hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宮本憲一氏収集資料を活用した環境政策形成史に関する研究

当初、29年度は資料の整理・データベース化に関わることが中心課題であったが、上述のように、アプローチ別班分けによる研究も進捗した。(環境経済学的・環境政策論的アプローチ=寺西、永井、地域経済論的・地域政策論的アプローチ=佐無田、法学的アプローチ=大久保、教育学的・福祉論的アプローチ=土井)1宮本憲一氏収集資料のデータベース化は、当初計画通り、小分類がきわめて困難な一部資料を除いて完了し、2019年度の早い時期にネット上で公開できる段階に到達した。データベースのタイムライン利用により、資料の活用が容易になり、本研究を加速させることができるとともに、一般の利用を可能にすることができる。さらに、データベース化のための試行錯誤と多くの資料館等を調査するなかで、新しいアーカイブの手法「可塑型・初期化可能型アーカイブ」を開発することができた。これは、資料の追加があったときや新たな整理・分類方法が明らかになったときに、任意の時点(場合によっては資料分類をはじめる前の時点)の状態にまで、資料類の物理的な位置をもどせるものであり、宮本氏収集資料のみならず、今後、大量の一次資料の分類・データベース化が課題となったときに応用されることが期待できる。2当初計画で設定した環境経済学的・環境政策論的アプローチをはじめとする7つのアプローチからの研究を進め、それぞれ成果(後述の研究代表者、研究分担者の業績一覧参照)を挙げるとともに、学際的な研究の推進のため、公開研究会を開催した。公開研究会では、研究分担者が研究報告を行うとともに、科研メンバー以外の報告者からも報告を得、重要な成果を挙げることができた。こうした研究を通じて、a)地域経済の不均等発展と環境政策の連関、b)軍事と環境問題・環境政策の連関、c)農村の衰退と再生の環境政策への影響、d)環境政策形成における市民運動の役割などが明らかにされ、最終年度(2019年度)の研究とりまとめの土台を築くことができた。1宮本憲一氏収集資料の分類・データベース化は、当初計画通り、ごく一部をのぞいて完了し、利用が可能となった。また、その過程において、新しいアーカイブの手法「可塑型・初期化可能型アーカイブ」を開発し、同資料のデータベース化に応用することができた(西田祥隆・碇山洋「宮本憲一氏収集資料によるアーカイブ手法の開発と試行」)。たとえば、1枚ものの会議資料などを含め、すべての資料に番号を付与し、膨大な資料の中にどのような資料が存在するのか、その物理的位置はどこであるかなどが、容易に分かるようになっている。2同資料を活用して、7つのアプローチからの研究を進め、雑誌論文等の欄にあるように、論文や学会発表で公開することができた。3学際的研究の推進と社会還元のため、公開研究会(2019年1月27日)を開催した。1資料の小分類とデータベース化ー小分類が終了した資料から順次、アーカイブズを構成する。アーカイブズについてはさまざまな手法があり、確立した方法論がいまだない状況であること、宮本氏収集資料が膨大な量であるとともに内容が複雑であることを考慮し、独自の手法の開発につとめる。アーカイブの途上で予測不可能な問題に遭遇する可能性もあるため、どの段階からでも初期化できる手法を開発する。そのために資料の量を限定してさまざまな手法を試行する。2小分類済み資料を活用した研究の展
靜動疲労荷重を受ける表面研削したセラミックスのき裂先端に着目した強度評価法

セラミックスの強度は表面層の微視的構造に強く依存することが知られているが、表面の性状、特に研削砥石の砥粒によって発生する極微細なき裂については十分に観察されているとは言い難い。本研究では4種類のセラミックス(イオン結合性の強いアルミナ、共有結合性の窒化珪素と炭化珪素、及び相転位強化型のジルコニア)について研削した表面を走査型電子顕微鏡、及び透過型電子顕微鏡を使用して観察し、3点曲げ疲労試験をJIS R1601に規定されてい寸法の試験片を用いて、応力比R=0.1の完全片振りで実施した。1.電子顕微鏡観察結果#325と#800の砥石で研削したアルミナセラミックス表面のSEMから砥粒の差による研削表面の顕著な相違は認められなかった。また、研削表面は粒界が破壊してアルミナの結晶粒が脱落した部分と結晶粒が削られて平面となった部分から構成されており、後者の部分には表面と比較的浅い角度をなして内部方向に進行している極微細なき裂が観察された。また、アルミナ結晶粒を高倍率TEMで観察した結果、研削によって生じたと考えられる転位が観察された。2.曲げ疲労試験結果アルミナセラミックスでは#325の砥石で研削した場合が#800の砥石で研削した場合よりも若干疲労限度が高くなる傾向であり、約11Kg/mm^2の疲労限度を示す。この値は静的曲げ強度の約30%である。窒化珪素セラミックスの疲労限度は50Kgf/mm^2程度であり、これは曲げ強度の約33%である。炭化珪素セラミックスの結果は繰返し数の非常に少ないところで破断するか、あるいは2x10^6回迄繰返しても破断しないかのいずれかに別れる。少ない繰返し数で破断した実験点はほとんど最大応力が平均的曲げ強度を越えているものである。したがって、本疲労試験のような片振り応力の場合、曲げ強度の高い炭化珪素においては、いわゆるSlow Crack Growthがほとんどみられないと思われる。
離散最適化手法を用いた並列処理の高速化に関する研究

多くの静的負荷分散問題は組合せ最適化としてモデル化できることが知られている。通信時間を考慮した静的負荷分散問題は計算困難なので実用的には単純化されたモデルや近似アルゴリズムを用いる場合が多いが、並列計算機が大規模化し、または分散処理環境の利用により通信遅延時間が支配的になってくると、このような単純化では誤差が大きくなり実行効率が低下する。より一般的な場合に適用できる手法の研究が必要である。筆者は偏微分方程式の並列求解システムNSLを例にとって計算時間と通信時間を考慮した静的負荷分散問題をモデル化し、可能な範囲において分枝限定法を用いて最適解を求め、考案した近似解法の誤差を絶対評価した。特に通信時間が支配的な環境化において、複数プロセッサを利用することにより逆に実行時間が増える状況(過剰な負荷分散)を自動的に検出し回避する手法を検討し評価した。本手法では、計算能力や通信遅延が不均一な分散処理環境において、利用可能な複数のプロセッサの中から適切なプロセッサを適切な数だけ選択し、データと計算を自動的に分割して負荷を分散し、実行時間を短縮することが可能になった。研究の過程で、計算困難問題を実用時間で求解することが必要になったため、計算困難問題の求解を高速化する手法についても検討を進めた。代表的な問題の一つとして部分グラフ同型判定問題(NP完全)を取り上げ、専用計算回路で求解を高速化する研究を行って、現状の計算機に比べ最大20倍程度の高速化が得られることを実証した。専用計算回路を大規模化することにより、更なる高速化も容易であると期待される。
ヒトが観察している物体がマネキンの手や身体運動の動画などの仮想身体であっても,その物体が自分に帰属していると錯覚させることができる。さらに,その仮想身体が運動している場面を観察すると,運動感覚を知覚する自己運動錯覚が起こる。本研究では,その自己運動錯覚を誘導するための動画を被験者が能動的な努力で運動イメージした場合の脳活動で制御する。すなわち,被験者は,動画内の仮想的身体が自己に帰属していると錯覚し,その仮想身体を自己が運動させたという運動主体感を生じさせた場合に,報酬系神経回路が賦活しているという仮説を検証する。健常被験者での実験の後に,脳卒中片麻痺患者を対象とした臨床試験を開始する。
ARB法により創製した超微細結晶粒構造材の制振特性とそのメカニズム

