hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎細胞癌に対する免疫療法の分子機構:標的分子としてのエリスロポエチン

腎摘出術により採取した腎細胞癌25例について、そのmRNAレベルでのEPOの発現を調べると、25例中9例(36%)においてEPOの発現が認められ、さらにそのうち培養可能であった17例中5例(30%)において培養上清中にEPOの産生が認められた。上記症例において、EPOの発現、産生の有無におけるLAK細胞の感受性の違いを比較すると、EPOを発現、産生している腎細胞癌は、そうでないものに比べ、LAK細胞に高い感受性を示した。この事より、EPOの発現が標的分子として認識されている可能性が示唆された。さらに、EPOを発現、産生していない細胞にEPOの遺伝子を導入し、EPOを発現させることにより免疫担当細胞の感受性を高めることができればEPOが標的分子として認識されている可能性をより証明できると考え、EPOの発現、産生していないKRC1(腎細胞癌細胞株)、KUR11(腎細胞癌初代培養)、COS7、にEPOの遺伝子を導入し、stableにEPOを産生する系を樹立した。そしてEPOを発現させることによりLAK細胞や、TILの感受性を増加させることができた。これらの実験より、腎細胞癌上のEPOの発現が、免疫担当細胞の標的分子と成り得る可能性が示唆された。以上の研究結果は、第83回日本泌尿器科学会総会、第54回日本癌学会総会、第47回西日本泌尿器科学会総会シンポジウムにおいて発表した。
人流ビッグデータ解析による近接遭遇特性の解明とその近接情報サービスへの応用

人の移動に関するビッグデータを用いて人の近接遭遇の統計的性質を解析した.日本の主要都市圏における人の移動と近接遭遇の可視化を通じ,その空間特性を調査した.遅延耐性ネットワークのルーチング法である感染型ルーチングの数値シミュレーションも行った.一般に情報伝搬規模はロジスティック曲線に従う.通信距離を変化させた時,この曲線の変曲点位置の変化を調べた結果,移動ノード数と通信距離の関係性を解明した.また人の流れデータの作成方法を比較し,感染型ルーチングへの影響を調査した.その結果,代表点の過度な集中が情報伝搬規模を過大評価する問題を確認した.これらは近接情報サービスの性能評価に役立つと考えられる.平成27年度は人流ビッグデータを用いた近接遭遇特性の解明を行った.具体的には,擬似人流データを用いて(1)日本の都市圏における人や車といった移動ノードが近接遭遇する位置の特定,(2)感染型ルーチングにおける情報伝播特性の通信距離依存性とその可視化を行った.人や車の移動データとしては,首都圏,中京圏と京阪神圏のものを用いた.前者については可視化によって,人が集中する駅近辺や幹線道路上において近接遭遇する機会が多くなることが分かった.また後者については,感染型ルーチングにおける情報伝播は車の速度に比例して広がっていくことも分かった.また,通信距離については最寄の幹線道路までの距離を超える領域においてパーコレーション転移的に急激に情報伝播が進むことが分かった.一方,一日で首都圏全体に情報伝播させる為に必要な通信距離を感染型ルーチングのシミュレーションを行うことで推定する研究も行った.初期に一つの移動ノードのみが持つ情報を感染型ルーチングを用いて情報伝播させるシミュレーションを初期ノードの選択をランダムに変えて行い,一日経過後に情報伝播により情報を保持するノード数を最終規模とみなし,この最終規模と通信距離との関係をロジスティック回帰分析で調べた.当てはめた回帰曲線の変曲点の位置に対応する通信距離を情報伝播させる為の適正な通信距離として,この通信距離と移動ノード数の関係を調べた.その結果,都市圏の種類に依存しない普遍的なスケーリング関係式に従うことが分かった.また,この関係式から感染型ルーチングに参入しているノード数から感染型ルーチングを成功させるのに必要な適正な通信距離を見積もることも可能になった.研究協力者らの助言により擬似人流データの可視化や近接遭遇特性だけでなく,感染型ルーチングにおけるスケーリング関係式を得ることができた.これは都市圏に依存しない普遍的な結果である可能性があり,当初の予定通りに近接遭遇特性に関する基本的な法則を発見できたため.人流ビッグデータを用いた近接遭遇特性の解析として,2005年に実施された福井県パーソントリップ調査データを用いて,その人の移動データの高解像度化と可視化を行った.人の移動データを高解像度化する前後のデータを比較した結果,特に通信距離が短い場合において,高解像度化したものの感染型情報伝搬の速度に大きな違いが表れることをシミュレーションで確認した.これは使用するデータに影響を受けて,性能を過大評価してしまう可能性がある事を意味する.人の移動データを適切に高解像度化することで,より正確な性能評価が可能になることも分かった.高解像度人流ビッグデータを用いた近接情報サービスの性能評価として,擬似人流データ,人の流れデータや自身で作成した人の移動データを用いた感染型情報伝搬シミュレーションを行い,都市圏における情報伝搬の特性について解析した.通信距離を5mから3kmまで変化させて様々な無線通信技術を用いた通信を行った場合を比較した.シミュレーションの結果を用いることで,一日を経過すると最終感染規模が都市圏全体に拡大することが可能な通信距離について推定を行った.その結果,移動ノードの総数と最終感染規模が都市圏全体に拡大する通信距離の間に都市圏に依存しない普遍的な関係性を見出した.この関係性を用いることで,近接情報サービスとして利用する無線通信技術に必要な通信距離を確認できるようになった.以上の結果は,今後,遅延耐性ネットワークやモノのインターネットが普及していく時に,その性能評価において示唆を与えるという意味で意義があると考えられる.人の移動に関するビッグデータを用いて人の近接遭遇の統計的性質を解析した.日本の主要都市圏における人の移動と近接遭遇の可視化を通じ,その空間特性を調査した.遅延耐性ネットワークのルーチング法である感染型ルーチングの数値シミュレーションも行った.一般に情報伝搬規模はロジスティック曲線に従う.通信距離を変化させた時,この曲線の変曲点位置の変化を調べた結果,移動ノード数と通信距離の関係性を解明した.また人の流れデータの作成方法を比較し,感染型ルーチングへの影響を調査した.その結果,代表点の過度な集中が情報伝搬規模を過大評価する問題を確認した.これらは近接情報サービスの性能評価に役立つと考えられる.平成27年度の成果として得られたスケーリング関係式を擬似人流データ以外の様々なデータにおいて検証していく予定である.また,感染型ルーチング以外のその他の遅延耐性ネットワークにおけるルーチング・プロトコルについても性能評価も行う.また,最終的に近接情報サービスとして宣伝・広告の効果や誘導システムとしての有効性についても検証していきたい.作成した人の移動データや可視化動画の公開を上記のウェブページを使って行っている.情報ネットワーク
フライングキャパシタ線形増幅回路の超多直列化によるノイズレスインバータの実現

