hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然発症小型ラット(MRI)における原因遺伝子の遺伝学的検索

本年度は、戻し交雑仔を計476匹、うち劣性ホモ個体242匹まで増やして連鎖解析を進め、mri遺伝子座をラット第14染色体上のD14Rat5とD14Rat80の間(1.2cM)にマップし、精密連鎖地図を構築した。以上の情報と文献情報をもとに、ラット/マウス/ヒト間の比較遺伝地図を作成し、相同なマウス染色体領域をAfpとAnxの間の4cMに、相同なヒト染色体領域をヒト第4番染色体のp14-q21に特定した。我々が解析してきた自然発症小型ラット(Miniature Rat Ishikawa : MRI)は頭胴長に対し尾長が短く、身体のバランスのとれていないラットで、血中GH濃度の基礎値が年常なため、非内分泌性の低身長モデルと予想される。また、交配実験によりMRIラットの形質がラット常染色体上の単一劣性遺伝子(mri)により支配されていることを明らかにしている。本研究ではMRIラットの疾患原因遺伝子のポジショナルクローニングに向け、染色体上へのマッピング、精密連鎖地図の作成を目的とした。昨年度は、染色体上へのマッピングを行った。ラット第120番染色体につき、合計378プライマーでMRIラットと正常近交系BNラットとの多型検索を行い、多型のある210個のプライマーから、明確に判定出来るものを約30^-40cMの距離ごとに選出した。その後、pooling methodにより染色体14番上にMRIの原因遺伝子があることを予測し、既に作出および表現型の解析を終えているBNとMRIとの戻し交雑仔[N2:(KRI-mri/mri×BN)F1×KRI-mri/mri]475匹のうち、劣性ホモ個体238匹を用いて、ラット第14染色体上に分布する多型性SSLPマーカーを用いて遺伝子型を判定、連鎖解析によりmri遺伝子座をラット第14染色体上のD14Rat5とD14Rat6の間(1.2cM)にマップした。
広禁制帯幅半導体と電極材の界面歪制御による界面機能化

本研究は,Ti基電極膜形成によってGaN基板との界面近傍に生じる基板のひずみが界面電気伝導度に及ぼす影響を調べ,その知見に立脚してひずみ制御により電気伝導度を向上することを目的として遂行された.GaN基板上にTiを成膜すると,電極直下のGaN基板には圧縮ひずみが生じる.圧縮ひずみが大きいほど電気伝導度は低下する.すなわち,GaN基板のひずみは電極/基板界面の電気伝導特性に影響する.電極直下のGaN基板のひずみを基板裏面へのTi成膜により相殺すると電気伝導度が向上する.以上の成果により,電極膜直下のGaN基板のひずみ状態制御がGaNとTi基電極界面の電気伝導度向上に有効であることが実証された.n型GaNに対するTi基電極のオーム性発現には,電極成膜および熱処理過程でのGaNとTiの界面反応に伴って生じたN空孔がドナー元素と同様にふるまうことで電極直下のGaNに高キャリア濃度域が形成されることが支配的に寄与する.この電極成膜および熱処理過程では界面近傍においてGaNおよびコンタクト材が歪む.GaN結晶の歪はGaNの禁制帯幅を変化させることが知られており,これによってコンタクト界面でのショットキー障壁高が変化すると予測されるが,この歪を適切に制御してコンタクト特性向上まで検討された報告は見られない.本研究は,GaN単結晶基板上にTiを高周波マグネトロンスパッタ法により成膜し,成膜後さらには熱処理後の基板の変形量から界面直下のGaNの歪を算出し,その変化と電気伝導特性変化の相関を求めることを目的に実施した.本年度はTi成膜後のGaN基板に人工的な歪を重畳負荷することによって基板/電極界面の電気伝導特性がどのように変化するかを調査した.GaN基板上にTiを成膜すると,基板は膜面に対して凹状に変形し,電極膜直下のGaN基板には圧縮歪が生じる.電極を形成した側のGaN表面近傍に引張歪を導入するため,小型の四点曲げジグを用いて外力を印加して電気伝導特性を計測したところ,当初予想と異なり,電気抵抗が大幅に増加した.原因解明には至っていないが,局所的な外力印加によってコンタクト界面が損傷した可能性があると推測している.そこで,GaN基板を歪ませる応力が局所的に加わらないよう,GaN基板裏面に電極面と同様にTiを成膜することにより電極面側に引張歪を導入する方法を試みたところ,電気伝導特性が改善した.この結果は,GaN基板の電極面側に歪を導入することでコンタクト界面の電気伝導特性を変化させることが可能であり,この歪が引張であればコンタクト抵抗が減少することを明示している.本研究は,Ti基電極膜形成によってGaN基板との界面近傍に生じる基板のひずみが界面電気伝導度に及ぼす影響を調べ,その知見に立脚してひずみ制御により電気伝導度を向上することを目的として遂行された.GaN基板上にTiを成膜すると,電極直下のGaN基板には圧縮ひずみが生じる.圧縮ひずみが大きいほど電気伝導度は低下する.すなわち,GaN基板のひずみは電極/基板界面の電気伝導特性に影響する.電極直下のGaN基板のひずみを基板裏面へのTi成膜により相殺すると電気伝導度が向上する.以上の成果により,電極膜直下のGaN基板のひずみ状態制御がGaNとTi基電極界面の電気伝導度向上に有効であることが実証された.n型GaNに対するTi基電極のオーム性発現には,電極成膜および熱処理過程でのGaNとTiの界面反応に伴って生じたN空孔がドナー元素と同様にふるまうことで電極直下のGaNに高キャリア濃度域が形成されることが支配的に寄与する.この電極成膜および熱処理過程では界面近傍においてGaNおよびコンタクト材が歪む.GaN結晶の歪はGaNの禁制帯幅を変化させることが知られており,これによってコンタクト界面でのショットキー障壁高が変化すると予測されるが,この歪を適切に制御してコンタクト特性向上まで検討された報告は見られない.本研究では,GaN上にTiを高周波マグネトロンスパッタ法により成膜し,成膜後の基板の変形量から界面直下のGaNの歪を算出し,それと電気伝導特性の相関を求めた.GaN基板上にTiを成膜すると,基板は膜面に対して凹状に変形し,電極膜直下のGaN基板には圧縮歪が生じる.この歪はGaN基板が厚いほど大きくなる.一方,同じ厚さのTi電極を異なる厚さのGaN基板に形成して電気伝導特性を計測したところ,基板が厚いほど電流が流れにくくなることがわかった.基板が厚いほど成膜によってGaNのコンタクト界面近傍に大きな圧縮歪が生じ,禁制帯幅が広がる.これがコンタクト界面でのショットキー障壁高を増加させて,コンタクト抵抗の増加をもたらしていると考えられる.次に,773 Kでの熱処理によりGaN基板のコンタクト界面近傍に熱残留応力・歪を誘起し,その電気伝導特性への影響を調べた.その結果,熱処理によって電流が流れにくくなることがわかった.この熱処理条件は,成膜したままの状態における基板の変形量から求まる成膜中の基板温度(約700 K)よりも高い値であり,より大きな圧縮歪をコンタクト界面近傍のGaNに導入できる.すなわち,GaN/電極界面でのショットキー障壁高増加がコンタクト抵抗増加をもたらす.平成24年度は,熱残留応力のみを利用して受動的に界面歪状態を変化させて,それに伴う界面電気伝導特性の変化を調べることを目的に研究を推進した.

