hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロスブリッジによる骨格筋活性化の通説を検証:ADPと低イオン強度の活性修飾機序

クロスブリッジによる骨格筋活性化機構のうち、特に低イオン強度での活性化について、活性化の作用部位を検証した。低イオン強度による活性化が、周囲の結合水およびアクトミオシン表面の大きな構造変化に由来することが示唆された。また、この機構に二価陽イオンが関与することが確かめられた。1.リン酸アナログ解離速度の定量イオン強度変化(0.010.2M)に伴うリン酸アナログ解離速度を定量した。イオン強度を下げるにつれて、筋活性化の程度は急激に増大し、また二価陽イオン(Mg^<2+>、Ca^<2+>)はこの活性化を可逆的に抑制した。2.赤道反射によるフィラメント間隔の測定イオン強度を変化(0.010.2M)させた溶液中で赤道反射を測定した。イオン強度を下げると、0.06Mまではフィラメント格子間隔は狭まったが、それ以下では逆に増大した。また、二価イオン結合タンパクであるトロポニンCを除去した標本から、SPring8のシンクロトロン放射光により子午反射を含めた詳細な二次元回折像をとることに成功した。3.^1H-NMRによる筋フィラメント間の水^1Hの緩和時間の測定NMR装置(Varian Gemini2000BB)にて、スキンドファイバー内水^1Hの横緩和時間を測定した。種々のイオン強度にファイバーを平衡させ、キャピラリー内でCPMG法により測定を行った。横緩和時間はイオン強度の減少に伴い単調増大し、活性化に伴う結合水の減少が示唆された。フィラメント格子間隔のふるまいはリン酸アナログ解離速度および横緩和時間のそれとイオン強度0.06Mで乖離し、活性化や結合水減少の原因がフィラメント格子間隔の減少に伴う二次的なものだけではなく、広くアクトミオシン表面および周囲の水構造変化を伴うものであることが示された。1.収縮中のファイバーの粘弾性測定ADPで収縮させたスキンドファイバーの粘弾性を知るための予備実験として、Ca^<2+>で収縮させたスキンドファイバーの粘弾性を測定した。ピエゾアクチュエーターにより0.51000Hzの正弦長さ振動をファイバーに加え、このときの張力をAE801張力計で検出した。張力をロックインアンプ(5610B,NF electronics)により粘性・弾性成分に分離し、ナイキストプロットすると、二つの異なる中心をもつ円弧を描き、収縮反応サイクルの中の二つの速度定数を分離できた。現在は、ADPで収縮させたスキンドファイバーでこの二つの成分がどう変化するかを実験中である。2.低イオン強度での高活性化状態の解析(1)スキンドファイバーからのトロポニンC選択的除去低イオン強度によるスキンドファイバー活性化に対するトロポニンC・ミオシン軽鎖2除去の効果を調べるため、大槻らによるトロポニンT処理法を改良し、スキンドファイバーの構造を保ちながら(X線回折で確認)トロポニンCを選択的に除去する方法を確立した。計画していたCDTA法では、トロポニンCとミオシン軽鎖2がファイバーから同時に除去されてしまうが、トロポニンT処理法の導入によりトロポニンCの効果を分離してみることが可能となった。(2)低イオン強度で活性化されたスキンドファイバー内の水構造解析低イオン強度で活性化された筋の横緩和時間が増大していることを^1H-NMRにより見出した。筋フィラメント活性化に伴なうタンパク構造変化が、タンパクを取り巻く水分子の変化として顕われている可能性がある。現在、観察された緩和時間増大のうちの何割が筋タンパク構造変化に由来するかを調べている。
ガス摩擦加熱を受けたダストの溶融と流動:コンドリュールとコスミックスフェリュール

地球に落下した多くの隕石に含まれる球状ケイ酸塩構成物をコンドリュールと呼ぶ。コンドリュールは原始太陽系でダストが加熱・溶融し冷却することで形成されたと考えられている。私は二つのコンドリュールが付着している複合コンドリュール(2つのコンドリュールが付着しており、それぞれが形を保つ)に注目している。これらはダストが溶融現象を経験中に衝突過程を経て形成されたと考えられているが、どのような衝突(衝突速度、角度、粘性、サイズ)により形成されたのか明らかになっていない。そこで、フォルステライト液滴同士の衝突を三次元流体計算で再現することで衝突条件について調べた。衝突結果は「合体」、「伸張分離」、「破壊」の3つに分別することができ、それらの境界はエネルギー収支の議論で解析的に表現できる。次に形状保持条件について、衝突した液滴の変形時間と固化時間を比較して調べた。液滴の変形は高速衝突の場合、衝突の動圧に支配され、変形時間は液滴のすれ違う時間程度となり、低速衝突の場合、表面張力に支配され、変形時間は液滴の振動をバネの減衰振動でモデル化することで表現できる。この変形時間を固化時間と比較した結果、形状保持条件を満たす衝突は動圧支配かつ、液滴の粘性が330poise以上必要であることがわかった。私は、数値計算結果を解析的に表現したため、非常に汎用性の高い、複合コンドリュール形成のための衝突条件を求めることに成功した。この結果を用いることで、既存の形成モデルの検証を衝突条件という新しい観点から検証することができ、コンドリュール形成環境に対する新たな制限をつけることが可能になるだろう。私は二つのコンドリュールが付着している複合コンドリュール(存在頻度5%)に注目している。これらはダストが溶融現象を経験中に衝突過程を経て形成されたと考えられているので、原始太陽系でのダスト加熱過程に強い制限を与える可能性があるが、その形成過程は明らかにされていない。コンドリュール形成の有力なモデルである衝撃波加熱モデルでは、ダストはガス摩擦加熱を受ける。ダストは表面から溶融し、溶融部は高速のガス流にさらされるため分裂現象が起こることが示されている。私は分裂片同士の衝突により複合コンドリュールが形成される可能性について、自ら開発した、三次元熱流体計算コードを用いてダストの溶融・分裂過程およびその後の運動をシミュレーションした。その結果、分裂片同士が衝突すること、その衝突速度が分裂片の破壊につながらないこと、衝突頻度が複合コンドリュールの存在頻度を大きく上回ることなどがわかり、分裂-衝突モデルが複合コンドリュールの有力なモデルであることを示した。次に、これらの衝突が複合コンドリュールを作るのかを検討している。その第一歩として、どのような衝突速度、衝突角度、溶融ダストの粘性、サイズのもとでの衝突が複合コンドリュールの形状を再現するのかについて上記の計算コードを用いて、溶融ダストの衝突を模擬することで調べている。この条件を適用して複合コンドリュール形成モデルの検証を行う予定である。
現代アイルランド語におけるオペレーターの性質の解明に関する研究

