hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実践的判断力の解明：身体の現象学に基づいた実践的判断力論の構築に向けて

その結果、アリストテレス主義・ヒューム主義・内在的批判論のいずれの立場も、相対主義を退けるために、現代では論証負担の重すぎる形而上学的な概念を組み入れるか、または、それを回避して相対主義を退けられぬことを甘受するか、というジレンマに陥ることを指摘した。より具体的には、アリストテレス主義は「テロスを内在した自然」、ヒューム主義は「一定の水準まで発達が予定された共感能力」、内在的批判論は「自由の実現という目標へ向けて進歩する歴史」という概念を擁護することなしに、相対主義を退けることができないことがそれぞれ批判された。また、パラオにおいて、第二次世界大戦後すぐから現在に至るまで、年長者への尊敬という価値観および生活スタイルがどのように変化したかをフィールド調査及び文献資料を通じて調査した。調査を通じて、どの情報提供者も年長者への尊敬の程度が小さくなっていることを指摘する傾向にあることが確認できた。また、父母を始めとする年長の親族による日常実践(漁やタロ耕作等)の中での子どもの教育や、コミュニティワークを通じた共同体内での子どもの教育が、学校のような近代的教育制度とは異なる伝統的教育制度として認識されていること、そしてその諸制度が生活スタイルの変化とともに解体していることが確認できた。本年度の到達目標は、第一に、プラトンやアリストテレス、ストア派、アウグスティヌス、トマス・アクィナスといった古代・中世の徳倫理学の議論をふまえた上で、現代徳倫理学の諸理論を整理・検討すること、第二に、パラオでのフィールド調査を通じて、価値観の変容と生活スタイルの変化の対応関係を確認することであった。一つ目の目標については、想定したよりも現代徳倫理学の文献が多く、アクィナスの徳論の調査を断念せざるをえなかったが、アリストテレス主義者・ヒューム主義者の議論を過不足なく調査し、次年度の研究課題との関連で重要な論点を抽出することができた。以上の研究経過と成果をふまえ、論文草稿を一通り執筆し、公表へ向けて微調整を行っている。また、研究を進める中で、フランクフルト学派の系譜を継ぐ批判的社会理論において盛んに議論されている内在的批判論と現代徳倫理学の諸理論との間に理論上の繋がりがあることが判明したので、内在的批判論も併せて整理・検討し、上記論文草稿へ成果をまとめた。以上より、第一の目標は大体において達成できた。二つ目の目標については、文献調査・参与観察・ヒアリング調査(50歳代後半から90歳代までのパラオ人計14名にヒアリングを実施)を組み合わせることで、年長者への尊敬という価値観の変容と生活スタイルの変化の対応関係を一定程度明らかにでき、次年度に予定しているミクロネシア連邦でのフィールド調査を設計する上で必要な情報を獲得することができた。以上より、第二の目標も大体において達成できた。次年度の研究では以下の二つの目標を達成したい。第一の目標は、本研究課題の仮説であるところの、実践的判断力とは身体感覚であるという主張を文献調査によって検証することである。現段階では、以下のような手順で調査・検証が進むと想定している。まず、今年度の研究成果をふまえつつ、徳の現象学的説明のためにエドムント・フッサールの価値現象学が有用であることを確認する。次に、フッサールの価値現象学によっては十分説明しきれない道徳的判断の現象学的特徴を摘示する。
有機電解合成における対極酸素発生電極の異常消耗現象の解明と高性能電極材料の開発

その温度、圧力のもとでは反応の親和力が負で熱化学的には目的反応を進行させることができない条件下でも化学と電気のエネルギー変換を行うことができる電気化学反応を応用すれば自由に反応を進めることができ、電気分解とよび製造化学プロセスに熱化学プロセスを補完するために応用されている。これが応用できる反応は酸化・還元に限られるがこれらは製造化学上重要であり応用が広い。この電気分解は活用したくなる魅力にあふれているが、正極での酸化と負極での環元の両生成物を採取目的とすることはまれでいっぽうの電解酸化あるいは電解還元を目的に行われることが多い。この場合、有機合成などに活用される電解還元は目的とは縁のない対極としての酸化反応を進行させなければならない。この負極の還元を目的とする対極の酸化反応は電解液溶媒の水を酸化して酸素を発生させるのが種々の点で最も理にかなっている。本研究は有機溶媒を含む酸水溶液中で酸素発生対極をつとめる高性能電極材料を開発するために行われた。硫酸溶液などでの酸素発生極は鉛系電極が用いられてきたが種々の欠点があることから、耐久性のよいチタンを電極基体とし、その表面を耐久性と電極触媒能に優れた白金族金属や酸化物で被覆してすべての点で高性能な新電極を開発しようとした。白金族の中で酸中の酸素発生に耐えるのは酸化イリジウムだけであったが、これも溶媒としての有機物の存在で異常な消耗加速をうけ実用に耐えない。また、有機物は電極表面で進行する酸素発生反応を著しく阻害し異常な電解電位の上昇を招き実用性を失わせる。このような影響の最も著しい有機溶媒のアセトニトリルを選び、この存在下でも耐久性を確保し、異常な電解電位の上昇のない酸化イリジウム系電極として、酸化イリジウムにタンタル酸化物を複合した電極被覆材を開発した。最も性能のよい組成はIr分の0.3モル分率のTaを含む酸化物で、微量のPt添加がよい。有機物質の電解還元はファイン指向の合成法として意慾的に応用され始めたが,その工業化を阻むものに分解対極として酸素発生を行う電極の異常消耗がある.これは分解還元の原料有機物質を溶かすための有機溶媒がアノード室へ侵入するために起ることを明らかにした.アセトニトリルで代表される有機溶媒がアノード液の硫酸にまざると代表的な白金電極の電解消耗は200倍も異常加速される.有機物質の溶存による異常消耗を受けない高性能電極材料の開発はその原因を究明して方針がきまるので先ずこれから出発した.白金をはじめとする白金族系アノードでの酸素発生において溶液中に有機溶媒が混入すると電解電位が異常に上昇することを明らかにし,現象論的にはこれが電極消耗加速の原因となる.この電位上昇の大きい溶媒は電極消耗の加速も大きく,最も一般的な溶媒であるアセトニトリルが最も大きい.アセトニトリルは電解中CNを溶液に生成し,このCNを電極消耗を加速するものである.しかし溶液中に生成したCN濃度を等しくしてくらべると無機のCNの混入以上にアセトニトリルによる消耗加速は大きい.本研究の目標である有機物の混入によっても異常消耗のない高性能電極開発のための材料選定は,アセトニトリルやCNが溶存しても酸素発生の電解電位が上昇しないものを求めて行われる.