その結果,同じ組織を有するGaN/電極界面でも,GaN基板厚さが異なることで,電極直下のGaN基板に導入される歪量が変化し,これに伴ってコンタクト抵抗が変化することが明らかとなった.高禁制帯幅半導体素子において,電極界面近傍の半導体基板の歪と電気伝導特性の相関を解明した報告は従前にはなく,本研究の主柱となる重要な成果である.この成果が得られたことにより,平成24年度の研究計画はほぼ達成されたといえる.ただ,平成25年度に使用する予定にしている四点曲げ外力印加装置の設計・製作に時間を要しており,これを急ぐ必要がある.平成25年度は四点曲げ試験法に準拠した方法で外力を印加して能動的に歪を導入してそれに伴う界面電気伝導特性変化を調べる.平成24年度の成果として,基板と電極膜の厚さを適切に制御することにより界面近傍のGaNの歪を制御できることが明らかになっているので,この知見に基づいて一定の界面歪状態にある試料を作製し,さらに界面に外力を印加して歪を導入する.この方法では,試料を逆方向に反らせる等,熱残留応力のみでは導入困難な歪を界面に付与することが可能となる.印加した外力を計測することにより,界面に導入された歪を算出する.算出には,重畳法に基づいて熱残留応力による歪と外力による歪の両者を考慮する.このように外力を印加したままの状態で界面電気伝導特性を前年度と同様の方法で評価する.以上の実験結果に基づいて,界面歪状態と界面機能の相関を検討する.さらに,平成25年度には,電極形成後長時間を経た試料についても界面電気伝導特性評価を実施し,界面機能の経時変化を調べる.これは,界面での残留応力が経時緩和されることが知られているためである.以上の実験研究を通して,次世代広禁制帯幅半導体とコンタクト材料の界面の歪状態と界面機能の相関を解明し,その知見に基づいて機能発現機構に関する基礎理論構築に取り組む.具体的には,従来用いられてきたショットキー=モットモデルに基づいたポテンシャル障壁形成機構にバルク状態でのバンド構造ではなく,界面近傍での歪に起因して変化したバンド構造を適用することで,従来の機構では説明できていなかった実際のショットキー障壁高と理論から求まる障壁高の差異を定量的に実用可能な水準まで縮めることが可能になると考えている.その成果を積極的に随時発表し,成果報告書を作成して本研究を完了する予定である.平成25年度に使用する予定にしている四点曲げ外力印加装置を平成24年度中に完成させる計画であったが,電気接点と荷重支持を担う部品が繰り返し使用で測定結果が変化する問題が見つかり,完了していない.このため,17826円の研究費が未使用となった.現在,この部品を測定ごとに新品に交換するよう設計を改めて製作を急いでおり,平成25年度の研究実施計画に影響は出ない.平成25年度はSiCおよびGaNの単結晶基板材料の購入に1155千円を充てる.これで本研究に必要な最小限の基板材料を確保できる.このほか,高純度ガス,試薬,ガスフィルター,研磨用品をはじめとする実験用消耗品,データ記録媒体等の物品購入費に合計372826円を計上している.これには,上述した四点曲げ外力印加装置の部品も含まれる.また,成果発表のための国内旅費に50千円,論文2報の投稿費用として140千円を計上している.
発達/障害によるK-C1共役担体機能制御とGABA応答のモーダルシフト

KCC2はClくみ出しを行う分子であり、神経細胞に特異的に発現している。KCC2のチロシン脱リン酸化を促進すると、モノマーになり、リピッドラフトへの集積が消失するとともに,細胞内Cl濃度の上昇が観察された。塩基配列内のチロシンリン酸化部位の変異を導入した株細胞では、細胞内Cl濃度が高く、GABAは脱分極を示した。この結果から、KCC2は正常ではリピッドラフトにオリゴマーとして集積し、細胞内Clをくみ出すことにより、細胞内Cl濃度を低く保っている。その結果、GABAによるClチャネルの開口により陰イオンの細胞内流入が起こり、神経細胞は過分極応用(抑制作用)を示すことが判明した。細胞内Cl濃度調節分子であるK+-Cl-共役担体であるKCC2の機能制御機構を解明するとともに、細胞内Cl濃度の変化に伴うGABA受容体機能のモーダルシフトを解明し、またKCC2発現操作動物を用いて、関連する生体機能を解明する。脳内の代表的抑制性伝達物質GABAに対するセンサーであるGABA-A受容体は細胞膜に存在し、内在するCl^チャネルの開口を惹起し、化学的勾配に従うClイオンの流出入がおこる。そのため、GABAシグナル応答のダイナミックスは、細胞内Cl濃度に依存する。神経細胞特異的ClセンサーであるKCC2(K-Cl共役担体)は、細胞内外のClとK^+濃度差を感知し、細胞内Cl濃度を決定する最も重要分子である。今回、KCC2の機能制御メカニズム、発達/障害後におこる時間的機能/発現変化と、それによるGABA応答のモーダルシフトの機能的役割について検討した。障害シグナルによるKCC2発現制御:傷害によるKCC2発現抑制メカニズムを、障害部位からのシグナルについて、薬理学/分子生物学的方法で検討した結果、酸化ストレス後にはKCC2の急速な脱燐酸化が起こり、KCC2の細胞内への内在化それによる細胞内CLくみ出しの低下と細胞内CLイオンの濃度の上昇がおこり、GABAの脱分作用が惹起される。その後、KCC2自体の蛋白発現低下が起こり、細胞内のCL濃度の更なる上昇が起こることによりGABAは興奮性を獲得することが判明した。その結果、障害細胞においてはGABAは細胞死を引き起こす可能性が示唆された。また、KCC2のリン酸化により、障害細胞でなくてもリピッドラフトにおけるクラスタリングの消失が起こり、機能消失することが判明した。今後は脱燐酸化と細胞膜における局在のメカニズムについて検討する予定である。脳内の代表的抑制性伝達物質GABAに対するセンサーであるGABA-A受容体は細胞膜に存在し、内在するC1-チャネルの開口を惹起し、化学的勾配に従うC1イオンの流出入がおこる。そのため、GABAシグナル応答のダイナミックスは、細胞内C1濃度に依存する。神経細胞特異的C1センサーであるKCC2(K-C1共役担体)は、細胞内外のC1とK^+濃度差を感知し、細胞内C1濃度を決定する最も重要分子である。KCC2機能の発達増加に起因して、GABAは未熟期の興奮性作用による神経回路の構築/再編の促進から、成熟動物における抑制性伝達物質としての作用へ変化する。発達/障害後におこる時間的機能/発現変化と、GABA応答のモーダルシフトの分子メカニズムを明らかにした。KCC2のチロシンリン酸化部位のdeletion mutantを作成し、GT-1細胞に発現させた結果、KCC2の機能の消失が確認された。また、脱リン酸化によって、細胞表面の発現分布がドット状から均一分布に変化した。詳細を検討した結果、KCC2は細胞膜のlipidraftに多く存在していた。脱リン酸化によって、raftにおける発現が減少した。さらに、raftに存在するKCC2は複数の分子でオリゴマーを形成していることが判明してが、脱リン酸化によってモノマーになることが判明した。この結果は、KCC2はリン酸化されることによって、細胞膜の機能ドメインであるraft分画に存在し、複数の分子がオリゴマーを形成し、機能していることが判明した。障害時には、KCC2は脱リン酸化され、上記機能モチーフが失われその機能が消失することが判明した。神経細胞特異的K-Cl cotransporter(KCC2)は細胞内外のClとK^+を感知し、細胞内Cl濃度の決定の最も重要な分子である。KCC2機能の発達増加にともない細胞内Cl濃度が減少するため、Clチャネルを内蔵するGABAは、未熟期の細胞興奮性作用による神経回路の構築促進から、成熟動物における抑制性シグナル伝達物質としての作用ヘモーダルシフトする。今回、短時間のKCC2機能変化によるGABA受容体機能のダイナミックな変化を理解するには、KCC2のリン酸化および細胞局在とその機能について検討した。

