hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広角中心窩レンズを用いた遠隔操作用立体映像システム

人間の眼は約120度という広範囲な視野を持ち,なおかつ視野の中心領域では高い解像度を有している.すなわち周辺視を利用して周囲の物体の位置の認識を行う一方中心視では物体の細かい構造の認識を行うことができる.しかし従来のカメラレンズは視野角が狭く,このような広視野かつ中心領域が高解像度という特性を満たすことができない.本研究では,遠隔作業の際にこの人間の視覚機能に着目して作成された広角高歪曲レンズを用いて遠隔操作用画像提示のための基本システムを構築した.これに基づき,建設ロボットの操作を行う作業状況に応じて,中心窩レンズカメラをアクティブに動かすシステムを構築し評価を行った.その結果は以下のようにまとめられる.1.まず広角高歪曲レンズの特性のキャリブレーションを行い,カメラの内部パラメータを確認した.2.次に,広角高歪曲レンズから得られる歪みのある画像を,幾何変換を行うことによって補正し,実時間での画像の提示を行った.3.建設ロボットの操縦と同時に,カメラの視点移動を行うことが出来る新たなカメラの視点移動のシステムを作成した.4.広角高歪曲レンズの評価をするため,実際に建設ロボットを用いて作業をし,評価実験を行い,広角高歪曲レンズの広視野による作業効率の向上を確認した.5.建設ロボットの先端からカメラまでの距離によって歪みの補正を変化させることにより,操作者に見やすい画像を提示することができた.以上の検討結果により,中心窩レンズを使用した場合,広い視野角に基づく作業性の向上が確認された.以上の検討結果により,中心窩レンズを使用した場合,広い視野角に基づく作業性の向上が確認された.人間の眼は約120度という広範囲な視野を持ち,なおかつ視野の中心領域では高い解像度を有している.すなわち周辺視を利用して周囲の物体の位置の認識を行う一方中心視では物体の細かい構造の認識を行うことができる.しかし従来のカメラレンズは視野角が狭く,このような広視野かつ中心領域が高解像度という特性を満たすことができない.本研究では,遠隔作業の際にこの人間の視覚機能に着目して作成された広角高歪曲レンズを用いて遠隔操作用画像提示のための基本システムを構築した.これに基づき,建設ロボットの操作を行う作業状況に応じて,中心窩レンズカメラをアクティブに動かすシステムを構築し評価を行った.その結果は以下のようにまとめられる.1.まず広角高歪曲レンズの特性のキャリブレーションを行い,カメラの内部パラメータを確認した.2.次に,広角高歪曲レンズから得られる歪みのある画像を,幾何変換を行うことによって補正し,実時間での画像の提示を行った.3.建設ロボットの操縦と同時に,カメラの視点移動を行うことが出来る新たなカメラの視点移動のシステムを作成した.4.広角高歪曲レンズの評価をするため,実際に建設ロボットを用いて作業をし,評価実験を行い,広角高歪曲レンズの広視野による作業効率の向上を確認した.5.建設ロボットの先端からカメラまでの距離によって歪みの補正を変化させることにより,操作者に見やすい画像を提示することができた.以上の検討結果により,中心窩レンズを使用した場合,広い視野角に基づく作業性の向上が確認された.以上の検討結果により,中心窩レンズを使用した場合,広い視野角に基づく作業性の向上が確認された.遠隔操作建設ロボットシステムおよび中心窩レンズを装着したCCDカメラを用いた遠隔操作システムを構築し,以下のような研究を実施した.1.中心窩レンズを用いた基本システム構築:中心窩レンズを用いたビデオCCDカメラを用いて映像提示システムを構築した.中心窩レンズ付きCCDカメラで取り込まれた画像は,120フレーム/秒でプロジェクタを通してオペレータの前方にあるスクリーンに投影される.オペレータはこれを見ながら作業を行った.2.臨場感の提示:実験に際しては,建設ロボットに取り付けられた加速度センサからの情報により,オペレータ用椅子の下部にある揺動装置を駆動して,揺動感覚を提示すると共に,操作用ジョイスティックにはマスタ・スレーブ制御による力覚フィードバックを行った.3.実験による評価:複数の被験者に対して,特定の作業を行ってもらい,通常の立体映像システムと,本提案の映像システムとの作業効率の比較を行った.また,中心窩に相当する部分をどの作業部分に対応させれば最も効率の良い作業が行えるかについても検討・評価を行った.4.さらに,中心窩レンズによる歪みを含んだ画像を提示した場合および,この歪みをリアルタイムに補正した場合(このとき,中心視野が高解像度,周辺視領域が低解像度の画像となる)における両者の作業効率についても比較・評価を行った.以上の検討結果により,中心窩レンズを使用した場合,広い視野角に基づく作業性の向上が確認された.人間の眼は約120度という広範囲な視野を持ち,なおかつ視野の中心領域では高い解像度を有している.すなわち周辺視を利用して周囲の物体の位置の認識を行う一方中心視では物体の細かい構造の認識を行うことができる.しかし従来のカメラレンズは視野角が狭く,このような広視野かつ中心領域が高解像度という特性を満たすことができない.本研究では,前年度において,遠隔作業の際にこの人間の視覚機能に着目して作成された広角高歪曲レンズを用いて遠隔操作用画像提示のための基本システムを構築した.今年度はこれに基づき,建設ロボットの操作を行う作業状況に応じて,中心窩レンズカメラをアクティブに動かすシステムを構築し評価を行った.その結果は以下のようにまとめられる.1.まず広角高歪曲レンズの特性のキャリブレーションを行い,カメラの内部パラメータを確認した.2.次に,広角高歪曲レンズから得られる歪みのある画像を,幾何変換を行うことによって補正し,実時間での画像の提示を行った.

