hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
双曲結び目の非双曲Dehn手術に関する研究

本研究では、非双曲Dehn手術のうち、Seifert手術-Seifert多様体を生成する手術-に焦点を絞り、Seifert手術がどのように生じるのか、その"発生のしくみ"を明らかにすることを目標に研究を進めてきた。ある結び目のDehn手術でSeifert多様体が生じた際、"なぜ"その結び目がSeifert手術を許容しているのか、その発生の原因をSeifert Surgery Networkとよばれるネットワークを導入することにより、Seifert手術の遺伝性という新たな視点で捉えることが可能となった。3次元球面内の結び目Kに対し、その管状近傍Vをいったん取り除き、再び別な方法でVを貼り合わせる操作を結び目K上のDehn手術と呼ぶ。Moserはトーラス結び目上のDehn手術を分類し、Dehn手術でレンズ空間、Seifertファイバー空間を生み出す結び目はトーラス結び目に限るだろうという予想を提出した。その後、Fintushel-Sternによる例をはじめlens空間やSeifertファイバー空間を生み出す双曲結び目上のDehn手術の例が多数発見された。トーラス結び目のDehn手術でレンズ空間やSeifertファイバー空間が生じる様子は、トーラス結び目の外部がSeifertファイブレーションをもつので、Dehn手術でそのSeifertファイブレーションがどのように拡張されるかを見ることによって自然な説明が可能である。それでは、双曲結び目のDehn手術でSeifertファイバー空間が生じる現象はどのように説明されるのだろうか?本研究ではSeifert手術を個別に調べるのではなく、Seifert手術全体の集合を考え、それらが構成するネットワークを通じて、Seifert手術間の相互の関係に着目し、Seifert手術を大域的に理解することを目標にしている。3次元球面内の結び目Kと整数mの組に対して、Kをm-手術して得られた多様体がSeifertファイバー空間のとき、組(K, m)をSeifert surgeryと呼ぶ。また、Seifert surgery (K, m)に対し、次の性質をみたす結び目cをSeifert surgery (K, m)のseiferterと呼ぶ。(1)cはS^3内の自明な結び目、(2)cは手術後のSeifertファイバー空間内のあるSeifertファイブレーションに関してファイバーになる。2つのSeifert surgeryがあるseiferterのtwistでうつりあうとき、それらを辺でつなぐことによってSeifert surgeryからなるネットワークを構成することができる。ネットワークとしてSeifert手術を研究していくという枠組みでは、双曲結び目K上のSeifert surgery(K, m)からトーラス結び目T上のSeifert surgery (T, m')へのネットワーク内での道を見つけることができればこの道をたどることによりSeifert surgery (K, m)に対する自然な説明が得られることになる。これまでの研究でネットワークの基本的な構造が解明されており、さらに結び目Kが双曲結び目のときSeifert surgery (K, m)とseiferter cが定める1次元格子においては有限個のSeifert surgeryを除き、cが結び目補空間の双曲構造に関する最短測地線になるという興味深い事実を証明することができた。現在、Seifert surgeryのネットワークの中で、特にlens surgeryからなる部分ネットワークについて詳しく調べ、その全体像が明らかになりつつある。今後も、ネットワークという新しい観点からSeifert手術、lens手術をとらえ、その全体像の解明を目指して研究を進めていく。Thurstonは双曲Dehn手術理論により、もとの結び目が双曲結び目の揚合、有限個の手術(非双曲Dehn手術)を除きDehn手術後も双曲構造をもっことを示した。本研究では非双曲Dehn手術のうち、Seifert多様体を生成する手術(Seifert手術)に焦点を絞り、Seifert手術がどのように生じるのか、その"自然な"説明を与えることを最終目標に研究をすすめた。Seifert手術を考察するためにはSeifertファイブレーションを解析する新しい視点、手法が必要となる。ここではDehn手術によって得られるSeifert多様体のSeifertファイバーがどのように生じるかという点に着目しseiferterという概念を導入した。またseiferterを用いてSeifert手術全体からなるネットワーク"Seifert Surgery Network"を構築した。Seifert Surgery Networkを考えることにより、これまで個別にしか捉えることのできなかったSeifert手術たちを、それらの間の関係性から大域的に捉えることが可能になり、さらに、Seifert手術の典型例であるトーラス結び目上のSeifert手術との関係を記述することが可能となった。Seifert Surgery Networkという考え方はこれまでにはなかった新しい視点であり、Seifert手術を理解する上で非常に有効であることが期待される。これまでの研究で多くのSeifert手術のネットワーク内での位置がかなり明らかになってきた。今後の研究では、Seifert手術全体の"地図"をつくることを目指して、さらに研究を進めていきたい。同時に、Seifert Surgery Networkの基本的な性質について、3次元多様体の幾何構造との関連で調べていきたいと考えている。

Seifert Surgery Networkの研究における究極の問題は、そのネットワークの連結性であり、連結性が証明されればSeifert手術が完全に理解されたことになる。今後の研究ではSeifert Surgery Networkの連結性の証明を目標に、seiferterの生成、消滅のメカニズムについてより精密な事実を明らかにしていきたい。Thurstonは双曲Dehn手術理論により、もとの結び目が双曲結び目の場合、有限個の手術(非双曲Dehn手術)を除きDehn手術後も双曲構造をもつことを示した。本研究では非双曲Dehn手術のうち、Seifert多様体を生成する手術(Seifert手術)に焦点を絞り、Seifert手術がどのように生じるのか、その"自然な"説明を与えることを最終目標に研究をすすめた。特に本研究では、Seifert手術に対して"seiferter"という概念を導入し、seiferterを用いてSeifert手術全体からなるネットワーク"Seifert Surgery Network"を構築し、ネットワークの一般論を展開し、その大域的性質として以下のような事実を証明した。(1)ネットワークが1次元格子(S-lattice)が組み合わさった構造をもっている。(2)どの二つのS-latticeも高々有限個の頂点でしか交わらない。(3)ネットワークが樹(tree)ではなく、無限個のサイクルを含んでいる。(4)自明な結び目のSeifert手術のまわりで局所有限でない。さらに、Seifert Surgery Networkを考えることにより、これまで個別にしか捉えることのできなかったSeifert手術たちを、それらの間の関係性から大域的に捉えることが可能になり、これまでに知られている多くの例を、Seifert手術の典型例であるトーラス結び目上のSeifert手術との関連で記述することに成功した。トーラス結び目のSeifert手術はトーラス結び目の補空間のSeifertファイブレーションの拡張という観点から自然な説明がつくことが知られている。それでは、双曲結び目のSeifert手術はどのように生じるのだろうか。本研究では、これまでの研究で得られたネットワークという視点から双曲結び目に対するSeifert手術の発生のメカニズムの解明を目標に研究を進めた。
デデリ洞窟発掘:シリア・アフリン地溝帯における古人類学的調査

