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リチウム二次電池用金属間化合物負極の欠陥構造と電極特性

リチウム二次電池の負極材料として,黒鉛負極の約2倍程度の理論放電容量を持つスズやシリコン,アルミニウムを含む金属間化合物系負極材料に期待が集まっている.本研究では,金属間化合物負極へのリチウム挿入脱離反応による構造変化メカニズムと格子欠陥の相関を調べることを通じて,電極の高性能化を目指した基礎研究を行った.六方晶系B8_1-B8_2型構造を基礎とし,空孔規則配列結晶構造を有するNi_3Sn_2単結晶薄板を用いて,電気化学特性と微細構造変化との相関について調べた.Ni_3Sn_2相は組成幅を有し,組成変化に伴って格子定数および空孔規則配列が複雑に変化する.Ni_3Sn_2の六方晶母構造の底面に平行および垂直な試料について,充放電試験を行った場合,化学量論組成の試料では底面に垂直な試料の方が約2倍の高い充電容量を示す.空孔濃度の増加および格子定数の低下が見られるNi-poor組成の試料ではこのような異方性と充電容量が著しく低下する.これらの結果と,TEMによる微細構造観察の結果から,Ni_3Sn_2中ではLi原子は八面体サイトに存在していること,充電容量の結晶方位依存性は,Liの拡散速度の差に起因しているものと結論付けられる.また,充放電特性に及ぼす格子欠陥の影響を見るため,さまざまな熱処理を施したNi_3A1冷間圧延箔への充放電試験を行った結果,1次再結晶終了材,99%冷間圧延材,完全焼鈍材の順で,充放電容量が低下した.微細組織との相関を検討した結果,高エネルギー粒界,格子欠陥がLiの拡散を促進に寄与していると結論付けられる.以上のように,金属間化合物負極ではリチウムの拡散を促進するような結晶構造,格子欠陥構造の制御により,電極特性の向上が期待できることを明らかにした.ノートパソコンや携帯電話の小型軽量化,高性能化に伴い,電源であるリチウムイオン電池の更なる高容量化,小型化,長寿命化が求められている.現在,負極材料としては炭素系材料が使われているが,炭素系では372mAh/gの黒鉛負極の理論放電容量を超えることは出来ないため,より重量容量密度,体積容量密度の高い負極材料として,黒鉛負極の約2倍程度の理論放電容量を持つスズやシリコン,アルミニウムを含む金属間化合物系負極材料に期待が集まっている.本研究では,金属問化合物負極へのリチウム挿入脱離反応による構造変化メカニズムと格子欠陥の相関を調べることを通じて,強制的な格子欠陥の導入による電極特性の最適化法の確立を目指した基礎研究を行った.六方晶系B8_1-B8_2型構造を基礎とした結晶構造を有する遷移金属スタナイドNi_3Sn_2単結晶薄板を用いて,電気化学特性と微細構造変化との相関について調べた.Ni_3Sn_2の六方晶構造の底面に平行および垂直な試料について,同一条件にて充放電試験を行った場合,底面に垂直な試料の方が高い充電容量を示す.TEMによる微細構造観察の結果,Ni_3Sn_2ではLi挿入に伴う結晶構造の変化は見られなかったことから,Li原子はNi_3Sn_2中の八面体サイトに存在していること,さらに充電容量の結晶方位依存性は,Liの拡散速度の差に起因しているものと考えられる.また不燃性のLa_<2/3-x>Li_<3x>TiO_3(LLT)固体電解質とLiCoO_2正極からなるモデル系を用いて,固体電解質を用いた電極特性および微細構造解析の可能性について検討した.その結果,固体電解質を用いることにより比較的容易に構造変化の観察が行えることを確認し,さらにLiCoO_2電極/LLT固体電解質問の結晶方位関係,界面における欠陥構造と電池特性の相関を明らかにした.得られた成果を元に,固体電解質の表面改質による界面微細構造制御と,それによる電池特性制御に関する指針も得ることができた.リチウム二次電池の負極材料として,黒鉛負極の約2倍程度の理論放電容量を持つスズやシリコン,アルミニウムを含む金属間化合物系負極材料に期待が集まっている.本研究では,金属間化合物負極へのリチウム挿入脱離反応による構造変化メカニズムと格子欠陥の相関を調べることを通じて,電極の高性能化を目指した基礎研究を行った.六方晶系

B8_1-B8_2型構造を基礎とし,空孔規則配列結晶構造を有するNi_3Sn_2単結晶薄板を用いて,電気化学特性と微細構造変化との相関について調べた.Ni_3Sn_2相は組成幅を有し,組成変化に伴って格子定数および空孔規則配列が複雑に変化する.Ni_3Sn_2の六方晶母構造の底面に平行および垂直な試料について,充放電試験を行った場合,化学量論組成の試料では底面に垂直な試料の方が約2倍の高い充電容量を示す.空孔濃度の増加および格子定数の低下が見られるNi-poor組成の試料ではこのような異方性と充電容量が著しく低下する.これらの結果と,TEMによる微細構造観察の結果から,Ni_3Sn_2中ではLi原子は八面体サイトに存在していること,充電容量の結晶方位依存性は,Liの拡散速度の差に起因しているものと結論付けられる.また,充放電特性に及ぼす格子欠陥の影響を見るため,さまざまな熱処理を施したNi_3A1冷間圧延箔への充放電試験を行った結果,1次再結晶終了材,99%冷間圧延材,完全焼鈍材の順で,充放電容量が低下した.微細組織との相関を検討した結果,高エネルギー粒界,格子欠陥がLiの拡散を促進に寄与していると結論付けられる.以上のように,金属間化合物負極ではリチウムの拡散を促進するような結晶構造,格子欠陥構造の制御により,電極特性の向上が期待できることを明らかにした.
文法機能・意味役割・格助詞の脳内情報処理を基盤とした基本語順の認識機構の解明

