hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全天画像用ソフトウェアの開発

H29年度までに全天画像において位置校正を行う基本機能を確立し、WEBサービスとしての開発を完了している。H30年度は、位置校正された画像に対して投影法の変換を行うソフトウェアの開発を行った。元となる全天画像は、画像の中心がおおむね天頂となる半球(空)が映し出されている。全天画像の投影法には様々なものがあるが、デジタル一眼レフカメラのレンズでは現在等立体角投影が多く採用されている。そこで今回は等立体角投影の画像を対象とした。出力される画像は、一般的なカメラレンズで撮影されたような画像とする為、投影法は心射投影を採用した。また心射投影の場合、半球全てを変換し描くことはできない為、一部分を切り出すものとした。なお、変換前ならびに変換後の投影法は式の変更にて他の投影法にも対応可能である。開発したソフトウェアはプログラミング言語のJava言語にて記述した。Windows、Mac、Linuxなど多様な環境に対応しているためである。現在は、基本的な機能を実現するメソッド(関数)と実行に必要な入出力を備えたコマンドラインで実行するプログラムとして完成した。全天画像の撮影に用いられるデジタル一眼レフカメラの高精細化に伴い、処理速度の向上を目的として、マルチコアに対応した並列化を採用した。処理速度は、6000x4000ピクセルの元画像から1500x1500ピクセルの画像を切り出すのにおよそ2秒ほどを要する。現時点では、並列化に伴う前処理に要する時間が大きいため、並列化による効果は見られない。今後、並列化の方法を検討し、有効性を高める。主たる目的のうちの1つである位置校正については、WEBサービスとして開発を完了している。もう1つとなる投影法の変換については、基本となる投影法変換にかかわるコードの作成を完了し、高速化を目的とした並列化を実装した。また実行環境として、コマンドラインプログラムとして実現している。目的とする投影法の変換プログラムは完成したが、コマンドラインプログラムは教育系ユーザに適したものとは言えず、また並列化の実効性を高め高速化を図る。また以上の普及啓蒙を目的としたチラシの作成や配布は未実施である。主著者の異動に伴う職務内容の変更が遅延の主な原因である。現職における位置校正サービス用WEBの再開を、インターネットセキュリティ等について検討し、可能な限り再開を目指す。投影法変換ソフトウェアは完成したため、まずは利用法などのマニュアルの作成と配布による普及啓蒙を行う。普及啓蒙を図るとともに、コマンドラインプログラムは教育系ユーザに不向きと考えられ、GUI(グラフィカルユーザインターフェース)の導入によるユーザインターフェイスの向上を目指す。また並列化の実効性が見られないため、並列化のアルゴリズムを精査し、有効性を高めることを検討する。Pythonを使ったコマンドライン型の全天画像の自動位置較正アプリケーションが開発され公開された。この開発に際し、我々は試験用の画像提供や機能試験において協力した。このアプリケーションは、コマンドラインでの実行環境で且つPythonやライブラリのインストールなど、コンピュータの専門的な知識を必要とする。そこで我々は、このツールをエンジンとして用いたWebサービスの開発を行った。開発したWebサービスでは、ユーザが所有する全天画像(JPEG形式)をアップロードして用いる。アップロードにはHTMLのPOSTメソッドを採用し、サーバ上の一時領域に保存した。解析時に設定可能なオプションをフォームから入力できるようにし、多種に渡る投影法や初期値の設定に対応した。画像ファイルの容量を判断しアップロードの完了として、位置較正の解析コマンドを外部プロセスとして実行した。外部プロセスには実行の制限時間を設け、CPUタイムの増大を抑制した。また実行されるプロセス数を制限することで、サーバの負荷をコントロールし、サーバダウンなどの障害を防ぐ仕組みを構築した。サーバ内において自動位置較正の結果は、テキストファイルとして生成される。結果には同定された星の情報や位置較正の係数などが含まれ、これをHTMLに表示した。またこの結果を用いて、同定した星の確度を表示した画像や、画像上に星座名や星座線、恒星名を表示し、そのままで教育的活動に用いることが出来る画像提供の仕組みを構築した。また、本件による教育的効果の調査として、高校生による変光星の測光に関する研究を題材として行う。まずは晴天画像から画像処理ソフトウェア・ステライメージを用いて手動で極小期の変更の様子を調査した。今後、測光作業の効率向上などの視点において、ユーザインターフェースの改良などに反映する。本件開発においては、WindowsやiOSでのアプリケーション開発、またWebサービス構築による環境提供の2通りを候補としていた。2016年度においては、Webサービス構築による環境が構築できた。よって順調との評価をした。ただしWebサービスでの環境提供はユーザがネットワーク環境を必須とするため、今後もWindowsやiOSでのアプリケーション開発について検討を続行する。この点から(1)ではなく、(2)のおおむね順調に進展している、と評価した。また開発されたWebサービスにおいてもグラフィカルユーザインターフェースや処理速度の向上など、利用者の増加・多様化により改良すべき点が想定されるため、開発の継続が必要であるとの考えを加味して、上記の判断をしている。Webサービスの改良を進めた。位置構成された画像の有効利用の方法としてFITS画像へ変換し、WCS(WorldCoordinateSystem)を用いて、座標の変換式や係数を自己記述させ提供できる仕組みを構築した。NASAが開発し公開してるPureJavaライブラリのnom.tam.fitsを使用し、JPEG形式からFITS形式への変換ならびにWCSの挿入を達成した。

