hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大都市域の震災シミュレーションに基づく地震リスク低減戦略の策定に関する研究

さらに、社会を構成する個人や企業に働きかけて彼らが自発的に災害のリスクを管理することを可能とするような方策が必要であるという問題意識の下で、個別住宅の地震リスクマネジメントのための意思決定支援システムの概念を明確化した。本研究では,建物の地震時挙動や各種構造物の被害推定,地下空間内の群集の避難行動推定という一連のシミュレーション技術を開発し,これを人に分かりやすい知見として提供することによって,それが来るべき大地震の防災・減災対策促進へのインセンティブになるようなシステムの構築を図った.また,単なる住宅の耐震改修促進を図るだけでなく,実現した住宅の質を確認出来ない「事後確認の困難性」の問題に着目し,住宅性能に関する情報の非対称性が及ぼす影響について分析した.さらに地震リスク低減戦略の策定のために,復興の長期的過程を定量的かつ多側面から捉え,今後の災害対応の有用な情報の蓄積に向けて,阪神・淡路大震災後10年間の神戸市における復興過程を定量化し,今後起こりうる災害対応時の一つの判断材料に資する検討を行った.地震防災を問題解決という実際に役立つ形で展開するには,従来の「耐震」や「防災」というような枠組みの中での研究では十分でなく,分野横断型の協力体制の下に研究を展開する必要がある.本研究では,構造物単体として扱ってきた従来の考えから,よりグローバルな地域全体としての防災という考えにシフトさせている.多様体・複合体としての面的な広がりをもつ構造体として都市防災を捉えるとともに,復興の長期的過程を定量的かつ多側面から捉えて地震リスクの低減戦略を検討するための方法論を提示し,震災情報を一般の人にもわかりやすい知見として提供するシステムの構築を図った.また,それを構造面の安全性という見地からの工学的利用目的だけでなく,災害時の避難行動予測に基づく避難誘導システムの展開や建物倒壊挙動シミュレーションに基づく耐震改修インセンティブの喚起などに資する成果を提供することを念頭に置き,社会・経済的な枠組みの中でのリスクマネジメント手法として提示した.
海のクマムシの放射線耐性の研究と理科教育への応用の検討

<研究目的>緩歩動物クマムシは、様々なストレス耐性を持つことで、知られている。深海から高山まで地球上のあらゆる所に分布しているが、今までの研究対象は、陸上のクマムシについてがほとんどで、海のクマムシについての研究報告は少ない。そこで本研究では海のクマムシの採集から飼育、形態的特徴、生態的特徴、放射線耐性の有無などを調べることで、地上最強生物とも言われているクマムシの能力の解明を目的とした。<研究方法>海のクマムシを探す事から始めた。静岡大学に近い用宗海岸の岸壁で、クロフジツボ、イワフジツボの2種を採集し、ハンマーで細かく砕きボトルに入れて激しく振とうする。上澄み液をプランクトンネットで濾して、残りの固形物をシャーレに移し、実体顕微鏡で観察してクマムシを探し光学顕微鏡で詳しく観察した。<研究成果>陸上のクマムシの体長は600ミクロン以上あるが、海のクマムシは100ミクロン前後と体長が非常に小さく、最初は見つけるのに困難を極めた。細かく砕いて海水に入れて振とうした液を、そのまま小型のシャーレに入れて、直接光学顕微鏡で観察したら、容易に見つけることが出来た。外部形態も陸上のクマムシとそっくりだが、海のクマムシはサイズが小さく他の微小生物のプランクトンと同じで、浮遊生活を主にしていると考察された。陸上のクマムシは、乾燥すると体を縮めて休眠してしまうが、残念ながら海のクマムシは、乾燥してしまうと体を少し縮めただけで、死んでしまった。乾燥の方法に改善の余地があると思われるが、陸上のクマムシと同じような性質は持たないことが分かった。また放射線耐性も陸上のクマムシのような高い線量の放射線には(5000Gy以上)耐えないことも今回の実験で分かった。まだ多くの不明な点も多いが、海のクマムシを多数見つけ観察することには成功した。この結果を基に今後の研究に生かすとともに、次のひらめき・ときめきサイエンスでは、海のクマムシの実験をテーマに中学生向けに講座を開講する予定である。海のクマムシの能力の示すデータを今後ももっと集めて、クマムシの持つ不思議な能力についての解明に向けて継続して、研究を進めるつもりである。
地域スポーツ推進体制をめぐる構造的矛盾とソーシャルガバナンス

