hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
漢方生薬導入による認知症予防食事モデル構築のための基礎研究

本研究では,漢方生薬の認知症発症遅延・予防効果を探り,生薬を食生活に導入するためにバランス強化した認知症予防食事献立を考案することを目的とする.前年度,70種の生薬についてin vitro解析し,そのうち5種の生薬(サンショウ,ケイシ,シテイ,ヒシノミ,モッカ)がERK1/2(神経細胞の機能を高め、記憶・学習や認知機能など幅広い高次脳機能に不可欠と解明されつつあるシグナル伝達分子)活性化作用及びアセチルコリンエステラーゼ(アセチルコリンの分解酵素)(AChE)阻害作用の両者を有することを認めた.また,その他の素材として,アカメガシワ,ビワヨウに顕著なAChE阻害活性を認めている.今年度は,両アッセイで活性を認めた5種の生薬をin vivo解析に供した.病態モデル動物として,MK-801(記憶や学習などと深い関わりのある受容体として認識されているNMDA受容体の拮抗薬)を腹腔内投与し,一過性健忘症を誘発したマウスを用いた.行動は,Y字型迷路(3本のアームで構成されるY字型の迷路)で解析した.その結果,交替行動率(3本のアームに対して次々と異なるアームを探索する割合を調べるもの)や総移動距離(新たな環境に慣れない場合は増加する)は,いずれの生薬を投与した場合でも有意な改善効果が認められなかった.脳組織における効果は,ERK1/2活性化作用を測定することで解析した.その結果,サンショウで改善傾向が認められ,他のサンプルでは効果が認められなかった.一方で,アカメガシワ抽出物について,AChE阻害活性を指標に活性画分の成分精査を行った結果,活性画分からbergenin,11-O-galloylbergenin等が単離,同定された.In vivo解析において条件が最適でなかった可能性があること,改めて検討する必要のあることが判明した.しかし,今年度の解析結果から献立作成のための材料を一つ選びだすことができ,次年度の研究の方向性を示すことができた.次のステップとして,スクリーニングとして評価した2アッセイで活性の認められたケイシ,サンショウ,シテイ,ヒシノミ,モッカの5原料を認知症予防候補素材とし,in vivo評価を実施する.評価法としては,他の食品試料で実績のある薬物誘導性健忘症モデル動物の記憶学習能に及ぼす影響を評価する予定である.これまでの評価結果を踏まえ,次年度はサンショウを使った献立を考案するとともに,5種の生薬の投与量を高くして,再度in vivo解析を行う予定である.また,アカメガシワの活性成分についてさらに精査する予定である.物品費(試薬等消耗品)について,若干の残額が生じた.これについては,次年度に使用する物品費(試薬等消耗品)の一部とする.生じた残額については,年度をまたいで発注した物品費(試薬等消耗品)によるものである.
固定化遷移金属錯体触媒の精密合成新手法の開拓

本課題は新しい固定化遷移金属触媒(固定化シングルサイト錯体触媒)の創製と同触媒の特徴を生かした高選択的有機合成プロセスの構築で、特に「(星型・球状の)特異形状ポリマーの末端結合型の配位子を有する新しい固定化型錯体触媒」の精密設計・創製に焦点を絞って、合成・同定手法の確立を主目的に課題に取り組んでいる。平成20年度の成果は以下の通りである。モリブデンーアルキリデン錯体触媒による環状オレフィン(ノルボルネン)のリビング開環メタセシス重合を利用し、最初に環状オレフィンとコア分子との重合で核を形成させ、後に再びモノマーを添加してコア中心からポリマー鎖を成長させることで(Core first approach)、目的とする主鎖の鎖長・組成のみならず径が揃った高分子量の球状ポリマーを精密合成する手法を確立した。特にポリマーの同定を(TEMやAFMなどにより)詳細に検討し、速報として学術論文にまとめることができた。本手法は置換ノルボルネンを利用する球状ポリマーの精密合成にも有効で、糖鎖置換ノルボルネンを用いることで、糖鎖修飾球状ポリマーの精密合成が可能となった。さらに置換アルデヒドにより重合を停止させると、ポリマー末端(表面)への定量的な官能基導入が可能となることを確認し、特に糖鎖末端(表面)への蛍光分子の導入に成功した。配位子前駆体の導入にも成功しているので、今後は錯体の合成・同定と、この触媒の特徴を生かした(同錯体触媒を用いる回収リサイクルが容易な)触媒反応への応用へ展開したいと考えている。本課題は新しい固定化遷移金属触媒(固定化シングルサイト錯体触媒)の創製と同触媒の特徴を生かした高選択的有機合成プロセスの構築で、特に初期は「(星型・球状の)特異形状ポリマーの末端結合型の配位子を有する新しい固定化型錯体触媒」の精密設計・創製を主目的に課題に取り組んでいる。平成19年度の成果は以下の通りである。(申請者が手法を確立している)モリブデン-アルキリデン錯体触媒による環状オレフィン(ノルボルネン)のリビング開環メタセシス重合を利用した、ポリマー末端への定量的な配位子前駆体の導入手法に注目して課題に取り組んでいる。詳細に合成条件を検討した結果、最初に環状オレフィンとコア分子との重合で核を形成させ、後に再びモノマーを添加してコア中心からポリマー鎖を成長させることで(Core first approachにより)、目的とする主鎖の鎖長・組成のみならず径が揃った高分子量の球状ポリマーを精密合成することに成功している。ポリマーの形状はTEMやAFM観察により確認し、後で加えるモノマーの添加量により、球径が異なることを明らかにしている。この手法に基づくと、置換アルデヒドを停止剤とすることで、球状ポリマー表面への官能基導入が可能である。配位子前駆体の導入にも成功しており、現在錯体化を検討している途上である。今後は錯体の合成・同定と、職バイオ特徴を生かした(同錯体触媒を用いる回収リサイクルが容易な)触媒反応への応用へ展開したいと考えている。
不登校の子どもたちの内発的動機づけを高める研究

本研究では、不登校児ないし、不登校傾向にある児童・生徒の学習に対する内発的動機づけを向上させる上で、学習者に課題設定を促し、設定された場合には、教師(観察者)がその達成を確認するという方法がどれほど効果的かを調べた。特に、個人別に学習達成の過程をイメージスキャナーやノート型パソコンなどを利用して、その場でコンピュータに打ち込み、ファイル化していった。一方、内発的動機づけの程度は、箱庭や質問紙を適宜実施することによって、推定した。その結果、多くの不登校児ないし不登校傾向児において、学習に対する内発的動機づけが喚起されたことを示唆する結果が得られた。しかし、ほぼすべてのケースにおいて、すぐに学習課題を設定するよりも、ゲームやスポーツ、絵画や工作、漫画や歌手についての話など、彼らの内発的動機づけがすでに喚起されている領域での相互作用を十分に行う必要があった。研究者はこのような領域も広義の学習と捉え、ファイルに記入していった。また、なかには、学習に対する動機づけを高めようとする研究者の意図に反発し、質問紙にきちんと回答しないようなケースもあった。このようなケースでは、質問紙を中止し、上述領域での相互作用の活性化を図った。すると、次第に教科学習において、達成課題を示したり、疑問点を質問するなどの行動が出現するようになった。以上の結果から、教科学習に関心を限定せず、広範な領域で知識や技能が向上すること、あるいは、作品や実績が蓄積されていくことを個人的相互作用の中で確認するアプローチが、学習に対する内発的動機づけも喚起する可能性が高いことが明らかになった。
未来傾斜企業のプロジェクト・マネジメントの研究-その組織学習力と人づくり-

