hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重油の効率的脱硫のための新しい調製概念に基づくリン化ロジウム系触媒の開発

これまで、Rh-P触媒にNiおよびPtを添加することで、チオフェンの水素化脱硫(HDS)反応においてC-S結合開裂能が向上することを明らかにした。さらに、昨年度はこれらの触媒のキャラクタリゼーション(XRDおよびRh-K edge XAFS)を行った。低い還元温度(450°C)で高いHDS活性を示したRh-Ni-P触媒では、リン化ロジウムの生成が認められた。また、高い還元温度(600°C)で処理なければ高いHDS活性を示さなかったRh-Pt-P触媒では、この際にリン化ロジウムの割合が最大となった。そこで、本年度はこれらの触媒を用いて難脱硫化合物である4,6-ジメチルジベンゾチオフェン(4,6-DMDBT)のHDS反応を行い、さらに触媒特性の評価を行った。反応温度330°C、水素圧4.0MPaでRh-Ni-P触媒はRh-P触媒と同等のHDS活性を示した。さらにRh-P触媒にNiを添加すると、水素化された中間体の収率が低下し、C-S結合の開裂能が向上していることを明らかにした。一方、Rh-P触媒にPtを添加すると、水素化された中間体の収率が増加し、C-S結合開裂能ではなく、水素化能が向上する傾向が見られた。また、NiおよびPt側から見たXAFS測定(Ni-K edgeおよびPt-L3 edge)も行い、活性点構造を解析した。水素還元後のRh-Ni-P触媒では、Ni種としてNi2P2O7が最も多く、金属Ni、Ni2Pの順にその存在量が減少した。さらに、Rh-Pt-P触媒では、600°Cで水素還元後に金属PtおよびPtP2以外の状態のPt種が存在しており、これはPtP2以外のリン化物種と考えられた。以上のことから、Rh-Ni-PおよびRh-Pt-Pで異なる触媒特性が見られたのは、加えた第二金属の状態が違うことが一つの原因として考えられた。シリカ担持リン化ロジウム触媒に金属Mを添加したRh-M-P触媒を調製し、チオフェンの水素化脱硫(HDS)反応に対する活性とC-S結合開裂能を評価した。Rh-P系触媒において、リン酸の還元によるリン化ロジウムの生成とシンタリングが同時に起こるため、HDS活性には最適な還元温度が存在することを明らかにしている。そこで、金属Mに第四周期金属を用いた触媒のHDS活性に対する最適還元温度について検討を行った。Rh-P触媒では550°Cで水素還元をすると最高のHDS活性を示したが、工業的に脱硫触媒として広く使用されているCoとNiをRh-P触媒に添加すると、最適還元温度はそれぞれ500°C、450°Cとなった。これらのRh-M-P触媒のHDS活性はRh-P触媒よりも低かったが、中間生成物であるテトラヒドロチオフェン(THT)の生成量は少なかった。したがって、CoおよびNiの添加によりRh-P触媒のC-S結合開裂能は向上させることができたといえる。しかしながら、第四周期金属の添加によりRh-P触媒のHDS活性は低下したため、さらに貴金属の添加効果について検討した。貴金属としてはIr、RuおよびPtを使用した。Irを添加した触媒では著しくHDS活性が低下したが、わずかにTHT生成量が減少した。Rh-Ru-P触媒は還元温度450°Cで処理することで最大のHDS活性が得られた、この活性はRh-P触媒よりも低かった。なお、この触媒はRh-P触媒よりも高いC-S結合開裂能を示した。さらに、Rh-P触媒にPtを添加すると最適還元温度は600°Cと他の触媒よりも高かったが、HDS活性はほとんど低下しないことがわかった。また、Ptの添加によりTHTの生成量も減少したことから、Rh-P触媒に添加する金属としてはPtが適切であると判断された。添加する第2金属MはRh-SよりもM-S結合が弱い、同等、強いの3つのグループに分けて検討した。M-S結合が弱いFeやMnをRh-P触媒に添加するとC-S結合開裂能はあまり向上しなかった。一方で、RhとM-S結合が同等のNiやCoおよびM-S結合が強いRuやPtを添加するとC-S結合開裂能は向上した。当初、Sabatierの原理に基づきRhとM-S結合が同等の金属ではC-S結合開裂能はあまり向上しないと考えていたが、予想に反してC-S結合開裂能が高い触媒が得られた。これについては2017年度以降の検討事項としてキャラクタリゼーションに盛り込む予定である。以上のことから、当初の予定である「高い水素化能を有するリン化ロジウムにC-S結合解裂能を付与した触媒を開発する」という目的がおおむね達成できたと考える。昨年度、リン化ロジウムに3mol%のNiを添加することでチオフェンのHDS反応活性はわずかに低下するが、中間生成物(テトラヒドロチオフェン)の生成量を低減できる(C-S結合開裂能が向上する)ことを見出した。さらに、Ptの添加はRh-P触媒のHDS活性を損なわず、C-S結合開裂能を向上させることがわかった。そこで、本年度は第2金属添加リン化ロジウム触媒のキャラクタリゼーション(XRD、昇温還元(TPR)、CO吸着IR、in-situ XAFS)を行った。

第2金属として第4周期金属(Ni、Co、Fe、Mn)を添加したRh-M-P触媒のTPRプロファイルを測定したところ、Rh-Ni-P触媒では他の触媒よりもリン酸種の還元が低温側で見られた。昨年度、この触媒は他の触媒よりも低い還元温度で高い活性が得られることを明らかにしており、本結果はこの結果とも一致する。一方で、Ptを添加したRh-P触媒のTPRプロファイルは、ほとんどRh-P触媒と変わらないことがわかった。さらに、SPring-8のBL01B1において、これらの触媒のin-situ Rh-K edge XAFS測定を行った。Rh-Ni-P触媒は低い還元温度(450°C)でも、Rh-P触媒よりもリン化ロジウムの生成割合が高いことがわかった。これは、HDS活性の最適還元温度が低く、TPRの結果とも一致する。これに対して、HDS活性に対する最適な還元温度(600°C)で処理したRh-Pt-P触媒では、リン化ロジウムの割合は最高となった。以上のことから、Rh-Pt-P触媒が高いC-S結合開裂能とHDS活性を示したのは、リン化度が高かった可能性が原因の一つとして考えられる。詳細なEXAFS領域の情報は解析中である。Sabatierの原理に基づき、Rh-SよりもM-S結合が強い金属を添加することでC-S結合開裂能が向上できると考え、Rh-P触媒へPtの添加がこれに効果的であることを見出している。一方で、予想に反してM-S結合がRhと同程度のNiをRh-P触媒に添加することでも、C-S結合開裂能の高い触媒が得られた。この理由について検討するため、キャラクタリゼーションを行った。このキャラクタリゼーションの中でも構造を決定するために重要なin-situ XAFS測定を行えたことが非常に大きかった。これにより、Rh-Pt-P触媒が高い性能を示す理由の一端を解明できたと考える。しかしながら、Niを添加した触媒の高いC-S結合開裂能については説明できていない。そのため、来年度も引き続きこれらの触媒のキャラクタリゼーションを行う。当初、Rh-M-P触媒の水素化活性についても検討する予定であったが、こちらはまだ実施できていない。そのため、研究が進んだ部分と進まなかった部分を総合的に判断し、おおむね順調に進んだと評価した。これまで、Rh-P触媒にNiおよびPtを添加することで、チオフェンの水素化脱硫(HDS)反応においてC-S結合開裂能が向上することを明らかにした。さらに、昨年度はこれらの触媒のキャラクタリゼーション(XRDおよびRh-K edge XAFS)を行った。低い還元温度(450°C)で高いHDS活性を示したRh-Ni-P触媒では、リン化ロジウムの生成が認められた。また、高い還元温度(600°C)で処理なければ高いHDS活性を示さなかったRh-Pt-P触媒では、この際にリン化ロジウムの割合が最大となった。そこで、本年度はこれらの触媒を用いて難脱硫化合物である4,6-ジメチルジベンゾチオフェン(4,6-DMDBT)のHDS反応を行い、さらに触媒特性の評価を行った。反応温度330°C、水素圧4.0MPaでRh-Ni-P触媒はRh-P触媒と同等のHDS活性を示した。さらにRh-P触媒にNiを添加すると、水素化された中間体の収率が低下し、C-S結合の開裂能が向上していることを明らかにした。
救急隊出動から医療機関への搬送に要する時間の地域差と心血管死亡率地域差との関係

