hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非決定計算のための項書き換え理論

本研究では関数型プログラムや定理証明システムの計算モデルである項書換えシステムに対し、その基礎理論を相対停止性という性質をもとに再考した。その研究成果として、合流性に関する主要二定理(Rosenの直交性と完備性)を左線形の場合に対し統一した。また極大完備化という定理証明ための新たな基盤技術を開発した。これらの新技法を採用した強力な合流性解析ツールSaigawaと自動完備化ツールMaxcompを開発した。本研究の目的は、関数型言語や定理証明システムに対して有用でありながらも、研究成果がほとんどなかった「非決定的な」(非直交な)項書き換えシステムの理論を構築することである。本年度は、(1)計算の答え(正規形)の一意性を保証する合流性と、(2)答えに辿り着く書き換えの仕方(正規化戦略)の研究を行った。また来年度予定の、(3)定理証明への応用へ向けた研究を一部前倒しして行った。まず合流性の研究について。無限列において衝突する規則(危険対ステップ)が無限に現れない左線形局所合流システム(減少合流システム)が合流性を持つことを示した。これは左線形システムに対する二大合流性定理(Knuth-Bendix条件・直交性)を一般化する定理である。さらに弱直交性を包含する合流性条件への拡張にも成功した。前者の成果は国際会議IJCARで発表を行った。Development Closure Theoremを包含する定理への拡張は来年度に行う。戦略について。直交システムの正規化戦略であるfull-substitudonと並列最外戦略が、共に減少合流システムでも正規化戦略になることが示された。関数型言語の実行時最適化などへの応用が期待できる。また完備で変数複製なしのオーバレイシステムでは、最内書き換え戦略が最悪の計算量を持つと判明した。これらは国際ワークショップと国際論文誌へ投稿中である。Root Needed戦略の研究は来年度に持ち越す。最後に定理証明については著しい進捗を得た。現在の定理証明の自動化理論は「Knuth-Bendix完備化」と呼ばれる1970年から1980年にかけて確立した枠組みを基盤にしている。本研究では「極大完備化」と名付けた既存の手法と全く異なる、シンプルかつ柔軟でしかも高効率な理論体系を開発することに成功した。この成果は国際会議RTAに受理された。本年度は、(1)計算の答え(正規形)の一意性を保証する合流性と、(2)答えに辿り着く書き換えの仕方(正規化戦略)の研究、また(3)定理証明への応用へ向けた研究を行った。前年度までに「減少合流性」の定理を得ていたが、その証明は繁雑な部分を含んでいた。減少ダイアグラムの拡張版、並行ステップの証明項と直交化手法を用いることで簡潔な証明を得ることに成功した。また規則ラベルと呼ばれる合流性解析手法の拡張に取り組んだ。これらの成果は国際論文誌JARに採録された。当初、上記の定理をDevelopment Closure Theoremを包含する形へ一般化することを予定していたが、他の研究者がその試みを表明したため、より難易度の高い左非線形システムのための合流性条件の研究を行うことにした。結果、Knuth-Bendixの合流性条件の一般化に成功した。ストリームなど停止性を持たない体系に対する定理証明の基盤になることが期待される。またこの定理に基づく合流性自動解析のため、E単一化理論に関する性質を証明し、その強力さを実験により示した。これらの成果をまとめた論文は国際会議LPAR-18に受理された。前年度、定理自動証明の基盤である完備化アルゴリズムに対し、極大完備化という簡易で高効率な手法を開発した。これを帰納的定理証明システムに適用するため、制約付き等式という概念を考案した。さらにそれに基づく定理証明システムを実装した。来年度も引き続き研究を行う。戦略については、前年度に最外戦略が正規化戦略になることを証明したが、証明に自明でない部分があること判明した。ギャップの対処は来年度に引き継ぐ。本年度は前年度に引き続いて、(1)合流性、(2)完備化に基づく定理証明、(3)正規化戦略の3つの課題を研究を行った。(1)については合流性ツールSaigawaにChurch-Rosserモジュロ(Jouannaud & Kirchner 1986)の手法を実装、また逆方向危険対による合流性反証手法を開発し、ツールの証明・反証能力を格段に向上させた。ツールはオープンソースとして公開されている。

(2)については、前々年度に得られた極大完備化をもとに、(帰納的)定理自動証明へ適用できる制約付き等式へと理論体系を発展させ、実験評価を行った。(3)については、root normalization strategy (Middeldorp 1997)が減少合流性のクラスで正規化戦略になるか研究を行った。前年度までに見つかった証明のギャップについてはついに期間内に埋まらなかった。平成25年度採択の研究課題「項書換えの合流性解析とその応用」(No. 25730004)へ引き継ぐ。上記3研究に加え本研究分野のコミュニティ形成のため、合流性に関する第1回国際ワークショップ(IWC 2012)を5月にインスブルック大学の研究協力者と共催、また合流性ツールの国際競技会(CoCo 2012)を東北大学・インスブルック大学とともに共催した。それにともない競技会のためのデータベースおよびインフラシステムの開発を行った。合流性と完備化・定理証明への応用に関しては、当初の計画以上の進展をしており、計画も前倒されている。一方、戦略に関する研究は、前年度に得た証明にギャップが見つかったため、当初よりは予定が遅れている。しかしながら対処の目途はついており、全体としておおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究分野を、項書き換え研究における新たなメインストリームとして位置付けるため、研究コミュニティの形成が必要と考えている。そのため来年度、合流性に関する第一回国際ワークショップおよび合流性解析ツールの第一回国際大会を開催する。研究テーマである非決定計算に関する項書き換え理論の応用に関しては、計画当時は定理証明のみを想定していた。しかしAaron Stump(アイオワ大学)との共同研究で構文解析へも応用可能であることを突き止めた。来年度はこの研究を既存の課題に加えて行う。最後に、研究協力者に合流性・戦略のエキスパートであるVincent Oostrom(ユトレヒト大学)を加える予定である。
ゾル・ゲル法によるチタン酸バリウム薄膜合成のプロセス解析

