hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工パルス結合ニューラルネットの合成と解析,情報処理への応用

これまでの研究において,カオス的パルス結合ネットワーク(CPCN)が呈する各種同期現象の解析を行うとともに,同期現象を利用した画像処理への応用例を提案している.今年度の研究では,CPCNの構成要素であるカオス的スパイキング発振器(CSO)のパルス入力応答について考察した.従来のパルス入力系と異なる点はCSOに入力に対する不応性を付加したことである.この不応性は神経素子であるニューロンにも見られる性質であり,神経回路網における情報処理に対して重要な役割をもつことが示唆されている.本研究で扱うCSOはニューロンモデルとみなすこともでき,入力に対して多彩な同期.非同期応答を示すことをこれまでの研究で明らかにしている.不応性のパラメータを付加することにより,CSOはより多彩な応答を示すことを数値実験によって明らかにした.また.本モデルの動作は我々が過去に考案した解析手法を用いれば,区分線形1次元写像(マップ)と対応させることができる.同マップを用いて本モデルが呈する各種応答を理論的に解析し,それらの応答の(パラメータ空間における)存在領域を解明することができた.本モデルに基づくCPCNについて考察し,機能的なネットワークの構築を目指すことが今後の課題である.並行して,遺伝的アルゴリズムによるニューラルネット(NN)の学習法についての研究も行った.特に入力の特徴を適切に分類する機能を有するための学習法の改良を行い,その有効性を数値実験によって示した.一方,CPCNは入力に対してネットワーク中に複数のCSOが同期した集団を形成する興味深い現象を呈することがわかっている.これはCPCNが基本的な分類機能を有することを意味している.本学習法をCPCNのネットワークパラメータの学習に応用させることが今後の課題である.これまでの研究において,カオス的パルス結合ネットワーク(CPCN)が呈する各種同期現象の解析を行うとともに,同期現象を利用した画像処理への応用例を提案している.今年度の研究では,CPCNの構成要素であるカオス的スパイキング発振器(CSO)を高次元化した場合において(高次元CSO),同発振器が呈する分岐現象やパルス入力に対する応答特性の解析を行った.その結果,高次元CSOは従来のCSOでは見られないハイパーカオス,トーラス等の多彩な現象を呈することが確認された.本研究で提案しているCPCNを情報処理系の観点から捉えた場合,同期パターンの多様性が極めて重要となる.よって,新たに得られた知見に基づき,CPCNをより高機能な情報処理系へ発展させることが今後の課題となる.また,今年度の研究では,集積化に適したCSOの実装法についても検討を行っている.CSOは線形素子とスイッチ素子のみによって構成される簡素な回路モデルである.MOSトランジスタとキャパシタのみで構成されるCSOの回路モデルを設計し,P SPICEによる回路シミュレーションを行った.この実装法は,回路の小型化に適しているとともに,高速な動作も可能となる.今後は同実装法に基づいたCPCNを設計し,回路シミュレーション等を行っていく.一方,近年のニューラルネットワーク(NN)の研究分野では,遺伝的アルゴリズム(GA)に基づくNNの学習法に関する研究が盛んである.そこで本研究では,同学習法を高速実行可能な専用プロセッサの開発を行った.GAやNNは基本的に並列演算が可能であるため,専用ハードウェア化することによって汎用コンピュータよりも高速に実行できる.本プロセッサをFPGAに実装し,その有効性を示した.今後は,本プロセッサをCPCNの学習に利用できるように改良を行っていく予定である.これまでの研究において,カオス的パルス結合ネットワーク(CPCN)が呈する各種同期現象の解析を行うとともに,同期現象を利用した画像処理への応用例を提案している.今年度の研究では,CPCNの構成要素であるカオス的スパイキング発振器(CSO)のパルス入力応答について考察した.従来のパルス入力系と異なる点はCSOに入力に対する不応性を付加したことである.この不応性は神経素子であるニューロンにも見られる性質であり,神経回路網における情報処理に対して重要な役割をもつことが示唆されている.本研究で扱うCSOはニューロンモデルとみなすこともでき,入力に対して多彩な同期.非同期応答を示すことをこれまでの研究で明らかにしている.不応性のパラメータを付加することにより,CSOはより多彩な応答を示すことを数値実験によって明らかにした.また.本モデルの動作は我々が過去に考案した解析手法を用いれば,区分線形1次元写像(マップ)と対応させることができる.同マップを用いて本モデルが呈する各種応答を理論的に解析し,それらの応答の(パラメータ空間における)存在領域を解明することができた.本モデルに基づくCPCNについて考察し,機能的なネットワークの構築を目指すことが今後の課題である.並行して,遺伝的アルゴリズムによるニューラルネット(NN)の学習法についての研究も行った.特に入力の特徴を適切に分類する機能を有するための学習法の改良を行い,その有効性を数値実験によって示した.一方,CPCNは入力に対してネットワーク中に複数のCSOが同期した集団を形成する興味深い現象を呈することがわかっている.これはCPCNが基本的な分類機能を有することを意味している.本学習法をCPCNのネットワークパラメータの学習に応用させることが今後の課題である.
アルツハイマー病発症におけるアポEの意義

近年、アルツハイマー病の脳病変にアポEの沈着像が認められるという報告と共に、アルツハイマー病においてアポEのisotypeの中でアポE4を有する頻度が極めて高いことが報告され、アルツハイマー病におけるアポEの病因的意義が注目されている。私共はアポE4を発現するトランジェニックマウスを開発して、アルツハイマー病の発症に関しての研究を進めるとともに、日本人の痴呆患者(アルツハイマー型と多発梗塞型)におけるアポE4の発現頻度を検討した。脳血管性及びアルツハイマー型の痴呆患者について、アポEのフェノタイプ分類を行い、動脈硬化性老年痴呆とともにアルツハイマー病において_ε4の発現頻度が対照群より有意に高いことを認めた。特に、アルツハイマー病では半数の患者にアポE4を認め、_ε4の発現頻度は27、6%であった。また動脈硬化性老年痴呆においても、はじめて_ε4の発現頻度が有意に高いことが示された。またβ-APPのトランスジェニックマウスとアポE4のトランジェニックマウスを用いることにより、アポEとアルツハイマー病発症との関係が明確にされることが期待される。
炎症性腸疾患の病態解析

