hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
塩害環境下で疲労を受けるRC構造物に対する耐久性評価手法の開発

また、鉄筋表面の要素に初期ひずみを付与するシステムを新たに開発し、腐食による体積膨張に伴うひび割れ進展をシミュレーション可能なものにした。電食試験により鉄筋に腐食を導入した模擬試験体の引抜き載荷実験を併せて実施し、本研究で開発した数値解析システムが実験結果を良好に再現可能であることを確認した。本研究の核のひとつである物質移動現象のモデル化を、平成26年度中にほぼ完成させており、本課題はおおむね順調に進展しているものと評価できる。最終年度である平成28年度は、鉄筋腐食を受けたRC構造物の構造性能評価を目指す。具体的には、前年度までに開発した「物質移動モデル」と「腐食膨張モデル」に加えて、「鋼材腐食反応モデル」を開発し、解析システムに実装する。「鋼材腐食反応モデル」は、鋼材表面の塩化物イオン濃度履歴を用いて、腐食反応式からその時点での腐食生成物の量を求めるものである。このモデルの開発にあたっては、既往の化学ポテンシャルに基づくモデルを参考にする予定である。求めた腐食生成物の量は、鉄筋の膨張ひずみに変換され、「腐食膨張モデル」に使用される。以上までの開発により、飛来塩分と力学作用を同時に受けるRC構造物の鉄筋腐食の進行過程および損傷過程を、時間軸上で再現する解析システムが完成する。最終的には、本解析システムにより塩害環境下で力学作用を受けるRC構造物の耐久性評価を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。コンクリート工学まず、疲労によるひび割れ進展を再現するための既存のメソスケール時間依存RBSM解析システムを、三次元に拡張することを計画している。これは、鉄筋腐食に伴うコンクリートのひび割れは三次元的に分布することが知られており、既存の二次元解析モデルでは、ひび割れ部における物質移動と腐食反応の再現性が不十分と判断されるためである。研究代表者は平成26年度の1月に東京大学生産技術研究所に異動しているが、幸いにも、三次元のメソスケールRBSM解析システムが同機関ですでに整備されている。RBSMは、解析モデルの次元によらず、ほぼすべての構成モデルが一次元のばねの挙動で表されるという特徴を有しており、既存の二次元解析における時間依存型構成モデルを三次元解析に移植することは、比較的容易であると予想される。さらに、平成27年度は、前年度に開発した物質移動モデルとの融合を図る。ここまで研究を進めることで、疲労によるコンクリートのひび割れ発生と塩化物イオン、酸素、水等の各種劣化因子の浸透現象とがコンピュータ上で連成され、疲労と塩害の複合劣化が再現可能な数値解析技術の大部分が開発されることになる。成果発表のための旅費を計画当初よりも多めに確保する必要があると判断したため28年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者は平成27年1月16日に現在の所属研究機関に異動しており、研究環境が大きく変化した。
知識デ-タベ-スによる機械システムの制御

本研究では、主に二種類の機械システムを取り扱った。以下その二つについて報告をまとめる。(1)知能移動機械システム......四足歩行ロボットを作製し、歩行移動を行わせた。歩行についてはパラメ-タが非常に多く、制御に際してどのような歩き方が良い歩き方であるかの評価基準さえあいまいであった。そこで、実際の動物(主に犬を対象とした)の歩行解析を詳しく行い、ひとつの指標は消費エネルギであることが見出された。すなわち、歩容(歩き方--どの足をどの順序で踏み出すか)、着地率(一本の足について、全時間の内着地している比率)などが消費エネルギ最小という評価基準で定まっていることが実際の観測結果とモデルの力学解析結果の一致という事実により確認された。このような知識に基づいてロボットを制御することにより、安定な四足動歩行が実現されたのである。(2)知能ロボット用ソフトウェア......実世界で作業を行うロボットに問題解決能力と学習機能を合わせ持たせることを試みて成功した。問題解決とは行動計画の生成であり、その実行も含む。また、学習とは問題解決に必要な知識の獲得のことである。実世界で作業を行うロボットには大きく分けて二つの問題が存在する。ひとつは動作(あるいは環境の変化)の不確かさであり、もうひとつは、作業対象や環境に関する知識の不十分さである。前者には、予測されなかった未知の状況に対処する問題解決機能が必要となり、後者に対しては学習機能が必要なのである。これらは個々に研究されることはあったが、本研究のように統合的に扱うものはなく、その成果は内外で高い評価を受けた。初年度であるため,ロボットなどの機械システムを知能化するために必要と考える要素技術のいくつかの開発を試みた.(1)知能移動機械システム...最近にやって,原子力発電プラントの保守点検,段差のある環境を歩行しなければならない防災・消火作業などを目的とする四定歩行ロボットの実用化への要求が高まってきた.本研究では,動歩行する四足歩行ロボット「COLLIEー2」を作成し力学と制御について詳細な検討を行った.四足動歩行には,Trot(トロット),Pace(ペース),Bound(バウンド)の三つの基本パターンがあるが,本年度はトロットとペースについて研究した.犬などの効物はこれをたくみに使い分ける.ロボットにおいては,歩行の安定性,消費エネルギ,速度の3パラメータに基づいて歩行形式を選択するのは有効であることなどが分って来た.(2)知能ロボット用ソフトウェア・・・ロボットが作業をくり返している内に,レベルがひとつ上のオペレーションを知識として獲得するというような学習機能を考えてソフトウェア開発を行っている.一方,知能ロボット制御用ソフトウェアをオブジェクト指向言語(SmallTalk80)で作成する試みを行った.構造の異なるロボット(直角座標型と対関節型)同じ作業をさせるとき,従来の言語では全く別のプログラムを作成する必要があるが,オブジェクト指向言語では,ごく僅かの変更で済むことなどが確かめられた.来年度は更に,この方針で研究を進めてゆく計画である.2年目の今年は、まず移動機械システムを完成させ、その成果を外国や国内で発表し高い評価を得た。知能ロボット用のソフトウェアの開発に関しては、実際のロボットによって実験が行われた。以下にその概要をまとめる(1)知能移動機械システム.........四足歩行ロボット「COLLIEー2」についての研究は一段落した。歩行についてはパラメータが非常に多く、制御に際して、どのような歩き方が良い歩き方であるかの評価基準さえあいまいであった。そこで、実際の動物(主に犬)の歩行解析を詳しく行い、ひとつの指標は消費エネルギであることが見出された。

