hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
読み能力の個人間.個人内変異の規定因

漢字表記の単語についても群差はなかったが,いずれも小学5年生の上位群より短かかった.なお,読みのスパンの測定を試みたが,材料文が長すぎたためか全体に成績がわるく,期待した読解力との相関は得られなかった.(1)大学生を対象に、日本文、英文のテキストの読解成績により(上位・下位に分け)4群を設け、日本語単語(漢字表記)、英単語の命名速度(潜時)を個別に測定した。英単語の命名速度は、シラブル数にかかわらず、英語の読解力上位群が下位群より有意に速かった。日本語単語の命名速度は、三文字語についてのみ日本語の読解成績上位群が下位群より有意に速かった。いずれも、異なる言語での読解成績による上位群と下位群の間には有意差が認められなかった。読み誤りは全体に少なく、はっきりした傾向はみられなかった。なお、全被験者に対する日本文の読解と英文の読解の間には中程度(.50)の相関が認められたが、このいずれも語い量とはほとんど相関していなかった。こうした結果は、ある言語で書かれたテキストの読解の成績が、少なくともある程度、その言語での単語の命名速度に依存してきまることを示す。つまり、単語識別の速さが、一般知能よりむしろ、その言語でのデコーディングの技能のあらわれであることが示された。(2)幼稚園児を対象に、文字のリストの読み上げ速度、語のリストの読み上げ速度、特殊音節を含む語の読み、短文の意味理解などの課題を与えた。予備的分析によると、特殊音節の読みは、文字がある程度速く読めるようになった後にのみ獲得される。短文の意味理解は、単語の読みがある程度速くなった後にのみ可能になる、などの関係が示唆された。つまり、読みの技能は、全体として階層的構造をなしており、より上位の技能が獲得ないし効果的に使用されるためには、下位の技能がある程度速く(かつ自動的に)遂行されるようになっていることが要求されるらしい。大学生(大半は1年生)を対象に、英単語の命名潜時、仏もしくは独単語(第2外国語として履修中のほう)の命名潜時、英文の読解力、仏文もしくは独文の読解力を測定した。英単語については、1シラブルの単語、2ないし3シラブルの単語各10語を呈示した。英単語の命名潜時によって被験者を3群に分け、英文読解の成績を比較したところ、命名潜時大の被験者は読解の成績が劣っていた。命名潜時小と中間では、差がなかった。この傾向は、英単語の長さ(シラブル数)を変えてもかわらない。一方、仏単語については、読み誤りが多く、なかにはまったく発音しない者や英語風に発音する者もいたため、命名潜時によって群分けをすることができなかった。もっとも、彼らの仏文読解の成績はそれほどひどくない(ただし辞書を引くことを許した)から、仏文の処理にあたっては、仏単語の仏語らしい音韻的コ-ド以外の表象が使われているとみられる。独単語については、読み誤りは少なかったが、独語履習者が少ないため、命名潜時と読解成績との関連を分析することができなかった。上記の実験も含めて、文字・語の識別と読解能力との関連について、試論的一般化を試みた。これは次の4つに要約される。i)文字の識別がある程度速く(短い潜時で)行なわれるようになっていることが、書かれた単文の理解の前提になる;ii)語の識別がある程度速く行なわれることが、文章理解を促進する;iii)語の識別の速さは、それが属する言語によって個人内でもかなり変動するから、文章理解の成績も言語によって異なる;iv)ただし、語の正確で速やかな「発音」が、読解の前提というわけではない。
イオン交換と生物脱窒の組合せによる地下水中の硝酸塩の除去

本研究は農業の施肥に起因する水道水源である地下水の硝酸塩汚染が年々深刻化する現状を鑑み、イオン交換樹脂と生物脱窒の組合せ処理で、安価にかつ効果的に硝酸塩除去を図ることを目的とした。生物脱窒は通性嫌気性菌を利用し、炭素基質存在下の嫌気性状態で硝酸を摂取させ窒素ガスに分解させるのであるが、浄水処理では嫌気性状態を作り出すのが困難なため、好気性条件下で脱窒を行わせる必要がある。実験は水道水に硝酸性窒素を10mg/L添加し、さらに炭素基質としてメチルアルコールを用い、その濃度は理論値より十分に高くしたものを原水とした。実験装置は有効径0.45mmの硅砂を80cmの厚さに詰めた直径10cmのアクリル製濾過筒を用い、上向流で水温20°C前後で3週間程度循環馴致し、実験に供した。その後硝酸の除去能を確認し、イオン交換樹脂の再生を想定し、塩化ナトリウムを原水に添加し脱窒能の変化を測定した。塩化ナトリウムの添加濃度はClイオン濃度で100010000mg/Lである。その結果、Clイオン濃度が6000mg/Lまでは全く脱窒能に変化はなく、Clイオンが高濃度で共存しても好気性脱窒に影響がないことが確認できた。しかし、Clイオン濃度を6000mg/Lまで高くすると、硅砂上に生育した微生物のため硅砂が団子状になり実験を継続すること因難となった。これは使用した濾材径が小さすぎたためと考えられ、粒径の大きなろ材か他の流通性の良いろ材にすれば解決できるものと考える。実験の結果から、好気性条件下でも十分脱窒処理は期待でき、Clイオンが高濃度で共存しても影響がないことから、本処理技術は十分利用可能であると結論できる。硝酸性窒素は乳児のメトヘモグロビン症の原因物質であると同時に高い発がん性をもつニトロソアミンの前駆物質でもある。そのため、水道では厳重な濃度管理が必要であるが、農業への施肥が原因とみられる地下水の汚染が確認されており、水源汚染が懸念されている。現在、亜硝酸、硝酸を処理する有効な手段はイオン交換かあるいは微生物を利用した脱窒処理である。イオン交換は処理が安定しており、有効な方法であるが、運転コストが高く大量の再生水が発生することに難点がある。一方、生物脱室は従属栄養性細菌を利用するため、炭素基質の存在が不可欠である。これは水道では採用してくいうえ、地下水などでは一般に嫌気条件を作り出すことが困難である。このため、イオン交換と生物処理を並列させ、亜硝酸および硝酸性窒素の除去はイオン交換で行い、再生時に再生廃水に生物処理を施すことで、水道水への生物コンタクトを防ごうと考えた。この場合、生物脱窒は嫌気性で行うのは困難と考えられるので、今年度は好気性での脱窒を考え、そのための操作条件について検討を行った。実験は内径10cm,高さ70cmのアクリル製円筒反応層に硅砂を60cmの厚さで入れ、上向流式でメチルアルコールを炭素基質として、滬速100m/dで行った。原水は水道道に硝酸ナトリウムを添加し、pH調整のため、重炭酸ナトリウムとリン酸カリウムを添加した。脱窒菌は特に植種せず、自然に発生したものを利用した。実験は予備実験段階であるので、厳密な実験条件の検討は行っていないが、脱窒は溶存酸素の有無に拘らず生じており、好気性条件下でも生物脱窒が生じることが確認できた。

