hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
花信号機能解明のための送粉昆虫の花接近飛行3D解析

固着性である顕花植物の有性繁殖器官である「花」は,繁殖機能を果たすために,非生物的現象や特定動物種の行動を利用して配偶子の出会いを実現する。特に動物種を花粉媒介者として利用する場合,「花」は交配相手へのディスプレイとして働くのではなく,花粉媒介者へのディスプレイとして機能している。つまり「花」は動物種の行動をコントロールする信号装置として働いていると理解できる。●本研究の目的は,顕花植物の有性繁殖器官である「花」を,従来とは異なった視点,つまり,花粉媒介者(送粉昆虫)の行動をコントロールする「信号装置」として捉え,「花」の花粉媒介者誘引機能の実態を明らかにすることである。そのため,「花」に飛来する花粉媒介者である送粉昆虫の「花着地前」の飛行行動を2台のデジタルビデオから得た画像によって3次元的に徹底的に解析してきた。●その結果,平成21年3月31日までに,次の成果を得た。(1)ハイビジョン画像を同期して記録できる高性能ビデオカメラ2台によって,マメ科植物アレチヌスビトハギの花に飛来する昆虫の飛行行動を詳細に記録できた。その画像を解析の試行錯誤をとおして,(2)花に接近する昆虫の飛行軌跡を、2台のデジタルビデオカメラ映像からコンピュータ解析する手法を確立できた。(3)昆虫の飛行コース、空中姿勢、飛行速度変化の傾向を把握でき,昆虫の行動を花の形態変化の関わりから,花信号の解析が可能であることがわかった。同時に,(4)特にマメ科のアレチヌスビトハギの花を訪れるツルガハキリバチの訪花,着地寸前の飛行行動が幾つかの段階で構成されていることが明らかになった。また,(5)それらの行動段階は,花の形態的構造の変化によって,制御されていていた。●成果は,現在までに,投稿論文中として準備中であるほか,すでに,6回にわたって,学会発表をおこない,シンポジウムや講演会でも成果を公表した。本研究の目的は,顕花植物の有性繁殖器官である「花」を,従来とは異なった視点,つまり,花粉媒介者(送粉昆虫)の行動をコントロールする「信号装置」として捉え,「花」の花粉媒介者誘引機能の実態を明らかにすることである。そのため,平成18年度は,「花」に飛来する花粉媒介者である送粉昆虫の「花着地前」の飛行行動を記録するハイビジョンカメラ2台(主たる設備備品)を購入し,撮影テストを幾度も行った。撮影対象は,マメ科のアレチヌスビトハギの花を訪れるツルガハキリバチである。また,機材の有効性を確認するために,岐阜市近郊の山地において多くの植物の訪花昆虫の行動を記録した。そして,記録画像をコンピュータで3次元的に解析する手法も確立しつつある。その結果,(1)花に接近する昆虫の飛行軌跡を、2台のデジタルビデオカメラによって詳細に録画できた。(2)記録された映像をコンピュータに取り込み、1/30秒ごと、カメラ映像ごとに、昆虫の飛行軌跡をトレースできた。3)トレースデータをコンピュータによって補正する手法が確立でき,具体的なxyz座標データの把握が出来るようになった。また,今年度の模索で記録できた,様々な花に飛行接近する昆虫たちの行動は,スローモーションに編集し,動画データベースとしてインターネットのWebページとして公開した。公開サイトのタイトルは「Flower Visitors ; Pollinators' Flights」としてアドレスは以下である。公開直後から,全世界からアクセスを受け,好評である。ハイビジョンカメラ2台で「花」に飛来する花粉媒介者である送粉昆虫の「花着地前」の飛行行動を記録・解析した。そして,記録画像をコンピュータで3次元的に解析する手法も確立した。その結果,(1)花に接近する昆虫の飛行軌跡を解析できるようになり(2)記録された映像から飛行経路の具体的なxyz座標変化が解析できた。それらの結果は,種生物学会において2題の発表を行った。そして,そのうちの1題である「花の形態変化に反応するポリネーターの訪花直前飛行」はポスター賞を受賞した(裏面ページ)。またインターネットでの動画公開を更新している。

その画像を解析の試行錯誤をとおして,(2)花に接近する昆虫の飛行軌跡を、2台のデジタルビデオカメラ映像からコンピュータ解析する手法を確立できた。(3)昆虫の飛行コース、空中姿勢、飛行速度変化の傾向を把握でき,昆虫の行動を花の形態変化の関わりから,花信号の解析が可能であることがわかった。同時に,(4)特にマメ科のアレチヌスビトハギの花を訪れるツルガハキリバチの訪花,着地寸前の飛行行動が幾つかの段階で構成されていることが明らかになった。また,(5)それらの行動段階は,花の形態的構造の変化によって,制御されていていた。●成果は,現在までに,投稿論文中として準備中であるほか,すでに,6回にわたって,学会発表をおこない,シンポジウムや講演会でも成果を公表した。
超対称性理論における物質の世代構造とヒッグス系の3-2表現分離問題の解明

余次元理論において、高次元時空に広がるゲージ場の余次元成分は、コンパクト後の4次元時空ではスカラー粒子として現れる。このスカラー場を、質量の起源であるヒッグス場とみなす、gauge-Higgs unification理論においてヒッグスの真空期待値や質量を算出するためには量子効果を含んだ有効ポテンシャルを計算する必要がある。そこで、一般のSU(N)gauge theoryにおいて有効ポテンシャルを求める事に成功した。また、gauge-Higgs unificationにおいて、radiative breakingが機能してヒッグスが正しくWeakスケールの真空期待値を持てるかどうか解析し、可能なパラメータ領域を調査した。次に、高次元ゲージ対称性がオービフォールドの境界条件で破れる理論では、tree levelの散乱でユニタリティが保存されることを、具体的な模型(S^1/Z_2上の5次元標準模型とSU(5)GUT)を用いて、Kaluza-Klein (KK)モードになった重たいゲージボソンが外線に出るtree levelの過程を解析して示した。このとき内線を飛ぶ複数のKKモードが互いに発散をキャンセルすることが決定的であった。さらに発展して、非ゼロモードのゲージ場の余次元成分がヒッグス機構のNG場と同じ役割を果たし、外線に重たいゲージ場が飛ぶ過程のamplitudeはゲージ場をNG場に置き換えたものに等しいという、いわゆる「等価原理」が成り立つことをBRS不変性を用いて一般的に証明した。また、正しいオーダーの質量階層性とクォーク(レプトン)系の小さな(大きな)世代間混合を自然に導く模型を、6次元SO(10)GUTで構築した。さらに、orbifold上のファット・ブレイン模型を考案して、ヒッグス場の3表現2表現分離問題の解決策を提示した。この時陽子崩壊についても解析した。(2).超対称性のある余次元理論を用いて、クォークとレプトンの世代間混合・質量階層性を自然に説明する機構や模型の構築に成功した。具体的には、5、6次元目の座標がT_2/Z_2 orbifoldでコンパクト化された6次元SO(10)大統一理論において、第5第6世代のvector-like場が5次元6次元に広がりその波動関数のvolume suppressionが本質的な役割をして10表現に階層性が導出される機構を考案した(3).余次元大統一理論・余次元標準模型に関する研究については、fat brane scenarioの枠組みで、3種類のSUSY breaking解(縮退解、decoupling解、alignment解)が、SUSY breaking braneの5次元座標の位置によって自動的に導出され、統一的に理解できることを示した。(5).レプトン・フレーバーの破れの研究を行った。具体的には、effective SUSY理論において、τ→μγ等LFVの実験的制限をクリアーし、かつ、レプトンの世代間混合相互作用が、μ-ong-2の標準模型からの有意なずれを導出する可能性について調べ、パラメータ領域を解析した。(6).ニュートリノの質量・世代構造に関する研究を行った。具体的にはニュートリノ・レス・ダブルβ崩壊実験データが予言するニュートリノ質量階層構造をMajorana CP位相を含めて解析した。
衣服裁断用ダミー設計のための3-Dモデリングに関する研究