ヒト腸管粘膜固有層に存在する新たな自然免疫担当細胞サブセット(CD160high CD163high細胞)を同定した。この細胞サブセットは腸管特有の細胞で、IL-10を高産生し、またエフェクターT細胞の増殖を抑制した。さらにクローン病患者ではこの細胞サブセットによるエフェクターT細胞の増殖抑制能が障害されていた。潰瘍性大腸炎患者では、この細胞サブセットの数が減少するとともに、エフェクターT細胞の増殖抑制能も障害されていた。このように、ヒト腸管粘膜固有層に存在する特有の自然免疫担当細胞サブセットが炎症性腸疾患の病態と関わっていることを見出した。大腸がん患者の健常部位の手術摘出サンプルを用いて、ヒト腸管粘膜固有層に存在する自然免疫系担当細胞サブセットを解析した。これまでに、HLA-DRhigh CD14+ CD163low細胞がTh17細胞分化を誘導するミエロイド細胞であることを見出していた。そこでHLA-DRhigh CD14+ CD163high細胞の細胞表面マーカーをさらに詳細に解析した。その結果、CD160の発現パターンにより、このサブセットがCD160high, CD160lowサブセットに分けられることを見出した。さらにこれらサブセットの機能を解析した。その結果、CD160high CD163high細胞が腸管特有の細胞で、IL-10を高産生し、またエフェクターT細胞の増殖を抑制することを見出した。これらの結果から、CD160high CD163high細胞サブセットが、マウスのCX3CR1high細胞に相当する制御性機能を持ったミエロイド細胞であることを見出した。一方、CD160lowCD163high細胞は、以前に同定していたCD163low細胞サブセットほど強力ではないものの、Th17細胞分化を誘導するミエロイド細胞サブセットであることを見出した。このように、ヒト腸管粘膜固有層に、様々な機能を有する腸管に特有の自然免疫担当細胞サブセットを同定することができた。今後、炎症性腸疾患の患者の腸管組織で、これら細胞の機能変化を解析していく。申請時の研究計画に沿い、順調にヒト大腸組織内に存在する自然免疫担当細胞のサブセットを同定することができた。昨年度、大腸がん患者の健常部位の手術摘出サンプルを用いて、ヒト腸管粘膜固有層に存在し、エフェクターT細胞の増殖を抑制する自然免疫細胞サブセットHLA-DRhigh CD14+ CD163lowCD160high細胞を同定した。今年度この細胞サブセットCD163lowCD160high細胞の、クローン病患者、潰瘍性大腸炎患者での機能を解析した。クローン病患者では、CD163lowCD160high細胞によるエフェクターT細胞の増殖抑制能が障害されていた。潰瘍性大腸炎患者では、CD163lowCD160high細胞の数が減少するとともに、エフェクターT細胞の増殖抑制能も障害されていた。このように、炎症抑制(エフェクターT細胞の増殖抑制)能を有する自然免疫細胞サブセットの機能が、炎症性腸疾患患者では障害されており、この自然免疫細胞サブセットの機能が炎症性腸疾患の病態と深く関わっていることが明らかになった。また、ヒト腸管粘膜固有層に存在する他の自然免疫細胞サブセットとしてCD103+樹状細胞がある。小腸粘膜固有層に存在するCD103+樹状細胞の機能はこれまでに報告があるが、大腸粘膜固有層では報告がない。そこで、大腸粘膜固有層に存在するCD103+樹状細胞の機能を解析した。その結果、小腸粘膜固有層に存在するCD103+樹状細胞と同様、ナイーブT細胞と共培養するとFoxp3+の制御性T細胞を誘導した。このように、大腸粘膜固有層CD103+樹状細胞も抗炎症性機能を有する自然免疫細胞サブセットであることを見出した。さらに、潰瘍性大腸炎患者での大腸粘膜固有層CD103+樹状細胞を解析すると、Foxp3+の制御性T細胞を誘導することができなかった。このように、大腸粘膜固有層CD103+樹状細胞も、炎症性腸疾患の病態と深く関わっていることが明らかになった。申請時の研究計画に沿い、ヒト大腸粘膜固有層に存在する自然免疫細胞サブセットを同定し、その機能を明らかにするとともに、炎症性腸疾患患者でその機能が障害されており、病態と深く関わっていることを明らかにすることができた。これまでにヒト大腸粘膜固有層に局在する自然免疫担当細胞のサブセットを解析し、Th17細胞を誘導するサブセット、エフェクターT細胞の増殖を抑制するサブセットを同定してきた。今年度は、腸管炎症誘導に関わるヒト腸内細菌叢を明らかにするため、日本人47名とインド人50名の健常人より糞便サンプルを採取し、次世代シークエンサーを用いて、腸内細菌叢を解析した。インド人は、日本人に比べて穀物類(食物繊維を多く含む食事)を多く摂取している。一方日本人は、インド人に比べて動物性タンパク質を多く摂取している。すなわち食生活の違いによる腸内細菌叢の変化を比較解析した。その結果、インド人ではプレボテラ属細菌が50%を超える場合もあるほど優勢であること、日本人では、バクテロイデス属細菌が優勢であることが明らかになった。プレボテラ属細菌の中では、Prevotella copriがほとんどを占めていた。腸内細菌叢については、これまでにもいくつかの報告がでている。

そこで、連携研究者の中村昇太博士と共同で開発した真菌叢の網羅的解析技術(真菌間で保存されているITS1領域の配列解析)を用いて、腸内真菌叢の比較解析を行った。その結果、インド人ではカンジダ属真菌およびアスペルギルス属真菌が優勢となっていること、一方日本人ではサッカロマイセス属真菌が優勢となっていることが明らかになった。インド人で優勢となっているカンジダ属真菌では、Candida albicans, Candid tropicalisが主たる真菌であった。このように、地域、食生活の違いにより、腸内細菌叢ばかりでなく、腸内真菌叢にも変化が起こることを明らかにした。ヒト腸管粘膜固有層に存在する新たな自然免疫担当細胞サブセット(CD160high CD163high細胞)を同定した。この細胞サブセットは腸管特有の細胞で、IL-10を高産生し、またエフェクターT細胞の増殖を抑制した。さらにクローン病患者ではこの細胞サブセットによるエフェクターT細胞の増殖抑制能が障害されていた。潰瘍性大腸炎患者では、この細胞サブセットの数が減少するとともに、エフェクターT細胞の増殖抑制能も障害されていた。このように、ヒト腸管粘膜固有層に存在する特有の自然免疫担当細胞サブセットが炎症性腸疾患の病態と関わっていることを見出した。健常組織(大腸がん患者の健常部位)に特有の機能を有する自然免疫担当細胞を同定することができた。今後、炎症性腸疾患患者で、同定した自然免疫担当細胞サブセットの機能を解析していく。ヒト大腸粘膜固有層に存在する自然免疫細胞サブセットの機能を明らかにすることができた。来年度以降は、ヒト腸内環境として、日本人とインド人の腸内細菌叢の比較解析を詳細に行っていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。免疫学29年度が最終年度であるため、記入しない。
一桁以上の検出帯域を有するテラHz帯検出器の開発