GT-1細胞にKCC2を強制発現させると細胞内Cl濃度は低下するが、チロシンリン酸化酵素阻害薬を投与すると細胞内Cl-濃度は可逆的に上昇した。チロシンリン酸化部位置換KCC2(Y1087F、Y1087D)により、細胞内Cl濃度の低下は阻害される。また、KCC2の細胞膜におけるクラスタリングはリン酸化を抑制すると消失した。リン酸化KCC2は細胞膜のflottilin-1含有高コレステロール分画(lipid raft)に存在する。脱燐酸化により同分画から消失するとともに、methyl-・-cyclodextrin投与によるコレステロール減少により、リン酸化KCC2は著明に減少した。チロシンリン酸化部位置換KCC2(Y1087F、Y1087D)により、クラスタリングとその機能が消失した。また、C-terminal deletionによってもその機能は消失した。このため、KCC2はlipid raft分画でリン酸化およびクラスタリングされてCl排出機能を獲得することが示唆される。実際の酸化ストレス障害、機械的細胞傷害や神経回路の過剰興奮時には、細胞内Caイオン上昇に起因する急速な脱燐酸化と機能消失が起こる。その後、時間単位でKCC2蛋白自体の発現消失による更なる細胞内Cl濃度上昇がおこり、GABAは、長期間持続する興奮・脱分極作用を再獲得する。脳内の代表的抑制性伝達物質GABAに対するセンサーである.GABA-A受容体は細胞膜に存在し、内在するCl^-チャネルの開口を惹起し、そのため、GABAシグナル応答のダイナミックスは、細胞内Cl濃度に依存する。神経細胞特異的ClセンサーであるKCC2(K-Cl共役担体)とNKCCl(Na K-Cl共役担体)は、細胞内外のClとK^+濃度差を感知し、細胞内Cl濃度を決定する重要分子である。KCC2,NKCCl機能はGABAは未熟期・障害後の興奮性作用から、成熟・正常動物における抑制性伝達物質としての作用へモーダルシフトする。特に、KCC2はリン酸化によりオリゴマーを形成し、機能していることが判明した。障害時におけるGABA機能の抑制から興奮へのスイッチングのメカニズムについて、酸化ストレスやBNDF投与によってKCC2の脱リン酸化がおこり、オリゴマーからモノマーへ変化し、リピッドラフトにおけるクラスタリングの消失おこり、KCC2の機能が減弱する。さらに、その後細胞内への内在化が起こり、その後KCC2の蛋白質自体が消失するという2段階を経て、細胞内Clイオンくみ出し機構の低下とそれに伴う、細胞内Cl濃度の上昇がおこり、GABAは脱分極へシフトとすることが判明した。また、GABAの興奮性-抑制性シフトの生理学的な意義を検討するために、時期および細胞特異的にGABA興奮-抑制を制御出来るKCC2およびNKCClの発現を制御可能なtetOシステムを利用したbigenic遺伝子改変マウスの作成を開始した。対象とする細胞の一つとして、成熟期においても例外的にGABAが興奮性であるGnRHニューロンについて、この細胞での発現コントロールを行うために、GnRHプロモーターtTA, tTSトランジェニックマウスも作成を開始し、tTAの発現確認を行っている。
高度情報化に伴う社会システムと人間行動の変容に関する研究

[1]重点性と領域性が明確な成果を上げるため、群ごとに共同研究の推進を促し、平成3年度につぎのような前進をみることができた。(1)第1群「高度情報化と社会情報媒体の役割」(6班):群として「新しい映像情報産業とメディアの変容」「情報ネットワ-クの形成と社会的コミュニケ-ションの発展」をテ-マとする二つのシンポジウムを、平成4年度に開催するめどを立て、実現について検討を開始した。(2)第2群「高度情報社会における人間行動の変化」(7班):平成4年3月24日、「情報環境の変化と人間行動」「情報社会の陥穽」「環境変化への適応能力」「新しい情報環境と教育」をテ-マに、共同研究成果発表会を開催、次年度への発展の足掛かりを固めた(3)第3群「高度情報化の法体系と社会制度」(3班):初年度は各班別に研究を行う状態のまま推移したが、総合的な「情報法」の体系確立を目指す共同研究の開始についても、内部的な検討が進められている。(4)平4群「産業社会の情報化と経済システム」(6班):平成3年12月14日、合同研究会を開催、各班が中間的な研究成果を報告、相互に意見交換を行った結果、次年度秋に大規模な公開シンポジウムを開催することとし、その準備のため共同検討会を組織した。(5)第5群「高度情報社会の成立と文化変容」(4班):平成3年11月27日、群としての公開シンポジウム「文化変容の現在」を開催、共同討議のなかから、班別の、また群としての研究課題を洗い出し、次年度以降の研究活動の方向づけを明らかにした。[2]総括班は、サ-キュラ-(研究会通知)9号、ニュ-ズレタ-『メルクリウス』5号を発行、事務局UNIXシステムをDTP作業・電子メ-ル・BBS(電子掲示板)支援利用で実用化したほか、領域全休の活動の成果をEC委員会第12総局(ベルギ-)において報告した。
霊長類における膝状体外系視覚経路の解析

