hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テッポウエビの発音計数による浅海域環境評価法に関する研究

その結果、昨年夏季にはパルス数が観測されなかった地点でもパルスが観測され、貧酸素水塊の影響が予想された。しかし湾奥部ではパルスの観測されない地点もあり、貧酸素以外の水質要因もあると思われた。2各地におけるパルス数調査携帯用計測機器を用い、伊勢湾、三河湾、大阪湾、仙台湾、諌早湾、台湾海峡などでパルス数の測定を行った。その結果、いずれの地点でもパルスは確認されたが、一般に都市部に近い地点ではパルス数が少なく、水質との関連が強く示唆された。3実験室におけるテッポウエビパルスの音源音圧分布の測定実験室内で蓄養したテッポウエビを用いて、パルス音源音圧分布を測定した。4テッポウエビ生息数とパルス数の関係の定量化秋穂湾において干潮時に干潟面に4本のハイドロフォンを一辺10mの正方形頂点に設置し、満潮時に同時にパルス計測を行うことにより、干潟面上でのテッポウエビの発音位置を特定した。また同時に、正方形の中央において通常のパルス数計測を行った。調査後の干潮時には、干潟面の巣穴の位置の計測およびテッポウエビ個体数の確認を行った。以上の結果より、干潟面に生息するテッポウエビの発音頻度、音源音圧分布を特定した。現場では実験室で得られた音源音圧より低い値が得られた。この結果を用いて、パルス数測定結果をテッポウエビ生息密度へ換算するグラフを作成した。5パルス数測定方法の標準化東京水産大学の超音波水槽を用いてハイドロフォン、DAT、AD変換器の周波数特性を測定した。また秋穂湾で得たテッポウエビのパルス100個の結果を用いてテッポウエビパルスの周波数特性を測定した。これらを用いて、周波数特性を考慮した機器のキャリブレーション手順を策定した。1.広い砂泥域でのパルス数分布調査吉敷郡の秋穂湾および、厚狭郡の埴生漁港周辺海域において、広い砂泥域におけるパルス数の分布を調査した。この結果、干出時間の長い水際近傍ではパルス数の変動がみられるが、干潮時に干潟にならない部分では両調査地点でほぼ同様のパルス数を得た。これより、砂泥域において得られたデータは地点間の比較が可能のように思われた。しかしこの点に関しては、調査地点数が不足しており、今後の情報の蓄積が必要である。2.汽水域でのパルス数分布調査宇部市真締川において、河口から上流に向かってパルス数の観測を行った。河口から1.3km上流部付近までほぼ一定のパルスが観測され、それより上流ではパルスが急激に減少していた。これより、河口域においても一定の区間では本手法が利用可能であると思われた。2.有明海におけるパルス数調査有明海の広い範囲で岸壁からのパルス数調査を実施した。この結果、有明海奥部の水域類型IIIの地点ではパルス数が低下していることを見出した。4.研究総括3年間の研究を、(1)パルス数の測定方法とその標準化、(2)環境指標としての有意性の検討、(3)パルス数によるテッポウエビ類の生息密度推定、(4)日本沿岸海域のパルス数分布と水質汚濁、の4つの視点から整理した。各地の調査より、水域類型がIからIVとなるにつれパルス数が減少していることが示され、テッポウエビを用いて浅海域の環境を簡易にモニタリングできることが示された。
日本古代における書状を利用した社会的情報の共有化と管理に関する研究

本研究では、平安貴族社会における社会的関係を探るために、書状によって伝えられた社会的情報がある特定の空間で共有化され管理されるという事実に注目した。従来、史学的研究対象としてあまり扱われてこなかった墨跡・手鑑・女性の仮名書状・古典文学・古往来を含めた平安期書状を総合的に集成・分析した。その結果、書状による情報共有化過程と機能が明らかとなり、今後の平安貴族社会研究に活用できることが確認できた。本研究「日本古代における書状を利用した社会的情報の共有化と管理に関する研究」は、平安期貴族社会において特定人物に届けられた書状が、本人以外が読み返信し、特定の空間で回覧され、最終的に別人が収集・保存するといった、「書状を利用した社会的情報の共有化と管理」が一般的に広く行われていた事実に注目する。従来、史学的研究対象として扱われなかった墨跡・手鑑・女性書状・古典文学・古往来を含めた、平安期書状を総合的に集成した上で、共有化行動および共有化された書状情報の内容・空間・目的・管理について検討する。これによって書状が情報伝達媒体として平安貴族社会で果たした役割が明確となり、さらに中世以降および中国古代社会と比較することで日本古代の社会的関係の独自性が究明できる。研究第1年目に当たる本年度(平成22年度)は「書状による社会的情報共有化」研究の前作業として、書状データ収集・整理を始めた。具体的には、(1)日本古代中世前期の書状(紙背文書などとして現存する書状、古記録・儀式書・古典文学に引用される書状、墨跡・手鑑、古往来)を総合的に集成し、情報共有化データを抽出。(2)古記録や古典文学から、受信後の書状の動きや取扱いがうかがえるデータを収集・整理した。こうして収集・整理したデータをもとに、まず本年度はとくに平安貴族女性をめぐる書状の動きに注目して研究を進めた。平安貴族社会の女性は日常的に行動を制限されていたが、家族・親族・同階層女性のほか、さまざまな性別・身分・階層の人々と日常的に書状を交わし合い、なかでも女房は書状を用いたさまざまな任務が与えられた。そうした書状情報は平安貴族社会内部に伝達され、共有化されたのである。本研究成果は論文「書状による平安貴族女性の情報伝達活動とその共有化」として公開予定である。研究第2年目に当たる本年度(平成23年度)は、初年度に引き続き、書状データを収集・整理し、それらを詳細に分類・検討することで、「書状による社会的情報の共有化」の実態を明らかにした。具体的にいえば、(1)書状によって共有化される社会的情報の内容、(2)書状によって情報を共有化する空間と範囲、(3)書状によって情報共有化を行う目的、(4)情報共有化の際の管理方法および判断基準についてである。以上の収集データに基づき、論文「平安貴族社会における書状共有化と空間」、および「書状にみる平安貴族子弟の寺院生活と初等教育」の執筆を開始した。以上の二論文は、来年度(平成24年度)に学術雑誌および論文集に発表する予定である。研究最終年度に当たる本年度(平成24年度)は、初年度・第二年度に収集・整理した書状データを分析した成果として、学術論文「平安貴族子弟の寺院生活と初等教育ー藤原為房一家の書状を中心にー」を執筆・発表した。

