1 0 0 0 10GPa級高圧力下、超強磁場下の有機伝導体の新物性
本研究では数GPa-10 GPa級の圧力域に重点を置き、磁場と組み合わせて有機物における物性開拓と統一理解を研究目標とした。紙面の都合で4つの成果に限る。1)κ-(Me-DH-TTP)_2AsF_6縮小□電子系で電子相関を増大させ金属-絶縁体転移における量子臨界点の議論を行った。κ型は結晶構造から2量体化していると思われるが、2量体エネルギーが他のκ型に比べて1/10で電荷移動も3/4充填の系と思われることから、絶縁相は電荷秩序と思われ、現在(2009年)でも未解決の興味深い問題点を残した。2)(TTM-TTP)I_3は1次元1/2充填Mott-Hubbard系であり、圧力による金属化を試みた。Mott絶縁体における鎖間相互作用の重要さの問題として、理論家の興味を引いた。3)杉本塩、pi-d相互作用に基づく新物性が期待できる擬二次元伝導体beta″-(EDO-TTFVO)_2 FeCl_4において、T<3K, H>8Tで磁場誘起相転移を発見し、H>17Tではシュブニコフ-ドハース振動の観測に成功した。□-d系有機伝導体(EDT-DSDTFVSDS)_2FeBr_4のスピンフロップに伴う磁気抵抗の巨大異常とGaBr_4塩の物性との比較による□-d相互作用を詳細に調べることができた。4)TTF-TCNQとTSeF-TCNQの温度圧力相図の作成と物性測定を行った。TTF-TCNQの電荷密度波の研究では30年前の3GPaまでの測定を再現した。今回、8GPaまでの研究をすすめ、電荷移動に伴うCDWが圧力とともに不整合=>整合=>不整合と変遷して低温までの金属化していく様子が明瞭に示された。さらに、類型のTSeF-TCNQについての研究を進め、TTF-TCNQより低い圧力で、金属化に成功した。電気抵抗の温度の冪の圧力変化から揺らぎ伝導の特異な性質が明らかになった。
本研究の目的は、科学コミュニケーションにおけるメディアの役割と影響を明らかにし、今後の科学コミュニケーションのあり方を提言することであった。とくに、メディアと科学者とがどのような関係を構築することが科学コミュニケーションにとって健全かつ生産的なのか、モデルケースを提案し、マニュアルやハンドブックのような形で成果をまとめる作業が積み残されていたが、研究費の年度繰り越しによって、その成果をある程度達成することができた。具体的には、「科学者のためのコミュニケーション・ハンドブック-メディアの活用『話せる科学者』になろう-」というタイトルでパンフレットをまとめ、印刷製本した。部数は90部と多くはないが、学会やシンポジウムなどの機会に関係諸氏に手渡しで配布することを想定しており、科学とメディア、あるいは科学と社会のコミュニケーションにおいてキー(ハブ)となる研究者、メディア関係者に行き渡るには十分な部数であると考えている。このハンドブックの内容は、マスメディアやインターネットなどの特徴を分析した理論的考察と、実際にマスメディアと接触した科学者の経験に基づいた考察の二部からなる。理論的考察と実践的活動の融合を目指した。当初は、より汎用性の高いモデル構築を目指していたが、実際に事例を分析してみると、さまざまな要因が複雑に絡みあっており、単純なモデル化は困難であるばかりか、むしろ危険であることが判明した。そのため、安易なモデル化は避け、まずは現状の理論的考察と実際の活動との相互作用を地道に促進する作業を完成させるべきと判断した。
1 0 0 0 超広視野頭部搭載型映像装置を用いた協調作業に関する研究
