hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コイル補助下NBCA塞栓術の確立～血管塞栓術の標準化を目指して～

2012年3月までに3頭の雌豚を用いた実験を行い、その結果の解析を行った。この結果を2012年度中に北海道IVR研究会で発表した後、2013年4月に日本医学放射線学会総会、同5月に日本IVR学会総会の2つの国内学会で発表した。通常診療で頻用される血管塞栓用コイルのみでの閉塞困難な動脈瘤や出血に対する塞栓術症例に対し、n-butyl-2-cianoacrylate(NBCA)を併用することは、しばしば行われているが、その組み合わせの方法論について確立したものは存在していなかった。本研究は、その方法論の確立を行ったものであり、その着眼点が大きく評価された。2013年5月現在、その内容を国際学会誌に投稿する準備中である。本研究は短区間での血管塞栓に用いるためのコイル併用n-butyl-2-cianoacrylate (NBCA)塞栓術の方法論の確立と実現性の確認を目的として行った。雌豚3頭の動脈(総頚動脈、肝動脈、腎動脈、上腸間膜動脈、腸骨動脈、大腿動脈等)を対象とし、標的動脈内に枠組みコイルを単独で留置する群と枠組みコイル内に小径コイルを充填する群に分け、コイル近位から50%NBCA-lipiodol混和液(50%NBCA)を注入して実験を行った。50%NBCA注入直後に標的血管は完全閉塞が確認されたが、50%NBCA注入直前のコイル部血流遅延の有無、コイル遠位端を超えたキャスト形成の有無、コイル遠位へのキャスト延長距離、キャスト断片化の有無を評価すると、枠組みコイル単独群で、コイル遠位へのキャスト延長距離の距離が長く、キャスト断片化が有意に多いことが判明した。また50%NBCA注入直前のコイル部血流遅延の有無で2群に分けて解析すると、血流遅延を生じている群で、コイル遠位端を超えたキャスト形成、キャスト断片化共に有意に少ないことが判明した。これらの検討の結果、コイル併用NBCA塞栓術では、コイル留置による血流遅延状態でNBCA-lipiodol混和液を注入することで、キャストの断片化なく短区間での塞栓が可能となること、また、標的動脈内のコイルは、枠組みコイル内部に小径コイルを充填することが推奨されるとの結論に至った。血管塞栓術は、近年その治療の低侵襲性から、動脈瘤、静脈瘤、血管奇形(特に動静脈奇形)、動脈出血、悪性腫瘍、術後出血等の様々な良性悪性疾患に対象が広がり有効性が認知されるようになった。血管塞栓術は、カテーテルとそれからデリバリーされる塞栓物質の両者により成立する。特に遠位部正常血管への塞栓物質流出を回避しながらカテーテル周囲・近傍を塞栓することを必要とするような瘤や血管奇形、出血等の治療において血管塞栓用コイルが最も頻用されている。コイルが血管内腔に充填されることに加えて、ファイバー付きコイルの場合は、ファイバーによる血栓化が加味され、コイル留置部に血栓化を生じることが塞栓の機序である。しかしコイル単独での塞栓術ではコイル充填が十分できず塞栓距離の延長を生じるばかりか、コイルの手前血管への不要な逸脱即ち異所性塞栓を生じることはしばしば経験される。今年度は、豚を用いたin-vivo実験前に、塞栓用コイルの特性把握、指摘サイズ選択に関する検討のため、血管を想定したシリコンチューブを用いたvitroでのコイル塞栓実験を行い、各種離脱式コイルのサイズ別、種別のコイル塞栓長、コイル安定性についての検討を行った。また当院での膵癌術前コイル塞栓術症例に対するコイル留置時の安定性、塞栓手技の成功の有無、コイル径と標的血管径との比較といった治療成績を解析することにより、生体内での至適なコイルサイズについての推定を行った豚動脈を用いてin vivoでのコイル補助下NBCA塞栓術の方法論の確立(コイルと組み合わせるNBCA-リピオドール混和至適比率、コイルと注入カテーテル先端距離)を目指しており、そのためには実験施設の確保が必要である。当初は平成23度3月に当該実験を行う予定であったが、諸事情により平成24年度5月に変更となった。1.豚動脈を用いてin vivoでのコイル補助下NBCA塞栓術の方法論の確立(コイルと組み合わせるNBCA-リピオドール混和至適比率、コイルと注入カテーテル先端距離)を目指す。2.豚動脈を用いてin vivoでのコイル補助下

NBCA塞栓術とNBCA塞栓術の比較を行い、NBCA注入部からキャスト形成による塞栓距離、コイルによるキャスト形成促進の有無、遠位側への異所性塞栓の有無、対応可能な血管径を明らかにする。3.左右対称に存在する1対の動脈枝(内腸骨動脈、腎動脈、左右肝動脈、頸動脈等)に対してコイル補助下NBCA塞栓術とNBCA塞栓術両者を行う。片側に対してはNBCA単独での塞栓術、対側に対してはコイル補助下NBCA塞栓術を行う。4.NBCA注入直前の血管造影にてNBCAの血流停止予測点を判定。注入も血管造影下に行い、予測点と実際のキャスト形成遠位端の到達点を血管造影上で観察し、両法に違いがあるかどうかを検討する。これによりNBCA注入部からキャスト形成による閉塞距離がコイルにより短縮しているかどうかを確認する。予定していた実験が実験が延期になったため、消耗品を含む実験費用が少なく済み、未使用額が生じた。平成24年度において実施する豚血管を用いた実験費用(実験施設使用料、器具類一式、旅費等)やその成果発表に使用する見込み
臓器移植に臨床応用可能な制御性T細胞の開発

制御性T細胞の安定性を可視化したマウスを用いて、Foxp3の発現が安定・不安定な細胞の表現型・病原性などをフローサイトメトリーで評価した。特にFoxp3の発現が不安定な細胞の病原性の有無について、サイトカイン産生能など評価した。また上記マウスで低容量IL-2刺激による制御性T細胞への影響を評価検討した。IL-2/抗IL-2抗体複合体を投与すると、低容量IL-2の持続刺激と同様の効果が得られ、制御性T細胞が増加すると報告されているが、上記のモデルマウスにIL-2/抗IL-2複合体を投与したところ、安定な制御性T細胞が増加することを確認した。さらにそれらの制御性T細胞の免疫抑制能の有無などをサプレッションアッセイで確認すると、免疫抑制能が十分に担保される事が確認された。CD45.2で標識されたマウスより安定な制御性T細胞やFoxp3の発現が不安定な細胞をCD45.1で標識されたマウスへ移入し、Foxp3発現の程度や病原性、サイトカイン産生能などを組織学的にあるいは機能的に評価した。また低容量IL-2刺激を与えて上で発現したFoxp3陽性細胞やFoxp3の発現が不安定な細胞がCD45.1マウスに移植後、安定性を担保さうるかを確認した。C57BL/6Jマウスの尾より皮膚を採取し、Balb/caマウスの背中へ移植すると、Balb/caの皮膚を移植した場合とは異なって、約2週間で皮膚は拒絶反応により脱落する。この皮膚移植モデルに低容量IL-2刺激を投与すると皮膚移植の生着期間が有意に延長することが確認され、IL2刺激により増加した制御性T細胞により拒絶反応が抑制された可能性が示唆された。
新奇２次元トポロジカル絶縁体物質の実現とスピン分解ARPESによる電子状態解析

