hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多色照明を用いた反射率画像の推定とデータセットの構築

またハイパースペクトルカメラを用いた反射率画像推定手法を考案し、RGBカメラよりもより精度の高い反射率画像推定手法を考案する。それらの手法を反射率画像のデータセット構築を構築する。平成28年度に考案したハイパースペクトル反射率画像の高速推定手法は、国内会議等で高く評価された。今後はこれをより画像枚数の少ないRGB画像に適用する。またより強い色かぶりをもつ陰影画像の分離を可能にするため,手法の改善や広範囲に及ぶ実験を行う予定である.また,これまでに考案したスパースモデリングに基づく反射率画像推定の技術を他分野に応用する.特に考案した数理最適化手法を医用画像のコントラスト強調や画像復元に応用する.信号処理,画像工学
極大熱パルスを用いた金属中のHeバブル挙動の解明

ヘリウムイオンを金属に打ち込むと材料表面にナノメートルスケールの大きさの泡状の「ヘリウムバブル」が形成される。この現象はプラズマを使った材料の高機能化や核融合炉炉壁での現象などに関わるが、その動きや成長は1秒以下の短い時間スケールで進むため、詳細な研究が進んでいない。本研究では1ミリ秒以下の熱パルスを使って短時間の高温状態を作り、熱パルス前後のヘリウムバブルを調べることで、その挙動の理解を目指す。
拡張有限要素法(X-FEM)による二次元任意形状き裂の数値解析に関する研究

(1)XFEMは従来のFEMの枠組みにおいて,局所的にエンリッチメントと呼ばれる不連続性や特異性を含む高度な近似を構成する手法であるが,その定式化の性質上,このエンリッチメントを部分的に含む要素(blending elements;BE)が不可避的に存在し,その内部の近似法により近似精度(解の収束性)が低下することが指摘されていた.本研究では,従来のXFEMの不完全性を理論的に証明した.さらに,XFEMの定式化におけるPUの導入法の再検討を行うことでXFEMの再定儀としてPU-XFEMを提案し,理論誤差解析によりBEの問題の本質的な解決を示した.(2)汎用FEM解析ソフトウェアに対し,上記のPU-XFEM近似を実装することで,3次元構造体に発生した板厚方向貫通き裂を対象とした疲労き裂進展シミュレーションが可能となる解析コードの開発を行った,具体的には,代表的なFEM解析ソフトウェアであるABAQUSに対し,新たに(i)Pu-XFEM近似の導入,(2)応力拡大係数の算出,疲労き裂進展方向・進展速度の評価およびき裂形状の更新,(3)解析コード全体のフローの制御,をおこなうプログラムを追加することにより,疲労き裂進展解析コードの開発を行った。鈑桁橋中間横桁に発生した疲労き裂およびバルブリプ鋼床版試験体疲労試験に対し,本解析コードによるシミュレーションとの比較を行った結果,疲労の進展経路を精度良く再現することができ,進展寿命に関しても進展の停留の推定を含め十分な実用性を有していることを示した.(1)本研究では,まず,XFEMを用いた線形破壊力学問題におけるき裂解析で,最も一般的に用いられている破壊力学パラメータの評価手法であるM積分法に関して,屈折または曲線き裂に適用した場合の解析精度に関する問題点を明らかにした.これに対して,M積分法の計算過程において,き裂近傍場に写像変換を適用することで,破壊力学パラメータの評価における高精度化の提案を行った.提案したM積分法を用いた数値解析の結果,従来の方法と比べ,き裂解析のモデル化に関する要素サイズやき裂形状からの制限が大幅に減少し,2次元線形破壊力学問題におけるXFEMの適用性が拡大された.(2)XFEMは有限要素法の枠組みの中で,局所的に不連続性や特異性を含む高度な近似を可能とする手法であるが,その定式化の性質上,解析領域において,構成する節点の一部のみが高度化された要素(blending elements;BE)が存在し,その内部で近似精度(解の収束性)が低下することが知られていた.本研究では,このBEによる近似精度の低下を本質的に解決するために,解析モデル全体の近似精度が包括的に保証されるPUFEM近似に基づき,XFEMに関する新たな再定式化の提案を行った.本提案のXFEMの近似精度に関して,1次元問題を用いた理論的な内挿誤差の評価を実施した結果,従来のXFEMにおける近似精度の低下に関して,本質的な解決が示された.また,この理論的な評価結果を裏付けるために実施した,2次元線形破壊力学問題における数値解析の結果,本研究で再定式化したXFEMを用いた場合,BEによる解析精度の低下は生じず,従来のXFEMを用いた場合より優れた数値解析の精度を有していることが示された.また,本研究で再定式化したXFEMを用いた場合,大規模構造体において任意形状のき裂のモデル化に関する制限を緩和することが可能となる.(1)XFEMは従来のFEMの枠組みにおいて,局所的にエンリッチメントと呼ばれる不連続性や特異性を含む高度な近似を構成する手法であるが,その定式化の性質上,このエンリッチメントを部分的に含む要素(blending elements ; BE)が不可避的に存在し,その内部の近似法により近似精度(解の収束性)が低下することが指摘されていた.本研究では,近似精度を保証を基本とするPUFEMのXFEMへの適用法に再検討を加えることでXFEMの再定式化(PU-XFEM)を行った.1次元問題を対象とした誤差解析の結果,BEの問題の本質的な解決が示唆された.また,この理論的な評価結果を裏付けるために実施した,2次元線形破壊力学問題における数値解析の結果,本研究で再定式化したPU-XFEMは,エンリッチメントに組み込まれた既知である解の特性をより正確に再現でき,従来のXFEMと比較していずれの評価においても高い解析精度を示した.(2)近年,多くの汎用FEM解析ソフトウェアの機能が充実し,それを用いた大規模構造物の挙動に関して解析的な検討が実施されつつある.そこで,代表的な汎用FEM解析ソフトウェアのひとつであるABAQUSに対しPU-XFEM近似を実装することで,容易かつ効率的に実鋼構造に発生した板厚貫通型疲労き裂の進展をシミュレート可能な解析コードの開発を行った.ここで,実装における節点自由度の増加に関しては,多重節点を定義することでソフトウェアの規定を維持可能な方法を示した.解析コードの実構造への適用例として,鈑桁橋中間横桁に発生した疲労き裂およびバルブリブ鋼床版試験体疲労試験との比較を行った.その結果,開発した解析コードは,疲労の進展経路を精度良く再現することができ,進展寿命に関しても進展の停留の推定を含め十分な実用性を有していることを示した.

