科研の英語会話モジュールを使い、高校生や教員などを対象として、世界の多様な英語の違いについて講義した。また、8月末と2月中旬に神田外語大学で行われた「通訳ボランティア・セミナー」において、矢頭が本科研の英語会話モジュールを使い、全国の7外大の学生および卒業生を対象に、世界の多様な英語の違いについて講義した。現在の日本では世界の様々な国から英語教師がやってきて英語を教えている。アメリカ英語を規範とする日本の英語教育においても、世界の多様な英語の特徴を考慮に入れた英語教育を行うことは喫緊の課題である。こうした認識のもと、本科研事業では、アメリカ英語、イギリス英語、オーストラリア英語、ニュージーランド英語、カナダ英語、シンガポール英語、アイルランド英語の特徴を動画付きで学ぶことができるウェブ教材(通称「英語モジュール」)を開発した。このウェブ教材は無料で配信されているため、大学の英語教育や言語学関係の授業で用いることができるだけでなく、一般国民が世界の英語の特徴について理解することにも貢献している。平成26年度はほぼ計画通り、前年度に分析を始めたカナダ英語の会話モジュールを公開した。シンガポール英語会話モジュールは神田外語大学のウェブサイトで公開しているが、英語以外の要素が混入するシンガポール英語の分析には、中国語(特に福建語と広東語)とマレー語の専門家の協力を得た方がよいと判断した。中国語とマレー語の専門家の意見を取り入れたバージョンを東京外国語大学のウェブサイトで27年度5月に公開する予定であり、神田外語大学のウェブサイトにもそれを反映させる予定である。
層間架橋ハイドロタルサイトの光-化学エネルギ-変換に関する研究

陰イオン交換能を有する無機層状化合物であるハイドロタルサイト(HT)はMg(OH)_2のMg^<2+>の一部をAl^<3+>で置換することにより生ずる正電荷八面体層間にCO_3^<2->をインタカレ-トしており、HTを熱分解して得られる岩塩型構造のマグネシウム-アルミニウム酸化物固溶体が、水溶液中の陰イオンを取り込みHT様化合物を再形成することを利用して、水溶液中でマグネシウム-アルミニウム酸化物とカドミウム-エチレンジアミン四酢酸イオン[Cd(edta)^<2->]を反応させ、[Cd(edta)^<2->]を層間にインタ-カレ-トしたHT[Cd(edta)^<2->]を合成した後、HT[Cd(edta)^<2->]をNa_2S水溶液中に分散し、反応させることにより、CdS架橋ハイドロタルサイトHT(CdS)を合成することに成功した。層間のCdSは直径0.3nm程度の超微粒子であり、優れた耐酸化性を示した。また光学的バンドギャップは通常のCdSとほぼ等しく2.4eVであり、可視光により励起可能な光触媒となった。同様の方法で層間にCdSとZnSを同時に架橋したHT(CdS-ZnS)およびCdSを架橋した後、ZnSを架橋したHT(CdS/ZnS)を作成し、200W高圧水銀ランプにより波長350nm以上の可視光照射下でのNa_2S水溶液からのH_2生成量を測定することによりそれぞれの化合物の光触媒能を評価した。光触媒能はHT(CdS/ZnS)>HT(CdS-ZnS)>HT(CdS)であり、HT層間にCdSのみを架橋するより、CdSとZnSの両者を架橋することにより、光触媒能を4倍程度向上させることができた。なおHT層間架橋光触媒では光照射量を増しても反応速度は変わらなかったが、反応温度の上昇により反応が促進されたことより、反応は層内でのイオンの拡散が律速となっていることがわかった。HT(CdS/ZnS)の光触媒反応速度は、通常のCdS/ZnSより遅かったが、反応の選択性に優れており、SO_3^<2->の酸化においてS_2O_6^<2->の生成割合が1/3程度に減少し、SO_4^<2->を高選択的に生成できることがわかった。ハイドロタルサイト(HT)の熱分解により得られるNaC型lマグネシウム-アルミニウム酸化物個