強い内因性スピン軌道相互作用を持つ原子層材料で実現する2次元トポロジカル絶縁体(2DTI)を実現することを目的として、本研究では、機械学習法で成長材料ごとに選定した半導体基板上に、2DTI物質群とV族半金属単原子層ビスマセン・アンチモセンを分子線エピタキシー法によって作製し、それらの電子状態をスピン分解角度分解光電子分光によって解明することを行う。本年度は初年度のため、2DTI原子層物質作製に向けた研究環境構築を主に行った。まず様々な2DTI原子層を作製するためのMBE装置と半導体基板水素加熱処理装置を建設した。MBE装置に関しては、既存の真空チャンバを用いて様々なMBE用真空コンポーネントの作製を行った。具体的には、薄膜試料の清浄化を行うための加熱装置、2DTI候補物質作製のためのSi・Ge・Sn・Bi・Sb用蒸着源の製作、および2DTIへの電子キャリアドーピングを行うためのアルカリ金属ディスペンサーを装着した蒸着源の製作も行なった。一方の半導体基板水素加熱処理装置に関しては、半導体加熱装置を設計・建設するとともに水素発生装置が連結した水素ガス制御システムを構築することで、水素ガス中で半導体基板表面の水素加熱処理を可能にした。以上の2DTIの作製を行うための装置建設を行うことで、前述した2DTI候補物質ビスマセン・アンチモセンの成長環境を整備することができたため、来年度は2DTIの作製を進める。さらに、成長基板選定を目指した機械学習に関しては、新たなデスクトップPCを購入し、PCにはプログラミング言語の一つPythonと一般公開されている第一原理計算プログラムQuantum Espressoを導入した。現在、2DTI用成長基板プログラムの構築を進めている。初年度予定していた、MBE装置および半導体基板水素加熱処理装置の建設が順調に行うことができ、これらを用いることで、非常に高品質は半導体表面を得ることに成功した。具体的には、半導体基板水素加熱処理装置を持ちて、水素暴露量を調整しながら半導体SiC基板を加熱することで、原子レベルで平坦かつ大面積のテラスをもつ表面を得ることに成功している。また、MBE装置を用いることで、PbやBiなどの高品質な薄膜で特徴的な量子井戸準位の観測に成功している。以上から、進捗状況はおおむね順調に進んでいると個人的に判断した。初年度は順調に研究計画を進めることができたため、2年度目は当初から予定していた研究を進める予定である。具体的には以下の2項目の研究を推進する。・IV族単原子層シリセン・ゲルマネン・スタネンの作製と電子状態解明2DTI候補物質シリセン・ゲルマネン・スタネンの電子状態、特に2DTIで実現すると期待されるバンドギャップ内準位のヘリカルエッジ状態の形成を明らかにする目的で、水素処理したSiおよびSiC上に、超高真空中でSi・Ge・Snを蒸着することで、シリセン・ゲルマネン・スタネン原子層の作製を行う。得られた原子層薄膜のスピン分解ARPESを行い、ヘリカルエッジ状態をスピン分解ARPES実験により明らかにする。・水素終端SiC上のV族単原子層ビスマセン・アンチモセンの電子状態解明水素終端SiC基板上の蜂の巣格子状に組んだBiおよびSb単原子層ビスマセンおよびアンチモセンの2DTIの可能性を明らかにする目的で、ビスマセンおよびアンチモセンのスピン分解ARPESを行う。ビスマセンおよびアンチモセンはスピン分解ARPESに連結された半導体基板水素加熱処理装置を用いて、SiC基板を水素ガス中で加熱することによって水素終端する。その後、MBE装置で水素終端SiC基板上にBiおよびSbを蒸着することで、ビスマセンおよびアンチモセンの作製を行う。作製した試料のスピン分解ARPESを行い、価電子帯におけるスピン偏極電子状態および価電子帯と伝導帯のバンドギャップ間をつなぐヘリカルスピンエッジ状態の直接観測を行うことで、2DTIにおける量子スピンホール相の可能性を明らかにする。

現在、2DTI用成長基板プログラムの構築を進めている。初年度予定していた、MBE装置および半導体基板水素加熱処理装置の建設が順調に行うことができ、これらを用いることで、非常に高品質は半導体表面を得ることに成功した。具体的には、半導体基板水素加熱処理装置を持ちて、水素暴露量を調整しながら半導体SiC基板を加熱することで、原子レベルで平坦かつ大面積のテラスをもつ表面を得ることに成功している。また、MBE装置を用いることで、PbやBiなどの高品質な薄膜で特徴的な量子井戸準位の観測に成功している。以上から、進捗状況はおおむね順調に進んでいると個人的に判断した。初年度は順調に研究計画を進めることができたため、2年度目は当初から予定していた研究を進める予定である。具体的には以下の2項目の研究を推進する。・IV族単原子層シリセン・ゲルマネン・スタネンの作製と電子状態解明2DTI候補物質シリセン・ゲルマネン・スタネンの電子状態、特に2DTIで実現すると期待されるバンドギャップ内準位のヘリカルエッジ状態の形成を明らかにする目的で、水素処理したSiおよびSiC上に、超高真空中でSi・Ge・Snを蒸着することで、シリセン・ゲルマネン・スタネン原子層の作製を行う。得られた原子層薄膜のスピン分解ARPESを行い、ヘリカルエッジ状態をスピン分解ARPES実験により明らかにする。・水素終端SiC上のV族単原子層ビスマセン・アンチモセンの電子状態解明水素終端SiC基板上の蜂の巣格子状に組んだBiおよびSb単原子層ビスマセンおよびアンチモセンの2DTIの可能性を明らかにする目的で、ビスマセンおよびアンチモセンのスピン分解ARPESを行う。ビスマセンおよびアンチモセンはスピン分解ARPESに連結された半導体基板水素加熱処理装置を用いて、SiC基板を水素ガス中で加熱することによって水素終端する。その後、MBE装置で水素終端SiC基板上にBiおよびSbを蒸着することで、ビスマセンおよびアンチモセンの作製を行う。作製した試料のスピン分解ARPESを行い、価電子帯におけるスピン偏極電子状態および価電子帯と伝導帯のバンドギャップ間をつなぐヘリカルスピンエッジ状態の直接観測を行うことで、2DTIにおける量子スピンホール相の可能性を明らかにする。
ポラリメトリックボアホールレーダの偏波校正法に関する研究

