hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メガサテライトDNAの進化

RS447メガサテライトDNAはヒト4p15に20100コピータンデム反復し多型と変動に富む。RS447単位長4746bpに1590bpのORFがあり脱ユビキチン化酵素USP17をコードし、少なくとも哺乳動物種によく保存されていた。以上より本研究では、ゲノム進化研究と実験解析のためのモデル系開発も視野に入れ、単離していたチャイニーズハムスター、ラットのRS447相同配列の解析とヒトRS447導入マウスの系統化を試みた。データベースのマウスDUB-1、-2配列も加え比較したところ、ヒトとの相同性はどの種もほぼ60%と同等である。反復数はチャイニーズハムスター75コピー、ラット10コピー、マウスではともに1コピーである。99.3%以上の種内相同性がありながら種間ではマウス-ラット間の77%が最も高く協調進化の可能性をすでに指摘した。ヒトでは第4染色体にほとんど並び8番にも数コピーある。ラットは中期染色体FISHとマッピングから第1染色体のみにタンデムに存在した。マウスDUB-1,-2はともに第7染色体と報告されている。マウス7番とラット1番はシンテニー領域があるがヒト4pには知られていないので新しい発見の可能性が高い。ヒトRS447をタンデム導入したトランスジェニックマウスではトランスジーンの遺伝性が低くホモ接合体は未だ得られていない。タンデム構造のRS447配列がマウスに何からの有害な作用をしていることを示唆する。ヒトではアンチセンス側の転写が認められ、とくに脳において顕著であった。ラットでは脾臓で強い転写が確認できたのみでアンチセンスを含めヒトにおける発現と異なっている。authologかparalogかの確認が必要となった。今後、体細胞レベルで高頻度変動を示すマウスp^<un>変異の解析などとも合わせゲノム変動と進化の関係をさらに解明する系となることが期待される。ヒト4番染色体短腕4p15に発見されたRS447は、4.7kbをユニットとするタンデム反復配列である。これまで調べたすべての哺乳動物で配列そのものが保存されており、また、タンデム構造も2種を省いて確認でき、メガサテライトDNAと呼んでいる。ヒトのタンデムコピー数は1997コピーと極めて多型に富み、またコピー数の変動が親子間伝達において10%以上という極めてダイナミックなゲノム構造であることを示した。反復配列はジャンクDNAとみなされるケースが多いが、RS447は種間でよく保存されているうえに、単位長内に1590bpのORF配列があり、実際に活性をもつ脱ユビキチン化酵素をコードしている。本研究では、ヒトとげっ歯類を中心とする哺乳動物種において、1)DNA配列比較による、種内の協調進化と種間の放散進化の解析より、種内コピー間の相同性がいずれも99%以上と最も高くつぎには、ヒト-マウス間のORF領域が高かった。これは、種内における協調進化を示すと共に、種間における放散進化によって、配列どころかタンデムコピー構造そのものも変化したことを示している。2)FISHやsomatic cell hybridなどのマッピング比較による染色体レベルの解析結果からは、ラットにおいて予想通りゲノム染色体の一ケ所にRS447相同配列が存在することが示され、すでに国立がんセンターとの共同研究で大番染色体に存在するという結果と合わせ、ラットゲノム上のマッピングが確定した。

さらに、ヒトRS447を52コピーほど導入したトランスジェニックマウスにおいてホモ接合体がメンデルの法則から期待されるとおりに得られていない。この結果は、マウスにおいてRS447相同遺伝子は存在しながらタンデムコピー構造が進化の過程で失われたことを解明する鍵となる可能性がある。RS447メガサテライトDNAはヒト4p15に20100コピータンデム反復し多型と変動に富む。RS447単位長4746bpに1590bpのORFがあり脱ユビキチン化酵素USP17をコードし、少なくとも哺乳動物種によく保存されていた。以上より本研究では、ゲノム進化研究と実験解析のためのモデル系開発も視野に入れ、単離していたチャイニーズハムスター、ラットのRS447相同配列の解析とヒトRS447導入マウスの系統化を試みた。データベースのマウスDUB-1、-2配列も加え比較したところ、ヒトとの相同性はどの種もほぼ60%と同等である。反復数はチャイニーズハムスター75コピー、ラット10コピー、マウスではともに1コピーである。99.3%以上の種内相同性がありながら種間ではマウス-ラット間の77%が最も高く協調進化の可能性をすでに指摘した。ヒトでは第4染色体にほとんど並び8番にも数コピーある。ラットは中期染色体FISHとマッピングから第1染色体のみにタンデムに存在した。マウスDUB-1,-2はともに第7染色体と報告されている。マウス7番とラット1番はシンテニー領域があるがヒト4pには知られていないので新しい発見の可能性が高い。ヒトRS447をタンデム導入したトランスジェニックマウスではトランスジーンの遺伝性が低くホモ接合体は未だ得られていない。タンデム構造のRS447配列がマウスに何からの有害な作用をしていることを示唆する。ヒトではアンチセンス側の転写が認められ、とくに脳において顕著であった。ラットでは脾臓で強い転写が確認できたのみでアンチセンスを含めヒトにおける発現と異なっている。authologかparalogかの確認が必要となった。今後、体細胞レベルで高頻度変動を示すマウスp^<un>変異の解析などとも合わせゲノム変動と進化の関係をさらに解明する系となることが期待される。
土孔隙のX線造影法の完成ならびにその応用に関する研究