今年度は、昨年度に引き続き成人女子体幹形状の実験データを用い、形状に絞った検討を行った。すなわち、前後二方向のデータを適切な角度で突き合わせて体幹の右半身を表現することと、そのデータを反転させることで左半身を想定して左右をつき合わせることを中心に検討を行った。また、当初の予定では更に進んだ解析までを行う予定であったが、検討の途中で以下のような問題点が明らかになり、更に詳しい検討を余儀なくされた。つまり、前後の突き合わせについては、呼吸の相の影響や、実験時の姿勢である静立位での体軸と重心の影響が大きい。また、体軸のズレが大きい場合は、補助的に計測したマルチン式計測器による体表面マーク間のデータにより修正が必要であるが、体軸のズレが些少な個体については、ほとんど手直しせずに前後二方向のデータを突き合わせることが可能であることがわかった。また、体幹全体の形状を類型化し、それを衣服裁断用ダミー設計に応用した結果については、引き続き検討中である。また,それと平行して若年女子・生体46例について体幹部の立体形状の三次元形状計測を行った。当初の予定より被検者を得ることが難しく、平成10年度のものと合わせて76名にとどまった(予定は100人)。今年度、実験手法に関して得られた知見として、画像の簡便な処理方法が挙げられる。つまり、従来は実験環境の明るさの条件に依存した二値化しか行なえなかったが、この工程を踏むことによって、従来の画像処理に費やす時間が半減し、より効率の良い解析が実現した。今年度は,まず,既に得ている若年女子・生体300余名の実験データを用い,それらの画像処理および三次元データの算出,得られたデータの検討および体幹形状の解析準備を行った.得られたデータは2台の計測装置によって右前斜め45度,右後斜め45度の2方向からほぼ同時に撮影された画像である.今回は,その前後2方向の画像を別々に処理して三次元座標値を求め,2つのデータを適切な角度でつき合わせることによって,体幹の右半身を表現する.また,得られた右半身のデータを正中矢状面を折り返し線として反転させることで左半身を想定し,左右をつき合わせることで体幹の全周を表現する方法に関して検討を行った.現在までに得られている知見として,データの突き合わせに関するものがある.つまり,計測時,体幹側面に貼付したマークが2方向からそれぞれ撮影されるので,その点や隣接する部位を実験時にマルチン計測器で各々計測しておき,そのデータを形や寸法を適切に再現する有効な手掛かりとして利用できることが挙げられる.体幹部の立体形状に関する解析結果は,現在引き続き検討中である.また,それと平行して若年女子・生体30例について体幹部の立体形状の三次元形状計測を行った.当初の予定より被検者を得ることが難しく(予定は100名),平成11年度にも出来るだけデータを増やしたいと考えている.実験手法に関して得られてた知見として,体幹の形状を知る手掛かりとして極めて重要なマークに関するものがある.つまり,暗くした室内でも画像により鮮明に写り込み,体幹部との境界を識別しやすい素材や,貼付する部位によってよりハッキリと形状が識別できる形状などに関して繰り返し検討し,良好なマークを得ることができた.今年度は、昨年度に引き続き成人女子体幹形状の実験データを用い、形状に絞った検討を行った。
1999年台湾の地震に伴って発生した山地災害の調査

平成13年度調査日程は,全体現地調査が9月2410月3日,個別現地調査を7月,11月,12月,1月に行った。今年度は海外調査の最終年度でもあり,これらの調査結果の解析,まとめに努め,2月に報告書を刊行した。報告書の概要は以下の通りである。(1)921集集大地震の概要(過去の地震,地盤変位,加速度),(2)地震による被害一般(被害全体,山地災害,斜面災害,過去の地震災害),(3)地震前後の降雨状況(地震前後の降雨状況,平年値との比較),(4)聞き取り調査による大規模崩壊の状況(九〓二,草嶺崩壊),(5)土砂災害警戒避難システム(台湾の計画,日本との比較),(6)An introduction to the geology of Taiwan(地質全体,九〓二,草嶺の地質),(7)航空写真・衛星画像からみた山地災害(SPOT, IKONOSによる解析,台湾921地震にともなう斜面崩壊の発生場としての特徴,地震動による崩壊発生分布の地形および加速度との関係),(8)九九峰の災害(地震直後の状況,最近の状況,災害原因としての加速度,斜面崩壊機構,乾渓における土砂堆積の状況),(9)九〓二地区の災害(崩壊発生状況,最近の状況,地形・地質,崩壊発生の要因),(10)草嶺の災害(崩壊発生状況と最近の状況,過去の崩壊発生状況,地質地盤の状況,崩壊要因),(11)烏石坑渓の崩壊と土砂流出(921地震による崩壊,地震後の土砂流出と対策,2001年台風の影響),(12)1999年台湾地震後の土砂災害の推移と地形変化(清水渓上流-石鼓盤渓,加走寮渓の2小流域,崩壊土石流の発生状況と,崩壊地の履歴),(13)地盤の特性と斜面の安定性(崩壊要因としての加速度,土質強度特性,斜面安定解析),(14)921地震以来中部地區土石流状況研究(2001年土砂災害分布,土石流発生限界変化)。また,台湾から研究者を2月末に招き,津市にて研究成果に基づき台湾地震災害研究報告会を開催し,研究討論を行った。1999年9月21日台湾にて発生した集集地震の山地災害調査を行った。調査日程は予備調査が7月16日19日,第1次現地調査が9月24日30日,第2次現地調査が12月1421日であった。予備調査では,農業委員会,工業技術研究院,成功大学を訪問し,現地の状況の把握と現地調査の手配等と研究計画の説明を行い,今後の協力お願いした。第1次現地調査では、9月24日に到着し,豊原,石岡を全員で調査した。翌日からは2グループに分かれ,航空写真解析グループは工業技術研究院にて解析作業を行った。現地調査グループは,25日:九九峰禿げ山調査,26日:九分二山崩壊地調査,27日:林務局嘉義区工作站を訪問し,阿里山近辺調査,28日:草嶺奥地の豊山崩壊地調査,29日:草嶺崩壊地調査を行った。30日は,台湾側(農業委員会,成功大学,工業技術研究院)と日本側とで検討会を行い,地震と山地災害について相互の研究成果を検討した。

