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欧州秩序再編期・ロシアと隣接する欧州北部の変動をめぐる総合的研究-NATO・EUの東方拡大の波紋とその変動のグローバルな秩序への影響-

1.NATOの拡大について。1999年3月の旧社会主義国のチェコ、ポーランド、ハンガリー3ヶ国の加盟決定はロシアにとっては折り込み済みであった。すなわち97年7月のNATO-ロシア基本文書の調印時に暗黙の了解をしていたからである。2002年11月に予定されている第2次拡大決定ではバルト三国の加盟が浮上しているが、ロシアは条件付きで受け入れる可能性が高い。2.EU拡大について。1999年12月のフィンランドでのEU首脳会議で上記3ヶ国を含む従来の加盟交渉国に加えルーマニァ、ブルガリア、リトアニア、ラトビアなど実質上旧社会主義国すべてとの加盟交渉に入ることを決定し、2001年6月と12月の両首脳会議で2004年までにポーランド、ハンガリー、チェコ、バルト三国など10ヶ国の加盟を承認することが決定された。ロシアはEUの拡大については自国の経済発展に貢献するとして肯定的に対応しており、特にロシア飛び地のカリーニングラード州に経済特区を設置して積極的に活用する計画である。3.その他。バルト海沿岸諸国、特にスウェーデン、フィンランド、バルト三国、ドイツ、ポーランド間の経済、文化などに関する地域協力が進んでいるが、それがNATOとロシアとの軋轢の緩和に果たす役割が期待されている。以上のように、北部欧州の変動に関してはロシアがどのように対応するかが焦点となるが、NATO加盟諸国とりわけアメリカによる、国際政治における大国としてのロシアの役割に十分な配慮がなされない場合、ロシアの対応が対決色に変化することが確実であると言える。3.その他。まず平成11年度の欧州におけるNATO、EUに関する動向のフォローを行った。NATOについては1999年3月にチェコ、ハンガリー、ポーランドの中欧3カ国のワシントン条約への加盟が正式に認められ、翌4月にはミズーリーのトルーマン・ライブラリーでのセレモニーが挙行された。EUについては1999年12月に開かれたフィンランドでの首脳会議で、従来の加盟交渉国6カ国に加えルーマニア、ブルガリア、リトアニア、ラトビア、スロバキア、マルタの6カ国と新たに加盟交渉に入ること、トルコを加盟候補国にすることを決定し、2000年2月には実際にこの6カ国との交渉に入ってEUの東方拡大は急展開し始めた。そして現在、この拡大に対応すべく12月のニース首脳会議に向けEU全体の機構改革が進みつつある。こうした事態の進展を受け、日本側の各研究分担者はそれぞれロシアや欧州で現地調査と資料収集を行った。その結果、欧州ではEU内部に「緊急対応部隊」を2003年までに設立することを目指すが、当面WEU(西欧同盟)がNATOとの合同軍事演習などを通じて米国との協調関係を維持していくこと、バルト海沿岸諸国、特にスウェーデン、フィンランド、ドイツ、ポーランド、エストニア、ラトビア、リトアニア諸国間の地域協力がNATOやEU拡大を睨んで進展しつつあること、こうした中・東欧や欧州北部諸国の動向に対して、ロシアはNATO、EUの拡大を1997年3月のヘルシンキでの米口首脳会談以来条件付きながら基本的には受け入れているが、ロシアの場合内政的条件によって対外政策が大きく左右されることから状況は極めて流動的であること、などが報告された。また欧州側の研究分担者は、バルト三国がそれぞれの国益のもとに西側諸国と結び付きを強めている現状の詳細な分析を行った。平成12年度の欧州におけるNATOおよびEUに関する動向を調査すべく、日本側の各研究分担者はそれぞれロシアや東・中・西欧諸国を訪問し、現地の研究者や政府関係者へのインタビューや資料収集を行った。また欧州側の研究分担者が招聘によって来日し、日本側研究分担者との研究会を開催した。この結果、まずNATOについては、昨年度のチェコ、ハンガリー、ポーランドの中欧3カ国の加盟というエポック・メイキングな出来事に対して大きな変化はなかったが、ユーゴスラビアにおける地域的な民族紛争に対処すべくEU内部にその創設が確認されている「緊急対応部隊」についての議論が、NATOとEUの間で行われてきた。

そこでは特に、NATOとこの緊急対応部隊の役割分担とトルコなどのEU非加盟国の発言権をめぐって問題が浮き彫りになったが、基本的には解決の方向に進んでいることが明らかになった。またEUについては、上記の部隊を約6万人にすること、2000年12月に開催されたニースでの会議で多数決制の拡大や待ち票の見直しを行うことなどが決定され、その統合の一層の進展が見られた。こうしたNATO、EUの動きに対して、ロシアの大統領となったプーチンはNATOのロシア領土への接近に対して一貫して反対の姿勢を崩さない反面EUについては好意的反応を示すなど、硬軟両用のアプローチを行っていること、しかしロシアの場合内政的条件が対外政策を大きく制約する可能性が高いことから状況は流動的であること、などが判明した。又欧州側の研究分担者からは、バルト三国や北欧諸国、さらにはドイツ、ポーランド、ロシアを含むバルト海地域協力がCBSSを中心に進展を続けていることが報告された。日本側の各研究分担者はそれぞれロシア、中東欧、北欧を含む西欧諸国を訪問して、平成13年度の欧州地域におけるNATOおよびEUに関する動向を調査すべく、現地の研究者や政府関係者などの専門家へのインタビューや資料収集を行った。また欧州側の研究分担者が招聘によって来日し、日本側研究分担者との研究会を開催した。この結果、まずNATOについては、2002年11月にプラハで開催予定のNATO首脳会議における第二次拡大決定に向けての論議が本格化したが、その候補国にバルト諸国が入っていることに対して、ロシアはそれら諸国がロシアに近接あるいは隣接していることから生じる国家安全保障や少数となったロシア人の権利保護などの問題が存在する限り拡大に反対していく可能性が高い反面、常設合同評議会で19プラス1(ロシア)による共通安保対策策定のための意思決定機関の創設で合意するなどの動きがあり、ロシアが柔軟姿勢を示し始めた兆しと見ることもできることが明らかになった。またEUについては、6月と12月の両首脳会議で、2002年までにポーランド、ハンガリー、チェコ、バルト三国など計10カ国の加盟を承認することが決まったが、これに対してロシアは、そのことが隣接する新規加盟国との間だけでなくEU全体との経済活動の増大をもたらし、その結果としてロシア自身の経済の活性化が図られるとして歓迎していることが分析された。このようにNATO、EU両組織の東方拡大が平行して進行しているが、その成否はロシアの国内政治状況が大きな鍵を握っていることに変わりはなく、今後もその動向を注意深くフォローしていくべきであることが指摘された。また欧州側の研究分担者からは、ロシアと隣接する日本、エストニア、フィンランドとの国境問題の現状が比較分析され、ここでもロシアの行動様式への注視の必要性が報告された。
多金属協奏機能を目指した精密ヘテロ金属集積ナノ材料の創製