本研究は,フライングキャパシタ線形増幅回路(FCLA)の直列素子数を増やすことにより,半導体パワーデバイスのスイッチング動作を用いずに高い変換効率を達成し,広義のノイズ(電磁ノイズ,高調波,漏れ電流,騒音など)を原理的に発生しないインバータを実現しようとするものである。当初の研究計画に従い,2018年度は,(1)フライングキャパシタ電圧バランス制御の提案と解析,(2)シミュレーション検討および効率解析,(3)提案回路試作と実験実証の3点について実施した。(1)FCLAを補助回路無しに単一の電源入力で用いるため,補助回路を用いずにフライングキャパシタの電圧バランスを実現する手法を提案した。全ての半導体パワーデバイスに共通のゲート信号を入力する従来の回路方式では,各フライングキャパシタの充放電モードが制限されてしまうことを明らかにし,各半導体パワーデバイスに線形動作する個別のゲート回路を接続することで,充放電バランス制御を実現する方式を提案した。(2)上記の電圧バランス制御を適用し,シミュレーション検証を行った。提案方式は,直列素子数に対して規則性を持つように実装出来ることを確認し,各アームの直列素子数を240直列として検証を行った。電圧バランス制御に伴って,原理的に損失は増大してしまうが,その割合はフライングキャパシタの充放電周波数の設定値に依存し,効率ベースで3%程度以下に抑えられることが分かった。想定される動作条件において,導通損失等を加味しても直列素子数を30以上にすると最大効率を95%以上に向上出来る見込みを得た。(3)最もシンプルな4直列FCLAを設計,試作し,提案バランス制御が実現出来ることを確認した。線形動作の損失のみを考慮した場合の理想効率が83.9%なのに対して,バランス制御による損失および回路損失全てを含む試作回路の効率実測値は80.6%であった。本研究の主たる開発要素であったフライングキャパシタの電圧バランス制御手法を提案し,その有用性を理論解析,シミュレーション,実験で確認することができた。また,損失解析を進め,ターゲットとしている効率95%超の線形増幅回路を実現するための直列素子数を算出し,次年度の目標を明確にした。提案した電圧バランス制御方式は,直列素子数を増やしても規則的に実装することが出来,回路全体としてモジュール化の概念を用いて実装出来るため,多直列化による高効率化の実現可能性を高めることが出来た。以上から,研究計画に沿って所期の年度目標を達成することが出来たため,順調に進展していると判断した。今後も引き続き,研究計画に沿って遂行する。2018年度に確立した基本原理をもとに,より多直列化,大容量化を施した高効率の線形増幅回路を開発する。
船舶搭載型硝用アンモニア合成プロセスの基礎研究

大型発電プラントでは,アンモニアが年間1,000tも搬入されている。型船の場合10-100t/yのアンモニアを必要とする。この規模のアンモニアを船舶上で供給することが条件となる。当グループはルテニウムを主体とする新アンモニア合成触媒を開発してきたが,反応条件によってその働きが異なるため,本条件下で最も有効な触媒の開発を行ってきた。プロセス完成のためにはアンモニア分離用の吸着剤も必要である。本年度は生成アンモニアの分離プロセスについて研究を行った.分離材料として,ケミカルヒートポンプへの適用が検討されている金属ハロゲン化物を用いた.MgCl_2・H_2O,CaCl_2,CaBr_2,SrBr_2は,本プロセスにおいて温度スィング法(298473K, 40kPa)によってアンモニアを分離することが可能であり,MgCl_2・H_2Oの分離容量(26.1mmol g^<-1>)は,同条件におけるNa-Yの分離容量(4.7mmol g^<-1>)を大きく上回った.しかし圧力スィング法の想定範囲内(6010kPa, 298K)でアンモニアを可逆的に吸収・放出しないため,不適であった.共通陽イオンに2種類の陰イオンを複合させた場合,固溶体を生成し,その吸収挙動はそれぞれの成分の中間的な性質を示した。CaClBrのアンモニア吸収放出が,本プロセスの圧力スィング条件内で可逆的に進む。その分離容量(16.4mmol g^<-1>)は,同条件のNa-Y(1.3mmol g^<-1>)を大きく上回った。CaCl_2のハロゲンをBrで置換することにより,そのアンモニア吸収圧が低圧側にシフトし,その組成比が2:11:2の範囲の場合に,本プロセスの圧力スィング条件内で可逆的に進む。特にCaCl_<1.33>Br_<0.67>の場合,分離容量(27.3mmol g^<-1>)は,本研究で用いた試料の中で最大値を示した.ルテニウムを主活性物質とするアンモニア合成用触媒は当研究者らの発明に単を発し,第2世代アンモニア合成プロセスに発展し,世界最大プラントがトリニダードで1998年より稼動している.その高効率性から従来プロセスより40%の省エネルギーを達成していると言われている。本触媒系を小型装置に適用してアンモニアを得るとともに,それをNOX除去用還元剤とすることが本研究の目的である。船舶用ディーゼルエンジンの排ガスは対策がなされていないが,本装置の成功が鍵となっている。小型低圧合成装置に必要な高性能アンモニア触媒の候補として活性炭担持セシウム推進ルテニウム触媒を本研究の対象とした。第一の問題は触媒水素処理活性化である。硝酸セシウムを水素化分解した状態で初めて促進効果が生ずる。本研究では分解温度より高い400600°Cでの水素処理により,(おそらくCsOHとRuの強い相互作用が生じ)著しい高活性化が得られることを見出した。一方,この温度域では担体炭素のメタン化も起こり得る。また高温でのRuクラスターの燃結も起こり得る。メタン化については550°C以上で著しくなることを見出した。Ru燃結も考慮し,450500°Cで活性化を行うのが最適であるとの結論に達した。NS設計社で企画製作した小型パイロット装置に本触媒を設置して活性化試験を行った。まず多量の触媒を投入した場合,触媒層入口での大きな発熱により温度制御が困難となった。そこで,触媒層の径を小さくする,触媒間にスペーサーを入れるなどの改良をした。その結果,350°C10atm下で5%のNH3収率を長時間得ることに成功した。またNH3の水捕集分離法も考慮し,試験に成功しつつある。アンモニア合成に対しRu-Cs/MgOは高圧で活性が伸びないが、セシウム促進活性炭担持ルテニウム触媒(Ru-Cs/AC)は高圧下でも高い合成活性を示す。本年度は主としてこの触媒の活性化過程を解明した。Ru-Cs/ACは水素処理により活性化され、その処理圧力,温度,時間が活性に強く影響した。水素処理圧力1.1MPa,処理温度848K,処理時間1.5時間の場合に、5.9mmol・g-cat^<-1>・h^<-1>(反応温度315°C,空間速度18,000,反応圧力10気圧下)となり、報告された中で最高の合成速度を達成した。水素処理圧力0.1MPa下では、723Kが最適温度であり、この処理により、粒子径約5nmのRu粒子が増すとともに、CsによるRuの被覆率は11%まで低減した。723Kから848Kまでの水素処理においては、CsによるRu被覆率の増加(81%)とRu粒子径の増大により、活性が低下した。水素処理圧力1.1MPa下では、848Kが最適であり、この処理によりRu粒子径の増加(約5nmまで)、CsによるRu被覆率の最適化(約50%)がなされると共に、ACを介するRuへの電子供与を増すと考えられるRu周辺のCs量増加が認められた。水素処理圧力が異なる(0.1と1.1Mpa)と、活性に対する処理温度依存性が異なったが、これは触媒上のCs分布が処理圧力により異なることに起因する(高圧水素処理によるCs促進剤の活性炭