(1)XFEMは従来のFEMの枠組みにおいて,局所的にエンリッチメントと呼ばれる不連続性や特異性を含む高度な近似を構成する手法であるが,その定式化の性質上,このエンリッチメントを部分的に含む要素(blending elements;BE)が不可避的に存在し,その内部の近似法により近似精度(解の収束性)が低下することが指摘されていた.本研究では,従来のXFEMの不完全性を理論的に証明した.さらに,XFEMの定式化におけるPUの導入法の再検討を行うことでXFEMの再定儀としてPU-XFEMを提案し,理論誤差解析によりBEの問題の本質的な解決を示した.(2)汎用FEM解析ソフトウェアに対し,上記のPU-XFEM近似を実装することで,3次元構造体に発生した板厚方向貫通き裂を対象とした疲労き裂進展シミュレーションが可能となる解析コードの開発を行った,具体的には,代表的なFEM解析ソフトウェアであるABAQUSに対し,新たに(i)Pu-XFEM近似の導入,(2)応力拡大係数の算出,疲労き裂進展方向・進展速度の評価およびき裂形状の更新,(3)解析コード全体のフローの制御,をおこなうプログラムを追加することにより,疲労き裂進展解析コードの開発を行った。鈑桁橋中間横桁に発生した疲労き裂およびバルブリプ鋼床版試験体疲労試験に対し,本解析コードによるシミュレーションとの比較を行った結果,疲労の進展経路を精度良く再現することができ,進展寿命に関しても進展の停留の推定を含め十分な実用性を有していることを示した.
枯草菌における終止コドンUGAが翻訳される可能性についての研究

1.枯草菌を大量培養して得られた未分画tRNAからドットブロットハイブリダイゼーション法を用いて目的のトリプトファンtRNAを精製した。2.UGA、UGG、UAAコドンのそれぞれを翻訳領域の中央に含む人工mRNAの設計とその遺伝子の合成を行い、この遺伝子をpBluescriptに組み込んだ。さらにこのplasmidを用いて大腸菌の形質転換を行った。3.得られた大腸菌をcloningしてplasmidを集め、これをT7 RNA polymeraseで転写を行い目的の3種のmRNAを合成した。4.枯草菌のS30フラクションを用いて無細胞タンパク質合成系をつくり得られたmRNAを用いてペプチドの合成を行った。この結果、加えたmRNAの量に従って合成されるペプチド量の増加が見られ、人工mRNAがこの系で翻訳されていることがわかった。5.さらに、トリプトファンtRNAをこの系に加えた場合、tRNAがアミノアシル化されている場合には、UGAでのreadthroughはtRNA量の増加とともに増加し、逆に、アミノアシル化されていない場合は減少の傾向がみられた。この結果から、トリプトファンtRNAはUGAのreadthroughの頻度と関連性があることがわかった。この現象がトリプトファンtRNA固有のものなのかをさらに確認したい。
精子形成細胞の死が促す新たな精子形成機構の解析

セルトリ細胞によるアポトーシス精子形成細胞の貪食を阻害により精子数が減少することから、「貪食依存に発現誘導される精子形成促進因子」が存在するとの仮説を立て、この検証を試みた。その結果、アポトーシス細胞を貪食したセルトリ細胞で発現量が顕著に増加する遺伝子Aが見出された。現在、AもしくはAが発現や機能を制御する分子が精子形成を促進させるか否かを検証中である。精子は、精巣内に存在する小管、精細管の中で作られる。精子の素となる精原細胞は、自己増殖をすると共にその一部は減数分裂を伴う分化段階に入り、精細管内の管壁側から内腔側へと移動しながら精子細胞へと分化する。精子形成細胞と呼ばれるこれらの細胞群は、分化過程でその7割以上がアポトーシスを起こして死ぬことが知られているが、その意義はわかっていない。研究代表者所属研究室ではこれまでに、アポトーシス精子形成細胞がセルトリ細胞により貧食されること、これを阻害すると作られる精子数が減少することを示してきた。本年度は、精細管内のアポトーシス精子形成細胞が精子形成を促進することをin vivoで明らかにするためのモデルマウスの作成を試みた。抗がん剤のブスルファンをマウス腹腔に投与すると、8週間後には、精細管中のほとんどの精子形成細胞が消失し、ごくわずかの精原細胞とセルトリ細胞が残るのみとなった。このまま飼育を続けると、残った精原細胞が徐々に増殖・分化を行い、12週間後には半数程度の精細管で精子形成が回復することが明らかとなった。回復前の、つまり抗がん剤投与8週間後の精細管内に精子形成促進物質または阻害物質を注入すれば、12週間後には未注入のものと比べて精子形成の回復程度の促進または抑制が観察されるはずなので、アポトーシス細胞存在下での変化を示すためのコントロール実験を行った。精巣毒性がすでにわかっている化学物質のブスルファンおよびビンクロゾリンを精細管内に注入したところ、予想通り精子形成回復の抑制が観察された。一方、精子形成を促進すると予想した複数種の化合物を用いて同様の実験を行ったものの、精子形成回復程度の促進は観察されなかった。モデルマウス作成のためには、更なる条件検討が必要である。精子は精巣内に存在する小管の精細管内で作られる。精子の素となる精原細胞は自己増殖すると共にその一部は減数分裂を伴う分化段階に入り、精細管内の管壁側から内腔側へと移動しながら精子細胞へと分化する。研究代表者所属研究室ではこれまでに、アポトーシス精子形成細胞がセルトリ細胞により貪食されること、これを阻害すると作られる精子数が減少することを示してきた。まずは昨年度に引き続き、アポトーシス細胞やその構成成分が精子形成を促進することを示すためのモデル動物の作成を試みた。精子形成回復モデルマウスの精細管内へ複数種の化合物を注入したものの、未注入のものと比べて回復の促進する精巣は観察されなかったことから、同動物では外因性分子が自発的な精子形成速度を上回ることは無いと判断した。モデル動物作成は諦め、次に精子形成促進因子の解析を行った。ラット精巣より調製したセルトリ細胞とアポトーシス精子形成細胞を共培養し、アポトーシス細胞の存在特異的にセルトリ細胞で発現量が増加するタンパク質を二次元電気泳動で同定した。その結果、タンパク質A(未発表データにつき公表せず)を同定する成果が得られた。同遺伝子ホモ欠損マウスは生まれないこと、および予想される機能から、タンパク質Aは精子形成を正に制御する可能性があることが予想される。遺伝子欠損動物を用いた解析により精子形成が損なわれるかどうかを調べることは本研究の目的を達成するために重要かつ意義深い。そこで、20年度の計画を前倒しして同遺伝子をセルトリ細胞特異的ノックアウトマウスの作成をすることにした。本年度中に同マウス作成の途中段階まで行ったので、順調に実験が行われれば来年度後半には同マウスを用いた解析が可能となるはずである。精子形成細胞は、精巣内に存在する小管、精細管の中で自己増殖をすると共にその一部は減数分裂を伴う分化段階に入り、精細管内の管壁側から内腔側へと移動しながら精子細胞へと分化する。これらの細胞群は、分化過程でその7割以上がアポトーシスを起こして死ぬことが知られているが、その意義はわかっていない。研究代表者らはこれまでに、精子形成を助ける働きを持つ細胞のセルトリ細胞がアポトーシス精子形成細胞を貪食すること、これを阻害すると作られる精子数が減少することを示してきた。これらの知見より「精子形成細胞のアポトーシスが新たな精子形成を促す」と予想し、これを導く因子の同定を目標に実験を行ってきた。昨年度までにアポトーシス精子形成細胞を貪食したセルトリ細胞では蛋白質A(未発表データにつき公表せず)

