hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無線ヘテロジニアスネットワークにおける非対称マルチキャスト通信の提案と実証実験

シームレスに統合された無線ヘテロジニアスネットワークの実現は、より多様な通信サービスの効率的な提供を可能にする。本研究では、無線LANメッシュネットワークとセンサーネットワークから構成される無線ヘテロジニアスネットワークにおけるマルチキャスト通信に関する技術獲得を目標として、非対称リンクを許容する新しい方式を提案し、シミュレーションおよびテストベッドによる実証実験でその有効性を確認した。・トポロジーの変化が予測不可能なアドホック環境・非常に多様な終端装置・通信リンクの非対称性そこで,本年度本研究において,無線ヘテロジニアス環境向けの非対称マルチキャストプロトコルを考案し,マルチプル・ユニキャストプロトコルと比較した数学的な基本評価を行った。提案プロトコルは,無線メッシュネットワークのTBR(Tree-Based Routing)に付随して動作する。結果は,電子情報通信学会のアドホックネットワーク研究会(2008年3月5-6日,横須賀にて開催)で『無線メッシュネットワークにおけるツリーベース経路制御プロトコルを活用したマルチキャスト』と題して技術報告を行い,提案するトランクマルチキャストは,クライアントが20ノードの時で,75%の径路制御オーバヘッドを削減することを明らかにした。来年(平成20年)度は,非対称マルチキャストの具体的な事例を無線ヘテロジニアスネットワークのシミュレーション上に設定し,提案プロトコルを評価し改良を進める。さらに,非対称リンクを構成する実機によるプラットフォーム構築を開始する。本年(平成20年)度は主に、無線メッシュネットワーク(IEEE802.11a/g)とセンサネットワーク(IEEE802.15.4b)から構成される無線ヘテロジニアスネットワークにおいて、異種ネットワークのノードが混在するノード間のリンクをたどってパケットをマルチホップさせることにより、1対多のマルチキャスト通信を行う際に、非対称な経路を許容して最適な経路を選択し伝送する方式の提案とテストベッドの構築による動作確認を行った。前年度において考案した無線ヘテロジニアス環境向けの非対称マルチキャストプロトコルを、本年度はさらに分析・改良を進めた。MAC層において、従来用いられていたロードキャストパケットを、今回、ユニキャストの繰り返しに置き換え、さらにネットワーク層のTree-Based Routingのマルチキャストプロトコルも手順の見直しによりさらにオーバヘッドの低減を図った。シミュレーションによる評価を実施した結果、MAC層での改良によるパケット到達率の大幅な向上とオーバヘッドの低減により、高パケット到達率のトラフィック収容量を数倍に高めることを確認し、結果を電子情報通信学会のアドホックネットワーク研究会(2008年7月24-25日開催)にて技術報告を行った。また本年度は、シミュレーションをNICTの研究資産であるQualNetを利用して実施した。シミュレーションに際しては、テストベッドの設計時のパラメータを設定して解析的評価を行った。現在、無線ユニバーサルメッシュルータにZigBeeノードを1台接続し、数個のZigBeeを含むセンサネットワークの構成でテストベッドの構築を進めている。平成21年4月に完成し、解析的評価を進める予定である。実装に際しては、ネットワーク層のプログラミングに自ら作業に携わり、評価用トラフィックの設定を随時行っている。本年(平成21年)度は主に、無線メッシュネットワークとセンサーネットワークから構成される無線ヘテロジニアスネットワークにおいて、異種ネットワークのノードが混在するノード間のリンクをたどってパケットをマルチホップさせることにより、1対多のマルチキャスト通信を行うためのプロトコルを実装したテストベッドを構築し、動作実験による性能評価を行った。前年度までにおいて考案した無線ヘテロジニアス環境向けの非対称マルチキャストプロトコルを実装環境で評価するために、前年度に開発を進めたテストベッドの構成を改良し、無線メッシュルータの機能を4台のPC上に再現してそれぞれにZigBeeシンクノードをインタフェースとして取り付け、また別に用意した8台のZigBeeセンサノードを含めて無線メッシュネットワークとセンサネットワークの融合したネットワークの動作実装を行った。その上で、Tree-Basedのマルチキャスト経路制御プロトコルの性能を評価する実験を行い、コンピュータシミュレーションで得られた結果と同様に、パケット到達率を高く維持したまま1対多のマルチキャストのトラフィック収容量を数倍近く高めることをデータで確認した。現在、得られたデータを整理し、国内・国際発表の準備をしているところである。
チタンインプラントと生体界面微小領域でのバイオフィルム抑制能と組織適合性向上