中脳上丘は浅層に視神経から直接ないしは大脳皮質視覚野を会する視覚入力を受ける。そして中間・深層からは外界からの感覚刺激に対して眼や頭を向ける指向運動(orienting movement)を制御する信号を脳幹や脊髄に送る。しかし、浅層と中間・深層の間の結合関係は長年未解決の問題として残されてきた。近年脳スライス標本を用いた実験で、上丘浅層から中間層にいたるグルタミン酸作動性の信号伝達経路が存在すること、さらにその経路は通常はGABA_A受容体によって媒介される抑制性システムによって抑制されており、GABA_A受容体の拮抗薬であるbicucullineの投与によってその経路の信号伝達が顕著に促通を受けることが示されたがin vivoにおいてこの経路の伝達がどのようになっているかは明らかでなかった。そこで今回麻酔・非動化したラットで一側の視神経を電気刺激し、反対側の上丘で深さを変えてフィールド電位の記録を行った。その結果、何も操作をしない状況では浅層においてのみ潜時の短い(10ミリ秒以内)陰性波が記録されたが、中間層にbicucullineを注入すると長時間持続する(100ミリ秒以上)陰性波が中間層において誘発された。この持続時間の長い陰性波は上丘と同じ側の大脳皮質を吸引除去しても残ったので、大脳皮質を経由するものではなく、上丘浅層から直接伝達さえたものと考えられた。これらの結果からin vivo個体標本においても上丘浅層から中間・深層にいたる視覚伝導路の存在が確認された。視神経から上丘浅層、そして視床枕を経て高次視覚野にいたる信号伝達経路を霊長類で解析するのが本研究課題の目的である。本年度はその第一段階として、視神経から上丘浅層にいたる経路の上丘内でのシナプス結合様式を解析するための準備段階としてラットを用いて視神経を刺激して上丘各層におけるフィールド電位を記録し、少しずつ記録の深さを買えて、current source density analysisを行った。その結果、通常の麻酔下では浅層に5-10msの潜時をもつ吸い込み(sink)が記録されるが、bicucullineを上丘表面に投与すると30分後には中間層に潜時間の長い(50-100ms)sinkが発生するようになり、GABA系からの脱抑制によって浅層から中間層にいたる信号伝達が賦活されたことが示唆された。今後はこの系を霊長類に持ち込み、2年度中には視神経から上丘浅層、視床枕を経て大脳皮質にいたる膝状体外系の実体を解明したい。
シリコンゲルマニウム量子井戸構造を用いた赤外発光素子の開発

本研究では、Si1_<-X>Ge_X膜を用いた光学デバイスを実現するために、各基礎技術の確立に重点をおき研究を進めた。具体的にはSi1_<-X>Ge_X膜へのSb及びGa不純物ド-ピング技術、歪Si1_<-X>Ge_X膜のバンド構造を光学的・電気的特性評価、歪量を制御するための無歪基板形成技術ついて検討した。以下に結論を述べる。1.x≦0.17のSi1_<-X>Ge_X膜中に高濃度にド-ピングしたSbは、格子歪の緩和を促進するが、Ge原子の表面偏析の抑制を強める。一方、Ge組成が1のとき歪緩和を抑制する。歪緩和を起こす臨界膜厚は、Sb原子による格子歪の増加およびGe原子の表面拡散抑制効果という相反する要因のうち、支配的となった要因で決定されることが分かった。2.Gaをド-ピングしたSi1_<-X>Ge_X膜の正孔濃度は、同一のド-ピング条件にもかかわらず、Ge組成が0.15以下でGe組成に比例して増加する。本研究では考案したGa原子の吸着および偏析モデルから計算した吸着確率および取り込み確率は、Ge組成xの増加に伴って、それぞれSiに対して1+2x倍および1+40x倍となることが分かった。3.本研究で製作したp型Si1_<-X>Ge_X/Si(100)膜のフォトルミネッセンスを13Kで測定し、束縛励起子による発光を確認した。また、バンドギャップはx=0.05で1.124eV、x=0.1で1.092eVであった。4.p型Si1_<-X>Ge_X/Si(100)膜において、価電子帯の重い正孔帯端と軽い正孔帯端のスプリット幅△Eが導かれ、線形なGe組成依存性、温度依存性が示された。二段階成長法により無歪Si1_<-X>Ge_X膜をSi(100)面上に形成した。本方法は、通常の成長法に比べ、結晶性、界面急峻性、Ge組成制御性、表面ラフネスの改善の点で優れていた。また、表面ラフネスを最小にする最適な第一層の膜厚が存在することが分かった。以上の結果は、Si1_<-X>Ge_X/Si(100)ヘテロ構造を形成し光学素子を実現する上で、極めて有効な結果である。以下に結論を述べる。本年度の研究において、Si基板上に良質なSiGe薄膜を作製する技術の確立について検討を行ってきた。これまでの薄膜作製では急峻な歪量子井戸構造を実現するために、460°Cでの低温成長を行ってきた。しかしながら、移動度の評価より、薄膜中に多くの欠陥あるいはクラスターが導入されることが明らかとなり、より高い温度での成長が必要であることが分った。530°Cでの成長ではこうした欠陥の生成が抑えられ、より良質な薄膜が形成される結果が得られた。しかしながら、界面の急峻性については更に検討が必要である。

また、p型SiGe薄膜の不純物濃度の制御に関し次のような知見を得た。すなわち、不純物原子Gaのフラックスを一定にした場合でも、作製したSiGe薄膜中の正孔濃度はGe組成比に比例して増加することが分かった。これは、成長表面のGe原子がSi原子に比べて、Ga原子を吸着し易くかつ内部に取り込み易いためであると考えられる。430°Cの場合、Ge原子上の吸着率および取り込み確率は、Si原子に比べそれぞれ3.6倍及び14倍大きいことが分かった。歪超格子系におけるバンド構造を決定するため、磁気抵抗効果の測定からp型Si_<0.95>Ge_<0.05>薄膜のバンドスプリット幅についての検討を行った。重い正孔及び軽い正孔の濃度比より、バンドスプリット幅はおよそ25meV程度であることが示唆された。これは、予想される値に比べて大きな値である。今後バンドスプリット幅のGe組成依存性を検討することによって、材料設計のための知見を深めてゆく計画である。本研究では、シリコン上に歪シリコンゲルマニウム膜を成長し、SiGe膜のpn接合を用いて赤外発光素子を開発することを目的としている。しかしながら、研究の過程でn型及びp型SiGe層成長時に、不純物原子によりキャリア数の変化以上にSiGe層が大きく影響を受けることが示された。従って、今回の研究では、不純物ドープしたSiGe層の性質及びその成長過程を明らかにすることが重要なテーマとなっている。以下に明らかになったことを示す。n型SiGe層の成長では、SiGe層のエピタキシャル成長する臨界膜厚が、Sbドープにより減少することが示された。これは、SiGe中に欠陥を誘起し易いことを意味している。また、電気的測定から中性不純物、空孔が多量に存在することが示されている。以上の結果は、SiGe中における非発光再結合中心が多く存在することを意味しており、発光素子を作製する上で大きなマイナス要因となる。p型SiGe層の成長では、同一成長条件下で、Ge組成の増加と共に不純物濃度が増加していることがあることが実験で示された。実験解析の結果、Ge原子上へのGa不純物原子の吸着確率及び取込確率がSi原子上に比べ、2倍及び40倍大きいためであることに原因が求められる。SiGe層の光学的特性を明らかにするために、530度でp型SiGe膜を成長しPL測定を行っている。不純物濃度は10^<17>cm^<-1>以上である。SiGe膜に起因する発光は、不純物による束縛励起子からの発光であった。バンドギャップを評価したところ、Ge組成の増加に対しバンドギャップの低下が観測され、歪SiGe膜の理論値と一致していた。しかしながら、光学フォノンを介したバンド間遷移は観測されず。再結合中心が多く存在していることが示される。束縛励起子による発光が観測されたのは、非発光再結合中心との衝突が抑制されたためであると考えられる。今後の光学デバイスに関する研究を発展させるために、一層の膜質改善を推進する。
近世ペルシア語によるイスラーム世界史記述の展開に関する古典文献学的研究

