hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気象情報に基づく日射量予測を利用した太陽熱/電力給湯システムの構築と効率的運用法

過去の気象庁気象データから舞鶴における天気に基づく全天日射量の推定誤差率を求めた所、6月を除く4月10月において1015%の範囲に収まるが、それ以外の月では1520%の範囲となった。この手法を文字放送から得た天気予報に適用し、日射量予測を実施した。その結果、冬季および春季の"晴れ"という予報以外において、天気予報による日射量予測が70%以上の確率で予測誤差30%以下を達成することが分かった。太陽熱/電力給湯システムにおいて、市販集熱器と市販深夜電力給湯器との組み合わせを検討した結果、貯湯タンクを1つにした構成が本研究に適当であることが分かり、これを新たに設計し、校内に設置した。集熱器、貯湯タンク、配管などにセンサーを取り付け温度を計測した結果、天気が安定した場合における集熱特性および放熱損失が明らかとなった。以上の経過により、システム全体の稼働状況が漸く整った。今後、日射量予測値を制御量として、深夜電力による加熱を行い、翌日の給湯量および使用電力量にて、その効果を確認する予定である。また、本システムは武道場シャワー室に給湯できるように設置したため、実際の給湯負荷に対する実験に発展させる予定である。
細胞内輸送小胞モデルとしてのペプチドーリン脂質ナノチューブ

我々は様々な疎水性親水性バランスを持つ18残基からなる塩基性両親媒性モデルペプチドをデザイン・合成し、リン脂質との相互作用様式を研究する中で、脂溶性の強いペプチドHel13-5が中性脂質からなるリポソームをナノチューブ化する現象を見いだした。今回研究期間、我々はこの線維状管状構造体形成に注目し、各種生体内リン脂質との相互作用、又Hel 13-5関連ペプチドの新たなデザインと合成による管状構造形成の化学的要因やその生成機構の解明を試みた。またHel 13-5関連ペプチドを用いて細胞内小胞輸送に見られるミクロなナノチューブ形成の要因を追及した。構造形成のための要因を明らかにするために、数種のアナローグのデザインを行った結果、両親媒性構造の脂溶性の部分が重要で、水溶性部分は、色々なアミノ酸に置換できること、更に脂溶性-水溶性バランスを保ったまま、鎖長を変えていくと、管の直径はあまり変化がないが、長さが異なった構造体が、電子顕微鏡観察で、見られた。脂質とペプチドで形成される線維は混合後1時間以内に形成され、その後その構造が溶液中で安定に存在する。このことは、チューブ内への物質の包接が容易なることを示し、脂質チューブをホストとしてゲスト化合物の包接加工を容易にする。実際に我々は、金コロイド溶液をチューブ内に閉じこめ、紫外線を照射することによって、金ナノワイヤーの合成に成功した。また重水素化リン脂質を用いての中性子溶液散乱実験などの溶液物性を調べ、結合状態を見た所、脂質ヘリックス構造由来の散乱がみられた。さらに、現在そのデータを基にペプチド-脂質複合体のモデル化を行っており、それよりナノチューブの分子構造を明らかすることにしている。以前、我々は様々な疎水性親水性バランスを持つ18残基からなる塩基性両親媒性モデルペプチドをデザイン・合成し、リン脂質との相互作用様式を研究する中で、脂溶性の強いペプチドHel 13-5が中性脂質からなるリポソームを線維化する現象を見いだした。また、生体膜に多く存在する脂質を用いてHel 13-5との相互作用を調べ、脂質の組成により、形成される構造体の形態に違いが生じることを示した。今回我々は、この線維状管状構造体形成に注目し、各種生体内リン脂質との相互作用、又Hel 13-5関連ペプチドの新たなるデザインと合成による管状構造形成の化学的要因やその生成機構の解明を試みた。現在そのデータを基にペプチド-脂質複合体のモデル化を行っており、それよりナノチューブの分子構造を明らかすることにしている。我々は様々な疎水性親水性バランスを持つ18残基からなる塩基性両親媒性モデルペプチドをデザイン・合成し、リン脂質との相互作用様式を研究する中で、脂溶性の強いペプチドHel 13-5が中性脂質からなるリポソームをナノチューブ化する現象を見いだした。

またHel 13-5関連ペプチドを用いて細胞内小胞輸送に見られるミクロなナノチューブ形成の要因を追及した。構造形成のための要因を明らかにするために、数種のアナローグのデザインを行った結果、両親媒性構造の脂溶性の部分が重要で、水溶性部分は、色々なアミノ酸に置換できること、更に脂溶性-水溶性バランスを保ったまま、鎖長を変えていくと、管の直径はあまり変化がないが、長さが異なった構造体が、電子顕微鏡観察で、見られた。脂質とペプチドで形成される線維は混合後1時間以内に形成され、その後その構造が溶液中で安定に存在する。このことは、チューブ内への物質の包接が容易なることを示し、脂質チューブをホストとしてゲスト化合物の包接加工を容易にする。実際に我々は、金コロイド溶液をチューブ内に閉じこめ、紫外線を照射することによって、金ナノワイヤーの合成に成功した。また重水素化リン脂質を用いての中性子溶液散乱実験などの溶液物性を調べ、結合状態を見た所、脂質ヘリックス構造由来の散乱がみられた。さらに、現在そのデータを基にペプチドー脂質複合体のモデル化を行っており、それよりナノチューブの分子構造を明らかすることにしている。
堆積軟岩地盤のひずみの局所化を伴う進行的破壊の研究

堆積軟岩地盤の支持力を合理的に算定するためには、軟岩材料のピーク後の軟化時のせん断層の応力ひずみ関係を正確に測定し、それを定式化することが必要不可欠である。本研究ではせん断層の応力ひずみ関係の掌握を念頭に置き、そのための実験機の試作、および典型的な実験結果を得るところまで、単年度で遂行した。具体的には、まずはじめに軟岩用の平面ひずみ圧縮試験機を試作した。軟岩は通常の土質材料と比して、もともと剛性が非常に大きいために、破壊時に大きな弾性エネルギーの解放が現れる。このため、新たに高要量の高剛性の載荷枠を試作した。また、三軸セルもローラー付ペデスタルを開発する事により、せん断層も拘束無く発生でき、さらにこのことより載荷軸に無理な偏心荷重が加わらないように改良を施した。また、軟岩材料を高圧下において実験が行えるように、高圧サーボ弁をもちて30kgf/cm^2までの圧力が安定して供給できるシステムも新たに作成した。次にこれらのシステムを用いて、実際に平面ひずみ圧縮試験を行った。実験はブロックサンプリングで採取された、乱れの少ない均質な堆積軟岩試料を用いた。一連の実験ににより次の成果を得た。(1)堆積軟岩において、せん断層発生後のせん断層内部での横ずれ量とせん断層に垂直なダイレイタンシー量を求めることに成功した。(2)それに付随して、せん断層の入っていない部分では、弾性除荷が起こっていることを性格に測定する事にも成功した。(3)堆積軟岩の場合、ピーク荷重付近でせん断層が発生し、残留状態に達するまでに、横ずれ量は約1mm,ダイレイタンシー量は約0.5mmであることが判明した。(4)せん断層内部の堆積膨脹は、残留状態でも明確に認められた。また、軟岩の実験結果を用いて軟岩地盤のモデル化を試み、新たに構築したワークステーションのシステムにより、変形予測解析も同時に行った。
人工飼料育蚕におけるウイルス病の発生防除に関する研究