心理言語学において、文法機能が基本語順の決定に最も重要な情報であることが知られている。文法機能に基づき文構造を解析する処理を統語処理と呼ぶ。本研究では基本語順の認識機構の解明に迫るため、統語処理に関与する脳内ネットワークの同定を目標とした。健常者と左前頭葉の神経膠腫患者を対象にしたfMRI研究により、統語処理には両側大脳半球は小脳を含む3つの脳内ネットワークが関与していることが明らかとなった。25年度は前年度に引き続き,基本語順の認識機構の解明に迫るための基盤として、統語処理の脳内ネットワークの同定を目標とした。実験では、21名の左前頭葉の神経膠腫患者を対象に、fMRIと「絵と文のマッチング課題」を施行した。さらに7名の健常者を含めて解析を行った。各患者群の脳活動変化パターンに基づき、統語処理に関与する脳内ネットワークを機能的に特定した。健常者では左前頭側頭葉の脳活動が認められた。左運動前野外側部に脳腫瘍がある患者群では、左下前頭回・左下頭頂溝・補足運動野・右前頭側頭部の脳活動が増強した。これらの脳領域は、脳梁と右弓状束/上縦束を介したネットワークを形成した。一方、左下前頭回に脳腫瘍がある患者群では、左運動前野外側部・角回・舌状回・小脳の脳活動が増強した。これらの脳領域は、左弓状束/上縦束を介したネットワークを形成した。また、これら患者では、左下前頭回眼窩部、左側頭葉の脳活動が減弱した。これら脳領域は外包/中縦束を介したネットワークを形成した。これらの脳領域における脳活動の時系列データに対して、偏相関解析をおこなったところ、上記ネットワークは健常者の脳活動において機能連関があることが分かった。以上より、統語処理には3つの脳内ネットワークが関与しいることが明らかとなった。このネットワークが文法機能、意味役割、格助詞のそれぞれのスクランブル文においてどのように活動を変化するのかfMRIにより確認した。その結果、文法機能のスクランブル文により、左前頭葉の脳活動が有意に増強することがわかった。一方、意味役割や格助詞のスクランブル文では有意な脳活動増強は確認されなかった。このことは、文法機能が基本語順を規定する情報として脳内で処理されていることを示唆する。24年度は基本語順の認識機構の解明に迫るための基盤として、統語処理の脳内ネットワークの同定を目標とした。患者を腫瘍存在部位により3群に分け(左下前頭回に脳腫瘍がある患者群、左運動前野外側部に脳腫瘍がある患者群、その他の患者群)、さらに7名の健常者を含めて解析を行った。これらのネットワークに関して、健常者を対象とした拡散テンソル画像を用いて解剖学的妥当性を検証した。左運動前野外側部に脳腫瘍がある患者群では、左下前頭回弁蓋部・左下頭頂溝・補足運動野・右前頭側頭部の脳活動が増強した。その他の患者群では、健常者と同様の脳活動パターンを呈した。また、上記の脳領域に脳損傷がある症例に対して、言語処理障害の有無に関する検討を含めた症例報告を行った。この結果、大脳白質の脳内微小出血・脳症、脳梁膨大部微小脳梗塞、小脳炎などでは、さまざまな認知障害を呈するものの、明らかな統語処理障害を呈さないことを報告した。以上より、統語処理には左前頭葉を中心とした3つの脳内ネットワークが関与していることが明らかとなった。この結果は、脳では基本語順が3種類の情報処理により認識されてるいことを暗示する知見である。本研究の目的は、文処理過程において、人間の脳が基本語順をどのように認識しているのか、その認識機構を神経言語学研究により解明することである。具体的には、人間は文法機能・意味役割・格助詞の脳内情報処理に基づき基本語順からの語順変化を認識するという仮説を検証することが目標である。24年度は当初の予定通り、健常者や脳損傷患者を対象とした脳機能マッピング法により研究を進めることができた。

また、今年度の研究で得られた「統語処理関連領域の脳内ネットワークが3つに分かれる」という知見は、「基本語順が3つの情報に基づき処理されている」という当初の仮説に矛盾しない知見である。今後は3つの統語処理関連領域の脳内ネットワークに関して、それぞれの役割を明らかにすることを目標とする。具体的には、文法機能・意味役割・格助詞に関する情報が、3つの脳内ネットワークにおいてどのように処理されているのか、脳機能マッピング法により突き止める。健常者を対象としたfMRIにおいて、統語処理関連領域の脳内ネットワークを関心領域とした信号変化量の解析を行う。得られた知見は国内外の学会や論文で発表する。限定的な脳損傷を呈した患者の神経心理学的検討に関する症例報告、特殊な言語処理障害・認知機能障害を呈した症例報告に関して、学会発表と論文発表を行う。これにより、本研究の目標である、「文処理過程において、人間の脳が基本語順をどのように認識しているのかその認識機構を神経言語学研究により解明すること」を達成する。健常者対象のfMRI実験のための研究費として、PCなどのデータ解析機購入、数理計算ソフト購入、統計処理ソフト購入、DVD-R、HHDなどの記録メディア購入、実験参加に対する謝金、に使用する。得られた知見の報告のための研究費として、国内外の学会での発表にかかる交通費、宿泊費、日当、発表用媒体購入に使用する。論文執筆のための研究費として、図表作成ソフト購入印刷費、複写費、英文校正費、投稿費、などに使用する。また、参考資料としての図書費を使用する。
高分解能角度分解光電子分光によるディラック電子系における微細電子構造の解明

