hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光子とスピンの絡み合い状態を用いた量子情報処理デバイスの理論的研究

1.東北大学・電気通信研究所の小坂グループとともに単一光子から単一電子スピンへの量子状態転写の確認を行った。実験では電子スピンのg因子を0.01に制御したGaAs/AlGaAs量子井戸を用いた。量子井戸面内に外部磁場を印加した状態で光子を入射させ電子スピンへ光子の量子状態を転写する。量子状態が転写された電子スピンは、コヒーレントに量子上体が転写されていれば外部磁場の回りに回転する。この回転をKerr効果を用いて観測し、量子状態転写が実際に起きていることを確認した。我々のグループは、g因子を制御するための量子井戸の井戸幅の見積もり、電子と同時に励起された正孔が量子状態転写に与える影響の解析、励起される電子スピンがKerr効果で観測可能であることの理論的な裏づけを行った。2.昨年度に引き続き半導体量子ドットにおける単一光子から単一電子スピンへの量子状態転写のダイナミクスを記述する理論モデルの構築と、数値シミュレーションを用いた高い忠実度と転写確立を実現するための素子パラメータの見積もりを行った。昨年度の解析から特に改良した点は、量子状態転写における自然放出の影響を考慮したモデルの構築および強結合領域での解析の2点である。昨年の解析では高い転写確立を得るための条件として光子-量子ドット結合強度と量子ドットからのホールのトンネルレートの両方をスペクトル幅よりも大きくとり、かつマッチング条件を満たす必要があることを示した。本年度の解析ではさらに、共振器の減衰率が入射光子のバンド幅よりも大きくなければならないことを示した。近年、量子情報処理分野の発展は目覚ましく、量子ドット・光子・イオントラップ・NMRなど様々な物理系において、量子情報処理の最小構成要素である量子ビットの研究がなされている。これらの量子ビットはそれぞれに長所と短所を持ち合わせている。光子やイオントラップ、NMRを用いた量子ビットは非常に長いコヒーレンス時間を持つが、集積化や多ビットへの拡張は困難である。一方、量子ドット内のスピンや励起子などを用いた量子ビットは、コヒーレンス時間は比較的短いものの、集積化や多ビットへの拡張が容易である。このことから、光子は量子情報の通信に適しており、固体素子は量子計算に適していることがわかる。したがって光子を用いた量子ビットと量子ドットを用いた量子ビットとを組み合わせることにより、互いの長所を生かした新しい量子情報処理技術を生み出すことが可能となる。本研究は光子の偏光状態を利用した量子ビットと量子ドット内のスピンの自由度を利用した量子ビットとの絡み合い状態を用いた量子情報処理デバイス(量子ゲート)を提案と、量子ゲートとしての動作を記述するための微視的な理論を構築し、その動作特性・動作限界を明らかにすることを目的としている。本年度は、光子の偏光から電子のスピンへと量子情報を転写することが可能な半導体量子ドット構造について、そのバンド構造とg因子解析を行った。また、電子スピンのデコヒーレンスの主な原因となるホールとの交換相互作用について研究を行い、共鳴トンネル構造を用いることによりホールの高速な引き抜きが可能でることをしめした。このこのにより、電子のコヒーレンスを長時間保つことが可能となる。1.光子-電子スピン量子メディア変換に必要な半導体量子井戸のデザインを行った。これまでに小坂等やYablonovitch等によって提案されていたInP系の量子井戸の他にAlInAs/GaAs/AlInAs量子井戸のバンド構造を有限要素法を用いて計算し、歪みの効果と閉じこめの効果の競合をうまく利用することで電子のg因子をゼロにし、かつ軽いホールのバンドから伝導体への励起エネルギーが、重いホールのバンドから伝導体への励起エネルギーよりも小さくすることが可能であることを明らかにした。この量子情報転写に最適な井戸幅はAlInAs/GaAs/AlInAs系ではおよそ3ナノメートルと見積もられる。さらに外部磁場を印加した場合の価電子帯と伝導体の波動関数を計算するための有限要素法プログラムの開発も行った。2.光子-電子スピン量子メディア変換を量子力学的モデルで記述し、一光子の偏光状態から電子のスピン状態へ量子情報が転写される過程のダイナミクスを解析した。特に光子-量子ドット間の結合強度、量子ドットからのホールのトンネルレート、ホールと電子の交換相互作用の強さ、入射光のスペクトル幅などのパラメーターに量子情報転写の効率と忠実度がどのように依存するのかについて数値計算を用いて詳細な解析を行った。その結果、高い転写確率を得るためには、光子-量子ドット結合強度と量子ドットからのホールのトンネルレートの両方を入射光子のスペクトル幅よりも大きくとり、かつ、マッチング条件を満たす必要があることを明らかにした。2.昨年度に引き続き半導体量子ドットにおける単一光子から単一電子スピンへの量子状態

転写のダイナミクスを記述する理論モデルの構築と、数値シミュレーションを用いた高い忠実度と転写確立を実現するための素子パラメータの見積もりを行った。昨年度の解析から特に改良した点は、量子状態転写における自然放出の影響を考慮したモデルの構築および強結合領域での解析の2点である。昨年の解析では高い転写確立を得るための条件として光子-量子ドット結合強度と量子ドットからのホールのトンネルレートの両方をスペクトル幅よりも大きくとり、かつマッチング条件を満たす必要があることを示した。本年度の解析ではさらに、共振器の減衰率が入射光子のバンド幅よりも大きくなければならないことを示した。
成長因子を用いた子宮内発育遅延児の発達障害の発生予防に関する研究

