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技術の高度化等に伴う街頭防犯カメラの新たな利用と法的規制のあり方の検討

計画最終年度である平成30年度の成果は、以下のとおりである。(1)街頭防犯カメラに関して、技術の高度化と捜査での利用に関する研究を継続して行い、「捜査におけるカメラ画像の活用と課題」という形で公表した。また、(2)技術の高度化がカメラ映像の商用利用に及ぼす影響を法的観点から考察し、科研費・基盤研究(A)「パーソナルデータの保護と利活用に関する法分野横断的研究」での「カメラ画像の保護と利活用に関するシンポジウム」で講演し、その講演録を公表するなどした。(3)動画撮影の容易化、記録媒体の大容量化、捜査における映像利用の比重の高まりなどを背景にした捜査活動における撮影の適法性判断について考察を加え、「捜査における継続的ビデオ撮影の許容性」と題する論文で公表した。さらに、(4)映像データを含めたビッグデータを警察活動に活用する場合の法的規制のあり方につき、アメリカでの議論も参照しつつ考察し、その結果を「ビッグデータ・ポリシングは何をもたらすか?ーICT・AI技術を活用した警察活動に関する議論の展開に向けてー」と題する論文で公表した。また、(4)より深刻化する高齢者犯罪の予防策の一環としての、防犯カメラ等の利活用の可能性を、刑事政策的な意義とともに考察し「高齢犯罪者対策と法的対応のあり方」と題する論文にまとめている。これらと並行して、映像データを含めた個人情報が、捜査や犯罪予防での利用という趣旨でも国境を越えて移転する状況をGDPRとの関係で考察し、「GDPRと刑事司法指令・PNR指令の相関ーデータの越境移転の規律を中心に」と題する小論で公表した。さらに、中国で行った日本の防犯カメラの法的規制に関する講演録を公表した。以上により、前年度までの研究成果とあわせて、技術の高度化等に伴う街頭防犯カメラの新たな利用と法的規制のあり方というテーマにつき、一応の研究成果を示せたものと考えている。平成26年度は、まず第1に、外国法を含めた本研究テーマ全体に関連する情報の収集を中心にした作業を行った。具体的には、洋図書や文献データベースを用いて、諸外国の動向に関する情報収集を行った。これにより、イギリスにおける新たな「防犯カメラ運用コード」の制定という重要な動きに関する情報をはじめ、英米諸国を中心とした情報を収集することができた。このほか、わが国の状況に関しても、平成26年度から動きが生じた個人情報保護法の改正に関連する情報などを中心に、適宜必要な情報収集を行った。第2に、以上の情報収集等の作業と並行して、本研究の目的の1つであり、法的分析のための前提事情が比較的安定していると思われる、交通取締りにおける街頭設置カメラの利用というテーマに関して、議論状況の分析、検討のための準備作業に着手した。具体的には、アメリカ法を中心とした、制限速度違反取締りカメラや信号無視取締りカメラ等を対象とした論文等についての分析を進めた。第3に、街頭防犯カメラの普及を基礎づけていると思われる、犯罪予防を求める世論と法理論の関係について分析し、その成果を2回の学会報告という形で発表した。第4に、生体認証(顔認証)カメラや、認証結果の情報共有のあり方について、関連NPOでの研究会に参加するなどして、実情について情報を得た。これは、今般の個人情報保護法の改正の動きとも関連する流動性の高い領域での議論ではあるが、これまでに情報収集と簡単な分析の成果を基に、現時点での今後の方向性等に関して、平成27年1月および3月にシンポジウム等での発表を合計4回行うことができた。これらの作業により、2年目以降の研究についての準備作業を進めた。平成27年度は、まず、(1)前年度の準備作業に基づき、本研究の目的の1つである自動速度取締装置に関して、交通取締りにおける街頭設置カメラの法的根拠の再検討と利用のあり方という観点から、検討対象とした。そして、警察庁の高規格高速道路の最高速度引き上げ方針や、生活道路等でのオービスによる交通取締りの試行といった新しい状況をも踏まえ、その法的意義や機能について検討を加えたほか、アメリカにおける信号無視取締装置をめぐる議論もあわせて検討対象とし、関連する範囲で比較検討のうえ、これらの考察結果を論文として公表した。また、(2)平成27年に成立した改正個人情報保護法をめぐる議論や、英米における関連動向に関して、それぞれ情報収集を行った。さらに、(3)生体認証機能付きのカメラについて、それを防犯目的で利用することの可否等を検討する前提として、近時の犯罪防止と警察活動のあり方について考察を加え、警察政策学会におけるシンポジウムで公表した。また、特に店頭犯罪の近時の動向と対策についてのアメリカの現状についての情報を収集・分析し、その成果を、関連するNPO法人主催のシンポジウムで公表した。これらを踏まえて、次年度における研究を進めることとしている。平成27年度は、当初の研究計画通り、近時の道路交通の取締り状況の変化なども踏まえつつ、自動速度取締装置(街頭設置カメラ)の法的根拠や機能に関して検討を加え、その成果を論文として公表することができた。また、平成28年度以降の研究の前提となる、改正個人情報保護法に関する資料の収集や、防犯カメラの法的根拠を検討する前提としての、英米における防犯カメラ規制の関連資料や、犯罪状況の新たな動向などに関して情報収集をすることができ、平成28年度に行う予定の研究に必要な準備作業を、おおむね予定通り行うことができている。これらの理由から、「おおむね順調に進展している」と評価した。