担体のマイクロポアへの拡散など)と考察した。水素処理による触媒の構造変化について検討し、Cs化合物が活性炭担体のメタン化を(表面被覆により)抑制する、Ru粒子の移動を妨げ(シンタリングを抑制)るなどの効果があることを見出した。Ru-Cs/ACが高活性を示す為の水素処理により、ACの20%未満の水素化分解、Ru粒子径約5nm、CsによるRu被覆率約50%の状態となっていることが解明された。大型発電プラントでは,アンモニアが年間1,000tも搬入されている。型船の場合10-100t/yのアンモニアを必要とする。この規模のアンモニアを船舶上で供給することが条件となる。当グループはルテニウムを主体とする新アンモニア合成触媒を開発してきたが,反応条件によってその働きが異なるため,本条件下で最も有効な触媒の開発を行ってきた。プロセス完成のためにはアンモニア分離用の吸着剤も必要である。本年度は生成アンモニアの分離プロセスについて研究を行った.分離材料として,ケミカルヒートポンプへの適用が検討されている金属ハロゲン化物を用いた.MgCl_2・H_2O,CaCl_2,CaBr_2,SrBr_2は,本プロセスにおいて温度スィング法(298473K, 40kPa)によってアンモニアを分離することが可能であり,MgCl_2・H_2Oの分離容量(26.1mmol g^<-1>)は,同条件におけるNa-Yの分離容量(4.7mmol g^<-1>)を大きく上回った.しかし圧力スィング法の想定範囲内(6010kPa, 298K)でアンモニアを可逆的に吸収・放出しないため,不適であった.共通陽イオンに2種類の陰イオンを複合させた場合,固溶体を生成し,その吸収挙動はそれぞれの成分の中間的な性質を示した。CaClBrのアンモニア吸収放出が,本プロセスの圧力スィング条件内で可逆的に進む。その分離容量(16.4mmol g^<-1>)は,同条件のNa-Y(1.3mmol g^<-1>)を大きく上回った。CaCl_2のハロゲンをBrで置換することにより,そのアンモニア吸収圧が低圧側にシフトし,その組成比が2:11:2の範囲の場合に,本プロセスの圧力スィング条件内で可逆的に進む。特にCaCl_<1.33>Br_<0.67>の場合,分離容量(27.3mmol g^<-1>)は,本研究で用いた試料の中で最大値を示した.
乳腺におけるカルシトニン・カルシトニン受容体の役割の研究

妊娠、授乳に伴い変動する乳腺の形態と機能に及ぼすカルシトニン(CT)作用の影響を検討する目的でラット非妊娠期、妊娠期及び授乳期乳腺におけるCT及びCTレセプター(CTR)遺伝子発現変動を解析した。昨年度CTは妊娠17日をピークとして一過性に産生されCTRは出産後より発現増加が認められ、特に授乳期の中盤でその発現が最大となることを明らかにした。本年度は、以下を明らかにした。CTが発現していないにもかかわらずCTRの著しい発現増加が認められたことについて、CT以外の因子によりCTRの発現が増加した可能性について解析した。CTRはReceptor activity modifying protein(RAMP)の1や3とCo-expressionすることによってCTではなくアミリンとの親和性が高くなることが報告されている。そこで、授乳期に発現増加するCTRがアミリンをリガンドとする可能性を探るため、乳腺上皮細胞におけるRAMPsとアミリンの発現変動についてreal-time RT-PCRにより検討した。その結果、Amylinの発現は認められず、RAMP1と3は、非妊娠ラットと比較してCTRの増加が認められた授乳期でむしろ発現が低下していた。このことは、授乳期に増加するCTRが血清中のCTを特異的にリガンドとして反応する可能性が高いことを示すものと考えられた。2)授乳期D14の乳腺細胞における細胞増殖へのCTの効果CTRの発現が最も高かった授乳期D14の乳腺細胞を用いて、CT処理し、チミジンの取り込みを測定した。その結果CT処理によりDNA合成が減少していた。以上のことから、CTが乳腺細胞の細胞増殖抑制に働く可能性が示唆され、授乳期、それ以上の細胞増殖を抑制するためにCTRの発現が増加している可能性が示唆された。妊娠、授乳に伴い変動する乳腺の形態と機能に及ぼすカルシトニン(CT)作用の影響を検討する目的でラット(Wistar)非妊娠期、妊娠期及び授乳期乳腺におけるCT及びCTレセプター(CTR)遺伝子発現変動を解析した。1)CTとCTRの発現変動RT-PCRにより乳腺組織こおけるCT mRNAの発現が認められた。Real-time RT-PCRの結果、非妊娠期と比較した場合、妊娠中期から後期にかけてCT mRNAの著しい増加が認められた。妊娠17日をピークとして一過性に産生された後、授乳中はほとんど産生されないことが明らかとなった。CTRはRT-PCRでは全てのステージで発現を確認した。Real-time RT-PCRの結果、出産後CTRの発現増加が認められ、特に授乳期の中盤でその発現が最大となった。2)CTRの局在in situ hybridization(ISH)法により、妊娠、授乳期におけるCTRの乳腺組織での局在について調べた。その結果、腺小葉の発達が見られ始める妊娠12日目から、17日、21日にかけて腺小葉外側の一部の乳腺上皮細胞で発現が認められた。この時期、乳腺上皮細胞は細胞質内に脂肪滴を多数含有しているため、ISHの染色性も腔胞状であるが、端に押しやられた形の細胞質に陽性を示した。筋上皮細胞は陰性であった。一方、授乳期の乳腺組織では、CTRの強い発現が認められ、全ての乳腺上皮細胞に陽性を示した。細胞質内では妊娠期と比較して脂肪滴が減少しているため、細胞質全体が陽性を示した。以上の結果より、妊娠、授乳期において乳腺でのCT/CTRの発現は大きく変化しておりこの時期の乳腺でCT/CTRは非常に重要な役割をしていることが示唆された。
ICAM-1非依存性の好中球と腸管上皮細胞との接着