デデリ-エ洞窟調査本調査は、西アジア、シリアの北西部、シリア第2の都市アレッポの北西部約40kmにある「デデリ-エ」(Dederiyeh)洞窟において、ネアンデルタ-ル人類から現生人類にいたる進化プロセスを解明することを目的としている。日本とシリア両国の研究者による共同調査であり、組織は赤澤威を研究代表者として、先史学、自然人類学、自然地理学・動物考古学を専門とする、日本人研究者4名、海外研究者4名で構成されている。調査は、1989年度よりまず3年間の予定で開始され、その第一年次調査において、当調査研究の目的に不可欠のネアンデルタ-ル人類化石が発見されるという好運に恵まれた。最終年度にあたる本年は、過去2シ-ズンの現地発掘調査において入手した発見物と関連する数々の調査記録類を整理、研究、調査報告書を出版するための準備作業を実施した。最終年度の調査研究平成元・2年度の野外活動で入手した標本・試料資料分析研究のためそのすべてをシリア政府より借用中である。今年度は、その標本・資料を各研究分担者のもとで研究・分析するとともに、一部標本について年代測定、人骨標本についてはそのすべてにつきレプリカ作成を実施した。各標本・資料の研究実績は下記の通りである。1.人骨:担当者百々幸雄(札幌医科大学)平成元・2年度の野外調査で100点以上の人骨片が発見され、その予備的研究でネアンデルタ-ル人骨が多数含まれていることが判明した。今年度はさらにすべての人骨片につき同定を試み、ネアンデルタ-ル人骨については他遺跡で発見されている標本との比較形態学的研究を通して、その時代的、地理的変異を検討し記載した。2.旧石器:担当者赤澤威(東京大学);阿部祥人(慶応大学);大沼克彦(国士館大学)平成元・2年度の野外調査で発見された約3000点のレバント・ムステリアン・タイプの石器について、形態学的記載とともに、他の標本との比較を通して当遺跡の中期旧石器文化の時代的・地理的変異を明らかにした。3.土壌サンプル:担当者南川雅男(三菱化成生命科学研究所)洞窟とその周辺で採取した土壌サンプルについて、アイソト-プ分析、粒度分析を行い、その結果をもって洞窟堆積物の成因、洞窟周辺の古地理・古環境を検討した。4.年代測定:担当者赤澤威発見された人骨および動物化石の一部を試料としてAMS年代測定を行い、人骨の生息年代を推定する。この結果により、人骨がネアンデルタ-ル人あるかどうかについて最終的結論を得る。東京大学・名古屋大学タンデム加速器による測定を依頼中である。5.人骨レプリカ作成:担当百々幸雄今回発見されたネアンデルタ-ル人骨はシリアでは初めての発見例であり、平成4年度にはシリア政府に返却することが義務づけられている。しかし、これだけ多数の資料の研究を今年度内に完結させることは困難である。そこで、すべての人骨について精巧なレプリカを作成し、その恒久的保全措置を講じた。研究の結果発見された多数の人骨破片が形態学的にネアンデルタ-ル人的特徴を示し、かつ一緒に発見された石器も当地域の中期旧石器、レバント・ムステリアンと同様の特徴を示し、以上から当人骨はシリアにおいても最初のネアンデルタ-ル人の発見となり、かつ死海地溝北端部におけるネアンデルタ-ル人の存在を裏付ける最初の具体例であることが確定した。この発見はシリアにかぎらず、関連する学界に新知見を提示したことになる。以上の記録をもって調査研究報告書を刊行する予定であるが、その基本的構成は以下のようになる。1)デデリ洞窟ネアンデルタ-ル人とその文化の遺跡内変異(intersite variability)3)アフリン地溝の過去10万年の生態条件(気候・地形・地理)の変動4)ネアンデルタ-ル人類の進化プロセスに関する仮説モデルの構築デデリ-エ洞窟調査本調査は、西アジア、シリアの北西部、シリア第2の都市アレッポの北西部約40kmにある「デデリ-エ」(Dederiyeh)洞窟において、ネアンデルタ-ル人類から現生人類にいたる進化プロセスを解明することを目的としている。

今年度はさらにすべての人骨片につき同定を試み、ネアンデルタ-ル人骨については他遺跡で発見されている標本との比較形態学的研究を通して、その時代的、地理的変異を検討し記載した。2.旧石器:担当者赤澤威(東京大学);阿部祥人(慶応大学);大沼克彦(国士館大学)平成元・2年度の野外調査で発見された約3000点のレバント・ムステリアン・タイプの石器について、形態学的記載とともに、他の標本との比較を通して当遺跡の中期旧石器文化の時代的・地理的変異を明らかにした。3.土壌サンプル:担当者南川雅男(三菱化成生命科学研究所)洞窟とその周辺で採取した土壌サンプルについて、アイソト-プ分析、粒度分析を行い、その結果をもって洞窟堆積物の成因、洞窟周辺の古地理・古環境を検討した。4.年代測定:担当者赤澤威発見された人骨および動物化石の一部を試料としてAMS年代測定を行い、人骨の生息年代を推定する。この結果により、人骨がネアンデルタ-ル人あるかどうかについて最終的結論を得る。東京大学・名古屋大学タンデム加速器による測定を依頼中である。5.人骨レプリカ作成:担当百々幸雄今回発見されたネアンデルタ-ル人骨はシリアでは初めての発見例であり、平成4年度にはシリア政府に返却することが義務づけられている。しかし、これだけ多数の資料の研究を今年度内に完結させることは困難である。そこで、すべての人骨について精巧なレプリカを作成し、その恒久的保全措置を講じた。研究の結果発見された多数の人骨破片が形態学的にネアンデルタ-ル人的特徴を示し、かつ一緒に発見された石器も当地域の中期旧石器、レバント・ムステリアンと同様の特徴を示し、以上から当人骨はシリアにおいても最初のネアンデルタ-ル人の発見となり、かつ死海地溝北端部におけるネアンデルタ-ル人の存在を裏付ける最初の具体例であることが確定した。この発見はシリアにかぎらず、関連する学界に新知見を提示したことになる。以上の記録をもって調査研究報告書を刊行する予定であるが、その基本的構成は以下のようになる。1)デデリ洞窟ネアンデルタ-ル人とその文化の遺跡内変異(intersite variability)3)アフリン地溝の過去10万年の生態条件(気候・地形・地理)の変動4)ネアンデルタ-ル人類の進化プロセスに関する仮説モデルの構築平成2年度の研究(調査)成果のうち、特筆すべきは次の2点である。1.ネアンデルタ-ル人骨の発掘当人骨は、そのサイズから生後約3ヶ月の幼児の左上腕骨である。このような幼児骨の場合、その形態学的特徴からネアンデルタ-ル人と同定することは不可能である。しかし、当人骨は西アジア地域のネアンデルタ-ル人が製作したレバント・ムステリアンと総称される中期旧石器と一緒に発見されたという事実から、ネアンデルタ-ル人の幼児骨であると想定される。この発見は、シリアにおけるネアンデルタ-ル人の生息を、人骨の側から裏付ける最初の証拠となった。2.レバント・ムステリアン石器の発見上記人骨とともに、西アジアネアンデルタ-ル人類が考案した固有の旧石器レバント・ムステリアン石器が発見された。すなわち,ネアンデルタ-ル人骨と彼らの生活行動を具体的に示す石器とが、シリアにおいて初めて一緒に発見されたことになる。
オジギソウ搭載型植物機能利用スマートマシーン創発