すなわち、歩容、着地率などが消費エネルギ最小という評価基準で定まってきていることが、実際の観測結果とモデルの力学解析結果の一致という事実により確認されたのである。この知識に基づいてロボットを制御することにより、安定して四足動歩行が実現できたのである。(2)知能ロボット用ソフトウェア.........実世界で作業を行うロボットに問題解決能力と学習機能を合わせもたせることを試みて成功した。問題解決とは行動計画の生成であり、その実行も含む。また、学習とは問題解決に必要な知識の獲得のことである。実世界で作業を行うロボットには大きく分けて二つの問題が存在する。一つは動作(あるいは環境の変化)の不確かさであり、もう一つは、作業対象や環境に関する知識の不十分さである。前者には、予測もされなかった未知の状況にも対処する問題解決機能が必要となり、後者に対しては学習機能が必要なのである。これらは個々に研究されることはあったが、本研究のように統合的に扱うものはなく、その成果は高く評価された。知能移動ロボット(4足歩行ロボット)についての研究は、前年度にほぼ結論は出された。歩行速度に応じて、消費エネルギ最小の評価基準で実際の犬が歩容を決めているというのも興味のある結果であったし、ロボットの場合は、更にひとつ安定性という基準を採用して制御を施すと非常になめらかな歩行が実現できたというのも新しい知見であった。これらの歩行における知能の役割は大きく、本能のひとつというべきかもしれないが、ロボット技術からは制御における知能の利用といってよかろう。本年度は、ロボットによる知能作業に関しての研究に力をそそいだ。具体的には、ロボットが自ら作業計画を立てつつ、学習をも同時に行なってゆくシステムの構築を完成させた。ロボットにバランスを考慮した積み木の積み上げ作業をやらせたり、押すという作業を全然知らない初期状態から、自分が積み木を押した効果をカメラによってモニタリングすることによって、いろいろなことを学習しつつ、目標の穴の中へ積み木を押し込むという作業を行わせて、構築した「問題解決と学習を同時に並行して行うシステム」の有効性を実証した。問題解決には次のような4段階の戦略が用いられるようになっている。(1)試行錯誤的問題解決、(2)ヒュ-リスティックを用いた問題解決、(3)手段ー目標解析(因果関係知識の利用)、(4)計画の具現化(構造化された知識の利用。こゝで、(4)から順々に適用が吟味されてゆくわけである。学習は問題解決過程の任意の場所で生じ、獲得された知識はすぐに問題解決に利用される。このようなシステムは知識が不十分なときでも何とか目標を達成することができる。知識の量に応じて最も適切な問題解決技法を用いるなど特徴が多く、将来性が期待される。
感覚入力への介入を用いた姿勢・歩行リハビリテーション

本研究の目的は、筋シナジー制御dynamicsの理解を通じて、革新的身体性リハビリテーション科学を開拓することであり、平成28年度末までに、本領域の他研究班と連携して動作計測または筋電図計測による筋シナジー測定の解析法と解析システムを整備し、実際の計測を開始した。平成29年度中には、芳賀・四津グループは、大脇・舩戸グループと共同し、先天性無痛症患者を対象に歩行時の筋シナジー計測、感覚代償装具を用いた介入の即時効果の検討を昨年度に引き続き行った。花川グループは、安静時機能結合MRIのpreprocessingにおいて歪み補正を行うことで、default mode network (DMN)の検出が上がることを示した。またパーキンソン病様の歩行障害を示す特発性正常圧水頭症の安静時機能結合MRIの機械学習解析を行い、歩行障害の程度を左右間の機能結合が予測できることを示すとともに、同疾患の症状である認知障害および排尿障害の程度の予測にも成功した。さらにパーキンソン病で、運動実行・運動想像だけでなく暗算の速度が低下していることを行動実験で示し、その責任回路が前頭葉基底核視床並行回路であることを示した。横井・杉グループは、脳卒中による筋シナジー制御異常の機能的電気刺激を用いた研究を担当し、手指のリハビリテーションを想定して目標とする手指姿勢を実現できるような刺激パターンを高速に探索する手法、上腕のリハビリテーションを想定して,大きな発揮筋力を誘発できる刺激波形、を主に研究しそれぞれ有効性の検証を行った。大脇・石黒グループは、重度の感覚障害を呈する片麻痺患者2名に対して、Auditory Footによる音フィードバック介入を実施し、歩行中のストライド長の上昇、麻痺側下肢に対する身体性注意量の上昇を確認した。芳賀・四津グループは、先天性無痛症の歩容異常の背景に筋シナジー制御の異常があるかを捉え、痛覚に代わる感覚介入をすることで筋シナジー制御や歩容を改善できるかを検証することを目的に、大脇・舩戸グループと協力し、動作解析・筋シナジー解析を同時に行い、1名の患者で感覚代償装具による運動学的な改善,筋シナジーの改善,足圧のピーク値低下を確認し、さらにリクルートした患者のデータ解析を進めた。花川グループは、楽器奏者に見られる局所性ジストニアを対象とし,健常者と異なる安静時機能結合ネットワークを検出し、また機能的MRIの所見と症状の相関を明らかにした。また安静時機能結合MRIにおける歪み補正の有用性、特発性正常圧水頭症の安静時機能結合MRIの機械学習解析などを進めた。さらにパーキンソン病における症状と責任病巣の研究を進めた。横井・杉グループは、機能的電気刺激による筋シナジー制御への介入を可能にするため、多点電極と二相性バースト変調矩形波とに基づくシステムの開発を進め、さらに脳卒中による筋シナジー制御異常の機能的電気刺激を用いた研究として、上肢のリハビリテーションを想定した適切な刺激パターンの有効性を検証した。大脇・石黒グループは、足底圧感覚を音情報としてフィードバックする感覚モダリティ変換装具を用い、片麻痺患者の歩行に対する短期および長期効果臨床効果を検討し、歩行中のストライド長の上昇、麻痺側下肢に対する身体性注意量の上昇を確認した。さらに先天性無痛症を対象とした計測に関し、芳賀・四津グループに協力した。このようにグループ内、グループ間での研究協力体制が整い、それぞれの目標をほぼ計画通りに実行することができた。平成30年度は本研究の最終年度に当たるため、当初の本研究の目的である、(1)固有知覚障害、脳卒中、神経疾患による運動障害患者、並びに健常者に共通の運動課題を課し、筋電図や脳機能画像測定を通じて、運動障害における筋シナジー制御器の機能を反映する脳内身体表現マーカーを同定する、(2)失われた固有知覚を別感覚で代替する装具、機能的電気刺激や局所麻酔薬による筋固有知覚の変更など、筋シナジー制御fast dynamicsを変える感覚入力がslow dynamicsを長期的にどのように変えるかを解明する、(3)医工連携により構成される筋シナジー制御器の数理モデルを活用し、運動障害の機能回復を効率的に導く新規リハビリ手法を提案し検証する、の3つを達成すべく、構築された研究協力体制を維持・発展しつつ、29年度までに蓄積したデータの解析を中心に研究を進める予定である。芳賀・四津グループは先天性無痛症を中心とした、下肢に感覚障害を有する患者を対象にすでに計測したデータの解析を進め、大脇・石黒グループと協力し、感覚入力を代償するような靴や装具の適切な設定を検討する。花川グループは、パーキンソン病、局所性ジストニアを主たる対象とし、機能的MRIや安静時機能結合MRIを用いて蓄積したデータの解析を進める。横井・杉グループは、平成28年度までに構築したシステムを用いて、脳卒中片麻痺患者を対象に蓄積した計測データの解析を進めることで、脳卒中患者の筋シナジー制御の異常を明らかにする。大脇・石黒グループは、実際の計測結果に基づき、感覚モダリティ変換装具の適切な条件設定を検討し、必要に応じて改良を重ね、他グループの研究での試用を継続する。

