hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デジタルマップの多彩な定常状態と過渡現象の解析：理論構築と工学的応用の基礎固め

デジタルマップ(Dmap)の解析と実装に関して以下のような成果を得た。まず、周期軌道の豊富さと安定性に関する特徴量を用いた解析法を考案し、典型例を解析し、現象の基本的な分類を行った。次に、簡素な進化計算によって所望のDmapを合成するアルゴリズムを考案した。アルゴリズムの個体はDmapに対応し、個体数は柔軟に変化する。典型的な例題によってアルゴリズムの妥当性を確認した。さらに、Dmapをデジタルスパイキングニューロン(DSN)によって実現する方法を構築した。DSNは2つのシフトレジスタと配線回路で構成され、様々なスパイク列を生成する。FPGAによる簡素な試作回路を構成し、動作を確認した。デジタルマップ(Dmap)は点の集合上で定義された差分方程式で、パラメータに依存して様々な周期解を呈する。その周期解にいたる過渡現象も多種多様である。Dmapは、デジタルスパイキングニューロン(DSN)、動的バイナリーニューラルネットワーク(DBNN)、セルラーオートマトン(CA)等とも関連するので、Dmapの動作を解析することは、様々なシステムに動作解析とその工学的応用に貢献する。今年度の成果の概要は以下のようである。1.Dmapの定常状態に関する2つの特徴量を考案した。一つ目は定常状態の豊富さに関連するものであり、もう一つは過渡現象の偏りに関するものである。また、定常状態の安定性を考える基準として、超安定性(1ステップで速やかに定常状態に落ち込む安定性)の概念を導入した。2.二つの特徴量で特徴量平面を構成し、Dmapの基本分類を行った。この特徴量平面を用いて、簡素なアナログスパイキングニューロンを離散化してえられるDmapを解析し、簡素なDmapでも多種多様な現象を呈することができることを確認した。3. DBNNの動作解析へ応用した。DBNNからDmapを導出して解析し、その結果を特徴量平面にまとめた。結合パラメータなどを変化させると、現象がどのように変化するかを考察した。4. DSNの合成へ応用した。シフトレジスタの結合によってDSNを構成し、Dmapを導出した。所望のスパイク列を生成させるために、簡素な進化的計算法を考案した。所望の周期的スパイク列が得られた場合に、それを超安定にする配線法を考案した。いくつかの典型例に適用し、手法の妥当性を確認した。Dmapの定常状態と過渡現象を、典型例について詳しく調べることができた。その後で、進化計算などをベースとして、所望の定常状態の安定性の強化を試みる予定であった。しかし、DSNについては、数値計算でなく、理論的に超安定化できる方法を見出すことができた。デジタルマップの動作解析とその応用に関して研究を進め、以下のような成果を得た。これらの成果は電子情報通信学会やIEEEなどの研究会、国際会議、学術雑誌に公表(投稿)した。1.デジタルマップの定常状態と過渡現象に関する簡素な特徴量を提案し、特徴量平面を構成した。一つのデジタルマップの動作は特徴量平面の一つの点に対応し、動作を視覚化して比較し、解析することが可能となった。2.所望のスパイク列を出力するデジタルマップを合成する簡素な進化的アルゴリズムを構成した。このアルゴリズムを適用する例題として、自己相関関数のセカンドピークができるだけ低くなるスパイク列の生成問題を考え、ある程度の規模のデジタルマップでは所望のスパイク列を実現できることを確認した。また、生成したスパイク列を超安定化する簡素な方法も考案した。ここで、超安定なスパイク列とは、すべての初期値が直ちにそのスパイク列に落ち込む状況を意味する。3.所望のスパイク列を生成するデジタルマップを実現するハードウエアとして、デジタルスパイキングニューロンを考察した。これは、2つのシフトレジスタを配線によって結合して構成される。その配線パターンによって、同回路は様々なスパイク列を生成する。この配線パターンとデジタルマップの関係を定式化し、所望のデジタルマップを実現する回路を合成した。回路の動作はVerilogによるシミュレーションで確認した。そして、回路をFPGAで実装し、所望の動作を実験的に確認した。まず、所望の動作を行うデジタルマップを合成するためには、膨大なパラメータ空間の探索が必要であり、大きな困難が予想されていた。これに対しては、簡素な進化的アルゴリズムを考案したことにより、かなり最適に近いシステムを高速に探索できることが可能となった。また、デジタルマップをハードウエアで実現するには、かなり複雑な回路構成を考えなけらばならないと予想されていたが、デジタルマップとデジタルスパイキングニューロン回路のパラメータの対応が解明され、簡素なハードウエア構成が可能となった。VerilogシミュレーションとFPGA実装にも成功した。さらに、デジタルマップは様々な複雑な現象を呈するので、その系統的解析は困難を極めると予想されていたが、簡素な特徴量と特徴量平面の導入によって、動作の視覚化と基本的な分類が可能となった。デジタルマップの動作解析、デジタル回路による実装、工学的応用に関して研究を進め、以下のような成果を得た。これらの成果は学術雑誌や国際会議に公表した。1.デジタルマップの呈する周期系列の局所安定性と大域安定性に関する簡素な特徴量を提案した。周期系列が動画像などの情報と対応する場合、局所安定性は誤り訂正能力に対応し、大域的安定性は、偽記憶抑制に関係する。この特徴量を用いて典型的な例題の呈する周期解とその安定性を解析した。2.所望の周期系列を出力するデジタルマップを合成する簡素なアルゴリズムを構成した。

