hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様体のGIT安定性

DC1に採用された一年目より,代数多様体のGIT安定性に関連した研究をしてきた.二年目においては佐野氏との共同研究の中で,Fano多様体の場合に特に限定はしているものの,Seshadri定数と安定性の関連性が見つかったのであったが,この手法を発展させ,岡田氏と共同で,多様体の有理性問題由来の「双有理超剛性」(Iskovskih-Manin)との,予想外の関連を示した.この方向性は更なる発展の可能性を感じる.また,これは純粋に双有理幾何学における極小モデル理論の問題への貢献であるが,Chenyang Xu氏との共同研究において曲面特異点に対する最小特異点解消の,更に例外(-2)曲線をつぶした相対的(半)標準モデルの存在を,境界付き(対数版)で正規特異点とも限らない最大限の範囲にまで拡張した.これが丁度修士論文で得た,GIT安定性と食い違い係数の関連を示す主張を無条件で完全なものにするための技術的障害の解決でもあった.以上二つはDCからPDへ資格変更する前のものである.PDへ資格変更後,DC1一年目より発展してきた安定性の判定理論とその応用のほぼすべてを,境界因子を付随させるという意味で対数的な構造が付与された"対数的偏極多様体"の枠組みに拡張した.この枠組は開複素多様体上の("錐型漸近挙動"の)標準計量の存在に対応すると予想されている.我々の成果はSun氏自身の微分幾何的な半安定性の証明を別手法で拡張しており,Berman,Brendle氏らによる開複素多様体上の標準計量の存在定理の代数版も含んでいる.RossとThomasには彼らによる幾らかの射影的軌道体の軌道体的slope安定性の証明も包含している筈と指摘された.Donaldsonによる最近の(安定性条件下の)標準計量の存在問題の解決プログラムへの寄与や,安定性の判定問題への応用が見込まれている.さらに以下の研究を行った.すなわちK安定性はテスト配位と呼ばれる(同変)退化ごとに定まるGIT-weightの正値性であったが,そのためには個々の代数多様体ごとに無数に表れるテスト配位の全体がどのような構造を持つかという問いは技術的に核である.私はそれらの同値類(テストクラス)全体がTitsによる球建物という単体的複体(の有理点集合の"極限")でパラメトライズされること,および任意の不安定多様体に対し,それを脱安定化するテストクラスの中で"最適"なものが存在することをHarder-Narasimhanフィルトレーションの類似として指摘した.未だ抽象論の段階である.平成21年度はまず修士論文においてS係数という不変量を導入して正規多様体の場合に確立した,安定性の局所的な必要条件を捉えた"K半安定なら半対数標準的"という予想を,非正規の場合も解決を試みて部分的に成功したところからスタートした.これはMumfordが60,70年代に問題にしていたことを現代的に極小モデルプログラムの強力な観点を用いてアプローチするもので,彼らの成果も条件付で現代的に大きく拡張し,説明するものである.その中でS係数の基礎を確立する修士論文の議論の中で本質的には導き出されていたDonaldson-二木不変量の公式に気づき,その証明を簡易化して,"Calabi予想の代数的対応物(標準因子がゼロまたは正なもののK安定性)"を任意標数で特異点つきで示した.特異点の条件がちょうど半対数標準性なので極小モデルプログラムとK安定性との整合性は更に深まり,これに基づいてK安定な偏極多様体のモジュライ構成理論があるのではないかと予想を立てて研究を始めた.その鍵となるであろう,モジュライ上のCM線束は微分幾何的にはWeil-Petersson計量に対応するものであるが,既に構成されたモジュライ上でその正値性を幾らか確立した.まず,特異性が悪いと安定性が崩れる現象が食い違い係数によってある意味最良の形で記述できるであろうことを修士論文にて提唱して部分的に証明してきたが,技術的困難で進展が滞っていた非正規の場合に3次元まででは問題が解決した.更に一般次元でも条件付では非正規の場合にも解決した.或いは基本的な不変量であるDonaldson-Futaki不変量の公式を,従来私が得ていたものとX.Wang氏が得ていたversionを含む,任意の半テスト配位に対して確立し,爆発型半テスト配位への帰着が漸近安定性でも機能することを示した.またFano多様体の場合の安定性問題に取り組み,Tianが導入したα不変量によるKahl er-Einstein計量の存在の十分条件の記述に対応する安定性を純代数的に証明した.これは九州大学の佐野友二助教との共同研究である.Tianは明示していなかった自己同型群への応用もある.Fano多様対の安定性問題は引き続き研究しており,部分的な成果が出つつある.安定性に直接関係の無い話としては,特異性を食い違い係数によって記述されるマイルドさだけ許した偏極射影多様体のモジュライの分離代数空間としての構成を,松阪-Mumford(60年代),Kollar(80年代)の方法を引き継ぐ形で行ったが,コンパクト化には至っていない.DC1に採用された一年目より,代数多様体のGIT安定性に関連した研究をしてきた.二年目においては佐野氏との共同研究の中で,Fano多様体の場合に特に限定はしているものの,Seshadri定数と安定性の関連性が見つかったのであったが,この手法を発展させ,

岡田氏と共同で,多様体の有理性問題由来の「双有理超剛性」(Iskovskih-Manin)との,予想外の関連を示した.この方向性は更なる発展の可能性を感じる.また,これは純粋に双有理幾何学における極小モデル理論の問題への貢献であるが,Chenyang Xu氏との共同研究において曲面特異点に対する最小特異点解消の,更に例外(-2)曲線をつぶした相対的(半)標準モデルの存在を,境界付き(対数版)で正規特異点とも限らない最大限の範囲にまで拡張した.これが丁度修士論文で得た,GIT安定性と食い違い係数の関連を示す主張を無条件で完全なものにするための技術的障害の解決でもあった.以上二つはDCからPDへ資格変更する前のものである.PDへ資格変更後,DC1一年目より発展してきた安定性の判定理論とその応用のほぼすべてを,境界因子を付随させるという意味で対数的な構造が付与された"対数的偏極多様体"の枠組みに拡張した.この枠組は開複素多様体上の("錐型漸近挙動"の)標準計量の存在に対応すると予想されている.我々の成果はSun氏自身の微分幾何的な半安定性の証明を別手法で拡張しており,Berman,Brendle氏らによる開複素多様体上の標準計量の存在定理の代数版も含んでいる.RossとThomasには彼らによる幾らかの射影的軌道体の軌道体的slope安定性の証明も包含している筈と指摘された.Donaldsonによる最近の(安定性条件下の)標準計量の存在問題の解決プログラムへの寄与や,安定性の判定問題への応用が見込まれている.さらに以下の研究を行った.すなわちK安定性はテスト配位と呼ばれる(同変)退化ごとに定まるGIT-weightの正値性であったが,そのためには個々の代数多様体ごとに無数に表れるテスト配位の全体がどのような構造を持つかという問いは技術的に核である.私はそれらの同値類(テストクラス)全体がTitsによる球建物という単体的複体(の有理点集合の"極限")でパラメトライズされること,および任意の不安定多様体に対し,それを脱安定化するテストクラスの中で"最適"なものが存在することをHarder-Narasimhanフィルトレーションの類似として指摘した.未だ抽象論の段階である.
表面効果した鋼の疲労特性に及ぼす破壊挙動の影響