1.孔隙の造影法の完成について(1).不攪乱採土法ーX線撮影のため従来の円柱型試料土は不適であり角柱ないし立方体型試料の採取が前提となる。(1)サンプラ法。4.15×4.15×6.0cmの角筒サンプラ、シュ-ト・ハンマ式打込器、サンプラ取出器、テコ式上方押出器などの案出により完成させた。(2)ナイフ法。サンプラ法では亀裂破損などを生じる土質について用いる方法。土塊切出しナイフ2種、補助具2種、土塊切断用バンド・ソ-などの開発により完成させた。(2).孔隙造影法ー当補助金を受ける前年までに完成していた造影剤の試料土への浸入を行わせる「乾燥法」を、この補助期間内に規格化した。これにより、孔隙造影の精度と能率が大巾に向上した。2.造影法の応用について(1).火山灰土粗間隙の実態と成因ー火山灰土は堆積底面まで根系状孔隙が濃密に発達しており、プラント・オパ-ルもまた全層から検出された。残積土(マサ土)では根系状孔隙は地下23mまでに見られるが、プラント・オパ-ルは地下には検出されなかった。これらの事実は根系状孔隙が根穴であることを意味する。(2).突固め土の透水間隙桟構ー低水分突固め土は団粒間間隙構造で透水性は大きい。高水分域では膜状粗間隙構造となり、透水性は著減する。両構造は塑性限界付近で急変する。(3).農地土壌の粗間隙構造ー水田では作土層下半部と心土層で水稲根による根成孔隙の発達が著しいが、両層の中間にある貝殻層ではその発達が抑えられている。畑では作土層に小亀裂群とブロック状根成孔隙群が混在し、心土では40cmくらいまで作物の根成孔隙が発達する。草地では根成孔隙の発達は地表から地下1mまで極めて旺盛である。(4).限界間隙ー貫通開放間隙と部分開放間隙を合計した限界間隙量はかなりの量で立体視可能全粗間隙量の約2/3に達した。(1)サンプラ法。(2)ナイフ法。(1)孔隙造影法の完成について前初年度(S62)に開発したナイフ法(X線撮影用試料土の新採取法)を本年度(S63)は更に改善した。すなわち、採土ブロックの背面切出しナイフの試作により、非破損採取の確実化、採取寸法の均一化、採取時間の一層の短縮化が実現された。これにより、ナイフ法は完成した採土法の域に達し、角筒サンプラ法に比べ、現場での採取時間は1/3に迅速化され、角筒サンプラ法では破損する脆弱土の採取も可能になった。また、本年度はX線立体撮影用カセットマスクを鉛板製から、ステンレス・鉛板合成型に改作し、撮影位置の安定化、フィルムマークの精密化を実現した。

さらに、本年度は、低pF水分測定を行った試料について孔隙造影を併行する手法を検討し、pF測定後にクレーコーティングする方法で成功した。(2)造影法の応用について火山灰土粗孔隙の成因ー北海道帯広火山灰土、青森県八戸火山灰土等について、孔隙のX線造影とプラントオパール分析を併行すると共に八戸火山灰土については、地表部で、現植生の根系分布調査を行った。これにより、孔隙形成が植物根によるものであることの同定が進行中である。突固め土の間隙ー岩手山火山灰土について突固め土の透水係数と水みち間隙の形態造影の測定結果を比べ、含水比の低い場合は団粒間隙の発達と大きい透水性が、高い場合はネックで結合された面状間隙の発達と小さい透水性が確認された。農地土壌の粗孔隙構造ー本年度は新たに熱帯土壌であるタイ国の水田,畑,林地(ラテライト)土を採取、輸入したものについて、孔隙造影を行った。わが国土壌と同様に根系状孔隙の発達が著しいことが判明した。ただし、孔隙造影の前処理中にスレーク破損を生じ易い点が我国土壌と異っている。1.孔隙造影法の完成についてX線撮影用の4.15×4.15×6.0cm角柱試料土の不撹乱採取については、サンプラ法とナイフ法の2種を開発してきたが、本年度は前者についてはシュ-ト・ハンマ式打込器を案出し、後者についてはバンド・ソ-用スライダなどを製作し、採土や整形の精度と能率を向上させた。孔隙造影法については、真空飽和度向上のための装置改善、粘土コ-ティング用治具の改良などを行い手法をほぼ完成させた。2.造影法の応用について火山灰土粗間隙の実態と成因ー天狗岱火山灰土(層厚13m)と岩手山麓火山灰土(層厚23m)の2者について、その堆積底面を含む下層部について粗間隙造影を行ったが、根系状孔隙が降灰堆積層の底面まで支配的な分布量を有していた。また、非火山灰土としてマサ土(層厚10m)も調べたが、根系状孔隙の発達は2.5mまでであった。プラント・オパ-ル分析と根系状孔隙の根系形態学的同定も行い貴重な資料を得た。突固め土の透水間隙機構ー岩手県北上山地に産する赤色土(非火山灰土)について、突固め供試体を作成し透水系数測定と共に孔隙造影を行った。昨年の火山灰土の場合と同様な結果を得た。農地土壌の粗間隙構造ー八郎瀉干拓地において、今年は水田土層を作土表面から10cm深さごとに採取し、間隙造影と透水係数の測定を行った。その結果、作土の小亀裂群、硬盤層(貝殼層)の水稲根成孔隙群の抑制状態が見られ、この両者では間隙の連続性が悪く透水性が低かったが心土層では水稲根成孔隙の発達が著しく、透水性も大きかった。水田土層の限界間隙と開放浸透流ー今年は福島火山灰土について、限界間隙撮影をした。岩手火山灰土と類似した根系状孔隙として限界間隙の像がえられた。貫通開放間隙と部分開放間隙に分けて撮影した。
令和元年台風15号による停電の長期化に伴う影響と風水害に関する総合調査

本研究は,ライフライン,気象,風工学,海岸・港湾,水工学,航空交通の6分野,10テーマで構成されている.1ライフライン分野(1)長期停電の影響波及構造と被害・復旧の調査(2)社会経済・市民生活への影響波及の調査・分析2気象分野(1)被害拡大の気象学的要因の解明3風工学分野(1)建築物被害の実態調査(2)建築物のリスク分析(3)2018年台風21号の被害との比較・検証4海岸・港湾分野(1)港湾施設の被害調査(2)海岸および生態系への影響調査5水工学分野(1)内水被害に関する調査6航空交通分野(1)航空交通,離島交通への影響と災害対応マネジメントに関する調査本研究は,ライフライン,気象,風工学,海岸・港湾,水工学,航空交通の6分野,10テーマで構成されている.1ライフライン分野(1)長期停電の影響波及構造と被害・復旧の調査(2)社会経済・市民生活への影響波及の調査・分析2気象分野(1)被害拡大の気象学的要因の解明3風工学分野(1)建築物被害の実態調査(2)建築物のリスク分析(3)2018年台風21号の被害との比較・検証4海岸・港湾分野(1)港湾施設の被害調査(2)海岸および生態系への影響調査5水工学分野(1)内水被害に関する調査6航空交通分野(1)航空交通,離島交通への影響と災害対応マネジメントに関する調査
看護基礎教育における教育課程別卒業生の特性に関する研究

