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非線形光回路における時空間ダイナミックスによる光画像の操作

近年,分子シンクロ空間光デバイスの候補となりうる,光信号を反応のトリガーとする分子システムが構築されている.光を情報媒体とすると,自由空間中を長距離かつ特異的に信号を伝えられるため,熱や化学物質,電子とは,一線を画すシステムの構築できる.本研究では,分子シンクロナイゼーションの本質である時空間の非線形ダイナミックスを内在する非線形空間光回路を用いた,新しい信号処理システムを構築することを目的とする.特に,1台の空間光変調素子と帰還光学系で構成される空間光回路は,光フィードバックシステムと呼ばれる.昨年度までに,パターンのサイズと回折距離の特徴的な関係を実験的,理論的に見い出した.さらに,フーリエ面における空間周波数フィルタによる発生するパターンのピッチの選択が可能であることを示した.ローカットフィルタを挿入による孤立点の発生と,帰還光学系の光軸にシフトによる,孤立点のドリフトを実証し,この手法用いた時空間画像の記憶や遅延を実行した.今年度,非線形光フィードバックシステムが,多数の空間的な安定解を有し,それらの間の競争によるパターンの時間的な揺らぎを明らかにし,空間周波数フィルタによって,個々の安定解を選択できることとそのゆらぎを抑制できることを示した.また,電子システムとの接続性に優れ,非線形性,時間応答,空間写像を広い範囲で調節可能な光電子ハイブリッドなフィードバックシステムを構築した.そのシステムにおいて,時系列処理が途中の介在しているにもかかわらず,光フィードバックシステムと同様な空間特性を有する自発的パターン形成を起こすことを明らかにした.さらに,光路をシフト量させると,発生するパターンが,シフト量に比例した速度で流れることを利用して,発生するパターンの速度から,フィードバック光学系に透明基板の角度を計測できることを示した.1.単一の空間光変調素子を含む光回路における孤立状態の形成と制御液晶空間光変調素子を,ダイナミックスを決定する横方向の相互作用を規定する光学系で接続した2+1構造の光回路中にローカット空間周波数フィルタを挿入することにより,孤立輝点の発生を実証した.これは,自己を除く面内近傍で正の相互作用を与えると,空間的に孤立した状態が形成できることを示しており,信号を空間的に記録していることになる.さらに,相互作用を特定の方向に強調すると,その信号を面内で輸送が可能となる.この手法を利用して,画像の記憶・遅延を実行できることを実証した.これに関して,アメリカコロラド州で開催されたOptics in Computingの会議において発表した.2.集合型非線形光回路における時空間光パターンの発生と制御単一の空間光変調素子を含む非線形光回路では,液晶の熱的な揺らぎに由来した複数の安定解の競合による,発生パターンの揺らぎが観測されているが,含まれる空間周波数スペクトル幅は狭い.しかし,光フィードバック回路中に複数の空間光変調素子を配置した系では,広い時間・空間周波数スペクトルを含む複雑なパターンを発生することが解った.そこで,特定の空間周波数のみが発生するようにフィルタをかけると,特定の時間周波数のみが現れ,時間と空間で振動する波の発生に成功した.逆に,それは,表現されている時間と空間情報が完全に独立ではないことも示すことになり,任意の時空間パターンを発生するためには,時間と空間で独立に制御できる回路構成が必要となる.これに関しては,神戸開催された応用物理学会で報告した.近年,分子シンクロ空間光デバイスの候補となりうる,光信号を反応のトリガーとする分子システムが構築されている.光を情報媒体とすると,自由空間中を長距離かつ特異的に信号を伝えられるため,熱や化学物質,電子とは,一線を画すシステムの構築できる.本研究では,分子シンクロナイゼーションの本質である時空間の非線形ダイナミックスを内在する非線形空間光回路を用いた,新しい信号処理システムを構築することを目的とする.特に,1台の空間光変調素子と帰還光学系で構成される空間光回路は,光フィードバックシステムと呼ばれる.昨年度までに,パターンのサイズと回折距離の特徴的な関係を実験的,理論的に見い出した.さらに,フーリエ面における空間周波数フィルタによる発生するパターンのピッチの選択が可能であることを示した.ローカットフィルタを挿入による孤立点の発生と,帰還光学系の光軸にシフトによる,孤立点のドリフトを実証し,この手法用いた時空間画像の記憶や遅延を実行した.今年度,非線形光フィードバックシステムが,多数の空間的な安定解を有し,それらの間の競争によるパターンの時間的な揺らぎを明らかにし,空間周波数フィルタによって,個々の安定解を選択できることとそのゆらぎを抑制できることを示した.また,電子システムとの接続性に優れ,非線形性,時間応答,空間写像を広い範囲で調節可能な光電子ハイブリッドなフィードバックシステムを構築した.そのシステムにおいて,時系列処理が途中の介在しているにもかかわらず,光フィードバックシステムと同様な空間特性を有する自発的パターン形成を起こすことを明らかにした.さらに,光路をシフト量させると,発生するパターンが,シフト量に比例した速度で流れることを利用して,発生するパターンの速度から,フィードバック光学系に透明基板の角度を計測できることを示した.
西洋古典古代における「幸福」論の系譜

