特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

生体医工学シンポジウム 2007 に参加して中 園 正 吾Shogo NAKAZONO
電子情報学専攻博士課程

3年

設の要介護高齢者に対して，ボタン押し課題の検査

1．はじめにを実施し，反応特性および長期的な変化について解9 月 21, 22 日の 2 日間，北海道大学大学院情報科
学研究科（北海道札幌市）で開催された「生体医工析を行うとともに，若年者データとの比較を行います．

学シンポジウム 2007」に参加し，「福祉一般蠡」のセッションにおいて，「ボタン押し課題における高3. 2 実験システム

齢者の反応特性」についての研究発表を行いました．

実験システムは，市販のパーソナルコンピュータと周辺機器を中心に，押しボタンスイッチ（城南電器工業所：押し圧（約 350〜750 g）直径 80 mm），

2．研究概要反応時間測定ソフトウェア，ボタン押し課題測定ソ

私の所属する小堀研究室では，システムの観点か

フトウェアで構成されます．また，これらのソフト

ら生体や知能について解析する研究を行っていま

ウェアは独自に開発したものであり，単純反応時間

す．それらは，一般的には，生体工学，医用工学，

および誤差データ（ターゲットを停止させた位置の人間工学などに関連した分野と認知科学，人工知能

ずれ）を測定することができます．

に関連した分野に属します．
研究の方法としては，生理学や認知科学の知見と

3. 3

実験課題

計算機科学などの理論をもとにし，被験者による実ボタン押し課題とは，ディスプレイ上を移動する

験とシミュレーションにより，研究を進めていま

ターゲットが指定枠に入ったらボタンを押す（通常す．この中で私は，押しボタンの操作，手の追従動

課題）というものですが，ここでは，ターゲットが作，迷路の探索の 3 つの研究題材で研究を行ってい

移動の途中で表示されなくなる消滅課題とボタンをます．

押してからターゲットが止まるまでに一定の遅れがある遅延課題を学習課題としました．被験者には，

3．発表内容3. 1

ディスプレイ上を移動するターゲットが指定の枠内

背景と目的にぴったりと収まるようにボタンを押して停止させ

社会の高齢化が進む今，認知症患者の数は増加しる動作を行わせます．

ています．認知症に対するリハビリテーションとし
被験者て，種々の訓練が行われるが，機能の改善は容易で

3. 4はありません．また，複雑な訓練をこなすことは難

3. 4. 1

高齢者

しく，簡単にリハビリテーション評価が行えるもの

61 歳から 100 歳までの老人介護保健施設入所者が求められています．本研究では，介護老人保健施および通所利用者 120 名（男性 30 名，平均年齢―７６―

78.2±9.1 歳，女性 90 名，平均年齢 84.9±7.0 歳）

つれて，誤差値も大きくなっていた．

を高齢の被験者としました．

3. 6. 2

3. 4. 2

若年者

課題ごとの誤差データ

誤差値の大きさは違うものの，実験のパラメータ

19 歳から 23 歳までの健康な大学生 20 名（男性 10名，平均年齢 22.1±0.7 歳，女性 10 名，平均年齢による誤差値の違いは，若年者と同様の傾向であった．
CDR の総合判定値については，有意な主効果が20.5±0.8 歳）を健常な若年の被験者としました．

認められた．
3. 5

解析方法

3. 5. 1

3. 6. 3

認知症の評価4 ヶ月後の変化

健康な高齢者では，消滅課題について，誤差値が認知症の重症度の評価には，Clinical Dementia Rat-

大きく減少していることが分かった．
認知症の高齢者では，通常課題，消滅課題についing（以下 CDR）を用いました．日常の様子や他の検査結果等を参考とし，施設のリハビリスタッフて誤差値の減少が見られました．

（作業療法士 3 名，言語療法士 1 名）により，CDR
考察

評定に係る 6 項目に対する 5 段階の評価が行われ，

3. 7

その評価値から，健康，疑い，軽度，中等度，重度

3. 7. 1

消滅課題で被験者が学習したことは，移動速度をの 5 段階の総合判定値が算出されるものです．
3. 5. 2

課題による違い

誤差データ

正確に把握することと，正確な視標モデルの獲得で誤差データは，符号付き誤差値として記録されまあると考えます．

す．指定枠の中心点を基準（0 pixel）とし，ボタン

遅延課題で被験者が学習したことは，移動速度を押しの動作により，ターゲットを基準より手前で停正確に把握すること，正確な視標モデルの獲得，遅止させた場合は負の値に，基準を過ぎて停止させた

延時間を考慮した運動モデルの獲得であると考えま

場合は正の値としました．ターゲットの移動速度あす．

るいは指定枠の表示位置をパラメータにして，セッ

3. 7. 2

加齢の影響および重症度との関係

認知症の高齢者であっても，重度の評価の者以外

トごとに符号付き誤差値と絶対誤差値の平均値を算では，この課題の実施に必要となる基本的な知覚運出しました．
初回セットについて，ターゲットの移動の向き

動システムは保持されていると推測されます．

（下向き，上向き，右向き，左向き），ターゲットの移動速度（速度 1〜速度 3），指定枠の表示位置（近方，中央，遠方），CDR（健康，疑い，軽度，中等度，重度）を被験者間の要因とした 4×3×3×5 の分散分析を行いました．また，初回と 4 ヶ月後の誤差値を比較するため t 検定を行いました．

3. 6

結果

3. 6. 1

重症度ごとの実施率と誤差データ

通常課題が最も誤差値が小さく，遅延課題，消滅
課題の順で誤差値が大きくなっていた．
若年者から高齢者へ認知症の重症度が高くなるに

図1― ７７ ―

高齢者の CDR の総合判定値ごとの実施率

も，誤差値の減少が見られたことから，新しい運動技能を獲得することができる手続き記憶の機能は残存していること，また，そうした残存機能をいかした訓練の可能性が示されました．
3. 8 今後
さらに長期的な検査を継続して行い，その変化を検証し，リハビリテーションにおける検査・評価・訓練に必要なパラメータの確立と，さらに実用的なシステムを構築することが必要であると考えていま
図2

初回での若年者および高齢者の CDR の総合判定値ごとの反応時間と誤差値

す．今後の研究の方向性としては，本研究でのボタ
ン押し課題は元来リハビリ用ゲームをもとにしたものであるので，このゲームの有効性を裏付け，また改良へと結びつけることを目指したいと考えています．

4．おわりにこのシンポジウムは，幅広い分野の方々の参加が多く，今後の参考となるご意見を多くいただくこと
図3

認知症の高齢者における絶対誤差値の変化（* : p＜0.05, ** : p＜0.01）

ができ，また，異分野の多くの研究者の方々とも情報交換，人的交流ができました．
最後になりましたが，研究の実施にあたり，終3. 7. 3

学習効果

始，懇切丁寧なご指導をいただきました小堀聡

視標モデルをより正確なものに修正することがで准教授に深く感謝いたします．また，日々の研究にきるが，運動モデルの更新ができなかったと推察さおいては，小堀研究室の大学院生ならびに研究生のれます．

諸氏にも大変お世話になりましたこと感謝いたしま

なお，ボタン押し課題の実施経験自体を想起する

す．

ことができない軽度や中等度の評価の者において― ７８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

オーストリアでの赤外用偏光子に関する発表
山 田 逸 成Itsunari YAMADA
電子情報学専攻博士課程3年た．ヨーロッパの温泉は，湯につかるよりも鉱泉水

1．はじめにを飲むのに主流が置かれており，バート・イシュル

2007 年 5 月 14−16 日に，オーストリアのバートの鉱泉水は生ぬるく，塩辛いが一日に何度か定めら・イシュルで開かれた第 8 回 International Confer-

れた量を飲むのが習慣になっているようです．そのence on Mid-Infrared Optoelectronics : Materials andような優雅な観光地のホテル内で本学会が行われま

Devices に参加しました．この学会は，おもに赤外した．

の光源（レーザーなど）や検出器などのデバイス開発に関する研究内容が多く，私は赤外線を透過する
シリコン（Si）を用いた偏光子の作製に関する発表をして参りました．発表は 5 月 14 日にポスター発表を行ってきました．

図2

バート・イシュルを流れるトラウン川

3．発表（研究）内容
偏光とは光の電界ベクトルが特定の方向だけを持
図1

つ光のことをいいます．その偏光をとりだす偏光子

ポスターセッションの様子にはおもに，液晶ディスプレイなどに使用されているポリマー偏光子，グラントムソンプリズムのよう2．Bad Ischl（バート・イシュル）な複屈折性媒質を利用したプリズム偏光子，そしてバート・イシュルはオーストリアの景勝地ザルツ

ワイヤグリッド偏光子の 3 種類に分けられます．とカンマーグートのほぼ中心地にある．日本的に言えころが，波長 2〜20 µ m の広い赤外域にわたって透ば「イシュル温泉」があり，イシュル川とトラウン

過性のあるポリマーや複屈折性媒質が存在しないた川の合わさるところ，クアハウスと公園を中心にしめ，赤外域用のポリマー偏光子やプリズム偏光子をて，美しいホテルやレストランが軒を連ねていまし

作製することができません．そのため，一般的に赤― ７９ ―

行ってきました．ところが WSi は光学材料として使用されたことがなく，屈折率や消衰係数といった光学定数が求められていないため，シミュレーショ
ン評価などができませんでした．そこでまず，このWSi の屈折率・消衰係数を求め，その値から偏光透過スペクトルを予想することを目的としました．
図3

4．WSi の屈折率・消衰係数の導出方法

ワイヤグリッド偏光子

媒質の反射率や透過率は屈折率及び消衰係数から外域ではワイヤグリッド偏光子が利用されます．ワ

導出することができます．今回赤外域で透明な Si

イヤグリッド偏光子とは光透過性基板上に金属格子基板上に WSi 薄膜を形成し，その透過率から屈折を形成したデバイスであり，このデバイスに光が入率・消衰係数を導出しました．Si 基板上にスパッ射すると，図 3 に示すように電界が金属格子に垂直タ法で WSi を成膜し，その WSi 薄膜の膜厚を走査な偏光（TM 偏光）は透過し，格子に平行な偏光型電子顕微鏡（SEM）で調べた結果，それぞれ 31,（TE 偏光）は吸収および反射されます．赤外域用

65, 115, 185 nm でした．図 5 にフーリエ変換赤外の偏光子は，赤外線カメラ用の反射光フィルタや，

分光光度計（FTIR）を用いて測定した透過スペク

異方性媒質の分光分析などに利用されています．現

トルを示します．膜厚の増加に伴って，透過率の減在使用されている赤外域用ワイヤグリッド偏光子で少が確認され，吸収性媒質であることが確認されまは，CaF2 や KRS-5 などの基板上に，波長の 1/10 程した．そこで薄膜の干渉・吸収を考慮した理論透過度（400〜500 nm）のピッチで金属格子膜が形成さ率と実験値が最も合致する（誤差が最小値となる）

れています．しかし，このような脆く，吸湿性を有屈折率と消衰係数を各波長で求めた結果を図 6 に示する基板材料への微細加工は困難な上，付着した金します．屈折率・消衰係数ともに長波長に従って増属格子が餝離しやすいことが問題となっています．

加を示すことから，金属の特性を有することが分か

これまで，1〜20 µ m の波長域で透明な Si 基板

りました．

上に，Si との密着性が高く優れた加工性を有する
WSi（Tungsten silicide）を図 4 に示すように格子状に形成してワイヤグリッド偏光子を作製し，評価を

図5
図4

Si 基板上に形成した WSi 格子― ８０ ―

WSi 薄膜の透過スペクトル．（グラフ中の数字は WSi 膜の厚さ）

図6

図7

作製した偏光子の SEM 写真（WSi 厚 300
nm，格子周期 400 nm，フィルファクタ
〜0.6）

図8

図 7 に示した試料の偏光透過スペクトル図9

本学会で知り合った発表者との記念写真（左側手前 筆者）

WSi の屈折率 n と消衰係数 κ

5．厳密結合波解析法による評価と偏光子の作製前章で求めた屈折率と消衰係数，そして格子構造の透過特性を調べるシミュレーションソフトとして一般的な厳密結合波解析法を用いて，Si 基板上にWSi 格子を形成したときの赤外透過スペクトルを計算しました．その結果，偏光特性が現れることが理論的にも確認され，偏光子の性能を示す消光比（TM 偏光の透過率 TTM と TE 偏光の透過率 TTE の比；−10 log（TTM/TTE）［dB］）は，フィルファクタ（格子の凹凸比）が 0.6（凹：凸＝40：60）以上，WSi
厚は 300 nm 以上，格子周期 400 nm のとき，消光比が 20 dB 以上，つまり TTE ：TTM ＝1：100 以上の偏光子が得られました．
このシミュレーション結果に基づいて偏光子を二光束干渉露光法とドライエッチング法を用いて作製しました．その試料表面の SEM 写真を図 7 に示します．WSi 厚は 300 nm，格子周期は 400 nm，フィルファクタは〜0.6（前回 0.4）の試料を作製することができました．この透過特性を図 8 に示します．
偏光性が機能し，消光比も広い波長域で 20 dB 以上であり，市販の製品とほぼ同等の性能が得られました．

― ８１ ―

藤光徳教授に深く感謝します．また，この学会を通6．おわりにじて，さまざまな国々の先生方や学生，そして企業

国際学会に参加するという貴重な機会を与えてくの方々との関係を構築することができました．今後

ださり，終始御理解ある御指導をしていただいた斉の研究活動の発展に役立てていきたいと思います．

―８
２―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

MS & T 07 に参加して
近 藤 貴 行
Takayuki KONDO
物質化学専攻博士課程

2年

今回，2007 年 9 月 16 日から 9 月 20 日までの期間で，アメリカ合衆国のデトロイトにて開催されたMaterials Science & Technology 2007 Conference andExhibition（MS & T 07）という無機材料科学の学会に参加しました．この国際会議は非常に大きな規模の学会であり，私の所属する研究室でも行っている
セラミックスの焼結，パルス通電焼結，そして水素吸蔵合金の作製など数多くのシンポジウムが開催されていました．また，数多くの口頭発表やポスター発表だけではなく，企業による展示もあり，学ぶこ
国際学会会場とが多くありました．
ここでは学会会場や発表，デトロイトの町の様子

ホテルに帰ろうとした時，時間は 20 時を回っていについて述べたいと思います．

ました．デトロイトはアメリカでも有数の犯罪が多1．国際会議への参加

発している都市です．外も暗かったのでタクシーで

私が海外で発表を行うのは今回が初めてになりま

帰ろうかなと思ったのですが，考えることは皆同じす．アメリカには修士 2 回の時 UC Davis に 8 カ月

であまりにも多かったので歩いて帰ることにしまし

間行く機会に恵まれ，さまざまな経験をさせていた

た．ホテルまで歩いて約 30 分の距離でした．重いだきましたので，今回の学会においてさほど緊張す

荷物を抱えている日本人は浮浪者にとって絶好の餌ることなく臨めました．

食だったと思います．案の序，ダウンタウンを抜け

飛行機は日本からデトロイトまで直行便がありまてすぐ何人かの黒人の人に声をかけられ，「やばす．関空からシカゴ経由でデトロイトにもいけます

い！」と思いました．言っていることは「お金をくが，時間がかかるために今回は直行便で行くことにれ．」って言うのは聞き取れたのですが英語は分かしました．時期によりますが直行便でいく方が少しらないふりをして，だまっていると帰っていきまし

安価であったと思います．デトロイト空港到着後，た．「助かった．」と思って急いで帰りました．ホテ

会場である COBO center まではタクシーで約 35 分

ルについてチェックインを済ませ，その日はあっとの距離にあります．私の場合，学会には前日入りはいう間に寝てしまいました．その日以降は日が出てせず，発表当日に着き急いで発表準備をしました．

いる間に帰るようにしていましたが，やはりまた，準備をしている途中で大柳教授と会うことができ，

何人かの人に声をかけられました．次来ることがあ

少しホッとしたことを覚えています．発表を終えてれば，絶対ホテルをダウンタウンの中に取らないと― ８３ ―

いけないと思いました．

2．国際会議での発表内容
今回の学会にて「Effect of Pulsed DC Current on
Atomic Diffusion of Mo-C Diffusion Couple」というタイトルでポスター発表を行いました．簡単ではありますが概要を報告します．

2. 1

緒言

Fig . 1

パルス通電焼結（Spark plasma sintering : SPS）
法は，従来（HP・HIP）法と比べ比較的低温・短時間で焼結が可能であることから，材料合成・焼結分
野で幅広く研究が行われている．SPS は試料を充頡The schematic of the Mo-C diffusion
couple（a）with current and（b）without
current.
漓Graphite punch, 滷Graphite disk, 澆Graphite
die, 潺Graphite plate（R 8710）, 潸Molybdenum
plate, 澁Al2O3 disk, 澀Thermocouple（W-5％ Re,
W-26％ Re）

した黒鉛型にパルス通電し，粉末粒子間で生じるジュール熱拡散，電場による電界拡散などを利用し焼8710）を用いた．試料寸法が 10×10×1 mm になる

結することから，反応性が促進することを鴇田らにように切削し，SiC 耐水紙（グレード：2000）によ

よって提案されている．しかしながら，SPS 中におり研磨を行った．SPS 中の Mo-C 拡散対の原子拡ける緻密化メカニズムや拡散現象に与えるパルス通散におけるパルス通電の効果を調べる為に，図 1 に

電効果について詳細に調査した報告例は少なく統一示した異なる 2 種の方法を用いた．図 1 は SPS 装的な見解が得られていないのが現状である．

置の試料周辺の概略図であり，（a）は直接試料にパ

近 年 ， Anselmi-Tamburini ら は SPS 中 に お い てルス通電する系，（b）は直接試料にパルス通電しな

Mo-Si 拡散対を用いて Mo と Si の原子拡散に与えい系である．図 1（a）に示すように直接試料に通るパルス通電効果を調べた．その結果，SPS 中に流電する為に，黒鉛型を用いずに行った．一方，図 1

れるパルス電流が原子の拡散に強く影響している（b）に示すように直接試料に通電しない系では，絶が，その電流の向きは生成層の層厚に影響しないこ縁体物質で知られるアルミナを試料の上下に設置すとを報告している．これらの要因は，試料中を流れることで試料に通電せずに，黒鉛型のみに流れるよる電子が金属原子に衝突し原子の拡散に駆動力を与うにした．全ての試料の熱処理は減圧雰囲気中（5え，生成層の拡散を促進させたと考えられている．

Pa 以下）で行った．熱処理温度は 1473−1973 K，

しかしながら，これらの研究では低融点化合物間で昇温速度は 100 Kmin-1，保持時間は 180−1800 sec

議論されており，炭化物セラミックス等の高融点化で行った．熱処理後の試料は，Mo-C 層間の生成層合物を用いた研究は行われていない．そこで本研究を確認する為に，全てエポキシ樹脂中により固定

では，Mo-C 拡散対を用いて SPS 中におけるパル

し，SiC 耐水紙（グレード：80〜3000）を用いて研ス通電が高温領域で原子拡散に与える効果を調べ磨した．その後，1 µ m のダイヤモンドスラリーをた．

用いて鏡面研磨を行った．この試料を光学顕微鏡により層厚を測定し，得られた層厚から拡散係数及び

2. 2

実験操作

見掛けの活性化エネルギーを算出した．生成層の同拡散反応物として Mo（純度：99.95％，ニラコ社
製）及び C（純度：99％ up，穴織カーボン社製 R

定には X 線回折測定（RINT 2000，理学電気）を用いた．

― ８４ ―

2. 3

結果及び考察SPS 中における Mo-C 拡散対の原子拡散に与えるパルス通電の効果を調べる為に，直接試料にパルス通電する系及び直接試料にパルス通電しない系で熱処理（保持温度：1473〜1773 K，保持時間：180〜1800 sec，保持圧力：10 MPa）を行った．得られた生成層の相同定を XRD にて行った結果，熱処理後の生成層は両者共に低温安定相の Mo 2 C 単相であった．これらの結果は，諸住らが報告した結果と類似している．
ポスター発表で説明している様子

次に，拡散係数を算出する為に式 1 を用いた．
x 2＝kt（1）2

拡散生成層の層厚の二乗（x ）を保持時間（t ）に対してプロットを行った．その直線の傾きから拡散係数（k）を算出し．この時，直接試料にパルス通電した系において電流密度は約 970 A/cm2 であった．直接試料にパルス通電する系及び通電しない系
両者において，保持温度及び保持時間の上昇に伴い層厚は増加した．さらに，直接試料に通電した系において，著しく層厚が増加していることが確認された．この結果は，Anselmi-Tamburini らによる Mo-Si
拡散対を用いた系での報告と一致している．

ポスター発表で説明している様子

次に Mo 中に拡散する C の見掛けの活性化エネ
ルギーを算出する為に，式 1 より算出した拡散係数

進させ生成層がより成長したと考えられた．一般的（k）と絶対温度（T ）のアレニウスプロットを行っに，エレクトロマイグレーションは電流密度に影響た．その直線の傾きから，拡散層における見掛けのされ，電流密度の上昇に伴い物質移動が急激に促進活性化エネルギー（Ea）を式 2 により求めた．

される．Garay らによる Ti-Ni 拡散対を用いた系でlnk＝lnA−（Ea/RT ）（2）の報告では，約 1000 A/cm2 以上で Ea が低下するこ

ここで，A は定数，R は気体定数である．Mo 中にとが確認された．本研究においても電流密度が高い

拡散する C の Ea は直接試料に通電した系におい為に Ea が低下し，SPS 中の高温領域（1473〜1973て 321 kJ/mol，直接試料に通電しない系において 348

K）においても物質移動がパルス通電に起因していkJ/mol であった．後者の値は，諸住らが報告したることが示唆された．

通電しない系での Mo2C の Ea : 341 kJ/mol（温度2 時間と比較的長い時間であったため，質疑応答

範囲：1373〜2173 K）と対応している．この結果，の時間が十分にありました．日曜日でもあったにも

SPS 中においてパルス通電の効果により Ea が低下

かかわらず，多数の参加者が夜遅くまで議論を交わすることが確認された．この理由として，直接試料すことができました．国際会議で発表という貴重なに通電することで，エレクトロマイグレーション効体験をすることができたことは非常に良い経験にな

果による電子と原子の衝突が起こり，原子拡散を促りました．

― ８５ ―

3．おわりに
約 1 週間デトロイトで過ごして，振り返ってみると非常に内容の濃い旅であったように思えます．飛行機の時間は約 14 時間，発表ぎりぎりに到着，浮浪者とのやり取り，UCDavis でお世話になった先生との再会…など．
最後に，国際学会に参加するにあたり，多くのご支援を頂いた研究室指導員の大柳教授および研究室の方に，この場をお借りしてお礼申し上げます．
デトロイトの町並み

―８
６―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

日本セラミックス協会

第 20 回秋季シンポジウム
豊 福 直 樹Naoki TOYOFUKU
物質化学専攻博士課程2年有するために難焼結性物質であり，粉末冶金法では1．はじめに酸化ホウ素（Boron Oxide : B2O3 ）などの焼結助剤

今回，2007 年 9 月 12 日から 9 月 14 日にかけてを用いて高密度体を作製します．一般的に h-BN 粉

名古屋工業大学にて開催された日本セラミックス協

末を一軸加圧焼結することで得られる焼結体は，焼会

第 20 回秋季シンポジウムに参加し，「乱層構造結体中の BN 粒子が加圧面に対して平行に配列しを持つ窒化ホウ素の放電プラズマ焼結とその結晶配ます．しかしながら本研究室において，h-BN 粉末

向」という題目で口頭発表を行いました．

を機械的粉 砕 （ Mechanical Grinding : MG ） 処 理
し，作製した乱層構造を持つ窒化ホウ素（turbostratic

2．発表内容2. 1

Boron Nitride : t-BN）粉末に B2O3 粉末を添加し，研究背景

一軸加圧焼結法の一つである放電プラズマ焼結

六方晶構造を持つ窒化ホウ素（hexagonal Boron（Spark Plasma Sintering : SPS）法にて焼結を試みた

Nitride : h-BN） は 図 1 の よ う な 構 造 を し て い ま

結果，焼結中に h-BN 構造へ構造変化し，その焼結す．ab 軸方向に強い共有結合性を有した BN 結合

体中の BN 粒子は加圧面に対して相対的に垂直にが六角網面構造を形成し，その六角網面構造が c配列しました．このような報告は t-BN 粉末に銅粉

軸方向に周期的に積層した構造を有しています．ま末を添加し，一軸加圧焼結法にて作製した試料におた，ab 軸方向は一般的に h-BN 基底面と呼びます．

いて報告されていますが，B2O3 粉末の添加による

その特徴は潤滑性，電気絶縁性，耐熱性，熱伝導報告はありません．そこで本研究では B2O3 粉末の性に優れた物質であります．特に熱伝導性において添加量が焼結体中の BN 粒子の配向に及ぼす影響

h-BN は測定方向に大きく依存し，a 軸方向では高を調べました．

い熱伝導度を有し，c 軸方向では低い熱伝導度を有します．しかしながら，h-BN は強い共有結合性を

2. 2

実験方法

グローブボックス（Glove Box : GB）内にて h-BN
粉末と窒化ケイ素（Silicon Nitride : Si3N4 ）製ボー
ルを Si3N4 製容器内へ封入し，遊星型ボールミル（P-6，フリッチュ製）にて MG 処理を行いました．MG 処理した粉末は GB 内にて回収し，その粉末に対して 0-10 wt％の B2O3 粉末を混合しました．
得られた試料は黒鉛型に充頡し，SPS 装置にて焼結を行いました．GB は不活性ガス循環精製装置を用
図1

h-BN の構造

い，水と酸素の除去を行った窒素雰囲気にしまし―８
７―

た．GB 内を厳密に制御する理由は t-BN 粉末が酸構造変化には B2O3 が不可欠であることが分かりま化すると，B2O3 を生成してしまうために B2O3 の添す．また熱処理温度を変化させて試料を作製した結加量が把握できなくなるためです．試料の評価はか果，すべての試料において収縮挙動から膨張挙動にさ密度測定，XRD 測定，SEM 観察，熱伝導度測定

転じた焼結温度以降で t-BN 構造から h-BN 構造へにより行いました．

構造変化していることが分かりました．また，h-BN構造を持つ焼結体となった試料において，26°と 42°

2. 3

各粉末の焼結中での変位挙動の回折ピークが添加量によって異なる強度比を持っ

図 2 に各粉末の焼結中での変位挙動を示します．

ています．26°と 42°の回折ピークはそれぞれ h-BN

Displacement において正の方向への変化は試料の膨構造の（002）面と（100）面の回折ピークであり，張を示し，負の方向への変化は試料の収縮を示して

これら 2 つの格子面は直行しています．このことかいます．各粉末において 1300℃ から 1500℃ の間でら各焼結体中の h-BN 基底面はそれぞれ異なる配向

急激な収縮が観測され，B2O3 の添加量の増加に伴をしていることが示唆されます．

い低温で収縮が開始しました．また，その収縮は
B2O3 の添加量の増加に伴い低温で終了しました．
このことから B2O3 の添加量が多いほど低温で焼結が開始し，また低温で焼結が完了していることが示唆されます．

図 3 焼結体の XRD 測定結果
B2O3 添加量（a）0 wt％，（b）1 wt％，（c）2 wt％，（d）5 wt％，（e）10 wt％
2. 5

各焼結体中の h-BN 基底面の配向

図 4 に log I.O.P の値を示します．I.O.P は h-BN
基底面の配向度合いを評価する手法であり，焼結体
図 2 焼結中での変位挙動
B2O3 添加量（a）0 wt％，（b）1 wt％，（c）2 wt％，（d）5 wt％，（e）10 wt％の XRD 測定結果より算出します．h-BN 基底面が等方的に配列している場合，log I.O.P は 0 とな
り，加圧面に対して垂直に配列している場合 log

2. 4

各焼結体の XRD 測定結果

I.O.P＞1 となります．B2O3 の添加量の増加にともな

図 3 に各焼結体の加圧面を XRD にて測定した結い log I.O.P は減少し，0 に近付きました．このこ果を示します．各焼結体の XRD 測定結果から，1とから，B2O3 が h-BN 基底面の異方性を抑制し，wt％以下の B2O3 添加量で t-BN 構造，2 wt％以上で焼結体中の h-BN 基底面はより等方的になったと考h-BN 構造に帰属される回折ピークが確認されまし

えられます．また等方的になった理由は，t-BN 構

た．このことから，t-BN 構造から h-BN 構造への造を持つ焼結体は等方的な BN 粒子を有 し て お― ８８ ―

図4

焼結体の IOP 計算結果

り，本研究にて作製した各焼結体は t-BN 構造を持
つ緻密体になった後に h-BN 構造に構造変化するためであると考えています．

2. 6

図 5 焼結体の SEM 写真
B2O3 添加量（a）0 wt％，（b）2 wt％，（c）3 wt％，（d）5 wt％，（e）7 wt％，（f）10 wt％

各焼結体の SEM 観察結果

図 5 に各焼結体の SEM 観察結果を示します．
B2O3 を添加していない焼結体では微細な粒子をもつ焼結体でありましたが，2 wt％以上の添加量で粗大な板状の粒子が観察されました．しかしながら，
I.O.P の値のような大きな違いは SEM 観察結果から観察することができませんでした．

2. 7

各焼結体の熱伝導度測定結果

研究背景にて述べたように h-BN はその構造ゆえに熱伝導度が h-BN 基底面の配向によって異なりま

図6

焼結体の熱伝導度測定結果

す．そのため，各焼結体の熱伝導度は h-BN 基底面の配高度合いによって異なることが予想されます．

向は焼結体の加圧面から行いました．熱伝導度は B2

そこで焼結体の熱伝導度を測定することにより，h-O3 の添加量の増加に伴い減少しました．h-BN の熱

BN 基底面の配向について評価しました．熱伝導度

伝導度は h-BN 基底面と平行な方向 で は 128 W /は密度に大きく依存するため焼結体の密度は重要で

mK，垂直な方向では 8 W/mK を示します．I.O.P 計あります．焼結体の密度は B2O3 の添加量の増加に算結果から，B2O3 の添加量が少ない焼結体中の h-ともない上昇し，2 wt％以上で相対密度 92％ とほ

BN 基底面は加圧面に対して相対的に垂直に配列しぼ一定の値となりました．続いて，図 6 に各焼結体ていると考えられます．そのため，B2O3 の添加量の熱伝導度測定結果を示します．熱伝導度の測定方が少ない焼結体の h-BN 基底面は測定方向と一致し― ８９ ―

ているために高い熱伝導度を示したと考えられます．

が抑制され，より等方的になりました．

4．発表の自己評価

3．まとめ

学会には質疑応答の時間があり，結構厳しい質疑

h-BN 粉末に 3 h の MG 処理を行い，その粉末にがあります．今回の私の発表では幸いにも厳しい質

対してさまざまな量の B2O3 粉末を混合し，SPS に疑は無く，無事発表を終えることができました．まて焼結を行いました．2 wt％以上の B2O3 粉末を添た今回の学会では，自分の研究に近い発表を多く視加することにより h-BN 構造を持つ焼結体の作製に聴でき，とても勉強になりました．今後の研究で活成功しました．また，h-BN 構造に構造変化した焼かしたいと思います．

結体は t-BN 構造から h-BN 構造への構造変化は焼最後に，学会に参加するにあたり，多くのご支援

結が完了した後に起こることが分かりました．2 wt

を頂いた研究室指導員の大柳教授および研究室の方％から 10 wt％の B2O3 粉末の添加量において，B2O3に，この場をお借りしてお礼申し上げます．

粉末の添加量の増加に伴い，h-BN 基底面の異方性― ９０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 25 回日本ロボット学会学術講演会を終えて
永 野 顕 法Akinori NAGANO
機械システム工学専攻博士課程

1年

のでした．

1．はじめに
千葉工業大学津田沼キャンパスにおいて 9 月 13
日から 15 日まで開催された第 25 回日本ロボット学

3．研究について
3. 1

概要

会学術講演会に参加しました．ここでは講演会を通空気圧は優れた環境保全性を持ち，安全性が高い

しての感想や私自身が発表して感じた事について述という利点の半面，圧縮性のため摩擦などの非線形

べたいと思います．

要素の影響を受けやすく，制御の安定性や位置精度に問題があると考えられたため，ON/OFF 制御を除

2．ロボット学会学術講演会

きロボットのアクチュエータとしてはあまり用いら

先に述べたようにロボット学会学術講演会は日本れていません．しかし，逆にその圧縮性を利用するロボット学会主催の学術講演会で，登壇発表の形式

事により指に機械的なコンプライアンスを持たす事で行われます．持ち時間は 15 分と設定されていてができ，複雑な制御を用いなくても安定した把持を10 分の発表の後に 5 分の質疑応答となります．ま行える可能性を見出しました．

た，発表件数が 724 件と非常に多く，3 日間で全て本研究では空気圧サーボシステムを用いたハンドの発表を終えるために 15 の講演室で平行して発表の製作を行い，位置・力複合制御を行って，把持のが行われました．私の講演は 2 日目の午後のセッシ
ョンで，講演内容は「空気圧駆動ロボットハンドの位置・力複合制御による安定把持の研究」というも

図1

図2

千葉工業大学― ９１ ―

空気圧ロボットハンド

安定性の向上を目指し，空気圧ハンドの実現可能性

3. 4 実験
実験は位置制御実験，力制御実験，把持能力実験を明らかにしました．

について行いました．位置制御実験の結果は図．3
3. 2

ロボットハンドの構成に示すように目標値に対して，標準偏差±3 度以内

把持の状態を明確に調べる為に，ハンド全体の構に安定しました．力制御実験においても標準偏差造を簡素化する事を考え，把持を安定して行うのに0.004 MP と精度の高い制御が行えました．また，最低限必要な指の数となる三指でハンドを構成しま把持実験では，大きな外乱を加えられた際に複雑なした．人間の母指は他の指とは構造が異なり，手の制御を行うことなく，安定した把持が行えることが汎用性を高める非常に重要な指ですが，本研究にお確認されました．

いては把持のみに特化するので，他の指と同じ構造としました．
指の各関節はリンク機構を備え，シリンダが伸びる事により，リンクを介して屈曲を行います．伸展は単動型シリンダに内蔵されるバネにより行われます．各関節には指の回転角度を測定する為にポテン
ショメータを取り付けています．また，人間は物体を把持しようとする時，その目的や対象物の性質に合わせて指の形状を変化させ，指を対象物に接触させてから，力を加え始めていると推測されます．こ

図4

位置制御の結果のことより，把持を行う際に対象物と接触した事を感知する為に，指先と指の腹に加圧導電性ゴムを用いた接触センサを取り付けました．

4．講演
4. 1

質疑応答において

講演終了後に質疑応答が行われました．質問内容
は「空気圧の圧縮性が問題となっているが，どのような制御を行ったのか」と「ロボットの指先にゴムが取り付けられているが，これにより外乱が吸収されているのではないか」という質問でした．前の質問は制御の内容を答える事で納得してもらえまし図3た．しかし，後の質問においては指先のゴムでは吸導電性ゴムの構造

収しえない外乱であると考えられるという意見に対3. 3制御アルゴリズム

してと「ゴム素材の指先では説得力に欠ける」指摘

PD 制御による力の制御では，空気圧信号の伝送されました．結局，質疑応答の時間だけでは足りな遅れによりむだ時間が大きくなり，安定した制御をかったため，セッション終了後に質問を頂いた方の行う事ができきませんでした．そこで，圧力勾配よ下に訪れ「空気圧のみによる安定性を得られたと示

り将来の値を予測し，その予測した値を基に制御をすためには，指先には滑り止めのような処理をした行う事によってむだ時間で生じる遅れの補正を行いだけの金属素材を用いると説得力が出る」とアドバました．

イスを頂き，人に納得してもらう説明をする難しさ― ９２ ―

は研究の差が分からないというものも見受けられまを改めて痛感しました．

した．
4. 2

講演会を通して今回の講演会は非常に多くの講演があり，同時に5．おわりに15 もの講演が行われました．このため，興味があ

私はこれまで国内の学会では機会学会主催のロボる研究の時間帯が重なり見ることができない，自分

ティクス・メカトロニクス講演会で発表する機会しのセッション中に他の研究を見られないという状況

かありませんでした．今回ロボット学会主催の学術がありました．講演会の規模自体が大きくなったた

講演会では発表スタイルが異なることから当初不安

め 3 日のスケジュールで全ての講演を行うという状もありましたが，いざ発表の場に立てばどのような況に無理が生じてきているのではないかという感想

学会であっても，自分の考えを理解していただけれを抱きました．

ば良いという点に気づけました．
今後も学会に参加し，自分の視野を広げる事を続また，発表内容も 1 つの研究対象を細分化し多方面から見ているものが多く，講演を聞く立場からでけたいと思います．

― ９３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

N. L. P. M Summer Seminar に参加して
──線形化固有値問題の固有関数の解の形状について──

鈴 江
央Hiroshi SUZUE
数理情報学専攻修士課程

2年

1．はじめに
今回，私が参加した N. L. P. M Summer Seminarとは，毎年学生が中心になり運営している Seminar
で，正式名称を NonLinear Phenomenology and Mathematics Summer Seminar と言います．
期間は，平成 19 年 9 月 10 日から 9 月 13 日までの 4 日間，静岡県沼津市ウェルサンピア沼津（静岡
厚生年金休暇センター）で開催されました．
この Seminar には長い歴史があります．Seminar
図1

を通じて，数理科学を専門とする院生・研究生が日講演の様子

頃の研究成果を発表し互いに刺激しあうことが目的です．

四ツ谷教授から紹介を受けて鈴江−若狭−四ツ谷

他大学からの参加者の発表を聞くことでさまざまの共同研究として，N. L. P. M Summer Seminar にな研究についての知識や自分自身の研究に対する新参加することにしました．私の講演時間は，質疑応

たな発想を得たり，普段交流のない他大学の方達と答を含めて 25 分間与えられました．図 1 は講演のも親睦を深めたりできるよい機会になっています．

様子です．

に

参加した感想と，講演した発表内容（線形化固有値
問題の固有関数の解の形状）について述べます．

3．講演内容（線形化固有値問題の固有関数の解の形状について）
研究概要

3. 1

2．参加する動機

1 次元反応拡散方程式

私が，所属する四ツ谷研究室の先輩方から N. L.
P. M Summer Seminar の話は聞いており，学部の頃から関心を持っていました．
非線形分野の研究をしている方から見た私の研究!U ＝ε U ＋f（U ）． （x, t）∈（0, 1）×（0, ∞）"U（0, t）＝U（1, t）＝0t∈（0，∞）（1）"U（x, 0）＝a（x）
x∈（0, 1）#t!

