hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空間を超越するインタラクティブ聴覚拡張システムの研究

空間を超越するインタラクティブ聴覚拡張システムを提案する。本研究では、音響空間情報の取得、取得信号の分析・加工、立体的音場再生の高臨場感音響通信技術の三要素を統一的に研究し、効果的に音響空間印象を変化させる方法の理論的枠組みを確立する。提案システムでは、利用者がインタラクティブかつ効率的に音響空間印象を操作することが可能となるように、少数の変数で音響空間印象の操作を行うための手法を提案する。本研究における成果の応用の一例として、研究対象の要素技術を統合し、ウェブ上でデモシステムを公開し、音響空間印象のインタラクティブな加工受聴が可能であることを示した。多チャンネルマイクロホンの受音信号の分散・共分散行列の潜在次元解析をシミュレーション環境下で行い、潜在次元が高いほど目的音受音性能を高められることを示した。また、受音バフル形状として球面調和関数の解析を行い、雑音抑圧に有効なステアリングベクトルの最適な基底系について解析を行った。これらの研究から、多数のマイクロホンで取得された音場を、ガウス過程でモデル化する着想が生まれた。音場をガウス過程で表現することは、分散共分散行列としてフルランクのパラメトリックな行列を仮定することに相当する。この考えに従って、音場のモデル化を行う実験を開始した。研究基盤となる室内音響伝達特性の計測を進めた。先ずマイクロホンアレイの位置を固定し、音源位置を極座標上に多数取得することで、室内を被覆するデータベースとした。従来技術(音源数未知FDICA、HRTFの実時間畳み込み)を整理し、「音源信号位置を陽に推定することで指定した受音位置での空間印象を再現するシステム」を構築した。このシステムを用いて、聴覚実験を行い、音源移動の知覚限と音量変化の知覚限とを実験的に比較することで、音源変化の認知特性を計測できることを確認し、システムがインタラクティブな受聴システム評価のベースラインとして機能することを確認した。さらに、HRTFのパラメトリック表現と耳介形状に関する精密な対応モデルを作り、これをパラメータとしてHRTFを選択することで、異なる立体感を被験者に与えるシステムを実装し、聴覚試験を開始した。研究成果をまとめるために、2回の研究会合を行い、分担者間で研究内容の議論を行った。本研究では、臨場感通信の高次元化に向け、音場収録、音場解析、音場提示の各課題について取り組んでいる。本年度、音場収録では、極めて狭い領域における音源信号の抽出が可能な機器の開発と、両耳音響特性(頭部伝達関数)を参考にした新たなマイクロホンシステムの検討を行った。また、音場解析においては、頭部伝達関数を評価基準とした音源信号分離の定式化・高精度化を図った。音場提示では、音源信号の再配置問題に対する新奇な手法の提案を行うとともに、目的となる音場際限のためのスピーカアレイシステムの検討を行った。これらの検討により、ユーザが所望する音場の再現や、ユーザの行動に応じた音場の提示といった本課題が実現を目指すインタラクティブな音場の生成技術への道筋をつけることができた。また、これらの成果について、平成27年度にシンポジウムの開催を予定している。本課題は,実環境下において取得された空間的な音響情報を,インタラクティブに加工し,新たな空間音響表現が付与可能な聴覚拡張システムの実現を目指したものである。この課題に対し,音響情報の取得,取得した音響信号の分析・加工,立体音場再生の3つの観点から研究を進めた。音響情報の取得において得られた成果として,音場の取得に球面調和関数展開を用いることで,距離を考慮した収音や,全方位に対して均等な収音などが行えること,および音場再生とも親和性が高いことが挙げられる。また,球形バッフルや反射板は収音性能を向上させる可能性があることを示した。音響信号の分析・加工,特に音聴覚を支配する頭部受聴特性の再現に関しては,高次統計量によって制御された統計的ポストフィルタを用いることよって,受聴特性を統計的生成モデルとして取り扱うことが出来るようになった。立体音場再生では,ヘッドホン再生時に従来の聴空間を超えた5.1 chサラウンドの再現を可能とするシステムを実現するととともに,超解像度に基づくデータ補完についても検討し,データ補完の可能性が示唆された.また,音響空間内における音源の配置問題において,莫大な音源配置の組合せの中から代表的な音源配置を単一のパラメータ制御により選択する手法について検討し,従来の音場再現技術を超える音場再現技術を提案することができた。また,これらの成果を取りまとめ,開発したシステムのデモンストレーションを交えた成果報告会を企画し,2015年7月の電子情報通信学会応用音響研究会の場において実施した。本課題のインタラクティブな音場操作において、音場収録技術および音源信号分離技術においては、分担者である羽田、猿渡のグループのこれまでの技術がより高度化され、実環境においても十分機能するレベルの技術となった。

また、再生においては、代表者ならびに西村のグループにより、立体音響表示技術における聴覚の基礎特性が明らかとされるとともに、頭部伝達関数を基準とした音源配置の新技術を提案することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。情報学最終年度では、これまでに各グループで得られた成果を統合することで、本課題が目指すステムがどういったレベルで実現可能かを検討する。その過程においては、本課題に関連したシンポジウムを開催するなどし、技術の紹介やユーザの要望の聴取を行う。また、提案した音場の再配置手法については、既存の音場再生手法とは異なる概念であるため、どのような評価尺度が性能を評価するのに有効か明らかでない。そのため、この新技術の評価手法の確立をすすめるとともに、システム全体の評価を行う。実験の基礎となるインタラクティブ聴覚操作システムを構築し、聴覚実験によりその有効性を確認することができたため。計測された室内音響伝達特性群の分析から、「どのような音響空間操作がどのような行列操作により実現可能か」を実験的に明らかにする。これらの操作行列群の潜在次元を明らかにし、交代行列や拡大行列を、当該部分空間上で実現することで、音源の空間印象が操作可能なことを確認する。シミュレーション解析結果に基づき、最も拡散効率の良い(=潜在次元数の高い受音が可能な)不整形マイクバフルマイクを試作し、その性能を計測し解析結果を実験的に検証する。空間操作行列の潜在次元に合わせた、音源信号の推定分離を可能とするために、指定された分解能で音源信号を分解する「パラメトリックICA」を開発する。計測HRFTに、モデルから生成されたHRTFを加えた大規模なHRTF群を用いて潜在次元解析を行い、利用者が調整可能なパラメトリックHRTFを構成する。各班の進捗に応じて研究結果を統合して第2期のインタラクティブ聴覚拡張システムの構築を行い、主観評価実験により有効性と問題点を明らかにする。平成26年27年の夏にパラメトリック音響空間創成に関するワークショップを開催する。研究の成果を発表するとともに、広く議論を行う。第2回のワークショップでは、さらに残された課題を明らかにし新しい研究領域の創成を目指す。
映像メディア利用教育及びメディア・リテラシー形成に関する研究