3.建設ロボットの操縦と同時に,カメラの視点移動を行うことが出来る新たなカメラの視点移動のシステムを作成した.4.広角高歪曲レンズの評価をするため,実際に建設ロボットを用いて作業をし,評価実験を行い,広角高歪曲レンズの広視野による作業効率の向上を確認した.5.建設ロボットの先端からカメラまでの距離によって歪みの補正を変化させることにより,操作者に見やすい画像を提示することができた.以上の検討結果により,中心窩レンズを使用した場合,広い視野角に基づく作業性の向上が確認された.
食料生産と資源競合することなく農業者の所得向上に貢献できる工芸作物生産体系の確立

平成29年度は、博士課程大学院生が2018年2月21日から3月30日までインドグジャラート州に出張し、共同研究者Prof. Lancy D'Cruzと打合わせを行ったのち、調査地であるDediapada町に滞在して周辺の対象村落での訪問調査を実施した。今回は薬用植物の農地栽培について、その導入のための農家側の条件を明らかにする研究(アドプション・スタディ)と、その技術導入が農家に対して及ぼす経済的効果(インパクト・スタディ)の2面を実施することを目的とした。出発前にSTATAを用いてPSM分析を実施した。その上で現地においてカウンターファクチュアルの選定を行ったのち、それらの農家に対して,薬用植物に対する知識、技術導入の受入れに関する意向、また背景となる農家の社会経済的状況等についてのインタビュー調査を行った。現在データを集計中である。Propensity score matching分析と、それに基づいた現地でのカウンターファクチュアルの抽出など、研究が順調に進行している。また国際学会での口頭発表や、一流国際誌への投稿など、研究成果の発信の面でも今年度は大きな成果があった。平成30年度は、29年度に得たデータを集計・分析し、Adpotion studyとインパクト分析についての結果のまとめと考察を行い、結論を出す。またその結果を国際的な経済誌に投稿する。一方で農地に栽培された薬用植物各種の生育量と、土壌、環境条件との関係について、多変量解析を行って、生育に影響を与える主要な環境要因を絞り込み、それを論文にしてまとめ、平成30年度中に投稿する。資源が逼迫している現在、食料生産と資源競合しない農業生産体系の確立が重要である。本研究では、そのために薬用植物の生産を例にとり、(1)厳密な圃場実験により、食物生産と資源競合を起こさずに農家の所得向上に貢献するための薬用植物の最適な栽培方法を導出するとともに、(2)導出された新技術が、どのような特徴を持った農家に対してどのくらい所得効果を持つのかについて、最sんのプログラム評価の手法を応用し正確に計測することを目的としたものである。本年度はまず、現地でこれまでに記録した各薬用植物の生育環境と生育程度のデータを整理して、両者の関係性を見出すことに努めた。薬用植物が生育している地点の天球のパノラマ写真から全球の被覆率を計算する手法を開発し、現地の薬用植物生育場所の被覆率を計算し、陽性・陰性植物の判別の手がかりとした。生育程度と環境要因の関係については、重回帰分析を行った。これらは当初の目的の(1)薬用植物の最適な栽培方法を導出するための基礎知見となる。また、12月3日から1月25日まで博士課程大学院生が現地で調査を行い、計52農家でのインタビュー調査を行いデータのデータベースへの入力を行った。また対象となる村落での住民登録台帳の入手・コピーを行い、カウンターファクチュアル(薬用植物栽培技術を採用している農家と比較するための、同技術は非採用だがその他の属性が近い農家)の選定を行った。これは、薬用植物の栽培という技術の採用にあたって有利な農家側の条件を洗い出すという、当初目的の(2)のために行った調査である。工芸作物の栽培試験は、その妥当性の見直しから実施しなかったものの、現地における綿密な機器計測を用いた調査によって、生育環境と生育量の関係を解明し、目的は十分に果たした。また農家調査についても、長期にわたる滞在型農家調査で、プロペンシティ・スコアを適用するためのカウンターファクチュアルの洗い出しを、厳密に科学的な方法で行うことができて、研究の進展に寄与した。本研究では、そのために薬用植物の生産を例にとり、(1)厳密な圃場実験により、食物生産と資源競合を起こさずに農家の所得向上に貢献するための薬用植物の最適な栽培方法を導出するとともに、(2)導出された新技術が、どのような特徴を持った農家に対してどのくらい所得効果をもつのかについて、最新のプログラム評価の手法を応用し正確に計測することを目的としたものである。平成28年度は、博士課程大学院生が7月13日から8月24日まで、また1月8日から2月24日までインドグジャラート州に出張し、共同研究者であるグジャラート大学St. Xavier College副学長のProf. Lancy D'Cruzと研究打ち合わせを行ったのち、調査地であるDediapada町に滞在して周辺の対象村落における訪問調査を実施した。また教員と修士2年生が短期で現地を訪問し、主に農業地の土壌調査を手伝った。現地では、もともと森林にある薬用植物をホームガーデンや農地の空地(あるいは境界線上)に栽培することによって、有用植物の絶滅を防ぐとともに農家の現金収入と生活の質の向上をめざすプロジェクトを推進している現地NGOと協力している。本年度はそのメンバー家族のアンケート調査について、昨年度に終わらなかった村落について補充調査を実施した。また現地で採集した土壌試料の分析をデリーにあるインド農業研究所(IARI)土壌植物分析研究室に依頼しそのデータを入手した。58地点のデータではおおむね砂壌土埴壌土でありpHは6.08.3と好条件であるが、可給態窒素およびリンは低く施肥の必要性が認識された。訪問調査後、村のカウンターファクチュアルを抽出するためにPropensity score matchingの分析を実施中である。

現地での対象とする植物の記載およびその農家での利用の実態、植物の好適環境特性については十分なデータを収集し終わり、現在や生存率を従属変数、土壌分析値、日射等の環境を独立変数とした多変量回帰分析を実施中である。現地に長期で滞在することが難しい状況において、これらの分析をもって植物の生育実験の代替とする。農家経済調査については計画以上に進展し、NGOのメンバー各農家の家計調査および薬用植物の生産・利用に関する実態および選好に関する調査が終了した。非介入分析においては傾向スコアマッチング法実施のために、対象村落の住民登録記録の入手とそのデータ入力および分析についてもほぼ終了しており、そのデータの分析中である。平成29年度は、博士課程大学院生が2018年2月21日から3月30日までインドグジャラート州に出張し、共同研究者Prof. Lancy D'Cruzと打合わせを行ったのち、調査地であるDediapada町に滞在して周辺の対象村落での訪問調査を実施した。今回は薬用植物の農地栽培について、その導入のための農家側の条件を明らかにする研究(アドプション・スタディ)と、その技術導入が農家に対して及ぼす経済的効果(インパクト・スタディ)の2面を実施することを目的とした。出発前にSTATAを用いてPSM分析を実施した。その上で現地においてカウンターファクチュアルの選定を行ったのち、それらの農家に対して,薬用植物に対する知識、技術導入の受入れに関する意向、また背景となる農家の社会経済的状況等についてのインタビュー調査を行った。現在データを集計中である。Propensity score matching分析と、それに基づいた現地でのカウンターファクチュアルの抽出など、研究が順調に進行している。また国際学会での口頭発表や、一流国際誌への投稿など、研究成果の発信の面でも今年度は大きな成果があった。今後は、選抜したかカウンターファクチュアルとして、導入農家群の約3倍数の非採用農家のインタビュー調査を同様に実施し、採用農家と非採用農家の属性の違いを明らかにする。また植物体の生育条件の研究については、未処理であった土壌の化学性、物理性の分析を行うとともに、重回帰分析を進め、条件の洗い出しを行う予定である。平成29年度は、農業生産体系に薬用植物栽培を組み込んでいない農家の抽出を行ったのち、現地に再度に2ヶ月程度滞在して、そのインタビュー調査を実施し、農家固定効果を厳密に排除した上での研究対象地域における薬用植物の平均所得効果を算出する。また傾向スコアの算出過程を再分析することにより、薬用植物を栽培している農家の社会経済特性および地理特性を明らかにする。一方薬用植物の生理生態特性についての論文を執筆する。平成30年度は、29年度に得たデータを集計・分析し、Adpotion studyとインパクト分析についての結果のまとめと考察を行い、結論を出す。またその結果を国際的な経済誌に投稿する。一方で農地に栽培された薬用植物各種の生育量と、土壌、環境条件との関係について、多変量解析を行って、生育に影響を与える主要な環境要因を絞り込み、それを論文にしてまとめ、平成30年度中に投稿する。
糖鎖高次機能デバイス化による細胞間接着相互作用のシミュレーション解析

