hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高強度フェムト秒レーザープラズマ高速電子パルスによる高速時間分解電子線回折の実証

超高強度フェムト秒レーザーと薄膜との相互作用により生成・加速されるプラズマ電子を電子線源として利用し,小型位相回転器による電子パルス圧縮法とその圧縮パルスを用いた「超高速電子線回折法」を実証した.単一パルス撮像を可能とする電子線量を得るために,レーザープラズマから効率的に電子を引出す「レーザー予備照射によるシース電場の抑制法」を提案し,プラズマミラーにより整形した高コントラストレーザーパルスを用いた実験により,それを実証した.金属細線による加速電子の誘導と集束,超高速電子偏向法,金属細線による強力テラヘルツ表面波の生成などの派生成果も得られた.物質の構造的(特に非可逆的)な動力学を単一原子運動の時間尺度で直接観察できるパルス電子線による超高速時間分解電子線回折法を確立することにより、物質科学に貢献する。本研究の具体的目的は単一パルスによる電子線回折像の撮像を実現し、超高速時間分解電子線回折法を実証することである。本目的のために必要不可欠なパルス電子線源として、超高強度極短パルスレーザー生成プラズマ中で加速される高輝度短パルス高エネルギー電子を利用する。高品位パルス電子線源生成のために、超高強度極短パルス光と孤立固体微小簿膜との相互作用によるプラズマ生成と電子発生・制御、および、生成電子のパルス圧縮を実証する。本実証のための課題は大きく分けて3つになる。(1)短パルス電子線の発生、(2)短パルス電子の圧縮と評価、(3)電子線回折装置の構築の撮像実証。(1)のためには、電子加速用レーザーパルスの高品位化が必要となる。目標とする100fs以下の電子線パルスを発生するには、レーザーパルス幅が数10fs以下で、かつパルスが裾野成分を有しないものでなければならない(極低強度プリパルス)。プリパルス除去のためにプラズマミラーの導入を検討し、その特性評価実験を実施した。ミラー上でのレーザー強度、ミラーへの入射角度、レーザー偏光に対するプラズマミラーの性能を測定した。その結果、これらの条件を最適化することにより、反射率>70%、プリパルス低減率1/1000が実現できる事を実験的に検証した。また、そのために必要な、プラズマミラー用ガラス基板の減反射コート(反射率0.1%)の実現性も検証した。これらの成果をもとに、高品位、50fsパルスを発生するCPAレーザーシステム設計を完成させた。次年度にこの設計に従い、レーザーシステムの高品位化、高強度化を実施する。単一電子パルスによる高速時間分解電子線回折像の取得を実証することを目的に、高品位電子線源の開発を行い、以下の成果が得られた.(1)レーザープラズマ加速電子の自己圧縮パルス幅の最短実証:高強度フェムト秒レーザーとポリエチレン薄膜との相互作用により加速する高エネルギー電子パルスを位相反転しパルス圧縮した.圧縮の最適化により250fs程度を実現した.(2)レーザー加速プラズマ電子パルス幅がレーザーパルス幅に等しいことの検証に成功:「フェムト秒電子偏向法」を提案し,2つのレーザー生成加速短パルス電子による自己相関法により世界で初めてこの検証を行った.(3)電子の高品位化(金属標的による電子線量の増加):標的材料をアルミニウム薄膜にすることにより,線量は10倍以上に増加した.しかし,線源の拡大や面方向への放射などの欠点が明らかとなり,レーザーパルスのコントラストの向上の必要性が明らかとなった.(4)プラズマミラーの開発:プラズマミラー装置を開発しレーザーシステムに導入した.開発したプラズマミラーの性能は反射率70%,プリパルスコントラスト比の改善104を示し,世界で報告されているプラズマミラーと比して最高の性能が得られた.(5)電子の高品位化(ダブルパルス照射による電子線量の増加):薄膜ターゲットのプラズマ化と電子加速をそれぞれ低強度と高強度の短パルスレーザーで行った.その結果,アルミニウム薄膜で,単一パルス照射に比べて,20倍以上の線量増加が確認できた.(6)電子の高品位化(新電子線源の発見):数10mmの金属ワイヤーで薄膜ターゲットに比べて30倍程度の電子線量の増大を確認し,m級の金属細線でも電子が誘導され,細線を用いることにより,極めて指向性の高い電子線が得られる事を発見した.(7)新THz放射源の発見:高強度レーザー金属細線相互作用による表面電磁波の生成を発見した.超高速電子線回折装置に必要不可欠な極短パルス電子線源をレーザープラズマ電子加速により生成する。超高強度短パルスレーザーにより高品位高輝度のパルス電子線を生成するために、初年度にレーザーと薄膜標的との相互作用と発生電子線の諸特性(エネルギースペクトル、放射角度分布)を調べてきた結果、(1)レーザーパルスの裾野(プリパルス)の低減制御が極めて重要であること、(2)金属薄膜標的の場合、面に沿う方向の放射強度が大きいことが判明した。今年度、まず電子の短パルス化のためにレーザーシステムを再構築し、パルス幅を130fsから35fsに短縮した。(1)に対して、プリパルスを減じるためにプラズマミラー装置を開発し、3桁のプリパルス低減に成功した。また、ミラーの反射率も約70%を得た。3桁低減、70%反射率は今日まで報告されているプラズマミラーの性能としては最高級のものである。この成果をもとに、プラズマミラー装置を構築しレーザーシステムに導入した。世界でもレーザーシステムにプラズマミラー装置を常設し、恒常的に稼働させている研究機関はほとんどない。

