hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小売施策の影響を考慮した店舗選択行動モデルに関する基礎研究

本研究は、主に2つの観点から、消費者の店舗選択行動研究に関して貢献を行っている。1つ目の貢献は、消費者の店舗選択行動に関するモデルを体系的に整理し、今後取り組むべき課題を明らかにしたことである。2つ目の貢献は、既存研究で提案されている店舗選択モデルを拡張し、個人毎の考慮集合を推定可能にする店舗選択モデルを提案したということである。消費者の小売店舗における購買行動プロセスの主な構成要素は、来店前の店舗選択行動、来店後の店舗内空間行動(売場探索行動)、商品探索行動(商品視認行動)、ブランド選択行動である。本研究は、特に店舗選択行動に焦点を当て、これまでの研究の流れを体系的に整理するとともに、小売業のプロモーション等の動的な施策の影響を考慮可能な集計モデル(客数変動を説明するモデル)あるいは非集計モデル(店舗選択モデル)の構築を目的として取り組んでいるものである。本研究の成果は、小売業のプロモーション等の集客施策やメーカーのリテールサポートに応用可能なツールをさらに発展させるものとして貢献することが期待される。平成24年度は、初年度に引き続き、主に次の2つの研究活動を中心に取り組んできた。1つ目の研究活動は、これまでに公表されてきた店舗選択行動を説明するモデルに関する国内外の書籍・文献資料の収集・整理である。平成24年度末の段階で関連する既存研究の整理を概ね完了し、その成果を論文「消費者の店舗選択行動研究および複数店舗利用行動研究の整理と展望」(『流通情報』第44巻第6号)として発表した。2つ目の研究活動は、実証研究を行うために必要となるデータの整備である。平成24年度末時点で複数小売店舗のID付POSデータとそれらの店舗の商圏データの整備を完了し、現在はその記述的分析を行っている段階である。今後はそれらのデータに基づき実証研究に取り組んでいく予定である。本研究は、特に店舗選択行動に焦点を当て、これまでの研究の流れを体系的に整理するとともに、小売業のプロモーション等の動的な施策の影響を考慮可能な店舗選択モデルの構築を目的として取り組んだものである。平成23年度は、これまでに公表されてきた店舗選択行動を説明するモデルに関する国内外の書籍・文献資料の収集・整理を行った。平成24年度は、初年度に引き続き、これまでに公表されてきた店舗選択行動を説明するモデルに関する国内外の書籍・文献資料の収集・整理を行った。平成25年度は、平成24年度までに行った既存研究の整理に基づき、新たな店舗選択行動モデルの構築とその実証研究に取り組んだ。具体的には、選択対象となり得る店舗集合の中の各店舗に対する顧客の考慮度合いを組み込んだ店舗選択モデルを構築し、従来の店舗選択モデルとのパフォーマンス比較を行った。その結果、新たに構築したモデルの方が良いパフォーマンスを示すことが確認された。さらに、新たな店舗選択モデルでは、店舗に対する個人毎の考慮の度合いを推定することが可能であり、それを応用して、店舗に対する考慮と選択との間のギャップを分析するための新たな評価手法とすることができることも示した。平成23年度は、本研究に着手した最初の年度であり、主に次の2つの研究活動を中心に取り組んできた。平成23年度末の段階で関連する既存研究の文献50篇以上の収集を完了し、その整理に取り組んでいる段階であるけれども、その過程で新たに収集すべきと判断される文献の候補が複数抽出されている。それらの文献資料の収集と整理については、平成24年度も継続して行っていく予定である。2つ目の研究活動は、店舗選択の集計モデルならびに非集計モデルを適用し実証研究を行うために必要となるデータの取得である。平成23年度末時点でデータの入手は概ね完了することができた。今後はそれらのデータの整合性確認ならびに加工、記述統計的分析など基礎的なデータ整備の作業を行ったうえで、実証研究に取り組んでいく予定である。

平成23年度より継続していた関連する文献・資料の収集・整理の作業において、本研究で参照すべき重要な文献を平成24年度に新たに発見し、それらの整理の作業を追加して行っていたため、結果として当初の予定よりも半年程度作業が遅れている。今後の作業を工夫することでこの遅れを取り戻していく予定である。平成23年度の計画は、関連する文献・資料の収集・整理ならびに実証研究用のデータの整備を行うことであり、それらについては概ね完了している。今後予定している研究活動の主な項目は、店舗施策の影響を考慮した店舗選択に関する集計モデルおよび非集計モデルの実証研究である。具体的には、店舗施策の影響要因の構造を店舗間で等しいとするモデルと、店舗間で影響の構造が異なるとするより一般化したモデルの実証研究を行っていく予定である。今後予定している研究活動の主な項目は、平成23年度に収集した文献・資料に基づくサーベイ論文の作成、および店舗施策の影響を考慮した店舗選択に関する集計モデルあるいは非集計モデルの実証研究である。後者については、店舗施策の影響要因の構造を店舗間で等しいとするモデルの実証研究を行い、その後に店舗間で影響の構造が異なるとするより一般化したモデルに拡張していくことを予定している。該当なし平成24年度の研究費は、情報収集のために参加予定の学会の参加費・旅費、文献・資料費、文献・資料を電子的に保存し参照するための記憶装置の購入費等に使用する予定である。
鉱質ステロイド産生異常症における18ーデオキシー19ーノルアルドステロンの動態

18ーdeoxyー19ーnoraldosteroneは、aldosteroneのmineralocorticoid作用と強く拮抗することが報告されているが、生体内での存在等全く不明である。ヒト副腎及びアルドステロン産生腺腫(APA)から産生されうるかどうかを検討するために、APA及び正常副腎組織をKrebsーRinger液(2%glucose、2%bovine serum albuminを含む)で、95%O_2,5% CO_2下で37°Cにて4時間incubationを行った。また合成19ーnoraldosteroneを加え同様の実験を行った。培養液をSepーpak C18カラムで抽出し、高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて18ーdeoxyー19ーnoraldosteroneと他のmineraloーcorticoid hormoneである19ーnoraldosterone,19ーhydroxyaldosterone,aldosterone,18ーhydroxycorticosteroneとの分離を行い各分画を採取した。分離の条件は、Beckmann ODSカラムを用い、水:アセトニトリル:メタノ-ル(73:22:5,v/v/v)及び、水:テトラヒドロフラン:メタノ-ル(78:17:5,v/v/v)で行った。各分画を新しく開発した18ーdeoxyー19ーnoraldosteroneのradioimmunoassay(RIA)法を用いて測定し18ーdeoxyー19ーnoraldosteroneを精製した。精製した分画を誘導体化(MOーTMS化)し、ガスクロマトグラフ-質量分析計(GC/MS)にかけ分析を行った。分析条件は、silica capillaryカラム(25m/0.20mm)を用い180°Cから290°Cまで4°C/minの温度条件で行った。GC/MSにより18ーdeoxyー19ーnorーaldosteroneに一致した質量ピ-クが検出出来た。18ーdeoxyー19ーnorーaldosteroneは、他のmineralocorticoid hormoneと異なりaldosteroneと強く拮抗する作用を有することが報告されているが、今回の研究でこのホルモンがヒト副腎及びAPAから直接産生されていることが示唆され、アルドステロン産生異常症の病態に一部関与していることが考えられる。今後各病態の患者における血、尿中の濃度の測定等臨床的にさらに検討が必要である。
地形特徴に基づく地形情報のモデル化と3次元表現に関する研究

