hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
京都盆地アレー地震観測による地盤震動評価と震害予測推定に関する研究

京都市域の地震アレー観測ネットワークを活用して、都市域におけるの地盤震動の評価と建物の震害予測推定に関する方法論を導くことを目的する本研究で得られた成果は以下のようにまとめられる。1)京都盆地と地震動特性:京都市域アレー地震観測による記録を用いて、震源の位置、距離などの分類により京都盆地内での波動伝播特性を分析し、盆地地形が地震動特性に与える影響、特に観測点の地盤構造の影響を詳細に調べた。2)地盤構造と強震動特性:観測点における地盤構造の影響を調べるとともに、京都市域の北部と南部では地盤構造が異なるため、重力異常図や物理探査による情報をもとに2次元的に地盤構造をモデル化し、京都市域アレー地震観測によって得られる地中および地表での地震観測記録を用いて地盤震動特性を評価した。2次元地盤モデルによる解析結果を観測記録により検証するとともに、盆地周辺のエッジ効果など確認した。3)地震動強さと木造建物被害の評価:京都市域の木造住宅を対象に微動計測を実施して振動特性を評価するとともに、地震応答解析により建物の耐震性能を評価した。また、1995年兵庫県南部地震での木造被害調査、2000年鳥取県西部地震での被害調査から、これらの地震動特性のみならず、木造建物の構法などの特徴により被害発生が大きく異なることが分かった。4)震害予測推定法の開発:兵庫県南部地震など近年の地震被害調査結果を参考にして都市域の建物被害予測を行うために建物の被害率曲線を構成する方法を導いた。家具等の転倒による人的被害を検討するため、家具の転倒実験も併せて行い、被害発生の判定規範を導いた。今後は、建物が混在している都市域の建物を群として捉え、それらの分布性状や耐震性能を本質的に不確定・不規則なものとして、都市域の入力地震動、施設・建物群や破壊判定規範などを確率システム論的に取り扱う震害予測方の開発を目指す。本研究では、京都市域に特有の盆地地形や地盤構造を考慮するとともに京都市域の地震アレー観測ネットワークを活用して、都市域における地盤震動の評価と建物の震害予測推定に関する方法論を導くことを目的としている。先ず、観測された記録のデータベースを作成するとともに、近地および遠地地震など地震観測記録の震源情報に基づいて整理し、京都盆地内での波動伝播特性を調べた。地震動特性に盆地地形の影響が強く現れることを明らかにした。さらに、京都市域の北部と南部では地盤構造が異なるため、数多くあるボーリング調査資料をデータベース化するともに京都市域アレー地震観測によって得られる地中、地表での観測記録を用いて、地盤震動特性を評価した。京都市域に大地震を引き起こす可能性のある活断層についての調査結果をもとに直下型大地震を想定し、経験的グリーン関数法、統計的波形合成法などによって盆地地形と地盤構造を考慮した強震動予測法について検討を行った。一方、建物の構造種別、規模、用途、建設年などのデータベースと兵庫県南部地震など近年の地震被害調査結果を参考にして、都市域の建物被害を予測する方法について調べた。ここでは、木造住宅の被害が最も重要になるため、木造住宅の耐震性能に注目して実大実験等により動力学モデルの構築と地震応答解析を実籐して損傷・破壊状況と地震強度との関係を調べた。今後は、地震応答観測ネットワークで得られる地震情報に基づいて早期に震害を推定する震害シミュレーション手法の開発にも取り組む。

先ず、京都市域アレー地震観測による記録を用いて、近地地震および遠地地震などの分類により京都盆地内での波動伝播特性を分析し、盆地地形が地震動特性に与える影響、特に観測点の地盤構造の影響を詳細に調べた。さらに、京都市域の北部と南部では地震構造が異なるため、数多くあるボーリング調査資料を参考にして京都市域アレー地震観測によって得られる地中、地表での観測記録を用いて、地盤震動特性を評価した。京都市域に大地震を引き起こす可能性のある活断層についての調査結果をもとに直下型大地震を想定し、経験的グリーン関数法、統計的波形合成法などによって盆地地形と地盤構造を考慮した強震動予測モデルを構築している。一方、建物の構造種別、規模、用途、建設年などのデータベースと兵庫県南部地震など近年の地震被害調査結果を参考にして都市域の建物被害予測を行うために建物の被害率曲線を構成する方法について検討を行った。建物の倒壊等による人的被害のみならず家具等の転倒による人的被害を検討するため、家具の転倒実験も併せて行った。種々の構造種別、規模、用途や建築年の施設・建物が混在している都市域の建物を群として捉え、それらの分布性状や耐震性能は、本質的に不確定・不規則なものとして、都市域の入力地震動、施設・建物群や破壊判定規範などを確率システム論的に取り扱う震害予測のシミュレーションを行った。京都市域の地震アレー観測ネットワークを活用して、都市域における地盤震動の評価と建物の震害予測推定に関する方法論を導くことを目的する本研究で得られた成果は以下のようにまとめられる。1)京都盆地と地震動特性:京都市域アレー地震観測による記録を用いて、震源の位置、距離などの分類により京都盆地内での波動伝播特性を分析し、盆地地形が地震動特性に与える影響、特に観測点の地盤構造の影響を詳細に調べた。2)地盤構造と強震動特性:観測点における地盤構造の影響を調べるとともに、京都市域の北部と南部では地盤構造が異なるため、重力異常図や物理探査による情報をもとに2次元的に地盤構造をモデル化し、京都市域アレー地震観測によって得られる地中および地表での地震観測記録を用いて地盤震動特性を評価した。2次元地盤モデルによる解析結果を観測記録により検証するとともに、盆地周辺のエッジ効果など確認した。3)地震動強さと木造建物被害の評価:京都市域の木造住宅を対象に微動計測を実施して振動特性を評価するとともに、地震応答解析により建物の耐震性能を評価した。また、1995年兵庫県南部地震での木造被害調査、2000年鳥取県西部地震での被害調査から、これらの地震動特性のみならず、木造建物の構法などの特徴により被害発生が大きく異なることが分かった。4)震害予測推定法の開発:兵庫県南部地震など近年の地震被害調査結果を参考にして都市域の建物被害予測を行うために建物の被害率曲線を構成する方法を導いた。家具等の転倒による人的被害を検討するため、家具の転倒実験も併せて行い、被害発生の判定規範を導いた。今後は、建物が混在している都市域の建物を群として捉え、それらの分布性状や耐震性能を本質的に不確定・不規則なものとして、都市域の入力地震動、施設・建物群や破壊判定規範などを確率システム論的に取り扱う震害予測方の開発を目指す。
国際調査データの国際的共用をめざして