今年度は、前年度の研究成果を継承し、協調作業のための超広視野頭部搭載型映像装置について検討を進めた。まず、超広視野頭部搭載型ディスプレイ(Head Mounted Display, HMD)に関して、まず1. 前年度に試作したHMDであるHyperbolic Head Mounted Projective Display(HHMPD)のためのGPUを用いた高速なコンピュータグラフィックスの描画手法を開発した。これにより実時間性の高いアプリケーションの製作が可能となった。また、2. 同装置を用いてVRウォークスルーシステムを開発して学術展示などで専門家より高い評価を得た。一方、超広視野頭部搭載型カメラ(Head Mounted Camera, HMC)に関して、3. 双曲面ハーフミラーの形状に関する種々のパラメタの関係式を導き、それらのトレードオフについて検討した。また、4. 求めた関係式を用いてミラーパラメタの選択とその結果得られる視体積形状や視野角などの情報を実時間で確認・検討可能なシミュレーションプログラムを開発した。さらに、5. 実際に単眼の試作システムを開発し、利用者視点での広視野映像を撮影できることを確認した。さらに、6. 得られた利用者の眼球映像を用いた実時間の視線検出システムの開発を行った。その結果、装着者の視線方向を5度〜15度程度の精度で実時間で検出可能であることを確認した。今後は、これらの装置を用いて、実際に協調作業を実施し、その有用性を確認していく予定である。
金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み;ハレーは金星の太陽面通過を観測することによって地球-太陽間距離の決定が可能であることを示した。この現象は8年の短周期と百年を超す長周期を繰り返すという特異な周期性をもっておりこの現象観測の科学史上の意義とともに、理科教育の題材として興味深い内容を持つ。金星と地球の公転周期が近似的に整数比(8対13)になっていることおよびこの整数比からの僅かなずれが特異な周期性の要因である。コンピューターシミュレーションを活用しながら、周期運動の合成、惑星現象の立体幾何学的考察、有理数がもつ意味を自然現象の中で明らかにする数理融合教材として検討した。電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材;「表面張力」は日常の様々な場面で見かける液体表面の振る舞いを説明する言葉として用いられる。「液体(水)=引力で引き合う分子集団」として表面張力の正体を明らかにすることを目標とした測定実験を考案しその指導法を検討した。表面張力測定法として「ジョリーのバネばかり」が知られているが、この原理に従い電子天秤を利用することによって微小な表面張力を容易に測定することができる。水の表面張力の温度依存、エタノール、オリーブ油の表面張力との比較を測定結果から考察し、液体の物性(融点、沸点、比熱)を考え合わせて物質の分子論的理解を促す教材実験とした。教材実験の解説・演示映像の編集;これまでに検討、作成した以下の理科実験教材の解説・演示映像の編集を行った。創造性を育む理科実験教材として、教育現場での活用・普及を図っている。1)ブラウン運動の観察とアボガドロ数の導出-分子運動を見る、2)電子天秤による磁気力の測定-遠隔力の規則性を測る、3)ブランコの運動とパラメーター励振、4)断熱蒸発による液体の温度低下の観察・計測-分子が運ぶエネルギー、5)金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み、6)電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材
1 0 0 0 自律型セキュアセンサネットワーク構築・運用基盤技術の開発
インターネット上にあふれる情報を収集し処理・公開していくシステムとしてセンサネットワークがあるが、これを安全で安心して利用できるようにするためには、大量の情報源からの情報の流れを取り扱うための技術、情報源の信頼性の確保、情報源の攻撃からの保護を実現する基盤技術の開発と運用技術の確立が重要となってくる。そこで、多数のセンサが接続されたインターネット基盤において安定したセキュアなネットワークを構築・運用する技術の開発を行った。具体的にはノード群の相互監視による自律的情報管理機構を提案し、実装評価を行った.その上で、100箇所/10カ国以上に設置された環境センサを用いたセンサネットワークによる国際実証実験基盤Live E! Projectにおいて提案手法の検証を行った。Live E!から得られる実際のセンサデータと組み合わせることで、東京都心におけるゲリラ豪雨とセンサ機器の故障による異常値を判別することに成功している。また、イベント駆動型の処理が可能であるCBNにデータ処理機構を導入し、また負荷分散機能も同時に実装した。データ処理機構が処理部分を分割し、処理の再割り当てを行うことで規模性を担保している。またセンサデータにはデータ発生源を示すセンサIDに加え発生データにシーケンシャル番号を与えることでデータ処理過程やトレーサビリティに役立てている。本研究での成果により、センサネットワークという新しい情報基盤に社会が依存することが可能となり、より安心、安全な社会を構築する礎となると考える。