1地下き裂の反射偏波特性解析ボアホールレーダでが計測対象とする地下き裂のモデル化を行い、FD-TDを利用した偏波特性シミュレーションを行った。現実的なき裂モデルとアンテナ配置では、非常に局所的な反射波の乱れが生じていることがわかった。また、き裂面からの交差偏波の発生を定量的に知ることができた。2校正法の開発クロスホール計測で取得したデータより、アンテナ伝達特性を決定し、定量的な散乱行列要素を決定する方法を確立した。3フィールド実験校正のために比較的損失が小さく校正に適していると考えられる岩手県釜石鉱山内に配置されている東北大学実験フィールドの花崗岩中ボアホールにおいて2本の坑井間での伝送量をはかるクロスホール計測を行った。実験でではダイポール、スロット2種類のアンテナを送受信相互に組み合わせ、4通りの偏波状態のデータを取得した。ダイポールとスロットを送受信で逆転させた場合、一致した波形が得られなかった。これは、計測がモノスタティックとみなすことができないことを示しており、ポラリメトリックデータの取り扱いをバイスタティック状態として正しく行う必要のあることが明らかとなった。これは、シミュレーション結果とも良く一致する。また、交差偏波の強度についてもシミュレーションとに定性的一致をみた。
タイ北部、ミエン(ヤオ)の歌謡と歌謡語および歌謡の儀礼への応用に関する研究

2018年度は、タイ王国において6月8日16日(ナーン県ムアン郡ボー区)、8月4日11日(パヤオ県チエンカム郡ロムイェン区)、8月20日29日(チエンラーイ県ムアン郡ホエイチョンプー区)、9月7日15日(ナーン県ムアン郡ボー区)、11月6日9日(ナーン県ムアン郡ボー区)、(パヤオ県チエンカム郡ロムイェン区)、2月1日11日(チエンラーイ県ムアン郡ホエイチョンプー区)に現地調査を行った。調査においては、歌詞テキストの収集、即興歌詞の録音、歌詞の読解、歌謡語語彙の採集・分析、新宗教現象の儀礼記録とシャマンへの聴取を行った。1)ミエンの歌のテキストと歌謡語語彙に関する調査を、パヤオ県チエンカム郡、ナーン県ムアン郡において行い、歌謡テキストを収集してその発音を確定し、意味を解読した。これらのプロセスを通じて歌謡語の語彙を収集し、その特徴を把握した。歌詞についても分析を行い、様々な歌の種類の歌詞の特徴を分析した。2)ミエンの新たな宗教現象については、陰暦七月と陰暦正月の儀礼の調査をチエンラーイ県ムアン郡のミエン村落にある廟で行い、儀礼を録画して分析した。一方、女性シャマンのライフヒストリーに関する聞き書きを行った。3)1の歌謡語語彙に関する調査の成果を活用して、女性シャマンの歌による託宣の内容の解読も進めた。4)2冊のミエン語辞書から歌謡語語彙を800語以上を抽出した。それに加えて、従来の調査で採集し得た歌詞から歌謡語彙を抽出し、歌謡語彙のデータを増やした。歌謡テクストの収集をナーン県で数回に亘っておこない、歌詞の収集が進んだ。また、それに基づく歌詞の発音収録分析と解読も進めている。女性が歌謡を用いて儀礼を行う新しい宗教現象の儀礼も二回調査でき、録画録音を行って多くのデータを得た。このように、予定通りに調査研究が進んでいる。予定通り、2019年度においてはミエンの村で歌謡テクストの収集と解読に努める。文字で書かれた歌謡テクストを収集し、その発音を記録して、意味の解読作業を行う。この過程において歌謡語語彙を抽出してミエンの歌謡語のデータを蓄積する。即興の口頭の歌謡も録音記録して、テクスト化し、同様の分析を行う。この歌謡と歌謡語に関する調査と並行して、ミエンの新宗教現象の儀礼の調査もチエンラーイ県で行い、その歌謡による唱え言等を解読する。2018年度においては、臨時の儀礼調査の機会が得られたので、その調査を優先した。予定した調査機器の購入は、2019年度の予算と合算して執行する予定である。その他の旅費予定は計画通りに行う。
集積型微小光プローブによる心筋細胞活動電位とその調整機構に関する研究

1.ビーム走査型多数点同時計測システムの検討He-Neレーザ光を音響光学偏向素子を用いて1次元走査し,コイ心室上の1mm間隔の4点における活動電位を光計測した.興奮伝搬に伴う活動電位波形の立ち上がりの遅延時間について光学的計測結果と電気生理学的結果を比較検討した.興奮伝搬による活動電位波形の時間差を光学的に検出することができた.これにより,CCD素子を用いるサブミクロンオーダの空間分解能を有するレーザプロービングシステム開発の基礎的なデータを得ることができた.2.イオンチャネル光プロービングシステムの検討ミクロンオーダでのイオンチャネル近傍の電界分布を光学的計測するために微小光プローブシステムを試作し,励起用レーザ光の集光特性を明らかにした.試作した微夫光プローブシステムの励起系は半導体レーザ,非球面レンズを用いた光学系により構成し,受光系はビームスプリッタ,光ファイバ,分光器,光電子倍増管などの光学部品,光学機器により構成した.空間分解能を半値幅にて定義すると,焦点における励起用レーザ光のビーム径は1.5μmであり,イオンチャネルの微視的解明のために十分な性能を有することを示した.3.膜電位感受性色素の膜電位感受機構の検討膜電位感受性色素の膜電位感受性機構を検討するため,膜電位感受性色素溶液に外部電界を加え,その時の吸収および蛍光放射スペクトルを測定した.また,分子軌道法(P.P.P.法)を用いて外部電界による吸収,蛍光放射スペクトルの変化について検討した.細胞膜内に生じる電界を10^7〔V/m〕とすると,オキソノール系膜電位感受性色素WW781の極大吸収波長は,電界によって0.13nm長波長側にシフトすることがわかった.これにより,色素の膜電位感受性機構の基礎的解明を行った.4.カルシウムインジケータの分光特性の検討カルシウムインジケータFura2,Fluo3,Rhod2を蒸留水に溶解し,カルシウムインジケータ溶液の吸収スペクトルを測定し,単一細胞内カルシウム濃度分布の光微小プロービングのための基礎的データを得た.1.ビーム走査型多数点同時計測システムの検討He-Neレーザ光を音響光学偏向素子を用いて1次元走査し,コイ心室上の1mm間隔の4点における活動電位を光計測した.興奮伝搬に伴う活動電位波形の立ち上がりの遅延時間について光学的計測結果と電気生理学的結果を比較検討した.興奮伝搬による活動電位波形の時間差を光学的に検出することができた.これにより,CCD素子を用いるサブミクロンオーダの空間分解能を有するレーザプロービングシステム開発の基礎的なデータを得ることができた.2.イオンチャネル光プロービングシステムの検討ミクロンオーダでのイオンチャネル近傍の電界分布を光学的計測するために微小光プローブシステムを試作し,励起用レーザ光の集光特性を明らかにした.試作した微夫光プローブシステムの励起系は半導体レーザ,非球面レンズを用いた光学系により構成し,受光系はビームスプリッタ,光ファイバ,分光器,光電子倍増管などの光学部品,光学機器により構成した.空間分解能を半値幅にて定義すると,焦点における励起用レーザ光のビーム径は1.5μmであり,イオンチャネルの微視的解明のために十分な性能を有することを示した.3.膜電位感受性色素の膜電位感受機構の検討膜電位感受性色素の膜電位感受性機構を検討するため,膜電位感受性色素溶液に外部電界を加え,その時の吸収および蛍光放射スペクトルを測定した.また,分子軌道法(P.P.P.法)を用いて外部電界による吸収,蛍光放射スペクトルの変化について検討した.細胞膜内に生じる電界を10^7〔V/m〕とすると,オキソノール系膜電位感受性色素WW781の極大吸収波長は,電界によって0.13nm長波長側にシフトすることがわかった.これにより,色素の膜電位感受性機構の基礎的解明を行った.4.カルシウムインジケータの分光特性の検討カルシウムインジケータFura2,Fluo3,Rhod2を蒸留水に溶解し,カルシウムインジケータ溶液の吸収スペクトルを測定し,単一細胞内カルシウム濃度分布の光微小プロービングのための基礎的データを得た.
リーマン空間内の部分多様体の研究