本稿では，私が N. L. P. M Summer Seminar

x

2

xx

x

に関して，多くの疑問点や今まで私が気づいていな
い点，さらには，今後考える課題の発見などを担当

を考える．ただし， ε ＞0, f ∈C 1 である．

教授以外の方から指導して頂くすばらしい機会だと思いました．

この時間発展問題を考える上では，定常問題というものを考えることが重要である．この定常問題― ９４ ―

は，非線形境界値問題!ε u ＋f（u（x））＝0,"u（0）＝u（1）＝02

in（0, 1）（2）

xx

!

x

x

として与えられる．
非線形境界値問題（2）の非自明解 u ＝u（x ）に

図2

対する線形化固有値問題!ε ψ （x）＋f（u（x））ψ（x）＋µψ（x）＝0, in（0, 1）（3）"ψ（0）＝ψ（1）＝0
2

xx

u

!

x

sn 関数

K（k）

図 2 が Jacobi の sn 関数で，周期性がある．図 3
が第 1 種完全楕円積分で，単調増大な関数である．
また，固有値を求める際には，第 3 種完全楕円積x分Π
（ ν , k）を用いる．定義は以下のとおりである．

について考える．
最近，Wakasa および Wakasa-Yotsutani により，

図3dξ∫（1＋νξ ）!（1−ξ ）（1−k ξ ）1Π（ ν , k）: ＝20（3）の解を具体的に表示するアルゴリズムが提示さ

2

2

2

れ，さらに，f（ u ）＝sinu の場合における全ての固グラフは図 4 のようになり，単調増大な関数であ

有値と固有関数の解の表示が得られた．

る．

今回の講演では， ε →0 のとき，その理論を応用して，固有関数がどのような極限形状になるのかを
報告した．

3. 2

楕円関数と楕円積分

Wakasa および Wakasa-Yotsutani により表示された固有関数の解の表示式には，Jacobi の sn 関数と第 1 種完全楕円積分 K（k ）を用いる．これらは，
図4

以下のように定義される．

∫ !1−ξ !1−k ξdξK（k）: ＝
∫ !1−ξ !1−k ξdξzsn −1z : =

2

0

2

3. 3

2

2

2

固有関数の解の表示式と形状（
f u）＝sinu の場合における（2）の非自明解

10Π（ ν , k）

2

（ ε（k）, u（x; k））は，
n
n

ε（k）
:＝
n

グラフは，それぞれ図 2，図 3 のようになる．

1，2 nK（k）

u（x; k）: ＝2 sin−1［k・sn（K（k）（1＋2 nx）, k］nで与えられる．
このとき，非自明解（ ε（k）
, u（x; k））に対するnn
線形化固有値問題（3）は次の形で与えられる：― ９５ ―

!ε ψ （x）＋cosu（x ; k）ψ（x）＋µψ（x）＝0, in（0, 1）"（4）"ψ（0）＝ψ（1）＝0
#
2

xx

n

#

x

x

!"

n
n
ψ（x
; k）
（n ∈N, j∈N ∪ 0 ）さて， µ（k）および，jjは（4）の j 番目の固有値および対応する固有関数
図5を表すものとする．ただし，最初のものは 0 番目とA（
1 µ , k）のグラフ

数えることにする．このとき，以下のことが成り立
従って，固有値 µ jn は A（
1 µ , k）と直線 j π /2 n とのつ．

交点により求めることができる．
定理 1, 2 の応用として k→1 のときの ψ jn の漸近定理 1．（Wakasa）
nn（衢） µ（k）＝k 2−1, ψ（x; k）＝cos
00nn（衫） µ（k）＝k 2, ψ（x; k）＝sin
n
n

u（x
; k）
n
2

形状は次のようになっていることが分かる．

u（x
; k）
n
.
2

（衢）j＜n のとき ψ jn〜 ψ 0n cos j π x（衫）n＞j のとき ψ jn〜 ψ 0n cos（j−n）π x定理 2．（Wakasa and Yotsutani）nj≠0, n とする．このとき， µ jn : ＝ µ （k）に対応すj

以下に k ＝1−10−10 の場合のときの u9 , ψ 09 , ψ 19 ,nる固有関数 ψ（x; k）はjψ 29, ψ 99, ψ 109 のグラフを図 6〜11 に示す．

!

n
ψ （x
; k）: ＝ ｜h（u（x; k）; µ jn, k）｜ cosθ（x; µ jn, k）,
j
n
n
x

∫

θ（x
; µ jn, k）:
n0!

2 nK（k） µ（ µ −k 2）（ µ −k 2＋1）
dξ,
｜h（u（
｜
n ξ ; k）; µ , k）

h（u ; µ , k）: ＝k 2− µ −sin2

ただし，赤は固有関数，青は補助線で，n ＞j の
とき cos j π x, n＜j とき cos（j−n）π x である．

u2と表示され，固有値 µ jn は超越方程式 θ（1; µ , k）n
＝j π の解に一致している．
; µ , k）＝j π を変形すると，超越方程式 θ（1
n

"

図6

u9

図7

ψ 09

図8

ψ 19

図9

ψ 29

µ（ µ −k 2＋1）
k2
jπ
Π
,k ＝
2
µ −k
µ −k 22n（）となる．左辺を A（
1 µ , k）とすると，"

A（
1 µ , k）: ＝µ（ µ −k 2＋1）
k2
Π
,k
2
µ −k
µ −k 2（）

であり，グラフは図 5 のようになる．

―９６―

うな工夫をすればいいのか？というヒントを他の人の発表を聞くことで得ることができたと思います．

5．今後の課題
今回は，f（ u ）＝sinu の場合について考えまし
図 10

ψ 99

図 11

た．質疑応答の際，図 5 の A（
1 µ , k）の分岐は関数

ψ 109が変わるごとにどのように変わるのか？という質問がありましたが，具体的に （f u）＝u−u 3 になると分岐が 3 つに変わるという程度の返答しかできません

4．N. L. P. M Summer Seminar を終えてでした．この質問に対する自分なりの答えを今後調

今回の講演を振り返ってみると，講演前・講演中

べていくことが課題としてあがります．

の緊張はあったものの，初めて講演をしたときに比さらに，このケースのことを応用して，一般の f

べるとしっかり講演ができたのではないかと思いまの場合の固有関数の解の形状を描くことが今後の課す．それでも，まだまだ話をするにも工夫が必要だ

題です．

と感じました．
自分の言いたいことを伝えることは難しいです6．謝辞

が，経験を重ねるごとに成長していることが実感で最後に，N. L. P. M Summer Seminar に向けてごきたことは自分にプラスになったと感じています．

指導頂いた，四ツ谷教授，色々と助言を頂いた研究同時に，人に分かりやすく伝えるためにはどのよ

室内外の方々，本当にありがとうございました．

―９
７―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 を終えて有 松 伸 也
Shinya ARIMATSU
機械システム工学専攻修士課程

2年

1．はじめに
5 月 10〜12 日に，JR 秋田駅に隣接する秋田拠点
センターアルヴェにおいて，毎年恒例の日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門主催のロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 が開催されました．
私は， 4 足ロボット「龍馬」の開発−首関節運動のウォーク歩容に及ぼす影響−という研究テーマの共同執筆者として講演会に参加しました．本稿
図1

では発表した研究内容，他の研究発表について述べ

4 足ロボット「龍馬」ていきたいと思います．
機構を採用しています（図 1）．また，4 足動物であ

2．研究概要る馬は移動の際，首振りを行うことで重心を移動さ今日までに，4 足ロボットの研究は盛んに行われせ，安定した歩容を獲得しています．そこで，本研ていて，その成果として，さまざまな歩容（脚の動究では首の動作にも着目し，首関節運動が歩容にど作パターン）が実現されてきました．その種類は歩のような影響を及ぼしているのかを調査すること

行に分類される低速のウォーク歩容から，走行に分で，首関節運動の歩容への有効性を示したいと考え類される高速のギャロップ走行など，数多くありまています．

す．しかしながら，これらの歩容を実現してきた 4足ロボットの多くは実際の動物とは大きく異なった

3．講演機構である伸縮型機構を採用しています．

私はこのロボティクス・メカトロニクス講演会に

4 足動物は移動速度に応じて最適な歩容に変化さは一昨年，昨年そして今年と今回で 3 回目の参加とせることで単位距離当たりのエネルギー消費量を最なりました．昨年度は発表者としての参加でした

小化していると言われています．本研究では，このが，今年度は共同執筆者での参加ということで，発特性を 4 足ロボットに応用することで，4 足移動が表者という立場での参加ではありませんでした．

ロボットの新たな移動手段になり得るのではないかと考えました．そして，この特性が 4 足動物の機構

3. 1に関係があるのではないかと考え，本研究の 4 足ロ
ボットは実際の 4 足動物に近い機構である回転関節

発表内容

発表した研究内容はいての説明― ９８ ―と改良した 4 足ロボットにつ首関節運動がウォーク歩容にどのような影響を及ぼしているのかについての 2 点です．
まず，改良した 4 足ロボットについてですが，一昨年度の 4 足ロボットは首関節や前脚の強度不足により実験中における破損が度々起こりました．そこ
で，昨年度はその問題を解決するために 4 足ロボットの再設計を行いました．その際，首関節においては首関節の動作に連動して頭部が動作するという機構に，前脚においては従来のように膝関節を駆動させるアクチュエータを脚に配置するのではなく，胴体に配置するという変更を行い，また足先の関節も

図2

胴体における左右前後の傾きの軌跡（首関節固定時）

図3

胴体における左右前後の傾きの軌跡（首振り時）

減らしました．これらの変更は，首関節に関してはより前方に推進力を得られることを狙って行ったものであり，前脚の関しては脚自体の軽量化により前脚の動作を俊敏にすることを狙って行いました．足
先に関しては，前脚が着地後に地面に引っ掛かることを解決するために行いました．
次に首関節運動がウォーク歩容にどのような影響を及ぼしているのかについて説明します．ウォーク
歩容実験は首関節角度を 45 deg に固定した場合と脚の動きに合わせて首振り動作させた場合の 2 パターンについて行い調べました．どちらの場合においてもウォーク歩容を実現することができましたが，
首関節角度を 45 deg に固定した場合と脚の動きに合わせて首関節を動作させた場合の胴体の左右前後の傾きの軌跡は図 2，図 3 に示すように違いが見ら歩容の方が安定した歩容と言えます．この結果かられました．図 2，図 3 はいずれも横軸は左右の傾

首関節運動が歩容に影響を与えていることはもちろき，縦軸は前後の傾きを表しており， ＋側は左んのこと，脚の動作に対して首関節運動を適切に合側は右およびわせることでより安定した歩容ができるのではない

および後に傾いていることを， −前に傾いていることを示しています．図 2，図 3 をかと考えられます．

比較すると，いずれの場合も左右の傾きは約±30deg であることが分かります．しかし，図 3 の軌跡

3. 2

他の研究発表は図 2 の軌跡よりも前方に大きく傾いていることが講演会では他の多くの研究についても研究発表が分かります．また，図 2 の軌跡は乱れがあるのに対行われていました．そして，私自身の研究に最も関して，図 3 の軌跡の乱れは少ないことが分かりま係の深い

す．このことは，胴体の姿勢がある一定の変化を繰を行いました．そのなかでも印象的だったのはり返していることを示しており，首を固定したウォ

体剛性の動的改変による安定な四脚歩容遷移の実

ーク歩容よりも首振りを行いながら行ったウォーク

現― ９９ ―

脚式ロボットの研究発表を中心に見学
身というテーマの研究でした．この研究は，歩容遷移時に背骨関節剛性がどのように影響を及ぼしているのかについて調べたものであり，私の研究とリ

4．まとめ

ンクするところもあって非常に興味深い研究でし

今年で 3 回目の参加となるロボティクス・メカト

た．また，最近の傾向でもある制御系に重点をおい

ロニクス講演会ですが，参加する度に思うことはさた研究ではなく，機構系をより活用することによりまざまな研究を知る場として，そして，自分自身の安定した歩容の遷移を行うことを目的とした研究と視野を広げる場として非常に貴重な場であるといういうこともあって，制御系はそれほど難解なものでことです．そして，今年度の講演会においても私たはありませんでした．しかしながら難解な制御系でちの研究を多くの方に知っていただくとともに，私はないものの機構系を十分に活用することによって自身も多くの研究を知ることができました．また，ロボットは安定した歩容の遷移を行っており，機構

自身の専門分野だけでなく，他の分野の研究に触れ系が歩容に対して何らかの影響を与えていることがることは自身の視野を広げると同時に私自身の研究明らかに分かりました．私自身の研究もこの研究にを進めていく上での良い刺激になりました．この経近いところがあるので，非常に参考になりました．

験を活かし，良い研究成果が出せるように精進してまた，多くのことを考えさせられる研究であったと

いきたいと思います．

も思います．
他にもばね剛性を変化させる方法についての研究など色々な研究があり，自身の研究に応用できそうな研究や他分野の研究など多くの研究発表を見学し
ました．

参考文献
１）坂井善行，佐藤智紀，大脇大，石黒章夫， 身体剛性の動的改変による安定な四脚歩容遷移の実現 ，ロボティクス・メカトロニクス講演会 ’07
A 1−A 10, 2007

―１
００ ―

講演概要集，2

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007──昨年と比較して──

板

井 雄 大
Yudai ITAI

機械システム工学専攻修士課程

2年

1．はじめに
日本機械学会主催，ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 が 5 月 10 日〜12 日に開催されました．この講演会は，ロボティクス・メカトロニクスに関する我が国最大の講演会であり，ロボットに関する最新技術についての特別講演や，ポスターセッ
ションによる研究発表が行われます．今年は『豊かな社会を拓くロボティクス・メカトロニクス』をモットーに講演会が開かれ，918 件の研究発表が行わ
図1

れました．
この 918 件の中，私はット・メカトロニクス

サーチ＆レスキューロボというセッションで翼車輪ビークルの独立懸架・操舵機構

可変ませんでした．

について，研究発表を行った中村の共同執筆者として講演会に参加しました．

2. 2

1 日目

この日は午前 1，午前 2，午後 1 とセッションが共同執筆者として参加したため，本稿では，講演会の様子についておもに述べたいと思います．

分かれており，すべてのセッションで後輩や同期の講演があったため，講演前には発表者の展示の準備を手伝いました．

2．講演会
2. 1

会場の様子

私は『ウォームの可逆駆動システム』という研究

会場の様子を行っており，この研究の参考にする目的で，多数

今年の会場は，秋田拠点センターアルヴェというの講演を見に行きました．その中でまず，興味を持

ショッピングモールのようなところで開催されましったのが，『農業用ロボット・メカトロニクス』とた．そのため，一般利用者の迷惑にならないようにいうセッションの中のと，昨年度に比べて，（図 2）という発表でした．これは農作業中に腰を農作業用スマートスーツ

・講演の時間が 2 時間から 1 時間半に変更

痛めないように上体を起こすときにパワーアシスト

・セッション終了の放送やチャイムがならない

するというものでした．まだまだ改良する点は多い

・講演会場が 1 階と 2 階に分断

そうですが，着眼点が面白いと感じました．次に，と変更がされていました．そのためかは分かりませ『アクチュエータの機構と制御』というセッション

んが，昨年度よりも混雑したというイメージは受けで， 組み立条件緩和による高減速複合遊星歯車機― １０１ ―

図2

農作業用スマートスーツ
図3

構の実現

と

複合遊星ギアを用いたロボットフィンガー

線形板ばねを用いた可変剛性機構のの発表を聞きました．前者は遊星歯車

違う使い方をし，新たな動作を発見しているのを見の設計で歯車の配置条件を少し変えるだけで今までて話を聞き，すごくいい刺激を受けました．他に不可能だといわれていた減速比を実現し，後者は線も，『安全・安心なロボットを目指して』というセ形板ばねを組み合わせることにより，非線形性を実ッションが今年からでき， 対人衝突時の安全性を現し，また，配置をずらすことにより，ばね剛性を考慮したソフトマニピュレータの開発変えることができており，ものの見方を少し変える

ュレータ衝突時の安全性向上へのアプローチ

だけ立派な研究になりえることを再認識しました．

ど，人と接する上で必要不可欠な安全に向け，材料

この他にも，人が装着するだけで大きな力が出せ

面，制御面での研究が行われていることを知りまし

基礎的検討

本質的安全

や

マニピ
な

る，ウェアラブル（マッスルスーツ）や改良された

た．私の研究も利点の中に車椅子などの医療・福祉ロボティクス・メカトロニのがあり，私はこの性質をこのシステムを用いた場というもクス，触覚と力覚など，人と接するロボットやその合の副産物としてしか考えていませんでしたが，こためのセンサについての講演が多数ありました．

のセッションを見ることにより，少し違う切り口で研究を考えていこうと思いました．

2. 3

2 日目

また，午後のセッションでは私が共同執筆した中前日と同じく，講演前は講演者の発表の準備の手

村の発表がありました．彼が研究をしている翼車輪は過去に岡田ら著で学会誌に載ったこともあり，毎伝いをし，講演中は発表を見て回りました．
この日は水中ロボットや飛行ロボット，災害救助

年多数の方が話を聞きに来られていました．その中を目的としたサーチ＆レスキューロボット・メカト

でも今年は翼車輪の実物を持参していたため，さらロニクスのようなロボットに関する研究が大半を占に注目を浴びていました．また，彼の前のセッショ

めていました．

ンに翼車輪の水中ビークル，彼の横で翼車輪の雪上

そのような中で，一番興味を持ったのが『ロボットハンドの機構と把持戦略』のセッションの複合

遊星ギアを用いたロボットフィンガーの新機構（図 3）でした．これは通常，減速機としてしか利用されない遊星歯車を二つ用い，モータ一つで 2 関

ビークルの発表があったため，例年以上に翼車輪について話を聞いていただき，認知していただくことができました．

3．おわりに節を動かすというもので，今回発表されていたのこの学会を通して感じたのが，昨年度と比べ，は，上記のものにモータをあと 1 つ加え，3 自由度『人と接するロボティクス・メカトロニクス』といを確保したものでした．このように通常の使い方とうことに重点を置きだしているように感じました．

―１
０２ ―

それに引き換え，あくまで昨年度との比較になりま

参考文献

すが『サーチ＆レスキューロボット・メカトロニク

１）関ス』のセッションの出展数が減少しているように感じ，研究の流行がレスキューから人と接するロボットに移行しているように感じました．

修治，佐藤悠太，田中孝之，金子俊一，鈴木善人，坂本直久， 農作業用スマートスーツ ，Robomec
2007, 1 A 1−G 01, 2007.
２）前川仁， 組立条件緩和による高減速複合遊星歯車機
構の実現 ，Robomec 2007, 1 A 2−D 04, 2007.

また，2 年目ということもあり，昨年度のよう新３）武居直行，小坂来造，藤本英雄， 線形ばねを用いた

鮮味を感じることができませんでした．中には昨年

可変剛性機構の基礎的検討 ，Robomec 2007, 1 A 2−Dとどう変わったのかが分からないような発表もあり

05, 2007.
４）石塚康孝，小金澤鋼一， 複合遊星ギアを用いたロボました．ですが，この学会に参加することにより，ットフィンガーの新機構 ，Robomec 2007, 2 A 1−F 04,

知見を広げることができ，また，ある方には今自分

2007.

が行っている研究を説明するとアドバイスをくださる方もおられ，大変有意義なものとなりました．

―１
０３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 を終えて
黒 田 崇 史Takashi KURODA
機械システム工学専攻修士課程

2年

1．はじめに私は秋田県の秋田拠点センター ALVE で開催された『ロボティクス・メカトロニクス講演会
2007』に参加しました．この講演会はさまざまな大図 2 腕相撲デバイス
アーム型デバイス（左）直交座標型デバイス（右）学や企業の人が参加してポスターセッションで行われます．1 回の発表に 90 分の時間が与えられ，自分の発表のセッションではポスターの前に立ち，興味を持たれた方に自分の研究を説明します．また，交座標型の 2 種類の腕相撲デバイスを試作していま

自分の発表以外は会場をまわり，興味のある研究あす．

るいは自分の研究の参考になりそうな講演を聞く時

本研究では，直交座標型デバイスにおいて研究を間となっており，毎年活発に意見交換が行われま行いました．以前製作した力検出手首デバイスを組

す．

み込み，2 自由度を有した手首デバイスを製作しました．そして，手首デバイスの関節駆動範囲の測定

2．研究について
2. 1と，手首デバイスを搭載したことによる直交座標型

研究背景・目的

デバイスへの影響を検証することによって，製作し私は，遠隔操作技術の 1 つであるマスタスレーブ
システム（医療分野における遠隔外科手術や，宇宙た手首デバイスが直交座標型デバイスに有効であるかどうかを検証しました．

開発，海底調査など直接の作業が困難な場所におけるロボットの遠隔操作技術）を応用し，図 1 に示す

2. 2 力検出手首デバイスについて

ように，競技者同士が離れた場所で力情報や位置情力検出手首デバイスとは，人間が手首運動を行う

報を伝達し合う「遠隔腕相撲システム」の開発を行際の手首関節の力情報を測定し，その値を出力するっています．

ものです．図 3 のように，円筒の中に長さと径にゆ所属研究室では図 2 に示すように，アーム型と直とりを持たせた円柱を入れ，それを薄い円柱で挟む
ことによって，上下と回転に少し遊びを持たせたデバイスとなっています．円筒の上下 8 つに均等にねじが入り，円柱とねじ先に力覚センサが配置されています．これにより，例えば横方向に設置した上下
2 つのセンサが均等に力を読み込んだ場合には，横図1

遠隔腕相撲システム

方向だけの力を得ることができます．また，上下に― １０４ ―

図3

力検出手首デバイス

違った値がでればモーメントとして読み取ることが

図5できる機構となっています．

ゲインと収束速度の関係

が目標値に最も近い値に収束していることが分かり
2. 3

手首デバイスについてます．

手首デバイスを図 4 に示します．以前の力検出手
首デバイスはアクチュエータが搭載されていなかっ2. 5 直交座標型デバイス動作実験

たので，力検出手首デバイスを基にして，力をモー

手首デバイスの質量は 5.4 kg であり，前年度，メントとして読み取れば駆動する 2 自由度の手首デ直交座標型に搭載していた力検出部の 1.1 kg よりバイスを試作しました．手首関節駆動用モータを垂も 4.3 kg 重くなったので，質量増加により直交座直に配置しているモータ部，断面がロの字型とコの標型デバイスの動作に誤差が生じる可能性がありま字型の部材を垂直に配置している機構部，力検出手す．そのため，本実験では手首デバイスを搭載して首デバイスを用いた力検出部の 3 つに分けられま

直交座標型デバイスを作動させたときの動作の検証

す．また，X 軸と Y 軸にロータリーエンコーダをを行いました．目標値を PC から与えた時，力検出

取り付け，機構部の回転を直接検知できるようにし

手首デバイスのみを搭載させた直交座標型デバイス

ました．

と，手首デバイスを搭載させた直交座標型デバイスをそれぞれ，Z 軸を下から上へ動作させたときの時
間と距離の関係を図 6 に示します．図 6 より，手首部の質量増加による直交座標型デバイスへの影響
は，Z 軸方向を下から上へ移動させたときは殆ど無いことが分かります．同様に，Z 軸方向上から下へ

図4
2. 4

手首デバイス

手首デバイス適正ゲイン計測実験

手首デバイスに，ゲインを 100〜500 まで 4 段階に変化させながらステップ入力を与え，そのときの時間と回転角度の関係を調べました．図 5 より，ゲイン 100 では目標値に到達せず，ゲイン 300 とゲイ
ン 500 ではオーバーシュートしており，ゲイン 200― １０５ ―

図6

直交座標型デバイスの Z 軸の動作誤差

の動作にも，X 軸方向の動作にも影響が殆どないにはほとんど関係が無いため，ほぼ手首の動作範囲ことが分かっています．

と一致していると言えます．

3．講演会について

手首デバイス駆動範囲測定実験

2. 6

直交座標型デバイスへの手首デバイス導入にあた

私は 11 日午前のセッションで講演をしました．

り，手首デバイスの駆動範囲を検証しました．図 7

今回でこの講演会への参加は 2 回目でしたので，緊のように実際の手首を背屈，掌屈，尺屈，橈屈方向張し過ぎることなく，リラックスして臨むことがでに動かしたときの駆動範囲を別途製作した手首関節

きました．私のコアタイムは後半の 45 分であった

位置角度測定装置を用いて測定し，表 1 に示しまため，最初の 30 分くらいは気になる研究の講演をす．また，手首デバイスを実際に動作させ，各方向

聞きに行きました．3 自由度を持つ全く新しい機構にそれぞれ力を加えたときの傾きの最大値・最小値の発表など興味深い講演も多く，大変参考になりまを表 2 に示します．X 軸最大値が背屈に，X 軸最した．そして，残りの約 60 分は自分のポスターの小値が掌屈に，Y 軸最大値が橈屈に，Y 軸最小値

前に立って，自分の研究の講演を行いました．マスが尺屈にそれぞれ対応しています．表 1 と表 2 を比タスレーブを使った研究をされている方も多く，さ較すると，背屈方向に約 9 度，掌屈方向に約 3.5

まざまな方に講演を聞いていただくことができまし度，橈屈方向に約 40 度，尺屈方向に約 1 度，手首

た．また，質問やアドバイスをしていただいたり，

デバイスの駆動範囲が狭くなっていることが分かり意見交換したりすることで大変有意義な時間が過ごます．しかし，背屈方向と橈屈方向は腕相撲の動作せました．また，自分の発表以外の時間は，同じ研究室の仲間の発表を手伝いました．今回の講演の中で，堂々と発表し，質問にも的確にはっきりと答えている学生もおり，発表態度という面でも非常に参考になりました．

4．おわりに
図7

手首の動作

今回の講演会は，他大学や企業の方が数多く参加される全国規模のもので，他大学の研究を見て，自表2
表1

手首の動作範囲

手首デバイスの駆動範囲分の研究が今どのような位置にあるのかを実感する

学会で発表することで，人前で発表することにも自

手首の
運動箇所

駆動範囲
［deg］

測定箇所

駆動範囲
［deg］

背屈

48

X 軸，最大値

38.88

掌屈

42

X 軸，最小値

38.52

橈屈

62

Y 軸，最大値

22.14

尺屈

21

Y 軸，最小値

21.96

ことができました．また，このような規模の大きな信を持てるようになりました．そして，同じ研究室の仲間と協力して講演を成功させることができたのも自分にとって大きな経験となりました．今後もこのような機会があれば是非参加したいと思います．

―１
０６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ROBOMEC 2007 in AKITA 参加報告
中 本 拓 志Hiroshi NAKAMOTO
機械システム工学専攻修士課程

2年

入場も受け入れていました．また，講演件数も過去

1．はじめに最多の 918 件ということもあり，会場は Fig. 1 のよ2007 年 5 月 10 日（木）から 5 月 12 日（土）にうに非常に盛況でした．

かけて，ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007

毎回開催テーマが設定されていますが，2007 年

が秋田拠点センター ALVE（アルヴェ）において開度は「豊かな社会を開くロボティクス・メカトロニ

催されました．昨年の講演会と同様に，私は同じ機クス」ということで，医療系や材料・ソフト関連と械システム工学科のメカトロニクス・知能システム

いった幅広い研究の講演が見られました．講演会の研究グループの面々とともに，この講演会に参加しほかにもワークショップや講習会などさまざまなイてきました．今回は講演会の様子や自分の研究内容

ベントが開催されていました．

発表に関してご紹介します．

私は 2 日目，3 日目に開催されたポスター講演に参加しました．研究ジャンル別に 1 日数セッション

2．講演会概要が組まれ，1 セッション 90 分のうちの 45 分が自分

ロボティクス・メカトロニクス講演会は，（社）の発表時間となっています．会場内の 1 区画に自分

日本機械学会が毎年全国各地で開催している大規模のスペースが割り当てられ，そこでポスターやノーな講演会です．2007 年度は秋田県の中心地であるト PC の動画を用意しました．なかにはロボットの秋 田 市 の JR 秋 田 駅 最 寄 り の 秋 田 拠 点 セ ン タ ー

実物や機構を説明する装置を用意しておられる方もALVE（アルヴェ）で開催されました．昨年度と違いました．そして研究に興味を持って頂いた方に随い，一般の施設内での開催ということで一般の方の時説明や質疑応答を行うといった形式でした．Fig.

