hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
定荷重型加圧装置の開発とギャップ型セリウム化合物の相転移の研究

本研究の目的は、試料の圧力が広い温度範囲で温度に依存しない定荷重方式の加圧装置を新たに開発し、CeRhAs単結晶試料の圧力下における電気抵抗、熱膨張、熱電能の温度変化の測定から、エネルギーギャップ形成機構と構造相転移との関連性を明らかにすることである。定荷重方式の加圧装置としては、室温部分にある油圧ラムの発生した荷重を長さ約140cmのステンレス棒でクライオスタット内のピストン・シリンダー型圧力セルに伝える方式を採用した。目標とした実験条件は圧力:03GPa、温度:1.5300K、磁場:010Tである。オックスフォード社製の温度可変インサート(内径約50mm)に入れるため、装置の外形は42mmとした。また、加圧棒やガイドチューブの材料として、SUS304より引っ張り強度が60%以上高いステンレス鋼SUS304N2を使用した。これにより設計上の耐荷重は13トンとなった。実際、内径5mmのシリンダーを用いて室温で圧力発生実験を行ったところ、荷重8トンでほぼ3GPaの圧力が発生することがわかった。また、低温での圧力をSnの超伝導転移の圧力変化から評価し、1GPa以上では室温と低温での圧力が良く一致することを確かめた。この装置を用いて、T_1=360K、T_2=235K, T_3=165Kで逐次構造相転移を示すCeRhAs単結晶試料の圧力下における電気抵抗、熱膨張を測定した。その結果、加圧とともにT_1は急増し、T_2とT_3は低下した。1.5GPa以上でT_2とT_3は消失し、それ以上の圧力ではT_4=100K付近に新たな1次転移が出現した。エネルギーギャップはT_4での転移の出現に伴い、急激に抑制された。このことはセリウムの4f電子と伝導バンドの混成によってギャップが形成される機構では説明できず、CeRhAsのギャップが構造相転移と密接に関連することを示唆する。これらの成果をPhysical Review Bに発表した。磁場を印加するため、広島大学自然科学研究支援開発センター物質科学研究支援分野付属のオックスフォード社製10Tマグネットの温度可変インサートにその装置が入るように設計した。内径約50mmの温度可変インサートに挿入するために装置の外形は42mmとした。圧力を3GPa以上発生するためには、10トン以上の耐荷重が必要である。そこで本研究では、加圧棒やガイドチューブの材料として、SUS304より引っ張り強度が60%以上高いステンレス鋼SUS304N2を使用した。この装置を用いて、T_1=370K、T_2=235K, T_3=165Kで逐次構造相転移を示すCeRhAs単結晶試料の圧力下における電気抵抗、熱膨張を測定した。その結果、T_2とT_3は加圧とともに低下し、1.5GPa以上で消失し、それ以上の圧力ではT_4=100K付近に新たな1次転移が出現した。

この装置を用いて、T_1=360K、T_2=235K, T_3=165Kで逐次構造相転移を示すCeRhAs単結晶試料の圧力下における電気抵抗、熱膨張を測定した。その結果、加圧とともにT_1は急増し、T_2とT_3は低下した。1.5GPa以上でT_2とT_3は消失し、それ以上の圧力ではT_4=100K付近に新たな1次転移が出現した。エネルギーギャップはT_4での転移の出現に伴い、急激に抑制された。このことはセリウムの4f電子と伝導バンドの混成によってギャップが形成される機構では説明できず、CeRhAsのギャップが構造相転移と密接に関連することを示唆する。これらの成果をPhysical Review Bに発表した。
液液界面上の遷移金属錯体による極微吸光量の顕微分光計測法の開発と 界面機能の評価

本研究では,1.積算顕微画像の超高感度明度解析,2.直線偏光に吸収特性を示す微小領域の超高感度検出,の2つの手法を主に開発した。これらの手法を用いて,ドデカン-トルエン混合溶媒と水溶液の間の液液界面に吸着したテトラフェニルポルフィナトマンガン(III)の単分子層,および原生動物(単細胞生物)であるミドリゾウリムシとミドリムシ中のクロロフィルa, bが示す極めてわずかな光吸収量を測定することに成功した。本研究では,溶媒抽出に用いられたり生理活性を示したりする非蛍光性の遷移金属錯体が液液界面に単分子層レベルで存在する場合,それらが示す極めてわずかな光吸収量を光源,モノクロメーター,ロックインアンプ等を用いて,極限的に顕微分光計測し,極微小な吸光度と吸光スペクトルを取得することを目的としている。その計測によって,遷移金属錯体の界面濃度や界面における存在状態を評価し,機能性について考察したい。当該年度は,ドデカン-トルエン混合溶媒と水溶液の間の液液界面に吸着したテトラフェニルポルフィナトマンガン(III),Mn^<III>tpp^+,に注目し,水溶液の条件を様々に変えて,顕微鏡で液液界面を観察しつつ,in situ顕微分光測定を行った。その結果,酸性,中性,塩基性条件下でそれぞれ形態の異なる3種の集合体が観察された。そこで,それぞれの集合体の吸収スペクトルを測定したところ,それぞれ異なる吸収極大波長を示した。また,偏光を用いて光吸収の異方性を測定したところ,中性下で生成した集合体のみ偏光依存性を示した。今後,これらの違いの原因をさらに詳細に検討する予定である。なお,上記のMn^<III>tpp^+の会合体の吸光度と吸光スペクトルを測定するときには,画像解析用のソフトウェアを用いて顕微画像を複数枚積算し,画像上のシグナルとブランクの明度の比から吸光度を算出する方法を採用した。これによって,顕微鏡下,吸光度約0.03の極微小シグナルの検出を可能にしている。本研究では,溶媒抽出に用いられたり生理活性を示したりする金属錯体が液液界面に単分子層レベルで存在する場合,それらが示す極めてわずかな光吸収量を,光学権顕微鏡,光源,モノクロメーター,超低ノイズCCDカメラ等を用いて,極限的に顕微分光計測し,極微小な吸光度と吸光スペクトルを取得することを目的としている。その計測によって,金属錯体の界面濃度や界面における存在状態を評価し,機能性について考察する。当該年度は,原生動物(単細胞生物)であるミドリゾウリムシとミドリムシに注目し,それらの一つ一つの細胞を実試料として,その細胞内に存在する小器官である共生藻や葉緑体の吸収スペクトルを測ることを目標とした。まず,これらの単細胞生物は,動物細胞であるため,適切な濃度の硫酸ニッケルを加えて,生きたまま運動を止めた。次に,上記のシステムを用いて,顕微鏡下,単色光を単一細胞に照射し,CCDカメラで画像を15枚積算して取得した。小器官が存在している部分と,存在していない部分の光の強度の比から吸光度を算出した。また,波長を走引することで,吸収スペクトルを取得した。その結果,波長680 nmに強い吸収を示すことがわかった。これは,金属錯体であるクロロフィルに由来するものであり,またその吸収スペクトルから,クロロフィルaとbの濃度や存在比率も求めることができた。さらに,他の波長に吸収を示す色素の存在も確認することが可能であった。このように,開発した顕微鏡下で,極微な光吸収量を測定することが可能な本システムは,実際の生体試料である原生動物に対しても適用可能であることが確かめられ,多くの応用が期待できる。本研究では,溶媒抽出に用いられたり生理活性を示したりする非蛍光性の遷移金属錯体が液液界面に単分子層レベルで存在する場合,それらが示す極めてわずかな光吸収量を,光学顕微鏡,光源,モノクロメーター,アバランシェフォトダイオード,オシロスコープ,ロックインアンプ等を用いて,極限的に顕微分光計測し,極微小な吸光度と吸光スペクトルを取得することを目的としている。その計測によって,遷移金属錯体の界面濃度や界面における存在状態を評価し,機能性について考察するものである。当該年度は,ドデカンートルエン混合溶媒と水溶液の間の液液界面に吸着したテトラフェニルポルフィナトマンガン(III),Mn(III)tpp+,に再び注目し,上記のシステムに,さらにλ/2波長板,自動回転ステージ,光弾性変調器(PEM)を組み込んだ新規なin situ顕微分光計測装置の開発を行った。これは,原理的には,液液界面で配向性を示す会合体の極微な光吸収量を計測できる装置である。種々の光学部品の動作確認や最適化を行った後に,装置の組み立てを行い,実試料である液液界面のMn(III)tpp+の会合体(単分子層)に対して適用した。