白金族のPt,IrO_2,Rh_2O_3などはすべて電位の上昇があり異常な消耗を受けるのに,二酸化鉛や酸化鉄(フェライト)は有機物による電位上昇はなく,異常な消耗を受けないことを明らかにした.次年度は,この指導原理に従って使い勝手のよい白金族被覆チタン電極の形で,有機物による異常消耗を受けることの少い高性能電極を開発する.そのための基礎が固められた.その温度、圧力のもとでは反応の親和力が負で熱化学的には目的反応を進行させることができない条件下でも化学と電気のエネルギー変換を行うことができる電気化学反応を応用すれば自由に反応を進めることができ、電気分解とよび製造化学プロセスに熱化学プロセスを補完するために応用されている。これが応用できる反応は酸化・還元に限られるがこれらは製造化学上重要であり応用が広い。この電気分解は活用したくなる魅力にあふれているが、正極での酸化と負極での還元の両生成物を採取目的とすることはまれでいっぽうの電解酸化あるいは電解還元を目的に行われることが多い。この場合、有機合成などに活用される電解還元は目的とは縁のない対極としての酸化反応を進行させなければならない。この負極の還元を目的とする対極の酸化反応は電解液溶媒の水を酸化して酸素を発生させるのが種々の点で最も理にかなっている。本研究は有機溶媒を含む酸水溶液中で酸素発生対極をつとめる高性能電極材料を開発するために行われた。硫酸溶液などでの酸素発生極は鉛系電極が用いられてきたが種々の欠点があることから、耐久性のよいチタンを電極基体とし、その表面を耐久性と電極触媒能に優れた白金族金属や酸化物で被覆してすべての点で高性能な新電極を開発しようとした。白金族の中で酸中の酸素発生に耐えるのは酸化イリジウムだけであったが、これも溶媒としての有機物の存在で異常な消耗加速をうけ実用に耐えない。また、有機物は電極表面で進行する酸素発生反応を著しく阻害し異常な電極電位の上昇を招き実用性を失わせる。このような影響の最も著しい有機溶媒のアセトニトリルを選び、この存在下でも耐久性を確保し、異常な電解電位の上昇のない酸化イリジウム系電極として、酸化イリジウムにタンタル酸化物を複合した電極被覆材を開発した。最も性能のよい組成はIr分の0.3モル分率のTaを含む酸化物で、微量のPt添加がよい。
オブジェクト操作と動作のカテゴリー化の脳内表現

研究目標は動作のカテゴリーや認知に必要なカテゴリー表現が、関連領域でどのように表現されるかを解明することである。実験には、開発中のマルチ電極記録システムをもちいて神経回路の動態を明らかにする。ニホンザルに両手順序操作課題を訓練して、多数の順序動作を記憶も基づいて行う課題学習させた。補足運動野、前補足運動野に加えて運動前野、一次運動野から記録を行った。両手順序の情報は効果器の順序と運動種の順序でグループ符号化されていた。これらのグループ符号化は、個別に順序を符号化するより効率的であることを理論的にも確認した。順序動作の必要な認知的行動制御課題を用いて、動作のカテゴリーや認知に必要なカテゴリー表現が、関連領域でどのように表現され、統合されるかを解明する。実験には、開発中のマルチ電極記録システムをもちいて、大脳皮質内と神経回路の動態を明らかにすることで、関心領域である前頭連合野関連領域内とその周辺の関連領域間での細胞の相互関係を解明する。そのために、ニホンザルに両手による両手順序操作課題を訓練して、多数の順序動作を記憶を用いて行うように学習させる。課題遂行中の大脳皮質より細胞活動を記録して解析を行った。動物に両手の順序動作による認知操作課題を訓練して、細胞活動を記録した。補足運動野、前補足運動野に加えて前頭前野と運動前野、一次運動野から、多点記録、LFPの記録を用いる事にして、特に前頭前野と高次運動野に関して解析を行った。一回の運動を動作と効果器の成分に分けると両者に対して選択的に表現する細胞が前補足運動野に見出された。さらにそれぞれの順序すなわち効果器の選択性を伴い動作順序や、逆に動作の選択性を持たない効果器使用の順序を表現する細胞活動が見いだされた。これより、新しい符号化原理として順序動作の動作と効果器の2次元的な順序制御とその統合が重要であるとの示唆を得た順序動作が必要となる認知的行動制御課題を用いて、動作のカテゴリーや認知に必要なカテゴリー表現が、関連領域でどのように表現され、統合されるかを解明する。そのために、ニホンザルに両手による両手順序操作課題を訓練して、多数の順序動作を記憶も基づいて、またはゴール試行的な将来の企画により行うように学習させる。LFPでは顕著なベータ波が記録された。このベータ波は課題の進行により変化し、特に順序課題の最初の試行では弱いが、記憶に基づいたときにはその成分のパワーが大きく安定していた。細胞活動に関しては、両手の動作にかかわる細胞は、多くは両手の体の軸対象で同じ動作、すなわち左手回内には、右手の回内にかかわるなどの対称性的な座標で表現される細胞が多く見られた。一次運動野がすぐ実行される要素運動に関わるのに対して、運動前野は、先の運動に関わったり運動のより認知的な側面での活動が顕著であった。順序動作を符号化に関して二つのタイプの符号化細胞が見出された。一つは個別符号化と呼ばれる戦略で、全ての順序動作をそれぞれ記憶し16通りから1通りを選ぶ、。もう一つはグループ符号化と呼ばれる戦略で、右手か左手かを選ぶ左右の手の順序を記憶するブループと、回内か回外か動作内容の順序を記憶すグループに細胞を分けて組み合わせ一つの運動を決定する。結果としてはどちらの符号化についても行う細胞は存在した。しかしその比率には圧倒的な差が存在し、多くの細胞はグループ符号化を行っていたことが分かった。個別符号化の細胞は以前に研究した少数の順序動作では顕著見出されたが、順序の長さ種類とともに指数関数的に増える順序動作の組み合わせに対して限界が生じることが指摘されていた。これに対してグループ符号化では、符号化に関してロバストであった。またグループ符号化は一つの順序が複数のカテゴリーに分類して構築されていた。

