hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
建築・都市分野における計算幾何学と離散最適化

このモデルを大規模なショッピングセンターに適応することで,避難誘導を行わない場合と比較して,2割程度避難完了時間が短縮されることを確認した.組合せ剛性理論において、冗長性のあるフレームワークの組合せ的特徴付けをおこなった。任意のk本のbarを除いても剛であるようなフレームワークを(k+1)-edge-rigidと定義し、Lamanフレームワークから最小の本数のbarを付加して2-edge-rigidのフレームワークを得ることを目的としたGarcia等のアルゴリズムの背後にある組合せ的特徴を明らかにした。また、jointの数が一定の下で、最小のbarの本数を持つ3-edge-rigidフレームワークをすべて生成するアルゴリズムを構築することに成功した。同様に、最小のbarの本数を持つ5-edge-rigidフレームワークを生成するアルゴリズムを開発したが、そのようなフレームワークをすべて生成しているかどうかについては未解決である。組合せ剛性理論において, 3次元剛性特徴付け問題を動機として,グラフの根付き木分割問題に取り組んだ.グラフ理論において基本的定理であるTutte-Nash-Williamsの木詰込み定理の一般化として,各頂点への接続にマトロイド独立性制約が付与された特殊な根付き木分割が可能であるための必要十分条件の導出に成功した.さらに,このマトロイド制約付き根付き木分割定理を利用して3次元剛性に関する新たな定理の証明を行った.また、高速な剛性検査のアルゴリズムの開発を行った.頂点次数が定数である仮定の元で,グラフの2次元剛性が定数時間で近似的に検査出来る事を証明した.避難計画問題の研究に関して、動的ネットワークフローモデルにおいて最も基本的な問題である最速輸送問題に対するアルゴリズムの研究を行った.得られた成果としては,2000年にHoppe and Tardosによって提案されたこの問題に対する代表的なアルゴリズムに対する問題点を発見し,さらに本アルゴリズムの提案前に発表されたHoppe and Tardosの手法が現在の劣モジュラ関数の理論を使うと多項式時間で動くことを発見した.応用上の成果として、現実的なデータを用いた実験,およびこれまでの問題では扱うことができなかった避難所に容量がある場合を扱うことのできるモデルの構築およびアルゴリズムの開発,そして現実的なデータへの適用を行った.具体的には普遍的最速フロー問題に関しては徳島市沖洲地区に関するデータへの手法の適用,そして避難所に容量がある場合に関しては,普遍的最速フロー問題を参考に前方時間優先最速フロー問題を定式化し,時間拡大ネットワークを用いたアルゴリズムの開発,そして普遍的最速フロー問題と同様徳島市沖洲地区への適用を行った.
宮崎県下におけるドロレス顎口虫の生活環、特にヒトへの感染経路の解明

宮崎県下では1988年に我々が世界初のドロレス顎口虫人体感染確定診断例を見いだし、それ以前の7例の類似症例のうち皮膚生検で虫体が確認されていた2例からも、パラフィンブロックから虫体を剖出し、いずれもドロレス顎口虫幼虫であると同定した。それ以後も新規患者の発生が続き、延べ14例(虫体確認例4例)の患者を見つけた。問診上、14例中13例は渓流釣り愛好家あるいはその家族で、渓流魚の生食歴があり、これが感染源として重要であると推測された。また、1例はマムシ生食の既往歴がある。患者への感染源、および流行地域でのドロレス顎口虫の生活環を明らかにする目的で、まず終宿主である野生のイノシシについて調査を実施したところ、宮崎県の中央山地では現在でもほぼ100%の感染率であった。また、雌成虫より虫卵を取り出し、人工孵化して得た第1期幼虫を第1中間宿主である冷水型ケンミジンコに感染させて、第3期幼虫を得ることができた。次に、第2中間宿主や待機宿主について調査をおこなったところ、患者発生と密接な関係のある西都市銀鏡地区に棲息するマムシにはドロレス顎口虫幼虫が濃厚にしかも100%という高率で寄生しており、この幼虫をブタに感染させたところ成虫が回収された。さらに同地区で捕獲されたシマヘビも幼虫を保有していた。聞き取り調査によると野生のイノシシはヘビ類を食するということなので、自然界の生活環のなかでヘビが重要であると推察される。患者への感染を源として、問診では渓流魚が感染源となっている可能性が高い。そこで我々はヤマメについて約200匹を検査したが、これまでのところ幼虫を検出することはできなかった。また、1990年にはブル-ギルを刺身にして食した夫婦が同時に発症したため、一ツ瀬ダムにて捕獲したブル-ギル約200匹についても検査をしたが、幼虫は発見できなかった。したがって今後更に多数の検体についての調査を実施する必要がある。1985年より現在まで宮崎県下においてのべ11名のドロレス顎口虫症患者が見いだされている。これらの患者はいずれもライギョやドジョウの生食歴がなく、1名を除き全て渓流釣り愛好者あるいはその家族で、ヤマメその他の渓流魚の生食歴があり、これが感染源となっている可能性が高い。また1名の患者はマムシを生食しており、後述のようにマムシでは100%の感染率なのでこれが感染源と考えられる。1988年11月1989年2月の狩猟解禁期間中に宮崎県中央部山地で捕獲されたイノシシの胃を検査し、ドロレス顎口虫感染状況を調べたところ、10頭中7頭に感染が見られ、現在でも本虫が県下で広範に浸淫していることが明らかになった。イノシシ胃内から得た雌成虫の子宮より虫卵を取り出し、人工孵化して得た第1期幼虫を冷水型ケンミジンコ(C.vicinus)に感染させて、第3期幼虫を得ることができた。宮崎県中央部山地で捕獲されたマムシは全例筋肉内にドロレス顎口虫第3後期幼虫を保有しており、なかにはマムシ1個体から100匹以上の幼虫が検出されたものもある。