その結果,予想通りの性能を示すことが判り,最も小さい吸光度として,0.0006という値を得ることができた。これは,従来の手法よりも100倍以上高感度な分析法である。また,波長を走引することで,吸収スペクトルも有効に測定することが可能であった。さらに,会合体の形と分子の配向性の間に深い関係があることも再確認できた。すでに承認されているが,本研究は繰り越しを行っている。その理由は,生物体試料への応用実験に使用する有色のミドリゾウリムシ,ミドリムシの培養が想定外にうまく進まなかったため,である。承認後,この培養がなんとか進んだため,平成24年10月31日に,完了することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究には,上記のミドリゾウリムシ,ミドリムシは用いずに,液液界面に生成した遷移金属錯体の会合体を試料に用いて,より高感度な新規なin situ顕微分光測定法を開発する予定である。これは,計画通り進行すると予想している。
高位脛骨骨切り術における荷重時CTを用いた３次元アライメント評価法の確立

近年健康寿命の延長や高齢スポーツ人口の増加により、膝周囲骨切り術は変形性膝関節症の治療として見直され、急速に再普及している。しかし、骨切り術の3次元的な術前後評価の方法は確立されておらず、その要望は高い。今回、実際に立位で体重をかけた状態の下肢のアライメントを、荷重ストレス下のCTスキャンで再現し、それに基づいた術前計画、評価法の開発、さらには3次元的な至適アライメントの算出を試みる。
糖質-金属間相互の分子認識機構の解明とその応用に関する研究

特異的ブロードニングを利用した^<13>C-NMR法により、Cu(II)やMn(III)と各種単糖との特異的相互作用を、水-ジメチルスルホキシド系で溶媒の極性を変化させて検討した。その結果、Cu(II)やMn(III)などの遷移金属が糖質の多様な水酸基配列を識別して部位特異的に配位すること、およびその識別部位が金属の種類だけでなく、溶媒の極性によっても大きく変化することが判明した。特に、極性の低い溶媒中でのCu(II)とO-フルクトースとの相互作用は、平衡アノマー組成比の低いβ-フルクトピラノースの4位および5位水酸基にCu(II)が極めて特異的に配位するという従来報告例のない新しい形式の金属-糖相互作用であり、四面体型の銅錯体がフルクトース水酸基の配位にともない伸びた八面体型に変化することなど配位環境の変化に関する詳細な事実などもESRや電子スペクトルなどから明らかになった。この新しい配位形式は、同じ水酸基配列を有するβ-D-アラビノピラノースにも認められ、一般性のあることも確認した。次に遷移金属を触媒とする糖質の選択的光酸化反応を行い、相互作用の特異性と酸化部位の選択性との関連について検討した。基質をD-フルクトース、触媒をFe(III)とし、溶媒として酸化反応条件下で安定なジメチルアセトアミドを用いて光酸化反応を行なったところ、酸素が酸化剤となる光-空気酸化反応が進行し、アラビノ-1、4-ラクトンが生成することが判明した。水中での同一機構での反応の詳細はすでに検討ずみであり、D-エリトロースが選択的に生成する。Cu(II)系での反応を現在検討中であるが、生成物の相違は、溶媒の極性が異なることによる遷移金属の糖質認識部位の変化を反映したものであり、遷移金属による糖質の認識部位を制御することにより、糖質の選択的C-C結合の酸化開裂が可能性を示す結果を得た。
尾根上に成立するキタゴヨウ林の更新機構の解明

キタゴヨウ林はブナ帯のやせ尾根上などの限られた狭い立地に成立している。この尾根上のキタゴヨウ林の成立立地条件を明らかにし、キタゴヨウ林がどのような機構で維持されているのかを検討し、報告書をまとめた。1、ブナ帯山地でキタゴヨウが優占する尾根の形状と土壌断面山形県の今熊山において、尖度が高い尾根上ではキタゴヨウが優占し、逆に尖度の低い尾根上ではブナまたはミズナラが優占した。これらの優占度は斜度よりも尖度によって影響されていることが分かった。さらに土壌断面の構造が種構成を決定していることが明らかになり、尖度はその土壌断面の構造に大きな影響を及ぼしていると推察された。2、東北ブナ帯山地の尾根上に成立する森林の構造とそれを決定する立地特性日本海側だけでなく、内陸・太平洋側のブナ帯山地の尾根上の森林を対象に調査を行った。神室山と飯豊山では上記の今熊山と同様に尾根の尖度と優占度との間に明確な関係があり、土壌断面の構造が種構成を決定していた。それに対し、内陸・太平洋側のブナ帯山地では、複数の針葉樹が混交し、日本海側の尾根上で認められたような特定の関係は認められなかった。などで調査した。3、豪雪地帯の尾根上の異なる微地形におけるキタゴヨウの成長と死亡東北日本海側の豪雪地帯に属する飯豊山において、尾根上を中央部、東斜面、西斜面の3つの微地形に区分して、そこに生育するキタゴヨウの1984年から1996年の12年間の成長と死亡を調べた。キタゴヨウの相対成長率は各微地形間で差は認められなかったが、進階木、残階木、枯死本の出現頻度は微地形間で有意に異なった。このような微地形間で異なる進階率、枯死率、残階率や特異な立木形態の出現頻度には冬季季節風やそれに伴う積雪による影響が推察された。などで調査した。この尾根上のキタゴヨウ林の成立立地条件を明らかにし、キタゴヨウ林がどのような機構で維持されているのかを検討していく。1、調査地の選定ブナ帯に位置する尾根上のキタゴヨウ林を東北地方を中心に広範囲に調査するために、購入した植生図と空中写真から調査候補地を選定し、現地踏査を行った。踏査の結果、山形県の飯豊連峰、吾妻連峰および月山の北に位置する今熊山などを調査地とした。2、尾根の微地形と林分構造との関係飯豊連峰と今熊山において、尾根の微地形(斜度、尖度など)と林分構造(胸高直径など)を調べた。その結果、尖度が高い尾根上ではキタゴヨウが優占し、逆に尖度の低い尾根上ではブナまたはミズナラが優占した。これら3種の優占度は斜度よりも尖度によって決定されていることが分かった。飯豊連峰では、過去に計測された標識個体のデータをもとに尾根上に生育しているキタゴヨウの生死と成長を調べた。その結果、キタゴヨウは西向き斜面に個体数が多く、進階率は中央、西向き斜面、東向き斜面の順に高かった。枯死率は東向き斜面が最も高かった。