今後は再生廃水を想定し、高濃度の塩化ナトリウムの存在下での実験を行い、操作条件を検討していく予定である。本研究は農業の施肥に起因する水道水源である地下水の硝酸塩汚染が年々深刻化する現状を鑑み、イオン交換樹脂と生物脱窒の組合せ処理で、安価にかつ効果的に硝酸塩除去を図ることを目的とした。生物脱窒は通性嫌気性菌を利用し、炭素基質存在下の嫌気性状態で硝酸を摂取させ窒素ガスに分解させるのであるが、浄水処理では嫌気性状態を作り出すのが困難なため、好気性条件下で脱窒を行わせる必要がある。実験は水道水に硝酸性窒素を10mg/l添加し、さらに炭素基質としてメチルアルコールを用い、その濃度は理論値より十分に高くしたものを原水とした。実験装置は有効径0.45mmの硅砂を50cmの厚さに詰めた直径10cmのアクリル製濾過筒を用い、上向流で水温2025°Cで3週間程度循環馴致し、実験に供した。その後硝酸の除去能を確認し、イオン交換樹脂の再生を想定し、塩化ナトリュウムを原水に添加し脱窒能の変化を測定した。塩化ナトリュウムの添加濃度はClイオン濃度で100010000mg/Lである。その結果、Clイオン濃度が6000mg/Lまでは全く脱窒能に変化はなく、Clイオンが高濃度で共存しても好気性脱窒に影響がないことが確認できた。しかし、Clイオン濃度を10000mg/Lまで高くすると、硅砂上に生育した微生物のため硅砂が団子状になり実験を継続すること困難となった。これは使用した濾材径が小さすぎたためと考えられ、粒径の大きな濾材にすれば解決できるものと考える。実験の結果から、好気性条件下でも十分脱窒処理は期待でき、Clイオンが高濃度で共存しても影響がないことから、本処理技術は十分利用可能であると結論できる。
クロム-りん-鉄人工資源に対する分離プロセスの構築

この研究は報告者が提案した概念である"人工資源に対するメタルロンダリング"を基盤として計画された。高度産業化社会の生み出す人工資源は、自然から得られる鉱産資源と異なり、従来の製錬技術が経験していない元素の組み合わせを持つ。われわれの手許には、この種の人工資源として、焼却残渣や下水汚泥の減容処理で生ずる炉底メタル等の実例がある。下水汚泥を直流電気抵抗炉で還元溶融する時に得られた「クロム-リン-鉄」人工資源の実例を対象に、その湿式製錬法による回収を企画した。計画当初は、酸化溶解法、硫酸溶解法、食塩-塩酸溶解法の3っつのスキームを考えたが、酸化溶解法は基礎実験の段階で計画から外した。残る二つのスキームのそれぞれについて、鍵となるプロセスの基礎実験を行った。報告は3章からなり、第1章では、研究の背景、全体概念および、基礎実験結果を踏まえての処理プロセスの提案を行った。第2章ではスキームIの中心になるFe(II)、および亜リン酸の酸素ガスによる液相酸化に対するSO_2添加の促進効果に関する研究結果を記述した。酸性溶液でのO_2+SO_2ガスによるFe(II)は零次反応で進行し、反応速度のパラメーターとして、50%酸化時間T_<50>を使って解析できる。第3章ではスキームIIの中心になる食塩-塩酸溶媒による溶解法の基礎研究を記述した。この溶媒では食塩の効果として塩酸濃度を下げても溶解速度を維持できることと、Fe-Cr合金に対しても大きな溶解速度を示すことが示された。また溶解速度は温度に対して約60kJ/molの活性化エネルギーを示し、温度の効果が大きい。廃棄物減容処理から生ずる炉底メタルは、廃棄を前提に生産されるが、これをゼロ価格の資源として、場合によって、高濃度に含まれる有用元素、特にリン、クロムなどの回収に利用することは、重要な技術的課題となる。今回の報告はそのような技術に対する一つの貢献を目指した。本研究は、下水汚泥の減容、無害化処理法の一つであるパラ・エコ法で生成する鉄メタルから、クロムやリンを回収するプロセスを構築することが目的である。特に近年の下水汚泥の減容処理は、鉄メタルにリンや重金属類を吸収させることが主流になりつつあり、生成メタルの処理法に対する関心は高く、本研究は特殊条件下で生成する人工資源を対象としてはいるが普遍性のある基礎研究である。基本的には、クロムの電解製錬工業の経験を生かして、メタルを全溶解し、クロム明礬、リン酸、酸化鉄を回収することを狙いとする。先ず100°C以上の温度で、濃硫酸による浸出を行った結果、クロム、リン、鉄共に約10%の浸出が可能であった。資料の構造解析によると、本対象資源のクロム及びリンの一部はCr_<12>P_7の形態として存在し、溶解挙動に対する共存するリンの影響及びリンの回収についての既存研究は乏しい。高い浸出率を得る条件を探索するために、試料を樹脂に埋め込んで電極とし、研磨の上、各種溶媒中で溶解速度vs電極電位関係を求め、溶解速度マップを作製した。硫酸以外に、塩酸、苛性ソーダの適用について基礎条件を求めた。

