hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IV族半導体ナノ構造化による誘電関数制御

第一原理計算法とEFED法を用いて、(1) IV族半導体ナノ構造における誘電率降下の理論計算による確認、(2)薄層化の極限で誘電率が抑制された状況のIV族半導体物性の探求、(3) IV族半導体誘電率制御のための成長機構の探求、を行った。また発光分光法を用いて、(4) IV族半導体ナノ構造中不純物の光電気測定、(5) IV族半導体ナノ構造の界面制御効果の検討、を行った。今期はIV族半導体のナノ構造化による誘電率制御の指針を得る基礎固めを目的として、理論、実験の両面から検討を行った。まず理論面では、Si(100)ナノ薄膜をプロトタイプとして、帯電した状況の電子状態を第一原理から計算した結果と光学誘電率の第一原理計算の結果を用い、両者の比較・検討から誘電率変化の詳細機構の確認を行った。光学誘電率にも顕著なサイズ依存性が現れること、帯電によって決定される薄膜の誘電率が光学誘電率より小さいこと、からナノ構造表面での誘電率減少効果の他、帯電時にはナノ構造中心部での誘電率減少効果が発生することを確認した。また、誘電率制御のためにナノ構造形成制御が重要であることから、SiC上グラフェンをプロトタイプとして、島状グラフェンの形成機構を第一原理計算を用いて検討。1層グラフェンがただつながっているだけなのに、下地の変調により島として機能することを、その電子状態を確認することによって明らかにした。また、その島がジグザグ端構造を持つと、外部からの電界によって磁気を制御できる特殊な電子状態を有すことを明らかにした。一方、実験面では、SOI基板を利用して10nmと25nmの膜厚を持つSi(100)薄膜へのトンネル電流注入による発光スペクトル(ELスペクトル)の分析を行い、外部からのゲート電界印加(シュタルク効果)により、Si薄膜中の量子閉じ込め準位からの発光スペクトルとP不純物起源の発光スペクトルの分離観測に成功した。誘電率は、量子閉じ込め準位や不純物準位のエネルギー位置の詳細に影響を与えるため、この技術を用いることで、半導体ナノ構造中の誘電率を直接評価できる可能性が明らかとなった。特に不純物はナノ構造中に局在するため、局所的な誘電率を評価できる可能性もあり、注目に値することも明らかとなった。理論面では、誘電率制御を目指したナノ構造形成制御手法を重点的に検討した。SiC上グラフェンでは、ナノアイランド構造やアロー構造、フィンガー構造と言ったナノ構造が形成されることが実験的に明らかになっており、これらのナノ構造を任意に作り分けることができれば、誘電率制御が期待できる。そこでこのSiC上グラフェンナノ構造をIV族半導体ナノ構造のプロトタイプとし、SiCの熱分解によってグラフェンが形成されるメカニズムを検討することを通じて、逆に任意のグラフェンナノ構造をどのように形成したら良いのか、その制御指針を解明することを目指した。第一原理計算による検討の結果、熱分解によってSiが脱離することで表面に余剰Cができ、その余剰Cが凝集することでグラフェンが形成されるが、この時Si脱離が発生する場所と余剰Cが凝集する場所は空間的に異なっていると考えられることが明らかになった。表面において空間的な役割を分けるものとしてはステップが最有力であることから、熱分解とC凝集におけるステップの役割の重要性が示唆された。一方、実験面では、ナノ構造内の不純物準位を通して誘電率変化を確認することを目指して、不純物を導入した極薄Si層の光電気測定を引き続き行った。まず、薄層SOI-MOSFETに対し電子トンネル分光を行うことを試み、シリコン層の二次元状態形成を確認。次に、同様の薄層SOI-MOSFETにpコンタクトを設けたデバイスを作成し、今度はトンネル電子注入と正孔供給を行い、シリコン量子井戸からのバンド端に近いEL発光を確認。その結果から薄層SOIによる閉じ込めが発光効率向上に寄与していることがわかった。更に、SOI-MOSFETのチャネル層にP不純物を導入、ゲート電界効果によりEL発光強度が突然減少する現象を観測。電界によるPからサブバンドへの電子の引きはがしと同定し、不純物準位の観測に成功した。理論面では、第一原理計算を用いて、(1)薄層化の極限で誘電率が抑制された状況のIV族半導体物性の探求、及び(2)誘電率制御のためのIV族半導体成長機構の探求を行った。(1)については、我々が独自に開発した第一原理計算法であるEFED法に基づいて、原子1層の厚さのシリコンである2次元物質平面ポリシランで電極ができたナノキャパシタの物性を検討した。電極間の距離と電位差を同時に変えて非古典的な効果を解析した。量子容量効果により、電極間距離を固定しても、電位差を変えると実効的な距離が減少した。また、静電容量を詳細に解析すると、電極材料の誘電分極により、電極間距離や電位差によって実効電極表面位置が複雑に変化していた。

電極材料の平面ポリシランが低い誘電率を持っていることを反映して、誘電分極効果は量子容量効果に比べて一桁小さかった。(2)については、IV族半導体のプロトタイプであるSiC上グラフェンについての検討を、第一原理計算に基づいて行った。C原子がステップ端からグラフェン島として析出・成長する可能性を明らかにした。実験面では、SIMOXを用いた3nmもしくは6nmのSOI膜厚の極薄チャネルMOSFETを用いて、EL発光スペクトルを検討した。SIMOXを用いたことで大きな谷分離が生じ、ゲートバイアスの印加により、TOフォノン発光を逆転する強いノンフォノン発光を観測することに成功した。このことは、SIMOXにおける良好なSiO2/Si界面の形状がSiの閉じ込めに影響を与えているということであり、閉じ込めによるナノ構造化によって誘電率を制御する際に界面制御が重要であることを示唆している。理論面では、誘電率制御のためのナノ構造形成制御について、ナノ構造成長における表面のステップの役割の重要性がわかったことで、次に検討すべきことが明確になっている。実験面では苦労しているが、この困難さは最初から予想されたものであり、それでも不純物の効果を光電気測定で確認できていることで、大事な橋頭堡を築くことが出来ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。理論面では、誘電率制御を目指したナノ構造形成制御の検討に重点を置く。余力があれば、ナノ構造の物性評価も鋭意行う。実験面では、引き続き光電気測定のための試料作成を行い、物性評価を試みるほか、電気測定も試みる。
角層細胞・好中球相互作用による黄色ぶどう球菌の殺菌機構の解析