妊娠母獣の食餌制限(胎齢1720日)に生後の仔への哺乳制限(日齢07)を加えた強力な栄養制限により、髄鞘構成蛋白の発現抑制を認めるモデルの作製に成功した。体重増加曲線からは、出生時から日齢20まで有意な体重差が存在し、哺乳制限解除後のcatch-upは十分ではなかった。この強度なIUGRモデルにおいて、髄鞘化へのIUGRの影響を検討するために、髄鞘構成蛋白であるMBPとPLPの蛋白発現を検討した。大脳、小脳ともにMBPでは一時的な発現低下が生後12日目に認められたが、体重の回復が不十分であるにもかかわらず、MBPの発現量は生後15日目には対照群レベルにまで回復していた。これは、低栄養下におけるbrain sparing効果と言える。子宮内での発達がより進んでいる小脳での影響は強く、生後の回復も早かった。生命維持の面で重要な線条体での発現抑制はほとんど認められなかった。IUGRの影響がMBPとPLPで異なる点も興味深い。低栄養にてMBPでは生後12日目に大脳で58%、小脳で41%まで発現抑制が認められた反面、PLPでは発現抑制は全く認めず、逆に大脳で279%、小脳で249%との発現促進を認めた。髄鞘構成蛋白としてPLPは進化上より原始的で低栄養の影響が出現しにくく、逆に発導亢進となることが考えられる。しかし、同じ髄鞘構成蛋白であるMBPとのアンバランスが、適時適所の髄鞘化に悪影響を及ぼすことも懸念され、このことがIUGRの精神運動発達に影響する可能性が考えられる。生後12日目のMBP発現抑制に対して、成長因子であるIGF-1の生後7日目の脳室内直接投与の影響を検討したところ、大脳ではIGF-1 5μgの投与でIUGRによる発現抑制は完全に補完され、対照群と同等レベルへ回復させることができた。IGF-1の髄鞘化促進作用をIUGRモデルのもと確認できた。昨年度までの研究にて、妊娠母獣を胎齢1720まで絶食とする負荷では、髄鞘蛋白の発現が胎内発育遅延(IUGR)にも関わらず、部位によっては増加しており、この増加にIGF-1が関与している可能性が示唆された。今年度は、低栄養により髄鞘化が遅延あるいは障害されるモデルを作成し、IGF-1及びその関連蛋白の解析が可能なIUGRモデルの作成を試みた。すなわち、妊娠母獣を胎齢1720まで絶食とする負荷(1)、出生後に7日間哺乳を制限する負荷(2)を併用し、より強度な低栄養を負荷した。脳発育の評価時期は髄鞘化が進み始める生後10日目(P10)とした。負荷(1)のみではP10における体重、大脳重量、小脳重量、線条体重量に対照群と差がなかったが、負荷(1)&(2)群では対照群に比して、体重、脳部位別重量が有意差をもって減少していた。P10において、髄鞘蛋白の発現量を解析し、負荷(1)では大脳、小脳におけるproteolipid、蛋白mRNA量が対照群の1.2倍に増加するが、負荷(1)&(2)群ではミエリン塩基性蛋白、proteolipid蛋白ともに発現量が0.6倍に有意に減少した。期待通りに低栄養によって髄鞘化が障害されるIUGRモデルを作成できた。

また、P10大脳におけるIGF-1 mRNAの発現を調べたところ、対照群の2.3倍に有意差をもって増加していた。負荷(1)後のP0におけるIGF-1、IGF-1受容体、及びIGF-1結合蛋白2の発現量には差が認められず、母体低栄養においても仔の脳重量が保たれる非対象的IUGRの機序には、IGF-1系ではない物質の作用が関与しているものと思われた。今回作成に成功した重症IUGRモデルに対して、生後早期のIGF-1脳室内投与を試み、髄鞘蛋白発現への影響を解析中であり、proteolipid蛋白の発現を回復促進させる結果を得ている。昨年度の研究にて、妊娠母獣を胎齢1720まで絶食とし、さらに出生後7日間哺乳を制限する負荷を併用する、より強度な低栄養子宮内発育遅延(IU GR)モデルにおいて、体重、脳部位別重量が有意差をもって減少し、さらにミエリン塩基性蛋白、proteolipid蛋白のmRNA発現量がともに半減する低栄養性髄鞘化障害IU GRラットモデルの作成に成功した。この重症IU GRモデルにおいて、免疫組織化学染色ならびにウエスタンブロット法にて髄鞘蛋白発現を評価したところ、生後1215日目において、特にミエリン塩基性蛋白の発現量の減少を確認した(対照の50%程度まで)。この発現減少は生後1820日目には対照レベルにまで回復していた。Proteolipid蛋白では低栄養による発現減少は軽微であり、二種類の髄鞘蛋白で低栄養の影響に差が現れた。このことは、ミエリン塩基性蛋白の方がproteolipid蛋白よりもより進化した高等な蛋白と考えられていることに合致する。次に、この重症IU GRラットにおいて、生後7日目にインスリン様成長因子-1(IGF-1)(5μg、10μg)の単回脳室内投与を行い、その後の髄鞘蛋白発現への影響を解析した。生後15日目の検討にて、大脳皮質の低栄養によるミエリン塩基性蛋白の発現減少をIGF-1投与はほぼ完全に防止した。量的にはIGF-1 5μgで十分なレスキュー効果が認められたが、より多い10μgの投与にての髄鞘過促進は認められなかった。低栄養による髄鞘形成障害に対して、外因性のIGF-1が髄鞘形成障害をレスキューしたことは、IU GR新生児における発達障害への加療戦略となりうる新知見と考えられた。
始新世－漸新世哺乳動物相交代の実態の解明：アジア産分類群の起源と移住

始新世ー漸新世境界での哺乳動物相の交代は,ヨーロッパにおいて最初に認識されたのち,北半球に共通の現象とされた。その一因と示唆されてきたアジア分類群の移入を検証するため,本研究では,アジアの典型的な化石産出地(モンゴル)と東南アジア(ミャンマー,タイ)や辺縁部(日本)の化石記録の同定と再検討を進め,古生物地理学的な検討を行った。アジア東部内でも,1南部から拡散し,動物相交代に参加する分類群,2北部にのみ産出し,ヨーロッパの動物相交代に参加する分類群,3南部や辺縁部,北米に現れるが,北部からは産出しない分類群,4南部とインド亜大陸との交流を示す分類群など,様々なパターンが見られた。本研究は,古第三紀中新世のアジア産化石哺乳類の新標本の記載と既知標本の系統分類の同定を行い,各分類群の古生物地理とアジア地域の動物相の変化を調べ,汎地球規模の現象とされてきた始新世ー漸新世境界の陸棲哺乳動物相交代へのアジア産分類群の寄与を明らかにすることを,目的とする。ヨーロッパの哺乳動物相において認識された始新世ー漸新世境界の動物相交代は,アジア系分類群の出現が1つの特徴としてあげられてきたが,それらがアジアでどのように起源したかは検討されてこなかった。また,近年の調査により,ヨーロッパや北米との対比に用いられてきた資料以外にも,アジアには様々な分類群が存在していることや,始新世ー漸新世境界以前にも変化が起きていることが指摘され,始新世ー漸新世境界の哺乳動物相交代を複数の移住イベントとして検証し直す必要がある。(1)アジアの典型的な化石哺乳類として扱われてきた内蒙古モンゴル産出標本について正確な系統分類学的な検討を行うため,中国科学院古脊椎動物及古人類研究所とモンゴル科学アカデミーでデータ収集をした。また,これまで発掘調査を行ってきた,ミャンマーとモンゴルで継続的な標本調査を行った。(2)代表者・分担者らが関与してきた発掘調査(モンゴル,ミャンマー,タイ,日本)の標本の記載を進めた。ネコ上科食肉類では,始新世中期東アジア南部に起源した科と北部のみに分布が限られる科と漸新世前の地理的移動に差異が見つかった。日本産偶蹄類の系統分類の検討を行い,産出報告を論文発表した。アジアの漸新世中新世から産出した哺乳類標本が,ヨーロッパ漸新世から知られる属に含まれるという分類が妥当であるか検討し,学会発表を行った。また,現生種の形態変異から化石の種同定の有効性や生態復元(体重推定)の精度について検討を行い,論文発表した。平成27年度は,中国科学院古脊椎動物及古人類研究所とモンゴル科学アカデミーでアジアの典型的な化石哺乳類として扱われてきた内蒙古モンゴル産出標本についてのデータ収集を行い,予定していた博物館でのデータ収集は順調に遂行できた。また,代表者・分担者らが関与してきた発掘調査(モンゴル,ミャンマー,日本)の標本の調査が進展した。対象とする複数の化石分類群で記載や系統分類の成果をまとめ,海外での学会を含む学会で発表を行い,複数の論文を出版した。平成28年度は主に以下の作業を行った。(1)モンゴル科学アカデミーでは,これまで重点的に行っていた始新統産出標本ではなく,漸新世(Shunkht)の哺乳類化石の整理を行った。主に小型哺乳類化石の産出が多く,巨大哺乳類化石の産出は非常に少ないことがわかった。標本は大量にあり,今後の継続的な研究調査が必要である。(2)ミャンマー考古局では,始新世(Pondaung)の肉食哺乳類標本の追加観察を行った。ヒエノドン類については固有属を見出したほか,他産出地の標本との比較も含めて食肉類の再同定を進めた。(3)日本の中新統(瑞浪)産出のシカ類の観察を行い,文献調査により漸新世まで遡って分類解析を進めている。(4)タイ北部チェンムアン地域と東北部コラート地域の偶蹄類化石のデータを収集し,第三紀の既存標本所蔵についての情報を収集した。平成28年度は,各メンバーがモンゴル,ミャンマー,タイ,日本の各地域の標本について,データ収集と同定分類などの解析作業を遂行した。また,今後の国際共同研究についての情報収集や打ち合わせも行った。成果や総説的な発表を学会や学会の自由集会で行った。一方で,成果のとりまとめが遅れ,論文発表まで至らなかった。また,古生物地理の考察のために中国産標本の追加調査が必要と判断したが,平成28年度中には渡航日程の調整がつかなかった。

