hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
種子島における古人骨形質の時代変化

種子島における縄文時代人骨の資料数を増加させる目的で、鹿児島県熊毛郡南種子町一陣長崎鼻遺跡の発掘調査を行った。今回の発掘で新たな縄文時代人骨は発見されたが、頭蓋の小破片のみであり、保存良好な古人骨資料は得られなかった。種子島の弥生古墳時代相当期の人々の短頭・低顔・低身長という特徴、中世人の長頭・低顔・高身長という特徴、近世人の長頭・高顔・高身長という特徴を明らかにできた。身体形質が、種子島においても時代を経るごとに小進化している。特に中世の日本列島各地で起こる長頭化は種子島でも起こっている。また、種子島における形質変化の大きな画期は、弥生古墳時代相当期と中世との間の時期に認められる。これは、南九州以北の地よりの移住者による遺伝的影響に寄るところが大きいのではないかと思われる。広田遺跡から出土した人骨2体からミトコンドリアDNAを抽出され、これら2体は母系でつながる血縁関係は持たないこと、ハプログループはD4に属すると考えられ、現代日本人にもそれほど珍しくない頻度で出現するタイプであることが明らかにされたまた、広田人骨からコラーゲンを抽出し、炭素・窒素安定同位体比から食生活を検討し、広田人は海産物を含む3種類以上のタンパク質資源を利用していたことが明らかにされた。弥生から古墳時代にかけて、種子島に居住した人々の特徴は、短頭・低顔・低身長で、身体各部位のサイズが小さい。南西諸島の中では、顔の高い人骨も出土している沖縄本島と比べると、種子島の同時代人の形質の均質性は目を引く。極端な短頭・低顔・低身長特徴を持つ種子島の弥生から古墳時代の人々がどのように形成され、古墳時代以降どのように変化していったのか興味が持たれる。今年度は、2005年と2006年に種子島広田遺跡から出土した弥生古墳時代相当期の人骨12体について研究および報告を行った。新たに発見された12体も、1950年代に出土した人骨の特徴と類似点が多く、同じ系譜上に位置する人々と考えられる。2005年と2006年の発掘調査により、広田遺跡の墓域は新たに広田川側に広がった。北区からは1体ではあるが、保存良好な人骨(北区1号墓人骨)が出土し、南北の墓域から出土した人骨の形質の比較が可能になった。北区と南区から出土した人骨に形質差は認められない。南西諸島の先史時代には抜歯風習が存在した。抜歯の型式は日本本土と異なり、種子島で上顎の側切歯や犬歯を片側だけ抜く型式が流行し、奄美から沖縄本島にかけての地域では、下顎の前歯を抜歯する型式が多い。南区2号墓から出土した人骨も上顎左側切歯のみを抜歯しており、弥生時代から古墳時代にかけて種子島で普遍的にみられる抜歯型式である。この広田をはじめとする種子島の抜歯型式は、同時代の近隣地域には認められず、独自性が非常に強い。篠田は、広田人骨2体からミトコンドリアDNAを抽出し、これら2体は母系でつながる血縁関係は持たないこと、ハプログループはD4に属すると考えられ、現代日本人にもそれほど珍しくない頻度で出現するタイプであることを明らかにした。米田は広田人骨からコラーゲンを抽出し、炭素・窒素安定同位体比から食生活を検討し、広田人は海産物を含む3種類以上のタンパク質資源を利用していたことを明らかにした。同遺跡は1956年に発掘調査が行われ、同遺跡から発見された人骨は種子島唯一の縄文時代人骨と考えられている。今回の発掘で新たな縄文時代人骨の発見はできなかったが、一陣長崎鼻遺跡を構成する貝塚の中心部が現在でも遺存していることが明らかになった。種子島では、弥生時代から古墳時代にかけての人骨資料は揃ってきているにもかかわらず、縄文時代と考えられる人骨の報告は1例のみである。

種子島の縄文人骨の資料不足感は否めない。縄文時代の種子島にどのような人々が居住していたのか、広田遺跡を営んだ人々の由来を考える上でも縄文時代人骨資料を増加させるために、来年度も一陣長崎鼻遺跡の発掘調査を継続する予定である。平成20年度に引き続き、種子島における縄文時代人骨の資料数を増加させる目的で、鹿児島県熊毛郡南種子町一陣長崎鼻遺跡の発掘調査を行った。同遺跡は1956年に発掘調査が行われ、同遺跡から発見された人骨は種子島唯一の縄文時代人骨と考えられている。今回の発掘で新たな縄文時代人骨は発見されたが、頭蓋の小破片のみであり、保存良好な古人骨資料は得られなかった。また、種子島から出土した縄文から近世にかけての古人骨資料について、形質の時代的変遷を分析し、それを取りまとめる作業を行った。縄文時代の種子島にどのような特徴を持った人々がいたのかを明確に明らかにできなかったが、弥生古墳時代相当期の人々の短頭・低顔・低身長という特徴、中世人の長頭・低顔・高身長という特徴、近世人の長頭・高顔・高身長という特徴を明らかにできた。身体形質が、種子島においても時代を経るごとに小進化している。特に中世の日本列島各地で起こる長頭化は種子島でも起こっている。また、種子島における形質変化の大きな画期は、弥生古墳時代相当期と中世との間の時期に認められる。これは、南九州以北の地よりの移住者による遺伝的影響に寄るところが大きいのではないかと思われる。
デジタル茶室の花鳥風月的な時空間創出技術