本研究は、ARB法により創製した超微細結晶粒構造材の制振特性を研究し、そのメカニズムの解明を平成15年度から17年度に行った。工業用純アルミニウム(1100合金)、Ni、Ti添加極低炭素IF鋼、Fe-Cr-Al合金に繰り返し重ね接合圧延(ARB)法により強加工を試料に加え結晶粒径が約0.2μm程度までに微細化した。それらの加工材の試料を種々の温度で焼鈍し、内部組織を変化させた。それらの試料を透過型電子顕微鏡(TEM)による組織観察、磁化測定、強度測定、硬度測定、内部摩擦測定を行った。1100合金とNi強加工材の内部摩擦は、加工量の増加に従って内部摩擦が増加する傾向を示した。特に相当歪=4.0材において、ε=1.8×10^<-2>で内部摩擦がQ^<-1>=6.6×10^<-3>と最も高い値を示した後、高ε側で内部摩擦はほぼ一定値を示した。これらは、転位セル内(粒内)に蓄積された転位密度が上昇しているからであり、可動転位の増加によるものであることが判明した。Ti添加極低炭素IF鋼の内部摩擦については、22μmの粗粒材は内部摩擦が1.40x10^<-3>、0.4μm材は1.63x10^<-3>、0.2μm材は1.83x10^<-3>と向上した。その強度は22μm材では270Mpaであったが0.2μmでは900Mpaと約3倍の高強度を示した。試料に873K-973Kでの焼鈍を施すと、873Kで内部摩擦は1.57x10^<-3>と低下するが973Kでは1.72x10^<-3>と回復した。このように、結晶粒超微細化で3倍となる高強度をもつとともに、しかも制振特性は高強度化により一般材料のように低下せず、約30%の制振特性の向上を達成した。IF鋼の内部摩擦メカニズムは転位の運動により内部摩擦を生じており、転位の密度、易動度及び運動した量を制御することで、強度の向上と内部摩擦の向上を達成することが分かった。Fe-Cr-Al合金では平均結晶粒径厚さ0.11μmの超微細結晶粒組織が得られ、その強度は2倍程度にまで上昇した。一方、その内部摩擦は半分以下にまで低下した。焼鈍を施したところ、500°C以下の温度では、硬度は僅かに低下し、内部摩擦は大きく上昇した。この変化の主因は、転位密度の減少により磁壁移動距離の増加し、かつ結晶粒サイズの変化が小さく、強度があまり低下しなかったことによることが分かった。このように、強ひずみ加工と適切な熱処理の組合せにより、制振性を損なわずに強度を大幅に上昇させられることが本研究により明らかとなった。

一方、その内部摩擦は半分以下にまで低下した。焼鈍を施したところ、500°C以下の温度では、硬度は僅かに低下し、内部摩擦は大きく上昇した。この変化の主因は、転位密度の減少により磁壁移動距離の増加し、かつ結晶粒サイズの変化が小さく、強度があまり低下しなかったことによることが分かった。このように、強ひずみ加工と適切な熱処理の組合せにより、制振性を損なわずに強度を大幅に上昇させられることが本研究により明らかとなった。平成15年度に交付通知後、装置等を購入し、研究を実施した。本研究では、工業用純アルミニウム(1100合金)に2段圧延機を用いて、繰り返し重ね接合圧延(ARB)法により相当圧下ひずみ(E_d)を最大4.8までの強加工を試料に加えた。内部摩擦測定用試料は、加工材の圧延方向が試料の長手方向に平行になるよう板厚1mm×板幅5mm×長さ60mmのサイズの小板を切り出し、内部摩擦測定を行った。さらに、強加工材の縦断面に対して透過型電子顕微鏡(TEM)による組織観察も行った。1100合金強加工材の内部摩擦のε依存性は、全てのεでE_d=0材が最も低い内部摩擦を示し、E_dが増加するに従って内部摩擦は増加する傾向を示した。E_d=4.0材において、ε=1.8×10^<-2>で内部摩擦がQ^<-1>=6.6×10^<-3>と最も高い値を示した。さらに、全ての強加工材に共通してε≒1.0×10^<-3>以下では、εが増加するに従って内部摩擦は増加するが、それ以降の高ε側で内部摩擦はほぼ一定値を示した。E_d=0.8材のTEM組織は転位セルもしくは不定形なサブグレインで構成された組織を示し、それらの転位セルまたはサブグレインのd_tは0.48μmであった。転位セル内部では不純物にピン止めされている転位が観察された。E_d=4.0材のTEM組織は圧延方向に伸長しこれらの伸長粒のd_tは0.25μmと非常に微細化さていた。転位は圧延方向に対して垂直方向にバウンダリーからバウンダリーまで横断し、不純物によるピン止め間隔が約20nmから30nmで、転位が細かく波打って存在していた。E_d=4.0材の転位密度はE_d=0.8材のものに比べて高くなっており、転位と不純物との相互作用がより活発になり、E_dの増加に伴い内部摩擦は上昇したと考えられる。特に高E_d材において、ひずみ振幅ε=1.85.4×10^<-4>辺りで、転位の全ての不純物からのピン止め解消が起きていることが、明確に現れている。さらにE_d=2.44.8材で、ε=5.4×10^<-4>より高ひずみ振幅側で、内部摩擦が一定値を示したのは、転位がセル内の不純物からのピン止めから完全に離脱し、ピン止めがバウンダリーの強い固着点のみとなり、より大きなひずみ振幅に対しても転位の可動面積が最大値に達したため、内部摩擦の一定になったと考えられる。E_dが増加するに伴い、一定値となった内部摩擦が高い値を示したのは、転位セル内(粒内)に蓄積された転位密度が上昇しているからであり、可動転位の増加によるものである。制振材料は、一般的に、制振特性を向上させると構造材としての強度を犠牲にする。これに対して、高強度で高い制振特性を有する制振材料の開発を目的として、平成16年度は、自動車鋼板などに使用される構造用鋼板Ti添加極低炭素IF鋼を繰り返し重ね接合圧延法により結晶粒微細化による高強度化を行い、その制振特性を調べた。研究方法として、2段圧延機を用いて、繰り返し重ね接合圧延法により相当圧下ひずみ(E_d)5.6までの強加工を試料に加え結晶粒径0.2μmとした。加工材及び873K-973Kまでの温度で焼鈍を施した材料より、内部摩擦測定用試料として、加工材の圧延方向が試料の長手方向に平行になるよう板厚0.2mm×板幅5mm×長さ40mmのサイズの小板を切り出し、内部摩擦測定を行った。
シナプス及びシナプス局在タンパクの動態解析