(森楙)テレビゲームがメディア・リテラシーの無意識的な形成という潜在的な教育的役割を演じている点を明らかにすることを目的に調査研究をした。(1)学生を対象に質問紙調査を行ない、テレビゲームとコンピュータ・リテラシーとの関係を調べた。その結果、知識レベル、行動レベルいずれでも、リテラシー形状には、性別、専攻、子供時代の遊びなどの要因が大きく関わっていることが分かった。(2)テレビゲームの内容分析をした。その結果、ゲームの内容が男性中心主義で、暴力を多く含んででいることが分かった。(森楙・深田昭三・ボールマス)コンピュータのイメージやビデオゲームの過去経験がコンピュータへの態度に及ぼす影響を学生について調べた。5つの尺度からなる質問紙を作成した。これらの尺度は、コンピュータやビデオゲームの使用頻度、コンピュータに対する態度、コンピュータのイメージ、などである。質問対象は学部学生633名であった。コンピュータとしてのイメージで一番多かったのはプログラミング・モデルであり、ついでメイン・フレームまたはワードプロセッサー・モデルであった。分析の結果、コンピュータにたいする態度は、「親近感」と「難しそうだという感じ」という2つの因子を含み、パス解析の結果、コンピュータのイメージは「難しそうだという感じ」を規定し、過去におけるビデオゲームの使用は、間接的にであるが、両方の因子に影響することが分かった。(山田武志)最近の、コンピュータを使った数学の教授-学習過程に関する理論的考察を行なった。一般的考察のあとコンピュータ利用によるマニピュラティーブの特徴と役割を吟味した。このようなマニピュラティーブの特徴として相互作用機能の顕著さが明らかになった。この機能は子供にたいしコンピュータの有効な使用により「推論-証明」という問題解決活動の機械を提供し、また、数学的概念の多様な表現を準備すると思われる。現行の指導要領から、数学教育においてもコンピュータや電卓等の有効な活用が本格的に盛り込まれるようになった。もちろん数学教育においては、コンピュータの構造やプログラミング言語の理解がねらいでなく、それを一種の知的道具として活用しながら、数学的な概念や考え方の理解を図ることが意図されているといえる。従来、説明やシミュレーションといった形態で活用されがちであったコンピュータの新しい分野を開拓すべく、本研究では、コンピュータに基づく教具の特徴について、表記論的な立場から検討を加えた。その結果、多様な表現を同時に提示するというコンピュータの機能によって、表現間の翻訳が推進され、そのことがひいては数学的な意味の構成にも貢献することを指摘した。さらに、方法論的な視座から、コンピュータが「仮説-検証」型の問題解決的授業の構築に貢献することを指摘した。(カルステン、コッペン)オランダの教育界におけるニューメディアを使った色々な新しい試みを報告し、新しい試みについていけない教師の問題を指摘している。技術習得の速さは教師たちよりも児童・生徒の方が勝るので、教師たちはニューメディアにたいし恐怖さえ感じている。ここで提案として、教師のこの方面での技能開発と、一般社会におけるコンピュータの使用基盤の拡大を挙げている。(マンザ-ノ、二宮)オランダを含む数カ国のインターネットを中心とする新しい教育システムの活用の実情を、文献からのみならず直接訪問して得られた情報をもとに、比較教育学的立場から、考察を行なった。なかでも「国際教育及び情報源ネットワーク」(I*EAR)並びに「ヨーロッパ学校プロジェクト」(ESP)を検討対象とした。結論として、今や電子ハイウェイが教育刷新のイニシアティーブをとっている感を強くするとしている。(相原和邦)日本文学の研究者として、日本の文学作品(特に明治期の)にみられるヨーロッパ絵画との関係を探ることを通して、イメージを通した異文化との接触による作家(とくに夏目漱石)の内面的変化の過程を考察した。漱石が最も深い共感を示しているのはターナーで、その作風は、「草枕」、「文学論」等で言及されているほか、言語による女性描写のぼかし・幻化の手法に生かされている。本国際共同研究を機会に、今後の異文化理解に関する研究の手掛かりを得ることができた。

このようなマニピュラティーブの特徴として相互作用機能の顕著さが明らかになった。この機能は子供にたいしコンピュータの有効な使用により「推論-証明」という問題解決活動の機械を提供し、また、数学的概念の多様な表現を準備すると思われる。現行の指導要領から、数学教育においてもコンピュータや電卓等の有効な活用が本格的に盛り込まれるようになった。もちろん数学教育においては、コンピュータの構造やプログラミング言語の理解がねらいでなく、それを一種の知的道具として活用しながら、数学的な概念や考え方の理解を図ることが意図されているといえる。従来、説明やシミュレーションといった形態で活用されがちであったコンピュータの新しい分野を開拓すべく、本研究では、コンピュータに基づく教具の特徴について、表記論的な立場から検討を加えた。その結果、多様な表現を同時に提示するというコンピュータの機能によって、表現間の翻訳が推進され、そのことがひいては数学的な意味の構成にも貢献することを指摘した。さらに、方法論的な視座から、コンピュータが「仮説-検証」型の問題解決的授業の構築に貢献することを指摘した。(カルステン、コッペン)オランダの教育界におけるニューメディアを使った色々な新しい試みを報告し、新しい試みについていけない教師の問題を指摘している。技術習得の速さは教師たちよりも児童・生徒の方が勝るので、教師たちはニューメディアにたいし恐怖さえ感じている。ここで提案として、教師のこの方面での技能開発と、一般社会におけるコンピュータの使用基盤の拡大を挙げている。(マンザ-ノ、二宮)オランダを含む数カ国のインターネットを中心とする新しい教育システムの活用の実情を、文献からのみならず直接訪問して得られた情報をもとに、比較教育学的立場から、考察を行なった。なかでも「国際教育及び情報源ネットワーク」(I*EAR)並びに「ヨーロッパ学校プロジェクト」(ESP)を検討対象とした。結論として、今や電子ハイウェイが教育刷新のイニシアティーブをとっている感を強くするとしている。(相原和邦)日本文学の研究者として、日本の文学作品(特に明治期の)にみられるヨーロッパ絵画との関係を探ることを通して、イメージを通した異文化との接触による作家(とくに夏目漱石)の内面的変化の過程を考察した。漱石が最も深い共感を示しているのはターナーで、その作風は、「草枕」、「文学論」等で言及されているほか、言語による女性描写のぼかし・幻化の手法に生かされている。本国際共同研究を機会に、今後の異文化理解に関する研究の手掛かりを得ることができた。
CD69分子をターゲットにしたアレルギー性疾患制御に関する研究