本研究は,古第三紀中新世のアジア産化石哺乳類の新標本の記載と既知標本の系統分類の同定を行い,各分類群の古生物地理とアジア地域の動物相の変化を調べ,汎地球規模の現象とされてきた始新世ー漸新世境界の陸棲哺乳動物相交代へのアジア産分類群の寄与を明らかにすることを,目的とする。ヨーロッパの哺乳動物相において認識された始新世ー漸新世境界の動物相交代は,アジア系分類群の出現が1つの特徴としてあげられてきたが,それらがアジアでどのように起源したかは検討されてこなかった。また,近年の調査により,ヨーロッパや北米との対比に用いられてきた資料以外にも,アジアには様々な分類群が存在していることや,始新世ー漸新世境界以前にも変化が起きていることが指摘され,始新世ー漸新世境界の哺乳動物相交代を複数の移住イベントとして検証し直す必要がある。平成29年度は主に以下の作業を行った。(1)ミャンマーの始新世哺乳動物相(Pondaung)について,昨年度末に食肉類の追加標本が得られたため,同定を進め,ポンダウン食肉類群集の系統分化と古生物地理における意義を検討した。(2)モンゴル科学アカデミーでは,引き続き上部始新統と漸新統産出標本の哺乳類化石の整理を行った。合わせて,哺乳類以外の産出動物として始新世の鳥類化石の情報収集を行った。(3)漸新世から中新世の偶蹄類(シカ)や奇蹄類(サイ)の系統について,日本やタイ産出標本の系統分類と古生物地理学的意義を検討した。(4)現生標本における歯の形質異常を観察し,始新世哺乳類化石の同定や種分類への応用を検討した。(5)上記解析の結果を代表者と各分担者が国内外の学会で発表した。(6)古第三紀化石も含む早稲田大学所蔵直良信夫哺乳類化石コレクションの現状調査を行った。始新世ー漸新世境界での哺乳動物相の交代は,ヨーロッパにおいて最初に認識されたのち,北半球に共通の現象とされた。その一因と示唆されてきたアジア分類群の移入を検証するため,本研究では,アジアの典型的な化石産出地(モンゴル)と東南アジア(ミャンマー,タイ)や辺縁部(日本)の化石記録の同定と再検討を進め,古生物地理学的な検討を行った。アジア東部内でも,1南部から拡散し,動物相交代に参加する分類群,2北部にのみ産出し,ヨーロッパの動物相交代に参加する分類群,3南部や辺縁部,北米に現れるが,北部からは産出しない分類群,4南部とインド亜大陸との交流を示す分類群など,様々なパターンが見られた。始新世ー漸新世境界の哺乳動物相交代のアジア東部での実態を,新標本の産出・記載報告,既存標本の系統分類の再検討,従来の研究では軽視されてきたモンゴル内蒙古以外の地域の産出情報の考慮,各分類群の地理的・時間的分布の把握にもとづいて,明らかにする。始新世ー漸新世境界でヨーロッパや北米に移住し,動物相交代に影響したとされるアジア産分類群の地理的・時間的分布を明らかにし,地理的分布の拡大方向と時期,その起源地を推定する。更に,最終年度(29年度)は,各哺乳類分類群の起源と移住の時期や地域・経路を分類群間で比較し,アジア東部地域およびヨーロッパや北米への哺乳動物相変化に寄与した分類群とその移住の時期や経路または起源地を明らかにする。化石哺乳類の分類は,歯顎部形態にもとづいて行う。博物館で化石の写真撮影,計測,許可される場合はモールド(帰国後,化石模型を作成するための鋳型)の作成を行う。標本を文献やこれまで収集したキャストと比較することで,形態特徴を明らかにし,種の変異の範囲内に入るか検討し,産出報告と新種の場合は記載を行う。
高信頼性・低消費電力Ferroelectric－NANDフラッシュメモリの構築