人工飼料による全齢(25日)1回および2回の給餌による無菌飼育法を確立した。そして本飼育法で飼料組成の差異および給餌回数の多少と核多角体病ウイルス(NPV)に対する感染抵抗性を明らかにした。また人工飼料無菌・壮蚕桑葉蚕のNPVに対する感染抵抗性も明らかとなり、ウイルス感染抵抗性の面から人工飼料無菌飼育法の安定性が明確となった。人工飼育料普通育蚕は桑葉育蚕に比べNPVに対する感受性が高く、これは消化液のウイルス不活化力の低下に起因し、また消化液のプロテアーゼ活性とも密接な関係がある。膿核病ウイルス(DNV)に対する感受性は人工飼料育に比べ桑葉育蚕は約10倍高い傾向にあり、これは中腸におりる新生細胞増殖と、その発達による新皮膜の形成能の強弱による生理機能の回復の有無が大きく関与することが判明した。DNVの高温による発病抑制機構についてはDNVを接種した後35°Cで飼育した幼虫ではウイルス粒子の蓄積や合成が抑制されることおよび特異なmRNAの蓄積の抑制はDNVのDNAを32Pでラベルして明らかにした。人工飼料育蚕で伝染性軟化病ウイルス(FV)の増殖に対するグアニジンによる増殖抑制機構を無細胞系で調査したところ、先ずウイルス特異的mRNAの合成が抑制され、その結果ウイルスのポリペプチドが翻訳されないことが主因であることが判明した。人工飼料無菌蚕に細胞質多角体病ウイルス(CPV)を接種すると血液中にレクチン様物質が蓄積することが判明し、また蚕のCPV抵抗性を増大させる薬物も見い出された。カイコの人工飼料育における飼育環境と微生物制御と蚕病防除については人工飼料育蚕の健康評価を微生物保有を指標として検定するためのキットが開発された。またバイオクリーンルームの微生物の流動とその解析にはシミユレーションボックスを試作し、飼育室内汚染微生物の流動が明らかとなった。カイコの人工飼料を開発し、その組成表を明らかにした。この飼料を用い全齢期間2回および3回の給餌法で安定した無菌飼育が可能となった。したがって飼料中桑葉粉末添加量,澱粉,脱脂大豆粉末など栄養素を変化させても飼育が可能となったので、ウイルス感染実験に利用することができる。人工飼料育環境とウイルス病の発生・防除については飼養蚕の健康評価を微生物保有を指標として検定するためのキットの開発を試みた。キットはスチレン樹脂製とし、迅速,簡便,経済的で術者間に差異がないことを目的として製作した。また飼育室内の微生物の流動とその解析法としては閉鎖系の飼育室で発生した汚染微生物の流動を調べるためにシミュレイションボックスを試作した。ボックス内の空気の動きは、煙で可視化し観察するとともに粉末菌体を放散して、その空気の流れと菌の分散様相を検討した。人工飼料育蚕における核多角体病の感染低抗性については桑葉育蚕に比べNPV感受性が高く、人工飼料育の期間が長くなればなるほど桑葉育蚕との感受性の差は大きくなる。この現象は両者の栄養的な差ではなく、消化生理の差に基づいて生起するようである。濃核病については高温による発病抑制機構を明らかにするためウイルス接種後25°Cと35°Cで飼育した幼虫の中腸RNAを無細胞系で翻訳させたところ、高温においてはウイルス特異的RNA量が急激に減少することが明らかとなった。人工飼料育と桑育蚕のウイルスの増殖を電顕によって比較観察すると人工飼料育蚕では接種後10時間で、桑育蚕は32時間目にウイルス形成がみられた。人工飼料育蚕のIFVに対するグアジン塩酸塩(GH)の抑制機構解明にはミクロオートラヂオグラフィーを行なった。

IFVとGH処理蚕ではRNA合成とたんぱく質合成は抑制されることが明かであり、グラフィックアナライザを用いた実験でも証明された。人工飼料を用いたカイコの新しい飼育法の確立を目標として,全齢期間の給餌回数を2回で行う方法を考案し,これによる繭生産を年間を通して行つた.その結果,カイコの発育成長(揃い),体重,繭調査成績および繭質については常法の3回給餌の場合と差異はみられなかった.また蚕病の発生は全くみられなかった.また1ー3齢期間を各種の人工飼料を用いて飼育し(1回の給餌法)4齢起蚕の細胞貭多角体病ウイルス(CPV)に対する感染抵抗性も調査した.一方カイコがCPVに感染した場合,どのような生体防御反応が認められるかについて調査したところ,昆虫の生体防御桟構の中で主要な役割を持つレクチン様物貭がウイルスに感染したカイコの血液中に蓄積することがウエスタンブロッティング分析により判明した.さらにCPVに感染したカイコにEnterobacter SPを接種すると,ウイルス,細菌それぞれ,単独に接種した場合に比べてカイコの斃死率が上昇した.この原因の一つとしては,ウイルスに感染したカイコ中腸円筒細胞内での細菌の増殖によることが考えられた.NPVに対する感染抵抗力については人工飼料育と桑育の場合で差が認められるが,これはカイコの消化液中に存在するウイルス不活化作用を有するプロテアーゼによることが推案された.濃核病ウイルス(DNV)の増殖は高温(35°C)で抑制されるが,これはウエスタンブロッテイング分析の結果,DNV増殖組識でウイルス構成タンパク貭の蓄積が抑制されるためと考えられた.伝染性軟化病ウィルス(IFV)の増殖のグアニジンによる抑制を調査したところ,カイコが人工飼料とともにグアニジンを摂食している場合は,ウイルス構成タンパク貭の蓄積が認められず,抑制効果がみられたが,眠期以後にウイルス構成タンパク貭の蓄積がみられた.カイコのウイルス感染と重要な関連をもつと思われる中腸運動について調査した.人工飼料を用いて蚕の無菌・無人での繭生産法を確立するための基礎研究として、無菌装置(プラスチックアイソレータおよびノートバイオトロン)を用い幼虫期1回の給餌で年間容易に飼育できることを明らかにした。そしてこのようにして飼育した蚕のウイルス感染抵性については核多角体病ウイルスを用い、常法の34回育と比較し、感染抵抗性に差異をみなかった。また飼料組成特に桑葉粉末(最も飼料中の高価な)を1035%で変化させた場合のウイルス感染抵抗力については、殆んど差異を認めなかった。また年6回本法で大量育しても無菌育では蚕病発生は皆無であった。核多角体病に対する人工飼料育蚕と桑育蚕においてはウイルスに対する感受性は人工飼料育が高く、これは主として消化液のウイルス不活化力の低下に起因する又消化液の不活化作用にプロテアーゼ活性が密接に関与していた。細胞質多角体病ウイルスにおいてはウイルスに感受性の樹立細胞株と蚕のウイルス抵抗性を増大させる薬物を見いだした。濃核病ウイルスに対する感受性は人工飼料育蚕は桑葉育蚕に比べ約10倍高い傾向が認められた。そしてこの感受性の相違については感染組織学的に明らかにした。
種々音響インピーダンス材料閉空間を用いた新規衝撃波発生手法の開発