(2)の結果を踏まえて、金属細線を標的にすることにより、金属細線方向に指向性の高い電子を放射することを世界で初めて見いだし、メール級長さ金属細線での電子誘導の実証にも成功した。また、これらの電子放射特性研究を発展させるための診断法の開発も行った。電子放射特性は今まで電子放射の空間分布やエネルギースペクトル(数100keV)を観測するだけであったが、電子線源の特性として重要な線源の空間分布を診断測定するために、エネルギー分解可能な電子結像系のための電磁石型電子レンズを設計し、数ミクロンの空間分解能の電子結像系を試作した。さらに、電子の放射機構を時間分解測定するために、高強度フェムト秒レーザー生成電子を利用したフェムト秒電子偏向法の開発を開始した。単一電子パルスによる高速時間分解電子線回折像の所得を実証することを目的に、レーザー加速電子線源の高品位化に関する研究を行っている。高品位化とは、(A)電子パルスの短パルス化と(B)電子線量の増大である。(A)レーザー生成・加速電子のパルス幅とレーザーパルス幅が同程度であることを電子線偏向・自己相関法で検証した結果を基に、電子の短パルス化のために、レーザーシステムの短パルス化を昨年度に実施したが、この短パルス化したレーザーを用いて、レーザーとポリエチレン薄膜との相互作用により発生・加速した電子パルスを位相回転法により圧縮した。電子線の短パルス化が確認されたが、電子線量の減少もあり、線量の増大がさらに重要であることが明らかとなった。(B)今まで電子線源用標的にポリエチレン薄膜を用いていたが、アルミニウム薄膜を用いる(B-1)ことにより電子線量が増大するが、電子線源の低品位化の問題が生じた。それを避けるために、レーザーシステムにプラズマミラーシステムを開発導入した。さらなる、電子線量の増大に向けて、レーザーと薄膜との相互作用によるプラズマ電子生成とそのレーザー加速を詳細に調べ、電子線源から電子が放射し易い状況を作り出す手法を見いだした。薄膜の裏面(電子放射面)にあらかじめ、加速用レーザー強度に比して強度の低い短パルスレーザーを照射し薄膜裏面をプラズマ化膨張しておくことにより、裏面のシース電界が弱まり、加速電子が薄膜から大量に放射されることが明らかになった。この薄膜の表裏ダブルレーザー照射方式(B-2)により、電子線量が20倍に増す事を実証した。また、昨年度に発見した金属細線を標的とすることによる電子の集束効果を利用するために、繰り返し照射を可能とする薄膜と金属細線を近接した照射系(B-3)を提案構築し、金属細線直接照射に比べ、細線端からの放射線量は減じるが、電子の集束を実証した。単一パルスにより撮像可能な超高速電子線回折装置に必要な要素研究を実施してきた。具体的には、レーザーと固体標的との相互作用により、レーザー生成・加速された電子パルスを用いるもので、「超高速」に必要な短パルス電子線源、「単一パルスにより撮像可能」に必要な高電子数の電子線源を開発してきた。当初、目標としてきた性能を得るための手法が明らかになった。本研究の目的とする成果は得られたので、当初計画通りであるが、加えて、本研究の大きな成果は多くの派生を生み出したことである。
転写因子PREBトランスジェニックマウス解析結果を用いた生活習慣病改善戦略

転写因子prolactinregulatory element binding (PREB)は、全身の組織に発現されており、その機能は不明のままであった。我々の研究室では各組織におけるPREBの機能解析を行い、現在までに膵β細胞や脂肪組織、血管内皮細胞や血管平滑筋細胞において生活習慣病に関連する転写因子であることを報告してきた。予備研究において脂肪負荷による脂肪肝モデルマウスにおいても転写因子PREBの過剰発現を確認し、(PREB-Tgマウス;組み替えDNA承認番号:10219)を作成し、PREB-Tgマウスではコントロールマウスに比較して、高脂肪食に対する脂肪肝形成の抑制とコントロールマウスと比較して膵ランゲルハンス島の増殖認めた。このメカニズムを解明するためにATP-bindingcassette transporter A1(ABCA1)分子に注目した。ABCA1は細胞からHDLにコレステロールを転送する分子であり、ABCA1の転写発現調節にPREBが関与していることを我々は証明してきた。既に肝細胞におけるABCA1は脂肪合成を抑制的に制御し、高血糖などの代謝障害により、ABCA1発現が抑制されると脂肪合成が活発になり、高中性脂肪血症、および脂肪肝が形成されること(BBA-Mol Cell Biol L. 2012. 1821:770-77)が報告されている。今回、肝臓におけるABCA1の発現がPI3-kinease/Aktを介した経路が関与し、PI3-kinease系の抑制により、肝細胞内の脂質の蓄積が低下することを証明した。また膵臓におけるABCA1発現にP38-MAPKの関与を明らかにした。P38-MAPKを介したABCA1の発現抑制により膵β細胞内のコレステロール含有量は増加し、β細胞機能障害をきたしていると解明できた。細胞内脂肪蓄積やそれによる細胞機能障害のターゲットの一つがABCA1発現であり、今後さらにPREBによるABCA1遺伝子の発現調節が新たな生活習慣病の治療方法に繋がると推察できた。転写因子prolactinregulatory element binding (PREB)は、全身の組織に発現されており、その機能の詳細は不明のままであった。我々の研究室では各組織におけるPREBの機能解析をおこない、現在までに生活習慣病に関連する転写因子であることを報告している。脂肪負荷による脂肪肝モデルマウスにおいても転写因子PREBの過剰発現を確認した。そこでNASHにおけるPREB発現の意義について検討するためにPREB過剰発現トランスジェニックマウス(PREB-Tg;組み替えDNA承認番号:10219)を作成した。PREB-Tgマウスおよびコントロールマウスに高脂肪食を負荷すると、コントロールマウスにおいては、肝細胞に脂肪蓄積を認めた。一方PREB-Tgマウスにおいては、コントロールマウスに比較して、肝細胞への脂肪蓄積は著明に抑制されていた。このメカニズムを解明するために本年度は、脂肪細胞から分泌されるアディポサイトカインについて検討した。脂肪細胞においてPREBの発現を免疫染色にて確認した。細胞内情報伝達系PKA応答性、およびDNAサーチの結果、PREBは脂肪細胞より分泌される善玉アディポサイトカイン、adiponectinの遺伝子発現を調節する可能性が示唆された。PREBは高血糖刺激またはPKAを介してadiponectinの発現を抑制した。糖尿病による高血糖状態では、PREBはadiponectinを抑制し、動脈硬化、糖尿病の増悪の一因になることが推定された。PREB-Tgマウスでは、脂肪細胞においてPREBが強発現されており、血中adiponectinは低下し、肝臓におけるadiponectin受容体は増加していた。PREB-Tgマウスでは耐糖能異常を呈するが、チアゾリジン誘導体はPREB-Tgマウスの耐糖能異常を改善することを報告した。当初の研究どうりに進行している。PREB-Tgマウスは、順調に生育し、実験ができている。また本年度の研究結果をまとめて論文として報告することができた。また脂肪負荷による脂肪肝モデルマウスにおいても転写因子PREBの過剰発現を確認してきた。さらにPREB過剰発現トランスジェニックマウス(PREB-Tgマウス;組み替えDNA承認番号:10219)を作成し、PREB-Tgマウスではコントロールマウスに比較して、脂肪負荷による肝細胞への脂肪蓄積は著明に抑制されていた。このメカニズムを解明するために本年度は、近年脂肪肝改善効果が多く報告されている糖尿病治療薬の一つであるGLP-1アナログ(exendin-4)をとPREBの関連性について検討した。Exendin-4はCa依存性細胞内伝達系路の一つであるCaMKK/CaMKIVを介して細胞内からコレステロール流出に関わる分子であるATP-bindingcassette transporter A1(ABCA1)の発現を増加させた。さらにABCA1発現増加に伴い細胞内のコレステロール含有量を減らし、細胞内の脂肪蓄積を減少させていることを認めた。転写因子PREBの発現はABCA1プロモターに直接結合し、このexendin-4によるABCA1発現増加にはPREBが直接関与することを証明した。PREB-Tgマウスでは肝細胞におけるABCA1の発現が減少し、細胞内のコレステロール含有量を減らし、脂肪肝の発症が抑制されていた。