本研究の目的は、看護教育への指針を得るために、看護の基礎教育機関である大学、短期大学、看護学校のそれぞれの課程の卒業生にどのような特性(能力)を期待されるかについて、看護教育の専門家と看護実践の専門家の意見を明らかにすることである。平成3年度は、研究に関連のある情報の収集(文献検討を含む)と研究方法の具体化、および質問紙の作成に焦点をあてた。平成4年度は、第一次調査として、看護学校、短期大学、大学の経験5年以上の教員と経験10年以上の看護婦を対象に各々の教育課程の卒業生が身につけている能力のうち重要と思われるものから優先順位の高いものについて自由記載による質問紙調査を行い、帰納的に22の能力特性カテゴリーに分類した。平成5年度は前年度の調査結果に基づき、134項目の5段階ライカートスケールによる能力の重要生に関する認識質問紙を作成した。前年度と同じ対象者に、郵送法でデータ収集を行い、分析した。その結果、3課程とも能力の種類は類似している。また、どの課程においても各々の教員間には期待する能力のレベルのばらつきが大きかった。大学と短期大学では、「自己学習能力」「対象理解」「知識」などの修得が最も重要視され、看護専門学校では「知識」や「技術」が特に重視されていたが、その他の能力は3課程とも同様に重要であると認識されていた。教員の認識が教育目標や教育内容の決定に強く影響することを考えると、今日の看護基礎教育は3つの異なる課程で一般教育を除く看護専門科目に関しては類似した教育が実施されている可能性が大きいことが推察される。看護基礎教育が大学化されつつある今日、看護専門学校や短期大学から大学への編入学のシステムを可能にし、かつ有効な学びの積み上げにするために、教育課程別に卒業時の能力レベルを明確にする必要性が示唆された。本研究の目的は、看護教育への指針を得るために、看護の基礎教育機関である大学、短期大学、看護学校のそれぞれの課程の卒業生にどのような特性(能力)を期待されるかについて、看護教育の専門家と看護実践の専門家の意見を、デルファイ法を用いて明らかにすることである。研究をより成功させるために、本年度は研究に関連のある情報の収集(文献検討を含む)と研究方法の具体化、および質問紙の作成に焦点をあてた。1.この領域の研究の動向を探索するために、1972年1991年までの国内外の文献を検索した。その結果として、今までに実施された研究のうち、看護婦の能力レベルに関するものを選択し、能力判定の尺度を決定した。2.デルファイ法を用いて実施された研究報告のいくつかには、質問に対する回答の抽象レベルがかなり異なるものもあった。このような短所を認識した上で、本研究の目的を達成するための質問をより具体的なレベルに近づけて行うことに決めた。また、カリキュラム研究の専門家にカリキュラムと卒業生の特性とのとの関係およびデルファイ法を用いる時のデ-タ分析の視点について助言を得た。幅広い概念である卒業生の特性をどのように操作的に定義するかによって予測される研究結果も異なるために、質問紙の作成には時間をかけた。3.研究対象としての看護教育者と看護実践家の母集団の実態を把握したうえで、対象者の選択を行ない、研究協力の依頼を行った。研究対象者からの承諾の葉書を受取り整理ができ次第、第1回の調査を実施すべく準備を整えている最中である。

平成3年度は、研究に関連のある情報の収集(文献検討を含む)と研究方法の具体化、および質問紙の作成に焦点をあてた。平成4年度は、以下のように第1回の調査を実施し、その結果を分析し、結果に基づいた質問紙を第2回の調査に向けて作成した。1.研究方法:看護教育者と看護実践家の母集団の実態を把握したうえで、対象者の選択を行ない、研究協力の依頼を行ない、承諾を得られた対象者に各々の教育課程の卒業生が身につけている能力のうち重要と思われるものから優先順位の高いものを自由記載法による質問紙を郵送法により送付し、回収した。回答は、各教育課程別に、また教員と看護婦が期待する能力別に、記述された内容を分析し、類似するカテゴリーに分類した。2.結果:回収率は看護学校教員65.5%、短大教員68.3%、大学教員69.4%、臨床看護婦70.1%であった。卒業時点で期待される能力として、A.一般教養および社会人としての能力(自己啓発/自己学習能力など)B.看護専門職としての能力(1)看護実践に必要な知識や技術、2)実践での意志決定に必要な能力、3)対人関係の形成や円滑な展開、4)チームの中での役割遂行に必要な能力)C.専門職としての価値観、態度、責務などがあり、どの課程においてもB-1),B-2),B-3),B-4)等が頻度が高くみられたが、具体的な能力レベルに課程別に差があるものもあった。3.上記の結果を参考に、第2回調査にむけて、SD尺度による質問紙を作成し、信頼性と妥当性を検証した。本研究の目的は、看護教育への指針を得るために、看護の基礎教育機関である大学、短期大学、看護学校のそれぞれの課程の卒業生にどのような特性(能力)を期待されるかについて、看護教育の専門家と看護実践の専門家の意見を明らかにすることである。平成4年度は、第一次調査として、看護学校、短期大学、大学の教員と看護婦を対象に各々の教育課程の卒業生が身につけている能力のうち重要と思われるものから優先順位の高いものについて自由記載による質問紙調査し、能力特性をいくつかのカテゴリーに分類し、二次調査に向けて質問紙作りに着手した。平成5年度は前年度に引続き、看護婦の能力特性を示す質問紙の作成を続行した。第一次調査の質的なデータをできるだけ生かした質問項目であること、教育課程別の差がでるような尺度の選択に留意した。プレテストを繰り返し、最終的には5段階のライカートスケールによる質問紙にした。質問紙の内容妥当性の検証は3名の専門家で行った。研究対象者は看護教員については平成4年度と同じ対象者としたが、臨床看護婦は一人で回答する質問項目が多すぎるために平成4年度の対象者にも研究協力を依頼した。質問紙は郵送法で送付し回収した。結果はコンピュータに入力し、分析し、まとめている。
全球陸面水文諸量とメソ数値モデルによる大気・陸面相互作用の時空間解析

