hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
1)『グリム童話』『変身』などドイツ語・日本語テクストから「与える」,"geben"などの3項動詞が現れる文を抽出し,格と語順,動詞を分類した。その結果,両言語で,主格>与格>対格パタンと,主格>対格>与格パタン基本語順をとる動詞クラスを区別した。2)基本語順パタン以外の項の語順について句の移動と基底生成の2つの可能性を考察した。3)語順変異の意味論的・語用論的な要因(有生原理,句の大きさ,強調等)を考察した。4)ドイツ語・日本語の名詞句の語順分析について,E.Konig教授,G.Fanselow教授などのドイツの研究者と意見交換し,今後の共同研究について協議した。(1)日本語・ドイツ語の小説を収集し,テキストファイルとして整埋し,3項動詞が現れる文を取り出して,格と語順(主格-与格-対格,主格-対格-与格など)を分類した(太宰治『斜陽』,カフカの『変身』ドイツ語原文と日本語訳など)。(2)データに基づき,3項動詞の意味分類・語順分析を行った。特に,日本語の基本語順は「が・に・を」パタンだと仮定されてきたが,コーパスでは「が・を・に」語順も多数確認された。これは,授与動詞が[動作主(が)>目標(に)>対象(を)]の項構造をとるのに対し,位置(状態)変化動詞は,[動作主(が)>対象(を)>場所/状態(に)]の項構造をとるからである。(3)データから両言語の3項動詞の語順の共通性(動作主が最上位。有生項が先行する等)と,相違(ドイツ語では短い要素が,日本語では長い要素が先行)を抽出した。1『グリム童話』などドイツ語と日本語の小説テクストから「与える」などの3項動詞が現れる文を抽出し,格と語順を分類し,動詞を整理した。その結果,両言語で,主格>与格>対格パタンと,主格>対格>与格パタンの2つの基本語順をとる動詞クラスを分類した。2基本語順パタン以外の項の語順について句の移動と基底生成の2つの可能性を考察した。3語順変異の意味論的・語用論的要因(有生原理,句の大きさ,強調等)を分析した。4本研究の中間的な成果について,以下の学会発表を行った:1)日本独文学会2002年春季研究発表会におけるシンポジウム「ドイツ語のパラメタを求めて」を計画し,報告(「ドイツ語のパラメタをめぐって」)を行い,ドイツ語の語順についての統語論的パラメタを分析・提案した(獨協大学,2002年6月)。3)2)を発展させた発表「ドイツ語・日本語のquirky subjectについて」を第248回広島言語文化談話会で行った(広島女学院大学,2003年2月)。5ドイツ語・日本語の名詞句の語順の分析について,Gisbert Fanselow教授(ポツダム大学)などのドイツの研究者と意見交換し,今後の共同研究の計画について協議した(なお本研究の最終成果は平成15年度中に研究論文としてまとめる)。
新規化学療法剤開発を目指した融合型グルタチオン合成酵素の立体構造解析

病原性グラム陽性菌で発見された新規グルタチオン合成酵素(GCS-GS)は、γ-グルタミルシステイン合成酵素とグルタチオン合成酵素の融合酵素である。電子吸引性の強いCN基を導入したsulfoximine型遷移状態アナログ阻害剤carboxyCSOは、グルタチオン生合成阻害剤BSOの約1/10000の濃度で本酵素を不可逆的に失活させた。このcarboxyCSOとGCSGSの複合体について2.7Å分解能で結晶構造を決定し、阻害剤の結合様式を解明した。〔目的〕連鎖球菌は、肺炎・咽頭炎・敗血症など様々な感染症の原因菌となることで知られている。連鎖球菌のグルタチオン生合成は、γ-グルタミルシステイン合成とGSH合成の二段階の反応が新規のbifunctional enzyme(GCS-GS)により触媒される。グルタチオン合成の阻害は連鎖球菌に酸化ストレスを与え感染や増殖を抑制することが期待される。そこで本研究では、特異的な阻害剤の分子設計支援を目指してGCS-GSのX線結晶構造解析を行った。〔結果〕シッティングドロップ蒸気拡散法を用い得られたnative結晶についてフォトンファクトリー(PF)ビームラインBL-5AでX線回折実験を行い、到達分解能2.8Åでデータ収集を行った。本結晶は、空間群I4_1、格子定数a=141.5,b=141.5,c=208.2であった。さらに、位相決定を行うため、同様にしてセレノメチオニン変異体を調製し大きさ約300μmの単結晶を得た。セレノメチオニン変異体結晶についてはPFビームラインNW-12で到達分解能3.0Åの回折データを収集し、MAD法による解析を現在進めている。連鎖球菌は、肺炎・咽頭炎・敗血症など様々な感染症の原因菌となることで知られている。本研究では、CN基を導入したsulfoximine型遷移状態アナログ阻害剤carboxyCSOがBSOの約1/10000の濃度で本酵素を不可逆的に失活させることを明らかにした。そこで、本阻害剤carboxyCSOとGCS-GSの複合体を作製し、そのX線結晶構造解析を行なった。つくばフォトンファクトリービームラインBL-5Aにおいて到達分解能2.7Aでデータ収集を行った。本阻害剤とGCSGSの複合体について2.7A分解能で結晶構造を決定した。ホモ2量体を形成する各サブユニットはGCSドメイン(1-419)とGSドメイン(427-750)からなり、GCSドメインに結合したcarboxyCSOの構造が明らかになった。阻害剤の認識には126番目のアルギニン残基との相互作用が重要だが、この残基と122番目のグルタミン酸残基が塩結合することが本酵素への阻害を低下させる要因となっていることが示唆された。またGSドメインはATP-graspフォールドから構成されるが、これまで知られていなかったア挿入領域がサブドメインを形成し、活性調節に寄与することが示唆された。
ETCレーン間の電波環境改善用電波吸収体の実用化