通常のマウスに高脂肪食負荷した上でexendin-4することにより、PREBとABCA1の発現が増加、細胞内コレステロールが減少し、脂肪肝発症が抑制していた。つまり肝細胞における脂肪蓄積の機序にCaMKK/CaMKIVと転写因子PREBを介したABCA1の発現増強が重要であることを解明した。当初の研究どおりに進行している。また本年度の研究結果をまとめて論文として報告することができた。また研究成果を考察するにあたり様々な意見を得るため、国際学会での発表を行った。発表時の意見を参考に研究を進め、論文を作成中である。転写因子prolactinregulatory element binding (PREB)は、全身の組織に発現されており、その機能は不明のままであった。我々の研究室では各組織におけるPREBの機能解析を行い、現在までに膵β細胞や脂肪組織、血管内皮細胞や血管平滑筋細胞において生活習慣病に関連する転写因子であることを報告してきた。予備研究において脂肪負荷による脂肪肝モデルマウスにおいても転写因子PREBの過剰発現を確認し、(PREB-Tgマウス;組み替えDNA承認番号:10219)を作成し、PREB-Tgマウスではコントロールマウスに比較して、高脂肪食に対する脂肪肝形成の抑制とコントロールマウスと比較して膵ランゲルハンス島の増殖認めた。このメカニズムを解明するためにATP-bindingcassette transporter A1(ABCA1)分子に注目した。ABCA1は細胞からHDLにコレステロールを転送する分子であり、ABCA1の転写発現調節にPREBが関与していることを我々は証明してきた。既に肝細胞におけるABCA1は脂肪合成を抑制的に制御し、高血糖などの代謝障害により、ABCA1発現が抑制されると脂肪合成が活発になり、高中性脂肪血症、および脂肪肝が形成されること(BBA-Mol Cell Biol L. 2012. 1821:770-77)が報告されている。今回、肝臓におけるABCA1の発現がPI3-kinease/Aktを介した経路が関与し、PI3-kinease系の抑制により、肝細胞内の脂質の蓄積が低下することを証明した。また膵臓におけるABCA1発現にP38-MAPKの関与を明らかにした。P38-MAPKを介したABCA1の発現抑制により膵β細胞内のコレステロール含有量は増加し、β細胞機能障害をきたしていると解明できた。細胞内脂肪蓄積やそれによる細胞機能障害のターゲットの一つがABCA1発現であり、今後さらにPREBによるABCA1遺伝子の発現調節が新たな生活習慣病の治療方法に繋がると推察できた。
粒子シミュレーションによる無衝突衝撃波のダイナミクスと粒子加速の研究

宇宙の超新星残骸などに見られる、電子・陽子プラズマ中の無衝突衝撃波の形成過程を、運動論的な電磁粒子シミュレーションを用いて研究した。その結果、プラズマ中に背景磁場が無い場合には、ワイベル不安定性が散逸を担う衝撃波が形成されることが示され、背景磁場がある場合は、磁場が弱くなるに従ってワイベル不安定性が作る磁場が重要となり、上流にフィラメント状構造、下流に乱流的磁場が作られることがわかった。本年度は、まず大阪大学に平成20年7月に導入されたスーパーコンピュータSX9用のプラズマシミュレーションコードの開発および最適化を行った。そしてそのコードを用いて、背景磁場が無い場合とある場合の無衝突衝撃波の大規模シミュレーションを行った。背景磁場が無い電子・陽子プラズマ中の非相対論的無衝突衝撃波のシミュレーション(2次元)では電子・陽子の質量比をこれまでのシミュレーション(数十)より現実に近い400に取った計算をし、ワイベル不安定性が発生して強い磁場を作り、それが散逸を担って無衝突衝撃波が形成されることを示した。この結果は、宇宙にはこのような種類の衝撃波が存在しうることを示したという点で重要である。さらに、主に次年度に計画をしていた垂直な背景磁場がある場合の非相対論的衝撃波のシミュレーションについても2次元の計算をいくつか行った。その結果、衝撃波の構造はこれまで主に行われてきた1次元シミュレーションの結果とは大きく異なり、特にワイベル不安定性が作る磁場が圧縮された背景磁場の強さと同等かそれ以上になり、衝撃波周辺のダイナミクスに大きな影響を与えることが明らかになった。さらに、近年、衝撃波の遷移層付近で起きる可能性が指摘されている静電的な不安定性に関してもシミュレーションによる研究を行った。上記の研究内容は学会や研究会などで発表し、論文としてまとめている。また、シミュレーションコードの開発、データの保存や解析・可視化および論文の作成には研究費で購入したハードウェアやソフトウェアを使用した。本年度は、前年度に開発したプラズマ粒子法シミュレーションコードを用いて、主に垂直な背景磁場がある場合の無衝突衝撃波の形成過程のシミュレーションと、電子とイオンの温度に差がある場合に形成される静電衝撃波のシミュレーションを行った。背景磁場がある場合のシミュレーションでは、磁場の強さを超新星残骸の場合に相当する非常に弱い値に取り、計算を行った。その結果、衝撃波の遷移層で圧縮された背景磁場に匹敵する強さの磁場がワイベル型不安定性により作られ、それにより粒子が等方的に散乱され、下流の粒子の速度分布はほぼ等方的になることがわかった。下流粒子のエネルギー分布はほぼマクスウェル分布であり、Power-law的な粒子加速は見られなかった。また、電子とイオンの下流での温度は同じではなく、電子温度はイオン温度の約40%であった。ただし、この比の値はシミュレーションで使用した電子イオン質量比(30)に依存すると考えられ、今後より現実に近い質量比でのシミュレーションが望まれる。衝撃波の下流ではワイベル型不安定性で作られた電流フィラメントが多数残り、このフィラメントにより乱れた磁場が作られることも明らかになった。また、この弱い背景磁場がある場合の無衝突衝撃波形成過程は、レーザー実験においても実験可能なパラメータであることを示した。この研究については、本年度に国際会議に於いて2件の招待講演をしたほか、論文をAstrophyslcal Journal誌に投稿中である。静電衝撃波に関するシミュレーションでは、衝撃波上流で静電イオンーイオン不安定性が発達し、それによるイオン密度の揺らぎにより最終的には衝撃波が破壊されることがわかった。また同時にワイベル型不安定性も成長し、長時間の後にはワイベル不安定性駆動型の衝撃波が形成される可能性を示した。この研究に関する論文はPhysics of Plasmas誌に投稿し出版された。
錐によるパターン識別方法に関する研究