課題研究遂行上,角層細胞・好中球相互作用に補体が関与することを最終的に確認した.角層細胞と好中球の細胞間接着が,各々,C3biとtype-3 of complement receptor (CR3)を介するものであることを,抗体による阻止試験により証明した.好中球のCR3を介する炎症反応は,一般に強い組織損傷を誘導する.角層細胞に対する好中球のfustrated phagocytosisともいうべき特異的な接着がCR3を介して起こることは,角層下を炎症の場とする表在性感染症ならびに乾癬などの無菌性膿疱症の病態を説明する上で都合が良い.表在性感染症の場合は,角層にコロニーを形成する細菌がこのfrustrated phagocytosisに巻き込まれる形で殺菌される可能性がある.今回,ぶどう球菌で処理した角層テープをシグナルにして好中球の科学発光を測定したところ,ぶどう球菌のみのテープ,および角層テープによる刺激に比べて,3倍以上高い発光を示した.この発光増強の一部はぶどう球菌処理の角層細胞への好中球数の増加によるものであるが,それ以上に貧食殺菌能の亢進を示唆するものであり,この結果は前述の仮説を支持するものである.一方,角層細胞と好中球を60分反応させた後遠心により得た上清の殺菌効果を細菌のコロニー阻止試験により検討したところ,有力な殺菌因子は同定することが出来なかった.しかし,角層細胞と好中球の一連の反応がin vivoで起こったことを反映する膿疱性乾癬鱗屑からの抽出液を用いて同様に検討したところ,濃度依存性にぶどう球菌の増殖が抑制されなんらかの殺菌因子の存在が示唆された.今後,この殺菌因子の同定を試みるとともに,より活性化された好中球を準備して検討を加えたい.また,今回の研究課低において,角層の刺激を受けた好中球がautocrine的にinterleukin8 (IL-8)を産生することを発見した.炎症病巣への細胞のrecruitmentという観点から重要な知見であり,mRNAレベルでの確認を急ぎたい.課題研究遂行上,角層細胞・好中球相互作用に補体が関与することを最終的に確認した.角層細胞と好中球の細胞間接着が,各々,C3biとtype-3 of complement receptor (CR3)を介するものであることを,抗体による阻止試験により証明した.好中球のCR3を介する炎症反応は,一般に強い組織損傷を誘導する.角層細胞に対する好中球のfustrated phagocytosisともいうべき特異的な接着がCR3を介して起こることは,角層下を炎症の場とする表在性感染症ならびに乾癬などの無菌性膿疱症の病態を説明する上で都合が良い.表在性感染症の場合は,角層にコロニーを形成する細菌がこのfrustrated phagocytosisに巻き込まれる形で殺菌される可能性がある.今回,ぶどう球菌で処理した角層テープをシグナルにして好中球の科学発光を測定したところ,ぶどう球菌のみのテープ,および角層テープによる刺激に比べて,3倍以上高い発光を示した.この発光増強の一部はぶどう球菌処理の角層細胞への好中球数の増加によるものであるが,それ以上に貧食殺菌能の亢進を示唆するものであり,この結果は前述の仮説を支持するものである.一方,角層細胞と好中球を60分反応させた後遠心により得た上清の殺菌効果を細菌のコロニー阻止試験により検討したところ,有力な殺菌因子は同定することが出来なかった.しかし,角層細胞と好中球の一連の反応がin vivoで起こったことを反映する膿疱性乾癬鱗屑からの抽出液を用いて同様に検討したところ,濃度依存性にぶどう球菌の増殖が抑制されなんらかの殺菌因子の存在が示唆された.今後,この殺菌因子の同定を試みるとともに,より活性化された好中球を準備して検討を加えたい.また,今回の研究課低において,角層の刺激を受けた好中球がautocrine的にinterleukin8 (IL-8)を産生することを発見した.炎症病巣への細胞のrecruitmentという観点から重要な知見であり,mRNAレベルでの確認を急ぎたい.1.角層・好中球相互作用に於ける接着機構の解明:角層が血清と接触すると補体のalternative pathwayを活性化するという事実より,今回角層と好中球の接着も,この系が関与するかどうかをfactor BあるいはClqを欠乏させた血清を用いて検討した.その結果factor B欠乏血清において結合が減弱することが解った.即ち,alternative pathwayの活性化にともない,角層上に形成された補体関連物質に好中球が結合することが示唆された.そこで,次に実際に関与する接着因子について検討した.好中球では種々の接着因子の中でもLFA-1及びMac-1などのインテグリンファミリーが重要な役割をしていることが解っている.[補体C3bのレセプター],LFA-1,Mac-1に対する抗体を用いて結合阻止実験を行った.この中で抗Mac-1抗体処理の場合にのみ接着する好中球の減少が確認できた.2.黄色ぶどう球菌を付着させた角層の好中球化学発光:10^8CFUの黄色ぶどう球菌を角層シートと37°C,1時間培養した後,角層シートによる好中球化学発光を指標に殺菌能を見たところ,ぶどう球菌未処理の角層に比べ1.5倍量の発光が確認できた.現在,処理するぶどう球菌量を変えて指摘濃度を検討中である.

それが決定後,SOD,MPOの阻害剤の影響を検討する.3.角層・好中球反応上清のぶどう球菌殺菌能:角層ホモジネートおよび好中球数を変えて,反応上清中の殺菌因子(defencin)の同定を試みた.が現在までのところ明確な殺菌因子の存在は確認できていない.これに変わって,in vivoにおいて角層・好中球の反応が起こっている膿疱性乾癬患者鱗宵出液中の殺菌能力を検討したところその因子の存在が示唆された.現在同定を継続中である.課題研究遂行上,角層細胞・好中球相互作用に補体が関与することを最終的に堪忍した.角層細胞と好中球の細胞間接着が,各々,C3biとtype-3 of complement receptor (CR3)を介するものであることを,抗体による阻止試験により証明した.好中球のCR3を介する炎症反応は,一般に強い組織損傷を誘導する.角層細胞に対する好中球のfrustrated phagocytosisともいうべき特異的な接着がCR3を介して起こることは,角層下を炎症の場とする表在性感染症ならびに乾癬などの無菌性膿疱症の病態を説明する上で都合が良い.表在性感染症の場合は,角層にコロニーを形成する細菌がこのfrustrated phagocytosisに巻き込まれる形で殺菌される可能性がある.今回,ぶどう球菌で処理した角層テープをシグナルにして好中球の化学発光を測定したところ,ぶどう球菌のみのテープ,および角層テープによる刺激に比べて,3倍以上高い発光を示した.この発光増強の一部はぶどう球菌処理の角層細胞への好中球数の増加によるものであるが,それ以上に貪食細菌能の亢進を示唆するものであり,この結果は前述の仮説を指示するものである.一方,角層細胞と好中球を60分反応させた後遠心により得た上清の殺菌効果を細菌のコロニー阻止試験により検討したところ,有力な殺菌因子は同定することが出来なかった.しかし、角層細胞と好中球の一連の反応がin vivoで起こったことを反映する膿疱性乾癬鱗屑からの抽出液を用いて同様に検討したところ,濃度依存性にぶどう球菌の増殖が抑制されなんらかの殺菌因子の存在が示唆された.今後,この殺菌因子の同定を試みるとともに,より活性化された好中球を準備して検討を加えたい.また,今回の研究課低において,角層の刺激を受けた好中球がautocrine的にinterleukin 8 (IL-8)を産出することを発見した.炎症病巣への細胞のrecruitmentという観点から重要な知見であり,mRNAレベルでの確認を急ぎたい.
バナッハ空間における種々の幾何学的性質の研究とその応用