ノンストップ自動料金支払システム(ETC:Electronic Toll Collection)の利用率は75%程度まで達し,この急速な普及に伴って複数のETCレーンを有する料金所も次第に増加傾向にある.このような状況下,料金所付近の電波環境改善対策として種々の電波吸収体が実現されてきたが,ETCの隣接レーン間における電波(5.8GHz,円偏波)の相互干渉を抑制することを目的とした吸収体として,これまでに透明タイプが主に利用されている.しかしながら,透明導電膜を利用した平板構造であることから風の影響を十分に受けるというデメリットを有している.このため,通気性を有し,かつこれまでと同様に安全性を考慮して視認性を有するレーン間用の電波吸収体の実現が必要不可欠な状況にある.そこで本研究では,これらの付加価値を満たす構造として,耐衝性に優れるガラス繊維強化プラスチック製誘電体平板に周期格子を施した構成,廃材を利用した酸化鉄を金属円筒に被覆し周期的に配列した構成,さらには耐環境性に優れる磁性ゴムシートに円形格子を施した構成を中心に,伝送線理論や電磁界解析を駆使した設計から実際のサンプルを用いた実験的評価までの詳細な検討を進めてきた.この結果,バックメタルとして通気性や視認性を有する金網を使用することで,ETCで使用される円偏波に対して良好な反射減衰量およびシールド量が得られることを解析と実験の両面から確認でき,提案するETCレーン間用電波吸収体の実現性を明らかとした.なお,方形格子型電波吸収体については実際のETCレーンにおける施工試験も実施し,電界強度測定により設置効果の検証からその実用性も確認することができた.ノンストップ自動料金支払システム(ETC:Electronic Toll Collection)の利用率は75%程度まで達し,この急速な普及に伴って複数のETCレーンを有する料金所も次第に増加傾向にある.このような状況下,料金所付近の電波環境改善対策として種々の電波吸収体が実現されてきたが,ETCの隣接レーン間における電波(5.8GHz,円偏波)の相互干渉を抑制することを目的とした吸収体として,これまでに透明タイプが主に利用されている.しかしながら,透明導電膜を利用した平板構造であることから風の影響を十分に受けるというデメリットを有している.このため,通気性を有し,かつこれまでと同様に安全性を考慮して視認性を有するレーン間用の電波吸収体の実現が必要不可欠な状況にある.そこで本研究では,これらの付加価値を満たす構造として,耐衝性に優れるガラス繊維強化プラスチック製誘電体平板に周期格子を施した構成,廃材を利用した酸化鉄を金属円筒に被覆し周期的に配列した構成,さらには耐環境性に優れる磁性ゴムシートに円形格子を施した構成を中心に,伝送線理論や電磁界解析を駆使した設計から実際のサンプルを用いた実験的評価までの詳細な検討を進めてきた.この結果,バックメタルとして通気性や視認性を有する金網を使用することで,ETCで使用される円偏波に対して良好な反射減衰量およびシールド量が得られることを解析と実験の両面から確認でき,提案するETCレーン間用電波吸収体の実現性を明らかとした.なお,方形格子型電波吸収体については実際のETCレーンにおける施工試験も実施し,電界強度測定により設置効果の検証からその実用性も確認することができた.ノンストップ自動料金支払システム(ETC : Electronic Toll Collection)は,平成19年1月までに67%程度まで利用率が上昇し,急速な普及に伴って複数のETCレーンを有する料金所も次第に増加傾向にある.このような状況下,料金所付近の電波環境改善対策として種々の電波吸収体が実現されてきたが,ETCの隣接レーン間における電波(5.8GHz,円偏波)の相互干渉を抑制することを目的とした吸収体として,これまでに透明タイプが主に利用されている.しかしながら,透明導電膜を利用した平板構造であることから風の影響を十分に受けるというデメリットを有している.このため,通気性を有し,かつこれまでと同様に安全性を考慮して視認性を有するレーン間用の電波吸収体の実現が必要不可欠な状況にある.そこで本研究では,廃材を利用した損失磁性材料を金属に被覆した円筒棒列を周期的に配置した構造を提案し,視認性,反射減衰量およびシールド量に優れる被覆棒列タイプ電波吸収体の実現を目指して有限積分法を用いた解析的および実験的検討を行った.なお検討では,反射減衰量およびシールド量を向上させるためにバックメタルとして金網を裏打ちし,その効果についても確認した.この結果,ETCで使用される円偏波に対して,隙間を30mmまで広げても反射減衰量において入射角度550まで約-10dB,シールド量においては入射角度30°まで約-25dBの性能が得られることが解析と実験の両面から確認でき,視認性の向上とともに良好な反射減衰量・シールド量が得られる円筒棒列タイプ電波吸収体の実現性を確認することができた.高速道路におけるノンストップ自動料金支払いシステム(ETC)の利用率は75%程度までに達し、複数のETCレーンを有する料金所も整備されつつある。このような状況下、ETCの隣接レーン間における電波の相互干渉について対策を施す必要があり、反射・シールド特性に加え視認性や通気性に優れる形状として、ガラス繊維強化プラスチックを母材とした方形格子タイプや磁性材料を金属棒に被覆した円筒棒列タイプを中心に検討し、実現性を確認してきた。今後、ETC専用のインターチェンジ(スマートIC)の整備が進められるにあたり、より小スペースに施工可能な薄型のレーン間用電波吸収体の実現が必要不可欠な現状にある。

そこで本研究では、良好な吸収性能を有する薄型ゴムシートと裏打ちする金属板に周期的な円形格子を施し、視認性および通気性に優れるETCレーン間用電波吸収体を提案し、特性評価を解析と実験の両面から検討した。具体的には、厚み2.4mmで5.8GHzに整合する、カルボニル鉄を配合したEPDM/天然ゴム材料からなる単層型電波吸収体に円形格子を施し、最適な円形形状と厚みを有限積分法による解析にて決定した。次に、視認性はそのままにシールド性能の向上を目的としてバックメタルに金網を採用し、特性評価を解析にて確認するとともに、実際にサンプルを製作して実験的にも検討した。この結果、ETCで使用される円偏波に対して入射角度30°まで-15dB程度の反射量、-25dB以下のシールド量がそれぞれ得られることを定量的に確認した。これらの結果から、厚さ3.57mmのETCレーン間用薄型電波吸収体の実現性を明らかとした。
多層化マイクロ波集積回路の時間領域を含む3次元電磁界解析法に関する研究

近年、マイクロ波集積回路の多層化、3次元化が注目されている。本研究者は平成6年度に任意多層化構造におけるグリーン関数の一般解析解を発見した。この解析解は多層化構造の解析の一つの突破口として大きな意味を持つと考えられる。平成7年度においてはこれらの解を3次元、更に全波動解に拡張した。また、得られたグリーン関数に対して、フーリエ展開と影像法とを組み合わせることにより、特異性の処理や収束性が大幅に改善できる手法を開発した。これらの概念と手法を用い、多層化マイクロ波集積回路の特性解析を試みた一連の研究成果は、電気学会の電磁界理論研究会(1995年12月)、電子情報通信学会1996年春季全国大会(東京、1996年3月)、1996 China-Japan Joint Meeting on Microwaves(CJMW′96)(Hefei,China,1996年4月)にて発表した(発表する予定)。これらの研究は多層化、3次元化マイクロ波集積回路の電磁界解析に新たな方向性と実用可能性を与えるものと思われる。時間を含むグリーン関数及びその表現方法についても考察を行なった。均一媒質において、時間を含むグリーン関数は静電グリーン関数とまったく同じ形で表わせることがわかった。しかし、時間を含む問題は単純化した問題以外は非常に複雑で、システム的な解決方法を見つけるのにまだ成功していない。新たな挑戦課題として残るが、新しい概念と解析手法が確立されれば、マイクロ波集積回路等の時間を含む電磁界解析に大きな進歩をもたらすことになるにちがいない。上記の手法に基づいた実際の計算プログラムはワークステーションで開発した。これらのプログラムを用いてマイクロ波集積回路の電磁界解析を行った。また、同じプログラムをワークステーションのみならずMacintoshにも移植し、マルチプラトフォーム(多システム)での動作をも試みた。計算で得られた解析データはMacintoshで図形などを用いて視覚化を図った。
洪水河川の迅速な流況観測を実現する無人潜水艇ロボットの開発