1.細胞膜表面ミメティックスの作製細胞膜表面糖鎖を模倣した糖鎖分子集合体(クラスター化)の構築のため、新規ジスルフィド双頭型配糖体の合成を行った。具体的には、スペーサー部構造の異なる種々の革アセチルラクトサミン(LacNAc)配糖体を4,4'-dithiodibutyd cacidの両末端カルボキシル基に対して導入することで、各種LacNAc含有ジスルフィド双頭型配糖体を得た。また、これら双頭型配糖体は種々の糖転移酵素により糖鎖伸長が可能であり、α2,6-およびα2,3-シアリルトランスフェラーゼを用いることで双頭型配糖体の糖鎖部をヒト型やトリ型インフルエンザウイルスが認識する細胞膜表面糖鎖に変換可能であることを実証した。2.局在表面プラズモン共鳴法の確立金基盤上にジスルフィド基を用いて双頭型配糖体を固定化することで、ラベル化が不要な糖鎖固定化バイオセンサーを構築する事を目的として、金ナノ粒子修飾局在表面プラズモン共鳴(LSPR)基盤上への糖鎖の固定化を行った。蛍光顕微鏡を用いた観察では、LacNAc構造を認識する蛍光標識レクチン(デイゴマメレクチン;ECA)との糖鎖構造特異的な結合が観察された。また、LSPRにLacNAc含有ジスルフィド:双頭型配糖体固定化金基盤を用いたところ、糖鎖固定化によりECA(非標識)との相互作用問における最大吸光強度や最大吸収波長に違いがみられた。興味深いことに、この糖鎖-レクチン間相互作用における最大吸光強度や最大吸収波長は固定化糖鎖であるLacNAc含有ジスルフィド双頭型配糖体のスペーサー構造(アルキル鎖長など)によっても変化する事が示された。また、酸性糖であるシアロ型糖鎖を固定化した場合は、中性糖のときとは異なる光学特性を示すことも明らかとなった。以上の結果より、金ナノ粒子修飾LSPR法を用いることで、ラベル化が不要な糖鎖固定化バイオセンサーを開発した。さらに、高感度の光学的バイオセンサーを設計する際に、本糖鎖プローブの糖鎖構造及びスペーサー構造の重要性が示された。細胞膜表面糖鎖構造を模倣した糖鎖リガンドを作製し、これら糖鎖を局在表面プラズモン共鳴法(LSPR)のバイオセンサーチップ上に糖鎖分子鎖集合体を高次機能デバイスとして固定化し、反応性において生体を超える糖鎖プローブを設計する。本測定法を介して糖鎖間の微弱な相互作用を増幅・伝播する仕組みを創出し、糖鎖が媒体する細胞間コミュニケーションの新しい原理に基づく解析システムを開発することを目的としている。1.ジスルフィド双頭型配糖体の作製申請者が開発したセルラーゼを触媒素子とし、N-アセチルラクトサミン(Galβ1-4GlcNAc、LacNAc)やキトビオーオース(GlcNAcβ1-4GlcNac)をグリコン基質、アルキルアルコールをアグリコン基質として綜合反応とその後のアグリコン延長により長鎖アグリコン(C_<1224>)配糖体を調製した。これら配糖体アグリコン部末端アミノ基とジスルフィド化合物末端カルボキシル基とを縮重合反応によりアミド結合を形成させることにより新たにジスルフィド双頭型配糖体を調製し、自己組織化単分子膜作製用の糖鎖リガンドとした。2.局所表面プラズモン共鳴(LSPR)測定法の確立LSPR法に基づき、細胞集合化したモデルを作製するために金基板上の金ナノ粒子膜上に糖鎖がAu-S結合によってジスルフィド双頭型配糖体を固定化し、リガンド糖鎖が自己組織化した単分子膜を構築し、小麦胚芽レクチンとの特異的相互作用を観察できた。

興味深いことに、この糖鎖-レクチン間相互作用における最大吸光強度や最大吸収波長は固定化糖鎖であるLacNAc含有ジスルフィド双頭型配糖体のスペーサー構造(アルキル鎖長など)によっても変化する事が示された。また、酸性糖であるシアロ型糖鎖を固定化した場合は、中性糖のときとは異なる光学特性を示すことも明らかとなった。以上の結果より、金ナノ粒子修飾LSPR法を用いることで、ラベル化が不要な糖鎖固定化バイオセンサーを開発した。さらに、高感度の光学的バイオセンサーを設計する際に、本糖鎖プローブの糖鎖構造及びスペーサー構造の重要性が示された。
広帯域地震波形を用いた浅間山火山の深部構造の解明