一般にパターン認識では,特徴ベクトルは加法的な変動を受けることが多く、そのような性質を持つ分布は原点を頂点とする錐として表現される。そこで,新たなパターン識別方法として錐による識別手法を提案した。提案手法では、錐の方向に沿った特徴ベクトルの広い変動を許容する一方で、原点周りの広がりを錐により精度よく近似することで識別性能の向上が図られる。また、設定すべきパラメータも少ない。さらに分布の多峰性に対応するために、新たなクラスタリング手法も提案した。認識実験により、提案手法の有効性を示した。H19年度は錘に基づくパターン識別の理論を完成させ,新たなパターン識別手法として「錘制約部分空間法」を提案した。一般にパターン認識では,特徴ベクトルは非負制約を受けることが多く,そのような性質を持つ分布は原点を頂点とする錘として表現される。提案手法はそのような錘構造を陽に取り入れた手法であり,部分空間法と同様に錘の方向に沿ったスケール倍や加法などの特徴ベクトルの広い変動を許容する一方で,原点周りの広がりを錘により精度よく近似することにより識別性能が向上している。また,部分空間法と異なり次元の設定が容易(不要)となることも利点の一つである。具体的には提案手法は3つの手法を含んでいる。一つめはサンプルの張る厳密な凸錘に基づくもの,二つめはその厳密な凸錘を近似する簡単な包括凸錘に基づくもの,三つめは厳密な凸錘を近似する円錐に基づくものである。以上のように錘を用いて入力ベクトルを識別する提案手法は,新たな部分空間法と位置づけられる。提案した錘制約部分空間法はサンプル分布を単峰,つまり一つの錘で表現できることを想定した手法である。しかし,一般の分布は多峰となることも多い。そのような多峰分布に対してはクラスタリングにより単峰の各クラスタに分割し,クラスタ毎の錘へと問題を帰着させる。そこで分布の錘構造に注目して,von Mises-Fisher分布を利用した新たなクラスタリング手法(vMF Mean Shift法)も提案した。以上の識別手法とクラスタリング手法を顔及び人検出の実験に適用し,従来手法と比較することでその有効性を確認した。H20年度は、H19年度に提案した錐制約部分空間法を非線形へと拡張し、「カーネル錐制約部分空間法」を提案した。通常の錐は線形ベクトル空間内で定義されるが、これはカーネル法を用いることにより非線形空間内で錐を定義している。錐による識別はベクトルの内積に基づいており、この内積はカーネル法との相性が良いことから、カーネル法を用いた非線形錐へと自然に拡張できる。本提案手法を顔及び人検出の実験に適用し、非線形部分空間法などと比較することでその有効性を確認することができた。しかしながら、線形錐からカーネル錐への性能向上は期待された程は得られず、選ぶカーネルによっては性能が低下することも確認した。この結果は逆に、通常の線形錐が特徴空間の本質的な構造であり、その構造を考慮することで線形でも十分な性能が得られることを示しており、興味深い知見である。次に、H19年度に提案したクラスタリング手法(vMF Mean Shift法)も同様に非線形へと拡張し、kernel vMF Mean Shift法を提案した。これは非線形(カーネル)空間内の超球面上でのサンプルのクラスタリグを行う手法である。vMF分布がベクトルの内積のみで表現されることから、本提案手法はkernel法を用いているにもかかわらず簡易なアルゴリズムとして実装することができる。さらに、カーネル行列にサンプル間での類似度行列を用いることで、類似度によるクラスタリングにも適用可能である。最後に、H19年度に提案した錐制約部分空間法を基板の外観検査(異常検知)に適用し、その検査性能の高さとパラメータヘの非依存性も確認した。
地球温暖化防止に向けた国際環境協定のデザイン

今年度も前年度に引き続き,地球環境問題の解決に向けて国際環境協定のゲームモデルを用いて,提携の安定性についての分析をすすめた.研究の目的は,参加を強制させられることができないでも各国が参加するインセンティヴをもつ「自己拘束的な」環境協定の成立の可能性を探ることである.この論文では自分がこれまで用いてきたモデルに動学的な要素を加えて同様の分析を行った.ゲームは,プレイヤーである各国が他の国と協力して提携を形成するかどうかを判断するゲーム(第1段階)と,戦略として汚染物質の削減量を毎期決定する非協力微分ゲーム(第2段階)に分かれる.プレイヤーは第2段階での利得を考慮に入れて協定に参加するかどうかを決める.すべての国による環境協定が安定であるかどうかをさまざまな仮定のもとで検証した.分析の結果,国の数が3以下であればつねに協定は安定になるが,4以上のときには安定性は各国の汚染被害を示すパラメーターのばらつきに依存し,各国が似た状況にある場合は安定にならないことが示された.ただし,ある提携が協定を抜けようとするときに他の国が協定を無効にして単独で行動するというルールがあれば,協定はつねに安定になる.以上の結果は静学的分析の場合と同様であり,昨年度に得られた結論が動学的要素を加えた場合にも成り立つことが明らかになった.今年度に行った研究のテーマは,世界の各国が汚染物質削減に関する交渉を行い国際環境協定を結ぶ状況を記述した単純なゲームモデルを用いて,提携の安定性について論じることである.研究実績として,刊行された2つの論文の概要を紹介する.「国際環境協定と提携の安定性」では,さまざまなルールのもとでの提携の安定性を検証した.まず何のルールもないときには安定的な提携は小さく,ただ乗りする国が出現してしまう.排出許可証の取引を考慮したが,国の数が多い場合,安定的な全体提携を実現することが不可能であることが示された.分析により明らかになったのは,取引費用や各国の不遵守を仮定しないとしても,協力へのコミットメントを強制することなしに排出許可証取引によって安定な提携を拡大するのは不可能だということである.そしてコミットメントを強制するためには,提携を抜ける国に対して大きなペナルティーを与えるというルールがどうしても必要になる.「不確実性下での国際環境協定の設計」においては,他の研究者による先行研究を拡張し,不確実性の解消(学習)が汚染物質削減に関する協定の安定性に及ぼす影響について検討した.分析の結果,交渉が行われるのが不確実性の解消より前か後かという要素は協定の安定性にさほど大きな影響を及ぼさないということと,協定を抜ける国に対して他の国々が削減量を減らすという「懲罰」を与えることがルールの中に盛り込まれることの必要性が示された.また安定な協定の実現には別払いの譲渡が不可欠であり,汚染物質削減に関する技術援助や資金援助というルールづくりが重要であることも明らかになった.今年度も前年度に引き続き,地球環境問題の解決に向けて国際環境協定のゲームモデルを用いて,提携の安定性についての分析をすすめた.研究の目的は,参加を強制させられることができないでも各国が参加するインセンティヴをもつ「自己拘束的な」環境協定の成立の可能性を探ることである.この論文では自分がこれまで用いてきたモデルに動学的な要素を加えて同様の分析を行った.ゲームは,プレイヤーである各国が他の国と協力して提携を形成するかどうかを判断するゲーム(第1段階)と,戦略として汚染物質の削減量を毎期決定する非協力微分ゲーム(第2段階)に分かれる.プレイヤーは第2段階での利得を考慮に入れて協定に参加するかどうかを決める.すべての国による環境協定が安定であるかどうかをさまざまな仮定のもとで検証した.分析の結果,国の数が3以下であればつねに協定は安定になるが,4以上のときには安定性は各国の汚染被害を示すパラメーターのばらつきに依存し,各国が似た状況にある場合は安定にならないことが示された.ただし,ある提携が協定を抜けようとするときに他の国が協定を無効にして単独で行動するというルールがあれば,協定はつねに安定になる.以上の結果は静学的分析の場合と同様であり,昨年度に得られた結論が動学的要素を加えた場合にも成り立つことが明らかになった.
抗ペプチド抗体を用いたグルコ-ス輸送体局在と血液関門との関係の解析

