hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共鳴第三高調波発生による強力なXUV64nm光源の開発

現状ではまだ、波長100nm以下の極端紫外(XUV)域では工学的に使える高速繰り返し可能なレーザー光源は存在しない。本研究の目的は、ArFエキシマーレーザーの同調域に水素分子の二光子共鳴準位が存在することを利用して、市販の10nsec程度のパルス幅を持ったエキシマーレーザーをベースに、その第三高調波発生を効率よく行なわせ、XUV域での実用光源を開発する事にある。実験は、真空容器中に配置した水素ガスジェットに波長同調したArFレーザー光を入射し、波長64nmのXVU光を共鳴的に発生させた。その変換効率を高めるために、入射フルエンス、ガスジェットの圧力および空間プロファイルの最適化を行なった。理論的計算によると、イオン化による吸収を避けるため、ガスジェットのプロファイルは光軸方向に薄く、断面方向に広い方がよい。またE,F準位の飽和をさけるため、ArFレーザー光のジェット中でのフルエンスは12J/cm^2を越えない値にする方がいいことがわかった。XUV域では、出力エネルギーに絶対測定法がまだ確立していない。我々はArガスジェットのイオン化による方法と、検知光学系の絶対分光感度校正による方法の二つを試みた。その結果最終的にはパルス当たり14μJのXUV光出力を得ることができ、当初の目的を達成することができた。これは変換効率でいえば約10^<-5>に相当するが、さらにこれを高めるためには、ガスジェットの空間プロファイルや位相整合等に改良を加えてゆく必要があろう。本研究はArFエキシマーレーザーが水素分子の二光子共鳴準位に同調できるとを利用して、水素ガスジェット中で波長64nmの共鳴第三高調波を高効率で発生させることを目的とする。これにより速い繰返し動作が可能な高出力のXUV(極端紫外)コヒーレント光源を得ることが期待できる。本年度の主な成果は以下の通りである。1.高出力(400mJ、10Hz)の可変波長ArFレーザー光を水素ガスジェットに集光し、波長64.4nmのXUV光が共鳴的に発生できることを確認した。2.水素ガスジェットの圧力向上、大口径化をはかり、ガス圧の絶対測定を行なった。3.第三高調波の飽和について実験的・理論的検討を行ない、システムのスケールアップをはかった。この他、また測定法が確立していないXUV域での出力測定についても研究しており、次年度はシステムのスケールアップを進めるとともにμJオーダーのXUV出力を出したいと考えている。本研究はArFエキシマーレーザーが水素分子の二光子共鳴準位に同調できることを利用して、水素ガスジェット中で波長64nmの共鳴第三高調波を高効率で発生させることを目的とする。本年度は最終年度であり、研究のとりまとめを行なった。1.可変波長ArFレーザー光を水素ガスジェットに集光し、波長64.4nmの第3高調波発生させる装置を試作し、変換効率の最適化を行なった。2.ジェットバルブの種類や形状、ビームの整形、レーザーフルエンスの調整などにより、XUV光の出力の増大をはかった。3.Arガスジェットを用いたイオン化法によるXUV光の出力測定を行なうと同時に、二次電子増倍管の波長校正を行ない絶対出力を測定した。その結果最大4μJ/パルス程度の出力が発生していることを確かめた。以上のように、ほぼ当初の計画は予定通り達成されたが、この実験で共鳴イオン化による気中のブレークダウンが起こることを見出し、それを大気中に応用してレーザー誘雷に使うという新しいアイディアの研究もこの研究の過程で行なった。
第二次世界大戦の終結による日本帝国解体過程の基盤的研究

平成21年度から23年度に至る3力年の研究の具体的成果は、本年9月に慶応義塾大学出版会より刊行が予定されている増田弘編『大日本帝国の崩壊と復員・引揚』にある。本書は、日本が第二次世界大戦に敗北したことで生じた帝国日本の崩壊過程に関して、外地からの民間人引揚と外地に在った日本軍将兵の復員という視座に立った実証研究であると同時に、東アジアにおける冷戦という新局面との歴史的接合点を解明しようとする試論である。・合計4回の研究会では、研究代表者増田弘、研究分担者加藤陽子、佐藤晋、加藤聖文、研究協力者浜井和史、永島広紀、大澤武司、竹野学の全8名が研究計画・方法・目的を報告した。・調査旅行では、フィリピン、オーストラリア、グアム島、サイパン島、テニアン島への現地調査や史料の収集と慰霊の実態調査を実施した。・復員研究では、増田がキャンベラのオーストラリア戦争記念館(AWM)にて収集した史料に基づく「日本軍復員過程の比較考察」について研究報告を行った。・引揚研究では、永島が「敗戦直後の福岡における東亜連盟復興運動」について、大澤が「中国からの日本人引揚」について、竹野が「樺太からの日本人引揚と北海道」について報告した。・慰霊研究では、浜井が「戦後日本の戦没者処理」について、加藤聖文が「引揚関連記念碑の歴史的背景」について報告した。平成22年度は、前半期に研究遂行に必要な資料・機器の充実による環境整備を行うと同時に、後半期には8月に研究担当者5名によるニューギニア北東部及びニューブリテン島のラバウル周辺の調査旅行を実施し、戦時中の戦闘状況及び戦争終結後の復員、引き上げ、慰霊の実態調査と史料の収集を行った。また、東京と熊本で連携研究者らも交えた研究会を東京都・六本木での東洋英和女学院大学大学院にて3回(6月、9月、11月)開催した。4つの観点に基づく具体的な研究内容と調査結果は以下のとおりである。1)「復員」研究ソ連軍および中国軍による日本軍人抑留・留用と日本資産に関する文書及び復員に関する米ソ中交渉関係文書の調査を行った。海外調査は蘭国立公文書館、英国立公文書館、米国立公文書館、スタンフォード大学フーバー研究所、台湾国史館、国民党党史館、マレーシア国立公文書館、シンガポール国立公文書館で実施した。国内調査は、憲政資料館、防衛研究所図書館、外交史料館、国立公文書館、偕行文庫で行った。2)「引揚」研究トルーマン政権関係者及び対日占領政策関係者の個人文書の調査収集を行った。海外調査は米国立公文書館、トルーマン・ライブラリー、台湾国史館、韓国国史編纂委員会で、また国内調査は、憲政資料館、防衛研究所図書館、外交史料館、国立公文書館、北海道立文書館、山口県文書館で実施した。3)「賠償」研究対日賠償をめぐる国民政府文書および米中交渉に関する米国務省文書の調査収集を行った。海外調査は、米国立公文書館、台湾国史館、国民党等史館で、また、国内調査は、憲政資料室、防衛研究所図書館、外交史料館、国立公文書館で実施した。4)「慰霊」研究戦没者処理をめぐる現地日本軍と連合国軍との交渉文書の調査収集を行った。なお、本研究では研究協力者の浜井和史(外務省外交史料館)が担当した。海外調査は韓国国史編纂委員会、国内調査は、憲政資料室、防衛研究所図書館、外交史料館、国立公文書館、楷行文庫、鹿児島県立図書館で実施した。平成23年度は、前半期に研究遂行に必要な資料・機器の充実による環境整備を行うと同時に、後半期には8月に研究担当者5名による韓国ソウル・仁川周辺部の調査旅行を実施し、戦時中および戦争終結後の復員・引揚・慰霊の実態調査と史料の収集を行った。また、12月には北海道の札幌及び小樽周辺の調査旅行を実施し、復員・引揚の実態調査と現地の連携研究者らも交えた研究会を札幌で開催した。この間、東京都・六本木での東洋英和女学院大学大学院にて研究会を2回(6月、10月)開催した。1)「復員」研究復員に関する米ソ中交渉関係文書の調査を行った。海外調査は米、露各国立公文書館、台湾国史館、国民党党史館で実施し、国内調査は、憲政資料館、防衛研究所図書館、外交史料館、国立公文書館、偕行文庫で行った。2)「引揚」研究対日占領政策関係者の個人文書の調査収集を行った。海外調査は米国立公文書館、トルーマン・ライブラリー、台湾国史館、韓国国史編纂委員会、国内調査は、憲政資料室、防衛研究所図書館、外交史料館、北海道立文書館で実施した。3)「賠償」研究対日賠償に関する国民政府文書と米国務省文書の調査収集を米国立公文書館、台湾国史館、国民党等史館のほか、国内調査は、憲政資料室等で実施した。4)「慰霊」研究戦没者処理をめぐる現地日本軍と連合国軍との交渉文書の調査収集を内外で行った。
次世代の薬剤誘発リンパ球刺激試験の開発