これによって書状を用いた情報共有化過程と機能が明らかとなり、今後の平安貴族社会研究に活用できることが確認できた。また本年度は、唐皇帝(代宗)喪葬儀礼の式次第「大唐元陵儀注」についての長年にわたる共同研究の成果として『大唐元陵儀注新釈』を刊行した。本成果の活用により中国古代における儀礼や礼秩序の理解が深まり、それと比較することによって日本古代社会の独自性の究明につながるであろう。ここまでの研究成果を学術論文として年内に発表することはできなかったが、当初予定していた「平安貴族社会における書状共有化と空間」という素材に加え、資料収集の過程で新たに「書状にみる平安貴族子弟の寺院生活と初等教育」という素材を見出すことができ、より多角的に研究テーマを追究できるようになった。したがって総合的には、当研究はおおむね順調に進展しているといえよう。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度までに収集した書状データに基づき、最終年度(平成24年度)には研究の総まとめとして、論文「平安貴族社会における書状共有化と空間」、および「書状にみる平安貴族子弟の寺院生活と初等教育」を完成させ、発表する予定である。その推進のために、大学院生を資料収集・整理のアルバイトとして雇用し、効率化を図る。さらに中国古代の書儀との比較のため、中国曲阜にて調査および資料収集を行なう予定である。
骨形成因子と高強度生体内吸収性材料を応用した人工椎間板置換術に関する研究

本研究では高強度生体内吸収性材料を脊椎初期内固定として使用した人工椎間板置換術の有用性を、動物モデルにおいて生体力学的、組織学的に検討した。平成13年度は成羊腰椎を用いた人工椎間板置換椎間の2年経過例の力学試験および組織学的検討を行った。結果、初期固定として用いた高強度生体内吸収性材料は6ケ月の時点で分解・折損し、置換椎間の可動性が生じ、減少傾向はあるが保持されていた。人工椎間板界面は椎体からの進入骨梁で満たされ、人工椎間板繊維内に三次元的に骨梁が進入していた。また引張試験で評価した界面の力学的強度は経時的に増加し、術後15ケ月および24ケ月では現在まで報告されたセラミックス材料の界面強度をはるかに越える値を示した。本試験では成熟サル8頭を用い、デザインを変更した前方置換型および後方置換型の二種類の人工椎間板をそれぞれ2椎間に前方・後方進入で挿入した。後方置換モデルは左右分割型とし、特別に開発した椎間板挿入用治具を用いて、外側進入にて左右両側より椎間板再建を行った。前方置換モデルはFabric内に高強度吸収性材料によるピンを設置して、置換早期のデバイスの安定性を付加した。また骨伝導能を高める目的で人工椎間板表面にハイドロキシアパタイト/PDLLA材料を付加した新しいモデルの移植を行い、6カ月後の界面状態について検討する。現在術後3ケ月の経過観察中であり、挿入椎間板の脱転、移動もなく、順調な経過である。本研究では高強度生体内吸収性材料を脊椎初期内固定として使用し、人工椎間板表面に骨誘導物質である骨形成因子(Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2:rhBMP-2)を付加した人工椎間板全置換術の有用性を、動物モデルにおいて生体力学的、組織学的に検討する。予備実験として、多軸三次元立体織物形状の人工椎間板表面を加工するに適したBMP担体の選択を行った。ウサギ48羽を使用し、以下の4種類の担体に二種類の用量(35μg,70μg)のrhBMP-2を浸漬し、人工椎間板表面にスプレーコーテイングした。使用した担体は、1)多孔水酸アパタイト/三カルシウム燐酸複合体、2)多孔水酸アパタイト、3)I型コラーゲン、4)水酸アパタイト/PLLA顆粒の4種類である。これを脛骨欠損部に埋入し、術後4週と8週で同数ずつ屠殺した。生体力学的破壊試験の結果では、I型コラーゲンを担体に用いた群の界面強度は他群に比較して有意に劣っていた.組織学的検討では多孔水酸アパタイト/三カルシウム燐酸複合体、あるいは水酸アパタイト/PLLA顆粒を担体として用いた群の界面骨形成が良好で、人工椎間板と骨組織は間隙なく接していた.以上から人工椎間板移植のためのBMP担体として、多孔水酸アパタイト/三カルシウム燐酸複合体、あるいは水酸アパタイト/PLLA顆粒が有望であることが明らかとなった.この結果を踏まえ、13年度の本試験では成熟サル腰椎を用い、上記担体とrhBMP-2を併用したより臨床に近い形での動物実験を施行予定である.本研究では高強度生体内吸収性材料を脊椎初期内固定として使用した人工椎間板置換術の有用性を、動物モデルにおいて生体力学的、組織学的に検討した。
認知症患者間の共在性―オラリティによる認知症ケアの向上を目指して

認知症患者同士で会話の内容が噛み合わなくても穏やかな表情でやり取りが続いていくーそんな現象は臨床知として認知症ケアの現場においては共有された体験であったが、体系的にそして再現可能な形で認識されるには至っていない。しかしこの現象は、「認知症患者間の共在性」と捉えられ、認知症患者においてリテラシーが低下している中で穏やかな関係性を持つ、というオラリティのはたらきそのものが強く体現されているように考えられた。そこで本研究では、認知症患者間における共在性の特徴を明らかにすることで、共感や共鳴する能力の体現への端緒となり、人材育成や介護ロボットの開発等を介して認知症ケアの質向上に繋がるものと期待される。
彗星起源惑星間塵の鉱物学

