hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
難分解性金属キレート剤を指標とした水環境汚染実態の解明

金属キレート剤であるアミノポリカルボン酸類(APCAs)を指標として化学汚染物質の水環境汚染実態を解明するため, APCAsの環境水中微量分析法を開発した.河川水汽水海水と塩濃度の異なる環境水試料中のAPCAsは,活性炭固相カートリッジを用いる分離濃縮を組み合わせることにより,HPLCを用いて分析することができた.またこのHPLC法を,食品中EDTAの分析にも応用した.金属キレート剤であるアミノポリカルボン酸類(APCAs)を指標として化学汚染物質の水環境汚染実態を解明するため, APCAsの環境水中微量分析法を開発した.河川水汽水海水と塩濃度の異なる環境水試料中のAPCAsは,活性炭固相カートリッジを用いる分離濃縮を組み合わせることにより,HPLCを用いて分析することができた.またこのHPLC法を,食品中EDTAの分析にも応用した.目的:アミノポリカルボン酸系金属キレート剤(APCAs)は,金属イオンに配位し錯体を生成する性質により家庭用品から工業製品の製造工程まで多方面に亘って使用され,様々な形態で環境水中に排出されている。これまでにAPCAsをその鉄錯体として逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)により一斉分析する法を開発した。更に陰イオン交換固相カートリッジを用いる分離濃縮を組み合わせ,河川水中の微量APCAsの測定法を確立して実試料に適用し,APCAsのうち使用量の多いEDTAが河川水中に広く,DTPAが局所的に高濃度に存在することを確認した。本研究課題においては,海水中のAPCAs測定の前処理方法を確立することにより,広く海水を含めた環境水中のAPCAsを測定し,水環境中のAPCAsの動態を解析することを目的とする。結果:APCAsのうちEDTAについて活性炭固相カートリッジを用いる濃縮について検討した。EDTAをあらかじめ鉄錯体としてカートリッジに吸着させ,塩酸含有メタノールを用いて溶出,これを濃縮乾固したのち移動相に溶解しHPLC法により分析した。この方法により海水中のEDTAを1.0nMまで定量することができた。また,環境水サンプルを採水する地点を選定するための環境調査を行い,富山県内の河川,および富山湾における採水地点を選定した。今後:昨年度行った環境調査の結果に基づき選定した採水地点において,海水及び河川水のサンプリングを行い,活性炭固相抽出-HPLC法,及び陰イオン交換固相抽出-HPLC法を用いてEDTAの測定を行う。また,重金属定量及びEDTAの金属種別定量も行い,得られたデータをもとに水環境中のEDTAの動態を解析する。また,EDTAと同様に河川水中に存在するDTPAの,海水での分析のための前処理方法を検討する。これまでにアミノポリカルボン酸系金属キレート剤(APCAs)をその鉄錯体として逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)により一斉分析する法を開発し,さらに陰イオン交換固相カートリッジを用いる分離濃縮を組み合わせることにより,河川水中の微量APCAsの測定法を確立した。本研究課題では,海水中のAPCAs測定の前処理方法を確立し,広く海水を含めた環境水中のAPCAsをHPLC法により測定し,水環境中のAPCAsの動態を解析することを目的とする。昨年度は海水中エチレンジアミン四酢酸(EDTA)の活性炭固相抽出-HPLC法による分析法を確立した。本年度は,その方法を富山湾の小矢部川河口付近の海水サンプルに適用し,これらの結果をまとめて,Analytica Chimica Acta誌に投稿した。また本年度はジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)について活性炭固相カートリッジを用いる濃縮について検討した。DTPAはこれまでに開発した陰イオン交換固相抽出-HPLC法による河川水中の微量APCAsの測定法により,EDTAとともに河川水中での存在が確認されているAPCAsである。DTPAをあらかじめ鉄錯体としてカートリッジに吸着させ,塩酸含有メタノールを用いて溶出,これを濃縮乾固したのち移動相に溶解しHPLC法により分析したところ,Fe-DTPA溶出部にピークは見られず,Fe-DTPAより早い保持時間にピークが見られた。このピークについてLC-MS/MSにより解析を行ったところ,DTPAからカルボキシメチル基が1つ外れたものの鉄錯体のマススペクトルと一致した。そこで,このピークを用いて海水中のDTPAを分析する最適条件について検討し,海水中のDTPAを1.0nMまで定量する方法を確立した。この活性炭固相抽出-HPLC法は海水のみでなく河川水にも適用可能であり,広く海水を含めた環境水中のEDTAおよびDTPAを同時にHPLC法により測定することができる。エチレンジアミン四酢酸(EDTA)を代表とするアミノポリカルボン酸系金属キレート剤(APCAs)は,家庭用品から工業製品に至るまで世界中で大量に使われており,使用後は主に水系に放出される。しかしながらこれらは自然環境中,生体中及び廃水処理工程中で分解されにくい。これまでは高感度かつ実試料に適用できる分析法がなかったため,金属キレート剤の環境動態を詳細に検討した報告例はなかった。申請者らはこれまでにAPCAsをその鉄錯体として逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)により一斉分析する法を開発した。さらに陰イオン交換固相カートリッジを用いた分離濃縮を組み合わせることにより河川水中の微量APCAsを,また活性炭固相カートリッジを用いた分離濃縮を組み合わせることにより海水中の微量EDTAを測定する方法を確立してきた。APCAsのうちEDTAは食品添加物としても使用されている。本年度はこれまでに開発したHPLC法を食品サンプルに対して適用する方法を開発し,EDTAの分析対象をひろげた。

この方法を用いて液体・固体食品中のEDTAを測定し,これらの結果をまとめてFood Chemistry誌に投稿した。また本年度は,昨年度検討した海水中のジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)の活性炭固相カートリッジを用いる濃縮法を,塩濃度の異なる様々な環境水(河川水・汽水・海水)中のEDTAおよびDTPAを同時に測定できる前処理方法へと改良した。富山県内主要5河川の河口部河川水および河口出口付近の海水について年間を通じて採水を行い,開発した方法を用いたAPCAsの測定および重金属や塩化物イオン等の主要成分の分析も合わせて行った。本研究は環境水中APCAsの分析方法を確立し,広く水環境中のAPCAsの分析を行いその動態を解析することを目的としており,今後は得られたデータの解析を行う。塩濃度の異なる様々な環境水(河川水・汽水・海水)中のEDTAおよびDTPAを同時に測定できる活性炭固相抽出-HPLC法を確立したことにより,この方法を実サンプルに適用し,環境水中のAPCAsの動態を解析することができると思われるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は,昨年度行った環境調査の結果に基づき選定した採水地点において,海水及び河川水のサンプリングを行い,活性炭固相抽出-HPLC法を用いて,海水及び河川水のEDTA,DTPAの測定を行う。また,重金属定量及びEDTAの金属種別定量も行い,得られたデータをもとに水環境中のAPCAsの動態を解析する。
インドシナ諸国の民法関連法令とインクルーシブな発展の関係に関する開発法学的研究