患者末梢血単核球に抗CD3抗体と抗CD28抗体とインターロイキン2を添加して1週間の培養し、T細胞を活性化・増殖し、磁石による抗体の除去と洗浄によるサイトカインを除去した後、この活性化リンパ球に薬疹の原因となった薬剤を添加し、薬剤添加IFN-γELISpotを行った。この結果、従来の薬剤添加IFN-γELISpotにくらべ活性化リンパ球を用いた薬剤添加IFN-γELISpotは、原因薬剤特異的なIFN-γ産生をより高率に検出できることがわかった。T細胞を抗原非特異的に活性化させることにより、薬剤非特異的なIFN-γ産生が誘導される症例があったが、原因薬剤を添加した際のIFN-γ産生は、これよりも明らかに多く、判定基準の工夫により、その影響を除いて検出できる可能性が示唆された。これにより原因薬剤を検出する上での感度を向上させ、現在臨床で用いられるDLSTにかわるより有用な次世代の原因薬検査法として有用である可能性が示唆された。原因薬剤が明らかな症例において従来の薬剤添加IFN-γELISpotの陽性率よりも、活性化リンパ球を用いた方法では陽性率の方が高かった。ただし、従来の薬剤添加IFN-γELISpotは培養時間を24時間から48時間へ変更することで、陽性率の向上がみられた。さらに、薬剤添加による細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで計測する方法として、末梢血単核球を用いてFluo-3-AMとFura-Redを用いて、T細胞の活性化を検討をおこなった。またT細胞表面マーカーを染色した細胞において細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで計測できるか検討を行った。T細胞を非特異的に活性化することで細胞内カルシウム流入を計測することはできたが、薬剤特異的なT細胞は細胞数が極めて少ないため、非特異的な細胞内カルシウム流入と区別して検出するための技術的な改良が必要である。患者末梢血単核球に、抗体やサイトカインを添加後して、1週間の培養で、T細胞を活性化・増殖し、次世代のDLSTの確立に適した条件を検討した。薬剤特異的なT細胞の活性化・増殖を検出する方法として、IFN-γの産生をELISpot法で検出する方法を用いた。通常診療の血液検査としてDLSTを提出する薬疹患者からヘパリン採血により得た検体を用い、約20mlの採血を行い、この血液をFicol-Paqueを用いて遠心分離を行い、患者末梢血単核球を分離した。患者末梢血単核球をAB型血清添加したRPMI1640細胞培養液にて、細胞浮遊液を作成した。薬剤特異的T細胞を活性化・増殖させる上で、本研究に適した効率のよい方法として、抗CD3抗体、抗CD28抗体IL-2を添加する条件を確立した。薬疹患者の新鮮末梢血を分離し、これらの抗体やサイトカインを添加した上で、1週間活性化し、洗浄などにより抗体やサイトカインを除去してから、原因薬剤を添加してELISpot法を行ったところ、非特異的なIFN-γの産生が比較的少なく、従来の薬剤誘発IFN-γELISpotに比べ、IFN-γスポット数が増加した。また従来の薬剤誘発IFN-γELISpotが陰性となった症例の一部で、活性化リンパ球を用いた薬剤誘発IFN-γELISpotが陽性となり、従来の方法より感度が高いことが示唆された。また、従来から薬疹の原因薬剤の検討に用いられているDLSTが陰性となった症例でも、活性化リンパ球を用いた薬剤誘発IFN-γELISpotが陽性となり次世代の薬疹の原因薬検査法として有用である可能性が示唆された。培養上清中のサイトカインをBead arrayにより数十種類のサイトカインの測定を行うことについては、検討できていないが、すでにIFN-γELISpotにより従来の方法より、高感度に検出可能な検査方法が確立できつつあるため、次世代の薬疹の原因薬検査法を開発する目的についてはおおむね順調に進展している。原因薬剤が明らかな10数症例において従来の薬剤添加IFN-γELISpotの陽性率は2割程度であったが、活性化リンパ球を用いた方法では陽性率の方が高かった。