THz帯域において、ps以下の高速応答性能を有する唯一のデバイスであるショットキーバリアダイオード(SBD)の広帯域化に関する開発研究である。本研究で新たに放物面ミラーとワイヤアンテナとを組み合わせた新型構造を提案し、その試作に成功した。性能評価を感度特性と広帯域について重点的に測定し、これまでにない広帯域性能を実現した。ダイレクト感度測定の結果、周波数毎の調整無しに1-2THzにおいてその値が約150±50(V/W)と安定しており、従来(コーナリフレクター及びコルゲートフィードホーン)型に比べて周波数依存性を格段に低減化できた。さらに、最高6.3THzまで検出に成功し、5.2THzおよび6.3THzにおける感度は約3(V/W)であった。この値は1980年代にドイツのグループがSBDとワイヤアンテナで記録した値の30倍近い性能向上である。同時にヘテロダイン検出も確認しており、6THzを超えるコヒーレント検出は、世界で初めてである。速報値は核融合研究所のAnnual Reportにまとめた。本新型システムは、同時に、周波数毎に再調整が不要で、アンテナとミラー間距離を数ミリ程度に離すことが可能となった。これは、従来型に比べ、利便性を飛躍的に向上させることであり、常温動作が可能な唯一の高速THzセンサーの広帯域利用を可能とする画期的な技術進化である。その指向特性は、最大放射角が約23度となった。これは放物面ミラーよりもワイヤアンテナの指向特性を強く反映しており、古典的なワイヤアンテナの放射パターンモデルに基づく指向性シミュレーション結果とも良く一致することがわかった。本システムはパルス、CW、共に利用が可能で、THz-TDSやEOサンプリング法等の他のTHzイメージング法に比べて扱いが容易であり、高速性、リアルタイム測定が十分可能である。目標帯域10THzのヘテロダインシステム等の実現に向けて画期的な技術進歩の第一歩を踏みだすことができた。今後、ps以下の時間分解能とTHz周波数応答により、多方面、特に生体高分子の実時間分析などの応用実験が期待できる。従来、高速・高感度THz帯受信システムに使われてきたショットキーバリアダイオードに、放物面ミラーとワイヤアンテナとを組み合わせた新型構造を提案し、その試作に成功した。ダイレクト感度測定の結果、周波数毎の調整無しに1-2THzにおいてその値が約150±50(V/W)と安定しており、従来(コーナリフレクター及びコルゲートフィードホーン)型に比べて周波数依存性を格段に低減化できることが実証できた。同時に、再調整が不要で、アンテナとミラー間距離を数ミリ程度に離すことが可能となった。また、その指向特性は、最大放射角が約23度となった。これは放物面ミラーよりもワイヤアンテナの指向特性を強く反映しており、指向性シミュレーション結果とも良く一致することがわかった。ps以下の時間分解能とTHz周波数応答により、時間・周波数共に高分解能つまり、コヒーレントディテクション(ヘテロダイン検出)が可能なシステムである。今後、実験と理論との詳細な比較を試みる。

本研究成果によって、全固体素子、2次元THzイメージングセンサー(THz帯域のデジタルカメラ)、目標帯域10THzのヘテロダインシステム等の実現に向けて画期的な技術進歩の第一歩を踏みだすことができた。THz帯検出器の帯域において、従来から特殊な用途に限定され、使い勝手が悪かった反面、非常に応答性能が早く、ps以下の時間分解能を有するSISやSBDなどの超高速素子を無調整で周波数スキャンを可能とし、かつ広帯域(数THz)性能も実現することを目的とした本研究目標は、2年目において、ある程度達成された。1年目はTHzパルス光源(帯域12THz)を使い、本システムの利便性を実現したが2年目において、さらに各種の改良を加え、各種性能評の結果を行うことができた。帯域性能は、6.3THzが7.3THzまで拡大した。感度性能は1-2THzにおいてその値が約150±50(V/W)・・(1年目)、5.2THzおよび6.3THzにおける感度は約3(V/W)・・・(1年目)を達成することができた。指向性については、1-2THzにおいてのみ測定評価でき、ほぼ古典的な4波長アンテナの放射パターンモデルに基づく計算結果と良い一致が確認された。その最大放射角は23度であった。これは放物面ミラーよりもワイヤアンテナの指向特性を強く反映しており、古典的なワイヤアンテナの放射パターンモデルに基づく指向性シミュレーション結果とも良く一致することがわかった。本システムはパルス、CW、共に利用が可能で、THz-TDSやEOサンプリング法等の他のTHzイメージング法に比べて扱いが容易であり、高速性、リアルタイム測定が十分可能である。目標帯域10THzQヘテロダインシステム等の実現に向けて画期的な技術進歩の第一歩を踏みだすことができた。今後、ps以下の時間分解能とTHz周波数応答により、多方面、特に生体高分子の実時間分析などの応用実験が期待できる
5次元重力理論によるハドロン物理の新記述