公募研究として、上記の課題で研究を行ない.研究報告書所載の論文「近世ペルシア語の世界史Nizam al-Tawarikhについての古典文献学的研究I」を研究の成果として発表した。その概要は以下の通りである。1.上記の課題につき、今回の研究では、13世紀後半に書かれた.近世ペルシア語による世界史『諸史の秩序』を14世紀の手書写本によって解読した。この史料の著者カーディーのバイダーウィーの没年については未だに明確な証拠によって決定するには至っておらず.後世の史料では最大で30年もの差があることがわかった。このことが史料の成立についての問題を残すことにつながっている。2.『諸史の秩序』においては、イラン初代の王カユーマルスが旧約=イスラーム的伝説上のヌーフ(ノア)の子供の一人とされており、イラン古代の伝説上の王が旧約=イスラーム的歴史観に結びつけられている。それは著者バイダーウィーがイラン的文化伝統を至上のものとせず.あくまで旧約=イスラーム的な歴史観に立って世界史を考えていた姿勢を示す。またバイダーウィーの世界史は明らかに単線的で今日では当然とされる多様な文化の併存という発想は見られない。1.近世ペルシア語によるイスラーム世界史を記述した作品であるNizam al-Tawarikhの原典写本(トルコ共和国イスタンブル市、スュレイマニイェ図書館所蔵、Aya Sofya 3605,1347年完成)にもとづいて同書の解読を古典文献学手法で進めた。2.Nizam al-Tawarikhの著者バイダーウィーの生涯、特に作品の成立時期と密接な関連のあるその没年について、同時代及び後世の史書から情報を集めてそれらを分析し、問題点を整理した。3.Nizam al-Tawarikhの記述内容を、14世紀に成立した、他の近世ペルシア語によるイスラーム世界史に関わる史書(バナーカティー、シャバーンカーライ、ハムドゥッラーフ・ムスタウフィーの作品)の校訂本、原典写本の記述内容と対照し、それらの記述の情報源となったものを推定した。4.原典写本解読において重要な意味をもつ、原典写本と同年代(1314世紀)の石刻碑文研究のため、トルコ共和国及びイギリスに出張し、かつてのセルジュク朝の首都コンヤを中心として現地で調査をおこない、碑文関係の資料を収集した。5.上記の研究成果を公開シンポジウム「文明と古典」において「原典班」の研究報告として、「ペルシア語によるイスラーム世界史記述の始まりについて」と題して発表した。
通信速度が小さい端末のための画像・動画像圧縮の研究

本研究では,通信帯域が比較的小さく,演算能力の低い通信端末(移動体通信端末,医療用パーソナル通信端末,遠隔操作ロボット端末等)で画像・動画像をリアルタイムで送受信可能な符号化技術(圧縮技術)をベクトル量子化に基づいて研究した.本研究では,可変ブロックサイズによるベクトル量子化によってカラー画像を符号化するアルゴリズムを開発した.また,可変ブロックサイズ分割による符号化を動画像圧縮に応用し効果的であることを確認した.ベクトル量子化によるストリーミング技術については研究途上にあり今後,これまでの研究を発展させてアルゴリズムを確立する必要がある.本研究では,通信帯域が比較的小さく,演算能力の低い通信端末(移動体通信端末,医療用パーソナル通信端末,遠隔操作ロボット端末等)で画像・動画像をリアルタイムで送受信可能な符号化技術(圧縮技術)をベクトル量子化に基づいて研究した.本研究では,可変ブロックサイズによるベクトル量子化によってカラー画像を符号化するアルゴリズムを開発した.また,可変ブロックサイズ分割による符号化を動画像圧縮に応用し効果的であることを確認した.ベクトル量子化によるストリーミング技術については研究途上にあり今後,これまでの研究を発展させてアルゴリズムを確立する必要がある.21年度の研究においては,ベクトル量子化技術(VQ)によって静止画像の圧縮を行うためのコードブツクの最適化の研究を行った.VQによる圧縮においては,CBによってデコードされた画像の画質が決まるためCBの最適化が必要となる.CBの構築は基本的にクラスタリングアルゴリズムによって行う.これは,学習画像をブロック分割することによって学習ベクトルを生成する.この学習ベクトルをクラスタリングアルゴリズムによって各クラスタに分類することによってクラスタの中心からCBを構成するコードベクトル(CV)を計算する.今年度の研究においては,遺伝的アルゴリズム,Affinity Propagation,ファジイクラスタリング,一般化ロイドアルゴリズムによってCBを構築しデコードした画像から最適なアルゴリズムについて比較研究した.また,4つのアルゴリズムを組み合わせたアルゴリズムによってもCBを作成した.これらの結果から,Affinity Propagationと一般化ロイドアルゴリズムによるハイブリットな手法が最適なCBを構築できることが確認できた.これらの研究成果の一部は,次の研究会で公表されている.(1)成田崇仁,鈴木幸司,武田圭剛,松本博貴,可変ブロックサイズのベクトル量子化を用いた動画像の圧縮,2009画像符号化シンポジウム.(2)松本博貴,鈴木幸司,笹崎和也,吉川文人局所フラクタル次元による可変長ブロックサイズと離散コサイン変換を用いたベクトル量子化,2009年画像符号化シンポジウム.さらに,2010年において,国際会(International Joint Conference on Computational Intelligence, Valencia, Spain)で発表する予定である.本研究グループでは画像の符号化を効率的に行うため可変ブロックサイズによる画像の分割法を提案している,これまでの研究では,グレースケール画像が中心であったためカラー画像に拡張した場合の色空間と各色空間での分割法を研究する必要があった.とのたあ今年度の研究においては,適切な色空間について研究を進めた.均等色空間であるLab空間に注目し,分割法を見いだすことができた.この成果は,電気学会論文誌(vol.130,No.8/Sec.C)に掲載が決まっている.平成22年度の研究においては,これまでの静止画像の研究に基づいて動画像圧縮の研究を行った.動画像は,MPEG規格で圧縮し配信しているが,圧縮の計算負荷が大きく計算能力の小さい通信端末には適さない.そこで本研究では,ベクトル量子化(VQ)技術に注目した圧縮研究を行った.VQによる動画像の圧縮技術の確立によって計算能力が小さく,通信速度の小さい通信端末での利用が可能となる.動画像圧縮をVQ技術に基づいて行うため可変ブロックサイズ動き補償について研究した.動画像は,一般的に1秒間に30枚のフレーム(静止画像)によって構成されている.MPEG系の動画像圧縮技術では,15枚の静止画像をグループ単位として圧縮処理を行っている.すなわち,1枚目の静止画像であるIフレームを中心として各フレームの動きを補償することによって圧縮することを基本にしている.本研究で用いる動き補償は,エンコードされているフレームから,分割したブロックごとに動画像を構成する.分割したブロックごとに最も類似したエリアを参照し,予測画像を生成する方法である.静止画像を適切なブロックサイズ(8x8,16x16画素に分割する.ブロックごとにエンコードされている前のフレームと比較することにより,対象としたブロックがどの方向にどれだけ動いたかを求める.各ブロックの動きベクトルをもとに画像を構成する.この処理によって予測画像を構成できる.本研究の可変ブロックサイズ動き補償は,簡単なアルゴリズムによって実現できた.あらかじめブロックサイズを8x8画素に固定で分割し,近傍の動きベクトルが同じ場合にはブロック結合し,動きベクトルを生成するブックの削減を行う.このときブロックサイズを64x64,32x32,16x16で結合を行った.可変ブロックサイズの実現によって動画像圧縮における動き補償ベクトルのデータ量を削減でき,計算負荷の軽減につながった.また,22年度の研究においては,静止画像圧縮のための分割ブロック融合の研究も行い成果を得ている.この研究は,可変ブロックサイズ動き補償ベクトルの研究にも応用できると考えられる.