神経細胞またはシナプス部位を安定して可視化するために、蛍光タンパクを用いたトランスジェニックマウスを作製し、可視化技術を確立することを狙った。生きたままの個体観察系として、cre-loxP系のトランスジェニックマウスを作製し、観察の目処をつけた。また、培養細胞系において、シナプス可視化マウスを大気圧走査型電子顕微鏡にて水溶液中で観察することで、神経及びシナプスの生体に近い状態且つ電顕による詳細な観察に成功し、現在更に解析を進めている。マーカー遺伝子の5'側にloxP及び翻訳停止配列を入れたトランスジェニックマウスにて、一定の確率でシナプスマーカー遺伝子の発現を誘導するべく、子宮内エレクトロポレーション法(IUEP)によるCre組み替え酵素の発現誘導を行った。その結果、海馬の一部の領域・細胞にDNAを導入させることに成功した。結果、creによる組み替えとマーカー遺伝子の発現を誘導し、同時にECFP遺伝子を導入することで、IUEPにてDNAを導入した細胞全体を可視化することもできた。しかし、Cre及びECFP DNAの導入量比決めにあたって検証実験自体に時間がかかること、loxP導入トランスジェニックマウスには、バックグラウンドが高い系統もあることから、条件検討に時間を要してしまった。結果、予定が半年遅れている。現在引き続きIUEPによるDNA導入についての条件検討を続けるとともにバックグラウンドの低いTgマウス系統を用いた実験系のセットアップ、バックグラウンドの低いTgマウスの再作製を始めている。いずれかの方法にて海馬スライス培養における観察が可能になった時点で、観察を始める。H.19年度に引き続き、H.20年度も個体脳観察のための条件検討を行った。従来からのthin-skull法の他、カバーグラスを用いた方法についても検討した。当初カバーガラス法は非常にクリアな像を得ることに成功したが、頭蓋内の傷がどうしても影響してしまうのか、個体としての変化は見受けられないものの、日数の経過とともに大脳新皮質の組織が汚れる問題が起きた。こちらの条件検討も前述のTgマウスを実際に使用するまで行う予定である。本研究では、シナプス部位の安定的な可視化を行うために、マーカータンパクの発現を、トランスジェニックマウスの発現系によって行う。この発現系は普段「OFF」になっているが、cre-loxP系が働いてトランスジーンが加工されると「ON」となり、シナプスが可視化される。一部の錐体細胞に限定して「ON」させて最適な可視化条件を得るために、子宮内エレクトロポレーションを用いて海馬における限定的なCre組み替え酵素の発現を誘導することが、本研究に最低限必要な実験系構築である。平成21年度において、当初使用を目論んでいたマウスの系統(Venus-PSD95発現マウス)のマーカータンパクの発現パターンに、問題が見つかった。IUEPによる発現制御が、使用中の系統ではかかりにくいことが分かった。このため、急遽同じDNAを注入し、新たなトランスジェニックマウスを作製し、現在系統化を進めている。同時に別の系統(EGFP-PSD95発現マウス)を用いて、錐体細胞可視化の条件を検討している。EGFPを使用する場合、二重可視化(=シナプス可視化した細胞体を別の色にて可視化させる)するための傾向タンパクとして、mRFPが想定されるが、mRFPの強い毒性が問題となる。しかし、近年RFP類縁タンパクに、毒性が低いものが開発されてきたため、それを用いて実験出来ると見込めた。この系統を用いて、ある程度可視化の目途がついたところで、培養海馬を用いた長期観察を、早急に始める。本研究では、シナプス部位の安定的な観察を、マーカータンパク遺伝子を導入したトランスジェニックマウスの可視化神経細胞を観察することで、行う。実験目的及び使用する系によって、必要とする発現系が異なる。前年度までにcre-loxPを導入したトランスジェニック(Tg)マウスを作製し、子宮内エレクトロポレーション(IUEP)にてCre酵素を発現させることで、海馬にて限定的にトランスジーンを発現させることが出来た。平成22年度は実際の観察系の構築及びシナプス観察を行った。この過程において、Venus-PSD95Tgマウスに欠陥が見つかり、作製し直した。既存のEGFP-PSD95と共に評価をしていたが、震災による顕微鏡破損などにより系が止まってしまった。現段階で、具体的にこれを用いて、ほぼ実験可能と考えられており、修理等系の再構築ができれば、最終確認する予定でいる。併行して、Tgマウス海馬から一次培養し、大気圧走査電子顕微鏡(ASEM)を用いて神経及びシナプス部位を解析した。日本電子と産総研にて開発されたASEMは、水中の同一視野サンプルの蛍光を光顕にて確認しつつ、SEM観察が可能なシステムである。この結果、シナプスや成長円錐等神経細胞における細胞骨格タンパクの局在を精細に明らかに出来たため、年度末に投稿した(セカンド)。

ASEMに用いるサンプルは従来の電顕サンプルとは状態が異なるため、金属染色による電顕パターンを検討し、Tgマウスにてシナプスを確認しつつ、最適な観察方法を検討し、具体的なシナプス部位や成号円錐の像を得て、解析した。22年度3月までに一定の知見が得られたため、現在執筆している(23年5月までに投稿予定(筆頭))。
リサイクルシステムを利用した環境調和型置換反応の開発