カンボジアに焦点を当て,特に2007年民法典,2011年民法適用法,1999年および2001年土地法等を中心に,民法関連法令の整備について,その実質的内容に立ち入り,特色を確認し,かつその実施状況を分析した。また,担保登録取引法についてもその実務での利用状況,問題点等について検討を加え,現行制度に対して実務的にどのような要望が出ているかを確認した。こうした民法関連法令については,法令資料(英訳,和訳を含む)を分析し,プノンペンを中心に,行政事務所の戸籍担当部局,登記所,地方裁判所,法律事務所,不動産取引業者,銀行,弁護士会,地元NGO等において法令実施状況の調査,民事裁判例の動向,頻繁に生じる紛争類型とそれらの解決方法についての分析を行った。その際,プノンペンにおける司法省および法整備支援プロジェクト・オフィスにおいて,民法関連法令の普及および適用上の問題について,インタビュー調査,その他の実地調査を行った。その一方で,世界銀行,世界正義プロジェクト,司法省等が提供する法の支配指標,司法統計,司法アクセス等に関するデータの経年変化の分析,世界銀行,IMF,財務省,商業省等が提供するGDP(名目,実質)・成長率・1人当たりGDP(名目,実質)の推移,産業構造の変化,外国投資,金融,輸出入の内容の変化等の経済的指標の推移,世界銀行,フリーダムハウス等が提供する民主化・政府の説明責任等の政治的指標の経年変化に関するデータを収集し,その特色と原因について分析した。現地調査,文献調査ともに,概ね計画通りに研究を進めた。特に世界銀行によるガバナンス指標,世界正義プロジェクトによる法の支配指標が,カンボジアについて,インドシナ諸国の中にとどまらず,他のアジア諸国や世界各国の中でも相対的に低く評価している理由について,裁判官の汚職問題,2017年11月の野党(民主党)に対する最高裁判決による解党命令,2018年2月の上院議員選挙および同年8月の下院(国民議会)議員選挙における与党の議席独占等の影響,その背景要因等について考察した。ベトナム,ラオスおよびカンボジアについて調査・収集・分析した資料に基づき,各国の民法関連法令の整備・実施状況につき,その内容と取引実務・裁判実務における適用状況を含む具体的情報を用い,実際に認められ保護・実現されている権利・法益の種類,権利の主体・客体・変動等の共通の項目毎に,相互に比較可能な形にして,その特色を整理する。その上で,各国ごとに法制度全体の整備状況の中で,民法関連法令の整備・実施がもつ意義,実質的機能,整備が十分でない部分等を考慮に入れ,法的発展の現状について,司法アクセス指標を含む既存の法の支配指標等を参照し,前年度までの調査の成果を活用し,独自の法的発展指標を作成し,評価を行う。ついで,各国について収集した経済的発展状況を示す諸指標および政治的発展状況を示す諸指標をそれぞれ比較可能な形で整理し,民法関連法令の整備が本格的に始まった1980年代後半以降に特に着目して,ここで整理した経済的発展状況および政治的発展指標と,先に整理・評価した法的発展指標との相関関係の有無を様々な角度から検討し,各国で生じた様々な具体的事件も考慮に入れて,それらの間にどのような相互関係が考えうるかを多面的に検討する。それに基づき,民法関連法令の整備・実施がインクルーシブな発展に対してどのように寄与しうるか,その多様なパターンの可能性を,ベトナム,ラオスおよびカンボジアの具体的なコンテクストに即しつつ,総括的に考察する。加えて,この4年次には,研究成果をある程度取りまとめた段階で,国内外の学会および研究会で報告し,そこでのフィードバックを反映させて,法的・経済的・政治的発展の相互作用のパターンの多様性と,その中で民法関連法令の整備および実施,特に民法典の編纂・実施が,インクルーシブな発展に寄与しうる可能性とそのための前提条件について,開発法学理論の観点から総括する。ベトナムに焦点を当て,特に1986年のドイモイ政策以降本格化した民法関連法令の整備・実施状況を分析した。その中でも,1995年民法典,2005年民法典,2015年民法典,婚姻家族法,土地法等の民法関連法に加え,ベトナムでは法の実際の適用を決定づけるものとして,施行令等の命令が重要であることから,それら関連法令も含め,それらの内容と実際の適用方法を分析した。そのため,民法関連法令資料を分析したほか,ハノイ,ホーチミン等における村級人民委員会,土地登記所,省級人民裁判所,司法省判決執行局,法律事務所,不動産取引業者,銀行,弁護士会,法律扶助NGO等において,法令実施状況の調査,具体的事件の分析等を行った。その際には,ハノイにおける司法省民事経済法局,同省国家担保取引登録局,天然資源環境省,建設省および法整備支援プロジェクト・オフィスにおいて,民法関連法令の適用上の問題について,不動産登記法令を中心にインタビュー調査を行った。その一方で,世界銀行,世界正義プロジェクト,司法省等が提供する法の支配指標(the rule of law index)に関するデータの経年変化の詳細分析,世界銀行,IMF,政府統計局,司法省・財務省等の白書等が提供するGDP(名目,実質)・成長率・1人当たりGDP(名目,実質)の推移,産業構造の変化,外国投資,輸出入の内容の変化等の経済的指標の変化,世界銀行,フリーダムハウス等が提供する集会・結社・表現の自由,政府の説明責任,政治的安定性,政府の効率性等の政治的指標の経年変化に関するデータも収集・分析した。現地調査,文献調査ともに,ほぼ計画どおりに研究を進めた。

