hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シミュレーション

研究目的は、複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シミュレーションの開発であった。おおむね順調に計画が進み研究成果が以下のようにまとめられる。複合型アルペンスキーロボットの開発については、シュテムターンができるトップリフトと膝関節(下腿の)の内旋・外旋モデルを開発した。これらのモデルでは、脚部の屈曲・伸展と脚部の内旋動作を複合したり、股関節回旋と膝関節(下腿の)の内旋・外旋動作を複合することにより、スキーが直線状であっても横ずれを伴って回転することができた。コンピュータ・シミュレーションの開発では、プル-クトップリフト、スキー回転時の切れ込みから横ずれへの転化の機構、ターン始動時のサイドカットの効果、連続パラレリターンの力学、ターン時の内部応力とトルクなどのコンピュータ・シミュレーションを行った。そしてスキー板と斜面の間の相互作用を摩擦力と仮定すれば、未知変数と方程式の個数が一致し、運動方程式は一義的な解を持つことが分かった。以上のように我々は研究期間内に、複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シミュレーションを行った。また、従来のスキーロボットと複合型アルペンスキーロボットの開発については「科学的スキー上達法」(講談社)として公表した。今年度の研究目的は、複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シミュレーションの開発の2つであり、おおむね順調に計画が進み研究成果が以下のように達成された。複合型アルペンスキーロボットでは、シュテムターンができるトップリフト・モデルの開発を行った。これらのモデルは脚部の屈曲・伸展と脚部の内旋(スキーの内旋)を動作要素とした。このような動作を行うことにより、スキーがプルークでかつ回転内スキーがトップリフトの状態で、トップリフトした側にスキーが直線状にもかかわらずシュテムターンの連続回転ができた。このようなスキーロボットは世界でも類を見ない。コンピュータ・シミュレーションの開発では、サイドカットのない直線状のスキーを装着した剛体プルークトップリフトのプロトタイプを仮定し、力学的なシミュレーションを試みた。その結果、トップリフトしない外側スキーへの荷重とトップリフトした内側への荷重の比率はほぼ2:1になった。これは、スキー回転の技術指導で強調されてきた回転外スキーへの加圧の重要性が、コンピュータ・シミュレーションによっても確かめられたことを意味している。さらにスキー回転時の切れ込みから横ずれへの転化の機構では、「有効サイドカーブ」を導入し、切れ込みターンから横ずれターンへの移行過程の力学を扱った。ここでのもっとも本質的な仮定としては、スキーと雪面の間の相互作用として摩擦力を導入したことである。それぞれの成果については、次の頁に研究発表した。今年度の研究目的は、昨年度に引き続き複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シミュレーションの開発であった。複合型アルペンスキーロボットの開発については、股関節の外転・内転と内旋・外旋による複合モデルを開発した。このモデルでは、股関節の外転と内旋により腰からのプル-ク姿勢が生じた。さらに回転外側の股関節の内旋を強めることにより、プル-クトップリフトの状態でプル-クボ-ゲンができた。次に一方の股関節の内転ともう一方の外転により腰からの外傾姿勢が生じる。さらに回転外側の股関節の内旋を強めると腰からの外向傾姿勢になりシュテムトップリフトの状態で回転することができた。なおモデルではスキーが直線状にもかかわらず回転ができる。コンピュータ・シミュレーションの開発では、切れ込みターンから横ずれターンに移る過程を左右に繰り返す連続パラレルターンのコンピュータ・シミュレーションを行った。その結果、入力データと初期条件が適当ならば、左右のターンをそれぞれ1回づつS字状に接続した大回りターンと、最大傾斜線の左右に10回以上持続する連続小回りターンが可能であることが分かった。今回のモデルにおいては股関節の回旋角を制御すれば、連続回転が力学上可能であることを示している。今年度の研究目的は、複合型アルペンスキーロボットの開発とコンピュータ・シュミレーションの開発であった。

複合型アルペンスキーロボットの開発については、膝関節(下腿の)の内旋・外旋モデルを開発した。このモデルでは、股関節回旋モデルによる直滑降姿勢から、膝関節(下腿の)の内旋・外旋により、膝からの斜滑降姿勢がとれる。また、股関節回旋モデルによるプル-ク姿勢や斜滑降姿勢から膝関節(下腿の)の回旋によりプル-クトップリフトやシャテムトップリフトが生じ、スキーが直線状であっても横ずれを伴って回転することができる。コンピュータ・シミュレーションの開発では、例えば、ターン時のスキヤ-の内部応力とトルクではSS系を簡単な折れ線図形で表した一本スキー複合モデルを仮定し、パラレルターンの力学的解析に基づいてスキーヤーの膝関節に作用する内部応力と内部トルクの推定を試みた。安定な横ずれターンを1回行う過程では、膝関節に作用する内部応力と内部トルクは殆ど変化せず、ほぼ一定の値を保つが、ターンの後半で内側に尻もちをつくようにたおれる場合には、膝から下の部分を強く捻るトルクがはたらくことが分かった。また、スキー板から見たターンの基本機構-厳密解による例示一では、単一のスキー板だけの系を考え、スキー板から見たターンの機構を力学的に解析した。スキー板と斜面の間の相互作用の摩擦力と仮定すれば、未知数と方程式の個数が一致し、運動方程式は一義的な解を持つことが分かった。
長周期型の線形擬似乱数生成法に関する研究