今後,この研究も進める予定である.23年度の研究においては,動画像の動き補償による圧縮とアルゴリズムの検証実験を中心に研究を進めた.動画像は,空間方向・時間方向の近傍画素間の相関が高い.このため時間的・空間的に変化する画素値を用いて予測画像を生成し,入力される画像との差分を求めることで符号化する動画像の情報量を大幅に削減できる.本研究ではベクトル量子化を用いて符号化されているフレームから分割したブロックに最も類似したエリアを参照する動きベクトルによって予測画像を生成した.動きベクトルの探索はフルサーチ法とステップサーチ法の2つのアルゴリズムによって行った.フルサーチ法は,動きベクトルの探索範囲を総当たりで調べる方法である.原画像のブロックと符号化したフレームの中にある探索範囲内のブロックを比較する.この2つのブロックの各画素の輝度値の2乗誤差の和を求める.この演算をすべての探索範囲を総当たりで行った.このアルゴリズムによって最適な動きベクトルを求めることができた.しかしこの方法では,計算量が膨大になるため改善する方法としてステップサーチアルゴリズムを考案した.このアルゴリズムでは,動き探索範囲が±7画素の場合中心(0,0)と周囲の縦・横方向にそれぞれ±4画素に位置にある画素について最小誤差点を求める.次に,その最小点の周囲8画素を±2画素で探索し最小点を求めた.さらに,求めた最小点の周囲8画素を±1画素で探索し,誤差の最小点を求め動きベクトルを決定する.実験では動き補償によるブロック分割を固定ブロックサイズの場合と可変ブロックサイズの場合の2種類について行った.可変ブロックでは処理データ量を大幅に削減できるがブロックサイズを4種類用いたことにより1ブロックあたり2bitsのデータが必要となった.本研究では,さらにベクトル量子化によるグローバル動き補償についても研究した.これは画面全体を1つの動きベクトルで表せ,ブロック数を削減できる効果があるがブロック位置を宗す情報が必要になり画像の種類によっては効果が小さいことは分かった.
木材の腐朽環境に存在する多様な微生物群に関するメタゲノム解析

木材腐朽菌は木質構造の強度劣化を引き起こすため木材腐朽菌の同定は住宅の維持管理のために重要な課題であると言える。しかし従来からの同定法は、菌をプレート上で培養するという手法であることから実際の腐朽状態を反映していない。そこで我々は現在までにDNAの非特異的増幅法を既存の方法に組み合わせることで、培養過程を経ないで、腐朽初期段階の微量な菌株サンプルの検出・同定を可能にする手法を確立した。この手法を基に、本研究では腐朽木材中の微生物の網羅的な動態モニタリングを行ってゆくことを研究目的としている。そのためにまず(1)「これまで行ってきた手法の更なる開発」を行う。次に(2)「(1)の手法を利用した難培養性微生物を含めた環境中の微生物学的多様性の特徴についての解析」を行う。サンプルの時間的変遷や空間分布等様々な条件でサンプリング調査を行い、そこから得られたデータを基に微生物の動態モニタリングが可能になる。また環境中に含まれる全微生物の機能遺伝子を網羅的にライブラリー化し、その発現量をモニタリングすることで防腐に役立てる知見が得られると考えている。本年度は、(1)に関して、木材腐朽菌菌叢の定量法の確立に関する論文をまとめ、現在木材保存誌に投稿した。また、(独)森林総合研究所から提供された木片中の定性および菌の存在比を明らかにし、今後査読のある雑誌に投稿を予定している。(2)に関して、まず腐朽モデルを用いたmRNAの定量法を確立し動態をモニタリングした後、さらにこれまでに確立した手法を用いて菌体DNAおよびmRNAの定性、定量を行い、そこから得られた知見に関して学会発表を予定している。そこで申請者らは現在までにDNAの非特異的増幅法を既存の方法に組み合わせることで、培養過程を経ないで、腐朽初期段階の微量な菌株サンプルの検出・同定を可能にする手法を確立した。そのためにまず(1)「これまで行ってきた手法の更なる開発」を行う、次に(2)「(1)の手法を利用した難培養性微生物を含めた環境中の微生物学的多様性の特徴についての解析」を行う。本年度は、(1)に関して、Phi29DNAポリメラーゼを利用した環状及び鎖状のDNAの増幅法を確立した。増幅法を確立することで従来より格段に安価にDNAの増幅をすることが可能になった。また、キャピラリーシーケンサのプロトコルも作製した。これにより従来の解析結果の不安定さがなくなり確実に解析結果が出るようになった。さらに、従来の一万倍検出感度の高い新しい定量技術を取り入れることで、従来不可能であった腐朽初期段階の菌体DNA量も迅速・確実に定量測定ができるようになった。また、(2)に関して、一年目ではまず腐朽モデルを確立した。本年度は、(1)に関して、確立した手法を用いて家屋敷地内に棲息する木材腐朽菌の動態モニクとング結果を木材保存誌に投稿し掲載された。また、この手法を利用して、木材腐朽菌ゲノムを一定の比率で混ぜ合わせた溶液を用いて菌叢の定量化を試みた結果、初期の鋳型量の検量線の作成、菌叢の存在比を明らかにすることができた。その内容を日本木材学会に於いてポスター発表を行い、ポスター奨励賞を頂いた。(2)の実験では確立した腐朽モデルでmRNAの動態を経時的に追った。その結果、微量の木粉かぐでも腐朽モデル培地中の菌体mRNAの定性を行うことが可能であることを示した。