1 0 0 0 DNAおよびヌクレオチドの酸化損傷とその防御
活性酸素によるDNA損傷とその防御に関して下記のような、大腸菌を用いた変異誘発に関する基礎的研究、酵素基質特異性に関する生化学的研究、また発がんリスク評価に関連して、動物臓器DNA、ヒト試料の酸化ストレスのマーカーの分析などを行った。1)リボヌクレオチド2-OH-ATPはヒトMTH1蛋白により効率よく分解され様々な酸化損傷ヌクレオチドの中で最も低いKm値(最も高い親和性)を示した。2)アゾ色素系肝発がん物質3'-methyl-4-dimethylaminoazobenzenの投与によりマウスおよびラットの肝臓中の8-OH-dGおよびその修復活性が高まったことから肝発がんにおける活性酸素の関与が示された。3)ヒトMTH1タンパク質により次亜塩素酸DNA付加体8-クロル-dGTP(8-Cl-dGTP)が効率良く分解された。4)ヒト培養細胞に対しクロシドライトアスベストを作用させたところ、8-OH-Guaレベルおよびその修復活性、hOGG1およびhMTH1のmRNA発現がすべて上昇した。5)大腸菌のOrf135タンパクはリボヌクレオチド5-OH-CTPを効率良く分解した。6)ヒト培養細胞に対し発癌性砒素化合物で処理した後、酸化ストレスマーカーを調べた。DNA中8-OH-dGの上昇、修復活性の低下、OGG1mRNAおよびタンパク発現の低下が認められた。7)尿中8-ヒドロキシデオキシグアノシンの高精度自動分析装置を開発した。8)アゾ色素3'-メチル-4-ジメチルアミノアゾベンゼン(3'-MeDAB)投与マウス肝において低分子OGG1分子が検出された。9)DNA修復酵素OGG1はカスパーゼ依存的アポトーシスにより断片化する事を見い出した。
1 0 0 0 OA 高効率分子変換における遷移金属-典型元素複合系
1 0 0 0 RNAサイレンシング機構からみたメリステムの解析
1)SGS3はRNA-dependent RNA polymerase 6(RDR6)と協働してウイルス由来のRNAに対する小分子RNA、内在性のTAS遺伝子を前駆体とする小分子RNAの生合成に関わる。このSGS3とRDR6が相互作用すること、さらに新規な構造体SGS3/RDR6-bodyとなづけた構造に局在することが明らかとなった。mRNAの分解や貯蓄を担うProcessing-body(P-body)とは独立の構造であった。このことで、tasiRNA生成の過程で中間体が細胞内で複雑に、複数の会合体間を移動することが示唆された。今後一過的な発現ではなく、ナチュラルに近い状態での発現におけるSGS3/RDR6-bodyの存在、組織依存性、発生時期依存性を明らかとする必要性がでてきた。2)免疫沈降法によるAGO1と結合する3種類の候補タンパク質の解析をおこないかたわら、東京大学大学院理学系研究科の上田貴志氏に種々の細胞内膜系のマーカーを発現するラインをいただき、詳細なAGO1あるいはP-bodyとの関係を解析した。3)AGO1,RDR6タンパク質の発現の組織特異性、発生時期特異性を検討するために、各遺伝子のプロモーター(2-3kb)下流にGUS遺伝子をつなぎ、形質転換体を作成した。双方の発現はメリステム近辺で強いが、AGO1タンパク質は発芽後一週間ほど、RDR6はむしろそれに遅れて10日過ぎに発現が多くなることを見いだした。今後SGS3についても同様のプロモーター解析を行い、SGS3/RDR6-bodyの時空間的機能解析の重要性が明らかとなり、解析を継続している。
1 0 0 0 腋芽を休眠から成長に相転換させる情報制御系に関する研究