さらに、薬剤添加による細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで計測する方法による原因薬検査法を樹立をめざし、末梢血単核球を用いてFluo-3-AMとFura-Redを用いて、T細胞の活性化を検討をおこなった。またT細胞表面マーカーを染色した細胞において細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで計測できるか検討を行った。細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで計測する方法による原因薬検査法の確立の技術的な準備を行い、薬剤特異的な細胞内カルシウム流入の検出の可能性について検討をおこなった。細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで薬剤反応性の細胞を計測する方法について、薬剤を添加しての検討を行う上での技術的な準備はできたが、末梢血単核球中のわずかの薬剤反応性細胞におけるカルシウム流入を検出するために技術的な工夫を検討する必要があるため。患者末梢血単核球に抗CD3抗体と抗CD28抗体とインターロイキン2を添加して1週間の培養し、T細胞を活性化・増殖し、磁石による抗体の除去と洗浄によるサイトカインを除去した後、この活性化リンパ球に薬疹の原因となった薬剤を添加し、薬剤添加IFN-γELISpotを行った。この結果、従来の薬剤添加IFN-γELISpotにくらべ活性化リンパ球を用いた薬剤添加IFN-γELISpotは、原因薬剤特異的なIFN-γ産生をより高率に検出できることがわかった。T細胞を抗原非特異的に活性化させることにより、薬剤非特異的なIFN-γ産生が誘導される症例があったが、原因薬剤を添加した際のIFN-γ産生は、これよりも明らかに多く、判定基準の工夫により、その影響を除いて検出できる可能性が示唆された。これにより原因薬剤を検出する上での感度を向上させ、現在臨床で用いられるDLSTにかわるより有用な次世代の原因薬検査法として有用である可能性が示唆された。原因薬剤が明らかな症例において従来の薬剤添加IFN-γELISpotの陽性率よりも、活性化リンパ球を用いた方法では陽性率の方が高かった。ただし、従来の薬剤添加IFN-γELISpotは培養時間を24時間から48時間へ変更することで、陽性率の向上がみられた。さらに、薬剤添加による細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで計測する方法として、末梢血単核球を用いてFluo-3-AMとFura-Redを用いて、T細胞の活性化を検討をおこなった。T細胞を非特異的に活性化することで細胞内カルシウム流入を計測することはできたが、薬剤特異的なT細胞は細胞数が極めて少ないため、非特異的な細胞内カルシウム流入と区別して検出するための技術的な改良が必要である。前年度に確立した方法をもとに、IFN-γELISpot法で薬剤特異的に反応するT細胞が産生するサイトカインなどを検討することで、感度の高い検査法として確立を目指し、症例数を増やして検討を行う。蛍光顕微鏡を用いて、薬剤添加直後からの細胞内へのカルシウム流入を継時的に観察し、薬剤添加と、薬剤非添加での比較を行う。活性化・増殖後の薬疹患者末梢血単核球への原因薬剤添加後の細胞内へのカルシウム流入を、フローサイトメトリーでより定量的に解析し、薬剤特異的T細胞検出の方法として臨床応用への可能性を検討する。活性化リンパ球をもちいた薬剤添加IFN-γELISpotの検討を引き続き行うとともに、細胞内カルシウム流入をフローサイトメトリーで薬剤反応性の細胞を計測する方法についての方法の改良を行う。
これまでの研究の総力を結集させた愛着障害の早期診断・病態解析システムの開発・治療

不適切な養育が背景にある愛着障害の子どもの脳では、金銭報酬機能が極端に低下していた。また、オキシトシン点鼻の単回投与により報酬変化の感受性が改善したが、プラセボでは効果はなかった。彼らの大脳白質(とくに放線冠や脳梁)では定型発達群と比べて、白質異常(拡散異方性の低下)が示唆された。本研究成果は、愛着障害の病態解明および病態特徴に基づく治療薬開発を目指した臨床応用への発展に貢献すると考えられた。反応性愛着障害(RAD)の神経基盤を探るために、DSM-IV-TR(米国精神医学会による国際統一診断基準)において、RADの診断基準を満たした患者群(5名)、ADHD群(17名)、定型発達群(17名)の3群を対象に、金銭報酬課題を用いた機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を実施し、報酬の感受性に関わる脳の活性化を比較した。この調査では、子どもたちにカード当てのゲームをしてもらい、ひとつは当たるとたくさん小遣いがもらえる(高額報酬)課題、もうひとつは少しだけ小遣いがもらえる(低額報酬)課題、最後はまったく小遣いがもらえない(無報酬)課題で構成されており、それぞれの課題の実施中にfMRIを用いて脳の活性化領域を調査した。定型発達の子どもは、小遣いが多くても少なくても、脳の線条体と視床が活性化した。つまり、報酬の感受性が高く、どんな状況下でもモチベーションが高いということがわかった。一方でADHDの子どもは、小遣いがたくさんもらえるゲームのときは線条体と視床が活性化したが、少しの小遣いだと反応がなく、それだけ「やる気がおきにくい」ことが見てとれた。一方RADの子どもは、いずれのゲームでも活性化がみられませんでした。つまり、高額報酬のみに反応したADHD群と違い、RADでは高額報酬にも低額報酬にも反応せず、報酬の感受性低下が顕著で、モチベーションが喚起されにくい状況にあることがわかった。この結果は、RADの子どもにおいて脳の特定部位が機能低下していることを示唆する貴重な知見である。本成果を広く社会還元するために平成27年9月にプレスリリースを行い、様々な報道(NHK、福井新聞、読売新聞、朝日新聞など)等で取り上げられた。脳MR画像研究(fMRIおよびVBM法)を用いたRAD児の脳機能評価により、RADの病態解明、治療法の開発に貢献する可能性を当該年度の成果で確認できた。本研究の独創性を反映したユニークな視点、手法による結果が得られたため、当初の予定を超える順当な成果をあげたと評価できる。虐待やネグレクトを含む不適切な養育被虐待経験により引き起こされる「愛着障害」は、免疫機能・内分泌・自律神経系の低下、睡眠障害を伴い、うつ状態さらに様々な社会性障害を生み出す。自閉症などの発達障害と症状が酷似しており、臨床的に鑑別診断が難しい。これらの障害は、報酬系や実行機能系と呼ばれる動機、意欲、環境における適切な行動の選択において中心的な役割を果たしている神経ネットワーク(側坐核、扁桃体、前頭連合野等のドーパミン・セロトニンニューロン系)の機能に長期的な変化を引き起こす。当該年度は反応性愛着障害(RAD)の神経基盤を探り、治療を開発するために、RADの子どもたちを対象に、二重盲検ランダム化クロスオーバー比較試験でオキシトシン・プラセボ点鼻単回投与の脳機能に関する効果を、金銭報酬課題を用いた認知課題施行時の機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて検討した。本研究機関でリクルートし、DSM-5(米国精神医学会による国際統一診断基準)においてRADの診断基準を満たした患者群(17名)、定型発達群(20名)の2群を対象に、fMRIを実施し、オキシトシン投与前後報酬の感受性に関わる脳の活性化を比較した。現在、脳画像データと生物学的マーカーや対人関係に関する指標との関連について、データを解析中である。本研究から得られる成果は、反応性愛着障害の病態解明および病態特徴に基づく治療薬開発を目指した臨床応用への発展に貢献すると考えられる。fMRI研究対象被験者のリクルートも比較的順調である。最終年度は、さらなるリクルートを行うことが可能と考えている。虐待など不適切な養育により引き起こされる「愛着障害」は、免疫機能・内分泌・自律神経系の低下、睡眠障害を伴い、うつ状態さらに様々な社会性障害を生み出す。これらの障害は、報酬系や実行機能系と呼ばれる動機、意欲、環境における適切な行動の選択において中心的な役割を果たしている神経ネットワークの機能に長期的な変化を引き起こす。当該(最終)年度は、反応性愛着障害(RAD)の神経基盤を探るとともに、治療開発のために、RAD患児を対象に、二重盲検ランダム化クロスオーバー比較試験でオキシトシン・プラセボ点鼻の単回投与による脳機能への効果を、金銭報酬課題を用いた認知課題施行時のfMRIを用いて検討した。DSM-5(米国精神医学会による国際統一診断基準)においてRADの診断基準を満たしたRAD群(17名)、定型発達群(20名)の2群を対象に、fMRIを実施し、オキシトシン投与前後報酬の感受性に関わる脳の活性化を比較した。本研究から得られる成果は、RADの病態解明および病態特徴に基づく治療薬開発を目指した臨床応用への発展に貢献すると考えられた。