浸炭,高周波及び窒化などの方法によって表面硬化した鋼の疲労特性(疲労限度,き裂発生強さ,き裂の発生及び進展,停留き裂など)及び破壊様式に及ぼす表面硬化条件(表面層の硬さ,有効硬化層深さ,全硬化深さ,芯部硬さ,横断面の半径方向における硬さ勾配,残留応力など)及び切欠き形状の影響を研究し,さらにこれら相互の関係について解析した.1.疲労限度は表面硬化条件及び切欠き形状などの変化によって直接影響される他,上記要因の変化によって破壊様式〔試験片の表面を起点とする破壊(S型破壊)か,内部を起点とする破壊(f型破壊)〕が変わり,破壊様式の変化によってもまた疲労限度が変わること及びf型破壊をするような硬化条件の場合はゆるい切欠きを設け横断面における負荷応力の分布状態を変えること及びさらにf型破壊からS型破壊に遷移させることによって疲労限度を上昇させることができる.この場合,破壊様式がf型からS型に遷移する条件の場合に疲労限度が最高になる.一方, S型破壊をするような硬化条件の場合は平滑材の場合に疲労限度が最も高く,硬化深さ及び応力集中係数αの場合につれて低下する.しかし,あるαの値(約3)以上になると疲労限度はほぼ一定値になり,この範囲においては停留き裂が存在する.2.f型破壊の場合は,有効硬化層深さあるいは芯部硬さの増加に伴って疲労限度は上昇し,破壊様式がf型からS型に遷移する条件の場合に最高値を示す.それ以上硬化深さ及び芯部硬さが増加すると疲労限度は低下する.3.f型破壊の場合は表面の残留応力は疲労限度の上昇に寄与しないが, S型破壊の場合は寄与する. S型破壊の場合の疲労限度をδws,表面硬さをHvs,表面残留応力をδRとすると, δws=0.158・Hvs+δR-12.5, f型破壊の場合の疲労限度をδwi,芯部硬さをHvi有効硬化層深さをXとするとδwi=0.158・Hvi・X/(1-X)浸炭,高周波及び窒化などの方法によって表面硬化した鋼の疲労特性(疲労限度,き裂発生強さ,き裂の発生及び進展,停留き裂など)及び破壊様式に及ぼす表面硬化条件(表面層の硬さ,有効硬化層深さ,全硬化深さ,芯部硬さ,横断面の半径方向における硬さ勾配,残留応力など)及び切欠き形状の影響を研究し,さらにこれら相互の関係について解析した.1.疲労限度は表面硬化条件及び切欠き形状などの変化によって直接影響される他,上記要因の変化によって破壊様式〔試験片の表面を起点とする破壊(S型破壊)か,内部を起点とする破壊(f型破壊)〕が変わり,破壊様式の変化によってもまた疲労限度が変わること及びf型破壊をするような硬化条件の場合はゆるい切欠きを設け横断面における負荷応力の分布状態を変えること及びさらにf型破壊からS型破壊に遷移させることによって疲労限度を上昇させることができる.この場合,破壊様式がf型からS型に遷移する条件の場合に疲労限度が最高になる.一方, S型破壊をするような硬化条件の場合は平滑材の場合に疲労限度が最も高く,硬化深さ及び応力集中係数αの場合につれて低下する.しかし,あるαの値(約3)以上になると疲労限度はほぼ一定値になり,この範囲においては停留き裂が存在する.2.f型破壊の場合は,有効硬化層深さあるいは芯部硬さの増加に伴って疲労限度は上昇し,破壊様式がf型からS型に遷移する条件の場合に最高値を示す.それ以上硬化深さ及び芯部硬さが増加すると疲労限度は低下する.3.f型破壊の場合は表面の残留応力は疲労限度の上昇に寄与しないが, S型破壊の場合は寄与する. S型破壊の場合の疲労限度をδws,表面硬さをHvs,表面残留応力をδRとすると, δws=0.158・Hvs+δR-12.5, f型破壊の場合の疲労限度をδwi,芯部硬さをHvi有効硬化層深さをXとするとδwi=0.158・Hvi・X/(1-X)昨年度は高周波表面硬化した鋼の疲労限度と破壊様式に及ぼす硬化深さ、芯部硬さ及び切欠き形状の影響を調べ、この結果を纏めて本年度報告した。今年度は浸炭表面硬化した鋼について同様の実験を行うとともに従来ほとんど研究されていなかった段付き軸についても研究を行った。さらに昨年度から進行中であった寿命予測に関する研究も一応纏めることができた。これら一連の成果は62年度に発表する。得られた結果を下記に要約する。1.疲労強度特性と破壊様式に及ぼす切欠形状の影響に関する研究切欠きがゆるやかで内部起点破壊の場合は応力集中係数が大きくなるにつれて疲労限度は上昇し、平滑試験片より強くなる。応力集中係数が約1.5付近で破壊様式は内部起点破壊から表面起点破壊に遷移し始め、疲労限度は最高値を示す。それ以上応力集中係数が大きくなると疲労限度は低下するが、応力集中係数が約3以上では停留き裂が生じ、疲労限度はほぼ一定になる。以上のことから、内部起点破壊から表面起点破壊に遷移する表面硬化条件が最適条件であること及び応力集中係数3換言すると切欠底曲率半径0.5mm以下の場合は疲労限度が同じであることがわかった。2.段付き軸の疲労強度特性に及ぼす隅部曲率半径の影響に関する研究この場合は隅部の曲率が小さくなるにつれて(応力集中係数が大きくなるにつれて)疲労限度は低下し、曲率半径が0.01mmの場合でも停留き裂は生じなかった。

この理由の研究及び高周波表面硬化材についての研究は62年度に引続いて行う。3.き裂あるいは欠陥を有する表面硬化材の余寿命推測に関する研究本年までの実験によって、内部起点破壊型及び表面起点破壊型のそれぞれに対し、応力拡大係数の採用によってかなり高精度の余寿命推定式が得られた。62年度にさらに研究を進める。
胎児性血清タンパク質α-フェトプロテインの免疫抑制機能