有限体上の線形漸化式を利用した擬似乱数生成法に関する研究を行った。擬似乱数はモンテカルロシミュレーションに不可欠な道具であり、線形な擬似乱数生成法はよく利用されている。本研究では線形な擬似乱数の出力の重み分布に関する性質について調べた。特に、擬似乱数の生成式の特徴と初期値の関係や、重み分布検定における振る舞いについて調べた。また、多次元均等分布が最適な擬似乱数の構成も行った。線形漸化式を用いた擬似乱数生成法の出力の重み分布に関する性質の分析を行った。特に次の2つの事項に関して調べた。1.生成式が特殊な形の場合について、擬似乱数の出力の重み分布の特徴について調べた。一般的に、生成式中の非零な項の数が生成式の次数の半分程度あった方が、擬似乱数の品質にとって理想的であるとされている。しかし、生成式の非零な項を増やすと多くの場合、生成速度の低下を引き起こし、実用上のデメリットが生じる。生成式を特殊な形にする事によって、生成速度を低下させずに、生成式中の非零な項を増やす擬似乱数生成方法が提案されている。本研究では、このような生成法についてウエイトディスクレパンシーという手法を用いて、その出力の重み分布について調べた。その結果、今回分析した生成式の形が特殊な場合、非零な項の数を増やしても、擬似乱数の出力の重み分布の品質は向上しない事がわかった。2.擬似乱数の初期値が特殊な場合について、その出力の性質と生成式の関係を調べた。擬似乱数の初期値に0が多いと、その出力にも0が多い状態がしばらくの間続いてしまう傾向が知られている。この傾向は生成式の形によって異なり、生成式により0が多い状態からの回復が速い場合と遅い場合が観測される。本研究では、生成式中の一番最後の非零な項の位置が、0が多い状態からの回復の速度に影響する事を示した。生成式中の非零な項の数よりも、一番最後の非零な項の位置の方が0が多い状態からの回復速度に影響を与えている。線形な擬似乱数生成法に関する研究を行った。近年の計算機の高性能化やマルチコアCPU環鏡やマルチコアGPU環境におけるシミミュレーションに使用される擬似乱数生成法はどのような生成法が適切で、そして求められているのだろうか。線形擬似乱数(特に、位数が2である有限体(GF(2)上の線形漸化式に基づく擬似乱数生成法)の合成化による高性能化に関する研究を行った。周期が2の521乗マイナス1と2の607乗マイナス1であるメルセンヌツイスター擬似乱数生成法を合成した生成法においてMaximally Equidsitributed(多次元均等分布性に関して周期から得られる上限を達成している)を実現するパラメータを発見する事が出来た。また、周期が2の89乗マイナス1と2の64乗マイナス1の生成法を合成して得られる擬似乱数生成法に関して計算機を用いた研究を行い、10000個の相異なる特性多項式をMaximally Equidistributedな擬似乱数生成法の探索を行い構成する事が出来た。今後は、より長い周期を持ちMaximally Equidistributedな擬似乱数生成法探索する事を行いたい。さらに今後は、より長い周期を持ち乱数として独立性の高い実用的な擬似乱数を構成する事が課題である。そして、一般の有限体上で定義されたLFSR擬似乱数生成法についてウエイトディスクレパンシー検定に関する研究を行った。このウエイトディスクレパンシーに於いては、擬似乱数の出力の2項分布からのずれを理論的にかつ具体的に算出することが出来る。線形擬似乱数生成法に関する研究を行った。擬似乱数はコンピュータ上で確率的な現象を実現する道具として用いられている。擬似乱数を用いたコンピュータ上の実験はモンテカルロ法と呼ばれている。モンテカルロ法の利用はコンピュータの出現とともに始まり長い歴史を持っている。モンテカルロ法のための擬似乱数の他に、近年では暗号に使用するための擬似乱数も研究されている。モンテカルロシミュレーションのための擬似乱数を作り出す手段として、有限体上で線形な数列を利用する手段がしばしば用いられている。有限体上で線形な数列がモンテカルロ法のための擬似乱数として用いられる理由は、コンピュータ上で高速を擬似乱数に生成する事が出来る事と、その理論的な性質が有限体の理論を用いて比較的解明されているからである。モンテカルロ法に用いられる擬似乱数では周期長と多次均等分布性がその品質の重要な指標になる。また、コンピュータ上での高速生成能力やメモリ効率性などの実用的な性質も重要である。本研究では、特に有限体上線形な擬似乱数生成法に関する研究を行った。準モンテカルロ法に利用するための様々な周期(2の10乗2の32乗)を持ち最適な多次元均等分布性を持つ擬似乱数の構成を行った。有限体上の原始多項式の探索を行った。
都市における先住民の相対的底辺化―サマ・バジャウの労働と生活

3年目は、フィールド調査を継続した。9月には、本課題の成果の一部を掲載した自著「先住民の労働社会学」の書評会が東京で行われ、その後の調査および研究展開についても報告した。さらに、10月には、日本労働社会学会第30回大会にて、サマ・バジャウの人びとを含むストリートベンダーの状況について研究報告を行った。また、3月のフィリピン調査では、先住民の集住地区の市場周辺にある家族経営によるハラール・フードの食堂にて、参与観察を行うことが可能となった。この調査では、顧客の多くがバジャウのストリート・ベンダーであったことから、現在の彼ら/彼女らの仕事や、出身地ミンダナオからマニラに出てきた経緯、結婚や職歴などの生活史について話を聞くことができた。これらの調査により、グローバル化のもとでの、都市底辺の人びとの生活変容の詳細が確認できた。また、都市開発と観光開発が進み、空間管理が厳格化するなか、ベンダーらがいかに生業を続けているか、歩き売り、露天商、賃貸店舗など、さまざまな環境下での状況が明らかになった。さらに、ベンダーをやめたバジャウの中には新しくインターネットを通じた仕事にシフトしている人もおり、中間層を対象としたバイクタクシーやバイク配達など、新たな都市の底辺労働についても確認できた。これらの考察は、研究代表者の所属先である社会理論・動態研究所の定例研究会にて随時、研究報告を行った。また、前年度、解放社会学会にて報告した内容に、その後の調査データを加えて更新し『解放社会学研究』に投稿した。本年度は、調査対象地とのスケジュール調整の関係で、8月に予定していた現地調査が行えなかったものの、3月に集中的にフィールド調査を行い、分析に必要なデータを取得することができた。また、前年度までの調査で得たデータをもとに、調査対象者を取り囲むマクロな状況を考察し、10月に労働社会学会にて報告を行った。また、都市開発のなかでのベンダーと国家のポリティクスについてまとめた論文を日本解放社会学会のジャーナルに投稿した。これらのことから、研究成果の公表はおおむね順調に進んでいる。最終年度は、本事業の研究成果を公開するため、論文執筆に焦点を当てる。ベンダーの階層化については、すでに英語での論文執筆を進めており、2019年度中にジャーナルに投稿するつもりである。昨年度8月に予定していた、マニラの集住地のサマ・バジャウのリーダーへの追加インタビューを行う予定だが、最終年度は、基本的に、前年度までの調査結果をもとに、文献研究と理論的検証を進め、論文執筆を行う。さらに9月に行われる日本都市社会学会では、本事業の研究成果をテーマ部会にて報告する予定である。本研究では、フィリピン・マニラ首都圏における先住民バジャウ(Badjau)を調査対象とする。本研究では、これまでに申請者が事前調査として収集してきた一次資料を、フィールド調査により補強し、二次資料と合わせて考察することで、バジャウの「相対的底辺化」のプロセスを明らかにする。「相対的」とは、バジャウという先住民の集団が、多数派のフィリピン人「に対して」全体的に底辺化していることを指す。また「底辺化」とは、先住民が、労働階層において低賃金で不安定な下層労働や、職業威信体系において周辺的な職種に就くことと、その結果、生活が窮乏化することの二つの意味を持つ。本研究では、この課題を達成するために、労働、政策、マニラ全体の労働市場分析の3点について明らかにする。初年度にあたる今年度は、8月と1月に、都市の先住民をめぐる生活環境と政策、支援の実態を把握するため、当事者および関係者と面談し、来年度の本調査にむけての調整と準備を行った。このほか、予備調査では、先住民を含むストリートベンダーのマニラの状況を把握するため、ベンダー組織を介して国立公園や観光街での路上の屋台及び行商人のインタビューおよび、参与観察を行った。具体的な作業仮説については、来年度も継続的に検討を重ねる予定であるが、本年度は予定通り予備調査に加え、シンポジウムや研究会での報告を行うことができた。初年度は、政府機関、大学及びNGOにおいて統計資料や文献調査を実施した。本年度の調査では、マニラのなかでも情報が少ない先住民の集住地の概要を知るために、現地NGOに協力を要請した。安全面や各地域のリーダーの紹介、日程調整など配慮してもらうことが可能になり、スムーズに調査を進めることができた。特に8月の調査では、マニラ首都圏および郊外の先住民の集住地を5か所ほど訪問し、仕事や生活環境などのインタビューを行った。また、各地区の行政関係者らと面会し、先住民支援や非先住民の住民との関係性などについて、必要な情報を収集できた。11月のフィリピン・マニラのアテネオ大学で開催された一般公開のシンポジウムでは、マニラの先住民を含む、マニラのストリートベンダーについて報告した。これにより、フィリピンの学術関係者および行政関係者などのネットワーク構築にも進展があった。このほか、12月のアジア社会学研究会にて、調査報告(タイトル「非失業を生きるーマニラにおける先住民の相対的底辺化の考察へ向けて」)を行ったほか、本課題の仮説について報告を行った。2年目は、8月と2月にマニラ首都圏内のスクオッター(不法占拠地区)で生活するバジャウとその関係者への調査を行った。

