hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国蝶オオムラサキをはじめとする地域教材開発

国蝶であるオオムラサキを地域教材としての開発を考え、取り組みを行った。その中で、地区の協議会で講演に招かれ、地域のオオムラサキを守る会との連携、協力体制を確認した。また、クラスで行っている活動を報告し学級での協力体制を確認しあった。また、実際に学区内にあるオオムラサキの群棲地に子どもだちをつれ、また、地域の区長さんをはじめ地域の皆さんとの合同参加の基、オオムラサキの観察会及びオオムラサキに関係した話をしていただいた。そこでの様子はTV局のニュースとして取り上げられた。地域の方々からは、子どものうちからこのような体験をさせていただきありがたいという言葉をいただいた。しかしながら、今年は生息数かかつてないほど少なく、幼虫観察、年間を通しての観察は難しい状況であった。来年度以降の継続の仕方についてオオムラサキを守る会との検討を重ねた。また、子どもたちの活動等から、その場所をオオムラサキ公園にしていこうという動きも起こり始めた。同じく地域で生息しているホタルに関しても年間を通して取り組んだ。その様子は、環境省主催の「子どもホタレンジャー」の活動報告に一部紹介し、環境大臣賞を受賞することとなった。年間を通して地域の生物的な資源を教材として取り組むことにより、子どもたちには生物に対しての愛護心、そして郷土の自然の豊かさ、そして何より地域に生息している生物への情が高まってくることが明らかになった。また、地域の方々もふるさとを子どもたちが知るいい機会であると聞いている。
合金の大気酸化によるナノ組織化と觸媒への展開

貴金属-遷移金属と貴金属-希土類金属系の金属間化合物を大気中で酸化を施すことによって、酸化物中に数ナノの貴金属微粒子が分散することを利用して新規の触媒開発を行ってきた。前年度ではバルク試料から触媒材料を開発するという着想から、Au-ZrおよびAu-Ceについて調べてきた。両合金いずれも自発酸化速度が速く、大気中室温に置いてと数日間でバルクの試料が粉末になっており、数nmのAuナノ粒子がZr_2OあるいはCe_2Oに分散している組織になっている。両者とも水性がスシフト反応およびCO酸化反応の触媒活性において約150°Cという低温から、極めて高い活性を示すことが明らかとなった。高分解能電子顕微鏡観察において、約530nmのAuナノ粒子が微細に分散させる組織が確認された。しかし、反応後の試料では、Au粒子は大きく成長していることが走査電子顕微鏡観察から分かった。この問題を克服するために、よりZr濃度の高いZr_3Au化合物を前駆物質として用いた。この化合物の場合は、室温において安定であり、約200°C前後での熱処理(大気中)において、同様に微細なAu粒子の分散と触媒活性が確認された。触媒活性はZrAuと同程度のものである。しかし、ZrAuに比べて、Zr3Auの酸化に要する温度が高く酸化速度が遅くて酸化による組織制御が容易である。その上Zr_2Oの量を考えれば、Au粒子の成長を抑制することが期待できる。詳細な調査を行っているところである。平成18年度において、6月東京にて開催される触媒に関する国際会議および9月にイギリスにて開催されるAu国際会議において発表する予定である。貴金属-遷移金属と貴金属-希土類金属系の金属間化合物を大気中で酸化を施すことによって、酸化物中に数ナノの貴金属微粒子が分散することが報告されている。しかし、このような研究は金属的な視点で酸化後のナノ組織や酸化の機構の解明に限られていた。一方、通常の触媒の調整において共沈法や含浸法は主たる手法であり、長年にわたって用いられてきたが、大きなブレークスルーが望めない。我々はバルク合金から金属学の知識に基づき触媒材料を開発するという着想から、上記の組み合わせの金属間化合物を前駆体として選定した。現在まで、Au-ZrおよびAu-Ceの酸化前後の組織および触媒活性について調べてきた。両合金いずれも自発酸化速度が速く、大気室温に置くと数日間でバルクの試料が粉末になっている。X線回折実験おいて約充分に酸化された試料には数nmのAuナノ粒子がZr_2OあるいはCe_2Oに分散している組織が確認された。この二つの試料の水性ガスシフト反応およびCO酸化反応の触媒活性を評価したところ、極めて高い活性を示すことが明らかになった。現在まで知られている触媒より高い活性を有しており、合金の自発酸化による触媒調整法が有望であることを示している。現在、これらの微細組織の透過電子顕微鏡観察による高活性の原因の解明を進めている。このほか、Ce-Au-ZrやCePd等の金属間化合物を作製し、組織を調べた。CeAuZr合金ではCeAuとZrとの2相に分かれるが、CeZrAu_2合金では上記のような相分離は観測されていない。今後、これらの合金の自発酸化挙動、微細組織および触媒機能について調べている。
一般化仮想インピーダンス回路を用いたスマート制振