第2次現地調査では,12月14日:頭卞坑渓の地すベり調査,15日:九九峰禿げ山調査と埔里土石流調査,16日:九九峰および九分二地区崩壊地の調査とすべり面粘土の資料採集,17日:ヘリコプターによる上空からの写真撮影・目視調査および草嶺崩壊地調査,18日:草嶺崩壊地すベり面粘土採取と草嶺奥地豊山の崩壊調査と土石流調査,19日:崋山土石流の調査と上部崩壊地調査,20日:九分二崩壊地再調査,21日:農業委員会訪問し,研究打ち合わせを行った。今年度は,地震による山地災害現場の調査と必要な資料の入手に努め,ほぼ入手することができた。また,台湾における航空写真判読結果をデータベース上に登録した。上空からの写真撮影や崩壊地対岸の撮影サイトの発見に努め,貴重な映像撮影災害現場の的確な状況把握を行うことができた。1999年9月21日,台湾にて発生した921集集大地震の山地災害調査を昨年度に引き続き行った。平成13年度調査日程は,全体現地調査が9月2410月3日,個別現地調査を7月,11月,12月,1月に行った。全体現地調査では、9月24日に到着し,霧峰の光復国民小学校を全員で調査した。翌日からは2グループに分かれ,航空写真解析グループは工業技術研究院にて崩壊地の写真判読作業を行った。現地調査グループは,25日:九九峰禿げ山調査を行い,水土保持局を訪問,意見交換と資料の入手を行った。26日:九九峰禿げ山にて地盤調査。27日:九分二崩壊地にて地盤調査。28日:鶏頭の台湾大学演習林を訪問し,意見交換と資料の入手を行った。29日:崋山の土石流調査と現地住民からの聞き取り調査を行った。30日:草嶺の地盤調査。10月1日:草嶺崩壊地,対岸にて調査を行った。10月2日:台南市成功大学を訪問,意見交換と土質実験結果等資料の入手を行った。個別現地調査では,7月8日14日まで烏石坑渓,豊丘,十八重渓,神木村の崩壊・土石流調査。11月1418日:烏石坑渓,豊丘,火炎山の崩壊・土石流調査。12月2日6日:九分二調査,台南市成功大学にて意見交換,研究打ち合わせ。10日14日:九分二,草嶺聞き取り調査,中興大学にて資料入手。23日27日:工業技術研究院にて航空写真解析。1月2426日:台北市農業委員会,林業試験場にて復旧計画の資料を入手した。今年度は海外調査の最終年度でもあり,これらの調査結果の解析,まとめに努め,2月に報告書を刊行した。また,台湾から研究者を2月末に招き,津市にて研究成果に基づき台湾地震災害研究報告会を開催し,研究討論を行った。
アトピー性皮膚炎予防の環境要因と遺伝要因の交互作用解明に関する前向きコホート研究

九州沖縄母子保健研究のデータを活用し、アレルギー疾患のリスク要因及び予防要因を解明した。特に、遺伝的要因と環境要因との交互作用について検討した。9編の英文原著論文が国際学術誌により受理された。アトピー性皮膚炎の発症関連要因及び予防要因解明を目的として、二世代継続前向きコホート研究である「九州・沖縄母子保健研究」を開始した。平成19年度にベースライン調査として妊婦のリクルートを実施した。最終的に九州・沖縄に在住する妊婦の1758名が参加した。ベースライン調査では、本研究用に開発した生活習慣、生活環境、既往歴等に関する質問調査票と食事歴法質問調査票を使用した。他に、寝具のほこりを採取し、ダニ抗原量を測定した。平成21年度末までに、出生時追跡調査、4ヶ月時追跡調査及び1歳時追跡調査が完了し、それぞれ1,591組(追跡率90.5%)、1,482組(追跡率84.3%)、1,412組(追跡率80.3%)の母子が参加した。4ヶ月時調査では質問調査票による情報収集に加え、遺伝子検体の収集、唾液コチニン量の測定、母親の歯周疾患検査を実施した。1歳時追跡調査では、母乳、人工乳、離乳食摂取状況、家庭内喫煙状況、生活環境、感染既往、抗生剤使用状況、疫学的診断基準と医師診断によるアレルギー有症状況などの質問が含また。平成21年7月より2歳時追跡調査を実施しており、食習慣、家庭内喫煙状況、生活環境、ワクチン接種状況、感染既往、疫学的診断基準と医師診断によるアレルギー有症状況などの質問を含んでいる。ベースラインデータを活用して若年成人女性における各種環境要因とアトピー性皮膚炎有症率との関連を評価する。追跡調査のデータを用いて、生まれた子供の出生前後の各種環境要因及び遺伝要因と乳幼児期アトピー性皮膚炎発症との関連を調べる。最終的に、アトピー性皮膚炎における環境要因と遺伝要因の交互作用を解明し、オーダーメイドのアトピー性皮膚炎予防を探索する。平成19年度よりアトピー性皮膚炎の発症関連要因及び予防要因解明を目的として、二世代継続前向きコホート研究である「九州・沖縄母子保健研究」を開始した。ベースライン調査、出生時、生後4ヶ月時、1歳時追跡調査にそれぞれ1,757、1,591、1,482、1,434組の母子が参加した。平成21年7月から開始した2歳時追跡調査を継続中であり、平成22年7月より3歳時追跡調査を実施している。現時点で、4編の論文を投稿している。ベースラインデータを活用し、妊婦における兄弟数とアレルギー疾患有症率との関連を調べた。年上兄弟数とアレルギー性鼻炎との間に有意な負の関連を認めたが、喘息、アトピー性皮膚炎とは関連がなかった。妊婦における乳製品、カルシウム、ビタミンD摂取との関連については、喘息有症率のみカルシウム摂取と有意な負の関連を認めた。妊婦においてアトピー性皮膚炎の症例対照研究を設定し、IL13遺伝子多型rs1800925とrs20541との関連を調べた。Rs1800925のCC遺伝子型に比較し、マイナーTT遺伝子型では有意な正の関連を認めた。また、CT+TT遺伝子型と喫煙との間に有意なadditive interactionを認め、生物学的な交互作用が示唆された。Rs20541遺伝子型とアトピー性皮膚炎との間に有意な関連は認めなかった。124名の母親から母乳検体を得、4種の化学物質を測定した。β-HCH濃度を中間値で2群に分けると、高値群ではアトピー性皮膚炎有症率と有意な負の関連を認めた。HCB、DDE、nonachlordaneとは関連がなかった。以上が平成22年度における研究成果である。今後はADAM33等、遺伝子多型の解析を進めつつ、栄養等の環境要因との関連の解析も進める。さらに、追跡調査のデータも採用し、生まれた子のアトピー発症と妊娠前後の環境要因及び遺伝要因との関連を解析する。ベースライン調査、出生時、生後4ヶ月時、1歳時、2歳時追跡調査にそれぞれ1,757、1,591、1,482、1,434、1,326組の母子が参加した。平成22年7月から開始した3歳時追跡調査を継続中であり、平成23年7月より4歳時追跡調査を実施している。昨年度投稿した4編の論文(母親における兄弟数とアレルギー疾患との関連、化学物質とアレルギー、乳製品摂取とアレルギー、ILI3遺伝子多型とアトピー性皮膚炎)は全て受理された。今年度も母親のデータを用い、IL13遺伝子多型とアレルギー性鼻炎との関連を検討した。SNPrs20541とアレルギー性鼻炎との間に有意な関連を認めた。SNPrs1800925とは有意な関連を認めなかったが、喫煙との間に生物学的な交互作用を検出した。4パック年以上の喫煙歴では、喘鳴有症率が有意に高かった。