浅間山火山観測所及び軽井沢測候所に広帯域地震計を設置して観測を開始した.しかし,火山体の外側の観測網のデータは,1994年6月には整備される予定であった東京大学地震研究所の観測網の広帯域化が遅れて,広帯域波形データがが活用できるのは1995年2月以降のものとなったため,浅間山火山の深部構造の解明については,今後も観測を継続して火山体内外の広帯域波計を収集し解析を行う.火山帯の地殻深部で観測される低周波地震のメカニズムの解析については,具体的成果が上がった.日本列島内陸の地震はほとんど全て地殻浅部の深さ20km以浅で発生していることが確かめられてきた.しかし,例外的であるが,火山帯付近では深さ約30km以深の地殻内に発生する地震が観測されることがある.これらの地震は地殻浅部の地震に比べ低周波が卓越し低周波地震と呼ばれているが,発生頻度が低く観測例も少ない.ここでは,栃木県西部の低周波地震の地震波形を解析して,メカニズムを解明した.その結果,メカニズムは4象源型が卓越したものとなっているが,これは各観測点での大きな直達S波を説明する上で不可欠なものであろう.メカニズム解に含まれる等方成分については,高々全体のモーメントの約3割以下と考えられる.メカニズムのP軸の方向は,この地域の地殻浅部の発生する地震のメカニズムが示すP軸の方向とほぼ一致しており,この地域に働くテクトニックな応力場が地殻浅部にも及んでいることを示唆する.地殻深部はレオロジー的にみて地震が発生しにくい領域と考えられ,事実火山フロント付近以外では地殻深部で発生する地震は確認されいない.低周波地震の発生に何らかの形で火山活動が関連していることは間違いないと推察されるが,単純なマグマ上昇や貫入モデルでは説明することは出来ず,テクトニックな応力場と火山活動との相互作用を考慮に入れる必要がある.浅間山火山観測所及び軽井沢測候所に広帯域地震計を設置して観測を開始した.しかし,火山体の外側の観測網のデータは,1994年6月には整備される予定であった東京大学地震研究所の観測網の広帯域化が遅れて,広帯域波形データがが活用できるのは1995年2月以降のものとなったため,浅間山火山の深部構造の解明については,今後も観測を継続して火山体内外の広帯域波計を収集し解析を行う.火山帯の地殻深部で観測される低周波地震のメカニズムの解析については,具体的成果が上がった.日本列島内陸の地震はほとんど全て地殻浅部の深さ20km以浅で発生していることが確かめられてきた.しかし,例外的であるが,火山帯付近では深さ約30km以深の地殻内に発生する地震が観測されることがある.これらの地震は地殻浅部の地震に比べ低周波が卓越し低周波地震と呼ばれているが,発生頻度が低く観測例も少ない.ここでは,栃木県西部の低周波地震の地震波形を解析して,メカニズムを解明した.その結果,メカニズムは4象源型が卓越したものとなっているが,これは各観測点での大きな直達S波を説明する上で不可欠なものであろう.メカニズム解に含まれる等方成分については,高々全体のモーメントの約3割以下と考えられる.メカニズムのP軸の方向は,この地域の地殻浅部の発生する地震のメカニズムが示すP軸の方向とほぼ一致しており,この地域に働くテクトニックな応力場が地殻浅部にも及んでいることを示唆する.地殻深部はレオロジー的にみて地震が発生しにくい領域と考えられ,事実火山フロント付近以外では地殻深部で発生する地震は確認されいない.低周波地震の発生に何らかの形で火山活動が関連していることは間違いないと推察されるが,単純なマグマ上昇や貫入モデルでは説明することは出来ず,テクトニックな応力場と火山活動との相互作用を考慮に入れる必要がある.
シリコンバイオミネラルに関わる新規タンパク質グラシンによる融合マテリアルの創成

海綿動物が形成するケイ素を含有するバイオミネラル(シリコンバイオミネラル)は,非晶質シリカを主成分とし微量の有機分子を含む無機ー有機複合材料であり,環境への負荷が極めて小さい条件下で自己集合的に生産され,メートルオーダーに及ぶ構造,高い機械的強度と光学特性を特徴とする.微量に含まれる有機分子が材料の特性やその製法のカギを握ると着目されている.これまでに六放海綿類カイロウドウケツの骨格中に水溶性,分子量23kDa,ヒスチジンに富み,中性域で速やかにシリカを形成するタンパク質が含まれることを示してきた.また,部分アミノ酸配列情報をもとに得たこのタンパク質をコードするcDNAの配列から,このタンパク質は新規であり,グラシンと命名した.本年度は,大腸菌を宿主として組換えグラシンを生産し,天然型との同等性を確認するとともに,融合マテリアル創出に向け,大量に発現系を確立することを目的とした.まず,グラシンcDNAを挿入した発現ベクターで形質転換した大腸菌を培養し,菌体を回収して組換えグラシンの発現を調べた.菌体溶解液をSDS-PAGEおよび坑グラシン抗体を用いたウェスタンブロット法により,組換えグラシンの発現を確認した.組換えグラシンに付加したHis-tagを利用してニッケルアフィニティ担体を用いて組換えグラシンを精製した.試験管内実験により天然型グラシンが示したシリカ形成効果が再現されることを確認することとした.グラシンcDNAの塩基配列を操作して大腸菌での発現に最適化したグラシン遺伝子においては,良好な発現が認められた.また,His-tagを付加せずともニッケルアフィニティ担体を用いて組換えグラシンを精製することが可能であった.今後は,改変体を作成するなど,さらに詳細な分子機構について検討を実施する予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,六放海綿(ガラスカイメン)類カイロウドウケツのシリカ骨格に含有される新規タンパク質グラシンの構造を決定し、組換えタンパク質を用いてシリコンバイオミネラル形成機構を解明し、その改変体を用いてシリカの構造制御を可能にするとともに、遺伝子組換えグラシンの大量生産システムを確立して、環境への負荷が小さいシリカ融合マテリアルの形成を可能にすることを目的とする。本年度は、グラシン遺伝子のクローニングを行い、その構造を決定し、組換えタンパク質による機能再現の確認をすることとした。これまでにすでにcDNAの一部を単離しており、この配列をもとにグラシンをコードするDNA配列を単離することとした。5'-RACE法により5'側のcDNA配列を得ることができたものの、全長配列の単離には至らなかった。そこで生物試料よりゲノムDNAを調製し、これを用いて次世代DNAシークエンサーにより全塩基配列を解読、アセンブル作業により配列コンティグのライブラリーを作成した。次いで、グラシンcDNAの配列を参照して、コンティグライブラリーからグラシン遺伝子をコードすると考えられるDNA断片を取得した。得られた配列でBLAST検索を行ったところ、グラシンは既知のタンパク質とほ全く異なる新規のタンパク質であることが明らかとなった。また、ヒスチジンを豊富に含む領域を確認することができた。さらに、グラシンのゲノムDNA配列からグラシンをコードする人工遺伝子を設計し、合成を行った。本年度は、グラシンの構造決定と組換え体による機能再現の確認について研究を実施することを計画した。全長cDNAを得るには至らず、計画に遅れをきたした。グラシンの遺伝子配列はGC含量が高いことがわかり、このためPCR法によりcDNAを増幅することが困難となっていると考えられた。