平均寿命の向上と急速な高齢化により,体の機能を喪失した患者が人工材料に頼らざるを得ない期間も長くなりつつある.このため歯科治療では従来の義歯に対する不満も増加し,これに代わる理想的な人工歯根(インプラント)が求められている.これまでチタン製インプラント表面処理は,硬組織との結合能と新生骨のボリュームを向上させることを目的としてきた.近年,経皮デバイスであるインプラントは骨との界面だけでなく,インプラント表面と口腔粘膜との界面微小領域が注目されている.この微小領域でインプラント表面と生体とは,硬組織および軟組織さらには微生物の生存する口腔液それぞれとの界面を形成するためである.術創を速やかに閉鎖し,インプラントを機能させるには,材料表面と組織の適合性が求められる.また口腔液との界面微小領域では細菌付着を防止し,バイオフィルム形成を予防する必要がある.本研究では電解液中での放電陽極酸化処理により,チタンの抗菌効果と生体適合性を向上させた.塩化ナトリウム溶液中で放電陽極酸化したチタンプレートの抗菌効果の影響する範囲を特定した. Ti-Clおよび未処理のチタンプレート上にグラム陰性菌および陽性菌の細胞膜・細胞壁成分それぞれLipopolysaccharide(LPS), Peptidoglycan(PGN)およびphospholipid層約70-80%を占める主成分であるL-α-Phosphatidylethanolamine(PE)を試薬として用い,全反射法を併用した赤外分光分析法にて,それぞれのIRスペクトルの経時的減衰と代謝産物を検出した.次亜塩素酸の過酸化作用により分解された細胞膜・細胞壁成分はC=O二重結合の減衰と代謝産物であるアルデヒドやケトングループが検出されると考えられる.接着機構の違いによる細菌および細胞のTi-Cl上での生存率を評価した.Ti-ClはPGNに特異的な酸化作用を示し,接着細胞への為害性がなくチタンインプラントの表面処理として有効である.平均寿命の向上と急速な高齢化により,体の機能を喪失した患者が人工材料に頼らざるを得ない期間も長くなりつつある.このため歯科治療では従来の義歯に対する不満も増加し,これに代わる理想的な人工歯根(インプラント)が求められている.これまでチタン製インプラント表面処理は,硬組織との結合能と新生骨のボリュームを向上させることを目的としてきた.近年,経皮デバイスであるインプラントは骨との界面だけでなく,インプラント表面と口腔粘膜との界面微小領域が注目されている.この微小領域でインプラント表面と生体とは,硬組織および軟組織さらには微生物の生存する口腔液それぞれとの界面を形成するためである.術創を速やかに閉鎖し,インプラントを機能させるには,材料表面と組織の適合性が求められる.また口腔液との界面微小領域では細菌付着を防止し,バイオフィルム形成を予防する必要がある.本研究では電解液中での放電陽極酸化処理により,チタンの抗菌効果と生体適合性を向上させた.塩化ナトリウム溶液中で放電陽極酸化したチタンプレートの抗菌効果の影響する範囲を特定した. Ti-Clおよび未処理のチタンプレート上にグラム陰性菌および陽性菌の細胞膜・細胞壁成分それぞれLipopolysaccharide(LPS), Peptidoglycan(PGN)およびphospholipid層約70-80%を占める主成分であるL-α-Phosphatidylethanolamine(PE)を試薬として用い,全反射法を併用した赤外分光分析法にて,それぞれのIRスペクトルの経時的減衰と代謝産物を検出した.次亜塩素酸の過酸化作用により分解された細胞膜・細胞壁成分はC=O二重結合の減衰と代謝産物であるアルデヒドやケトングループが検出されると考えられる.接着機構の違いによる細菌および細胞のTi-Cl上での生存率を評価した.Ti-ClはPGNに特異的な酸化作用を示し,接着細胞への為害性がなくチタンインプラントの表面処理として有効である.チタンに抗菌性を賦与することは,フィクスチャーとアバットメントを1度のオペで埋入する一回法を達成する上で重要であり、口腔との界面においては,軟組織や硬組織の治癒を同時に促進することが求められる.1Mの塩化ナトリウム電解液中で,チタンを陽極,ステンレスプレートを陰極とし,1アンペア・60秒で放電陽極酸化処理されたチタン(Ti-C1)では、表面の三塩化チタンが徐放する次亜塩素酸による抗菌効果と陽極酸化膜の細胞接着性タンパク吸着能から,優れた細胞増殖能を同時に期待できるということが明らかとなった.そこで,本研究ではTi-C1の抗菌作用ならびに生体適合性を検証しその機序を検討した.プレートの半面をTi-C1とした試料にS. mutansを播種し,LIVE/DEAD染色にて抗菌効果の範囲を特定した結果、未処理面では生存しており,抗菌作用は処理を行った表面に限定的であった.また,グラム陰性菌菌体外多糖,細菌細胞膜主成分およびグラム陽性菌細胞壁をTi-C1に作用させ,全反射法を併用した赤外分光分析(ATR-FTIR)をおこなった。その結果,ピークの経時的な減衰と代謝産物を測定したことから,Ti-C1の抗菌効果は三塩化チタンが徐放する次亜塩素酸に依存していることが裏付けられた.さらに,Ti-C1ならびにコントロール試料上にMC3T3-E1細胞を血清培地および無血清培地で培養し,観察面をランダムに選択し,生細胞と死細胞の比率をカウントした.この結果,Ti-C1およびコントロールでは細胞生存率が高く,有意差は見られなかった.無血清培地ではTi-C1で細胞生存率はおよそ20%であり,コントロールの70%と比較して著しく低下した.

本研究の結果,本処理は微生物と細胞との接着機構の違いにより,抗菌性と生体適合性を両立し,チタン製インプラントの表面処理として有効であることが示唆された.チタンに抗菌性を賦与することは,フィクスチャーとアバットメントを1度のオペで埋入する一回法を達成する上で重要であり、口腔との界面においては,軟組織や硬組織の治癒を同時に促進することが求められる.1Mの塩化ナトリウムおよびリン酸2水素ナトリウム電解液中で,チタンを陽極,ステンレスプレートを陰極とし,1アンペア・60秒で放電陽極酸化処理されたチタンの抗菌性と生体適合性を検討した.また大気加熱処理により,酸化膜を厚くしたチタン試料をコントロールに用いた.大気加熱チタンでは,ルチル型の酸化膜が検出されたのに対して,陽極酸化チタンでは非結晶のアナターゼ型酸化チタンがX線回折分析により検出された.塩化ナトリウム溶液中で処理した試料では,非結晶のアナターゼ型チタンに加えて三塩化チタンの結晶が見られた.大気加熱チタンでは表面濡れ性が向上したものの,抗菌性や生体適合性向上は見れらなかった.リン酸2水素ナトリウム溶液中で処理したチタンは表面でヒドロキシラジカルと親水基を発生し,骨芽細胞の石灰化マーカー遺伝子の上昇が見られたが,抗菌効果は見られなかった.塩化ナトリウム溶液中で処理したチタンは,表面の三塩化チタンが徐放する次亜塩素酸による抗菌効果と陽極酸化膜の細胞接着性タンパク吸着能から,優れた細胞接着性と分化能を期待できるということが明らかとなった.一方,陽極酸化チタンを高温で加熱し,ヒドロキシラジカルを除去した試料では,接着骨芽細胞の石灰化マーカー遺伝子が,非加熱の試料と同様に向上したものの,in vitroでの石灰化物形成が低下した.本研究から,陽極酸化チタン表面で発生する親水性官能基だけでなく,ヒドロキシラジカルが細胞の産生する骨基質タンパクの架橋反応に直接作用し,石灰化物の析出を上昇させる可能性が示唆された.平均寿命の向上と急速な高齢化により,体の機能を喪失した患者が人工材料に頼らざるを得ない期間も長くなりつつある.このため歯科治療では従来の義歯に対する不満も増加し,これに代わる理想的な人工歯根(インプラント)が求められている.これまでチタン製インプラント表面処理は,硬組織との結合能と新生骨のボリュームを向上させることを目的としてきた、近年,経皮デバイスであるインプラントは骨との界面だけでなく,インプラント表面と口腔粘膜との界面微小領域が注目されている.この微小領域でインプラント表面と生体とは,硬組織および軟組織さらには微生物の生存する口腔液それぞれとの界面を形成するためである.術創を速やかに閉鎖し,インプラントを機能させるには,材料表面と組織の適合性が求められる.また口腔液との界面微小領域では細菌付着を防止し,バイオフィルム形成を予防する必要がある.
巨大な群上の調和解析に向けた確率論と表現論の融合的研究