非喫煙者において、家庭と職場の双方で受動喫煙があった場合、喘鳴とアレルギー性鼻炎の有症率が有意に高かった。ADAM33遺伝子多型については、4つのSNP及びハプロタイプがアレルギー性鼻炎と有意な関連を認め、rs628977と喫煙との間に有意な交互作用を認めた。また、SNPrs612709は喘息と有意な関連を認めた。肉類摂取とアレルギー性鼻炎との間に有意な正の関連を認めた。以上、5つの論文が受理された。IL4遺伝子多型とアレルギー性鼻炎及び喘息との間に有意な関連を認めたが、喫煙との交互作用は統計学的に有意ではなかった。IL4R遺伝子多型とアトピー性皮膚炎との間に有意な関連を認めたが、喫煙との交互作用は有意ではなかった。以上、3つの論文が投稿中である。
遺伝子改変マウスを用いた生殖細胞の性分化の解析

平成18年度は、平成17年度にDNAマイクロアレイの結果より見出した、XX型プロ精原細胞とXY型プロ精原細胞との間で顕著に差が見られた遺伝子について、精算細胞における遺伝子の機能ついて研究を行った。まず、誕生後に増殖せずに消滅してしまうXX型プロ精原細胞で、顕著に増加していた11種類の遺伝子の機能を明らかにするために、遺伝子のクローニングを行った。これらの中でNCBIデータベースの検索によって、ORF配列が決定されている7種類の遺伝子のうち、6種類のクローニングに成功した。そしてこれら、クローニングに成功した遺伝子について、精原細胞における遺伝子機能を明らかにするために、精原細胞を多く含む1週令の精巣からGS細胞(germlinestem cells)の樹立を行った。また、遺伝子が導入された細胞が分かるようにマーカー蛋白質であるEGFPを共発現するようにベクターを構築した。そして、樹立したGS細胞にリポフェクションを用いて、6種類の遺伝子それぞれを発現させた。リポフェクション後、48時間後に培地中にBrdUを投与し、それから12時間後にBrdUの取り込みについて、フローサイトメーターを用いて解析を行った。その結果、遺伝子が発現していると思われるEGFPで標識された細胞において、BrdUの取り込みが確認された。以上の結果より、GS細胞ではXX型プロ精算細胞で顕著に増加していた6種類が単独で過剰発現しても、発現後48時間後にはまだ、細胞増殖能があることを示した。このことはクローニングできた6種類の遺伝子が単独で精原細胞の増殖を抑制しているわけではないことが示唆された。平成17年度は、精巣内で雄の生殖細胞として分化したXX型プロ精原細胞とXY型プロ精原細胞の違いについて、検証した。XXの性染色体の組み合わせをもつ個体は通常、雌になるが、その生殖細胞は始原生殖細胞の時に精巣環境にさらされると、父型のインプリンティングを獲得する、雄の生殖細胞(プロ精原細胞)に分化することができる。しかしながら、プロ精原細胞に分化したXX型生殖細胞は誕生後すぐに消滅してしまうことが雌雄キメラの実験によって分かっていた。そこで、XX型プロ精原細胞は誕生までは正常に分化しているように見えるが、なぜ、誕生後に消滅するのかを、XY型プロ精原細胞との違いを比較することによって検討した。通常、XY型プロ精原細胞は胎児期に細胞分裂を休止した状態にあるが、誕生後に細胞分裂を再開して増殖を始める。しかし、BrdU投与の実験によって、XX型プロ精原細胞では誕生後に細胞分裂を再開していないことが明らかになった。また、なぜ、XX型プロ精原細胞は細胞分裂を再開しないのかということを調べるために、DNAマイクロアレイを用いて、XY型プロ精原細胞との遺伝子発現の違いを調べたところ、有意に差があると示された遺伝子が多数、あることが分かり、RT-PCRによって顕著な差が見られた遺伝子(Estを含む)が11個見つかった。次年度はこれら、XX型プロ精原細胞とXY型プロ精原細胞との間で顕著に差が見られた遺伝子について、プロ精原細胞の誕生後の増殖との関係を明らかにしたい。
手話使用者の認知構造を利用した聴覚障害者のための英語教育教材の開発