均一系金触媒存在下、オルト位にアルキニル基を有する安息香酸エステルに対し、アルカンチオールを求核剤として用いた場合、スルフィド化合物が収率よく得られた。シリルエノールエーテルを求核剤として用いた場合、生成物はアルキル化されたシリルエノールエーテルが得られた。また生成した脱離化合物であるイソクマリンを、塩基で処理後、脱水剤DMCで脱水すると、原料を高収率で復元することに成功した。また、本システムを固体触媒で行うための予備実験として、多孔質状金触媒の触媒活性を検討した。その結果、芳香環化反応やシラン酸化反応が均一系金触媒と同様に収率良く進行することを明らかにした。有機合成化学は、医薬品や機能性材料の開発をはじめとして、様々な分野で重要な役割を果たしている。しかし、地球上の資源が有限であることを考えれば、アトムエコノミカルな環境調和型の分子変換技術の開発が急務であることは明らかである。これまでに様々な分子変換反応において、その原子効率の改善が図られてきたが、その多くが付加反応においてであり、置換反応ではまだ十分な検討が行われていない。そこで本研究課題では、様々な求核置換反応の効率化を目指し研究を行った。有機硫黄化合物は有用な生理活性を有するものや機能性材料として重要である。そこでチオール化合物を求核剤とする置換反応をベースとした炭素-硫黄結合の新規合成法について検討を行った。その結果、オルト位にアルキニル基を有する安息香酸エステルとチオールを金触媒存在下で反応させたところ、比較的穏やかな条件下で置換反応が進行し、種々のスルフィド化合物が収率よく得られることを見い出した。金触媒は、炭素-炭素三重結合をルイス酸的に容易に活性化することができることが知られている。そのため本反応は、安息香酸エステル誘導体のアセチレン部位を金触媒が活性化することにより、エステルのカルボニル酸素が電子不足となったアセチレン部位を攻撃して分子内閉環反応が起こると考えられる。この結果生じたピリリウム型双極性イオン中間体は、そのイソクマリン部位が脱離性の高い脱離基として機能するためにチオールの攻撃を受け置換反応が進行したと考えられる。本課題では、リサイクルシステムの構築を目指した環境調和型求核置換反応の開発を行っている。本年度は求核剤として、シリルエノールエーテルを利用して検討を行った。シリルエノールエーテルは、それ自身の求核性はあまり高くないため取り扱いが容易であるが、ルイス酸によって親電子剤を活性化すると優れた求核剤として機能することから、広く有機合成化学の分野で利用されている。反応生成物は一般にケイ素-酸素結合が開裂したケトン体として得られる。そのため、アルキルハライドを親電子剤とするシリルエノールエーテルのアルキル化反応は、ケトン体の位置選択的なアルキル化法として重要である。そこで報告者が開発したオルト位にアルキニル基を有する安息香酸エステルをアルキル化剤として検討を行った。その結果、アルキル化反応が収率よく進行することが分かったが、興味深いことに生成物はケトン体ではなく、アルキル化されたシリルエノールエーテルであった。一般にエン反応の条件では、かさ高いシリル基を用いるなどの工夫をすると、ケイ素-酸素結合の開裂を防いでシリルエノールエーテルを得ることができるが、本反応は置換反応であり、また用いたシリル基がトリメチルシリル基であることから、本反応は既存の反応とは全く異なる新しい反応であり、本手法はシリルエノールエーテルの新しい誘導化法として有機合成上有用である。本課題では、リサイクルシステムの構築を目指した環境調和型反応の開発を行っている。本年度はリサイクルシステムへの展開を指向した固体触媒の開発を行った。金銀合金薄膜から硝酸により銀のみを選択的に溶出させることで、ナノ多孔質構造を有する金を作成できることが知られている。この脱合金化の温度を調節すると、生じる細孔のサイズを数十ナノメートルから数百ナノメートルに制御することができる。そこで申請者はこの金属材料を用いた炭素骨格構築反応の開発を目指した。その結果、触媒量のこの金属材料存在下でオルト位にアルキニル基を有するベンズアルデヒド誘導体とアセチレン化合物を反応させると、α位にケトン官能基を有するナフタレン化合物を合成できることを見出した。本反応は以前申請者自身が均一系金触媒を用いて開発した反応であるが、本研究により不均一系のナノ多孔質金触媒によってもこの反応が進行することが明らかになった。興味深いことに、本触媒の細孔サイズによって触媒活性が異なり、孔径が30nm程度のものが一番触媒活性が高く、100nm程度になると触媒活性が極端に低下することがわかった。

触媒は反応終了後にピンセットで取り出すことができるため生成物との分離が容易で、回収のためにろ過や遠心分離などの煩雑な操作を必要としない。また回収した触媒は再利用が可能であり、少なくとも3回の繰り返し実験では触媒活性の変化は全く見られなかった。以上の結果は、本触媒が炭素骨格構築のための触媒として有機合成上有用であることを示しており、今後より効率的なリサイクルシステムの開発を目指す上で貴重な知見となる。
細胞内侵入性細菌に対する細胞内認識システムとオートファジー誘導の解析

咽頭炎、扁桃炎などの原因菌であるA群レンサ球菌の宿主細胞内侵入経路および、細胞内侵入後のA群レンサ球菌の細胞内動態につき検討を加えた。その結果、細胞の自己成分分解・再利用にのみ関与していると考えられていたオートファジーが、細胞内侵入細菌の駆逐に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。A群レンサ球菌はエンドサイトーシス経路を通って細胞内に侵入する。侵入後、この細菌は内毒素SLOを使ってエンドサイトーシスによる分解を免れ細胞質に逃れる。細胞質に逃れたA群レンサ球菌はオートファジーにより捕捉され分解される。オートファジーミュータント細胞では、A群レンサ球菌が増殖し、再び細胞外に脱出することも確認された。これまでエンドサイトーシス経路が細胞内に侵入する菌を分解する唯一のメカニズムだと考えられていたが、本研究により細胞は細胞内に侵入した病原微生物をオートファジーによっても分解・除去できることが証明された。多様な細胞が殺菌に働く免疫システムである自然免疫の新しいメカニズムの発見として、今後種々の感染症の予防・治療法の開発に資するものと考えられる。細胞質に逃れたA群レンサ球菌はオートファアジーにより捕捉され分解される。
行列模型およびゲージ理論による弦理論の非摂動ダイナミクスの研究