本年度は申請書における年次計画2年目の内容に相当する、電源回路に関する研究を昨年度に引き続き進めた。昨今ますますコンピュータシステムにおけるデータストレージの性能向上が求められている。電源回路の低消費電力化、高速化、小面積化はこれらに貢献するものである。データストレージの中でも、ソリッド・ステート・ドライブ(SSD)は、低電力駆動が実証され、需要が増大すると予測されている。また、抵抗変化型メモリ(ReRAM)などの新規メモリを、NANDフラッシュメモリと共にSSDに応用することで、大幅な性能向上を実現できる可能性が示されている。本研究では、こうした次世代型ReRAM/NANDフラッシュメモリハイブリッドSSD向けの電源回路の研究を新たに行なった。この電源回路技術は、強誘電体を用いたFerroelectric-NANDフラッシュメモリの構築に寄与する技術である。本研究の電源回路は1つのスパイラルインダクタ(270nH)を用い2出力のブーストコンバータを構成し、ReRAM向け書き込み電圧Vset/reset(3V)と、NANDフラッシュメモリ向け書き込み電圧Vpgm(20V)を同時に昇圧し、同時に出力する。インダクタの中間ノードを引き出しReRAMブースタに接続し、スパイラルインダクタの全巻数を用いてNANDブースタを構成する。従来技術ではインダクタ面積の増加および昇圧時間の増大が問題となる。本提案は、2つのインダクタを用いた従来型ブーストコンバータと比較し電力増加や性能低下を招くことなく、インダクタ面積を15%削減できる。ブーストコンバータに寄与するインダクタンス設計によりブーストコンバータ間の干渉を抑制し、Vset/resetとVpgmの同時昇圧、同時出力を実現した。34nH程度で中間ノードを引き出した場合、ReRAM向け電源とNAND向け電源の昇圧立ち上がり時間はそれぞれ、67.1nsと182nsであり、昇圧時の消費エネルギーは64.3nJである。この電源回路は、SSDを構成するNANDフラッシュメモリやReRAMの本来書き込み性能を十分に引き出すことができ、特に3次元積層されたSSDに最適である。本研究課題の目的は、Ferroelectric(Fe)-NANDフラッシュメモリの構築に向け、高信頼性、低消費電力の電源回路および制御回路を開発することである。Fe-NANDフラッシュメモリは、従来型のNANDフラッシュメモリと比較して書き換え耐久回数に利点を有しており、ソリッド・ステート・ドライブ(Solid-State Drive, SSD)への応用が適していると考えられる。また近年、SSDはNANDフラッシュメモリを複数チップ(8チップ程度)3次元積層し、1つのパッケージ単位での大容量化も進められている。本年度は以上の研究目的と背景から、当初2年目に計画していた3次元積層SSD向け電源回路の研究を実施した。3次元積層SSDでは、NANDチップに20V(負荷:100pF/NANDチップ)を書き込み電圧として電源回路から供給している。本研究で開発した電源回路は、NANDチップ数検出回路、スイッチングクロックON時間/OFF時間選択ロジック、発振回路、ブーストコンバータから構成される。NANDチップ数検出回路が本研究のコンセプト中で最も重要な回路である。本回路では、昇圧中の同時書き込みNANDチップ数の変動を、ブーストコンバータの出力端子の電圧変動をモニターすることで検出しており、NANDコントローラに依存せず電源回路の状態をモニターするだけで検出が可能なシステムとなっている。検出したNANDチップ数に応じて、チップ数が16チップ以上の高負荷では遅延が顕著に現れる立ち上がり時間を最短にするスイッチングクロックを、15チップ以下の低負荷では電力消費を最大に削減するスイッチングクロックを選択しながらブーストコンバータを駆動する。この駆動方式により、電力消費と立ち上がり時間により制限される同時書き込みNANDチップ数を、15チップから24チップ相当へ向上できることを実測により示した。これにより、SSDの書き込み速度を2.6Gbpsから4.2Gbpsへ高速化できる可能性を示した。本研究成果は、今後ますます需要が増すデータストレージにおける低消費電力化・高速化に貢献できるものと考えられる。本研究課題の目的は、Ferroelectric(Fe)-NANDフラッシュメモリーの構築に向け、高信頼性、低消費電力の電源回路および制御回路を開発することである。本年度は、申請書の年次計画2年目に記載の内容に相当する、電源回路の研究を行なった。本研究では新たに選択書き込み電圧Vpgm(20V)と非選択書き込み電圧Vpass(10V)の両者の生成に対応する電源システムを提案した。SSDを構成するNANDフラッシュメモリー内部では同じワード線に接続されたメモリーセルに対して一括で書き込みを行なう。書き込み選択ワード線にはVpgm(20V)、非選択書き込み線にはVpass(10V)が印加される。このとき、VpgmとVpassでは負荷条件が10倍程度異なり、このような負荷条件の違いに対応することが昇圧回路の技術課題であると言える。そこで、Vpassの立ち上がり時間を削減する2段階昇圧回路をした。このVpassブーストコンバーターは2段のブーストコンバーターにより構成される。1段目で3.6Vまで昇圧する。2段目で3.6Vから10Vまで昇圧する。Vpgmは1段で20Vまで昇圧する。Vpassブーストコンバーターの1段目および2段目の出力と、Vpgmブーストコンバーターの出力電圧をモニターし、後段のTon/Toff択回路・オシレーターにより各ブーストコンバーターを最適なクロックで駆動する。このような回路のチップ試作および測定を行なった。

提案手法においては16チップ同時書き込みに相当する負荷においてもVpassを4μs以下で昇圧することが可能であった。同時書き込みNANDチップ数が16チップの時は、1段構成ブーストコンバーターに比べて、2段構成のブーストコンバーターでは76%の立ち上がり時間を削減することができる。消費エネルギーは、従来のチャージポンプに比べて27%削減でき、従来の1段ブーストコンバーターによる昇圧とほぼ同じエネルギー消費である。最大同時書き込みNANDチップ数を4チップから16チップへ改善することができる。これにより、SSDとしての性能を4倍高速化できる可能性を示すことができた。本年度は申請書における年次計画2年目の内容に相当する、電源回路に関する研究を昨年度に引き続き進めた。昨今ますますコンピュータシステムにおけるデータストレージの性能向上が求められている。電源回路の低消費電力化、高速化、小面積化はこれらに貢献するものである。データストレージの中でも、ソリッド・ステート・ドライブ(SSD)は、低電力駆動が実証され、需要が増大すると予測されている。また、抵抗変化型メモリ(ReRAM)などの新規メモリを、NANDフラッシュメモリと共にSSDに応用することで、大幅な性能向上を実現できる可能性が示されている。本研究では、こうした次世代型ReRAM/NANDフラッシュメモリハイブリッドSSD向けの電源回路の研究を新たに行なった。この電源回路技術は、強誘電体を用いたFerroelectric-NANDフラッシュメモリの構築に寄与する技術である。本研究の電源回路は1つのスパイラルインダクタ(270nH)を用い2出力のブーストコンバータを構成し、ReRAM向け書き込み電圧Vset/reset(3V)と、NANDフラッシュメモリ向け書き込み電圧Vpgm(20V)を同時に昇圧し、同時に出力する。インダクタの中間ノードを引き出しReRAMブースタに接続し、スパイラルインダクタの全巻数を用いてNANDブースタを構成する。従来技術ではインダクタ面積の増加および昇圧時間の増大が問題となる。本提案は、2つのインダクタを用いた従来型ブーストコンバータと比較し電力増加や性能低下を招くことなく、インダクタ面積を15%削減できる。ブーストコンバータに寄与するインダクタンス設計によりブーストコンバータ間の干渉を抑制し、Vset/resetとVpgmの同時昇圧、同時出力を実現した。34nH程度で中間ノードを引き出した場合、ReRAM向け電源とNAND向け電源の昇圧立ち上がり時間はそれぞれ、67.1nsと182nsであり、昇圧時の消費エネルギーは64.3nJである。この電源回路は、SSDを構成するNANDフラッシュメモリやReRAMの本来書き込み性能を十分に引き出すことができ、特に3次元積層されたSSDに最適である。
MHC遺伝子の多様性が両生類の社会行動に与える影響