種々の消化器疾患において、好中球が腸管上皮細胞と接着して傷害作用をおよぼすことが知られている。我々は、ヒト腸管上皮細胞株HT29をヒスタミンやTNF-αで刺激すると、ヒト好中球との接着が更新することを既に見出している。本研究では、この腸管上皮細胞と好中球と接着に関与する接着分子について解析を行い、以下のことを明らかにした。1)ヒスタミンあるいはTNF-αで刺激したHT29細胞と好中球の接着の亢進は、抗CD11b抗体と抗CD18抗体で抑制されたが、抗CD11a抗体で影響されなかったことから、好中球側の接着分子としてはLFA-1(CD11a/CD18)ではなく、Mac-1(CD11b/CD18)が関与すると考えられた。2)腸管上皮細胞と好中球との接着は抗ICAM-1(CD54)抗体で抑制されず、また、腸管上皮細胞のICAM-1の発現量をFACSで調べたところ、TNF-αやヒスタミンで刺激しても発現量は変わらなかった。これらのことから、腸管上皮細胞のICAM-1は好中球との接着に関与していないと考えられた。3)腸管上皮細胞を蛋白分解酵素のproteinaseKで処理すると好中球との接着が抑制されたが、タンパク質合成阻害剤のcycloheximideで処理しても影響されないことから、腸管上皮側の接着分子はタンパク質であるが、その発言はタンパク質合成が必要ないことが考えられた。5)腸管上皮細胞をphosphatidylinositol-specific phospholipase C、RGDペプチド、ヘパリナーゼの影響を調べたところ、いずれも好中球との接着に影響しないことがわかった。したがって、腸管上皮細胞の接着分子はGP1アンカー型接着分子ではなく、また、RGD配列を持った細胞外マトリックスタンパクや、ヘパリン様グルコサアミノグリカンを含む分子ではないかと考えられた。6)腸管上皮細胞の表面を^<125>Iでラベルした後、TNF-αやヒスタミンで刺激し、cell lysateをSDS-PAGEで解析したところ、分子量の31,250,145,85,65kDaの膜表面タンパク質の発現が刺激に応じて増加することがわかった。したがって、これらの分子量の膜タンパク質の1つまたは複数が好中球とHT29との接着に関与する可能性餓死された。種々の消化器疾患において、好中球が腸管上皮細胞と接着して傷害作用をおよぼすことが知られているが、この接着に関わる分子についてはほとんど調べられていない。我々は、これまでに、ヒト腸管上皮細胞株であるHT29をTNF-αやヒスタミンで刺激すると、ヒト好中球との接着が上昇し、その時の好中球側の接着分子がMac-1であることを見出した。一方、腸管上皮細胞側のMac-1に対するリガンドは、血管内皮細胞でよく知られているICAM-1ではなく、別の分子であることが推測された。

そこで、この接着に関与する腸管上皮細胞の接着分子について調べた。2, HT29に存在する接着分子の性質を調べるために、二価カチオン、阻害剤および酵素の影響等を調べた。(1) HT29と好中球との接着はMg^<2+>依存性でありCa^<2+>非依存性であった。(2)この接着分子がタンパク分子かどうかを調べるためHT29をプロテイナーゼKで前処理したところ、接着が阻害されたことから、タンパク質性分子であると思われた。しかし、シクロヘキシミドでは影響されなかったことから、TNF-α、ヒスタミン刺激後、接着分子が生合成されるのではなく、細胞内貯蔵部位から細胞表面に発現されるか、構造変化によってMAC-1と結合するようになったかが考えられた。(3)さらに、これら接着に糖鎖が関与しているかどうかを調べるため糖鎖切断酵素(エンドグリコシダーゼ、シアリダーゼ、ツニカマイシン)でHT29を前処理した。その結果、いずれの酵素によっても接着は阻害されなかったので、この接着に糖鎖は関与しないと考えられた。今後、さらに分子レベルの解析を行い、腸管上皮細胞側の接着分子の解析を行う。種々の消化器疾患において、好中球が腸管上皮細胞と接着して傷害作用をおよぼすことが知られている。我々は、刺激されたヒト腸管上皮細胞株HT29と、ヒト好中球との接着に関与する好中球側の接着分子がMac-1であり、一方、腸管上皮細胞側のMac-1に対するリガンドは、血管内皮細胞でよく知られているICAM-1でないことを明らかにしている。平成10年年度の本研究では、HT29細胞に発現しているこの未知の接着分子について調べたところ、1)刺激に応じて細胞内貯蔵部位から細胞表面に発現されるか、または、構造変化を起こしてMac-1と結合するようになるタンパク質性の分子であること、2)種々の糖鎖切断酵素で処理しても接着は阻害されないことから、この接着に糖鎖は関与しないとことが推測された。平成11年度ではさらに以下の事を明らかにした。1.従来報告されている、接着機構と比較するため、phosphatidylinositol-specific phospholipase C、RGDペプチド、ヘパリナーゼの影響を調べたところ、いずれも影響しなかった。したがって、HT29の接着分子はGPIアンカー型接着分子ではなく、また、RGD配列をもった細胞外マトリックスタンパクや、ヘパリン様グルコサアミノグリカンとの接着ではないと考えられた。2.さらに、HT29細胞の表面をI125でラベルした後、TNF-αやヒスタミンで刺激し、cell lysateをSDS-PAGEで解析したところ、分子量の31,250,145,85,65kDaの膜表面タンパク質の発現が刺激に応じて増加することがわかった。従って、これらの分子量の膜タンパク質の1つまたは複数が好中球とHT29との接着に関与する可能性が示唆された。今後、さらに分子レベルの解析を行い、腸管上皮細胞側の接着分子の解析を行いたい。
潜在的経年劣化事象を考慮した低炭素ステンレス鋼溶接部におけるSCC停留モデル確立