このアルゴリズムは、進化計算で用いられる群知能を参考としており、エリート選択や突然変異を用いている。評価関数は、安定性解析のための特徴量などを参考にしている。例題として、周期系列の局所安定性、自己相関、相互相関、等を評価関数とする問題を考察した。精密な数値解析を行い、適当な規模のデジタルマップでは、所望の特性を低い計算コストで実現できることを確認した。3.デジタルマップを実現するハードウエアとして、シフトレジスタに基づくデジタルスパイキングニューロンを考察し、同ニューロンが様々な安定周期系列を呈することを明らかにした。また、同ニューロンのリング結合系を提案し、同系が呈する様々な周期系列の多相同期現象の安定性を解析した。基本的な回路を設計し、Verilogシミュレーションを行い、FPGAで回路を実装して現象を確認した。デジタルマップ(Dmap)の解析と実装に関して以下のような成果を得た。まず、周期軌道の豊富さと安定性に関する特徴量を用いた解析法を考案し、典型例を解析し、現象の基本的な分類を行った。次に、簡素な進化計算によって所望のDmapを合成するアルゴリズムを考案した。アルゴリズムの個体はDmapに対応し、個体数は柔軟に変化する。典型的な例題によってアルゴリズムの妥当性を確認した。さらに、Dmapをデジタルスパイキングニューロン(DSN)によって実現する方法を構築した。DSNは2つのシフトレジスタと配線回路で構成され、様々なスパイク列を生成する。FPGAによる簡素な試作回路を構成し、動作を確認した。本年度の研究を継続するとともに、以下のような問題も考察する。1. Dmapの特徴量の計算は、点集合の要素数があまり大きくない場合は容易であるが、要素数が増大すると指数関数的に困難となる(次元の呪い)。効率的な計算アルゴリズムの開発が必要である。進化的計算などを参考としたアルゴリズムの開発を試みる。特に、粒子群最適化法を用いた周期解探索法の基礎アルゴリズムでは、いくつかの例題にたいして有効性が確認されているので、これが一つの出発点になると思われる。2. DmapはDDBNの他にも様々なデジタル系と対応するので、その様々な系の動作を統一的に解析する理論の構築と、工学的応用を検討する。各々の系の個性を効率よく把握できる特徴量の導入が重要である。まず、以下のような系から検討を始める予定である。(1)セルオートマトン。単純なルールによって様々な時空パターンを呈する代表的はデジタル系で、画像/信号処理などへの応用が研究されている。(2)デジタルスパイクマップ。DSNの動作を記述するもので,様々なスパイク列を呈することができる。デジタル通信用符号化などへの応用が研究されている。まず、回路の動作を最適化するための進化的アルゴリズムの探索過程の詳細な解析を行う。これによって、アルゴリズムの長所と欠点を解明する。
多自由度Bose-Einstein凝縮体の一般的理論の構築とその実装

本研究では,多自由度系のボース-アインシュタイン凝縮体(BEC)について,対称性・内部自由度・保存則などを使い,より一般的な場合を想定した多体理論の構築を行う.これにより多自由度BECの背後にある理論構造はどのようなものか?という「問い」に取り組む.また,一般的な枠組みをspin-1などのspinor BECに還元することを目的とする.初年度は,「1.多自由度BECにおける多体理論の構築」を目的とした.具体的には,内部自由度を持つBEC系について,有限温度効果・多体効果を取り入れた熱力学母関数の構築に取り組んだ.二体の散乱過程で全spinが保存するようなspinor BECに想定される多自由度BEC系について,熱力学母関数の構成要素となるbuilding blockをFeynman diagramに基づいてシステマティックに構築することができた.また,その研究に先駆けて行っていた内部自由度を持たないscalar BEC系についても,building blockの構成法などを整理し,一粒子スペクトルや集団励起の振る舞いについて,vertex補正の有無によるスペクトルの定量的変化を検証し,現在論文としてまとめている.また,このscalar BEC系についての厳密な恒等式と,それを満たす多体近似理論についてのlecture noteを,参加した国際会議の会議録としてまとめ,査読の後,受理された.初年度は「1.多自由度BECにおける多体理論の構築」を目標に,熱力学母関数の構成に取り組んだ.結果として,その構成要素となるFeynman diagramのbuilding blockをシステマティックに構成できたので,あとはそのbuilding blockを組み合わせるだけで,熱力学母関数が構成できる.このため,概ね順調に進展していると判断した.2年度目は,初年度で構築したbuilding blockを用いて熱力学母関数を構成する.その後,汎関数微分を熱力学母関数に適用し,多体効果を取り入れた自己エネルギーや熱力学量を導出する多自由度BECの枠組みを構築する.また,得られた枠組みを具体的なspinor BECの問題に適用する.本研究では,多自由度系のボース-アインシュタイン凝縮体(BEC)について,対称性・内部自由度・保存則などを使い,より一般的な場合を想定した多体理論の構築を行う.これにより多自由度BECの背後にある理論構造はどのようなものか?という「問い」に取り組む.また,一般的な枠組みをspin-1などのspinor BECに還元することを目的とする.初年度は,「1.多自由度BECにおける多体理論の構築」を目的とした.具体的には,内部自由度を持つBEC系について,有限温度効果・多体効果を取り入れた熱力学母関数の構築に取り組んだ.二体の散乱過程で全spinが保存するようなspinor BECに想定される多自由度BEC系について,熱力学母関数の構成要素となるbuilding blockをFeynman diagramに基づいてシステマティックに構築することができた.また,その研究に先駆けて行っていた内部自由度を持たないscalar BEC系についても,building blockの構成法などを整理し,一粒子スペクトルや集団励起の振る舞いについて,vertex補正の有無によるスペクトルの定量的変化を検証し,現在論文としてまとめている.また,このscalar BEC系についての厳密な恒等式と,それを満たす多体近似理論についてのlecture noteを,参加した国際会議の会議録としてまとめ,査読の後,受理された.初年度は「1.多自由度BECにおける多体理論の構築」を目標に,熱力学母関数の構成に取り組んだ.結果として,その構成要素となるFeynman diagramのbuilding blockをシステマティックに構成できたので,あとはそのbuilding blockを組み合わせるだけで,熱力学母関数が構成できる.このため,概ね順調に進展していると判断した.2年度目は,初年度で構築したbuilding blockを用いて熱力学母関数を構成する.その後,汎関数微分を熱力学母関数に適用し,多体効果を取り入れた自己エネルギーや熱力学量を導出する多自由度BECの枠組みを構築する.また,得られた枠組みを具体的なspinor BECの問題に適用する.(理由)科研費申請後に応募した単一年度枠の別予算も獲得したため,採択期間・研究実施期間を考慮し,エフォートの配分も少し変更した.それにより,当初予定していた物品や旅費の配分・予定が変わったため.(使用計画)次年度に必要な物品,また旅費として使用予定である.
経営者の時間志向性が企業多角化に与える影響についての実証研究

本研究の目的は,経営者の時間志向性が企業多角化に与える影響を実証的に検討することである.より具体的には,経営者が長期志向になるほど,企業多角化の程度が高くなるという仮説を検証する.これまで経営者の長期志向性や短期志向性(時間志向性)という言葉は頻繁に用いられ,その重要性が示唆されていた.しかし,その測定困難性から,時間志向性そのものに研究の焦点が当てられてはこなかった.本研究は,アナリストによる経営者への電話インタビュー内容を公開したEarnings Call Transcriptを計量テキスト分析することで,経営者の時間志向性を測定し,それが企業多角化に与える影響を検証する.本研究の目的は,経営者の時間志向性が企業多角化に与える影響を実証的に検討することである.より具体的には,経営者が長期志向になるほど,企業多角化の程度が高くなるという仮説を検証する.これまで経営者の長期志向性や短期志向性(時間志向性)という言葉は頻繁に用いられ,その重要性が示唆されていた.しかし,その測定困難性から,時間志向性そのものに研究の焦点が当てられてはこなかった.本研究は,アナリストによる経営者への電話インタビュー内容を公開したEarnings Call Transcriptを計量テキスト分析することで,経営者の時間志向性を測定し,それが企業多角化に与える影響を検証する.
DIY対応リサイクル型煉瓦壁によるパッシブシステムの構築と環境負荷低減効果

