hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
照明条件の変化にロベストなシーン中の顔画像の探索・認識の研究

照明の方向の違いに対する顔画像認識手法を検討し、以下の成果を得た。1.まず、専用の角度制御形回転台を作成し、回転台上にカメラと椅子を設置し照明側を固定して撮像することにより、照明方向を上下左右45^°まで、いずれも5^°ごとに変化させて顔画像データを収集した。そこで、左右あるいは上下の照明方向の画像に対し、顔の立体構造を考慮して顔の暗部のみを濃度変換することにより、認識可能範囲は大幅に向上することが分かった。2.次に、顔画像認識にFisher判別分析法を適用した。Fisher判別分析法はクラス内分散を最小クラス間分散を最大とする空間にサンプルを投影するものであるが、判別計算に画素を要素とすると計算負荷は極めて大きくなる。そこで、顔を12×12=144ブロックでモザイク表現し、これをFisher判別分析法に適用した。3.全ての方向顔を辞書登録すれば高認識率となるのは当然であることから、まず、上下左右15^°おきの顔画像を辞書とし、5^°おきの全顔画像を入力した。この結果、被験者5人で平均98.1%の高い認識率を得た。4.辞書数の低減をはかるため、上下左右30^°の画像を削除したところ63.3%に低下した。そこで、15^°と45^°から30^°の画像データを生成補間したところ77.1%に向上した。5.さらに、顔領域として正方形でなく、照明変化に敏感な部分を除去したT型パターン(96ブロック)を用い、かつ上下左右30^°については補間することにより、94.6%の認識率を得た。6.以上の結果、選定された顔のモザイク表現とFisher判別分析法を組み合わせることにより、照明方向が上下左右45^°までの変化に対し、高い認識率をもつ顔認識を可能とした。当初の計画に基づき、本年度は照明の方向の違いに対する顔画像認識の可能性を検討した。具体的には、以下の通りである。(1)まず、顔の正面方向にディジタルカメラをおき、照明の方向を変化させつつ顔を撮像し画像データを収集することとした。この操作を効率的かつ高精度で行うため、専用の角度制御形回転台を設計し業者に製造を依頼した。角度制御形回転台は計算機により1度刻みの回転制御を可能とするものである。回転台上にカメラと椅子を設置し、椅子上に人間を座らせ、照明側を固定して撮像することにより、照明方向を変化させた顔画像の収集が可能となる。(2)装置導入までの間、方法論に関して基礎検討を行った。照明装置を手で移動させつつ4人から基礎データを収集し、Fisher判別法により照明方向に依存しない認識の可能性を検討した。この結果、未知の照明方向の顔画像に対し、これが登録した画像の近傍の照明方向であれば正解が得られるが、角度の違いが大きくなると認識は困難であることが判明した。(3)この原因が顔という複雑な構造に起因するか否かを調べるため、コンピュータグラフィックスで球を作成し、光源方向を変えたときの画像を生成してFisher判別法を適用した。この結果、顔の場合と全く同様の結果が得られ、この手法の適用は問題があることが判明した。(4)角度制御形回転台が納入されたので、照明方向を正面から少しづつ変化させ、上下および左右45度までの範囲の顔画像を撮影した。(5)左右あるいは上下の照明方向の画像に対し、顔の立体構造を考慮して顔の暗部のみを濃度変換する方法を検討した。各画像から手操作で顔の中心部を切り出し、左右あるいは上下方向の照明によりおきる暗い側の濃度を明るい側の濃度(平均と分散)に修正した。

これを正面方向の照明による顔画像との類似度により非修正顔と比較したところ、修正しない場合に比べ認識可能範囲は大幅に向上することが分かった。昨年度に引き続き、照明の方向の違いに対する顔画像認識手法を検討し、以下の成果を得た。(1)昨年度は、まず、専用の角度制御形回転台を作成し、回転台上にカメラと椅子を設置し照明側を固定して撮像することにより、照明方向を上下左右45°まで、いずれも5°ごとに変化させて顔画像データを収集した。そこで、左右あるいは上下の照明方向の画像に対し、顔の立体構造を考慮して顔の暗部のみを濃度変換することにより、認識可能範囲は大幅に向上することが分かった。(2)本年度は、顔画像認識にFisher判別分析法を適用した。Fisher判別分析法はクラス内分散を最小クラス間分散を最大とする空間にサンプルを投影するものであるが、判別計算に画素を要素とすると計算負荷は極めて大きくなる。そこで、顔を12×12=144ブロックでモザイク表現し、これをFisher判別分析法に適用した。(3)全ての方向顔を辞書登録すれば高認識率となるのは当然であることから、まず、上下左右15°おきの顔画像を辞書とし、5°おきの全顔画像を入力した。この結果、被験者5人で平均98.1%の高い認識率を得た。(4)次に、辞書数の低減をはかるため、上下左右30°の画像を削除したところ63.3%に低下した。そこで、15°と45°から30°の画像データを生成補間したところ77.1%に向上した。(5)さらに、顔領域として正方形でなく、照明変化に敏感な部分を除去したT型パターン(96ブロック)を用い、かつ上下左右30°については補間することにより、94.6%の認識率を得た。(6)以上の結果、選定された顔のモザイク表現とFisher判別分析法を組み合わせることにより、照明方向が上下左右45°までの変化に対し、高い認識率をもつ顔認識を可能とした。
シクロオキシゲナーゼ(COX)-2阻害剤による口腔癌の血管新生抑制療法の開発

シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)はPGE2産生を誘導し、血管新生を促進することが知られている。一方、VEGFはPGE2によって産生誘導を受けることからCOX-2はVEGF産生調整を行っている可能性が考えられている。今回、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の発現をRT-PCR法にて検討した結果、口腔由来扁平上皮癌細胞株KA、NA、NI、KO、唾液腺由来腺癌細胞株HSG、HSYにCOX-2mRNAの発現が認められたが、口腔由来扁平上皮癌細胞株UEにはCOX-2mRNAの発現は認められなかった。そこで、COX-2阻害剤である非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)であるジクロフェナクナトリウムによる細胞増殖抑制試験を扁平上皮癌細胞株を用いて行った結果、COX-2mRNAの発現があった細胞株は100μMの濃度で増殖が抑制されたが、COX-2mRNAの発現が認められなかった細胞株は1mMの濃度まで増殖は抑制されなかった。なお、今回用いた口腔癌細胞はVEGFおよびその受容体の発現を認めた。上記の結果から、COX-2阻害剤は口腔癌の細胞増殖を抑制するのみならず、VEGFの産生を調節し血管新生抑制機構に関与していることが示唆された。口腔由来扁平上皮癌細胞株KA, NA, UE, NI, KO,唾液腺由来腺癌細胞株HSG, HSYにおいて、VEGFの発現をreverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR)法にて検出した結果、これら腫瘍細胞株において4種類のスプライシングバリアントからなるVEGF-mRNAの発現を認めた。さらに、バキュロウィルス発現系を用いて作製した遺伝子組み換え型VEGF165(rVEGF165)を放射性ヨード標識し結合試験を行った結果、口腔由来扁平上皮癌細胞、唾液腺由来腺癌細胞株において、VEGFの結合部位が認められた。上記の結果からVEGFは口腔癌細胞の増殖・転移における血管新生に関与していることを示唆している。また、非ステロイド系抗炎症薬(NSAIDs)の標的酵素であるシクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の発現をRT-PCR法にて検討した結果口腔由来扁平上皮癌細胞株KA, NA, NI, KO,唾液腺由来腺癌細胞株HSG, HSYにCOX-2mRNAの発現が認められた。しかし、口腔由来扁平上皮癌細胞株UE、正常ヒトケラチノサイトおよび正常顎下腺細胞にはCOX-2mRNAの発現は認められなかった。さらに、ジクロフェナクナトリウムによる細胞増殖抑制試験を扁平上皮癌細胞株を用いて行った結果、KA, NA, NI, KO細胞株は100μMの濃度で増殖が抑制されたが、UE細胞株は1mMの濃度まで増殖は抑制されなかった。現在、日々の臨床において多頻度に使用されるNSAIDsを、口腔扁平上皮癌細胞株および唾液腺由来腺癌細胞株に添加しVEGFmRNAの発現の変化を検討している。口腔由来扁平上皮癌細胞株KA、NA、UE、NI、KO、唾液腺由来腺癌細胞株HSG、HSYにおいて、VEGFの発現をreverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR)法にて検出した結果、これら腫瘍細胞株において4種類のスプライシングバリアントからなるVEGF-mRNAの発現を認めた。さらに、バキュロウイルス発現系を用いて作製した遺伝子組み換え型VEGF165(rVEGF165)を放射性ヨード標織し結合試験を行った結果、これらの腫瘍細胞株において、VEGFの結合部位が認められた。また、非ステロイド系抗炎症薬(NSAIDs)の標的酵素であるシクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の発現をRT-PCR法にて検討した結果、口腔由来扁平上皮癌細胞株KA、NA、NI、KO、唾液腺由来腺癌細胞株HSG、HSYにCOX-2mRNAの発現が認められた。

さらに、ジクロフェナクナトリウム(ボルタレン)による細胞増殖抑制試験を扁平上皮癌細胞株を用いて行った結果、KA、NA、NI、KO細胞株は100μMの濃度で増殖が抑制されたが、UE細胞株は1mMの濃度まで増殖は抑制されなかった。このことより、COX-2発現は細胞増殖に関与していることが示唆された。
スプレッドスペクトラム高度情報ワイヤレス通信モデムの研究

高度情報化社会の進展には、通信技術の発達が必須であるが、特に「どこでも」、「いつでも」通信可能なワイヤレス通信機に対する要求はますます増大している。無線通信において、有線なみの高信頼性を持ち、さらに移動する相手の位置決め機能(約数m)が付加されれば、このワイヤレス通信機は、FA、OA、HAなどにおいて、高度情報化社会の変革を与えるインパクトをもたらすと考えられる。本研究は、高信頼度で、かつプライバシー保護、位置決め機能を持つ、高度デジタルコードでチャンネルとマルチ情報を識別できる「スプレッドスペクトラム(SS)高度情報ワイヤレス通信モデム」を開発することを目的とした。本研究では、(1)米国に引き続き、我国でも認可された2.4GHzSS通信バンドの新しい活用を目指し、ワイヤレス・ネットワークの構築を可能とするワイヤレスモデムの開発を行った。具体的には、申請者らが既に開発・実用化したSAWコンボルバーを用いた「2.4GHzSS通信バンド用完全非同期・全二重通信SSモデム」として完成させた。現在これらの研究をもとに、テレコントロール用SSモデム、デジタル音声通信用スプレッドスペクトラム通信方式モデム、ワイヤレスハンディターミナルの開発研究へと発展させている。(2)AIN/AI_2O_3構造RF ICの基礎開発を行った。MOCVD法により、2インチサファイア基板上に成長したAINエピタキシャル薄膜を用いて2.4GHz SAWフィルタを製作し10ppm/°C以下の温度係数が安定して得られるようになった。さらに、2.4GHzSAWコリレータを設計・試作し、SAWディレイラインと組み合わせて実際に遅延検波回路を構成し、SS信号の復調が可能であることを明らかにした。さらに、SAWコリレーターを用いたモデム構成法としてCDMA/TDマルチチャネル方式を提案した。SAWコリレーターを用いるとSSモデムの受信部の構成を飛躍的に簡便化可能である。現在、これらの研究をもとにワンチップSS復調器の開発研究を進め、超小型SSモデムの開発の研究へと発展させている。無線通信において、有線なみの高信頼性をもち、さらに移動する相手の位置決め機能(約数m)が付加されれば、このワイヤレス通信機は、FA、OA、HAなどにおいても、高度情報化社会の変革を与えるインパクトをもたらすと考えられる。本研究では、高信頼度、かつプライバシ-保護、位置ぎめ機能を持つ、高速デジタルコ-ドでチャンネルとマルチ情報を識別できる「スプレッドスペクトラム(SS)高度情報ワイヤレス通信モデム」を開発する。今年度から始まった新電波法の微弱無線電波輻射規制下では、VHF帯で120kHz幅あたり約0.05μW以下となり、従来のFM通信では到達距離が実質約8m以下になってしまうが、本開発のモデムでは、100m以上有効である。また、最近米国で認められたSS通信バンドの新しい活用を目指して、10km範囲のワイヤレスロ-カルネットワ-クを構築する。この通信技術の中心デバイスとして我々が開発してきた弾性表面波/半導体コンボルバ-を用いるが、さらに高度信号処理用の無線通信RF ICを開発し、超小型スプレッドスペクトラム高度情報ワイヤレス通信モデムを完成させる。研究計画に従って、本年度は、スプレッドスペクトラム(SS)ワイヤレスモデムについて、以下に述べる「不意に飛来する妨害波除去方式」、並びに「AlN/SOS構造RF IC化の基礎開発」を行った。