完成年度である本年度は、昨年度までに得られたデータを分析し、組織学習活動や当該組織における従業員各々のキャリア開発に対してモチベーションを高める環境要因、組織要因、個人要因を掘り下げる作業を行った。とくに、上司との関係、組織内地図の有無、企業の従業員育成制度のあり方、自己に対する自信などが、注目されるべき要素として浮かび上がってきた。その結果の一部は、本年度(2006年度)の夏(8月)に開催された三菱国際カンファレンスにおいて、英語で報告をし、参加者の方々から、貴重なご意見をいただくことができた。また、そのご意見をもとに考察を重ね、2006年10月には、東京大学大学院経済学研究科におけるワークショップ、2007年1月には、専修大学を会場としたシステムダイナミクス学会日本支部研究会で発表を行った。また、著作物としては、本研究内容に基づいた明治安田生活研究所への寄稿、南山大学経営学部の紀要への投稿なども行った。このような機会を得て、また、分析手法などについてその分野の専門家に教えを乞う機会も得ることができたことにより、さまざまなご意見・ご助言を得ることができた。しかしながら、まだ分析結果に納得がいかない点も残っているため、今現在でも改善作業中である。来年度の前半の完成を目指しているが、そのためには、来年度の初期にでも追加的なインタビューを行う必要性を、現在のところ改めて強く認識している。一方で、昨年度得られたデータは、比較的年齢の高いもの(若い人々も含まれているが、主対象は、40代の従業員)であったため、別の企業群が対象ではあるが、20代の従業員に対して追加的な調査も実施した。その結果、やはり上司との関係や組織内地図、育成の仕組みが、彼らの学習活動や行動、モチベーションなどの心理面などに大きな影響を及ぼしている可能性が確認された。この成果については、調査協力および事務局となっていただいた社団法人のもとで報告書を作成するとともに、やはり2007年1月に報告会を実施している。ただし、昨年度来のデータを論文にする作業を優先しており、今年度得られたこのデータについては、まだ論文執筆作業に着手していない。こちらもあわせて、来年度の課題としたい。本年度は、未来傾斜企業(人材育成などに長期的な視点やビジョンを持つ、未来の重さを大切にしている企業)と考えられる企業の事例を、書物や記事、データなどから収集し、その現状の把握に努めると共に、そのうちの数社に対し、実際にヒアリング調査も行った。その結果、やはり、それらの企業で機能しているプロジェクト・チームでは、いわゆる「学習コミュニティ」の状態が成立しており、そのメンバーは、プロジェクトを通じて知的刺激を得ると共に、メンバー同士の交流を通じて組織内地図も作りやすくなる傾向がうかがえた.また、学習コミュニティとしての特徴をより明確にする目的で、愛・地球博における市民プロジェクトにおける学習活動の観察も行い、期限つきで人材育成の観点が弱い市民プロジェクトとの対比も試みた.本年度は、昨年度得られた知見をもとに、主として質問票調査を実施した。中部地区の企業を対象としたアンケートでは、2,000を越えるサンプルを対象とし、従業員のモチべーションが高まり、学習活動が活発になるような仕組みを分析・考察した。その結果、やはり所属するプロジェクトや職場において、権限委譲が進んでいたり、自由に議論ができる雰囲気などの存在も重要であったが、会社や周囲がその従業員、および従業員の位置付けを真に尊重しているかどうかは、彼らのモチべーションに比較的大きな影響力を及ぼしている可能性が浮かび上がってきた。たとえば、近年、企業では一人一人の従業員に、エンプロイアビリティを高め、プロフェッショナルとして会社に貢献することを期待する傾向があるが、それに伴って、管理職ではなく、専門職を別のキャリアコースとして奨励することが少なからずある。だが、従業員の受け止め方は非常に懐疑的で、会社がどう奨励しようとも、やはり専門職は管理職になれない者が選択せざるをえないキャリアコースであるという考え方が根強いことが明らかになった。そして、それと同時に、そう受け止めている限り、本人が仕事内容そのものに対しては高い満足度を示していても、その従業員のモチべーションや学習意欲は、それほど高い水準にはならない傾向が確認された。この分析結果については、現在のところ、報告書として作成したのみであるが、来年度中には論文の形に直し、学会や学会誌などで正式に発表していきたい。また、一方、企業組織と対比する対象として、昨年度調査に組み込んだ愛知万博における市民プロジェクトに対しても、プロジェクト・マネジメントのあり方やそこでの学習状況の進展などに関して、昨年度得られた知見をもとに、質問票調査を行った。こちらは、400程度のサンプル回収状況であったが、プロジエクト進行にあたって、メンバー間の価値観や考え方のギャップやコンフリクトの存在が浮かび上がってきた。回答者の6割近くは、活動そのものには満足し、活動を通じて多くの知見を得たとしながらも、価値観や考え方の違いから活動を停止したいと思ったことがあることを回答していた。おそらく企業組織のプロジェクトにおいても、同様の問題は程度の差こそあれ発生しうると考えられるが、市民プロジェクトという契約関係に拘束されていないプロジェクトであったことから、企業組織の場合よりも、その問題がより鮮明に確認できる形になったのだと思われる。来年度は、こうした2種類の異なる分析対象から得られた知見を互いに活用しあったり、対応させることによって、昨年度のヒアリングの内容もより深める努力をしつつ、最終的なまとめに着手していきたい。