本調査は、アイルランド語の演算子の諸特性を解明した。アイルランド語には、(A)WH構文、(B)分裂構文、(C)埋め込み話題化構文などの、演算子移動を含む構文があり、(A)に関し、(i) 2種類の[+Q]COMPsがあり、(ii)付加wh句は、容態クラスと理由クラスに分類され、(B)に関し、(i) CPとAPが分裂文化でき、(ii) NP分裂文は、6チェインパターンが可能であるが、それ以外の範疇は、2チェインパターンのみが可能であり、(C)に関し、(i)埋め込み話題化認可主要部は、言語間で異なり、(ii)付加詞への付加の禁止は、内部からの併合による場合のみ禁じられることを、明らかにした。平成25年度の目標は、アイルランド語におけるwh-in-situの分布の調査であった。文中に1つwh句(wh-operator)がある場合、表面上、英語では、文頭に移動し、また、日本語では、その必要がない。一方、Boskovic (2000)は、フランス語では、そのような環境では、wh句は、文頭に移動しても、しなくても、構わない場合があると指摘している。ただし、それには、一定の制限があり、主文に限定されている。本調査では、wh-移動言語であるアイルランド語において、文中に1つwh句(wh-operator)がある場合、埋め込み文内に生成されたwh句が、その場に留まることができるかどうかを調査した。その結果、補文においてwh句が移動しないでよいだけでなく、移動の障害となる様々な領域(複合名詞句、wh節、付加詞節)においても、移動せずに、その場に留まることができることが明らかになった。このアイルランド語の事実と、英語、フランス語、中国語のwh句の諸性質を比較すると、次のことが言えることが分かった。つまり、wh句を認可する要素であるCOMPは、2種類あり(仮に、強と弱と言う。)、また、このCOMPが、文構築の際に、導入されるタイミングにも、2種類あり(仮に、早と遅と言う。)、これらのコンビネーションによって、言語を類別することが可能になるということである。具体的には、(1)強・早のCOMPを持つ言語は、英語、フランス語、アイルランド語であり、(2)強・遅のCOMPを持つ言語は、フランス語であり、そして、(3)弱(早・遅の区別は、決定できない)のCOMPを持つ言語は、中国語とアイルランド語である。ここで特別なのは、アイルランド語のみが、一言語の中に、強COMPと弱COMPの2種類のCOMPを有すると言う事実である。平成26年度の目標は、アイルランド語のcleft構文(強調構文)におけるcleft可能な句(強調され、前置される句)に関する調査であった。調査の結果、NP(名詞句)とPP(前置詞句)だけでなく、CP(補文化標識を伴う節)とIP(補文化標識を伴わない節)もcleft可能であることが分かった。この事実をきっかけに、さらに、以下のことも分かってきた。(i)アイルランド語では、IPが主語になりえ、cleftされること、(ii)目的語の位置にある節からのwh句の抜き出しは可能である一方、主語の位置にある節からのwh句の抜き出しは不可能であること、(iii)補文化標識go/gurを持つ一定の構造内部に出現する残余代名詞は、アイルランド語に顕著に見られる残余代名詞ストラテジーでは救済できないこと、(iv) wh句を先頭とするチェインパターン(aL, that, RP) (RP =残余代名詞)が、主語の位置にある節からwh句を抜き出している例において可能であることである。これらの発見は、以下のことを示唆する。(i)アイルランド語の文法には、残余代名詞の出現に関して、アイルランド語に特有の条件を持っていること、(ii)アイルランド語においては、主語の位置は、適正統率される位置ではないこと、(iii)人間言語は、IPが主語として機能することを許容し、補文化標識と述語(動詞と時制)の間に一致があるようであること、(iv) wh句を先頭とするチェインパターン(aL, that, RP)は、Maki and O Baoill (2011)が最初に可能であることを示唆したものであるが、移動を含む構文において、明らかに存在するチェインパターンであることである。平成27年度の目標は、次の二つの現象(アイルランド語の主語の位置からの移動に関連する現象とis trua le = regretのような事実述語が取る節からの移動に関する現象)の背後にある原理の解明である。一点目については、二つの問題に取り組んだ。一つ目は、英語では、単文に、whyと目的語wh句の二つの疑問詞が生じても、文法的であるが、whyと主語wh句が同時に生ずると、非文法的になる。一方で、アイルランド語では、どちらの場合も、文法的である。二つ目は、アイルランド語では、英語と異なり、believeなどの動詞の不定詞補文の主語の右方向への移動は、可能ではない。本調査では、これらの二つの問題は、次の仮説から導き出されると論じた。

(i)アイルランド語では、英語と異なり、項(主語・目的語)位置にあるwh句は、その派生において、一貫して、その基底生成位置に留まってよいこと、(ii)右方向への主語の移動は、両言語とも、vによって引き起こされていること、(iii)アイルランド語は、英語と異なり、believeなどの動詞の不定詞補文は、TP/IPとなることができず、一貫して、CPであるということである。二点目については、アイルランド語におけるis trua le = regretのような事実述語が取る節からの移動に関連する現象を調査した結果、以下のことが明らかになった。(i)is trua leの補文は、時制節と不定節を取ることができるが、時制節からの項(主語・目的語)疑問詞を文頭に移動させることは、可能であるが、不定節からの移動は、全て非文法的になること、(ii)不定詞節の内部に、残余代名詞があれば、文頭に、それに対応するwh句が生じても、文法的であること。このことから、本調査では、アイルランド語の不定詞節のCOMPには、演算子が基底生成されることが示唆されると論じた。本調査は、アイルランド語の演算子の諸特性を解明した。アイルランド語には、(A)WH構文、(B)分裂構文、(C)埋め込み話題化構文などの、演算子移動を含む構文があり、(A)に関し、(i) 2種類の[+Q]COMPsがあり、(ii)付加wh句は、容態クラスと理由クラスに分類され、(B)に関し、(i) CPとAPが分裂文化でき、(ii) NP分裂文は、6チェインパターンが可能であるが、それ以外の範疇は、2チェインパターンのみが可能であり、(C)に関し、(i)埋め込み話題化認可主要部は、言語間で異なり、(ii)付加詞への付加の禁止は、内部からの併合による場合のみ禁じられることを、明らかにした。平成26年度に設定した調査目標をクリアしているので。人文学平成27年度の目標は、次の二点の現象の背後にある原理の解明である。一点目は、アイルランド語の主語の位置からの移動に関連する現象、二点目は、is trua le = regretのような事実述語が取る節からの移動に関連する現象である。まず、今年度の研究に重要な図書・研究論文を収集し、また、その時点までの言語理論の進展を把握する。続いて、これらの現象に関する重要なデータを抽出し、これまでの仮説を要約する。その後、調査したいデータを作成しO Baoill博士に電子メールを通じて、データの文法性を確認する。その結果に一貫性があれば、O Baoill博士が接触できるドネゴル在住のアイルラン語母語話者にもデータの文法性の確認をしてもらう。続いて、獲得されたデータに基づき、現象の一般化を行った後、O Baoill博士と電子メールを通じて議論をし、助言を得ながら、一般化の再考をし、厳密な一般化を定式化する。その後、関連学会に共同作業の結果を投稿する。平成25年度に設定した調査目標をクリアしているので。平成26年度の目標は、アイルランド語のcleft構文におけるcleft可能な句に関する調査である。続いて、アイルランド語のcleft構文に関する重要なデータを抽出し、これまでの仮説を要約する。その後、調査したいデータを作成し、O Baoill博士に電子メールを通じて、データの文法性を確認する。
マウス骨髄由来培養細胞を用いた筋弛緩薬によるヒスタミン遊離に関する研究