溶解後の鉄との分離には、クロム(III)の硫酸錯体とアコ錯体との明礬析出速度の差を利用する事の利点を考え、濃硫酸浸出に戻って検討を加え、結果として遊星ポットミルによる強粉砕、及びオゾンを用いる強酸化によって硫酸浸出の浸出率の向上が可能であることを確かめた。今後より安価な酸化剤であるSO_2+O_2ガスによる酸化を検討する。この混合ガスの示す特異な酸化剤としての作用について、われわれの先行研究の結果をサンフランシスコで開催された国際会議(PMP-2000)で報告した。本研究は、下水汚泥の減容、無害化処理法の一つであるパラ・エコ法で生成する鉄メタルから、クロムやリンを回収するプロセスを構築することが目的である。特に近年の下水汚泥の減容処理は、鉄メタルにリンや重金属類を吸収させることが主流になりつつあり、生成メタルの処理法に対する関心は高く、本研究は特殊条件下で生成する人工資源を対象としてはいるが普遍性のある基礎研究である。前年度に引き続き、クロムの電解製錬工業の経験を生かして、濃硫酸による高温強酸化浸出を行った。遊星ミルによる前処理、硫酸に対する食塩添加などの方法により、浸出率の向上を図ることが出来たが、工業的な応用に適合するような十分な成果を得ることは出来なかった。回転電極装置による電気化学手法による溶解速度マップ作製を行った結果、硫酸溶媒を用いる強酸化性条件での工業的な全溶解には、ソーダ焙焼などの予備処理が必要であるとの結果を得ている。一方クロムを多量に含む鉄合金の溶解に対しては、食塩飽和塩酸による、還元性雰囲気での活性溶解の可能性に着目し、新しい溶解手法の研究を開始した。この方法によるとリンを気相状態で分離できる可能性があり、リンの分離回収にとって、理想的条件となることが期待できる。この研究の対象メタルとして、クロム、リン、のほかに同じパラ・エコ法で生成するチタン、銅などを含有する試料に対する処理法を合わせて検討した。われわれの先行研究の結果として、安価な酸化剤であるSO_2+O_2ガスによる酸化、特に亜リン酸のリン酸への酸化に関する研究成果を「資源と素材誌(資源・素材学会誌)」に2報に分けて発表した。特に近年の下水汚泥の減容処理は、鉄メタルにリンや重金属類を吸収させることが主流になりつつあり、生成メタルの処理法に対する関心は高い。クロムの電解製錬工業の経験を生かして、メタルを全溶解し、クロム明礬、リン酸、酸化鉄を回収することが本来の狙いである。温度130°C以上、濃硫酸による高温強酸化浸出は可能であるが、90%以上の溶解には、遊星ミルによる前処理、6時間以上の反応時間を必要とするので、工業的な応用には不充分である。新しい溶解法として目的成分の一つであるリンを気化分離できる可能性がある食塩飽和塩酸を利用することを検討した。この溶媒は、温度80°C、低濃度(1.2N)塩酸で、炭素鋼に対して7.5μm/min、18Cr-Fe合金に対して1.0μm/min、の溶解速度を示し、いずれの合金系に対しても活性化エネルギー60kJ/molの反応支配型の溶解である。どのくらいの割合でリンが気化溶解するかについては、まだ検討が進んでいないが、高濃度クロム含有資源を90分以下の浸出時間で溶解可能にする方法としては、新しい発見である。クロム含量の少ないパラ・エコ法以外の溶融法で産出する鉄メタルに対する適用はより容易であると考えられる。塩化物系溶液からの資源分離法までは研究が進まなかったが、本研究助成金のお蔭で、工業的利用の可能性の大きい溶媒系を発見出来た。詳細は現在準備中の研究報告書に譲る。
並列処理モデルによる構音制御の解明と臨床的応用

本研究の目的は動物実験によるデータをもとにコンピュータ上に大脳の発声中枢から咀嚼筋など構音筋および構音器官などの抹梢に至る神経司令のモデルを作成し、そのモデルを用いて臨床における不正咬合・顎関節症・歯周病などの口腔機能異常に伴って現れる構音機能異常を神経生理学的に解明しようとすることであった。動物実験としてはラットの超音波発声をモデルとする超音波の記録解析、発声中枢を刺激して発声させた場合の呼吸運動の記録解析、さらに口腔からの抹消情報が顎運動に与える影響を調べる一環として歯根膜機械受容器の応答を調べた。後者は臨床の分野、特に歯科矯正において矯正力を負荷すると歯根膜機械受容器の応答が変化することが考えられたので、臨床分野への応用も関係することから、動物実験としてもネコを使用して、矯正力負荷前後の歯根膜機械受容器の応答を、日経過を追って検討した。その結果、歯根膜機械受容器の応答閾値が下歯槽神経、三叉神経感覚核のレベルで矯正力負荷により上昇することがわかった。このことは歯科矯正学の臨床において矯正力負荷が痛みなどの不快感を与えることの神経生理学的メカニズムを考察する上で重要な知見になると思われた。このように実験動物における実験が広範かつ多岐にわたったため、そのデータを分析し、収斂してモデルに適応するには相応の研究期間を要することがわかり、具体的なモデルの設定までにはいたらなかったが、将来へのモデル構築の基礎として重要な知見が得られた。本研究では動物実験によるデータを基にコンピュータ上に大脳の発声中枢から咀嚼筋など構音筋および構音器官などの末梢に至る神経司令のモデルを作成し、そのモデルを用いて臨床における不正咬合・顎関筋症・歯周病などの口腔機能異常に伴って現れる構音機能異常を神経生理学的に解明しようとすることである。本年度における動物実験としてはニホンザルを使用して発声に伴う誘発電位および人工音・サルの音声の弁別行動に伴う誘発電位の記録、ニホンザル・ウサギにおける顎運動時の咀嚼筋筋電図・顎運動を記録した。音声弁別に伴う誘発電位の記録は人工音では第1音を背景音として第2音を聴取させた際の頭頂と耳だ間の電位を記録した。また同様に2つのサルの音声を弁別させた際の誘発電位を記録した。顎運動については大脳皮質咀嚼野を電気刺激し、誘発される顎運動および咀嚼筋筋電図活動を記録した。ウサギでは大脳の刺激によって誘発される顎運動のパターンについてこれまで報告されているような3つのパターンが見られたが、刺激部位によって顎運動パターンが異なるばかりでなく、舌運動が誘発されたり、唾液分泌が誘発されたりすることも観察された。構音には咀嚼筋ばかりでなく、舌あるいはその運動を滑らかにする唾液分泌も必要であるから、これらの各器官の個々の運動を記載し、構音におけるそれら運動の統合の仕組みを解明することが必要となる。さらに実験を継続し、構音運動モデルの作成のための基礎的データを収集したいと考える。ニホンザルについても大脳皮質咀嚼野刺激による顎運動の記録を行うが、刺激部位と顎運動パターンの対応についてもデータがなく、実験の継続によって構音時における顎運動についても興味ある知見がえられると思われる。臨床的研究については顎関筋症におけるマルチチャンネル電極による咀嚼筋筋電図の記録解析および歯周病を誘発する咬合異常時の長時間筋電図記録を行った。本研究の目的は動物実験によるデータを基にしてコンピュータ上に大脳の発生中枢から咀嚼筋など構音筋および構音器官などの末梢に至る神経司令のモデルを作成し、そのモデルを用いて臨床における不正咬合、顎関節症・歯周病などの口腔機能異常に伴って現れる構音機能異常を神経生理学的に解明しようとすることである。本年度における実験としては前年度に引続き記録した発声に伴う誘発電位および人工音やサルの声の弁別行動に伴う誘発電位の解析および顎運動に影響する末梢からの信号入力について解析した。