また生成された画像は、Javaの標準ライブラリでjava.util.zipパッケージのgzip圧縮をかける機能を付加した。JPEG形式に比べファイル容量が増大する傾向にあるFITS形式での提供においてファイル容量を圧縮し、サーバ上での一時領域への影響やネットワーク越しの画像のダウンロードによる負荷を少なくした。また位置構成の係数も画像も不要だが、画像に写る天体、例えば流れ星などの発光点と消滅点の赤道座標系を調べることを目的とし、Webサービス上で座標を読み取る仕組みを構築した。JSP(JavaServer Pages)により投影係数や座標変換の式をJavascriptに組み込んで出力した。Webブラウザにおいてマウスの指示す座標はJavascriptにて取り込み、投影係数にて計算された赤道座標をブラウザ上に表示し目的を達成した。続けて投影法の変換ツールの開発した。基本を成す座標変換の式や係数は既にあり、ソフトウェアやアプリの開発が目的である。java言語での試作においては画素の格子の間を指す投影先の座標における輝度を、それを囲む4点から補間で求めた。これを全ての点について行う変換では実行速度が遅く実益に堪えず、改良が必要である。またiOSアプリの開発に向けた試行に着手した。開発環境を構築し、試作を開始したが先行するjava言語による速度向上を優先したため画像変換アプリの開発には至っていない。Webサービスの改良により十分実益に耐えるものが出来た。これにより本件が目的とする内容のうち前半をなす位置較正は達成となる。なおPIの所属機関替えにより現在はサービスを停止している。続けて開発を開始した画像変換ツールの実行速度の向上に問題がある。原理に従った計算をループなどにより繰り返し行っているためCPUの並列利用など活用が出来ていないものと考える。特に実行速度に大きな影響を与えている関数や処理を詳細に特定し、高速化のポイントをより把握する必要がある。また配列空間を意識したデータ配置なども行っていない点が速度に影響しているものと考える。H29年度までに全天画像において位置校正を行う基本機能を確立し、WEBサービスとしての開発を完了している。H30年度は、位置校正された画像に対して投影法の変換を行うソフトウェアの開発を行った。元となる全天画像は、画像の中心がおおむね天頂となる半球(空)が映し出されている。全天画像の投影法には様々なものがあるが、デジタル一眼レフカメラのレンズでは現在等立体角投影が多く採用されている。そこで今回は等立体角投影の画像を対象とした。出力される画像は、一般的なカメラレンズで撮影されたような画像とする為、投影法は心射投影を採用した。
精神分裂病と感情障害の発症と経過に関与する神経伝達物質関連遺伝子変異の検索

精神分裂病419名、感情障害78名、アルコール依存症393名、対照579名のDNAを用いて変異遺伝子との関連研究を行い、下記の所見を得た。1、精神分裂病1)ドーパミンD2受容体遺伝子(DRD2)のSer311Cysは分裂病で保有するものが有意に多く、特に陰性症状のない分裂病で17%の患者が保有し、対照(4%)に比し有意に(p<0.00001)高頻度であった。2)DRD2のプロモーター領域で-141番目シトシンが挿入(Ins)または欠失(Del)している多型を見出した。分裂病では-141C挿入型対立遺伝子をもつ個体が罹患する可能性が高いことが予想された(OR:0.06、p<0.001)。2、感情障害1)DRD2のCys311変異は感情障害全体では7.7%にみられたが、気分と一致しない精神病症状を有する患者に33.3%という高率でこの変異が認められた(p<0.01)。3、アルコール依存症1)DRD2のCys311変異は依存症群で有意に高頻度にみられた(p<0.04)。3)DRD2のTaqIa1対立遺伝子頻度も依存症群で有意に高かった(p<0.006)。以上はすべて症-対照関連研究において有意な差を見出したものについてだけまとめたが、これら精神疾患にみられる多様な遺伝子変異は、家族集積を示す複雑遺伝疾患に属する精神疾患の解明を示唆する所見の一端であると思われる。われわれが見出したドーパミンD2受容体遺伝子(DRD2)の311番目のコドンのミスセンス変異S311Cについて、256名の精神分裂病を対象として研究した。うち入院患者は192、外来患者は64名であった。このほかに128名の患者も遺伝子型は決定しているが、症状の分析が未了なので遺伝子型の頻度についてだけ触れる。S311Cは対照410名のうち、3.4%に、分裂病384名中7.0%に見出された。特に陰性症状のない分裂病82名ではS311C保有率は17.1%であり、S311C変異を有しているものが多いことが特徴的であった。DRD2のcDNAでS311Cの変異型をCHO細胞に発現させ、薬理学的特徴について野生型と比較した。0.65nM ^3H-spiperoneに対する受容体阻害実験において、haloperidol,bromperidol,sulpiride,clozapine,dopamine(DA)の親和性は変異型、野生型の間で顕著な差はなかった。また各種濃度のDAを添加して24時間培養したが、short form(D2S),long form(D2L)のそれぞれにおいて、両型にdown regulationはみられなかった。各種濃度のDAを添加して30分培養すると、D2S,D2Lにおいてinternalization(IT)が認められた。10^<-5>MのDA刺激によってD2Lでは約20%、D2Sでは約45%のITが認められ、D2S>D2Lであった。これらDA刺激によるITは(-)sulpirideの添加で阻害され、培地からDAを除去するとITした受容体が膜表面に戻ることも分かった。D2Sを用いて比較したところ、10^<-5>MのDA刺激によりS311C型では35%、野生型では45%のITが起こり、S311C型の方が有意にITの割合が小さかった。この結果は、この変異をもつ分裂病が抗精神病薬に反応しやすく、予後がよいものであることを示唆しているように思われる。