1.研究の目的本研究は,等高線や格子点等の情報によらず,地形を意味ある情報として定義し,それを3次元的に再現できる地形情報モデルの構築を目指すものであり,その具体的な研究内容は以下の通りである.(1)尾根や谷等の地形特徴をオブジェクトとして定義した地形情報モデルの構築およびその実装システムを構築し,その有用性を明らかにする.(2)VR技術を適用した3次元地形表現手法として,HMDや立体ディスプレイ,触覚可能な地形表現システムの構築を行い,それらの手法の有効性を明らかにする.2.研究成果の概要(1)地形情報モデルの構築地形を形成する地形特徴オブジェクトとして「尾根」「谷」を抽出し,それらの形状および相互の接続・隣接関係を情報として格納するためのデータモデルの構築を行った.さらに,そのモデルに基づいて地形面を再構成するアルゴリズムおよび実装システムを構築し,本手法による地形表現が可能であることを示した.(2)3次元地形表現手法に関する研究数値地形情報に基づき,任意の地形面を表現できるタンジブル(触覚可能)な地形ディスプレイの構築を行った.本システムは,8×8のステッピングモータを用いて伸縮性スクリーンを変形させ,その上部から航空写真を投影することにより,地形面の再現を行うものである.地形表現システム上で,道路の線形設計を行うためのシステムのプロトタイプを開発するとともに,HMDを用いたシステムとの比較実験を行い,設計支援システムとしての操作性や地形の理解度においてタンジブル地形ディスプレイが優れていることを明らかにした.さらに小型タンジブル地形ディスプレイの開発を行い,その有用性の評価を行うとともに,今後の課題を示した.1.研究の目的本研究は,等高線や格子点等の情報によらず,地形を意味ある情報として定義し,それを3次元的に再現できる地形情報モデルの構築を目指すものであり,その具体的な研究内容は以下の通りである.(1)尾根や谷等の地形特徴をオブジェクトとして定義した地形情報モデルの構築およびその実装システムを構築し,その有用性を明らかにする.(2)VR技術を適用した3次元地形表現手法として,HMDや立体ディスプレイ,触覚可能な地形表現システムの構築を行い,それらの手法の有効性を明らかにする.2.研究成果の概要(1)地形情報モデルの構築地形を形成する地形特徴オブジェクトとして「尾根」「谷」を抽出し,それらの形状および相互の接続・隣接関係を情報として格納するためのデータモデルの構築を行った.さらに,そのモデルに基づいて地形面を再構成するアルゴリズムおよび実装システムを構築し,本手法による地形表現が可能であることを示した.(2)3次元地形表現手法に関する研究数値地形情報に基づき,任意の地形面を表現できるタンジブル(触覚可能)な地形ディスプレイの構築を行った.本システムは,8×8のステッピングモータを用いて伸縮性スクリーンを変形させ,その上部から航空写真を投影することにより,地形面の再現を行うものである.地形表現システム上で,道路の線形設計を行うためのシステムのプロトタイプを開発するとともに,HMDを用いたシステムとの比較実験を行い,設計支援システムとしての操作性や地形の理解度においてタンジブル地形ディスプレイが優れていることを明らかにした.さらに小型タンジブル地形ディスプレイの開発を行い,その有用性の評価を行うとともに,今後の課題を示した.1.研究の目的本研究は,従前の等高線や格子点等の情報によらず,地形を意味ある情報として定義し,それを再現し得る地形情報モデルの構築を目指すものであり,その具体的な研究内容は以下の通りである.(1)尾根や谷等の地形特徴線,あるいは地形分類による基本要素をオブジェクトとして定義した地形情報モデル及びその実装システムを構築し,その有効性を明らかにする.(2)3次元地形表現手法として,VR技術を適用した地形表現手法として,HMDや立体ディスプレイ,触覚可能な地形表現システムの構築を行い,それらの手法の有効性を明らかにする.2.研究成果の概要(1)地形情報モデルの構築地形を形成するための基本オブジェクトとして「尾根」「谷」を抽出し,それをデジタル情報として表現するためのトポロジの構築を行った.また具体的な対象地域を選定し,それぞれのオブジェクトの抽出とそのデジタル化を行った.今後はそれらを基に,地形面を再校正するためのアルゴリズムの関する検討を行うとともに,その評価を行う必要がある.(2)3次元地形表現手法に関する研究数値地形情報に基づき,任意の地形面を表現し得るタンジブル(触覚可能)な地形表現システムの構築を行った.本システムは,8×8のステッピングモータを用いて伸縮性スクリーンを変形させ,その上部から航空写真を投影することにより,任意の地形面の再現を行うものである,また地形表現システム上で,道路の路線計画を行うためのシステムのプロトタイプを開発した.今後は地形表現システムの表現速度・品質の向上,応用システムの改良を行うとともに,他のVRシステムとの比較による評価を行う予定である.1.研究の目的本研究は,従前の等高線や格子点等の情報によらず,地形を意味ある情報として定義し,それを再現し得る地形情報モデルの構築を目指すものであり,その具体的な研究内容は以下の通りである.(1)尾根や谷等の地形特徴線,あるいは地形分類による基本要素をオブジェクトとして定義した地形情報モデル及びその実装システムを構築し,その有効性を明らかにする.(2)3次元地形表現手法として,VR技術を適用した地形表現手法として,HMDや立体ディスプレイ,触覚可能な地形表現システムの構築を行い,それらの手法の有効性を明らかにする.2.研究成果の概要(1)地形情報モデルの構築