低炭素オーステナイト系ステンレス鋼溶接部を対象として、310400°Cにおいて熱時効処理を実施し、δ-フェライト相の時効硬化速度を評価した。その結果に基づき、沸騰水型軽水炉の炉水温度域における硬化速度を予測した。また、時効材ならびに未時効材について高温水中応力腐食割れ試験を実施し、時効硬化したδ相の耐食性を評価すると共に、δ相のき裂進展速度を半定量的に求めた。あらかじめ成分を調整した溶接フィラーを用いて作製した2種類のSUS316L溶接試料について、310°Cで18000hまで等温時効し、δ-フェライトの硬度測定および微視組織の透過電子顕微鏡(TEM)観察を行うと共に、335°C時効材との比較を行った。また熱間加工再現試験装置を用いて、SUS316L母材に溶接熱影響を再現した熱処理を施すことで、母材の一部(特に粒界三重点)が局部溶融・凝固してδ-フェライト相が析出した組織を作製した。以下に得られた知見を列記する。1.335°C時効では500h後にはδ-フェライト相が明確に硬化したが、310°C時効では6000h経過後にδ相の硬化が認められた。また、335°C時効材では、凝固モードにより明らかな硬化挙動の違いが存在したが、310°C時効では凝固モードに係わらずほぼ同じ硬化挙動を示した。2。310°C時効材についてTEMによる組織観察ならびにEDX成分分析を行った結果、δ-γ界面およびδ相内部に介在物や析出物は見られなかった。各凝固モード材の11000h、18000h時効後のδ相のTEM写真より組成の揺らぎを反映したまだら模様を確認した。以上の観察・分析事実から、炉水温度域である310°Cにおいてもδ相がスピノーダル分解により硬化する可能性が高いと判断された。3.SUS316L母材を用いて溶接熱影響模擬(最大温度:1350°C)材を作製したところ、母材の粒界(三重点)上にδ-フェライト相が析出した組織を作製した。フェライト率は最大で4%程度であった。今後は材料の成分あるいは熱処理条件を操作することで、δ相分布密度が異なる材料が作製可能であると考えられた。それらの材料を用いて熱時効処理ならびに高温水中応力腐食割れ(SCC)試験を行い、SCC停留モデルに及ぼすδ相分布密度ならびに低温時効の影響を明らかにする。本研究の最終的な目的は、沸騰水型軽水炉の低炭素ステンレス鋼溶接部における応力腐食割れ(以下、SCC)を対象として、溶融境界近傍特有の微視組織ならびに低温時効が高温水中SCC進展挙動に与える影響を明らかにし、実機健全性評価の基礎となるSCC停留モデルを確立することである。今年度は、昨年度に引き続き高周波誘導加熱を用いてδ相分布密度の異なるSUS316L試料を作製し、δ相分布密度に及ぼす熱処理最高温度ならびに最高温度保持時間の影響を評価した。その知見に基づき、最適な熱処理条件を明らかにした。また、SUS316L溶接試料の低温時効データの拡充を行った。具体的には、400°Cならびに475°C時効処理を施し、δ相の効果挙動を評価した。さらに、上記で作成したδ相晶出試料の未時効材について、高温水中SCC挙動を評価した。き裂先端位置とき裂経路長さをそれぞれδ-γ界面とγ-γ界面に分類して統計処理することで、き裂進展速度の相対値、すなわちδ相のき裂停留効果を半定量的に求めた。1. 1325-1350°Cの間でδフェライトが粒界に晶出すること、特に1340°C以上では広くδフェライトが晶出することが明らかになった。2. 400°Cならびに475°C時効に伴うδ相の効果挙動評価に着手し、時効と共に硬化することを確認した。3.高温水中SCC試験を実施し、試験結果から求めたδ/γ界面におけるき裂進展速度の相対値が0.0019倍であったことから、δフェライトにき裂の停留効果があることを確認した。しかしながら、非熱処理材(δフェライト相分布無し)では割れが一切認められなかったのに対し、粒界上にδフェライトが広く分布している組織の割れ発生感受性が大きくなっていることが確認されたため、その原因を今後調査していく必要がある。本研究の最終的な目的は、沸騰水型軽水炉の低炭素ステンレス鋼溶接部における応力腐食割れ(以下、SCC)を対象として、溶融境界近傍の微視組織ならびに低温時効が高温水中SCC進展挙動に与える影響を明らかにし、実機健全性評価の基礎となるSCC停留モデルを確立することである。今年度は、SUS316L溶接試料を対象として、400°Cならびに475°Cにおける時効硬化挙動を評価した。310°Cならびに335°Cにおける時効データと比較することで、δ相の低温時効劣化速度と活性化エネルギーを求め、硬化挙動予測を行った。

310-400°Cの温度範囲における活性化エネルギーは80.9kJ/molと算出され、288°Cにおける硬化速度を0.0120HV/h(105HV/y)と予測した。硬化の潜伏期間の解釈ならびに時効温度依存性については、今後引き続き検討が必要であるものの、これまでの研究結果と併せて考えると、δ-フェライトのスピノーダル分解による硬化が直ちに高温水中SCCを加速させる可能性は低いと考えられた。昨年度に引き続き、高周波誘導加熱を用いてδ相分布密度の異なるSUS316L試料を作製し、δ相分布形態に及ぼす熱処理最高温度、最高温度保持時間、冷却速度の影響を評価した。さらに、上記で作製したδ相晶出試料について高温水中SCC挙動を評価し、δ相との関連を調査した。溶接熱模擬条件とそれより低い冷却速度(50°C/s)では、δ相分布形態に明確な違いは認められなかった。粒界上島状δ相分布組織の作製においては、最高温度が最も重要なパラメータであることが示唆された。一方で、SCCき裂はδ相晶出部以外においても一様に発生していたことから、δ相晶出以外の要因がSCCき裂発生感受性を高めた可能性が示唆された。SUS316Lが比較的広い温度範囲で粒界上においてδ相が晶出することが明らかになり、当初想定したよりも比較的容易にδ相分布試料が作製できた。また、溶接試料の低温時効挙動評価については既に研究手法を確立済みであったため、研究スケジュールに沿って目的を達成できたと評価できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。δフェライトにき裂の停留効果があることを確認できた一方で、非熱処理材(δフェライト相分布無し)では割れが一切認められなかったのに対し、粒界上にδフェライトが広く分布している組織の割れ発生感受性が大きくなっていることが確認された。熱処理によりSCC発生感受性が増大する原因は不明であり、今後明らかにする必要がある。例えば、粒界上のミクロ硬さや、粒界への不純物偏析の有無の観点から調査を進める予定である。
生物関連汚濁に対応する水質改善技術