巨大な群上での調和解析の展開に向けて、確率論と表現論の融合的な研究を推進した。調和解析とは、事物の対称性に着目することによって深い数学的構造を見出し、それに立脚した解析を行う学問分野である。本研究では、無限自由度をもつ大規模な対象を扱うため、その対称性を記述する群として巨大な群が現れる。得られた成果の中で最も主要なものは、(i)調和解析の素子となる指標と呼ばれる関数の分類と具体形を与える公式、および(ii)群の表現の漸近挙動と確率論の極限定理をつなぐ一連の結果である。巨大な群上での調和解析の展開に向けて、確率論と表現論の融合的な研究を推進することが課題である。無限自由度をもつ大規模な対象の性質を解明するため、その対称性を記述するものとして必然的に巨大な群を扱う。本研究の基盤になる観点は、この巨大な群上の調和解析に、確率論と表現論が合流する広場のような位置づけを与える。そのための有効な拠点概念の形成を目指すことが第一の目的である。巨大な群上での調和解析の展開に向けて確率論と表現論の融合的な研究を推進することが本研究の課題である。このような調和解析の研究の拠点となりうる有効な概念の形成を目指すこと、すなわち新たな問題の探索と研究の創出を可能にするアイデアを提示することが第一の目的である。初年度である本年は、確率論と表現論の相互作用が織りなす世界を探究するため、主として具体的な対象に即した解析を重視した。中でも、以下の項目に関する研究を行い、それぞれ成果を得た。(1)量子確率論の視点から見た漸近的表現論とグラフのスペクトル解析(2)無限対称群および関連する無限次元群の指標の表現論的および確率論的研究(3)環積群の既約指標・誘導指標の漸近挙動(4)ランダム行列・行列積分の極限描像における組合せ論的構造これらの事項はいずれも次年度以降の研究につながる内容を有しているとともに、さらに統合されてゆくべきものである。本年度の経費により、本研究課題に密接に関係した行列積分に関する研究会を名古屋大学で開催した。数名の研究者に連続講演を依頼した課題集中型の研究会である。それに伴い、フランス人の若手研究者を招聘した。また、それとは別に研究分担者2名をポーランドとアメリカ合衆国に派遣した。これらの活動は、海外の研究グループとの連携を深めるのにたいへん役立った。研究活動の成果は、論文や著書の形で出版したものの他に、執筆済みまたは執筆中の数本のプレプリントにも著されている。巨大な群上での実りある調和解析の展開を見据え、確率論と表現論の融合的な研究を推し進めることが本研究の課題である。初年度の成果を踏まえて、本年度も具体的な対象に即した解析に重きを置いた。本年度の最も主要な成果は、対称群による任意のコンパクト群の環積の(既約および可約な)指標について、対称群のサイズが無限に大きくなるときの漸近挙動を詳細に解析したこと、およびその指標の漸近挙動と無限対称群によるコンパクト群の無限環積の因子表現の指標との関係を明らかにしたことである(連携研究者等との共同研究)。誘導表現の理論をはじめとした群の表現論と、マルチンゲールやグラフ上の調和関数にまつわる確率論との両面からのアプローチが功を奏した形になった。指標の具体的な表示式の計算やサイズ無限大での漸近挙動の解析は、調和解析を展開するための礎になる。対称群からコンパクト群の環積(とくに複素鏡映群)にまで対象を一般化したことにより、新たな現象が視野に入ってくるとともに、他分野とのつながりの手がかりが一層広がったものと考えられる。これらの研究成果は、学術論文として発表した。本年度の経費として最も大きな部分を占めたのは、研究打合せと研究発表のための旅費であった。中でも、研究分担者のヨーロッパへの派遣、および研究代表者の所属部局の博士後期課程学生のヨーロッパへの派遣等、密接に関連する海外の研究グループとの活発な研究交流を行うことができたのは、本研究課題を遂行する上で、たいへん有益であった。巨大な群上での本格的な調和解析の展開を見据え、確率論と表現論の融合的な研究を推進することが本研究の一貫した課題である。群の表現の代数的・組合せ論的枠組にとどまらず、関数の漸近挙動や極限定理などの解析的な取り扱いに主眼を置いた研究を行った。表現の既約分解や因子分解のもつ統計法則の解明を中心的な課題として意識している。具体的には、無限対称群による任意のコンパクト群の環積として与えられる群の表現と指標について、それらの極小な対象の分類空間を既約表現たちの分岐グラフのマルチン境界とみなしてポテンシャル論的な考察を進める方向において、今後の研究につながるいくつかの新たな知見を得た。

また、特別な興味ある場合として複素鏡映群に着目し、その表現と指標を詳しく研究するとともに、とりわけ射影表現、スピン指標に関する研究も進めた。これらは、本研究課題のもとで得た前年度までの成果を直接応用し発展させるものであり、研究に広がりを与えるという意味においても、意義ある結果であると言えよう。主要な部分は、連携研究者等との共同研究に基づくものである。本年度の経費として最も大きな部分を占めたのは、研究打合せのための国内外の旅費である。なかでも、研究分担者のヨーロッパおよびアメリカへの派遣、連携研究者のヨーロッパへの派遣等、海外の研究グループとの活発な学術交流を行うことができたのは、本研究の遂行にあたってたいへん有意義であった。巨大な群上での調和解析の展開を見据え、確率論と表現論の融合的な研究を推進することが、本研究の一貫した課題である。群の表現の代数的・組合せ論的な枠組もさることながら、関数の積分表示や漸近挙動、さまざまな階層の精緻な極限定理等の解析的な取り扱いに主眼を置いている。離散群に関わる幾何学や作用素環、行列積分との関連にも注目している。最終年度である本年度は、新たな研究方向の創出の手がかりになる材料を集めることと、ここ数年間の研究の流れの中で生じた問題に取り組むことの両面をにらんで、研究を進めた。もちろん、両者が密接に関連していることは言うまでもない。後者に属する具体的な内容として、特に次の2つの事項を挙げておく。(1)無限複素鏡映群を含む無限対称群によるコンパクト群の環積について、その双対的な対象(ヤンググラフの相当の一般化)の上の調和関数のマルティン積分表示をはじめとするポテンシャル論的な考察。(2)複素鏡映群の射影表現の詳細な考察、とくに無限複素鏡映群のスピン指標の分類と具体的な指標公式を目指した研究。本年度の研究に基づいて、学術論文の作成(プレプリント)と執筆準備、研究集会での発表、著書の執筆準備等の活動を行った。経費として最も大きな部分を占めたのは、研究打合せおよび研究発表のための国内外の旅費であった。いろいろな研究グループとの活発な学術交流を行うことができたのは、本研究の進展にたいへん有意義であった。
栄養膜細胞の分化に伴う機能変化と妊娠高血圧腎症の発症に関する検討

本研究では、ヒト胎盤における絨毛膜外栄養膜細胞や合胞体性栄養膜細胞といった栄養膜細胞の分化に伴う機能変化について検討することで胎盤形成やその機能維持における各栄養膜細胞の果たす役割を解明することを目的としている。実験手法としてはヒト胎盤由来の栄養膜細胞を培養することで、絨毛膜外栄養膜細胞や合胞体性栄養膜細胞への分化を誘導することで、これまでの研究から胎盤形成に深く関わっていることが知られている低酸素誘導因子や血管新生因子の発現変化やその制御機構について解析する。
水素結合架橋水を配置する擬似対称型プロテアーゼ阻害剤の設計研究