Fig. 1 会場の様子

Fig. 2 説明の様子― １０７ ―

2 はそのときの様子です．

3．発表内容3. 1

研究概要

今回発表した内容は以下のようになっています．
我々の研究テーマは「24 自由度 6 脚ロボットの泥

Fig. 4 ばねダンパモデル

Fig. 5 流れモデル

濘地歩行に関する研究」です．脚式ロボットが泥濘わる性質を明らかにするため，まず，機械力学的な

地のような不整地移動を可能とするためには，ロボ観点からロボットの脚先と泥濘地を Fig. 4 に示すよットの性能を高めると共に不整地環境の性質を把握

うなひとつのばねダンパモデルと見なしました．次することが重要となります．この研究は 6 脚ロボッに流体力学的な観点から Fig. 5 のように流体としてト（Fig. 3）による泥濘地歩行の実現のために，泥の泥濘地が流れによって脚先に抗力をおよぼすとし

濘地環境の歩行に関わる性質を明らかにすることをました．

目的としています．

泥濘地では泥や水の浸水によりロボットを破損しまず，機械力学的な観点からロボットの脚先と泥てしまう恐れがあるため，これらのモデルの検証の濘地をひとつのばねダンパモデルと見なし，このモためにまずスポンジによる仮想泥濘地環境で実験をデルの特性を明らかにすることを試みました．次行い，そこから得られた結果よりロボットに防水加に，流体力学的な観点から流体としての泥濘地が流工を施し，実際に水田で用いられている泥で実験をれによって脚先に抗力をおよぼすとし，脚先の形状行いました．

によって抗力がどのように変化するかを測定するこ
3. 3 物理的特性検証実験とを試みました．

3. 3. 1
3. 2

泥濘地環境について

ばねダンパモデル検証実験

3. 2 で述べたばねダンパモデルを検証するため，

泥濘地は流動的で柔らかであり，その性質は泥濘

Fig. 6 に示す実験装置を作成しました．任意の荷重地を構成する物質やその割合で大きく異なります．

をロボットの脚先と同じ形状のゴムを通して測定対本研究では水田のように有限の深さを持つ環境を想象に加え，測定対称の変化を測定します．この装置定しました．この泥濘地環境の性質のうち歩行に関によりスポンジと泥を同条件で測定することができ

Fig. 324 自由度 6 脚ロボット

Fig. 6 実験装置
―１
０８ ―

Fig. 8 脚先形状

Fig. 9 実験の様子

Fig. 7 沈み込み深さによる弾性値
ます．歩行中の脚 1 本に加わる力である 10〜80 Nの力をスポンジと泥濘地に対して加えその沈み込みの変化を測定し，これらからスポンジ・泥濘地の沈み込み深さによる弾性係数を求めると Fig. 7 のようになりました．

Fig. 10 脚先に加わる力

Fig. 7 より，スポンジの弾性係数 k［N/m］は脚の沈み込み深さとともに増加する非線形な性質をもで 12.94 N となりました．半球の反力は 4.41 N とち，脚先の最大荷重となる 80.0 N のときには，k＝なりました．この結果より，単純に断面積を大きく

1080 N/m となり，泥濘地の弾性係数はほぼ一定のする以外に形状を工夫することで摩擦などの流体抵

k＝230 N/m となることが分かりました．

抗が増し，泥濘地からの反力を増加させることが可3. 3. 2

流れの中の形状抗力の測定実験能であるといえます．

歩行時，脚先が泥濘地から十分な反力を得られれ
ば，ロボットは沈み込むことなく安定した歩行を行

3. 4

研究まとめ

うことができると考えられます．3. 2 で述べたよう本研究では，泥濘地歩行を行う際のロボットの脚にロボットの脚先を流体中の物体と考えれば，脚先と泥濘地との関係を明らかにすることを試みましの形状の変化により形状抗力も変化することになりた．脚と泥濘地・スポンジをばねダンパモデルと考ます．この抗力がロボットを支える地面からの反力えた場合，泥濘地においては弾性係数は一定であるとなるように脚先形状の検討を行いました．Fig. 8がスポンジは沈み込むほどに固くなる非線形の要素のようなさまざまな形状の脚先をロボットの脚先にをもつことが分かりました．また，泥濘地を流体と取り付け，脚 1 本にスポンジや泥濘地上で歩行動作してその流れによって脚に抗力を発生させるというをさせ実験を行いました（Fig. 9）．

考えから，脚先の形状を変化させることで抗力を変この実験により Fig. 10 のような結果が得られました．泥濘地での大きな変化が見られた断面積最大の円板（直径 6 cm）・半球・4 つ爪のひづめの 3 パ化させることが可能であると分かりました．

4．おわりにターンを挙げると，最大の反力が得られたのは円板

今回の講演会参加は 2 回目であったため落ち着いであり 14.21 N でした．次に大きな反力を得ているて参加することができました．講演会が大規模なのは，半球よりも断面積が小さい 4 つ爪のひづめ型

分，色々な方が来られるので専門外の方にも理解し― １０９ ―

ていただけるように説明することを心がけました．

辺りはもう少し説明の腕を磨いて要領よくしていき

相手の様子を見ながら説明を進める，今ポスターのたいと思います．また，違う分野の研究からも，水どこを説明しているのか分かるよう指し示すなど気中ロボットの防水加工技術や，建設ロボットの土掘をつけました．昨年度の 1 セッション 120 分に比べ削技術に用いるための土の性質の解析など，自分のて今回は 90 分であったのでかなり短く感じまし

研究に役立ちそうな情報が得られました．

た．聞きにきてくれる方もほとんど途切れることが今回の講演会参加では，自分の研究に対する意見なく，コアタイムの 45 分ではとても説明しきれまに耳を傾けたり，他の方の研究を見ることが余裕をせんでした．なので，同じ時間帯に発表している同もってできました．今回得られた経験・情報をまとジャンルの脚式ロボットの講演をあまり見に行けなめ，最後の研究に役立てていきたいと思います．

いという昨年と同じ失敗をしてしまいました．この

―１
１０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ROBOMEC 2007 in AKITA に参加して渡 邉慎Makoto WATANABE
機械システム工学専攻修士課程

2年

す．

1．はじめに

3 自由度 1 脚跳躍ロボットはおもに頭部と脚部に私は，今年の 5 月 10 日から 12 日まで開かれる

分かれていて，頭部と脚部は関節部でつながれていROBOMEC 2007 に参加しました．ROBOMEC は毎ます．頭部にはバランスコントロール用の DC モ

年違う場所で開催され今年は秋田県で開催されましータが 2 個取り付けられています．脚部には跳躍用た．ROBOMC 2007 は秋田駅に隣接するアルヴェとの DC モータが 2 個取り付けられていて，脚部にいう建物で開催され，私が発表したのは 12 日の朝取り付けてあるねじりコイルばねと併用することで一番からで発表セッションは進化・学習とロボティ

跳躍を可能としています．また，脚部にはジャイロクスでした．このセッションではロボットに動作なセンサが 2 個搭載されていて，脚部が床から垂直にどを学習させることで制御を行うなどの研究が発表何度傾いたかを測定し，頭部に取り付けてある DC

されていました．

モータのエンコーダにより頭部と脚部の相対的な角度を測定し，脚部のジャイロセンサと併用すること

2．研究について
2. 1

で頭部が床から垂直に何度傾いたか測定していま

1 脚跳躍ロボットの概要

す．

今回私が発表した研究題名は「学習に基づく 3 自由度 1 脚跳躍ロボットの運動制御に関する研究」です．図 1 は 3 自由度 1 脚跳躍ロボットの概略図で2. 2

ニューラルネットワークの概要

ニューラルネ ッ ト ワ ー ク （ neural network ） とは，脳の神経回路網を数学的にモデル化したものです．図 2 はニューラルネットワークの概略図です．

図1

図2

1-Legged Hopping Robot with 3-DOF― １１１ ―

Neural networkニューラルネットワークは入力層・中間層・出力

従来の強化学習法では対応できなかった状態数の大層の三層から構成されており，それぞれの層にはユ規模なタスクを有するロボットの制御にも適用でき

ニットと層と層をつなぐ結合強度が存在します．入

る と 考 え ま し た ． 図 3 は actor-critic 法 と Gauss-

力層はネットワークの外部より入力信号を受け取り

sigmoid neural network を組み合わせた学習システム

ます．中間層は入力層または，下位の中間層より入を表した概略図です．強化学習の自律性，ニューラ

力信号を受け取り，上位の中間層もしくは出力層にルネットワークの汎化能力，それぞれの長所を組み出力します．出力層はネットワークの外部に信号を合わせることにより，学習能力の高い学習システム

出力します．また，ニューラルネットワークでは，の構築ができると考えました．

ユニット間に結合されている結合強度を更新することで学習を行います．本研究では，この結合強度の更新に誤差逆伝幡法（BP 法）という手法を用いて

2. 4

車輪型倒立振り子モデルの概要

強化学習の高速化実験に用いた車輪型倒立振子について説明します．この車輪型倒立振子は以前，所います．

属研究室で研究されていたものを元にモデルを導出
actor-critic 法の概要しました．車輪型倒立振子は図 4 に示すように，振［1］actor-critic 法 は強化学習のアルゴリズムの 1 つ子と車輪からなります．車輪型倒立振子の動作は車で actor は行動を選択するために使われ，critic は輪が回転することにより車輪と振子が並進運動を行

actor が選択した行動を評価するものです．actor とい，その並進運動エネルギーにより振子が回転し，critic を分けることで，連続的な行動空間を離散化

バランス制御を行います．

2. 3

することなく学習を進めることができ，連続的な行動を出力し状態数も減らすことができます．しかし，強化学習では，状態と行動で表される状態空間を用いて学習を行うため，本研究で制御対象となる
3 自由度 1 脚跳躍ロボットでは状態数が爆発的に増加します．この問題を解決するために，actor-critic

車輪型倒立振子の運動方程式を式（1）と式（2）に示します．

!（M ＋m）r ＋J "φ.. ＋Mlrθ..cosθ −Mlrθ. sinθ ＝τ
2

2

..
..
Mlrφ cosθ ＋（Ml 2＋I ）θ −Mgl sin θ ＝− τ

（1）
（2）

法に階層型ニューラルネットワークを組み合わせ，
2. 5

学習の高速化実験

強化学習法により制御問題を解く場合，多くの問

図3

Learning System

図4― １１２ ―

Wheel Type Handstand Pendulum Model題で直ちに制御則を獲得することはなく，学習完了までに時間が必要となります．これは，強化学習が始め価値のない状態から，妥当な価値を学習するまでに状態空間を試行錯誤的に探索しながら学習を進めるからです．本研究の制御対象である 3 自由度 1
脚跳躍ロボットの構成する状態空間が大きいために学習完了までに多くの時間が必要とすることが予想されます．そこで，本実験では，ニューラルネット
ワークが結合強度を更新する方法に着目し，2 つの手法を用いて学習の高速化を目指しました．実験対

図6

Change of Angle of Technique 1

図7

Change of Angle of Technique 2

象としてバランス制御を必要とする車輪型倒立振子のモデルを用いています．
2. 5. 1

学習回数の比較実験として，従来法，更新量を増やした手法 1，
更新回数を増やした手法 2 で終了条件を満たした時の試行回数の試行回数の平均値を調べました．この実験を 10 回行います．表 1 は実験結果の平均値です．
表 1 より，どの手法でも，終了条件を満たすことができました．従来法，手法 1 は終了条件を満たすまでの試行回数では，ほとんど変わらない結果となりました．しかし，手法 2 は 10 分の 1 以下という大幅な短縮となりました．次に図 5 から図 7 でバランス制御を獲得しているか実験の収束状態を比較し

表1

Number of Learning Experimental Result

Episodeます．
それぞれの手法により振り子の角度が 0 度に収束

Established
Practice

Technique 1

Technique 2

2096

2375

161

していることが分かります．これにより，同様に収束状態が得られました．
2. 5. 2

学習時間の比較

表 2 より学習時間は，手法 1 と手法 2 と比べて手法 2 が早い結果となりました．しかしながら，従来法と比べると両手法とも大幅に時間が短縮されていることが確認できます．また，手法 1 では，学習回数が多いが，学習時間が短い結果となりました．
表2

図5

Learning time of Experimental Result

Time
［s］

Change of Angle of Established Practice― １１３ ―

Established
Practice

Technique 1

Technique 2

830

138

107

2. 6

まとめ

が，積極的に質問をしてくださる方がこられたりし本研究では，従来の手法を改良する事により，学て場の雰囲気にもなれることができました．そし習の高速化に成功しました．これは，状態数が膨大て，こちらからポスターの前に立ち止まった人に話となる 3 自由度 1 脚跳躍ロボットにも有効であるとしかけられることができ，質疑応答が白熱して発表

考えられます．今後は，新しい学習システムを用い

時間が過ぎても議論していました．また，他の大学て 3 自由度 1 脚跳躍ロボットのバランス制御の獲得

や企業のブースでも色々な研究の発表を聞くことがが課題です．

できて大変貴重な経験ができたと思います．

3．研究発表について

参考文献

今回 ROBOMEC 2007 で研究発表をして，大変多［ 1 ］ 中川景太，強化学習に基づく 1 脚跳躍ロボットの 3

くの方が興味をもって話を聞きに来てくださいました．最初は緊張してポスターの前で立ち止まっている人に声をかけられなくて戸惑う場面がありました

―１
１４ ―

次元バランス制御に関する研究，龍谷大学修士論文（2006）

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 25 回日本ロボット学会学術講演会を通じて
大 村 拓 登Takuto OMURA
機械システム工学専攻修士課程

2年

ロボットのロール角やピッチ角を検出する傾斜セ

1．はじめに

ンサは路面上の軌道からのずれにより個々の出力が千葉工業大学津田沼キャンパス（図 1）において変化するので，センサ出力は路面そのものの最大傾

9 月 13 日から 9 月 15 日まで開かれた第 25 回日本

斜角度やロボットの進路である最大傾斜角方向につロボット学会学術講演会に参加をしました．この講いて直接的に情報を与えてはくれません．しかしセ演会ではさまざまなロボットについての発表が行わ

ンサ出力と路面の形状との関係式を導くことで，セれていました．講演の時間は各研究につき 15 分あンサ出力から路面情報を算出し，これを用いてロボり，発表が 10 分，質疑応答が 5 分でおこなわれまットの軌道を修整し，自律登坂することができます．私の発表のテーマは螺旋路登坂の傾斜センサにす．

よる軌道修正の可能性の検討で，14 日の午前 13 時
15 分からの 15 分間でした．

これまで平らな斜面において，最大傾斜方向からのロボットの進行方向のずれ角とロール角センサの出力との関係式を導き，ロール角センサ出力のフィードバックによりロボットを最大傾斜方向に誘導できることを実証してきました．また，ロール角とピッチ角のセンサ出力から路面の最大傾斜角とその方向を算出し，最大傾斜角の大きさにより直接登坂とジグザグ登坂を自動切換えしながら最大傾斜角方向に誘導できることも実証してきました．
ところで，上記の方法では最大傾斜角方向への方向の制御は可能でありますが，軌道の横ずれに関しては制御できていません．このため，誤差が累積す

図1

ると目標軌道から外れる事が懸念されます．ここで千葉工業大学

らせん路の走行については，傾斜センサの情報から
軌道の横ずれを検出し，それをもとに軌道を修正で

2．研究についてきる可能性があることを考えました．

斜面における自律登坂制御とそのための環境セン

螺旋路面は螺旋階段のステップのピッチを無限にシングについて研究を行ってきました．今回，螺旋細かくしたものと考えられます．すなわち，螺旋中路の自律走行に関してらせん路の中心線に沿った軌

心からの半径線の高さは一定であり，その高さ h

道からのずれが傾斜センサを用いて検出できること

は基準線からの水平回転角度 δ に比例し，螺旋のを見出したので報告をします．

リード l を用いて（1）式で表されます．
― １１５ ―

つまり，らせん路においては内側のほうが路面の
l
h＝
δ
2π

（1）

傾斜は大きくなります．このことは路面の傾斜角が分かれば軌道半径が分かるということであり，軌道

ここで，螺旋中心を通らない垂直平面による断面半径を一定に保つ軌道制御ができる可能性を示してを考えてみると，切断線は内側が低く外側が高い上います．一方，平斜面ではロール角センサとピッチに凸の形状となります．2 駆動輪と 1 キャスター尾

角センサを用いてその地点での路面の最大傾斜角と輪を持つ移動ロボットを想定し，2 駆動輪が一つの

その方向を検出できることが分かっています．これ

半径線上にあって，尾輪が上記の切断線上にある状

により，ロボットに搭載した傾斜角センサを用いて態を考えます．このときロボットはその点におけるらせん路面の軌道制御ができる可能性を示しまし

最大傾斜方向を向いていますが，ロボットがらせんた．

軌道の内側にあるほど尾輪の位置が低くなり，ピッチ角が大きくなります．つまり，ロボットの旋回半径 r とピッチ角には一定の関係があり，ピッチ角か

3．講演
3. 1

発表についてら旋回半径 r が検出できます．ロボットのピッチ角

今回私が発表したセッションは移動ロボットの行（最大傾斜角）を θ ，車軸から尾輪までの長さを T

動知能でありました．今回のロボット学会は 2 度目としたとき，その関係は次式で表されます．

の発表だったのですが，前回の研究内容とまったく

r＝

T cosθ
2π T
tan
sin θ
l

（

異なったものなので少し不安があり，発表前までは）（2）

とても緊張をしていました．しかし，前回の発表より落ち着いて発表をおこなうことができホッとして

図 2 に（2）式によるピッチ角と軌道半径の関係います．私の発表は理論式が多く，テンプレートを作成するのが難しかったですが，図を多く用いるこを示します．
以前の検討で，ロボットの姿勢にかかわらず，3
車輪の位置で決定される接平面の最大傾斜角の大きとによって聞いて下さっている方々に分かりやすく伝えようと努力をしました．

さとその方向はロール角センサとピッチ角センサの質疑応答では，事前に予想をしていた質問があり値から算出できることが分かっているので，この最冷静に答えることができ，その他の質問としてビー

大傾斜角が一定になるようロボットを誘導すれば，クルの挙動についての質問が多く，理論式のことに一定の旋回半径 r を保つ軌道をロボットに辿らせる

ついては質問がすくなかったです．

ことができると考えられます．
3. 2

講演会について今回の講演会の特徴といたしましては，ヒューマ
ノイドのロボットが数多く研究・発表されていました．ヒューマノイドのセッションは合計 6 つもあることに驚きました．その他にも多彩な発表がおこなわれておりましたが，4 脚ロボットやレスキューロ
ボットなどが少なかった気がします．また，ロボッ
トに感性を持たせようなど心理学的な研究が多く見受けられました．しかし，実用的に使えるようなロ
図2

ピッチ角による軌道半径

ボットの研究は少なかった気がします．技術的な研― １１６―究ならば，どのように適応することができ，何に役に立つのかを明確にするなど，社会に出たときの実

4．おわりに用性を考えなければいけないと思います．今回のロ各大学の教授の方々，学生の方々の発表を聞くこ

ボット学会は発表件数がとても多く，パラレルに発とができ，新しい世界が広がると同時にこれからの表がおこなわれていたため，見たいものをピックアベクトルも感じることができて大変有意義な学会にップしなければなりません．こんなに多く発表をおなったのではないかと考えています．最後に，私のこなうのであれば，ソフトの面とロボットの構造な

発表は数式が多く分かりづらかったと思うのです

どのハード面とを分けて学会をおこなったほうがいが，多くの方々に聞いていただき，この場をかりていのではないかと思います．

謝辞を述べたいと思います．

― １１７ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 を経験して
野 村 玲 子Reiko NOMURA
機械システム工学専攻修士課程

1年

影響についての問題があります．そこで本研究で1．はじめには，外部磁場によらず自ら体腔内を移動できる体腔

秋田拠点センターアルヴェにおいて 5 月 10 日か内移動ロボットの移動機構の開発を研究の目標としら 12 日まで開催された日本機械学会主催のロボテました．研究の第一段階として，3 種類の機構を提ィクス・メカトロニクス講演会 2007 に参加しまし

案し，それぞれの機構の推進力を比較し，移動機構

た．この講演会は，ロボティクス・メカトロニクスとしての適用の可否を検討しました．

分野での国内最大の講演会であり，ロボットに関する最新技術についての特別講演や，ポスターセッシ
ョンによる研究発表が行われました．

提案した移動機構は，ドリル型，振動型，液圧型

理工学研究科機械システム工学専攻メカトロニク
ス・知能システム研究グループの研究室に所属している私は，この講演会の 2 日目に

2. 2 提案する体腔内移動機構の 3 種類です．Fig. 1 に 3 種類の移動機構を示します．

マイクロロボッドリル型の移動機構は，Fig. 1（a）に示すようにというテーマで研究発

先端部分がドリル（スパイラル）状になっており，表を行いました．本稿では，発表した研究内容と発D. C．モータにより先端部分を回転させ，前に進む表した様子について述べたいと思います．

構造になっています．先端のテーパ角による影響をトのための移動機構の検討調べるため，鉛直方向と稜線が成す角度を θ と2．研究について
2. 1

し， θ ＝0, 2.5, 5.0, 7.5 deg の 4 種類を製作しまし

背景・目的

た．

近年，診断及び治療技術の高度化が求められるよ振動型は，すでに提案されている原理を応用した

うになってきました．中でも，鏡視下手術（いわゆものです2）．Fig. 1（b）に示すように一定方向に流る内視鏡を使った手術）は，手術の傷跡が小さく，れのある毛を取り付け，振動モータにより振動を与入院期間が短いと言った利点があり，急速に普及しえ，移動する機構になっています．毛の材質の影響ています．そのような中，将来，鏡視下手術においを調べるため，ナイロンとプラスティックの毛を用て体腔内を自律的に移動し治療を行うロボットが期待されています．
体腔内をロボットが移動する上で，移動機構が重要な課題となります．移動手段としては，外部磁場による金属等の吸引が最も現実的であり，実際に研究が行われています1）．しかし，外部磁場を用いる
場合，設備が大掛かりになり，また磁場の人体への―１
１８ ―Fig. 1 提案した 3 種類の移動機構

いました．また，断面形状の影響を調べるため，ナ
イロン毛について円形断面と楕円形断面のものを製作しました．
液圧型は，Fig. 1（c）に示すようにかえりのある山型形状で，内部にシリンダーがあり伸び縮みする構造となっています．伸び縮みする際に，返りにより反対側に戻ることを防止して前進する構造となっています．なお滑り防止のため，ゴムを取り付けま
した．断面形状の影響を調べるため，円形断面を 1
Fig. 3 振動型の実験結果

種類，楕円形断面を 2 種類製作しました．また，シリンダーのストローク長は 15 mm としました．

2. 3

実験及び実験結果

2. 3. 1

実験方法

各移動機構での推進力を計測し，各移動機構に最適な条件を検討すると共に，それぞれの移動機構の比較を行いました．
体腔内移動ロボットの先端部分を体内擬似モデル（冷凍豚肉を解凍したもの）に挿入し駆動させ，推進力をひずみゲージにより測定しました．
2. 3. 2

Fig. 4 液圧型の実験結果

実験結果

ドリル型の実験結果を Fig. 2 に示します．推進力

移動しなかったため，2 枚の食肉の間に 20, 22.5, 25

は，計測開始後 250 s から 300 s の平均値を取り比mm の間隔を設け実験を行いました．間隔 22.5 mm

較しました．図から分かるようにテーパ角 θ ＝2.5

において，プラスティック毛で最大推進力が得られdeg で最大推進力が得られることが分かります．

ることが分かります．

振動型の実験結果を Fig. 3 に示します．振動型は液圧型の実験結果を Fig. 4 に示します．図から分

推進力が小さく 2 枚の食用肉を密着させた状態ではかるように断面 1（短軸 16.5 mm，長軸 20.6 mm）
において最大推進力が得られることが分かります．
2. 3. 3

考察

食肉での各移動機構の最大推進力を比較すると，振動型は非常に推進力が小さく，ドリル型が最も大
きい推進力が得られることが分かりました．これから，腹腔内で用いる場合を想定した場合，振動型は適さず，ドリル型，液圧型には可能性があると言えます．

3．発表についてFig. 2 ドリル型の実験結果

私の発表は 11 日のプログラムの午前 2 のセッシ
―１
１９ ―

ョンでした．90 分の発表時間のうち 45 分はコアタ

イムが 45 分でしたが，途切れることなく多くの人イムで，コアタイムの間はポスターの前で発表を行に声を掛けていただいたので，発表時間 90 分ずっいます．

と発表しました．自分の研究に興味を持っていただ

初めての学会発表だったので前日まですごく緊張いたので非常に嬉しかったです．私の研究に対してしていました．しかし，発表の当日になり他の人の興味深いという意見もありましたが，一方で厳しい発表の様子を見ると，私が想像していた重苦しい雰

意見もありました．しかし，厳しい意見ほど今後の囲気とはまったく違い，非常に明るく活発に話し合研究に役に立つことばかりで非常に有難く思えまし

いがされていました．雰囲気を知った上で発表を行た．

うことができたので，あまり緊張せずに発表にすることができました．

4．おわりに発表において，自分から声を掛けるようにし，口ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 を通

頭説明だけでなく，動画や実物を見ていただき，相して，外部の人に自分の研究を知ってもらい，意見

手に分かりやすくなるように心掛けました．コアタをいただくことにより，研究の課題点や新しい魅力を発見することできました．他にもさまざまな大学の人と研究の情報交換などを行うなど非常によい経験をしました．今後も発表の機会があれば積極的に参加していきたいです．

参考文献
１）野方，北村，中木，犬伏，森川， 診断治療用マイク
ロ体内ロボットの腹腔内移動に関する研究 ，第 24 回
日本ロボット学会学術講演会，2 J 13，（2006）
２）伊崎，新妻，昆陽，武村，田所， 繊毛振動によって駆動する能動索状体の開発（繊毛のモデリング） ，ロ
ボティクス・メカトロニクス講演会 2006, 1 A 1−C 23，

Fig. 5 発表の様子（2006）― １２０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

学会へいく
堀 川 和 哉
Kazuya HORIKAWA
機械システム工学専攻修士課程

1年

高い踏破能力を発揮できるロボットビークルが実現

1．はじめにできれば，2 次災害の恐れがある救助活動をこのロ

私は，2007 年 5 月 10 日から 12 日まで，JR 秋田
駅隣の秋田拠点センター ALVE（アルヴェ）というボットが代替することで，救助活動に大きな貢献が期待できます．

会場で開催された，日本機械学会主催「ロボティク
ス・メカトロニクス講演会 2007」に参加し，初め

2. 2 実験方法・結果ての学会発表を経験しました．私のテーマは，「可翼車輪単体を用いて雪に対する推進性能を調べる

変翼車輪ビークルの雪上・雪中移動の基礎研究」でため，図 2 に示す実験装置を製作しました．また，「サーチ＆レスキューロボット・メカトロニクス」

翼枚数の翼推進力に対する影響を調べるため，図 3

部門にてポスターセッションによる発表を行いましに示す翼枚数が 4 枚，6 枚，8 枚，12 枚の 4 種類のた．本稿では，研究内容や学会発表について，また翼車輪を製作し，それぞれ評価を行いました．

学会で学び得たこと等を紹介します．

これらの翼車輪は外径 160 mm，幅 80 mm で翼の最大揺動角度は 44.25°となります．

2．研究内容2. 1

実験環境を積雪路面と凍結路面に限定し，それら背景・目的を模擬するため代用の雪を用意しました．積雪路面

可変翼車輪（以下，翼車輪と称す）は，車輪の周では密度 0.46〜0.63 g/cm3 の粉砕氷を，凍結路面は囲に取り付けられた翼が周期的に出入りすることに人工雪材であるアクリル性吸水ポリマーの粉体をより踏破能力を高めることができる特長を持つ特殊

50 倍の吸収倍率で水を含ませ，それを凍結させたな車輪です（図 1）．

ものを用いました．

翼車輪はこれまで，陸上，水中，そしてその遷移領域である泥濘地での走行性能が証明されてきました．私の研究では，翼車輪の走行領域の拡大を図り，雪に対しての走行性能を検証し，その有効性を証明することを目的としています．雪の路面に対し

図1

可変翼車輪の構造

図2― １２１ ―

実験装置

図6
図3

翼の展開方向と推進力の関係（凍結路面）

翼車輪の供試体図7
図4

翼の展開方向と推進力の関係（積雪路面）

最大推進力（凍結路面）

進力 12.4 N が得られました．また，凍結路面では
図 6，図 7 より翼の展開方向が 120°のとき 6 枚翼
で最大 17.6 N が得られましたが，いずれの翼枚数においても大きな差は見られませんでした．
2. 3 まとめ翼車輪の雪に対する有用性を証明するため，翼の枚数をパラメータとして，積雪路面と凍結路面を模擬した実験環境において，翼車輪単体での走行性能を評価しました．その結果，翼枚数と車輪の推進力との関係性を示すことができましたが，雪が車輪内

図5に蓄積するという，既存翼車輪の構造上の課題も明

最大推進力（積雪路面）

確になりました．この課題を克服するためには，車実験結果は，積雪路面での推進力において図 4，

輪内部に掻き込んだ雪を，外部へ効率的に排出でき

図 5 より翼の展開方向が 30°のとき 4 枚翼で最大推る翼車輪の構造が必要となります．そこで本年度― １２２ ―

は，翼制御機構を一端に集約し，翼郭を開放型とする新しい翼車輪を設計製作し，その車輪の雪に対しての評価を移動型実験用ビークルにて行う予定で
す．

3．発表
学会最終日，私は「サーチ＆レスキューロボット
・メカトロニクス」部門にて 90 分の発表を行いました．図 8 は発表の様子です．
私の研究のように雪をテーマとしたロボットビー
図8

クルの研究は前例が少なく，私の所属する研究室内

発表の様子

でも初の試みでした．実際に今回参加した学会でも，そのような研究は見当たりませんでした．これた．結果，大変多くの方に触って頂き，そして，翼を踏まえて，私の研究の新規性の高さを確認するこ

車輪の翼の展開構造に対する質問も多数あったこととができたと考えています．

から，翼車輪に興味を持って頂いたと思います．

発表中は，他大学の教授，学生，一般の方等，多数聴講に来て下さいました．中でも地元秋田の大学

4．おわりにに通っておられる学生の方と意見を交わせたことが雪をテーマとした研究の少なさから，私自身の研最も印象に残っています．その方は，雪上を移動で究の新規性を改めて実感することができた反面，有きる電動車椅子を開発されていました．新しいプロ

効性を証明することの大変さに直面したと思いま

ジェクトで，まだ公表はされていない研究らしく，す．発表では，私の研究がまだまだ初期段階であっ学会へは情報収集のために来たとおっしゃっていま

たため，肯定的，および否定的な意見，または改善した．雪を用いた実験・評価の難しさや，スリップ

点等を交えた討論ができず，悔いが残った面もあり防止の工夫など，雪ならではの研究の苦労を共感でました．しかし，今回の学会発表は，私にとって自き，そして，互いの情報を交換できたことが大きな分の研究を世の中に広める第一歩であり，今後の研収穫となりました．

究のステップアップを図るきっかけにもなりまし私は発表の際，聴講者に可変翼車輪の構造をよりた．現在は研究の方向性も定まり，さらに有効性を深く理解して頂くために，翼車輪の現物を持って行証明することに努力していきたいと考えています．

き，実際に触れて興味を持って頂こうと考えまし― １２３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

I Participated in the Academic Society in Akita.
前 田 圭 吾Keigo MAEDA
機械システム工学専攻修士課程

1年

1．はじめに
この度，秋田拠点センター ALVE にて開催されたロボティクス・メカトロニクス講演会に参加及び発表を行いました．ROBOMEC in AKITA と題された本年度の講演会は「豊かな社会を拓くロボティク
ス・メカトロニクス」をテーマとして医工連携を基
幹テーマのひとつとしています．この講演会はロボティクス・メカトロニクスに関する国内最大級の講演会であり，龍谷大学理工学部機械システム工学科の 3 研究室は毎年積極的に参加しています．
講演会において私たちはポスターセッションにて

図 2. 1ヒンジ式キャスター搭載車椅子発表を行います．一時間半の発表の間にこの講演会に参加している学生や一般の方なさまざまな方が発車椅子の前輪は旋回のために車輪径を大きくする

表内容を聞きに来られます．ポスターセッションでことができません．段差を乗り上げ易くするにはモはありますが，学外での初めての発表でしたので，ータなどのアクチュエータを用いて解消することは非常にいい機会であったと思います．ここでは，できますが，高価になり，さらに重量の増加も招き「医療・福祉ロボティクス」のセッション内にて行ます．そのようなことをしなくても，車椅子の前輪いました『リンク式キャスターの車椅子への適用とに何らかの機構を取り付けることで数 cm 程度の段

段差乗り越え実験』についての研究発表の概要につ差の乗り越えは可能であると思われます．

いての報告を行いたいと思います．

過去に行った段差乗り越え機構の一つとして，図2. 1 に示すヒンジ式キャスターがあります．この機

2．研究について2. 1

構は段差にキャスターがあたることでキャスターが研究背景

取り付けられたヒンジが開き，それによって車体が少子高齢化が深刻な問題となっている今日，福祉持ち上げられます．そのまま進むことで車椅子は段機器の開発が期待されています．そこで車椅子に着差を乗り上げ，開いたヒンジは取り付けられたばね

目しました．車椅子は 3 cm 程度の段差でも乗り上によって閉じることになります．

げることが困難なために，車椅子利用者の行動範囲

私の研究では 4 節のトグルリンクを利用した段差が狭まります．この問題を解消するために車椅子のを乗り上げ機構を考案しました．この機構はトグル

段差乗り越え機構の研究をしてきました．

リンクの原理より，リンクが開くことで車体を持ち― １２４ ―

図 2. 2

リンク式キャスター搭載車椅子

図 2. 4 改良型ヒンジ式キャスターの模型上げる力が無限大に発生します．さらにリンクの先

mm の縁石を乗り上げることも確認できました．

端が段差の面に接触してさらに車体を持ち上げる力

リンク式キャスターの実験を進めていく上で新たを得ます．そのまま進むことで車椅子は段差を乗り

な段差乗り上げ機構を考案しました．図 2. 4 に示上げることができ，段差を乗り上げた車椅子はリンす改良型ヒンジ式キャスターです．これは模型です

クの取り付け位置の関係によって開いたリンクが元が名の通り，ヒンジ式キャスターを改良し，リンクの状態に復帰します．ヒンジ式キャスターでの段差式キャスターの段差乗り上げ後のリンク復帰の位置