マウスでのアレルギー性喘息モデルとして、卵白アルブミン(OVA)で2回免疫した後、OVAを吸入させて気道炎症を誘導する系を用いた。昨年度までにCD69ノックアウトマウスではアレルギー性喘息が起きないことを見出し、気道炎症部位ではT細胞をはじめとする浸潤炎症細胞全般でCD69の発現がみられること、正常マウスからT細胞を単離してCD69ノックアウトマウスに移入すると喘息発症の抑制が解除されることから、T細胞上のCD69分子が喘息の発症に重要な役割をしていることを明らかにしてきた。そこで本年度はC=D69ノックアウトマウスのT細胞の機能を中心に解析を行った。1.ナイーブT細胞のTh1/Th2への分化能の解析:この喘息モデルでは、OVA特異的Th2細胞の分化、誘導が必須であることから、CD69ノックアウトマウスのナイーブT細胞を脾臓から取り出し、Th1/Th2細胞への分化能を調べたところ、低濃度の抗原刺激の場合、CD69ノックアウトマウスではTh2細胞への分化が低下していることが明らかとなった。2.浸潤T細胞のサイトカイン産生:T細胞の気道炎症巣でのサイトカイン産生を調べるために、CD69ノックアウトマウスに気道炎症を誘導し、肺胞洗浄液中に含まれるT細胞でのサイトカインの発現を調べたところ、CD69ノックアウトマウスではIL-5やIL-13などのTh2サイトカインの産生が低下していた。3.浸潤T細胞のイメージング:抗原刺激にともなう肺へのT細胞浸潤を可視化するために、GFPトランスジェニックマウスから細胞を移入して喘息を誘導し、肺に集積するT細胞を蛍光顕微鏡で観察する新規のイメージング手法を確立した。この手法を用いて解析したところ、免疫されたT細胞のみが抗原刺激にともない肺へ浸潤、集積することが明らかになった。また、T細胞の浸潤は抗原刺激後24時間以内に起こり、好酸球などの炎症細胞などよりも早い時期に肺に集積することが明らかになった。1.気道炎症部位でのCD69分子の発現細胞の解析:マウスでのアレルギー性喘息モデルとして、卵白アルブミン(OVA)で2回免疫した後、OVAを吸入させて気道炎症を誘導する系を用いた。気道炎症誘導後、気管支および肺の組織切片を作製し、抗CD69抗体を用いて免疫染色を行ったところ、T細胞をはじめとする浸潤炎症細胞全般でCD69分子の発現がみられた。2.正常マウスからの細胞移入実験:気道炎症部位に浸潤する細胞群のうち、どのような細胞上に発現するCD69分子が喘息の発症に重要であるか調べるために、正常マウスからの細胞を移入し喘息を誘導して症状を比較した。正常マウスからT細胞やB細胞、好中球、マクロファージなどを個別に単離し、各細胞群をそれぞれCD69ノックアウトマウスに静注した後、喘息を誘導した。その結果、正常マウスのT細胞を移入すると、CD69ノックアウトマウスでの喘息発症の抑制が解除され、肺胞洗浄液中の好酸球数が増加し、気道過敏症が悪化した。また、組織染色を行ったところ、炎症細胞の浸潤や気管支粘膜における粘液分泌が亢進していた。よって、T細胞上のCD69分子が喘息の発症に重要な役割をしていることが明らかとなった。3.soluble CD69分子や抗CD69抗体によるアレルギー性喘息の抑制機能の検討:新規のアレルギー性喘息の治療に向けた試みとして、CD69の細胞外部分をヒトIgGのH鎖C領域と結合させたsoluble CD69分子を作製した。また抗CD69抗体を用いて喘息抑制効果を確認した後、効果的な投与時期を検討した。その結果、OVA免疫前に投与した場合、OVA免疫後に投与した場合とも有意な抑制効果がみられた。

この手法を用いて解析したところ、免疫されたT細胞のみが抗原刺激にともない肺へ浸潤、集積することが明らかになった。また、T細胞の浸潤は抗原刺激後24時間以内に起こり、好酸球などの炎症細胞などよりも早い時期に肺に集積することが明らかになった。
サービス産業の生産性：決定要因と向上策

詳細な産業レベルでサービス産業の生産性計測を可能にするJIPデータベースの全面改訂(2008SNAに対応させ,2015年までカバーした)を,内閣府・経済産業研究所の協力も得て終了させ,JIPデータベース2018をウェブ上で公開した.サービス産業の生産性にとり重要な無形資産投資や情報技術(IT)投入についても,産業別データを整備した.新規のデータ収集として,Bounfourパリ南大学教授らとの国際連携の下,IT利用度に関する調査(宮川他)を実施した.生産性の重要な決定要因であるマネジメントの医療サービスへの効果に関する調査を内閣府の公式統計「マネジメント調査」の一部として実施することに成功し、対象業種選定や調査票作成に携わった。国際連携では,6月にハーバード大学で開催された,生産性計測に関する世界を代表する国際連携組織World KLEMSの総会に,深尾,宮川らが出席し,本研究の成果を報告すると同時に,今後の国際連携について欧米・東アジアの研究者と協議し,産業別生産性の国際比較及び情報通信技術と労働をテーマに共同研究を開始した.また,5年間のプロジェクトの中間年として,研究成果の取り纏めと発信を加速した.2016-17年度に行った調査結果や構築したデータベースを元に行った主な研究成果を,余暇への時間・金銭投入に関する一考察(阿部2018),生産性分析における労働投入の測定(川口2018),顧客満足度指数を利用した実証分析(宮川他2018),サービスの質・価格と消費者の選好(森川),中小企業の生産性動学(深尾他2018)の4本の論文に取り纏め,学術誌『経済研究』の特集号(2018年秋刊行)に掲載した他, R-JIPデータベースを用いて,サービス産業を中心に都道府県レベルの産業構造と経済発展を分析した研究書『日本の地域別生産性と格差』を東京大学出版会から刊行した.第一に、データの収集とそれを活用した研究論文の執筆が順調に進んでいる。具体的には、1) JIPデータベース2018の作成、中小企業に関するCRDを使った分析(深尾他2018)等に加え、2)建設、商業、医療、教育等に関する生産量とその質、デフレーターの作成に関する内閣府との共同研究(深尾・池内2018、杉原の一連の研究他)、3) R-JIPデータベースおよび企業ミクロデータ等を用いて、日本のサービス産業の地域構造の変化、特に、新しい都市型サービスの興隆による地域間格差拡大に焦点を当てた研究(深尾・牧野・徳井2018)、4)日本生産性本部より取得した「顧客満足度データ(2009年から2015年)」と財務データの紐づけを行い、顧客満足度と労働生産性に関する研究を実施(石井他2018)、5)家庭内サービスと市場サービスの代替に関する調査やAI、ITに関する調査を実施し、分析結果を本として刊行(森川2018)、などを進めた。順調に研究が進んでいると判断する第二の理由は、多数の研究成果が社会的にも大きなインパクトを与え始めていることである。例えば、国民生活基礎調査を用いた、高齢者の就業率引き上げの可能性の推計結果(Oshio and Shimizutani 2019)は,首相官邸で開催された「第20回未来投資会議」(2018年10月22日)で紹介されるなど、政策論議に一定の影響を与えている。また,サービスの質に関する日米比較調査の結果は、世界銀行・OECDの国際比較プログラム(ICP)の弱点を克服する可能性を示したものとして多くの研究者の関心を集め、ICPのコアメンバーの一人であるPrasada Raoクイーンズランド大学教授が共同研究に参加し(Abe et al. 2018)、ICPの幾つかの会合で報告した。これまでに実施した独自調査や入手予定の政府統計ミクロデータ、蓄積した知見等を活用し、次のことを推進する。1)現行のGDP統計の問題点により生じている生産量やTFPに関する計測誤差の推計、およびJIPデータベースを用いた、現行のGDP統計を改善する代替案の検討2)サービスの質に関する日中米韓比較調査の実質分析と、ICPの国際比較統計の改善策の検討3)サービス産業において人的資本蓄積やICT・無形資産投資が停滞している原因の解明(女性や高齢者の雇用問題を含む)4)欧州研究者と連携して実施したIT利用度に関する調査結果の分析5)「雇用と子育てに関するパネル調査(LOSEF)」の実施と調査結果の分析6)医療分野で内閣府が実施した「マネジメント調査」ミクロデータを用いた分析7)政府統計ミクロデータ等を用いた、大企業と中小企業間の生産性格差の分析8)企業内、企業間の労働の再配分の現状や望ましい再配分を妨げている要因の解明9)大企業と中小企業間の生産性格差の原因の解明10)教育産業におけるパフォーマンスの計測や生産性の決定要因の研究11)サービス産業生産性の地域間格差のうち、物価格差による計測誤差の問題の解決や、土地投入、人口集積の生産性への影響の検証これらの成果は、学術論文として公表する他、プロジェクト全体で1冊の本として纏めることについて東大出版会と合意している。この本にはまた、各テーマに関する必要な政策の提言も行う。政策提言については、一橋大学政策フォーラムの制度を活用し、シンポジウムと新聞発表を通じて、広く社会に訴えたい。平成28年度は初年度のため,全体の連携を深める全体会議(H28年7月26日),今後の研究戦略を確認する班長・研究分担者会議(H29年1月25日)に加え,サービス産業生産性に関する大規模な国際会議(H28年8月4-5日一橋大学)を開催した.