本研究の目的は、筋シナジー制御dynamicsの理解を通じて、革新的身体性リハビリ科学を開拓することであり、平成26年度には、運動障害における脳内身体表現のslow dynamics変容の理解と基盤技術開発を中心に、研究班内で共通に用いる運動課題を設計し、他研究班と連携して動作計測または筋電図計測による筋シナジー測定の共通プロトコールと解析法を樹立すること、運動障害における脳内身体表現のslow dynamicsを、筋シナジーを指標として分析すること、また、fast dynamicsへの介入がslow dynamicsをどのように変えるかを理解するため、感覚入力への介入前後における運動課題中の筋電図や機能的MRI計測に着手すること、を計画していた。平成26年度末までに、本領域の他研究項目と連携して動作計測または筋電図計測による筋シナジー測定の共通プロトコールと解析法を整備した。またこれと並行して、研究代表者らのグループ(芳賀・四津)は、研究分担者の大脇・石黒グループらと協力し、足圧-聴覚フィードバック装具をパイロットスタディーとして先天性無痛症患者4名に試用した。研究分担者の花川・北グループは、パーキンソン病について上部腰曲がりでは外腹斜筋の異常収縮が関わること、下部腰曲がりでは大腰筋が関わりうることを明らかにした。またすくみ足の定量的評価にむけた機器整備を行った。またジストニアについて、行動実験とfMRIによる神経基盤の検討を行い、小脳の活動がジストニア症状と関連しうることを明らかにした。研究分担者の横井・杉グループは、脳卒中を対象とする研究に向け、膝伸展運動を誘発するFESにおいて、どのような刺激パラメータが膝伸展運動を誘発しやすいのか、どのような刺激パラメータが脳活動を誘発しやすいのかを検証した。本研究の目的は、筋シナジー制御dynamicsの理解を通じて、革新的身体性リハビリ科学を開拓することであり、平成26年度末までに、本領域の他研究班と連携して動作計測または筋電図計測による筋シナジー測定の共通プロトコールと解析法を整備した。平成27年度中には、芳賀・四津グループは、大脇・舩戸グループと共同、動作解析・筋シナジー解析を同時に行えるシステムを構築した。花川グループは大脇・船戸グループと連携し、パーキンソン病及び健常高齢者を対象とした歩行および安静時機能結合fMRIの計測に着手し、また局所ジストニアを対象とし、経頭蓋磁気刺激、安静時機能結合fMRI、課題fMRIのデコーディング、拡散強調MRIによる白質統合性の解析などを統合的に行った。横井・杉らのグループは、多点電極FESシステムを開発し、多様な手指姿勢を誘発できることを確認した。またfNIRS計測とFESの併用による脳活動のSDの解析可能性を検討するために、健常者を対象にFESでFDへの介入を行いながらレッグプレス運動を行い、誘導されるSDを解析した。さらに片麻痺患者のためのサイクリング運動による筋シナジー評価のために、筋電計測およびエコーによる筋活動測定と、関節角と踏力、クランク角計測による運動測定を行うシステムを開発した。大脇・石黒グループは,提案した足底圧感覚を音情報としてフィードバックする感覚モダリティ変換装具を改良し、片麻痺患者を対象とし臨床効果を検討した。さらに芳賀・四津グループに協力し,先天性無痛症を対象とした計測の整備に関わった。このようにこれまでにグループ内、グループ間での研究協力体制が整い、実行することができた。今後は、当初の本研究の目的を達成すべく、構築された研究協力体制を維持・発展しつつ、さらに研究を進める予定である。
リスク・センシティブ確率制御における漸近問題とその応用