圧電素子や電磁アクチュエータを単一で利用しセンサレス制振を行うことを考え,回路(シャント回路)の開発とソフトウェア制御による高機能化について研究を行った.その結果,センサレスパラメータ推定手法の提案,仮想インピーダンス/アドミタンス回路の開発とそれらの特性の考察,非線形シャントコントローラや適応シャントコントローラの提案をすることができた.さらに,新しいアクチュエータであるIPMCについてもその駆動方法の検討や,イオン交換によるIPMCアクチュエータの変形量増大手法についても発見した.本年度はまず一つ目に,圧電素子に適したシャント回路の実装に関して研究を行った.シャント回路を計算機を用いて仮想的に実現する手法として,仮想アドミタンスに着目した.仮想アドミタンスでは電流制御アンプを用いるため,容量性負荷の駆動においてドリフト等の問題が生じる.従来では仮想アドミタンス回路はフローティングされた圧電素子にのみ適用されてきた.本年度は接地された圧電素子に使用できる回路を作製し,その具体的な回路を示した.さらに電流アンプを用いて容量性負荷を駆動する際に必要となるドリフト補償回路について,その物理的な解釈を等価電気回路を用いて示した.そして,開ループ伝達関数を用いて安定余裕の解析を行うことを提案し,仮想アドミタンス回路を用いて直列LR回路を模擬した場合の系の特徴について議論した.その結果,仮想アドミタンス回路の場合には安定余裕を確保しやすい特徴をもつ系であることを明らかになった.すなわち,提案する手法によって,任意の動特性をもった回路をソフトウェアによって創り出すことができ,たとえば非線形特性をもったシャント回路回路の実現も可能となる.この成果は国内学会発表を行い,国内論文集に投稿中である.続いて二つ目として,仮想アドミタンス回路の応用として,従来ほとんど研究されていない非線形特性をもつシャント回路の実現可能性を調査した.とくに,オートパラメトリック吸振器と呼ばれる非線形動吸振器を模擬する手法を提案した.オートパラメトリック吸振器とは振り子式の動吸振器であり,非線形連成によって制振効果が現れる.制振効果は制振対象の固有振動数付近だけで現れるため,吸振器は他の周波数で影響を及ぼさないという利点がある.この新しい非線形シャント制振手法を提案する回路を用いて実装し,実験によって効果を確認した.この成果は国内学会発表を行い,論文投稿のための準備を行っている.最終となる本年度は,3つの内容(圧電素子,電磁アクチュエータ,電場応答性高分子)について研究を行った.まず圧電素子に関して,計算機によりシャント回路を実現する仮想アドミタンスの回路に関する研究を進めた.仮想アドミタンス回路にはこれまで電流アンプを用いていたが,負性キャパシタを実現する際などにはコントローラが厳密にプロパーにならないため,電荷アンプを用いると都合がよいと予想された.接地型電荷アンプを用いた仮想アドミタンス回路の作製ならびに負性キャパシタを用いたシャント回路の安定性について検討を行った.その結果,負性キャパシタを用いた場合には,従来の研究では無視されていた圧電素子の寄生抵抗の影響によって必ず不安定化する場合がありえることがわかった.そして,安定となる負性キャパシタには追加で負性抵抗が必要になることを明らかにした.これらの研究成果は国内学会と国際会議にて報告を行った.さらに,シャント回路の適応化を目指して研究を行い,負性キャパシタと適応制御を組み合わせた新たな手法を開発した.提案手法はセルフチューニングレギュレータの枠組みに基づくものであり,学会発表と論文投稿に向けた準備を進めている.電磁アクチュエータについては,アクチュエータのパラメータを推定する手法について研究を行い,圧電素子で得られている知見をもとにセンサを用いずにパラメータを推定する手法を開発した.この内容についても学会発表と論文投稿に向けた準備を進めている.最後に,電場応答性高分子のひとつであるIPMCアクチュエータについては,銅電極から水中に溶け出したCuイオン交換によってアクチュエータが大きく変形するという現象を発見した.これは振動制御に直接関連する成果ではないが,高分子アクチュエータの電気機械変換に関わる現象についての新たな知見であり,論文として成果を報告した.圧電素子や電磁アクチュエータを単一で利用しセンサレス制振を行うことを考え,回路(シャント回路)の開発とソフトウェア制御による高機能化について研究を行った.その結果,センサレスパラメータ推定手法の提案,仮想インピーダンス/アドミタンス回路の開発とそれらの特性の考察,非線形シャントコントローラや適応シャントコントローラの提案をすることができた.さらに,新しいアクチュエータであるIPMCについてもその駆動方法の検討や,イオン交換によるIPMCアクチュエータの変形量増大手法についても発見した.センサとしてもアクチュエータとしても同時に働く圧電素子を単一で利用し,取り付けるだけですぐに動作して調整が不要な制振デバイス(電気電子回路とソフトウェアシステム)を実現することを目的としている.本年度は,圧電アクチュエータの高精度センサレスパラメータ推定と,仮想インピーダンス回路と仮想アドミタンス回路の製作を行った.また,電磁アクチュエータへの適用を目指した.まず,単一の圧電素子をアクチュエータかつセンサとして同時に機能させた際のモデル化と,パラメータを電気的インピーダンスだけから高精度に推定する手法の開発を試みた.オンライン推定が可能な時間領域の推定手法を試みる前に,確認のため従来の周波数領域の手法で計測実験を行ったところ,従来手法では推定ができない場合があることが明らかになった.

そのため,新たに電気的損失を考慮した圧電素子のモデル化を行い,周波数領域のパラメータ推定を行ったところ,提案する推定手法を用いたモデルの応答は実験結果によく適合する結果が得られた.提案手法は電気的計測のみに基づくため,センサが不要で任意の圧電素子や圧電構造物に適用ができるという特長をもっている.この成果は国内学会発表にて公表し,学術論文として投稿中である.続いて,仮想インピーダンスシャント回路と仮想アドミタンスシャント回路を製作した.お互いに似た回路であるが,その働きは逆の関係にある.それぞれの特徴を調査し,圧電素子への制振に適した回路と手法を明らかにすることができた.この成果は国内学会発表にて公表することを予定している.平行して,電磁アクチュエータによる制振について研究を進めており,新たに安定余裕についての解析の結果を得た.その結果は国内学会発表を行い,国内学術論文に掲載された.当初の予定では,パラメータのオンライン推定,パラメータ自動調整手法の開発,そしてソフトウェアによって調整可能なシャント回路作製という3つの内容を含んでいた.まず,オフラインのパラメータ推定についてはすでに成果がでており,論文発表をしている.また時間領域のパラメータ推定においても検討を進めており,成果発表を予定している.パラメータの自動調整手法については,パラメータ推定手法と密接に関連するため検討中であり,当初の予定ほどは進行はしていない.しかし,実験のための回路作製においては大きく進展があり,接地型の仮想アドミタンス回路の開発,そしてその回路を用いた場合の系の特徴を明らかにすることができた.さらに,非線形特性をもつ新しいシャント制振への展開をはかり,その効果を実験から明らかにしている.また以上の成果は学会発表によって報告している.シャント回路の開発という点と非線形シャント制振という新たな展開を切り開くことができた.さらに,電場応答性高分子を駆動する回路についての研究も平行して進めている.以上のことから,おおむね順調に研究が進展している.本年度の当初の目的は,圧電アクチュエータのオンライン高精度センサレスパラメータ推定と,仮想インピーダンス回路と仮想アドミタンス回路の製作であった.まず,パラメータ推定についてであるが,当初予期しなかった実験結果により新たなモデル化が必要となった.そこで,オンラインではないが,新たなモデルを用いたオフライン高精度パラメータ手法を開発した.そのためオンライン化については次年度の研究課題となったが,パラメータ推定に関する新しい知見が得られている.続いて,仮想シャント回路の製作についてはおおむね予定通りであり,インピーダンスとアドミタンスの異なる2種類製作した.そしてその相違について検証を加えている.追実験が必要ではあるが,成果の公表に向けて準備を進めている.さらに,次年度予定していた電磁アクチュエータへの適用についても平行して研究を進めており,仮想インピーダンス回路の安定余裕について検討を加えることができた.そのため,予定はおおむね順調に達成されたと考える.まず,時間領域のパラメータ推定においても検討を進めており,それをまとめて成果発表のため学会発表,論文などにする予定である.
センサネットワークと知識ベースを用いた高齢者見守りシステムの研究