新たな順序動作を行う場合も、あらかじめ存在した細胞群を使い回し、増大する動作の組み合わせに対応していることが示唆された。このようにグループ符号化は個別符号化の抱える「組み合わせ数の爆発」と呼ばれる欠点を軽減するための利点が数多く存在することが、理論的なモデルを構築することで確認することができた。研究目標は順序動作が必要となる認知的行動制御課題を用いて、動作のカテゴリーや認知に必要なカテゴリー表現が、関連領域でどのように表現され、統合されるかを解明することである。実験には、開発中のマルチ電極記録システムをもちいて、大脳皮質内と神経回路の動態を明らかにする。ニホンザルに両手順序操作課題を訓練して、多数の順序動作を記憶も基づいて行う課題、およびゴール試行的な将来の企画により行うように学習させた。ゴールとしては数を用いて動物に数の操作を両手の順序動作で行う課題を訓練し行動解析を行った。認知操作課題を訓練して、細胞活動を記録した。補足運動野、前補足運動野に加えて前頭前野と運動前野、一次運動野から、多点記録、LFPの記録を用いる事にして、特に前頭前野と高次運動野に関して解析を行った。Pre-SMA前方には新たな特性を示す領野があり、両手課題に関しても関連細胞が記録された。この新たな領域は行動を選択するより高次の情報を表現していた。行動選択に対して行動選択の基準すなわち行動戦略を考えられた。また前頭葉内側後部の領域すなわちpre-SMA SMAでは細胞活動に関しては、両手の動作にかかわる細胞は、多くは両手の体の軸対象で同じ動作、すなわち左手回内には、右手の回内にかかわるなどの対称性的な座標で表現される細胞が多く見られた。一次運動野がすぐ実行される要素運動に関わるのに対して、運動前野は、先の運動に関わったり運動のより認知的な側面での活動が顕著であった。数の操作に関しての課題は2頭訓練が終わり、一頭で運動前野から記録して、操作カテゴリ、数カテゴリーと手の運動種の複数の局面に対応する細胞が見出されてきた。多点細胞活動は極めて高い技術が必要だが、順調に記録を行うことができるようになってきた。補足運動野、前補足運動野に加えて前頭前野と運動前野、一次運動野から、多点記録、LFPの記録を用いる事にして、特に前頭前野と高次運動野に関して解析を行っている。細胞活動は多彩であり、操作、動作などの区別とその時間変化が今後の解析の重要点となる。25年度が最終年度であるため、記入しない。多点細胞活動は極めて高い技術が必要で、安定した記録を確保するには苦労があり、だいぶ効率的に行えるようになっており順調である。成果発表にするためには記録細胞数の点ではもっと必要である。補足運動野、前補足運動野に加えて前頭前野と運動前野、一次運動野に加えて、頭頂連合野にも多数関連細胞があることが判明して、記録部位が増えてきたことは良いが追加のデータと領域間の差異を含めての解析が今後重要な課題である。多点計測のデータ解析に関しては、単純な活動評価だけでは不十分だと思われたので、今後は情報を表現する統計量を情報表現のモデルを立てて、その適合度から判定するなどの方法で、より詳細な情報表現の解析を行う。前頭連合野と頭頂連合野の多点計測のデータ解析ができるようになってきた。
人工筋肉を用いた大出力薄型海底下音響探査装置に関する研究

誘電EAPエラストマ(人工筋肉)を用いた空中用のスピーカの指向性と周波数特性を計測し,指向性はおよそ120度,周波数4003kHzに感度を持っている事を明らかとした.また1時間の連続パルス送波試験を実施し,試験前後で感度の変化が無い事を確認した.また水中試験として,深度10,000m相当の水圧下で人工筋肉試験片の動作を確認し,音圧が低いながらも水中送波が可能である事を確認した.誘電EAPエラストマ(人工筋肉)を用いた空中用のスピーカの指向性と周波数特性を計測し,指向性はおよそ120度,周波数4003kHzに感度を持っている事を明らかとした.また1時間の連続パルス送波試験を実施し,試験前後で感度の変化が無い事を確認した.また水中試験として,深度10,000m相当の水圧下で人工筋肉試験片の動作を確認し,音圧が低いながらも水中送波が可能である事を確認した.海底地形調査や海底下構造調査などで用いるソナーの性能向上のため,人工筋肉を用いた大出力薄型水中送波器を試作し,その効果と問題点を明らかとすることを目的としている本研究では,本年度は高静水圧環境下における特性変化の確認と,空中での指向性特性および周波数特性の計測を行った.高静水圧環境下における特性変化の確認では,高圧実験水槽内に人工筋肉を設置し,0,10,30,100MPaと段階的に加圧し,それぞれの圧力下で2.5kV,3.0kV,3.5kVの電圧を印加し,水槽内に設置したカメラでその作動状態を常時監視した.その結果,いずれの圧力・電圧においても人工筋肉に大きな変化はなかった.空中における指向性特性と周波数特性の計測においては,ファンクションジェネレーターで生成したバースト波をパワーアンプで1kV以上に増幅し,人工筋肉スピーカに入力して音波を出力,それをサウンドレベルメータで受信し,受信波形をオシロスコープで観察してその振幅から受信レベルを算出した.周波数320Hzから20.4kHzの周波数特性を計測した結果,700Hzで音圧ピークとなったのち6kHzまで徐々に低下し,その後フラットとなった.人工筋肉スピーカを回転台の上に搭載し,-90から+90度の指向性特性を計測した結果では,この人工筋肉スピーカはおよそ±45度程度の指向性を持っており,送波音圧は角度が増えるに連れてなだらかに減少しており,サイドローブの無い特性であった.本研究は海底地形調査や海底下構造調査などで用いるソナーの性能向上を目的として,特にペイロードに制約がある水中ロボットに大型大出力の海底下探査装置を搭載するため,人工筋肉を用いた大出力薄型水中送波器を試作する.本年度は繰り返し高出力送波試験を実施した.バースト音波を試験用送波器から繰り返し送波し,繰り返し送波後の材料劣化の有無を確認する.印加電圧は低電圧から開始し,繰り返し送波後に劣化がない場合には徐々に印加電圧を引き上げ,材料の劣化が起きるまで繰り返し,使用可能な最大電圧の見極めを行った.まず空中で行った高出力送波実験では,パルス幅0.1msec,パルスインターバル0.5sec,周波数0.5,2.0,10kHzのそれぞれで約60分間の連続送信波試験を実施した.合計約30,000回の送波試験後の送信波音圧は試験前と大きな変化が無く,劣化は殆ど無い事が確認できた.印加電圧は約1.5kVで,送信アンプの定格最大値に近い値であった.続いて水中での高出力送信波試験を実施するために,専用の防水ケースを用いた水中送波器を試作した,可聴域の音楽を入力信号に用いて水中での送波試験を実施したところ,水中に音波が送波されていること確認できた.しかし非常に微弱な送信音波で水中マイクによる計測が出来ず,また送信回数が増えるにつれて音圧が徐々に低下し,最終的に人工筋肉膜が破損することとなった.その原因は人工筋肉の振動に伴って,表面のカーボンが液体との摩擦で剥離・脱落したことが原因と推測された.本研究は海底地形調査や海底下構造調査などで用いるソナーの性能向上を目的として,特にペイロードに制約がある水中ロボットに大型大出力の海底下探査装置を搭載するため,人工筋肉を用いた大出力薄型水中送波器を試作する.本年度は水中送波器に改良を施した上で,人工筋肉の多層化試験を実施した.まず水中における送波器の耐久性能を向上させるために,人工筋肉膜全体にシリコーンゴムを塗布して防水処理し,人工筋肉膜表面のカーボンが水との摩擦で損傷するのを防ぐ構造とした.その改良した水中送波器を用いて,可聴域の音楽を入力信号に用いた水中送波試験を実施したところ,60分以上の連続送波でも音楽は正常に再生され,膜に特段の劣化・損傷が無い事を確認できた.次に膜の枚数による送波出力の変化を確認するため,水中送波器で用いられている2枚の人工筋肉膜の1枚だけ通電動作させる構成とし,可聴域の音楽を入力信号に用いた送波試験を行った.その結果,音楽は正常に再生され,ただし2枚の場合よりも低い送信音圧で再生される事を確認できた.残念ながら研究実施計画にあった大型水中送波膜の製作と,それを用いた特性計測および変形試験は,費用的な問題で断念した.また水中送波出力が低くハイドロフォンによる計測が出来なかったため,定量的な評価が実施出来なかった.