(1)弾性表面波/半導体コンボルバ-を用いたSSモデムにおいて、不意に飛来する複数の妨害波を除去するDBM復調+フィルタ除去方式を開発した。実験並びにシミュレ-ションによりSS信号の電力スペクトラムの尖頭値より線スペクトルで80dB大きいCW妨害波が飛来しても通信可能であることを明らかにした。我々のSSワイヤレスモデムの総電力は、国内微弱電波規制下では、わずか約6μWであるが、4.8Wの妨害波が飛来しても通信可能である。さらに、遠近問題を解決するために、コンボルバ-の処理利得を生かしたBPSKータイムウィンドウ検波方式とDS/FSマルチチャンネルにより、希望局が100mで通信したときに干渉局が10mの位置にいても通信可能であることを示した。(2)AlN/SOS構造RF IC化の基礎となるサファイア基板上のAlNエピタキシャル成長について、新たにガス-ビ-ムフロ-方式MOーCVD技術を開発した。従来圧電性の良好なAlNエピタキシャル膜は、1000°C以上の高温でないと得られなかったが、本技術により690°Cの低温でも良好な圧電性を有するAlNエピタキシャル膜成長が可能となった。以上、研究計画に沿って研究は進展しており、次年度以降の研究の見通しは立っている。高度情報化社会の進展には、通信技術の発達が必須であるが、特に「どこでも」、「いつでも」通信可能なワイヤレス通信機に対する要求はますます増大している。無線通信において、有線なみの高信頼性をもち、さらに移動する相手の位置決め機能(約数m)が付加されれば、このワイヤレス通信機は、FA、OA、HAなどにおいても、高度情報化社会の変革を与えるインパクトをもたらすと考えられる。本研究では、高信頼度でかつプライバシ-保護、位置ぎめ機能を持つ、高速デジタルコ-ドでチャンネルとマルチ情報を識別できる「スプレッドスペクトラム(SS)高度情報ワイヤレス通信モデム」を開発する。特に、最近米国で認められたSS通信バンド及び現在国内で検討されているSS通信バンドでの新しい活用を目指して、10km範囲のワイヤレスロ-カルエリアネットワ-クを構築する。具体的には、この通信技術の中心デバイスとして我々が開発してきた弾性表面波/半導体コンボルバ-を用い、さらに高度信号処理用の無線通信RF ICを開発し、超小型スプレッドスペクトラム高度情報ワイヤレス通信モデムを完成させる。研究計画に従って、本研究は、スプレッドスペクトラム(SS)ワイヤレスモデムについて、(1)不意に飛来する妨害波除去方式、(2)高速符号同期相関方式、さらに(3)A1N/SOS構造RF IC化の基礎開発を行った。(1)平成2年度では、SSモデムにおいて、不意に飛来する複数の妨害波を除去する技術として、アナログ信号処理に基づく「DBM復調+フィルタ除去方式」開発した。本年度は、これに加えて超高速デジタル信号処理に基づく「マイクロプロセッサ制御フィルタバンク」による狭帯域干渉波除去方式を開発した。その結果、SS通信技術が従来の狭帯域通信方式との共存性を有することが明らかになった。
高強度鋼の超高サイクル疲労強度特性に及ぼす高真空および不活性環境の影響

低温焼戻鋼やADI,Ti合金などの高強度金属の疲労において,繰返し数10^7以上の超高サイクル域で疲労限度が消失する挙動が報告されつつある.これは材料の内部を起点とする特殊な破壊形態に起因するとされているが,その機構はわかっていない.本研究では,内部疲労破壊への影響因子として,材料内部の環境に注目した.即ち,材料内部環境を模擬するために高真空中での疲労試験を行ない,真空中の疲労特性および破壊挙動と内部破壊の類似点,相違点をフラクトグラフィを基に検討した.初年度は高真空疲労試験装置の開発と評価を行なった.その結果,真空圧力0.9×10^<-6>Pa,荷重容量50kN,繰返し速度40Hzの性能を確認した.次年度は,2000MPa級高強度鋼(SNCM439,SCM435)およびTi-6Al-4Vを用いて,真空および大気中での疲労試験と破面解析を行なった.いずれの材料も高応力短寿命域で表面破壊を生じた後,低応力長寿命域で内部破壊を生じ,明瞭な疲労限度を示さなかった.表面破壊の寿命は,真空中では大気中に比べ大幅に改善されたが,Ti-6Al-4Vの内部破壊の寿命は環境によって変わらなかった.つまり真空環境は表面破壊には影響を与えるが,内部破壊には影響を与えないことがわかった.破面解析によれば,組織敏感なステージ2aき裂進展領域に,真空中の表面破壊と大気中の表面破壊で明瞭な差が確認され,内部破壊と真空中の表面破壊で顕著な類似が認められた.大気中では破面粗さが粗く,組織の痕跡が明瞭なのに対し,真空中および内部破壊ではそれらは不明瞭であった.ステージ2aからステージ2bへの遷移条件も内部破壊は真空中の表面破壊とほぼ等しいことがわかった.以上から内部破壊が超高サイクル域で生じる理由の一つとして,材料内部の環境が真空環境に近く,き裂進展速度が大気中より遅いためであることが推測された.本研究の目的は、高強度鋼の超高サイクル域における疲労き裂の発生・進展に及ぼす高真空環境ならびに不活性環境の影響を調べることである。2年間を通じた実施予定項目は(1)高真空環境下での引張疲労試験システムの開発、(2)高真空環境および不活性環境(N_2環境あるいはAr環境)下での超高サイクル疲労試験の実施と両結果の比較、(3)SEM破面解析による疲労機構の推定である。平成9年度は上記のうち(1)の項目、すなわち高真空下で軸荷重疲労試験を可能とするシステムの開発とその評価を行なった。開発目標は負荷容量5t、真空到達圧力10^<-4>Pa以上とした。真空排気装置にはロータリポンプとターボ分子ポンプのハイブリッド方式を採用した。真空チャンバー・フランジ配管類は全て超真空対応とし、試験片取り付け部の大気との遮断には金属ベローズを使用した。この結果、約24時間の排気で1.6×10^<-5>Paの真空到達圧力を達成することができた。これにより配管系統のベ-キングを行なえば10^<-6>Pa以上の超高真空下での実験も可能な能力をもつことがわかった。疲労試験の制御方式は電気油圧サーボ方式を採用し、アクチュエータと試験片接続部間に球面軸受けを組み込む設計とした。この結果、負荷荷重5tで繰返し速度40Hz、荷重精度1%以内、偏荷重成分3%以内の実験が可能となった。また、予備疲労試験を通じて真空圧力の低下などの不具合は認められなかった。以上から、当初の設計仕様を満足し、平成10年度の実験に十分使用可能な試験装置を開発することができた。低温焼戻鋼やADI,Ti合金などの高強度金属の疲労において,繰返し数10^7以上の超高サイクル域で疲労限度が消失する挙動が報告されつつある.これは材料の内部を起点とする特殊な破壊形態に起因するとされているが,その機構はわかっていない.本研究では,内部疲労破壊への影響因子として,材料内部の環境に注目した.即ち,材料内部環境を模擬するために高真空中での疲労試験を行ない,真空中の疲労特性および破壊挙動と内部破壊の類似点,相違点をフラクトグラフィを基に検討した.初年度は高真空疲労試験装置の開発と評価を行なった.その結果,真空圧力0.9×10^<-6>Pa,荷重容量50kN,繰返し速度40Hzの性能を確認した.次年度は,2000MPa級高強度鋼(SNCM439,SCM435)およびTi-6Al-4Vを用いて,真空および大気中での疲労試験と破面解析を行なった.いずれの材料も高応力短寿命域で表面破壊を生じた後,低応力長寿命域で内部破壊を生じ,明瞭な疲労限度を示さなかった.表面破壊の寿命は,真空中では大気中に比べ大幅に改善されたが,Ti-6Al-4Vの内部破壊の寿命は環境によって変わらなかった.つまり真空環境は表面破壊には影響を与えるが,内部破壊には影響を与えないことがわかった.破面解析によれば,組織敏感なステージ2aき裂進展領域に,真空中の表面破壊と大気中の表面破壊で明瞭な差が確認され,内部破壊と真空中の表面破壊で顕著な類似が認められた.

