hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知識ベースの融合によるクラスタリングの高度化～特に不確実データの解析について～

情報通信技術の著しい発達により,以前とは比較にならない大規模・複雑なデータが蓄積されており,そのようなデータを対象として,人間のように柔軟な処理を経て,有用な情報を抽出する必然性は高まる一方である.そのようなデータ解析手法の一つにクラスタリングがある.クラスタリングは,大規模・複雑なデータから,人間には抽出困難な構造を抽出するための重要な手法であり,自然言語・画像認識など様々な分野に応用されている.通常,クラスタリングで対象となるデータはパターン空間上の点として表される.しかしながら,データが誤差や欠損といった固有の不確実性を伴う場合,データは区間や幅として表されるため,既存の手法で扱うことは困難である.そこで,本研究課題では,不確実性に対して人間のように柔軟な処理を行える方法論の構築を目標とし,データに伴う不確実性を許容範囲付きデータとして扱うクラスタリング手法の高度化に取り組んだ.本研究課題の成果として,許容範囲付きデータに対するクラスタリング手法,回帰分析の構築,クラスタワイズ許容を用いたクラスタリング手法の確立が成された.また,クラスタリングにより得られる分類結果を評価する妥当性基準の不確実データへの拡張を試み,許容範囲付きデータに対する妥当性基準を新たに構築した.それらに並行して,教師あり学習の一手法である回帰分析の不確実データへの拡張を行った.これらの研究により得られた成果から,許容の概念を用いて不確実データを扱うデータ解析の方法論が確立されたと考えている.特に,不確実データに対するクラスタリング手法では,データの分類からその評価までを許容の概念を用いた統一的な枠組みで議論することを可能とした点は従来のデータ解析手法と大きく異なっている点である.さらに,本研究課題の発展であるクラスタワイズ許容の半教師付きクラスタリング手法への援用など,様々な発展性を示すことができ,本研究課題の目的は十分に達成することができたと考えている.情報通信技術の著しい発達により,以前までとは比較にならない大規模・大容量・複雑なデータが蓄積されており,そのようなデータを対象として,人間のように柔軟な処理を経て,情報を抽出する必然性は高まる一方である.そのような手法の一つにクラスタリングがある.クラスタリングは,上述のようなデータから,人間には抽出困難な構造を抽出するための非常に重要な手法であり,自然言語・画像認識など多くの分野に利用されている.通常,クラスタリングで対象となるデータはパターン空間上の点として表される.しかしながら,データが誤差や欠損といった固有の不確実性を伴う場合,データは区間や幅として表されるため,既存の手法で扱うことは非常に困難である.そこで,本研究課題では,不確実性に対して人間のように柔軟な処理を行える方法論の構築を目標とし,データに伴う不確実性を許容範囲付きデータとして扱うクラスタリング手法の高度化に取り組んでいる.現在までの主な成果として,許容範囲付きデータに対するクラスタリング手法の提案及び高度化,クラスタワイズ許容を用いた新たなクラスタリング手法の枠組みの構築を進めている.また,クラスタリングにより得られる分類結果を評価する妥当性基準の高度化に取り組み,許容範囲付きデータに対する妥当性基準を構築した.既に提案されている手法では,不確実性を伴うデータに対する妥当性基準を議論することは非常に困難であったが,許容の概念を用いることで前述の問題点を解決する新たな方法を構築したことは本研究の特色であり,独創的な点であると言える,また,許容の概念を拡張したクラスタワイズ許容という新たな概念を用いたクラスタリング手法では,従来は扱うことが困難であった形状やサイズの異なるデータを柔軟に扱うことが可能となった.これらの成果より,本研究課題は現時点では十分に果たされていると考えている.情報通信技術の著しい発達により,以前とは比較にならない大規模・複雑なデータが蓄積されており,そのようなデータを対象として,人間のように柔軟な処理を経て,有用な情報を抽出する必然性は高まる一方である.そのようなデータ解析手法の一つにクラスタリングがある.クラスタリングは,大規模・複雑なデータから,人間には抽出困難な構造を抽出するための重要な手法であり,自然言語・画像認識など様々な分野に応用されている.通常,クラスタリングで対象となるデータはパターン空間上の点として表される.しかしながら,データが誤差や欠損といった固有の不確実性を伴う場合,データは区間や幅として表されるため,既存の手法で扱うことは困難である.そこで,本研究課題では,不確実性に対して人間のように柔軟な処理を行える方法論の構築を目標とし,データに伴う不確実性を許容範囲付きデータとして扱うクラスタリング手法の高度化に取り組んだ.本研究課題の成果として,許容範囲付きデータに対するクラスタリング手法,回帰分析の構築,クラスタワイズ許容を用いたクラスタリング手法の確立が成された.また,クラスタリングにより得られる分類結果を評価する妥当性基準の不確実データへの拡張を試み,許容範囲付きデータに対する妥当性基準を新たに構築した.それらに並行して,教師あり学習の一手法である回帰分析の不確実データへの拡張を行った.これらの研究により得られた成果から,許容の概念を用いて不確実データを扱うデータ解析の方法論が確立されたと考えている.特に,不確実データに対するクラスタリング手法では,データの分類からその評価までを許容の概念を用いた統一的な枠組みで議論することを可能とした点は従来のデータ解析手法と大きく異なっている点である.

さらに,本研究課題の発展であるクラスタワイズ許容の半教師付きクラスタリング手法への援用など,様々な発展性を示すことができ,本研究課題の目的は十分に達成することができたと考えている.
造血細胞移植に関わる新たなアロ免疫認識機構の解明