本研究では、衝撃波医療応用における重要な研究課題である衝撃波生体損傷に関して、その重要な要素である衝撃波および膨張波による圧力波の生体との干渉による衝撃波生体損傷の機序解明のための生体模擬物質で構成された生体模擬モデルを用いた工学的実験で使用する制御された圧力波形を持つ新規衝撃波発生方法の確立を目的として、媒体の音響インピーダンス(密度と音速の積)の違いによる衝撃波干渉挙動に注目した材料構成による単純形状の閉空間で衝撃波を発生させ、衝撃波圧力正・負(膨張波)、最大過剰圧、パルス幅等を制御する方法確立を行うものである。制御方法確立のための衝撃波干渉挙動の現象の把握は、高時間・空間分解能の光学可視化計測および圧力計測によって明らかにしていく。平成30年度計画している研究項目は、1閉空間内衝撃波干渉挙動に関して、実験的に解明していくとともに、4閉空間内の衝撃波干渉現象の数値解析と実験結果との比較、検証を行う本研究課題研究項目4項目中2項目を実施した。単純形状の閉空間として中空円柱(円管)内で衝撃波を発生させる実験を行い、円管の寸法(内径、肉厚、衝撃波発生位置等)と音響インピーダンスの異なる円管材質をパラメータとした衝撃波発生実験を実施し、発生衝撃波波形の計測によって各パラメータ影響を明確にすることができた。また、円管内水中で発生させた衝撃波の円管との干渉挙動に関して汎用数値解析ソフトウエアANSYS AUTODYNを用いた数値解析を行い、管内での衝撃波伝播挙動、圧力増加、負圧の発生の機序解明につながる結果を得ることができ、次年度の過剰圧の増加方法の確立、負圧を伴わない衝撃波発生方法の確立に繋がる知見を得ることができた。平成30年度の当初の研究計画では1閉空間内衝撃波干渉挙動の解明に関して、円管の寸法(内径、肉厚、衝撃波発生位置等)、音響インピーダンスの異なる円管材質をパラメータとした衝撃波発生挙動の光学可視化計測および発生圧力計測により実験的な現象解明を行う予定のみであったが、4閉空間内の衝撃波挙動の数値解析について、実験では計測できない閉空間内の衝撃波挙動を解明に取り組み、次年度以降の研究項目遂行上、有意義な知見が得られたため、本研究は当初の計画以上に進展していると考える。平成31年度(零和元年度)は円管内閉空間での衝撃波発生による発生衝撃波の制御法の確立において、当初の計画通り2最大過剰圧の増加方法の確立、3衝撃波のみの衝撃波発生方法の確立について、実験的に取り組む予定である。昨年度の実験、数値計算による研究成果、得られた知見によって導かれる円管形状、材質等によって実施していく予定である。発生衝撃波制御のための形状、材質等の検証を含む実験数を少なくし、時間と経費を有効に利用するため、数値解析による研究項目を当初計画より早めて実施したため、実験に係る消耗品購入額が減少した。

次年度には現象の解明と実験の再現性を含めた実験回数を多く予定しており、その費用(衝撃波発生用微小爆薬と放電電極の購入)にあてる予定である。
ソーシャルネットワーキングサービスに投稿された記事に基づく都市・建築空間像の解析

近年のスマートフォンの普及により、SNSがより馴染みのあるものになった。とりわけ、ユーザーがコンテンツを生み出すメディアの中では、地理情報を付与したSNSが徐々に普及してきた。このメディアの特性はユーザーが場所と関連した文章や写真を投稿する傾向にある。これらの文章から自動分析を施して、今までの都市調査のようにある一時的な情報を取得するのではなく、都市の動的な状態を発見出来ると思われる。それを最終目標におき、本研究では、1.利用者の利用単語頻度から導き出される都市のスケープ、2.都市で使われている単語から導き出される都市の分類、3.震災時のSNS利用者の感情変化を主題として研究を行った。平成24年度は、ソーシャル・ネットワーキング・サービス上の情報を機械的に収集し、解析することで、建築や都市にまつわる過去の状況を把握、現状の理解、将来の予測に活用することを目的に都市利用者の分析手法と災害時の感性的な表現と地理的な関係に関して検討を行った。前者では、都市の特性をソーシャル・ネットワーキング・サービスの利用者の特徴を分析し、その利用者の行動場所をジオタグから追跡することで、都市の特性を明らかにした。まず、得られたデータのうちジオタグを地図にプロットし、駅周辺にジオタグ集まっていることを明らかにした。次に、Twitterから取得してきたデータのうち、テキストから利用者の単語頻度を利用者ごとに計算した。さらに、利用者が付けているジオタグから駅400mに入った回数で単語頻度を重み付けし、全員分を足し合わせることで駅商圏の特性を明らかにする手法を確立した。実社会的に有意義な点としては、利用者の需要がこのモデルから導き出せるため、都市のブランディングやマーケティングに活用可能な点である。また後者の研究では、Twitterに投稿されたデータテキストデータの解析を元に、東日本大震災前後に投稿された記事における感性的単語と地理情報との関係を検討した。具体的には感情や印象を形容する8つの語句を抽出し、被災地周辺(震央から半径300[km]圏内)とそれ以外の地域にてその語句が掲載されている記事の増減数を比較した。このうち、被災地周辺で著しく変化している感情表現単語2つについて、共起される単語頻度を集計した。震災前には特に災害に関連した単語は出現していないものの、震災後では「地震」や「揺れ」というなど揺れることに関連する単語が出現するようになった。それに対して被災地以外の地域では、「地震」を除いて20位までには登場しておらず、被災地との関心の差が伺えた。申請者らはソーシャルメディアから得られる情報を用いて、都市・建築の観点から有益な知見を導くために研究しており、2013年度では都市の分類と被災者の感情変化を中心に研究を行った。また、これらの分析を素早く行うために、ビッグデータ解析時に一般的に用いられているインフラと方法を導入した。まず、ツイート記事を人間の状態や行動をセンシング出来る情報元として用いることで、人間行動をダイナミックに計測することで都市計画時に必要とされる都市の分類や類型化を試みた。日常的に使われやすい単語として雑誌に出てくる頻度が高いものを抜き出し、山手線駅ごとにこれらの単語を集計した。その後、年ごとと時間帯ごとにクラスター分析を行った。これらの結果、駅と時間ごとにその場に想起される単語は異なり、都市ごとに異なる様相を示すことを明らかにした。また、災害時の被災者状況をセンシングする方法を検討した。東日本大震災前後のソーシャルメディアの情報を機械的に収集し、感性的単語と地理情報との関係について検討を行った。ツイート記事に対して、形態素解析により形容詞を抜き出し、その頻度と意味から8つの感情を示す形容詞を追跡した。これらの形容詞を被災地とそれ以外、東日本大震災前後で集計した。この結果、被災地と都心部で感性単語表現が異なることを示した。最後に今までの研究を鑑みて、これからビッグデータ分析をする際により迅速に行うインフラ整備と手法の確認を行うことにした。通常の分析手法をそのままビックデータで用いると時間がかかる上に、集計結果を確認することも究めて難しい。これらに対して、HadoopとそのライブラリであるMahoutを導入し素早い統計処理を行った。本研究はソーシャル・ネットワーキング・サービス(SNS)から得られる情報を、都市・建築設計に活用するために、SNSサイトの情報を効果的に取得すること、およびその情報を独自の方法で分析をした上でそれらを可視化するプラットフォームを作成することを目的としている。平成23年度では、プラットフォームの方向性を定め具体的な仕様を明らかにすること、および国内外における先行事例を収集することから従来の研究の問題点を抽出し、それを解消する方法を議論した。そのために研究者全員が分担して世界各国の事例取集をした上で、どのような人をターゲットにしてサービスを提供するべきか分析、検討した結果、研究目的を達成するための方向性が明らかになった。