免疫遺伝子(MHC=主要組織適合遺伝子複合体major histocompatibility complex)の多様性が動物の社会行動に与える影響」を解明することを目的に,ニホンヒキガエル(Bufo japonicus)とアジアヒキガエル(B. gargarizans)を材料に,兄弟で構成される幼生集団においてMHC遺伝子の類似性が「集合の強さ」を生得的に高めることを,行動実験および分子集団遺伝学的手法をもちいて実証した.27年度においては,MHC遺伝子の類似性(MHC class II exon 324bpにおけるアミノ酸配列類似性)が「集合の強さ」を規定する遺伝的メカニズムの中心であるのか,あるいはゲノム全体の遺伝的類似性そのものが背景として働いているのかを明らかにするために,中立の遺伝マーカーとしてマイクロサテライトを用い,これまで行動実験を行った24組の兄弟で構成される幼生集団(1集団50個体=合計1200個体)の遺伝子型を決定した.実験で使用した核DNAのマイクロサテライトは,近縁種ヨーロッパヒキガエル(B. Bufo)から開発されたBbufu13, Bbufu23, Bbufu62(Brede et al. 2006)およびBjap14(Hase et al. 2013)の計4遺伝子座で,Hase et al. (2013)の方法に従って分子実験を遂行した.得られた遺伝子型を解析した結果,MHC遺伝子の類似性とマイクロサテライトの遺伝子型より推定される遺伝的多様度(ハプロタイプ多様性,近交係数)との間には相関がみられなかった.従って,本研究結果より,遺伝的多様性の中でも「MHC遺伝子型の類似性」が,兄弟で構成される幼生集団の「集合の強さ」を生得的に高める遺伝的背景として機能することが強く支持された.今後はさらに,配偶者選択における配偶者選好性とMHC遺伝子多型との相関の有無を明らかにし,自然集団におけるMHC遺伝子の多様性維持機構についてより詳細な検証を進めて行きたい.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
曲指数型分布族における尤度円周機構の拡張に関する研究

本研究課題において本年度は、前年度の研究内容を踏まえつつ、新たな視点からの2つのアプローチを試みた。一つは、曲指数型分布族におけるパラメトリゼイションの問題であり、もう一つは、多項分布における適合度検定でのセルの併合に関する問題である。それは、間接的なアプローチではあるが、尤度円周機構の拡張においては欠かせぬ視点であり、かつ拡張への手がかりを得るための研究の基盤となるものであった。パラメトリゼイションの問題は、統計的曲率を使った漸近情報量損失に関するEfronの反例に端を発している。曲指数型分布族を把握する時の場合分けにおいて、そのパラメトリゼイションに注目すると、拡張曲指数型分布族と調整曲指数型分布族とに分けられ、調整曲指数型分布族での分散構造が統計的曲率に大きく関与していることが発見出来た。故に、尤度円周機構での統計的曲率の生成に関して、このパラメトリゼイションの問題は重要なキーとなることが判明し、これの解明に取組んだ。一方の多項分布における適合度検定でのセルの併合に関しては、いわゆるモデル選択の問題との関係で、決定理論的な視点から2つの誤差に注目して、Bayesアプローチを採り入れた研究を行ない、2つの誤差を正確に計算することを行なった。既存のAIC情報量基準との正確なそして漸斤的な比較も行なった。これらの研究により、多次元での尤度円周機構の拡張に関する貴重な知見を得ることが出来た。本研究課題において本年度は,2次元尤度円周機構に対する契機となったFisher円周モデルにおける情報量損失の構造に着目し,その構造の次元的な拡張にまず取り掛かることを行なった.当初は曲指数型分布族における3次元での拡張を考慮していたが,2次元から3次元への拡張の方向性自体,既に多次元への拡張を視野に入れたものでなくてはならなず,かつ3次元での球構造の定式化が多次元球構造の特殊化となっていなくてはならないことから,円周モデルの拡張を低次元に特有の方法ではなく,一般のn次元でも有効な拡張を行うべく拡張の方針が定まった.しかし2次元尤度円周機構で取り扱った統計的曲率と尤度方程式との関係がそのまま容易に拡張できるものでないことも同時に判明したので,その意味では3次元での統計的曲率と尤度方程式の関係を把握することから始める必要があった.そのために,3次元空間での曲線や曲面の数学的曲率(Gauss曲率,平均曲率)が統計的にみてどのように尤度方程式に関係しているのかを研究するに至った.そこで、Gauss曲率や平均曲率に関して尤度方程式への関与を鑑みながら、詳細に2次元尤度円周機構との比較を行いつつ,3次元球面機構の定式化を探求していった.これらの研究に際して、購入した数式処理ソフトや統計処理ソフトをパーソナルコンピュータ上で駆使しながら、研究を行なっていった.只、最新のパーソナルコンピュータを購入したにも係らず,処理能力を超えるような尤度方程式からの解を求めなくてはならない事態になることも頻繁にあり,得られた結果ははなはだ少ない.一つの解決策として,対象となる問題をコンピュータに載せるまでの過程での単純化や効率化をも,3次元球面機構の定式化に関して考慮する必要性を認識するに至った.本研究課題において本年度は、前年度の研究内容を踏まえつつ、新たな視点からの2つのアプローチを試みた。
衝突による運転行動の中断過程の解明とポストクラッシュセーフティシステムによる解決