彼らの大脳白質(とくに放線冠や脳梁)では定型発達群と比べて、白質異常(拡散異方性の低下)が示唆された。本研究成果は、愛着障害の病態解明および病態特徴に基づく治療薬開発を目指した臨床応用への発展に貢献すると考えられた。今後さらに症例数を重ねて詳細な検討を行い、愛着障害の発症メカニズムの解明や客観的に測定可能な指標に基づく診断法の確立、オキシトシン点鼻による治療法の開発をめざす。最終年度は、金銭報酬課題を用いた機能的磁気共鳴画像法(fMRI)による最終解析を行い、オキシトシン投与前後での報酬の感受性に関わる脳の活性化の変化を確認し、それらの結果について論文投稿を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。小児発達学、小児精神神経学、子ども学29年度が最終年度であるため、記入しない。
株式市場の不安定性と内生的価格形成メカニズムの研究

(1)2008年10月の大暴落を中心に,ロンドン証券取引所及び東京証券取引所における株価収益率を数理モデルにより詳細に分析した結果,"Financial crisis"というワードを含むニュースの蓄積効果により市場が不安定化したことがわかった.(2)過去10年間の暴騰暴落時における特別気配時のオーダーフローを統計モデルにより分析した結果,市場参加者は他の市場参加者からの注文量に影響を受けて意思決定を行っていることがわかった.本研究の目的は,1情報がもたらす価格への影響はニュースの軽重だけでなくその時の市場の不安定性に依存して決まること,2株価はニュースだけでなく市場参加者の予見と実際の価格変動とのフィードバック効果により内生的にも形成されることを実証研究やモデルを用いた考察から明らかにすることである.これらの研究目的のために, 1.ニュース・インパクトの蓄積効果の検証,2.市場参加者の協調的集団運動の検証,3.市場参加者の予見と実際の価格変動との正のフィードバック効果の実証および,4.異なる時間スケール間の情報伝達過程を検証し,5.内生的価格形成メカニズムとの関係を明らかにすることを研究実施計画として掲げた.これらの実施計画のうち,1.と2.に関しては,平成24年度に行った「暴落時における株価の協調的集団運動の実証研究」により検証し,学術論文その他で成果を発表した.平成25年度は,これらの成果を踏まえ,実施計画2.3.を進めるために,暴落時の市場の変化を,板(オーダーブック)というミクロな視点から解析した.具体的には,特別気配という売り注文と買い注文がどちらかに極端に偏ったアンバランスな状況における市場参加者の発注行動に関してモデル化を行い,東証の売買注文のデータを用いて検証した.モデルでは,市場参加者は個人情報と他の市場参加者の選択行動を参考にして意志決定を行うとした.2008年10月の内生的な暴落時と2011年3月15日の東日本大震災時における暴落時を比較した.その結果,内生的な暴落(株価の下落幅に見合う大きなニュースがない暴落)においては,ほとんどの銘柄において市場参加者は他の市場参加者の影響を受けながら売買の意志決定を行ったが,3.11のような外生的ショックによる暴落時には,意志決定の方法は銘柄によってまちまちであった.本研究では,1情報がもたらす価格への影響はニュースの軽重だけでなくその時の市場の不安定性に依存して決まること,2株価はニュースだけでなく市場参加者の予見と実際の価格変動とのフィードバック効果により内生的にも形成されることを実証研究やマルチエージェント・モデルを用いた考察から検証し,内生的価格形成を含む株価変動の数理モデルを作成する.これらの研究項目に対し,平成24年度は,1.ニュース・インパクトの蓄積効果の検証,2.市場参加者の協調的集団運動の検証,3.市場参加者の予見と実際の価格変動との正のフィードバック効果の実証を研究実施計画として掲げた.これらの実施計画のうち,1.と2.に関しては,平成24年に公表したロンドン証券取引所の実況研究の論文で,2008年1月21日と10月8日の株価の暴落においては、特段のニュースが無いのに世界的な株価の暴落が起きており,「個々の小さなニュースは大きな株価変動を引き起こさないが,悪いニュースが連続した場合,その効果が市場に蓄積され,ある限度を超えた時小さなきっかけで暴落が起きる」事の例であることを述べた.これら内生的な暴落に先だって,銘柄間の協調的な動きを表す統計量が急激に大きくなったこと,また,それは"financial crisis"というワードを含むニュースの頻度と関連しており、ニュースの累積頻度とともにベキ関数で増加した事などをデータ検証した。このことは,投資家間の模倣的な群れ行動が"financial crisis"という世界経済に関する悲観的なワードの出現とともに高まっていったことを表している.これらのことは,東証の取引データの解析でも、同期間のロンドン証券取引所で得た結果と矛盾なく符合する結果を得た。本研究の目的は、1情報がもたらす価格への影響はニュースの軽重だけでなくその時の市場の不安定性に依存して決まること、2株価はニュースだけでなく市場参加者の予見と実際の価格変動とのフィードバック効果により内生的にも形成されることを実証研究やモデルを用いた考察から明らかにすることである。これらの研究目的のために、1.ニュース・インパクトの蓄積効果の検証、2.市場参加者の協調的集団運動の検証、3.市場参加者の予見と実際の価格変動との正のフィードバック効果の実証および、4.異なる時間スケール間の情報伝達過程を検証し内生的価格形成メカニズムとの関係を明らかにすること、5.内生的価格形成の数理モデルを作成することを研究実施計画として掲げた。実施計画1.と2.に関しては、2008年10月の株式市場の世界的暴落の実証研究により、暴落の前駆現象として銘柄間の協調的な動きを表す統計量が急激に大きくなることが分かった。また、投資家間の模倣的な群れ行動は、"financial crisis"という世界経済に関する悲観的なワードの出現とともに高まっていった。これらの結果は、2本の査読付き論論文として公表し、国内3件、国外5件の関連する学会、研究集会において、この成果を報告した。実施計画2、3.を進めるために、需給が極端に偏った状況における市場参加者の発注行動に関してモデル化を行い、東証の売買注文のデータを用いて検証した。その結果、内生的な暴落においては、市場参加者は他の市場参加者の影響を受けながら売買の意志決定を行うことを明らかにした。成果は、国内2件、国外2件の関連する学会、研究集会において報告した。現在論文執筆中である。