具体的には、特定の場所に固有の行動が現れてくることを、SNSから得られた情報を任意に定めた動詞と目的語を検索によって明らかにした。次に恣意性を排除するために、客観性をもったキーワード選択をする単語辞書を作成した。さらに、最終目的のプラットフォームの方向性を定めるにあたっては、現存するSNSのみならず、BlogやWeb、雑誌など様々なメディアをリストアップし、ライフスタイルという観点からそれぞれの単語の出現傾向を観測することが望ましいという結論に至った。また、キーワードを抽出する際には恣意性を排除するために、ライフスタイルに関連するキーワードをあらかじめ研究者全員で共有したうえで、生活空間におけるライフスタイルを抽出できる雑誌を選定し、そのすべてのページをスキャニングしたものを文字認識したのち、テキストマイニング分析から得られる共起度から単語辞書を作成するという一連の手法を確立できたことは、大きな成果である。おおむね順調に進展中している。当初フォーカスする主題であったソーシャル・ネットワーキング・サービスから見た都市像の解析フローを確認し、それ以外にも災害というキーワードから都市を考察したためである。ソーシャルネットワーキングサービスのAPIから取得できる情報の量が非常に限られているために、分析に必要なデータ蓄積に時間がかかっているため。本年度の研究としてフォーカスする点は以下の3つの研究とWeb上での情報公開である。・都市のブランディングに向けた都市圏・利用者の分析:昨年度は都市の利用者の特性を単語頻度で抽出し、その利用者がある特定の駅周辺に入った回数をカウントしたが、より利用者に沿った商圏の確立することと、都市部ブランディングに活用するための基礎研究を行う。具体的には利用者のジオタグをクラスタリングすることで、商圏を明確に定める。また、抽出する単語の組み合わせから利用者がどういう話題に言及しているかを追求する。同時に、これらの単語頻度を各商圏ごとにまとめあげる。これらから、単語という観点で都市のブランドを確立する上での指針を得る事が出来る。・災害に関わる分析:災害時間経過とともに、感情表現が変化して行く。被災地周辺の感情表現を抽出し、将来の予測に活用したいと考えている。また、メディアより早く局所災害の位置と場所を特定し、警告を住民に出すためのシステムを作成したい。・自然災害時の危険となる場所の調査とCAD上での可視化:今まで蓄積されてきたデータにより、危険な場所がTwitter上に記されてきている。そこで、ジオタグのあるテキストで、危険をほのめかす単語から危険な場所を検索する。同時に、すべてのテキストデータを用いて、危険と関連のある場所を共起度から抽出する。これらのデータをGISで分析し、CAD上でのシミュレーションに活用する。・今までの成果のWeb上の可視化:今までの成果はオープンデータであるTwitterの貢献によるものである。そのために、本研究においても、成果をオープンデータとしてWebで公開することを考えている。
ストレス反応における転写因子ATF-2の機能解析

ATF-2はストレスによって活性化する転写因子である。細胞が紫外線照射、浸透圧異常、サイトカイン等のストレスにさらされるとATF-2はリン酸化されて活性化しCRE配列に結合してtarget geneの転写を導くことが知られている。ATF2はMAP kinase familyに属するJNK, p38によって直接的にリン酸化され、このリン酸化はATF-2の転写活性化能に極めて重要な修飾であることが知られているが、リン酸化によってなぜATF-2の転写活性化能が上昇するかについてはその詳細なメカニズムについては明らかとはなっていない。最近yeastでSin1という興味深いタンパク質が同定された。Sin1はyeastのp38 homologueであるSty1に結合することにより、yeastのATF-2 homologueであるAtf1のリン酸化状態の維持、full levelのリン酸化、タンパクの安定化を介してAtf1の転写活性化を制御する分子であることが報告されている。もし高等生物でもSin1が存在しyeastと同様な機能を示すのならば、ATF-2のリン酸化の仕組みを解きあかすか鍵となることが予想される。以上のことから我々はyeast Sin1の真核生物のhomologueであるchicken Sin1についてATF-2との関係を調べることにした。まず最初にchicken Sin1とp38が直接的に結合するのかどうかをin vitro系で調べたところyeastの場合と同様にinteractionすることが分かった。さらにSin1はATF-2にもdirectに結合した。今後はATF-2のリン酸化へのSin1の影響をさらに詳細に解析する予定である。以上の研究に加えてATF-2のリン酸化による活性化のメカニズムを探るために、yeastのthree-hybrid systemを用いてリン酸化ATF-2にのみ特異的に結合する因子を同定することを試みている。これはkinaseであるJNKをbait constructと共発現させてin vivoでリン酸化したATF-2をbaitに使用するスクリーニング方である。現在までのスクリーニングで目的とする候補を数クローン同定した。現在、これらのクローンが本当にリン酸化ATF-2に特異的に結合するのかどうかをin vitro系、あるいは培養細胞を使った系で検証し、目的のクローンを絞り込んでいる段階である。
省エネルギー熱間加工における金属材料の組織の予測と最適制御