本研究では、他の追随を許していないこの代表者独自の精密金属集積法を追求し、ナノ空間に精密に配置された多金属協奏機能を持つナノ材料を創製した。特筆すべき成果としては以下である。塩化白金はイミン結合と1:1で定量的に錯形成する。フェニルアゾメチンデンドリマーを鋳型として、金属塩として塩化白金を用い金属集積を実施した。段階的放射状錯形成を利用して、白金原子の原子数を制御できた。この金属錯体をヒドロボレートにより還元し、12原子、28原子、60原子の原子数限定の白金の合成法を確立した。市販白金触媒に比べ10倍以上という、非常に高い質量活性を発現させることに成功した(Nature Chem.2010)。代表者は、幾何学的に密度勾配をもつ樹状構造体(デンドリマー)には分子内電子勾配が存在すると予想し、金属集積部位としてアゾメチン(イミン)を有する申請者独自のπ共役デンドリマーの合成に成功した。興味あることに第1世代→2→3→第4世代と中心核の世代の金属配位が完全に終わらないとそれより外側の世代での錯形成が始まらないという、他に類例のない金属イオンの多段階放射状錯形成を世界で初めて発見した。高分子の中に異種金属を数と位置を決めて精密に配置する方法を確立した。本研究では、他の追随を許していないこの代表者独自の精密金属集積法をヘテロ金属集積としてさらに追求し、ナノ空間に精密に配置された多種金属の相乗効果による多金属協奏機能の解明とナノ材料としての実用性を実証し、格段に研究を発展させたい。代表者らのポテンシャル勾配をもつフェニルアソメチンデンドリマーは、イミン配位サイトに金属イオンを精密に配列させて、所望のポテンシャル勾配の増幅や設計ができる。25種類の金属イオンの集積を可能とし、錯形成定数の大きい順(FeCl_3>AuCl_3>SnCl_2)に、内側の第1層に鉄、第2層を金で外側の層をスズで飾り付けた異種金属配列させたヘテロ金属集積高分子の合成する。金属種を更に拡張し、他の金属種について、錯形成能を確認した。次に集積分子を金属イオンから設計自由度の高い有機機能分子へ拡張した。ルイス酸性の金属塩がイミンサイトに配位する訳で、当然、有機金属カチオンおよび有機カチオンも集積されると予想し、金属から有機分子へ拡張、既に予備的にデンドリマーへの集積を確認している。次にフェニルアソメチンデンドリマーへの分子集積のためのポケットの探索を実施した。Yの字型のフェニルピリジンが選択的に集積される事を見いだした。分子動力学法よるポケットの可視化を実施、Yの字型分子を集積できるポケットを明らかにした。分子認識のシュミレーションを動画で可能とした。1.多元ヘテロ金属クラスター内包デンドリマーの多金属協奏機能の解明多種のヘテロ金属集積へ展開、原子数が精密に制御された単分散ヘテロ金属クラスターの創製法を確立、多金属の協奏機能の解明を目的とした。金属として特異機能が発現したサブナノサイズの白金と金に焦点を絞り、ヘテロクラスターを合成した。白金は酸素還元触媒として機能が発現しているので、酸素分子と親和性の高い金属との原子数を制御したヘテロクラスターも合成した。原子数の比や原子数を制御した白金クラスターの、原子間距離、電子状態をXAFS、XPS,界面UV-vis,など物理化学計測を駆使し解析した。バルク状態比べ明らかに異なるスペクトルが得られた。2.サブナノ酸化物クラスター作製法の確立光触媒、環境触媒、光電極として利用できる可視光応応答型ヘテロ金属含有酸化チタンクラスターの創製を目指した。従来まで凝集により2nm以下の酸化チタンクラスターの合成は不可能であったが、サブナノサイズの酸化チタン[(TiO_2)_<12>]のバンドギャップは量子サイズ効果で増加、高い酸化力を発現できる事を確認した。酸化力の強い光触能兼ね備え、鉄、銅をドープにより可視吸収応答の光触媒を実現するため、バンドギャップ内に異種金属のドープにより準位を形成し、可視光応答の省エネ高酸化力光触媒を検討した。具体的にはチタン錯体と塩化鉄をヘテロ集積したデンドリマーを高温下加水分解し、ヘテロ金属酸化物クラスターを合成した。代表者らが開発した精密金属集積高分子フェニルアゾメチンデンドリマーを鋳型として、個数を精密に制御した白金微粒子の合成を目指した。従来まで合成できなかった原子数60個以下の精密サブナノ白金粒子の合成に成功し、従来の原子数約1000個の白金触媒を大きく凌駕する高活性触媒が作られた。

塩化白金(IV)を白金個数を制御してデンドリマーに集積した(PtCl_4)_n@dendrimer(n=4,12,28,60)を水素化ホウ素ナトリウムで還元することにより、Pt_n@dendrimerを得た。UV-vis,XPSにより、白金が0価微粒子まで還元されていることを確認した。得られたデンドリマー白金微粒子のTEM像を観察すると、非常に小さくサイズの揃った粒子が観察された。ナノ粒子の合成に、デンドリマーが有効なテンプレートとして作用していると考えられる。白金を1nm前後まで微小化しても酸素還元触媒能を持つかを確認した。アルゴン下ではほとんど電流が流れなかったのに対し、酸素下では明確な触媒電流(還元電流)を観測した。定量的な触媒能評価を行うため、回転ディスクボルタンメトリー(RDV)測定を行い、各白金使用量における速度論的限界電流値を求めた。これによりデンドリマー内包白金クラスターの触媒能の高さが定量的に明らかとなった。特に市販白金触媒の50wt% Pt/Cに対してPt_<12>@TPM G4 dendrimerでも13倍以上という、非常に高い質量活性を有することを実証することに成功した。特に、スズまたはガリウムと白金のヘテロクラスターは還元電位を低下させる事なく、高い活性を示す事を見出した。本研究では、他の追随を許していないこの代表者独自の精密金属集積法をヘテロ金属集積としてさらに追求し、最終年度度であるので、ナノ空間に精密に配置された多種金属の相乗効果による多金属協奏機能を持つ触媒を開発しナノ材料として提案したい。イミン結合と1:1で定量的に錯形成する金属塩の無機元素を選択し多種のヘテロ金属集積拡張し、我々独自の方法を駆使して原子数が精密に制御された単分散ヘテロ金属クラスターの創製法へ展開した。これまでと同じく、フェニルアゾメチンデンドリマーを鋳型として、金属塩として塩化白金を用い、ヒドロボレートにより還元した個数限定ヘテロ白金クラスターの合成法した。スクリーニングで高い触媒機能を発現した元素(スズ)を中心に、デンドリマーに白金4、12、28個と金属個数をかえて(配合比)配位させ、白金とのバイメタリックヘテロクラスターを調整した。白金とスズとの合金は、触媒の被毒が少なく、白金単独より高効率の触媒能を示した。電気化学的手法により、電子移動数が4と算出され、副反応無く酸素4電子還元が進行している事が確認できた。クーテキレビッチプロットの速度論的限界拡散電流値より、市販の白金触媒に比べ10倍以上の触媒能が発現し、しかも、同等の還元電位で酸素還元が出来る事が明らかとなった。卑金属のスズを使用し白金使用料を減らした燃料電池触媒の開発に成功したことは意義ある成果である。従来よく知られた白クラスターを系統的に合成し、これをモデルとしてマススペクトルにより、はじめてクラスターの生成を確認できた。従来まで困難であったクラスターの構造解析に有効な方法を見出した。
アントコロニー最適化手法の枠組みの拡張に関する研究