徳倫理学と幸福論との関係に主眼を置いた研究の第三年度としては、当初の予定通りほぼ順調に推移している。分担者が一人加わって、陣容もさらに充実した。(1)アリストテレスを中心とした西洋古代の幸福論と徳倫理学の関係については、特に賢慮(フロネーシス)との関係について考察が深まった。研究代表者(荻野)によって2018年度は、一橋大学大学院国際戦略研究科における講演が活字化され書籍として刊行された(「ナレッジフォーラム講義録」)。(2)古代哲学に特有の「生きられた哲学」の性格に関しては、東京都立高校の社会科教員の研修会に招かれて講演した記録が刊行された(「都倫研紀要」)。(3)ストア派の幸福論の中核ともいえるエピクテトスに関する新しい訳の刊行は、準備が遅れており、2019年中には刊行される予定である。(4)分担者(佐良土)によるコーチング理論への応用は、二つの論文で研究発表として結実した。従来の文献的古代哲学的研究にはない展開であり、東京オリンピックを目前にして、哲学以外の教育分野からも注目を呼んでいる。これは19年度においてさらに深まりを期待したい分野である。また新規参加の分担者(中村)によって、死刑と人間の尊厳の関係、恥のもつ倫理学的意味、など現代英米の倫理学と行為論の研究分野で新たに研究発表がなされた。これは幸福を構成する要素のうち、特に名誉や自己承認の欲求に関わるものであり、重要な成果に数えられる。古代末期のアウグスティヌスを中心としたキリスト教的幸福論の意味については前年度の『アカデミア派駁論』に続くカッシキアクム対話篇『至福の生』を中心とした研究を開始したが、18年度にはまだまとまらず、成果として公表されていない。19年度に本格的に取り組みたい課題である。概要にも記したように、研究会の実施とその記録、研究上の基礎文献の蒐集と資料調査など、予定していた活動はほぼ順調に推移している。新しい成果としては、コーチングの哲学の理論的基盤の確立からさらに進んで、実質的な幸福実現への他者の介助という論点に関して新しい展開があり、隣接分野の研究者との意見交換や交流も進展した。また若い研究分担者1名が加わって、現代英米倫理学との接点がいくつか生まれたことも、予想以上の成果といえる。平成30年度は、予定していた外国出張が諸般の事情で先送りになり、外国の研究者との交流という点では目立った進展が見られなかった。同時にグローバル状況の中で普遍的な幸福論がありうるのか、それとも文化と歴史に相対的な「厚い」(thick)な概念としての幸福を記述的な方向で考えるべきか、という新たな課題にも直面しつつある。(1)ストア派幸福論の中核をなすエピクテトス『提要』の新しい翻訳を19年度中に刊行する(代表者:荻野)。(2)人間の尊厳を、侮辱や刑罰といった側面から思想史的・法哲学的に扱う研究を集大成する(分担者:中村)。(3)コーチングの理論を深めることにより、チームスポーツをモデルとした徳倫理学の標準的理論を構想する。これは教育現場での実践とも密接に関係している(分担者:佐良土)。(4)キケロにおける古典古代的な哲学と幸福の理念が、リベラル・アーツの形成と共にキリスト教教父の思想において、継承・展開・変容されていった思想史的な流れを歴史的に跡づけることを目指す。これが次年度における最大の課題になる。基本的な研究の方法と実施時期、陣容に関しては特に大きな変化はない。研究の初年度としては当初の予定通り、ほぼ順調に推移している。(1)アリストテレス倫理学における幸福論の再考については、雑誌『理想』696号に研究代表者(荻野)が論文を掲載したが(2016年3月)、それを発展させて『エウデモス倫理学』第8巻の叙述を精査することで、アリストテレス倫理学における包括主義対卓越主義の図式について、従来の論争とは異なる角度からの新解釈を推進した。これについては引き続き検討が必要である。(2)これと並行して年度の後半にはエピクテトス『提要』を中心とした、ストア派の幸福論についても検討作業に着手した。シンプリキオスの註解書が刊行されたので、古代後期におけるストア派の影響に関しても、従来にない興味深い知見を得ることができた。(3)2016年6月にスルガ銀行のセミナーから「現代人にとっての幸福論」の講演依頼があり、この機会を利用して出席者を交えた意見交換を行うことができた。これによって、単にアカデミズムの中での研究だけでなく、広く企業人や社会の幸福理解についてもサーベイが可能になったのは予想外の収穫である。(4)2016年7月に日本アスペン研究所との連携により、日立製作所の人工知能研究者グループと意見交換する機会を持てた。人工知能開発の過程で、ウエアラブルな機器を装着してのビッグデータの収集により「幸福度を測定することが可能」と考える研究者に対して、改めて幸福概念の掘り下げが必要なことを確認することができた。(5)分担者(佐良土)によって、コーチングの哲学の立場から幸福論への接近が可能であるか、その可能性が開拓されつつある。概要にも記したように、研究会の実施とその記録、文献の蒐集と資料調査など、予定していた活動はほぼ順調に推移している。ただしこれらの研究成果をまとめて、出版するなど具体的な形にするにはなお時間が必要である。

また平成28年度は、オランダのファン・デン・リエク教授との研究会(2016年9月、東京大学)以外には、特に外国の研究者との目立った交流の機会はなかった。徳倫理学と幸福論との関係に主眼を置いた研究の第二年度としては当初の予定通り、ほぼ順調に推移している。(1)アリストテレスを中心とした西洋古代の幸福論に関しては、研究代表者(荻野)の数回にわたる学外での一般向き講演を題材に、文献的考証を加えて論文にした論考を『哲学科紀要』に掲載した。この試みは、民間企業や公務員研修における関心の高まりを背景にしており、スルガ銀行の社内広報誌でも紹介されている。(2)ソクラテスの徳の理解については、こうした問題に関心を持つ編集者の依頼で、雑誌『致知』誌上に研究代表者(荻野)の小論を掲載した。(3)分担者(佐良土)によって、アリストテレス倫理学をコーチングの理論として応用する研究が進められ、日本体育・スポーツ哲学会の大会で発表し、注目を集めた。(4)エピクテトスを中心とするストア派倫理学については、その成果(新しい翻訳と解説、展開)がダイヤモンド社から2018年中に刊行される予定。(5)新たな課題としては、古代における懐疑主義がどの程度幸福論としての射程を持っているのか、という問題がアウグスティヌスの初期作品『アカデミア派駁論』によって、新たな研究課題として浮上してきつつある。またアリストテレス倫理学の現代的評価は、哲学全体のアプリオリズムの自然主義的な方法への組み換えという大きな課題とも連動することが、明らかになりつつある。これらをどう取り入れていくかが課題と言える。概要にも記したように、研究会の実施とその記録、文献の蒐集と資料調査など、予定していた活動はほぼ順調に推移している。新しい成果としてはコーチングの哲学の理論的基盤の確立が予想以上に進み、注目を浴びていること、成果の一部も好評されつつある。エピクテトスに関する著作が2018年度中に刊行予定。平成29年度は、予定していた外国出張が諸般の事情で先送りになり、外国の研究者との交流に関しては目立った進展がなかったことは残念である。徳倫理学と幸福論との関係に主眼を置いた研究の第三年度としては、当初の予定通りほぼ順調に推移している。分担者が一人加わって、陣容もさらに充実した。(1)アリストテレスを中心とした西洋古代の幸福論と徳倫理学の関係については、特に賢慮(フロネーシス)との関係について考察が深まった。研究代表者(荻野)によって2018年度は、一橋大学大学院国際戦略研究科における講演が活字化され書籍として刊行された(「ナレッジフォーラム講義録」)。(2)古代哲学に特有の「生きられた哲学」の性格に関しては、東京都立高校の社会科教員の研修会に招かれて講演した記録が刊行された(「都倫研紀要」)。(3)ストア派の幸福論の中核ともいえるエピクテトスに関する新しい訳の刊行は、準備が遅れており、2019年中には刊行される予定である。(4)分担者(佐良土)によるコーチング理論への応用は、二つの論文で研究発表として結実した。従来の文献的古代哲学的研究にはない展開であり、東京オリンピックを目前にして、哲学以外の教育分野からも注目を呼んでいる。これは19年度においてさらに深まりを期待したい分野である。また新規参加の分担者(中村)によって、死刑と人間の尊厳の関係、恥のもつ倫理学的意味、など現代英米の倫理学と行為論の研究分野で新たに研究発表がなされた。
相互作用における主観評価の定量的・連続的評価手法の確立