本研究では、センサを用いて高齢者の日常動作を検出し、高齢者の見守りを行うシステムを開発するとともに、見守りシステムの基盤となる先進的ヒューマンインタラクション技術を開発し、評価した。高齢者の動作を測定するシステムは、主に赤外線による非装着型センサを用いている。作成したシステムを用いて、高齢者施設で高齢者の動作を測定し、システムの有効性を評価した。また、高齢者の健康的な活動を支援するシステムとして、椅子を用いた下肢体操など、多数の体操システムを作成した。さらに、遠隔地のウォークスルーシステムや、歩行者の位置に応じて情報を表示するシステム等のヒューマンインタラクションシステムを作成し評価した。本研究では,センサネットワークと知識ベースを用いた高齢者見守りシステムを開発し、運用するとともに、見守りシステムの基盤となる先進的ユビキタスネットワーク技術を開発する。高齢者見守りシステムの研究は、高齢者の自立、生活支援、生活の質の向上、緊急の場合の対応等に関する社会的・技術的基盤を提供し、介護者の負担軽減に資する。1.情報通信技術を用いた高齢者見守りシステムの開発と運用:今年度は、赤外線センサ、深度センサ、超音波センサを個別に用いて、人間の動作を検出し認識する動作認識システムを作成した。作成したシステムは、次の4つである。(1)深度センサを用いた人の日常動作と転倒の検出システム(2)深度センサを用いたシルバー体操支援システム(3)超音波センサを用いた人の姿勢の検出システム(4)深度センサを用いたベッド周辺の異常検出システム2.先進的なユビキタスネットワーク技術の開発:人の顔方向を検出する研究は、人が関心のある事物を推定する多くの分野に応用可能である。大きな表示画面に複数の人がジェスチャを通して行う対面協調作業は、小会議やグループワークにおいて有用である。ユーザへの広告の柔軟な配信のために、デジタル・サイネージの高度利用が求められている。情報通信技術の進展に応じて、日常生活における新しいヒューマンインタラクションシステムの開発が望まれている。今年度は、これらの課題に関して次の7つの研究を実施した。(1)人の顔方向のウォークスルー映像システム(2)赤外線画像認識によるマルチユーザテーブルトップシステム(3)歩行者に情報を正対表示するデジタル・サイネージ向けシステム(4)深度センサを用いた個人認証システム(5)深度センサを用いたモーションキャプチャ操作システム(6)瞬き入力インタフェース(7)スマホを用いた料理レシピの音声読み上げシステム本研究では、センサを用いて高齢者の日常動作を検出し、高齢者の見守りを行うシステムを開発するとともに、見守りシステムの基盤となる先進的ヒューマンインタラクション技術を開発し、評価した。作成したシステムは、次の5つである。(1)深度センサを用いた人の日常動作と転倒の検出システム(2)深度センサを用いた足体操支援システム(3)超音波センサを用いた人の日常動作検出システム(4)深度センサを用いた夜間の転倒検出システム(5)赤外線センサを用いた人の在不在の電話通報システム。2.先進的なユビキタスネットワーク技術の開発:人の顔方向を検出する研究は、人が関心のある事物を推定する多くの分野に応用可能である。ユーザへの柔軟なコンテンツ配信のために、デジタル・サイネージの高度利用が求められている。今年度は、これらの課題に関して次の6つの研究を実施した。(1)人の顔方向のウォークスルー映像システム(2)赤外線画像認識によるマルチユーザテーブルトップシステム(3)全方位リアルタイム映像を用いたウォークスルーシステム(4)閲覧者に情報を正対して表示するデジタル・サイネージシステム(5)深度センサを用いた個人認証システム(6) P2P接続グラフにおけるノードの参加と離脱。本研究では、センサネットワークと知識ベースを用いた高齢者見守りシステムを開発し運用するとともに、見守りシステムの基盤となる先進的ユビキタスネットワーク技術を研究することを目的としている。高齢者見守りシステムの研究は、高齢者の自立、生活支援、生活の質の向上、緊急の場合の対応等に関する社会的・技術的基盤を提供するとともに、介護者の負担軽減に資する。本研究目的に対して、最終年度では、特に赤外線を照射して人の部位を検出する原理のセンサを用いて、人の動作を検出し認識する複数の動作認識システムを作成し評価した。この研究成果は深度センサを用いた下肢の椅子体操や拮抗(きっこう)体操支援システムを含む。

また、先進的なユビキタスネットワーク技術の研究として、歩行者の位置に応じて情報を表示するシステムやスマートフォンを用いた腕体操支援アプリの作成と評価を行った。研究期間全体を通して得た研究成果は以下のようである。1.情報通信技術を用いた高齢者見守りシステムの開発と運用:人が身に着けているセンサと生活環境中のセンサから、人の姿勢を検出し、動作を高精度で認識するシステムを多数作成するとともに、地域の高齢者施設で実験しユーザ評価を行った。特に、近年性能向上の著しい赤外線照射型センサを用いた高齢者の見守りと生活動作の検出に加えて、体操支援を含む動作認識システムを作成し評価し、研究成果を発表した。高齢者の動作は必要に応じて見守り関係者のスマートフォンにリアルタイムで通知することができる。2.先進的なユビキタスネットワーク技術の研究:全方位カメラを用いた遠隔地のウォークスルーシステム、人の顔方向のウォークスルーシステム、赤外線画像認識によるマルチユーザマルチタッチ・テーブルトップシステム、歩行者の位置に応じて情報を正対表示するシステム等に関して、システムを作成し評価し、研究成果を発表した。情報工学本研究では、複数の種類のセンサを用いたセンサネットワークから高齢者の生活動作を検出し、独自のセンサ知識ベースを作成して高齢者の生活状態を推定し、遠隔に住む家族や介護者に高齢者の状態を知らせる見守りシステムを開発し、運用することを目的としている。また、見守りシステムの基盤となる先進的ユビキタスネットワーク技術に関する研究を行うことを目的としている。高齢者見守りシステムの開発と運用については、複数の種類のセンサを個別に用いて、人間の動作を検出し識別するシステムを作成し、高齢者に対して被験者実験を行ってきたが、これまで未達成の部分がある。それは、各センサの動作検出条件が知識となりつつあるが、複数のセンサによる動作条件の知識が統合されていない点である。これは、本研究を開始後、深度センサが安価に普及してきたため、他のセンサ技術がなかなか発展しないことが一因である。また、開発システムのソフトウェアで動作検出を行っており、まだデータベース化していない。これは、現時点では、あまり複雑でない日常動作の判定条件が、データベース化しなくてもソフトウェア内の繰り返しの条件判定で記述できるためである。見守りシステムの基盤となる先進的ユビキタスネットワーク技術に関する研究については、多くの新しい研究を実施してきたが、これに関しても未達成の部分がある。それは、顔方向のウォークスルーシステムについて、顔方向の検出精度をさらに上げる研究を続けてきたが、社会的運用への適用が遅れている点である。また、P2P情報共有方式の研究については、研究成果の論文化と発表が遅れている。
海洋島における外来木本種の侵入とその駆除が森林生態系の水循環に及ぼす影響