頂芽優勢は頂芽が腋芽の成長を抑制して優先的に成長する現象である。本研究では、オーキシンによるPsIPT転写抑制の分子機構と、サイトカイニンによる腋芽休眠解除の分子機構を明らかにすることを目的として研究を行った。PsIPT2プロモーター::GUSを導入したシロイヌナズナは、オーキシンに応答してプロモーターの活性が抑制された。このPsIPT2プロモーター::GUS入シロイヌナズナを変異処理し、オーキシンによる転写抑制が起こらなくなるmutantのスクリーニングを開始した。元の形質転換体は根端を除く根がGUS染色される。従って植物体を発根3日目に0.1μM NAAを含む寒天培地に移し1週間NAA処理をした後に、根がGUS染色されなくなる個体を選抜する、あるいは根全体と根端もGUS染色される個体を選抜する。これまでに候補となるようなmutantは選抜できていない。また、細胞周期制御から腋芽の休眠を解析した。休眠腋芽の細胞周期はG1期で抑制されている。これまでの知見から、cyclin/CDK/KRP/PCNAがタンパク質複合体を形成していると推測されている。この点を明らかにするために、CDKにaffinityのあるp13^<sucl>カラムを用いて、休眠腋芽抽出液から複合体の単離を試みた。得られた画分をトリプシン消化後、質量分析計で解析した。リガンドにしたp13^<sucl>と、CDKと思われるタンパク質は検出されたが、KRPと推定できるタンパク質は検出されなかった。
1 0 0 0 OA ATPセンサーP2受容体-メカノセンサー相互作用による情報制御に関する研究
1 0 0 0 OA 海洋起源ハロカーボン類のフラックスと生成過程
海洋から大気中に放出されるハロカーボンについてグローバルな大気観測および北西太平洋と南北インド洋における海水中ハロカーボン連続観測によってそれらの分布と変動を明らかにした。また、植物プランクトンの培養実験により、ハロカーボンがクリプト藻やラン藻の培養後期(減少期)に生成されることを示し、さらに、海産性微細藻類の生物学的なヨウ化メチルの生成機構がハライドイオン・チオールメチルトランスフェラーゼ(HTMT)反応に起因することを明らかにすると共に遺伝子の単離にも成功した。
1 0 0 0 誘電泳動を応用した筋組織および神経筋接合部の組織再生医工学
ネガティブ誘電泳動を利用して様々な細胞のラインパターニングを行った.マウス繊維芽細胞(3T3swiss albino),マウス筋芽細胞(C2C12),ヒト白血病Tリンパ腫細胞(Jurkat),ヒト単球性白血病細胞(THP-1)および神経モデル細胞であるラット褐色細胞腫(PC-12)のパターニングが可能であった.この中で, 3T3およびC2C12細胞について詳細に誘電泳動特性を評価した.印加する交流電圧を変化させ交差周波数の溶媒導電率依存性を調査した.溶媒の導電率を増加させると交差周波数が増加することがわかった.これらの細胞の培地の導電率(2 S/m)の場合には計測に要する全ての周波数領域にてネガティブ誘電泳動が作用することがわかった.溶媒導電率の増加に伴い,パターニングに要する時間も増加した.しかし,パターニングに要する時間は最大で1-2分程度で,十分迅速性を保てた.また,印加電圧に対するパターン形成率および細胞の生存率を調べた.印加電圧の増加に伴い,パターン形成率も増加した.しかし,生存率は,12 Vp-pが最大でそれ以上の電圧を印加すると強い電場ストレスにより細胞が増殖できず死滅することがわかった.最適電圧(12 vp-p)を3-5分間程度印加し続けると細胞は,基板上に付着して配列パターンを保持したまま固定化された.この配列化微粒子上で細胞を培養すると細胞は配列化微粒子上に選択的に付着し成長した.また,直接固体基板上に配列化された細胞のほとんどが,増殖,伸展し,約1日後にはランダムな状態の戻った.このことから,誘電泳動による電場の印加が細胞のバイアビリティーにほとんど影響を及ぼさないことがわかった.4極独立型マイクロバンドアレイ電極を用いると,迅速で簡便な異種細胞の交互ラインパターンの構築が可能であった.ポジティブ誘電泳動を利用し,微粒子や細胞の海島状構造を作製することができた.