しかし本研究により人工筋肉を用いた大深度用水中送波器の実現が可能である事,また人工筋肉膜の多層化によって出力の向上が可能である事が確認できたことは,今後に繋がる有意義な成果である.
ロ-タリ耕うん軸のエキスパ-トCADシステム研究

過去30年間のロ-タリ耕うんに関する研究成果の累積を踏まえ,更に研究を発展させ,耕うん刃の配列理論に基づいた企画設計のためのエキスパ-トCADシステムが完成した。このエキスパ-トCADシステムの特徴は,従来の市販されていた耕うん軸よりはるかに高性能な軸を,短時間に企画設計できること,充実したデ-タベ-スの中から,設計者の目的に合った軸を選出できること,そして高速処理が可能なコンピュ-タを用いた結果として,所要動力の低減を可能とする配列が構築段階で発見されたことが挙げられる。エキスパ-トCADシステムは,主に以下の4つの部分によって構成されている。1.ロ-タリ耕うんに関する従来の研究結果を知識情報源とした「知識ベ-ス」,2.実証実験結果および企画設計で用いられる知識を蓄積した「エンジニアリングデ-タベ-ス」,3.最適設計結論を出す「推論エンジン」,4.部品図を出力する「自動製図システム」である。設計者はこのエキスパ-トシステムを用いることにより,パ-ソナルコンピュ-タ上で,短時間に,対話方式によって最適な耕うん軸を設計することができる。このシステムの一部分である「知識ベ-ス」は,「パレ-ト最適軸のデ-タベ-ス」を含む。この配列計算は,膨大な計算量が必要であるため,大型計算機の利用により計算を行なう。現在はさらに多くの軸種類に対応することができるデ-タベ-スの構築(耕うん刃数最大60本)のために,汎用性のある大型計算機プログラム開発に取り組んでいる。さらに今後の重要な研究課題として,耕うん刃の配列理論により得られた結果をもとにした,トラクタの動的モデル解明が考えられる。本年度では、本研究において主に行なった研究内容、および得られた成果は次のとおりである。1.軸に取り付けられる耕うん刃の刃縁曲線とそれぞれの軸への配列角度を決定したとき、耕うん時における各刃と土との運動関係の解析を行い、ロ-タリ耕うん部について、最も標準的な機械の運動状態、耕うんパラメ-タ(走行速度、耕うん軸の回転速度、耕深)などを検討し、決定した。2.ロ-タリ耕うんに関する既往の研究結果を情報知識源として、その知識をコンピュ-タで処理できるように、ロ-タリ耕うん軸の各性能項目を検討して数量化した。3.これらの数量化された各性能項目について、耕うん軸が持つべき性能の拘束条件を検討し、耕うん軸の性能の評価ためのシミュレ-ション手法、および耕うん刃の最適配列を探索するための最適計画法(多段決定法)を確立し、大型計算機(九州大学大型計算機センタ-)により耕うん刃の最適配列を探索するためのプログラミング(FORTRAN77)を構築した。4.試作された多種のロ-タリ耕うん軸をトラクタに装着して、人工圃場および実際の圃場で実証実験を行い、シミュレ-ション手法および最適計算法の実用性および信頼性を確かめた。5.最適計算により得られたパレ-ト最適配列を「パレ-ト最適配列デ-タベ-ス」に蓄えた。以上により、天文学的な数にのぼる耕うん刃の配列組合せの種類から効率よく最適配列案を探索することが可能となり、「パレ-ト最適配列デ-タベ-ス」を作成したことは来年度におけるエキスパ-トCADシステム全体の構築に対して重要な基礎を与えた。本年度の研究は,前年度の研究結果を基に,エキスパ-トシステムを総合的に統一し,評価を行いエキスパ-トシステムを完成させることにある。

よってエキスパ-トシステムで設計された耕うん軸の性能評価を,実験により確認を行い,トラクタの動的モデルとの関連を検討すること,および大型計算機を利用して,「パレ-ト最適軸のデ-タベ-ス」の中の軸種類を増やし,デ-タベ-スを充実を行った。エキスパ-トシステムの信頼性は,計算によって得られた耕うん刃配列の性能が,シミュレ-ション通りの性能を持つかということを検証することによって確認した。検証は人工圃場に於て耕うん実験を行い,耕うん刃の配列による性能の違いを比較した。実験結果としてエキスパ-トシステムで得られた軸は,定性的にエキスパ-トシステムの信頼性を満足し,実用上十分な精度で軸の性能評価を行えるソフトであることが判明した。一方「パレ-ト最適軸のデ-タベ-ス」は,これまでパ-ソナルコンピュ-タで計算を行ってきたが,計算量が膨大なため,Fortranプログラムの開発を行い,大型計算機を利用することによって,短時間で膨大な計算が可能となった。また市販され実際に使われている耕うん軸に対して,耕うん刃の本数を増加させた場合のデ-タベ-スの作成を行い,デ-タベ-スの拡充に努めた。この高速処理が可能なコンピュ-タを用いた結果,所要動力の低減を可能とする配列が構築段階で発見された。
非線形方程式の理論的および数値解析的研究