ラージN還元とは、ゲージ理論のプラナー極限はそれを次元還元して得られる行列模型で記述できることをいう。本研究では、まずラージN還元を曲がった空間上のゲージ理論の場合に拡張した。これを用いて、N=4超対称ヤン・ミルズ理論の非摂動的定式化を構築し、AdS/CFT対応の検証を行った。このラージN還元の拡張は、超弦理論の非摂動的定式化を与えると考えられているIIB行列模型の今後の研究において大きな役割を果たすと期待される。さらに、IIB行列模型において膨張する3+1次元の時空がダイナミカルに生成されることを発見した。これは、我々がなぜ3+1次元の時空に住んでいるのか、宇宙はどのように始まったのか、という問題に対する答えを与えると期待される。超弦理論は重力を含む統一理論の最も有望な候補であるが、現在のところ摂動論的に安定な真空のまわりの摂動論でしか定義されておらず、このような真空は無限個あるために、予言能力を今の段階では持っていない。真の真空を見出すためには、超弦理論の非摂動論的な定義を与え、その非摂動ダイナミクスを理解する必要がある。この非摂動論的定義として、行列模型あるいはラージNゲージ理論に基づいたものが有力である。本研究では、以下の(1)(4)のような超弦理論の非摂動論的定義に共通して存在する問題に取り組み、超弦理論の非摂動論的定義のあるべき姿を探り、そこで得た知見をもとに超弦理論の非摂動論的定義を完成させることを目指す。(1)弦の励起状態が行列模型やゲージ理論の中でどのように見えるか。(2)曲がった時空と一般座標変換不変性が行列模型やゲージ理論の中でどのように記述されるか。(3)ブラックホールが行列模型やゲージ理論においていかに記述されるか。(4)行列模型あるいはゲージ理論と弦理論あるいは重力理論の対応はどのような条件のもとで成立するか。行列模型における曲った時空の実現についての研究を行った。ます、主束上のヤン・ミルズ理論から底空間上のヤン・ミルズ・ヒッグス理論への次元還元を一般的に行った。構造群がU(1)またはSU(2)またはそれらの直積の場合には、後者の理論のある真空まわりでオービフォルド条件を課すことにより、前者の理論が得られることを示した。これはテイラーによる行列T双対の拡張になっている。さらに、これらの発見をSU(n+1)多様体上のヤン・ミルズ理論に応用した。SU(n+1)群多様体はS(2n+1)上のSU(2)束、CP(n)上のSU(n)xU(1)束、1点上のSU(n+1)束と見なせる。したがって、上述の次元還元を適用すると、S(2n+1)とCP(n)上のヤン・ミルズ・ヒッグス理論および行列模型が得られる。このヤン・ミルズ理論と2つのヤン・ミルズ・ヒッグス理論に行列T-双対の拡張を適用し、これらの理論の関係を見出した。また、CP(n)上のヤン・ミルズ・ヒッグス理論のU(1)モノポール真空解まわりの理論は行列模型の適当なfuzzy CP(n)真空のまわりの理論で可換極限をとったものに一致することを示した。特にこの事実と行列T双対の拡張を組み合わせることによって、S(2n+1)上のヤン・ミルズ・ヒッグス理論が行列模型の中で実現できることを示した。さらに、n=1の場合の結果を応用として2つの研究を行った。1つめはBMN行列模型(plane wave matrix model)によってRxS(3)上のN=4超対称ヤン・ミルズ理論の非摂動的定義が与えられる可能性を示した。これはAdS/CFT対応の検証にとって重要である。N=4超対称ヤン・ミルズ理論を少なくとも古典的には与えるBMN行列模型の適当な真空まわりの理論において、量子論的な計算を1ループレベルで行い、ゲージ対称性に対するワード恒等式が成立することとべータ関数が消えていることを示した。2つめとして、位相的弦理論と関係のあるリーマン面上のU(1)束上のチャーン・サイモンズ理論とリーマン面上のBF理論に質量項が加わった理論との関係を見出した。また、リーマン面が2次元球面のときは行列模型との関係も見出した。平成20年度は主に曲った空間上のゲージ理論の行列模型における量子論レベルでの実現について研究した。前年度の研究成果をもとに、従来平坦な空間上で考えられていたラージN還元をS^3上に拡張することにより、plane wave行列模型によるRxS^3上のN=4超対称ヤン・ミルズ理論のプラナー極限の非摂動的定義を提唱した。

これは従来のラージN還元では成しえなかった超対称性とゲージ対称性の両方を保つ正則化を与えており、特に16個の超対称性を保っていて、最近の超対称ゲージ理論の格子理論によるアプローチにおいてもできていない画期的な定式化になっている。この定式化は計算機に乗せることができ、N=4超対称ヤン・ミルズ理論のプラナー極限の強結合領域を数値シミュレーションで調べることができる。これによって、AdS/CFT対応の典型例であるN=4超対称ヤン・ミルズ理論とAdS_5xS^5上の超弦理論(超重力理論)の対応の予想の従来の方法ではできなかった極めて非自明な検証が可能になる。ここでは、この定式化の妥当性を示すために、まず1ループの摂動計算を行い、N=4超対称ヤン・ミルズ理論のもつ32個の超電荷を含む超共形対称性が連続極限で回復していることの証拠を得た。さらに、連続理論で知られている有限温度、弱結合極限でのdeconfinement相転移がこの定式化から再現されることを示した。また、2次元ヤン・ミルズ理論がN=1^*行列模型とよばれる3-行列模型の中で量子論的に実現されることを示した。この結果により、さらにS^3上のチャーン・サイモンズ理論が上記のラージN還元の拡張を通して、この行列模型において量子論的に実現されることが期待される。平成21年度は主に3つのテーマに取り組んだ。1つ目は、平成20年に提唱したS^3上のラージN還元の具体例として、N=1*行列模型によるS^3上のチャーン・サイモン理論の量子論的な実現に成功した。実際、N=1*行列模型をS^3に相当する背景まわりで展開して得られる理論から、チャーン・サイモン理論のプラナー極限における分配関数と絡んでいないウィルソンループ演算子の期待値が再現されることを示した。この結果は曲がった空間上のラージN還元を完全に示しきった初めての例であり、他の理論への応用への基礎となる。2つ目はこのS^3上のラージN還元のひとつの重要な応用であるRxS3上のN=4超対称ヤン・ミルズ理論のplane wave行列模型を用いた非摂動論的定式化についての研究である。カイラルプライマリー演算子の2点、3点、4点関数を行列模型のさまざまな背景まわりでモンテカルロシミュレーションを用いて計算し、2点、3点関数について非くりこみ定理が成立することを見た。これはRxS^3に相当する背景でも非くりこみ定理が成立することを意味し、重力側の予言と一致する。4点関数についても重力側の予想と予盾しない結果を得た。これらは多点関数にういて初めてなされたのAdS/CFT対応の非自明な検証である。3つ目は、上記のS^3上でのラージN還元の拡張として、一般の群多様体上でラージN還元が成立することを示した。すなわち、群多様体上のラージNゲージ理論はそれを0次元に次元還元して得られる行列模型で記述されることを示した。さらに、coset空間においても同様のことが成り立つことを示した。群多様体やcoset空間は曲がった空間の典型例であり、これら結果はラージNゲージ理論の非摂動論的定式化という観点から重要であるだけでなく、行列模型における曲がった時空の記述に発展をもたらすはずである。二つの研究テーマに取り組んだ。一つ目はRxS3上のN=4超対称ヤン・ミルズ理論に対するラージN還元模型の研究である。この模型を検証するために、以下の2つの計算を行った。まず、この模型において1ループのベータ関数が消えていることを示した。
予測的知覚の潜在的・顕在的機能に関する認知行動科学的研究