本研究の目的は、シャペロニンが内部空洞中の基質蛋白質をフォールディングさせる機能を調べるために、内部空洞水溶液の物理化学的性質を明らかにすることであった。そのために、シャペロニン全体を水中に置き、全原子全自由度の分子動力学シミュレーションを実施した。内部空洞に基質蛋白質(α-lactalbumin)を含む系と含まない系とで同一のシミュレーションを行った。シミュレーションは、これまでになく大規模(各620ps,総原子数約110万個)であったが、数値的に安定した計算を行うことができた。シャペロニンの様々な場所における水分子の拡散係数を明確に求めることができた。空洞内中心領域、空洞内壁面領域の拡散係数はそれぞれ0.3Å^2/ps、0.1Å^2/psであった。バルクの水分子の拡散係数に比べて明らかに小さいことがわかった。このような知見は、実験による観測から得ることは困難である。内部空洞中の小さい拡散係数の水が、基質蛋白質のフォールディングに何らかの影響を及ぼすものと考えている。一方、本研究のシミュレーションでは、原子に対する束縛が一切無いために、水溶液環境でのシャペロニンの平衡構造を知ることができる。水中のシャペロニンは、初期構造(X線結晶構造)と比較して有意な対称的構造変化を示した。この構造変化は、シャペロニンが結晶中で隣のシャペロニンと接している部分に顕著であった。このような知見も、本研究によって初めて得られた新しい知見である。今後更に、シミュレーションの時間を延長し、論文にまとめる計画である。
1 0 0 0 同じ誕生日を有するプルキンエ細胞群の生理学的性質の解明
- 著者
- 橋本 光広
- 出版者
- 独立行政法人理化学研究所
- 雑誌
- 特定領域研究
- 巻号頁・発行日
- 2005
多くの解剖学的・生理学的・分子生物学的研究によって、小脳は正中線を軸にして内側から外側方向へ左右対称の縦縞状の区画に領域化されていることが示された。そこで、小脳の縦縞状の領域は小脳における機能区分と考えられ、小脳の神経回路網の形成と小脳の機能発現における基礎的構造単位であると考えられるようになった。しかし、最も基本的な疑問である、「小脳の領域化が、いつ起こり、何によって規定されているか。」は、解明されていなかった。そこで、アデノウイルスベクターによる神経細胞の誕生日特異的遺伝子導入法を用い、小脳における縦縞状領域の形成過程を解析した。その結果、小脳の縦縞状領域化は、小脳プルキンエ細胞の発生する時期(誕生日)に依存して形成されることが判明した。アデノウイルスベクターを用いた遺伝子導入は、神経細胞の発生・分化、脳の機能を解析する上で大変有利である。この技術を用いれば、小脳において、ある特定の縦縞状領域に遺伝子を導入することができる。我々は、薬剤によって神経細胞を殺すことのできる遺伝子を発現するアデノウイルスベクターならびに、神経細胞の生理的活性を変化させる遺伝子を発現するアデノウイルスベクターを作製した。前者のアデノウイルスベクターを用いれば、同一の誕生日を有するプルキンエ細胞群を殺すことができる。または、後者のアデノウイルスベクターを用いれば、ある特定の縦縞状領域の生理活性を人為的に改変することができる。このように、小脳において、ある特定の縦縞状領域の機能を改変することにより、小脳における縦縞状領域の生理学的意義を詳細に解析している。
1 0 0 0 巨大ヘモグロビン複合体の構造生物学
能登半島九十九湾の水深25m付近に生息する無脊椎動物Oligobrachia mashikoiは口も消化管も無く、共生する細菌が化学合成する有機物を利用してエネルギーを獲得する有鬚動物である。宿主のヘモグロビンは細胞外に存在し、分子量が約45万と巨大であり、酸素だけでなく共生細菌に硫化水素を運搬するという特徴ある機能を有している。本研究では巨大ヘモグロビン複合体の結晶化と立体構造の解明により超分子複合体形成の生物学的意義を解明することを目的に、本タンパク質の結晶化とX線結晶構造解析を試みた。その結果、(1)Oligobrachia mashikoi巨大ヘモグロビンの結晶を得るために様々な条件でハンギングドロップ法を用いて結晶化に取り組み、前年度より大きな結晶を得ることに成功した。(2)京都大学理学部三木邦夫教授との共同研究により、同結晶をガラスキャピラリに封入し、室温でのX線回折実験を行った。その結果、最大で4Å前後の回折像が観測された。しかしながら、室温での測定でもありX線による損傷のため、フルデータを収集するには至らなかった。一方、鹿児島湾に生息する有髭動物Lamellibrachia satsumaはOligobrachia mashikoiと異なり、分子量45万と400万の2種類のヘモグロビンを持つ。本研究では、両ヘモグロビンの結晶化を試みたが、分子量45万ヘモグロビンの結晶は得られなかった。一方、分子量400万のヘモグロビンに関しては良好な結晶が得られた。しかしながら、この結晶は温度感受性が高く、また、分子量400万としては、その大きさが微小な為に未だにX線回折像は得られていない。