α-フェトプロテイン(AFP)の臨床的な重要性は論を待たないが、AFPの機能については不明な点が多い.我々はAFTのin vivoでの機能を探る一つの手段として、ヒトAFPcDNAを導入し、全ての組織で発現するトランスジェニックマウスを樹立した.このマウスは一見正常であるが、血清中のヒトAFTは約20μg/mlに達する.従来よりAFPは免疫抑制に関わるという報告があるが、異論も多くはっきりとした結論が得られていない.そこで、樹立したトランスジェニックマウスを用い、いくつかの実験的な自己免疫疾患モデルで検討を加えた.メチル化アルブミンを関節に投与することで誘発される関節炎、および甲状腺ぺルオキシダーゼを投与する事で誘発される甲状腺炎の2つの実験的自己免疫疾患モデルにおいて、いずれもトランスジェニックマウスで有意にその発症が抑えられた.投与したぺルオキシダーゼに対する抗体価には変化が見られないことからAFPによる免疫抑制は液性免疫でなく細胞性免疫を抑制すると考えられる.さらに、ミエリン蛋白ぺプチドによる実験的脳脊髄炎の発症でも抑制が見られた.トランスジェニックマウスのリンパ球を解析した結果、脾臓T細胞の低下が見られ、胸腺自体の重量が低下してしており、総細胞数の低下が観察された.B細胞には大きな差は見られなかった.マイトジェンに対するリンパ球幼若化を調べた結果、T細胞マイトジェン、PHAに対する幼若化反応がトランスジェニックマウス由来のリンパ球で非常に弱いことが分かり、AFPによる免疫抑性はPHA反応性のT細胞が何らかの要因で少ないかまたは活性化されないためだと思われる.現在は、マウスAFPを過剰に産生するトランスジェニックマウスも樹立され解析を進めている。さらに、遺伝子ノックアウトマウスの樹立に向けタゲッテイングべクターを構築し準備を進めている。ヒトα-フェトプロテインcDNAをヒトβ-アクチンプロモータ/エンハンサーにつなぎ、マウスの受精卵に注入し、トランスジニックマウスを樹立し、実験に用いてきた。このマウスではすべての組織でAFPを産生しており、成獣のヒトAFP濃度は20μg/mlとマウスのそれに比し、600倍ほど高値である。外見上は正常マウスと区別はつかず一見異常がないようであるが、免疫機能に異常が認められる。実験的自己免疫疾患であるメケル化アルブミンで惹起される自己免疫性関節炎の発症率は低く、また今回行なった甲状腺ペルオキシダーゼを抗原とする自己免疫性甲状腺炎の発症率も低下していた。その機序を解明すべくリンパ球の解析を行なった。Tリンパ球のマイトジェンに対する反応性は低下していたがBリンパ球には変化がなかった。Tリンパ球の総数も減少しておりCD8,CD4をマーカーとする検索でもそのポピュレーションに変化が認められた。α-フェトプロテイン(AFP)の臨床的な重要性は論を待たないが、AFPの機能については不明な点が多い.我々はAFPのin vivoでの機能を探る一つの手段として、ヒトAFPcDNAを導入し、全ての組織で発現するトランスジェニックマウスを樹立した。このマウスは一見正常であるが、血清中のヒトAFPは約20μg/mlに達する.従来よりAFPは免疫抑制に関わるという報告があるが、異論も多くはっきりとした結論が得られていない.そこで樹立したトランスジェニックマウスを用い、いくつかの実験的な自己免疫疾患モデルで検討を加えた.メチル化アルブミンを関節に投与することで誘発される関節炎、および甲状腺ペルオキシダーゼを投与する事で誘発される甲状腺炎の2つの実験的自己免疫疾患モデルにおいて、いずれもトランスジェニックマウスで有意にその発症が抑えられた。

投与したペルオキシダーゼに対する抗体価には変化が見られないことからAFPによる免疫抑制は液性免疫ではなく細胞性免疫を抑制すると考えられる.さらに、ミエリン蛋白ペプチドによる実験的脳脊髄炎の発症でも抑制が見られた.トランスジェニックマウスのリンパ球を解析した結果、脾臓T細胞の低下が見られ、胸腺自体の重量が低下しており、総細胞数の低下が観察された.B細胞には大きな差は見られなかった.マイトジェンに対するリンパ球幼若化を調べた結果、T細胞マイトジェン、PHAに対する幼若化反応がトランスジェニックマウス由来のリンパ球で非常に弱いことが分かり、AFPによる免疫抑性はPHA反応性のT細胞が何らかの要因で少ないかまたは活性化されないためだと思われる.現在は、マウスAFPを過剰に産生するトランスジェニックマウスも樹立され解析を進めている。さらに遺伝子ノックアウトマウスの樹立に向けタゲッテイングベクターを構築し準備を進めている。
酸化還元分子集合系による新しい光情報変換・記録薄膜の構造

配列や位置を規制して機能性分子を集合・組織化し単独では不可能な光情報変換・記録機能発現を目指し、本年度は次のような実績をあげた。1)フォトエレクトロクロミック高分子フィルムによる超高速色変化補助金で購入したマイクロコンピューターシステムなどを用いてピコ秒レーザーフォトリシス計測法の改善を行ない、4,4'-ビピリジニウムイオンを主鎖の一部に含む高分子のテトラキス[3,5-(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート(TFPB^-)塩の有機溶液及びキャストフィルムをYAGレーザーの3倍波(355nm、20ps)で光励起し過渡吸収のダイナミクスを詳細に検討した。その結果、4,4'-ビピリジニウムラジカルカチオンの過渡吸収の立ち上がり(20ps)はレーザーパルスと一致することがわかった。電荷移動錯体の励起による電子移動のため色変化が極めて速いことが確認され、超高速光記録媒体としての可能性が示された。さらに分子配列状態の計算を行ない、光応答性との関係を考察した。2)イオン対電荷移動錯体薄膜による光記録の安定化と高感度読みだし光誘起電子移動反応に基づく青色種は、熱反応あるいは酸素への電子移動により減衰するのでその安定化が必要である。本研究では、ガラス転移温度の高いポリメチルメタクリレート(PMMA)と高分子4,4'-ビピリジニウム塩との混合あるいはPMMA中へN,N'-ジメチル-4,4'-ビピリジニウム塩の分散により、20°Cでの寿命が4-270倍のびた。また、酸素透過率の低いポリビニルアルコールを保護膜として用いることにより、酸素への電子移動が抑制され、空気中でも色変化が可能になった。さらに、マイクロコンピュータによるモニター光の変動補正などにより光導波路検出法をさらに高感度化し、10nm以下の高分子膜あるいは単分子累積膜一層での色変化が高精度に検出できた。
ヒト肝幹細胞を用いた類肝組織形成とその類肝組織を組み込んだ人工肝臓モデルの研究