機能性セラミックスの1つであるチタン酸バリウムの薄膜をゾル・ゲル法により作製するプロセスを、製品機能との関係づけという観点から解析することを目的として、まず、加水分解抑制剤であるジェタノ-ルアミンを添加しているチタンテトライソプロポキシドとバリウムジメトキシドのメタノ-ル溶液の加水分解・重合特性を、回転粘度計を用いて調べ、ついで基板上に作製した薄膜について、焼成条件と誘電持性の関係を求めた。また、エチレングリュ-ル及びその誘導体をチタンテトライソプロポキシドと酢酸バリウムのメタノ-ル溶液に添加した系のゲル化持性も調べた。結果の一例として、チタン、バリウム0.1mal/l溶液にジェタノ-ルアミンを2倍濃度になるように添加した系では水が130倍濃度の下でも24hまで安定な溶液が得られた。実際の製膜は水90倍農度の下で行ったがエチレングリュ-ル添加系では同程度の安定な溶液を得るためには4050倍濃度となるように添加する必要があった。製膜甲基板として石英ガラス、白金、アルミナA(表面鏡面処理)、アルミナβ(表面無処理)の4種を用いた。石英ガラス、アルミナA上に作成した薄膜は非常に均質であった。焼成した薄膜のX線回折パタ-ンから700°Cから800°Cにかけて結晶化の進行がみられ、それ以後の変化はあまりないことがわかった。また、乾燥ゲルの熱重量分析結果から350430°C付近に大きな発熱とそれに伴う重量減少がみられ、添加物とゲル構成成分との間に何らかの結合が存在することが伺われた。あらかじめ金を蒸着したアルミナA上に低粘度溶液で作製し、焼成して得たチタン酸バリウム薄膜は比誘電率130、tanδ2.8%を示した。比誘電率が小さかった原因としては、生成チタン酸バリウムのバリウム、チタンのモル比が1:1からずれていたこと、また膜の密度が小さかったことなどが考えられる。
紡錘体の双極性維持機構の解明

植物細胞には中心体は存在しないが,紡錘体を形成する微小管が極方向に平行に配向することで紡錘体の双極性は維持され,正常に染色体は分配される.しかし,植物細胞における紡錘体の双極性維持機構については明らかになっていない.申請者は個々の紡錘体微小管動態を直接観察できる極小紡錘体様構造体(Minispindle)を細胞内で作成することに成功した.これを用いて,紡錘体内での新規微小管の形成と個々の微小管の相互作用(束化)を直接観察し,紡錘体の双極性維持機構について明らかにする.当初の予定通り平成30年度は動的微小管の相互な束化を可視化するために,微小管と染色体に加えて,微小管プラス端結合タンパク質EB1を同時に可視化した3重可視化株を作成を試みた.赤色蛍光タンパク質mScarletとチューブリン8(TUB8)の配列を連結したmScarlet-TUB8とヒストンH2B (H2B),赤色蛍光タンパク質mCherryの配列を連結したH2B-mCherryを同一ベクターに組み込みタバコ培養細胞BY-2株へ形質転換した後,微小管プラス端結合タンパク質EB1と緑色蛍光タンパク質mClover3の配列を連結したEB1-mClover3を組み込んだベクターを形質転換することで,微小管と染色体を赤色蛍光タンパク質で, EB1を緑色蛍光タンパク質で可視化した形質転換タバコ培養細胞を作出することに成功した.また化学固定した細胞において,微小管と染色体を蛍光免疫染色法とDAPI染色により可視化し, Minispindle内の微小管配向角度の定量解析を試みたが,技術的に観察数を増やすことが難しく,定量解析は困難であると判断した.前述したように,当初の予定通り本年度中に微小管と染色体に加えて,微小管プラス端結合タンパク質EB1を同時に可視化した3重可視化株の作成に成功した.一方で,次年度に予定していた,化学固定した細胞での蛍光免疫染色法によるMinispindle内の微小管配向角度の定量解析は遂行が難しいことを確認した.しかし,蛍光免疫染色法による定量解析は,ライブイメージングよるMinispindle内の微小管配向角度の定量解析により補完することができるので,次年度はライブイメージングによる解析を進めていきたい.次年度は本年度作成した3重可視化株を用いて,ライブイメージングよりMinispindle内の微小管の伸長端の局在を解析し,紡錘体双極性の確立における動的微小管の相互な束化を可視化する.加えて,微小管と染色体の2重可視化株を用いたライブセルイメージングにより, Minispindle内の微小管配向角度を定量する.植物細胞には中心体は存在しないが,紡錘体を形成する微小管が極方向に平行に配向することで紡錘体の双極性は維持され,正常に染色体は分配される.しかし,植物細胞における紡錘体の双極性維持機構については明らかになっていない.申請者は個々の紡錘体微小管動態を直接観察できる極小紡錘体様構造体(Minispindle)を細胞内で作成することに成功した.これを用いて,紡錘体内での新規微小管の形成と個々の微小管の相互作用(束化)を直接観察し,紡錘体の双極性維持機構について明らかにする.当初の予定通り平成30年度は動的微小管の相互な束化を可視化するために,微小管と染色体に加えて,微小管プラス端結合タンパク質EB1を同時に可視化した3重可視化株を作成を試みた.赤色蛍光タンパク質mScarletとチューブリン8(TUB8)の配列を連結したmScarlet-TUB8とヒストンH2B (H2B),赤色蛍光タンパク質mCherryの配列を連結したH2B-mCherryを同一ベクターに組み込みタバコ培養細胞BY-2株へ形質転換した後,微小管プラス端結合タンパク質EB1と緑色蛍光タンパク質mClover3の配列を連結したEB1-mClover3を組み込んだベクターを形質転換することで,微小管と染色体を赤色蛍光タンパク質で, EB1を緑色蛍光タンパク質で可視化した形質転換タバコ培養細胞を作出することに成功した.また化学固定した細胞において,微小管と染色体を蛍光免疫染色法とDAPI染色により可視化し, Minispindle内の微小管配向角度の定量解析を試みたが,技術的に観察数を増やすことが難しく,定量解析は困難であると判断した.前述したように,当初の予定通り本年度中に微小管と染色体に加えて,微小管プラス端結合タンパク質EB1を同時に可視化した3重可視化株の作成に成功した.