リーマン空間内の部分多様体の研究に付いて研究成果を,各分野毎に以下の様に報告致します.また,研究代表者は萩上紘一と複素射影空間内の実超曲面に付いて共同研究を行った.さらに,前田定広氏(島根大学)の協力を得て,実超曲面上の全ての測地線が外の空間の円又は,測地線になっているような実超曲面に付いて研究した.それ等についての研究は進行中であり,次年度には結果が得られる予定である。(2)「代数学」の研究では,岩永恭雄が佐藤英男氏,若松隆義氏とn-Gor enstein環の構造に付いて共同研究を行った.佐藤氏との研究では,極小移入分解における最終項の特異な性質を発見した.若松氏との研究では,n-Gorenstein環が3角行列環に遺伝する事を示した.(3)「ゼータ関数」に関する研究では,松岡楽が,マクローリン級数の係数評価からこの級数の漸近展開を得ようとして,この係数を数列と考えて,それをハウスドルフ変換した数列と比較して,この2つの数列の間の興味ある関係式を得た.リーマン空間内の部分多様体の研究に付いて研究成果を,各分野毎に以下の様に報告致します.また,研究代表者は萩上紘一と複素射影空間内の実超曲面に付いて共同研究を行った.さらに,前田定広氏(島根大学)の協力を得て,実超曲面上の全ての測地線が外の空間の円又は,測地線になっているような実超曲面に付いて研究した.それ等についての研究は進行中であり,次年度には結果が得られる予定である。(2)「代数学」の研究では,岩永恭雄が佐藤英男氏,若松隆義氏とn-Gor enstein環の構造に付いて共同研究を行った.佐藤氏との研究では,極小移入分解における最終項の特異な性質を発見した.若松氏との研究では,n-Gorenstein環が3角行列環に遺伝する事を示した.(3)「ゼータ関数」に関する研究では,松岡楽が,マクローリン級数の係数評価からこの級数の漸近展開を得ようとして,この係数を数列と考えて,それをハウスドルフ変換した数列と比較して,この2つの数列の間の興味ある関係式を得た.
代数系の微分作用素に関する研究

本年度の研究によって得られた新たな知見は次の通りである。1.A,Bを可換環とし,α,βをそれぞれA,Bの自己同型とする。このとき、歪多項式環A[X,α]の単元が自明なものに限るためには,Aがα-被約となることが必要十分であることを示し,この結果を用いて,AとBがそれぞれ環としてそれらの単元によって生成され,Aが被約で且つα-被約ならば,A[X,α]とB[X,β]の間の同型写像がつねにAとBの間の同型写像から誘導されることを証明した。局所環のクラスや代数的整数環のクラスは,この結果が適用できる環のクラスである。2.階数1の単連結なコンパクト対称空間上の滑らかな1-形式がつくる空間に作用するラプラシアンΔ_1について考察し、四元数射影空間とケイリー射影平面の場合に,Δ_1のゼータ関数を明確に式表示した。さらに,この結果を適用して,ゼータ関数の漸近展開の係数の評価式を与えた。3.3変量ウィシャート行列の固有値の密度関数について,共分散行列が3次の単位行列の場合に,超幾何関数を用いた表示を与えた。したがって,3変量ウィシャート行列の固有値のモーメントの間の関係は,超幾何関数の値に依存することが分かる。また,2変量あるいは3変量ウィシャート行列の固有値の具体的性質を調べることが,現実の問題を取り扱うとき有用であることが示唆される。
数値解析と応用解析の総合的研究

科学研究費補助金による2年間の研究が大きな成果を得て終了した。この間の研究実績については、印刷物「数値解析と応用解析の総合的研究」研究成果報告書(代表者河原田秀夫)にまとめて、この報告書に添付している。各研究分担者の研究成果をもとに研究集会を2回開催した。第1回目は、平成元年12月18日(月)ー20日(水)の間、京都大学数理解析研究所においてひらかれ、研究発表44件である。第2回目は、平成2年12月17日(月)ー19日(水)の間、京都大学数理解析研究所と京都大学理学部でひらかれ、研究発表59件である。これら二つの研究集会での報告は、それぞれ「応用数学合同研究集会報告集」として発表されている。この研究集会における各研究分担者の間の研究交流は、数値解析と応用解析との整合的な発展に多大の寄与があった。そのことが上記の研究成果報告書の内容にもなっている。この2年間の研究で進展した主な項目は次の通りである。1.多項式の因数分解2.有限代数(1),(2)3.セル・オ-トマトン4.プログラミング5.流れの理論6.反応拡散方程式7.論法と解法8.構造解析9.流れの計算10.パタ-ン11.アルゴリズム12.Maxwell方程式13.楕円型方程式14.逆問題15.結晶16.コンピュテ-ション科学研究費補助金による2年間の研究が大きな成果を得て終了した。1.多項式の因数分解2.有限代数(1),(2)3.セル・オ-トマトン4.プログラミング5.流れの理論6.反応拡散方程式7.論法と解法8.構造解析9.流れの計算10.パタ-ン11.アルゴリズム12.Maxwell方程式13.楕円型方程式14.逆問題15.結晶16.コンピュテ-ション1.各分担者の成果をもとに、研究集会「応用数学合同シンポジウム」を京都大学数理解析休究所において、平成元年12月18日(月)-20日(水)の間、開催した。そこでの報告は43報告で「応用数学合同シンポジウム研究報告集」として出版された。その内容は広範囲にわたるが、主なものをあげると次の通りである。(i)数値解析(連立一次方程式におけるランク落ちの場合のCR法。有限要素法による三次元ポテンシャル問題の誤差評価や亀裂進展の解析)(ii)応用解析(最適形状設計問題。非線型問題に対する回有値問題。分岐現象とその解析)2.更に、各研究分担者は各人の役割分担にそった論文として多数発表しているが、その内容を列挙すると以下の通りになる。偏微分と高速自動微分法における丸め誤差。非線型方程式に対する反復法の収束性及び数値計算。自由境界の有限要素解析とその視覚化・水の波偏差分方程式の固有値問題とその境界要素計算。travelingwaveの安定性。reaction-diffusionsystemにおけるwave blocking現象の解析。亀裂進展の数値計算。常微分方程式の数値解の研究。電磁場の偏微分方程式の有限要素解析。粘性流体及びガス方程式の研究。非線型固有値問題及び楕円型境界値問題の研究などである。3.この科研費による研究の効果の一端が研究集会「先端技術における数理科学的諸問題の解明」(京都大学数理解析研究所、平成元年12月21日-22日)の開催と密接な係わりがあり、各研究分担者間の研究交流を進めると同時に、各研究分担者と大学の純粋数学専攻研究者及び民間の情報処理・シミュレ-ション・コミピュ-タ開発の研究者との交流が盛んになり、新しい分野を開きつつある。なお、今年度については、各研究分担者の研究成果をもとに研究集会「応用数学合同研究集会」を京都大学数理解析研究所と京都大学理学部において、平成2年12月17日(月)ー19日(水)の間、開催した。そこでの報告は59件で、「応用数学合同研究集会報告集」として、発表されている。