ゲージ理論/重力理論対応という新概念を基に、ハドロンの諸観測量を再現する5次元重力モデルを提案した。また、そのモデルを有限温度系に拡張した。ここで、ゲージ理論/重力理論対応とはゲージ理論と等価な重力理論が存在するという仮説であり、現在、注目を浴びている。本研究の目的は、ハドロンの諸観測量を再現する高次元重力理論を探査し、QCD(量子色力学)に等価な重力理論モデルを現象論的につくることにある。BrodskyグループやKatzグループは、軽いハドロンの性質を10%程度の誤差で再現する5次元重カモデルを提案した。今年度は、この理論を有限温度へと拡張した。有限温度系に対する5次元重力モデルを構築するには、5次元時空としてAdS-Schwarzschild時空を用いるのが自然である。この時空を仮定して、有限温度系における種々のメソンの質量を数値計算した。その結果が格子QCD計算やカイラル摂動論の結果の定性的性質を再現することを示した。これによって、上記の5次元重カモデルが有効なモデルであることを示した。そして、π中間子速度を求め、最近のRHICの実験値と比較し、矛盾のない値になっていることを示した。有限密度における5次元重力モデルを構築するために、まず、通常の4次元モデルでの真空やハドロンの有限密度依存性を理解する必要がある。このため、有効理論として知られているNambu-Jona-Lasinio(NJL)モデルを拡張した「拡張されたNJL模型」を考案し、有限密度によるカイラル相転移のあり方の研究を行った。ここで提案された「拡張されたNJL模型」では、4点以上の相互作用として、8点相互作用が付加されている。この8点相互作用がカイラル相転移に及ぼす影響を調べた。昨年度は重力理論に力点を置いて研究を行った。今年度は、有限密度における5次元重力モデルを構築するどいう最終目的に向けて、有限密度QCD自身の研究をすすめ、その性質の解明を行った。第一原理計算である格子QCDが有限密度系では適用できないため、有効模型として有名なNambu-Jona-Lasinio(NJL)モデルを拡張した「拡張されたNJL模型」を提案した。さらに、このモデルに閉じ込め効果を付加した「拡張されたPolykov-loopNJP模型」を提案した。これらのモデルを用いて、有限密度系におけるカイラル相転移、カラー超伝導、閉じ込めの相互の関係を調べた。また、これらのモデル解析で用いられている平均場近似の妥当性の検討を行った。さらに、モデル自身の妥当性を調べるために、これらのモデルを純虚数密度系に適用し、格子QCD計算の結果を再現することを示した。本研究の目的は、QCD(量子色力学)に等価な5次元重力理論モデルを現象論的につくることにある。これまでに、5次元重カモデルを真空および有限温度系に対してそれぞれ提案した。昨年度より、有限密度における5次元重力モデルを構築するという最終目的に向けて、有限密度QCD自身の研究を開始した。第一原理計算である格子QCDが有限密度系では適用できないため、有効模型として有名なNambu-Jona-Lasinio(NJL)モデルを拡張したPolykov-loop NJP模型(PNJL模型)に注目した。今年度は、格子QCD計算が可能な純虚数密度系に着目し、PNJL模型の結果が格子QCD計算の結果を定量的に再現することを示し、PNJL模型の妥当性を確認した。このとき、PNJL模型の結果が格子QCD計算の結果を定量的に完全に再現するには、スカラー型8点相互作用とベクター型4点相互作用が必要であることを示した。このPNJL模型を実数密度系に適用して、実数密度系のQCD相図の予測を行った。これによって、実数密度における5次元重力モデルを構築するのに必要な情報が準備できた。
移動・変形を伴う固液気3相境界線近傍流体のメゾスコピック熱流体力学の展開

本研究においては,メゾスコピック界面熱流体力学の展開として活動を行い,下記4点を主要研究成果として達成した.すなわち(1)移動・変形を伴う固液気3相巨視的境界線(マクロ的コンタクトライン:以下M-CL)前方に存在する先行薄膜領域の高精度検出(2) M-CL近傍における含有微粒子挙動の3次元挙動の理解(3)固体面性状・面上物質が与えるM-CL移動・先行薄膜発達への影響の把握(4) M-CLおよび先行薄膜領域,それら内部における粒子運動制御の実現これらのトピックに関し,実験および数値計算により研究を実施した.本研究においては,メゾスコピック界面熱流体力学の展開として,下記4点を研究計画の中心として活動を行ってきた.すなわち、(1)移動・変形を伴う固液気3相巨視的境界線(マクロ的コンタクトライン:以下M-CL)前方に存在する先行薄膜領域の高精度検出(2)M-CL近傍における含有微粒子挙動の3次元挙動の理解(3)固体面性状・面上物質が与えるM-CL移動・先行薄膜発達への影響の把握(4)M-CLおよび先行薄膜領域,それら内部における粒子運動制御の実現である.これらのトピックに関し,実験および数値計算により研究を進めてきた.本研究においては,メゾスコピック界面熱流体力学の展開として活動を行い,下記4点を主要研究成果として達成した.すなわち(1)移動・変形を伴う固液気3相巨視的境界線(マクロ的コンタクトライン:以下M-CL)前方に存在する先行薄膜領域の高精度検出(2) M-CL近傍における含有微粒子挙動の3次元挙動の理解(3)固体面性状・面上物質が与えるM-CL移動・先行薄膜発達への影響の把握(4) M-CLおよび先行薄膜領域,それら内部における粒子運動制御の実現これらのトピックに関し,実験および数値計算により研究を実施した.今年度は,研究計画にしたがい実験および数値シミュレーションによって研究を進めてきた.実験においては,干渉計で得られた干渉縞画像に離散ウェーブレット変換を施して先行薄膜領域を検出するというこれまでの手法に加え,ブリュースター角顕微鏡を新たに導入し,これまで得てきた実験結果をさらに保証する結果が得られたこと,また,先行薄膜領域形成初期の検出を可能としたことが成果として挙げられる.また,傾斜基板や所定の温度勾配を付加した基板上での濡れ挙動,先行薄膜形成過程の研究を行い,その挙動を明らかにした.傾斜基板を用いた実験により,これまで重力の影響がないとされてきた先行薄膜形成において,有意な影響を初めて明らかにすることが出来た.また,温度勾配付加基板上では,特に低温側への液滴全体の移動に伴い,液滴後端部(高温側)においてwetting/dewetting時の先行薄膜形成過程を初めて観察することに成功した.数値シミュレーションでは,固体基板上あるいはナノワイヤー上での濡れ挙動に関してレナード・ジョーンズ流体を用いてそのdewetting過程を明らかにした.これによって,ある程度の厚みを有する液膜については,マクロ的領域で確立されているRayleigh-Plateau不安定性が適用できること,また薄くなる,あるいは固液間相互作用が大きくなるに従い,マクロ的理論モデルは破綻し,その予測値よりも短い波長で不安定性が生起することを明らかにした.以上の研究成果を国内外の学会で発表した.また学術論文の投稿準備を行い,新年度早々に投稿する予定である.2年度となる2009年度においては,研究計画にしたがい実験および数値シミュレーションによって研究を進めてきた.実験においては,昨年度導入したブリュースター角顕微鏡を用い,温度勾配を付加した固体基板上での先行薄膜領域形成初期の検出を可能としたことが成果として挙げられる.ここでは温度勾配付加基板上では,特に低温側への液滴全体の移動に伴い,液滴後端部(高温側)においてwetting/dewetting時の先行薄膜形成過程を初めて観察することに成功し,大きく分けて初期発達期,減衰期を経て再び発達期へと遷移することを明らかにした.また,繊維状多孔質体における濡れ挙動について,予備的研究を行い,浸潤過程の可視化および数値化を行うための手法を開発した.数値シミュレーションでは,固体基板上あるいはナノワイヤー上での濡れ挙動に関してレナード・ジョーンズ流体を用いてそのdewetting過程を明らかにした.特に分子数分布に注目し,その標準偏差の変遷をもって液膜に生起する不安定過程を記述しうることを明らかにした.以上の研究成果を国内外の学会で発表した.特に輸送現象に関する国際会議においては,これまでの研究成果に関する評価をいただき当該研究内容に関する基調講演を行った.また,マイクロ・ナノスケール伝熱現象に関する国際会議においては,selected paperに選出され,現在その成果の投稿準備中である.2010年度においては,研究計画にしたがい実験および数値シミュレーション双方からのアプローチによって研究を進めてきた.実験においては,一昨年度導入したブリュースター角顕微鏡に加え,共焦点型レーザ変位計を導入し,先行薄膜領域の長さおよび厚さの計測を行う実験系を構築した.パラメータとしては,先行薄膜形成における粘性の影響について解析を進めた.それにより高粘性流体の場合は,液滴滴下直後において流体力学的先行薄膜(adiabatic precursor film)の状態で発達するが,低粘性流体においては,滴下後10秒程度の時間経過により拡散的薄膜(diffusive precursor film)へと移行することを明らかにした.また,繊維状多孔質体における濡れ挙動について,浸潤過程の可視化および数値化を行うための実験的手法を開発し,さらに粒子法を用いた数値計算を実施し,現象の再現を試み,良好な結果を得た.