この会議には米中印他14カ国約60人(うち海外からの参加者28人)が参加した.以下の報告の通り,今後の研究の基盤作りとしてデータベース構築に注力した.統括・計測班が「サービス品質・価格の日米比較のための国際調査」,生産と消費の同時性班が「サービス消費のための投下時間と消費支出の関係に関するインターネット調査」を実施した.成果の刊行も開始した.内閣府経済社会総合研究所と共同で進めたサービス産業に関する政府統計改善をテーマとするプロジェクト成果4本を英文論文(Fukao, et al.他,『経済分析』で近刊)に纏めた他,深尾は生産性研究の第一人者であるハーバード大学のDale Jorgenson教授,フローニンゲン大学のMarcel Timmer教授と共編で生産性の国際比較に関する本(Jorgenson, Fukao and Timmer, 2016)を刊行し,本プロジェクトの成果2本を収めた.このように,サービス産業の生産性と緊密に関係した研究成果を学術誌に34本(うち英文30本,近刊を含む),書籍に2本,DPを18本発表した.社会への成果発信として,深尾と連携研究者の滝澤(東洋大学・教授)のそれぞれが、サービス産業の政府統計と生産性国際比較をテーマに日本経済新聞「経済教室」に執筆した.分担者の宮川は統計委員会「統計の精度向上及び推計方法改善WG」座長に就任し、深尾は中小企業庁から委託を受け中小企業の生産性動学分析を実施した(2017年版『中小白書』収録).教育に関する実証研究の成果は,教育再生実行会議第9次提言の柱の一つに反映された.初年度は,内外の連携強化と今後の研究の基盤となる調査・データベース構築に注力する予定だったが,全体会議と大規模な国際会議を開催した他,2つの調査を実施した.データベースの入手と構築についても,以下の通り順調に進めることができた.統括・計測班では,サービス産業を中心に日本の産業・地域経済構造と生産性の変化を計測するための基礎資料である日本産業生産性(JIP)データベース,都道府県産業生産性データベース(R-JIP)の改訂・拡張作業を進めた.両データベースは来年度中に改訂版をウェブ上で公開予定である.更に一橋大学経済研究所と連携して「くらしと仕事に関する調査(LOSEF)」の第1-2回結果を入手し分析を開始した.生産と消費の同時性班では,「サービス消費のための投下時間と消費支出の関係に関する調査」結果の整理に加え,過去に行った調査結果に基づき,市場サービスの質・価格と家庭内サービス生産の代替性に関する分析を進めた.資本蓄積班では,顧客資本の経済効果に関する実証のため,サービス産業生産性協議会が作成した「顧客満足度指数」のデータを購入した他,ICT投資の分析のため国際IT財団の協力により「企業のIT活用の実態と効果についてのアンケート」(2014年11月実施)のデータを入手した.労働・人的資本斑では, OECDと連携して国際成人力調査(PIAAC)個票を入手しデータの整理を開始した.更に,経済産業研究所と協力してサービス業企業の人事データを入手し,また政府統計による雇用者・被雇用者接続データ作成の準備を行った.更に,リクルート社と連携して約100社の新入社員を中心に,学歴,人事評価,適性検査(SPI)結果,離職等の情報を入手した.この他,一橋大学経済研究所の協力を得て,データ保蔵・分析のためのハードウェアを整備し,成果公開のためのホームページを作成した.
混合原子価状態のポリ酸の電子物性と固体電解質への応用