さらに、同地域で捕獲されたシマヘビからも同様にドロレス顎口虫第3後期幼虫が検出され、ヘビが待機宿主として、また人体への感染源として重要であることが明らかとなった。マムシとシマヘビはともにカエルを補食対象としていることから、カエルが中間宿主として重要であると考えられる。マムシから回収した第3後期幼虫をブタに投与したところ、3ヶ月後に成虫が得られたので、この幼虫が感染性を保持していることが確認された。患者への感染源として最も疑われているヤマメについては計5回にわたり100匹以上検査をしたが、これまでのところドロレス顎口虫幼虫は検出されておらず、感染率は非常に低いものと思われる。宮崎県下では1988年に我々が世界初のドロレス顎口虫人体感染確定診断例を見いだし、それ以前の7例の類似症例のうち皮膚生検で虫体が確認されていた2例からも、パラフィンブロックから虫体を剖出し、いずれもドロレス顎口虫幼虫であると同定した。それ以後も新規患者の発生が続き、1990年には新たに4名の患者が見つかり、その内1例からは虫体が生きたままで摘出された。従って、宮崎県下におけるドロレス顎口虫症の患者は延べ14例(うち虫体確認例4例)となった。患者はこれまでと同様に宮崎県西都市とその近郊に集中しており、いずれも渓流釣り愛好家あるいはその家族で、渓流魚の生食歴がある。1990年に見つかった患者はテラピアやブル-ギルなど外国から輸入されて日本の河川・湖沼に広がった魚を生食しており、調査対象の魚種が拡大している。昨年度に引続き1990年11月より1991年2月の猟期に終宿主である野生のイノシシについて西都市銀鏡地区を中心に調査を実施したところ、15頭中14頭からドロレス顎口虫成虫が検出された。従って、現在でもほぼ100%の感染率が維持されていることが確認された。回収した虫体は免疫診断用抗原の作製に供した。この抗原と患者血清を用いてELISAによる診断の有効性について検討したところ、虫体確認例では4例中3例が陽性であったが、虫体の確認できなかった疑診例では5例中2例が陽性で、感染により必ずしも抗体価の上昇が見られるわけではないことが明かとなった。第2中間宿主や待機宿主についても昨年から引続き調査をおこなっているが、昨年同様に西都市銀鏡地区に棲息するマムシにはドロレス顎口虫幼虫が濃厚にしかも100%という高率で寄生していた。今回、ブル-ギルの刺身を食した夫婦が同時に発症したため、一ツ瀬ダムにて捕獲したブル-ギル約200匹について検査をしたが、幼虫は発見できなかった。現在更に多数の検体についての調査を実施中である。
近代日中関係の対外宣伝と相互理解をめぐる摩擦と模索－『順天時報』の分析を通して

研究代表者と共同研究者は各自の研究課題に即して調査・研究を開始した。各班の進捗状況は次のとおりである。順天時報班では、日本国内に保存されている『順天時報』および同紙に関わった人物の関連資料の収集を開始した。特に同紙の報道姿勢を特徴づける論説や報道記事を分析した。ただし、当初予定していた同紙と日本の新聞界・言論界との関わりについての考察は次年度以降の課題として残った。政治外交班では、中国・台湾を中心に関連資料を収集した。特に欧米各国が同紙をいかに捉えその報道を活用していたかを考察するため、研究分担者(小池)がドイツにおいて関連資料の収集を行った。社会文化班では、国内外において関連資料を収集した。本研究と連動する研究会(順天時報の会)を5回開催し、研究報告が4回(うち1名は連携研究者(島田))、論説記事の会読が1回、『順天時報』に関する資料紹介が1回(研究代表者(青山))、関連書籍紹介が1回、それぞれ行われた。また、シンポジウム「第一次世界大戦と中華民国」(2018年11月17日、東洋文庫)を順天時報の会と中華民国史論の会が共同開催し、7名が報告し(うち1名は研究分担者(小池))、54名の参加者を得て、『順天時報』が存在した時期の中国の政治・外交・思想・社会の各方面について再検討を行った。本研究の前提となったJFE21世紀財団「アジア歴史研究助成(2016年)」の研究報告書として、論文「日系中国語新聞『順天時報』と近代東アジアにおけるナショナリズムの相剋ー新聞観と新聞法規への態度を手がかりにー」を研究代表者(青山)が執筆し、公刊された。共同研究者は各自の研究課題について調査・研究を開始しているが、各班または全体において進捗状況や研究成果を共有したり討論する機会を設けられていないため。各班または全体において進捗状況や研究成果の共有や討論を行う機会を設ける。また、研究課題の考察を進める上で必要な資料調査がまだ不足しているため、次年度は不足している資料の収集と分析に努める。当該年度に予定していた研究用パソコンの購入を見合わせたこと、国内外における資料調査が予定していたよりも少なくなったことによる。研究用パソコンについては当該年度は現有のもので対応したが、研究遂行上、現有のものでは最終年度までの使用に耐えないため、次年度の早い時期に研究用パソコンを購入する予定である。また当該年度に実施できなかった国内外での資料調査を次年度に行う予定である。
多部門連携チームアプローチによる胃切除術後患者に対する栄養指導の検討

胃切除術後患者の体重データを分析した結果、術後6ヶ月までは体重減少がみられ、術後612ヶ月は横ばいの傾向がみられた。術後6ヶ月までの経過時期にあわせて、体重と食事のポイントをまとめたA4判1枚のリーフレットを2つ試作した。地域で開催される、胃がん術後の患者・家族を対象としたバイキング形式の会食の企画開催に携わった。多職種(医師、看護師、栄養士)で検討した結果、患者・家族が術後症状を自律的に調整するには、術式別の情報提供が効果的と考えられ、臨床の栄養指導実践に活かしていく。本研究は、胃切除術後患者の体重増加の変遷の実態を明らかにし、臨床の栄養指導の検討と実践に活かしていくことを目的としている。胃切除術後患者の栄養指導データベースには、入院時、退院時、術後1ヶ月、術後3ヶ月、術後6ヶ月、術後12ヶ月と継時的に、体重、AC(上腕囲)、TSF(上腕三頭筋部皮下脂肪厚)、食事摂取割合等のデータを集積中である。データベースから2008年9月までの1,544名を抽出したところ、術後12ヶ月後データのある患者は213名であり、6時点(入院時、退院時、術後1ヶ月、術後3ヶ月、術後6ヶ月、術後12ヶ月)全て揃っているのは53名であった。そこで入院時、術後6ヶ月、術後12ヶ月の3時点の体重データが揃っている140名について分析を行った。対象の性別は、男性98名、女性41名、不明1名、年齢は63.5±11.2歳である。入院時IBW (Ideal Body weight;理想体重比)90%以上は115名、術後6ヶ月時点は73名であった。IBW90%以上と未満に分けて経過をみると、全体的に、術後半年まで体重減少がみられ、1年後は横ばいの傾向にあった。ただし、このデータベースは、退院以降において体重が増えずに栄養相談を受けた患者のデータであり、偏りが生じていると考えられる。胃切除術後患者の一般的な体重増加の実態を明らかにするためには、胃がん患者全数の体重等の変化を把握し分析を行う必要がある。同時にデータベース項目の見直し、欠損データを削減する方法の検討を行い、引き続きデータを収集していく。これまでにデータを分析した結果、術後6ヶ月までは体重減少がみられ、術後12ヶ月までは横ばい、また入院時IBW(理想体重比)90%以上と未満を比較すると、2群とも同じ傾向の体重変化がみられた。よって、術後半年までの体重減少率を小さくすることと、術後6ヶ月後も体重減少がみられる患者の支援が特に必要と考えられた。体重増加のためには、患者・家族らが自分自身の食事摂取量と体重の変化を判断し、自律的に調整することが最も重要であると考える。しかし退院後、栄養指導を希望する患者のなかには、「○○は、いつから食べてよいか」「お腹の調子がすっきりしない」など、以前指導した際の情報を一方的に受け取って、食行動の変更に医療者の許可を求めたり、症状出現の不安から、患者自身で厳格に制限を設けたりする場合がある。知識提供型の書籍はこれまでにたくさん出版されているが、患者自律を促すため、情報と自分自身の状況を統合して判断し、対処法がみつけられるように、体重変化と食事のポイントをA4判一枚のリーフレットにまとめる検討をしている。また、これまで栄養士、退院後の相談窓口である「よろず相談」の活用を検討してきたが、病棟看護師も加わり、入院期間中から退院後の長期にわたって適切な介入時期、方法について検討をはじめる。体重増加のためには、患者・家族が患者自身の食事摂取量と体重の変化を判断し、自律的に調整することが最も重要であると考える。栄養士、病棟看護師と共に、体重変化と食事のポイントをまとめた、A4判一枚のリーフレットを試作した。これまでの分析で、術後半年までの体重減少率を小さくすることが有効と考えられ、療養経過時期に沿って理解しやすいよう「退院術後1ヶ月」「術後1ヶ月術後6ヶ月」の2つを作成した。また、病院に寄せられる相談だけでなく、患者・家族の食事に関する悩みを広く把握するため、地域で開催される、胃がん術後の患者・家族を対象にした会(栄養士の講話、会食と交流)の企画開催に携わった。会食形式は、患者・家族の発言内容だけでなく、実際にどのような料理を選択しているかや、食べ方の情報が得られる利点がある。患者・家族は、一度上手くいかないと以後それを避けがちであるが、栄養士からアドバイスをもらうことで、上手くいかなかったのはなぜか、また試してみようという変化がみられた。