完成年度である本年度は、昨年度までに得られたデータを分析し、組織学習活動や当該組織における従業員各々のキャリア開発に対してモチベーションを高める環境要因、組織要因、個人要因を掘り下げる作業を行った。とくに、上司との関係、組織内地図の有無、企業の従業員育成制度のあり方、自己に対する自信などが、注目されるべき要素として浮かび上がってきた。その結果の一部は、本年度(2006年度)の夏(8月)に開催された三菱国際カンファレンスにおいて、英語で報告をし、参加者の方々から、貴重なご意見をいただくことができた。また、そのご意見をもとに考察を重ね、2006年10月には、東京大学大学院経済学研究科におけるワークショップ、2007年1月には、専修大学を会場としたシステムダイナミクス学会日本支部研究会で発表を行った。また、著作物としては、本研究内容に基づいた明治安田生活研究所への寄稿、南山大学経営学部の紀要への投稿なども行った。このような機会を得て、また、分析手法などについてその分野の専門家に教えを乞う機会も得ることができたことにより、さまざまなご意見・ご助言を得ることができた。しかしながら、まだ分析結果に納得がいかない点も残っているため、今現在でも改善作業中である。来年度の前半の完成を目指しているが、そのためには、来年度の初期にでも追加的なインタビューを行う必要性を、現在のところ改めて強く認識している。一方で、昨年度得られたデータは、比較的年齢の高いもの(若い人々も含まれているが、主対象は、40代の従業員)であったため、別の企業群が対象ではあるが、20代の従業員に対して追加的な調査も実施した。その結果、やはり上司との関係や組織内地図、育成の仕組みが、彼らの学習活動や行動、モチベーションなどの心理面などに大きな影響を及ぼしている可能性が確認された。この成果については、調査協力および事務局となっていただいた社団法人のもとで報告書を作成するとともに、やはり2007年1月に報告会を実施している。ただし、昨年度来のデータを論文にする作業を優先しており、今年度得られたこのデータについては、まだ論文執筆作業に着手していない。こちらもあわせて、来年度の課題としたい。
定量的要素を取り入れた新しい環境教育プログラムの開発

新しい環境教育としてライフサイクル思考に基づく環境教育を小学校を中心に提案・実践した。定量的概念の理解するための教材に雨水活用を取り入れた。また、実際の環境行動に結びつけるために“長時間体験型環境教育"を提案し、その教材として緑のカーテンを取り入れた。これらの教材を用いて「環境問題に関心を持つ」事に加え、自らの環境行動が「本当に環境に良いのか?」について考える力を養成するための環境教育の実践・評価を行った。その結果、実活動に結びつかせるためには、4年生以上の児童に対して、継続的に環境教育を実施する必要があることが分かった。平成25年度(最終年度)は、前年度設置した「壁面緑化システム(緑のカーテン)」の生育データを基に、既設の雨水活用システムの貯水タンク増設・改良を行った。今年度は、4月の土作りから小学5年生の児童が中心となって緑のカーテンの育成に取り組み、10月の撤去までの一連の作業を行った。その中で、前述の改造を行った雨水活用システムから供給される雨水を緑のカーテンへの散水に用い、雨水活用の可能性について体感的に学習させた。7月に申請者が行った環境教育授業では、昨年度行った緑のカーテンによる環境負荷削減効果と設置時の環境負荷量を比較することに加え、エコ活動の持続可能性(エコ活動の効果と行動継続のジレンマ)を取り上げた環境教育授業を行った。評価は、アンケートと絵日記風の絵感想文を用いて行い、絵感想文については文単位でのカテゴリ分けで分析を行った。以上、二年間の研究期間の成果として、1.小学校5年生以上であればライフサイクル思考を取り入れた環境教育授業が可能である。2.実行動を伴う環境教育を達成するためには、繰り返し継続した授業が必要がある。3.緑のカーテンは本研究の目的である長時間体験型環境教育に有効な教材である。が挙げられる。以上の結果から得られる今後の研究課題として、中等教育への継続教育と環境教育の効果測定手法の開発が挙げられる。今後、中学校にも本環境教育を展開する予定であり、教育効果の測定については、教育心理分析の専門家を交えて実践分析を取り入れる予定である。平成24年度(初年度)は、これまで実施してきたライフサイクル思考(以下、LCT)に基づく環境教育用教材として利用してきた雨水活用装置に「壁面緑化システム(緑のカーテン)」を追加導入した。壁面緑化システムを6月に設置し、ゴーヤ等の苗植えや水やり等を設置先小学校の児童と共に行い、横幅18m、高さ10mの緑のカーテンを完成させた。この緑のカーテンは、育成期間中に申請者が実施する小学校児童向けの環境教育授業の他、実施校内で行われている理科や生活科等の授業においても幅広く利用され、学校教育における教材としての可能性の高さが評価されている。本課題のテーマであるLCTに基づく環境教育については、実施前の準備として4月に教員向けの「現職教育」を行い、全体のコンセンサスを得た後に開始した。児童に対する環境教育授業については、4年生、5年生(2回)向けに計3回実施した。4年生向けには、今回導入したシステムの効果に関心を持たせることを目的とし、教室内での日常体験を通じてシステムの説明やその効果について体感的に理解できるような授業を行った。一方、5年生向けには、雨水活用装置や緑のカーテンで得られる環境負荷削減効果と装置設置時の環境負荷量を定量的に捉え、総合的に評価する事の重要性を説明するための授業を行った。これらの授業から、初等教育におけるLCTに基づいた環境教育実施の可能性が示された。本研究課題では、LCTに基づく環境教育プログラムを開発を行うだけではなく、最終的には手引書を作成して実際の教育現場で取り入れ可能な形にして紹介することも目的としている。従って、今年度の研究成果は、日本LCA学会や日本環境教育学会等の研究発表会の他、国内最大級の環境展示会等で展示紹介を行い、普及活動も行っている。本研究課題の目的は、環境教育用教材として導入した緑のカーテン等のシステムに対するインベントリ分析結果を基に、ライフサイクル思考(以下、LCT)に基づく環境教育プログラムを構築することである。今年度は、本プログラムの主な対象学年の内、導入(4年)とLCTの概念を紹介(5年)するための授業を実施・評価することができた。プログラム全体としては、これらの授業に加えてLCTを身の回りの環境行動に当てはめて考えるための授業(6年)を予定しており、初年度の実施計画としては順調に進展している。また、本研究課題の特徴の一つである実体験に基づいた“長時間体験型"プログラムを達成するための教材についても、県内最大級の緑のカーテンを児童と共に完成させてコンテストで大賞を受賞している。この育成過程の中では、緑のカーテンの効果的な育成方法の他、児童と共に実施した“苗植え"や“記念撮影"等のイベントを通じて、緑のカーテンの教材としての可能性の高さを現場の教員と共に確認することができた。