DIY対応リサイクル型煉瓦壁は,煉瓦を破れ目地状に組積し,煉瓦内の円孔位置で下層からのボルトに連結することで個々にプレストレスを与えるという新しい工法である。この煉瓦壁は構造的な優位性を持ち,さらにDIY(Do it yourself)対応型システムとしても普及が期待される。本年度は,この煉瓦壁を利用した住宅の環境負荷低減効果と空気環境について検討する。1)シミュレーションによるDIY対応リサイクル型煉瓦住宅のLCA昨年度から開発作業を続けている住宅用LCA算出ソフトに改良を加えるとともに,本LCAソフトを用いて,(1)DIY対応リサイクル型煉瓦住宅,(2)木造(在来軸組み工法),(3)木造(2×4),(4)湿式煉瓦壁住宅,(5)RC造住宅について,ライフサイクルCO2(LCCO2)を算出した。上記5種類の住宅ではDIY対応リサイクル型煉瓦住宅のLCCO2が最も小さくなり,木造住宅(在来軸組み)より6.6%減少する。2)DIY対応リサイクル型煉瓦住宅の空気質測定独自の壁体仕様をもつDIY対応リサイクル型煉瓦住宅においてはその室内空気環境を定量的に把握・検討する必要がある。今年度夏季に,この煉瓦壁を外壁に用いた実験棟において室内空気汚染物質濃度を測定し,その特徴を従来型木造住宅と比較した。実験棟床からのホルムアルデヒド放散速度が大きかったために,詳細な検討はできなかったが,一般的な木造住宅において濃度の高いアセトアルデヒドおよびアセトンは低い値を示した。本年度は以下の(1)(3)の項目について研究を行った。(1)煉瓦造住宅のライフサイクルアセスメントのための各種原単位の整理とデータベースの作成LCA算定の基礎データとなる炭素排出原単位およびエネルギー消費原単位について、建設省建築研究所と日本建築学会のデータを比較した。日本建築学会の原単位データは建築資材の種類が十分でなく、戸建住宅の構造別算定には向かない。本研究で作業を進めているデータベースの作成には建設省建築研究所の原単位データを採用した。(2)煉瓦造住宅と木造、RC造の建設に係わるCO2排出量の比較日本建築学会の標準住宅モデルを対象に、木造住宅、煉瓦造住宅(DUP工法)、煉瓦造住宅(湿式工法)、RC造住宅について算定を行った。住宅の耐用年数は、木造30年、煉瓦造(DUP工法)50年、煉瓦造(湿式工法)30年、RC造50年とし、DUP煉瓦は3回リユースするものとする。評価対象期間を100年とした場合、建設に係わるCO2排出量は木造11.5、煉瓦造(DUP工法)11.2、煉瓦造(湿式工法)11.8、RC造12.9[kg-CO2/(m2年)]で煉瓦造(DUP工法)が最も小さい。このように煉瓦をリサイクルし、耐用年数を延長すれば、煉瓦造住宅(DUP工法)は他の構造と比べて低環境負荷の住宅となる。(3)煉瓦造試験室を用いた実測調査既存住宅のガレージを煉瓦造試験家屋に改良して夏季および冬季の室内熱環境実測調査を行った。夏季においてはクールチューブの冷熱を煉瓦壁に蓄熱する場合の有効性を、冬季においては、集熱パネルおよびトロンブウォールと煉瓦蓄熱壁の併用効果を明らかにした。DIY対応リサイクル型煉瓦造住宅の環境負荷低減効果を定量的に明らかにするために,住宅用ライフサイクルアセスメントのためのソフトウエア開発を行った。環境負荷評価項目として特にエネルギーとCO2に重点を置き,住宅の生涯(資材製造,施工,運用,補修交換,解体廃棄の5段階)におけるライフサイクルエネルギー(LCE)とライフサイクルCO2(LCCO2)を予測するプログラムであり,主な特徴は以下のとおりである。(1)運用段階以外の分析方法及び原単位については,基本的に「省資源・省エネルギー型国土建設技術の開発研究報告書」(国土開発技術センター,1996)を参考にしている。(2)住宅用多数室室温変動熱負荷計算プログラム「TripleP」とリンクすることにより冷暖房用消費エネルギー及びそれに伴うCO2排出量を高い精度で算出可能である。また「TripleP」の建物データと壁体仕様データから資材量の自動積算を行い,資材製造段階の環境負荷算定を容易にした。(3)住宅運用(冷暖房,給湯,照明,機器,調理)に伴う環境負荷は居住者の住まい方に左右されるため,様々な家族構成,在室者の生活行為,冷暖房・照明・調理・給湯スケジュールに対する設定を可能にした。

今年度夏季に,この煉瓦壁を外壁に用いた実験棟において室内空気汚染物質濃度を測定し,その特徴を従来型木造住宅と比較した。実験棟床からのホルムアルデヒド放散速度が大きかったために,詳細な検討はできなかったが,一般的な木造住宅において濃度の高いアセトアルデヒドおよびアセトンは低い値を示した。
超高感度熱測定による物質科学の新展開