1.細菌・ウイルス用新殺菌法の開発:上水道の塩素殺菌が、発癌性物質であるTHM(トリハロメタン)の生成を伴うことを指摘されて以来、疫学的に安全な殺菌法の確立が急務である。筆者らはイオン交換膜電気透析技術を応用した水の新殺菌法を開発し、前回まで河川水を試料水として実用試験を行うまでに至っている。本報告はさらに実用化に向けて、本法において完全殺菌に必要な電流密度(Ipis)および消費電力(CEPpis)を求める計算式を導出した。計質値は実測値とよく一致し、試料水が変っても導電率(K)がわかれば完全殺菌に必要な電流密度および消費電力が概算できることが判明した。2.ピリジニウム型樹脂の特性を活用した細菌およびウイルスの除去:少量のピリジニウム型高分子で表面をコーティング処理した不織布やメンブランをファルターとする濾過方法を用いたところ、水中に懸濁する微生物およびウイルスを効果的に除去することができた。例えばこの不織布を10枚重ねて用い2.6cm/hの速度で濾過すると、Escherichis coliの99.99%が除去された。濾過速度を高めても除去率はあまり低下せず、300cm/hの速度で濾過した場合でも99%の除去率を維持することができた。コーティング処理をしていない不織布を用いた場合、除去率は30%以下であった。3.脱硝酸イオン処理技術の開発:ハイドロタルサイト様化合物は層状の構造を持ち、一般式〔Mx^<3+>M_<1-X>^<2+>(OH)_2〕^<X+>〔x/nA_<n-m>(H_2O)〕^<X->で表される。塩化物イオン形にしたMg-AlとMg-Feハイドロタルサイト様化合物のそれぞれをガラスカラムに詰め、カラム上部から連続的に硝酸イオンを含む試料水を通すと、硝酸イオンのみがカラム内のハイドロタルサイト様化合物に吸着される貫流曲線が得られた。貫流交換容量は塩化物イオン形のMg-Feハイドロタルサイト様化合物では48mg/gという優れた脱硝酸イオン特性を示した。
移動エージェントに基づく開放型分散システムに関する基礎理論

本研究の目的は、拡張性の高い開放型分散システム構築のためのソフトウェアアーキテクチャを明らかにし、移動エージェントに基づいた形式性、拡張性、柔軟性の高い開放型分散システムの堅固な基礎理論を確立することである。具体的な研究実施項目と内容を以下に記す。(1)開放型分散システムに対するソフトウェアアーキテクチャの設計(2)非均質性の対処法(3)時間・空間・資源制約解消法(4)開放型分散システムのための計算モデル本研究では以下の項目に関して,以下の成果を得た.(1)ソフトウェアアーキテクチャの設計開発2年度は、初年度の成果を基礎に、CORBAやORBなどの分散オブジェクト技術などを参考にして、アーキテクチャの基礎的枠組を設計し開発した。(2)開放型分散システムにおける非均質性対処法(4)の計算モデルに基づいて、昨年の成果であるインターフェースに相当するソフトウェアの動的な配信・稼働を可能にする方法を実装評価した。(3)時間・空間・資源制約解消機構移動エージェントに対する時間制約、空間制約、資源制約を統一的に解消する枠組みを実装し、実際のエージェントシステムに適用し評価を行った。(4)開放型分散システムの計算モデル移動エージェントの計算モデルM-pi計算を更に概念拡張し、開放型分散システムの計算モデルとして確立した。本研究の目的は,拡張性の高い開放型分散システム構築のためのソフトウェアアーキテクチャを明らかにし,移動エージェントに基づいた形式性,拡張性,柔軟性の高い開放型分散システムの堅固な基礎理論を確立することである.具体的な研究実施項目と内容を以下に記す.(1)開放型分散システムに対するソフトウェアアーキテクチャの設計(2)非均質性の対処法(3)時間・空間・資源制約解消法(4)開放型分散システムのための計算モデル本年度は,以下の項目に関して,以下の成果を得た.(1)ソフトウェアアーキテクチャの設計先行研究のField Walkerプロジェクトで採用した5層モデルソフトウェアアーキテクチャを基礎に,CORBAやORBなどの分散オブジェクト技術などを参考にして,アーキテクチャの基本的枠組を規定した.(2)開放型分散システムにおける非均質性対処法(4)の計算モデルに基づいて,インターフェースに相当するソフトウェアの動的な配信・稼働を可能にする方法を明らかにした.(3)時間・空間・資源制約解消機構この研究項目では,移動エージェントに対する時間制約,空間制約,資源制約を統一的に解消する枠組みを提案し,実際のエージェントシステムに適用し評価を行った.(4)開放型分散システムの計算モデル先行研究成果である移動エージェントの計算モデルM-pi計算を概念拡張することにより,開放型分散システムの計算モデルを明らかにした.本研究の目的は、拡張性の高い開放型分散システム構築のためのソフトウェアアーキテクチャを明らかにし、移動エージェントに基づいた形式性、拡張性、柔軟性の高い開放型分散システムの堅固な基礎理論を確立することである。(1)開放型分散システムに対するソフトウェアアーキテクチャの設計(2)非均質性の対処法(3)時間・空間・資源制約解消法(4)開放型分散システムのための計算モデル本年度は以下の項目に関して、以下の成果を得た。(1)ソフトウェアアーキテクチャの設計開発2年度は、初年度の成果を基礎に、CORBAやORBなどの分散オブジェクト技術などを参考にして、アーキテクチャの基礎的枠組を設計し開発した。(3)時間・空間・資源制約解消機構移動エージェントに対する時間制約、空間制約、資源制約を統一的に解消する枠組を実装し、実際のエージェントシステムに適用し評価を行った。
Ras関連低分子量G蛋白により活性化されるPAKの細胞内情報伝達における役割

酵母のMAPKKKに相同なほ乳類のキナーゼを検索する過程で見いだしたキナーゼのなかで、我々がMRK2と名付けたものは低分子量Gタンパク質であるracに結合するキナーゼとして見いだされたPAKと同一であった。活性型racが細胞のトランスフォーメーションを引き起こすことや、SAPK/JNKのマップキナーゼ経路を活性化することが報告され、PAK/MRK2がその媒介因子であると想定されるに至ったが、その真偽は未だに不明である。そこで、PAK/MRK2の変異体を作成し、NIH3T3細胞のトランスフォーメーションに対する効果と、TRE(TPA-response element)エンハンサー活性化に及ぼす効果を検討した。活性型rasや活性型racは上述の両方の活性を示した。優性抑制型のrasは活性型rasの効果のみを抑制した。一方、優性抑制型racは活性型rasや活性型racの上述の二つの活性を共に抑制した。興味深いことに、PAK/MRK2の制御ドメインのみを持つ変異体は優性抑制型racと同様の作用を示した。このことはPAK/MRK2或いはその相同タンパク質がracの下流で機能していることを示唆している。一方、同様の過程で見いだしたMRK1もPAK/MRK2と同様のMAPKKKKとしての構造を示す。PAK/MRK2は酵母のMAPKKKKであるSTE20と50%以上の、MRK1は酵母のMAPKKKKであるSPS1と50%以上の相同性を示す。そこで、既知のマップキナーゼ経路、ERKとSAPK/JNK経路を活性化する能力を試験したがこれらに対する効果を確認することはできなかった。一方、同様の過程で見いだされたMUKがSAPK/JNK経路を特異的に活性化することを見いだした。MUKはSAPK/JNK経路の活性化キナーゼであるSEKをリン酸化、活性化することも確認した。すなわちMUKはSAPK/JNK経路のMAPKKKであることが明らかとなった。
局所マイクロ波複素伝導度測定を用いた量子凝縮相の新しいダイナミクスの研究

