hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形式手法を用いた遺伝子ネットワーク解析手法に関する研究

時間論理を用いて遺伝子ネットワークの可能な振る舞いを定性的にモデル化し、ネットワークが与えられた生物学的性質を満たすかどうかを検証する枠組みを開発した。特に、生命システムを環境との相互作用を行うオープンシステムと見なし、種々の環境的変化にもシステムの性質が保持されるという生物学的恒常性を数学的に形式化し、その検証手法を与えた。また、一遺伝子一タンパク質の単純なモデルを、一遺伝子から複数のタンパク質が産生される選択的スプライシングの機構をモデル化し、解析する手法を考案した。実際の適用例として、ショウジョウバエの性決定ネットワークの振る舞いを解析することに成功した。「リアクティブシステムの仕様検証」の枠組みを用いて、線形時相論理により遺伝子ネットワークの振る舞いをモデル化し、与えられた生物学的性質を満たすかどうかを検証する枠組みの拡張について研究を行った。この手法では可能な振る舞い集合の中に、特定の性質を満たす振る舞いが存在するか、あるいはすべての振る舞いが特定の性質を満たすか、といった性質が検証可能である。一方で、環境からの生体システムへの入力については、システム自身がコントロールすることができるという前提のもとにモデル化されており、外部入力の扱いが十分になされているとは言い難かった。また、遺伝子発現のプロセスにおいても、単純な一遺伝子一タンパク質の考え方に基づいていた。そこで本課題では、これらの複雑な仕組みに対応できるよう本手法を適切に拡張することを目的としている。今年度においては、生体システムの恒常性について調査し、恒常性が、環境の変化にさらされても、一定の生物学的性質あるいは機能を保持する、というものであることに着目し、リアクティブシステム仕様の「実現可能性」という概念で形式化できることを発見し、適切な定義を与えることに成功した。この性質の検証は大きな計算コストを要するため、我々はさらに近似的な「弱恒常性」という概念を提唱し、これがリアクティブシステム仕様の「強充足可能性」という性質を対応することを示し、より効果的に検証できることを実証した。また、選択的スプライシング機構について調査し、それらを本研究の枠組みでどのようにモデル化するかについて検討し、適切なモデルを記述することに成功した。今年度においては、一遺伝子から様々なタンパク質が産生される仕組みである選択的スプライシングという現象について、我々の時間論理による遺伝子ネットワークの振る舞いのモデル化手法でその現象を記述し解析する枠組みを開発した。この枠組みをDrosophila melanogasterの性決定ネットワークの解析に適用し、遺伝子Sxl初期プロモータのレベルの高低により、ネットワークが性特有のスプライシングパターンに固定されることを形式的に検証することに成功した。平成26年度の予定通り、生物学的恒常性について調査し、数学的定義を与え、それに基づいた検証手法を得ることができた。また、その成果を国際会議論文として発表することができた。さらに、平成27年度に予定していた、選択的スプライシングの機構の分析とそのモデル化手法についても検討することができ、実際にモデルを記述する段階まで進展したため、「当初の計画以上に進展している」と判断した。応用論理学、形式手法平成27年度中に予定していた、選択的スプライシングについての研究は一定段階まで進展したため、論文として発表する。平成27年度に予定していた研究を繰り上げて遂行できたため、本来は予定していなかった、本手法の効率化について研究を進める。この点においては、恒常性と実現可能性の対応から、リアクティブシステム仕様の実現可能性を効率的に判定するための既存の手法を利用することや、遺伝子ネットワーク解析という問題ドメイン特有の性質を利用した手法の開発などが考えられる。現在着目しているのは、「部分検証による効率化」と「近似的仕様記述による効率化」の2点である。「部分検証による効率化」では、仕様をいくつかの部分仕様に分けて検証を行うが、その際どのような分割を行うかでその効率は大きく変わってくる。そのため、効果的な仕様の分割方法について検討する。また、「近似的仕様記述による効率化」では、仕様により特徴づけられた振る舞い集合を大きく、あるいは小さく近似した、簡易な仕様を用いて検証を行う。このような検証が恒常性の解析の際にも正当性を損なわず可能であるかどうか調査し、可能である場合には理論的に正当性を証明し、その効果性を評価する。

webサーバ用コンピュータの購入は、所属機関のwebサーバのホスティングサービスを利用することで不要となったことが挙げられる。また、研究図書の購入が予定より若干少なかったこと、英文校正費や論文購入費が不要であったことが挙げられる。また、予定していた国際学会への参加が公務上の都合から不可能になり、その分の旅費が発生しなかった。研究図書の購入に関しては、生物学の図書に加え、計算機科学関連の図書の購入に用いる。また、旅費は共同研究者との研究打ち合わせや国際学会への参加に用いる。
逆転写酵素による鋳型非依存的な塩基付与の法則の理解と完全長cDNA合成の精緻化

1細胞以下の細胞内区画や細胞小器官ならび細胞外に放出される膜小胞などの検体に存在する超微量RNA配列の完全長を得る要望は高まっている。そのためには、RNAから増幅可能でかつ完全長cDNAに高効率で変換される必要がある。ターミナルトランスフェラーゼ依存的アダプター付与反応は有力な方法であるが、変換効率が低く、反応に最も重要である、逆転写反応による1本鎖cDNAの3'末端への鋳型非依存的な塩基配列付与の法則が不明である。本研究では、塩基付与の法則を解くことで、cDNA変換効率を抜本的に向上させ、超微量RNAからの全長配列取得を可能にする。
全反射X線表面波の解明と薄膜評価への応用

白色X線を微少角で滑らかな物質表面に入射すると、臨界エネルギーを持つ表面近傍を伝搬(表面散乱波)の発見を基に、本研究期間(2年)で表面波の基礎研究と応用研究を実施し新しい知見、成果を得た。1.白色X線をエネルギー分析(エネルギー分散法)し、表面波ピークから極表面の電子密度が求められることが明らかになった。2.単色X線を用いる角度分散法でも臨界角で表面波が検出され、高精度で極表面の電子密度が求められることが明らかになった。3.観測される表面波は屈折波と表面散乱波(米田ピーク)との間(遷移領域)に存在していることが確認され、非対称散乱と関係することが示唆された。4.応用研究として銅蒸着膜の紫外線照射下、酸雰囲気下でのその場電子密度測定を行い、酸化雰囲気下でのシーリング効果を確認し、表面での化学反応、触媒反応過程の観測に有用であることが証明され、新しい極表面電子密度評価法としての発展が期待される。5.化合物半導体(砒化ガリウム)ウエハの吸収端を横切るX線分散表面波を測定することにより、原子散乱因子の異常分散項の直接測定の可能性が示唆され、学問上、応用上興味ある知見が得られた。本研究で得られた新たな知見および成果1、シリコン基板上に4mmx100μm,間隔100μm,20本の白金(Pt)ストライプをマスク蒸着で形成した。その基板表面に白色X線を低角(0.1deg以下)で入射し表面で分散した表面伝搬波(異常散乱反射、Yoneda wing)を半導体X線検出器でエネルギー分光した。基板(Si)とPtからのピークが得られ、その表面密度が計測されることを確認した。2、表面伝搬波は全反射から屈折への遷移領域で観測される進行波であるから極表面の電子密度が計測されると予想される。その確認実験として水素終端化シリコン基板の紫外線照射下での酸化過程の表面伝搬波観測が行われ極表面の電子密度の時間変化が測定されて予測が正しいことが証明された。3、銅蒸着薄膜の紫外線照射下での、および酸化雰囲気下での酸化過程のその場観測を応用実験として行い酸化過程で極表面にシーリング層の存在が確認され極表面密度の動的測定ができる新しい評価法への発展が期待できる。4、化合物半導体、砒化ガリウム(GaAs(111))ウェハの吸収端を横切るX線分散による表面伝搬波測定で原子散乱因子の異常分散項の直接測定の可能性が示唆され,学問上および応用上興味ある知見が得られた。
新規分子標的治療薬の体内動態とゲノム解析を基盤とした個別化癌薬物療法の確立

