hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境価値誘発サービスを内在した清掃工場の進化による低炭素産業社会転換の評価

本研究では,長寿命化や省エネルギーなどの環境価値サービスを清掃工場に提供することによる低炭素効果について分析した. 2009年度には全国の清掃工場へのアンケート調査をもとに,清掃工場における省エネルギー,再生可能エネルギー,市民ファンドへの意識について明らかにした. 2010年度には,ごみ焼却施設の経年的な電力消費の調査データをもとに,エネルギーからみたごみ処理の性能水準を指標とする効率変化状況を分析した.2011年度にはこの指標を,効率に影響を及ぼす技術的・社会的変数を組み込んだ関数としてモデル化し,さらにこれらの変数の将来変化を組み込んだシナリオを構築して,現状更新から省エネ化によるCO2削減と長寿命化によるコスト削減を図りながら施設維持しうる最適なシナリオについて分析を行った.これらの結果より,現状更新から省エネ改修によりトータルのエネルギー消費を削減しうる施設改修が可能であることが示唆された.本研究では,長寿命化や省エネルギーなどの環境価値サービスを清掃工場に提供することによる低炭素効果について分析した. 2009年度には全国の清掃工場へのアンケート調査をもとに,清掃工場における省エネルギー,再生可能エネルギー,市民ファンドへの意識について明らかにした. 2010年度には,ごみ焼却施設の経年的な電力消費の調査データをもとに,エネルギーからみたごみ処理の性能水準を指標とする効率変化状況を分析した.2011年度にはこの指標を,効率に影響を及ぼす技術的・社会的変数を組み込んだ関数としてモデル化し,さらにこれらの変数の将来変化を組み込んだシナリオを構築して,現状更新から省エネ化によるCO2削減と長寿命化によるコスト削減を図りながら施設維持しうる最適なシナリオについて分析を行った.これらの結果より,現状更新から省エネ改修によりトータルのエネルギー消費を削減しうる施設改修が可能であることが示唆された.本研究は、サービサイジング、エコポイントなどの環境価値誘発サービスに、グリーン電力・熱証書といった環境価値の「見える化」を内在させた空間・時間・サービス価値の広がりをもつサービス・システムを、代表的な都市環境インフラである清掃工場に提供することにより、低炭素社会への駆動力となり地域再生を促す、サービスによるエコ産業社会転換(エコ・イノベーション)への進化モデルを仮説し、この展開可能性を定量的に評価、検証することを目的とする。平成21年度は、全国の清掃工場に対して郵送によるアンケート調査を行った結果をもとに、清掃工場における省エネルギー、再生可能エネルギー、市民ファンドへの意識について分析した。省エネルギーサービスを提供するESCOにっいて認知している全体の約3分の2の工場のうちESCO導入を検討したことがある工場はあわせて15%(62工場)、そのうち今後も検討を続けたいと答えた工場は15%のうちすでに3%(14工場)、今後検討したいと答えた工場は25%(103工場)あり、潜在的なESCO市場の大きさが伺われた。ごみ中のバイオマス発電以外に再生可能エネルギーを導入している清掃工場は、太陽光発電が全体の4%(22工場)、風力発電で全体の1%(8工場)、バイオマス利用で全体の2%(11工場)などごく少数にとどまったが、今後、清掃工場でも再生可能エネルギーの導入を図ることは重要と答えた工場は82%(451工場)に達した。また導入の条件としてコスト低下、初期投資財源、首長のリーダーシップなどが挙げられた。市民ファンドに関しては、名前も聞いたことがないとの回答が過半を占めるが、他方、よく知っていると答えた工場が4%(25工場)、名前は聞いたことがある工場が43%(240工場)あり、一定の関心がありながらも、認識の幅が伺われることが分かった。本研究は、サービサイジング、エコポイントなどの環境価値誘発サービスに、グリーン電力・熱証書といった環境価値の「見える化」を内在させた空間・時間・サービス価値の広がりをもつサービス・システムを、代表的な都市環境インフラである清掃工場に提供することにより、低炭素社会への駆動力となり地域再生を促す、サービスによるエコ産業社会転換(エコ・イノベーション)への進化モデルを仮説し、この展開可能性を定量的に評価、検証することを目的とする。平成22年度は関西地域(兵庫県・大阪府・和歌山県)の清掃工場に対して年間焼却量・年間売電量・年間買電量・年間発電量・低位発熱量'修繕費用の経年データを調査した。この調査データをもとに各清掃工場における消費電力量あたりごみ焼却量を指標とした性能水準の変化とそれに影響を及ぼす要因について分析を行った。さらに得られた分析結果をもとに延命化や、ごみ量、ごみ質変化に伴うライフサイクルエネルギーの推計を行った。分析の結果、稼働年数、焼却負荷率は消費電力あたりごみ焼却量をそれぞれ増加、減少させる効果をもたらすこと、また特に焼却負荷率の低下が消費電力増加に大きな影響を与えることが確認された。さらに適切な延命化シナリオによりライフサイクルエネルギーを削減することができることを示した。その他、清掃工場の運用形態(維持補修回数・分別方法など)によって消費電力あたり焼却量が大きく変化していると考えられた。稼働年数、負荷率、低位発熱量の要因以外にも影響する要因の検討を行う必要があることが示唆された。本研究では,まず既存のごみ焼却施設の管理主体におけるごみ焼却施設の経年的な電力消費の調査データをもとに,エネルギーからみたごみ処理の性能水準を指標とする効率変化状況を分析した.次にこの効率変化指標を,効率に影響を及ぼす技術的・社会的変数を組み込んだ関数としてモデル化し,さらにこれらの変数の将来変化を組み込んだシナリオを構築して,現状更新から省エネ化によるCO2削減と長寿命化によるコスト削減を図りながら施設維持しうる最適なシナリオを導出した.分析内容は,1)ごみ焼却施設における運転及び施設改修状況,2)ごみ焼却性能水準のモデル化,

3)将来の技術・社会変化を考慮した施設改修のシナリオ評価から構成され,1)については清掃工場における,年間焼却量,買電量,売電量,発電量,低位発熱量等のデータから稼働年数・ごみ質(低位発熱量)・処理規模に対するごみ処理量(負荷率)と消費電力あたりごみ焼却量との関係性の分析を行った.あわせて施設の改修や意識の状況について分析した.2)については,消費電力あたりごみ焼却量をごみ焼却の性能水準として設定し,この性能水準がごみ質や負荷率等の変数が,どの程度影響を与えるかについて単回帰、重回帰分析の統計解析により分析を行った.3)については,単回帰分析および重回帰分析の結果をもとに,施設改修のシナリオに対するライフサイクルエネルギーの評価を行った,これらの結果より,現状更新から省エネ改修によりトータルのエネルギー消費を削減しうる施設改修が可能であることが示唆された.さらに,低炭素と資源循環とのバランスのとれた望ましい改修シナリオを如何に普及させるかについては,ごみの適正処理と資源循環を本務とする清掃工場の運営主体における省エネルギーや低炭素への認識が重要である.よって,清掃工場の運営主体における省エネルギー・低炭素への意識構造とその影響要因について回帰分析等を用いて解析を行うことがさらなる研究課題として挙げられる.
難治性卵巣がんにおけるGlypican-3の機能に基づいた新規治療法の開発