特に2015年民法典と不動産登記法令の関係については,司法省民事経済法局,同省国家担保取引登録局,天然資源環境省,建設省,国際協力機構現地オフィス,同法整備支援プロジェクト・オフィスにおいて,不動産取引の現状を調査し,制度改革の動向と課題を確認することができた。ラオスにおける民法の整備状況を分析した。特に1990年以降の一連の実質的民法の整備,とりわけ,所有権法,契約内債務法・契約外債務法(2008年に契約内外債務法として統合),担保取引法,家族法,相続法,土地法を中心に,民法関連法令の整備について,その実質的内容に立ち入り,ラオス的な特色を確認し,かつその裁判や取引実務における実施状況を分析した。加えて,現在編纂作業中の民法典草案の特色とその審議状況についても検討を加え,現行法に対して実務的にどのような要望が出されているか,それに対してどのような対応が検討されているかを確認した。これら民法関連法令について法令資料(英訳,和訳を含む)を分析した。また,ヴィエンチャン,ルアンパバン,サワナケート等における村落行政事務所,土地登記所,地方裁判所,法律事務所,不動産取引業者,銀行,地元のNGO等において法令実施状況の調査,頻繁に生じる類型の紛争とその解決方法について,自らの調査に加え,既存の調査報告も用いて,分析した。その際には,ヴィエンチャンにおける司法省および法整備支援プロジェクト・オフィスにおいて,民法関連法令の適用上の問題について,インタビュー調査を行った。他方で,世界銀行,世界正義プロジェクト,司法省等が提供する法の支配指標,司法アクセス状況等に関するデータの経年変化の分析,世界銀行,IMF,政府統計局等が提供するGDP(名目,実質)・成長率・1人当たりGDP(名目,実質)の推移,産業構造の変化,外国投資,輸出入の内容の変化等の経済的指標の変化,世界銀行,フリーダムハウス等による集会・結社・表現の自由,政府の説明責任,政治的安定性,政府の効率性等の政治的指標の経年変化に関するデータを分析した。さらに,現在起草中のラオス民法典草案の内容を確認し,これに対する世界銀行のコメントとその当否についても検討を加えた。現地調査,文献調査ともに,ほぼ計画どおりに研究を進めた。加えて,ラオス民法典の最新草案を入手し,その逐条の分析,それに対する国会議員からの質問・コメント,それに対するラオス政府の回答準備状況等も含め,情報を収集し,分析することができた。カンボジアに焦点を当て,特に2007年民法典,2011年民法適用法,1999年および2001年土地法等を中心に,民法関連法令の整備について,その実質的内容に立ち入り,特色を確認し,かつその実施状況を分析した。また,担保登録取引法についてもその実務での利用状況,問題点等について検討を加え,現行制度に対して実務的にどのような要望が出ているかを確認した。こうした民法関連法令については,法令資料(英訳,和訳を含む)を分析し,プノンペンを中心に,行政事務所の戸籍担当部局,登記所,地方裁判所,法律事務所,不動産取引業者,銀行,弁護士会,地元NGO等において法令実施状況の調査,民事裁判例の動向,頻繁に生じる紛争類型とそれらの解決方法についての分析を行った。その際,プノンペンにおける司法省および法整備支援プロジェクト・オフィスにおいて,民法関連法令の普及および適用上の問題について,インタビュー調査,その他の実地調査を行った。
ミスト熱分解法による光磁気セラミックス材料の開発

1.ミスト熱分解法によるセラミクス微粒子作製装置の製作.霧化器には超音波ニブライザ(f=1MHz),熱分解反応炉には二分割縦型電気炉(炉心長1.1m)から構成される装置を作製した。出発溶液は硝酸塩を純水中に溶解し,種々の金属イオン濃度に調整したものを用いた。キャリア・ガスは窒素及び酸素(並びにそれ等の混合ガス)である。微粒子生成に関する主な結論は,(1)生成微粒子の組成は,原子質量に比例して出発溶液のものから減少する。しかし溶液のイオン濃度には無関係である。(2)生成微粒子径はイオン濃度を低げると小さくなる。イオン濃度を0.00010.1モル/lに変えると粒径0.070.5μmとなる。(3)キャリア・ガス流量に対する影響は小さい。2.ミスト熱分解法による光磁気セラミクス微粒子の作製。(1)YIG(Y_BFe_5O_<12>),(2)Bi置換YIG(BiFe_5O_<12>),(3)鉛ヘキサフェライト(PbO・6Fe_2O_3),(4)オルソフェライト3.ゲル・コーティングによるYIG及びDyIG薄膜の作製。(1)高Bi置換(X=2.7/f.u.)が可能,(2)低成長温度(530600°C),(3)下地基板により多結晶並びに単結晶薄膜が作製できる。5.強磁性微粒子を透光性マトリクス中に分散した薄膜の磁気光学効果。Co及びCo置換Baフェライト微粒子をポリカーボネィト溶液中に分散固化する手法で透光性磁性膜及び箔を作製した。微粒子の分散状態によって磁気光学効果が制御でき新しい光波素子への応用を示唆した。1.ミスト熱分解法によるセラミックス微粒子作製装置の試作。縦型=分割電気炉(反応管長:約1m,最高動作温度1350°C)とミスト発生用超音波ネブラィザ(f=1MHz)を組合わた装置。2.ミスト熱分解法による磁性セラミックス微粒子の合成。(1)YIG微粒子の合成生成される微粒子は,反応温度によりアモルファスか,イットリウム・オルソフェライト(YFeO_3)であり,YIGの直接合成には未だ成功していない。しかし前者を大気中950°C以上の温度で熱処理することによって粒径0.30.5μmのYIG単相の微粒子が作製できる。(2)これはYIG生成温度が低過ぎることにあると考えられる。現在結晶化温度が低いBi置換YIG微粒子の合成を試みている。(3)鉛ヘキサフェライト(PbFe_<12>O_<19>)微粒子の合成。同様の手法により単相の鉛ヘキサフェライト微粒子が生成可能である。これらの結果はJ.A.P.Vol.70,5912(1991)の他,学振將来加工技術第136委研究会資料(H3.7.18),電気学会マグネティクス研究会資料MAGー91ー130等で報告した。3.磁性セラミックス微粒子を用いた複合光磁気材料の開発。磁気光学効果を用いた光波デバイスには大きなファラデ-回転角と低吸収率の材料が必要である。これを実現するため粒径が波長に較べて十分小さな微粒子をプラスチック中に分散させた複合材料の研究を行っている。微粒子作製には暫定的にゾル・ゲル法を用い,透光性マトリックスにはポリビニ-ル・アルコ-ル,PMMAを用いて基礎研究を行い,多くの成果を得た。

今後ミスト熱分解法で生成したBi置換YIG微粒子をモノマ-中に分散固化した材料を試みる。1.ミスト熱分解法によるビスマス置換YIG微粒子の作製.超音波霧化器(f=1MHz)で発生させたエアロゾルを縦型電気炉(反応管長1.1m)中にキャリアガス(酸素及び窒素)と共に導入し,柆径約0.2μmのビスマス置換YIG(BiY_2Fe_5O_<12>)微粒子を作製した.今後微粒子をポリマー溶液中に回収し、4項で述べる微粒子分散膜の研究に発展させる.2.グリコール・ゲル・プロセスによるBi置換YIG及びBi置換DyIG薄膜の作製.昭和63平成2年度科研費の交付をうけて行った研究(一般研究(B)課題No.63460118)の継続として上記のガーネット薄膜の作製と磁気光学効果の評価を行った。主要な結果は,(1)下地基板の選択により多結晶及び単結晶薄膜が作製可能,(2)BiIG組成に近い高Bi置換が可能であり(X=2.7/f.u.),ファラデー回転角が50deg/μmを越す巨大回転角をもつものが得られた。(3)スパッタ法同様低温成膜が可能,(4)ファラデー・スペクトルの理論的考察である。3.ゲル・コーティングによる三元系磁性酸化物薄膜の作製.結晶体では反強磁性を示す酸化物をアモルファス化することによってフエリ磁性的になると考えられる。グリコール・ゲル・プロセスを用いて(1)Bi_2O_3-PbTio_3-PbTiO_3系および(2)K_2O-Fe_2O_3-Bi_2O_3系についてガラス基板上に薄膜を形成し,膜構造,磁気誘電特性を調べた.4.磁性微粒子分散膜による新しい磁気光学媒体の作製の試み.光波波長に較べて十分小さなCo及びCo置換Baフェライト微粒子を透光性マトリクス中に分散固化することによって薄膜を作製した.微粒子の分散状態によってファラデー効果を制御できることを示した.
情報的基礎を拡大した規範的経済学の展開と学説史的な再検討