生体内には、脳をはじめとして、血液と組織細胞との物質交換が必ずしも自由には行われない、いわゆる「血液ー組織関門」の存在する組織がある。この関門部をグルコ-スがどのような機構により通過しているかを検討するため、細胞膜蛋白質であるグルコ-ス輸送体に注目し、その局在分布を検討した。促進拡散型グルコ-ス輸送体は、現在までに5つのisoforms(GLUT1ーGLUT5)が知られている。今回はヒト赤血球膜グルコ-ス輸送体分子を抗原として作製した抗体と、HepG2グルコ-ス輸送体C末の合成ペプチドに対する抗体の2種を用いて、GLUT1(赤血球/HepG2型グルコ-ス輸送体)の分布を検索した。SpragueーDawley系ラットから各種組織を取り出しイムノブロット法と凍結切片の免疫組織化学染色によりGLUT1を検索した。閉鎖帯によって結合された血管内皮細胞を有する血液ー組織関門部(脳、網膜、虹彩、未梢神経)では内皮細胞がGLUT1陽性であった。陽性部位は細胞膜の全周にわたった。一方、血液ー組織関門の存在しない組織の内皮細胞細胞膜はGLUT1陰性であった。閉鎖帯によって結合された上皮細胞が血液ー組織関門を形成する場合(網膜色素上皮、毛様体、脈絡叢、末梢血管神経周膜)では、関門をなす上皮細胞細胞膜がGLUT1陽性であった。また胎盤関門を形成する合胞体性栄養膜の細胞膜もGLUT1陽性であった。このように、GLUT1グルコ-ス輸送体は血液ー組織関門部に豊富に存在し、グルコ-スの関門通過を司っていると思われる。今後は、他の4つのisoforms(GLUT2ーGLUT5)の存在の有無についても検討を加えていきたい。
ボーム経路を用いたレーザーパルス中における多電子ダイナミクスの解析

【研究結果1】水分子の高次高調波計算高強度場下における、高速、高精度な時間依存第一原理計算手法の開発を目指した。具体的には、昨年度に開発した直交座標ベースのMulti Configuration Time-dependent Hartree Fock法(MCTDHF。複数のスレーター行列式の重ね合わせで多電子波動関数を近似する手法。行列式の数を増やすことで厳密解に漸近するのが特徴)を高速・並列化させることにより、2電子以上の多電子系の計算を実現した。本研究で開発した手法を用いて水分子の高次高調波スペクトルの偏光依存性の計算に初めて成功した。これらの研究成果はPhysical Review Aに掲載された。【研究結果2】アト秒パルス下での分子ダイナミクスの解析分子にアト秒パルスを照射すると、パルス照射後に分子内の電荷が移動することが実験的に示唆されており、化学結合の光操作などへの応用が期待されている。そこで、上述のMCTDHFを用いて、アト秒パルスのエネルギー/偏光を変えながらLiH分子の電子密度を直接計算することで、電荷移動のメカニズムの模索を試みた。結果、パルスの偏光やエネルギーは殆ど電荷移動に影響しないこと、電荷の移動はLi原子の外殻で主に発生していることが明らかになった。これらの研究成果は応用物理学会、及び、International Conference on Ultrafast Phenomena(accepted。発表は今年七月を予定)で発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。【研究結果1】2電子1次元系のボーム経路解析2電子1次元系の時間依存シュレディンガー方程式の厳密計算を開発し、Enhanced ionization(二原子分子のイオン化率が核間距離に依存し、特定の値でピークを持つ現象)を計算した。波動関数をボーム経路解析(電子密度の流速を用いた解析。古典流体の蛍光ビーズ解析の要領で量子現象を議論できるのが特徴)した結果、Enhanced ionizationのメカニズムが従来考えられていたモデルよりも複雑なものであることが明らかになった。(結果はPhysical Review Aに投稿、掲載された)同様にボーム経路解析を励起ヘリウムのノックアップ(内殻電子がイオン化する際に外殻電子を励起する現象)にも適用した。(研究成果は日本物理学会で発表した)【研究結果2】2電子3次元系の計算シミュレーション開発多電子多次元系の開発に先立ち、2電子3次元系の計算シミュレーションの開発を行った。開発はOriolsらの手法(ボーム経路の運動方程式を一電子波動関数のスレーター行列式で近似する手法。半導体の計算などに成功している)とMulti Configuration Time-Dependent Hatree-Fock法(MCTDHF。ハートリーフォック法よりも更に多くの一電子波動関数を用いて波動関数を近似する)の二つの手法でアプローチを行った。Oriolsらの手法については、高速に移動する電子の相互作用を近似が難しく、現象を再現しにくいという結果が得られた。MCTDHFについては、無事に開発が成功した。更に、MCTDHFについては、従来の極座標展開ではなく、直交座標をベースとすることで、複数の核を持つ系への適用が可能となった。更に電子相互作用計算について、GPGPUのベンチマークテストを行い来年度のGPGPU並列計算の実装に備えた。2電子1次元系の開発については計画通りに開発に成功した。ボーム経路解析を様々な高強度場現象に適用し、特にEnhanced ionizationの解析では新規メカニズムの発見という大きな成果を得た。多電子系の計算シミュレーションについては、Oriolsらの手法によるアプローチと、MCTDHFの二つのアプローチで開発を行った。Oriolsらの手法は高強度場現象への適用が難しいという結果が得られたが、MCTDHFの計算の開発に成功しており、2電子3次元系の開発をするという本年度の目標は達成できている。また、来年度の研究に備え、電子間相互作用の計算の効率化を行うべく、GPUを用いた並列計算のベンチマークテストを行った。