繊維周りの濡れに関する素過程を抽出するために,1本および2本の繊維周りの濡れについても実験および数値計算を行い,その濡れ挙動について知見を蓄積した.分子スケールの濡れに関する数値シミュレーションでは,固体基板上での濡れ挙動に関してレナード・ジョーンズ流体を用いてそのdewetting過程を明らかにした.ここでは特に,マクロスケールでのdewetting過程における最危険波長および過程後の微小液滴形成に関する理論モデルとの比較を行った.以上の研究成果を国内外の学会で発表した.最終年度となる2011年度においては,実験および数値シミュレーション双方からのアプローチによって研究を進めるとともに成果報告も注力して行ってきた.実験においては,先行薄膜領域の長さおよび厚さの計測を,昨年度までに本プロジェクトにより導入したブリュースター角顕微鏡および共焦点型レーザ変位計を用いて行った.特に,液滴体積および粘性が先行薄膜形成に与える影響について解析を進めた.ここでは,マクロ的コンタクトラインの移動の時間的変化から,先行薄膜形成とマクロ的コンタクトラインの関係を明らかにした.また,液滴内部に粒子が存在する場合を対象として,マクロ的コンタクトラインの時空間的挙動の追跡および液滴内粒子挙動の3次元再構築を行った.さらに,繊維状多孔質体における濡れ挙動について,昨年度に引き続いて浸潤過程の可視化および数値化を行った.繊維周りの濡れに関する知見を蓄積するために,1本あるいは2本の繊維周りの濡れについても実験および数値計算を行った.分子スケールの濡れに関する数値シミュレーションでは,平滑あるいは規則的パターンを有する固体基板上での濡れ挙動に関して,レナード・ジョーンズ流体を用いてその不安定化・撥水・微小液滴形成過程を明らかにした・さらに,分離圧の概念を用いて撥水過程のモデル化を行い,過去の実験.計算的研究で得られた結果とよい一致を得ることが出来た.以上の研究成果を国内外の学会および学術雑誌上で発表した.
放射性核種の海域移行評価に向けた懸濁態・溶存態セシウム同時輸送解析システムの開発

H28年度は,4段ネストJCOPE2-ROMS海洋モデル,多粒径3次元土砂輸送モデル,波浪推算モデルSWAN,河道モデルiRIC-Nays2DH,放射性核種吸着モデルを連成させた超高解像度広域土砂・懸濁態137Cs海洋分散モデル(新田川モデル)を用いて,台風201326号出水イベントに伴う河川起源土砂の河口・沿岸域における堆積・浸食状況の時空間特性を評価した.この出水イベントは,本研究領域A02海洋・海洋生物班,A03河川班が詳細な現地調査を実施した時期に対応しており,観測データと数値モデルの比較を試みた.なお,数値モデル解析領域は新田川河口を中心とした20km四方の領域であり,これを水平解像度20m,鉛直層数32層で表現した再解析を行った.河口域における流動および懸濁質輸送特性に関する評価に加え,懸濁態137Csインベントリ解析を併せて行い,水深5 mまでの河口域,水深10 mまでの河口外縁域での堆積,沿岸漂砂等による河川起源137Csの海域堆積層への移行特性を定量化した.モデルによる結果は現地観測と整合的であることが確認された.なお当初計画では,溶存相・懸濁相・堆積相間の放射性核種相間移行モデル(Dynamic adsorption-desorption: DADモデル)の開発と評価を昨年度から継続して行う予定であったが,本研究領域の方針により,新田川河口域を対象とした河川ー海洋移行解析に注力することとなった.そのため,計画を一部変更し,新田川モデルの開発と運用を優先的に実施した.また,国際共同研究加速基金の枠組み(15KK0207)で長期滞在中の米国UCLAにおいて,同校のMcWilliams教授,Shchepetkin研究員らと本シミュレーションモデルの核であるROMSの移流拡散スキーム,ポイントソースモデルなどの改良を行った.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。H27年度は,137-Cs(セシウム137)の懸濁物への静的吸脱着モデル(Misumiら,2014)をベースに,懸濁態に吸着した137-Csの輸送と環境中(海水中および堆積物中)での溶存態・懸濁態間の移行過程を同時に解析し得る新しいダイナミック吸脱着(DAD:Dynamic Absorption and Desorption)モデルの開発に取り込んだ.さらに,H25-26公募研究において開発済みの溶存態137-Cs分散・土砂輸送広域分散モデルROMS-WCSにDADモデルを統合し,超高解像度河口・浅海域用統合型3次元懸濁態・溶存態137-Cs動態解析システム(ROMS-WCS-DAD)を構築した.このシステムを用いて,JCOPE2再解析データ(Miyazawaら,2008)からの4段ネスティングによるdownscaleを行い,水平空間解像度をJCOPE2の10kmから,3km,1km,250m,50mへと順次細密化させ,福島県新田川・富岡川河口を含む福島第一(1F)福島第二原発(2F)間の浅海域を対象とした,溶存態・懸濁態を含む全137-Cs動態海洋再解析を実施した.モデル領域は新田川河口を中心とした約20 km四方の領域であり,これを水平解像度約50m,鉛直32層で表現し,再懸濁評価に必要な波浪推算モデル(GPV-CWMとSWANのカップリングシステム)により表現することにより,A02海洋・海洋生物班,A03河川班によって実施されたH24-26年度現地観測の再解析に取り組んだ.ダイナミック吸脱着(DAD:Dynamic Absorption and Desorption)モデルの開発は,1基礎方程式の導出,2モデルへの組み込み,3テスト計算,4本計算から構成される.基盤となるROMS-WCSに対してDADモデルは,(懸濁粒子クラスを3つとした場合)基礎方程式が3つ増加し,さらに海底地盤モデルが必要となるため,非常に大規模な改造を必要とする.その過程で,収束性が向上しない問題や,各要素間の収支構造が精緻に計算できないなど様々な問題が発生したので,1から3までのルーチンを綿密に繰り返した.そのため,DADモデルを組み込んだ4の実施が予定よりも若干遅れた.モデル開発上の主要な問題は概ね解決したので,H28年度は4の実施と解析を鋭意進めていく予定である.なお,H27年度は並行してDADモデルを組み込まない4の解析を重点的に進めており,その結果を取りまとめて学術論文として投稿しているところである.H28年度は,4段ネストJCOPE2-ROMS海洋モデル,多粒径3次元土砂輸送モデル,波浪推算モデルSWAN,河道モデルiRIC-Nays2DH,放射性核種吸着モデルを連成させた超高解像度広域土砂・懸濁態137Cs海洋分散モデル(新田川モデル)を用いて,台風201326号出水イベントに伴う河川起源土砂の河口・沿岸域における堆積・浸食状況の時空間特性を評価した.この出水イベントは,本研究領域A02海洋・海洋生物班,A03河川班が詳細な現地調査を実施した時期に対応しており,観測データと数値モデルの比較を試みた.