実施計画4、5.関しては、異なる時間スケールをもつ複数の投資主体が混在する、数理モデルの検討を確率論の研究者とともに行い、成果がまとまりつつある。本研究の目的は、1情報がもたらす価格への影響はニュースの軽重だけでなくその時の市場の不安定性に依存して決まること、2株価はニュースだけでなく市場参加者の予見と実際の価格変動とのフィードバック効果により内生的にも形成されることを実証研究やモデルを用いた考察から明らかにすることである。これらの研究目的のために、1.ニュース・インパクトの蓄積効果の検証、2.市場参加者の協調的集団運動の検証、3.市場参加者の予見と実際の価格変動との正のフィードバック効果の実証および、4.異なる時間スケール間の情報伝達過程を検証し内生的価格形成メカニズムとの関係を明らかにすること、5.内生的価格形成の数理モデルを作成することを研究実施計画として掲げた。実施計画1.と2.に関しては、2008年10月の株式市場の世界的暴落の実証研究により、投資家間の模倣的な群れ行動は、"financial crisis"という世界経済に関する悲観的なワードの出現とともに高まっていったことがわかった。これらの結果は、2本の査読付き論文として公表し、国内3件、国際会議5件の関連する学会、研究集会において、この成果を報告した。実施計画2、3.を進めるために、需給が極端に偏った状況における市場参加者の発注行動に関してモデル化を行い、東証の売買注文のデータを用いて検証した。その結果、内生的な暴落においては、市場参加者は他の市場参加者の影響を受けながら売買の意志決定を行うことを明らかにした。成果は、国内4件、国際会議2件の関連する学会、研究集会において報告した。今年度は投稿した論文に関して,査読者の意見を参考にして新たな解析を追加し,再投稿を準備中である。実施計画4、5.関しては、異なる時間スケールをもつ複数の投資主体が混在する効果の実証研究、数理モデルの検討を今後引き続き行う予定である。(1)2008年10月の大暴落を中心に,ロンドン証券取引所及び東京証券取引所における株価収益率を数理モデルにより詳細に分析した結果,"Financial crisis"というワードを含むニュースの蓄積効果により市場が不安定化したことがわかった.(2)過去10年間の暴騰暴落時における特別気配時のオーダーフローを統計モデルにより分析した結果,市場参加者は他の市場参加者からの注文量に影響を受けて意思決定を行っていることがわかった.実施計画1.ニュース・インパクトの蓄積効果の検証、2.市場参加者の協調的集団運動の検証に関しては一定の成果が得られたと考えている。また、その成果は、国内外の学会研究集会で発表し、論文としても公表した。実施計画2、3.に関しては、特別気配という暴落時の特別な状況下ではあるが、市場参加者の協調的集団運動、予見と実際の価格変動との正のフィードバック効果を検証し、その成果を国内外の学会、研究集会で発表した。論文としての公表は現在準備中である。実施計画4、5.の異なる時間スケール間の情報伝達過程と内生的価格形成メカニズムとの関係の検証と数理モデルに関して、ある程度数理モデルの検討は進んでいるが、実証研究による検証が充分に行われていない。
骨髄におけるNK細胞の分化調節機構に関する研究

《目的》我々が開発した骨髄NK前駆細胞の培養法を用い、各種サイトカインが骨髄NK前駆細胞の分化に及ぼす影響を観察しNK細胞の分化調節機構を解明することを目的とした。《方法》健常人骨髄を採取し、既報の方法で成熟TおよびNK細胞を除去した後、IL2添加イスコフDMEM培地に浮遊しNK細胞を培養した。培養開始時又は開始後にrIL1、rIL3、rIL6 TNF等を各々添加し、培養細胞数を観察した。また、培養細胞をPE標識NKH1、およびFITC標識Leu11、-Leu9、-Leu7で二重染色し成熟型NK細胞率を観察した。《結果》rIL2添加培地による培養系に培養開始時からrIL1を添加し、3週間培養すると、IL1添加群では回収細胞数がやや増加した。同様にIL3添加群では著名な増加がみられた。これに対しIL6又はTNF添加群では培養細胞の回収率が低下した。これらの細胞の表面形質をフローサイトメトリーで観察すると、IL1添加群のNKH1陽性率は、対照群に比して有意差なく、IL3、IL6、TNF添加群では低下した。二重染色法によりNKH1^+Leu11^+細胞率を検索すると、IL1添加群では1520%増加した。IL1添加時期を12週間遅らせてもNKH1^+、Leu11^+細胞率に変化はなかった。IL3、IL6、TNF添加群でLeu11^+細胞率に変わりはなかった。また、Leu9、Leu7陽性率についても各サイトカイン添加で変化なかった。《考案》IL1添加によりNKH1^+、Leu11^+すなわち成熟型NK細胞の比率が増加した。しかしその増加率が低かったことから、IL1は骨髄NK前駆細胞の分化に間接的に関与し、直接作用する別の因子が介在することが推測された。IL3はNK細胞以外の細胞を分化増殖させるものと考えられた。IL6、TNFは、NK細胞の増殖を抑制し骨髄NK細胞の分化促進作用を有する可能性は少ないように思われた。
多重位置検出器を用いた高分解能PIXE分析システムの開発