リスク・センシティブ確率制御に関連する2階エルゴード型Bellman方程式は,未知関数の1階偏導関数について2次の非線形性を持つ2階楕円型非線形偏微分方程式である.さらに特別な場合に限ると,エルゴード型Bellman方程式を満たす解は対数変換を通じて2階線形偏微分作用素の正値解(一般化された固有値問題)と同値であることが知られている.本研究では2階エルゴード型Bellman方程式の解(2階線形偏微分作用素の正値解)の構造を動機として,1階エルゴード型Bellman方程式に対しても2階の場合と同様の構造を持つか粘性解の枠組みで研究することを1つの目的としている.Donsker-Varadhanの大偏差原理においては,2階線形偏微分作用素の第一固有値(critical value),それに対応する固有関数が重要な役割を果たす.Donsker-Varadhan型大偏差原理におけるレート関数に関連して,2階線形偏微分作用素の第一固有値(critical value)はmin-max型変分表現を持つことが知られている.一方で我々の研究により,1階エルゴード型Bellman方程式に対しても第一固有値に相当するcritical valueが存在し,またそれに対するDonsker-Varadhanと類似のmin-max型表現が,対応する決定論的制御力学系のある種の安定性の下で成り立つことが示されている.この結果の拡張を試み,制御力学系が必ずしも安定性を持たない場合にも,1階エルゴード型Bellman方程式に対する同様のmin-max表現を示した.min-max型表現は確率論的アナロジーとして導入される量を用いて表されるため,安定性を持たない決定論的制御力学系の長時間挙動に対する研究に確率論的アプローチを与えるものと期待される.指数型汎関数の期待値を最小化するリスク・センシティブ確率制御においてある種の特異極限を用いて得られる微分ゲーム問題は,頑健性を考慮に入れたH無限大制御と捉えることができる.リスク・センシティブ確率制御との関連からこの微分ゲームにおいて制御がノイズと相関があるケースを考えるとき,通常使われる発展的可測な戦略は正しい戦略のクラスを与えない.近年,W.H.Flemingは発展的可測な戦略より狭いクラス「狭義発展的可測」を提案し,時間変数を離散化することにより微分ゲームにおけるIsaacs方程式と狭義発展的可測戦略から決まるゲーム値関数を対応づけた.この研究を動機として動的計画法(Dynamic Programming Principle)の観点から一般の有限時間微分ゲーム問題において,戦略のクラスが与えられたときそれから決まるゲーム値関数に対応する非線形半群とその生成作用素との関係を粘性解の枠組みで明らかにした.リスク・センシティブ確率制御におけるエルゴード型Bellman方程式は2階非線形楕円型偏微分方程式で,対数変換を通じて2階線形作用素の正値固有関数に対する固有値問題の一般化と考えられる.エルゴート型Bellman方程式における解は固有値に相当する未知定数と固有関数に相当する未知関数からなり,我々の先行研究において,2階線形作用素の正値解の構造と同様,エルゴード型Bellman方程式は第一固有値にあたるcritical valueを持ち,さらにcritical valueに対して第一固有値の変分表現を一般化したDonsker-Varadhanによるmin-max表現が成り立っことを示した.一方で,2階エルゴード型Bellman方程式においてノイズの大きさを表すパラメータを組み込み,ある種の特異極限をとることによりH無限大制御に関連した1階エルゴード型Bellman方程式を形式的に導出できる.2階エルゴード型Bellman方程式の解の構造に関する結果を考慮にいれ,粘性解の枠組みで1階エルゴード型Bellman方程式の解の構造を調べ,critical valueが存在することを近年示した.上記の結果を動機とし2階のmin-max表現を用いて特異極限操作を通じて形式的には1階エルゴード型Bellman方程式のcritical valueに対してもmin-max表現が成り立つことが期待されるが,2階のmin-max表現の結果とは独立に,1階エルゴード型Bellman方程式に対応する制御系がある意味で安定な場合,1階エルゴード型Bellman方程式におけるcritical valueがmin-max表現を持つことを証明した.リスク・センシティブ確率制御に関連する2階エルゴード型Bellman方程式は,未知関数の1階偏導関数について2次の非線形性を持つ2階楕円型非線形偏微分方程式である.さらに特別な場合に限ると,エルゴード型Bellman方程式を満たす解は対数変換を通じて2階線形偏微分作用素の正値解(一般化された固有値問題)と同値であることが知られている.本研究では2階エルゴード型Bellman方程式の解(2階線形偏微分作用素の正値解)の構造を動機として,1階エルゴード型Bellman方程式に対しても2階の場合と同様の構造を持つか粘性解の枠組みで研究することを1つの目的としている.Donsker-Varadhanの大偏差原理においては,2階線形偏微分作用素の第一固有値(critical value),それに対応する固有関数が重要な役割を果たす.Donsker-Varadhan型大偏差原理におけるレート関数に関連して,2階線形偏微分作用素の第一固有値(critical value)はmin-max型変分表現を持つことが知られている.一方で我々の研究により,1階エルゴード型Bellman方程式に対しても第一固有値に相当するcritical valueが存在し,またそれに対するDonsker-Varadhanと類似のmin-max型表現が,対応する決定論的制御力学系のある種の安定性の下で成り立つことが示されている.

この結果の拡張を試み,制御力学系が必ずしも安定性を持たない場合にも,1階エルゴード型Bellman方程式に対する同様のmin-max表現を示した.min-max型表現は確率論的アナロジーとして導入される量を用いて表されるため,安定性を持たない決定論的制御力学系の長時間挙動に対する研究に確率論的アプローチを与えるものと期待される.
分離商と純非分離商を用いた代数曲線束の研究

代数幾何学において代数多様体の分類は最も基本的な問題の一つである.この分類は代数多様体に付随する幾何学的不変量を用いて行われる.本研究では,曲線上に曲線が連なってできた曲面の分類に関して研究を進めた.特に,分類において不可欠である代数多様体の不変量の計算方法を開発した.代数多様体は複数の多項式の連立方程式解として定義されるが,複素数体を係数とする多項式だけではなく,より一般的な体を係数とする多項式で定義された代数多様体についても研究を進めた.特に,正標数体と呼ばれる体を考えた場合には,様々な新しい現象が現れ,それらを説明する理論を構築した.楕円曲線束の分離商の研究結果を,一般の曲線束の場合へ一般化することが出来た.半安定還元定理が示すように,(曲線上の)任意の曲線束は半安定還元を持つ曲線束への同変な作用による商の正則モデルで得られる.固定点のある場合に,曲線束のモデルを上手く選ぶことで現れる商特異点を有理特異点のみに出来ることを示した.また逆に,有理特異点のみを持つモデルを上手く選ぶことで商を正則に出来ることを示した.これにより,有限被覆の分岐に関する理論を応用して,曲線束の不変量を計算する道が開けた.これらの商は一般に平坦ではない,そこで,小平次元や多重種数の研究を念頭に,有限ではあるが平坦ではない射についても相対的双対化層を使って分岐因子を調べ,後の研究のために準備した.固定点のない場合は,代数的基本群の研究と関係して重要であることが例を通じて明らかになってきており,これに関しては曲線束に限らない一般次元の場合へも応用できつつある.また,曲線束を高次元化した代数多様体族についても特異ファイバーに関して研究を進めた.特に,楕円曲線束を高次元化したアーベル多様体族に関して,楕円曲線束の場合に知られている多重ファイバーの解消問題の拡張を与えた.楕円曲線束の多重ファイバーの解消問題は,ガロア・コホモロジーを使って周期と位数の問題と解釈し直すことが出来る.この問題は,ブラウワー群の分裂問題において乗法群をアーベル多様体に置き換えた問題と見做すことも出来き,この視点からラングとテートによって研究され始めた.この問題に関して,リジッド幾何によるp進一意化を用いて,アーベル多様体の退化が(一般的ではあるが)ある良い条件を満たす場合には,最良の結果を与えることが出来た.正標数の分離商に関して次の結果が得られた.正標数基礎体の標数をpとする.位数がpで割り切れる有限群が曲面に作用している場合,その商特異点についてわかっていることは少なかった.該当年度の研究により,有限群の位数が丁度一回だけpで割れ,さらにその群による作用が二軸に分かれている場合に,具体的な特異点解消の方法が得られた.またこれにより,この商特異点に付随する不変量の計算が可能となった.標数が零の場合には,この種の特異点はHirzebruch-Jung特異点と呼ばれている.この特異点はトーリック多様体を応用して特異点解消することができる,こうして得られた特異点解消に現れる例外因子は正規交差しており,その条件を満たす特異点解消の中で極小である.このような特異点解消は極小良特異点解消と呼ばれている.またこのとき,Hirzebruch-Jung連分数と呼ばれる連分数を用いて,特異点解消に現れる例外因子の自己交点数を計算することができる.今回の研究により標数が正の場合にも,これと類似した特異点解消を得ることができた.この特異点解消は極小良特異点解消であり,例外因子の自己交点数は丁度三つのHirzebruch-Jung連分数を用いいて計算することができる.これを実現するために,複素数体上の代数多様体の代数群による商特異点の特異点解消の類似を考えた.これは商を取る前に双有理変換することで商特異点をより扱い易い商特異点に置き換える方法である.今回の方法は,双有理変換の構成にトーリック幾何を応用することで得られた.また今回の結果は,大域的な場合に応用可能な形で局所的な場合に一般化している.代数群の主等質空間のデデキンド概型上のモデルに関する研究を行った.滑らかな準射影的代数群の主等質空間は構造代数群を係数とする関数体上のガロワ・コホモロジー群により分類される.本研究では,ガロア・コホモロジー群の元に対してモデルを定義し,ガロア・コホモロジー群の元のモデルが与えられたときに,一般点上の主等質空間から良い性質を備えたモデルが構成できることを示した.また,ガロア・コホモロジー群の元がモデルを持つことと,主等質空間が良い性質を備えたモデルを持つことが同値であることを示した.応用として次の結果を得た.(1)剰余体が完全である場合に,楕円束の退化ファイバーを分類した.結果として,既約成分の双対グラフの分類にはアフィン・ディンキン図形を拡張した図形が現れることがわかる.この結果は小平の分類の一般化であり,また,剰余体が代数的に閉じている場合とは異なる現象を観察できた.(2)完備離散付値体上のアーベル多様体の主等質空間上に,次数の小さな閉点が存在することを一定の条件のもとに示した.