ラット小型肝細胞特異的遺伝子としてCD44を同定し、障害肝においてCD44陽性細胞が一時的に出現すること、抗体で分離し培養したCD44陽性細胞は小型肝細胞と同様の表現型を持ち、肝細胞へ分化することを見出した(J Hepatol,2006)。ガラクトサミン誘導肝障害時に出現ずるThy1陽性細胞の一部はCD44陽性小型肝細胞に分化することを見出した(論文投稿中)。CD44陽性細胞をRetrorsine/PH処置ラット肝に移植すると生着し、増殖して肝細胞へ分化した。培養し増やした小型肝細胞を放射線照射/PHしたラットに移植しても生着し、レシピエント肝細胞と置換し増殖することを見出した(Liver Transplant,2005)。CD44のリガンドであるヒアルロン酸と無血清培養液を用いると小型肝細胞を選択的に増殖させることができ(Nature Protocols,2007)、この方法を用いるとヒト小型肝細胞を分離培養できること、ヒト小型肝細胞は3週間で約100倍増殖することを見出した(論文投稿中)。小型肝細胞は、Follistatinを分泌することによりActivin A作用を阻害し、増殖することを見出した。また正常ヒト肝組織より分離したヒト小型肝細胞分画の細胞をコラーゲンスポンジ内で培養することにより、肝細胞と胆管上皮細胞からなる類肝組織を形成させることができた(Tissue Engineering,2005)。ポリカーボネート多孔性膜上でラット小型肝細胞を培養したものを2枚、細胞が接するように積層することにより、3次元積層類肝組織を構築させることに成功した(FASEB J,2005)。成熟ラット肝臓から分離た胆管上皮細胞を分離培養し、コラーゲンゲル内で胆管を再構築することに成功した(Am J Pathol,inpress,2008)。ラット小型肝細胞に特異的に発現している膜貫通型蛋白質CD44の肝組織における小型肝細胞の局在を検討した。正常ラット肝臓小葉内にはCD44抗体に反応する肝細胞は存在しなかったが、ガラクトサミン(GalN)で劇症肝炎を誘導したラットでは、投与3日目より陽性小型肝細胞が門脈周囲に出現した。しかし7日目にはほとんど認められなくなった。GalN投与後4日目の肝臓よりCD44陽性細胞をソーティングし培養すると小型肝細胞のコロニーを形成し、肝細胞マーカー遺伝子の発現を認めた。GalN投与後2日目に多数出現するオーバル細胞をThy1.1抗体を用いてソーティングし培養すると、CD44陽性細胞は出現しなかったが、同様に投与3日目の肝臓から分離培養した細胞の一部からCD44陽性の小型肝細胞が出現しコロニーを形成した。オーバル細胞から小型肝細胞への分化を認めた(Kon, et al. J.Hepatology, 2006)。培養し細胞数を増やしたラット小型肝細胞の同種ラット脾臓・肝臓への移植を試みた。放射線照射と部分肝切除を行ったラット肝臓に脾臓経由で小型肝細胞を移植すると少数の細胞でも成熟肝細胞の時と同様の細胞置換が起こることを認めた(Shibata, et al.Liver Transplantation,2005)。ポリカーボネート多孔性膜上でラット小型肝細胞を培養したものを2枚、細胞が接するように積層することにより、3次元積層類肝組織を構築させることに成功した。積層後、小型肝細胞のアルブミン分泌は増加し、1週間以上その機能を維持していた。また上下の細胞間に毛細胆管様構造が形成され、Fluorescein Diacetateの分泌も認めた(Sudo, et al. FASEB Journal,2005)。積層したことにより小型肝細胞は成熟化し、極性を持つようになったと考えられる。

生体肝臓における肝前駆細胞のOval cellsと小型肝細胞の関係について検討した。CD44を小型肝細胞マーカー、Thy1をオーバル細胞マーカーとしてD-Gaiactosamine(GalN)肝障害モデルラットにおける発現を調べ、Thy1陽性オーバル細胞の一部はCD44陽性であることを明らかにした(Kon, et al.J.Hepatology, 2006)。ガラクトサミン(GalN)をラット腹腔内に投与し、2日目の肝臓から単離したThy1陽性細胞はCD44陽性小型肝細胞コロニーを形成しなかったが、投与後3日目から単離したThy1陽性細胞はCコロニーを形成した。また、GalN投与後3日目から単離したThy1陽性細胞をコラーゲンサンドイッチし、デキサメサゾン(-)HGF(+)の培養液で一ヶ月培養すると胆管構造を形成した。GalN投与ラット肝臓より調整したDPPIV陽性CD44またはThy1陽性細胞をDPPIV陰性Retrorsine/PHラットへ移植すると、DPPIV陽性細胞巣の数はCD44陽性細胞移植群がThy1移植群より優位に多く、またその平均面積も大きかった。ラット小型肝細胞に特異的に発現しているCD44は細胞外基質のヒアルロン酸のレセプターである。小型肝細胞分離の純度を上げることを目的にヒアルロン酸コート培養皿上に成熟ラット肝臓から分離した小型肝細胞分画の細胞を播種し、無血清培養液で培養すると、80%以上の純度で小型肝細胞を選択的に培養することが可能になった(Chen, et al.Nat Protocols, 2007)。また同様の方法を用いることにより、正常ヒト肝組織からヒト小型肝細胞を分離し、コロニー形成させることに成功した。ラット肝幹細胞であるOval細胞の分化過程をIn vitro及びIn Vivoで検討した。CD44を小型肝細胞マーカー、Thy1をオーバル細胞マーカーとしてD-Galactosamine(GalN)肝障害モデルラットからそれぞれの細胞を分離し実験に用いた。GalN投与2日目ではまだThy1陽性細胞の分化の方向性がはっきり決まっていないが、CD44を発現した細胞は肝細胞への分化が決まる。Oval細胞の肝細胞への分化は、Thy1+/CD44-→Thy1+/CD44+→Thy1-/CD44+→Thy1-/CD44-(肝細胞)と考えられる。Retrorsine/PHラットへの移植実験の結果も上記仮説を裏付けるものであった。またThy1+細胞は胆管上皮細胞へ誘導可能であるが、CD44+細胞はできなかった。CD44のリガンドであるヒアルロン酸コートディッシュ上で小型肝細胞は無血清培養液でも選択的に増殖し、その増殖はFollistatinを分泌することによりActivinAの増殖抑制作用を阻害することによることを見出した。正常ヒト肝組織からもヒアルロン酸と無血清培養液を用いることにより、ヒト小型肝細胞を分離することができた。ヒト小型肝細胞は3週間で約100倍増殖し、ラット小型肝細胞マーカーであるCD44,D6.1A,BRI3を発現していた。またC/EBPαやCYPなど分化関連遺伝子の発現やアルブミン分泌能があった。
拡張ＭＨＤ乱流におけるスペクトル構造の解明