アレルギー疾患患者は年々増加傾向にあり、それに伴いヒスタミン遊離作用を持つ麻酔薬の使用は注意を要する。筋弛緩薬はアナフィラキシ-ショックを誘発することがあり、その報告は多い。今回我々はマウス骨髄由来培養肥満細胞(以下BMMC)を用いて筋弛緩薬によるヒスタミン遊離について検討を行った。またヒスタミン遊離が脱顆粒であることを明らかにする目的で細胞内カルシウム濃度の測定を行った。BMMCに6種類の筋弛緩薬(ツボクラリン、ベクロニウム、パンクロニウム、ピペクロニウム、ロクロニウム、サクシニルコリン)を各々10^<-5>M10^<-3>Mの濃度で負荷した結果、BMMCからの有意なヒスタミン遊離は認められなかった。最近、肥満細胞は粘膜型と結合織型に大きく分けられ、さらに存在部位により細胞の刺激に対する反応性が異なることが報告されている。BMMCは粘膜型肥満細胞であり、結合織型肥満細胞での検討もさらに必要であると思われた。一方、細胞内カルシウム濃度は唯一、ツボクラリンの負荷(10^<-4>M10^<-3>M)により上昇が認められた。すなわちツボクラリンによって細胞内カルシウム濃度が上昇しているにもかかわらず、脱顆粒が起こらなかったのはBMMCが未熟であった可能性がある。BMMCは今回用いた6種類の筋弛緩薬ではヒスタミン遊離を起こさないが、純粋な細胞が大量に得られるため細胞内カルシウム濃度の測定に適していると考えられる。今後、BMMC以外の肥満細胞を用いたときの筋弛緩薬のヒスタミン遊離作用について検討していきたい。
有用な新規複合電子伝達系触媒の設計と機能解明

複合電子伝達系を導入することで、遷移金属の効率的なレドックスに基づく酸化反応系を構築した。オルトキノン骨格を有する補酵素PQQのトリメチルエステル誘導体(PQQTME)とパラジウム(II)塩との組合せは、PQQTMEがパラジウムに配位することで酸素雰囲気下、効率的で可逆的なレドックスサイクルを形成し、合成化学的に有用であることを明らかにしている。この触媒系はα,βーエポキシシランのα,βー不飽和カルボニル化合物への立体選択的な酸化的変換反応にも適用できることが判明した。酸化過程はスペクトル的に追跡、確認された。ピリジンジカルボン酸とヒスタミンから合成されるアミドは、剛直でないPodand型多座配位子として機能すると考えられる。還元剤共存下、バナジウムやマンガン触媒による酸化では、遷移金属の差異により反応様式が変わり、効率的な反応系が構築された。このアミド配位子の配位様式は分子軌道計算に基づく考察より、4つの窒素原子がほゞ同一平面内で鉄と配位し、残り1つのイミダゾリル基はシトクロムP450における軸配位子として機能できることが明らかとなった。イミダゾリル基は鉄に対し、供与性および逆供与性配位子として作用できることがPIO計算より示唆された。このような特性は、分子状酸素による2ーノルボルネンの立体選択的なエポキシ化反応に用いることができた。鉄錯体の単離および同定には至っていないが、スペクトル的に錯形成が確認され、アミド配位子は全体として供与性配位子として有用であることが観測された。オキソバナジウムのレドックスを利用した一電子酸化反応では、ラジカルを反応中間体とするアリル位酸化、還開裂炭素一炭素結合形成、脱水素芳香族化などの酸化的変換反応が開発され、合成化学的に有用な手法を提供した。
治療薬開発を目指したリボフラビントランスポータ機能欠損の病態生理に関する研究