鉄鋼材料の熱間加工におけるミクロ組織予測のため、S15C材を用い、加熱温度1200°C、据込み温度1000°C、ひずみ速度10/s、パス間時間0100sの加工条件で熱間2段据込み加工実験およびFEM解析研究を行い、次のような研究成果が得られた。1)熱間据込み加工における初期粒径、動的再結晶率及び動的再結晶粒径等のミクロ組織の実験結果とモデル解析結果との良い一致が得られた。2)他段加工例として2段据込み加工のミクロ組織に及ぼすパス間時間の影響について、静的再結晶によるミクロ組織変化(再結晶率、結晶粒径、粒成長)を実験的に明らかにし、変形・熱伝達・流動応力の3要素の3次元FEM連成解析によって結晶粒分布を求め、実験結果とよく一致することを検証した。3)複雑形状の2段据込み鍛造例についても同様に、3次元FEM連成解析によって結晶粒分布が精度よく予測できることが検証された。4)炭素量が広範囲に異なる各種炭素鋼材料及びステンレス鋼材料を用いて、本研究期間を通して測定を行った熱間塑性流応力-ひずみ曲線データを、共通に利用できるようにディジタル化した汎用データベースを構築した。6)アーヘン工科大学における熱間加工における塑性流動応力と比較するため、両者間における潤滑条件の差の影響を比較し、本実験データは約4MPa高目であることが分かった。以上述べたように、平成11年度平成13年度にわたって行ってきた研究課題「省エネルギー熱間加工における金属材料の組織の予測と最適制御」の研究成果によって、鉄鋼材料の熱間加工のミクロ組織予測が、試行錯誤実験を行なうことなく可能であることを明らかにした。鉄鋼材料の熱間加工における組織予測シミレーションは、熱間塑性流動応力モデル、熱伝達モデル、加工プロセスの変形モデル(FEM)の連成によって可能となる。この3つのモデルの中で最も基本となるなるのは、材料の熱間塑性流動応力モデルである。1)炭素量が0.0020.81%のC-Mn系炭素鋼(低・中・高炭素鋼)5種類を供試材として用い、広範囲のひずみ速度(0.0150/s)、温度領域(7001100゚C)における熱間塑性流動応力-ひずみ曲線を、圧縮試験によって測定を行い、データベースを構築した。2)測定データ解析を行って、塑性流動応力のひずみ速度依存性、温度依存性およびひずみ速度と温度の複合Z値(Zener parameter)の依存性の定式化を行なった。3)既に公表されている転位論に基づく金属学的数式モデルによって、実測した塑性流動応力のシミュレーションを行なった結果次のことが明らかとなった。すなわち、(1)瀬沼モデル、柳本の増分モデルは、オーステナイト領域において低ひずみ速度および900゚C近傍では余り良い一致はみられない。特に低ひずみ域での立上がりの不一致が大きい。(2)数式モデルの高精度化のために、応力-ひずみ曲線の実測値の加工硬化指数、加工軟化指数を求めて、「加工硬化+動的回復による加工軟化」の影響の定量化を行なった。その結果、両特性値は含有炭素量と密接な関係があり、鋼種の違いの影響をモデル化できる可能性がえられた。4)加工硬化と動的回復による加工軟化を考慮した修正モデル式を導出した結果、全ひずみ速度および温度域における塑性流動応力のモデル式として高精度化が達成できた。1.熱間変形過程のミクロ組織予測モデル式を検証するため、2段熱間据え込み加工実験を行ない、加工中および2段目加工までの保持時間によるミクロ組織変化を測定した。

1)供試材としてS15C材とYCF538材の2種類の鉄鋼材料を使用して、熱間圧縮変形過程(ひずみ速度10/sec、温度1000°C、保持時間0100sec、ひずみ0.36)の初期粒径、動的再結晶率、動的再結晶粒径の変化挙動を明らかにした。2)据え込み実験の同条件におけるパス間時間における静的再結晶挙動について観察を行い、静的再結晶粒径の変化、及び平均結晶粒径の変化について測定を行なった。2.熱間据え込み加工の変形・流動応力・熱伝導の3要素のFEM連成によるミクロ組織のシミュレーション解析を行い、ミクロ組織の動的再結晶率、動的再結晶粒径及び平均粒径等のモデル式の検証を行なった。1)YCF538材の動的再結晶率、動的再結集粒径のモデル式について実験結果による検証を行い、よく一致することが確認された。2)S15C材の据込み加工後の静的再結晶粒径と保持時間との関係を考慮したモデル式の検証を行ない、よく一致することが確認された。3)熱間加工後の保持時間による粒成長は,近似的に10乗則がよく一致することを確かめられたが、極短時間においては10乗則は必ずしもよい一致ではなかった。4)平均粒径に関しては、再結晶率、粒径、及び粒盛長を考慮した平均粒径のモデル式は、実験結果とのよい一致がえられた。鉄鋼材料の熱間加工におけるミクロ組織予測のため、S15C材を用い、加熱温度1200°C、据込み温度1000°C、ひずみ速度10/s、パス間時間0100sの加工条件で熱間2段据込み加工実験およびFEM解析研究を行い、次のような研究成果が得られた。1)熱間据込み加工における初期粒径、動的再結晶率及び動的再結晶粒径等のミクロ組織の実験結果とモデル解析結果との良い一致が得られた。2)多段加工例として2段据込み加工のミクロ組織に及ぼすパス間時間の影響について、静的再結晶によるミクロ組織変化(再結晶率、結晶粒径、粒成長)を実験的に明らかにし、変形・熱伝達・流動応力の3要素の3次元FEM達成解析によって結晶粒分布を求め、実験結果とよく一致することを検証した。3)複雑形状の2段据込み鍛造例についても同様に、3次元FEM連成解析によって結晶粒分布が精度よく予測できることが検証された。4)炭素量が広範囲に異なる各種炭素鋼材料及びステンレス鋼材料を用いて、本研究期間を通して測定を行った熱間塑性流応力-ひずみ曲線データを、共通に利用できるようにディジタル化した汎用データベースを構築した。6)アーヘン工科大学における熱間加工における塑性流動応力と比較するため、両者間における潤滑条件の差の影響を比較し、本実験データは約4MPa高目であることが分かった。以上述べたように、平成11年度平成13年度にわたって行ってきた研究課題「省エネルギー熱間加工における金属材料の組織の予測と最適制御」の研究成果によって、鉄鋼材料の熱間加工のミクロ組織予測が、試行錯誤実験を行なうことなく可能であることを明らかにした。
一般化差分部分空間に基づく特徴抽出の完全解明と機能強化