一方で,次年度に予定していた,化学固定した細胞での蛍光免疫染色法によるMinispindle内の微小管配向角度の定量解析は遂行が難しいことを確認した.しかし,蛍光免疫染色法による定量解析は,ライブイメージングよるMinispindle内の微小管配向角度の定量解析により補完することができるので,次年度はライブイメージングによる解析を進めていきたい.次年度は本年度作成した3重可視化株を用いて,ライブイメージングよりMinispindle内の微小管の伸長端の局在を解析し,紡錘体双極性の確立における動的微小管の相互な束化を可視化する.加えて,微小管と染色体の2重可視化株を用いたライブセルイメージングにより, Minispindle内の微小管配向角度を定量する.本年度は3重可視化株の作成に注力していたため共同研究先におけるライブイメージング実験回数が予定より少なかった.そのため共同研究旅費分の支出が大きく減少した.次年度はライブイメージング実験回数を予定以上に行うことになるので,本年分の共同研究旅費は次年度以降に執行される予定である.また設備備品費においては,購入予定の備品の設置場所の確保が難しく,本年度の購入は断念した.しかし,次年度以降での設置場所の確保の見通しがたったので,次年度以降に購入予定である.
環境破壊と地域の再生―水俣病事件を事例として

*1995年の「政治的解決」によって、長年にわたる水俣病未認定患者問題は大状況としてしては収束した。しかし、その解決内容・対象者いずれにおいても曖昧であったために、被害患者救済問題は依然として潜在的に存続している。一方、地域の再生面では、「水俣病教訓の発信」や「ゴミ23分別収集」などユニークな活動が生まれてきているが、そのキーワードとされる「もやい直し」の受容の仕方は多義的で、連帯性の回復は容易ではない。*水俣湾に堆積した水銀の除去を目的とする水銀ヘドロ処理事業は、これまでに前例のない大規模な環境復元プロジェクトとして国際的にも注目された。一般に環境を復元したかどうかは、どのような生態系と漁業環境を復元するかという目標を設定し、その達成度に応じて評価すべきである。しかし、この事業は、住民の不安除去のために25ppm以上の水銀ヘドロを湾奥部の埋立地に移しただけで、そこに封じ込められた膨大な水銀の処理も今後の課題となっている。*2000年には新たに2人の重症の胎児性水俣病患者が発見され認定された。政治決着後も最低278人は申請している。そのうち176人は初申請であった。したがって、まだ未申請の者が多数居ることを示し、今後もさらに申請は増えると思われる。とりわけ、30歳台から40歳台の若年汚染者の問題が深刻である。しかし、その世代の影響に関する研究は進んでいない。また、その対策もない、緊急に若年者の救済対策を確立する必要がある。*メチル水銀汚染地域住民の精神不安度は高く、それを形成している最も主要な因子は「抑うつ」と「社会的無能力・不適応」であった。これらの精神不安は、身体症状が悪いほど高くなる傾向があり、また水俣病問題に対して積極的に関与していった経験があるものほど不安は低下する傾向があった。これは、水俣病問題に対して積極的に行動することにより同じ目的をもち、そして同じ苦しみをもった仲間が形成されたことによると考えられた。(2)水俣湾公害防止事業(環境復元事業)に関する行政資料の所在と保存状況を調査したところ、膨大な量の資料があることが判明し、その内容を調査中であるが、関係資料の収集・整理の作業は未了である。第1年度の最大の目標は行政資料の調査にあったが、その所在を確認して閲覧・複写の道をつけるとともに、重要と思われる資料に目を通し、研究計画を細目まで具体化することができた。(3)胎児性患者の現在の症状および生活状況の把握を行うために現地調査を実施した。重症者はすでに死亡している(64例中13例)。3名が自らの給料(障害者雇用)を得ていたが、2名は辞めている。他の患者は家事の手伝い程度。症状の明らかな悪化が見られる(自覚症状、変形など)。(4)水俣市に隣接する津奈木町の65歳以上の全住民を対象にADL・介護度を中心とした調査を分析した。併せて、QOLを評価するための指標の作成を試みるとともに、津奈木町内の一集落役150名を対象に地域社会に及ぼした水俣病の影響に関するパイロット調査を実施した。メチル水銀汚染地域住民のADLを評価し、多彩・多様な愁訴を有しているが、それは必ずしも日常生活の支障やADLの障害に結びついていないこと明らかにした。

この地域で保健医療福祉の統合したソーシャルサポートを形成していくためには、きちんとしたQOLの評価と地域住民のニーズの確認が必要であることが再確認された。(1)11年度に引き続き、患者・住民を対象とした総合的な面接法による調査を実施した。現在、水俣市では、「もやい直し」が推進されているが、患者・住民それぞれにその解釈・受け止め方には多様な立場がみられ、具体的な対策において大きな困難が存在することが明らかになった。また、1995年の「政治解決」の対象者と正式に認定された患者間には、依然として差違意識が存在し、不満が潜在していることが明らかとなった。(2)行政資料を精力的に収集・整理し、公害防止事業の経過と問題点について分析を進めた。この事業で残された最大の問題は、埋立地に閉じこめられている高濃度の厖大な水銀ヘドロの処理であるが、この点に関し13年10月に水俣で開催される「世界水銀会議」で報告を予定している。(3)症状の悪化の客観的指標を開発するため、胎児性患者の家族とくに兄弟たちの影響を調査した。12年度には、鹿児島県出水市で長期間放置されていた胎児性患者を調査し2人が認定されたが、胎児性水俣病患者の問題の深刻さがあらためて明らかになった。(4)引き続き、津奈木町と隣接する芦北町女島地区の地域調査により、住民の日常生活におけるQOLを評価し水俣病により撹乱された地域社会の再生のためのソーシャルサポートのあり方を究明した。1.患者への聞き取り調査を通して、所属団体の如何を問わず諦観が強まっていることが明らかになった。胎児性疾患者への部分的な支援活動が新たに生まれてきているが、親が高齢化していくなかで今後の対応が課題になってきている.水俣病事件を教訓とした事業は、行政主導でかなり活発に展開されているが、地域社会全域に必ずも浸透していないケースもみられる。2.地域再生を考察するとき最も重要なことは多くの健康被害者がその町で障害を持ちながら快適に暮らせるかと言う視点が不可欠であるという立場から患者の状態をサンプリングして調査した。対象は82人。認定患者は症状の悪化が見られる。これは加齢・合併症によるものもあるが、胎児性患者の11人中9人にみられるケースは加齢とは考えられない。さらに棄却や未申請者もさまざ症状をもっており、家族に水俣病患者がいることからさらなる住民検診の必要がある。そういった実態を明らかにしないでの再生は水俣の場合あり得ない。3.ヘドロ関係資料の収集・分析を進めてきたが、水俣湾埋立・環境再生事業の不完全さとそれ故の今後の問題点が、さらに明らかになった。4.水俣病をめぐる認定申請や裁判などをめぐるさまざまな問題を経験した地域住民は、身体的な不調を抱えながらもこれからの生活をいかに生きるかということに関心が移ってきていると言える。しかし、住民の精神不安度は著しく高く、それは身体症状が悪いほど高くなり、また水俣病問題に対して積極的に関与していった経験があるもんほど不安は低下する傾向があった。今後、この地域での保健医療・福祉を考える際に重要な視点となるであろう。
多バンド超伝導体において生成するトポロジカルソリトンの観測