ドーパミンD2受容体遺伝子の変異S311Cについて精神分裂病と感情障害の患者における頻度と症候学的特徴をまとめて発表した。分裂病患者291名、感情障害78名、健常対照者579名について検索し、次の結果を得た。分裂病では26例(8.9%)がこの変異を有し、対照における頻度(4.1%)より有意に(p<0.01)高かった。特に陰性症状のない分裂病者では17.1%の患者がこの変異を有していた(p<0.00001)。これに対し、陰性症状を持つ患者群では頻度は5.7%であり、対照群と差がなかった。30歳以上の分裂病患者で婚姻歴のある者について、S311Cの有無で比較したところ、特異を持つ患者の婚姻歴(58.8%)は特にない者のそれ(27.3%)より有意に(p<0.02)高かった。まだ症例数は少ないものの、感情障害でも興味深い結果が得られた。感情障害78例中この変異は7.7%にみられたが症候学的にみて気分と一致しない精神病症状を有する患者に33.3%という高頻度にこの変異が認められた(p<0.01)。アルコール依存症についてもこの変異を持つものが対照群より高いことを確認した。今年度はアルコール依存症317名について、チロシン水酸化酵素5'領域T-229A変異、イントロン1VNTR、エキソン3およびエキソン14のMet81変異について関連研究を行ったが、明瞭な頻度差はみられなかった。なお、未服薬および服薬中断分裂病17例についてPETを用い^<11>C-SCH23390でD1受容体を測定したところ、前頭前野で結合活性が低下しており、陰性症状の強いものほど低下が顕著であるという結果を得たので、分裂病死後脳で現在^<14>H-SCH23390を標識化合物としてD1受容体を測定している。精神分裂病419名、感情障害78名、アルコール依存症393名、対照579名のDNAを用いて変異遺伝子との関連研究を行い、下記の所見を得た。1、精神分裂病1)ドーパミンD2受容体遺伝子(DRD2)のSer311Cysは分裂病で保有するものが有意に多く、特に陰性症状のない分裂病で17%の患者が保有し、対照(4%)に比し有意に(p<0.00001)高頻度であった。2)DRD2のプロモーター領域で-141番目のシトシンが挿入(Ins)または欠失(Del)している多型を見出した。分裂病では-141C挿入型対立遺伝子をもつ個体が罹患する可能性が高いことが予想された(OR:0.06、p<0.001)。2、感情障害1)DRD2のCys311変異は感情障害全体では7.7%にみられたが、気分と一致しない精神病症状を有する患者に33.3%という高率でこの変異が認められた(p<0.01)。2)MTHFRの変異遺伝子Val6,77は大うつ病の患者で対照より高頻度に認められた(OR:2.8、p=0.005)。3、アルコール依存症1)DRD2のCys311変異は依存症群で有意に高頻度にみられた(p<0.04)。3)DRD2のTaqIA1対立遺伝子頻度も依存症群で有意に高かった(p<0.006)。以上はすべて症例-対照関連研究において有意な差を見出したものについてだけまとめたが、これら精神疾患にみられる多様な遺伝子変異は、家族集積を示す複雑遺伝疾患に属する精神疾患の解明を示唆する所見の一端であると思われる。
試験管内インフラマソーム再構成システムの開発

インフラマソームとは、病原微生物や代謝産物などの分子パターンを認識して活性化する細胞質内蛋白質複合体の総称であり、炎症性サイトカインであるIL-1βやIL-18の産生を誘導することで、炎症反応を惹起する。インフラマソームは、リガンドを認識するNod-like receptors(NLR)s、IL-1β前駆体を切断して活性化する酵素であるcaspase-1、それらのアダプター分子として働くASCにより構成されている。多くのNLRsが、遺伝性炎症疾患やメタボリックシンドロームと関連していると報告されているが、直接活性化する物質や化合物については不明である。そこで本研究では、インフラマソーム構成蛋白質を、コムギ胚芽無細胞合成技術により合成し、試験管内でインフラマソームの再構成を行い、Alpha(Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay)と組み合わせることによって、インフラマソームを活性化する分子や、阻害分子を探索するシステムを構築し、炎症反応を惹起する分子機構の解明や、炎症疾患の分子標的薬の開発を目的とする。これまでに、多くの研究報告がなされているNLRP3、NLRC4、NOD1、NOD2を、コムギ胚芽無細胞蛋白質合成技術を用いて合成することができた。これらの蛋白質についてFlagタグ化、ビオチン化を行い、その近接をAlphaによって定量化することに成功した。以上の成果により、今後、炎症性疾患の原因となっている、NLRP3、NLRC4、NOD1、NOD2を標的とした創薬スクリーニングが可能になった。
非常に強力な抗腫瘍活性を有するAmphidinolide Nの初の全合成研究

強力な抗腫瘍活性を有するマクロライドAmphidinolide Nの合成研究において、提唱構造の立体化学の妥当性を実証するため、各フラグメントの立体異性体を合成し、報告された1H、13CNMRスペクトルデータとの比較を行うこととした。初めに、それぞれの立体異性体の選択的な作り分けが可能となるよう、所属研究室で開発されたプロリン型有機触媒を用いた不斉アルドール反応を用いることとした。本手法は、遷移金属触媒と異なり、有機触媒の値段も安く、また空気や水に安定であるため取り扱いが容易であり大量合成に適していること、また所属研究室で長年研究された知見が活かされるという利点がある。具体的には、βアルコキシアルデヒドとエチルグリオキシレートとの不斉アルドール反応により、連続する不斉点を高い光学純度で構築し、エポキシユニットの大量合成法を確立した。同様にプロパナールとエチルグリオキシレートとの不斉アルドール反応により、ジチアンユニットの大量合成にも成功した。一方、テトラヒドロフランユニットは、本手法での構築は困難であったものの、Shi不斉エポキシ化と続く変換反応により、グラムスケールでの合成を達成した。合成した各フラグメントの1H、13CNMRスペクトルデータとの比較を行い、提唱構造の立体化学の一部は正しくない可能性が高いという知見が得られた。最も正しい立体化学だと思われる各ユニットカップリング反応により連結、マクロラクトン化反応に付すことで、すべての炭素骨格を有するマクロラクトンが得られた。全合成達成には、保護基の除去と不安定なエキソオレフィン部位の変換が残されている。しかしながら、本化合物の不安定性から保護基を化合物の分解なしに除去することは困難であった。本点が全合成達成における最大の障害であり、更なる条件検討、もしくは適切な保護基の選択が必要である。
肺癌細胞の抗腫瘍薬多剤耐性に対するマクロライド系抗生物質の克服メカニズムの解析