バナッハ空間論の研究においては、バナッハ空間内の凸図形の丸さや表面の滑らかさ等、幾何構造の研究が有用である。本研究課題では、バナッハ空間の幾何学的性質の導入や分類を行うことにより、バナッハ空間の構造理論の精密化を目指している。本年度は、次のような結果を得た。(1) 2つの有限フォン・ノイマン環の単位球面間の全射等距離写像が、全空間の間の実線形同型写像に拡張可能であることを示した。特に、ジョルダン同型写像を用いて、それらの写像の構造を決定した。(2) James定数とvon Neumann-Jordan定数の比較の研究は、これまで関数計算により不等式を改良していくというアプローチをとってきたが、本研究では、最良関数の定義を先に与えてその値を求めるという新たな方法を提案した。初歩の結果として、90度回転不変なノルムを持つ2次元空間に対して、James定数が最良値を取る場合のvon Neumann-Jordan定数の最大値を決定した。(3)ヒルベルト空間上の有界線形作用素の全体が成す環B(H)において、バナッハ空間値のバナッハ極限の研究を行い、B(H)に値をとるバナッハ極限がすべて複素数値バナッハ極限から生成されることを示した。応用として、Hが無限次元の場合は、B(H)に値を取るバナッハ極限が存在するにも関わらず、ベクトル列の概収束の概念がバナッハ極限を用いて特徴付けられないことを示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究課題では、バナッハ空間の種々の幾何学的定数を研究するとともに、バナッハ空間の幾何学的性質の導入や分類を行うことにより、バナッハ空間の構造理論の精密化を目指している。(1)2つの有限次元C*環の単位球面間の全射等距離写像が、全空間の間の実線形等距離写像に拡張可能であることを示した。この結果は、作用素環におけるTingley問題研究の初期段階として認知され、スペイン等海外の研究者にも発展させられている。(2)90度回転不変ノルム、すなわち、単位球が90度回転で不変であるようなノルムを持つ2次元バナッハ空間において、(modified) von Neumann-Jordan定数が計算できる十分条件と、その値を求める公式を与えた。(3)James定数が最良値をとるような2次元バナッハ空間の特徴付けを与え、応用として、James定数が最良値でありながら、absolute norm或いは90度回転不変ノルムを備えた空間と等距離同型にならない2次元バナッハ空間の例を具体的に構成した。(4)90度回転不変ノルムを備えた2次元バナッハ空間とその双対空間のペアに対しては、James定数が常に等しくなることを示した。これらの結果は、論文としてJ. Math. Anal. Appl.やMath. Inequal. Appl.等に発表済み或いは発表予定であり、それぞれについて国内外の研究集会で口頭発表を行った。本年度は、James定数が最良値をとるようなバナッハ空間の特徴付け等、バナッハ空間の幾何学的定数を通した幾何構造の研究に進展が見られた他、作用素環におけるTingley問題の研究でも一定の結果が得られた。特にTingley問題の研究については、ベルギーで行われた「20th Conference of the International Linear Algebra Society」での講演をきっかけにスペインの研究者との共同研究が開始され、今後のさらなる発展が期待できる。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると言える。本年度までの研究でJames定数について様々なことが明らかになってきたため、それらを足掛かりにバナッハ空間の構造理論の精密化を更に進めていきたい。

また、Tingley問題等バナッハ空間の幾何学における未解決問題の解決に向けて、まずは作用素環等構造が詳しく研究されているバナッハ空間を対象に研究を進め、糸口を探りたい。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
クーリングが骨格筋酸素化動態に及ぼす影響

[研究目的]クーリングは,スポーツ活動時に体温や筋温の過度な上昇を抑制するために,主働筋や頭頚部をアイスパックなどで冷却するコンディショニング方法である.しかし,その生理学的効果は不明な点が多く,効果的な方法論は確立されていない.本研究では,運動間のクーリングが局所の代謝能と筋血流に及ぼす影響を検討するために,2回の自転車ペダリング運動の運動間に大腿部を冷却し,クーリング中およびクーリング後の骨格筋酸素化動態の経時的な変動を調査した.[対象と方法]本研究は,運動習慣のない健康な成人男性8名を対象とし,自転車エルゴメーターを用いて60%HRmax(W)の負荷で,60rpmを維持しながら30分間ペダリング運動を行った.運動終了後,10分間の休息時間を挟み,再び同様の負荷で30分間ペダリング運動を行った.休息時間には,アイスパックを用いて両大腿部前面を冷却するCooling条件と,座位にて安静にするNon-Cooling条件を設定した.全ての対象者は,Cooling条件とNon-Cooling条件による実験を異なる日に行い,各条件間には5日以上の間隔を設け,ランダムにクロスオーバーで実施した.骨格筋酸素化動態の測定として,右大腿部前面の組織酸素化指標(TOI),総ヘモグロビン量(Total-Hb),酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb)及び脱酸素化ヘモグロビン(deoxy-Hb)を経時的に記録した.同様に,右大腿部前面の皮膚表面温度及び筋内温度も経時的に記録した.各測定項目の経時的変動をCooling条件とNon-Cooling条件で比較した.[研究成果]Cooling条件では,10分間の冷却後に皮膚表面温度及び筋内温度は有意に低下した.一方,TOI,Total-Hb,Oxy,Hb,deoxy-Hbは,条件間で差はなかった.運動間に行うクーリングは,主動筋の皮膚表面温度及び筋内温度を低下させるが,局所の代謝能や筋血流に対しては著名な影響を与えない可能性が示唆された.[研究目的]クーリングは,スポーツ活動時に体温や筋温の過度な上昇を抑制するために,主働筋や頭頚部をアイスパックなどで冷却するコンディショニング方法である.しかし,その生理学的効果は不明な点が多く,効果的な方法論は確立されていない.本研究では,運動間のクーリングが局所の代謝能と筋血流に及ぼす影響を検討するために,2回の自転車ペダリング運動の運動間に大腿部を冷却し,クーリング中およびクーリング後の骨格筋酸素化動態の経時的な変動を調査した.[対象と方法]本研究は,運動習慣のない健康な成人男性8名を対象とし,自転車エルゴメーターを用いて60%HRmax(W)の負荷で,60rpmを維持しながら30分間ペダリング運動を行った.運動終了後,10分間の休息時間を挟み,再び同様の負荷で30分間ペダリング運動を行った.休息時間には,アイスパックを用いて両大腿部前面を冷却するCooling条件と,座位にて安静にするNon-Cooling条件を設定した.全ての対象者は,Cooling条件とNon-Cooling条件による実験を異なる日に行い,各条件間には5日以上の間隔を設け,ランダムにクロスオーバーで実施した.骨格筋酸素化動態の測定として,右大腿部前面の組織酸素化指標(TOI),総ヘモグロビン量(Total-Hb),酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb)及び脱酸素化ヘモグロビン(deoxy-Hb)を経時的に記録した.同様に,右大腿部前面の皮膚表面温度及び筋内温度も経時的に記録した.各測定項目の経時的変動をCooling条件とNon-Cooling条件で比較した.[研究成果]Cooling条件では,10分間の冷却後に皮膚表面温度及び筋内温度は有意に低下した.一方,TOI,Total-Hb,Oxy,Hb,deoxy-Hbは,条件間で差はなかった.運動間に行うクーリングは,主動筋の皮膚表面温度及び筋内温度を低下させるが,局所の代謝能や筋血流に対しては著名な影響を与えない可能性が示唆された.
CHーπ相互作用を含む分子認識場の構築と合成化学的利用