本研究は、ヒトのアロ免疫認識機構により生じる移植免疫反応へのHLA遺伝子領域の関与を詳細に解析し、新たなアロ免疫機構を明らかにすることを目的としている。昨年度は、HLA-DPB1の非翻訳領域を含む全領域ゲノム情報に基づき作成した系統樹と非血縁者間骨髄移植症例の大規模免疫遺伝データべースを用いて、非翻訳領域に急性GVHDの新たな発症機構が存在し、従来のT細胞エピトープに基づくHLAアリルとその適合度により生じるGVHD発症機構とは異なることを世界に先駆けて明らかにし、論文化した。本研究期間においては、他のHLA遺伝子の分子系統解析による群分けがHLA-DPB1遺伝子と同様なメカニズムで、移植後のアロ免疫反応によって起こる臨床病態に影響するかを探るために、HLA-A、-B、-C、-DRB1、-DQB1遺伝子全領域を区分化して系統樹解析を開始した。さらに、白血病患者の同種造血幹細胞移植を施行され再発した例でアロ免疫からの回避機構におけるHLAの意義を検索するため、患者の初診時、化学療法後再発時、移植後再発時など経時的に採取保存された検体でのHLA解析を開始し、データを構築中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究領域A02ネオ・セルフ研究代表者である椎名らが開発したlong-range系PCR法(Tissue Antigens 2012;80:305)で解析した日本人の主要なHLA-DPB1アリルの遺伝子全領域の情報を用いて、HLA-DPB1遺伝子のグループ分けを行った。その情報に基づいて、日本骨髄バンクを介した非血縁者間造血幹細胞移植(UR-HSCT)施行症例の臨床及びHLAデータを用いて、HLA-DPB1遺伝子グループの移植片対宿主病(GVHD)への影響を検討した。その結果、HLA-DPB1アリルはexon 3から3'非翻訳領域(3'UTR)の領域で二つのグループに分かれることを明らかにした(HLA-DP2と-DP5グループ)。さらに、患者とドナー1589ペアのHLA領域のmulti-SNP解析で、各HLA-DPグループはintron 2の途中から3'UTRまでグループ固有の配列を有することを示した。UR-HSCTが施行された1286症例で急性GVHDへの影響を検討したところ、患者の不適合となるHLA-DPB1がHLA-DP5グループの場合、HLA-DP2グループに比べて有意に急性GVHDのリスクが高くなることを示した。一方、exon2で作成した系統樹は必ずしもこのグループには一致せず、HLA-DP分子のペプチド結合部位とそれ以外の部位の進化過程が異なることが判明し、HLA-DPB1のexon 3から3'UTRの領域は従来GVHD発症に重要と考えられてきたexon 2がコードするペプチド結合部位の影響とは異なる機序でGVHDの発症に関連している可能性を示した。本研究成果は、学会発表及び論文発表を行った。本研究は、非血縁者間造血幹細胞移植(UR-HSCT)において患者とドナーのHLA-DPB1不適合によって生じる移植免疫反応が、HLA-DPB1遺伝子の進化学的構造の違いによって生じることを初めて示した。日本骨髄バンクを介したUR-HSCTでは、HLA-A, -B, -C, -DRB1のアリル型が適合したドナーがHLA完全一致のドナーとして選択され、HLA-DPB1のタイピングは通常施行されていない。そのため、患者とドナーのHLA-DPB1不適合が高率に生じる。近年、UR-HSCTにおける患者とドナーのHLA-DPB1不適合が移植転帰に及ぼす意義について、欧米から報告された二つの異なるモデルが注目されていた。一つはHLA-DPB1のペプチド結合部位を反映したHLA-DPB1 T-cell epitope (TCE)不適合モデル(Lancet Oncol. 2012;13:366)で、もう一つはHLA-DPB1遺伝子の3'UTRに位置する一塩基多型(SNP)と関連したHLA-DPの発現モデル(N Engl J Med. 2015;373:599)である。この二つのモデルの関連性については、これまで明らかにされていなかった。我々は、HLA-DPの発現モデルで示されていたHLA-DPB1遺伝子の3'UTRに位置するSNPは、HLA-DPB1遺伝子の高度に保存されたexon 3から3'UTR領域のtag SNPであることを示した。本研究は、前述した急性GVHDや移植予後と関係するHLA-DPB1不適合のトピックスとなっている二つのメカニズムが、各々進化学的に異なる領域を反映していることを初めて示した。昨年度は、HLA-DPB1の非翻訳領域を含む全領域ゲノム情報に基づき作成した系統樹と非血縁者間骨髄移植症例の大規模免疫遺伝データべースを

用いて、非翻訳領域に急性GVHDの新たな発症機構が存在し、従来のT細胞エピトープに基づくHLAアリルとその適合度により生じるGVHD発症機構とは異なることを世界に先駆けて明らかにし、論文化した。本研究期間においては、他のHLA遺伝子の分子系統解析による群分けがHLA-DPB1遺伝子と同様なメカニズムで、移植後のアロ免疫反応によって起こる臨床病態に影響するかを探るために、HLA-A、-B、-C、-DRB1、-DQB1遺伝子全領域を区分化して系統樹解析を開始した。さらに、白血病患者の同種造血幹細胞移植を施行され再発した例でアロ免疫からの回避機構におけるHLAの意義を検索するため、患者の初診時、化学療法後再発時、移植後再発時など経時的に採取保存された検体でのHLA解析を開始し、データを構築中である。HLA-DPB1遺伝子以外のHLA class II遺伝子及びHLA class I遺伝子について、全遺伝子領域のデータを用いた進化学的な解析を行う。それに基づいた進化学的な遺伝子構造が移植免疫反応にどう影響するか、非血縁者間骨髄移植例のHLAデータと臨床データを用いた解析を進める。特に、急性GVHD、慢性GVHD、白血病再発などの移植転帰との関連について解析する。急性GVHDで標的となる臓器は主に皮膚、肝臓、腸管である。腸管のGVHDは他の臓器のGVHDと比較して重症化しやすい傾向があること、慢性GVHDにおいては、肺病変など急性GVHDとは異なる臓器も標的となることから、患者とドナーで不適合となるHLAと標的となる臓器との関連性も検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ナトリウムボース・アインシュタイン凝縮体の超精密光操作に関する研究