木星族短周期型賛星から飛来したと考えられる惑星間塵の放射光を用いたX線回折実験を行った。用いた惑星間塵試料は、Schawassmann-Wachmann第3(SW)彗星起源のもので、この彗星の軌道を地球が通過した際に、彗星から掃き出された塵を成層圏で飛行機にて集塵したものである。これらの惑星間塵は20ミクロン程度の細粒粒子であるが、一粒でsolarabundanceに近い化学組成を示す。このことは、惑星間塵一粒が極細粒の固体微粒子の集合体であることを考えあわせると、惑星間塵が形成された太陽系領域では、固体微粒子が非常に均質に混合されていたことを示す。本研究ではガンドルフィーカメラを用いシンクロトロン放射光(高エネルギー加速器研究機構)の強いX線を利用して、惑星間塵一粒づつのX線回折実験を行い、惑星間塵一粒の鉱物組成を明らかにした。シンクロトロン放射光を分光結晶とサジタルフォーカスを用い単色化し、惑星間塵に照射した。惑星間塵の鉱物組成は存在度の多い順に、鉄を含むフォルステライト、ピロータイト、トロイライト、ダイオプサイト、カマサイトであり、含水鉱物は検出されなかった。本研究で分析した惑星間塵には含水鉱物まったく含まれていなかったので、SW彗星に含水鉱物が存在している可能性は低い。これは彗星核が極低温であるために(150K以下)、氷が溶けずに水質変成が彗星内で進行しなかったことを示唆する。本研究で求めた惑星間塵の鉱物組成は、熱力学的に計算された原始太陽系周縁部の氷に富む塵の層の鉱物組成に定性的に類似している。したがって、これらの惑星間塵は、太陽系形成期の太陽系周縁部の塵の鉱物組成を保存している可能性があることがわかった。上層大気(成層圏)で飛行機により採集された惑星間塵の鉱物学的研究を行った。また、惑星間塵は非常に細粒で(直径20ミクロン)裸眼では認識不能であるため、写真撮影装置(備品費で購入)を組み込んだ惑星間塵を取り扱う装置(マイクロマニュピュレーター)を自作した。惑星間塵30粒子の光学的特性を調べた。大部分のものは黒色不定形で表面の凹凸が激しいもであった。一部に表面が滑らかで回転楕円体状のものがあり、これらの粒子は惑星間空間から地球高層大気に突入する際に、大気との摩擦熱で溶融した可能性が高い。次に電子顕微鏡(既設)を用いて詳細な観察と化学組成分析を行った。それによると黒色不定形の惑星間塵は、0.1ミクロン以下の微粒子の集合体であり、微粒子はおもに輝石、カンラン石で炭素質物質を粒間に挟みこんでいることがわかった。針状に成長した硫化物(トロイライト)も含まれている。化学組成は多くものがコンドライト隕石に似た組成、いわゆるCosmic Abundanceを示した。炭素の含有量がCosmic Abundanceよりも多い惑星間塵が複数あった。惑星間塵は一部(5ミクロン四方)を分析してもCosmic Abundanceを示し、このことは惑星間塵を構成する微粒子が非常に均質に混合されていることを示す。来年度は惑星間塵をウルトラマイクロトームを用いて切断し、その断面を電子顕微鏡(既設)による観察を行う。また、惑星間塵に含まれるヘリウム含有量を質量分析計(既設)で測定し惑星間塵の起源と大気との摩擦熱の影響を考察する。
シバヤギ雄効果フェロモンをモデルとした哺乳類繁殖機能促進に関わる神経機能の解明

ヤギにおける雄効果フェロモンは、非繁殖期の雌に受容され、性周期を回帰させる効果を持つ。このフェロモンは、主嗅覚系・鋤鼻系によって受容され、最終的に視床下部へと情報が伝達されるが、脳内における伝達経路は未だ解明されていない。本研究では、シバヤギを用い、このフェロモン伝達経路を形態学的に明らかにした。フェロモン情報の中継地点である扁桃体内側核からの神経投射が、弓状核に存在するキスペプチンニューロンへと伝達される可能性を電気生理学的および形態学的に示した。これらのことから、雄効果フェロモンは、扁桃体内側核から弓状核キスペプチンニューロンに受容され、その結果、GnRH分泌を促進すると考えられた。ヤギやヒツジでは、雄効果フェロモンの存在が知られており、このフェロモン情報は鋤鼻系を介して視床下部へと伝達され、GnRH分泌を促進すると考えられている。しかしながら、その詳細な神経回路はいまだ明らかとなっていない。そこで本研究では、この雄効果フェロモン情報伝達に関わる神経回路を明らかとする目的で、シバヤギを用いて順行性および逆行性トレーサーを用いた解析を行った。本年度は、この雄効果フェロモンの情報が、弓状核に存在するキスペプチンニューロンを介してGnRH分泌を促進するという仮説を検証することを目的として、弓状核に逆行性トレーサーを注入した。弓状核への入力線維を標識し、逆行性トレーサー陽性ニューロン細胞体の分布を検出することで、弓状核への入力部位を特定した。複数の神経核に陽性細胞体が検出されたが、その中で鋤鼻系を構成する重要な神経核である扁桃体内側核にトレーサー陽性神経が存在することが明らかとなった。そこで、扁桃体内側核に順行性トレーサーを注入し、弓状核より組織切片を作製し、抗キスペプチン抗体による免疫組織化学染色および順行性トレーサーを可視化した。その結果、扁桃体内側核から出力している神経軸索は、弓状核キスペプチンニューロン細胞体の近傍を走行していることが明らかとなった。これらの結果から、シバヤギにおいて、雄効果フェロモンの情報は、扁桃体内側核を経由して、弓状核キスペプチンニューロンへと伝達され、GnRH分泌を促進している可能性が考えられた。ヤギやヒツジでは、雄効果フェロモンの存在が知られており、このフェロモン情報は鋤微系・主嗅覚系を介して視床下部へと伝達され、GnRHの分泌を促進すると考えられている。しかし、このフェロモン伝達を担う神経回路については明らかになっていない。そこで本研究では、雄効果フェロモン情報伝達に関わる神経回路を明らかにする目的で、ヤギを用いて順行性及び逆行性トレーサーを用いた形態学的解析を行った。本年度は、昨年度に引き続き、このフェロモン情報が弓状核に存在するキスペプチンニューロンを介してGnRH分泌を促進させるという仮説を検証するため、弓状核に逆行性トレーサーを、またフェロモン情報伝達の中継神経核である、扁桃体内側核に順行性トレーサーを微量注入した。頭部を潅流固定した後、脳組織切片を作製し、形態学的解析を行った。その結果、扁桃体内側核と弓状核間に神経線維による連絡が認められた。また、扁桃体内側核から弓状核へと投射する線維は、弓状核キスペプチンニューロン近傍を通過していた。また、ヤギ弓状核キスペプチンニューロン近傍に電極を留置し、神経活動を記録するシステムを用いて、雄効果フェロモン呈示時の神経活動変化を解析した結果、雄効果フェロモン呈示によって、この部位の電気活動が直ちに上昇することが明らかになった。また、弓状核キスペプチンニューロンは、Neurokinin BおよびDynorphin Aを共発現しており、NKBが弓状核キスペプチンニューロンの神経活動を促進させ、逆にDynがその活動を抑制することによって間欠的な神経活動が作り出されると考えられる。これらのことから、雄効果フェロモンの情報は、弓状核キスペプチンニューロンへと伝達され、一過性のキスペプチンニューロンの発火をおこすこと、その経路は、扁桃体内側核を経由して弓状核キスペプチンニューロンへと伝達されるであろうこと、また、NKBおよびDynorphin Aによる一過性の神経同調発火機構を駆動させることによって、GnRH/LH分泌を促進させると考えられた。
国際食料産業クラスター戦略による食料安全保障と持続可能な農業開発へのアプローチ

