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町村合併と自治体組合についての研究-フィンランドの事例を中心に-

8月26日には北海道奈井江町で行われたセミナーにおいて「フィンランドの連合自治」というテーマで講演を行い、これまでの研究で明らかにしたことを発表した。そのほか北海道町村会の発行する政策情報誌において、2回(2005年No.52,NO.54)日本の地方自治の研究者と対談の形式で、フィンランドの自治体組合についての研究内容を発表した。現在は成果報告書の公表にむけて最終のまとめを行っている。
炭酸カルシウム系シングルソースマルチターゲット吸着剤の開発

本研究では、炭酸カルシウムに対する吸着現象を対象として、炭酸カルシウムでのみ発現する機能を探索する。この場合、吸着サイトの質と量を決める「結晶多形」と「比表面積」の制御がキーとなるが、その両者を満足する炭酸カルシウムの合成法の報告はなかった。こうした中、我々は結晶多形を任意の割合で制御可能な、大きな比表面積(50200 m2/g)を有する多孔性炭酸カルシウムの合成に成功した。本研究では、多孔性炭酸カルシウムの(1)多形と重金属イオン種(1成分、あるいは多成分系)との反応性、(2)多形が難水溶性薬物の溶解性に及ぼす影響、の2つを明らかにする。
インフラマゾームによるRNAウイルス認識機構の解析

本研究では、脳心筋炎ウイルス(EMCV)が、その非構造2Bタンパク質でNLRP3インフラマゾームを活性化させて、炎症に関わるサイトカイン(IL-1beta)を誘導していることを明らかにした。これはこれまでに知られていたRNAウイルス認識機構とは異なる全く新しいウイルス認識機構である。また麻疹ウイルスの非構造Vタンパク質がNLRP3と相互作用してその活性化を抑制していることを明らかにした。TLRsやRLRsによるウイルス認識機構は、ウイルス認識に関わる核酸の構造に至るまで、この10年で多くのことが理解された。これとは対照的に、NLRP3インフラマゾームによるRNAウイルス認識機構は不明な点が多い。申請者は以前にインフルエンザウイルスでは、プロトン選択的なM2タンパク質がNLRP3インフラマゾームを活性化させていることを明らかにした。本研究では、麻疹ウイルスの非構造Vタンパク質がNLRP3と相互作用してその活性化を抑制していることを明らかにした。また同じRNAウイルスの脳心筋炎ウイルス(EMCV)が、その非構造2Bタンパク質でNLRP3インフラマゾームを活性化させていることを明らかにした。このNLRP3の活性化には、2Bタンパク質が小胞体やゴルジ体に局在することが必要で、これらの中で高く保たれているカルシウムイオンを細胞質中へ流出させる反応がNLRP3インフラマゾームの活性化に必要であった。このようなウイルスのイオンチャネルタンパク質(viroporin)による、新しいウイルス認識機構の概念は、最近になって認識されつつあり、Triantafilouらは、human respiratory syncytial virus(RSV)のviroporin SHが、インフラマゾームの活性化に関わっていることを示している。このようにRNAウイルス感染によるNLRP3の活性化には、TLRやRIG-IがウイルスRNAを認識しているのとは異なり、細胞質中のイオンバランスの変化が必要であることが示唆された。インフラマゾームは、caspse-1を活性化させるための細胞内タンパク質複合体である。活性化caspase-1は、細胞内未成熟型IL-1betaやIL-18を切断して成熟化する。これまでの研究で、NLRP3インフラマゾームは、インフルエンザウイルス、EMCV、VSVなどいくつかのRNAウイルスを認識することが示されている。一方、VSVはNLRP3非依存的にRIG-Iインフラマゾームを活性化するという報告もある。本研究で我々は、麻疹ウイルスがヒト単核細胞THP-1からcaspase-1依存的にIL-1betaを誘導することを示した。siRNAを用いた遺伝子ノックダウンの実験から、麻疹ウイルス感染THP-1細胞は、RIG-IではなくNLRP3インフラマゾーム依存的にIL-1betaを誘導していることが明らかとなった。さらに麻疹ウイルスのVタンパク質を欠損させたウイルスは、野生型の麻疹ウイルスと比較して高いレベルのIL-1betaを誘導した。麻疹ウイルスのVタンパク質を恒常的に発現するTHP-1細胞は、NLRP3インフラマゾーム依存的なIL-1betaの誘導を有意に抑制した。さらに麻疹ウイルスVタンパク質はそのC末端ドメインで、NLRP3と相互作用していることが明らかとなった。これらのことから、麻疹ウイルスVタンパク質は、NLRP3と相互作用することによりNLRP3インフラマゾーム依存的なIL-1betaの分泌を抑制していることが示唆された。NLRP3インフラマゾームの活性化は、ウイルス特異的な獲得免疫応答の誘導に必要である。麻疹ウイルス感染による一過性の免疫抑制は、麻疹ウイルスVタンパク質がNLRP3インフラマゾームの活性化を抑制していることと部分的に関係している可能性があり、効果的なワクチン開発や麻疹ウイルスの病原性発現機構の理解に役立つ可能性がある。麻疹ウイルスVタンパク質の他に、自然免疫系におけるインターフェロン経路を阻害するものとして、ウイルス非構造タンパク質のCタンパク質がある。またI型インターフェロンは、NLRP3インフラマゾームの活性化を抑制するという報告もあることから(Guarda et al. Immunity. 2011Feb 25;34(2):213-23)、今後は麻疹ウイルスV, Cタンパク質によるインターフェロン経路阻害効果とNLRP3インフラマゾーム抑制効果との関連についても調べる。EMCVによるNLRP3インフラマゾームの活性化機構に関しては、ウイルスRNAのトランスフェクションではNLRP3依存的なIL-1bの産生が認められないことが明らかとなった。ウイルスRNAはNLRP3インフラマゾームを活性化しなかったので、今後はウイルスタンパク質がNLRP3インフラマゾームの活性化に関係しているかを調べていく予定である。インフルエンザウイルスのM2タンパク質(H+チャネル)と同様、EMCVにはCa2+チャネルとして機能していると考えられている2Bタンパク質がある。この2Bタンパク質を細胞に発現させたときに、NLRP3インフラマゾーム依存的なIL-1bの産生が認められるかを観察する。2Bタンパク質がNLRP

3インフラマゾームの活性化に関係していた場合、どのようなCa2+の動きがNLRP3インフラマゾームの活性化に必要かを調べる。細胞質中のCa2+濃度は、細胞外や小胞体、ゴルジ体の1/10000程度に低く保たれている。そこで細胞外からのCa2+流入が必要なのか、小胞体やゴルジからのCa2+流出が必要なのかを調べるため、培養液中にCa2+をキレーとするEGTA、または細胞質中でCa2+をキレートするBAPTA存在下での、EMCV感染によるNLRP3インフラマゾームの活性化を調べる予定である。直接経費1,600,000円のうち、物品費(消耗品)1,400,000円、旅費150,000円、その他(論文投稿料など)50,000円の予定である。
地盤の影響を考慮した杭基礎の大地震後の残存軸耐力の評価方法