平成28年度は、(1)前年度の準備作業に基づき、平成27年に成立した改正個人情報保護法をめぐる議論を整理し、街頭設置カメラ映像の高精細化や、生体認証機能の備えられたカメラシステムについての法的規制の枠組みと、その設置根拠・許容限界に関する考察を行った。具体的には、高精細映像を撮影するカメラシステムについては、個人の識別が容易に行えることから、改正個人情報保護法の規制対象に原則として該当することを前提に、要配慮個人情報との関連性も含め、その法的規制の具体的内容を考察していくべきことを明らかにした。その上で、生体認証機能を備えたカメラシステムについても、その対照データに関して個人識別符号としての個人情報を取り扱うシステムに該当することを前提に、いくつかの利用例について、他の関連する法規上の適法性も含めた検討を行った。さらに、いわゆる防犯カメラ条例・防犯カメラガイドラインの担うべき機能を明らかにした。そして、これらの成果を論文として公表した。また、(2)生体認証機能付カメラシステムについて、それを防犯目的で利用することの可否等について、さらなる検討を行うための前提として、情報共有の枠組みのあり方についての情報収集を行ったほか、英米における議論状況や関連動向に関して、情報収集を継続して行った。さらに、(3)映像データの「ビッグデータ」化等を前提にした利用や、街頭設置カメラのいわゆるマルチユースに関連する法的な規制枠組みの検討を行うための情報収集を行っている。これらを踏まえて、次年度における研究を進めることとしている。平成28年度は、当初の研究計画通り、改正個人情報保護法の意義を踏まえつつ、街頭設置カメラの高機能化に伴う法的根拠や機能の変化に関して検討を加え、その成果を論文として公表することができた。また、平成29年度以降の研究の前提となる、改止個人情報保護法に関する資料の収集や、防犯カメラの法的根拠を検討する前提としての、英米における防犯カメラ規制の関連資料や、犯罪状況の新たな動向などに関して情報収集をすることができたため、平成29年度に行う予定の研究に必要な準備作業を、おおむね予定通りに行うことができている。これらの理由から、「おおむね順調に進展している」と評価した。平成29年度は、(1)前年度の準備作業に基づき、平成27年に成立した改正個人情報保護法をめぐる議論を整理し、街頭設置カメラ映像の高精細化や、生体認証機能の備えられたカメラシステムについての法的規制の枠組みと、その法的根拠・許容限界に関する考察を行った。具体的には、個人識別や画像処理が容易に行いうるシステムの普及がみられることから、これを商用目的、あるいはマルチユースという形態で利用する場合を念頭に、匿名加工情報や統計情報としての利用を含めた、その許容限界について予備的な考察を加え、その結果を「街頭設置カメラ映像の商用利用に関する一考察」と題する論文で公表した。また、街頭設置カメラの防犯、捜査での利用がますます増加していることから、(1)生体認証機能を備えたカメラシステムの利用も含め、防犯という文脈での利用の許容性を、プライバシー概念との相関も踏まえつつ検討し、その成果を「犯罪の未然防止・再犯防止と情報の取扱いに関する覚書き」と題する論文、および「防犯カメラの高機能化と法的規制の新たな動向」と題する小論で公表した。また、
英語教育における体系的・継続的な基本動詞の指導のあり方の研究

3年間の研究プロジェクトの最終年度にあたる2018年度では,過去2年間に行った意味論研究,指導及び学習に関する実態調査,習得論研究を踏まえ,基本動詞を「使い分けつつ,使い切る」力を育成するためのエクササイズ集及びウェブ上のリソースサイトの制作に取り組んだ。基本動詞力を身につけるためのエクササイズを考案する上で重要となる点として,(1)基本動詞のコアとコア・イメージを分かりやすく提示すること,(2)語義の異なる例文を複数提示し,例えば「break=壊す」のような英語と日本語の訳語を一対一対応させる理解に揺さぶりをかけること,(3)気付きの高揚,関連化,理解,産出,自動化の5つの視点からなるエクササイズ論に立脚したデザインをすることが挙げられる。これらの点に学習者の発達段階を加味することにより,効果的なエクササイズをデザインすることが可能となる。プロジェクト当初に実施した現職教員を対象とした実態調査では,英語学習における基本動詞の重要さが強く認識されていた一方,それらを現場で指導するためのリソースや時間が不足している点が指摘された。これを受け,本プロジェクトでは,2017年度に出版した基本語エクササイズに関する書籍の内容を充実化させ,冊子としてのエクササイズ集及びウェブ上でのリソース提供を行うこととした。進捗状況としては,上記の作業に着手後,当初予期していなかった事情により年度内に完成に至らなかったため,一年間の延長申請を行った。向こう一年間を通して教育現場に還元できるリソースを開発していきたい。年度後半に,研究者自身に関する当初予期していなかった事象が発生し,エクササイズ集の完成に至ることができなかったため。年度内に基本動詞のエクササイズ集を冊子としてまとめる。加えて,基本動詞の指導に関するウェブサイトを立ち上げ,現場で活用できる様々なリソースを提供する。本研究の目的は,英語力の基盤である基本語を構成する基本動詞の体系的・継続的指導のあり方を探究することである。本年度は,基本動詞の指導に関する実態把握を目的とし,現場の英語教員を対象とした基本動詞の指導に関する調査を実施した(研究I)。アンケートはウェブ上で回答する形式であり,中学・高等学校・大学の英語教員計34名からの回答を得た。その結果,大多数の教員が英語学習における基本動詞の重要性を強く認識している一方,それを日々の授業において継続的・体系的に指導するに至っていないことが示唆された。その要因として,基本動詞の意味を捉える理論や,基本動詞の指導をデザインするエクササイズ論が十分共有されていないことが示された。上記の点に関連して,大学英語教育学会関東支部第10回記念大会において,「基本語力を身につけるためのエクササイズ・デザイン」というテーマのワークショップを開催した。また,麗澤大学言語教育センター主催シンポジウム「英語辞書と英語学習」において,「基本語力を育むエクササイズ・デザイン」というテーマで発表を行った。また,『英語教育』(大修館書店)において,「コアを活用した基本語指導ガイド」というタイトルの連載を1年間担当した。以上に加え,2年目に実施予定であった「研究II:基本動詞の習得研究」の一部を先行実施した。基本動詞の「使い切り」という視点から,日本人英語学習者によるbreakの習得を,受容性判断テストを通して調査した。その結果,日本人英語学習者によるbreakの意味理解は,日本語の「こわす」による強い制約を受けており,ネイティブ話者と比較して,breakの過剰汎化及び過少汎化が共に顕著に見られた。この傾向は,学習者の習熟度に関わらず見られ,習熟度の高い学習者にとってもなお,breakを適切に使い分けつつ,使い切る力が十分身についていないことが明らかになった。研究Iについては,予定通りデータ収集が完了した一方,予想以上にアンケートの作成やデータの収集に時間を要した関係で,成果の発表には至らなかった。次年度当初に結果をまとめ,学会発表を行いたい。研究IIのbreakの習得研究については,当初の計画から前倒しを行い,データの収集・分析,論文の投稿を行うことができた(現在査読中)。研究IIAについては,当初はbreakに加えて基本動詞makeを研究対象とする計画であったが,getに変更することとした。その理由として,getはmakeに比べてより多様な構文的可能性(constructional possibilities)を有するため,「意味と構文の接点」という視点から基本動詞の習得にアプローチする格好の材料であること,及び研究全体のバランスを損なわないということが挙げられる。getの習得に関するデータ収集及び分析は本年度実施したので,次年度には論文として成果をまとめたい。研究Iで実施した英語教員を対象とした「基本動詞の学習及び指導に関する実態調査」の結果を全国英語教育学会(JASELE)第43回島根研究大会で報告し,学校現場において基本動詞の体系的・継続的指導が十分に行われておらず,それには時間的な制約や,基本動詞の意味論に関する教師の知識不足を含む種々の要因が存在することを論じた。また,研究IIの日本人英語学習者による基本動詞の習得研究については,基本動詞get, break, speak, talk, say, tell, listen, hear, look, seeを対象とした4つの研究プロジェクトを遂行し,それぞれについて査読付論文及び学会発表で成果を発表した。特に発話動詞と知覚動詞においては,学習者のメタ言語知識(metalinguistic awareness)に着目するアプローチを取り入れ,従来の第二言語語彙習得研究を新たな視点から捉える可能性を示すことができた。いずれの研究においても,日本人英語学習者にとって基本動詞を適切に「使い分けつつ,使い切る」ことが困難であることが示され,基本動詞の核となる意味(コア)及びそれを図式化したコア・イメージを理解することの重要性が明らかとなった。