分子標的抗がん薬の体内動態と遺伝子多型、副作用の関連を検討した。薬物排出ポンプであるABCG2の遺伝子変異(421C>A)を保有する患者では、スニチニブ血中濃度が上昇し、副作用発現に繋がることを明らかにした。また、エルロチニブによる皮疹は、血中濃度と密接に関係することが明らかとなった。本研究により、抗がん薬の血中濃度モニタリングや遺伝子多型解析は、がん患者における副作用を回避する上で有用であることが示唆された。エルロチニブやスニチニブなどの経口分子標的治療薬は、非小細胞肺がんや腎細胞がんに対して用いられているが、間質性肺疾患などの致死的な有害事象や血液毒性などの重篤な副作用が多いために、個々の患者に適した投与量の個別化が必要とされる。本研究では、経口分子標的治療薬の適正使用に関するデータの蓄積を目的に、透析症例を含めて、エルロチニブやスニチニブの血中濃度モニタリングを実施し、薬物動態特性並びに安全性を評価した。まず、3名の透析施行中の非小細胞肺がん患者におけるエルロチニブ血中濃度プロファイルを非透析患者と比較した結果、薬物蓄積性は認められず、非透析患者の血中濃度と同程度であることが初めて明らかとなった。さらに、透析患者において重篤な副作用は認められなかったことから、エルロチニブは透析施行時においても安全に使用できることが示唆された。次に我々は、スニチニブ服用後早期に重篤な副作用を発現した腎細胞がん患者を対象に、副作用発現の原因を究明する目的で、薬物動態・遺伝子多型解析を実施した。その結果、本症例は薬物排出ポンプであるABCG2/BCRP遺伝子変異(C421A)のホモ型であることが判明し、薬物曝露量(AUC)は野生型またはヘテロ型と比べて約2倍高いことが明らかとなった。さらに、ABCG2一過性発現HEK293細胞を用いて、スニチニブの輸送実験を行った結果、細胞内蓄積量はコントロール細胞と比較して有意に減少し、また細胞内から有意に高いスニチニブの排出が確認された。以上の結果から、スニチニブはABCG2の基質であることが示され、機能消失と関連するABCG2 C421A変異をホモで保有する場合、スニチニブの吸収が増大し、重篤な副作用が発現することが示唆された。研究計画初年度では、経口分子標的抗がん薬の体内動態及び副作用関連因子に関する有用な情報を得ることができた。次年度以降、実施計画を進め研究目標の早期達成を目指す。エルロチニブやスニチニブなどの経口分子標的治療薬は、非小細胞肺がんや腎細胞がんに対して用いられているが、従来の細胞傷害性抗がん薬とは異なる副作用(皮疹、下痢)が多いために、投与量の個別化・最適化が必要とされる。本研究では前年度に引き続き、エルロチニブやスニチニブの血中濃度モニタリングと薬物動態に関連する遺伝子多型解析を実施し、薬物代謝酵素や薬物排泄トランスポータの役割について評価した。また、Abcb1a/1bやAbcg2遺伝子欠損マウス等を用いて、in vivoにおける薬物動態学的意義について検討した。非小細胞肺がん患者におけるエルロチニブと活性代謝物(OSI-420)の血中濃度プロファイルには、投与開始後顕著な個体差が認められた。CYP3A5^*3多型は、両薬物の見かけのクリアランスに対して有意な影響を及ぼさなかった。一方、ABCG2 421Aアレルを保有する患者において、野生型のC/C患者と比較して見かけのクリアランスが有意に低下していた。エルロチニブ治療中に放射線肺臓炎を経験した症例の薬物血中濃度は、顕著に上昇していることが判明し、薬物曝露量と間質性肺疾患の関連が示唆された。また、中枢転移を有する肺がん患者において脳脊髄液中の薬物濃度を測定した結果、エルロチニブ/OSI-420の中枢移行性は約5-6%と低いことを初めて明らかにした。次に我々は、前年度に報告したABCG2とスニチニブ体内動態の関連をさらに詳細に調べることを目的に、Abcb1a/1bやAbcg2遺伝子欠損マウス等を用いて、これら遺伝子の役割を検討した。その結果、スニチニブの脳内蓄積量は、野生型のFVBマウスと比較してtriple欠損マウスにおいて顕著に増大することが判明し、ABCG2はABCB1と協調的に経口抗がん薬の中枢移行障壁として、重要な役割を果たしていることが示唆された。以上の研究成果は、分子標的抗がん薬の個別化や有害事象回避に関する有用な知見を提供するものと考えられる。
移動をめぐる国家化と脱国家化の相克ーコンタクト・ゾーンにおける脱領域的文化の形成