本研究は、産業クラスター論(Industrial Clustering)に関する理論的・実証的検討を踏まえて、食料安全保障と持続可能な農業開発を実現するための方策について総合的な分析を行った。その結果、持続可能な農業開発の実現には、産業クラスター(イノベーション)、コミュニティ開発(QOLの向上)、都市・地域計画(物的基盤整備)、戦略的マーケティングプランニング(魅力づくり)を統合した「戦略的地域農業開発」のアプローチが必要なことを明らかとなった。本研究は国際食料産業クラスター戦略によって、食料安全保障と持続可能な農業農村開発を実現するための理論的・実証的研究を行うものであり、初年度の研究実績の概要は以下の通りである。理論面においては、1)空間経済学、知識創造論、ネットワーク論、ライフ・サイクル論などの研究成果に立脚しつつ、国際食料産業クラスター戦略の基礎となる理論的な分析枠組みについて考察を行った。具体的には、多様な主体の連携(ネットワーク形成)による知識創造を通じたイノベーションの誘発に着目し、協調優位戦略の理論のプロトタイプを構築した。実証分析の面では、2)フランスにおける食料産業クラスター、3)新潟県における健康産業クラスター、4)その他(中国内陸部における都市貧困者の食料安全保障、新潟県聖籠町の農業農村開発など)の実態調査を行った。まず、2)については、フランス・ナント市に研究滞在し、産学官のコア機関への予備調査を実施した。ナント市、フランス国立農学研究所、Angers大学、ESAなどの地域の行政・研究機関と情報交換を行うとともに、フランス西部におけるVegepolys、Valorialクラスターなどのコア企業へのヒアリングを実施し、特殊植物や健康・機能性食品の開発動向とクラスターの広域展開の状況を調査した。次に、3)については、新産業創出の事例として健康産業を取り上げ市場動向と制度の変遷を整理した。健康ビジネス協議会の会員企業の取引関係に着目し、社会ネットワークの分析を通じてクラスター内の協調・競争構造の解明とコア企業の特定化を行い、食品製造業を中心としたコア企業の経営戦略と北東アジアにおける国際食料産業クラスター形成の萌芽期の動態を明らかにした。また、以上の調査・分析結果に基づいて、協調優位に基づく産業クラスターのパフォーマンスの実態を定量的に評価するための調査票の設計を行った。本研究は国際食料産業クラスター戦略によって、食料安全保障と持続可能な農業農村開発を実現するための理論的・実証的研究を行うものであり、平成23年度の研究実績の概要は以下の通りである。理論面においては、国際食料産業クラスター戦略の理論的な分析枠組みを、イノベーション、ネットワーク、ナレッジマネジメントの側面から拡充した。また、国際フードシステムの視点から国際的な知識創造のメカニズムを提示した。実証分析の面では、多様な主体の連携による知識創造を通じたイノベーションの誘発効果を重視した分析を展開した。具体的には、1)フランスにおける食料産業クラスターについて、フランス・ナント市に研究滞在し、食料産業クラスターのコア機関である国立農学研究所(LERECO,INR Angers-Nantes), ESA、ESCP Europe、パリ国立高等鉱業学校などにおけるヒアリング、研究交流、セミナーを実施するとともに、食料産業クラスター戦略の実態を分析し、その効果と課題を明らかにした。2)新潟県における食料産業クラスターについて、健康ビジネス連峰を対象とした食料産業クラスターの実態を明らかにするとともに、理論モデルを応用してネットワーク構造およびパフォーマンスとの関係を解明した。3)東アジアにおける食料クラスターについて、食品産業の国際分業と直接投資、農業・農村におけるナレッジマネジメント、主体間協調行動、人的資源管理などの実証分析を、統計解析、実態調査に基づいて実施した。その他、食料産業におけるイノベーションに関する因果関係の解明および非計量的言語情報の利用を可能とする分析手法として、SEMとテキストマイニングを導入し、定量的実証分析の予備的分析を行った。本研究は、国際食料産業クラスター戦略によって、食料安全保障と持続可能な農業農村開発を実現するための理論的・実証的研究を行うものであり、最終年度に当たる平成24年度の研究実績は以下の通りである。理論面においては、前年度までの研究成果を基礎に「協調優位戦略」を持続可能な農業・農村開発に応用し、「戦略的地域農業開発」の枠組みを構築した。実証分析の面では、人的資源を含む地域資源の有効利用と管理および地域の魅力創造を通じたイノベーションの誘発効果を重視した分析を展開した。具体的には、1)テキストマイニングとSEMを組み合わせた混合マイニング手法を用いて農業の魅力形成要因を明らかにした。また、農業関連のコミュニティ・ビジネスの推進要因に関する実証分析を行った。2)農業の人的資源管理問題について、農業法人と従業員間の情報の非対称性が農業経営に与える影響(日本)、国営農業企業(農場)におけるHRMの特質(中国)を明らかにすると同時に、比較分析するための枠組みを構築した。3)最新のアジア国際産業連関表を利用し、農業部門と食品製造業部門を統合した食料産業を対象として、農業と食品製造業の工程間分業、農業部門の中間財の差別化タイプを識別可能な貿易指標を考案し、2000年から2005年における東アジアのフードシステムの変化は中国のWTO加盟と中国とASEAN間の自由貿易協定を背景とした工程間分業を伴って生じていることを明らかにした。

4)3rd OECD Food Chain NetworkMeetingに参加することを通じて、食料政策研究の最新動向を把握し、グローバリゼーション下の食料政策のあり方を「協調優位戦略」による国際食料産業クラスター形成の視点から展望し、食品廃棄物(次回テーマ)を含む国際フードシステムを巡る諸問題に関して、財・資源の特殊性、主体間の相互作用の観点から論点整理を試みた。平成22年度及び平成23年度においてフランス国立農学研究所から計3ヶ月間の招へいを受けたため、予想以上の研究成果が得られた。研究成果をまとめた単行本の出版計画は最終年度に予定していたが、既に22年度で達成している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進方策として、クラスターの「地域性」に重点を置いた研究を行う。また、持続可能性の視点からも「環境性」に重点を置いた研究を行うとともに、「経済性」「社会性」との競合・補完関係についての分析を行い、同時にそれらと「地域性」との関係を明らかにする。得られた結果を基に、農村開発戦略と食料安全保障政策に関する政策提言を取りまとめる。さらに、研究成果は随時国内外の学会において発表し、英文国際誌への論文投稿を行う。最終年度にあたり、これまでの研究成果をまとめ、「国際産業クラスター論」の体系化を試み、英文単行本の出版を目指す。
血管平滑筋STAT3が大動脈解離を抑制する分子メカニズムの解明