溶体が、水溶液中の陰イオンを取り込みハイドロタルサイト化合物を再形成することを利用して、水溶液中でマグネシウム-アルミニウム酸化物とカドミウム-エチレンジアミン四酢酸錯イオン〔Cd(edta)^<2->〕を反応させ、〔Cd(edta)^<2->〕を層間にインターカレートしたHT〔Cd(edta)^<2->〕を合成した後、Na_2S水溶液中で層間反応させることにより、CdS架橋ハイドロタルサイトHT(CdS)を合成することに成功した。層間のCdSは直径0.3nm程度の超微粒子であり、優れた耐酸化性を示した。また、光学的バンドギャップは通常のCdSとほぼ等しく2.4eVであり、光触媒能を有していた。同様の方法で層間にCdSとZnSを同時に架橋したHT(CdS-ZnS)およびCdSを架橋した後、ZnSを架橋したHT(CdS/ZnS)を作成し、200W高圧水銀ランプにより波長350nm以上の可視光照射下でのNa_2S水溶液からのH_2生成量を測定することにより、それぞれの化合物の光触媒能を評価した。光触媒能はHT(CdS/ZnS)>HT(CdS/ZnS)>HT(CdS)であり、HT層間にCdSのみを架橋するより、CdSとZnSの両者を架橋することにより、光触媒能を4倍程度向上させることができた。なお、HT層間架橋光触媒では、光照射量を増しても反応速度は変わらなかったが、反応温度の上昇により反応が促進されたことより、反応は層内でのイオンの拡散が律速となっていることがわかった。これより、HT(CdS/ZnS)の光触媒反応速度は、通常のCdS/ZnSより遅かったが、反応の選択系にすすくれており、SO_3^<2->の酸化においてS_2O_6^<2->の生成割合が減少し、SO_4^<2->の生成割合が増加することがわかった。陰イオン交換能を有する無機層状化合物であるハイドロタルサイト(HT)はMg(OH)_2のMg^<2+>の一部をAl^<3+>で置換することにより生ずる正電荷八面体層間にCO_3^<2->をインタカレ-トしており、HTを熱分解して得られる岩塩型構造のマグネシウム-アルミニウム酸化物容体が、水溶液中の陰イオンを取り込みHT様化合物を再形成することを利用して、水溶液中でマグネシウム-アルミニウム酸化物とカドミウム-エチレンジエミン四酢酸錯イオン〔Cd(edta)^<2->〕を反応させ、〔Cd(edta)^<2->〕を層間にインタ-カレ-トしたHT〔Cd(edta)^<2->〕を合成した後、HT〔Cd(edta)^<2->〕をNa_2S水溶液中に分散し、反応させることにより、CdS架橋ハイドロタルサイトHT(CdS)を合成することに成功した。また光学的バンドギャップは通常のCdSとほぼ等しく2.4eVであり、可視光により励起可能な光触媒となった。同様の方法で層間にCdSを架橋したHT(CdS/ZnS)を作成し,200W高圧水銀ランプにより波長350nm以上の可視光照射下でのNa_2S水溶液からのH_2生成量を測定することによりそれぞれの化合物の光触媒能を評価した。光触媒能はHT(CdS/ZnS)>HT(CdSーZnS)>HT(CdS)であり、HT層間にCdSのみを架橋するより、CdSとZnSの両者を架橋することにより、光触媒能を4倍程度向上させることができた。なおHT相間架橋触媒では光照射量を増しても反応速度は変わらなかったが、反応温度の上昇により反応が促進されたことより、反応は層内でのイオンの拡散が律速となっていることがわかった。HT(CdS/ZnS)の光触媒反応速度、通常のCdS/ZnSより遅かったが、反応選択性に優れており、SO_3^<2->の酸化においてS_2O_6^<2->の生成割合が1/3程度に減少し、SO_4^<2->を高選択的に生成できることがわかった。
吸収能力概念の一般化可能性の探索を目的とした国際比較および移転経路比較