アントコロニー最適化(Ant Colony Optimization,ACO)手法は,アリの採餌行動にヒントを得た探索手法であり,解くことが困難な多くの組合せ最適化問題に適用され,有効な結果が得られている.これらの問題を解く際には,高速にアルゴリズムを実行することが重要である.本研究では,(1)ACOをマルチコア計算機で高速に解く手法,(2)GPU(Graphic Processing Unit)によりACOを超並列計算する手法,の2つの提案を行った.ACOとしては,申請者が提案したcAS(Cunning Ant System)を用いた.アントコロニー最適化(Ant Colony Optimization,ACO)手法は,アリの採餌行動にヒントを得た探索手法であり,解くことが困難な多くの組合せ最適化問題に適用され,有効な結果が得られている.これらの問題を解く際には,高速にアルゴリズムを実行することが重要である.本研究では,(1)ACOをマルチコア計算機で高速に解く手法,(2)GPU(Graphic Processing Unit)によりACOを超並列計算する手法,の2つの提案を行った.ACOとしては,申請者が提案したcAS(Cunning Ant System)を用いた.近年のコンピュータの並列計算環境の進歩はめざましく,演算装置を複数有するマルチコア計算機に加え,数百の演算装置を内蔵するGPU(Graphics Processing Unit)が安価な計算機で利用出来るようになった.したがってそれらの演算装置を有効に活用し,高速にACO(Ant Colony Optimization)アルゴリズムを実行する研究が重要になっている.初年度に当たる2010年度では,ACOの並列化アルゴリズムの研究の基礎の確立に特に重点を置いて研究を推進した.具体的な実績は以下のとおりである.(1)マルチコア計算機による並列ACOアルゴリズムを開発した.(2) GPUを用いたACOの超多並列実行の効果の研究を行った.マルチコア計算機を用いた並列計算の研究では,並列実行スレッド間の同期方式を工夫することにより,ほぼコア数に比例する高速化を実現する手法を確立した.また,GPUを用いる超多並列の研究では,各スレッドを独立に実行する方式による高速化の効果を解析し,GPUによる高速化の下限値の推定を明らかにした.後者の研究では,ACOにローカルサーチを付加することを行っていないが,ローカルサーチを付加する効果の研究や,複数のコロニー(アリの集団)を複数のGPUを用いて実現する効果の研究などが今後の研究課題である.なお,研究計画に上げたACOと分布推定アルゴリズムの関係に関する研究も推進しているが,研究成果の公表は次年度に行う予定である.アントコロニー最適化(Ant Colony Optimization,ACO)手法は,アリの採餌行動の際の経路生成過程にヒントを得た探索手法であり,巡回セールスマン問題(Traveling Salesman Problem, TSP),2次割当て問題(Quadratic Assignment Problem, QAP)など多くの組合せ最適化問題に適用され,有効な結果が得られている.アリはフェロモンを介したコミュニケーションを行いながら群れで行動し,ある種の秩序を形成する.ACOでは,この秩序形成過程を探索に用いる.ACOの基本モデルは,Dorig0らによるAntSystem(AS,1996)と呼ばれるアルゴリズムに代表される.その後,多くの改良型ACOアルゴリズムが提案されている.本研究では,申請者が提案したcAS(Cunning Ant System)を用いた.多くの組合せ最適化問題では,解を高速に解くことが重要となっている.例えば,スケジューリング問題では,条件の変更などによりリスケジューリングが必要になり,実時間で高速に解を求めることが要求される.近年,GPU(Graphic Processing Unit)による超並列計算(以下,GPU計算)が注目されているが,本年度はGPU計算を適用して,ACOを超並列計算する方法の研究に重点を置いた.GPU計算では,多数のスレッドをを効率的に動作させることが重要となる.このため方法として,MATA(Move-Cost Adjusted Thread Assignment)と呼ぶ方法を提案し,代表的な組合せ最適化問題であるQAPに適用し,その効果を確認した.アントコロニー最適化(Ant Colony Optimization, ACO)手法は,アリの採餌行動の際の経路生成過程にヒントを得た探索手法であり,巡回セールスマン問題(Traveling Salesman Problem, TSP),2次割当て問題(Quadratic Assignment Problem, QAP)など多くの組合せ最適化問題に適用され,有効な結果が得られている.アリはフェロモンを介したコミュニケーションを行いながら群れで行動し,ある種の秩序を形成する.ACOでは,この秩序形成過程を探索に用いる.ACOの基本モデルは,Ant System (AS,1996)と呼ばれるアルゴリズムである.その後,多くの改良型ACOアルゴリズムが提案されている.本研究では,前年度に引き続き,申請者が提案したcAS (Cunning Ant System)を用いた.多くの組合せ最適化問題では,解を高速に解くことが重要となっている.例えば,スケジューリング問題では,条件の変更などにより再スケジューリングが必要になり,実時間で高速に解を求めることが要求される.近年,GPU (Graphic Processing Unit)による超並列計算(以下,GPU計算)が注目されているが,前年度はGPU計算を適用して,ACOを超並列計算する方法の研究を行った.今年度は複数のGPUを用いてさらに並列度を上げる研究を行った.具体的には,複数のGPUを用いて,(1)複数のコロニーを各GPUで並列に実行するモデル,(2)コロニーモデルは一つとし,不可の大きい部分を複数のGPUで実行するマスター/スレーブモデル,を提案し,複数GPUを用いる超並列進化計算手法を確立した.なお,ACOを含めGPUによる並列進化計算に関する編集書籍をSpringerから出版した(実績報告書作成時印刷中)