多原子数ナトリウムボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)を安定に発生できる装置を整備し、かつ、ボース凝縮体を非破壊測定できる位相コントラストイメージング光学系を開発した。発生させたボース凝縮体に2方向から離調周波数を制御した誘導ラマン光を照射することで、30ms間高指向性原子波レーザーを発生できた。また、2つの超放射パルスを照射することで2個の運動量ゼロのボース凝縮体が発生でき、その特性を調べた。BECに非対称磁場を印加し超流動性を示すシザースモードが励起でき、このモードと四重極モードとのカップリング条件を明らかにした。BECの重心運動を利用し、m=0状態のBECに渦度1の渦を発生できた。本研究は、ボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)を光で精密に操作する原子光学の研究を行い、ボース凝縮体の応用の可能性に資することを目的とする。そのため、最初の1年で、申請者らがこれまで開発してきた多原子数ナトリウムBEC発生装置を安定に再現性良く動作できるように改良する。次に、再現性良く繰り返し発生させたBECを用いて光操作を精密に行うことで、原子レーザー発振、超放射原子干渉計、集団運動・渦発生について研究する。平成25年度はナトリウム原子ビームを整備し、磁気トラップに多数の原子数の捕捉を行い、再現性良くBECを発生させて、以下の研究を行った。1原子レーザーの研究:BECから高指向性原子レーザーを発生させるために、最初にゼーマン準位間の2光子誘導ラマン遷移による原子レーザー発振の最適条件を調べた。ラマン光のボース凝縮体への入射角度、共鳴周波数、ラビ周波数を決定し、8ms間の連続発振に成功した。また、ビーム広がり幅の測定を行った。この結果をもとに、1.7GHz高効率音響光学変調器を購入し、超微細構造間のラマン遷移での照射条件、共鳴周波数について調べ、パルス発振に成功した。2超放射原子干渉計の研究:BECに赤方離調した1μ秒程度の短パルス光を照射すると、エネルギー保存則が破れ、反跳運動量の偶数倍異なる多モードBECが超放射される。今年度は直交方向に進む2本の誘導ラマン光を用いて2次元的超放射パターンを観測した。また、非破壊測定が可能な位相コントラストイメージング法について研究を進めた。3集団運動の研究:BECに非対称磁場を印加して最少磁場をms程度で早く操作することで、多様な集団運動を励起できた。特に、超流動性を示すシザース運動が観測でき、その特性を調べた。さらにこの方法を発展させ、マヨラナ遷移を用いることで、m=0の準位に量子渦の兆候を見ることができた。そのため、初年度、申請者らがこれまで開発してきた多原子数ナトリウムBEC発生装置を安定に再現性良く動作できるように改良した。これを用いて、再現性良く繰り返し発生させたBECに、申請者らがこれまで研究してきた以下の3つの光操作を精密に行うことで、原子レーザー発振、超放射原子干渉計、集団運動・量子渦発生について研究する。平成26年度は以下の研究を行い、成果を得た。1原子レーザーの研究:2光子誘導ラマン光を異なる2方向から照射して、ゼーマン状態間に、誘導ラマン、超放射ラマン、超放射が生じる実験条件を見つけた。特に、超放射ラマンの発生は最初の観測である。誘導ラマン遷移を用いて、原子レーザーを30 ms間連続発振することに成功した。2超放射原子干渉計の研究:赤方離調した短パルス光を照射して生じる超放射の発生位置について調べた。これを利用して、速度ゼロの原子集団の干渉条件を求めた。また、ボース凝縮体を連続観測するために非破壊的に観測できる位相コントラスト法の開発に成功した。3集団運動の研究:シザースモードと四重極モードのモードカップリングについて実験的に求め、交互発振のメカニズムを明らかにした。また、磁場を振動させることで生じるBECの重心運動を用いて、マヨラナ遷移で放出されるm=0状態のBEC中に量子渦が発生する実験条件を求めた。そのため、申請者らがこれまで開発してきた多原子数ナトリウムBEC発生装置を安定に再現性良く動作できるように改良し、これを用いて、再現性良く繰り返し発生させたBECに、申請者らがこれまで研究してきた以下の3つの光操作を精密に行うことで、原子レーザー発振、超放射原子干渉計、集団運動・量子渦発生について研究する。平成27年度は、最終年度として、これまでの研究結果について考察と補足を行い、研究の総括を行った。1原子レーザーの研究:2方向、2周波ラマン光の照射により放出されるBECの状態や条件を明確にし、その放出メカニズムを解明した。これは、原子レーザーの超時間発振に役立つと期待される。(論文を投稿、現在審査中である。)オーストラリアに出張し、原子レーザー研究の第一人者、ボース凝縮原子の干渉の研究者達を訪問し、現状を視察・議論した。2超放射原子干渉計の研究:2パルス照射下での速度ゼロの原子集団を実験的に干渉させる条件について検討した。また、観測の手法として、位相コントラストイメージングについての結果を考察した。

3集団運動の研究:ボース凝縮体に渦を発生させる手法として幾何学的位相(ベリー位相)の書き込み法があるが、磁場回転におけるベリー位相について研究し論文にまとめ発表を行った。一方、m=0状態で得られた渦度1の渦の発生についての報告はこれまでになく、その発生メカニズムについて理論研究者と議論しシミュレーション法を検討した。現在シミュレーション中であり、BECの超流動性についての重要な情報が得られると期待できる。その成果は今後論文にまとめ報告する予定である。多原子数ナトリウムボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)を安定に発生できる装置を整備し、かつ、ボース凝縮体を非破壊測定できる位相コントラストイメージング光学系を開発した。発生させたボース凝縮体に2方向から離調周波数を制御した誘導ラマン光を照射することで、30ms間高指向性原子波レーザーを発生できた。また、2つの超放射パルスを照射することで2個の運動量ゼロのボース凝縮体が発生でき、その特性を調べた。BECに非対称磁場を印加し超流動性を示すシザースモードが励起でき、このモードと四重極モードとのカップリング条件を明らかにした。BECの重心運動を利用し、m=0状態のBECに渦度1の渦を発生できた。原子レーザー、超放射原子干渉計、集団運動、いずれの課題も成果を得て、最終年度詳細に評価・解析することが可能になった。27年度が最終年度であるため、記入しない。量子エレクトロニクス平成27年度(最終年度)は、BECを用いた3つの光精密操作に対し、それぞれで得られた実験結果を評価して、解析し考察する。これらの結果を論文にまとめ、成果の発表を行う。多原子数ナトリウム原子BECの高安定生成方法について詳細な解析を行い、報告書として取りまとめる。ナトリウムボース凝縮発生装置を再現性良く操作することができ、8ms間の原子レーザー発振、2次元超放射発振、超流動性を示すシーザースモード、量子渦の観測ができ、次年度以降、これらについて詳細に研究する基礎ができた。1原子レーザー:ボース凝縮体作成装置を用いて、誘導ラマン光を適用し、原子ビーム縦断面CCD観測装置を用いてハイゼンベルグ限界までのビーム品質が得られたかを評価する。また、原子レーザーの持続時間が秒近くになるような最適結合条件を求める。このようにして作成した準連続原子レーザーに対して、空間的に離れた2か所で誘導ラマン遷移を用いた原子干渉計を構成し、時間・空間コヒーレンスを評価する。2超放射原子干渉計:低次運動量モードのKapitza-Dirac超放射を利用して、大面積の原子干渉計を構築、同一運動量モード状態間の干渉性能を測定する。このとき、位相コントラストイメージング法を用いて時間発展の様子を記録する。3集団運動の研究:昨年開発してきた方法で渦発生メカニズムと渦特性を評価する。さらに、BECに非対称光双極子場を照射し回転を与え、その回転周波数と量子渦発生の関係を調べ、量子化条件を得る。測定は位相コントラスト法による非破壊測定で行い、同一BECの時間発展を観測する。これにより量子渦の渦度について評価する。(平成27年度)
アンテナ効果と高効率多電子酸化を実現する生体模倣型多孔性金属錯体の創製