本研究は、CHーπ相互作用に着目したモデル系の構築により分子認識に働く分子間力を解明して、医薬や農薬の構造活性相関の研究に役立てるとともに、不斉中心を有する化合物の光学分割に応用して不斉合成の発展にも寄与することを目的とする。本年度は、(R)ーフェニルグリシルー(R)ーフェニルグリシン(1)およびその関連化合物と種々の基質との相互作用を研究して、以下の成果をあげた。1.昨年度研究した1の代わりに、(R)ーフェニルグリシルグリシルー(R)ーフェニルグリシン(3)固相による種々のスルホキシド(2)の分子認識を研究した。この3の基質の取り込み場は1のそれに比べて狭くなると予想される。事実、メチルフェニルスルホキシドとメチルpートリルスルホキシドが不斉認識を伴って取り込まれたが、これらより大きいアルキル基を有するスルホキシドは取り込まれず、予想と一致した。2.1の固体(0.5mmol)をsーアルキルーsーフェニルスルホキシイミン(4)のラセミ体(1.0mmol)と水あるいはベンゼン存在下で攪拌すると、4を取り込んだ不溶固体が得られた。本取り込みでは4のアルキル基の種類(メチル、エチル、イソプロピル)に関係なく、常にR体が取り込まれた。このことから、4のスルフィニル酸素、NHおよびフェニル基とペプチドとの相互作用が不斉分子認識に関係していると思われる。3.固体1をαーアルキルベンジルアミン(5)と水または共在下で攪拌すると、1と5とからなる不溶固体が得られる。アミンのアルキル基がメチル、イソプロピル及びtーブチル基で高い不斉認識が観察されたことから、アルキル基とフェニル基とのCHーπ相互作用が重要と考えられる。また、本系は極めて効率の良いαーメチルベンジルアミン(5)及びその誘導体の光学分割法とみなすことができる。
民法解釈学における方法論的転回に関する基礎的研究

1.既に発表したジュリスト論文(「法的思考・実践的推論と不法行為『訴訟』」ジュリ997999(1992))では、法学方法論として、法術紋論と法政等論とを意識的に区別する必要性・及びそれを前提とした前者における法的推論(法的正当化)の実践哲学的意義を強調したが、本研究では、その具体的応用としての実作作用にあてられた。例えば、医療過誤におけるインフォームド・コンセント法理について、医療保障政策の観点からの再検討を試みた。2.またその過程で、法規範による紛争解決という伝統的モデルのゆらぎとも言えるポスト・モダンの法現象にも関心を寄せ、その具体的場面として、子の監護をめぐる紛争及び環境紛争(嫌忌施設に関する差止紛争)を扱い、その現代的特色を考察した。3.さらに広く、法規範と家族及び社会の構成のあり方との関わりという法社会学的関心が高まり、今後家族性及び医事法の諸問題の研究を通じて理解を深めていく予定である。
高精度軸比画像生成用円偏波合成開口レーダの開発

合成開口レーダ(SAR)センサは全天候型センサで、夜昼によらずに運用できる多目的センサである。現在、国内と国外に運用されているほとんどのSARセンサは直線偏波(水平と垂直偏波)およびその組み合わせしか動作していないので、限定された情報しか取れない。また、このSARセンサは高価、大型、複雑な構造、大電力、高雑音などのようなデメリットをもっている。このような背景で、本研究では、地表層における様々な情報を精密かつ高精度に観測できる、世界初かつ日本独自の技術による次世代航空機搭載用の円偏波合成開口レーダ(CP-SAR)ンサを開発した。また、このCP-SARの実証実験を行うために、大型無人航空機(JX-1)を開発した。近い将来、このCP-SARセンサは小型衛星に搭載し、2014年度に打上げし、地球温暖化をはじめ、グローバル環境のモニタリングに活用する。合成開口レーダ(SAR)センサな全天候型センサで、夜昼によらずに運用できる多目的センサである。また、このSARセンサは電離層による影響またはファラデー回転が大きいし、大型、複雑な構造、大電力などのようなデメリットをもっている。さらに、わが国の大学レベルにおけるSARシステムの研究開発がほぼやられていないので、SARシステムにおける人材不足が深刻な状況であるので、SARシステムに関する研究と教育を緊急に処置すべきである。このような背景で、本研究では、地表層における様々な情報を精密かつ高精度に観測できる、世界初かつ日本独自の技術による次世代航空機・マイクロ衛星搭載用の円偏波合成開口レーダ(Circularly Polarized Synthetic Aperture Radar:CP-SAR)センサを開発している。ここで、代表者は円偏波の振る舞いを利用して、左旋円偏波(LHCP)と右旋円偏波(RHCP)の受信信号の利得比または軸比画像(Axial Ratio Image、以後ARIとする)を抽出し、挑戦的に新画像として提案した。この方法は、従来のSARセンサと比較して、プラットフォームの姿勢に依存しないし、地表層による散乱問題の高精度・低雑音化などを期待している。本研究の実施内容として、CP-SAR用のマイクロストリップアンテナ、制御回路、特性測定方法などの設計開発を行っている。専門知識の開拓と育成貢献として、本研究の成果は近い将来、世界初の円偏波による地球表層環境変動の実態把握とその要因解析、大陸規模の植生3次元構造の変遷を中心とする表層・植生・土地被覆変動の研究とデータ解析・処理手法と検証などに応用できると期待する。また、このSARセンサは電離層による影響またはファラデー回転が大きく、大型、複雑な構造、大電力などのようなデメリットをもっている。さらに、わが国の大学レベルにおけるSARシステムの研究開発があまり行われていないので、SARシステムにおける人材不足が深刻な状況であるので、SARシステムに関する研究と教育を緊急に処置すべきである。このような背景で、本研究では、地表層における様々な情報を精密かつ高精度に観測できる、世界初かつ日本独自の技術による次世代航空機・マイクロ衛星搭載用の円偏波合成開口レーダ(Circularly Polarized Synthetic Aperture Radar : CP-SAR)センサを開発している。専門知識の開拓と育成貢献として、本研究の成果は近い将来、世界初の円偏波による地球表層環境・地殻変動の実態把握とその要因解析、大陸規模の植生3次元構造の変遷を中心とする表層・植生・土地被覆変動の研究とデータ解析・処理手法と検証などに応用できると期待する。