本研究は、意思決定、ベストプラクティス、経営理念、コア技術といった、本国本社での粘着性が高い知識の国際移動の際、海外拠点およびその組織構成員が吸収するために求められる要因、あるいはそれを阻害する要因について、多様な属性を持つ(多国籍)企業や、多様な知識の移転経路を調査および分析を行うことによって、探索した。とりわけ、事業・地域統括拠点等の媒介組織を経由した複雑な移転や、中小企業の新興国拠点への移転を対象とした調査を実施した。当該年度は、昨年度に引き続き、多国籍企業内部の知識移転における吸収能力概念の一般化に際しての調査を実施した。知識移転に関する研究は、経営学、または多国籍企業研究のみならず、多くの研究では、知識の送り手と受け手の間の一対の知識移転経路に焦点が絞られている。しかしながら、これまでの研究代表者の調査から明らかになったことは、とりわけ本国本社から海外子会社への知識移転においては、実際には地域統括拠点を経由する、つまり移転の媒介者が存在するケースが多いということである。しかも地域統括拠点を経て移転する知識は、移転が円滑に進まない、つまり、地域統括拠点が海外子会社における知識の吸収能力を阻害する要因になっている場合がある、という示唆を主に海外子会社における聞き取り調査で得ている。その背景としては、特に本社からの地理的差異や文化的差異によって、地域統括拠点の持つ権限が、海外子会社における吸収能力に何らかの影響を及ぼしている、。したがって、当該年度は、地域統括会社およびその海外子会社を一つのセットとしたヒアリング調査を実施し、本社から移転される知識の海外子会社における吸収能力に、地域統括会社の知識移転活動はどのように影響しているのか、本当に地域統括拠点は移転の阻害要因となっているのかについて、グラウンデッド・セオリー・アプローチに基づいた調査を実施した。対象は、アジアおよび欧州に所在する日本企業である。調査は年度末に行ったので、その分析は現在進行中である。本研究の第一義的な目的は、知識移転の困難性を示す概念の一つである「吸収能力」に影響を与える外部要因として、研究代表者が新たに提示した「送り手における『フィードバック吸収能力』」概念の一般化可能性を探索することであった。すなわち、より多様な属性の多国籍企業、より多くの移転経路を対象とした事例の比較から、フィードバック吸収能力と吸収能力との相関関係とそれに影響を与える要因の共通点や相違点を見出すことが目的であった。平成24年度は、地域統括会社およびその海外子会社を一つのセットとしたヒアリング調査を実施し、本社から移転される知識の海外子会社における吸収能力に、地域統括会社の知識移転活動はどのように影響しているのかについて調査を実施し、多国籍企業学会東部部会(2013年6月8日)および、Association of Japanese Business Studies Annual Conference(2013年7月4日)にて報告を行った。また、その調査結果は、立正経営論集第49巻2号に掲載された。本年度における調査内容は、これまで通り、より多くの属性の企業、より多くの知識移転経路を対象とした事例を収集すべく、中小企業の海外拠点における知識移転活動を調査することで、上掲の通り「フィードバック吸収能力」概念の一般化可能性を探索した。また、海外拠点だけでなくそれらの現地取引先も対象としたヒアリング調査を実施した。この調査によって、内部知識移転だけでなく、海外拠点⇔海外拠点のステークホルダー間の知識移転に関する事例を収集することができた。これらの成果は、日本経営学会第88回全国大会(申込済)、およびEuro-Asia Management Studies Association (EAMSA)31st Annual Conference(申込予定)にて報告の予定である。当該年度は、多国籍企業が関わる知識移転における吸収能力概念の一般化に際して、移転経路に関する研究調査を実施した。応募時の交付申請書においても指摘したように、これまでの研究代表者の研究を含めた先行研究においては、知識の送り手と受け手の間のダイアディックな知識移転経路にのみ焦点を絞ってきており、多様な知識移転経路にその対象を広げるべきと主張してきた。しかしながら、これまでの研究代表者の調査から明らかになったことは、研究代表者が取り組んできた移転経路である、本社から海外子会社への知識移転においては、実際には地域統括拠点を経由するケースが多いということである。しかも地域統括拠点を経由すると、知識移転が円滑に進まない、つまり、地域統括拠点が海外子会社における知識の吸収能力の障害になっている場合がある、という示唆を各所における聞き取り調査で得た。したがって、本研究では、吸収能力概念の一般化に際しては、本社から海外子会社への移転経路上における媒介組織、すなわち地域統括会社に着目し、海外子会社の吸収能力に、地域統括会社の知識移転活動はどのように影響しているのかについて探索することにした。具体的には、当該年度は、当初の研究計画にあったように定量調査を行うのではなく、グラウンデッド・セオリー・アプローチに基づき、海外子会社の吸収能力に影響を与える、地域統括会社の要因とは何かを明らかにすることにした。そこで、本年度は、日系多国籍企業の海外子会社および地域統括拠点において聞取り調査を実施した。