1 0 0 0 生物時計による性選択の分子機構
種形成のための生殖前隔離分子機構としてショウジョウバエの交尾リズムの重要性を研究してきた。これまでの研究結果は,交尾時間を制御する雌特異的分子機構の存在を強く示唆している。既にこれまでの実験結果からアナナスショウジョウバエもキイロショウジョウバエやオナジショウジョウバエと異なるそれぞれの種独自の交尾リズムを示す事を示してきた。さらに,オナジショウジョウバエの時計遺伝子がどの程度キイロショウジョウバエの交尾リズムに影響を与えるかも解明してきた。現在,ロコモーター行動リズムや羽化リズムに関る脳内中枢は既に同定されているが,交尾リズムの中枢については全く未知である。そこで,交尾リズム脳内中枢を同定する目的で欠失変異株(per0)にPER蛋白質を様々な部位で発現しているトランスジェニックフライを用いてその交尾リズムの有無を解析してみた。その結果交尾リズム中枢は,行動リズムの中枢と別の部位であることを同定した。そこで,RNAi法を用いてこれら複数の領域を絞り込んだところ,DN1,2,3とLNd領域でのperの発現が交尾リズムに必要である事が明1らかとなった。生殖前隔離機構の1つとして雄バエが雌バエを追いかけるproximityリズムをビデオで測定する系を確立し,これに関わる脳内中枢の同定に成功した。脳内中枢の同定には,UAS/GAL4の系を用い,夜時計昼時計特異的な細胞死を起こしたショウジョウバエを使った。その結果,夜時計中枢の破壊を行った時のみproximityリズムが消失した。この中枢は我々が既にお見合い法で同定した雌の交尾受け入れ中枢とは異なる事から雌の交尾成功率を左右する脳内中枢と雄のproximity中枢が共進化することが解明された。
岐阜大学附属中学校と長良中学校の生徒を対象に、天体望遠鏡(スピカ)による金星の満ち欠けの観察を取り入れた授業を実践した。この間、岐阜大学では天気の良い日は可能な限り金星の観察を行い、得られた画像をその日のうちにホームページで公開し、生徒たちの観測への動機づけや観察結果の確認のため使用した。まとめの授業では、継続的な観察結果を踏まえ、モデルによって観察事実が合理的に説明できるか検証した。また、宵の明星の観察を基に、明けの明星になった金星の姿を予想し、さらなる観察で確認を行った。今回の実践では内合通過前後で観察を行うことで、有意義な授業を展開できた。一方、月の満ち欠けについては、岐阜大学附属小学校4年生を対象に、天体望遠鏡(スピカ)と双眼鏡による月の観察を行った。天体望遠鏡の視野の中に月を導入すること、望遠鏡のピント合わせなど、小学4年生には困難な課題を提示したが、多くの子どもが観察に成功した。とりわけ、せっかく月が見えるようになったのにすぐ月が視野からはずれることに気づいた子があり、授業での交流で月が動いているかどうかが問題となった。その結果、次の授業までにもう一度観察して確かめる課題へと発展した。結局、多くの子どもが月が東から西へ動いていること、日ごとに東へ移動すること、月の地形やクレーターの存在に気がついた。岐阜大学のホームページでは、月の満ち欠け、地形やクレーターを紹介したホームページを作成し、興味をいだいた子どもたちにより深い学習へと発展できるようにした。天体望遠鏡による月の観察を取り入れた指導法については、今後も授業で実践し、改良していく必要がある。このほか、小中学校で学習する理科(特に2分野)の学習や高等学校「理科総合B」の学習を支援する教材をホームページに多数掲載した。
1 0 0 0 分散位置情報サービスと空間コンテンツ融合に関する研究