以前我々は卵巣明細胞腺癌においてヘパラン硫酸プロテオグリカンであるGlypican-3が高発現していることを発見した。このGlypican-3の機能解析を行った結果、IGF-IIの存在下ではGlypican-3はPI3K/AKT経路を介して細胞増殖抑制に働いていることを発見した。また早期卵巣明細胞腺癌患者ではGlypican-3発現は予後不良の傾向を示した。抗Glypican-3抗体の細胞障害性を検討した結果、in vitroでは抗Glypican-3抗体を用いることで細胞障害性を確認したが、in vivoで抗Glypican-3抗体とパクリタキセルの併用療法で生存期間の延長は見られなかった。Glypican-3は上皮性卵巣癌の中では明細胞腺癌にのみ特異的に発現しているプロテオグリカンである。今まで我々はこのGlypican-3が明細胞腺癌の抗癌剤タキソール耐性に関与していることを報告した。(Cancer Sci.2010Jan ; 101(1) : 143-8.)今回はこのGlypican-3が明細胞腺癌の免疫療法のターゲットと成り得るかを検討した。最近、肝細胞がんでGlypican-3を用いた抗体療法の有用性が報告されている。(Ishiguro et al. Cancer Res, 2008)今回我々はこの研究室に連絡をとり、Glypican-3の抗体を入手した。この抗体を使い、effecter cellとして、末梢血幹細胞を使用し、細胞障害性を検討した所、Glypican-3抗体投与群では非投与群と比較して細胞障害性が増していた。このことからGlypican-3は抗体療法のターゲットと成り得ると思われた。またGlypican-3発現と臨床的特徴を検討するために、明細胞腺癌患者52例の手術検体のGlypican-3の免疫組織染色を施行した。52例21例でGlypican-3の発現を認めた。Glypican-3発現症例は早期の症例に多い印象であった。予後との関連を検討した所、病期をステージ1に限って検討すると、Glypican-3発現群の無病生存率は優位に低かった。Glypican-3と増殖の関連を検討するため、Ki-67染色を行った。Glypican-3は発現部位は、Ki-67は染色されず、Glypican3非染色部位ではKi-67の染色を認めた。このことからGlypican-3は卵巣明細胞腺癌では増殖抑制に働いている可能性が示唆された。このことを我々は報告した。(J Clin Pathol. 2010Nov ; 63(11) : 962-6.)卵巣明細胞腺癌は日本人の上皮性卵巣癌の約2割を占め、抗癌剤抵抗性を示し、予後不良である。卵巣明細胞腺癌にはヘパラン硫酸プロテオグリカンであるGlypican-3(GPC3)が高発現していることを我々は発見した。そこでこのGPC3を標的とした治療法の確立を目指している。我々は抗GPC3抗体を入手したため、これを用いて細胞障害性の検討を行った。PBMCをeffecter cellとして検討した結果、抗GPC3抗体を用いることで細胞障害性を認めたがその効果は大きくなかった。その原因として入手した抗GPC3抗体がマウスのものであり、humanとの相同性は高いが、humanとマウスといった違う生体で実験を行っているためと考え、マウスの卵巣癌株を用いて実験することとした。マウス卵巣癌株ではGPC3の高発現株を所有していないため、マウス卵巣癌株HM-1にGPC3を強制発現させ、その細胞株を用いてマウス抗GPC3抗体の効果を検討することとした。マウス卵巣癌株にGPC3を強制発現させた株HM-1GC22、HM-1 GC24の作成に成功した。またこの強制発現株は卵巣癌治療のキードラッグであるタキソールに対して抵抗性を示した。今後はこのGPC3強制発現株に対するマウス抗GPC3抗体の効果を検討していく予定である。明細胞腺癌は既存に治療法に対して抵抗性であり、新規の明細胞腺癌に特化した治療法の確立が急務であると思われる。この抗GPC3抗体を用いた治療法がその新規治療法となる可能性を持っていると思われる。Glypican-3を標的とした治療法の確立のため、抗Glypican-3モノクローナル抗体(GC33)を入手した。

このGC33を用いて健常人の末梢血単核細胞をeffecter cellとしてLDH放出による細胞障害性を検討した結果、GC33存在下ではGC33無存在下と比較して高い細胞障害活性を認めた。さらにin vivoでも検討を行った。免疫不全の環境ではない状態でのGC33の効果を検討するために、マウス卵巣癌細胞株を用いて、交雑群マウスであるB6C3F1での腹膜播種モデルを作成し、GC33とパクリタキセルの併用効果の検討を行うことした。マウス卵巣癌細胞株HM-1にはGlypican-3が発現していなかったため、HM-1にGlypican-3を強制発現させた。Glypican-3が高発現していることはPCR、western blot,免疫染色にて確認した。そしてこのGlypican-3強制発現HM-1を用いてマウス腹膜播種モデルを作成し、GC33と卵巣癌治療のキードラッグであるパクリタキセル併用療法を行ったが、GC33、パクリタキセル併用群がPBS投与群、パクリタキセル単独投与群と比較して有意な生存延長は認めなかった。in vivoでの検討ではGC33の有意な抗腫瘍効果は確認できなかったのは残念ではあるが、in vitroでは腫瘍細胞の障害性は確認されている。また他癌腫での治療効果の報告も散見されていることを考慮すると、このGC33が卵巣癌の新たな治療法となる可能性はあるものと思われる。提供された抗GPC3抗体がマウスであったため、ヒト卵巣癌株でのGPC3高発現株は所有していたが、マウス卵巣癌株でGPC3高発現株を所有していなかった。そのため、マウス卵巣癌株HM-1にGPC3強制発現株を作成し、その表現系を検討していたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。マウス卵巣癌株であるHM-1のGPC3強制発現株の作成に成功した。GPC3強発現により、タキソール抵抗性になることも確認した。今後はマウス抗GPC3抗体を用いて、GPC3強発現株のタキソール感受性が回復するかを検討していく。そして感受性回復に関与している因子の検討も行っていきたい。
中部近畿地方における古記録による歴史時代の気候復元