なお、研究集会の主な内容は次の通りである。1.多項式の因数分解2.有限代数(1),(2)3.セル・オ-トマトン4.プログラミング5.流れの理論6.反応拡散方程式7.論法と解法8.構造解析9.流れの計算10.パタ-ン11.アルゴリズム12.Maxwell方程式13.楕円型方程式14.逆問題15.結晶16.コンピュ-テ-ション
ナノ磁性分子の合成と展開

高い基底スピン多重度と負のゼロ磁場分裂定数をもつ錯体分子は、比較的低い磁場で分子内のスピンが揃う超常磁性を示し、単分子磁石(ナノ磁性分子)と呼ばれ、量子スピントンネル効果、量子スイッチなどメゾスコピック系特有の量子物性を示す。本研究では次の研究を行った。(1)異核金属錯体の合成法の確立:シッフ塩基と金属イオンの僅かな錯形成定数の違いを利用し,一つの配位環境で異なった金属イオンを含む錯体合成法を確立した。この方法により,[Mn^<III>_2Ln^<III>_2](Ln=Gd, Tb, Sm),[Mn^<III>_4Ln^<III>_2](Ln=Gd, Tb, Y),[Mn2Ln4](Ln=Tm, Lu),[Mn^<III>_2Co^<III>_4]などを合成した.(2)異核金属錯体からなる単一分子磁石の合成:(1)の方法により金属イオンを自己集積化することにより3d異核錯体、多様な核数・構造をもつマンガン及び鉄多核錯体、希土類イオンを含む金属多核錯体を合成した。[Mn^<III>_2Cu^<II>_2](S=3)[Mn^<III>_2Ni^<II>_2](S=6),[Mn^<III>_4Tb^<III>_2]は基底スピン多重度をもつ単分子磁看であることを明らかにした。(3)酸化物クラスター分子の合成:ホール注入により様々な物性をしめす.本研究では,5座有機架橋配位子とマンガンおよび銅イオンの反応により、混合原子価錯体[Mn^<III>_8Mn^<IV>_4Cu^<II>_8(O)_16(Ac)_4(MeO)_4(L)_4](NO_3)_4(L=2,6-bis[N-(2-hydroxyethyl)iminomethyl]-4-methylphenol)を合成することができた。この錯体は分子中に酸化物イオン架橋子混合原子価Mn(III, IV)12核コアをもつ。:更に反応条件を制御することにより異なった酸化物コア構造をもつ錯体を合成できることを見出した.またこの配位子とMnイオンとの反応では,は可逆な4段階の一電子酸化還元挙動を示す混合原子価13核錯体[Mn^<III>_<12>Mn^<IV>]錯体が生じることを見出した.さらにこの錯体の電気化学的酸化により,異なった磁気的挙動を示す1電子および2電子酸化体を単離することが可能である。複数の金属イオンを架橋する多座配位有機配位子と金属イオンの反応により、高スピン状態を基底状態にもつ新奇クラスター分子を合成し、その構造および磁性を明らかにした。

1)世界最小単分子磁石の磁気構造:アルコール基をもつシッフ塩基3座配位子と塩化マンガン、塩化銅との反応により、混合原子価Mn(III)Cu(II)2核錯体([Mn^<III>Cu^<II>(sap)_2Cl(MeOH)]を合成した。この錯体は金属イオン間に強磁性的相互作用(J=80K)が働きS=5/2のスピン基底状態を持つ高スピン分子である。本錯体の極低温で交流磁化率の測定により、本錯体がブロッキング温度0.5Kの単分子磁石であることを明らかにした。2)リングマグネットの合成:新たに合成したシッフ塩基4座配位子と塩化マンガンや塩化鉄との反応により、リング構造やホイール構造をもつ錯体を合成した。ホイール構造をもつマンガン(II, III)錯体は高スピン状態を基底状態にもつ分子であり、直流・交流磁化率の測定により本錯体がブロッキング温度1.0Kのナノマグネットであることを明らかにした。3)酸化物コアをもつ混合原子価クラスター:多座配位シッフ塩基と塩化銅、塩化マンガンとの反応により、Mn^<III>とMn^<IV>イオンが酸化物イオンで架橋された酸化物クラスターをコアにもつ錯体を合成した。この化合物はマンガンイオン間に反強磁性的相互作用が働く基底高スピン錯体である。また、反応条件を変えたり、金属イオンをつなぐ架橋配位子を化学修飾することにより、異なった多核構造(2核20核まで)をもつクラスター分子の単離と構造決定に成功した。高い基底スピン多重度と負のゼロ磁場分裂定数をもつ錯体分子は、比較的低い磁場で分子内のスピンが揃う超常磁性を示し、単分子磁石(ナノ磁性分子)と呼ばれ、量子スピントンネル効果、量子スイッチなどメゾスコピック系特有の量子物性を示す。また、分子自身が磁石として働くため、磁気メモリー等の分子素子として期待される物質群である。本研究では次の研究を行った。1)異核金属錯体の合成法の確立:これまでの異なった金属イオンを含む錯体分子の合成は、それぞれの金属イオンに特化した配位環境をもつ有機配位子をもちいることにより行ってきた。我々は金属イオンと配位子の安定度の違いを巧みに利用することにより、一つの配位環境で異なった金属イオンを含む錯体合成法を確立した。2)異核金属錯体からなる単一分子磁石の合成:アルコキソ基をもつ多座配位子と金属イオンとの自己集積化により3d異核錯体、多様な核数・構造をもつマンガン及び鉄多核錯体、希土類イオンを含む金属多核錯体を合成した。異核4核錯体である[Mn^<III>_2Cu^<II>_2]と[Mn^<III>_2Ni^<II>_2]はそれぞれS=3,S=6の基底スピン多重度をもつ単分子磁石であることを明らかにした。3)酸化物クラスター分子の合成:5座有機架橋配位子とマンガンおよび銅イオンの反応により、混合原子価錯体[Mn^<III>_8Mn^<IV>_4Cu^<II>_8(O)_<16>(Ac)_4(MeO)_4(L)_4](NO_3)_4を偶然合成することができた。この錯体は、4つのCu(II)複核錯体が酸化物イオン架橋子混合原子価Mn(III, IV)12核コアをキャップした構造をもつ。現在、錯体の物性測定を行っている。(1)異核金属錯体の合成法の確立:シップ塩基と金属イオンの僅かな策形成定数の違いを利用し,一つの配位環境で異なった金属イオンを含む錯体合成法を確立した。
発生過程において神経細胞が示す細胞極性の共通原理