大動脈解離組織では、血管平滑筋でSTAT3が活性化している。遺伝子改変マウスを用いたマウス大動脈解離モデルの検討により、平滑筋STAT3活性化は大動脈解離抑制的に働くことを見いだした。大動脈解離組織を用いた解析では、発症前に炎症応答が生じ、平滑筋STAT3活性化は外膜の線維芽細胞増加により膠原線維増加、外膜の強化を促し、大動脈壁の細胞外マトリックス構造を補強することで、大動脈壁を保護し、大動脈解離を抑制することが示唆された。引き続き、分子等を含めた詳細なメカニズムについて研究を進めている。大動脈解離病態には不明な点が多く、マウスモデルの研究から増悪因子としてIL-6が報告されている。IL-6は、JAK/STAT3を活性化するサイトカインであり、大動脈解離組織では炎症細胞と血管平滑筋でSTAT3が活性化している。申請者は、マクロファージSTAT3活性化が、大動脈解離増悪に働くことを明らかにしたが、血管平滑筋STAT3の意義は不明であった。そこで、遺伝子改変マウスで予備的検討を行ったところ、平滑筋STAT3を抑制すると大動脈解離が増悪し、平滑筋STAT3が解離抑制に働く可能性を見いだした。平滑筋細胞におけるSTAT3の機能には、増殖促進とアポトーシス抑制があり、血管平滑筋細胞は血管傷害部位に遊走・増殖して組織修復で中心的な役割を果たす。以上から、平滑筋細胞STAT3は、細胞の増殖・維持を通じて大動脈の強化・修復を促進すると仮説し、そのメカニズムの解明が、病態の理解と診断・治療戦略開発に重要な知見を与えるとの確信のもと、本研究を着想した。(平滑筋STAT3活性操作の大動脈解離への効果)BAPN及びアンジオテンシンIIの持続投与により大動脈解離を発症するマウスモデルを用いて、大動脈解離への効果を検討した。その結果、遺伝子操作により平滑筋STAT3を抑制すると大動脈解離が増悪し、平滑筋STAT3を活性化すると大動脈解離が抑制された。(大動脈解離発症に先立つSTAT3依存性の変化)マウスの大動脈解離組織を用いて、BAPN及びアンジオテンシンII投与前後、各遺伝子型で、遺伝子発現変化及び組織の解析、免疫染色を行った。発症前に炎症応答が起こり、血管平滑筋機能が低下していることが示唆され、平滑筋STAT3活性化により、外膜の膠原繊維や非平滑筋細胞が増加していた。以上から、血管平滑筋STAT3は、平滑筋機能維持に働き、血管壁構造を維持することで大動脈解離を抑制していると考えた。(大動脈解離発症に先立つSTAT3依存性の変化)マウスの大動脈解離組織を用い、BAPN及びアンジオテンシンII投与前後、各遺伝子型で、遺伝子発現変化、組織解析、免疫染色を行った。発症前に炎症応答が生じ、平滑筋STAT3活性化により外膜の膠原繊維や線維芽細胞が増加し、血管強度が増加した。平滑筋STAT3活性化は外膜の線維芽細胞増加により膠原繊維増加、外膜を強化を促し大動脈壁の細胞外マトリックス構造を補強し、大動脈壁を保護することで大動脈解離を抑制すると考えた。大動脈解離病態を解明する上で、平滑筋STAT3が組織保護的な役割を担っているという仮説の検証を目的に研究を進めた。(平滑筋STAT

3活性操作の大動脈解離への効果)BAPN及びアンジオテンシンIIの持続投与により大動脈解離を発症するマウスモデルを用いて、遺伝子操作マウスで大動脈解離の発症を検討した。平滑筋特異的STAT3ノックアウトにより平滑筋STAT3を抑制すると下行大動脈解離が増悪し、平滑筋特異的にSTAT3活性化抑制因子であるSOCS3をノックアウトして平滑筋STAT3を活性化すると弓部大動脈解離が抑制された。(大動脈解離発症に先立つSTAT3依存性の変化)マウス大動脈解離組織を用いて、BAPN及びアンジオテンシンII投与前後、各遺伝子型で、トランスクリプトーム解析、組織解析、免疫染色を行った。トランスクリプトーム解析では、BAPN及びアンジオテンシンII投与により炎症応答に関与する遺伝子の発現が増加し、血管平滑筋機能に関わる遺伝子の発現が低下していた。BAPN及びアンジオテンシンII投与前のマウス大動脈組織では、ピクロシリウスレッド染色で、平滑筋STAT3活性化マウスの外膜の膠原繊維が増加し、αSMAと活性化STAT3の多重免疫染色で非平滑筋細胞の増加を認めた。以上から、大動脈解離では、その発症前に炎症応答と血管平滑筋機能が低下が生じているが、平滑筋STAT3は、外膜の膠原繊維の増加を促すなど、平滑筋機能維持の方向に働くことで、大動脈解離を抑制していると考えた。このことは、平滑筋STAT3が組織保護的な役割を担っているという本研究の仮説を強化する結果であり、更なる具体的なメカニズムの解明が必要である。医歯薬学引き続き、平滑筋STAT3依存性の変化を追求することで、血管平滑筋STAT3が大動脈解離を抑制するメカニズムを解明する。これまでの結果で、平滑筋STAT3を活性化すると増加した膠原線維は、壁強度を規定する細胞外マトリックスの中心的な構成成分である。血管平滑筋細胞STAT3が細胞の増殖・維持を通じて大動脈の強化・修復を促進するという本研究の仮説から、この膠原線維の増加が大動脈壁の強化を促していると考えた。以上から、平滑筋STAT3依存性の血管強度の変化を解析する。すでに、マウス大動脈の血管強度を測定する技術は習得しており、平滑筋特異的STAT3活性化マウスを用いて強度を測定し、BAPN及びアンジオテンシンII投与前後、各遺伝子型で比較する。また、大動脈壁で増加している非平滑筋細胞も大動脈の強化・修復に関与すると考え、細胞種を特定するために免疫染色を行う。初年度で十分な手技を確立できたことで、実験回数を減らすことができ、使用する試薬などの節約が可能であったためと考える。研究の更なる飛躍を目指す上で、マウスの購入や飼育費、組織培養試薬や生化学実験の消耗品費用及び人件費として使用する。
アメリカ文学/文化とアルコールの関係に関する研究