1.中部・近畿両地方の歴史時代の気候復元を、古記録に記された日々の天候記録をもとにして行った。古記録の収集地点数は約35地点、対象年代は主として17世紀以後とした。ただし京都・奈良については、15世紀まで溯って収集を行った。2.収集資料を日ごとに整理し、天気の推移から年々の季節の進み遅れ、季節の特徴を明らかにする作業を進めた。3.梅雨の季節については、入・出梅日の推定を15世紀以後の約500年間、梅雨期間降水量の推定を17世紀末以後の約300年間に関して行なった。(1)出梅日の長期変動には70年程度の周期が検出された。(2)梅雨期間降水量には10年平均値を対象にした場合、約120年の周期が認められる。(3)17711870年の100年間について、毎年の梅雨の経過を詳細に検討したところ、集中豪雨型の梅雨は17711790年と18211870年の期間に多発しているのに対し、空梅雨型の梅雨は17911810年の間に多発していること。4.台風の動向について、17811860年の間を対象に、襲来数、襲来の時期の変動傾向を調査した。(1)襲来数には時代による増減が見られ、18101820年代には比較的少なく、1830年代以後に著しく増加していること。(2)襲来の時期については現在と大きな差は認められないこと。5.冬の寒さについて、小氷期の頂点といわれる1820年代を対象に調査を行った。(1)厳寒の冬は連続して発生せず、数年おきに出現していること。(2)寒さの程度は現在に比べれば顕著であるが、気象観測時代に経験された範囲を出るものではないこと。1.中部・近畿両地方の各地における歴史時代の日々の天候記録を、10数地点について古文書資料により収集した。対象期間は主として18世紀以降であるが、一部については15世紀にまで溯って作業を進めた。2.これらの資料に基づき、日々の天気分布から気圧配置型を推定し、年々の季節推移の模様を把握した。今年は特に梅雨季に重点を置き、年々の入・出梅日の推定を通して、梅雨期間の長期的な変動傾向、さらには梅雨期間の降水量の長期的な傾向を明らかにした。3.入・出梅日については17世紀以後の約300年間と、15世紀の約100年間、梅雨期間降水量については18世紀中頃以後の約250年間の結果を求め得た。4.結果についての主要なものは次の通りである。(1)歴史的大飢饉が群発した時代と、梅雨明けの遅い時代との対応がよい。但し、近世初期以前の大飢饉の中には、少雨(空梅雨)との対応例も混じる。(2)近畿地方中部における梅雨期間降水量には、172030年、183040年、195060年の多雨期、180010年、193040年の少雨期が見られ、120年程度の周期が存在するようである。(3)近畿地方中部の梅雨期間降水量の長期傾向は、中部地方から瀬戸内海沿岸までの地域範囲の傾向を代表とする。しかしその他の地域についての代表性はあまりよくない。5.今年度収集した資料の一部はコード化し、データベースへの入力を試みている。しかし収集資料が極めて多く、全部を入力することは今後の課題である。

6.次年度以降は梅雨期間の長期傾向をさらに古い時代にまで溯らせると共に、他の季節の気温、降水量の長期傾向を明らかにするように研究を進める方針である。1.昨年度に引続き,中部・近畿両地方の歴史時代の日々の天候記録を,古文書により収集した.収集地点数は約20点,対象年代は主として17世紀以後とした.京都・奈良については, 15世紀まで遡って収集を行った.2.収集資料を日ごとに整理し,天気の推移から年々の季節の進み遅れ,季節の特徴を明らかにする作業を進めた.今年度は梅雨の季節に関する検討をほぼ終了し,他の季節に関する復元作業に着手した.3.梅雨の季節については,入・出梅日の推定を15世紀以後の約500年間,梅雨期間降水量の推定を17世紀末以後の約300年間に関して行った.その他の季節に関しては,目下資料解析を進めつつある.4.今年度の主要な結果は,次のとおりである.1)出梅日の長期変動には70年程度の周期が検出された.この周期はすでに他の幾つかの自然現象でも指摘されており,それらとの関係が注目される.2)梅雨期間降水量には10年平均値を対象にした場合,約120年の周期が認められる. 1710年代, 1830年代, 1950年代の多雨期, 1810年代, 1930年代の小雨期の存在がこのことを裏付ける.原因については今後の課題である.3)17711870年の100年間について,毎年の梅雨の経過を詳細に検討したところ,集中豪雨型の梅雨は17711790年と18211870年の期間に多発しているのに対し,空梅雨型の梅雨は17911810年の間に多いこと,またこれと対応して, 6・7月の台風襲来数に明瞭な時代的差違のあることがわかった.梅雨期間降水量と6・7月の台風襲来数との間には,連動した長期変動傾向が存在する.5.収集資料のデータベースへの入力は,可能な限り継続中である.6.夏・秋雨・冬の各季節の気候復元作業は,資料解析の途中であり,具体的な成果は次年度に提示の予定である.1.古記録からの天気記録収集を、18世紀後半以後気象観測時代に至るまでの間について、夏以外の季節についても補完的に行った。2.梅雨以外の季節についての気候復元を行った。(1)台風の襲来状況について、18世紀末から19世紀中頃にかけての長期的傾向を求めた。その結果19世紀初頃には中部・近畿地方に襲来した台風数が目立って少ないこと、1820年代の後半頃から急に台風の襲来数が増大し、19世紀の中頃にかけて台風襲来数のピークが生じていること。台風襲来の時期については、現在も当時もそれ程著しい違いはないが、当時は9月上旬がやや現在よりも多い傾向のあること、などがわかった。(2)冬の寒さについて、最近の小氷期のやまといわれている1820年代に焦点をあて、冬季3か月間の月別平均気温の復元を行った。その結果、1月については1822、1826、1830年が、2月については1829年が、12月については1821、1826、1829、1830年が、それぞれ現在に比べて著しく寒い冬であったこと、しかし寒い冬が毎年続いたわけではなく、比較的暖かな冬もあったこと、最近30年間の平均気温に比較すれば、当時は寒かったといえるが、19211950年の30年間と比べれば、著しく低温の期間であったとはいい難く、19世紀初頃の寒さは、気象観測が開始された19世紀後半以降現在に至るまでの間にも経験されたことのある程度のものであること、などがわかった。3.梅雨期を始め、台風期、冬期の気候復元結果は、これまで日本の他の地域を対象に行われた気候復元結果と大局的には矛盾しない。4.世界各地との比較については、資料整理が途中である為まだ十分できていないが、必ずしも平行的な変化傾向があるとは考え難い面があること。気候変動メカニズムの推測については目下検討中である。
多様体のエネルギーと留数

Xをユークリッド空間のコンパクト部分多様体とする。二点間の距離のべき乗を二重積分したものを、べきを複素変数としてその複素関数とみなす。これに解析接続を適用すると、一位の極のみを持つ有理型関数が得られる。この留数として、体積、曲面のウィルモア汎関数、低次元の場合はオイラー数など、幾何学的に重要な量が得られることが分かっている。この留数の性質、および既知の量との関係の解明が主要な目的である。
ヘリコンプラズマ源を用いた先進的無電極プラズマロケットエンジンの研究開発