およびこれをコードする遺伝子の発現量が顕著に増加することを見出している。同遺伝子のホモ欠損マウスは生まれないことが既に知られているので、本年度はセルトリ細胞特異的に目的の遺伝子を決失させる、いわゆるコンディショナルノックアウトマウスの作成を試みた。loxP配列に挟まれた配列は、配列特異的組換え酵素Creに切り取られる。この仕組みを利用するために、遺伝子Aの第一エキソンの両端にloxP配列を持たせたマウスを作成した。セルトリ細胞特異的に発現する遺伝子AMVのプロモーター領域およびその下流にcre遺伝子を持つ配列を挿入したトランスジェニックマウスと同マウスを交配し、生まれた動物の解析を行った。精巣組織切片を観察したところ、精細管内細胞分布、および精細管内のアポトーシス細胞存在程度には明白な違いは見られないことがわかった。しかし、同マウスのセルトリ細胞で確実に遺伝子Aが欠損している保障はない。これを明らかにした後に遺伝子Aの精子形成への関与の有無を再検証する予定である。
人間行動理解のための動作認識モデルに関する研究

本研究は,高速視覚追跡機能を有する視覚処理システムを応用し,人間と共棲するロボットに必要な人間行動理解のための基礎的技術である動作認識モデルを実現することを目的としていた。それに関し,動きの追跡処理,動作の注視処理,行動の識別処理の三段階層からなるモデルを提案し,人間の発見・部位追跡処理,多注目点の注視処理による動作認識,人間行動モデルベースに基づく識別処理により行動理解を具体的な例で実現し,検証を行った。まず対象として,医師の診察室での治療行為の理解を行う視覚認識システムにおける実験を行い,動作の定性的記述のための,動き情報の時間方向の分節化と空間方向の分割手法を確立した。また,医師の基本行動の意味解析を行い,それに基づいた患部検査動作の認識,薬剤塗布動作の認識実験を行った。さらに,確立した手法を,病院に入院している患者の支援システムへと適用した。看護婦,介護人がいない際にも,一人で出歩けない患者がちょっとしたものを欲した際に,指で差し示すものをとり渡す支援作業を実現した。ここでは,本研究の動作認識モデルに基づき,両手,指,顔など複数個所の発見追跡および注視処理に基づき動作認識を行い,「指差し」という行為のモデルに基づいた行為把握を実現した。本研究を通じ,人間と共存・協調するための最も基礎的な技術となる人間行動理解の枠組みの基本的モデルに関する知見が得られた。本研究は、高速視覚追跡機能を有する視覚処理システムを応用し、人間と共棲するロボットに必要な人間行動理解のための基礎的技術である動作認識モデルを、動きの追跡処理、動作の注視処理、行動の識別処理の三段階層型として実現することを目的としている。本研究では、人間の発見・部位追跡処理、多注目点の注視処理による動作認識、人間行動モデルベースに基づく識別処理による行動理解のいずれにおいても階層内・階層間において予測を用いる。初年度である平成8年度は、人が人に対して行なう現実社会での実作業である医師の診療行為の理解に適合する手法を構築し、薬剤塗布行為理解実験への適用を行なった。診療行為の視覚理解は、動作における「器具名」「薬剤名」「対象部位名」を判別し、それぞの順序、時間間隔、内容を認識し、時系列集合としてまとめあげることによって実現した。状態変化検出、動作識別、行動理解の三階層からなるソフトウェアを作成し、耳・鼻・喉への塗布のコンピュータによる実時間理解実験を行なった。実験において、行為は「どの器具を手にとったか」「器具に薬を塗る動作をしたかどうか」「対象の部位はどこであるか」を机に配置された器具の種類、薬瓶、患者の対象部位の状態変化から検出し、これらを動作の時系列集合としてまとめることによって視覚理解された。これらの変化検出の継続時間を用いた動作識別処理と動作報告の時間間隔に基づく行動理解処理により、患者や医師の個人差に影響されない行為の理解が可能となった。本研究は,拘束視覚追跡機能を有する視覚処理システムを応用し,人間と共棲するロボットに必要な人間行動理解のための基礎的技術である動作認識モデルを実現することを目的としていた。さらに,確立した手法を,病院に入院している患者の支援システムヘと適用した。看護婦,介護人がいない際にも,-人で出歩けない患者がちょっとしたものを欲した際に,指で差し示すものをとり渡す支援作業を実現した。
樹木年輪に記録された地磁気・地球環境変動のSQUID顕微鏡による超高分解能復元