森林生態系において優占する外来木本種の駆除は、生態系内の水循環を変化させる可能性がある。この仮説に基づいて、海洋島である小笠原諸島の森林生態系で優占する外来木本種トクサバモクマオウの駆除が、土壌含水量に及ぼす影響を野外実験的なアプローチから明らかにした。除草剤によってトクサバモクマオウを枯死させた調査区(以下駆除区)における土壌含水量は、隣接する対照区においてよりも有意に高く、これは駆除処理によって土壌含水量が増加したことを示唆した。また、この駆除処理による土壌含水量の増加は、降雨がない乾燥期間における土壌含水量の低下の程度が駆除処理によって緩和されることと関係していることが明らかになった。小笠原諸島の固有生態系の保全・復元を実施する上での外来生物の影響の評価とその緩和手法の確立のためには、生態系内の物質の収支や循環への影響を明らかにする必要がある。本研究では、小笠原諸島に侵入した侵略的外来木本種トクサバモクマオウの駆除が、生態系内の水の循環に及ぼす影響を評価し、本種を含む生態系の管理のための科学的情報を提供することである。調査は、小笠原諸島西島のトクサバモクマオウが優占する森林内で実施した。西島では、広範囲においてトクサバモクマオウが優占する森林が分布しており、トクサバモクマオウの駆除後の植生変化のモニタリングを兼ねて2010年より段階的にトクサバモクマオウの駆除が実施されている。平成25年度には、昨年度から実施している測定を継続した。トクサバモクマオウの駆除が有無や駆除からの経過時間が空間的・時間的に異なる場所で土壌含水量を比較した。その結果、トクサバモクマオウの駆除区における高い土壌含水量は、駆除からの時間の経過とともに若干減少した。これは、駆除後の下層植生の回復などと関係している可能性がある。また、昨年度に続き、一部の駆除区と対照区において土壌含水量の時間的に連続的な測定を実施した。その結果、駆除区では、降雨の後の乾燥期における土壌含水量の減少の程度が、駆除区のほうが小さかった。これは、駆除に伴う蒸散量の消失と関係している可能性が示唆される。一方で、降雨時の土壌含水量の増加の程度は、駆除処理の有無だけでなく、降雨の絶対量にも依存して変化した。平成24年度には、トクサバモクマオウの駆除が有無や駆除からの経過時間が空間的・時間的に異なる場所で土壌含水量を比較した。トクサバモクマオウを駆除した場所と隣接する駆除していない場所において、2012年7月、10月、2013年2月に土壌含水量を比較した。その結果、全ての測定時期においてトクサバモクマオウの駆除区における土壌含水量は、対照区におけるそれよりも有意に高かった。また、土壌含水量の時間的に連続的な測定を実施した。トクサバモクマオウが優占する森林において、2012年6月に土壌含水量測定用のセンサーとデータロガーを設置し1時間おきに土壌含水量を測定した。2012年7月5-11日に各対の一方を含む10×10mの範囲に存在するトクサバモクマオウを除草剤を注入することで人為的に枯殺した。このトクサバモクマオウの駆除前後を含む土壌含水量の時間的変化を対ごとに駆除区と対照区で比較した。その結果、駆除後の降雨の後の乾燥期における土壌含水量の減少の程度が、駆除区のほうが小さい傾向があった。平成24年度には、トクサバモクマオウの駆除が土壌含水量に及ぼす影響を評価するために、実験的なトクサバモクマオウの駆除による土壌含水量の時間的・空間的変化を評価した。

アクセスが悪く、上陸の可否が天候に大きく左右される無人島であることを考慮すると、調査区の初期設定、調査地の基本所法の記載のための調査(林分のバイオマス、リターの堆積量、林冠開空度など)、データロガーなどの設定と約9カ月分のデータの回収および計3回の土壌含水量の測定ができたことは、予定していた内容をおおむね実施できたと言える。一方で、地温測定のために設置した温度ロガーのデータは、回収ができなかった。この原因として、読み取り機との接触不良のためデータが考えられる。来年度にロガーそのものを回収し、必要に応じてメーカの担当者に修理、データの吸い上げを依頼する。平成25年度は、平成24年度から実施している継続調査を実施する。また、本研究の調査区には、2012年6-7月の土壌含水量測定後から2013年6月までに、段階的に駆除される場所が含まれている。2013年6-7月に再度土壌含水量を測定することで、駆除からの経過時間が異なる場所における土壌含水量を比較する。さらに、駆除したトクサバモクマオウのバイオマス、リターの堆積量、林冠開空度といった土壌含水量に影響を及ぼす可能性がある要因との関係について解析する。2013年6-7月にデータロガーのデータの回収を実施する。調査期間が1年間を超えるまで測定を継続したうえで、駆除前後の土壌含水量の時間的変化のデータの定量的な評価を実施するために、統計的な解析を実施する。具体的には、一般化線形混合モデル(GLMM)作成する。このモデルでは、応答変数を土壌含水量、説明変数を駆除の有無、一定の効果らの経過時間(以上固定要因)、調査区(ランダム要因)とする。また、1日の中での時間変化といった周期性を考慮する。以上から得られた研究結果は随時、学術雑誌に投稿する。また、研究成果は2014年3月に実施される日本生態学会大会もしくは森林学会大会において発表する。物品費(消耗品):野外調査用具費として23万円計上した。これには、マーキング用のタグ、サンプル回収、処理、保存時に必要なビニール袋、紙袋などが含まれる。旅費(国内旅費):2回の小笠原諸島への渡航費と島内での交通費および宿泊費として30万円(15万円×2回)と学会への参加費として10万円(5万円×2回)を計上した。さらに、文献収集などのための交通費として10万円(2万円×5回)を計上した。謝金:英文校閲費として15万円(5万円×3回)を計上した。その他:調査地への西島への傭船費として18万円(3万円×6回)を計上した。なお、24年度には、当初予定よりも効率的な予算執行で研究を進めることができたため、24年度の残金が発生した。
新奇低次元量子スピン凝縮相化合物の探索