救急隊の所要時間(通報から搬送先到着まで)が長い地区群では脳血管疾患の死亡リスクが高い傾向がみられた。脳卒中治療拠点9施設を仮想搬送先として設定し、想定される仮想搬送先への推定搬送時間(脳卒中所要時間)が長い地区群で脳血管疾患の死亡リスクが高いことが確認された。その地区群に脳卒中治療拠点を1カ所新設した効果をシミュレーションしたところ、同地区群の脳卒中所要時間は平均4.55分短縮され、脳血管疾患死亡リスクは約20%低減できる可能性が示唆された。平成23年度には,新潟県新潟市における平成19年4月平成20年3月の救急隊出動事例(40歳以上)25,713件(昨年度報告から訂正)の発生場所(町丁目レベル),出動救急ステーション,搬送先医療機関,各事例の救急隊所要時間(通報から搬送先到着まで)をGISデータベース化した。平均救急隊所要時間の長さによって22地区を4群に分類した結果,平均救急隊所要時間が長い地区群ほど総死亡,全循環器疾患,全脳卒中,脳梗塞,出血性脳卒中,心不全のSMRが高くなり,不整脈のSMRが低くなる傾向がみられた。新潟市内で急性心筋梗塞と脳卒中の急性期治療を担当している主要病院各8施設,9施設(治療拠点)を仮想搬送先として設定し,各発生場所から直近の治療拠点まで搬送する推定救急隊所要時間によって22地区を4群に分類した結果では,脳卒中の推定救急隊所要時間(脳卒中所要時間:短い群から,脳Q1,脳Q2,脳Q3,脳Q4)が長くなるほど,全脳卒中,脳梗塞,出血性脳卒中のSMRが高くなる傾向が見られた。平成24年度には,脳Q4群の地区に脳卒中の治療拠点を1カ所新設した場合の効果をシミュレーションした。新設治療拠点は,公立病院から経営を受け継いだケアミックス型の私立病院に仮設定した。全救急搬送事例を直近の脳卒中治療拠点に搬送すると仮定した場合,新設後には脳Q4群では脳卒中所要時間が平均5分短縮された。さらに,脳卒中救急の実態により近づけるため,脳卒中救急例1043件に限定した分析を加えた。第三次救急医療機関である2病院への搬送例は同じ病院へ,他の事例は直近の脳卒中治療拠点に搬送されると仮定してシミュレーションした。脳卒中治療拠点新設後には脳Q4群の脳卒中所要時間が平均4.5分短縮されてQ3群とほぼ同程度になった。その結果,Q4群の全脳卒中死亡リスクは約20%低減できる可能性が示唆された。新潟県新潟市における平成19年4月平成20年3月の救急隊出動事例(40歳以上)445,769件の発生場所(町丁目レベル),出動救急ステーション,搬送先医療機関の所在地の住所をジオコーディングし,地理座標をArcGISを用いて地図化した。さらに,通報時刻,現場到着時刻,搬送先到着時刻,救急隊所要時間(通報から搬送先到着まで)をデータベース化した。所要時間を新潟市の区役所・出張所管轄地区(22地区)毎に集計して平均救急隊所要時間を算出した。平均救急隊所要時間の長さによって22地区を各群の人数がほぼ同数になるように4群に分類した。公表されている平成1819年の人口動態統計を用いて各地区群の総死亡および死因別SMRを計算し,平均所要時間との関連を検討した。その結果,平均救急隊所要時間が長い地区群ほど総死亡,全循環器疾患,脳梗塞,出血性脳卒中,心不全のSMRが高くなり,不整脈のSMRが低くなる傾向がみられた。一方,がんSMRは平均救急隊所要時間と明確な関連を認めなかった。さらに新潟市内において急性心筋梗塞と脳卒中の急性期治療を担当している主要病院各8施設,9施設を仮想搬送先として設定し,各発生場所から直近の急性期治療担当病院まで搬送する推定救急隊所要時間を計算した。脳卒中,急性心筋梗塞各々に対する推定救急隊所要時間平均値から22地区を4群に分類し,脳卒中および急性心筋梗塞のSMRとの関係を検討した。脳卒中の推定救急隊所要時間が長くなるほど,脳梗塞,出血性脳卒中のSMRが高くなる傾向が見られた。一方,急性心筋梗塞の推定救急隊所要時間と急性心筋梗塞SMRの間には明確な関連は認めなかった。救急隊所要時間は各地区における救急医療体制の充実度を反映していると考えられる。救急隊医療体制の充実度に課題がある地区では脳卒中と心不全による死亡リスクが高い可能性がある。平成24年度は「救急搬送データのデータベース化」および「救急隊所要時間と死因別SMRとの関連性の検討」を計画しており,救急隊所要時間は「全搬送先への所要時間」,「脳卒中救急を主に担当している9病院への推定所要時間」,「急性心筋梗塞の急性期治療を主に担当している8病院への推定所要時間」の3パターンを予定していた。いずれも年度中に終了しており,概ね予定通りの達成と考える。平成24年度は「救急体制変更による死亡率改善効果のシミュレーション」を計画している。

まず平成23年度に行った分析をもとに地区の救急隊所要時間から死亡リスクを推定するモデルを作成する。この推定モデルを利用して,救急隊ステーションの移設や,脳卒中の急性期治療担当病院の新設などによって,脳卒中の死亡リスクが高い地区の死亡リスクをどの程度軽減できるかシミュレーションを行う予定である。統計分析に用いるソフトの更新や,GIS関連ソフトの購入,研究者間の研究打ち合わせ旅費,研究成果の発表旅費,および研究者間の通信費に使用する予定である。
心房負荷モデル動物を用いた肺静脈心筋細胞の電気的リモデリングに関する研究