前者については記録した誘発電位をコンピュータによって量子化してデータファイルとし、このファイルを基にして、平均加算などの演算をして解析した。この場合、データレコーダの再生信号の量子化の条件、それを行うパソコンの拡張ボードの選択とそれぞれに特徴的な操作への習熟、平均加算プログラム作成などにかなりの時間を要したが、それは解析の前提なので、必要な過程であった。後者については顎運動が咀嚼筋筋紡錘などからの信号のみならず、歯根膜からの感覚入力からも影響を受けるので、歯根膜機械受容器の信号についての解析を行った。この場合、従来からの研究で歯根膜機械受容器の記録が容易なネコを使用した。ネコ切歯歯根膜の機械受容器からの信号を下歯槽神経束より記録し、いろいろな力を切歯に負荷して記録した。正常状態における反応の特徴を記録した。次に臨床との関連で、矯正負荷をかけた場合の歯根膜機械受容器の反応が、矯正開始後の疼痛、それによる顎運動リズムの乱れと関わることから、矯正負荷後の歯根膜機械受容器の反応の変化についても実験的に解析した。ネコ切歯に10-20kg重の負荷をかけて2日後、4日後の反応を解析したところ負荷後に機械受容器の閾値の高いユニットが出現しており、疼痛と関連して興味ある知見となったが、その臨床的な意味については、引続き解析中である。本研究の目的は動物実験によるデータをもとにコンピュータ上に大脳の発声中枢から咀嚼筋など構音筋および構音器官などの末梢に至る神経司令のモデルを作成し、そのモデルを用いて臨床における不正咬合・顎関節症・歯周病などの口腔機能異常に伴って現れる構音機能異常を神経生理学的に解明しようとすることであった。本年度では動物実験としてはラットの超音波発声をモデルとする発声時の発声中枢の神経活動および呼吸運動の変化の記録を行った。さらに口腔からの末梢情報が顎運動に与える影響を調べる一環として歯根膜機械受容器の応答を調べた。後者は臨床の分野、特に歯科矯正において矯正力を負荷すると歯根膜機械受容器の応答が変化することが考えられたので、臨床分野への応用も関係することから、動物実験としてもネコを使用して、矯正力負荷前後の歯根膜機械受容器の応答を、日経過を追って検討した。その結果、歯根膜機械受容器の応答閾値が矯正力負荷とともに上昇することがわかった。このことは歯科矯正学の臨床において矯正力負荷が痛みなどの不快感を与えることの神経生理学的メカニズムを考察する上で重要な知見になると思われた。このため実際に、ヒトにおいてもこのような閾値の上昇があるか否かを、ヒトを被験者として実験を行った。例数が少なかったため、統計的にはっきりした結論をうるには至らなかったが、閾値が上昇する例がみられ、動物実験の知見を裏付けるような興味ある知見が得られた。コンピュータモデルの作成についてはワークステーションにX-Windowなどのプログラム環境を整備し、プログラム作成を試みた。またデータの送受信を行うためのネットワーク環境を整えた。
精密分子設計による高選択性クラウンエーテルの開発

低対称性クラウンエーテルである16-クラウンー5が高いNa^+, Ag^+選択性と示すことがすでに解っているので,この16-クラウンー5系に焦点を絞り,その配位能とカチオン選択性を大きく向上させることを目標に研究を進め,以下の成果を得た.1)まず, Na^+に対する配位能と選択性の向上を目指し,二次元的な配位をするクラウン環のさらに上下から配位を可能にするために各種の配位原子を持つ側鎖を導入したいわゆるラリアートエーテルおよびダブルアームドラリアートエーテルを合成し,その配位能を測定した.その結果,側鎖に二つの酸素原子を導入したときに配位能・カチオン選択性の何れもが極大を示し,最大のNa^+/K^+選択性(150倍)が得られた.2)この配位能・カチオン選択性の増大に側鎖の配位が寄与していることは,金属ピクラートをこれらのラリアートエーテルを用いて溶媒抽出したときの有機相中のピクラートの吸収極大の位置から容易に決定できることも明らかにした.3)一方,ソフトなAg^+については,ソフトなπ配位子であるオレフィンやベンゼン環を側鎖に導入することにより,より一層の選択性の向上を目指したが,通常のπ電子では有効に配位しないことが明らかになった.4)上述のように,極めてNa^+選択性の高いラリアートエーテルが得られたので,これを母体として長いアルキル鎖を導入することにより,完全に水に不溶なものを合成し,現在,膜輸送やイオン選択性電極への応用を他研究室と共同で検討中であり,今後の発展が期待される.低対称性クラウンエーテルである16-クラウンー5が高いNa^+, Ag^+選択性と示すことがすでに解っているので,この16-クラウンー5系に焦点を絞り,その配位能とカチオン選択性を大きく向上させることを目標に研究を進め,以下の成果を得た.1)まず, Na^+に対する配位能と選択性の向上を目指し,二次元的な配位をするクラウン環のさらに上下から配位を可能にするために各種の配位原子を持つ側鎖を導入したいわゆるラリアートエーテルおよびダブルアームドラリアートエーテルを合成し,その配位能を測定した.その結果,側鎖に二つの酸素原子を導入したときに配位能・カチオン選択性の何れもが極大を示し,最大のNa^+/K^+選択性(150倍)が得られた.2)この配位能・カチオン選択性の増大に側鎖の配位が寄与していることは,金属ピクラートをこれらのラリアートエーテルを用いて溶媒抽出したときの有機相中のピクラートの吸収極大の位置から容易に決定できることも明らかにした.3)一方,ソフトなAg^+については,ソフトなπ配位子であるオレフィンやベンゼン環を側鎖に導入することにより,より一層の選択性の向上を目指したが,通常のπ電子では有効に配位しないことが明らかになった.4)上述のように,極めてNa^+選択性の高いラリアートエーテルが得られたので,これを母体として長いアルキル鎖を導入することにより,完全に水に不溶なものを合成し,現在,膜輸送やイオン選択性電極への応用を他研究室と共同で検討中であり,今後の発展が期待される.【Li^+】選択性の高い13-クラウン-4系、【Na^+】,【Ag^+】選択性の高い16-クラウン-5系、【Ba^(2+)】選択性の高い鎖状ポリエーテル系を選んで研究を進めてきたが、中でも16-クラウン-5は市販の15-クラウン-5に比べて5倍程度【Na^+】選択性(【K^+】に対する)が高いことから、これを基本骨格として重点的に研究を進めた。現在そのカチオン選択性をさらに高めるべく、精密分子設計の観点から、アルキル置換の効果,ラリアート効果,側鎖上の配位子構造の効果の3点から系統的に検討を加え、以下に示す重要な進展を見た。1クラウンエーテルの機能評価法に関しては、従来の溶媒抽出法に加えて、武田教授(千葉大学理学部)の協力により電導度法による各種溶媒中の極めて精密なカチオン配位能評価が可能になった。2その成果を合成にフィードバックすることにより構造の最適化を行い、均一溶媒系での錯形成定数に対して150倍以上の【Na^+】/【K^+】選択性を示すラリアート16-クラウン-5誘導体がすでに合成できており、十分実用可能な領域に達している。3また、鎖状ポリエーテル系では、グライムにメチレン鎖を導入した系で【Ba^(2+)】に対する配位能が大きく向上したが、それに伴い【Sr^(2+)】に対する配位能も少し上昇し、選択性をやや相殺する形になったものの、従来のものよりはるかに高い【Ba^(2+)】選択性を示した。しかし、13-クラウン-4系ではさほどの選択性向上は認められず、今後の課題と言える。今後は、16-クラウン-5系に焦点を絞り、その配位能とカチオン選択性を極限まで高めることを目標に、クラウンエーテルの金属塩錯体のX線結晶構造解析の成果もふまえ、より高度の構造最適化を行う。
歯周病における酪酸の歯肉線維芽細胞を介したT細胞機能障害の機序解明