聴覚障害を持つ大学生は増加しており、インターネットやEメールの発達で彼らの英語学習への関心も高まっている。しかし大学のサポートシステムや聴覚障害学生のための英語教授法は10年間ほとんど改善されていない。インテグレーションで教育を受けている聴覚障害学生のための英語の自習ソフトの開発が必要である。その際手話使用者の特殊な視覚認知能力を有効に利用するようデザインすべきである。この研究ではいくつかの実験に基づいて、英語教育ソフトをデザインした。まず日英語を使って、文字や文字列、あるいは文の認知・記憶能力を調べ、手話使用者の視覚認知・記憶能力の特徴を把握した。次に英単語を画面上に提示し、その提示の仕方による視覚認知・記憶能力を比較した。その結果、手話者は静止した単語より、動いている単語のほうが認知・記憶能力が良いことがわかった。単語自習ソフトにおいては画面上にひとつの単語を複数提示し、内側から外側へ、または外側から内側へ動かすことが有効である。その動かし方が規則的であるものとランダムなものとどちらが効果的かは学習者によることがわかった。また手話者は同時に何行かの文字列を認知することができることもわかった。これは読解や文法の自習ソフトに利用できる。たとえば何行かにわたる映画の台詞を、全部一度に提示することによって、文法構造が把握しやすくなる。また文法事項別のソフトでは右から左に文を移動させ、同時に日本語訳と手話による訳を提示するのが効果的であると考えられる。さらに英検の聴覚障害者対応でテロップを流すようになったことから、英文を右から左に流したものを理解できるようになるような自習ソフト作成にも着手した。英語圏の字幕付のニュース等を理解するための教材は健聴者にも有益であると考えられる。聴覚障害学生の英語の学習意欲はインターネットやE-メールの発達にともない、確実に高まっている。しかし語学は音を中心とした教育にならざるを得ないために、大学において聴覚障害者に適した英語教育をすることは難かしい。この研究は、手話を学ぶことで開発される視覚認知能力(斎藤2000)を利用して、英語の自習ソフトを作成しようとするものである。初年度の研究として、さまざまな教育背景を持つ聴覚障害学生を被験者とし、英単語の提示の仕方による認知及び記憶能力を調べた。さらに学生の感想や、教材に対する意見も聞いた。まず被験者にとって、未修得の英単語とその日本語訳を表示し、その英単語を記憶するのに能率のよい形式を調べた。コンピューターで英単語と日本語を別々に、静止した状態で提示したり、左から右に動かしたり、外から内に動かしたりしたものを作製し、それらをテレビ画面に表示した。その後、それらの単語のうち、どれを記憶できているかをテストした。一部には信号音も入れた。その結果、手話歴の長い学生の場合、単語を放射線状に動かすと記憶しやすいことがわかった。音の信号は、聴力によっては気づく学生もいたが、刺激としての効果は認められないようである。また補聴器をつけている学生にはハウリングをおこして非常に邪魔である場合もあった。しかしかすかに聞こえ、張力訓練を受けている学生の、不明確にしか聞こえなくても発信を聞かせてほしいという意見もあったので、今後声を入れたものも作成するつもりである。またカタカナで発音を入れてほしいという意見もあった。聴覚障害学生にとって、正しい発音を習得する事はほぼ不可能であり(斉藤1991,2000)、まずは読み書き英語に専念するべきであるので、覚えやすいならばカタカナをつけることも、かまわないと思われる。以上の結果を利用し、次年度は更に文レベルにまで広げて教材をデザインする。聴覚障害を持つ大学生にとって音声言語である「英語」は最もインテグレーションが難しい科目である(斉藤1991、2000)。

しかしインターネットやE-メールの発達にともない、聴覚障害学生の英語の学習意欲は確実に高まっている。この研究では手話を習得することによって開発される視覚認知能力(斉藤2000)を利用して英語の自習ソフトをデザインしようとするものである。初年度行った実験の結果を基に、まず英単語の自習教材をデザインした。聴覚障害学生の協力を得てどのように提示するのが英単語の記憶にもっとも有利かを調べた。その結果、手話使用期間が長いほど、画面の外側に散らばったり、画面の中心に集まる動きが有利であること、手話使用の長い人ほど短時間、そして一度だけ英単語を見せても記憶できることがわかった。しかし文レベルになると、このような提示の仕方は不可能であることと、英検の聴覚障害者対応で、テロップを流すようになったことから、文レベルでは右から左に流す提示の仕方が必要と考えた。この提示のしかたで速度を変えて実験し、文法力・読解力を伸ばす教材では、効率のよい速さから始めて、最終的に音声英語の自然な速さと同じ速度で理解可能になるようデザインできることがわかった。英米で常識となっている字幕つきのテレビニュース等を英語を外国語とする健聴者が理解する際にも視覚的英語能力は助けになる。今後インターネット等も含め、健聴学生にとっても、視覚的英語能力はより重要となると考え、このデザインに音声を重ねることによって、ろう・難聴・健聴すべてのためのバリアフリー教材を作成することが可能と思われ、今後の研究につなげたいと考えている。
ペプチドライブラリーを用いて選択された分子の連結による強力な阻害剤の作成

当該研究は、標的酵素に対しターゲティングと阻害のそれぞれの性質をもつ分子を連結することにより強力な阻害剤を開発することを目的とする。すでに、RNase HIに特異的に強く結合するが、RNase H阻害活性をほとんど示さない環状ペプチド(C7mer)を得ている。また、基質に対して弱いながらも競合阻害するペプチドも得られているので、このペプチド(L21mer)とC7merとのハイブリッド分子の作成を行った。ハイブリッド分子の作成は、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)のC末端との融合蛋白質の形で行い、RNase HIとの結合をBIAcoreを用いて解析した。センサーチップに固定化したRNase HIに対し、GST-C7mer融合蛋白質の有意な結合は検出されなかった。これに対し、GST-L21mer-C7mer融合蛋白質はRNase HIとの結合が検出され、解離定数は52μMであった。以上の結果から、C7merのRNase HIへの結合には遊離のN末端が重要であり、融合した形ではN末端がブロックされているため結合できない可能性が考えられる。昨年度、36mer DNAをC7merのN末端アミノ基に連結した分子を作成したが、RNase H阻害活性を示さなかった。これもC7merのN末端をDNAとの連結によりブロックしてしまったことが原因と考えられる。現在、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)のN末端へこれらのペプチドを融合することにより、N末端をブロックしない形での融合蛋白質の作成を進めている。一本鎖DNAはRNase HIに対して弱い競合阻害活性を示すので、今年度はC7merと36merDNAを連結することにより、強力なハイブリッド阻害剤を作成することを目指した。ハイブリッドの作成には5'末端をチオール化した36merDNAを用い、チオール基とC7merのN末端アミノ基とを、EMCSを介して連結した。連結の効率は約10%であった。このハイブリッド分子を用いてRNase H阻害活性を解析したところ、C7mer単独の場合に比べて阻害活性に変化は見られなかった。その原因としては、ハイブリッド分子がRNase HIに結合した際に、36merDNAが酵素の基質結合部位とは反対方向に配向していることが考えられる。そこで、EMCSに比べてより長いリンカー分子を使用すれば、DNAを基質結合部位へ結合させることが可能になると考えており、現在ハイブリッド分子の改良を行っている。また、基質に対して弱いながらも競合阻害するペプチドも得られているので、このペプチドとC7merとのハイブリッド分子の作成も進めており、RNase H阻害活性を解析する予定である。
帯域制限下にある大規模制御系の鯉析と設計:ハイブリッド系アプローチ