液体ヘリウム中で動作する,STMも同時に兼ね備えたマイクロ波顕微鏡(同軸共振器タイプ,動作周波数10.7 GHz)を開発した。これを用いて,鉄系超伝導体KxFe2Se2単結晶において,電気伝導度の空間分布を取得することに初めて成功し,網目状の部分が超伝導領域であることを直接示すことができた。また,この過程で,表面の粗さがマイクロ波共振特性に与える影響を取り除く走査方法を見出した。これら伝導度の空間分布測定の空間分解能は,現状で,200 nm以下であった。これらの技術は,さらなる改良により,今後の物性物理学研究に新しい切り口を導入することになると確信する。本研究の目的は,nmの空間分解能をもつ低温マイクロ波顕微鏡を作製し,局所マイクロ波複素伝導度測定を行い,更に,通常の「平均」電気伝導度測定を併用しながら,量子凝縮相の新しい側面,特にダイナミクスを探り,凝縮系研究の新しい研究スタイルを構築することである。具体的には,(1)強相関電子系特有の「電子液晶」状態の素励起・キャリヤダイナミクスの探求(2)トポロジカル絶縁体の表面状態の素励起のダイナミクス,関連する超伝導の機構探求(3)磁束量子コアの内外の複素伝導度を分離して測定とその解釈,新しい素励起の探索などである。本年度の成果は以下の通りであ。(1)室温動作マイクロ波顕微鏡(10GHz付近)を作製すべく,SPMコントローラーの機種選定・導入を行った。さらに,マイクロ波顕微鏡ヘッド部分の設計を行った。(2)新たなトポロジカル超伝導体を開発することを目的として,Bi2Se3系列のいくつかのトポロジカル絶縁体を機軸とした物質開発を行った。その結果,世の中で新しいトポロジカル超伝導体と言われている物質群はまったく別の,トポロジカル絶縁体とは関係のない超伝導体である可能性が極めて高いと考えられるに至った。さらに,現在,ある物質では単一相試料を作製作成中である。(3)トポロジカル超伝導体であるカイラルP波超伝導体の量子渦の低エネルギー準粒子状態に対する不純物効果をt-行列近似で扱う定式化を完了した。これにより,ボルン散乱体からユニタリー散乱体まで、種々のタイプの不純物によるエネルギー散逸機構を統一的に扱うことが可能になる。2次元S波超流動に対するAMbegaokarらによる理論を拡張し、P波超伝導体におけるKT転移の動的性質を記述するプラズマ模型を構築した。これによりトポロジカル超伝導特有の量子渦のダイナミックスの有無を見極めることができる。(1)STM型のマイクロ波顕微鏡(11 GHz)を作製し,且つ,それを除震台付きの自作クライオスタット中に組み込んだ。(2)同システムを駆動するソフトウェアーを開発した。(3)同システムを室温,液体窒素温度で駆動し(a)トポロジカル絶縁体Bi2Se3(3)鉄系超伝導体Fe(Se,Te)エピタキシャル薄膜のトポグラフ像,複素マイクロ波応答像(Q値,共鳴周波数の両方)の二次元マップを取得した。空間分解能としては1 nmが達成されている。どちらの物質も,トポグラフ像に現れる凹凸が,Q値・共鳴周波数の両方にも反映されているのが現状であるが,それ以外の電気的な不均質性は観測されなかった。(4)部局の液体ヘリウム液化機更新と本機の完成が重なってしまったため,本報告書執筆中の今日現在液体ヘリウム中での測定はまだ一度も行っていないが,同じく本日デュワーの予冷を開始したので,数日後には液体ヘリウム温度における測定が開始される予定である。(5)不均質性が重要である試料として,KxFe2Se2の作製を開始した。(そのために必要な環境整備も行った。)(6) S波超伝導体の量子渦の直流ホール伝導度の微視的な計算を、一般化された準古典方程式、自己エネルギー方程式、ギャップ方程式、マクスウェル方程式を自己無撞着に解くことによって初めて達成した。(7)トポロジカル超伝導体;カイラルP波超伝導体の渦束縛状態に対する不純物効果をゴリコフ方程式で扱う手法を開発した。(8) (7)の手法を、トポロジカル超伝導系としての、半導体ー強磁性ー超伝導のヘテロ系に適用し、マヨラナ状態の断熱操作の条件を定量的に評価した。(1)室温動作マイクロ波顕微鏡(10GHz付近)の作製と動作確認:室温で動作する,同軸共振器とエバネッセント波を利用した方式のマイクロ波顕微鏡(1-10 GHz付近)を設計し,製作を行った。具体的には,(a)ヘッドの設計・作製を行った。この際,電磁界解析シュミレーターを利用して,チップの形状の最適化を検討した。

(b)SPMコントローラー(一昨年度購入)と接続し,グラファイト標準試料を用いて,ナノメートルの空間分解能で像を取得することができた。(c)ベクトルネットワークアナライザー(本年度新たに購入したものを利用)を用いて,作製した顕微鏡をマイクロ波で動作させた。トポグラフ像が得られているが,今後,この空間分解能を向上させるべく,さらなるチップの改良に取り組む。また,本年度は低温動作を実現させる。(2)鉄系超伝導体単結晶育成(フラックス法)ならびに,薄膜試料作製:現有の電気炉を用いて,ネマティシティーが存在する領域の鉄系超伝導体単結晶試料を作成した。また,PLD法を用いて,エピタキシャル薄膜を作製した。バルク単結晶では世界で最も高品質の試料を得ることができ,さらに,エピタキシャル薄膜では,バルク単結晶よりも超伝導特性の優れた試料を得ることができた。(3)トポロジカル絶縁体Bi2Se3単結晶の良質かつ再現性のよいものを得ることに成功した。(5)トポロジカル絶縁体表面のディラック粒子ならびにカイラル超伝導体の準粒子のダイナミクスの理論的研究を行った。具体的には,H24年度に行ったS波超伝導体の磁束コアの伝導度の計算をトポロジカル超伝導体へと応用するべく,計算を開始した。またトポロジカル超伝導体の磁束コア内の緩和時間をゴリコフ方程式を用いて系統的に調べ磁束ダイナミックスに対する知見を得ようとした。昨年度完成させたSTM型マイクロ波顕微鏡(11 GHz)(除振台付クライオスタット入,ソフトウェアーも開発済)を用いて,室温で,鉄カルコゲナイド超伝導体KxFe2Se2のメススコピックな相分離を,電気伝導度のマップとして直接観測することに成功した。それによると,数ミクロン程度のドメインの境界に存在する網目状の構造が電気伝導性の高い部分(低温で超伝導性を示す部分)であり,それに囲まれたドメインは,絶縁体的な,所謂245構造であることを直接示すことができた。(2)これに際して,電流一定で操作するモード(CCモード)ではなく,共振のQ値を一定しして走査を行い,共振周波数の空間分布を記録するモード(CQモード)で走査を行うことで,トポグラフィックな凸凹から,電気伝導度の空間分布をほぼ完全に分離することに成功した。(3)トポグラフィックな凸凹と電気伝導度の空間分布を完全に分離することに成功したので,電気伝導度分布に対する空間分解能の正確な評価が可能になる,それは200nm以下であることがわかった。(4)液体ヘリウム中で,鉄カルコゲナイド超伝導体FeSe1-xTexの伝導度分布の観察を行い,やはり,トポグラフィックな凸凹を完全に分離した形で,電気伝導度の異なるドメインが存在することを検出した。これは,おそらく,Te量の空間的なばらつきによるものであると推察される。(5)トポロジカルS波超伝導体(S波超伝導体、半導体、強磁性体の層構造)についての準古典理論を作り、量子渦の操作の断熱性に対する不純物の影響を調べた。また量子渦にかかる力のうちローレンツ力はほとんど寄与せず、マグナス力によるものであることを微視的理論、時間に依存するギンツブルグランダウ理論の枠組みで示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。物性物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。
制御工学的手法を用いた心拍変動周波数解析の高速化と疲労度提示システムへの適用