無尽蔵な太陽光エネルギーを化学エネルギーへと変換することが可能な人工光合成反応は、現在のエネルギー・環境問題の解決策として有望視されている。その実現に向けては、反応系構築のボトルネックとなっている水の酸化による酸素発生反応の高効率化が求められる。本申請課題では、自己組織化を通して、ボトムアップ的に、かつ規則的高密度に金属酸化物クラスターと有機分子を配列できる多孔性金属錯体(PCP)の有機ー無機ハイブリッド骨格に着目し、植物の光合成中心に見られる優れた多電子酸化活性サイトと集光アンテナ系を模倣した構造を一つの固体材料内に構築することで、高い多電子酸化能と光の利用効率を実現する酸素発生触媒の開発を進めている。まず、申請者らがこれまでに報告してきた可視光酸素発生反応を促進可能なFe系PCPの活性向上を目指して、有効な酸素発生サイトとしての機能が知られるコバルト酸化物との複合化を行った。その結果、温和な加熱処理を通して、骨格構造を維持しながらFe系PCPとコバルト酸化物との複合化が可能であることを初めて見出すとともに、酸素発生速度を倍増することに成功した。この際、コバルト酸化物の複合化により、多電子が関与する過程を促進している傾向を確認することができている。加えて、Fe系PCP骨格を形成する架橋性有機分子の設計を行うことによっても、可視光酸素発生反応活性を向上させることが可能であることを明らかにした。これは、架橋性有機分子上で生じる副反応が抑制されたことに起因しており、Fe系PCPの骨格設計に重要な示唆を与える結果であると言える。今後は、高い光の利用効率の実現に向けた集光アンテナ系の導入可能性を検討するとともに、これら材料設計技術の統合を進めていく。2018年度は、当初計画の通り、酸素発生サイトの特性向上に焦点を当て、多孔性金属錯体(PCP)光触媒の開発を行った。申請者らが見出してきた可視光酸素発生反応を促進可能なFe系PCPの活性サイトは三核のFe(III)クラスターからなり、四電子が関与する酸素発生反応に最適な構造となっていないことが予測された。そこで、Fe系PCPに対して、有効な酸素発生サイトとしての機能が知られるコバルト酸化物との複合化を検討した結果、温和な加熱処理により、骨格構造を維持しながらFe系PCPとコバルト酸化物との複合化が可能であることを初めて見出すとともに、酸素発生速度を倍増することに成功した。この際、コバルト酸化物の複合化により、多電子が関与する過程を促進している傾向を確認することができており、当初目標の多電子酸化反応に適したPCP光触媒の開発が順調に進んでいるといえる。加えて、Fe系PCP骨格を形成する架橋性有機分子の設計に基づく反応の高効率化についても合わせて検討を行った結果、架橋性有機分子上で生じる副反応の抑制を通して可視光酸素発生反応の反応活性を向上させることが可能であることを明らかにした。これは、Fe系PCPの骨格設計において新たな視点を与える重要な知見であり、本設計指針を取り入れることで今後さらなる高効率化が期待される。多電子酸化反応に適した光触媒の開発が順調に進んでいることを受け、当初計画の通り、光の利用効率の向上を目指したPCP光触媒の開発に着手する。天然の光合成系では、活性中心の周りに集光性タンパクが高密度に配列されたアンテナ構造により、光の高い利用効率が実現されている。このような集光アンテナ構造を光触媒に付与する上で、自己組織化を通して、ボトムアップ的に、かつ規則的高密度に有機分子を配列できるPCPを利用した触媒設計が有効と考えられる。そこで、エネルギー供与性の架橋性有機分子からなるPCPを用いて集光アンテナ構造を模倣するとともに、エネルギー集約の可能性を検討する。この際、エネルギー供与体と受容体とのスペクトルマッチングが重要となるため、実験的手法のみならず、計算化学的手法を取り入れることで、研究速度の向上を図る。研究の最終段階では、得られた知見を基に多電子酸化反応に適した活性サイトと集光アンテナ構造とを統合することで、可視光酸素発生反応用PCP光触媒のさらなる高効率化を進めていく。

これは、架橋性有機分子上で生じる副反応が抑制されたことに起因しており、Fe系PCPの骨格設計に重要な示唆を与える結果であると言える。今後は、高い光の利用効率の実現に向けた集光アンテナ系の導入可能性を検討するとともに、これら材料設計技術の統合を進めていく。2018年度は、当初計画の通り、酸素発生サイトの特性向上に焦点を当て、多孔性金属錯体(PCP)光触媒の開発を行った。申請者らが見出してきた可視光酸素発生反応を促進可能なFe系PCPの活性サイトは三核のFe(III)クラスターからなり、四電子が関与する酸素発生反応に最適な構造となっていないことが予測された。そこで、Fe系PCPに対して、有効な酸素発生サイトとしての機能が知られるコバルト酸化物との複合化を検討した結果、温和な加熱処理により、骨格構造を維持しながらFe系PCPとコバルト酸化物との複合化が可能であることを初めて見出すとともに、酸素発生速度を倍増することに成功した。この際、コバルト酸化物の複合化により、多電子が関与する過程を促進している傾向を確認することができており、当初目標の多電子酸化反応に適したPCP光触媒の開発が順調に進んでいるといえる。加えて、Fe系PCP骨格を形成する架橋性有機分子の設計に基づく反応の高効率化についても合わせて検討を行った結果、架橋性有機分子上で生じる副反応の抑制を通して可視光酸素発生反応の反応活性を向上させることが可能であることを明らかにした。これは、Fe系PCPの骨格設計において新たな視点を与える重要な知見であり、本設計指針を取り入れることで今後さらなる高効率化が期待される。多電子酸化反応に適した光触媒の開発が順調に進んでいることを受け、当初計画の通り、光の利用効率の向上を目指したPCP光触媒の開発に着手する。天然の光合成系では、活性中心の周りに集光性タンパクが高密度に配列されたアンテナ構造により、光の高い利用効率が実現されている。このような集光アンテナ構造を光触媒に付与する上で、自己組織化を通して、ボトムアップ的に、かつ規則的高密度に有機分子を配列できるPCPを利用した触媒設計が有効と考えられる。そこで、エネルギー供与性の架橋性有機分子からなるPCPを用いて集光アンテナ構造を模倣するとともに、エネルギー集約の可能性を検討する。この際、エネルギー供与体と受容体とのスペクトルマッチングが重要となるため、実験的手法のみならず、計算化学的手法を取り入れることで、研究速度の向上を図る。研究の最終段階では、得られた知見を基に多電子酸化反応に適した活性サイトと集光アンテナ構造とを統合することで、可視光酸素発生反応用PCP光触媒のさらなる高効率化を進めていく。
複雑系の遅いダイナミクスの解明を目指した単一分子振動分光法の開発