大地震の発生時に建築物の杭が折れて沈下や傾斜が生じ,使用できなくなる被害が見られている.これを防ぐには,地震による杭の損傷の程度とその時の建築物を支持する能力との関係を適切に評価することが必要である.一方で,杭が損傷しても周りの地盤が建築物を支持できる場合もあると考えられる.そこで本研究では,過去の被害調査や数値解析および現場実験による検討を実施して,杭と地盤の両方が組み合わされて建築物を支持する能力について明らかにし,設計手法を提案する.大地震の発生時に建築物の杭が折れて沈下や傾斜が生じ,使用できなくなる被害が見られている.これを防ぐには,地震による杭の損傷の程度とその時の建築物を支持する能力との関係を適切に評価することが必要である.一方で,杭が損傷しても周りの地盤が建築物を支持できる場合もあると考えられる.そこで本研究では,過去の被害調査や数値解析および現場実験による検討を実施して,杭と地盤の両方が組み合わされて建築物を支持する能力について明らかにし,設計手法を提案する.
震災住宅の補修・補強成立条件とその復興過程に及ぼす影響評価

本研究では、1994年北海道東方沖地震と1995年阪神・淡路大震災の2つの地震による被災地区をケーススタディとして、震災住宅の補修・補強手法、災害事後対策の実態を調査した。1994年北海道東方沖地震で著しい被害を被った中標津町における被災住宅の修理復旧状況について、役場からの聞き取り及び町内現状調査を行った。1994年北海道東方沖地震の事例では災害の規模が比較的小さく、限定的であったため、補修がより有効に機能していた。1995年兵庫県南部地震に関して、家屋の損壊と事後対策に関する資料収集、文献調査を行った。被災度判定の経過、融資・公的補助の内容、災害情報の資料等により、震後対策の時系列的整理を試みた。兵庫県南部地震による住宅全半壊は15万棟に達し、そのうち約12万棟が要解体とされた。取り壊された家屋は、また大量の瓦礫となって輸送・分別・再利用・埋め立てなど困難な問題を被災地にもたらした。地震から5カ月後の解体実績では神戸市で発生率50%、他の市町村で処理率が60%程度に留まる。半壊住宅であっても適切な応急修理を行えば当面住むところは確保されるわけで、居住地を遠く離れ狭い仮設住宅に入居する必要がなくなる。適切な修理・補強技術の開発普及が急がれる。今後の課題として住宅復旧の意思決定過程を検討し、修理補強か取り壊しかの選択がコミュニティの復興に及ぼす影響と問題点を明らかにしたい。
組立・分解性を考慮した分割形状デザイン支援

本研究は組立・分解性を考慮した分割形状のデザイン支援手法の構築を目的とする.特に,組立・分解性を保証しつつ,かつユーザの意図も反映した分割形状のデザイン支援手法について研究を行う.既存の幾何パズルは立方体など単純なプリミティブ形状が多いが,本研究では分割形状のデザイン支援に加え,幾何パズルの機構を一般化することで複雑な外形を有するパズルのデザインを可能とする.本研究は組立・分解性を考慮した分割形状のデザイン支援手法の構築を目的とする.特に,組立・分解性を保証しつつ,かつユーザの意図も反映した分割形状のデザイン支援手法について研究を行う.既存の幾何パズルは立方体など単純なプリミティブ形状が多いが,本研究では分割形状のデザイン支援に加え,幾何パズルの機構を一般化することで複雑な外形を有するパズルのデザインを可能とする.
確率過程量子化に見る現代物理学における時間概念のコペルニクス的転回

「客観的な確率とは何か」という観点から、いくつかの問題点を洗い直した。まず、エヴェレットの立場(多世界解釈に発展する前のオリジナルのもの)を「客観的確率」のメタ解釈の一つとして考え、エヴェレット流の解釈から如何にしてボルンの規則が導かれるのか、その数学的側面および概念的側面に取り組んだ。ベクトルのノルムに予め意味を与えなければ、導かれるボルンの規則にも意味が与えられない。このことと数学上の導出の問題とを混同すべきではない、という点を論じた。また、エヴェレットの解釈と傾向性解釈との中間点に、新たな量子力学解釈を見出した。「同等に実在的(equally realistic)」ではなく「同等に可能的(equally probabilistic)」に(そして同時に)存在すると考える。可能性の一つが実現されるように見えるのは、我々意識存在の問題であり、複数の事象の在り方の問題ではない。本年度はこの解釈について考察したが十分でなく、次年度も引き続いて考察対象に挙げられる。他に、ポパーの反証主義と量子力学の関係を論じた。反証主義の例として挙げられるものは常にアインシュタインの相対性理論であり量子力学ではなかった。反証不可能な非科学的議論であった量子力学の概念的議論が、ベルの定理によって経験科学となっていく模様が、反証主義のフィルターを通すことでわかりやすく整理される。また、Nagasawaの理論と概念的問題の関係を整理し直し、初期条件の変化がその後の遷移確率に影響を与え干渉を生じさせることについて、古典力学と対応付けながら正当化した。また、非局所性と関連付けることで、今後の課題を明確化した。いずれに関しても、論文発表準備中(投稿予定、査読待ち等)である。確率過程による量子力学の定式化を正当化し、微視的世界の実在を保証するために、確率過程量子化において用いられている時間反転対称性の概念的基盤の構築を行った。量子力学解釈において最重要課題である位相関数の存在についての、時間反転対称性によるアプローチ。特に、時間区間を固定する確率変分学を、古典的最小作用則のような閉じた時間での運動という考え方と対応付けて概念的正当化する試み。またそれによる哲学的含意として、まず、物理的な時間の向きの消失、逆向き因果等が考えられるが、人間の記憶・予測・行為・自由と関わってくるために詳細は持ち越し。今一つの哲学的含意は、確率概念に関するもので、これまでの人間の無知の数量化としての主観的確率から、物理法則としての客観的確率への変化の必要性。客観的確率概念によって初めて過去と未来の全ての可能性が現在の在り方(特に遷移確率)に影響していることを正当化できる。それは逆に、これまでの確率論・確率過程論の体系が、主観的確率を基盤に構成されてきたものであることを論証することになる。客観的確率に関する更なる詳細な考え方としては、ポパーの傾向性解釈と、エヴェレットやドウィットの多世界解釈が挙げられる。どちらが正しいかは、現在の遷移確率が存在するのか、あるいは存在するとしたらどの時点で定まるのかに依存すると予想される。また、スピノルなどの簡単な離散量子系において遷移確率を求める手続きを示すことは、概念的正当化へのアプローチの手段として意義のあることと考えられる。これらが二年度目の中心課題となる。以下はいずれも、量子論的な運動が道筋概念の保証された確率過程によって表現されるか否かという観点に則っての考察である。1.傾向性の概念と伝統的量子力学との関係、および確率力学との積極的な関係についての考察。(「現代量子力学からみたPopperの傾向性解釈」,『イギリス哲学研究』,第33集,2010.を参照のこと。)2.古典的確率による熱力学的時間と量子的確率のもたらす時間との差異を明確にするための熱力学的時間に関する総レビュー、および、量子的確率運動と古典的確率運動が、非平衡状態と時間対称的遷移確率が両立可能か否かという点において異なることに注目し、比較。(「微視的法則と巨視的現象の時間的な非対称性と不可逆性について」,『哲学』第124集,2010.を参照のこと。)3.客観的確率と多世界概念との差異を明確にするための多世界解釈と量子的確率法則との関係の総レビュー、および、先行研究に関する幾つかの概念的および数学的誤りを指摘。4.マルコフ過程と熱力学的時間の関係から、科学法則の説明方式の逆転の可能性(ミクロからマクロへではなく、マクロからミクロへ)を考察。5.時間の矢に関するプライスの中心的結論「解明すべきなのは法則の非対称性ではなく過去の低エントロピー性である」に関する論点先取について考察。6.確率過程量子化の概念的基礎に関する離散的量子ウォークからのアプローチ。特に量子ウォークにおいて道筋の概念が保証されているか否かについて考察。(これに関しては否定的な結果しか得られていない。)「客観的な確率とは何か」という観点から、いくつかの問題点を洗い直した。