電磁流体力学方程式を、短波長効果(イオンスキン長効果、有限ラーマー半径効果)について拡張した拡張MHDモデルを用い、これらの効果が乱流のエネルギースペクトルや空間構造に与える影響を、数値シミュレーションで調べた。イオンスキン長効果が渦構造の層状から管状への構造遷移をもたらすこと、短波長領域においてイオンスキン長効果がより短波長領域への磁気エネルギーの伝達を促すこと、有限ラーマー半径効果は不安定性の成長の非線形段階において二次的な不安定性を誘引し、短波長領域でスペクトルの励起を促すことなどを明らかにした。これらの知見をもとに、イオンスキン長効果を含む乱流のラージエディシミュレーションに成功した。拡張MHD方程式の一つ、Hall MHD方程式を用い、一様等方乱流の直接数値シミュレーションを通じて波数空間でのエネルギー収支構造に対するHall項の役割を調べた。エネルギー伝達関数およびエネルギー流束関数を複数のHall係数について比較したところ、磁気エネルギーに関するエネルギー流束関数のみならず、運動エネルギーに関するエネルギー流束関数もHall係数の大小に強く影響される事が示された。磁気エネルギー収支では、Hall項の振幅が単純にHall係数の大小に比例する一方でダイナモ項は単純な比例関係が見られず、Hall効果が速度場と磁場の非線形効果に複雑に及ぶ事を示唆するデータが得られた。運動エネルギー収支においては、Hall係数が大きくなるにつれて移流効果が大きくなる一方で、ローレンツ力項の振幅が比較的小さくなる事が示された。これらの結果はアメリカ物理学会プラズマ分科会で発表された。また、Large Eddy Simulation (LES)の実行を念頭に、直接数値シミュレーションデータにローパスフィルターを作用させた場合のエネルギー伝達関数を調べた。カットオフ周波数を高い場合にはエネルギー収支構造は大きく変化しないが、テイラー長と同程度のスケールにカットオフ周波数がある粗いフィルターの場合には、磁場の低波数領域でのエネルギー収支構造が大きく変化する事を明らかにした。直接数値計算データから、カットオフ周波数以下のスケールのデータをスマゴリンスキー型のサブグリッドスケールモデルでモデル化する場合の影響を評価したところ、MHD乱流に比べてHall MHD乱流では磁場の誘導項のサブグリッドスケール成分がスマゴリンスキー型モデルでは表現しにくい性質に代わる事が明らかになった。この成果はPlasma Physics and Controlled Fusion誌に掲載された。拡張MHD方程式の一つであるHall MHD方程式を用いた減衰性一様等方性乱流の直接数値シミュレーションにより、Hall効果がイオンスキン長よりも小さいスケール及び大きいスケールの空間構造に及ぼす影響を調べた。元のデータでは、Hall項の導入によって渦構造が層状構造から管状構造へと変化する構造遷移が発見された。ローパスフィルターのカットオフ波数を変化させつつ同様の可視化を行ったところ、イオンスキン長よりも小さい空間構造では頻繁に渦構造遷移が見られた。他方、イオンスキン長よりも大きいスケールを観察したところ、やはり渦構造遷移が見られたことから、イオンスキン長効果が単に高波数側に影響を与えるだけではなく、低波数側に対しても大きな影響を与えていることがわかった。他方、これら多様な変化がありながら、エネルギースペクトルでは渦構造遷移の影響が顕わには表れないことが分かった。これらの研究成果は現在投稿準備中である。また、エネルギー伝達関数に関する詳細な解析からは、非線形エネルギー輸送が乱流の減衰過程において、次第に非線形性を弱める性質が明らかになった。この成果はPlasma Fusion Res.誌に掲載が決定した。これらの研究と並行し、背景磁場のあるシミュレーションによる同種研究を進めている。閉経磁場のあるシミュレーション結果は平成26年度に発表予定である。また、ジャイロ粘性を導入した場合のシミュレーションコードを作成し、実施段階に移行た。Hall MHD乱流の直接数値シミュレーションを行い、そのエネルギー収支構造を調べた。Large Eddy Simulation (LES)の基礎データとして、直接数値シミュレーションで得られたデータにローパスフィルターを作用させた場合のエネルギー伝達関数に注目して解析を行った。カットオフ周波数が高い、すなわち目の細かいフィルターではエネルギー収支構造は大きく変化しないが、ある特定のスケール(テイラー長と考えられる)より粗いフィルターを作用させると、磁場の低波数領域でのエネルギー収支構造が大きく変化する事が明らかになった。これらの解析から、特定スケールよりも目が細かいフィルターの場合には散逸的なサブグリッドスケールモデルが有効であるが、目の粗いフィルターを作用させた場合には、非散逸的なサブグリッドスケールモデルが必要であることを示している。また、直接数値計算データを用いて、ローパスフィルターのカットオフ周波数より微細なスケール(サブグリッドスケールに相当する)のデータをスマゴリンスキー型のサブグリッドスケールモデルで代替する数値実験を行ったところ、全サブグリッドスケールデータの30%程度がスマゴリンスキー型モデルで表現できること、磁場の誘導項のスマゴリンスキー型モデルによる表現率が、Hall項の存在によって低下する事が明らかになった。これらの成果は、ヨーロッパ乱流会議(2011年9月、ワルシャワ)及び国際ステラレータ/ヘリオトロンワークショップ・アジア太平洋プラズマ理論合同会議(2012年1月、シドニー)において発表された。また、Plasma Physics and Controlled Fusion誌に投稿中である。拡張MHDモデルの一つ、Hall MHD方程式による乱流シミュレーションを実施し、運動エネルギー・磁気エネルギースペクトルと渦構造、電流密度構造の関係を調べた。運動エネルギースペクトルはHall項の影響を大きく受けないにも関わらず、渦度(速度場の回転)の空間構造は、Hall項の影響で層状構造から管状構造へと遷移する事が示された。

他方、磁気エネルギースペクトルはHall項の影響で高波数成分が励起され、この結果、電流密度(磁場の回転)はHall項を導入しない場合に比べて細片化するが、層状構造は依然として維持されることが分かった。ローパスフィルターを用いた解析から、渦構造の遷移はHall項が示す長さスケール(イオン表皮長)よりも大きいスケールまで及び、Hall項の導入がイオン表皮長以下のスケールを変えるだけではなく、より大きいスケールまで変化を及ぼすことが示された。また、MHDモデルへの拡張効果を調べるため、2次元Rayleigh-Taylor(RT)不安定性の数値シミュレーションを実施した。Hall項を含む2流体効果とジャイロ粘性効果が両方含まれる場合には、その一方のみを含む場合に比べて、高波数の不安定モードの成長を強く抑制する効果があることが示された。他方、この抑制の結果として、高波数帯には二次的なKelvin-Helmholtz不安定性が発生し得ることが確認された。この二次不安定性は、RT不安定性の成長が生成する速度差をジャイロ粘性項が強化する事によって発生し得る事が示された。これらのシミュレーションから、2流体効果とジャイロ粘性効果が含まれる乱流シミュレーションでは、高波数不安定モードの成長が抑止されるが、二次不安定性の成長を経た乱流段階では、MHDモデルに比べて高い波数領域まで及ぶ広範なスペクトル分布をもつことがわかった。拡張MHDモデルの一つ、Hall MHD方程式による乱流について、直接数値シミュレーション(DNS)およびラージエディシミュレーション(LES)を実施した。Hall項は、磁場の短波長成分を励起する。この励起により、エネルギースペクトルに新たなべき則が出ることは以前から指摘されていた。我々は、これまでに行われてきた諸研究の中で最大規模のシミュレーションにより、この新たなべき則が-7/3の指数を持つことを明確に示した。次に、Hall項の影響を最も受けやすい短波長成分の影響を、運動方程式の右辺項、速度場によるダイナモ効果、Hall項を含めてSmagorinsky型の渦粘性モデル(これは調整可能なモデル係数Smagorinsky定数を含む)で近似を行った。短波長成分をこのモデルで代替したLESを実施、一様等方性のHall MHD乱流のDNSデータと比較し、Smagorinsky定数の決定を行った。この結果から、・Hall MHDの一次元スペクトルのうち、磁場に垂直な方向へのエネルギー
異なる三つの法則が支配する非平衡気液界面の分子輸送過程に関するマルチスケール展開