乗り上げ実験では乗り上げ易さを速度によって評価関係から得た知識を活かした機構です．段差にあたしていましたが，リンク式キャスターでは動的な評ったキャスターが反発力を受けて，キャスターに取価よりも静的な評価で行うのが適当であると判断り付けられた白いレバーが開きます．それで先端のし，段差乗り上げ実験を力で評価しました．リンク

小車輪が段差にあたって車体を持ち上げ，段差を乗式キャスター搭載車椅子を図 2. 2 に示します．

り越えます．図 2. 4 に示すように，従来の機構よ

この車椅子を用いて段差乗り上げ実験を行った結りも構造が簡単となっています．ヒンジ式キャスタ

果を図 2. 3 に示します．この結果から，通常の車ーと動作は同じですが，ばねを必要とせずにレバー

椅子よりも小さな力で段差を乗り上げることが可能

を閉じることができます．

ということが実証できました．さらに，この車椅子

この模型を用いて段差乗り上げ実験を行った結果のキャスター径は 170 mm であるので，理論限界でを図 2. 5 に示します．縦軸が乗り上げに必要な力あるキャスターの車輪半径以上の段差も乗り上げるで，横軸が段差の高さです．この結果から，通常のことが可能ということが分かります．実際の高さ 85

図 2. 3

リンク式キャスター段差乗り上げ実験結果

図 2. 5 改良型ヒンジ式キャスターの模型実験― １２５ ―

キャスターよりも小さな力で段差を乗り上げること私の発表に興味を持たれて，説明も十分にできたのができるということが分かりました．また，車輪半で自分ではいい発表ができたと思っています．将径以上の段差も乗り上げることができました．

来，企業でも発表の機会は必ずあるので，これから実験結果から，この機構は段差乗り上げに有効でも学外の講演会には積極的に参加し，自信をつけあると思われるので，実際に車椅子に取り付けて評て，よりよい発表ができるように努力したいと思い価する必要があります．現在，実機への搭載に向け

ます．

て取り付け方法や強度計算を行っています．

4．おわりに

3．発表について

今回，学会というものに初めて参加しましたが，ポスターセッションは 90 分間であり，前半の 45

発表に対しては特に緊張することなくできました．

分間は他の発表を見ることができますが，後半の 45

それは，自分の研究に対して自信を持っていたから

分間は各自のポスターの前で発表内容を聴きに来らであり，自分の研究であるのですべてを理解していれた方に説明します．45 分間で途切れることなくてしかるべきです．今後，発表をする機会があって色々な方が説明を聞きに来られました．私の発表をも，誇りをもって研究をすることで，堂々とした発

聞きに来られた方は，おそらく，事前に要旨集など

表態度で挑むことができることが分かりました．こで興味を持たれて来られたと思います．私の発表のれからも分からないことをあやふやにせず研究を進セッションである医療・福祉関係の発表数は講演会めていきたいと思います．

においても特に発表数が多い分野です．その中でも― １２６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 を経験して
松 田 祥 士Syoji MATSUDA
機械システム工学専攻修士課程

1年

1．はじめに
5 月 10 日から 12 日にかけて秋田県でロボティク
ス・メカトロニクス講演会 2007 が開催されました．
本講演会は大学・企業等がロボットに関する研究についての発表を行う場で毎年さまざまな分野のロボットの発表が行われています．
私は講演会 2 日目にアミューズメント・エンタテ
イナーロボットというセクションで「7 自由度人間型ロボットアームによるバイオリン操弓動作」とい
図1

うテーマで発表を行いました．

7 自由度人間型ロボットアーム

本稿ではおもに発表内容及び，発表での様子を述べたいと思います．

つけています．これより，人間型ロボットアームが演奏した音と弓圧や，弓速，サウンディングポジシ

2．研究概要ョン，アームの関節角度の変化の関係にどのような近年のロボットは産業用のロボット以外にも人間関係性があるのかを調査し，ロボットアームの動作とのコミュニケーションを目的とする等，人間に快をより人間らしいものに近付けることを目指してい適性をもたらす役割を持つようなロボットの開発がます．

行われています．その 1 つにロボットに楽器演奏を目指した研究があります．本研究は，楽器演奏の中でもバイオリン演奏に着目し，研究室で開発した人

3．講演会
3. 1

発表内容

間と同等の自由度を持ち，一般的な成人男性とほぼ今回の学会では，バイオリン演奏ロボットについ同等の寸法を持つ人間型ロボットアームにバイオリての概要，及び昨年度おもに取り組んだロボットア

ン演奏を行わせる事を目指しています．また，バイームの動作プログラムとハードの改良について発表

オリン演奏を通じて，人間の持つ感性という感覚をを行いました．

表現する能力をロボットに持たせることが，本研究の最終的な目的となっています．

昨年度までのロボットアームは複雑な形状のため加工精度の低い部品や，機構的問題があり，ロボッ

バイオリン奏者は演奏する際の弓が弦にかける圧

トアームの滑らかな動作を阻害している箇所があり力（弓圧）や，弾く速度（弓速），弾く位置（サウました．このため近年，大学に導入された NC 工

ンディングポジション）によって絶妙な音の変化を作機を用いた加工精度の向上によるガタの減少と機― １２７ ―

構的な問題がある部分の再設計，加工を行い，より精度の高い滑らかな動作が可能となりました．
バイオリン演奏を行う上でロボットアームの動作を決めるプログラムはロボットアームに把持した弓が直線軌道を描く動作を行うプログラムを作成しました．これは，バイオリンは演奏時に弓が弦に対し垂直に弾かれることで最もきれいな音を奏でるといわれているためです．7 自由度ロボットアームの逆運動学を解いた関節角度データを用い，ある単位時間ごとにロボットアームの各関節に取り付けられた

図2

人間によるボーイング

モータの出力を更新する事により，直線軌道動作を行わせる事に成功しました．
また，昨年度までのロボットアームは初期位置の設定を手動で行っていた為，ロボットアーム動作前から動作に誤差が出ており，同一プログラムでも同じ動作を行えず，演奏時の関節角度等の測定結果が正確に得られませんでした．このため，新たに光電センサーを用いた初期位置設定システムを各関節に組み込みました．これにより従来の初期位置設定に比べ動作前の時点での誤差をほとんどなくす事に成功し，再現性のある動作が可能となりました．
図3
3. 2

ロボットによるボーイング

実験

昨年度の研究ではロボットアームによるボーイン

したところ，約 4 Hz であったことからも，弓が振グ動作と人間によるボーイング動作で生成された音

動することが原因と考えられます．人間の場合は指の違いを比較・評価しました．バイオリンはサイレ

先による柔軟な把持を行っているため，弓の振動を

ントバイオリン（YAMAHA : SV-120 BR）を使用

手首や指先が吸収しボーイング動作への影響を減らし，ボーイング動作で生成された音をパソコンに取していると考えられます．人間ものは初心者によるり込み，音声分析ソフトウェアである WaveSurfer

もので，この時のボーイング動作で若干発生する音で音声解析を行いました．人間によるものが図 2，の変化も，熟練者になるほど弓の把持を柔軟に行うロボットによるものが図 3 です．図の上部が音声波ことができるため，弓の振動による演奏への影響を形，下部が周波数分析結果を表しています．

減らせると考えられます．

波形について人間のものはボーイング開始から終了にかけ，なだらかな曲線ですが，ロボットによる

3. 3

発表についてものは波形に約 0.25 s 毎に周期的なうねりが発生し発表はコアタイム制を採用しており，1 セッショ

ました．これはロボットアームの動作により生じた

ン 90 分間でそのうちの 45 分がコアタイムでした．

振動が把持している弓に伝わり弓と弦の摩擦が変化

発表はコアタイムの間だけで良かったのですが，多したためだと考えられます．弓の固有振動数を測定くの人から質問を受け，できるだけ多くの人に自分― １２８ ―

の研究を知って頂きたかったのでセッションの制限
である 90 分間，発表を行いました．
発表自体は当初思っていたほど大変なものではな
く，多くの人に研究に対し興味をもっていただくことができました．
質問はおもに制御方法や研究の現状や今後の展開について聞かれる方が多かったです．このような質問は以前から聞かれることがあるものも多く，あらかじめ答えを考えていたので返答の難しい質問は無かったように思います．しかし，私の研究は音楽演
図4奏を行うロボットということで楽器演奏経験者から発表風景の質問も多く，私が楽器演奏の経験が少ないことか
ら返答に詰まる質問もあり，楽器演奏についても勉見ることで新しい構想や今まで研究で疑問に思って強する必要があると実感しました．

いた事も知ることができました．

また，楽器演奏を行う上で苦労したことや，難しい点を聞くことができ，また研究が進展することを

4．おわりに楽しみにしていますといった励ましの言葉を頂くこ

初めての学外での発表となったロボティクス・メ

ともありより一層研究に力を入れていこうと思いま

カトロニクス講演会 2007 を経験し，実際に発表をした．

行ってみて多くの人に発表を見ていただき今まで気講演会全体を通して見ての感想としては歩行ロボ付かなかったような意見もあり，また他の大学・企ットが多く見受けられたような気がします．それは業の方の研究発表を公聴することができ自分の研究

従来から研究されていたロボットを用いた物や，新に行かせるアイデアを得ることができ，今後の研究機構で歩行する物などさまざまでした．

にとって有意義な発表になりました．

また，ロボティクス・メカトロニクス講演会とい人前での発表の実戦経験をつむことができ，自分ってもその発表内容はロボットや機構に限らず，ロに足りないもの，改善していくべき問題を知ること

ボットや機構の開発に至るまでの初期の実験の成果ができ，今回の学会での発表は非常によい経験になやインターネットを用いた通信システムについてなりました．

どその分野はかなり幅広く，多くの方の研究発表を― １２９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 を経験して森

陽 平
Yohei MORI

機械システム工学専攻修士課程

1年

運動が，歩行や走行の足の運動を補助しているので

1．はじめにはないかと考え首関節機構を搭載しました．

私は 5 月 10〜12 日に秋田拠点センター ALVE で以上のような考察の下，これまで本研究では，首開催された日本機械学会主催のロボティクス・メカ

関節機構を有する 4 足ロボット「龍馬」を製作し，トロニクス講演会 2007 に参加しました．この講演

ウォーク，バウンド歩容に成功しました．しかし，会では，理学・工学・医学など，さまざまな分野の首を振ることにより前脚に大きな負荷が加わったこ

ロボットに関する研究発表をポスターセッション形とで，前脚が破損する等の問題点が発生しました

式で行います．

そこで今回私は，前脚を中心として行ったハード

私はこの講演会の 2 日目に研究発表を行いました．本稿では発表した研究内容と発表時の様子につウエア再設計と，首を振り運動のウォーク歩容への影響について本講演で発表しました．

いて述べていきます．
2. 2 ハードウエアの改良

2．研究について
2. 1

前脚は 2. 1 で述べたように負荷増大による強度

背景・目的不足が原因で破損したので，強度を上げるために脛

近年，4 足ロボットの研究は盛んに行われてい部の部材の肉厚を増やしました．しかし，これではて，ウォークやトロットといった歩行に分類される

前脚の質量は大きくなり，動作が遅くなってしまう

歩容だけでなく，走行に分類されるギャロップ歩容という問題が出てきたため，脚に固定されていたひも実現されています．また，歩行から走行へ遷移でざ駆動用モータを胴体に配置することにしました．

きるものも存在しています．しかし，これらの 4 足

これらにより，Fig. 1 に示す前脚が完成し，強度のロボットは，実際の動物の動きと異なった伸縮型機

増加と軽量化が達成できました．

構を用いているものがほとんどです．

また，昨年度の首関節機構は首を振った時に頭部

実際の 4 足動物は移動する際，移動速度に応じてが一定の角度を保ち，鍬のような動きになってしま

歩容パターンを変化させることにより，単位距離当っていました．この頭部の挙動が原因で脚への負荷たりのエネルギー消費量を最適化して移動しているが大きくなっているのではないかと考えました．そと言われています．分かりやすく言えば，各歩容のこで受動関節を増やすことにより頭部が常に前方方最適な速度で移動している場合，1 km 歩いても走向に向くようにしました（Fig. 2）．

っても消費するエネルギーは同じということです．
本研究では上述したエネルギー消費量の特性を利

これらの改良を行った本年度の実機の全体を Fig.
3 に示します．

用するために，動物の機構に準じた回転関節機構を採用しています．また，本研究では 4 足動物の首の―１３０ ―Fig. 4 胴体の傾きの軌跡（首振り運動なし）
Fig. 1 前脚

Fig. 2 首関節機構
Fig. 5 胴体の傾きの軌跡（首振り運動あり）
げ左前脚を振り上げる時に 30 度まで振り下げるという首振りを行った場合の 2 パターンを用いて実験しました．
どちらの場合でもウォーク歩容の実現は可能でした．実際に首の運動がどのような影響を及ぼしているのか評価するために，前後左右の傾きのデータを
傾斜角センサーで計測しました．Fig. 4 は首を 45度に保った時，Fig. 5 は首振りを行った時の前後左Fig. 3右の傾き角度の軌跡です．横軸が左右の傾き，縦軸

4 足ロボット「龍馬」

が前後の傾きを示しています．また，プラスの値は
2. 3

首振り運動のウォーク歩容への影響

左方，後方への傾き，マイナスの値は右方，前方の改良した 4 足ロボットでウォーク歩容を行いまし

傾きを意味します．

た．ウォーク歩容とは，右後脚→右前脚→左後脚→

首を固定した時も，首振り運動をした時も左右の左前脚の順番で脚を運ぶ歩容です．首は 45 度に保傾きは共に約±30 deg が最大値になりました．しち続けた場合，右後脚を蹴る時に 60 度まで振り上かし，首を固定している時は後方に傾いている割合

―１
３１ ―

が多いのに対して，首振り運動をした時は前方に傾た．また，中には私の考えてなかった意見をくださいている割合が多いことが 2 つのグラフより読み取った方もいて，とても貴重な時間を過ごせたと思いれます．また 2 つの図を比べると，首振り運動をします．

ている時の軌跡は，首を固定している時の軌跡より

発表終了後は，さまざまな研究の講演を聴きまし

安定しており，首を固定している時より首振り運動

た．中には自分の研究に繋がるようなものもあり，をした時のほうが安定した歩容になっていると言えとても多くの刺激を受けました．また，他大学の方ます．

の講演を聴いて自分の無知さ，講演での説明の未熟さなど多くのことに気付かされて，大変勉強になり

3．発表についてました．

私の発表は 11 日のプログラムの最初のセッションでした．90 分の発表時間のうち 45 分はコアタイ

4．まとめ

ムというものがあります．コアタイムとは，各自割

ロボティクス・メカトロニクス講演会への参加はり振られた時間内ではポスターの前で発表しなけれ大変有意義なものであったと思います．他の研究にばなりませんが，それ以外の時間では他の研究発表

ついて知ること，さまざまな研究をされている方とを見に行ってもよいというものです．私は後半 45の討論など普段なかなかできない貴重な経験ができ分がコアタイムでした．

たからです．この講演会で得たことをこれからの研発表では，ポスターを見ている方に積極的に声をかけていくことを心がけました．その結果，たくさ

究に活かし，多くの方に認められるような良い成果を出せればと思います．

んの人に私の発表を聴いていただくことができまし― １３２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 in 秋田
中 村睦
Makoto NAKAMURA
機械システム工学専攻修士課程

1年

地，不整地，泥濘地，砂地，水上とさまざまな環境

1．はじめにを踏破できる機能が必要とされます．そのため，こ日本機械学会が主催する，ロボティクス・メカト

れらの環境をひとつの移動機構のみで踏破すること

ロニクス講演会 2007 が 5 月 10 日〜12 日にかけてを目的として，車輪の周囲に周期的に翼を展開させ

開催されました．正確には一日目はチュートリアル

ることで，車輪でありながら段差の乗り越えや軟弱と懇親会しかなく，講演会が行われたのは 11 日と路面や水上での推進力の確保を可能とする翼車輪を

12 日の 2 日間です．この講演会はロボティクス・用いたビークルの研究を行っています．

メカトロニクスに関する国内最大の講演会であり，

翼車輪ビークルは地上では不整地を走行すること

ポスターセッション形式で研究発表を行います．今を前提としているため，凹凸の激しい面での高い接年は従来のような大学のキャンパス等とは異なり，

地能力と衝撃緩和能力が必要とされます．そのため秋田のセンター街である ALVE という場所で，過この二つの問題点を解決するために，乗用車にも用去最高数の 918 件の講演が行われました．各研究にいられている独立懸架機構を用いたサスペンション

つき講演時間が 1 時間半割り当てられています．そを車体に搭載することにしました．また同時に新しのなかでもコアタイムという公演時間の前半，もしく車体の旋回方法をラック・ピニオン式のステアリ

くは後半の 45 分の時間があり，発表者はその時間ングに変更することにしました．ただし，翼車輪ビは必ずその場にいなければいけません．

ークルにサスペンションを搭載すると，車体と車輪

私はこの講演会の『サーチ＆レスキューロボットとの間の距離が変動してしまい，従来のようにギア・メカトロニクス』というセッションで『可変翼車を用いた翼への駆動伝達が行えなくなってしまいま

輪ビークルの独立懸架・操舵機構』という題目で研す．そのため，新しくワイヤを用いて翼への駆動伝究発表を行いました．

達を行おうと考えました．

本稿では今回講演を行った研究の内容と講演会当日の内容について述べます．

載を前提としたサスペンション，ステアリング搭載ビークルを別々に製作し，それぞれの評価を行いま

2．研究内容2. 1

今回はワイヤによる駆動伝達機構とこの機構の搭した．

研究背景と目的

さまざまな災害を想定したビークルが研究されて

2. 2 ワイヤを用いた駆動伝達機構の実験結果

いますが，その多くは地震災害などの陸上の事態をワイヤを用いた駆動伝達機構の実現可能性を検証

想定しており，河川や海などでの水難救助を想定しするために，図 1 のような実験装置を製作しましたレスキュー用ビークルはほとんど見ることができた．翼車輪は図 2 のように偏心ボスと制御輪というません．この場合のレスキュー用ビークルには平回転中心が偏心した二つの円柱を回転させることで

―１
３３ ―

図3

図1

実験結果

制御部実験装置

図4

翼車輪走行車

不整地走行実験ではどちらのサスペンションを用いた場合でもサスペンションを用いていない状態よ
図2

翼車輪の構造りも走行速度が速くなり，サスペンションの有用性が証明できました．

翼の展開制御を行います．そのため，偏心ボスと制段差乗り越え実験では，片輪だけ段差を乗り越え御輪の回転をタイミングベルト・プーリで取り出しる場合ではどちらのサスペンションを用いた場合でて回転角度を円コーダで読み取ることで入力角度ともサスペンションがついていない場合よりも高い段

出力角度の比較を行いました．

差を乗り越えたのですが，両輪が段差を乗り越える

実験結果は図 3 のように入力角度に対して両方の場合ではサスペンションの有無による乗り越え段差

出力角度が追従し，この機構の実現可能性を提示すの高さに明確な差がみられず，サスペンションの有ることができました．しかし，初期に遅れが生じる

用性が証明できないという課題が見つかりました．
車体の最小旋回半径を調べる実験ではどちらのサなどの課題も見つかりました．

スペンションを用いた場合でも理想値よりも 200
2. 3

ビークルの実験結果

mm 前後最小旋回半径が大きくなってしまい，今回実験装置として図 4 のようなサスペンションとス
テアリングを搭載した翼車輪ビークルを製作しまし

製作したステアリングには改良の余地があることが分かりました．

た．実験ではサスペンションを二通り用意して，それぞれについて実験を行いました．
―１
３４ ―いです．そのため，翼車輪という機構を紹介すると

3．講演会当日
3. 1

いう面においてはかなりよい結果となりました．

自分の発表について

私の発表は 12 日の一番最後の日程に行いまし3. 2 他の発表についてた．初めての学会発表で少し緊張しつつ気楽にいこ

今回見てはじめに思ったことは，今年は 1 セッシ

うと，人が見にこられるのを待っていました…が見ョンが 2 時間から 1 時間半に短縮されたのですが，てくれた人は予想外に少なかったのです．隣で雪上

かなり時間が短いと感じたことでした．本格的に説翼車輪の研究発表を行っていた同研究室の堀川の半明を聞くと 20〜30 分はかかってしまうため，ほん分にも満たない数でした．そのため，あまり人に見の一部しか見ることができないのです．特に分野ごに来てもらえなかった原因を私なりに考察してみたとに研究が分けられていますから，分野が一緒だっいと思います．

たりするとなおさらです．来年からは元の時間に戻やはり，最大の問題は見に来てくれる方の呼び込

してもらえたらなと感じました．

み不足にあったと思われます．私はポスターを見て私はまずワイヤの使用方法の参考にするためにワおられる方に積極的には声をかけず，質問をしてこ

イヤ駆動ハンドを見にいきました．ワイヤ制御で精られる方のみ応対していました．そのため，ポスタ

度を出す方法やワイヤを使用するデメリットなどをーを見るだけで次に行ってしまわれる方を呼び止め教えてもらい，とても参考になりました．大学院かることができず，結果として見に来てもらえる方がら研究テーマを変更して水中翼車輪の研究を行うた

少なくなってしまったと考えられます．ここではもめ，水害についての研究がどれくらい進んでいるの

っと自分の研究を積極的にアピールし，声をかける

かも見て回りました．しかし，水中ロボットやレスべきでした．特に翼車輪は本研究室で独自に製作さキューロボットを見て回っても水害について触れてれた車輪で認知度は高くありませんから，なおさらいるものはほとんどなく，あまり参考にはなりませこのような積極性が必要でした．次の機会には自分んでした．そして同時に研究テーマとして可能性がからもっと自信を持ってアピールしていきたいと思大いにあるのではないかと感じました．

います．

ほかにも見ているだけで面白そうな研究がたくさ

そしてポスターにかなり表とグラフを多く乗せてしまったため，実験結果を分かりやすくするための表とグラフがポスターを見にくくしてしまうという皮肉な構成になっていたのも失敗でした．もっと製作した装置の図を前面に押し出すべきでした．

んあり，特にあてがなくても学会に来るメリットは大いにあると思います．

4．おわりに今回の講演会ではいろんな人の意見や研究を聞く

ただ，実際に発表を見てもらえた方には例外なくことの大切さ，そしてポスターセッションの難しさ

興味を持ってもらえ，実際に翼車輪を渡すとかなりなど多くのことを得ることができました．今回の講感心した様子で見てもらえました．中には翼車輪を演会で学んだことを今後の研究活動に役立てていき

デジカメで写真をとっていかれた方もおられたくら

たいと思います．

― １３５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007 に参加して
鍋 島 広 昭Hiroaki NABESHIMA
機械システム工学専攻修士課程

1年

ロボットは連続した跳躍が可能な跳躍機構，バラン

1．はじめにスをとるための 2 自由度の関節機構が必要となりま

私は 2007 年 5 月 10 日〜5 月 12 日に秋田県秋田す．また，それぞれの重心の位置を考慮にいれ，全市の秋田拠点センター ALVE で開催されたロボテ

体の重心の位置が脚先面上に来るように設計をおこィクス・メカトロニクス講演会に参加しました．こないました．そして，図 1 のような 3 自由度 1 脚跳の講演会は，ロボティクス・メカトロニクス分野で躍ロボットを試作し，その動特性の検討を行いまし

国内最大の講演会であり，多くの参加者でにぎわった．

ていました．この講演会はすべてポスターセッショ
3 自由度 1 脚跳躍ロボットの構成

ンとなっており，活発な意見交換が行われていまし2. 2

た．わたしはそこで「3 自由度 1 脚跳躍ロボットの2. 2. 1

設計と試作」の発表をさせていただきました．

3 自由度 1 脚跳躍ロボット

頭部，脚部からなるこの 1 脚跳躍ロボットは，頭部に縦向きに関節用 DC モータ（2 個）があり，そ2．研究内容れぞれにエンコーダが付いています．このエンコー研究背景と目的

ダによって関節の角度を検出することができます．

学会で発表した研究内容

また，脚部には跳躍用 DC モータ（2 個），ジャイについて述べさせていただ

ロセンサ（2 個）が取り付けてあり，ジャイロセン

きます．脚型ロボットの汎サで角速度を検出し，その値を積分することで地面用性は高く，さまざまな場

に対するロボットの角度を計測することができま所で使用することができる

す．表 1 に 1 脚跳躍ロボットの緒元を示します．

2. 1と考えられます．現在研究
Table 1

されている脚型ロボットはSpec. of 1-legged hopping robot

外乱に弱く不安定なものが

全長［mm］

860

多いので，姿勢制御を行う

頭部の長さ［mm］

400

ことによって脚型ロボット

脚部の長さ［mm］

460

が倒れにくくなり，多種多胴体部の質量［kg］

2.65

様な範囲で行動できるので脚部の質量［kg］

1.23

はないかと考えました．そ

全体の質量［kg］

3.88

こで，脚型ロボットを最も単純化した 1 脚跳躍ロボッ
トを用いました．1 脚跳躍

Fig. 1

1-legged hopping robot
with 3-DOF

2. 2. 2脚部の機構

連続した跳躍を行わせるための機構として図 2 の

―１
３６ ―

2. 3 跳躍，着地中における運動の違い
着地中や跳躍中に関節を曲げることによってどのような影響がロボットに与えられるか確認しました．今回の実験で行った跳躍動作は，まずロボット
がばねを縮めてばねにエネルギーを蓄え，次にばねを伸ばして跳躍を開始させるように行い，跳躍時には跳躍高さを大きくするためにばねを縮めロボット
Fig. 2脚部の先端を引き上げます．そして，落下中に着地

Structure of active-suspension type legの衝撃を和らげるためばねを少しだけ伸ばしてからようなアクティブサスペンション機構を採用しまし着地させ，伸びたばねを着地によって縮ませてエネ

た．この機構は，ばね，ラック＆ピニオン，DC モ

ルギーを蓄えます．この一連の動作を 1 周期としてータ（2 個）で構成されています．モータの回転運

連続した跳躍を行わせました．図 4（a）（b）に着動の力をラック＆ピニオンで直進運動に変えること

地時，跳躍時の頭部と脚部の地面との角度を示しまで，脚を伸び縮みさせられます．また，着地時にばす．また，図 5（a）（b）にそれぞれの運動の様子

ねに蓄えたエネルギーを一気に開放させることによを示します．

って，より大きなエネルギーを 1 脚跳躍ロボットに跳躍中と着地中に同じように間接を動かしてもそ与えることができます．さらに，モータにダンパのの後の動作が異なることが分かります．よって跳躍役割を持たすこともできます．これらの特性を活かし，跳躍，軟着地を繰り返させることができ持続的な跳躍が可能な跳躍機構としました．
2. 2. 3

関節部の機構関節部は，図 3（a）（b）のようにラック＆ピニ
オン，球面軸受けを用いたリンク機構となっていま
す．アクチュエータを駆動させるとラックが上下に移動し，左右に脚部を振ることができます．このモジュールを 2 つ用いて 360 度関節を駆動させること

Fig. 4

Properties of jointができる 2 自由度の関節を構成しました．

Fig. 3Structure of joint partFig. 5―１
３７ ―Animation of 1-legged hopping robot

中や着地中に間接を上手く駆動させることでバランスをとりながら連続的な跳躍を行うことが可能であると考えました．

2. 4

研究成果と考察

今研究では，アクティブサスペンション機構を用いて着地のエネルギーを利用しての連続した跳躍を行うことができる跳躍機構と 360 度関節を駆動させることができる 2 自由度の関節の機構を試作しました．これらの機構を採用した 3 自由度 1 脚跳躍ロボ
Fig. 6 Picture of conference placeットで実験を行い，関節部の動特性について検討を行った結果，姿勢制御に有効な機構を有していることが明らかになりました．また，着地時や跳躍時にですが興味を持って立ち止まっている人を見つけて関節を曲げることによってどのような影響がロボッ

は自分から積極的に説明を行っていくことにしまし

トに与えられるか確認しました．そして，跳躍動作

た．少しずつですが，場の雰囲気にも慣れてきましと姿勢制御の動作が及ぼすロボットへの影響を考察た．そして，人に自分の研究について伝えられる楽

し，跳躍時の影響の重要性を確認しました．今後しさに気づくことができました．

は，得られた動特性に基づき，3 次元平面において多くの人が興味を持ったのがばねを用いた跳躍機

姿勢制御を行いながらの持続的な跳躍の獲得を目指構でした．発表を見に来てくださった人も同じ脚のします．

研究を行っているので，どのような仕組みになっているのか，上手く制御できているのかということで3．発表についてした．相手が初めて聞く内容にどのように答えれば初めての学会で未体験への挑戦と言う意味ですご

上手く説明できるか，すごく考えさせられました．

くいい刺激になりました．発表形式はポスターセッ

また，バランス制御の難しさや，連続した跳躍がでションで一人に対して 90 分の発表時間が設けられきたときの楽しさを多くの人に共感を持っていただていました．初めは会場の人の多さとその熱気で少き，自分の研究に対するモチベーションをあげるこし面食らってしまいました．私の発表は 1 日目の最とができました．

初の時間帯と言うこともあってどうしたらいいかよ

自分の発表終了後，いろいろな方の話を聞かせてく分からないという状態でした．しっかり相手に自いただくことができ，興味深い多くの研究内容に触分の研究内容を伝えることができないのではない

れることができました．研究内容も面白かったので

か，難しい質問をされて答えられないのではない

すが，一番驚いたのは発表者が分かりやすく丁寧

か，他の研究している人に比べて面白くないことをに，すごく熱く説明してくれたことでした．質問をやっているのではないのかなど，不安なことばかりすると，きっちり答えていただけました．そこでは考えてしまい，ただ前を通過していく人を見送って発表者との距離も近いおかげもあって，活発な議論いただけでした．そんな中，私の研究室の堤先生がが多く行われていました．中にはその議論に引きつ来られて，「せっかくの機会なのだから全力投球しけられ，人垣ができている所もありました．

て下さい」といわれ，ただ，手をこまねいているだ

多くの研究者を観て感じたのは，研究内容が魅力

けではまったく意味のないことだと思い，少しずつ的なものを行っている人は人間的にも学ぶことがあ

―１
３８ ―

り，その人自身にも人を引き付けるものがあること

参考文献です．私も人に興味を持ってもらえる「生き方」や［ 1 ］ 弥永祐樹，他 4 名，学習に基づく 2 自由度 1 脚跳躍ロボットの運動制御，ロボットメカトロニクス講演「モノづくり」をしたいと思います．

会 2006, 2 A 1−E 10（2006）．
［ 2 ］ 中野栄二，大久保宏樹，木村浩，跳躍機械の着地制
御，日本ロボット学会誌（1991）―１
３９ ―Vol. 9 No. 2, pp. 169〜176

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

日本文化財科学会に参加して
野 口 高 史Takashi NOGUCHI
機械システム工学専攻修士課程

射することができるため，微小な範囲の元素分析が1．はじめにでき，試料を非破壊的に分析できるといった特徴が

私は 2007 年 6 月 2・3 日の 2 日間，奈良教育大学
で開催された「日本文化財科学会

2年あります．この分析を各彩色部につき 3 点行いまし第 24 回大会」

た．また指定した元素を，色ごとに浮き上がらせるに参加しました．この科学会は，1984 年から 1 年

面分析も代表的領域で行いました．金属元素を検出ごとに定期的に開催されており，自然科学・人文科

できない彩色部分については，分光測色計 i 1 Pro

学両分野の学際的研究の発達および普及を図ること

を用いて，染料の推定を行いました．また顔料の粒を目的としています．科学会の内容は，文化財の材

子の大きさを観察するためにキーエンス社製の高分

質・技法・産地・年代測定・古環境・探査・保存科

解デジタル顕微鏡を用いました．

学・情報システム等についての研究の発表をおこなうものです．今回，私の発表テーマは材質・技法部
門の「奈良絵本「ふしのひとあな」および「長恨歌」挿絵の色彩材料の分析」であります．

2．実験結果
表 1 に蛍光 X 線分析により検出された各彩色部
からの元素を示します．この表のうち，今回得られまず「奈良絵本」とは室町時代末期から江戸時代
初期にかけて，比較的裕福な庶民のあいだで流行した特徴的な色彩である，緑色彩と金彩色の分析結果について考察しました．

た短編物語集として知られ，極彩色肉筆の挿絵を持
つ絵本で，そして平安時代から室町時代に描かれた

2. 1

緑色彩

大和絵を持つ絵巻物と，江戸時代寛永末期から幕末

緑彩色は「ふしのひとあな」と「長恨歌」の 2 つまで流行した木版印刷，この 2 つの間を取り持ったの絵本の間で，異なる顔料・染料が使われていましものとして出版文化史上，貴重なものであります．

た．「ふしのひとあな」では，緑色の濃淡を表現す

今回分析を試みた奈良絵本は，現存するものがわ

るために，緑色の顔料である緑青の粒度を細かくしずか 3 本あるいは 4 本の「ふしのひとあな」（富士ていました．粒度の違いを図 1 に示します．粒度をの人穴）と龍谷大学学本，および現存が確認されて細かくしていくと，顔料の粒に多くの光が入るため