走査型SQUID顕微鏡の高感度化・高精度化に向けて、磁気モーメント値が既知の磁気点源(ポイントソース)を用いて異なる距離での走査型SQUIDセンサー感度曲線の測定を行った。また、キャリブレーション用コイルに電流(1mAと3mA)を流して異なる距離(0.3mmから約45mmの間の16点あるいは7点)によるSQUIDセンサーの感度確認を行った。産業技術総合研究所構内で採取された赤松樹木について、表皮部分から3cmほど切り出したブロック試料をサンドペーパーで研磨し、アルコワックスを用いて60°C程度で加熱してスライドガラスに接着を行い、さらに走査型SQUID顕微鏡が接触する表面部分をサンドペーパーで研磨した。昨年度の自然残留磁化測定ではコンタミが疑われたため、測定前に表面部分をサンドペーパーであらためて研磨した。この薄片試料に対して、非履歴性残留磁化の着磁を行い、走査型SQUID顕微鏡による分析を行った。樹木試料部分が示す磁場の変動値は全体的に±0.2nT程度であり、ノイズレベルよりも若干強いため、極微量の磁性物質が含まれる可能性がある。顕著な磁気ダイポール信号が数カ所見られたが試料端部に近いためコンタミの可能性が考えられる。昨年度同じ薄片試料に対して、自然残留磁化および10mTで交流消磁後のSQUID顕微鏡による分析を100μmグリッドにて行った。この分析では樹木年輪の生長する時期につくられた春目の部分に選択的に磁気ダイポールが見られた。今年度の非履歴性残留磁化測定ではこのとき見られた磁気ダイポールはほとんど確認できなかったため、試料準備に伴うコンタミが原因であった可能性が高い。年単位・季節単位における高分解能古環境記録の復元は、地球環境システム研究において極めて重要な研究課題である。樹木の年輪は年単位・季節単位で成長するため、樹木試料は高時間分解能の地磁気・地球環境変動復元研究に適している。そこで本研究では、申請者が開発したSQUID(超伝導量子干渉素子)顕微鏡を用いて、樹木試料断面の磁気特性連続プロファイルを測定する事で、過去100年間の環境変動記録を年単位・季節単位の超高時間分解能で復元する。今年度は、樹木年輪の高感度分析のためにSQUID顕微鏡の高感度化に向けて改善作業を行い、サファイアウィンドウの窓を大きくすること、サファイアロッド周辺の断熱の最適化を行ったが、SQUIDチップと試料の距離は250μmが最短であった。ノイズカットトランスや電磁シールドを導入してノイズ低減し、さらに参照センサにより外部擾乱ノイズやドリフトを差し引き感度の向上を図った。また、初期分析のために産業技術総合研究所構内の複数箇所において、伐採が計画されていた樹齢45年前後で年輪の直径30-40cm程度の赤松樹木8本について試料採取を行った。樹皮近傍の表層周辺の1試料(厚さ1mm)について予察的分析を行ったが、自然残留磁化は試料表面のコンタミに起因すると思われる磁気ダイポールが確認された。1.4Tの鉛直方向磁場を印加した飽和等温残留磁化の分析結果は、磁気イメージに年輪と平行な弱い縞模様が確認された。科研費申請前に測定した試料は樹木伐採後の土壌によるコンタミの懸念があったが、今回の測定でコンタミの影響が概ね排除された。さらに、火山の噴火記録の検討のために、火山近くの樹木採取について検討を行うために熊本大学の火山灰の専門家を訪問し、議論を行った。その結果、阿蘇火山・雲仙火山・桜島火山の影響を受けている樹木、特に伐採計画のある樹木を採取するのが適当であるということになった。SQUID顕微鏡の高感度化に向けてSQUIDチップと試料の距離が縮められるような作業を行ったが、250μmよりも距離を縮めることができなかった。このため、樹木年輪の自然残留磁化を適切に分析できるだけの高感度化が十分に行えていない。また、産業技術総合研究所の赤松の伐採計画にあわせて試料採取を行うこととしたため、樹木試料の採取が2月下旬となってしまった。このため、樹木年輪の分析作業が若干遅れ気味である。SQUID顕微鏡の高感度化に向けて、SQUIDチップ周辺の断熱コーンなどの設計をやり直し、SQUID顕微鏡のオーバーホールを行った。その結果、サファイアロッド先端部分へのアクセスおよびSQUIDチップの装着は以前よりも容易となり、サファイアロッド・SQUIDチップの冷却効率は改善したが、液体ヘリウムの蒸発量は10L/4日から10L/3.5日程度と若干悪くなった。これらの作業を行い、SQUIDチップの装着し直しをしたところSQUIDチップと試料の距離を約190μmに縮めることができた。これは本装置でこれまでに実現された最も短い距離となる。また、SQUID顕微鏡のノイズ対策として電磁シールドを導入した。産業技術総合研究所構内で採取された赤松樹木について、表皮部分から3cmほど切り出したブロック試料をサンドペーパーで研磨し、アルコワックスを用いて60°C程度で加熱してスライドガラスに接着を行い、さらにSQUID顕微鏡が接触する表面部分をサンドペーパーで研磨した。この薄片試料に対して、自然残留磁化および10mTで交流消磁後のSQUID顕微鏡による分析を100μmグリッドにて行った。

昨年度の分析ではインクリメントボアを用いて樹木から抜いた試料の分析を行い、試料周辺分にコンタミと思われる信号が見られたが、上記春目部分の磁気ダイポールもコンタミの可能性があるので、慎重に分析と解釈を進める予定である。今年度はSQUID顕微鏡のノイズ低減、SQUIDチップと試料の距離の短縮などに注力をした。また、産業技術総合研究所の赤松の分析を進めたが、試料の準備状況などによりコンタミの可能性が否定できない。来年度に向けてクリーンブースと新たな試料作成手順の準備を進めているが、これらに若干時間がかかっている。また、外国人招聘研究者(短期)プログラムのためにマシンタイムとエフォートを裂く必要があった。走査型SQUID顕微鏡の高感度化・高精度化に向けて、磁気モーメント値が既知の磁気点源(ポイントソース)を用いて異なる距離での走査型SQUIDセンサー感度曲線の測定を行った。また、キャリブレーション用コイルに電流(1mAと3mA)を流して異なる距離(0.3mmから約45mmの間の16点あるいは7点)によるSQUIDセンサーの感度確認を行った。産業技術総合研究所構内で採取された赤松樹木について、表皮部分から3cmほど切り出したブロック試料をサンドペーパーで研磨し、アルコワックスを用いて60°C程度で加熱してスライドガラスに接着を行い、さらに走査型SQUID顕微鏡が接触する表面部分をサンドペーパーで研磨した。昨年度の自然残留磁化測定ではコンタミが疑われたため、測定前に表面部分をサンドペーパーであらためて研磨した。この薄片試料に対して、非履歴性残留磁化の着磁を行い、走査型SQUID顕微鏡による分析を行った。樹木試料部分が示す磁場の変動値は全体的に±0.2nT程度であり、ノイズレベルよりも若干強いため、極微量の磁性物質が含まれる可能性がある。顕著な磁気ダイポール信号が数カ所見られたが試料端部に近いためコンタミの可能性が考えられる。昨年度同じ薄片試料に対して、自然残留磁化および10mTで交流消磁後のSQUID顕微鏡による分析を100μmグリッドにて行った。この分析では樹木年輪の生長する時期につくられた春目の部分に選択的に磁気ダイポールが見られた。今年度の非履歴性残留磁化測定ではこのとき見られた磁気ダイポールはほとんど確認できなかったため、試料準備に伴うコンタミが原因であった可能性が高い。SQUID顕微鏡の高感度化に向けてSQUIDチップと試料の距離が縮めるために、SQUIDチップ周辺の断熱コーンなどの設計をやり直し、SQUID顕微鏡のオーバーホールを行う。また、SQUID顕微鏡周辺の磁気シールドの改善を行う。今後は、産業技術総合研究所構内の複数箇所で採取された赤松樹木8本のうち2本(1本は道路の近く、1本は道路から遠く)について優先的に、樹皮近傍から中心までの連続的な分析を自然残留磁化・非履歴性残留磁化・飽和等温残留磁化(1.4T)、そして飽和等温残留磁化着磁後に逆方向に-0.3Tを印加した後の分析を進め、道路を通行する車のエンジンからの磁性微粒子の影響の評価を行う。さらに、阿蘇火山・雲仙火山・桜島火山のいずれかひとつ適切な火山からの火山灰の影響を受けている樹木の採取を行い、過去の火山灰の影響を受けていると思われる試料の磁気イメージ測定を進める。これと同時並行する形で屋久杉試料の特に火山灰の影響を受けていると思われる部分を選び出して、試料を保有する研究者と共同研究をすすめる。
A_3BC_3D_2O_<14>型高性能圧電単結晶材料の開発