本研究は非平衡気液界面での分子輸送過程を理論及び実験の両面からマルチスケール展開に基づいて解明することを目的としてなされたものである。(1)衝撃波管実験と分子気体力学解析の融合による蒸発係数と凝縮係数の決定、(2)音波を利用した蒸発係数決定、(3)分子動力学法による曲率のある気液界面の気体論境界条件の定式化、(4)分子気体力学方程式に対する気液界面での非定常境界値問題の漸近解析を行い所期の目的を達成した。当初の計画どおりに研究を進め、以下の成果を得た。(1)衝撃波管と分子気体力学による水蒸気の凝縮係数測定:衝撃波の固体表面での反射によって引き起こされる水蒸気の気液非平衡凝縮を実験とボルツマン方程式の数値計算により扱い、300K程度の気液界面での水蒸気のさまざまな非平衡度に対して、水蒸気の凝縮係数を決定した。その結果、凝縮係数は平衡状態では、理論の予測どおり蒸発係数に等しく、非平衡度の増大とともに減少することを明らかにした。特に、平衡状態近傍での凝縮係数の決定は難しく、一世紀以上にわたり論争の対象であったが、本研究により正確な値が決定された。この成果により、気液界面の境界条件が閉じた形で表わされ、工学はもとより自然科学のさまざまな分野で使用されることが期待される。(2)音波共鳴管と分子気体力学による水蒸気の蒸発係数決定:音波の共鳴現象を利用した気液平衡状態近傍での弱い蒸発・凝縮を対象として、実験とボルツマン方程式解析に基づく蒸気の蒸発係数(ほぼ凝縮係数と等しい)決定法を提案した。この研究は、上記(1)の研究と相補的関係にあり、(1)の研究結果の妥当性を別の面から検証するために行われるものである。今年度は実験装置の製作とボルツマン方程式の解析法の開発で終了し、実験装置の真空到達度向上に課題が残った。(3)ナノサイズのアルゴン液滴の表面張力および蒸発係数の分子動力学解析:ナノサイズのアルゴン液滴の蒸発に関する分子動力学法に基づく理論解析を行い、ナノ液滴半径と蒸発係数の関数関係、ナノ液滴の蒸発係数と平面状気液界面での蒸発係数の関数関係、さらにナノ液滴の表面張力およびその温度依存性を明らかにした。(1)凝縮係数の非平衡度依存性の解明:衝撃波管と分子気体力学解析によって決定された水蒸気とメタノール蒸気の凝縮係数の非平衡度依存性について考察を行い、凝縮係数は気液界面での蒸気分子の反射率により支配され、界面での液体分子の自発蒸発にはほとんど影響を受けないことを明らかにした。(2)蒸発係数を測定するための音波共鳴法の開発・実験・解析:蒸気を満たした管内で音波の共鳴を起こさせ、音圧振幅から蒸発係数を求める方法を開発し、296306Kの温度範囲で水の蒸発係数を測定した。水の蒸発係数は1.0であることが明らかとなった。この結果は、蒸発係数が平衡状態近傍での凝縮係数と一致しするという蒸発係数の定義と整合し、(1)の衝撃波管による平衡状態近傍での凝縮係数の値と一致している。これにより(1)および(2)の方法による蒸発係数と凝縮係数測定法の正しさが明らかにされた。(3)アルゴン液滴に対する気液界面での蒸発係数の計算:アルゴン液滴の気液界面での蒸発係数を分子動力学法により計算し、蒸発係数に及ぼす曲率の影響を明らかにして、結果を陽的な式の形で表現した。(4)以上の(1)(3)の成果を組み入れることにより、流体力学方程式系に対する正確な気液境界条件を提示した。本研究は、非平衡気液界面の分子輸送過程を理論および実験の両面からマルチスケール展開に基づいて解明することを目的としてなされたものである。得られた成果は以下のとおりである。1.水およびメタノールの気液界面での凝縮係数を特に平衡状態近傍に的を絞って衝撃波管により測定した。この目的を達成するために、本報告者らが従来から用いていた光干渉計の光電変換回路と信号処理アルゴリズムを改良した。その結果、上記の2つの物質の平衡状態近傍での凝縮係数を正確に測定できるようになった。2.音波共鳴管により水の蒸発係数を296306Kの温度範囲で測定した。音圧測定用PVDFの検定を行うとともに、音源特性の温度依存性を検討して測定精度を高めた。その結果、上記の温度範囲で水の蒸発係数が1となることを明らかにした。さらに、衝撃波管実験により得られた凝縮係数の値は平衡状態近傍で蒸発係数の値に漸近することを確認した。3.分子気体力学の基礎方程式であるボルツマン方程式を出発点として、任意形状の気液界面を挟んで多原子気体とその液相が蒸発・凝縮を伴いつつ非定常に流動する問題の一般的な定式化を行い、広い範囲の応用問題に適用可能な流体力学方程式系とこれに適合する境界条件の組を導出した。

4.単原子分子で構成される平面液膜およびナノ液滴を対象とした分子動力学シミュレーションを行い、平面液膜の遷移層内部の圧力分布、液膜に衝突するナノ液滴のダイナミックスを明らかにした。特に、後者の場合について、周囲気体が凝縮性気体か非凝縮性気体かにより衝突速度に大きな違いが出ることを明らかにした。上の研究により本研究の所期の目的が達成された。
錯体配位子としての金属キレートによる協同効果及び共抽出の発現とその機構の解明

1.テノイルトリフルオロアセトン(Htta)やアセチルアセトン(Hacac)によるランタノイド(III)(Ln)の抽出において,Al^<3+>やSc^<3+>,Fe^<3+>の抽出に伴ってLn,特にLa^<3+>の抽出が増大すること(共抽出)を見出した。置換不活性なCo(tta)_3とCo(acac)_3を用いた比較より,有機相に抽出されたAl^<3+>キレート等が錯体配位子となってLnキレートに付加し二核錯体を形成することを明らかにした。さらに,Cu^<2+>,Zr^<4+>もLnの共抽出を引き起こし,その原因が上記と類似の二核付加錯体の形成によることを明らかにした。2.Httaによるアルカリ土類金属(II)(AE),特にSr^<2+>とBa^<2+>の抽出においてCo(acac)_3による大きな抽出増大現象を見出した。さらに,Al^<3+>及びFe^<3+>による共抽出も観察された。平衡解析よりAE(tta)_2とM(tta)_3が二核付加錯体を形成することを明らかにした。配位不飽和-飽和キレート間での付加錯体生成とそれによる共抽出発現はキレート抽出において広く起こりうる現象であることを初めて示した。3.強い錯体配位子を形成することが分かった4-イソプロピルトロポロン(Hipt)を抽出試薬として,La^<3+>,Eu^<3+>,Lu^<3+>の抽出におけるCo(ipt)_3の効果,さらにAl^<3+>や他の希土類イオン(Sc^<3+>,Y^<3+>,La^<3+>,Eu^<3+>,Lu^<3+>)の効果を研究した。上記のHtta系とは異なり,Hipt系ではCo^<3+>やAl^<3+>キレートの効果は見られなかった。一方,2種類のREを共存させるとそれらの濃度が10^<-5>Mのような低濃度であっても,一方のREに著しい抽出の増大(共抽出)を引き起こすことを見出した。共存REの種類,その濃度の依存性より,有機相に抽出されたRE-iptがヘテロな多核錯体を形成することを示した。1.ランタノイド(III)(Ln)のキレート抽出において,トリス(アセチルアセトナト)クロム(III)(Bull.Chem.Soc.Jpn.,74,1641(2001))やトリス(4-イソプロピルトロポロナト)コバルト(III)(Anal.Sci.,86,957(2001))がLnの抽出を著しく増大することを既に報告したが,本研究ではテノイルトリフルオロアセトン(Htta)あるいはアセチルアセトン(Hacac)によるLn,特にLaの抽出が,Al^<3+>イオンの共存によって増大することを見出した。これはAl^<3+>の抽出に伴ってLaが共抽出されることを示している。