この点については、緑のカーテンが本研究課題で取り上げるプログラム内容を超えた可能性を持つ環境教育用教材であることに繋がるものであり、実施計画以上の成果が得られたと判断している。本研究課題では、得られた研究成果からLCTに基づく環境教育の手引書を作成・配布することを目標の一つにしている。これについては、中間的な報告として日本LCA学会環境教育研究会から出された報告書にもLCTに基づく環境教育として掲載され、現在最終的な手引書作成への準備を進めている。今年度の環境教育授業は、4年生向けの本環境教育プログラムへの導入授業と5年生向けのライフサイクル思考(以下、LCT)を取り入れた授業を行った。来年度は、本環境教育プログラムの最終段階である、6年生向けのLCTに基づく環境教育授業を実施する。この授業の中では、既に児童の身近で行われているエコ活動を題材に取り上げた授業を行い、学校で用意された教材による環境教育から日常活動における環境行動に繋がる教育を目指す。主に4、5年生向けの環境教育授業で使用する緑のカーテンと雨水活用装置については、今年度までは個別に環境教育用教材として活用してきた。来年度は、これらの装置を連携稼働させ、環境教育用教材としてより有効な装置に改良する予定である。これに伴い、5年生向けの環境教育で個別に取り上げていた緑のカーテンと雨水活用装置を統合した形で授業内容の見直しを行う。また来年度には、本研究課題の成果をベースにした「初等教育におけるLCTに基づいた環境教育マニュアル」と成果報告書を作成する。マニュアルについては関連学会での発表や環境展示会等を通じてPRを行い、必要に応じて配布する予定である。来年度の研究費には、物品費500千円、旅費100千円、人件費・謝金100千円、その他100千円を計上する。物品費には、これまで個別に環境教育用教材として利用してきた緑のカーテンと雨水活用装置を連携稼働させるために必要となる貯水タンクや配管類等の資材、緑のカーテンの維持管理に毎年必要となる追肥や水耕肥料等が含まれる。旅費は、学会発表(東京、滋賀)と研究打合(東京)に必要な経費である。人件費・謝金については、講義・実習補助と装置改造補助にかかる経費である。また、その他については、学会参加費、学会誌投稿料、報告書作成費、環境教育マニュアル作成費、LCAデータベース利用料にかかる経費である。
時空間SFMによるダイナミックな環境の4次元モデリング

本年度は米国のカーネギーメロン大学で金出武雄教授の指導の下,時空間SFMの理論構築を行った.また,東北大学の所属研究室の学生に依頼し,今年度も被災地の計測を行った.カーネギーメロン大学では金出武雄教授と木谷クリス先生に指導を受けた.木谷クリス先生は画像を用いた機械学習のプロフェッショナルであり,我々が持つ画像を用いた3次元形状復元技術(Struvcture fromMotion (SfM))と融合することで,ストリートビュー画像と上空視点画像から街全体の瓦礫や緑の量を推定することに成功した.この技術によりカメラを取り付けた車で街中を走行するだけで街全体の状態を推定することが可能となった.さらに,異なる時期のデータに我々の技術を適用し比較することで街並みの変化を可視化することも可能となった.ストリートビュー画像と上空視点画像を"直接"対応付けることは難しい.そこで,我々は解像度の高いストリートビュー画像を用いて瓦礫などの物体を認識し,上空視点画像を各エリアの状態の類似度として"間接的"に用いることでストリートビュー画像では観測できなかったエリアの状態を推定した.この技術は世界的にも例がないため,成果を論文にまとめ分野のトップカンファレンスの一つであるECCV (European Conference on Computer Vision)に投稿した.具体的には,以下の手順で街全体の状態を推定する.1.撮影時の各カメラの姿勢をストリートビュー画像とGPSの情報からSfMを用いて推定2.ストリートビュー画像上で機械学習手法を用いて瓦礫(や緑)である確率をピクセルごとに推定3. 2で推定した確率を地図の建物情報を利用して地面に投影4.ガウス過程を利用して上空視点画像の各エリアの類似度からストリートビュー画像の未計測領域の状態を推定予定通り今年度も津波被災地を撮影した.また,当初は幾何学的アプローチを用いて街並みの変化を推定する予定であったが,機械学習手法を取り入れることで目的を実現し予想以上の性能を得ることができた.本年度の研究によりストリートビュー画像と上空視点画像から街全体の状態を推定することが可能となった.一方で,データ量が膨大であるため津波被災地全体(沿岸部約500km)の街並みの変化を推定することが未だ実現できていない.そこで,今後は時間変化を高速に推定する手法を開発する.そのために,時間変化をこれまでよりも抽象的レベルで高速に判定する.その結果時間変化があると判定されたエリアにおいてこれまで提案した手法を適用し,詳細に時間変化を推定することが有用であると考えている.本年度は,画像データの収集と時空間SFMの理論構築を行った.さらに,構築した理論を東日本大震災の津波被害地域で撮影された画像に適用して有効性を確認し,その成果をまとめてコンピュータビジョンのトップカンファレンスCVPR2013に投稿した.具体的には,青森県八戸市から福島県南相馬市の東日本大震災で津波被害を受けた沿岸部を,約2,3か月おきに撮影した。撮影した画像を用いて街並みの3次元復元を行い,さらに,異なる時刻(数か月)の画像をマージして単一座標系へ登録する位置合わせも行った.その位置合わせの結果を利用して街並みの時間変化を推定した.この位置合わせと街並みの時間変化の推定を行う際にさまざまな課題が発生し,それらを解決した.まず,各時刻の画像データを対象にそれぞれ独立に3次元復元を行い,その復元結果に対しGPSの位置情報と画像特徴量を用いておおまかに位置合わせを行った.そして異なる時刻の特徴点を統合して,再投影誤差を最小化するためのバンドル調整を行った.この手法により比較的環境変化が大きい環境でも位置合わせを行うことが可能となった.次に,この位置合わせの結果を利用して街並みの時間変化を推定する.3次元形状を陽に求めず,確率的に表現することで時間変化を推定した.さらに,異なる時刻間では幾何情報のみを比較し,画像(色)情報は同一時刻間でのみ比較することで,照明条件の変化に頑健な手法を実現した.提案した手法の有効性をさまざまなシーンで確認し研究成果をまとめて国内外の学会に投稿した。本年度は米国のカーネギーメロン大学で金出武雄教授の指導の下,時空間SFMの理論構築を行った.また,東北大学の所属研究室の学生に依頼し,今年度も被災地の計測を行った.カーネギーメロン大学では金出武雄教授と木谷クリス先生に指導を受けた.木谷クリス先生は画像を用いた機械学習のプロフェッショナルであり,我々が持つ画像を用いた3次元形状復元技術(Struvcture fromMotion (SfM))と融合することで,ストリートビュー画像と上空視点画像から街全体の瓦礫や緑の量を推定することに成功した.この技術によりカメラを取り付けた車で街中を走行するだけで街全体の状態を推定することが可能となった.さらに,異なる時期のデータに我々の技術を適用し比較することで街並みの変化を可視化することも可能となった.ストリートビュー画像と上空視点画像を"直接"対応付けることは難しい.そこで,我々は解像度の高いストリートビュー画像を用いて瓦礫などの物体を認識し,上空視点画像を各エリアの状態の類似度として"間接的"に用いることでストリートビュー画像では観測できなかったエリアの状態を推定した.この技術は世界的にも例がないため,成果を論文にまとめ分野のトップカンファレンスの一つであるECCV (European Conference on Computer Vision)に投稿した.具体的には,以下の手順で街全体の状態を推定する.1.撮影時の各カメラの姿勢をストリートビュー画像とGPSの情報からSfMを用いて推定