本研究では、格子定数aと電気機械結合係数k_<12>の相関および構成元素の生成範囲をもとにA_3BC_3D_2O_<14>型複合酸化物についてLa_3Ga_5SiO_<14>,La_3Nb_<0.5>Ga_<5.5>O_<14>,La_3Ta_<0.5>Ga_<5.5>0_<14>のAサイト置換およびA,B,C,D全サイト置換を行い新物質の合成および結晶構造と圧電特性の関係の解明を試みた。固相反応による組織探索、μ-PD法マイクロ結晶作成による単結晶化の詳細検討を経て、最終的にはCz法によるバルク単結晶の作成に成功した。また、陽イオン置換がA_3BC_3D_2O_<14>型結晶の結晶構造および圧電特性に与える影響を明らかにした。以上をまとめると次のようになる。5.各A,B,C,Dサイトにおいて2種類以上の陽イオンが1つのサイトを占有していると電気機械結合係数の増加を妨げるという結果が得られた。6.作製した結晶からデバイスを種々のデバイスを作製し,その特牲を明らかとした.本研究では、格子定数aと電気機械結合係数k_<12>の相関および構成元素の生成範囲をもとにA_3BC_3D_2O_<14>型複合酸化物についてLa_3Ga_5SiO_<14>,La_3Nb_<0.5>Ga_<5.5>O_<14>,La_3Ta_<0.5>Ga_<5.5>0_<14>のAサイト置換およびA,B,C,D全サイト置換を行い新物質の合成および結晶構造と圧電特性の関係の解明を試みた。6.作製した結晶からデバイスを種々のデバイスを作製し,その特牲を明らかとした.高性能新型圧電結晶として報告者らが見いだしたA_3BC_3D_2O_<14>型酸化物に関して、今回、Sr_3Ga_2Ge_4O_<14>やLa_3Ga_5SiO_<14>を基調に、同原子価・異種原子価陽イオン置換により新型圧電結晶を開発し、バルク単結晶作成、高品質・安定成長条件、融解性、結晶の均質性・完全性、加工性、圧電特性、デバイス特性等に関する、基礎から応用まで幅広く研究を行った。具体的には、1.新物質探索:固相反応およびマイクロ引き下げ法による新物質探索を行い結晶作成を試みた。その結果、La_3Ga_5TiO_<14>、La_3Ga_<5-x>Al_xSiO_<14>、Sr_3TaGa_3Si_2O_<14>、SrドープLa_3Ta_<0.5>Ga_<5.5>O_<14>(以下SrドープLTG)等、数多くの新しいA_3BC_3D_2O_<14>型酸化物の創製に成功した。また、回転引き上げ法によるバルク単結晶作成も行い、実用化への第一歩となる直径1インチの単結晶の作成に成功した。2.結晶学的物性評価:得られた結晶の結晶学的物性、即ち、格子定数、密度、圧電定数、電気機械結合係数等の測定を行った。また、結晶化学的見地から、単結晶X線回折により精密な結晶構造解析を行った結果、Sr_3TaGa_3Si_2O_<14>で結晶構造中の3種類の配位席(4,6,8配位)に対し各元素が秩序化して分布しており、La_3Ga_<5-x>Al_xSiO_<14>でAlが4及6配位席に等価に分布することなどを明らかにした。3.工学的応用物性評価:回転引き上げ法で作成された単結晶を用いて実際にフィルターやレゾネーター等のデバイスを作成し、フィルターでは帯域幅、レゾネーターでは高次発振および周波数温度係数を測定した。その結果、SrドープLTGにおいて周波数温度係数が高性能材料と報告されているLTGの約2/3になり優れた特性を示した。4.結晶構造と圧電特性の関連性の解明:結晶構造解析結果および物性測定の統計的データから、A_3BC_3D_2O_<14>型圧電単結晶において格子定数が大きいほど圧電定数が大きいという傾向があることを見いだした。

本研究では、格子定数αと電気機械結合係数κ_<12>の相関および構成元素の生成範囲をもとにA_3BC_3D_2O_<14>型複合酸化物についてLa_3Ga_5SiO_<14>、La_3Nb_<0.5>Ga_<5.5>O_<14>、La_3Ta_<0.5>Ga_<5.5>O_<14>のAサイト置換およびA、B、C、D全サイト置換を行い新物質の合成および結晶構造と圧電特性の関係の解明を試みた。固相反応による組織探索、μ-PD法マイクロ結晶作成による単結晶化の詳細検討を経て、最終的にはCz法によるバルク単結晶の作成に成功した。また、陽イオン置換がA_3BC_3D_2O_<14>型結晶の結晶構造および圧電特性に与える影響を明らかにした。以上をまとめると次のようになる。5.各A、B、C、Dサイトにおいて2種類以上の陽イオンが1つのサイトを占有していると電気機械結合係数の増加を妨げるという結果が得られた。
暴力的テレビゲームと怒り感情のコントロールに関する実験的研究