陸面過程モデルによる土壌水分再現精度に関して,降水量の少ない地点では再現精度が高くないことが複数のモデルに共通した特徴として示されてきた.陸面過程モデルによる土壌水分の推定精度向上のためには,どのような気象要素や外部境界条件が土壌水分の推定精度に寄与しているのかを明らかにすることが重要となる.そのために,本研究では,土壌水分収支に対して水文量が占める割合を把握するべく,月別の水収支を対象とした水収支解析を実施した.対象とした水文量は,降水,蒸発,蒸散,表面流出,基底流出,積雪水等量の変化,土壌水分の変化である.水収支解析の結果,土壌水分の推定精度が高い領域では,1)降水と蒸発散の年内変化の位相差が大きい,2)降水に占める蒸発散の割合が小さい,3)蒸発散に占める蒸散の割合が大きい,のいずれかの特徴があることが示された.すなわち,土壌水分の入力となる有効降水が十分に得られれば土壌水分の推定精度が高く,また,蒸散が盛んな地域では有効降水が十分でなくとも土壌水分の推定精度が高い.これは,気象条件だけでなく植生条件も土壌水分の推定精度に寄与することを意味している.次に,降水などの気象入力値と間隙率などの土壌パラメータを様々に差し替えた感度実験を実施した.その結果,月単位の降水量補正によって土壌材水分の推定精度が向上することと,土壌パラメータを適切に設定することで土壌水分の推定精度が向上する可能性が示された.ところで,モデル推定値は緯度経度1度という空間的広がりを持った平均値であり,モデル推定値と地点観測値との間にな空間スケールにギャップが存在する.そこで,新たに土壌水分観測点で観測された値を土壌・植生・気象データとしたモデル計算を実施した.その結果,地点データを入力値に与えることで土壌水分推定値の季節変化の変動量が,観測された値とよく一致することが確かめられた.研究代表者が独自に提案しているNDVI時系列解析による作物分類・農事暦作成手法は,対象が全球で空間分解能1度,時間分解能1ヶ月である.そこで,より詳細なデータセット作成を目的とした農地情報取得調査を実施し,前述の手法を適用・検証した.調査項目は作付け作物・生育期間・灌漑実施の有無である.作物分類にはMODIS/NDVI(空間分解能250m)を使用し,この手法が高分解能NDVIでも適用可能であり,特に水資源管理の観点から重要となる灌漑を実施しているか否かの判断に有効なツールとなることを確認した.なお,農地調査は北タイメーワン流域および周辺域,地中海気候に属するトルコ・カイセリ地方,ギリシア・テッサリア地方で実施した.研究代表者はGSWP2プロダクトとして10年分の全球陸面水文諸量(1986-1995)を算出している.本研究ではこの陸面諸量の統計解析により「地表面状態に着目すべき領域」を明らかにすることを目的としているが,年単位の解析では10年(10サンプル)は短い.そこで,長期間にわたる陸面諸量を得るべく,増田耕一博士の協力を得てJRA-25長期再解析プロジェクトによるデータセットを気象強制力とした陸面オフライン計算を実施し,1979-2004年の25年に及ぶ陸面水文諸量のデータを作成した.これらのデータセットの中でも特に土壌水分量に着目し,日平均値あるいは数日から10日程度の移動平均値のピーク時期がずれる(早まる・遅くなる),またはピーク時期の値の変動が大きい領域の抽出を進めている.さらに,陸面諸量の解析とは別に,気象強制力とNDVIの相関分析から植生状態に対する気象支配因子を推定した.今後は,降水が支配的な領域と土壌水分量の変動が大きい領域で,空間的・時間的広がりを考慮しながらそれらの相互関係を詳細に見いだしていく予定である.研究代表者はGSWP2プロダクトとして10年分の全球陸面水文諸量(1986-1995)を算出している.増田耕一博士の協力を得てJRA-25長期再解析プロジェクトによるデータセットを気象強制力とした陸面オフライン計算を実施し,1979-2004年の25年に及ぶ陸面水文諸量のデータを新たに作成した.算出した陸面水文諸量の精度評価を実施した.具体的には,土壌水分量に着目し,Global Soil Moisture Data Bankにアーカイブされている現地観測値と推定値の,季節変化と年々変動の時系列変化の相関係数を算出した.アメリカ・イリノイ州や旧ソ連西部では季節変化・年々変動の変化ともによい相関を示している,一方,中国のGSMDB観測点がある地点では,季節変化・年々変動の変化ともにあまりよい相関が得られなかった.Guo, et. al.(2006)によると,GSWP2参加の他の陸面過程モデルによる推定結果でも,同様の傾向を示している.なお,GSWP2の入力値としての降水量とNational Climate Data Centerの降水量を,月降水量で比較してみると,季節変化・年々変動の変化の相関はともに,GSMDBの観測点では相関が高く,土壌水分量の相関が低い地点は年降水量の少ない地点とほぼ一致している,そこで,研究代表者は,降水量をNCDCの降水量に差し替えた実験と,土壌パラメータを変えた実験を数種類実施してみたが,相関の改善はみられなかった.今後,よりよい土壌水分量分布の推定を目標として,衛星による赤外情報を用いた土壌水分量のデータ同化システムの構築を進める予定である.陸面過程モデルによる土壌水分再現精度に関して,降水量の少ない地点では再現精度が高くないことが複数のモデルに共通した特徴として示されてきた.

陸面過程モデルによる土壌水分の推定精度向上のためには,どのような気象要素や外部境界条件が土壌水分の推定精度に寄与しているのかを明らかにすることが重要となる.そのために,本研究では,土壌水分収支に対して水文量が占める割合を把握するべく,月別の水収支を対象とした水収支解析を実施した.対象とした水文量は,降水,蒸発,蒸散,表面流出,基底流出,積雪水等量の変化,土壌水分の変化である.水収支解析の結果,土壌水分の推定精度が高い領域では,1)降水と蒸発散の年内変化の位相差が大きい,2)降水に占める蒸発散の割合が小さい,3)蒸発散に占める蒸散の割合が大きい,のいずれかの特徴があることが示された.すなわち,土壌水分の入力となる有効降水が十分に得られれば土壌水分の推定精度が高く,また,蒸散が盛んな地域では有効降水が十分でなくとも土壌水分の推定精度が高い.これは,気象条件だけでなく植生条件も土壌水分の推定精度に寄与することを意味している.次に,降水などの気象入力値と間隙率などの土壌パラメータを様々に差し替えた感度実験を実施した.その結果,月単位の降水量補正によって土壌材水分の推定精度が向上することと,土壌パラメータを適切に設定することで土壌水分の推定精度が向上する可能性が示された.ところで,モデル推定値は緯度経度1度という空間的広がりを持った平均値であり,モデル推定値と地点観測値との間にな空間スケールにギャップが存在する.そこで,新たに土壌水分観測点で観測された値を土壌・植生・気象データとしたモデル計算を実施した.その結果,地点データを入力値に与えることで土壌水分推定値の季節変化の変動量が,観測された値とよく一致することが確かめられた.
画像からの3次元知覚のための行動と結合した空間情報の獲得と空間再構成の研究