本研究の目的は、複数の量子位相をもつ多バンド超伝導体において、理論的に示唆されてきた新しいタイプのトポロジカルソリトンの存在を実験的に検証し、トポロジカルソリトンを新しい情報伝達手段とするためのデバイス開発を行うことである。昨年度までは、人工的な多バンド超伝導体であるNb/AlO/Nb薄膜の作成に成功し、それを基にしてソリトン発生回路の設計およびその作成を行い、DC-SQUIDセンサーを用いてNb/AlO/Nb薄膜で発生したソリトンの直接観測に成功した。今年度は、昨年度行ったトポロジカルソリトンの観測データを基にソリトンの発生条件を特定し、デバイス開発を行った。この新しいタイプのトポロジカルソリトンの観測例はこれまでほとんどなく、今回の観測は学術的に大変重要な研究であると思われる。また、ソリトンの発生条件を特定したことにより、ソリトン生成の制御に成功し、世界に先駆けて応用の可能性について報告することができた。成果報告として、昨年度まで論文発表を4件、国際会議発表を1件、学会発表を3件行った。今年度は論文発表を1件、国際会議発表を3件、学会発表を5件行った。今年度の論文発表1件と国際会議・学会発表8件は、ソリトンの実験に関するもので本研究課題の直接的成果である。これらの成果をまとめ、今後論文発表をする予定である。今年度は本研究課題の最終年度であるが、予定どおりデバイス開発まで行うことができ、研究は順調に進んだと考えている。本研究は、複数の量子位相をもつ多バンド超伝導体において、理論的に示唆されてきた新しいタイプのトポロジカルソリトンの存在を実験的に検証し、トポロジカルソリトンを新しい情報伝達手段とするためのデバイス開発を行うことを目的とする。今年度は、予定されていた人工的な多バンド超伝導体であるNb/AlO/Nb薄膜の作製とその評価および発生回路の設計を行った。薄膜は産業技術総合研究所・イノベーションプラットフォームにおいて作製され、当初の目的である2つのNb層の間のジョセフソン相互作用が非常に小さいNb/AlO/Nb構造の薄膜を作ることに成功した。ジョセフソン相互作用、膜厚、超伝導転移温度などソリトンの発生に必要な条件を、作製した薄膜が満たしていることを確認した。発生回路の設計を行い、微細加工技術により、ソリトンを発生および観測するための回路を薄膜上に形成し、試料作製については予定どおり完了した。また、次年度のために測定に用いるDC-SQUIDセンサーを購入し、微小磁化測定装置の組み立てを始めた。成果報告として、今年度は論文発表を2件(審査中)、著作による発表1件、国際会議発表1件を行った。論文の2件および著作発表1件は、発生回路の設計に関するもので本研究課題の直接的成果であり、効率よくソリトンを発生させるために新たにデザインした測定回路について報告している。国際会議発表では、測定に用いるDC-SQUIDセンサーによる磁束量子の観測についての報告であり、本研究課題に直接関係する成果である。次年度において、ソリトンの観測が行われる予定である。その準備は予定どおりすべて今年度に完了することができたと考えている。今後はデバイス開発も視野に入れ、研究活動を加速させていきたい。今年度予定していた試料作製が完了し、研究全体は順調に進んでいる。今年度は、昨年度作製した人工的な多バンド超伝導体であるNb/AlO/Nb膜からなるソリトン発生回路に対して、SQUIDセンサーを用いて量子磁束の観測を行った。実験の結果、トポロジカルソリトンの存在を示す分数量子磁束の直接観測に成功した。また、条件を変えながら量子磁束の生成および観測を行い、デバイス開発のために必要であるソリトンの発生条件の特定を行った。更に実験により明らかになった発生条件を基にしてデバイスの設計を行った。成果報告として、今年度は論文発表を2件、学会発表3件を行った。論文発表の1件と学会発表3件は、ソリトンの検証実験に関するもので本研究課題の直接的成果である。もう1件の論文発表は、実験結果を基にした新たな理論的提案であり、本研究課題に直接関係する成果である。未発表の実験データがまだ残っているため、次年度においても論文および学会発表の形で公表していきたい。次年度はデバイス開発を中心として研究が引き続き行われる予定である。デバイスの設計はすでに完了しているので、微細加工技術によるデバイスの作製とSQUIDを用いたソリトン伝播の実験を行う。次年度は本研究課題の最終年度となるため、研究活動をさらに加速させていきたい。今年度予定していた検証実験が成功し、研究は大幅に進展した。ソリトンの発生条件特定の実験においては、条件の概略を明らかにすることができたものの、詳細については不明な部分がまだあり、今後特定していかなければならない。研究全体としては順調に進んでいると考えている。

昨年度までは、人工的な多バンド超伝導体であるNb/AlO/Nb薄膜の作成に成功し、それを基にしてソリトン発生回路の設計およびその作成を行い、DC-SQUIDセンサーを用いてNb/AlO/Nb薄膜で発生したソリトンの直接観測に成功した。今年度は、昨年度行ったトポロジカルソリトンの観測データを基にソリトンの発生条件を特定し、デバイス開発を行った。この新しいタイプのトポロジカルソリトンの観測例はこれまでほとんどなく、今回の観測は学術的に大変重要な研究であると思われる。また、ソリトンの発生条件を特定したことにより、ソリトン生成の制御に成功し、世界に先駆けて応用の可能性について報告することができた。成果報告として、昨年度まで論文発表を4件、国際会議発表を1件、学会発表を3件行った。今年度は論文発表を1件、国際会議発表を3件、学会発表を5件行った。今年度の論文発表1件と国際会議・学会発表8件は、ソリトンの実験に関するもので本研究課題の直接的成果である。これらの成果をまとめ、今後論文発表をする予定である。今年度は本研究課題の最終年度であるが、予定どおりデバイス開発まで行うことができ、研究は順調に進んだと考えている。今後の研究の方策は以下の通りである。[微小磁化測定装置の完成]:今年度、準備を始めた微小磁化測定装置を完成させる。すでに購入してあるDC-SQUIDセンサー、試料台およびコイルなどをクライオスタットに取り付け、動作確認、校正作業などを経て完成させる。磁束量子のような微小な磁束密度を検出できる装置の開発を目指す。[磁束量子の測定]:上記の装置を用いて試料に生じた磁束量子を観測することによりソリトンの検出を試みる。様々な条件で観測を行い、ソリトンの発生条件を突き止める。試料作製条件などを変えて作った様々な試料に対して測定を行い、発生条件の最適化を行う。[ソリトン量子デバイスの開発]:発生回路を単純化するなどの工夫をし、容易にソリトンを生成することができる回路の作製を目指す。ソリトンの伝播の長距離化などにも力を注ぎ、ソリトン量子デバイスの開発を精力的に進める。今後は、デバイス開発に注力していく。デバイスの設計はすでに完了しているので、微細加工技術によるデバイスの作製とSQUIDを用いたソリトン伝播の実験を行う。実験結果を基にしてデバイスを改良していく予定である。ソリトン伝播の長距離化などにも力を注ぎ、実用性のあるデバイス開発をめざす。本年度の未使用額50,840円(研究分担者分50,000円)は旅費などに使用する予定であったが、東京理科大学内の予算で旅費を賄うことができたため使用しなかった。次年度使用額は、今年度液体ヘリウム代などに使用する予定であった予算の額である。液体ヘリウム代は東京理科大学内の予算で賄うことができたため使用しなかった。次年度、液体ヘリウムを使用してデバイス開発を行うため、次年度使用額は液体ヘリウム代にあてる。今後、液体ヘリウムを使用して測定するため、本年度の未使用額50,840円(研究分担者分50,000円)は液体ヘリウム代にあてる。
エネルギー変換用電極材料の電気工学的研究