歯周病原細菌が産生する短鎖脂肪酸である酪酸が歯周病組織内の免疫応答を障害する機構において、歯肉線維芽細胞(GF)に着目した。酪酸に耐性を示す正常GFが酪酸依存的なT細胞の細胞死を抑制する一方で、酪酸による細胞死に感受性の高い歯周病患者由来GFは、T細胞の酪酸依存的な細胞死をも抑制できない可能性が示唆された。さらに、GF非依存的なT細胞に対する酪酸の作用として、ヘルパーT細胞サブセットごとに異なったサイトカイン産生応答の修飾があることが明らかとなった。これらは、歯周病において歯周組織内免疫応答を障害する歯周病原細菌あるいは酪酸のあらたな作用機序であると考えられる。本研究では歯周病原性細菌が産生する短鎖脂肪酸の一つである酪酸に対する歯肉線維芽細胞(GF)の応答が、T細胞応答にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることを目的としている。そこで今年度は1)酪酸が直接的にT細胞応答に及ぼす影響、2)酪酸がGFに作用したときに発現が変化する遺伝子について検討した。ヒトT細胞株を異なる濃度の酪酸ナトリウム存在下で24時間培養した結果、酪酸濃度依存的な細胞生存率の低下、アポトーシスに伴う染色体DNAの断片化が認められた。この酪酸依存的な細胞死は、抗原提示細胞にもなり得る単球/マクロファージのヒト細胞株でも同様に認められた。また、酪酸を産生する歯周病原性嫌気性菌の培養上清を添加しても、細胞死が同様に誘導された。マウス脾臓T細胞由来のヘルパ-T細胞(Th1、Th2)に対しても、酪酸は細胞死とサイトカイン産生抑制を誘導した。一方で、正常GF株や口腔上皮細胞株では、酪酸による細胞死誘導は顕著には認められなかった。これらの結果から、T細胞および抗原提示細胞となるマクロファージは酪酸により直接的な傷害を受けるが、正常GFでは顕著な細胞死は誘導されないことが示唆された。健常者あるいは歯周病患者から単離されたGF株(HGF株、PGF株)では、酪酸による細胞死に違いがあることが報告されている。そこで、酪酸による細胞死に感受性が高いPGF株と、低感受性のHGF株を酪酸で刺激し、遺伝子発現の変化を比較した。その結果、線維芽細胞増殖因子(FGF)とその受容体(FGFR)のいくつかの遺伝子において、HGF株とPGF株で、恒常的な発現量あるいは酪酸依存的な発現量変化に違いがあることが明らかとなった。これらのサイトカインおよび受容体遺伝子の発現異常が、HGF/PGFの酪酸に対する応答性や免疫応答に及ぼす作用の違いに関与する可能性が考えられた。本研究では、歯周病原性細菌が産生する短鎖脂肪酸の一つである酪酸に対するT細胞応答に歯肉線維芽細胞(GF)がどのような影響を及ぼすかを明らかにすることを目的としている。今年度は、1)酪酸が誘導するT細胞の細胞死に及ぼすGFの影響、2)酪酸がヘルパーT細胞のサイトカイン産生に及ぼす影響について検討した。Jurkat T細胞の酪酸依存的な細胞死は正常歯肉線維芽細胞(HGF)との付着によって抑制されるが、酪酸感受性の高い歯周炎患者由来線維芽細胞(IGF)では抑制されないことが示唆された。また、IGFではHGFに比べて、酪酸処理Jurkat T細胞の付着率が低く、付着したT細胞のアポトーシス抑制作用も低かった。この細胞死抑制効果の違いは、細胞外マトリクスやサイトカインの発現差を反映していることが示唆された。マウス脾臓細胞からin vitroで分化誘導して得られたTh1、Th2およびTh17サブセットにおける酪酸依存的な細胞死と、酪酸がサイトカイン産生に及ぼす影響について検討した。各濃度の酪酸存在下、24時間、抗CD3抗体でTh1、Th2、Th17を再刺激した。Th2によるIL-4産生は1.25-5 mMの酪酸添加によって濃度依存的に強く抑制された。一方、Th1によるIFN-γとTh17によるIL-17Aの産生は2.5-5mMの高濃度において抑制されたが、1.25mMでの産生はコントロール群よりも上昇した。さらに、0.3-1.25 mMの濃度の酪酸では死細胞の割合に顕著な増加は認められなかった。一方、Th2によるIL-4産生は濃度依存的に抑制され、Th1によるIFN-γとTh17によるIL-17Aの産生は上昇した。こうした酪酸のサイトカイン産生への影響は、フローサイトメトリーによるサイトカイン産生細胞の割合、ThにおけるサイトカインmRNA発現の解析でも同様に認められた。
高等教育機関における音楽専門教育を通した職業的キャリア発達に関する実態研究