バジャウを取り巻く外的環境を把握するため、バジャウ以外の近隣住民に聞き取りを行った8月調査では、特に生活環境に焦点をあてて、調査対象者にインタビューを行なう予定だったが、フィールドワークの前日に火災が起こり、対象者の多くが家を失い、地方や親戚宅に一時避難する家族も多く、予定していたインタビューを実行することが困難な状況であった。しかし、急遽、援助活動に参加したことで、災害時のバジャウ間および非バジャウとのネットワーキングや、NGOや自治体、行政の支援者らとの関係性などを参与観察することが可能となった。一方、2月の調査では、再びバジャウのコミュニティを訪問し、8月に予定していた生活に関するインタビュー調査を行った。また、バジャウの人びとの仕事環境に焦点をあてるため、初年度に事前調査を行った調査対象者の紹介により、ストリートで露天商や歩き売りを行っている人びとと、モールの中や、市設市場で店舗を借りている個人ベンダーへのインタビュー調査を行った。これによりバジャウを含む物売りの中での階層化が明らかになった。以上より、本年度は、前半は、火災のために予定していたインタビュー調査が遅延したものの、2回目のフィールドワークにおいて、8月の予備調査の続きを行うことができた。国内での学会報告や研究会での調査報告も行うことができた。全体的に、フィールドワークは順調に進んでいるが、論文執筆に至ることができなかった。2年目は、初年度の事前調査で紹介してもらったコミュニティの住民や、露天商の人びとを訪ね、さらにインタビューを行なうことが可能となった。また、9月には、解放社会学会にて、本調査の報告を行った。このほか、1本課題の仮説について報告を行った。仮説をもとに、8月調査でデータ収集を行い、英語論文を執筆する予定していたが、調査対象地の火災により、当初予定していた調査対象者らにインタビューを行なうことができなかった。3年目は、フィールド調査を継続した。9月には、本課題の成果の一部を掲載した自著「先住民の労働社会学」の書評会が東京で行われ、その後の調査および研究展開についても報告した。さらに、10月には、日本労働社会学会第30回大会にて、サマ・バジャウの人びとを含むストリートベンダーの状況について研究報告を行った。また、3月のフィリピン調査では、先住民の集住地区の市場周辺にある家族経営によるハラール・フードの食堂にて、参与観察を行うことが可能となった。この調査では、顧客の多くがバジャウのストリート・ベンダーであったことから、現在の彼ら/彼女らの仕事や、出身地ミンダナオからマニラに出てきた経緯、結婚や職歴などの生活史について話を聞くことができた。これらの調査により、グローバル化のもとでの、都市底辺の人びとの生活変容の詳細が確認できた。また、都市開発と観光開発が進み、空間管理が厳格化するなか、ベンダーらがいかに生業を続けているか、歩き売り、露天商、賃貸店舗など、さまざまな環境下での状況が明らかになった。さらに、ベンダーをやめたバジャウの中には新しくインターネットを通じた仕事にシフトしている人もおり、中間層を対象としたバイクタクシーやバイク配達など、新たな都市の底辺労働についても確認できた。これらの考察は、研究代表者の所属先である社会理論・動態研究所の定例研究会にて随時、研究報告を行った。また、前年度、解放社会学会にて報告した内容に、その後の調査データを加えて更新し『解放社会学研究』に投稿した。
酵母モデル系を用いた細胞内膜生合成の制御に関する研究