相互作用の主観評価の定量化に向けて,昨年度から行っている2つのアプローチが有望であったことを受けて,引き続き構成的アプローチとトップダウンの分析的なアプローチを継続した。トップダウンの分析的なアプローチでは,ロボットが行った無意識的な振る舞い(例えば,頭をかく,腕を組むといった振る舞い)を人が無意識にまねる度合いを主観評価と比較する実験を,人間型ロボットとアンドロイドの双方を利用して進めた。しかし,こちらのアプローチでは,これらのロボットの大局的な振る舞い(例えば,一緒に何か話し始める,作業をする,など)における同期がとれていないことがおそらく原因となり,無意識の模倣と主観評価の有意な関係を見いだすことが出来なかった。この結果は,構成的アプローチの進展が,トップダウンの分析にも影響することを示していると考えられる。一方,人間型ロボットRobovieとAsimoを比較した結果(IEEE Trans。on Roboticsに採択)からは,主観的印象が大きく違っても,動きレベルに現れる影響は,0.2秒ほどの反応遅延時間や,20cm程の対話距離の差にしか表れず,人間型ロボットRobovieと猫型ロボットiCatの比較からは,大きさや形状が大きく違っても,対話の中での知性が同程度なら,ロボットの自律性の評価は変わらないと言った知見も得られた。構成的アプローチからは,大局的な振る舞いにおいて同期をとるべく,人の立ち位置をモデル化するロボットを作り,ものを説明する際の立ち位置を最適化するロボットを実現した。この結果は,人とロボットとの相互作用に関する最難関の国際会議HRI2008(採択率35%)に採択された。2年の研究期間の最終年度となる今年は,査読付きジャーナル論文5本,国際会議5件が採録されるなど,大きな成果を上げた。本年度はモーションキャプチャシステムを通して取得した身体動作データと主観評価の関連の分析を進めた.主に2つのアプローチから研究を進めた.1つ目は構成的なアプローチとして高い主観的評価を得るロボットを作り出すことで主観評価に関わる要素の同定を試みた.具体的には,発達心理学分野において幼児がどのような振る舞いから生き物らしさを見いだすか,という生物的な動きの特徴に注目し,モーションキャプチャシステムのリアルタイム出力結果を利用して生物的に振る舞うロボットを構築した.さらに,ロボットと関わる人が対話相手をロボットであると知っているかどうかによって対話が変わるのかどうかに注目した評価実験を行い,被験者の大半は対話相手が自律的なロボットであるか人間であるかを気にせずに対話を続けることを見いだした,2つ目は,トップダウンの分析的なアプローチとして,既にこれまでの研究から協調的動作の重要性が見いだされてきたため,ロボットと人間との協調的な身体的動作に着目し,まずロボットが行った振る舞いを人が無意識にまねる度合いを主観評価と比較する実験を行った.心理学分野では,人間同士が対話の際に好意的な印象を持っている場合には,無意識の同調動作が生じることが広く見いだされている.たとえば,会話中に一方の人が頭をかくと,もう一方の人もつられて手を頭にやる,といった現象である.そこで,このような動きが主観評価の指標になる可能性を確認するために,ロボットを使った実験を行った.特に,ロボットの外見が印象や振る舞いに影響するのかどうかを比較するため,アンドロイドロボットも実験に用い,人間型ロボットRobovieとアンドロイドの双方において対話している人間に協調的な振る舞いが生じるかどうかを観測する実験を行った.現在,こちらの実験結果は分析中である.相互作用の主観評価の定量化に向けて,昨年度から行っている2つのアプローチが有望であったことを受けて,引き続き構成的アプローチとトップダウンの分析的なアプローチを継続した。
シリコン中に生成したスピン流の3次元情報制御