これらは年度末に実施した為、その結果は現在分析中であるが、一つ挙げられる示唆とは、実際の多国籍企業の海外拠点において、特に本社から地理的な距離のある欧州においては、地域統括拠点が持つ権限が多く、そのことが、海外子会社における吸収能力に何らかの影響を及ぼしている、ということである。多国籍企業の関わる知識移転の経路は多様であることから、当初の交付申請書においては、移転経路の調査対象もより多様である必要性、さらには、多国籍企業の本社国籍数を増やして調査する必要性を説明した上で、より多くの移転経路とより多くの本社国籍数を対象とした研究を実施する、と表明した。しかしながら、「研究実績の概要」で述べたように、研究代表者がこれまで取り組んできた移転経路である、「本社から海外子会社」への知識移転経路においては、媒介組織たる地域統括拠点が存在することから、媒介組織が知識の受け手の組織の吸収能力に与える影響に取り組む必要性に迫られ、さらには、本研究に類似した先行研究における調査方法は、主に質的調査が多い為、調査方法も変更した。したがって、進捗状況が当初の交付申請書通りに進んでいると言い切ることは出来ないが、地域統括拠点を含んだ移転経路を対象とすることは、多様な移転経路を対象としていると言えるので、おおむね順調に進展している、と自己評価する。交付申請書においては、多国籍企業が関わる移転経路は多様であるので、その研究対象もより多様である必要性、さらには、多国籍企業の本社国籍数を増やして調査する必要性を説明した上で、より多くの移転経路とより多くの本社国籍数を対象とした研究を実施する、と表明した。しかしながら、研究代表者がこれまで取り組んできた移転経路である、「本社から海外子会社」への知識移転経路においては、媒介組織である地域統括拠点が存在すること、また、地域統括拠点が知識の受け手である海外子会社に与える影響が研究代表者の研究および他者から指摘されたことから、媒介組織が知識の受け手の組織の吸収能力に与える影響に取り組む必要性に迫られ、さらには当該年度の研究方法も変更した。したがって、進捗状況が、より多くの移転経路を対象とする、とした当初の交付申請書通りに進んでいると言い切ることは出来ない。ただし、地域統括拠点が入った移転経路を対象とすることは、多様な移転経路を対象とする、ということでもあるので、必ずしもその研究に取り組んでいないわけでもないので、おおむね順調に進展している、と自己評価する。平成24年度においては、媒介組織たる地域統括拠点が関わる知識移転のうち、当初から取り組んでいる本社から海外子会社への移転経路に関して、地域統括拠点および海外子会社を対象とした聞き取り調査を複数企業を対象として複数回実施した。
母親の精神的健康と児の発達や行動の関係、及びこれらに影響する心理社会的要因の検討

昨年度、産後の母親の抑うつ状態、および、母親から子へ向けた愛着形成の問題(ボンディング障害)と、妊娠期に女性が主観的に認識しているソーシャルサポートとの関係を検証した。今年度はこれらに加え、うつ病と関連する因子として複数報告されている、自身の養育体験に対する認識(被養育体験)も交絡因子に加えて検証した。その結果、妊娠期に母親が認識する被養育体験、特に過保護に養育されたと感じていること、および、乏しいソーシャルサポートは、産後のボンディング障害を予測した。また妊娠期にボンディング障害がある場合は、産後もボンディング障害であることと関連していた(J Psychiatr Res., 2018)。ボンディング障害は虐待とも関連すると考えられるため、予測することは大きな意義がある。他方、虐待および自死に関連する因子として、母親の躁状態も挙げられる。