学術研究においては、社会調査が社会科学の実証研究において主要な研究方法のひとつであり、広く用いられているにもかかわらず、我が国では調査方法についての研究と教育が欧米諸国と比較して大幅に遅れている。殊に近年はグローバル化に伴い、調査データの国際比較が頻繁に行われるようになった。調査データの国際比較は日本の特殊性と一般性を理解するための有効な手段である。しかし、比較できないデータを形式的に比較しても意味はない。データの比較可能性を確保することが国際比較の大前提である。本研究では、日本の調査データの国際比較可能性をめぐる諸問題を次のような段階を踏んで研究した。(1)国際的に調査データを共用する場合に極めて重要な、標本抽出、調査手法、尺度・質問項目の比較可能性および反応傾向(極端な回答を避ける傾向、どんな質問にも肯定的に回答する傾向など)について、国際比較調査データを分析・検討して問題点を洗い出す、(2)そうした問題の背景にある社会文化的因および日本の調査環境や技法の特殊性を複合的な研究方法を用いて明らかにし、可能な解決法を模索する。その結果、標本の代表性など日本の社会調査方法の強みが明らかになると共に、欧米で開発され世界で広く使われている多くの尺度の比較可能性の問題に解を見出すのは極めて困難で、むしろ国際比較統計の利用者にガイドラインが必要であることが示唆された。本研究の目的は、社会調査データの国際的共用をめざして、日本の調査データの国際比較可能性をめぐる諸問題を研究し、その成果を内外の調査データ利用者と共有することである。初年度にあたる本年の目標は既存の国際比較調査研究を収集し、それらを調査方法論の視点から体系的に分析して問題点を集約することであった。国際比較データには次の4類型がある。1.ひとつの調査機関あるいは調査チームがすべての国の調査を組織し調査票を作成してデータを収集する。2.ある国の調査機関あるいは調査チームが調査の自国で行い、それと同様の調査を他国の調査機関あるいは調査チームに依頼、委任する。3.既存の類似した調査データを各国から取得して統計的操作によって測定値をできるだけ比較可能にする。4.既存の調査統計(例、厚生白書)から数値(例、平均在院日数)をひきぬいて比較する。調査データの国際比較における信頼性及び妥当性という観点では類型1の調査が一番望ましく、類型の番号順に低下する。問題点は次のように要約される。類型1と2の国際調査においてはサンプリングは各国の事情(例、ほぼ全国民を住民台帳で把握している日本とそのような制度のない米国)によってかなり柔軟に異なるサンプリング法を用いてもよいが、調査方法(面接、電話、郵送調査等)と調査票の内容は厳密な同等性を確保する必要がある。サンプリングの違いはかなりの部分、統計的に修正できるが、調査方法と調査項目の違いから生じる測定誤差と真の測定値の差は判別困難だからである。類型3のように既存データを取得して国際比較をする場合には、サンプリングや調査方法・内容の同等性を厳密に審査して、必要な場合にはサンプルにウェイトをかけたり、測定値の再分類をして各国のデータ間の同等性を最大限高める努力をする必要がある。類型4に該当する国際比較では、まず、既存の統計資料が比較可能なものであるか否かを正しく見極めることが重要である。そして、サンプリングや調査方法・内容に違いがある場合にはそれを報告し、国際比較の表なりグラフを読む場合、読者が注意すべきことを併記する必要がある。第2年度の主要な課題は社会意識・社会行動の基本的尺度を選択し、全国の面接調査でランダムプローブ法(Schuman, 1986)を用いて、代表性のある標本による実際の調査条件下での質問文の解釈ならびに回答の背後にある情報を収集し、定量的、定質的な分析を行うことであった。代表研究者の秋山が別個の研究グループと行った全国中高齢者調査(N=3, 286)に相乗りして10月に調査を行った。調査は中央調査社に委託、回収率は83%であった。現在、データのクリーニングを終えたところで、これから分析を始める。

この調査はアメリカでも行われているので日本データの分析を終えた後、国際比較分析を行う予定である。今年度のもうひとつの課題は潜在的連想テスト(implicit association test)を用いて、調査回答者が質問に回答したような態度を実際にもっているかどうか実験的に調べることであった。この方法は、コンピューターを用いて、回答者が意識していない、あるいは隠している態度を調べることを可能にするものである。実験では、自己卑下する必要性の有無が質問紙で測定する自己評価に与える影響について検討することを目的とした。日本人の自己卑下的な傾向が、状況に応じた自己呈示の結果であると考え、そして、その自己呈示の必要性をなくせば、本当の自己評価、が現れるだろうと仮定した。そこで今回の実験では、皮膚電気反射を測定するSCR Meterと音声を分析するTrusterという装置を用い、実験者が真の自己評価を知りえたと思わせることによって、自己卑下を行う必要性をなくし、日本人の『隠された』本当の自己評価を測定しようとした。具体的には、その装置を取り付けた場合は、取り付けない場合より自己卑下的な傾向が弱まり、自己評価が高くなるだろうと予測しました。結果は仮説を支持していなかったが、手続きを改善した追加実験を行うことを計画している。社会のさまざまな分野で国際的連携が急速に進み、21世紀は世界共同体の世紀とも言われる今日、調査データの国際比較が頻繁に行われるようになった。本研究の目的は、日本の調査データの国際比較可能性をめぐる諸問題を次のような段階を踏んで研究し、その成果を内外の調査データ利用者と共有することである。(1)社会調査の基盤をなすサンプリング、調査手法、構成概念、質問項目、反応バイアスにおける比較可能性について既存の国際調査データを検討して問題点を確認・整理する、(2)そうした問題の背景にある社会文化的要因と日本の調査環境や技法の特殊性を複合的な研究方法を用いて明らかにし、可能な解決法を提示する。(3)日本の調査データを国際比較に活用する人達のためのガイドラインを作成する。上記の目的を達成するために、既存の国際データ及び関連資料の分析、フォーカス・グループ、ランダム・プローブ、潜在的連想テスト(IAT)による実験研究を行なった。サンプリングは各国で使用可能なsampling frame(例、住民台帳の有無)によって異なるが、統計的に調整可能である。データの公開にあたって、調整ソフトを添付することが望ましい。調査方法と調査票の内容は厳密な同等性を確保する必要がある。調査方法と調査項目の違いから生じる測定誤差と真の測定値の差は判別困難だからである。データ収集のコンピュータ化における日本の立ち遅れはデータの比較可能性を制限している。また、疾病名や家族構成(例、同居)などの極めて基本的な概念における文化間のズレ、鬱尺度や自尊感情尺度など多国で使用されている翻訳尺度における因子構造の違いや欠損値の量及び分布の差異が明らかになった。反応傾向の文化差は従来報告されているほど観察されなかった。
初期地球時代のプレート沈み込み帯でのマントルー地殻相互作用