「同等に実在的(equally realistic)」ではなく「同等に可能的(equally probabilistic)」に(そして同時に)存在すると考える。可能性の一つが実現されるように見えるのは、我々意識存在の問題であり、複数の事象の在り方の問題ではない。本年度はこの解釈について考察したが十分でなく、次年度も引き続いて考察対象に挙げられる。他に、ポパーの反証主義と量子力学の関係を論じた。反証主義の例として挙げられるものは常にアインシュタインの相対性理論であり量子力学ではなかった。反証不可能な非科学的議論であった量子力学の概念的議論が、ベルの定理によって経験科学となっていく模様が、反証主義のフィルターを通すことでわかりやすく整理される。また、Nagasawaの理論と概念的問題の関係を整理し直し、初期条件の変化がその後の遷移確率に影響を与え干渉を生じさせることについて、古典力学と対応付けながら正当化した。また、非局所性と関連付けることで、今後の課題を明確化した。いずれに関しても、論文発表準備中(投稿予定、査読待ち等)である。
家畜雄性生殖細胞の減数分裂に関与する遺伝子群の探索

家畜の精子形成の際に特異的に発現する遺伝子群を探索するために、まず家畜の精巣から間質細胞と精細管構成細胞の分離を試みた。実験材料としてヤギ精巣を用いることになったが、これまでにブタおよびウシの精巣にて用いた方法を部分的に改変することによりヤギの精巣に適用可能であることが判明した。次に、細胞からRNAを抽出・調製するための条件検討を行った。その結果、塩化リチウム存在下にてRNAが沈殿する原理を応用した方法が適当であることが判明した。この方法を用いてまず生殖細胞画分と体細胞画分からそれぞれRNAを調製したが収量などの点で問題が生じた。そこでつぎに月齢の異なる動物の精巣組織から直接RNAを抽出し、これを鋳型とした逆転写反応を行うことによりcDNAを得た。さらに、任意プライマーを用いたPCR増幅を行い、その産物をアガロースゲル電気泳動により分離した。約20種類の細胞種特異的DNAバンドが観察された。これらのDNA断片を回収してプローブを作製し、発育段階に特異的なmRNAであるか否かを検討するためノーザンハイブリダイゼーションを行った。さらに、家畜の各種組織中から抽出したmRNAのノーザンブロット解析を行い、組織特異的転写を調べた。精巣組織特異性の高いcDNAが幾つか得られたが、雄性生殖細胞形成に特異的か否かを確かめるためには、発現時期や精巣組織内局在などさらに詳細に検討する必要があると考えられた。家畜の精子形成の際に特異的に発現する遺伝子群を探索するために、まず家畜の精巣から間質細胞と精細管構成細胞とを分離する必要があった。実験材料としてヤギ精集を用いいることになったが、これまでにブタおよびウシの精巣にて用いた方法を部分的に改変することによりヤギの精巣に適用可能であることが判明した。培養皿への接着性の差異を利用することにより分散した細胞集団から体細胞と生殖細胞とを分離した。分離した細胞画分の純度は、特異的抗体を用いたELISA法により測定したが、その際、本研究補助金により購入したマイクロプレートリーダーを利用した。この方法を用いて生殖細胞画分と体細胞画分からそれぞれ別々にRNAを調製し、これを鋳型として逆転写反応を行い、cDNAを得た。これらを回収し、これをプローブとして細胞種に特異的なmRNAであるか否かを検討するためノーザンハイブリダイゼーションを行った。
火花放電による能動的活性化学種発生とその制御による低圧縮比自己着火燃焼の安定化