本研究はロボットに視覚を用いて環境を理解させる,具体的には自分の周りの3次元世界のマップを脳内に作らせるという課題に取り組んだものである.これは,実環境で動作をする実用ロボットの構成のための研究であるが,一方で,われわれ人間の空間知覚のメカニズムの解明にも挑戦しようというものであった.ここでの課題は,われわれの行動と結合した空間知覚の原理の解明とそのロボット視覚への応用である.対象の空間的な位置についての情報の幾らかは,静止している観察者によっても抽出し得る.しかし,観察者が動き始めることが,さらに多くの情報を手に入れるために必要である.行動するということは,それがうまく実行されるために多くの空間の情報を必要とする.眼から得た画像によって矛盾のない空間情報を頭の中で再現することができれば,その空間情報のもとで行動をすると,眼から得られる画像は予想通りの変化をする.一方,この空間情報の再現が不十分であると正確な行動ができないが,それに加え,不自然な画像変化をも引き起こす.ただし,この不自然な画像変化は,それによってまた移動したその観察者に多くの情報をもたらし得る.われわれは,この不自然な変化に注目した.そしてわれわれは,ロボットのカメラ特性と行動特性をひとまとまりにしたシステムモデルをロボットに設け,この矛盾を無くすようにシステムモデルを修正することで空間を認識する方法を提案した.この原理を実ロボットに搭載したステレオ視覚システムに応用し,実環境での実験によって,本手法の有効性と将来性を確認した。本研究では、人間の視覚の運動機構に関する知見と、研究グループのこれまでの能動視覚に関する研究成果をロボットビジョンとして実用化に結びつけるべく、画像からの空間知覚の獲得と空間再構成のための統一的な能動視覚の原理を確立することを目的としている。その中で、特に次の3つのシステムを実現した。(1)能動カメラによる高速移動体の実時間追跡と形状認識システム(2)協調する複数カメラからの画像の統合による空間モデルの構成システム(3)能動的にカメラを移動させながら撮影した動画像からの空間モデルの構成システム上記の実現のため、第一年度として、ペットロボット3組(本研究費により購入)とその視覚による制御系を構成し、可動カメラと光源などの撮像条件を制御できる実験環境を整備(本研究費による)し、以下の手順で模型を用いて基礎データを収集した。(1)本手法の鍵は、画像と空間とカメラの運動の直接的な結び付けにある。実画像の系列を用いて、既に開発したカメラが運動した時の画像変化からカメラの運動を表現するための手法の有効性を検証した。(2)既に開発した10台の能動カメラによるシステムを拡張し、カメラの注視点を協調させて対象の動きをとらえ、対象の形状と運動を同時計測するシステムを構築した。(3)人間の視覚における眼球制御、特に、注視運動の特性に関する調査とデータ収集を行い、本手法の有効性と問題点の確認、整理、体系立てを行った。その結果得られた成果を、学術雑誌、国際会議、国内学会にて発表した。本研究では、ロボット視覚の実現のための、能動的な空間知覚システム構成の基本理論を確立する。我々人間の空間知覚にとっての能動的な視覚の重要な機能に、3次元空間のモデルを脳内に構築、維持することができるという能力がある。視覚はその中心に位置する。そこで、この機能における視覚システムの役割の解明と、ロボット視覚として実現することが、本研究の課題である。第二年度である本年度は、前年に引き続き、実環境においてペットロボット、二足歩行ロボット、工業用ロボットアームを用いた実験を重ねると共に、最終的には、能動的なロボット視覚系とそれに基づく空間モデルの構成と運動制御系の実用化を図った。そのため、(1)能動的な視覚によるロボットの行動制御の原理を、二足歩行ロボットの運動の自由度、環境条件を拡張した実験システムの構築によって実現し、有効性を検証した。(2)実環境の認識と、行動の制御の基本原理としての能動的な視覚系の有効性を検証するため、画像処理から一体となったロボットアームの制御システムをワークステーション上に構築し実用化を図った。

(3)研究を総括し、実用的な実環境下における認識システムの構築の基礎となり得る、知能機械としてのロボット視覚の理論の確立に向けて問題の整理を行った。その結果を、学術雑誌、関連国際会議などにおいて発表し、討論、評価を受けた。本研究では、ロボット視覚の実現のための、能動的な空間知覚システム構成の基本理論を確立する。我々人間の空間知覚にとっての能動的な視覚の重要な機能に、3次元空間のモデルを脳内に構築、維持することができるという能力がある。視覚はその中心に位置する。そこでは、いわゆる絶対的なキャリブレーション基準を必要としない。行動をすることと、それによって獲得する画像の変化を読み取ることが鍵である。そこで、この機能における視覚システムと行動の役割の解明と、ロボット視覚として実現することが、本研究の課題である。最終年度である本年度は、前年に引き続き、実環境において視覚を有する二足歩行ロボット、ステレオカメラを取り付けたロボットアームを用いた実験を重ねると共に、最終的には、能動的なロボット視覚系とそれに基づく空間モデルの構成と運動制御系の実用化を図った。そのため、(1)能動的な視覚によるロボットの行動制御の原理を、二足歩行ロボットの運動の自由度、環境条件を拡張した実験システムの構築によって実現し、有効性を検証した。(2)実環境の認識と、行動の制御の基本原理としての能動的な視覚系の有効性を検証するため、画像処理から一体となったロボットアームの制御システムをワークステーション上に構築し実用化を図った。
多数基立地サイトにおけるユニット間の相互影響を考慮した動的リスク評価手法の開発