ディラック電子系における基盤電子構造と特異物性発現機構との関連を明らかにするために、スピン分解ARPES装置の建設・改良を行い、ディラック電子系、とりわけグラフェン関連物質、鉄系超伝導体、トポロジカル絶縁体・半金属の電子状態を、高分解能ARPESによって精密に決定した。その結果、グラフェンのバンドギャップ制御、鉄系超伝導体母物質ネマティック相におけるディラックコーンの観測、強磁性体-ラシュバ金属界面におけるディラック電子の質量制御、新奇トポロジカル半金属の同定などに成功した。これらの結果から、観測されたディラックコーン電子状態、結晶対称性、および特異物性発現機構との密接な関連を明らかにした。本年度は、ディラック電子系の電子状態を明らかにするためにスピン分解光電子分光装置の改良・調整を行った。とりわけ、スピン検出部の心臓部となるターゲット材料の作成を行い、清浄試料表面を得る事に成功した。装置の建設・改良と同時並行して、いくつかのディラック電子系の電子状態の決定を行った。様々なトポロジカル絶縁体について角度分解光電子分光(ARPES)実験を行った結果、表面バンドにおいて物質の種類に強く依存した六回対称のフェルミ面およびバンド構造の歪みを観測した。スピン分解ARPES実験により、これらの表面ディラック電子状態は共通して面内ヘリカル方向のスピン偏極度を示す一方で、物質の種類に依存して面直方向にも有限のスピン偏極度を示すことを見出した。バンドの歪みを定量的に評価した結果、スピン面直成分とバンドの歪みには明確な相関がある事がわかった。この結果は、表面ディラック電子のスピン偏極度とバンド形状の相関関係を初めて示したものであり、基礎実験やデバイス応用などにおいて、トポロジカル絶縁体のスピンを制御する上での実験的指針を与える。また、分子線エピタキシー法によって最も単純な結晶構造を持つ鉄系超伝導体であるFeSeの超薄膜をSrTiO3の上に成長させる事に成功し、その電子状態を高分解能ARPESを用いて決定した。その結果、ブリルアンンゾーンの対称点から少しずれた波数において、低温でディラックコーン的なバンド分散を見出した。このディラックコーンは高温で消失することから、その起源として、斜方晶への構造転移および磁気転移が関係していると結論した。本年度は、ディラック電子系の電子状態を明らかにするために、昨年度に引き続きスピン分解光電子分光装置の改良・調整を行った。とりわけ、スピン検出の際に電子を振り分ける電子偏向器と鉄薄膜ターゲットまでのレンズ電圧調整などを種々の電子パスエネルギーで行い、鉄薄膜ターゲットからの高い反射強度を得る事に成功した。また、装置の建設改良と並行して、いくつかのディラック電子系の電子状態の決定を行った。FeSe超伝導体の低温秩序相における高分解能ARPESでは、ブリルアンゾーンの端付近において顕著なバンド分裂を観測し、高温常伝導相ではこの分裂が消失することを見出した。さらに、ブリルアンゾーンの中心においても、相転移に関連したバンドのエネルギーシフトを観測した。この事から、FeSeの低温秩序相は、電子ネマティック相に起源を持つと結論した。また、SiCに単層グラフェンを成長し、その表面に酸素分子を吸着してその電子構造を高分解能ARPESによって調べた。その結果、酸素量の増加に伴ってディラック点のエネルギーが変化するとともに、バンドギャップが増大する様子を明確に観測した。この実験事実から、単層グラフェンにおけるディラック電子の質量獲得には酸素吸着が有効であると結論した。とりわけ、低パスエネルギーにおける電子偏光器およびターゲット周りの電圧の最適化、ターゲット周辺の超高真空排気系の強化を行うことで、ターゲットの交換をせずとも一ヶ月以上も安定してスピン分解光電子分光測定を行うことができるようになった。装置の改良・調整と並行して、いくつかのディラック電子系の電子状態の決定を行った。強磁性金属である鉄とスピン軌道相互作用の強いタングステンの界面において、ディラック電子によるディラックコーン的なバンド分散を見出した。また、鉄の磁気モーメントによってディラックコーンに非常に大きなエネルギーギャップを開けることに成功し、さらに、磁化の変化によってディラック電子の質量が切り替わることを明らかにした。これらのことから、ディック電子系の質量制御には強磁性近接効果が有効であると結論した。スピン分解光電子分光装置の改良・調整においては、電子レンズパラメータの調整や真空排気系の強化によって長時間の安定した測定を実現したが、今後強磁性ターゲットの質や表面状態を最適化することで、さらに高いスピン検出効率を目指す必要がある。Fe/W系においては、ディラック電子の質量制御に成功したことから、予定通りの成果が得られたと思われる。また、鉄系超伝導体やトポロジカル絶縁体においても、いくつかの興味深い成果が得られており、研究はおおむね順調に進展しているものと判断した。本年度は、ディラック電子系の電子状態を明らかにするために、スピン分解光電子分光装置の最終調整を行った。とりわけ、分子線エピタキシー(MBE)装置とのマッチング調整を行い、単結晶MBE薄膜の作製と、スピン分解ARPESによるその電子状態評価を高効率で行うことができるシステムが確立した。装置の最終調整と並行して、いくつかのディラック電子系の電子状態の決定を行った。

二次元のシリコン正方格子を有する層状物質HfSiSでは、放射光を用いた精密なARPES測定によって、バルクバンドに起因したディラックコーン的バンド分散とダイアモンド形状の線ノード構造を見出すとともに、理論的にこれまで予想されていなかった「一次元ディラックノードアーク構造」を観測することに初めて成功した。カイラル構造を持つテルル単結晶においては、ディラック電子と同様に質量ゼロの電子(ワイル電子)が作るワイルノードを観測し、価電子帯とフェルミ面を形成するバンドがスピン分裂をしていることを明らかにした。これらの結果から、観測された特異なディラック電子構造の発現には、グライド鏡映対称性やらせん対称性といった結晶対称性が関連していると結論した。鉄系超伝導体FeSeの原子層薄膜においては、アルカリ金属の一つであるLiを蒸着して、電子相図を精密に決定することに成功した。その結果、ノンドープ領域では、鏡映対称性によって保護されたディラックコーンで特徴付けられるネマティック状態が安定である一方で、電子をドープすると、この秩序が壊れ40K以上の高温超伝導を示す相が出現することを明らかにした。このことから、FeSe薄膜の高温超伝導発現には、ドーパントの種類はあまり関係なく、電子ドープそのものが効いていると結論した。ディラック電子系における基盤電子構造と特異物性発現機構との関連を明らかにするために、スピン分解ARPES装置の建設・改良を行い、ディラック電子系、とりわけグラフェン関連物質、鉄系超伝導体、トポロジカル絶縁体・半金属の電子状態を、高分解能ARPESによって精密に決定した。その結果、グラフェンのバンドギャップ制御、鉄系超伝導体母物質ネマティック相におけるディラックコーンの観測、強磁性体-ラシュバ金属界面におけるディラック電子の質量制御、新奇トポロジカル半金属の同定などに成功した。これらの結果から、観測されたディラックコーン電子状態、結晶対称性、および特異物性発現機構との密接な関連を明らかにした。スピン分解光電子分光装置の建設・改良においては、ターゲットからの高い反射強度を得る事に成功したが、高真空中におけるターゲットの寿命を延ばすために、今後更に真空系を改良するなどの工夫が必要である。グラフェンなどのディラック電子系においては、その電子状態とディラック電子の質量制御にしたことから、当初の予定通りの成果が得られたと思われる。また、鉄系超伝導体母物質やトポロジカル絶縁体においても、フェルミ準位近傍の電子状態の精密決定に成功しており、研究はおおおむね順調に進展しているものと判断した。今後は、スピン分解光電子分光装置の最終調整を行い、その装置と高輝度放射光を併用して、ディラック電子系の微細電子構造を高精度で決定するスピン分解ARPES実験を推進し、本研究の総まとめを行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。光電子固体物性今後は、スピン分解光電子分光装置の更なる調整を行い、その装置と高輝度放射光を併用して、ディラック電子系の微細電子構造を高精度で決定するスピン分解ARPES実験を推進していく予定である。
プロスポーツが地域社会に与える影響についての時系列的研究

