hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手術理論の幾何学的研究

1.第1の目的であったK群的修飾付きの制御手術群に関するMayer-Vietoris完全系列については、現在まだ証明が完成していないが、その準備である、距離空間対の完全系列および切除同型定理については、詳細な証明を与えることができた(山崎正之、鈴木義則)。現在、制御付き鎖複本のホモトピカルな「5の補題」のイプシロン制御の具体的な数式による評価を求めており、これができれば、Mayer-Vietoris完全系列もかなり容易に導くことができると確信している。有界制御と比較してのイプシロン制御における困難さは、扱う鎖複体の次元を一定に保たなければならないことであって、そのために、種々の操作を行なうたびにイプシロン連結性をチェックしなければならない。現在証明および論文の準備中であるが、読者に、証明中で用いる各種の評価を手計算で確認することを望むのは無理なので、数式処理言語を用いて計算機によるチェックが可能か、研究中である(山崎正之、西沢清子)。ごく簡単な場合に、数式処理言語Reduceによりそのような計算が可能であることがわかっている(山崎正之)。2.イプシロン制御を限りなく小さくしたときの制御手術群の「極限」の存在およびその極限の安定性が、上記Mayer-Vietoris完全系列から導かれることを、制御写像のファイバーのある種の単連結性の仮定のもとに、証明した(山崎正之)。3.さまざまな分野で現れるモジュライ空間の解析・利用にも制御トポロジーは役立つと思われる。群の表現空間上に対称鎖複体のシ-フを考えることができる。これを用いて結び目・多様体の不変量を得ようと研究中である(山崎正之)。3次写像のモジュライ空間に関しても研究中である(西沢清子)。
胆石生成に関与する細菌の分子生物学的検討とニューデバイスによる胆石治療への応用

胆汁および胆石中からのDNA抽出と感染細菌の同定胆汁および胆石よりDNAを抽出し、感染細菌のプライマーを作成し、胆汁中および胆石中に検出される細菌について同定を行なった。いくつかの腸内細菌が同定されたが、PCRを行なうにあたって採取検体への腸内常在細菌の混入が問題となった。そこで無菌的に胆汁を経内視鏡的に採取する方法を確立をめざし、無菌的胆汁採取のためのカニューラの開発も同時に行なった。まだ完成段階ではないものの、試行錯誤しながらめどがついてきたところである。EPBD後の経過観察における胆汁内腸内細菌の検討新しい総胆管結石の治療法であるEPBD(内視鏡的乳頭バルーン拡張術)を行った患者をデータベース化し、その結石再発を含めた長期予後を検討した。また再発例を含めた一部の患者では、胆汁中の腸内細菌の有無を検討し、再発結石はすべてビリルビンカルシウム結石であり、それらの多くの胆汁中には腸内細菌が存在することがわかった。胆石の種類別に見た胆汁内腸内細菌の検討内視鏡的に採取した総胆管結石より細菌DNAを抽出し胆石の組成や成因(落下結石か胆管原発結石かなど)により、関与する細菌の種類が異なるかいなかを検討中である。いくつかの細菌の関与が明らかになってきたが、とくに再発結石に関しては腸内細菌(E.Coli)の逆行性感染の可能性が示唆された。胆汁および胆石中からのDNA抽出と感染細菌の同定まず本年度は、胆汁および胆石よりDNAを抽出し、コンセンサスプライマーを用いて16SリボゾームRNA遺伝子を増幅したのち、塩基配列を解析し感染細菌の種類の同定を行なうたの準備として、細菌の各種プライマーの設定を行ない菌種間のcrossreactivationの検討を行なった。また、PCRを行なうにあたって採取検体への腸内常在細菌の混入が問題となるため無菌的に胆汁を経内視鏡的に採取する方法を確立をめざし、無菌的胆汁採取のための二重チューブの開発も同時に行なっている。これは、チューブが胆管内に挿入されると同時に外筒部分が脱落し無菌的な内筒部分が胆管内に挿入されるもので、まだ完成段階ではないが開発のめどが立ってきたところである。実際に、数例の胆嚢結石、胆管結石、胆道癌患者などに対し内視鏡的逆行性胆管造影時や手術時に胆管胆汁や胆嚢胆汁を採取し、細菌DNAの検討を行なった。採取した胆汁中よりDNAを抽出し、胆汁中の腸内細菌の定量化を上記プライマーを用いてTaqmannのPCRシステムを用いて検討したところ、やはり胆石の生成に関して細菌(E,.Coliなど)の関与が考えらた。そこで、各菌ごとのプライマーを作成し、これを用いて、胆汁中および胆石中に高頻度で検出される細菌について、RFLP、SSCP等による簡便な同定法を検討中である。
シェーグレン症候群の病因としてのHTLV-1感染の意義

シェーグレン症候群(SjS)は自己抗体の産生を初めとする多クローン性免疫グロブリン(Ig)産生亢進を大きな特徴としており、T、B両細胞が活性化されていることが知られている。我々は、T細胞活性化に関してはHTLV-1感染との関連から、そしてB細胞に関しては新たにB細胞上に発見されたRP105分子との関連から検討を加えている。平成9年度までの研究で、HTLV-1感染は正常T細胞に膜型TNF-αを新たに誘導し、これがB細胞によるIg産生を増強させること、またSjS患者の唾液腺組織には、膜型TNF-α陽性のT細胞が増加していることを明らかにした。さらに平成10年度にかけ以下のことが明らかとなった。すなわち、膜型TNF-αを誘導されたT細胞は抗TNF-α抗体で刺激すると、細胞内に[Ca^<2+>]の動員が起こり、T細胞自身によるIL-2及びIFN-γの産生が増強された。このように、HTLV-1感染によってT細胞上に誘導される膜型TNF-αはB細胞を刺激するとともに、これを通じてT細胞自身にもシグナルを送り、免疫・炎症反応を増幅する可能性が示された。最近、B細胞上に新たに発見された分子RP105は、B細胞の増殖やアポトーシスに関連することが知られている。このRP105は、健常者末梢血のほとんどすべてのB細胞に発現し、これを欠損したB細胞はほとんど無視しうる程度(1.7%)であることを我々はすでに見出していた。これに対し、全身性エリテマトーデス(SLE)、及びSjS患者では、RP105陰性B細胞の割合はそれぞれ15.9%、11.6%と明らかに増加しており、疾患活動性の高い患者ではこれがさらに増加することが判明した。これらのB細胞は他の表面マーカーの検索から、Ig産土に直接関わるような高度に活性化されたB細胞であることが示唆された。このように、SjSではそのメカニズムは不明にせよ、アポトーシスに欠陥のある活性化されたB細胞が存在することが明らかとなった。シェ-グレン症候群(SjS)は自己抗体の産生を初めとする多クローン性免疫グロブリン(Ig)産生亢進を大きな特徴としているが,我々はその機序の1つとしてHTLV-1感染の役割を想定して研究を行っている。その過程でT細胞上の膜型TNF-αの重要性が明かとなってきた。すなわち、健常者末梢T細胞にHTLV-1を感染させたところ、細胞表面に膜型TNF-αを発現し、B細胞との共培養によりB細胞のIg産生を亢進させることを見出した。このIg産生は抗TNF-α抗体を加えることにより特異的に抑制された。5例の健常者の系で同様の結果を得ている。また、SjS患者のT細胞を用い、B細胞による自己抗体産生の有無を検討しているところである。一方、SjS患者の唾液腺組織における浸潤T細胞の膜型TNF-αの発現は一部の患者で高頻度に認められたが、必ずしも血清Ig濃度とは相関しなかった。さらに、HTLV-