2015年度の研究概要を以下で述べる。まず沖縄にかんする課題については、戦後の米軍占領期におけるパインブーム時のみならず、終戦直後の与那国島での台湾との密貿易および現在の石垣島と台湾との交流についても、聞き取り調査と文献資料調査を実施した。密貿易時代については、中心的にかかわっていたのは与那国の島民ではなく台湾や日本本土からやって来た人々であったようである。密貿易時代の与那国町は経済的に潤っていたことから、町としては当時の夢をもう一度、という思いがあり沖縄・八重山地区の中でも最初に台湾と姉妹都市締結をしているということであった(1982年、花蓮市と)。また現在の石垣台湾間交流について沖縄県産業振興公社台北事務所にて石垣市台北駐在員の小笹俊太郎氏に聞き取りをおこなったところ、戦前の移住者とのネットワークではなく新規の移住者もみられるほか、小中高校生の民間交流が活発であることや台湾からのクルーズ船での観光客が激増していることが同時に見られるとのことであった。以上のように台湾との交流をパイン産業とは別の角度からも見ていくことにより、沖縄における「台湾人」という主体性がいかに国や自治体、市場、台湾移民や地元民など当事者の力が絡まりあって構築されてきたのかを複合的に明らかにした。シンガポールにかんする課題については、2015年はシンガポール建国50年という節目の年であることに絡みプラナカンはシンガポールのパイオニアであるという語りが生み出されるプロセスを、プラナカン博物館の企画展示をはじめ各種出版物などから明らかにした。フィリピンにかんする課題については、菲華濱華裔青年聯合會は海外の華人系団体とのネットワークの構築のみならず、国内におけるメスティソの地位向上および社会統合もすすめており、いわば両義的な動きを促進していることが同會への聞き取りおよび資料調査から明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。2014年度においては下記のように研究を実施し、学会報告と論文投稿のかたちで成果を発表した。まず沖縄にかんする課題については、おもな問いとして米軍占領期の沖縄・石垣島でパイン産業に従事していた労働者はどのような人々であったかということと、パインブームが登場することになった背景について、それぞれ沖縄県立図書館、琉球大学図書館、石垣市立図書館などにおいて文献資料調査をおこなった。また台湾移民の子孫にかんしては、石垣島にて琉球華僑総会八重山支部のメンバーなどへの聞き取り調査も実施した。これらの調査により、パインブームの登場については日、米両政府、琉球政府による経済政策のみならず、アメリカの通貨政策自体も深く関係していたほか、苗の輸入や技術導入をめぐって海外在住の沖縄出身者によるネットワークも活用されていたことが明らかになった。またパインブーム時の労働力については、地元石垣島在住の人々のほか「中琉文化経済協会」という民間団体による技術者・労働者派遣事業の一環として台湾からの労働力が導入されていたことが明らかになった。フィリピンにかんする課題については、華人系の団体である菲律濱華裔青年聯合會の設立や活動の意義などについて、菲華歴史博物館内にある図書館やフィリピン大学中央図書館などで文献資料の収集をおこなった。シンガポールにかんする課題については、プラナカン概念とフィリピンにおけるメスティソ概念のかかわり、またプラナカン協会のネットワークについてシンガポール・プラナカン協会会長および会員への聞き取り調査も実施したほか、シンガポール国立図書館などで文献資料を収集した。フィリピンおよびシンガポールの調査から、「プラナカン」あるいは「メスティソ」と名称は異なるものの、ネットワークが存在し、情報を共有していることなどが明らかとなった。2014年度におこなった調査および研究の達成度については、下記の通りである。

まず沖縄にかんする課題については、調査研究をもとに米軍占領期沖縄・石垣島におけるパインブーム時の労働移動を軸にした沖縄戦後史を記述する試みをおこなった。この研究成果の一部を、学会報告および投稿論文の執筆、そして掲載と、形にすることができた。また、調査をしていくなかで新たな問いも生まれ、次なる課題へのつながりも見出すことができた。フィリピンにかんする課題については、菲律濱華裔青年聯合會が発行するニュースレターのバックナンバーや同会発行のフィリピン華人にかんする文献などを収集することができ、それらも含めた文献資料調査から、シンガポールのプラナカンとのネットワークの存在、東南アジアを中心としたネットワークが存在し、情報交換やシンポジウムを開くなどの活動を活発に展開していることが明らかになった。また、フィリピン大学の研究者からフィリピン華人にかんする研究の動向やアドバイスをいただく機会にも恵まれた。シンガポールにかんする課題については、シンガポール・プラナカン協会と東南アジア華人系墓地のなかでも随一の規模の墓地である「ブキット・ブラウン」保存運動のかかわりにまつわる情報など、同協会ニュースレターバックナンバーから入手することができた。また同協会への問い合わせや訪問者がフィリピンをはじめ東南アジアを中心に各地で増えているという情報を聞き取りから得、フィリピンとシンガポールをつなげて考察することの必要性をあらためて実感することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的を達成するため、2015年度は次のように研究を進めていく。まず沖縄にかんする課題については、パインブーム時における労働者の移動にかんする統計資料を中心に文献資料の収集を進めていくほか、台湾移民およびパインブーム時に工場での労働に携わっていた人への聞き取りもおこなう。また、台湾において米軍占領期の沖縄への労働移動にかんする統計資料などを中央研究院などで検索、収集する作業にも取り組む。パインブーム時の工場労働および台湾から沖縄への労働移動にかんする統計資料などをもとに、学会報告および論文を執筆して学術雑誌に投稿する。フィリピンにかんする課題については、メスティソ概念の歴史的な変遷にかんする文献資料を、菲律濱華裔青年聯合會運営の歴史博物館内にある図書館およびフィリピン大学中央図書館で収集する。シンガポールにかんする課題については、シンガポール・プラナカン協会とフィリピンの菲律濱華裔青年聯合會、およびマレーシアやインドネシアなど東南アジアにおけるプラナカンあるいは華人系団体とのネットワークについて、シンガポール国立図書館およびシンガポール大学中央図書館などで文献資料を収集する。また、理論的な分析枠組みにかんする文献資料の収集と精読、分析も随時並行して進め、ゼミや研究会などの場をつかって研究成果をとりまとめた報告を随時おこなうように努める。そうすることにより、指導教員を含め院生、研究員などと議論し、アドバイス等を得ながら、研究内容および方向性を常に確認し進めていく。
PrOs4Sb12における多重極揺らぎと重い電子超伝導の核磁気共鳴法による研究