電力に依拠した既存の機械システムに代わる、クリーンで安全かつ高効率なデバイスとしてこれまで代表者は、化学エネルギーのみで多彩で高効率な生物機能に着目し、これと人工物を融合した新機能デバイスを開発してきたが、動物の複雑な組織切片の機能維持やデバイス搭載は難しく、倫理的問題もあった。そこで、本研究では、切片の生育が容易で倫理的な問題も少ない植物であるオジギソウの機械・光・熱刺激等によるマルチセンシング・情報伝達・運動機能に着目し、それらのデバイス集積化による流体制御デバイス・ロボット・発電機といったスマート(多機能)デバイスを創成する。
タイヒミュラー空間の解析及び一次変換の幾何

平成11-12年度に行った研究は,次の三つの分野に大きく分けることが出来る:1.角度変数と一次変換の幾何の関係を調べる.2.タイヒミュラーモジュラー群(写像類群)を角度変数で表現する.3.リーマン面上の単純分割閉曲線の性質を解析的に特徴付ける.タイヒミュラー空間を大域実解析的に簡明に表現するために,私は角度変数を新たに導入した.そして,角度変数のみによるタイヒミュラー空間の変数空間は解析しやすい集合であることを,代表的なタイヒミュラー空間の場合に示していた.穴あきトーラスを表現するフックス群等の生成元やこれらの積にたいし,軸の配置は非常に高い「対象性」を持つことが分かった.このような一次変換の幾何とトレースや角度変数の関係を,一次変換の平方根や双曲幾何を用いて調べた.この考察から,角度変数の関係式や情報が多く得られた.このような情報から,タイヒミュラーモジュラー群を角度変数のみで表示することを目指し,次の考察を行った:(1)タイヒミュラーモジュラー群を表示する角度変数と長さ変数の関係を調べる.(2)このような群で計算が容易な場合に,具体的に角度変数で表示する.(3)一般の場合の群表示を容易にする角度変数をどのように(帰納的に)とれば良いかを調べる.特に,穴あきトーラスと種数2の閉曲面に関するタイヒミュラーモジュラー群の場合に,角度変数での表示を考察した.さらに,リーマン面S上の単純閉曲線Lが分割していることを,Sを表現するフックス群Gの特殊線形群SL(2,C)への持ち上げを用いて特徴付けた.例えば,Sが種数p(pは1より大きいとする)の閉リーマン面の場合には,次の主張になる:Gの持ち上げの個数は2の2p乗となる.Lに対応するGの一つの元をgとする.このとき,Lが分割しているための必要十分条件は,Gの任意の持ち上げにたいして,gを持ち上げた行列のトレースがいつでも負になることである。平成11年度に行った研究は、次の三つの分野に分けることが出来る:1、タイヒミュラー空間を長さ変数と角度変数で特徴付ける。2、一次変換の幾何的な性質を調べる。3、リーマン面上の閉曲線の性質を解析的に特徴付ける。タイヒミュラー空間は大域実解析多様体となり、標識付きリーマン面上の閉曲線の長さや交角で記述されている。奥村は角度変数を新たに導入し、代表的なタイヒミュラー空間の場合に角度変数のみによる変数空間は解析しやすい集合であることを示していた。今年度は、基本的なタイヒミユラーモジュラー群を角度変数のみで表示することを試み、長さ変数による表示との関係、一般の群の表示を容易にする角度変数をどのように採れば良いかを考察した。また、タイヒミユラー空間論・離散群論の専門家であるKra教授(アメリカ・ニューヨーク州立大学)が参加する研究集会を静岡大学等で開催し、研究連絡を行った。さらに、単位円板に作用する一次変換の幾何をその平方根やトレースで特徴付けることから、リーマン面S上の単純閉曲線Lが分割していることを、Sを表現するフックス群Gの行列群への持ち上げを用いて特徴付けた。

例えば、Sが種数p(pは2以上とする)の閉リーマン面の場合には、次の主張になる:Lに対応するGの一つの元をgとする。このとき、Lが分割しているための必要十分条件は、Gの任意の持ち上げ(2の2p乗個ある)にたいして、gを持ち上げた行列のトレースがいつでも負となることである。この結果の一部については、1999年8月のISAAC国際会議で講演し、投稿準備中てある。平成12年度に行った研究は,次の二つに大きく分けることが出来る:(1)角度変数と一次変換の幾何の関係を調べる.(2)タイヒミュラーモジュラー群(写像類群)を角度変数で表現する.タイヒミュラー空間を大域実解析的に簡明に表現するために,奥村は角度変数を新たに導入した.そして,角度変数のみによるタイヒミュラー空間の変数空間は解析しやすい集合であることを,代表的なタイヒミュラー空間の場合に示していた.穴あきトーラスを表現するフックス群等の生成元やこれらの積にたいし,軸の配置は非常に高い「対象性」を持つことが分かった.このような一次変換の幾何とトレースや角度変数の関係について,双曲幾何を用いて調べた.この考察から,角度変数の関係式や情報が多く得られた.このような情報から,タイヒミュラーモジュラー群を角度変数のみで表示することを目指し,次の考察を行った:・タイヒミュラーモジュラー群を表示する角度変数と長さ変数の関係を調べる.・タイヒミュラーモジュラー群を,具体的に計算が容易な場合に角度変数で表示する.・一般のタイヒミュラーモジュラー群の表示を容易にする角度変数をどのように(帰納的に)とれば良いかを調べる.特に,穴あきトーラスと種数2の閉曲面に関するタイヒミュラーモジュラー群の場合に,角度変数での表示を考察した.平成12年度には,射影構造に関する研究集会や数論的クライン群と低次元トポロジーに関する研究集会を静岡大学で開催し,結び目等の低次元トポロジーへの関連についての研究連絡を行った.
LPG－水素製造システム開発を指向した新規ナノ構造触媒調製法の開発