なお,数値モデル解析領域は新田川河口を中心とした20km四方の領域であり,これを水平解像度20m,鉛直層数32層で表現した再解析を行った.河口域における流動および懸濁質輸送特性に関する評価に加え,懸濁態137Csインベントリ解析を併せて行い,水深5 mまでの河口域,水深10 mまでの河口外縁域での堆積,沿岸漂砂等による河川起源137Csの海域堆積層への移行特性を定量化した.モデルによる結果は現地観測と整合的であることが確認された.なお当初計画では,溶存相・懸濁相・堆積相間の放射性核種相間移行モデル(Dynamic adsorption-desorption: DADモデル)の開発と評価を昨年度から継続して行う予定であったが,本研究領域の方針により,新田川河口域を対象とした河川ー海洋移行解析に注力することとなった.そのため,計画を一部変更し,新田川モデルの開発と運用を優先的に実施した.また,国際共同研究加速基金の枠組み(15KK0207)で長期滞在中の米国UCLAにおいて,同校のMcWilliams教授,Shchepetkin研究員らと本シミュレーションモデルの核であるROMSの移流拡散スキーム,ポイントソースモデルなどの改良を行った.実施状況に記載したように,H27年度はDADモデルの開発に若干手間取ったため,本計算の実施と解析を十分に行うことができなかった.H28年度はこれらについて早急に取り組むとともに,当初計画で予定していた海浜流,掃流土砂輸送の効果を組み込み(これらのプロトタイプは開発済み),長期再解析を実施する.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
歯周疾患の病態解析とその臨床診断と治療への応用に関する研究

Porphyromonas gingivalisは歯周病原性細菌の中でも主要な役割を担っており、この細菌がどこから来るのか、その感染経路が問題となりつつある。特に家族や夫婦間での伝播が報告されているが、我々は個人の同一の部位から分離されてくるP.gingivalisが同一のクローンであるか否かを分子生物学的に検討した。その結果、同一の病変部から分離されたP.gingivalisの線毛遺伝子に遺伝的な違いが認められた。この結果から病変部で複数のP.gingivalisのクローンが存在しているか、あるいは病変部で生存していくために変異を起こしていることが示唆された。このことはP.gingivalisの中に病原性の強い株とそうでない株が報告されている点からも、また薬剤耐性を考える上でも重要な知見である。現在地の細菌についても同様の検討を進めている。また、病変部には多数みられるにもかかわらず培養が技術的に困難なため研究が遅れていたスピロヘータの分離、培養とその性状解析に成功している。このような細菌学的な発見を基に従来のX線や探針を用いた診断体系を新たに整理する試みがなされた。即ち、歯周病原性細菌に対する血清抗体価をモニターすることにより、病原性細菌の種類とその除去効果を判定することが可能であることを提唱した。成人性歯周炎患者15名(4170歳)および健常者6名(2964歳)の口腔内の全残存歯の歯周ポケットからサンプリングを行い、P.gingivalisの全染色体DNAプローブを用いてP.gingivalisの分布状態を検索した。また、P.gingivalisの分布とサンプリング部位における臨床パラメーターとの関連性についても併せて検討した。さらに、成人性歯周炎患者31名の急性症状時の歯周ポケット内細菌叢を蛍光抗体法と培養法により検索した。また,急性症状に対する処置としてミノサイクリン系徐放性抗生剤の局所投与を行い,その臨床的,細菌学的効果を検討した。加えて、P.gingivalisの標準株ATCC33277株を含む実験株5株および臨床分離株42株の合計47菌株について,制限酵素PstIを用い,P.gingivalis381株線毛遺伝子を含むプラスミド(fimA381)をプローブとして用いたRFLPs分析を行い,P.gingivalis臨床株の線毛遺伝子領域における多様性について検索した。その結果1)P.gingivalisは成人性歯周炎患者15名全員から検出され,検出率は569%で平均31%であった。一方健常者群からは6名中3名から検出されたが,その検出率は低い(16%)ものであった。また,患者群においてポケット深さやプロービング時の出血とP.gingivalisの感染との間に相関性が認められた。2)急性症状を示した部位では総菌数およびP.gingivalis,Campyrobacter rectusの総菌数に占める割合が高かった。また,薬剤の投与によって臨床症状の改善とともにこれらの菌の菌数の減少が有意に認められた。3)47菌株は9つのRFLPsグループに分類された。また,同一患者から分離された菌株が異なるRFLPsパターンを示す例が認められた。以上の結果より、P.gingivalisは成人性歯周炎患者において広く分布しており,成人性歯周炎によってもたらされる組織破壊や急性症状の出現において重要な役割を果たしていることが示唆された。また,その臨床株においては遺伝子レベルで多様性を有しており,この多様性が臨床株の病原性の相違を反映している可能性が示された。採取した歯肉は速やかにOCTコンパウンドに包埋し、これらの凍結組織よりクリオスタットにて連続切片を作製して抗ICAM-1抗体、抗VCAM-1抗体、および抗ELAM-1抗体を用いて免疫染色を行なった。その結果、歯周炎患者歯肉において、ICAM-1は血管内皮細胞、単核球、および線維芽細胞に、ELAM-1は血管内皮細胞と一部の単核球に陽性所見を認めた。しかしながら、VCAM-1においては明らかな陽性所見は得られなかった。