現在、国内と国外に運用されているほとんどのSARセンサは直線偏波(水平と垂直偏波)およびその組み合わせしか動作していないので、限定された情報しか取れない。また、このSARセンサは高価、大型、複雑な構造、大電力などのようなデメリットをもっている。そのため、本研究では、地表層における様々な情報を精密かつ高精度に観測できる、世界初かつ日本独自の技術による次世代航空機搭載用の円偏波合成開口レーダ(Circularly Polarized Synthetic Aperture Radar CP-SAR)センサを開発する目的である。ここで、代表者は円偏波の振る舞いを利用して、左旋円偏波(LHCP)と右旋円偏波(RHCP)の受信信号の利得比または軸比画像(ARI)を抽出し、挑戦的に新画像として提案する。この方法は、従来のSARセンサと比較して、プラットフォームの姿勢に依存せず、地表層による散乱問題の高精度・低雑音化などを期待している。平成19年度20年度に、円偏波合成開口レーダ(CP-SAR)のアンテナと制御回路部分のシミュレーションなどに関する設計開発を行った。特に、平成20年度には、このアンテナと回路部分をHFFSソフトなどで統合させ、CP-SARシステム(プロトタイプ)の動作確認を行った。また、このアンテナシステムの設計とCP-SARの関連回路の開発と電波無響室内と外野実験のために、誘電体基板、RFコネクタ、セミリジットケーブル、CP-SAR回路用部品を使用した。平成21年度に、アレーアンテナとマイクロ波回路の最終設計と開発、電波無響室内のアレーアンテナの特性を調査した。本研究では、航空機搭載の代わりに、安価、運営の柔軟性などを考慮して、無人航空機(UAV)の開発も行った。このUAVはCP-SARシステムを搭載し、高度14kmの間に運用できる。CP-SARの信号処理用ソフトの開発に関して、受信されるRCHPとLHCPの信号を画像化するために、SAR画像信号処理のアルゴリズム(EduSARソフト)を開発した。
EGFモチーフを有する分泌性の新しい側方抑制因子

動物の発生過程におけるRasシグナルの機能と制御機構の解明を目的として、ArgosとRalというショウジョウバエの二つの蛋白質について解析した。EGF受容体の活性化を阻害する分泌性蛋白質Argosの過剰発現が細胞死を誘導する事を見出し、Ras/ERK経路がカスパーゼを介した細胞死を負に制御する事を明らかにした。Argosの作用に関連した未知の遺伝子の同定を目的として、Argos過剰発現によって生じる表現型を修飾する変異を遺伝学的手法により同定した。培養細胞においてリガンド非依存的に二量体を形成する変異型EGF受参体によるERKの活性化がArgosにより阻害されることを見出し、EGF受容体とは別にArgosの受容体が存在する可能性を示した。Rasの下流で機能するGTP結合蛋白質Ralのショウジョウバエ相同分子を同定・解析し、RasからRalへのシグナル伝達経路が細胞骨格の制御に関与する可能性を示した。Argosは、EGFモチーフを有する分泌性蛋白質であり、ショウジョウバエの発生過程において細胞外よりRas/MAPK系の情報伝達を制御することにより細胞分化の調節を行っている。複眼特異的に発現する転写因子Glassの結合領域を含む発現ベクターpGMRを用いて、複眼特異的にArgosを過剰発現するトランスジェニックフライ(GMR-argos)を作成した。GMR-argosの複眼を走査型電子顕微鏡で観察したところ、個眼の配列が不規則であり、個眼の数が著しく減少していることが明らかになった。さらに、切片を作成して観察したところ、光受容細胞及び色素細胞の数が減少していることが明らかになった。Argosを過剰発現した複眼をアクリジンオレンジで染色して観察したところ、野性型にくらべ細胞死が亢進していることが明らかになった。この細胞死がp35、diap1、diap2を共発現することにより有意に抑圧されたことから、ArgosによるRas/MAPK系の情報伝達の低下がICEファミリーのプロテアーゼを介するアポトーシスを誘導したものと解される。さらに、ArgosによるRas/MAPK情報伝達の抑制とアポトーシス誘導に関与する未知の分子の探索を目的として、GMR-argosの表現型を抑圧または増悪させるような変異体のスクリーニングを開始した。GMR-argosのトランスジーンをゲノム上で安定化させるために、P因子転移酵素によりバランサー染色体へ再転移させた。現在この系統を、変異誘発剤であるEMSを摂食させた個体と交配し、GMR-argosの表現型を変化させる新しい変異体のスクリーニングを行っている。また、Argosの作用機序を生化学的に解析するための種々の準備を進めている。EGF受容体の活性化を阻害する分泌性蛋白質Argosの過剰発現が細胞死を誘導する事を見出し、Ras/ERK経路がカスパーゼを介した細胞死を負に抑制する事を明らかにした。培養細胞においてリガンド非依存的に二量体を形成する変異型EGF受容体によるERKの活性化がArgosにより阻害されることを見出し、EGF受容体とは別にArgosの受容体が存在する可能性を示した。
新規画像解析ソフトウェアと可視化細胞系の開発による高等植物細胞のフェノーム解析