これらから、患者・家族が食事摂取に関する情報と自分自身の状況を統合して判断し、対処法が見出せるような情報内容に整えて提供する必要があると考えた。具体的な術後症状と対処のまとめ方については、医師、看護師、栄養士の多職種カンファレンスで検討し、術式・再建方法別の情報提供がよいと考えられた。本研究を進めるにしたがい、多職種、地域の視点を広く取り入れて検討できたが、情報に関しては、定期的に見直しをする必要があり、今回の研究実績をもとに、よりよい情報提供に役立てる。
水産無脊椎動物筋肉の死後変化に関する研究

1.クルマエビ筋肉を低温に貯蔵するとATPが激減し,AMPとIMPが蓄積した。K値は緩慢に増加した。グリコーゲンと解糖系中間代謝産物含量は比較的低く,低温貯蔵中にスムーズに代謝され乳酸に変化した。主要遊離アミノ酸はグリシン,アルギニン,プロリン,グルタミン酸,アラニン,タウリンであった。オルニチンは貯蔵中に増加し,鮮度判定指標として有用であった。ポリアミンとしてプトレシンのみが検出された。脂質含量は約1%であり,リン脂質とステロールが主要成分であった。リン脂質はホスファチジルエタノールアミンとホスファチジルコリンが主成分であった。貯蔵中に加水分解が起こり,遊離脂肪酸が増加した。EPAが貯蔵中に減少し、酸化される主要な不飽和脂肪酸であることがわかった。2.ホタテガイ閉殻筋のATPの分解,アルギニンリン酸の減少,オクトピンの増加は-3°C貯蔵で最も速く,次いで0°C,5°Cの順であった。AMPはあまり蓄積せず,イノシン(HxR),ヒポキサンチン(Hx)への分解が貯蔵初期からみられた。IMPとアデノシン(AdR)が少量検出され,AMPは2経路を通ってHxRに分解された。D-乳酸が貯蔵中に増加,蓄積し,オクトピンとともに解糖系最終産物であった。D-乳酸は鮮度判定指標として有用であった。3.マボヤ筋膜体を貯蔵するとATP,ADP,AMPが減少し,HxR,Hxが増加した。Hxは時間とともに増加し,鮮度判定指標として有用であった。IMPとAdRが少量検出され,AMPは2経路を通ってHxRに分解された。K値の上昇はかなり速やかであった。グリコーゲン含量は2月に2%と最も低く,増加して8月に最高値(9%)に達し,その後減少した。グルコースが貯蔵中に著しく増加し,グリコーゲンはアミロリティック経路で分解された。G6P,F6P,FDPも検出された。また貯蔵中に乳酸の増加がみられた。1.活クルマエビを即殺し,低温(5°,0°,-1°C)に貯蔵するとATPは急激に減少し,AMPとIMPが蓄積した。イノシンとハイポキサンチンは可食状態では低含量であったが,腐敗が進行するとハイポキサンチンが急増した。K値は緩慢に増加し,20%で初期腐敗であった。2.クルマエビ中のグリコ-ゲンと解糖系中間代謝産物含量は比較的低かった。低温貯蔵中にスム-ズに代謝され,蓄積はみられなかった。解糖最終産物は乳酸であり,50mg/100gのレベルまで増加し,その後減少した。3.遊離アミノ酸はグリシン,アルギニン,プロリン,グルタミン酸,アラニン,タウリンで全体の97%を占め,とくにグリシン含量は高かった。遊離アミノ酸総量は低温貯臓初期に減少し,初期腐敗時に最高となった。オルニチンは死直後に検出されなかったが,貯蔵中に漸増し,鮮度判定指標として有用と思われた。4.低温貯蔵中にポリアミンとしてプトレシンのみが検出された。

プトレシンは可食状態では検出されず,初期腐敗時に少量(1mg/100g)検出され,腐敗が進行すると急増した。5.クルマエビの脂質および5°C貯蔵中のその変化を調べたところ,一般に魚油の主成分であるトリグリセリドはなく,主要脂質成分はリン脂質およびステロ-ルであった。リン脂質ではフォスファチジルコリンおよびフォスファチジルエタノ-ルアミンが主要成分であり,その他フォスファチジルイノシト-ル,フォスファチジルセリンおよびスフィンゴミエリンが認められた。脂質含量は約1%であり,5°C貯蔵中に若干減少したものの大きな変化はなかった。しかし,TBA値は5°C貯蔵3日目で上昇し,10日目にはかなり酸化が進んだ。そこで,リン脂質のフォスファチジルエタノ-ルアミンについて脂肪酸組成を調べたところ,エイコサペンタエン酸(EPA)の減少が顕著であり,組成比で16%から2%になり,酸化の主要成分と考えられた。近年ホタテガイの流通量が増加しており,生食用の需要も大きいため,鮮度保持の関心も高い。しかし貝類の死後変化に関しての知見が少なく不明な点も多い。そこで,本年度は貯蔵温度がホタテガイ閉殼筋の死後変化に与える影響を調べた。活貝より閉殼筋(貝柱)を分離し,5°C,0°C,-3°Cに貯蔵した。ATP関連化合物,遊離アミノ酸,アルギニンリン酸,オクトピンおよびポリアミンはHPLCで,DーおよびLー乳酸は酵素法で定量した。その結果,ATPは貯蔵開始時に59μmol/gと個体差はみられたが,いづれにおいてもATP関連化合物総量の約60%を占め,K値は約1%であった。ATPの減少速度は-3°C貯蔵で一番大きく,0°C貯蔵がそれに続き,5°C貯蔵では緩慢であった。ATPの減少に対応して速やかにイノシン,ヒポキンサチンが生成し,従ってK値の上昇は-3°C,0°C,5°Cの順の大であった。貯蔵の過程でIMPとアデノシンがともに生成し,AMPの分解はIMPおよびアデノシンを経由する2経路が存在するものと考えられた。乳酸は貯蔵開始時に約40μg/g存在し,そのうちDー乳酸が8090%を占めていた。貯蔵温度が高いほど乳酸の増加量は大きく,またDー乳酸の占める割合が高かった。遊離アミノ酸として主要なものはグリシン,タウリン,アルギニン,アラニン,グルタミン酸であり,アルギニンは貯蔵中に著しく減少し,オルニチン,アグマチン,オクトピンに変化した。アルギニンリン酸の減少およびオクトピンの増加がATPの減少に並行してみられた。これらのことからオクトピンとDー乳酸がホタテガイ閉殼筋の解糖系主要最終産物と考えられた。ポリアミン類では5°C貯蔵では主にプトレシン,カダベリン,アグマチンが徐々に増加し,0°C貯蔵でも少量生成がみられたが,-3°C貯蔵では検出されなかった。オクトピン,Dー乳酸,オルニチンおよびプトレシンはホタテガイの鮮度判定指標として有用と思われる。1.活マボヤを用い,筋膜体を-3°C,2°C,20°Cに貯蔵した。AMPが死直後において最も高含量で、次いでADPが高く,ATPは低含量であった。貯蔵中にATP,ADP,AMPは減少し,イノシン(HxR)とヒポキサンチン(Hx)が増加した。Hxは貯蔵時間とともに増加し,鮮度判定指標として有用であった。IMPとアデノシンも少量検出され,AMPは2経路を通してHxRに分解されることがわかった。K値はかなりの速度で上昇し,初期腐敗時に75%であった。2.グリコーゲン含量には季筋変化があり,2月に2%と最も低く,その後増加し,8月に最高値(9%)に達し,次第に減少した。グルコースは死直後に2248mg/100gであり,貯蔵中に顕著な増加がみられた。
核融合炉溶融塩フリーベブランケットからの先進的トリチウム回収装置の研究