電気推進ロケットエンジンは、太陽電池等のエネルギーにより推進剤をプラズマ化して電気的に加速噴射する高効率・低燃費型の宇宙機用エンジンであるが、プラズマを生成加速する電極の寿命が課題であった。本研究では、寿命制限の無い究極の電気推進ロケットエンジンを目指して、プラズマの生成から加速にいたる全てを無電極アンテナで行う新しいタイプのエンジンの研究を実施した。直径2.5cmの小型エンジンによる地上実験では、高密度プラズマの生成に電磁波の一種であるヘリコン波励起技術を用いた。更に、このヘリコンプラズマをアンテナによって電磁加速するオール無電極電気推進ロケットの実証に世界で初めて成功した。研究代表者らは、独自のアイデアでプラズマの生成から加速にいたる全プロセスを無電極方式で行う、プラズマロケットエンジンの研究を行う。これは、寿命制約の無い究極の電気推進ロケットエンジン(軌道上で太陽電池等のエネルギーにより推進剤をプラズマ化して電気的に加速噴射するロケットエンジン)である。今年度は当初の予定通り、中型(直径70cm、長さ120cm)の本研究専用の真空チェンバーを新たに設置し、真空ポンプも油拡散ポンプを従来の8インチから10インチに増強、それに伴ってロータリーポンプも従来の2台から3台へ増強できた。目標としていたガス流量アルゴン4mg/sにあっても良好な真空度(10mtorr)を確保できるようになった。また、真空ポンプの水冷却系に垂れ流しでない循環冷却水塔を導入することができた。一方、海外研究協力者の解析結果により、現有の磁場コイル(200Gauss)よりも約2倍強い磁場によって、10^<13>cm^<-3>のヘリコンプラズマを達成できると予測されたため、コイル電源の増強(400Gauss)を行った。また、計測装置データレコーダも購入した。プラズマ生成には、これまでのループアンテナの代わりに、サドル型(Boswell型)アンテナを用いることで、プラズマ加速コイルとの誘導干渉を避けることに成功した。結果的には予測どおりの磁場強さとアルゴン流量のパラメター設定で、目標とした10^<13>cm^<-3>のプラズマ密度を達成することができた。その際、分散関係式からの予測、プラズマ色がピンクから青白いものに瞬時に変化することから、高密度はヘリコン波による生成と考えられた。並行して、より大型のヘリコンプラズマ源の制御実験、プラズマ物性計測、無電極プラズマのパルス電磁加速シミュレーション、がそれぞれの研究分担者によって準備された。研究代表者らは、独自のアイデアでプラズマの生成から加速にいたる全てを無電極アンテナで行うプラズマロケットエンジンを研究している。これは、寿命制限の無い究極の電気推進ロケットエンジン(軌道上で太陽電池等のエネルギーにより推進剤をプラズマ化して電気的に加速噴射するロケットエンジン)である。今年度は、ガラス管の代わりに高強度の浮動電位の金属を構造体とするプラズマ生成部の実験を行った。その結果、大口径のヘリコンプラズマ源については真空チャンバーをそのまま構造体としたスパイラルアンテナ方式がプラズマと生成アンテナとの離脱も良く、適していることが分かった。小口径については、引き続き検討を行う。プラズマ生成シミュレーションについては海外研究協力者のK.P.Shamray博士の解析予測と照合させてヘリコンプラズマ生成を行ったところ励起周波数27.12MHzにあっては予測どおり磁場強度800Gaussで10^<13>cm^<-3>密度を超えるプラズマが生成された。そのプラズマを測定した結果、波の分散関係式がヘリコン波のものと一致することが確認された。さらに解析ではヘリコン波がより励起され易いと予測される40.68MHzの周波数も実験したが、プラズマ点火が容易で無いことが判明、レーザーによる点火を促すため、高出力レーザーを購入した。しかし、高周波電源が発振し易く、改修が必要となった。一方、予てより提唱してきた非接触の高周波アンテナによるプラズマ加速の実験を行った。その結果、繰り返しパルス方式(鋸歯状のコイル電流によりプラズマ中に周方向電界を誘起)の加速では十分な加速が確認できなかったが、リサージュ方式(対向する平行平板二組によってプラズマ中に周方向電界を誘起)では500Wで最大3km/s以上の加速を実現することができ、予備実験として成功した。今後はその効率を改善することを目標にする。今年度は、小口径では再びガラス管を用いてプラズマ生成部の実験を行い、種々のガス(アルゴン、ヘリウム、水素、窒素、酸素)についてヘリコン波プラズマの生成を試みた。その結果、アルコンでヘリコン波モードが確認されるが他の推進剤ではICPモードにとどまることが判明した。また、アルゴンでも少ない投人電力でへりこん波プラズマを励起できることが判明した。

大口径のヘリコンプラズマ源については真空チャンバーをそのまま構造休としたスパイラルアンテナ方式で高密度フラズマの生成を確認した。非接触の高周波アンテナによるプラズマ加速の実験では、繰り返しハルス方式(鋸歯状のコイル電流によりプラズマ中に周方向電界を誘起)の加速では十分な加速が確認できなかった。リサージュ方式(対向する平行平板二組によってプラズマ中に周方向電界を誘起)では500Wで最大8km/sの加速を計測することができたか、まだまだ熱加速が主体であり今後の電磁加速への改善が望まれる。海外研究協力者のK.P.Shamrai博士を招聘し、日本での(農工大、東海大、九大,JAXA)実験の状況を検分してもらい、詳しく今後の実験と解析方針について打ち合わせを行った。研究代表者らは、独自のアイデアでプラズマの生成から電磁加速の全てを無電極アンテナで行うプラズマロケットエンジンを世界に先駆けて提唱している。これは寿命制限の無い究極の電気推進(軌道上で太陽電池等のエネルギーにより推進剤をプラズマ化して電気的に加速噴射するロケットエンジン)である。今年度は,研究の最終段階として噴射速度50km/s程度で推進効率60%以上の推進性能を目指した。結果,Ar推進剤にあってはその1/7程度の推進性能を達成できた。即ち,独自の無電極プラズマ加速方式で最大7.7km/sまでの電磁加速を確認したが,課題として中性粒子との衝突によるプラズマ生成・加熱を避けるような種々の動作パラメターの最適化探索が必要と判明した。よって,今後の研究を進めるためには,数値解析による加速パラメターの最適化予測とその実験検証の両輪が不可欠である。一方,プラズマ生成では円筒型容器内径75cmの世界最大級の口径の装置で,アスペクト比A(直径と軸長の比)を極端に下げても,10^<12>cm^<-3>以上の高密度ヘリコンプラズマが得られた。Aは最小0.075(軸長5.5cm)で従来の0.5の世界記録を大幅に塗り替え,既存の電気推進であるイオンエンジンの発展型プラズマ源としても大きな有用性を示した。軸長を規定する終端板の影響も調べ,興味ある励起された定在波の特性(離散的モード数)が求められた。それらの成果をアメリカ物理学会の招待講演で発表,反響を呼んだ。一方,推進性能実験の帰結から理論予測が必須と判明したため,解析では無電極プラズマ加速のシミュレーション準備を行った。粒子シミュレーションによりプラズマを粒子集団として扱うセルフコンシステントな時間発展を計算する手法に加えて,プラズマ応答理論に基づく外部電磁場により励起されるプラズマ挙動の理論計算の見通しを得るまでに至った。
『河海抄』を中心とした『源氏物語』古注釈書・享受資料に関する基礎的研究