地形を形成するための基本オブジェクトとして「尾根」「谷」を地形特徴線として抽出し,それをデジタル情報として表現するためのトポロジの構築を行った.次に具体的に対象地域を設定し,オブジェクトの抽出とそのデジタル化を行った.構築したデータを基に,地形面を再構成するアルゴリズムの構築を行い,本手法による3次元地形面の再現が可能であることを示した.(2)3次元地形表現手法に関する研究数値地形情報に基づき,任意の地形面を表現し得るタンジブル(触覚可能)な地形表現システムの構築を行った.本システムは,8×8のステッピングモータを用いて伸縮性スクリーンを変形させ,その上部から航空写真を投影することにより,任意の地形面の再現を行うものである.また地形表現システム上で,道路の路線計画を行うためのシステムのプロトタイプを開発した.開発したシステムについて,地形に関する理解度や操作性について,HMDを用いたシステムとの比較評価を行い,本システムの有用性を明らかにした.
金属原子、イオンの溶媒和クラスターの構造と反応性に関する理論的研究

非経験的分子軌道法を応用して、Na(H2O)n、Na(NH3)n(n=1-6)の電子状態、イオン化ポテンシャル、電荷分布、分子振動スペクトルなどを精密に解析した。その結果、(1)Na(H2O)nはNa-O結合と水素結合によって安定化し、2種の結合のバランスによりn4に対して(H2O)nクラスターの上にNa原子が乗った表面(Surface)構造とNaの周りを水分子が取り囲んだ内包(Interior)構造がある、(2)中性水和Naクラスターの表面構造と内包構造はエネルギー的には非常に近くイオン化ポテンシャルにより両者を区別するのは難しいが、計算された分子振動スペクトルにはそれぞれ特徴的ピークがあり実験による両者の同定に有用と考えられる、(3)HOMOの電荷分布は表面構造ではNa原子の3s軌道の性質を反映して局在化し(H2O)nとは逆方向に空間的な広がりをしているのが、内包構造ではNaを囲んだ水分子にもかなり広がっている、(4)Na(NH3)n(n=1-5)では内包構造が安定でn=6で水素結合による表面構造も見つかったが内包構造のNa(NH3)5の外側に一つのNH3が着く構造の方が安定である、(5)Na(NH3)n(n=1-5)の内包構造はNa-N結合によって安定化しておりNa(H2O)nとは異なっている、(6)Na^+イオンはH2OでもNH3でも第一層が4分子で完成する内包溶媒和構造をとる、(7)イオンの溶媒和は第一層が完成するまで専らNa^+イオンと溶媒分子の静電的相互作用によって安定化し、溶媒分子間の立体反発をさける分子構造となっているため中性の内包構造とは異なっているなどがわかった。このほかにNaと等電子のMg^+の水和構造の研究を進めたが、水素結合による安定化が見られるもののNa原子の様な水素結合ネットワークによる(H2O)nクラスターと結合した構造ではなかった。
転写調節因子群の協調による肝臓選択的転写の規定機構

転写の組織特異性は、単一の組織特異的転写因子の有無のみによるのではなく、むしろ、複数の組織選択的因子を中心とする調節因子間の多様な協調作用あるいは拮抗作用の総和として決定される場合が一般的と考えられ,その具体的例証が待たれる。我々は従来より,哺乳類の肝臓に選択的に発現するオルニチンサイクル酵素遺伝子の転写調節機構の解析を行ない、特にその2番目の酵素であるオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)および最終の酵素であるアルギナーゼのラット遺伝子についてそのプロモーターおよびエンハンサーの解析を行ってきた。これまでに、1)OTCエンハンサーの活性発現には共に肝臓選択的な転写因子であるHNF-4およびC/EBPの結合部位の両方が必要である。2)OTCプロモーターをHNF-4は活性化するのに対して,同じステロイドレセプタースーパーファミリーに属する汎在性の因子であるCOUP-TFは抑制することを明らかにした。今回,1)OTCエンハンサーに対するHNF-4およびC/EBPファミリーの効果を非導入実験により調べた。その結果,各因子単独ではエンハンサーの活性化が見られなかったのに対し,HNF-4とC/EBPbetaを共に導入すると明らかな活性化が見られた。従つて、HNF-4とC/EBPbeta両因子の組み合わせが,OTCエンハンサーの活性化に重要であることが明らかになった。2)やはり共導入実験により,アルギナーゼプロモーターに対するHNF-4およびCOUP-TFの効果を調べたところ,予想に反し、肝臓選択的因子であるHNF-4が抑制因子として作用するのに対して、汎在性のCOUP-TFが促進因子として作用した。魅力的な仮説としては,HNF-4は発現しているアルギナーゼの発現は見られない小腸や腎臓等の組織においてHNF-4はアルギナーゼ遺伝子の特異的抑制に関与する可能性が考えられた。
ハロロドプシンのクロライド輸送機構解明と3量体形成の意義