一方、次世代DNAシークエンサーを利用して全塩基配列の配列解析を行い、この配列情報からグラシン遺伝子をコードすると考えられるDNA断片を同定した。また、ゲノムDNAの配列情報からグラシンのゲノムDNA配列からグラシンをコードする人工遺伝子を設計し、合成を行うことができた。今後は、組換えグラシンを生産して、天然のタンパク質が有する活性を再現するとともに、遺伝子改変によりグラシンによる形成されるグラシンの構造制御を行うこととしている。ゲノムDNAの配列情報からそこでグラシンのゲノムDNA配列からグラシンをコードする人工遺伝子を設計し、合成を行うことができていることから、今後はこの遺伝子を利用して大腸菌を宿主として組換えグラシンを生産し、試験管内実験により天然型グラシンが示したシリカ形成効果が再現されることを確認する、また、この人工遺伝子を利用して変異体を作成し、グラシンの機能解析を実施して研究を推進し、当初の目的を達成することとしている。
フラーレン/ランタニド金属系による機能分子の創製

ランタニド金属原子をフラーレンの炭素ケージの中に入れたLa@C_<82>は、種々の電子移動を伴う炭素求核試薬に対して、高反応性を有することが期待された。カルバニオン等の反応による官能基化したランタニド金属内包フラーレン誘導体を合成し、その電子的特性をレドックス電位、ESRスペクトルの測定により明らかにした。さらに、金属ド-ピングによるフラーレンの電子構造の変化による新しい電子的特性の発現機構の解明した。異なる金属原子を内包した時には、反応性はどのように変化するかを調べるために、Ip、Ea及び酸化還元電位から予想される電子的特性を基に、Gd@C_<82>の化学修飾を試みた。二個の金属原子をケージの中に入れた場合の電子的特性が、反応性に及ぼす影響を調べるために、二金属内包フラーレン(La_2@C_<80>、Sc_2@C_<84>)を用いた。La_2@C_<80>はLa_2@C_<82>やGd@C_<82>の一金属内包フラーレンと同様な化学的挙動を示すかを見るために、La_2@C_<80>のab initio計算により、HOMO,LUMOレベルを求め、さらに、酸化還元電位を測定した。Sc_2@C_<84>についても、化学修飾の実験と理論計算との比較検討を行った。金属内包フラーレンの反応性を制御しているのはケージ内の金属の数であるのか、また、それらの電子的特性(酸化還元電位、イオン化電位、電子親和力、HOMO、LUMO)によるのかを解明した。
ヒト化マウスを用いたエイズ関連悪性リンパ腫発症機構の解析

本研究の目的は、エイズ関連悪性リンパ腫発症のマウスモデルを用いて、その発症機序の解明と予防法・治療法の開発に供することである。エイズリンパ腫の一病型である原発性滲出性悪性リンパ腫(Primary effusion lymphoma;PEL)のマウスモデルを用いて、以下の知見を得た。1.PEL生存におけるIL-6とVEGFの役割:PEL細胞が、IL-6受容体とVEGF受容体を発現しており、またIL-6とVEGFを産生することが判明した。抗IL-6受容体抗体及び抗VEGF抗体は、in vitroではPEL細胞の増殖を阻害しなかったが、PELマウスモデルでは、腫瘍性腹水の産生を強く阻害した。IL-6とVEGFを介したシグナルは、PELの増殖には関与しないが、腫瘍性腹水の産生に強く関与している事が判明した。2. PEL生存におけるSIRPα-CD47シグナルの重要性の検討:マクロファージは、SIRPαにより標的細胞のCD47を認識し、"Don't eat me"シグナルにより貪食を抑える。PEL細胞ではCD47が高発現していることを確認したため、PEL細胞とマクロファージの共培養系に抗CD47抗体を添加したところ、マクロファージによる貪食の増加を確認した。また、PELマウスモデルに抗CD47抗体を100μg/マウス週3回腹腔内投与したところ、腫瘍性腹水の大幅な減少が認められた。これらの結果から、PELに対するSIRPα-CD47シグナル阻害療法の有効性が期待できる。3.PELに対するmethy-β-cyclodextrinの有効性:methy-β-cyclodextrinがPEL細胞膜上の脂質ラフトからコレステロールを引き抜くことで、PELにアポトーシスを誘導することを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、ヒト化マウスを用いてエイズ関連悪性リンパ腫発症のマウスモデルを作成し、その発症機序の解明と予防法・治療法の開発に供することである。エイズ関連悪性リンパ腫は、EBVまたはHHV-8感染によるものが多いため、ヒト化マウスにEBV, HHV-8及びHIV-1を感染させることにより、ウイルス感染による悪性リンパ腫の発症モデルを樹立する。平成25年度は、以下研究を遂行した。1.原発性滲出性悪性リンパ腫(Primary effusion lymphoma;PEL)生存におけるIL-6とVEGFの役割:PEL細胞が、IL-6受容体とVEGF受容体を発現しており、またIL-6とVEGFを産生することが判明した。2.原発性滲出性悪性リンパ腫(Primary effusion lymphoma;PEL)生存におけるSIRPalpha-CD47シグナルの重要性の検討:マクロファージは、SIRPalpha-により標的細胞のCD47を認識し、"Don't eat me"シグナルにより貪食を抑える。PEL細胞ではCD47が高発現していることを確認した。PEL細胞とマクロファージの共培養系に抗CD47抗体を添加したところ、マクロファージによる貪食の増加を確認した。これらの結果から、PELに対する抗CD47抗体の有効性が期待できる(Eur J Cancer in press)。

26年度が最終年度であるため、記入しない。PELマウスモデルと培養系を用いて、PELによる腫瘍性腹水の産生にIL-6とVEGFが強く関わっている事、マクロファージによる貪食からの逃避にCD47が関与している事を示すなど、一定の成果を得た。EBV感染とc-myc発現によるリンパ腫発症モデルに関しては、基礎実験を行っているが、まだモデルの樹立には至っていない。ヒト化マウスへのEBV感染とc-myc強制発現によるリンパ腫発症モデルを樹立する。また、ヒト化マウスへのHHV-8感染系によるリンパ腫発症モデルの樹立を試みる。これらの系にHIV-1を感染させることにより、エイズリンパ腫発症モデルを作成する。
双曲型偏微分方程式の有限要素解析における衝撃捕獲法の開発