太陽系惑星の中で現在の地球だけが持つ固有の特徴としてあげられるプレートテクトニクス・大陸・海の存在がが地球史のいつから存在し,現在とどう違い,なぜ違うのかは地球科学未解明問題である.本研究では西グリーンランド南部地域に産する地球史上最古(38億年前)の超苦鉄質岩(上部マントル物質)とその周囲の変成岩・花崗岩(地殻物質)を研究対象とし,(1)太古代地質帯の初期地球のプレート沈み込み帯の実態,(2)初期地球のプレート沈み込み帯深部でのマントルー地殻相互作用が関与する物質循環と大陸形成過程,(3)世界最古のマントル物質の特徴を明らかにし,初期地球のプレートテクトニクスと固体地球変遷の解明に貢献する.太陽系惑星の中で現在の地球だけが持つ固有の特徴としてあげられるプレートテクトニクス・大陸・海の存在がが地球史のいつから存在し,現在とどう違い,なぜ違うのかは地球科学未解明問題である.本研究では西グリーンランド南部地域に産する地球史上最古(38億年前)の超苦鉄質岩(上部マントル物質)とその周囲の変成岩・花崗岩(地殻物質)を研究対象とし,(1)太古代地質帯の初期地球のプレート沈み込み帯の実態,(2)初期地球のプレート沈み込み帯深部でのマントルー地殻相互作用が関与する物質循環と大陸形成過程,(3)世界最古のマントル物質の特徴を明らかにし,初期地球のプレートテクトニクスと固体地球変遷の解明に貢献する.
NUT midline carcinomaにおける新たな治療戦略の開発

難治の悪性腫瘍であるNUT midline carcinoma(NMC)において新たな治療標的を探索する研究を行った。次世代シークエンサー(NGS)を用いてNMCの遺伝子異常を網羅的に解析し、薬剤パネルを用いて薬剤の有効性をスクリーニングした。さらに、NMCにおけるSmall RNAのプロファイルをNGSにて解析した。その結果、治療への応用に結びつくような特定の遺伝子異常と、治療標的となりうるmicroRNAを見つけることに成功した。また、NMCの診断法を確立するため、digital PCR法を用いたNMCの新たな診断法を開発し、微量な臨床検体からNMC症例を同定することにも成功した。Nut midline carcinoma(NMC)に対する新たな治療ターゲットを発見するため、次世代シークエンサーを用いてNMC細胞株の遺伝子異常を検証した。その結果、NMC細胞における細胞増殖に関連するような遺伝子異常の候補をいくつか見出した。この候補遺伝子の機能を詳細に検討するため、野生型の候補遺伝子を発現するような細胞株を作成することとした。さらに、NMC細胞の遺伝子発現を変化するような遺伝子異常を見出したため、遺伝子発現の解析も平行することとした。一方で、NMC細胞における薬剤の抗腫瘍効果を検証するため、Drugscreening panelを用いて、薬剤スクリーニングを行った。そのなかで、あるシグナル阻害剤の抗腫瘍効果が高いことが明らかとなり、このシグナルと前述の候補遺伝子との関連を調べるべく、さらに研究を進めることとした。同時に、臨床検体におけるNMCの頻度を調べるため、In situ Hybridization(ISH)法によるNUT遺伝子の検出を試みた。しかし、ISH法では十分な検出感度が得られず、これに代わる方法を検討することとなった。Nut midline carcinoma(NMC)細胞株を用いた新たな治療ターゲットを検証する基礎研究は予定通りに進んでいる。研究計画当初予定していたDNAマイクロアレイに代わり、次世代シークエンサーを用いることで、遺伝子発現の解析に留まらず、網羅的に遺伝子変異の解析を進めることができた。さらにDrugscreening panelを用いることで、治療ターゲットの候補を絞ることができている。一方で、臨床検体におけるNMCの解析では、計画していたIn situ hybridization(ISH)法によるNUT遺伝子の検出感度が期待されるものではなかった。このため、検出方法について計画を変更し、代替法のvalidityを確認することとした。1次世代シークエンサーを用いて、Nut midline carcinoma(NMC)細胞株における遺伝子変異の解析を網羅的に行なった。その結果、ある遺伝子Aの異常が共通して見つかり、その機能を解析するべく研究を進めた。変異したその遺伝子Aの機能を評価するため、野生型の及び変異型の遺伝子Aを発現するような細胞株を作成することとした。NMC細胞株へその遺伝子を導入するにあたり、プラスミドベクターを作成した。遺伝子Aは癌抑制遺伝子でもあったため、遺伝子導入により細胞死を呈する可能性もあったため、coumermycinによって遺伝子の発現を調整できるようなプラスミドベクターの作成を行なった。2治療標的を探索するべく、次世代シークエンサーを用いてmicro RNA (miRNA)のプロファイリングの評価を行った。その結果、NMC細胞株では、ある特定の環境でmiRNAのプロファイリングが大きく変化することが判明した。そのうち、一番大きな発現の変動が見られたmiRNAを選択し、NMC細胞株におけるそのmiRNAの機能を解析することとした。miRNAのmimic及びinhibitorをそれぞれNMC細胞株に導入したところ、導入された細胞で、細胞増殖に変化が生じることが判明した。このmiRNAはNMCの新たな治療標的であることを初めて見出し、そのメカニズムをさらに検討することとした。3FFPE臨床検体を用いて、NMCを効率よく診断できるような研究プロトコールを作成した。スクリーニングとして、digital PCRを用いたNUT遺伝子発現の定量評価を利用することとした。様々な実験条件を試し、適切なプロトコールで臨床検体からNUT遺伝子発現の有無を評価できるシステムを作り上げた。複数のスクリーニング法で治療標的を検討した結果、細胞株を用いた基礎実験では、新たな治療標的の探索と、その機能をある程度まで評価することができた。in vitro実験まで概ね計画通りに進んでおり、in vivo実験で検証することで基礎研究データとして十分なものになることが予想される。臨床検体を用いたNut midline carcinomaの評価については、やや遅れている。当初予定していたIn situ hybridyzation法が上手く機能しなかったため、digital PCRを用いたスクリーニング法に切り替えた。その新たなスクリーニング法は効率的に機能するため、予定している症例数までを目標に、評価を実践している。前年度までの成果をもとに、Nut midline carcinoma(NMC)に対して有効性を示す薬剤の候補を突き止めた。その候補薬剤は、次世代シークエンサーの解析により同定された遺伝子Aの異常を持つことに由来すると考えた。また、BET阻害剤であるJQ-1に体制をもつNMC細胞株を作成したが、このJQ-1耐性株においても、候補薬剤それぞれの感受性が確認された。このため、候補薬剤の作用点が従来の治療標的であるBETとは異なる作用であることが示唆された。この研究を発展させるため、我々は新たな実験を遂行している。一方、Digital PCRを用いた臨床検体の解析により、NMC症例を同定することができた。この症例の腫瘍を同様に次世代シークエンサーで解析した結果、前年度までの成果と同様、遺伝子Aに異常を持つことが確認された。