独自の遷移状態ミミックである「HMC-ヒドラジド」を用いて、複数の架橋水を配置する擬似対称型HIVプロテアーゼ阻害剤を設計した。合成した擬似対称型化合物は多数の変異を導入したHIVプロテアーゼに対して阻害活性は低下したが、両末端にオキサミド構造を有する誘導体の活性低下が比較的小さいことが分かった。また、合成した擬似対称型化合物はHTLV-Iプロテアーゼ阻害活性をもつこと見いだした。1. HMC構造に基づくペプチド型阻害剤を用いて、HMC構造を擬似対称型化合物に組み込んだ分子設計を行った。すなわちHMCのα炭素とカルボニル炭素の間にC2回転軸を想定し、回転前の180度回転した後の阻害剤を重ね合わせた。そして、回転前と後のそれぞれのP'部位を除去して残る部分の間に、HMC-ヒドラジド構造を導入して融合させることにより擬似対称型化合物をデザインした。この設計手法により、種々の既存の高活性HIVプロテアーゼ阻害剤を用いて、種々の擬似対称型化合物をデザインし、合成を行った。酵素阻害活性が比較的高かった擬似対称型化合物については、HMCの水酸基の立体が異なるジアステレオマーを合成し、阻害活性の比較を検討した。2.耐性HIVに対して活性が向上するKNI-1909は、酵素との複合体の分子モデリング計算の結果、野生型および変異HIVプロテアーゼと2つ安定な架橋水を配置することが新たに観察されている。そこで、KNI-1909の様なD-アミノ酸誘導体を擬似対称型分子に導入すると4つの架橋水を配置できることから、D-アミノ酸誘導体などの架橋水が配置可能な構造を取り入れた擬似対称型化合物合成を行った。また、KNI-1909の化学構造に特徴的なスルフォニル基が架橋水を配置させると予想されたことから、他のスルフォニル誘導体を導入した擬似対称型化合物をデザインし、合成した。3. HMC-ヒドラジド構造を組み込んだ擬似対称型分子をPlmの活性部位に結合させ、架橋水を考慮したPlm阻害剤をデザインし、擬似対称化合物の誘導体合成を行った。4.得られた擬似対称型化合物のHIV-1プロテアーゼの阻害活性を測定し、阻害剤濃度50nMで80%阻害活性を示す化合物を同定した.1.薬剤耐性HIVに対して活性が向上する基質型HIV-プロテアーゼ阻害剤のKNI-1909は、酵素との複合体の分子モデリング計算の結果、野生型および変異HIVプロテアーゼと2つ安定な架橋水を配置することが新たに観察された。そこで、KNI-1909の様なD-アミノ酸誘導体を擬似対称型分子に導入すると4つの架橋水を配置できることから、KNI-1909の化学構造に特徴的なスルフォニル基が架橋水を配置させると予想されたことから、両末端にスルフォニル誘導体を導入した擬似対称型化合物をデザインし、合成した。その結果、スルフォニル誘導体を導入した擬似対称型化合物は野生型HIV-1プロテアーゼ阻害活性が低かったので、他の置換基の導入を検討することにした。すなわち、基質型HIVプロテアーゼ阻害剤のうちで強力なHIVプロテアーゼ阻害活性を示す化合物構造中にある置換アミノオキサミド構造に着目した。このオキサミド部分の2つのカルボニル酸素がスルフォニル誘導体の酸素と同様に4つの架橋水を形成できると考え、擬似対称型化合物を設計し、合成した。その結果、比較的強い野生型HIV-1プロテアーゼ阻害活性を示すものを同定した。更に、置換基の構造変換を行った。2.水素結合架橋水を配置する擬似対称型阻害剤について、ロピナビル耐性株由来の6つの耐性変異部位をもつHIVプロテアーゼ(A17mut)に対する活性評価を行った。野生型と変異体酵素の阻害活性を比較したところ、多くの擬似対称型化合物は変異プロテアーゼに対して阻害活性が大きく低下したが、ある特定の構造を持つ擬似対称型化合物は変異プロテアーゼに対して阻害活性が低下し難いことが分かった。3.架橋水を配置する擬似対称型HIV-プロテアーゼ阻害剤のHTLV-Iプロテアーゼに対する活性を評価したところ、比較的弱いが、阻害活性を有することが分かった。
合成開口レーダー干渉法ＩｎＳＡＲで見る大気圏の極端現象