欧州で先行するポストクラッシュセーフティシステムを日本で活用するためには、日欧での交通環境の違いを加味する必要がある。そこで、日本独自の車両規格である軽自動車について研究を進めた。昨年度において、軽自動車へ乗用車が追突する事故状況を実車実験にて再現した。ドライブレコーダの解析結果を踏まえ、実験計画を策定したものの、実験ではペダル操作の中断を再現できた実験件数が解析を行うには不十分であった。そこで今年度は実車再現実験を継続し、実験件数の積み増しを行い、統計的な解析を実施した。実験準備に際しては東京都市大学医学研究倫理審査委員会の承認を得た。軽自動車に被験者を搭乗させ、シフトをニュートラルとし、被験者にブレーキペダルを踏ませた。軽自動車の後方から5 km/hで乗用車を追突させた。軽自動車の運転席ドアを除去し、側面から被験者の挙動を撮影し、また軽自動車後方から制動灯の明滅を撮影した。実験結果をもとに追突された軽自動車のデルタVを変数としてペダル操作の中断が発生する可能性をリスクカーブにより評価を行った。それによればデルタVが9.23 km/hで発生確率は99.9%(有意水準p<0.05)との評価となった。これは停止中の軽自動車に乗用車が追突するモデルでは乗用車の追突速度は17.5 km/hとなる。警察庁の交通事故統計によれば、17.5 km/h以上の速度で発生した追突事故は86 %を占める。よって日本において軽自動車にペダル操作の中断に際して自動的にブレーキを保持するポストクラッシュセーフティシステムを搭載することの効果は大きいものと推定される。初年度は追突事故を対象として研究を進めた。ドライブレコーダデータベースを活用し、実際の事故における運転者の運転操作について調査を行った。ドライブレコーダには追突速度35km/h以下の事故が記録されており、35km/h超の事故の記録は得られなかった。これはドライブレコーダを搭載した車両がタクシーであったため、主に市街地での撮影が多かったためである。そこで10-20km/hの追突事故を再現するため、実車による衝突試験を実施した。実車による衝突実験では、運転席にダミーを搭乗させた。実験車両の運転席のドアを除去し、外部から高速度カメラにて衝突時のダミーを撮影し、各関節の動きの計測方法について検証した。得られた知見を元に次年度の実験の準備を進めた。また、衝突試験における車両挙動の解析結果から、追突事故における車両の反発係数を求めた。停止車両への追突事故において、追突速度が10-25km/hでは、反発係数は追突速度に対して反比例であることを確認した。事前研究では反発係数をe=0として、ドライブレコーダの記録を解析していた。そこで、得られた反発係数を用いてドライブレコーダに記録された追突速度に基づいて、追突後の車両挙動について解析のやり直しを行った。計算の結果、被追突車両が事故後に押し出される危険性はより高い結果なり、ポストクラッシュセーフティシステムによる二次衝突事故の削減効果は21%と見込まれるとの結果をえた。この削減効果の見込みを交通事故統計の事故発生状況に当てはめると、年間668件の多重追突事故について、二次衝突を削減できると予想された。追突事故の実態把握のため、追突事故を実車による衝突試験により再現を行った。衝突試験では被追突車両の運転席ドアを除去し、運転席に搭乗させた人体ダミーの挙動を、路上に設置した高速度ビデオカメラで撮影した。また車両各部にターゲットマークを設置し、追突事故時の車両挙動について観察した。高速度ビデオカメラによる人体ダミーならびに車両の挙動の観察は十分に行えたが、各部位の移動距離を数値解析するためには、ターゲットマークの設置方法や高速度ビデオカメラの撮影画角に調整が必要と考えられる。そのため、追加試験を行う前に、試験方法の再検討が必要である。実際の追突事故の記録情報であるドライブレコーダについて、取り扱い事故件数を増やすべく、ヒヤリハットデータベース(東京農工大)を最新データに更新した。追加された事故データについて解析を行う前にデータ内容を確認したところ、カメラ映像に前処理の必要性が認められた。現在は前処理の方法について検証中である。そのため、当初の予定に反してドラレコデータベースによる解析は中断している。昨年度に実施した実車衝突実験をもとに、運転席に設置した人体ダミーの挙動を解析し、シミュレーションモデルを構築した。モデルはMADYMOにより人体ダミー並びに運転席を作成した。作成したモデルに実車衝突実験で得られた追突時の加速度波形を印可することで、人体ダミーの挙動を再現することとした。その結果、ブレーキペダルを踏んだ右足首の挙動について衝突直後から200ms経過後までにおいて、右足首の移動量が5%以内の誤差でシミュレーションによる再現が可能となった。次に作成したシミュレーションモデルを活用し、別の車種についての検証を行う事とした。昨年度の実車衝突試験では停止中の普通乗用車に普通乗用車が追突する形態であったが、これを停止中の軽乗用車に普通乗用車が追突する形態へとモデルを拡張した。拡張に際しては、市販の軽乗用車の実測値に基づき運転席の形状を修正した。また追突で印可される加速度については昨年度の実験値に車体重量の比を乗じることで、仮の加速度波形を作成した。その結果、普通乗用車に比べて軽乗用車では右足首の移動量が2倍以上に増えることが判った。

これは着座姿勢によるものではなく、車体重量が軽量なために加速度波形が大きくなることが主因と考えられる。また、追突直前のペダル踏み込み量の影響についてもシミュレーションにより検証を行った。実車実験で使用する中古車は普通乗用車が5万円以上であるが、軽乗用車は20万円以上である。当初は普通乗用車を主体に実験を行う予定であったが、シミュレーション解析から軽乗用自動車の追突事故について精査が必要との見解に至ったことから、軽乗用車が含まれる実験の回数を増加させることとした。そのため、中古車市況の影響がより大きくなり、車両調達に遅れが生じている。また、追突時の右足首の移動量について、運転者の筋緊張について加味する必要が予想される。そのため、当初は人体ダミーで研究を進める予定であったが、一部の極低速域の実車実験に被験者を搭乗させることを研究計画に追加することとした。これに伴い、東京都市大学医学研究倫理審査を受けることとなったため、実験実施時期を延期した。欧州で先行するポストクラッシュセーフティシステムを日本で活用するためには、日欧での交通環境の違いを加味する必要がある。そこで、日本独自の車両規格である軽自動車について研究を進めた。まず昨年度の運転者を普通乗用車に搭乗させたMADYMOのモデルを軽自動車に修正した。その結果、乗用車に比べて軽乗用車では右足首の移動量が2倍以上となった。これは着座姿勢ではなく、車体重量が軽量なために加速度波形が大きくなったことが主因と考えられる。CAE解析の結果を踏まえ、普通乗用車および軽自動車を用いて実車衝突実験を実施した。人体ダミーを運転者とし、後方から乗用車を515km/hの中低速域で追突させた。並行して被験者を運転席に搭乗させ、後方から5km/h以下の低速域で追突させる実験を実施した。運転席ドアを除去して車両側面から高速度ビデオにより被験者の腰から足首までを観察し、ブレーキペダルに設置した踏力計と併せて解析した。以下に得られた知見を示す。追突発生から約500msまでにおいて踏力は増加し、その後に減少に転じた。踏力の低下に伴い、ブレーキランプが消灯した。これはブレーキ操作の中断を示唆する。しかしながら、踏力は完全に無くなるのではなく、30N以下で維持されるケースがあった。このようなケースでは運転者の足はブレーキペダルから離れていなかったと考えられる。また被験者の腰部、膝および足首の挙動をビデオ解析した。その結果、踏力が増加・減少する間に、膝と足首は同様の挙動を示したが、腰部は膝および足首より約100ms早く動いていた。これは追突の衝撃がシートバックから腰部へと伝達された後に膝および足首に伝達されたためと考えられる。研究当初は人体ダミーによる事故再現実験とCAE解析で研究を実施する予定であった。具体的には30km/h以下の中低速域での追突事故について人体ダミーを用いて実験を行い、その結果に基づきMADYMOによるシミュレーションモデルを作成し、60km/hまでの広い速度域でCAE解析を行う予定であった。しかしながら、研究の過程で運転者の筋緊張がブレーキペダルの操作に与える影響が予想された。
造血因子によるAPOPTOSISの誘発を利用した白血病の治療に関する実験的研究

顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)によるapoptosisの誘発を利用した白血病の発症抑制について、放射線誘発マウス骨髄性白血病細胞(C2M)から限界希釈法によって新たに樹立して得たclone A5株を用いて実験的検討を行った。その結果、1.Clone A5細胞移植によって発症するマウス骨髄性白血病は、G-CSFの皮下投与によって抑制されること、2.In vitroの検討では、clone A5細胞はG-CSF非添加の培養条件では約24時間のdoubling timeで指数関数的に増加したが、G-CSF添加の条件では培養4日めよりviabilityは低下し、以後G-CSFの濃度に依存して減少すること、3.Clone A5細胞の白血病コロニー形成能は、G-CSF添加の条件では培養2日めよりG-CSFの濃度に依存して減少すること、4.G-CSF添加の条件では、培養2日めより形態学的なapoptosisの所見が観察され、DNAの電気泳動でもapoptosisに特徴的とされるDNAの断片化が観察されること、5.Clone A5細胞のin vivoでの白血病発症能は、G-CSFとの48時間の前培養によって抑制されること、などが明らかになった。以上の結果から、G-CSFはclone A5細胞移植マウスにin vivo投与すると白血病の発症を抑制すること、そしてこの白血病発症抑制のメカニズムとして、G-CSFによってclone A5細胞にapoptosisが誘発されたことが考えられた。ここで観察されたことが、マウス骨髄性白血病に普遍的にみられるのか、またヒト白血病でも同様の現象がみられるのかは今後の課題である。これらの点について検討することによって新しい白血病治療の糸口が見いだされることが期待される。
アパレル企業におけるビジネスモデルの進化 -SPA 型から FF 型へ-

本研究ではアパレル企業の新たなビジネスモデルの生成過程に着目し、その大きな要因が急速なグローバル化の進展と複雑で多様化する消費者ニーズへ適合することから生まれた、「進化型ビジネスモデル」であることに注目している。ファッション市場において競争優位を有するSPA型とFF型企業へのフィールドワークを中心とした実践的アプローチとともに環境適合による組織進化という観点による理論的アプローチをおこない、その成功要因を明らかし、企業変革に関する導出を試みた。本研究の実践的アプローチは、研究対象企業インタビュー(SPA型、FF型)であり、当初計画では6社であったが、研究目的の成果精度を高めるために予定外の該当企業5社を加え、合計11社(延16回58時間)のインタビューを集中的に実施した。この結果、研究目的である内的・外的な経営資源の再編(PPMを中心として)により既存から新たなビジネスモデルへと生まれ変わり、企業変革に到達するという仮説に対して、以下の多くの示唆に富んだ事例の発見を得ることができた。1.経営危機から生まれる不退転の変革への挑戦(必ずノウハウ学習期間が有る)2.グローバルレベルの権限委譲から醸成される現場力3.進化した戦略的マーケティングの実践4.SCMの中心はロジスティクス5.組織エリアを超えた、風通しのよいコミュニケーションの実現6.出来る限りシンプルな組織、意思決定のメカニズム7.明確な企業ビジョン、ミッションの全社員共有化8.国籍を問わず、能力ある人材の最大限活用また、理論的なアプローチは、Darwinの進化論の経営学への導入という視点から始め、FiedlerやLawrence&Lorschを中心としたコンティンジェンシー理論(contingency theory)、Hannan,Carroll&Freemanの組織エコロジー理論、Lewin,Long,&Carollによる組織進化の共進化(coevolution)モデルについてレビューをおこなった。組織進化論は情報創造を鍵とし、いわゆるDarwinの進化論のように「変異→淘汰→保持」というパターンの考え方を単純に適用することはできない。ただし、組織の中で変異が発生し、組織全体へ大きく影響を与えることにより組織全体が変革していくことや組織が継続して進化していくとも考えられ、進化論のプロセスそのものが有効ともいえる。組織の中には、いくらかのスピンアウトするような異端の存在こそが、継続的に進化するための起因になり、不可欠である。最終年度は、実践的アプローチと理論的アプローチの成果を組み合わせ、さらに精度を高めることにより、本研究の最終目的へ到達させることになる。(1)経営危機から生まれる不退転の変革への挑戦(必ずノウハウ学習期間が有る)(2)グローバルレベルの権限委譲から醸成される現場力(3)進化した戦略的マーケティングの実践(4)サプライチェーンマネジメントの中心はロジスティクス(5)組織、エリアを超えた、風通しのよいコミュニケーションの実現(6)出来る限りシンプルな組織、意思決定のメカニズム(7)明確な企業ビジョン、ミッションの全社員共有化(8)国籍を問わず、能力ある人材の最大限活用また、理論的なアプローチは、ダーウィンの進化論の経営学への導入という視点から始め、先行研究を中心としたコンティンジェンシー理論や組織エコロジー理論、組織進化の共進化モデルについてレビューをおこなった。組織進化論は情報創造を鍵とし、いわゆるダーウィンの進化論のように「変異→淘汰→保持」というパターンの考え方を単純に適用することはできない。組織の中には、いくらかのスピンアウトするような異端の存在こそが、継続的に進化するための起因となり、不可欠であることが確認された。研究対象企業インタビュー(SPA型、FF型)が当初計画6社から該当企業5社を加え、合計11社のインタビューを集中的に実施することができ、本研究に必要な多くの示唆に富んだ事例を計画以上に蓄積することができた。また、先行研究においても海外文献を中心としてChristopher(2004), Jesus(2010), Cachon&Swinney(2011)の最新のSPA型やFF型に関する研究レビューを入手し、本研究の新規性と重要性が確認することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究実施計画としては最終年度となるため、過年度実施した実践的側面からのアプローチであった研究対象企業インタビューと理論的側面からのアプローチとする海外文献を中心とした先行研究レビューから導き出された分析枠組みに関する、各々の成果を深堀し、詳細な科学的かつ理論的なする合わせを実施することになる。

そして、最終的にアパレル企業が内部変革をおこなうことにより「新たなビジネスモデル」が生まれるというプロセスを進化の論点から提示することになる。インタビュー調査については、追跡・補完的な理由から再度おこない、調査内容の精度をあげたいと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。
身体姿勢制御と空間識の解析による動揺病の適応過程の解明