本研究では、南北朝期成立の『源氏物語』の注釈書である、四辻善成『河海抄』を研究対象とし、(1)伝本調査と注釈内容の分析、(2)四辻善成の源氏学の背景・形成・展開・伝播に関する考究、(3)『河海抄』以外の古注釈書・享受資料に関する検討、以上三つの観点から研究を行った。各地の所蔵先に赴き、現存する『河海抄』諸本への基礎的な調査を行いつつ、注釈の内容・方法・性質についても検討を加えた。これにより、『河海抄』を取り巻く文学的動向について、その一部を実証的に明らかにすることが出来た。申請時に提出した研究概要、【1】『河海抄』の伝本調査と注釈内容の分析、【2】四辻善成の源氏学の背景・形成・展開・伝播に関する考究、【3】『河海抄』以外の古注釈書・享受資料に関する検討、以上の三項目ごとに本年度の成果を述べる。【1】に関しては、本年度は岡山大学附属図書館・大洲市立図書館・今治市河野美術館等に赴き、『河海抄』の伝本や他の享受資料の基礎的調査を行った。また、マイクロフィルム・紙焼写真による調査についても、主に国文学研究資料館の所蔵資料をもとに、当初の計画通りに進めた。天理図書館の資料については、本年度だけでは十分な調査が行えなかったため、次年度にも継続して赴く予定である。注釈内容に関しては、巻十五に関しての基礎的な検討を終えたものの、巻十六・巻十七に関しては検討が遅れている。これは、巻十五の冷泉家時雨亭文庫蔵本が紹介されたことと関連し、当初の予定を変更し、巻十五への調査をより重点的に行ったためである。この成果は、来年度に論文発表の用意がある。【2】に関しては、本年度は特に源氏学の展開・伝播の解明に力点を置き、『原中最秘抄』との比較を中心に研究を行った。『原中最秘抄』の行阿説に悉皆的な調査を加え、二条良基周辺に存在していた源氏学の諸相について再検討を試みた。この結果、行阿説が行阿独自説のみで成り立っているわけではないこと、『河海抄』との密接な影響関係を想定すべきこと、以上の二点を明らかにした。この成果についても、すでに論文化しており、次年度の刊行が決まっている。【3】に関しては、一条兼良『花鳥余情』の読解方法への再検討、及び、宗祇『伊勢物語山口記』に関する基礎的調査をそれぞれ施した。これらは次年度も継続して取り扱う課題であり、適宜学会発表や論文発表によって成果を公開していく予定である。【1】に関して、当初の予定では一年目に巻十六・巻十七までも分類検討の範囲に含めていたものの、前述したように遅れている。ただし、基幹となる部分に関しての調査は既に実施しているため、研究計画を変更するほどの大幅な遅れではない。この点は、次年度の研究とも連動させながら、より精密な検討を目指すこととする。なお、各地の所蔵先への調査に関しては、ほぼ順調に調査を設ける機会が得られ、その結果を反映することで着実に研究の精度を上げることが出来たと思われる。【2】【3】に関しては、おおむね当初の計画通りに遂行することが出来た。また、次年度以降にも継続して検討すべき課題が両者ともに見つけることが出来た。これについては、本年度の成果を基に更なる研究の深化を目指すことが可能と思われる。本年度は、採択課題の最終年度であったため、これまでの研究内容を統合しながら研究を進めていった。成果は、論文2本・口頭発表5本である。『河海抄』の伝本調査と注釈内容の分析に関しては、石川武美記念図書館成簀堂文庫・国文学研究資料館をはじめとする各所蔵機関に赴いての調査、及び紙焼写真によって、諸本系統の検討を進めていった。昨年度に引き続き、特に巻15を重点的に検証した。当初は今年度に論文発表する計画であったが、より正確な検証を加える必要が出てきたため、次年度以降に論文発表することとした。四辻善成の源氏学に対しての考究としては、本年度は一条兼良『花鳥余情』を対象とした研究を行った。『花鳥余情』による『河海抄』利用の実態を把握するとともに、『河海抄』が『花鳥余情』の注釈を導く一つの補助線として働いた可能性を浮かび上がらせた。成果については、本年度の中古文学会秋季大会で発表しており、来年度以降に論文化する計画にある。また物語注釈全般にも関わる研究として、物語注釈に見られる複数説の提示に注目し、注釈方法の実態について、検討を加えた。これについては、次年度に論文として刊行することが決まっている。『河海抄』以外の注釈書・享受資料に関する検討としては、『源氏物語』の抜書や古筆切といった資料を用いながら、享受史における場面選定の基準について考察を加えた。また、『伊勢物語』の注釈書についての検討として、宗祇『伊勢物語山口記』へのの基礎的研究を施した。奈良大学図書館蔵本の翻刻・紹介を行いつつ、現存伝本への調査を通して本書の性格の一端を明らかにした。この点については今後も継続して研究しいく計画にあり、次年度に学会で報告することとなっている。この他にも、『毘沙門堂本古今集注』『冷泉家流伊勢物語古注』を対象として、物語注釈と他の学問領域との関係性について考察を加えた。