イオン液体の相変化を主要なテーマとして,研究室製作の超高感度熱量計を用いて熱測定を行った。何が起こっているのかを解明するために,個々の分子やイオンの構造変化の検知に有用なRaman散乱とダイナミクスの情報を与えるNMRの緩和時間測定も併用した。その結果,ユニークな相挙動はイオンの立体構造の多様性とそのフレキシビリティに起因することが解明された。本研究で発見された新規熱現象は,多くの試料で起こるリズム的凝固・融解現象,間歇的結晶化,可逆的凝固・融解過程,ガラスから結晶化に至る過程でのソフト化(液化)などである。イオン液体は様々な特異的な性質を示す。特に熱物性はユニークである。本年度は、相転移に焦点をあて、超高感度熱分析とラマン散乱等を併用し、熱物性と構造を関連づけながらイオン液体の特異性について研究を行った。C_n-methyl-imidazoliumカチオンのハロゲン化物について、3つのユニークな熱現象(振動的凝固・融解、間歇的結晶化、可逆的融解・結晶化)を発見した。これらの特異的な現象は、すべて、コンフォメーションの変化と相変化や熱履歴などの熱現象がリンクしていることに起因すると結論した。振動的凝固・融解および間歇的結晶化は、本研究の超高感度熱量計で初めて検出可能となった世界初のデータである。また、C_n-methyl-imidazoliumカチオンおよびC_nC_1-methyl-imidazoliumカチオンに注目し、アニオンを様々に変えて相挙動を系統的に調べた。相変化はすべて、コンフォメーションの変化とリンクしていることを明らかにした。コンフォメーションのフレキシビリティかイオン液体の熱物性に本質的な効果を及ぼしていると結論した。上記の熱現象をダイナミクスの立場から、NMRの緩和時間(T_1、T_2で検討した。低周波数NMRを用いて、^1HからC_n-methyl-imidazoliumカチオン全体のダイナミクスを、高分解能NMRを用いて^<13>Cから各炭素のダイナミクスを検討した。結晶化やガラス転移以外に、各原子の運動が凍結する状態を見つけた。炭素の運動性の観点から、タイプの異なるグループの運動性が、複雑な熱挙動を示す一つの原因であることを明らかにした。本結果を纏めた論文は、Phys.Chem.Chem.Phys.のCover Articleに選ばれた。また、2030分もかかる非常にゆっくりとした1次の相転移をNMRのFID信号から見つけた。イオン液体を構成する代表的カチオンであるC_n-methyl-imidazolium (C_Nmim)に加え、本年度はimidazolium環2位の位置の炭素についている水素をメチル基に変えた試料(C_nC_1mimカチオンを含むイオン液体)に発展させた。この位置の水素はプロトン性が強く、これをメチル基に変えることにより、大きな物性変化が生じる。相転移に焦点をあて、超高感度熱分析とラマン散乱等を併用し、熱物性と構造を関連づけながら、C_nmimおよびC_nC_1mimカチオンで比較した。置換したメチル基が他のアルキル基(主にブチル基)の運動を制限する以上に対アニオンの位置を制限することによって、熱物性の違いが生じることが明らかになった。上記の熱現象をダイナミクスの立場から、NMRの縦緩和および横緩和時間(T_1、T_2)で検討した。低周波数NMRを用いて、^1HからC_nmimカチオンおよびC_nC_1mimカチオン全体のダイナミクスを、高分解能NMRを用いて^<13>Cから各炭素のダイナミクスを検討した。また、イオン液体中または低分子量の液体Poiyethylene Glycol (PEG)中にスパッタリング法で金属ナノ粒子を合成する新規方法の研究を進めている。ナノ粒子の生成機構やサイズ決定に、温度(すなわち捕獲媒体のミクロな熱運動)が大きな要因であることを明らかにした。熱の観点から金属ナノ粒子生成機構の解明とサイズ制御の確立するための研究を進めている。これまで、イオン液体を構成する代表的カチオンであるC_n-methyl-imidazolium(C_nmim)を有するイオン液体を試料として、超高感度熱測定と熱・Raman散乱の同時測定から、相転移とそれに連動して起こるコンフォメーションの変化の解明を中心テーマとしてきた。

本年度は、さらにNMRの緩和時間測定も精力的に行い、カチオンを構成する個々の原子の動きがどのように相変化を引き起こすかをダイナミクスの観点から明らかにした。構成イオンの極性の高い部分と非極性部分の動的挙動が大きく異なり、このアンバランスなダイナミクスがイオン液体の相挙動を複雑にしていることが明らかになった。今まで芳香族系のimidazolium骨格を持つ試料が中心であったが、非芳香族系へ拡張した。非芳香族系の環自体の運動が側鎖の運動性とあいまって、相挙動を支配していることを明らかにした。超高感度熱測定装置を-100°Cまだ測定できるように改造したことにより、多くの試料のガラス転位現象も測定できるようになった。本年度は、イオン液体として[C_4mim]Brと[C_4mim]PF_6、分子性物質としてグリセロールを取り扱った。超高感度である特性を生かして、今までには観測されていないガラス転位時に起こる新規な現象を観測することに成功した。イオン液体[C_4mim]Brの結晶化挙動を詳細に調べ、結晶化時に起こるソフト化を観測した。[C_4mim]Brは液体状態から温度を下げると結晶にならず、ガラスのように固化する。この状態から温度を上げていくと結晶化が起こり、さらに温度を上げると結晶から液体に相転位する。ガラスから結晶に変化する際、一端ソフト化(液化)が起こる。本試料はイオンのコンフォメーションを変えて結晶になる。この構造変化のために自由に動けることが必要で、これが液化として観測される。非常に奇妙な現象で、新たな結晶化の機構解明に興味深い実験例を提示しているものと思われる。「相変化に伴う熱現象」と「2種の液体や超臨界流体の混じり合いによって起こる熱現象」に分けて纏める。(1)イオン液体は様々な特異的な熱物性を示す。これまで、イオン液体を構成する代表的カチオンであるイミダゾリウム系を試料として、超高感度熱測定と熱・Raman散乱の同時測定から、相転移とそれに連動して起こる立体配座の変化の解明を中心テーマとしてきた。昨年度より、NMRの緩和時間測定も精力的に行い、カチオンを構成する個々の原子の動きがどのように相変化を引き起こすかをダイナミクスの観点からも明らかにした。今年度は、さらに低磁場NMR装置における19F(質量数19のF)用のプローブをメーカと共に開発し,イオン液体のアニオンの主な構成元素であるFの緩和時間測定を可能とした。これにより,アニオンの動的挙動が相挙動に及ぼす過程を観測する道が開けた。これまでのカチオンのダイナミクスと熱挙動の議論をさらにアニオンのダイナミクスも含めることが出来るようになり、イオン液体の熱挙動に対する理解が大きく進んだ。[C4mim]Brを試料とした超高感度熱測定で、その結晶化挙動で始めて発見した新規な現象(ガラス状態ー>ソフト化ー>結晶化)は、相変化時に立体配座の変化を伴っている他のイオン液体でも共通にみられる現象であることを示した。(2) 2つの液体を混ぜると、その相互作用により熱の出入りが観測される。混合する量を無限少にしていくことにより(微分的熱力学)、1分子と周囲とのエネルギー的相互作用を明らかにできる。
染色体ドメインの機能構造