クラリスロマイシン(CAM)が進行肺癌患者の生存期間を延長させることや,14員環マクロライドが気道上皮細胞を含めた種々の細胞に対して免疫調節的な作用を有していることが最近報告されている.この結果より,我々は14員環マクロライドが抗癌活性を有しているのではないかと仮定した.この仮説を検証するため,我々は抗癌剤のヒト非小細胞肺癌(NSLC)細胞へのアポトーシス誘導作用に対するマクロライド抗生物質の効果を検討した.腫瘍細胞は14員環マクロライド(CAM,エリスロマイシン)あるいは16員環マクロライド(ジョサマイシン,ミデカマイシン)存在下で3日間培養した後,シスプラチン(CDDP)あるいはドキソルビシン処理を行った.14員環マクロライドは両者共に野生型p53を有するNSLC細胞(RERF-LC-MS, A549,EBC-1,SQ-5)に対する抗癌剤のアポトーシス誘導作用を増強した.しかしながら,16員環マクロライドには同様の作用は認められなかった.p53を欠失したNCI-H358細胞に対しては,抗癌剤単独あるいは14員環マクロライドと抗癌剤を組み合わせてもアポトーシスを誘導できなかった.抗癌剤は野生型p53を有するNSLC細胞の細胞表面にFasとFasリガンドを誘導したが,14員環マクロライドを組み合わせることによりその作用はさらに増強した.ドミナントネガティブp53蛋白を発現するベクターによる野生型p53を有するNSLC細胞の前処理はCAMとCDDPによって誘導されるのアポトーシスを抑制した.CAMは野生型p53を有するNSLC細胞のP糖蛋白の機能を抑制した.14員環マクロライドは野生型p53を有するNSLC細胞のp53の蛋白レベルを上昇させた.以上より,14員環マクロライドは抗癌剤のヒトNSLC細胞へのアポトーシス誘導作用をp53依存性に増強させていることが明らかとなった.クラリスロマイシン(CAM)が進行肺癌患者の生存期間を延長させることや,14員環マクロライドが気道上皮細胞を含めた種々の細胞に対して免疫調節的な作用を有していることが最近報告されている.この結果より,我々は14員環マクロライドが抗癌活性を有しているのではないかと仮定した.この仮説を検証するため,我々は抗癌剤のヒト非小細胞肺癌(NSLC)細胞へのアポトーシス誘導作用に対するマクロライド抗生物質の効果を検討した.腫瘍細胞は14員環マクロライド(CAM,エリスロマイシン)あるいは16員環マクロライド(ジョサマイシン,ミデカマイシン)存在下で3日間培養した後,シスプラチン(CDDP)あるいはドキソルビシン処理を行った.14員環マクロライドは両者共に野生型p53を有するNSLC細胞(RERF-LC-MS, A549,EBC-1,SQ-5)に対する抗癌剤のアポトーシス誘導作用を増強した.しかしながら,16員環マクロライドには同様の作用は認められなかった.p53を欠失したNCI-H358細胞に対しては,抗癌剤単独あるいは14員環マクロライドと抗癌剤を組み合わせてもアポトーシスを誘導できなかった.抗癌剤は野生型p53を有するNSLC細胞の細胞表面にFasとFasリガンドを誘導したが,14員環マクロライドを組み合わせることによりその作用はさらに増強した.ドミナントネガティブp53蛋白を発現するベクターによる野生型p53を有するNSLC細胞の前処理はCAMとCDDPによって誘導されるのアポトーシスを抑制した.CAMは野生型p53を有するNSLC細胞のP糖蛋白の機能を抑制した.14員環マクロライドは野生型p53を有するNSLC細胞のp53の蛋白レベルを上昇させた.以上より,14員環マクロライドは抗癌剤のヒトNSLC細胞へのアポトーシス誘導作用をp53依存性に増強させていることが明らかとなった.1.ヒト肺癌細胞株を用い,エネルギー依存性排出ポンプの1つであるP糖蛋白(P-gp : P-glycoprotein)の機能に対する14員環マクロライド系抗生物質クラリスロマイシン(CAM : clarithromycin)の効果を検討した。2.方法:P-gpに対する特異的基質であるrhodamine 123を用い,フローサイトメーターにてP-gpを介する排出機能を解析した。対数増殖期にあるヒト肺癌細胞株をrhodamine 123で90分間処理し,引き続きrhodamine 123(-)のメディウムでさらに30分間培養した後,細胞内のrhodamine 123の蛍光強度を530nmのフィルターを用いフローサイトメーターで測定した。CAMのP-gp機能に対する効果は,細胞株をCAM(5-50μg/ml)で72時間前処理の後,上記方法にしたがい検討した。P-gp機能抑制のpositive controlとしてcyclosporin A(100-1000nM)を用いた。3.結果:(1)p53がwild typeであるヒト肺癌細胞株(A549, RERF-LC-MS, EBC-1)に対して, CAMは濃度依存的にP-gp機能を抑制した。(2)p53を欠失しているヒト肺癌細胞株(H358, H1299)に対して,CAMはP-gp機能を抑制できなかった。(3)CAMのP-gp機能抑制に対するP53statusの影響を検討するため,wild type p53のRERF-LC-MS細胞にdominant negative p53発現

プラスミッド,あるいは,コントロールプラスミッドをtransfectionした後,CAMのP-gp機能に対する効果を解析した。dominant negative p53にてp53機能を抑制しても,CAMのP-gp抑制機能は解除されなかった。平成14年度の研究では,14員環マクロライド系抗生物質(CAM: clarithromycin)の多剤耐性蛋白(MRP-1: multidrug associated protein-1)発現および機能に対する影響をヒト肺癌細胞株(A549,GLC4)を用いて行った。(1)CAMはdoxorubicinのA549細胞に対する細胞障害性をMRP-1の作用を抑制することにより増強した。(2)pro-oxidantsであるtBHQや過酸化水素は濃度依存性にA549細胞のMRP-1発現を増強したが,その発現増強はCAMの前投与により有意に低下した。(3)pro-oxidantsは濃度依存性にc-Jun N-terminal kinases(JNKs)を活性化したが,その活性化はCAMの前投与により有意に低下した。(4)doxorubicinはGLC4細胞に対して時間依存性にMRP-1蛋白の発現を増強したが,その発現増強はCAMの前投与によって有意に低下した。以上より,doxorubicinをはじめとする抗腫瘍薬は,そのpro-oxidant作用によるJNKsの活性化を介して腫瘍細胞のMRP-1発現を増強させ,多剤耐性の形質を誘導するものと考えられた。そして,CAMに代表される14員環マクロライド系抗生物質はJNKs活性の抑制作用を通じて抗腫瘍薬のMRP-1発現増強による多剤耐性誘導を抑制している可能性が考えられた。
ニューヨーク市におけるアーバン・リベラリズムの歴史的展開