本研究では、移動視標の将来の位置が見えるという予測的知覚(表象的慣性)について、(1)スポーツ熟練者における予測と表象的慣性の関連性、(2)表象的慣性の発育発達・加齢変化、を実験的に検討した。その結果、野球選手の顕著な表象的慣性(より将来が見える)は彼らのタイミングの正確性と強く関連していたが、テコンドー選手にはそれらの特性は見られず、スポーツタイプによって特性が異なるものと推察された。発育発達・加齢変化については、小学生低学年児の表象的慣性が最も大きく、大学生、高齢者になるに従い減弱した。したがって、表象的慣性には発育早期の獲得及び学習・熟練による獲得の両面があるものと推察された。本研究課題は追加採択であり、平成25年度の研究期間は約5カ月と短期間であった。平成25年度計画としては、表象的慣性(Representational Momentum, RM)に関する実験実施に向けた実験系立ち上げに重点を置き、(1)適切なタッチパネルモニターの選定・購入、(2)タッチパネルモニター使用による擬似知覚運動状況下のRM実験系の設定として、呈示用移動刺激を選択・決定するとともに実験プログラムを完成させ、(3)実験準備、予備実験、予備的検討を行った。(1)タッチパネルモニターの選定(今中)。タッチパネルモニターは、リフレッシュレート75Hz、29インチ仕様の機種を選定した。実験用パソコンは、フィールドでの実験に対応できるよう、タッチ機能付きノートパソコンを選定した。さらにそれらに実験プログラム用ソフトPresentationを搭載した。これらの実験機器を複数セット購入し、研究代表者、分担者すべての実験において、同一仕様の機器を用いることとした。(2)実験プログラムの作成(今中)。幼児・児童、若年成人、高齢者に対して同一仕様のRM実験を実施するため、どの年齢層にも使える共通実験プログラムの作成を検討した。その結果、熊本県イメージキャラクターである「くまモン」を移動刺激とし、その移動に合わせた軽快な音も併用することとし、幼児・児童、若年成人、高齢者を対象とする実験で用いる共通実験プログラムを作成し、研究分担者との意見交換を経て完成させた。(3)予備実験として、作成した共通実験プログラムにより、1潜在性の検討(今中・石原・山田)、2熟練者の検討(中本)、3ベイズ統合の検討(宮崎)の準備を開始した。なお、当初予定していた専門知識を有する研究協力者が得られなかったため、実験実施要員を雇用した。これらにより、予備実験の準備等の研究計画をほぼ達成させた。本研究計画では、予測的知覚を脳内情報処理における処理時間遅延の補填機能として捉え、知覚機能における基本的・生得的特性および発育発達、学習・熟練、加齢等の後天的特性の両者から、予測的知覚の潜在的・顕在的特性とその仕組みを明らかにすることを目的としている。そのため、予測的知覚の行動的側面として表象的慣性representational momentum(RM)を実験課題とし、RMの(1)潜在性、(2)学習・熟練特性、(3)発育発達・加齢変化について、以下の内容について実験的に検討することを研究計画の骨子としている。平成26年度は、平成25年度に開始した予備実験を継続、本実験へと移行した。実験は、幼児・児童、若年成人・スポーツ熟練者、高齢者を対象としたRM実験であり、すべての実験を同一仕様による共通実験プログラムにより実施した。専門知識を有する研究協力者については適切な人材が得られず、その代替えとして実験実施要員を2名雇用し、実験実施の補助にあたらせた。現在、実験データの分析・解析を行っているが、RMの大きさと移動刺激の移動距離に負相関(刺激の移動が長かった試行ほどRMが小さくなる傾向)が認められるなど、実験操作上の条件として再検討すべき点も浮かび上がってきており、より妥当性の高い実験条件設定に向け修正を加えている。また、幼児・児童を対象とする実験を拡張するため、平成27年度には、研究分担者として、幼児研究の専門家をさらに1名追加することとした。平成26年度に得られた研究成果については、平成27年度前半に予定している報告会で総合的に検討し、平成27年度末には公開シンポジウムを開催する予定である。本研究計画では、予測的知覚を脳内情報処理における処理時間遅延の補填機能としてとらえ、発育発達、学習・熟練、加齢等の両面から予測的知覚の仕組みを明らかにすることを目的とした。そのため、representational momentum(RM)を共通の実験課題として用い、RMの(1)潜在性、(2)学習・熟練の特性、(3)発育発達・加齢変化について実験的に検討した。特にRMの学習・熟練効果をスポーツ熟練者のRM特性から、また幼少期、若年成人、高齢者を対象に発育過程・加齢特性を重点的に検討した。学習・熟練の検討では、テコンドーの経験者と未経験者各5名を対象に、ハイキックとミドルキック攻撃の予測判断課題とRM課題の2課題を実施し、予測判断とRMの関連性を検討した(実験1)。その結果、予測判断についてはテコンドー経験者が未経験者より有意に早く、RMについては経験者が未経験者より小さかった。RMと予測判断の関連性は経験者には有意に認められたが未経験者にはなかった。さらに実験2として、被験者数を20名に増やし、120Hz呈示の滑らかな動画を用いた実験を実施した。その結果、予測判断、RMの大きさについては実験1と類似の結果が得られたが、予測判断とRMの関連性については実験1とは異なる結果であった。したがってさらに検討を進める予定である。