真核生物染色体の機能上重要な構造ドメインとして動原体、複製単位転写活性ドメイン、凝縮ドメイン、組換え部位、不安定部位を取り上げ分子レベルの解析を進めた。水野はニワトリのW染色体ヘテロクロマチンボディを凝縮ドメインのモデルとして研究し、同染色体DNAの60%を占めるXholファミリ-湾曲反復配列に高新和性結合するタンパク質(p120)をニワトリMSBー1細胞の核内から精製した。p120は核骨格と相互作用するタンパク質でヘテロクロマチンと核骨格の結合に関わることが示唆された。岡崎はヒト染色体の動原体の構築をアルフォイド反復DNAとCENPーBタンパク質の相互作用の面から解析し、アルフォイドDNA中の17塩基対配列(CENPーB box)2分子とCENPーBタンパク質2分子が複合体を形成すること、CENPーBのN末側にDNA結合領域があり、C末側にタンパク質相互作用領域があることを推定した。吉川は発芽酵母の第VI染色体上のDNA複製開始部位(ARS)を解析し、9個のARSの染色体上の位置を決定した。また、各ARS領域の部分欠失と塩基置換の影響を調べ、複製開始に必要な最小必須配例と複製開始効率を高めるエンハンサ-配列を決定した。広瀬は転写活性ドメインのDNAの超らせん形成にDNAトポイソメラ-ゼIIとともに必要な超らせん化因子のcDNAクロ-ニングを行い、塩基配列からその一次構造を推定した。その結果、原核生物のDNAジャイレ-スAサブユニットと相同性のある部分やカルシウム結合ドメインと考えられる配列が含まれることが明らかになった。柴田は発芽酵母のミトコンドリアDNAの組換えにエンドヌクレア-ゼScelが関与することを、この酵素活性に依存した遺伝子変換が生じることで確認した。瀬野はマウス培養細胞からチミン飢餓死抵抗性を示す変異細胞を選別し、この変異を相補する遺伝子を検索した結果ユビキチン活性化酵素の遺伝子を同定し、その作用を推定した。
アンボンドPC鋼材で圧着接合したプレストレストコンクリート骨組の復元力特性評価法

プレキャストの鉄筋コンクリート柱・梁部材をアンボンドPC鋼材で圧着接合したプレストレスト・コンクリート(PCaPC)骨組の曲げ破壊する梁の復元力特性において、PC鋼材が最大耐力に到達する時の変形および耐力を簡便かつ陽なかたちで求める評価式を提案した。そのためにマクロ・モデルを新規に考案し、十字形柱梁部分骨組試験体に水平力を正負交番載荷した実験の結果と比較・検証することで、提案した評価式の妥当性を示した。アンボンドPCaPC圧着工法による外柱梁部分骨組(ト形)の柱梁接合部は、鉄筋コンクリート骨組と同様に降伏破壊することを本研究の実験によって示した。梁が曲げ破壊するアンボンドPCaPC骨組を対象として、アンボンドPC鋼材を梁部材全長に渡って配筋した場合の基礎的な力学特性および地震時挙動を把握するため、一定圧縮軸力を受ける十字形柱梁部分骨組試験体に水平力を正負交番載荷する静的実験を実施した。具体的には、平面十字形およびスラブ・直交梁付きの十字形を1体づつ合計2体を作製して実験した。試験体のPC鋼材係数は0.17とした。柱梁曲げ耐力比は平面試験体で2.3、スラブ付きの立体試験体で1.9と設定し、それぞれ約2以上となるように柱の鉄筋量を適宜調整した。これは柱梁接合部の曲げ降伏破壊を防ぐことを意図したものである。実験では柱主筋は降伏せず、梁付け根のかぶりコンクリートの圧壊が生じた後にPC鋼材が弾性限界に至って最大耐力に達した。最終的に梁の曲げ破壊を生じて原点指向型の復元力特性を示した。スラブの有効幅は梁部材角0.15%時に梁スパンの0.1倍を超え、最大層せん断力発揮以前に全スラブ筋が降伏した。スラブが引張りになるときの等価粘性減衰定数は下端引張り時と比較して約2倍大きかった。スラブ付きのT形梁の上端引張り時には、塑性化したスラブ筋の影響によってその残留変形は矩形梁と比較して2倍大きくなった。実験研究と並行して、アンボンドPC鋼材を梁部材全長に渡って配筋した場合のアンボンドPCaPC十字形部分骨組内の梁部材の降伏時および最大耐力時の変形および耐力を簡易に評価するためのマクロ・モデル試案を作成した。左右の梁の同一PC鋼材位置での軸変形量、すなわち梁圧着面での離間距離およびコンクリートの縮み量の和がPC鋼材全体の伸び量と等しいという変形の適合条件と、梁断面でのPC鋼材の引張り合力とコンクリートの圧縮合力との力の釣り合い条件、および梁圧着面での平面保持の仮定に基づき、梁曲げ終局時の耐力および変形の評価式を提案した。上述のように当初予定した十字形柱梁部分骨組を用いた静的載荷実験を実施し、実験結果の整理および分析も順調に進展している。アンボンドPCaPC部分骨組を対象とした既往の実験結果との比較検討にも着手した。変形・耐力評価用マクロ・モデルの構築について、当初はアンボンドPC鋼材を梁部材の途中で定着した十字形部分骨組を対象とする予定であったが、本年度の実験では通し配筋したPC鋼材を用いたことや既往の実験研究の成果を利用できることから、アンボンドPC鋼材を梁部材全長に渡って配筋した場合の梁部材の降伏時および最大耐力時の変形および耐力を簡易に評価するためのマクロ・モデル試案を構築した。このモデルに基づくと、梁曲げ終局時の耐力および変形を計算するには、まず梁曲げ終局時における梁圧着面での中立軸深さが必要となる。本研究ではこの求解法として繰返し計算による収束計算法と、更により実用的に使用可能な略算式を提案した。以上の進捗状況を勘案して、初年度の研究目標はおおむね達成できたと判断した。アンボンドPCaPC圧着工法で組み立てられた外柱梁部分骨組(ト形)試験体に水平力を正負交番繰り返し載荷する実験を行って,柱梁接合部の損傷状況を調査した.RC柱梁接合部が曲げ降伏破壊するときの終局耐力を簡易に求める手法を塩原[2014]が提案したので,その手法をアンボンドPCaPC骨組に拡張して柱梁接合部の曲げ降伏破壊が生じるように試験体を設計した.試験体は平面ト形1体およびそれにスラブのみを取り付けた1体の合計2体で,各々の柱梁曲げ耐力比を1.09および1.05(T形梁の上端引張り時)とした.柱圧縮軸力440kN(軸力比0.04)は共通で,柱梁接合部のせん断余裕度は1.8および1.5(T形梁の上端引張り時)であった.実験では両試験体とも柱梁接合部に斜めひび割れが発生し,柱主筋および接合部横補強筋が降伏して層間変形角2%程度のときに最大耐力に到達した.その後,水平耐力は徐々に低下した.梁のPC鋼材は弾性限界をわずかに超えた程度のひずみにとどまり,降伏に至らなかった.スラブのない試験体では梁および下柱のコンクリートが剥落したが,柱梁接合部の損傷も顕著であった.層間変形角4%の繰返し載荷によって接合部内の柱主筋が座屈し,下柱の曲げ変形が増大した.スラブの付く試験体ではスラブに曲げひび割れは生じたが,梁の上端・下端の損傷は軽微であった.