本研究では、植物細胞の分裂、生長、分化といった活動における細胞形態変化に関わる細胞内構造の網羅的解析(フェノーム解析)によって、細胞の形態変化や機能発現のための機構を、オルガネラや細胞骨格系といった細胞内構造のレベルと遺伝子発現のレベルで明らかにすることを目的とした。細胞内構造の解析手段としては、共焦点レーザー顕微鏡と蛍光顕微鏡を主に用いた。速やかに動くオルガネラについての動態解析には、Electron Bombardment方式CCDカメラやHARPカメラとスピニングディスクによるフルフレーム高速共焦点スキャナを組み合わせた高速高感度なCLSMシステムを利用しての撮像を行った。また、撮影過程の自動化手段として、プログラマブルなXYZステージとシャッターシステムを用いてスループットの向上を図った。レーザースキャニングサイトメーターのような従来の顕微鏡像自動解析システムでは、光学系やソフトウェア環境が限定されてしまうために利用形態が限られ、実験上の適用範囲が自ずと狭まっていた。そこで本研究では、既存の顕微鏡を用いることで、ハードウェアに特化しない汎用性の高い画像解析システムを構築しようと試みた。本年度は、塩基配列や遺伝子発現の解析における重要な統計手法であるクラスタリングに注目し、細胞骨格やオルガネラの共焦点画像への応用を試みた。その結果、多様な可視化対象と撮像法について、画像解析システムを逐一開発せずに対応できるクラスタリングアルゴリズムを考案した。細胞周期の進行に伴う細胞内構造の推移など、定量が困難な形態変化についてこの方法で解析を行い、本法の有用性について検討を行っている。本研究では,植物細胞の分裂,生長,分化といった活動における細胞形態変化に関わる細胞内構造の網羅的解析(フェノーム解析)によって,細胞の形態変化や機能発現のための機構を,オルガネラや細胞骨格系といった細胞内構造のレベルと遺伝子発現のレベルで明らかにすることを目的としました.細胞内構造の解析手段としては,共焦点レーザー顕微鏡と蛍光顕微鏡を主に用いました.速やかに動くオルガネラについての動態解析には,Electron Bombardment方式CCDカメラやHARPカメラとスピニングディスクによるフルフレーム高速共焦点スキャナを組み合わせた高速高感度なCLSMシステムを利用しての撮像を行いました.また,撮影過程の自動化手段として,プログラマブルなXYZステージとシャッターシステムを用いてスループットの向上を図りました.レーザースキャニングサイトメーターのような従来の顕微鏡像自動解析システムでは,光学系やソフトウェア環境が限定されてしまうために利用形態が限られ,実験上の適用範囲が自ずと狭まっていました.本研究では,既存の顕微鏡を用いることで,ハードウェアに特化しない汎用性の高い画像解析システムを構築しようと試みました.本年度は液胞動態の制御機構の解析と動画像解析ソフトウェアの開発を行うべく,液胞動態の定量的解析のために,液胞膜の蛍光像や明視野像からの計測に適した動画像解析ソフトウェアを新たに開発しました.これによる解析の結果,液胞の動きには,細胞周期の進行による時間的変化,細胞内での位置による空間的差異という時空間的な変動があり,BY-2細胞では液胞膜に隣接したアクチン繊維の液胞の運動や構造の維持への関与が明らかになりました.本研究では、植物細胞の分裂、生長、分化といった活動における細胞形態変化に関わる細胞内構造の網羅的解析(フェノーム解析)によって、細胞の形態変化や機能発現のための機構を、オルガネラや細胞骨格系といった細胞内構造のレベルと遺伝子発現のレベルで明らかにすることを目的とした。
ニワトリの食欲調節における中枢の細胞内シグナル伝達因子の役割

近年、ブロイラーでは過食に起因する脂肪の過剰蓄積が問題となっており,その食欲を制御する方法の開発が望まれているため、ニワトリの食欲調節機構の全容を解明し、ブロイラーの過食の原因を特定することが重要である。本研究では、哺乳類においても未だ食欲調節への関与が不明の因子にも着目し、ニワトリの食欲調節における中枢の細胞内シグナル伝達因子の役割と、ブロイラーとレイヤーにおけるその役割の違いを調べる。具体的には、種々の給餌条件や、食後に分泌される種々のペプチドホルモンが中枢の細胞内シグナル伝達因子に及ぼす影響、及び中枢のシグナル伝達因子が食欲調節遺伝子の発現調節に及ぼす影響について、両者で比較検討する。
統語システムから解釈システムへの出入力機構の解明

ミニマリスト・プログラムと呼ばれる生成文法理論の研究は、脳に内在する言語器官を特徴づける最適性とも言うべき性質を明らかにしつつある。ミニマリスト・プログラムが提供する研究上の指針には、(記述的装置のクラスを最小限にするよう求める)「最小設計」指針、および(演算の操作上の複雑性を縮小するよう求める)「単純計算」指針と呼びうるものがあるが、本研究では、「単純計算」指針に幾分焦点をおき、操作上の複雑性の縮小は言語器官の構造を決定する上で最も重要な因子であると想定した。この想定のもと、操作上の複雑性を大幅に縮小する分析、とりわけ循環的分析(Chomsky 2000,2001,2005,2006)と派生的分析(Epstein, et. al.1998,Epstein and Seely 2002,2006)を中心に検証し、(統語関係を決定する)統語システムから(音声・意味の解釈を決定する)解釈システムヘの出入力機構の解明を試みた。具体的には、厳密に規定された小さな単位の出入力関係が派生的かつ循環的に成立する可能性を提示し、さらにはその概念的根拠を統語システムの最適性という性質から導き出す議論を展開した。派生的かつ循環的に統語関係を生成する統語システムの研究はまだ始まったばかりではあるが、経験的にも大変興味深い分析を提出できる段階に入った。今後は、本研究の成果を踏まえ、厳密に規定された小さな単位で成立する出入力関係の分析を推し進め、派生的かつ循環的に保障される統語関係の性質を明らかにしていくなか、統語システムおよびその最適性に関する言語理論を構築していく。ミニマリスト・プログラムが提供する研究上の指針には、(記述的装置のクラスを最小限にするよう求める)「最小設計」指針、および(演算の操作上の複雑性を縮小するよう求める)「単純計算」指針と呼びうるものがあるが、本研究では、「単純計算」指針に幾分焦点をおき、操作上の複雑性の縮小と言語のミニマリスト的設計の問題を考察する。平成16年度は、これら二つの指針に関係する基本概念および指導仮説(Chomsky 2000,2001)を詳細に検討すると同時に、徹底した派生主義の観点(Epstein, Groat, Kawashima, and Kitahara 1998, Epstein and Seely 2002)から、操作上の複雑性を縮小する提案を再検討した。徹底した派生主義に基づく分析では、統語システムの最終出力を解釈システムの入力とする仮説の問題点が明らかにされた。具体的には、英語の移動現象(NP-移動、Wh-移動)、日本語の移動現象(NP-移動、スクランブリング)に、統語システムの最終出力を解釈システムの入力とする仮説では捉えることのできない統語関係が存在することを確認した。さらに、問題とされた統語関係が、統語構造構築過程のある段階で決定されている事実を重視し、統語関係は、その決定段階において、音声・意味をつかさどる解釈システムに入力されているという仮説を推進した。その結果、統語関係を決定する統語システムとそれに隣接する解釈システムとの関係は、従来の単一レベルの関係ではなく、複数レベルの関係として捉えるべきであるという結論に至った。次年度は、この複数レベルの関係の入力メカニズムを解明することから始める。ミニマリスト・プログラムが提供する研究上の指針には、(記述的装置のクラスを最小限にするよう求める)「最小設計」指針、および(演算の操作上の複雑性を縮小するよう求める)「単純計算」指針と呼びうるものがあるが、本研究では、「単純計算」指針に幾分焦点をおき、操作上の複雑性の縮小は言語のミニマリスト的設計を決定する上で最も重要な因子であると想定する。