本研究では,暴力的テレビゲームが攻撃行動に及ぼす影響に関する実験的検討と,攻撃表出を左右する重要な要因としての怒り感情のコントロールに関する基礎的検討を行い,その成果を3章からなる報告書としてまとめた.まず,第1章「暴力的テレビゲームと攻撃-ゲームの種類および参加性の効果」(研究1,2)では,ゲームの形態(刺激反応性vs.役割同化性)と印象(娯楽性VS.暴力性)の面から暴力的ゲームを分類・選択し,攻撃行動に及ぼす影響について実験を行った.この際,ゲーム画面を観察する条件とゲームをプレイする条件に分け,参加性の効果についても検討した.その結果,観察からプレイへとゲームへの関与の度合いが深まることで,娯楽性の高い役割同化型ゲームにおいて攻撃行動は促進され,逆に,暴力性の高い役割同化型ゲームにおいて攻撃行動は抑制された.次に,第2章「怒り経験とその鎮静化過程(1)-感情と行動に関する基礎的検討-(研究3,4)でに,過去に経験した強い怒り経験を具体的に記述させ,その時の怒り対象,生じた感情,怒り緩和行動,について具体的に記述させた.分析の結果,怒り経験時には<怒り>の他に<抑うつ>および<驚愕>といった感情が生じること,怒り感情に対処するために取る行動(怒り緩和行動)として,<論理的解決(合理化・原因究明・冷静視・客観視)><感情表出(攻撃行動・社会的共有・物への転嫁)><思考回避(気分転換・忘却)>の9行動(3カテゴリ)が抽出された.これに基づき,続く第3章「怒り経験とその鎮静化過程(2-感情・認知・行動の時系列的変化とその関連性-」(研究5)でほ,怒り経験時の感情・認知・行動が相互にどのような関係にあるのか,その時系列的変化も含めて検討した.その結果,直後は感情的要素(怒り)が行動(感情表出)へと,23日後は認知的要素(肥大化など)が行動へと顕著結びついていること明らかとなった.本研究では,暴力的テレビゲームが攻撃行動に及ぼす影響に関する実験的検討と,攻撃表出を左右する重要な要因としての怒り感情のコントロールに関する基礎的検討を行い,その成果を3章からなる報告書としてまとめた.まず,第1章「暴力的テレビゲームと攻撃-ゲームの種類および参加性の効果」(研究1,2)では,ゲームの形態(刺激反応性vs.役割同化性)と印象(娯楽性VS.暴力性)の面から暴力的ゲームを分類・選択し,攻撃行動に及ぼす影響について実験を行った.この際,ゲーム画面を観察する条件とゲームをプレイする条件に分け,参加性の効果についても検討した.その結果,観察からプレイへとゲームへの関与の度合いが深まることで,娯楽性の高い役割同化型ゲームにおいて攻撃行動は促進され,逆に,暴力性の高い役割同化型ゲームにおいて攻撃行動は抑制された.次に,第2章「怒り経験とその鎮静化過程(1)-感情と行動に関する基礎的検討-(研究3,4)でに,過去に経験した強い怒り経験を具体的に記述させ,その時の怒り対象,生じた感情,怒り緩和行動,について具体的に記述させた.分析の結果,怒り経験時には<怒り>の他に<抑うつ>および<驚愕>といった感情が生じること,怒り感情に対処するために取る行動(怒り緩和行動)として,<論理的解決(合理化・原因究明・冷静視・客観視)><感情表出(攻撃行動・社会的共有・物への転嫁)><思考回避(気分転換・忘却)>の9行動(3カテゴリ)が抽出された.これに基づき,続く第3章「怒り経験とその鎮静化過程(2-感情・認知・行動の時系列的変化とその関連性-」(研究5)でほ,怒り経験時の感情・認知・行動が相互にどのような関係にあるのか,その時系列的変化も含めて検討した.その結果,直後は感情的要素(怒り)が行動(感情表出)へと,23日後は認知的要素(肥大化など)が行動へと顕著結びついていること明らかとなった.本年度は,暴力的テレビゲームに関する実験を行った.はじめに,【研究1】として,ゲームの形態(刺激反応性vs役割同化性)と印象(娯楽性vs暴力性)の面から暴力的ゲームを分類した.【研究2】では,研究1に基づいて刺激ゲームを選択し,認知・情動・攻撃行動に及ぼす影響について実験を行った.この際,ゲーム画面を単に観察する条件と実際にプレイする条件に分け,参加性の効果についても検討した.被験者は1名ずつ実験に参加した.はじめに,半数の被験者はゲームを実際にプレイし(プレイ条件),半数の被験者はプレイ条件被験者によるプレイ画面の録画映像を観察した(観察条件).プレイもしくは観察するゲームは,(1)娯楽性の高い刺激反応型ゲーム,(2)娯楽性の高い役割同化型ゲーム,(3)暴力性の高い刺激反応型ゲーム,(4)暴力性の高い役割同化型ゲーム,(5)非暴力的な統制ゲーム,の5つの内のいずれか1つとした.ゲームに接触した後,接触中に思い浮かんだ思考を単語レベルで自由に記述させ(認知反応),単極尺度上で感情反応を評定し,最後に攻撃行動を測定した.実験の結果,認知と感情については,暴力的ゲームを観察するだけで攻撃的思考が活性化され,暴力の高い役割同化型ゲームにおいて不快感情が最も喚起された.

一方,ゲームを実際にプレイすることで,特に暴力性の高い暴力的ゲームの場合に攻撃的思考がより一層活性化し,役割同化型ゲームでは不快感情が弱まる傾向にあり,刺激反応型ゲームでは不快感情が同程度か強まる傾向が見られ,全体的に快感情は高まった.攻撃行動については,観察からプレイへとゲームへの関与の度合いが深まることで,娯楽性の高い役割同化型ゲームにおいて攻撃行動は促進され,逆に,暴力性の高い役割同化型ゲームにおいて攻撃行動は抑制された.本年度(平成13年度)は,怒り感情のコントロールへ向けた基礎的検討として,怒り経験時の感情・認知・行動について2つの研究を行った。まず,第一研究では,大学生22名(男子10名,女子11名,性別無回答1名)を対象に,過去に経験した強い怒り経験を具体的に記述させた(エピソード法)。続いて,その経験時における(1)怒りの対象,(2)生じた感情,(3)怒り緩和行動,について具体的に記述させた。書き出された自由記述データをKJ法に基づき分類した結果,典型的な怒り場面として<自分勝手><侮辱><不当な強制><迷惑行為>などが,典型的な怒りの対象として<友人><先生><兄弟><恋人>などが抽出された。また,怒り経験時には,<怒り>の他に<抑うつ>および<驚愕>といった感情が生じることがわかった。そして,こうした怒り感情に対処するために取る行動(怒り緩和行動)として,<論理的解決(合理化・原因究明・冷静視・客観視)><感情表出(攻撃行動・社会的共有・物への転嫁)><思考回避(気分転換・忘却)>の9行動(3カテゴリ)が抽出された。これに基づき,第二研究では,怒り経験時の感情・認知・行動が相互にどのような関係にあるのか,その時系列的変化も含めて検討した。大学生200名(男子96名,女子104名)を対象に,「友人」に対して最も強い怒りを経験した場面について具体的に記述させた。続いて,その怒り経験の「直後」「23日後」「1週間後」の各時期における,(1)感情(怒り,抑うつ),(2)認知(経験の受け止め方;事後の因子分析により次の4因子を抽出<肥大化><客体化><自責化><鎮静化>),(3)行動(第一研究で抽出された9行動),について単極尺度上で評定させた。その結果,直後は感情的要素(怒り)が行動(感情表出)へと,23日後は認知的要素(肥大化など)が行動へと顕著に結びついていることが明らかとなった。
血清リポ蛋白の動脈組織内濃度の決定と泡沫細胞の生成との関係

剖検例26例より得た胸部大動脈の正常部分の組織内リポ蛋白をアポ蛋白を指標として検討した。1)蛍光抗体法でアポA-【I】,A-【II】,B,C-【II】,C-【III】,Eの存在が確認された。2)組織よりのリポ蛋白の回収には、トリス塩酸緩衝液を用い、氷冷下3分のホモジナイズが適当であった。3)回収した組織液のPAG電気泳動を脂質染色すると、血清VLDL,LDLと同移動度のバンドが存在した。4)組織液をSDS密度勾酸PAG電気泳動しても、血清と同じ種類のアポ蛋白が全種類検出された。5)電顕下でもVLDL,LDLと同じ粒子が認められた。6)回収試験によりアポBを含むリポ蛋白の約2/3は、組織間液に溶けるか、周囲組織にゆるく付着して存在すると考えられた。7)正常動脈組織の水分含量は70%であった。そのすべてが細胞外液であると仮定してアポ蛋白濃度をmg/dlの単位で表わすと、アポBは血清の1/71/10,アポA-【I】,A-【II】は約1/50であった。8)剖検例の生前最後の血清コレステロールと動脈組織内アポB濃度は正の相関を示した。これらの成積からみると、内皮の配例が保たれ、病変の形成をみない正常動脈組織では、内皮が境界になり、調整された量の血清リポ蛋白が組織に取り込まれ、血清とはLDLで約1/10の勾配をもった濃度のリポ蛋白が組織間隙を流れて、組織の内部環境を形づくっていると考えられる。この内部環境の変化が細胞内への脂質の取り込み量をかえ、ひいては蓄積につながるとみられる。今後、正常動脈組織としては、血圧や血流の影響の少ない肺動脈組織における組織内リポ蛋白の濃度を調べて、上記の結果を再確認すると共に、動脈硬化の病変組織内での変化を解析したい。まず内皮障害がおきただけの状態をみ、つぎに初期病変のfatty streak、ついで進行病変fibrousplaqueにおける組織内リポ蛋白濃度を比較して、泡沫細胞生成との関係、病変の進行との関係を検討したい。
新たに開発した吸着剤に関する研究