低圧縮比直接噴射式ディーゼル機関に高セタン価燃料を通常より早い噴射時期に高圧噴射し,その予混合気への火花放電によって噴霧の自着火を早期化・制御する新しい燃焼(SICI燃焼)に関して,その燃焼現象をボトムビュー可視化機関によって可視化し,圧縮自己着火誘発機構の解明を行った.その結果,50%蒸留温度が軽油より低いラウリン酸においては,適切な放電時期によって噴霧の自着火が早まる現象が確認できた.一方,比較的沸点が高い軽油ではSICI燃焼は観察されず,気化性の悪い燃料の場合は,量論混合気が形成されにくく,火花放電による化学種発生が生じにくいと推察された.本年度は,火花放電により自己着火が促進する様子を燃焼火炎の直接撮影によって確認することを目的に,既有の試験用単気筒ディーゼル機関をボトムビュー可視化機関に組み替え,高速度ビデオカメラ,ミラー,光学ピストンなどによる直接撮影と,既有の定容燃焼容器を用いて,低圧縮比ディーゼル機関相当の雰囲気での燃焼実験を行った.まず,既有の四サイクル小型直接噴射ディーゼル機関を,ボトムビュー可視化機関に変更する改造を行った.本研究用に新たにピストン形状の変更,可視化用シリンダヘッドへの点火プラグ設置等の改造を行った.また,ボトムビュー可視化機関の燃料噴射系を,既設のジャーク式噴射系から,備品として購入したモータポンプユニットを組み合わせたコモンレール式高圧燃料噴射系に変更した.実験では,通常のディーゼル軽油あるいは高自着火性のラウリン酸メチルを燃料に使用し,圧縮比14の低圧縮比おいて,機関回転速度900rpmの始動時を模した実験条件にて,ディーゼル燃焼火炎の高速度直接撮影を行った.その結果,低速・低圧縮比下においては,軽油に比べてラウリン酸メチルは,燃料噴射開始の早いサイクルで火炎が安定することが明らかになった.つぎに,既有の定容燃焼器を用いて,水素希薄予混合気を充填し,その燃焼によって高温・高圧を発生させ,ディーゼル機関の自己着火雰囲気の圧力・温度に達した時点で所定量の燃料噴射を行い,自己着火を生じさせる方法によって,低圧縮比機関と同等の燃焼雰囲気条件を再現し,ラウリン酸メチルを燃料に用いて圧縮自己着火できる方法を確立した.平成27年度実施予定としていた火花放電から着火に至る期間における活性化学種濃度分布の時間変化の光学計測を26年度に前倒しで行った.その結果,火花放電によって発生したOHラジカルが,噴霧によって流されて,噴霧に外周部に形成された混合気の自己着火を誘発することなどが明らかになった.本年度は,定容燃焼容器と実機関を改造したボトムビュー可視化機関を用い,一箇所の火花放電によって多噴霧の自己着火燃焼が生じる状況を高速度デジタルビデオカメラにより可視化観察し燃焼現象解明を行った.実験に使用した燃料は,ラウリン酸メチルのほか,通常の自動車用軽油を用いた.定容燃焼容器による実験では,軽油を燃料とした場合,着火遅れが長くなる雰囲気温度約750K以下では,火花放電によって噴霧の自己着火が誘発され燃焼開始時期の早期化が観察された.また,低雰囲気温度条件でも,噴霧先端が点火栓を通過する時期に火花放電を行うことで,高い熱発生率が生じることが示された.一方,ボトムビュー可視化機関を用いた実験においては,ラウリン酸メチルの場合には,自着火するクランク角度が火花放電によって早まる,いわゆる燃焼開始時期の早期化現象が観察されたが,軽油を用いた場合には,火花放電によって自着火が誘発されるのではなく,混合気が強制着火されたと考えられる現象が観察された.すなわち,圧縮比が低い条件では,混合気に強制点火するモード(SIモード)の範囲が広く,定容燃焼容器の場合に比べて可視化機関での燃焼では,吸気の体積効率を抑えた影響で,実圧縮比が幾何学的圧縮比より低くなり,通常の自己着火によるディーゼル燃焼(圧縮着火燃焼モード)が生じず,ガソリン機関のようなSIモードとなったと考えられる.今後,この点に関して,噴射や火花放電時期等の運転条件を系統的に変更して調査する必要があり,引き続きボトムビュー可視化機関による実験を続けている.ボトムビュー可視化機関を用いた実験では,当初の予測とは異なった現象が観察された.このことから,まずは定常運転時と同様の燃焼現象が観察できるよう運転条件を定め,その後,火花放電の効果を可視化によって明らかにする.本研究は,自着火性が軽油と同等で気化性が悪いバイオ燃料の一つであるラウリン酸メチルエステル(LaME)と軽油に対して,ボトムビュー可視化直噴ディーゼルエンジンを用いて,火花放電誘発自着火燃焼(SICI燃焼)方式適用時の燃焼火炎を高速度撮影し観察することによって,燃料の気化性がSICI燃焼に及ぼす影響を実験によって明らかにした.エンジンは,点火栓とピストンとの干渉を避けるため,ピストントップ形状を平坦にして,上死点時のクリアランスを大きくして圧縮比14とした.燃料噴射装置には,本助成金で購入したモーターポンプユニットを用いたコモンレール式燃料噴射装置(デンソー製ECD-U2)とディジタルディレイパルスジェネレーターを用いて燃焼実験を行った.実験の結果,LaMEを燃料とした場合,高速度写真から,放電時期によって熱発生率の発現時期が異なり,とくに上死点前9deg.クランク角と比較的遅い放電時期において,これより早い放電時期の場合よりも熱発生率の発現時期が早まることがわかった.一方,軽油を燃料とした場合,火花放電有無の影響を調査できるような燃焼過程が得られなかった.この原因は,軽油の蒸留特性として50%

蒸留温度が272°CとLaMEの沸点266°Cより高い成分が50%ほど存在することから,暖気運転を行わない可視化エンジンのサイクルでは燃料の気化がなされず,噴霧の自着火に至らないものと推察した.つまり,気化性の悪い成分は混合気形成がなされないため,火花放電による自己着火の恩恵はないと推察された.低圧縮比直接噴射式ディーゼル機関に高セタン価燃料を通常より早い噴射時期に高圧噴射し,その予混合気への火花放電によって噴霧の自着火を早期化・制御する新しい燃焼(SICI燃焼)に関して,その燃焼現象をボトムビュー可視化機関によって可視化し,圧縮自己着火誘発機構の解明を行った.その結果,50%蒸留温度が軽油より低いラウリン酸においては,適切な放電時期によって噴霧の自着火が早まる現象が確認できた.一方,比較的沸点が高い軽油ではSICI燃焼は観察されず,気化性の悪い燃料の場合は,量論混合気が形成されにくく,火花放電による化学種発生が生じにくいと推察された.ボトムビュー可視化機関において,火花放電による誘発自己着火がまだ完全に観察されていないが,27年度に実施する予定としていた,定容燃焼容器による活性化学種発光の可視化によって火花放電誘発自着火現象のメカニズムが一部解明できつつある.まずは定常運転時と同様の燃焼現象が観察できるよう運転条件を定め,その後,火花放電の効果を可視化によって明らかにする.熱工学前年度に引き続きボトムビュー可視化機関を用いて,火花放電を行った場合の自己着火現象を可視化観察し,燃料噴射圧力やスワールなどの因子が燃焼安定性に及ぼす影響を調査する.なお,機関の改造等はほぼ終えており,研究遂行できる.ボトムビュー可視化機関のピストン用の石英製段付きガラスの製作・納品が遅れたため執行が間に合わなかった.消耗品である予備のボトムビュー可視化機関用の可視化ピストン石英ガラスの製作完了が前年度内に間に合わないため,次年度執行とした.なお,石英ガラスは,僅かなフェアクラックが発生すると機関の破損につながるもので,代替えの予備を常に準備しておく必要性の高いものである.ピストン用の石英製段付きガラスは次年度も複数個必要であり,次年度と合算して執行する.本年度に可視化ピストン石英ガラス費用として執行する計画である.
イオン照射を用いたシリコンナノ構造形成における素過程の動的観察