本研究ではポリ酸を固体素子の基板材料として用いることを目標として、まずポリ酸を水素還元焼成して還元電子をポリ酸内に取り込み、この方法により得られる混合原子価状態のポリ酸のキャラクタリゼーション及びその電気伝導について検討した。Keggin構造のBa_<3.5>[PTi_2W_<10>O_<40>]を水素気流中で種々の温度で焼成した場合、500°C以上では構造が維持されずW及びWO_2等が生成された。その他のポリ酸についても同様にW及びWO_2が生成されたが、その存在比はポリ酸の種類により異なり、水素との反応性に違いが見られ、また各ポリ酸とも焼成温度が100°C上昇するだけでその構造が大きく変化する焼成温度が存在することが見出された。これらのポリ酸をペレットに成型し電気抵抗を測定した結果、アニオンが縮合するにつれて電気抵抗の減少が認められた。そこで、一次元無限鎖構造をしたポリ酸である(NH_4)_6[Mo_8O_<26>(MoO_4)]を用いて350°Cで水素焼成還元を行なった場合、MoO_4四面体とMoO_6八面体が組合わさった構造をしたMo_4O_<11>が主成分となり、元のポリ酸の[Mo_8O_<26>(MoO_4)]^<6->の特徴であるMoO_4四面体とMoO_6八面体の組合せを残したものとなった。これに対して全てMoO_6八面体で作られている[Mo_7O_<24>]^<6->ではMo_4O_<11>は生成されずMoO_2が主成分となった。(NH_4)_6[Mo_8O_<26>(MoO_4)]を250°Cで焼成した場合、ポリ酸の構造は保たれるが電気抵抗は6x10^7Ωとなり350°Cで焼成した場合の約10Ωに比べ著しく大きいものであった。これは、このポリ酸は一次元無限鎖構造をしているがMo_8O_<26>unit中のMoO_6 octahedraが稜共有しているため、取り込まれた電子がMoO_6 octahedraに局在化するため抵抗値が大きくなったが、焼成温度が250°Cから350°Cの間に大きな構造変化が起こり、抵抗値の急激な減少が起こったと考えられる。この結果は前述のBa_<3.5>[PTi_2W_<10>O_<40>]といったポリ酸と同様、構造の大きく変化する温度領域が存在することを示唆した。
甲殻類における銅蛋白質群の黒変現象への寄与とその反応機構について

甲殻類のポストハーベストにおける黒変反応は、水産食品における代表的な品質劣化反応である。この黒変反応について、原因となる分子の候補としてフェノールオキシダーゼとヘモシアニンが挙げられている。両タンパク質は、活性中心に二核の銅原子を有するタイプ3銅タンパク質に分類される類縁タンパク質である。平成29年度は、数種の食用エビ類体液より、フェノールオキシダーゼ活性を指標にタンパク質を精製し、各食用エビ類におけるフェノールオキシダーゼ活性本体の同定を試みた。その結果、甲殻類のフェノールオキシダーゼ活性の主体はフェノールオキシダーゼとなっており、ヘモシアニンからは同活性は認められなかった。平成30年度は、互いに類縁タンパク質であるフェノールオキシダーゼとヘモシアニンの詳細な立体構造を比較するため、単一に精製したイセエビ由来のヘモシアニンの結晶を調製し、X線結晶構造解析による1.58オングストローム分解能での構造決定に成功した。既に申請者らが決定したクルマエビフェノールオキシダーゼの結晶構造と比較することにより、両者の構造的差異について検討したところ、ヘモシアニンの活性中心付近は極めて密にパッキングしており、フェノールオキシダーゼに存在する活性中心のキャビティが見られなかった。このことにより、ヘモシアニンの活性中心にフェノール性水酸基を有する基質の接近が困難になることが予想され、ヘモシアニンがフェノールオキシダーゼ活性を有しない原因となることが考えられた。また、フェノールオキシダーゼ、ヘモシアニンと同様、甲殻類の生体防御に深く関わっていると考えられる鉄貯蔵タンパク質フェリチンをクルマエビより調製し、X線結晶構造解析による高分解能構造解析に成功した。平成27年度は、申請者がこれまでに見いだした新規フェノールオキシダーゼ(POβ)の普遍性について検討した。すなわち、食品として重要な甲殻類の一つである、カワツエビ(和名サルエビ、学名Trachysalambria curvirostris)の生鮮試料を入手し、その血リンパに存在するフェノールオキシダーゼ活性を精製、原因酵素を同定した。その結果、カワツエビ血リンパにも、POβ抗体に強く反応するβ型フェノールオキシダーゼが存在することを明らかにした。POβは、申請者らがクルマエビにおいて始めて見いだした新規分子であり、他の甲殻類においては初めてのPOβ確認例となる。また、カワツエビにおいても、凍結融解後に著しい黒変現象が認めらた。POβは、精製過程の活性・回収率から、本種の血リンパにおけるフェノールオキシダーゼ活性の大半を担うと考えられ、本酵素の黒変への大きな寄与が示唆された。本酵素の食用甲殻類における黒変反応への寄与は全く報告されておらず、新規の知見となる。平成28年度以降は、凍結融解過程における本酵素の活性化について検討する予定である。フェノールオキシダーゼは、甲殻類の免疫機構の一翼を担う酵素でもあるが、新規酵素であるPOβについては、免疫系への関連は全く知られていない。平成27年度は、他の免疫系因子とPOβのクロストークについて検討する準備として、クルマエビより二種類のフェリチン遺伝子のクローニングを行った。新規フェノールオキシダーゼ(POβ)は、甲殻類食品の黒変に主体的な役割を果たす可能性がある。今年度は、その普遍性について検討するため、数種の食用エビにおいて検討した。結果として、当初用いたクルマエビと同様、POβが血リンパに多く存在することが明らかとなった。以上は、当初の研究計画において、最初の二年に実施する予定で盛り込んだものであり、概ね順調、もしくは予定を上回る進捗であると判断する。平成28年度は、まず、申請者らがクルマエビ(クルマエビ科クルマエビ属)において見いだした血漿型新規フェノールオキシダーゼ(POb)の普遍性について検討した。具体的には、同属に属するサルエビより同様の酵素を精製し、PObが体液中の主たるフェノールオキシダーゼであることを明らかにした。更に、食用甲殻類として極めて重要なイセエビ(英名ロブスター)の体液中のフェノールオキシダーゼ活性の本体についても検討した。その結果、イセエビ体液中では、血球型フェノールオキシダーゼ(POa)が活性の本体を担っていたものの、PObも共存していることが明らかになった。また、イセエビより精製した両POとも、体液中で同一サブユニットから成る6量体を形成しており、フェノールオキシダーゼの特性解析が進んでいる昆虫の場合とは大きく異なっていた。以上の結果から、食品として重要な十脚目の中でも、PO活性の主体は種によって異なっていると考えられた。更に、クルマエビ、イセエビから精製したPObとPOaを用いて、その酵素学的について速度論的パラメータを算出し、他生物種由来のチロシナーゼ(フェノールオキシダーゼ)と比較した。その結果、甲殻類由来の両POは、よく知られている他の同類酵素より、基質に対する高い親和性と優れた触媒効率を有することが示された。イセエビ由来のPOaについては、体液より精製した試料について、現在結晶化を試みている。また、フェノールオキシダーゼと極めて類似した活性中心を持ちながら、酵素活性を有さない甲殻類の酸素運搬蛋白質ヘモシアニンについて、昆虫細胞による蛋白質発現を行い、その機能解析を行う為の予備検討を行った。甲殻類における黒変現象の主要な原因蛋白質として、従来から知られているフェノールオキシダーゼの他、新規な血漿型フェノールオキシダーゼであるPObを見いだし、その普遍性を明らかにすることが出来た。