しかし従来からの同定法は、菌をプレート上で培養するという手法であることから実際の腐朽状態を反映していない。そこで我々は現在までにDNAの非特異的増幅法を既存の方法に組み合わせることで、培養過程を経ないで、腐朽初期段階の微量な菌株サンプルの検出・同定を可能にする手法を確立した。この手法を基に、本研究では腐朽木材中の微生物の網羅的な動態モニタリングを行ってゆくことを研究目的としている。そのためにまず(1)「これまで行ってきた手法の更なる開発」を行う。次に(2)「(1)の手法を利用した難培養性微生物を含めた環境中の微生物学的多様性の特徴についての解析」を行う。サンプルの時間的変遷や空間分布等様々な条件でサンプリング調査を行い、そこから得られたデータを基に微生物の動態モニタリングが可能になる。また環境中に含まれる全微生物の機能遺伝子を網羅的にライブラリー化し、その発現量をモニタリングすることで防腐に役立てる知見が得られると考えている。本年度は、(1)に関して、木材腐朽菌菌叢の定量法の確立に関する論文をまとめ、現在木材保存誌に投稿した。また、(独)森林総合研究所から提供された木片中の定性および菌の存在比を明らかにし、今後査読のある雑誌に投稿を予定している。(2)に関して、まず腐朽モデルを用いたmRNAの定量法を確立し動態をモニタリングした後、さらにこれまでに確立した手法を用いて菌体DNAおよびmRNAの定性、定量を行い、そこから得られた知見に関して学会発表を予定している。
アトミズムによる生命理論の歴史的展開と原理的課題

アトミズにおける生命論の最も深刻な問題点は、魂を構成するアトムにアトム本来の規定を逸脱した、他のアトムを統合する働きが要請されていたことであった。このことはより一般化すれば、アトム同士が結合する「力」の問題である。その根底には、アトムが結合する場合に、なぜアトムが結合して新たな大きなアトムを形成せず独立性を保ちうるのかというアトムの独立性の問題が伏在している。それはアトムの不可分割の本質規定の問題と表裏一体である。アトムの不可分割の理由として、従来、アトムが空虚をうちに含まないことが最大の理由とされていた。しかし、そこから論理的に導出されるのは、アトム同士の結合や衝突は、アトムが独立性を保つ限り、空虚の薄膜が介在する遠隔的な間接的接触になるという帰結である。しかし、その帰結はピロポノスが6世紀にアリストテレスのテキストから可能性として古注で示唆する以外は、古代アトミストたちの文献には見られず、また、古代アトミズムが復活された16世紀以降の西洋の思想家たちにも総じて無視されている。しかも、重要なことに遠隔的な斥力や引力を働かせる働きは、空虚そのものにもアトムの性質にも何ら想定されていないのである。空虚を内部に含まないことに基礎を置くアトムの不可分割性は、アトムに、結合や衝突や反発のあり方をまったく説明できないという重大な欠陥をはらんでいる。それゆえ、ハイゼンベルグが指摘しているように、19世紀までのアトム同士の結合の説明として、アトムにホックや釣り金具がついたような、奇妙な形態のアトムが想像されたのである。古代原子論とそれを歴史的に継承した原子論において、不可分割性というアトムの本質規定が、アトム同士の結合を説明できない原理的な欠陥を内包している。それが生命論として、魂を構成するアトムが他の他のアトムを統合する力を説明できないことのより原理的な問題であることが明らかになった。今年度の研究では、エピクロスとルクレティウスの生命論の問題点を、プラトンの幾何学的アトミズムと生命理論と比較することで確認した。エピクロスとルクレティウスの場合に生命論の中核を構成する魂が、前者は熱(thermon)と風・気息(pneuma)と最も微細なアトム(akatonomaston)の,3つ、後者は熱(calor,vapor)と風・気息(ventus,aura)と空気(aer)と名前のないアトム(nominis expers)という4つのアトムから構成されている。かれらの生命論の最も大きな問題点は、魂を構成するアトム同士を結びつける力はどこから与えられるかという疑問である。名前のない最も微細なアトムが、魂を組織化し魂を動かす最初の動を与えるとされているが、そのことは、形と大きさと重さの違いしかないとしたかれらのアトムの規定を逸脱しており、特殊なアトムを想定し、そのアトムに生命現象の自発性の要因を一方的に帰しているだけである。他方、プラトンの幾何学的原子論においては、幾何学的な原子の組み合わせの動因として、プシューケー(魂)の力が要請されている。プシューケーが、広義の宇宙論においては、自らを動かす動と規定される。その自動者としてのプシューケーの動が、他から動かされて動きそのことによって他を動かす動、すなわち物体の動と区別される。後者の動の系列を遡源していけば、最初に動を与えるものは、自らを動かす動でなければならないからである。

つまり、物質による生命現象の説明は、必ずや最初にその動を与えるものを想定せざるをえないことが、プラトンと古代アトミズムの生命理論の比較研究によって明らかになった。続いて、ロック、バークリー、ヒューム、デカルト、ライプニッツの著作のCD-Romデータベースによって、近代自然科学設立期における古代原子論の受容と批判の研究に着手し、アトミズムなどをキーワードにテキストの分析を行った。アトミズにおける生命論の最も深刻な問題点は、魂を構成するアトムにアトム本来の規定を逸脱した、他のアトムを統合する働きが要請されていたことであった。このことはより一般化すれば、アトム同士が結合する「力」の問題である。その根底には、アトムが結合する場合に、なぜアトムが結合して新たな大きなアトムを形成せず独立性を保ちうるのかというアトムの独立性の問題が伏在している。それはアトムの不可分割の本質規定の問題と表裏一体である。アトムの不可分割の理由として、従来、アトムが空虚をうちに含まないことが最大の理由とされていた。しかし、そこから論理的に導出されるのは、アトム同士の結合や衝突は、アトムが独立性を保つ限り、空虚の薄膜が介在する遠隔的な間接的接触になるという帰結である。しかし、その帰結はピロポノスが6世紀にアリストテレスのテキストから可能性として古注で示唆する以外は、古代アトミストたちの文献には見られず、また、古代アトミズムが復活された16世紀以降の西洋の思想家たちにも総じて無視されている。しかも、重要なことに遠隔的な斥力や引力を働かせる働きは、空虚そのものにもアトムの性質にも何ら想定されていないのである。空虚を内部に含まないことに基礎を置くアトムの不可分割性は、アトムに、結合や衝突や反発のあり方をまったく説明できないという重大な欠陥をはらんでいる。それゆえ、ハイゼンベルグが指摘しているように、19世紀までのアトム同士の結合の説明として、アトムにホックや釣り金具がついたような、奇妙な形態のアトムが想像されたのである。古代原子論とそれを歴史的に継承した原子論において、不可分割性というアトムの本質規定が、アトム同士の結合を説明できない原理的な欠陥を内包している。それが生命論として、魂を構成するアトムが他の他のアトムを統合する力を説明できないことのより原理的な問題であることが明らかになった。
細粒度気象予測に基づいた地域別空調制御・通信システム