リボフラビントランスポータRFVT遺伝子欠損における病態生理の解明を目指して、in vivoやin vitro実験系を用いた解析を行った。その結果、マウスおよび培養細胞を用いた検討から、RFVT2は小腸下部に高発現し腸上皮細胞内への取り込みを媒介することを明示した。さらに、海外研究者との共同研究により、既報のRFVT3変異に加えて、RFVT2の機能低下がBrown-Vialetto-Van Laere syndrome (BVVLS)発症の原因になる可能性を示した。これらの成果は、BVVLSの病態生理に関する基礎的情報を得られ、治療法開発に大きく貢献したと考える。RFVT2およびRFVT3の生理的役割について培養細胞及びマウスを用いた検討を行った。RFVT2は小腸下部に高発現し腸上皮細胞内への取り込みを媒介することを明示した。また、RFVT3は幅広い臓器に発現することから、今回は肝臓をモデル細胞として検討した。その結果、肝臓へのリボフラビン取り込みに大きく寄与し、血中濃度低下により発現が誘導されるなど、組織内のリボフラビン濃度の恒常性維持に寄与することが明らかとなった。さらに、海外研究者との共同研究によりBrown-Vialetto-Van Laere syndrome (BVVLS)患者18名(13家族)の遺伝子解析および変異の機能解析を実施し、RFVT2の機能低下がBVVLS発症の原因になる可能性を示した。また、高用量のリボフラビン投与により症状の完全が見られ、有効な治療法に繋がると期待された。研究計画初年度には、リボフラビン動態解析におけるRFVTの役割およびRFVT SNPの機能解析を行い以下の成果を得た。T84細胞の頂側膜における[3H]リボフラビン取り込み活性は、細胞外pHの上昇に伴って減少し、細胞外Na+に非依存的であった。これらの輸送特性はRFVT3の機能的特徴と酷似していた。また、頂側膜側からの[3H]リボフラビン取り込み量は、RFVT3阻害剤であるメチレンブルーの共存により顕著に低下した。T84細胞にRFVT3-siRNAを導入したところ、同様に頂側膜を介した[3H]リボフラビン取り込み量は有意に低下した。さらに、マウス小腸における[3H]リボフラビンの膜透過性は、メチレンブルーの共存により有意に低下した。以上のことから、RFVT3がリボフラビンの腸管吸収に関与していることが示唆された。BVVL患者においてRFVT2の遺伝子多型が2個、RFVT3の多型が12個報告されており、In vitro発現系を用いて遺伝子多型の機能解析を行った。すなわち、QuikChange II Site-Directed Mutagenesis Kitを用いて、既にクローニングしたRFVT2、RFVT3に変異を導入し、リボフラビン輸送活性に及ぼす遺伝子多型の影響について検討を行った。その結果、患者の重症度に対応した多型による機能低下が観察され、病態発現とRFVT機能の関連が示唆された。なお、昨年度RFTはHUGO databaseに遺伝子名SLC52A、タンパク名RFVTとして登録された。そのため計画書ではRFT1,2,3と記載したものをRFVT1,3,2と変更した。最終年度には、これまでに得られた患者情報ならびに培養細胞を用いたRFVTの機能解析の結果に基づき、動物を用いた病態生理学的解析を実施した。RFVT機能欠損マウスにおいてBrown-Vialetto-Van Laere Syndrome(BVVLS)患者と臨床症状と合致する検査所見が観察された。さらに、ある薬物Aによってこれらが回復することを確認した。本研究成果は、本モデルマウスがBVVLSのモデル動物になることを示すとともに、治療法開発に大きく貢献するものと考える。研究期間全体を通じで、培養細胞、実験動物、患者情報を組み合わせて、BVVLSの病態生理に関する基礎的情報を得られ、治療法開発に大きく貢献したと考える。特に、既報のRFVT3/SLC52A3変異に加えて、RFVT2/SLC52A2の変異についてもBVVLS症状を示す症例を報告した。RFVT2遺伝子変異患者においては、RFVT3の場合と異なりリボフラビンの血中濃度低下をほとんど示さない特徴を示すことから、OMINの登録についても新しい分類がなされ、BVVLS2; OMIM#614707が新たに登録された。今後、本研究で作成したモデル動物について論文報告をするとともに、病態生理の解明と治療法の開発につなげる予定である。医療薬剤学実験計画は概ね順調に進んでいる。マウスの繁殖が予定より少なかったためノックアウトマウスを用いた機能解析が一部行えなかったが、臨床研究が予想以上に進捗したため目的は達成できた。実験計画は概ね順調に進んでいる。マウスの繁殖が予定より少なかったためノックアウトマウスを用いた機能解析が一部行えなかったが、阻害剤等を用いた検討で目的は達成できた。

ノックアウトマウスの交配数を増加し研究計画を予定通り遂行する。すなわち、ノックアウトマウスの病態解析ならびに動態実験を進める予定である。マウスの繁殖が予定より少なかったためノックアウトマウスを用いた機能解析が一部行えなかったため。ノックアウトマウスの維持費、消耗品費、委託解析費として昨年度の残額を使用する予定である。ノックアウトマウスの維持費、消耗品費として昨年度の残額を使用する予定である。
日本語感情形容詞の主語の人称制限:生成文法と日本語学の知見の統合

本年度は、Hale & Keyser(1997)の語彙レベルの統語論で日本語の述語を分析、語彙内部の構造に関する一般化を確立する試みを行った。その結果、日本語の感情形容詞はH & K(1997)で提示されたclearのケースと同様、語彙内部での派生が行われ、それが通常の形容詞にはない主語の人称制限を生起する原因であるという結論に達した。また、Chomskyの文レベルの統語論の最新分析に基づき、日本語の人称をどのように表示するかについてより厳密な分析を試みた。その結果、直説法単純現在時制の場合と何らかの時制・法要素が加わった場合では、論理形式にかかわるフェイズが異なるため、論理形式での人称解釈に解釈不可能要素が残ると考えれば、日本語感情形容詞の主語の人称制限が説明できるという中間的結論を出した。前年度に続き日本語学における関連文献を収集し、それらの分析を検証した。平成11年度は次の2点について重点的に研究を行った。第一に、Chomsky(1995)のabstract light verbやHale & Keyser(1993,1997)の語彙レベルの統語論を用いてより広範な日本語の述語を分析し、語彙内部の一般化を確立することを試みた。これらの立場によれば、下位の(語彙範疇的)動詞の投射は起動相(inchoative)に、上位の(機能範疇的)light verbの投射は使役相(causative)に対応する。研究課題である日本語感情形容詞については、起動相の投射の内部がさらに状態(state)というより原初的な概念と対応することによって、形態統語的な交替が説明可能ではないかという中間的結論に至った。第二に、生成文法と日本語学の知見の統合を達成するための手順として、感情形容詞についての生成文法および日本語学の文献の収集・整理を行った。その結果、生成文法の分野では日本語感情形容詞を扱った文献はきわめて少ないことが分かった。しかしながら、Hale,DeChaineなどアメリカ・カナダの研究者がNavaho,Plains CleeなどのNative American言語における形容詞と動詞の語彙的統語的対応を報告・分析しているので、これらを参照にして日本語の分析に援用したい。また、日本語学の分野では、現在時制における人称制限および他の時制におけるその解放について、文脈・視点などを取り入れた機能主義的な分析をとる研究が多いことが分かった。したがって、来年度の重点目標の一つは、この日本語学の知見を生成文法、とりわけ第一点で述べた語彙的統語論においてどのように表現するかを解明することである。
科学の多様な不定性と意思決定：当事者性から考えるトランスサイエンス