大気中では破面粗さが粗く,組織の痕跡が明瞭なのに対し,真空中および内部破壊ではそれらは不明瞭であった.ステージ2aからステージ2bへの遷移条件も内部破壊は真空中の表面破壊とほぼ等しいことがわかった.以上から内部破壊が超高サイクル域で生じる理由の一つとして,材料内部の環境が真空環境に近く,き裂進展速度が大気中より遅いためであることが推測された.
アンテナ伝播工学の体系化に関する総合研究

1.アンテナ伝播技術は高度情報社会を支える必須の要素技術である。我が国のアンテナ、伝播、電磁界理論の研究は古い歴史と実績に支えられ、戦前、戦後を通じて国際的に高い評価を受けてきた。その反映として1971年以来、5回に渡り、アンテナ伝播国際シンポジウムが日本において開催され、多くの参加者のもとに大きな成功を収めてきた。2.本研究は来る1996年に開催予定のアンテナ伝播国際シンポジウム(ISAP'96)の準備のため、アンテナ伝播関連技術および研究課題について総合的に企画調査を行ったものである。すなわち、これまでに発展してきたアンテナ伝播技術の整理統合と今後の研究課題を明確にし、シンポジウムの運営に益することを目的とした。このような検討を行うには総合的な知見と広い視野が必要であり、本研究組織には国内の主要なアンテナ伝播関連研究者27名が参画した。3.上記の目的で研究分担者ほぼ全員が一堂に会して方針を検討する全体会議を平成7年6月に開催した。また、各分担者間の事務連絡と研究調査の調整を行う幹事会を平成7年6月、9月、11月、12月の4回実施した。更に、各分担者は担当分野につき、随時調査を行った。4.本研究による、アンテナ伝播関連技術の整理統合化と新しい課題の提案は、インテグレーテッド・アンテナ、ミリ波アンテナ、無線電力伝送、衛星移動通信、リモートセンシング、医工学への電波の応用、広帯域室内伝播特性、電磁界の大規模計算などを中心に網羅的に行われた。体系化された知見は、1996年アンテナ伝播国際シンポジウムにおいて各分担者が発表する予定である。
ポスト構造調整期の西アフリカにおける持続的発展と民主化の現状と展望に関する研究

平成9年度は日本側研究者とナイジェリア側研究者との共同研究を主たる内容とした。研究項目は「変貌する西アフリカとナイジェリア」および「世界の中の西アフリカとナイジェリア」であった。日本側研究者とナイジェリア側研究者は共同研究シンポジウム(1997年12月、ナイジェリア国際問題研究所)を開催した。現地調査を実施し、大学の研究者と交流を実施した。西アフリカにおけるポスト構造調整への移行、ナイジェリアにおける民政移管の進行、ナイジェリアの状況(ビジョン2010、民政移管のプロセス、ナイジェリア経済の現状、日本・ナイジェリア経済関係、ナイジェリアの政治経済社会、市民社会の形成など)について分析した。平成10年度は日本側研究者とコートジボワール側研究者との共同研究を主たる内容とした。研究項目は「変貌する西アフリカとコートジボワール」および「世界の中の西アフリカとコートジボワール」であった。日本側研究者とコートジボワール側研究者は共同研究シンポジウム(1998年9月、社会経済研究センター)を開催した。現地調査を実施し、大学の研究者と交流を実施し、日本の援助案件のサイトを視察した。西アフリカの政治経済情勢、西アフリカにおける政治的民主化と民族・部族問題、CFAと非CFA、農業産品の生産と輸出、農業経済の状況、人民経済の可能性、アフリカ・アジア経済関係、日本のアフリカ外交などについて分析した。平成11年度は日本側研究者とアフリカ側研究者2人および研究協力者の共同研究を主たる内容とした。研究項目は研究課題全体の総括的研究であった。2回の共同研究シンポジウム(1999年9月と11月、アジア経済研究所)を開催した。西アフリカの持続的開発と金融制度、民族問題と民主化、人民経済の展望、宗教と社会、市民社会と新たなアクター、西アフリカの民主化、アフリカの民主化の成果と限界などについて分析した。研究分担者および研究協力者の論文12本で研究成果報告書を作成した。内容は西アフリカにおける政治的民主化、持続的経済開発、社会的変動などについて分析した論文から構成されている。本年度は日本側研究者とナイジェリア側研究者の共同研究を主たる内容とした。研究項目は「変貌する西アフリカとナイジェリア」(政治的民主化、経済的自由化、人間社会建設)および「世界の中の西アフリカおよびナイジェリア」(周辺化、地域秩序、持続的発展)であった。日本側研究者は国内研究会を4回開催した。日本側研究者4名は97年12月にナイジェリアに入り、20日にNIIA(ナイジェリア国際問題研究所)でナイジェリア側研究者3名の参加を得て、共同シンポジウムを開催した。シンポジウムではNew Actors in Nigerian Political and Economic Arenaをテーマに4名が報告を提出し、参加者が討論した。参加者は共同研究の推進で合意し、共同研究者の研究テーマを再確認した。またナイジェリア滞在中、大学(ラゴス大学、イバダン大学、アウォロウォ大学)および研究機関(国際熱帯農業研究所)を訪問し研究者と研究懇談し、また資料を収集し、日本大使館、日本貿易振興会、日本商社などでヒアリングをした。共同研究により得られた知見は次の通りである。(1)西アフリカにおけるポスト構造調整への移行(政治の民主化、経済の活性化、市民社会の形成など)は国により多様である。(2)とりわけ民政移管を進めるナイジェリアでは、新たな政治・経済・社会・宗教アクターの出現で複雑な様相を見せている。研究懇談とヒアリングでは、ナイジェリアの長期展望ビジョン2010、ナイジェリアの民政移管プロセス、ナイジェリア経済の現状、日本・ナイジェリア経済関係、ナイジェリアにおける政治・経済・社会研究の現状などについて多くの情報・資料を獲得した。