いる 6 本の「長恨歌」であります．

に，それだけ明るく見えことになります．江戸時代

これらの本の彩色材料，および紙の表面分析の元前期には「攝州多田銀銅山濫觴来歴申伝略紀」によ素分析を行い，使用顔料，用紙の特定，また彩色技

ると緑青は臼で細かくした後，ふるいで粒の大きさ法の推定を試みました．

別に分けて，1 番から 3 番までの 3 種類の濃淡の顔彩色顔料中の金属の分析には，堀場製作所の蛍光料を作っていたと書かれています．

X 線分析装置 XGT 2700 を用いました．この装置

このようにして作られた緑青が「ふしのひとあ

は，直径 0.1 mm いう細かい点で X 線を試料に照な」に使われていたと考えられます．「長恨歌」で

―１
４０ ―

表1

龍谷本奈良絵本に用いられた彩色材料の元素分析結果ふしのひとあな：下（横本） 長恨歌：上（横本）

料紙

Al, Si, S, K, Ca, Fe
間似合紙

Al, Si, S, K, Ca, Fe
間似合紙

白

Ca

Ca

黒

元素検出せず

元素検出せず赤S, Hg

S, Hg, Pb

使い分けられていました．緑色彩の濃い部分には顔朱

Pb, CaPb, Ca

料である緑青が用いられ，薄い部分には染料である

茶

Pb

Fe

藤黄と藍の混色が使われていたと思われます．この

緑

Cu

Cu
元素検出せず青

元素検出せずCu, Zn元素検出せず

黄元素検出せず

元素検出せず金AuAu, Ag

銀

Ag

Ag

図1

ふしのひとあなの粒度の違い

は緑の濃淡を表現するのに，顔料と染料の 2 種類をように緑彩色の濃淡を表現するのに，絵本ごとに異なっていて当時の絵画技法の多彩さが見て取れると
思います．

2. 2

金色彩

「ふしのひとあな」の金彩色は金箔・金泥しか用いられていなかったのですが，「長恨歌」では広い

注：「元素検出せず」は，料紙成分以外の金属元素を検出しなかったことを示す．

面積にわたる金色彩色は金箔で彩色されているのですが，服の細かい装飾や風呂の水の波紋は，金泥のほかに，銀泥の上に紅花等の赤い染料を重ねて金彩

3．指摘・質問・感想

色を表現している技法が使われていることが分かり

今回の奈良教育大学で開かれた学会には前回の学ました．日本では舞扇の金色扇に，銀箔の上に紅花会よりもたくさんの人が集まっており，人が混み合油を塗って金色に見せる技法が伝えられています

うほど盛況でした．

が，銀泥と紅花油塗布の技法が，奈良絵本の微細な

私は今回の学会で 2 度目の学会参加なのですが，描写箇所の彩色に及んでいたことを示すものだと考まったく私の研究のことを知らない人に対して，説えられます．

明し，理解してもらうことはなかなか大変なことでまたこの技法が使われていた，水の波紋を図 2 に示します．

あると再認識しました．しかし去年の学会に比べて，落ち着いて，興味を持ってくれた人に説明できたと思います．
また最初，「長恨歌」の金彩色は金箔・金泥だろうと思っていて，細かい金彩色の元素分析は後回しにしていました．しかし点分析や面分析をしてみると，銀しか検出されず，今回の銀に紅花等の油を塗布し金彩色に見せる技法が使われていることが分かりました．ここで何事も疑ってかかり，根気よく分析をすることが重要であると感じました．

図2

銀色を金色に見せる技法の波紋箇所

残りの学生生活も 1 年を切りましたが最後まで自― １４１ ―

分の研究をやりきって，充実した学生生活を送り，就職してもこの気持ちを忘れずに仕事に精進していきたいと思います．

写真 1― １４２ ―

発表風景

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

日本文化財科学会に参加して
藤 本 慎一朗
Shinichirou FUJIMOTO
機械システム工学専攻修士課程

2年

度合成を行うことで，高精細な画像を得ることがで

1．はじめにきます．

私は 2007 年 6 月 2, 3 日に開催された日本文化財科学会第 24 回大会に参加し，「ウイグル語文書用紙
材質の研究」という題目でポスターセッションを体験しました．

3．結果
組織観察の結果，4 つの用紙に大別されその特徴を示します．
漓極めて粗雑で，厚さも不均一な用紙

2．研究内容滷漓に比べ，いくらか丁寧に作られ，厚さも比較
的均一な用紙

大谷探検隊がもたらしたコレクションの中に断片を含めて 2700 点ものウイグル語文書用紙が保管さ

澆丁寧に作られ，厚さも一定で丁寧に作られた用
紙

れ，これまでにウイグル語の研究やウイグル族の社会，経済，宗教の研究など文献学的研究が行われて潺上質紙ともいえる均一な用紙います．そして龍谷大学は現在，国際敦煌プロジェ

さらに漓と澆の用紙にはヨシ属の葦の小花（写真クトによる，大谷文書のデジタルアーカイブの編纂

1 参照）がしばしば混入しており，漓の用紙には鳥を機会に中国・中央アジア文書資料の科学分析を行の羽毛（写真 2 参照）やイネ科植物の茎（写真 3 参っています．今回それらの資料の中でウイグル語文

照）も多数見つかり，紙がイネ科植物を原料にして書に着目し，元素分析や組織観察を行い，ウイグルいるのが分かりました．

族が用いた紙の解明を試みました．
元素分析については堀場製作所の蛍光 X 線分析
装置 XGT 2700 を用いました．この装置は，直径0.1 mm いう細かい点で X 線を試料に照射することができるため，微小な範囲の元素分析ができ，試料を非破壊的に分析できるといった特徴があります．
ここでは従来の研究で明らかになった水に由来する
Fe，製紙過程に由来する K（灰），Ca（頡料）に加え，イネ科植物に含まれる Si を測定し，用紙のそ
れらの元素比を比較，グループ分けを行いました．
次に表面観察についてはキーエンス社製の高分解デジタル顕微鏡を用いました．この顕微鏡は資料をス
ルーフォーカスによりそのままの状態で撮影し，深― １４３ ―

写真 1

高分解顕微鏡による小花の拡大図

写真 4

発表風景

（b）Ca/K, Ca/Fe の関係から 5 グループに分か
写真 2

れ，紙の使用用途により異なった表面処理が行われ高分解顕微鏡による羽毛の拡大図ていたと考えられます．
（c）組織観察の結果からイネ科植物を原料と思われる用紙には強い Si のピークが検出しました．
以上の結果はイネ科の植物はウイグル族により紙作りに使用していたことを示します．また潘吉星は「中国製紙技術史」で，稲わらの紙は 10 世紀に始まると述べているが，「西域研究資料第四，中央アジ
ア古代語文献，西域文化研究会編」によれば大谷コ
レクションのウイグル語文書で最も古いものは 9 世紀と推定されています．もしこれが事実であれば，イネ科植物を用いた製紙の歴史は稲わら紙より 1 世
紀さかのぼり，ウイグル王国に始まったと考えられるのではないでしょうか．
写真 3

高分解顕微鏡による茎の拡大図

4．おわりにまた漓，滷は社会・経済文書，戸籍簿であるが，今回の学会に参加して，貴重な経験をすることが澆，潺は仏典，仏教関係文書とされるもので，用途できました．会場には学生や他大学の教授の方なにより用紙を使い分けていたことが分かりました．

ど，さまざまな方が私の研究に興味を示し，それら

つぎに元素分析を行った結果，以下の三つのことの方々に研究内容をうまく説明することの難しさをが分かりました．

実感しました．また他大学にも自分と同じ紙の材質（a）K/Fe の関係から 2 グループに分かれましの研究を行っている学生がいて，彼らと意見交換すた．これは紙を生産する場所が広く分散されていな

ることで今後研究を進める上でとても参考になりまくて，狭い地区に集結されたことを示します．

した．

― １４４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 72007 年光化学討論会
赤 澤 雅 子Masako AKAZAWA
物質化学専攻修士課程

2年

ある光を照射することによってゲルからゾル，また

1．はじめにはゾルからゲルへのコントロールと，分子レベルか

私は，2007 年 9 月 26 日（水）〜28 日（金）に長野県松本市の信州大学で開催された 2007 年光化学

ら見たゲルの生成と崩壊について詳細に検討しました．

討論会に参加し，「ウレア基を持つジチエニルエテ
ン誘導体からなる光応答性オルガノゲル」について口頭発表を行いました．この学会までに行ってきた研究と，学会発表の感想を簡単に述べます．

フォトクロミック化合物であるジアリールエテン
は，紫外光を照射すると有色の閉環体となり，それに可視光を照射すると無色の開環体へもどり，それ

2．研究内容2. 1

2. 2 結果と考察らが熱的に安定で繰り返し行えるという優れた性質

研究背景を持っています．

私がフォトクロミック分子に用いたジアリールエ

このジアリールエテンからなるゲルを光でコント

テンが，分子間水素結合により集合体を形成する例

ロールするために，水素結合部としてウレア基はいくつか報告されていました．それらを参考に，（−NHCONH−）を導入しました．これらの誘導体

分子間水素結合を形成するウレア結合を導入して，は，アルキル側鎖の違いによりさまざまな有機溶媒

オルガノゲル（有機溶媒をゲル化するもの）やハイをゲル化しました．

ドロゲル（水をゲル化するもの）を形成するような

このゲル化した誘導体（4 o）は，開環体（open）

ゲル化剤の合成を試みてきました．4 回生からこの100％ のゲルと閉環体（closed）が数パーセント生

テーマで研究をおこなってきましたが，ゲルを形成成したゲルとの間のゲルの融解温度に差が現れましする誘導体を見つけ出し，合成することは容易ではた．そこで，この温度差の時に光を照射すると，部ありませんでした．
何より一番苦労したことは，「分解」．この言葉に負けず，2 年半このテーマを続けてきました．今回は，ゲルを形成する誘導体を用いて，本来の目的で

図1

ジアリールエテンの光異性化

図2― １４５ ―

ジアリールエテン誘導体

ら練習していました．
発表当日，朝からとても興味があって自分の研究に大いに関係している発表がたくさんありました．
私の発表は午前 11：00．いろんな発表を聞きたい
けど集中できていない自分がいることに，ますます緊張してきました．
いよいよ発表．とにかくゆっくりはっきりしゃべることだけを考えながら 7 分間がすぎてきました．
図3

TEM 写真そして，恐怖の質疑応答．はじめは 2・3 人の方が続けて質問をしてくれました．くい違った返答をし分的にではありますが，ゲルを生成しました．このてしまったところもありましたが，先生の力も借りようにわずかの閉環体の生成でゲルが壊れたり生成ながらなんとか過ぎていきました．ふと気がつくしたりする理由をしるために，TEM 観察と分子軌と，残り時間 7 分．誰かなんでもいいから質問して道計算をおこないました．まず，誘導体 4 o の o-ください．

dichlorobenzene ゲ ル の TEM 写 真 を 図 3 に 示 し ます．ゲルは薄いリボン状をしており，一部が切れるとすぐにリボンが破断すると考えられます．また，
分子軌道計算からは開環体（open）2 分子が相互作

なんだかんだで過ぎた 12 分は，終わってみると非常に早かったです．

4．おわりに用してできるゲルパーツの生成エネルギーのほうが自分の発表がなかった日は，たくさんの講演とポ閉環体（closed）と開環体（open）からできるゲルスター発表を聴きました．講演はとても興味深いもパーツのものよりも安定でした．従って，光によりのばかりで，ほんとうに勉強になりました．特に質閉環体が生成すると，分子間力が弱まり，リボン状疑応答が 12 分もあったことで，その研究の根本かのゲル組織が破断し，ゲルが急速に壊れていくもの

ら問われるような討論となり，発表では分からなかと考えられました．

ったことが質疑応答で理解が深まりました．
また，ポスター発表も交代でおこないました．と

3．学会発表てもストレートな質問が投げかけられることもあり

昨年までは発表時間 12 分，質疑応答が 7 分でしましたが，いろいろアドバイスをいただいたり，研た．しかし今年は，発表時間は 7 分，質疑応答が 12

究途中のデータに非常に興味を持ってもらったりし分．ありえません．これまでの研究データをまとめてとても嬉しかったです．

たパワーポイントで 7 分間の発表は行えますが，12

今回の発表でまとめ上げた結果は，オランダでお分の質疑応答はどうやって乗り越えるかが一番の課

こなった研究が決め手となりました．いろいろな人

題でした．とにかく多くをしゃべらず，なるべく簡のアドバイスや助けがあって成し遂げられた研究と潔な発表を目指したパワーポイントとなりました．

なりました．その研究が多くの人に興味・関心を持

発表会場は 6 つ．どれも非常に広い会場で，初日ってもらえて本当に良かったと思います．また，こに発表を公聴しただけで，少し不安になりました．

れからの光化学の応用として，企業の研究発表も聴

その日はホテルに帰ってひとりでぶつぶつ言いながくことができて，とても良い学会でした．

― １４６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際フォトクロミック学会に参加して
石 黒 久 登Hisato ISHIGURO
物質化学専攻修士課程

2年

はじめに
私は，2007 年 10 月 7 日〜10 日にかけての 4 日間，カナダのバンクーバー（マリオットホテル）において開催された ISOP-07 に参加し，「Photo-induced
Scheme 1phase changes of triphenylene derivatives connected

物質の三態

azobenzene mesogens and triphenylene core by ether
linkage」について自身の研究発表を行いました．こ
こでは，自身の研究内容と，学会発表の感想を簡単
Figure 1に述べさせていただきます．

研究背景

照射により色の異なる 2 つの異性体を可逆的に生成液晶物質は，結晶に類似した分子配向と液体様のする誘導体をいう（Figure 1）．一方，液晶と光の相流動性を示し，さまざまな物性を示す物質の中でも互作用では，アゾベンゼンの紫外光吸収による E-

凝集力の弱い有機物の特質を端的に現すユニークな

form から Z-form への光異性化により，アゾベンゼ

物質として知られる．この性質を巧みに利用して，ンを導入した液晶では液晶相に等温的相転移を引き現在，液晶材料は表示材料として，広く液晶ディス

起こす光誘起相転移液晶となることが知られていプレーに工業的に利用されている．

る．弱い分子間力で，結合し配向している液晶を，物質は通常固体（solid）・ 液 体 （liquid ）・ 気 体（gas）の三態をとるが，中間相（mesophase）と呼光刺激によってその相を制御する研究は数多く行われてきた．

ばれる固体の持つ規則性と，液体の持つ流動性を併

このように，アゾベンゼンは代表的なフォトクロ

せ持つ一群が存在する．中間相には柔粘性結晶と液ミック色素であり，熱的に安定な E-form に紫外線晶があり，柔粘性結晶は，温度上昇とともに位置秩を照射すると Z-form へと異性化する E-Z 光異性化

序が先に失われ配向の秩序があとに失われるもの

反応を利用して（Scheme 2），光刺激によって液晶

で，逆に配向秩序が先に失われ位置秩序が後に失わの相を制御した例は数多く報告されている．

れるものを液晶という（Scheme 1）．液晶分子は芳このようなアゾベンゼン部の E-Z 光異性化反応

香環などの剛直な部分と，アルキル鎖のような柔軟を利用して，弱い分子間力で集合し配向している棒な部分との両方を持つものが多く，その分子構造に状液晶に，光誘起相転移を起こす研究は数多く行わ

現れる液晶相が依存するという性質がある．

れてきている（Figure 2）．また，トリフェニレンな

フォトクロミック誘導体とは，1 つの誘導体が光どが示す代表的なディスコチック液晶ではその電気― １４７ ―

Figure 2

アゾベンゼンの E-Z 異性化反応

Figure 4

Figure 3誘導体のクロロホルム溶液中でのフォトクロミック反応

メソゲンとしてアゾベンゼン部位を有するトリフェニレン誘導体

伝導性などから，有機ナノデバイス用材料として注目されている．
本研究ではメソゲンとしてアゾベンゼン部位を有する新規トリフェニレン誘導体の液晶分子を設計・
Figure 5

合成し，この分子における棒状と円盤状という二種誘導体の液晶テクスチャ類の液晶相の発現を光によって制御することを目指している（Figure 3）．
これまで，ネマチック相など秩序の低い相間での変化が一般的であるなか，このような高次の分子構
造間での光誘起相変化の研究例は他にない．熱に比べてはるかに効率の良い光をトリガーとして，液晶性という分子の協調性を利用することで，光で絶縁体と導電体を制御することが可能である新規のデバ
イス材料への応用が期待される．
Figure 6

実験内容
アゾベンゼン誘導体を合成し，その光異性化反応を検討した（Figure 4）．偏光顕微鏡観察により，合誘導体の XRD 測定

エステル誘導体の液晶相転移について成した誘導体の液晶相に紫外光（365 nm）を照射

アゾベンゼン部位を有するトリフェニレン誘導体

し，その光応答性を検討した（Figure 5）．また XRDである誘導体を合成することに成功しました．ま測定 DSC 測定により液晶相の同定を行った（Figure

た，これらの誘導体は，フォトクロミック誘導体で6, 7）．

あることが確認されました．DSC 測定および偏光― １４８ ―

へと相転移し，Col 相は観察されませんでした．よって，Col 相への相転移を引き起こすには，トリフェニレンコア部とアゾベンゼンメソゲン部をエステ
ル結合のように剛直な結合部を持たせる必要がある
ことが示唆されました．これはトリフェニレンとメ
ソゲンの結合部位がエーテル結合（フレキシブル）
であるために液晶相を発現する際に，分子が一つの形態のみ配向し，そこに紫外光を照射したとしても配向秩序が乱れるだけであり，そのために一つの液晶相のみ発現するものであると考えられました．しFigure 7誘導体の DSC 測定

かし，光の強度をさらに強くすることで新しく液晶相が発現するのではないかと考えました．また，今顕微鏡測定により，誘導体はモノトロピック液晶で回の誘導体では面白い現象も観測されたので，そのあることが分かりました．また，偏光顕微鏡のテク点についても今後調べていきたいと考えています．

スチャー観察において誘導体は二種類の液晶性を示し，スメクチック A 相の発現時に観測される bâton-ポスター発表について

net の形成とカラムナー相様のテクスチャーである

ポスター発表は 4 時間でした．私のポスターにはことが分かりました．さらに，降温速度によりテク

大学，企業の方などかなりの人が聞きに来てくれま

スチャーの出現状態が異なることも観測されまし

した．発表はすべて英語で，内田教授に助けていた

た．しかしながら，X 線構造解析においては，bâton-だく場面もありましたが，何とか上手く説明するこnet テクスチャーおよびカラムナー相様のテクスチとができました．また，外国人の研究者にほめられャーの面間隔比が出現しなかったため，相構造の決ることは日本人の研究者にほめられるよりも格別な定を確定することができませんでした．液晶相状態ものがありました．そしてディスカッションを行いに紫外光を照射することにより，液晶相から等方相自身の研究についての欠点や将来展望，実用性や重状態に変化する，光誘起相変化挙動を観測することができました．以上の結果からこの誘導体は紫外光照射によって，スメクチック A 相からカラムナー
相への高次構造への変化が可能である初めての現象であることが示唆されました．

エーテル誘導体の液晶相転移について
今回合成した誘導体は降温時にのみ液晶性を示す
モノトロピック液晶であるため，発現する SmA 相は不安定化しています．また，溶液中でアゾベンゼ
ンの E-Z 光異性化反応によるフォトクロミズムを起こすことが認められました．そこで，SmA 相に紫外線（365 nm）を照射し，SmA 相を不安定化させ，Col 相への相転移を試みたが，等温的に等方相― １４９ ―

あります．
バンケットとは，学会最終日に，学会に来られた方々の親交を深める懇親会のようなものです．みなさんお酒を片手にいろんな人といろんな話をしたりする訳ですが，なぜかこのような場では実験中，研究室内では考えもしなかった全く別の一歩進んだ発想を生むなど，非常に良い機会になります．単に発表して終わりではなく，このような場に参加することは非常に良い事であると思います．

おわりに要性などいろいろな意見を頂きました．非常に勉強

長い期間であろうとなかろうと，私は，将来海外で働きたいと思っています．しかし，この学会に行になり，有意義な時間を過ごせました．

くまでは，不安もありました．しかし，国際学会に

バンケットについて参加して，自身の研究内容や考え方など自信を持っ

国際学会発表は，国内の発表に比べて，見ず知らずの研究者の方々がたくさんおられます．ヨーロッて発表することができ，その不安も解消できたのではないかと思います．

パ，欧米，北米，アジア，さまざまな国の方が来ら

このような貴重な経験をさせて下さった内田教

れています．自身の研究の重要性，面白さをいかに

授，産総研の清水博士に感謝いたします．そして，分かりやすく発表できるか，その準備にかかる苦

暖かく見守って下さった，両親に感謝の気持ちをこ労，時間，失うものはあります．しかし，そこからめて，心から御礼申し上げます．

得られるものはそれ以上に大きく価値のあるもので― １５０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際学会デビュー今 川 仁 志Hitoshi IMAGAWA
物質化学専攻修士課程

2年

鉄，活性酸素（O−2 ・）から防御する SOD（スーパ1．はじめにーオキサイドディスムターゼ）という酵素はマンガ

7 月 15 日から 20 日の 6 日間にかけてオーストリ

ンや鉄，銅−亜鉛やニッケルの錯体です．また，シアのウィーン大学で開催された「ICBIC XIII（13thスプラチンと呼ばれる白金錯体は抗ガン剤に利用さInternational

れており，医薬品にも応用されています．

Conferenceon

Biological

Inorganic

Chemistry）」に参加しました．これまでに国内学会には 3 度発表したことがありましたが，国際学会は

2. 2

研究背景

今回が初めてでした．ここでは，私の研究活動およ

錯体は私たちの体の中だけではありません．私たび学会の様子，そしてウィーンについて報告しま

ちが生きていく上で必要不可欠な酸素を作り出す植

す．

物の葉の中にも錯体は存在しています．
緑色植物の葉の中にある葉緑体では光エネルギー

2．研究活動2. 1を利用して，水と二酸化炭素から糖類（炭水化物）

錯体って？

を合成し，同時にできた酸素を放出しています．こ私が所属している松下研究室では，「遷移金属をれは，中学校で聞き覚えのある「光合成」です．

有するモデル錯体をもちいた生体系模倣システムの光合成の反応は「明反応」の光化学系 II（PSII）

構築」を大きなテーマに日々研究をしています．

と光化学系 I（PSI），そして「暗反応」に分けられまず，「錯体」という言葉を始めて耳にした人もます．PSII では，マグネシウム錯体のクロロフィ

いるかと思います．錯体（complex ） と は 一 般 的

ルやタンパク質の複合体に光が当たるとエネルギーに，金属イオンを中心に，その周辺に配位子を吸収し，四核マンガン錯体（Mn4CaO4）の酸素発（ligand）と呼ばれる分子やイオンが結合したものを

生中心（oxygen-evolving center, OEC）までエネル

2＋

言います．高校の化学の無機化学で［Cu（ NH3 ）6 ］

ギーが伝達されます（Fig. 1）．

−（ヘキサアンミン銅（II）イオン）や［Al（OH）4 ］

このエネルギーを使って OEC で水を酸化し，高（テトラヒドロキソアルミン（III）酸イオン）とい

エネルギーの電子と H＋そして酸素を放出します．

った錯イオンを習ったかと思います．錯イオンはそ

水を酸化して得られた電子は PSI で光エネルギーの名の通り，それ自身がイオンであり＋または−のにより再び励起され，H＋ と結合して，高エネルギ

電気を帯びていますが，中性のものも含めて錯体とーを有する H ができ，二酸化炭素から炭水化物の呼びます．錯体はさまざまな面で大変興味深い性質

合成に使われます．

を持ち，また自然界においても重要な働きをしていそこで緑色植物の光合成における PSII の OECることが分かってきています．例えば私たちの体のの機能に注目し，OEC モデルマンガン錯体の合成

中を流れる血液が赤く見える原因のヘモグロビンはに関する研究を日々行っています．今日，世界のエ

―１
５１ ―

Fig. 2
Fig. 1 酸素発生中心（OEC）モデル

Structure of Schiff base ligands

Schiff Base Ligands as Models for PSII（シッフ塩基

ネルギー消費量は増大する一方です．現在の生活に配位子を有する PSII モデル新規二核マンガン錯体

は欠かすことのできない化石燃料の石油の枯渇は目の合成と性質） という題目で参加してきました．

の前に迫っており，原油価格も高騰し，私たちの生活にも着々と影響してきています．そこで，石油に代わる新たなエネルギー源の開発が急がれていま

3．いざ学会へ
3. 1

日本→ウィーン

す．このような状況の中，光合成によるエネルギー

ウィーンが首都のオーストリアはスイスやドイの獲得を人工的に生態模倣することができれば，世ツ，イタリア，チェコ，ハンガリーなどに囲まれた界中で必要とされているエネルギーをまかなうこと内陸国です．日本からウィーンへの直行便は成田空ができるかもしれません．さらに，太陽エネルギー

港からのみ．という訳で，私たちは関西国際空港かは無尽蔵かつクリーンなエネルギー源ですから，化らオランダのアムステルダムを経由して目的地のウ

石燃料の燃焼による CO2 の排出量も減少し，地球

ィーンへ．日本からアムステルダムまで 12 時間．

温暖化をくい止めることができるかもしれません．

そしてアムステルダムからウィーンへは 1 時間半とまさに私たちにとって，地球にとって一石二鳥の研計飛行時間 13.5 時間の長旅です．エコノミークラ

究内容なのです．

ス症候群にビクビクしながらも無事ウィーンへ到着．到着は現地時間で午後 8 時（日本とウィーンの

2. 3

研究内容

時差はサマータイムのため 7 時間）でしたが，ウィ

Fig. 2 に示す配位子を合成し，これらの配位子とーンは緯度が高いため，この時期のウィーンの日没

Mn 塩を混合し，二核 Mn（III）錯体を合成しましは遅く，夜の 8 時とは思えないほどの明るさでした．また，Cu 塩とも反応させ，二核 Cu（II）錯体

た．
ウィーンを滞在している間，フェーン現象で連日を合成しました．
それぞれの Mn 錯体と Cl2 および H2O との反応

昼間は 35℃ 以上，雲 1 つない快晴．直射日光が地性について UV-vis スペクトルおよびサイクリック

肌をジリジリと焼き焦がします．学会に行く前，ウ

ボルタンメトリーで検討を行ったところ，H2O をィーンは寒いという話を聞いていたので長袖の服を酸化し，酸素が発生していることが確認できまし

多めに持っていったのですが，失敗でした（ウィーた．

ンに行く 2 日前は最高気温 13℃ と寒かったそうで

今回の国際学会では Preparation and Characteriza-

すが…）．現地の人たちはタンクトップを着ていた

tion of Novel Dinuclear Manganese Complexes with

り，中には上半身裸の人もちらほらと．ところが，― １５２ ―

日本のように湿度は高くなく，からっとしているので，日陰や建物の中（特に教会）に入ると，クーラ
ーがないのにひんやりとします．

3. 2

ウィーンにてウィーンへやって来た目的はもちろん学会ですが，せっかく遠出したのですから，その地を知ることも大事です．という訳で，ウィーン市内をはじめとして，「塩の城」のザルツブルグ，ドナウ川を遊覧するバッハウ渓谷などを見て回ることに．紙面の都合上，ウィーン市内についてお話をしましょう．
ウィーンと言えばまず頭に浮かぶのが音楽の都．

Fig. 4 ウィーン自然史博物館（博物館とは思えない立派な建物です）「フィガロの結婚」や「魔笛」を作曲したモーツァ
ルト（Fig. 3），交響曲第 5 番「運命」や「歓喜の歌」として親しまれる交響曲第 9 番で有名なベートーヴェン．そして「弦楽四重奏曲の父」ハイドン，「歌曲の王」シューベルトなど数多くの作曲家がウィーンで活躍しました．
また，ウィーンで驚いたのが景観の美しさです（Fig. 4, 5）．各建築物が統一されていて，日本で言えば京都といったところでしょうか．いたるところに教会があり，内装の美しさには驚きました．あと，忘れてはならないのが，カフェです．ヨーロッパのカフェ文化はここウィーンが始まりです．ザッハー・トルテ（チョコレートケーキ）は甘いもの好きの方にはお勧めです．

Fig. 5 シュテファン寺院（ウィーン市内の中心にあります）

Fig. 6 世界一床の低い路面電車（ULF）

Fig. 3 モーツァルト像― １５３ ―

ウィーン市内の交通手段には地下鉄と旧市街を一近所さんです（歩いて 10 秒）．

周する路面電車（トラム）が頻繁に走っています．

学会初日は昼に受付を済ませ，ポスターを貼り，Fig. 6 の路面電車はあのポルシェ社がデザインした

夜からは懇親会．会場はウィーン大学から歩いてす

もので，世界一床が低い（段差がたった 18 cm）バ

ぐの市庁舎．中に入るとすでに大勢の人たちが集ま

リアフリー路面電車で ULF（Ultra Low Floor tram）っていました．一番前でスピーチしている人がいたと呼ばれています．

のですが，誰も聞いてはおらず，ビール片手にあらゆるところでおしゃべり（Fig. 8）．スピーチが終わ

3. 3

るや否やすぐさま料理に群がっていました．

ICBIC XIII

さて，いよいよ学会へ．学会会場はウィーン大学

次の日，いよいよ国際学会デビューの日．日本の（Fig. 7）．創立は 1365 年と 1639 年創立の歴史ある

学会とは大きく違いスーツではなくラフな格好で，龍谷大学よりも約 270 年も前にできた歴史あるドイ

さらにはビール片手にポスター発表です（Fig. 9）．

ツ語圏最古・最大の総合大学です．血液型の RH

みんな陽気な気分でディスカッションをしていまし

因子を発見したラントシュタイナー，物質化学科のた．日本もこんな雰囲気で発表できたらいいのにと人なら 1 度は耳にしたことのあるシュレーディンガ

思った今日この頃です．今回の学会では私と同じよ

ー方程式のシュレーディンガーなどなどウィーン大学だけで 11 人ものノーベル賞受賞者がいます．さらに，遺伝の法則を発見したメンデル，原子番号 109の Mt（マイトネリウム）の名前の元となった放射線研究者のマイトナー，国語の教科書で 1 度は出てきた斉藤茂吉はこのウィーン大学で学んだ学生です．
その他，教職課程を取っている人は聞き覚えのある精神分析学者のフロイト，高校の物理で習ったことのあるドップラー効果のドップラーなどはこの大学で教鞭をとっていました．ちなみにドップラーの生まれた家はザルツブルグにあるモーツァルトのごFig. 8 懇親会（誰も聞いていません）

Fig. 7 学会会場（ウィーン大学）

Fig. 9 学会の様子― １５４ ―

うな研究内容のポスターがいくつかあったので，今これを読んでいただいた方で，国内または国外の後の研究に活かせるようにしっかりと勉強しまし

学会に参加する機会があるなら，積極的に参加してた．

みて下さい．学会には今まで経験したことのないことがあります．さまざまな人たちと交流できる場で

4．おわりにす．1 度は行かないと損ですよ．

今回初めての国際学会はいつもの日本の学会とは最後になりましたが，ICBIC XIII に行くにあた

違い，新鮮で刺激的な学会で，学会を通して得たもり，松下隆之教授をはじめ，ご指導ご支援いただいのは数え切れません．ただ，普段から英語をもっとた皆様に感謝を申し上げます．

勉強しておくべきだったと少し反省しています．

― １５５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 56 回高分子討論会に参加して
北 村 貞 嗣Sadatsugu KITAMURA
物質化学専攻修士課程

2年

1．はじめに2007 年 9 月 20 日から 21 日まで名古屋工業大学
で開催された高分子討論会に参加し，研究発表を行った．発表題目は「脂肪酸およびグリセリンを炭素源としたポリヒドロキシアルカノエート生合成」で

肪酸ではバリレートとの共重合体 P（3 HB-co-3 HV）

あった．

が蓄積されることが報告されている．
本研究では炭素源として鎖長の異なる脂肪酸を系

2．研究概要統的に調べ，脂肪酸鎖長に対する共重合体組成や脂微生物は私たち人間が飢餓状態に備えて，脂肪を肪酸代謝の変化について検討した．また，バイオデ

蓄えるように細胞内にポリエステルを蓄える．このィーゼル燃料や石鹸などの生成の際に副産物としてポリエステルは生分解性高分子であり自然界の微生生じるグリセリンに着目し，炭素源として脂肪酸と物により分解され，最終的に二酸化炭素と水に分解共に利用したときのポリエステル蓄積への効果を検されることから，環境調和型材料として注目されて討した．

いる．中沖研究室では微生物 Wautersia eutropha を使い，再生産可能な資源である植物油や糖などを餌［実験］として与えたとき，細胞内にエネルギー貯蔵物質とポリエステル生合成は二段階培養で行った．微生

して蓄えられるポリ 3 ヒドロキシアルカノエート

物 W. eutropha を栄養が多く含まれる有機培地で培（PHA）というポリエステルについて研究してい養し，菌体を増殖させ，次に窒素源をのぞいた窒素る．

フリー培地に炭素源を加えて培養し，ポリマーの蓄積を行った．ポリマーを蓄積した菌体はフリーズド

3．発表内容ライにより水分を取り除き，乾燥した菌体をクロロ［緒言］

ホルムに浸しポリマーを抽出し，ポリマー溶液はエ

近年環境問題や石油枯渇問題などにより，バイオ

バポレーターによりクロロホルムを取り除いて，ポマスを原料とした環境調和型高分子が着目されていリマーを回収した．収率は乾燥菌体重量に占めるポる．Wautersia eutropha はエネルギー貯蔵物質としリマーの割合とした．

て体内にポリヒドロキシアルカノエート（PHA）を蓄積することが知られている．これまで脂肪酸を炭［結果と考察］素源としたとき偶数炭素脂肪酸ではポリヒドロキシ

炭素数 1 から 20 の直鎖の飽和脂肪酸の Na 塩を

ブチレート P（3 HB）ホモポリマーが，奇数炭素脂炭素源として供給したときの 24 時間培養後の脂肪

―１
５６ ―

Fig. 1

Dry cell weight（●）and PHA content（○）of polymer from fatty acid.

Fig. 3

Dry cell weight of microorganism cultivated with pentanoic acid and glycerin.