規範的経済学の情報的基礎を、厚生主義的な情報的基礎の批判的な考察を踏まえて拡大して、伝統的研究の拡張を図るとともに、情報的拡張の学説史的な背景と、その哲学的な意義を明らかにすることこそ、この研究計画の課題である。現代の規範的経済学は厚生経済学と社会的選択の理論という2つの翼を持つだけに、この研究課題も厚生経済学のサブ・プロジェクトと、社会的選択の理論のサブ・プロジェクトから構成される。2018年度は、両サブ・プロジェクトを横断的に見て規範的な経済学が経済政策の構想と実装にもたらすメッセージと、経済政策の実践過程から規範的経済学が新たな展開を試みるべき重要なメッセージを複眼的に眺めて、規範的経済学と経済政策論のインターフェイスを充実させる試みを総括する著書を執筆すること、社会的選択の分野で数年にわたり研究の障壁となってきた難問を克服して、3つの研究論文を大きく前進させることを試みた。これらの論文の主題は、(1)数学者ドジソン(ルイス・キャロル)が提案したMethod of Marksが持つ性能を精密に解明すること、(2)単純多数決ルールの性能の解明に貢献したコンドルセの研究と、有権者の候補者に対して表明する選好順序の全体像を社会的選択に反映させるルールを提唱したボルダの研究の間には、ペアごとの比較に基づくコンドルセ・ルールと、投票者のランキングに占める候補者のポジションを重視するボルダ・ルールとの鋭い対比が潜んでいる。本研究ではボルダ・ルールを代表例とするポジショナル・ルールが持つ性能を特徴つけることを試みる。(3)コンドルセとボルダの同時代人のピエール・ダヌーはコンドルセとボルダの2つのルールの対立を止揚する試みをしたが、我々はダヌーの投票ルールを正確に表現してその公理化を遂行することを試みた。これらの貢献を完成することが、2019年度の研究の大きな焦点である。規範的経済学と経済政策論のインターフェイスに関する研究を整理した著書『厚生経済学と経済政策論の対話』の執筆作業は2017年12月の時点でほぼ完成して、東京大学出版会から出版する軌道に乗っていたが、2018年1月に私の思わぬ重病が発見されたため、当初予定の海外出張を急遽次年度に延期すること及び著書の制作過程の足取りを遅らせることを余儀なくされることになった。だが、研究内容の充実と著書の原稿の作成に関しては、当初の計画以上に成果を挙げたと考えている。選挙と投票の理論に関わる研究は、従来の隘路を突破する3本の論文に纏まって順調に進行している。(1)ドジソンのMethod of Markに関する研究:19世紀オックスフォード大学の数学者ドジソン(ルイス・キャロル)は、選挙に際して投票者に一定の総票数を平等に配分して、候補者に対する投票数は(総票数の制約下で)投票者個人に委ねるという投票理論を示唆した。彼自身は深く分析しなかったこのルールに2つの公理を課して総票数が一意的に決定されることを論証する。(2)ポジショナル・ルールの特徴付け:コンドルセの単純多数決ルールと対極にあるボルダの投票ルールは、各候補者が各投票者の選好ランキングのどの位置を占めるかという情報に重要な役割を与える点に特徴を持っている。この意味のポジショナル・ルールの特徴を精密に捉える研究は、現在でも非常に不完全な状態にある。本研究ではポジショナル・ルールの概念を精密に定義して、その概念の特徴付けを試みる。(3)ドヌーの投票ルールの正確な表現とその公理化:ドヌーはコンドルセとボルダの同時代人であり、彼らの対立的な投票ルールをある意味で仲裁する試みを提案した。本研究は、彼の投票ルールを精密に表現して、その公理化を実行する。これらの研究の進行状況は当初の想定を超える進行状況を示していて、順調な成果を生みつつある。著書『厚生経済学と経済政策論の対話』(東京大学出版会)の出版計画は2018年5月にようやく完了して、研究のこの段階は成功裡に終結した。選挙と投票の理論に関する研究成果を3本の論文に完成させる計画も、ドジソンのMethod of Marksに関する研究は2018年度のうちに最終論文として完成して、2019年度に至って国際学術誌Oxford Economic Papersに出版されることが決定した。ポジショナル・ルールの特徴付けに関する論文も第一稿を完成して、分野の専門家のコメントを要請して改善作業に入っている。ドヌーの投票ルールに関する論文も、既に第一稿をほぼ完成して専門家グループに送付する作業を6月には開始する。完了の見通しが立った研究と並行して、完成させるべき2つの研究課題が残されている。第一に、現在の社会的選択の理論の創始者ケネス・アロー教授に献呈する追悼論文集(Special Issue of Social Choice and Welfare in Memory of K. J. Arrowの編集者・著者として、この論文集を速やかに完成・出版する作業がある。第二に、社会的選択の理論を1970年代初頭から現在までリードしてきたアマルティア・セン教授の『集団的選択と社会厚生』の拡大新版が、2017年に公刊された。当初から彼の密接な随伴者として研究作業を重ねてきた私は、この拡大新版の信頼できる邦訳を作成・紹介することを、個人的な義務と考えている。この両任務を今回の研究計画と密接に関連させつつ完成する作業を継続している。両作業は、今回の研究プロジェクトの今後の企画と遂行に重要な関連性を持っている。一方、選挙と投票の理論の前進の傍らで、このプロジェクトの厚生経済学パートの推進は、相対的に遅れている。