【研究背景】イオン照射による固体表面改質をナノテクノロジーに応用し得る現実的な技術として発展させるには、イオンと固体表面との相互作用をナノレベルで評価し、必要な物性を付与するための学理の構築が不可欠である。これに関し我々は、イオン銃とSTMの複合装置を独自開発し、希ガスイオンの衝突により誘起された構造変化のその後の熱処理過程における変化をその場で直接観察してきた。しかしながら、実際の半導体プロセスで用いられるドーパントイオンの照射はイオン銃の技能的制約により不可能であり、固体表面の欠陥の原子的挙動の解明に留まっていた。そこで、金属イオンを注入できる新たなイオン銃をSTMに複合させた装置開発が必要であった。【研究手法】装置デザインの設計・開発とその性能評価を行った。高温観察可能な超高真空STMに液体金属イオン源方式のイオン銃を複合した構成にした。独自の接地電圧浮遊構造を有するイオン銃カラムの設計、及び本研究室が有する多種のLMIS作製技術と併せることで、低加速電圧の金属イオンビーム照射が可能な仕様にした。【研究成果】Au-Si LMISを用いて所望のイオンビームの抽出、および試料位置における十分なイオンビーム量の確保に成功した。また、高温保持のSi(111)表面をSTM観察中にSiイオンを照射し、リアルタイムその場観察の可否を試験した。約500°Cに保持したSi(111)7x7DAS表面に対し、500eVのSiイオンビームを照射した前後の連続STM像を取得した。イオン照射前後において原子スケールで同一の領域のSTM観察を維持し、イオン照射による表面欠陥の形成を観察することに成功した。今回の成果により、その場観察の特長を備えつつ、ドーパント等の多様なイオン種によるナノスケール表面改質の解明に有力な手段を開発できたといえる。この成果は1件の論文として報告された。
前庭水管拡大を呈する難聴遺伝子SLC26A4による難聴は血管条機能障害由来である

内耳奇形の一つである前庭水管拡大は様々な疾患に合併するが、特にDFNB4/Pendred症候群において高頻度に見られる。DFNB4/Pendred症候群は難聴遺伝子であるSLC26A4の変異によって引き起こされるが、本遺伝子変異はめまいやふらつきなどの平衡障害を呈することもある。平衡機能検査では頭位眼振や頭位変換眼振が観察される一方で、カロリックテストやVEMPでは異常を呈さないこともあり、治療を考えるうえでその病態解明は実臨床において重要である。昨年度は、ペンドレッド症候群の原因遺伝子であるSlc26a4をノックアウトしたマウス(Slc26a4Δ/Δ)を購入して、野生型と掛け合わせることで実験群と対照群のマウスを準備した。本マウスをMicroCTで撮影して蝸牛を観察したところ、実験群のマウスにおいてはヒトにおけるMondini奇形に相当するような画像が得られた。本年度は平衡器についての検討を行い、卵形嚢と球形嚢が拡大している一方で三半規管には対照群と実験群で明らかな差異が見られないことが分かった。さらに、マウス眼球運動を近赤外線高精度カメラで撮影して解析することで、VORやカロリックテストではあまり障害が強くないことを確認した。次いで耳石器機能を反映していると考えられている頭部傾斜試験を行ったところ、著しい障害を認めた。すなわち半規管障害に比べて耳石器障害が著明であることが判明した。これらの所見から平衡障害の病態解明につなぐことができる可能性がある。当初はペンドレッド症候群の原因遺伝子であるSlc26a4をノックアウトしたマウス(Slc26a4Δ/Δ)に加えて、およびドキシサイクリリン(Dox)投与によってより入手する予定であったが、現在のところはSlc26a4Δ/Δしか入手できていない。その代わり、当初予定に入っていなかった平衡器官の解析を進めており、新たな知見が得られている。また、前庭水管拡大には時にMondini奇形を合併することがあるが、これまでにMondini奇形の合併の有無と聴力レベルが相関しないことを報告している。Mondini奇形の原因は発生段階での発育停止が原因である、と考えらえれているが、常に前庭水管拡大と合併することから本奇形は別に原因があるのではないかと予想される。今年度は、まずペンドレッド症候群の原因遺伝子であるSlc26a4をノックアウトしたマウス(Slc26a4Δ/Δ)を購入して、野生型と掛け合わせることで実験群と対照群のマウスを準備した。本マウスをMicroCTで撮影したところ、実験群のマウスにおいてはヒトにおけるMondini奇形に相当するような画像が得られた。しかし、詳細に観察すると蝸牛の回転数に差異は認めず、高度の内リンパ腔拡大によって蝸牛軸が低形成になることで一見回転数を減じているように見せているのではないかと考えられた。さらにオスミウム染色を用いて膜迷路を観察することで、内リンパ拡大を定量化することも試みている。加えて、実験群のみに特徴的な所見として巨大耳石を観察することができ、平衡障害の病態解明にもつなぐことができる可能性がある。当初はペンドレッド症候群の原因遺伝子であるSlc26a4をノックアウトしたマウス(Slc26a4Δ/Δ)に加えて、およびドキシサイクリリン(Dox)投与によってSLC26A4発現を自由にコントロールできるマウス(Tg[E];Tg(RP23-265L9/rtTA2S-M2/NeoR)1Ajg、Tg[R]; Tg(AcGFP/TRE/Slc26a4)2Ajg)を米国ジャクソン研究所より入手する予定であったが、現在のところはSlc26a4Δ/Δしか入手できていない。その代わり、MicroCTを用いて、内耳奇形の発症メカニズムに対する実験を行っている。

これらの所見から平衡障害の病態解明につなぐことができる可能性がある。当初はペンドレッド症候群の原因遺伝子であるSlc26a4をノックアウトしたマウス(Slc26a4Δ/Δ)に加えて、およびドキシサイクリリン(Dox)投与によってより入手する予定であったが、現在のところはSlc26a4Δ/Δしか入手できていない。その代わり、当初予定に入っていなかった平衡器官の解析を進めており、新たな知見が得られている。さらに当初の計画になかった、MicroCTを用いた内耳奇形の発症メカニズム解明を行うことで、難聴発症の病態について迫る予定である。当初の予定に比べて、各種試薬の値段が安かったこととマウスの飼育料がかからなかったことによって、10万円を繰り越すことになった。おおむね計画通りに実験を行い、消耗品を購入しているが、端数が生じてしまった。次年度に持ち越して消耗品を購入し、実験を進める予定である。
唾液腺疾患におけるMRI画像検査の最適化に関する研究