デジタル茶室を創出するため、花鳥風月インタフェースの研究を行った。表面が変形できるディスプレイを作った。また、デジタル茶室に使えるデジタルコンテンツも作成した。花鳥風月インタフェースを検証するには、実装されたデジタル茶室を使って、評価実験を行った。評価実験の結果により、花鳥風月なインタフェースで、視聴体験を向上する効果が明らかにした。これで、バーチャルなCG空間と実物の花鳥風月インタフェースを融合し、先端技術で創出した伝統的な日本庭園のような開放空間の五感向上の効果が明らかにした。これまでの展示,発表などの活動で、研究成果の公開・国民への発信という目標も達成した。日本の伝統的茶室は四畳半-間の閉鎖空間でありながら、我々の五感を極限まで増幅する事により、無限に広がる自然世界的な空間認識を可能にする。この茶室における感覚の増幅性を踏まえ、本研究では閉鎖空間からの開放性知覚の創発のためのデジタル茶室の創出を目的とする。日本の伝統的茶室は四畳半一間の閉鎖空間でありながら、我々の五感を極限まで増幅する事により、無限に広がる自然世界的な空間認識を可能にする。初年度においては、デジタル茶室の大まかな仕様の決定、花鳥風月のための大まかなコンテンツの方向性の決定のための予備実験等を念頭に研究を進めた。このために蝶・魚等の人工生命体のモックアップを数点造形し、それがデジタル茶室によって表現された際にどのような効果が期待されるか、見通しをつけた。また、映像やセンサ入力に対して凹凸変形するスクリーン表面を駆動するための数百本とあるシリンダを制御するためのデジタル10インタフェースの実装を試みた。スクリーン表面の大変形実現のための設計論構築は次年度以降の課題として残されたが、円柱状に凹凸変形のための駆動シリンダを配置する際に、変形部位同士が互いに干渉しないための設計を行った。これらの研究により、次年度以降、柔軟な制御機構の利用が可能になり、実際に凹凸茶室を実装し、かつ、制御してゆく際に、円滑な研究の進捗が得られるものと期待される。平成21年度においては、茶室における凹凸運動とCGの茶室表面への投影を両立させるための技術として、LEDとシリンダを組み合わせる事によって、表面を凹凸変形させる事が可能なCGディスプレイの試作実装を行った。また、デジタル茶室にふさわしいコンテンツ創造およびデジタル茶室の文化的意義に関する議論の場として、東京都現代美術館にて『日本的電脳空間の創出』電脳茶室と新伝統CG(平成22年2月27日)と題するセッションを開催した。これらの成果、実験的研究を基に、次年度以降の本格的な実装のため、以下のような具体的な実装形態の策定を行った。1.3x3x3m程度の空間を埋め尽くす事の出来るLED形式の"ディスプレイ"を実装する。2.上述のLEDディスプレイをホストPCから制御可能な制御機構を実装する。3.アクチュエーターによってLEDディスプレイの表面変形を実装する。この際、最大変形距離が50cm以上となる事を目指す。まず、直動型のシリンダによる設計・実装を行い、可能であるならば、各LEDがシリンダによって結合されるタイプの設計・実装を行う。4.3x3x3mの空間をLED形式の"ディスプレイ"によって構成する場合、視認距離・解像度が問題になる。このため、"ディスプレイ"表面にブラー効果を取り入れる事により解決を試みる。なお、「閉鎖空間からの開放性知覚」を起こす事を可能とするために十分であるための構成論構築を試みる。5.滑らかかつ幽玄なディスプレイの変形のための、ディスプレイ表面の変形の制御方法を検討する。6.花鳥風月実現するための効率的コンテンツを検討する。本研究では閉鎖空間からの開放性知覚の創発のためのデジタル茶室の創出を目的とし、平成21年度においては、茶室における凹凸運動とCGの茶室表面への投影を両立させるための技術として、LEDとシリンダを組み合わせることによって、表面を凹凸変形させる事が可能なCGディスプレイの試作実装を行った。平成22年度の実績としては、平成21年度に実施した実験的研究を基にして、大きく下記3つを実現した。1.3×3×3m程度の空間を埋め尽くす事の出来るLED形式の"ディスプレイ"を実装した。2.上述のLEDディスプレイをホストPCから制御可能な制御機構を実装した。3.アクチュエーターによってLEDディスプレイの表面変形を実装した。この際、最大変形距離が50cm以上となる事を目指した。まず、直動型のシリンダによる設計・実装を行い、加えて各LEDがシリンダによって結合されるタイプの設計・実装を行った。この実績により、翌年度以降の下記研究目標の遂行に繋げることができた。

4.大空間をLED形式の"ディスプレイ"によって構成する場合、視認距離・解像度が問題になる。このため、"ディスプレイ"表面にブラー効果を取り入れる事により解決を試みる。なお、「閉鎖空間からの開放性知覚」を起こす事を可能とするために十分であるための構成論構築を試みる。5.滑らかかつ幽玄なディスプレイの変形のための、ディスプレイ表面の変形の制御方法を検討する。6.花鳥風月実現するための効率的コンテンツを検討する。結果として、現在のところは計算機の限界、VR提示のためのデバイスにおける物理的拘束などの理由により実現不可能である「空間の開放性の知覚」に寄与し、バーチャルリアリティ(VR等における臨場感の創出に貢献する研究成果となった。23年度では、花鳥風月インタフェースの検証システムとなるデジタル茶室が完成された。このプロジェクトでは、3つの新たなインタフェース技術が開発された。これらのインタフェース技術は、それぞれ、変形のできる壁のためのバンパーディスプレイ、鳥や魚の形を持つ造形物インタフェースと超高精細のCGコンテンツ生成技術である。エアシリンダーと柔軟なテキスタイルを使ったバンパーディスプレイにより、投影したコンテンツに合わせてスクリンを変形したりして、ユーザーに新しいインタラクションの次元を与えられる。これで、デジタル茶室では視覚、聴覚、触覚を併用するインタラクションが実現できる。鳥や魚などのような形を持つ造形物インタフェースにより、ユーザーに対して、自然環境と伝統的な茶室を融合した空間を創出できる。さらに、超高精細CG映像を生成技術により、色んな自然風景などをバンパーディスプレイに投影して、より豊かな視聴体験をユーザーに提供することも可能にになる。23年度の後半では、この花鳥風月インタフェースの代表となるデジタル茶室のバンパーディスプレイを評価するため、一般公開の展示を行った。観客より、高く評価され、新聞記事でも報道された。日本の伝統文化と先端技術の融合とする斬新な試みとして、非常に評価されている。今後では、日本の高齢社会の現状に対して、こういうインタフェースを使って、高齢者の五感の活性化等の効果も期待される。24年度では、花鳥風月インタフェースを検証するには、昨年度で実装されたデジタル茶室を使って、評価実験を行った。評価実験は、24年度の前半で、研究室で行った。20名程度の被験者を集まって、デジタル茶室を体験してもらって、評価シートに記入してもらった。評価実験の結果により、予想した通り、ポジティブな評価を得たことが分かった。特に、バンパーディスプレイの上に超高精細CG映像を投影することで、ユーザーにとって、視覚、聴覚、触覚の併用できるインタラクションが実現し、視聴体験を向上する効果が明らかにした。さらに、花鳥風月インタフェースの一環とした鳥や魚などの形をもつ造形物インタフェースに対して、ユーザーの没入感を高める効果も明らかにした。これで、バーチャルなCG空間と実物の花鳥風月インタフェースを融合し、先端技術で創出した伝統的な日本庭園のような開放空間の五感向上の効果が明らかにした。
ＰＣＭ入り銅フォームを利用した蒸暑地域の住宅におけるパッシブ冷房壁体の提案と評価