1感染によって膜型TNF-αを誘導されたT細胞を固相化した抗TNF-α抗体で刺激すると、T細胞自身によるIL-2やIFN-γの産生が亢進するとともに、細胞接着因子であるE-セレクチンがT細胞表面に新たに誘導された。このように、HTLV-1感染によってT細胞上に誘導される膜型TNF-αはB細胞を刺激する他、T細胞自身にもシグナルを送り、免疫及び炎症反応を増幅する可能性が示されている。最近、マウスの成熟B細胞上にある種の刺激に対してアポトーシスを誘導する新しい分子(RP105)が同定された。我々はこの分子に対するモノクローナル抗体を用いて、このRP105が健常者の全ての成熟B細胞上にも発現していることを見出した。ところが、SjS患者由来の株化したB細胞にはRP105が欠損していること、また、一部のSjSやSLE患者の末梢血にはRP105を欠損したB細胞が存在することがわかった。このことは、SjSやSLE患者のB細胞には、活性化やアポトーシスの面で異常があることが示唆され、現在解析を進めている。シェーグレン症候群(SjS)は自己抗体の産生を初めとする多クローン性免疫グロブリン(Ig)産生亢進を大きな特徴としており、T、B両細胞が活性化されていることが知られている。我々は、T細胞活性化に関してはHTLV-1感染との関連から、そしてβ細胞に関しては新たにβ細胞上に発見されたRP105分子との関連から検討を加えている。平成9年度までの研究で、HTLV-1感染は正常T細胞に膜型TNF-αを新たに誘導し、これがβ細胞によるIg産生を増強させること、またSjS患者の唾液腺組織には、膜型TNF-α陽性のT細胞が増加していることが明らかにした。さらに平成10年度にかけ以下のことが明らかとなった。すなわち、膜型TNF-αを誘導されたT細胞は抗TNF-α抗体で刺激すると、細胞内に[Ca^<21>]の動員が起こり、T細胞自身によるIL-2及びIFN-γの産生が増強された。このように、HTLV-1感染によってT細胞上に誘導される膜型TNF-αはβ細胞を刺激するとともに、これを通じてT細胞自身にもシグナルを送り、免疫・炎症反応を増幅する可能性が示された。最近、β細胞上に新たに発見された分子RP105は、β細胞の増殖やアポトーシスに関連することが知られている。このRP105は、健常者末梢血のほとんどすべてのβ細胞に発現し、これを欠損したβ細胞はほとんど無視しうる程度(1.7%)であることを我々はすでに見出していた。これに対し、全身性エリテマトーデス(SLE)、及びSjS患者では、RP105陰性β細胞の割合はそれぞれ15.9%、11.6%と明らかに増加しており、疾患活動性の高い患者ではこれがさらに増加することが判明した。これらのβ細胞は他の表面マーカーの検索から、Ig産生に直接関わるような高度に活性化されたβ細胞であることが示唆された。このように、SjSではそのメカニズムは不明にせよ、アポトーシスに欠陥のある活性化されたβ細胞が存在することが明らかになった。
シナプス形成に関わる分子群の協同的挙動の可視化

本研究課題では、細胞内分子群の挙動を可視化するために、培養細胞への分子導入技術の開発も行ってきた。本年度は、その分子導入法を確立し、Stamporation法として、学会発表・論文発表を行った。<培養細胞への新規分子導入法について>細胞外分子を細胞内へ導入することは、医学・生物学の分野で細胞内の分子動態・局在や細胞自体の性質を知るために不可欠であり、現在までに様々な手法が開発されてきた。細胞内への分子導入方法は、不特定な多数の細胞へ導入する方法と、任意の細胞へ選択的に導入する方法とに分類できる。前者は、比較的簡便で高効率な方法が既に開発されているが、後者の特定の細胞へ選択的に分子を導入する方法は、未だ未成熟な方法が多く、簡便で高効率な方法の開発が求められていた。本研究では、原子間力顕微鏡(atmic force microscopy; AFM)のカンチレバーを用いて特定細胞へ選択的に分子導入する技術を開発した。AFMカンチレバーを用いた遺伝子導入法自体は現在までに試みられているが、効率が低く、外からの刺激に比較的強い細胞に対しての成功例しか得られていなかった。今回、医学・生物学の分野で簡便に応用可能なものにするために、既存の技術とは異なり、精度が高く細胞侵襲性が少ない方法と装置との開発を行い、HeLa細胞、MDCK細胞、COS細胞のような比較的強い細胞と、弱い細胞の代表である初代神経細胞への分子導入が可能になった。本研究の目的は、神経細胞のシナプス形成過程や再生過程において、シナプス関連分子の挙動を、生細胞イメージング技術を用いて明らかにし、神経細胞の成熟過程を調べることである。同時に、蛍光タンパク質GFPの新たな利用方法を確立して、脳神経研究、再生医療への貢献を目指している。従来、神経細胞丸ごとの結合が注目されがちであるが、本研究では、ひとつの細胞ではなくひとつのシナプスに注目して研究を行っている。シナプスひとつの太さは1マイクロメートル前後とたいへん微少である。そのため、微少部分を明らかにできる、より高度な生細胞イメージング技術が要求される。イメージング技術は、顕微鏡などの観察装置と、蛍光タンパク質などのタグやインディケータなどのプローブに分けられる。今回、その両面からシナプス観察のための技術改良を行った。装置面の改良としては、従来の顕微鏡の観察光学系にレンズを付加し、高感度カメラを用いてイメージングを行う改良をし、微弱なシグナル取得を可能にした。蛍光タンパク質をタグとして目的分子の挙動をイメージングしてきたところ、本研究を遂行していく過程で、蛍光タンパク質の励起光がシナプス形成や再生を阻害している可能性が考えられた。そのため、発光タンパク質を用いてインディケータを作成し、「励起光がいらない、生細胞イメージング」に成功している。この発光インディケータは、蛍光タンパク質GFPが必要な構成である。これが、今回行った神経細胞イメージングのための、プローブ面の改善である。今後、このイメージング技術でシナプス形成過程や再生過程を明らかにしていく。神経細胞のシナプス形成・再生の過程を研究するために、本研究では3つの側面から研究を行っている。研究実績の概要を以下に述べる。(1)神経細胞への新規遺伝子導入法確立まず、レーザを用いて遺伝子導入を試みた。これは、レーザの焦点を細胞膜に絞り、細胞膜の一部分に小さい穴を開け、その穴から遺伝子が導入される方法である。狙った細胞に遺伝子導入できるのが利点。しかし、遺伝子導入は可能だが効率が悪い、とわかった。そこで、導入効率の向上を目指し、針による方法を行った。AFMに使われるカンチレバーを針として用いる遺伝子導入方法である。まず、針によるダメージを調べたところ、HeLa細胞の生存率は96%だった。神経細胞の生存率は64%だった。この条件では、神経細胞は約半数が生存できない。そこで、針を改良したところ、神経細胞の生存率は94%と向上した。現在、この微小針を用いた遺伝子導入法で、HeLa細胞への導入効率は95%。これは、以前に報告されているYAGレーザを用いた方法(導入効率;10.2%)や、ガラスピペットを用いた方法(導入効率は実験者の技量による)と比較して、安定して高効率である。今回、この新規遺伝子導入法を確立したことは実績のひとつであり、これは様々な細胞生物学の研究に利用できる。本研究では、この技術を用いて、隣接する神経細胞に異なる遺伝子を自在に導入し、プレとポストのシナプスを可視化してく。(2)インディケータ開発現在までに、神経細胞の電気信号を検知するインディケータを作製した。今回、インディケータの改良を行い数種のコンストラクトを得た。これらの中から本研究に適したコンストラクトを決定する。(3)イメージング現在までに行った、ハード面の改良により微弱なシグナル取得が可能になっている。新規遺伝子導入法と作製したインディケータを用いて、神経細胞同士の伝達が確認できた。