本研究は、地域スポーツ推進体制が抱える構造的矛盾を明らかにし、それを克服するソーシャルガバナンスの在り方の検討を目的としている。まず新自由主義思想及びソーシャルガバナンスの理論的背景の整理を試み、構造的矛盾を「新自由主義VS市民社会」という視点から検討した。その後、市民社会を志向する総合型地域スポーツクラブと民営化を志向する指定管理者との関係、さらには多様なアクターとの協働関係を検討するための事例研究に取り組んだ。事例は、(公社)全国スポーツ推進委員連合主催の全国研究協議会における過去の発表資料を収集し、グッドガバナンス事例を抽出し、資料収集及びヒアリングを行った。調査対象となった事例は滋賀県A市(人口約5万5千人;高齢化率約23%)で、A市生涯学習課長、A市スポーツ推進委員会委員長を中心にヒアリングを行った。また、市長、教育長とも面談した。A市では市民の意識調査等のデータを基にスポーツ推進計画を策定し、地域課題を明確化し、"つなぐ"、"総動員"をキーワードとしたガバナンスを展開し、ライフステージに応じて様々な団体や行政機関と連携を取りながら生涯スポーツ環境を整備していた。特筆すべきA市のガバナンスは、地域福祉を活かしたスポーツの推進、地域資源を活かしたスポーツの推進である。A市は障害福祉・地域福祉支援に力を入れており、体育協会内に障がい者専門部を持つ。また総合型クラブもパラスポーツの教室を行っており、地域福祉事業をめぐっては健康政策課、保険年金課、高齢福祉課等との協働関係が形成されていた。また、地域資源の活用をめぐっては、区組織・自治会組織があり、きめ細かな事業が展開されていた。各地区のコミュニティセンターはこの自治会組織が指定管理者となっており、市民社会構築への志向がみられた。また、A市出身のトップ競技者の活用や近隣自治体と連携体制も構築されていた。地域スポーツ推進体制の構造的矛盾を検討するため、総合型地域スポーツクラブを焦点組織に措定したアンケート調査を行う計画であった。しかし、ガバナンスに関わるステークホルダーが多様であるとともに、自治体の特性に大きな差異があるため、アンケート調査では表層的なデータしか入手できないと判断し、研究方法を事例研究に変更した。また、対象となるグッドプラクティスの探索については、学会や研究会等での情報収集に時間を要した。とりわけ、スポーツ推進体制の核となる役職の方へのヒアリング依頼が可能な事例抽出に時間がかかった。さらに、現地に赴いてのヒアリングや資料収集を行う時間の確保は容易ではなく、研究が遅れた。調査対象である滋賀県A市の市立図書館に赴き、A市の市史に関する資料収集を行う。今年度のヒアリング及び資料収集により、A市のスポーツ推進体制を理解するためには、"つなぐ"、"総動員"といった推進体制のキーワードが派生してくるA市の成立過程や生活史を理解する必要があると考える。とりわけ障害福祉を支援するに至った地域的な背景や生活史、自治会組織を発展させねばならなかった生活史について、市町村合併以前からの資料を収集し、生活史とスポーツ推進体制の関係性を検討する。また、スポーツ推進体制を築いてきたキーパーソンに対するヒアリングも行う。総合型クラブ、指定管理者、体育協会、スポーツ少年団等スポーツ関係者はもとより、自治会役員にもヒアリングを行う。さらに、現地に赴いてみると、。A市は近隣自治体との経済や文化をめぐる自治体間競争が激しいと感じた。A市が市の特徴を出し、スポーツ文化を充実することが自治体としての差異化戦略として位置づけられている状況が把握できると考えている。そのために、関係者による市行政のガバナンスを司ってきたトップのリーダーシップについても情報収集をしたい。これらA市の成り立ちや生活史を背景にしながら、スポーツ推進体制の形成過程や特性を明らかにし、市民社会を志向する住民主導によるスポーツ推進体制の可能性やそのソーシャルガバナンスを議論する。本研究は地域スポーツの推進体制が抱える構造的矛盾を明らかにし、それを克服するソーシャルガバナンスのあり方を目的としている。1年目である平成28年度の研究計画は、新自由主義思想およびソーシャルガバナンスの理論的背景を整理するとともに、総合型地域スポーツクラブや指定管理者制度の先行研究を整理し、それらの構造的矛盾を検討することにあった。地域スポーツをめぐっても指定管理者制度に象徴されるような競争的な民営化が進んでいるが、それは住民主導による市民社会化を目指す総合型地域スポーツクラブの潮流とは相容れないことを確認した。その基本的差異は、公共サービスの提供方式や活動原則が根本的に異なることにある。すなわち本来、総合型地域スポーツクラブは「住民委託方式」よるものであり、地域スポーツの自律・自立と市民化を目指すが、指定管理者制度は「民間委託方式」であるから、住民の受動化と地域の市場化を促しかねないのである。それ故、複雑化する地域スポーツのローカルガバナンスを確立しなければならないという、今後の地域スポーツの方向性が仮説的に示唆された。さらに本年度の先行研究では、「新自由主義VS市民社会」という構図を拡大し、「中央VS周辺」という構造問題とその構造が生み出す構造的権力問題まで論究した。2020年東京オリンピック・パラリンピックを象徴的な題材にしたが、この問題は、メガスポーツイベントの問題だけでなく、中央と地方、さらには日常の地域生活や地域スポーツの中に差別や格差を生み出す構造問題を内包していることを論じた。その成果は、全国的研究誌論文、雑誌論文、招待講演という形で成果発表された。本年度は、先行研究の検討に必要な文献整理・資料収集・学会等での情報収集を中心に、23箇所の自治体で予備調査として、ヒアリングを行う予定であった。

しかしながら、研究課題なっている地域スポーツの構造的矛盾が顕著に表出している自治体を見いだすことができなかったため、実際の資料収集とその整理や現地での関係者へのヒアリングを行うことができなかった。本研究は、地域スポーツの推進体制が抱える構造的矛盾を明らかにし、それを克服するソーシャルガバナンスのあり方を検討することを目的としている。1年目であった平成28年度は、新自由主義思想及びソーシャルガバナンスの理論的背景を整理するとともに、地域スポーツ推進システムの構造的矛盾を「新自由主義VS市民社会」と「中央VS周辺」という視点から検討した。本年は、住民の自主運営を前提とする総合型クラブ育成と、民営化を志向する指定管理者制度の構造的矛盾を検討するため、総合型クラブと指定管理者の対立や無関係性といった組織間関係を抽出するアンケート調査を総合型クラブを対象に実施する予定であった。そのためにHPを参考に、全国の総合型地域スポーツクラブを3,039リストアップした。しかし、地域スポーツをめぐる多様なアクター間のガバナンス関係を調査票に落とし込むまで調査票の検討が進まなかったため、量的調査は次年度に送ることとした。一方、質的調査の対象となる3自治体をヒアリング候補に抽出し、事前の資料収集を行った。現在、地域スポーツを越えて多様な組織や部局との連携により地域生活を質的向上に総合的な視点から取り組んでいる事例や、人口7,000人程度の町でもNPO法人の活動の一環として総合型クラブを持続的に展開しているなど、グッドガバナンスの事例を検討している。その結果、首長がスポーツや健康問題をめぐる諸課題の解決をめぐって、縦割り行政の弊害を排除すべく、アクターの"総動員"というガバナンスにより水平統合・垂直統合を進めている事例が確認できた。また、小規模の自治体でも、地域生活に対する危機感から発生したNPOを核とし、多様なアクターが協働し、総合型クラブの維持してきたグラス・ルーツのガバナンスの可能性も確認できた。地域スポーツの構造的矛盾を検討するため、全国の総合型地域スポーツクラブを対象とした調査を実施するであったが、総合型クラブをめぐる多様なアクター間の協働や対立などのガバナンス問題が検討できるレベルまでの調査票の具体化ができなかった。具体的には、総合型クラブをめぐって登場する多様なアクター自体あるいはアクター間全体の整理とアクターを取り上げる意味、そしてアクター間の質的関係性などの分析視点が定まらなかった。その原因は、「ガバナンス」あるいは「ローカルガバナンス」「ソーシャルガバナンス」等の概念の混乱と先行研究の整理が不十分であることにある。また、それら概念や分析枠組みの地域スポーツ推進システムへの具体化、調査票への具体化が進んでいないことに原因がある。
中学進学時の生活習慣の確立をめざした小中連携食育カリキュラムの構築と実践・評価