本研究は,蒸暑地域における潜熱蓄熱材(PCM)を利用したパッシブ冷房壁体の提案と評価を目的とする。初めに,東南アジアの蒸暑地域住宅を対象としたアンケート調査と実測調査を行い,蒸暑地域における温熱環境やエネルギー消費の実態を明らかにした。次に,蒸暑地域における住宅の採涼手法として,PCMと夜間換気を組み合わせたパッシブ冷房システムを提案し,そのためのPCM入り銅フォームパネルの開発を行うとともに,住宅の縮小模型を使った実験によりその効果を確認した。さらに,PCM入り銅フォームパネルの最適設計やそれを利用した住宅の温熱環境予測のための,三次元伝熱解析プログラムを作成した。本研究は,平成23年度から平成25年度までの3年間の継続である。2年目である本年度の実績は以下の通りである。1.前年度に製作された,銅フォームへのPCMの充填率および天然ゼオライトの添加の有無を変えた数種類のパネルについて,PCM融解時とPCM凝固時のそれぞれで熱伝導率の測定を行った。その結果から,PCMの充填率と熱伝導率のバランスを考慮して,暫定的に1種類のパネルを選択し,以降の検討を行うこととした。2.1で選択したPCMパネルについて,パネルの温度に伴って変化する熱容量を測定し,パネルの温度と熱容量との関係についての基礎データを得た。3.1で選択したPCMパネルをパッシブ冷房壁体の部分模型に組み込み,暑熱地域の外気温度を再現した人工気象室に設置して,本PCMパネルの有効性を検証する実験を行った。その結果,本PCMパネルは,市販されている従来のPCMパネルに比べて,より効率的に日中の吸熱と夜間の放熱が行われることを明らかにした。また,本パネルを効率的に利用するための夜間換気(壁体内通気)方法についても検討を行い,実験によりその効果を確認した。4.本パッシブ冷房壁体を住宅に適用することによる室温低下効果を予測するための数値解析モデルを構築し,本モデルの検証のために3の実験との比較を行った。しかしながら,十分な再現精度が得られないことが判明したため,問題点の抽出と解決のための検討を継続している。本年度の成果は以下の通りである。開発したPCM入り銅フォームパネルを適用した住宅模型実験をシミュレーションで再現しようとした際,既存のモデルでは十分な精度が得られなかったこと,また,開発パネルの最適設計を行うには,蓄放熱特性のシミュレーションによる検討が有効であることから,開発パネルの3次元伝熱解析プログラムを作成した。昨年度の実験で取得した基礎データと文献より,各材料の容積比率・熱伝導率・容積比熱・融解熱量を本プログラムに与え,パネルの片面温度をステップ変化させた実験について再現を試みた。その結果,予測した熱コンダクタンスは実験と良く一致したが,蓄熱量については大きく異なった。ただし,これは比較した実験データに問題がある可能性が高いと推定された。解析によるパラメトリックスタディーを行い,PCM材料だけのパネルでは,温度のステップ変化直後から単位時間当たりの蓄熱量が大きく減少していくのに対し,開発パネルでは,単位時間当たりの蓄熱量がPCMの融解終了までほぼ一定に維持されることや,パネル厚を増してもその特性が保たれるとの結果が得られた。研究期間全体を通じて得られた成果は以下の通りである。1.東南アジアの蒸暑地域の住宅を対象とした実態調査を行い,住宅全体の約40%を占める新様式の住宅において,室内の温度・湿度が高く,それを解消するためにエアコンの設定温度が低く設定されており,エネルギー消費量が大きくなっているという実態を明らかにした。2.蒸暑地域における住宅の採涼手法として,PCMと夜間換気を組み合わせたパッシブ冷房システムを提案し,そのためのPCM入り銅フォームパネルの開発を行うとともに,住宅の縮小模型を使った実験によりその効果を確認した。3.PCM入り銅フォームパネルの最適設計やそれを利用した住宅の温熱環境予測のための,3次元伝熱解析プログラムを作成した。本研究は、平成23年度から25年度までの3年間の継続である。1年目である本年度の実績は以下の通りである。1.東南アジアの蒸暑地域の住宅を対象とした気候風土、室内温熱環境、エネルギー消費量の現状調査2011年12月に、東南アジアの蒸暑地域に属するベトナムとマレーシアを訪問し、関連研究機関での情報収集や実在住宅の視察を行った。さらに、様式の異なるマレーシアの住宅6件を対象に長期的な実測調査を実施し、室内温熱環境、エネルギー消費量のデータ整理・分析を行った。その結果、住宅全体の約40%を占める新様式の住宅において、室内の温度・湿度が高く、それを解消するためにエアコンの設定温度が低く設定されており、エネルギー消費量が大きくなっているという実態が明らかとなった。そこで、新様式の住宅(terrace house)を対象として、居住者へのヒアリングを含めた詳細調査を行い、気流を加えることにより居住者の温熱快適感が向上することが確認された。

2.パッシブ冷房壁体に適用するためのPCM入り銅フォームの開発蒸暑地域における住宅のパッシブクーリング手法として提案するPCMと夜間換気を組み合わせた除湿冷房システムの要となるPCM入り銅フォームについて検討した。その検討結果を受け、チャンバー実験用として、融点28°CのPCMと潜熱蓄熱体の天然ゼオライトを封入し、PCMの充填率、天然ゼオライトの有無を組み合わせた異なる種類の銅フォームパネルを製作した。3.実験によるパッシブ冷房壁体の性能検証性能検証実験の計画を進めている。平成24年度に実施予定であったPCMパネルの熱特性に関する測定とパッシブ冷房壁体の部分模型実験が,予定通り実施されているため。また,数値解析モデルの構築に関しても,当初から平成25年度に完了する予定となっており,計画に特段大きな変更は無い。平成23年度に実施する予定であった、1)東南アジアの蒸暑地域の住宅を対象とした現状調査、2)パッシブ冷房壁体に適用するためのPCM入り銅フォームの開発がおおむね順調に進んでいるため。平成24年度から継続して数値解析モデルの検討を行い,その精度改善を図る。また,平成23年度に実施した現状調査なども踏まえ,アジアの蒸暑地域おける本パッシブ冷房壁体の適用可能性について,数値解析により検討する。1.実験によるパッシブ冷房壁体の性能検証小型実験チャンバーを用いて、平成23年度に製作したPCM入り銅フォームパネルの性能実験を行い、最適な条件の銅フォームパネルを選定する。選定した銅フォームパネルを本パッシブ冷房壁体の部分模型に組み込み、蒸暑地域の外気と室内空気の温湿度条件を再現可能な東北大学構内の人工気象室に設置し、日中の室内空気の除湿冷房性能、夜間換気によるPCMの蓄冷効果の実験による検証を行う。2.数値解析によるパッシブ冷房壁体の性能検証数値解析による検証を行うため、数値解析モデルの構築を行う。構築した数値解析モデルを用いて、平成24年度に実施した検証実験と同じ条件下での数値解析を行い、数値解析モデルの精度について検証する。その後、平成23年度に実施した現状調査および今後実施する予定の検証実験の結果を踏まえ、アジアの蒸暑地域の様々な地域における本システムの適用可能性について、建物の断熱性能を変更した場合も含めて数値解析により検討する。次年度使用額は,平成23年度および平成24年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり,平成25年度請求額と合わせ,次年度に計画している研究の遂行のために使用する予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成24年度請求額と合わせ、次年度に計画している研究の遂行のために使用する予定である。
重力波データ解析とディープラーニング型ノイズ除去の融合による重力理論検証の新展開