研究IIIの基本動詞のエクササイズ論については,初年度に『英語教育』(大修館)で年間連載を行った内容を発展させた書籍(『コア・イメージで英語感覚を磨く!基本語指導ガイド』:明治図書出版)を刊行し,主に中学・高等学校の英語科教員に対して基本動詞の指導法について情報発信を行うことができた。当初の計画では,研究IIの習得研究で基本動詞break, make, speak, talk, tell, sayを扱う予定であったが,それらに加えてget, listen, hear, look, seeの習得に関する研究を行うことができた(尚,makeについてはgetに変更)。また,研究I及び研究IIの内容を踏まえて最終年度に研究IIIのエクササイズ論に取り組む予定であったが,書籍刊行の依頼を受け,予定よりも前倒しのペースで作業を進めることができた。3年間の研究プロジェクトの最終年度にあたる2018年度では,過去2年間に行った意味論研究,指導及び学習に関する実態調査,習得論研究を踏まえ,基本動詞を「使い分けつつ,使い切る」力を育成するためのエクササイズ集及びウェブ上のリソースサイトの制作に取り組んだ。基本動詞力を身につけるためのエクササイズを考案する上で重要となる点として,(1)基本動詞のコアとコア・イメージを分かりやすく提示すること,(2)語義の異なる例文を複数提示し,例えば「break=壊す」のような英語と日本語の訳語を一対一対応させる理解に揺さぶりをかけること,(3)気付きの高揚,関連化,理解,産出,自動化の5つの視点からなるエクササイズ論に立脚したデザインをすることが挙げられる。これらの点に学習者の発達段階を加味することにより,効果的なエクササイズをデザインすることが可能となる。プロジェクト当初に実施した現職教員を対象とした実態調査では,英語学習における基本動詞の重要さが強く認識されていた一方,それらを現場で指導するためのリソースや時間が不足している点が指摘された。これを受け,本プロジェクトでは,2017年度に出版した基本語エクササイズに関する書籍の内容を充実化させ,冊子としてのエクササイズ集及びウェブ上でのリソース提供を行うこととした。進捗状況としては,上記の作業に着手後,当初予期していなかった事情により年度内に完成に至らなかったため,一年間の延長申請を行った。向こう一年間を通して教育現場に還元できるリソースを開発していきたい。年度後半に,研究者自身に関する当初予期していなかった事象が発生し,エクササイズ集の完成に至ることができなかったため。次年度は,以下の内容に基づいて引き続き研究を進めたい。1、基本動詞の指導に関するアンケート調査(研究I)の結果を次年度前半にまとめ,8月の学会(全国英語教育学会または関東甲信越英語教育学会)で発表する。
高速トレ-サ可視化用レ-ザスキャン光源の試作と画像処理法の開発

本研究では以下の特微をもつ可視化用光源を開発し,さらに,画像処理を組み合わせることにより,砕波などの高速かつ非定常の現象で可視化手法による定量的デ-タの取得法を確立することを目的としている。(1)レ-ザビ-ムを振動鏡方式でスキャンして光量の大きいレ-ザシ-ト光源を得る。(2)レ-ザシ-ト光は凹面鏡を介して平行光とする。(3)レ-ザビ-ムをパルス化することにより得られた可視化画像に時間情報を記録する。(4)レ-ザおよび(2)の特性を利用してレ-ザシ-トに等間隔の陰線を付けて空間スケ-ルを同時に記録する。(5)光源部と照射部を光ファイバでつなぐことにより操作性の高いものであることとする。光源装置の試作と画像処理法の開発とを並行して行った。前者については,初期に考えていた性能の装置を組み立てることができた。すなわち,平行性がよく,照度のむらがなく,空間スケ-ルの入った可視化用光源を得ることができた。しかし,当初予想しなかったこととして,スキャナ-の発振音がかなり大きいということが判明したので,装置全体の容器内への収納,架台の改良を追加して行った。また,ファイバ-導光部の損失の減少は十分満足のいく結果が得られなかったので,ファイバ-をファイバ-を介さないシステムについて主に検討した。画像処理に関してはトレ-サを自動的に追跡するアルゴリズムの開発を行った。さらに内挿法で任意の場所の流速を計算するプログラムの開発を行った。以上より,単に流速場を知るのみでなく,渦度,発散などの変形諸元の分布が計算できるようになった。本研究では以下の特徴をもつ可視化用光源を開発し、さらに、画像処理を組合わせることにより、砕波などの高速かつ非定常の現象で可視化手法による定量的デ-タの取得法を確立することを目的としている。(1)レ-ザ-ビ-ムを振動鏡方式でスキャンして光景の大きいレ-ザ-シ-ト光源を得る。(2)レ-ザ-シ-ト光は凹面鏡を介して並行光とする。(3)レ-ザ-ビ-ムをパルス化することにより得られた可視化画像に時間情報を記録する。本年度は、光源装置の試作と画像処理法の開発とを並行して行った。前者については、初期に考えていた性能の装置を組み立てることができた。すなわち、平行性がよく、照度のむらがなく、空間スケ-ルの入った可視化用光源を得ることができた。しかし、当初予想しなかったこととして、スキャナ-の発振音がかなり大きいということが判明したので、今後、装置全体の収納容器、架台の改良が新たな課題となってきた。また、ファイバ-導光部の損失の減少も図る必要がでてきた。画像処理に関してはトレ-サを追跡し、さらに内挿法で任意の場所の流速を計算するプログラムの開発を行った。以上より、単に流速場を知るのみでなく、渦度、発散などの変形諸元の分布が計算できるようになった。本研究では以下の特徴をもつ可視化用光源を開発し,さらに,画像処理を組み合わらせることにより,砕波などの高速かつ非定常の現象で可視化手法による定量的デ-タの収集法を確立することを目的としている.(1)レ-ザビ-ムを振動鏡方式でスキャンして良量の大きいレ-