【研究業績1】GDS射影メカニズムの完全解明(FDAとGDS射影の密接な関係の証明):Geometrical fisher discriminant analysis (GFDA)を介して,GDS射影とFDAには密接な関係があり,GDS射影がFDAと同等の判別能力を有する事は,前年度までに確認された.本年度は,この関係をより深く理解するために,GFDAが2段階の処理:1)クラス部分空間の基底ベクトルの直交化(白色化),2)直交化された基底に対する主成分分析で構成されることに着目し,詳細解析を行った.具体的にはGFDAが正規化空間において有する超対称性に基づいて,GFDAの幾何構造および特徴抽出メカニズムを深く理解した.また昨年度の評価実験で,GDS射影とGFDAの等価制はクラス数が多くなると低下することが明らかになった.この問題は,GDSの次元をクラス数-1ではなく,より大きな次元に設定することで緩和されることが分かった.これに基づいて,各基底ベクトルの判別能力の累積を計ることで,適切なGDS次元を推定する方法を考案した.【研究業績2】各クラス凸錐を一般化凸錐差分部分空間へ射影することで,より判別能力の高いクラス凸錐が生成できることを確認した.【研究業績3】顔認識,物体認識,形状解析において,GFDA,GDS射影,凸錐体に基づく各方法の有効性を大規模な検証実験により明らかにした.特にConvolutional Neural Networkを通して得られるCNN特徴を入力とすることで,上記方法の識別性能が大幅に向上することを明らかにした点は大きな成果である.またGFDAとGDS射影は学習データ数が少ない場合,FDAに比べて安定かつ高い識別性能を得られることを明らかにした.この特性は実用上の大きな利点となる.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【研究課題1】GDS射影メカニズムの完全解明:2クラスにおいて,GDS射影が判別分析の効果を生み出すメカニズムを解明した.まず各部分空間の基底ベクトルセットからフィッシャー判別基準を定義し,これを最大化することで1次元の判別分析空間を求める方法を提案した.これをGeometrical Fisher Discriminant Analysis (GFDA)と名付けた.次ぎにGFDAがGDS射影とFDA(フィシャー判別分析)とほぼ等価であることを,2つの部分空間の成す正準角群と基底ベクトルの幾何学関係に基づく数理解析により明らかにした.これによりGDS射影がフィッシャ基準最大化に基づく方法であることが示された.【研究課題2】凸錐表現の導入によるGDS射影の機能強化:2つの凸錐の差異を表す凸錐差分部分空間(Convex cone gap subspace)を提案した.まず2つの凸錐体の成す最小角度を凸射影法を用いて求める.次ぎに先に求めた最小角が張る2次元面の直交補空間において,同様に最小角度を求める.これを繰り返してr個の正準角θiを求める.ここで正準角θiを張るベクトルペアをuiとviとし,それらの差分ベクトルをdiとする.r次元GDSはこれらのr個の差分ベクトルdiにより張られる部分空間として定義した.【研究課題3】検証実験:2クラス識別において,FGDA,GDSおよびFDAがほぼ等価の判別空間を生成し,性能もほぼ同等であることを確認した.これら3つの特徴抽出の有効性を,顔画像データベース(CMU faceとYale data)を用いて検証した.その結果,GDS射影とFGDAはFDAに比べて,学習データ数が少なく,バイアスが掛かっている場合に特に有効であることが分かった.3次元物体データを用いた評価により,凸錐差分部分空間が凸錐間の差異をうまく抽出できることを確認した.本研究課題の要である「GDS射影が線形判別分析の効果を生み出すメカニズム(2クラスの場合)」を明らかすることに成功した.加えて当初の計画には無かった,新しい特徴抽出(Geometrical fisher discriminant analysis (GFDA))を提案し,その有効性を検証できた点で,計画以上に進展していると言える.【研究業績1】GDS射影メカニズムの完全解明(FDAとGDS射影の密接な関係の証明):Geometrical fisher discriminant analysis (GFDA)を介して,GDS射影とFDAには密接な関係があり,GDS射影がFDAと同等の判別能力を有する事は,前年度までに確認された.本年度は,この関係をより深く理解するために,GFDAが2段階の処理:1)クラス部分空間の基底ベクトルの直交化(白色化),2)直交化された基底に対する主成分分析で構成されることに着目し,詳細解析を行った.具体的にはGFDAが正規化空間において有する超対称性に基づいて,GFDAの幾何構造および特徴抽出メカニズムを深く理解した.また昨年度の評価実験で,GDS射影とGFDAの等価制はクラス数が多くなると低下することが明らかになった.この問題は,GDSの次元をクラス数-1ではなく,より大きな次元に設定することで緩和されることが分かった.これに基づいて,各基底ベクトルの判別能力の累積を計ることで,適切なGDS次元を推定する方法を考案した.【研究業績2】各クラス凸錐を一般化凸錐差分部分空間へ射影することで,より判別能力の高いクラス凸錐が生成できることを確認した.【研究業績3】

顔認識,物体認識,形状解析において,GFDA,GDS射影,凸錐体に基づく各方法の有効性を大規模な検証実験により明らかにした.特にConvolutional Neural Networkを通して得られるCNN特徴を入力とすることで,上記方法の識別性能が大幅に向上することを明らかにした点は大きな成果である.またGFDAとGDS射影は学習データ数が少ない場合,FDAに比べて安定かつ高い識別性能を得られることを明らかにした.この特性は実用上の大きな利点となる.【研究業績1】GDS射影メカニズムの完全解明(FDAとGDS射影の密接な関係の証明):GFDAとGDS射影がほぼ等価であることを,前年度に得られた正準角の成す正準ベクトルと基底ベクトルの関係に基づく直感的な解釈に替えて,高次元ベクトル空間における幾何学構造に基づいた観点から,より数理的に示した.具体的には,GFDAがGDS射影に微小な補正項を加えた方法と等価であることを,GFDAの最大化すべき目的関数の表現形式を,クラス内分散行列とクラス間分散行列の比の形式から,両者の線形結合の形式に変換することで証明した.ここでGFDAはFDAの変種であり,FDAの本質的な判別能力を受け継いでいることを鑑みると,GDS射影はGFDAを経由して,FDAの判別能力を受け継いでいることが理解され,GDS射影とFDAの密接な関係,それに伴いほぼ同一の判別空間を生成することが示された.さらに以上の議論が3クラス以上でも同様に成立することを確認した.【研究業績3】有効性の検証:顔や手形状の画像データセットなどを用いた多角的な識別実験において,FDA, FGDA,GDS射影がほぼ同じ判別空間を生成し,性能面でもほぼ同等であることを確認した.また3次元物体の識別実験を通して,一般化凸錐差分部分空間が凸錐クラスの識別問題において,判別的な空間として効果的に機能することを確認した.平成29年9月、GDS射影メカニズムの解析・検証をGDS射影とGFDA (メカニズムが分かっている判別分析の簡略版)の等価性に基づいて行っていたところ、当初の予想に反し、クラス数が増大するにつれて、両者の等価性が低下することが判明した。研究遂行上、GDS射影とGFDAの等価性が低下する要因を解明することが不可欠であることから、研究方式を変更し、より詳細なGFDAとGDS射影の等価性の検証実験を行う必要が生じた。当初の計画に従って,クラス数を2から3以上に一般化した場合において,GDS射影のメカニズムを明らかにする.併せて錐差分部分空間の定義を2クラス以上において一般化する.またGDS射影およびGFDAの応用展開を進める.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。GDSの次元をGFDAから予測された値より大きく設定することで,GFDAとGDS射影の等価性をほぼ確保できることが分かった.これに基づいた次元設定法を開発し,研究の遅れを取り戻す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
顎骨内インプラントにおけるフィクスチャー埋入時の合併症予測システムの開発