生体膜は細胞の重要な成分であり,特に真核生物においては種々の機能的に分化した細胞内膜構造が重要な機能を果たしている.その組成は複雑であり,各成分の生合成に関する研究は続けられているが,膜合成の制御という観点からの研究は少ない.本研究は酵母という単純な真核生物モデル系を用い,小胞体膜の単一タンパク質の誘導合成が膜の発達をもたらすという作業仮説を基礎として,膜の生合成とその制御のプロセスを膜の各成分の合成との関連で明らかにしようとするものである.この作業仮説は酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて異種酵母の小胞体タンパク質を高生産したときに,小胞体膜全体が誘導合成されたという実験データをもとに考えられたものであり,果たして異種タンパク質を高生産させたがために小胞体膜が合成されたのか,あるいは同種タンパク質でも同様のことが見られ,これは膜生合成の誘導の本来の機構の一つなのか,が本研究のテーマになっている.即ち,本研究では酵母の小胞体膜の成分である単一タンパク質の合成が引き金となり,その結果小胞体膜の誘導発現に至るプロセスを,異種膜タンパク質を用いずに証明し,さらに他の膜成分の遺伝子発現への影響をみることによって解析しようとするものである.なお,本研究は関連した研究実績を持つ日独二研究グループの共同作業により行われたものである.実際に行った研究は以下のものである.・酵母モデル系として培養条件によって小胞体膜,パーオキシソームなどの膜系が顕著に誘導合成されるCandida maltosaを選択した.また高生産させる小胞体膜タンパク質としてチトクロームP450を選んだ.小胞体膜の誘導合成の検出は,電顕法,免疫電顕法を用いた.・既に完成しているC.maltosaの宿主・ベクター系を用い,ガラクトースで誘導されるS.cerevisiaeのGAL1,GAL10に対応するC.maltosaのC-GAL1,C-GAL10遺伝子のプロモーターを組み込んだガラクトース誘導性の発現ベクターを構築した.このベクターを用いることにより,培養中の任意の時期に膜の特定のタンパク質のみを特異的に誘導合成させることができるようになった.実際にこの発現ベクターにより,リポーター遺伝子の誘導合成を確認した.・既に10種近く単離しているn-アルカン誘導性の小胞体膜タンパク質であるチトクロームP450やチトクロームP450レダクターゼの遺伝子の中から,実際にC.maltosaにおいて主要な働きをしている酵素の遺伝子ALK1,ALK3を選び,これらを各々上記発現ベクターに挿入し,各遺伝子がガラクトースにより単独で発現するC.maltosa株を創った.なお,これらチトクロームP450の数種に対する抗体がドイツ研究グループにより既に取得されている.・jar fermentorを用い,pH,酸素供給など培地の条件を一定に保った培養液中で,炭素源を最初グルコースで培養し,次にこれをガラクトースに置換した.経時的にサンプリングし解析したところ,以下のことが明かとなった.i)炭素源を置換後数時間を経るとC.maltosaの細胞内にチトクロームP450が分光学的に検出できるようになり,6時間から12時間でピークになった.ii)それとほとんど同じ時間的経過で,SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動,Western blottingによってALK1またはALK3産物が誘導合成されることがわかった.iii)電顕で上記サンプルを観察したところ,炭素源を置換後6時間ぐらいからC.maltosaの細胞内に小胞体が顕著に誘導されてくることがわかった.また,免疫電顕法によりこれら誘導された小胞体膜上に,誘導したALK1またはALK3の遺伝子産物であるチトクロームP450が存在することが認められた.・以上の実験により,ある単一の小胞体膜タンパク質の高生産が小胞体膜そのものの誘導合成を引き起こすという過程が,正常な膜誘導合成(異種タンパク質による異常な事象ではなく)の機構の一つであることが強く示唆された.生体膜は細胞の重要な成分であり,特に真核生物においては種々の機能的に分化した細胞内膜構造が重要な機能を果たしている.その組成は複雑であり,各成分の生合成に関する研究は続けられているが,膜合成の制御という観点からの研究は少ない.本研究は酵母という単純な真核生物モデル系を用い,小胞体膜の単一タンパク質の誘導合成が膜の発達をもたらすという作業仮説を基礎として,膜の生合成とその制御のプロセスを膜の各成分の合成との関連で明らかにしようとするものである.この作業仮説は酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて異種酵母の小胞体タンパク質を高生産したときに,小胞体膜全体が誘導合成されたという実験データをもとに考えられたものであり,果たして異種タンパク質を高生産させたがために小胞体膜が合成されたのか,あるいは同種タンパク質でも同様のことが見られ,これは膜生合成の誘導の本来の機構の一つなのか,が本研究のテーマになっている.即ち,本研究では酵母の小胞体膜の成分である単一タンパク質の合成が引き金となり,その結果小胞体膜の誘導発現に至るプロセスを,異種膜タンパク質を用いずに証明し,さらに他の膜成分の遺伝子発現への影響をみることによって解析しようとするものである.なお,本研究は関連した研究実績を持つ日独二研究グループの共同作業により行われたものである.実際に行った研究は以下のものである.・酵母モデル系として培養条件によって小胞体膜,パーオキシソームなどの膜系が顕著に誘導合成されるCandida maltosaを選択した.

また高生産させる小胞体膜タンパク質としてチトクロームP450を選んだ.小胞体膜の誘導合成の検出は,電顕法,免疫電顕法を用いた.・既に完成しているC.maltosaの宿主・ベクター系を用い,ガラクトースで誘導されるS.cerevisiaeのGAL1,GAL10に対応するC.maltosaのC-GAL1,C-GAL10遺伝子のプロモーターを組み込んだガラクトース誘導性の発現ベクターを構築した.このベクターを用いることにより,培養中の任意の時期に膜の特定のタンパク質のみを特異的に誘導合成させることができるようになった.実際にこの発現ベクターにより,リポーター遺伝子の誘導合成を確認した.・既に10種近く単離しているn-アルカン誘導性の小胞体膜タンパク質であるチトクロームP450やチトクロームP450レダクターゼの遺伝子の中から,実際にC.maltosaにおいて主要な働きをしている酵素の遺伝子ALK1,ALK3を選び,これらを各々上記発現ベクターに挿入し,各遺伝子がガラクトースにより単独で発現するC.maltosa株を創った.なお,これらチトクロームP450の数種に対する抗体がドイツ研究グループにより既に取得されている.・jar fermentorを用い,pH,酸素供給など培地の条件を一定に保った培養液中で,炭素源を最初グルコースで培養し,次にこれをガラクトースに置換した.経時的にサンプリングし解析したところ,以下のことが明かとなった.i)炭素源を置換後数時間を経るとC.maltosaの細胞内にチトクロームP450が分光学的に検出できるようになり,6時間から12時間でピークになった.ii)それとほとんど同じ時間的経過で,SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動,Western blottingによってALK1またはALK3産物が誘導合成されることがわかった.iii)電顕で上記サンプルを観察したところ,炭素源を置換後6時間ぐらいからC.maltosaの細胞内に小胞体が顕著に誘導されてくることがわかった.また,免疫電顕法によりこれら誘導された小胞体膜上に,誘導したALK1またはALK3の遺伝子産物であるチトクロームP450が存在することが認められた.・以上の実験により,ある単一の小胞体膜タンパク質の高生産が小胞体膜そのものの誘導合成を引き起こすという過程が,正常な膜誘導合成(異種タンパク質による異常な事象ではなく)の機構の一つであることが強く示唆された.
AhrによるmicroRNAの発現調節を介したTh17細胞の分化制御機構の解析