現在、慢性の不整脈で最も頻度が多い心房細動は、心房内を不規則に興奮が旋回するリエントリーによって生じると考えられており、多くの心房細動は肺静脈を起源とした期外収縮が引き金になっている。我々は、肺静脈心筋が他の部位の心筋細胞とは異なり、ノルアドレナリン等により容易に自動能を発揮する電気生理学的及び形態的な特徴を有していること、さらに、過分極によって活性化されるClチャネルを有していることを見いだした。新たに、肺静脈心筋の特徴を組み込んだシミュレーションモデルを開発するとともに、高頻度ペーシング刺激により心房負荷を加えたモデル動物で生じる心房筋の電気生理学的変化を解析した。現在、慢性の不整脈で最も頻度が多い心房細動は、加齢と共に罹患者が増加し、80歳以上では人口の9-14%にのぼるという。心房細動では,心房収縮の欠如,不適切な心室拍数による心機能低下や胸部症状が出現しうるだけでなく、動脈塞栓症のリスクが増大することから、その予防や治療が重要な臨床的課題となっている。心房細動を起こすのは、心房内を不規則に興奮が旋回するリエントリーと考えられているが、多くの心房細動は肺静脈を起源とした異常興奮が重要な役割を果たすことが示唆されている。申請者はこれまで、ラット肺静脈の心筋細胞が心房や心室の筋肉細胞とは異なり、ノルアドレナリン負荷により容易に自動能を獲得することを報告してきた。本研究では、心房負荷モデル動物を用いて病態下での肺静脈心筋細胞の電気生理学的特性及び細胞内カルシウム動態について解析し、電気的リモデリングの有無及び心房性不整脈への影響を明らかにすることを目的とする。とりわけ、異常自動能出現に関わるイオン機序を解明し、心房細動発生への関わりを明らかにすることを目的として実験を行ってきた。今年度は、病態モデルとして急速ペーシングモデルの作成と検証をおこなった。ラットをセボフルレンで吸入麻酔し、経静脈より挿入したペーシングカテーテルにて24時間連続で急速ペーシングをおこない、心電図の経時的観察及び24時間後の電気生理学的検討を行った。その結果、24時間急速ペーシングを行うと、時間経過とともに心室応答がランダムになる傾向が見られ、24時間後の心房細動負荷試験において細動誘発率が有意に増加していた。また、単離した心房筋細胞においてはL型Caチャネルのダウンレギュレーションが認められた。以上のことから、24時間急速ペーシングが心房の電気的リモデリングを引き起こすのに有用であると考えられた。ノルアドレナリン誘発自動能は、筋小胞体からの周期的なCa放出に起因し、洞房結節の自動能とは異なるメカニズムで作動していることを示した。さらに、肺静脈心筋細胞には過分極で活性化されるClチャネルが存在することを電気生理学的実験により示してきた。今年度は、ラット肺静脈心筋細胞の過分極活性化Cl電流の電気生理学的特性を定量化し、数理モデルに組み込んだシミュレーションを作成した。さらに、そのシミュレーションモデルを用いて肺静脈心筋細胞の自動能におけるCl電流の関与について検討した、その結果、Cl電流は活動電位再分極後より徐々に活性化し、次の活動電位発火直前に振幅が最大となることがわかった。このことから、Cl電流が肺静脈心筋細胞の自動能を促進していると考えられた。肺静脈壁の内膜層は心筋細胞で占められており、動物実験においては肺静脈の心筋細胞が自動能を惹起しやすい性質を有していることが報告されている。ノルアドレナリン誘発自動能は筋小胞体からの周期的なCa放出に起因し、洞房結節の自動能とは異なるメカニズムで作動している。また、ノルアドレナリン誘発自動能は肺静脈心筋においてのみ認められ、心房筋や心室筋細胞では認められない。こうした、肺静脈心筋に固有の性質は、肺静脈心筋の形態的及び電気生理学的特徴に基づいている。即ち、1)肺静脈心筋は心房筋細胞に比べて大型で、豊富なT管構造を有している、2)肺静脈心筋細胞の静止膜電位は浅く、内向き整流Kチャネルの電流振幅が小さい。そのため、わずかな刺激であっても容易に活動電位を発生しやすい。3)T管に一致してIP3受容体及びNCX輸送体が豊富に存在する。

4)過分極によって活性化されるClチャネルが、自動能を促進させる。今年度は、ラット肺静脈心筋細胞の形態学的及び電気生理学的特性を組み込んだシミュレーションモデルを作成した。モデルは、従来の心筋細胞モデルに1α及びβアドレナリン受容体刺激の細胞内シグナル伝達過程、2Clチャネルの発現密度とキネティクス、等を加えている。そのシミュレーションモデルを用いてノルアドレナリン誘発自動能を、部分的にではあるが再現することができた。また、Clチャネルが活動電位再分極後より徐々に活性化し、自動能を促進していると考えられた。現在、慢性の不整脈で最も頻度が多い心房細動は、心房内を不規則に興奮が旋回するリエントリーによって生じると考えられており、多くの心房細動は肺静脈を起源とした期外収縮が引き金になっている。我々は、肺静脈心筋が他の部位の心筋細胞とは異なり、ノルアドレナリン等により容易に自動能を発揮する電気生理学的及び形態的な特徴を有していること、さらに、過分極によって活性化されるClチャネルを有していることを見いだした。新たに、肺静脈心筋の特徴を組み込んだシミュレーションモデルを開発するとともに、高頻度ペーシング刺激により心房負荷を加えたモデル動物で生じる心房筋の電気生理学的変化を解析した。本年度は、新たに見つけたClチャネルの解析とシミュレーションに多くの時間を割いた。Clチャネルは心室筋や心房筋では記録されないことから、肺静脈心筋に特異的に発現しているイオン電流だと考えられる。本電流系と肺静脈心筋の自動能との関り合いを解明していくことが、「病態モデルにおけるイオンチャネル系のリモデリング」を解明していく上で重要と考えたからである。Clチャネルのシミュレーションに必要な定量的データの収集に多くの時間を割いたことで、数理モデルは完成したものの、モデル動物での検証は充分に行うことができなかった。今後は、このCl電流に焦点を当て、モデル動物での肺静脈心筋の電気生理学的リモデリングの検証に全力を注ぎたい。正常モデルラットと急速ペーシング動物での自動能の発現率やCL電流の電流密度及びキネティクスの解析を進めていく。心臓循環生理学、電気生理学今年度は、急速ペーシングモデルラットにおいて肺静脈心筋の電気的リモデリングの有無を検証する。病態モデルラットにおける肺静脈の電気生理学的特性について、組織標本及び単離細胞を用いて解析する。具体的には下記の2項目について研究を進める。1過分極活性化Clチャネルの解析:本年度のシミュレーションから、Clチャネルが肺静脈心筋の自動能発生に関与していることが示された。モデル動物で電流密度や杵ティスクを測定し、対照との比較検討をおこなう。2ノルアドレナリン誘発自動能の解析:in vivoの実験では、急速ペーシングラットにおいては心房細動の誘発率が増加していることが示されており、肺静脈心筋の自動能が更新している可能性が高い。正常ラットにおいては自動能の出現率が3割程度であるが、モデルラットにおいてノルアドレナリン誘発自動能が促進されるか電気生理学的に検討する。病態モデルとして急速ペーシングモデルの作成と検証に時間を費やした。24時間にわたって生きたまま急速ペーシングをおこなうには、麻酔深度の調整やペーシング位置の適正さの確認など、いくつか熟練を要する手技があり、これを習熟するのに予想外に時間を費やしてしまった。
海外で教える日本人日本語教師養成についての基礎的研究