本研究では、南北朝期成立の『源氏物語』の注釈書である、四辻善成『河海抄』を研究対象とし、(1)伝本調査と注釈内容の分析、(2)四辻善成の源氏学の背景・形成・展開・伝播に関する考究、(3)『河海抄』以外の古注釈書・享受資料に関する検討、以上三つの観点から研究を行った。各地の所蔵先に赴き、現存する『河海抄』諸本への基礎的な調査を行いつつ、注釈の内容・方法・性質についても検討を加えた。これにより、『河海抄』を取り巻く文学的動向について、その一部を実証的に明らかにすることが出来た。次年度についても、前述の【1】【3】ごとに研究を推進していく。【1】に関しては、一年目に引き続き、各地の所蔵先に赴き、基礎的調査を加える。二年目は、主に天理図書館・岩国徴古館等に足を運びつつ、並行して注釈内容から諸伝本の系統分類を行う。系統分類を施す巻としては、巻二十を対象の中心とする予定である。巻二十には奥書が施される場合が多くあるものの、奥書と内容の連動性については、『河海抄』においては未解明のままにある。奥書の信憑性を検証することによって、現存する諸伝本間の関係を浮かび上がらせ、得られた成果を諸伝本の分類整理に還元する。本年度に赴くことが出来なかった所蔵先については、次年度の早い段階で調査に赴くこととする。【2】【3】に関しては、当初の計画通りに研究を推進する予定である。【2】【3】の課題は、通時的な問題として共通する部分が多いため、計画の進度や研究の深化によっては統合することも視野に含める。内容としては、連歌師たちの『源氏物語』享受を明らかにすべく、一年目に引き続き宗祇を中心に取り扱うこととする。一年目の成果を基に、宗祇の手による複数の連歌論書や源氏注・勢語注との更なる比較検討を通して、その様相を把握する。28年度が最終年度であるため、記入しない。中古文学28年度が最終年度であるため、記入しない。
機械学習における学習の停滞現象と損失関数の極値の安定性

機械学習は,人間の脳のように外界から与えられたデータを学習することができるシステムを構築するための理論である.学習アルゴリズムは,教師あり学習,教師なし学習,強化学習の3つに大きく分類できる.本研究では,教師あり学習と強化学習のダイナミクスの解析と改善を行った.(1)隠れマルコフモデルにおける特異構造と学習ダイナミクスの関係を数値実験により示した.(2)環境の変化に適応できる強化学習アルゴリズムの提案とそのダイナミクスの解析を行った.機械学習は,人間の脳のように外界から与えられたデータを学習することができるシステムを構築するための理論である.学習アルゴリズムは,教師あり学習,教師なし学習,強化学習の3つに大きく分類できる.本研究では,教師あり学習と強化学習のダイナミクスの解析と改善を行った.(1)隠れマルコフモデルにおける特異構造と学習ダイナミクスの関係を数値実験により示した.(2)環境の変化に適応できる強化学習アルゴリズムの提案とそのダイナミクスの解析を行った.機械学習は,内部にパラメータをもつ学習モデルを仮定し,外部から与えられる多数の訓練データに潜む法則や数学的な構造を推論するものである.学習モデルが内部パラメータを変えることにより,望ましい出力を獲得していく過程を「学習」と呼ぶ.しかし,学習モデルの1つである多層パーセプトロンは学習が途中で停滞してしまうという問題を抱えている.階層構造をもつ学習モデルではパラメータ数の少ない小さなモデルが大きなモデルのパラメータ空間に特異構造を生み出すことが原因であると考えられる.本年度は,情報幾何学的手法を用いて学習過程のダイナミクスと損失関数の極値の安定性を解析した.学習データは学習者の知りえない確率分布にもとづいて確率的に発生される.したがって,学習のダイナミクスは確率差分方程式で与えられる.それを確率分布による期待値で置き換えた平均学習方程式の動作を解析することにより,ダイナミクスの解析を行った.平均学習方程式をもちいて,特異点の近傍に現れる2つの部分多様体(slow manifoldとfast manifold)の解析をおこなった.真のパラメータが特異点近傍にある場合と特異点から離れたところにある場合のダイナミクスの振る舞いを解析した.学習の停滞現象はパラメータ空間の対称性に起因するものであることが徐々に明らかになってきた.対称性は隠れユニットの入れ替え対称性によるものであり,パラメータが同定不能となる.パラメータ空間の構造を明らかにし,単純なモデルの特異点近傍での学習ダイナミクスのふるまいを数学的に解析した.機械学習は,内部にパラメータをもつ学習モデルを仮定し,外部から与えられる多数の学習データに潜む法則や数学的な構造を推論するものである.学習モデルが内部パラメータを変えることにより,望ましい出力を獲得していく過程を「学習」と呼ぶ.しかし,ニューラルネットワークなどの階層的なモデルでは学習が途中で停滞してしまうという問題を抱えている.本研究は,学習過程がパラメータ空間上に描く軌跡がパラメータ空間の特異構造にどのような影響を受けるかを明らかにすることを目指している。本年度は下記の二つのテーマについて研究を行った.1.隠れマルコフモデルの特異構造Left-to-rightモデルにおいて,遷移確率行列が特異な性質をもつときパラメータが同定不能となり,ダイナミクスに奇妙な振る舞いがみられた.パラメータの軌跡がつねにある曲線に引き込まれる様子がみられ,現在もこの曲線の解析を進行中である。2.ダミーデータによる多層パーセプトロンによる認識の性能向上多層パーセプトロンでは教師の出力と生徒の出力の二乗誤差を損失関数とし,その値を最小にすべくパラメータの修正がおこなわれる.しかし,損失関数は多くの極値をもち,そのそれぞれが極小であるのかそれとも鞍点であるのかは明らかにされていない.鞍点である場合には,学習に停滞現象がみられる.多層パーセプトロンによる個人認証で本人のまわりにダミーデータを配置することにより,性能を上げることができ,学会発表を行った.しかし,これがパラメータ空間に与える影響については明らかでない。今後はこの影響を解析的に調べていきたい.機械学習は、内部にパラメータをもつ学習モデルを仮定し外部から与えられる多数の学習データに潜む法則や数学的な構造を推論するものである。学習モデルが内部パラメータを変えることにより望ましい出力を獲得していく過程を「学習」とよぶ。しかし、ニューラルネットワークなどの階層的なモデルでは学習が途中で停滞してしまうという問題を抱えている。学習ダイナミクスがパラメータ空間上に描く軌跡がパラメータ空間の特異構造にどのような影響を受けるかを解析することが本研究の目的である。本年度は、隠れマルコフモデルの一つであるLeft-to-rightモデルにおいて、遷移確率行列が特異な性質をもちパラメータが同定不能となる場合のダイナミクスをシミュレーション実験により解析した。学習ダイナミクスにともなうパラメータ空間における軌跡が常に同じ曲線に引き込まれる様子を観測した。遷移確率行列の特異性のさまざまなパターンに対しシミュレーションを行い、同様の曲線が得られることがわかった。しかし、解析的な方法によるこの曲線の検証がまだ不十分であり、現在も研究をおこなっているところである。また、本年度は大学院生との共同研究でAdaBoostによる顔検出の特徴抽出の研究を行った。AdaBoostによる学習では過学習が起こりにくいとされているが、Haar-like特徴量を用いたAdaBoostでは顕著な過学習が見られた。この原因についても学習ダイナミクスの観点から解析中である。機械学習は,人間の脳のように外界から与えられたデータを学習することができるシステムを構築するための基礎理論である.学習を実現するアルゴリズムは,教師あり学習,教師なし学習,強化学習の3つに大きく分類することができる.本年度はこれらのアルゴリズムの学習ダイナミクスに注目して研究を進めた.