計画ではEDAとの融合について記述しているが,平成23年度の成果として公表できていないが,平成24年度に公表する予定である(論文はすでに採録されている).24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進方策に関しては,次年度の平成24年度が本研究の最終年度となるため,計画に沿った研究の実施・成果の公表を行い,研究の総合的なまとめに向かって研究を推進する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
遺伝子導入法を応用した心筋再生賦活化による重症心不全に対する新しい治療法の開発

正常成ラット心にBeta2-Adrenergic receptor(BAR)遺伝子をin-vivo導入し、isoproterenol(ISP)投与前後で心機能を検討した。方法:DNAconstruct :CMVプロモーターを有する発現ベクターpcDNA3.1(Invitrogen)にBARcDNAを組み入れた、約7kbpのplasmidである。HVJliposome-DNAcomplex:上記plasmidをliposomeで封入し、これに不活化したHVJウイルスを付着させた。実験方法:約250gのSDラットから心停止液による心停止下に心を摘出し、上行大動脈から逆行性にHVJ liposome-DNAcomplexを0.8ml注入し(BAR(+)群)、冠動脈から心筋全体に潅流させた後、0°C、10分間放置し、遺伝子を導入する。次に、約250gのレシピエントラットの腹部に導入後の心を移植し、約4日間蛋白の発現を待つ。4日後に腹部から心を摘出し、Ca1.25mEqのランゲンドルフシステムを用いて、心機能(心拍数、心室圧、単位時間当たりの収縮期圧変化および拡張期圧変化)をISP投与前後で測定する。次に、組織の免疫染色で蛋白の発現と局在を確認し、binding assayで蛋白の定量を行った。BARcDNAを除いたHVJliposome-DNAcomplexを注入した心をBAR(-)群とし、対照とした。結果:human BARに特異的な一次抗体を用いた免疫染色では、BAR(+)群でのみ細胞膜がラベルされ、binding assayによるBAR密度はBAR(+)群で平均120pmol/mg protein、BAR(-)で平均30pmol/mg proteinと、有意にBAR(+)群で高値であった。また、心機能はISP投与前は心拍数、心室圧、単位時間当たりの収縮期圧変化および拡張期圧変化ともに差は認めなかったが、ISP投与後には心室圧、単位時間当たりの収縮期圧変化および拡張期圧変化は有意に高値を示した。結語:1.BAR遺伝子をHVJ liposome法を用いて、正常ラット心に導入し、蛋白発現を確認した。2.BAR密度は対照の約4倍であった。3.BAR遺伝子を導入した心では、ISPに対する左室の反応性が向上した。
確率的接近法による遺伝子情報処理技術の研究

近年のゲノムプロジェクトの進展により膨大な塩基配列データが蓄積されているが、コードされている未知遺伝子の機能を同定するためには、遺伝子と表現型との関連づけが不可欠である。本研究では、遺伝病や癌を始めとした遺伝子異常によって引き起こされる疾病に関するデータから、未知遺伝子の機能を同定するためのアプローチとして、RLGS(Restriction Landmark Genomic Scanning)法に注目する。RLGS法では、特定の制限酵素認識部位をランドマークとした二次元RLGSパターンを比較することにより、遺伝子疾患から生じるDNA変化を検出することが可能になる。しかし、RLGS画像には様々な歪み、スポット形状変化や複雑な背景パターンが観察されるため、目視によるRLGS画像上のスポット認識及びスポット照合は至難を極め、大量のRLGS画像を客観的に処理する事は非常に難しい。そこで我々は人間の手を介さず自動的にRLGS画像を解析し、RLGS画像上のスポット情報を抽出するためのコンピュータ・アルゴリズム及び、複数のRLGSスポット・パターンを比較し、複数のRLGSパターン上のスポット対応関係を自動検出するためのコンピュータ・アルゴリズムの開発を行った。本年度は、スポット形状をガウス型関数を用いて表現する「ガウス・モデリング」アルゴリズム、グラフ照合開始点の自動探索の実装を行なった。本アルゴリズムを癌細胞のRLGS画像に適用したところ、2742個ものスポットが検出でき、目視との比較では、検出されていないスポット、間違って認識されてしまった偽スポットの数とも高々数個にとどまった。正常画像の場合も同様に合計1879個ものスポットを自動認識することが出来、両者の照合では、ほぼ、目視に匹敵する画像間の照合を実現した。
膀胱上皮内癌部位診断へのナノ光触媒ハイブリッド微粒子の応用研究