海外で教える日本人日本語教師がどのような状況にあり、日本国内で教師を養成する場合にはどのような考えに立ち、どのような方法で行えばいいのかを、教師養成の面から明らかにし、海外で教えるに当たって必要な資質・能力を養成するための方法を考える基礎資料を得ようとするのが本研究の目的である。調査方法としては、アンケート等による量的調査でなく、一人一人の教師に面接し、十分な時間をかけて率直な意見や考えを聞くことによる質的な調査を基本とした。数多くの日本人教師が関わってきた国として東アジアでは中国、東南アジアではタイを選び、それぞれの国に調査者が赴き、日本人(ネイティブ)教師、現地人(ノン.ネイティブ)教師および関係者に面談による現地調査を行った。大学、大学院、日本語教育学会の養成コース、民間の日本語学校などが行っている教師養成講座などの長期の教師養成を経て日本語教師となった者はその養成で受けたものは役に立っていると回答し、赴任前の短期間の研修しか受けていない者は研修が不十分であると言っているのは予想通りであったが、どちらも現地の情報が不十分であったことを指摘している。タイでは日本人教師の異文化に対する適応のレディネスが低いのが顕著であり、教師養成の一部としての異文化適応教育および訓練の必要性を強く感じさせられた。一方、中国で教えている、長期の日本語教師の養成を受けていない日本の高校の国語の教師が異文化に対する適応のレディネスが高い。これにはいくつかの要因があると思われるが、日本と中国の長い歴史的、文化的繋がりによる、中国の高い伝統文化に対する憧憬の念のようなものが関係しているのではないかと思われる。中国の場合は特殊ではあるが、海外で教える日本人日本語教師の養成をより広い観点で考える必要性が示唆された。海外で教える日本人日本語教師がどのな状況にあり、日本国内で教師を養成する場合にはどのような考えに立ち、どのような方法で行えばいいのかを、教師養成の面から明らかにし、海外で教えるに当たって必要な資質・能力を養成するための方法を考える基礎資料を得ようとするのが本研究の目的である。調査方法としては、アンケート等による量的調査でなく、一人一人の教師に面接し、十分な時間をかけて率直な意見や考えを聞くことによる資質な調査を基本とした。タイでは日本人教師の異文化に対する適応のレディネスが低いのが顕著であり、教師養成の一部としての異文化適応教育および訓練の養成の必要性を強く感じさせられた。
脳の左右差からニワトリの情動を探る

情動変化をもたらす環境下でのニワトリの行動ならびに終脳神経活動の左右差とその脳部位を調査した。ストレス負荷により終脳ドーパミンあるいはセロトニン濃度に右脳優位性が認められた。また、その優位性はストレス性の鳴き回数と正の相関関係にあった。このような変化は、給餌や飼育環境改善など快情動の誘起によって緩和された。しかし、行動の左右差との関連について明確な違いは見いだせなかった。本年度は、昨年に引き続き、情動変化をもたらす環境下での行動ならびに終脳モノアミン濃度の左右差を調査するとともにウェスタンブロット法による受容体発現量測定を中心に調査を実施した。(1)環境エンリッチメントが行動および終脳モノアミン濃度の左右差に及ぼす影響:敷き料の設置とその繰り返し処理による影響を調べたところ、ニワトリヒナの血漿コルチコステロン濃度の低下と右脳ドーパミンあるいはセロトニン濃度の低下が認められた。また、行動においては鳴き回数の低下と不動時間の減少(活動量の増加)が示された。しかし、行動の左右差については、明確な傾向は認められなかった。さらに、餌探索行動(ミルワーム探索)あるいは遊戯行動(彩色粒子つつき)を誘起する環境条件を付加したところ、相加的に行動に影響を及ぼすことが示された。(2)中枢ホルモン受容体発現:絶食ストレスによる中枢NPY受容体(NPY-Y1R)発現について、RT-PCR法およびウェスタンブロット法を用いて検討したところ、絶食によってその発現量が高まることが認められた。しかし、左右差については、著しい違いを示すまでにはいたらなかった。以上の結果から、環境条件、特にストレス負荷によって終脳モノアミン濃度に左右差が生じることが明らかとなった。これらの結果を十分に精査した上で、その他ホルモンやその受容体分布の違いおよび変化の著しい脳部位検出でき、より詳細な情動変化を検出できるものと考えられた。得られた結果は、家畜の情動を評価する上で、脳の左右差がストレスのみならず快情動についても重要な指標となりうることが示されるとともに、本指標がアニマルウェルフェア基準策定において新たなブレイクスルーとなることが考えられる。本年度は、左右差が生じる脳部位の同定をめざし、ウェスタンブロットおよび免疫化学染色法などを用いて調査するとともに、ストレス緩和作用のあると云われるトリプトファンを用いてストレスと終脳左右差との関係について検討を行った。(1)単離ストレスによる左右差と脳部位:これまで繰り返し検討を行ってきた単離処理を用いて調査したところ、ウェスタンブロットあるいは免疫化学染色法ではNPY受容体などに明確な違いは見いだせず、部位の同定には至らなかった。これは、対象としたホルモンや受容体のストレスに対する反応時間が原因であるものと考えられた。さらに、パンチアウト法を用いて不快情動において重要な脳部位(扁桃体)のモノアミン濃度を左右で比較したが、同様に明確な傾向は認められなかった。これについては、扁桃体ではなく側座核などの他部位での反応が重要であるものと考えられた。(2)トリプトファン経口投与がストレス負荷時の終脳左右差および行動に及ぼす影響:セロトニンの前駆体であるトリプトファンを給与し、単離ストレスを負荷した。終脳におけるセロトニン濃度はトリプトファン給与によって有意に増加し、積算鳴き回数はトリプトファン給与によって減少傾向となることが示された。また、ストレス負荷によるドーパミンおよびセロトニン代謝産物比の右脳優位性は、トリプトファン給与によって緩和されることが認められた。これは2次解析の結果から、増加したセロトニンがドーパミン神経系の活動を緩和したためと考えられた。これらの結果から家畜の情動を評価する上で、脳の左右差は重要な指標となりうることが示されるとともに、本指標がアニマルウェルフェア基準策定において生理的指標のひとつとなるものと考えられる。本年度は、情動変化をもたらす環境下での行動ならびに終脳モノアミン濃度の左右差を中心に調査を実施した。(1)単離ストレス:ストレス負荷10分後においてニワトリヒナの血漿コルチコステロン濃度は上昇し、終脳ドーパミンあるいはセロトニン濃度において右脳優位性が認められた。また、その優位性はストレス負荷時にみられる鳴き回数と正の相関関係にあることが示された。しかし、旋回方向等の行動の左右差との関連については、明確な傾向は認められなかった。(2)摂食・探索行動の誘起:ミルワーム給与によって、ニワトリヒナの中枢モノアミン(ドーパミン、セロトニン)濃度は、上昇することが認められるとともに、行動量(ミルワーム啄み回数など)とそれらモノアミン濃度との間に相関関係が示された。しかし、左右差については、行動およびモノアミン濃度いずれにおいても明確な違いは認められなかった。(3)拘束ストレス:3日齢に拘束ストレスを負荷した15日齢ニワトリヒナの終脳ドーパミン濃度は、対照区のものよりも右脳優位性が低くなることが認められた。