本研究では、「マルチユニット影響評価モデル」と「動的リスク評価手法」の構築を行い、両者を組み合わせることによって多数基立地サイトにおけるユニット間の相互影響を考慮した新しい動的リスク評価手法の構築を目的とする。この新しい手法を用いて福島第一原子力発電所を対象とする解析を行うことで、今まで不明であったマルチユニットによる影響について定量的な評価が可能となり、マルチユニットサイトにおけるシステムの脆弱性に関する新たな知見を得ることが期待できる。更に、非常用発電機の復旧、ユニット間の電源融通、オフサイト支援等を想定する解析を行うことで、アクシデントマネジメント策の有効性に関する定量的評価も期待され、原子力システムのリスク低減に貢献できる革新的な研究である。本研究では、上記の目的を達成するために次のタスクを実施する予定である。タスク1:マルチユニット影響評価モデルの構築。文献調査等を行い、マルチユニット影響を分類し、マルチユニットの影響を定量的に行うモデルの構築を行う。要因間の因果関係を評価するためには、ベイジアンネットワークモデルの導入を検討する。またマルコフ過程によるモデルを導入することによってシステムの状態に依存する状態遷移確率を評価することによってマルチユニット影響によるシステム状態の変化を評価することが可能となる。タスク2:動的リスク評価手法の構築。マルチユニット影響によって時間進展とともに変化するシステムの状態に依存するシステムモデルを構築する。またプラントシステムの状態を解析する数値解析コードを用いて、システムにおける物理量(システムの情報)を評価する。システム状態の解析とマルチユニット影響モデルを組み合わせることで、マルチユニットによるシステムにおける物理量の変化を考慮したシステム状態解析が可能となる。予定通りにマルチユニットの影響について文献調査を行った結果、マルチユニットの影響を6種類(Initiating events, shared connections, identical components, proximity dependencies, human dependencies, and organizational dependencies)に分類することができた。この6つの中、human dependenciesとorganizational dependenciesを除くマルチユニットの影響については、モデル化を行った。しかし、上記の2つのモデル化については検討中である。現状のモデルでは、連続マルコフ過程モンテカルロ法を用いてモデル化を行っているが、ベイジアンネットワークモデルによる因果関係の考慮したモデル構築を検討している。現在のモデルを用いてツインユニット(2ユニット)システムに適用した評価では、マルチユニットの影響によってシステムの状態が悪化するシナリオへの状態遷移が評価できることが確認できた。昨年度に構築したモデルでは、4つのマルチユニット影響を考慮したシステムの状態変化を評価することが可能であった。しかし、システムを構成する機器、環境の変化が、システムに与える影響について定量的な評価モデルを入れる必要がある。従って、本年度中には、昨年度に構築したモデルにベイジアンネットワークモデルを組み込み、マルチユニットシステムにおける因果関係を考慮したモデルの構築を行う。また、簡単な2ユニットシステムを対象にした数値モデルを構築し、システムにおける物理量の変化を評価する。こちらのモデルにマルチユニット影響モデルをカップリングさせることで、マルチユニット影響によるシステムの物理量変化を評価することができると考えられる。このモデルを使って福島第一原子力発電所の事故のシナリオを対象に評価を行うことによって、マルチユニット影響によるシステムにおけるリスク変化について評価が期待できる。

従って、本年度中には、昨年度に構築したモデルにベイジアンネットワークモデルを組み込み、マルチユニットシステムにおける因果関係を考慮したモデルの構築を行う。また、簡単な2ユニットシステムを対象にした数値モデルを構築し、システムにおける物理量の変化を評価する。こちらのモデルにマルチユニット影響モデルをカップリングさせることで、マルチユニット影響によるシステムの物理量変化を評価することができると考えられる。このモデルを使って福島第一原子力発電所の事故のシナリオを対象に評価を行うことによって、マルチユニット影響によるシステムにおけるリスク変化について評価が期待できる。モデル構築に予想より長い時間が必要であったため、モデル構築のためのソフト購入や、計算機の購入が遅れることになったため。旅費に関しては、学会にて発表できるレベルに到達していなかったため、昨年度の旅費の使用はなかった。研究がこらから順調に進むにつれて本年度中には、2回ほど国際学会で研究成果を発表する予定である。
イネ培養細胞におけるゴルジ複合体膜タンパク質の局在化機構

イネ培養細胞におけるゴルジ複合体構成膜タンパク質の局在化のメカニズムを解明するために、平成5年度は以下のような研究を行った。1.ゴルジ体膜からのピ-ナッツレクチン認識糖タンパク質(PNA-GP)の精製:グリセロール密度勾配遠心分離法を用いてイネ培養細胞のミクロソーム膜画分よりゴルジ体膜を単離し、SDS-PAGEによって31kDa、29kDa、23kDa、及び21kDaのPNA-GPを分離、精製した。21kDaのPNA-GPに対するポリクローナル抗体を作成し、その特異性を調べたところ、1M NaC1存在下においては23kDaと21kDaを、0.5M methy1-alpha-mannoside存在下においては21kDa PNA-GPを特異的に認識することが分かった。この結果は、23kDaと21kDa PNA-GPのN-結合型糖鎖の構造は類似しているが、ポリペプチド鎖は異なることを示している。2.PNA-GPの糖鎖構造と生合成に関する検討:PNA-GPは、PNAによって認識され、アルカリ処理及びO-グルカナーゼ処理によってPNA認識糖鎖の切断が起こることから、PNA-GPはO-結合型糖鎖を有していることが強く示唆された。さらに、PNA-GPの生成及び局在化に及ぼすBrefeldin A、Monensin、及びTunicamycinの影響を調べたところ、Brefeldin Aによってそれらは阻害されるが、MonensinとTunicamycinでは阻害は見られなかった。この結果から、このO-結合糖鎖はゴルジ複合体のシスコンパートメントで生成が始まることが示唆された(PCP(1993)34,855-863)。3.PNA-GPの遺伝子構造に関する検討:イネゴルジ複合体構成膜タンパク質の中で比較的含量の多いPNA-GPのポリペプチド鎖を特異的に認識する抗体が調製できたので、PNA-GPのcDNAクローンの調製及び構造決定を現在進めている。
位相シフト走査モアレ法による実時間等高線・等変位線表示システムの開発