充填スクッテルダイト化合物PrOs_4Sb_<12>の重い電子超伝導と四重極揺らぎとの関連を低温高圧下核磁気共鳴法によって調べるために、世界初となる5万気圧を超えるSb-NQR用対向アンビル型圧力セルの開発を行った。この圧力セルはこれまでの高圧下核磁気共鳴法の標準的加圧装置であるピストンシリンダー型(最大圧力3万気圧未満)に比べ、核磁気共鳴には十分な量の試料空間を備えるものである。平成22年度において、室温でおよそ6万気圧の加圧テストに成功した。今後未踏の5万気圧下NMR実験によって、本物質の電子状態解明のみならず、他の系における様々な新しい知見が得られると期待される。(2)新奇Fe系圧力誘起超伝導体CaFe_2As_2の量子臨界現象と非従来型超伝導に関する研究鉄系超伝導体は2008年に発見された全く新しい高温超伝導体であり、その超伝導状態や発現機構は不明である。本研究課題では世界に先駆けて単結晶CaFe_2As_2(P_c5kbar,T_c5K)を用いた系統的な低温高圧下As-NMR/NQR実験を行った。その結果、超伝導のクーパー対の対称性が、加圧によってギャップレス超伝導から、d波的な超伝導へと転移する(圧力依存性を示す)ことがわかった。このことは本物質の超伝導が、「量子臨界点」近傍で発現していることを示す。また、常伝導状態の電子状態の圧力依存性から、鉄のd電子による多バンド構造由来のスピン揺らぎが超伝導発現に重要な役割を果たしていることを明らかにした。本研究成果は、鉄系超伝導が重い電子系超伝導と普遍的な性質を持つことを示すものであり、量子臨界点を通じた系統的な理解が今後期待される。本研究目的達成のために、5GPa以上の圧力印加を目指し、圧力発生装置開発に取り組んだ。研究最終年度に向け現在圧力装置の試験を行っている。本研究ではこれまでに、P=3GPa以上の高圧下でSb-NQR測定に世界で初めて成功したが、来年度その記録をP=5GPa以上に更新出来ると考えている。その上で、本研究計画内容の遂行が達成できると確信している。研究初年度として、研究最終年度へ向けた効果的な準備ができたと考えている。本年度は、本研究主目的以外にも、空間反転対称性の破れた系における超伝導、高温超伝導体の強磁場NMRによる研究、そしてGo酸化物超伝導体の母物質における電子相関の研究(研究業績欄参照)にも取り組み、重い電子系超伝導のみならず、超伝導全体を俯瞰したグローバルな観点から超伝導発現機構解明に向けた研究に積極的に取り組んだ。特に強磁場(H=44T)を利用したNMR実験では、米国立強磁場研究所にて高温超伝導体の擬ギャップの基底状態に関する研究を行い、これまでは未知であった擬ギャップの基底状態を明らかにし、高温超伝導研究を夫きく前進させる結果を得た。本研究成果は、日本物理学会第65回年次大会にて報告した。また、Co系超伝導体Na_xCoO_2・H_2Oはその電子相図から同じ3d電子が電子相関を担う銅酸化物高温超伝導体との比較が興味深い。しかしながらその母物質であるCoO_2の基底状態は、その試料合成の困難さからこれまで実験的に不明であった。本研究では最近合成に成功した純良CoO_2試料のCo-NMR/NQR測定を行い、CoO_2の基底状態が、銅酸化物で見られるモット絶縁体とは異なり通常金属と似た振る舞いを示すことを明らかにした。(1)充填スクッテルダイト化合PrOs_4Sb_<12>の温高圧下Sb-NQR法による研究充填スクッテルダイト化合物PrOs_4Sb_<12>の重い電子超伝導と四重極揺らぎとの関連を低温高圧下核磁気共鳴法によって調べるために、世界初となる5万気圧を超えるSb-NQR用対向アンビル型圧力セルの開発を行った。
大学病院の糖尿病非専門診療科における糖尿病予備群の現状調査と一次予防

本研究の目的は(1)A大学病院の非糖尿病専門外来における未介入の糖尿病予備群の現状把握、(2)予備群対象者のQOL及び心理・社会的側面に焦点を当てた集団及び個別予防教育プログラムを構築し、試験的に実施・評価し、糖尿病発症予防に資することである。今年度は、目的(1)について2007年4月から2008年3月の同病院の糖尿病非専門診療科における糖尿病予備群調査を実施し、これまでに次のことを明らかにした。(1) 18歳以上でHbA_<1c>値が5.2%以上6.1%未満、または随時血糖値が140mg/dl以上200mg/dl未満の糖尿病予備群の可能性が否定できない3,734件のうち、糖尿病予備群(予備群)は2,638件(71%)、DM群は564件(15%) 2,638人であった。予備群は治療上副腎皮質ホルモンの使用がない非ステロイド予備群(2,010件(54%))と副腎皮質ホルモンを使用しているステロイドDM予備群(628件(17%))に分類された。(2)循環器内科、リウマチ・膠原病内科、神経内科、呼吸器内科等、副腎皮質ホルモンを比較的大量に使用する診療科において予備群が多かった。(3) 40歳以上で糖尿病の可能性が否定できない者(HbA_<1c>値が5.6%以上6.1%未満)は20.5%と厚生労働省の平成19年国民健康・栄養調査の推計16.9%を上回る結果となった。(4) 18歳以上40歳以下の若い年齢層からの糖尿病予備群の存在が明らかとなった。これらの成果については国際学会で発表し、現在、雑誌論文に投稿中である。
骨髄増殖性疾患群の腫瘍性と造血因子依存性の動物モデルによる解析

L8313白血病およびMyeloproliferative Sarcoma Virus(MPSV)誘発骨髄増殖状態の二つはいづれも巨大な脾腫を形成するが、今回はその脾臓中の増殖細胞の造血因子の異常産生能を検討する目的から造血因子の精製を試みた。1. MPSV誘発骨髄増殖状態の脾臓中の造血因子の精製の試み:(1)MPSV〔F-MuLV〕液,【10^4】/ml F.F.U.,【10^5】/ml P.F.U.の410倍稀釈液を0.25mlづつ経静脈的にDBA/2系6週令マウスに投与した。投与后45週目の脾細胞浮遊液(【10^6】【10^7】/ml)を作成し5日間無血清培養した。培養上清をYM5で限界濾過し、13倍に濃縮した。次いで、DEAE Sephacelカラム(開始バッファーH7.4)にかけ00.5モル塩濃度勾配で分画した。(3)各分画をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で検討したが、BPAに対応するモノバンドは得ていない。検索中である。2. L8313白血病の脾臓中の造血因子の精製の試み:(1)L8313白血病マウスの脾細胞浮遊液12lを5日間培養しその上清を15100倍に濃縮し凍結乾燥保存するまでの過程を、これまで8回反復し、電気泳動槽の検索を予定している。3. L8313ではBPAと1L-3の両方が検出され、MPSVではBPAのみが検出された。BPAと1L-3の関係を検討したい。検索中である。
腎疾患進展におけるFSP1陽性ポドサイトの意義