これは冬季季節風に対して、東向き斜面が風背側、西向き斜面が風衝側にあたることから、斜面方位によってみられるキタゴヨウ林の動態の違いが冬季季節風によってもたらされる積雪と密接に関係していることが考えられる。3、種子と球果の形態と種子散布様式今年度はどの個体群もほとんど結実しなかったため、種子や球果がほとんど採集できなかった。来年度の課題として残った。キタゴヨウ林はブナ帯のやせ屋根上などの限られた狭い立地に成立している。この屋根上のキタゴヨウ林の成立立地条件を明らかにし、キタゴヨウ林がどのような機構で維持されているのかを検討していく。1、日本海側ブナ帯山地の尾根の形状と林分構造との関係昨年はブナ帯のなかでも東北日本海側の今熊山、飯豊連峰などの尾根上の森林について調査をした。その結果、尖度が高い屋根上ではキタゴヨウが優占し、逆に尖度の低い屋根上ではブナまたはミズナラが優占した。これら3種の優占度は斜度よりも尖度によって決定されていることが分かった。昨年にひき続いて、神室山などで昨年と同様の調査を行い、屋根の形状と林分構造に共通した関係があることが認められた。2、太平洋側ブナ帯山地の屋根の形状と林分構造との関係日本海側のブナ帯山地と異なり、内陸・太平洋側のブナ帯山地の屋根上には、キタゴヨウだけでなくクロベ、ビバ、コメツガなどの他の針葉樹も混交している。このような屋根上の森林の構造と屋根の微地形との関係が、日本海側の屋根上で認められたような関係にあるかどうかを秋田県秋の宮、吾妻連峰などで調査した。その結果、日本海側とは異なり、複数の針葉樹が混交する屋根上の森林では、屋根の形状と林分構造には特定の関係が認められなかった。このように日本海側と太平洋側では同じブナ帯山地の屋根上でも異なる林分構造をもつ森林が成立しており、日本海側の屋根上の林分構造は太平洋側に比べて単純で、屋根の形状でほぼ決定されていることが推察された。キタゴヨウ林はブナ帯のやせ尾根上などの限られた狭い立地に成立している。この尾根上のキタゴヨウ林の成立立地条件を明らかにし、キタゴヨウ林がどのような機構で維持されているのかを検討し、報告書をまとめた。1、ブナ帯山地でキタゴヨウが優占する尾根の形状と土壌断面山形県の今熊山において、尖度が高い尾根上ではキタゴヨウが優占し、逆に尖度の低い尾根上ではブナまたはミズナラが優占した。これらの優占度は斜度よりも尖度によって影響されていることが分かった。さらに土壌断面の構造が種構成を決定していることが明らかになり、尖度はその土壌断面の構造に大きな影響を及ぼしていると推察された。2、東北ブナ帯山地の尾根上に成立する森林の構造とそれを決定する立地特性日本海側だけでなく、内陸・太平洋側のブナ帯山地の尾根上の森林を対象に調査を行った。神室山と飯豊山では上記の今熊山と同様に尾根の尖度と優占度との間に明確な関係があり、土壌断面の構造が種構成を決定していた。それに対し、内陸・太平洋側のブナ帯山地では、複数の針葉樹が混交し、日本海側の尾根上で認められたような特定の関係は認められなかった。などで調査した。3、豪雪地帯の尾根上の異なる微地形におけるキタゴヨウの成長と死亡東北日本海側の豪雪地帯に属する飯豊山において、尾根上を中央部、東斜面、西斜面の3つの微地形に区分して、そこに生育するキタゴヨウの1984年から1996年の12年間の成長と死亡を調べた。キタゴヨウの相対成長率は各微地形間で差は認められなかったが、進階木、残階木、枯死木の出現頻度は微地形間で有意に異なった。このような微地形間で異なる進階率、枯死率、残階率や特異な立木形態の出現頻度には冬季季節風やそれに伴う積雪による影響が推察された。
熱帯地における下痢原因菌の病因論とその疫学的研究

ケニアの下痢症等のアウトブレークについてその流行状況の把握と起因菌分析を行い、2008年末のサウスニアンザ発生コレラ流行とマンデラ発生小児下痢症の流行の原因の解明を行った。さらに、都市化した地域での5歳以下小児の下痢起因菌の現状を明らかにするために、首都ナイロビ近郊の医療施設で下痢起因細菌の病因学的検索を行なった結果、下痢原因が従来の細菌からロタウイルスへ変化しており、もはや古典的下痢起因細菌は分離されなくなっていることが判明した。本研究は、途上国において、特に乳幼児の高い死亡原因となっている細菌性下痢症の実態を把握するため、都市部はもちろんHIV/AIDS感染等の種々の感染症が大きな社会問題となっているビクトリア湖周辺地域において、病原性大腸菌を中心とした病因学的調査を実施し、下痢症の罹患率、環境への浸淫状況から、この地域で取り組むべき公衆衛生学的な課題から具体的な方策に至るまで、探るのが目的である。本研究は、途上国で乳幼児の高い死亡原因となっている下痢症の実態の解明とともに高いHIV/AIDS陽性率を示す地域における下痢症の意義を探るのが目的である。1)ケニアにおける当研究拠点のラボの整備状況ナイロビのラボの整備については2年前からP3の導入とともに、P2、バイケミカルラボ、モレクラーラボの整備を行なってきたが、実質的に昨年末に全ラボの改修および器材の設置をほぼ完了した。これに伴いスタッフ数も増加し、ナイロビ近郊の医療機関をベースにした下痢検体の採取と搬送体制の構築を急いでいる。2)研究成果昨年末からスパ地域においてコレラが発生した。我々はその地域の衛生行政当局からその制圧にむけた技術的支援を要請された為、現地に赴き、検体採取、原因菌の同定、分離菌の性状検査、飲料水の汚染状況および原因菌の薬剤感受性の結果などを報告した。このことは我々のスタッフに対しては器材の使用法、検体処理に関して、実際のトレーニングのいい機会となった。これまでに50株に上るコレラ菌を下痢便等から分離し、分子生物学的な性状検査を現在行なっているところである。またラボ整備を進めながら、病原性大腸菌に対するマルチマルチプレックスPCRシステムの導入を昨年後半から行なっている。現在、大腸菌のコロニーから病原因子の検出までの全システムの完成までにもう一歩という段階まで来ている。また同時に、カンピロバクタ一、エロモナス、プレジオモナスシゲロイデスなどの下痢起因菌についてもその検出能力の向上を図っている。尚、研究開始に先立ち、昨年7月に研究機関(KEMRI)へリサーチプロポーザルを提出したが、政治的騒動の影響もあってか、予想外に時間がかかっている。現在、CMR(SC)とKEMRI(SCC)の学術委員会およびケニア国の倫理委員会は通り、長崎大学の倫理委員会へ提出している所である。1)一昨年末から西ケニアのニアンザからはじまったコレラは中央部のイシオロ、北部国境方面にもコレラ流行が拡大しつつある。我々はその地域の衛生行政当局から制圧にむけた技術的支援の要請を受け、現地に赴いて検体採取、原因菌の同定、分離菌の性状検査、飲料水の汚染状況および原因菌の薬剤感受性の結果などを報告した。これまでに80株に上るコレラ菌を分離し、分子生物学的な性状検査および薬剤耐性検査および耐性遺伝子の有無を検査し、流行の背景等についても分析を行なっている。2)一方、ナイロビ周辺地域のキアンブ地域では5歳以下の小児を対象にして下痢起因細菌の調査を行なっている。病原大腸菌に対してはマルチプレックスPCRシステムの導入し、検出を行なっている。同時に、カンピロバクター、エロモナス、プレジオモナスシゲロイデスなどの下痢起因菌についてもその検出能力の向上を図りつつ調査を進め、健康者の糞便の採取も同時に行い、その病原的意義について分析する予定である。本研究開始に先立ち、昨年7月に研究機関(KEMRI)ヘリサーチプロポーザルを提出し、政治的混乱のために時間を要したが、CMRとKEMRIのそれぞれの学術審査委員会およびケニア国の倫理審査委員会の承認および長崎大学の倫理審査委員会の承認はすでに得ている。1) 2008年末からタンザニア国境のニアンザからはじまったコレラはウガンダ国境、中央部のイシオロ、北部国境、モンバサの海岸地域までコレラが流行し、ほぼケニア全土に拡大した。我々は厚生省当局から制圧にむけた技術的支援の要請を受け、現地に赴き、検体採取、原因菌の同定、分離菌の薬剤感受性を含めた性状検査などの結果を報告した。