本研究は重力波観測による重力理論検証における新たな可能性を見つけ出すための新しいデータ解析手法の構築に関するものである。重力波を観測することでブラックホールの運動のような光や電磁波などの観測では調べることのできない現象を調べられるのだが,振幅が小さいために観測データにおいてはノイズに埋もれてしまい,詳細な解析が難しい。その問題をディープラーニング型ノイズ除去を応用して解決することを目的としている。
殺虫剤の作用機構に基づく新規化合物の探索技術の開発に関する研究

新規化合物の新たな探索技術法は,害虫を防除する手段として主要に用いられている殺虫剤の開発の場面で強く望まれている.特に環境中に放出する化学物質に対する安全性に対する配慮,新規化合物の効率的な開発とその高活性化,従来の殺虫剤に対して抵抗性を発達させた害虫に対する高活性など多くの条件を備えた物質を持続的に開発していくことが求められている.化合物の作用機構に基づいた視点からの新規化合物の開発技術は,近年可能性として論じられてきたが,実際の検討は特に殺虫剤についてはまだ不十分である.本研究では、神経のイオンチャネルに作用する殺虫剤の作用機構を電気生理学,生化学,分子生物学のそれぞれの手法を用いて検討し,新規化合物の発見が効率的に行われるための基礎研究を行った.アセチルコリンレセプターを作用点とする殺虫剤としてイミダクロプリド、アセタミプリド、GABAレセプターを作用点とする殺虫剤としてフィプロニル、さらに天然物であるアニサチンについて作用機構を調べた.その結果、イミダクロプリドおよびアセタミプリドはアセチルコリンレセプターに対して部分アゴニストとして作用することが明らかとなった.このことは、新規殺虫剤の開発の場面においてアゴニストの探索のツールとして、これらの化合物を用いることで、同種グループの殺虫剤を効率的に開発することが可能になると同時に、これらと同様の作用メカニズムを持つ別の殺虫剤との交差抵抗性の発達を防ぐための重要な知見になると思われる.フィプロニルとアニサチンは相互に作用メカニズム面では共通点があるが、異なる点があることが示された.特にイオンチャネルのステートに対して異なった作用を示すことから、アニサチンを親化合物として、新規化合物の探索を行うことで、新規化合物を開発することが可能であることが示された.以上の研究より、分子レベルの電気生理学的手法が、殺虫剤の探索技術として用いることが可能であることが示された.今後はさらに膜電位感受性色素などを用いた光学的手法を組み合わせることにより、より実践的な探索技術の開発が可能になるであろうと思われる.新規化合物の新たな探索技術法は,害虫を防除する手段として主要に用いられている殺虫剤の開発の場面で強く望まれている.特に環境中に放出する化学物質に対する安全性に対する配慮,新規化合物の効率的な開発とその高活性化,従来の殺虫剤に対して抵抗性を発達させた害虫に対する高活性など多くの条件を備えた物質を持続的に開発していくことが求められている.化合物の作用機構に基づいた視点からの新規化合物の開発技術は,近年可能性として論じられてきたが,実際の検討は特に殺虫剤についてはまだ不十分である.本研究では、神経のイオンチャネルに作用する殺虫剤の作用機構を電気生理学,生化学,分子生物学のそれぞれの手法を用いて検討し,新規化合物の発見が効率的に行われるための基礎研究を行った.アセチルコリンレセプターを作用点とする殺虫剤としてイミダクロプリド、アセタミプリド、GABAレセプターを作用点とする殺虫剤としてフィプロニル、さらに天然物であるアニサチンについて作用機構を調べた.その結果、イミダクロプリドおよびアセタミプリドはアセチルコリンレセプターに対して部分アゴニストとして作用することが明らかとなった.このことは、新規殺虫剤の開発の場面においてアゴニストの探索のツールとして、これらの化合物を用いることで、同種グループの殺虫剤を効率的に開発することが可能になると同時に、これらと同様の作用メカニズムを持つ別の殺虫剤との交差抵抗性の発達を防ぐための重要な知見になると思われる.フィプロニルとアニサチンは相互に作用メカニズム面では共通点があるが、異なる点があることが示された.特にイオンチャネルのステートに対して異なった作用を示すことから、アニサチンを親化合物として、新規化合物の探索を行うことで、新規化合物を開発することが可能であることが示された.以上の研究より、分子レベルの電気生理学的手法が、殺虫剤の探索技術として用いることが可能であることが示された.今後はさらに膜電位感受性色素などを用いた光学的手法を組み合わせることにより、より実践的な探索技術の開発が可能になるであろうと思われる.オキサジアジン系殺虫剤インドキサカルブ(JW-062)は生物体内で活性化を受け,電位依存性ナトリウムチャネルに作用するとされているが,その作用メカニズムには不明な点が多い.そこで電気生理学的手法であるパッチクランプ法を用いて,インドキサカルブの各種イオンチャネルに対する作用について検討した.電位依存性ナトリウムチャネルおよびガンマアミノ酪酸受容体に対するインドキサカルブおよびその代謝物(JT-333)の作用を調べたところ,ナトリウムチャネルに対してはどちらの化合物も同様に抑制作用を示したが,ガンマアミノ酪酸受容体に対しては,インドキサカルブは抑制作用を示したが,代謝物は作用を示さなかった.また,ニコチン性アセチルコリンレセプターチャネルに対してサブタイプ依存の抑制作用を示した.また,オキサジアジン系殺虫剤に属する化合物の殺虫活性の異なる光学異性体間についてナトリウムチャネルに対する作用を比較したところ,抑制作用に大きな違いは認められなかった.以上得られた知見より,これまで言われてきた同剤の作用メカニズムの説明は再検討を必要とし,特に伝達物質開閉型イオンチャネルが作用点として重要である可能性が示され,従来とは異なった作用メカニズムを持った化合物の開発に寄与する知見であると思われる.