細胞内への分子導入方法は、不特定な多数の細胞へ導入する方法と、任意の細胞へ選択的に導入する方法とに分類できる。前者は、比較的簡便で高効率な方法が既に開発されているが、後者の特定の細胞へ選択的に分子を導入する方法は、未だ未成熟な方法が多く、簡便で高効率な方法の開発が求められていた。本研究では、原子間力顕微鏡(atmic force microscopy; AFM)のカンチレバーを用いて特定細胞へ選択的に分子導入する技術を開発した。AFMカンチレバーを用いた遺伝子導入法自体は現在までに試みられているが、効率が低く、外からの刺激に比較的強い細胞に対しての成功例しか得られていなかった。今回、医学・生物学の分野で簡便に応用可能なものにするために、既存の技術とは異なり、精度が高く細胞侵襲性が少ない方法と装置との開発を行い、HeLa細胞、MDCK細胞、COS細胞のような比較的強い細胞と、弱い細胞の代表である初代神経細胞への分子導入が可能になった。
牛の分娩監視システムに関する研究

本研究では、非接触型の入力機器であるビデオカメラの映像を独自のアルゴリズムを用いて解析し、牛の分娩課程を順次監視する中で、異常事態が発生し介助が必要な事態であると判断すれば農場管理者に知らせるシステムの構築に必要な要素技術開発を目的としている。そのため、本年度では、大きく3つの要素(牛の個体識別及び追跡、移動距離に関する分娩行動特徴抽出、分娩行動における起居特徴(立つ・座る))に対して結果を示した。以下にそれぞれの要素に対しての実績概要を記す。初めに、牛の個体識別及び追跡に関して述べる。この要素に対しては、360度カメラを用いることで従来のカメラよりも死角をなくなり、牛が牛舎内を移動することによるフレームアウトがなくなる。これにより、画像内に存在する各牛の重心を追跡することで分娩室内にいる牛の追跡を行った。追跡処理では、現フレームと前回のフレームの重心間距離を計算し、距離が近い重心同士を同じ牛と認識するようにした。次に、移動距離に関する分娩行動特徴抽出に関して述べる。前述の追跡処理より分娩までの重心の移動量を算出した。これは、分娩前の特徴として、落ち着きがなくなり移動量が増加する傾向が存在するためである。今回、分娩開始の25時間前に移動量が突発的に増加し、その後減少する傾向を画像から得ることができた。最後に、分娩行動における起居特徴について述べる。起居特徴も同様に、落ち着きがなくなることから分娩前に立つ・座るを繰り返す行動が見られる。この特徴に対して、3Dカメラを用いて牛の背中の高さを算出し、分娩までの姿勢変化(立つ→座る、座る→立つ)を求めた。そして、得られた時系列データから「対数回帰モデル」及び「自己回帰モデル」を用いて分娩開始時間の予測を行った。結果として、分娩開始時間が近づくにつれて各モデルに対しても発生確率が増加し、正確に予測できていることが分かった。研究は、おおむね順調に進展している。本年度の研究計画では、前半において牛の個体識別及び追跡処理を行い、後半には分娩行動前の行動特徴を抽出することを目標としていた。ここで、前半での個体識別及び追跡に関しては、360度カメラを用いることで従来のカメラよりも死角をなくなり、牛が牛舎内を移動することによるフレームアウトがなくなる。加えて牛が柱に重なり重心が取得できない場合においても、前回の重心を保存することで正確に追跡を行うことができた。そして、後半では、移動距離に関する分娩行動特徴抽出、分娩行動における起居特徴(立つ・座る)に焦点を当てて研究を進めた。移動距離に関する分娩行動特徴抽出では、追跡処理より分娩までの重心の移動量を算出することで分娩開始の25時間前に移動量が突発的に増加し、その後減少する傾向を画像から得ることができた。また、分娩行動における起居特徴については、3Dカメラを用いて牛の背中の高さを算出し、分娩までの姿勢変化(立つ→座る、座る→立つ)を求めた。以上のことから本年度での目標は達成したと考える。非接触型であるビデオ画像を用いた分娩監視に注目し、異常事態の発見を可能とする監視・見守りシステムの開発に取り組み、基本アルゴリズムの統合を進める。分娩の各段階の監視と共に介護が必要な事態になれば、通知できるシステムの開発を目指す。今年度の研究推進方策について以下に示す。◇分娩後の行動特徴:分娩後の行動に焦点を当てて研究を進める。分娩後、親牛は子牛を強く舐めるリッキングという行動を行う。リッキングには、強いマッサージ効果があるとされ、子牛の呼吸や血液循環の活性化、免疫物質の吸収能力の向上等にも効果があるとされている。しかしながら、難産等でリッキングをしない親牛も存在する。この場合、分娩介助者が乾いた布で子牛全身をマッサージしなくてはいけない。そこで、分娩後に対しても動画像から監視・見守りを行うことで正常にリッキングを行っているかを判断する。特徴抽出法に関しては、分娩前は親牛だけだったシルエットが分娩後は、親牛と子牛に分かれるためシルエットが2つになる。この2つのシルエットがどのような状態(近づいている・離れている等)にいるかを認識する。◇分娩時間の予測:これまでの特徴を用いて通常の分娩行動を認識できるようにする。この際に、どの行動の重要度(重み)が高いのかを、多くのデータから学習させることによって得る。この重みを用いることで、あと何時間後に分娩を行う可能性が高いか、などの分娩時間の推定を行う。そこから得られる推定データから通常の行動と異なる行動(例えば、分娩時間が予想されたよりもかなり遅くなるなど)を検知する。◇異常検知:最終目標として難産など異常行動の検知を行うために事例を蓄積しながら知識ベースを充実させ、分娩の各段階の監視と共に介助が必要な事態になれば、異常事態を検知ならびに通報が可能なシステムの開発を目指す。