本研究では,夛項式の全根同時型解法,半線形方程式のディリクレ問題,滑らかでない方程式等につき考察した。えられた結果は次の通りである。当初意図していたBroyden型反復の収束性は証明できなかった。1.夛項式の全根同時型解法(1)Tanabe法は根と係数に関するn個の関係式に適用されたChebyshev法(3次収束)に等しい。(2)既存の各種高次解法よりも,D-K法にSOR型加速を施した法が収束は早い(計算時間は少なくてすむ)(3)その場合パラメータωは反復の初期の段階ではω≫1ととり,解に近づくにつれてω≒1ととるのがよい。(4)一般に2次以上の収束をする反復では(3)が成り立つ。これらの結果のうち(1),(2)を1995年7月9日12日Oldenburg大学で開催された国際会議において発表(招待講演)し,帰国後(3),(4)を得た。2.半線形方程式のディリクレ問題に対するSOR型解法(1)Δu=f(u),f'(u)≧0を離散化してえられるn元連立非線形方程式Az+ψ(z)=0(A:n次行列,ψ:対角型ベクトル,ψ'=h^2f',hはキザミ巾の上限)にSOR-Newton法を適用すれば0<ω<ω^*=2-0(h)において大域収束する。(2)純SOR法の場合区間(0,ω^*)は若干改良することができる。これらの結果は夛項式の全根同時型解法に対する考察の自然な発展としてえられたものである。3.滑らかでない方程式の解法(1)R^nにおける滑らかでない方程式F(Z)=0をf+g=0(f:滑らか,g:滑らかでない)と分解するときこの方程式の解法について従来知られている結果をサーベイした。(2)Computing49(1992),87-94において得た数値例の適用条件に誤りがありこれを訂正した。これらの結果を1995年7月3日8日Hamburgにおいて開催された国際会議ICIAM95において講演した。
可塑性を有する有機導電体の構築と直交経路スイッチング機能素子及び集積回路の研究

ダイオードやトランジスタ特性を持つ能動素子の研究の中でも、本研究の系は、直交する経路のスイッチングを行える素子となっており、これまでにない素子間配線や能動素子としての働きが期待される。さらに、これをナノレベルの単一分子素子としての実現を目指し、分子設計から始まり、機能評価のための計測制御、素子電極間及び、素子間接続の開発・改良、そして協働して機能を発現するためのシステム設計などの一連の研究を横断的に行う。
太陽物理教育のための複数波長観測可能な自作分光器の開発

太陽はプラズマの実験室と言われ、プラズマの基本的な性質を理解するに適した天体である。そこで太陽観測用の自作分光器の製作と観測を行うことで、太陽物理教育を実践することが目的である。国立天文台先端技術センターの共同利用の採択により望遠鏡部品以外の部分の製作が可能となった。この持ち運び可能な自作分光器は太陽現象のドップラー速度の検出などが可能であり、太陽物理教育だけでなく科学教育の物理的な理解を深める優れた教材となった。これは高等教育レベルを通しての社会への還元であり、分光器の製作を通じ、太陽物理教育を修めた人材の育成に結び付けた。現状の太陽自作分光器の改良を中心に進めた。特に迷光が多いため、吸収線の深さが参照すべき値に比べて大きく(明るく)なっていた。そこで、内部の塗装や光が入り込まないよう、隙間を塞ぐなどの改良を行うことで、迷光を12%程度から8%まで低減が可能となった。また、分光器の心臓部である回折格子部の取り付けが不安定であったため、観測準備に非常に時間がかかっていた。そこで、回折格子部の取り付けに新しい部品(ゴニオステージ)を使用した。これにより不安定な固定でなくなり、観測が非常に容易となった。また角度調整を細かくすることができ、観測する波長の合わせが容易となった。この改良により、黒点温度の導出が可能となり、比較的予想に近い温度を求めることが可能となった。これらの改良を踏まえ、専用分光器の設計を行った。最初から迷光を抑える対策を取り、またゴニオステージを取り付ける回折格子部の設計を行った。またスリット部との整合性との検討も行い、次年度に専用分光器の製作ができる目処が立った。そこで、国立天文台の先端技術センターに共同利用の申請を行い、設計を行った分光器の製作を行う予定である。コロナ観測に関しては、自然科学機構の共同利用で乗鞍観測所で観測を行う予定であったが、悪天候のため上山さえ困難となり、観測は不可であったが、来年度に再観測の予定である。今年度に国立天文台の先端技術センターの共同利用の公募に申請し、採用となった。これにより、昨年度までに作成していたCADによる専用分光器の設計を、光学の専門のスタッフと議論することにより、より高い性能を目指す設計を今年度末までに行うことができた。現状ではまだ製作までには至っていないが、来年度の早くに製作を行い、夏ぐらいまでに試験観測が可能になる予定である。特に今年度は、分光器の性能評価を中心に研究を進めた。先行研究では太陽観測にもとづいて波長分解能や迷光を測定していた。それに対し今年度はHe-Neレーザーを使用した再現可能な暗室実験での測定を行い、より信頼性の高い結果を得た。例えば波長分解能は今まではレイリーの基準にもとづき、太陽観測で取得したスペクトル画像から最も近接した2つの暗線を目視で探して測定していた。しかし、今年度は暗室実験を行い輝線の半値全幅から波長分解能を測定し、厳密な測定数値を得た。コロナ観測については、今年度は天候の状態が悪く、乗鞍観測所等の観測は断念せざるを無かった。しかし来年度に再観測に向け、機器の調整等を進めた。予定では二年目終了までに専用分光器の製作となっていたが、今回は国立天文台の先端技術センターの共同利用の公募が認められた。これにより光学の専門のスタッフと議論することができ、製作後の調整に時間を割かかずに、今年度の製作後に試験観測が可能だろうと考えている。多少遅れてはいるが、本格的な観測を冬に行うことを予定している。また性能評価に関しても進め、その評価方法の確立が可能となった。これにより、製作された専用分光器の性能評価を簡便に行うことができる。最終年度としての今年度は、太陽専用分光器の製作を進めた。今年度は昨年度から継続して、国立天文台の先端技術センターの共同利用の公募に採用された。これにより、昨年まで進めていたCADによる設計をもとに製作が可能となり、夏前にセンターでの分光器の製作を終えた。これにより、太陽の観測が可能となったが、新たな課題も見つかった。具体的には、剛性を高めるために過剰に強固な機器になってしまい、重量増加を招いた。加えて、光路を微修正するための調整機構をつけてなかったため、実際の観測には熟練が必要となっている。また、太陽光をスリットにより回折格子に導くが、このスリットが既存のものなどを使用しているため、期待したような太陽分光データを得るまでには至っていない。しかし、性能評価では、既存の分光器と同様な分光性能、迷光率などを得ることができ、これからの観測に期待ができ、太陽の常時観測に向けてこれからも研究を進めていく予定である。コロナ観測については、今年度に乗鞍観測所の共同利用に採用され、観測を行った。天候により初日だけの観測であったが、コロナの分光が可能なことを確認した。ただし、観測期間中に太陽の活動が低下していたため、活動を示すデータは得られなかった。このこれについても、可能な限り、これからも継続して観測を進める予定である。研究の最終年度として、当初の主目的である太陽専用分光器の製作を行い、また条件付きであるあるが観測可能な状態を確認できた。これによりこれから実験、卒業や修士研究などの大学教育で実践可能であることを確かめることができた。