(【i】)アモルファス遷移金属ケイ化物による高出力熱電素子開発[松原覚衛(山口大・工)]イオン工学的に原子制御されたアモルファス構造の鉄シリサイド系の3d遷移金属ケイ化物について、熱電材料としての高性能化に関して有益な基礎的知見を得た。高出力熱電発電を実用化するためには、アモルファス構造をとり、しかも50100ミクロン程度の厚膜を必要とするため、本研究では5kW電子ビーム蒸着とイオンガンとの併用法を採用して電極の製造を行なった結果、Fe、Siの選択的酸化が容易になり、高い蒸着レートでp,n型伝導タイプの高性能アモルファス熱電材料がつくれる見通しが得られた。(【ii】)高温度熱電材料の薄膜電極形成[権田俊一(阪大産研)]1000°C以上の高温度領域で高出力が期待できるボロンフォスファイド(BP)をCVD法により結晶成長を行ない、高い成長速度で結晶を成長させる条件を明確にした。成長したBP結晶について、1000°Cまでの温度領域で熱起電力、電気伝導度測定を行ない、基板として用いるSiのオートドービング効果によりn,p両タイプの熱電材料がつくれることを明らかにした。さらに、BPの結晶成長としてECRプラズマによる方法についても検討して有益な基礎的知見を得た。(【iii】)熱電変換方式による廃熱回収システムの実用化に対する熱工学的研究[森康夫(電通大)]作製したアモルファス熱電材料の特性評価と、エネルギーシステムへの適用性について物理工学的、ならびに伝熱工学的な見地から研究し、効果的な熱電変換方式の運用について基礎的知見を得た。(【iv】)強誘電体を用いた焦電型熱エネルギー直接変換器の開発[川端昭(京大・工)]強誘電材料として自発分極が大きく焦電係数が大きいニオブ酸リチウムとタンタル酸リチウムの固溶体セラミックスが熱→電変換器の高性能化を図るために有効であることの基礎的知見を得た。
筋肉の協同発揮と姿勢調整・姿勢反射の重ね合わせに基づく能動的起立支援

本研究は,高齢者の能動的起立支援のため,姿勢調整と姿勢反射を考慮した個々人に適する起立支援システムの開発を目的とする.本目的を実現するため,本研究は起立動作を,自発性運動と「姿勢調整」,「姿勢反射」の重ね合わせであると仮定し,起立動作を筋肉共同発揮の観点から三つの基本動作に分割することで,各基本動作に要求される各機能との対応付けを明らかにした.さらに,各基本動作における筋肉の負荷を実時間で推定する手法を提案し,これをパラメータとすることで各基本動作における不足する機能を最低限補いつつ被介護者の体力発揮を誘引する起立支援手法を開発した.以上は実機実装を行い,被験者実験にてその効果を確認した.本年度行った研究概要は,以下の通りである.1.起立動作モデルの構築(1)支援を受ける高齢者の起立動作解析日常生活で起立動作に支障がある高齢者に,装置の補助を受けながら起立動作をしてもらい,身体の動きおよび床・椅子・起立支援装置にかかる力を,モーションキャプチャ装置,フォースプレートおよび体圧測定装置を用いて測定,「(3)多変量計測法とその表現法の確立」の手法を用いて記録した.これらのデータにおける,身体の動きと重心・ZMP変動の相関性より,起立動作中に身体を安定化させようと発現していると考えられる高齢者の「姿勢調整」「姿勢反射」を身体力学的に抽出した.(2)調整・反射機能のモデル化身体力学的な状態を模倣する人間モデルに,「姿勢調整」「姿勢反射」を表現するモデルとして予測的姿勢調整モデル,内部反射モデルを組み込んだ.その人間モデルに「(1)支援を受ける高齢者の起立動作解析」で測定した情報を入力して高齢者の起立動作の再現を試み,概ね高齢者の特徴的な起立動作を再現することが出来た.なお,特定の姿勢(中腰)において,高齢者の起立動作の再現が上手くいかない場合があり,機能別の筋肉配置を考慮した二関節筋モデルを適用することを検討している.2.運動機能特性の推定(3)多変量計測法とその表現法の確立「(1)支援を受ける高齢者の起立動作解析」と並行し,各センサデバイスをミドルウェアであるCORBAを用いてEthernet(有線及び一部無線)で接続し,各生体情報を時間同期を確保しながら,ネットワーク内に設置した中央サーバーで集中的に記録・管理するシステムを開発した.本年度行った研究概要は,以下の通りである.A)起立動作モデルの構築A-2)調整・反射機能のモデル化身体力学的な状態を模倣する人間モデルに,「姿勢調整」「姿勢反射」を表現するモデルとして予測的姿勢調整モデル,内部反射モデルを組み込んだ.なお,昨年度の研究結果より,特定の姿勢(中腰)において,高齢者の起立動作の再現が上手くいかない場合があったため,機能別の筋肉配置を考慮した二関節筋モデルを身体力学的な状態を模倣する人間モデルに適用した.B)運動機能特性の推定B-2)調整・反射機能と筋肉協同発揮の相関性の解明昨年度開発した「B-1)多変量計測法とその表現法の確立」で記録した筋電波形データから,シナジー解析を用いて筋肉の協同発揮現象を抽出し,同じく昨年度「A-1)支援を受ける高齢者の起立動作解析」にて計測したデータを基に身体力学的に抽出された「姿勢調整」「姿勢反射」の発現と時系列で比較することで,その対応関係を考察した.さらに,ここで見いだされた相関関係より抽出された筋肉協同発揮現象から,調整・反射機能の働き具合を推定することを検討した.C)能動的起立支援法の開発C-1)能動的起立動作実現条件の解明健常者の自発的な起立動作を,「A-2)調整・反射機能のモデル化」にて開発した起立動作モデルを用いて解析し,能動的な起立動作に必要と思われる身体力学的な条件を,ZMP(Zero Moment Point)の変化,筋肉協同発揮の発現順序とそのタイミングの観点から明らかにした.本年度行った研究概要は,以下の通りである.C)能動的起立支援法の開発C-2)能動的起立支援法の開発とその体系化「B)運動機能特性の推定」より推定される高齢者個々人の調整・反射機能を高齢者の身体パラメータとして捉えることで,「C-1)能動的起立動作実現条件の解明」にて得られる能動的な起立動作に必要な条件を満たすように人間機械フィードバック系を構成することにより,最小限の介助にて能動的起立動作を成立させるために必要な支援方策の条件を検討した.具体的には,起立支援時における支援力を,主に被介護者が動作を成す方向の成分とそれ以外の方向成分に分割し,それぞれについてフィードバックループを設定した.これにより,筋力不足による力不足を補うためのフィードバックループと,調整・反射機能の不足による身体バランス悪化を補うためのフィードバックループを同時に実現した.さらに,これらのフィードバックループに適用する制御則は力制御法と位置制御法を組み合わせたものを採用した.その上で,「C-1)能動的起立動作実現条件の解明」にて明らかにした二関節筋モデルを用いた身体負荷推定法を用い,起立動作に必要ないずれかの筋肉の負荷が許容値を超えた場合のみ,力制御法を適用し,それ以外の時は位置制御法を適用することで,能動的な起立支援,すなわち本人の筋力を出来るだけ用いながら,筋力が足りない場面では筋力の負荷を低減させる支援法を実現した.これらの研究成果は開発中の試作起立支援ロボットに実装し,実験的にその有効性を明らかにした.一方,開発した起立支援ロボットは,被介護者個々人の身体状況は予め起立支援装置に手動で入力する必要があり,介護現場におけるアンケートではその部分の自動化を求める意見を頂いた.