ザシ-ト光源を得る.(2)レ-ザシ-ト光は凹面鏡を介して平行光とする.(3)レ-ザビ-ムをパルス化することにより得られた可視化画像に時間情報を記録する.(4)レ-ザおよび(2)の特性を利用してレ-ザシ-トに等間隔の陰線を付けて空間スケ-ルを同時に記録する.(5)光源部と照射部を光ファイバでつなぐことにより操作性の高いものであることとする.光源装置の試作と画像処理法の開発とを並行して行った.前者については,初期に考えていた性能の装置を組み立てることができた.すなわち,平行性がよく,照度のむらがなく,空間スケ-ルの入った可視化用光源を得ることができた.しかし,当初予想しなかったこととして,スキャナ-の発振音がかなり大きいということが判明したので,装置全体の容器内への収納,架台の改良を追加して行った.また,ファイバ-導光部の損失の減少は十分満足のいく結果が得られなかったので,ファイバ-をファイバ-を介さないシステムについて主に検討した.画像処理に関してはトレ-サを自動的に追跡するアルゴリズムの開発を行った.さらに内挿法で任意の場所の流速を計算するプログラムの開発を行った.以上より,単に流速場を知るのみでなく,渦度,発散などの変形諸元の分布が計算できるようになった.
先アンコール時代の土器編年と地域間交流の復元

本研究は、カンボジア王国、コンポン・トム州に位置するサンボー・プレイ・クック遺跡群の出土遺物を基礎資料とし、先アンコール時代を中心としたより広範囲かつ高精度の土器編年を構築することを目的とする。先アンコール時代に関して、漢籍には「扶南」と「真臘」という国の存在が記載され、ラオス南部からヴェトナム南部までをその領域に含むとされているが、当時の勢力体制に関しては未だ不明な点が多く、変遷過程や交流関係についても研究者間で見解が異なる。同時代の周辺遺跡出土遺物との比較を行うことで、先アンコール時代における地域間交流と土器流通の実態の解明を目指す。
Ｇ－ＣＳＦによる造血幹細胞の末梢血への動員効率に関与する遺伝子多型の解明

【研究目的】本研究では末梢血幹細胞採取時の顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)による末梢血への造血幹細胞(HSC)の動員効果に対する遺伝的要因を明らかにするためにヒト末梢血中のHSC数に関与することが報告された遺伝子多型と末梢血に動員されるHSC数との関連性を検討した。【研究方法】末梢血幹細胞採取を施行した52症例(自己末梢血幹細胞採取47症例、同種末梢血幹細胞採取5例)の末梢血および末梢血幹細胞採取液よりDNAを抽出した。定常状態におけるヒトの末梢血中のHSC数と遺伝子多型の関連性が報告されているOR4C12、ENO1、RERE、DGKB、DSC3遺伝子を対象とした。末梢血CD34細胞数と採取CD34陽性細胞数により動員良好(good)、中間(intermediate)、不良(poor)の3群に別け、解析を行った。その結果、DGKB遺伝子多型比率において3群間で有意な差が認められ(p<0.05), poor群でTT遺伝子型が高率に認められた(p<0.05)。他の遺伝子には有意差は認めなかった。【研究成果】DGKB遺伝子多型とHSCの末梢血への動員との関連性が示唆された。DGKBはジアシルグリセロール(DG)をリン酸化し,ホスファチジン酸(PA)に変換するジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)のサブタイプをコードする遺伝子である。DGはプロテインキナーゼC(PKC)を活性化し、細胞増殖などさまざまな作用に関与しており、HSCにおいてもその増殖、分化、遊走に関する数多くの細胞機能と遺伝子転写を調節していることが知られている。したがって、今後はDGKB遺伝子多型とSDF-1やCXCR4、G-CSFなどのHSCの遊走に関する因子の発現量や濃度との関連を明らかにするとともに、多数例を対象とした前向きな調査が必要である。
WWWを用いた語学教材作成支援ソフトウェアの開発と学習効果についての研究

16年度は本研究のプロトタイプの作成に着手した。前半に、教材のプロトタイプを作成、読解力・単語力を測定するためのテスト開発を行った。また、学習者管理情報、単語検索過程情報、読解・単語力テスト成績をデータベースに記録・保存するためのプログラミングを行った。Linux, Apache, PHP, PostgreSQL, DBMS等をもとに、サーバーを構築し、膨大な量のデータを記録・保存・分析できるようにした。ソフト開発を重点的に行い、サーバー環境(HTTP用・DB用)を整え、UPS電源装置、バックアップメディアなどを揃えた。後半は、プロトタイプの試運転、並びに予備実験を行った。学生にソフトを試用してもらい、プロトタイプへのフィードバックを得た。17年度は、前半に予備実験のデータや学習者からのフィードバックをもとに、プロトタイプのプログラムの修正・改善を行い、プログラム運営の面からも検討を重ね、セキュリティー対策を重視しながらも教師が手軽にこのプログラムを活用できる方法について考えた。そのひとつの方法として、Moodleへのモジュール化の可能性について模索している。読解問題を追加し、付随的語彙学習の過程を検証するためのオンラインテスト作りを行い、改良されたプログラムを使用して再実験を行った。今回の研究成果を3者の立場からアンケート調査や面接、実験データをもとに要約してみたい。まず学習者にとり、このプログラムは、クリック一つで辞書検索ができ、読解活動をスムーズにし、読むことへの関心を促進することが判明した。教師にとって、カット&ペーストにより容易に読解教材を作成できることは大きな魅力であり、プログラムの早期実現化が望まれている。研究者にとって、単語検索記録を収集・分析は、付随的な語彙学習の実態を把握のみならず、読解過程の解明にも貴重な情報源であることが判明した。さらなる検証が望まれる。16年度は本研究のプロトタイプ完成を目指し、教材開発とソフトウェア開発を行った。16年度前半(4月9月)に教材開発として教材選択、読解力・単語力測定テストの開発などを行った。様々な種類の英字新聞テキストを活用し、それを基に多肢選択・内容要約などの読解問題を作成し、語彙習得の段階的過程を反映させる形の単語テストを採用した。ソフトウェア開発として、学習者管理情報、単語検索過程情報、読解・単語力テスト成績などをデータベースに記録・保存するためのプログラミングを行った。オープンソースソフトウェア(Linux,Apache,PHP,PostgreSQL,DBMS等)をもとに、サーバーを構築し、データを記録・保存・分析できるようにした。サーバー環境を整えるため、HTTP用サーバー、DB用サーバー、UPS電源装置、バックアップメディアなどを揃えた。16年度の後半(10月3月)は完成したプロトタイプの試運転、並びに予備実験を行った。自習学習として被験者の学生にソフトを試用してもらい、ソフトへのフィードバックを得た。教材開発においては、教材内容の点検、読解力テストと単語テストの内容・妥当性などをチェックし、ソフト開発においては単語検索の情報、学習管理情報、各種テストの成績情報が正しく記録・保存されているかをチェックした。引き続きプログラムの修正・改良を行っているところである。予備実験のデータを処理・分析中であり、その結果を本研究における中間報告として5月と8月に学会にて発表予定である。これらの発表に先駆け3月にフランスで開催されるコンピュータ支援言語教育学会に出席し、語学学習プログラムと学習者とのインターアクションに関する研究の動向を探り、5月から行う予定の本実験への示唆を得たいと考えている。16年度の後半(10月3月)にプロトタイプを使用して予備実験を行ったが、その結果を本研究における中間報告として2005年5月にミシガン大学で開催されたコンピュータ支援言語教育研究学会(CALICO : Computer-Assisted Language Instruction Consortium)にて発表を行った。