ハロロドプシン(HR)は高度好塩菌の膜に発現している光エネルギーで駆動されるClイオンポンプである。Xenopusオーサイトに発現させ、光照射による膜電流の測定より、活性を測定する新しい方法を開発した。非常に定量性優れていた。大腸菌の発現系を用い、種々のHRの変異体を作成し、活性と光化学反応を調べた。Arg123が輸送に重要であることを明らかにした。NからO中間体への変化の際に、ClイオンがHR内部から細胞内部へ放出され、O→HR'の過程でClが細胞外からHRへ取り込まれることを明らかにした。HRは界面活性剤中でも3量体を形成していることを明らかにした。3量体はモノマーより安定であった。Natronomonas pharaonisの細胞膜に存在するハロロドブシン(NpHR)は,光で駆動されるハロゲンイオンポンプである.すなわち,光照射でハロゲンイオン(生理的にはC1イオン)を細胞外から内へ輸送する.このNpHRを研究材料に用いて,以下の研究を行った.1.3量体を形成しているかどうかについて,確認実験をまず行った.大腸菌の大量発現系で得たHpHRを用い,界面活性剤中(n-dodecyl-β-maltoside)で,ゲル濾過,質量分析等を行い,3量体を形成していることを再度証明した.また,高度好塩菌で発現系を利用し,好塩菌の細胞膜でも,すなわち,生理条件下でも,3量体になっていること示した.2.NpHRは暗所で,C1イオンが結合している.結合定数を等温滴定型熱量計で調べた.C1イオンが結合すると,吸収波長が短波長にシフトする.このシフトのC1濃度依存性から従来は結合常数を求めていた.等温滴定型熱量計を用いて求めた値は,可視吸収極大波長シフトから求めた値とよく一致した.熱測定では,結合によるエンタルピーおよびエントロピー変化が求められる.これらの熱力学量は本研究によって初めて得られたものである.3.上記で述べたC1結合に重要であるアミノ酸残基を同定した.4.光化学中間体のN-中間体から0-中間体への移行に伴って,C1イオンが細胞内へ放出される.この放出の解離定数を決めているアミノ酸残基を同定した.5.NpHRをアフリカツメガエルの卵母細胞に発現させ,C1輸送を電流として測定できることを示した.この系の特徴を生かして,膜に電位差を与えたときの,C1ポンプ活性を調べた.電位差が掛かると活性が低下する理由を考察した.Natronomonas pharaonisの細胞膜に存在するハロロドプシン(HpHR)は、光駆動ハロゲンイオンポンプである。すなわち、光エネルギーを使ってハロゲンイオン(生理的にはClイオン)を細胞外から細胞内へ輸送する。本研究は、機能発現に必須のアミノ酸残基を特定し、輸送機構を明らかにしようとするものである。また、膜内および界面活性剤中でも、NpHRは3量体を形成しているので、3量体形成の意義を明らかにする。NpHRの変異体を、大腸菌をホスト細胞として発現させ、フラッシュフォトリシス法で光化学反応を調べ、輸送活性を光照射細胞外液pH変化で測定した。Clが細胞内に輸送されるので、細胞内に負の膜電位が生じる。この電位によって、外液から水素イオンが取り込まれ、細胞外がアルカリ化する。ハロロドプシンは、レチナールが発色団としてタンパク質に結合している。そこで、このレチナール近傍の存在するアミノ酸残基に変異を導入して、光化学反応や51輸送機能の変化を調べた。結果は次の通りであった。R82、輸送の完全阻害: R123、Clの結合低下、輸送阻害: T126、Cl結合の低下、輸送阻害: S130、Cl結合の低下、輸送阻害: T218、Clの放出をコントロール、D252、Cl輸送には2分子のClの輸送が必要で、このうち、弱いC1結合にこの残基が必要である。E234、3量体形成に重要で、構造の安定性に寄与している。その他の研究として新しいCl輸送活性の測定法を開発しようとしたが、いまだ、完成していない。1)結晶からハロロドプシンHRは3量体を作っていることは推測されていたが、大腸菌で発現させ、0.1%から1%のDDM(dodecyl-β-D-maltoside)で可溶化状態でも3量体を形成していることを以下のように示した。1)可溶化したサンプルのCDを測定すると、exciton-couplingのスペクトルが得られる。2)ゲル濾過の溶離体積から見かけの分子量が得られた。

ただし、吸着している界面活性剤の寄与を除く必要があり、これの推定を行い、3量体と仮定すると矛盾がないという結論を得た。3)グルタルアルデヒドで架橋をし、SDS-PAGEで解析した。反応時間に従って、3量体の分子量をもつ高分子量のものが生成した。MALDI-TOF massスペクトルで質量を測定した結果、3量体の生成が確認された。変異体の実験から、K65(Bヘリックス)とK148(Dヘリックス)間でグルタルアルデヒドによる架橋が行われることを示した。2)低C1濃度(Kd22mM)で3量体は解離した。3)3量体を形成している条件では、熱的に安定であった。4)HRのホトサイクルを調べた。N中間体と0中間体の間に平衡があることを示した。N中間体とはC1結合型、0中間体はC1解離型である。この平衡のC1の解離定数は約1Mであった。T218変異体ではこの解離定数が0.1M程度までに低下する。すなわち、この変異体は野生型よりC1がHRから離れにくい。実際、T218変異体では、C1の放出速度が遅くなることを示した。5)無細胞タンパク系発現系でバクテリオロドプシンを効率よく(変性することなく)発現させることに成功した。
単一細胞内マイクロ共振器レーザ発振

生体観測やイメージングのために緑色蛍光タンパク質(GFP)をはじめとする蛍光タンパク質が使用されてきたが蛍光顕微鏡下での回折限界から約200nm以下の領域の細胞を弁別することは困難であった。これを克服するために(1)量子ドット又は(2)プラズモンナノ粒子等を細胞内部に配置し生体のラベリングに用い主に蛍光顕微鏡下で解像度を向上させた観測が一般的である。しかしながら蛍光顕微鏡下での観測はその解像度にも限界があり量子ドットにおいてもその蛍光波長範囲は広く(100nm程度)、細胞内部を観測する際に細胞からの蛍光が重畳する。したがって、現在の方法ではその蛍光の解像度の飛躍的拡大、蛍光の定量的評価、安定性及び再現性において解決すべき多くの問題を有している。本研究においては我々の研究において実績のあるGFPを用い1細胞内部での生体レーザを発振させる。さらにこれらを光導波路内部に用いて高強度レーザ発振を実証する。これらにより発振レーザ幅を数nmとすることにより蛍光顕微鏡のよる手法に比べ100倍以上に弁別能力(解像度)を拡大しその長期安定的で定量的な評価を実現する。本研究において細胞内部の(i)マイクロビーズ表面へのGFP配置や(ii)酵母や人細胞内部に存在する油脂球にGFPを取り込み、(iii)これらの微小球を外部レーザ波長488nmで励起することによりウィスパリングギャザリ-モードによるレーザ発振を行う。これにより生体レーザを1細胞内部で発振させ1細胞内部のラベリングを行い医学生物学への応用を実現する。さらにこれらの細胞を光導波路に混入することにより医学応用だけでなく農薬等の検出のためのバイオセンシングデバイス応用やそのファイバセンサネットワーク応用も行う。マイクロ共振器作製とその実験に時間を要した。マイクロ共振器作製及び初期実験を完了した。マイクロ共振器のレーザ発振に必要なパラメータ解析及びその作製を実施予定生体観測やイメージングのために緑色蛍光タンパク質(GFP)をはじめとする蛍光タンパク質が使用されてきたが蛍光顕微鏡下での回折限界から約200nm以下の領域の細胞を弁別することは困難であった。本研究においては我々の研究において実績のあるGFPを用い1細胞内部での生体レーザを発振させるとともにこれらを光導波路に用いて高強度のレーザ発振を実証し、発振レーザ幅を数nmとすることにより蛍光顕微鏡のよる手法に比べ100倍以上に弁別能力(解像度)を向上させることが可能となるそのため緑色蛍光タンパク質をゾルゲルシリカ内部に配置したマイクロ共振器によりレーザ発振させるために必要なレーザパラメータを得るため、初年度はゾルゲルシリカ内部での緑色蛍光タンパク質を用いたレーザ発振を行うことを計画した。ゾルゲルシリカ内部に500nm近傍でレーザ発振に必要な導波路型グレーティング構造を作製した。通常の方法ではゾルゲルシリカ内部に200nm以下の周期構造を作製することは極めて困難で有る。シリコン基板上に電子ビーム露光装置により作成した高解像度のグレーティング構造を用いてその構造をゾルゲルシリカ導波路にナノインプリントする方法を確立し、200nm以下の周期構造をゾルゲルシリカ導波路内部に作製した。さらにグレーティング構造への500nm緑色光を入射し、その反射特性を測定した。また、1細胞内部にマイクロ共振器を配置する手法を確立した。今後はゾルゲルシリカ導波路を用いたレーザ発振とマイクロ共振器を併用して研究を継続し、最終的に蛍光顕微鏡による細胞解像度の拡大を行う。光導波路デバイス作製は予定通りであるが、当初予定していたマイクロ共振器を細胞内部に配置する方法に時間を要したため導波路型レーザ発振に必要な実験を行った。