本研究は、アーバン・リベラリズムとよばれるニューヨーク市の社会福祉政策の歴史的展開を検討することで、地方政府における社会福祉政策のあり方を解明するために行われた。社会福祉給付が手薄だとされるアメリカで、1920年代以降、1994年のジュリアーニ政権が成立するまでのニューヨーク市は、例外的に寛大な社会福祉政策を採用してきた。なぜニューヨーク市は寛大な社会政策を実施してきたのか。逆に、ジュリアーニ政権は何故社会支出を急激に削減することができたのだろうか。この問題に解答を与えることが、本プロジェクトの直接的な目的であった。本プロジェクトの結論は、ニューヨーク市特有の民主党一党優越政党制が、社会政策をめぐる政治を規定していたということである。常に70パーセント近くの市民が民主党を支持しているニューヨーク市で、著名な改革派市長は皆、共和党系だった。一党優越政党制の下では、民主党はビジネスを中心とする利益集団と結びつきを強め、市長は現状維持を志向し、政策革新を行わなかった。一方、共和党が市長選挙に勝利する方法は、党組織に頼らずとも自力で選挙に勝利しうる著名な人物が新たな支持基盤を作り出すことであり、改革派市長は、不況を背景として生じた社会運動をバックに自力で、選挙戦に勝利した。彼らは、政党やビジネスから拘束される度合いが少なく、フリー・ハンドで政治改革に臨むことができたのだった。改革の方向性は、主に市の財政状況により規定され、市財政の成長が前提されていた1970年代前半までの改革派は社会福祉の増大を求めたのに対し、財政破綻危機の生じた70年代後半以降の改革派が、社会福祉削減を目指したのが大きな特徴である。なお、本プロジェクトの成果は、東京大学大学院法学政治学研究科に提出された博士論文としてまとめられた。また、2004年3月11日には、上智大学で行われる日本比較政治学会政党コーカスでも、報告される。また、ジュリアーニ政権期におけるアーバン・リベラリズムの終焉については『思想』に掲載される予定である(号数未定)。
北海道下におけるより詳細な島弧衝突過程とそれに伴う太平洋スラブの変形機構の解明

北海道全域下の地震波減衰構造の推定をおこなった.当該地域の2つのM7クラスの内陸大地震は,低減衰域と高減衰域の縁に分布しており,それらの場所は速度構造の急変域(Kita et al., 2012)にも対応していた.北海道東部と南部下では,マントル内の上昇流と考えられるる高減衰域を確認した一方,活火山の空白域である大雪山系の西から石狩低地帯の下では,その傾向は顕著でなかった.また北海道での解析経験を生かし,四国下での減衰構造の推定も行い,四国山地の造山運動,地下構造と微動のセグメンテーションに関係があることも見つけた.これらの結果をまとめて作成した論文は,国際誌に計3本受理された.北海道全域下の地震波減衰構造の推定を行い,地震波速度構造で見られた異常構造を,地震波減衰構造からも確認した.すなわち,日高地方下で異常に沈み込む地殻物質と解釈される低速度域を,低減衰域としてイメージングされた.当該地域の2つのM7クラスの内陸大地震は,低減衰域と高減衰域の縁に分布しており,それらの場所は速度構造の急変域(Kita et al., 2012)にも対応していた.北海道東部と南部のマントルウエッジ内では,スラブ上部表面に平行で深部から火山列下のモホ面付近に伸びる高減衰域を確認した.この空間分布は,Zhao et al. [2013]による北海道下マントルウエッジ内の低速度領域の空間分布と対応するため,マントル内の上昇流と考えられる.一方,大雪山系の西から石狩低地帯の下のマントルウエッジ領域では,やや減衰が大きい傾向があるものの,その傾向は顕著でなかった.この場所は,活火山及び第四紀火山の分布空白域[中川ほか, 1995]と一致していた.上記減衰構造の解析結果は論文に纏め,国際誌(JGR)に投稿した.今年度7月中旬から8月中旬には,研究協力者のUC DavisのEberhart-Phillips博士の下に1ヶ月滞在し,Vp/Vs比を直接もとめる地震波速度構造のイメージング法の解析方法を習得した.また減衰構造の解析結果の議論を発展させることができた.7月上旬には北海道日高地方に出向き,研究協力者と共に「北海道下の地下構造に関する勉強会」(開催日:2013年7月6日,口頭発表者数1名,参加者22名,様似町で開催)を開催した.これは同時期に様似町で開催されていた静岡大学,新潟大学および東京大学の連合チームによる幌満巡検(橄欖岩を学ぶ巡検)に合流して行った.それにより,日高衝突帯における地震学・地質学・岩石学間での学際的な意見交換や議論を行うことができた.前年度に論文投稿を行っていた北海道全域下の地震波減衰構造に関する研究論文が,7月に国際誌(JGR)にて受理された.その論文では,1日高地方下で異常に沈み込む地殻物質と解釈される低速度域は,低減衰域になっていた,22つのM7クラスの内陸大地震は,低減衰域と高減衰域の縁に分布すること,3北海道の火山の偏りと減衰構造の地域変化が対応すること,4上面地震帯の深さ下限の地域変化と減衰構造の地域変化が対応づくこと,5千島前弧スリバーの北限が一枚の面では無く,火山フロント全体でスリバーの北限での運動を解消している可能性を報告した.また,本研究課題を遂行する上で得られた知見を用いつつ,上記減衰構造の推定に関する研究に用いた地震のコーナー周波数を利用して,スラブ内地震の応力降下量に関する研究を進めることができた.主な成果としては,深さ70180kmにおいて,スラブ地殻のほうがスラブマントルよりも応力降下量が小さくなる特徴を見出したことが揚げられる.この内容を纏めた内容を,国際誌(Gーcubed)に投稿し,1月に受理された.本年度は,受理された論文2本,学会での口頭発表が2件あったものの,産前産後休暇及び育児部分休業を取得したため,研究協力者と議論するための出張等を当初の予定よりも行っていない.最終年度は育児部分休業中であったことと,所属機関を防災科学技術研究所から広島大学に異動したことにより,当初の計画通りのスケジュールでは研究が進まなかった.今年度予定していた研究内容は,日高衝突帯における造山運動に沈み込むスラブが巻き込まれたことを検証するため,北海道の島弧衝突部下に沈み込む太平洋スラブ内の地震のメカニズム解の決定し,応力インバージョンを行うことであった.メカニズム解の決定に関しては,防災科学技術研究所により読み取られた初動極性のデータを使用することにより行うことが出来た.応力場の解析については現在進行中である.北海道日高地方下での変形モデルの議論については,研究協力者であり同地域のMT探査の再解析を行っている市原寛博士(神戸大学)による最新の研究結果と比較することにより行った.それにより,日高衝突帯の南端地域における地下構造モデルについては成熟することが出来た.本科研費による研究では前年度に北海道全域下における地震波減衰構造に関する研究内容を国際誌にて論文(JGR)として出版していたが,今年度は北海道での研究経験や解析手順を用いた減衰構造の推定と速度構造の解析を西南日本下で行った.