周産期の躁状態を評価する尺度として、Highs scaleがある。我々はこの尺度の妥当性を検証し、因子構造を確認した。結果、高揚(elation)と焦燥(agitation)の二つの因子が抽出された(Front Psychiatry, 2018)。さらに抑うつ状態の評価尺度である、Edinburgh Postnatal Depression Scale (EPDS)の因子構造が全周産期期間を通して安定していることも確認した(Sci Rep., 2018)。周産期女性において、抑うつ状態だけではなく躁状態についても同時に評価をすることが重要である。さらに、東日本大震災の影響を非被災地に住む周産期女性がどのように受けるかについても検証した。結果、EPDS、中でも、不安の因子得点は、震災から半年間は震災前に比べて有意に上昇していたが、ボンディング尺度については変化がないことが明らかとなった(Sci Rep., 2018)。本研究では、すでに申請者が所属している研究グループが集積を行っている周産期女性コホートを用いて、母親の精神的健康と心理社会的要因との関係の調査に加えて、その出生児の心理的・情緒的発達特性や適応行動に関する調査を新たに開始し、平成29年度及び平成30年度末までに生後12か月になる児とその母親200組を組み入れる計画をしていたが、現段階では児に関する調査は組み入れの準備を整えている段階である。児に関するデータ収集は目標数に達していないが、母親の養育機能や抑うつ状態、虐待に関連するボンディング障害、および躁状態に関する評価尺度の妥当性の検証について論文発表を行うなど達成度の高い部分もあるため、「やや遅れている」と自己評価した。今後も周産期女性コホートを用いた、母親の精神的健康と心理社会的要因との関係の調査を進めるとともに、出生児の心理的・情緒的発達特性や適応行動に関する調査の準備、及び研究協力者のリクルートを進め、データの集積を行っていく。データが集積した時点でデータ解析を開始する。目的変数に、母親の抑うつ状態や不安、母親から児への愛着、児の発達(自閉スペクトラム症)特性や情緒的発達・適応行動、説明変数に、母親の年齢等の生活状況、抑うつ状態、児への愛着、対人応答性、並びに児の性別・自閉スペクトラム症特性等を入れて、重回帰分析を行い、目的変数に対する寄与率を検討する。評価尺度の因子構造に関する探索的及び確認的因子分析、さらに各因子の関係性の検討に共分散構造分析を施行する。平成32年度には、以上についてまとめ、学会発表・論文発表を行いたい。本研究では、周産期の母児を取り巻く心理社会的環境が母親の精神的健康のみならず、養育行動や児の情緒的問題に関しても影響をもたらし得るのではないかという仮説に基づき、申請者の所属する研究グループが集積している周産期女性コホートを用いて、周産期における母親の精神的健康、児の心理的・情緒的発達特性や適応行動、母児を取り巻く心理社会的要因について調査し、それらが相互に与える影響について関係性を明らかにすることを目的としている。今年度は、養育機能との関与が指摘されている母親から子へ向けた愛着形成の問題、いわゆる、ボンディング障害に関する検討を行った。まず、我々の研究で用いているボンディング障害の評価尺度であるMother-to-Infant Bonding Questionnaire (MIBQ)の周産期女性における信頼性と妥当性を確認した(BMC Psychiatry 2016)。さらに、ボンディング障害と関連する要因として、母親の抑うつ状態が明らかとなった(Psychiatry Clin Neurosci. 2017)。しかしながら、双方の因果関係については未明確のままであったことから、さらに、二者間に存在する交絡要因を含めた検討が必要と考え、ボンディング障害と抑うつ状態の心理社会的要因と指摘されていたソーシャルサポートの乏しさの三要因を含めて、周産期女性が主観的に認識しているソーシャルサポートの有無がボンディング障害及び抑うつ状態に与える影響について検討した(Sci Rep. 2017 )。その結果、周産期女性が感じている妊娠期のソーシャルサポートの提供者の数と満足度の双方が、産後のボンディング障害と抑うつ状態に対して保護的な働きを持ち得ることが明らかとなった。本研究では、すでに申請者が所属している研究グループが集積を行っている周産期女性コホートを用いて、母親の精神的健康と心理社会的要因との関係の調査に加えて、その出生児の心理的・情緒的発達特性や適応行動に関する調査を新たに開始し、平成29年度及び平成30年度末までに生後12か月になる児とその母親200組を組み入れる計画をしているが、現段階では児に関する調査は組み入れの準備を整えている段階である。