本研究では、ナノ光触媒微粒子を膀胱癌の診断面に応用することの技術的課題の検討を試みた。1.酸化チタン微粒子を水溶性にする必要があり、微粒子表面をポリアクリル酸で表面修飾することにより、中性pH域に安定なナノ粒子の作成に成功した。2.上記にヘマトポリフィリン誘導体の1つ5アミノレブリン酸をポリアクリル酸の反応基を利用して、結合ハイブリッド微粒子を作成できた。このハイブリッド体は化学的に安定であったが、逆に352nmの光照射でこのポリフィリン誘導体は遊離せず、癌細胞への付着や取り込みは多くなかった。現在、ポリフィリン誘導体が遊離しやすいよう、利用する化学結合部位の再検討を行っている。3.次に、膀胱癌の膀胱注入療法などに使われ、細胞への移行が期待でき、蛍光を発して確認ができるアドリアマイシン(ADM)を用いて、上記と同様な方法でTiO_2ナノ粒子とADMとのハイブリッド体の作成に成功した。この粒子は光触媒の性質を利用し、光照射でADMを遊離させられることが分かった。4.また、癌細胞へ付着・移行はTiO_2表面に結合させたポリマーの性質(特に荷電状態)によることもわかったので、ポリアクリル酸のみならず、ポリエチレンイミンなどを付加し水溶性にしたナノTiO_2粒子を新たに作成し検討した。これらの膀胱癌細胞への移行は、TiO_2表面の荷電の陽性度が増すと、附着性が著しく高まることが分かったが、しかし一方、毒性は強く出現し、実用化は難しいことが予想された。5.そこで、中性荷電を持つポリマーで表面修飾したTiO_2ナノ粒子を作成し、検討を行った。この中性荷電TiO_2ナノ粒子に5-FAやcy-7などの蛍光物質との結合ハイブリッド粒子を作成し、ヌードマウスを用いて生体イメージング技術を用いて検討したところ、皮下移植膀胱癌に集積すること、また膀胱にも集積しイメージングができることが分かり、今後膀胱癌診断に結び付けられることが示唆される成果を得た。我々は最近、酸化チタン微粒子表面をポリアクリル酸で化学修飾し、ナノサイズ化した光触媒微粒子の開発に成功した。本研究では、膀胱上皮内癌や浸潤性及び表面性膀胱癌に随伴する前癌病変の部位診断や治療に応用することを目的として、ナノ光触媒微粒子を膀胱癌の診断などに応用することを試みる。この光触媒ナノ粒子にヘマトポリフィリン誘導体などを結合させたハイブリッド体を作成し、これにより、従来ヘマトポリフィリンを用いる際の欠点であった光過敏性の問題の克服と、光による制御性を持たせることを検討している。本年度成果として、表面に反応基をもつ酸化チタン・ポリアクリル酸ナノ粒子と各種ヘマトポリフィリン誘導体として5-アミノレブリン酸を用い、結合ハイブリッド微粒子の作成ができた。このハイブリッド粒子は、100nm程度の直径を持つ粒子であり、TiO_2による光触媒活性を示すことがわかった。現在、結合させた5'-アミノレブリン酸のUVA光照射による分解と動物細胞への移行を検討中である。また、同様に酸化チタン・ポリアクリル酸ナノ粒子の反応基を用いて、他の蛍光物質として5-アミノフルオレッセンを結合させたハイブリッド粒子も作成できた。この分子は約60nmのサイズであった。蛍光顕微鏡下で膀胱癌細胞への結合を調べたところ、24時間で細胞への結合が確認できた。この蛍光-TiO_2-PAAのデーターをもとに膀胱癌細胞にTiO_2-PAAを投与し、UVA照射を行ったところ、UVA照射で殺細胞効果が認められた。

この中性荷電TiO_2ナノ粒子に5-FAやcy-7などの蛍光物質との結合ハイブリッド粒子を作成し、ヌードマウスを用いて生体イメージング技術を用いて検討したところ、皮下移植膀胱癌に集積すること、また膀胱にも集積しイメージングができることが分かり、今後膀胱癌診断に結び付けられることが示唆される成果を得た。
重層的リスク・コミュニケーションを基盤とする防災まちづくり

本研究では、自然(災害)科学の研究成果として公開が進むハザード情報が、「行政やプランナー、地域住民からどのように受け止められ」、「今後の都市計画制度や防災まちづくりに如何に反映されるべきか」について、地震災害を中心に、重層的リスク・コミュニケーションをキー概念に据えて、人口減少期を迎えた我が国の市街化動向を踏まえた検討を行い、(1)地域コミュニティにおけるリスク・コミュニケーションと行動変容の課題と、(2)自治体内リスク・コミュニケーションを核とする防災都市計画の実態を明らかにした。本研究では、自然(災害)科学の研究成果として公開が進むハザード情報が、「行政(防災及び計画部局など)やプランナー、地域住民からどのように受け止められ」、「今後の都市計画制度や防災まちづくりに如何に反映されるべきか」について、地震災害を中心に、重層的リスク・コミュニケーションをキー概念に据えて、人口減少期を迎えた我が国の市街化動向を踏まえた検討を行う.具体的には、以下2点の解明を目指す.(1)地域コミュニティにおけるリスク・コミュニケーションと行動変容:リスク対応の個人選択から組織化へ自治体レベルでの被害想定(リスク情報)の公開自体は進んだものの、少数の試みを除くと、防災まちづくりでの住民利用を十分想定した事例は少ない.そこで申請者らが構築した地域防災力評価web GISを利用し、リスク心理学的知見を踏まえた「リスク理解を、対策の必要性理解から実施へ」と繋げていくことを目ざす.(2)自治体内リスク・コミュニケーションを核とする防災都市計画: New Zealand指針(2004)からの知見地域防災計画と土地利用計画との制度的連携は乏しく、既存のハザード情報は計画策定上のニーズを反映していない。また従来のハザードマップ研究は発災時の避難など危機対応が主眼にあり、長期的展望から都市計画的な事前対(リスク管理)を積み重ねるという視点は不十分であった。人口減少の下で国土空間の余裕を生かして、災害に強い都市構造や土地利用の誘導に向けた方策の検討が求められるため、申請者が提唱してきた「防災型土地利用計画」の実現化への道を、社会的リスク・コミュニケーションを通じて具体的に模索する。本年度は、主にシステム改良と調査設計を進めた。まず研究目的(1)「地域コミュニティにおけるリスク・コミュニケーションと行動変容」では、以下の1)3)の研究を進めた。1)地域防災力評価システムweb GISのアクセス解析と利用実態調査(宮城県内対象)地域防災力評価システムの機能拡充・使い勝手向上を図り、第4回災害に強いコミュニティのための市民フォーラム(2009.3.8、フォレスト仙台)で紹介するとともに、web GISへのアクセス(利用実態)を解析する手法を検討した。2)地域コミュニティ(住民組織)の防災力高度化モデル仙台市全町内会の防災力現況データの要因・構造分析を進め、組織類型化と防災力水準を解析する際の概念モデルの検討を進め、論文として公表した。さらに、調査対象を旧白石・大・石巻市に拡大し、県内の地域間比較が可能となるよう調査内容を拡充した。3)地域コミュニティによる外部資源や情報の獲得・活用実態調査特徴的な活動を進めている事例として、仙台市内の先進町内会に加え、岩手・宮城内陸地震の被災地(耕英地区、花山地区)等の事例にも着目し、事例調査を開始した。次に研究目的(2)「自治体内リスク・コミュニケーションを核とする防災都市計画」では、4)自治体レベルでの地震ハザード情報の受発信・利活用状況の把握5)ハザード情報の公開と土地利用変化の関連性分析(国内モデル自治体の事例調査)に向け、国内事例(松本・福岡等)を発掘し、政策・計画文書の収集及びDB化に着手した。研究目的(1)「地域コミュニティにおけるリスク・コミュニケーションと行動変容」1)地域防災力評価システムweb GISの利用実態調査と改定(宮城県内対象):一般公開中の地域防災力評価システムの利用実態調査を開始し、その改良方策の検討に着手した。2)地域コミュニティ(住民組織)の防災力高度化モデル:2003.7.26日宮城県北部地震の被災地であった旧河南町(現石巻市)と旧鹿島台町(現大崎市)を調査対象に加え、過年度調査の仙台市、旧大崎市、旧石巻市、白石市と統合分析を進め、全県的な組織類型化と防災力水準の概念モデルの拡張を試みた。3)地域コミュニティによる外部資源や情報の獲得・活用実態調査:岩手宮城内陸地震被災地(栗原市他)で「行政との協働、研究者の関与、NPO団体との連携等」の活動実態の把握を開始するとともに、全国的事例の把握を継続し、成果の一部は、第5回災害に強いコミュニティのための市民フォーラム(2010.3.7、フォレスト仙台)で紹介した。研究目的(2)「自治体内リスク・コミュニケーションを核とする防災都市計画」4)自治体レベルでの地震ハザード情報の受発信・利活用状況の把握5)ハザード情報の公開と土地利用変化の関連性分析:国内モデル自治体の事例発掘、政策・計画文書の収集DB化を継続しつつ、全国規模での定量的実態分析を行うため、国土交通省と連携した市町村アンケート調査を新規実施した。