この報告書では、微量分析法の一つである波長分散方式のPIXE(Particle Induced X-ray Emission:粒子線励起X線放射)の計測システムにおいて、複数の1次元検出器を並べたシステムを開発し、測定時間の短縮により、その実用性を高める研究の成果を記載している。従来の結晶分光PIXEで使用しているシングルアノードPSPC(Position-Sensitive Proportional Counter)を小型化し、これを積層し、大面積の検出器を作った。平成10年度には7本のアノードを持つマルチアノード方式のPSPCを製作したが、斜め入射による検出効率の低下や収差による分解能の低下、一様性の悪化などが問題になっていた。これに対して、小型PSPCの積層方式では、特性の揃ったPSPCを選び、傾斜させて配置できるので、全体として、検出感度および一様性が向上できる。平成11年度には5個のPSPCを積層した検出器を製作した。特にPやSのような2keV程度のエネルギーの特性X線を発生する物質の化学状態分析では、計数ガスにKrを用いることにより、従来のArガスの2倍の計数効率が得られ、このシステムを用いると、従来の方式より分析時間が1/10に短縮できる。化学状態の微量分析用システムの開発実験も行った。これは、Kαスペクトルの微少シフトを利用するもので、検出系に高安定度が要求される。シングルアノードPSPCによる実験を基礎にして、多重PSPCに適用するための回路、Vbによるソフトの製作も行い、測定が可能になった。1、研究実施状況従来の結晶分光PIXEで使用しているPSPC(Position-Sensitive Proportional Counter)はアノードが1本であるのに対して、7本のアノードを持つマルチアノード方式のPSPCおよびその信号処理システムを試作した。アノードには4kΩ/cmのカーボンファイバを用いている。各アノードには電荷増幅器を含む信号処理回路が付けられ、どのアノードからの信号かを区別できるようになっている。検出された入射X線は、電荷分割方式の信号処理回路によりその位置情報に従って、ヒストグラムメモリーに記憶される。7アノードは独立したPSPCとして動作する。測定により7スペクトルが得られる。測定後、位置チャンネル変換係数とオフセットをソフトで補正し、加算により1スペクトルにする。これにより高安定動作を損なうことなく大面積検出システムが開発できた。2,研究成果検出面積が7倍になったので、検出効率も7倍になり、測定時間が1桁近く短縮され初期の目的が達成された。研究成果は国際学会で発表され、また、Intern.J.of PIXEに掲載予定になっている。3,試作システムの改良試作検出器はアノードが平行に張られているので収差によるエネルギー分解能が周辺で悪化する。これを改善するために独立したPSPCを角度を変えて配列する方式のシステムを開発中である。前年度には7本のアノードを持つマルチアノード方式のPSPCを製作したが、斜め入射による検出効率の低下や収差による分解能の低下、一様性の悪化などが問題になっていた。これに対して、小型PSPC積層方式では、特性のそろったPSPCを選び、さらに、傾斜させて配置できるので、全体として、検出感度および一様性が向上できる。収差の問題があり、5個のPSPCを積層した検出器を製作したが、これを3組用いると15倍の検出感度が得られる。アノードには7本アノードPSPCと同様に4kΩ/cmのカーボンファイバを用いているが、より製作の容易なカソード抵抗線方式のPSPCの試作も行っている。これは、Kαスペクトルの微小シフトを利用するもので、検出系に高安定度が要求される。シングルアノードPSPCによる実験を基礎にして、マルチアノードPSPCに適用するための回路、Vbによるソフトの製作を行った。

また、試料の高速マッピング測定用の信号処理回路の製作も完了し、現在、データ処理ソフトの製作を行っている。マルチアノードPSPCの研究成果は国際学会で発表され、また、Intern.J.of PIXEに掲載された。
病原性大腸菌の粘膜上皮感染における細菌エフェクタータンパク質の役割解明

病原性大腸菌の粘膜上皮感染において、感染した宿主細胞の細胞周期停止に関わる細菌エフェクタータンパク質の機能解析を進めている。具体的には,腸管病原性大腸菌(EPEC)のエフェクターであるCifを解析し、これら粘膜病原細菌の感染成立を抑制する手法の開発につなげる。17年度の成果に基づき、上記エフェクターが感染成立に寄与する分子メカニズムを解明する。(1)エフェクターの機能ドメインを部分欠失体や点変異体の作製・解析により決定する。Cifの機能ドメインを見つけるためにホモロジードメイン検索を行い、ATPと結合するサイトが予想された。ATP結合能をもつ蛋白質は細胞内のさまざまな役割をすることが知られている。予想されたATP結合サイトにいくつかの変異を導入した点変異体を作製した。EPECのエフェクターCifが感染成立に果たす役割を解析するため、野生型と上記エフェクター変異株のEPECを作製した。感染対象となりうる上皮細胞(Hela, Hep-2)に感染させ、細胞周期への影響を調べた。野生型のEPECを感染させるとG2期に細胞周期が止まっていることが観察されたが、変異株のEPECを感染させた場合では細胞周期の停止はみられなかった。以上のことからこのドメインはCifの機能に重要な役割を果たしていると考えられる。(2)Yeast-Two-hybrid法によりCifの標的宿主蛋白質の同定し、いくつか同定した標的宿主蛋白質とCifが結合していることを確認した。同定した標的宿主蛋白質を過剰発現させた場合やRNAi法により発現抑制した場合、細胞周期変化やシグナル伝達を検討した。その結果、Cifの蛋白量に変化がみられ、細胞内でユビキチン化されることが確認した。蛋白のユビキチン化細胞周期の進行に大事な役割をしていることから、ユビキチン化によって宿主細胞の感染成立を担うシグナル伝達が誘起されるかを検討する。病原性細菌による腸管感染疾患は、現在も開発途上国を中心に毎年多くの人命を奪い、大きな脅威となっている。しかし赤痢菌や病原性大腸菌などによる感染機構はまだ充分理解されておらず、その解明は細菌感染に対する治療法の確立に貢献する。本研究では、感染成立に重要な役割を果たすと推定される細菌新規エフェクター蛋白質が感染に果たす役割を明らかにし、その分子メカニズムを遺伝子発現・標的分子の観点から解明する。腸管病原性大腸菌(EPEC)のエフェクターであるCifを解析し、これら粘膜病原細菌の感染成立を抑制する手法の開発につなげる。(1)EPECのエフェクターCifが感染成立に果たす役割を解析する。野生型と上記エフェクター欠損株のEPECを作製した。感染対象となりうる上皮細胞(Hela,Hep-2)に感染させ、細胞周期への影響を調べた結果、G2期に細胞周期が止まっていることを観察した。(2)エフェクターに対する抗体、及びGFPとの融合蛋白質発現系を作製し、宿主細胞内局在を蛍光顕微鏡で調べた。CifはHela及びHep-2細胞内では主に核に存在することが観察され、核内で細胞周期停止に影響すると考えられる。(3)Yeast-Two-hybrid法によりCifの標的宿主蛋白質の同定を試みた。いくつか同定した標的宿主蛋白質及びCifを293T細胞に発現させ、免疫沈降を行い両者が結合していることを確認した。さらに免疫染色を行った結果、両者はHela細胞の核内に共局在することが確認された。本年度に続き、同定した標的宿主蛋白質の発現をRNAi法によって抑制した場合の、細胞周期や細胞死誘導能などを評価することで、その標的宿主蛋白質の重要性を検討する。
コンポストによる特定悪臭成分分解メカニズムの解明