実河川の流況把握は,治水、環境、利水の全てにおいて重要な役割を担うが,現状は十分でない.様々な最新手法が提案されているがいずれも課題が残る.本研究ではロボットを用いた流速流量観測法を提案した.ロボットが指定まで自動航行しそこで静止する.静止に必要な推進力は対向流速に比例することから,スクリュー回転数より、流速を評価する.研究前半では実験水路にて、校正作業と2次元航行特性を調べた.後半では実河川での野外テストに行った(WRRに掲載).位置制御には岸辺に設置したUSBカメラを用いた.特により広い範囲での自動計測を実現するために、PTZカメラ開発して20m幅河川での実施可能性を示すことができた.本研究の目的は,安全かつ迅速に洪水河川流速を計測する潜水艇ロボットの開発で,リアルタイム洪水流量データのスピーディな取得・伝達の点から洪水対策に貢献するものである.現状の浮子による洪水流速計測は精度や機動性に問題があり,また流速計を使用する際も橋梁や流れ中に固定台を設置する大掛かりで危険な作業が要求される.申請者はかつて実河川の乱流計測を実施した際,その手間や危険性を実感し思案を重ね,流れに対して静止する無人ボートの推進スクリュー回転数より主流速を計測する新しいアイデアを思いついた.実際にマイコン基盤を用いたボート型の試作機を開発して水路試験と野外河川におけるテストを実施した.実河川の流況把握は,水工構造物の管理やゲート操作,さらに洪水氾濫時の迅速な避難誘導において重要な役割を担う.一方,モニタリングカメラは限られた地点にしか設定されておらず,しかも定量計測は困難であるため,その対策は急務である.また河川の流速観測は浮子流下の目視法が主流であるが、台風襲来時の暴風河川では危険であるとともに困難である.様々な最新手法が提案されているが,いずれも設置場所の制約や時間と労力を要する校正作業が必要といった課題があり,計測の簡便性や機動性で不利である.本研究はこれまでの観測方法を根本的に見直したもので,特に初年度では下記の成果をあげた.ポジショニングシステムにイメージセンシングを取り入れた.とくにUSBカメラをノートPCに接続するだけのシンプルなもので,ユーザーはPCの画面上でリアルタイム画像の目標点をタッチすればロボットは自動でそこまで移動して,静止・計測モードに入る.前半では室内水路を中心に最適な制御特性を実現できるパラメータ群の決定,後半では野外小河川における実地テストを行い,小流速の条件ではあるが基本的なシステム運用を確認できた.ワンボードマイコンArduinoを組み込んだ自律制御型ボートロボットを自作した.スクリューモータをモーターアンプで正確にコントロールし,目的値まで自走して,静止することで推進力より対向流速を評価するシステムのアイデアを実証した.特に室内水路におけるテストを繰り返し行い,校正試験よりスクリュー回転数と対抗流速に一定の相関関係を得ることができた.サイドモーターをとりつけて横断方向にも移動可能とした.広幅水路における2次元移動実験も行い,スタート地点から任意の目標ポイントまで自走できることを確認した.またこの特性を利用して横断方向の流速分布の自動計測も実現できた.さらに野外の小河川にてテストを行い,屋外条件でも複数の課題はあるものの基本的な動作と河川流速の自動計測に成功した.これらの成果の一部を計測自動学会論文集および国際会議プロシーディングにて発表した.従来の観測法を根本的に見直し,研究代表者はボート型のロボットを自律制御して流れの中で静止させたときの推進駆動力より流速を計測する新しい方法を提案した.目標計測地点で静止するようにメインスクリューを制御するが,対向流速によってスクリュー回転数が変化することを利用して流速を評価する.サイドスラスタにより平面2次元運動も可能であるが,対応流速が15cm/s程度しかない弱点があった.また超音波センサを用いてポジショニングするため基準位置に反射板を用意する必要があるが,野外の河川計測では設置が容易でない問題があった.位置認識にカメラ画像によるトラッキング技術を適用した.ロボット投入地点と計測地点を含めた画像の中でロボット位置をリアルタイム追跡し,現位置の2次元座標をロボットに無線送信して自動航行させる.この方法はGPS信号が届かない屋内水路でも使用可能である.種々のセンサやモーターを統括管理し,さらにPCとの情報通信を行うためのマイコンが必要である.ここでは処理装置として広く普及しているArduinoマイコンを使った.またモーターアンプ(ESC)を用いて比較的大きな出力の工作用モーターを制御した.まず室内水路で運動挙動をテストするとともにモーターのduty比(回転数の制御ファクター)と対向流速の校正曲線を求めた.さらに平面2次元運動を試験した.最後に実際の河川において流速計測を実施し良好な結果を得た.本装置は既存設備では計測が困難なセクションにおける流量観測値が得られる大きな特長があり,将来の河川管理に貢献できると期待される.特にシステム一式はコンパクトであるため,緊急時における機動性も高い.本課題終了後,当面はシステム性能テストも兼ねて平水時における複数の場所における流量および河床観測に従事して,河川管理に必要なデータベースを提供する.実河川の流況把握は,治水、環境、利水の全てにおいて重要な役割を担うが,現状は十分でない.様々な最新手法が提案されているがいずれも課題が残る.本研究ではロボットを用いた流速流量観測法を提案した.