ホランダイト型Bi_xV_8O_<16>に注目し研究を行った.このホランダイト型構造では,V原子は酸素が八面体的に配位し,その稜を互いに共有することでc軸方向に延びるバナジウム二重鎖を形成するが,VO_6二重鎖がc面内に配位することでc軸方向にそって大きな空孔(トンネル)が形成され,Bi原子がそのトンネルサイトを占める.構造から予想されるように,Bi原子にはある程度の組成域(1.6<x<1.8)が存在することが明らかになり,単一相の合成に成功した.Bi_xV_8O_<16>の電気抵抗ρは高温で10^<-2>Ωcm程度の低い値となり,一次元的な金属的電気伝導を示すが,1.6<x<1.7について低温までそのまま金属的電気伝導を示し,1.71<x<1.8についてはある温度T_1でρの急激な上昇が観測され,温度誘起の金属-絶縁体転移(一次転移)が起こっていることがこの研究によって初めて明らかになった.この金属絶縁体転移においてバナジウムの価数が3+1/3からはずれるにしたがって金属-絶縁体転移温度T_1の値が急激に減少し,バナジウムの価数が3+1/3の時,すなわちV^<3+>とV^<4+>のモル比が2:1と整数比になる時,絶縁体相が最も安定化されることから,この系の金属-絶縁体転移はバナジウム原子の電荷秩序に起因すると考えられるが,このことは低温X線回折実験によって確認された.金属-絶縁体転移での物性異常は帯磁率χの温度変化にも現れ,転移温度以下でS=1のV^<3+>イオンが,スピンシングレット状態に転移することが^<51>VのNMR等で明らかになり注目されている.また,新しいタイプの一次元強磁性鎖を持つ物質Ca_3RhCoO_6の研究を行い、強磁性イジングスピンが三角格子反強磁性体の部分無秩序相を有した反強磁性相を示すことが中性子回折実験などで初めて明らかになった.ホランダイト型Bi_xV_8O_<16>に注目し研究を行った.このホランダイト型構造では,V原子は酸素が八面体的に配位し,その稜を互いに共有することでc軸方向に延びるバナジウム二重鎖を形成するが,VO_6二重鎖がc面内に配位することでc軸方向にそって大きな空孔(トンネル)が形成され,Bi原子がそのトンネルサイトを占める.構造から予想されるように,Bi原子にはある程度の組成域(1.6<x<1.8)が存在することが明らかになり,単一相の合成に成功した.Bi_xV_8O_<16>の電気抵抗ρは高温で10^<-2>Ωcm程度の低い値となり,一次元的な金属的電気伝導を示すが,1.6<x<1.7について低温までそのまま金属的電気伝導を示し,1.71<x<1.8についてはある温度T_1でρの急激な上昇が観測され,温度誘起の金属-絶縁体転移(一次転移)が起こっていることがこの研究によって初めて明らかになった.この金属絶縁体転移においてバナジウムの価数が3+1/3からはずれるにしたがって金属-絶縁体転移温度T_1の値が急激に減少し,バナジウムの価数が3+1/3の時,すなわちV^<3+>とV^<4+>のモル比が2:1と整数比になる時,絶縁体相が最も安定化されることから,この系の金属-絶縁体転移はバナジウム原子の電荷秩序に起因すると考えられるが,このことは低温X線回折実験によって確認された.金属-絶縁体転移での物性異常は帯磁率χの温度変化にも現れ,転移温度以下でS=1のV^<3+>イオンが,スピンシングレット状態に転移することが^<51>VのNMR等で明らかになり注目されている.また,新しいタイプの一次元強磁性鎖を持つ物質Ca_3RhCoO_6の研究を行い、強磁性イジングスピンが三角格子反強磁性体の部分無秩序相を有した反強磁性相を示すことが中性子回折実験などで初めて明らかになった.
ミャンマー軍事政権の存立基盤:地方政治構造の変容と一党独裁体制の成立