(3)ナイジェリアの変動を各事項(NGO,宗教団体、青年グループ、学生団体、女性グループ、知識人、メディアなど)別に、あるいは市民社会の形成という全体から分析・研究することが有益であることを確認した。本年度は日本側研究者とコートジボワール側研究者の共同研究を主たる内容とした。研究項目は「変貌する西アフリカとコートジボワール」(政治的民主化、経済的自由化、民族問題、通貨問題)および「世界のなかの西アフリカと日本」(日本のアフリカ政策、アフリカとアジア・日本)であった。日本側研究者は国内研究会を3回開催した。日本側研究者4名(川端正久、原口武彦、勝俣誠、大林稔)は1998年9月にコートジボワールに入り、8日にCIRES(コートジボワール社会経済研究センター)においてコートジボワール側研究者4名(Allecbi M′Bet.Adoukou Bernadln,Samba N'Daw,Mama Ouattara)の参加を得て、共同シンポジウムを開催した。またコートジボワール滞在中、ココディ大学および大学病院を訪問し、研究者と懇談し、資料を収集した。世界銀行事務所、国際通貨基金事務所、アフリカ開発銀行事務所など国際機関、コートジボワール政府諸機関、そして日本大使館、日本貿易振興会、国際協力事業団など日本関係機関でヒアリングを実施した。また中央部のカティオラ、ブアケ、ヤムスクロで援助案件のサイトを視察した。共同研究により多くの事項(政治的民主化と民族・部族問題、コートジボワールを含む西アフリカの政治経済情勢、CFAと非CFA、農業産品の生産と輸出、農業経済、アフリカとアジア・日本の政治経済関係、日本のアフリカ外交など)に関して知見を深めた。今後は民主化と市民社会、持続的発展と金融制度、人民経済の創出、地域経済体制などについて分析・研究することが課題である。本年度は日本側研究者6人とアフリカ側研究者2人(ナイジェリア研究者を代表してオルコシおよびコートジボワール研究者を代表してムベ)および研究協力者の共同研究を主たる内容とする。最終年度の研究項目は研究課題の総括と研究成果報告書の作成であった。日本側研究者は国内研究会を2回開催した。第1回国内研究会(1999年6月26日、龍谷大学)では本年度研究計画が策定された。第2回国内研究会(1999年7月9-10日、龍谷大学)では、川端「民主化と市民社会」、原口「民族問題と民主化」、勝俣「人民経済の展望」、落合「宗教と社会」、望月「新しいアクターと市民社会」が報告され討論され、国際シンポジウムヘの準備作業を実施した。国際共同研究は2回開催した。
粘膜ワクチンアジュバントとしての微生物由来免疫活性物質の標的細胞の同定

腸管は食物由来の異物や腸内共生細菌に対しては積極的な免疫応答が働かないようにし、逆に不応答状態(経口免疫寛容)を作り出すからである。この経口免疫寛容は粘膜ワクチン開発の大きな障害であり、これを克服するためには有効な粘膜アジュバントが必要である。本研究では、微生物由来免疫活性物質が作用する標的細胞を同定するとともに、微生物由来免疫活性物質によって誘導される体内のアラームシグナル分子を同定しさらにそのシグナル伝達機構を解明することを目的とした。申請者等が独自に確立した酵素消化と多色フローサイトメトリーによる細胞分取法(Jang et al, J. Immunol., 76:803, 2006)を用いて、小腸粘膜固有層からCD11cを発現する抗原提示細胞を分取した後それらの粘膜固有層内の抗原提示細胞を、様々の微生物由来免疫活性物質を用いてin vivoおよびin vitroで刺激し、抗原提示細胞の数的変化、表面マーカーの変化およびサイトカイン産生能を解析した。小腸粘膜固有層にCD11c発現が異なる4種のユニークな細胞群の中でCD11chiCD11bhiCD103+DCが選択的に様々の微生物由来免疫活性物質に対して強い炎症反応性を見せた。RT-PCRとELISA解析の結果ら小腸粘膜固有層CD11chiCD11bhiCD103+DCはTLR2,TLR6,dectin-1を発現し、特にzymosanに対して大量のIL-6とIL-23を産生した。さらにzymosanに刺激されたCD11chiCD11bhiCD103+DCはTh17細胞の誘導に重要な役割を担っていることが明らかになった。脾臓CD11chi細胞はzymosanの刺激に対してIL-6とIL-23は産生せず大量のIL-12p40のみを産生し選択的にTh1細胞を誘導した。Zymosanの刺激に対して小腸粘膜固有層の細胞群は有効な粘膜アジュバントを妨害するIL-10は誘導しなっかた。この結果はzymosanが新しい粘膜ワクチンアジュバントとしての可能性があり、粘膜を介した感染症の新しい予防法と治療法の開発が期待できるようになった。本研究では、微生物由来免疫活性物質が作用する粘膜固有層標的細胞を同定するとともに、微生物由来免疫活性物質によって誘導される体内のアラームシグナル分子を同定し、さらにそのシグナル伝達機構を解明することを目的とした。小腸粘膜固有層にCD11c発現が異なる4種のユニークな細胞群の中でCD11chiCD11bhiCD103+ DCが選択的に様々の微生物由来免疫活性物質に対して強い炎症反応性を見せた。RT-PCRとELISA解析の結果、小腸粘膜固有層CD11chiCD11bhiCD103+ DCはTLR2,TLR6,dectin-1を発現し、特にzymosanに対して大量のIL-6とIL-23を産生した。さらにzymosanに刺激されたCD11chiCD11bhiCD103+ DCはTh17細胞の誘導に重要な役割を担っていることが明らかになった。

Zymosanの刺激に対して小腸粘膜固有層の細胞群は有効な粘膜アジュバントを妨害するIL-10は誘導しなっかた。この結果はzymosanが新しい粘膜ワクチンアジュバントとしての可能性があり、粘膜を介した感染症の新しい予防法と治療法の開発が期待できるようになった。申請者等は粘膜抗原提示細胞を用いてマイクロアレイで遺伝子の発現パターンの解析する方法を確立しており、その手法を用いてzymosanに強く反応するCD11chiCD11bhiCD103+ DCをDNAマイクロアレイで解析し、誘導される免疫活性物質のスクリーニングを行う。同定されたアラームシグナル分子を、モデル抗原である卵白アルブミンと共にマウスにin vivoで投与し、抗原特異的なIgA産生を含む免疫反応を解析する。また、このアラームシグナル分子により抗原提示細胞を刺激し、抗原提示細胞上の表面マーカーの変化、T細胞の増殖および分化能、サイトカイン産生能などを解析する。同定したアラームシグナル分子の生理的重要性を検討するため、その遺伝子欠損マウスを作製する。これまでに研究代表者が実施した研究に要した費用実績と本研究の規模および研究体制をもとに、消耗品費、旅費、謝金等の研究経費を算定した。なお、本研究は既設の研究設備および備品によって直ちに実施できるため、新たに設備備品費を計上していない。平成24年度:薬品:70万円,動物:30万円,プラスチック器具:10万円,国内研究打ち合わせ旅費:20万円,論文別刷:10万円,外国語論文校閲費:10万円
X線回折法による超臨界流体の構造とゆらぎの研究