入手が困難な禁酒小説を当該期間内に相当数収集することができた。国内外の図書館での資料収集の成果と考えている。それらの資料の一部については、すでに共著書、論文で発表ずみであり、近々刊行される予定のT・S・アーサー『酒場での十夜』の拙訳と解説においても十分活用される予定である。また、これも年内刊行予定の拙著は『飲酒/禁酒の物語学』の題名のもと、本研究成果を広く世に問う書物となるはずである。また、『新世紀アメリカ文学史』という教科書を編集したが、このテキストは11個のキーワードを選び、それらの視点からアメリカ文学を読み解くという画期的なものだが、私自身も、「酔いどれアメリカ文学」という項を担当し、アメリカ文学と酒との関係について解説するとともに、あわせて関連するハリエット・ストウのテキストに解説と注釈を施した。まもなく出版される英米文学入門書でも、同様な立場からアメリカ文学と酒の関わりを詳細に論じたが、教科書と研究書の性格を併せ持つこれらの書物の出版を通じて、本研究の成果が広く社会に還元できたものと信じている。本年度は数度にわたる国内のいくつかの図書館および米国への出張により、アメリカ文学/文化とアルコールをめぐる研究書、文学作品を多く収集した。その中には、今まで入手が困難だったHannah Hawkins, The Reformed Drunkard' DaughterやAutobiography of A Reformed Drunkardなどの禁酒小説、Carry Nationに関する文献など今後の研究に役だつ資料が含まれている。米国出張では、ニューオーリンズでフォークナーとアンダソンに関する資料収集ができたうえに、リンチバーグではバーボンウイスキーの蒸留工場を見学する機会を得て、南部密造酒文化を考察するうえで技術面での親近感が得られたことは大きい。成果の面では、禁酒小説の代表的作品T.S.ArthurのTen Nights in a Bar-Roomの翻訳作業を進め、半分はすでに下訳が完了している。今後、残りの翻訳を完成させるとともに、詳細な解説をつけたうえで、本邦初訳となるこの作品の紹介を行いたい。また、この小説出版当時のアメリカの状況を素描した文章をある雑誌に掲載してそのための土俵作りを行った。もう一つの成果は、禁酒小説をスモールタウン小説という視点から分析することで、Edgar Howeなど、いわゆる「村落への反発」派を対象にした分析を禁酒小説へ応用することをめざしている。これは、数年前から始めている研究会活動を通して近々、研究書刊行の形でまとめたい。本年度は数度にわたる国内のいくつかの図書館等への出張により、アメリカ文学/文化とアルコールをめぐる研究書、文学作品を収集した。その中には、The Drunkard's Looking Glassに代表されるMason L..Weemsの著作など今まで入手困難だった文献もあり、今後の研究に大いに資するものと思われる。成果の面では、引き続きT.S.ArthurのTen Nights in a Bar-Roomの翻訳作業を進め、下訳はほぼ完了している。今後、推敲を重ね完成原稿にする作業に着手するつもりでいる。また、その関連で、研究会活動を通じて進めていた禁酒小説とスモールタウンというテーマの研究に関し、長めの論文を執筆し近々刊行される予定になっている。これは、以前から関心をもって調査してきた中西部文学の研究と禁酒小説の研究とを交錯させ、アメリカ文学/文化研究に新たな視点を導入する契機になるかもしれないと考えている。また、酒飲文化を論じる上で見逃せないアイリッシュの視点からオニールの戯曲を分析した論考を発表できたことも、本研究の大きな成果だと自負している。本年度は数度にわたる国内のいくつかの図書館への出張により、CONFESSION OF A FEMALE INEBRIATE(1842)など関連する文献の調査が行えた。また、(アルコール)依存と文学との関わりを専門にしたユニークな学術誌DIONYSOS(2001年廃刊)が有益でありながらもマイナーな学術誌ゆえ国内では入手し得えず、インター・ライブラリー・ローンでも入手が困難であったところ、本年度にアメリカ出張ができたおり、ニューヨーク公立図書館等でバックナンバーを閲覧、コピーすることができたことは大きい。この分野の第一人者であるジョン・クローリー教授にコンタクトできたことも今後の情報収集にあたっては有益である。近い将来、再度渡米し、直接会って意見交換することを計画している。成果の公表の面では、長らく翻訳に従事してきたT・S・アーサーの『酒場での十夜』に関する包括的な論考をまとめ、『スモールタウン・アメリカ』(英宝社、2003)の第3章として発表できた。

この論考は近刊予定の拙訳の解説部分の核をなす部分になる予定である。その他、ハリエット・B・ストウに関する研究のための基礎資料の収集につとめ、重要と思われる資料の収集はほぼ終わっており、今後はそれらを分析する作業に移る予定であり、近いうちに成果を公表するつもりにしている。数年にわたり取り組んできたT・S・アーサー『酒場での十夜』の翻訳が完成した。現在、編集作業中であり、解説をつけたうえで、近々、出版される見通しである。出版の暁には、禁酒小説に関する一般の理解が高まることが期待できる。また、『新世紀アメリカ文学』というアメリカ文学史の教科書を共同編集したが、このテキストは11個のキーワードを選び、執筆者それぞれの視点からアメリカ文学を読み解くという斬新なセクションを含んでいる。私自身は、その中で本研究の成果を生かし「酔いどれアメリカ文学」という項を担当し、アメリカ文学と酒の関連について解説し、あわせて関連するハリエット・ストウのテキストに解説と注釈をつけた。教科書と研究論文集の性格を併せ持つ本書を通じて本研究の成果の一端が社会に還元できたものと信じている。
細胞立体解析・電子顕微鏡トモグラフィー自動化システムの開発

X線CT(コンピュータトモグラフィー)が人体病巣の診断に汎用的に使われ、診断に不可欠な装置として進歩してきたように、電子顕微鏡による病理学細胞の診断においても、2次元像から3次元像へ進展させることは解析精度の向上からも重要なことである。このためのツールが、超高圧電子顕微鏡はじめ各種電子顕微鏡を利用した電子線トモグラフィーである。電子顕微鏡を利用したCT法の再構成および3D表示の手順において、(1)傾斜シリーズ像の撮影、(2)座標合わせと再構成、(3)3次元像の表示のどの過程において、X線CTとは異なり、現状では人手を要する作業があまりにも多い。電子線CTを汎用化させるには、電子顕微鏡の結像理論や制御工学と画像処理工学を融合させて、高精度なトモグラフィーを実現すること、および、その自動化が必須条件である。2年間の研究期間において、(1)300kV電顕(H-9500)に取り付けた高感度・高解像度CCDカメラと電顕本体をつなぐインターフェースを開発した。(2)試料傾斜に伴う電顕像の移動や焦点ずれに対して、像の追尾や焦点合わせをコンピュータ制御した。(3)これらの操作を自動的に繰り返すことのにより、トモグラフィーにおける傾斜像シリーズの自動撮影を可能にした。(4)撮影したシリーズ像の座標合わせに、従来、基準点となる金粒子などのマーカーを添加し、半手動で位置合わせを行っていたが、像の特徴点を画像解析法で見つけ、投影像間の位置合わせを自動的に行うソフトウエアを開発した。(5)開発システムの有効性を確かめるため、医学系研究者と協力して、細胞へのウイルス侵入の3次元観察を行い、また、細胞微細構造から癌や腫瘍を診断する手法の開拓に向けて、3次元データの蓄積を開始した。電子線CTを汎用化させるには、電顕設計理論、電顕結像理論および画像処理工学を融合させて、高精度なトモグラフィーを実現すること、および、その自動化が必須条件である。本年度、まず、300kV電顕(H-9500)に取り付けた高感度・高解像度CCDカメラと電顕本体をつなぐインターフェースを開発した。撮影した像を利用して、像移動の追尾機能および像の焦点合わせをコンピュータで制御できるようにした。この操作を自動化することにより、トモグラフィーにおける傾斜像シリーズの自動撮影を可能にした。さらに、撮影したシリーズ像の座標合わせに、従来、基準点となる金粒子などのマーカーを添加し、半手動で位置合わせを行っていたが、像の特徴点を画像解析法で見つけ、投影像間の位置合わせを自動的に行うソフトウエアを開発した。色々な条件の電子顕微鏡像に適用したところ、生物試料像では巧く機能することを確めた。