児に関するデータ収集は目標数に達していないが、母親の養育機能や抑うつ状態に関連するボンディング障害について論文発表を行うなど達成度の高い部分もあるため、「やや遅れている」と自己評価した。昨年度、産後の母親の抑うつ状態、および、母親から子へ向けた愛着形成の問題(ボンディング障害)と、妊娠期に女性が主観的に認識しているソーシャルサポートとの関係を検証した。今年度はこれらに加え、うつ病と関連する因子として複数報告されている、自身の養育体験に対する認識(被養育体験)も交絡因子に加えて検証した。その結果、妊娠期に母親が認識する被養育体験、特に過保護に養育されたと感じていること、および、乏しいソーシャルサポートは、産後のボンディング障害を予測した。また妊娠期にボンディング障害がある場合は、産後もボンディング障害であることと関連していた(J Psychiatr Res., 2018)。ボンディング障害は虐待とも関連すると考えられるため、予測することは大きな意義がある。他方、虐待および自死に関連する因子として、母親の躁状態も挙げられる。周産期の躁状態を評価する尺度として、Highs scaleがある。我々はこの尺度の妥当性を検証し、因子構造を確認した。結果、高揚(elation)と焦燥(agitation)の二つの因子が抽出された(Front Psychiatry, 2018)。さらに抑うつ状態の評価尺度である、Edinburgh Postnatal Depression Scale (EPDS)の因子構造が全周産期期間を通して安定していることも確認した(Sci Rep., 2018)。周産期女性において、抑うつ状態だけではなく躁状態についても同時に評価をすることが重要である。さらに、東日本大震災の影響を非被災地に住む周産期女性がどのように受けるかについても検証した。結果、EPDS、中でも、不安の因子得点は、震災から半年間は震災前に比べて有意に上昇していたが、ボンディング尺度については変化がないことが明らかとなった(Sci Rep., 2018)。本研究では、すでに申請者が所属している研究グループが集積を行っている周産期女性コホートを用いて、母親の精神的健康と心理社会的要因との関係の調査に加えて、その出生児の心理的・情緒的発達特性や適応行動に関する調査を新たに開始し、平成29年度及び平成30年度末までに生後12か月になる児とその母親200組を組み入れる計画をしていたが、現段階では児に関する調査は組み入れの準備を整えている段階である。児に関するデータ収集は目標数に達していないが、母親の養育機能や抑うつ状態、虐待に関連するボンディング障害、および躁状態に関する評価尺度の妥当性の検証について論文発表を行うなど達成度の高い部分もあるため、「やや遅れている」と自己評価した。今後も周産期女性コホートを用いた、母親の精神的健康と心理社会的要因との関係の調査を進めるとともに、出生児の心理的・情緒的発達特性や適応行動に関する調査の準備、及び研究協力者のリクルートを進め、データの集積を行っていく。データが集積した時点でデータ解析を開始する。
フォトニック結晶によるテラヘルツ・タグの創製