溶融塩Flibeはヘリカル型核融合動力炉(FFHR-2)の先進的液体ブランケット概念設計に取り入れられ、強磁場、強中性子束環境においても良好な熱除去とトリチウム増殖が期待されている。しかし、溶融塩中のトリチウム取扱技術が難しい事、トリチウム閉込めと回収が難しい事が予想され、世界的に見ても実証研究例が非常に少なかった。本研究では、トリチウム回収装置設計に必要なFlibe溶融塩内の金属材料中の水素同位体透過率、金属BeによるFlibeの酸化還元制御等を実験的に検討し、目標となるFlibe中のトリチウム濃度を1ppm以下、トリチウム漏洩率を10Ci/Day以下に制御するブランケット構成を実験的に確証することを目的とする。実験と解析から次のことが明らかにされた。1.Flibe中の重水素透過率をNi製二重管式透過装置を使って初めて測定した。求めた溶解度から未精製Flibe中の水素同位体はH^+の形で存在し、H^+とF^-イオンの移動は相互に電荷中性になるように拡散することが分かった。2.Flinak中の水素透過係数を測定し、水素は分子状で存在することが分かった。これはFlinakではFlibeに見られるようなBeF_4^<2+>の分子ネットワークが存在せず、溶融塩中でF^-イオンは常にLi^+,K^+,Na^+イオンと局所的に強い結合をして局在するからと考えられる。3.溶融Flibe中に金属Beを浸すことにより、酸化還元制御可能であることが分かった。これより、Flibe中に存在していた自由F^-イオンが溶解したBeと反応し、BeF_2の分子結合をして、F^-イオンが消費され、水素イオンは分子状で存在するようになると考えられる。従って、核融合炉内のトリチウムを分子状に制御可能であることが分かった。4.1GWの熱出力で発生するトリチウムを許容されたトリチウム漏洩率に保持するためには、高いトリチウム回収率が必要である。そのための、透過窓、気泡塔、スプレー塔の設計方程式を構築し、装置の規模を評価した。溶融塩Flibeはヘリカル型核融合動力炉(FFHR)の先進的液体ブランケット概念設計に取り入れられ、強磁場、強中性子束環境においても良好な熱除去とトリチウム増殖が期待されている。しかし溶融塩中のトリチウム取扱技術が難しいのとトリチウム閉込め・回収が難しいことが予想され、世界的に見ても実証研究例が非常に少ない。本研究ではトリチウム回収装置設計に必要なFlibe溶融塩内の各種金属材料の水素同位体透過率をZr, Ti, Ce等によるRedox制御下で実験的に検討し、目標となるFlibe中のトリチウム濃度を1ppm以下、トリチウム漏洩率を10Ci/day以下に制御するブランケットを構成することを目的にする。本年度は研究の初年度であり、実験装置の組み立てとFlibeの製造をおこなった。溶融塩はLiFとBeF_2から合成したが、そのうちBeF_2は人体に慢性的毒性を与える事が知られているので、真空置換型グローブボックス内で溶融塩の真空ポンプによる脱水、溶融ポット中で溶融、合成をおこなった。引き続いてU字管タイプのキャピラリーチューブ内で、Liや溶融塩中の水素同位体透過拡散実験をおこなった。