本研究では、様々なメディアを通して細粒度、リアルタイムの環境情報を低コストで収集し、そのデータをエネルギーマネジメントの観点から地域単位での空調制御へ応用することで快適性を確保したまま地域全体の消費電力削減を目指している。研究成果としては、スマートフォンを通した参加型センシング、ソーシャルメディアに発信された情報からの環境情報取得、動物に取り付けたセンサを用いた長期間、広範囲の自然環境調査など統合的な環境センシングを実現するとともに、複数の情報ソースから得た温度データからルールに応じて家電機器を制御するソフトウェアを開発し、気温などのデータに基づいたエアコンの制御システムを構築した。本年度は、多くの人が所有しているスマートフォンを通した参加型センシング、Twitterなどのソーシャルメディアに発信された情報からの環境情報取得、動物に取り付けたセンサを用いた長期間、広範囲の自然環境調査を想定し環境情報収集の研究を進めた。参加型センシングでは、世田谷区を対象に環境データを収集する実験を行い、収集したデータの視覚化や分析を進めた。ソーシャルメディアセンシングでは、リアルタイムに起こっているイベントを検知、識別を実現し、特定のエリアでの突発的な事象の発生を検出する基礎技術を開発した。動物を用いたセンシングでは、動物に取り付けた無線センサ機器同士がDTNと呼ばれるネットワークを構成するための基礎技術を開発した。特に、機器の電池寿命を延ばすために、動物同士の遭遇を検出したときのみ電源を投入する技術を実現した。また、センサデータをプライバシに配慮しながら提供するデータ摂動(Pertubation)技術を開発し、盗聴されても個々の値は復元できないが統計的な情報は復元できるセンサデータの提供を可能にした。これらのデータを空調制御へ応用するために、複数の情報ソースから得た温度データをデータベースに蓄積し、ルールに応じて家電機器を制御するセンサモニタリング及び自動制御ソフトウェアを開発し、気温などのデータに基づいてエアコンを制御するシステムを構築した。H24年度はセンサネットワークのシュミレーションの構築に成功した。広域エリアを柔軟にカバーできるWSNは気象条件のモニターリングに適している一方でセンサノードのバッテリの容量制限のため,限らた期間での運用を行うことを強いられてきた。都市部で気象を計測するために、しかしより長期運用するため,ソーラーパネルなどのEnergy Harvesting技術でより効率的にエネルギを利用するセンサノードの導入が可能であるが経済的に高コストな点が普及を妨げている。本年度は全体のライフタイムを伸ばすため,Harvested Energy予測モデルを改良し,より現実に近いシミュレーションを行う環境を構築した。気象現象を加味した上でエネルギ予測モデルを確立しルーティングプロトコルを改良した.天候情報や地理情報などを導入したシミュレータでWSNの広域・長期運用手法を検証させ、要件に見合う最低限の自然エネルギーセンサノード数や配置の特定が容易になった。またユーザ参加型による気象環境計測の基盤の構築を成功させ世田谷区における2700箇所におよび計測の実験を完了した。またプライバシを保護しつつ各世帯からセンサデータをネットワークコーディングを用いて転送する仕組みを提案してシミュレータ上で検証した。更にプライバシ情報を考慮するネガティブサーベイの研究を開始し国内外で発表を行った。当初の予定では自治体によるでのリアルタイムの実験を予定していたが館林市の内部の予算の関係でオフラインでのデータの取得からの実験に切り替わった。市内、小学校数校でのデータ取得は順調に行われているため研究としては問題がない。また学会発表なども順調に行われている。世田谷区全域での計測実験もH24年度に前倒しで完了し本年度シミュレーションや更なる追加実験を行うことができる。冷暖房装置による消費電力の抑制が社会問題として注目されている.電力増加はオフィスや家庭のIT化による人工排熱や舗装面によるヒートアイランド等が要因になっており,冷暖房装置の制御によりピーク消費電力の抑制する急務の課題となっている.フロアや部屋単位である空調制御を,地域ごとに制御する方式にし,サーバからユーザが頻繁に利用する部屋の空調を地域細粒度の外気温情報を元に自動で制御させる.近接する装置との連携を実現し地域毎に制御させることで,住民の快適性を低減することなく総合的且つピーク時の消費電力を削減する.今後の研究方針としてH24年度の世田谷区での実験結果から得られたデータを解析すると同時に、開発しているシミュレータでの評価を行う。また開発している太陽や風速などのシミュレータの詳細な検証を行い完成度を高め,実際に実際のセーブできるエネルギー量を算出可能とする。センシング技術は,センサが動かないスタティックセンサネットワークと,センサがユーザとともに移動するモバイルセンサネットワークの2種類から成る.スタティックセンサネットワークでは,市街地・住宅地にセンサを遍く展開し,環境情報(温度,湿度,照度,CO2濃度等,気圧)を効率良く取得・通信・処理・蓄積・集約し,必要な時に必要な情報を提供されなければならない.

本研究では,協調型の地域別センサネットワーク基盤技術を開発し,(1)計算および通信処理に必要な資源を無駄なく効率的に用いて異種センサデータを管理する手法を開発する.以上の必要事項を解決するため我々は4つの課題を設定しそれぞれの技術を確立する.【課題A】地域単位空調機器制御に必要な細粒度気象センシング、【課題B】地域別細粒度気象予測システム【課題C】地域別空調制御モデリング、【課題D】地域空調制御・通信技術の研究課題の分割し、25年度も段階的に行う.H25年度は主に学会発表の旅費、システム構築にかかる謝金に費用を振りわけ成果をなるべく対外的に広く知っていただくことを目標にする。また本年度大規模に取得してデータの精度を高める為に、自治体と連携した取り組みを推し進めさらにデータを取得する実験を謝金や消耗品のモバイル端末や通信モジュールを購入して行う予定である。また空調制御のクラウド化に関するプロトタイプの検討とクラウドでの空調制御に関するルールベースエンジンの検討を平行して行う。
石炭産業の漸次的撤退と青年たちの成人期への移行に関する追跡研究

本研究は、国内石炭産業の漸次的撤退期における閉山を経験した青年たちを対象に、閉山直後の状況理解、新たな環境への適応を含めたその後の成人期への移行過程全般を、個人資料の分析ならびに追跡調査のデータから把握する。その際、父親の再就職先が大都市圏と炭鉱に二分される炭都夕張の閉山を事例とする。本研究は、産業衰退にともなう中間集団の変容に着目し、成人期への移行における青年たちの家族関係や移行タイミング、人間行為力の作用に関するライフコース研究に位置付けられる。