ポドサイトにおけるfibroblast-specific protein 1(FSP1)の発現が糸球体硬化の進展に関与するか否かを検討した。腎生検組織では、FSP1陽性ポドサイト数と糸球体硬化病変の有無に関連が認められた。腎生検で結節性病変を呈する進行した糖尿病性腎症患者の尿中では、FSP1陽性ポドサイト数が有意に上昇していた。FSP1陽性ポドサイトが糸球体基底膜から剥離脱落することが、糸球体硬化病変(糖尿病性腎症では結節性病変)の出現に関与することが示唆された。ポドサイトにおけるfibroblast-specific protein 1 (FSP1)の発現が糸球体硬化の進展に関与するか否かを検討した。微小変化型ネフローゼ症候群(MCNS)38例、巣状糸球体硬化症(FSGS)31例、糖尿病性腎症(DMN)109例を対象とした。糸球体内FSP1および尿細胞中FSP1の発現を免疫染色法で検討した。FSP1mRNAの局在および糸球体内発現量も検討した。FSP1陽性ポドサイトは、MCNSに比しFSGSおよびDMNで有意に増加していた。分節状硬化病変や結節性病変を呈する糸球体では、FSP1陽性ポドサイト数が増加したが、全節性硬化病変ではFSP1陽性ポドサイトは認められなかった。結節性病変を呈する糸球体では、FSP1陽性ポドサイトの基底膜からの剥離が認められた。また、尿中FSP1陽性細胞数は糖尿病性腎症の臨床病期の進展とともに増加したが、腎機能が低下した症例では逆に減少していた。さらに、尿中ポドサイトの80%以上がFSP1陽性であり、FSP1陽性細胞ではアポトーシスが認められなかった。これらの結果から、ポドサイトにおけるFSP1の発現がEMTを惹起し、基底膜からのポドサイト剥離を誘導し、糸球体硬化の進展に関与することが示唆された。つぎに、FSP1発現量を定量するために高感度ELISA系の確立を試みた。リコンビナントFSP1をマウスに免疫することで、FSP1のN末端とC末端を認識する2種類のモノクローナル抗体を作製し、サンドイッチELISA系を確立した。FSPIの測定感度は約1ng/mlであった。10例の健常成入では尿中FSP1が検出感度以下であったが、10例の腎疾患患者では2.3ng/mlから20.6ng/mlの尿中FSPlが検出された。動物実験では、ポドサイト特異的にFSP1を過剰発現するトランスジェニックマウスを作製し、腎病変を解析中である。糖尿病性腎症患者(DMN)のポドサイトにおけるfibroblast-specific protein1(FSP1)の発現がEMTによるポドサイトの基底膜からの剥離を誘導し、糸球体硬化の進展に関与するか否かを検討した。DMNでは、メサンギウム増殖の程度および結節性病変の出現に伴い、FSP1陽性ポドサイト数が増加し、臨床病期の進展とともに尿中FSP1陽性細胞数が増加した。また、DMNのポドサイトにはEMT誘導因子であるSnaillおよびIntegrin-linked kinase (ILK)の発現が認められ、逆に上皮細胞マーカーであるZO-1の発現が低下していた。ポドサイト細胞株を用いたin vitroの実験系では、EMT誘導因子であるtransforming growthfactor-betaの添加により、ポドサイトでSnaill, lysyl oxidase 1, fibronectin,およびcollagen type1などの間葉系マーカーの発現が有意に増加した。つぎに、ポドサイトでのFSP1発現が生体内でポドサイトの剥離を誘導するか否かを検討した。ポドサイト特異的にFSP1を過剰発現するトランスジェニックマウスを作製し腎病変を解析したが、ポドサイトの剥離は誘導されなかった。したがって、FSPIはEMTマーカーとしては有用であるものの、FSP1単独ではポドサイトの剥離を誘導しないことが明確となった。さらに、尿中FSP1の発現量が新しいバイオマーカーとなるか否かを検討するためにFSP1に対する2種類のモノクローナル抗体を作製し、ELISA測定系を確立した。尿中FSP1は、急速進行性糸球体腎炎患者、ループス腎炎患者(ISN分類IV)、半月体形成糸球体が30%以上のIgA腎症など、活動性の高い糸球体腎炎で有意に高く、新しいバイオマーカーとして有用であることカミ示唆された。
先端的宇宙技術の早期実証を可能にする超小型衛星システムの開発と軌道上運用

本研究では、超小型衛星用分離機構1の軌道上実証システムの開発を行い、2005年7月にM-V-6号機にて打ち上げ実験を行い成功した。並行して、超小型衛星Cute-1.7+APDを提案して、PDAなどの民生品を用いた衛星バス機器、APD、磁気トルカを用いた姿勢制御、超小型テザー伸展機構の軌道上実証を目指した。本衛星はM-V-8号機により、2006年2月に打ち上げに成功し、約1ヶ月の運用を行った。さらに、この運用を通して得られた様々な知見を生かして大幅に改良設計を施したCute-1.7+APDIIの開発を進め、独自開発した太陽センサ、磁気センサ、ジャイロ、小型カメラ画像、磁気トルカを統合した姿勢制御シミュレータの開発を行った。さらに、優れた低ノイズ特性を持つAPDを開発し、ゲインの自動温度補償、素子の放射線耐性強化と大型化、Al蒸着を用いた太陽遮光など、宇宙利用のため世界に先がけて開発した。本衛星は、2007年の夏期にインドのPSLVを用いて打ち上げる予定である。次に、XI-Vの開発を進め、2005年10月にロシアのCOSMOSで打上げに成功し、現在まで1年5ヶ月にわたり運用を実施し、高度化した画像取得機能の確認、JAXAが開発したCIGSという新型太陽電池の軌道上実証を行い、放射線劣化のない良い世界初のデータが得られた。さらに高分解能の地球観測を行う5kg衛星PRISMの開発を行い、バス系の高度化と同時に、伸展マスト、オートフォーカス機構等のミッション系の研究も進めた。打ち上げに関してはJAXAのH-IIA公募に応募し、2008年夏期の打ち上げに向けて、BBMからEMフェーズに移って、設計の詳細化、機器の機能実証、宇宙環境試験を実施した。超小型衛星の適切なアーキテクチャと開発の方法論、打ち上げに向けての国際調整の方法、運用法など多くの成果が得られた。数kg級超小型衛星システムの構成法と設計論を構築するために、まず、2kg級超小型衛星Cute-1.7の概念を提案して実際に開発に着手した。具体的には、1)放射線対策を施した個人携帯端末PDAベースの衛星バスの提案試作、2)磁気トルカによる3軸姿勢システムの構築、3)導電性テザーシステムの実現を目指したカーボンナノチューブカソードの試作、4)軌道上観測センサ用のアバランシェ・フォトダイオード(APD)の開発、5)数kg級超小型衛星用分離機構の設計試作、などを実施して機能性能を取得した。特に、4)ではAPDに陽子線を照射して放射線耐性を調べて軌道上における荷電粒子の影響を定量的に求め、また、温度計測を利用したAPDのゲイン自動制御に世界で初めて成功して、5)ではプロトタイプのM-V-6号機による軌道上実証システムを実開発した。Cute-1.7はM-V-8号機による打ち上げを予定し、現在、フライトモデルに向け開発を進めている。次に、CubeSat XI-IVの機能を高めた1kg衛星XI-Vの統合と地上試験を実施し、2005年6月のロシアでのロケット打ち上げに向けての国際調整を実施した。ソフトウエアの改良により画像取得能力を高める手法を検討すると同時に、外部機関の太陽電池の軌道上実証のためのインターフェース調整を通して、「新規技術の迅速な実証」というミッションの実現の仕方について検討を行った。さらに高分解能の地球観測を行う5kg級リモートセンシング衛星PRISMの開発を継続して行い、1)伸展マストの洗練化と迷光処理方法の検討、2)撮像素子オートフォーカスのメカニズムのシミュレーションと試作による検討、3)SHを使ったOBCの搭載ソフトウエアの試作研究などを実施した。