中学校進学当初に適切な生活習慣を身に付けることを目標として,家庭科と保健体育を連携させ,同時に小中連携を組み込んだカリキュラムを作成した。カリキュラムに「授業ーふり返りー目標設定」のサイクルを取り入れ,実践を通してカリキュラムを評価すると,基本的な生活習慣についての知識・理解と意識が向上した。朝食・間食摂取,就寝時間や運動などに行動変容が見られ,本実践が生活習慣確立に有効であることが示された。中学1年1学期の家庭科に「規則正しい食生活」を組み入れて学級活動と保健体育と連携させ,生徒自身による食習慣改善の目標設定が容易になるような授業を行ったところ,生徒の意識や行動変容に有効であった。本研究は,小学校と中学校が連携して食育を推進し,中学校進学当初の生活習慣の確立をめざしたカリキュラムを作成し,実践を通して有効性を評価するものである。25年度は,中学校での食育を生活習慣確立のベースとしてとらえ,中学初年度1年生を対象に家庭科を中心として,学級活動や他教科との連携を図った食育実践を行った。家庭科の学習内容を一部組み換えて第1学年1学期に「規則正しい食生活」として食事と生活リズムなどに関する4回の授業を実施した。また,夏休みの生活記録を記入させて継続的な実践につなげた。夏休み期間を利用した養護教諭による「夏の保健指導」では,睡眠を中心に生活習慣についての学習を実施した。保健体育では生活習慣の運動についての学習を1時間組み,健康な生活には食事・運動・休養のバランスが大切であることを指導した。学級活動では「生活ノート」に,朝食,睡眠などの項目に記入させ,学級担任がその支援を行った。家庭科での4回の授業は,ワークシートや振り返りアンケート等を工夫することで関心意欲をもって授業に取り組み,生徒の生活習慣への振り返りや目標設定を繰り返すことで生活改善に向けての意識づけにつながった。4月と7月,11月に行った生活調査によると,4月と比較し7月では「早寝早起きの意思」や「運動頻度」また「平日の勉強時間」に有意差があり,いずれも良好な者の割合が増え,中学生の生活リズムに移行していることがうかがえた。さらに11月では生活リズム,学習時間ともに改善されていた。しかし朝食の食事内容ではあまり変化がなかった。したがって,中学校進学当初に,家庭科を中心に実施した食育実践の内容は生徒の意識や行動変容において効果があったと考えられる。本研究の目的は,小学校と中学校が連携して食育を推進し,中学校進学当初の生活習慣を確立するカリキュラムを作成し,実践を通して有効性を評価し,カリキュラムを構築することである。24年度は,1.中学校における食育実践状況調査と生徒の生活習慣に関する調査,2.小中連携食育カリキュラムの小学校部分の実施を行った。1.兵庫県下全公立中学校を対象に郵送法で質問紙調査を実施した(有効回答数219,回収率63.8%)。中学生の食生活の課題として,生活リズムや食事バランスに関することがあげられた。特に,給食がない中学校では昼食内容に問題が見られた。中学校では,家庭科並びに家庭科教員が食育推進に重要な役割を担っているととらえられていた。しかし,授業時間の不足,業務の多忙などが食育推進の課題としてあげられた。また,80%の学校が生活習慣の確立をめざした食育に取り組みたいと回答した。これらの結果を踏まえ,中学1年生に対して,家庭科と保健体育の食育に関する内容を関連づけて再配置し,生活及び学習の目標設定と振り返りの要に特別活動(学級活動)を位置付けたカリキュラムの作成に着手した。2.小学校と中学校が連携した食育カリキュラムの小学校の部分について,小学校6年生の3学期に実践した。ここでは小学校の内容の上に,中学校での次の学習が積み重ねられるように内容を配置した。中学校進学後,小学校で食育プログラムを受けた子どもとそうでない子どもとの間に差があるのかどうかなどを追跡するとともに,小学校での取組結果を分析しているところである。中学校での食育を生活習慣確立のベースとしてとらえ,中学初年度1年生を対象に家庭科を活用し,学級活動や他教科との連携を図った食育実践を26年度も第2回実践として行った。家庭科の学習内容を一部組み換えて1学年1学期に「規則正しい食生活」として食事と生活リズムなどに関する4回の授業を実施した。家庭科の4回の授業は,ワークシートや振り返りアンケート等を工夫することで関心意欲をもって授業に取り組み,生徒の生活習慣への振り返りや目標設定を繰り返すことで生活改善への意識づけにつながった。4月と7月,11月に行った生活調査によると,4月に比べて7月では,早寝早起きの意思や運動頻度,平日の勉強時間に有意差があり,いずれも良好な者の割合が増え,中学生の生活リズムに移行していることが示唆された。

11月には生活リズム,学習時間ともに改善されていた。家庭科と保健体育を連携させ,同時に小中連携を組み込んだカリキュラム(小学校6学年3学期から中学校1学年1学期)を作成した。授業ーふり返りー目標設定のサイクルを繰り返した授業実践を通して,カリキュラムの有効性をふり返りカードや生活記録から評価すると,基本的な生活習慣についての知識・理解と意識の向上がみられた。更に,実践前後の比較から,間食や運動については有意な行動変容がみられ,また,前年度の1年生や他校との比較からは,本実践が就寝時間や朝ごはんなどにおける行動変容に結びついている可能性が示された。また,中学校進学当初に,家庭科を中心に実施した食育実践は,生徒の意識や行動変容において効果があり,中学校を対象とした食育調査の結果等も合わせると,現実的な対応としては家庭科を中心におくと取り組みやすいと考えられた。食物学中学校進学当初に,家庭科を中心とした食育実践を行い,評価した。その結果,一部課題が残されたものの,一定の効果があることがわかった。中学校での調査を実施し,現状の把握と課題の整理ができた。そして調査結果に基づくカリキュラムを作成に取り組んでいる。また,小中連携の小学校の部分について実践できた。中学校進学当初に行った食育実践の効果が継続しているかどうかについて,第2学年を対象に追跡調査を行う。また,継続的な支援の内容と方法を考案し,実践を試みる。小中連携を行った場合と中学校だけの実践の場合の生活調査等のデータを比較して総合的に効果を評価し,実施可能なカリキュラムを提案する。中学校の実践プログラムを作成し,実践を開始する。中学校1年生に対して,4月から7月にかけて家庭科で,食事と生活リズムなどに関する4回のプログラムを実施する。また,保健体育でも食生活に関する内容を一部実施し,保健体育科教員と養護教諭で授業を行う。学級活動では「生活ノート」に,朝食,睡眠などの項目に記入させ,学級担任がその支援を行う。評価では質的・量的評価を組み合わせ,プロセス評価と行動レベルの変容の評価を行う。意識,行動レベルの変化を質問紙調査により評価する。また,生徒のワークシートの記述内容から目標設定の内容等を分析し,行動変容に至る過程を調べる。実践に関わった教師により,実施内容や方法等について,グループディスカッションを行い,改善のための情報を得る。小学校部分の実施結果の分析と中学校での追跡を行う。研究分担者が期間内に助成金を執行しなかったため。26年度に請求した助成金に残額を加え,物品費として期間内に使用する。実践で使用する実物大料理カードなどの教材費,実践校での調査や打ち合わせ,資料収集,成果発表のための旅費に使用する。収集したデータ入力費や音声起稿の費用にも使用する。
非弁膜症性心房細動が左房機能、血液凝固系に及ぼす影響の検討