本研究では,「制御システムにおいて,所望する制御仕様を満たすには,通信にどの程度帯域が必要であるか?」という問題を出発点とし,研究対象を大規模制御システムに広げ,帯域制限を考慮した制御系の解析・設計手法の確立を目指す.今年度も引き続き,大規模制御系の安定化問題を考え,特に回線共有のための通信方式に関して,より現実的なネットワーク化制御系のモデル化を行った.特に制御対象と制御器間の通信路において,パケットは確率的に損失すると仮定した.系の安定化に必要な通信性能に関する基礎的な結果を,(1)複数の回線を用いた場合および(2)量子化・符号化が伴う場合について求めた.また,昨年度導出した最適制御法を拡張し,複数の性能指標下での制御器設計が可能となった.主に理論的研究を進めたが,有効性の検証はシミュレーション実験および実験用制御装置を用いて行なった.特にテレオペレーション系の制御への提案手法の適用を考え,この系における特性を考慮した設計法を含めて検討した.これまで研究を行ってきた量子化信号を用いた制御系の性能解析や適応制御についても,新たに発展させた.他方,本研究のベースとなるハイブリッド系についても安定化手法に関する基礎的な課題や,分散型マルチェージェント系の同意問題における通信に関連する課題にも取り組んだ.本研究では,「制御システムにおいて,所望する制御仕様を満たすには,通信にどの程度帯域が必要であるか?」という問題を出発点とし,研究対象を大規模制御システムに広げ,帯域制限を考慮した制御系の解析・設計手法の確立を目指す.今年度は主に,共有ネットワークを介した遠隔制御系に対する,通信量制約のモデルを考慮した制御器の設計問題を考えた.制御対象側にある複数のセンサやアクチュエータは,個別に遠隔にある制御器と通信を行うが,その際に通信量制約により周期的な通信方式を用いることとした.さらに,通信路上のパケットは確率的に損失すると仮定した.主な結果として,次の3点が挙げられる.(1)遠隔制御系が属するクラスの系,すなわち周期的でランダムに切替わるシステム行列を有する確率系に対するH∞ノルムの必要十分条件の導出.(2)遠隔制御問題におけるH∞最適な設計手法の確立.(3)安定化に必要な通信量の限界を最大パケット損失確率として導出.以上から,制御対象の不安定な度合いと通信量の間のトレードオフが明らかとなった.主に理論的研究を進めたが,有効性の検証はシミュレーション実験を通じて行なった.また上の結果を周波数分割の手法に基づく制御系設計問題へ適用し,その有効性が確認された.他方,これまで研究を行ってきた量子化信号を用いた制御系の性能解析,また適応制御やシステム同定についても,新たに発展させることができた.本研究では,「制御システムにおいて,所望する制御仕様を満たすには,通信にどの程度帯域が必要であるか?」という問題を出発点とし,研究対象を大規模制御システムに広げ,帯域制限を考慮した制御系の解析・設計手法の確立を目指す.今年度も引き続き,大規模制御系の安定化問題を考え,特に回線共有のための通信方式に関して,より現実的なネットワーク化制御系のモデル化を行った.特に制御対象と制御器間の通信路において,パケットは確率的に損失すると仮定した.系の安定化に必要な通信性能に関する基礎的な結果を,(1)複数の回線を用いた場合および(2)量子化・符号化が伴う場合について求めた.また,昨年度導出した最適制御法を拡張し,複数の性能指標下での制御器設計が可能となった.主に理論的研究を進めたが,有効性の検証はシミュレーション実験および実験用制御装置を用いて行なった.特にテレオペレーション系の制御への提案手法の適用を考え,この系における特性を考慮した設計法を含めて検討した.これまで研究を行ってきた量子化信号を用いた制御系の性能解析,また適応制御についても,新たに発展させた.他方,本研究のベースとなるハイブリッド系についても安定化手法に関する基礎的な課題や,分散型マルチエージェント系の同意問題における通信に関連する課題にも取り組んだ.本研究では,「制御システムにおいて,所望する制御仕様を満たすには,通信にどの程度帯域が必要であるか?」という問題を出発点とし,研究対象を大規模制御システムに広げ,帯域制限を考慮した制御系の解析・設計手法の確立を目指す.今年度も引き続き,大規模制御系の安定化問題を考え,特に回線共有のための通信方式に関して,より現実的なネットワーク化制御系のモデル化を行った.特に制御対象と制御器間の通信路において,パケットは確率的に損失すると仮定した.系の安定化に必要な通信性能に関する基礎的な結果を,(1)複数の回線を用いた場合および(2)量子化・符号化が伴う場合について求めた.また,昨年度導出した最適制御法を拡張し,複数の性能指標下での制御器設計が可能となった.主に理論的研究を進めたが,有効性の検証はシミュレーション実験および実験用制御装置を用いて行なった.特にテレオペレーション系の制御への提案手法の適用を考え,この系における特性を考慮した設計法を含めて検討した.これまで研究を行ってきた量子化信号を用いた制御系の性能解析や適応制御についても,新たに発展させた.他方,本研究のベースとなるハイブリッド系についても安定化手法に関する基礎的な課題や,分散型マルチェージェント系の同意問題における通信に関連する課題にも取り組んだ.
体重増加は野球選手の打撃パフォーマンスを向上させるのか？

近年、野球競技の現場ではオフシーズンに体重を増加させることによって打撃パフォーマンスを向上させようという取り組みが多くみられる。しかしながら、この取り組みは、筋量を増加させることが目的なのか、それとも体重そのものを増加させることが目的なのかが明確化されていない。そこで本研究では、体重増加が競技力向上に与える理論的・力学的背景を解明し、増量に関する適切な指針を野球現場に普及させることを目的とした。当該年度では実際に野球選手が積極的に増量を行う期間(約3ヵ月間)を考慮したトレーニングの介入実験を実施し、介入前後の打撃動作と身体形状・組成を比較した。大学野球部に所属する野手24名を対象にし、通常の練習に加えて、3ヵ月間(週4回)筋力トレーニングを継続させた。被験者にはトレーニング後に必ずたんぱく質を摂取することや、トレーニング期間中は通常よりも食事量を増やすように促した。介入前後において、体重は+1.3kg、除脂肪量は+1.0kg変化した。また、打撃パフォーマンスの指標とするバットのスイング速度は+1.4km/h変化した。体重の増加率とスイング速度の増加率との関係をみると、有意な正の相関(r=0.575、p<0.01)が認められたのに対して、除脂肪量の増加率とスイング速度との間には有意な相関は認められなかった。これらの結果から、短期間のトレーニングにおいて、スイング速度は筋量ではなく体重(質量)そのものを増やすことで増加できる可能性が示唆された。当該年度は当初の計画通り実験を実施することができた。本研究では打撃パフォーマンスの指標として、ボールインパクト直前のバットのスイング速度を算出しているが、介入実験の前後における身体運動の違いについては分析中である。また、介入実験中に紙ベースで記録していたトレーニングの負荷やジャンプ測定の数値等の入力作業が残っている。平成30年度に実施した介入実験は3ヵ月という期間であったが、さらに長期的に打者の体重やパフォーマンスの変化をモニタリングできれば、より野球選手のトレーニング効果に関する知見を蓄積することができる。そこで、研究計画を変更し、今年度も平成30年度に協力を仰いだ被験者に今年度も協力してもらい、身体組成とスイング速度の測定のみを実施する予定である。平成29年度と平成30年度の研究結果は、学会および学術論文として発表する予定である。また、今年度の結果も踏まえて、適切に体重を増やすための指針をまとめ、競技関連雑誌や講演などで公表する。近年,野球現場ではオフシーズンに体重を増加させることによって打撃パフォーマンスを向上させようという取り組みが多くみられる.しかしながら,この取り組みは,筋量を増加させることが目的なのか,それとも体重そのものを増加させることが目的なのかが明確化されていない.そこで本研究では,体重増加が競技力向上に与える理論的・力学的背景を解明し,増量に関する適切な指針を野球現場に普及させることを目的とした.平成29年度は,体重そのものの増加が打撃パフォーマンスの向上に有効に作用するかどうかを検証した.大学野球選手17名を対象にモーションキャプチャシステムを用いて打撃動作を計測した.打撃動作は,通常の打撃に加えて,胴体に質量の異なる4種類の重り(重りを取り付ける装具のみ,体重の3%,6%,9%に相当する砂袋)を取り付けた打撃の計5種類の条件とした.ボール・インパクト直前におけるバットのスイング速度を打撃パフォーマンスとして各打撃条件を比較した結果,通常,装具のみ,3%の条件は同程度のスイング速度であったが,6%と9%は他の条件よりも有意に低くなることが示された.この結果は,一時的な増量,すなわち短期間で体重を体脂肪量によって過度に増加させるような増量は打撃動作の妨げになることを示唆するものである.平成30年度では,スイング速度を変動させる身体的特徴(形状,組成)や長期に渡って増量することの効果を検討するために,約3か月のトレーニング介入を行い,介入前後における身体形状・組成および打撃動作を計測する予定である.平成31年度は,29,30年度の計測結果をもとに適切に体重を増加させるための指針を作成する.申請当初の計画通り,平成29年度では打者に重りを取り付けた打撃動作を計測することができ,データ収集に関しては滞りなく実施できた.重りを取り付けたことによってスイング速度が低下した力学的な要因を明らかにするために,現在はバットと身体各部分の角運動量の経時変化を分析中である.近年、野球競技の現場ではオフシーズンに体重を増加させることによって打撃パフォーマンスを向上させようという取り組みが多くみられる。