6)Wellington市等における活断層ゾーンの線引き見直しの事例調査、指針の普及実態調査、7)地震ハザード情報と計画制度に関する計画専門職への意識調査(日・NZ比較):活断層指針及び斜面災害指針について、現地調査機関との連携調査の企画、自治体における導入実態の把握を目的にNew Zealandでの現地調査を実施した(2010.2.1119)。研究目的(1)「地域コミュニティにおけるリスク・コミュニケーションと行動変容」1)地域防災力評価システムweb GISの利用実態調査と改良(宮城県内対象):公開中の地域防災力評価システムの利用実態調査を継続するとともにその改良に着手し、宮城県地震被害想定の改訂に合わせた修正方策を検討した。2).地域コミュニティ(住民組織)の防災力高度化モデル:旧河南町(現石巻市)、旧鹿島台町(現大崎市)、仙台市、旧大崎市、佃石巻市、白石市のデータから、全県的な組織類型化と防災力水準の比較検討を進めた。3)地域コミュニティによる外部資源や情報の獲得・活用実態調査:「行政との協働、研究者の関与、NPO団体との連携等」の活動実態の把握と国的事例の収集を行った。成果の一部は、第6回災害に強いコミュニティのための市民フォーラム(2011.3.6、東北大片平さくらホール)で紹介した。研究目的(2)「自治体内リスク・コミュニケーションを核とする防災都市計画」4)自治体レベルでの地震ハザード情報の受発信・利活用状況の把握5)ハザード情報の公開と土地利用変化の関連性分析:国内自治体の事例発掘、政策・計画文書の収集DB化を継続するとともに、前年度実施した国土交通省と連携した市町村アンケート調査の解析を進めた。6)Wellington市等における活断層ゾーンの線引き見直しの事例調査、指針の普及実態調査7)地震ハザード情報と計画制度に関する計画専門職への意識調査:活断層指針及び斜面災害指針について学会・研究会で報告するとともに、クライストチャーチ地震(2010.9.4)被害を踏まえ、現地との連携調査の企画を進めた。なお3.11大震災で一部経費を繰越したが、当初作業と震災後の新課題の整理は23年度前半で完了させている。2011年の3.11東日本大震災の発生をうけて、研究実施計画・方法を一部修正し下記の研究を進めた。研究目的(1)「地域コミュニティにおけるリスク・コミュニケーションと行動変容」1)地域防災力評価システムweb GISの利用実態調査と改良(宮城県内対象):既存の地域防災力評価システムについて津波災害に関するハザード情報の取扱い等の修正追加すべき課題を整理し、県地域防災計画の改定を待って、再設計に取り組む方針を定めた。2)地域コミュニティ(住民組織)の防災力高度化モデル::仙台市消防局と3.11東日本大震災に対する町内会(自主防災組織)の対応実態調査を共同実施し、組織類型化と防災力水準の概念モデルを高度化するための基礎データを追加収集した。
病原因子を指標にした下痢原因菌の迅速な免疫学的検出法の開発

本研究の目的を遂行するための最も重要な点は、主要な腸管感染病原因子を特定し、分離精製を行い、さらに特異抗体を作成すること、そして、これらを用いて種々の病原因子の免疫学的検出法を開発することである。病原因子としては、感染発症に必要な(1)定着因子、(2)毒素に注目して研究をすすめた。その結果、本補助金により、当研究室で行ってきた研究成果の他に新たに、下記の病原因子について上記の目的をほぼ達成することが出来た。1.定着因子2.毒素上述の病原因子のポリクロ-ナルおよびモノクロ-ナル抗体を組み合せたEIA系を主として開発し、免疫学的な病原因子の検出系を確立し、さらにこれらの系を用いた応用的研究もすすめた。本年度は下記の項目に分けて研究を進め、以下の結果を得た。1.定着因子に関する研究:腸炎ビブリオの線毛の精製を行いモノクロ-ナル抗体の作成を行った。また、毒素原性大腸菌のCFA/II(CS_2)線毛の精製を行い諸性状を明らかにするとともに、我々が見い出したCFA/III線毛に対するモノクロ-ナル抗体の作成にも成功した。エロモナス線毛の精製もできたので、現在特異抗体を作成中である。また、これらの研究の遂行途中に毒素原性大腸菌の新しい定着因子と考えられる線毛も見い出し、現在検討中である。2.蛋白毒素に関する研究:毒素原性大腸菌の易熱性エンテロトキシン(LTh)に対するモノクロ-ナル抗体を作成した。また,腸炎ビブリオの耐熱性溶血毒(TDH)およびその類似毒素に対するモノクロ-ナル抗体を作成し、それぞれに特異的な抗原決定基とともに共通な抗原決定基の存在が示唆できた。さらに、プロテア-ゼと血球凝集活性を合せ持つナグビブリオ由来のHA/proteaseを精製するとともにモノクロ-ナル抗体の作成にも成功した。3.病原因子の検出系の開発:上述の定着因子あるいは蛋白毒素に対する抗体(単クロ-ンおよびポリクロ-ナル抗体)を用いて、特異的な検出法の開発を試みている。腸炎ビブリオTRHについてはElek変法の応用で検出することができる系を確立した。また、毒素原性大腸菌のCFA/IIIを検出するELISAの系を確立することもできた。4.病原因子検出系の応用的研究:上述の新たに開発できた病原因子の検出系の実用性を、現在、大阪空港検疫所の協力を得て検討中である。I.検出法の開発(1)抗体の整備:これまでにわれわれが単離精製できた種々な病原因子(定着因子,蛋白毒素)に対するポリクロ-ナルおよびモノクロ-ナル抗体を完備することができた。(2)検出系の開発:ELISAをはじめ、Elek変法(沈降法)の応用や凝集法(プロテインAブドウ球菌,ラテックスなど)を,種々の病原因子の検出系として応用した。これらの中で最も実用性の高いものは、ELISA法およびElek変法と思われた。また、ごく最近入手できたエバフィルム(化学的にシ-ト上に抗体を結合させる)を利用した系も試み中で,有望な見透しを得つつある。II.検出系の応用ELISAを用いると、予備的な動物実験系ではあるが病原因子を直接検体(下痢便)中に証明できることがわかり、下痢症の迅速診断に応用できる可能性が示された。現在,大阪空港検疫所を中心にヒト下痢便について、ELISA等の有用性を検討中である。これまでに得られたLT産生性毒素性大腸菌および腸炎ビブリオ(TDH)を対象とした検討結果によると、かなりの精度でそれぞれの存在の有無を判定できたが、一方で非特異的な陽性反応も見られたので、さらに検体(ヒト下痢便)の調整法の工夫を行っている。III.マニュアルの作成分離菌の産生する病原因子の検出に有用な免疫学的な検出系を多数確立することができたので、これらの実施法についてのマニュアルを作成した。留学生等も利用できるように和文のみならず英文で解説したマニュアルも用意した。
量子情報セキュリティ技術を取り入れた情報基盤設計のための基礎研究