これまでに150株に上る01コレラ菌を分離し、生物型はクラシック、エルトールのハイブリッド型、テトラサイクリンに対してはほとんどが感受性であり、耐性の株の遺伝子はアジア株と同様であった。さらに流行の背景等についても分析を行なっている。2)ナイロビ周辺地域のキアンブ地域では5歳以下の小児を対象にして下痢起因細菌の調査を行なってきた。病原大腸菌に対してはマルチプレックスPCRシステムの導入し、検出を行なっている。同時に、カンピロバクター、エロモナス、プレジオモナスシゲロイデスなどの下痢起因菌についても調査を進め、健康者の糞便の採取も同時に行い、その病原的意義について分析している。本研究は、途上国で乳幼児の高い死亡原因となっている下痢症の実態の解明とともに高いHIV/AIDS陽性率を示す地域における下痢症の意義を探るのが目的である。1)2009年から引き続きコレラは流行し、北部国境からモンバサにまで拡がり、ほぼケニア全土に拡大した。我々はケニア保健省から制圧にむけた技術的支援の要請を受け、現地に赴き、検体採取、原因菌の同定および薬剤感受性を含めた性状検査などの結果を報告した。これまでに150株に上るO1コレラ菌を分離し、生物型はクラシック、エルトールのハイブリッド型、テトラサイクリンに対してはほとんどが感受性であり、耐性の株の遺伝子はアジア株と同様であった。モンバサからの分離菌はさらに流行の背景等についても分析を行なっている。2)ナイロビ近郊のキアンブ地域では5歳以下の小児を対象にしてロタウイルスの分離およびジェノタイプの病原大腸菌に対してはマルチプレックスPCRシステムの導入し、検出を行なっている。
均一な高分泌細胞群の作出に向けた１細胞内確率的変動の制御法の開発

抗体医薬生産において有用な生産源として用いられているCHO細胞などの培養細胞の品質管理は極めて重要であり,均一で高い分泌能を安定的に維持する細胞群の獲得が必要とされている。現在では細胞の分泌能力の経時的な変動(確率論的変動;stochastic fluctuation)は抗体生産効率を低下させる大きな要因であるため,このメカニズムを解明する必要がある。そのため本研究では,抗体分泌細胞の1細胞レベルでの変動解析を行い,1細胞からの細胞育種法の確立を目的とし,研究を遂行した。本年度においては,抗体分泌量依存的な標識方法「細胞表層FIA法(CS-FIA)」と全自動1細胞解析単離装置を用いてヒト化抗体を高分泌するCHO細胞の1細胞単離を試みた。まず,捕捉分子作製のためにCHO細胞の細胞表層提示に最も適した脂質を選定した。また,捕捉分子と検出分子の選定のために目的タンパク質に対する各分子の結合性評価およびCS-FIAの検出感度の評価を行い,CHO細胞におけるCS-FIAの最適化を行った。その後,最適化したCS-FIAと全自動1細胞単離解析装置を用いて,抗体高分泌CHO細胞の検出および1細胞単離を行った。単離した候補細胞を培養し,抗体分泌能の評価を行ったところ,単離後約1週間後における培養初期では,半数以上のクローンにおいて親株よりも高い抗体分泌能を示した。この結果から,CS-FIAを用いて抗体高分泌CHO細胞が既存の方法よりも迅速に高効率で単離可能となり,今後の1細胞解析および1細胞育種に大きく貢献すると考えられる。現時点では,細胞標識法であるCS-FIAと全自動1細胞解析単離装置を用いた抗体分泌細胞の単離方法が確立され,効率的に候補細胞を獲得することが可能となった。顕著な抗体高分泌能を安定的に保持する細胞の獲得には,より多くの候補細胞からスクリーニングする必要があると考えている。したがって1細胞単離の継続は必須であるが,標識法や装置の改善によって,今後も1細胞単離の更なる高効率化が期待できる。初年度に引き続き,安定高分泌CHO細胞の獲得のためCHO細胞の1細胞単離を行う。さらにCHO細胞のタンパク質分泌能に関与する遺伝子を同定するために,1細胞単離によって得られたCHO細胞を遺伝子解析に用いる。遺伝子解析に関しては,マイクロアレイ法による網羅的解析もしくは文献情報をもとに選定したタンパク質分泌に関与する候補遺伝子の定量的PCRによる解析を行う。また,本研究で用いているCHO細胞株に加え,他のCHO細胞株においても候補細胞の単離を行い,遺伝子解析を行う予定である。
反応拡散で形成される鉄シリサイドの成長挙動と熱電能特性