2電子3次元のMCTDHFについては研究成果を纏め論文投稿を行う予定である。同時進行で、不必要なグリッドを削るルーチンを実装することでより効率的に計算を行えるように計算を拡張する。拡張が無事に終われば多次元多電子系の第一原理計算の実現が期待できる。計算の高速化にあたっては、本年度予算で購入したGPUワークステーションを用いる。更に、MCTDHFを拡張したTD-CASSCFの開発も行う。TD-CASSCFは内殻電子のイオン化など、殆ど起こらない現象の計算を省略することでMCTDHFよりも大幅に高速(申請者が所属する研究室で行われた研究では最大10倍程度)に計算を行うことができる。開発が完了した暁には、水分子などを対象に、高次高調波、Enhanced ionizationの計算を行う。更に、得られた計算結果にボーム経路解析を施すことで、高強度場現象における電子相関の役割を明らかにすることを試みる。将来的には計算から得られた知見を元に、新規アト秒パルス生成手法や新規アト秒測定手法の提唱を試みる。27年度が最終年度であるため、記入しない。2014年第36回(2014年春季)応用物理学会講演奨励賞2016年レーザー学会学術講演会第36回年次大会優秀論文発表賞(2月内定、5月に授賞式)
運転における認知・判断・操作特性データベースの構築と個別化自動運転の実現

行動モデルのデータベースの構築を目指し,今年度は,より複雑な運転状況における運転データの計測を,ドライビングシミュレータを中心に用いることで実施した.まず,従来のマルチプレーヤ型のドライビングシミュレータを拡張し,モーションキャプチャ機能を有したVirtual Reality装置を用い,歩行者の仮想空間への参加を可能とした.この新型のドライビングシミュレータを用い,交差点における3者(歩行者,右折車,直進車)の通過行動を観測した.3者は,互いの位置や相対速度を観測しながら通過する,しないの判断をしていることが明確に観測され,その判断のモデルの構築に成功した.ただし,多人数を対象とした運転行動観測を実施するには至らなかった.次に,本研究での主眼である運転行動データのデータベースから行動モデルのデータベースを構築する際に,運転行動データにおけるどのような変数に着目してモデル化するべきか,という変数選択問題を自動化できないことが大きな課題となっていた.すなわち,一連の運転行動をセグメンテーションし,モデル化対象となる運転タスクを抽出する際に,タスクが決まらないとモデル(説明変数とモデル構造)を決定できず,モデルを決定できないとモデルで記述可能な運転シーンの範囲を検討できないという問題である.本問題の解決策への第一歩として,1.一次的な指標によって簡易的に運転状況を分節化し,2.変数選択法を用いて類似したタスクとみなせる(類似のモデルで表現可能な)範囲を抽出する,という手法を検討した.具体的には,停止中速度の市街地での前方車追従走行において,車間距離を一次的分節化変数として分節化したのち,AICを用いたモデル選択手法を適用してまとめ上げることで,着目すべき変数が異なる近距離追従,中距離追従のタスクの切り替えを自動的に抽出した.今年度の研究の目的は,大きく分けて1大規模行動信号の収集,2認知,判断,操作統合型行動モデルの同定手法の確立,の二つである.まず,2については,従来までの研究で,ハイブリッド動的システムの考え方に基づいて,人間の行動を複数に分割し,そのモード遷移,すなわち判断を判別式として,各モードでの動的な入出力関係,すなわち操作を線形モデルとして構造化し,それぞれのパラメータを推定する,という手法を提案し,その応用を検討してきた.本研究では,これらに加えて,人間の行動における「認知」を,認知科学的な視点とは異なる,行動信号処理の視点から,ボトムアップに推定する試みとして,観測した行動データのみから,「判断」に相当する判別式においてどのような情報が取捨選択され,どのような感度にて着目されているか,を,ロジスティック回帰モデルとそのモデル選択技法を使うことで実現する方法を確立した.具体的には,高速道路における追い越し,追い抜きをしつつの走行を,追従,追い越し,復帰,などの5つの小さなタスク(モード)に分割し,それぞれのモードが遷移する条件をロジスティック回帰モデルを使って表現した.そのうえで,このモデルにおいて,パラメータの有意検定を活用することで,モード遷移条件において有意に関連するデータを抽出することに成功した.無論,得られた知見はあくまでデータから類推される認知機能のモデルであり,実際に人間がそのような情報に注目しているかは未検証だが,ドライバが用いていると推定されるパラメータ,用いていないと推定されるパラメータの双方とも,通常人間が見ている,あるいは,その情報は見ていない,とドライバ本人が思っているであろう情報と強い関連性は確認できた.また,上記の実験のためのデータも含め,のべ50人×2時間余りの運転行動データをシミュレータにて取得している.当初の計画にあった,運転行動からの認知,判断,操作を抽出する技術については,おおむね確立できた.特に,従来のシステム同定手法では困難であった,人間がどの情報に注目しているか,すなわち認知に関する知見を得る部分について,得られたデータのみからボトムアップにモデルを構築することが可能となり,この部分に関しては当初の計画に比べても順調に進展しているといえる.一方で,運転行動データのデータベース化や,オープンデータベースの構築については,自研究室での運転行動データのデータベース化は一部完了したものの,他のオープンデータベースについての検証が十分進められておらず,また,収集データを公開するためのソフトウェア環境の構築にも手間取っており,公開のためのAPI設計やインフラ構築が完成せず,ハードウェアの購入にも進むことができなかった.行動モデルのデータベースの構築を目指して,1.シミュレータによる運転行動計測環境,ならびに,実車両における運転行動計測環境を整備し,特に実環境においては,公道走行可能な普通車に各種センサを装着し,車両の位置や運転行動の計測が可能にしたこと,2.市街地で実際にテスト走行を行い,上記計測システムの動作確認をするとともに,実際に数時間走行実験を行うことで,実環境における走行データの収集を行ったこと,3.行動モデルパラメータの時系列でのトラッキングする(モデリング対象である人間の時間経過に伴う変化をパラメータの変化として捉える)ための手法を新たに提案し,解析データに対して現実的な時間での行動解析が可能となったこと,が,主な成果として挙げられる.現状では,まずシミュレータにおいて,高速道路における合流シーンで,流入交通に対応する運転行動を28名分,狭路におけるすれ違い運転行動に関するデータを4名分,通常の道路のレーン追従運転行動を6名分,取得しており,また,実走行車においては,通常の道路のレーン追従運転行動を8名分,交差点右左折や渋滞,信号停止などを含む一般的な市街地走行データを1名分,収集している.