格子投影法で得られた格子パターンの位相解析は、高精度な3次元形状計測に用いられており,レーザー干渉によって得られた干渉縞の位相解析は高精度な平面度解析に用いられている.位相解析法による解析精度は,格子のピッチまたは光の波長の1/101/1000である.格子や干渉縞の位相分布を解析するために,位相シフト法,フーリエ変換法が用いられており,我々も形状やひずみを解析するために,これらの方法やウエーブレット変換法やガボール変換法等の位相解析法を提案し,その有効性を示した.しかしながら位相解析法は一般的に多くの時間を要する.本研究では,3次元物体の形状計測や平面度の計測を実時間で行う次の4通りの方法を提案した.位相シフト走査モアレ法および位相差走査モアレ法.相関位相シット法.積分型位相シフト法である.これらの方法により実時間での精度よい位相分布を得ることができる.本研究により,当初予定したした位相シフト走査モアレ法を用いて,格子を対象物に投影し,テレビカメラで撮影するだけで,その対象物の形状の等高線を実時間で美しく表示する装置を開発した.さらに格子投影法と組み合わせ,実時間で形状計測ができるだけでなく,形状変化を計測したり,基準の形状からのずれを実時間で表示することができた.また,レーザー干渉法と組み合わせ,実時間で位相分布を表示させることができた.現在,これらの形状計測は10μmオーダーの精度,平面度計測は10nmオーダーの精度である.格子投影法で得られた格子パターンの位相解析は、高精度な3次元形状計測に用いられており,レーザー干渉によって得られた干渉縞の位相解析は高精度な平面度解析に用いられている.位相解析法による解析精度は,格子のピッチまたは光の波長の1/101/1000である.格子や干渉縞の位相分布を解析するために,位相シフト法,フーリエ変換法が用いられており,我々も形状やひずみを解析するために,これらの方法やウエーブレット変換法やガボール変換法等の位相解析法を提案し,その有効性を示した.しかしながら位相解析法は一般的に多くの時間を要する.本研究では,3次元物体の形状計測や平面度の計測を実時間で行う次の4通りの方法を提案した.位相シフト走査モアレ法および位相差走査モアレ法.相関位相シット法.積分型位相シフト法である.これらの方法により実時間での精度よい位相分布を得ることができる.本研究により,当初予定したした位相シフト走査モアレ法を用いて,格子を対象物に投影し,テレビカメラで撮影するだけで,その対象物の形状の等高線を実時間で美しく表示する装置を開発した.さらに格子投影法と組み合わせ,実時間で形状計測ができるだけでなく,形状変化を計測したり,基準の形状からのずれを実時間で表示することができた.また,レーザー干渉法と組み合わせ,実時間で位相分布を表示させることができた.現在,これらの形状計測は10μmオーダーの精度,平面度計測は10nmオーダーの精度である.1.パソコン上でのシミュレーションにより位相シフト走査モアレ法および可変ピッチ位相シフト走査モアレ法(以後まとめて位相シフト走査モアレ法という)の正しいことを確認した.また,そのためのアルゴリズムを開発した.2.位相シフト走査モアレ法のハードウエア回路(実時間等高線等変位線表示画像処理システム)としては,直接,演算回路を組む方法と,ディジタルシグナルプロセッサーを利用する方法を比較した.その結果,コストと今までの業者の経験より前者を採用することにした.3.実時間等高線等変位線表示画像処理システムを設計・試作し,購入した.4.投影格子の位相シフトを行う装置として,液晶プロジェクタを用いる方法とスライドプロジェクタを用いる方法を検討した.高速に処理したい場合や,厳密な処理をしたい場合はスライドプロジェクタを用いた方法が良いが,融通性や手軽さを考えると液晶プロジェクタが勝る.本研究ではどちらも使ったが,標準仕様は液晶プロジェクタとした.5.位相シフト走査モアレ法のハードウエアのコントロールと解析をするためおよびその結果を表示するためのプログラムを制作した.これにより,実験はほぼ全自動ででき,実験途中の種々の情報を表示することができた.6.本装置を用いて石膏プリミティブやボールなどの等高線計測および等変位線計測を行った.7.最適な位相シフト量や表示方法を実物を用いて再検討し,改良すべき点を検討した.8.高精度で定量的に解析したい場合のために,フーリエ変換位相シフト法などとリンクしたプログラムも作成した.9.以上により,当初の期待どおりの成果が得られた.さらに高精度化高速化するための方法を検討中である.10.微小物体を計測するための格子投影装置の設計製作を行った.平成9年度に製作した実時間等高線等変位線表示装置を一般の物体の形状計測および変形計測に適用し,その有効性を確認し,応用分野について検討した.また,この装置の長所と短所を抽出し,より高精度で高速なアルゴリズムを新たに考案し,実現させるための検討を行った.本研究で得られた成果を次にまとめる.1.輝度分布がノコギリ波状の格子パターンを用いて石膏模型,ゴムボール,歯形などの一般の物体の形状変形計測実験を行った.従来の方法では変化の方向(凸か凹か)の情報は持てなかったが,本実験の結果,ノコギリ波状の等高線および等変位線が得られ,変化の方向が輝度変化の向きで表されることを確かめた.

2.高輝度のプロジェクターを用いて人体の形状計測や変形計測を行い,比較的大きな物体にも適用可能であることを確かめた.3.微小物体の計測に適用するために,実体顕微鏡用の格子投影装置を開発した.4.ヘルスモニタリングシステムに適用するための検討を行った.その結果,一般のビデオ伝送システムを通じて計測結果を遠隔地に送信することにより,ヘルスモニタリングに適用可能であることがわかった.5.インプロセス計測加工に用いるため,計測結果を試料表面に再投影するためのプロジェクターの設計を行った.計測結果の画像を試料物体表面上に直接投影するために,計測用カメラとプロジェクターの光軸を同一となるように調整する.6.高精度化,高速化するための方法を検討した.その結果,新たなアルゴリズムを考案した.7.上記の新アルゴリズムを実現するためのハードウェアの回路設計および専用プロジェクターの概念設計を行った.8.上記新アルゴリズムは当初の計画よりも優れた方法であり,実用化するには本科学研究補助金だけでは足らず,現在,地域コンソーシアムで新たなプロジェクトとして実施中である.9.以上により,当初の期待通りの成果が得られた.
メタルボンドCBNエンドミルの開発と金型の高速仕上げ切削への応用に関する研究

エンドミル加工では工作機械への工具の把持方式が片持ち支持であるため、工具のたわみに基づく加工の誤差はされられない。しかし工具の曲げ剛性を上げると同時に切れ刃に作用する切削力や押しならし力を減らすことによって、誤差を減らすことは可能である。「高剛性精密仕上げエンドミルの開発とその切削性能」と題した論文ではエンドミルの切れ刃に作用する押しならし力と逃げ面磨耗面積との関係を明らかにした上で、押しならし力を減らし得る切れ刃先端形状の開発を行った。また「微小ニック付きエンドミルの開発とその切削性能」と題した論文では、被削材と切れ刃との接触面積を減らすことや切れ刃をくさびに成形することによって、押しならし力を大幅に減らすことを試みた。これらの研究を進めていく過程で、工具のたわみを更に減らすためには切れ刃に作用する切削力を減らす必要があることを認識した。「深リブ仕上げ加工用エンドミルの開発とその切削性能」と題した講演論文では、切れ刃のねじれ角を10°から80°の範囲で系統的に変化させた一枚刃エンドミルを試作すると共に、切削実験を行うことによって切削性能に及ぼすねじれ角の影響を明らかにした。その結果、切れ刃の同時切削刃数が常に2枚になるように切削条件に制限をつければ、切れ刃のねじれ角を増すことによって切削性能を大幅に改善することが可能であることを見い出した。このように得られた研究の成果を踏まえ、現在高剛性であると同時に切れ刃に作用する切削力や押しならし力を減らすことが可能なエンドミルの試作を行っている。工具材種には焼結ダイヤモンド,焼結CBNを用いている。主としてハイシリコンアルミニウム合金の高速切削に用することを予定している。
蘇生後脳症に対する幹細胞移植のトランスレーショナルリサーチ