【目的】鉄とシリコンの化合物の一つであるFeSi_2は熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電材料の一つである。FeSi_2を通常の溶融法で作成すると固体と液体間の包晶反応で形成されるため、高温で長時間の加熱が必要とされる。また、組成の制御が困難で異種相や欠陥が導入されやすいなどの問題がある。反応拡散法によれば組成の制御が容易であること、欠陥の無い試料の作成が可能となる、不純物のドープが行えるなどの利点がある。本研究の目的はFeSi_2を反応拡散法によって作成し、その熱電能特性を評価することである。本研究ではまず、Feシリサイドの成長挙動を調べた。【方法】純度の異なる3種類の鉄(市販の99.99%、99.8%および新日鐵製IF-steel)の板状試料およびシリコンウエハーを10mm×10mm×1mmの試片とし、互いの接合面を鏡面研磨した。例えば、Fe(99.8%)/Si/fe(99.99%)サンドイッチ型拡散対となるよう研磨面を張り合わせて、9731223Kに設定された真空加圧炉中で加熱した。加熱後、Fe-Si間に形成されたシリサイド相をEPMAで観察、相厚を測定した。【結果】Fe/Si拡散対内にはFe_3Si,FeSiおよび本研究で目的とするFeSi_2相が形成された。IF-steelおよび99.8%Fe/SiではFe_3Siが一番厚く、FeSi_2はほとんど成長しない。99.99%Fe/Siでは3種類のシリサイドがほぼ同じ厚さに成長する。全相の厚さはFeの種類に依存して著しく異なり、IF-steelでは4N-Feのおよそ10倍となった。IF-steelには添加元素としてTi、2N-FeにはMn、4N-Feには酸素が多く含まれておる。4N-Fe中の酸素が成長速度を抑制し、IF-steelに添加されているTiが酸素の抑制効果を取り除いていると考えることによって、この成長挙動が上手く説明できる。本系ではデータのばらつきが大きく実験が困難であった。このため、本研究の目的であるFeSi2の作成が上手くいかなかった。今後、薄板鉄とSiを最終組成がFeSi2となる拡散対を用いて熱電特性の測定が可能な試料の作成を試みる。。FeSi_2を通常の溶融法で作成すると個体と液体間の包晶反応で形成されるため、高温で長時間の加熱が必要とされる。

本年はまず、Feシリサイドの成長挙動を調べた。【方法】純度の異なる二種類の鉄の板状試料およびシリコンウエハ-を10mmx10mmx1mmの試片とし、互いの接合面を鏡面研磨した。Fe(99.8%)/Si/Fe(99.99%)サンドイッチ型拡散対となるよう研磨面を張り合わせて、9731173Kの設定された真空加圧電気炉中で加熱した。加熱後、Fe-Si間に形成されたシリサイド相をEPMAで観察、相厚を測定した。【結果】Fe/Si拡散対内にはこれまでの状態図には記載されていない固溶幅を有さない濃度25%Siの相(仮にFe_3Siとする)、FeSiおよび目的のFeSi_2相が形成された。これらの相の厚さはFeの純度に依存して著しく異なる。99.8%Fe/SiではFe_3Siが一番厚く、FeSi_2はほとんど成長しない。99.99%Fe/SiではFe_3Siが一番厚いが、FeSi_2の著しい成長が認められた。しかしながら、高速の相成長は望めない。そこで、Fe薄膜を用いてFeSi_2の成長促進を検討した。本系ではデータのばらつきが大きくFeおよびSi界面における拡散阻害の影響があることが示唆された。このことは高純度鉄の使用あるいは接合面の清浄化によってFeSi_2の成長促進が可能であることを示唆している。引き続き高純度薄膜Feを用いた実験を行いFeSi_2の作成を試みる予定である。【目的】鉄とシリコンの化合物の一つであるFeSi_2は熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電材料の一つである。FeSi_2を通常の熔融法で作成すると固体と液体間の包晶反応で形成されるため、高温で長時間の加熱が必要とされる。また、組成の制御が困難で異種相や欠陥が導入されやすいなどの問題がある。反応拡散法によれば組成の制御が容易であること、欠陥の無い試料の作成が可能となる、不純物のドープが行えるなどの利点がある。本研究の目的はFeSi_2を反応拡散法によって作成し、その熱電能特性を評価することである。本研究ではまず、Feシリサイドの成長挙動を調べた。【方法】純度の異なる3種類の鉄(市販の99.99%、99.8%および新日鐵製IF-steel)の板状試料およびシリコンウエハーを10mmx10mmx1mmの試片とし、互いの接合面を鏡面研磨した。例えば、Fe(99.8%)/Si/Fe(99.99%)サンドイッチ型拡散対となるよう研磨面を張り合わせて、9731223Kに設定された真空加圧炉中で加熱した。【結果】Fe/Si拡散対内にはFe_3Si、FeSiおよび本研究で目的とするFeSi_2相が形成された。IF-steelおよび99.8%Fe/SiではFe_3Siが一番厚く、FeSi_2はほとんど成長しない。99.99%Fe/Siでは3種類のシリサイドがほぼ同じ厚さに成長する。全相の厚さはFeの種類に依存して著しく異なり、IF-steelでは4N-Feのおよそ10倍となった。IF-steelには添加元素としてTi、2N-FeにはMn、4N-Feには酸素が多く含まれておる。4N-Fe中の酸素が成長速度を抑制し、IF-steelに添加されているTiが酸素の抑制効果を取り除いていると考えることによって、この成長挙動が上手く説明できる。本系ではデータのばらつきが大きく実験が困難であった。このため、本研究の目的であるFeSi_2の作成が上手くいかなかった。
小児悪性腫瘍の化学療法に伴う消化管粘膜障害における漢方薬の有効性に関する検討

我々はシスプラチンによるラット腸管粘膜傷害モデルを用いて、種々の漢方薬による腸管粘膜傷害の保護効果を検討した。その結果、六君子湯と半夏瀉心湯において低用量群、高用量群ともに腸管粘膜の保護効果を認めた。具体的には、便性スコアの検討においてシスプラチン投与により軟便水様便となったが、六君子湯・半夏瀉心湯群ともに便性の改善を認めた。また組織標本における、シスプラチン投与によって萎縮した腸管微絨毛の高さの検討では、空腸微絨毛は漢方投与群で有意差を認めなかったが、回腸微絨毛の高さは六君子湯・半夏瀉心湯群の低用量・高容量群ともにシスプラチン投与群と比較して有意に高値を示した。腸管粘膜傷害グレードの検討では、空腸は六君子湯の高用量群と半夏瀉心湯の低用量・高容量群で有意に粘膜傷害の抑制を認め、回腸では半夏瀉心湯の低用量・高容量群で有意に粘膜傷害の抑制を認めた。Ki67を用いた陰窩細胞増殖能の検討では、空腸は六君子湯高用量群と半夏瀉心湯低用量群で増殖能が有意に亢進しており、回腸では六君子湯と半夏瀉心湯で低用量群、高用量群ともに増殖能が有意に亢進していた。今年度はアポトーシスの評価やメカニズムの解析を行い、国内もしくは国際学会で発表し、論文にまとめる予定である。シスプラチン投与による腸管粘膜傷害モデルを用いて、便性評価、腸管微絨毛の高さの検討、陰窩細胞増殖能の検討により六君子湯と半夏瀉心湯の腸管粘膜保護効果を確認した。六君子湯と半夏瀉心湯の腸管粘膜保護効果の検討として、免疫組織化学染色を用いたアポトーシスの評価を行う予定である。また最近グレリンの腸管粘膜保護効果(J Pediatr Surg, 2016)が注目されており、また六君子湯とグレリンの関連は多くの報告(Methods Enzymol, 2012)があるため、グレリンリガンドや受容体の免疫組織化学染色を行い、メカニズムの検討を行う。本学動物実験施設における動物実験計画書を提出し,審査・承認を受けたのち,鋭意実験準備を進めてきた。必要な器具,薬剤等がようやくほぼ入手完了し,近日中に対照群の実験を行う予定である。またこの間にも,学会や研究会に参加して情報の収集に努め,文献収集等も行ってきた。実験計画の承認,準備に少し手間取ったが,現在までの所は想定内の進捗度といえる。平成29年はじめから兵庫医科大学付属動物実験施設において予備実験(含対照群)を開始し,検体の病理組織学的評価によって試験薬の至適投与量,投与タイミングの設定を行った.また試験漢方薬の入手手続きを経て,9月より本格的に本実験を開始予定であったが,研究代表者の異動が急に決まり,これに伴う各種手続きを行っているうちに,兵庫医科大学動物実験施設の建て替えのため施設でのすべての実験が中断された.この間,学会や研究会に参加して情報の収集に努め,文献収集等も行ってきた。上述のごとく,研究代表者の異動に伴う手続きと,動物実験施設建て替えに伴う実験中断のため,やや進捗は遅れている.我々はシスプラチンによるラット腸管粘膜傷害モデルを用いて、種々の漢方薬による腸管粘膜傷害の保護効果を検討した。準備はほぼ完了し,間もなく対照群の実験を開始する。引き続き粛々と実験計画を遂行していく予定である。平成30年5月から動物実験が再開できる見込みであり,集中的に実験を行ってデータ収集を進めていく.六君子湯と半夏瀉心湯の腸管粘膜保護効果の検討として、免疫組織化学染色を用いたアポトーシスの評価を行う予定である。また最近グレリンの腸管粘膜保護効果(J Pediatr Surg, 2016)が注目されており、