オキサジアジン系殺虫剤インドキサカルブ(JW-062)およびその類縁化合物であるRH-3421には光学異性体が存在し、光学異性体間で殺虫活性に著しく違いがあることが知られている。そこで光学異性体間において見られるそれらの違いのメカニズムを明らかにすることで、これらの殺虫剤の作用機構に関する理解を得るために、電気生理学的手法であるパッチクランプ法を用いて,イオンチャネルに対する作用について検討した.また、これらの殺虫剤は昆虫とほ乳類の間で生物活性が著しく異なることが知られている。そこで、ラットの末梢神経系およびワモンゴキブリの中枢神経より細胞を分離した初代培養細胞を実験に用い、選択毒性機構に関する研究を行った。RH-3421のS体とR体では、殺虫活性はS体のほうがR体よりも高い。それに対して、ほ乳類由来の細胞を用いた実験ではR体のほうがS体よりも、ナトリウムチャネルに対する抑制作用が高かった。一方、昆虫の神経細胞に対しては、S体のほうがR体よりもナトリウムチャネルに対する抑制作用は高く、殺虫活性と相関ある違いとなった。以上得られた知見より,昆虫とほ乳類の間で見られる選択毒性が、これまでとは全く異なる光学異性体の関連した違いにより起きている可能性が示唆された。
障害児の就学前から就学後の有機的連携に関する研究-保護者のニーズ把握を中心に-

○研究目的特別支援教育の推進において、学校と保護者との緊密な連携は不可欠である。そこで本研究では保護者が、就学前後の連携システムに対してどのような連携内容を求めているか、引継書の活用という観点から明らかにすることを目的とした。○研究方法本研究は質問紙法により行われた。質問項目は「引継の支援内容や連携システムに対する評価」および「就学後の引継に関しての教師間との活用方法等に関する内容」について全10項目で構成されており、回答はすべて自由記述式で求めた。調査対象は平成19年度にA市の公立小学校通常学級と特別支援学級、特別支援学校1年生に在籍し、前年度末に引継書の送付を学校に行った児童の保護者(60世帯)とした。○調査結果質問紙の回収率は50%であった。保護者の大部分は、就学前機関から学校へ引継書を送ることに概ね肯定的であった(全体の95%)。特に「引継書で子どもの詳しい情報や配慮点が伝わることは良いことだ」という意見が多かった(70%)。教師との間での引継書の活用については「学校と面談等のやりとりをした」という回答(50%)と「活用自体、知らされていない」という回答(50%)があった。なお学校が引継書をどのように活用しているか不明な場合「保護者から活用を勧奨する(23.3%)」という一方で、「引継書を活用してくれている」という肯定的な回答(26.6%)もみられた。今回の調査では、総じて保護者には子どもの特性を就学先の担任や学校に十分理解して、引継情報を活用して対応してほしいという要望があることが明らかとなった。しかしながら保護者に、就学後に引継情報がどのように活用されているのかを知る機会が用意されていない場合、不安を増大させる可能性があることが示唆された。今後、就学先の担当者と保護者が引継情報の具体的な活用に際して、どのように共有していくかさらなる検討が必要である。
脳機能評価の共有により医学と教育を連携した自閉症者支援方法の確立

脳科学的な所見を教育現場等で応用していくことを前提として、本研究は行われた。自閉症患児と健常児においてスイッチングタスク(音読→ワーキングメモリタスク)の負荷を行い、その際のNIRSによる前頭葉の脳血流量の変化を測定した。その結果、自閉症児では、ワーキングメモリタスクへの切り替えに応答して、前頭葉を活性化させる機能が健常群と比して大きく低下していることが明らかになった。教室での刺激の切り替えにおける自閉症児の困難さを理解し、支援する手立てとなることが期待される。本研究は、申請者がこれまでに行ってきた基礎医学研究と臨床医学の知見を生かした上で、教育的手法と融合させた、新しい自閉症者への全人生的・包括的な支援を確立することを目的として計画されたものである。このため本年度は、簡便かつ非侵襲的に脳血流量の変化が測定できる近赤外線酸素モニター(NIRS)、脳年齢計、眼球運動モニターシステムを導入し、様々なタスク下の前頭葉血流量の左右差をコントロールと自閉症者において測定し、特に自閉症者で著明にみられる、ワーキングメモリ不全、及び情動の統合不全による認知の障害について、特にセロトニン神経系との関連にっき検索した。まず、自閉症患児と健常児においてスイッチングタスク(音読→ワーキングメモリタスク)の負荷を行い、その際のNIRSによる前頭葉の脳血流量の変化を測定した。また、情動を惹起させる刺激を与え、ポジティブ情動、ネガティブ情動を起こさせたあとに計算タスクをかけたときの計算正答率は、健常児においてもポジティブ情動惹起後が上昇していたが、自閉症児では、さらにその差異が明確であり、ネガティブ情動、すなわち不安を惹起することが学習への名マイナス効果を与えることが示唆された。このタスク中のNIRS測定では、特にネガティブ情動刺激下での左右差が著名で回復が遷延する所見が得られた。現在は、特に音読や視覚による計算タスク表示などを行っている際の、眼球運動の変化について眼球運動モニターシステムを用いた測定を行う準備段階である。前年度に引き続き、近赤外線酸素モニター(NIRS)と加速度脈波計を用いて、様々なタスク下の前頭葉血流量の左右差と自律神経機能をコントロールと自閉症者において測定し、特に自閉症者で著明にみられる、ワーキングメモリ不全、及び情動の統合不全による認知の障害について、特にセロトニン神経系との関連につき検索した。今年度は、3種類、4色の図形のランダムな配置を記憶させ、多数の図形の提示の中から想起させ選ばせるワーキングメモリタスクと、画面上部に提示された図形を下部から選ぶ容易なタスクを交互に提示して刺激内容を切り替えながら、徐々に難易度を増加させるスイッチングタスクの提示プログラムを独自に作成した。そして自閉症者とコントロールにおいて、その際のNIRSによる前頭葉の脳血流量の変化を測定した。その結果、自閉症者では、ワーキングメモリタスクへの切り替えに応答して、前頭葉を活性化させる機能が健常群と比して大きく低下していることが明らかになった。一方タスク正答率は自閉症者でむしろ高い項目もあり、今後多チャンネルNIRSでさらに活性部位を詳細に測定していくことを計画している。さらに、眼球運動測定装置を使い、タスク施行中の被験者の視機能の検索も行う予定である。
ビジネスモデルによる図書館サービスの構想・分析のためのオントロジー