それにより四国での造山運動により隆起量の比較的大きい石鎚山付近と剣山付近では1上部地殻程度の速度をもつ物質が通常の下部地殻の深さに存在しており,21の部分が低Qになることを見出した.また2の2つの低Qの縁は,四国地方で発生する深部低周波微動の活動中に見られるセグメント境界と対応していた.このような四国での微動の活動様式と造山運動とが関係することを指摘した内容は論文としてまとめ,3月下旬に国際誌(JGR)にて出版された.また,スラブ内地震の活動様式に関する議論を深めるため5月にはミシガン大学に滞在し,van Keken教授,Abers教授などと研究打ち合わせを行った.北海道全域下の地震波減衰構造の推定をおこなった.当該地域の2つのM7クラスの内陸大地震は,低減衰域と高減衰域の縁に分布しており,それらの場所は速度構造の急変域(Kita et al., 2012)にも対応していた.北海道東部と南部下では,マントル内の上昇流と考えられるる高減衰域を確認した一方,活火山の空白域である大雪山系の西から石狩低地帯の下では,その傾向は顕著でなかった.また北海道での解析経験を生かし,四国下での減衰構造の推定も行い,四国山地の造山運動,地下構造と微動のセグメンテーションに関係があることも見つけた.これらの結果をまとめて作成した論文は,国際誌に計3本受理された.今年度は,産前産後休暇の取得及び育児部分休業をしているため,研究協力者との研究打ち合わせなどの研究活動を前年度と比べて活発には行えなかったが,本研究と関連する研究論文を2件出版することができた.地震学本年度は北海道下のスラブ内地震の地震活動(震源分布およびメカニズム解)に関する解析を行う予定である.また,前年度までに推定したVp/Vs比構造の解釈も,Q構造やVp,Vs比構造の推定結果と比較しつつ行う予定である.今年度は,共同研究者と共に日高地方での現地勉強会(研究集会)の開催およびUC Davisにて1ヶ月間の在外研究を行うことができ,当科研費研究を遂行するのに必要な体制を立ち上げることができた.また,UC Davisの研究者から紹介された近隣の大学および研究機関であるUC BerkeleyおよびUSGSの研究者との議論することができ,本科研費研究を遂行するにあたり非常に有益な研究協力体制を築くこともできた.今年度は産前産後休暇及び育児部分休業を取得したため,研究協力者との研究打ち合わせを行う際に必要となる外勤・出張や研究集会等を,当初の想定よりもよりも出来なかった為.本科研費による研究成果を纏め投稿中である論文が受理されるよう,査読者・研究協力者の意見を参考にして論文の内容を改善させたいと考えている.来年度は産前産後休暇・育児休暇を予定しており,研究の進展が遅れる可能性がある.その場合は,計画している研究内容を再来年度に回す可能性がある.研究活動をより効率的に行う為,新しいノートパソコン(および必要な周辺機器など)を購入する予定である.また,研究協力者との議論を行う為の出張費用にも充てたいと考えている.投稿中の論文が受理されなかったので,予算が余った.投稿中の論文が受理された場合,雑誌投稿料を次年度予算にて支払う予定である.
船舶遠隔健康管理システムの構築

船員の災害発生率は陸上労働者と比し高く、内航船員の約50%、外航船員の約25%が50歳以上と高齢化も見られる。船員の労働上の安全衛生を確保するために船陸を問わない健康管理の必要性は大きい。また健康を確保して働くことのできる職場づくりは能力ある日本人船員の持続的育成にも寄与できるかもしれない。そこでこれまで行われていなかった船上船員の健康管理の手段として健康情報をモニターするシステム構築に取り組んできた。以前より開発してきた内航船向け船舶遠隔健康管理システムを外航船向けに改良し外航船で実証実験を行った。2017年7月から日本からシンガポールまでの往復航行する練習船の20歳台60歳台の乗組員約5名を対象とした。2018年度は昨年の実験で得た課題を解決すべくソフトの改善を行った。船上健康管理システムの普及のためには医療者の負担軽減も欠かせない。そのため主な改善点は、乗船中の船員の健康情報の個人レポート作成の際、それを診る医療者の視点を加え利便性や正確性の向上である。ソフトを改善し2018年7月8月までの外航船にそのシステムを搭載し協力して戴ける乗組員約10名に利用してもらった。さらに別の航路の外航船にも2018年11月2019年2月までシステムを搭載し乗組員約10名に利用してもらった。後者の実験では、航行中の通信は行わず、船上船員の健康情報を船内のシステムに蓄積するという方法をとった。両実験終了後にはアンケートを実施し、各人のデータをグラフ化し医師からのコメントを付けた個人レポートを配布した。医師が乗組員一人一人の乗船中の健康情報を評価する目的で概観することが比較的容易になり、より短時間でコメントを作成することができるようになった。また本システムの導入により健康行動を促す可能性も昨年度同様示唆された。今年度は実験を二つ行うことができ概ね順調に進展していると考えられる。2019年度も引き続き、協力して戴ける船舶に船舶遠隔健康管理システムを搭載し実験参加者数を増やしていく予定である。船員の災害発生率は陸上労働者と比し非常に高い。内航船員の約50%、外航船員の約25%が50歳以上である。能力ある日本人船員の持続的育成も望まれる中、若者が安心して海の仕事に進むため、高齢化対応として、船陸を問わない健康管理の必要性は大きい。これまで行われていなかった船上船員の健康管理の手段として健康情報をモニターするシステムを以下のように取り組んだ。・既に開発し実際に運航している内航商船(国内を航行する船舶)にて実証実験も行った遠隔船舶健康管理システムを外航船(海外を航行する船舶)向けに改良した。新しい主な課題は、利用通信が携帯電話通信から衛星通信に変わり、オンデマンドでの接続としたことである。これは通信環境、通信費など制約の解決のためである。・開発したシステムを外航船の搭載し実証実験を行った。2017年7月から日本からシンガポールまでの往復航行する練習船の20歳台60歳台の乗組員5名を対象とした。実験終了後アンケートを実施し、各人のデータをグラフ化し医師・管理栄養士からのコメントを付けた個人レポートを配布した。・技術上の大きな問題やトラブルは発生しなかったが自分の情報画面を開くことと陸上とのコメントのやりとりについては接続操作をしてから行う必要があり、手順が煩雑で衛星通信につながる時間もかかった。そのため、コメントのやり取りや過去の自身のデータを見やすくするといった使い勝手やモチベーションを高めるためのソフト改善も行ったが、十分利用されなかった。アンケート調査にも反映され操作が面倒に感じスピードアップを望む意見が見られた。・アンケート調査では自分の健康について今まで以上に意識するようになったとの回答が4人に見られ実験終了後も健康行動を継続する者もいた。本システム導入が直接の保健指導はなくとも健康行動に繋がる効果のある可能性が示唆された。外航船向けの遠隔船舶健康管理システムを開発し、2017年7月にシンガポールまで往復する練習船にそのシステムを搭載し、5名の乗組員の協力を得て実際に運用した。実際に運用してみて外航向けの遠隔船舶健康管理システムの技術的な問題が抽出され、健康意識の高まりも確認できた。その結果、本システム導入のみで直接の保健指導はなくとも健康行動に繋がる効果のある可能性が示唆され2018年5月第91回日本産業衛生学会で発表した。しかしながら、抽出された問題点を解決すべくソフトの改善も行う予定だったところ、乗組員に後日返却する個人レポートの作成上の問題が新たに明らかになりその問題点の整理に時間がかかったため平成29年度中に実施することができなかった。その点に遅れが生じているが、平成30年度の始めにソフト改善を行い実験対象船の夏の航海に間に合わせる予定であり、遅れの影響は軽微であると考えている。