ロボットが指定まで自動航行しそこで静止する.静止に必要な推進力は対向流速に比例することから,スクリュー回転数より、流速を評価する.研究前半では実験水路にて、校正作業と2次元航行特性を調べた.後半では実河川での野外テストに行った(WRRに掲載).位置制御には岸辺に設置したUSBカメラを用いた.特により広い範囲での自動計測を実現するために、PTZカメラ開発して20m幅河川での実施可能性を示すことができた.本的な静止制御は確立できたので,H29年度では3Dプリンターによる船体の高速化,広範囲の移動制御法の開発を中心に研究を実施する.3DプリンターとCADソフトにより,安定性と高速性を実現する船体形状を実現する.また系統的に水理条件を変化させた水理実験を室内水路において行い,船体にかかる抗力係数を計測し,最適形状を決定する.さらに高出力モーターあるいはツインモーター方式の採用により推進力を増加させて高速化につなげる.さらに半潜水構造として風波の影響を極力抑える.カメラを用いたイメージングセンサによるポジショニングシステムではある程度正確なボートロボットのコントロールが可能となった.一方で天候や日射条件の変化によって船体のカラートラッキングが影響を受けることが野外テストより明らかになった.そこでこれらの影響を可能なかぎり排除するために,形状認識法やレンズフィルタによるバンドパス法なども研究し,野外条件でのトラッキング精度の信頼性・実用性を向上させる.また広範囲の移動を可能にするために、RTK-GPSモジュールの組み込みについても検討する.これが実現できれば,20m幅クラスの中規模河川での適用が期待できる.水理水工学H29年度で購入検討の計測用備品の、後継機種がH30年度に開発・販売されるとの情報を得たため、H29年度の購入を見送った。計測用備品(イメージセンシング用高速度カメラ)の購入を予定している。
看護基礎教育における小児看護シミュレーション教育プログラムの開発

本研究は、看護学生が発達段階や症状の異なる子どもの状況に応じた看護実践プロセスを疑似体験し、主体的な学修経験を積み重ねることができるシミュレーション教育プログラムの開発と効果検証を目的とする。シミュレーション教育は、子どもの多様な状況設定ができ、リアルタイムフィードバックが可能なWeb-basedシミュレーションと、上級生(ラーニング・アシスタント)との協同学習によるフィジカル・シミュレーションを組み合わせて構築する。
イオン性液体薄膜を活性種のアンカーに利用したマイクロハニカム状固定化触媒の開発

本研究では,薄膜イオン液体(IL)固定化触媒開発の第一ステップとして,CO2吸着サイトを有するILを直状マクロ孔を有するマイクロハニカム型シリカモノリス体(SMH)壁面に薄膜状で固定化することで,低流体抵抗を示しかつ効率的にCO2を分離できる材料の開発を目指した。検討の結果,SMHの直状マクロ孔を閉塞させることなく55 wt%ものILを固定化できること,得られた試料は,大気圧下,303 KでCO2濃度を33%含む窒素ガスからCO2を迅速に分離できること,393 Kの加熱再生処理により少なくとも4回の再利用ができること,さらに流通試験においても効率的にCO2を分離できることを確認した。本年度は,まず最初に既報に従ってシリカマイクロハニカム(SMH)の合成を行った。得られたSMHを種々の温度で焼成し,これらの細孔構造を窒素吸着測定により分析することで,既報通りの試料が得られたことを確認した。また,1000°Cで焼成した試料は,多数の直状マクロ孔からなるマイクロハニカム構造を維持し,かつ触媒や吸着剤として実際に使用する場合に適した高い強度を有することを確認した。そこでこの試料をイオン性液体固定化検討に用いることとした。固定化の検討には,触媒反応やCO2分離などの用途で広く用いられている1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([bmim]PF6)を選択した。コーティング条件として種々検討した。特に,1000°Cで焼成したSMHにTHFに溶解させた[bmim]PF6を一定時間含浸させたのち,ジエチルエーテルで洗浄することにより過剰な[bmim]PF6を除去,そして最後に真空乾燥させることで,[bmim]PF6がSMHの直状マクロ孔表面に数nm厚みの薄膜状態でコーティングされた[bmim]PF6/SMHが得られることがわかった。また材料の特性評価を行うため,熱重量分析装置を用いてCO2吸収量の測定を行った。モノリス状の[bmim]PF6/SMHを熱重量分析装置内で加熱前処理し,その後ヘリウムで希釈したCO2ガスを流した際の重量変化からCO2吸収量を求めた。その結果,[bmim]PF6への飽和溶解度に相当するCO2が迅速に吸収できることが示唆された。今後コーティング条件の最適化とCO2分離試験を進め[bmim]PF6/SMHのCO2分離剤としての利用を検討する。一方で,触媒活性種を[bmim]PF6に溶解させたSMH試料も作製し,触媒反応への利用を検討する。イオン性液体(IL)薄膜を活性種のアンカーに利用したマイクロハニカム状固定化触媒の開発への第一ステップとして,アミノ基を有するイオン性液体(Trihexyl(tetradecyl)phosphonium alanate, [P66614](Ala))をマイクロハニカム状シリカ(SMH)に固定化した材料(IL-SMH)を合成し,CO2の分離能評価を行った。まず,既報(Goodrich, B.F. et al.2011)に従って合成した[P66614]Alaをエタノールに所定量の濃度で溶解し,これを氷晶テンプレート法を用いて合成したSMHにその全細孔容量に相当する量含浸させ,その後乾燥する操作を繰り返し,最大50 wt%のILをSMHに固定化させた。IL固定化前後の試料にヘリウムを通過した際の圧力損失測定結果からIL固定化による直状マクロ孔の閉塞はなく,ILが薄膜上で固定化されていることが示唆された。一方,市販の粒子状シリカゲル(74-600μm)へIL固定化を試みた場合は, 44 wt%のIL固定化で粒子の間隙がILによって閉塞し,これをカラムに充填して使用することは困難であった。IL-SMHのCO2分離能を評価するために,回分式ならびに流通式でCO2分離試験を行った。IL-SMHと担体に固体化していないILへのCO2吸収能を回分式で評価した結果,IL単位重量あたりのCO2吸収速度はIL-SMHの方が数十倍速く,固定化の効果が確認された。また,CO2を吸収したIL-SMHは,窒素雰囲気下120度で加熱処理することで容易に再生が可能であり,少なくとも4回再使用してもCO2分離能の低下はみられなかった。また,流通式でのCO2分離評価から,ILーSMHはモノリス体としての利用が可能であり回分式で得られた吸収容量に相当するCO2を効率的に分離できることが分かった。本年は,当初SMHの合成,前処理,分析ならびにイオン性液体のコーティング条件の検討を予定しており,これら全てについて達成できたと考えている。化学工学イオン性液体[bmim]PF6は,CO2溶解性が比較的高いため,調製した試料はCO2分離剤としての利用も期待できる。