近年、バーコードのように情報が書き込まれたタグを準備し、それを電波で読み出すだけの機能を持ったものとして、テラヘルツ波をタグ・リーダのための電磁波として用いる「THzタグ」が報告されている。THzタグは、保護・梱包材の外から読み取る、内蔵型タグとしての利用が可能である。しかし、これらの情報量は27 bit(単位平方cm)程度であり、実用のためには記憶できる情報量を増やす必要があった。本研究では、2次元フォトニック結晶スラブを利用して、周波数と空間の2次元情報を書き込む情報タグを提案し、600GHz帯において、48 bit(単位平方cm)のタグの試作と動作実証に成功した。最近、バーコードのように情報が書き込まれたタグを準備し、それを電波で読み出すだけの機能を持ったものとして、テラヘルツ波(100GHz10THz)をタグ・リーダのための電磁波として用いる「テラヘルツタグ」が報告されている。これらの情報量は27 bit程度であり、実用のためには蓄積できる情報量を桁違いに増やす必要がある。本研究では、より多くの情報量が期待できる2次元フォトニック結晶スラブを利用した情報タグを提案する。本年度は、提案するテラヘルツタグの原理検証を主たる目的として、600 GHz帯(450GHz750GHz)においてタグを設計・試作し、以下の成果を得た。(1)フォトニック結晶タグの設計と試作:電磁界シミュレータを用いて、Si基板上の空孔の大きさと周期を変えることにより、所望の吸収周波数を有するフォトニック結晶構造を設計した。基板厚120 μm、周期200 μmで、円孔半径を変えることで、異なる位置に吸収周波数ピークを持つ4種のフォトニック結晶を、8mm角のサイズで同一基板上に並べた単層タグをSi-MEMSプロセス使って試作した。(2)試作タグの周波数特性の評価:試作したタグの反射特性の周波数依存性を測定した結果、設計値とよく一致する周波数特性を得ることができ、設計の妥当性と精度を確認できた。(3)2次元タグの動作検証:反射型2次元イメージングシステム(空間分解能1 mm,取得データ点数25×25)により、各点における受信信号と反射特性との相関係数から、上記の4種の結晶構造の判別を行った結果、境界の±1 mmを除き,フォトニック結晶部分の領域を正しく読み取ることができ、タグとしての動作検証に成功した。(4)記録密度の向上に関する検討:周波数特性のQ値を高くすることにより、周波数軸上で記録密度を高めるために、円孔に加えてスロット構造を有するタグを設計、試作した。設計・試作した2次元のフォトニック結晶タグを、2次元イメージングシステム(=タグリーダ)により計測することで、所期の原理検証に成功した。そこで、次年度に行う予定であった記録密度の向上に向けた検討を先行して進め、Q値の高い(周波数幅Δfが狭い)タグを設計・試作したが、読み取りができなかった。その原因について、設計、評価の両面から検討中である。近年、バーコードのように情報が書き込まれたタグを準備し、それを電波で読み出すだけの機能を持ったものとして、テラヘルツ波(100GHz10THz)をタグ・リーダのための電磁波として用いる「テラヘルツタグ」が報告されている。テラヘルツタグは、保護・梱包材の外から読み取ることができ、内蔵型タグとしての利用が可能である。しかしながら、これらの情報量は27 bit(単位平方cm)程度であり、実用のためには、記憶できる情報量を増やす必要があった。本研究では、2次元フォトニック結晶スラブを利用して、周波数と空間の2次元情報を書き込むことで、より多くの情報量を記録できる情報タグを提案し、その原理検証を行った。得られた主な成果は以下の通りである。(1)開発したタグ・リーダの周波数範囲580GHz720GHz(140GHz)を有効利用するために、フォトニック結晶スラブの構造を検討し、吸収特性の尖鋭化(高Q値化)を行った。その結果、同帯域で8周波数の書き込みを実験で実証した。(2)また、タグユニットの小面積化(フォトニック結晶構造の周期数の低減)を検討し、周期数を1/4に低減(1ユニット当たり2.5mm角)させても(1)の性能が得られることを実験で実証した。(3)以上の結果、単層タグの記録密度において、昨年度の2 bit(単位平方cm)を大幅に上回る48 bitのタグの試作に成功した。周波数空間でさらに2倍、タグの2層化によって、記録密度128 bitが見込まれることから、あらゆるモノがネットワークにつながる(IoT: Internet of Things)時代のタグに要求される性能を実現できる見通しが得られた。本年度の実験結果をベースにして、タグとしての情報記録密度の限界に関する検討を中心に、次年度の研究を次の手順で行う。