現在実験を鋭意継続中である。本実験計画は米国アイダホ国立研究所との共同実験も含んでおり、成果の一部を今年度のISFNT-6国際会議や米国原子力学会で発表した。実験と並行して新しいブランケット概念も検討した。1GWの熱出力で発生するトリチウムを漏洩率10Ci/day以下にするには比で1/10^5以下まで透過防止策を講じる必要がある。そこで本研究者はFlibeやFlinakの二重構造トリチウム透過防止流路を考案し、さらにトリチウム回収装置として、透過窓、気泡塔、スプレータワー塔の設計式を構築し装置の規模を評価した。成果は外国雑誌に掲載された。次年度も引き続いて実験と解析を継続する。溶融塩フリーベ(LiF+BeF_2)ブランケットは、トリチウムの連続処理が可能で増殖性能がよい高性能で魅力的なブランケットコンセプトであるが、核癒合炉からのトリチウム漏洩を安全性向上のため10Ci/day以下に抑えるため、高効率のトリチウム回収装置を開発する必要がある。この点についてフリーベ研究はかなり遅れていた。さらにフリーベはその酸化還元状態によりトリチウムの存在形態が変わり、核融合炉設計にきわめて重要なトリチウムインベントリとトリチウム拡散挙動に影響をおよぼし、この点を明らかにする事で、また同時にトリチウム化学挙動を制御する事で、効果的なトリチウム回収と透過抑制を達成する事ができる。本年は、昨年度の研究に引き続き、同心円ニッケルプルーブ間に存在するフリーベ中の重水素の溶解度と拡散係数、透過係数を測定した。その結果求めた溶解度は別の方法で測定した報告値の数百倍となり、水素が分子の形ではなく、別に融けていたフッ素と結合しフッ化水素として存在する事が分かった。また拡散係数もその傾向を示した。結果は、今年度国際学術誌および、ベリリウム国際ワークショップで発表した。今年度行う予定であった、Redox制御実験は実験装置の製作にとどまり、来年度引き続いて行う事にした。さらに溶融塩ブランケットにおいて最も重要な課題であるトリチウム透過抑制のための液体膜による透過抑制策について実験的に検討するため、Flinak(LiF+NaF+KF)の混合溶融塩の水素同位体溶解度と拡散係数を測定するための装置を製作し、実験を始めた。来年度は本研究の最終年度であるが、引き続いて実験をおこない、成果を国際学会等で発表したい。核融合炉溶融塩フリーベ(Li_2BeF_4)ブランケットは、トリチウムの連続回収処理が可能で増殖性能がよく、固体に比べて先進的で魅力的なブランケットコンセプトであるが、核融合炉からの連続的かつトリチウム漏洩をできるだけ低く押さえる必要があり、安全性向上のために現状では10Ci/day以下に維持するための、高効率のトリチウム除去装置を開発する必要がある。またトリチウムはフリーベ中でフッ化トリチウムの形で存在し、これが材料腐食性が強いので、フリーベの酸化還元制御をおこない、トリチウム化学形を水素分子形にする必要がある。フリーベはかつて溶融塩核分裂炉の燃料融解剤として多くの研究が行われたが、核融合炉に適用するためのトリチウム安全性研究は遅れていた。本研究では、フリーベの化学制御実験ならびに、トリチウム回収装置設計の基礎資料となる拡散係数と溶解度の測定をおこなった。まず拡散装置測定のため、同心円ニッケルプルーブ間に存在するフリーベの水素同位体透過係数と拡散係数を求めた。研究最終年度の2004年度には、重水素の透過挙動の成果をJ.Nucl.Mater.等の国際学術論文誌に発表した。
運動時の諸臓器の血流再分布における血管収縮物質であるエンドセリンの役割の解明

エンドセリン-1は、血管内皮細胞や心筋細胞で産生され、血管収縮作用と共に、心臓にて強心作用(陽性変力作用)と心拍数上昇作用(陽性変時作用)を引き起こす。一方、運動時の心機能亢進に、心臓の交感神経系だけでなく、心筋エンドセリン-1が関与するかは不明である。本研究にて、ラットの運動負荷時における心臓でのエンドセリン-1産生を検討した。ラットにトレッドミル走(25m/min,45分間,0% grade)を負荷した(運動群)。その間、安静にしていたラットを対照群とした。運動直後に心臓を摘出し、エンドセリン-1の組織ベプチド濃度、及びエンドセリン-1、エンドセリン変換酵素、エンドセリン受容体のmRNAの発現をRT-PCR法にて検討した。心臓でのエンドセリン-1の組織ペプチド濃度及びmRNAの発現は運動群の方が対照群よりも著明に高値であった。一方、エンドセリン変換酵素及びエンドセリン受容体(エンドセリンA受容体及びエンドセリンB受容体)のmRNAの発現には、両群で違いが認められなかった。すなわち、ラットに長時間の急性運動負荷を加えると、心臓でのエンドセリン-1産生が著明に増大するが、心臓のエンドセリン変換酵素とエンドセリン受容体には変化が生じないことが示唆された。エンドセリン-1は、心臓にて強心作用と心拍数上昇作用を有するため、運動時の心機能亢進に内因性エンドセリン-1が関与することが示唆された。ゆえに、運動時の心機能調節に心臓交感神経系だけでなく、心臓エンドセリン系も関与する可能性が示唆された。血管内皮細胞が産生するエンドセリン-1は、強力な血管収縮作用を有する。またエンドセリン-1は、ノルエピネフリンの血管収縮作用を増強することも報告されている。一方、運動時には、活動筋で血流量が増加し、腎臓などの内臓諸臓器で血流量が減少する血流再分布が生じるが、そのメカニズムの詳細は不明である。本研究では、エンドセリン-1がこの血流再分布に関与するか否かをラットにて検討した。運動直後に腎臓および肺を摘出し、それぞれの組織中エンドセリン-1濃度とエンドセリン-1のmRNAをreverse transcription and polymerase chain reaction (RT-PCR)法にて検討した。両群の肺において、組織中エンドセリン-1濃度とエンドセリン-1のmRNAの発現はどちらも違いがなかった。一方、腎臓における組織中エンドセリン-1濃度とエンドセリン-1のmRNAの発現は、運動群の方が対照群よりも有意に増大していた。運動時には腎臓の血流が著明に減少することが知られているが、腎臓におけるエンドセリン-1の産生増大がその一因である可能性が示唆された。本研究により、エンドセリン-1は運動時の腎臓の血流量の低下に関与する可能性が示唆され、またこのことが活動筋の血流量増大を引き起こす原因の一つである可能性が考えられた。
オーガナイザーにおけるLIMホメオドメイン蛋白質Xlim-1の標的遺伝子の解析

アフリカツメガエルのオーガナイザーに発現するLIMホメオドメイン蛋白質Xlim-1は転写因子として働きオーガナイザーの前方型神経組織の誘導に関与していることが示唆されている。したがってXlim-1の標的遺伝子を明らかにすることはオーガナイザー活性を担う分子カスケードの一端を明らかにする上で非常に重要である。本研究では、Xlim-1の標的遺伝子候補の検索と、またその過程で見い出されたcerberus遺伝子のプロモーター解析を行った。(1)サブトラクション・ライブラリーを用いたXlim-1標的遺伝子候補の検索:活性型Xlim-1を発現させたアニマル・キャップを用いてサブトラクション・ライブラリーを作成し検索したところ10種の遺伝子を得た。全胚in situハイブリダイゼーションで発現領域を検討した結果、5つ遺伝子がオーガナイザー領域に発現し、その中に頭部誘導因子Cerberusの遺伝子が含まれていた。(2)cerberus遺伝子のプロモーター解析:cerberusのゲノム遺伝子プロモーター領域を単離しpGL3-basicベクターに組み込み、ルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとしたレポーター・コンストラクトcer/Lucを作成した。cer/Lucと活性型Xlim-1 mRNAをアフリカツメガエル2細胞期の動物極側に顕微注入し、胞胚期でアニマル・キャップを切除し、原腸胚期でルシフェラーゼ活性を測定した。その結果、(i)活性型Xlim-1により強く活性化されること、(ii)反応領域は0.58kbで十分であること、(iii)その領域にXlim-1の結合配列である多数のTAATコアモチーフが存在すること、(iv)-0.22から-0.12を欠失すると反応性が消失すること、が明かとなった。これらの結果はcerberusがXlim-1の直接の標的遺伝子であること、およびXlim-1のオーガナイザー機能への関与の少なくとも一部はcerberusの発現を介していることを示唆している。
生体制御システムを利用した低酸素病変部を感知するバイオセンサー型プローブの創製