大脳皮質の発生過程で興奮性ニューロンと抑制性ニューロンは、移動性、突起の形成様式などにおいて著しく異なる行動を取る。それぞれのニューロンに細胞外から作用して発生行動を制御する因子が数多く同定されているが、両者のニューロンが自律的に持つ運動性を比較した研究はない。そこでこれを比較するため、細胞を無血清低密度培養してその行動を観察した。培養直後にどちらの細胞も複数の突起を形成し、そのうちの1本が伸長を続けて軸索マーカーで陽性になった。ほとんど(88%)の興奮性ニューロンでは3日以内に軸索が発生したが、抑制性ニューロンは3日目に8%、6日経っても半分ほど(55%)しか軸索を形成しなかった。軸索形成前の抑制性ニューロンは移動細胞に特徴的な双極性の形態をとり、2本の突起の先端に交互に成長円錐が発生していた。ポリリジン処理基質上であるにも関わらず、発生した成長円錐に向かって核が移動する場面が見られた。自由に細胞を移動させるため、ニューロンをグリア細胞上に培養して観察すると、抑制性ニューロンは興奮性ニューロンよりも活発に移動した。突起と細胞内小器官との力学的な関係の違いが両ニューロンの移動能の差を生みだしていると考えらたため、核と中心体の動きを観察した。興奮性ニューロンでは伸び出した軸索と中心体の位置は無関係であったが、抑制性ニューロンでは成長円錐をもつ突起の方向へ中心体が引き寄せられる現象が見られた。以上のことから、抑制性ニューロンの細胞発生過程には数日間にわたる移動のステツプがプログラムされており、その間軸索の形成が遅れること、また、興奮性ニューロンとは細胞骨格系に違いがあることが示唆された。神経細胞は発生過程においていろいろなタイプの細胞極性を現す。従って細胞極性を研究する上で極めて興味深い材料である。神経細胞の極性がインビトロで逆転する現象があれば強力な実験ツールとなるであろう。私は発生期のラット大脳皮質の神経細胞を培養し、その形態と行動をタイムラプス観察した。大脳皮質の抑制性ニューロンは、発生初期に他の領域から移動して来ることがわかっている。胎児期大脳皮質の神経細胞をグリア細胞の上に培養すると、やはり抑制性ニューロンは興奮性ニューロンに比べて特に高い移動能をもつことがわかった。抑制性ニューロンは培養中に頻繁に移動逆転を起こし、移動逆転に伴って細胞内小器官が回転していた。古くから、さまざまな種類の動物の生体内で神経の軸索を細胞体の近くで切断すると樹状突起から軸索が再生してくることが報告されてきた。そこで樹状突起から軸索が再生する現象を培養条件下で再現することを試みた。出生直後のラットの大脳皮質をマイルドに分散すると、樹状突起をつけたままの神経細胞がとれてきた。この細胞を無血清、低密度培養した。培養3日後に、どこから新しい軸索が再生してくるかを調べた。軸索は66%の細胞で元の樹状突起の先端から再生していた。その場合、樹状突起が軸索に変換していた。軸索再生の始まる時間を各細胞について測定すると、樹状突起の先端からの軸索再生は、細胞体から軸索が再生するときよりも5時間ほど遅かった。軸索が伸長するためには効率のよい膜輸送経路が必要であり、そのためには微小管の長さ、向き、微小管結合蛋白などが再配置されなければならない。約5時間という所要時間は、細胞骨格成分の輸送、いわゆる遅い順行輸送のスピードから計算して合致する。以上2つの極性逆転現象が、細胞極性の形成機構に重要なステップや分子を探し出すのに有用な系となることを期待している。

大脳皮質の発生過程で興奮性ニューロンと抑制性ニューロンは、移動性、突起の形成様式などにおいて著しく異なる行動を取る。それぞれのニューロンに細胞外から作用して発生行動を制御する因子が数多く同定されているが、両者のニューロンが自律的に持つ運動性を比較した研究はない。そこでこれを比較するため、細胞を無血清低密度培養してその行動を観察した。培養直後にどちらの細胞も複数の突起を形成し、そのうちの1本が伸長を続けて軸索マーカーで陽性になった。ほとんど(88%)の興奮性ニューロンでは3日以内に軸索が発生したが、抑制性ニューロンは3日目に8%、6日経っても半分ほど(55%)しか軸索を形成しなかった。軸索形成前の抑制性ニューロンは移動細胞に特徴的な双極性の形態をとり、2本の突起の先端に交互に成長円錐が発生していた。ポリリジン処理基質上であるにも関わらず、発生した成長円錐に向かって核が移動する場面が見られた。自由に細胞を移動させるため、ニューロンをグリア細胞上に培養して観察すると、抑制性ニューロンは興奮性ニューロンよりも活発に移動した。突起と細胞内小器官との力学的な関係の違いが両ニューロンの移動能の差を生みだしていると考えらたため、核と中心体の動きを観察した。興奮性ニューロンでは伸び出した軸索と中心体の位置は無関係であったが、抑制性ニューロンでは成長円錐をもつ突起の方向へ中心体が引き寄せられる現象が見られた。以上のことから、抑制性ニューロンの細胞発生過程には数日間にわたる移動のステップがプログラムされており、その間軸索の形成が遅れること、また、興奮性ニューロンとは細胞骨格系に違いがあることが示唆された。
新しい原子炉ニュートリノ振動実験KASKAのための宇宙線検出器の開発