1.Ni系触媒のCH_4熱分解反応と析出炭素の酸化的除去2.銅触媒上のCOシフト反応の活性サイトの解明Cu-Al_2O_3,Cu-ZnO,Cu-CeO_2触媒を使って,銅触媒のCOシフト反応の活性サイトについて検討した.銅触媒上のCO吸着挙動をIRで観察したところ,Cu-CeO_2触媒では特異的に金属銅に吸着したCOのバンド強度は低下し,CeO_2上に形成したbidentate型carbonateの吸収強度が増大した.これらIRバンドの吸収強度の変化は一次の反応速度式で整理され,各々の速度定数が一致したことから,金属銅上に吸着したCOがCeO_2上でcarbonateに変化することが示唆された.この結果と昨年度に示された活性の低い触媒には強い塩基点(CO_2流通下でbidentate型carbonateを形成するサイト)が多量に存在した結果から,強い塩基点上に形成する熱安定なbidentate型carbonateは触媒毒として働くと考えられた.このことに加えて,金属銅表面積当たりの活性が弱い塩基点量に比例する結果から,本反応における銅触媒の活性サイトは金属ー金属酸化物の界面であると結論した.(1)Ni系触媒のCH_4熱分解反応と析出炭素の酸化的除去では,触媒活性低下の原因となる析出炭素の除去について知見を得るために,種々の金属酸化物担体に担持したNi触媒のCH_4熱分解活性と析出炭素の酸化活性を調べ,還元性の金属酸化物を担体として用いたときに両反応に対して高い活性を示すことを見出した.この結果は水素製造反応を安定に操作するための基礎的な指針を提供すると考えられる.(2)銅触媒上のCOシフト反応の活性サイトの解明では,銅触媒の活性種は金属銅であると古くから考えられていたが,活性サイトは金属金属酸化物界面である可能性を見出した.また,多くの成果を公表することができた.1.新規触媒調製プロセスに基づく触媒調製法の確立銅触媒の前駆体として銅-アルミナ二元成分を含有するオキサラト錯体の調製条件,特に溶媒の効果について検討した.溶媒には,水,メタノール,エタノール,1-プロパノール,エチレングリコールを使用した.SEM,XRD結果が類似しているメタノール,エタノール,1-プロパノールを溶媒に使用した錯体のCuC_2O_4・nH_2Oの結晶子サイズがそれぞれの溶媒の粘性と直線的な相関を示すこと,また,触媒の金属銅表面積およびCOシフト活性の序列も溶媒の粘性の序列と一致することから,本触媒調製では溶媒の粘性が重要な因子の一つであるとがわかった.2.COシフト反応の検討銅触媒におけるCOシフト反応を制御する因子について銅を含有する二元成分触媒(Cu-MOx;M=Al, Fe, Zn, Ce)を用いて検討した.銅触媒の活性点として考えられている金属銅の表面積と活性との関係について調べたところ,同一の系での触媒活性は,傘属銅表面積の増加とともに直線的に増大した.しかし,共存する金属酸化物が異なるとき,その直線の傾きが異なることから,銅触媒の活性は金属銅表面積以外の別の因子にも影響されることが明らかとなった.そこで,触媒活性と触媒の塩基性との関係に着目した.CO_2-TPD測定から算出した弱い塩基点量を触媒の比表面積で規格化した値に対する金属銅表面積当たりの活性をプロットしたところ,弱い塩基点量の増加に伴い活性は増加することがわかった.しかし,強い塩基点をもつ触媒は,多量の弱い塩基点を持つにもかかわらず,低活性であったことから,強い塩基点はCOシフト活性を阻害すると推定した.このように触媒の塩基性もまたCu触媒のCOシフト活性を制御する因子の一つであることがわかった.1.Ni系触媒のCH_4熱分解反応と析出炭素の酸化的除去2.銅触媒上のCOシフト反応の活性サイトの解明Cu-Al_2O_3,Cu-ZnO,Cu-CeO_2触媒を使って,銅触媒のCOシフト反応の活性サイトについて検討した.銅触媒上のCO吸着挙動をIRで観察したところ,Cu-CeO_2触媒では特異的に金属銅に吸着したCOのバンド強度は低下し,CeO_2上に形成したbidentate型carbonateの吸収強度が増大した.これらIRバンドの吸収強度の変化は一次の反応速度式で整理され,各々の速度定数が一致したことから,金属銅上に吸着したCOがCeO_2上でcarbonateに変化することが示唆された.この結果と昨年度に示された活性の低い触媒には強い塩基点(CO_2流通下でbidentate型carbonateを形成するサイト)が多量に存在した結果から,強い塩基点上に形成する熱安定なbidentate型carbonateは触媒毒として働くと考えられた.このことに加えて,金属銅表面積当たりの活性が弱い塩基点量に比例する結果から,本反応における銅触媒の活性サイトは金属ー金属酸化物の界面であると結論した.1)新規触媒調製プロセスに基づく触媒調製法の確立では,ナノ金属銅触媒を得るために,組成比,溶媒などを変えて触媒を調製し,合成時に粘性の高い溶媒を使用して前駆体を合成することで金属銅を高分散に生成できることを見出した.(2)COシフト反応の検討では,触媒活性が金属銅表面積で制御されること,触媒の塩基性が銅触媒の触媒活性を制御する因子であることを見出した.

これら結果は今後の金属錯体から触媒を合成するプロセスにおいて基礎的な指針を提供すると考えられる.また,数多くの成果を公表することができた.(1)Ni系触媒のCH_4熱分解反応と析出炭素の酸化的除去では,触媒活性低下の原因となる析出炭素の除去について知見を得るために,種々の金属酸化物担体に担持したNi触媒のCH_4熱分解活性と析出炭素の酸化活性を調べ,還元性の金属酸化物を担体として用いたときに両反応に対して高い活性を示すことを見出した.この結果は水素製造反応を安定に操作するための基礎的な指針を提供すると考えられる.(2)銅触媒上のCOシフト反応の活性サイトの解明では,銅触媒の活性種は金属銅であると古くから考えられていたが,活性サイトは金属金属酸化物界面である可能性を見出した.また,多くの成果を公表することができた.COシフト反応用銅触媒について,活性制御因子の定量的な検討に取り組む.昨年度の結果から触媒表面に形成したカーボネート種が活性に関与する可能性が示唆されたので,このカーボネートの生成速度および触媒表面の被覆率と活性との関連を明らかにする.また,共存金属酸化物種が与える銅触媒の経時安定性への影響についても検討し,触媒劣化機構の解明を行う.Ni系改質触媒の検討についてはCu触媒の検討に多くの時間を費やしたため,当初予定した研究をすることができなかった.しかしながら,Cu触媒で得られた知見は,幅広い改質燃料への適応性を含めNi系触媒の活性点環境の制御に応用可能と考えられる.Cu触媒と並行して,高活性・安定性を有する触媒開発に取り組む.
大量カメラの観測情報の相互補完による高精度3次元形状復元