また、発表結果をまとめ2006年3月に、Language Issues : Journal of the Foreign Language Education Centerに論文発表した。平成17年度は予備実験(前年度後半に実施)のデータや学習者からのフィードバックをもとに、プログラミング担当者はプロトタイプのプログラムの修正・改善を行い、プログラム運営の面からも検討を重ね、セキュリティー対策を重視しながらも教師が手軽にこのプログラムを活用できる方法について模索した。その一つの方法として、Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment)と呼ばれるFree Open Source Course Management Systemへのモジュール化を試み、現在も検討中である。研究代表者は、改良されたプログラムを使用して再実験を行った。その準備として、読解問題を改良・または新たに追加作成し、読解力・付随的語彙学習の過程を検証するためのオンラインテスト作りを行った。6月から7月にかけて所属研究機関において再実験を行い、データを処理・分析した。その結果は2006年5月にハワイ大学で開催されるコンピュータ支援言語教育研究学会(CALICO : Computer-Assisted Language Instruction Consortium)にて発表を行う予定である。この実験結果の一部をまとめたものを、2005年12月に中央大学で行われた第2回JACET英語語彙研究会大会において口頭発表を行った。また、その内容を論文として、2006年3月の熊本県立大学文学部紀要に発表した(本書に論文を転載)。年度後半においては、テキストとして連続の物語を取り入れ3ヶ月にわたって実験調査を行った。このデータを現在分析中であり、終了後学会で口頭発表を行い、結果をまとめて論文として学会誌に投稿を計画中である。
超偏極MRIのための固体ゼノンの能動核偏極

MRIの高度化を視野に固体139Xe核の超偏極を動的核偏極するため、DNPに必要な不対電子を均一に導入する新たな手法としてボールミルを利用する方法の開発に挑戦した。Xeの代替サンプルとしてSF6を用い、低温での固体の生成、フリーラディカル化合物との混合、ESR測定などを行った。市販のボールミルを改良し、低温状態を保ってボールミリングができるシステムを構築し、100Kから常温までの温度でESR測定を行うことに成功。フリーラディカルの均一分散の良否を判断しようとしたが、均一化した場合のESR信号の特徴が明瞭にできない問題点が現れ、さらなる開発項目が判明した。本研究では、肺や心臓などの活動的な臓器に対するダイナミックな撮像を可能にするポテンシャルを有する超偏極MRIの高度化を視野に、高純度の固体ゼノン(Xe)の超偏極を能動核偏極(DNP)によって初めて実現するため、DNPに必要な不対電子を固体Xe中に導入するための新たな手法を提案し、その検証実験を行う。当初、少量(数%wt)のイソブタノールを混合した液体Xeに紫外線を照射し、イソブタノールの分子結合を切断し、ラディカル分子を生成するという、技術的に難しく、手間がかかる手法を構想していた。しかし、近年ボールミルによるMA法(機械的合金法)と呼ばれる手法によって異種の固体をナノメートルレベルで合金化できるようになってきたため、この方法を利用して固体Xeに直接フリーラディカルを混合する方向で研究を進めている。このため、ボールミルを液体窒素温度で利用するための改造、低温での電子スピン共鳴の方法などの整備を進めてきた。本研究では、肺や心臓などの活動的な臓器に対するダイナミックな撮像を可能にするポテンシャルを有する超偏極MRIの高度化を視野に、高純度の固体ゼノン(Xe)の超偏極を動的核偏極(DNP)によって初めて実現するため、DNPに必要な不対電子を固体Xe中に導入するための新たな手法を提案し、その検証実験を行う。このため、テスト的にXeよりも安価で取り扱いも簡単なSF6の固体中の19Fの能動核偏極を行うため、SF6固体の生成、フリーラディカル化合物(TEMPOL)との混合、混合サンプル中でフリーラディカルが均一に分散したかを調べるための低温でのESR測定などを行ってきた。MA法は最近使われ始めた手法であり、液体窒素温度での利用はあまり一般的ではない。特に沸点が160K付近のXeについては、ボールミルの粉砕部の温度をそれ以下に保つちながら粉砕を続ける必要がある。市販のボールミルにコールドボックスを取り付ける、液体窒素を時間をおいて落とし込む方法では30分ほどの粉砕時間を確保することが限界である。このため、ボールミルに液体窒素を定常的に自動的に注入しながら粉砕混入をするシステムの構築に向けて試行錯誤を続けてきた。高エネルギー物理学液体窒素容器から直接液体窒素をボールミルに注入でき、その量をバルブでコントロールできるシステムを構築した。今後はこれを利用して実際に固体Xeへのフリーラディカルの粉砕混入を実施し、低温でのESR測定によってフリーラディカルの分散状況を確認する。研究の進展が必ずしも期待通りではなかったため、研究発表を見送ったため、旅費を使うことができなかった。H27年度に研究の進展を物理学会等で報告するため、旅費を使用する。
蜘蛛の糸の大量収集に向けての新しい技術開発