今回の研究成果から、Aryl hydrocarbon receptor (AHR)依存的に発現上昇するmiR-132/212 clusterがTh17細胞の分化に寄与している事が解明された。また、Th17細胞が発症の主因であると考えられている実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)をmiR-132/212 cluster欠損(KO)マウスにおいて誘導した結果、コントロールマウスに比べ、有意に症状が抑制されていた。EAEを誘導したmiR-132/212 clusterKOマウスにおいてはTh17細胞が低下しており、in vitro、in vivoの両面からmiR-132/212 clusterがTh17細胞の分化において重要である事が明らかになった。更に、マイクロアレイによる網羅的解析により、コントロール細胞に比べ、miR-132/212 cluster KO細胞においてBcl-6が高発現している事が示された。Bcl-6はTh17細胞の分化に抑制的に働く因子の一つとして知られており、Bcl-6 mRNAの3'UTRを用いたルシフェラーゼアッセイにより、miR-212との相互作用が認められた。以上の結果から、AHR依存的に誘導されるmiR-132/212 clusterはBcl-6の発現抑制を介してTh17細胞の分化を促進している事が考えられた。関節リウマチや多発性硬化症などの自己免疫疾患の発症にはTh17細胞が深く関与していると考えられている。本研究の成果から、miR-132あるいはmiR-212のアンチセンスオリゴヌクレオチドなどを阻害剤として用いる事が自己免疫疾患における新たな治療方法の確立に繋がる可能性が示された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
β-セクレターゼ細胞内輸送機構の解析

BACEはAβの産生に関与する重要なアスパラギン酸プロテアーゼ(β-secretase)であり、細胞内でのβ-secretase活性の発現部位やその局在化機構を明らかにすることはアルツハイマー病の発症機序の解明のみならず治療においても重要な意義を持つ。BACEはトランスゴルジ網(TGN)で選別され,細胞膜まで小胞輸送される。BACEの局在化には24残基からなる細胞質ドメインが必須である。これまでの研究から、BACEの細胞質ドメインにはGGA(Golgi-localizng,gamma-adaptin ear homology domain,ARF-interacting)と結合する酸性クラスターdileucineシグナルがあり、BACEがTGNとその近傍に局在することに関与し、同シグナル内のSer498のリン酸化がGGAとの結合を制御していることも示唆されてきた。今回、我々は、BACEの細胞質ドメインとGGA1のVHSドメインとの結合様式を調べた。HeLa細胞で、BACEとGGA1との共局在を調べたところ、核周囲のゴルジ領域とその近傍の点状構造物で共存することが分かった。Brefeldin Aで同細胞を処理すると、BACE陽性のチューブ状構造物がTGNから進展した。すなわち、BACEの輸送はARF依存性に調節されていることを示唆している。次に、BACEの細胞質ドメインペプチドとGGA1のVHSドメインをBIACOREで解析したところ、結合定数(Kd)が0.83μMであることが分かった。また、Ser498のリン酸化によって両者の結合力が2倍以上(Kd=0.32μM)に上昇することも分かった。さらに、両者の結合様式をX線結晶構造解析(解像度1.9Å)により調べた結果、両者の結合は、リソソーム酵素をTGNからリソソームへと選別輸送するMPRとGGAとの結合様式と類似していた。その解析から、BACE-tailのSer残基とLys残基は溶媒面に向くことが分かり、BACEの細胞質ドメインのSer残基がリン酸化されると、Lys残基やペプチド骨格が水素結合の数を増加すること、また、GGA1のVHSドメインとの静電気結合を増強することにより、両者の親和性が不可逆的に増加する可能性が示された。
サイトカインの遺伝子解析による顎関節内障の病能解明に関する研究

本研究では顎関節内で炎症性サイトカインが産生されているかを滑液解析で検討し、さらに関節鏡下手術の際に得られた滑膜組織から、遺伝子工学的手法によりこれらの炎症性サイトカインの遺伝子発見を調べることで、顎関節内病態を細胞レベルで分子生態学的に解析することを目標にした。しかしながら、手術時のバイオプシーによる滑膜の採取による検体の入手は困難であり、この3年間ではサイトカインの遺伝子解析という当初の目的は到達できなかった。そこでわれわれは、近年の顎関節病態形成の仮説である、顎関節内の炎症過程における炎症性サイトカインおよびフリーラジカルの関与につての役割について検討すべく顎関節滑液解析に研究を移行した。すなわち、顎関節内障および変形性顎関節症の患者の滑液解析により顎関節滑液中に存在する各種炎症性サイトカイン、すなわちinterleukin(IL)-lbata、IL-6、tumor necrosis factor(TNF)α、IL-8などのサイトカインを同定するとともに、サイトカインと密接に関連するといわれるフリーラジカルの一つであり、強力な炎症反応因子である一酸化窒素(nitric oxide=NO)が、健常者の顎関節滑液中にはほとんど検出されないが、顎関節内障および変形性顎関節症患者において上昇していること、顎関節痛とサイトカインのうちIL-lbataが関連があること、またIL)-lbata濃度とNO濃度は正の相関を認めることを明らかにした。これらの結果を、OralSurg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod1996;82:505-509およびOral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod1998;85:135-141をはじめとしたいくつかの学会誌に報告した。さらにこれらの結果から、炎症サイトカイン、特にIL-lbataと一酸化窒素は、顎関節内障の病態形成に関与していることが示唆され、今後これらの遺伝子の検出を行うことで顎関節内障の病態形成のメカニズムが解明される一助となる成果が得られた。1.顎関節滑膜中に含まれる可能性のあるサイトカインを調べる目的で、顎関節滑液のサイトカイン活性をELISA法によって検索し、顎関節症患者の滑液中から、IL-1β、IL-6、IL-8、TNFα、IFNγが検出された。一方、健常人の滑液中からは、これらサイトカインはいずれも検出されなかった。さらに顎関節症患者の臨床症状、とくに顎関節疼痛とこれらサイトカイン産生との関連が示唆された。これらの炎症性サイトカインは、滑膜組織あるいは滑膜に浸潤してきたリンパ球、末梢血中の血球細胞のいずれかの由来であり、今後、PCRで滑膜から直接これらサイトカインの遺伝子が検出されれば、顎関節内障の病態解明に大いに寄与すると考えられる。2.さらに、顎関節患者滑液中から、Nitric Oxide (NO)が高レベルで検出され、顎関節内の炎症性変化との関連が示唆された。さらに、顎関節患者における、上述のサイトカイン産生とNO産生との関連が示唆された。3.顎関節内障患者の関節鏡手術により、手術器械によりbiopsyを行い、滑膜組織の一部を採取する方法を確立した。しかしながら本方法では、小量の組織しか採取できないため、PCR法による滑液組織中のサイトカイン遺伝子の解析は困難である可能性が示唆された。4.したがって、今後、サイトカイン遺伝子の検索のため、顎関節開放手術によって得られた手術標本より、顎関節滑膜中のサイトカイン遺伝子の検索を行っていく予定である。