位置をキーとして検索されるべきコンイテンツが質・量ともに不十分であることが問題となっている.そこで,われわれはこのような位置をキーとして管理される情報を「空間コンテンツ」と呼び,各種情報源から空間コンテンツを獲得・管理する手法の開発を行った.本研究では,(1)Web文書と(2)映像を対象に,位置情報を利用したコンテンツの獲得・抽出・管理・統合・提供の手法およびプロトタイプシステムを開発した.以下では,2つの課題の成果をそれぞれ説明する.1.Web文書からの空間コンテンツ獲得手法[目的]・特定の地域・特定の業種に関するページを短時間で収集する・収集したページから,エラー・情報の少ないものをできる限り除去する[開発した手法]・タウンページの店名・電話番号・住所をキーワードとして利用した検索精度の向上・後処理で住所一致を確認し,同名他店を除去・複数の店舗情報が含まれるページのブロック分割・揚所とキーワードによる検索システムを開発・一致度・ブロックに含まれる文字数による順位付け2.高精度な空間情報付き写真データの管理手法[目的]・空間メタデータを持つ写真データ(空間情報付き写真)の管理手法の体系化[開発した手法]・写真データが3次元実空間から切り取るボリューム(Field of View)を決定するパラメータ(視点,撮影方向,画角)を空間メタデータとて付与し,各過程(空間索引/検索手順/ユーザインタフェース)において適切な形状で扱う枠組みの開発・ある位置を見る写真/ある位置から見る写真/今見ている位置を横から見る写真,等の検索機能・各場所がどれだけ多くの写真に写されているのかという密度の視覚化機能・3次元位置情報を持った文字情報(店舗名や建物名等)の写真上への動的な重ね合わせ機能・空間メタデータを持たない写真と地図上とで対応する数点をクリックすることで,空間メタデータ(視点と撮影方向)を作成するツールの実装
1 0 0 0 高速拡散過程とトンネルイオン化過程の非線形ダイナミクス
<高速拡散過程の研究:>本年度は力の性質がはっきりしているアルカリハライド(AH)クラスターの高速混晶化過程の研究に一応のメドをつけた。AHクラスターでは表面空孔配列が異なる構造異性体に加え、体積内で空孔をもつ構造異性体(高位の異性体)がクラスターでは比較的低いエネルギーをもって安定に存在する。これらの異性体を巡る遍歴現象が動的に発生する。特に高位の異性体を巡る過程で混晶化が誘発される事が判明した。混入の活性化エネルギーが評価され1eV程度である事が分かった。この値はバルク中の拡散過程の2eVに比べその半分程度である。常温では混入速度が少なくとも$10^{12}$倍程度高速化する事が分かった。我々が関心をもつ、メソタイムスケールダイナミクスの観点からすると活性化エネルギーを与える、遷移状態とそれを乗り越える力学過程の解明が今後の大きな課題である。同時にanion-cation半径が顕著に異なるNaIの様なクラスターでは<動的ガラス状態>が現れる事が判明した。一方、数十個程度の超微小AHクラスターでは平衡状態であるにも拘わらず温度勾配があらわれる事。それが角運動量の保存の為である事も判明した。<カオス的トンネル効果の研究:>単純で且つトンネル効果をモデル化できる系としてHenon系をトンネルイオン化の基礎モデルに据えトンネルイオン化過程をカオスが理想的状態になく混合相空間として回転領域と混在する場合に解明してゆく作業がかなり進行した。重要な結果はトンネル効果に主要な寄与をもたらすLaputa chainに階層構造が存在し、しかも高次のchain構造が混合相空間でのカオス的トンネル効果に本質的役割を果たす事が解明された事である。理想的なカオス的トンネル効果では高次構造は効かず、低次構造のみでトンネルが良く近似できた事と大いに異なる。高次構造の役割は回転領域がカオス領域に占める割合に比べ相対的におおきくなる程重要になってくると考えられる。なお、本研究課題に対し、2005年8月25日-9月1日立命館大学に於いて国際研究集会{bf Complexified Dynamics, Tunnelling and Chaos}を挙行した。
1 0 0 0 OA シリコン系ナノ構造集積と機能メモリデバイス開発
自己組織化形成したシリコン量子ドット上にNi薄膜を形成後、水素プラズマ処理を施してNiシリサイドナノドットを形成すると共に、このNiシリサイドナノドットが極薄シリコン酸化膜を挟んでシリコン量子ドット上に配置したハイブリッドナノドット構造を作成し、フローティングゲートメモリへの応用研究を推進した。ハイブリッドナノドットMOSデバイスにおいて、パルスゲートバイアス印加により、電荷注入放出過程を調べた結果、シリコンナノドットの離散化したエネルギ-準位を反映した多段階の電荷注入・放出特性が得られると共に、Niシリサイドの深いポテンシャル井戸を反映した、良好な電荷保持特性が得られた。