本研究では、技術的に成熟期を迎えつつある量子暗号について、情報セキュリティ技術として導入するために必要な検討課題の抽出、およびその検討、さらに検討を精緻化するために必要な研究課題の洗い出しを行った。いわゆる暗号理論における安全性証明とは別に、想定する安全性を達成するために装置が満たしているべきと考えられる仕様(いわゆるセキュリティ要件)について、量子暗号装置についても整理することを提案、整理の仕方について議論を行った。また、いわゆる量子鍵配送とは別に、量子状態を使って古典情報を直接量子状態の中に秘匿して一方向コミュニケーションでやりとりする方式について、秘匿通信におけるシャノン限界で、量子論的なアドバンテージが消滅することを示し報告、さらに、このような方式について新しい提案の安全性を確認に用いることができる要件をチャートの形で整理した。量子暗号プロトコル(BB84など)に対し、攻撃者の現実的な攻撃能力に依存した「条件付」安全性を議論するために必要なモデル化を実際のシステムを特徴づける物理パラメータを考慮して行う。ここで考察されるべき物理パラメータは、大別して次のような二つに分類することができる。(A)プロトコル、および正規ユーザ(アリスとボブ)の技術的制約を特徴づける物理パラメータ具体例としては、光子状態(例えば弱コヒーレント状態の平均光子数),光ファイバの透過パラメータ,受信部の量子効率,量子通信路の距離、ビットフリップ確率、具体的なプロトコルで決定される誤り訂正および秘匿性増強の効率等々を挙げることができる。(これらで決定されるパラメータ空間を形式的にPと書く)。(B)攻撃者(イブ)の攻撃手法、および技術的制約を特徴づける物理パラメータイブが用いる受信部の量子効率実際に行うことができるデコヒーレンス制御(あるいは、これら等で決定される実行可能な量子操作および測定行為)イブがバイパスとして用意することができる光ファイバの透過パラメータイブの計算機の能力等々を挙げることができる。(これらで決定されるパラメータ空間を形式的にQと書く。)このとき、本研究課題の「攻撃者の現実的な能力に依存した「条件付」安全性を保証する量子鍵配送プロトコルの物理パラメータの最適化」とは、「与えられたパラメータ空間PとQに対し、秘密鍵生成レートRを最大にするようなパラメータ(∈P)を見つける」こととして、整理することができる。より具体的に、18年度は以下のポイントについて考察を行った1.要素技術に対する技術的到達点、および、それらの組み合わせにより評価される正規ユーザと攻撃者の技術的制約を検討し、上記パラメータ空間P、およびQの具体的選定。2.上記で決定される物理パラメータを具体的に導入したCPマップ、および量子状態を用い実際に実現可能な物理パラメータにより実装さりたBB84システムを用いて鍵配送センター網を構築し,既存の情報通信システムへの鍵供給センターとして組み込むことにより,全体として広域情報セキュリティ基盤を構築していこうとするアイディアが,既にいくつかの視点から提案されている。このアイディアの実用的利点は,暫定的には無条件安全性を達成しないまでも,現在調達可能な量子暗号技術を有効に活かすことにより高度な安全性を提供しつつ,今後達成されるであろう技術革新に応じてシステム全体のアップグレードを行うことにより,無条件安全性を満たす情報セキュリティ基盤への段階的な移行を穏やかに促進することができる点にある。一方,このようなアイディア,特に暫定的に達成された状況について,暗号学的位置付けを行うことは,きちんとした安全性の根拠を与えるために必要不可欠な課頴である。そこで,現在国内外で開発が進められているBB84プロトコルや類似のプロトコルを調査し,攻撃者の現実的な攻撃能力に依存した「条件付」安全性について量子情報理論的な立場からセキュリティ要件の考え方についてまとあた。さらにその安全性を保証する物理パラメータの抽出を行い,実装きれた量子暗号技術を健全な環境で用いるために必用な技術課題を整理した。本研究では、技術的に成熟期を迎えつつある量子暗号について、情報セキュリティ技術として導入するために必要な検討課題の抽出、およびその検討、さらに検討を精緻化するために必要な研発課題の洗い出しを行った。いわゆる暗号理論における安全性証明とは別に、想定する安全性を達成するために装置が満たしているべきと考えられる仕様(いわゆるセキュリティ要件)について、量子暗号装置についても整理することを提案し、整理の仕方についても提案を行った。また、いわゆる量子鍵配送とは別に、量子状態左使って古典情報を直接量子状態の中に秘匿して一方向コミュニケーションでやりとりする方式について、秘匿通信におけるシャノン限界で、量子論的なアドバンテージが消滅することを示し報告、さらに、このような方式について新しい提案の安全性を確認に用いることができる要件をチャートの形で整理した。
肺の抗酸化能修飾による老化制御の試みとアンチエイジングへの応用