顎骨内インプラントは無歯顎部の補綴法の一つとして、なくてはならない方法の一つである。フィクスチャーの埋入に際しては、X線検査は必要不可欠で、我々はCT再構成画像の有用性を示してきた。また、CTデータを用いインプラント埋入のシミュレーションが行えるソフトが開発され、より安全にフィクスチャーの埋入やわかりやすい患者説明が可能となった。昨年度、シミュレーションソフトウエアのシミュレーション画像上でフィクスチャーのずれを0.5mm程度のずれであれば、穿孔や裂孔形成などの可能性を表現可能であることが確認された。今年度はソフトウエア上では0.25mmの変化も状況に応じてではあるが認識可能となった。しかし、画像上でのシミュレーション結果が実際の患者へ正確に反映されなければならない。そのためには診断用ステントから、サージカルステントへの移行のありかたや画像データから骨面に適合したステントが開発され、シミュレーション結果を反映した正確な埋入が必要になる。また、下顎管への影響などは下顎管にフィクスチャーが接触していなくても知覚鈍麻などの合併症を生じることもある。そのため、どの程度まで近接すると症状を生じるかを追跡調査などにより、明らかにする必要もあるものと考えられた。現在のところシミュレーション結果と実際の埋入結果との整合性がとれていないが、システムとして、穿孔や裂孔形成の有無のみではなく、その程度を細かく表現できるようになればと考えている。さらにシミュレーションソフトウエアを用いて、埋入時に発生すると考えられる穿孔、裂孔形成などの偶発による合併症が予想された場合に、事前にその対応を行うことも必要となり、より発展させた予想・対応システムの開発が必要と考えられた。
女子学生の自己効力感を向上させるキャリア教育に関する研究

【研究の目的】本研究は、Banduraによって提唱された「自己効力感」の視点から、女子大学と共学大学におけるキャリア教育の相違を明らかにするとともに、女子学生にとってより良いキャリア教育の在り方を提案することを目的とした試行的調査研究として実施した。【研究方法】1.キャリア教育内容を明らかにするため、女子大学(46校)・共学大学(17校)にアンケート調査を実施。2.キャリア教育の成果と課題について女子大学・共学大学から各2校を抽出し、聴き取り調査を実施。3.大学での学びと「自己効力感」の関係についてWEB調査(女子大卒104名・共学大卒194名)を実施。【研究成果】アンケート調査の回答数は女子大学14校、共学大学6校であった。教育内容に関する回答が空欄という学校が多く、本調査では、キャリア教育の実態を明らかにすることはできなかった。そこで、キャリア教育を正課授業として位置づけている大学4校の聴き取り調査を実施。調査対象者は、キャリア教育担当教員もしくはキャリアセンター職員。偶然にも、うち3校は2010年度文部科学省就業力育成支援事業(就業力GP)採択プログラムを発展させた形で運営しており、大学設置基準の趣旨を十分に理解した取り組みがなされていた。さらに、4校ともにアクティブラーニングを意識し、実践を通じて学生自らが考え行動できるようになることを教育目標としていた。また、今回調査した女子大学では、女性特有のライフイベントを踏まえた進路選択について触れていたが、共学大学では特に触れていなかった。WEB調査では、大学卒業後及び現在の正規雇用就業者数を比較すると共学大学出身者の割合が高かった。自営業および経営者を含むと女子大学出身者の割合の方が高くなった。また、大学卒業後就職した職場に現在も勤務し、職位が部長・取締役クラスになっている割合は共学大学出身者が高かったが、転職を経験しながらも正規雇用で就労を継続している割合は女子大学出身者の方が高いことなどがわかった。今後、年代・地域・設置区分(国立・私立)等を変数とした詳細な分析を行い、課題を整理していく。
専用計算機を用いた大規模シミュレーションによる高密度恒星系の進化の研究

本研究の目的は、高密度恒星系、具体的には球状星団や、最近系外銀河で発見されている若く高密度な星団、および銀河中心核の進化を、恒星系力学と恒星進化をカップルさせた現実的な多体シミュレーションによって解明しようというものである。特に、中心核でブラックホールが成長する過程に焦点をおく。本研究では、高密度恒星系の直接多体シミュレーションによって、前節で述べたような重力熱力学的カタストロフから暴走的合体にいたるプロセスが起こる条件を明らかにし、さらに、ブラックホールが形成、成長した星団の観測的に確認できる特徴がどのようなものかを理論的に予言することで、観測的にブラックホールを発見する試みに対して理論的なサポートを提供することを目標とした。まず、暴走的合体が起こる条件については、100太陽質量程度の大質量星が星団の半質量半径付近から中心まで沈むタイムスケールが300万年程度以下であり、なおかつ中心密度が高い(King modelでフィットした時に中心の無次元ポテンシャルの深さが8以上)と、暴走的合体が起こるということがわかった。もう一つの問題である、ブラックホールがある星団がどのように観測されるか、という問題については、従来は理論的に密度べきが半径の-7/4乗のカスプができることからそれがそのまま観測されると考えられていた。しかし、恒星の初期質量関数やその進化を考慮にいれたN体シミュレーションの結果、むしろほとんどフラットなコアとして観測されることがわかった。本研究の目標は、並列GRAPEクラスタシステム上で効率良く動作し、恒星進化と恒星系の力学進化をカップルさせてシミュレーションできるプログラムを開発することと、それを使って星団内で恒星の暴走的な合体が起きる条件を決定することである。前半の、並列シミュレーションプログラムの開発については、今年度大きな成果を達成できた。高密度恒星系の並列計算機上のシミュレーションでは、星の通勤する時間スケールの幅が極めて大きいために、実効的な並列度が粒子数に比べてずっと小さくなる。このために、プロセッサ間の通信のバンド幅よりもレイテンシで計算速度が制限され、価格性能比のよいPCクラスタではプロセッサ数を増やしても性能が向上しなかった。我々は、安価なギガビットイーサネットのネットワークアダプタを使って、極めてレイテンシの低い通信をサポートするライブラリを構築した。標準的なTCP/IPベースの通信ライブラリではレイテンシは100マイクロ秒前後であるが、我々の実現したシステムではスイッチングハブを介しても片道のレイテンシが10マイクロ秒と、ほぼ1桁の性能向上を実現した。これにより、PCクラスタをホストとする並列GRAPEシステムで高い実行性能を実現することが可能になった。並列シミュレーションプログラムについては、昨年度に引き続き通信ライブラリの開発と多体シミュレーションプログラムとの統合を進めた。その結果、ホストがギガビットイーサネットでつながったGRAPE-6で、従来のTCP/IPプロトコル上に実装されたMPIを使った並列プログラムに比べて通信部分のオーバーヘッドを1/3ないし1/4程度まで減らすことができ、最大3倍程度の性能向上が実現できた。さらに、並列化されていない従来のプログラムを使ってではあるが、合体が起こる条件や、中間質量ブラックホールができた後の球状星団の進化について研究を進めた。比較的質量が小さい星団については、初期の平均密度と中心密度の両方がある閾値よりも高いことが、暴走的合体が起こる条件であるという結果が得られた。また、ブラックホール形成後の星団については、従来は理論的に密度べきが半径の-7/4乗のカスプができることからそれがそのまま観測されると考えられていたが、球状星団の星の現在の質量関数を考慮するとそうはならず、むしろ、ほとんどフラットなコアとして観測されることがわかった。これらの結果は、学会発表の他Nature等の専門誌に発表した。今年度の主な成果は並列型GRAPEクラスタシステムで効率良く動作する新しいアルゴリズムを実現したことである。従来使われていたアルゴリズムは基本的に並列システムを1次元的なネットワークとして利用するものである。このアルゴリズムでは、効率良く利用できるプロセッサ数が、粒子数Nのオーダーにとどまるという問題があった。