2.ストリートビュー画像上で機械学習手法を用いて瓦礫(や緑)である確率をピクセルごとに推定3. 2で推定した確率を地図の建物情報を利用して地面に投影4.ガウス過程を利用して上空視点画像の各エリアの類似度からストリートビュー画像の未計測領域の状態を推定予定通り約2,3か月おきに津波被災地(沿岸部約500km)を撮影し画像データを収集した.さらに,いくつかの都市を対処に3次元復元,位置合わせ,時間変化の推定を行うための理論構築と実装を行い有効性を確認した.さらに,提案手法を国際会議に採択され高い評価を得た.予定通り今年度も津波被災地を撮影した.また,当初は幾何学的アプローチを用いて街並みの変化を推定する予定であったが,機械学習手法を取り入れることで目的を実現し予想以上の性能を得ることができた.今後も津波被災地の撮影を継続する.また,提案した時空間モデリング手法を実用化するためには頑健性と精度を向上させる必要がある.そのため,平成25年度は米国カーネギーメロン大学の金出武雄教授に指導を受ける.カーネギーメロン大学は世界屈指の大学であり,その中でも金出教授は理論と実用を兼ね備えた最先端の研究を行っている.その最先端の技術を時空間モデリングに応用することでこれまでにない新たな手法を確立する.渡米中の被災地の撮影は謝金を支払い他の方に依頼する.本年度の研究によりストリートビュー画像と上空視点画像から街全体の状態を推定することが可能となった.一方で,データ量が膨大であるため津波被災地全体(沿岸部約500km)の街並みの変化を推定することが未だ実現できていない.そこで,今後は時間変化を高速に推定する手法を開発する.そのために,時間変化をこれまでよりも抽象的レベルで高速に判定する.その結果時間変化があると判定されたエリアにおいてこれまで提案した手法を適用し,詳細に時間変化を推定することが有用であると考えている.
多電子貯蔵能を有する人工光合成分子システムの開発

天然の光合成では、多電子の貯蔵を利用した高度な電子移動システムが構築されている。本研究では、ビオローゲンなどの多電子貯蔵部位を有する、金属錯体を基盤とした人工光合成分子デバイスを開発することに成功した。また、それらの分子デバイスが、光化学的な水素生成反応に対し優れた触媒特性を示すことを明らかにした。さらに、光化学的な酸素発生反応に対し優れた触媒特性を示す金属錯体触媒を開発することにも成功した。研究計画調書に従い、電子貯蔵サイトとしてのビオローゲン(MV2+)を多数導入したマルチビオローゲンユニットを合成し、高効率な光電子貯蔵デバイスを構築することを目的とし研究を展開した。その結果、以下に述べる幾つかの価値ある研究成果を得た。ビオローゲン種を単一の光増感サイトであるトリス(ビピリジン)ルテニウム(II)類縁体と共有結合した多電子貯蔵型光増感剤について、[Ru(bpy)2(4, 4'-MV4)]10+、及び[Ru(4, 4'-MV4)3]26+錯体に加え、[Ru(bpy)(4,4'-MV4)2]26+の合成に成功し、その光電子貯蔵能を評価した。その結果、これら全ての錯体について光多電子貯蔵が促進されることが明らかになった。また、犠牲還元試薬及び水素生成触媒としての白金錯体共存下で光照射を行ったところ光水素生成反応が効率良く進行することが明らかとなった。次に、これら3錯体の機能をより詳細に比較するために、ナノ秒過渡吸収スペクトルの測定を行い電荷分離状態の寿命について評価した。その結果、電子受容サイトの増加と共に寿命が延びる事が明らかとなった。この結果は、電子受容サイト間の電子マイグレーション効果により電荷分離状態の長寿命化が達成できたことを明確に示している。更に、犠牲還元試薬を含む酢酸緩衝溶液中で同様の測定を試みたところ、いずれの錯体においても電荷分離状態の劇的な長寿命化が確認された。この結果は、犠牲還元試薬による電荷分離種の中心金属への電子注入が逆電子移動よりも速く起こる事を示唆している。以上、本課題においては、電子受容サイト間の電子マイグレーション効果により逆電子移動を抑制することで、高効率な光電子貯蔵デバイスを構築することに成功した。我々は、これまでにRuPt二核錯体や[Pt(terpyridine)Cl]+及びその誘導体が単一分子光水素生成デバイスとして活性を示すことを見出している、本年度はまず、より高活性な光水素生成触媒の開発を目的としてメチルビオローゲン多量体を導入したPtCl2(bpy)誘導体を合成し、その機能評価を行った。犠牲還元試薬EDTA、及び0.1 M NaClを含む0.1 M酢酸緩衝溶液中(pH = 5.0)において錯体触媒存在下において可視光照射を行ったところ、これまでよりも高い触媒回転数(1427)で水素生成が確認された。更に、光水素生成速度のEDTA濃度依存性を測定したところ、ミカエリス-メンテンの式に従う挙動が観測された。この結果から、本錯体はEDTAと会合体を形成し、光水素生成反応を進行させることが明らかとなった。更に、これらの錯体が真に分子性触媒として作用しているか否かを判断するため、動的光散乱法(DLS)について検討した。本錯体に関して5時間の光水素生成反応中において自己相関関数の上昇は全く見られず、散乱強度の増加も観測されなかった。この結果は、白金コロイド等の粒子形成は光反応中に起こっておらず、今回活性を評価した錯体が分子性触媒として機能していることを示している。一方、RuPt二核錯体の光水素生成触媒機能については、ピコ秒領域の発光減衰曲線と過渡吸収スペクトルの測定から、分子内電子移動の時定数を決定すると同時に分子内電子移動消光(酸化的消光)がRuPt2+とイオン対を形成したEDTA二価アニオンからの電子移動消光(還元的消光)と競合して起こることを明らかにした。さらに興味深いことに、この研究では、ピコ秒時間領域に生じる過渡種の一部が少なくともナノ秒時間領域まで延命する長寿命種であり、その長寿命種が実質的に水素生成触媒過程に関与する可能性が示された。最終年度は、ビオローゲンを側鎖に有する各種光分子デバイスの合成と触媒機能評価を中心に取り組んだ。まず、[Ru(bpy)3]2+に対して、12分子のMV2+を導入した分子デバイスの光多電子貯蔵機能、及び光水素生成反応への応用について検討した。各分子デバイスに対し、犠牲還元剤であるEDTA存在下、酢酸緩衝溶液中(0.1 M, pH = 5.0)で可視光照射(400-800 nm)を行ったところ、MV+種に帰属される吸収帯の増大が確認された。詳細なスペクトル解析の結果、一分子あたり6-7電子の貯蔵が起こっていることがわかった。この結果から、これらのデバイスは、他に類を見ない光多電子貯蔵機能を示すことが明らかとなった。