心房細動は脳塞栓症の重要な病因である。本研究は、発作性心房細動を電気的除細動した後の左房機能回復の時間的経過を明らかにし、さらに慢性心房細動症例において血栓塞栓症の発症を規定する危険因子を検討した。除細動前に経食道心エコーを行った発作性心房細動45例を対象とし、除細動後の左房機能を経食道心エコーで経時的に観察した。左房の収縮機能を示す左心耳血流速度およびA波は、除細動1か月後にはほぼ回復し、1ヵ月目と3ヵ月目に差を認めなかった。解剖学的指標である左心耳断面積は、除細動後徐々に縮小したが、3か月以上縮小が継続した。心房細動罹病期間が5か月以上の症例では罹病期間が短期間の症例に比べて、左心耳血流速度とA波高、左心耳断面積の回復が遅延し、3ヵ月以上を要した。慢性心房細動症例における血栓塞栓症発症の危険因子を明らかにするため、経食道心エコー検査を施行した弁膜症を有さない慢性心房細動症例75例を対象とし、3年間経過観察した。観察期間前に39例が脳梗塞の既往を有し、観察期間中に14例で症候性塞栓症が発症した。単純および多変量logistic回帰分析で、抗凝固療法や抗血小板薬の投与、高血圧や糖尿病の合併、左房拡大や左室収縮機能障害は心房細動症例における塞栓症発症の有意な危険因子ではなかった。左房内血栓、胸部大動脈の動脈硬化、左心耳血流速度低下が塞栓症発症の有意な危険因子であり、特に左心耳血流速度低下が塞栓症発症の独立した危険因子であった。本研究から発作性心房細動では発症早期に除細動を行うことにより、左房機能障害からの回復が早く、脳梗塞などの塞栓症発症を抑制できる可能性が示され、心房細動による左房機能の低下が塞栓症発症の重要な危険因子であることが明らかになった。心房細動は脳塞栓症の主要な原因の一つである。心房細動発症や心房細動の除細動によって生じる左房の機能や形態、血液凝固線溶系などの経時的変化を観察し、心房細動症例における脳塞栓症の危険因子を検討した。平成11年度に本研究では、非弁膜症性心房細動36症例に電気的除細動を行い、左心耳断面積、左心耳内血流速度、僧帽弁血流速度波形のA波高、左房径を経胸壁および経食道心エコー検査で計測した。除細動後22例で心房細動が再発したが、残り14例では3カ月後まで経時的に観察できた。左心耳内血流速度や僧帽弁血流速度波形のA波高などの左房収縮機能指標は、除細動後1ヵ月以内に回復した。しかし、左心耳断面積の縮小は除細動1ヵ月以降も持続し、左房の解剖学的構築が心房細動時から回復するのには、収縮機能よりも時間が必要であることが明かになった。凝血学的検討では、除細動直後に一過性のβ-TGのごく軽度の上昇を認めたが、その他、TAT,fibrinogen,D-dimerなどの凝固系、線溶系、血小板機能指標に変動を認めなかった。

十分なwarfarinによる抗凝固療法下に施行した電気的除細動では、血液凝固線溶系に影響を来さなかった。また、心房細動症例110例に経食道心エコー検査を施行し、症例をデータベースに登録した。このうち、脳CTまたはMRIを施行した症例では、多くで陳旧性脳梗塞巣が見つかり、現在、これらの症例の1年後の脳梗塞発症の有無を調査している。心房細動は脳塞栓症の重要な病因である。本研究は、発作性心房細動を電気的除細動した後の左房機能回復の時間的経過を明らかにし、さらに慢性心房細動症例において血栓塞栓症の発症を規定する危険因子を検討した。除細動前に経食道心エコーを行った発作性心房細動45例を対象とし、除細動後の左房機能を経食道心エコーで経時的に観察した。左房の収縮機能を示す左心耳血流速度およびA波は、除細動1か月後にはほぼ回復し、1ヵ月目と3ヵ月目に差を認めなかった。解剖学的指標である左心耳断面積は、除細動後徐々に縮小したが、3か月以上縮小が継続した。心房細動罹病期間が5か月以上の症例では罹病期間が短期間の症例に比べて、左心耳血流速度とA波高、左心耳断面積の回復が遅延し、3ヵ月以上を要した。慢性心房細動症例における血栓塞栓症発症の危険因子を明らかにするため、経食道心エコー検査を施行した弁膜症を有さない慢性心房細動症例75例を対象とし、3年間経過観察した。観察期間前に39例が脳梗塞の既往を有し、観察期間中に14例で症候性塞栓症が発症した。単純および多変量logistic回帰分析で、抗凝固療法や抗血小板薬の投与、高血圧や糖尿病の合併、左房拡大や左室収縮機能障害は心房細動症例における塞栓症発症の有意な危険因子ではなかった。左房内血栓、胸部大動脈の動脈硬化、左心耳血流速度低下が塞栓症発症の有意な危険因子であり、特に左心耳血流速度低下が塞栓症発症の独立した危険因子であった。本研究から発作性心房細動では発症早期に除細動を行うことにより、左房機能障害からの回復が早く、脳梗塞などの塞栓症発症を抑制できる可能性が示され、心房細動による左房機能の低下が塞栓症発症の重要な危険因子であることが明らかになった。
植物ホルモン類と関連遺伝子群の解析による単為結果性ナスの着果および肥大機構の解明