本研究では、非接触型の入力機器であるビデオカメラの映像を独自のアルゴリズムを用いて解析し、牛の分娩課程を順次監視する中で、異常事態が発生し介助が必要な事態であると判断すれば農場管理者に知らせるシステムの構築に必要な要素技術開発を目的としている。そのため、本年度では、大きく3つの要素(牛の個体識別及び追跡、移動距離に関する分娩行動特徴抽出、分娩行動における起居特徴(立つ・座る))に対して結果を示した。以下にそれぞれの要素に対しての実績概要を記す。初めに、牛の個体識別及び追跡に関して述べる。この要素に対しては、360度カメラを用いることで従来のカメラよりも死角をなくなり、牛が牛舎内を移動することによるフレームアウトがなくなる。これにより、画像内に存在する各牛の重心を追跡することで分娩室内にいる牛の追跡を行った。追跡処理では、現フレームと前回のフレームの重心間距離を計算し、距離が近い重心同士を同じ牛と認識するようにした。次に、移動距離に関する分娩行動特徴抽出に関して述べる。前述の追跡処理より分娩までの重心の移動量を算出した。これは、分娩前の特徴として、落ち着きがなくなり移動量が増加する傾向が存在するためである。今回、分娩開始の25時間前に移動量が突発的に増加し、その後減少する傾向を画像から得ることができた。最後に、分娩行動における起居特徴について述べる。起居特徴も同様に、落ち着きがなくなることから分娩前に立つ・座るを繰り返す行動が見られる。この特徴に対して、3Dカメラを用いて牛の背中の高さを算出し、分娩までの姿勢変化(立つ→座る、座る→立つ)を求めた。そして、得られた時系列データから「対数回帰モデル」及び「自己回帰モデル」を用いて分娩開始時間の予測を行った。結果として、分娩開始時間が近づくにつれて各モデルに対しても発生確率が増加し、正確に予測できていることが分かった。研究は、おおむね順調に進展している。本年度の研究計画では、前半において牛の個体識別及び追跡処理を行い、後半には分娩行動前の行動特徴を抽出することを目標としていた。ここで、前半での個体識別及び追跡に関しては、360度カメラを用いることで従来のカメラよりも死角をなくなり、牛が牛舎内を移動することによるフレームアウトがなくなる。加えて牛が柱に重なり重心が取得できない場合においても、前回の重心を保存することで正確に追跡を行うことができた。そして、後半では、移動距離に関する分娩行動特徴抽出、分娩行動における起居特徴(立つ・座る)に焦点を当てて研究を進めた。移動距離に関する分娩行動特徴抽出では、追跡処理より分娩までの重心の移動量を算出することで分娩開始の25時間前に移動量が突発的に増加し、その後減少する傾向を画像から得ることができた。また、分娩行動における起居特徴については、3Dカメラを用いて牛の背中の高さを算出し、分娩までの姿勢変化(立つ→座る、座る→立つ)を求めた。以上のことから本年度での目標は達成したと考える。
分割鏡位相測定システムの開発

本研究では、京大3.8m分割鏡望遠鏡の分割主鏡の位置を光の波長の1/20の精度で合わせる技術の開発研究を行った。5色レーザーを用いたこの方法は、従来の星を用いた方法とは異なり、大気の状態や天候の影響を受けることなく高速で分割鏡の状態を確認することができる。この新手法と、独自の高精度アクチュエータを組み合わせて、実際の望遠鏡の一部の複製を用いて分割鏡の位置合わせを行うことに成功した。京都大学では、次世代の超大型望遠鏡建設に必要な技術を用いて口径3.8mの望遠鏡を国内に建設する計画を進めている。本研究では、それに関連して以下の研究を行った。1.分割鏡位相差測定のための基礎技術開発望遠鏡焦点面に取り付けたレーザー光源と分割鏡境目の鏡面上に取り付けたハーフミラーを用いて鏡同士の位相差を測定するためのシステムを考案し、この方法で複数のレーザー波長の情報を用いて位相差が測定できることを実験により確認した。また、実際に分割主鏡境界上に配置するハーフミラーホルダーを試作し、固定・調整精度に問題がないことを確認した。2.位相測定システムの光学設計位相測定システムのための前置非点収差除去光学系の光学設計を行い、これにより非点収差の影響が問題ない程度に抑えられることを確認した。3.精密位置測定に必要な非接触センサーの試験対向金属板を絶縁して電気的に隔離し、センサー本体も絶縁体で保持することにより長期間の測定安定性が確保できることが確認できた。さらに光学式の超精密測長器と組み合わせて、アクチュエータ駆動時の安定性を調査するための準備を進めている。その他、副鏡の軽量化の有限要素法によるシミュレーション、主鏡の横ずれを保持するための機構の検討、分割鏡とスパイダーの位置関係による星像への影響の評価などを行った。1.位相測定システムの機械設計及びカメラ部分の制御試験位相測定カメラは、ピックオフミラーと望遠鏡の非点収差を取り除くための前置光学系、ダイクロイック(2色分波)鏡・補正板を含むガイドカメラ部、光ファイバーによる参照光源と再結像光学系を含むシャック・ハルトマンカメラ部からなり、シャック・ハルトマンカメラ部の再結像レンズと瞳マスクを切り替えることで位相測定カメラとしての機能を追加することが可能である。当年度はこのうちシャックハルトマンカメラ部の機械設計及びマイクロレンズ開発及び試験と、Apogee社冷却CCDカメラの駆動制御試験及び性能評価を行った。2.精密位置測定に必要な非接触センサーの試験昨年度までの固定位置での長期安定性試験に引き続き、キーエンス社高精度レーザー変位計と組み合わせて、アクチュエータ駆動中の安定性試験を行った。3.分割鏡支持機構の部分製作実際の望遠鏡主鏡支持部分の1/6部分のトラス構造を製作し、その上に改良された分割鏡支持機構及び位置制御機構(高精度アクチュエータ+非接触センサー)を組み込んで、ダミー鏡材を用いての現実に近い状態での試験準備を進めている。1.位相測定システムプロトタイプを用いての試験前年度に製作した望遠鏡主鏡支持部分の1/6部分のトラス構造(分割鏡制御試験台)とダミー鏡材用いて、実際の分割鏡の境界部分を再現し、位相測定システムプロトタイプを用いて総合的な制御試験を進めた。具体的には、分割鏡境界部分で集光された点像の干渉効果を、5つのレーザー波長を自動切換えしかつ画像を同期させて取得・形状解析することで、分割鏡同士の相対位置を極めて高い精度で決定し、高精度アクチュエータを用いて鏡の位置を完全に合わせることに成功した。2.位相測定システムの製作位相測定システムは、上記鏡境界部での相対位置ずれを検出する位相カメラ部と、分割鏡の向きを測定するシャック・ハルトマンカメラ部からなるが、当年度はこのうちシャックハルトマンカメラ部の製作と調整及び実験室内での各種性能試験を行った。実際の望遠鏡に取り付けての試験は、耐震補強工事のため望遠鏡が使えず、次年度に繰越となっている。3.分割鏡位置調整ソフトウェアの開発インダクタンスセンサによる分割鏡の位置により、2重のフィードバック制御をかけて高速応答かつ長時間安定性を維持するソフトウェアを試験開発中である。
日本のバッドランドにおける地形変化過程の研究