(1)KASKA検出器の主な構成要素である液体シンチレータおよび宇宙線検出器に用いる固体シンチレータについて、代表的なサンプルの基礎特性を調べた。充分な発光量を持つことが確かめられた。(2)光検出器の候補であるマルチアノード光電子増倍管(PMT)についてゲインの一様性、隣り合ったチャンネルへのクロストークなどの基礎特性を測定し、充分な性能を持つことを確認した。(3)押し出し型シンチレータを購入し、波長変換ファイバーを通してプロトタイプ飛跡検出器を製作した。これを高エネルギー加速器研究機構12GeV陽子シンクロトロンのテストビームラインに設置し、2005年11月にビームテストを行った。波高および時間タイミングの場所依存性、両端読み出しによる位置決定精度の評価、効率の評価を行った。(4)1.4GeV/cのパイ粒子が入射したときに検出される光量は、光電子増倍管との距離により4.2ないし7.2光電子相当であることがわかった。これはファイバー近傍にビームが当たった場合の値であり、ファイバーからビームが1cm離れると約10%の光量低下が見られた。(5)検出効率については、-15mVしきい値で信号を定義した時、ストリップの両端で信号が検出される効率は約96%、どちらかの端で検出される効率は99%以上となった。(6)両側読み出しを用いた位置測定の分解能については、時間差を用いた場合に36.9cm、光量を用いた場合は100cm以上となり、必要とされる数cmの分解能を得るには2次元方向にセグメントをする必要があることがわかった。(7)光電子増倍管に代わる光検出器としてMPPCを入手し、ゲイン、ノイズ、温度依存性などの基礎特性を測定した。(8)シンチレーターを用いた検出器に代わる案として、ガス封入型比例計数管を入手し、電圧特性、検出効率、位置依存性、安定性などの基本特性を測定した。(1)種々の押し出し成形プラスチックシンチレーターのサンプルを入手し、その基本的光学特性について測定を行った。(2)波長変換ファイバーを入手し、その機械的特性などについて検討を行った。(3)シーアイ工業製の押し出し型シンチレータ(中央にファイバー用の穴があいているもの)を購入し、波長変換ファイバーを通して100cm^*4cm^*1cmのプロトタイプカウンターを制作した。これを4本横に並べたものを2組作り、お互いに直交するように配置してプロトタイプ飛跡検出器とした。まず東工大の実験室においてテスト線源での出力テスト、宇宙線を用いたトリガー試験を行った。(4)さらにこのプロトタイプを高エネルギー加速器研究機構12GeV陽子シンクロトロンのテストビームラインに設置し、2005年11月はじめにビームテストを行った。1cm角のトリガーシンチレータでトリガーを取り、波高および時間タイミングの場所依存性、両端読み出しによる位置決定精度の評価、効率の評価を行った。この初期結果は2006年3月に愛媛大学で行われた日本物理学会年会で報告した。(5)光検出に用いたマルチアノード光電子増陪管(MAPMT)については、LEDなどの光源を用いて、ゲイン測定、高電圧依存性、チャンネル依存性、出力直線性などを測定した。この結果は平成17年度東京工業大学理学部物理学科の卒業論文としてまとめられた。(6)Geant4を用いたシミュレーションも行い、光量や信号タイミングについて実験結果との比較を行った。(1)昨年度に引き続き、KEK-PSで行われたビームテストのデータ解析を進めた。

シンチレーターストリップの中央の穴に波長変換ファイバーを通した構造のプロトタイプ検出器に、1.4GeV/cのパイ粒子が入射したときに検出される光量は、光電子増倍管との距離により4.2ないし7.2光電子相当であることがわかった。これはファイバー近傍にビームが当たった場合の値であり、ファイバーからビームが1cm離れると約10%の光量低下が見られた。(2)検出効率については、-15mVしきい値で信号を定義した時、ストリップの両端で信号が検出される効率は約96%、どちらかの端で検出される効率は99%以上となった。(3)両側読み出しを用いた位置測定の分解能については、時間差を用いた場合に36.9cm、光量を用いた場合は100cm以上となり、必要とされる数cmの分解能を得るには2次元方向にセグメントをする必要があることがわかった。以上の結果は平成18年8月に東京工業大学理工学研究科基礎物理学専攻の修士論文としてまとめられた。(5)シンチレーターを用いた検出器に代わる案として、ガス封入型比例計数管を入手し、電圧特性、検出効率、位置依存性、安定性などの基本特性を測定した。
担子菌の子実体形成に関わる酵素とその遺伝子の発現と制御

本研究では,木材腐朽試験の指標菌である褐色腐朽菌オオウズラタケ(Fomitopsis palustris)をとりあげ,菌糸体の生育および子実体形成時に発現する酵素ならびに遺伝子を調べることで,子実体形成を支配する生化学ならびに分子生物学的な因子について解明していくことを目的として研究を行った。セルロース培養系で培養した本菌の菌体外液をカラムクロマトグラフィーによって精製し,様々なセルラーゼ活性を測定した。その結果,30kDaおよび35kDaのタンパク質は色素結合型ヒドロキシエチルセルロースを分解したことから,いずれもエンドグルカナーゼであると考えられた。しかしながら,70kDaのタンパク質は様々なセルラーゼ活性を測定したが,活性を検出することはできなかった。そこで,本酵素をV8プロテアーゼを用いて部分消化したのち,SDS-PAGEで分離して得られた断片のN末端アミノ酸配列を決定し,さらにこの配列について白色腐朽菌Phanerochaetechrysosporiumのゲノム情報に対してBLAST検索をかけたところ,糖加水分解酵素ファミリー15に属するグルコアミラーゼの部分配列と高い相同性を持つことが分かった。さらに,本酵素の基質特異性を調べた。その結果,本酵素はグルコアミラーゼであることを明らかにした。さらに,このグルコアミラーゼは菌体の子実体形成時に発現する酵素であることを確認した。また,代表的な食用きのこであるシイタケ(Lentinula edodes)の子実体形成に本酵素が重要な役割を果たしていることが遺伝子的に報告されている。したがって,本酵素は担子菌の子実体形成に関わる酵素として重要であり,その機能を生化学的ならびに分子生物学的に解明するため,対応する遺伝子のクローニングを試み,これに成功した。
型理論に基づく高階推論機構の形式化とその類推処理への応用