唾液腺およびその周囲に発現する疾患の診断には、多くのシーケンスが利用されているが、その選択には多くの経験やMRIの知識が要求される.唾液腺疾患に適した撮像プロトコールが利用されていない場合が多く見られる.昨年度に決定した、唾液腺疾患の検査手順に従い、MRI検査前に超音波検査を実施し腫瘍性または炎症性病変の判断を行ったうえで、炎症性病変は、Axial像(T1,T2,T2-fat)とMR-Sialo検査を行い、腫瘤性病変の際はCoronal像(T2)を追加することを原則とした.シェーグレン症候群などの自己免疫疾患やリンパ節転移症例などはT2-fatを実施することで診断レベルが保持された検査時間の短縮が可能となった.自己免疫疾患の際には、耳下腺だけでなく、必ず顎下腺も対象とすることとした.MR-Sialo画像に関しては、MIPの3D像ではどのような方向からでも観察できる利点がある一方、信号が弱い場合は20mmの1スライスの画像の方が唾液腺の描出率は高かった.結果、どちらの方が有効性が高いかは結論でなかった.拡散画像によって画像情報を客観的に手段することを考えていたが使用が制限されたことにより方針を転換余儀なくされたため、撮像された画像より鑑別診断に利用できそうな画像情報について検討した.結果、画像コントラストや濃度などの影響が比較的少ない各ピクセル信号強度ばらつきを標準偏差で表して画像の均一性について評価を行った.すなわち、唾液腺および腫瘤性病変の画像の均一性の評価を行った.正常唾液腺(耳下腺:88腺、顎下腺:83腺)と炎症性病変(66症例)、腫瘤性病変(41症例)、自己免疫疾患(10症例)について比較検討した.腫瘤性病変は、腫瘤の間での差異についても検討した.シェーグレン症候群においては、正常唾液腺との間に有意な差をもって示さ、鑑別診断の指標として利用できることが予想された.唾石症に際しては、標準偏差の変動が大きく正常の唾液腺との鑑別は困難であった.唾液腺およびその周囲に発現する疾患の診断には、多くのシーケンスが利用されているが、その選択には多くの経験やMRIの知識が要求される.唾液腺疾患に適した撮像プロトコールが利用されていない場合が多く見られる.昨年度に決定した、唾液腺疾患の検査手順に従い、MRI検査前に超音波検査を実施し腫瘍性または炎症性病変の判断を行ったうえで、炎症性病変は、Axial像(T1,T2,T2-fat)とMR-Sialo検査を行い、腫瘤性病変の際はCoronal像(T2)を追加することを原則とした.シェーグレン症候群などの自己免疫疾患やリンパ節転移症例などはT2-fatを実施することで診断レベルが保持された検査時間の短縮が可能となった.自己免疫疾患の際には、耳下腺だけでなく、必ず顎下腺も対象とすることとした.MR-Sialo画像に関しては、MIPの3D像ではどのような方向からでも観察できる利点がある一方、信号が弱い場合は20mmの1スライスの画像の方が唾液腺の描出率は高かった.結果、どちらの方が有効性が高いかは結論でなかった.拡散画像によって画像情報を客観的に手段することを考えていたが使用が制限されたことにより方針を転換余儀なくされたため、撮像された画像より鑑別診断に利用できそうな画像情報について検討した.結果、画像コントラストや濃度などの影響が比較的少ない各ピクセル信号強度ばらつきを標準偏差で表して画像の均一性について評価を行った.すなわち、唾液腺および腫瘤性病変の画像の均一性の評価を行った.正常唾液腺(耳下腺:88腺、顎下腺:83腺)と炎症性病変(66症例)、腫瘤性病変(41症例)、自己免疫疾患(10症例)について比較検討した.腫瘤性病変は、腫瘤の間での差異についても検討した.シェーグレン症候群においては、正常唾液腺との間に有意な差をもって示さ、鑑別診断の指標として利用できることが予想された.唾石症に際しては、標準偏差の変動が大きく正常の唾液腺との鑑別は困難であった.この1年間に唾液腺疾患およびその周囲の疾患の63症例に実施されたMRI検査について撮像シーケンスの検討を行った.結果、唾液腺疾患およびその周囲の疾患におけるMRI検査の撮像プロトコールは、冠状断のT_1強調像,T_2強調像、T_2強調像の脂肪抑制像と前額断のT_2強調像を基本として撮像し、管系に問題が有る症例や腫瘍性病変では、MR-Sialography(以下、MR-Sialo.)および3D像の撮像を追加することに統一して撮像を実施することに決定した.MR-Sialo.は、ゴイルはQHNVまたはDUALを用い、水を強調したT_2(FSE TR/SE:7000/336)の1スライス像(20mm厚)が描出率も高く撮像時間も比較的短時間であった.本シークエンスで84腺に対し撮像を行った結果、全く像が確認できなかったものは4腺であった.また、耳下腺、咬筋の厚みや耳下腺管と耳下腺の位置的関係によっては耳下腺管中央部の表現が省略されことが確認された.MR-Sialo.と唾液腺造影像の両者の検査が実施されたのは、15症例でその多くは両者とも類似していたが、一致しなかったものも4症例にみられ今後の検討課題とされた.

唾液腺疾患に拡散協調画像を利用:MRI検査は細胞外の静止した液体を対象としていたが、拡散協調画像は細胞内および組織間隙液体の分子運動を画像化するのもで、唾液腺の急性期の炎症像や退行性病変などの判断に有効と考えていた.しかし、当院で使用した拡散協調画像シークエンスでは画像の変形が大きく大唾液腺の位置および腫瘍局在の判定が困難であり現状では、唾液腺疾患には不向きであった.また、メーカーからの無償提供が中止され来年度の使用は行えない状態であり、今回の対象シーケンスより除外して研究を進める.その代替えの手段として造影MRI検査の導入などを検討している.唾液腺およびその周囲に発現する疾患の診断には、多くのシーケンスが利用されているが、その選択には多くの経験やMRIの知識が要求される.唾液腺疾患に適した撮像プロトコールが利用されていない場合が多く見られる.昨年度に決定した、唾液腺疾患の検査手順に従い、MRI検査前に超音波検査を実施し腫瘍性または炎症性病変の判断を行ったうえで、炎症性病変は、Axial像(T1,T2,T2-fat)とMR-Sialo検査を行い、腫瘤性病変の際はCoronal像(T2)を追加することを原則とした.シェーグレン症候群などの自己免疫疾患やリンパ節転移症例などはT2-fatを実施することで診断レベルが保持された検査時聞の短縮が可能となった.自己免疫疾患の際には、耳下腺だけでなく、必ず顎下腺も対象とすることとした.MR-Sialo画像に関しては、MIPの3D像ではどのような方向からでも観察できる利点がある一方、信号が弱い場合は20mmの1スライスの画像の方が唾液腺の描出率は高かった.結果、どちらの方が有効性が高いかは結論でなかった.拡散画像によって画像情報を客観的に手段することを考えていたが使用が制限されたことにより方針を転換余儀なくされたため、撮像された画像より鑑別診断に利用できそうな画像情報について検討した.結果、画像コントラストや濃度などの影響が比較的少ない各ピクセル信号強度ばらつきを標準偏差で表して画像の均一性について評価を行った.すなわち、唾液腺および腫瘤性病変の画像の均一性の評価を行った.正常唾液腺(耳下腺:89腺、顎下腺:82腺)と炎症性病変(67症例)、腫瘤性病変(41症例)、自己免疫疾患(10症例)について比較検討した.腫瘤性病変は、腫瘤の間での差異についても検討した.シェーグレン症候群においては、正常唾液腺との間に有意な差をもって示さ、鑑別診断の指標として利用できることが予想された.唾石症に際しては、標準偏差の変動が大きく正常の唾液腺との鑑別は困難であった.
北琉球沖縄久高島方言の総合的記述研究および音声・映像データの保存・公開