単為結果性ナスAE-P03の単為結果性に主に寄与する3つの遺伝子座を、非単為結果性ナスと置換したCSSLs(A系統:強い肥大、B系統:弱い肥大、C系統:着果性)を用いて、肥大過程の子房と離層の発達を、組織形態学的に解析した。また、植物ホルモンの網羅的解析を行った。A系統では、開花10日後に子房が急激に肥大し、これには胚珠の発達が伴う事が明らかとなった。また、胚珠の発達に先立ちIAA量が増加する事も示された。一方、A,B,C系統とも開花10日目までの子房におけるGA量が、非単為結果性ナスよりも高い事が示された。以上の事から、初期肥大にはGA,後期の急激な肥大にはIAAが関与していると推察された。非単為結果性ナス(LS1934)を遺伝的背景として果実肥大性を支配する2か所のQTL領域および着果性を支配する1か所のQTL領域をそれぞれ単為結果性ナスと置換したCSSLs(A系統:果実肥大性、B系統:果実初期肥大性、C系統:高着果性)を栽培し、花芽分化開始時期から着果・果実肥大過程における子房の詳細な組織形態の解析を行った。最初に、未受粉のA系統、LS1934および受粉したLS1934で比較を行った。未受粉の子房はA系統では10日後以降にLS1934には見られない急激な肥大が観察された。一方、受粉したLS1934では子房の急激な肥大は開花5日後以降に認められた。このことから、受粉条件と比べてA系統の単為結果性による肥大は遅れて発現してくると考えられた。果皮の細胞層数は全処理区で同様の傾向を示し、花芽分化期から微量に増加し、開花10日後で最大数に達した。果皮における細胞の断面積は花芽分化期から開花後までは殆ど変わらないが、受粉したLS1934と未受粉のA系統では、子房の急激な肥大に伴い増加した。この事から、子房の肥大には2つの段階があり、受粉や単為結果性に関係なく、細胞数の増加によって微量に肥大する初期肥大と、開花後、細胞の肥大を伴い急激に肥大する後期肥大があると考えられる。次に、未受粉条件でLS1934と各CSSLsを単独および複合してもつ系統で比較を行った。A系統以外のCSSLsにおいても、新鮮重の推移と細胞の肥大傾向に関連性がある事から、果実肥大は主に細胞の肥大によるものであると考えられた。一方、B、CおよびLS1934の胚珠は肥大せず、15日後には劣化した。この事から、A領域に起因する後期におこる急激な肥大には胚珠が関与し、一方B領域に起因する初期の肥大に胚珠は関与しないと推察された。前年度に組織形態的解析を行ったLS1934(非単為結果性ナス)と、LS1934を遺伝的背景として、果実肥大性を支配する2か所のQTL領域と着果性を支配する1か所のQTL領域をそれぞれ単為結果性ナスと置換したCSSLs(A,B,C系統)を用いて、植物ホルモン類の定量解析を行った。解析時期は形態学的調査を行ったのと同様に、開花日、開花3,5,8,10,15日後とした。子房、および果柄部をサンプリングし、オーキシン、ジベレリン、サイトカイニンおよびアブシシン酸類の定量を行った。前年度の結果かから、果実の肥大には受粉や単為結果とは関係なく、細胞数の増加によって微量に肥大する初期肥大と、細胞の肥大に伴い急激に肥大する後期肥大がある事が明らかとなったが、今回の解析から、それぞれのステージに関連して変動する植物ホルモンがある事が明らかとなった。また、A系統では果実肥大後期に高まる植物ホルモンが、B系統では果実初期肥大期に高まる植物ホルモンが、C系統では、他の系統よりも低い傾向にある植物ホルモンがある事が明らかとなった。今回同定されたこれら植物ホルモン類が、単為結果性に起因するものと考えられ、今後はこれら植物ホルモンを外生的に施与した時に、果実形態に同様の変化が得られるかどうか検討を行う。また、これら植物ホルモン類に関連する遺伝子群の単離を行い、26年度に行ったとの同様の組織を用いて、詳細な発現解析を行う。前年度の組織形態学的解析によって、果実の肥大過程にいくつかの段階がある事が明らかとなったが、今年度は、植物ホルモン類を網羅的に解析した結果、発達段階に関連して内生量が変動する植物ホルモンを同定する事ができた。また、系統ごとに、その変動の様式にも違いがある事が明らかとなり、これらの植物ホルモンが果実の初期肥大や後期肥大、および単為結果性に大きく関与していると考えられた。以上の事から、本研究は順調に進捗していると考えられる。近年育成されたナス単為結果性品種「あのみのり」およびその母本系統の持つ単為結果性は、果実肥大性および着果性を独立して支配する不完全優性の複数の遺伝子座によって制御され、単因子の劣性変異によるトマトの一連のpat変異とは異なる機作によるものと推定される。さらに、花器官形成や種子形成などに特段の変異形質を伴わないことも実用上の大きな特長である。そこで、本研究ではこのナスの単為結果性の生理機構を詳細に解析し、解明を目指すとともに、トマト、ピーマン等のナス科果菜類の結実安定性向上につながる基礎知見を得ることを目的としている。

今年度は肥大性を支配する2つのQTL(A領域=後期肥大、B領域=初期肥大)と着果性を支配する1つのQTL(C領域=着果)を単独もしくは複合して持つCSSLs(A、B、C及びA+B+C系統)を用いて、開花から果実肥大過程における子房の植物ホルモンを網羅的に解析する事で、着果や肥大に特異的に働く植物ホルモンを明らかにするとともに、着果から肥大過程におこる植物ホルモン類の相互作用についての知見を得る事を目的とした。内生IAA量はA系統において胚珠の急激な肥大に先立って顕著に増加した事から、後期の肥大に関与している可能性が考えられた。内生GA量は開花当日からA、B、C系統でLS1934受粉区よりも高い推移を示し、開花後の初期肥大に関与していると考えられた。内生CK量は、全てのCSSLsにおいて開花当日に高い値を示し、着果率も高い事から、着果に関与していると考えられた。内生ABA量はLS1934受粉区とA、B、C系統で同等の推移を示し、LS1934未受粉区では開花後急激に増加する事から、落果に関与していると考えられる。A+B+C系統では全ての植物ホルモン内生量が単独QTLと異なる推移を示し、各QTL間の相互作用により、各植物ホルモンの動態が変化したと考えられた。単為結果性ナスAE-P03の単為結果性に主に寄与する3つの遺伝子座を、非単為結果性ナスと置換したCSSLs(A系統:強い肥大、B系統:弱い肥大、C系統:着果性)を用いて、肥大過程の子房と離層の発達を、組織形態学的に解析した。また、植物ホルモンの網羅的解析を行った。A系統では、開花10日後に子房が急激に肥大し、これには胚珠の発達が伴う事が明らかとなった。また、胚珠の発達に先立ちIAA量が増加する事も示された。一方、A,B,C系統とも開花10日目までの子房におけるGA量が、非単為結果性ナスよりも高い事が示された。以上の事から、初期肥大にはGA,後期の急激な肥大にはIAAが関与していると推察された。H26年度は、LS1934と単為結果性に関与する3つのQTL領域を単独および複合してもつ5つの系統を用いて、花芽分化期から果実肥大期にかけて詳細な組織形態学的解析を行った。その結果、各QTL領域が果実の肥大や着果性に対して発現するステージおよび組織を明らかにすることが出来た。また、QTL領域が複合する事による効果の推定も行う事ができた。各々の系統の各時期の子房および離層部のサンプリングを行い、次年度に行う内生ホルモン量の解析に用いるのに十分量を確保する事も出来た。以上のことから本研究は順調に進捗していると考えられる。H28年度は、H27年度に特定した、単為結果性に深く関与すると考えられる植物ホルモンの関連遺伝子を単離し、果実成長に合わせて発現動態を解析する。また、上記植物ホルモン類を非単為結果性ナスであるLs1934に外生的に施与し、果実発達過程において、どのステージのどの組織に影響を及ぼすかを解析する。これにより、特定した植物ホルモンと果実肥大および単為結果性との関係性についてより深く考察する。園芸学H27年度は、H26年度に特定した単為結果性が発現するステージの組織を用いて植物ホルモン類を網羅的に解析する。系統間で植物ホルモン類の内生量を比較し、着果と果実肥大にそれぞれ関与する植物ホルモンを特定する。さらに、非単為結果性ナスLS1934系統に各種植物ホルモン処理を行い、着果および果実肥大性の組織形態学的解析を行い、着果および果実肥大と植物ホルモンとの関連性について総合的な解析を行う。当該年度は概ね予想通りに予算を消化した。
大規模ニュース映像コーパスの知的構造化