本研究では,バッドランドの地形形成過程を考えるうえで重要な基礎知識の整理と,いくつかの地域に関する地形データの取得と解析を行った.バッドランドは植生を欠く地域において,侵食で形成される地形である.そこで,植生を欠く地域における地形形成過程について,既存研究のレビューと既存データの整理を行った.主な対象地域は,森林を欠く地域が現在よりも拡大していた最終氷期の西日本および韓国と,中近東の砂漠地域である.その結果,植生を地形・気候との対応関係や,地形形成に対する古気候変動の影響が抽出された.次に,(1)1984年の大規模崩壊により,植生を欠く斜面が広く拡大した長野県王滝村の濁川流域(2)戦後にいわゆるハゲ山が拡大し,バッドランドが形成されていた愛知県瀬戸地域(3)同じくハゲ山か近年まで拡大していた韓国,(4)活発な火山活動により裸地か拡大していたと推定される鹿児島県姶良カルデラ周辺地域(5)現成の大崩壊地内にバツドランドが形成されている南アルプスの赤崩,千枚岳周辺,兎岳周辺,光岳周辺,の5地域を対象に,地形調査と地形解析を行った.特に,最先端の空中写真解析機器であるDPW(デジタル写真測量ワークステーション)を用いてDEM(デジタル標高地図)を取得し,それを用いた地形の定量的な解析を行った.また,解析結果の一部は論文・学会発表等の形で公表した.現在,さらなるデータ解析を進め,論文執筆等の準備を行うとともに,今後の関連課題における調査の計画を立案しつつある.本年度は研究の初年度にあたるため、最初にバッドランドの地形形成過程を考えるうえで重要な基礎知識の整理を行った。次に、いくつかの地域について地形データの取得と解析を行った。また、翌年度以降の研究に向けて準備を行った。バッドランドは植生を欠く地域において、侵食で形成される地形である。そこで、植生を欠く地域における地形形成過程について、既存研究のレビューと既存データの整理を行った。主な対象地域は、森林を欠く地域が現在よりも拡大していた最終氷期の西日本と、中近東の砂漠地域である。その結果、植生と地質・気候との対応関係や、地形形成に対する古気候変動の影響が抽出された。次に、1984年の大規模崩壊により、植生を欠く斜面が広く拡大した長野県王滝村の濁川流域において、谷壁斜面に形成されたバッドランドの地形を調査した。また、戦後にいわゆるハゲ山が拡大し、バッドランドが形成されていた愛知県瀬戸地域を対象に、地形の解析を行った。最初に、当時撮影された空中写真とDPW(デジタル写真測量ワークステーション)を用いて取得されたDEM(デジタル標高地図)を用いて、詳細な地形分析を行った。次に、現地において斜面形や斜面構成物質の基本的な調査を行った。また、活発な火山活動により裸地が拡大していたと推定される鹿児島県姶良カルデラ周辺地域においても、斜面形や斜面構成物質の基本的な調査を行った。現在、これまでに取得されたデータを整理するとともに、来年度以降の調査の計画立案を行っている。現時点では、愛知県瀬戸地域を重点的な調査地域に設定し、詳しい調査を継続する予定である。また、伊豆諸島神津島のバッドランドにおいて、詳しい地形調査を新たに開始する予定である。本研究では,バッドランドの地形形成過程を考えるうえで重要な基礎知識の整理と,いくつかの地域に関する地形データの取得と解析を行った.バッドランドは植生を欠く地域において,侵食で形成される地形である.そこで,植生を欠く地域における地形形成過程について,既存研究のレビューと既存データの整理を行った.主な対象地域は,森林を欠く地域が現在よりも拡大していた最終氷期の西日本および韓国と,中近東の砂漠地域である.その結果,植生を地形・気候との対応関係や,地形形成に対する古気候変動の影響が抽出された.次に,(1)1984年の大規模崩壊により,植生を欠く斜面が広く拡大した長野県王滝村の濁川流域(2)戦後にいわゆるハゲ山が拡大し,バッドランドが形成されていた愛知県瀬戸地域(3)同じくハゲ山か近年まで拡大していた韓国,(4)活発な火山活動により裸地か拡大していたと推定される鹿児島県姶良カルデラ周辺地域(5)現成の大崩壊地内にバツドランドが形成されている南アルプスの赤崩,千枚岳周辺,兎岳周辺,光岳周辺,の5地域を対象に,地形調査と地形解析を行った.特に,最先端の空中写真解析機器であるDPW(デジタル写真測量ワークステーション)を用いてDEM(デジタル標高地図)を取得し,それを用いた地形の定量的な解析を行った.また,解析結果の一部は論文・学会発表等の形で公表した.現在,さらなるデータ解析を進め,論文執筆等の準備を行うとともに,今後の関連課題における調査の計画を立案しつつある.
失敗の経験に着目した大型船の操縦技術訓練方法の検討