置換不活性なCo(acac)_3とCo(tta)_3を用いた比較実験より,Al^<3+>キレートが錯体配位子となってLnキレートに付加することを確かめた。さらに,HacacによるLnの抽出に対するCu^<2+>の増大効果はAl^<3+>よりも小さかったが,Zr^<4+>はそれより遥かに大きいことが分かった。平衡解析からLa(acac)_3とM(acac)_nが二核付加錯体を形成することを明らかにした。M^<n+>の抽出増大効果が有機相中での二核錯体生成に起因すること,またその大きさがLnとM^<n+>の組み合わせによってによって著しく異なることが明らかとなった。2.Httaによるアルカリ土類金属(II)(AE)の抽出において,Co(acac)_3を共存させるといずれのAEでも大きな抽出増大効果が観察され,特にSr^<2+>とBa^<2+>では分配比は100倍以上増大した。さらに,Al^<3+>及びFe^<3+>を共存させたところ,前者においてSr^<2+>>Ca^<2+>の順で抽出の増大(共抽出)が観察された。平衡解析よりAE(tta)_2とM(tta)_3が1:1付加錯体を形成することが明らかとなった。このように配位不飽和-飽和キレート間での付加錯体生成とそれによる共抽出の発現はキレート抽出において広く起こりうる現象であると言える。1.トリス(アセチルアセトナト)コバルト(III),トリス(4-イソプロピルトロポロナト)コバルト(III)(Co(ipt)_3)あるいはトリス(8-キノリノラト)コバルト(III)などの配位酸素原子を有するキレートは,錯体配位子となって配位不飽和の希土類金属(III)(RE)やアルカリ土類金属(II)キレートの抽出を著しく増大すること(協同効果)を既に報告したが,本研究では,さらに硫黄を配位原子とするトリス(8-キノリンチオラト)コバルト(III)(Co(qt)_3)とトリス(ジエチルジチオカルバマト)コバルト(III)(Co(ddtc)_3)を合成し,2-テノイルトリフルオロアセトン(Htta)によるLa^<3+>とEu^<3+>の抽出に及ぼす影響を調べた。Co(ddtc)_3では協同効果は非常に小さかったが,Co(qt)_3では酸素を配位原子とするキレートに匹敵する効果が観察され1:1の付加錯体生成定数(β_<s,1>)を決定した。これまでに報告した錯体配位子のβ_<s,1>と比較することによって,付加錯体生成に対する塩基性(水素結合受容性)と立体的構造の影響を明らかにした。2.金属(III)キレートが強い錯体配位子となることが分かった4-イソプロピルトロポロン(Hipt)を抽出試薬として,La^<3+>,Eu^<3+>,Lu^<3+>の抽出におけるCo(ipt)_3の効果,さらにAl^<3+>や他の希土類イオン(Sc^<3+>,Y^<3+>,La^<3+>,Eu^<3+>,Lu^<3+>)の効果を研究した。上記のHtta系とは異なりHipt系では,コバルト(III)キレートの協同効果は見られなかった。一方,2種類のREを共存させるとそれらの濃度が10^<-5>Mのような低濃度であっても,一方のREに著しい抽出の増大を引き起こすことを見出した。これは極めて大きな共抽出の発現である。共存REの種類,その濃度の依存性より,有機相に抽出されたRE-iptがヘテロな多核錯体を形成するものと考えられる。
海浜の植物が海浜保金および自然景観醸成に与える効果とその応用

自然の海浜あるいは海岸堤防前面の砂浜に自生している海浜植物は,砂浜上を吹く強風による飛砂のの防止,四季折々の芽,葉,花で海浜を飾り海浜景観の維持,および真夏日における砂面の温度上昇の防止,などに役立っている.さらに,地価茎および根が砂面下1m程まで進入し,波の作用点に対し海浜砂を確保している.そのため植生が繁茂している箇所では,台風および冬季の高波浪などの時化による波の砂浜浸食に対して,植生の根網による浜崖が形成されるなど,それなりの効果を発揮した形跡がしばしば見受けられる.このような海浜植物の持つ特色を利用・応用して,海水浴場の砂浜は,冬になると冬季の季節風(海から陸方向に吹く)によって砂が背後地の住宅,公園,道路などへ砂が吹き込む飛砂防止,海岸浸食の防止,海岸堤防と汀線まで間の砂浜を憩い,潤い,安らぎの空間として利用する.そのための方法として,ヒメシバを敷き詰めた海浜公園,あるいはハマヒルガオ,コウボウムギなどによる海浜花壇,などに海浜の植生を利用・活用する方法が考えられる.このような方法を考えるに当たって必要な基礎的な資料を得るために,富士川河口周辺の富士海岸,天竜川河口周辺の遠州海岸,熊野川河口周辺の7里御浜海岸,さらに愛知県の渥美半島太平洋側赤羽根海岸および知多半島内海海岸を研究対象にして,どのような海浜植物種が,どの場所に,どのように生育繁茂しているかを詳しく現地海岸で調査する.さらに,海浜の植生の生育および繁殖と深く関係する次の要因も同時に調査する.上述の(1)(6)の研究については,各学会の国際会議,研究報告,口頭で学会発表している.しかし,(7)については,現在進行中で成果が得られ次第公表する予定である.得られた主な研究成果は,つぎのようにまとめられる.(1)3海岸は,いずれも大河川の河口に広がる砂・砂利浜の海岸で,海岸堤防から汀線までの幅が海岸方向に変化している.これらの海浜について,海岸堤防から植生帯先端までの幅と,植生種の種類および海岸堤防から汀線まで距離には,一定の関係が存在する.(2)静岡県の富士海岸と遠州海岸,および三重県の7里御浜海岸で多く生育が見られる植生種は,それぞれハマヒルガオ,メヒシバ,ハマゴウ;ハマヒルガオ,コウボウムギ,ケカモノハシ;ハマゴウ,ハマヒルガオ,ノイバラである.(3)静岡県の富士海岸と遠州海岸,および三重県の7里御海岸の3海岸に共通して多く生育が見られる植生種は,コウボウムギ,ハマヒルガオ,およびメヒシバである.(4)海浜植生が生育可能な平均海水面からの地盤高は,波の遡上高さ,入射波の波形勾配および汀線付近の浜勾配の関係で規定できる.(5)3海岸に共通して,海浜植生が生育可能な平均海水面からの地盤高を相対的な波の遡上高さと汀線勾配との関係で表示した.自然の海浜あるいは海岸堤防前面の砂浜に自生している海浜植物は,砂浜上を吹く強風による飛砂のの防止,四季折々の芽,葉,花で海浜を飾り海浜景観の維持,および真夏日における砂面の温度上昇の防止,などに役立っている.さらに,地価茎および根が砂面下1m程まで進入し,波の作用点に対し海浜砂を確保している.そのため植生が繁茂している箇所では,台風および冬季の高波浪などの時化による波の砂浜浸食に対して,植生の根網による浜崖が形成されるなど,それなりの効果を発揮した形跡がしばしば見受けられる.このような海浜植物の持つ特色を利用・応用して,海水浴場の砂浜は,冬になると冬季の季節風(海から陸方向に吹く)によって砂が背後地の住宅,公園,道路などへ砂が吹き込む飛砂防止,海岸浸食の防止,海岸堤防と汀線まで間の砂浜を憩い,潤い,安らぎの空間として利用する.そのための方法として,ヒメシバを敷き詰めた海浜公園,あるいはハマヒルガオ,コウボウムギなどによる海浜花壇,などに海浜の植生を利用・活用する方法が考えられる.このような方法を考えるに当たって必要な基礎的な資料を得るために,富士川河口周辺の富士海岸,天竜川河口周辺の遠州海岸,熊野川河口周辺の7里御浜海岸,さらに愛知県の渥美半島太平洋側赤羽根海岸および知多半島内海海岸を研究対象にして,どのような海浜植物種が,どの場所に,どのように生育繁茂しているかを詳しく現地海岸で調査する.さらに,海浜の植生の生育および繁殖と深く関係する次の要因も同時に調査する.上述の(1)(6)の研究については,各学会の国際会議,研究報告,口頭で学会発表している.しかし,(7)については,現在進行中で成果が得られ次第公表する予定である.得られた主な研究成果は,つぎのようにまとめられる.(1)3海岸は,いずれも大河川の河口に広がる砂・砂利浜の海岸で,海岸堤防から汀線までの幅が海岸方向に変化している.これらの海浜について,海岸堤防から植生帯先端までの幅と,植生種の種類および海岸堤防から汀線まで距離には,一定の関係が存在する.(2)静岡県の富士海岸と遠州海岸,および三重県の7里御浜海岸で多く生育が見られる植生種は,それぞれハマヒルガオ,メヒシバ,ハマゴウ;ハマヒルガオ,コウボウムギ,ケカモノハシ;ハマゴウ,ハマヒルガオ,ノイバラである.