また六君子湯とグレリンの関連は多くの報告(Methods Enzymol, 2012)があるため、グレリンリガンドや受容体の免疫組織化学染色を行い、メカニズムの検討を行う。実験計画の承認,実験準備にやや手間取り,実際の実験開始に至っておらず,支出額が少なくなったため。研究代表者の異動と動物実験施設の使用不能状態のために進めることのできなかった実験を行い,データを収集して成果発表を行う.研究代表者の異動に伴う手続きや実験施設の工事による閉鎖等により予定が大幅に遅れながらも当初予定した実験は終了させたが,得られたデータの整理と結果に関する議論を進めていくなかで,結果を補完するためにさらなる追試と新たな項目の検討を行う必要が生じた.これらは残りの予算内で施行可能で,かつより精緻で強固な論文の作成を行う.引き続き動物実験,論文作成に使用する。
日本の「陣」の基礎的研究

当研究助成事業費の初年度に当たるH30年度は、各地の代表的陣跡の形状把握のため現地調査を中心に進めた。地域や時代的特徴に惑わされずに、全国平均的な「陣」の指標遺構を見出すため、特定地域での集中的調査をあえて避けて、複数地方の事例を横断的に踏査した。今年度の調査対象は、次のとおりである(成立年代順に列記)。1「応仁の乱」他、室町幕府関連陣跡(船岡山陣跡、足利義尚上釣陣跡、他)、2北関東の室町・戦国期陣跡(武蔵五十子陣、天命多々木陣、須花城、他)、3「長篠合戦」陣跡(大通寺陣跡、長篠城跡および外周部)、4小田原攻略時の豊臣軍陣跡(伊豆韮山蜂須賀家政陣跡、同前野長康陣跡、小田原徳川家康陣跡、石垣山城跡、他)、6「関ケ原合戦」陣跡(石田三成陣跡、大谷吉継陣跡、宇喜多秀家陣跡、他)、7「大坂の冬・夏の陣」関連遺跡(茶臼山陣跡、佐竹氏邸跡陣場遺跡、他)まだ調査の初期段階ではあるが、いずれも一般の中世城郭の構成要素である曲輪・土塁・空堀などの構築が認められ、1の船岡山陣跡(京都府京都市)や4の韮山蜂須賀家政陣跡(静岡県伊豆の国市)では、数百mに及ぶ土塁・堀からなる長塁が存在するなど、構造上の共通性が見えてきた。一方で、同じ4韮山攻城戦での陣跡である前野長康陣跡の場合は、複雑な虎口構造と折曲した塁線を集中させた「陣城」型式(長尾氏・佐野氏領境界線の係争地に成立した2須花城跡も同種)をなすなど、同じ戦場でも形状の異なる駐屯施設が併存する傾向が確認できた。こうした陣の類型と戦役の推移との相関関係について、今後の継続調査により明らかにしていきたい。その他、中国・四国地区城館調査検討会、全国城跡等石垣整備調査研究会などの学会参加を通じて、各地の陣および城館関連遺跡の最新研究・調査報告に関する情報収集を行った他、大阪城天守閣、国立公文書館などでの陣関係文献史料の調査を実施した。計画当初に予定していた各地の陣跡調査の代表的事例のうち、特に遠隔地である近畿・東日本の対象地の調査に進捗が見られ、従来から把握されていなかった陣跡の平面形状解明や図化に成功している。ただし、草木の枯季を主要な調査期間としているため、年度末の異常気象(降雪)により踏査を延期せざるを得なかった対象もあるため(関ヶ原および長篠合戦関連陣跡、北関東陣城跡)、次年度での調査研究事業での追加項目となる。前年度の調査延期対象(関ヶ原、長篠合戦陣跡)の優先的把握と、東北地方の事例調査を完了させることで、まずは東日本の「陣」の全体的特徴を分析していく。年度後半には近畿・西日本の主要陣跡(賤ケ岳合戦陣跡群、中国地方の尼子氏・毛利氏・豊臣氏関係陣跡群)の調査に着手し進捗に努めたい。まだ初年度を終えただけの現段階は、各地に分布する事例把握作業の緒に就いたばかりに過ぎず、「陣」の分類や発展過程などに触れた整理・分析までには至っていない。しかし既に、各戦役の展開と推移に応じた形態変化の発生の可能性について、具体的には、攻城戦のように軍勢の滞在性が強いケースと、遠征など移動性の強い戦役のケースとで、構築される陣の形態と規模に明確な相違が表れるとの仮説が提起できそうである。これが時代の進行に従って変化を遂げるのか、地方色が伴うのか、さらに多面的な視覚からの分析を加えながら、中世の「陣」の全体像の解明を目指す予定である。