Fig. 4

3 HV content of P（3 HB-co-3 HV）biosynthesized from pentanoic acid and glyceri

酸鎖長に対する乾燥菌体重量と収率の結果を Fig. 1に示す．鎖長が長くなるとともに，乾燥菌体重量，収率共に高くなり，炭素数が 18 付近の時に最大となった．天然油脂に含まれる脂肪酸の鎖長は，大体18 前後であることから，天然に存在する鎖長の脂肪酸の資化が最もよかったと考えられる．
脂肪酸が低濃度ではグリセリン添加により乾燥菌
体重量で大きな増加が見られたが，脂肪酸濃度が増加するにつれてグリセリン添加による増加量は減少

ほど 3 HB の量が増えて，相対的に 3 HV 分率が減していった．また，脂肪酸 10 mmol 以上の高濃度少するためと考えられる．

域では菌体重量の減少が始まり，グリセリン添加による増加は見られなくなった．

炭素源としてグリセリン 50 mmol と加える炭素
数 5 のペンタン酸濃度を変化させた時の，乾燥菌体

偶数鎖脂肪酸からは P（3 HB）が，奇数鎖脂肪酸
からは P（3 HB-co-3 HV）が合成されていた．Fig. 2

重量（Fig. 3）と 3 HV 分率（Fig. 4）の結果である．

は 奇 数 炭 素 脂 肪 酸 の 鎖 長 に 対 す る P（ 3 HB-co-3脂肪酸が低濃度ではグリセリン添加により乾燥菌

HV）の 3 HV 分率についてプロットしたものであ

体重量で大きな増加が見られたが，脂肪酸濃度が増る．炭素数 5 の脂肪酸で 3 HV 分率が約 60％ にな

加するにつれてグリセリン添加による増加量は減少

り，鎖長が長くなるほど 3 HV 分率は減少した．こしていった．また，脂肪酸 10 mmol 以上の高濃度

れは 3 HV は脂肪酸の β 酸化によりメチル末端に域では菌体重量の減少が始まり，グリセリン添加に残る炭素 3 つから作られるため，鎖長が長い脂肪酸よる増加は見られなくなった．これは脂肪酸の低濃度域では増加量はグリセリン資化時の重量に相当するため，グリセリン資化により生成される 3 HB の増加量と考えられる．脂肪酸と共にグリセリンも資化されるが，脂肪酸濃度が増加するにつれて脂肪酸が優先的に資化されるために，グリセリンによる増加量は減少していくと考えられる．
次に 3 HV 分率は炭素源が脂肪酸だけのとき，濃Fig. 2

3 HV content of P（3 HB-co-3 HV）biosynthesized from odd numbered fatty acid.

度に関係なくほぼ 60％ であったが，グリセリンを添加することにより低濃度域では約 20％ という低― １５７ ―

Fig. 5

Consumption rate of fatty acid in microorganism cultivated with pentanoic
acid and glycerin.

い値であるが，脂肪酸濃度に比例して 3 HV は増加

Fig. 6α -oxidation of microorganism cultivatedwith pentanoic acid and glycerin.

った．

していき，10 mmol 以上では脂肪酸資化時以上の 3

このことから，グリセリン存在下では α 酸化は

HV 分率が得られた．これは前述のとおり，低濃度抑制され，脂肪酸濃度が増加するにつれて抑制効果域ではグリセリン資化による影響が大きいため，グは増大すると考えられる．

リセリンから合成される 3 HB のために全体の 3
HV 分率が低く，濃度増加と共にグリセリンの影響は少なくなるため，脂肪酸資化時の約 60％ に近付いていくと考えられる．

［総括］
脂肪酸代謝時にグリセリンが存在すると以下の効果があると考えられる．

Fig. 5 は各ペンタン酸濃度でのペンタン酸の消費

1 ．グリセリンより脂肪酸が優先的に資化され率について脂肪酸のみとグリセリン添加を比較した

る．

グラフである．グリセリンの有無に関わらず，7.5

2 ．脂肪酸の低濃度域ではグリセリン資化によるmmol まではほぼ全て消費された．10 mmol 以上か

3 HB 合成で菌体重量の増加量が多いが，3 HVらはペンタン酸が残留し始めたが，グリセリンが添分率は減少する．

加されていると脂肪酸のみと比較して消費率が減少

3 ．グリセリンの存在により α 酸化が抑制さすることから，脂肪酸の消費を抑制していることがれ，プロピオニル CoA からアセチル CoA へ分かった．

の転化が抑えられるため，3 HV が多く合成さグリセリンによりペンタン酸の消費が抑制されるにも関わらず，脂肪酸由来の 3 HV が増加することから， α 酸化が抑制されていると考えられる．
各脂肪酸濃度でのグリセリンの有無で α 酸化の

れる．

4．まとめ
2 回目の口頭発表ということもあり，今回は落ち
着いて発表ができた．質疑応答において我々が把握割合を比較した（Fig. 6）．
炭素源が脂肪酸のみの場合，濃度に関わらず約 40

していなかった脂肪酸の代謝について指摘を受けた％の α 酸化が起こっていると計算できたが，グリが，研究において疑問であった点にたいしてヒント

セリンが添加されていると α 酸化の割合は減少しになる発表も聞くことができたので，今までで一番

脂肪酸濃度が増加するにつれて減少量が増加してい有意義な学会であったと思われる．

― １５８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ウィーンへ
貞 木 史 子Fumiko SADAKI
物質化学専攻修士課程

2年

移金属を有し，生体内での温和な条件下で，より効

1．はじめに率の良い理想的な触媒反応を容易に行っています．

2007 年 7 月 15 日から 20 日にかけて「13th Inter-

本研究では，この生体内金属酵素の活性中心の配national Conference on Biological Inorganic Chemis-

位環境を考慮した非対称型ならびに対称型のマンガtry」がオーストリアのウィーン大学で開催されまン錯体を合成し，IR スペクトル，UV-vis スペクト

した（Fig. 1）．今回その国際学会で私は，ポスター

ル，電気化学測定等により同定および性質を確認

セッションに参加し，自分の研究内容について発表

し，さらに，これら錯体と tBuOOH が活性な中間しました．

体を形成し，それが有機基質の酸化反応の触媒へとなるかどうかを検討しました．

2. 2

実験内容

今回の研究では Fig. 2 に示すような三つのマンガ
ン錯体を合成しました．本研究の目的物質である非対称マンガン錯体は片方にアミド基，もう片方にはベンゼン環の五位にカルボキシメチル基を持つシッ
2
フ塩基を有し，MnL（EtOH）としました．また今回は，反応性を比較するために二つ対称マンガン錯体を合成しました．カルボキシルメチル基を有す
Fig. 1 国際学会の会場（ウィーン大学）

1
る，対称型マンガン錯体を MnL（OAc），アミドを3有する対称型マンガン錯体を MnL（OAc）としまし

2．研究内容について
2. 1

た．それぞれの錯体は IR，元素分析，Mn 分析，

研究背景

UV-vis スペクトル，電気化学測定等の種々の分析

石油化学工業において空気中の酸素を酸化剤として，炭化水素原料を含酸素化合物に変換する酸化反応は，最も重要な反応の 1 つです．重要な反応でありながらもこの酸化反応に用いられる触媒は，有害な金属も含まれており，それらが大量に排出され，環境汚染の大きな原因になってきました．そこで注目されているのが生体内金属含有酵素です．これら
生体内金属酵素は，活性中心に鉄やマンガン等の遷― １５９ ―

Fig. 2 合成錯体

により同定し，性質を確認しました．

2. 3

合成錯体と tBuOOH との反応性

それぞれの錯体が酸化剤である tBuOOH と反応し，活性な中間体を形成するかどうかを UV-vis ス
ペクトルを用いて測定しました．tBuOOH を添加し，経時変化を測定したところ，全ての錯体が，等吸収点を持ちながらスペクトルが変化していきました．このことにより，活性な中間体が形成していることが分かったので，実際に有機基質の酸化反応をFig. 4 酸化反応の結果 1（MeCN：DMF＝7.5：2.5）

試みました．

2. 4t

BuOOH を用いた有機基質の酸化反応

それぞれの錯体を用いて cyclohexene の酸化反応について検討しました．酸化反応の条件は Fig. 3 に示します．有機基質である cyclohexene の酸化物として 2-cyclohexene-1-one（■, □）, 2-cyclohexene-1 -ol（▲, △）, cyclohexene epoxide（ ●, ○）が得られます．これら酸化物はガスクロマトグラフィーで定性・定量を行いました．今回の酸化反応では，MnL1
2（ OAc ） と MnL（
EtOH ） の み 反 応 性 を 検 討 し ，

DMF-MeCN 混合溶媒の比等も変化させ，酸化反応

Fig. 5 酸化反応の結果 2（MeCN：DMF＝7.5：2.5）を検討しました．
2. 4−1

MeCN：DMF＝7.5：2.5 の場合

溶媒が MeCN：DMF＝7.5：2.5, O2 通気での酸化1反応の場合，対称マンガン錯体 MnL（OAc），非対2称マンガン錯体 MnL（EtOH）ともに触媒反応を示
1

この反応が分子状（気体）の酸素を利用しているかどうかを確かめるため，同じ混合溶媒の比を用いて今度は Ar 通気で酸化反応を検討しました．その2しました（Fig. 4）．MnL（OAc）は MnL（EtOH）に

結果が Fig. 5 です．O2 通気での結果より生成量が比べ，反応性が悪い結果となりました．

どれも大きく減少しているため分子状の酸素を利用して酸化しているといえます．しかし，Ar 通気下においても酸化物がわずかに生成しているためほんの一部酸化剤の酸素原子を利用して酸化反が生じていることを確認しました．

2. 4−2

MeCN：DMF＝9：1 の場合

次に，アセトニトリル（MeCN）と DMF の溶媒比を 1：9 にして酸化反応を行いました（Fig. 6）．
Fig. 3 酸化反応2
すると 7.5：2.5 の比のときに比べ，MnL（EtOH）

―１
６０ ―

も，酸化反応を生じたことなどを考慮すると MnL2
（EtOH）は不均一化では活性な中間体を形成しないの で は な い か と 考 え ら れ ま し た ． 一 方 ， MnL1
（OAc）の場合 DMF によって反応性が阻害されるという事が考えられます．

2. 5

今後の方針

今後，溶媒を変えたり，現在の非対称型マンガン2
錯体 MnL（EtOH）のカルボキシメチル基の炭素鎖を長くし，溶解度を上げることなどが今後の課題とFig. 6 酸化反応の結果（MeCN：DMF＝9：1）

では生成物の収率が増加しました．しかし，MnL2

して挙げられます．

3．ウィーンと学会について（EtOH）では先ほど見られなかった酸化反応が起き今回は初の国際学会でした．今回はオーストリア

るまでの誘導期間がみられました．これは，錯体がのウィーンで開催されましたが，ちょうど 30 度を溶解するまでに時間がかかるためだと考えられま

超える暑い期間だったので一週間ウィーンで過ごす

1

す．一方，MnL（OAc）はあまり変化が見られませのにとても苦労しました．けれどウィーンの町並みんでした．

はとても素敵できれいで映画を見ているようでした

2. 4−3MeCN のみの場合（Fig. 8）．

最後に溶媒が MeCN のみの酸化反応の結果です1

ウィーンに来て驚いたのはあまり店やホテルにク（Fig. 7）．MeCN のみでは MnL（OAc）は DMF がーラーがなかったことです．電車やバスにもついて存在している場合より触媒活性が大大幅に増大し，いませんでした．暑いせいで街を歩くのも一苦労で

2

それに反して MnL（EtOH）は生成量がなく全く反2したがエコの国だなあとつくづく関心しました．い

応しないという結果になりました．MnL（EtOH）

たるところに教会があったので入ってみるととてもの場合，1：9 の溶媒比のときにみられた誘導期間涼しかったです．クーラーもついてないのに涼しいや，MeCN に全く溶解しないこと，Ar 雰囲気下でのはびっくりで昔の人の知恵は本当にすばらしいものですね．もう一つ驚いたのは，電車にも普通に犬

Fig. 7 酸化反応の結果（MeCN のみ）

Fig. 8 ウィーンの町並み― １６１ ―

が乗っていたことです．犬好きの私にとっては良い風習でした．ウィーンの犬はきちんとしつけがされているんでしょうね．
さて，ウィーン大学までは地下鉄で行くのですがどの切符を買えばいいのか分かりませんでした．ガ
イドブックを一生懸命読むと，地下鉄はどの区間も同じ値段でした．地下鉄のドアは半手動で，日本とは違う部分がたくさんあって最初はものすごくとまどいながらのものでした．不安ながらも地下鉄に乗Fig. 9 ウェルカムパーティーの様子

り込みみんなでウィーン大学へ行くことができました．なんとか自力で受付を無事に済ませ，市庁舎で学会のウエルカムパーティーに参加しました．立食
パーティーで，ビールやワインもありましたが，とにかくお茶が飲みたい！お米が食べたい！そんな気分でいっぱいでした．ウィーンに来てほんの少しなのにもうすでに日本が恋しくなっていました．けれ
どケーキや果物もたくさんあって音楽の演奏があったりととても豪華なパーティーでした．
学会三日目，ついに私たちのポスターセッションが始まりました．学会会場にはビールサーバーがいたるところにありました．さすが国際学会ですね！
今回，ポスターを英語にするだけでも時間がかかFig. 10 質疑応答の様子

り大変だったのですが，英語でのポスターセッショ
ンが初めてということもありいつもの学会以上に不ウィーンで日を過ごすにつれて英語の聞き取りが安でいっぱいでした．
ただでさえ，英語が苦手な私ですが直に英語に触若干上手くなったと思います．やはり，本や辞書をれる絶好のチャンスなので頑張って質疑応答にチャ使って英語を勉強するよりも，実際に英語を聞いた

レンジしました．この国際学会のために，ほんの少り話したりする場面に行く方が何倍も身につくことしですが英語を勉強していました．しかし，質問はを実感しました．五日目にもポスターセッションが早すぎて一回目は聞き取れず…．めげずに失礼ながありましたが，三日目よりは質問者が少なかったの

らも何回も質問を聞きなおしました．先生方に助けで三日目よりは気持ち落ち着いていたように思いまていただいた時もありましたが，ほんの少しでしたす．

が自分一人でなんとかジェスチャーも使いながら答えることもできました．隣にあるポスターの発表者

4．おわりにの人とも少し会話することができました．英語があ最後に，今回国際学会に参加するにあたり，協力

まりしゃべれない私にもゆっくりと何回も話していしてくださった先生方や研究室の方々に深く感謝いただきました．とても良い人で，楽しい会話ができたします．

ました（Fig. 10）．
― １６２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 72007 年高分子討論会に参加して中 杉 久 彦Tsunehiko NAKASUGI
物質化学専攻修士課程

2年

ゲル中の溶媒の融解挙動（DSC 測定）

1．はじめにFig. 1 は，L 分率 99.8％（PLA 1）と L 分率 83.0

今回，2007 年 9 月 19 日から 21 日に名古屋工業％（PLA 2）の o-ジクロロベンゼン溶液から凝集さ大学で開催された第 56 回高分子討論会に参加し，せた試料を−100℃ から 0℃ まで昇温した時の o-ジ「ポリ乳酸／有機溶媒系から作成した分子凝集体のクロロベンゼンの融解挙動を示しました．PLA 1 ゲ

構造と応用」と題して口頭発表を行ってきました．

ル，PLA 2 ゲル共に，純溶媒の融点である−15℃

3 種類の立体規則性のポリ乳酸と有機溶媒である o-の吸熱ピークに加えて，それよりも低温側にブロー

ジクロロベンゼンを用いてゲルを作成し，立体規則

ドな吸熱ピークが観測されました．高温側の吸熱ピ性の差によるゲル中の溶媒の束縛状態に関して熱分

ークは純溶媒の融点に近いため自由溶媒に近い状態

析を中心に解析を行った結果を報告してきました．

をとり，低温側のピークは濃度の上昇に伴ってより低温側にシフトしたことから，分子鎖に影響する溶

2．発表内容媒と考えました．また本研究室では高温側の吸熱ピポリ乳酸ークを与える溶媒は球晶間の非晶に，低温側の吸熱

ポリ乳酸はトウモロコシやサトウキビなどの植物由来原料で，環境低負荷型プラスチックと知られています．またポリ乳酸は人工関節などの生体適合性

ピークを与える溶媒は球晶内のラメラ間の非晶に存在すると考えています．
PLA 1 と PLA 2 を比べると，PLA 2 では 10 wt％

材料としても研究が盛んで，環境問題が叫ばれる現代では注目される材料の一つです．
ゲル
ゲルとは「あらゆる溶媒に不溶の三次元網目構造をもつ高分子およびその膨潤体」と定義され，身近なものには豆腐やゼリーなどがゲルの仲間です．ゲルは紙おむつやコンタクトレンズにも応用されており，ゲルの機能性に関する研究は盛んに行われてきましたが，ゲルの構造やゲル中の溶媒の状態などに関する基礎研究は発展途上であるため，本研究室でもポリオレフィン系の高分子を中心にゲル中の溶媒に関する研究を行っています．

Fig. 1 ゲル中の溶媒の融解挙動
PLA 1（a），PLA 2（b）
―１
６３ ―

の低濃度でも−19℃ に吸熱ピークが観測されたこ

表1とと，濃度の上昇に伴う低温ピークの低温シフトがconcentration

PLA 1

PLA 2

PLA 2 では PLA 1 に比べて小さくなった．これら

30 wt％
50 wt％

42％
44％

36％
43％

はゲル中での溶媒の凝集サイズが異なっていると考固体 NMR より求めた結晶化度

えられるため，溶媒の凝集サイズを求めました．
ゲル中の溶媒の凝集サイズ

Fig. 4 ゲル中のゲル融解の融解挙動
偏光顕微鏡観察を行った結果を Fig. 3 に示しましFig. 2 ゲル中の溶媒の凝集サイズ■：PLA 1，●：PLA 2

た．PLA 2 では PLA 1 に比べて大きな球晶が観察されました．PLA 2 では 10 wt％の低濃度でも PLA

ゲル中での溶媒の凝集サイズを求めたところ，濃1 より PLA 2 の球晶サイズが大きいことから DSC

度増加につれて溶媒の凝集サイズが小さくなり，Lで得られた低温側のピークが観測されたと考えられ

83 は 30 wt％までほぼ同じ凝集サイズで 40 wt％かます．しかし，PLA 2 は PLA 1 に比べて明らかに

ら小さくなりました．これらはゲル中のモルフォロ

大きい球晶でありながら，低温ピークの低温シフト

ジーに依存していると考えられますので，偏光顕微は L 100 よりも小さかった．この理由として，PLA

鏡観察を行いました．

2 では PLA 1 よりも球晶内の非晶相が広くルーズなために PLA 2 中の溶媒の凝集サイズが小さくなっ偏光顕微鏡観察たと考え，これらの詳細を調べるため固体 NMR より結晶化度の算出を試みました．
固体 NMR 測定
固体 NMR より結晶化度を算出したところ 30 wt％では表 1 のようになり，PLA 1 は 43％，PLA 2
は 32％ となった．また Fig. 4 はゲル中のポリマー部分の融解挙動を示したものですが，PLA 2 の方が低い温度で融解しており，PLA 2 の方がラメラの厚さが小さいことが分かります．これらより PLA 2の方が非晶相が広くルーズと予想されます．このこ

Fig. 3 偏光顕微鏡観察写真とから PLA 2 では PLA 1 よりも溶媒の凝集サイズ―１６４ ―が小さくなったと考えられます．

3．学会を終えてまとめ

今回は 8 回目の学会発表で 3 回目の口頭による発・DSC 測定において立体規則性によらず，濃度の表で終止冷静に発表することができました．またポ上昇と伴に o-ジクロロベンゼンの融解挙動が 2

スター発表も同時に行い，実りある学会となりまし本観測されたが，PLA 2 では PLA 1 よりも低温

た．ポスター発表は約 1 時間 30 分，口頭発表は 25

側ピークのシフトの量が小さかった．これは PLA

分と口頭発表はあっという間に終わりました．口頭

2 の方がラメラ厚が薄く非晶相がルーズであると発表の魅力は一度に多数の人にプレゼンができるこ考えられ，溶媒の凝集サイズが PLA 1 よりも弱とと，多数の人でディスカッションが行えるため，いためと考えられ，溶媒の融解挙動はモルフォロ

研究を深めることができます．またポスター発表のジーに依存すると考えられます．

魅力は発表時間にゆとりがあり，1 対 1 で密に意見・PLA 2 の o-ジクロロベンゼンの融解挙動におい交換ができることです．初めて学会に参加したときて 10 wt％の低濃度でも低温側ピークが観測されよりも自分のプレゼン能力が上がっていることが実たのは球晶サイズが大きいことから球晶内に溶媒感でき，人脈も広げられたと思います．これまで発が取り込まれたと考えられます．

表してきた自分を誉めるとともに，こういった機会を与えてくださいました，中沖教授に感謝します．

― １６５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 56 回高分子討論会への参加
藤 川 祐一郎
Yuichiro FUJIKAWA
物質化学専攻修士課程

2年

1．はじめに
今回，私は名古屋工業大学にて 9 月 19 日−21 日
Fig. 1 ポリ（3-ヒドロキシブチレート）に開催された高分子討論会に参加しました．その中で，環境と高分子の分野において「ポリ（3-ヒドロ
キシブチレート）をベースとした生分解性高分子とのブレンドによる相溶性と物性解析」について発表を行いました．ここでは，私の研究内容と学会発表について報告させていただきます．

Fig. 2 セルロース誘導体

2．研究内容2. 1

研究背景（CAP），セルロースプロピオネート（CP））を 3 成ポリ（3-ヒドロキシブチレート）（PHB）は菌体

分ブレンドで加えた試料を作成した．フィルムはで蓄積される生分解性高分子であるが，結晶化度が200℃ で溶融後 0℃ に急冷して得た．測定は DSC

高く，硬くて脆いという性質を持っている．材料物（Rigaku DSC 8230），XRD（Rigaku RINT 2500），動性を改善する方法として共重合やブレンドの研究が的粘弾性装置 DVA−200（ITK Co., Ltd）を用いて行報告されており，PHB はセルロース誘導体とブレった．

ンドすることによって，結晶化が抑制され相溶することが報告されている．また，代表的な生分解性高

2. 3

結果と考察

分子であるポリ L 乳酸（PLLA）と高分子量の PHB

PHB と PLLA の 2 成分ブレンド試料は硬くて脆は，相溶しないことが報告されている．そこで本研かったが，セルロース誘導体を 5 wt％添加すること

究では，PHB と PLLA のブレンドに，少量のセル

でフィルムの柔軟性や透明性が改善された．

ロース誘導体をブレンドし，相溶性と機械的性質について検討した．

Fig. 3 は，CP を 5 wt％添加し，PHB と PLLA の割合を変えて測定した X 線回折パターンを示した．結晶に基づくシャープなピークはほとんど観測

2. 2

実験操作

されず CP を 5％ 添加することにより PHB の結晶

ブレンド比を変えた PHB（Aldrich）と PLLA（島化を抑制できた．しかし，PHB の割合が 5 割以上

津製作所ラクティ A）の総量に対して 3 種類のセのブレンドでは，PHB の結晶化によるピークが観

ルロース誘導体（セルロースアセテートブチレート

測されたが，ピーク強度は小さく効果的に結晶化は（CAB）， セ ル ロ ー スア セ テ ー ト プ ロ ピ オ ネ ー ト

抑制されている．

―１
６６ ―Fig. 3

PHB/PLLA（CP : 5 wt％）
Fig. 5

Fig. 4

DMA 測定より得られた PLLA の Tg

PHB/PLLA（CP : 5 wt％）DMA
測定結果

Fig. 4 は，CP を 5 wt％含む PHB/PLLA ブレンド
試料の動的粘弾性測定によるFig. 6損失正接（E’）と tan δ

PHB/PLLA（CP : 5 wt％）
応力−歪み曲線を示した．PLLA ホモポリマーの Tg は 68℃ であり，PHB 分率の増加に伴って低下した．PLLA のた，CP の含有率を 50 wt％とすると，ブレンドのTg を PHB の割合に対してプロットした結果を Fig.

割合によって破断点伸度は 77.2％ まで改善される

5 に示し た ．PHB の 分 率 が 大 き く な る と と も にことが確認できた．

PLLA の Tg は低下し，Fox の式により算出した実線と一致した．X 線回折との結果と合わせて考え3．おわりに
今回は初めての学会発表で少し緊張しましたが，ると非晶部分では相溶していることが考えられ以上の結果より，PHB と PLLA にセルロース誘導

直前まで発表内容を検討し，練習を重ねて本番の発体を加えた 3 成分ブレンドでは PHB の結晶化を抑表に臨んだため，思ったよりもスムーズに発表でき制することができ，非晶部分では相溶していると考ました．また，学会では他の研究者の方々からもごえられる．

意見をいただき，非常に有意義な経験ができましFig. 6 は，CP を 5 wt％添加し，PHB と PLLA の割合を変えて測定した引張試験の結果を示した．ブた．これらの経験を今後の研究に生かしていきたいと思います．

レンドフィルムに対して CP を 5 wt％添加したもの

最後になりましたが，今回発表の機会を与えてくは最大点応力がホモポリマーに比べて上昇した．まださいました中沖隆彦教授，日頃丁寧親切にご指導― １６７ ―

ご助言いただきます本研究室の先輩方々および林研感謝申し上げます．

究室の皆様，特に辻本敬助教にこの場をお借りして

―１
６８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

高分子討論会への参加
細 田直
Nao HOSODA
物質化学専攻修士課程

2年

応を利用しているため，残存不飽和基が原因で経時

1．はじめに安定性が良くないという問題点が指摘されていま

今回私は 9 月 19 日から 21 日まで名古屋工業大学
で開催された高分子討論会に参加しました．

す．大豆油の側鎖不飽和基をエポキシ化したエポキ
シ化大豆油（ESO）を用いることで反応性を向上させることができます．ESO は，酸触媒を加え加熱

2．発表内容することで硬化し透明性に優れた材料を得ることが科学技術が大きく進歩し，私たちの生活は非常にできます．しかし，ESO 単独の硬化物は脆く強度豊かになってきました．高分子化学の分野も石油等が低く用途が制限されます．そこで，他のポリマーの化石資源の利用により，目覚しい発展を遂げ，利とハイブリッド化することによって，ESO の物性

便性の高い材料が多く開発されています．一方で，改善を検討しました．まず，結晶性ポリマーである

高分子材料の原料となる化石資源の枯渇や廃プラス

ポリブタンジオールスクシネート（PBS）とのハイチックが原因とされる環境汚染が問題視されていま

ブリッド化を行いました．PBS は高い生分解性をす．

有することで知られ，実用的な材料への応用が期待

このような背景から，私の所属している研究室でされているポリエステルです．しかし，PBS は結

は，石油などの化石資源の代替として注目されてい晶性が高いために非常に脆いという性質があり，そる再生可能資源を出発原料とした高分子材料の開発の改善が求められています．ESO に任意の割合でを目標として研究を行っています．再生可能資源とは，自然界の物質循環サイクルに取り込まれ，繰り返し利用が可能な資源のことで，代表的なものとして植物油脂やタンパク質，糖類などが挙げられます．これらの再生可能資源を利用することで，化石資源の節約や温室効果ガスである二酸化炭素の削減が可能となります．
私は，再生可能資源の中でも特に生産量が多く，安価であるという理由から大豆油を使用し高分子材
料の合成を行っています．人類は，昔から大豆油をおもに食用として利用していますが，近年，新聞イ
ンキや塗料などに大豆油が使用され環境に配慮した製品であることから，社会的に大きな注目が集まっています．しかしこれらは，大豆油の不飽和基の反― １６９ ―

Figure 1

Photograph of ESO-PBS hybrid（50：50 wt％）.

PBS を添加し硬化させたところ，白い光沢のあると比較し，破断ひずみが大きく，破断応力も大幅に材料が得られ，機械的強度の上昇や PBS の結晶性上昇することが確認されました．以上の結果より 2の低下が見られました（Figure 1）．つぎに，ESO

種のアモルファスポリマーのハイブリッド化によ

硬化物の透明性を保持させるためアモルファスポリ

り，透明性を保持しながら，油脂の脆弱性を著しくマーとのハイブリッド化を検討しました．アモルフ

改善することが可能であることが分かりました．以ァスポリマーとしては，ポリブチルメタクリレート

上の内容を発表してきました．

（PBMA）を用いました．PBMA は優れた透明性を有し，トップコート剤などに使用される材料です．

3．学会発表PBS の場合と同様に PBMA 存在下において，ESO

今回の学会は発表時間が一日目の最後でした．午の熱処理を行った結果，硬化が進行し透明なハイブ

前中に名古屋工業大学に着き，とにかく発表会場にリッド材料が得られました．本ハイブリッドは ESO

向かいました．その後，多くの研究発表が行われてネットワーク中に PBMA が分散した semi−IPN 構

いたので，発表を聞きに行こうと思いポスターセッ造を有していると考えられます．また，本材料は優ションなどを見て回りました．あっという間に，発れた柔軟性を有していることが分かりました（Fig-

表時間が近付き緊張感が高まり，トラブルなく発表

ure 2）．本ハイブリッドの動的粘弾性測定を行ったを終えることのみを考えていました．前の演者の発結果，PBMA 添加に伴い室温付近での貯蔵弾性率

表が終了し，いよいよ私の発表の始まりです．ここが上昇していることが確認されました．一方，PBMA

で，トラブル発生です．プロジェクターの接続が切のガラス転移温度（Tg）以上では貯蔵弾性率が低れ，何度やってもスライドが映し出せません．結下し，軟質化することが分かった．また，tan δ 曲

局，いろんな人の助けを借りてようやく発表が始ま

線では 2 つのピークが観測されました．これらはそり，あっという間に終わりました．質疑応答では，

れぞれ ESO の

Tg および PBMA の Tg に由来す

まだまだ力不足で決して満足のいくものではなかっるピークと考えられる．いずれのピークも PBMA

たですが，なんとか終えることができました．二日添加により低温側にシフトすることが分かりまし目からは発表が終了していることもあり，落ち着いた ． 一 軸 伸 張 試 験 を 行 っ た 結 果 ， ESO : PBMAて他の方々の研究発表を聞くことができました．

（50：50 wt％）ハイブリッドでは ESO 単独硬化物

4．おわりに
今回，学会に参加して，学外で研究発表を行うことはさまざまな視点からの意見を聞けることやプレ
ゼンテーション能力も含めて新たな課題が発見できるという点で本当に素晴らしいことだと思います．
準備段階から多くの苦労はありますが，良い経験ができたと思います．
最後になりましたが，今回の学会参加に際し，さFigure 2

Photograph of ESO-PBMA hybrid（50：50 wt％）.

まざまなご助言とご指導いただきました，林教授，辻本― １７０ ―

敬助教に感謝いたします．

久夫

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 56 回（2007 年）高分子討論会に参加して桝 谷 剛 史Takefumi MASUTANI
物質化学専攻修士課程

2年年）高分子討論会が名古屋工業大学で開催されましEndo.

9 月 19 日から 9 月 21 日の三日間，第 56 回（2007Endo.