本研究では電子が有する内部自由度の一つであるスピンに注目している.最終目標はスピンの流れであるスピン流の高度制御技術を確立である.特にシリコンは既存技術との整合性も高いためスピン情報を利用する"スピントロニクス"においても重要な半導体である.そこで,シリコン中のスピン流の高度制御技術の確立を目指して研究を行った.本研究により,磁界を用いたスピンの回転操作の高度化や長距離スピン輸送,スピンのゲート操作など多岐に渡る高度なスピン操作を室温で実証することに成功した.スピン流(スピン角運動量を有する電流)は従来,1ビット情報しか輸送できなかった.本研究は申請者のシーズ技術であるSi中へのスピン注入・輸送・操作技術を高度化し,スピン流で輸送できる情報を多ビット化する.具体的にはスピンの向きを3次元的に制御して輸送し,検出電極で3次元情報に復元する技術の確立を図る.本技術によってスピン流で輸送できる情報量は飛躍的に増加し,従来のスピントロニクスを遥かに凌駕する高機能デバイスの実現が期待できる.本年度はスピンの方向制御技術の向上を目指し,Siチャネルで4π以上のスピンの回転を検出することを試みた.4π以上の回転を検出するためにはSiの長距離輸送が不可欠である.スピンの長距離輸送の実現にはシリコンチャネルを低ドープにすることが有効であると期待される.そこで本研究では非縮退(1e18 cm-3)のSiチャネルを有するデバイスを作製した.また複数回の回転を観測するにはスピン注入電極からスピン検出電極までのスピン流の到達時間を厳密に制御する必要がある.その為,過去の我々の研究でその有用性が明らかになった,スピンドリフトの効果を用いた測定手法を開発した.その結果,21マイクロメートルと非常に輸送距離の長い試料を用いてスピン輸送信号の室温検出に成功し,更に4π以上の回転を観測することに成功した.この結果はスピン方向の3次元制御において2回転に相当する制御までは十分にスピン情報を保持することを意味しており,複数回のスピン回転操作が可能であることが証明された結果と言える.スピン流(スピン角運動量を有する電流)は従来,1ビット情報しか輸送できなかった.本研究は申請者のシーズ技術であるSi中へのスピン注入・輸送・操作技術を高度化し,スピン流で輸送できる情報を多ビット化する.具体的にはスピンの向きを3次元的に制御して輸送し,検出電極で3次元情報に復元する技術の確立を図る.本技術によってスピン流で輸送できる情報量は飛躍的に増加し,従来のスピントロニクスを遥かに凌駕する高機能デバイスの実現が期待できる.本年度はスピンドリフト効果がスピン蓄積電圧信号に与える影響について詳細に検討した.その結果,ドリフト効果はスピン引き抜き側の電極には非常に有効に働きスピン信号を増幅させるが,スピン注入側の電極ではスピン信号を減少させることが判明した.本結果は操作したスピン流を高感度に検出するうえで重要な設計指針となる.本年度はSi中のスピン輸送技術を発展させるために,理論・実験の両側面からのアプローチを行った.まず,理論の側面からはスピン輸送にドリフト効果を用いた場合の局所磁気抵抗効果の挙動を表すモデルを構築し,実験で検出されていたスピン信号の電流極性依存性および電流に対する非線形性を説明できることを示した.本成果はPhysical Review Bに投稿中である.また,実験については本来のスピンMOSFETの動作スキームである,定電厚印加,電流量の磁化配置制御に室温で成功し,真の意味でのスピンMOSFETの実現に成功した.本成果はApplied Physics Expressで出版済である.本成果によりスピンMOSFETの性能指標を評価することが可能となり,実用化レベル(磁気抵抗比100%)までは4桁程度の向上が必要であることが明らかになった.また理論計算より,界面抵抗の低減および微細素子の作製により3桁程度の向上が期待できることを示した.強磁性体の膜質改善により1桁程度の向上は望めるため,実用化に向けての設計指針を得ることが出来たと言える.本研究では電子が有する内部自由度の一つであるスピンに注目している.最終目標はスピンの流れであるスピン流の高度制御技術を確立である.特にシリコンは既存技術との整合性も高いためスピン情報を利用する"スピントロニクス"においても重要な半導体である.そこで,シリコン中のスピン流の高度制御技術の確立を目指して研究を行った.本研究により,磁界を用いたスピンの回転操作の高度化や長距離スピン輸送,スピンのゲート操作など多岐に渡る高度なスピン操作を室温で実証することに成功した.信号強度が十分ではなかったため,当初予定していなかった研究をおこなった.しかし,そのおかげでどのようにしたら信号強度を増幅させられるのかの設計指針が得られ,今後の研究において良い手助けとなることができた.今後の研究も十分に実現可能であると期待される為,研究は順調に進展していると考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。半導体スピントロニクス複数のスピンを用いたスピン流制御技術の確立複数の制御用強磁性体を用いた素子を作製し,個々の強磁性体の磁化配置により検出される電圧が制御できることを実証する.X,Y,Z端子に検出される電圧が,複数配置した強磁性体の磁化配置に依存して変化することを実証する.電圧によるスピン流の3次元方向制御技術の確立電圧印加磁化方向制御技術を用いることにより,制御用強磁性体の磁化方向の高速に制御し,スピン流の高速変調を目指す.制御用強磁性体に電圧印加

磁化方向制御用の電極を作製する.パルスジェネレータを用いて瞬間的に電圧を印加し,それによる検出信号の変化をGHzオシロスコープで測定する.当初はスピン情報の三次元検出を行う予定であった.しかし,デバイス作製装置のトラブルが発生し,新しいデバイスの作製が困難となり,これまでに作製したデバイスで新しい実験を行う必要性が出てきた.従って計画予定の修正を余儀なくされたが,室温における複数回回転のデモンストレーションという予想以上の成果を得ることが出来た.本年度の予定は来年度に繰り越しをするが,その代わりに最終年度に行おうと計画してした結果の一部を既に実現することができたことを鑑みると,概ね順調に進展していると評価できる.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後はスピンの3次元検出技術の確立および中間磁性体を用いたスピン方向制御の基礎技術を構築する予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。消耗品として計上していたが,本年度は使用する必要がなかったため,来年度の購入に変更した.実験に使用するカプトンテープを使用する予定である.
土の変形係数とポアソン比を求めるための実用的な平板載荷試験機の開発

半無限一様弾性地盤や半無限多層弾性地盤が表面に垂直荷重を受けたときの地盤内応力や変位を解析する周知のブーシネスクの問題やバーミスターの問題の解析のためには,各層のヤング係数やポアソン比が必要なパラメータとなることが多い.一方,ダムや堤防,擁壁などの土構造物で理論解析解が存在しない問題を解析するために,有限要素法によって弾性解析する場合にも対象とする物体のヤング係数やポアソン比を与える必要がある。しかし,明確な根拠や実験データに基づいて両者の値が与えられる例はまれである.締固め土の変形係数は,一般に一軸圧縮試験での応力-ひずみ曲線から得られる割線勾配や接線勾配から推定されるが,そのときはポアソン比は0とみなされる.土のポアソン比を測定するためには,測定装置と実験手続きが一軸圧縮試験より格段に複雑な三軸圧縮試験を行わなければならない.筆者は過去に円筒モールドに締固められた土に対して平板載荷試験を行うことによって,締固め土の変形係数とポアソン比の両方の値を評価できる方法を見出しそれを報告した.その内容は,載荷円板とモールドの寸法比が異なる2つのモールドに同じ条件で締固められた土に対して繰り返し平板載荷試験を行い,そのときの荷重強度と加圧板のたわみの関係を理論解析解にあてはめるものである.その際,大型のモールドを使用すれば測定精度は良好である.しかし,実験の準備に多大の労力を要するため,多様な条件のもとでの実験を行うのには効率的でない.この度の科研費による研究の目標は,小型モールドを使用した実験の測定精度を向上させることであった.その目標はある程度達成できたので,次年度はこの実験装置を用いて実験データを積み重ねることを計画している.半無限一様弾性地盤や半無限多層弾性地盤が表面に垂直荷重を受けたときの地盤内応力や変位を解析する周知のブーシネスクの問題やバーミスターの問題の解析のためには,各層のヤング係数やポアソン比が必要なパラメータとなることが多い.一方,ダムや堤防,擁壁などの土構造物で理論解析解が存在しない問題を解析するために,有限要素法によって弾性解析する場合にも対象とする物体のヤング係数やポアソン比を与える必要がある。しかし,明確な根拠や実験データに基づいて両者の値が与えられる例はまれである.締固め土の変形係数は,一般に一軸圧縮試験での応力-ひずみ曲線から得られる割線勾配や接線勾配から推定されるが,そのときはポアソン比は0とみなされる.土のポアソン比を測定するためには,測定装置と実験手続きが一軸圧縮試験より格段に複雑な三軸圧縮試験を行わなければならない.筆者は過去に円筒モールドに締固められた土に対して平板載荷試験を行うことによって,締固め土の変形係数とポアソン比の両方の値を評価できる方法を見出しそれを報告した.その内容は,載荷円板とモールドの寸法比が異なる2つのモールドに同じ条件で締固められた土に対して繰り返し平板載荷試験を行い,そのときの荷重強度と加圧板のたわみの関係を理論解析解にあてはめるものである.その際,大型のモールドを使用すれば測定精度は良好である.しかし,実験の準備に多大の労力を要するため,多様な条件のもとでの実験を行うのには効率的でない.この度の科研費による研究の目標は,小型モールドを使用した実験の測定精度を向上させることであった.その目標はある程度達成できたので,次年度はこの実験装置を用いて実験データを積み重ねることを計画している.
地方税法における徴収手続きの欠陥と今後の改正