科学技術の専門的知識には,程度の差はあれ,様々な不確実性が避けられない.また,社会の中で科学技術の知識を用いる際にどのような科学的知識が必要かは価値判断と不可欠であるため科学自体では定まらない.このような「科学的知識の不定性」を直視し,不定性の様々な性質を踏まえた上で,より的確な判断を私たちが主体的に下すための条件を考察し,科学的知識に伴う不定性の性質・類型を明らかにするとともに,その成果を書籍にまとめた(2017年度に出版予定).本研究は,科学・技術が内包する不定性の多様な性質・類型を,科学・医学の現場の営みを通して明らかにし,これを前提とした意思決定のために必要な制度的条件,教育カリキュラム開発などを行うことを目的としている.本年はこの目的のためのスタートアップとして,自然科学から医学,人文社会科学に及ぶ多様な研究メンバーとの徹底した議論を重ねることで,分野を超えた不定性の類型(普遍性)の解明に必要な,問題意識の十分な共有を行うことができた.これに基づき,臨床医学の場,科学教育の場,および,社会的意思決定の場における不定性に対する専門家,および非専門家の認識の現状を明らかにし,今後解明すべき課題を整理した.それらの成果は,科学技術社会論研究11の特集「科学の不定性と東日本大震災」(玉川大学出版部,2015年3月)の論考において,本堂,吉澤,平田,纐纈らの論考として発表された.また,科学的不定性の存在を前提とした先駆的意思決定手法として世界的に知られるオーストラリアの科学裁判手法である「コンカレント・エヴィデンス」について,その手法の実状を現実の裁判の場において調べるため,および,研究協力者と打ち合わせを行うために,オーストラリアのシドニーを調査・打ち合わせのため訪ね,この手法が裁判の現場で極めて有効に機能していることを確かめた.その結果は,岩波講座第6巻「法と科学の交錯」に収められた論考「科学者からみた法と法廷」で発表した(岩波書店,2014年6月).本年度は,以下の項目を中心に研究活動を行った.1公開シンポジウム「『科学の専門知を法廷でどう扱うか?』NSW土地環境裁判所長官プレストン判事を迎えて」科学的不定性を前提とした社会的意思決定手法に必要な要件を明らかにするためには,海外の先行例の調査・研究は有効である.オーストラリアの科学裁判において,広く採用されている手法「コンカレント・エヴィデンス」は,科学的知識における不定性を前提とした社会的制度設計である.この手法発祥の地である,NSW州土地環境裁判所長官であるプレストン判事が来日する機会を捉え,東京霞ヶ関の弁護士会館を会場に,日本の第一線で活躍する裁判官らと共に,法学者や科学者を交えて国際シンポジウムを行った.本シンポジウムには,多くの現役裁判官,弁護士,法学者,科学らが集い,科学的不定性を前提とした意思決定手法の重要性や,手法の有用性や課題などについて意見を交換し,今後,本研究で解明すべき点が明らかになった.2環境医学の臨床と不定性調査環境医学の最前線で活躍する臨床医らとともに,臨床研究の予備研究と臨床研究倫理委員会への申請準備を行う中で,不定性と臨床研究倫理との関係について整理を行った.3巨大技術の不定性の科学史的検証研究を行い,その成果を,科学技術社会論研究第11号において発表した(平田光司).4科学教育カリキュラム開発と実践研究科学的不定性を伝える科学教育カリキュラム開発の実践研究を東北大学の全学教育,および大学院教育の授業において行い,その成果を全学教育テキスト「自然科学総合実験」の改訂等に反映させた.5科学論の諸概念と科学的不定性科学的不定性と従来の科学論との関係について,科学技術社会論研究第11号に論文発表を行った.6公開研究会1に述べたシンポジウムを公開で行うことにより行った.ほぼ順調に進展しており,その成果も学術誌等で発表を行うとともに,公開シンポジウム等で広く社会に伝えている.[科学教育カリキュラム開発と実践研究]科学の不定性を前提とした研究の健全性のあり方や,社会的意思決定のあり方について,大学院講義などの実践研究を行いカリキュラム開発を行った.また,それらの実践研究や,不定性一般に関する概念的研究を元に,岩波講座「現代」の中で,研究代表者の本堂が,不定性を前提とした意思決定のあり方について一章を担当した.[書籍出版準備]科学的不定性と,これを前提とした意思決定の条件,先駆的取り組みなどを内容とする一般向けの書籍を企画し,編集委員会を十数回開催すると共に,全メンバーを対象とした全体会議,著者との個別打ち合わせなどを行い,編集作業をほぼ終えることができた.この書籍は2部に分かれ,第一部「科学の不定性に気づく」では,研究メンバーの平田,纐纈,辻内,鈴木,渡辺,水野が,それぞれの専門領域から,科学の不定性を避け得ない具体的問題を取り上げることで,不定性の領域を越えた普遍性と,領域毎に異なる多様性を明らかにした.第2部「科学の不定性に向き合う」では,中島,笠,関根,米村,吉澤,尾内が,それぞれの専門的知見を活用しながら,科学の不定性の特徴を科学論をも踏まえてまとめた.

ここでは,不定性と向き合うための中等教育,高等教育の中での科学教育のあり方,意思決定場面で不定性を避け得ない科学的知識を活用するための法教育の課題,不定性を可視化するためのツールとしての「多基準マッピング」と,不定性がある中での意思決定への市民参加の意義について論じた.また,海外共同研究者である,オーストラリアNSW州最高裁判事のマクレラン氏,イギリスサセックス大学科学政策研究所のスターリング氏も,この著書のために論考を寄稿している.この書籍により,研究者はむろん,この問題に関心を持つ多くの読者に,私たちの到達点と今後の課題を伝えることが出来るであろう.科学技術の専門的知識には,程度の差はあれ,様々な不確実性が避けられない.また,社会の中で科学技術の知識を用いる際にどのような科学的知識が必要かは価値判断と不可欠であるため科学自体では定まらない.このような「科学的知識の不定性」を直視し,不定性の様々な性質を踏まえた上で,より的確な判断を私たちが主体的に下すための条件を考察し,科学的知識に伴う不定性の性質・類型を明らかにするとともに,その成果を書籍にまとめた(2017年度に出版予定).本研究は,公開研究会の開催が当初予定より1年遅くなった等,若干の遅れがあるものの,それを除く主要な研究実施計画は順調に達成されているため,全体としては概ね順調に進展している.本研究の成果は,広く社会に伝えることにより,科学的不定性を前にした意思決定を迫られる人々に活用されうるものとなるはずである.そのために,本研究成果を学術的出版物だけでなく,実務家を含む多くの人々に伝わる入門書(書籍)を作成することにしているため,その作業を集中的に行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。上に述べたように,本研究課題は概ね順調に経緯しているため,研究成果として書籍出版のための議論を早めに進め,本研究期間内に出版が完了するよう準備を行うこととする.27年度が最終年度であるため、記入しない。
高速動作可能なプログラマブル・ロジック・コントローラの構成法と実現