1.昨年までに、顎関節滑液のサイトカイン活性をELISA法によって検索し、顎関節症患者の滑液中から、IL-1β、IL-6、IL-8、TNFα、IFNγが高頻度で検出されることを報告した。一方、健常人の滑液中からは、これらサイトカインはいずれも検出されなかった。次に、顎関節症患者の病態および臨床症状、とくに顎関節疼痛とこれらサイトカイン活性を調べてみたところ、IL-1β、TNFαは疼痛のある関節のみから検出され、疼痛のない関節からは検出されず、とくに検出率と疼痛との間に有意な相関がみられた。また、これらのサイトカインは病態の進行した症例で高頻度に検出されることも明らかとなった。2.さらに、昨年、顎関節患者滑液中から、Nitric Oxide(NO)が高レベルで検出されたことを報告し、またこれらの濃度が変形性関節症の患者で特に高いこと、また顎関節疼痛との関連を明らかにした。さらにNOとサイトカイン活性の相関を調べた結果、IL-1βとNO産生との正の相関がみられた。3.以上のように、顎関節内障の病態にサイトカイン特にIL-1β、TNFαやフリーラジカル特にNOの関与が強く示唆され、これらの研究結果は以下に示すような、学術雑誌、国際学会等で発表した。現在、手術検体を集め、凍結保存しており、一定検体が集まりしだい、これら検体を用い、PCRとin situ hybridizationによるサイトカイン遺伝子の検出に焦点を絞って検討する予定である。本研究では顎関節内で炎症性サイトカインが産生されているかを滑液解析で検討し、さらに関節鏡視下手術の際に得られた滑膜組織から、遺伝子工学的手法によりこれら炎症性サイトカインの遺伝子発現を調べることで、顎関節内病態を細胞レベルで分子生物学的に解析することを目標にした。しかしながら、手術時のバイオプシーによる滑膜の採取による検体の入手は困難であり、この3年間ではサイトカインの遺伝子解析という当初の目的は到達できなかった。そこでわれわれは、近年の顎関節病態形成の仮説である、顎関節内の炎症過程における炎症性サイトカインおよびフリーラジカルの関与についての役割について検討すべく、顎関節内障および変形性顎関節症の患者の滑液解析により顎関節滑液中に存在する各種炎症性サイトカイン、すなわちinterleukin(IL)-1β、IL-6、tumor necrosis factor(TNF)α、IL-8などのサイトカインを同定するとともに、サイトカインと密接に関連するといわれるフリーラジカルの一つであり、強力な炎症反応因子である一酸化窒素(nitric oxide=NO)が、健常人の顎関節滑液中にはほとんど検出されないが、顎関節内障および変形性顎関節症患者において上昇していること、顎関節痛とサイトカインのうちIL-1βが関連があること、またIL-1β濃度とNO濃度は正の相関を認めることを明らかにした。これらの結果から、炎症性サイトカイン、特にIL-1βと一酸化窒素は、顎関節内障の病態形成に関与していることが示唆され、今後これらの遺伝子の検出を行うことで顎関節内障の病態形成のメカニズムが解明される一助となる成果が得られた。
高密度集積可能なオンチップ光演算回路の開発

既存の電子デバイス性能の限界を突破し得る光演算プロセッサの実現に向けて、超小型なシリコン光演算回路を設計・開発する。光回路を"超小型"にするために、フォトニック結晶とよばれる微細な人工周期構造を駆使したデバイス設計を行う。さらに、大量生産可能なCMOS互換プロセスを用いてデバイスを実際に試作し、光演算回路として動作可能であることを実験的に示す。
安全安心安定な電力系統を実現するクラウド形エネルギーストレージシステムの創造

エネルギーストレージシステム(ESS)をクラウド化することで安心,安全,安定な電力供給を実現する。太陽光,風力発電の普及に伴い,ESSが重要となっている。本申請では,小容量なESSを電力系統内に多数分散配置し,クラウド的にエネルギーを蓄えるシステムを開発した。これを実現するために,メンテナンスフリーかつ並列制御できるESSの要素技術を確立した。特に,1)マトリックスコンバータをはじめとする電力変換技術とアクティブバッファ技術,2)フライホイールエネルギー貯蔵技術,3)高速冗長分散制御技術について詳細に検討を行い,シミュレーションと実験により有効性を明らかにした。本研究では,エネルギーストレージシステム(ESS)をクラウド化することで安心,安全,安定な電力供給を実現する。本申請では,電力系統内にマイクログリッドなどで用いられているESSよりも,さらに小容量なESSを多数分散配置し,クラウド的にエネルギーを蓄える。これを実現するためにはメンテナンスフリーかつ並列制御できるESSを開発する必要がある。これを電力変換器のマトリックスコンバータとアクティブバッファ技術,フライホイールエネルギー貯蔵技術,高速冗長分散制御技術により実現する。本研究は3つのサブテーマからなり,それぞれ進捗概要を以下に述べる。(1)電力変換器の開発:単相,三相両方の入力が可能なFWESS用のインタフェース電力変換器の制御方式についてシミュレーションにより開発を行い,プロトタイプを試作した。三相入力時はマトリックスコンバータによる直接変換技術を用いる。特に,系統連系時に安定化に寄与するFRT(フォルトライドスルー)に対応する制御技術を開発した。また,単相入力の時には,単相電力脈動を小容量のコンデンサで吸収するアクティブバッファ技術を開発した。特に今回開発した回路は,電流形変換器の動作を用いており,リアクトルを大幅に低減できる。(2)クラウドESS向けフライホイールの開発:短時間大出力に向けて,モータを真空ケースの外側に配置するアウトサイド形フライホイールを開発した。動力伝達として,磁気カップリングを用い,また高効率化を狙って,磁気軸受けの開発を行った。また,巻き線切り替え用の電力変換器についても開発を行い,実験にてその基礎検証を行った。(3)高速冗長分散制御:電力変換器,電力系統,フライホイール,風力発電,太陽光発電,需要家のシミュレーションモデルを構築し,電力安定化制御について検証を行った。昨年度の計画に沿って進めており,特段大きな問題は発生していない。特に電力変換器の開発とフライホイールの開発は,順調にすすんでいる。(1)電力変換器の開発:単相入力では特に単相電力脈動が発生するため,電解コンデンサの体積や寿命が問題となる。そこで,小型化,長寿命化を実現するため,デンリュウフレンゾクモードと変圧器の中性点を用いたアクティブバッファ技術を開発した。今回かいつ下技術により,単相入力の電力変換器でも三相入力と同等な程度まで小型化可能にした。(2)クラウドESS向けフライホイールの開発:短時間大出力に向けて,昨年度開発したアウトサイド形フライホイールの限界性能について検討し,コストと高速化,信頼性の観点からインサイド形フライホイールがクラウドESSには最適であることを明らかにした。また,高効率化を狙って,クラウドESS用永久磁石電動機/発電機を設計し,効率改善効果を明らかにした。(3)高速冗長分散制御:通信遅延により発生する問題点とその対策を検討し,シミュレーションにより,その有効性を示した。最大遅れ時間を考慮し,スミス法により遅れ時間補償を行うことによって,最低限の性能が確保できることを明らかにした。昨年度の計画通りにほぼ進行しており,特段の問題はない。本申請では,マイクログリッドなどで用いられているESSよりも,さらに小容量なESSを電力系統内に多数分散配置し,クラウド的にエネルギーを蓄えるシステムを開発した。フライホイール電力貯蔵装置向けマトリックスコンバータについて,フライホール電力貯蔵装置の特性を明らかにした。さらに,従来のAC-AC電力変換器を紹介し,その問題点について議論した。次に,フライホイール電力貯蔵装置向けマトリックスコンバータのPWMと方形波のハイブリッド駆動方式およびパワーデカップリング方式を提案し,適用する変調方式および,提案変調方式の従来の変調方式に対する利点,提案するパワーエレクトロニクスの利点を明らかにした。加えて,シミュレーションを用いて提案方式の動作検証を行なった。さらに,従来方式と比較して入力電流ひずみと変換器損失に関して評価した。実機を用いて抵抗および誘導機負荷試験より,提案方式の動作検証を行なった。提案変調方式をフライホール電力貯蔵システムへ適用して性能を評価した。