また、電気伝導度測定の結果、高い正電荷を持つ各分子デバイスは、水溶液中でカウンターアニオン種(PF6-など)とイオン対会合体を形成することが示された。このことから、これらの分子デバイスは、EDTA(YH4)のジアニオン種(YH22-;pH = 5.0における相対存在率は93%)とイオン対会合体を形成することで逆電子移動よりも速くEDTAからRu(III)への電子注入が起こり、効果的に電子貯蔵を達成していると考えられる。更に、水素生成触媒である白金錯体共存下では水素生成が効率よく進行することが示された。一方、二段階光励起(Z-Scheme)型の単一分子光水素生成触媒である、ターピリジン骨格を有する白金錯体(PV2+)にビオローゲンを複数導入した新規錯体PVCn(n=3-6)を合成し、その光水素生成触媒機能についても評価した。EDTA(30 mM)と触媒PVCn(0.1 mM)を含む0.1M酢酸緩衝溶液(pH = 5)に300WのXe灯(300-550 nm)を12時間照射したところ、各種のPVCnはPV2+よりも格段に高い水素生成触媒活性を示すことを見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。錯体化学26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、当初は予定していなかった、電子貯蔵部位間でのマイグレーション効果がナノ秒過渡吸収スペクトルで観測され推測されていた現象が実験で実証されるなど、当初の研究計画で予測していた以上の優れた結果が得られている。本年度に得られた、単一分子光水素生成触媒作用を示す、ビオローゲンを導入した白金錯体触媒が高い触媒活性を示すという成果については、当初の計画では想定していなかった内容であり大幅な進展が得られたと考えている。初年度は当初の計画以上に進展しているが、平成25年度に予定していた「水素発生サイトと酸素生成サイトの両触媒サイトを導入した多電子貯蔵デバイス」の合成着手については未だ取り組んでおらず、今後は「水素発生サイトと酸素生成サイトの両触媒サイトを導入した多電子貯蔵デバイス」の合成に当初の研究計画通り取り組む。今後は、より高活性な単一分子光水素発生デバイスの開発を目指し、以前のものと比較し可視光捕集能力を高めた白金錯体触媒について、その合成を検討し触媒特性の評価を行っていきたいと考えている。また、酸素発生触媒機能と光増感作用を併せ持つ単一分子光酸素発生デバイスの合成と機能評価も進める。
沿岸海域・汽水域における生態学的重要種群であるゴカイ類の分類学的混乱の解決

Hediste atoka同胞種群は日本各地において標本収集を行った。Neanthes glandicincta同胞種群に関しては、南九州から南西諸島各地およびシンガポール、マレーシアで標本収集を行った。さらに台湾、中国、オーストラリアのサンプルを研究協力者からから譲り受けた。Perinereis nuntia同胞種群については南九州から南西諸島各地で標本収集を行った。本同胞種群についても台湾、中国のサンプルを研究協力者からから譲り受けた。Namalycastis hawaiiensis同胞種群は奄美大島以南の南西諸島各地およびマレーシアにおいて標本収集を行った。得られた標本から高純度のDNAを抽出することができ、ミトコンドリアCOI、16Sリボソーム、核18Sおよび28Sリボソーム、ヒストンH3遺伝子などの塩基配列を決定できた。Hediste atoka同胞種群については、日本を中心に世界を網羅したHediste属全体について、ミトコンドリアCOI、16Sリボソーム遺伝子の塩基配列を用いた系統解析を終えた。これによってHediste atokaに新たな隠蔽種の存在が明らかになっただけではなく、Hediste属に未記載種1種を発見した。この成果は国際誌(Marine Biodiversity)に発表した。Perinereis nuntia同胞種群は、1種の未記載種に加えて2種の日本新記録種を発見、この成果は現在国際誌に投稿中である。またNamalycastis属においても新たな隠蔽種の存在が明らかになった。Namalycastis hawaiiensis同胞種群において、安定した塩基配列決定方法の開発に多少の時間を要したものの、順調に進展している。本研究はおおむね当初の計画どおりに進展していく予定である。1タイプ産地を含む地域で新たな標本収集を行う。また博物館所蔵のタイプ標本等も借用する。2DNA塩基配列の比較ならびに形態形質に基づく分類学的検討を行い、種の同定法を確立する。3分子系統学的手法によって種間の系統関係を推定し、生殖隔離の有無を判定する。4遺伝子解析に基づく種同定法を開発、各種の地理的分布を明らかにする。5各種の分類学的記載と、属の定義の見直しを行う。今年度はマレーシアでの研究許可はすでに認可されている。シンガポールでの研究許可申請はすでに申し込みを済ませ、渡航を予定している夏までには許可が下りる見込みである。またタイでの研究許可についても申請を進めている。Neanthes glandicincta同胞種群に関しては、南九州から南西諸島各地で標本収集を行った。さらに台湾、中国、オーストラリアのサンプルを研究協力者から譲り受けた。本同胞種群についても台湾、中国のサンプルを研究協力者から譲り受けた。Namalycastis hawaiiensis同胞種群は奄美大島以南の南西諸島各地および米国ハワイ州オアフ島、マウイ島、ハワイ島において標本収集を行った。得られた標本から高純度のDNAを抽出することができ、ミトコンドリアCOI、16Sリボソーム、核18Sおよび28Sリボソーム、ヒストンH3遺伝子の塩基配列を決定できた。Hediste atoka同胞種群については、日本を中心に世界を網羅したHediste属全体について、ミトコンドリアCOI、16Sリボソーム遺伝子の塩基配列を用いた系統解析を終え、国際学会で発表した。これによってHediste atokaに新たな隠蔽種の存在が明らかになった。これらの成果は現在、国際誌に論文を投稿中である。Perinereis nuntia同胞種群は、系統解析を進めており、その成果を国際学会で発表した。これに関しても、一部の成果を国際学会で発表した。マレーシアを主なフィールドとするNamalycastis hawaiiensis同胞種群とNeanthes glandicincta同胞種群については、名古屋議定書への対応のための研究許可申請が遅れたため、マレーシアからのサンプルの持ち出しができなかったため研究の進展が少し遅れたが、研究協力者の研究室へ出向き、ある程度の成果を得ることができた。

Namalycastis hawaiiensis同胞種群において、安定した塩基配列決定方法の開発に多少の時間を要したものの、順調に進展している。本研究はおおむね当初の計画どおりに進展していく予定である。1タイプ産地を含む地域で新たな標本収集を行う。また博物館所蔵のタイプ標本等も借用する。2DNA塩基配列の比較ならびに形態形質に基づく分類学的検討を行い、種の同定法を確立する。3分子系統学的手法によって種間の系統関係を推定し、生殖隔離の有無を判定する。4遺伝子解析に基づく種同定法を開発、各種の地理的分布を明らかにする。5各種の分類学的記載と、属の定義の見直しを行う。今年度はマレーシア、シンガポールでの研究許可申請はすでに申し込みを済ませ、渡航を予定している8月までには許可が下りる見込みである。またタイでの研究許可についてもカウンターパートが見つかり、今後申請を行う予定である。今年度はマレーシアでの研究許可はすでに認可されている。シンガポールでの研究許可申請はすでに申し込みを済ませ、渡航を予定している夏までには許可が下りる見込みである。またタイでの研究許可についても申請を進めている。消耗品で予定より安価に購入できた物があったため。次年度の消耗品に繰り越して使用する予定である。
電子透かしの信頼性向上への応用を考慮した誤り訂正符号の復号法・性能評価