電子顕微鏡を利用したCT法の再構成および3D表示の手順において、(1)傾斜シリーズ像の撮影、(2)座標合わせと再構成、(3)3次元像の表示のどの過程において、X線CTとは異なり、現状では人手を要する作業があまりにも多い。電子線CTを汎用化させるには、電子顕微鏡の結像理論や制御工学と画像処理工学を融合させて、高精度なトモグラフィーを実現すること、および、その自動化が必須条件である。2年間の研究期間において、(1)300kV電顕(H-9500)に取り付けた高感度・高解像度CCDカメラと電顕本体をつなぐインターフェースを開発した。(2)試料傾斜に伴う電顕像の移動や焦点ずれに対して、像の追尾や焦点合わせをコンピュータ制御した。(3)これらの操作を自動的に繰り返すことのにより、トモグラフィーにおける傾斜像シリーズの自動撮影を可能にした。(4)撮影したシリーズ像の座標合わせに、従来、基準点となる金粒子などのマーカーを添加し、半手動で位置合わせを行っていたが、像の特徴点を画像解析法で見つけ、投影像間の位置合わせを自動的に行うソフトウエアを開発した。(5)開発システムの有効性を確かめるため、医学系研究者と協力して、細胞へのウイルス侵入の3次元観察を行い、また、細胞微細構造から癌や腫瘍を診断する手法の開拓に向けて、3次元データの蓄積を開始した。
好熱性シアノバクテリアのセルロースとセルロース合成酵素の解析

細胞凝集が誘導される低温培養時のセルロースの解析を検討した。まずさまざまなセルロースや多糖の定量法を検討したが、夾雑物が多く、また検出特異性が低いことが判明した。一方、セルラーゼ処理が細胞凝集を解消するので、この処理で放出されるグルコースを定量する方法を検討した。その結果、セルラーゼやセロビアーゼ処理で大量にグルコースが放出されることを見いだした。しかし、セルロースの完全分解にはまだ至っていない。この結果、短鎖のβ1→4結合からなるセロビオース様の多糖が多く含まれていることが判明した。セルロースの抽出法で十分に抽出できない理由の一端が、このセロビオース様の多糖の蓄積である可能性が高い。セルロース合成酵素Tvtlr1795をtrcプロモータを用いて強制的に発現させるDNAを常温性シアノバクテリアに導入し、形質転換体を得た。Hisタグを導入して発現させたTvTlr1795タンパク質をニッケルカラムクロマトグラフィーによって膜画分から精製することに成功した。酵素活性の同定は現在進行中である。他のセルロース合成酵素Tvtlr1930-33、Tvtlr0007の発現コンストラクトの作成も試みたが、コード領域の配列に問題があり、まだ完成していない。この発現系の確立を参考にして、大腸菌でのセルロース合成酵素の大量発現系の構築を現在検討している。また、この発現系でのセルロースの定量を試みた。細胞凝集が誘導される低温処理時のセルロース合成酵素の発現誘導を調べ、3種のセルロース合成酵素はともに低温で短時間で誘導されることを明らかにした。これは、セルロース合成酵素の発現誘導が低温凝集の原因であることを示唆している。セルロース合成酵素のさまざまな大量発現コンストラクトを作製したが、毒性があるためか、好熱性シアノバクテリアの形質転換体を得ることができなかった。常温性シアノバクテリア、大腸菌への導入体も作製したが、酵素タンパク質自身の発現を確認することができなかった。分泌されるセルロースの定量をほぼ確立し、低温誘導時にセルロースの蓄積が大きく増大することを示した。セルロース合成酵素の2重変異株、3重変異株を作製し、セルロース合成能を比較した。細胞の運動性とセルロース合成の関係を明らかにするために、運動性線毛の破壊株を作製したが、セルロースの蓄積はみられなかった。
ドラッグ・リポジショニングを応用した急性呼吸窮迫症候群に対する薬物療法の開発

外傷、手術中の大量出血等による出血性ショックに対しては、近年、輸液・輸血療法の進歩により蘇生することが可能になってきたが、たとえ蘇生に成功しても、肺に白血球が集積し、過剰炎症反応から急性の肺傷害(ARDS)が発生する症例が存在する。しかし、肺保護換気療法は存在するものの、肺の炎症反応を直接抑制する薬物療法は未だ確立されていない。一方、医療費抑制の観点から、既存薬より新薬効を見つけて実用化をめざす「ドラッグ-リポジショニング」という研究手法が見直されてきた。そこで、本研究では既存薬から炎症反応抑制作用を有する薬物を見出し、出血性ショック蘇生後急性肺傷害の治療薬に応用することを目指す。
超伝導発現機構の解明 総括班

重点領域研究「超伝導発現機構の解明」は第2年目を終了しようとしている。本年度は第1班は33名より成り、酸化物超伝導の発現機構を探究し、あわせて新しい超伝導体の発見に努めている。第2班は有機化合物超伝導を研究する少数(9名)のグループで、昨年度は新しい有機超伝導体の発見など化学分野で著しい成果をあげたが、今年は物性研究に大いに成果があった。また東大物性研主催の国際会議が8月末に開かれ、わが国の水準が世界で抜きんでていることを示した。第3班は超伝導理論班で18名より成り、卓抜なideaを含め真の発現機構の探索に努力している。総括班(16名)は、6月末及び10月始めに会合し、本年度の方針及び次年度の計画を相談した。これに基づき9月2426日の3日間にわたり、那須に約50名の研究者を集め、詳細な研究方針打合せ討論会を開いた。また平均年令35(±7)才の研究者50名を再び那須に集めて、若手研究者勉強会を開いた。この会は、直接自分自身で実験研究を行っている研究者及び新進気鋭の理論家から成り、研究の進展に有益であった。平成2年1月1012日には、仙台において第2年度超伝導シンポジウムを行った。約200名の参加者を得て、講演数37に及び数々の成果が得られた。また最終年度のシンポジウムは、平成3年1月東京で開催することも内定した。さらに2月3日東大物性研に於いて約30名の参加を得て「頂点酸素の役割」に関する小さなミーティングを行った。また3月24日、米国の固体物理会議出席者より、最近の海外特に米国の研究情況を開く予定である。3月22日は本年度第3回目の総括班を開き、第3年度の活動について大よその方針を検討する予定である。特に本年は8月に英国でLT19が開かれ、また平成3年には、わが国で第3回M^2SーHTSC会議が開かれるので、その中心として活躍する研究の推進をはかる予定である。
離散型線形悪条件問題に対するAugmented Krylov部分空間法の研究