体重の増加率とスイング速度の増加率との関係をみると、有意な正の相関(r=0.575、p<0.01)が認められたのに対して、除脂肪量の増加率とスイング速度との間には有意な相関は認められなかった。これらの結果から、短期間のトレーニングにおいて、スイング速度は筋量ではなく体重(質量)そのものを増やすことで増加できる可能性が示唆された。当該年度は当初の計画通り実験を実施することができた。本研究では打撃パフォーマンスの指標として、ボールインパクト直前のバットのスイング速度を算出しているが、介入実験の前後における身体運動の違いについては分析中である。また、介入実験中に紙ベースで記録していたトレーニングの負荷やジャンプ測定の数値等の入力作業が残っている。平成30年度の計画通り,大学野球選手を対象にトレーニングの介入実験を実施し,介入前後の打撃動作と身体的特徴(形状,組成)を計測する予定である.研究初年度のデータ分析や先行研究を踏まえ,オフシーズンにおけるトレーニング内容や目標とする体重の増加量を決定する.平成30年度に実施した介入実験は3ヵ月という期間であったが、さらに長期的に打者の体重やパフォーマンスの変化をモニタリングできれば、より野球選手のトレーニング効果に関する知見を蓄積することができる。そこで、研究計画を変更し、今年度も平成30年度に協力を仰いだ被験者に今年度も協力してもらい、身体組成とスイング速度の測定のみを実施する予定である。平成29年度と平成30年度の研究結果は、学会および学術論文として発表する予定である。また、今年度の結果も踏まえて、適切に体重を増やすための指針をまとめ、競技関連雑誌や講演などで公表する。次年度使用額が生じた理由は,平成29年度に収集したデータの分析が遅れたことにより,国内外の学会で研究成果の発表ができなかったことと,当初の計画よりも実験の被験者を集められなかったことである.次年度助成金は,研究成果の公表(学会発表,論文投稿など),およびデータ収集に必要な消耗品を購入するために使用する.また,計画している介入実験の参加する選手の状況を研究協力者と定期的に観察するため,選手が練習を行っている場所までを往訪する交通費として使用する.データ分析が遅れていることによって、成果発表のための出張に行けなかったことが原因である。次年度はデータをまとめることと成果発表が活動の中心になるため、主に国内外の学会に参加するための旅費として使用する予定である。分析する中で必要に応じてデータを追加収集することも想定しているため、その際に必要な物品、謝金としても使用する可能性がある。
極薄膜ＩｎＧａＡｓ－ＯＩ　ＭＯＳＦＥＴの高性能化及びその物性に関する研究

本研究では極薄膜III-V-OI (-on insulator)チャネルを有するMOSFETにおいて高いオン電流とよい短チャネル特性の実現を目的とし、Ni-InGaAsメタルsource/drain (S/D)を有するInGaAs-OI MOSFETにおいてメタルS/Dの寄生抵抗の成分を分析し、それぞれの抵抗成分を低減し、高いオン電流を実現している。また、短チャネル効果の抑制のため、Fin構造を導入し、Fin幅がどのように短チャネル効果に影響するかを調べた。さらに、このような要素技術を使ってチャネル長15nmを持つMOSFETの作製に成功した。以下本年度の実施計画項目別に記述する。・メタルS/Dの寄生抵抗の支配要因解析及びその低減方法これまでメタルS/D技術を使って作製してきたMOSFETの寄生抵抗を低減するためにその支配要因の解析を行った。チャネルとメタル間の界面抵抗、メタルのシート抵抗、メタルと測定用パッドとのコンタクト抵抗をテストパターンを用いて電気的に分析した結果、メタルと測定用パッドとのコンタクト抵抗が一番大きくてその原因はNi-InGaAs上のNi酸化膜の存在であることをXPS分析にて明らかにした。さらに表面にH2プラズマ処理をすることで酸化膜の除去が可能であること、それを使って寄生抵抗を低減できることを実験的に明らかにし、最終的には2.4mA/μmの高いオン電流を実現した。・Fin構造やNanowire構造MOSFETの試作及び評価InGaAs-OI上でチャネル構造をFin構造にすることで短チャネル効果を効果的に抑制でき、Fin幅40nm,チャネル長15nmのMOSFETで世界トップレベルのオン電流を持つデバイス作製に成功した。また、Fin幅による電気特性の依存性を調べ、Fin幅を短くすることでTri-gateに近い構造にすることで短チャネル効果を効果的に抑制できることを明らかにした。さらに、InGaAs-OI構造を有することでバックバイアスにより、デバイスの作製後に閾値が変調できることを示した。(抄録なし)本研究では極薄膜III-V-OI(-on insulator)チャネルを有するMOSFETにおいて高いオン電流とよい短チャネル特性の実現を目的として今年度はまず、InGaAs-OI上でNi-InGaAsメタルsource/drain(S/D)を適用し、MOSFETの作製、チャネル移動度を上げる手法としてMOS界面バッファ層を挿入し、移動度向上に成功した。・メタルS/D構造の応用によるIII-V-OI MOSFETの実現及びデバイス物性評価メタルS/D技術を適用することで従来S/D形成が困難なInGaAs-OI MOSFETにおいて良好なトランジスタ動作に成功した。この結果はInGaAs-OI MOSFETにおいて自己整合型メタルS/Dを適用した世界で初めての成果である。さらにそのデバイスの膜厚依存性を調べた結果、本デバイスにおいてSiのデバイスでも見られるような膜厚揺らぎ散乱の影響が非常に強いことを分かった。今後デバイス設計において膜厚は考慮すべき重要なパラメータであることを明らかにした成果である。InGaAsチャネル(In組成7O%以上)の上下の両側にバンドギャップの高いInGaAs(In組成3O%)を挿入することでMOSFETにおける電子移動度を大幅に高めることに成功した。9nmの非常に薄い膜厚のデバイスにおいて3000cm2/Vsという高い移動度を実現した。この値は世界トップレベルの値であり、今回工夫したMOS界面バッファの効果であると考えられる。そのメカニズム解析の結果、薄い領域で重要な膜厚揺らぎ散乱の影響がMOS界面バッファにより緩和され、結果的に高い移動度が得られたことが分かった。さらに、上記のチャネル構造、メタルS/D形成技術を利用し、ゲート長55nmの微細デバイスの作製に成功した。まだ性能を上げる余地はたくさんあるにも関わらず、立体構造を使ったトライゲート構造を持つデバイスやgate all around構造を持つデバイスと同等の単チャネル特性、オン電流特性が得られた。