平成5年度は平成4年度結果を踏まえて次の具体的課題を設定して研究を進めてきた.(1)型理論に基づく知識表現と推論機構の研究,(2)高階プログラム言語の設計と処理系の作成,(3)高階抽象化に基づく類推システムの実現.まず(1)の課題に対しては,ロジカルフレームワーク型理論に基づく知識の表現と理論的性質を明らかにした.特に,型=命題=概念の考え方を新たに導入して,概念階層や知識構造に新しい意味を与えた.そして,その性質を用いて継承が実現でき,一般化,単一化がより精密に実現可能であることを示した.次の(2)の課題については,ロジカルフレームワーク型理論に基づく課題(1)で得られた高階プログラミング言語を設計し,言語MLを用いて実験システムを作成した.特徴としては,その処理系は型推論規則に基づいており,高階の知識表現や部分型による継承などの処理が可能な事である.(3)の課題については,対象を一般的な証明問題であるLK定理証明システムを採り,これを高階抽象化に基づく類推として定式化し,実装した.システムの基本機能としては,問題の類似性を検出しスキーマ(2階の論理式)として一般化しスキーマベースを構成する過程,与えられた問題に対して適用可能なスキーマを検索し証明情報を計算する過程,証明情報から具体的証明を作り出す過程,からなる.現在,40程度のスキーマよりなるシステムとなっており,大学の初級程度の証明能力を備えている.以上のように,型理論に基づく新しい手法で有用な知能ソフトウェア言語が実現可能な事を示すことができた.平成5年度は平成4年度結果を踏まえて次の具体的課題を設定して研究を進めてきた.(1)型理論に基づく知識表現と推論機構の研究,(2)高階プログラム言語の設計と処理系の作成,(3)高階抽象化に基づく類推システムの実現.まず(1)の課題に対しては,ロジカルフレームワーク型理論に基づく知識の表現と理論的性質を明らかにした.特に,型=命題=概念の考え方を新たに導入して,概念階層や知識構造に新しい意味を与えた.そして,その性質を用いて継承が実現でき,一般化,単一化がより精密に実現可能であることを示した.次の(2)の課題については,ロジカルフレームワーク型理論に基づく課題(1)で得られた高階プログラミング言語を設計し,言語MLを用いて実験システムを作成した.特徴としては,その処理系は型推論規則に基づいており,高階の知識表現や部分型による継承などの処理が可能な事である.(3)の課題については,対象を一般的な証明問題であるLK定理証明システムを採り,これを高階抽象化に基づく類推として定式化し,実装した.システムの基本機能としては,問題の類似性を検出しスキーマ(2階の論理式)として一般化しスキーマベースを構成する過程,与えられた問題に対して適用可能なスキーマを検索し証明情報を計算する過程,証明情報から具体的証明を作り出す過程,からなる.現在,40程度のスキーマよりなるシステムとなっており,大学の初級程度の証明能力を備えている.以上のように,型理論に基づく新しい手法で有用な知能ソフトウェア言語が実現可能な事を示すことができた.平成4年度は次の具体的課題を設定して研究を進めてきた.(1)型理論に基づく高階計算言語の設計と推論機構の研究,(2)抽象化に基づく類推システムの形式化,(3)高階論理の定理証明系の機械化.まず(1)の課題に対しては,単純型理論に基づく高階論理言語をホーン節の拡張である高階ホーン節構文で設計し,関数型言語であるMLを用いて実現した.その処理系は,自然演繹法に基づく高階推論機構を用いて構成されており,現在高階マッチングの処理に少し問題があるが,高階論理言語としての大体の機能を実現することが出来た.また,高階論理言語を用いた,知識ベース,推論,を始めとする知能ソフトウェアの作成への応用を試みている.次の(2)の課題については,対象をLK定理証明システムとして採り,問題間の類似性を援用して証明する類推システムを言語Isabelleを用いて実装した.システムの基本機能としては,問題の類似性を検出しスキーマ(2階の論理式)として一般化しスキーマベースを構成する過程,与えられた問題に対して適用可能なスキーマを検索し証明情報を計算する過程,証明情報から具体的証明を作り出す過程,からなる.現在,30程度のスキーマよりなるシステムとなっており,大学の初級程度の証明能力を備えている.(3)の課題については,自然演繹証明の良さを全面に出した高階証明方式を設計する立場から,新しく展開木とLK証明システムを融合した方式について研究を進めた.その方式を言語Isabelleを用いて一部実現した.平成5年度は平成4年度結果を踏まえて次の具体的課題を設定して研究を進めてきた.(1)型理論に基づく知識表現と推論機構の研究,(2)高階プログラム言語の設計と処理系の作成,(3)高階抽象化に基づく類推システムの実現.まず(1)の課題に対しては,ロジカルフレームワーク型理論に基づく知識の表現と理論的性質を明らかにした.

特に,型=命題=概念の考え方を新たに導入して,概念階層や知識構造に新しい意味を与えた.そして,その性質を用いて継承が実現でき,一般化,単一化がより精密に実現可能であることを示した.次の(2)の課題については,ロジカルフレームワーク型理論に基づく課題(1)で得られた高階プログラミング言語を設計し,言語MLを用いて実験システムを作成した.特徴としては,その処理系は型推論規則に基づいており,高階の知識表現や部分型による継承などの処理が可能な事である.(3)の課題については,対象を一般的な証明問題であるLK定理証明システムを採り,これを高階抽象化に基づく類推として定式化し,実装した.システムの基本機能としては,問題の類似性を検出しスキーマ(2階の論理式)として一般化しスキーマベースを構成する過程,与えられた問題に対して適用可能なスキーマを検索し証明情報を計算する過程,証明情報から具体的証明を作り出す過程,からなる.現在,40程度のスキーマよりなるシステムとなっており,大学の初級程度の証明能力を備えている.以上のように,型理論に基づく新しい手法で有用な知能ソフトウェア言語が実現可能な事を示すことができた.
Cu-Co合金単結晶中のCo析出物の形態に及ぼす外部磁場効果

本研究では、Cu単結晶母相中に析出したfcc構造をもつ強磁性Co粒子の形状に及ぼす外部磁場効果を明らかにする目的で、磁気異方性測定と透過電子顕微鏡観察の2つの方法により、磁場中時効によるCo粒子の形状変化を調べた。(110)を板面とするCu-2.7mass%Co合金単結晶板を作製し、1273Kで4h溶体化処理の後、直径10mmの円板試料を切り出した。この試料を、973Kで種々の時間、1.25MA/mの強磁場中で時効した。磁場印加方向は、[001]方向とした。また、比較のために無磁場での時効も行った。時効を終えた各々の試料の室温における磁気トルクを測定した。磁気異方性測定に用いた試料と同一の熱処理を施した試料を用いて、透過電子顕微鏡観察した。得られた磁気トルク曲線を、Co粒子の結晶磁気異方性と形状磁気異方性の観点から、理論的に解析し、透過電子顕微鏡観察結果と比較検討した結果、以下の結論を得た。(1)無磁場時効により析出するCo粒子の形状は、球状であるが、[001]方向の磁場中で時効すると、Co粒子は磁場印加方向に伸びた楕円体状になる。(2)これより、強い外部磁場は、強磁性体粒子に対し、磁場印加方向への成長促進効果を持つといえる。(3)磁場中時効においても、無磁場時効と同様に、fccCo粒子は非整合化し、{111}面からなる八面体形状へと変化する。本研究成果は、すでに本年度の第115回日本金属学会秋期大会において口頭発表されている。今後、研究成果をまとめた論文を日本金属学会誌に投稿する予定である。