クモの糸の実用性を考えるには長い糸をいかに多量集めるかである。ところが、クモの腹から直接的に糸を切れずに長く巻き取ることは、クモが嫌がるので極めて難しい。そこで、糸を長く巻きつけている卵のうに注目した。卵のうを高温の湯液に浸すことと、ほぐしやすくするために微量な薬剤を添加するなどして、温度と薬剤条件をうまく制御することにより、コガネグモの卵のうから糸を切れずに長く巻き取る方法を開発した。クモの糸は力学的に強くてかつ柔軟性があるという特徴を持つことから、繊維に対する21世紀における夢の素材として注目されている。この点から、クモの糸をいかに作るかが重要なポイントである。最近では遺伝子工学的手法でクモの糸の研究が種々されているが、なかなか目的のものが得られる状況に至っていない。そのため、遺伝子工学的手法は量産化という話より、研究段階にあることから、期待が大きいクモの糸を大量生産への道のりははるかに長いと思われる。一方、古くから考えられてきた大量飼育はクモの共食いのために現実的ではないことから、他に大量収集の方法はないものかと考え、大量収集の方法の技術開発を行うことを目的とした。本年度は、著者の開発したクモの腹から直接的に糸を収集する方法を改善することを第一歩とした。従来から短い糸しか得られなかったことから、いかに長いクモの糸を集めることができるかを試みた。悪戦苦闘の末、数十メートルぐらいの長さの糸は得られるようになった。二番目として、クモの生息地においてらんのうを探すべく調査を行った。しかし、秋から冬にかけて探しまわったがなかなか見つからず、クモの成熟シーズンに場所を特定することが必要であることを痛感した。得られたわずかのらんのうの組織を光学顕微鏡および電信顕微鏡にて観察して、どのように絡み合っているのかを調べているところである。いかに絡み合いを解くのかを試みているが現在のところ、適切な条件は得られるに至っていない。クモの糸は力学的に強くて柔かいという相反する性質を持つことから、21世紀における夢の素材として注目されている。このキーポイントは、クモの糸の大量生産法の開発にある。最近では遺伝子工学的手法によってクモの糸を量産化する可能性が生まれてきたことから、夢は一歩実現に近づいてきたように思える。しかし、現段階では天然のクモの糸の特質を反映する糸は得られていない。この結果から、現在は量産化というより、遺伝子工学的手法で本物の分子量の大きいクモの糸をいかに作れるかという研究段階にあることから、クモの糸の大量生産への道のりはかなり長い。一方、古くから考えられてきた大量飼育はクモの共食いのために現実的ではないことから、ここでは、大量収集法の技術開発を行うことを目的とした。本年度は、著者の開発したクモの腹から直接的に糸を取り出す方法では、100cm長の"らんのう"から直接糸を取り出す方法を考えた。様々な条件を設定しながら試行錯誤した結果、コガネグモの"らんのう"から糸を取り出せるようになり、その糸および"らんのう"の表面組織を電子顕微鏡にて観察し、どの程度上手く取り出せているかを検証した。その結果、取り出す条件として少しではあるが温度と薬剤濃度が関係していることが分かりかけてきた。ところが、現在に至っても、他のクモの"らんのう"からはうまく糸を取り出せない状況にある。クモの糸は力学的に強くて柔かいという相反する性質を同時に持つことから、21世紀における夢の素材として注目されている。本研究課題では、著者の開発したクモの腹から直接的に糸を取り出す方法では、100cm長の"らんのう"から直接糸を取り出す方法を考えた。しかし、この方法は労働集約的である点において問題点が含まれていた。そこで、様々な条件を設定しながら試行錯誤した結果、コガネグモの"らんのう"から均一で強い糸を取り出せるようになり、その糸および"らんのう"の表面組織を電子顕微鏡にて観察し、どの程度上手く取り出せているかを検証した。その結果、取り出す条件として適温と薬剤濃度が密接に関係していることが分かった。本方法を他のクモ(ジョロウグモ)にも適用したが、一部は取り出せることが分かったがコガネグモほどうまく糸を取り出せない状況にある。その原因を究明中である。
脊髄損傷者の運動機能回復を目的としたヒト脊髄神経機構の可塑性に関する基礎的研究

本研究では、生体外からの磁気刺激や電気刺激等の非侵襲刺激により、脳から脊髄への神経連絡および脊髄内の神経連絡が変化するのか調べることを目的とした。運動野への経頭蓋磁気刺激と後脛骨神経への電気刺激をペア刺激として15分間与えたところ、両刺激の間隔に依存したヒラメ筋運動誘発電位の変化が観察された。本研究により、脊髄神経連絡の短期的な可塑的性質を実験的に確認することができた。本研究では,2年間の研究機関を設け,初年度は健常者を対象に,脊髄運動ニューロンに収束する神経経路と脊髄運動ニューロン間のシナプス伝達効率がすでに脳において実証されているシナプスの学習則(シナプス前細胞からの興奮性入力とシナプス後細胞が興奮する時間的前後関係に応じてそのシナプスの伝達効率が増強または減弱する)に基づいて変化するか検討することであった.ヒラメ筋の脊髄運動ニューロンへシナプス結合している皮質脊髄路を対象とし,運動野への経頭蓋磁気刺激(皮質脊髄路)と後脛骨神経への電気刺激(Ia求心性経路)をペア刺激とした連続的な介入刺激を行った.介入刺激は0.2Hzの頻度で180発,15分間刺激を行った.ペア刺激の間隔は,予め予備実験を行い,安静閾値化の経頭蓋磁気刺激に対して後脛骨神経への電気刺激より誘発されるH反射が最も促通される時間間隔(平均で約1.5ms後脛骨神経への電気刺激が先行し,脊髄運動ニューロンにおいて皮質脊髄路からの入力がIa求心性経路からの入力よりも先行する,条件1)と脊髄運動ニューロンにおいてIa求心性経路からの入力が皮質脊髄路からの入力よりも先行する時間間隔(条件2)を決定しておき本実験で採用した.その結果,ペア刺激による介入直後,条件1ではヒラメ筋から得られる運動誘発電位(安静閾値の120%で刺激)が平均で約170%に増大し,条件2では約78%に減少した.一方,ヒラメ筋から得られるH反射は介入刺激の前後で変化しなかった.本研究の結果は,本研究で用いた介入刺激が皮質脊髄路から運動ニューロンへ投射するいずれかの部位を可塑的に変化させたことを示している.しかしながら,本研究の結果が本研究で目的としている皮質脊髄と脊髄運動ニューロン間のシナプス結合強度によるものかを証明するためには,さらに検討が必要である.本研究の目的は,脊髄運動ニューロンに収束する神経経路と脊髄運動ニューロン間のシナプス伝達効率がすでに脳において実証されているシナプスの学習則(シナプス前細胞からの興奮性入力とシナプス後細胞が興奮する時間的前後関係に応じてそのシナプスの伝達効率が増強または減弱する)に基づいて変化するか明らかにすることであった,研究期間の2年目にあたる今年度は,シナプスの学習則に基づいて伸張反射応答の入出力特性を変化させることが可能であるか検討した.ヒラメ筋の筋紡錘からの求心性経路を対象とし,ヒラメ筋への筋伸張刺激とヒラメ筋Ia求心性神経(後脛骨神経:PTN)への電気刺激をペア刺激とした連続的な介入刺激を行った.介入刺激は0.1Hzの頻度で100発,約16分間行った.ペア刺激の時間間隔(inter-stimulus interval:ISI)は,表面筋電図より得られるヒラメ筋の伸張反射応答(筋伸張刺激により誘発)がH反射応答(PTNへの電気刺激により誘発)よりも5msec先行する時間間隔(ISI=5msec)と,H反射応答が伸張反射応答に5msec先行する時間間隔(ISI=-5msec)の2条件を設定した.その結果,介入刺激の10分後において,伸長反射応答の平均振幅はISI=-5msecでは平均で約81%に減少し,ISI=5msecではそれぞれ約132%に増大した(介入刺激前を100%とする).本研究の結果は,筋伸張刺激と末梢神経電気刺激を組み合わせた刺激方法を用いることで,伸張反射経路の興奮性を促通・抑制の双方向へ選択的に変化させられることが可能であることを示している.本研究の成果は,特に,伸張反射の病的亢進状態により痙縮を伴う脳卒中患者や脊髄損傷者に対し,伸張反射経路の神経連絡を弱めることで運動機能を改善するという新しい神経学的治療方法の基盤になる知見を提供するものである.
抗プロテアーゼ分子に着目した子宮頸管熟化制御機構の解明と早産予防療法の開発