またこれを応用し,将来的にはCO2分離・有用物質への変換が行える構造体触媒開発へ応用できるのではないかと考えている。まずは,モノリス体のCO2分離能を検証するため,イオン性液体の膜厚とCO2分離速度の関係やマイクロハニカム型以外のモルフォロジーを有する構造体を用いた場合との比較などを行っていく方針である。次年度使用額は78,897円となっているが、この内の78,601円分の物品は平成26年度内に発注し、既に同年度内に納品されている。支払が平成27年度に入って行われているために計上されている金額である。残りの296円については平成27年度に繰り越した方が有効に利用できると判断した。発注、納品ベースでは研究費はほぼ計画通りに使用されており、平成27年度も当初の計画通りに研究費を使用する予定である。
渦鞭毛藻及び緑藻を用いたジメチルプロピオテチンの生合成に関する遺伝子工学的研究

揮発性有機硫黄化合物である硫化ジメチル(DMS)は、海洋における独特の匂い、いわゆる「磯の香」の香気主成分であり、のりなどの緑藻類や渦鞭毛藻類、あるいはオキアミ、エビあるいはカワハギなどの海産物中によく見いだされる。また、陸上植物のトマトや茶などにもこの物質の存在が報告されている。最近、このDMSが地球規模の硫黄循環に重要な役割を果たしていることが明かとなり、特に海洋からの大気中への硫黄のフラックスにはこの物質が関与している。海洋におけるDMSの分布はクロロフィルa量とよい相関を示し、一次生産力の高い海域ではDMS量も多いことも明らかにされている。DMSは、陸上の高等植物ではS-メチルメチオニンスルフォニウムが前駆体であることが報告されているが、藻類におけるDMSの前駆体はジメチルプロピオテチン(DMPT)であり、DMSはDMPTの酵素的分解あるいはアルカリ処理によってアクリル酸とともに生成される。本研究では、このDMPTの生体内での役割を明らかにすることを目的として、DMPTの生合成経路を明らかにし、さらに遺伝子工学的にこの物質を有効利用とするものである。DMPTを大量に生産する渦鞭毛藻Crypthecodinium cohniiを材料として用いた。DMPTはシステインメチオニンを経て合成されること、メチオニンからDMPTへの経路は脱炭酸、脱アミノおよびメチル基付加の3反応からなることを明らかにした。続いて、DMPT生合成の第1段階を触媒するメチオニン脱炭酸酵素を完全精製し、その諸性質を調べ、さらにN-末端アミノ酸配列を決定した。本酵素の分子量は約230KDaで、約100KDaのサブユニット2個から構成されるホモダイマーであった。本酵素の性質を検討したところ、Km値は16.3mMであり、至適pHは7.3、至適温度は50°Cであった。本酵素の活性におよぼす金属イオンの影響を調べたところ、Zn^<+2>で阻害され、Mg^<+2>で僅かに活性化された。補酵素としてはピリドキサール燐酸を要求した。本酵素のN-末端アミノ酸をエドマン法により決定したとこ、Ala-Leu・X-Trp-Ser-Asp-Ile_Ser-Arg---であった。沿岸海域、沖合海域、さらには外洋海域における揮発性含硫有機化合物の大部分が硫化ジメチルで占められることについては既に報告してきたが、本年度はこの物質がどのような代謝経路を経て作られるかにつて研究した。材料として主として用いたのは、大型藻類であるアナアオサ(Ulva pertusa)と微細藻類である渦鞭毛藻のCrypthecodinium cohniiである。(1)アナアオサからプロトプラストを高収率にかつ安定に作りだす方法ならびに条件を確立した。(2)(1)で得られたアナアオサのプロトプラストヘエレクトロポレーション法を用いて外部遺伝子を導入する条件を検討した。

Crypthecodinium cohniiについてはプロトプラストを作製することが非常にに困難であることが判明したので、細胞に直接エレクトロポレーション法、レーザー法、マイクロインジェクション法ならびにパーティクルガン法をもちいて遺伝子導入をする方法を検討し、マイクロインジェクション法を用いるのが有効であることが明らかになった。(3)アナアオサおよび渦鞭毛藻(海産のC.cohniiおよび淡水産のPeridinium bipes)は硫化ジメチルを大量に生産するが、この硫化ジメチルの前駆体はジメチルチオプロピオン酸であることは以前から明らかになっていた。そこで、このジメチルチオプロピオン酸はメチオニンの脱炭酸反応、脱アミノ反応およびメチル化反応を経て作られることを明らかにし、代謝中間体としてメチルチオプロピオン酸が存在する可能性を明らかにした。また、この代謝系の鍵酵素であるメチオニン脱炭酸酵素の存在を明らかにし、精製をおこなった。(4)遺伝子工学的な研究をおこなうためには、目的とする生物の遺伝子を決定する必要があるが、本年度は、渦鞭毛藻のC.cohniiの核遺伝子ライブラリーを作製するとともにP.bipesのcDNAライブラリー用のRNAを抽出することに成功した。このことにより、種々の遺伝子を検索するこたが容易となった。揮発性有機硫黄化合物である硫化ジメチル(DMS)は、海洋における独特の匂い、いわゆる「磯の香」の香気主成分であり、のりなどの緑藻類や渦鞭毛藻類、あるいはオキアミ、エビあるいはカワハギなどの海産物中によく見いだされる。また、陸上植物のトマトや茶などにもこの物質の存在が報告されている。最近、このDMSが地球規模の硫黄循環に重要な役割を果たしていることが明かとなり、特に海洋からの大気中への硫黄のフラックスにはこの物質が関与している。海洋におけるDMSの分布はクロロフィルa量とよい相関を示し、一次生産力の高い海域ではDMS量も多いことも明らかにされている。DMSは、陸上の高等植物ではS-メチルメチオニンスルフォニウムが前駆体であることが報告されているが、藻類におけるDMSの前駆体はジメチルプロピオテチン(DMPT)であり、DMSはDMPTの酵素的分解あるいはアルカリ処理によってアクリル酸とともに生成される。本研究では、このDMPTの生体内での役割を明らかにすることを目的として、DMPTの生合成経路を明らかにし、さらに遺伝子工学的にこの物質を有効利用とするものである。DMPTを大量に生産する渦鞭毛藻Crypthecodinium cohniiを材料として用いた。DMPTはシステイン、メチオニンを経て合成されること、メチオニンからDMPTへの経路は脱炭酸、脱アミノおよびメチル基付加の3反応からなることを明らかにした。続いて、DMPT生合成の第1段階を触媒するメチオニン脱炭酸酵素を完全精製し、その諸性質を調べ、さらにN-末端アミノ酸配列を決定した。本酵素の分子量は約230KDaで、約100KDaのサブユニット2個から構成されるホモダイマーであった。本酵素の性質を検討したところ、Km値は16.3mMであり、至適pHは7.3、至適温度は50Cであった。本酵素の活性におよぼす金属イオンの影響を調べたところ、Zn^<+2>で阻害され、Mg^<+2>で僅かに活性化された。補酵素としてはピリドキサール燐酸を要求した。本酵素のN-末端アミノ酸をエドマン法により決定したとこ、Ala-Leu-X-Trp-Ser-Asp-Ile_Ser-Arg---であった。
生活困窮対策におけるスティグマの実態に関する調査研究