1.研究の目的との関連本研究では、これまで3年間にわたり連日特定のニュース番組の映像を自動的に蓄積して映像コーパスを構築し、様々な利用技術に関する検討を進めてきた。具体的には、大規模映像コーパスを対象とした知的構造化に関する実証的な研究として、以下の課題に取り組み、大規模ニュース映像コーパスへ効率的にアクセスするための基礎技術の開発と、プロトタイプシステムの実装を行った。(1)大規模映像コーパスに対する既存技術の適用可能性の検証と改良1,000時間近いニュース映像群を対象とし、連日の放送後にトピックの分割・過去の全トピックにわたる追跡を全自動で行えるようにした。(2)大規模ニュース映像コーパスの知的構造化ニューストピックの時系列的な変遷を全自動で解析するための「トピックスレッディング手法」を開発し、高速化した。(3)構造の可視化と構造を反映した効率的なアクセスインタフェースの実現大規模ニュース映像コーパスへの効率的なアクセスを実現するために、上記のトピックスレッド構造に基づくニュース映像検索・閲覧インタフェースtopicTracker, threadViewerを構築した。またスレッド構造から抽出された人物関係に関する知識を可視化したインタフェースtrackThemも構築した。2.本年度の実施計画との関連映像コーパスの知的構造化に関する研究として、昨年度までに実現したニュース映像内のトピックに基づく構造の解析(トピック分割)と、コーパス中の全トピック間の関係に基づく構造の解析(トピック追跡)結果を利用し、任意のトピック間のトピックの推移を高速に探索し、同時に要約など短時間で効率的に理解しやすい形での提示手段のプロトタイプを構築した。その成果を国際会議(2006 IEEE Intl.Conf.on Multimedia and Expo)に投稿し、平成18年度中の発表が決定している。これまで約3年間にわたり、連日特定のニュース番組の映像を自動的に蓄積して映像コーパスを構築し、様々な利用技術に関する検討を進めているところである。本研究では、大規模映像コーパスを対象とした知的構造化に必要な以下の課題に取り組み、大規模ニュース映像コーパスへの効率的なアクセスの実現を目指している。(課題1)大規模映像コーパスに対する既存技術の適用可能性の検証と改良(課題2)大規模ニュース映像コーパスの知的構造化(課題3)構造の可視化と構造を反映した効率的なアクセスインタフェースの実現今年度は、既に別途取り組み始めていた、音声を書き下したクローズドキャプション(文字放送字幕)テキストに基づくトピック分割・追跡の精度や処理速度を上げることに取り組んだ。その結果、従来よりも5倍程度の速さで、トピックスレッドの第一階層の準最適解をほぼ実時間で探索できるようになり、動的に変化するインタフェースへの反映の実現可能性が示された。一方で、そのようにして知的構造化がなされたニュース映像コーパスへのアクセスインタフェースを実現し、トピックスレッドを選択しながら、次々に関連トピックを追跡しながら閲覧できるようにした。次年度以降は、画像から得られる手がかりも援用し、より意味内容に踏み込んだ追跡・スレッド構造解析を実現するとともに、インタフェースの操作性や適切な表示内容(キーワード・サムネイル画像など)について実証的に検討していく。近年の情報通信技術の発展に伴い、日々大量の映像が視聴に供されている。特にニュース映像は、社会の様々な出来事を記録した人類共通の文化的・社会的資産であり、逐一蓄積して検索・閲覧に供することに大きな価値がある。また、大量の映像を供給し続けるためには、過去の映像資産を効果的に再利用する必要がある。このような背景をうけ、これまで約3年間にわたり連日特定のニュース番組の映像を自動的に蓄積して映像コーパスを構築し、様々な利用技術に関する検討を進めてきた。本研究はおおまかに下記の3点に注力して取り組んでいる。1)大規模映像コーパスに対する既存技術の適用可能性の検証と改良2)大規模ニュース映像コーパスの知的構造化3)構造の可視化と構造を反映した効率的なアクセスインタフェースの実現そのなかで、本年度は映像コーパスの知的構造化に関する研究として、昨年度までに実現したニュース映像内のトピックに基づく構造の解析(トピック分割)と、コーパス中の全トピック間の関係に基づく構造の解析(トピック追跡)の高速化をはかった。また、知的構造化がなされたニュース映像コーパスへのアクセスインタフェースについても、人物関係を中心とした閲覧インタフェースや、トピックスレッドを単位とした閲覧インタフェースを作成し、昨年度までに作成したものをより洗練させ、検証にそなえて、ユーザに利用しやすくした。

2.本年度の実施計画との関連映像コーパスの知的構造化に関する研究として、昨年度までに実現したニュース映像内のトピックに基づく構造の解析(トピック分割)と、コーパス中の全トピック間の関係に基づく構造の解析(トピック追跡)結果を利用し、任意のトピック間のトピックの推移を高速に探索し、同時に要約など短時間で効率的に理解しやすい形での提示手段のプロトタイプを構築した。その成果を国際会議(2006 IEEE Intl.Conf.on Multimedia and Expo)に投稿し、平成18年度中の発表が決定している。
フォトニックワイヤ内部を伝播する光の二探針近接場光学顕微鏡による観察