これらの結果は、H28年度の国内・国際学会で発表予定である。RMの発育発達、成熟、加齢について、若年成人と高齢者データの収集、さらに体格の大きさによる視距離の違いによるRMサイズの違いを検討した。その結果、小学生、成人、高齢者とRMが徐々に縮小していく傾向が認められ、RMの生得性が示唆される結果を得た。就学前幼児についてもデータ収集を開始した。これらの検討経過と得られた知見は、平成27年8月に実施した中間報告会で議論された。今後、これらの内容を精査したうえで論文にまとめ、国際誌に投稿する予定である。平成27年度は、熟練者と未熟練者の比較検討について、平成26年度に実施した球技(野球)とともに対人競技(テコンドー)の検討を加え、競技特性の違いによる検討を加え、興味深い知見を得た。また発育発達・加齢変化についてもデータを蓄積し、就学前幼児のデータ収集も開始した。これらの実験より、RMの発育発達の推移の検討を進め、さらに方法論的な点からも検討を加えるに至った。これらの経過から、おおむね順調に進展していると判断した。本研究計画では、予測的知覚を脳内情報処理における処理時間に起因する遅延の補てん機能としてとらえ、それを表象的慣性(Representational Momentum, RM)を指標に評価することとした。本研究計画では、RMを熟練者特性、発育発達・高齢者特性、ベイズモデルからの検討の各課題について、認知行動科学的側面を明らかにすることを目的とした。そのため、RM測定を同一の実験系により測定し、それぞれの特性を明らかにすることを試みた。それらの概要は以下のとおりである。(1)熟練者特性については、既に野球選手の一致タイミングにおける予測能とRMの程度が強く関連していることがわかっているが、その応用としてテコンドーのキック予測とRMの関係を検討した。その結果、野球選手とは異なり、テコンドーでは明確な関連性は認められなかった。また、テコンドーキック映像によるRMはその回答方法によりRMが負(過去しか見えない)、正(将来が見える)と逆の結果が得られ、さらに方法論的な観点から検討したが、その原因は未だ不明である。このように熟練者についてはさらなる検討が必要である。(2)発育発達・高齢者特性に関しては、研究成果を論文にまとめ投稿するところである。また国際学会での口頭発表、国内外の大学におけるセミナー等で公表した。(3)RMは過去の経験による知識と刺激の知覚情報の両者により形成されていると仮定し、ベイズモデルから検討してきた。実験では、移動刺激の速度または消失までの時間の変動(分散)の大きさを操作し、RM課題とタイミング課題を実施した。もし変動(分散)の大小によってRMが異なれば、RMには知識及び知覚情報の両者が関与していることになる。現在、それらの実験結果の分析を進めるとともに追実験を実施している。以上の研究課題については、H29年度に採択された基盤研究Aとして継続的に検討していく。本研究では、移動視標の将来の位置が見えるという予測的知覚(表象的慣性)について、(1)スポーツ熟練者における予測と表象的慣性の関連性、
鶏卵由来ペプチドのアミロイド線維形成阻止機構の解明と疾患予防効果の検証

高齢化社会や生活習慣からの疾病の増加は大きな社会問題となっており、医療費の負担は増え続けている。アルツハイマー病もその1つであり、早急な治療薬や予防薬の開発が求められている。また、年々増加する糖尿病も深刻な疾患であり、この対策が急がれてる。鶏卵由来のタンパク質分解物には抗アルツハイマー病機能や糖代謝を通じて糖尿病を防ぐものが見つかった。本研究では鶏卵タンパク質分解物のこれらへの疾患への有効性を検証し、有効利用を図るものである。
日本と朝鮮の音楽教育関係史に関する総合的研究-1920年〜1945年を中心に-

植民地期朝鮮では1920年代から40年代初めにかけて断続的に官立音楽学校設置を模索する動きがあった。「文化政治」で活況を呈してきた朝鮮の音楽界を背景に、官立音楽学校の設置の機運が、朝鮮総督府、在朝日本人音楽家の間で高まり、1930年代後半にはかなり現実味を帯びた構想となっていったが、実現には至らなかった。発端から挫折に至る構想の過程と実態、そしてこの動きに対する朝鮮人音楽家らの反応を明らかにした。(2)『北東アジア文化研究』第24号(2006年10月)に、論文「京城師範学校における音楽教育(I)-1925年1935年を中心に-」を発表した。植民地期朝鮮の教員養成システムの頂点にあった京城師範学校は、音楽教育においてもその中心的な役割を担っていた。この論文では、京城師範学校で行なわれていた音楽教育について、カリキュラム、音楽担当教員、学生の経歴や去就から、その実態と特色を明らかにするとともに、植民地期の朝鮮、特に京城(現在のソウル、日本による植民地期の呼称は「京城」)の音楽界にどのような機能をもっていたかを明らかにした。資料の所在が明らかになったことから、今年度は特に、当初平成17年度に予定していた五十嵐悌三郎に関する調査、研究を前倒しして集中的に行なった。五十嵐悌三郎の出身地である山形県内で資料収集および調査を行ない、五十嵐悌三郎のご子息、五十嵐弘二氏、小林民男氏から直接、五十嵐悌三郎が遺していたメモや写真等同氏所蔵の資料をご提供いただくとともに、山形師範学校教諭時代の著作等を多数得ることができた。これにあわせて、韓国国立国楽院及び国立韓国芸術総合学校音楽院でも五十嵐悌三郎に関する資料収集を行ない、李王職雅楽部での教育活動、教え子の証言の記録、そして京城師範学校での活動に関する資料を得ることができた。これらの資料の整理、解題を通して、平成16年10月15日に山口県宇部市の宇部フロンティア大学で開催された平成16年度全国大学音楽教育学会中・四国地区学会・総会研究会において、「朝鮮における五十嵐悌三郎の音楽教育活動」と題して研究発表を行なった。また、平成17年3月発行の『北東アジア文化研究』第21号(鳥取短期大学北東アジア文化総合研究所)に論文「朝鮮における五十嵐悌三郎の音楽教育活動」を投稿し掲載された。本研究の研究成果を地域に還元する活動としては、戦前より朝鮮の音楽に造詣が深く、作曲、演奏活動を通して、朝鮮の音楽を積極的に紹介してきた高木東六氏の業績ついてまとめ、同氏の出身地であり、かつ研究者の地元でもある鳥取県米子市で米子人生大学「歌とピアノでつづる高木東六の世界」と題したレクチャーコンサート(米子市教育委員会主催)を企画、自ら出演した。これはNHKや地元紙でも広く紹介されるなど話題をよび、高く評価された。2005年9月10日に、新潟県妙高市で開催された日本音楽教育学会2005妙高ゼミナールにおいて、奈良教育大学・安田寛氏他とラウンドテーブル13「韓国の音楽教育の歴史が日本の音楽教育の歴史に語りかけるもの」を組み、藤井は「近代における日本人の朝鮮音楽観-1910年1945年を中心に-」と題して研究発表を行なった。
超高圧を活用するホスト機能分子の開発