加えて,フライホールの弱め界磁領域における電圧電流特性を検証し,提案方式がフライホール電力貯蔵システムの損失を低減できることを明らかにした。エネルギーストレージシステム(ESS)をクラウド化することで安心,安全,安定な電力供給を実現する。太陽光,風力発電の普及に伴い,ESSが重要となっている。本申請では,小容量なESSを電力系統内に多数分散配置し,クラウド的にエネルギーを蓄えるシステムを開発した。これを実現するために,メンテナンスフリーかつ並列制御できるESSの要素技術を確立した。特に,1)マトリックスコンバータをはじめとする電力変換技術とアクティブバッファ技術,2)フライホイールエネルギー貯蔵技術,3)高速冗長分散制御技術について詳細に検討を行い,シミュレーションと実験により有効性を明らかにした。3つのサブテーマに対して,以下の方策で推進する。(1)電力変換器の開発:今年度に試作した,インタフェース用電力変換器の実機立ち上げ,フライホイールとの組み合わせ試験を行う。その際は,一定電力出力時の効率評価だけでなく,太陽光発電や風力発電,家庭負荷,オフィス負荷を想定して,発電・負荷パターンを決定し,電量k量低減効果について評価を行う。(2)クラウドESS向けフライホイールの開発:今年度開発したフライホイールエネルギー貯蔵システムについて,大きな充放電レート(2030倍)で単体試験を行い,その過渡的な効率特性を明らかにする。また,最終的に複数台で制御方法について検証を行うので,フライホイールの単体試験の結果を踏まえながら,クラウドESS用フライホイールを設計,試作する。(3)高速冗長分散制御:構築したシミュレーションモデルを元に最適化する。また,高速冗長分散制御を評価するミニモデルの設計製作を行う。本年度は下記の3つのサブテーマを統合して,以下の方策で推進する。(1)単相,三相両方の入力が可能なFWESS用インタフェース電力変換器のプロトタイプの開発,(2)フライホイールシステムの短時間大容量出力に向けた最適設計および試作評価,(3)クラウドESSセルの評価およびその実現性の実験検証信頼性の評価は国際的な規格も鑑みながら,協力企業や世界的な研究者と共に議論を重ねて評価していく。本年度は研究の総合評価として,(1),(2),(3)をまとめる。
局在表面プラズモンの協力現象による高効率光熱電変換の原理開拓