本年度は前年度までのフィールドワークの調査結果を分析し、論文執筆、学会発表等を行った。本研究計画は、ミャンマーの長期軍事政権の基盤となった1962年から1988年までの一党独裁体制について考察するものであるが、本年度は、ミャンマー軍事政権の国家イデオロギーに関して研究した。ミャンマー軍政権の初期の国家イデオロギーは、1962年に発表された「ビルマ式社会主義への道」と1963年発表の「人と環境の相互作用の原理」である。これらは以後、1988年までミャンマーにおける唯一正統なイデオロギーとして機能してきた。その内容について、先行研究は、文化的、歴史的背景から説明することが多かった。本研究ではこれまでの説明が一定の真実ではあるものの、過剰に神話化されていることを指摘した。すなわち、1950年代の軍は護憲と政治への非介入を唱えており、また軍指導部の有力者も当時の政党政治家と調整を行いながら国家運営に関わっていた。「人と環境の相互作用の原理」のアイデアも、本来は軍内の護憲と反共主義プロパガンダの中で一軍属がつくりあげたものである。ところが、1950年代末に参謀総長であったネー・ウィンが調整型の軍将校から距離を置き、強硬派の将校が力をつけはじめた。そして、1962年3月2日にクーデタが起きる。強行派は、調整型将校と違って、政治的な駆け引きや社会への説明責任に対する意識に乏しかった。その結果、本来は違う目的でつくられていたプロパガンダの文書をほとんど訂正することなく、新たな国家イデオロギーとして採用せざるをえなかった。軍による政治介入とそのイデオロギーを文化や歴史などから神話化するのではなく、軍内政治から再検討する必要があることを指摘した。以上の内容を2005年4月に研究会で報告、12月には学会報告を行い、同月に学会誌に論文として投稿した。現在は査読を待っている状況である。本年度の主要な研究実績は2つである。ひとつは2003年4月5日,6日に大阪外国語大学で行われたビルマ研究会での研究発表「ネー・ウィンとビルマ社会主義計画党」である。これは1962年から88年までビルマで続いたネー・ウィン体制について、独裁者ネー・ウィンと独裁政党であるビルマ社会主義計画党の関係を再検討した研究である。35分の発表後、活発な質疑応答がなされ、有意義な研究発表であった。もうひとつは、研究論文「未完の党=国家-ネー・ウィンとビルマ社会主義計画党-」である。『東南アジア研究』41巻3号(2003年12月発行)に掲載された。これは昨年度京都大学大学院アジア・アフリカ地域研究研究科に提出した博士予備論文を加筆・修正したものであり、内容は上記の研究発表とほぼ同じである。加えて、2003年6月24日から2004年3月15日までミャンマー、ヤンゴンで教育省下の国際機関SEAMEO-CHATの客員研究員としてフィールドワークを行った。本年度はビルマ語の習得、資料収集、人脈づくりを主要な課題とした。ビルマ語に関しては会話、読み書きともに調査に十分なレベルに達することができた。資料については、ナショナル・アーカイブをはじめとした主な文書館の利用許可を得、所蔵されている資料について大枠を把握した。また、古本屋を介して、社会主義期の政治行政関係の書籍を200冊ほど購入した。特に国軍およびビルマ社会主義計画党が発行した雑誌がそろったのは今後の研究にとって重要である。人脈も徐々に広がり、元教育大臣やビルマ社会主義計画党幹部養成学校の元教官等と知り合うことができた。わずかではあるが、そうした人々へのインタビューも行った。本年度の主要な研究業績は書評「Mary Callahan, Making Enemies ; War and State Building in Burma」である。『東南アジア研究』42巻2号(2004年8月)に掲載された。本年度の研究業績が少なかったのは、執筆、研究発表よりもフィールドワークに重点を置いたためである。2004年4月15日よりミャンマーの首都ヤンゴンに入り、博士論文のための本格的な調査を開始した。5月から7月までは、国立文書館、大学歴史研究所、国軍博物館の3ヶ所で資料調査を行った。このうち、大学歴史研究所に所蔵された一次資料数点と、90年代初頭に録音された国家指導者へのインタビューの発見は報告者の博士論文にとって重要なものとなるであろう。8月からは国軍博物館においての資料調査が中心となった。この調査では62年3月2日のクーデター以降の軍関係資料を年代順に読んでいった。特に1972年から1987年までの辞令集は軍内人事を分析するのに不可欠な資料であり、博士論文の核になると思われる。こうした資料調査の合間にインタビューも行った。知り合いを介して11月から国民統一党(1964年から1988年までビルマでの唯一の合法政党であったビルマ社会主義計画党の後継政党)への出入りをはじめ、週1回2,3人の元党幹部へインタビューを行った。こうしたインタビューにより、資料には現れない政治の実態を調査した。主要な成果としては、社会主義期ビルマ(1962-1988)のイデオロギーである『人と環境の相互作用の原理』を執筆したウ・チ・フライン氏へのインタビューである。氏が自らの思想をつくりあげ、それが国家イデオロギーとして採用されるまでの経緯を聞いた。概して充実したフィールド調査であった。

来年度の博士論文執筆のために必要なデータはほぼそろったと言ってよい。本年度は前年度までのフィールドワークの調査結果を分析し、論文執筆、学会発表等を行った。本研究計画は、ミャンマーの長期軍事政権の基盤となった1962年から1988年までの一党独裁体制について考察するものであるが、本年度は、ミャンマー軍事政権の国家イデオロギーに関して研究した。ミャンマー軍政権の初期の国家イデオロギーは、1962年に発表された「ビルマ式社会主義への道」と1963年発表の「人と環境の相互作用の原理」である。これらは以後、1988年までミャンマーにおける唯一正統なイデオロギーとして機能してきた。その内容について、先行研究は、文化的、歴史的背景から説明することが多かった。本研究ではこれまでの説明が一定の真実ではあるものの、過剰に神話化されていることを指摘した。すなわち、1950年代の軍は護憲と政治への非介入を唱えており、また軍指導部の有力者も当時の政党政治家と調整を行いながら国家運営に関わっていた。「人と環境の相互作用の原理」のアイデアも、本来は軍内の護憲と反共主義プロパガンダの中で一軍属がつくりあげたものである。ところが、1950年代末に参謀総長であったネー・ウィンが調整型の軍将校から距離を置き、強硬派の将校が力をつけはじめた。そして、1962年3月2日にクーデタが起きる。強行派は、調整型将校と違って、政治的な駆け引きや社会への説明責任に対する意識に乏しかった。その結果、本来は違う目的でつくられていたプロパガンダの文書をほとんど訂正することなく、新たな国家イデオロギーとして採用せざるをえなかった。軍による政治介入とそのイデオロギーを文化や歴史などから神話化するのではなく、軍内政治から再検討する必要があることを指摘した。以上の内容を2005年4月に研究会で報告、12月には学会報告を行い、同月に学会誌に論文として投稿した。現在は査読を待っている状況である。
X線による半導体表面における長距離の格子緩和の研究