本年度は、東工大、東大ともに、数kg級超小型衛星を1機ずつ軌道上に打ち上げ、運用に成功した。これで各大学2機、合計4機を同時に軌道上運用しており、日本はもちろん世界でも前例のない快挙である。まず、東工大では超小型衛星Cute-1.7+APDの開発を行い、2006年2月に日本のM-V-8ロケットを用いて打ち上げに成功した。ミッションは1)分離機構システムの軌道上実証、2)PDAなどの民生品を用いた衛星バス機器の軌道上実証、3)APDの軌道上実証、4)アマチュア無線デジピータサービスの提供、5)3軸姿勢決定と磁気トルカを用いた制御実験、6)超小型テザー伸展機構の軌道上実証である。現在、1は完全に成功し、2-4)を部分的に実証した。特に、APDセンサーとして宇宙における最初の動作実証を行うことに成功し、今まで観測の行われたことがない10-30キロ電子ボルトの低軌道粒子分布が初めて得られると期待される。現在、運用を継続して、貴重なデータを取得中である。次に、東大では、CubeSat XI-IVを発展させたXI-Vを2005年10月にロシアのロケットCOSMOSで打上げに成功し、約4ヶ月にわたり運用を実施した。この中で、計画通り、打上げに向けての国際調整を行い、打上げ後は高度化した画像取得機能の確認、外部機関が開発したCIGSという新型太陽電池の軌道上実証を実施した。特に後者については放射線劣化のない良い世界初のデータが得られており、「新規技術の迅速な軌道上実証」という超小型衛星の利用法に向けて大きな一歩を踏み出せた。さらにこの衛星を発展させ30mの地上分解能を目指す次の衛星PRISMについては、姿勢制御系、C&DH系、熱・構造系など核となるバス系技術および光学系技術の開発を行い、ブレッドボードモデルの試作および一部エンジニアリングモデルの試作まで実施できた。昨年度の2月に打ち上げた超小型衛星Cute-1.7+APDの運用を通して得られた様々な知見を生かし、大幅に改良した設計を施して、Cute-1.7+APD IIとして実際に開発を進めた。具体的には、放射線によるSEL過電流やSEUなどの障害対策を強化するために、1号機で問題となった受信機制御用マイコンの冗長系設計、過電流シャットダウン、自動緊急モード退避、冗長通信を実装した。そして独自開発した超小型太陽センサシステムに、磁気センサ、ジャイロ、そして小型カメラ画像処理を統合した3軸姿勢決定システムを検討して、磁気トルカによる3軸姿勢制御実験を行うため、磁気試験、シミュレータ開発を行った。さらに、優れたノイズ特性を持つAPDを独自に製作・開発し、ゲインの自動温度補償、素子の放射線耐性強化と大型化、Al蒸着を用いた太陽遮光など、宇宙利用のために我々が世界に先がけて開発した。本衛星は、2007年の夏期にインドのPSLVロケットを用いて打ち上げる予定であり、1号機にて達成できなかったすべてのミッションを達成することが目標である。また、超小型衛星XI-Vは継続して軌道上運用を実施し、新型太陽電池CIGSについては放射線劣化のない世界初のデータが得られた。また、継続して高分解能の地球観測を行う5kg衛星PRISMの開発を行い、バス系の高度化と同時に、伸展マスト、オートフォーカス機構等のミッション系の研究も進めた。
衛星・空間情報と小地域統計の統合による人口減少下の農村地域経済モデル

衛星画像とGISを用いて対象地域における各年の水田区画別の作付を判定し,耕作放棄が分散して発生する状況が示された。また,GISで棚田と判定された区画は,5割程度が小規模農家(1ha未満)の経営耕地であった。農業センサス集落単位集計を用いた推計結果から,高齢小規模農家による多大な労働投下が行われ,その7割程度が,生産年齢層の規模拡大によって代替可能であることが示された。区画別の耕作者データを用いた多項ロジットモデルにより,比較的平坦な地区では,大規模経営(15ha以上)の中心地から数100mの範囲で,その経営に水田が集積されているが,傾斜地では近隣の23haの経営体が有利であることが示された。本研究は,衛星情報と空間情報を属地データとして活用し,属人データかつ全数調査であるセンサス小地域統計と統合し,また,農業経営調査によって実態的な検証を行うことにより,中山間地域を対象として,小地域別の作付面積,労働投入,農業の担い手の在り方,産出量,粗生産額といった地域全体の将来像を描き出すことを目的としている。初年度の2011年度は,1)小地域統計部門では,i)農業センサス集落カードを用いたランダム係数回帰モデルにより,経営規模と年齢別の農業労働投下量を推計した。その結果,水稲作での小規模高齢農家の労働投入が大きく,そのうち7割程度については若い担い手の規模拡大によって代替可能であることが示された。ii)また,中山間地域等直接支払い(第3期)の協定動向についてデータ収集を行った。2)衛星空間情報部門では,i)対象地域の圃場情報,耕作者情報約5万件を入手し,GISによりデータベースの統合を行った。ii)経営別の圃場区画,通作距離の解析を行い,水田経営の規模拡大にともない,両者が収束していく傾向を把握した。iii)分解能30mの衛星データに対してパンシャープン処理を施して15mに補正し,作付の有無を判別する解析を試行した。iv)また,傾斜地におけるオーバーレイ解析により,景観資源として優れた棚田を抽出した。3)農業経営調査部門では,i)大規模な集落営農と個別経営の主体別の規模拡大と農地集積の条件について析出し,集落営農では,比較的農地集積において障害が少ないのに対して,個別経営では様々な農地集積戦略を試みている実態が示された。ii)また傾斜地における聞き取り調査から,36haの個別経営や集落営農,公社による耕作が行われている実態が示された。最終年度の2013年度は,地域の人口構造,農産物市場,農業政策といった外部環境の変化を整理し,実証地域における今後の方向性について検討した。その結果,兼業農家の定年帰農は今後も一定程度継続することが予想され,現状をそのまま静観するだけでは,分散的に生じる耕作放棄地に歯止めをかけることができないことが示唆された。一方,「人・農地プラン」のような農地集積政策を進める場合には,高齢者をはじめとする農業従事者の労働余力を生かす方策が必要となる。また,個別経営のこれまでの経営戦略や独自の展開に配慮した公正な運用が求められる。以上の3年間の成果を82ページからなる報告書として取りまとめ,3月中旬に実証地域において成果報告会を行った。複数年の経営耕地および土地利用に関するデータを活用した地域戦略の分析は今後の課題となる。また,個別の農業経営において,組織をどのように構築し,その中で人材をいかに確保するかという点についても重要な課題となる。さらに,規模拡大と表裏一体の関係にある,付加価値の高い農業経営や多角的事業の在り方についても,地域戦略を考えるうえで避けては通れない課題となる。第2年度の2012年度は,1)小地域統計部門では,土地利用・耕作者データと小地域統計をGISにより統合したデータセットを用いて,付け値地代モデルを推計し,圃場の立地と農業経営体の本拠地および経営規模により定まる距離と農地集積率の関係について明らかにした。