2008年8月10日に宮崎県で発生した集中豪雨、2010年8月25日に新潟・山形県境付近で起きた集中豪雨に伴う位相変化をALOS1号データに基づくInSARで検出した。見かけ上30cmの視線距離変化に対応する位相変化の大半は豪雨に伴う水蒸気分布によるものである.しかし,SSMを適用するとその豪雨域に「分散性」の位相異常も現れる.水蒸気に伴う位相は理論的に「非分散性」で,通常の屈折率の周波数依存性モデルにおいて「分散性」の位相は電離層の自由電子を反映する.そこで,Solheim et al(1999, JGR)に倣って,豪雨に伴う降雨粒子が示す周波数依存性モデルを仮定したSSMを適用し,標準的な周波数依存性モデルの結果と比較した.この二つの事例については,後者の降雨粒子が示す周波数依存性モデルによるSSMの方が空間的ばらつきの少ない結果を与えている.また,2017年7月7日の九州北部豪雨に伴う位相異常をALOS2号データで捉えたが,この画像撮像時には電離層異常そのものが大きかったことと降水強度自体が前二例よりは小さかったためもあり,標準的な周波数依存性モデルの方が「分散性」「非分散性」の位相を分割できている.【課題B】電離層擾乱へのInSAR SSMの適用InSARで電離層擾乱を検出するにあたり,情報通信研究機構のDense Regional And Worldwide INternational GNSS-TEC observation (DRAWING-TEC)プロジェクトによるROTI(Rate of TEC Index)マップが有効であることを確認した.これに基づいてALOS2のScanSARモード画像を用いて広域の電離層擾乱の検出を試みている.2017年九州北部豪雨以外に新しい事象を検出できなかったため、やや遅れている。ALOS2の撮像モードSM3のデータにおいて,InSAR SSMが適用できない場合があることに気づき,その原因について考察した(古屋ほか, 2018年日本測地学会130回講演会; Furuya et al., AGUFall Meeting, 2018).いくつかの事例について対処方法も検討したが,結果としてJAXAが提供するデータに技術的問題があることが判明し,JAXAによる改善の結果,2018年12月以降に注文したデータは正常であることを確認した.ALOS2/PALSAR2の日本周辺の撮像日時は、日本時間の23時半から24時(Ascending軌道)か11時半から12時頃であることから、この時間帯かつ夏季の全国合成レーダーGPVを系統的に処理して、降水強度の強い場所と時間帯を探索するための手順を開発する。それらの日時と場所に対応するALOS2画像を選び、同じパスフレームの別のALOS2画像を用いて、InSAR処理を適用し、位相モデルを比較する。また、InSARは海上に当たる電離圏には感度を持たないため、日本周辺を対象とすると観測域が東西方向に狭くなりがちである。陸域面積の広いアメリカ合衆国やヨーロッパにおいても、GNSS-TECが得られつつあるので、検索範囲を海外に拡げることも考えている。見かけ上30cmの視線距離変化に対応する位相変化の大半は豪雨に伴う水蒸気分布によるものである.しかし,SSMを適用するとその豪雨域に「分散性」の位相異常も現れる.水蒸気に伴う位相は理論的に「非分散性」で,通常の屈折率の周波数依存性モデルにおいて「分散性」の位相は電離層の自由電子を反映する.そこで,Solheim et al(1999, JGR)に倣って,豪雨に伴う降雨粒子が示す周波数依存性モデルを仮定したSSMを適用し,標準的な周波数依存性モデルの結果と比較した.この二つの事例については,後者の降雨粒子が示す周波数依存性モデルによるSSMの方が空間的ばらつきの少ない結果を与えている.また,2017年7月7日の九州北部豪雨に伴う位相異常をALOS2号データで捉えたが,この画像撮像時には電離層異常そのものが大きかったことと降水強度自体が前二例よりは小さかったためもあり,標準的な周波数依存性モデルの方が「分散性」「非分散性」の位相を分割できている.InSARで電離層擾乱を検出するにあたり,情報通信研究機構のDense Regional And Worldwide INternational GNSS-TEC observation (DRAWING-TEC)プロジェクトによるROTI(Rate of TEC Index)マップが有効であることを確認した.これに基づいてALOS2のScanSARモード画像を用いて広域の電離層擾乱の検出を試みている.2017年九州北部豪雨以外に新しい事象を検出できなかったため、やや遅れている。ALOS2の撮像モードSM3のデータにおいて,InSAR SSMが適用できない場合があることに気づき,その原因について考察した(古屋ほか, 2018年日本測地学会130回講演会; Furuya et al., AGUFall Meeting, 2018).いくつかの事例について対処方法も検討したが,結果としてJAXAが提供するデータに技術的問題があることが判明し,JAXAによる改善の結果,2018年12月以降に注文したデータは正常であることを確認した.

ALOS2/PALSAR2の日本周辺の撮像日時は、日本時間の23時半から24時(Ascending軌道)か11時半から12時頃であることから、この時間帯かつ夏季の全国合成レーダーGPVを系統的に処理して、降水強度の強い場所と時間帯を探索するための手順を開発する。それらの日時と場所に対応するALOS2画像を選び、同じパスフレームの別のALOS2画像を用いて、InSAR処理を適用し、位相モデルを比較する。また、InSARは海上に当たる電離圏には感度を持たないため、日本周辺を対象とすると観測域が東西方向に狭くなりがちである。陸域面積の広いアメリカ合衆国やヨーロッパにおいても、GNSS-TECが得られつつあるので、検索範囲を海外に拡げることも考えている。
繁殖牛の高精度発情検知のためのＭＥＭＳ血流量センサーの研究

畜産業従事者の収益性を向上させる方法の一つは、子牛の繁殖効率の向上である。子牛の繁殖は人工授精により行われているが、発情期における授精タイミングの的確な検知が困難であるため約70%にとどまっている。繁殖牛の発情周期をMEMS高精度血流量センサによって検知し、取得情報を携帯端末でモニタリングすることで人工授精適期を的確にとらえる発情検知システムの研究を行った。その結果、(1)これまでの端面出射型半導体レーザを面発光レーザチップに置き換え、反射ミラーやレンズを省くとともに、(2)レーザの連続発振をパルス発振駆動に変更し、消費電力を一桁低減し、また接触圧センサを付けて再現性のよい血流測定を実現。繁殖牛の発情周期をMEMS高精度血流量センサーによって検知し、取得情報を携帯端末でモニタリングすることで人工授精適期を的確にとらえる高精度発情検知システムの実現に向けた研究を行っている。1発情状態の検知精度を向上させるMEMS血流量センサーとそのパッケージングの研究では、VCSEL(面発光レーザ)チップ、PD(フォトダイオード)チップならびにピンホールチップを貫通穴電極形成AlNセラミック基板チップにボンディングした光MEMSチップ(3mm角)に接触圧センサならびに温度センサを一体化したセラミックパッケージの設計が終了し作製に取り掛かっていて、昨年の遅れを取り戻しつつある。2飼育環境に対応したMEMS血流量センサーの超低消費電力化の研究についても、レーザ駆動をパルス駆動にすることにより、消費電力をこれまでのおよそ3分の1までに低減化することができ、かつフーリエ変換に悪影響を与えない回路設計を実現した。実際にこの設計に従って回路の政策を行っている。発情状態の検知精度を向上させるMEMS血流量センサーとそのパッケージングの研究については、大型の電池内蔵可能でかつ低侵襲を可能な限り低下させるパッケージ3種類のモックを牛の膣に装着して、密着性を検討した。牛の体動による密着性に問題があり得られるデータにばらつきがあること、ましてや個体差のある中では難しくなることも予想していたが、実験の結果計画時点での予想通り、測定圧(接触圧)の測定ならびに通常のデータを取得し、その変化をみることにより密着性や再現性ならびに個体差による誤差の発生は大幅に改善することが分かった。また、飼育環境に対応した超低消費電力化に関する研究では、光源としてこれまでの端面出射型半導体レーザから高出力・シングルモードのVCSEL(面発光レーザ)チップに置き換えて反射ミラー、レンズを省き、光伝達損失を低減(同時にMEMSセンサー部の小型化も実現)する計画であるが、その進捗については研究協力者の企業からのVCSELの供給が、次年度でないとできないことから、遅れている。もう一つの低消費電力化であるレーザの連続発振をパルス発振駆動に変更し、消費電力をさらに一桁低減する件では得られた信号をモデル化し、解析的に実現できるかの検討を行い、実現可能性が高いことが分かった。しかし、パルス駆動によって、実際の信号に基づいて得られる電気回路等も含めたノイズの影響がフーリエ変換等の結果にどう影響を与えるのか正確に見るには実際のデバイスでの実証を行うことが必須であることが分かった。繁殖牛の発情期をMEMS高精度血流量センサを用いて取得情報を携帯端末でモニタリングすることで人口受精適期を的確にとらえる高精度発情検知システムの実現に向けた研究を行った。1発情状態の検知制度を向上させるMEMS血流量センサとそのパッケージングの研究では、VCSEL(面発光レーザ)チップ、PD(フォトダイオード)チップならびにピンホールチップをAlN基板チップにボンディングし、3mmサイズのセンサを実現した。接触圧センサには、PLZT(ピエゾ素子)、レーザ変位センサ応用センサ、MEMSピエゾセンサを用いた、3つの候補を同時に検討した。後半の2つは実現した。2パルス駆動のレーザに対応したPD信号処理を新たに考案することにより、一桁低い低消費電力化を実現した。3接触圧を測定しながら血流量測定することにより再現性ある血流量測定が可能となり、発情信号をはじめ、熱中症などの検出にも有効であることが示唆された。今後はさらに多くのフィールド実験を行い、本研究結果について更なるか確証を得る。本科研費におけるセンサ作製におけるキーデバイスである面発光レーザ(VCSEL)チップに関して、研究協力者である企業からの提供ができないとの突然の判断から遅れを取ったが、外国製品を購入することによって対応するとともに、全体のスケジュールを迅速化することにより昨年からの遅れを取り戻しつつある。本科研費におけるセンサ作製における基本デバイスである面発光レーザ(VCSEL)チップに関しての研究協力者である企業からの供給が25年度からでないと対応できないことになり、光学系の部分の立ち上げが遅れている。次年度初めにその遅れを挽回する計画で進める。