生体高分子など複雑な分子の遅いダイナミクスを解明するための手段として、複雑分子の構造変化の鋭敏なプローブとなる蛍光寿命に着目し、その揺らぎを単一分子レベルで測定する蛍光寿命相関分光法を開発した。これを応用して、複数の分子種を含む試料の不均一性を、蛍光寿命を鍵として検知することができた。この方法は今後、複雑分子の構造の多様性や揺らぎの時間スケールの観測の新しい手段になると期待される。複雑な分子の遅いダイナミクスの解明に向け、本年度はまず、顕微分光光学系をベースとした蛍光相関分光システムの立ち上げを行った。フェムト秒チタンサファイアレーザー(Coherent社Mira 900-F)と時間分解能50ピコ秒のアバランシェフォトダイオード検出器(id Quantique社id100-20-ULN)、倒立型共焦点顕微鏡(Nikon社TE2000-U)、時間相関光子計数ボード(Becker&Hickl社SPC-140)を組み合わせ、希薄溶液から発せられる蛍光の強度揺らぎを蛍光寿命と相関させて測定するシステムを製作した。さらにルーター(Becker&Hickl社HRT-82)の導入により測定の多チャンネル化を行い、蛍光の波長・偏光の揺らぎの相関の測定も可能とした。これらのデータから分子固有のダイナミクスの情報を引き出すため、各フォトンの絶対到着時間から信号の各種時間相関関数を計算するプログラムの開発を行った。また、現在波長可変フェムト秒励起光源として光パラメトリック発振器の利用を計画しており、そのための準備を進めている。これらの技術を合わせて用いることで、顕微鏡の対物レンズの焦点領域を通過する単一分子を様々な波長で励起し、そのダイナミクスを発光シグナルの相関関数の形で観測することができる。これにより、本研究課題の目的である単一分子の振動スペクトルの揺らぎの測定につながるものと期待される。本年度は、前年度に製作した蛍光寿命測定を組み合わせた蛍光相関分光システムの応用を行った。本システムは、顕微鏡の対物レンズの焦点領域の分子から放出される光子の絶対到着時刻と、励起パルスからの各光子の相対遅延時間を、一つ一つの光子を区別して同時に記録することができる。これらのデータはそれぞれ蛍光強度の揺らぎと瞬間的な蛍光寿命の情報を与える。この情報を用いて、蛍光の強度揺らぎを蛍光寿命と相関させて測定することを試みた(蛍光寿命相関分光)。まず不均一系のモデルとして、2種類の異なる蛍光寿命をもつ蛍光色素(ローダミン6G、ローダミンB)の混合溶液の蛍光強度相関関数および蛍光寿命相関関数を同時に測定したところ、これらの2つの相関関数の間に有意な差がみられた。一方これら2種類の蛍光色素のうち片方だけを含む溶液では、2つの相関関数は誤差の範囲で一致した。このことは、本手法により系に内在する不均一性を検出できることを明確に示している。次に本手法を応用して、クマリン系色素で蛍光ラベルしたポリペプチド分子を測定したところ、界面活性剤を加えることで2つの相関関数の比が変化する様子が観測された。この結果はポリペプチド分子のコンフォメーションの不均一性の違いを反映したものと理解でき、複雑な生体分子の構造の多様性の問題へ本手法を応用できることを示唆する。また、不均一性は相関時間の関数として求められるため、これを応用することで生体分子の構造の多様性が揺らぎにより均一化してゆく時間スケールの情報を得ることができると期待される。
小細胞肺癌における新規治療標的遺伝子異常の解析

小細胞肺癌(Small cell lung cancer; SCLC)は肺癌全体の約15%を占め、初回の抗癌剤治療にはよく反応するものの、容易に多剤耐性を獲得し再発する極めて予後不良な疾患である。その予後改善には有効な分子標的治療法の開発が急務であるが、未だに臨床応用に至っていない。本研究の目的は、様々なSCLC細胞株や患者腫瘍組織を用いて、網羅的なmRNAベース・スクリーニング解析を行い、SCLCの新規治療標的となりうる遺伝子異常の同定および治療薬を開発することである。現在、申請者らはSCLC細胞株および患者臨床検体におけるチロシンキナーゼ(TK)遺伝子の網羅的解析を行っている。そして候補遺伝子については、機能解析を試みる。申請者らはSCLC細胞株および患者臨床検体におけるチロシンキナーゼ(TK)遺伝子の網羅的なmRNAベース・スクリーニング解析を確立している。候補遺伝子については、機能解析行い、検証する。またSCLC症例の臨床検体の集積も継続する。現在までに、申請者らはSCLC細胞株および患者臨床検体におけるチロシンキナーゼ(TK)遺伝子の網羅的解析を行い、あるTK遺伝子の転写変異体を同定している。転写変異体として同定されている候補遺伝子については、その全配列をクローニングして発現ベクターを作成して癌化能を検証する。またSCLC症例の臨床検体の集積も継続し、遺伝子異常の臨床的頻度の解析や、更なる新規標的遺伝子異常の同定も目標とする。当初の予定よりも臨床検体の収集が遅れてしまい、次年度に解析を行うため。
大学等で開発,維持されている動物を有効に利用するための管理,情報システムの確立