直径数μmの微小球をコロイド溶液中で自己組織化的手法によりワイヤ状に配列し、その内部を伝播する光の特性を、近接場光学顕微鏡を用いて観察した。光伝播の空間分布、伝播係数、スペクトルについて多くの知見が得られ、さらに、より複雑な構造として直角曲げ構造を作製し、観察を行った。その結果、共振モードや偏光特性により分岐部への伝播特性が異なることがわかり、マイクロ光分波器としての応用可能性を見出した。直径が数μm程度のポリスチレン微小球を1次元のワイヤ状に数千個、配列することで光導波路とし、その内部を伝播する光の特性を、近接場光学顕微鏡を用いてナノスケールの空間分解能で観察を行った。平成19年度は、まず第1に、フォトニックワイヤの作製技術の確立を目指した。本年度の研究実施計画書に示したとおり、(1)雰囲気制御、(2)分散溶液濃度、(3)隙間厚さ、(4)専用セル及びカバーガラスの親水性制御、(5)微小球の粒径、について最適条件の探索、及び改良を行った。2番目として、導波路一集光モード近接場光学顕微鏡を用いて、フォトニックワイヤ内部を伝播する光の特性を定量的に評価し、研究を行った。具体的には(1)光伝播分布、(2)伝播ロスの定量測定、(3)伝播光のスペクトル、について、評価を行った。その結果、伝播ロスについての考察から、[1]直線部分ではnanojet-induced modes(NIMs)による伝播が優勢である、伝播光のスペクトルについての検討から、[2]屈曲部ではWhispering-gallery modes(WGMs)による伝播が重要な寄与をしていることがわかった。後者[2]の結果は、チップ上での光配線を行う時に、直角曲げ構造を作製する上で重要な知見を与えると考えられる。本研究のように微小球共振器を連結して作製した光導波路構造は、エアートレンチ型やフォトニック結晶を用いた光導波路構造と異なり、光閉じ込め構造を必要としない(True micron-meterwidth)からである。また、それをコロイド溶液中の自己組織化プロセスで作製した場合でも、十分、光導波路として機能することがわかった。詳細については、すでにNano Letters誌にて出版され、報告を行ったので、参照されたい(研究発表、雑誌論文1)。直径が数μm程度の微小球を1次元のワイヤ状に数千個、配列することで光導波路とし、その内部を伝播する光の特性を、近接場光学顕微鏡を用いてナノスケールの空間分解能で観察を行った。平成20年度は、第1に、二探針近接場光学顕微鏡技術の確立を目指した。前年度の予備実験から、二探針近接場光学顕微鏡では二つの探針が独立して懸架されているため、外部からの振動の影響が大きいことが判明していた。そこで、本年度、低ノイズ除振台を導入し、探針制御に与えないレベルまで振動を抑えることに成功した。第2に、光集積回路上での光配線を行う時に必要となる「直角曲がり部」を有する、より複雑なフォトニックワイヤ構造の開発を行い、その内部の伝播特性を調べた。具体的には、リソグラフィ法を用いてパターニングを行ったSi基板を鋳型として、コロイド溶液中の自己組織化プロセスを用いて微小球を正確な位置に配列した。その内部伝播光を近接場光学顕微鏡で測定したところ、水平に周回するWhispering-gallery modes(WGMs)の光のうち、特に、Transverse Magneticモードが強く伝播していることがわかった。さらに、直角の位置にある微小球に分岐・伝播してきた光のスペクトルは、分岐前と比べていくつかあるWGMsピークの相対強度が異なっており、「マイクロ分波器」としての機能を有することを見いだした。詳細については、すでにOptics Letters誌にて出版され、報告を行ったので、参照されたい(研究発表、雑誌論文1)。また、この結果については計算機シミュレーションとの比較を行い、定性的説明ができるまでに至った(研究発表、学会発表3)。
アモルファスインサート金属を用いた液相拡散接合の実用化の研究

本研究では、液相拡散接合の実用化を図るに当たり、まず液相拡散接合性に及ぼすインサート金属のアモルファス箔化の効果を検討するためNi基超合金を用いて種々の実験を行った。さらに、液相拡散接合の応用範囲を広げる目的で、新たに低融点のTi-Zr-Cu-Ni合金を開発し、そのアモルファス箔を用いてTiおよびTi合金の液相拡散接合を試みた。その結果、次のような点が明らかにされた。(1)液相拡散接合において、インサート金属をアモルファス化して用いるとインサート金属自体の組成が均一になり、また接合時に生じる溶融層が薄くなる。このため溶融層の等温凝固時間および接合部の均質化に要する時間が短縮される。(2)インサート金属の組成と母材の組成が異なり接合部の均質化に時間がかかる場合や、インサート金属中に介在物を形成しやすい元素が含まれている場合には、アモルファス箔化の効果が顕著になる。(3)継手の応力-破断強さは、接合に使用するインサート金属の組成によっに大きく影響を受ける。従ってインサート金属の組成を十分考慮したうえでインサート金属のアモルファス箔化を行うことが、接合性の向上に有効である。(4)新たに開発したTi-Zr-Cu-Ni合金のアモルファス箔をインサート金属として使用することにより、CP-TiおよびTi-6Al-4V合金を、母材の変態点以下の温度で母材の組織を変えずに接合することができる。また、接合継手の引張強さおよび延性は母材と同等の値を示し、塩水浸漬による腐食試験の結果も高い耐食性を示した。(5)接合部のEPMA分析結果では接合層中に残留しているCuおよびNiは極めて少量であり、また、接合温度に再加熱しても接合部が再溶融しないことなどから、接合部では等温凝固が完了していると考えられる。従って、本研究で用いたTiおよびTi合金に対しても液相拡散接合の適用が可能であることが明らかとなった。
超高速光ネットワーク用光IC-大規模集積限界への挑戦-

本研究では,(1)広いスペクトル領域における高性能面発光レーザとその極限性能追求,(2)面発光レーザの波長制御技術の開拓と大規模な2次元集積化,(3)3次元集積化による大規模集積化波長ルーティング回路,の3項目のデバイス研究を中核とし,これらのデバイスを結集して超高速光ネットワークへの応用と新しいシステムコンセプトの創成を目指して,研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.熱応力を利用した光マイクロマシンによる垂直光共振器により,1.5μm帯GaAlInAs/InP系面発光レーザにマイクロマシン構造を集積し,発振波長が温度に依存しないアサーマル半導体レーザを世界に先駆けて実現した.このときの波長の温度係数は,通常のDFBレーザなどの単一モードレーザの約1/50以下とほとんど温度に依存しない.また,面発光レーザ構造を用いて入射光強度に対して大きな負の位相シフトを与える位相シフタを提案し,その10ピコ秒クラスの高速応答を実証して,光ファイバ伝送中の非線形効果を光学的に補償する新手法の提案し,光ファイバ中の非線形効果を光学的に補償できる可能性を示した.さらに,面発光レーザ構造を用いて,高反射率で形成された導波路で光を減速したスローライトを生成し,大幅に光回路を微小化するスローライト光回路を提案し,大きさ20ミクロンの超小型光変調器,光検出器の実証に成功した.一方,積層型マイクロリング共振器を用いた超小型光フィルタとその数千数万規模の極限大規模集積化技術の開拓を目的とし,マイクロリングの超小型化(直径5ミクロン),共振波長のアサーマル化(温度無依存化)と紫外線照射による高精度な波長トリミング技術を集積素子に適用して,絶対波長を高精度にかつ安定に制御する技術の開発,およびマイクロリング共振器フィルタの共振周波数を可変にする(チューナブル化)技術の開発,これらを用いた波長選択光スイッチの実現,バスライン導波路を立体交差化する3次元集積化技術を開発して交差損失をほぼ零に低減し,大規模集積化を可能にするなど,マイクロリングを基盤とした大規模光IC技術を確立した.本研究では,(1)広いスペクトル領域における高性能面発光レーザとその極限性能追求,(2)面発光レーザの波長制御技術の開拓と大規模な2次元集積化,(3)3次元集積化による大規模集積化波長ルーティング回路,の3項目のデバイス研究を中核とし,これらのデバイスを結集して超高速光ネットワークへの応用と新しいシステムコンセプトの創成を目指して,研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.熱応力を利用した光マイクロマシンによる垂直光共振器により,1.5μm帯GaAlInAs/InP系面発光レーザにマイクロマシン構造を集積し,発振波長が温度に依存しないアサーマル半導体レーザを世界に先駆けて実現した.このときの波長の温度係数は,通常のDFBレーザなどの単一モードレーザの約1/50以下とほとんど温度に依存しない.また,面発光レーザ構造を用いて入射光強度に対して大きな負の位相シフトを与える位相シフタを提案し,その10ピコ秒クラスの高速応答を実証して,光ファイバ伝送中の非線形効果を光学的に補償する新手法の提案し,光ファイバ中の非線形効果を光学的に補償できる可能性を示した.さらに,面発光レーザ構造を用いて,高反射率で形成された導波路で光を減速したスローライトを生成し,大幅に光回路を微小化するスローライト光回路を提案し,大きさ20ミクロンの超小型光変調器,光検出器の実証に成功した.一方,積層型マイクロリング共振器を用いた超小型光フィルタとその数千数万規模の極限大規模集積化技術の開拓を目的とし,マイクロリングの超小型化(直径5ミクロン),共振波長のアサーマル化(温度無依存化)と紫外線照射による高精度な波長トリミング技術を集積素子に適用して,絶対波長を高精度にかつ安定に制御する技術の開発,およびマイクロリング共振器フィルタの共振周波数を可変にする(チューナブル化)技術の開発,これらを用いた波長選択光スイッチの実現,バスライン導波路を立体交差化する