さらに、比例係数が通信速度と計算速度の比に比例するので、GRAPEを使って高速になると使えるプロセッサ数が小さくなり、結局実現できる性能自体は上がらなくなっていた。今回は、プロセッサを2次元的なネットワークとして利用することで、使えるプロセッサ数を粒子数の2乗のオーダーにするアルゴリズムを開発した。これにより。これにより、複数の小規模なGRAPE-6を持つノードからなる並列GRAPE-6クラスタで、大規模なGRAPE-6を持つ単独ノードのシステムに比べて高い実効性能を出すことができることを確認した。星団進化については、暴走的成長をし、その結果ブラックホールができた星団の残骸と解釈できる星の集団が観測的に発見されたので、そのようなものが形成可能であるかどうかに着目してシミュレーションを行っている。これは、そのような過程で形成された中間質量ブラックホールが親銀河の中心ブラックホールに合体できるかという観点から重要である。ここでは、星団の内部構造の進化と、親銀河のポテンシャルと力学的摩擦の効果による軌道進化がどのように競合するかが問題となる。従来の研究では、力学的摩擦は遅く、また星団が親銀河の星を排除してしまうと進化が止まるので合体は難しいと考えられていた。力学的摩擦に関しては、従来考えられていなかった星団から蒸発した粒子との相互作用のために古典的な表式よりも進化が速くなることを見いだした。
心筋梗塞後リモデリングを抑制するクラリスロマイシン徐放性生体吸収性シートの開発

昨年度は、クラリスロマイシン徐放性生体吸収性シート:5%CAM-PCLシートを作成し、クラリスロマイシンの溶出試験をin-vitroで行うと同時にパイロット試験としてラット梗塞心臓への植込み試験も施行した。植込み試験は、ラット心臓を用いて前下行枝を結紮して前壁梗塞を作成した。直ちに直径5mmの円状PCLシートを心筋梗塞部のパッチ状に縫着した。その結果、心エコーによる心機能評価では、(sham群vs 0%CAM-PCLパッチ群vs 5%CAM-PCLパッチ群)LVEF: 42%vs41.5% vs 40.5% at 3wks, 35% vs38%vs44%at6wks、と他群に比して5%CAM-PCL群で良好であった。また、左室リモデリングの指標としての左室拡張末期容積(LVEDV)を測定すると、sham群0.35ml vs 0%CAM-PCL群0.37ml vs 5%CAM-PCL群0.32ml at 6wksと5%CAM-PCL群でリモデリングは抑制されていた。組織学的評価においても、5%CAM-PCL群ではパッチ逢着部に繊維化組織に加えて残存心筋細胞を一定量認めており(他群では認めなかった)、5%CAM-PCLシートを逢着することによって心筋虚血による心筋壊死が一部抑制され、左室リモデリングが抑制されたと考えられた。上記実績をもとに、10% CAM-PCLシートを作成し、同様のモデルを用いて心筋梗塞部に直径5mmの円状10%CAM-PCLパッチを移植する手術を施行した。術後3週間後の心エコー検査では、5% CAM-PCLパッチと同様に左室リモデリング抑制効果を認めた。これまでの実験からクラリスロマイシン徐放性生体吸収性シート移植による心筋梗塞後リモデリングの抑制効果を示す所見が得られた。
一軸性応力を加えた光散乱による水素結合型強誘電体の水素結合内部振動モ-ドの検出

水素結合型強誘電体の代表物質として燐酸二水素カリウムKH_2PO_4に注目してその良質な単結晶を育成し,同時に光散乱用一軸性応力印加装置,高圧容器を設計製作し,温度環境変化,応力印加条件,幾何光学配置について試行し,ラマン散乱実験を容易に行えるように装置に改良を加えた。試料単結晶を調整後,簡単な試行実験を行い,装置に微少な修正を加え,本実験に移行した。以下で得られた結果を述べる。静水高圧下で得られたラマン散乱スペクトルは,類似物質であるが反強誘電体である燐酸二水素アンモニウムNH_4H_2PO_4の同条件下でのスペクトルと比較すると顕著な差異はみられない。このことは相転移に果たす内部振動の役割の違いはこの条件下では明瞭には検出できないことを意味する。一軸性応力を試料単結晶のC軸変向に印加した場合のスペクトルの振動数,強度に大きな変化は認められない。しかしB軸方向に応力を印加した場合には4本の内部振動スペクトルの内の1本の強度が応力と共にその強度が増大すること,また別の1本の内部振動のスペクトル近傍で且つその内部振動以外のスペクトルが新たに発生し,応力と共にその強度が増大することが観測された。試料についての光学配置からこれらの変化が観測されるのはA_1とB_1モ-ドである。すなわち一軸性応力条件下で観測される内部振動の様子は静水圧下のそれとは異なっている。印加応力が比較的小さいこと,またスペクトル周波数の変化がないことを考慮するとPO_4イオンの歪は小さいものと考えられ,従って観測されたスペクトルの強度変化はPO_4,Kなどのイオン間距離の変化によるイオン関相互作用の強さの変化にあるのではないかと考えられるが,さらに検討を要する。上記の研究結果は本年春の日本物理学会分科会で発表する予定である。