表面近傍の応力は表面再構成や薄膜成長に影響を与えると考えられている。しかし、特に半導体再構成表面における応力測定の研究はそれほど多くはない。これまで、高精度な実験的な評価手法としては、光学的なウエハ湾曲測定や電子顕微鏡を用いた解析などが数例報告されているに過ぎない。本研究では、シリコン清浄表面であるSi(111)-(7×7)表面およびAl、Ag吸着によるSi(111)-(√3×√3)表面について、その格子緩和を極端に非対称なX線回折法により定量的に評価した。その結果、その結果、測定した全ての系で、格子緩和は1030nmの深さに及び、表面での最大格子歪は0.5%2.5%程度で表面垂直方向に格子が縮んでいることがわかった。その中で特に√3-Agの場合に格子緩和の大きさも深さも大きな値となっていることがわかった。半導体デバイス中には膨大な数のヘテロ接合界面がある。このような界面においては成長膜間で応力が生じている。そして、界面近傍の結晶構成原子はバルクに比べて微小な変位を起こしていると考えられる。この微小な結晶の歪みは、キャリアの移動度変化などを引き起こし、デバイス特性に影響を与え得る。こういった意味で、ヘテロ接合界面構造の応力評価法の確立が急がれている。このような背景の中、これまでの研究で完成させた表面界面の格子緩和の研究手法を、より産業上重要な界面にも適用した。はじめに金属(ニッケル)と半導体の表面での反応過程について研究し、ニッケル蒸着膜厚に対して表面近傍に圧縮歪が次第に蓄積されていくことを明らかにした。さらに次世代のMOSデバイスのゲート絶縁膜と考えられている高誘電率絶縁膜とシリコンの界面、電気自動車には欠くことのできない耐電圧デバイスのためのSiO2とシリコンカーバイド界面、半導体レーザーの端面劣化に関係するAl2O3とGaAs界面に関して研究を進め、試料作製条件と格子緩和に一定の関連があることを明らかにした。結晶表面がバルクと大きく異なっている構造的な特徴として、面内の表面再配列構造と同時に表面垂直方向の表面格子緩和があげられる。表面再配列構造については多くの研究が既になされているが、表面格子緩和についてはそれほど多くの報告があるわけではない。従来、実験的には主に低速電子回折法(LEED)により研究が進められている。その結果、表面格子緩和は表面から5,6層まで及んでいるとされている。しかし実験的にはLEEDの電子線の侵入深さがその程度であるからであるし、理論的な計算では計算の精度がごく微小な格子歪みを論じるまでには至っていないからであろう。実際、バルクの結晶中では,1本の転位線の影響による格子歪みは微小ではあるが数μmにまで及ぶことが知られている。本年度は表面格子緩和が表面からどのくらい長距離の深さまで及んでいるか、またどの程度の変位であるかを、Si(111)7×7構造、Si(111)√3-Ag構造及びSi(111)√3-Al構造について研究した。実験は文部省高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設に設置した超高真空装置を用いて行った。X線をすれすれに入射する条件での極端に非対称な311反射を用いたX線回折法により回折強度を測定し、測定結果をDarwin流のX線の動力学的回折理論による計算と比較し定量化した。

その結果、測定した全ての系で、格子緩和は10nm30nmの深さに及び、表面での最大格子歪は0.5%2.5%程度で表面垂直方向に格子が縮んでいることがわかった。その中で特に√3-Agの場合に格子緩和の大きさも深さも大きな値となっていることがわかった。半導体デバイス中には膨大な数のヘテロ接合界面がある。このような界面においては成長膜間で応力が生じている。そして、界面近傍の結晶構成原子はバルクに比べて微小な変位を起こしていると考えられる。この微小な結晶の歪みは、キャリアの移動度変化などを引き起こし、デバイス特性に影響を与え得る。こういった意味で、ヘテロ接合界面構造の応力評価法の確立が急がれている。また、上記界面よりさらに基本的な表面についても、表面近傍の応力は表面再構成や薄膜成長に影響を与えると考えられている。しかし、特に半導体再構成表面における応力測定の研究はそれほど多くはない。これまで、高精度な実験的な評価手法としては、光学的なウエハ湾曲測定や電子顕微鏡を用いた解析などが数例報告されているに過ぎない。昨年度は、シリコン清浄表面であるSi(111)-(7×7)表面およびAl、Ag吸着によるSi(111)-(√<3>×√<3>)表面について、その格子緩和を極端に非対称なX線回折法により定量的に評価した。その結果、上記いずれの再構成表面においても表面近傍の(111)面間隔の圧縮が認められた。また、格子緩和は表面以下10-30 nmまでも及ぶことをはじめて明らかにした。本年度は、研究をさらに進め、金属と半導体の表面での反応過程について研究した。金属とシリコンの化合物であるシリサイドは電極のオーミックコンタクト等に用いられ重要である。しかし、シリサイドは、絶縁膜中へのシリサイド形成による電流リークといった問題も引き起こす。このような問題の解決のために、最近では、シリコン表面の水素終端によるシリサイド反応の抑制について研究されている。このとき、蒸着されたニッケル原子はシリコン結晶中に潜り込み、表面近傍において"ニッケル拡散層"を形成することも報告されている。本研究ではニッケル拡散層がシリコン基板にもたらす影響を調べた。その結果、ニッケル蒸着膜厚に対する回折強度曲線形状変化および積分強度の波長依存性から、ニッケル蒸着膜厚に対して表面近傍に圧縮歪が次第に蓄積されていくことが明らかとなった。表面近傍の応力は表面再構成や薄膜成長に影響を与えると考えられている。本研究では、シリコン清浄表面であるSi(111)-(7×7)表面およびAl、Ag吸着によるSi(111)-(√3×√3)表面について、その格子緩和を極端に非対称なX線回折法により定量的に評価した。その結果、その結果、測定した全ての系で、格子緩和は1030nmの深さに及び、表面での最大格子歪は0.5%2.5%程度で表面垂直方向に格子が縮んでいることがわかった。ところで、半導体デバイス中には膨大な数のヘテロ接合界面がある。
脂肪組織由来間質細胞による心筋再生医療の作用機序に関する研究