1、地方税法の課税・徴収権の解釈上の問題本研究においては、まず地方公共団体の自主課税権の範囲や地方公共団体の課税権、徴収権をめぐる法解釈上の問題点を探っている。憲法改正における自主課税権(地方財政権)についての明文化などの立法論等についても検討を行っている。外形標準課税や法定外税をめぐる最近の問題点を考察している。法定外税の導入による地方団体の課税権がどのように変化したかなど、自治体課税権の拡大化や応益課税にそった解釈論の必要性を説いている。なお、道州制の議論が高まってきたことから、地方公共団体の自主課税権の憲法上の位置づけと徴収権との結びつきを理論的に検討を加えようとした(地方団体を横断する「地方税滞納整理機構」、徴収の民間化委託の問題を含む)。2、特別徴収制度の問題点、税業務の共同化の課題と方向性三位一体改革による地方への税源委譲により地方税の負担増が図られているところであるが、これをとりまく徴収問題を検討している。収納・滞納整理に係る税務行政のあり方についても検討を重ね、税業務の一元化(共同化)について課題と方向性を示す。特に、地方税における賦課課税制度と特別徴収制度との関連性(国税は、申告制度と源泉徴収制度が原則)に着目することによって、法的に課税漏れ・滞納誘発するメカニズムが地方税には広範囲に存在することを明らかにした。また、今日税務の共同化が不可欠であり、それに向けての論点整理を行った。3、滞納状況・対応に対する実態調査上記のような法的な検討に加えて、滞納状況にかかる実態調査にとりかかった(アンケート等の準備作業)。地方団体における滞納状況の把握を行ったが、税目に着目して地方自治体による滞納率の低下(徴収率の向上)についての取り組みの現状についての整理を行った。地方税の徴収にかかる合理化、効率化の推進状況としてとりまとめをすすめている(地方公共団体へのヒヤリングや基礎的資料の収集も行った)。1、法制度の検討本年度はまず地方公共団体の特別徴収権の導入の経緯と法的性質ついての文献による検討をすすめた。2、滞納状況・対応に対する実態調査上記のような法的な検討に加えて、滞納状況にかかる実態調査にとりかかった(アンケート等の準備作業)。なお、文献やインターネットの利用により地方公共団体における滞納状況の把握を行ったが、税目に着目して地方自治体による滞納率の低下(徴収率の向上)についての取り組みの現状についての整理を行った。地方税の徴収にかかる合理化、効率化の推進状況としてとりまとめを行っている(地方公共団体へのヒヤリングのための基礎的資料の収集も行った)。17年度18年度において、地方公共団体における税業務の共同化についての理論的研究、実務的研究をおししたところであるが、昨年度は特に税実務の共同化にあたっての地方税法条の制約(地方税法上の障害・問題点)を憲法・地方税法における自主課税権等について法理論的研究をおこなったところである。本年度は具体的に共同化にあたっての法解釈上、実務上の問題についての検討をおしすすめた。現在、地方公共団体におしすすめられている「地方税徴収の合理化・効率化」を目的とした。

現在自治体で進行中の共同化作業をみながら、共同化にあたっての枠組みの検討及び共同化の具体的な内容についての検討をおししめていった。結論のみを概略すれば、以下のような報告のとりまとめの方向性あるいは成果をおおむねえている。(1)現在の市町村の課税処分・滞納整理に国税のそれと比して大きな税務行政上の問題が存する、(2)そのような問題を整理したうえで共同化の枠組みを構築すべきである、(3)市町村・地域によって納税への姿勢等が異なり、地域の実態に即した共同化をも考慮に入れる必要がある、(4)滞納整理に課題が多いという点では自治体で意識の一致はあると思われる(大口困難案件処理のための組織化はすすんでいる)、その余の部分での共同化をなお積極的におししめる必要がある(「徴収」から「課税・徴収・不服申立て等」に共同化を拡大していく必要がある。不服申立てや税務調査等についても踏み込んだ検討が必要である、(5)税業務の共同化にあたっての組織的検討も不可欠である(公務員の身分、電算化、情報保護等)、(6)地方への税源委譲に伴い地方税法における租税債務手続規定へみなおしが、実体法の改正とともに不可欠である、等直接的な成果として現在「地方公共団体と自主課税権」(慈学社)から単著での公刊作業をすすめている(現在初校段階である)。資産税関係論文集成(財団法人資産評価システム研究センター)2006年版に「憲法改正と地方財政権」(昨年度公表論文を加筆)が登載された。
歯周病原性バイオフィルム形成における細菌間相互作用のプロテオミクス解析