(4)砂浴びの誘起:砂敷きボックスに導入したヒナにおいて、終脳のドーパミン代謝回転が右優位、ノルアドレナリン濃度が左優位であることが示された。(5)飼育環境(温度・面積):環境温度の上昇に伴い、産卵鶏の終脳ドーパミンあるいはセロトニン濃度は右優位となることが認められた。一方、飼養面積が広い場合では右脳モノアミン濃度が低い傾向にあることが示された。以上の結果から、環境条件、特にストレス負荷によって終脳モノアミン濃度に左右差のあることが示され、それらを十分に精査した上で次年度以降、その他ホルモンやその受容体分布の違いを追跡できるものと考えられた。ウェスタンブロットおよび免疫化学染色法によるホルモンあるいは生理活性物質受容体の測定に関して、抗体等の条件設定精査に時間を要しているため、若干の遅延があるものの、モノアミン濃度および行動に関しては、既に計画分のほとんどを終了しており、測定用試料の採取もほぼ完了している。したがって、計画全体としておおむね順調に進展しているものと判断される。ウェスタンブロットおよび免疫化学染色法によるホルモンあるいは生理活性物質受容体の測定に関して、抗体等の条件設定精査に時間を要し、未だ十分な結果が得られていないものの、モノアミン濃度および行動に関しては、先行して24-25年度計画分の一部を終了しており、計画全体としておおむね順調に進展しているものと判断される。主にウェスタンブロットおよび免疫化学染色法による測定については、条件設定の完了したものから随時行っていく。すでにプロオピオメラノコルチンおよびアグチ関連ペプチドについては、条件設定は終了しているので、採取試料を用いて検討を行なう。モノアミン濃度および行動に関しては、先行して早期に終了させるとともに、ウェスタンブロットおよび免疫化学染色法による測定については条件設定の完了したものから随時行っていく。ウェスタンブロットおよび免疫化学染色法ならびにPCR分析関連の消耗品を主とする。主に、ウェスタンブロットおよび免疫化学染色法による測定に関する消耗品
高CO_2濃度下での低温および紫外線(UV‐B)増加への植物の反応

本年度は最終年度で、Ren氏は11月までの滞在であった。したがって、実質的に約半年の研究期間である。そのため、いままでの成果の国際学会(カナダ)での発表と、いままでの成果の最終確認のための追実験に集中した。実験系は昨年度までと同様で、イネの幼苗を用い、サルチル酸(SA)処理の有無による低温処理時の低温障害の程度および活性酸素消去系の各酵素の活性の違いを検出し、SAの効果を確認することである。イネには低温感受性のアキタコマチと低温耐性のコシヒカリを用いた。分析した活性酸素消去系の酵素は、SOD(Superoxide dismutase), CAT(Catalase), GR(Glutamine rectase), GPX(Glutathine perioxidase)である。基本的に昨年度の成果の追確認の結果となった。概要は以下のとおりである。1.葉での低温障害にはSA処理の顕著効果は確認できなかった(7日の低温処理で、SA処理により、若干の障害の低減はみられた)。根では両品種とも、1日間の低温処理後にはSA処理により若干の障害の増加がみられたが、7日間の低温処理後はSA処理による顕著な障害抑制がみられた。2.SA処理後、通常気温下で、アキタコマチの根の場合、SOD、CAT、GPX、GRの活性が上昇し、SOD、GPX、GRの上昇は7日後にも確認できた。しかし、コシヒカリではそのような効果は確認できなかった。3.1日の低温処理後にはアキタコマチの根で、SA処理によりSOD、CAT、GPXの活性の顕著な低下がみられ、SODとGPXの低下は低温処理7日後にも観察された。しかし、この低温処理期間中、GR活性はSA処理により顕著に増加した。以上の結果は、常温時のSA処理によりイネの根の低温耐性は増加すること、この増加はGR活性の増加による活性酸素消去系の活性増加によるであろうこと、葉ではこのような効果はみられないことが明らかとなった。
沸騰二相流中の障害物によるドライアウト発生機構に関する熱流動工学的研究

沸騰水型原子炉の熱工学的な設計上の制約は燃料棒支持用スペーサ近傍での熱除去によることが、実規模実験より確認されている。しかしスペーサ近傍の冷却材(水)の挙動と加熱管がバーンアウトへ至る機構は明確ではない。このような現状をふまえ、本研究ではスペーサ近傍における液膜の消失およびバーンアウトへ至る機構を実験的に明らかにすることを目的とした。本研究で得られたおもな知見は以下の通りである。1.スペーサ近傍で発生するバーンアウト発生のトリガとなるドライアウトの発生は、じょう乱波間隔が大きくなった場合にじょう乱波間の基底液膜部の蒸発により発生すること、スペーサ下流側では、じょう乱波の到達とともに液膜が再付着しやすく、バーンアウトは全く発生しないことがわかった。特にドライアウト発生にはじょう乱波が支配的役割を果たすことを明らかにした。2.じょう乱波により変動するスペーサ部の差圧を測定し、以下の重要な結果を得た。すなわちスペーサ上流側は、一旦ドライアウトが発生すると液膜が再付着しにくいため、バーンアウトが発生しやすく、その反対にスペーサ内部ではドライアウトが発生しても、じょう乱波の通過により液膜が付着しやすいため、バーンアウトの発生確率は低い、などである。また時々刻々のドライアウト発生を説明するには、二相流に特有の『非定常性』を考慮する必要があること、などを明らかにした。3.供試部に2個のスペーサを挿入し、上流側のスペーサが下流側スペーサ近傍の液膜厚さやドライアウト発生に与える影響を調査した結果から、スペーサ間隔が狭いほど限界熱流速が高く、バーンアウトしにくいこと、スペーサはじょう乱波流れの液膜厚さを平均化し、スペーサ下流側での液膜が厚くなり、ドライアウトは発生しにくくなること、スペーサ間隔に関わらずバーンアウト発生確率の高い箇所は、下流側スペーサの上流付近であること、を明らかにした。4.以上の結果を矛盾なく説明し、二相流の非定常性を十分考慮したバーンアウト発生機構を説明する流動モデルを提案した。このモデルではじょう乱波が重要な役割を果たし、バーンアウトはじょう乱波に挟まれた基底液膜部で生じる。沸騰水型原子炉の熱工学的な設計上の制約は燃料棒支持用スペーサ近傍での熱除去に因ることが,実規模実験より確認されている.しかしスペーサ近傍の冷却材(水)の挙動と加熱管がバーンアウトへ至る機構は明確ではない.このような現状を踏まえ,本研究ではスペーサ近傍における液膜の消失およびバーンアウトへ至る機構を実験的に明らかにすることを目的とした.本研究で得られた主な知見は以下の通りである.1.スペーサ近傍で発生するバーンアウトに関して、おもに流動様相に着目し検討を行った.その結果,バーンアウト発生のトリガとなるドライアウト発生は,じょう乱波間隔が大きくなった場合にじょう乱波間の基底液膜部の蒸発により発生すること,スペーサ下流側では,じょう乱波の到達とともに液膜が再付着しやすく,バーンアウトは全く発生しないことがわかった.特にドライアウト発生にはじょう乱波が支配的役割を果たすことを明らかにした.