本研究の目的は、地域に新しいプロスポーツチームが現れることによって、その地域に起こる変化について時系列の調査分析を行い、プロスポーツが地域社会に与える影響を明らかにすることであった。2010年から参入したプロバスケットボールチームのホームゲームにおける観戦者および地域住民を対象に質問紙調査を実施した。チームの誕生によって、地域の人々のスポーツへの関心が高まり、地域への心理的コミットメントも高まり、人々はチームが地域活性化に役立っていると評価していることが明らかとなった。本研究は、地域に新しいプロスポーツ組織(クラブやチーム)が現れることによって、その地域社会に起こるさまざまな変化について、その事前から事後にかけて時系列の調査分析を行い、プロスポーツが地域社会に与える影響を明らかにすることを目的に、3年間に亘って取り組むものである。具体的には、(1)地域の成人、子どものスポーツ実施状況、(2)地域住民の「みるスポーツ」への興味・関心、(3)地域住民の地域アイデンティティ、そして(4)地元企業のスポンサ・メリットなどについて、その変化を測定し、分析する。本プロジェクトの1年目にあたる今年度は、新規参入プロバスケットボールチーム(bjリーグの京都ハンナリーズ)のホームゲームにおける観戦者を対象に質問紙調査を実施した。773部を試合会場で配布し、郵送で返送された有効回答票は307部(39.7%)であった。対象者の属性は、男性が45.4%、女性が54.6%、平均年齢が39.1歳であった。チーム艇生による地域への影響について、複数の項目で5段階尺度(「1:全くそう思わない」-「5:非常にそう思う」)を用いて測定したところ、「チームの誕生が地域の活性化に役立っている(M=3.93)」、「子どものバスケをすることへの関心が高まる(M=4.17)」、「子どものバスケを見ることへの関心が高まる(M=4.17)」、「大人のバスケを見ることへの関心が高まる(M=4.04)」、「地域貢献によるスポンサーのイメージアップのメリット(M=4.17)」など、各項目において調査対象者はその影響を高く評価していることが明らかとなった。また、これらの項目とチームへの愛着度、およびホームタウンへの愛着度の間には、統計的に有意な相関が確認され、チームおよび地元地域への愛着が強い観戦者ほど、チームの地域に対するポジティブなさまざまな影響を高く評価していることが示唆された。本研究の目的は、地域に新しいプロスポーツ組織(クラブやチーム)が現れることによって、その地域に起こる変化について時系列の調査分析を行い、プロスポーツが地域社会に与える影響を明らかにすることである。具体的には、(1)スポーツ実施状況、(2)みるスポーツへの興味・関心、(3)地域アイデンティティ、そして(4)地元企業のスポンサーメリットなどについて、その変化を測定し、分析する。2010年度は3年間に亘る取り組みの2年目であった。2010年から参入したプロバスケットボールチーム(bjリーグの秋田ノーザンハピネッツ)の秋田市でのホームゲームにおける観戦者を対象に質問紙調査を実施した。2010年11月に実施された2試合において、474部の有効回答を回収した。このデータを2009年に同じく秋田市で収集したデータ(n=391)と比較し、観戦者の意識の変化の確認を試みた。比較分析の結果、「チームの誕生が地域の活性化に役立っている(5段階尺度)」という項目に対する回答が、2009年の観戦者(M=4.26)に比べて2010年の観戦者(M=4.44)のほうが有意に高いことが確認された(t=3.17,p<.01)。また、地域の子どもおよび大人のバスケットボールを「する」および「見る」ことに対する関心が、チームの誕生によって高まるかどうかについても、2010年観戦者のほうが統計的に有意に高い評価を示した。さらに、地域アイデンティティ(5段階尺度)にも、両者の間に統計的な有意差が見られ、2009年(M=4.16)よりも2010年(M=4.28)のほうが高いことが確認された(t=2.31,p<.05)。このような結果から、新たに誕生したプロスポーツチームが、地域の活性化、人々のスポーツへの関心の向上、および人々の地域アイデンティティの高揚に影響を与えている可能性が示唆された。本研究の目的は、地域に新しいプロスポーツ組織(クラブやチーム)が現れることによって、その地域に起こる変化について時系列の調査分析を行い、プロスポーツが地域地域社会に与える影響を明らかにすることであり、2011年度は3年間に亘る取り組みの最終年度であった.2010年に秋田県に誕生したプロバスケットボールチームの秋田市でのホームゲームにおける観戦者を対象に質問紙調査を実施した。2011年11月に実施された2試合において、453の有効回答を回収した。このデータを2009年および2010年に同じく秋田市で収集したデータと比較し、観戦者の意識の変化の確認を試みた。

その結果、「チームの誕生が地域の活性化に役立っている(5段階尺度)」という項目に対する回答が、チーム誕生前年の2009年の観戦者(M=4.26)に比べて2010年の観戦者(M=4.44)および2011年の観戦者(M=4.47)のほうが有意に高いことが確認された。また、地域住民のバスケットボールへの関心がチームの誕生によって高まったかどうかについても、2009年観戦者に比べて統計的に有意に高い評価を示し、地域アイデンティティ(5段階尺度)についても有意に上昇したことが確認された。さらに、チームが本拠地とする秋田県内の住民のスポーツおよび地域に対する意識の変化を明らかにすることを目的として、小・中学生およびその親を対象に質問紙調査を実施した。その中で、小中学生のスポーツおよび地域に対する意識とホームゲーム観戦経験の関係を分析した結果、観戦経験とスボーツ関与のポジティブな関係、および観戦経験と地域愛着や地域の自治意識のポジティブな開係が明らかになり、プロスポーツの地域社会への好影響の存在の可能性が確認された。本研究においてはその因果関係の検討には至っておらず、さらに継続した研究が必要である。
プロテオーム解析データからの知識発見に関する情報科学的基礎付け