また、従来型(血球型・POa)と新規型(血漿型・POb)の寄与が、生物種によって異なる点も明らかにした。他に、甲殻類黒変現象に寄与し得る因子として、POと同じ蛋白質ファミリー(タイプ3銅蛋白質)に属するヘモシアニンが挙げられている。申請者は、このヘモシアニンの構造と活性の相関を明らかにするため、生体からの精製法と組換え蛋白質の発現方法を検討しており、こちらも順調に推移している。甲殻類のポストハーベストにおける黒変について、その原因となる分子の候補としてフェノールオキシダーゼとヘモシアニンが挙げられている。両タンパク質は、活性中心に二核の銅原子を有するタイプ3銅タンパク質に分類される類縁タンパク質である。本研究では、食用エビにおける黒変反応の原因分子とその黒変反応への寄与を明らかにするため、クルマエビ、イセエビなどの体液中からフェノールオキシダーゼ活性を指標にタンパク質の精製を行った。その結果、いずれの場合も活性の主体はフェノールオキシダーゼであり、ヘモシアニンからは該当する活性は認められなかった。本研究の成果から、甲殻類のフェノールオキシダーゼは、血球細胞型と分泌型に分けられ、イセエビでは血球型、クルマエビでは分泌型のフェノールオキシダーゼが体液のフェノールオキシダーゼ活性の主体をなしていることが明らかとなった。これらフェノールオキシダーゼとヘモシアニンは、体液中で6量体構造を形成するなど構造的な共通点が多いことから、これまでの研究において、混同されてきた可能性が高いと考えられる。甲殻類ヘモシアニンとフェノールオキシダーゼは、極めて類似した構造を有するが、前者に酵素活性は殆どなく、後者は強いフェノールオキシダーゼ活性を有する。この機能的な差異を明らかにするため、申請者は甲殻類ヘモシアニンのX線結晶構造解析を試み、高分解能の回折データを得ることに成功した。今後、既に報告者らが明らかにしているフェノールオキシダーゼのX線結晶構造解析の結果と合わせ、両者の機能的差異の構造的背景に迫る。本研究の主な目的である甲殻類黒変現象の原因分子の究明について、食用エビを中心にほぼ達成することが出来た。本研究では、更に原因となるフェノールオキシダーゼのタイプについて詳細に検討することにより、重要な食用エビ類の中で、クルマエビ科に属するものと、イセエビ科に属するものではタイプが異なることを明らかにした。更に、イセエビ及びクルマエビのヘモシアニンについて、高分解能X線結晶構造解析に成功しており、これらのタイプ3銅タンパク質における機能的分化に関する構造的基盤を確立しつつある。したがって、本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。甲殻類のポストハーベストにおける黒変反応は、水産食品における代表的な品質劣化反応である。この黒変反応について、原因となる分子の候補としてフェノールオキシダーゼとヘモシアニンが挙げられている。平成29年度は、数種の食用エビ類体液より、フェノールオキシダーゼ活性を指標にタンパク質を精製し、各食用エビ類におけるフェノールオキシダーゼ活性本体の同定を試みた。
ヒトの嗅覚を利用した高精度嗅覚センサー

本研究は近赤外光をもちいて、ヒトの嗅球の活動を測定し、匂い物質の同定をおこなうための基礎技術を開発した。前頭骨、嗅球組織の計算機モデルをつくりモンテカルロ法を用いたシミュレーションを行った。光の強度や角度の検討を行い知見を得た。合わせて、モデル実験を行い、シミュレーションとの良い一致をみた。これより嗅球の活動を測定する基礎技術を確立した。本研究の目的は、ヒトの嗅球と眼窩前頭葉皮質の活性状況を観測することで、匂い物質を検出する方法の可能性を検討することである。外部から嗅球にヘモグロビンの吸光度の高い光をあて、反射光による吸光度の測定をすることで、嗅球内の細胞の活性度を測定し、匂い物質の検出を行うものである。研究では、ヒトの嗅球と頭部をモデル化し、光伝播のシミュレーションプログラムを作成し,光散乱現象のシミュレーションを行った。その結果、数ワット程度のLEDで充分反射光を得ることができること、分解能は1mm程度であることが分かった。次に、頭部と嗅球内の血管を模した実験装置を作り、実際にLED光とレーザ光を用いて計測を行った。その結果、ヘモグロビン(酸素付加の有無)に対して十分な反射光と吸光度の測定ができた。さらに、頭部組織内での近赤外光の平均光路長と検出点における光強度を推定し,脳活動計測装置を設計する際の指標が得られた。我々が先に開発しているヘモグロビン吸光度を利用した光センサーを利用して嗅球の発火パターンを測定することができた。実験結果より、吸光度とその位置情報よりニューロネットで学習させ、発火パターンより匂い物質と濃度の同定を行う可能性を示すことができた。ロボット工学
18世紀における流体力学の理論的発展に関する歴史的研究