我が国および欧米の音楽大学ならびに音楽学部において、学生のキャリア形成を促すために大学や学部はどのような取組を行っているのかを、インタンビュー調査した。また国内の音楽大学や音楽学部に対しては、特定科目を履修することで、キャリア成熟度がどのように変化しているのかを統計的に調査した。欧米の大学では学外機関との連携をカリキュラム化して大学教育とキャリア教育との一体化を図っているが、我が国の大学や学部では学内の資源を活用し、また企業などが提供するキャリア支援プルグラムに頼る傾向が強い。今後、我が国では学生数の減少などに対応するために、キャリア支援のための大学連携が望まれる。海外の音楽大学を対象にした調査では、5月1日にボストンにあるニューイングランド音楽院とボストン音楽院を訪問し、キャリア教育の担当者にインタビュー調査をした。特にニューイングランド音楽院では、キャリア教育関連の授業に参加し、授業内容等についても、授業担当者と意見交換することができた。8月4日にはスウェーデンのヨテボリ大学で音大生の支援をしてきたベルガー氏を訪問し、スウェエーデンの音楽キャリア支援について調査した。さらに8月8日にはヘルシンキのシベリウスアカデミーのキャリア教育担当者を訪問し、新設された音楽センターとの協力によって行われている音楽大学のキャリア支援について、カリキュラム等についての説明を受けた。平成25年の3月18日には、ロンドンの王立音楽学校を訪問し、キャリア教育担当者から、当該学校での取り組みについて、説明を受けた。また21日にはギルドホール音楽院でのオープンキャンパスに参加し、参加者や音楽学校担当者から意見を聴取することができた。国内の音楽大学を対象にした調査では、10月30日に大阪芸術大学、31日に沖縄県立芸術大学、11月1日に愛知県立芸術大学を、それぞれ訪問した。各大学において、キャリア支援や卒業生の就職状況などについて、担当者から詳しく調査することができた。また各大学において学生のキャリア発達、とりわけ「社会人基礎力」の育成に貢献すると思われる授業科目について、アンケートの実施をお願いした。昨年度実施したアンケート調査(大阪音楽大学、東京音楽大学、名古屋音楽大学)について、データ入力を行い、分析を行った。平成25年度は最終年度にあたり、今年度予定していた研究のほかに、これまでの2年間の研究の総括をした。実地調査としては、スイスのバーゼル音楽院ならびにドイツ連邦共和国のカールスルーエ音楽大学を訪問調査し、学生のキャリア支援担当者と意見交換し、各国の状況についての知見を深めた。これまで日本と欧米の音楽大学あるいは音楽院におけるキャリア支援の実情と、とりわけカリキュラムとの連動を視点として調査した。アウトリーチや地元の音楽団体の連携、さらに一般総合大学との単位互換などを実施しており、学外機関との連携をカリキュラム化し、大学教育全体を通してのキャリア教育を実践している。これに対して我が国の音楽大学や音楽学部では、学外機関との連携はまだ未熟で、カリキュラム化もそれほど進んでいない。むしろ学内や学部内の資源を活用し、また就職関連企業との連携を深めている。そのために各大学の実情にあったキャリア教育やキャリア支援が実施されているとはいいがたく、近い将来には、大学の経営悪化や学生数の減少にともなって、外部委託もできない状況なると、大学としてのキャリア教育やキャリア支援は危機的な状況に陥るであろう。最終年度としては、教育学者や音楽家を招いて「音楽大学と教養教育」と題したシンポジウムを実施した。また研究成果の報告として、小冊子「音楽とキャリア」を印刷し、関係機関や関係諸氏に提供し、意見等等を求めることができた。特に日本の音楽大学は学生の減少期に入り、個々の大学でキャリア支援を実施していのは困難であろう。今後は音楽大学のコンソーシアムを形成して、共同でキャリア支援を実施していく体制が望まれるであろう。初年度においては、国内の大学(東京音楽大学、大阪音楽大学、名古屋音楽大学)を訪問調査し、各大学におけるカリキュラムとキャリア支援との関係について、担当者から報告を受けた。また来年度にアンケート調査を実施する授業科目を決定し、各大学の仕様のアンケートを作成した。海外の大学では、アメリカの2つの音楽学校(ジュリアード音楽院、マンハッタン音楽院)を訪問し、調査した。近年のアメリカの音楽学校におけるキャリア支援の状況、とりわけ授業カリキュラムとの関係について、担当者から報告を受けた。とりわけジュリアード音楽院では、学生のキャリア支援のための授業科目「音楽家のための起業教育」に参加して、教員ならびに学生と意見交換することができた。マンハッタン音楽院では、キャリア支援センター長であるアンジェラ・ビーチング氏と意見交換することができた。そこでは氏がかつて勤務したボストンのニューイングランド音楽院のHPに開設された、全米の音楽就職サイトについて、詳しく説明を受けた。また日本の音楽大学における課題や問題を説明し、有益なアドヴァイスを受けることができた。平成24年度には、氏を日本に招き、全国の音楽大学での講演会やワークショップの企画を相談することができた。

以上、初年度の研究調査から、今後の課題として、ニューイングランド音楽院の訪問調査の必要性、さらに我が国の音楽大学における事務スタッフの研修等の必要性は認識できた。国外の音楽大学についてはほぼ調査を終了したが、これまでの調査との関連から、ドイツとスイスの音楽大学における学生のキャリア支援の実態を調査する必要から、平成25年度は、カールスルーエ音楽大学とバーゼル音楽院を訪問調査する予定である。国内の大学については、当初9大学を予定していたが、これまでの調査の状況から6大学にでも十分な結果がでることが判明した。その結果、平成25年度はこれら6大学について、アンケート調査の結果を送付し、これらのデータにもとづいて、さらなる調査を実施する予定である。予定していた国内の3大学(東京音楽大学、大阪音楽大学、名古屋音楽大学)での訪問調査は終了し、来年度にアンケート調査を実施するのみとなった。海外の大学については、計画ではイギリスあるいはフィンランドの音楽大学の訪問調査を実施するはずであったが、とくにフィンランドのシベリウスアカデミーとの担当者との日程調整がうまくいかがす。平成24年度に実施することになった。おって平成24年度は、アメリカのニューイングランド音楽院とフィンランドのシベリウスアカデミーを主たる訪問調査大学とすることになった。最終年度になるために、「現在までの達成度」の理由として記載したように、海外の2大学を追加調査し、国内については調査結果をデータとして、追加の訪問調査やメールでの意見交換を行う。また11月9日、国立音楽大学において、研究成果の発表を兼ねたシンポジウムを実施する予定である。さらに年度末には、研究報告書を作成して関連機関に配布する。国内の大学では、東京芸術大学、愛知県立芸術大学、沖縄県立芸術大学を訪問調査し、来年度のアンケート調査の準備を行う。海外の大学では、アメリカのニューイングランド音楽院とフィンランドのシベリウスアカデミーを主たる訪問調査大学とする。7月末にドイツとスイスの音楽大学を訪問調査する。さらに10月から11月にかけて、国内の音楽大学の訪問調査を行う。11月9日にシンポジウムを実施し、パネリスト2名の謝金を支払う予定である。また報告書の作成費と、送付の郵送代金が必要になると思われる。上記の研究推進方策から明らかなように、調査旅費として、研究費を使用する予定である。また関連研究書も購入する予定である。
離散的手法と統計的手法の融合による構造設計法