3次元集積化技術を開発して交差損失をほぼ零に低減し,大規模集積化を可能にするなど,マイクロリングを基盤とした大規模光IC技術を確立した.本研究では,(1)広いスペクトル領域における高性能面発光レーザとその極限性能追求,(2)面発光レーザの波長制御技術の開拓と大規模な2次元集積化,(3)3次元集積化による大規模集積化波長ルーティング回路,の3項目のデバイス研究を中核とし,これらのデバイスを結集して,超高速光ネットワークへの応用と新しいシステムコンセプトの創成を目指して,研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.テラビット級大容量の光データリンクの実現を目指して研究を進め,GaInAs/GaAs及びGaInNAs/GaAsの高品質量子井戸レーザの製作に成功し,1.0-1.3μm帯面発光レーザの製作技術を確立するとともに,パターン基板を用いた多波長面発光レーザアレイの構成法を確立し,波長幅2000nmに及ぶ広波長域多波長レーザアレイを初めて実現した.また,熱応力を利用した光マイクロマシンによる垂直光共振器を提案して,温度無依存特性や連続波長掃引を可能とする半導体共振器を実現し,波長を高精度に制御可能な光フィルタや面発光レーザの実現の可能性を示した.また,新規な中空光導波路による光機能回路の提案と基盤技術を提示した.次世代フォトニックネットワーク用のAdd/Drop波長フィルタとして國分らが提案・開発してきた積層マイクロリング共振器型波長フィルタについては,今年度は中心波長の高精度設定と,超大容量波長多重化のためのフィルタの最適設計について検討し,SiNをコアに用いたマイクロリング共振器フィルタに紫外線を照射して12.1nmの広い波長範囲にわたるトリミング技術を開発するとともに,極限符号効率を達成するためのフィルタ特性の合成法を開発した.また,電気光学(EO)結晶を用いた超高速光デバイスの電界計測プローブの超高感度化の新しい手法を提案し,解析によりその効果を実証した.本研究では,(1)広いスペクトル領域における高性能面発光レーザとその極限性能追求,(2)面発光レーザの波長制御技術の開拓と大規模な2次元集積化,(3)3次元集積化による大規模集積化波長ルーティング回路,の3項目のデバイス研究を中核とし,これらのデバイスを結集して,超高速光ネットワークへの応用と新しいシステムコンセプトの創成を目指して,研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.テラビット級大容量の光データリンクの実現を目指して研究を進め,GaInAs/GaAs高性能量子井戸面発光レーザを製作し,耐戻り光特性に優れた単一波長レーザ光源を実現して,10Gb/sの単一モード光ファイバ伝送に成功した.また,GaInNAsSb量子薄膜,量子ドット構造の成長条件を確立して,1.31.5μm帯発光材料の可能性を示した.さらに,パターン基板を用いた多波長面発光レーザアレイの構成法を確立し,波長間隔20nmの等間隔多波長アレイを実現した.また,光マイクロマシンによる多重垂直光共振器を提案して,フィルタスペクトルの矩形化の道を拓くとともに,新しい中空光導波路による光機能回路の提案し,凹面回折格子を集積した中空光導波路型光分波器の実現,多層膜反射鏡による偏波無依存・低損失スラブ導波路の実現,可変分布ブラッグ反射器の可変特性解明などの成果を得た.次世代フォトニックネットワーク用Add/Drop波長フィルタとして國分らが提案・実証してきた積層マイクロリング共振器型波長フィルタについては,今年度は,理論面では高密度波長多重光通信における極限符号効率の解明とそれに必要な最適フィルタ特性の解明を行い,また実験面では熱光学効果による波長9.4nmにわたる広範囲なチューナブル化,クロスグリッドバスライン導波路の積層交差構造による交差損失低減などを達成して大規模集積化を可能にした.本研究では,(1)広いスペクトル領域における高性能面発光レーザとその極限性能追求,(2)面発光レーザの波長制御技術の開拓と大規模な2次元集積化,(3)3次元集積化による大規模集積化波長ルーティング回路,の3項目のデバイス研究を中核とし,これらのデバイスを結集して,超高速光ネットワークへの応用と新しいシステムコンセプトの創成を目指して,研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.テラビット級大容量の光データリンクの実現を目指して研究を進め,高歪GaInAs/GaAs量子井戸による世界高性能の長波長帯面発光レーザを製作し,耐戻り光特性に優れた低しきい値単一波長レーザ動作を実現して,高温下で10Gb/sの単一モード光ファイバ伝送に成功した.また,110波長の多波長面発光レーザの集積化に初めて成功し,面発光レーザの高密度集積化の可能性を実証した.さらに,面発光レーザを光の高速光信号処理デバイスへと新たに展開できることを見出し,光インバータ動作,光双安定,高速偏波面制御など,単一素子で高度な光信号処理機能を発現できることを実証した.