本研究の目的は,心拍変動周波数解析を高速化し疲労度提示システムへの応用を図ることである.昨年度には,制御工学で広く用いられる状態空間法を活用して,不等間隔にサンプリングされた時系列に対して線形時不変フィルタを適用する手法を提案した.また提案手法による心拍変動周波数解析を試み,従来手法と比較した.以下,これらについて説明する.まず不等間隔時系列に対する線形時不変フィルタの適用法として,フィルタを連続時間の状態方程式で表現し,不等間隔時系列をサンプル点間で一次式等で補完した場合の状態推移を事前に解析的に求めておくことで,フィルタ出力を少ない演算で得る手法を提案した.一般的なディジタル信号処理でのフィルタリングでは等間隔時系列を零次ホールダで補完し,離散時間の伝達関数ないし状態方程式を作用させている.これに対し提案手法では,上記のように連続時間の状態空間表現に着目することで,不等間隔時系列に対しても同等のフィルタリングを実現した.続いて提案手法による心拍変動周波数解析を試みた.心拍変動の周波数解析では,心拍変動の0.04-0.15Hzの帯域パワーであるLFや,0.15-0.4Hzの帯域パワーであるHFが評価指標として活用されている.従来はこれらの指標値の算出に際し,(A)不等間隔の心拍変動時系列をスプライン関数などで等間隔化して,高速フーリエ変換や自己回帰モデル,最大エントロピー法などを用いてパワースペクトル分布を推定し帯域パワーを求める手法や,(B)不等間隔の心拍変動時系列に対しLomb-Scargle法によりパワースペクトル分布を推定し帯域パワーを求める手法が用いられてきた.計算機実験で提案手法と従来手法を比較したところ,提案手法でもLFやHFを適切に算出でき,計算速度は従来手法(A)に比べ20倍以上,(B)に比べ1000倍以上の高速化を実現できた.当初の予定では平成30年度の実施項目として,不等間隔時系列に対する線形時不変フィルタの提案と,心拍変動時系列の周波数解析への応用におけるサンプル点間の補完法やパワー推定法の比較検討を挙げた.これらはおおむね達成でき,心拍変動周波数解析の従来手法と比べて十分な高速化を実現できることを示せた.さらに,総務省消防庁「消防防災科学技術研究推進制度」で採択された研究課題「消防活動時の心肺負荷状態推定手法の高度化とプロトタイプ計測器の開発」において,研究協力者として心拍変動時系列の周波数解析アルゴリズムを供用し,プロトタイプ計測器におけるオンラインでの心肺負荷指標算出を実現した.成果の発表は国内学会発表1件であり,国際学会での発表や学術論文の投稿について準備中である.以上より,おおむね順調に推移していると判断した.今後の研究は,おおむね当初の予定どおりに推進する.本年度には,心拍間隔の値をスマートフォン等に送信できる市販の心電測定装置(POLAR社H10心拍センサー)から得た測定値に対して提案アルゴリズムを適用するプログラムをスマートフォン上に実装し,オンライン解析を試みる.これと並行して,心拍間隔値のデータ欠損に対応する手法を検討する.このデータ欠損の問題は,昨年度に消防活動時の心肺負荷状態を推定するプロトタイプ計測器の開発に対して提案アルゴリズムを供用した際に指摘されたものである.この問題への対処法として,データ欠損が生じている場合には状態空間フィルタの状態方程式を切り替え,各状態値について振幅を維持しながら位相のみ変化するような状態推移をさせる方式を検討したい.これらのプログラム開発やアルゴリズム改良に際して生じる問題点を集約し,帯域フィルタの種類やサンプル時刻間の補間法,パワー推定式などについて再度検討する.最終年度となる来年度には,指輪型ないし腕時計型のウェアラブル装置を試作して提案アルゴリズムを実装し,着用者へ疲労度指標を提示するシステムを構築する.この際,心拍間隔値は自作の心電測定装置またはPOLAR社H10心拍センサーから得るものとする.そして研究代表者所属機関の学生を中心として,多人数を対象として開発システムの実証試験を実施し,提案アルゴリズムの有効性や生体情報提示の有用性などを検証して,さらなる改善を図る.本研究の目的は,心拍変動周波数解析を高速化し疲労度提示システムへの応用を図ることである.昨年度には,制御工学で広く用いられる状態空間法を活用して,不等間隔にサンプリングされた時系列に対して線形時不変フィルタを適用する手法を提案した.また提案手法による心拍変動周波数解析を試み,従来手法と比較した.以下,これらについて説明する.まず不等間隔時系列に対する線形時不変フィルタの適用法として,フィルタを連続時間の状態方程式で表現し,不等間隔時系列をサンプル点間で一次式等で補完した場合の状態推移を事前に解析的に求めておくことで,フィルタ出力を少ない演算で得る手法を提案した.一般的なディジタル信号処理でのフィルタリングでは等間隔時系列を零次ホールダで補完し,離散時間の伝達関数ないし状態方程式を作用させている.これに対し提案手法では,上記のように連続時間の状態空間表現に着目することで,不等間隔時系列に対しても同等のフィルタリングを実現した.続いて提案手法による心拍変動周波数解析を試みた.心拍変動の周波数解析では,心拍変動の0.04-0.15Hzの帯域パワーであるLFや,0.15-0.4Hzの帯域パワーであるHFが評価指標として活用されている.