マイクロ共振器作製及び初期実験を完了した。マイクロ共振器のレーザ発振に必要なパラメータ解析及びその作製を実施予定油脂球を用いて細胞内部に緑色蛍光タンパク質を配置する方法を最適化する。デバイス作製のために必要な微細加工装置の整備に予算が必要であるため物品費が予想より安価であったため次年度使用額が生じた。
語彙獲得と地図生成の確率的生成モデル統合による創発的ロボットナビゲーションの実現

本研究では語彙獲得と地図生成を確率的生成モデルとして統合した革新的な空間表現手法の構築を目指して研究を行った.具体的には,場所や移動を表す語彙の学習と視覚・運動情報に基づく地図の学習を統合し,人間とのコミュニケーションに基づいてロボットが空間表現とナビゲーションをボトムアップに学習する機械学習手法の構築に関して理論面での研究を進めた.具体的には以下の各研究課題に関して研究を進めた.1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出:地図生成後の語彙獲得と自己位置推定を統合したスケーラブルな推論速度を持つ確率的生成モデルに関しては評価を進め論文誌に投稿済みである。また、深層生成モデルを用いてナビゲーションを行うための研究を進めたが、有効性を示すまでには到達しておらず、今後の課題である。2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発:近年注目される「推論による計画」と強化学習アルゴリズムの相同性に着目し、確率的生成モデルに基づく場所概念生成モデルの上で計画問題を教師なし学習の推論問題に帰着させる方法を考案した。この内容に関しては、現在、国際論文誌に投稿準備中である。3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証:場所概念の構築手法を基にしてロボットナビゲーションを行う実装を行った。ロボット競技のコンペティション等で高い成績を上げた。また、2.の手法に関しては実環境データでの実験を行った。本研究では語彙獲得と地図生成を確率的生成モデルとして統合した革新的な空間表現手法を構築を目指して研究を行った.具体的には,場所や移動を表す語彙の学習と視覚・運動情報に基づく地図の学習を統合し,人間とのコミュニケーションに基づいてロボットが空間表現とナビゲーションをボトムアップに学習する機械学習手法の構築に関して理論面での研究を進めた.具体的には以下の各研究課題に関して研究を進めた.1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出:従来の地図生成後の語彙獲得と自己位置推定を統合した確率的生成モデルに画像情報を統合し,画像特徴と場所を表す語彙を統合した教師なし場所概念獲得手法を構築した.2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発:移動ロボットが場所概念に得ることができれば,これを元に指示領域探索を行うことが出来る.語彙獲得と地図生成を確率的生成モデルとして統合した革新的な空間表現手法とそれに基づく創発的ナビゲーションの事前的研究として,場所概念を用いた指示領域探索手法を開発した.3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証:場所概念に基づくナビゲーション手法を移動ロボットに実装し有効性検証をするとともに,創発的ロボットナビゲーションのための実験環境の整備を行った.また,創発的ナビゲーションのための確率モデルに基づく深層学習のための調査を行い,理論的整備を行った.次年度の地図生成自体を語彙獲得と結合させ,創発的ナビゲーションにつなげていくのが今後の課題である.初年度は計画において研究課題として掲げた1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証のそれぞれに関して研究計画全体の基礎となる成果を得ることが出来た.本研究では語彙獲得と地図生成を確率的生成モデルとして統合した革新的な空間表現手法を構築を目指して研究を行った.具体的には,場所や移動を表す語彙の学習と視覚・運動情報に基づく地図の学習を統合し,人間とのコミュニケーションに基づいてロボットが空間表現とナビゲーションをボトムアップに学習する機械学習手法の構築に関して理論面での研究を進めた.具体的には以下の各研究課題に関して研究を進めた.1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出:従来の地図生成後の語彙獲得と自己位置推定を統合した確率的生成モデルに画像情報と地図生成自体を統合し,画像特徴と場所を表す語彙を統合した教師なし場所概念獲得手法の効率的なオンライン推論手法を研究した.この成果は.このニューラルネットワークによる推論を可能とするためのアモタイズド推論に関する基礎的調査を行った.2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発:移動ロボットが場所概念に得ることができれば,これを元に指示領域探索を行うことが出来る.これを行うための確率的生成モデルに基づく言語処理に関して研究を行った.3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証:場所概念に基づくナビゲーション手法を移動ロボットに実装し有効性検証をするとともに,創発的ロボットナビゲーションのための実験環境の整備を行った.これまでの成果を,実世界での創発的ナビゲーションにつなげていくのが今後の課題である.二年目は計画において研究課題として掲げた1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証のそれぞれに関して初年度において得た成果に基づき,これを当初掲げていた研究計画全体の基礎となる成果を得ることが出来た.本研究では語彙獲得と地図生成を確率的生成モデルとして統合した革新的な空間表現手法の構築を目指して研究を行った.具体的には,場所や移動を表す語彙の学習と視覚・運動情報に基づく地図の学習を統合し,人間とのコミュニケーションに基づいてロボットが空間表現とナビゲーションをボトムアップに学習する機械学習手法の構築に関して理論面での研究を進めた.具体的には以下の各研究課題に関して研究を進めた.