老化を遅らせることが健康寿命延伸の最も本質かつ有効な方法である。老化のスピードは環境因子に大きく影響される。肺は環境因子に対するファーストラインの防御を司る組織である。従って、肺のストレス消去能と老化のスピードには密接な関係があるものと思われる。Nrf2は酸化ストレスなどの環境因子で活性化され、抗酸化遺伝子や抗炎症遺伝子など生体防御に関わる遺伝子群を統一的に誘導することで、細胞レベルのストレス消去の基幹をなす転写因子である。Nrf2の発現低下や機能不全を有する個体では慢性的なストレスにさらされ、老化スピードが増加することが予想される。本年度研究ではNrf2を欠損するマウスを用い、通常環境における老化スピードや臓器の老化の程度を評価した。清浄空気曝露、標準飼料摂食下に飼育したNrf2欠損マウスは、80週齢までの時点で同系の野生型マウスと比較して死亡率に差を認めなかった。主要臓器の老化関連βガラクトシダーゼ、p16INK4aの発現は経時的に増加傾向を認めたものの、Nrf2欠損マウスと野生型マウスとの間での差異は認めなかった。Nrf2は誘導型のストレス防御システムであり、今回用いた飼育環境下では老化スピードに及ぼすNrf2活性化の影響は限定的であるものと考えられた。本研究ではNrf2、特に肺で活性化されたNrf2の老化に及ぼす影響を明らかにすることを目的の1つとしている。Nrf2の影響について、始めに非ストレス下、続いてストレス環境下で調べる予定であり、当該年度に非ストレス下の解析を行い得たため上記評価とした。Nrf2の働きは当初考えられたような単純なものでなく、慢性刺激によるNrf2の持続的活性化はFGFなどの細胞増殖因子の高発現、Wnt/βカテニンシグナルの増強、幹細胞の枯渇などをもたらし、老化に促進的に作用することも考えられる。次年度はNrf2を活性化させたモデルを用いて、老化に及ぼす影響を明らかにする予定である。Nrf2欠損マウス、および同系の野生型マウスにNrf2の誘導的活性化化合物として、スルフォラファン(ブロッコリー)、オルソプラツ(紫キャベツ)、カルノシン酸(ローズマリー)を餌に混合し投与する。各マウスの生存率、中間寿命を測定するとともに、肺のNrf2活性化の程度を経時的に確認する。さらに各マウスに酸化ストレス刺激としてタバコ煙を曝露し、同様に生存率、中間寿命を測定する。肺組織、および血液、尿における酸化ストレス、抗酸化力の程度を経時的に測定する。生存率や主要臓器の老化マーカーとNrf活性化を各マウスで解析比較することで、Nrf2誘導的活性化の老化に及ぼす影響を評価する。
太陽発電衛星の社会的・経済的な成立要件に関する研究

1 SPS2000システムを構成する各レクテナの運用は、それぞれの地方コミュニティに対し社会経済的な影響を及ぼすので、詳細に調査する必要がある。レクテナのユーザーにとって、受電可能なエネルギーの量が重要なので、レクテナ運用のシミュレーションを行うためその社会経済モデルについて、使用し易いコンピュータープログラムをC言語で作成した。各レクテナの受電可能なエネルギー量は、かなりのパラメーターに依存しているのであるが、受電エネルギー量を正確に計算することができた。レクテナの出力とユーザーらの間の蓄電システムも、このシミュレーション・モデルに含められており、現在適当な蓄電システムを調査している。衛星からのマイクロ波ビームの密度が正確に決定されれば、それに応じて、レクテナのパラメータについてもより正確に計算することになる。2 SPS2000システムが実現すれば、赤道の様々な場所で宇宙からのマイクロ波エネルギーを受電するレクテナが設置されよう。このレクテナの需要は、世界最初の「マイクロ波エネルギー市場」と言える。その市場について様々な計算をして、参入を希望する民間衛星メーカーが、レクテナにエネルギーを売却できる条件を調査した。この社会経済モデルに基づいて、レクテナの面積拡大と設置数の増加及び民間衛星からのマイクロ波エネルギー供給の経済性を調査することができるようになった。この市場の成長の可能性はSPS2000以後のレクテナの設置・運用経費に依存するので、発展途上国の土地と労働費用の方が安価なことから、それらの国の方が宇宙からのマイクロ波エネルギー需要は、先進国より早く成長すると考えられる。太陽発電衛星(SPS)に関する社会経済モデルについて、表計算、C言語を用い、工学的・経済的見地に基づく相互作用のモデルの構築および分析を行っている。特に、レクテナ(地上の受電アンテナ)上での出力電力のシミュレーション、およびレクテナの設置場所による出力変化の計算、さらに、レクテナ設置候補地の現地調査を通じて、レクテナの設置場所による地理的・経済的問題について考察を行った。平成7年度も引き続き以下の計画に基づき研究を継続する。1.レクテナ上での出力電力の詳細を、諸条件を考慮しつつシミュレーション行う。2.これに基づき、SPS2000(世界初のSPS実現を目指す日本のワーキング・グループの実験的SPSのプロジェクト)のレクテナの社会経済性を解析し、設置場所とシナリオによってレクテナの費用を分析し、さらにレクテナが供給する電力費用も見積り、実際のレクテナの設置場所を考慮し暫定的な計画を策定する。3.レクテナの社会経済モデルからのデータと電力産業に関するデータを用いて、電力会社と太陽発電衛星の社会経済関係の現実的なモデルを作成し、宇宙産業に係わる企業のための経済目標を計算する。4.将来の商業的な太陽発電衛星の製造段階における、プロジェクト費用、得られる収入、危険、法律等をはっきりと理解する必要がある。従って、太陽発電衛星プロジェクトの金融モデルを作り、必要な投資とプロジェクトの金融の流れを明らかにし、商業面からも容易に理解できるようにする。5.再使用型打ち上げロケットの開発、製造、運用の社会経済性も分析する。何よりも打ち上げ費用を下げることが先決なので、早く成長する可能性がある他の打ち上げ市場モデルも構築する。レクテナのユーザーにとって、受電可能なエネルギーの量が重要なので、レクテナ運用のシミュレーションを行うため、その社会経済モデルについて、使用し易いコンピュータープログラムをC言語で作成した。各レクテナの受電可能なエネルギー量は、かなりのパラメータに依存しているのであるが、受電エネルギー量を正確に計算することができた。

こりレクテナの需要は、世界最初の「マイクロ波エネルギー市場」と言える。その市場について様々な計算をして、参入を希望する民間衛星メーカーが、レクテナにエネルギーを売却できる条件を調査した。この社会経済モデルに基づいて、レクテナの面積拡大と設置数の増加及び民間衛星からのマイクロ波エネルギー供給の経済性を調査することができるようになった。この市場の成長の可能性はSPS2000以後のレクテナ設置・運用経費に依存するので、発展途上国の土地と労働費用の方が安価なことから、それらの国の方が宇宙からのマイクロ波エネルギー需要は、先進国より早く成長すると考えられる。