本研究は,圧縮性オイラー方程式などの双曲型偏微分方程式の有限要素解析において、衝撃波を、鋭敏かつ安定に捕えることのできる衝撃捕獲手法の開発を行うものである.本年度は,以下のように研究を行った.1.衝撃波を含まない双曲型偏微分方程式に対する気泡関数要素の有効性について検討を行い、移流方向の情報すなわち特性曲線の方向を使うことなく、移流の大きさのみの情報で適切な上流方向の数値粘性を導入することができることが確認された。また、このような性質は特に連立の双曲型方程式である圧縮性オイラー方程式に対して有効であることが分かった。2.基本的な1変数の双曲型偏微分方程式の気泡関数要素を用いた有限要素解析において、衝撃波の不連続性を要素毎に評価する測度とその測度を用いた人工粘性について数値実験により検討を行った。その結果、定常衝撃波の問題には、物理量の2階微分と要素代表長さの3乗に比例する人工粘性項が有効であることが分かった。一方、非定常衝撃波に対しては物理量の1階微分と要素代表長さの2乗に比例する人工粘性により、移動する衝撃波を鋭敏に捕獲することができることが示された。3.以上のような成果をもとに、大域的な方程式の双曲性に対しては気泡関数による上流化を行い、衝撃波に対しては局所的な人工粘性を用いる圧縮性オイラー方程式に対する有限要素解析手法を開発し、数値実験により手法の妥当性について検討を行った。その結果、本手法においては、衝撃波が35要素程度の幅で捕獲され、また、要素分割による数値解の依存性も少ないことが明かとなり、解析手法の有効性が確認された。
スフィンゴミエリンの細胞内輸送機講と細胞機能への関与の解析

スフィンゴミエリンはコレステロールや糖脂質などとともに脂質ラフトと呼ばれるマイクロドメインを形成し、様々な細胞機能に関わっていると考えられている。本研究では、スフィンゴミエリンの細胞内輸送機構及びその機能を明らかにするために、スフィンゴミエリンに特異的に結合する毒素ライセニンを用いて研究を進めている。私はこれまでに、培養上皮細胞についてライセニン耐性変異株を樹立し、その性状解析を行ってきた。変異株ではスフィンゴミエリンの合成や含量には顕著な異常は認められないが、ライセニンやスフィンゴミエリナーゼに対する感受性が著しく低下していることから、スフィンゴミエリンの細胞内輸送機構あるいはスフィンゴミエリンを含む脂質ラフトの形成機構に異常があるものと推測される。ラジオアイソトープや蛍光分子で標識した脂質を用いてスフィンゴミエリンの形質膜への輸送やリサイクリングには明確な異常は見出せなかった。そこで変異株を糖脂質合成阻害剤で処理したところ、変異株の細胞表面にライセニンが結合できるようになった。また変異株は親株に比べて酸性糖脂質が有意に増加していた。これまでの研究結果から、膜中に糖脂質が共存すると脂質ラフトにおけるスフィンゴミエリンの分布状態が変化してライセニンの結合量が変化することがわかっている。ライセニン耐性株では、糖脂質組成が異常なために脂質ラフトにおけるスフィンゴミエリンの存在状態が変化しているものと考えられる。またライセニン耐性株ではタイトジャンクションに異常があることがこれまでにわかっている。脂質ラフトの重要な成分であるコレステロールについて、その合成や分布を変化させる薬剤で細胞を処理したところ、タイトジャンクション構築蛋白質の局在が変化した。これらの結果は、脂質ラフトが上皮細胞におけるタイトジャンクションの構築に関与している可能性を示唆している。変異株ではライセニンおよびスフィンゴミエリナーゼに対する感受性が著しく低下しており、スフィンゴミエリンの細胞内輸送機構あるいはスフィンゴミエリンを含む脂質ラフトの形成機構に異常があるものと推測される。そこで本年度は、de novoで合成されたスフィンゴミエリンの細胞表面への輸送に異常があるかどうか、また細胞表面からエンドサイトーシスされたスフィンゴミエリンの形質膜へのリサイクリングに異常があるかどうかを、ラジオアイソトープあるいは蛍光分子で標識したスフィンゴミエリンやその前駆体を用いて解析した。また、スフィンゴミエリン以外の脂質や蛋白質の分布・輸送に異常があるかどうかも検討した。その結果、スフィンゴミエリンのリサイクリングや蛋白質の細胞表面への輸送には異常が認められなかった。来年度は、細胞分画してスフィンゴミエリンや脂質ラフトの構成分子の分布を調べるなど、さらに詳細な解析を行う予定である。また、ライセニン耐性株は細胞間接着に異常が認められることから、膜脂質の分布・輸送と細胞間接着機構との関連を、各種阻害剤などを用いた実験により解析中である。
ストレスフルな体験に対する意味づけ過程の精緻化に関する基礎的研究