以前より開発してきた内航船向け船舶遠隔健康管理システムを外航船向けに改良し外航船で実証実験を行った。2017年7月から日本からシンガポールまでの往復航行する練習船の20歳台60歳台の乗組員約5名を対象とした。2018年度は昨年の実験で得た課題を解決すべくソフトの改善を行った。船上健康管理システムの普及のためには医療者の負担軽減も欠かせない。そのため主な改善点は、乗船中の船員の健康情報の個人レポート作成の際、それを診る医療者の視点を加え利便性や正確性の向上である。ソフトを改善し2018年7月8月までの外航船にそのシステムを搭載し協力して戴ける乗組員約10名に利用してもらった。さらに別の航路の外航船にも2018年11月2019年2月までシステムを搭載し乗組員約10名に利用してもらった。後者の実験では、航行中の通信は行わず、船上船員の健康情報を船内のシステムに蓄積するという方法をとった。両実験終了後にはアンケートを実施し、各人のデータをグラフ化し医師からのコメントを付けた個人レポートを配布した。医師が乗組員一人一人の乗船中の健康情報を評価する目的で概観することが比較的容易になり、より短時間でコメントを作成することができるようになった。また本システムの導入により健康行動を促す可能性も昨年度同様示唆された。今年度は実験を二つ行うことができ概ね順調に進展していると考えられる。平成29年度の結果で明らかになった外航船向けの遠隔船舶健康管理システムのソフトや通信の問題を検討し改善する。改善されたシステムを外航練習船に搭載し実験を行う。また得られたデータから船員の船上生活習慣の特徴を探索し改善の提案を目指す。2019年度も引き続き、協力して戴ける船舶に船舶遠隔健康管理システムを搭載し実験参加者数を増やしていく予定である。外航向け船舶遠隔健康管理システムを外航練習船に搭載し実証実験を行った。実験で抽出されたシステムの問題を解決すべくソフト改善に取り組んだ。その過程で、実験参加者各人に配布する個人レポートの作成の諸問題が明らかになり、新たにソフトの改善策を検討する必要が生じた。その整理と改善策の検討に時間がかかり、実際にソフト制作会社に依頼する改善内容がまとまったのは年度の終わりで、発注が年度内に間に合わなかった。次年度にはソフト改良を発注し今年度の未使用金額も使用する。また改善ソフトが完成した暁には、まず内航船に搭載して試用した上で再び外航船で実験する予定であり、その実験に次年度経費を使用する。
新規カルコパイライト材料の成長方位を制御するメカニズムの解明と太陽電池応用