これらに対し,上記の3の手法や,これまでに研究代表者らが開発してきたハイブリッドシステムモデルによる運転行動モデルの構築手法などを適用し,各ドライバに普遍的な特徴,個人による特徴,そして時間的な変化など多角的なモデルの違いについて考察,まとめ,そのモデルのばらつきやパラメータ分布などをデータベース化し,統計的に解析する予定である.実車のデータ観測システムについて,構築が遅れており,データをおよそ観測できるようになったものの,カーブや前方車が遠い状況で求められる精度にてデータを取得することができていない.これに対し,カメラやミリ波センサ等を適宜追加し,センサフュージョンを構築することで推定の信頼度を向上させる予定である.行動モデルのデータベースの構築を目指し,今年度は,より複雑な運転状況における運転データの計測を,ドライビングシミュレータを中心に用いることで実施した.まず,従来のマルチプレーヤ型のドライビングシミュレータを拡張し,モーションキャプチャ機能を有したVirtual Reality装置を用い,歩行者の仮想空間への参加を可能とした.この新型のドライビングシミュレータを用い,交差点における3者(歩行者,右折車,直進車)の通過行動を観測した.3者は,互いの位置や相対速度を観測しながら通過する,しないの判断をしていることが明確に観測され,その判断のモデルの構築に成功した.ただし,多人数を対象とした運転行動観測を実施するには至らなかった.次に,本研究での主眼である運転行動データのデータベースから行動モデルのデータベースを構築する際に,運転行動データにおけるどのような変数に着目してモデル化するべきか,という変数選択問題を自動化できないことが大きな課題となっていた.すなわち,一連の運転行動をセグメンテーションし,モデル化対象となる運転タスクを抽出する際に,タスクが決まらないとモデル(説明変数とモデル構造)を決定できず,モデルを決定できないとモデルで記述可能な運転シーンの範囲を検討できないという問題である.本問題の解決策への第一歩として,1.一次的な指標によって簡易的に運転状況を分節化し,2.変数選択法を用いて類似したタスクとみなせる(類似のモデルで表現可能な)範囲を抽出する,という手法を検討した.具体的には,停止中速度の市街地での前方車追従走行において,車間距離を一次的分節化変数として分節化したのち,AICを用いたモデル選択手法を適用してまとめ上げることで,着目すべき変数が異なる近距離追従,中距離追従のタスクの切り替えを自動的に抽出した.今後の研究方針は下記である.1取得したデータのフォーマットを,一般のオープンな運転行動データベースと親和性の高い形に整え,可用性を高めるとともに,ユーザーに分かりやすい,使いやすいデータベースとなるように検討する.2インフラとしてサーバ環境を構築し,上記の運転行動データを,外部からアクセス可能になるように整え,まずはシンプルな形であったとしても公開することを優先的に実施する.3インフラ環境が構築でき次第,データからタスクや運転環境の切り出しをサポートするツールと,切り出された環境からモデルを構築するツール,そしてモデル自体の統計情報を得るツール,と,段階的にツールを提供し,ユーザからの使い勝手を向上して運転行動解析のための貢献をする.
昆虫の飛翔メカニズムの研究

本年度は大きく2つの研究テーマが進展した。1つは昆虫神経系とセンサーの間の1関係を調べたもので、バッタのテギュラ(Tegula)と呼ばれるセンサーとはばたき運動制御の関係を調べたものである。テギュラは羽の付け根にあり、羽と胴体の間に胴体側からつき出した微小センサーで、コブ状突起に毛のはえたいわばタワシ状の構造をしていて、これではばたき運動の変位を検出していると言われていた。このテギュラの毛をワックスで固定して、センサーとしての機能を停止させ、はばたき運動への影響を調べた。はばたき運動への影響を調べた。はばたき運動は、高速度ビデオカメラを使用して計測し、ワックス固定前の自由運動と片側の羽のみをワックス固定したケースを比較した。その結果、はばたき運動の周期と振幅には変化が見られず、一方、リ-ド・ラグ運動に有意な差が観察された。このことは、テギュラからの情報が従来言われていたはばたき運動の変位情報の検出よりも、むしろリ-ド・ラグ運動の情報に強い関係があり、方向制御のヨ-運動に関わる器官であることを強く示唆している。もう1つの研究はこのような神経系で制御される羽のはばたき運動と、流体力の関係の解明である。複雑なはばたき運動を行なっている翼断面の動きを、簡単な1次のサインカーブに従うヒ-リビング運動とピッチング運動で模擬し、両者の位相差と振幅を変化させ、発生する流体力を計測するとともに、翼周りの流れを観察した。その結果、昆虫のはばたき運動では瞬間的に極めて大きな力が発生し、また、平均的にも一様誘導速度を仮定した準定常計算の2倍以上の力が発生していることが明らかになった。昆虫のはばたき飛行においては、停止、加速度運動、減速度運動、停止の順に生ずる非定常運動過程が極めて大事であり、従来の翼理論で用いられていた一様流を仮定した定式化は誤差が大きく適用できないことが明らかになった。
境界型糖尿病の糖尿病性腎症発症リスクの解明と発症予防対策の検討