1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出:地図生成後の語彙獲得と自己位置推定を統合したスケーラブルな推論速度を持つ確率的生成モデルに関しては評価を進め論文誌に投稿済みである。また、深層生成モデルを用いてナビゲーションを行うための研究を進めたが、有効性を示すまでには到達しておらず、今後の課題である。2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発:近年注目される「推論による計画」と強化学習アルゴリズムの相同性に着目し、確率的生成モデルに基づく場所概念生成モデルの上で計画問題を教師なし学習の推論問題に帰着させる方法を考案した。この内容に関しては、現在、国際論文誌に投稿準備中である。3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証:場所概念の構築手法を基にしてロボットナビゲーションを行う実装を行った。ロボット競技のコンペティション等で高い成績を上げた。また、2.の手法に関しては実環境データでの実験を行った。当初の計画通り1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証に関して研究を進めていく.特に,本研究課題においては,単純に既存の格子ベースSLAMのような手法の上で言語獲得を実現するのみならず,自己位置推定や地図生成自体を深層学習を活用した創発的なものに置き換えていくことが大きなチャレンジとなっている.この点に関しての研究開発をより積極的に推進していく.当初の計画通り1.語彙獲得と地図生成を統合した確率的生成モデルの構築と機械学習手法の導出2.語彙と地図の確率的生成モデルに基づく創発的ロボットナビゲーション手法の開発3.創発的ロボットナビゲーション手法の実装と実環境での有効性実証に関して研究を進めていく.特に,本研究課題においては,単純に既存の格子ベースSLAMのような手法の上で言語獲得を実現するのみならず,自己位置推定や地図生成自体を深層学習を活用した創発的なものに置き換えていくことが大きなチャレンジとなっている.この点に関しての研究開発をより積極的に推進していく.アメリカでの国際会議発表を予定していたが,これを行わなかったため.主には研究の進捗状況に照らし今年度の論文掲載を見送ったために,それに伴う,英文校閲費,掲載料等が発生しなかったため.次年度に成果をまとめて論文掲載を行う予定のために、英文校閲費,掲載料、国際会議発表等として使用する。得られた成果の国際会議報告もしくは論文投稿の費用に使用していく.
窒素含有型ビスホスホン酸によるがん標識免疫療法の基盤解析

まず、γδ型T細胞の示す腫瘍細胞傷害性に関与する特異的分子の同定とその生理的役割について検討を行った。膀胱がん由来のEJ-1および肺がん由来のLK-2をマウスおよびラットに免疫し、それら2種の細胞、および、他の感受性の増加を示すヒト腫瘍細胞株のほとんどに特異性を示すモノクローナル抗体を8種樹立した。そのうち、免疫沈降可能な抗体と、ウェスタンブロッティング可能な抗体を利用して、その分子がCD166であることを明らかにした。また、CD166分子の受容体であるCD6分子の発現を検討した結果、γδ型T細胞においては恒常的にその発現がみとめられ、CD6/CD166の相互作用がシグナル伝達に関わっていることが示唆された。そこで、エリスロリューケミアの一種であるK562にCD166を発現させ、窒素含有型ビスホスホン酸パルスによるγδ型T細胞に対する感受性変化におけるCD166の影響について詳細な検討を行った。その結果、CD166の強制発現により、窒素含有型ビスホスホン酸パルス後のγδ型T細胞に対する感受性増加が著名となった。この結果により、CD6/CD166の相互作用がγδ型T細胞の腫瘍細胞障害性を正に制御している可能性が示唆された。さらに、反対に、CD166を発現しているLK-2に、CD166のRNA干渉用ベクターを導入し、CD166のタンパク質レベルでの発現を低下させた場合において、窒素含有型ビスホスホン酸パルス後のγδ型T細胞に対する感受性の変化を検討したところ、明らかな感受性増強効果の減少がみとめられた。この結果も、CD6/CD166の相互作用がγδ型T細胞の腫瘍細胞障害性を正に制御している可能性を支持している。以上より、γδ型T細胞の示す抗腫瘍作用において、CD6/CD166分子が正の副刺激シグナル伝達分子として作用していることが明らかになった。
猫の肝リピドーシスにおける脂肪酸代謝解析とPPARsリガンドによる治療効果の検討

高脂肪食給餌後の体重減少によって猫の肝リピドーシス(脂肪肝)を実験的に作成し、クリノフィブラート投与の効果を調べた。本研究では猫の肝臓における脂肪代謝に関わる8分子について塩基配列を明らかにし、遺伝子発現の定量法を確立した。そしてクリノフィブラート投与によって肝臓への脂肪蓄積が増加することが明らかとなった。このことから体重減少中の猫におけるクリノフィブラート投与の危険性が示唆された。本研究において解析予定である、猫のβ酸化および脂肪酸代謝に関わる分子のうち、8分子(PPARγ、PPARα、ステアリン酸CoA脱飽和酵素1、ミクロソームトリグリセリド転移蛋白、ApoB100、極長鎖アシルCoA脱水素酵素、二機能性酵素、TYSND)の塩基配列についてシークエンスを行い、塩基配列を部分的に決定した。決定された塩基配列に基づいてプライマーを作成し、SYBRgreen法を用いたReal-time PCRによる発現量の解析系を確立した。8分子のうち、1分子を除いた7分子は、これまでに猫では塩基配列があきらとなっておらず、全く新規の知見である。これらの塩基配列データおよびReal-time PCRに用いるプライマーなどの情報は、猫の脂質代謝に関する研究を促進しうる成果である。また本研究において、今後実施予定である肝リピドーシスの代謝解析に必要不可欠な手法が確立され、研究の次の段階へと進むことが可能となった。本研究では猫の肝リピドーシスモデルの作成を行い、その代謝異常について解析することを目的としている.本年度は猫の肝リピドーシスモデルの作成ついて、計画していたプロトコルを含め、いくつかの手法について検討した。一つめは肥満させた猫について10週間の食事制限を行い、血液サンプルおよび肝臓生検サンプルを採取し、現在リピドーシスの発現および程度について解析を行っている。二つ目はZini E.らの報告(Horm Meatb Res,42,340-347,2010)では脂肪製剤の投与によって肝リピドーシスが誘導されたことから、脂肪製剤を投与して肝臓の変化と糖脂質代謝の異常について解析を行った。脂肪製剤投与によって明らかなインスリン抵抗性が惹起されており、高脂血症や肝リピドーシスと糖代謝異常の深い関連が考えられた。三つめとして猫の初代培養肝細胞の培養系を確立し、肝リピドーシスの病態をより詳細に検討することを試みている。これらの予備試験によってより効果的な猫の肝リピドーシスの誘導が確立されれば、今後の研究を大きく進歩させることができる。これらの手法によって得られた肝リピドーシスモデルの肝細胞よりmRNAを抽出し、昨年度に確立したReal-time PCR法を用いれば、猫の肝リピドーシスにおけるβ酸化およびVLDL代謝に関わる分子の発現量を評価することが可能となる。本研究では猫の肝リピドーシスモデルの作成を行い、その代謝異常について解析することを目的としている。前年度より複数のアプローチにより猫の肝リピドーシスモデルの作成を試みてきた。高脂肪食の自由給餌により、猫の体重は平均26.2%増加した。その後の食事制限により、猫の体重は7週間で平均21.4%減少した。クリノフィブラート投与群と対照群において体重の変化に有意な差はみられなかった。血液検査では黄疸など明らかな肝不全の徴候はみられなかったが、BCAA/チロシン比の低下より肝機能の低下が示唆された。血液化学検査の変化においてもクリノフィブラート投与群と対照群において有意な差はみられなかった。脂肪肝の誘導効果について調べるため、肝臓のトリグリセリド含有量をTru-cut生検材料を用いて測定した。肝臓からの抽出液は蛋白濃度をBCA法によって測定し、トリグリセリド濃度を蛋白濃度で除して標準化した。肝臓のトリグリセリド含量は対照群では有意な変化がみられなかった。いっぽう、クリノフィブラート投与群では117%の有意な増加がみられた。この結果、本研究で用いた脂肪肝誘導法では対照群で明らかな脂肪肝誘導が得られず、手法として不十分であると考えられた。しかし、クリノフィブラート投与群では同様の方法で明らかな脂肪の蓄積がみとめられたことから、クリノフィブラートには肝臓へのトリグリセリド蓄積作用があることが示唆された。当初の仮説とは逆の結果となったが、今後は同時に採取した肝臓サンプルを用いて組織学的な検討を行うとともに、クリノフィブラート投与による脂質代謝の変化について解析していく予定である。これにより、猫におけるクリノフィブラート投与の危険性とそのメカニズムが明らかとなることが期待される。
地方都市における生活交通手段提供方策の策定プロセスと評価に関する研究