2.上記で得られた知見に基づいて,スペーサ設置部を通過するじょう乱波により変動するスペーサ部の差圧を測定し,その差圧変動からじょう乱波通過間隔を詳細に測定し統計的に処理することでドライアウトおよびバーンアウト発生確率について重要な結果を得た.つまりスペーサ上流側は,一旦ドライアウトが発生すると液膜が再付着しにくいため,バーンアウトが発生しやすく,その反対にスペーサ内部ではドライアウトが発生しても、じょう乱波の通過により液膜が付着しやすいため,バーンアウトの発生確率は低い,などである.また,時々刻々のドライアウト発生を説明するには,二相流に特有の「非定常性」を考慮する必要があること,さらにバーンアウト発生において,スペーサがその下流に与える影響が非常に大きいことなどが明らかにした.来年度は,以上で得られた知見に基づき,スペーサがその下流に与える影響を解明し,さらにスペーサ近傍におけるバーンアウト発生に対する熱流動モデルを設定し,壁温変動ならびに加熱管がバーンアウトに至る過程をシミュレートする計算機コードの開発を行う.沸騰水型原子炉の熱工学的な設計上の制約は燃料棒支持用スペーサ近傍での熱除去によることが、実規模実験より確認されている。しかしスペーサ近傍の冷却材(水)の挙動と加熱管がバーンアウトへ至る機構は明確ではない。このような現状をふまえ、本研究ではスペーサ近傍における液膜の消失およびバーンアウトへ至る機構を実験的に明らかにすることを目的とした。本研究で得られたおもな知見は以下の通りである。1.スペーサ近傍で発生するバーンアウトに関して、おもに流動様相に着目して検討を行った。その結果、バーンアウト発生のトリガとなるドライアウトの発生は、じょう乱波間隔が大きくなった場合にじょう乱波間の基底液膜部の蒸発により発生すること、スペーサ下流側では、じょう乱波の到達とともに液膜が再付着しやすく、バーンアウトは全く発生しないことがわかった。特にドライアウト発生にはじょう乱波が支配的役割を果たすことを明らかにした。2.上記の知見に基づいて、スペーサ設置部を通過するじょう乱波により変動するスペーサ部の差圧を測定し、統計的に処理することでドライアウトおよびバーンアウト発生確率から重要な結果を得た。すなわちスペーサ上流側は、一旦ドライアウトが発生すると液膜が再付着しにくいため、バーンアウトが発生しやすく、その反対にスペーサ内部ではドライアウトが発生しても、じょう乱波の通過により液膜が付着しやすいため、バーンアウトの発生確率は低い、などである。また時々刻々のドライアウト発生を説明するには、二相流に特有の『非定常性』を考慮する必要があること、さらにバーンアウト発生において、スペーサがその下流に与える影響が非常に大きいことなどが明らかにした。3.供試部に2個のスペーサを挿入し、上流側のスペーサが下流側スペーサ近傍の液膜厚さやドライアウト発生に与える影響を調査した結果から、スペーサ間隔が狭いほど限界熱流速が高く、バーンアウトしにくいこと、スペーサはじょう乱波流れの液膜厚さを平均化し、スペーサ下流側での液膜が厚くなり、ドライアウトは発生しにくくなること、スペーサ間隔に関わらずバーンアウト発生確率の高い箇所は、下流側スペーサの上流付近であること、を明らかにした。4.以上の結果を矛盾なく説明し、二相流の非定常性を十分考慮したバーンアウト発生機構を説明する流動モデルを提案した。このモデルではじょう乱波が重要な役割を果たし、バーンアウトは擾乱はに挟まれた基底液膜部で生じる。
ドミノ・サンプリング・チップを用いた低価格多チャンネル高速波形分析器の開発

この研究においては、スイスのPaul Scherrer Institut(PSI)で開発されたドミノ・サンプリング・チップ(DSC)というCMOSの高速アナログ・メモリのチップをさらに発展させ、free running modeでの動作を可能にするとともに、その読み出し速度を1桁改善した新しいチップを開発することを目標としている。平成13年度は、0.25μmのプロセスを使ったgate、comparator、voltage regulator、operational amplifierといった基本的で標準的な構成要素の回路の設計に注力した。DSCをfree running modeで走らせるためには、ドミノ波を循環させる回路をつくる必要がある。平成14年度は、その回路を内蔵し、速度40MHzの読み出しを可能にするDSCを実際に製造して、その最初のテストを行った。このチップはDRS(Domino Ring Sampling chip)と命名された。768個のセルを持ち、ドミノ波のスピードは、外部から供給する電圧により0.7GHzから2.4GHzの間で可変である。2.4GHzのドミノ波の1サイクルあたりのtimingjitterは約32psecと測定され、ドミノ波の安定性が確認された。またドミノ波のスピードの温度依存性も測定し、0.2%/Kであった。1チャンネルあたりの電力消費量は、2.5Vで35mW、1.8Vで6mWである,(ただし1.8Vの場合、最大速度は1.6GHz)。今後もチップの読み出し回路の部分を中心としてテストを続けていく予定である。また、セル数を1024に増やす、チップあたりのチャンネル数を9に増やす、等の変更を組み込んだ次のチップの製作も計画している。この研究においては、スイスのPaul Scherrer Institut (PSI)で開発されたドミノ・サンプリング・チップ(DSC)というCMOSの高速アナログ・メモリのチップをさらに発展させ、free running modeでの動作を可能にするとともに、その読み出し速度を1桁改善した新しいチップを開発することを目標としている。平成13年度においては、最終チップの重要な構成要素であるfreerunningのドミノ波のための回路や読み出しステージの増幅器などのテストのために、これらを個別のブロックとして設計・製造し、次の段階としてこれらの構成要素を組み合わせて一つの回路として設計・製作することを計画していた。当初は、既存のDSCと同じプロセス・ルールによる回路を使用する予定であったが、現在新しい0.25μmのプロセスを使った回路にスイッチしょうとしているところである。そのため、gate、comparator、voltage regulator、operational amplifierといった、さらに基本的で標準的な構成要素の回路の設計に注力し、数回の"design run"を行なった。また、ドミノ波のための回路や読み出しステージの回路の詳細なシミュレーションを行ない、所期の性能が得られるはずであることを確認した。一方、製造されたチップのテストのためのシステムについては、来年度からの本格的なテストに備えて、高速のデジタル・オシロスコープやデータ収集用の計算機などを購入して整備を始めた。昨年度は、0.25μmのプロセスを使ったgate、comparator、voltage regulator、operational amplifierといった基本的で標準的な構成要素の回路の設計に注力した。今年度は、その回路と、速度40MHzの読み出し回路を内蔵したDSCを実際に製造して、その最初のテストを行った。