層間変形角4%の繰返し載荷で接合部内の柱主筋が座屈して,接合部から下柱に及ぶ広範囲でかぶりコンクリートが剥落し,下柱が大きく曲げ変形した.スラブ上面および上柱はほとんど損傷しなかった.また柱梁接合部の上1/3の領域には斜めひび割れが数本生じたもののその幅は小さく,かぶりコンクリートの剥落も生じなかった.これはスラブの拘束効果によると考える.ト形部分骨組の破壊モードを含む実験結果の詳細な検討および考察は,今後実施する予定である.当初予定したように、柱梁接合部の曲げ降伏破壊を調査するために、ト形柱梁部分骨組を用いた静的載荷実験を実施し、実験結果の整理および分析は徐々に進展している。この実験と既往の十字形柱梁部分架構実験の成果とを合わせることによって、アンボンドPCaPC骨組における柱梁接合部の曲げ降伏破壊についての知見を得られる見通しである。初年度に行った十字形柱梁部分骨組実験の結果を用いて、梁曲げ破壊する場合の各種限界状態を詳細に検討した。鋼材係数の大小およびスラブの有無に関係なく、全ての梁の使用限界は、圧縮縁コンクリートの応力度がコンクリート圧縮強度の0.9倍に到達したことで決まった。そのときの梁部材角は0.12%0.37%と小さかったが、梁の復元力特性上の剛性低下点とおおむね対応した。鋼材係数の小さい矩形梁ではPC鋼材が早期に弾性限界を超え、これによって修復限界Iに到達した。T形梁の上端引張り時には、スラブ筋の破断および梁下端付け根コンクリートの損傷の発生・進展によって安全限界に到達した。アンボンドPCaPC部分骨組内の梁部材の復元力特性を定量的に評価する手法は、十字形部分骨組を対象とした場合については今年度、日本建築学会構造系論文集に掲載された。この論文では、梁曲げ終局点の変形および耐力を簡易に推定することができる手法を提示した。本年度には、この手法を外柱梁(ト形)部分架構の梁部材に拡張する方法を考案して、実験結果との比較を行いながら、モデルの改良に取り組んでいる。以上の進捗状況を勘案して、二年度の研究目標はおおむね達成できたと判断した。プレキャストの柱・梁部材をアンボンドPC鋼材で圧着接合したプレストレスト・コンクリート骨組(PCaPC)の性能評価型耐震設計法を構築することを最終目標に見据え、アンボンドPCaPC骨組の復元力特性においてPC鋼材が弾性限界および最大耐力に到達する時の変形および耐力を簡便かつ陽なかたちで求める評価式を提案した。対象としたのは、梁曲げ破壊によって耐力が決まる内柱梁部分骨組(十字形)の梁部材である。アンボンドPC鋼材は梁部材全長に渡って配筋される。上述の評価式を導出するため、マクロ・モデルを新規に考案した。内柱梁部分骨組の左右の梁の同一PC鋼材位置での軸変形量、すなわち梁圧着面での離間距離およびコンクリートの縮み量の和がPC鋼材全体の伸び量と等しいという変形の適合条件と、梁断面でのPC鋼材の引張り合力とコンクリートの圧縮合力との力の釣り合い条件、および梁圧着面での平面保持の仮定に基づき、梁曲げ終局時の耐力および変形の評価式を提示した。本研究では、梁が曲げ破壊する十字形柱梁部分骨組試験体に水平力を正負交番載荷する静的実験を実施した。実験では柱主筋は降伏せず、梁付け根のかぶりコンクリートの圧壊が生じた後にPC鋼材が弾性限界に至って最大耐力に達した。この実験の結果を詳細に分析し、他機関による実験結果も併せて用いることで、提案した評価式の妥当性を示した。なお、アンボンドPCaPC圧着工法による外柱梁部分骨組(ト形)の柱梁接合部は、RC骨組と同様に曲げ降伏破壊することを本研究による実験によって確認した。スラブのみを取り付けた外柱梁接合部が曲げ降伏破壊するときの最大耐力はスラブのないそれとほぼ同等であった。これよりスラブは接合部曲げ降伏破壊時の耐力増大に寄与しない。
コンクリート構造物内部の空洞化及びコンクリート打設作業状況の音響映像診断技術開発