本研究は,プロテオーム解析技術の登場に対応して,そのゲノムワイドな解析データからの知識見に関して情報科学的基礎付けをしたものであり,研究成果は大きく2つに分けられる.1.タンパク質ネットワークの推定に関する研究マイクロアレイデータとタンパク質相互作用データを用いて遺伝子ネットワークの推定を行う方式を開発した.これは,Y2HやMSによって得られたタンパク質相互作用データをベイジアンネットワークのプライアとして用いることにより,マイクロアレイ遺伝子発現データからノンパラメトリック回帰を用いたベイジアンネットワーク推定技法を開発した.また,主成分解析の方法を応用しマイクロアレイデータから,タンパク質コンプレックスを推定する方法を同時に開発した.また,ベイジアンネットワークとマルコフネットワークを組み合わせたモデルを構築することにより,タンパク質ネットワークの推定においてマイクロアレイ遺伝子発現データを利用し,より精度の高い推定を可能にする方式を開発した.2.パスウェイのモデル化とシミュレーションの方式についての研究これまで開発してきたソフトウェアに対して新たにHybrid Functional Petri Net with extensionという基本アーキテクチャを開発し,それによってタンパク質の細胞内局在情報やタンパク質の修飾などの情報をモデル化にとりこむことができるようにした.これを用いて文献及びそれに付随しているデータから様々なタンパク質ネットワークを含んだ形で生体内パスウェイのモデリングを行いその解釈及び評価により,この方式が有効であることを実証した.具体的には,アポトーシスパスウェイ,分裂酵母の細胞周期に関するネットワーク,P53に関するネットワークなどを対象とした.本研究は,プロテオーム解析技術の登場に対応して,そのゲノムワイドな解析データからの知識見に関して情報科学的基礎付けをしたものであり,研究成果は大きく2つに分けられる.1.タンパク質ネットワークの推定に関する研究マイクロアレイデータとタンパク質相互作用データを用いて遺伝子ネットワークの推定を行う方式を開発した.これは,Y2HやMSによって得られたタンパク質相互作用データをベイジアンネットワークのプライアとして用いることにより,マイクロアレイ遺伝子発現データからノンパラメトリック回帰を用いたベイジアンネットワーク推定技法を開発した.また,主成分解析の方法を応用しマイクロアレイデータから,タンパク質コンプレックスを推定する方法を同時に開発した.また,ベイジアンネットワークとマルコフネットワークを組み合わせたモデルを構築することにより,タンパク質ネットワークの推定においてマイクロアレイ遺伝子発現データを利用し,より精度の高い推定を可能にする方式を開発した.2.パスウェイのモデル化とシミュレーションの方式についての研究これまで開発してきたソフトウェアに対して新たにHybrid Functional Petri Net with extensionという基本アーキテクチャを開発し,それによってタンパク質の細胞内局在情報やタンパク質の修飾などの情報をモデル化にとりこむことができるようにした.これを用いて文献及びそれに付随しているデータから様々なタンパク質ネットワークを含んだ形で生体内パスウェイのモデリングを行いその解釈及び評価により,この方式が有効であることを実証した.具体的には,アポトーシスパスウェイ,分裂酵母の細胞周期に関するネットワーク,P53に関するネットワークなどを対象とした.本年度は,タンパク質ネットワークの同定についての予備実験を行うと共に,マイクロアレイデータとタンパク質相互作用データを用いて遺伝子ネットワークの推定を行う方式について研究及びパスウェイのモデル化とシミュレーションの方式についての研究を行った.タンパク質内のアミノ酸相互作用情報を抽出するため架橋剤を用いてその構造情報を抽出する方法を開発し,その有効性を確かめるための予備実験を行った.まず,タンパク質相互作用データをベイジアンネットワークのプライアとして用いることにより,マイクロアレイデータからノンパラメトリック回帰を用いたベイジアンネットワーク推定技法を開発した.また,主成分解析の方法を応用しマイクロアレイデータから,タンパク質コンプレックスを推定する方法を同時に開発した.これにより,マイクロアレイデータだけ,もしくはタンパク質相互作用データだけからでは推定が困難であった遺伝子間及びタンパク質問の相互関糸をより正確に推定することが可能となった.次に,パスウェイのモデリングとシミュレーションの方式については,これまで開発してきたソフトウェアに対して新たにHybrid Functional Petri Net with extensionという基本アーキテクチャを開発し,それによってタンパク質の細胞内局在情報やタンパク質の修飾などの情報をモデル化にとりこむことができるようにし,タンパク質ネットワークのモデル化を行えるように準備をした.本年度は,これを用いていくつかのパスウェイのモデリングが行えることを確認した.さらに,タンパク質とDNAのインタラクションをニューラルネットワークを用いて推定する方法の開発を行った.推定の精度はまだ不十分であり来年度さらに改良を重ねる予定である.プロテオーム・インフォマティクスとでもいうべき,情報解析のための基盤技術の創出を目的として,タンパク質が関与するネットワークの推定法及びそのモデル化とシミュレーションの研究を行い,以下の成果を得た.(1)ネットワークの推定法に関して,マイクロアレイ遺伝子発現データを用いてインタラクションと制御についての配列情報抽出法を開発した.また,タンパク質相互インタラクションデータとマイクロアレイ遺伝子発現データから,主成分解析法とBayesianネットワーク法を組み合わせることにより,タンパク質複合体及び遺伝子制御のネットワークを同時に推定する方法を開発し,パン酵母の細胞周期に関するマイクロアレイ遺伝子発現データとMIPSに登録されているタンパク質インタラクション情報を用いて,その有効性を示した.(2)ハイブリッドペトリネットを拡張したアーキテクチャに基づいて開発されたネットワークの可視化とシミュレーションシステムを用いて,タンパク質等の分子が織り成しているインタラクションネットワークのモデル化を行いその評価及び解釈を行った.このために分裂酵母の細胞周期に関するネットワークを用いた.(3)タンパク質間ネットワークを推定するために,その相互作用の強さを予測する方法を開発した.(4)ニューラルネットワークによる学習方式を用いて,配列データと構造に関するデータからタンパク質とRNAとの相互作用を推定する方式を開発した.プロテオーム・インフォマティクスとでもいうべき,情報解析のための基盤技術の創出を目的として,タンパク質が関与するネットワークの推定法及びそのモデル化とシミュレーションの研究を行い,以下の成果を得た.

1.ベイジアンネットワークとマルコフネットワークを組み合わせたモデルを構築することにより,タンパク質ネットワークの推定においてマイクロアレイ遺伝子発現データを利用し,より精度の高い推定を可能にする方式を開発した.ネットワークを探索するアルゴリズムを実装し,パン酵母の細胞周期に関するマイクロアレイデータとタンパク質相互作用データを用いて、遺伝子制御ネットワークとタンパク質ネットワークの同時推定計算機実験を行った結果,既知のものに関しては信頼性の高いネットワーク情報を推定できていることを確認した。また,この方式は,Y2Hよって得られたタンパク質相互作用データにおけるフォールスポジティブ情報の検出にも応用できるものである.2.遺伝子p53,MDM2,p19ARFの制御関係についての情報とデータを文献に基づいて抽出し,ハイブリッド関数ペトリネットを用いてそれをタンパク質のインタラクションを含んだ動的モデルを構築した。そのモデルのシミュレーションの結果から,p53,MDM2,p19ARFがコンプレックスをっくると,それは転写活性をもっていることが示唆された。また,リカレントニューラルネットワークを用いてハイブリッドペトリネットで記述されたシステムの瓦解部位の予測法を開発した。3.タンパク質においてRNAがインタラクションする残基を予測する方法を開発した.この方法は重み付プロファイルに基づいたものでニューラルネットワークを用いて学習をするものである.
避難予警報システム構築のための供水氾濫流の実時間確率予測