工場の生産設備や遊園地などでの制御にはPLC(Programmable Logic Controller)が使われている.このPLCの高速化と高信頼化技術を開発した.当初に計画していた方法で商用PLCの40倍の高速化を達成できた.また,高信頼化技法については冗長剰余数系を活用する基本技術を開発した.これらは,査読付き国際会議で発表を行った.更なる高速化はメモリ容量の関係で難しかったが,最終年度の2月に200倍を達成できる画期的な方法を考案でき,現在,実証試験を行っている.本結果は,2011年度中に国際会議に投稿し,2012年度に論文誌に投稿予定である.工場の生産設備や遊園地などでの制御にはPLC(Programmable Logic Controller)が使われている.このPLCの高速化と高信頼化技術を開発した.当初に計画していた方法で商用PLCの40倍の高速化を達成できた.また,高信頼化技法については冗長剰余数系を活用する基本技術を開発した.これらは,査読付き国際会議で発表を行った.更なる高速化はメモリ容量の関係で難しかったが,最終年度の2月に200倍を達成できる画期的な方法を考案でき,現在,実証試験を行っている.本結果は,2011年度中に国際会議に投稿し,2012年度に論文誌に投稿予定である.高速プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)の新規アイディア(論理関数メモリを複数にし,メモリ資源を増やさずに並列実行できる方策)を実際に取り入れたアーキテクチャ設計を行い, FPGA上に実際に実現した.同時にタイマ命令とカウンタ命令を追加し,実際のPLCの命令を実行できるようにした.また,この試作機用のコンパイラを作成した.実際の組込みマイコンH8ベースのPLCに比べ試作した実機では,最大で341倍,平均で234倍の高速化率を達成した.論理関数を格納するメモリを1個から2個に増やすことでトータルのメモリ量を逆に削減できていることも特筆できる。実機との比較についての実験設備も整い, H8ベースのPLCとの比較だけでなく,市販の実機との比較環境も整えられた.この内容については,残念ながら2008年度中には国際会議での発表が出来ず,国内の研究会と全国大会などで発表し,多くの研究者から意見をもらった,2009年の秋に行われる国際会議への投稿準備がすんだところである.2009年度に高信頼化のためにRRNS (Redundant Residue Number System)を組込んだPLCの性能評価を行う予定であるが,その基本回路の構成法については, Euromicro DSDというデジタルシステムの国際会議で2008年8月にイタリアで発表を行い高信頼化の専門家より有益な意見を得た.この方法は,メモリを直列に接続することでRRNSでの誤り検出回路を効率良く実現ができることを示したもので,2009年度に行う研究のさきがけとなるもので重要な成果を得たといえる.この内容については,現在,論文誌への投稿を準備している.研究の目的の達成について:高速化されたPLCとしての必要な機能の追加は、FPGA上に実装できて実験も順調に進んだ。ラダー図に対応したシーケンス命令から当該システムの論理関数メモリ、接続メモリへのコンパイラの暫定版もできている。しかしながら、こちらの開発は遅れた。これは「様々なケースについて、むしろ命令をまとめる方向ではなく分散させることが適正なメモリ使用量に納める事が必須である」ことがプログラムの解析から判明したことによる。そのコンパイラの改良も2月末に終え、実験もすでに行い、商用PLCの50倍程度の高速化が適正なメモリ量で達成できた。高信頼化についてはRNSから2進数への変換回路の効率化が従来手法と同等のスピードしか得られていなかったが、3月に提案したアルゴリズムが予備実験で良い成果をだしている。商用のPLCの高速化の意義について:実際のPLCのベンチマークを提供を約束していた企業の方が、担当を外れたため細かな情報が入手しずらくなり当初困った。しかしながら、三菱電機のPLCを開発している方の講演を聴講することができ、その重要性と現状についての情報を2010年3月に得た(電子情報通信学会総合全国大会の特別講演)。また、このとき私らの研究発表も行ったことで、ルネサステクノロジのPLCのマイクロプロセッサ部を担当したこともある川村氏らが当該研究に興味を持っていただき、明治大学に訪問を受けて、当該研究の良さを評価してくれた。情報交換についても、今後、密に行うことが決まった。成果発表について:昨年用意した国際会議への投稿が不調におわり、その後改良を行い、現在2件を6月2日投稿の締切りの国際会議に準備中である。RNSから2進数への変換アルゴリズムについては11月1日締切りの国際会議に投稿予定である。「産業用シーケンス制御を行うPLC(Programmable Logic Controller)」の高速化と高信頼化の二つを目的として当該研究を進めてきた.最終年度にあたっては,実現方法としてFPGA (Field Programmable Gate Array)を使用して,当初の目的である従来機(組み込み用マイクロプロセッサを用いたPLC)の100倍の高速化を達成できた(査読付き国際会議で1件採録).しかしながら,商用機であるPLCに対しては30倍の高速化は達成できたもののそれ以上の高速化を実現できずに苦労した.そこで,GPGPUの多数のマイクロプロセッサを用いた実現なども試し,高速化の可能性を試しつつ,可能性が見えた状態となった(このときの成果は査読付き国際会議に1件採録).

一方,本来のFPGA実現でさらに高速化を達成すべく,まったく新しい方法について見当を行った.この方式について,2011年2月3月に精力的に検討を行った結果,従来の高速化を大幅に上回る商用機の100倍の高速化を達成できることが試作で確かめられた.本方式については,特許にもつながる重要な研究に発展する可能性があるので慎重にその性能を試し,開発ツールも現在整備を行い,11月の国際会議の投稿締め切り(ISMVL 2012に投稿予定)にあわせ準備を進めている.従来方式では高速化がメモリ量の多大な増大を招いていたことをNPN同値類を応用し,メモリ消費を抑えつつ高速化を達成できるというブレイクスルーを発見したことであった.一方,高信頼化については,冗長剰余数系を用いることで実現可能なことを目指し,そのハードウェア化の方式について2件の査読付き国際会議論文集に採録されている.
惑星間フラクタル塵モデルによる光散乱の研究