本研究の目的は非営利の図書館サービスの分析と構想のための概念枠組みとしてのメタビジネスモデルとそのオントロジーを構築し、それに基づいて図書館サービスの分析と構想のための手法を開発することである。はじめに、図書館サービスを対象としたビジネスモデル(以下、BM)の概念枠組みを検討し、メタビジネスモデル(以下、MBM)を構築した。営利BMのメタモデルはすでに議論されているが、非営利組織のMBMについては検討例がない。このため、まず公共経営論のエージェンシー・モデルを用いて図書館サービスの組織的構図を検討し、その構図を踏まえて図書館サービスのMBMを戦略層とアーキテクチャ層の二層からなるものとして構築した。このモデルの有効性の検証と現実のサービスのBMを分析・構想する方法の検討のために、サービス現揚の実態を踏まえつつ、その裏側で意識されているBMを明示的に抽出するための調査票を設計し、図書館(公共、大学、専門)と博物館を対象として、BM調査を行い(回答は197館。回収率31.6%)、並行して図書館、博物館の管理者層に対する聞き取り調査を行った。その結果、MBMの要素としてはおおむねモデルが妥当であったが、複合的なサービス間の関係性を扱うこと、BM構想のための思考枠組を与えることが必要であることが明らかとなった。このため、戦略層、サービスモデル層、アーキテクチャ層からなる三層モデルに改良した。さらにこのMBMに基づいてBM記述のためのオントロジーを構成した。これによって、図書館現場を対象としたBMの分析とともに、図書館現場でのBM構想のための基本的な思考枠組を構成することができた。このMBMを用いて調査回答等からBMを抽出・構成するなどによって、現在の図書館等サービスのBMの特徴等の分析と新しいBM構想のための手がかりを得ること、MBMの図書館以外の非営利サービスへの適用可能性の検討などの展開が期待できよう。本研究の目的は、図書館サービスの分析と構想のための概念枠組みとしてのメタビジネスモデルを構築し、それに基づいて図書館サービスの分析と構想のための手法を開発することである。はじめに、図書館サービスを含む非営利活動を対象としたビジネスモデルの概念枠組み(メタビジネスモデル)を構築するために、営利活動を対象としたビジネスモデルの概念規定を扱った研究(約20編の論文)について、本研究の視点からそれらを分析し、図書館サービスに適用するための論点を抽出し、企業活動とは異なる図書館サービスの特性を考慮したビジネスモデルの概念枠組みを構築した。この枠組みは、営利、非営利組織の活動、および組織内部の活動等の多様な活動に適用できるものとして設計した。さらに、この枠組みを基礎としてビジネスモデルに記述するべき諸要素とその相互関係を考察し、ビジネスモデル記述のためのオントロジーを構成した。次に、個々の図書館が明示的に、あるいは、暗黙に有している図書館サービスについての考え方をビジネスモデルとして抽出するための調査方法を検討し、公共図書館員と大学図書館員にインタビュー調査を行った。さらに、ビジネスモデルの中核にある顧客把握の方法を検討するために、公共図書館の潜在利用者の日常的な情報入手におけるメディア利用の在り方を、牛久市民約2,000人を対象とした無作為アンケートの調査データを用いて分析した。以上によって、ビジネスモデルの視点から図書館サービスを分析する方法開発の基盤が構成できた。今後、図書館サービスのビジネスモデルの実態調査を行うとともに、顧客把握方法、ビジネスモデルに含まれる図書館サービスのアーキテクチャの記述方法等を検討する予定である。
金属間化合物を利用した革新的水素透過膜

本研究では、多くの金属間化合物の中から水素拡散と水素溶解度の大きい物質を探索し,高い水素透過能をもつ膜の実現性を追求することを目的としている。本年度は、第一原理計算法により金属間化合物の水素透過性能を予測するとともに、いくつかの金属間化合物について気体透過法により水素透過性能を評価した。また、比較対照のためbcc型不規則合金についても同様に、第一原理計算と気体透過実験を行った。(1)第一原理法による水素ポテンシャルの計算前年度の研究から構造が単純な化合物ほど拡散が速いことがわかったので、種々のB2構造について第一原理の手法で水素に対するポテンシャルを計算した。この結果、水素の占有位置および水素の溶解熱からある程度透過性能を予測できることがわかった。(2)bcc型金属間化合物の水素透過能の測定気体水素透過測定装置を用いて数種類の金属間化合物について透過性能を評価した。第一原理計算の結果と比較することにより、計算による水素の占有位置および水素の溶解熱からある程度透過性能を予測できることを明らかにした。(3)B2型金属間化合物の水素透過性能計算および実験の結果、数多くのB2型化合物うちでも水素透過性能がよいものはかなり限られることがわかった。また、計算上透過性能が非常に優れている化合物であっても、実用温度で構造が不安定であったり、定比組成のものが得られないなどの理由で、透過性能の十分でない場合があった。しかし、これらについても合金成分の調整を行うことで高性能な透過材料となる可能性が残されている。(4)bcc不規則合金の研究不規則合金についても第一原理計算と気体透過実験を行った結果、合金化が水素透過に及ぼす影響の機構を明らかにすることができた。また、これらの合金でも水素脆性を抑えることができれば高性能な透過膜として使用できることが明らかとなった。本研究では、多くの金属間化合物の中から水素拡散と水素溶解度の大きい物質を探索し,現在実用化されている水素透過膜の100数1000倍の革新的な水素透過能をもつ膜の実現性を追求することを目的としている。本年度は、高性能水素透過膜となる金属間化合物をデータベースや第一原理計算法により探索した。また、いくつかの候補の金属間化合物について実際の水素透過膜としての性能を予備的に測定した。以下に、それぞれについて述べる。(1)bcc型金属間化合物の探索bcc型合金では、水素のトンネリングによる高速拡散路が形成される可能性があることはかなり明らかであるので,これを手始めに物質の探索をした。B2,C11_b, L2_1,DO_3などのbcc型の結晶をもつものから、水素透過膜として可能性があるものを探索した。(2)第一原理法による水素ポテンシャルの計算上で述べた構造のうち、B2,C11_bについて、第一原理の手法で水素に対するポテンシャルを計算した。この計算の結果により、この中でB2構造を持ついくつかの金属間化合物が水素の高速拡散および高水素溶解度の観点から高性能水素透過膜として有力であると注目した。(3)bcc型金属間化合物の水素透過能の測定上記の方法で選択された物質の膜を実際に作製した。さらに、これらについて電気化学的水素透過装置および気相水素透過測定装置を用いて予備的な水素透過能の測定を行った。(4)気相水素透過における表面の効果に関する評価実際の水素透過の際、問題となる表面の効果について実験および理論の両面から考察した。
多孔質シリコンの可視発光機構の解明とシリコン光集積への展開