とくに,傾斜地においては,大規模経営が中規模経営に比べて,必ずしも高い地代を支払い得ないことが実証的に示された。2)衛星空間情報部門では,i)対象地域内の水田の傾斜・区画規模などの圃場条件と管理主体の関係の解析を行った。ii)松代地区と十日町地区で2010年,2011年,2012年の各圃場の水稲作付の有無を,衛星画像から判別し,圃場の経年履歴の把握手法を検討した。GISによる作付情報を用いて,衛星情報による判別結果の照合し,検討をおこなった。衛星観測時期と各圃場の作付時期の差異が,判別精度に影響を及ぼしていた。3)農業経営調査部門では,複数の農業集落,農業経営体,および市町村農業公社を対象とした実態調査により,作業受委託,賃貸借の現況,経営組織や構成員の作業分担の実態を明らかにした。さらに,2011年から開始された「人・農地プラン」の実施状況について把握した。また,中山間地域直接支払の共同配分について,単一集落および複数集落による集落協定を調査し,いずれのケースも生産基盤(水路・農道)の修繕・改良に用いられ,集落営農や担い手形成のための投資に仕向けられていないことを明らかにした。初年度は,空間情報,衛星情報,統計情報といった対象地域に関わる膨大なデータの入手だけでなく,解析も進みつあり,一部は研究論文として公表された。また,小地域統計と衛星空間情報をベースにした農業経営調査は,比較的平坦な十日町・川西地区と,急傾斜である松代・松之山地区においてそれぞれ実施され,前者については3月の学会にて口頭報告を行い,後者についても次年度半ばに報告予定である。本研究は,共通の対象地域を「越後妻有地域」に定め,その地域との連携を重視しているが,今年度5月にはキックオフ研究会を,2月には初年度の研究成果報告会を,いずれも現地にて実施し,研究成果の共有と意見交換を行うことができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。2年間の研究実施により,3部門の研究成果が充実しつつある。本研究は,共通の対象地域を「越後妻有地域」に定め,同地域との連携を重視しているが,今年度9月には2日間の研究成果報告会・現地検討会を実施し,3月にも現地での研究成果発表を行った。また,推進会議を6月2627日(十日町),11月9日(東京)に実施する他,共同での現地調査,打合せを随時行っている。これらの総括を通じて,最終年度は地域全体の将来像を描き出すための追加的分析を行い,成果の統合を進める。次年度は,比較的平坦な十日町・川西地区と,急傾斜である松代・松之山地区において,それぞれ小地域統計,衛星・空間情報,農業経営統計調査による分析を進め,地域の将来像を描き出すことを試みる。具体的には,i)衛星情報のさらなる解析と,衛星情報と空間情報を用いた小地域統計の分析の着手,ii)農業経営の規模拡大と農地集積におけるコストと収益,販売戦略,経営管理との関連性の検討,iii)傾斜地における農地保全の主体別(所有者,耕作者,地域外住民など)の役割の把握,iv)中山間地域等直接支払い等の政策による影響の把握,v)以上を統合した地域農業計画の理論構築への着手について実施する。以上の研究過程においては,現地研究会の実施を通じて,地域の実態やニーズとのすり合わせを行いつつ進める。
高出力レーザー生成超音速プラズマジェットを用いた無衝突衝撃波の形成

高出力激光XII号HIPERレーザーを、4. 6mm間隔のCH製平行平板型ターゲットに照射し、高速の対向流プラズマを生成しプラズマ流の相互作用により、無衝突衝衝撃波を生成した。計測は、シャドウ計測、干渉計測、可視自発光計測を、それぞれICCDカメラとストリークカメラを用いて行った。その結果、レーザーを照射した1枚目のCH平板の前面に無衝突静電衝撃波が生成された。また、トムソン散乱イオン音波項計測によって衝撃波の上流と下流における電子温度、イオン温度、電子密度、流速等、衝撃波のパラメータを求めることができた。高出力レーザーによって生成された高速対向プラズマ流の相互作用によって無衝突衝撃波を生成しその物理的機構を明らかにするとともに、衝撃波によるイオン加速機構の解明を最終的な目的として研究を行っている。45mm間隔のCH製平行平板型ターゲット(3x3mm^2,厚さ10-60μm)に一方向から高出力レーザーを照射し、ジェット型とアブレーション型の2つの照射配位で実験を行った。ジェット型では、手前のCH平板にレーザーを照射し、裏面プラズマを生成する。両タイプとも、1枚目の平板からの輻射またはプラズマ流によって2枚目のCH平板からアブレーションプラズマを生成する事により高速対向プラズマ流を生成し、その無衝突相互作用により無衝突衝撃波を生成した。実験は、激光GXII号RIPERレーザー(351nm,500ps, 600J, 10^<15>W/cm^2)を用いて行った。計測は、ターゲットに対して垂直方向からのプローブレーザーを用いたシャドウ計測と干渉計測、可視自発光計測によるプラズマ輝度温度の測定を、それぞれICCDカメラとストリークカメラを用いて行った。ジェット型では、1枚目のCHプラズマの自発光強度プロファイルから求めた発光強度の遷移幅は、対向プラズマ流が出会う約10nsから次第に狭くなった。1枚のCHのみの平板ターゲットでは遷移幅の急峻化は起らず、対向プラズマ流が不可欠であることがわかる。相対速度580km/s、計測された電子密度10^<19>cm^<-3>を持つ対向プラズマ流のion-ion衝突平均自由行程が約2.4mmであるのに対し、遷移幅が約40μmであることから、無衝突衝撃波が生成されたと考えられる。PICシミュレーションとの比較から、観測された衝撃波は静電的な衝撃波であると考えられる。当初の予定では、2011年3月25日-21日に新潟大学にて開催予定であった日本物理学会に出席し、無衝突衝撃波生成に関する情報収集を行った後に、研究成果をまとめ論文化する予定であった。しかし、地震の影響で物理学会が中止となったため、予定を変更し、2011年11月に金沢で開催されたPlasma Conference 2011にて成果の報告を行った。激光XII号HIPERレーザー(Nd:ガラスレーザー、波長=351mm(3ω)、パルス幅=500ps、エネルギー600J、強度1015W/cm^2)を、4.6mm間隔の平行平板型CHdouble_planeターゲットに照射し、高速の対向流プラズマを生成しプラズマ流の相互作用により、無衝突衝衝撃波を生成した。計測は、プローブレーザーを用いたシャドウ計測と干渉計測による密度の測定、波長450nmの自発光計測によるプラズマ輝度温度の測定を、それぞれICCDカメラとストリークカメラを用いて行った。その結果、レーザーを照射した平行平板ターゲットの1枚目の平板の前面に静電衝撃波が生成された。またこの衝撃波は、相対速度と計測された電子密度から対向プラズマ流のion-ion衝突平均自由行程は遷移幅に比べて十分に長い、無衝突静電衝撃波である事が明らかになった。また、2台目のプローブレーザー(Nd:YAGレーザー,532nm(2ω),10ns)とトリプルグレーティング分光器、ゲート幅2nsのICCDカメラを用いてトムソン散乱イオン音波項計測を行った。トムソン散乱によって衝撃波の上流と下流における電子温度、イオン温度、流速、さらに散乱光強度からプラズマ密度を同時に計測し、無衝突衝撃波のパラメータを詳細に求めることができた。さらに、ターゲットチャンバー中心部に設置した直径2mmの磁場コイルを用いて、ターゲットノーマル方向に垂直な約10Tのパルス磁場を生成し、強磁場中での無衝突静電衝撃波生成実験を行った。