経年劣化により港湾岸壁の崩壊もしくは上面陥没が発生した事故例が数多く報告されている。このため、岸壁内部を診断するパラメトリックソーナーシステムを開発した。パラメトリックソーナーの2次波生成効率を向上する、ピエゾコンポジット製法による新しい送受波器、並びにパワーアンプ、送受信制御システムの設計を行った。サブボットムプロファイラのパラメトリックソーナーSES2000を使い、近距離でフォーカスさせるフレネルレンズを設計、製造した。SES2000にレンズを装備して、岸壁および水槽で評価試験を行い、良好な計測結果を得た。音響ビデオカメラを使って岸壁表面の形状を精密に計測する新しい手法を開発した。水中構造物、陸上の既存のコンクリート構造物内部の空洞化や劣化状況を診断するため音響スキャンし断面映像を得る、また、施工工事作業現場においてコンクリート打設状況をモニタリングする、実用レベルの技術開発する研究を行う事を目的とする。(1)コンクリート打設上面の3次元形状、特に鉄筋籠と内壁間を精密に可視化モニタリングする音響モニタリング試験システムを構築し、実施した計測データを解析し、実用的な計測システム設計を行った。(2)パラメトリックソーナーINNOMARSES2000を使ったコンクリート岸壁側面、エプロン上面の計測試験を行った。・ビームパターンをシミュレーションし、実観測情報との比較を行った・2次周波数5kHz15kHzのコンクリート構造物の透過特性を計測、距離を変えて計測し、解析評価を実施した・試作プローブを用いてサンプルコンクリート板を水中に吊り下げ内部透過、裏面透過波を実測した(3)INNOMAR SES2000を使った水槽による2次波生成前後位置での拡散現象の計測・プールを使用し、ソーナーと平板の距離をずらしながら一次波を照射し、ハイドロホンを平板の照射部分に配置し、また、平板の裏側に離して置き、2次波のフォーカス状況を計測した。これらの情報を基にしてコンクリート内部のターゲット付近にフォーカスさせる手法を設計し、試作した。また、多数の信号波形を使い、平板の表側において反射して戻ってくる2次波の拡散波の効率、波形の特徴を計測した。(4)最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの設計製造・上記の試験結果を基にして、コンクリート構造物内部を診断する最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの設計製造を行い、鋭いビームを焦点距離1.0mから2.8mにスライドフォーカスさせる、映像診断システムの設計、仮システムの構築、実計測を行った。(5)港湾岸壁の計測試験、計測システムの設計、解析法の研究・音響パラメトリックフォーカスプローブを使って、計測システムの設計を実施し、空洞化した実際の岸壁、矢板岸壁の計測を行った。これらの計測データを解析しパアワーアンプ、フォーカス距離を制御するシステムの設計、製造を行った。港湾岸壁の施工後の経年劣化により岸壁の劣化や腐食が進み、崩壊もしくは局所的な地盤沈下や上面陥没が発生した被害例が数多く報告されている。コンクリート岸壁や、矢板岸壁内部を診断する実用機を開発研究するため、これまで1mから1.5mのフォーカス距離の60送波素子、33受波素子を直径200mmの円盤状に配置したパラメトリックソーナーシステムを開発試作して計測性能試験を行なってきたが、素子の特性のばらつきにより、設計より総合出力が小さくなっていることが分かった。このため、パラメトリックソーナーシステムの2次波生成効率を向上するように、ピエゾコンポジット製法による、新しい送受波器を設計、小型モデルを使って性能評価を実施した。この結果に基づいて、1.5mにフォーカスさせる5ch送波、5ch受波アニュラーアレイのパラメトリックソーナーの製造設計を行った。この製品は共同研究者の所属機関が導入した。これに合わせて、パワーアンプ、受信制御システムの設計を行い、改造を実施した。また、既存の汎用製品であるパラメトリックソーナーSES2000を使い、近距離でフォーカスさせるフレネルレンズを設計、製造し、レンズを装備して遠距離用のSES2000を1.5mの距離で計測可能とし、実際の岸壁、コンクリート水槽で評価試験を行い、良好な計測結果を得た。同時に、音響ビデオカメラを使って岸壁表面の形状や劣化を計測診断に適する計測手法を開発した。港湾岸壁内部に空洞化が拡大し、遂には岸壁上面の路面が陥没、岸壁側面が崩壊する、また内部に空洞個所を持つ陸上の鉄筋コンクリート製の柱や壁が地震により崩壊する事故が多発している。この様なコンクリート構造物内部の空洞化状況を精度よく点検する手法、コンクリート打設作業の質を向上させるモニタリング手法、を開発するため、これまでの基礎研究成果を発展させ、実用レベルの技術開発を行ってきた。(1)コンクリート打設上面の3次元的形状、特に鉄筋籠と内壁管を精密に可視化モニタリングするため、マルチビームソーナーを使い、+/-90度回転させながら作業状況を監視する音響モニタリングシステムを想定した計測試験を実施した。

本試験データを解析して、モニタリング支援解析表示ソフトウエアを開発した。(2)最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの設計製造、音響映像解析法の研究のため、コンクリート構造物の深部1m以上を映像診断目標にして、音響映像解析法研究の試験を行い、コンクリート構造物内部を診断する最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの設計製造を行った。また、鋭いビームを近距離で形成する手法を研究した。(3)港湾岸壁の計測試験、計測システムの設計、解析法の研究のため、製造した音響パラメトリックフォーカスプローブを使って、港湾岸壁の計測試験を行い、計測システムの設計、解析法の研究を実施する。空洞化した実際の岸壁、破損した、矢板岸壁の計測試験を実施してパワーアンプ、フォーカス距離を制御するシステムの設計を行った。(4)高分解能近接プローブの設計、パワーアンプ設計製造のため、プローブ、アンプ、受信記録器を使って、1m程度の近距離において、厚さ10mmの矢板鋼板、厚さ7cmのコンクリートブロック被写体を使い、高分解能の計測試験を実施し、構造物内の診断法の高度化研究を実施した。(1)コンクリート打設上面の3次元可視化モニタリング実験データの解析及び評価を実施(おおむね計画通り)(2)INNOMAR SES2000を使った岸壁側面、エプロン上面計測試験を行い拡散現象の計測、解析を実施(おおむね計画通り)(3)水槽を使い、試作品による2次波生成前後位置での拡散現象の計測(おおむね計画通り)(4)最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの設計と試作品を使い動作試験を実施(おおむね計画通り)(5)港湾岸壁の計測試験、計測システムの設計、開発、解析法の研究を実施(計画以上に進展)今年度計画の5項目の目的を達成した。25年度が最終年度であるため、記入しない。(1)コンクリート打設上面の3次元的形状、特に鉄筋籠と内壁管を精密に可視化モニタリングするため、マルチビームソーナーを使い作業状況を監視する音響モニタリングシステムを想定した計測試験を実施、モニタリング支援解析表示ソフトウエアを開発した。(2)最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの設計製造、音響映像解析法の研究のため、コンクリート構造物の深部2m以上を映像診断目標にして、音響映像解析法研究の試験を行い、コンクリート構造物内部を診断する最適な音響パラメトリックフォーカスプローブの試験を行った。
人体内各種液体空間での薬物動態可視化と定量化のための超高感度磁気共鳴診断技術開発