腫瘍の効果的な治療のためには、悪性度の高い低酸素がん細胞を早期に発見することが必要であり、腫瘍内の病的低酸素領域を高感度に検出するためのイメージングプローブの開発が望まれている。本課題では、生体応答を利用した「バイオセンサー型プローブ」の分子設計を行った。その結果、蛍光色素のH型ダイマー形成現象を設計したプローブは構造依存的に蛍光強度が変化し、低酸素病変部のプローブとしての有用であることが示唆された。本研究はがんや循環器系疾患で治療標的として非常に注目されている、低酸素環境を検知するプローブの創製を例として、汎用性・実現性の高い手法を組み合わせた環境検知プローブの分子設計において有効な方法論を提供することを目的とする。そこで、低酸素条件下では細胞内でシグナルを発するが、通常酸素条件下ではシグナルが消失する「バイオセンサー型プローブ」を設計する。本年度はまず、低酸素応答で中心的な役割を果たす転写因子HIFの細胞内存在量を規定しているpVHLタンパク質を鋳型とするプローブの分子設計を行うために、pVHL遺伝子を増幅し、細胞内発現用ベクターに組み込んだ。最終的には大腸菌で発現させて精製し、近赤外蛍光色素を結合させた外部投与型のプローブを目指しているが、今後作成する多くの変異型プローブタンパク質について低酸素応答性を簡便に評価するために、哺乳類培養細胞内で発現させる。また、細胞膜透過性ドメイン配列とFLAGタグ配列をpVHL配列に融合した。そこで、変異の1段階目として、近赤外蛍光色素を結合させるためのシステイン残基の位置を任意に選択できるように、pVHLに内在する2つのシステイン残基をアラニン、グリシン、セリンに置換した変異型プローブタンパク質7種をコードするベクターの構築を行った。現在、培養細胞内で発現させて低酸素応答性を調査中であり、最も感度のよい変異体を用いてさらに高機能化を進めていく予定である。低酸素条件下では細胞内でシグナルを発するが、通常酸素条件下ではシグナルが消失する「バイオセンサー型プローブ」の開発を行った。そのために、細胞の低酸素応答で中心的な役割を果たす転写因子HIFの細胞内存在量を規定しているpVHLタンパク質をscaffoldとした分子設計を進めた。昨年度は酸素濃度依存的なpVHLの分解システムを応用しようとしたが、培養細胞の内在性pVHLのタンパク質量を解析すると酸素濃度依存性がほぼ見られないことが分かり、プローブへの適用は難しいと考えられた。そこで本年度はpVHLの立体構造変化に着目した分子設計を行った。pVHLは低酸素条件下ではSUMO化酵素PIAS4の活性によりSUMO化されて核内へ移行するが、PIAS4との相互作用時やSUMO分子の結合時には構造変化を伴うことが予想される。そこで特定の構造をとった時にのみシグナルを発するプローブの作成を目指し、タンパク質分子の構造変化と蛍光色素のH型ダイマー形成による、消光-蛍光スイッチング現象を組み合わせた応答性プローブの作成を行った。まず、pVHLタンパク質の立体構造を基にしてアミノ酸を2個ずつ選び、それらをシステインに置換した11個の変異体を設計した。これらの変異体を精製し、導入したシステイン残基を蛍光色素TAMRA-マレイミドで標識した。さらにネイティブ状態と界面活性剤で変性させた状態とで蛍光強度を測定したところ、構造変化に伴う蛍光増加が確認できた。このことは、pVHLの構造変化を蛍光シグナルで検知できることを示しており、応答性プローブの開発のための大きな成果である。同時に、色素のH型ダイマー形成をタンパク質分子内で容易に実現できることも明らかになった。細胞の低酸素応答にともなって立体構造が変化すると考えられるpVHLタンパク質をscaffoldとし、「バイオセンサー型プローブ」の分子設計を進めた。昨年度までに、pVHLタンパク質分子中に2個の蛍光色素TAMRAを部位特異的に結合させると、TAMRAはH型ダイマー形成によって消光し、pVHLの構造が変化するとダイマーが解消されて再び蛍光を発するようになることが分かった。つまり、pVHLの構造変化を蛍光シグナルで検知できることが明らかになった。そこで本年度は消光-蛍光スイッチング現象が確認できた3つのプローブについて分子動力学シミュレーションを実施し、プローブの立体構造とH型ダイマー形成が可能な距離を調査した。具体的には、TAMRAを結合させたpVHL初期モデル構造を作成し、Amberプログラムを用いてMDシミュレーションを行った。その結果、いずれのプローブにおいてもpVHLの主鎖構造は保たれており、結晶構造をもとに設計を行うことで本来の構造・機能を損なうことなく蛍光色素を導入できることが示唆された。さらに、TAMRAの色素間距離は最大で約40Å離れていても消光が観察されたことから、この距離以内に収まるように色素を結合することで、H型ダイマー形成を人工的に導入することが可能であることも分かった。以上より、pVHLプローブのプロトタイプが作成できた。

また、当初の計画通り、合理的分子設計に基づく環境検知プローブの分子設計において汎用性の高い方法論を示すことができた。昨年度までに、色素のH型ダイマー形成を人工的に組み込むことで、タンパク質構造変化を利用したシグナル発信モジュールを作成できることが明らかになった。これは環境検知プロープの分子設計法の開拓において大変有用な成果である。さらに、細胞膜透過ペプチドを融合した細胞内デリバリー技術も評価中である。今後はプローブの応答性評価をしながら構造最適化を行うことで、低酸素環境検知プローブを作成する。24年度が最終年度であるため、記入しない。まず、細胞膜透過ペプチドを融合させたプローブを作成し、培養哺乳類細胞を用いて低酸素応答性を評価する。またMDシミュレーションを行って最もシグナル強度が変化する色素導入位置を計算し、実際に作成する。さらに近赤外蛍光を発する色素に変更して標識し、in vitro評価、in vivo評価を行う。
肝阻血再灌流障害におけるセロトニン誘導内皮細胞障害の病態解明と制御