また、Fin幅による電気特性の依存性を調べ、Fin幅を短くすることでTri-gateに近い構造にすることで短チャネル効果を効果的に抑制できることを明らかにした。さらに、InGaAs-OI構造を有することでバックバイアスにより、デバイスの作製後に閾値が変調できることを示した。当初、デバイスの作製方法の確立、デバイス実証、測定による物理的な情報を集めることに焦点を置いていたが、チャネルでのキャリヤの散乱機構などのデバイス自体の物理的な理解が期待以上に系統的にできている。また、微細デバイスにおいてはまだ改善の余地がたくさんあるにもかかわらず、世界的な研究レベルで見たときにも優れた短チャネル特性、オン電流特性が得られている。現状のデバイスの等価的酸化膜厚(EOT)は世界のほかのグループよりも厚く、EOTスケーリングによる性能向上の余地はかなりあるので次年度はEOTスケーリングの効果を系統的に調べる。また、ほかの世界レベルのIII-V MOSFETとのオン電流は同等とは言え、現状回路で使われているSiMOSFETを大きく上回るためには、寄生抵抗を下げ、さらにオン電流を上げることは極めて重要である。これらとチャネル長の微細化も進め、高性能なMOSFETの実現を行う。(抄録なし)
Ia型超新星の早期多色測光による親星の研究

加速宇宙膨張の発見に重要な役割を果たしたIa型超新星は、標準光源として明るさがほぼ一定であるが、どのような親星が爆発しているかについては白色矮星2個の連星系なのか白色矮星と主系列性あるいは赤色巨星の連星系なのか議論が分かれていた。そこで、本研究では、Ia型超新星の初期の光度曲線を多バンドで調べることによって、この議論に新たな角度から知見を与えることを計画した。実際にすばる望遠鏡Hyper Suprime-CamでH28年4月に観測を1.5夜実施し、他のデータとあわせることで1個のIa型超新星を早期発見し、2バンドで観測することに成功した。海外の研究協力者と連携し、SALT 9.2m望遠鏡やGEMINI-N 8m望遠鏡などにより最大光度付近での分光観測にも成功した。早期の増光が観測され、赤色巨星との連星系にある白色矮星が爆発したというモデルと合うことを期待したが、色がより赤く、最大光度付近でのスペクトルにもチタンの吸収が強くみられ、詳細を検討した結果、白色矮星の外層に降着したヘリウムがまず爆轟を起こし、そのショックで白色矮星中心付近の炭素が爆燃を始めたというモデルが観測結果を説明することがわかった。結果として、早期の増光の原因は、伴星との相互作用だけではなく、ヘリウム爆轟もあることを示したため、本研究以前に言われていたように、早期増光があれば伴星が赤色巨星である、などと制限することは難しいことがわかった。一方で、色の早期観測を行うことにより区別がつくことも示し、Ia型超新星の爆発メカニズムについての多様性を示すことに成功した。これらの結果をネーチャー誌に発表、記者発表も行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は4月に研究協力者Jian Jiang(東京大学大学院理学系研究科天文学専攻博士課程1年・研究代表者が指導教員)を研究代表者として応募したすばる望遠鏡の広視野カメラHyperSuprimeCam(HSC)の共同利用観測時間1.5夜分が採択され、戦略枠の観測も活用しながら、Ia型超新星の早期発見観測を試みた。その結果、3個のIa型超新星を発見、そのうち比較的近傍の1個については、爆発後数日での観測(色の情報を含む)に成功した。追加観測は海外の8m級望遠鏡を含む7台の望遠鏡で行った。その結果、初期増光を期待通りにとらえることに成功した一方で、この超新星は明るさは標準的であるが、スペクトルにおいては大変稀な特徴を持つことが判明、現在早期増光の起源についての解釈を行いながら、論文投稿準備中である。HSCの研究成果発表については、Jiangがチリで開かれた超新星の国際研究会、広島で開かれたすばる望遠鏡成果報告の国際研究会、すばるユーザーズミーティング、および領域全体の研究会において、探査の現状を報告した。すばる望遠鏡HSCの観測時間はその後は応募はしているものの残念ながら不採択となっているが、木曽観測所の口径1mシュミット望遠鏡の広視野CCDカメラKWFCを用いて近傍Ia型超新星の早期発見を目指して観測を行っている。超新星候補は10個以上発見されているが、早期のIa型超新星は残念ながらまだ発見できていない。さらに、スローンデジタルスカイサーベイIIによる超新星観測結果を用いて、Ia型超新星について測光結果の解析をすすめ、親星が色や明るさの点で2種類(以上)ある可能性、また減光の原因になっている塵の性質が2種類(以上)ある可能性を示す論文を、高梨直紘を研究協力者として一緒にまとめ、発表した。すばる望遠鏡による観測は、採択直後に幸い実施をすることができ、予定通りIa型超新星を早期に発見することができた。直後の測光観測は、海外の望遠鏡が悪天候等ですぐに使えず、すばる望遠鏡でのみ観測できたが、それでもIa型超新星の爆発後、もっとも早い段階での2バンドの観測に成功した。分光観測もSALT9.2m望遠鏡やGEMINI8m望遠鏡による観測を最大光度付近で行うことに成功した。初期増光はとらえたが、観測結果を総合的に解釈すると、当初想定をしていた伴星との相互作用による増光を捉えたものでない可能性が高く、現在理論モデル等との比較を慎重に行いながら、観測論文としての出版準備を進めている。全体としては、順調に一年目に観測的成果をあげることができた。この結果は、Ia型超新星の早期観測が、親星の理解へ大変重要な貢献ができることを示唆している一方、より複雑な現象、ひいてはさまざまな親星あるいは爆発の仕組みが見えてくる可能性が高くなってきており、距離指標としての精度をあげる、という長期目標に対しては、時間がよりかかる可能性がでてきた。また、すばる望遠鏡は大変人気があり、観測提案の採択率が引き続き低く、2回目の共同利用観測時間の獲得ができていないが、引き続き応募していく。