(3)静岡県の富士海岸と遠州海岸,および三重県の7里御海岸の3海岸に共通して多く生育が見られる植生種は,コウボウムギ,ハマヒルガオ,およびメヒシバである.(4)海浜植生が生育可能な平均海水面からの地盤高は,波の遡上高さ,入射波の波形勾配および汀線付近の浜勾配の関係で規定できる.(5)3海岸に共通して,海浜植生が生育可能な平均海水面からの地盤高を相対的な波の遡上高さと汀線勾配との関係で表示した.自然の海浜あるいは海岸堤防前面の砂浜に自生している海浜植物は,砂浜上を吹く強風による飛砂の防止,四季折々の芽,葉,花で海浜を飾り海浜景観の維持,および真夏日における砂面の温度上昇の防止,などに役立っている.さらに,地下茎および根毛が砂面下1m程まで進入し,その根毛がかなりの砂を把捉している.このような海浜植物の持つ特性を利用・応用し,海水浴場の砂浜が冬季の季節風によって砂が背後地の住宅,公園,道路などへ砂が吹き込む飛砂の防止,海岸侵食の防止,および海岸堤防と汀線まで間の砂浜を憩い,潤い,安らぎの空間として利用することを考える.先ず現地海岸における海浜植生の生育の実態を調査することにした.そのために,遠州海岸を対象に現地海岸の調査と測量を行った.調査測量は本学大学院修士課程および学部学生9人の協力を得て行った.調査・測量に当たって,海浜植物の種類の同定と採取,生育状況(高さ,地下茎の深さ),および浜の形状を(大学所有の)光波測距儀を用いて測る.調査測量は,次の(1)(4)の項目について,さらに気象等の関連資料(5)は,インターネットホームページから収集した.(1)海浜植物の砂丘あるいは海岸堤防から汀線方向と沿岸方向の生育分布(写真撮影を含む).(2)海浜植物の生育地点の海面高(地盤高)さ,および汀線からの距離,(3)海浜植物の生育地点の底質粒径,(4)波の強さ(波の遡上高,潮位),(5)調査対象の海岸における気温,降雨量,湿度,長期間の高潮,異常潮位,および異常波浪の資料などの気象資料.これらの調査資料に基づいて整理検討を加えた結果の一部は,名城大学理工学部研究報告に海浜を植生を使って自然景観を醸成し,砂浜に観光客を誘致するビジネスの例と荒れ果てた海岸を保全し,砂浜環境を創造することの意義を述べた.さらに,富士海岸,遠州海岸,および三重県七里御浜海岸における海浜植生の植生種は,沿岸方向の植生帯の幅,植生先端部の地盤高,および波の砂浜への打ち上げ高とどのような関係にあるかを一部明らかにした.これらの結果は土木学会年次学術講演会で講演および関連の国際会議に論文発表した.自然の海浜あるいは海岸堤防前面の砂浜に自生している海浜植物は、砂浜上を吹く強風による飛砂の防止,四季折々の芽,葉,花で海浜を飾り海浜景観の維持および真夏日における砂面の温度上昇の防止,などに役立っている.さらに,地下茎および根毛が砂面下1m程まで進入し,その根毛がかなりの砂を把捉している.このような海浜植物の持つ特性を利用・応用し,海水浴場の砂浜が冬季の季節風によって砂が背後地の住宅,公園,道路などへ吹き込む飛砂の防止,海岸侵食の防止,および海岸堤防と汀線まで間の砂浜を憩い,潤い,安らぎの空間として利用することを研究目的にしている.先ず現地海岸における海浜植生の生育の実態を調査することにした.そのために,遠州海岸を対象に現地海岸の調査と測量を行った.調査測量は本学大学院修士課程および学部学生9人の協力を得て行った.調査・測量に当たって,海浜植物の種類の同定と採取,生育状況(高さ,地下茎の深さ),および浜の形状を(大学所有の)光波測距儀を用いた.
Deep Learningを利用した共通鍵暗号の脆弱性発見手法の研究開発

情報の大規模化に伴い高速処理に優れた共通鍵暗号の需要は高くなっている.共通鍵暗号の安全性は既存の全ての暗号解読法への耐性を網羅的に調べることで評価されるが,暗号方式の提案後に新たな解読法が発見されるケースが数多くある.そこで,本研究では解読法で用いられる暗号関数内の特徴量を機械学習の一種であるDeep Learningにより検出する方法を検討し,人手では発見が困難であった未知の攻撃手法や設計者が想定していない解読法を発見できるようになる手段を確立する.本研究の成果により暗号設計者の安全性評価の負担の軽減や未知の攻撃に対するリスクの低減を期待できる.情報の大規模化に伴い高速処理に優れた共通鍵暗号の需要は高くなっている.共通鍵暗号の安全性は既存の全ての暗号解読法への耐性を網羅的に調べることで評価されるが,暗号方式の提案後に新たな解読法が発見されるケースが数多くある.そこで,本研究では解読法で用いられる暗号関数内の特徴量を機械学習の一種であるDeep Learningにより検出する方法を検討し,人手では発見が困難であった未知の攻撃手法や設計者が想定していない解読法を発見できるようになる手段を確立する.本研究の成果により暗号設計者の安全性評価の負担の軽減や未知の攻撃に対するリスクの低減を期待できる.