2002(平成14)年の需給調整規制撤廃により、採算が合わない路線バスの撤退の動きが出ており、過疎地域を抱える地方自治体は、いかにして住民の生活交通手段を確保するかが重要な課題となっている。補助金を投入して維持されるバス路線が多い一方で、地域の人口減少と低いサービスレベルにより利用者の減少が進行する地域では、補助金を投入してまで路線バスを維持することが、必ずしも最善であるとはいえない状況にある。一方、デマンドバスや乗合タクシーによる需要応答型交通システム(Demand Responsive Transport ; DRT)やボランティアによる輸送サービスが提供されるなど、より効率的な生活交通手段の確保の取り組みが多くの地方都市で行われている。しかし、ひとつの交通手段について実験運行が行われ、利用実績や利用者の満足度による評価は行われているものの、地域住民のニーズに合致した交通手段を明らかにする基準は存在しないのが現状である。本研究はこの点に着目したものであり、住民ニーズの視点に立った過疎地域における生活交通手段の策定プロセスを構築し、評価することを目的とする。さらに、地域の自家用車を保有する住民が、高齢者等を送迎する輸送形態を本研究では「サポート交通システム」と定義し、サポート交通システムを導入せざるを得ない公共交通の空白地域、あるいは公共交通があったとしてもサービスレベルの低さから機能していない地域はどこであるのかを明らかにする。すなわち、公共交通を維持すべき地域なのか、サポート交通システムで対応すべきかについて、住民の立場から策定するための手法を構築するものである。平成18年度は、平成17年度に行った北海道士別市を対象とした生活交通手段の策定プロセスの構築に対する詳細な検討と、分析結果を地図上に表示するモビリティマップの作成を行った。本研究は、地方都市の生活交通手段として、「サポート交通システム」を提案した。これは、自家用車を持っている人が持っていない人を送迎してあげることをNPO等の組織が予約の手配等をマネジメントしようというものである。過疎地域の公共交通の維持が困難であるところで導入されるべきものとして位置づけている。このサポート交通システムの導入に当たり、検討プロセスを構築した。つまり、現状の路線バスあるいはタクシーで対応すべき地域であるのか、それとも、サポート交通システムにより住民間でお互いに助け合うべきなのかを判断するためのプロセスである。既存の公共交通、デマンド型公共交通、サポート交通システムの導入可能性について、利用者の立場から3段階で評価するプロセスを構築した。具体的には、既存の公共交通は、「即時性:住民が移動したい時間に運行しているか」、「運賃:利用者の受け入れる範囲内か」、「アクセス距離:歩いて移動しなければならない距離が一定の基準内か」の3点から評価し、すべての項目で基準を満たす地域は既存の公共交通を活かすものとする。既存の公共交通では対応できない地域は、第2段階としてデマンド型公共交通の導入を検討する。ここではデマンドバスと乗合タクシーを取り上げた。どちらを導入すべきかはAHPにより、既存の公共交通で評価した3項目を評価要因として重み付けにより評価した。デマンド型公共交通が導入できない地域は、第3段階としてサポート交通システムの導入を検討する。住民の参加意識から、送ってあげる人の人数で送ってもらう人のニーズに対応できるかどうかで成立の可否を判断した。北海道士別市を対象地域として、市内郊外部3地域において意識調査を行い、上述のプロセスにより分析を行い、そのアウトプットとして、モビリティマップを作成した。一方、デマンドバスや乗合タクシーによる需要応答型交通システム(Demand Responsive Transport;DRT)やボランティアによる輸送サービスが提供されるなど、より効率的な生活交通手段の確保の取り組みが多くの地方都市で行われている。さらに、地域の自家用車を保有する住民が、高齢者等を送迎する輸送形態を本研究では「サポート交通システム」と定義し、サポート交通システムを導入せざるを得ない公共交通の空白地域、、あるいは公共交通があったとしてもサービスレベルの低さから機能していない地域はどこであるのかを明らかにする。平成17年度は北海道士別市の郊外部地域を対象に行った意識調査結果を基に、生活交通手段の策定プロセスの構築と適用を行った。

一方、デマンドバスや乗合タクシーによる需要応答型交通システム(Demand Responsive Transport ; DRT)やボランティアによる輸送サービスが提供されるなど、より効率的な生活交通手段の確保の取り組みが多くの地方都市で行われている。しかし、ひとつの交通手段について実験運行が行われ、利用実績や利用者の満足度による評価は行われているものの、地域住民のニーズに合致した交通手段を明らかにする基準は存在しないのが現状である。本研究はこの点に着目したものであり、住民ニーズの視点に立った過疎地域における生活交通手段の策定プロセスを構築し、評価することを目的とする。さらに、地域の自家用車を保有する住民が、高齢者等を送迎する輸送形態を本研究では「サポート交通システム」と定義し、サポート交通システムを導入せざるを得ない公共交通の空白地域、あるいは公共交通があったとしてもサービスレベルの低さから機能していない地域はどこであるのかを明らかにする。すなわち、公共交通を維持すべき地域なのか、サポート交通システムで対応すべきかについて、住民の立場から策定するための手法を構築するものである。平成18年度は、平成17年度に行った北海道士別市を対象とした生活交通手段の策定プロセスの構築に対する詳細な検討と、分析結果を地図上に表示するモビリティマップの作成を行った。
高分子積層薄膜のガラス転移と界面ダイナミクス -機構解明とその制御-