[目的]セロトニンは単独では弱い血小板凝集を示すに過ぎないが、他の凝集惹起物質、薬剤による血小板凝集を相乗的に増強する作用を示すとされる。また、セロトニンは強力な血管収縮物質であり主要な血小板由来の血管収縮物質であると考えられている。また、血小板表面にはS2レセプターが存在し、セロトニンはこれを介して血小板凝集を活性化する。セロトニンは、血管内皮障害部位では血管平滑筋細胞膜上と血小板膜上に存在するS2レセプターに作用し血管収縮と血小板凝集を引き起こす。従って、セロトニンの局所の増加は虚血障害をより増悪すると考えられる。そこで、実験的肝部分温阻血再灌流モデルを用いて肝阻血再潅流障害におけるセロトニンの意義を明らかにすることを目的とした。[対象と方法]8週令SD系雌性ラットを用い肝部分温阻血再灌流モデルを作成し、対照群(Sham)、30分阻血群(30I)、60分阻血群(60I)、90分阻血群(90I)の4郡に分類した。それぞれ選択的セロトニンS2レセプター拮抗剤(S2Ra)投与郡、非投与郡を設定し、再灌流後30,60,90,120分後に犠牲死させた。血清生化学検査(AST, ALT, LDH)、摘出肝におけるセロトニンの局在を検討するために抗セロトニンモノクロナール抗体を用いた免疫組織染色を施行した。[結果]30I再潅流後30分のAST、ALT、LDH、60Iの再潅流後30分、60分、120分のAST値、30分、90分のALT値、および30分、90分、120分のLDH値、また90Iの60分後のAST、ALT値、120分後のLDH値が、S2Ra投与群で有意に低値であった。免疫組織学的検討では、90I再潅流後60分でセロトニンのグリソン氏鞘を中心とした出現を認めた。[結語]肝阻血再潅流障害の発生および進展におけるセロトニンの関与が示唆された。[目的]セロトニンは、正常血管と損傷血管とでまったく相反する作用をもたらす。内皮障害部位では血管平滑筋細胞膜上と血小板膜上に存在する5-HT2レセプターに作用し血管収縮と血小板凝集を引き起こす。そこで、実験的肝部分温阻血再灌流モデルを用いて選択的セロトニンS2レセプター拮抗剤(S2R)を投与しその効果によりセロトニンの関与を検討した。[対象と方法]8週令SD系雌性ラットを用い肝部分温阻血再灌流モデルを作成し4群;対照群(C)、30分阻血群(30I)、60分阻血群(60I)、90分阻血群(90I)に分類し、それぞれS2R投与、非投与に分けた。

再灌流後30,60,90,120分後に犠牲死させ、血清生化学検査(AST, ALT, LDH)、摘出肝において内皮障害の有無を比較するために抗不活性型calpain-μ抗体を用いた免疫組織染色を施行した。[結果]不活性型calpain-μはC群で肝細胞、内皮細胞に散在性に染色され、S2R投与群、非投与群とも阻血群ではグリソン鞘内小血管内皮細胞を含めて染色性が低下した。血清生化学検査値は、30I群、60I群ではS2Rを使用した群で低い傾向が認められた。[結語]肝虚血再灌流障害においてセロトニンの関与が示唆され、またグリソン鞘内小血管内皮細胞障害が疑われた。[目的]セロトニンは単独では弱い血小板凝集を示すに過ぎないが、他の凝集惹起物質、薬剤による血小板凝集を相乗的に増強する作用を示すとされる。また、セロトニンは強力な血管収縮物質であり、凝集血小板による血管収縮の大半がセロトニン拮抗剤により抑制されることからセロトニンが主要な血小板由来の血管収縮物質であると考えられている。また、血小板表面にはS2レセプターが存在し、セロトニンはこれを介して血小板凝集を活性化する。セロトニンは、血管内皮障害部位では血管平滑筋細胞膜上と血小板膜上に存在するS2レセプターに作用し血管収縮と血小板凝集を引き起こす。従って、セロトニンの局所の増加は虚血障害をより増悪すると考えられる。そこで、実験的肝部分温阻血再灌流モデルを用いて肝阻血再灌流障害におけるセロトニンの意義を明らかにすることを目的とした。[対象と方法]8週令SD系雌性ラットを用い肝部分温阻皿再灌流モデルを作製し、対照群(C)、30分阻血群(30l)、60分阻血群(60l)、90分阻血群(90l)の4群に分類した。それぞれ選択的セロトニンS2レセプター拮抗剤(S2R)R投与群、非投与群を設定し、再灌流後30,60,90,120分後に犠牲死させた。血清生化学検査(AST, ALT, LDH)、摘出肝における内皮障害の有無を比較するために抗不活性型calpain-μ抗体を用いた免疫組織染色を施行した。[結果]不活性型calpain-μはC群で肝細胞、内皮細胞に散在性に染色された。S2R投与群、非投与群とも阻血群ではグリソン鞘内小血管内皮細胞を含めて染色性が低下した。血清生化学検査値は、30l群、60l群ではS2Rを使用した群で低い傾向が認められた。
風成塵堆積物(いわゆるローム層)のOSL年代測定と微細石英の堆積速度変化

日本海の堆積物には大量の大陸起源の風成塵堆積物が含まれる.これらの風成塵堆積物の起源や供給量は,過去の冬季モンスーンや偏西風の強さ・軌道を反映して変化してきたと考えられる.今年度は,日本海で採取されたKT-94-PC5およびMD01-2407を用い,微細石英を抽出して,試料のOSLからこれらのプロベナンスに関する情報が得られるかの検討を行った.石英のOSLには,光に対する反応速度の異なる成分が存在する.このうち,fastおよびmedium成分は,花崗岩などの岩石中の石英には存在せず,堆積物中の石英のみに観測される.このことから,fastおよびmedium成分のslow成分に対する比(以下fast+medium)は,石英が岩石から削剥されてからの移動距離を指標になると考えられる.実際に黄土高原西部から採取したレスと東部のレスを比較すると,fast成分とmedium成分の全体に占める割合は,移動距離の長い東部のレスで大きくなっていた.一方,fast成分はおおむね白亜紀以前の花崗岩に含まれる石英を加熱すると観測されるが,若い時代の花崗岩を加熱してもmedium成分しか得られない.そこで,fast成分とmedium成分の比(以下fast/medium)は,堆積物中の供給源における母岩の時代を反映している可能性がある.次に実際の堆積物の中で石英のOSL成分の相対強度が時代とともにどう変わるかを,日本海北部で採取されたKT-94-PC5と南部のMD01-2407の2本のコアを用いて調べた.このうち,日本海南部の試料では,fast+mediumとfast/mediumの間に逆相関がみられ,風成塵の供給源が遠い場合には,母岩の年代が古く,近い場合には新しい,という傾向をもつことが分かった.また,MIS2,4の氷期にあたる時期に古い岩石から供給された石英が増加していることがわかった.栃木県の喜連川丘陵の上に堆積する風成塵堆積物を小川町芳井の露頭より採取した.まず,風成塵堆積物中に含まれる,年代既知のテフラの年代とOSL年代を比較するため,テフラ直下より採取した8試料のOSL年代測定を行った.試料は、沈降法により粒径4-11ミクロンの粒子をとりだし,珪フッ化水素酸で処理して微細石英のみを取り出した.微細石英試料のOSLに含まれる成分を調べるため,まずLM-OSL(linear modulated OSL)測定を行った.この結果,中国レスに含まれるfast成分のほかに,medium成分,slow成分が認められた.また,試料を加熱後に再度LM-OSLを測定すると,いちどブリーチされたmedium成分が回復することが明らかになった.そこで,OSL年代測定の際にはfast成分のみの信号強度を使って年代測定をする必要がある.OSLの発光曲線をフィッティングにより3つの成分に分離したのち,SAR法により等価線量を求め,試料のOSL年代を求めたところ,鈴木ほか(1998)により求められた,テフラのFT年代と一致する年代が得られた.さらに,OSLめ回復がみられたmedium成分の起源を調べるため,テフラに含まれる石英をガンマ線照射後,LM-OSL測定を行った.すると,テフラ中の石英にはfast成分はほとんど含まれず,medium成分と,slow1成分が卓越し,これらの成分のいずれもが,強いOSLの回復を起こすことが明らかになった.したがって,日本の堆積物のOSL年代測定を行う場合,テフラ起源の石英が含まれると,OSLの回復の影響をうけて年代を過小評価する危険性のあることがわかった.新潟県津南町の谷上段丘上に堆積した風成塵堆積物を約50センチおきに連続的に採取し,粒径4-11ミクロンの微細石英を抽出した.日本の風成塵堆積物(いわゆるローム層)は主として中国大陸起源のレスと小規模噴火による火山灰の混合物であると考えられるが,これに含まれる微細石英のOSLを測定すると,中国大陸起源石英に特徴的なfast成分と火山起源の石英のみにみられるmedium-slow成分の両方が認められる.昨年度の研究で明らかになったように,OSL年代測定をおこなう際は,OSLカーブからfast成分の信号強度のみをフィッティングにより取り出す必要がある.このようにしてfast成分のみを用いてOSL年代測定を行った上で,各試料について,fast成分の信号強度がOSL全体に占める割合を計算した.すると,fast成分の割合は酸素同位体ステージ(OIS)8,6,4の後半から4にかけて大きく,ステージ7および5の前半に小さいことがわかった.このことから,fast成分の割合が高い時期には北西モンスーンが強く,大陸からの風成塵が多く飛来していていたことが推測される.また,日本海北部の2本の堆積物コア,KT94-15-PC-5 (40N,138E,2885m)およびKT94-15-PC-9 (39N,139E,807m)についても微細石英に含まれるOSLの成分が時代とともにどのように変化しているかを調べた.これらの堆積物には,大陸起源の風成塵のほかに,本州からの河川起源の堆積物が含まれると考えられるため,日本の大規模な花崗岩・流紋岩体からも石英を抽出し,観測されるOSLの成分を比較した.この結果,花崗岩・流紋岩の石英は微弱なOSLしか発しないこと,fast成分とmedium成分の信号強度比から,時代による風成塵の起源の変化を推定できる可能性のあることがわかった.