本研究は,離散型線形悪条件問題に対するKrylov部分空間法を完成させることを目的とする.離散型線形悪条件問題とは,逆問題で生じる線形な数学モデルを離散化した連立1次方程式である.医用CT画像や衛星画像の復元,非破壊検査等の重要かつ幅広い応用分野があり,研究の意義は深い。本研究では,数値解法に注目して離散型線形悪条件問題の非適切性に対処するための正則化を考える.具体的にはKrylov部分空間法に分類される各種方に対して汎用性のある改良手法の開発を目指す.今年度は,「離散型線形悪条件問題に関連した数学的性質の確認」,「応用的な問題における実践的な解法の開発」の2点に着目して研究を行った.1点目については各種文献を参考に悪条件問題一般の数学的性質をまとめ,これまでの研究内容と照らし合わせる事でKrylov部分空間との関係性について検討を行った.その結果,初年度の成果であるSimplified Tikhonov値の性能を高める改良法を考案し,その成果は査読付き国内論文誌に掲載された.2点目に関しては,デンマークにおいて共同研究を行った.研究対象は,行列情報をオペレータとして保持する偏微分方程式から生じる離散型線形悪条件問題に対するGMRES法を用いた正則化と反復終了条件とした.Hansen教授の離散型線形悪条件問題に関する経験的な示唆を仰ぎ,特別研究員のこれまでの成果をどう実践的に適用するかについて検討を重ねた.その結果,1次元の移流拡散問題,2次元の熱方程式から導かれる離散型線形悪条件問題に対してRRGMRES法が有効であること,空間付加を行う場合には境界条件に注目すべきこと,Simplified Tikhonov値が安定的に有効であることを確認した.これらの成果について,国際会議口頭発表を1回行った.本研究は,離散型線形悪条件問題に対するKrylov部分空間法を完成させることを目的とする。離散型線形悪条件問題は,逆問題で生じる線形な数学モデルを離散化した際に生じる連立1次方程式を指す.医用CT画像や衛星画像といった非鮮明画像の復元や,石油探査等の非破壊検査といった幅広い分野で生じるため,研究の意義・重要性は高い.離散型線形悪条件問題において重要となるのが,非適切性に対処するための正則化である.本研究では,離散型線形悪条件問題に対して正則化の効果をもつことが知られるKrylov部分空間法を用いることを考え,正則化の効果を高めるような空間生成や空間付加を行う,新たな数値計算手法の開発を目指す.初年度は,GMRES法に注目して次の2つを目標とした.1つ目は,既存の空間付加手法の安定性を確認すること,2つ目は,既存の反復終了条件の問題点の解決を試みることであった.1つ目に関しては,GMRES法とAugmented GMRES法における残差ノルムの振る舞いを比較し,確認することができた.2つ目に関しては,GMRES法において残差ノルムと近似解ノルムを近似できることを確認し,Simplified Tikhono値を提案した.さらに,これを制約条件として用い,Tikhonov正則化に基づいた近似解決定を可能とする手法を提案した.これらの成果についてまとめ,国内学会口頭発表1回,国際会議ポスター発表1回,同口頭発表1回,国内学会論文誌への投稿1回を行った.また,離散型線形悪条件問題における係数行列と同じ特徴を持った浅水方程式に対し,GMRES法を用いた新手法を提案するため,ETHのPeter Arbenz教授と共同研究を行った.タイムステップ2次元のモデルを対象とし,大規模連立1次方程式が導かれることから,並列化に重点がおかれた.まとめた成果について,国際会議口頭発表を1回行った.本研究は,離散型線形悪条件問題に対するKrylov部分空間法を完成させることを目的とする.離散型線形悪条件問題とは,逆問題で生じる線形な数学モデルを離散化した連立1次方程式である.医用CT画像や衛星画像の復元,非破壊検査等の重要かつ幅広い応用分野があり,研究の意義は深い。本研究では,数値解法に注目して離散型線形悪条件問題の非適切性に対処するための正則化を考える.具体的にはKrylov部分空間法に分類される各種方に対して汎用性のある改良手法の開発を目指す.今年度は,「離散型線形悪条件問題に関連した数学的性質の確認」,「応用的な問題における実践的な解法の開発」の2点に着目して研究を行った.1点目については各種文献を参考に悪条件問題一般の数学的性質をまとめ,これまでの研究内容と照らし合わせる事でKrylov部分空間との関係性について検討を行った.その結果,初年度の成果であるSimplified Tikhonov値の性能を高める改良法を考案し,その成果は査読付き国内論文誌に掲載された.2点目に関しては,デンマークにおいて共同研究を行った.研究対象は,行列情報をオペレータとして保持する偏微分方程式から生じる離散型線形悪条件問題に対するGMRES法を用いた正則化と反復終了条件とした.Hansen教授の離散型線形悪条件問題に関する経験的な示唆を仰ぎ,特別研究員のこれまでの成果をどう実践的に適用するかについて検討を重ねた.その結果,1次元の移流拡散問題,2次元の熱方程式から導かれる離散型線形悪条件問題に対してRRGMRES法が有効であること,空間付加を行う場合には境界条件に注目すべきこと,Simplified Tikhonov値が安定的に有効であることを確認した.これらの成果について,国際会議口頭発表を1回行った.
冷却機械振動子を用いた微小重力の測定

重力定数の測定精度は全ての物理定数の中で最も低い。これまでは、ねじれ振り子や原子干渉計により、質量90 g以上の大きな物体が生成する重力が測定されてきた。しかし、大きな物体を精度よく作製することは困難なため、測定の系統誤差が大きいという問題があった。系統誤差を低減するため、精密に作製された小さな振動子間の重力を測定すれば良い。しかし、重力の測定は重力源の質量で感度が決まるため、小さな物体の生成する重力の測定は困難である。本研究では、mgスケールの微小な物体間の重力の初検出に挑む。微小物体間の重力の測定は重力定数の測定精度向上のみならず、重力相互作用の量子性の検証にもつながることが期待される。重力定数の精密測定や微小物体間の重力測定は、重力の理解に大きな役割を果たすと期待されている。本研究は、重力波検出器KAGRAで開発された高精度変位測定技術を活用することによって、新たな重力センサーを開発し、微小物体間の重力測定に挑む。重力定数は重力を理解する上で根源的に重要なパラメータであるが、実験技術上の困難から質量100g以上の物体間でのみ測定が行われてきた。本研究により微小物体間の重力測定に成功すれば、新たな実験技術の構築のみならず、重力の理解に極めて大きな貢献となる。