遺伝子Aの異常が、細胞株および臨床検体からも検出されたことから、この遺伝子AがNMCに置けるOncogenesisに大きな役割をもつだろうと考え、さらに本研究を発展させることとした。難治の悪性腫瘍であるNUT midline carcinoma(NMC)において新たな治療標的を探索する研究を行った。次世代シークエンサー(NGS)を用いてNMCの遺伝子異常を網羅的に解析し、薬剤パネルを用いて薬剤の有効性をスクリーニングした。さらに、NMCにおけるSmall RNAのプロファイルをNGSにて解析した。その結果、治療への応用に結びつくような特定の遺伝子異常と、治療標的となりうるmicroRNAを見つけることに成功した。また、NMCの診断法を確立するため、digital PCR法を用いたNMCの新たな診断法を開発し、微量な臨床検体からNMC症例を同定することにも成功した。これまでの研究成果に基づいて、候補遺伝子の機能を調べるため、機能解析を進めていく。NUT midline carcinoma(NMC)細胞株に、野生型の候補遺伝子を遺伝子導入し、その機能を検証していく。さらにNUT遺伝子との関連を調べるため、Inducible NUT-shRNAをそれらに導入して、機能解析を進めていく。遺伝子発現の検証には、次世代シークエンサーを用いて解析を行っていく。薬剤スクリーニングから得られた結果をもとに、候補遺伝子との関連をしらべるべく、平行してシグナル解析も行っていく。臨床検体におけるNUT遺伝子の発現を解析するため、digital PCRを用いて解析を行う。NUT遺伝子のプローブを作成し、そのvalidityを確認していく。期待される感度が得られれば、病理組織検体のNUT遺伝子発現のスクリーニングを行い、陽性の組織サンプルを用いて、RNAシークエンスを行い、NUT融合遺伝子を検出・同定する。さらにRNAシークエンスの結果から、変異解析も行い、細胞株で認めた遺伝子異常の再現性を確認する。新たな治療標的の作用機序について、in vitro実験にて、さらなる検証を進める。想定される作用機序が仮説の通りであるのか、複数の研究モデルを用いて検証する。さらに、in vivo実験を用いて新たな治療標的の効果を検証する。マウスを用いた研究を行い、in vitro実験で認められた結果が、in vivo実験で再現されるか、検証を行う。臨床検体におけるNUT midline carcinomaの評価を進めていく。目標症例数までスクリーニングを行い、陽性となった検体で、次世代シークエンサーを用いて融合遺伝子異常の検索を行っていく。
ビデオ画像の周波数解析による無人介護システムへの応用

本年度の研究は平成18年度の研究実施計画に沿って行った。前年度のシステム移行する際の不具合の除去を行った。具体的にはモジュールの細分化を行い、役割の明確化とコードの簡単化を図った。こうすることによって、リアルタイム処理までは行かなかったのですが、処理スピードが約30%向上したことが確認された。動き検出、動き識別に用いる時系列パターンの構成は、動きのスピードや向きによって変化するものと考えられますので、連続したフレームだけではなく、間引きした形でn(nは可変)フレームごとに時系列パターンを構成し、動き識別を行った。結果として、遅い動きに対しては、安定した出力が得られたが、速い動きの場合、フレーム間差分が大きくなり、時系列パターンが不安定になって、識別精度が低下する。改善策として、何種類の時系列パターンを同時に構成し、並列に動き識別を行うことが考えられますが、計算量が増えるため、高速化の課題が残っている。今年度はビデオカメラのランダムノイズによる瞳検出(顔位置検出)精度の影響を抑えるため、DCT係数を利用したパターンマッチング法を開発した。これと同時にDCT係数を利用した表情識別モジュールの開発を行った、無表情、笑い、悲しい、驚き、怒りの5表情の識別が登録者本人の表情を入力した場合に実現されている。苦しみという表情は、悲しみと怒りの両方の特徴を持つことが実験で分ったため、介護支援を目的にした場合、この3つの表情を統合して、苦しい表情と判定しても差し支えがないと判断される。以上の成果をメーカーに展示し、社会的な需要度と製品化する際にクリアすべき課題について検討した。更なる完成度の高いアルゴリズムの開発や、要介護度に応じたターゲットの絞込みや、介護現場での意見を取り入れたシステム構成など、現実問題とした課題が出されたので、今後の課題にしたい。平成15年度の研究は研究計画に従って行いました。まず、介護支援システムのフレームワークの設計を行いました。本システムの使用環境は室内と特定されているためビデオカメラの設置は固定方式を採用しました。または、24時間作動を考えて、テスト用ホストはサーバー系マシン(DELL Poweredge600)を採用し、OSは動作が比較的に安定なLinux系(TurboLinux 7.0 Workstation)を採用しました。カメラはCMOS、CCD素子を搭載したものをテストし、現在はオートフォーカス機能とホワイトバランス機能を有し、ソフト的に修正が少ないDVカメラを採用している。次は、コーアエンジン及び周辺ドライバの開発を行いました。これは、ビデオ信号をキャプチャボードでA/D変換を行い、デジタル信号としてメインプログラムへ渡し、処理結果を出力するまでの一連のコーディング作業を言います。各作業を行う前に、基本設計を行い、インタフェース間のスムーズなデータ交換を図っています。特に、高速処理のため、データの入力及び演算はすべてメモリ上で行うように工夫し、または、中間結果を確認するためのインタフェースも設けています。最後に、APIの作成を行いました。DCT変換を使ったリアルタイム周波数解析なので、振幅及び符号の変化は動くパターンによって大きく変化します、よって、定量的に分析を行う前に、振幅と符号情報をグラフィック化し、目による定性的な評価を行い、情報の抽出個所を絞り込みました。これらの情報を利用し、現在、ビデオカメラの軸に垂直した水平、垂直、斜めなどの動きについて、検出が出来ました。なお、ビデオカメラ軸に平行した動きは、移動量がないため検出は難しくなります、これを解決するため、垂直設置の2カメラシステムの構築を検討しています。平成16年度の研究は前年度の研究成果を基に行いました。動きを検出する場合、単なる2フレーム間差分を利用するだけでは、検出対象の揺れや、移動方向と違った体のブレが検出精度に影響を与えます。そこで、検出対象の典型的な動きを10から20の連続フレームを利用して、周波数解析による時系列パターンを作り、動き検出データベースにテンプレートとして登録します。こうすることで、一定の期間の動き状態をもとにした参照パターンができ、検出精度の向上が期待できると考えられます。ただし、動き検出する際には、フレームレートと同じ数の時系列パターンを作り、照合することになるので、現段階では、フルフレームレートでリアルタイム処理は出来ません。将来的には、処理過程の最適化やハードウェアの性能向上により解決できると思われますが、それまでは、DVカメラを利用して撮影したAVI動画を用いて、擬リアルタイム環境を構築し、本提案の有効性を検討します。また、Linux環境では、動画ファイルを扱うAPIの数が少なく、関連情報も十分でないため、開発環境の移行が必要となりました。以前開発したコードの再利用と豊富なAPIを持つ開発ツールの点を考量して、BSDベースのMac OS Xに決定しました。現在、移行作業をほぼ終了し、薪環境の実行テストを行っています。また、今年度はスケジュールにある寝たきり状態の人の表情を検出する開発を行いました。表情検出するには、先ず顔の検出を行わなければなりません。特に周波数解析を用いた場合、位置精度は直接検出精度に影響を与えます。このような先決条件があったので、今年度は顔位置の検出に重点を置きました。基本方針として、色信号を用いて顔領域を探索、それから、空間分離度フィルタを用いて、目の候補点を列挙、つぎにテンプレートマッチングとガイドパターンを使って、目の位置を決定。最後に、この位置情報を基に顔画像を正規化し、入力とします。100人の顔画像を用いて実験した結果、8割以上の目の位置決定に成功しています。