抗プロテアーゼ作用を有する抗菌ペプチドsecretoryleukocyte protease inhibitor (SLPI)に着目して頸管熟化制御のメカニズムを検討した。SLPIは子宮頸管で上皮内に発現し、プロゲステロンと炎症による2種類の制御を受けていることが確認された。頸管熟化に関わる分子の中でSLPIは正常な分娩前および早産の前に顕著な発現の亢進が確認された。SLPIはプロゲステロンによる産生誘導を受けて頸管熟化の制御因子として機能しており、感染などに伴う局所炎症が生じた場合には発現が増加して炎症制御に関わることが示唆された。プロテアーゼの誘導に伴う子宮頸管の病的熟化は早産の中心的機序として知られている。本研究は子宮頸管熟化制御における生理的な抗プロテアーゼ分子の役割を解明し、子宮頸管におけるプロテアーゼの作用抑制を標的とする新規の早産予防治療の開発を進めている。ヒト頸管の炎症性制御、プロテアーゼ機能の調整因子について検討を進めた。頸管熟化との関連が強いことが報告されてきた遺伝子群について妊娠末期女性の頸管擦過細胞中のmRNA発現変化の解析を行った。その結果、発現パターンの状態が炎症および細胞外マトリックスの分解に対して促進的に作用する遺伝子群とそれに拮抗する機能を有する遺伝子群の2つの群の発現量のバランスとして説明できることが明らかになった。また、さらにこれらの遺伝子発現の経時的な検討では、一部の遺伝子では分娩の1週間前に急激に発現が低下する一方で上昇を継続する遺伝子も存在しており、妊娠末期の頸管では炎症およびプロテアーゼ機能が適切に制御されつつ、熟化が進行していることが確認された。動物実験では、抗プロテアーゼ、抗炎症作用を有する抗菌ペプチドであるSLPIに着目して検討した。抗プロゲステロン剤やLPS炎症刺激による早産誘発マウスモデルに関して検討を行った。その結果、子宮、頸管のSLPI産生はプロゲステロン作用および炎症の双方の刺激により亢進することが明らかとなった。今後SLPIの妊娠中の頸管機能維持に果たす役割について検討を進める予定である。平成27年度の検討により、ヒトの頸管熟化関連遺伝子群の全体像について、分娩が近づくにつれて熟化促進因子と熟化抑制因子の双方の発現パターンを把握できた。その中で、炎症-抗炎症バランスおよびプロテアーゼ-抗プロテアーゼの2つのシステムが頸管熟化の鍵となっていることが確認された。また、SLPIは分娩に向けて持続的に上昇し分娩発来、早産の予知マーカーとしての有用性が期待される結果を得ている。マウスモデルを用いた研究においては、これまでの検討によりSLPIの子宮頸管、胎盤における発現制御機構について解明が進んでいる。とくにプロゲステロンが子宮-胎盤系におけるSLPI産生の重要な促進因子となっており、一方で分娩に際してはプロゲステロン作用の減弱と同時にSLPIが低下することも確認できた。今後は妊娠維持におけるSLPIの機能について検討を進める。昨年度に妊娠末期女性の頸管擦過細胞中のmRNA発現変化の解析を進めた結果より、炎症や細胞外基質の分解に関わる遺伝子群のみならず、頸管熟化の負の調整因子であるSLPIが同時に発現上昇することを確認した。またさらに、早産女性では子宮頸管におけるSLPIの病的な上昇が確認されていることから、SLPIが頸管熟化機構の重要な要素であることが推測された。そこで今年度は、早産マウスモデルを用いて、SLPIの制御機構についての検討を進めた。正常な妊娠経過ではプロゲステロンが頸管におけるSLPIの産生増加に寄与しており、一方で感染に伴う炎症状態下でも頸管におけるSLPIの産生が増加することを確認した。SLPIの頸管熟化に対する機能を解析するため、エラスターゼとLPSの同時投与による早産誘発モデルに対してSLPIを投与するとエラスターゼの頸管熟化に対してSLPIが拮抗的に作用して早産が抑制されることを確認した。以上よりSLPIはプロゲステロンにより頸管熟化を抑制して妊娠維持に寄与する役割を有すると考えられた。また、上行性感染では炎症によるプロテアーゼが誘導されて頸管熟化が促進されるが、SLPIはそれに拮抗する防御因子として働いていると推測された。今後はプロゲステロン、炎症に伴うSLPIの産生更新の分子生物学的メカニズムに焦点を置いてin-vitroでの検討を進める予定である。平成27年度、平成28年度の研究の進行により、ヒトの頸管細胞およびマウスモデルの両面からSLPIが頸管熟化に果たす役割について多面的なアプローチを行うことができている。SLPIが正常分娩および早産のいずれにおいても頸管熟化の状態を示すマーカー分子としての意義づけ、そしてSLPIの頸管熟化制御機構における役割について明らかとなった。当初はSLPI欠損マウスを用いて頸管熟化への影響を見る予定であったが、表現型の差を得るための実験条件の設定を行うことが困難であることが判明した。そこで、代替の実験モデルとしてエラスターゼの投与による早産マウスモデルを確立することでSLPIの機能について迫ることができている。