成人の6割程度は水でできている。血液、脳脊髄液、眼球、内耳、唾液、消化管液、リンパ液など多種類の“液体空間"がある。それぞれの腔が何らかの関門を有することにより、薬物の分布が制御されている。ヒト生体内の局所の各種“液体空間"における経時的薬物動態を非侵襲的に可視化、定量化することは医学の様々な領域における発展の基礎となる。我々は従来まで検出出来なかった極めて微量のガドリニウム造影剤を可視化することに簡便かつ臨床応用可能なMRI技術で、世界ではじめてヒトにおいて成功し、内耳迷路や眼球、視神経周囲脳脊髄液、脳室、脳血管周囲腔などで研究を進めて、それぞれの液体空間の特徴を明らかにした。ヒトの各種液体空間での薬物分布の空間的、時間的可視化を行うため、昨年度に続いて健常者のガドリニウム造影撮影の例数を増加させた。また解析をすすめ、まず、前眼房、視神経周囲くも膜下腔、脳脊髄液、外リンパ液、メッケル洞などへの造影剤の移行の時間経過と程度を測定し、論文化することができた。さらに健常者における内リンパ水腫の程度の定量を、造影剤静注後の時間経過ごとで測定し、至適な撮像タイミングが静注後3-6時間の間であることをしめした。これら結果は、Magnetic resonance in medical sciencesに原著論文として2編投稿し、採択されin pressとなっている。ほかの、領域としては、膵臓の膵液へのガドリニウム造影剤の移行も健常者で検討をすすめており、撮像法の最適化、ボランティア撮像まで進行し、解析もすすんでいる。中間結果は2014年3月のオーストリアでの欧州放射線学会にて発表した。つまり排泄性膵管撮影の可能性も示すことができた。さらに尿路、唾液への移行を検討する準備をしている。迷路については、撮像法の短縮化も図り、従来30分以上の長時間を一回の撮像にかけていたが、さまざまな工夫により、10分でも同程度の情報が得られることをしめし、これも2014年3月のオーストリアでの欧州放射線学会にて発表した。この結果も、さらに症例数を増やして、国内外の学会で発表した後、論文化する予定である。我々はメニエール病の内リンパ水腫診断のための方法を開発する過程で、ガドリニウム造影剤静注後4時間を経過した画像で、迷路外リンパ以外にも、前眼房水、視神経周囲くも膜下腔、メッケル洞、内耳道脳脊髄液、唾液、などにガドリニウム造影剤が移行することを見出した。そこで、ヒト生体内の局所の各種“液体空間"における経時的薬物動態を非侵襲的に可視化、定量化することを目指して実験をすすめている。まずガドリニウム造影剤の希釈系列ファントムを作成し3テスラ臨床用MRIで重度T2強調脂肪抑制3次元FLAIR法(heavily T2-weighted 3D-FLAIR; hT2w-3D-FLAIR)を用いて撮像して検出限界濃度を求めると同時に、濃度信号曲線を取得。信号雑音比を変化させて、濃度推定に必要な信号雑音比も決定するための実験を行った。つぎに倫理委員会承認、診療外MR使用委員会承認の上、趣旨を理解し、同意を得られた健常者6名に、通常の臨床検査と同様の安全管理体制の元、通常量のガドリニウムを静注して、頭部領域の撮像を行った。3テスラ臨床用MRIで32チャンネルコイルを用いて、静注前、30分、90分、3時間、4.5時間、6.5時間に休憩をとりながら、hT2w-3D-FLAIRを取得した。前眼房水、視神経周囲脳脊髄液、迷路外リンパ液、唾液、脳内血管周囲腔などの時間信号曲線を得た。現在、成果報告のための準備を行なっている。超高感度MR検出技術を開発し、様々なヒトの各種液体空間での薬物分布の空間的、時間的可視化を行うため、昨年度に引き続いて健常者および患者でのガドリニウム造影撮影の例数を増加させた。特に内耳迷路へのガドリニウム造影剤の分布のさらに詳細は検討を行い、日独放射線医学交流ワークショップ、国際磁気共鳴医学会、日本磁気共鳴医学会で発表を行った。本方法の名古屋大学以外への移転も進めて、臨床的に様々な施設で撮像可能となった。少なくとも10以上の施設で、可能となったことを確認している。方法だけでなく、その基礎となる知識や解釈の方法を共有するため総説論文も執筆して、普及、啓蒙に務めた。これはJpn J Radiol誌に掲載されている。それと同時に、撮像時間短縮の試みとその正当性についての評価を論文化して、当初は30分以上かかっていたものが、18分、そして10分へと劇的な短縮を果たした。

それらの結果をMagn Reson Med Sci誌に英文論文として発表した。3T以上の磁場における撮像の検討もAm J Neuroradiol誌に論文化した。この研究の副産物としての拡散強調によらない大脳白質路の描出についてもPlosOne誌に論文化した。膵液へのガドリニウム造影剤の分布についても現在、論文を作成中である。唾液については、ガドリニウム造影剤の分布濃度が低く、安定した検出が多くの被験者で得られていない。一方、顎関節などの関節液への分布が目立つ例が散見されるので、このことは、広く知らしめる価値があると思われる。放射線科学研究概要にも記載したが、内耳、脳脊髄液、前眼房液、膵液などですでに論文化もしくは国際学会発表レベルの知見が得られている。また、唾液、尿路でも検討を開始している。ファントム実験、ボランティア実験ともに予定通りの進行程度で、特にトラブルなく推移している。有意差検定の都合で、あと数名ボランティア実験を追加したいが、それも想定の範囲内である。上記のように順調に推移しているので、計画通り、健常者のみでなく、病的な状態においてもデータを収集し、臨床的な有用性の検討へ進む予定である。まずは健常者の増加と解析が終わっていない、唾液、尿路での検討をすすめ、同時に患者データでの検討も開始する。この課題の遂行の過程で、新たな萌芽的なアイデアも生まれてきているので、より波及効果の大きなイメージングバイオマーカーの確立につなげるように本課題を深化、進化させる。上記のようにファントム実験、ボランティア実験ともに予定通りの進行程度で、特にトラブルなく推移している。さらに腹部の液体空間へのガドリニウム造影剤移行の検索のために、腹部撮像のボランティア実験を行う。またデータ解析をシミュレーションソフトを用いて行う予定である。研究補助者を雇用する予定であったが、自らデータ入力を行った為、雇用は見送った。またデータの解析に既存の計算機が利用できた為。データ量の増加に伴い入力作業の増加が予測され、自らデータの入力作業をすることが困難となる為、研究補助者を雇用する予定である。海外出張旅費を支出する予定である。初年度は旅費の使用が少なかったが、2年度目は、昨年度得られた成果を、国内、海外の学会で発表すると共に、さらなるボランティア実験のための費用を使用する予定である。
トポロジカルジョセフソン接合におけるアンドレーエフ及びマヨラナ状態の研究

本研究では、超伝導体(S)/正常金属(N)/超伝導体(S)からなるSNSジョセフソン接合において、正常金属部分をトポロジカル絶縁体としたときにその領域に形成されることが期待されるアンドレーエフ束縛状態やマヨラナ状態の性質を、様々な物質を用いて調べることを目的とする。その手法として交流ジョセフソン効果やマイクロ波分光を用いて、それぞれの状態及び両者の遷移領域におけるエネルギー位相関係を明らかにすることを目指す。トポロジカル物質(N層)を超伝導体(S層)ではさんだSNS型ジョセフソン接合を作製し、実験的に明確にはされていない、アンドレーエフ束縛状態、マヨラナ束縛状態の観測を目的とする。さらに、通常の状態でのアンドレーエフ束縛状態とトポロジカルな場合に予想されるアンドレーエフ束縛状態(マヨラナ束縛状態)間の転移の機構を明らかにする。マヨラナ束縛状態の直接観測という研究提案は、現在の固体物理の一つの大きな研究トピックスであり、熾烈な研究競争のターゲットになっている。本研究により基礎科学が進展するとともに、その成果の波及が期待される。