本研究は生活困窮者自立支援制度、生活保護制度、福祉的貨幣貸付制度(以下、生活困窮対策)などを利用する人々のスティグマの実態と、それらが制度にどのような影響を及ぼしているのかなどスティグマの壁を実証的に明らかにすることが目的である。そこで援助者と利用者に対してインタビュー調査を実施した。その研究成果は、主に2つである。ひとつは、制度利用による利用者自身のスティグマの増幅であった。これは特に生活保護の利用者にみられた。もうひとつは、地域や世間から制度利用者にむけられる負のまなざしに対して利用者自身がスティグマを感受していたことであった。本研究は生活困窮者自立支援制度、生活保護制度、福祉的貨幣貸付制度(以下、生活困窮対策)などを利用する人々のスティグマの実態と、それらが制度にどのような影響を及ぼしているのかなど「スティグマの壁」を実証的に明らかにすることである。そこで本年度は生活困窮対策を実施する相談機関・施設の担い手を対象にスティグマの実態に対するインタビュー調査を実施した。本年度の調査研究を整理すれば以下、3点である。第1に、これまでの先行研究や最新の研究成果からスティグマに関する課題の抽出・検討ならびにインタビューガイドなどの作成・検討を実施した。第2に、生活困窮対策を実施する相談機関・施設の担い手を対象としたスティグマの実態に関するインタビュー調査を実施した。第3にインタビュー調査で得られたデータの整理・分析などの実施である(現在、分析継続中)。これらの中で特に、インタビュー調査は、北海道・東北、関東地方、九州・沖縄地方の生活困窮者自立支援関連機関の相談員、福祉事務所のケースワーカー、社会福祉協議会の生活福祉資金等貸付担当者などに対して実施した。これらの結果、現在、データ分析中であるが、生活困窮対策を実施する担い手側も日々の業務の中や相談援助過程においてスティグマの存在を認識しており、相談援助関係・過程には少なからずスティグマの影響があると考えられる。そして担い手側の立場から、利用者が少なからずスティグマを感受している面が見られることが明らかとなった。これらは生活困窮対策に関する制度実施や相談援助の展開過程に対してスティグマが大きく影響を与えていることを示していると考えられる。これらのことから生活困窮対策の担い手側の立場から利用者が感受するスティグマの実態解明と、利用者、制度、担い手らに見られる「スティグマの壁」を解明する多くの知見を得ることができると考えられる。研究計画(交付申請書)の「研究の目的」及び「実施計画」では、本年度は生活困窮対策の相談機関・施設の担い手に対してスティグマの実態に関するインタビュー調査などを実施する計画となっていた。これらに対して本年度は、インタビューガイドの作成ならびに調査調整・アレンジメント、インタビュー調査の実施など、概ね計画どおりに実施することができた。そして現在進行中のインタビュー調査によって得られたデータの分析作業も順調に進展している。また既に次年度にむけたインタビュー調査調整・アレンジメントなども概ね順調に進展している。なお、本年度は研究体制も整っており、効果的に調査研究を進めることができ同時に、不測の事態への対応も可能な状態となっている。そこで本年度は生活困窮対策を利用する当事者を対象にスティグマの実態についてインタビュー調査を実施した。第2に、生活困窮対策を利用する当事者を対象としたスティグマの実態に関するインタビュー調査を実施した(インタビュー調査は、北海道・東北、九州・沖縄地方の生活困窮対策を利用する当事者に実施した)。第4に、前年度調査実施した生活困窮対策を実施する担い手側のインタビュー調査結果のさらなる分析等を実施した。これらの結果、現在、データ分析中であるが、当事者へのインタビュー調査から3つの知見が得られている。第1に、制度利用者は、地域や世間、生活困窮対策の担い手等からのまなざしを気にしており、スティグマを感受していた。第2に、スティグマによって制度利用者自身が自らの生活や言動に対して自尊心を失い、抑制的であった。第3に、特に生活保護受給者に見られたが家族や友人関係からの孤立化が自らのスティグマ感を増幅させていたと考えられる。これらのことから制度利用者の立場から利用者が感受するスティグマの実態解明と、利用者と制度に見られる「スティグマの壁」を解明する知見を得ることができたと考えている。研究計画(交付申請書)の「研究の目的」及び「実施計画」では、本年度は生活困窮対策を利用する当事者に対してインタビュー調査などを実施する計画となっていた。これらに対して本年度は、インタビューガイドの作成ならびに実施など、概ね計画どおりに実施することができた。そして現在、進行中のインタビュー調査によって得られたデータの分析作業も順調に進展している。また次年度にむけて調査結果のデータを確定させ統計分析を実施する。その際、テキストマイニング分析等の計量化も試みながら分析を行う。

本研究は生活困窮者自立支援制度、生活保護制度、福祉的貨幣貸付制度(以下、生活困窮対策)などを利用する人々のスティグマの実態と、それらが制度にどのような影響を及ぼしているのかなど「スティグマの壁」を実証的に明らかにすることが目的である。そこで平成27年度に生活困窮対策の相談機関・施設の援助者(担い手)を対象にスティグマの実態に関するインタビュー調査をおこなった。インタビュー調査は、北海道・東北、関東地方、九州・沖縄地方の生活困窮者自立支援関連機関の相談員、福祉事務所のケースワーカー、社会福祉協議会の生活福祉資金等貸付担当者などに対して実施した。平成28年度には生活困窮対策の利用者(当事者)を対象にスティグマに関するインタビュー調査をおこなった。インタビュー調査は北海道・東北、九州・沖縄地方で生活困窮者自立支援関連や生活保護等を利用する人々を対象(当事者)に実施した。なお平成29年度においても利用者(当事者)のインタビュー調査を追加で実施した。その研究成果は、主に4つである。第1は、生活困窮対策の援助者(担い手)は、日々の相談支援の場(場面)で利用者が抱えるスティグマの存在を少なからず認識していた。第2に、生活困窮対策の利用者は、地域や世間、生活困窮対策の担い手等からのまなざしを気にしており、スティグマを感受していた。第3に、生活困窮対策の利用者は、制度利用する際にスティグマによって自ら自尊心を失い、考え方や行動などに抑制的な点がみられた。第4に、特に生活保護利用者に見られたが、家族や友人関係からの孤立化が自らのスティグマ感を増幅させていたと考えられた。なお今後、本研究の研究成果は順次、学術論文等で公表していく予定である。本研究は生活困窮者自立支援制度、生活保護制度、福祉的貨幣貸付制度(以下、生活困窮対策)などを利用する人々のスティグマの実態と、それらが制度にどのような影響を及ぼしているのかなどスティグマの壁を実証的に明らかにすることが目的である。そこで援助者と利用者に対してインタビュー調査を実施した。その研究成果は、主に2つである。ひとつは、制度利用による利用者自身のスティグマの増幅であった。これは特に生活保護の利用者にみられた。もうひとつは、地域や世間から制度利用者にむけられる負のまなざしに対して利用者自身がスティグマを感受していたことであった。平成28年度の調査研究進捗方策は、研究計画(交付申請書)の「研究の目的」及び「実施計画」に沿って実施される。それは第1に、前年度までの研究成果と最新の研究成果から、生活困窮する人々のスティグマに関する課題の抽出・検討ならびにインタビューガイドの作成・検討、調査日程の調整などを実施する。第2に、生活困窮する人々におけるスティグマの実態を明らかにするために当事者(制度利用者)を対象としたインタビュー調査を実施する。第3に、前年度の調査結果である研究成果を学術学会や研究会などで報告し、学術的交流と本研究へのフィードバックを得ていく予定である。
ヒストン脱メチル化酵素のタンパク質翻訳後修飾を基盤としたエネルギー消費機構の解明