都市河川での水位・流量,氾濫域での氾濫水の挙動を実時間で予測する手法を構築するためには,緩勾配河川の不定流計算や氾濫解析などの要素を考慮する必要がある.本研究では,この点に着目し,緩勾配河川での水位・流量を実時間で予測する手法を開発し,それをもとに大規模遊水調節池での樋門実時間操作手法を開発した.さらに,緩勾配河川での水位・流量実時間予測手法と堤防決壊過程のモデルとを組み合わせて,都市氾濫域での氾濫流実時間予測システムを開発した.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.1.緩勾配の影響や下流端の状態によって決まる背水の影響を考慮した河川水位の実時間予測手法を開発した.この手法は,1)山地流域を木村の貯留関数法を用いた状態空間型モデルでとらえ,カルマンのフィルタリング手法を用いて将来の流域貯留量および河道上流端流量の予測値を計算し,2)これと河道上流端での水位流量曲線を境界条件として,有限差分法を用いて不定流の基礎方程式を解くことにより,対象河道区間の格段面での水位を予測するという手順からなっている.2.カルマンフィルタを用いた流出予測手法の適用性を高めるべく,合理的な誤差の設定手法について考察した.具体的には,流出高の誤差は観測水位そのものの誤差と水位流量変換の際に生ずる誤差とから成ると考え,この両者を考慮した流出高の誤差分散の設定手法を提案した.3.貯留関数法による洪水の実時間予測において遅滞時間をいってい値とする危険性に付いて考察し,遅滞時間を状態量として取り扱い,流量の観測値を用いてフィルタリングする事によって時々刻々推定しなおす方法を提案した.都市河川での水位・流量,氾濫域での氾濫水の挙動を実時間で予測する手法を構築するためには,緩勾配河川の不定流計算や氾濫解析などの要素を考慮する必要がある.本研究では,この点に着目し,緩勾配河川での水位・流量を実時間で予測する手法を開発し,それをもとに大規模遊水調節池での樋門実時間操作手法を開発した.さらに,緩勾配河川での水位・流量実時間予測手法と堤防決壊過程のモデルとを組み合わせて,都市氾濫域での氾濫流実時間予測システムを開発した.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.1.緩勾配の影響や下流端の状態によって決まる背水の影響を考慮した河川水位の実時間予測手法を開発した.この手法は,1)山地流域を木村の貯留関数法を用いた状態空間型モデルでとらえ,カルマンのフィルタリング手法を用いて将来の流域貯留量および河道上流端流量の予測値を計算し,2)これと河道上流端での水位流量曲線を境界条件として,有限差分法を用いて不定流の基礎方程式を解くことにより,対象河道区間の格段面での水位を予測するという手順からなっている.2.カルマンフィルタを用いた流出予測手法の適用性を高めるべく,合理的な誤差の設定手法について考察した.具体的には,流出高の誤差は観測水位そのものの誤差と水位流量変換の際に生ずる誤差とから成ると考え,この両者を考慮した流出高の誤差分散の設定手法を提案した.3.貯留関数法による洪水の実時間予測において遅滞時間をいってい値とする危険性に付いて考察し,遅滞時間を状態量として取り扱い,流量の観測値を用いてフィルタリングする事によって時々刻々推定しなおす方法を提案した.
高専一貫教育に適合させた英語自律学習支援システムの開発と教育効果の検証

高専生の英語習得には高専一貫教育に対応させた自律学習を指導する方法の開発が不可欠である.そこで,本研究の目的をTOEICなどの技能検定を活用した自律学習教育支援システムを開発することと,その有効性を実証することとした.自律学習教育支援システムには,モチベーション理論を基礎とした学習心理を取り入れている点に大きな学術的特徴である.現代の様々なモチベーション理論の派生元となるVroomの期待理論を学習者の視点で解釈すれば「自身にとって(A)魅力ある目標を設定し,その(B)目標を達成する可能性が十分に感じ取れる状態で学習すれば,モチベーションが上がり,遂行する力は強く,大きくなる」ということである.ただ,多くの学生はこれだけでは学習を継続せず,一過性の学習に終わることが多い.そこで、本研究では,自律学習教育支援システムを開発し、参加学生にヒアリングを行いながらシステムの運用と修正を行ってきた.成長記録のグラフをユーザーがインタラクティブに動的操作を行えるWEBページとして表示する機能を有したシステムを当初開発したが、閲覧端末のブラウザ依存性が高く、正常に動作しないケースが頻発したため、グラフ部分は静的な画像形式で表示させる手法に変更した.ただ、本研究の本質ではないため大きな問題ではなかったと考える.アンケート結果とともに教育工学の論文として投稿したものの、母集団が十分とはいえない、学生を長期にわたってモニタリングしているため本システム以外の効果を排除しきれていないとの理由から、不掲載となった.一方で、少人数とはいえ、t検定を用いて前後の評価を行っており、かつその結果からシステムの有効性は感じられる.そのため、現在は再実験に向け、モニタリング手法も含め、再検討中である.なお,最終年度は概ね教育効果の検証だったため,直接経費をほとんど使用しなかった.技術者のグローバル化への対応は急務である.しかしながら,高専の正課における英語教育の成果は十分とはいえない.一方で,急速な社会変化によるグローバル教育の急激な浸透とその習得内容やレベルの多様性により,全体教育として導入するにあたりすべての学習者のニーズに英語の指導教員が正課のみで対応してくことはますます困難になっている.根本的対策として今後は学習者の自律性を育成し,自身の能力の1つとして自律学習を定着させる指導法の開発がグローバル教育には不可欠になってくると考えているそこで,本研究の目的をTOEICなどの技能検定を活用した自律学習教育支援システムを開発することと,その有効性を実証することとした.ここで,本研究で言う「学習者の自律性(Learner Autonomy)」とは,「学習者が自分のニーズや希望に役立つように自分の学習をコントロールするための能力」と定義し,「自律学習」とはこのような能力を学生に身に着けさせる教育を行うこととする.自律学習教育支援システムには,モチベーション理論を基礎とした学習心理を取り入れており,自律学習を指導する要素を考慮した教育ツールになっている点に大きな学術的特徴である.予定外に起こった学内ネットワークのセキュリティ対策の変更に伴い、セキュリティ基準を満たしたWEBサーバーを構築し、公開するまでに多くの時間を要した。技術者のグローバル化への対応は急務である.しかしながら,高専の正課における英語教育の成果は十分とはいえない.一方で,急速な社会変化によるグローバル教育の急激な浸透とその習得内容やレベルの多様性により,全体教育として導入するにあたりすべての学習者のニーズに英語の指導教員が正課のみで対応してくことはますます困難になっている.根本的対策として今後は学習者の自律性を育成し,自身の能力の1つとして自律学習を定着させる指導法の開発がグローバル教育には不可欠になってくると考えている.そこで,本研究の目的をTOEICなどの技能検定を活用した自律学習教育支援システムを開発することと,その有効性を実証することとした.ここで,本研究で言う「学習者の自律性(Learner Autonomy)」とは,「学習者が自分のニーズや希望に役立つように自分の学習をコントロールするための能力」と定義し,「自律学習」とはこのような能力を学生に身に着けさせる教育を行うこととする.自律学習教育支援システムには,モチベーション理論を基礎とした学習心理を取り入れており,自律学習を指導する要素を考慮した教育ツールになっている点に大きな学術的特徴である.システム開発は順調に進展している。後期に予定していたアンケートを実施できなかったため、30年度に実施する。高専生の英語習得には高専一貫教育に対応させた自律学習を指導する方法の開発が不可欠である.そこで,本研究の目的をTOEICなどの技能検定を活用した自律学習教育支援システムを開発することと,その有効性を実証することとした.自律学習教育支援システムには,モチベーション理論を基礎とした学習心理を取り入れている点に大きな学術的特徴である.現代の様々なモチベーション理論の派生元となるVroomの期待理論を学習者の視点で解釈すれば「自身にとって(A)魅力ある目標を設定し,その(B)目標を達成する可能性が十分に感じ取れる状態で学習すれば,モチベーションが上がり,遂行する力は強く,大きくなる」ということである.ただ,多くの学生はこれだけでは学習を継続せず,一過性の学習に終わることが多い.そこで、本研究では,自律学習教育支援システムを開発し、参加学生にヒアリングを行いながらシステムの運用と修正を行ってきた.成長記録のグラフをユーザーがインタラクティブに動的操作を行えるWEBページとして表示する機能を有したシステムを当初開発したが、閲覧端末のブラウザ依存性が高く、正常に動作しないケースが頻発したため、グラフ部分は静的な画像形式で表示させる手法に変更した.