この想定に基づき、まず、操作上の複雑性に関する提案をいくつか検証し、とりわけ、音韻内容に言及する統語分析(Chomsky 2001, Kitahara 2003)を吟味した。さらに、そうして得られた知見を日本語のスクランブリングに敷延し、このタイプの移動に関するメカニズムを明確にするとともに、音韻内容と統語的可視性の関係を精微化した。さらにこれまでの研究成果を踏まえ、徹底した派生主義の観点(Epstein, Groat, Kawashima, and Kitahara 1998, Epstein and Seely 2002, Kawashima and Kitahara 2003)から、統語システムと解釈システムの関係を再定式化することを試みた。具体的には、統語システムと解釈システムの間に、厳密に規定された小さな単位の出入力関係が循環的に成立していることを経験的に検証し、その概念的根拠を統語システムの最適性という性質から導くことを試みた。次年度はこの小さな単位の循環的出入力メカニズムを解明する作業から始める。ミニマリスト・プログラムと呼ばれる生成文法理論の最近の研究は、脳に内在する言語器官を特徴づける最適性とも言うべき性質を明らかにしつつある。ミニマリスト・プログラムが採択する研究上の指針には、(記述的装置のクラスを最小限にするよう求める)「最小設計」指針、および(演算の操作上の複雑性を縮小するよう求める)「単純計算」指針と呼びうるものがあるが、本研究では、「単純計算」指針に幾分重きをおき、操作上の複雑性の縮小は言語器官の構造を決定する上で最も重要な因子であると想定する。この想定に基づき、操作上の複雑性を大幅に縮小する分析、とりわけ、循環的分析(Chomsky2005,2006)と派生的分析(Epstein and Seely 2006)を中心に検証し、(統語関係を決定する)統語システムから(音声・意味の解釈を決定する)解釈システムへの出入力機構の解明を試みた。その際、厳密に規定された小さな単位の出入力関係が循環的かつ派生的に成立している可能性に着目した。ミニマリスト・プログラムと呼ばれる生成文法理論の研究は、脳に内在する言語器官を特徴づける最適性とも言うべき性質を明らかにしつつある。ミニマリスト・プログラムが提供する研究上の指針には、(記述的装置のクラスを最小限にするよう求める)「最小設計」指針、および(演算の操作上の複雑性を縮小するよう求める)「単純計算」指針と呼びうるものがあるが、本研究では、「単純計算」指針に幾分焦点をおき、操作上の複雑性の縮小は言語器官の構造を決定する上で最も重要な因子であると想定する。この想定のもと、本研究最終年度となる平成19年度は、これまでの研究成果を踏まえつつ、循環的分析(Chomsky 2000,2001,2005,2006)と派生的分析(Epstein, et. al.1998,Epstein and Seely 2002,2006)を中心に検証し、(統語関係を決定する)統語システムから(音声・意味の解釈を決定する)解釈システムへの出入力機構の解明を試みた。具体的には、厳密に規定された小さな単位の出入力関係が派生的かつ循環的に成立する可能性を提示し、さらにはその概念的根拠を統語システムの最適性という性質から導き出す議論を展開した。
LH依存的なSREBPの発現を促した哺乳動物卵子の新規体外成熟培養法の開発

豚COCの体外成熟培養系を用いたSREBPのin vitro発現解析により、SREBPのサブタイプであるSREBP-1a、SREBP-1c、SREBP-2の遺伝子発現がLHの下流シグナルであるPKBを介して増加し、コレステロール生合成経路に働く遺伝子の発現上昇に関与することが明らかになった。さらに、LH依存的なSREBPの働きにより活性化されるコレステロール生合成経路により分泌されるプロジェステロンは、卵子成熟に必須の因子であるEGF-like factorの切断酵素であるADAM17の発現の維持に働き、その結果卵子成熟が誘起されることを明らかにした。さらに、in vivoにおけるプロジェステロン分泌、EGF-like factor、ADAM17遺伝子発現変化をパラメーターとして、それを模倣したin vitro培養系により卵子の発生率を20%から40%へと向上させることに成功した。体外成熟培養により,高い発生能を有するブタ成熟卵子を作出するためには,体内と同様に排卵誘起ホルモンであるLHにより卵子の成熟を誘導する必要がある.しかし,体外培養に用いるブタ卵丘細胞卵子複合体(COC)をLH添加培地で培養した時の卵子の発生能は体内と比べ低いことから,体外成熟培養法を改善する必要がある.これまでの研究から,LHの刺激により卵丘細胞のコレステロール合成が活性化されること,その経路を介して分泌されるプロジェステロンが卵子の成熟に重要な因子であることを明らかとしていることから,コレステロール合成に働く酵素の発現に働く転写因子(SREBP)の発現解析を行った.その結果,LHの刺激によりブタ卵丘細胞において,SREBPのサブタイプであるSREBP-2の遺伝子が発現すること,発現したSREBPが核へ移行するために必須のタンパク質であるSCAPの遺伝子が卵丘細胞において発現していることを明らかとした.さらに,LH添加培地にA抑制剤(H89),PKB抑制剤(LY294002),p38MAPK抑制剤(SB203580),PKC抑制剤(CalphostinC)をブタCOCの体外培養時に添加して培養したところ,卵丘細胞におけるSREBP-2の発現がPKBを抑制したときに低下すること,このとき,培地に分泌されるProgesterone量が有意に低下した.このことから,LH刺激により卵丘細胞で発現するSRENP-2はPI3K-PKB系を介し発現し,Progesteroneを分泌させ卵子成熟を誘起させることが明らかになった.また,SREBPの発現を促し,プロジェステロンを効率的に分泌させると,体外培養系で培養したブタあるいはマウスCOCにおいて,細胞内に発現する分泌因子のエンドサイトーシスに必須のSNAP25の発現が増加すること,卵丘細胞の膨潤に必須のEGF-like factorの切断に働くTACE/ADAM17の発現が増加し,卵子成熟が促進されることを示した.これらの結果から,LH刺激により活性化するPKB系を介して発現するSREBPは,プロジェステロンを分泌させ,卵子成熟を促進すると考えられた.今後は,SREBPの遺伝子発現を促した体外培養法で作出した成熟卵子を,精子と体外受精させ,その発生能が向上するかを検討する予定である.体外成熟により、高い発生能を有るブタ成熟卵子を作出るためには、体内と同様に排卵誘起ホルモンであるLHにより卵子の成熟を誘導る必要がある。しかし、体外培養に用いるブタ卵丘細胞卵子複合体(COC)をLH添加培地で培養した時の卵子の発生能は体内と比べ低いことから、体外成熟培養法を改善する必要がある。これまでの研究から、LHの刺激により卵丘細胞のコレステロール合成が活性化されること、その経路を介して分泌されるプロジェステロンが卵子の成熟に重要な因子であることを明らかとしていることから、コレステロール合成に働く酵素の発現に働く転写因子(SREBP)の発現解析を行った。その結果、LHの刺激によりブタ卵丘細胞において、SREBPのサブタイプであるSREBP-2の遺伝子が発現すること、発現したSREBPが核へ移行するために必須のタンパク質であるSCAPの遺伝子が卵丘細胞において発現していることを明らかとした。さらに、LH添加培地にA抑制剤(H89)、PKB抑制剤(LY294002)、p38MAPK抑制剤(SB203580)、PKC抑制剤(CalphostinC)をブタCOCの体外培養時に添加して培養したところ、卵丘細胞におけるSREBP-2の発現がPKBを抑制したときに低下すること、このとき、培地に分泌されるProgesterone量が有意に低下した。