球殻状に集積化した金属ナノ粒子集積構造体を透明なポリマー基板上に配列させた光熱変換フィルムを開発し、迅速かつ高効率な光発熱効果が得られることを解明した。特に、球殻状の金ナノ粒子集積構造体を用いた光発熱素子では、たった100秒の擬似太陽光照射下で、25°Cから70°Cに到達することを明らかにした。これは、真夏の太陽光の下でのアスファルトで数時間かかる温度上昇や、高効率の白色光吸収体として知られる黒体テープの温度上昇を超えるものである。さらに、このフィルムを実装した熱電変換モジュールに疑似太陽光を照射したところ一ケタ近い出力の増大が得られ、小型かつ高効率な太陽光駆動型熱電素子への応用可能性を示した。代表者の光発熱Gでは、前年度に引き続き、球殻状の金ナノ粒子集積構造体と銀ナノ粒子集積構造体をポリマー基板上に自己組織化で高密度配列して作製した光発熱素子の特性評価を理論的・実験的に行った。結果として、用いた粒子サイズ・粒子数・構造体間距離などの条件下では、前者の方が擬似太陽光照射下で高い光発熱特性を示すことが分かった。さらに、これらの金属ナノ粒子集積構造体のスペクトルの広帯域化が局在表面プラズモン(LSP)の協力現象による多重極の超放射に起因することをDISC法を用いて理論的に解明した[米国化学会JPCCに掲載、米国のWebニュースで紹介]。これらの光発熱素子を用いた熱電変換Gとの共同実験により、簡易の熱電変換モジュールを用いて前述の温度上昇の違いを反映した出力が得られることを確認した。また、粒子合成Gで作製した銅ナノ粒子におけるLSPを利用した光発熱素子の特性も計測し、ある程度高い温度上昇を得ることができ安価な光発熱素子開発への展開可能性も示した。これらの成果の他、新たな方向性として、赤外レーザー光照射下でのLSPの協力現象に起因する光発熱効果についても検討した。上記の金属ナノ粒子集積構造体の分散液にレーザーを集光することで数秒数十秒程度でスポットサイズよりもケタ違いに広い領域で相転移を誘起し、その界面に構造体を多数集積して数十μm数百μmの大きさのマクロな複合体を作製できることを明らかにした。さらに、このような光照射下での複合体の形成過程をシミュレートするための計算手法のプロトタイプ開発にも成功した。また、熱凝固性物質(凝固点約80°C)との混合液を用いた実験で、凝固反応を誘起することに成功した[特願2013-096817]。さらに固化した後にレーザー光で加工できることも示し、光発熱効果の新しい応用展開につながる知見も得た。金属ナノ粒子複合体中の局在表面プラズモン(LSP)の協力現象による光発熱効果の機構を解明して、太陽光照射下での熱電変換の高効率化の原理を開拓することが本研究の目的である。初年度は、代表者の光発熱Gで開発した球状セルを仮定した離散化積分法(DISC法)を用いて金属ナノ粒子が球殻状に高密度に集積化した構造体に太陽光を照射した場合の理論計算を行い、わずか100秒で約50°Cの温度上昇が得られる条件を示した。特に、金ナノ粒子を用いた構造体をポリマー基板上に自己組織化で高密度に配列して作製した光発熱素子では理論値に近い40°C以上の温度上昇が得られることを実験的にも観測した[特許申請中]。熱電変換Gでは光発熱用熱電変換モジュールに最適と考えられる既存熱電材料の物性値を用いたシミュレーションを行い、光発熱Gが開発した光発熱素子において発生した温度差が熱電変換モジュールに加わったと仮定した場合に数十mW/cm2という非常に大きな出力密度が得られる可能性を示した。さらに、光熱電変換評価装置を導入して、上述の光発熱素子を市販熱電モジュールに実装して光熱電変換の効率が大幅に増大することを確認した。光熱電変換用の熱電材料の開発については、Ca0.9Yb0.1MnO3の粒子にPdめっきを施すことで、Ca0.9Yb0.1MnO3の粒界に50 nm程のPdがコートされた複合体を形成することに成功した。粒子合成Gでは金属ナノ粒子の液相合成プロセスにおいて、特に粒度分布の制御法の検討を行った。そこでは、原料となる酸化物粒子の比表面積を大きくすることで、反応場における金属イオンの濃度分布を均一化させ、結果として形成される金属ナノ粒子のサイズのばらつきを抑えることができることを明らかにした。また、この方法を用いて合成した粒径およそ30 nmの銅ナノ粒子が、可視光領域でLSPスペクトルを有することを確認した。最終年度の代表者の異動のため、メインの成果の論文発表前の詰めの実験に関して遅延が生じたが、期間延長により滞りなく取組むことができた。

特に、直径400 nmのプラスチックビーズ表面に直径約30 nmの金ナノ粒子をバインダー分子で自己組織的に高密度固定化した「球殻状金ナノ粒子集積構造体」を、可視光域で透過性が高く安価なPENフィルムに塗布した光熱変換フィルムを用いた実験に集中した。特に、ソーラーシミュレーターを用いて疑似太陽光をわずか100秒間照射するだけで室温(25°C)から約70°Cまで迅速に温度が上昇することを高い再現性で確認した。真夏の日中のアスファルトが23時間かけて25°Cから60°Cに温度が上昇することを考えれば、開発した光熱変換フィルムは圧倒的な迅速性を示している。またPENフィルムに塗布する材料として、球殻状銀ナノ粒子集積構造体、バラバラの金ナノ粒子を用いた場合や、何も表面に塗布しない場合(Ref(i))、市販の黒体テープを張り付けた場合(Ref(ii))等との比較も行ったが、前述の「球殻状金ナノ粒子集積構造体」を用いた光熱変換フィルムが最も高効率であった。さらに、熱電変換モジュールに実装した実験では各フィルムの熱変換特性を反映した出力が得られ、Ref(i)を用いた場合に比べて「球殻状金ナノ粒子集積構造体」を塗布した光熱変換フィルムの方が1ケタ近く出力が増大することも分かった[英国王立化学会の一流論文誌Nanoscaleに掲載]。このような顕著な成果に加えて、異種の金属ナノ粒子の混合系での自己組織化と光機能評価のための理論手法の基礎構築や、FDTD法を用いた理論解析による金属ナノ構造体のランダム配列構造による異常透過光の変調効果の解明など、本研究課題の目標である局在表面プラズモンの協力現象による高効率光熱電変換のための新原理開拓をさらに促進し得る成果も得られた。【新聞・メディア発表】雑誌論文[Nanoscale 7, 7580 (2015)]に掲載された成果が日経産業新聞(2015/4/28)、月刊Smart House(2015/4/16)等にて紹介。光物性物理研究実績の概要で述べたように、本年度の目標であった光発熱素子と熱電変換モジュールの統合に関して進展があった。そこでは、簡易の熱電変換モジュールに異なる種類の光発熱素子を実装する予備実験に成功しており前半は順調に研究が進展した。また、光照射下での金属ナノ構造の集合過程を評価できる計算法の基礎部分が構築できた点、FDTDシミュレーションのための環境整備ができた点も重要な進展と考えている。しかしながら、代表者自身の任期満了に伴う異動準備のために後半は研究課題の遂行自体が困難となり遅延が発生し、H26年度への延長の必要性が生じた。その傍ら、光発熱素子を実装する熱電変換モジュールの部分のデザインを熱電変換Gが行い、目標達成に向けて着実な前進があった。また、粒子合成Gでも銅ナノ粒子のサイズ制御に関して進展があり、光発熱素子の低コスト化に向けて着実に駒を進めることができた。これらの進捗状況からも、期間延長による目標達成は十分に期待できる。※本課題と関連し、以下の受賞1件があったことも特筆すべき点である。[1]第34回応用物理学会講演奨励賞(平成2013年9月、於:同志社大学)受賞論文:「熱揺らぎによる超高精度ナノ光スクリーニングの原理開拓」著者:田村守、飯田琢也、[受賞者:田村守]初年度の交付申請書に記載した内容は、「研究実績の概要」に記載したように、若干の方針の変更はあったもののほぼ全て達成した。
死後CT・MRIを用いた薬毒物検査の有用性に関する研究

薬物中毒死を診断するために有用な死後画像所見を明らかにする。そのため、動物実験モデルを作成し、薬物中毒死が生じた際の画像所見を定量評価する。また、経時的変化を明らかにするため、LC/MS、GC/MSを用いた検査を行い、死後の薬物体内動態を明らかにする。