本研究では、β-アドレナリンシグナルを感知したヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aが、熱産生遺伝子のH3K9脱メチル化を引き起こすことで、脂肪細胞のベージュ化を誘導することを解明した。(1)褐色脂肪組織での熱産生にH3K9脱メチル化が必要なのか?寒冷刺激(4度、6時間)を与えたマウスの褐色脂肪組織では、UCP1の遺伝子およびタンパク質発現が増加するが、Ucp1遺伝子領域のH3K9me2レベルは非常に低いままで、寒冷の有無で変化は見られなかった。すなわち、褐色脂肪組織での熱産生にはH3K9脱メチル化は関与しないことを証明した。(2)白色脂肪組織のベージュ化による熱産生にJMJD1AによるH3K9脱メチル化が必要なのか?JMJD1A-S265A-KIマウスに長期寒冷刺激(4度、1週間)を与えた白色脂肪組織では、UCP1の遺伝子およびタンパク質発現が野生型マウスと比較して抑制されていた。その原因として、JMJD1A-S265A-KIマウスでは、寒冷刺激(β-アドレナリンシグナル)をJMJD1AがS265のリン酸化によって感知できず、標的遺伝子にJMJD1Aがリクルートされるのが妨げられていることを、JMJD1A-ChIPアッセイによって明らかにした。また、これに伴って、熱産生遺伝子のH3K9脱メチル化も抑制されていることをH3K9me2-ChIPアッセイによって証明した。以上をまとめ、最終的に、「Histone demethylase JMJD1A coordinates acute and chronic adaptation to coldstressvia thermogenic phospho-switch」というタイトルでNaure Communications誌にアクセプトされた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。始めにJMJD1A-Ser265のアラニン変異体ノックイン(KI/KI)マウスの表現型解析を行った。KI/KIマウスは、JMJD1Aノックアウトマウスと同様に、寒冷環境下では低体温になることが示された。白色脂肪細胞の褐色脂肪細胞らしさの獲得にJMJD1A-Ser265のリン酸化が関与するか否かを明らかにするために、長期寒冷刺激を与えたKI/KIマウスの白色脂肪脂肪組織を解析した。その結果、KI/KIマウスの白色脂肪組織では、ベージュ化関連遺伝子の発現誘導が抑制されていることが明らかになった。ベージュ脂肪細胞を用いて、共免疫沈降を行ったところ、JMJD1AはSer265のリン酸化依存的にPRARγと結合するばかりでなく、PRDM16およびその結合タンパク質であるPGC1αと複合体を形成することが明らかになった。また、ベージュ化誘導に必要な長期寒冷刺激はJMJD1A-Ser265のリン酸化を持続させるため、リン酸化依存的なJMJD1Aの標的遺伝子への局在も安定化する。そこで、JMJD1Aが標的遺伝子上に長期局在できるために、JMJD1AによるH3K9脱メチル化反応が進み、ベージュ化関連遺伝子の転写をONにし続けるのではないかと仮定した。そこで、H3K9me2抗体を用いたChIP-qPCRを行ったところ、白色脂肪細胞のベージュ化が誘導される過程でベージュ化関連遺伝子のH3K9me2レベルが次第に減少することが明らかになった。加えて、S265A-JMJD1Aベージュ脂肪細胞では、ベージュ化関連遺伝子の発現誘導が抑制されることと相関し、H3K9me2レベルも高値を示した。これより、長期寒冷刺激は、JMJD1A-Ser265のリン酸化(step 1)およびベージュ化関連遺伝子の脱メチル化(step 2)を介して、エピジェネティックメモリーとして記録されることを明らかにした。本申請1年目で、1)長期寒冷刺激がJMJD1A-Ser265のリン酸化を介してJMJD1A-PPARγ-PRDM16複合体を形成する。2)持続したJMJD1A-Ser265のリン酸化はベージュ化関連遺伝子の発現を誘導する。3)リン酸化JMJD1Aの標的遺伝子への局在とH3K9脱メチル化はベージュ化誘導に必須である。4)個体レベルでJMJD1A-S265Aはベージュ化の抑制とインスリン感受性の低下をもたらすことを明らかにし、現在、論文を投稿中であるため。

その原因として、JMJD1A-S265A-KIマウスでは、寒冷刺激(β-アドレナリンシグナル)をJMJD1AがS265のリン酸化によって感知できず、標的遺伝子にJMJD1Aがリクルートされるのが妨げられていることを、JMJD1A-ChIPアッセイによって明らかにした。また、これに伴って、熱産生遺伝子のH3K9脱メチル化も抑制されていることをH3K9me2-ChIPアッセイによって証明した。以上をまとめ、最終的に、「Histone demethylase JMJD1A coordinates acute and chronic adaptation to coldstressvia thermogenic phospho-switch」というタイトルでNaure Communications誌にアクセプトされた。タンパク質複合体を包括的に同定できるプロテオミクス解析技術の確立に関しては、始めに、マウス不死化褐色脂肪細胞にFlagタグを付与したヒトJMJD1A(Flag-hJMJD1A野生型あるいはS265A変異体)を過剰発現させた細胞を作製した。これら細胞を用いて、ヒトJMJD1Aタンパク質複合体のタンデムアフィニティー精製とショットガンプロテオミクス解析を行い、JMJD1A-Ser265リン酸化依存的に結合する脱リン酸化酵素を同定している。この脱リン酸化酵素の阻害が、JMJD1A-Ser265のリン酸化を維持し、ベージュ化誘導を促進させるか否か明らかにすることは次年度の研究課題とする。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
言語表現の心理物理学的分析-擬音語・擬態語の多次元感覚尺度解析-