(1)研究成果の要約研究計画では2012年度までのデータセットを作成する予定であったが、2013年度の人間ドック受診結果も研究目的として使用できるように佐久総合病院にて倫理申請を行い、2014年5-7月にかけてデータセット拡張作業を行った。これにより、さらに長期の糖尿病関連指標の観察が可能となった。平成25年度に検討した境界型糖尿病における慢性腎臓病発症リスクについて、上記の拡張したデータセットを用いて再解析を行い、論文投稿を行った。本年度の研究計画で上げていた通り、具体的な予防対策を講じるために、慢性腎臓病と生活習慣との関連を明らかにし、国際学会の9th Metabolic Syndrome, Type 2 Diabetes and Atherosclerosis Congressに発表した。研究計画に挙げていた通り、生活習慣を複合的に評価するため、解析では対象者の生活習慣を0-5点の生活習慣スコアより評価した。生活習慣スコアの算出には、以下5つの項目につい当てはまる場合を1点とし、合計得点を生活習慣スコアとした:1body mass index <25.0kg/cm2、2アルコール摂取量(エタノール量換算)<140g/週、3喫煙未経験、4身体活動習慣の頻度≥1回/週、5塩分の強い食品を頻繁に食べない。この5項目はKidney International, Vol.68, Supplement 99(2005), pp.S2-S6で推奨されている生活習慣項目を基に決定した。この生活習慣と慢性腎臓病の関連を解析したところ、生活習慣が健康的な男性ほど慢性腎臓病の指標の一つである尿蛋白を呈する者の割合が低いことがわり、さらに縦断的に解析を行ったところ、女性でも生活習慣が健康的なものほど将来に尿蛋白を呈するリスクが低いことが明らかになった。この結果は、人工透析につながる慢性腎臓病を生活習慣改善により予防できることの科学的根拠の一つとなりうる。当初予定していた、生活習慣と慢性腎臓病についての研究結果は国際学会にて報告を行った。また、申請当初に計画していた前向きコホート研究の観察期間をさらに拡張し、再解析を行い、現在その結果を論文にまとめ、学術雑誌に投稿中である。研究期間中に論文の掲載は確定しなかったが、当初予定していたよりも長期に観察できる研究となったため、研究はおおむね順調に進展していると、評価する。本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない。(1)研究成果の要約研究目的境界型糖尿病者において、慢性腎臓病に当てはまる者の割合が正常者と比較して多いのかを検討した。結果15群において、慢性腎臓病を呈した者の割合はそれぞれ14.0 (3.2)%、16.3 (4,5)%、17.2 (5.2)%、17.6 (7.6)%、19.2 (6.7)%であった(括弧内は尿蛋白1+以上の割合を示す)。慢性腎臓病に対する多変量調整後のオッズ比(95%信頼区間)は、IGT : 0.86 (0.71-1.03)、IFG : 0.98 (0.76-1.28)、IGT+IFG : 0.90 (0.67-1.20)、糖尿病: 0.93 (0.70-1.25)であった。尿蛋白1+以上のみを従属変数にした場合、オッズ比はIGT : 1.28 (0.92-1.78)、IFG : 1.36 (0.87-2.12)、IGT+IFG : 1.91 (1.25-2.93)、糖尿病: 1.63 (1.02-2.60)であり、IGT+IFG群において有意に尿蛋白を呈する者が多かった。(2)研究結果の意義2型糖尿病性腎症の臨床経過は糸球体濾過量が低下する前に尿蛋白が出現すると言われていることから、境界型糖尿病でより早期の腎症が存在すし、この時点での腎機能評価が必要である可能性があることが本研究の結果より示された。これは糖尿病性腎症発症の予防的対策を講じる上での重要な知見であると考える。

この5項目はKidney International, Vol.68, Supplement 99(2005), pp.S2-S6で推奨されている生活習慣項目を基に決定した。この生活習慣と慢性腎臓病の関連を解析したところ、生活習慣が健康的な男性ほど慢性腎臓病の指標の一つである尿蛋白を呈する者の割合が低いことがわり、さらに縦断的に解析を行ったところ、女性でも生活習慣が健康的なものほど将来に尿蛋白を呈するリスクが低いことが明らかになった。この結果は、人工透析につながる慢性腎臓病を生活習慣改善により予防できることの科学的根拠の一つとなりうる。当初予定していた、生活習慣と慢性腎臓病についての研究結果は国際学会にて報告を行った。また、申請当初に計画していた前向きコホート研究の観察期間をさらに拡張し、再解析を行い、現在その結果を論文にまとめ、学術雑誌に投稿中である。研究期間中に論文の掲載は確定しなかったが、当初予定していたよりも長期に観察できる研究となったため、研究はおおむね順調に進展していると、評価する。本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない。申請書に記載した通り、研究データのデータベース化作業を終え、研究目的に沿った解析を行い、国内学会にて成果発表を行っている。H25年度の検討課題の成果発表に対応する論文も執筆しており、投稿間近のため、研究はおおむね順調に進展していると自己評価している。研究計画書通りに研究を推進しているため、平成25年に発表した研究成果に対応する論文を国際雑誌に投稿する。さらに、平成26年度の検討課題として挙げている、境界型糖尿病と糖尿病性腎症への生活習慣の影響について解析検討し、国内もしくは国外の学会にて成果発表を行い、論文を執筆する。加えて、研究の対象集団に対して研究成果を還元するために、研究成果を報告する冊子を作成し、対象病院に掲示するか、もしくは対象集団に配布する。
後退確率微分方程式の応用に関する研究

(2) Markov型BSDEの数値解法に深層学習の技術を組み合わせたDeep BSDE手法の研究を発展させる.(3)金融・ファイナンス以外の分野でのBSDEの応用研究を発展させる.(2) Markov型BSDEの数値解法に深層学習の技術を組み合わせたDeep BSDE手法の研究を発展させる.(3)金融・ファイナンス以外の分野でのBSDEの応用研究を発展させる.
実条件の課題を考慮したアルミナ系NO選択還元触媒の特性とその活性点構造

1.本研究の目的は,炭化水素(HC)によるNO選択接触還元(SCR-NO)に対する遷移金属添加アルミナ触媒のモデルとしてのCo/Al_2O_3の活性点構造を明らかにし、触媒設計のコンセプトを確立することである.4.XPSによるCoO_X種の検討:Co (5.0wt%)/Al_2O_3を800°Cで焼成するとCoO_X,CoAl_2O_4のCoの結合エネルギー(BE)よりも高いBEを持つCoO_X種が生成した.このCoO_X種はCoAl_2O_4上に高分散したものと考えた。5.Co/Al_2O_3添加率,Co添加後の熱処理温度,Co原料:Co添加率5-20%では最適熱処理温度が800°Cであり,0.2%のときには500-800°Cであった.さらにCo原料が酢酸塩,塩化物,硝酸塩の場合、500°C焼成では,各Co(5.0wt%)/Al_2O_3の活性は著しく異なったが,800°C焼成では活性の差が小さくなった.6.Al_2O_3の選択基準:Co/Al_2O_3触媒のSCR-NO活性はAl_2O_3のタイプによって著しく異なった。活性序列は比表面積に依存せず,不純物(SO_4^<2->,Na^+等)の有無に強く影響され,純粋なものほど活性が高かった。7.Co/Al_2O_3触媒のSCR-NO活性に対するSO_XやH_2Oの共存の影響,O_2分圧の影響および高分散CoO_X種とAl_2O_3の最適空間配置等は今後明らかにする.1.本研究の目的は,炭化水素(HC)によるNO選択接触還元(SCR-NO)に対する遷移金属添加アルミナ触媒のモデルとしてのCo/Al_2O_3の活性点構造を明らかにし、触媒設計のコンセプトを確立することである.4.XPSによるCoO_X種の検討:Co (5.0wt%)/Al_2O_3を800°Cで焼成するとCoO_X,CoAl_2O_4のCoの結合エネルギー(BE)よりも高いBEを持つCoO_X種が生成した.このCoO_X種はCoAl_2O_4上に高分散したものと考えた。7.Co/Al_2O_3触媒のSCR-NO活性に対するSO_XやH_2Oの共存の影響,O_2分圧の影響および高分散CoO_X種とAl_2O_3の最適空間配置等は今後明らかにする.