ここでの条件は,剰余体とアーベル多様体の退化に関して課せられる.アーベル多様体の退化が特殊な場合や,主等質空間上の次数の小さな0-サイクルの存在については以前より幾つかの結果が知られていたが,今回の成果は閉点に関するものであり,次数の小さな0-サイクルの存在定理の精密化になっている.これらの結果を得るために,代数多様体のモデルと指数の関係についての研究結果を応用した.楕円束はファイバーが1次元であるが,その場合をもとに高次元の代数群の主等質空間のデデキンド概型上のモデルの構成ができた.また,次数の小さな有理点の存在問題へ構成したモデルを応用することができた.正標数体上の多様体のフロベニウス基底変換について研究し,得られた結果を多様体族の一般ファイバーへ応用した.最も重要な場合として,代数群のトーサーについて詳しく調べた.この場合,代数群の相対的フロベニウス写像により構造群を取り替えると,代数群のトーサーから新たな代数群のトーサーが得られる.このトーサーと元のトーサーのフロベニウス基底変換の間の関係を調べることにより,トーサー上の純非分離的な点を研究した.特に,代数群が超特殊アーベル多様体(superspecial abelian variety)である場合には,相対的フロベニウス写像の二回合成は同型の差を除き基礎体の標数倍写像と等しいので,この事実を用いてトーサーのガロアコホモロジーに於ける位数と純非分離的な点の最小次数の間の関係を明らかにした.1変数関数体上の楕円曲線の場合には,極小正則モデルを取ることで極小楕円曲面が得られる.逆に,極小楕円曲面の一般ファイバーは楕円曲線のトーサーとして記述できる.上述の結果を,楕円曲面の研究へ応用することで,底空間の曲線を相対フロベニウスで基底変換したときに,ファイバーの重複度の変化を調べることができる.結果として,一般ファイバーが超特異な(supersingular)であり,特異ファイバーの重複度が標数で割り切れる場合にフロベニウス基底変換を繰り返すことにより,重複度が周期的に減少してゆき,最終的に重複度が標数で割り切れなくなることを示した.また,これまでの研究で,代数多様体族の基本群の計算おいて,構造射が固有でない場合にStein分解を正規化に置き換える方法を用いたが,ファイバーの連結性が崩れる問題があった.この問題を解決するために連結性が保たれる条件について研究した.代数幾何学において代数多様体の分類は最も基本的な問題の一つである.この分類は代数多様体に付随する幾何学的不変量を用いて行われる.本研究では,曲線上に曲線が連なってできた曲面の分類に関して研究を進めた.特に,分類において不可欠である代数多様体の不変量の計算方法を開発した.代数多様体は複数の多項式の連立方程式解として定義されるが,複素数体を係数とする多項式だけではなく,より一般的な体を係数とする多項式で定義された代数多様体についても研究を進めた.特に,正標数体と呼ばれる体を考えた場合には,様々な新しい現象が現れ,それらを説明する理論を構築した.該当年度の研究により,困難と考えられてきたタイプの商特異点の特異点解消の例が数多く得られた.
β-TCPを用いた骨造成法の臨床的応用

本研究において、上顎臼歯部インプラント埋入前の骨造成の際においてβ-TCPを用いた新生骨は術後6ヶ月の段階において、生物学的にもインプラント埋入に十分な成熟度を持っており、また、インプラント埋入後にもさらに骨の成熟が期待できることが確認された。このことは、上顎臼歯部骨移植の際に必要な自家骨の採取を軽減させることができるだけでなく、さらに、骨代替材料として今後更なる発展を期待できる結果であった。本研究の目的は、インプラント埋入前における顎堤吸収の著しい患者での骨造成術において、人工骨材料である、β-TCPの有用性を検討するものである。β-TCPは整形外科領域では骨補填材料としての有用性は認められているが、歯科領域においてはいまだ不透明なままである。また、移植骨にインプラントを埋入するという特殊な環境下では、そのインプラントの埋入時期、移植骨の評価は重要な役割を占める。本研究の結果如何では、今後のインプラント埋入術において骨造成術がより身近なものとなることは必至であり、また術後のインプラント埋入時期の決定に生物学的根拠を与えるものである。つまり、本研究において現在開発の進められている人工骨材料であるβ-TCPについてインプラント埋入前の骨代替材料としての評価及び、インプラント埋入時期の生物学的根拠を明らかにすることを目的としている。H19年度は、本研究に同意の得られた患者様より検体を頂き、染色を行なっている。H20年度もさらに検体を頂き組織学的評価を行なう予定としている。現在のところ、6例の検体の評価を行なっているが、移植骨において、既存骨により近い部位のほうが、骨の成熟は早い結果が得られている。また、骨移植後6ヶ月の段階では、骨は成熟段階であり、今後さらに成熟していくことが予想されてた。本年度もさらに検討を行ない一定の知見を得る予定である。「研究の目的・方法」研究の目的は、従来用いられてきたインプラント埋入前の骨造成において、人工骨(β-TCP)を用いた、術後6カ月時点での骨の組織学的評価を行いインプラント埋入に際して、適切な時期を再考することおよび、人工骨を応用した造成骨が今後インプラントの支持について生物学的に有用であるか否かの考察を行うことを目的としている。今回、インプラント埋入前に骨造成が必要とされた患者で、骨造成後6カ月時点での検体の採取および、X線学的評価について同意の得られた患者について検討を行った。「研究結果」今回の結果では、すべての症例についてインプラント埋入に十分な骨形成が認められた。また、組織学的検討については、Osteocalcin, Runx2、トルイジンブルー染色を用いた。骨形成については部位によって成熟段階に差が認められ、母骨、骨膜に近い部位のほうが、上顎洞粘膜側と比較して成熟段階が早く、骨形成量が多い結果が得られた。「考察」今回の結果より、人工骨(β-TCP)を用いた上顎洞底挙上術術後の造成骨は、骨形成段階の途中であり、今後さらに成熟する可能性が示唆された。また、骨形成には部位による成熟段階に差が認められ、インプラント埋入部位および、初期固定に関与する可能性が示唆された。
「逆」情報推薦による供給側の情報品質向上を支援する推薦システムの研究開発