太陽はプラズマの実験室と言われ、プラズマの基本的な性質を理解するに適した天体である。そこで太陽観測用の自作分光器の製作と観測を行うことで、太陽物理教育を実践することが目的である。国立天文台先端技術センターの共同利用の採択により望遠鏡部品以外の部分の製作が可能となった。この持ち運び可能な自作分光器は太陽現象のドップラー速度の検出などが可能であり、太陽物理教育だけでなく科学教育の物理的な理解を深める優れた教材となった。これは高等教育レベルを通しての社会への還元であり、分光器の製作を通じ、太陽物理教育を修めた人材の育成に結び付けた。現状の分光器の改良:概要にも書いたが迷光対策、回折格子部の改良と固定などにより、慣れが必要でなくなり、容易な太陽の分光観測が可能となった。しかし、長時間の観測による、熱による分光器の伸縮や光路の曲がりなど、また焦点のズレなどの問題を解決する必要がある。また分光による太陽観測データの解析用ソフトウエアは十分でないため、開発が必要である。専用分光器の設計:3D CADソフトウエアの習得を行い、専用分光器のためのパーツの設計を行うことができ、製作の専門家との交渉ができる段階に達した。そこで、国立天文台の先端技術センターに共同研究の申請を行い、採択された。これにより天文用の観測機器に非常に詳しく、製作や加工の専門家との議論が可能となり、また今年度中の専用分光器の作成への道筋がついた。製作後の専用分光器の位置付けとして、大学間連携で進めている太陽地上観測網の一部として活用することを考慮にいれ、研究を進めている。特に観測方法については、無人稼働を目指し、常時太陽観測を行うための、架台や観測施設の検討を含めたシステム作りについての議論を行う。また、小型で汎用を目指しているため、乗鞍観測所等での外部での観測についても行う予定である。太陽物理、天体物理現状の分光器の改良よりは、専用分光器の製作に注力を注ぐことを第一の目的とする。実際の太陽観測は専用分光器が主になるため、上に挙げた熱膨張や焦点のズレなどの対策は、製作後のバーツで行う必要がある。このため、国立天文台の先端技術センターの共同利用を用いて、専門家との議論により、上記の対策を講じたパーツの設計の改良が必要となると予想されるが、一旦製作に入れば短期的に完成品の入手が可能だと考えている。同時に過去に取得した分光による太陽観測データの解析用ソフトウエアの開発を行い、専用分光器の完成と同時に研究のための解析が可能な状況を作る予定である。また観測を無人化する研究も並行して行っており、この専用分光器もできるだけ無人化して稼働できるようなシステム構築を外部の研究者と議論を行う予定である。そして最終年度には、新型の専用分光器で常時太陽観測が可能となるようなシステム作りを目指す。
抗ウイルス活性を目的としたチオヌクレオシドをおよび関連化合物の合成

1.我々の開発した合成法に従ってアリルアルコール(1)よりチアフラノース(2)を大量合成し、核酸塩基とカップリングを行った。条件としてアセトニトリル中四塩化錫を用いて、シリル化した核酸塩基と反応させる条件が最適であり収率良くα,β両異性体を得る事が出来た。そして最終的に、以下に示すチアヌクレオシド類を合成することが、できた。またこれらの化合物の内、いくつかについてX線結晶構造解析を行いその絶対構造を決定した。そしてテトラヒドロチオフェン環をもつ核酸においても5'位とピリミジン環の相対配置が天然核酸と非常に似通っていることを明らかにできた。2.次に上記の合成手法を拡張し、2位にメチル基の置換した2種のウリジン誘導体を合成することができた。3.上記で合成した化合物中チミジン誘導体に顕著な抗HSV-1,HSV-2およびHIV活性がin vitroの試験で観察された。4.4-ヒドロキシ-2ブテナールのジエチルアセタールより出発し5段階でチエタノースに導いた。しかしながら核酸塩基の導入はおろかこれに対するいかなる置換反応にも未だ成功していない。
内生プロピレンの植物界における分布とその生理・生態的機能の解明

キク科植物の中で、少なくともヒメジオン属、コニザ属(ヒメジオン属に極めて近い)およびアキノキリンソウ属のいくつかの種にプロピレン生成が認められた。しかし本調査では、これら以外の20余の科を始め、キク科の10余の属・種には認められなかった。主にヒメジオン属植物葉をもちいて、プロピレン生成の光環境応答を調べたところ、明条件下で生成が促進され,暗条件下では顕著に抑えられた。このことはエチレン生成が暗条件下で促進されるのとは全く逆の現象で、フィールド条件下における成長・分化とその制御を考えるとき示唆的である。とはいえ、この内生プロピレンが、その際にどのような機能を発揮しているかは不明である。また、このプロピレン生合成系の前駆物質が何であるか興味深いが、この点も明らかには出来なかった。今後ともさらに多くの科・属・種でのプロピレン生成の有無を調査し、内生プロピレンの存在とその機能の解析を行うと共に、プロピレンの存在から見たヒメジオン属などの植物の位置づけを経常的に行っていきたい。本年度は、その一環としてヒメジオン属植物の我が国への導入源である米国での生態に関する文献調査を行った。米国ではほぼ全州にわたって分布し、特にオレゴン州、ワシントン州、コロラド州などでは、各数十種(亜種も含む)が分布している状況で、これについても、次年度以降、経常研究としてオレゴン州立大研究者と連携して米国での現地調査・検討に取り組み、日米での生理生態特性も明らかにしていきたい。最終的には、環境保全に資するあるいは農業分野に利用可能なプロピレンの役割に関する知見を得たい。前年度までの予備実験による成果を踏まえて、キク科の植物に焦点を当てて、プロピレン産生能を調査した。その結果、アキノキリンソウ属のセイタカアワダチソウの葉で認められた。これで、ハルジオン等同じキク科でありながら、異属の植物がプロピレンを産生することが判明し、他のアキノキリンソウ属植物(秋の開花期頃でないと判別しにくい)でのプロピレン探索とともに、キク科の他の属での存在をさらに検討する必要が出てきた。ハルジオンが米国原産であることを踏まえ、米国北西部州で野生するハルジオンの現地調査を行った。開花成熟が4月下旬である本植物の調査時期が7月下旬となったために、レーニエ山、フット山、及びワシントン州東南部高原地帯を中心に探索したが、今年は果たせなかった。セイタカアワダチソウ等のキク科食物の種子は若干採取した。ハルジオン(双子葉植物の一つ)がプロピレン産生能を保有する意義を明らかにする一環として、オーキシン感受性を調べた。双子葉植物は、単子葉植物と異なり、オーキシン、特に2,4-D等の合成オーキシンに対する感受性が高く、その外生投与で枯死する。今回、1mMの2,4-Dを投与したところ、同じ双子葉のダイズに比べて枯死までの期間が長かった。これについては、今後とも追試し、検討する。
人間・ロボット協調時の物理的・情報的負荷によるストレスの測定