2年間の研究期間に国立大学医学部の動物実験施設をモデルとして,施設での動物維持状況,情報機器の整備状況の分析結果を行い,現状で各施設で維持している動物を効率よく利用するための方法と,近い将来に検討すべき課題として以下のような結論が得られた。(1)情報およびデ-タベ-ス。各施設が現有しているパソコンとそのオペレ-ティングシステムからみてデ-タベ-スの構築,利用はディスクを配布による方法がよいが,近い将来には大型コンピュ-タ-によるオンライン利用がのぞましい。また,デ-タベ-スとしては国際的に利用できる形で構築することが望ましい。(2)維持・管理方法。現在系統維持をおこなっている施設での微生物学的,遺伝的な管理はほぼ適正におこなわれていることが示唆されたが,微生物学的な管理方法としてはELISA KITによる定期的なチェック体制の確立,遺伝学的な管理方法については本研究によって新たに開発された,簡易電気泳動キットなどで定期的に遺伝学的な品質の管理をおこなうことが必要である。また,飼料についても何らかの基準をもうける必要を示唆する結果が得られていることから将来の検討課題である。動物の維持については凍結胚による方法が最善であり,マウス,ラット以外でも可能であり,さらに推進する必要がある。(3)動物の輸送。施設間の動物の譲渡を容易にするためには凍結胚,あるいは非凍結胚による輸送方法のが,輸送の容易さと微生物学的な汚染の拡散を防ぐ上からも推奨される。(3)動物の輸送。大学等での系統動物の保存、その維持状態、飼育管理状態、利用度、および情報関連機器の保有状態を知るために、国立大学動物実験施設協議会に参加している動物実験施設へ上記の項目についてのアンケ-ト調査を行なった。その結果、回答のあった全施設で、それぞれ特徴のある実験用動物が維持されており、研究に使用されていることがわかった。また、飼育状態はおおむね一定の基準にしたがって飼育されている。しかし、定期的な微生物学的検査や遺伝学的検査の実施状況は一定しておらず、機関によって差があることが判明した。したがって、微生物学的、遺伝学的な品質の保証は充分ではなく、今後は同一の方法によって、微生物学的、遺伝学的の状態を調査する必要があるという結論を得た。利用状況はそれぞれの機関では良好であるが、機関間にわたる利用は現在のところ充分ではなく、その理由として情報の不足があげられるが、ほとんどの機関でマイクロコンピュタ-が利用ができ、互換性のある機種であることが判明したので、維持動物についてのデ-タをフロッピ-・ディスクによって配布する方式を確立した。デ-タの更新をリアルタイムで行なうために将来的には、最近各大学間で整備されつつあるネットワ-クを使用したオンラインによる情報の収集配布の検討が必要なことが指摘された。動物の分与に関連して動物の輸送が困難な状態にあることと微生物学的な汚染の伝搬を防ぐ意味からも胚(受精卵)による分与方法の確立が望まれているので、胚の凍結保存、低温での胚の輸送方法についての基礎的な検討を行なった。胚の凍結については従来のマウスに加えて、ネコについても検討され、胚の輸送については低温でもある程度可能のことが判明した。その他、班員の機関において、新しく疾患モデルとなりうる動物の開発・維持が行なわれた。前年度に行った国立大学医学部の動物実験施設の動物維持状況,情報機器の整備状況の分析結果を踏まえて,現状で対応できる微生物学的管理,遺伝学的管理のシステムについてパイロット的に希望の施設に於て実施しその成果を分析しすることを計画した。あわせてその結果をデ-タベ-ス化して利用するためのモデルシステムの作成を計画した。また,前年度より引続き系統維持の効率をよくおこない,施設間の動物の譲渡を容易にするため胚凍結,胚の輸送方法の検討をすすめた。その結果以下の成果が得られた。微生物学的な管理方法としては鍵山班員の開発した微生物モニタリング・キットが利用可能であり,その使用によって各施設での管理状況が把握できることが証明された。

遺伝学的な管理方法については加藤班員が新たに開発した,簡易電気泳動キットが今まで遺伝学的な管理をおこなっていない施設でも適正に使用でき,遺伝的な品質の管理が可能である結果を得た。また,その結果は現在系統維持をおこなっている施設での遺伝的な管理はほぼ適正におこなわれていることを示唆するものであった。情報については,各施設が現有しているどのパソコンでも作動するディスクによるデ-タベ-スの構築が可能であり,その利用についても問題のないことが判明した。胚凍結については簡便で効率のよい方法が葛西班員らによって開発がすすめられ,胚の輸送については凍結しない方法が笠井班員らによって開発され,短距離輸送での実用性が証明された。その他,遺伝的な管理方法に分子遺伝学的手法を使うための基礎研究もすすめられた。また,飼料の質によってモデル形質の発現が大きく影響されるという飼育管理上,今後問題となる事実が明かとなった。
指示代名詞の使い分けによる空間分析

指示代名詞コレ、ソレ、アレの使い分けによる指示領域を様々な生活の状況に対応させながら、実物大実験により3次元的に把握した。関連既往研究やパーソナルスペース等の人間の空間知覚特性と比較し合わせ考え、指示領域が立体的な空間スケールの物差しになりうるという確証を得た。また姿勢、空間のプロポーション、他人の存在等指示領域を変化させる条件を人間心理・行動の立場から意味付けることができた。本研究の成果は以下のとおりである.1,立位、臥位、椅子座位(作業椅子、および安楽椅子)、平座位(正座、および胡座)について非限定空問における個人型3次元指示領域が求められ、各姿勢の特徴が指示領域の変化として表された。臥位の指示領域は立位に比べると狭く、動作のしにくさ等、臥位の特異性か性格付けられた。安楽椅子の座位も同様に狭く、臥位との類似性が見られた。一方、正座の座位は立位との類似性が見られた。2,立位・非限定空間において、対人距離と配置形態を変えて話し相手に対する対話型の指示領域を求めた。対人距離が大きくなり普通の会話のしにくい距離になるとそれぞれの領域は大きくなる変化か見られ、相手の位置と距離の特徴が指示領域の変化として表された。またソレ領域は相手の個人型のコレ領域を包む形となり、他者が認識する個人空間領域の一面と考えられる。3,室空間の大きさ、形状の変化、同容積でのプロポーションの違いによっては、指示領域は室空間の水平方向の変化に影響を受けやすく、垂直方向の変化に影響を受けにくいことがわかった。4.臥位について、他人の存在、他人との距離により指示領域か変化することを確認した。指示代名詞コレ、ソレ、アレの使い分けによる指示領域を人間のまわりの空間の意味を読み取る一つの方法と考え、実験により被験者の指示領域の3次元的構成を求め、姿勢による違い、他者の存在や混み合いによる影響、空間の大きさ・形状による影響、開口部や間仕切り等による影響を検討した。本年度の成果は以下のとおりである。1.指示領域は条件によりその大きさや形状が変化するが、立位・非限定空間における指示領域が基本であり、条件による変化はそれのバリエーションといえ、姿勢、空間のプロポーション、他人の存在等指示領域を変化させる条件を人間心理・行動の立場から意味付けることができた。2.いわゆるパーソナルスペースや他の人間の知覚特性と比較し、合わせて考えると、指示領域は立体的な空間スケールの物差しになりうるという確証を得た。3.立位および臥位について非限定空間における3次元指示領域を求めた。臥位の指示領域は立位に比べると狭く、動作のしにくさ等、臥位という姿勢の特異生が性格付けられた。4.室空間の大きさ、形状の変化、同容積でのプロポーションの違いにおける指示領域を求めた。指示領域は室空間の水平方向の変化に影響を受けやすく、垂直方向の変化に影響を受けにくいことがわかった。5.床レベル差、開口部のある空間における指示領域の大きさ・形状の変化を求めた。6.臥位について他人がいることによる影響と他人の位置による違いについて実験を行い、他人の存在、他人との距離により指示領域が変化することを確認した。パーソナルスペース等の人間の空間知覚特性と比較し合わせ考え、指示領域が立体的な空間スケールの物差しになりうるという確証を得た。本研究の成果は以下のとおりである。