昨年同様、動揺病に対する研究を行った。昨年はEquiTest(動的体平衡機能検査)を用いた結果を主に報告した。今年度は動揺病の誘発前後の姿勢すなわち直立時、足踏み時、歩行時について検討した結果を報告する。<対象>健康成人男女、主に20才代のボランティアを被験者とした。<方法>動揺病の誘発前後の姿勢すなわち直立時、足踏み時、歩行時について以下の装置を用いて検討した。今回はリアルタイム足圧測定装置による分析・ビデオ撮影のよる3次元画像解析・磁気センサーによる3次元の身体運動分析を行った。<結果>足圧測定装置の結果:直立時、足踏み時、歩行時いずれも動揺病誘発後は誘発前に比べ動揺面積、軌跡長、などほとんどのパラメータが増加する傾向がみられた。視覚的な軌跡チャートを参照すると明確であった。動揺病誘発前より姿勢制御が乱れたことを示唆した。ビデオ撮影による3次元画像解析、磁気センサーによる3次元の身体運動分析の結果:いずれも動揺病誘発後は誘発前に比べ、身体が前傾する姿勢とくに頭部が前屈する傾向がみられた。この結果も実際の映像や結果の画面において明確であった。過去に弾道飛行による微小重力下で被験者の頭部の姿勢が前屈になる傾向があるとの報告がみられ、今回の我々の実験結果との関連性が示唆される。すなわち、動揺病罹患直後の姿勢の変化や乱れは、自他に危険を察知させるという生体防御反応的変化という推察が成り立つ可能性を示唆する。<今後の研究に関する展開>今回使用した測定装置はまだ十分に普及していないこともあり、視覚的・描写的には結果を明確に理解できるが定量的分析法が確立していない。結果の表現方法などをはしめ現在も解析方法などを検討中である。動揺病に対する適応を検討し、さらに症状発現を軽減すると思われる対策方法について検討した。(対象)被験者は2000人のなかから、あらかじめ乗り物酔いが起きやすいとして選抜された健康成人14名。(方法)pseudo-Coriolis刺激の前後でEqui TestのEquilibruim score(以下EQscore:直立時の前後方向の安定性を示す値)を評価した。同一被検者に3日間連続で刺激負荷を行い、経時的な変化を調べた。また、症状発現を軽減すると思われる対策方法を以下のように施行した。(呼吸を整える、頭部の動きを意識する、次の動作を予測する、緊張しない、など)。そして被験者を、刺激中の前記の対策方法を指示した群(以下指示群)と指示しなかった群(以下非指示群)の2群に分けての比較検討も行った。(結果)両群とも実験初日の動揺病誘発後のEQscoreは誘発前より低下する傾向にあったが、第3日目の動揺病誘発後のEQscoreは第1日の誘発後のEQscoreと比べ増加傾向が見られた。初日のpseudo-Coriolis刺激によって誘発された身体の直立時の前後方向の不安定さは、pseudo-Coriolis刺激の連日負荷により改善する傾向がみられ、このことは動揺病に対する訓練効果(適応)の関連が示唆された。さらに、指示群の方が非指示群に比して成績良好(身体の直立時の前後方向の不安定さが減少)となる傾向がみられ、動揺病を軽減する対策方法としての有用性が示唆された。(今後の研究に関する展開)1)症状発現を軽減する対策方法のさらなる創出と対策方法の理論的根拠の追究。2)これまでの動揺病状態の身体動揺状況に関して検討を発展させ、リアルタイム足圧測定装置・ビデオ撮影による3次元画像解析装置、の使用などにより、動揺病状態あるいはその直後の歩行の分析により人間の行動状況に即した検討を予定している。
入射粒子に捉われない核破砕片生成モデルのための実験的研究

近年様々な分野で利用されている、中高エネルギー粒子の照射影響評価の改善を図るためには原子核反応の寄与を取り入れる必要がある。この原子核反応のうち中高エネルギーにおいて特徴的な核破砕片生成反応に着目し、その系統性を入射粒子種やエネルギーに対する包括的な実測データにより明らかにすることを試みた。独自に開発した測定器と散乱槽を改良し、4種類の入射粒子に対して3つの入射エネルギーで5種類のターゲットを照射し、生成した核破砕片を3つの角度で測定した。得られたデータを理論計算結果と比較し、その不一致の系統性を反応過程について明らかにした。近年の加速器技術の発展に伴い、数10 MeVから数100 MeVのいわゆる中高エネルギーを持つ粒子線は、医療を初めとするさまざまな分野で利用されている。中高エネルギー粒子の照射影響評価のためには、相互作用の基礎データが必要である。中高エネルギー粒子の相互作用の特徴的なものとして、核破砕片生成反応がある。この反応により生成された核破砕片は単位長さあたりのエネルギー付与が格段に大きく、大きな照射影響を引き起こす。この核破砕片の放出を完全に記述するモデルとパラメータはない。本研究は核破砕片放出過程の系統性を入射粒子種やエネルギーも含めた包括的な実測データにより明らかにすることを目的としている。本年度は、核子入射と原子核入射の場合の核破砕片生成の系統性を調査するための実験データの取得に係わる、検出器の作成と実験を行った。実験条件は、陽子入射25MeVと50MeVとした。ブラックカーブカウンターを用いて、ベリリウム、炭素、アルミニウム、チタン、銅ターゲットに加え、酸素、窒素から生成した核破砕片のエネルギーと角度分布の測定を行った。この実験では、昨年の予備実験をもとに、ブラックカーブカウンターのエネルギー分解能を上げるために、前置増幅器を内蔵し、さらに半導体検出器を2式内蔵するような検出器を製作しおこなった、この検出器によりこれまで測定がされていた核破砕片に加え、陽子、重陽子、三重陽子、ヘリウム原子核のデータが同時に取得できるようになった測定で得られた結果と比較するために原子核入射反応を記述するQMDモデルを用いた核破砕片生成断面積の計算を行った。陽子70MeV、ヘリウム原子核70MeV、炭素72MeV入射の実験結果と計算結果を比較し、ターゲットと入射粒子の違いに対する理論計算の再現性の違いについての結果を得た。本年度は、核子入射と原子核入射の場合の核破砕片生成の系統性を調査するための実験データの取得に係わる準備実験を行った。実験条件は、これまでに陽子入射に対して取得したデータのある50MeV、70MeVに着目し、炭素72MeV、重陽子50MeV、ヘリウム70MeVを選択した。ブラックカーブカウンターを用いて、ベリリウム、炭素、アルミニウム、チタン、銅ターゲットから生成した核破砕片のエネルギーと角度分布の測定を行った。この実験では、検出器系の可測定エネルギーを上げるために、ブラックカーブカウンターのガス圧力を上げ、薄膜アノード極板を用いて、通過粒子を半導体検出器で測定する試験もあわせて行った。これらのデータは次年度に検出器の改良とターゲットチェンバーとビームライン機器の設計・製作を行うために用いる。測定で得られた結果と比較するために原子核入射反応を記述するQMDモデルを用いた炭素入射に対する核破砕片生成断面積の計算を行った。炭素72MeV入射の実験結果と計算結果を比較した。この比較からQMDモデルは核破砕片生成を過小評価する傾向があることが明らかになった。本年度は、核子入射と原子核入射の場合の核破砕片生成の系統性を調査するための実験データの取得に係わる、ターゲットチェンバーの作成を行い、昨年度作成した検出器と組み合わせて実験を行った。ターゲットチェンバーの作成では、昨年までの実験データをもとに、より前方角のデータを測定できるように変更を行った。前方角の測定は入射粒子の質量数が大きくなると有効である。実験条件は、ヘリウム入射50MeVと100MeV、炭素入射50MeVとした。