これらは今後の研究課題として扱う予定である.本研究は,高齢者の能動的起立支援のため,姿勢調整と姿勢反射を考慮した個々人に適する起立支援システムの開発を目的とする.本目的を実現するため,本研究は起立動作を,自発性運動と「姿勢調整」,「姿勢反射」の重ね合わせであると仮定し,起立動作を筋肉共同発揮の観点から三つの基本動作に分割することで,各基本動作に要求される各機能との対応付けを明らかにした.さらに,各基本動作における筋肉の負荷を実時間で推定する手法を提案し,これをパラメータとすることで各基本動作における不足する機能を最低限補いつつ被介護者の体力発揮を誘引する起立支援手法を開発した.以上は実機実装を行い,被験者実験にてその効果を確認した.本研究は,本来今年度と来年度前半において,「B-2)調整・反射機能と筋肉協同発揮の相関性の解明」を完了させる予定であった.しかし,以下の理由のため実施に遅れが生じている.本研究では,「B-2)調整・反射機能と筋肉協同発揮の相関性の解明」を実施するために,各生体信号を一括で扱う「B-1)多変量計測法とその表現法の確立」の成果を用いる.しかし,その中核となるデータ記録装置の中の,複数のハードディスクドライブを並列接続させる役割を担うチップに不良があったため,正常にデータが記録できない・バックアップ前のデータを紛失するトラブルに見舞われた.最終的にはチップの不良であることを突き止めたが,当初は他の原因を検討するなどして時間を要したため,研究の遅れに繋がった.なお,失われたデータは幸い健常者のもので再実験が容易であること,高齢者による実験データは別途バックアップを取っていたため失われていないことから,今後はこの遅延を十分に回復できると確信している.ロボティクス・メカトロニクス来年度は,以下の方針に従って研究を遂行する予定である.B-1)多変量計測法とその表現法の確立故障したシステムを修理したため,再度システムの調整と再稼働を行う.C-2)能動的起立支援法の開発とその体系化支援を受ける高齢者と起立支援装置を,協調して起立動作を行う系として捉え,人間機械フィードバック系として昨年度「A-2)調整・反射機能のモデル化」にて開発した起立動作モデルに起立支援装置の力学・制御モデルを統合する.また,人間パラメータとして同じく昨年度「B-2)調整・反射機能と筋肉協同発揮の相関性の解明」で明らかにした対象者の挙動から推定できる調整・反射機能の強度を,人間機械フィードバック系への入力とする.さらに「C-1)能動的起立動作実現条件の解明」にて得られた自発的な起立動作の身体力学的条件を満たしながら,起立支援装置が人間に与える支援力を最小化する支援方法を考察する.同時に,上述したように修理・再稼働させた多変量計測システムを用いて得られる本起立支援法を受けた高齢者の生体情報と昨年度得られた起立動作モデルから,高齢者が動作に要した筋力を導出し,これを用いて本起立支援法の有効性を定量的に評価する方法を検討する.C-3)起立支援装置への実装・被験者による評価実験本研究で今まで開発してきた被介護者の自発的な起立支援を行う方法を,現在開発中の起立支援装置試作機に実装し,高齢者・障がい者による被験者実験にて評価する.評価項目は,被験者の調整・反射機能の推定性能および心理評価を予定している.
高精密結晶構造解析による光合成電子伝達メカニズムの解明

本研究により、生理的ペアの複合体結晶(Fd(oxi) + FNR(red)およびFd(red) + FNR(oxi))の精密構造解析が達成できれば、Fdから各依存酵素への電子伝達機構の違いや、電子の逆流防止機構を解明する事が可能となる。電子伝達については移動経路の他に、活性中心の酸化還元電位を考慮する必要があるが、精度の高い構造を決定して理論計算も行うことで完全な理解を目指す。Fdから最も電子を受け取りやすいFNRへの電子伝達メカニズムが解明されれば、電子伝達されにくい酵素の1つであるヒドロゲナーゼ(HydA1)を改変することで、水素を高効率で発生する組換え生物開発への道が開ける。
リンパ球交通を制御するレーセレクチンの生理的リガンドの同定と発現調節機構の解明