残された期間には、この側面の研究の推進に拍車をかける所存である。初年度の研究は、(1)厚生経済学と社会的選択の理論の基礎論に関する申請者の研究の精粋を著書として公刊すること、(2)その基礎に立って規範的経済学の学説史的な展開を、基礎論をさらに展開する理論的な論文として公刊すること、特にジェレミー・ベンサムの功利主義的な倫理学を現代の規範的経済学の視点から理論的に評価して、最大多数の最大幸福の原理の現代的な解釈と理論的な展開を試みること、(3)現代の規範的経済学と経済開発論に対して重要なパラダイムを提供しているアマルティア・センの福祉への潜在能力アプローチに精密な定式化を与えるとともに、ジョン・ロールズの正義の理論を参照標準としつつ、センの潜在能力アプローチの特徴と意義を評価すること、に焦点を合わせて推進された。最初の焦点である(1)に関しては、英文の単独著書をハーバード大学出版局から上梓するとともに邦文の単独著書も完成原稿を脱稿して、東京大学出版会に引き渡す段階にある。(2)に関しても、最大多数の最大幸福の原理とその双対原理に関する基礎理論を、厚生経済学と社会的選択の理論に関する査読制の国際学術誌Social Choice and Welfareに公刊して、その延長線上では、確立された成果を拡張する理論的な試みを推進しつつある。(3)に関しては、潜在能力アプローチを中心的に推進する国際学会の基調講演に招聘されて著者の評価を公表するとともに、この研究領域の研究ハンドブックへの公刊が予定されている。なお、この研究を推進中の本年2月下旬に、社会的選択の現代理論を創始したケネス・アロー教授が逝去されて、過去30年にもわたって緊密な研究推進に協力してきたアマルティア・センとエリック・マスキンの両教授と私が共同で教授を追悼する国際専門誌の特集号の企画を公表して、既にその出版作業を開始している。申請者の従来の研究の精粋を英文図書(主として理論的な研究)と邦文図書(主として基礎理論と政策提言の交流面に関わる講義・講演・インタビューおよび対談を一貫した視点から編集及び加筆した研究)として出版する作業は、予定通りに完結して、このプロジェクトの基礎固めは十分になされた。この基礎に立つ新たな研究も、その最初の作業課題に選定した功利主義的な厚生経済学の理論的かつ学説史的な検討において、堅固な研究論文として査読制の国際専門雑誌(Social Choice and Welfare)に出版された。この論文は、従来功利主義原理の情報的基礎を個人間で比較可能な基数的効用に求めてきた研究とは一線を画して、現代の厚生経済学では標準的な情報的基礎とされる個人間で比較不可能な序数的効用に依拠して、最大多数の最大幸福原理とその双対的な原理を並行して公理化した研究であり、重要な前進を達成したと考えている。さらに、アマルティア・センが先駆者的に開発してきた福祉研究の潜在能力アプローチを評価・推進するために、この分野の国際的なプラットフォームを提供する学会が東京で開催したコンファレンスの基調講演で、センの新たなパラダイムに対する私の評価と理論的な貢献を、学説史的な位置付けを交えて講義して、この分野の専門家との実り多い研究交流の拠点を形成することができた。これら3つの面で、今回の申請課題に関する研究は当初計画以上に進行している。
３次元形状認識に基づく雑草埋土種子の同定技術とその自動化

雑草の埋土種子の情報から発生雑草を予察できれば合理的な除草法選択が可能になるが、埋土種子分析は未だに実用化されていない。これは種子の形態だけに基づく同定が困難だからである。私たちは実体顕微鏡とカメラによる3次元計測で、現時点では判別が困難な5種のヒユ属草種の同定を試みた。その結果、3次元画像を容易に得る手法が判明し、数種の同定が可能になったが、3種の3次元データは相当程度重複した。その原因として、一つには3種の自然集団に交雑が生じている可能性が想定される。もう一つは3次元画像の精度不足による測定誤差の影響である。判別困難な3種も、3次元画像のさらなる精度の向上により同定が可能になると考える。総合的雑草管理技術に供する雑草種子の確実な同定システムの開発の前提として、第一に、種子の形態による同定が困難な草種間について、3D観察システムを用いて近縁他種との確実な区別点(形状特徴量)を確定する。第二に、埋土種子が雑多な草種から構成される事実を考慮し、3次元形状を用いたニューラルネットワークモデルに基づき、多数の種を同時に対象としうる自動同定技術の有効性を検証する。昨年度は、これまでに全国4地点から採取したいずれも種子による同定困難なヒユ科の難防除雑草であるホソアオゲイトウ、アオゲイトウ、イガホビユ、イヌビユのサンプルを用いて3次元形状を計測し、区別点を探索するとともに計測作業の効率化をはかった。計測した形質は種子の長径、短径、厚さ、臍に見られるくちばし状突起の角度、種子の周囲を円盤状に取り巻く胚部分の厚さで、これらから、二次的に扁平率(種子の細長さ;長径/短径)も算出した。種子の形成プロセスが他と異なるイヌビユは、種子のサイズが全体として大きく、くちばしの角度が鈍角で円形に近いことで比較的明瞭に区別できた。他の3種はどの形質もレンジの重なりが大きく、決定的な区別点は見いだせなかった。ただし、サンプル全体としては、アオゲイトウはサイズが中庸でくちばしの角度が鋭角、イガホビユはサイズが小さくくちばしの角度が鈍角、ホソアオゲイトウはいずれも変異幅が大きい傾向が認められた。以上から、イヌビユ以外については、1粒づつの同定は困難でも、混成集団でなければ、各形質の分布から同定が可能であることが示唆された。埋土種子の形態だけから草種を同定することを目的として,一般的な実体顕微鏡と写真撮影装置を活用して雑草種子の3次元形状を観察・計測する簡便・確実な手法を検討した。対象は,微細で近縁草種間の区別が困難なヒユ科雑草(ホソアオゲイトウ,アオゲイトウ,イガホビユ,イヌビユ,ホナガイヌビユ,シロザ)とした。3次元画像は焦点が異なる複数枚の写真の合成により得たが,対象草種の一部では安定した画像を合成できなかったので,様々な撮影条件を試行して最善の方法を探索した。得られた3次元画像から複数の3次元形状データを得,それらが上述の6草種の判別に使用できるかどうか検討した。種皮に胞が残存しやすいシロザ,微細な突起があって光沢が減じられるホナガイヌビユは直上から撮影した1015枚程度の画像(フォーカスのピッチ50μm程度)を合成することで3次元画像が容易に得られ,様々な部位のサイズや角度などのデータを取得できた。一方,ホソアオゲイトウ,アオゲイトウ,イガホビユは果皮が漆黒で光沢が強いため露出をどのように調整しても白飛びまたは黒つぶれが生じ,形態情報に欠損が生じた。そこで,様々な光源やフィルターを使用して試行錯誤的に最適条件を探索し,現時点の写真撮影装置の性能ではLEDの落射照明に散乱板を付加するのが適当であることがわかった。画像から取得した3次元形状データはホナガイヌビユでは変異が少なく,他草種との判別が可能と判断された。しかし,ホソアオゲイトウ,アオゲイトウ,イガホビユでは草種毎の特性は認められるものの種内の変異が大きく,他草種との変異の重なりが無視できないため,個体毎の判別は困難と考えられた。種内の大きな変異は草種の特性ではなく,3次元画像取得に伴う誤差に起因する可能性がある。これらの草種では,より正確な3次元画像の取得が正確な同定につながると推察された。実態顕微鏡ライカマイクロシステムズM205Cと三谷商事SensiveMeasureを組み合わせ,雑草種子の表面の微細な3次元形状を観察できるシステムを構築した。