1.太陽系空間に存在する不規則形状塵を、フラクタル塵モデルで表わし、その光散乱特性を定量化する試みを続行した。平成4年度の、吸収・放射圧特性と波長依存性の研究に引き続き、平成5年度は、散乱特性の散乱角依存性についてまとめた。Discrete Dipole Approximationの有効性を示すと共にMaxwell-Garnett Mie理論の適用限界を明確に示した。2.惑星間の塵の運動は、太陽散乱光のドプラー効果によって観測的に検討されてきた。従来、謎とされていたドプラー効果の観測結果を、理論的に再検討し、方程式の不備を指摘すると共に、不規則形状塵による光散乱効果が効くことを示した。特に、塵構造が太陽に近づくにつれて変化することを予測した点が特徴である。3.不規則体による光散乱理論を、小惑星表面に応用し、その偏光特性と4179Toutatisの観測結果の比較を行った。小惑星表面が、異なるあらさを持った不均質領域に被われていることを示唆することができた。地球上層大気中で採集されている"宇宙塵"の形状からの類推によって、惑星間空間に存在する塵は不規則かつ不均質であると予想されている。我々は、惑星間塵の不規則形状を定義する手段として、フラクタル表示が有効であると考えた。これを示すために、衝突合体で形成される集合塵を数値シミュレーションで形成し、その形状・構造が、"宇宙塵"に類似することを示した。その後、フラクタル塵モデルに基づいて、惑星間塵の光散乱、熱放射特性を明かにし、従来の塵の球近似モデルとの比較検討を行なった。以下に、本年度の主な研究実績をまとめる。(1)計算機シミュレーションによって、塵が基本粒子の衝突合体によって成長する過程を再現した。種々の条件の下で形成された集合塵の不規則形状・内部構造を、フラクタル次元で表し、成長過程の違いを反映した、塵の形状・内部構造が生まれることを明らかにした。塵の成長環境(基本粒子の密度、温度等)や、衝突合体過程における諸因子(付着係数、結合力等)が結果として生まれた合体塵の形状に与える影響を、定量的に示した。(2)フラクタルダストと電磁波との相互作用係数を求めるために、我々が開発した、簡易計算法^<(*)>を改良し、広く用いられているDDA法(Discrete Dipole Approximation)との比較検討を行なった。その結果として、太陽放射圧の大きさが、塵の構造によって、大きく影響されることが分かった。^<(*)>不規則形状塵を、仮想真空媒質で覆った球で近似して、平均誘電率を持った仮想球による電磁波相互作用をミー理論を用いて計算する。(3)惑星間塵の運動を、太陽散乱光のドップラーシフトの観測から求めるための理論手法を提案した。これは、従来謎とされていた、観測結果の予盾を解き明かすものであった。この検討過程において、惑星間不規則塵の構造変化が重要な役割を果たすことが分かった。平成4年度の、吸収・放射圧特性の波長依存性の研究に引き続き、平成5年度は、散乱特性の散乱角依存性についてまとめた。Discrete Dipole Approximationの有効性を示すと共に、Maxwell-Garnett Mie理論の適用限界を明確に示した。特に塵構造が、太陽に近づくにつれて、変化することを予測した点が特徴である。小惑星表面が、異なるあらさを持った不均質領域に被われていることを示唆した。
クロロフィルを用いた自己集積型光応答ナノデバイスの構築

光合成細菌の膜外アンテナ部である天然クロロゾームを、単一器官のレベルで検討することで、その構造と機能について検討した。エバネッセント励起(458nm)によって、石英基板に吸着した単一のクロロゾームを可視化し、それらの蛍光スペクトルを測定することに世界で初めて成功した。また、AFM観察(コンタクトモード)で、輝点が単一クロロゾームに由来することも確認した。構成クロロフィル分子に同族体を持たない緑色非硫黄光合成細菌由来のクロロゾームは、個々のクロロゾーム由来の蛍光スペクトルのピーク位置やバンドの半値幅がほぼ同じであった。一方、4種類の同族体を有する緑色硫黄光合成細菌由来のクロロゾームではクロロゾーム個体間に大きな不均一性が存在した。同族体の存在と個々のクロロゾームの物性との関係を示唆する結果となった。次に、天然型クロロフィルを模したより安定で調製しやすい亜鉛クロロフィルを合成し、Triton X-100のミセル中で自己会合させ、バクテリオクロロフィルモデル分子へのエネルギー移動系を、天然クロロゾームのモデル系として構築し、そのエネルギー移動過程を検討した。しかし、このような系は、水中での可逆なミセル形成を基にしているため、比較的不安定であり、界面に修飾することは難しい。そこで、より安定な自己集積系を目指して、ゾルゲル法を利用したミクロ不均一系を構築した。つまり、TritonX-100の代わりに、オクタデシルトリエトキシシランを用いることで、ミセル界面で架橋重合を行って、シロキサン被膜を調製した。このような系は、通常のミセルよりも安定で、微粒子としての取り扱いが可能であった。また、このような安定微粒子内でのエネルギー移動系の構築にも成功した。
郷土作家から学ぶ地域教育・教材研究

1研究目的(1)郷土出身の文学者坪田譲治を媒体として高校教育において生徒に<郷土への愛着>を育成し、現在の自分と地域との関わりを考えさせ、学習者個々人の<郷土愛と郷土理解>を深めさせる。(2)<地域文化の伝承>を啓蒙し、<生涯学習>の場での応用活用を模索する。(3)坪田譲治周辺の<地域文化資源>についても調査・発掘し、記録する。2研究方法(1)市民講座「坪田譲治研究」、公開市民講座、授業、文芸部活動の連携・融合をはかった。(2)岡山市立の図書館2館と連携し、生涯学習施設での公開講座を実施した。(10.24-土,11.1-日,11.22-日,11.29-日-うち、10月24日は、新型インフルエンザ流行のため中止とした。)(3)岡山市主宰の「岡山文学フェスティバル」に協力した。とくにノートルダム清心女子大学教授山根知子氏の企画に協力し、譲治実家の現在の当主である坪田醇氏への取材を行い、具体的資料が残されていない生家の家屋・庭などについて、建築模型としての復元に尽力した。また、高校教育と大学教育との連携を視野に入れ、模型製作の依頼先として岡山県立岡山工業高等学校建築科科長三好教諭を紹介し、工業高等学校長の許可のもと、建築科生徒による模型製作を実現した。この成果は、坪田譲治生誕120年を記念して行われる清心女子大学と岡山市との共催行事で発表された。(新聞記事参照)(4)夏季休暇を利用して東京に譲治子息坪田理基男氏を訪ね、取材した。また、譲治著作物の使用についても許可をいただいた。取材後、国立国会図書館で資料調査を行った。3研究成果(1)市民講座での作品研究で、今日まで指摘されていない点が明らかになった。具体例として、キリスト教関係の雑誌に発表しながらも仏典からの引用がある作品での、仏典の出典が「親鸞」の著述であることが明確になった。また、従来作品の舞台は郷里岡山が多いと漠然と考えられていたが、作中の植物の科学的分布状況から推測して、必ずしも岡山が舞台となっていない作品群が最初期に存在することが判明した。これらの事柄は、高校での授業で即時的に活用した。(2)国立国会図書館の調査において、公の記録から漏れている作品の存在が多数確認された。その位置づけ、評価については今後の課題としたい。(3)坪田理基男氏、坪田醇氏の取材を通して、人間坪田譲治の一面を知ることができた。今後の教材開発に活用できればと考える。同時に、<郷土の先人>としての譲治に対して一般市民・高校生が親近感を覚えるものとして利用できればと思っている。さらに、生家の模型の完成は、譲治の作品世界をより具体的に知る契機となるものである。