一方、切片作製時に得られる削除片よりRNAを抽出し、revearse transcriptaseによってcDNAとした後、ICAM-1、VCAM-1、ELAM-1およびインターナルコントロールであるβ-actinの各遺伝子に特異的なプライマーを用いてサーマルサイキュラーにて35サイクル増幅し(RT-PCR法)、アガロースゲル電気泳動法にて解析した。その結果、ICAM-1およびELAM-1のmRNAの発現は、健常歯肉と比較して顕著に亢進していることを明らかにした。また、免疫組織染色の結果と同様に、VCAM-1のmRNAの発現はごくわずかであった。以上の結果より、成人性歯周炎局所においては、特にICAM-1およびELAM-1が病態形成に関与していることが示唆された。これまでの細菌学的検索により、Porphyromonasgingivalis、Actinobacillus actinomycetemcomitansといった一部の特異的な細菌群が歯周病原性細菌として歯周疾患の発症ならびに進行に関与していることが明らかにされている。しかしながら従来の培養法を用いた細菌の検出法では、設備、労力、費用などの点から、臨床の場で歯周疾患の診断や治療効果の判定へ応用することは困難であった。これらの問題点を解決する方法として、細菌の持つDNAに相補的な塩基配列を有するDNAをプローグとして用いて細菌を同定する手法が開発され、より迅速に、簡単に歯周病原性細菌が検出できるようになった。本研究は非放射性DNAプローグを用いた歯周病原性細菌検出キットAffirm DP^<TM>を培養法と比較し、臨床への応用の可能性を検討するともに、健常者および歯周疾患患者より得た臨床サンプルに応用し、Bacteroides forsythus、P.gingivalis、A.actinomycetemcomitansの検出を行い、さらに歯周疾患の症状との関連性について検討した。培養法との比較ではB.forsythus、P.gingivalisについて同等の検出能が示された。また、Affirm DP^<TM>によるB.forsythus、P.gingivalisの検出結果とポケット深さなどの臨床症状との関連性も認められた。A.actinomycetemcomitansについては検出数が少なかったため、十分な検索は行えなかった。しかしながら、Affirm DP^<TM>は培養法に比較して短時間で簡便な細菌の検出が可能で、B.forsythus、P.gingivalisに関しては臨床症状との関連性も認められたことから臨床診断、治療効果の判定に有効である可能性が示唆された。
抗原提示分子を標的とするE3ユビキチンリガーゼの探索、機能解析とその応用

我々は、カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)の免疫回避に関与するMIR1,2分子を見い出し、さらに、本領域による研究費にて、興味ある構造的機能的類似分子群(c-MIR, HSPC240ファミリー)を哺乳類ゲノムに見い出した(JBC 2003)。c-MIRは、ウイルスMIR2と同様にB7-2を抑制する事ができるが、さらにMHC class IIをも抑制する。KSHV MIR1,2と現在までに見い出した類似分子群は、すべて同様の二次構造を持っており、E3ユビキチンリガーゼ活性をもつBKS-PHD domainを同じ部位に持っており、抗原提示関連分子を抑制する事が明らかとなった。よって、ウイルスMIR1,2と哺乳類の類似分子群を総括し、免疫抑制性E3ユビチンリガーゼファミリーと名付け研究を行っている。c-MIRが免疫制御を可能とする分子であるか否かを検討する目的にて、c-MIR過剰発現細胞を用いて抗原提示機能を検討した結果、OVAおよびそのペプチドに対する抗原提示機能は顕著に抑制されていた。さらにc-MIRを過剰に発現する遺伝子改変マウスを作成した所、B細胞にてMHC class IIの顕著な発現抑制が認められた。現在、このマウスの詳細な解析を行っており、c-MIRの人為的免疫制御への応用の可能性を検討している所である。さらに、c-MIRの生理機能を探索する目的にて、c-MIR mRNAの発現レベルを検討した。興味あることに、胸腺にてはほとんど発現を認めなかったが、ヒト、マウス未熟樹状細胞に有意にc-MIR mRNAを検出した。この発現はLPSによる刺激によって発現は抑制された。これらの事からc-MIRは抗原提示亢進によって発現が抑制される可能性が明らかとなった。さらにc-MIRのknock out mouseを作成し検討している。
拡散対法によるジルコニウム基2元系合金状態図の探索

○研究目的状態図は,材料開発において必要不可欠であり,その重要性から材料開発における『地図』とも呼ばれる.しかしながら,現代においても全てが網羅・解明されているとは言えない.申請者らは過去の研究において,高温型形状記憶合金として注目されているTi-Pd,Zr-Pd合金状態図の検証を,拡散対法を用いて行い,新相の発見をはじめとする状態図の修正を行ってきた.また最近の研究によると,ZrNiCo合金において約23%の高延性を有するB2型金属間化合物の存在が報告されている.このような現象を理解し説明する上では,その基礎となる2元系状態図に着目する必要があるが,これらの状態図についての報告は近年なされておらず,未確定領域も存在する.そこで本研究では,未確定領域が含まれるZr-Co,Cu等のZr基2元系状態図に着目し,拡散対法と電子顕微鏡による金属組織学の観点から相境界を決定して実験状態図を確立することを目的とした.○研究方法本研究では,拡散対法と目的組成の溶製合金の分析により確認を行った,拡散対法とは,濃度の異なる合金を固相又は液相の状態で接合し,所定の拡散熱処理により異相界面を生じさせ,EPMA等の分析により得られた濃度プロファイルから平衡組成を得る手法である.○研究成果Zr-Cu系合金においては,従来の状態図との大きな違いは見いだせなかったが,Zr-Co系合金においては,新たにZr_3Co相の存在を確認した.過去の研究を調査すると,その存在は示唆されながらも,長きにわたって状態図へ反映されていないことが分かった.今後は,その結晶構造などを調査の上,状態図への反映を行っていく予定である.○研究目的状態図は,材料開発において必要不可欠であり,その重要性から材料開発における『地図』とも呼ばれる.しかしながら,現代においても全てが網羅・解明されているとは言えない.申請者らは過去の研究において,高温型形状記憶合金として注目されているTi-Pd,Zr-Pd合金状態図の検証を,拡散対法を用いて行い,新相の発見をはじめとする状態図の修正を行ってきた.また最近の研究によると,ZrNiCo合金において約23%の高延性を有するB2型金属間化合物の存在が報告されている.このような現象を理解し説明する上では,その基礎となる2元系状態図に着目する必要があるが,これらの状態図についての報告は近年なされておらず,未確定領域も存在する.そこで本研究では,未確定領域が含まれるZr-Co,Cu等のZr基2元系状態図に着目し,拡散対法と電子顕微鏡による金属組織学の観点から相境界を決定して実験状態図を確立することを目的とした.○研究方法本研究では,拡散対法と目的組成の溶製合金の分析により確認を行った,拡散対法とは,濃度の異なる合金を固相又は液相の状態で接合し,所定の拡散熱処理により異相界面を生じさせ,EPMA等の分析により得られた濃度プロファイルから平衡組成を得る手法である.○研究成果Zr-Cu系合金においては,従来の状態図との大きな違いは見いだせなかったが,Zr-Co系合金においては,新たにZr_3Co相の存在を確認した.過去の研究を調査すると,その存在は示唆されながらも,長きにわたって状態図へ反映されていないことが分かった.今後は,その結晶構造などを調査の上,状態図への反映を行っていく予定である.
衛星観測と現地調査による被災地の環境再生モニタリングと地球環境教育の高度化