本研究で主な検討対象とするアマランサス属雑草は,既存の除草剤が効きづらく,乾燥した土壌条件に適応的な生態的特性を有しているため,転作田における畑作物栽培で急速に分布を広げ,各地で難防除雑草となっている。雑草による圃場の汚染程度は土壌中の種子数を計測することで正確に把握することができ,その効率化,高精度化が求められているが,アマランサス属雑草は種子が小さくて形状も比較的単純で,属内種間の相違も微妙で,肉眼による同定は困難である。そこで第一に,上述のシステムによりアマランサス属雑草種子の3次元画像合成を試み,短時間で半自動的にそれを実現できることがわかった。ただし,本属雑草の種子表面は黒くなめらかで,照明を反射しやすく,そのような条件では3次元画像が大きく乱れる事象が認められた。このため,多数のLED照明を用いて,様々な強度,角度で試行錯誤的に照明した上で画像を合成し,適切な条件を探索した。さらに,種子表面に少量のタルク粉末を付着させることで,光の反射が抑えられ,画像の乱れを低減できることがわかった。一方,分析に供する種子サンプルとして,北海道産の10種・系統,北東北産の10種・系統,南東北産の10種・系統,関東産の5種系統,九州産の2種・系統を採取し,保存した。来年度以降の分析では,これらのサンプルを活用する。当初計画では、昨年度は、初年目に明らかにすることとしていた区別点にもとづいて、ニューラルネットワークモデルを試作し、自動判別が可能かどうかを検討することとなっていたが、初年目に発生した原発事故への緊急対応に想定をはるかに上回るエフォートを割かれたことなどから現時点においてもイヌビユを除き、供試草種の決定的な区別点を見出すに至っていない。その一方で、前提となる3次元画像の取得は、ヒユ属雑草に関してはデジタルカメラへの取り込み倍率0.63倍、ズーム倍率2倍、対物レンズ1倍に固定した上で6つの種子を1画面に取り入れ、2次元画像と3次元画像を同時に取得し、所要の形質を一時に計測する作業手順を確立した。この手順により、画像取得は種子1粒あたり約10秒、6形質の計測は1粒あたり約10秒に短縮できた。この能率は、一昨年までの約5倍にあたる。もう一点、土壌に埋土され、変形が見られる可能性のある種子の同定可能穎については、完全種子の同定手法が未確立のため、今年度も先送りとなった。手作業による作業能率の向上に関しては相応の進展が見られたが、自動化への取り組みまで進むことができていないのが現時点の到達状況である。以上から、研究の目的の達成どはやや遅れていると、判断した。この判断にあたっては、上述したように、予期せぬ事態により、研究にさける時間が大きく低減していることについてもご配慮いただきたい。研究代表者および研究分担者は,平成23年夏以降,東京電力福島第一原子力発電所の事故にともなって生じた広範な農地の放射能汚染対策を緊急に実施する必要が生じ,年度末まで,本研究にさけるエフォートが極端に低下した。一方,本研究の遂行の前提となる3D観察システムの購入には400万円弱の資金が必要と見込まれたが,8月に受領した300万円では資金が不足し,10月分の受領を待ってシステムの入札を実施することとした。この間,目的に叶うシステム構築のための機材等の選定を進めたが,結果として納品が完了したのは2月下旬で,実質的に分析を行えたのは1か月に過ぎなかった。以上が,今年度,研究目的の達成がやや遅れた理由である。ヒユ属雑草は全体が平滑で光を反射し、色彩にも乏しいことから、そもそも正確な3次元画像を取得するのが極めて難しい。
脳内移動型および非移動型GnRHニューロンにおける新規遺伝子の単離

性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)は脊椎動物種間でよく保存された、生殖に重要な分子である。本研究では、GnRH産生ニューロンの分化、移動および遺伝子発現をコントロールする分子の同定を目的とし、免疫組織化学的に同定した細胞をレーザーマイクロダイセクションにより採取する解剖学的特異性と定量的リアルタイムPCRによる高感度性を併せることで、個々のGnRHニューロンにおける遺伝子発現を定量的に解析する手法を開発した。本手法を応用し、性的に未熟および成熟な硬骨魚類ティラピア(Oreochromis niloticus)の脳由来のGnRHニューロンを用いて、GnRHおよび新規GnRH調節関連因子の遺伝子発現を解析した。その結果、GnRH1は生殖腺の成熟に重要であるが、GnRH2およびGnRH3は生殖行動または生殖以外の機能に対して補助的役割を担っているものと示唆された。次に、我々はヒト特発性低ゴナドトロピン性性腺機能低下症の起因遺伝子の候補であるG蛋白共役型受容体GPR54遺伝子を哺乳動物以外の種としては初めて、ティラピアからクローニングした。単一細胞レベルでは、成熟オスにおいてGnRH1とGPR54 mRNAレベルが反比例関係を示した。また、成熟オスではGnRHニューロンの4560%でGPR54遺伝子の共存性が認められた一方、未成熟オスでは5%程度のGnRHニューロンでしかGPR54の共存性が認められなかった。これは、成熟個体のGnRHニューロンが脳内移動の最終地点に位置しているのに対し、未成熟ではまだ未到達であるためと考えられる。このように、新規単一細胞内遺伝子発現解析手法により、GPR54はGnRHニューロンにおいて細胞の脳内移動の「停止信号」として細胞の成長やGnRH分泌を調節し、正常な性的発達に重要な因子として働いていることが示された。我々はこれまでに、免疫染色によって同定した性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ニューロン単離技術の開発に取り組み、その技術を確立した。成熟した硬骨魚(シクリッド科)の脳を摘出し、4%パラホルムアルデヒド中で固定後、5%のゼラチン中に包埋し、マイクロスライサーを用いて500μmの厚さの矢状断切片を作成した。脳切片を3種類の抗GnRH抗体と12時間反応させた後、赤色の蛍光を呈するCy3で標識された抗ウサギIgG抗体で免疫染色した。脳切片を蛍光顕微鏡下で観察し、免疫染色されたGnRHニユーロンをマイクロマニピュレーターに接続したマイクロキャピラリーピペットで採取・単離した。単離されたニューロンをプロテアーゼ消化し、抽出された全RNAから単一ニューロン由来のcDNAライブラリーを作成した。免疫染色および単離されたGnRHニューロン中のGnRH mRNAの状態を確認するため、3種類のGnRH遺伝子に特異的なプライマーを作成し、PCRにて増幅した。PCR増幅されたアンプリコンの塩基配列を確認するため、PCR産物をpGEM-T easyベクターに挿入してサブクローン化し、Genetic Analyzer(ABI)を用いてシークエンスを行った。その結果、固定・免疫染色後においても単一ニューロン中のGnRHm RNAは保存されており、生理学的な解析を行うために十分量なmRNAが得られることが示唆された。各GnRHサブタイプ遺伝子の中でも、特に進化的に保存されているGnRHタイプ2における遺伝子発現調節機構には、いまだ不明な点が多く残されている。これを明らかにするため、蛍光免疫組織化学的同定による解剖学的特異性と定量的リアルタイムRT-PCR法(RT-Q-RT-PCR法)による定量性を兼ね備えた新たな解析手法を確立した。この手法により、単一GnRHニューロンにおけるGnRH mRNAの発現および定量が可能となった。