1,立位(床下にあたる部分の空間も含む)、臥位、椅子座位(作業椅子、および安楽椅子)、平座位(正座、および胡座)について非限定空間における個人型3次元指示領域を求めた。臥位の指示領域は立位に比べると狭く、動作のしにくさ等、臥位の特異性が性格付けられた。安楽椅子の座位も同様に狭く、臥位との類似性が見られた。一方、正座の座位は立位との類似性が見られた。2,室空間の大きさ、形状の変化、同容積でのプロポーションの違いにおける指示領域を求めた。指示領域は室空間の水平方法の変化に影響を受けやすく、垂直方向の変化に影響を受けにくいことがわかった。3,臥位について、他人が存在することによる影響と、他人の位置による違いについて実験を行い、他人の存在、他人との距離により指示領域が変化することを確認した。4,立位・非限定空間において、対人距離と配置形態を変えて話し相手に対する対話型の指示領域を求めた。対人距離が大きくなり普通の会話のしにくい距離になるとそれぞれの領域は大きくなる変化が見られた。またソレ領域は相手の個人型のコレ領域を包む形となり、他者が認識する個人空間領域の一面と考えられる。5,韓国語、中国語、英語について同様の実験を行い、文化による空間認識の差を考えた。
エスニックバックグランドに代表される都市再開発に影響する社会的要因の調査分析

本研究は、文化的・社会的背景が異なるエスニックタウンの再開発に影響を及ぼす要素の抽出を目的とした国内外の調査分析を行った。国内においては、東京圏の外国人の現況分析を踏まえて、「1都市再編におけるエスニックグループの社会的統合に関する考察」に、在日南米人(主に日系ブラジル人・ペルー人)を対象に群馬県大泉町と神奈川県健康地域での南米系商店におけるアンケート調査と南米系商店の立地分析により、日系ブラジル人居住者の行動圏の分析考察を踏まえて、「2エスニックバックグランドを持つコミュニティの生活・行動に関する考察」に、横須賀と沖縄を対象として「3米軍基地周辺地区の都市開発」についてまとめた。国外においては、日本の現況との比較対象として、ヨーロッパの規模の異なった都市のエスニックコミュニティ等を対象として選定(8都市15地域)して調査を行った。また、移民・難民を踏まえたコミュニティ再生施設であるBromley by Now Center(ロンドン)にてヒアリング調査を行った。国外の調査方針としては、特定の地域を絞り込み綿密な調査を行うよりも、エスニックコミュニティの外来者に対する明示性や受容性の評価という視点を持ってエスニックコミュニティを数多く訪問し、国内調査編にて導き出されたキーワード「ソーシャルミックス(社会的統合)」・「ローカリティ(地域限内特定事象等)/グローバリティー(標準・一般化事象等)」について、調査地域の明示性・恒常性に関わる"モノ"と心理性(受容性等)・イベント性に関わる"コト"という点から各都市データマトリックス(資料編:分析マトリックス参照)を作成し、各都市について考察を行い、「4エスニックコミュニティの現状と展開」にまとめた。文化的・社会的背景が異なるエスニックタウンの再開発に影響を及ぼす要素の抽出を目的とした国内外の調査を中心に行った。国内の調査地域を移住時期や目的相違から以下の2タイプのエスニシティを持つ地域とし、商業・観光地区と居住地区別に調査した。調査地域は、(1)ニューカマー(1990年以降のアジア人や日系ブラジル人等)の居住地域(3ヶ所)-群馬県大泉町・静岡県浜松市(日系ブラジル人),新宿区大久保(アジア人)、(2)在日米軍施設を持つ地域(居住者本人の意思ではない外国居住地域)(2ヶ所)-神奈川県横須賀、沖縄県那覇市である。これらの地域について、i)はみ出し要素の調査、ii)広場空き地の利用状況調査、iii)商業・観光地区でのアンケート調査によって、各エスニックタウンのコミュニティの構成や商業施設の配置や利用圏が抽出された。たとえば、a)「××人街」といわれる小規模商業施設の中心街区を持つ地域(中華街や大久保のアジアタウン)、b)中心街区を持たず商業サービス施設が居住者向けにその地域全体に点在するタイプ(浜松市の日系ブラジル人居住地域)、c)b)+遠方に居住する同類のエスニシティ者をも利用する幹線道路沿いに大型商業店舗を持つタイプ(群馬県大泉町)である。また、在日米軍施設を持つ地域の特徴として、必要物資の供給を含む生活全般に関するサービスが基地内に完備されているため、周辺商店街の店舗の構成が飲酒・飲食などの接客サービス業や土産屋にほぼ限定されることと、それらの文化的影響が明らかになった。国外の調査地は、来年度の国内外のエスニックタウンとの比較にむけて、その予備調査として、ブルックリン(アメリカ)にある、カリビアンコミュニティの調査を行った結果、一般的に言語グループが異なると個別のエスニックが作られるが、この地域の場合は言語グループが異なるエスニックグループが混在しているという特徴があった。平成17年度は、国内の日系ブラジル人コミュニティについては、神奈川県本厚木市と平塚市の周辺地域を中心に、ブラジル系スーパーにおいて対面アンケートを行い、その調査データを整理して、生活・行動圏の実体把握を行った。国内の調査地との比較を目的として、国外の調査を行った。マジョリティグループの人口比率が比較的高くかつ安定したエスニック・コミュニティを持つ欧州(ドイツ(ベルリン・ハンブルグ),フランス(パリ),イギリス(ロンドン・バーミンガム・ブラッドフォード・リーズ・マンチェスター・レスター))の調査を行った。

欧州においては、各エスニック・グループが独立して存在している北米型モザイク・コミュニティではなく、持続可能社会・都市をつくる手法の一つとして"ソーシャル・ミックス"(社会的統合)が主な議題の一つであることがわかった。また、これらのエスニック・グループの空間利用調査により日本のエスニック・グループ・コミュニティは、以下の特徴を持つことがわかった。1.空間的に分散して居住している場合が多く、実質的にコミュニティといえるほどではない。2.街路や公共スペースなどコミュニティの顔となる場所が存在しない。3.在留外国人たちは移動販売店や祭り、ミサ他のイベントなど、代替コミュニティ・スペースを持つ。その中で、在留外国人たちは移動販売店や祭り、ミサ他のイベントなど、代替コミュニティ・スペースを作り、公共スペースの重要性がわかった。その理由として、(1)コミュニティがその顔を持ち、他者に対してそのアイデンティティを集中的に表現する場所であること、(2)公共スペースが他者と出会うための場所、すなわち、ソーシャル・ミックスが行われる場所である。
近接場光加工の大面積化に関する研究