生体系に匹敵する優れた分子認識機能を示す合成ホスト分子の開発は、分子レベルでの高次機能の創製を目指す次世代物質科学の進展に極めて重要な研究課題である。本研究においては、数千数万気圧という「超高圧」の特性を活用した新規ホスト機能分子の精密合成に成功するとともに、従来にないユニークな認識機能の発現とその分析化学的な応用を検討した。その概略を以下にまとめる。1.新規ラリアート・エーテルの超高圧合成とイオン認識機能の評価チアゾール環などヘテロ芳香族環を側鎖上に含むラリアート・エーテルを超高圧合成し、そのイオン認識特性を従来型クラウンエーテル化合物と比較検討した。液-液抽出実験、C-NMR滴定実験、液体膜輸送実験の結果、新規ラリアート・エーテルは完壁な銀イオン選択性を示すことを見い出した。2.イオン認識機能の分析化学的応用新たに超高圧合成したラリアート・エーテルを含浸型高分子膜に担持したイオン選択性電極が、銀イオンに対してのみ良好なネルンスト応答を行なうことを見い出した。膜電位の安定性など実用的な電極としては未だ問題を抱えているが、センシング機能材料としての有用性が確認された。3.有機分子認識ホスト分子の超高圧合成13員環、14員環ポリアミンを母体とする新しいタイプのホスト分子を超高圧合成し、固相状態での有機中性基質の認識機能を検討した。予備的な結晶構造解析によると複数のホスト分子の構築する分子空間のすき間を埋める形で塩化メチレンなどの小分子が包接されていることがわかった。1.研究の目的生体系に匹敵する優れた分子認識機能を示す合成ホスト分子の開発は、分子レベルでの高次機能の創製を目指す次世代物質科学の進展に必要不可欠である。本研究では、数千数万気圧という極限条件下に誘起される特異的な反応場を活用した新しいホスト分子の合成と機能化を検討して、以下の成果をおさめた。2.研究成果の要約(1)金属イオン認識分子の超高圧合成優れた金属イオン捕捉能をもつモノアザクラウンエーテルやサイクラムなどの環状配位子の化学修飾法として、超高圧SNAr反応の適用条件を最適化し、多彩なヘテロ芳香環を含む新しいホスト分子『アームド・マクロサイクル』の系統的な合成法を確立した。(2)新規ホスト分子の機能評価新たに超高圧反応によって合成したモノアザクラウンエーテルや環状オリゴアミンなどをキャリヤーとする液・液抽出系や液体膜輸送系を構築し、銀(I)イオンおよび銅(II)イオンを選択的に分離できることを明らかにした。液-液抽出実験、C-NMR滴定実験、液体膜輸送実験の結果、新規ラリアート・エーテルは完璧な銀イオン選択性を示すことを見い出した。
音響レンズを利用した水中監視用実時間高分解能映像装置開発の研究

音響レンズを用いた実時間画像取得装置を開発することを目標として、主に水中音響レンズの設計・製作、そのレンズに対し解析的・実験的に性能の比較を行ってきた。1.像ボケの少ない水中音響レンズとするための検討A.ボケの原因となる屈折率の変動についてレンズ部材(ここではアクリル)の屈折率の水温への依存性を18年度に取得し、設計要件のひとつとして盛り込むことが可能となった。19年度においては、より適切な水中音響レンズ部材の調査を開始した。引き続き調査を継続する。B.ボケの原因となる複数枚レンズ間での多重反射を低減について平成18年度特定萌芽的研究からの引き続きであるが、光学分野で効果を上げているレンズ部材の表面に凹凸パターンを施す方法について、いくつか条件を変えて水中音響レンズにも充分な効果があることを明らかにした。レンズ表面への実装に向けてさらに詳細検討を継続する。2.水中音響レンズに設計法の確立光学系レンズ設計ソフトを用いた幾何光学(音響学)的設計によるレンズの収束特性と、波動解析的・実験的な収束特性とは合致しないことが知られている。そこで、昨年度に引き続きレンズBを用いて詳細な音場計測と波動的解法との結果が良く一致することを確認した後、音線追跡法により詳細に検討を行ったところ、収束特性のズレが幾何音線的にかなり正確に予測できそうであると分かった。3.受波器アレイの設計・試作光学的レンズ設計法に従うと、レンズ後方の音場を3次元的に捉えることで、結像性能を評価できることが分かった。実験で使用しているニードルハイドロホン(センサ部の直径1.0mm)、前述のセンサを保持する3軸ステージの移動ピッチ0.5mmであり、受波器をアレイ化するよりも空間サンプリングが高いと考えられる。よって、ここでは設計・試作は実施せず、受波器アレイの設計目標値を得るのみとした。音響レンズを用いた実時間画像取得装置を開発するために、音響レンズに最適な設計に関する検討を実施した.水中監視用音響レンズとして必要な設計要件として,○視程距離数10m程度、広視野角を持つこと○画像の質を確保するため、像の歪み・ボケを小さくすることがあるが,レンズを複数枚組合せる、あるいは非球面レンズを導入することで、上述の要求を満たせると考えた。視程距離、視野角(広角化)、収差低減等の条件を含めると組合せは無数に存在するため、簡易に光線理論(すなわち音波で言うところの音線理論に相当)のできる光学系レンズ設計ソフトを導入し,水中音響レンズ設計法を確立しようと考えた.そこで,音線による設計は光学系レンズ設計ソフトによって可能であり,おおよそ設計に近い結果を取得することができる.しかしながら,音波の波動的広がりを考慮していないことによる映像のボケが生じる可能性があると考えられる.そのため,音波の波動的広がりを実験的に取得しすることを目標とした.視野全角で8°(像径φ21.6mm相当)までは幾何光学的にφ0.55mm以下の像ボケしか生じないとした水中音響レンズを製作した(H18年度日本科学協会笹川科学研究助成による).PE法による数値計算において,入射角04度の場合の水中音響レンズ後方の音場は設計と合致した.さらに,水槽実験により水中音響レンズ後方の音場を実験的に取得し,設計通りであることを確認すべく実験を行った.実験を実施した条件にあわせた数値計算は,実験による音場に非常に近い結果となった.詳細解析は現在実施中である.ここで,所属を変更したため新たな計測システムの導入が必要となった.水中音響レンズの音場,特にH18年度の課題である像ボケの計測には,センサー及び水中音響レンズの精密な位置決めが決め手である.そこで,3軸位置決め装置および先端の直径が1mmのニードルハイドロホン(水中マイク)を(H18年度本助成による)用いたシステムを構築した.音響レンズを用いた実時間画像取得装置を開発することを目標として、主に水中音響レンズの設計・製作、そのレンズに対し解析的・実験的に性能の比較を行ってきた。

実験で使用しているニードルハイドロホン(センサ部の直径1.0mm)、前述のセンサを保持する3軸ステージの移動ピッチ0.5mmであり、受波器をアレイ化するよりも空間サンプリングが高いと考えられる。よって、ここでは設計・試作は実施せず、受波器アレイの設計目標値を得るのみとした。