本研究は、ラット心肺停止モデルを用いて、全脳虚血に対する骨髄幹細胞による細胞治療の効果を検討したものである。心肺停止-蘇生後脳症のモデル作成と評価方法を確立し、心肺停止後の-蘇生後脳の状態を、動物実験用MRIを用いて代謝(MRS機能で測定)や脳機能(fMRIで測定)を解析し、また、組織学的評価や行動学的評価する系を確立した。その上で、骨髄幹細胞の静脈内投与治療の治療効果を検討した結果、著明な治療効果が期待できることが判明した。また、細胞治療の最適条件を投与細胞数や投与時期を変化させて検討を加えた結果、1x10^6個を可及的速やかに投与することが最適との結果が得られた。さらに遺伝子組換え細胞を用いた実験により、BDNF, GDNF, PLGFなどの治療遺伝子を組み込んだ細胞は、脳虚血に対して更なる治療効果が得られる可能性があることが判明した。本研究は、ラット心肺停止モデルを用いて、全脳虚血に対する骨髄幹細胞による細胞治療の効果を検討するものである。本年度は、心肺停止-蘇生後脳症のモデル作成と評価方法を確立した。すなわち、従来のRongら(American J.Emergency Medicine 8:1-6, 1990)の心肺停止モデルをmodifyして、循環停止時間を7分とした。モデルの作成率(生存率)が70%程度であった。次に、心肺停止後の-蘇生後脳の状態を、動物実験用MRIを用いてMRS機能で代謝を測定した結果、早期からLactateの増加が観察された。また、心肺停止-蘇生後脳の変化を、アポトーシスの観点から組織学的に解析した結果、海馬のCA1領域のPyramidal neuronが選択的に損傷を受けることが判明した。さらに、これらの変化が、骨髄幹細胞の静脈内投与治療によって著明に改善することが判明した。すなわち、局所のLactateの増加が抑制され、アポトーシスに陥る細胞数が減少し、結果的に多くの神経細胞が生存し続けることが判明した。これらの結果を国際英文雑誌に発表した。以上のように、補助金は補助条件に従って、非常に有効に使用されている。昨年度は、心肺停止-蘇生後脳症のモデル作成と評価方法を確立し、心肺停止後の-蘇生後脳の状態を、動物実験用MRIを用いてMRS機能で代謝を測定したり、アポトーシスの観点から組織学的に解析した。また、これらの変化が、骨髄幹細胞の静脈内投与治療によって著明に改善することが判明した。本年度は、細胞治療の最適条件の決定を行うべく、投与細胞数や投与時期を変化させて検討を加えた。移植細胞数は、1x10^410^7個とし、投与時間は蘇生直後から7日後までを検討した。治療効果の評価として、MRI撮影を、蘇生直後、1、6、12、24時間後、3、5、7、14、21、28日後とした。アポトーシスの検出は、蘇生直後、1、3、5、7、14日後とした。その結果、1x10^6個を可及的速やかに投与することが最適との結果が得られた。また、来年度、幹細胞治療効果のメカニズムを解析を行う予定であり、そのために、MRSに加え、fMRIによる脳機能の経時的評価をリアルタイムで行えるシステムの構築を試みた。さらに、遺伝子組換え細胞の投与実験を行うために、BDNF,GDNF,PLGFなどの治療遺伝子を組み込むためのベクター調整を行った。以上のように、補助金は当初の研究目的および研究実施計画にそって補助条件に従って、非常に有効に使用されている。昨年度までは、心肺停止-蘇生後脳症のモデル作成と評価方法を確立し、心肺停止後の-蘇生後脳の状態を、動物実験用MRIを用いてMRS機能で代謝を測定したりfMRIで脳機能を解析したり、アポトーシスの観点から組織学的に解析した結果、骨髄幹細胞の静脈内投与治療によって著明に改善することが判明した。

さらに遺伝子組換え細胞を用いた実験により、BDNF,GDNF,PLGFなどの治療遺伝子を組み込んだ細胞は、脳虚血に対して更なる治療効果が得られる可能性があることが判明した。以上のように、補助金は当初の研究目的および研究実施計画にそって補助条件に従って、非常に有効に使用されている。
カルボカチオンの超安定化に基づく多段階酸化還元系の構築と立体配座解析への応用

カルボチオンによる多段階酸化還元系の構築ならびに立体配座解析へ応用を踏まえたカルボチオンの超安定化の目的に対し、安定化の基本ユニットとして炭化水素であるにも関わらず分極の効果が相当程度に大きいアズレン環を利用することに着目した。その結果、三枚のアズレン環を組み合わせることで相当程度に高い安定化が可能となることが明らかになった。さらに立体的かつ電子的な安定化が期待できるtert-ブチル基をアズレン環に導入することにより、これまでのカルボカチオン類にない極めて高い安定化の効果が得られることが明らかとなった。また電子的な高い安定化が期待できるジメチルアミノ基、ヒドロキシル基、およびメトキシ基等を導入したアズレニルメチカチオン類を系統的に合成したことにより、さらに高い安定性を有するカルボカチオン類の生成が可能となった。さらにアズレン環に代わり得る骨格の検索としてアズレンの異性体であるナフタレン環、酸化還元的挙動を含むフェロセン環ならびにチオフェン環等を導入した新たなアズレニルメチルカチオン類を合成しその特異な性質を明らかにした。また、この様にして生成した超安定化カルボカチオン自身が高い安定性を示すのみならず、安定化に伴いカチオンの還元とアズレン環の酸化を同時に示す特異な酸化還元的挙動を示す、多段階酸化還元系としての性質を合わせ持つことが明らかとなった。また、得られたカルボカチオン類の配座異性機構を温度可変NMRスペクトルにより詳細に検討した結果、超安定化されたカルボカチオン類を用いることにより、これまで定説となっていた分子プロペラの配座異性機構(two-ring flip機構)に対して、全く新たなone-ring flip機構の解明を可能にした。
非平衡開放系におけるトポロジカル相を記述する基礎理論の構築

近年、トポロジーによって特徴付けられる物性物理に大きな関心が集まっている。本研究では、孤立平衡系を中心としたトポロジカル相の従来の理論を越えて、エネルギーや粒子の流入・散逸を伴う非平衡開放系で現れるトポロジカル相に関する包括的な基礎理論を構築する。とくに、非平衡環境下で現れるトポロジカル絶縁体や超伝導体、半金属に関する分類理論を構築し、その一般理論をもとにして平衡環境下では現れない新たな非平衡トポロジカル現象を探究する。本研究によって、トポロジカル相の理論が深化し、非平衡性とトポロジーの協奏にもとづく豊かな現象・機能への応用が導かれる。