前年度のシステム移行する際の不具合の除去を行った。具体的にはモジュールの細分化を行い、役割の明確化とコードの簡単化を図った。こうすることによって、リアルタイム処理までは行かなかったのですが、処理スピードが約30%向上したことが確認された。動き検出、動き識別に用いる時系列パターンの構成は、動きのスピードや向きによって変化するものと考えられますので、連続したフレームだけではなく、間引きした形でn(nは可変)フレームごとに時系列パターンを構成し、動き識別を行った。結果として、遅い動きに対しては、安定した出力が得られたが、速い動きの場合、フレーム間差分が大きくなり、時系列パターンが不安定になって、識別精度が低下する。改善策として、何種類の時系列パターンを同時に構成し、並列に動き識別を行うことが考えられますが、計算量が増えるため、高速化の課題が残っている。今年度はビデオカメラのランダムノイズによる瞳検出(顔位置検出)精度の影響を抑えるため、DCT係数を利用したパターンマッチング法を開発した。これと同時にDCT係数を利用した表情識別モジュールの開発を行った、無表情、笑い、悲しい、驚き、怒りの5表情の識別が登録者本人の表情を入力した場合に実現されている。苦しみという表情は、悲しみと怒りの両方の特徴を持つことが実験で分ったため、介護支援を目的にした場合、この3つの表情を統合して、苦しい表情と判定しても差し支えがないと判断される。以上の成果をメーカーに展示し、社会的な需要度と製品化する際にクリアすべき課題について検討した。更なる完成度の高いアルゴリズムの開発や、要介護度に応じたターゲットの絞込みや、介護現場での意見を取り入れたシステム構成など、現実問題とした課題が出されたので、今後の課題にしたい。
錐体ジストロフィー及び錐体杆体ジストロフィーの原因遺伝子と表現型の多様性の解明

本課題の研究目標は、表現型の多様性に注目しつつ遺伝性眼底疾患の原因遺伝子の同定を行うことで、特に日本ではまだあまり検索がされていない錐体(杆体)ジストロフィーについて、原因遺伝子を同定し遺伝子型と表現型の関連について検討することである。錐体(杆体)ジストロフィーの約40家系についてCRX、RETGC1、peripherin/RDS、GUCA1A、HRG4、ABCA4、RPGRの各遺伝子を検討したところ、2家系にCRX遺伝子、3家系にGUCY2D遺伝子、1家系にperipherin/RDS遺伝子の変異を検出した。CRX遺伝子の変異とGUCY2D遺伝子の2種類の変異は既に海外から報告されているものと同じで、人種を超えて同じ遺伝子変異が原因となることが判明した。またGUCY2D遺伝子に新規のIle915Thr+Gly917Argの変異を検出した。このスクリーニングで、家族歴から優性遺伝と考えられた10家系中、4家系で原因が同定され、明らかな優性遺伝の家族歴がある場合は、比較的高い確率で原因が同定できると考えられた。変異が同定された症例について詳細な臨床検査を行ったところ、同じ遺伝子に原因がある場合は臨床像が似ていることが確認された一方で、同じ遺伝子異常が原因でも、症例によって重症度に大きな差がある場合があり、同定された遺伝子異常以外に、重症度や進行の程度に影響を与える要因があると考えられた。錐体(杆体)ジストロフィー以外では、眼底白点症の多数症例における遺伝子型と表現型の関連について検討し報告した。また不全型先天停止性夜盲では、網膜変性や視神経萎縮を伴う進行性の場合があることを見い出した。他にも青錐体増幅症候群では黄斑部に新生血管を伴う場合があることや、CRX遺伝子の突然変異がレーバー先天盲の原因となることがあることなどを明らかにした。平成14年度の研究目標は、表現型の多様性に注目しつつ遺伝性眼底疾患の原因遺伝子の同定を行うことで、特に日本ではまだあまり検索がされていない錐体ジストロフィー及び錐体杆体ジストロフィーについて、原因遺伝子を同定し遺伝子型と表現型の関連について検討することだった。錐体(杆体)ジストロフィーの30例以上の症例についてCRX遺伝子とRETGC1遺伝子について検討したところ、各々数例づつに原因と考えられる遺伝子変異を同定した。2つの遺伝子共に、海外の錐体(杆体)ジストロフィーの症例で報告されている変異と同じ変異が検出され、人種を超えて同じ遺伝子の同じ変異が錐体(杆体)ジストロフィーの原因となることが明らかとなった。RETGC1遺伝子の変異が原因となる症例では、眼底に殆ど異常がみとめられず、錐体系機能が著しく障害される割には杆体系機能は軽度にしか障害されないという臨床的特徴が認められた。またこれまで報告された錐体(杆体)ジストロフィーを生じるRETGC1遺伝子の変異はすべてコドン838の異常を伴うものだったが、コドン838以外の異常による新規の変異を検出した。錐体(杆体)ジストロフィー以外の疾患については、これまで視力視野色覚等は正常で夜盲のみを呈する疾患と考えられていた眼底白点症には、小児でも黄斑変性を伴って視力が低下している例が存在することを見い出したり、青錐体増幅症候群では黄斑部に新生血管を伴うもうがあることを明らかにした。またCRX遺伝子の突然変異がレーバー先天盲の原因となることがあることや、一般に眼底に異常は伴わなわず視野はほぼ正常と考えられている不全型先天停止性夜盲では、眼底に網膜変性を伴い視野に暗点を生じる場合もあることなども、分子遺伝学的裏付けをもって示した。