難治性根尖性歯周組織炎患者から菌を分離し、それらの菌種間のバイオフィルム形成における相互作用について検討を加えた。得られた菌株のうち複数の菌種間でバイオフィルム形成における相乗効果が認められた。これらのうちその効果が最も顕著に認められたFusobacteriumnucleatumとPorphyromonas gingivalis間で相互作用の解析の結果、P. gingivalisからの可用性物質によってF. nucleatumのバイオフィルム形成が促進され、F. nucleatum菌体のタンパクプロファイルに変化していた。さらにこの組み合わせでの混合感染によって、歯肉上皮細胞および血管内皮細胞へのP. gingivalis侵入効率の上昇が認められ、複数の細菌によるpolymicrobialinfectionによる病原性の変化が明らかになった。歯周炎は、特定のグラム陰性嫌気性桿菌群によって引き起こされる感染症である。歯肉溝内の多菌種によるバイオフィルムは、複雑な細菌間相互作用によって作り上げられる。本研究では歯周病原性バイオフィルム形成に関わる細菌間相互作用の解析を試みた。根尖性歯周炎局所から分離される頻度の高い菌種のうち、Fusobacterium nucleatum,Porphyromonas ginigivalis,Staphylococcus aureusを用い、その共培養によってbiofilm形成をさせた。これらの菌種によるbiofilm形成量を、培養後、crystal violetによる染色によって比較すると、F.nulceatumとP.gingivalisの組み合わせで著明なバイオフィルムの形成促進が認められた。この2菌種の一方をtype I collagen coated cell culture用プレートに接種し、そこに、底部が0.4μlのフィルターになっているinner wellにparner strainを接種したものを挿入し、可溶性物質のみがフィルターを通して移行するようにして、plateに形成されるバイオフィルムの形成量の変化を検討した。F.nulceatumとP.gingivalisの相乗効果は、どちらの菌株をtype I collagen coated cell culture用plateに接種した場合にも認められた。F.nulceatumをplateに接種し、inner wellにP.gingivalisを接種し、培養し、形成されたF.nulceatumのbiofilmをSDS-PAGEにより解析すると、35kDaタンパクの増加が認められた。これらの結果から、P.gingivalisの可溶性成分がF.nulceatum遺伝子発現に影響を与え、そのbiofilm形成を促進に関与していることが示唆された。歯周炎は、成人の30%を越す罹患者を持つ国民病とも言える疾患である。本疾患は、特定のグラム陰性嫌気性桿菌群が歯肉溝内バイオフィルム中で増殖することによって引き起こされる感染症である。近年、歯周病原菌は歯周炎のみならず心冠動脈疾患、糖尿病といった口腔以外の疾患にも影響を与えていることが報告されている。歯周病の病因を明らかにするためには、歯周病原性バイオフィルム形成のプロセスで起こっている細菌間相互作用を明らかにする必要がある。本研究では、プロテオミクス解析により歯周病原性菌間の相互作用の解明を目的とした。根尖性歯周組織炎から分離されたFusobacterium nucleatum TDC 100と他の細菌種との間でのバイオフィルム形成の解析から、F. nuclatumが、Porphyromonas gingivalis, Staphylococcus aureus等の細菌のバイオフィルム形成促進作用があることが明らかになった。この促進作用は、0.22μmの膜を介した混合培養でも認められたことから、F. nucleatumの産生する可溶性物質がバイオフィルム形成促進作用を誘導していると考えられた。F. nucleatumと共培養したP. gingivalisのタンパクプロファイルを解析すると、35kDaタンパクの発現が上昇していた。このスポットを分離し、アミノ酸配列を解析するとF. nucleatumの外膜タンパクであった。また、F. nucleatumとP. gingivalisをヒト動脈内皮細胞に感染させると、単独で感染させた場合に比べその侵入効率が上昇することを明らかにした。これらの結果は、F. nucleatumがその産生する可溶性物質によって他の細菌のバイオフィルム形成促進作用を誘導するとともに動脈内皮細胞への侵入のような病原性についても影響を与えていることを示している。
構造の制御されたシーケンシャル星型ポリマーのリビングカチオン重合による合成

本研究は,リビングカチオン重合を用いて,構造が制御された官能基を持つシーケンシャル星型ポリマーの合成法の確立を目的としている。本重点領域研究平成8年度の研究において,構造が制御され,かつ枝の数の多い星型ポリマーの生成反応の最適条件を検討したところ,ジビニル化合物によるポリマー結合反応では,一般に枝が長くなると,立体障害により枝の数と収率がともに減少し,長い枝を多数持つ星型ポリマーを高収率で合成することは困難となることがわかった。そこで本年度は,枝ポリマーの立体障害には影響を受けにくいと予想されるCore-First法を用い,種々の星型ポリマーの合成を検討した。1.Core-First法による星型ポリマーの合成ごく短いイソブチルビニルエーテル(IBVE)のリビングポリマー(10量体以下)と二官能性VEを反応させて得た可溶性のミクロゲルの中心核へ新たにモノマーを加え,中心核よりリビング重合を行うことにより,ポリマー結合反応より高収率で分子量の大きな星型ポリマーを合成することが可能となった。2.枝の末端に官能基を持つ星型ポリマーリビングミクロゲルからIBVEを重合して得たポリマーの成長末端にマロネートアニオンを反応させて,枝の末端にマロネート基を導入した。このマロネート基を加水分解,脱炭酸することで,末端にカルボキシル基を持つ星型ポリマーが得られる。3.星型ブロックポリマーリビングミクロゲルからIBVEを重合し,その成長末端からp-t-ブトキシスチレン(tBOS)を重合して,ビニルエーテルとスチレン誘導体のブロックポリマーを枝とする星型ポリマーを合成した。
ヒト正常肝細胞を用いたハイブリッド型人工肝臓の開発

1.ブタ肝細胞、ヒト肝細胞の長期培養と形態学的、機能的評価ヒト正常肝細胞を用いたハイブリッド型人工肝臓の細胞供給源として、ヒト正常肝細胞の長期培養法について検討した.正常ブタよりコラゲナーゼ灌流法により肝細胞を採取した。肝細胞の生存率は90%前後で、培養48時間後凍結保存し、解凍後も70-80%の生存率を維持できることを確認した.また、線維芽細胞の増殖を抑制するように培養液を工夫することにより3ヶ月間の長期培養が可能で、Cytochrome P450活性が維持できることを確認した。この結果を踏まえて、collagenase-dispase液の穿刺還流法にてヒト正常肝組織から分離したヒト肝細胞培養に、ブタ肝細胞に用いた長期培養法に改良を加え応用した.本培養法にて、ヒト正常肝細胞は次第に細胞数は減少するものの形態学的にも2ヶ月後においても肝細胞であることが確認され、3ヶ月肝特異的機能が維持できた。また、早期の段階では増殖する細胞も確認された。2.人工肝臓のためのバイオリアクターの開発分画分子量70kDaのhollow fiber cartridgeにブタ肝細胞を充填し、ハイブリッド型人工肝を作成した。閉鎖回路にてアンモニア、リドカインおよびガラクトース負荷試験による機能評価を行い、灌流開始後10日間肝機能が維持されていることを確認した。形態学的には細胞間にはタイトジャンクションや毛細胆管が形成され、hollow fiber内での肝細胞の機能的再構築が確認できた。ヒト正常幹細胞を用いたハイブリッド型人工肝臓を開発するために、ブタ正常肝細胞をもちいて培養法の基礎的検討を行い、肝悪性腫瘍切除時に採取した非癌部のヒト正常肝細胞の培養、さらにバイオリアクターの試作の3つの方向で研究を進めている.1)ブタ正常肝細胞の継代培養・大量培養法の開発新生仔ブタ肝よりコラゲナーゼ灌流法によって90%前後の生存率で肝細胞を採取・精製を行うことができた。培養後48時間後よりフリーザ-を用いて凍結後、液体窒素中での凍結保存が可能であり、凍結保存後も70-80%の生存率を維持することが確認された。また、約3ヶ月間の長期培養が可能であり、Cytochrome P450活性および誘導能も保たれていることが確認された。また、数代の継代培養後も肝細胞の超微構造は良好であった。現在、肝細胞のアルブミンなどの蛋白合成能、肝細胞特異的な遺伝子発現を検討中である。2)ヒト正常肝細胞の採取、継代培養法の開発。高濃度コラゲナーゼ・パィスバ-ゼを使った穿刺灌流法を用いて、少量の(10mm角)手術標本、1X10^6程度の正常肝細胞を90%の生存率で採取することが可能となった。現在のところ、約1ヶ月間の長期培養が可能であり、肝細胞の形態もよく保たれた状態で確認されている。ヒト正常肝細胞の長期・継代培養後の代謝能、蛋白合成能、肝細胞特異的な遺伝子発現を検討予定である。3)バイオリアクターの開発・機能評価蛋白質が透過不可なバイオリアクターに初代ブタ肝細胞充墳し、ハイブリッド型人工肝として閉鎖灌流系で機能評価を行った。アンモニア、リドカインの代謝クリアランスは、灌流開始後1週間においても機能が維持されていることが確認された。バイオリアクターの機能評価については、肝不全犬と交差灌流を行い、細胞機能評価、脂質代謝活性、凝固系、肝不全犬の救命率等で機能評価を行っている。1)ヒト正常肝細胞の採取、継代培養法の開発。高濃度コラゲナーゼ・ディスパーゼを使った穿刺灌流法を用いて、少量の手術標本より肝細胞を採取する技術がさらに安定し、正常肝細胞を90%の生存率で採取することが可能となった。また透過型電子顕微鏡によって1ヶ月の長期培養後の形態観察にて、細胞間のJUNCTIONの形成、微細胆管を確認する事が出来、形態的に機能維持している事が確認された。