超臨界流体の特異な溶媒活性を分子レベルの構造およびゆらぎと結びつけることを目的とし、X線回折法による研究を進めてきた。本年度の計画は以下の通りである。1)超臨界流体CF_3Hの広角散乱による構造解析2)実験室レベルでの小角X線散乱装置の完成3)単結晶ダイアモンド板を窓とした試料ホルダーの制作4)高エネルギー研放射光実験施設(PF)での小角散乱実験(CO_2、CF_3H)5)溶質を溶かし込んだ試料の広角および小角散乱実験の着手上記1)4)は当初の計画どうり装置制作ないしは実験が完了した。5)については溶質を超臨界流体中溶かし込み攪拌する装置を作ったが、まだ回折実験には至っていない。ここでは、顕著な成果が得られた4)の結果について報告する。21点のCO_2の超臨界状態の小角散乱実験をPFで行った。Ornstein-Zernike plotより得られる相関距離ξとs=0における強度I(0)の値を相図上に描いてみると、気液曲線の延長線に沿った方向にこれらの値の高い尾根が存在した。気液曲線の延長線は、臨界等密度線に対応している。ξはクラスターの平均的大きさの目安であり、I(0)は密度ゆらぎに比例する量であり、分子分布の不均一さを表す量である。CF_3Hについても同様の傾向が見られた。多少強引ではあるが、超臨界状態の気液曲線の延長上または、臨界等密度線に沿ってクラスターが大きく成長し、かつ分子の分布の不均一度が高くなるとしてよさそうである。また、これら密度ゆらぎや相関距離の大きさが超臨界流体としての溶解度や反応活性とも直接関係していることが明らかになった。溶解度および反応活性は、超臨界流体の特性で最も注目される量であるが、これらが、クラスタリングを通して構造と一般的に結びついたことになる。
フィンランド語の動詞派生の名詞の統語論と語用論:大規模コーパスによる基礎研究

本年度は,フィンランド語学術計算機センターのフィンランド語電子アーカイブ「フィンランド語バンク」の新聞・雑誌記事データを用いて収集した動詞派生の名詞の用例の採否の検証作業を継続して行うとともに,関係データベースを用いた用例の最終的なデータベース化をおこなった。特に,本年度はメタデータの付加作業を進め,動詞派生の名詞の形態論的,統語論的な出現環境に加え,動詞派生の名詞の修飾要素に関する情報,さらに当該名詞句の出現する情報構造について,メタデータの情報を複合的に用いた分析を可能とする用例データベースを構築することができた。その後,構築したデータベースを用いて用例の粗分析をおこない,動名詞と他の(動名詞よりも生産性の低い)動詞派生の名詞との比較の結果,以下のような知見を得,口頭発表を行った。1.他動詞派生の動名詞は目的語に対応する修飾要素を伴って出現する傾向がある2.動名詞は節内で文法格および入格をとり現れることが多いが,目的語としては現れにくい3.動名詞句は節の最初(ないし動詞の直前)の構成素を形成する傾向がある4.動名詞句によって,文脈上前後のつながりのある内容が多く述べられる5.動名詞の格形の分布はほぼ共通であり,単語による偏り(語彙化)がほとんど見られない語彙的な偏りを示さない動名詞と比較して,他の動詞派生の名詞は形態論的生産性が低いだけでなく,個々の派生語によって出現環境のパラメータにゆれが現れる。このことは,形態論的な生産性の指標として,コーパスの提供する量的情報と併せた統語的な分布の分析が有効である可能性を示唆すると思われる。また,用例データをXMLに準拠した構造化手法で記述・分析する可能性について,本年度さらに検討をすすめた。近日中に,本年度行った口頭発表の内容に基づき,雑誌論文を発表する予定である。フィンランド学術計算機センターのフィンランド語の電子アーカイブ「フィンランド語バンク」(総語数1億8千万語)を用いて動詞派生の名詞の用例収集とデータベース化をおこなった。パイロットケースとして,フィンランドの日刊紙AamulehtiおよびTurun Sanomatの各2年分の記事の電子コーパス(約4300万語)より動名詞(派生接尾辞の主格形が-minenのもの)を含む35万例の用例を得た。用例はデータ解析用のLinuxサーバ上に保存し,Conexor社の依存文法型統語パーサFunctional Dependency Grammarおよび形態解析器Machinese Phrase Taggerを用いて形態・統語構造のメタデータをともなうデータを作成した。次に,用例を汎用データベースシステム(MySQL)に格納し,形態・統語構造に基づき用例を検索するツールのプロトタイプの開発をおこなった。予備調査として,ツールによる派生名詞の統語的な出現位置に基づいて用例を分類し,出現数を分析した結果,動名詞の統語構造および情報構造上の出現傾向に独自の語用論的な機能が想定されることが明らかになった(現在データの分析中であり,この成果は平成16年度に発表する予定である)。用例はKielikone社の形態解析器Textmorfoを用いて自動解析されたデータに基づいて検索しており,Textmorfoが正しく解析していないデータから動名詞を含む用例を洗い出し,網羅的な用例データを作成するとともに,得られたデータの検証作業を進めていく必要がある.また,動名詞以外のより生産性の低い派生名詞の用例の収集を進め,動名詞の分布との比較,また名詞一般の出現傾向との比較をおこなう。また,パイロットケースの分析に基づき,今後は異なる使用域のコーパスとの比較対象も行っていく。さらに,今後,解析されたデータを汎用性の高い構造記述形式であるXML形式にて記述し,より精度の高い分析が行えるよう,ツールの開発および記述の理論的な裏づけを進めていく。本年度は,フィンランド学術計算機センターのフィンランド語の電子アーカイブ「フィンランド語バンク」(総語数1億8千万語)からの動詞派生の名詞の用例収集とデータベース化をすすめた。まず,「フィンランド語バンク」の形態素情報を検証し,Kielikone社の形態解析器Textmorfoが正しく解析していない動名詞(-minen)の用例(約1万8000例)を新たに得た。そのうえで,平成15年度に収集したフィンランドの日刊紙の記事コーパス(約4300万語)の動名詞と合わせ,合計約37万例の動名詞の用例データの整理とメタデータの付加を行った。さらに,動名詞以外の動詞派生の名詞のうち,頻度が比較的高い派生語(派生辞-nta/-nta, -nto/-nto, -nti, -o/o, -u/-y, -uu/-yy, -mus/-mys)について,上記の日刊紙コーパスから用例収集を行った。現在はこれらの用例の大まかな検証と分類が終わった段階であり,今後,検索結果をさらに検証し,洩れている用例の補完,ネイティブによるチェックを経たうえで全用例をデータベース化し,統語的位置による出現頻度,情報構造上の出現傾向の分析と,収集した動名詞とその他の派生語,一般名詞との出現傾向の比較を行っていく。関係データベースを用いて平成15年度より開発中の用例検索ツールは,統語的な出現位置に基づく用例の分類が可能になっている。一方,語順など情報構造の解析機能の実装過程で,情報構造のメタデータの記述方法及び記述内容に全面的な見直しが必要であることが明らかになり,現在データベース構造とメタデータの修正,解析機能の再実装の作業を進めている。本研究のデータベース化に関連し,関係データベースよりも汎用性に優れた構造化文書形式