本研究では,18世紀における力学の発展過程を,流体力学の誕生を中心に考察した.古典力学は17世紀に誕生したと言われるが,力学の二つの基本的なアプローチである,運動方程式と保存量(エネルギー,運動量,角運動量)が登場したのは18世紀のことである.流体などの運動の問題解法における両者の方法は統一的には扱われていないこと,そして両者の発展には,座標系や多変数関数の微積分の登場が密接に関わっていたことを検討した.本研究は,17世紀における流体力学の理論的発展を,前半に活動したヨハンおよびダニエルのベルヌーイ親子,クレーローから,中頃から後半にかけて活躍したダランベール,オイラー,ラグランジュまでたどり,古典力学の成立過程を明らかにするものである.古典力学は17世紀に誕生したと言われるが,解析的な表現を得て,今日我々が知っているような力学体系が成立したのは18世紀後半のことである.その理論的発展の過程においては,17世紀に扱われていた質点の運動のみならず,質点系の運動が扱われるようになり,とくに流体の運動は,振動弦や剛体の運動などとともに中心的な研究テーマとなっていた.この流体力学の理論的発展に関する歴史的検討を通じて,この時期に登場した,力学における二つの基本的アプローチ,すなわち保存量(エネルギー,運動量,角運動量など)を用いた問題解法および運動方程式による問題解法に関する考察を進める.両者が歴史的な発展過程の中でどのように絡み合い,統一的な視点で理解されるようになったのか,また力学の基本原理がどのように見いだされ,それを基盤として力学の体系がどのように築かれていったのかを歴史的視点から考察することが本研究の目的である本研究では,18世紀における力学の発展過程を,流体力学の誕生を中心に考察した.古典力学は17世紀に誕生したと言われるが,力学の二つの基本的なアプローチである,運動方程式と保存量(エネルギー,運動量,角運動量)が登場したのは18世紀のことである.流体などの運動の問題解法における両者の方法は統一的には扱われていないこと,そして両者の発展には,座標系や多変数関数の微積分の登場が密接に関わっていたことを検討した.平成20年度は,18世紀の流体力学の発展に関して,これまでの研究状況を確認し,ヨハン・ベルヌーイの『水力学』(1742)を中心に研究を進めた.その電子テキストを作成するとともに(ウェブ・ページにpdfファイルを公開中),とくに第一部における「ベルヌーイの定理」導出までの議論の進め方を検討した.息子のダニエルが「活力」(運動エネルギー)の保存を用いるという当時一般的な手法を用いていたのに対し,ヨハンは序論において,「活力」の概念を用いた間接的な方法によってではなく,力学の基本法則すなわち運動方程式から直接,流体の運動に関する理論を導くことを宣言している.そのために,まず彼は,ニュートンの『プリンキピア』に従って「加速力」や「起動力」といった基本概念を定義し,運動の基本方程式を提示する.その運動方程式は,距離と速度との一次の微分式という現在のものとは異なる形式のものだったが,それを質量で割った式に対して「パスカルの定理」を適用し積分を行なうことによって「ベルヌーイの定理」が導出されている.ヨハンは,運動方程式を定式化した最初の研究者の一人であるが,彼の式は我々が馴染みのものではなかったことに注意しなければならない.これまでの研究でも運動方程式は18世紀前半から中頃に定式化されたとされているが,この時代に運動方程式がいかなる形で定式化されていたか,ヨハンの式は一般的なものだったのかといった点に関して検討を進める必要がある.この研究の成果は,日本科学学会年会において「ヨハン・ベルヌーイ『水力学』における運動方程式」として発表し,また論文として公表する予定である.平成21年度は,昨年度に引き続き,ヨハン・ベルヌーイの流体力学の理論に関する研究をまとめるとともに,彼の息子ダニエル・ベルヌーイが『動水学』(Hydrodynamia, 1738)において展開している理論を,彼のアプローチとの比較検討を行なうことを通じて考察した.ダニエルは,『動水学』において「活力」(運動エネルギーに対応するものと考えられる)の保存法則を基本原理としていたが,その一方で圧力の問題を論じる際には運動方程式も用いていた.「活力」の保存法則と運動方程式という二つの力学の基本的アプローチがどのような関係にあるのかという点に関しては『動水学』では何も述べられていないことから,その問題に言及している二つの論文「力学の諸原理の検討と,力の合成と分解についての幾何学的証明」(1726)とある種の力学法則について」(1736)を検討した.前者においては,運動方程式が「ガリレイの原理」と呼ばれ,動力学の基本原理と見なされており,「活力」が力に比例することもこの原理から導かれていた.また後者においては,二つの「原理」は同一のものとされ,それらは「時間的力」と「空間的力」に対応するものとされている.これより,ダニエルがこれら二つの「原理」を統合的に論じようとしていたように思われるが,結論を導くにはさらに他の史料の検討を進める必要があると考えられる.研究の過程で検討したダニエル・ベルヌーイの主要な論文についてはテキストを電子化し,ウェブページでpdfファイルとして公開する準備を行なっている.またこの研究の成果は,五月末に行なわれる日本科学史学会年会において「ダニエル・ベルヌーイにおける「力学の原理」」として発表し,論文にまとめる予定である.

平成22年度は,昨年度の研究の成果として18世紀前半の流体力学の展開およびダニエル・ベルヌーイにおける「力学の原理」を中心に発表を行ない,論文「18世紀前半における力学の発展と流体力学の誕生」にまとめた.今年度の研究としては,第一に,レオンハルト・オイラーの初期から中期にかけての流体力学理論の発展に関する研究を開始し,中期に当たる1750年代後半の一連の論考の分析を着手した.またオイラーの力学理論を継承・発展させたラグランジュに関する研究の準備として,『解析力学』(1787)を力学の歴史的記述を検討した.この記述は,当時の第一線の科学者がどのようにそれまでの力学の状況を捉えていたかを知る上で大きな手がかりとなるものである,とくに流体力学(静水学と動水学)の歴史に関わる部分については,翻訳を公表する予定である第二に,18世紀前半における,「活力」の保存則と運動方程式という二つの力学の基本的アプローチの関係について,昨年度の研究を継続し,とくに運動方程式の定式化の前提となる空間に固定された座標系概念の成立について検討した.座標系を最初に体系的に用いたのは,1740年代後半のオイラーだったことはすでに指摘されているが,その段階に至る過程はまだ十分には明らかにされておらず,ヨハン・ベルヌーイやクレーロー,また1730年代のオイラーの活動おける座標系の概念について検討した.この研究の成果は,本年5月末に開催される日本科学史学会年会において「18世紀前半の力学における「座標概念」」として発表し,論文にまとめる予定である平成23年度は,前年度の研究成果として,空間に固定された座標系概念のの成立に焦点を当て,「18世紀前半の力学における「座標」」として学会発表をするとともに,同名の論文にまとめた.また「活力」の保存則に関して,18世紀前半に活躍したベルヌーイとオイラーを中心に「レオンハルト・オイラーにおける「活力」概念」として学会発表した.また「活力」の保存法則に関して,その起源ともいえるガリレオの斜面上の下降運動の「原理」に関して,その理論的内容を再検討し,その成果を英語論文として公表した.今年度の研究としては,第一に18世紀に前半を中心として「活力」の保存則の力学における位置づけと,その起源について検討した.オイラーが運動方程式を全力学の基盤として措定し「活力」の保存則をそれから導出する以前には,重力下の運動の考察では,ガリレオとホイヘンスの影響が強く見られる.とくにガリレオの力学の影響を「活力」の保存則と,加速運動の数学的理論化という二つの側面から検討した.この研究の成果を現在まとめているところであり,日本物理学会秋季大会において「18世紀前半の力学におけるガリレオ力学の影響」(仮題)として発表し,論文にまとめる予定である.
０次元および２次元的に閉じ込められた励起子の共鳴励起による区別のつかない光子発生