化学構造の列挙に関してこれまで分枝限定法に基づく手法を開発してきたが、Resource Cutという新たな限定手法を開発した。これは途中まで生成した時点で、残りの原子組成を用いては結合数の制約などを満たすことができないと判断した場合にそれ以上の探索をを打ち切り、前の時点に戻るというものである。その結果、生成可能な木状化合物のサイズを40原子から50原子に拡大することができた。一方、列挙可能な構造クラスを拡大するために、木に3個の辺が追加され、閉路が2頂点でのみ合流し、かつ、2連結成分が1個であるようなグラフ構造のクラスを定義し、そのグラフクラス内において与えれた制約を満たす化学構造を効率的に列挙する分枝限定法アルゴリズムを開発した。既存手法として広く利用されているMOLGENと比較した結果、そのように制約したグラフクラス内においては、より高速に化学構造を列挙することがわかった。そして、これら2個の成果を国際会議で発表した。配列解析については、2種類のタンパク質が複合体を成すかどうかをタンパク質配列データなどから予測する新規手法を開発した。具体的には、タンパク質相互作用ネットワークデータ、配列データをもとに得たドメイン組成データ、系統プロファイルデータ、細胞内局在性データなどをカーネル関数を用いて統合し、それとサポートベクターマシンを組み合わせることにより学習および予測を行う手法を開発した。その結果、以前に開発された予測手法を大きく上回る予測精度を達成することができた。この成果を国際会議で発表するとともにJounral論文としてまとめた。29年度が最終年度であるため、記入しない。化学構造の数え上げについては、木構造に1本の辺を加えた場合に対する効率的な列挙アルゴリズムの研究を完成させ、その成果をJournal論文として出版した。2本の辺を加えた場合についても、2種類の場合に分け研究を行っており、いずれもアルゴリズムの開発がほぼ終了し、その検証段階に入っている。3本の辺を加えた場合についても研究に着手しおり、ある種のクラスについてはアルゴリズムが完成しつつある。一方、ベンゼン環などの特定の環構造を木に追加した場合の数え上げについても研究が進展し、動的計画法に基づくアルゴリズム、および、幅優先探索に基づくアルゴリズムの二種類の開発が進展し、ベンゼン環とナフタレン環についてはアルゴリズムを検証する段階に至った。カーネル回帰に基づく特徴ベクトル抽出については、既存の特徴ベクトルや回帰手法の調査を行い、今後の研究の基礎となる情報を得ることができた。代謝ネットワークの設計については遺伝子のノックアウトや付加による代謝ネットワークの改変手法について研究を行い、遺伝子ノックアウトによる複数の代謝ネットワークを同時に制御するための手法を整数計画法に基づいて開発し、その成果をJournal論文として出版した。タンパク質配列設計に関連して、カスパーゼにより切断されるタンパク質予測システムの検証・評価のために生物学的実験を行った。その結果、既存システムの有効性を確認するとともに問題点を把握することができた。また、非コードRNAとタンパク質相互作用ネットワークの解析にも着手し、ネットワーク構造上重要と考えられる非コードRNAおよびタンパク質を選択した。化学構造の列挙に関しては、ベンゼン環およびナフタレン環を木構造に加えた場合の列挙手法の開発が大きく進展した。以前に立体異性体の列挙に用いた動的計画法による手法に基づきつつも対称性などを効率的に扱うための新規のアイデアを導入することにより高速に列挙する方法を開発した。さらに、この手法は列挙以外にも順番を指定してその構造を高速に抽出することが可能であり、構造のサンプリングなどの応用できる可能性がある。一方、効率は多少落ちるものの幅優先探索に基づくより単純な手法も開発し、さらに、ユーザが指定した任意の環構造を扱えるような拡張を試みている。また、以前より行っていた木状化合物の並列計算による高速列挙について研究をまとめJournal論文として発表した。一方、タンパク質の配列設計に関連して、非コードRNAとタンパク質の相互作用のなすネットワークの情報解析を行った。その結果、ネットワーク構造が二つに大きく分断されることを見出すとともに、ネットワーク制御において重要な役割を果たすと考えられる相当する非コードRNAには疾患と関連するものが多いことを見出した。代謝ネットワークの設計に関しては、これまでの問題設定を拡張し、生成不可能にすべき化合物と新たに生成可能にすべき化合物を指定した際に、それらの制約を満たすようなネットワーク改変のうち、最小限の手間で済むものを見出すアルゴリズムを整数計画法に基づき開発した。さらに、代謝ネットワークの制御や改変について、代謝流束解析に基づく既存手法や我々が開発してきたブーリアンモデルに基づく手法などを中心にサーベイを行い、それらを定性的に比較した結果をまとめた解説論文を執筆した。化学構造の列挙については順調に進展しており計画以上に進展していると考えられる。しかしながら、化合物のカーネル回帰などによる活性予測とそこからの特徴ベクトルについては適任の博士研究員が見つからないなどの問題もあり研究を十分に進展させるに至っていない。代謝ネットワーク設計に関しては新たに拡張した問題を定義し、それに対する計算手法を開発するなど、順調に進展したと判断できる。タンパク質配列設計に関しては、昨年度に開始したncRNAとタンパク質相互作用ネットワークの解析という新規な研究課題を実験系の研究分担者と共同で遂行、完成させJournal論文として発表することができ、方向性は少し変わったが順調に進展したと判断できる。化学構造の列挙については、以前より開発していたベンゼン環を木構造に加えた場合の動的計画法による列挙手法を完成させ、研究成果を論文としてまとめた。また、木構造に辺を2個および3個加えた場合の列挙手法の開発を進めた。

一方、効率は多少落ちるものの幅優先探索法に基づくより単純な手法の開発も継続し、ユーザが指定した任意の環構造を扱うための拡張に成功し、研究成果を論文としてまとめた。配列解析については、病原体タンパク質と宿主タンパク質間の相互作用予測という問題に取り組んだ。両者のタンパク質配列データから長さ3のアミノ酸断片の出現頻度に基づく特徴量と、宿主タンパク質についての既知のタンパク質相互作用ネットワークから抽出した特徴量を組み込んだ特徴ベクトルを開発した。これに確率的勾配降下法およびSCW(Soft Confidence-Weighted)法という機械学習手法と組み合わせた方法を開発し既存手法と比較した結果、その有用性を示すことができた。一方、miRNAの配列データからの切断部位予測という問題にも取り組み、新たな特徴ベクトルを開発し、既存の特徴ベクトルと比較して良い予測精度を得ることができた。代謝ネットワークに関しては、正常細胞と異常細胞の遺伝子発現データが与えられた際に、遺伝子ノックアウト後の結果がそれらのデータとできるだけ整合するようにマーカー頂点を選択するという問題の定式化を行い、整数計画法に基づく選択手法を開発し、実データを用いた計算機実験によりその有効性を確認した。RNA二次構造予測について、整数計画法を用いる計算手法の開発とその生物学実験を通じた評価・改良という情報系と生物系の研究者間の共同研究を以前より行っていたが、その研究成果を論文にまとめることができた。化学構造の列挙については順調に進展している。しかしながら、化合物のカーネル回帰などによる活性予測とそこからの特徴ベクトル抽出については模索中であり、十分な結果が得られていない。代謝ネットワーク設計に関しては、遺伝子発現データを代謝ネットワークの組み合わせによるマーカー遺伝子の推定手法という新たな展開を図ることができ、多少方向性が異なるものの順調に進展したと判断できる。タンパク質配列設計に関しては、病原体タンパク質と宿主タンパク質間の相互作用予測、miRNAの切断部位予測の両者について新規な計算手法が開発でき、こちらも多少方向性が異なるものの順調に進展したと判断できる。化学構造の列挙に関してこれまで分枝限定法に基づく手法を開発してきたが、Resource Cutという新たな限定手法を開発した。これは途中まで生成した時点で、残りの原子組成を用いては結合数の制約などを満たすことができないと判断した場合にそれ以上の探索をを打ち切り、前の時点に戻るというものである。その結果、生成可能な木状化合物のサイズを40原子から50原子に拡大することができた。
衛星画像データを用いた熱帯泥炭地領域抽出手法の開発