XMLにより用例データを記述する作業を進め,今年度はXMLを用いた言語データの記述と分析手法について2件の口頭発表を行った。本年度は,フィンランド語学術計算機センターのフィンランド語電子アーカイブ「フィンランド語バンク」の新聞・雑誌記事データを用いて収集した動詞派生の名詞の用例の採否の検証作業を継続して行うとともに,関係データベースを用いた用例の最終的なデータベース化をおこなった。特に,本年度はメタデータの付加作業を進め,動詞派生の名詞の形態論的,統語論的な出現環境に加え,動詞派生の名詞の修飾要素に関する情報,さらに当該名詞句の出現する情報構造について,メタデータの情報を複合的に用いた分析を可能とする用例データベースを構築することができた。その後,構築したデータベースを用いて用例の粗分析をおこない,動名詞と他の(動名詞よりも生産性の低い)動詞派生の名詞との比較の結果,以下のような知見を得,口頭発表を行った。1.他動詞派生の動名詞は目的語に対応する修飾要素を伴って出現する傾向がある2.動名詞は節内で文法格および入格をとり現れることが多いが,目的語としては現れにくい3.動名詞句は節の最初(ないし動詞の直前)の構成素を形成する傾向がある4.動名詞句によって,文脈上前後のつながりのある内容が多く述べられる5.動名詞の格形の分布はほぼ共通であり,単語による偏り(語彙化)がほとんど見られない語彙的な偏りを示さない動名詞と比較して,他の動詞派生の名詞は形態論的生産性が低いだけでなく,個々の派生語によって出現環境のパラメータにゆれが現れる。このことは,形態論的な生産性の指標として,コーパスの提供する量的情報と併せた統語的な分布の分析が有効である可能性を示唆すると思われる。また,用例データをXMLに準拠した構造化手法で記述・分析する可能性について,本年度さらに検討をすすめた。近日中に,本年度行った口頭発表の内容に基づき,雑誌論文を発表する予定である。
情報格差、生活環境格差ががん発症予防行動に与える影響に関する研究

近年、社会経済的地位と健康のかかわりが指摘され、欧米では経済的に低位におかれた個人でがん死亡率が増加することが報告されている。今回我々は経済的ゆとり感とガン検診受診状況、ガン発症予防行動(禁煙、適正体重維持)、健康習慣(運動習慣、野菜摂取)、ガンに関する知識等とのかかわりについてcross-sectional studyを行った。関東の2都市(に協力を求め、在住の20歳から80歳までの住民6004名を性別、年齢で層化抽出し、経済的ゆとり感、生活状況、教育歴、ガンに対する知識や生活習慣、ガン検診受診状況に関する質問を施行。経済状況を「大変苦しい」「苦しい」と答えた人を経済的ゆとりのないグループとし、「普通」以上と答えた人を経済的ゆとりのあるグループとしstata11を用い比較を行った。本研究はがんに関する知識とその発症予防行動を、医療情報、生活環境、周囲とのコミュニケーション、社会的ネットワーク、精神的満足度、主観的健康感を含めたヘルスコミュニケーションという視点から捉え、それらのかかわりを調査、分析し、今後のがんに関する知識の普及や、がん検診、がん予防の生活習慣普及の為に効果的な方策を考察するものである。平成22年平成23年度までは本研究のアウトカムであるがん予防行動とがんに関する知識について、また説明変数としての医療情報源、経済的ゆとり、学歴及び社会的ネットワークの有無、家族構成や周囲とのコミュニケーション、雇用形態についての各アンケート質問内容を決定した。次に、この調査を行なう為に神奈川県横浜市と栃木県小山市当局に協力を求め、市担当者により各々3000名、計6000名をランダム抽出した。抽出にあたり、各市共に地域別に年代別人口比率を調査し、日本の年代別人口比率に最も類似した区及び地域を選び、日本の年代別比率にあわせてランダム抽出を行ないアンケートを送付した。回収率は各々約30パーセントであった。十分な回収率を得た為、アンケート再送付は施行せず、データを入力し統計解析を開始した。今年度はアンケート調査の回収を終了し解析開始ができた為、アンケート回答者の全体像についてのデモグラフィックを横浜市に報告した。第一次段階の解析では主観的気分のおちこみは主観的な経済満足度が良い場合、オッズ比が低くなり、非喫煙、運動、野菜摂取など、がん予防行動のオッズ比は上昇した。今後はこれらを含め多重ロジスティック分析を行ない平成23年平成24年度に論文作成、学会発表を行なう。次に、この調査を行う為に神奈川県横浜市と栃木県小山市当局に協力を求め、市担当者により各々3000名、計6000名をランダム抽出した。抽出にあたり、各市共に地域別に年代別人口比率を調査し、日本の年代別人口比率に最も類似した区、及び地域を選び、日本の年代別比率にあわせてランダム抽出を行いアンケートを送付した。十分な回収率を得た為、アンケート再送付は施行せず、データを入力し統計解析を行い、全体像についてのデモグラフィックを横浜市に報告した。第一次段階の解析では主観的気分の落ち込みは主観的な経済満足度が良い場合、オッズ比が低くなり、非喫煙、運動、野菜摂取など、がん予防行動のオッズ比は上昇した。平成2324年度は解析を終了し、経済的ゆとりと精神的満足度のかかわりについては、平成23年日本ストレス学会にて発表、経済的ゆとり、生活環境格差とがん予防行動の関わりについては、平成24年日本人間ドック学会で発表を行い論文を作成する。

次に、この調査を行う為に神奈川県横浜市と栃木県小山市当局に協力を求め、市担当者により各々3000名、計6000名をランダム抽出した。抽出にあたり、各市共に地域別に年代別人口比率を調査し、日本の年代別人口比率に最も類似した区、及び地域を選び、日本の年代別比率にあわせてランダム抽出を行いアンケートを送付した。回収率は各々約30パーセントであった。十分な回収率を得た為、アンケート再送付は施行せず、データを入力し統計解析を行い、全体像についてのデモグラフィックを横浜市に報告した。第一次段階の解析では主観的気分の落ち込みは主観的な経済満足度が良い場合、オッズ比が低くなり、非喫煙、運動、野菜摂取など、がん予防行動のオッズ比は上昇した。平成2324年度は解析を終了し、経済的ゆとりと精神的満足度のかかわりについては、平成23年日本ストレス学会にて発表、経済的ゆとり、生活環境格差とがん予防行動の関わりについては、平成24年日本人間ドック学会で発表を行ない論文を作成、投稿した。サンプル数が順調に集まり、集計を終了させ学会発表を行った。今年度も引き続き成果報告を予定している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は成果報告を学会で行うと共に論文を作成し、新聞等での結果発表を予定し、地域住民に対するガン予防情報を働きかける。
磁性体を用いた超伝導位相シフタによる再構成可能回路の実現に関する研究