これらの結果は欧米の雑誌に報告され、各疾患の遺伝子型と表現型に関する知見を深めることに貢献した。本課題の研究目標は、表現型の多様性に注目しつつ遺伝性眼底疾患の原因遺伝子の同定を行うことで、特に日本ではまだあまり検索がされていない錐体ジストロフィー及び錐体杵体ジストロフィーについて、原因遺伝子を同定し遺伝子型と表現型の関連について検討することである。平成15年度は錐体(杵体)ジストロフィーの約40家系についてperipherin/RDS、GUCA1A、HRG4、ABCA4、RPGRの各遺伝子を検討したところ、peripherin/RDS遺伝子に変異を有する家系を見い出した。昨年度のCRX、RETGC1遺伝子についての結果とあわせると、6家系で原因となる遺伝子変異を確定できた。このスクリーニングで、家族歴により当初から優性遺伝と考えられた家系10家系中、4家系で原因が同定された結果となり、明らかな優性遺伝の家族歴のある家系では、比較的高い確率で原因が同定できると考えられた。変異の同定された症例については、詳細な臨床検査を行い、表現型についての検討を行った。その結果、同じ遺伝子が原因の場合は臨床像が似ていることが確認された一方で、同じ遺伝子異常が原因でも、症例によって重症度に大きな差がある場合があり、同定された遺伝子異常以外に、重症度や進行の程度に影響を与える要因があると考えられた。錐体(杵体)ジストロフィー以外の疾患については、例えば眼底白点症では女性で、また若くても、錐体ジストロフィーを合併しうることを見い出し、さらに眼底白点症多数症例における遺伝子型と表現型の関連について検討し報告した。また一般に不全型先天停止性夜盲では、眼底に異常を伴わず非進行性と考えられているが、重篤な網膜変性と視神経萎縮を伴う進行性の家系を見い出し報告した。
C*-環の包含関係における不変的性質の研究と複雑系への応用

1.射影作用素を持ち得ず正値な作用素を用いて特徴付けられる、有限群から単位元をもつC*-環上への一般化されたトレース的ロホリン作用を、綿谷指数有限なC*-環のペアに拡張し、一般化されたトレース的ロホリン作用の双対作用のトレース的近似表現性を定義し、Phillips氏の有限群からC*-環上のトレース的ロホリン性を持つ作用とその双対作用のトレース的近似表現可能性の同値性の結果を拡張した。その際有効な道具として、Balark, Szaboによって定義されたC*-環A,からC*-環Bへのsequentially split *-homomorphismのorederedzero完全正値写像版を導入した。この下で、Zhang-Su吸収性と正値元からなるCuntz半群上の強比較性が, C*-環BからC*-環Aへ遺伝することを示した。2.ヒルベルト空間上の正値線形写像のクラス上で定義される作用素平均を、正値な作用素単調関数のクラスを用いて特徴付けることを試みた。例えば、与えられた作用素平均を保存する作用素単調関数fが存在することと、作用素平均及びfが重み付きharmonic meanになることが必要十分条件であることを示した。3.行列環における最大固有値を求めるペロンーフロビネンスの定理は有名であるが、無限次元ヒルベルト空間Hにおいてこのような性質を持つ作用素をnorm attaininig作用素(Nクラス)と呼ばれる。Hにおける任意の0でない閉部分空間に制限してもこの性質を持つクラスをANクラスと呼ばれる。ANクラスは多元環構造を持たないが、正値なANクラスは特徴付けられており、正値なコンパクト作用素と自己共役な有限階作用素と単位元の正値スカラー倍の和と表現される。この正値なANクラスを保存する正値な線形写像の特徴付けを行った。1.綿谷指数有限な包含関係を指数有限でない場合に拡張するために、直交性を保存するordered zeroの完全正値写像による*-homomorphismを導入したことにより、より広いクラスのC*-環の特徴付けに可能性が見いだすことができたことは大きい。2.自己相似写像から導かれる複雑系の解析のためにグラフ理論を見直しているが、こちらは進展はしていない。3.Petzによるエントロピーのリカバリーマップの評価を作用素平均を用いて行うことを試みたが、定式化はできたが評価はまだできていない。1.直交性を保存するordered zeroの完全正値写像による*-homomorphismを用いて保たれるC*-環における不変性について解析する。3.古市氏により導入されたツァリスエントロピーの評価を展望関数による評価に拡張し、その考察をもとに、先に定義したエントロピーのリカバリーマップの評価を行う。その際Ameur氏の補完関数の議論が応用できるか試みる。平成29年度の研究成果は以下の通りである:1.綿谷指数有限な単純な単位元を共有する可分な核型C*-環のペアP, A (PはAの部分環)で, Pが安定階数有限、AがJiang-Su安定ならば, Aの安定階数が1になることを示せた.これを用いて, Aが単純な単位元を持つ可分な核型C*-環で安定階数1、Jiang-Su安定、かつ、トレース的状態をただ一つ持つとき,任意の有限群からの作用から導かれるC*-接合積が安定階数1を持つことが示せた。これは1991年に高井博司氏により予想された問題への部分的解決である。2.Hyun Ho Lee氏との共同研究において, Balark, Szaboによって定義されたC*-環間のsequentially split *-homomorphismのトレース版を定義し,C*-環の分類問題に関連する環の不変性質(単純性、単純かつ安定階数1、単純かつ実階数0,単純かつJiang-Su吸収性、Cunz半群の単純かつ強比較性、単純かつ強安定性)が値域のC*-環から定義域のC*-環に遺伝することを示した.応用として,綿谷指数有限なC*-環のペアが大坂-照屋の意味でトレース的ロホリン性を持つならば、その自然な埋め込み表現が、Lee-大坂の意味でのトレース的sequentially split *-homomorphismを持つことを示した。3.Hyun Ho Lee氏との共同研究において、Phillipsにより有限群上で定義されたトレース的近似表現可能な作用を、綿谷指数有限なC*-環のペアに拡張し、このペアが大坂-照屋の意味でトレース的ロホリン性を持つこととそのBasic constructionのペアがトレース的近似表現を持つことが同値であることを示し、接合積の場合の拡張をおこなった。当初平成29年度の研究計画において提唱していた研究がおおむねうまくいっている。最終的な解決まではもう少し時間はかかると認識しているが、25年前に解けなかった問題が解決できたことは大きい。また、ロホリン性の一般化のみならず、トレース的ロホリン性に関しても一般の枠組みで指数有限な単位元を共有するC*-環のペアにおいて,C*-環の不変性質について解析が進んだことも大きい進展である。1.射影作用素を持ち得ず正値な作用素を用いて特徴付けられる、有限群から単位元をもつC*-環上への一般化されたトレース的ロホリン作用を、綿谷指数有限なC*-