一方で、同じ4韮山攻城戦での陣跡である前野長康陣跡の場合は、複雑な虎口構造と折曲した塁線を集中させた「陣城」型式(長尾氏・佐野氏領境界線の係争地に成立した2須花城跡も同種)をなすなど、同じ戦場でも形状の異なる駐屯施設が併存する傾向が確認できた。こうした陣の類型と戦役の推移との相関関係について、今後の継続調査により明らかにしていきたい。その他、中国・四国地区城館調査検討会、全国城跡等石垣整備調査研究会などの学会参加を通じて、各地の陣および城館関連遺跡の最新研究・調査報告に関する情報収集を行った他、大阪城天守閣、国立公文書館などでの陣関係文献史料の調査を実施した。計画当初に予定していた各地の陣跡調査の代表的事例のうち、特に遠隔地である近畿・東日本の対象地の調査に進捗が見られ、従来から把握されていなかった陣跡の平面形状解明や図化に成功している。ただし、草木の枯季を主要な調査期間としているため、年度末の異常気象(降雪)により踏査を延期せざるを得なかった対象もあるため(関ヶ原および長篠合戦関連陣跡、北関東陣城跡)、次年度での調査研究事業での追加項目となる。前年度の調査延期対象(関ヶ原、長篠合戦陣跡)の優先的把握と、東北地方の事例調査を完了させることで、まずは東日本の「陣」の全体的特徴を分析していく。年度後半には近畿・西日本の主要陣跡(賤ケ岳合戦陣跡群、中国地方の尼子氏・毛利氏・豊臣氏関係陣跡群)の調査に着手し進捗に努めたい。まだ初年度を終えただけの現段階は、各地に分布する事例把握作業の緒に就いたばかりに過ぎず、「陣」の分類や発展過程などに触れた整理・分析までには至っていない。しかし既に、各戦役の展開と推移に応じた形態変化の発生の可能性について、具体的には、攻城戦のように軍勢の滞在性が強いケースと、遠征など移動性の強い戦役のケースとで、構築される陣の形態と規模に明確な相違が表れるとの仮説が提起できそうである。これが時代の進行に従って変化を遂げるのか、地方色が伴うのか、さらに多面的な視覚からの分析を加えながら、中世の「陣」の全体像の解明を目指す予定である。旅費見込み額の減(現地調査時のレンタカー使用に伴うガソリン消費量が少なく済んだため)により、次年度使用額が発生した。旅費および消耗品(物品費)として新年度分助成金と合わせて使用する計画である。
高架道路橋に起因する低周波地盤振動の遠距離伝播メカニズムの解明

本研究では、高架道路橋と地盤における練成振動を原因とする地盤振動の遠距離伝播特性を解明するために、模型実験および数値シュミレーション解析から考察を行った。模型実験では、モデルを実物との相似則の関係から実橋梁の1/100スケールの橋長40cmとした。その素材には、四フッ化エチレン樹脂を用いた。また、模型地盤の材料には、珪藻土、豊浦砂、ベントナイト、アクリルアミドを用いた。この模型で起振器により加振した結果、目標値に近い値を示し、実物での現象をほぼ再現できることが確認できた。さらに、対象の立体高架橋での詳細な振動伝播調査結果を再現するために、2次元FEMモデルによるシュミレーション解析を実施し、民家の振動要因について解析的な検討を行った。設定した地盤モデルを用いて地盤の分散特性を算定した結果、1次モードで5.8Hz,2次モードで13.5Hz付近が、の地盤に伝播しやすい振動数であることが解った。これらの検討より、高架橋で発生した3Hz付近の低周波の振動が、地盤内で減衰せずに家屋まで到達し、共振現象によって家屋が大きく振動していることが解明された。さらに、このような地盤振動を波動の伝播経路で遮断する対策法についても検討した。すなわち、防振壁の材料として(1)コンクリートとEPS(発泡スチロール)との合成壁、(2)廃タイヤを有効利用した防振壁を考え、現地実験および室内実験を行った。それらの結果より、本研究で対象としている低周波域での地盤振動に対しても、十分な振動遮断効果を期待できることが知られた。今後は、この様な対策法の費用対効果も加味した対策法マニュアルの作成に繋げたいと考えている。ある高架道路橋の供用後、約60m以上離れた軽量鉄骨3階建ての家屋住民より振動苦情が寄せられた。この問題を解明するために、橋脚側、地盤上および苦情対象家屋において高密度の振動調査がなされている。この結果、民家への振動影響は、対象とする高架橋を走行する大型車の走行時に発生される固有振動数3.0Hzの低周波振動によるものと判定された。桁の水平方向の曲げ振動の固有振動数が3.0Hzであることから、発生された波動が地盤内を遠距離伝播し、家屋と共振現象を生じていることが明らかとなった。この発生メカニズムをさらに明確に解明するために、対象の高架道路・沿道地盤・家屋を3次元的にモデル化し、数値シュミレーションを行うべく準備中である。また、LNG改質水素製造設備から発生される地盤振動が、6.3Hzで卓越することが既存の測定報告から知られ、このような低周波振動が遠距離伝播されることを確認した。さらに、このような低周波地盤振動の振動伝播経路での遮断対策法として、地中壁による効果検証のための現地実験を行った。この地中壁はコンクリートと発泡スチロールとの合成壁である。この実験地は、深さ8.0mまでのN値が1程度の粘土およびシルト質の有機質土で構成された軟弱地盤である。質量350kgの重錘を高さ1.0mから自由落下させて行った衝撃実験の結果、(1)3.15Hz付近の低周波振動が卓越して伝播することが知られた。(2)この地中壁による振動遮断効果は、3Hz程度の低周波振動数においても36dB程度期待されることが分かった。さらに2酸化炭素の排出から地球温暖化に重要な影響を及ぼしている、廃タイヤを防振壁として振動対策に有効利用する事を考え、現地振動実験から考察している。(1)振動遮断効果は、512dBとかなり大きなものとなった。(2)この防振壁の背後では、6.38Hzの低周波振動でも振動低減効果が見られた。

高架橋上の自動車走行を発生源とする地盤振動の波動伝播経路は,主桁→橋脚→フーチング→杭基礎→地盤から家屋へと伝播されると考えられている。高架橋を発生源とする振動は、35Hz近傍の低い振動数であるために,実物の高架橋で実験を行うためには大型の起振機によるものが必要と考えられる。しかしながら,これらを用いても、実際の複雑な現象を再現することが困難である.本研究では,この様な高架道路橋と地盤における連成振動を原因とする地盤振動の遠距離伝播特性を明確にするために,模型実験および数値シュミレーション解析から考察を行った.模型実験では,実物との相似則の関係から,実橋梁の1/100スケールの橋長48cmとした。その素材には、四フッ化エチレン樹脂を用いた.模型地盤材料には,珪藻土,豊浦砂,ベントナイト,アクリルアミドを用いた.この模型で起振機により加振した結果,目標値に近い値を示し,実物での現象をほぼ再現できることが確認できた.また,対象の立体高架橋での詳細な振動調査結果を再現するために,2次元FEMモデルによるシュミレーション解析を実施し、民家の振動要因について解析的な検討を行った。設定した地盤モデルを用いて地盤の分散特性を算定した結果、1次モードで5.8Hz、2次モードで13.5Hz付近が、振動の伝播しやすい振動数であることが解った。これらより,高架橋で発生した3Hz付近の振動が、地盤内で減衰せず家屋まで到達し,共振現象によって家屋が大きく振動していることが解明された。さらに、このような地盤振動を波動の伝播経路で遮断する対策法についても検討した。すなわち、防振壁の材料として、(1)コンクリートとEPS(発泡スチロール)との合成壁、(2)廃タイヤを有効利用した防振壁を考え、現地実験および室内実験を行なった。それらの結果より、本研究で対象としている低周波域での地盤振動に対しても,十分な振動遮断効果を期待できることが知られた。
水平離着陸式ロケットプレーンのコンセプト検討