2.4GHzのドミノ波の1サイクルあたりのtimingjitterは約32psecと測定され、ドミノ波の安定性が確認された。またドミノ波のスピードの温度依存性も測定し、0.2%/Kであった。1チャンネルあたりの電力消費量は、2.5Vで14mA、1.8Vで3mAである(ただし1.8Vの場合、最大速度は1.6GHz)。今後もチップの読み出し回路の部分を中心としてテストを続けていく予定である。また、セル数を1024に増やす、チップあたりのチャンネル数を9に増やす、等の変更を組み込んだ次のチップの製作も計画している。
ドイツにおける古典生成とゲーテ-規範化のメカニズムと危機の時代における古典の機能

平成14年度平成17年度の基盤研究(C)(2)「19世紀ドイツにおける古典生成とゲーテ-規範化のメカニズムと記憶・伝播のメディア」を踏まえ、その成果にさらに次の4つのテーマ群、1.古典ゲーテの制度化とニーチェにおける反制度化のディスクルス、2.創造と知の乖離の克服をめぐるディスクルス、3.ドイツ的内面性の崩壊と古典、4.ヨーロッパ文学の全体性回復をめぐるディスクルス、のテーマを各章とする著書を刊行する段階にまで研究を深化した。1)19世紀後半期における文学研究の制度化のなかで、ゲーテ研究が中心的役割を果たした経緯について実証的研究をワイマールにおいて遂行した。このような大学における文献学の整備に関連して、ニーチェにおけるゲーテ受容の問題を取り上げた。ニーチェはバーゼル大学の古典文献学教授の職にあり、いわば大学の制度の内部から、当時の文献学の状況を批判している。古代と現代の関係をいかに再構築するかがニーチェの中心テーマであり、その文脈のなかでニーチェはゲーテにおける古代との生産的関わりに言及している。本研究では、ニーチェにおけるゲーテ関連の言説を整理・分析をし、新しい視点からニーチェのゲーテ受容に光を当てた。2)20世紀初めに刊行された雑誌『ユーゲント』と『ジンプリチスムス』のなかで描かれているゲーテ像を、時代や流行との関連で分析し、ゲーテ受容史の新しい局面を開いた。このテーマについては、「韓国ドイツ語・ドイツ文学学会」の総会、及び韓国同徳女子大学の招待講演において研究発表を行った。特にワイマール共和国成立に関連して、ワイマールを象徴するゲーテが当時の政治状況のなかでどのように表象されていたのか、またヒットラー台頭のなかでのワイマールという問題領域でもしばしばゲーテが用いられており、それらについて分析を行った。特に1932年はゲーテ没100周年にあたり、この年の『ユーゲント』と『ジンプリチスムス』について集中的に分析した。ゲーテは『古代とモデルネ』のなかで、古典ギリシャ的なものをカノンとして位置付け、歴史的・資料的考察の領域を越える文化規範であると明確に規定している。カノンとしての古典ギリシャはニーチェによって積極的に継承されている。ニーチェは、音楽のカノンのイメージから、音程や音調が変わり原型から相当程度離れて行くにしても、常に基底となる規範の存在を説明している。カノンは拘束的な機能を持つのであるが、この拘束は創造に不可欠であるとニーチェは主張している。ニーチェによれば、カノンのこの創造性に最初に気づいたのはゲーテである。この点でニーチェがゲーテを高く評価している。しかし、古典文献学者であったニーチェはさらに進んで、文体そのもののなかに古代的なものを再生しようとする。この地平から、ニーチェはゲーテの限界を批判的に検討していくことになる。以上のような問題領域を踏まえて、特に以下の点について研究を進めた-1)ゲーテとニーチェにおける文化の保守性-カノンと創造2)インマーマンにおけるゲーテ批判-古典ギリシャをカノン化することに対する異議3)ニーチェにおける古代レトリック研究4)ニーチェの文体意識このような研究に基づいて、同時代におけるゲーテ研究(大学等の制度化されたゲーテ研究)に対するニーチェの批判的言説を分析し、それがディルタイ、ベンヤミンのゲーテ記述に影響している点を明らかにした。また、イェーナ大学文学部において、雑誌『ジンプリチスムス』と『ユーゲント』において表象されているゲーテに関する講演も行った。テーマは"Wort, Bild und Design als mediale Erinnerungsvektoren-VisuelleDarstellungsmuster in, Jugend "und, Simplicissimus"-"であった。ヴァイマールのアンナ・アマーリア図書館において,ヴィルヘルム・シェーラー及びエーリッヒ・シュミットによるゲーテ文献学特にファウスト文献学の成立,またベルリン大学におけるドイツ文学科設立との関係に関する資料調査を行った。また,ベルリン大学におけるヘルマン・グリムのゲーテ講義についても,その反響を含めた資料調査を行った。さらに,ゲオルゲ・クライスにおけるゲーテ崇拝の状況についても,グンドルフに関する資料も含めて詳細に調杳した。さらにジンメルのゲーテ論,ベンヤミンのゲーテ記述に関するドイツにおける現在までの研究について情報を収集した。今年度は,ゲーテ崇拝の系譜からドイツにおける古典生成のプロセスを再構成する本研究の最終段階を迎えつつあるなかで,これまでの研究成果を踏まえた全体的な記述について具体化する試みに努めた。その結果おおよそ次のような構想のもとでまとめの執筆に入った-第1部古典作家ゲーテ誕生1ギリシャ精神の宿る身体,2理想の本を求めて,3中心たき今立国家と古典の運命,4ロマン派文章論と借景とこそのゲーテ,果てなきファンタジーと女性読者第2部教養と古典1魂なき亡骸としての記念碑,2俗物批判ディスクルスと古典,3知的おしゃれとなる古典の名句,4読まずに暗記されるゲーテ,5ゲーテ文献学の誕生とゲーテ学の組織化