本研究の対象は、琉球諸語の下位方言一つ、沖縄語久高島方言(以下、久高島方言)である。久高島方言は、未だ十分な記述・記録がなされておらず、さらに若い世代への継承が困難な状況にある、消滅の危機に瀕した言語の一つである。本研究の目的は、以下の2つに分けられる。一つは、久高島方言に関し、音韻論・形態論・統語論・語用論を網羅した総合的な文法書を一般言語学の用語を用いて英語で記述すること。もう一つは、その記述内容を実際に音と映像で確認できるように、久高島方言の音声・映像データを記録・保存し、公開することである。前者の基礎となるのは音韻論である。久高島方言では数々の先行研究で「特殊な舌頂音」として言及されてきた音が存在するが、その音声に関し、データの収集とその分析を行い、それが現時点では破裂音の一種として解釈するのが妥当であることを学会および学術論文で発表した。形態論、統語論、語用論では、特に自然談話におけるデータが不可欠であるが、複数回のフィールドワークにより自然談話の収録およびそのデータの書き起こしを続け、現時点において141分の書き起こしを済ませた。また、それに伴い、自然談話に現れた表現に関する文法事項の質問も継続して行った。特に語用論に関しては、琉球各地点の方言の中で、久高島方言の指示副詞の在り方が珍しい(他地点は日本語標準語の「あれ、これ、それ」のような3項対立か、もしくは1つ少ない2項対立がほとんどであるのに対し、久高島方言はその対立が一切ない)ことを映像データを用いて学会で発表した。上記の情報をもとに文法スケッチを作成しており、学会誌に投稿予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、本研究の目的である沖縄県久高島方言の先行研究の文献整理、および、資料収集に集中した。具体的には、音韻、形態、および語彙に関する先行研究が複数の文献に散見するため、それらを整理し、当該方言に関する概要を一連のデータにまとめた。特に、本研究の眼目の一つは、自然談話のテキストデータであるが、今より一世代ほど前のテキストデータが見つかったため、現代の話者との言語変化の有無を調べることが可能になった。それらのデータをもとに、当該方言に必要な調査項目をまとめ、2013年2月12日から26日までの2週間、3月6日から27日までの3週間、現地に滞在し、フィールドワークを行い、以下のような音韻、形態、統語現象を調査した。まず、従来からその特徴的な調音を指摘されていた舌先歯音の他、軟口蓋摩擦音、唇歯破擦音など、同じ北琉球であっても奄美などにはほとんど存在しない音声が存在すること、さらに語頭において母音による解放を伴わない喉頭化鼻音が存在することを確認した。また、人称代名詞の振る舞いも、他のいくつかの方言とは異なり、特に複数形においては語形変化をせずにそれ自身で名詞句の連体節を埋めることができることなどが明らかになった。本年度は、先行研究の整理を踏まえ、具体的な現地調査を開始したばかりである。今後は、さらに調査データ、特に自然談話のデータを増やし、それらを具体的な形にまとめ、学会発表・雑誌投稿につなげることが課題である。以上が本年度の研究実績の概要である。本年度は計7回のフィールドワーク行い、以下の3つの調査を行った。調査対象は沖縄県久高島で話されている方言である。1.自然談話の書き起こし2.文法・語彙調査3.静的パラトグラフィー1に関しては、86歳の方言話者(A氏)から88歳の方言話者(B氏)への発話を中心とした談話を44分間、同じ話者Aから65歳の方言話者(C氏)への発話を中心とした談話を42分間、合計して86分間分の自然談話を書き起こした。滞在期間中、毎日書き起こしの協力をしてもらうことは困難であったため、作業の進捗は遅かったが、当該方言の概要を知るには十分のデータを作ることができた。この書き起こしと並行して、その疑問点に関する調査を別途行ったのが2である。書き起こしの協力者2名は比較的若い60代の方言話者であるのに対し、文法・語彙調査(および自然談話)の協力者は88歳の話者(A氏)で、伝統的方言をより正確に保存している。3に関しては、当該方言に関して複数の先行研究で当該方言に特有であると指摘されている舌先と歯茎を用いた摩擦音の調音点を正確に調べるため、食用竹炭を用いた静的パラトグラフィーを行った。目下、音声学の専門家と共に調査結果の分析をしており、次年度の早い段階で学会発表をする予定である。最後に、計7回のフィールドワークの実施期間を最後に示す。1回目: (2013年)4/30-5-20、2回目: 6/5-6/23、3回目: 7/3-7/19、4回目: 10/8-10/26、5回目: 11/5-11/20、6回目: 12/10-12/20、7回目: (2014年)3/11-3/31、合計滞在日数: 117日間。

久高島方言は、未だ十分な記述・記録がなされておらず、さらに若い世代への継承が困難な状況にある、消滅の危機に瀕した言語の一つである。本研究の目的は、以下の2つに分けられる。一つは、久高島方言に関し、音韻論・形態論・統語論・語用論を網羅した総合的な文法書を一般言語学の用語を用いて英語で記述すること。もう一つは、その記述内容を実際に音と映像で確認できるように、久高島方言の音声・映像データを記録・保存し、公開することである。前者の基礎となるのは音韻論である。久高島方言では数々の先行研究で「特殊な舌頂音」として言及されてきた音が存在するが、その音声に関し、データの収集とその分析を行い、それが現時点では破裂音の一種として解釈するのが妥当であることを学会および学術論文で発表した。形態論、統語論、語用論では、特に自然談話におけるデータが不可欠であるが、複数回のフィールドワークにより自然談話の収録およびそのデータの書き起こしを続け、現時点において141分の書き起こしを済ませた。また、それに伴い、自然談話に現れた表現に関する文法事項の質問も継続して行った。特に語用論に関しては、琉球各地点の方言の中で、久高島方言の指示副詞の在り方が珍しい(他地点は日本語標準語の「あれ、これ、それ」のような3項対立か、もしくは1つ少ない2項対立がほとんどであるのに対し、久高島方言はその対立が一切ない)ことを映像データを用いて学会で発表した。上記の情報をもとに文法スケッチを作成しており、学会誌に投稿予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。先行研究の整理に多くの時間を費やしたため。初年度が先行研究の整理に時間を費やしたため、本年度は談話資料の書き起こしという基礎データ作りに集中することになった。現地調査を始める上での準備は十分整ったため、今後は当初の計画であった現地でのテキストデータの収集と書き起こしに本格的に専念する。前年度末の調査データと、次年度のデータをもとに、学会発表を行い、そのデータの分析をさらに洗練させる。昨年度は談話資料の書き起こしという基礎データ作りを主に行い、静的パラトグラフィーで音に関する調査も行った。次年度はそのデータをさらに増やすとともに洗練させ、それをもとに学会発表、雑誌投稿を行う。
古代ローマの庭園と「フォーマル・ガーデン」の起源に関する研究