(2)国立国会図書館の調査において、公の記録から漏れている作品の存在が多数確認された。その位置づけ、評価については今後の課題としたい。(3)坪田理基男氏、坪田醇氏の取材を通して、人間坪田譲治の一面を知ることができた。今後の教材開発に活用できればと考える。同時に、<郷土の先人>としての譲治に対して一般市民・高校生が親近感を覚えるものとして利用できればと思っている。さらに、生家の模型の完成は、譲治の作品世界をより具体的に知る契機となるものである。
パワーエレクトロニクスによる電磁共鳴型ワイヤレス電力伝送の制御技術に関する研究

電磁共鳴方式のワイヤレス電力伝送は、負荷変動が激しく、素早い制御が望まれている。従来のコンデンサを機械的に切り替える方式ではスピードに限界があり、素早い制御を可能とするパワーエレクトロニクスと磁界共鳴技術の融合が必要とされていた。本研究では、(1)パワエレによるインピーダンスマッチングとして、インピーダンス変動による効率低下を防ぐために、パワエレによる素早い制御技術の確立を行ない(2)推定技術として、負荷変動が生じたことを把握する技術の確立を行ない(3)複数負荷への電力配分として、負荷の数が増減した際にも任意の配分で電力が送れる技術の確立を行った。本研究は,『パワーエレクトロニクスによる電磁共鳴型ワイヤレス電力伝送の制御技術に関する研究』と題し,アンテナ理論先導型の電磁共鳴技術に対し,パワーエレクトロニクスの適応という新しいアプローチを行い,新しい学術分野を創造することが目的であった。具体的には,電磁共鳴方式の新しいkHzアンテナの提案と,インピーダンスマッチングをパワーエレクトロニクスで行う手法の提案を行ない,負荷変動が起こった時,位置ずれが行った時にパワエレで最大効率追従制御を非常に素早く行なえる事を理論解析と実験を持って示すことを目標とした。結果、新しいkHzアンテナを提案し、所望のインピーダンスを降圧チョッパのデューティー比を変えることにより実現し、つまり、インピーダンスマッチングができることが示せた。実験においては、素早く制御を行えること、そして、負荷変動の大きく、つまり、インピーダンスが激しく変化する電気二重層キャパシタにおいても問題なく充電できることを示せた。また、周波数の依存性も原理的にはないことを示せた。更に、複数負荷への対応させるために、推定技術の確立とその実証実験を行ない、同様にインピーダンスマッチングを行ない複数同時に動作させることに成功した。これら技術は、高周波におけるパワーエレクトロニクスの適応の先駆けとなっており、ワイヤレス電力伝送技術を中心とした高周波(MHz)へのパワーエレクトロニクスの適応という新しい分野の方向性を示せた。本研究は,『パワーエレクトロニクスによる電磁共鳴型ワイヤレス電力伝送の制御技術に関する研究』と題し,アンテナ理論先導型の電磁共鳴技術に対し,パワーエレクトロニクスの適応という新しいアプローチを行い,新しい学術分野を創造することが目的である。本研究は2年計画により行っている。初年度(平成23年度)は理論と解析,次年度(平成24年度)は実証実験という2段階で計画されている。インピーダンスマッチングをパワーエレクトロニクスでおこなうというチャレンジングなテーマであるが、本年度はその可能性について、再度、電源側と負荷側の両面から検討を行なった。その結果、特に負荷側での本技術の適応において、一定の成果を得られる見通しを早い段階から得られたので、本年度は負荷側の研究に注力した。負荷側のインピーダンスを降圧チョッパのデューティー比を変えることによりインピーダンスマッチングができることが示せた。素早く制御を行えること、そして、負荷変動の大きく、つまり、インピーダンスが激しく変化する電気二重層キャパシタにおいても問題なく充電できることを示せた。一方で、電源側のインピーダンスマッチングに関しても、準備を進めている。電磁界解析用サーバの導入で、100kHz以下のアンテナの解析が安定的に、かつ従来よりも短時間で解析できる環境ができ、磁界共鳴方式で80kHzまで周波数を下げたアンテナを設計し、かつ、作成することも出来た。『パワーエレクトロニクスによる電磁共鳴型ワイヤレス電力伝送の制御技術に関する研究』という研究テーマであったが、当初検討していた電源側への適応より、負荷側への適応の方がより早く見通しが立ったため、また、複数給電に際しては、負荷側制御は非常に大きな力となることから、負荷側への本技術の適応に注力した。そのため、想定以上の早さで、パワーエレクトロニクスによってインピーダンスマッチングが行える事の証明についてある一定の成果を得ることが出来た。また、負荷側でのパワーエレクトロニクスへのインピーダンスマッチング適応に関しては、整流後のDCにおいて適応できることがわかったため、これまでこだわっていたkHzアンテナの必要性も負荷側制御に関しては不要であることも実証できた。つまり、高周波である13.56MHzにおいてもkHz同様に本技術を適応させることが出来た。当然ながら、13.56MHzを整流する事による効率悪化への影響はあるが、デバイスの進化によって補える事と想定される。一方で、電源側への適応のための準備も着実に進んでいる。流石に、電源側では、MHzでのパワーエレクトロニクスの適応は現時点では困難なため、kHzで行なう。高速動作するインバータ用のFPGAの環境整備や100kHzアンテナ製作の完成など、24年度に向けての準備も着実に進んでいる。負荷側制御に関しては、多くの知見を得られたが、負荷側に関しては理想状態での検証であり、例えば、複数負荷が同時に制御を行なった場合などの、実際の使用場面に則した検証を行なう。一方で、電源側での制御という課題も当初計画の通り存在している。これに関しては、当初の予定通り、電源として高周波インバータの作成を行う。電源については,kHzで動作するアンテナのインピーダンスマッチングをPWM制御でおこなうために,その10倍以上のスイッチング周波数を持つインバータを作成する。

具体的には,スイッチング周波数200kHz500kHzを大電力で実現させる。現状では,スイッチング素子として,高速かつ大電力のMOSFETが現実的であるが,SiCを用いた新型の半導体素子がいよいよ世に出てくるタイミングであり,タイミングが合えばSiCの使用も考慮に入れている。本研究においては,アンテナの動作周波数の低周波化と,スイッチング周波数の高周波化を共に行ない,それぞれの限界周波数で動作させるため,使用するスイッチング素子はその時点での最高の物を使用する。本提案は,提案する手法と共に,高周波でPWM制御を行うインバータの開発も重要な目的の一つである。そのため,電源の作成は妥協なく高効率のものを追求する。以上の実験装置一式を完成させ,提案する手法の有効性を確認する。本年度は、負荷側におけるパワーエレクトロニクスを用いたインピーダンスマッチング技術に注力したこともあり、来年度に備えて資金を確保しておく必要があった。とはいえ、基本的には電磁界解析用サーバが殆どの経費を占めているので、繰越額は約3%程度の額になった。繰越金は回路制作の際の費用にする予定である。