観測情報の不正確さに起因する3次元形状の獲得精度の低下という問題に対し,物体を多関節物体に限定することにより精度向上を図るアプローチ,および,多視点で観測された色情報を利用することにより精度向上を図るアプローチ,の2つのアプローチによって精度向上を図った.まず,多関節物体に限定することによるアプローチでは,多関節物体の各体節が剛体であるという知識を利用し,体節の剛体性に基づく確率モデルを利用することによって体節形状を高精度に獲得する手法を研究した.次に,色情報を利用するアプローチでは,1,他関節物体が持つ剛体性と確率的手法を利用することによってより高精度な多関節物体の形状を獲得する手法2,物体色と背景色が類似することによるシルエット抽出誤りを,ランダムパターン背景と多視点での物体の観測色を利用することにより訂正する手法3,物体色と背景色が類似することによるシルエット抽出誤りを,多視点での背景差分値と物体形状に対する知識を利用することにより解消する手法を研究した.また,これらの手法の有効性を実証するために,多数のカメラ・照明,およびランダムパターン背景を設置した撮影システムを構築した.本撮影システムによりさまざまな照明環境・背景環境を実現することができ,本撮影システムを用いてさまざまな物体を撮影対象として実験を行うことにより,提案手法の有効性を検証することが可能となった.その結果,観測情報の相互補完を行うことによる3次元形状の計測精度の向上が,十分に働くことが実証された.本年度は,大量カメラから得られる観測情報を統合する際に考慮しなければならない,各カメラで生じる観測の不正確さについてのモデル化と,その不正確さを解消するいくつかのアプローチについて研究を行った.(1)照明環境と観測情報との関連性表面反射モデルに基づき,観測情報の不正確さを最小とするような照明環境が物体形状に応じて異なるという現象をモデル化し,このモデルと大量カメラからの観測情報に基づいて多数の点光源をコントロールすることで最適な照明環境を構築するアプローチを検討した.次年度はこのアプローチをさらに発展させ,適切な照明環境を動的に構築することで大量カメラからの観測情報を時系列に統合させる手法を検討する予定である.(2)マルチカメラの相互補完によるシルエット情報の不正確さの解消カメラでの観測情報の不正確さの代表的な例として,物体のシルエット抽出の失敗が挙げられる.このシルエット抽出の失敗に対処するため,ランダムパターン設置による撮影環境の適応と複数カメラでの共通観測領域の相互補完的な利用を併用した手法を検討した.(3)観測情報の統合による高精度3次元復元物体の運動を計測するカメラと物体の形状を計測するカメラを併用し,それぞれからの観測情報を統合することによって高精度な人体形状を計測する手法や,時系列に統合された観測情報より多関節物体の形状と運動を同時に推定する手法の検討を行った.次年度は,情報統合によってどの程度獲得精度が向上するかについての理論的な考察を行う予定である.観測情報の不正確さに起因する3次元形状の獲得精度の低下という問題に対し,物体を多関節物体に限定することにより精度向上を図るアプローチ,および,多視点で観測された色情報を利用することにより精度向上を図るアプローチ,の2つのアプローチによって精度向上を図った.まず,多関節物体に限定することによるアプローチでは,多関節物体の各体節が剛体であるという知識を利用し,体節の剛体性に基づく確率モデルを利用することによって体節形状を高精度に獲得する手法を研究した.次に,色情報を利用するアプローチでは,1,他関節物体が持つ剛体性と確率的手法を利用することによってより高精度な多関節物体の形状を獲得する手法2,物体色と背景色が類似することによるシルエット抽出誤りを,ランダムパターン背景と多視点での物体の観測色を利用することにより訂正する手法3,物体色と背景色が類似することによるシルエット抽出誤りを,多視点での背景差分値と物体形状に対する知識を利用することにより解消する手法を研究した.また,これらの手法の有効性を実証するために,多数のカメラ・照明,およびランダムパターン背景を設置した撮影システムを構築した.本撮影システムによりさまざまな照明環境・背景環境を実現することができ,本撮影システムを用いてさまざまな物体を撮影対象として実験を行うことにより,提案手法の有効性を検証することが可能となった.その結果,観測情報の相互補完を行うことによる3次元形状の計測精度の向上が,十分に働くことが実証された.
ミトコンドリア脳筋症におけるミトコンドリア遺伝子発現制御系の解析

(1)ミトコンドリア脳筋症のうち小児科領域に症例が多く、遺伝子変異が解明されていない病型であるMELAS(MiLochondrial myopathy、encephalopaty、lactic acldosis and strokelike episodes)の遺伝子変異を同定した。ミトコンドリア遺伝子は塩基置換頻度が高く個体差が大きいため疾患関連遺伝子変異を同定する際に問題があるが、我々は、MELAS患者からミトコンドリア電子伝達系酵素欠損細胞と正常細胞を発癌遺伝子導入によりクロ-ン化し、疾患関連遺伝子のみをことにする2細胞を同時にミトコンドリア遺伝子の全塩基配列を直接塩基配列決定法で決定することにより、MELAS関連遺伝子変異を同定する方法論をとった。酵素欠損細胞においてミトコンドリア遺伝子上のtRNAーLEU(UUR)遺伝子上、塩基番号3,243のAーG置換が確認され、MELAS関連遺伝子変異と同定した(1990)。(2)上記の塩基置換により、変異遺伝子のみ制限酵素Apalのrestriction siteを獲得し、Apal処理で正常ミトコンドリア遺伝子を変異ミトコンドリア遺伝子を定性的、定量的に解析可能であった。リンパ球における変異ミトコンドリア遺伝子の存在を、ミトコンドリア遺伝子のPCR増幅フラグメントをApal処理後アガロ-ス、またはポリアクリルアミドゲル電気泳動で解析した。MELAS5症例のうち4例は上記のtRNAーLEU(UUR)遺伝子上のAーG置換をもち、リンパ球のミトコンドリア遺伝子は正常と変異遺伝子のヘテロプラスミ-を示した。上記の変異を示す症例の全ての母親のリンパ球に1.5ー8.5%の変異遺伝子が検出された。父親のリンパ球ミトコンドリア遺伝子は全て正常遺伝子のみであった。健康な同胞3人中、2人のリンパ球に7.1ー28%の変異ミトコンドリア遺伝子が検出された。以上から、MELASの大部分症例はリンパ球で遺伝子診断が可能であること、MeLASの変異遺伝子は母系遺伝を示すること、リンパ球で保因者診断が可能であることが明らかにされた(1991)。(3)更に、MELAS変異遺伝子の組織分布を解析するためにMELAS患者剖検組織における変異ミトコンドリア遺伝子を定量解析した。検索した組織全てが正常遺伝子と変異遺伝子のヘテロプロラスミ-を示した。変異遺伝子の割合が多い順に、大脳、心筋、肝、賢、骨格筋、脾であり、臨床症状との相関が示唆された。(4)変異遺伝子の発現様式の解析のために、クロ-ン化筋細胞における変異形質(電子伝達系酵素活性欠損)の発現が、細胞分裂時期、細胞密度、細胞分裂に影響をあたえる物質(ステロイドなど)で変化することを解析した。この結果は1991年5月に発表予定である。(5)以上、MELASにおける変異遺伝子の同定とその組織内分布、家族内分布を解析し、細胞において変異遺伝子の発現様式を解析することで、MELASの遺伝子レベルの基本的病態が明かとなった。(4)変異遺伝子の発現様式の解析のために、クロ-ン化