22年度は,ロボット協調から被る人間のストレスの定量化と低減化のための新たな設計指針の導出を目的とし(1)ロボット協調から被るストレスを評価する手法の構築(2)実システムでのストレス測定および改善のための設計指針の導出を実施した.(1)では,人間・ロボット協調系に内在する精神的負荷,負担及びそれによって生じる減退的効果について体系的に整理した.負荷に関しては,人間・ロボットの作業分担に関する知見から,8種の負荷因子(課題の困難さ,作業の一様さ,目標・達成度の分かりにくさ,身の危険を感じる外的要因,統制される作業ペース,作業システムとの情報伝達の齟齬,作業のしづらさ)を列挙し,また,負担に関しては,先行研究で主観指標として用いられる9種の負担因子(知的負担,時間的圧迫感,努力,身体的負担,達成感のなさ,不快,倦怠,恐怖,驚き)を列挙した.さらに減退的効果に関して,作業への悪影響の観点から精神疲労,疲労様状態,不快心理,情動心理の4種の効果を列挙した.減退的効果はそれぞれ対応する4つの生理指標(増分フリッカー値,減分フリッカー値,αアミラーゼ,皮膚電位)から,また負担は,それぞれSD法(主観指標)により定量的に評価可能である.そこで,負荷-負担-減退的効果の因果関係を先行研究の知見から明示的に与え,各減退的効果の生理指標値を精神的負担の主観評価値比率で案分して各負担を推定し,負荷に関連した負担推定値の合計を各負荷の評価値とする評価手法を提案した.これにより,生理指標の客観性と主観指標による相対評価の信頼性を生かす評価手法を確立した.また,(2)では上記を人間ロボット協調型セル生産システムへ適用し,ロボット協調の場合と,人間のみの場合における各精神的負荷の評価値の比較から,精神的負担の低減が保証される「ロボットの作業ペースは不快心理を生じさせない程度に遅くせよ」など10項目からなる設計指針を策定した.本研究は,人間とロボットの物理的・情報的インタラクションの負荷による人間のストレスを生理的指標に基づいて客観的に測定し,新たな設計指針を導出することを目的とした研究である.21年度は,(1)人間・ロボット協調系におけるストレス要因の体系化と(2)非拘束で簡便かつノイズの少ないストレス測定システムの構築を実施した.(1)では,ロボット協調に内在する何らかのストレス要因(精神的負荷)により,人間がストレス(精神的負担)を被り,その結果,可観測な悪影響を被る(減退的効果)という精神的負荷・負担モデルを構築し,負荷-負担-減退的効果の関係性を明らかにするため,産業用ロボットとの協調作業におけるストレス測定を実施した.ストレス測定には主観指標と後述する生理指標を用いた.その結果,ロボットによる作業者との物理的なインタラクション(物を手渡す,近づく)は,人間の精神的負担を大きくするが,そのときのロボット動作パラメータ(手先軌道や近接速度)を適切に設定することで大幅に軽減できることを明らにした.また情報的インタラクション(ディスプレイ・音声・光ポインタなどデジタルデバイスを用いた作業情報提示)においても,適切な情報支援は作業効率の向上につながるが,作業提示手法により,「ロボットに使われ,急かされる」といった新たな精神的負担を生じさせることを明らかにした.(2)では,ストレスを,脳波,fNIRS,心電,脈拍,血圧,α-アミラーゼ,皮膚電位,皮膚インピーダンス,フリッカーなど多種の生理指標を用いて評価した.(1)で実施した実験結果を多変量解析し,α-アミラーゼ,フリッカー,皮膚電位の3種の生理指標がロボット協調から被るストレスを簡便にかつ安定的に測定できることを明らかにした(計画を4カ月ほど延長し,データの精査と統合的な測定システムの構築を実施).またこれら指標を計測する装置の無線化を実施し,低拘束な計測環境を構築した.22年度は,ロボット協調から被る人間のストレスの定量化と低減化のための新たな設計指針の導出を目的とし(1)ロボット協調から被るストレスを評価する手法の構築(2)実システムでのストレス測定および改善のための設計指針の導出を実施した.(1)では,人間・ロボット協調系に内在する精神的負荷,負担及びそれによって生じる減退的効果について体系的に整理した.負荷に関しては,人間・ロボットの作業分担に関する知見から,8種の負荷因子(課題の困難さ,作業の一様さ,目標・達成度の分かりにくさ,身の危険を感じる外的要因,統制される作業ペース,作業システムとの情報伝達の齟齬,作業のしづらさ)を列挙し,また,負担に関しては,先行研究で主観指標として用いられる9種の負担因子(知的負担,時間的圧迫感,努力,身体的負担,達成感のなさ,不快,倦怠,恐怖,驚き)を列挙した.さらに減退的効果に関して,作業への悪影響の観点から精神疲労,疲労様状態,不快心理,情動心理の4種の効果を列挙した.減退的効果はそれぞれ対応する4つの生理指標(増分フリッカー値,減分フリッカー値,αアミラーゼ,皮膚電位)から,また負担は,それぞれSD法(主観指標)により定量的に評価可能である.そこで,負荷-負担-減退的効果の因果関係を先行研究の知見から明示的に与え,各減退的効果の生理指標値を精神的負担の主観評価値比率で案分して各負担を推定し,負荷に関連した負担推定値の合計を各負荷の評価値とする評価手法を提案した.

これにより,生理指標の客観性と主観指標による相対評価の信頼性を生かす評価手法を確立した.また,(2)では上記を人間ロボット協調型セル生産システムへ適用し,ロボット協調の場合と,人間のみの場合における各精神的負荷の評価値の比較から,精神的負担の低減が保証される「ロボットの作業ペースは不快心理を生じさせない程度に遅くせよ」など10項目からなる設計指針を策定した.
神経誘導物質としてのbFGF、及びその細胞内情報伝達機構に関する研究