ストレスフルな体験における意味づけ過程について検討するため,以下の研究を実施した。ストレスフルな体験後に起こった新たな出来事が意味づけ過程に及ぼす影響について,質問紙調査および半構造化面接により詳細に検討した。その結果,体験当時に積極的な意味探索をするほど,実際に周囲の他者からサポートを受けやすいことが示された。そして,サポートを受け満足感を抱くほど,意味生成が促進され侵入的熟考が低減することが示された。加えて,ストレスフルな体験後の新たな出来事との関連についても示唆が得られた。第一に,ストレスフルな体験をしてもその後にほかの重要な出来事が起こると,ストレスフルな体験を想起したり,その体験に対する意味探索を開始・終了させたりする出来事が起こりうること,第二に,自尊心を回復させ,類似体験者からの共感や理解を得るなど,新たな出来事を体験することで,ストレスフルな体験に対する脅威やストレス反応が低減すること,第三に,新たな体験によって,ストレスフルな体験が他の出来事とつながりを持つことを認識することが示された。続いて,新たな体験が意味づけ過程に及ぼす影響を,時間の経過を踏まえて検討するため,縦断的な半構造化面接を実施した。その結果,35名中半数以上の調査対象者は,3回の面接調査を通して,その体験に対する解釈や意味が大きく変化することはなく,自分の中である程度解決し,意味生成も完了していることがうかがえた。一方,面接調査に参加するたびに,その体験に対する解釈や意味が変化する者もいた。その変化のきっかけとして,調査期間中に類似体験をし,過去よりもうまく問題に対処できたことや,大学など新たな環境に置かれることで自分の生きる目標も変わったことなどが挙げられた。加えて,面接調査自体がきっかけとなり,問題解決に向かう行動を起こした調査対象者も見受けられた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,意味づけのメカニズムについて解明するため,以下の研究を実施した。研究1では,過去に体験したストレスフルな出来事を対象に,出来事に対する認知および体験当時と現在の反すう(侵入的熟考・意図的熟考)が意味づけに及ぼす影響について検討した。その結果,体験当時,出来事の価値や重要性を見出そうと積極的に反すうすると,それが出来事に対する肯定的再評価や,個人の信念の肯定的変化に結びつくことが示された。また,現在,侵入的熟考の頻度が高い場合,自己の認知や信念を否定的に変容する意味づけが行われやすいことも示された。しかし一方で,体験当時の意図的熟考と現在の侵入的熟考に正の関連がみられたことから,出来事と積極的に向き合い,その意味や価値を探索することは,常に適応的な対処であるとは限らない可能性が示唆された。従来の知見を踏まえると,出来事の種類や苦痛の強度によって,意味探索の適切なタイミングは異なると推察される。研究2では,出来事に対する認知,反すう,意味づけの時系列的変化について検討するため,3時点における縦断面接調査を行う(現在実施中)。研究3では,感情的側面に焦点を当て,感情の種類とその頻度が意味づけ過程に及ぼす影響について,場面想定法による質問紙調査を実施した。分析の結果,後悔や罪悪感など,自己の行為を悔やんだり,否定的に評価したりすることで生じる感情は,意味づけを促進することが示された。一方,無気力や無希望を示す感情(絶望や悲しみなど)は,侵入的熟考を促し,意味づけを抑制することが示された。以上から,ストレスフルな体験によって生じるネガティブな感情であっても,その質によって,意味づけを促進することもあれば,逆に意味づけを抑制する場合があることが示唆された。これらの研究から,意味づけ過程における反すうの役割とその予測要因が一部明らかとなった。研究2では,意味づけに重要な要因のひとつである「時間の経過」を考慮し,侵入的熟考および意図的熟考と意味づけの関連,およびこれら2種類の反すうの予測要因について検討するため,3時点にわたる縦断的質問紙調査を実施した。その結果,調査期間中に意図的熟考の頻度が高い人ほど,意味づけをしやすいことが示された。他方,個人内においては,意図的熟考と意味づけに線形の関連はみられなかった。すなわち,意図的熟考をすれば意味の発見に必ず結びつくわけではないと推測される。これは,意図的熟考を通して徐々に意味を見出す過程のほかに,その体験を意識的に振り返る機会が少なくても,ある手がかりをきっかけにふと意味を発見するような,突発的な意味づけも起こることを示唆していると考えられる。続いて,研究4では,ストレスフルな体験後に生じるネガティブ感情が,侵入的熟考および意図的熟考に及ぼす影響について検討するため,回顧法による質問紙調査を実施した。その結果,制御や対処が困難な状況において生じやすい絶望や悲しみが侵入的熟考を促進する一方で,自分に向けられたネガティブ感情のうち,罪悪感は侵入的熟考と無関連であり,また,後悔は意図的熟考を促進することが示された。ソーシャル・サポートと反すうおよび意味づけの関連を検討した回顧法による質問紙調査では,意図的熟考とは独立して,ソーシャル・サポートが意味づけを促進することが示された。最後に,意味づけモデルの一般化可能性を検討するため,1600名の2060代を対象としたwebパネル調査を実施した。その結果,体験当時の意図的熟考が意味

づけを促進し,現時点における侵入的熟考は意味づけを抑制した。また,侵入的熟考および意図的熟考と意味づけの関連の強さは,世代間で差がないことが確認された。申請時には,年次計画として2年目に二つの研究の実施を予定していた。その中で,平成27年度では,予定していた研究のうち二つのデータ収集およびデータ解析が終了し,現在は論文執筆中である。また,2年次の最後に予定していた縦断面接調査は,予定している人数の9割が終了した状態である。さらに,特別研究員採用以降に新たに計画した質問紙調査,および,成人約1600名程度を対象にしたwebパネル調査も実施し,意味づけ過程の精緻化に向け,期待以上に知見を重ねている。以上の点を踏まえると,研究の遂行状況は良好であると言える。ストレスフルな体験における意味づけ過程について検討するため,以下の研究を実施した。ストレスフルな体験後に起こった新たな出来事が意味づけ過程に及ぼす影響について,質問紙調査および半構造化面接により詳細に検討した。その結果,体験当時に積極的な意味探索をするほど,実際に周囲の他者からサポートを受けやすいことが示された。そして,サポートを受け満足感を抱くほど,意味生成が促進され侵入的熟考が低減することが示された。加えて,ストレスフルな体験後の新たな出来事との関連についても示唆が得られた。第一に,ストレスフルな体験をしてもその後にほかの重要な出来事が起こると,ストレスフルな体験を想起したり,その体験に対する意味探索を開始・終了させたりする出来事が起こりうること,第二に,自尊心を回復させ,類似体験者からの共感や理解を得るなど,新たな出来事を体験することで,ストレスフルな体験に対する脅威やストレス反応が低減すること,第三に,新たな体験によって,ストレスフルな体験が他の出来事とつながりを持つことを認識することが示された。続いて,新たな体験が意味づけ過程に及ぼす影響を,時間の経過を踏まえて検討するため,縦断的な半構造化面接を実施した。その結果,35名中半数以上の調査対象者は,3回の面接調査を通して,その体験に対する解釈や意味が大きく変化することはなく,自分の中である程度解決し,意味生成も完了していることがうかがえた。一方,面接調査に参加するたびに,その体験に対する解釈や意味が変化する者もいた。その変化のきっかけとして,調査期間中に類似体験をし,過去よりもうまく問題に対処できたことや,大学など新たな環境に置かれることで自分の生きる目標も変わったことなどが挙げられた。加えて,面接調査自体がきっかけとなり,問題解決に向かう行動を起こした調査対象者も見受けられた。申請時,年次計画として採用1年目に二つの研究の実施を予定していた。その結果,平成26年度は,研究1(回顧法による質問紙調査)を遂行し,結果をまとめた論文を学術誌に投稿,現在審査中である。研究2(縦断面接調査)は,予定しているサンプル数の半分が終了した状態である。採用2年目の前半でデータ収集を終了し,終わり次第結果をまとめる作業に移行する予定である。また,採用2年目に実施を予定していた三つの研究のうち,一つ目の研究(研究3)が終了し,採用2年目の前半には研究4の調査を開始する目処が立っている。
環状暗視野走査透過電子顕微鏡像の画像処理による微小領域の構造決定