大型船モデルとタグボートモデルの船体、動力部、制御装置、位置計測装置を設計、作成した。位置計測装置の動作確認を兼ね、既存モータボートによる操縦航跡を取得した。操縦者は大型船の操縦経験者と非経験者であった。モータボートの操縦には、大型船の操縦経験による優位性は認められず、船型毎に涵養される操縦感覚の存在が示唆された。失敗の経験に着目した技量の習熟過程についてのモデル化を検討し、併せて失敗の経験を明示的に組み入れる訓練シナリオの検討を行った。本助成によりモデルの製作と保守に必要な資機材の確保がなった。今後もモデルの完成度の向上と改良、習熟過程に関する評価実験を継続する。本研究では、船舶の操縦技術の向上に失敗経験を敢えてさせる環境として、人(訓練生)が実際に乗船して操縦する大型船を模したミニチュアモデルと大型船の操縦をサポートするタグボートのミニチュアモデルの製作し、これらを用いた訓練方法の構築と評価を目的としている。平成24年度においては、大型船モデルの構成部材を統合し、最終調整を図った。併せてタグボートモデルの製作に着手した。<大型船モデルの概要>(1)対象船型・・・コンテナ船(垂線間長175m、幅25m、型深さ16m)(2)船体・・・スケール1/25(垂線間長7m、幅1m、型深さ64cm)(3)推進装置・・・水中駆動用の電動モータ(推力約30Kg)(4)姿勢制御装置1舵・・・並行ガイド上に設置したロッドアクチュエータによるレバー操作2スラスタ(横移動のため推力発生装置)・・・推進装置に同じ(5)位置計測装置・・・GPSコンパス<タグボートモデルの概要>(1)対象船型・・・特になし(大型船の船体に力をかけることが条件)(2)船体構造・・・プラスチックブロック(浮桟橋用)を連結して構成(3)要目・・・全長2.5m、幅1.5m、型深さ50cm(4)推進および姿勢制御装置・・・大型船モデルの推進装置と同じ水中駆動用の電動モータを2基並列し、推進と姿勢制御を一括して行う※大型船モデルおよびタグボートモデルとも各構成部材の製作は完了したが、これらを統合する最終調整に至っていない。<モデル製作>昨年度から引き続き、大型船モデルの船体の製作(横移動装置と推進装置の組入れ)を継続した。大型船モデル、タグボートモデルの動力制御に関わるヒューマンインタフェース部(推力指示に対応するモータ制御信号を発生)を作成した。<評価実験(予備)>位置計測装置の動作確認として、既存モータボートによる複数人による操縦航跡を取得した。同一の外力環境下においても、船舶の操縦について個人の差異があることが確認できた。<習熟過程のモデル化と訓練要件>失敗の経験に着目した技量の習熟過程についてのモデル化を検討し、併せて失敗の経験を明示的に組み入れる訓練シナリオの検討を行った。<今後の課題・研究の継続>本助成のプログラムはここで終了するが、モデル製作と保守に必要な資機材の確保がなった。今後もモデルの完成に向けた製作とブラッシュアップ、習熟過程に関する評価実験を継続する。本研究では、船舶の操縦技術に着目し、仮説として「緊張感を伴った『失敗の経験』の繰り返し」が技術の向上に資すると考えている。これまでの訓練プログラムは、コンピュータグラフィックス(CG)方式のシミュレータによるものと実際の船舶を用いるものが主流である。しかしながら、CG方式のシミュレータでは、ゲーム感覚が強く緊張感を想起しにくく、一方で実際の船舶では事故に直結するため失敗をすることが許されない。そこで、人が乗船して操船することのできる大型船モデルを製作し、実際に操縦タスクを課す環境を整えることとした。このモデルでは操縦に失敗しても質量が実際の船舶ほど大きくないので、人力で衝突等の回避が可能であるため、事故には至らない。しかしながら、実際の船にはかわりがないので、これを動かす緊張感を持たせることができる。このような訓練方法が有効であること確認する。平成23年度では大型船モデルの製作に着手した。これまで(平成22年度まで)の研究成果として、コンテナ船の船型データを入手し、モデルの設計を行っている。また、舵・主機の推進装置と制御装置のプロトタイプの作成して、知見を得ている。本年度では、(1)購入した材料による船体の工作、(2)主機関として利用するエレキモーターの動作確認、(3)位置計測および方位計測機器(GPSコンパス)の動作確認を実施した。一方で、大型モデルの操縦を補助するタグボートモデルの設計を行った。タグボートとは大型船の操縦支援を専門とする小型で高出力の船舶である。

大型船自身だけではコントロールが難しい場合、大型船の操縦者の命令により、大型船を押し引きする。この際大型船の操縦者には高度な操縦技術が求められるため、タグボートの運用は訓練の対象として組み入れる必要がある。大型船モデルの最終調整において各構成部材(船体、推進装置、姿勢制御装置)を統合した状態での操縦制御において、マン・マシンインタフェース部分(人からの推力指示、舵角指示、スラスタ推力指示についての各アクチュエータからフィードバック)についての製作に時間を要している。タグボートモデルの製作過程において、船体構成部材であるプラスチックブロックにおける電動モータの推力保持について強度不足であることが判明し、新たな工夫が必要となった。1)大型船モデルの製作船体材料、推進装置、位置計測装置を調達した。船体を作成した。推進装置と位置計測装置の動作確認を行った。船体への組入れを残している。2)タグボートモデルの設計船体材料、推進装置、位置計測装置を調達した。船体部の設計を行った。進捗は当初の計画通りである。1)大型船モデルの製作(継続・仕上げ)(1)昨年度から引き続いて大型船モデルを完成させる。試運転を行い、運動性能、安全性を確認する。推進装置(エレキモータ)の制御は手動操作によるものであるので、推進制御装置を作成し連動させる。(2)タグボートモデルの製作モデルとしての完成を目指す。3)訓練シナリオの試行大型船モデルによる操縦を実施し、問題点の抽出とともに、訓練シナリオの要件を検討する。1)大型船モデルの製作(継続・仕上げ)昨年度から引き続いて大型船モデルを完成させる。2)タグボートモデルの製作船体の作成に着手する。推進装置と位置計測装置を組み入れる。大型船モデルと同様に、推進制御装置を作成するとともに、位置計測装置と連動し、船位保持のロジックを構築・実装する。シミュレータとして操縦実績の記録機能が必要である。マン・マシンインタフェースでの信号記録装置の開発・実装に必要な機材の購入に使用する。また、大型船モデルおよびタグボートモデルの完成に必要な補足資材(接着剤等)の購入に充てる。「物品費:設備備品費」にて「推進制御装置材料」を計上している。・・・大型船モデルおよびタグボートモデルのそれぞれに組み入れる推進制御装置を作成するため。「人件費・謝金」にて「製作補助」を計上している。・・・モデル製作の作業補助を求めるため。「旅費:国内旅費」にて「研究打合せ」「研究成果発表」を計上している。・・・資料収集および学会参加のための旅費として利用するため。
中性脂質に対する高感度ハイスループット定量法の開発と動脈硬化予防への臨床応用