擬音・擬態表現はコトバによる感覚量の表現ともいえ、特異な内的感覚尺度を有している。擬音・擬態語は感覚の量や質を表現するマグニチュード表現が多く認められ、それらはプロセティック連続体及びメタセティック連続体上に位置づけられると思われる。例えば、「キラキラ」と「ギラギラ」は主に感覚の程度(プロセティック連続体)と関係するのに対し、痛みを表わす擬態語「ズキズキ」と「チクチク」は主に痛み感覚の質的な差異(メタセティック連続体)を表わしている。本研究の目的は多くの擬音・擬態語をゆるやかな尺度の中でとらえて、多次元的な感覚(感情)尺度を与えようとするところにある。(1)手続き-469語の擬音・擬態語を収集し、290名(男100人、女190人)の被験者から連想反応をとり、その全反応語(13万6千語)から連想順位表を作製した。さらに、469語×13万6千語の巨大マトリックス(頻数をデータとする)を入力データとして、刺激語に基づく主成分分析を行なった。また、析出された因子に基づき特定語群についてMDSによる尺度化を行なった。(2)結果-469語×290名×13万6千語のデータをデータベース化し、(【i】)反応語に基づく連想順位表と(【ii】)刺激語に基づく逆検索表を作った。それに基づき、主成分分析した結果810個のクラスタが析出され、擬音・擬態語の大枠の潜在構造が推定された。次に、各クラスタ内(痛み、明るさ,笑い,目の動き,など)の刺激語について別に100名前後の被験者を用いて多次元尺度分析(ALSCAL,INDSCAL法)にかけた結果、擬音・擬態語の表現の多次元的な尺度空間及び空間座標が明らかにされた。
非断熱位相制御を用いた量子駆動理論

(2)形式的摂動展開法にもとづき多重準位交差における非断熱遷移での生き残り確率を与える厳密解を求めた。これをフォノンやスピン系からなる多自由度環境系中の準位交差に適用し、様々な具体例について非断熱遷移確率の表式を求めた。(3)振動外場によって駆動される量子系のコヒーレントダイナミクスにおいて、coherent destruction of tunneling(CDT)とよばれる2準位系での現象と、dynamic localization(DL)とよばれる1次元鎖での現象が知られていたが、その内的な関係を明らかにした。その際、Lie代数的手法により、2準位系のダイナミクスを1次元系のダイナミクスに射影する理論的枠組みを与えた。これにより、CDTとDLがどちらも複数の準位交差間での位相干渉効果による動的局在現象としてとらえることができることを明らかにした。この手法を拡張すれば、1次元系に限らず任意の次元で、結晶中のブロッホ電子のダイナミクスをSU(2)モデルから理解することができる。(4)本来、原子・分子の非弾性散乱を記述する目的で提案されたLandau-Zenerのモデルが、ナノ物理の進展により、外場による電子状態の駆動原理の立場から再評価されている。これをふまえ、最近のLandau-Zener公式を巡る研究をレビューし、問題点の整理と今後の展望を与えた。(1)振動外場中の半導体ドレストバンドの理論非共鳴の赤外強レーザー場中に置かれた半導体のバンド変調(ドレストバンド)の理論を完成した。振動外場による摂動を厳密に取り込み、Floquet理論とBloch理論を融合させてLCAO計算をすることでドレストバンド(Floquetの擬固有エネルギー)およびプローブ光に対する誘導透過、吸収スペクトルの計算ができる。数値計算の結果、GaAs薄膜結晶に対する実験データを、定量的にもよく再現することに成功した。LC回路と結合したジョセブソン量子ビットにおけるLandau-Zener遷移の確率を求めた。形式的摂動展開法により遷移確率の厳密解を求めることに成功した。(3)外部自由度(熱浴)と接触した量子ビットのLandau-Zener遷移の理論フォノンやスピン系からなる外部自由度(量子熱浴)による摂動を受けっつ、外場により準位交差を行う量子ビット(2準位系)の非断熱遷移を調べた。解析手法は、非対角相互作用に関する無限次までの形式的摂動展開であり、これは本研究代表者が20年以上前に発見した手法である。密度行列の対角成分との結合があるモデル(longitudinal coupling)では、絶対零度で基底状態から出発した時、準位交差後の初期状態への生き残り確率は厳密にLandau-Zener公式で与えられ、外部自由度との相互作用の影響は受けないことを見出した。また、非対角項に結合があるモデル(transverse coupling)でも、その効果を取り込んだ生き残り確率の厳密解を得た。(4)非断熱位相干渉を用いた量子ビット操作法の提案さまざまな起源をもつ揺らぎ中での量子ビット操作では、揺らぎによるデコヒーレンスや誤差をいかに押さえ込むかが量子コンピュータ実現の鍵となる。われわれは、2回のLandau-Zener準位交差を1回の断熱的通過でつなぐことにより、揺らぎによる誤差を軽減する手法を考案した。これを用いたゲート操作の数値計算を行い、設計どおり遅い時定数をもつ揺らぎにたいしてrobustであることを確認した。(1)多重準位交差における非断熱遷移での生き残り確率の厳密解を求めた。これをフォノンやスピン系からなる熱浴との相互作用に適用し、生き残り確率を、様々な具体例について求めた。ここで用いられた手法は、本研究者により以前に見出されていた特殊な変数変換によるものであり、この方法の有効性が確認できた。(3)外場によって駆勲される量子系のコヒーレントダイナミックスで、coherept destruction of tunnelingとよばれる2準位系の現象と、dynamic localizationとよばれる1次元系の現象があるが、その関係を明らかにした。この際、Lie代数的手法により、2準位系(量子ビット)のダイ才

ミソクろを、1次元系のダイナミックスに射影する理論的枠組みを与えた。また、どちらも複数の準位交差間での位相干渉効果による動的局在現象としてらえることができることを明らかにした。この手法により、結晶格子中でおきるブロッホ電子の様々なコヒーレントダイナミックスを、2準位糸(量子ビット)のダイナミックスの類推から解釈できることが明らかになった。(4)ナノ物理の発展にともなうLandau-Zener公式をめぐる最近の理論的および実験的進展についてレビュー論文を執筆し、問題点の整理を行うとともに今後の展望を与えた。