情報推薦はユーザに効率よく意思決定支援を行う。今までの研究は「ユーザ=消費者」ということが前提で、例えば顧客に商品・情報を薦めることが主要目標である。本研究は逆に、情報供給者・生産者をユーザと捉え情報利用者・消費者との合致度から供給者に品質向上に即時に有益な情報(商品・サービス・発信情報・など.)を提供するということを目標とする。研究成果は供給者側への情報推薦による商品の改良、ネットワーク侵入・迷惑メール対応、情報発信サイトへの応用が期待される。
情動知能と運動に対する自己効力感の差による運動時の脳波の違いに関する研究

本研究は,自他の情動の理解を示す情動知能や運動に対する自信の度合いを示す自己効力感によって,運動経験がどのような影響を与えているのかを脳波などの生理学的な指標も用いて検討する研究である.今までの研究では,運動経験による心理的指標の差を検討しており,心理的指標による差によって運動経験のとらえ方が異なるという視点の研究は少ない.本研究の成果は,運動指導者の養成や運動によるメンタルヘルスの影響を明らかにするための一助にもなると考えている。
植生回復における水圏-生物圏相互作用

滋賀県比良山地東斜面の大谷川流域内に3つの実験流域を設定して現地調査をおこなった.直列3段型タンクモデルがこれらの流域について適用できることが示された.ただし,中谷流域については直接流出をシミュレートする最上段タンクのパラメーターを変える必要があった.これはこの流域の大部分を占める,かつて裸地であった斜面の浸透能が裸地のそれに近いことを反映したものである.また流出特性と水温・水質の観測結果から,ここでは夏季の強雨の大部分が直接流出となり,地下水は主に融雪水で涵養されていることが,うかがえる.比良断層の断層崖の上流端を縁取る侵食前線よりも上流の山頂平坦面に属する小流域では,土層調査と自記テンショメーターによる斜面流観測を行った.土層断面から試料を採取して細粒物質の含有量と鉱物分析を行った結果,化学的風化はあまり活発ではないが,物理風化がゆっくり進行し,粘土粒径の細粒土がつくられ,斜面流によって移動し,特定の部位に集積し,それにしたがって土層が局部的に沈下して,今見られるような微地形が形成されたことが推測された.自記テンショメーターによって観測された土層中のサクションの分布は湧水の中間流出成分と密接な関係があることを示す.このことから,B層の飽和によって透水係数が急増し,斜面に沿って下方への流れが卓越するものと思われる.侵食前線上およびその下流側の荒廃傾向にある部分での水文地形学的プロセスの調査は地上写真の撮影とディジタル地形モデルの数値解析によって行った.植生が貧弱であるために,冬の無雪期に表層土が凍結し,それが融解するときに流動して地面削剥と植生回復の阻害が起こることがわかった.マクロ的な地形分析の結果,そのような部分は火山山腹と新しい断層崖に共通的に見られる,傾斜が比較的急で凹凸度や傾斜変換が少ない特殊な斜面であることがわかった.滋賀県比良山地東斜面の大谷川流域内に3つの実験流域を設定して現地調査をおこなった。過去にやや大規模な斜面崩壊が多数発生し,その跡地が裸地として残っているが,現在は植生状態が良好な大岩谷流域と過去の斜面崩壊に引き続く表面侵食のために土壌が貧弱で,現在も部分的に山腹砂防工事がおこなわれている中谷流域については以前から水文観測をおこなっている。分担者らが滋賀県北部の植生の良好な山地に適用した直列3段型タンクモデルがこれらの流域についても適用できることが本研究で示された。ただし,大岩谷流域についてはこれらの流域と同じパラメーターの値が適合したが,中谷流域については直接流出をシミュレートする最上段タンクのパラメーターを変える必要があった。これはこの流域の大部分を占める,かつて裸地であった斜面の浸透能が裸地のそれに近いことを反映したものである。また流出特性と水温・水質の観測結果から,ここでは夏季の強雨の大部分が直接流出となり,地下水は主に融雪水で涵養されていることが,うかがえる.中谷源流部の山頂緩斜面では植生状況が良好で,侵食作用は緩慢であるが,マスムーブメントと関係のある特異な微地形がみられ,またそれは植生とも密接な関係があることが準備段階で見いだされていた。この部分に小さい実験流域を設定し,量水堰を設置したほか,斜面にテンショメーターを設置して土壌水分の時間的変化を深さ別に観測し,特異な微地形を含む斜面で土壌をサンプリングし,土壌物理定数を計測した。その結果,表土層は数万年以上にわたるゆっくりした風化作用によって生成され,粘土粒子を多く含み,保水性が良好であり,独特な形式の中間流出を形成することが見いだされた。大谷川流域は全体的に植生回復過程にあるが,水文地形学的特性は見かけの植生回復よりも遅れて変化すると言うことができる。滋賀県比良山地東斜面の大谷川流域内に3つの実験流域を設定して現地調査をおこなった.直列3段型タンクモデルがこれらの流域について適用できることが示された.ただし,中谷流域については直接流出をシミュレートする最上段タンクのパラメーターを変える必要があった.これはこの流域の大部分を占める,かつて裸地であった斜面の浸透能が裸地のそれに近いことを反映したものである.また流出特性と水温・水質の観測結果から,ここでは夏季の強雨の大部分が直接流出となり,地下水は主に融雪水で涵養されていることが,うかがえる.比良断層の断層崖の上流端を縁取る侵食前線よりも上流の山頂平坦面に属する小流域では,土層調査と自記テンショメーターによる斜面流観測を行った.土層断面から試料を採取して細粒物質の含有量と鉱物分析を行った結果,化学的風化はあまり活発ではないが,物理風化がゆっくり進行し,粘土粒径の細粒土がつくられ,斜面流によって移動し,特定の部位に集積し,それにしたがって土層が局部的に沈下して,今見られるような微地形が形成されたことが推測された.自記テンショメーターによって観測された土層中のサクションの分布は湧水の中間流出成分と密接な関係があることを示す.このことから,B層の飽和によって透水係数が急増し,斜面に沿って下方への流れが卓越するものと思われる.侵食前線上およびその下流側の荒廃傾向にある部分での水文地形学的プロセスの調査は地上写真の撮影とディジタル地形モデルの数値解析によって行った.