本研究ではコンポストの有害物質分解能に注目し、有害物質分解時に機能する微生物産生酵素の特定、および環境浄化機能を有する酵素の活性化に必要な条件等の探索を行った。具体的にはコンポストの持つ特定悪臭物質分解能を研究対象とし、コンポスト内の微生物由来の酵素活性化反応を測定することで、有害物質分解能を持つ酵素群の同定を行った。さらに、測定された酵素活性化データにバイオインフォマティクス技術を適用し、酵素群間の活性化相互作用を明らかにすることで、コンポストの悪臭物質分解能をシステムとして解明することを試みた。本研究では、特定悪臭物質を中心とした有害有機物質について、分解能を有すると期待される微生物産生の酵素群十数種類の活性化の有無を測定し、各有害有機物質の分解に有用な酵素群の同定を行った。具体的には、有害有機物質をその有機化学的構造特性から、有機溶媒系、硫黄系、アルデヒド系、アミン系、低級脂肪酸系悪臭物質と大きく5種類に分別し、特に土壌環境汚染に関係があると考えられる物質を選定した。また、微生物産生の酵素群の中で、環境浄化に関与すると推定される酵素群の選定を行った。さらに、選定された各有害有機物質が汚染土壌環境において存在する濃度を測定し、土壌培養条件の検討を行い、添加する有害有機物質量を0-2%、培養温度を30°C、培養期間を0-21日とした。土壌酵素活性化測定条件(緩衝液のpH、基質濃度、反応時間、温度、静菌剤等)は規定の条件とした。次に、有害有機物質に分解能を示す酵素群の活性化測定を行った。有害有機物質を含む未分解土壌に、種菌として有害有機物質を分解したと思われる土壌(分解土壌)を添加し、上記の条件で培養した。その後、各酵素群についての活性化測定を行った。研究分担者は、様々な条件下で測定された複数の酵素活性化データを統合して扱うことができるように、データの標準化を行った。開発した手法を、測定された微生物産生酵素群の活性化データへ適用し、測定された酵素間の相互作用を推定した。特に、ネットワーク解析のためには、離散型、もしくは連続型の数値データを必要とすることからも、測定データを数値化する手法の確立を行った。さらに、標準化された酵素活性化データは、活性化の有無という2値データ、もしくは活性化の増大を示した離散型データになることが予想されるため、複数の属性について離散型データを持つ変数間の関連性を推定する手法の開発を行った。また、微生物産生の酵素群の中で、環境浄化に関与すると推定される酵素群の選定を行い、有害有機物質に分解能を示す酵素群の活性化測定を行った。加えて、PCR-DGGE法を用い、土壌環境中に存在する微生物群集の解析を行った。また、研究分担者は、様々な条件下で測定された複数の酵素活性化データを統合して扱うことができるように、データの標準化を行った。その結果、培養初期は、添加する有害有機物質の種類および濃度の違いにより、培養土壌中の微生物群集およびそれに起因する産生酵素群が異なっていた。

培養後半は、添加した有害有機物質の種類や濃度に関係なく、培養土壌中の栄養源が少なくなり、培養前半に生育していた微生物が死滅し、それらの菌体成分を栄養源とする別の微生物群が出現する様子が明らかとなった。本研究によって酵素活性化データに対するバイオインフォマティクス的解析手法を確立することは、環境分野の実験データに対する新しいアプローチとして期待される。土壌生化学前年度に検討した実験条件および解析条件を元に、土壌酵素活性の測定およびデータ解析を行ったため。文献を参考にして条件を検討したため。研究代表者は、PCR-DGGE法を用い、土壌環境中に存在する微生物群集の解析を行う。土壌環境中では多数の微生物群が存在し、培養による単離同定が困難であることから、環境中に存在する微生物を群集として全体像を把握し、優占微生物種の比較、時系列による微生物群集の変化等を明らかにする。研究分担者は、推定された酵素間の相互作用から、有害物質の有機化学的性質別に分解能を示す酵素群の関連性を抽出し、有害物質の性質別に機能する酵素間相互作用部分を特定する。本研究では、コンポストの有害物質分解能に注目し、有害物質分解時に機能する微生物産生酵素の特定、および環境浄化機能を有する酵素の活性化に必要な条件等の探索を行っていく。具体的には、コンポストの持つ特定悪臭物質分解能を研究対象とし、コンポスト内の微生物由来の酵素活性化反応を測定することで、有害物質分解能を持つ酵素群の同定を行う。さらに、測定された酵素活性化データにバイオインフォマティクス技術を適用し、酵素群間の活性化相互作用を明らかにすることで、コンポストの悪臭物質分解能をシステムとして解明していく。有害有機物質に分解能を示す酵素群の活性化測定を行う。有害有機物質を含む未分解土壌に、種菌として有害有機物質を分解したと思われる土壌(分解土壌)を添加し、前年度に決定した条件で培養する。その後、各酵素群についての活性化測定を行う。また、PCR-DGGE法を用い、土壌環境中に存在する微生物群集の解析を行う。研究分担者は、開発した手法を、測定された微生物産生酵素群の活性化データへ適用し、測定された酵素間の相互作用を推定する。
船舶搭載型旋回クレーンのマン・マシン調和型制御システムの開発