2)ブタ正常肝細胞の継代培養・大量培養法の開発新生仔ブタ肝よりコラゲナーゼ灌流法によって肝細胞を採取・精製を行い長期培養を行ったところ、免疫組織法によって1ヶ月後の肝細胞でアルブミンの産生が認められる一方でサイトケラチン19の発現は認めず、肝特異的機能を維持している事が確認された。3)バイオリアクターの開発・機能評価蛋白質が透過可能でかつ容量を大きくしたバイオリアクターに初代ブタ肝細胞充填し、ハイブリッド型人工肝として閉鎖灌流系で機能評価を行った。アンモニア、リドカインの代謝クリアランスにおいて蛋白質が透過不可なバイオリアクターと比較して機能維持期間が明らかに短いことが確認された。今後はヒト肝細胞の長期培養におけるアンモニア等の代謝能、P450活性、アルブミンなどの蛋白合成能、肝細胞特異的な遺伝子発現を検討する予定である。またブタ・ヒト肝細胞の長期・継代培養後のバイオリアクターの機能評価についても、肝不全犬と交差灌流を行い、細胞機能評価、脂質代謝活性、凝固系、肝不全犬の救命率等で機能評価を進める予定である。1)ヒト正常肝細胞の採取、継代培養法の開発高濃度コラゲナーゼ・デスパーゼ溶液を用いた穿刺潅流法は確立され、少量の手術標本より安定して90%の生存率で採取し、その後約3ヶ月の長期に渡り機能、形態を保ちつつ培養維持することが可能となった。肝特異的蛋白(アルブミン、トランスフェリン等)の発現も確認されている。現在の培養法で、部分的に増殖を促進することが確認されており、継代に関しては、今後更に研究が必要であるが、現在3回まで可能となっている。2)ブタ正常肝細胞の継代培養、大量培養法の開発ブタ肝細胞に関しては長期培養法が確立しており、肝特異的蛋白の発現と、免疫組織染色法にて肝特異的機能を維持していることを確認した。3)バイオリアクターの開発、機能評価ブタ肝細胞を用いたモジュールにて閉鎖潅流系の評価(アンモニア、リドカインの代謝クリアランス等)を終え、現在正常犬と交差潅流を行い、安全性を確認している。また、porcine endogenous retrovirus(PERV)に関する検討を行い、感染はないことが確認された。
鉱物等複雑無機化合物の分子シミュレーションと原子間多体相互作用モデルの創出

本研究では,複雑な結晶構造や組成を持つ鉱物結晶の分子シミュレーションと,それを可能とする組成・物理条件に対し幅広い信頼性を有す原子間相互作用モデルの非経験的構築及びその手法確立が目的である.また,電子状態から鉱物の熱力学特性・多形間の安定関係の予測を行う。密度汎関数理論,格子動力学法と準調和近似を組み合わせ,熱振動の量子性を考慮して有限温度における結晶の熱力学特性の非経験的計算手法の開発・応用を行った。この手法により有限温度下で正しく固体の自由エネルギーを算出することが可能となった。これを用いて,金の圧力-体積-温度状態方程式を非経験的に予測し,近年地球惑星内部科学における最重要問題の一つである超高圧圧力計の不確定性に関し,従来の圧力計を補正する重要な知見を得た。また二酸化珪素(SiO_2)の高温高圧相平衡を例に取り,その非経験的予測をはじめて行った。従来の研究の矛盾点を検証し,地球下部マントル中部と下部における2種の相転移境界を予測し,地震学的観測結果の解釈を議論した。さらにこれらの方法を,地球下部マントルの大部分を占める物質とされる珪酸塩ペロブスカイト(MgSiO_3),及びペリクレース(MgO)に適用し,実際の地球内部の高温高圧条件下でこれらの物質の状態方程式,弾性テンソルを予測し,観測データとの比較から下部マントルの化学組成変化や温度変化,また鉱物量比変化を定量的に検討した。その結果,地球下部マントル全域にわたっておおむね上部マントルと同じ化学組成が維持されていること,しかし,境界領域では上記の2相のみでは観測データを完全には説明できないことを明確に示した。極めて高い温度圧力条件から依然未解決であるこれらの問題に対し,物質科学的立場からの定量的アプローチ法の構築に初めて成功したといえる。これらの成果は高く評価され,日本高圧力学会平成15年度奨励賞を受賞した。本研究では,複雑な結晶構造や組成を持つ鉱物結晶の分子シミュレーションと,それを可能とする組成・物理条件に対し幅広い信頼性を有す原子間相互作用モデルの非経験的構築及びその手法確立が目的である.また,電子状態から鉱物の熱力学特性・多形間の安定関係の予測を試みる.前年度,第一原理電子状態理論からの原子間相互作用モデル化の手法開発を行ったので,年度はこれらを地球惑星物質に応用した.地殻浅部における物質流動に関し重要と考えられる鉱物-水複合系の力学特性を調べるため,鉱物表面における水分子の挙動について数万原子規模の分子シミュレーションを初めて可能とした.表面と水分子の間の原子(分子)間相互作用は実験情報から決定することができないので,前年度開発した手法によりはじめて信頼性の高い計算が可能となった.ブルーサイト,ギブサイト,タルク表面での挙動を比較した結果,表面原子種に水の拡散係数などの動的性質が大きく依存することを見出した.また密度汎関数理論,格子動力学法と準調和近似を組み合わせ,熱振動の量子性を考慮して有限温度における結晶の熱力学特性の非経験的計算手法の開発・応用を行った.電子状態理論によるエネルギー計算では,従来"温度"は考慮されていなかったが,この手法により有限温度での固体の自由エネルギーの算出が可能となった.この手法を用いて,金のPVT状態方程式を非経験的に予測し,近年地球惑星内部科学において大問題となっている高温高圧実験における圧力計の不確定性に対し,理論的検証を行いきわめて重要な知見を得た.また旧来より数多くの研究がなされている二酸化珪素の高温高圧相平衡の非経験的予測をはじめて行った.地球下部マントル中部と下部における2種のポスト・スティショバイト転移を予測し,地震学的に観測されている局所地震波不連続面との関連性を議論した.本研究では,複雑な結晶構造や組成を持つ鉱物結晶の分子シミュレーションと,それを可能とする組成・物理条件に対し幅広い信頼性を有す原子間相互作用モデルの非経験的構築及びその手法確立が目的である.また,電子状態から鉱物の熱力学特性・多形間の安定関係の予測を行う。
新・衛星＝地上ビーコン観測と赤道大気レーダーによる低緯度電離圏の時空間変動の解明