2004年10月に実現した民間人によるサブオービタルフライト(水平離着陸型2段式ビークル:1段目はジェットエンジン、2段目はハイブリッドロケットにより推進)の飛行成功を反映して、民間企業による宇宙飛行とその市場性・経済性の追求が加速しつつある。本研究では、この傾向をいち早く把握し、再使用型打上げ機のデータバンク作成、宇宙観光マーケットシミュレーションの実施、将来型宇宙輸送システムのコストを推定して論文にまとめ、また、国際会議において発表した。とくに、サブオービタルフライトは市場や宇宙輸送インフラストラクチャを拡大し、宇宙飛行の安全性と利潤発生を実証するのみならず、乗客のニーズに関する飛行情報を獲得できるとして重要視し、サブオービタルに関する研究に注力した。具体例として、フランス領ギアナのクールー宇宙港からアリアンVロケットにより打上げる30人乗りの宇宙船Hopper Plusを取り上げ、フライトプロファイル、機体の構成と物理的パラメータ、乗客モジュール(5.4mφ×16.7m)に含まれる各種サブシステム(環境制御装置、補助推進装置、アビオニクス、電源システムなど)を詳しく調べ、システムの実現性と開発ステップについて考察した。宇宙観光ビジネスモデルのケーススタディとして、宇宙コスト算出用ツール(TRANSCOST)を用いて、開発費・制作費、運用費の見積に基づくティケット価格の算定を行った。これらを全て考慮して、約15年で投資が改修されて黒字に転じるビジネスモデルが可能と結論している。
実用的符号及び通信路に対する並列反復事後確率計算アルゴリズムの応用と解析

近年,誤り訂正符号の分野で提案されたTurbo符号,Turbo復号法はその誤り訂正能力の高さから21世紀の高信頼度情報通信,蓄積技術の重要な技術として注目を集めている.このTurbo復号を合む反復復号アルゴリズムは,知識情報処理の分野で不確実推論アルゴリズムとして用いられている確信度伝搬(BP: Belief Propagation)アルゴリズムの応用例として解釈されることが明らかとなっており,Turbo復号はBPアルゴリズムと同等な方法で,事後確率計算を近似的に効率よく行っていると解釈される.平成12-14年度科学研究費補助金の助成による「不確実推論を用いた高信頼度反復復号アルゴリズムの設計と解析」の研究成果として得られた拡張ジャンクショングラフ(EJG)と並列反復事後確率計算アルゴリズムは,従来の確率伝播アルゴリズムと比べー般的な確率モデル(符号)を扱えると共にループのあるグラフ(ほとんどの実用的符号はループがある)においても性能の劣化が少ないことが確認された.本研究では以下のように様々な応用を試み、その性能を実験的及び解析的に検討を行った.(1)ARQ方式などの帰還通信路を持つ通信路モデルにおける確率伝播アルゴリズムの応用と性能評価を行った.(2)EJGと並列反復事後確率計算アルゴリズムをスモールループを含むLDPC符号に適用した際のアルゴリズムの効率化および性能解析を行った.(3)他の分野への応用として,ストリーム暗号の解読アルゴリズムへの適用および性能解析を行った.近年,誤り訂正符号の分野で提案されたTurbo符号,Turbo復号法はその誤り訂正能力の高さから21世紀の高信頼度情報通信,蓄積技術の重要な技術として注目を集めている.このTurbo復号を合む反復復号アルゴリズムは,知識情報処理の分野で不確実推論アルゴリズムとして用いられている確信度伝搬(BP: Belief Propagation)アルゴリズムの応用例として解釈されることが明らかとなっており,Turbo復号はBPアルゴリズムと同等な方法で,事後確率計算を近似的に効率よく行っていると解釈される.平成12-14年度科学研究費補助金の助成による「不確実推論を用いた高信頼度反復復号アルゴリズムの設計と解析」の研究成果として得られた拡張ジャンクショングラフ(EJG)と並列反復事後確率計算アルゴリズムは,従来の確率伝播アルゴリズムと比べー般的な確率モデル(符号)を扱えると共にループのあるグラフ(ほとんどの実用的符号はループがある)においても性能の劣化が少ないことが確認された.本研究では以下のように様々な応用を試み、その性能を実験的及び解析的に検討を行った.(1)ARQ方式などの帰還通信路を持つ通信路モデルにおける確率伝播アルゴリズムの応用と性能評価を行った.(2)EJGと並列反復事後確率計算アルゴリズムをスモールループを含むLDPC符号に適用した際のアルゴリズムの効率化および性能解析を行った.(3)他の分野への応用として,ストリーム暗号の解読アルゴリズムへの適用および性能解析を行った.近年,誤り訂正符号の分野で提案されたTurbo符号,Turbo復号法はその誤り訂正能力の高さから21世紀の高信頼度情報通信,蓄積技術の重要な技術として注目を集めている.このTurbo復号を含む反復復号アルゴリズムは,知識情報処理の分野で不確実推論アルゴリズムとして用いられている確信度伝搬(BP : Belief Propagation)アルゴリズムの応用例として解釈されることが明らかとなっており,Turbo復号はBPアルゴリズムと同等な方法で,事後確率計算を近似的に効用よく行っていると解釈される.平成12-14年度科学研究費補助金の助成による「不確実推論を用いた高信頼度反復復号アルゴリズムの設計と解析」の研究成果として得られた拡張ジャンクショングラフ(EJG)と並列反復事後確率計算アルゴリズムは,従来の確率伝播アルゴリズムと比べ一般的な確率モデル(符号)を扱えると共にループのあるグラフ(ほとんどの実用的符号はループがある)においても性能の劣化が少ないことが確認された.そのためこのグラフとアルゴリズムは実用的な符号に対し優れた性能が期待され,本研究では様々な符号や通信路に対し応用を試みその性能を実験的及び解析的に検討を行うことであった.今年度においてはEJGと並列反復事後確率計算アルゴリズムが,先に述べた理由から実用的符号の復号への応用に有効と考えられるため,実用的符号への並列反復事後確率計算アルゴリズム応用として,主に符号長の短い実用規模のLDPC(低密度パリティチェック)符号,実用化されているブロック符号(BCH符号等),畳み込み符号やTail-biting符号,の3種類の符号への応用とその性能解析を行った.また,並列反復事後確率計算アルゴリズムの復号性能の理論解析として,畳み込み符号のように規則正しい確率構造の繰り返しによる構造を待った符号に対しての解析を行った.近年,誤り訂正符号の分野で提案されたTurbo符号,Turbo復号法はその誤り訂正能力の高さから21世紀の高信頼度情報通信,蓄積技術の重要な技術として注目を集めている.このTurbo復号を含む反復復号アルゴリズムは,知識情報処理の分野で不確実推論アルゴリズムとして用いられている確信度伝搬(BP : Belief Propagation)アルゴリズムの応用例として解釈されることが明らかとなっており,Turbo復号はBPアルゴリズムと同等な方法で,事後確率計算を近似的に効率よく行っていると解釈される.平成12-14年度科学研究費補助金の助成による「不確実推論を用いた高信頼度反復復号アルゴリズムの設計と解析」の研究成果として得られた拡張ジャンクショングラフ(EJG)と並列反復事後確率計算アルゴリズムは,従来の確率伝播アルゴリズムと比べ一般的な確率モデル(符号)を扱えると共にループのあるグラフ(ほとんどの実用的符号はループがある)においても性能の劣化が少ないことが確認された.