低消費電力化、接触圧センサならびに温度センサと一体化したセンサプローブを実現、フィールド実証実験を行い、低侵襲を目的として行った血流センサーパッケージの最適化を行う。当初、平成24年度研究実施予定であった以下の検討を優先して行い、更なる小型化に加え消費電力をさらに一桁低減させる。これまでの端面出射型半導体レーザを高出力・シングルモードのVCSEL(面発光レーザ)チップに置き換えて、反射ミラー、レンズを省き、光伝達損失を低減(同時にMEMSセンサー部の小型化も実現)する。レーザの連続発振をパルス発振駆動に変更し、消費電力をさらに一桁低減する。また、発情状態の検知精度を向上させるMEMS血流量センサーとそのパッケージングの研究についてはフィールド実証実験結果を、より反映させて発情状態の検知精度を向上させることと低侵襲を目的として行った血流センサーパッケージの最適化を行う。また、フィールド実証実験結果をより反映させて、発情状態の検知精度を向上させる血流センサーパッケージの最適化を行うとともに、飼育環境に対応したセンサーパッケージングを追究する。さらにはレーザ駆動を連続発振からパルス発振にしたとき、その後のフーリエ変換で得られるパワースペクトルの一次モーメントに及ぼす影響を明確にした結果を受けて、実際の回路設計と回路試作に反映させる。昨年度(初年度)の時点でキーデバイスである面発光レーザ供給をする協力企業の都合により、繰り越した。研究計画通りの内容を進めるためには、初年度の繰り越し分を次年度に繰り越しす必要がある。初年度の面発光レーザ供給の遅れが若干短縮されたものの、予定より遅れている。さらに計画から遅れないようにするために外国製の面発光レーザを購入することにより対処した。このことから当初の計画から遅れたが、本申請の研究期間内には、当初の計画をすべて遂行する。本科研費におけるセンサ作製における基本デバイスである面発光レーザ(VCSEL)チップに関しての研究協力者である企業からの供給が25年度からでないと対応できないことになり、その光学系における研究費分(100万円?)を25年度に繰り越しをせざるを得なくなった。
エクソソーム制御による慢性肝疾患関連サルコペニアに対する新規治療法の開発

慢性肝炎・肝硬変の合併症の一つであるサルコペニア(骨格筋量減少による身体機能の低下)は、転倒・骨折を招くとともに、肝臓関連死の危険因子にもなる。そのため、早急な対策が必要であるが、有効な治療法は確立していない。肝臓-骨格筋間相互作用の異常がサルコペニア発症に重要である可能性があるが、詳細は明らかになっていない。近年、細胞から分泌されるエクソソームなどの細胞外小胞が臓器間相互作用に重要であることが明らかとなってきている。本研究では、このエクソソームに注目し、慢性肝疾患関連サルコペニアの発症メカニズムを明らかにし、新規治療法を見出だすことを目的とする。
高温プラズマの分岐に伴うヒステリシス現象と過渡応答の物理研究

「プラズマには自発分極を伴う、未だ明かされていない分岐現象が存在する。」つまり、熱平衡から遥に離れた系では、多重多様のヒステリシス現象が存在し、そのダイナミックスを理解することによって、プラズマの輸送の謎が理解できるとの着想を得て、当研究では、高温プラズマにおけるヒステリシスを伴う遷移(分岐)現象の原因となる1)物理機構を整理し、2)理論的定式化をして、3)その方程式を解き、解析をする。また、その特性を示し、体系化することを目指している。本年度は1)ヒステリシス特性を持つ遷移現象についてダイナミックスを追い、特に過渡応答現象について解析をして論文として発表した。また遠非平衡系プラズマの遷移は、ひとつの乱流状態から別の乱流状態への分岐現象であるという理論モデルを構築している。その一環として、2)乱流による異常輸送の物理についての理論的研究及び3)非線形シミュレーション研究を深めた。乱流輸送と構造遷移についてはレビュー論文を発表し、乱流の構造や誘起機構については3つの論文を発表した。シミュレーション研究も3つの論文を発表しつつ、シミュレーション解析結果のカオス性に対する新しい知見も得た。また、Hモード遷移と呼ばれる静電場の分岐のみならず、磁性変化を伴う分岐理論を提唱している。Mモード遷移と命名したが、高温プラズマにおける種々の崩壊現象は、この遷移に基づくダイナミックスであるという着想を得るに至った。論文としてまとめている。この物理概念で統一的に実験結果を説明できるかは今後評価を待つところである。プラズマ乱流と輸送、その遷移現象の理論体系化への歩みを進めた。特筆すべきは「プラズマ乱流と輸送理論」という題で1998年のフンボルト研究賞を受賞することが決定したことである。当研究では、高温プラズマにおけるヒステリシスを伴う遷移(分岐)現象の原因となる1)物理機構を整理し、2)理論的定式化をして、3)その方程式を解き、解析をする。また、その特性を示し、体系化することを目指す。分岐の一つの原因となる自発分極は、イオンと電子の極性損失の差で誘発される。様々な条件に応じたこれらの物理過程を考察し、抽出することでできる。本年度は、未だ定式化されていない分岐現象を定式化した。そのために関与する物理機構を整理し、抽出する。抽出した物理機構をもとに各々の分岐理論を作成し、発現するパラメータ領域を同定し、分岐特性を調べ、論文として発表した。特に別種の分岐機構が共存する場合に予測されるダブル・ヒステリシス特性と実験で観測されている混合型ELMの対応については論文にまとめた。また、Hモード中に現われるバースト現象としてELMと呼ばれるものがあり、最近、実験での現象論的な分類が進み、数種類のELMの存在が知れてきている。その解明のために、実験結果と比較してどの物理過程があるか調べた。そして、高温プラズマにおける新しい遷移理論を提唱した。(論文として発表)分岐現象の新しい原因として分極の他に磁場構造の分岐を予言している。この理論モデルは(不)規則的なバースト現象を説明し得る。実験等における評価を持っているところである。特筆すべき事は、第10回日本IBM科学賞を「高温プラズマの電磁乱流の非線形理論」という題で受賞した。
麻酔薬の新規薬力学的相互作用：ハーブやサプリメントによる周術期の効果減弱・増強