環のペアに拡張し、一般化されたトレース的ロホリン作用の双対作用のトレース的近似表現性を定義し、Phillips氏の有限群からC*-環上のトレース的ロホリン性を持つ作用とその双対作用のトレース的近似表現可能性の同値性の結果を拡張した。その際有効な道具として、Balark, Szaboによって定義されたC*-環A,からC*-環Bへのsequentially split *-homomorphismのorederedzero完全正値写像版を導入した。この下で、Zhang-Su吸収性と正値元からなるCuntz半群上の強比較性が, C*-環BからC*-環Aへ遺伝することを示した。2.ヒルベルト空間上の正値線形写像のクラス上で定義される作用素平均を、正値な作用素単調関数のクラスを用いて特徴付けることを試みた。例えば、与えられた作用素平均を保存する作用素単調関数fが存在することと、作用素平均及びfが重み付きharmonic meanになることが必要十分条件であることを示した。3.行列環における最大固有値を求めるペロンーフロビネンスの定理は有名であるが、無限次元ヒルベルト空間Hにおいてこのような性質を持つ作用素をnorm attaininig作用素(Nクラス)と呼ばれる。Hにおける任意の0でない閉部分空間に制限してもこの性質を持つクラスをANクラスと呼ばれる。ANクラスは多元環構造を持たないが、正値なANクラスは特徴付けられており、正値なコンパクト作用素と自己共役な有限階作用素と単位元の正値スカラー倍の和と表現される。この正値なANクラスを保存する正値な線形写像の特徴付けを行った。1.綿谷指数有限な包含関係を指数有限でない場合に拡張するために、直交性を保存するordered zeroの完全正値写像による*-homomorphismを導入したことにより、より広いクラスのC*-環の特徴付けに可能性が見いだすことができたことは大きい。2.自己相似写像から導かれる複雑系の解析のためにグラフ理論を見直しているが、こちらは進展はしていない。3.Petzによるエントロピーのリカバリーマップの評価を作用素平均を用いて行うことを試みたが、定式化はできたが評価はまだできていない。平成30年においては以下の研究計画をおこなう:1.照屋ー大坂によるトレース的ロホリン性のC*-包含関係の一般化を試みる。アイデアは、Balark, Szaboのsequentially *-homomorphismの概念を拡張し、最近様々な形でC*-接合積で導入されている一般化されたトレース的ロホリン性を含む形でおこなう。3.量子情報理論で最近注目されているMuller-Lennert et al. (2013)and Wilde et al. (2014)に導入されたサンドイッチタイプのエントロピーを作用素平均の理論を用いて再構成し、より一般化のエントロピーを導入する。さらに、最近Carlen, Vershyninaにより研究されている、Petzにより導入されたリカバリーマップの評価について解析し、一般化を試みる。1.直交性を保存するordered zeroの完全正値写像による*-homomorphismを用いて保たれるC*-環における不変性について解析する。
3八面体粘土鉱物の合成と変質

一般に鉱物の合成は生成の条件や成因などの地球科学的諸問題を解明することを主目的としていたが、最近では新素材としての工業材料を目的とした人工鉱物の合成実験が行われるようになってきた。今回の研究は天然に豊富に存在する珪藻土や籾殻灰の有効利用の一環として、これらの物質を原料として粘土鉱物の合成を試みた。1.珪藻土を用いた2八面体型粘土鉱物の合成珪藻土及びその500°C、1時間加熱処理物のSiO_2成分を基準として、これにカオリナイトの理論組成として不足しているAl_2O_3成分をAlCl_3溶液として添加して水熱合成をした。反応温度170°C、3時間、でカオリナイトが形成され始め、170°C、180時間では10%、200°C180時間の水熱合成では約30%、230°C、180時間で約60%のカオリナイトが生成した。2.珪藻土を用いた3八面体型粘土鉱物の合成(1)Mgスメクタイトの合成:Si:Mg(モル比)=8:86、反応温度200°Cで水熱合成を行うと、反応時間1218時間でスメクタイトが最も多く生成された。(2)Niスメクタイトの合成:出発物質のSi:Ni(モル比)はヘクトライトの理想式から求めたSi:Ni(モル比)8:5.33でスメクタイトの生成がよく、また反応前の溶液のpHが13.5のときが最もスメクタイトの生成がよい。珪藻土を長時間摩砕した出発物質の方がスメクタイトの生成がよい。3.籾殻灰を用いた3八面体型粘土鉱物の合成籾殻の焼成温度は、450°Cがスメクタイトの生成に最適である。出発物質の組成比はヘクトライトの理想式のSi:Mg:Li(モル比)であるSi:Mg:Li(モル比)=8:5.34:0.66がスメクタイトの生成に最適である。反応前の溶液のpHは13.213.5がスメクタイトの生成に最適である。昭和62年度上半期に送風定温恒温器を購入して,秋田県に豊富に存在する珪藻土を出発物質とし,テフロン製容器を用いて粘土鉱物の合成及び反応速度論的な検討を行った.秋田県鷹栄町産の珪藻土を乾燥し, 48メッシュのフルイを通した粉体と,これを500°C1時間加熱処理した試料を出発原料とした.珪藻土のSiO_2成分とAl_2O_3成分のみに着目し,カオリン鉱物の理論組成として不足しているAl_2O_3成分をAgCl_3・6H_2O(試薬一級)で添加した.固形分を1.4gとし,蒸留水を7cc加えた後,テフロン製反応器に封入し, 170°C, 200°C, 230°Cで水熱処理を行った.反応時間は, 3180時間とし,反応後,急冷し室温で開封した.