まず強化学習では,動的な環境に適応する理論であるConcurrent Q-Learningの問題点を指摘し,改良を行った.Concurrent Q-Learningは,迷路問題においてゴールが変化したり,障害物が発生したりする場合にも適応的にゴールまでの最短経路を発見することのできるアルゴリズムとして提案された.しかし,Relaxationという処理が不十分であり,環境変化後にいったん見つけた最短経路を見失ってしまうため,その改良方法を提案した.また,RelaxationとNow Update Traceを同時にもちいることは困難であることを示した.教師なし学習のダイナミクスについては,色画像処理におけるk-means法においてそのダイナミクスの研究を行った.最後に,教師あり学習では,階層構造をもつ隠れマルコフモデルにおいて,遷移確率行列が特異な性質をもつときパラメータが同定不能となり,ダイナミクスに奇妙な振る舞いが見られる.昨年度に引き続き,学習ダイナミクスにおいてパラメータの軌跡がつねにある曲線に引き込まれる様子をシミュレーションで示したが,その原因の理論的解明には至らなかった.機械学習は,内部にパラメータをもつ学習モデルを仮定し,外部から与えられる多数の学習データに潜む法則や数学的な構造を推論するものである.学習モデルが内部パラメータを変えることにより,望ましい出力を獲得していく過程を学習と呼ぶ.多層パーセプトロンでは学習が途中で停滞してしまう現象が多く見られる.これは,パラメータ空間の特異構造によるもので,より複雑な多層パーセプトロンのパラメータ空間の中に,単純な多層パーセプトロンと等価な領域が複雑に存在するためである.これまで,確率差分方程式の解が描く軌跡を解析し,損失関数の微分が零となる臨界点がMilnorタイプのアトラクターとなっていることを共同研究により示してきた.同じく階層構造をもつ隠れマルコフモデルにおいて,遷移確率行列が特異な性質をもつときパラメータが同定不能になり,ダイナミクスに奇妙な振る舞いが見られた.学習ダイナミクスにおいてパラメータの軌跡がつねにある曲線に引き込まれる様子をシミュレーションで示し,そのアトラクターの性質に関して解析中であるが,まだ解析的に明らかにするには至っておらず今後の課題である.本年度から,Restriced Boltzmann Machineのダイナミクスの解析を始めた.ボルツマンマシンも階層構造をもつことが知られており,またRestricted Boltzmann Machineは現在盛んに研究がすすめられているDeep Leariningに用いられている.また,大学院生との共同研究で環境の変化に即座に対応できる強化学習アルゴリズムのダイナミクスに関する研究を進めた.大学の教育・学内運営およびワークライフのバランスをうまくとることができず、研究を遂行する物理的な時間が全く足りなかった。
カルシニューリン阻害剤の体内動態・薬効の母集団解析と個別化投与設計法の開発

臓器移植時に汎用されるカルシニューリン阻害剤であるタクロリムスとシクロスポリンの薬効特性について比較するため、生体肝移植患者において薬物血中濃度と同時に末梢血単核球細胞中のカルシニューリン活性を測定した。非線形混合効果モデルプログラムNONMEMを用いた母集団薬効解析を行った結果、シクロスポリンの場合には、ピーク血中濃度付近の約700ng/mL以上でカルシニューリン活性はほぼ完全に抑制される一方、タクロリムスの場合には、治療域以上の血中濃度(>20ng/mL)においても部分的にしか阻害されないなど、カルシニューリン阻害特性に両薬剤で相違のあることが判明した。また、カルシニューリン阻害特性には大きな個体差があることも判明したため、薬物血中濃度モニタリングに加えて、薬効をモニタリングすることの有用性が示唆された。続いて、タクロリムス体内動態の変動要因を解明するため、生体肝移植患者を対象に小腸と肝臓における薬物排出トランスポータP-糖蛋白質(MDR1)や薬物代謝酵素(CYP3A4、CYP3A5)の影響について母集団薬物動態解析を行った。その結果、術直後の経口クリアランスにMDR1遺伝子の小腸におけるmRNA発現量が、また術後経過に伴う経口クリアランスの回復に移植肝に発現するCYP3A5*3アレルが有意に影響を及ぼすことが明らかとなった。以上、本研究成果に基づき、個々の患者におけるカルシニューリン活性の測定と遺伝子情報を含む体内動態変動因子を考慮することによって、より精緻なタクロリムスの個別化治療が可能になると考える臓器移植時に汎用されるカルシニューリン阻害剤であるタクロリムスとシクロスポリンの薬効特性について比較するため、生体肝移植患者において薬物血中濃度と同時に末梢血単核球細胞中のカルシニューリン活性を測定した。以上、本研究成果に基づき、個々の患者におけるカルシニューリン活性の測定と遺伝子情報を含む体内動態変動因子を考慮することによって、より精緻なタクロリムスの個別化治療が可能になると考える臓器移植時に汎用されるカルシニューリン阻害剤であるタクロリムスとシクロスポリンの薬効特性について比較するため、生体肝移植患者において薬物血中濃度と同時に末梢血単核球細胞(PBMC)中のカルシニューリン活性を測定し、非線形混合効果モデルプログラムNONMEMを用いた母集団解析を行った。その結果、シクロスポリンの場合には、ピーク血中濃度付近の約700ng/mL以上でカルシニューリン活性はほぼ完全に抑制される一方、タクロリムスの場合には、治療域以上の血中濃度(>20ng/mL)においても部分的にしか阻害されないなど、カルシニューリン阻害特性に両薬剤で相違のあることが判明した。また、腎機能障害の発現は、両薬剤のトラフ濃度と有意に関連することが明らかになった。また、生体肝移植患者において、移植直後の吸収不良や肝機能の低下に伴う消失遅延によって、治療域のシクロスポリン血中濃度を得ることに難渋する症例が散見される。そこで、シクロスポリンの吸収プロファイルの改善並びに副作用軽減を目的に、1日1回投与法の有用性について、従来の1日2回投与法と比較検討した。1日2回投与法と比べ、1日1回投与法はトラフ濃度を上昇させず、有意に高いピーク濃度が得られ、カルシニューリン活性も効果的に抑制された。また、血清クレアチニン値の上昇は、1日1回投与群で低頻度であった。従って、1日1回投与法を用いた免疫抑制導入療法は、生体肝移植後早期のシクロスポリン吸収を改善し、カルシニューリン阻害効果を損なうことなく腎臓への負担を軽減することが示唆された。以上、本研究は、タクロリムスとシクロスポリンの薬効特性の相違とカルシニューリン活性測定の臨床的意義を初めて明らかにしたものである。タクロリムスは、臓器移植後の拒絶反応抑制を目的に汎用されているが、その治療域は狭く、体内動態の個体間・個体内変動が大きいため、血中濃度のコントロールが困難な薬物である。近年、ヒト遺伝子解析の飛躍的な発展により、薬物動態や薬物応答性の個体差は、代謝酵素やトランスポータ、受容体などの遺伝子多型によっても一部説明されることが報告され、薬理遣伝学的研究が急速に進展しつつある。