1．はじめにた．学会では高分子を専門に研究している人達が集
まり，熱心に討論を繰り広げました．日本全国から，大学教授やさまざまな企業の研究者，また私のように多くの学生の方が参加していました．さらには海外からの発表者も多く見られました．
私のポスターにも他大学の学生さんや企業の方が

0℃保持

図1

見に来られ，説明するだけではなく，相手の方から

30℃保持

LLDPE-M ゲル中の溶媒の融解過程も色々なアドバイスを受けたりして大変充実した学会になりました．私はポリエチレンゲル中の溶媒にり，濃度が変化するにつれてゲル中の溶媒の融解過着目した研究を行っており，直鎖状低密度ポリエチ

程が変化し，高濃度になると融解ピークが二つ観測

レンゲルについての研究を行っています．ポリエチされました．このことから，高温側にシフトしたピレンは代表的なポリオレフィンであり，さまざまなークは純溶媒の融点に近いことから，フリーに近い

有機溶媒からゲルを作成することができます．しか

溶媒の融解ピークであり，低温側にシフトしたピー

し，ゲル中の構造はまだはっきりと明らかになってクは濃度に依存することから，分子鎖に束縛されたいないので，研究室ではゲル中の溶媒の分子構造に溶媒の融解ピークであると考えています．また，こ注目し，ゲル中の有機溶媒の融解挙動と分子鎖モル

れら両者の融解挙動を比較すると，30℃ 保持では 20

フォロジーの関係について検討しています．

wt％から低温側のピークが見られました．このことはゲル中での溶媒の束縛状態が変化したと考えられ

2．研究内容についてます．

ポスターのテーマは「分岐度の異なる直鎖状低密

また，図 2 にピーク温度の値をプロットした結度ポリエチレンゲル中の分子鎖モルフォロジーと溶果，30℃ 保持ではより低温側にピークが観測され媒の凝集構造の関係」という内容で発表しました．

ました．これらの違いから，ゲル中の分子構造が変図 1 は 0℃ 及び 30℃ で保持した時の，メチル分岐化していると考えられ，低温側における溶媒のサイを持つ直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE-M）ゲ

ズが異なっていると考えられます．

ル中の溶媒である o-ジクロロベンゼンの融解過程

従って，次にゲル中の溶媒の凝集サイズを求めたを熱分析により得られた結果を示しています．図よ結果，図 3 のように高濃度になるにつれて溶媒の凝― １７１ ―

図4
図2

LLDPE-H ゲル中の溶媒の融解過程

溶媒の融解ピーク温度の値
次に，ヘキシル分岐を持つ LLDPE-H ゲルについても同様に実験を行いました．図 4 は溶媒の融解挙動を示しています．
その結果，LLDPE-H ゲルに関しても，高濃度になると共に高温側と低温側のピークが見られ，低温側のピークは濃度における依存性が見られました．
しかし，30℃ 急冷でのゲル中の溶媒の融解過程は 0℃急冷と似た結果となり，ピーク温度の値も似た値となりました．従って，このことは溶媒の凝集サイズも似ていると考えられるので，メチル分岐ゲルと同様にヘキシル分岐ゲルについても溶媒サイズを求
図3

溶媒の凝集サイズ

めてみました．その結果，図 5 のように，各濃度においてヘキシル分岐ゲルの溶媒サイズは，0℃ 及び集サイズは小さくなりました．このことから低温側

30℃ 保持の場合で比較的似た値をとなりました．

のピークは凝集サイズに依存することが考えられます．
また 30℃ 保持では溶媒のサイズが小さい値をとったことから，ゲル中のモルフォロジーが異なっていると考えられるので，偏光顕微鏡観察を行った結果，両方のゲルともに高濃度になっても球晶は観察できませんでした．これはメチル分岐が多く存在す
ることにより，結晶形成が抑制されるためと考えられます．しかし，球晶の形成段階である束状結晶が観察でき，30℃ 急冷では 20 wt％の低濃度から束状結晶の形成がされたため，0℃ 保持よりも早く結晶
図5が形成されていることが分かりました．
―１
７２ ―溶媒の凝集サイズ

図7

凝集状態の異なる溶媒の分率の定量から不凍溶媒の割合が大きく増加しました．不凍溶
媒が 100 wt％となる濃度も 58 wt％となり，メチル
図6

LLDPE-H ゲルの偏光顕微鏡写真

分岐ゲルよりも低い値となりました．これはヘキシ
ル分岐ゲルでは球晶が観察できたことから，球晶内

このことはゲル中の溶媒の束縛状態が変化せず，同部に含まれる不凍溶媒が多く存在し，メチル分岐ゲ

じであるためと考えられます．従って，両者のモルルよりも多くの不凍溶媒を含むためと考えられま

フォロジーも似ていることが考えられることから，す．従って，ヘキシル分岐ゲルにおいて，30℃ 保

ヘキシル分岐ゲルについても偏光顕微鏡観察を行い持で多くの球晶が観察できたのは，不凍溶媒の割合

ました．

が 0℃ 保持よりも増加した為と考えられます．

その結果，ヘキシル分岐ゲルでは低濃度からサイ以上のような流れで，ポスター発表を行い，見にズの小さい球晶と考えられるモルフォロジーが観察来ていただいた方の中にはかなりの専門の人もおできました．これはヘキシル分岐ゲルでは，分岐のり，少しディスカッションに困ったこともありまし

割合が少ないために，球晶の形成がされやすいと考たが，何とか理解してもらえました．また自分のポえられます．また熱分析及び溶媒の凝集サイズの結スター発表以外にも，自分の研究内容に近いポスタ

果より，両者のモルフォロジーが似ていることが考ーを選び，いくつか見て回りました．大学教授や企えられましたが，30℃ 急冷では 0℃ 急冷よりも多業からの発表者の方は，はっきりとした喋りかた

くの球晶が高濃度になると共に形成されました．しと，分かり易い説明を行っていたと思いました．まかし球晶サイズは両方のゲルで比較的同じサイズとた，学生の中にもしっかりとした発表ができているなったことから，ゲル中の溶媒サイズは似た値をと人が多くいて，まだまだ頑張らなければいけないとったと考えられます．

思いました．

これらのことから，メチル分岐ゲルとヘキシル分
岐ゲルでは，両者のモルフォロジーが異なることが3．おわりに確認でき，またゲル中に含まれる凝集状態の異なる

今回のような全国規模の学会では，それだけ準備

溶媒の分率を定量した結果，それぞれの溶媒成分はにかける苦労も，発表の場での緊張も，比べ物にな

図 7 のようになりました．

らないものを味わう事になります．しかし，そこか溶媒の分率の定量に関して各成分の割合を濃度にら得られるものも大きいと思います．他大学の学生

対しプロットすると，ヘキシル分岐ゲルでは低濃度の方や教授，企業の方とのディスカッションでは，― １７３ ―

全く別の発想が指摘され，検討する機会となりま最後に，学会参加に際し，多くの経験を得る機会

す．学会に参加すればそれでよいというものではなを下さいました中沖教授に感謝の言葉を送り締めと

く，参加するまでにどれだけ努力し，参加してどれしたいと思います．ありがとうございました．

だけ得られるかが重要だと思います．

―１
７４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

日本セラミック協会

第 20 回秋季シンポジウム
山 崎 裕 康Hiroyasu YAMASAKI
物質化学専攻修士課程

2. 2

1．はじめに2年

実験内容

Si 粉末と C 粉末と h-BN 粉末を Si3N4 製ボール

私は，2007 年 9 月 12 日から 14 日にかけて名古屋工業大学で行われた「日本セラミック協会（ボール重量／粉末重量＝40/1）と共に Si3N4 製容器

第 20

内へ充頡し，遊星型ボールミルにて 24 h の MA 処

回秋季シンポジウム」に参加しました．この学会で

理（自転速度／公転速度＝−1.18/1，公転速度＝300「MA-SPS 法による SiC/BN 複合材料の作製」と題rpm）を行った．MA 後に処理粉末を黒鉛型に充頡して口頭発表（発表 14 分，質疑応答 5 分）を行いし，SPS を用いて保持温度 1900℃，保持時間 10ました．ここでは，私自身の研究内容と学会発表のmin，昇温速度 100℃／min，一軸加圧 70 MPa の条

感想を述べさせていただきます．

件で加熱処理を行った．得られた焼結体の評価は，嵩密度測定，X 線回折装置，ビッカース硬さ試験

2．発表内容2. 1機，3 点曲げ試験機，走査型電子顕微鏡（SEM），

研究背景

透過型電子顕微鏡（TEM）にて行った．

炭化珪素（SiC）の機械加工性や対熱衝撃性を改善するために，第 2 成分として六方晶窒化ホウ素

2. 3

実験結果および考察（h-BN）を複合化する研究が行われている．この

図 1 に，MA 法にて作製した粉末の X 線回折結時，SiC は難焼結性物質であるため，SiC/BN 複合

果を示す．X 線回折結果より，SiC 含有量が 70 vol

材の作製においても，SiC の焼結助剤であるアルミ％までにおいては，ブロードした SiC のピークが［1］

ナ・イットリア等の添加が必要となる ．しかし，焼結助剤は，高温での SiC/BN 複合材料の機械的特性を低下させることが予想され，焼結助剤を用いない方法が望まれている．本研究室では，メカニカル
アロイング（Mechanical Alloying : MA）法により作製したナノ SiC 粉末をパルス通電焼 結 （Spark
Plasma Sintering : SPS）法にて加熱処理を行うこと
で，焼結助剤を添加することなく，緻密体の作製に成功している．そこで本研究では，MA-SPS 法を用いて焼結助剤を添加せず，SiC/BN 複合材料の作製
を試みた．
Fig 1

― １７
５―

X-ray diffraction patterns of SiC/BN and
SiC powder prepared by MA method

確認された．しかしながら，SiC 含有量が 60 vol％

ことが確認された．

以下では ， X 線 回 折 ピ ー ク が ほ と ん ど 確 認 さ れ

次に，得られた焼結体の破断面の SME 写真を図

ず，構造が非常に崩れていることが示唆された．

4 に示す．SiC/BN＝90/10 vol％の試料において，幅

図 2 に，MA 法により作製した粉末を SPS にて

1 µ m 以下，厚さ 0.1 µ m 以下の微細な板状組織が加熱処理し，得られた焼結体の X 線回折結果を示確認された．さらに BN 含有量の増加とともに板

す．X 線回折結果より，SiC の含有量に関わらず全状組織が析出していくことが見られ，SiC/BN＝50/50ての焼結体は h-BN と β -SiC に帰属されるピーク

vol％試料においては多くの板状組織が確認されのみが確認された．これより，相対密度の算出は，た．

h-BN と β -SiC の複合則を基に行った．

次に SiC/BN＝50/50 vol％試料の TEM 観察を行図 3 に相対密度を示す．相対密度は，BN 含有率った．図 5 に TEM 観察像を示す．1 の電子線回折の減少とともに増加していく傾向が見られた．しか像からこの粒子が SiC であることが確認され，2 のし，焼結助剤を添加しないにも関わらず，全ての試格子像から 0.33 nm の格子間隔をとることが分か料において，相対密度 90％ 以上の高密度体である

り，これは h-BN の（002）面の格子間隔と一致したため，この粒子が h-BN 粒子であることが確認された．TEM 像より約 200〜300 nm 粒径を持つ SiC
粒子の周りに約 100 nm 以下の h-BN 粒子が存在していることが確認された．
図 6 に焼結体のビッカース硬度と三点曲げ強度を示す．ビッカース硬度は，SiC の含有量が増加する
につれ増加していくことが確認された．参考文献値［2］のビッカース硬度と比較した所，焼結助剤を添加しない試料（SiC/BN＝54/46 vol）では低密度体であるためビッカース硬度が測定できないのに対しFig 2

X-ray diffraction patterns of SiC and
SiC/BN synthesized by MA-SPS method

Fig 3

Relative density of SiC/BN versus SiC
content

Fig 4― １７６ ―SEM image’s of SiC and SiC/BN synthesized by MA-SPS methodFig 6Micro-vickers hardness and Flexual
strengh of the SiC / BN versus SiC
content

する．ここで参考文献値［2］の曲げ強度と比較した所，焼結助剤を添加しない試料（SiC/BN＝54/46
vol）は，約 62 MPa の曲げ強度を示すのに対し，
MA-SPS 法を用いて作製した焼結体（SiC/BN＝50/50
vol）は，約 270 MPa の曲げ強度を有しており，焼Fig 5

結助剤を添加しない試料としては，高い強度を持つ

TEM image of SiC/BN＝50/50 vol synthesized by MA-SPS method

ことが示された．

て，MA-SPS 法にて作製した試料（SiC/BN＝50/50

3．おわりにvol）ではビッカース硬度は約 3 GPa を示した．ま今回の口頭発表ではしっかりと事前準備をして望た，焼結助剤を添加した試料と比較しても同程度のんだことで，発表時間を過不足なく使え，事前に用硬度を持つことが示された．これは，焼結体が高い意していた内容を全て発表することができ，納得の密度と微細な h-BN 粒子が均一分散していることにいくものでした．しかし同時に今後さらに，研究テ寄与すると考えられる．

ーマの理解を深める必要性も感じました．

曲げ強度は，h-BN を 25 vol％複合化したにも関最後になりましたが，日本セラミック協会第 20

わらず SiC と 同 程 度 の 曲 げ 強 度 を 示 し た ． し か回秋季シンポジウムに参加する機会を与えてくださ

し，25 vol％以上 h-BN を複合化した試料は，一様

り，研究のご指導をしてくださいました大柳満之教に強度が減少していく様子が確認された．h-BN を授に深く感謝します．また，日頃より有益な後討

25 vol％複合化した試料では，微細な h-BN 粒が SiC論，御協力をいただきました理工学部物質化学科大の粒怪に均質に分散しているため曲げ強度を維持す

柳研究室の皆様に深く感謝します．

ることができたが，30 vol％以上 h-BN を複合化した試料においては，粒怪に析出した h-BN 粒がネッ

参考文献

トワークを形成し，そこが破壊源となり複合材の強［ 1 ］ Xiangdong Wang, et. al., Materials Letter., 58, 1419−23

度を著しく低下させたと考えられる．これは，先ほど示した SEM による破断面の組織観察結果と一致（2004）．
［ 2 ］ Guo-JunZhang, et. al., J. Am. Ceram. Soc., 84［7］，1475― １７７ ―

−79（2001）．

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

N. L. P. M Summer Seminar に参加して──ある線形化固有値問題の数値計算について──

川 合 秀 明Hideaki KAWAI
数理情報学専攻修士課程1年加した感想と，講演内容について述べます．

1．はじめに
今回，私が参加した N. L. P. M. Summer Seminar

2．参加した動機とは，毎年学生が中心となって運営しているセミナ

以前に私が所属する研究室の先輩である鈴江央さー で ， 正 式 名 称 を NonLinear Phenomenology andんの学会での講演を見学しに行った時から，学会でMathematics Summer seminar といいます．

の発表に関心を持っていました．そこで今回の N.

このセミナーは毎年，数理科学の分野でご活躍の先生方や，他大学の数理科学を専門とする

院生研

究生の発表を聞くことでさまざまな研究についての知識や，自分自身の研究に対する新たな発想や刺激を得ることを目的としています．
また普段交流のない他大学の方達とも親睦を深め

L. P. M. Summer Seminar の話を聞き，こういった
場所での発表を経験するよい機会だと思い参加しま
した．

3．講演内容について
研究概要

3. 1

ε ＞0, f ∈C 2 として非線形境界値問題

ることができるよい機会となっています．

4 日間で静岡県沼津市にある，ウェルサンピア沼津で開催されました．このセミナーでの私の講演時間!ε u（x）＋f（u（x））＝0"u（0）＝u（1）＝0
2!

期間は平成 19 年 9 月 10 日から 9 月 13 日までの

in（0, 1）

xx

x

（1）

x

は 25 分間与えられました．
本稿では，私が N. L. P. M. Summer Seminar に参を考えます．（1）の非自明解（ ε , u（x））は

ε（k）
＝
n

1
!1＋k
K（k）
" 2k
2

2n

2

u（x
; k）＝
n

1＋k 2

sn（K（k）（1−2 nx）, k）（n＝1, 2, 3, . . .）で与えられます．ただし，dζ∫!（1−ζ ）!1−k ζdζ
sn z : =∫!（1−ζ ）!1−k ζ .
1

K（k）: ＝

2

0

z

−1

0

図1

講演の様子
― １７８ ―

2

2

2

2

2

上式の，u（x）はn モード解と呼ばれ，n 個の零点n（衫）j＝n のときを持ちます．
さて，（ ε , u（x））＝（ ε n, u（x,k））を一組固定する
nごとに，線形化固有値問題!ε φ （x）＋f（u（x））φ（x）＋µφ（x）＝0"
in（0, 1）（2）"φ（0）＝φ（1）＝0
#
2

xx

n
µ（k）
＝
n

"

u（x
; k）
2
n
2
φ（x ; k）＝
−u（x
; k）
n
2 k2
1＋k 2
n
n

u

!

x

x

において， ε →0 の場合に，固有関数 φ（x）の漸近（袁）j＝2 n のとき

示式を，f（u）＝u（1−u 2）の場合に用いました．

!

n
φ 2（x
; k）＝
n

（1＋k 2）1＋k 2− 1−k 2＋k 4）
2
−1−
u（x
; k）
n
2 k2

この数値計算では，最近 Wakasa および WakasaYotsutani により示された，（2）の解の具体的な表!

1＋k 2＋2 1−k 2＋k 4µ （k）＝
1＋k 2
n2n

形状を数値計算で調べました．

さらに j≠0, n, 2 n の一般の場合の表示式が次の様に示されています．

固有関数 φ（x）の解の表示式

3. 2

3 k2
1＋k 2

;
定理 2 （Wakasa-Yotsutani）．固有値 µ jn は θ 2（1n2（
f u ）＝u（1−u ）のときに対応する線形化固有値µ ）＝j π の唯 1 つの解として決まり，

問題（2）は!ε φ （x）＋（1−3 u（x））φ（x）＋µφ（x）＝0"
in（0, 1）（3）"φ（0）＝φ（1）＝0
#
2

2

xx

!

x

x

n
j

; µ , k）
h（u
2

1
:＝
ε（k）
n

∫｜h（u（ζ ; k）; µ , k）｜ dζ

n
φ（x
; k）＝
0

!

（1＋k 2）1＋k 2− 1−k 2＋k 4）
2
1−
u（x
; k）
n
2 k2

2

2

n

ρ（
2 µ , k）＝

1
9 k2
3（1−k 2）2
µ µ 2−3 µ ＋µ 2−2 µ −2 2
81
（1＋k ）（1＋k 2）┐│┘!

1＋k 2−2 1−k 2＋k 4
1＋k 2

0

┌│
│┘
└
┐

n
µ（k）
＝
0

!ρ（µ ; k）

x┌│└（衢）j＝0 のとき

n
j

k2
1
1
µ
1
− u 2＋ u 4 ＋ （u 2−2）＋ µ 2
4
9（1＋k 2）2 2
6

θ 2, （x;µ）
nのように示されています．

"1 を固定する

n

┐│┘

:＝

します．ただし，最初のものは番目と数えることに定理 1 （Wakasa）n2

ただし番目の固有値および対応する固有関数を表すものとします．j＝0, n, 2 n の場合の µ jn, φ jn の表示式が次

n
j

n

2

┌│└

の形で表されます． µ jn と φ jn はそれぞれ，（3）の j

; k）＝
!φ（x
｜h（u（x ; k）, µ（k）; k）｜cos（ θ , （x ; µ （k）, k））.

この定理 1 と定理 2 の解の表示式を使うと，解の形状を知ることができます．さらに，解の漸近形状
が次の様に予想されています．

予想．
（衢） 0

― １７９ ―

! j ! n のとき φ 〜φ cosj π x
n
j

n

0

! j !2 n のとき φ 〜φ cos（j−n）π x（袁） 2 n ! j のとき φ 〜 φ cos（j−2 n）π x
n
j

（衫） n

n
j

n
n

n

2n

実際に θ 2, （1; µ ）＝j π から µ ＝ µ jn を求める計
n
算は，複雑であり，工夫が必要です．

3. 3

固有関数 φ（x）の解の漸近形状

図 103φ（x）の形状7

図 11

3
φ（x）の形状8

数値計算の結果をいくつか紹介します．
図 2 は 3 モードを表す u3 のグラフです．さらに，図 3 以降の赤色で描いている線が固有関数 φ jn（x）（j＝0, 1, 2, . . .）のグラフで，青色で描かれている線が cos・に対応する助線です．
これらの図から j＝0, 1, 2 のとき，j＝3, 4, 5 のとき，さらに，j＝6, 7, 8, . . . のときで固有関数の形
図2

u3 のグラフ

図3

3
φ（x）の形状
0

状が全く異なることが分かります．これが，予想は正しいと思われる根拠の 1 つとなります．

4．終りに（f u）＝sin（u ）の場合で計算結果が研究室の先輩である鈴江央さんによりうまくできたので，さらに，もう 1 つの典型例である （f u ）＝u（1−u 2）の場
図4

3
φ（x）の形状
1

図5

3
φ（x）の形状
2合の研究を進めました．
研究を始めた当初は （f u ）＝sin（u ）の場合とよく似た形状になると予想していました．
しかし，実際に計算を始めてみると様子が違い，
線形化固有値問題の奥深さを改めて認識することになりました．

5．謝辞
図6

φ（x）の形状
33

図7

φ（x）の形状
3
4

最後に，今回の N. L. P. M Summer Seminar に参加させて頂き，講演に向けご指導を頂いた四ツ谷教授，そして色々な助言を頂いた研究室内外の方々，
本当にありがとうございました．今後は今回の反省を生かし，次に繋げるよう頑張っていきたいと思い
ます．

図8

3
φ（x）の形状5

図9

3
φ（x）の形状6― １８０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際学会に参加して──初めての海外──

朝 井 伴 光Tomomitsu ASAI
物質化学専攻修士課程

1年

マから噴き出した硫化水素などです．この青酸など

1．はじめにの猛毒物質に満ちた原始の海から，約 35 億年前に私は，2007 年 7 月 15 日から 20 日にかけてオー酸素を吐き出すシアノバクテリアが登場しました．

ストリアのウィーンで開催された ICBIC 13 に参加

シアノバクテリアによる酸素発生は，光エネルギーしました．化学に関するさまざまな研究がポスターを用いた水の分解（酸化）が原因となっています．

形式などで発表されていました．ここでは私の研究

つまり，電子の供給源である水から電子を引き抜

内容と，国際学会に参加して体験したことなどにつき，その電子を用いて二酸化炭素を固定し，副産物いて報告したいと思います．

（老廃物）として酸素が生成されます．
http : //www.origin−life.gr.jp/3204/3204181/3204181.

2．研究テーマについて

html

1．背景

http : //www.ucmp.berkeley.edu/bacteria/cyanointro.html

酸素発生をする光合成生物は，水を分解して電子酸素発生型細菌であるシアノバクテリアは，PSIを得て，さらにその電子を二酸化炭素の固定に用いと PSII という 2 種類の光化学系をもってい ま すます．水を分解する反応の副産物として酸素が発生

が，水から電子を引き抜くためにシアノバクテリア

し，この酸素のおかげで我々は呼吸をし，さまざまの PSII は特別な構造体を発達させています．それな生命を育む地球環境が維持されています．

は，光合成細菌からシアノバクテリアへ進化する過

しかし，原始の地球に酸素はなく，太古の海も現程で獲得された「水分解酵素」であり，その活性中在とは異なり猛毒である物質で満ちあふれていまし心は 4 つのマンガン，4 つの酸素，1 つのカルシウ

た．アミノ酸を作り出す HCN, HCHO，海底のマグ

ム原子から成っています（Fig. 2）．

Fig. 1

シアノバクテリア（左）とその拡大
写真（右）Fig. 2 四核マンガンクラスターの模式図― １８１ ―

Fig. 3

S クロックモデル図

また，水を酸化するのには 4 電子による酸化が必Fig. 4 得られた Mn 錯体の例

要（2 H2O→4 H＋＋O2＋4 e−）であることから，Kok
らの水の酸化クロックにより，S0 状態から徐々に＋電価が蓄積され，S4 状態になったときに電子を以上であることや配位子が配位したときの立体構造

放出する機構が考えられました．S0〜S4 状態のクラなどに支配されるといった要因が考えられました．

スター中のマンガンがとる酸化数についてはさまざ
まな検討がされています．最も有力な S0 〜S4 状態

4．いざ国際学会へ
・出発の酸化数を Fig. 3 に示します．

ウィーンでの国際学会ということで，当然飛行機でオーストリアに向かいました．実は海外に行くの

2．研究内容本研究は，このマンガンクラスターが二酸化マン

は今回が初めてで，何を準備したらいいのやら全くガンの骨格と類似しているとの報告に基づき，二酸

分かりませんでしたが，とりあえず荷物をまとめて

化マンガンを金属源として，種々の配位子との合成

関西空港へ．オーストリアへはオランダを経由してによりマンガン錯体が得られるかを検討し，シアノの約 12 時間のフライトでした．こんなに長い時間

バクテリアによるマンガンクラスターの生成反応を飛行機に乗ったことがなかったため，お尻が痛くと解明しようとするものです．

ても疲れました．このとき初めて機内食も食べました．

3．Mn 錯体の合成

・ウィーン到着

配位子には DPAH 2 や DTPA，アミノ酸＋シッフ

無事にオーストリアに着き，出迎えてくれた車で塩基等の O や N をドナー原子とする種々の配位子ホテルへ移動．着いたのは 19 時か 20 時ぐらいだっを用い，反応条件を制御することによりいくつかのたと思いますが，ヨーロッパはこの時期昼が長いら

単核マンガン錯体の合成に成功しました（Fig. 4）．

しく，日本でいう夕方みたいな感じでした．

以前に合成された Mn（III）
（PA）
（H
3
2O）と実験結・国際学会

果より，本研究での錯形成には，配位子が N 原

ポスターでの発表は 2 日間行われました．周りの子，COOH 基を有し，配位子を含む溶水溶液の pH

人が話すのはほとんど英語でした．観光したときもが 3〜4 であること，また錯形成定数が log K＝14

そうですが，短い文章なら言っていることはなんと

―１
８
２―

なく分かる感じですが，長く話されるとあまり聞き取れなくて，自分のリスニング力のなさにかなり悔しい思いをしました．学会の様子ですが，日本の学会はスーツを着てきっちりしているのに対し，ウィーンの学会ではみんな普段着やラフな感じの服を着ていました．オープニングセレモニーではお酒と食べ物があり，ポスター発表のときにはビールを片手にディスカッションしていました．中庭ではビールの他にちょっとした料理もあったりして，日本の学会とはまったく違う雰囲気でした．私個人としてはFig. 5 学会会場の様子

国際学会のほうが好きです．
・観光
学会の合間を縫ってウィーン市内やザルツブルグなどを観光しました．観光していてやはり目に付く
日本では見ることがほとんどない建築様式の建物
や，教会，城などでした．特に教会の中はすばらし
く，感嘆するばかりでした．ウィーン市内にある市
庁舎もかなり歴史を感じさせるもので，日本の市庁舎のイメージとはかけ離れたものでした．市内を普通に歩くだけでもかなり楽しむことができました．
ウィーンでの食事は味付けが濃いものが多かったですが，私個人としては好きな部類でした．ただ，Fig. 6 街の風景

料理はおいしいのですが，一人前がものすごく多かったりしてお腹いっぱいで晩御飯が食べられないこて，日本では体験できない多くのことを感じ取ることもありました．

とができました．また，世界の化学者の方の研究を・おわりに見ることができ，大変充実したものとなりました．

英語はあまり分からなかったので，英語が話せた

国際学会に参加するにあたり，松下教授など多く

ら多くの人と交流することができたのにと残念に思の方にご支援を頂きました．この場をお借りして御うこともありましたが，今回の国際学会に参加し礼申し上げます．

―１
８３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

平成 19 年度繊維学会年次大会に参加して
大 熨 昭 夫
Akio OONOSHI
物質化学専攻修士課程

1年

濃度でのシンジオタクチックポリスチレンゲルを作

1．はじめに成し，この試料を−100℃ から室温までに昇温した

今回，2007 年 6 月 20 日から 22 日に富山大学で時のゲル中の溶媒の融解挙動を示しました．純粋な開催された第 55 回繊維学会年次学会に参加し，「シo-ジクロロベンゼンの融点に近い高温側の吸熱ピー

ンジオタクチックポリスチレンゲル中の分子鎖モル

クと，それよりも低温に吸熱ピークの 2 つが観測さフォロジーと溶媒の凝集状態の関係」をテーマとしれ，また 60 wt％では二つのピークは観測されませて口頭発表を行ってきました．結晶性高分子のゲルんでした．低温ピークは iPP の実験結果から高温では一般に架橋点は微結晶が形成されていると考え側の吸熱ピークを与える溶媒は球晶間に存在し自由られており，シンジオタクチックポリスチレンゲル

溶媒に近い状態であり，また低温側の吸熱ピーク

では 8 の字らせんを持つ δ 型結晶をとることが報告されています．今回の発表では，シンジオタクチ
ックポリスチレン／o-ジクロロベンゼン系の濃度を変えて作成したゲル中の溶媒の熱挙動と凝集サイズ
についてに検討した結果を報告してきました．

2．発表内容ゲルについてゲルとは「あらゆる溶媒に不溶の三次元網目構造をもつ高分子およびその膨潤体」と定義され，身近なものには豆腐やゼリーなどがゲルの仲間です．ゲルは紙おむつやコンタクトレンズにも応用されており，ゲルの機能性に関する研究は盛んに行われてきましたが，ゲルの構造やゲル中の溶媒の状態などに関する基礎研究は発展途上であるため，本研究室でもポリオレフィン系の高分子を中心にゲル中の溶媒に関する研究を行っています．
ゲル中の溶媒の融解挙動
o-ジクエロロベンゼンを溶媒としてシンジオタク
チックポリスチレンの濃度を変化させたさまざまな― １８４ ―

Fig. 1

Melting behavior of solvents in sPS /o-dichlorobenzene system dependingon various solvents.

Fig. 2

Polarizing microscopic photographs ofsPS/o-dichlorobenzene gelは，球晶内の非晶領域に存在する束縛溶媒と考えられます．そしてこの DSC チャートより高濃度にな

Fig. 3

るにつれて，低温側の融点はより低温にシフトしていきました．

Weight content of freezable（■）, weakly
bound（▲）, and non-freezable（●）solvent of o-dichlorobenzene in syndiotactic
polystyrene

この結果より，低温ピークの融解挙動は sPS のモルフォロジーに影響することが予想されることか

内の非晶領域に取り込まれる溶媒が多くなったと考ら，詳細を調べる為に偏光顕微鏡観察を行いましえられます．
次にイシキリヤマらはシリカゲル中の水の融点のた．
各濃度での球晶の平均の直径を示したものです．

コウカはシリカゲル中のトラップされた水のポアサ

10 wt％では 80.7 µ m でありましたが高濃度になる

イズで決まること，ラプラスとギブズ−デュヘンのにつれ大きくなり，30 wt％では 104.0 µ m となりま式を用いて報告してきました．今回はゲル中に含ました．このことよりゲル中の sPS 濃度が増加する

れる o-ジクロロベンゼンのポアサイズをイシキリことで球晶内の非晶領域に溶媒が取り込まれたと考

ヤマらの式から求めました．

えられます．
R＝Tm∫ ∆ C dT

∆ H（T）＝ ∆ H（Tm）−

p

2 γ s, lvmTo
∆H∆T

（2）

（1）

t

γ s. l は固液界面の界面エネルギー，Vm はモル体

次にゲル中の異な 3 つの溶媒の存在比を求めるた

積，T0 は三重点， ∆ T は過冷却温度， ∆ H は純水なめに，ゲル中の溶媒の定量を行いました．o-ジクロ

o-ジクロロベンゼンの融解エンタルピーであり，こロベンゼンの液体状態と固体状態の熱容量の差をれらの値を代入して各濃度におけるゲル中の溶媒の∆ Cp としたとき，温度 T での過冷却液体のエンタ

凝集サイズをみつもりました．

ルピー変化 ∆ H（T）は（1）式で示されます．これFig. 4 は低温側のピークを与える溶媒の凝集サイ

よりゲル中の 3 つの溶媒の分率の定量を行いまし

ズの半径を示したものです．このように高濃度になた．

るにしたがって低温側のピークを与える溶媒の凝集

その結果が Fig. 3 のようになりました．このようサイズは小さくなり 30 wt％以上では約 2.5 nm で一に濃度上昇に伴い高温側の溶媒の割合は減少し，不定になりました．このことより濃度が増加すること

凍溶媒の割合は増加していきました．この割合がでゲル中のポリマーは結晶化したため溶媒は球晶内100％ となるように外挿すると，1.2 wt％となり，の非晶領域に取り込まれ，そして押し縮められたとこれ以上では全ての溶媒が不凍溶媒になると考えら考えられます．つまり低温側のピークはゲルのモルれます．したがってゲルの結晶化にともなって球晶

フォロジーに依存していると考えられます．

― １８５ ―

も小さくなりそして融解ピークを与えないほどの大きさになったため DSC チャート 60 wt％では融解ピークが観測されないと考えられます．

3．発表の自己評価
初めての口頭による発表だったが，口頭発表の魅力は発表時間に限りがあるが，1 対 1 で深い内容で意見交換ができ，時には自分では気づかなかった的
確なアドバイスをしてくれたことなどがありましFig. 4

Radius of o-dichlorobenzene calculated byequation（1）dependimg on concentration

た．また対面でセッションを行うため，コミュニケーション能力の向上にもつながるし，親身に聞いて以上のことより高濃度になることでゲル中の球晶くださった方と意気投合し人脈を広げることもできが大きくなり，球晶間の自由溶媒が球晶内の非晶領た．しかし，まだまだ自分の勉強不足が感じられた域に取り込まれたと考え，また球晶内のラメラも厚ため次回の学会では，事前に自分の研究以外への理化することによりラメラ間にある溶媒の凝集サイズ

解をより深めて参加したいとも思いました．

― １８６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

光化学討論会に参加して織

田 あさ美
Asami ODA

物質化学専攻修士課程

1年

1．はじめにわたし は ，2007 年 9 月 26 日 （ 水 ） か ら 28 日
（金）にかけての 3 日間，信州大学松本キャンパスにて開催された 2007 年光化学討論会に参加し，「リポソーム二分子膜内で自己会合した亜鉛クロリンによる集光アンテナモデルの構築」というテーマでポスター発表を行いました．ここでは，研究内容および学会発表で得たことなどを報告させていただきま

図1

す．

BChl-c（a）および亜鉛クロリン（b）

でできた小胞体）を調製

2．研究内容することで，その二分子膜内で亜鉛クロリンを自2−1．緒言生体の光合成では，チラコイド膜のような脂質二己会合させた光合成類似

分子膜に色素−タンパク複合体が組み込まれ，色素のアンテナ系の構築を目

間での光励起電子移動により，膜間でのプロトンの指しました（図 2）．

濃度勾配が生み出されています．一方，人工系においても，脂質二分子膜内に埋め込んだ色素間での電子移動により，プロトンの濃度勾配を生み出す例が報告されています［1］．

2−2．結果と考察
これまでに，17 位の側鎖にヒドロキシデシル

図2

亜鉛クロリンを含むリポソーム

一方で，緑色光合成細菌の集光アンテナであるク

基をもつ亜鉛クロリン（1, 2）は，リポソームの二ロロゾームでは，バクテリオクロロフィル（BChl）-c

分子膜内により多く挿入できることが分かっていま

分子（図 1 a）が自己会合体を形成し，光を吸収しす．よって，17 位の側鎖にヒドロキシデシル基をてそのエネルギーを伝達する役割を果たしていま

導入し，31 位にヒドロキシル基（1）およびメトキ

す．そこで BChl-c のモデル分子として亜鉛クロリ

シ基（2）をもつ亜鉛クロリン（図 1 b）を合成しま

ン（図 1 b）が合成され，これが BChl-c 分子と同した．つぎに，それぞれの亜鉛クロリンとリン脂質様に自己会合体を形成することが報告されていまとの混合物からエクストルージョン法により 1 ある［2］

いは 2 を含むリポソームを調製しました．このとそこで本研究では亜鉛クロリンおよびリン脂質とき，リポソームを界面活性剤で壊して二分子膜がでともにリポソーム（内部に水相をもつ脂質二分子膜

きているという評価を行うため，内水相に高濃度の

す ．

―１
８７ ―

図3

バクテリオクロリン（3）蛍光色素（CF）を封入しました．亜鉛クロリン 1
および 2 を含むリポソームに界面活性剤である Triton X-100 を添加したところ，リポソームが壊れて内水相に含まれる CF がバルク相に放出され，濃度消光が解消されて蛍光が確認できたため，リポソー
ムができていることが分かりました．つぎに，調製したリポソームの可視吸収スペクトルを測定したと

図4

ころ，1 では 743 nm に，2 では 724 nm に吸収帯を示し，亜鉛クロリン 1 および 2 はクロロゾーム型の

亜鉛クロリンを含むリポソームの可視吸収スペクトル（a），蛍光スペクトル（b : λ ex＝450 nm），蛍光励起スペクトル（c : λ em＝800 nm）

自己会合体を形成していることが分かりました．また，このリポソームの AFM 測定を行ったところ，が分かりました．また，蛍光スペクトル測定から，リポソームの形態を保っていたことからも亜鉛クロ3 の添加（図 4 破線）により 725 nm の亜鉛クロリ

リンを含んだ状態でリポソームができていることがン会合体からの発光が減少し，新たにバクテリオク

分かりました．また，光合成細菌から抽出したバクロリンからの発光が 798 nm に現れました．さらにテリオクロロフ ィ ル-a よ り バ ク テ リ オ ク ロ リ ン

蛍光励起スペクトルより，798 nm の発光は亜鉛ク（3）を合成しました（図 3）．そして亜鉛クロリン 1

ロリン会合体の光吸収により起こっていることが確および 2 の自己会合体とバクテリオクロリンをリポ認されました．よって，2 の会合体からバクテリオ

ソームの二分子膜内に共存させることで，エネルギ

クロリン 3 へのエネルギー移動が確認され，リポソ

ー移動が起こるかどうかを調べました．亜鉛クロリームの膜内でバクテリオクロリンと亜鉛クロリン会

ン 2 を含むリポソームの蛍光スペクトルを測定した合体が共存し，エネルギー移動が起こったと考えら

ところ，亜鉛クロリン会合体からの蛍光が観測されれます．

ました（図 4 実線）．そこで，バクテリオクロリン
3 をエネルギーアクセプターとして用いて，亜鉛ク

3．泊まりがけの学会

ロリン：バクテリオクロリン＝20：1 の割合で加今回，ポスターでの学会発表は初めてでしたが，え，同様にリポソームを調製しました．すると，バ

あまり緊張せずに発表することができました．でもクテリオクロリンを加えても亜鉛クロリン会合体の

前回の学会での口頭発表のときのような発表練習は

吸収帯は変化せず，2 は会合状態を保っていることほとんどできていなかったので，発表の際，あまり― １８８ ―

うまく説明できませんでした．今後ポスター発表を行うときは，口頭発表のように事前に何度か発表練

4．おわりに習をしておこうと思います．また，他大学の先生方

今回の学会発表を終えて感じたことは，ポスター

や学生のポスターや口頭発表を見て，学ぶところも発表は見に来てくださった人とのコミュニケーショ

多くありました．そして今回は初めて泊まりがけでンが大事だなと感じました．また，口頭発表のようの学会ということで，会場までの切符を手配したに原稿を暗記しない分，細かいところまで自分の発り，ホテルの予約をしたりと，準備が大変でした．

表内容をおさえておかないといけないことも実感しその一方で，観光旅行に行くような気分でもあり，ました．次回ポスター発表を行う際はこのことを念学会が終わったあとなどは近くの観光スポットなど頭におき，今回よりもうまく発表できるようにしたに行きました．松本は周りが高い山で囲まれている

いと思います．

ので，朝晩はすごく冷えました．でも自然がとてもきれいで，美ヶ原高原からの景色は絶景でした．食

参考文献

事もおいしくて，野沢菜を食べたり，おみやげにも［ 1 ］ T. A. Moore et al ., Nature, 385, 239（1997）.