これまでに各種の自己免疫疾患を対象として免疫吸着療法を次のように施行した。(1)慢性関節リウマチ(RA)(2)重症筋無力症(MG)(3)天疱蒼(PM)(4)ギランバレー症候群(GBS)(5)SLE以上の疾患13症例に対してのべ約70回の治療がおこなわれ、現在までに得られている知見は次のとおりである。(1)全治療経過中PC-2に起因すると考えられる副作用は起こっていない。(2)RAでは関節痛の軽快または消失、運動性の向上、PMでは発疹の軽快、GBSでは筋力の改善及び運動性の向上、SLEでは全身状態の改善及び関節痛の軽快がみられたが、MGについては臨床症状の改善がみられなかった。2.新たな免疫吸着剤の開発についてPC-2はリガンドを必要としない免疫吸着剤でありCH_6-Sepharoseという構造であるが、リガンドを必要としない免疫吸着剤は(1)CH_4-Sepharoseまたは(2)CH_8-Sepharoseによっても実現できる可能性がある。本研究はこの両者について吸着特異性と吸着能を検討し次の結論を得た。(1)IgGの吸着能(除去率)は約62%でPC-2を上回る(2)β_2-microの吸着能(除去率)は約96%でPC-2とほぼ同じである。この事実からリガンドを必要としない免新たな免疫吸着剤が開発できる可能性がある。1.東京大学医科学研究所付属病院及び関連施設において、慢性関節リウマチ(RA)、重症筋無力症(MG)、天庖蒼(Pem)、ギラン・バレ-症候群(GB)、全身性エリテマト-デス(SLE)などの患者に対して新しく開発された免疫吸着剤PCー2による免疫吸着療法を施行した。いずれの場合も吸着剤PCー2に起因すると考えられた合併症及び副作用を認めず、安全に施行することができた。2.これらの症例のうち、RAについては関節痛、腰痛の軽快、運動性の向上を認め、Pemについては上肢、顔面の発疹の軽快を認め、GBSについては上肢の運動が可能になる場合と、起立までが可能になる場合があった。SLEについては関節痛、筋痛の軽快をはじめとして全身状態の改善が認められた。しかし、MGについては慢性的な経過中に症状が固定化しており、しかも血中にAntiーAchRーAbが検出されずこの治療に抵抗的で著名な改善をみなかった。3.SepharoseCLー4Bに対してアルキル鎖ー(CH_2)_6ーの架橋構造を付加したものがPCー2であるが、Sepharose以外の糖を材料とした場合に吸着剤として機能とする可能性があるが、種々の糖によるスクリ-ニングをおこなった。(1)慢性関節リウマチ(RA)(2)重症筋無力症(MG)(3)天庖蒼(PM)(4)ギランバレー症候群(GBS)(5)SLE以上の疾患13症例に対してのべ約70回の治療がおこなわれ、現在までに得られている知見は次のとおりである。2新たな免疫吸着剤の開発についてPC-2はリガンドを必要としない免疫吸着剤でありCH_6-Sepharoseという構造であるが、リガンドを必要としない免疫吸着剤は(1)CH_4-Sepharoseまたは(2)CH_8-Sepharoseによっても実現できる可能性がある。(1)IgGの吸着能(除去率)は約62%でPC-2を上回る
水道水質基準を満たすためのカビ臭物質除去機能を有する新規高分子膜の開発

メチルイソボルネオール(MIB)はカビ臭物質の1つで無毒性ながら極めて強い悪臭物質である。そのため水道水から除去することが重要であるが現在MIBだけを吸着する吸着剤は開発されていない。このためMIB類似物質であるイソボルネオール(IB)カビ臭物質除去機能を有する新規高分子膜の開発を行った。その結果、レゾルシン環状四量体の誘導体(a-Host)を含有する多孔質高分子膜がIBに対して高い吸着性能を示すことを見出した。さらにこの吸着能の向上を狙いインプリント高分子膜の調製とIB吸着実験による吸着性能を検討したところ、高い吸着能が発現した。カビ臭物質であるメチルイソボルネオール(2-MIB)は水質の富栄養化により発生する藍藻類などの植物性プランクトンが生成する化学物質であるが、近年、河川や貯水池などの悪臭物質として問題となってきている。このため、平成16年の水道法改正の際、新たに水道水質基準に設定された物質であり、これらの効率的な除去が急務となっている。これには、特定の分子を認識する機能を利用して選択的にカビ臭物質を除去することが有効となると考えられる。そこで本研究では、多孔質高分子膜を容易に形成する膜剤にゲスト分子であるカビ臭物質に対して分子認識能を有するレゾルシン環状四量体とその誘導体をホスト分子として含有させた高分子膜を調製し、カビ臭物質除去高分子膜の開発を目的として研究を行った。分子認識能を有するレゾルシン環状四量体誘導体合成は、レゾルシン環状四量体を基にして、これに種々の官能基をマニッヒ反応により結合させることにより合成することが出来た。次に、ホスト分子を含有した高分子膜を調製して、2-MIBとほぼ同じ構造だが安価なイソボルネオール(IB)を用いて、高分子膜に対する吸着実験を行った。なお、膜剤としてはポリスルホン(PSf)とポリエーテルスルホン(PES)を用いた。調製された膜は、電子顕微鏡による観察によって、多孔質構造を維持していることは確認できた。その結果、ホスト分子の側鎖に水酸基を有するa-Hostとb-Hostの吸着量が高く、特にa-Hostにおいて顕著であることが示された。なお、膜剤はPSfでもPESでもどちらでも同様な結果となった。一方、吸着の際の溶媒の極性について影響を検討したところ、極性が低いほど吸着量が増加することが明らかとなった。これらより、IBは、ホスト分子の環状部で疎水性相互作用によって主導的に、側鎖水酸基とIBの水酸基が水素結合によって補助的に捕捉されることが示唆された。カビ臭物質であるメチルイソボルネオール(2-MIB)は水質の富栄養化により発生する植物性プランクトンが生成する化学物質であるが、近年、河川や貯水池などの悪臭物質として問題となってきている。昨年度までの研究によって、レゾルシン環状四量体誘導体ではa-Hostを含有した高分子膜が極めて顕著な吸着能力を発現することが明らかとなっている。そこで、この高分子膜の吸着特性について詳しい検討を行った。なお、カビ臭物質としては、2-MIBとほぼ同じ構造だが安価なイソボルネオール(IB)を用いた。まず、メタノールと水の混合溶媒の混合比を変化させ、溶媒の極性を変動させた際の吸着量の特性を検討したところ、溶媒の極性が上がるほど吸着量が増大することが示された。これより、IBは主に疎水性相互作用を主な駆動力として吸着されることが明らかとなった。これより、水中での吸着では、極めて高い吸着性能が期待されることを意味している。一方、ホスト含有率を増加させて際の吸着量を検討したところ、10%までは吸着量が向上するものの、それ以上の含有率では逆に吸着量が低下することが明らかとなった。この原因をSEMによって検討したところ、膜内にホスト分子が結晶化していることが原因であると示唆された。次にインプリント高分子膜の調製を行い、選択性と吸着性に優れた高分子膜材の開発を試みた。インプリント膜はホストとIBを溶液中混合して錯体状態で高分子膜を形成、その後、IBだけを除去することで、IBの分子形状をナノレベルで記憶させることで調製した。この際、IBの除去のための洗浄時間と吸着量の関係、並びに、洗浄液量と吸着量の関係を検討し、ホスト含有高分子膜よりも性能の向上したインプリント膜を調製することに成功した。カビ臭物質であるメチルイソボルネオールは水質の富栄養化により発生する植物性プランクトンが生成する化学物質であるが、近年、河川や貯水池などの悪臭物質として問題となってきている。レゾルシン環状四量体誘導体a-Hostを含有した高分子膜は顕著な吸着能力を発現することが明らかとなっているため、これを用いた吸着特性について詳しい検討を行った。カビ臭物質としては、2-MIBとほぼ同じ構造で安価なイソボルネオール(IB)を用いた。溶媒であるメタノールと水の混合比を変化させ、溶媒の極性を変動させた際の吸着量の特性を検討したところ、溶媒の極性が上がるほど吸着量が増大することが示されたことから、IBは主に疎水性相互作用を主な駆動力として吸着されることが明らかとなった。