現在港湾での荷役作業において,船舶搭載型の旋回クレーンが多く用いられている.この作業は,時間あたりで支払う船の停泊料が莫大なため,荷物の積み下ろし時間の短縮が求められている.また,旋回運動によって発生する遠心力や搬送開始時の加減速,さらに風や波,船の動揺による影響によって,吊り荷が振動しやすく,非常に難しい作業となっている.従来,この船舶搭載型旋回クレーンにおける作業は,ほとんどが熟練労働者の経験と勘により,搬送物を振動させないように操作されている.その際,作業スピードを要求され,かつ安全面において神経を使うため,過酷な重労働となっている.近年は熟練労働者の不足も問題となっており,経験の浅い者でも,安全かつ迅速に操作できる制御システムの開発が求められている.そこで本研究では,クレーンにより荷役搬送を行う際,人間の高度な状況判断能力を必要とする搬送計画や経路決定などの自動化が困難な非定型作業は,操縦者が自ら指令を与え,荷物の振動抑制制御や障害物回避などの高度な熟練技術を必要とする部分は機械が自律的に行い,経験の浅い操縦者でも安全かつ効率的に作業可能なオペレータ支援システムの研究開発を行った.さらに,従来のオペレータ支援システムにおいて問題であった機械が支援動作を自律的に行うことによる操作性の違和感を改善するために,ハプティック制御によりそれらの動作が行われることを操縦者に力覚で提示することで,操作性の向上を目指した.結果として,円柱座標系における拡散方程式より障害物情報を含むポテンシャル場を用い,障害物に荷物が接近した際,旋回クレーンの速度を制約するアルゴリズムおよび,制約速度をジョイスティックにフィードバックし,ハプティック制御により危険回避を操縦者に提示可能なシステムを構築した.現在港湾での荷役作業において,船舶搭載型の旋回クレーンが多く用いられている.この作業は,時間あたりで支払う船の停泊料が莫大なため,荷物の積み下ろし時間の短縮が求められている.また,旋回運動によって発生する遠心力や搬送開始時の加減速,さらに風や波,船の動揺による影響によって,吊り荷が振動しやすく,非常に難しい作業となっている.従来,この船舶搭載型旋回クレーンにおける作業は,ほとんどが熟練労働者の経験と勘により,搬送物を振動させないように操作されている.その際,作業スピードを要求され,かつ安全面において神経を使うため,過酷な重労働となっている.近年は熟練労働者の不足も問題となっており,経験の浅い者でも,安全かつ迅速に操作できる制御システムの開発が求められている.そこで本研究では,搬送作業中における搬送計画や経路決定などの非定型作業は,操業者が自ら指令を与え行うが,操作が非常に難しいとされる振動抑制制御・障害物回避などは機械が自律的に行う安全性と作業性を考慮したマン・マシン融合型の船舶搭載型旋回クレーン制御システムの開発をおこなった.結果として,(1)船の揺動と旋回クレーンの動きを連動させた船舶搭載型旋回クレーンのモデリングを行った.(2)次に,船の動揺を考慮した荷役搬送と振動制御を実現する制御系を構築した.(3)そしそ,操業者からの指令と機械の自動制御を融合したマン・マシン制御システムを構築した.その際、操業者に対して触覚,力覚による情報提示を行えるハプティック操作桿の開発もおこなった.結果として,全自動化するのと比べ,コストを低減するだけでなく,マン・マシンの融合により安全性,作業効率,労働環境の向上が実現できる旋回クレーンシステムのハプティック制御システムの開発できたと考える.現在港湾での荷役作業において,船舶搭載型の旋回クレーンが多く用いられている.この作業は,時間あたりで支払う船の停泊料が莫大なため,荷物の積み下ろし時間の短縮が求められている.また,旋回運動によって発生する遠心力や搬送開始時の加減速,さらに風や波,船の動揺による影響によって,吊り荷が振動しやすく,非常に難しい作業となっている.従来,この船舶搭載型旋回クレーンにおける作業は,ほとんどが熟練労働者の経験と勘により,搬送物を振動させないように操作されている.その際,作業スピードを要求され,かつ安全面において神経を使うため,過酷な重労働となっている.近年は熟練労働者の不足も問題となっており,経験の浅い者でも,安全かつ迅速に操作できる制御システムの開発が求められている.そこで本研究では,クレーンにより荷役搬送を行う際,人間の高度な状況判断能力を必要とする搬送計画や経路決定などの自動化が困難な非定型作業は,操縦者が自ら指令を与え,荷物の振動抑制制御や障害物回避などの高度な熟練技術を必要とする部分は機械が自律的に行い,経験の浅い操縦者でも安全かつ効率的に作業可能なオペレータ支援システムの研究開発を行った.さらに,従来のオペレータ支援システムにおいて問題であった機械が支援動作を自律的に行うことによる操作性の違和感を改善するために,ハプティック制御によりそれらの動作が行われることを操縦者に力覚で提示することで,操作性の向上を目指した.結果として,円柱座標系における拡散方程式より障害物情報を含むポテンシャル場を用い,障害物に荷物が接近した際,旋回クレーンの速度を制約するアルゴリズムおよび,制約速度をジョイスティックにフィードバックし,ハプティック制御により危険回避を操縦者に提示可能なシステムを構築した.
NMRイメ-ジング及び固体高分解能NMRの物質科学への応用:物性と内部構造変化

本研究においては、物質中の比較的動き易い分子の情報をNMRイメ-ジングにより、また堅い部分の情報を固体高分解能NMRにより収得し、分子レベルでの新しい物質研究手法を開発する事を目的とした。下記に示す4課題において有意義な成果が得られた。物質を対象としたNMRイメ-ジングは、緩和時間が短い点で不利ではあるが、静磁場及び磁場勾配とも大きく設定できる点で空間分解能に高い、S/N比の良いイメ-ジを得る事ができる。非破壊的、経時的に対象内部に生じる変化を観測できるNMRイメ-ジング法は今後素材研究の分野において重要な手法となり得る事を確信した。1.非晶質アルミノケイ酸塩の焼成過程における構造変化の解明:1)ムライト前駆体を提案し、その構造と組成を決めた。2)SiーOーAl系:非晶質アルミノケイ酸塩の焼成過程において非晶質からアンダルサイト様結晶構造を経過してムライトに相転移された。3)ムライト生成過程において共存するアルカリ金属イオン(Li^+、Na^+、Li^+)は相転移温度、生成されたムライトの組成、結晶性などに影響した。4)AlーOーGe系:アルミニウム-ゲルマニウム酸系の合成過程におけるGeイオンの挙動を明らかにした。ゲルマニウムムライト前駆体を提案。5)AlーOーP系:アルミニウム-リン酸系の合成過程におけるリン酸の挙動を解明した。2.高分子素材への溶媒の浸透と膨潤・収縮過程のイメ-ジ化ポリカ-ボネ-ト及びPMMAを素材とし、水、アセトン、DMSO、DMF、クロロホルム、ベンゼンなどの溶媒との相互作用をイメ-ジ化し、溶媒の浸透(拡散)速度や素材の溶解速度が求められた。3.粘土鉱物における水の吸着機構とインタ-カレ-ションモンモリロナイト、ベントアイト、サポナイトなどの粘土鉱物の陽イオンを交換することにより層間にインタ-カレ-トした。層表面と層間分子の相互作用を解明するために層間分子の拡散速度を測定した。この課題は継続して研究される。4.Alー5配位錯体の構造と反応性課題1において5配位Al錯体の存在が示唆された。錯塩化学的には5配位Al錯体は希であり、配位子の配位の対称性や安定性はよく知られていない。NMRにより4、5、6配位Al錯体が識別可能な事を利用してAl錯体の研究が開始された。1.非晶質アルミノシリケ-トの焼成過程における構造変化:セラミックの一つとして知られているムライトはSi/Al比が0.22から0.33の範囲の連続固溶体であるといわれているが、その構造や生成過程は明確でない。