臨床研究(自己脂肪組織由来間質細胞を用いた再生医療に関する臨書研究虚血性心不全に対して)実施した際の臨床サンプルを用いて、再生細胞の特性解析、抗サイトカイン効果の解析を実施進めた。マウスモデルを用いた検討では、虚血再灌流障害モデルマウスに対して、脂肪組織由来再生細胞投与による心機能改善効果とその機序について解析を進めた。再生細胞投与による炎症性サイトカインの上昇抑制効果とそのシグナルについても解析を進めた。上記の結果の一部を、第80回日本循環器学会総会と第15回日本再生医療学会総会において発表した。虚血性心不全患者に対する自己脂肪組織由来間質細胞投与による心不全再生療法の安全性確認試験を2症例に対して実施した。それぞれ6ヶ月後まで経過観察を行い、安全性と若干の有効性の確認まで終了した。現在までに、細胞投与前から投与後6ヶ月までのサイトカインプロファイリングのための血清、包括的遺伝子発現解析用サンプルを採取保存完了した。今後、残り4症例の臨床試験を終了後、保存血清を用いて、プロテインアレイによるサイトカインプロファイリングと、cDNAマイクロアレイによる包括的遺伝子発現解析を実施する予定である。臨床所見からは、運動耐用能、酸素消費量、筋交感神経活動、左室拡張末期容量の改善を確認できており、保存サンプルの詳細な解析を行うことの有益性が示唆されている。動物実験においては、マウスの安定した脂肪由来の再生細胞の培養系が確立した。マウス心筋虚血モデルに対して、脂肪由来間質細胞を投与し、障害心筋における再生細胞の定着率と、トロポニンT、αSMA、CD34といった心筋細胞、平滑筋細胞、血管内皮様細胞への分化を確認した。現段階では、脂肪由来間質細胞群は、CD90やCD105といった幹細胞マーカー陽性細胞が多量に含まれていることを確認した。さらに、再生効率を上げるため、投与した細胞群の中で、どのキャラクターの細胞が、虚血性心筋障害に対する再生治療として、有効かを慎重に解析している。最も有効な細胞が、どの分画にあるかを今後、明らかにして臨床試験の結果と合わせて、より安全で、より効果的な再生医療の確立を目指していく。厚生労働省の「ヒト幹細胞を用いた臨床研究に関する審査会」で承認されている臨床試験「自己脂肪組織由来間質細胞投与による虚血性心不全に対する再生医療」は、現在、再生医療新法施行に伴う施設届出と特定認定再生医療等委員会での審査の準備中である。現在までに実施した症例の臨床サンプル(培養、遺伝子発現解析ならびにFACS解析用)は、順調に進み、細胞分画の症例ごとの若干のばらつきが、その細胞群での、臨床的な有効性に影響している可能性が推察されるに至っている。今後は、定着率と心筋、血管平滑筋、内皮への分化効率の向上に加えて、炎症修飾効果による障害心機能の改善につながる機序の解明のため、培養細胞の解析を進めていく。マウス心筋虚血モデルにおける脂肪由来間質細胞投与の解析では、実施回数が少ないながら、急性期効果は十分に確認できた。今後は、慢性モデルに対する細胞投与の効果を向上させるため細胞分画の振り分けと投与方法両面で試行を繰り返していく予定である。臨床試験「自己脂肪組織由来間質細胞を用いた再生医療虚血性心不全に対して」は、再生医療新法に従い、特定認定再生医療等審査会での審議を終え、承認された。これを基に、臨床試験を再開し、現在までに4症例に再生医療を実施し終えた。これらの臨床サンプルを用いて、TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1などの炎症性サイトカイン、ケモカインの改善効果とその機序について解析を進めるとともに、末梢血遺伝子発現解析を網羅的に実施し、脂肪由来間質細胞投与前後でのプロファイリング比較を進め、有効例における遺伝子発現変化グループの構築に取り掛かっている。この結果に合わせて、直接的炎症修飾効果を有するペプチド群の組み合わせの同定を進めている。さらに、臨床試験実施中に、症例ごとの再生細胞の質の違いがあることが判明したため、追加で、倫理委員会の承認を受けたうえで、心臓手術実施症例の脂肪組織を用いた解析を行い、脂肪由来間質細胞群に含まれている再生細胞の質の差について、基礎疾患との関係を含めて、解析を開始を進め。その一部を、平成28年3月の第80回日本循環器学会総会(仙台)と、同年の第15回日本再生医療学会総会(大阪)で発表した。現在、動物実験解析結果を米国の細胞治療学会誌に投稿中である。マウスにおける検討では、同種の脂肪組織由来再生細胞を用いた心筋虚血モデルマウスでの検討を完了し、心機能改善効果の機序を解析し、その一部を、平成28年3月の第80回日本循環器学会総会(仙台)と、同年の第15回日本再生医療学会総会(大阪)で発表した。自己脂肪組織由来間質細胞による再生医療を実施した症例の余剰細胞を用いて、有効性向上のための解析を行っている。

マウスの心筋梗塞モデルを用いた脂肪由来再生細胞投与の結果も同様に解析し、新機能改善の機序を解明中である。臨床試験実施症例数が予定より遅れているが、再生医療新法への対応に、想定以上の時間を要しているためである。現在準備中の、特定認定再生医療等委員会での審査終了後は、迅速に臨床試験、基礎実験を進めるように、準備している。循環器臨床サンプルの細胞表面抗原の解析結果から、すべての症例で、同様の細胞投与を行うことは、その有効性に大きな差があることが示唆されている。この点を改善するための細胞の投与方法、投与時期についてマウスのデータをもとに詳細に検討していく。再生医療の安全性確認試験でのヒトサンプルを使用するため、症例の選定で難渋することが危惧されたが、現時点では順調に進んでいる。また、マウスの脂肪由来間質細胞の培養においても安定した系を確立することができており、来年度も順調に進むと判断している。再生医療新法施行に伴い、特定認定再生医療等審査会での再審査が終了するまで、臨床試験を一旦停止した。これにともない、臨床サンプルの解析を翌年度に繰り越すこととなった。虚血性心不全症例に対する自己脂肪組織由来間質細胞を用いた再生医療に関する臨床研究のサンプル収集を終了後、速やかに遺伝子発現解析、サイトカインプロファイルの解析を進める。同時に、心筋虚血モデルマウスを用いた基礎研究においては、雑多な細胞集団である脂肪組織由来間質細胞の中で、どの細胞群が有益であるか更に、検討を続け、臨床試験の結果と合わせて、より安全で、より効果的な再生医療の確立を目指していく。特定再生医療等委員会での再審査終了後、残りの臨床試験(虚血性心不全に対する自己脂肪組織由来間質細胞投与)を終了し、患者サンプルの解析を終了する。これに動物実験のデータを合わせて、今後の心不全に対する脂肪組織由来間質細胞を用いた再生医療確立を目指す。本年度中に再生医療の安全性確認試験を3症例実施予定でいたが、3症例目が適応外と判断されたため、来年度に4症例を実施することとなった。このため臨床サンプルも現時点では2症例分に減ったため次年度に繰り越すこととなった。来年度中に残りの再生医療安全性確認試験を実施し、解析用の臨床サンプル収集を終了し包括的遺伝子発現解析ならびにサイトカインアレイによる解析を開始する。間に合えば、国際学会で一回目の発表を予定する。