今年度は以下のような研究を行い、研究実績を挙げた。高分子積層膜、2層膜を用いて中性子反射率測定を実施した。用いた高分子はこれまでと同様に、ポリメチルメタクリレート(h-PMMA)、および、ポリスチレン(h-PS)であり、それぞれの高分子に対して、その重水素化物(d-PMMA, h-PS)を用いて、2層膜を作成した。ガラス転移温度以上での等温アニール過程において、中性子反射率測定を行うことにより、h-PMMA(h-PS)とd-PMMA(d-PS)のそれぞれの膜厚、界面のラフネスが時間の関数として評価された。また、各層の中性子散乱長密度の時間発展も得られた。これらすべてのフィッテングを全散乱長(密度)が保存する条件下で行うことにより、界面での高分子鎖の相互の移動を定量的に評価することが可能となった。それによると、ガラス転移温度が高い、分子運動性の低い層に、ガラス転移温度が低く、分子運動性の高い高分子鎖が流れ込み、その結果、ガラス転移温度の高い層の膜厚を増大させていることが定量的に確認された。これは従来より提唱されてきたモデルの実験的な検証になると考えられる。また、これらの研究成果を踏まえて考えると、界面での高分子鎖の相互の流入、さらには、その結果生じる各層の膜厚のアニール時間依存性を計測することにより、各層のガラス転移温度の相対的な大小関係を予想することが可能になった。つまり、界面ダイナミクスの計測を通して、高分子単層薄膜のガラス転移温度の評価が可能であることを示せたと言える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はこれまでの研究課題の成果を踏まえて、本申請研究を目的を達成するために研究を遂行し以下のような研究実績が得られた。1.高分子積層膜に対して、誘電緩和測定を行うとともに、中性子反射率により、界面構造を明らかにした。対象とした系は、h-PMMAとd-PMMAのそれぞれから成る交互積層薄膜である。とくに、d-PMMA層として、分子量の異なる2種類のd-PMMAを様々な分率でブレンドしたものを用い、h-PMMA層とd-PMMA層のガラス転移温度の大小関係が異なるものを準備した。これらの系に対する中性子反射率測定によって、高分子積層膜の界面において、非対称な相互拡散が起こっていること、さらには、この拡散によって、d-PMMA層の膜厚とh-PMMA層の膜厚がアニール過程において異なった時間発展をすることが明らかとなった。さらに、この界面構造の時間発展とα過程のダイナミクスの変化とが相関していることが示された。2.ポリアミド系高分子薄膜においては、電極分極による誘電緩和過程が観測され、この過程が高分子薄膜のガラス転移ダイナミクスに重要な影響を与えていることが知られている。この電極分極のメカニズムを調べるために、モデル系としてイオン液晶を用い、その相転移挙動と電極分極過程との関係を実験的に明らかにするため、誘電緩和測定を行った。その結果、イオン液晶で観測される電極分極過程は、低温スメクチック相において温度が低下するとともに、その緩和時間が長くなる特徴を有することが明らかとなった。このことは、低温スメクチック相では、チャージキャリアの拡散運動が抑制されていることを意味する。中性子反射率測定によって、動的な非対称性と界面構造の変化との対応が明らかとなったため。本年度はこれまでの研究の進捗状況を踏まえて、以下の研究実績をあげることができた。1.重水素化PMMA(d-PMMA)と水素化PMMA(h-PMMA)の積層膜に対する中性子反射率測定を行い、分子量の違う高分子をブレンドすることにより、d-PMMA層のガラス転移温度をコントロールした状態で、等温アニール過程におけるd-PMMA層とh-PMMA層の界面での構造変化のダイナミクスを調べた。これにより、界面で生じる構造変化の非対称性がd-PMMA層のガラス転移温度の変化とともに定性的に変化することを明らかにした。3.本研究テーマに関連して、これまで推進してきた、フランスSolvay社・CNRS・リヨン大学との国際共同研究に関して、国際共同研究契約書を締結することができた。この契約に基づき、様々なポリアミド系高分子薄膜とダイナミクスに関する研究の展開を開始した。中性子反射率測定に関しては、測定結果がビームタイム時のビームの安定性に依存しており、なかなか十分なデータが取得できなかったため。

それによると、ガラス転移温度が高い、分子運動性の低い層に、ガラス転移温度が低く、分子運動性の高い高分子鎖が流れ込み、その結果、ガラス転移温度の高い層の膜厚を増大させていることが定量的に確認された。これは従来より提唱されてきたモデルの実験的な検証になると考えられる。また、これらの研究成果を踏まえて考えると、界面での高分子鎖の相互の流入、さらには、その結果生じる各層の膜厚のアニール時間依存性を計測することにより、各層のガラス転移温度の相対的な大小関係を予想することが可能になった。つまり、界面ダイナミクスの計測を通して、高分子単層薄膜のガラス転移温度の評価が可能であることを示せたと言える。今後は中性子反射率測定により得られた界面構造の時間発展から、界面での非対称な拡散機構を明らかにするとともに、中性子反射率測定でのさらなるビームタイムの獲得、補足的なデータの収集を行う。また、対応するシステムでの誘電緩和測定を実施し、α過程のダイナミクス変化と界面構造変化との関係を明らかにする。以下に方策に従って今後の研究を推進する。1)中性子反射率測定が本研究の重要な実験手法であるため、十分なビームタイムの取得のために努力し、安定した測定を継続する。2)研究内容に関しては、中性子反射率測定によりPMMAで観測された界面ダイナミクスの変化がPS積層膜においても同様に観測されるかどうか、現象の普遍性を調べる。3)ポリアミド系の高分子を対象として、分子量および水素結合の強さをコントロールした薄膜試料を用いて、誘電緩和測定を行う。電極分極(EP)過程の緩和時間の温度依存性より、フラジリティ指数を水素結合強度と膜厚の関数として評価する。4)研究成果を第8回誘電分光国際研究集会、高分子討論会などで発表することにより、その際のディスカッションを通して、今後の研究の展開についての総括を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。