植生が貧弱であるために,冬の無雪期に表層土が凍結し,それが融解するときに流動して地面削剥と植生回復の阻害が起こることがわかった.マクロ的な地形分析の結果,そのような部分は火山山腹と新しい断層崖に共通的に見られる,傾斜が比較的急で凹凸度や傾斜変換が少ない特殊な斜面であることがわかった.前年度に引き続き滋賀県比良山地東斜面の大谷川流域内で各種の調査・観測を行った.比良断層の断層崖の上流端を縁取る侵食前線(傾斜変換線)よりも上流の山頂平担面に属する小流域では,前年度に引き続いて土層調査と自記テンショメーターによる斜面流の観測を行った.またこの小流域下端部の2つの湧水の流量と大谷川流域を構成する2つの主要な支流の流量も観測した.山頂緩斜面における特異な微地形の成因を明らかにするために,土層断面から資料を採取して細粒物質の含有量と鉱物分析を行った結果,化学的風化はあまり活発ではないが,長い年月の間に物理風化が進行し,粘土粒径の細粒土がつくられ,斜面流によって移動し,特定の部位に集積し,それにしたがって土層が局部的に沈下して,今見られるような微地形が形成されたことが推測された.自記テンショメーターによって観測された土層中のサクションの分布は湧水流量から分離される中間流出成分と密接な関係があることが見いだされた.すなわち,B層内のサクションが低下し,この層が飽和すると中間流出が生起し,降雨後飽和層が消滅すると中間流出も消失する.このことから,B層の飽和によって透水係数が急増し,斜面に沿って下方への流れが卓越するものと思われる.侵食前線上およびその下流側の荒廃傾向にある部分での水文地形学的プロセスの調査は地上写真の撮影とディジタル地形モデルの数値解析によって行った.植生が貧弱であるために,冬の無雪期に表層土が凍結し,それが融解するときに流動して地面削剥と植生回復の阻害が起こることがわかった.マクロ的な地形分析の結果,そのような部分は火山山腹と新しい断層崖に共通的に見られる,傾斜が比較的急で凹凸度や傾斜変換が少ない特殊な斜面であることがわかった.
B-N配位結合を駆使したアミン硬化エポキシ樹脂の革新的化学修飾法の開発

エポキシ樹脂は、3員環エーテルであるエポキシ基を有する多官能性化合物とアミンに代表される硬化剤との重付加反応を利用して合成される架橋高分子である。高強度・絶縁性・耐熱性・耐摩耗性・耐薬品性・接着性など多くの特徴を備えた高性能、多機能樹脂として、接着剤・塗料・電子部品・複合材料など、広汎な用途に利用されている。エポキシ樹脂に関する科学技術はかなり成熟しているが、硬化後の化学修飾や物性変換の難しさ、さらに分解性の低さは長年の大きな課題となっている。本研究では、重合反応によりエポキシ樹脂中に生成する分子骨格にスポットライトを当てて、「エポキシ樹脂イノベーション」を展開することを目指す。
シェーグレン症候群患者B細胞亜群に特化した治療標的分子の探索

申請者はシェーグレン症候群(SS)の病態の中心を担うCD38highIgD+B細胞亜群の機能とSS病態における役割を明らかにした。そこで、CD38highIgD+B細胞亜群の機能についてより詳細な分化やIgG産生の分子機序を明らかにする。同時に、SS病態モデルマウスを用いて、ヒトのCD38highIgD+B細胞にあたるB220+IgM+IgD+細胞のノックアウトマウスを作成してSSの特徴的な症状である自己抗体産生亢進や涙腺、顎下腺への炎症細胞浸潤などを指標にSSの病勢緩和を検証する。他領域で臨床開発が進められている抗CD38モノクローナル抗体による標的治療の可能性について探る。
誘電体超薄膜を用いた金属-半導体接合の安定化

半導体-金属接合では一般に電流-電圧特性はpn接合のような優れた整流性は得にくいが、もし安定な誘電体超薄膜がSi基板上に再現性良く堆積できれば、トンネル電流による電気伝導が起こり、かつ界面が安定しているため良好な整流性を持つ接合の実現が期待される。本研究では、清浄化されたSi表面上に光CVDにより低温で数50ÅのSiO_2誘電体超薄膜を再現性良くSi基板上に成長させ、その構造的、光学的性質を明らかにし、またMOSダイオ-ドの安定な整流性を得ることを目的とする。SiO_2薄膜は重水素ランプを用いた光CVD法により成長した。Si基板を200°CでF_2により5分間清浄化した後、原料ガスを流量比SiO_2H_6/O_2=0.051で流し、圧力0.2Torrで成長をした。成長膜の膜厚は偏光解析法により求めた。熱酸化膜は、数十100Å位のものでも赤外透過スペクトルが変化し、基板に近い所では構造遷移領域が存在する。これに対して光CVDでは20Å以下の非常に薄い膜でも、厚い膜と同じスペクトルをもっており、構造遷移領域は非常に薄いと考えられる。つまり、光CVDで非常に薄く安定なSiO_2膜を成長できることがわかる。1/C^2-Vのプロットから得られたバリアハイトは、Schottkyダイオ-ドで0.60Vであるのに対してMOS構造のものは0.75Vで高くなった。MOS構造のI-V特性は逆方向の電流が大変小さくなりShottky接合よりも整流性の良く、nファクタ-は1.07とよい値を示した。Au/Si接合では低温界面固相反応がおこり、AuとSiの合金層のために、バリアハイトが低くなるが、SiO_2膜を挟むとそれが防がれ、より高いバリヤハイトが得られるために逆方向電流が抑えられる。界面固相反応によるSiのAu中での拡散をAu表面の微量SiO_2の高感度反射赤外分光により調べた。作製後2時間経過したShottky接合では、SiO_2による吸収が見られるが、MOS構造では作製後27時間経過してもSiO_2はみられず安定な接合であると確認された。
「地方創生資源」の地域生涯学習教材としての活用に関する研究