衛星画像データを用いた泥炭地領域の判定に資する技術として以下の成果を得た.・泥炭湿地林樹とアブラヤシ林樹の葉面分光反射解析から,アブラヤシ樹齢8-9年の葉には特異的な反射スペクトルが検出され,この特性を利用することにより分類が可能であることが示された.また,泥炭湿地林とアブラヤシを分けるための決定的な葉面分光反射特性は見られなかったものの,アブラヤシグループ(樹齢2-7年)と泥炭湿地林樹を含むグループとの分類が可能であることを示した.・マイクロ波センサ(SAR)による衛星画像を干渉させ,その地表面変動情報を抽出し,湿地林内において乾季雨季間で-43.8cmの変動幅を検出した.これまで多くの泥炭地面積や蓄積炭素量の見積り値が報告されてきたが,現地において精度の高い泥炭地分布図を作成する試みは,そのアクセスの悪さから進んでいない.本研究においては,既存地図のような経験的手法のみでその区分課程が明らかにされない手法ではなく,衛星画像を用い,分類の根拠を明らかにできるような,泥炭地領域区分法を開発することを目的としている.本年度は泥炭地・非泥炭地それぞれを分離できる反射スペクトルの特徴を明らかにすることを目的に,スペクトルメータを用いた個葉レベルでのフィールド調査を行った.特に近年プランテーションとして広域な範囲に広がりつつある,アブラヤシの分光放射特性について明らかにするためにスペクトルメータを用い,多くのスペクトルサンプルを現地取得した.アブラヤシ葉と泥炭湿地林樹葉の分光反射測定の結果,アブラヤシ葉は樹齢が大きくなるにしたがって,緑色波長域の分光反射成分が小さくなることが示された.正規化差指数(NDSI)を算出しアブラヤシ葉と泥炭湿地林樹葉の特徴を比較した結果,波長域528-600nmと波長域452-515nm間のNDSIに違いが大きく表れた.この傾向はアブラヤシ樹齢が高い程顕著に現れ,樹齢7年アブラヤシでは泥炭湿地林樹葉よりもこの波長域ペアのNDSIは有意に小さい(P<0.05)値をとる事が明らかとなった.熱帯泥炭地において蓄積されている炭素量の見積値の算出には,不確定な面積情報が使用されて行われていることが現状である.本研究においては,衛星画像による客観的な情報を用いた熱帯泥炭地領域の抽出を行うことを目指す.今年度はインドネシア・中部カリマンタンにおける既存の泥炭地領域図についてレビューを行い,発行者(例えば,RePPProt 1985-1989,Wetlands International 2003-2006)の泥炭地領域の決定に主観的情報が多く含む事を示した(Shimada et al. 2016: in Tropical Peatland Ecosystems, Springer).本研究での領域の抽出には,光学衛星画像センサデータの分光反射特性を用いての分類法の設立および,マイクロ波センサSAR画像データの干渉(Interferometry)からの領域特性抽出を目指す.前者においては,スペクトルメータを用い現地オイルパーム葉の反射スペクトル特性について分析を行い,570 nmと680 nmにおけるNDSI(正規化差分光指数)に泥炭湿地林樹木葉との反射スペクトルにより,オイルパーム林の抽出が可能であることを示唆した.後者は,泥炭地が乾季および雨季において,その水分保持量の差により表面が上下することを利用し,乾季および雨季のPALSAR-2の画像干渉図から高低差を抽出するものである.現地において設置した変位計によりこれの検証を行うところである.昨年度当初は,多時期光学センサを用いてのスペクトル情報による分類のみでの研究遂行を目指したが,雲の無いクリアな対象範囲画像の入手が困難であることから,SAR画像による干渉法による方法へとアプローチをシフトしたため.近年の大規模開発,またそれに伴う発生火災により,面積を減少させているインドネシア・中部カリマンタンにおける熱帯泥炭地において,リモートセンシング技術を用い以下の研究を遂行した.・トゥミ(Combertocarpus rotundatus)やアブラヤシ(Elaeis guineensis)等の熱帯泥炭湿地林樹木およびプランテーション作物の葉面反射を,スペクトルメータによる計測データ(350 nm 1050 nm)から,2波長バンドの差分指数であるNDSI(Normalized Difference Spectral Index)について全組み合わせをマップ化し(NDSIマップ),このマップのNDSI値分布傾向をクラスター分類することにより,葉面分光反射特性を抽出する手法を開発し次の結果を得た.(1)トゥミを含んだグループ,アブラヤシ樹齢8・9年のグループ,その他のアブラヤシグルーブの3クラスに分類することができる,(2)NDSIの組み合わせとして(722, 665)、(712, 452)、(668, 555)、(558, 452)に特異的なグループ間の差が検出され,これらを使用することにより分類が可能である.・2015年8月27日,2015年10月8日,2016年2月25日の3日間のALOS2/PALSAR2画像(SM3, Ascending,右側観測画像)を用いた干渉SAR解析(DInSAR)により泥炭地の地表変動情報抽出を試みた.その結果,乾季・雨季間で-0.04+0.038 mの地表面変動幅が抽出された.ただし,SAR画像推定値と現地実測値の一致は見られなかったため,基準点(位相差=0)の設定等の改良が課題として残った.

衛星画像データを用いた泥炭地領域の判定に資する技術として以下の成果を得た.・泥炭湿地林樹とアブラヤシ林樹の葉面分光反射解析から,アブラヤシ樹齢8-9年の葉には特異的な反射スペクトルが検出され,この特性を利用することにより分類が可能であることが示された.また,泥炭湿地林とアブラヤシを分けるための決定的な葉面分光反射特性は見られなかったものの,アブラヤシグループ(樹齢2-7年)と泥炭湿地林樹を含むグループとの分類が可能であることを示した.・マイクロ波センサ(SAR)による衛星画像を干渉させ,その地表面変動情報を抽出し,湿地林内において乾季雨季間で-43.8cmの変動幅を検出した.SPOT6/7の毎月撮影の時系列画像をリクエストしていたが,雲の無いクリアな対象地域画像が2014年においては一度も入手できず,衛星画像取得予算の全てを次年度に繰り越すこととした.マイクロ波センサSAR画像データの干渉(Interferometry)からの泥炭地領域特性抽出を目指す.これは,泥炭地が乾季および雨季において,その水分保持量の差により表面が上下することを利用し,乾季および雨季のPALSAR-2の画像干渉図から高低差を抽出するものである.干渉可能PALSAR-2データは乾季画像として2015年8月27日および10月8日,雨季の画像として2015年4月9日を購入済であり,現地において2015年9月に設置した変位計によりこれの検証を行うところである.リモートセンシング今年度,対象地域においてSPOT6/7の画像リクエストをかけ続けていたにも関わらず,クリアな撮影画像が1枚も得られなかったことから,光学センサを用いての多時期画像の入手が困難であることが露呈した.次年度はALOS-2/PALSARなどの雲に影響を受けずに地表面撮影が可能なSAR画像との複合解析を視野に入れることとする.2016年撮影PALSAR-2衛星画像データのアーカイブ完成を待っての購入としたため.SPOT6/7の毎月撮影の時系列画像をリクエストしていたが,雲の無いクリアな対象地域画像が2014年においては一度も入手できなかったため.PALSAR-2アーカイブ画像データを購入の予定光学センサを用いての多時期画像の入手が困難であることが露呈したのて,次年度はALOS-2/PALSARなどの雲に影響を受けずに地表面撮影が可能なSAR画像との複合解析を視野に入れることとしたい.このためSAR画像の解析ソフトウェアであるSARscapeの購入を予定している.