そこで、生体肝移植患者を対象に母集団速度論的解析を行い、小腸と肝臓における薬物排出トランスポータのP-糖蛋白質(MDR1/ABCB1遺伝子産物)や代謝酵素(CYP3A4、CYP3A5)に着目し、タクロリムス体内動態の変動要因を統計学的手法によって解明した。小児生体肝移値症例130症例を対象に、非線形混合効果モデルプログラムNONMEMを用いたタクロリムス母集団解析を行った結果、術直後の経ロクリアランスに薬物排泄トランスポータであるMDR1遺伝子の小腸におけるmRNA発現量が、また術後経過に伴う経ロクリアランスの回復に移植肝に発現する薬物代謝酵素cytochrome P450(CYP)3A5*3アレルが有意に影響を及ぼすことが明らかとなった。一方、小児症例に比して移植肝重量の確保に難渋する成人生体肝移植症例60名を対象に母集団解析を行った結果、小児症例同様に術直後の経ロクリアランスに小腸MDR1 mRNA発現量が有意に影響する一方、術後経過に伴う経ロクリアランスの回復には移植肝ではなく小腸CYP3A5*3アレルが共変量として有意に影響することが判明した。すなわち、成人症例では小児症例に比し移植肝が相対的に小さいことから、小腸の吸収障壁としての寄与が大きく、また小児症例において影響を示さなかった小腸CYP3A5の多型情報が、成人症例のタクロリムス経ロクリアランスに影響することが示唆された。本研究で得られた遺伝子情報を含む体内動態変動因子を考慮することによって、より精緻なタクロリムス血中濃度のコントロールが可能になると考える。
眼底カメラを応用した眼底直視下光刺激装置の試作

赤外線テレビジョンで眼底を観察しながら光刺激を行うことができる動物用の実験装置を試作した。装置の概要は次のようである。本装置は赤外線カメラと光刺激のための指標を呈示するテレビジョンモニター(CRT)からなる。赤外線眼底カメラはトプコンの11型眼底カメラを改造したもので、照明系に赤外線透過フィルターを插入しリング状の瞳により、眼底を照明する。眼底の観察系は、2.0mmの円形の瞳で眼球を出た光が対物レンズを通り、フィルム面に結像する。この部にリレー光学系を置き、赤外線テレビジョン撮像管のターゲット面に再び結像し、テレビジョン像として撮像する。撮像管と共役の位置に白黒のCRTを置き、ここに視標を呈示すると、撮像系の光路を逆行して対物レンズを通り、2.0mmの円形の瞳を通って眼底に結像する。これはMaxwell視光学系であり、非球面の対物レンズにより、収差の少ない人工瞳の像を得るとともに、視標と眼底の像も収差が少ない光学系である。赤外線で撮影した眼底のテレビジョン像とCRTの視標の像を電気的に重ねることにより、視標の位置を確認する事ができる。以上の装置が作動することは、共同研究者の可視が臨床用の眼底視野計で確認してあり、甲南カメラ研究所に作成を依頼した。架台は動物に合わせて前後左右上下の動きの他に上下約10°左右約15°の傾斜が可能である。臨床用の眼底視野計は視標の位置をライトペンで指示していたが動物実験のためにパーソナルコンピュータにより視標の作成、呈示をプログラムで行うことができるようにした。視標の1ドットは視角にして3.5分である。視標の明るさはNDフィルターを組み合わせて0.1-4.9log unitまで変えることができる。視標は正8角形の対角線方向に動かすことができる。視標の点滅頻度、運動速度をさらに高めることを検討している。
超高密度波長多重光ネットワークの研究

シンボルレートを維持したまま,ビットレートを上げることができる多値光変復調方式は,将来の光通信システムを大容量化する有力な手段である。これまでの光通信システムでは、強度変調・直接検波のみが用いられてきたが,多値変復調方式を本格的に導入する場合には,強度変調にかわる位相変調の利用,直接検波にかわるヘテロダイン/ホモダイン検波の利用を検討する必要がある。今年度は,この目的のためにホモダイン位相ダイバーシティー技術とデジタル信号処理を用いたコヒーレント光受信器を試作した。この受信器は,ホモダイン検波によって得られた信号光複素振幅のsinおよびcos成分から,デジタル信号処理により変調成分を抽出するものである。この受信器を用いれば,任意のIQ変調に対応が可能である。この受信器を用いて,波長多重QPSK伝送実験を行なっている。送信信号は,16波長の20Gbit/s4相位相変調(QPSK)信号であり,周波数間隔は20GHzとしている。伝送システムは光増幅中継器間隔40km,全長1000kmである。コヒーレント受信器では,サンプルレート20Gsample/sでAD変換を行っている。符号誤り率は100ksymbolのデータを用いてオフラインで測定している。単一チャンネル伝送時には,良好な符号誤り率特性が得られている。現在,非線形位相雑音の影響,波長多重時のチャンネル間クロストークの影響を調査中である。(1)多値光変復調システムの性能比較波長多重通信システムにおける周波数利用効率を高めるための多値変復式に関する研究を行ない,多値位相(PSK),多値振幅位相変調(QAM)方式に関する性能比較を進めている。多値変復調方式を用いて,シャノン限界に如何に近づくかがこの研究の課題である。まず,入力パワーに対する符号誤り率特性を,レーザのスペクトル線幅をパラメータとして計算し,入力パワーおよびレーザのスペクトル幅に関する要求条件を明らかにする計画である。さらにこれらの検討結果を用いて,8PSKおよび16QAM変復調システムの有効性,可能性を探る予定である。(2)多値光変調器の設計・試作多値光変調を実現するために,ニオブ酸リチウム光変調器を基本とする光回路の設計・試作を進めている。8PSKおよび16QAMについては,SSB変調器を基本素子とする回路構成により,光回路を実現することが可能であることが示された。現在,民間企業の協力の下に,回路の設計・試作に着手した。今後,試作された光回路を用いて,詳細な変調特性を測定する予定である。(3)多値光変調信号の復調法多値光変調信号の復調法を検討している。今年度はとくにホモダイン受信と高速デジタル信号処理(DSP)を組み合わせた方式を取り上げ,技術的可能性を探っている。現在8PSKおよび16QAMのための復調アルゴリズムについて検討しており,今後計算機上でのシミュレーションを経て,(2)で開発した光変調器を用いて,変復調実験に進む計画である。