第3部危機の時代と古典1創作と知の乖離の克服をめぐるディスクルス,2ドイツ的内面性の崩壊と古典,3ヨーロッパ文学の全体性回復をめぐるディスクルス第1部及び第2部4章までの部分はほぼ完成しており,第2部5章及び第3部に取り組むための十分な資料調査を行った。次のテーマ群について資料収集と分析を遂行した。1.「創作と知の乖離の克服をめぐるディスクルス」1880年代から始まるGoethe-Philologieの組織的展開について、ドイツの主要大学におけるドイツ文学科の設立のプロセスと関連づけながら、Herman Grimm、Wilhelm Scherer、Erich Schmidtの言説やかれらの活動に関する資料を収集・分析した。このようなGoiethe-Philologieを中心にしたゲーテに関する「知」の集積に対して、ゲーテの創作の原点に戻ってゲーテを記述する試みがGeorge-Kreisを中心に生まれてくる。George-Kreisにおけるゲーテ評価については、Manfred Durzakの優れた研究があり、その成果を中心にまとめている。さらにこの問題域のなかでSimmelのゲーテ記述にも言及する。2.「ドイツ的内面性の崩壊と古典」ナチス政権が生まれようとする危機的状況のなかで、1932年ゲーテ没後百年祭がドイツの主要都市で開催された。トーマス・マンはこの年に一連の重要なゲーテ講演を行っており、それは市民社会の崩壊の危機のなかで、ゲーテをドイツ的内面性と近代市民社会の理想的融合として捉えることによって、ナチスに傾斜する時代に警鐘を鳴らすものであった。マンの言説の分析を遂行するとともに、1932年の前後の発表された多様なゲーテ記述についての資料収集を行った。3.「ヨーロッパ文学の全体性回復をめぐるディスクルス」戦後ドイツにおいて、ナショナリズムを越えたヨーロッパ文学の地平でゲーテを再評価する試みが始まる。特に、クルティウスの『ラテン中世とヨーロッパ文学』はその代表的な事例であり、このテーマに関連したAleida Assmannの優れた業績をもとに、資料収集と分析を遂行した。
HS物体認識のための空間～波長空間の低次元化とそのロボット視覚への実装

本研究では,物体の認識・検出に特化した新しいロボットの「眼」を作ることを目標に,RGBデータのみならず,ハイパースペクトルデータを用いての物体認識・検出手法の開発を進め,成果発表を行った.ハイパースペクトルカメラは,紫外-可視-近赤外線域で波長毎のバンド情報を取得可能なセンサであり,人の目やRGBカメラでは捉えられなかった物体間の特性の違いを詳細かつ照明変化に頑健に捉えられることが知られているが,物体認識について議論している既存研究は非常に少ない.本研究では,ハイパースペクトルカメラを用いて,物体認識のためのデータセットを新たに構築し,ハイパースペクトルデータが,人の目では識別不可能な物体間の違いを,従来のRGBデータよりも詳細かつ照明変化に頑健に表現できることを実験により確かめ,成果発表した.また,人工物ではなく,農作物などの自然物の認識や同定において,マルチスペクトルデータが有効であることを検証し,成果を発表した.また,RGBデータにおいても,今までにない物体認識への生かし方を模索すべく,RGB画像から3次元画像センサなどを使うことなく,直接,物体の基本形状を推定し,物体認識のための特徴として用いる手法を提案した.実環境にロボットを導入する際,既学習の物体のみならず,未学習の物体にも対応できることは必須となる.そこで,未学習物体検出のための新規アルゴリズムを提案した.本手法はRGBデータのみならず,ハイパースペクトルデータにも拡張可能である.多くのサービスロボットの研究において,視覚センサとしてRGBカメラを搭載し,ロボットが物体を認識する際に用いることが多い.近年,RGBカメラの何十倍もの情報を取得可能なHSカメラが開発され,注目を浴びている.HSカメラは,紫外-可視-近赤外線域で波長毎のバンド情報を取得可能なセンサであり,人の目やRGBカメラでは捉えられなかった物体間の特性の違いを詳細かつ照明変化に頑健に捉えられる.本研究は,HSデータを用いて物体認識に特化した新しい色空間を構築し,ロボットに搭載可能な物体認識手法を確立することを目指している.具体的な研究項目は,(A) HSカメラで撮影した物体画像データセットの構築,(B)物体識別に特化した色空間構築と物体認識,(C)提案手法のロボット実装,(D)ロボットでの検証結果分析となる.平成29年度においては、項目(A)と(B)に関する研究を行った.本年度は,HSカメラで撮影した物体画像データセットを構築し,HSデータの画像認識への利用可能性を明らかにした.具体的には従来のRGB画像と比べ,非常に高次元なHSデータの特性を生かした物体認識のためのCNNアーキテクチャを開発し,従来の物体認識において大幅に精度が向上することを実験により確かめた.また,HSカメラを新しいロボットの眼として搭載することを考慮すると,物体の基本形状取得や,遮蔽に頑健な人や物体の特定・認識機構が必須になるという新たな課題に気づき,本年度はベースラインとなるRGB画像において,物体の基本形状を取得する手法や遮蔽に頑健な人特定手法など,当初の計画に加えた研究開発を行った.物体認識において,HSデータを用いるCNNアーキテクチャを新たに開発した.実験により,RGB画像を用いたベースライン手法と比較し,HSデータを用いた本手法は20%以上の精度向上が得られたことを確認し,本成果における学術成果の投稿を準備している.また,新たに発生した課題である,物体の基本形状取得や,遮蔽に頑健な人や物体の特定において,本年度はベースラインとなるRGB画像を用いた手法を開発し,国内会議・国際会議にて学術成果を発表した.本研究では,物体の認識・検出に特化した新しいロボットの「眼」を作ることを目標に,RGBデータのみならず,ハイパースペクトルデータを用いての物体認識・検出手法の開発を進め,成果発表を行った.ハイパースペクトルカメラは,紫外-可視-近赤外線域で波長毎のバンド情報を取得可能なセンサであり,人の目やRGBカメラでは捉えられなかった物体間の特性の違いを詳細かつ照明変化に頑健に捉えられることが知られているが,物体認識について議論している既存研究は非常に少ない.本研究では,ハイパースペクトルカメラを用いて,物体認識のためのデータセットを新たに構築し,ハイパースペクトルデータが,人の目では識別不可能な物体間の違いを,従来のRGBデータよりも詳細かつ照明変化に頑健に表現できることを実験により確かめ,成果発表した.また,人工物ではなく,農作物などの自然物の認識や同定において,マルチスペクトルデータが有効であることを検証し,成果を発表した.また,RGBデータにおいても,今までにない物体認識への生かし方を模索すべく,RGB画像から3次元画像センサなどを使うことなく,直接,物体の基本形状を推定し,物体認識のための特徴として用いる手法を提案した.実環境にロボットを導入する際,既学習の物体のみならず,未学習の物体にも対応できることは必須となる.そこで,未学習物体検出のための新規アルゴリズムを提案した.本手法はRGBデータのみならず,ハイパースペクトルデータにも拡張可能である.本年度に開発したHSデータを用いた物体認識のためのアーキテクチャを,RGB画像に対して開発した形状取得や特定・検出などに適用・拡張した手法を開発する予定である.さらに,開発した手法のロボット実装を進める予定である.物品の購入が予定より少なかったため,残金が生じた.研究遂行のための物品の購入,および情報収集・研究発表のための旅費として使用する計画である.