レーザー照射後20ns以降ではプラズマ圧力と磁気圧の比β=6-50程度になり、無磁場中での無衝突衝撃波生成実験との比較行った結果、生成された衝撃波のダイナミクスに違いが見られた。
形態制御セラミックス材料の水溶液からのin situ作製法の開発

溶液と基板あるいは基材との界面化学反応によって必要な物質を必要な個所に薄膜や厚膜などとしてその場(in situ)に作製するというプロセスを開発することを目的として、本研究では水熱反応のみならず電気化学反応なども利用した以下の5つの研究を行った。得られた知見は以下の通りである。(1)チタン合金をCa^<2+>を含むアルカリ溶液中で反応させると表面にCaTiO3膜が生成する。(2)チタン金属基材をBa^<2+>またはSr^<2+>、Ca^<2+>を含むアルカリ溶液中で処理するとBaTiO3,SrTiO3,CaTiO3あるいはそれらの固溶体が膜状に生成する。この時チタン金属多孔体や厚粉体を用いると孔の内面が一様に酸化物で覆われる。(3)金属間化合物TiAlやTi基あるいはAl基合金は新しい耐熱高温材料として期待されているが、耐酸化性が大きな欠点である。これらの基材を水溶液中で電気化学的に処理して表面に酸化物被膜をコーティングすると耐酸化性が向上する。(4)我々は、タングステン基板をBa^<2+>やCa^<2+>を含むアルカリ水溶液中で電気化学処理するとBaWO4やCaWO4の結晶が膜状に生成することを見出している。これらの膜は結晶性に優れ、そのままでも蛍光体として作動する。(5)Si-C-O系、Si-Ti-C-O系の繊維や他の炭化物基材を数百°Cの熱水中で処理すると表面に緻密なカーボン膜が生成し炭化物/炭素複合体となる。溶液と基板あるいは基材との界面化学反応によって必要な物質を必要な箇所に、薄膜や厚膜などとしてその場(insitu)に作製するというプロセスを開発することを目的として、本研究は水熱反応のみならず電気化学反応なども利用した以下の5つの研究を行った。(1)チタン合金をCa2+を含むアルカリ溶液中で反応させると表面にCaTi03膜が生成する。(2)チタン金属基材をBa2+またはSr2+,Ca2+を含むアルカリ溶液中で処理するとBaTi03,SrTi03,CaTi03あるいはそれらの固溶体が膜状に生成する。この時チタン金属多孔体や圧粉体を用いると孔の内面が一様に酸化物で覆われる。(3)タングステン基板をBa2+やCa2+を含むアルカリ水溶液中で電気化学処理するとBaW04やCaW04の結晶が膜状に生成する。(4)Si-C-0系、Si-Ti-C-0系の繊維や他の炭化物基材を数百度の熱水で処理すると表面に緻密なカーボン膜が生成し炭化物/炭素複合体となる。(5)Ca錯体とリン酸との水熱条件下の反応により水酸アパタイトウィスカ-が生成する。条件を制御することにより、形状をコントロールできる。(2)チタン金属基材をBa^<2+>またはSr^<2+>、Ca^<2+>を含むアルカリ溶液中で処理するとBaTiO3、SrTiO3、CaTiO3あるいはそれらの固溶体が膜状に生成する。

これらの基材を水溶液中で電気化学的に処理して表面に酸化物被膜をコーティングすると耐酸化性が向上する。(4)我々は、タングステン基板をBa^<2+>やCa^<2+>を含むアルカリ水溶液中で電気化学処理するとBaWO4やCaWO4の結晶が膜状に生成することを見出している。これらの膜は結晶性に優れ、そのままでも蛍光体として作動する。(5)Si-C-O系、Si-Ti-C-O系の繊維や他の炭化物基材を数百°Cの熱水中で処理すると表面に緻密なカーボン膜が生成し炭化物/炭素複合体となる。
車椅子の駆動性向上を促す車椅子用シーティングシステムの開発

本研究では、効率の良い車椅子の下肢駆動と休息のための姿勢を、1台の車椅子で実現するための姿勢変換機能を持つ、座面と背もたれから構成される車椅子用シーティングシステムを開発する。車椅子の駆動様式は利用者の状態によって様々であり、上肢の障害のため手による駆動が困難な場合に、下肢を用いて駆動する高齢者が多くみられる。しかし、従来の車椅子で下肢駆動を行うと殿部が前方に滑り、脊柱後弯を呈して駆動能力が低下する。このことによって車椅子利用者の活動性が低下し、廃用症候群を助長する可能性がある。この状況を予防するためには、下肢駆動と休息に適した座面と背もたれの機能を解明する必要がある。
方向依存関数と加重平均による，高速・高精度画像補間アルゴリズムの確立

本研究はグレースケール画像の補間手法として提案した方向依存関数と加重平均による補間法を,カラー画像への応用として単板式センサを用いて撮影したデジタルカメラ内部での形であるベイヤー画像からディスプレイ上で扱える形であるフルカラー画像へと変換するデモザイクへの適用を調査した.まず色間の相関を利用しない単純な補間手法を適用した場合と比較し,これまでの補間と同様に提案法での精度上昇を確認した.しかし色間の相関を利用するデモザイク手法と比較を行ったところ,精度が落ちていることが判明した.そこで次の段階として,方向依存関数の色間方向を含めた3次元拡張を考察した.その最初の調査として,方向依存関数の鍵である,追従方向を決める重みに関して他色情報を考慮して導出を図った.しかしここでは期待した効果を得ることができなかったことから,重み導出のみではなく関数の立式に関して他色情報を考慮する項を取り入れる必要があることがわかった.そこで次なる取組として第3方向として他色の色変化に一次元的に追従する項を追加した.その結果,画像によっては大きく精度を上昇し,低計算コストのデモザイク手法と同程度の精度を得るに至った.しかし色差相関が強い画像に関してはよい精度が得られている一方,相関が弱い関数に関してはむしろ精度を下げる結果となっていることがわかった.このことから現状の関数では第3方向に強く依存しており,方向依存関数の強みである適切な方向を選択して局所関数の精度を上げることができていないことが判明している.また本研究を進める上でのデモザイク手法への研究調査を通じて,最新手法である深層学習を用いたデモザイク手法への知見を得,それに関する研究を並行して行った.これにより複数のネットワークと色差画像を用いる手法を提案に至り,最終的に国際学会への採択と学会誌への条件付き採録という成果を得ることができた.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。