これまで、フォーマル・ガーデン(西洋の庭園に見られる左右対称に植物が配置され、草木が整形された庭園)の起源は古代ローマ時代に遡ると考えられてきた。しかし、史料上での庭園に関する言及、ポンペイをはじめとする遺跡の庭園遺構、壁画での庭園描写から、古代ローマの庭園が、実態としてはこれといった規則性もなく木々が生い茂った庭であったということが明らかとなった。本研究は、古代ローマの庭園に関するラテン語史料とそれに対するルネサンス期に書かれた注釈書などの史料の分析を通して、古代ローマ庭園がフォーマル・ガーデンの起源であるという言説が、どのような経緯によって生み出されたのかを明らかにしようとするものである。
Javaアプレット・サーブレット型学習システムの開発による衛星画像の教育利用

平成16年度はおもに下表に示す(a)(f)のヘルプ情報呈示機能と(1)(8)の画像閲覧・操作・処理機能を学習システムに実装し、システムを完成させた。開発した学習システムの性能を評価するため中学生を対象とした科学教室を開催し、標準的な100BASE-TXのLAN環境下で38クライアントが同時アクセスしてもほとんどストレスを感じることなく安定に動作・利用できることを確かめた。本研究ではNOAA/AVHRRデータを使用して画像コンテンツを作成したが、東京大学生産技術研究所の協力と許諾を受けて、AVHRRデータより解像度が高く陸域観察に適した地球観測衛星Terra/AquaのMODISデータの画像コンテンツを作成し、MODISデータの教育利用を図る取り組みも進めている。(a)学習システム概要学習システムの目的,構成,機能などに関する解説(b)NOAAと衛星画像NOAAとAVHRRおよびHRPT受信に関する解説(c)衛星リモセン入門光学センサ衛星リモートセンシングに関する解説(d)学習テーマの解説学習テーマごとの画像の解説および温度スケール(e)画像の閲覧と操作マウスによる画像の閲覧,操作,処理方法の解説(f)著作権について学習システムが提供する画像の著作権に関する注意事項(1)マウスの操作選択閲覧画像の移動,拡大・縮小,情報取得などの機能選択(2)画像/表示の選択閲覧画像の選択,単バンドモノクロ画像の段彩表示の実行(3)明るさ/コントラストスライドバーで閲覧画像の明るさとコントラストの調整(4)図形属性の設定画像に書き込む図形の線の色と太さ,塗りつぶす色の選択(5)画像/リンクの選択2つめの閲覧画像の選択,2つの画像のリンク方式の選択(6)印刷/コピー/保存閲覧画像の印刷,クリップボードにコピー,ファイル保存(7)ヒストグラム閲覧画像のR, G, Bの各チャネルのヒストグラムの表示(8)画像情報元画像のセルの単位とサイズ,閲覧画像の縦横のサイズ表示本年度は以下に記載する調査・研究を行った。1.画像データの作成学習情報の抽出には波長分解能、空間分解能、輝度分解能を落とさない画像データが必要なので、画像情報を復元可能な画像圧縮が不可欠となる。本研究では画像圧縮にERM (Earth Resource Mapping)社が開発したECW (Enhanced Compression Wavelet)式を採用することにした。また、学習システムが提供する教材用画像データはNOAAから直接受信したAVHRRデータに以下の画像処理を順次適用して作成した。1)幾何学補正(メルカトール図法によるマッピング)、2)地理情報(経度線、緯度線、海岸線)の重ね合わせ、3)8bit/256階調のBMP画像への変換と切り出し、4)濃度変換やカラー画像合成などの画像処理、5)ECW画像への変換(圧縮率は20:1)2.Javaアプレットの開発本研究ではECW形式の画像データをネットワーク上で高速に伝送するためのECWP (Enhanced Compression Wavelet Protocol)を実装したERM社のIWS (Image Web Server)を学習システムのコアコンポーネントに採用することにした。IWSはIIS (Internet Information Server)のアド・オンソフトとして動作し、ECW画像の表示や操作を行うために必要なAPIを提供する。これらのAPIを利用してインターラクティブにECW画像にアクセスできるJavaアプレットをBoland JBuilderとERM社が提供するECW Java Software Development Kitを使用して開発した。3.Webサーバの構築作成した教材用画像データとJavaアプレットの性能評価を行うため、学習システムのプロットタイプとなるWebサーバを構築した。WebサーバはWindows Server 2003、IIS6.0、IWS ER Mapper Editionで構成され、50クライアントの同時アクセスが可能である。構築したWebサーバのサブセットはWindows 2000/XpのIISとフリーソフト版のIWSで構成できるので、スタンドアロンか校内LANに導入すればインターネット接続環境は必ずしも必要ない。同時接続可能なクライアントは限定されるが、少人数による使用であれば実用性に問題はないことも確認できた。(a)学習システム概要学習システムの目的,構成,機能などに関する解説(b)NOAAと衛星画像NOAAとAVHRRおよびHRPT受信に関する解説(c)衛星リモセン入門光学センサ衛星リモートセンシングに関する解説(d)学習テーマの解説学習テーマごとの画像の解説および温度スケール(e)画像の閲覧と操作マウスによる画像の閲覧,操作,処理方法の解説(f)著作権について学習システムが提供する画像の著作権に関する注意事項(1)マウスの操作選択閲覧画像の移動,拡大・縮小,情報取得などの機能選択(2)画像/表示の選択閲覧画像の選択,単バンドモノクロ画像の段彩表示の実行(3)明るさ/コントラストスライドバーで閲覧画像の明るさとコントラストの調整(4)図形属性の設定画像に書き込む図形の線の色と太さ,塗りつぶす色の選択(5)画像/

リンクの選択2つめの閲覧画像の選択,2つの画像のリンク方式の選択(6)印刷/コピー/保存閲覧画像の印刷,クリップボードにコピー,ファイル保存(7)ヒストグラム閲覧画像のR, G, Bの各チャネルのヒストグラムの表示(8)画像情報元画像のセルの単位とサイズ,閲覧画像の縦横のサイズ表示