本研究の目的は近接場光加工の大面積化技術の研究を行うこと,特に具体的目標として,光メモリへ応用することである.集積型プローブの並列化を実現することが重要である.加えて媒体用マイクロステージ機構(マイクロメディアスキャナ)を開発することが重要である.本年度はマイクロステージとして,スクラッチドライブアクチュエータ(SDA)のアレイを駆動源とするマイクロステージを設計・製作した.表面マイクロマシニングにより製作したSADでは残留応力の影響を受けるので,SOIウエハの上層結晶シリコンを用いたSDAによるマイクロステージを設計,製作した.SOIの基板層をステージとして,搬送動作を実現した.ステージを乗せる基板にSDAが接触する配線を施すことで,ステージへ直接接続する針金が不要となり,ステージの移動における制約を取り除いた.また再現性の高いステージを実現するため,弾性ヒンジ構造とくし型アクチュエータを組み合わせたステージを設計し試作した.ステージの移動距離を拡大できるようにバネとくし型アクチュエータを設計し100μm程度の大変位を実現できた.さらに,集積化システムをリソグラフィにより実現するため,レジスト噴霧法を開発してきたが,段差面への塗布におけるピンホールの発生特性を明らかにし,ピンホールのないレジスト塗布法を開発した.これらの技術は本研究の目的の集積化において極めて重要な技術である.近接場光による加工を高効率で実現するには、プローブアレイによる方法が有効である。これまでに、データストレージやリソグラフィ加工において、プローブ加工が試みられている。しかし、プローブを用いる方法においてはそれぞれのプローブの位置を高い精度で独立に制御する必要がある。本研究では、シリコン表面マイクロマシニングにより、プローブの制御用マイクロアクチュエータを実現するため、装置の立ち上げを行った。ポリシリコンの薄膜堆積装置として、減圧CVD装置を立ち上げた。ポリシリコンの薄膜の堆積条件を実験により見出した。また、シリコン窒化膜についても同様に成膜条件を調べた。これらの結果に基づき、静電アクチュエータを製作した。平行平板型のアクチュエータで数ミクロンの動さ距離を実現した。ブリッジ構造やカンチレバー構造でアクチュエータのサイズを変えて試作し、可動条件を求めた。これらの結果に基づいて、プリズムに全反射したときに生じるエバネッセント波に製作したアクチュエータを接近させて、反射光量を制御できることを示した。マイクロアクチュエータの製作に加えて、ナノプローブのアレイを製作する加工技術を開発した。陽極酸化ポーラスアルミナ膜をマスクに用いて高速原子線によりエッチングする方法により100nm周期のアスペクト比の高い探針アレイを製作する技術を開発した。先端曲率半径は10nm以下であり、非常に鋭い先端となった。今後これらの微細加工技術とマイクロアクチュエータ技術を組み合わせることで、可動性能のすぐれたプローブアレイが実現できると考えられる。さらにナノマシニングを担当している小野班と協力し集積化システムを実現する予定である。本研究では,近接場を利用した加工法(メモリーなども含む)の並列化を目指した研究をすすめている.具体的には,集積型プローブシステム,光源,光部品の集積化,マイクロマシニングによる集積型プローブ用のアクチュエータ,ステージの開発を行っている.光源を組み込んだプローブシステムの集積化を実現するため,GaAsのLED光源を自作した.GaAsへのZnの拡散炉,固相拡散用マスクを堆積するためのPECVD装置を製作した.さらに現在,GaAsのLEDとSiデバイスを接合するため超高真空直接接合装置を設計・製作している.プローブアレイのトラッキング,記録媒体や試料の送り用ステージのためのマイクロアクチュエータの開発に取りかかった.具体的には,駆動範囲は狭いが精密な駆動のできるブリッジ型アクチュエータと駆動範囲が広く,位置分解能が高いスクラッチドライブアクチュエータを試作することとした.これらのアクチュエ-タはSi表面マイクロマシニングにより製作できるので,Poly-Siの堆積のためにLPCVD装置を設計・製作した.製作したLPCVD装置により,まずブリッジ型マクロアクチュエータを試作した.電圧の印加により,犠牲層の厚さに相当する34μmの駆動を実現した.さらに,平行移動,回転機構を実現するために,Poly-Siによるスクラッチドライブアクチュエータを試作した.これらの実験結果を基にして,メモリー用媒体を搬送するメディアスキャナを設計した,駆動機構として反転スクラッチドライブアクチュエータを試作し,メディアスキャナの動作を確認した。本研究の目的は近接場光加工の大面積化技術の研究を行うこと,特に具体的目標として,光メモリへ応用することである.集積型プローブの並列化を実現することが重要である.加えて媒体用マイクロステージ機構(マイクロメディアスキャナ)を開発することが重要である.本年度はマイクロステージとして,スクラッチドライブアクチュエータのアレイを駆動源とするマイクロステージを設計・製作した.製作には,表面マイクロマシニング技術によりTEOSCVDによりSiO2の犠牲層を堆積し,LPCVDにより構造体のポリシリコンを堆積して製作した.製作したアクチュエータの動作を確認し,微小な物体の搬送を実現した.しかし,安定性や絶縁耐性が十分でなかったので,構造を改善し,試作を繰り返している.また,立体的なプローブシステムの構造に対応した微細加工を実現するため,レジストスプレーによるレジストの塗布方法を提案し,試作に適用している.本年度は凹凸のある面に均一なレジストを塗布するため,膜厚分布の測定を行い,凸部の膜厚もできるだけ均一になる塗布条件を導出した.この条件により,段差部分への配線パターンのリソグラフィ技術,結晶異方性エッチングでできた斜面へのパターン形成技術を確立できた.

これらの技術は本研究の目的の集積化において極めて重要な技術である.本研究の目的は近接場光加工の大面積化技術の研究を行うこと,特に具体的目標として,光メモリへ応用することである.集積型プローブの並列化を実現することが重要である.加えて媒体用マイクロステージ機構(マイクロメディアスキャナ)を開発することが重要である.本年度はマイクロステージとして,スクラッチドライブアクチュエータ(SDA)のアレイを駆動源とするマイクロステージを設計・製作した.表面マイクロマシニングにより製作したSADでは残留応力の影響を受けるので,SOIウエハの上層結晶シリコンを用いたSDAによるマイクロステージを設計,製作した.SOIの基板層をステージとして,搬送動作を実現した.ステージを乗せる基板にSDAが接触する配線を施すことで,ステージへ直接接続する針金が不要となり,ステージの移動における制約を取り除いた.また再現性の高いステージを実現するため,弾性ヒンジ構造とくし型アクチュエータを組み合わせたステージを設計し試作した.ステージの移動距離を拡大できるようにバネとくし型アクチュエータを設計し100μm程度の大変位を実現できた.さらに,集積化システムをリソグラフィにより実現するため,レジスト噴霧法を開発してきたが,段差面への塗布におけるピンホールの発生特性を明らかにし,ピンホールのないレジスト塗布法を開発した.これらの技術は本研究の目的の集積化において極めて重要な技術である.