中性脂質は、アシルグリセロールとも呼ばれ、グリセロールに脂肪酸がエステル結合したものである。その脂肪酸鎖の数によりモノアシルグリセロール・ジアシルグリセロール・トリアシルグリセロールと名付けられている。さらに、その脂肪酸鎖の炭素数および二重結合数の違いにより、それぞれの中性脂質の分子種は無数に存在する。中でもトリアシルグリセロールは、脂肪細胞内では脂肪滴として多量に存在し、血中ではVLDL等のリポタンパクの構成成分である。これらの中性脂質は、エネルギー源として生命の維持に必要不可欠な役割を担っている。その役割に加え、さまざまな膜タンパク質の活性や局在を調節し、細胞内シグナル伝達において重要な役割をしていることが、近年しだいに明らかとなってきた。そして、血液検査において、中性脂質の値は、脂質異常症やメタボリックシンドロームの診断基準となっている。しかし、中性脂質の血中濃度や細胞内濃度と各種疾患との定量的関係については、不明瞭なままである。その原因の一つに、中性脂質に対して、高感度で多数の試料を一度に扱えるハイスループット定量法が存在しなかったことが挙げられる。また、我々は、各種リン脂質クラスに対して特異的な定量法の網羅的開発に着手し、主要リン脂質クラスの定量法を完成させた。本研究では、新たな中性脂質定量法の開発に取り組んでいる。そして、試行錯誤を繰り返した結果、数百ピコモルオーダーの中性脂質を定量分析することが可能となった。本定量法は、非常に簡便であり、定量に要する時間は短時間で、ハイスループット定量が可能である。本研究では、第一段階として、新規の中性脂質定量法の確立を目標としている。今年度は、その中性脂質定量法の開発に取り組み、中性脂質を高感度で定量分析できる段階にまで到達することができた。本定量法は、本研究テーマに限られるものではなく、動物実験や植物・微生物実験を含む生化学研究分野や栄養科学分野、薬理・創薬科学分野など生命科学全般に及ぶブレイクスルーをもたらすことが期待できる。今後は、開発した中性脂質定量法をブラッシュアップし、さらに高感度で簡便かつ短時間で測定可能なように改良していく。そして、この定量法を基礎研究として、培養細胞実験や動物実験に利用し、中性脂質代謝メカニズムを明らかにしていく。加えて、臨床研究として中性脂質の血中濃度測定法の確立を目指し、中性脂質と疾患との関係解明に役立てていく。(理由)実験計画が比較的順調に進み、試薬や器具を多く購入しなくても実験を進めることができたため。(使用計画)主に実験試薬や実験器具類の購入のための消耗品費として使用し、研究成果発表のための国内旅費や海外旅費も計上する。
平歯車の効率向上に関する基礎的研究

FZG平歯車試験機を用いて、試験歯車としてモジュール26までの間(主にモジュール4.5)で駆動歯車と従動歯車の両歯車の諸元を用じにしての実験を行った。回転数はn=【186^(rpm)】よりn=【4950^(rpm)】を主体としたが、一部はそれ以上の回転数による実験も進めた。使用した潤滑油は、鉱油としてはパラフィン系のもので、4段階の粘度をもつ鉱油、すなわち40°Cにおける動粘性係数が401×【10^6】,198×【10^(-6)】,55.6×【10^(-6)】,898×【10^(-6)】【m^2】/sの他に2種類の合成油、すなわち、合成炭化水素系のもの,ポリグリコール系のものを用いた。荷重は低荷重における測失(これは本研究のために特に製作した装置で測定)をトルクM=0.1mmより4.0mmまで及び別に設置してある実験装置で、これ以上のトルク(M=344N・m)まで測定した。その結果、実験は順調に進み、攪拌損失をふくむ全損失(total loss)とかみあいのみによる損失を分離して測定することができた。低荷重(低トルク)の領域における摩擦損失において、歯車のかみあい損失率は特に大きくはないが、全損失率はかなり大きく、これによって、平歯車の運転性能は大きく影響され、今後慎重な検討が必要であることがわかってきた。これらは、いままでに研究されていなかった全く新しい現象であり、実用的には、比較的低荷重,低速度で運転する自動機械やロボット系の駆動系において極めて重要なことと考えられる。この低荷重段階における荷重領域での損失の測定を行ない、更に引きつづいて高荷重段階での損失の測定を行な全体としての傾向をつかむことが出来た。これに更に実験をつけ加え、日本機械学会論文集に発表する予定である。なお潤滑油の飛散状態についての研究は、まだ十分な結論を出すところまで達していない。これについては改めて研究を進め、より詳細に研究を進めていく必要がある。
LHC-ATLAS実験におけるタウ粒子を用いたレプトンフレーバー非保存崩壊の探索