日本海の堆積物には大量の大陸起源の風成塵堆積物が含まれる.これらの風成塵堆積物の起源や供給量は,過去の冬季モンスーンや偏西風の強さ・軌道を反映して変化してきたと考えられる.今年度は,日本海で採取されたKT-94-PC5およびMD01-2407を用い,微細石英を抽出して,試料のOSLからこれらのプロベナンスに関する情報が得られるかの検討を行った.石英のOSLには,光に対する反応速度の異なる成分が存在する.このうち,fastおよびmedium成分は,花崗岩などの岩石中の石英には存在せず,堆積物中の石英のみに観測される.このことから,fastおよびmedium成分のslow成分に対する比(以下fast+medium)は,石英が岩石から削剥されてからの移動距離を指標になると考えられる.実際に黄土高原西部から採取したレスと東部のレスを比較すると,fast成分とmedium成分の全体に占める割合は,移動距離の長い東部のレスで大きくなっていた.一方,fast成分はおおむね白亜紀以前の花崗岩に含まれる石英を加熱すると観測されるが,若い時代の花崗岩を加熱してもmedium成分しか得られない.そこで,fast成分とmedium成分の比(以下fast/medium)は,堆積物中の供給源における母岩の時代を反映している可能性がある.次に実際の堆積物の中で石英のOSL成分の相対強度が時代とともにどう変わるかを,日本海北部で採取されたKT-94-PC5と南部のMD01-2407の2本のコアを用いて調べた.このうち,日本海南部の試料では,fast+mediumとfast/mediumの間に逆相関がみられ,風成塵の供給源が遠い場合には,母岩の年代が古く,近い場合には新しい,という傾向をもつことが分かった.また,MIS2,4の氷期にあたる時期に古い岩石から供給された石英が増加していることがわかった.
多眼動画像からポリゴン表現モデルを抽出するための実時間処理システムに関する研究

ポリゴン表現モデルとは、三次元形状をポリゴンを使って表現する手法である。ポリゴンの上に、実物の観測から得られた画像をテクスチャとして貼り付けておくと、非常にリアルな形状表現が可能になる。汎用のレンダリングハードウエアの多くは、テクスチャマッピング機能を備えており、こうしたポリゴン表現モデルを、高速にレンダリングすることができる。また、三次元エディタ等を使って、ポリゴン表現モデルに変形操作を加えることも可能である。本研究では、このようなポリゴン表現モデルを、多眼動画像から高速に抽出することを目的としている。昨年度までに、ポリゴン表現モデルを抽出するための基本アルゴリズムの開発を終えた。このアルゴリズムは、(1)空間中に平面をランダムに配置し、(2)その上に多眼動画像を投影し、(3)一致度の高い部分を切り出す、という操作の繰り返しから構成されている。本年度は、まず、このアルゴリズムに若干の修正を加えることから始めた。(3)では、画像同士を比較して一致度の高い部分を切り出すことになっている。この代わりに、画像を平面上で重ね合わせて、一旦ぼやけた画像を作り出した上で、ぼやけが少ない部分のみを切り出すという方式に変更した。これによって、視点数が多い場合の処理を効率化した。さらに、このアルゴリズムを高速に処理する実システムを構築した。このシステムは、4つのディジタルビデオカメラと、そこから得られる動画像を処理するためのコンピュータ群から構成されている。ここでは、一平面あたりの処理を一つの単位として、コンピュータ群の中を流してやることにより、処理のパイプライン化・並列化を実現した。この結果、360×240の入力画像の場合には、毎秒1回程度の速度でポリゴン表現モデルを抽出することが可能となった。三次元形状を表現するための手法として、ポリゴンモデルがよく用いられている。ポリゴンモデルは、多くのグラフィックスアプリケーションの基礎をなしており、またポリゴンモデルを画面に表示するための専用ハードウエア(いわゆる三次元グラフィックスボード)も数多く存在する。このような表現モデルを、多眼動画像から自動的に抽出することができれば、多眼動画像をより効率的に加工・処理することが可能となる。本研究では、こうした抽出処理を高速に行なうためのシステムの構築を目指している。本年度は、ポリゴン表現モデルの抽出アルゴリズムの開発に主眼を置いて研究を進めた。開発されたアルゴリズムは、(1)空間中に平面をランダムに配置し、(2)その上に多眼動画像を投影し、(3)一致度の高い部分を切り出す、という操作の繰り返しから構成されている。このアルゴリズムは、隠れ面処理などにはうまく対応できない部分もあるが、機械的な操作の繰り返しであるため、ハードウエア化や並列処理に適している。また、ノイズの影響を受けにくいため、実画像に適用できることが分かった。上記の研究と並行して、来年度に向けた環境整備も行なった。ワークステーション1台とパソコン2台とをギガビットEthernetで結合し、分散処理環境を構築した。パソコンにはビデオカメラが接続されおり、グラフィックスボードを使って三次元投影処理などを高速に行なうことができる。パソコンで前処理したデータをワークステーションで統合するという基本的な枠組の中に、上記のアルゴリズムを組み込み、実時間処理システムの実現へとつなげて行きたい。