麻酔薬とメディカルハーブや植物性サプリメントの新規薬力学的相互作用に関し、両者に共通する作用部位である生体膜に着目して、周術期に麻酔薬の有用・有害作用が変化する可能性を実験的に検証した。その結果、局所麻酔薬と全身麻酔薬は生体モデル膜に作用して膜流動性を高めるのに対し、ハーブやサプリメントに含まれる特定のアルカロイド、フラボノイド、テルペノイドは膜流動性を低下あるいは上昇させた。両者を併用した時、麻酔薬の機序的膜作用が抑制あるいは亢進したことから、ハーブやサプリメントとの薬力学的相互作用による麻酔効果や心毒性の減弱あるいは増強が想定された。メディカルハーブや植物性サプリメントとの薬力学的相互作用に着目し、周術期に麻酔薬の有用・有害効果が変化する可能性を実験的に検討することを研究目的とする。平成26年度は、本目的に即した方法論的開発と麻酔薬・麻酔関連薬への応用、そして、麻酔薬とハーブ・サプリメント成分との相互作用に関し、次年度以降の研究へとつながる予備的実験も行った。その結果、以下のような成果を得た。1.膜作用の解析と応用:モデル膜の調製と蛍光偏光の測定を組み合わせた膜作用解析法を確立し、麻酔薬や麻酔補助薬に応用した。種々の薬物が膜作用を示し、本来の麻酔・鎮静効果に加え、膜脂質の過酸化を抑制して周術期酸化ストレスを低下させる効果も明らかにした(成果発表:Oxidants and Antioxidants in Medical Science)。2.膜作用機序に基づく効果:アルキルフェノール性の麻酔・鎮静薬に関し、生体モデル膜に対する作用と構造ー膜活性相関を解析した。検討した薬物は、共通して脂質二重層を流動化し、虚血再灌流障害に対する保護効果も示す可能性が得られた(成果発表:Open Journal of Anesthesiology)。3.アルカロイド成分との相互作用:麻酔薬の作用部位としての膜脂質に関し、局所麻酔薬と種々のアルカロイドとの相互作用を検討した。リドカインは臨床濃度で膜流動性を高めたが、一方、Tetrahydroharmanは想定される生体内濃度で構造特異的に膜流動性を低下させた。そして、特定のTetrahydroharmanは、リドカインと併用すると膜流動性変化を有意に抑制したことから、局所麻酔薬と相互作用し得ることを確認した(成果発表:Journal of Drug and Alcohol Research)。メディカルハーブや植物性サプリメントとの薬力学的相互作用に着目し、周術期に麻酔薬の有用・有害効果が変化する可能性を実験的に検証することを研究目的とする。平成27年度は、前年度の研究成果に基づき、麻酔薬・麻酔関連薬やハーブ・サプリメント成分の生体膜に関する機序的作用ならびに薬物/植物成分間の相互作用を検討した。1.麻酔関連薬の膜作用:リン脂質とコレステロールで調製した脂質二重層から成る生体モデル膜(神経細胞膜と心筋細胞膜)に麻酔薬・麻酔補助薬を作用後、各薬物の機序的な膜作用を解析した。その結果、鎮痛効果を有する薬物は生体膜に作用して膜流動性を修飾する性質を共有することが判明し、これら薬物が有する薬理活性の多様性を説明する理論的背景も得られた。また、膜作用性麻酔薬は、膜活性植物成分と相互作用する可能性も示唆された(成果発表:British Journal of Pharmaceutical Research)。2.ハーブやサプリメントに含まれる植物成分:フラボノイド、テルペノイド、アルカロイド、スチルベノイド、カプサイシノイド等について、生体膜に作用する特性を解析するとともに、新規薬物のリード物質としての応用性とともに既存麻酔薬と相互作用し得る可能性を考察した(成果発表:Molecules)。前年度に膜作用解析法を確立し、その実用性を確認するとともにそれを用いてルーチン分析を可能にした。したがって、平成27年度は多種多様な麻酔関連薬物や植物成分への応用実験が展開でき、研究計画調書作成時に予定した計画にそって実験データの入手や蓄積が円滑に行えた結果、複数の国際誌や国際会議でもほぼ予想通りの研究成果を公表できたことによる。メディカルハーブや植物性サプリメントとの薬力学的相互作用に着目し、周術期に麻酔薬や麻酔関連薬の有用・有害効果が変化する可能性を追究することを目的に、実験的研究ならびに理論的構築を行った。最終年度研究成果:飲食物由来のβーカルボリンアルカロイドが全身麻酔薬や局所麻酔薬と相互作用する結果、プロポフォールとリドカインの麻酔効果が減弱する機序的仮説を構築した(成果発表:Medical Hypotheses)。アルカロイドとの相互作用を含む局所麻酔薬の臨床効果の変化に関し、薬力学的ならびに薬物動態学的な機序を総括した。さらに、麻酔効果減弱に対する有効な臨床的対策を考察した(成果発表:International Journal of Clinical Anesthesiology)。

研究計画調書に記載したように、前年度からの発展的研究という背景から、既に整備されていた実験機器や実験材料の一部が利活用できた。したがって、初年度から経済的かつ円滑に実験を実施することが可能であったため、予定した計画と大きく食い違うことなく実験データを入手・蓄積でき、国際誌への論文投稿や国際会議での発表といった予想通りの研究成果が得られたことによる。1.平成2627年度に得た一連の実験データを活用し、生体膜脂質二重層を標的(相互作用部位)とした麻酔薬/ハーブ・サプリメント成分間の薬力学的相互作用に関する理論的構築を試みる。応用薬理学1.平成26年度の研究成果に基づき、生体膜/膜脂質を作用部位とする麻酔薬とハーブ・サプリメント成分の薬力学的相互作用について、実験的検証ならびに理論的構築を目指す。2.予備的実験から得られたデータを活用し、麻酔薬・鎮痛薬が共有する膜作用機序を解析する。平成27年度の研究成果を論文にまとめてBritish Journal of Pharmaceutical Researchに投稿したところ、審査の結果、論文掲載費「90% Off」の優遇処置が得られた。したがって、成果公表のための経費が申請時に想定していた金額より低く抑えられたことによる。発表論文の中の一報は招待論文だったため、その掲載費が免除されたことによる。また、所属機関に別途応募した研究費が採択され、国際会議参加・発表に関する旅費や会議登録費の一部に支出が可能となったため、申請時に想定していた経費より低額に抑えられたことによる。上記の理由から生じた次年度使用額(96,087円)は、平成28年度の研究成果公表に要する経費に充てる予定である。上記の理由から生じた次年度使用額(205,026円)は、平成27年度の研究成果公表ならびに総説として研究概要をまとめるために要する経費に充てる予定である。
現代エジプトの沙漠開発と私的土地所有権