蛍光免疫組織化学的に標識したGnRH単一細胞における定量的リアルタイムPCR法を用いた新規手法により、視床下部GnRH1は生殖腺の成熟に重要であることが示された。一方、GnRH2およびGnRH3はおそらく、生殖行動あるいは非生殖機能に補助的な役割を持つものと考えられた。さらに、本手法により単一GnRHニューロンにおける既知あるいは未知の遺伝子の同定および定量が可能であり、それによって、脊椎動物における複数種のGnRH細胞の生理を支配している各GnRH細胞間の複合的関連性について、その理解を一層深めることが出来ると期待される。新規Gタンパク質共役型受容体GPR54は近年、ヒト特発性低ゴナドトロピン性性腺機能低下症の起因遺伝子の候補として同定されたが、脳による生殖内分泌調節の最終調節路である性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)の分泌調節への関わりについては不明であった。そこで本研究では、シクリッド科魚類のティラピア(Oreochromis niloticus)の脳よりGPR54遺伝子を同定し、脳内GnRH産生ニューロンにおける発現を単一細胞遺伝子解析法により調べた。クローニングの結果、ティラピアGPR54 cDNAは377アミノ酸残基をコードしており、7回膜貫通型Gタンパク質共役型受容体に特徴的な構造を有していた。ヒトGPR54との相同性は56%であった。DIG-in situ hybridization法により同定した3種のGnRHニューロンをレーザーキャプチャー法により採取し、細胞内GPR54および各GnRHタイプmRNAレベルをリアルタイムPCRにより定量したところ、成熟オスのGnR1 mRNA発現量はGPR54 mRNAに対して正の相関を示した(P<0.02)。また、未成熟オスのGnRHニューロンに比べて、成熟オスのGnRHニューロンでは高い割合でGPR54 mRNAの発現が認められた(成熟4560%、未成熟5%;P<0.001)。単一細胞遺伝子発現解析により、非哺乳動物でもGPR54遺伝子が進化的に保存されており、また、GPR54が3種のGnRHニューロンにおいて発現していることが明らかとなった。さらに、GPR54はGnRHニューロンの遊走を終わらせ、同時にGnRHニューロンの発達抑制およびGnRHの分泌開始に関わる信号として働いていると考えられた。
1型糖尿病に対する新しい治療戦略の開発:NODマウスを用いた検討

研究成果の概要:1型糖尿病の多くは,学童期に発症する.その治療には, 1日4回のインスリン自己注射が行われるが,患児の負担は計りしれない.本研究では, 1型糖尿病モデルマウスを用いて,持効型溶解インスリンを1日1回皮下投与し,新規免疫抑制剤FTY720を過2回経口投与する併用療法の有用性を調べた.その結果,この併用療法により,良好な血糖コントロールが可能となり,その結果を生化学的および組織化学的に明らかとした.研究成果の概要:1型糖尿病の多くは,学童期に発症する.その治療には, 1日4回のインスリン自己注射が行われるが,患児の負担は計りしれない.本研究では, 1型糖尿病モデルマウスを用いて,持効型溶解インスリンを1日1回皮下投与し,新規免疫抑制剤FTY720を過2回経口投与する併用療法の有用性を調べた.その結果,この併用療法により,良好な血糖コントロールが可能となり,その結果を生化学的および組織化学的に明らかとした.強化インスリン療法にFTY720を介入させ,自己注射回数を1回とする新しい治療戦略を構築するため,1型糖尿病モデル動物(non obese diabetic(NOD)マウス)を用いてFTY720の有用性を検討した.NODマウスは発症を確認後,インスリン群(n=5,持効型溶解インスリンを1日1回皮下投与),FTY720十インスリン併用群(n=6,持効型溶解インスリンを1日1回皮下投与し,FTY720(0.1mg/kg,週2回)を経口投与),プラセボ群(n=5,経過観察のみ)の3群に分け,治療効果を検討しだ各群の治療開始後10週までの生存率は,FTY720+インスリン併用群では83%であり,プラセボ群(0%),インスリン群(20%)と比較して有意な延命効果が得られた.1型糖尿病発症初期にFTY720を投与することで膵β細胞の機能を維持できれば,インスリンの基礎分泌を補うだけで血糖コントロールが可能になると予想された.そこで,各グループについて尿糖ケトン体および血糖値を測定し,インスリン群およびプラセポ群と比較した1その結果,FTY720+インスリン併用群では治療期間を通して有意な上昇は認められなかったのに対し,プラセボ群およびインスリン群の治療開始後3および5週の血糖値は,治療開始後1週と比較して有意に高値であった.また,FTY720+インスリン併用群において,良好な血糖:コントロールが得られていれば,膵β細胞がFTY720によって保護されていると考えられた.これを明らかとするため,膵臓のパラフィン切片を作製しヘマトキシリン・エオジン染色を行った.その結果,FTY720+インスリン併用群のラ氏島数,膵島炎スコアは,いずれも未発症個体レベルに維持されていた,抗インスリン抗体を用いた免疫染色については,条件設定が完了し,今後,FTY720による保護効果を明らかとする予定である.平成19年度に,1型糖尿病モデルマウス(NODマウス)を用いてFTY720の有用性を明らかとした.即ち,治療開始後10週までの生存率は,FTY720とインスリンの併用群(n=6)83%,プラセボ群(n=5)0%,インスリン群(n=5)20%であり,併用群には有意な延命効果が認められた.平成20年度はこの成果を組織学的,免疫学的および生化学的に明らかとするため,下記の研究を行った.1)併用群では,治療期間を通して有意な血糖値の上昇は認められず,血糖コントロールは良好であった.2)プラセボ群(n=3)と併用群(n=6)について治療開始5週後の血清中C-ペプチド濃度を測定した.その結果,併用群の血中C-ペプチド濃度はプラセボ群と比較して,有意に高く(P<0.05,Mann-Whitney's U-test),インスリン分泌能を持ったβ細胞が残存していることが示された.3)FTY720の有用性を組織学的に明らかとするため,治療開始後10週まで生存した個体のラ氏島数および膵島炎の程度を比較した.その結果,併用群(n=8)のラ氏島数とインスリン群(n=4)のラ氏島数には有意な差(P<0.05,Mann-Whitney's U-test)は見られなかったが,併用群の膵島炎スコアはインスリン群に比べて有意に低値(P<0.05, Mann-Whitney's U-test)であった.以上のことから,ラ氏島の破壊は糖尿病を発症した時点で既に生じているが,早期にFTY720の投与を開始することによって,膵島炎の進行を抑制し,良好な血糖コントロールが維持できることを明らかとした.本研究結果から,持効型溶解インスリンとFTY720の併用療法は,β細胞の破壊を抑制し,良好な血糖コントロールが可能となるという極めて有益な研究成果が得られ,ヒトへの臨床応用が可能となる見通しを得た.
フィルム状筋動センサによる意思抽出に関する研究