<現地調査>宮城県については、2018年8月と2019年3月に現地調査を実施した。先行研究で調査を開始した2012年の調査時点から、多くの現地写真、衛星データの蓄積が進んだ。熊本については、数か月に1回の割合で現地調査を実施している。熊本地震の復興は、東日本大震災の復興に比べ、迅速に進んでいる印象が強い。<観測データの整理・解析>現地調査で撮影した写真は相当量に達したため、画像データの大きさ、フレーム、フォルダ構成等の見直しを行った。注目すべき地点の画像の絞り込み、不要なデータの整理を進めている。当初は、多くの地点で観測を実施したが、時が経るにつれ、継続観測で復興の状況が把握する上で、要となる場所や撮影方向等が絞り込まれてきた。衛星データについては、正規化植生指標の季節変動パターンが水田等の復興状況の把握に有効であることが分かってきた。<Web教材の整備と改良>これまで開発したWeb教材を見直し、データを追加しながら改良を加えた。時系列の画像の表示方法については、変化が把握しやすい観点からオーバーラップ等の画像の切り替え方法を複数検討し、必要に応じて切り替えられるようにした。Web教材を利用したユーザからの意見をフィードバックできる仕組みを構築した。<地域環境セミナーの実施・内外の学会での発表>各観測サイト周辺や要望のあった地域で高校生らを対象に地球環境セミナーを実施した。2019年3月11日には仙台工業高校に招かれ、在校生を対象とした震災講話で本プロジェクトの活動紹介をした。国内、および海外の学会・シンポジウムで研究経過、研究成果の発表を行い、利用者、モニターの増大を図った。特に、毎年アジアで開催されるアジアリモートセンシング会議では、研究発表を行うとともに、同様の教材開発を各国の研究者に働きかける。先行研究を含め、宮城県では7年間に及ぶ調査で、大量の現地写真を順調に収集することができた。しかし、観測点によって、復興がほぼ完了し、今後の変化が見込まれないところや、再開発等で立ち入れなくなってしまったところなどが出てきた。このため、状況に応じて観測対象、観測項目の見直し、新しい観測地点に追加を行った。熊本県の調査では、宮城県の調査での経験を活かし、撮影範囲を広めに取ったり、将来的に変化する可能性の低い山波を背景に入れるようにするなどして写真撮影を行っている。しかし、橋の建設等で、それまで通れていた道路が通行止めになるなどの大きな変化が出ており、観測地点に微調整を行っている。高大連係で、熊本校舎の学生と星翔高校の生徒が地球環境定点観測隊を組織し、現地調査を実施した。衛星データについては、正規化植生指標の季節変動から水田の再生状況を把握する手法が順調に機能している。しかし、使用しているNASAのMODISデータの空間分解能が250mとやや粗いため、広域に広がる水田以外には適用が難しい問題がある。現在、より高分解能なヨーロッパの衛星データの活用を試みており、今後、併用していく計画である。調査用タブレット端末用のツール開発では、機器の性能向上、プログラムの見直しにより、画面の視認性、作業効率が向上し、ほぼ実用的なレベルとなった。ドローンによる上空からの観測も順調で、衛星画像と地上調査をつなぐ貴重なツールとなっている。宮城県については、かなり時系列のデータが蓄積された。これらを概観すると、すでに復興が終了している地点、復興途上の地点、基本的に変化の起きていない地点といった分類ができるようになってきた。また、再開発が進み、景観・利用形態が大幅に変わってしまった地域もある。これらの変化を、一律に提示するのではなく、ある程度のタイプ分けをしながら提示していくことを考えている。現在、こうした構成の見直しを進めている。また、現地写真と衛星画像の関係をわかりやすく提示する手法の検討も進めている。これらは、今年度の早い時期にWeb上に掲示し、利用者の意見をフィードバックしていく計画である。熊本県については、宮城県の事例のまとめ方を参考に、より効率的に観測点の絞り込み、提示手法の最適化を進めていく計画である。衛星データの解析では、複数の分解能の衛星データを使用し、ドローンのデータ、現地写真と組み合わせることで、多角的に復興状況を捉えていく方針である。東日本大震災から8年が経ち、当時の状況を憶えていない、または知らない若い世代が増えている。こうした若い世代に当時の記録と現在までの復興の足取りを提示する環境教材の整備していくことは、本研究の重要な役割と考えている。こうした教材整備を進めるとともに、セミナーを今後も積極的に展開していく計画である。<観測機器等の整備・調整>既存の可搬式の分光放射計を用いて、宮城県および熊本県の被災地周辺の植生、土壌、水域等の各観測対象の分光反射率測定に用いた。GPS付きのカメラ、タブレット端末を整備すると共に、既存のドローンの改良および安価なドローンの購入を行い、現地調査に活用した。<協力校との調整と観測地点の決定>宮城県については、前年度までの科研費基盤研究(B)(以下、先行研究)で協力頂いた仙台工業高校等に継続して協力頂くこととし、観測地点も継続することとした。また熊本県については、東海大学付属星翔高校との高大連携で調査を実施することなった。観測地点については、3回ほど現地調査を実施し、定点観測を行う地点の選定を進めた。<現地調査>宮城県については、2017年8月と2018年3月に現地調査を実施した。