本年度にあたっては、引き続きアップグレードに向けたシリコンピクセル検出器モジュールの量産体制を整えるため、部材評価や組み立て手法、品質管理の整備などを行い、完成に近づけた。特に、前年度までは一つのモジュールを組み立てるための技術開発に終止してきていたが、この期間には1ヶ月に20個のモジュールを組み立てることに成功した。これらのモジュールは線源などを用いた読み出し試験などにより、最低限の品質を保証することができ、モジュールを量産できることを証明した。更に、この組立を行う際にはモジュールに加えて冷却用のカーボンセルの取付まで行っており、これは他国のグループに先駆けて日本グループで初めて出された成果である。ここに至るまでには、昨年度からさらに開発を要した部分がある。その一つがワイヤボンド部分の封止手法の開発である。ASICとFPCを結線しているワイヤ部分は非常にデリケートな部分になっているが、検出器に組み込む作業時には、構造上の理由からワイヤへの接触の危険性が非常に高い。そこで樹脂による封止を考慮したが、樹脂には運転時を想定した熱サイクル耐性や、厳しい放射線耐性が要求される。そのため、封止の手法開発と同時に部材選定が不可欠であった。そのため、それぞれ耐性試験を行って候補になるものを選定し、それを用いた手法を確立した。前述の少量生産時にはワイヤを損傷することなく、ワイヤをすべて覆う形での封止に成功した。もう一つの大きな成果は先述した冷却カーボンセルの取り付け手法の開発である。この取付には熱伝導性が重要であり、熱伝導性接着剤による広面積接着が必要である。そこで、精密塗布ロボットを用いたパターン形成によって、気泡混入のない塗布パターンを最適化した。それによってこの接着が可能になっている。現在は日本がモジュール制作手法開発を牽引する形となっており、本期間の成果は非常に重要なものとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、目標に掲げた新型シリコンピクセル検出器の量産に向けた組立工程を構築することに向けて、特に力をいれて研究を行った。この検出器は、2026年頃から運転が予定されている高輝度大型ハドロン衝突型加速器(HL-LHC)での使用を目指しており、現在のATLAS実験よりも高頻度のデータ取得や厳しい放射線環境下での運転に耐えるため、開発が進められている。この組立工程は、シリコンセンサとその信号を処理するASICが接合されたモジュールと、処理された信号を伝送するフレキシブル基板を接着し、アルミワイヤでASICを接続することで検出器モジュールを作るものである。このためには多くの開発要素があり、特に大きな課題として、接着のための治具の開発や接着剤の塗布方法、接着剤の耐性試験などを行う必要があった。まず、接着治具に求められる繰り返し位置精度は50μmであり、それに加えて簡易な操作性やデリケートなモジュールを損傷しないための工夫なども求められる。林栄精器株式会社との協力のもと、治具の設計及び試作を行い、繰り返し精度30μmを達成する治具を制作し、量産の実用に耐えうるものを開発できた。また、塗布方法についてもステンシルと呼ばれる転写板を用いることで安定に塗布できることが明らかになり、他の手法とも比較した結果、安価かつ信頼性の高いものとして確立するに至った。接着剤の耐性として最も重要なものとしては、放射線耐性である。ATLAS検出器の最内層に位置するこの検出器は、HL-LHCでの運転期間で積算するとLHCでの運転の10倍もの放射線量を浴びることになり、これはこれまでの実験でも類を見ない。そのため、東北大学CYRICでの陽子照射試験を行いその劣化の評価を行った。複数の材質の試験を行った結果、エポキシ樹脂製のものは十分に耐性を持つことがわかり、使用できる部材を選定することができた。研究開始当初は何もなかった状況から、要求される精度で検出器モジュールを組み立てられる設備を整えるところまで研究は進んでいる。特に、主要な要素であった接着の工程についてはほぼ構築されたと言える。本研究で目指す量産については、各国のグループが競争、協力のもとで進めているが、本年度には日本のグループは大きく進展しており、これまで量産過程を開発を行ってきた研究機関とも同等以上の状況に到達している。特に、放射線耐性試験や塗布方法については、この研究による成果が研究グループ内でも大きな影響を及ぼしており、重要な役割を果たしているといえる。一方で、今後はワイヤ部分の封止やモジュールの電気的保護などについても開発の必要がある。これについては本年度にも開発を進め、手法や材質の研究は進んでいるが、未だに確立には至っていない部分である。封止材と放電保護膜双方について、放射線耐性などの基本特性の評価は接着剤と同様に進んでいるが、実際に組み立てたモジュールに対して施工して、機能するかといったことは未だに検証できていないことが大きな理由である。また、組み立てたモジュールの性能試験や、検出器モジュールとしての耐性、拷問試験のシステムも構築できていない。これは大阪大学など国内の別のグループと共同で開発を行っている部分になるが、量産サイトとしての環境構築としてはこうした要素も必要不可欠である。したがって、本年度は動作可能なモジュールを組み立てることに関しては大きく進展したと言えるが、実用に向けた保護機構等の完備や、量産に向けた体制構築という面では開発事項がまだまだ残されているといえる。来年度中にこれらの課題の解決を目指すこととするが、これらの残された課題を加味すると、本年度の進展は概ね順調といったところである。

本年度にあたっては、引き続きアップグレードに向けたシリコンピクセル検出器モジュールの量産体制を整えるため、部材評価や組み立て手法、品質管理の整備などを行い、完成に近づけた。特に、前年度までは一つのモジュールを組み立てるための技術開発に終止してきていたが、この期間には1ヶ月に20個のモジュールを組み立てることに成功した。これらのモジュールは線源などを用いた読み出し試験などにより、最低限の品質を保証することができ、モジュールを量産できることを証明した。更に、この組立を行う際にはモジュールに加えて冷却用のカーボンセルの取付まで行っており、これは他国のグループに先駆けて日本グループで初めて出された成果である。ここに至るまでには、昨年度からさらに開発を要した部分がある。その一つがワイヤボンド部分の封止手法の開発である。ASICとFPCを結線しているワイヤ部分は非常にデリケートな部分になっているが、検出器に組み込む作業時には、構造上の理由からワイヤへの接触の危険性が非常に高い。そこで樹脂による封止を考慮したが、樹脂には運転時を想定した熱サイクル耐性や、厳しい放射線耐性が要求される。そのため、封止の手法開発と同時に部材選定が不可欠であった。そのため、それぞれ耐性試験を行って候補になるものを選定し、それを用いた手法を確立した。前述の少量生産時にはワイヤを損傷することなく、ワイヤをすべて覆う形での封止に成功した。もう一つの大きな成果は先述した冷却カーボンセルの取り付け手法の開発である。この取付には熱伝導性が重要であり、熱伝導性接着剤による広面積接着が必要である。そこで、精密塗布ロボットを用いたパターン形成によって、気泡混入のない塗布パターンを最適化した。それによってこの接着が可能になっている。現在は日本がモジュール制作手法開発を牽引する形となっており、本期間の成果は非常に重要なものとなった。これまでに述べてきたとおり、動作可能な検出器モジュールを組み立てる工程については、本年度までに構築できたと考えている。そのため、今後は実際にATLAS検出器にインストールする際には必要となる、ワイヤ封止と放電防止膜の研究を進めるとともに、読み出しや品質検査のシステムなど量産サイトとしての体制を整えることとする。特にワイヤ封止については、今まで他の実験でも前例がない。これは封止に用いる樹脂の変形などで逆にワイヤが破壊される可能性があるため、採用されてこなかったという背景がある。しかし、ATLAS実験ではフレキシブル基板を曲げて設置するなどの理由から、ワイヤへの接触が強く懸念されるため、採用を考える必要がある。そのため、ワイヤへのダメージについて放射線や温度変化による変形の影響を厳しく評価する必要がある。また、その手法についても、封止材の注入によってワイヤが破壊されないような工夫が必要であるため、重要な開発要素となる。これらの開発を行い、実際に組み立てたモジュールに封止を施した際の拷問試験なども行うことを計画している。