本研究は、現代エジプトにおける沙漠開発について、私的土地所有権の展開から考察するものである。本年度(平成26年度)は、前年度からの法制史的研究に加え、沙漠開発地域の社会における具体的な法制度の実践についても研究が進められた。前年度からの継続として、エジプト2012年憲法に関する資料論文の「下」が、2014年9月発行の『アジア・アフリカ言語文化研究』に掲載された。この2012年憲法を改正した「2014年憲法」に関しても、アジア経済研究所の政策提言研究報告書の一つとして、2015年3月に論考が同所ウェブサイトに掲載された(同様の口頭発表を2015年1月に行った)。「沙漠地の所有権」の法制史的展開は、2015年1月発行の『日本中東学会年報』に、論文が掲載された(同様の口頭発表を2014年5月に行った)。同論文では、イスラーム法において「無主地」とされた沙漠地が、数度の法改正の中で、国家に明確な所有権を認める「国有地」へと変化していった様相とその論理を明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、現代エジプトにおける沙漠開発ー沙漠地の開拓を中心とした複合的な開発現象ーを主題として、私的土地所有権など法制度の展開を軸に、国家と社会の関わりを考察するものである。本年度は、沙漠開発の法制度的側面の解明にっいて、所有権の取得理由を規定する現行民法典や沙漠地の所有権を親定する特別法の読解を行うなど、順調に研究を進めた。その過程において国の最高法規たる憲法が2012年12月に改正されたことを受け、新憲法(通称「2012年憲法」)の全文翻訳を行い、過去憲法との異同について解説を付した論考をまとめたところ、東京外国語大学附属アジア・アフリカ言語文化研究所のジャーナルに受理された(二回に分けて掲載。「エジプト2012年憲法の読解:過去憲法との比較考察(上)」2014年3月、87号、103-204頁。88号は2014年9月発行予定)。この2012年憲法および2013年6月以降のエジプト政治の新展開については、口頭発表(2013年6月、7月に各1回)や一般誌での論考発表(『Asahi中東マガジン』2013年7月、8月、2014年1月に各1回)を行い、研究成果の開示に努めている。このような法制研究の積み重ねの上、現在、沙漠の私的土地所有権に関わる諸法律の系譜の追跡に取り組んでおり、近日「沙漠地の所有と利用:現代エジプトにおける法的展開と二つの汚職事件の事例から」として口頭発表を行う予定である(平成26年5月11日、於日本中東学会第30回年次大会)。また、第1年度の年次計画に挙げていた大規模沙漠開発事業「トシュカ計画」に関する比較考察について、エジプトの国内的なメディア状況を軸に同事業の歴史的展開を再検討し、論考をまとめた。すでに、学術書出版で知られる風響社のブックレットシリーズ「アジアを学ぼう」(平成26年3月末締め切り、同年10月出版分)に投稿している。現代エジプトの沙漠開発の法制度的側面の解明を目指す本研究にとって,国の蝦高法規である憲法の理解は不可欠なものであり、本年度に行った2012年憲法研究はその重要な研究基盤になると考えられる。その基盤の上に、沙漠地に関する法展開や、個別の開発計画の研究がそれぞれ進められており、全体として順調な進展と評価される。今後は、本年度に固めた基盤の上に個別の主題に関する研究を進めていく予定である。
濃度ゆらぎを誘起する金属クラスターの分子内構造パラメータ・寸法と結合様式の相関

濃度ゆらぎ・価電子ゆらぎ・非金属-金属転移(直流電導度10^<-1>10^4(Ωcm)^<-1>)が出現する複雑液体としてBiX_3+Bi(X=Cl, Br, I)溶液に注目した。その起源はビスマスクラスターとその前駆体のビスマス多原子イオンであるとの仮説をたてて研究をおし進めた。ナノメートル寸法のビスマス多原子イオンBi_5^<3+>(D_<3h>symmetric trigonal bipyramid)を持つ化学量論的化合物Bi_5(AlCl_4)_3を合成した(注1)。高温融体における全散乱高波数領域を含む飛行時間法中性子回折実験(150Å^<-1>)から得た微分散乱断面積のデータの中で1.2Å^<-1>近傍に小さなピーク(注2)が観測された。重要な実験結果であっておおよそ4.5Åの大きさの多原子イオンから融体が構成されていることを示している。その大きさはBi_5^<3+>, AlCl_4^-のみかけの直径に対応している。さらに分子内構造パラメータを決定することによって、融体中においてもBi_5^<3+>が存在する事を明らかにした。そのイオン中のBi-Bi間最近接距離は3.2Å、結合数は6個であった。液体Bi金属のそれとは異なることがわかった。ビスマス多原子イオンの安定性が周囲に存在するAlCl_4^-によって増加することを分子力学計算から推定することができた。本Bi_5^<3+>の分子軌道とエネルギー準位、電子密度分布をab initio法を用いて決定している(Glaser, Univ. MissouriColumbia, USAとの共同研究)。多原子イオンの自己集合化で生成したビスマスクラスターの確認を冷中性子回折小角散乱(SAN:KEKブ-スター利用施設)から確認した0.025<Q/Å^<-1><0.055の領域の小角散乱に注目してLorentzian型構造因子として評価すると、ビスマスクラスター間の相関長ξは約70Åとなった。今後、SAN測定用の高温測定装置を作製してより精度の高い系統的な実験を平成8年度に行うことを計画している。
海溝沿い巨大地震に伴い発生した海底地すべりによる津波の評価手法確立

海溝沿いで巨大地震が発生した場合、地震による地殻変動で励起される大津波だけでなく、海溝近傍の斜面で発生する地すべりにより津波が励起される場合がある。そこで、本研究では深海での海底地すべりから津波を計算するための津波・地すべり数値計算手法を開発する。また、南海トラフや日本海溝・千島海溝沿いの海底地すべり地形を判別し、その形状と規模を推定する。想定巨大地震の断層運動による津波とその地すべりによる津波を開発した津波・地すべり数値計算手法を用いて計算し、沿岸での津波評価手法を確立する。