ただ、本研究の本質ではないため大きな問題ではなかったと考える.アンケート結果とともに教育工学の論文として投稿したものの、母集団が十分とはいえない、学生を長期にわたってモニタリングしているため本システム以外の効果を排除しきれていないとの理由から、不掲載となった.一方で、少人数とはいえ、t検定を用いて前後の評価を行っており、かつその結果からシステムの有効性は感じられる.そのため、現在は再実験に向け、モニタリング手法も含め、再検討中である.なお,最終年度は概ね教育効果の検証だったため,直接経費をほとんど使用しなかった.当初の手順通り、WEBサーバーとして公開し、学習者の利用履歴をモニタリングするとともにアンケートを実施する。当初の手順通り、WEBサーバーとして公開し、学習者の利用履歴をモニタリングするとともにアンケートを実施する。進捗状況に対して計画が送れており、成果を発表する学会等への参加旅費が不要となったため開発が順調に進んだことやハードウエアを学内予算で調達できたため学習者のアンケートから得た知見を元にシステムを改良する際のモジュール等の購入を計画している
災害被災地域における産業復興に関する地理学的研究

本年度は福島県を中心として被災地域の自治体・商工会議所等と連携して商工業実態調査を行った。具体的には南相馬市(商工業)、福島市(商工業)、喜多方市(製造業)である。これらの調査については集計・分析を行い、地域の振興策などについても提言を行った。今後は地域間の比較検討を進める予定である。なお、南相馬市での調査については前年度も実施しており、その成果は本年度の経済地理学会において報告するとともに、日本地域経済学会の機関誌である「地域経済学研究」に投稿し、掲載予定となっている。熊本地域に関しては、帝国データバンクからデータを購入し、分析を進めている。これらの調査の分析から、被災地では宿泊業が特徴ある動きを示していることが把握できた。特に福島市のホテル等の調査においては、宿泊業の形態によって売上等の動向が大きく異なっている。この結果は宿泊統計や入込客統計だけでは把握できないものであり、日本観光研究学会東北支部大会において、その速報を報告した。来年度においては、データをそろえて分析を深めていく。また、今年度は前年度までに行ってきた被災地での特徴ある教育や防災教育に関しても業績をとりまとめた。日本社会科教育学会編『社会科教育と災害・防災学習ー東日本大震災に社会科はどう向き合うかー』(明石書店刊)において、防災教育の目的と構成、福島県の動向などについて論じた。また、日本生活科・総合的学習教育学会において被災地で行われている「ふるさと学習」の特徴と問題点について報告を行った。この他、原発事故に伴う避難者の動向について、国内外の研究者を招いて研究会を開催し、討議を深めた。東日本大震災被災地の産業復興に関しては、これまでの蓄積もあり、順調に調査が進んでいる。今年度においては、計画を上回るレベルのデータが入手できた。また、熊本地震被災地においてもデータが入手できたことから、今後の計画進捗の見通しが立った。来年度以降の調査・データ入手についても既に一定の見通しが立っており、計画の順調な進展が期待できる状態である。今後の研究に関しては、2019年度に東日本大震災被災地の産業復興について、まとめに取りかかる予定である。既に震災後のデータは一定程度整っており、震災前から経時的に、また、製造業・建設業・小売業・サービス業などを産業別だけでなく俯瞰的にとらえ、分析を進める。これと並行して熊本地震被災地域の製造業を対象として主に取引構造の変化から震災後の地域製造業の特徴を把握・分析する。また、今年度の調査から明らかになった宿泊業の特徴について、調査を広げて分析を深めていきたい。宿泊業は観光業を支える重要な産業であり、東京オリンピックの開催を前にして、被災地の復興を牽引することが期待されている。しかし、地域宿泊業の実態分析は遅れており、被災地ツーリズムの拡大に貢献できるような研究としたい。本年度では、まず東日本大震災からの産業復興の状況を捉えるため、福島県南相馬市において、商工業の実態調査を実施した。この調査は原町商工会議所、鹿島商工会、小高商工会と連携して行ったもので、調査結果から各地域の特性を把握するとともに、復興を進めるための課題や対策に関して検討を加えた。この成果の一部は、論文化して発表した。また、水産物のブランド化に関する研究も進めている。これは、東日本大震災にともなう風評被害払拭のためには新たなブランド化を推進することが必要であるとの仮説の下、一次産品のブランド化を進めるための有効な手法を開発することを目的として行っているものである。本年度は資源がほぼ同じであるにもかかわらず価格が大きく異なる青森県大間町と北海道函館市の津軽海峡産マグロ、それに市内でも場所によって種類と価格に差がある函館市のコンブを事例としてブランド化の手法や効果に関してとりまとめ、2本の学会発表を行った。同様に、農産物のブランド化に関しては福島県玉川村のさるなしを事例として調査し、学会発表を行った。この他、東日本大震災後に福島県の温泉旅館が直面した課題について、過去に実施されたインタビュー調査のデータを用いて分析し、課題を明らかにした。この成果は学会発表としてまとめた。また、岩手大学三陸復興地域創生推進機構と連携して研究会を開催し、研究交流を行った。なお、熊本県と鳥取県においては、調査の段階にまでは達しなかったものの、地域機関との連携を深めつつ、次年度以降の研究に向けた準備を進めている。熊本県、鳥取県においては具体的な調査まで取りかかれなかったものの、福島県を中心とした東日本大震災被災地域において順調に調査を進め、その成果の報告を行えている。報告数などに関しても、ほぼ順調であると考える。