早産は我が国では全妊娠の5-6%に発生し、その出生児に長期的な心身障害を生じる重大な周産期疾患である。早産を生じるリスク要因は多様であるが、その原因の如何によらず最終的には子宮局所における炎症性カスケードへと帰結して不可逆的に進行する。本研究では頸管熟化を促進するプロテアーゼに拮抗する働きを持つ抗菌ペプチドの一種であるsecretoryleukocyte protease inhibitor (SLPI)に着目して頸管熟化制御のメカニズムを解明を進めた。早産機序の異なる2つの早産マウスモデルを用いてプロテアーゼー抗プロテアーゼの不均衡と頸管熟化の関係を探索した。また、妊娠女性の頸管細胞、粘液サンプルを用いた解析を行った。早産マウスモデルにおける検討の結果から、SLPIは、子宮頸管で主に上皮内に発現し、プロゲステロンによる制御と、炎症による制御の2種類の制御を受けていることが確認された。細胞培養実験では、マウスモデルと一致してSLPIの発現がグルココルチコイド受容体を介してプロゲステロンにより誘導されることが確認された。また、マウスモデルにおいてSLPIは好中球エラスターゼとLPSの同時投与により誘発される早産を抑制した。妊婦における分娩前の子宮頸部の頸管熟化では、NFkb誘導性の炎症関連遺伝子群、抗炎症遺伝子群、細胞外マトリクスの分解に関与する遺伝子群の3種類の経路の活性化が示唆された。頸管熟化に関わる分子の中でもSLPIは正常な分娩前および早産の前に顕著な発現の亢進が確認された。以上の結果より、SLPIはプロゲステロンによる産生誘導を受けて頸管熟化の制御因子として機能しており、感染などに伴う局所炎症が生じた場合には発現が増加して炎症制御に関わることが示唆された。抗プロテアーゼ作用を有する抗菌ペプチドsecretoryleukocyte protease inhibitor (SLPI)に着目して頸管熟化制御のメカニズムを検討した。SLPIは子宮頸管で上皮内に発現し、プロゲステロンと炎症による2種類の制御を受けていることが確認された。頸管熟化に関わる分子の中でSLPIは正常な分娩前および早産の前に顕著な発現の亢進が確認された。SLPIはプロゲステロンによる産生誘導を受けて頸管熟化の制御因子として機能しており、感染などに伴う局所炎症が生じた場合には発現が増加して炎症制御に関わることが示唆された。本研究では、妊娠末期の陣痛や破水の予知、また早産という正常から逸脱した時期における分娩徴候の発生の予測を可能とするような、バイオマーカーの開発を目標の一つとして掲げている。これまでの進捗で得られた結果からSLPIのみならず複数の分子の頸管における発現を同時に見ることで予測精度を向上できる可能性が示されている。今後、さらに頸管粘液および頸管細胞のヒト検体の収集を行い、臨床症状との関連性に着目してデータの収集を継続する予定である。また、ヒトおよび動物実験の結果からSLPIが妊娠維持、頸管機能の鍵を握る因子であることが示唆されてきたことを踏まえ、今後は炎症制御やプロテアーゼ分子との相互作用に着目してその機能についてノックアウトマウスを用いた実験を進めてゆく予定である。SLPIの発現制御のメカニズムの解明のため、頸管上皮由来細胞を用いた培養実験を行う予定である。
偏波変換導波路の効率的設計手法の確立と超薄型偏波変換板の開発

基板上に金属ストリップを装荷する偏波変換器において、金、銀、銅の三種類の金属を取り上げ、変換特性に及ぼす効果を明らかにした。金属幅の再設計を行うのみで、どの金属を用いても、光通信波長帯で偏波変換特性が得られることを明らかにした。強調された増幅係数を利用した虚軸ビーム伝搬法を周期構造に適用できるように拡張した。Yee格子に基づいて定式化されており、FDTD法との親和性が高い手法である。長方形開口の周期列からなる偏波変換板に応用し、従来手法に比べて短時間にモード解析の行えることを明らかにした。1/4波長板に関して、いかなる偏波面の入射波であっても、常に90度偏波面を回転できる構造を提案した。偏波変換導波路の光軸回転角を従来に比べて精度よく評価する手法を確立した。これに基づき、L字型偏波変換導波路の偏波変換率、挿入損を見積もる方法を確立した。L字型導波路、スロット導波路などで提案手法の有効性を確認した。理想的なモデルでの検討は終了したので、実際の製作で生じるコア側壁の表面ラフネスが偏波変換特性に及ぼす効果の検討に着手した。さらに、新たに、正方形誘電体コアの近傍に金属ストリップを設置する手法の有効性も見出した。今後、金属ストリップの最適構造を探索していく。偏波変換板に関しては、三角形孔配列の場合に、波長によって円偏波の回転方向が異なる、反円偏波特性の得られることも見出した。申請時には三角形孔周期列のみを想定していたが、より形状が簡素な長方形周期列でも偏波変換板として動作することを見出した。また、光波帯のみならず、ミリ波帯のように金属板が完全導体とみなせる場合においても、同様な動作が生じることを理論的に確認した。これらの事実を特許出願できた。偏波変換導波路に関しては、基板上に配置されたシリコンコアの近傍において、基板上に金属ストリップを装荷する新たな形状を開発した。最適構造を検討し、金属として銀を用いた際に最も低損失になることを見出した。テーパ形状を利用したモード発展型の変換器に検討を加え、従来の直線テーパに代わり、新たに曲線テーパを導入した。この導入により、従来と同等の偏波変換特性が、半分のデバイス長で実現できることを明らかにした。また、偏波ダイバーシティスキームへの利用を視野に入れ、偏波分離導波路との組み合わせ構造の検討も行った。結果として、コンパクトな偏波分離・変換導波路の開発に成功した。関連する基礎研究として、導波路の固有モード界を算出する、強調された増幅係数に基づく虚軸ビーム伝搬法を開発し、論文発表した。周期孔配列を利用した、超薄膜偏波変換金属板に関しては、製作時の誤差を考慮するために、角が部分的に埋められた構造を検討し、理想的な構造と同等な特性を呈することを見出した。加えて、三角形孔配列の偏波変換金属板に関しては、マイクロ波帯でモデル実験を実施し、理論値との良好な一致を確認することで、偏波変換板としての動作を確認した。長方形孔配列に関しても実験を進めている。加えて、誘電体のみで構成される偏波変換板に関しては、三角形孔の周期列層を無反射コーティング層にまで設けたモデルでも、広帯域にわたり透過特性が向上できることを明らかにした。基板上に金属ストリップを装荷する新たな偏波変換導波路に関しては、従来手法のように、誘電体コアに欠損部を設ける必要が全くない利点があり、金属損も、銀を用いれば低く抑えられ、総合的な挿入損が0.6dB以下に抑えられることを見出した。テーパ形状を利用したモード発展型の変換器では、アンテナ工学で研究経験を生かし、曲線テーパを導入した。この導入により、特性を劣化させることなく、従来のデバイス長を半分にできることを明らかにした。金属板に設けた孔の角部がなまった場合にも偏波変換器として動作することを確認し、その理由が、孔の角部での電磁界強度が十分に小さいことに基づくことを明らかにした。開口面積にほぼ比例して動作帯域が移動することも確認し、製作時のトレランスが大きいことを見出した。この結果、具体的な設計指針を得ることができた。導波路型の偏波変換器の設計法を確立した。特に光軸回転角の評価にポインティングベクトルを導入する手法を提案した。スカラー的にパワーを計算し、光軸を評価していた従来手法に比べて、精度が向上することを明らかにした。さらに、空気に接するクラッド層表面に金属ストリップを配置すると、低損失に偏波変換特性を実現できることを見出した。Yee格子に基づいて定式化されており、既存のFDTD法との親和性が高い手法である。