有用な単一光子源になり得るGaAs:N中の窒素発光中心に関して、3パルス励起によるフォトンエコー信号を得ることに成功した。2光子干渉の明瞭度を悪化させる位相緩和過程において、スペクトル拡散がどのような時間領域で起こっているかを知るために、3パルスフォトンエコー法は有効であると期待される。しかし、一般にフォトンエコー法は信号強度が弱いため、単一光子源として利用可能なような、希薄な濃度で存在する発光中心について信号を取得する事は難しい。我々は、ヘテロダイン検出法を用いることによって、光学顕微鏡で個別の発光中心を区別できる程度に低濃度のデルタドープ試料についても信号を検出することができた。観測された信号からは、100ps程度の早い時間領域についても、スペクトル拡散の影響があることが示唆された。より高速な単一光子発生源として期待される半導体ナノプレートレットに関して、低温での単一ナノプレートレットからの単一光子発生が可能になった。20nm程度の横方向の広がりを持つセレン化カドミウム単一ナノプレートレットについて、温度5Kで非共鳴励起での単一分光を行い、期待されていた発光寿命の大幅な減少と、アンチバンチングを観測した。今後は、単一光子性や発光寿命とナノプレートレットサイズの関係を明らかにするとともに、単一ナノプレートレットの共鳴励起下での光子放出過程やコヒーレンス特性を調べることが必要である。フォトンエコー実験に関して、信号は得られるものの、減衰時間などの再現性が低いという問題が起こり、その原因の特定に時間を費やした。結果的に、励起波長の変化に敏感であることは分かったが、まだ原因は十分に絞り込めていない。遷移金属ダイカルコゲナイドについても実験を進める予定であったが、透明基板上への結晶成長が標準的なシリコン基板上への成長と条件が異なるために困難であり、時間を費やしてしまった。今後、直接成長は諦め、転写の方法を用いる事とした。窒素等電子不純物による発光中心について、共鳴光励起条件で励起光の散乱を排除し共鳴蛍光を観察するための光学系の構築と評価を進める。その後、狭線幅のレーザー光による励起を行い、自然幅よりずっと狭い高いコヒーレンスを持った単一光子の発生を試みる。さらにそれを多数個に拡張できるかどうか検討する。また、3パルスフォトンエコーを用いて、スペクトル拡散のドープ濃度・励起波長・温度等についての依存性等を調べ、光子の不可弁別性を低下させる位相緩和メカニズムの詳細を明らかにしたい。もう一つの光源である半導体ナノプレートに関しては、低温下での共鳴励起実験を行って、単一光子性の検証や、超コヒーレント更新の発生や2光子干渉実験を行う。研究の進展によっては、構造や材料を変え、光通信波長帯に対応するナノプレートの合成を行う。GaAs:N中の窒素発光中心に関して、初めてフォトンエコー信号を得ることに成功した。2光子干渉の明瞭度を悪化させる位相緩和のメカニズムを知ることが重要であるが、その有力な測定法であるフォトンエコー法は信号強度が弱いため、単一光子源として利用可能なような、希薄な濃度で存在する発光中心について信号を取得する事は難しかった。我々は、ヘテロダイン検出法を用いることによって、光学顕微鏡で個別の発光中心を区別できる程度に低濃度のデルタドープ試料について初めて信号を検出することができた。しかし、目的とした長いコヒーレンスと持つ発光中心とは異なる別の種類の発光中心によるフォトンエコー信号であったためか、位相緩和時間は期待されたほどには長くなかった。今後、さらに改良を進め、長いコヒーレンス時間が期待される発光中心について観測を行う必要がある。必要に応じて、多層化した試料での測定も検討する。半導体ナノプレートに関しては、合成法や測定法の改良を進め、室温での単一ナノプレートの観測が可能になった。セレン化カドミウム単一ナノプレートからの発光について、ブリンキング現象を観測した他、光子相関測定を行い、明瞭なアンチバンチング特性が観測されたことから、確かに単一光子が発生していることが確認された。さらに、低温での共鳴励起の実験を進めるために、温度5Kでの顕微観測も行い、スペクトルの幅の減少の他、ブリンキング的なふるまいを観測することが出来た。この系では、低温で発光寿命の大幅な減少が起こることが期待されており、それを観測することが次の課題である。当初使用を予定していたGaAs:Nを含むフォトニック結晶試料に原因不明の劣化が起こり、その対応に時間がかかった。走査型電子顕微鏡観察により、フォトニック結晶構造自体が壊れてはいないにもかかわらず、発光強度が大幅に低下していることが分かった。原因については現在も不明で、フォトニック結晶表面の汚れを除去する処理によっても発光強度を回復させることが出来なかった。半導体ナノプレートに関しては、室温での光励起によって劣化しないような、質の高い試料の合成する事に時間を要したことが挙げられる。

観測された信号からは、100ps程度の早い時間領域についても、スペクトル拡散の影響があることが示唆された。より高速な単一光子発生源として期待される半導体ナノプレートレットに関して、低温での単一ナノプレートレットからの単一光子発生が可能になった。20nm程度の横方向の広がりを持つセレン化カドミウム単一ナノプレートレットについて、温度5Kで非共鳴励起での単一分光を行い、期待されていた発光寿命の大幅な減少と、アンチバンチングを観測した。今後は、単一光子性や発光寿命とナノプレートレットサイズの関係を明らかにするとともに、単一ナノプレートレットの共鳴励起下での光子放出過程やコヒーレンス特性を調べることが必要である。フォトンエコー実験に関して、信号は得られるものの、減衰時間などの再現性が低いという問題が起こり、その原因の特定に時間を費やした。結果的に、励起波長の変化に敏感であることは分かったが、まだ原因は十分に絞り込めていない。遷移金属ダイカルコゲナイドについても実験を進める予定であったが、透明基板上への結晶成長が標準的なシリコン基板上への成長と条件が異なるために困難であり、時間を費やしてしまった。今後、直接成長は諦め、転写の方法を用いる事とした。窒素等電子不純物による発光中心について、共鳴光励起条件で励起光の散乱を排除し共鳴蛍光を観察するための光学系の構築と評価を進める。その後、狭線幅のレーザー光による励起を行い、自然幅よりずっと狭い高いコヒーレンスを持った単一光子の発生を試みる。さらにそれを多数個に拡張できるかどうか検討する。また、フォトンエコー信号の検出成功によって、スペクトル拡散に影響されないコヒーレンス時間の測定が行えるようになったので、これを用いて、コヒーレンス時間のドープ濃度や結晶面方位や励起波長の違い、温度依存性等を調べ、光子の不可弁別性を低下させる位相緩和メカニズムの詳細を明らかにしたい。もう一つの光源である半導体ナノプレートに関しては、低温下での非共鳴励起の実験を行って、期待されるような発光寿命の短縮が実際に起こるか、単一光子性がどのようにナノプレートサイズに依存するか等を調べる。研究の進展によっては、構造や材料を変え、光通信波長帯に対応するナノプレートの合成を行う。また、3パルスフォトンエコーを用いて、スペクトル拡散のドープ濃度・励起波長・温度等についての依存性等を調べ、光子の不可弁別性を低下させる位相緩和メカニズムの詳細を明らかにしたい。もう一つの光源である半導体ナノプレートに関しては、低温下での共鳴励起実験を行って、単一光子性の検証や、超コヒーレント更新の発生や2光子干渉実験を行う。