【研究目的】本研究は、2016年度「JSPS科研費(奨励研究)」の助成を受け推進した「岡山地域資源教材の『地方創生資源』としての活用に関する研究」の成果を基軸とし、当該地域社会との協働で、その成果を広く提示する方策を探るものである。2017年度研究は、「岡山地域資源教材」を「地方創生資源」として、地域生涯学習活動へ応用活用するための方策を探ることを目的とした。【研究活動】≪井笠文化圏域での活動≫1「岡山県高校教育研究会国語部会備中支部」、現任校の所在地-「笠岡市教育委員会生涯学習課」、「岡山と文学製作委員会」協働研究のコーディネイト。-木山捷平文学選奨(笠岡市、全国対象)予備選考システムの企画・立案。2歌人小宮山輝氏(笠岡市出身、日本文芸家協会会員、岡山県歌人会会長)への取材。歌碑除幕式、関連「万葉学会」(岡山大会)への参加。3児童文学者千葉幹夫氏(笠岡市在住、坪田譲治-縁の作家)への取材。笠岡市教委生涯学習課市立図書館との共催、講演・対談会開催。4高校現場における公開授業。(笠岡工業高校1年「国語総合」、木山捷平作品、グループによるアクティブラーニング)≪岡山文化圏域での活動≫1東京中央線沿線と郷土作家の関係の調査。岡山県立図書館における調査報告会の開催。(2回)2新たな研究対象として、郷土作家近松秋江と「阿佐ヶ谷会」作家との関係確認。3岡山古写真DB委員会との協働による地方創生資源発掘提示のための講演会開催。4岡山市文化振興課依頼による坪田譲治顕彰「市民の童話賞」予備選考委員会の統括、同授賞式への参加。(新地方創生資源の発掘)≪評価・成果報告≫活動内容別に研究助言者・関係研究団体による評価・助言。平成30年夏に、県立図書館において本研究の「成果報告会(2回)」を行う予定。
未知の光受容体シグナル因子による器官特異的な生長制御機構の解析

光受容体フィトクロムシグナルにおいて、生長を促進する器官(葉身や子葉など)と、生長を抑制する器官(葉柄や胚軸など)とで異なるシグナル伝達機構が存在するとその分子メカニズムはほとんど不明のままである。平成18年度、我々は器官特異的に機能する、新奇フィトクロムシグナル因子の単離、探索のため、大規模なマイクロアレイ解析を実施した。その結果、葉身と葉柄とでフィトクロムシグナルに応答して発現変動する遺伝子群を明らかにした。さらに、これらを用いて統計解析と比較解析を行い、葉身において69遺伝子、葉柄において118遺伝子まで絞り込んだ。平成19年度では、これらの遺伝子グループの分析を行った結果、葉柄ではフィトクロムシグナル、オーキシン、ブラシノステロイドの、3者間の相互作用が考えられた。そこで、この仮説を検証するため、フォトクロム変異体phyB、オーキシン変異体doc1、さらにブラシノステロイド変異体rot3を用い、遺伝的相互作用を解析した。これらの解析により、フィトクロムシグナルによる葉柄特異的な生長制御には、(1)phyBシグナルによるオーキシン内生量の調節、(2)葉身から葉柄ヘオーキシン輸送、(3)葉柄におけるブラシノステロイドとオーキシンとの相互関係による細胞伸長、という複数のステップ制御の仕組みが明らかとなった。さらに、前述のマイクロアレイ解析の結果より、葉柄においてのみ発現変動するオーキシン関連遺伝子、ブラシノステロイド関連遺伝子が示された。これらは、葉柄特異的な未知のフィトクロムシグナルの有力な候補因子であり、本研究の重要な成果である。器官特異的な光受容体シグナル伝達機構を解明するため、鍵となる因子が明らかになったことから、器官特異的な発現ネットワークの分子メカニズムを解明に向け大きく前進することができた。植物の生長制御は、光環境に応じて生長が促進される器官と抑制される器官とに分けられる。これまでの解析から、葉身・葉柄の各々異なった光応答生長は、光受容体フィトクロムが重要な働きをしていること報告されている。しかし、そのシグナル伝達メカニズムについてほとんどわかっていない。本研究目的である器官特異的な光応答メカニズムを制御する新奇因子を単離、探索するため、平成18年度は大規模なマイクロアレイ解析を実施した。光受容体フィトクロムは、赤色光を吸収すると活性型Pfrへ、近赤外光を吸収すると非活性型Prへと素早く転換する。そこでこの性質を利用して、植物に近赤外光パルスを照射することにより植物体内におけるフィトクロムシグナルを消失させ、その際の遺伝子発現変化を葉身・葉柄に分離してモニターした。その結果、2つの大きな特徴が見いだされた。(1)本葉において、フィトクロムがPfrからPrへ転換することによって発現変動する全遺伝子中、葉身・葉柄間で発現パターンが共通して見られる遺伝子は全体の3割にも満たないことがわかった。このことから、各器官におけるフィトクロムシグナル伝達機構が大きく異なることが強く示唆された。さらに、葉身・葉柄で異なった発現パターンを示した遺伝子の中に重要な器官特異的フィトクロムシグナル伝達因子が含まれている可能性が考えられた。(2)植物ホルモンであるオーキシンに応答する遣伝子が、全発現変動遺伝子の中で6割を占めることがわかった。この値は、その他の植物ホルモンの場合と比較して顕著に高いことから、本葉のフィトクロムシグナル応答にはオーキシン制御が大きく関与している可能性が示された。今年度は、(1)と(2)の結果より、葉身、または葉柄特異的なフィトクロム応答するオーキシン関連遺伝子に着目し解析を行う予定である。
電気化学式ガスセンサーの劣化原因の究明に関する研究

電気化学式(定電位電解)式センサの劣化の主原因は電極の特性変化であると考えられている。しかし、これまでに電極表面の解析に適切な分析法が使えず、情報の蓄積が少なかったが本校に最新鋭のESCA装置が導入され、センサの電極表面の解析とセンサ出力の劣化に関研究を報告する。今回は、センサの金電極上のカーボン生成が、センサ出力の低下と関連すると予想されため、次の3種の電極について検討を行った。1.新品電極;センサーに一度も組み込んでいない電極。2.2年経時電極;2年間経時試験した電極、センサ出力は初期の50%を維持。3.クレームセンサの電極;現場でセンサ出力感がゼロ近くなったセンサの電極。「新品電極」と「2年経時電極」では、ESCAの光電子スペクトルからはAu(金)、C(カーボン)、F(フッ素)のピークが確認された。しかし、CやFは最表面のみであった。一方、現場で感度低下を起こしたセンサの電極では、深さ方向にもCやFが多く存在することが確認でき、他の2種類の電極との明らかな違いが見い出せた。今後の計画としては、各種の有機溶媒添加によるカーボン生成の確認(電気化学測定)、カーボン生成が容易な蒸気雰囲気でのセンサ経時特性評価(ガス出力測定)、総合検討;センサの出力劣化の対策の検討を予定としている。