本研究では、EAR等に次世代衛星ビーコン観測を組合せ、全地球大気モデルを活用することで、電離圈の時間・空間構造を解明する。4つの課題を設定している。課題1:次世代衛星ビーコン観測に対応するディジタル受信システムの開発、課題2:EARと衛星ビーコン観測による空間スケール数百数千kmの電離圏構造の解明、課題3:EAR長期間観測データを用いた太陽活動度変動に対する電離圏構造の変動解析、課題4:シミュレーションを活用した電離圏大気圏相互結合の解明、である。20172018年度の研究実績は、課題1について新しい4周波数受信機の開発を進めた。ディジタル受信部とアンテナ部の性能評価と改良を進めた。2018年5月に米国SRI Internationalに装置を持ち込み、室内で衛星送信機からの信号を受信する全体試験を実施した。国内において既存のビーコン衛星からの電波を用いたテスト観測を行った上で、2019年3月にタイ・バンコクに設置した。課題2では、多様な観測データに基づく電離圏構造の研究が実施された。具体的には、GPS受信機網にもとづく3次元トモグラフィー解析、長期間の観測に基づく中規模伝搬性電離圏擾乱の統計解析、オーストラリアから日本までの電波伝搬実験に基づく電離圏構造の解析、東南アジアにおけるGPS測位の航空利用についての研究、等である。課題3ではEAR長期連続観測を成功裏に継続し、ESFの統計解析が進められた。また高度150kmに発生する電離圏擾乱の研究、真夜中過ぎのESF現象に関する研究等が行われた。課題4では、観測データの総合解析や全地球大気モデルGAIAを活用した研究が進展した。GPS衛星観測とGAIAの比較から下層大気の変動がESF現象に与える影響についての成果が特筆される。課題24については非常に順調である。毎年の研究実績における報告論文数は20編を超えており、今回も25編の論文発表を報告した。この部分は当初の予定を超えた成果が得られている。課題1の新しい衛星ビーコン波用の受信機開発は、遅れがあったものの技術課題をほぼ解消し、タイ・バンコクへ設置した。但し、ビーコン衛星TBExおよびCOSMIC-2の打上げは遅延しており、最新情報では2019年6月に打上げ予定である。そのため、本課題を1年間繰り越して実施することとしている。上記の通り、ビーコン衛星TBExおよびCOSMIC-2の配備が打上げロケットの都合から遅れてきた。現在のところ、打上げ予定は2019年6月に設定されている。そのため、研究課題の繰り越しを行った。2019年度には受信機を各地に設置し、観測を遅延なく進めていく。課題1:次世代衛星ビーコン観測に対応するディジタル受信システムの開発、課題2:EARと衛星ビーコン観測による空間スケール数百数千kmの電離圏構造の解明、課題3:EAR長期間観測データを用いた太陽活動度変動に対する電離圏構造の変動解析、課題4:シミュレーションを活用した電離圏大気圏相互結合の解明平成2728年度の研究実績は、課題1について、新しい4周波数受信機の開発を進めた。ディジタル受信部は動作確認と試験観測に成功した。アンテナは基本設計を終えて2回の試作と性能評価を行った。アンテナ関連の論文発表は3件(Matsunaga, 2015, 2016, 2017)、図書の共同執筆が1件(Matsunaga, 2017)である。課題2では、南北観測網のデータ解析から電離圏赤道異常が日出後に発達し夕刻から夜にかけて減衰する様子、磁気嵐に対する変動の様子や日々変動が明らかになった(Watthanasangmechai他, 2015, 2016)。課題3ではEAR長期連続観測を成功裏に継続し、赤道スプレッドF現象(ESF)の統計解析(Ajith他, 2015)、真夜中過ぎのESF現象に関しては論文2件が得られた(Dao他, 2016; Ajith他, 2016)。ESFが日出時に発生する現象が惑星間磁場Bzの北向反転に伴って発生した(Tulasi Ram他, 2015)。課題4では、全地球大気モデルとEAR観測やGPS衛星観測との比較から、下層大気の変動がESF現象に与える影響について成果を得た(論文作成中)。EARと海南島レーダーとの比較からESF発生割合の地域差が指摘された(Li他, 2016)。その他、多様な研究成果が得られた。課題24については、平成2728年度の論文発表数が25編に達するなど非常に順調で、この部分では、当初の予定を超えた成果が得られていると言って良い。しかしながら、課題1の新しい衛星ビーコン波の受信機開発については遅れがあるため年度繰越を行って開発を継続した。全体の完成までもう少しといった状況であり今後は受信機の完成を急ぐ。ただし、ビーコン衛星TBExおよびCOSMIC-2についても、打上げロケットの都合で遅れが発生しており未だ軌道投入されていない状況であるため、ビーコン電波があるのに観測できないといった致命的な問題は発生していない。