この結果は宿泊統計や入込客統計だけでは把握できないものであり、日本観光研究学会東北支部大会において、その速報を報告した。来年度においては、データをそろえて分析を深めていく。また、今年度は前年度までに行ってきた被災地での特徴ある教育や防災教育に関しても業績をとりまとめた。日本社会科教育学会編『社会科教育と災害・防災学習ー東日本大震災に社会科はどう向き合うかー』(明石書店刊)において、防災教育の目的と構成、福島県の動向などについて論じた。また、日本生活科・総合的学習教育学会において被災地で行われている「ふるさと学習」の特徴と問題点について報告を行った。この他、原発事故に伴う避難者の動向について、国内外の研究者を招いて研究会を開催し、討議を深めた。東日本大震災被災地の産業復興に関しては、これまでの蓄積もあり、順調に調査が進んでいる。今年度においては、計画を上回るレベルのデータが入手できた。また、熊本地震被災地においてもデータが入手できたことから、今後の計画進捗の見通しが立った。来年度以降の調査・データ入手についても既に一定の見通しが立っており、計画の順調な進展が期待できる状態である。具体的な調査に取りかかれていない熊本県及び鳥取県に関して、研究体制を引き続き整える。併せてこれまでに行った調査の補足を行うとともに、論文化に向けた努力を進める。なお、研究の方向性としては、現状を維持していけば良いと見込んでいる。今後の研究に関しては、2019年度に東日本大震災被災地の産業復興について、まとめに取りかかる予定である。既に震災後のデータは一定程度整っており、震災前から経時的に、また、製造業・建設業・小売業・サービス業などを産業別だけでなく俯瞰的にとらえ、分析を進める。これと並行して熊本地震被災地域の製造業を対象として主に取引構造の変化から震災後の地域製造業の特徴を把握・分析する。また、今年度の調査から明らかになった宿泊業の特徴について、調査を広げて分析を深めていきたい。宿泊業は観光業を支える重要な産業であり、東京オリンピックの開催を前にして、被災地の復興を牽引することが期待されている。しかし、地域宿泊業の実態分析は遅れており、被災地ツーリズムの拡大に貢献できるような研究としたい。今年度は熊本県・鳥取県など遠方での調査を行わず、比較的近い地域での調査等を増やしたため、旅費を中心として残額が発生した。残金は今後遠方での調査に使用する予定である。本研究を進めるにあたり必要なデータが、自分で調査するよりも帝国データバンクから比較的安価に購入できることがわかり、2019年度にデータ購入を行うこととした。それにあたり一定額をストックする必要があったため、一定額を繰り越した。繰越額は19年度前半の内にデータ購入に使用し、年度内の研究に役立てる予定である。
広波長帯偏光撮像によるフロキュラントな渦巻き銀河の研究

我々の装置TRISPEC(広波長域分光偏光装置)をハワイマウナケアのUH88およびUKIRTに搭載して、系外銀河および我が銀河系深部の観測を行った。1999年度はUH88、2000年度はUKIRTに搭載して"性能"や"サイエンス"を練りあげ、2000年度に当初の目標であるSubaru望遠鏡に搭載する予定であった。以下、この3年間の活動を記述する。要約は以下の通り1999年度の研究実施4月三鷹試験観測5月現地搬送6月観測UH88観測4夜撮像8月分光モード搭載9月観測UH88観測3夜分光1月偏光モード搭載2月UKIRT偏光観測2000年度の研究実施8月UKIRT偏光観測2月UIKIRT偏光観測3月UKIRT偏光観測2001年度の研究実施5月名古屋帰還612月原因追求判明1999年のUH88観測で、光量損失および収差が判明したが、2000年は、学位論文のためにUKIRTで偏光観測を行い、2001年に、日本に戻して、原因追求を追求した。その結果、中に収納されている2枚組レンズのうち、LiFレンズの裏面に約2mmの偏芯が見つかり"瞳"像のケラレを生じていることが判明した。以上の理由で、この研究「広波長帯偏光撮像によるフロキュラントな渦巻き銀河の研究」(1999-2000)は、中屋秀彦氏、渡辺誠氏の博士論文2篇と山崎敦之君、山中友介君修士論文2篇しか結果が出せなかったが、その開発のスタイルと途中における様々な創意工夫による開発、人材の育成はきわめて意義深かった。また、結晶材レンズの製作技術の向上に資するところは多大であったと信じている。偏光モード(ウォラストンプリズム)を導入して、偏光撮像を可能にした。今年度は撮像(1999/6、1999/10)観測と、偏光分光観測の二つの観測モードを立ち上げた。2000/2月にUKIRTで4夜観測を行ない、(1)分光偏光(直線および円偏光)、(2)分光観測の二モードで完全に動作することを確認した。本研究課題である広帯域偏光撮像観測は、本年度、ハワイ大学UH88望遠鏡、および連合王国UKIRTを用いて行なう予定である。平成11年5月にハワイに向けて発送して以来、これまでにUH88で2回、UKIRT(連合王国赤外線望遠鏡)で2回の観測を行なった。あと2回の観測が2月と3月にある。平成11年度6月UH88(3チャンネル撮像)平成12年度8月UKIRT 2000B (8夜)(0.452.5μm分光偏光/撮像)これらの一連の観測で、当初の機能を完成できた。ただし、光学系に関する以下の2点で、不満が残る。1)"瞳"の調整2)レンズ系の収差これらの一連の観測で、当初の機能を完成できたが、光学系に難点(光学軸と瞳位置/収差)のミスが見つかり、また、平成11年5月に観測サイトをUH88からUKIRTに重点を移したが、これもミスであった;UKIRTは厳しい競争率で、TRISPEC全部27夜(UKIRT総時間の8%)のうち、我々は1晩のみの割り当てで、期待した個数(50個)の銀河の観測ができなかった。

上記のように、本来の上記の研究目的の達成に至らなかったが、今後、拡がった銀河の偏光観測には、TRISPECよりも、新たに名大理が開発した広視野SIRIUS装置に偏光機能をもたせ、専用の1.4m IRSFで観測する方が効率的であるという展望が拓けた。SIRIUSの改良を行った上で、1年後(2002年)に再度、フロキュラント銀河の観測を遂行したい。