筋細胞における変異形質(電子伝達系酵素活性欠損)の発現が、細胞分裂時期、細胞密度、細胞分裂に影響をあたえる物質(ステロイドなど)で変化することを解析した。この結果は1991年5月に発表予定である。(5)以上、MELASにおける変異遺伝子の同定とその組織内分布、家族内分布を解析し、細胞において変異遺伝子の発現様式を解析することで、MELASの遺伝子レベルの基本的病態が明かとなった。(1)ミトコンドリア脳筋症の中で、ミトコンドリアDNAに欠失の見出されていない病型であるMELASの骨格筋細胞を癌遺伝子導入により形質転換細胞としてクロ-ン化した、電子伝達系酵素欠損細胞クロ-ンと正常クロ-ンを得、変異形質のみ異なる細胞を得ることにより、変異遺伝子の検索を可能にした。(2)変異形質を表現するクロ-ンの迅速スクリ-ニング法を確立した。電子伝達系酵素欠損細胞はグルコ-ス欠損培地で生存せず、ピルビン酸存在下で生存可能な正常クロ-ンから容易に選択できることを示した。(3)酵素欠損クロ-ンはミトコンドリアDNAに欠失のないことを明らかにした。(4)酵素欠損クロ-ンはミトコンドリアDNAの酵素サブユニットをコ-ドする領域以外の塩基配列にも、正常クロ-ンとの変異はないことを全DNAシ-クエンシングにより明らかにした。以上のデ-タにより、MELASにおける電子伝達系酵素欠損は、ミトコンドリアDNAの変異によるものではない可能性を示した。(5)現在、変異クロ-ンとHela細胞のサイブリッド作成により、核遺伝子が補充された際の変異形質の正常への転換を検索中である。以上のデ-タは、同一患者からの正常細胞、変異細胞のクロ-ニングにより初めて明らかにされたものであり、MELASの遺伝子検索の研究における先端のデ-タである。(1)ミトコンドリア脳筋症のうち小児科領域に症例が多く、遺伝子変異が解明されていない病型であるMELAS(mitohondrial mypathy,encephalopathy、lactic acidosis and strokelike episodes)の遺伝子変異を同定した。ミトコンドリア遺伝子は塩基置換頻度が高く個体差が大きいため疾患関連伝子変異を同定する際に問題があるが、我々は、MELAS患者からミトコンドリア電子伝達系酵素欠損細胞と正常細胞を発癌遺伝子導入によりクロ-ン化し、疾患関連遺伝子のみをことにする2細胞を同時にミトコンドリア遺伝子の全塩基配列を直接塩基配列決定法で決定することにより、MELAS関連遺伝子変異を同定する方法論をとった。酵素欠損細胞においてミトコンドリア遺伝子上のtRNAーLEU(UUR)遺伝子上、塩基番号3,243のAーG置換が確認され、MELAS関連遺伝子変異と同定した(1990)。(2)上記の塩基置換により、変異遺伝子のみ制限酵素Apalのrestriction siteを獲得し、Apal処理で正常ミトコンドリア遺伝子を変異ミトコンドリア遺伝子を定性的、定量的に解析可能であった。リンパ球における変異ミトコンドリア遺伝子の存在を、ミトコンドリア遺伝子のPCR増幅フラグメントをApal処理後アガロ-ス、またはポリアクリルアミドゲル電気泳動で解析した。
視蓋の誘導・位置特異性決定の分子機構

1.これまで、ニワトリ胚での遺伝子発現阻害実験は困難であったが、標的遺伝子とマッチする21ベースのヘアピン型RNA発現ベクターをエレクトロポレーションにより導入することによって可能となった。現在、この方法を用いて視蓋の領域形成のさらなる解析を行っている。2.中脳胞領域でEnによりその発現が抑制される遺伝子のスクリーニングの過程でcHes5が単離された。,cHes5は中脳胞前側で強く発現しており、En2の発現の強い峡部ではその発現が見られない。実際En2によりcHes5の発現は抑制された。またEn2に対するsiRNAを導入し、En2の発現を抑制すると、峡部でcHes5の発現が誘導されたことから、cHes5は視蓋の極性形成に関与している可能性が示唆された。3.同じくEnにより発現が抑制される遺伝子としてb2-chimerinが単離された。これも中脳胞領域で興味深い発現をしているので現在機能解析を続けている。4.ゼブラフィシュでislet3によりその発現が制御され、峡部オーガナイザー活性と関係のある分子としてcanopyファミリーが同定された。ニワトリ胚のCanopy遺伝子の単離を試み、canopy2が得られた。Canpy2は中脳胞前域をカバーするように発現していることから、エレクトロポレーションにより現在その解析を進めている。6年間の研究期間を通じて、中脳、後脳の領域形成のメカニズムの理解が深まったが、3,4のようにこれからの課題もできたのでさらに研究を展開していく心づもりである。本年度は視蓋のコンパートメントの形成に関する研究を行った。中脳後脳境界部(峡部)で発現しているPax-5を強制発現プラスミドに組み込みin ovoエレクトロポレーションで中脳胞から間脳胞にかけて異所的に発現させたところ、間脳後ろが視蓋として分化した。下流遺伝子に対する影響をみると、Pax-5が異所的に発現したところでFgf8,En2,Wnt1等の視蓋の形成に関係のあるとされている分子の発現が誘導された。特に視蓋の誘導作用があることが示されているFgf8はpax-5の発現を誘導したので、Pax-5とFgf-8はお互いにその発現をフィードバック的に誘導しあって視蓋の誘導に働くと考えられた。Otx2とGbx2は発生のかなり早い段階から発現しており、10体節期頃にはOtx2は峡部よりも頭方にGbx2は尾方に発現している。Otx2を後脳部で発現させると、後脳部でのGbx2の発現が抑えられFgf8の発現を誘導し、後脳部に異所的に視蓋を分化させた。Gbx2を中脳部で異所的に発現させるとOtx2の発現は抑えられ、視蓋の後端が前によっていた。中脳部で異所的なGbx2の発現部位にはFgf8の発現が誘導されていた。これらのことを総合して視蓋発生を考えると、Otx2とGbx2の発現境界にFgf8の発現が誘導され、ここでFgf8はpax-5とフィードバックループを作ってオーガナイザーとして働き、Fgf8の作用によりEnを発現している中脳部は視蓋に、Enを発現していない後脳部は小脳に分化すると思われる。ニワトリ胚中脳視蓋の領域がどのような分子の組み合わせで決定されるかをin ovoエレクトロポレーションによる遺伝子強制発現実験で追究した。Pax2,Pax5,En2を間脳に強制発現させると間脳胞は分化の方向性を変え,視蓋として分化した。Pax2/5,En,Fgf8は正のフィードバックループを形成し,互いにその発現を誘導しあっていることが明らかになった。前脳から中脳まで発現しているOtx2を後脳で強制発現させたところ,正常では小脳に分化すべき後脳背側部が視蓋として分化した。また後脳で発現しているGbx2を中脳で強制発現させると,視蓋の後ろ境界が前によった。Otx2とGbx2は互いにその発現を抑制しあっていた。これらのことから脳胞でEn,Pax2,Otx2が発現している領域は視蓋として分化するというモデルが考えられた。Otx2を後脳で発現させると,そこではEn,Pax2は内在性に発現しているので視蓋として分化するようになる。間脳にPax2,Pax5,EnあるいはFgf8のどちらを強制発現させてもそれらのフィードバックループがonになり,間脳胞はその分化の方向を変えて視蓋として分化するようになる。本年度の研究で視蓋の後ろ境界はOtx2とGbx2の抑制的な相互作用で決まることが明らかになったわけである。前側境界に関してはEn/Pax2とPax6の抑制的相互作用が重要であることが明らかになった。中脳後脳境界部(峡部)は視蓋、小脳のオーガナイザーとして働くことが示されているが、Grg4がそのオーガナイザー活性と拮抗的に働くことを示した。Grg4はその後視蓋のある層に特異的に発現するが、層形成にも関与しているようなので、現在解析を進めている。峡部オーガナイザー活性の担い手はFgf8であることが示されているが、Fgf8には8つのイソフォームが存在する。そのうちのFgf8bをエレクトロポレーションにより中脳で強制発現させると中脳胞は後脳に分化の方向性を変え、視蓋の代わりに小脳が分化した。Fgf8bは中脳、後脳の運命は変えず、間脳を視蓋に分化させた。