2年度目は、「Ag(Ga,Al)Te2混晶の作製によるバンドギャップ制御」を目的としていた。この内容についてはすでに1年度目から取り組むことができたため、計画を立案した時点より進展したものとなった。本年度はさらに別の原料として、Ga2Te3粉末とAgAlTe2粉末を混ぜ合わせたものを用いた場合も、バンドギャップ制御が行えるのかについて検討した。その結果、原料に用いる化合物を変化させた場合でも、従来用いた材料の組み合わせの場合と同様な結晶性のものが作製でき、Ag(Ga,Al)Te2薄膜のバンドギャップを制御することに成功した。Ga2Te3の方がAgGaTe2よりも原料コストが低いため、原料にAgAlTe2とGa2Te3の混合粉末を用いた方が低コスト膜の作製が可能となる。これらの研究成果を、“PSS C、13, 413 (2016)"にて報告を行った。また、Ag/Ga供給比を変化させることにより、電気的特性や光学的特性が変化することが、1年度目の研究から明らかとなったが、本年度はさらに、詳しい解析を行った。その結果、膜内のAg/Ga比の変化に伴い、様々な副生成物の存在や表面形態の変化が明らかになった。そしてGa2Te3の割合が多いとAgGaTe2とAgGa5Te8の混合物が、Ga2Te3の割合が少ないと、AgGaTe2とAg2Teの混合物が作製されることが明らかとなった。これらの傾向は状態図を基にした解析結果と一致し、さらに包晶反応や共晶反応が起きることで、副生成物が形成されるという知見を得ることにも成功した。これらの研究成果を、“J. Electron. Mater.",“PSS A 214, 1600284 (2017)"にて報告し、“The 2016 U.S. Workshop"“第64回応用物理学会春季学術講演会"や“平成29年電気学会全国大会"で口頭発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、Mo上のAgGaTe2の成長方位を制御する機構の解明と太陽電池の変換効率の向上である。そのため初年度はAgGaTe2太陽電池の作製を行い、特性改善についての検討を行う予定であった。そこでAu/ZnO/CdS/AgGaTe2/Mo/glassという構造の太陽電池の作製を目指した。単にMo上に薄膜を作製しただけではAgGaTe2配向制御が困難であると考えられるため、MoとAgGaTe2の間に中間層としてAg2Te層を導入することとした。結果として、Mo/glass基板上に成長方位の揃った結晶性の良いAgGaTe2膜の作製に成功し、中間層の網目状構造におけるキンクがAgGaTe2の核成長を促進させている可能性があることが明らかとなった。このことから成長方位を制御するメカニズムの解明への知見を得ることに成功した。これらの研究成果をPhys. Status Solidi C 12, 508 (2015)にて報告を行った。また、Si基板上にAg2Te中間層を用いたAgGaTe2薄膜の作製に試み、電気的特性の評価を行った。原料にAg2TeとGa2Te3を混ぜ合わせたものを用い、それらの比を変化させることで、Ag/Ga供給比を変化させることにした。結果として、Ag2TeとGa2Te3を混ぜ合わせたものを原料として用いた場合でもAgGaTe2の作製に成功した。さらにAg2Te-Ga2Te3系の状態図に対応するように得られた膜の組成が変化することが明らかとなった。C-V特性から、電気的特性を評価し、またn-Si基板とのヘテロ接合を用いて太陽電池を作製した結果、3.0%の変換効率を実現した。これらのことから作製したAgGaTe2は新規太陽電池材料として適していることがわかった。これらの研究成果を、The 2015 U.S. Workshop on the Physics and Chemistry of II-VI Materialsで口頭発表を行った。また電気的特性以外にも結晶性や光学的特性などの探査を行った。Ag/Ga供給比を変化させることにより、電気的特性や光学的特性が変化することも明らかとなった。上記に示したように、成長方位を制御するメカニズムの解明への知見を得ることに成功し、またn-Si基板とのヘテロ接合を用いて太陽電池を作製した結果、3.0%の変換効率を実現した。しかしAgGaTe2の作製温度が800°C程度であり、一般的な太陽電池材料の作製温度と比べて高温であるため、Mo膜上にAgGaTe2を作製する際、Mo膜がガラス基板から剥がれやすくなることが本年度の研究で明らかとなった。このことはAgGaTe2膜の上にCdSやZnOを作製することが困難になる可能性があり問題となる。よって本年度は、新たな研究としてガラス基板との密着力が高いMo膜の作製も行った。ガラス基板とMoとの間にガラス基板との密着力が高いとされているCr層やNi層を挟むことで、800°Cの高温化でも密着力の保たれたMo電極の作製に成功した。

この内容についてはすでに1年度目から取り組むことができたため、計画を立案した時点より進展したものとなった。本年度はさらに別の原料として、Ga2Te3粉末とAgAlTe2粉末を混ぜ合わせたものを用いた場合も、バンドギャップ制御が行えるのかについて検討した。その結果、原料に用いる化合物を変化させた場合でも、従来用いた材料の組み合わせの場合と同様な結晶性のものが作製でき、Ag(Ga,Al)Te2薄膜のバンドギャップを制御することに成功した。Ga2Te3の方がAgGaTe2よりも原料コストが低いため、原料にAgAlTe2とGa2Te3の混合粉末を用いた方が低コスト膜の作製が可能となる。これらの研究成果を、“PSS C、13, 413 (2016)"にて報告を行った。また、Ag/Ga供給比を変化させることにより、電気的特性や光学的特性が変化することが、1年度目の研究から明らかとなったが、本年度はさらに、詳しい解析を行った。その結果、膜内のAg/Ga比の変化に伴い、様々な副生成物の存在や表面形態の変化が明らかになった。そしてGa2Te3の割合が多いとAgGaTe2とAgGa5Te8の混合物が、Ga2Te3の割合が少ないと、AgGaTe2とAg2Teの混合物が作製されることが明らかとなった。これらの傾向は状態図を基にした解析結果と一致し、さらに包晶反応や共晶反応が起きることで、副生成物が形成されるという知見を得ることにも成功した。これらの研究成果を、“J. Electron. Mater.",“PSS A 214, 1600284 (2017)"にて報告し、“The 2016 U.S. Workshop"“第64回応用物理学会春季学術講演会"や“平成29年電気学会全国大会"で口頭発表した。前述したとおり、過去の研究で得られたAgGaTe2の作製条件をもとに、Au/ZnO/CdS/AgGaTe2/Mo/glassという構造の太陽電池の作製を目指したが、Mo膜がガラス基板から剥がれやすくなることが本年度の研究で明らかとなった。このことはAgGaTe2膜の上にCdSやZnOを作製することが困難になる可能性があり問題となる。よって本年度は、新たな研究としてガラス基板との密着力が高いMo膜の作製も行い、ガラス基板とMoとの間にガラス基板との密着力が高いとされているCr層やNi層を挟むことで、800°Cの高温化でも密着力の保たれたMo電極の作製に成功した。そこで2年度目はこの研究成果をもとにAu/ZnO/CdS/AgGaTe2/Mo/glass太陽電池の作製を目指す予定である。AgGaTe2/Mo界面において、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて断面観察や組成分析を行い、中間層の状態やMo-Te層の存在などについて検討を行う。そして、AgGaTe2/Mo界面領域の組成が太陽電池の諸特性に与える影響について検討を行い、高い変換効率のAgGaTe2太陽電池の作製に関する知見を得る。また引き続き、Ag/Ga供給比を変化させることにより、AgGaTe2の結晶性、光学的特性、電気的特性などの特性がどのように影響するのか詳細に探査を行う予定である。電気的特性に新たにHall測定を導入することで、導電型,導電率,キャリア濃度,移動度などを詳細に求めて、Ag/Ga供給比との関係を調べる。