本研究の目的は、脊椎動物における神経系の発生、特にその初期過程の分子・細胞機構について解析を進めることにあった。中枢および、末梢両神経系の発生機構については、Spemann学派による胚葉片移植を中心とした実験発生学的研究により、背方外胚葉を裏打ちする背方中胚葉の作用による事が明らかにされ、"神経誘導"として知られている。しかし、"神経誘導"現象が最初に報告されてから既に半世紀以上経過し、多くの実験が積み重ねられてきたにもかかわらず、"神経誘導"信号をになうべき物質の化学的本体について、今日にいたるまで明確な解答は得られていない。我々は既に、アフリカツメガエル初期嚢胚の未分化外胚葉細胞と中胚葉細胞から出発する初代ミクロ培養系において一連の神経誘導・分化過程を再構成する新しい手法を確立していた。そこで本研究では更にこのミクロ培養系を用いて、様々な神経誘導物質候補をスクリーニングした。その結果、塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)が生理的有効濃度範囲(5-25pM)で嚢胚背方中胚葉細胞の神経誘導作用を代行し、未分化外胚葉細胞から中枢神経系ニューロンと末梢性の神経冠系統の色素細胞の両者を誘導分化させる事を明らかにした。またニューロン、色素細胞のどちらかが誘導されるかは、培養した外胚葉細胞の発生段階により異なり、嚢胚初期の外胚葉細胞からはニューロンが、中期の外胚葉細胞からは色素細胞が誘導される事、更にbFGFにより外胚葉細胞からニューロンが分化する場合と、色素細胞が分化する場合とではbFGFの細胞内情報伝達機構が異なっている事も示した。他方bFGFおよびその受容体がツメガエル初期胚に存在することは既に報告があり、本研究で示された結果はbFGFが正常発生過程において背方中胚葉細胞に由来する神経誘導物質の一つである可能性を提起する。(1)ミクロ培養系を用いてbFGFがニューロンを誘導分化させる時の有効濃度を定量的に決定した。具体的には初期嚢胚から10-20の未分化外胚葉片を切り出し、Ca、Mg欠如溶液中で細胞を解離させた後、一定数(150)をとってミクロ培養ウエルに分注する。これに種々の濃度のbFGF(1-500pM)を加えて培養した後、分化した神経管由来のニューロンを我々が作製した特異的単クローン抗体N1を用いた蛍光抗体染色法により検出した。その結果bFGFの有効濃度は5-10pMと極めて低く、すでに報告のあるFGF受容体に対する解離定数のorderに一致することから生理的に意味のある範囲内にあるということができる。(2)bFGFの外胚葉細胞に対する誘導作用は外胚葉細胞を調製した嚢胚の発生段階により質的に異なることが新たに明らかとなった。即ちより初期の嚢胚に由来する外胚葉細胞に対しては強力なニューロン誘導活性を示し色素細胞誘導活性は殆どなかったのに対し、より後期の嚢胚に由来する外胚葉細胞に対しては強力な色素細胞誘導活性のみを示した。また興味深いことに色素細胞誘導におけるbFGFの有効濃度はこれを与える外胚葉細胞の発生段階により異なることも明らかとなった。即ち、最初10pM前後であったものが外胚葉細胞の加齢に伴ってより高濃度(500pM前後)のbFGFが必要となった。正常発生において背方中胚葉の中央部を占める細胞が外胚葉細胞に接触するtimingは周縁の中胚葉細胞が外胚葉細胞に接触するtimingより早いことが知られている。

従って、我々の得た結果は正常発生においてもbFGFが神経管、神経冠両系統の誘導に大きな役割を果たしていることを示唆するものと考えられる。今後はこの点もさらに実験的に確証してゆきたい。申請者らはこれ迄に、ツメガエル初期嚢胚細胞のミクロ培養系を用いて、神経誘導過程の細胞・分子機構を解析してきた。特に前年度本研究により塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)が生理的有効濃度範囲で嚢胚背側中胚葉細胞の神経誘導作用を代行し、未分化外胚葉細胞から中枢神経系ニューロンと末梢性の神経冠系統の色素細胞の両者を誘導分化させる事を明らかにした。更にニューロン、色素細胞のどちらが誘導されるかは、培養した外胚葉細胞の発生段階により異なり、嚢胚初期の外胚葉細胞からはニューロンが、中期の外胚葉細胞からは色素細胞が誘導される事も示した。本年度は引続き以下の諸点を明らかにした。(1)bFGFに対する外胚葉細胞の反応性の、発生段階による変化は、外胚葉細胞自身の内部で自律的に進行するものである事。即ち初期嚢胚から単離した外胚葉細胞をミクロウエル内で様々な時間(0-4時間)培養した後、bFGFを添加したところ、0時間添加対照でニューロンが分化したものが、添加のタイミングを遅くするのに従って色素細胞が分化するように変化していった。しかもその変化の時間経過は、in situで外胚葉を発生させた場合のそれと非常によい一致を示した。(2)bFGFにより外胚葉細胞からニューロンが分化する場合と、色素細胞が分化する場合とではbFGFの細胞内情報伝達機構が異なっている事。bFGFは繊維芽細胞においてはPI応答を介してprotein kinase C(PKC)を活性化し、さらにこれが遺伝子発現の調節につながる事が知られている。そこで背側中胚葉細胞またはbFGF存在下で培養した外胚葉細胞に、スタウロスポリン等のPKC阻害剤を投与したところ、ニューロンの分化には影響を与えないが、色素細胞の誘導分化を濃度依存的に抑制する事が明らかになった。また培養開始後1時間以上経過後にPKC阻害剤を投与した場合には抑制効果がみられない事から、色素細胞分化は誘導刺激後早い段階でPKC活性化を必要とするという事ができる。
異方的量子ドットを介したトンネル電流の多電子相関効果

半導体ヘテロ界面構造を用いて作成された量子ドットでは,界面平行方向の閉じ込めポテンシャルは調和型ポテンシャルで良く近似される。界面垂直方向(z-軸)にも調和型ポテンシャルを仮定した異方的調和型閉じ込めポテンシャルを持つ量子ドットの多電子基底状態を求めた。それより,トンネル電流のバイアス閾値に対応する化学ポテンシャル,量子ドットの静電エネルギーを記述する静電容量を求めた。N電子固有状態はz軸の周りの全軌道角運動量L_z,全スピン角運動量S_z,x-y面に対する鏡面対称性で特徴づけられる。基底状態のエネルギーE(N)の計算には,非制限ハートレーフォック法を用いた。スレーター行列の基底は異方的調和振動子の固有関数の1次結合,即ち異方的ガウス関ρ^<n1>exp(-(ρ^2)/2ι^2_x┫D7)exp(imψ)z^<n2>exp(-(z^2)/2ι^2_z┫D7)の1次結合で書き表した。E(N),化学ポテンシャルμ(N)=E(N)-E(N-1),微分容量C(N)=e^2/[μ(N+1)-μ(N)]の計算を行ない,閉じ込めポテンシャルの量子化効果と電子間相互作用効果の競合を明らかにした。異方的電子状態の計算に対する異方的ガウス関数基底の有効性を,量子井戸内D^-イオンの磁気光吸収スペクトルの計算を通して調べた。計算結果は磁気光伝導度の実験結果と良い一致を示し、基底関数の有効性が確認された。来年度は、多配置ハートレーフォック法への拡張、量子ドットと金属電極間のトンネル透過確率スペクトルの計算を試みる。