このFgf8aとFgf8bの活性の違いはシグナルの強さの違いによるのではないかと考え、Fgf8bを薄めてエレクトロポレーションを行うと、ある濃度でFgf8a型の活性に変わり、さらに希釈してエレクトロポレーションを行うと全然影響が見られなかった。下流遺伝子の発現に及ぼす影響を調べてみると、EnはFgf8に影響されやすく、どちらでも発現が誘導された。このことは間脳が視蓋として分化したことをよく説明する。Fgf8aおよびFgf8bが峡部で発現していることをPCRで確認した。正常発生ではFgf8の発現しているところに小脳が分化するので、本実験結果と併せて考えると、Fgf8のシグナルの強いところに小脳が分化し、弱いFgf8シグナルはEnの発現を制御して視蓋の前後極性の形成に関与していると思われる。1.pax3,Pax7は視蓋の領域に一致して発現しているが、強制発現実験によりPax3,Pax7は視蓋の発生に必須のものであることを明らかにした。一連の研究により視蓋の領域はOtx2,En1,Pax2の発現している領域でさらにPax3/7の発現する必要のあることが明らかとなった。2.Fgf8には8つのアイソフォームが存在するが、強制発現実験によりFgf8bは中脳で視蓋発生に必要な転写制御因子群の発現を抑え、小脳として分化させることが示された。Fgf8aはシグナルが弱く、Enの発現誘導を通して視蓋の前後極性の形成に働くことが明らかとなった。3.GrgはEn, Pax5,Fgf8等峡で発現する分子と拮抗的に働くことをすでに示したが、本年度は視蓋の層形成への関与について調べた。Grg4は孵卵5日目の視蓋神経上皮層に発現している。ニューロンは神経上皮層で生まれて最終位置に移動して行くが、孵卵5日目を境にして移動位置の変化があることがわかった。Grg4の強制発現実験により、早期に移動するニューロンで形成される層が形成されず、後期に移動する細胞で形成される層が肥大した。このことから、Grg4はニューロンに孵卵5日目よりも後期に移動するニューロンとしての性質を付与することが明らかにされた。また、視神経の軸索は視蓋でSGFSのg層よりも表層でシナプスを形成するが、Grg4の強制発現により、このg層もほぼ消失する。この様な部分では視神経の軸索は視蓋の深部に進入しており、投射マップの乱れが生じた。視蓋の領域形成のメカニズムに関して次のことを明らかにした。1)中脳・後脳境界部から分泌されるFgf8によりRas-ERKシグナル経路が活性化されると小脳が分化する。Ras-ERK経路をドミナントネガティブ型Rasの強制発現により遮断すると、後脳胞は分化の方向を変え視蓋として分化した。視蓋の分化には別のシグナルトランスダクションシステムが活性化されることが示唆された。2)Lmx1bもWnt1も強制発現すると視蓋が拡大した。Lmx1bはFgf8の発現を抑制するが、Wnt1の発現を誘導する。Wnt1はFgf8の発現を誘導する。またLmx1bはOtx2の発現を誘導し、Gbx2の発現を抑制するので、結果的にLmx1bの発現領域ではFgf8は発現しないが、それに接してFgf8が発現する。このメカニズムはオーガナイザーの維持に重要であろう。3)Grg4はE2のころ間脳から中脳胞前側に発現し、オーガナイザー活性と拮抗することにより視蓋の領域を規定する。その後発現がなくなり、E5で神経上皮で発現が再開する。
小行列式型微分作用素の大域的性質と対称空間上の積分幾何