固形分を洗浄した後,乾燥した試料のXRD及びDTA, TGを測定し,合成された粘土鉱物及びその生成量を見積った.上記実験條件で, DTAで見積った生成量は約50%, X線回折法による見積りでは約70%であった.カオリンの生成に関する速度論的考察から珪藻土中のSiが液相に溶解した後にカオリンの生成が始まることがわかった.従って本実験で行ったような反応処理では,できるだけ固形分が溶解しやすくような條件を見い出すことが必要である.昭和63年度は今年度の結果を踏えて3-八面体粘土鉱物の水熱合成を試みると同時に, 3-八面体粘土鉱物の変質機構の速度論的検討を行う予定である.昭和62年度に購入した送風温度恒温器を用いて秋田県に豊富に存在する珪藻土を出発物質として、3-八面体型スメクタイトの合成を試みた。秋田県鷹巣町産の珪藻土を乾燥後、48メッシュのフルイを通した粉体を塩酸処理した試料中のSiO_2成分とMgO成分のみに着目して、3-八面体型粘土鉱物であるヘクトライトの理論組成として不足しているMgO成分をMgCl_2水溶液として添加した。塩酸処理した珪藻土にMgCl_2水溶液を加え、Si/Mgモル比をA=8/8、B=8/6、C=8/4.5、D=8/3の4つのシリーズを作り、これらのシリーズのすべての試料に添加物として、LiCl水溶液をSi/Li=8/1.5のモル比で加え、NaOH水溶液でpH=12.68とした。これらのシリーズの溶液をテフロン製容器に封入し、反応温度を200°Cとし、反応時間を3時間4時間で水熱反応を行った。反応後、急冷し室温で開封し、固形物を洗浄した反応は生成物をXRD、DTA及びTGを行って合成された粘土鉱物を同定した。Aシリーズ(Si/Mgモル比=8/8)では反応時間3時間からスメクタイトが生成されたが、反応時間が12時間以上になると蛇紋石が生成された。Bシリーズ(Si/Mgモル比=8/6)では反応時間が12時間からスメクタイトが生成された。Cシリーズ(Si/Mgモル比=8/4.5)では反応時間が12時間からスメクタイトが生成されたが、反応時間が3日以上になるとタルクが生成された。Dシリーズ(Si/Mgモル比=8/3)ではアモルファスのXRDパターンを示す物質しか生成されなかった。この結果から珪藻土を用いた3-八面体型スメクタイトの合成の最適条件はSi/Mgモル比=8/6、反応時間:200°C、反応時間:24時間以上である。一般に鉱物の合成は生成の条件や成因などの地球科学的諸問題を解明することを主目的としていたが、最近では新素材としての工業材料を目的とした人口鉱物の合成実験が行われるようになってきた。今回の研究は天然に豊富に存在する珪藻土や籾殻灰の有効利用の一環として、これらの物資を原料として粘土鉱物の合成を試みた。1.試薬からの3八面体型粘土鉱物の合成シリカ源として珪藻土や籾殻灰を用いて3八面体型粘土鉱物を水熱合成する前に、合成に最も適した条件を設定するために次の予備実験を行った。(1)Mgスメクタイトの合成、(2)Niスメクタイトの合成両者とも、出発物質の組成、反応前のpHが反応生成物の大きく影響することがわかった。2.珪藻土を用いた三八面体型粘土鉱物の合成(1)スメクタイトの合成:Si:Mg(モル比)=8:86、反応温度200°Cで水熱合成を行うと、反応時間1218時間でスメクタイトが最も多く生成された。(2)Niスメクタイトの合成:出発物質のSi:Ni(モル比)はヘクトライトの理想式から求めたSi:Ni(モル比)=8:5.33でスメクタイトの生成がよく、また反応前の溶液のpHが13.5のときが最もスメクタイトの生成がよい。珪藻土を長時間摩砕した出発物質の方がスメクタイトの生成がよい。3.籾殻灰を用いた3八面体型粘土鉱物の合成籾殻の焼成温度は450°Cがスメクタイトの生成に最適である。出発物質の組成比はヘクトライトの理想式のSi:Mg:Li(モル比)であるSi:Mg:Li(モル比)=8:5.34:0.66がスメクタイトの生成に最適である。反応前の溶液のpHは13.213.5がスメクタイトの生成に最適である。
ゾルーゲル法を利用したフッ素ドープシリカの合成とキャラクダリゼーション

1.含フッ素シリカゲルの合成:出発原料のフッ素源としてSiF_4気体を用いる方法とH_2SiF_6溶液を用いる方法について検討し,いずれの場合も原子百分率で10%程度の含フッ素シリカゲルの作成に成功した.SiF_4気体を用いる方法は反応が急速に進行するため,フッ素ドープ量の微調整は困難ではあるが焼結性の良い微粉体の合成に適している.一方, H_2SiF_6溶液を用いる方法は出発溶液のフッ素濃度でゲル中のフッ素含有量を調整できる.また,薄膜やMonolithicなもの>作成に適していることが解った.2.加熱時のフッ素の挙動:含フッ素シリカゲルは10001200°Cの加熱でガラス化するが,それまでに多くのフッ素はSiF_4として逸散し,その挙動はゲルの合成法によって異る.この脱フッ素過程は拡散支配ではあるがゲルの焼結性に依存し,焼結性の高いゲルほど脱フッ素が抑えられることが解った.3.シリカ中のフッ素の結合状態と安定性:シリカならびにガラス中でのフッ素の挙動をより適切に理解する目的で半経験的分子軌道法, MNDO,ならびに分子動力学的シュミレーションによる研究を行った. Si-F結合はSi-OH基に対して唯一安定なハロゲン結合であると共に,シリカ中に均一にドープされることが解った.この事実は光通信用ファイバーに有害なシラノールの除去にフッ化物イオンを含む溶液のゾル・ゲル法が有益であることを意味する.4.フッ素化したシリコンエトキシドの熱力学的性質:フッ素化したシリコンエトキシド{Si(OC_2H_5)_<4-n>Fn}間の反応について質量分析法を主体とした平均測定を行い, n=13のフッ素化シリコンエトキシドの熱力学的性質を明らかにした.さらに,これら化合物間の不均化反応についての知見も得た.これらの結果は本研究の最終目的であるゾル・ゲル法を利用したフッ素ドープシリカ合成の際のシリカネットワーク形成反応設計の基礎知見となるものである.1.含フッ素シリカゲルの合成:出発原料のフッ素源としてSiF_4気体を用いる方法とH_2SiF_6溶液を用いる方法について検討し,いずれの場合も原子百分率で10%程度の含フッ素シリカゲルの作成に成功した.SiF_4気体を用いる方法は反応が急速に進行するため,フッ素ドープ量の微調整は困難ではあるが焼結性の良い微粉体の合成に適している.一方, H_2SiF_6溶液を用いる方法は出発溶液のフッ素濃度でゲル中のフッ素含有量を調整できる.また,薄膜やMonolithicなもの>作成に適していることが解った.2.加熱時のフッ素の挙動:含フッ素シリカゲルは10001200°Cの加熱でガラス化するが,それまでに多くのフッ素はSiF_4として逸散し,その挙動はゲルの合成法によって異る.この脱フッ素過程は拡散支配ではあるがゲルの焼結性に依存し,焼結性の高いゲルほど脱フッ素が抑えられることが解った.3.シリカ中のフッ素の結合状態と安定性:シリカならびにガラス中でのフッ素の挙動をより適切に理解する目的で半経験的分子軌道法, MNDO,ならびに分子動力学的シュミレーションによる研究を行った. Si-F結合はSi-OH基に対して唯一安定なハロゲン結合であると共に,シリカ中に均一にドープされることが解った.この事実は光通信用ファイバーに有害なシラノールの除去にフッ化物イオンを含む溶液のゾル・ゲル法が有益であることを意味する.4.フッ素化したシリコンエトキシドの熱力学的性質:フッ素化したシリコンエトキシド{Si(OC_2H_5)_<4-n>Fn}間の反応について質量分析法を主体とした平均測定を行い, n=13のフッ素化シリコンエトキシドの熱力学的性質を明らかにした.さらに,これら化合物間の不均化反応についての知見も得た.これらの結果は本研究の最終目的であるゾル・ゲル法を利用したフッ素ドープシリカ合成の際のシリカネットワーク形成反応設計の基礎知見となるものである.