本研究では、高齢者や身体不自由者を支援するための生体情報計測センサおよびそのセンサを使って使用者の意思抽出可能なヒューマンインターフェースを開発した。その主要な研究結果は以下の通りである。1、運動意思を抽出するため、フィルム状フレキシブル圧電材料を基に動作中筋の動きを捉えられる筋動センサを開発した。2、適応機能の有する解析・識別アルゴリズムを利用して、筋動センサ信号による意思抽出の手法を開発した。[3]筋動センサを用いたヒューマンインターフェースを構築した。そして、健常者及び障害者による実証実験を行い、提案手法の有効性を確認した。本研究は、フィルム状フレキシブル圧電センサによる斬新な筋の動き計測技術及びに操作者の意思抽出手段の開発を目的とするものである。本年度は、下記の研究成果を得ることができた。1.筋の動きに伴いフィルム状フレキシブル圧電センサが長手方向において伸縮するため、筋の動作を反映する電気信号が得られることを明らかにした。その上、提案するセンサの特性評価として、フィルム状圧電センサの長手方向のひずみに対するセンサの電圧出力を計測し、センサの直線性と周波数特性を評価することで、このセンサにおいて初めて圧電係数(d31)を調べた。2.人の内部構造が複雑で、皮膚の表面から必ずしも個々の筋の動きを計測することができないため、センサの取り付け方法として、センサ一枚を単一の筋、複数の筋に対応させる二つの計測方式を確認した。提案する筋動センサで筋の動き信号を計測するとともに、超音波計測装置利用して、動作中筋の断面画像を連続的に計測した。超音波画像より筋、脂肪など体組織の境界線を抽出し、体組織の各部分の形状を計測することが可能であるため、連続に撮影した超音波画像より、筋形状変動を計測し、提案センサの出力との関係を確認した。3.フィルム状フレキシブル圧電センサの信号増幅に利用するチャージアンプの周波数特性が筋の動きの計測結果には大きく影響することを確認した。そのため、人の動きの周波数領域に対応したチャージアンプの試作を行った。本研究は、フィルム状フレキシブル圧電センサによる斬新な筋動作計測技術及びに操作者の意思抽出手段の開発を目的とするものである。1.提案センサによる筋の計測結果と従来超音波計測による筋の厚み変化の計測結果を比較した。提案する筋動センサで皮膚の表面で筋の動き信号を計測する。一方、超音波計測装置を利用して動作中筋の断面画像を連続的に計測し、研究代表者らが提案した手法を用いて超音波画像より筋、脂肪など体組織の境界線を抽出した上、筋の厚み変化を参考信号として計測した。比較の結果、提案センサの出力信号は筋の厚み変化とタイミング情報において一致することを確認した。また、計測信号の振幅情報は筋の厚みとの比例関係が確認できていないが、実験データを分析した結果、センサ材料の機械特性と皮膚、筋の機械特性の違いによることを明らかにした。今後センサの設計に更に工夫を重ねて対応する予定だ。2.圧電フィルム材料の構造工夫を行った。圧電膜自体を異なる厚みで作成し、厚み変化によるセンサ特性の変化考察した。皮膚、筋などの特性によりフィットしやすいセンサ材料の構成を考察した。3.フィルム状フレキシブル圧電センサの信号をデータ処理し、解析手法として確率ニューラルネットワークを用いて、動作推定を行った。提案手法により、健常者4名と脊髄損傷患者1名を用いた実証実験を行った。被験者全員の計測データを90%以上の識別率を実現したことが確認できた。また、顔に提案センサを取り付けて、PCの操作や文字入力、HP閲覧など実生活にある条件での検証も行って、提案手法の有効性を確認した。
有機材料を用いた静電誘導型トランジスタの開発

本研究では、有機系ディスプレイ駆動用素子として有機半導体材料と埋め込み型ゲート電極を用いた静電誘導型トランジスタ(Static Induction Transistor:SIT)を作製し、その基礎的特性について調べた。有機発光素子(EL素子)の正孔輸送層として広く用いられているTPDとα-NPDを有機半導体層として、ゲート電極としてアルミニウム(Al)蒸着膜は用いた結果、良好なショットキー障壁を形成することを確認した。また、α-NPD/Alショットキー接合は比較的安定な特性であったが、TPD/Al接合は試料作成後に特性が不安定になることが判明した。また、透明電極(ITO)基板をソース電極、ドレイン電極として金(Au)蒸着膜、金属メッシュを蒸着マスクとしてAlゲート電極を形成したSIT素子(ITO/α-NPD/Al/α-NPD/Au)を作製した。このSIT素子の静特性を測定結果を調べた結果、ソース・ドレイン間を流れる比較的大きな電流値をAlゲートに加える低い電圧によって制御できることを確認した。得られた基礎データをもとに、Alq3を発光層とした有機EL素子とα-NPDを用いたSIT素子を組み合わせた複合型有機ELトランジスタ構造を作製し、素子のトランジスタ特性と発光特性の関係について調べた。試作した複合型有機ELトランジスタはゲート電圧を変化させることでソース・ドレイン間電流の変化に対応した輝度変調を得られることが確認された。しかしながら、ITO電極側から光を取り出す通常の素子構造では、発光層からの光がAlゲート電極によって遮られてしまうため、光の取り出し効率が悪いことが判明した。この問題点を解決する新型素子を試作し、通常構造素子との特性比較を行った結果、新型素子では電流値が通常構造素子とほぼ同程度であるにもかかわらず、輝度は2倍以上の値が得られていることが確認された。本研究では、有機系ディスプレイ駆動用素子として有機半導体材料と埋め込み型ゲート電極を用いた静電誘導型トランジスタ(Static Induction Transistor:SIT)を作製し、その基礎的電気特性について調べた。有機半導体として銅フタロシアニン(CuPc)蒸着膜を用い、ゲート電極としてアルミニウム(Al)蒸着膜は用いた結果、良好なショットキー障壁を形成することを確認した。また、ガラス基板上にソース、ドレイン電極として金(Au)蒸着膜、ゲート電極として半透明Al蒸着膜を形成したSIT素子(Au/CuPc/Al/CuPc/Au)の静特性を測定結果を調べた結果、CuPc蒸着膜の膜厚とAlゲート電極形状がトランジスタ特性に大きな影響を与えていることが判明した。そこで新規に導入した成膜コントローラを用いて、CuPc蒸着膜とAlゲート電極の膜厚を精密に制御することによって、有機SIT素子のソース・ドレイン間を流れる電流をAlゲートに加える電圧によって制御できることを確認した。しかしながら、走査型プローブ顕微鏡による観察結果、成膜コントローラのみでは微細なAl電極構造まで制御することが難しいことが分かった。そこで、電子顕微鏡で使われる金属メッシュ(40μm程度の微細メッシュ構造)を蒸着マスクとしてAlゲート電極を作製すると周期的なスリット状ゲート電極構造を得ることができ、比較的安定したSIT特性が得られた。一方、有機発光素子(EL素子)の正孔輸送層として広く用いられているTPDとα-NPDを有機薄膜層としたSIT素子を作製した結果、典型的なSIT特性を有する素子を得ることが可能となった。現在、得られた基礎データをもとに有機EL素子とSIT素子を組み合わせた有機ELトランジスタ構造を設計し、素子のトランジスタ特性と発光特性の関係について調べている。今後、サイリスタ構造を有するスイッチング機能についても研究を進めて行く予定である。