L-セレクチンはリンパ球上に発現し、リンパ球の交通制御に関与していることが明らかにされている。L-セレクチンのリガンドとして6-スルホシアリルルイスXと呼ばれる糖鎖が同定されたが、その研究過程において、6-スルホシアリルルイスXの鍵構造であるシアル酸が、活性型であるデ-N-アセチルシアル酸や不活性型であるラクタム型シアル酸に構造変化することで、L-セレクチンが関与する免疫反応と動的に制御しているという、非常に興味深い仮説が提出されるに至った。本研究では、L-セレクチンのリガンドに関連する分子を設計・合成することにより、この仮説に分子的基盤を与え、それを証明することを目的とした。具体的には、特に不活性型として見出されたラクタム型シアル酸に注目し、この新規なシアル酸誘導体の化学的及び生物学的性質を明らかにするために、このラクタム型シアル酸を含有する糖鎖を合成することとした。標的分子として、シアル酸を含む最も単純なガングリオシドであるGM4、またセレクチンファミリーのリガンドであることが知られているシアリルルイスXを選び、それぞれのラクタム型シアル酸含有型分子の合成に取り組み、成功した。またNMR、MSを中心にスペクトルデータの解析を進め、ラクタム型シアル酸に特長的なスペクトルを明らかにした。
超遠隔かつ過酷環境下におけるレーザ超音波流量計測の基盤技術開発

本研究は、超遠距離かつ極めて厳しい環境下における流量計測の基盤技術開発を目標とし、要素技術であるレーザおよび超音波に着目し、超音波流量計測とレーザ超音波の専門家が連携している。今年度は、流量計測の基礎システム構築に向けて超音波の送信部と受信部を分けて取り組んだ。まず、送信部については分担者を中心として、レーザ照射に必要なレーザ発振器および制御器の基本システム設計・整備を行うとともに、安全を考慮した基礎的なレーザ照射試験設備の整備を行い、基本的なレーザ照射試験を実施した。これにより、強力なレーザ照射が可能であることを確認した。受信部については、代表者が中心となってレーザ振動計を整備するともに、その基本的なデータ収集試験を実施した。また、レーザ振動計からのアナログ出力信号をデジタル化するための超高速サンプリングシステムを今回の仕様に合わせこむための制御ソフトウエアの改修および動作確認等による基本試験を実施した。これにより組み合わせた超音波受信用の基本装置を試作した。さらに、これらの送信部および受信部を実際の流れ場へ適用することを目的に、送信部においては、配管個所に強力なレーザ照射可能な部材設計を行うとともに、受信部においては、超音波の微振動を検出可能な検出部材の形状設計を行っている。今後は、これらの送信部および受信部の送受信部材の詳細設計および試作を行うとともに、産総研の国家標準設備である実流試験装置にて実際の流動場に適用した流れ計測基礎試験を行うための準備を進める。レーザ発振器の整備に想定以上に時間を要したことや、レーザ振動計と超高速サンプリングシステムの合わせこみソフトウエアの改修作業に遅れが出たことなどが要因となり、全体的な進捗はやや遅れている。現在までの進捗状況はやや遅れているものの、全体として計画変更を要するような大きな問題点はないことから都度優先順位を考慮しながら計画に則って研究を推進していく。
カントの平和論を現代の議論に接続し新たな提言を行うための理論的研究

カントの平和論がもつ理論的前提の有効性を測るために、「統合から分裂へ」という方向性をもつ議論とカントの平和論とを突き合わせた。この対質を通じて、「諸国家連合」(Voelkerbund)を正当化するカントの理論的前提が、世界平和の実現にとって脅威となりうる潮流を、なぜ、そしてどのようにして食い止める潜在力をもちうるのか、明らかにした。この営為によって、「諸国家連合」を範とする国連が世界平和にとって有意味な側面をもちうることを同時に示すことにもなった。他方、機能不全に陥っている国連に代わり、どのような地域共同体がどのようにして、暫定的にではあるが可能な限り戦争を遠ざけるよう機能しているのかを検討した。地域共同体に関する知見をより深め、最終年度の第三の選択肢の提言につなげるため、すでに他のテーマで何度も共同研究を行ってきたルッツ=バッハマン教授をゲーテ大学(フランクフルト、ドイツ)に、ニーダーベルガー教授をデュースブルク-エッセン大学(エッセン、ドイツ)に訪問し、いずれも集中的に共同討議を行った。研究成果の一端として、第12回日独倫理学コロキウム(2018年9月5日、フランクフルト、ドイツ)において、Laesst sich nicht statt desnegativen Surrogatsdiepolitische Idee der Weltrepublik waehlen?というタイトルの下、研究発表を行った。ここでは、カントが暗黙の裡に前提している事柄を斥けることによって、世界共和国を選択する可能性が生じるのではないか、という問題提起を行った。また、第6回大阪哲学ゼミナール(2018年9月17日-20日、大阪大学)および日本カント協会第43回大会(2018年11月17日、香川大学)においても、科研費研究に密接に関連する研究発表を行った。本研究は、カントが「国際国家」ないし「世界共和国」ではなく「諸国家連合」を選択せざるを得なかった理論的前提を明確にし、この理論的前提をハーバーマスらの現代の平和論に接続することを通じて、そこにはいまなお有効な側面があることを明らかにすると同時に、現代的な視点を踏まえて、この理論的前提に必要な修正を施し、逆に現代の平和論によってまだ答えられていない問題に対して解決案を提示することを目指している。その営みは、「諸国家連合」か「国際国家」ないし「世界共和国」か、という二者択一を超えて第三の選択肢を示し、かつこの選択肢の現代における有効性を明らかにすることでもある。こうした研究目的を実現するにあたり、今年度は、まずカントの平和論がもつ理論的前提の有効性を測るために、「統合から分裂へ」という方向性をもつシュミットやホネットらの議論とカントの平和論とを突き合わせた。しかし他方、機能不全に陥っている国連に代わり、どのような地域共同体がどのようにして、暫定的にではあるが可能な限り戦争を遠ざけるよう機能しているのかを検討した。地域共同体に関する知見をより深め、最終年度の第三の選択肢の提言につなげるため、ルッツ=バッハマンおよびニーダーベルガーと集中的に共同討議を行った。その結果、カントの理論的前提をアクチュアルな状況に適合させて修正を施すことに可能性を見出しうることが判明した。これらの成果によって、本研究の目的である第三の選択肢の提言の準備は十分に整えられている。カントの平和論がもつ理論的前提に修正を加えることによって、カントの言葉で現存する地域共同体、たとえば欧州連合を正統化できるようになったが、しかし世界平和を実現するための第三の選択肢は、少なくとも現に存在する地域共同体というわけではない。ハーバーマス、ルッツ=バッハマン、ニーダーベルガー、ブルンクホルストらの論考から明らかなように、実在する地域共同体は、欧州連合も含め、あくまで機能不全に陥っている国連の代わりを一時的に果たしているだけであり、このまま国連が十全に機能しないままであれば、「統合から分裂へ」という方向性が待ち受けていることは必定だからであり、そうした流れは、結局のところ地域共同体すら瓦解させるものであるからだ。したがって、修正された理論的前提にもとづく第三の選択肢として、各地域共同体がそれぞれ相互に独立したままではなく世界規模での統合を実現しながら世界平和の実現に向けて機能しうるような法的体制とは、いったいどのようなものであるのかを探究することとする。こうした探究を通じて、アクチュアルな議論の不備を補い、地域共同体に理論的正統性を与えるとともに、地域共同体相互の関係および地域共同体と国連の関係も明確なものとし、こうした営為によって探究そのものの現代的意義を明らかにする。この探究を含め、本研究全体の妥当性を広く世に問うため、ルッツ=バッハマンおよびマルクス・ヴィラシェクを招へいし、大阪哲学ゼミナールおよび各種講演会、コロキウムを開催するとともに、国内から若手研究者を数名招いて公開討論会(大阪大学、12月)を行う。若手研究者が参加することによって、今後もこの領域の研究が継続され、本研究の成果として提案される第三の選択肢の理論的有効性が検証され続けていく可能性が。広く開かれることになる。