1.パフィアン型作用素とアファイングラスマン多様体上のラドン変換:G(d,n)によりRnにおけるd次元平面の全体からなるアファイングラスマン多様体を表すものとする。すると、包含関係をincidence relationとするラドン変換R^p_qが、G(p,n)上のC^∞関数をG(q,n)上のC^∞関数に移す変換として定まる。s及びrを、それぞれG(p,n),及びg(q,n)の階数とする。この時、我々の得た結果は以下の通りである。(1)p<qかつs<rである場合。ラドン変換R^p_qの像は、ある2s+2階の単独のパフィアン型不変微分作用素の零解の空間として特徴付けられる。(2)p<qかつs【less thanor equal】rである場合。この時、ラドン変換R^p_qの反転公式はDR^q_pR^p_q=Iなる形で与えられる。ここで、Dは生成作用素と呼ばれる作用素で、パフィアン型不変微分作用素で表され、その具体的な表示も得た。(3)p<qかつs<rである場合。ラドン変換R^p_qの像は、あるs+1階のパフィアン型不変微分方程式系の零解の空間として特徴付けられる。ただし、この場合(1)と違い、全く異なる2種類のパフィアン型作用素が像を特徴付ける微分方程式系の中に現れるのである。なお、この結果はゴンザレス氏との共同研究によって得られたものである。2.ラドン変換に対するソボレフ型評価。基本的にラドン変換は、関数を部分多様体上で積分するというものである。故に、ラドン変換は関数をある程度滑らかにするものと予想される。実際、ストリカーツによってq-plane変換R^0_qはL^2関数をオーダーq/2のソボレフ空間H^<q/2>に移すことが示されている。この場合、滑らかさの増大度は対応するdouble fibrationのファイバーの次元に比例している。しかし、一般の変換R^p_qの場合、滑らかさの増大度が対応するdouble fibrationのファイバーの次元に比例しない、という意味でR^p_qは、それ程関数を滑らかにはしない、ということを発見した。本年度は,アファイングラスマン多様体上のラドン変換と,パフィアン型微分作用素というある種の小行列式型微分作用素との関係について研究した.具体的には.(1)グラスマン多様体上の普編包絡環におけるprimitive idealのgeneratorの問題(2)ラドン変換のsupport theoremの問題(3)不変微分作用素の動径部分公式の問題,又,これに関してTufts大学(アメリカ合衆国)のFulton Gonzalez氏を招へい研究者として筑波大学へ招き共同研究を行なった.この研究成果の一部は,共著の論文「Pfaffian systems and Radon trans forms on affine Grassmann manifolds」としてまとめ,現在投稿予定である.現在はラドン変換が関数をどの程度なめらかにするかという問題に取り組みSobolev型の評価式を得た.これについては研究をしばらく続行する予定である.(1)ラドン変換の像の行列式型微分作用素による特徴付け。

アファイングラスマン多様体上のラドン変換の像が、パフィアン型微分作用素の零解の空間として特徴付けられる事を示した。より正確には次の通り:階数sのアファイングラスマン多様体を階数rのグラスマン多様体へ写すラドン変換の像は、(s<rの場合)2s+2次のパフィアン型微分作用素の零解の空間と一致する。この結果は、80年代にゲルファントのグループが行なっていた研究を完全に一般化するものである。(2)ラドン変換の反転公式の具体的な表示.高階のアファイングラスマン多様体上のラドン変換に対する反転公式をP^tRR=Iなる形で具体的に構成した。ここでRをラドン変換とした時、^tRは、Rの双対ラドン変換を表す。そしてPは再生作用素と呼ばれる作用素で、パフィアン型微分作用素を用いて具体的に表すことに成功した。この結果は、ヘルガソンの研究を高階の場合に一般化するものである。(3)ラドン変換の平滑化作用.ラドン変換により、関数がある程度滑らかになる(平滑化作用)と思われていたが、高階対称空間上のラドン変換に対しては、平滑化作用が余り起こらないことを突き止めた。
気象オントロジーを用いた異種気象データ統合利用基盤

本研究では,気象データの高度利用促進を目的として,気象オントロジーを核とした気象データと実世界情報との統合利用に関する研究を行った.具体的な研究成果は次の通りである.【気象データ・環境データに対するオントロジー構築】気象学の分野を対象としたオントロジー構築において最も重要となる,専門用語の自動抽出手法を開発した.提案手法は,論文データベース,Wikipedia, Web検索エンジン等の複数の情報源を有機的に利用する.まず,1)Wikipediaのカテゴリ情報を利用して,TermExtractorの手法に基づき,気象学に特有の単語を抽出する.2)次に,論文から名詞句を抽出し,その専門性をWeb検索エンジンを使って評価する.その際,気象学分野の確立した用語集であるAMSGlossaryを利用することにより,適切な閾値を設定できる点に特徴がある.実験による評価により,提案手法の有効性を検証した.【意味的なデータベース検索】■XMLファセット検索:気象データ・環境データ等の分野で利用を進んでいる肌記述のデータを様々な視点から柔軟に検索するためのファセット検索技術の開発を,昨年度に引き続いて行った.XMLに対するファセット検索プロトタイプシステムを実装し,被験者実験により手法の有効性を示した.さらに,提案した検索システムをキーワード検索に拡張するとともに,その有効性の評価も行った.■複数XMLデータの意味統合検索:確率的スキーママッチングを用いた複数肌データの統合的意味検索手法を提案し,実験によりその有効性を確認した.【気象データ・環境データに対する意味データやメタデータの付与】■気圧配置や河川データ管理の語彙や概念の整理:代表的な気象データの一つである気圧配置パターンを表す語彙や概念の整理を行う共に,気圧配置数値データの特徴との関連付けや時系列パターン発見に関する研究を行った.また,気象現象と関係の深い河川データを管理する上での用語や語彙を分析し,大規模河川データ管理のためのデータモデルを構築した.■環境データを対象としたメタデータ抽出:地球環境において起きる様々なイベントを自動的に検出し,Webを利用してその意味付けを与えるメタデータ抽出の手法を検討し,プロトタイプ実験によりその有効性の検証を行った.【意味的なデータベース検索】■多視点からの情報検索:気象データ・環境データ等の分野で利用を進んでいるXML記述のデータを様々な視点から柔軟に検索するためのファセット検索技術の開発を行った.■機械学習を用いた気象データ分類:機械学習の手法を用いて,「西高東低」といった気象学上の概念や語彙と実際の気象データを関連付けを行い,これらの概念で該当するデータを意味的に検索するシステムのプロトタイプを開発した.【各種データの統合利用のための基盤整備】■データベース探索やデータ分析のための情報ブラウジング,異種情報アクセス,シミュレーション応用等のデータ利用のための基盤を整備した.本研究では,気象データの高度利用促進を目的として,気象オントロジーを核とした気象データと実世界情報との統合利用に関する研究を行った.具体的な研究成果は次の通りである.【気象データ・環境データに対するオントロジー構築】気象学の分野を対象としたオントロジー構築において最も重要となる,専門用語の自動抽出手法を開発した.提案手法は,論文データベース,Wikipedia, Web検索エンジン等の複数の情報源を有機的に利用する.まず,1)Wikipediaのカテゴリ情報を利用して,TermExtractorの手法に基づき,気象学に特有の単語を抽出する.2)次に,論文から名詞句を抽出し,その専門性をWeb検索エンジンを使って評価する.その際,気象学分野の確立した用語集であるAMSGlossaryを利用することにより,適切な閾値を設定できる点に特徴がある.実験による評価により,提案手法の有効性を検証した.【意味的なデータベース検索】■XMLファセット検索:気象データ・環境データ等の分野で利用を進んでいる肌記述のデータを様々な視点から柔軟に検索するためのファセット検索技術の開発を,昨年度に引き続いて行った.XMLに対するファセット検索プロトタイプシステムを実装し,被験者実験により手法の有効性を示した.さらに,提案した検索システムをキーワード検索に拡張するとともに,その有効性の評価も行った.■複数XMLデータの意味統合検索:確率的スキーママッチングを用いた複数肌データの統合的意味検索手法を提案し,実験によりその有効性を確認した.