電子透かしの信頼性向上を目指した符号化・復号法として,誤り訂正限界を超えた誤り訂正が行え,かつ復号誤りが少なくなるようにするため, 2重符号化を用い, OSD復号法をベースにした復号法を用いるのがよいとの見通しを得た.電子透かし法は,パッチワーク法とし,輝度値に埋め込む場合と周波数成分に埋め込む場合について性能評価し,よい復号特性を得られることを確認した.特に,周波数成分の場合は信頼度の高いビットに誤りが発生しにくいため, OSD復号法の特性がより生かされている電子透かしの信頼性向上を目指した符号化・復号法として,誤り訂正限界を超えた誤り訂正が行え,かつ復号誤りが少なくなるようにするため, 2重符号化を用い, OSD復号法をベースにした復号法を用いるのがよいとの見通しを得た.電子透かし法は,パッチワーク法とし,輝度値に埋め込む場合と周波数成分に埋め込む場合について性能評価し,よい復号特性を得られることを確認した.特に,周波数成分の場合は信頼度の高いビットに誤りが発生しにくいため, OSD復号法の特性がより生かされている誤り訂正符号を、電子透かしの信頼性向上の目的で用いる場合の復号法とその性能評価について、今年度は以下のように研究を実施した。(1)誤りの解析:パッチワーク法などの方法で電子透かしを埋め込んだ画像に、MPEG圧縮・伸張やランダムノイズの付加などのメディア処理を行い、メディア処理のパラメータと生じる誤り個数の関係についてシミュレーション実験を行い、データを収集した。(2)電子透かしにおける誤り訂正符号の性能評価:復号法としては、Chase復号法、OSD復号法、再帰的最尤復号法のプログラムを従来から保有するプログラムライブラリに追加する形で作成した。そして、上述の(1)と同様の電子透かしとメディア処理について、誤り訂正符号を用いた場合の復号後の誤り率の評価を行った。符号としては、符号長が64および128、符号化率が1/2程度の符号を対象とした。(3)誤り検出を考慮した復号方法の検討:電子透かしの抽出においては、復号に失敗しても(誤り検出に留めても)復号後の誤り確率が低いことが重要である。このため、全体の符号化率を1/2程度として、2段階で符号化を行い、内符号で誤り訂正を行い、外符号で誤り検出を行った場合の復号後の誤り確率、復号に失敗する確率、正しく復号する確率の評価を行った。さらに、復号前の誤り数と復号後の誤り率の関係についても調査を行った。その結果、符号の最小距離の半分を超える誤りに対しても、復号後の誤り確率を10万分の1程度に抑えつつ、従来の同目的の手法より、かなり高い正復号確率を得られることがわかった。これも含め、復号後の誤り確率と正復号確率のトレードオフについての知見を得た。電子透かしにおいて、透かし情報を誤り訂正符号により符号化して埋め込み、抽出した透かし情報の誤りを訂正することにより抽出した透かしの信頼度を上げることを目標としている。まず、誤り検出(訂正せずに誤りを検出)を考慮した復号方法をいくつか検討し、2重符号化を用い、内符号で誤り訂正を行い、外符号で誤り検出を行うこととした。また、誤り訂正のための復号法としてOSD(Ordered Statistic Decoding)を採用した。外符号の冗長記号数を変えることにより、信頼度(誤った透かしを抽出する確率)を制御することができる。符号の記号位置のランダム置換を行い、性能評価を行ったがランダム置換を行うかどうかによる差違は見出さなかった。このことから、ランダム性に関して大きな問題がないことがわかった。画像に対して、空間領域(輝度)への埋め込みと周波数領域への埋め込みについて、透かし情報を埋め込み、性能評価を行ったところ、周波数領域への埋め込みが優れていることがわかった。例えば、64ビットの情報を埋め込む際に,内符号の符号長127,外符号の符号長を85とした場合,誤った透かしを抽出する確率は、ほぼ2^<-(85-64)>=2^<-21>となる。この符号の最小距離は7であり限界距離復号では3重誤りまでは確実に訂正できる。実験の結果、空間領域に埋め込んだ場合は、16重誤りについて15%が正しく復号されるに過ぎなかったが、周波数領域では半数以上が正しく復号された。精査したところ、周波数領域への埋め込みにおいて生じる誤りは、信頼度が低い受信記号に集中しており、OSD復号法と相性がよいことがわかった。
筋小胞体Caポンプの分子機作の研究