研究課題ごとに以下の成果を得た。1.発光機構の解明:シリコンナノ結晶が発光に本質的に関与していることを以下により実証した。・発光性PSのバンドがシリコン単結晶と同一の構造を維持していることを光電子分光により観測。・PS中ナノ微結晶におけるフォノン閉じ込めをラマン分光により実証。・光電子分光により,閉じ込め効果に起因するバンドギャップワイドニングを観測。・PL発光波長とバンドギャップとの相関を確認。・PL発光のダイナミクス・偏光メモリ・PL励起スペクトルの挙動に基づいて発光モデルを提示。2.発光特性の改善:構造と表面終端の制御により発光特性を向上させた。・構造の均一化と発光効率の大幅な向上が可能な磁界印加陽極酸化法を開発。・微結晶サイズの制御により,酸化処理なしで発光波長を赤から青まで連続変化する手法を実現。・発光の効率と安定性に対する表面終端制御の重要性を実証。・熱酸化後の水蒸気雰囲気アニールによる青色発光の高効率化。3.シリコン発光素子のデバイスフィジックス確立:LED,光共振器,光導波路など,モノリシック光集積の構成要素技術を固めた。・PS-LEDの発光機構を解析し,効率を0.05%にまで向上。・モノリシックシリコン光共振器の作製と動作確認。・モノリシック埋め込み形3次元シリコン光導波路の作製と動作解析。・非線形光学効果の観測とシリコン光論理ゲートの動作確認。4.PSの新規機能:EL発光に関連して,ナノ結晶系に特有の量子的機能を見いだした。・PSダイオードの発光に伴う可逆的な負性抵抗効果。・電気/光信号の両者でアクセス可能な双安定不揮発メモリ効果。・PSダイオードからの冷電子放出の観測とエミッションの効率化と安定化研究課題ごとに以下の成果を得た。・PSダイオードからの冷電子放出の観測とエミッションの効率化と安定化「多孔質シリコンの可視発光機構の解明」および「シリコンを基本とした新しい光集積工学の学術基盤の確立」を目的とする研究を行い,初年度において以下の成果を得た。1.発光特性および光学特性の制御方法の確立試料作成中の光照射および外部磁界の支援に基づくシリコン粒径の微細化と均一化により,PL発光色の可視域(赤青)連続制御と発光効率の向上を実現した。また,試料作成条件を考慮した屈折率制御法を開発し,シリコン光導波路・光共振器の基礎技術を確立した。2.基礎物性の解析上記の方法により作成した試料について,電子構造,格子構造,電気的.光学的性質などのキャラクタリゼーションを行い,バンドギャップワイドニング,シリコン微結晶におけるフォノンを閉じこめを検証するとともに,微結晶形状とPL発光効率との相関をつきとめた。3.PLおよびEL発光機構の解明PLの直線偏光保存効果,PL発光特性に対する電界効果,PL励起と光導電,表面終端と発光との関係,注入ELの動的挙動などを解析し,量子閉じこめと表面終端との相補的関係,発光スペクトル幅の広がりの原因など,発光機構の本質に関わる事項を明らかにした。4.シリコン光集積の要素技術シリコンのみによる光導波路,光共振器の設計・試作を行い,基本動作の測定・解析を通して多孔質シリコンの有用性を確認した。また,シリコン発光ダイオードにおける冷電子放出現象,MIS形トンネルダイオード特性など,今後の進展につながる新しい特性を見いだした。「多孔質シリコンの可視発光機構の解明」および「シリコンを基本とした新しい光集積光学の学術基盤の確立」を目的とする研究を初年度に続けて行い,今年度には以下の成果を得た。1.PL発光機構の解析試料作成中の磁界印加および試料作成後の光照射という外部効果の支援に基づく構造制御法を発展させ、発光効率の向上と発光色の可視域(赤青)連続制御性を明確に示した。

また、表面電子構造、表面終端とバルクの相互作用の点から、発光機構の解明にとって重要な情報を得た。2.EL発光機構の解析と発光ダイオードの効率向上シリコン発光ダイオードの発光機構を、キャリアの注入・輸送の面から詳細に検討し、発光効率をきめる要因を明らかにした。それを基に、外部量子効率が0.1%に近いレベルの発光ダイオードを実現できた。また、注入コオンタクト形成技術として、イオン注入の適用可能性を検証した。3.シリコン光集積の基礎的検討初年度に確立したシリコン光導波路・光共振器の基礎技術をふまえて素子を作製し、可視域の動作を確認するとともに、多孔質シリコンが光集積のコンポーネントとしての高い制御性を備えていることを示した。さらに、キャリア注入による共振器動作も実証できた。4.新規の光・電子機能の解析シリコン発光ダイオードの面放出形コールドカソードとしての特性を、発光特性と関連させてくわしく解析し、強電界とシリコンナノクリスタリットが関与した現象であることをつきとめた。またシリコン発光ダイオードの電気的・工学的特性の解析の過程で、負性抵抗や双安定メモリ効果など、今後の進展につながる新しい機能を見いだした。「多孔質シリコンの可視発光機構の解明」および「シリコンを基本とした新しい光集積工学の学術基盤の確立」を目的とする研究を初年・次年度に続いて行い,今年度は以下の成果を得た。試料作成中の磁界印加および試料作成後の光照射という外部効果の支援に基づく構造制御法を発展させ、発光効率の向上と赤青発光の安定化の指針を得た。また、バンド構造、表面終端とバルクの相互作用の点から、発光がシリコンナノ微結晶の量子閉じ込めによることを示した。多結晶シリコン膜をべ一スとした発光ダイオードの形成法を検討し、単結晶基板と同様な手法が適用できることを確認した。試作した素子の電気的光学的特性の解析により注入形のEL機構が成立していることを明らかにした。(C)シリコン光集積の基礎的検討これまでに確立したシリコン光導波路・光共振器の基礎技術を発展させて埋め込み形3次元導波路などを作製し、動作特性を解析した。多孔質シリコンの屈折率が大幅に制御できることから多様な導波路が形成できることが判明した。(d)新規の光・電子機能の解析シリコン発光ダイオードの負性抵抗素子、双安定メモリ素子、面放出形コールドカソードとしての特性を、発光特性と関連させてくわしく解析し、シリコンナノ微結晶へのキャリア注入が関与した現象であることをつきとめた。また強電界の下ではシリコンナノ微結晶系において電子が弾道化することを見いだした。
歯科医学教育におけるコミュニケーション教育システム構築に関する研究