このことから、LH刺激により卵丘細胞で発現するSRENP-2はPI3K-PKB系を介し発現し、Progesteroneを分泌させ卵子成熟を誘起させることが明らかになった。また、SREBPの発現を促し、プロジェステロンを効率的に分泌させると、体外培養系で培養したブタあるいはマウスCOCにおいて、細胞内に発現する分泌因子のエンドサイトーシスに必須のSNAP25の発現が増加し、卵子成熟が促進されることを示した。さらに、SREBPの遺伝子発現を促し、プロジェステロンの分泌を促した培養系を開発し、成熟培養したブタ卵子の発生能を向上させることに成功した。また、これらの成果を第14回日本生殖内分泌学会において発表し、優秀発表賞を受賞した。
吊構造の動的性状の解明に関する研究

吊構造の動的性状を解明するため, 61年度に上部構造,基礎と地盤,破壊性状の3グループがそれぞれ設定した研究テーマをそれぞれ継続して実験ならびに解析的研究を実施した.特に上部構造-基礎-地盤の動的相互作用を局部的な破壊までをも考慮しての研究は3グループで協力して行った.主な研究結果の概要は以下に示す.1.上部構造グループ==吊構造の動的性状・安定性の解析計算モデルの合理化を考え,ケーブルのモード減衰の基本的特性,およびケーブル振動の吊橋の動的性状への影響を解明した.また,地盤上の動的コンプライアンスの理論を展開し,各種振動モードについて解析を行った.これに並行して大型吊橋のアンカレイジの地震動観測を行い,理論との照合をし,良好な結果を得た.2.基礎と地盤グループ==橋梁基礎の動的接触問題を地盤反力係数の寸法効果を考慮して数値解析により検討した.ゆるみ領域・節理のある岩盤の研究が継続され,多数の亀裂を含む岩盤と等価な連続体をクラックテンソルの概念を適用した有限要素手法を用いて検討した.また,水との連成を考慮した不連続性岩盤の変形解析,および液状化に対する検討を実施した.また,岩地盤の静的耐荷力・動的バネ定数の計算モデルの確定化をはかった.3.破壊性状グループ==コンクリート基礎,接合部及び岩地盤の動的な破壊性状を実験,理論および数値解析により検討した.新しい仮動的実験手法を開発し,また,高速波形計測記憶装置を用いて,破壊の進展状況の把握及び破壊の進展に伴う復元力特性の変形を明らかにした.更に,上部構造・基礎と地盤グループと協力する事により,終局時までの上部構造-基礎-地盤の3元系の動的性状に関する問題点を解明した.吊構造の動的性状を解明するため, 61年度に上部構造,基礎と地盤,破壊性状の3グループがそれぞれ設定した研究テーマをそれぞれ継続して実験ならびに解析的研究を実施した.特に上部構造-基礎-地盤の動的相互作用を局部的な破壊までをも考慮しての研究は3グループで協力して行った.主な研究結果の概要は以下に示す.1.上部構造グループ==吊構造の動的性状・安定性の解析計算モデルの合理化を考え,ケーブルのモード減衰の基本的特性,およびケーブル振動の吊橋の動的性状への影響を解明した.また,地盤上の動的コンプライアンスの理論を展開し,各種振動モードについて解析を行った.これに並行して大型吊橋のアンカレイジの地震動観測を行い,理論との照合をし,良好な結果を得た.2.基礎と地盤グループ==橋梁基礎の動的接触問題を地盤反力係数の寸法効果を考慮して数値解析により検討した.ゆるみ領域・節理のある岩盤の研究が継続され,多数の亀裂を含む岩盤と等価な連続体をクラックテンソルの概念を適用した有限要素手法を用いて検討した.また,水との連成を考慮した不連続性岩盤の変形解析,および液状化に対する検討を実施した.また,岩地盤の静的耐荷力・動的バネ定数の計算モデルの確定化をはかった.3.破壊性状グループ==コンクリート基礎,接合部及び岩地盤の動的な破壊性状を実験,理論および数値解析により検討した.新しい仮動的実験手法を開発し,また,高速波形計測記憶装置を用いて,破壊の進展状況の把握及び破壊の進展に伴う復元力特性の変形を明らかにした.更に,上部構造・基礎と地盤グループと協力する事により,終局時までの上部構造-基礎-地盤の3元系の動的性状に関する問題点を解明した.吊構造の動的性状を解明するため、本年度は下に示す3つのグループに分かれて研究を実施した。各グループ毎に得られた結論の概要を以下に示す。1.上部構造グループ吊橋の三次元連成振動に関する一解析法を提案した。解析は有限要素法に基づくが、吊橋要素を導入して自由度の減少をはかり、ケーブル等の有限変位を厳密に考えて非線形連成をも評価できるようにしている。この解析法の精度および有用性については既往の数値解析・模型実験の結果と比較する事により検証した。更に、明石海峡大橋設計案を対象に解析を行い、超長大吊橋の非線形連成振動特性についても考案を加えた。2.基礎と地盤グループアンカレイジと地盤の動的相互作用を明らかにするために、南備讃瀬戸大橋のアンカレイジの現地振動計測データを収集・分析した。固有振動数、モード形、基礎地盤の弾性定数を推定した。この結果、局所的データに基づいた既往の地質調査では、大型構造物の剛性を大巾に過小評価する事がわかった。また、節理のある地盤の静的・動的な物性値を合理的に推定するため、多数の不連続面を含む岩盤をそれと等価な異方弾性体として定義するクラックテンソル理論を用いた弾性変形解析を実施した。更にジョイント要素を用いた数値解析を併せて実施した。3.破壊性状グループコンクリート橋梁基礎および岩地盤の動的破壊性状を実験的に検討した。鉄筋コンクリートに対しては、鉄筋のひずみ速度効果を考慮した動的復元力モデルを提案した。岩地盤に対しては、AEの計測等により、一軸圧縮試験強度、変形特性、破壊面の伝播特性等に及ぼす不連続面の効果を明らかにし、理論解との比較を行った。