平成17年度は主に2つの課題について研究を行った.まず,一つ目は環状暗視野走査透過電子顕微鏡(HAADF STEM)像の問題点であるノイズの除去処理の開発である.これまでのノイズ除去法では人為的に選択されたパラメータが必要で,格子欠陥を含む像などに適用するには困難な点があった.そこで,最大エントロピー法(MEM)を基本とし,実験で得られるパラメータのみで処理できる画像処理の開発を行った.MEMでは実験像に含まれるノイズの分散とLagrange未定定数の2つのパラメータが必要である.まずノイズの分散はHAADF STEMの実験条件から決定できる情報限界を用いて見積もることができることを示した.また,Lagrange未定定数は処理中の計算において収束する値の中で最も小さな値を選ぶことで最適な処理結果を得ることを示した.これらの行程を処理に組み込むことにより人為的パラメータの必要がないHAADF STEM像のノイズ除去法が開発できた.二つ目の課題はhigh-k膜の構造,組成および電子状態の同時測定である.近年ではHfなどの誘電率の高い(high-k)物質であるが,このような物質は作成条件により構造,組成や電子状態が変化するため,薄膜化した試料での解析が不可欠である.そこで,HAADF STEM法および電子線エネルギー損失分光法(EELS)を用いて解析を行った.まず,HAADF STEM像からこの薄膜はSi基板と誘電体層の間に中間層があることが観察された.HAADFSTEMの解析により,誘電体層の最もHf濃度の高い領域はHfO_2のみで形成されていることが明らかになった.また,各層でEELS測定したところ中間層ではSiO_2で形成されていることが分かった.界面付近ではより詳細に解析したところ誘電体層と多結晶Si層の間に若干のSiO_2が含まれることが明らかになった.環状暗視野走査透過電子顕微鏡(HAADF STEM)法を用いて青色レーザの素子として注目を浴びている多層量子井戸(MQW)構造のInGaN/GaNを観察し,原子分解能での構造解析を行った.まず,高分解能HAADF STEM像は明るいコントラストが原子位置に対応し,その強度は原子番号に依存することを利用して構造と組成の同時測定を試みた.実験で得られたHAADF STEM像はレンズとノイズの効果を含んでいるため,原画像からは厳密な原子位置を知ることが難しい.そこでdeconvolution処理を用いてそれらの効果を取り除くことにより,正確な原子位置を得ることができた.ここで得られた原子位置を用いてInGaN層内での歪みを測定し,またコントラストから測定されたIn濃度と比較した結果,In濃度の高い領域で成長方向にのみ歪みが生じていることが分かった.これによりInGaN層内での歪みとIn濃度の関係を明らかにすることができた.またこのMQW InGaN/GaNには貫通転位が多く含まれ,この貫通転位がInGaN層に到達したところでinverted hexagonal pyramid(IHP)と呼ばれる格子欠陥が生じることが知られている.そこでこの貫通転位とIHPをHAADF STEM法を用いて観察した.その結果,IHPの発生には従来言われていた貫通転位から発生しているものの他に,InGaN層でコントラストの高い領域からも発生していることが分かった.HAADF STEM像の特徴から,コントラストの高い領域はIn濃度の高い領域と見ることができるため,In濃度の高い領域からもIHPは発生することがあることが分かった.また,(10-11)面にInGaN層が成長するside-wall quantum wellと呼ばれる構造の存在はこれまで明らかにされていなかったが,今回のHAADF STEMを用いた解析で明らかにすることができた.半導体の微細化,高性能化に伴い,ゲート酸化膜の薄膜化が急激に進んでいる.この膜厚が原子スケールの厚さまで進んでいる近年では,薄膜の構造がどのようになっているかで電気特性が変化するため,その解析が重要となっている.そこで環状暗視野透過走査電子顕微鏡(HAADF STEM)を用いてSiO_2/Si界面を観察した.まず,HAADF STEMと従来の高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)で同じ領域を観察し,その比較を行った.HAADFSTEMの実験像は比較的ノイズが多く含まれ,さらに電子顕微鏡のレンズの効果により像がぼけてしまうため厳密な構造解析が困難である.そこで画像処理を用いてノイズ除去及びレンズの劾果を取り除き明瞭な原子像を得た.その像から原子間の間隔を測定したところ,HRTEM像では界面付近で原子間隔が伸びている結果を得たが,HAADF STEMのけっかでは界面付近でもSiの原子間隔の変化は見られなかった.これらの結果の妥当性を検討するため,数値計算を用いたシミュレーション像との比較を行った。その結果,HRTEM像はSi界面付近にSiO_2の非晶質が存在すると,実験条件によりその像が大きく変化することが分かった.一方,HAADF STEMの場合はそのような効果はなく,実験像は原子配列と等価であることが分かった.このことより,今回観察した試料のSiO_2/Si界面には結晶性のSiO_2は存在しないことが明らかになった.平成17年度は主に2つの課題について研究を行った.

まず,一つ目は環状暗視野走査透過電子顕微鏡(HAADF STEM)像の問題点であるノイズの除去処理の開発である.これまでのノイズ除去法では人為的に選択されたパラメータが必要で,格子欠陥を含む像などに適用するには困難な点があった.そこで,最大エントロピー法(MEM)を基本とし,実験で得られるパラメータのみで処理できる画像処理の開発を行った.MEMでは実験像に含まれるノイズの分散とLagrange未定定数の2つのパラメータが必要である.まずノイズの分散はHAADF STEMの実験条件から決定できる情報限界を用いて見積もることができることを示した.また,Lagrange未定定数は処理中の計算において収束する値の中で最も小さな値を選ぶことで最適な処理結果を得ることを示した.これらの行程を処理に組み込むことにより人為的パラメータの必要がないHAADF STEM像のノイズ除去法が開発できた.二つ目の課題はhigh-k膜の構造,組成および電子状態の同時測定である.近年ではHfなどの誘電率の高い(high-k)物質であるが,このような物質は作成条件により構造,組成や電子状態が変化するため,薄膜化した試料での解析が不可欠である.そこで,HAADF STEM法および電子線エネルギー損失分光法(EELS)を用いて解析を行った.まず,HAADF STEM像からこの薄膜はSi基板と誘電体層の間に中間層があることが観察された.HAADFSTEMの解析により,誘電体層の最もHf濃度の高い領域はHfO_2のみで形成されていることが明らかになった.また,各層でEELS測定したところ中間層ではSiO_2で形成されていることが分かった.界面付近ではより詳細に解析したところ誘電体層と多結晶Si層の間に若干のSiO_2が含まれることが明らかになった.