歯科衛生士学生に対するコミュニケーション教育後の教育効果の持続性について調査研究を行った。歯科診療における小児患者とのコミュニケーション能力の向上を目的として,歯科衛生士学生30名に対し行動科学的トレーニングを行った。従来の講義形式の教育のみならず,ビデオテープやロールプレーを用いたシミュレーション型のトレーニングを行った結果,コントロール群の歯科衛生士学生30名と比較しトレーニング群の方が平均スコアーが高く,両群間に5%の危険率で有意差を認めた。さらに,臨床実習終了後に,両群の学生に「小児とのコミュニケーション技能評価尺度」による評価を再度行った。また,実際の小児歯科診療における歯科医療面接(インタビュー)を実施した。歯科衛生士役の学生の医療面接技術の修得の評価を,面接の進め方と面接で得られた情報についての両面から行った。この評価においては,津田が開発した「医療面接評価シート」を使用した。その結果,コントロール群と比較しコミュニケーション教育群の学生の方が,小児とのコミュニケーション技能評価の平均得点が高く,両群間に5%の危険率で有意差を認めた。また,両群における歯科医療面接評価を比較検討した結果,面接で得られた情報については有意差は認められなかったが,面接の進め方においてコミュニケーション教育群の方が平均評価得点が高く,5%の危険率で有意差を認めた。これらにより,歯科衛生士学生に対するコミュニケーション教育後の教育効果が持統されていることが示唆された。従来の講義形式の教育のみならず,ビデオテープやロールプレーを用いたシミュレーション型のトレーニング行い,トレーニング前後の2回にわたり「小児とのコミュニケーション技能評価尺度」を実施した。そして,トレーニングを行わなかったコントロール群の歯科衛生士学生30名と比較検討を行った。その結果,トレーニング群とコントロール群間において,1回目の平均スコアーには統計的有意差が認められなかったが,2回目の評価においてはトレーニング群の方が平均スコアーが高く,両群間に5%の危険率で有意差を認めた。小児歯科診療における保護者とのコミュニケーション関する行動科学的トレーニングの効果について,質問調査法により検討を行った。正の強化による自然的行動変容を基本としたトレーニングについて,コントロール群30名とトレーニング群30名の総計60名の歯科衛生士学生を対象に,トレーニング前後の2回にわたり「保護者とのコミュニケーション技能評価度」を実施し検討を行った。以上の事より,歯科衛生士学生に対する小児や母親とのコミュニケーション能力の向上を目的とした行動科学的トレーニングが示唆された。歯科衛生士役の学生の医療面接技術の修得の評価を,面接の進め方と面接で得られた情報についての面面から行った。
FM-EPR装置の開発

FM(Frequency Modulation,周波数変調)-EPR(電子常磁性共鳴)装置の開発を行った。磁界変調による機械的振動等の問題がEPR計測に重大な影響を与えている場合、周波数変調法によるCW(連続波)-EPRはEPRスペクトラムを取得するための新しい手法となりえる可能性がある。また、周波数変調CW-EPR法は、磁気共鳴に関係する物理量をマイクロ波周波数に関する微分値として計測できる利点を有している。以下に、本研究プロジェクトで得られた成果を列挙し整理する。2)共振周波数1.1GHzのチューナブル・サーフェイスコイル型共振器を周波数変調法で使用するため、高速で動作するよう付加回路の回路定数を調整した。3)システムバンド幅104kHzのATC(自動同調回路)システムを実現した。位相遅れはEPR信号取得のためのFM周波数1kHzにおいて0.3度であった。FM変調されたマイクロ波周波数を高速で追従することが可能なATCシステムが実現した。4)ベースラインの安定性を格段に改善するAMC(自動インピーダンスマッチング回路)システムを開発した。システムバンド幅は10Hzである。生体のインビボ(生きたままでの)計測Lバンド(1-2GHz)CW(連続波)-EPR(電子常磁性共鳴)法においては、変調磁界による渦電流の影響により試料挿入ループ・ギャップ共振器が振動する。そのためCW-EPR装置の高感度化が妨げられている。本研究においては、共振器の振動の問題を解決するために磁界変調の代わりに搬送波に周波数変調(FM)を掛けて高感度化を図る方法を提案している。本方法の特長は共振器の周波数が、時間的に正弦状に変化する発振周波数に、或る誤差の範囲で追従することである。このことにより共振尖鋭度Qの高い共振器を用いることができる。そのことにより高感度化が図られる。FM-EPR法の感度を従来のCW(連続波)-EPR法と比較するために、実験に用いるEPR装置は同一のものを用いた。FM-EPRに必要なマイクロ波回路素子は可変周波数ループ・ギャップ共振器である。これはCW-EPR共振器に可変容量ダイオードを付加して用いた。他に変調信号コントローラを設計して用いた。実験の結果、共振器の周波数は発振器の周波数に或る範囲で追従していることが確かめられた。FM-EPRとCW-EPRの信号対雑音比(SNR)はそれぞれ12.4及び10.5であった。約10倍の高感度化を目指しているが現段階では同等の感度に留まっている。これは可変容量ダイオードのQ値の向上を図ることにより解決できる見込みである。ラットなどの生きた試料を挿入することにより共振器の周波数が変動するので、これを防止するための自動周波数制御回路の付加が今後の課題である。本研究では、自動チューニング回路(Automatic Tuning Circuit, ATC)と電子的に周波数を制御できるサーフェイスコイル共振器を製作し、共振周波数がマイクロ波周波数の変化に常に追従する1.1GHz FM-EPRスペクトロメータを開発した。EPR信号取得のためのFM周波数は1kHzであり、ATCのためのFM周波数は285kHzである。FM周波数1kHzにおける位相遅れは0.4度で、追従誤差は1.2%と得られた。以上から高Q共振器の使用が可能になったこと、および共振器の共振周波数がFM周波数1kHzに十分追従できることが確認された。なお、本研究に用いた共振器のQ値は260である。本研究によるFM-EPRと従来の磁界変調EPRの感度をSNRで比較すると、前者が140、後者が115であった。本研究で開発したスペクトロメータの検出限界はTEMPOL水溶液1mlにおいてモル数で22nM、スピン数では132×10^<14>個の測定が可能である。

以下に、本研究プロジェクトで得られた成果を列挙し整理する。2)共振周波数1.1GHzのチューナブル・サーフェイスコイル型共振器を周波数変調法で使用するため、高速で動作するよう付加回路の回路定数を調整した。3)システムバンド幅104kHzのATC(自動同調回路)システムを実現した。位相遅れはEPR信号取得のためのFM周波数1kHzにおいて0.3度であった。FM変調されたマイクロ波周波数を高速で追従することが可能なATCシステムが実現した。4)ベースラインの安定性を格段に改善するAMC(自動インピーダンスマッチング回路)システムを開発した。システムバンド幅は10Hzである。