一方、ホスト含有率を増加させて際の吸着量を検討したところ、10%までは吸着量が向上するもののそれ以上の含有率では逆に吸着量が低下することが明らかとなった。次にインプリント高分子膜の調製を行い、選択性と吸着性について検討した。インプリント膜はホストとIBを溶液中混合して錯体状態で高分子膜を形成、その後、IBだけを除去することで、IBの分子形状をナノレベルで記憶させることで調製した。この際、IBの除去のための洗浄時間と吸着量の関係、並びに、洗浄液量と吸着量の関係を検討し、ホスト含有高分子膜よりも性能の向上したインプリント膜を調製することに成功した。さらに、水道水質基準物質であるp-ノニルフェノール(p-Np)を加えたIB溶液を用いて吸着実験を行うことでインプリント膜の吸着選択性を検討したところ、インプリント膜ではp-NpよりもIBが優先的に吸着することが明らかとなり、吸着選択性の向上を確認することができた。メチルイソボルネオール(MIB)はカビ臭物質の1つで無毒性ながら極めて強い悪臭物質である。そのため水道水から除去することが重要であるが現在MIBだけを吸着する吸着剤は開発されていない。このためMIB類似物質であるイソボルネオール(IB)カビ臭物質除去機能を有する新規高分子膜の開発を行った。その結果、レゾルシン環状四量体の誘導体(a-Host)を含有する多孔質高分子膜がIBに対して高い吸着性能を示すことを見出した。さらにこの吸着能の向上を狙いインプリント高分子膜の調製とIB吸着実験による吸着性能を検討したところ、高い吸着能が発現した。インプリント高分子膜の調製によって、単純なホスト含有高分子膜よりも高い吸着性能が発現することが示された。ただし、洗浄時間と洗浄液量などの条件の検討により、さらに高い吸着性能の発現が期待される。また、ホスト含有率を増加させて吸着能力を向上させようとしたが、ホスト分子が膜内で結晶化するという現象が起きて、期待されるほど吸着能力が向上しなかった。これは高分子膜を調製する際の相転換があまりにも急激すぎたため、ホスト分子が結晶化したものと思われる。一方、フェノールやクロロフェノールなどの低分子フェノール類は膜材に対して吸着力が弱く、IBへの選択的な吸着が期待できることも示された。また、ノニルフェノールに対する吸着力は、IBよりも弱いことから同様にIBへの選択性が期待される。ホスト分子の構造を変化させた際の吸着能力の検討は、既に前年度行っている通りであり、a-Hostが最も高い能力を示した。有機化学、生物有機化学現段階で、ホスト分子を含有した高分子膜よりも高い吸着能力を有するインプリント高分子膜を調製することが出来たが、洗浄時間と洗浄液量などの条件によってさらに高性能の高分子膜材の開発が期待できる。また、ホスト含有率の増加により、高分子膜内でホスト分子が結晶化して吸着性能を低下する現象が起きているが、これは相転換が緩やかに起きるような溶媒を選定することで、回避できるのではないかと考えており、これも今後の検討となる。このようにして吸着能力を向上させたインプリント膜を調製し、他の競合物質の共存下における吸着選択性をさらに検討を推進していく。また、現在の高分子膜材であるポリスルホン(PSf)やポリエーテルスルホン(PES)以外の高分子膜材についても検討を行い、より高性能の高分子膜の開発を試みる。一方で、このような研究成果の学会発表や公開も進めていく。カビ臭物質除去
大規模ネットワークシステムの総合的信頼度向上に関する研究

近年の情報化社会において重要な役割を果たしているネットワークシステムの高信頼化について研究をおこなってきた。特に近年問題となるソフトウェアのバグやそれに伴うシステムダウンについて、その防御策に重点をおいて研究をおこなった。1.ネットワークシステムは複数のサブシステムが結合して動作しており、ひとつの故障が連鎖的に他のシステムの故障を引き起こし、全体のシステムダウンにつながる。このようなシステムの信頼性を取り扱うため、複数ユニットからなるシステムの信頼性について研究し、いくつかのモデルにおいて信頼度を導出した。2.ソフトウェアのバグについてはその開発段階においてバグを極力抑えるように開発を行う必要があり、そのための開発環境、デバッギング方法の構築が結果的にシステムの高信頼化につながると考え、そのためのシステム作りの研究を行い、よりよりシステム開発に貢献するモデルを作成した。また運用中になんらかの障害をシステム内に蓄積させてシステムダウンを引き起こすタイプのバグについては、どのようなタイミングで蓄積された障害をとりのぞくべきかについて研究した。3.ネットワーク間のデータフローについては、確実に届くだけでは不十分で、画像や音声を扱う上で、ある時間内にデータが届くことが必要である。このようなシステムを待ち行列モデルを用いることで最適に運用するための政策の導出方法について研究した。以上のような項目について研究した結果を2回の研究集会(皆生(鳥取)、甲府(山梨))において発表し、活発な質疑応答により、メンバー相互がネットワークシステムに対する様々な問題点について理解を深め合った。いくつかの研究は信頼性評価にとどまらず、さらにどのように保全すべきかについて研究を進めている。