まず、前年度に動作実証を行った超伝導整流素子による交流直流変換の研究を進めた。この超伝導整流素子は磁性体とインライン構造のジョセフソン接合を用いており、整流素子に必要な高い非対称特性と高い出力抵抗を有している。超伝導整流素子を用いて超伝導回路を交流電源駆動とすることで、超伝導回路の電源供給に関する課題を一気に解決する事が可能で、超伝導回路システムの実現へ大きな進歩となる。まず交流直流変換時の変換効率を見積もるため、超伝導整流素子のシミュレーションモデルを作製した。そのモデルを利用して超伝導回路を負荷とした際の交流直流変換回路の変換効率の見積もりを行った。その結果変換効率は71.5%と見積もられ、従来の直流電源による電源供給と比べ非常に効率の高い供給ができる事が示された。さらに、ジョセフソン接合の電圧状態時の抵抗が高いほど変換効率が高くなる事を示し、変換効率向上の指針を示した。加えて、産業技術総合研究所のハイスピードスタンダードプロセスを用い、超伝導整流素子による単一磁束量子(SFQ)回路の駆動実験を行った。超伝導整流素子による交流直流変換回路を用いて交流を全波整流し、ジョセフソン伝送路へ供給した。その結果SFQの伝搬が確認でき、電力の供給ができている事を示した。さらに本年度においては、磁性体を用いた超伝導シフタによる再構成可能回路システムを構築するため、前年度で動作実証を行ったルックアップテーブルに加えて、交点スイッチを設計、作製し再構成可能回路の原理実証を行った。これは磁性体を用いていない他機関の報告と比べ、大幅な小型化と高速化を示すことができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、磁性体を用いた超伝導位相シフタを導入することによって超伝導デジタル回路による再構成可能回路システムを構築することである。まず、大規模回路で超伝導位相シフタを利用するために必要な、複数の磁性体磁化の個別制御手法の確立を行った。二次元マトリクス配線を用いた磁化手法を検討し、問題なく提案手法が利用できることを確認した。この結果をまとめた論文は超伝導応用技術に関する論文誌に掲載された。また、二線式論理の単一磁束量子(SFQ)回路によるルックアップテーブル(LUT)の実現を行うため、超伝導位相シフタ内の磁性体の磁化の向きによってSFQパルスの仕分けを行うセレクタ回路を設計・試作したほか、クロック同期式論理のSFQ回路によるLUT実現のため、磁化の向きによって単一磁束量子伝搬のON/OFFを切り替えるスイッチ回路の設計・試作を行った。これらの要素回路は十分な動作余裕度を持って動作が確認できたため、二年目に取り組む予定であった4bitLUTの設計・試作を行った。二線式、クロック同期式どちらも正常動作が確認され、クロック同期式については高速動作を確認したところ最大52GHzでの動作を確認した。これらの成果は国内の応用物理学会において発表したほか、29年度にヨーロッパで行われる国際会議ISEC2017にて発表予定である。また研究目標に挙げた事項以外に、超伝導デジタル回路で利用可能な整流素子の開発を行った。インライン型ジョセフソン接合の近くに磁性体パターンを作成し、接合に磁束バイアスを加えることでダイオードとして利用可能な非対称特性を得た。この結果に関しては特許出願を行った。本年度では複数磁性体の磁化手法の確立、ルックアップテーブルの要素回路に関する実現を目的としていた。今回はそれらに加え、ルックアップテーブルの高速動作に関しても検討を行った。また、当初では計画していなかった超伝導整流素子に関する検討を行い、重要な成果が得られている。これらの結果から当初の計画以上の進展があったといえる。

すでに設計したLUTに加え、LUT間を繋ぐスイッチマトリクスを設計することによって、Field-programmable gate array(FPGA)を構成する要素回路を一通り実現する。その後それらを統合し、有意性のある規模のFPGAを作成する。超伝導整流素子に関しては小規模のSFQ回路と組み合わせ、電源として利用を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
直流電力輸送を考慮した高性能押出し高分子絶縁超伝導モデルケーブルの試作

本研究で試作した電力ケーブルは、コアパイプ上にテープ状に形成された高温超電導体(ビスマス系)を配置し、半導電層を含めたエチレンプロピレンゴム(EPR)絶縁で被った構造である。本研究では、高温超伝導体を用いたモデルケーブル試作とそれに伴う超伝導導体を含めたケーブル導体部分の問題点を評価すること、主絶縁にEPRを用いることによる問題点を評価すること、および、その空間電荷や高分子界面の評価技術からの検討を行った。その結果、超伝導導体線材の安定化銅パイプ上への配置の最適化を図ることにより、安定化銅パイプと外周上の高温超伝導体との接触状況が、繰り返し冷却試験を行った後でも良好であることが確認された。また、モデルケーブルの誘電特性を測定し誘電損失の検討を行った結果、ケーブルの可撓性と冷却時の低温収縮への追従に配慮したSZワイヤシールドを採用した場合,極低温でtanδを低減することができた。またSZワイヤシールドを用いた場合、短尺試料と長尺試料でほぼ同じtanδの特性が得られ、長尺の特性は短尺の結果からおおよそ推定できることが示された。そしてケーブルの誘電損失を計算した結果、ケーブル1mあたり約0.013Wであった。これは本ケーブル半径方向の侵入熱に比べて一桁以上小さい値で、超電導導体の交流損失と同程度であることがわかった。本研究における研究成果は、従来のCVケーブルの直流化を阻んで来た障害の克服につながる。この超伝導ケーブルの直流化は、交流仕様における渦電流や誘電正接による発熱や部分放電に伴う劣化などの諸問題を払拭するという画期的な成果をもたらし、将来の電力系統の地中送電方式において主要な役割を果たすことが期待される直流高温超伝導ケーブルへの展望を開かせるものである。本研究では、エチレンプロピレンゴム(EPR)に配合される充填剤に着目し、その種類及び量を系統的に変化させ、極低温領域におけるEPRの電気絶縁特性に及ぼす充填剤配合の最適化を試みている。また直流絶縁に関連した空間電荷の蓄積と極性反転に伴う絶縁破壊特性などを検討可能とし、極低温の直流課電下においては絶縁性能の低下が問題にならない可能性を実証しようとしている。本年度は、極低温におけるEPRの機械的特性及び電気的特性の評価を行った結果、引張破壊強度はEPR及び架橋ポリエチレン(XLPE)が低密度ポリエチレン(LDPE)に比べ高い値を示すことを確認した。また、EPRの収縮率は充填剤の効果により、他の材料の試料に比べ押さえられることがわかった。電気絶縁の面からは、室温において充填剤が15phrの直流絶縁破壊の強さ(Fb)が最も高く、Fbの充填剤配合量依存性にピークを持つことが確認できた。この原因として、空間電荷の影響であることが示唆された。すなわち、極低温における空間電荷の注入量は室温に比べ少なく、注入した空間電荷の外部電界による移動も少ないことが示された。来年度は引き続き、極低温領域における直流電界下での空間電荷の形成や、本年度構築した絶縁材料界面状態の計測システムによる、絶縁材料の界面状態の機器絶縁性能への影響について検討していく。本研究の研究成果により、従来のCVケーブルの直流化を阻んで来た空間電荷形成などの障害を克服できる可能性が示唆されつつある。超伝導ケーブルの直流化は、交流仕様における渦電流や誘電正接による発熱、部分放電に伴う劣化などの諸問題を払拭するという画期的な成果をちたらすものである。将来の電力系統の地中送電方式において主要な役割を果たすことが期待される直流高温超伝導ケーブルへの展望を開くべく、引き続き研究を進めている。