カントの平和論がもつ理論的前提について明らかにするために、ハーバーマスの「国際法を立憲化する可能性はまだあるか」におけるカント論を手がかりにした。カントが世界平和を実現する体制としてなぜ「国際国家」ないし「世界共和国」ではなく「諸国家連合」を選んだのか、その経験的-現実的理由ではなく、選択の背景をなす理論的前提はなにか。それは、カントが市民的体制ないしは共和主義的体制というものにこだわったこと、そのことである。それは、『普遍史の理念』(1784)の第7命題および第9命題などから明白である。こうした探究を行いながら、カントのパトリオティズムがどのようなものであるのか、それは隠された形でのナショナリズムではないのか、ということを、フィヒテの『ドイツ国民に告ぐ』およびベネディクト・アンダーソンの『想像の共同体』を典拠として、示すこともできた。成果は、第11回日独倫理学コロキウム(2017年9月5日、デュースブルク=エッセン大学、ドイツ連邦共和国)、日本フィヒテ協会第33回大会(2017年11月12日、明治大学中野キャンパス)、第5回大阪哲学ゼミナール(2018年3月17日、大阪大学豊中キャンパス)において発表を行うとともに、Nationalismus und/ oder Potenzialitaet des Weltbuergerrechts bei Fichteとして、Philosophia OSAKA, Nr. 13 (35-44頁)に掲載した。また、これらカントの平和論に見出された理論的前提を現代の議論に接続するため、ハーバーマスの『事実性と妥当』『他者の受容』『自然主義と宗教の間』を検討した。本研究のテーマである、平和を実現するための「諸国家連合」でも「世界共和国」でもない第三の道を探究するため、今年度は、まず、カントの平和論の理論的基盤を明確にすることを研究目的のひとつとしていた。実際には、ハーバーマスの論文を手がかりとして、カントが世界平和を実現する体制としてなぜ「国際国家」ないし「世界共和国」ではなく「諸国家連合」を選んだのか、その経験的-現実的理由ではなく、選択の背景をなす理論的前提を探究し、それは、カントが市民的体制ないしは共和主義的体制というものにこだわったこと、そのことにあることを明らかにできた。このことの傍証として、カントのパトリオティズムがどのようなものであるのか、それは隠された形でのナショナリズムではないのか、ということを、フィヒテの『ドイツ国民に告ぐ』およびベネディクト・アンダーソンの『想像の共同体』を典拠として、示すこともでき、成果を第11回日独倫理学コロキウム(2017年9月5日、デュースブルク=エッセン大学、ドイツ連邦共和国)、日本フィヒテ協会第33回大会(2017年11月12日、明治大学中野キャンパス)、第5回大阪哲学ゼミナール(2018年3月17日、大阪大学豊中キャンパス)において発表し、欧文論文を交換することができた。また、これらカントの平和論に見出された理論的前提を現代の議論に接続するために、ハーバーマスの『事実性と妥当』『他者の受容』『自然主義と宗教の間』を検討し、こうした理論的前提が現代の問題状況というパースペクティヴからどのような意味を持ちうるのかを、肯定的な面、否定的な面を合わせて考察するための準備を行うことができた。
イネ科葉肉組織の葉緑体配置と二酸化炭素の関係の三次元形態観察による解明

本研究では様々な光合成タイプ(C3・温帯型/寒冷型,C4・NADP-ME型/NAD-ME型/PCK型,等)のイネ科作物を対象に,葉組織を三次元再構築法で観察し,組織における細胞の位置,各細胞の立体形状,葉緑体の細胞内配置に着目して分類し,光合成タイプとの関連を見出す.さらに,光合成に影響する光量とCO2濃度を増減させた際に葉緑体配置に生じる変化を三次元解析し,特にC4植物で生じる葉肉葉緑体の凝集運動が維管束鞘細胞におけるCO2濃縮機構と関係するか検証する.また,C3-C4中間植物やC3植物においても人為的なCO2濃度の操作によって葉肉葉緑体がC4植物でみられるような凝集運動を行うかも確かめる.本研究では様々な光合成タイプ(C3・温帯型/寒冷型,C4・NADP-ME型/NAD-ME型/PCK型,等)のイネ科作物を対象に,葉組織を三次元再構築法で観察し,組織における細胞の位置,各細胞の立体形状,葉緑体の細胞内配置に着目して分類し,光合成タイプとの関連を見出す.さらに,光合成に影響する光量とCO2濃度を増減させた際に葉緑体配置に生じる変化を三次元解析し,特にC4植物で生じる葉肉葉緑体の凝集運動が維管束鞘細胞におけるCO2濃縮機構と関係するか検証する.また,C3-C4中間植物やC3植物においても人為的なCO2濃度の操作によって葉肉葉緑体がC4植物でみられるような凝集運動を行うかも確かめる.