筋小胞体Ca-ATaseの分子機構を明らかにする目的で,今回二つの研究を行なった.1.NBD-clで修飾したCa-ATaseの反応機構.ウサギ骨格筋小胞体より精製したCa-ATaseの特異的システィン残基をNBD-clで蛍光標識した.修飾酵素はATP反応性りん酸化中間体(E1P)からのCa遊離過程が著しく阻害されている以外はほぼ正常に近い性質を保持していた.EGTA前処理酵素にCaを加えるとNBDの蛍光強度は2.2倍に増加した.この蛍光増大のCa^<2+>濃度依存性から高親和性部位へのCa^<2+>結合に伴い, NBD修飾部位近傍に大きな構造変化が起こることが示唆された.他方, ATP添加後に生成するE1Pの蛍光レベルは高くりん酸化していないE_1Ca^<2+>とほぼ同じであっが,無機りん酸化によんて生成するADP非反応性のE_2Pのそれは, Ca非結合酵素(E_2)およびバナデート結合酵素(E_2V)と同じ低いレベルであった.以上の結果により,酵素のりん酸化の有無にかかわらず, Ca^<2+>の結合・解離によってNBD修飾部位近傍の構造が大きく変化することが示唆しれた.2.Ca-ATase反応のTCSによる活性化.我々は, Ca^<2+>輸送ならびにATP分解活性が, H^+のイオノフォアとして知られるTCSによって35倍に促進されることを見出した.興味深いことに,活性化作用は比較的低い温度でのみ見られた. 6°Cでは, ATPase反応の個々の部分反応のおよその速度定数はE^<2Ca>_1→E_2P, 0.235^<-1>,E_2P→E_<2+>P2, 1.35^<-1>, E_2→E_1, 1.95^<-1>であったが, 30μMTCSは速度定数をそれぞれ1.35^<-1>, 2.25^<-1>, 2.25^<-1>に変化させた.以上の結果は, TCSによる活性上昇の主原因が律速段階であるE^<2Ca>_1→E_2Pステップの活性化であることを示している.また他の実験から, TCSは親脂性の化合物ではあるがこれまで活性化作用の知られている界面活性剤とは異なる機構によって酵素を活性化することが示唆しれた.TCSはE_1→の異性化反応にはあまり影響せずE^<2Ca>_1からのCu^<2+>遊離過程を選択的に活性化するので,今後のスッテプのactivaforとして利用できると思われる.筋小胞体Ca-ATaseの分子機構を明らかにする目的で,今回二つの研究を行なった.1.NBD-clで修飾したCa-ATaseの反応機構.ウサギ骨格筋小胞体より精製したCa-ATaseの特異的システィン残基をNBD-clで蛍光標識した.修飾酵素はATP反応性りん酸化中間体(E1P)からのCa遊離過程が著しく阻害されている以外はほぼ正常に近い性質を保持していた.EGTA前処理酵素にCaを加えるとNBDの蛍光強度は2.2倍に増加した.この蛍光増大のCa^<2+>濃度依存性から高親和性部位へのCa^<2+>結合に伴い, NBD修飾部位近傍に大きな構造変化が起こることが示唆された.他方, ATP添加後に生成するE1Pの蛍光レベルは高くりん酸化していないE_1Ca^<2+>とほぼ同じであっが,無機りん酸化によんて生成するADP非反応性のE_2Pのそれは, Ca非結合酵素(E_2)およびバナデート結合酵素(E_2V)と同じ低いレベルであった.以上の結果により,酵素のりん酸化の有無にかかわらず, Ca^<2+>の結合・解離によってNBD修飾部位近傍の構造が大きく変化することが示唆しれた.2.Ca-ATase反応のTCSによる活性化.我々は, Ca^<2+>輸送ならびにATP分解活性が, H^+のイオノフォアとして知られるTCSによって35倍に促進されることを見出した.興味深いことに,活性化作用は比較的低い温度でのみ見られた. 6°Cでは, ATPase反応の個々の部分反応のおよその速度定数はE^<2Ca>_1→E_2P, 0.235^<-1>,E_2P→E_<2+>P2, 1.35^<-1>, E_2→E_1, 1.95^<-1>であったが, 30μMTCSは速度定数をそれぞれ1.35^<-1>, 2.25^<-1>, 2.25^<-1>に変化させた.以上の結果は, TCSによる活性上昇の主原因が律速段階であるE^<2Ca>_1→E_2Pステップの活性化であることを示している.また他の実験から, TCSは親脂性の化合物ではあるがこれまで活性化作用の知られている界面活性剤とは異なる機構によって酵素を活性化することが示唆しれた.TCSはE_1→の異性化反応にはあまり影響せずE^<2Ca>_1からのCu^<2+>遊離過程を選択的に活性化するので,今後のスッテプのactivaforとして利用できると思われる.
超重力理論における超対称性の破れのダイナミクス、及びそれに伴う物理現象の研究

私は素粒子物理の理論分野において、超対称性模型における現象論及びTeVスケールにおける物理に関する研究を行っています。現在、それらの新しい物理を検証すべくLHC等の加速器実験、並びに宇宙観測が活発に行われており、それらの観測データから如何なる物理が考えうるかが、素粒子論の一つの課題となっています。私は、本年度、4月から10月までイタリア(パドヴァ)、11月から3月まで韓国(KIAS)に滞在させていただき、研究活動を行ってきました。イタリアでは、積極的に研究会に参加させていただき、バレンシア大学(スペイン)、パドヴァ大学(イタリア)等で上記で挙げた研究内容を紹介させていただき、情報交換と貴重なアドバイスをいただくことができました。韓国においても、私の研究課題である超対称性模型、及びQCD、Bphysics、余剰次元模型の研究が活発に行われており、情報交換と新たな発展に関する洞察、最新の実験データに対する示唆を十分に議論することができました。具体的には、私の過去の研究であります、超対称性模型はTeV scale物理を記述すると期待されている。そこで、私は超対称性模型において主に以下に挙げる研究活動を行った。超対称性模型か現実的模型として記述されるためには超対称性の自発的破れを引き起こす模型である必要がある。そこで私はその超対称性の破れに関する一般論を展開した。具体的には、超対称性を破るための十分条件をできるだけ一般的な関数を用いることで議論し、現実世界を記述する超対称性模型がどのような真空構造を持つかを議論、解析した。そこでは、我々の真空は準安定である、という言わばドラスティックな議論が導かれた。現在は実験的にどのような形で検証できるかをよりこの議論の一般性を追求することで検討中である。昨年度、その超対称性の破れを導く模型として、conformal dynamicsを用いた機構を提唱した。そのconformal dynamicsとは、赤外領域でgauge coupling yukawacouplingがスケール不変になるダイナミクスであり、それは昨今までに数多くの応用例が考案されている。そこで私はそのconformal dynamicsにおける超対称性の破れの項の解析を行った。そこでは、それらの項は、そのダイナミクスの特性から強くサプレスを受け、非常に特異な動きをみせる。それはDuality Cascadeといった更に複雑な系でも同様であり、現在はこのくりこみ群の流れの現実的模型への応用を検討、考察中である。離散群を用いたモデルによる、フェルミオンの世代構造の起源を提唱する研究活動を行った。具体的には、私の過去の研究であります、
酸素酸塩的構造を有する遷移元素酸化物のリチウム二次電池用電極への適用

1.本研究では3種類の材料のリチウム二次電池電極としての検討を行った。第一にLi_xMO_4(x=5または6M=Mn,Co,Fe)の形式をもつ酸化物の合成法の確立を試みた。M=Mnの時にはx=6でありMnの価数が2に抑えられなければならない。このためH_2を1%含むN_2ガス雰囲気下で900°Cで焼製すると所望のものが得られた。M=Cの時はH_2より還元力が弱く、N_2よりは還元力が強いという微妙な制御が必要であり最終的に炭素の粉末を混ぜて焼製するという方法でLi_6CoO_4の単一相を得ることができた。M=Feの場合だけx=5の状態が安定でFeの価数も3なのでO_2雰囲気で容易に合成することができた。現在これらの材料の電極特性及び基礎物性を検討している。2.酸素酸塩系の材料については従来合成に高圧を要したが、簡単な合成法を発見した。また電極特性については2つの多型のうち3次元タイプのβ型の方が2次元タイプのα型よりも分極が小さく、電極としてより優れた特性を示すことを見いだした。この事実は3次元型の構造がリチウムの侵入のによってもほとんど変化しないことと関連している。一方二次元型の方は電解質溶媒も同時に侵入することが大きな分極につながることが分かった。また非金属元素がPよりSの方がリチウムの拡散が速くなることも明らかになった。3.Li-Cu-O系についてはいくつかの化合物が知られているが、今回はLi_2CuO_2を取り上げ、CuをNiで置換した材料、即ちLiCu_<1-x>O_2を検討した。N_2雰囲気で700°Cで焼製するとNiが0.4まで固溶した。またAr雰囲気にすると0.8までNIが固溶するという興味ある結果が得られた。この中でもNi0.4の場合が可逆性に優れており、放電電圧は約3Vで最大300mAhg^<-1>の容量が得られることが判明し、電極材料として有望であることが示された。