いろいろ買って帰りました．

［ 2 ］ T. Miyatake et al ., Photochem . Photobiol ., 69, 448（1999）
.

―１
８９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ICBIC XIII に参加して
北 川
悟
Satoru KITAGAWA
物質化学専攻修士課程

1年

amined the reactivities of the complexes with t-

1．はじめにBuOOH, which were monitored by UV-vis spectros-

7 月 15 日（日）から 20 日（金）にかけての 6 日

copy and cyclic voltammetry . And then these com-

間，Austria の Vienna に あ る University of Vienna

plexes have been used as catalysts for oxygenation ofthで開催された ICBIC XIII（13 International Confer-

cyclohexene in the presence of t-BuOOH, which mayence on Biological Inorganic Chemistry）という国際

function to activate the manganese complexes.

学会に参加し，自身の研究を発表しました．今年の3 月に，国内の学会には参加したことはあります
が，海外での発表は初めてで，海外も初めてでした．

3．実験内容本研究では，生体内の環境を考慮したマンガン錯体（Fig. 1）3 つをそれぞれ合成し，それらと酸化

ここでは，学会で発表した研究内容及び学会の感想について書きます．

剤である tBuOOH との反応性を UV-vis スペクトル
測定，CV 測定）を行いました．
また，それらを触媒として有機化合物である cy-

2．緒言

clohexene を 酸 素 酸 化 反 応 さ せ ， 生 成 さ れ る 2-

For aerobic organisms the oxidation（oxygenation）reactions using dioxygen are necessary to maintain forliving . In these systems matalloenzymes have been
known to act as an effective and specific catalyst for
the reactions. Thus, many investigations to mimic them
have been reported so far, because green and sustainable development may be achieved by using active sitesof these enzymes as catalysts in industrial oxidation
process.
In this study novel manganese（III）complexes with
unsymmetrical Schiff bases which include both acid

Fig. 1 合成した錯体

amide and imine groups have been prepared, characterized by physicochemical methods and employed foroxidation catalysts . For comparison the manganese（III）complexes with symmetrical Schiff bases werealso prepared and characterized. Initially, we have ex― １９０ ―Fig. 2

cyclohexene の酸化反応

cyclohexene-1-one（■）, 2-cyclohexene-1-ol（●）, cyclohexene epoxide（▲）を指標にして，その酸素酸化反応について検討することを目的としました．

4．結果・考察
それぞれの錯体に tBuOOH を 30 eq. 添加した時の経時変化を測定しました．MnL1 の UV-vis スペ
クトル測定結果では，等吸収点を持ちながらスペク
トルが変化しました．錯体のみのスペクトルとは異なることから，tBuOOH との反応により活性な中間体が生成したのではないかと考えられます．また，サイクリックボルタモグラムより，−0.47 V 付近に新しい波形が現れたことからもそのことが言えます．この反応は，6 時間後までは等吸収点を持ってスペクトルが変化していたが，それ以降は持たなくなっていることから，分解または，還元されたのでFig. 3はないかと考えられます．

MnL1（上）及び MnL2（下）の酸化反応（O2 下）

MnL2 の UV-vis スペクトル測定結果では，添加直後に大きくスペクトルが変化し，10 分後にはスたことから，この酸素酸化反応は酸素によるものでペクトルを持たなくなっていることから MnL2 があるといえます．しかし，ごく微量のこの酸素酸化

III 価から II 価に還元したのではないかと考えられ反応は，アルゴンガス通気をしているにも関わらずます．サイクリックボルタモグラムについても同様起こっていることから，中間体が分子状の酸素なしに，添加直後−0.58 V 付近に新たな波形が現れたで直接，酸化剤の酸素を酸素酸化反応に用いている

2が ， す ぐ に 消 滅 し て し ま た こ と か ら ， MnL もt

BuOOH との反応により活性な中間体が生成したと考えられます．
2

Fig. 3 は MnL 及び MnL の酸化反応の図です．
2

MnL1 と MnL3 を比較すると，顕著な差異は見られなかったので，割愛させていただきます．

1

1のではないかと考えられます．

3

これらの結果から，両錯体とも分子状の酸素を用

MnL , MnL , MnL ともに生成量は，2-cyclohexene-

いて酸化反応をしていて，非対称錯体の方がより酸

1-one＞2-cyclohexene-1-ol＞cyclohexene epoxide で，化触媒として作用したと言えます．

13非対称錯体である MnL , MnL の方が，対称錯体である MnL2 より収率がよかったです．また，MnL1

5．発表については約 2, 3 時間誘導期間がみられるが，MnL2 にはそ

国内とは違い，国際学会ではポスター発表中はビれがみられないという結果になりました．次に，こールやワインを飲んだり，ウィンナーやチーズ，ポの酸素酸化反応が，酸素化された基質の酸素が分子テトを食べたりと非常に和やかな雰囲気で行われま状の酸素によるものなのか酸化剤によるものなのかした．今回の学会も，ポスターを用いて発表しましを調べるため，アルゴンガス通気したものを比較した．学会は今回で二回目なのですが，国際学会なのました．結果から，酸素化反応が行われていたが，で，初めてといってもいいでしょう．国内ならたぶ

酸素通気したときの結果より大きく生成量が減少しん緊張することはなかったと思いますが，とても緊― １９１ ―

張しました．何人かの方々は，私のポスターを見にが，話せない人にすればあまり楽しくありません．

来て下さいました．興味を持って下さっているとい

日本にいるときには，英語を話したいなと思う程度

うことなのでうれしいのですが，英語が苦手なのでだったですが，ここに来て英語を話さなければ生きあまり来てほしくないという気持ちもありました．

ていけないと思いました．もっと英語を勉強してお質問者は，私が質問の意味を理解していないと分かけばよかったなと，今更ながら後悔しました．

ると，ゆっくりで分かりやすい単語を用いて質問をするなどして配慮して下さったので，自分の持っている知識をすべて振り絞ってなんとか切り抜けるこ

6．オーストリアの感想
私は，生まれてこの方一度も日本から出たことがなかったので，わくわくしていましたが，ヨーロッとができました（Fig. 4, 5）．
いろいろな国の方ともっと話をしたかったのです

パに何度も行かれたことがある先生方のアドバイス

が，英語が話せないのでコミュニケーションが取れを伺うと，治安は日本と比べるとかなり悪く，危なませんでした．話せる人は会話が楽しいと思います

いから用心して言ったほうがいいとか，どういったことに気をつけないといけないとか，こんなところ
が日本と違うといったいろいろなことを教えてもらい，ある程度の知識をもって出発しました．
オーストリアというと，やはり思い浮かぶのは，
多くの有名な音楽家が生まれた音楽の都で，あのモーツアルトが生まれた国で有名です．また，多くの寺院などの重要文化財が数多く残っています（Fig.
6）．
いざ，オーストリアに着くと，まず感じたのは暑かったことです．天気予報では最高 39 度に達するとのことでした．しかし，日本との大きな違いは，

Fig. 4 学会会場の（外）様子

じめじめした感じはなく，日陰に入るとひんやりと涼しく感じました．

Fig. 5 質疑応答の様子

Fig. 6 シュテファン寺院― １９２ ―また，その他の違いとしては，ウィーンは非常に

私の口には合いませんでした．完全な欧米スタイル

日が長く，21 時にやっと日が沈 み ま し た ． な のなので，お米の代わりパンが主食で，肉類といえばで，外の明るさと時間に違和感がありました．しかハム，ベーコン，ソーセージで，野菜はほとんどなし，そのおかげで学会が終わってからも，ウィーン

く，味付けは非常に塩分の効いたものでした（Fig.

市内を観光することができました．町並みは，古い

7）．初日は，欧米スタイルもいいかもと思いました

石の建物の歴史的な重みがあり，その町並みのきれが，やはり二日目，三日目となると日本人の私にいさには感激しました．そして，文化，芸術によっは，ご飯に味噌汁が恋しくなりました．

て醸し出される風土が存在していると感じました．
食事についてですが，正直な感想を述べますと，

7．おわりにこの学会では研究の面以外にも多くのことを学びました．先ほども述べましたが，私は海外旅行に言った経験がなかったので，飛行機の乗り方一つについても勉強になりました．また，その国の独特の風習なども知ることができ，いい経験になりました．
国際学会は国内のとは違い，準備や金銭面に苦労しますが，社会人になってからはなかなか海外に行
く機会がないと思うので，学生のうちに行けるなら行ったほうがいいと思います．いや，ぜひ行くべきです．
最後に，今回の ICBIC XIII に参加するに至っFig. 7 ホテルの朝食て，ご指導いただいた先生方に深く感謝します．

― １９３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

高分子討論会への参加
木 村 祐 輝Yuki KIMURA
物質化学専攻修士課程

1年をそのまま利用したもの，化学処理したもの，微生

1．はじめに物産生のものなどが挙げられます．中でも微生物産

今回私は 2007 年 9 月 19 日から 21 日に名古屋市にある名古屋工業大学において開催された第 56 回
高分子討論会に参加しました．

生のプラスチックは環境中での分解が早く，環境に負荷が少ない材料として期待されています．
実験で用いる微生物は炭素源を与え飢餓状態に置くとポリエステルをエネルギー源として体内に蓄積

2．準備します．今回，Wautersia eutropha と呼ばれている学会でのセッションはオーラルによるものとポス菌を用いました．この菌は 1920 年代に見出され，ターによるものの 2 種類がありますが，今回はポス

1980 年代から急速に研究が行われてきました．炭ターの形式での発表でした．

素源や培養条件を変化させることで蓄積するポリエ

ポスターはオーラルと比べ発表に時間的余裕があ

ステルの種類や蓄積量が増減したりします．また最り，また見に来られる方にも質問する時間がたくさ

近では遺伝子操作やポリエステルの合成に必要な酵んあるので，内容を詳しくし精確に作成する必要が素のみを抽出して行う in vitro の実験なども活発にあります．また，自分の発表しやすいように文章となってきています．

図の構成にはとくに気を遣いました．

微生物に与える炭素源としては安価で豊富に存在するものが最適とされます．今回，炭素源をアミノ

3．発表内容酸として PHA の生合成を行いました．アミノ酸自私は微生物プラスチックに関する研究を行ってい体は単離，精製するのに現在のところまだまだコスます．近年，石油枯渇が問題視されるようになり，

トがかかりますがたんぱく質として自然界に豊富に資源の有効活用が叫ばれるようになっています．プ

存在するため，炭素源として用いることが可能であラスチックは人類の発展に大きく貢献してきました

ると考えました．

が，反面，安価で供給できるために廃棄量が増え，さらに今回は従来からよく培養に用いられている

不法投棄され環境汚染の引き金となり，丈夫である培地である窒素フリーの培地とリン，マグネシウムがため回収が困難，さらに焼却処理による多量のおよび窒素フリーの培地を用いました．窒素フリー

CO2 の排出も懸念されています．

培地と，リン，マグネシウムおよび窒素フリーの培

近年，この問題の解決策として再生可能な炭素減地を用いたときの収率を表 1 に示しました．リン，を利用した生分解性のプラスチックが注目されていマグネシウムおよび窒素フリー培地での PHA 収率

ます．生分解性プラスチックは原料が天然資源であが全体的に向上し，特に Leucine, Isoleucine およびり，自然環境中で分解されやすいという従来の汎用

Phenylalanine を炭素源として用いたとき 40％ 以上

プラスチックとは異なる特徴を有します．天然資源の高い PHA 収率を得ることができました．

―１
９４ ―

表1
Amino acid

アミノ酸と PHA 収率
Nitrogen freePhosphate, Magnesium,
Nitrogen Free

Polymer content（％）
LeucineIsoleucine
Phenylalanine
Tyrosine
ValineProrineThreonine
Histidine
Glutamine

30
27.9
16.4
28.2
19.3
8.4
3.9
2.5
2.7

49.7
47
42.5
39
26.4
24.1
24.7
14.8
12.7

図1

乾燥菌体重量と蓄積した PHA の重量

Valine, Leucine および Isoleucine の 3 種類の分岐鎖アミノ酸（BCAA）が特に PHA に代謝されやすいことが分かりました．脱アミノ基の後，4 または5 の適当な炭素鎖の骨格のみが残り W. eutropha がPHA を生合成するために少ない代謝経路をとったためであると考えられます．Phenylalanine およびTyrosine は構造式にベンゼン環をもつ芳香族アミノ酸（AAA）でありますが，高収率で代謝されたことを確認しました．
PHA の収率の比較的高かった ア ミ ノ 酸 を 用 い

図2

カザミノ酸を用いた PHA 生合成て，乾燥菌体重量と蓄積された PHA の重量を比較行いました．図 1 にその結果を示します．これらのカザミノ酸は天然に存在するため，アミノ酸以外

中で Tyrosine が最も乾燥菌体重量は高く，蓄積すの化合物が影響したと考えていますが今後の課題のる PHA の重量も高くなりました．したがって高収

ひとつになりました．

量の PHA を得るためにはアミノ酸の中で Tyrosineが最も効率がいいことが分かりました．

4．学会発表さらに，牛乳たんぱくの主成分であるカゼインを

上記の内容を発表しました．ポスターの発表は小加水分解したカザミノ酸を用いて PHA の生合成をぢんまりした体育館を借りて行われました．9 月も行った．カザミノ酸 100 g 中には Glutamine 酸 6.67

終盤に差し掛かっていましたが会場を包む熱気はす

g, Asparagine 酸 3.71 g, Leucine 3.13 g, HIstidine 2.84

ごいものでした．熱気と格闘しながらの発表でしg, Lysine 2.91 g, Treonine 1.25 g, Isoleucine 1.11 g,

た．そんな環境にもかかわらず熱心に耳を傾けてく

Valine 1.75 g, Tyrosine 1.1 g を含有しています．そださった方々に感謝したいと思います．

の結果を図 2 に示します．
カザミノ酸は PHA 生合成されるアミノ酸を含有

5．おわりにしているにも関わらず，カザミノ酸の添加量が増加

最後になりましたが，今回発表の機会を与えてくしても PHA の収量および収率は低いままで乾燥菌

ださいました中沖隆彦教授，日頃丁寧親切にご指導

体重量（DCW）のみ増加しました．

ご助言いただきます本研究室の先輩方々および林研― １９５ ―

究室の皆様，特に辻本敬助教にこの場をお借りして感謝申し上げます．

―１
９６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

平成 19 年度繊維学会年次大会に参加して後

藤 直 子
Naoko GOTO

物質化学専攻修士課程

1年

野など幅広い分野で使われています．

1．はじめに

そして多様な結晶構造をとることと溶媒との特殊

今回，2007 年 6 月 20 日から 22 日にタワーホーな相互作用による結晶多形があるため学術的な面か

ル船堀（江戸川区総合区民ホール）で開催された平らだけでなく実用的な面からも注目されている高分

成 19 年度繊維学会年次大会に参加し，「 δ e 型シン

子材料です．

ジオタクチックポリスチレンへの鎖長の異なるアルコールの取り込みと拡散係数」と題して初めての口

さまざまな溶媒の脱離速度（FT-IR 測定）

頭発表を行ってきました．今回はさまざまな溶媒かさまざまな溶媒から δ 型フィルムを作成し，超らキャストしたシンジオタクチックポリスチレン

臨界二酸化炭素中で処理し， δ 型結晶中の溶媒の（sPS）の溶媒含有結晶から超臨界二酸化炭素処理す

脱離挙動を比較検討しました．表に示される溶媒かることによりポアサイズの制御を試み，このポアをらキャストしたフィルムを超臨界二酸化炭素で処理利用した選択的溶媒の取り込み及び拡散係数についしたときの吸光度の時間変化を Fig. 1 に示していまて報告してきました．

す．またこれらの吸光度は各溶媒の特有バンドを用

2．発表内容ポリスチレンについて
ポリスチレンはフェニル基のついた炭素があるため，アタクチック，アイソタクチック，シンジオタ
クチック連鎖の 3 種類の立体規則性の異なる配列があり，これらの分子構造の違いからそれぞれの物性は大きく異なります．今回用いたシンジオタクチッ
クポリスチレン（sPS）は従来の汎用ポリスチレンの持つ低比重性，耐加水分解性，良成型性，良電気特性に加え，結晶性樹脂の特徴である耐熱性（融点270℃），耐薬品性を兼ね備えたエンジニアプラスチ
ックです．sPS の溶融からの結晶化の割合は，同様に過冷却の条件下のアタクチックポリスチレンよりも，大きさが約 2 倍大きく，270℃ 付近の融点で結晶化が 70％ 以上に達することができます．その用
途は自動車分野，電子部品分野，家電分野，機械分―１
９７ ―Fig. 1

Absorbance of each bands for eachsolvents depending on time in scCO2

いました．
これらの結果より，それぞれの溶媒は時間とともにピーク強度は減少し，赤丸で示したモル体積の小さいクロロホルムはもっとも速く脱離し，モル体積が大きくなるとともに溶媒の脱離時間は長くなりました．このことより溶媒の脱離速度はモル体積に依存していると考えられます．
I 4
＝
I0 d

!Dt
π
Fig. 3

また脱離速度は Fick の式より拡散係数ラージ Dを見積もることができます．スモール d はフィル

Molar volume versus δ space of（010） before and after treated in
scCO2. □ : δ form, ● : δ e form

ムの厚さを示しており，この左辺の吸光度変化を時間の 1/2 乗に対してプロットすることにより拡散係

このことより b 軸の変化が直接空孔サイズと関係数を求めることができます．モル体積が増加するとあると考えられます．そこで先ほどもちいました 5

ともに傾きが緩やかになっていることからこの初期

種類の溶媒の空孔サイズを溶媒のモル体積に対して勾配を利用し拡散係数 D を求め，モル体積に対しプロットすると Fig. 3 のようになります．
溶媒のモル体積が大きくなるにつれて， δ 型もてプロットしたのが Fig. 2 です．

δ e 型結晶もともに b 軸が長くなっています．つまり空孔サイズが大きくなっていることが分かります．このことより，モル体積の大きな溶媒では脱離が遅くなると考えられます．

δ e 型 sPS フィルムによる有機溶媒の選択的取り込み（FT-IR 測定）
今回，クロロホルムキャストフィルムを超臨界二Fig. 2

Diffusion coefficient against molar volume

その結果，モル体積が増加するとともに拡散係数は減少しました．このことから，空孔サイズと拡散係数の関係を明らかにするために X 線回折パター
ンを測定しました．
さまざまな溶媒の空孔サイズ（X 解回折パターン）
Guerra らの報告より，溶媒の影響は a 軸と c 軸に関係なく b 軸のみが変化するとされています．
― １９８ ―

Fig. 4

Infrared spectra of δ e-form of sPS
soaked in pentanol , hexanol , heptanol, octanol, nonanol, decanol

酸化炭素処理したナノポアフィルムを用いて直鎖状アルコールを浸し選択的取り込みを行いました．
Fig. 4 は鎖長の異なる直鎖状のアルコールの取り込みを検討するためペンタノール，ヘキサノール，ヘプタノール，オクタノール，ノナノール，デカノー
ル中にクロロホルムキャストフィルムを 1 日浸し，IR 測定を行った結果です．炭素鎖が 6 であるペン
タノールまで OH 伸縮モードが観測され，フィル
ム中への溶媒の取り込みが確認されました．これらの結果を用いて拡散係数を求めました．

Fig. 5Time dependence of incresed absorbancefor methanol ■ , ethanol ● , propanol▲, butanol ◆, and pentanol ▼Fig. 6

Diffusion coefficient against carbon number

直鎖状アルコールの拡散係数
まず炭素数 1 から 5 のアルコールの取り込み時間を測定するため IR 測定を行い，膜厚がそれぞれ異なることよりポリスチレンの C-H 面内振動モードの吸光度を用いて校正しました．その結果を Fig. 5にしめします．
このことより，鎖長の長いアルコールになるとともに取り込み時間は遅くなりました．また，最大となる吸光度は鎖長が長くなると増加しました．これは，疎水性である CH2 が多ければ親和性がいいた
めはいりやすいと考えられます．
脱離のところで示しました Fick の式を用いて拡散係数を求めました．飽和状態に達した吸光度で規格化して時間の 1/2 乗に対してプロットしました．
これは鎖長が長くなるとともに傾きが緩やかになっています．この初期勾配より拡散係数を求めまし3．おわりに繊維学会という高い専門性を必要とする学会で発表することで大きな自信がついたと思います．またた．
その結果鎖長が長くなるにつれて拡散係数は減少しました．以上の結果より，拡散係数が減少したのは，分子運動の影響と分子鎖が増加するとコンフォ
メーションとしてゴーシュをとる可能性があるためその結果を専門家に 15 分で説明することの難しさを知りました．
今後，学会参加にむけて目標を掲げて，多くの経験を手にしたいと思います．

と考えられます．

― １９９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

粘土学会で研究成果を発表して塚 原 泰 志Taishi TSUKAHARA
物質化学専攻修士課程1年持されたアンモニウムイオンを，還元剤の前駆体物

1．はじめに質として用いる還元方法を考え試みた．これは金属

私は 2007 年 9 月 12 から 14 日にかけて北海道大イオンとアンモニウムの両方を含むゼオライトをイ

学学術交流会館にて開催された「第 51 回粘土科学

オン交換法により交換後，このゼオライトを加熱討論会」に参加し，研究成果「（Ni, NH4）-ゼオライ

し，アンモニウムイオンから分解発生するアンモニ

ト X からの加熱還元によるニッケルナノ粒子の調アにより，金属イオンを還元することによって，ゼ製」についてポスター発表を行いました．

オライト細孔内への金属ナノ粒子の調製する方法である．本研究では，ニッケルイオンとアンモニウム

2．研究発表内容
2. 1

イオンで交換されたゼオライト X の加熱還元によ

背景・目的るニッケルナノ粒子の調製を行った．

金属のナノサイズ微粒子は，表面積が極めて大きいためバルク状態に比べ触媒などの性能が向上した

2. 2 実験操作

り，また表面プラズモンによる金属粒子の着色など

ゼオライト X は市販の Na 型粉末試料を用いバルク状態にない特性の発現が知られていることかた．はじめに，ゼオライト X に対して 1 mol/l の硝ら，その作製方法が数多く研究されている．しかし酸アンモニウム溶液を加え，室温で 24 h イオン交ながら，従来の方法で得られた金属ナノ粒子の強い換処理を行った．溶液を数回交換しイオン交換処理

凝集性が応用面における問題となっている．この凝を行った後，風乾し，NH＋4 -交換ゼオライト（以集の解決策として，ゼオライト細孔内への金属ナノ

後，NH−4X）を得ました．次に，NH−4X 10 g に異な粒子の分散担持方法が検討されている．ゼオライト

る濃度の塩化ニッケル溶液を 1000 ml 加え，室温ではイオン交換能によりその細孔内に金属イオンを容24 h 処理しました．交換処理試料は，水洗後，風易に均一分散でき，またゼオライトの空洞が粒子の乾しました．以後，得られた Ni2＋と NH4＋の両方を成長を防ぐことができることから，ゼオライトの交含むゼオライトを，（Ni, NH4）-X と表します．（Ni,

換性陽イオンを金属イオンと交換後，水素等の還元

NH4）-X の還元温度を決定するために，TG-DTA 測

ガス雰囲気熱処理，電子ビーム照射，光還元処理，定を行い，その結果，決められた温度で加熱処理を

電気化学還元処理などによる金属イオンの還元を行行った．この加熱試料を XRD, FE-SEM, TEM, FT-IR

い金属ナノ粒子を調製する方法が数多く報告されてによって調べた．

いる．しかしこれらの方法はいずれもゼオライト外部からの還元処理であるため，ゼオライト結晶表面

2. 3

結果と考察

に優先的に金属が成長する欠点が存在する．そこでTG-DTA 測 定 及 び 加 熱 試 料 の FT-IR 測 定 を 行

本研究では，イオン交換によってゼオライト中に保い，その結果から，NH4＋ からのアンモニアの生成

―２
００ ―

Fig. 1 TEM image of 0.01 M（Ni, NH4）-X
heated at 200℃ for 1 h
は 200℃ 前後にて最も多く生成することが分かった．そこで（Ni, NH4 ）-X 試料を 200℃ で加熱処理
し，ニッケル金属の生成を調べた．0.01 mol/l の塩化ニッケル溶液で調製した試料を 200℃，1 時間加熱した試料の透過型電子顕微鏡（TEM）像を図 1に示した．ゼオライト粒子内に 1〜5 nm 程度の粒子が観察され，電子線回折像の結果から，これらナ

Fig. 2ノ粒子は立方晶の構造をもつニッケル金属であるこ

FE-SEM image of 0.01 M（Ni, NH4）-X
heated at 200℃ for 1 hとが分かった．ゼオライト X の細孔の最大直径は1.3 nm であるにもかかわらず，生成したニッケル
ナノ粒子は 1.3 nm 以上に成長している．これはア
ンモニアの脱離と還元反応によって細孔が一部破壊な方法である．

3．学会にてされたゼオライト内において，ニッケル粒子が成長

今回の学会は，一日目の午前中に口頭発表，午後

していることを示している．次に電界放射走査型電に特別講演とシンポジウムが行われ，二日目の午前

子顕微鏡（FE-SEM）画像を図 2 に示した．ゼオラ

中にもう一度口頭発表が行われました．口頭発表で

イト X 特有の正八面体の結晶形態は保たれていは後藤研究室の共同研究者の一人である鉄道総合研て，その表面に数 nm の球状粒子が多数析出してい究所の上原元樹先生をはじめ多くの講演を聞きまし

ることが観察できる．この粒子はニッケル金属粒子た．そこでは活発な発表と質疑応答が繰り広げらと考えられ，ニッケルの還元は細孔内だけではな

れ，化学だけではなく鉱物学や地質学など幅広いジ

く，表面でも起こることが明らかとなった．

ャンルの発表があり，内容を理解することが難し
く，まだまだ自分の勉強不足と知識のなさを痛感す

2. 4

結論

るとともに，研究者としては化学だけではなくさま

以上の結果より，（Ni, NH4）-X を加熱することでニッケルナノ粒子を調製することに成功した．このざまなジャンルの知識が必要であり，もっと勉強をしなければならないと思いました．

方法は大気中でニッケルイオンを還元することが可

二日目の 13 時から 15 時にかけて私の参加するポ能であり，外部からの還元雰囲気を必要としないこスター討論が行われました．発表の時間は 2 時間あとから，従来の還元方法と比較して，簡単かつ安全

り，発表前はとても長いと思いましたが，実際に発― ２０１ ―

表してみるととても短く感じられました．発表には15 人ぐらいの人が来られ発表を聞いて質問をもらいました．写真は発表の様子です．
最初のうちは，緊張して詰まったりかんだりしま
したが，時間がたつにつれ，気持ちもほぐれ自分の言いたいことが伝えられたと思います．その説明も，勉強してきたことの集大成として，自分の知識を総動員し相手にとって可能な限り分かりやすく説明できたと思います．
また余裕のできた後半では，あまり時間が無くす
べてのポスターを見ることができませんでしたが，他大学や企業のポスター発表をいろいろ見て回りました．発表者の皆さんは，よく分からない私に対しても，懇切丁寧に非常に分かりやすく説明していた
だき，ポスターの構成や図表の配置といった内容を理解してもらうための工夫や説明力の高さ，自身の研究に対する理解の深さに私はただただ圧倒されるばかりでした．また他大学の人と私の実験やその応用研究などに対して議論と意見交換ができたので役立ちました．

4．おわりにことをお勧めします．

学会全体を通してみれば，私自身の知識のなさや勉強不足を痛感し，また，発表に関しても準備不足

5．謝辞

であり満足の行かない部分もありました．今後，学最後になりましたが，学会に参加するという貴重会に参加する機会があれば，今回の経験を生かし必な機会を与えてくださり，また，発表するにあたっ

ずやさらによりよい発表にしたいと思います．そのてさまざまな助言をいただいた後藤義昭教授ならびときには，発表練習を完璧に行い今度は口頭発表でに栃木県産業技術センター松本泰治氏には心から感挑んでみたいと思います．

謝致します．また，TG-DTA に関してご指導いた

この経験はこれからの修士研究や後輩の卒業研究

だいた白神達也専任講師，SEM 観察に関してご指指導だけではなく，今後の人生の研究生活にも役立導いただきました中野裕美実験講師に深く感謝申し

つとても重要なものです．もしこの研究活動報告書

上げます．

を読まれて学会に興味を持たれたら，ぜひ参加する― ２０２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 72007 年光化学討論会でのポスター発表
中 川 裕 友Hirotomo NAKAGAWA
物質化学専攻修士課程

1年

はじめに
今回 2007 年 9 月 26 日（日）から 28 日（火）に
信州大学松本キャンパスで開催された 2007 年光化学討論会に参加し，「ジチエニルエテン誘導体の IR
スペクトルに及ぼす置換基効果」についてポスター

図1

置換基効果を調べるのに用いた化合物発表を行いました．この学会で発表した研究内容と，学会発表の感想を述べます．

研究背景
フォトクロミック化合物を光記録材料に応用する
場合，両異性体の熱安定性，繰り返し耐久性，などの多くの必要条件が指摘されてきました．ジチエニ
ルエテンは，これらの条件を満たしたフォトクロミ
ック材料でありますが，非破壊再生機能については，現 在 も 研 究 が 続 い て い ま す ． 我 々 は ， 赤 外（IR）光を再生光に用いると完全な記録の非破壊再生ができることを提案しました．しかし，IR 光は波長が長いため記録密度が高くできません．この欠点を克服すべくフォトクロミック記録の多重化，さらに近接場 IR 光を用いた記録の高密度化を検討してきました．この目的のために，ジチエニルエテンの構造と IR スペクトルの関係を再検討しました．

研究内容
置換基の異なるジチエニルエテン誘導体 1o−3o を

図2

合成し，その開環体と閉環体の IR スペクトルを四化合物 1 の IR スペクトル（a）実測値（b）計算値

塩化炭素溶媒中で測定しました．計算値は HF/6-31
G により計算し，実測値と比較し，それぞれの置換基効果について調べました．

1120 cm−1 付近の IR バンドについてみると 1o（開環体）では 1128 cm−1 に強い IR バンドが観測され― ２０３ ―

ましたが，1o では 1120 cm−1 , 1140 cm−1 に二つのピークが観測されました．この結果はフッ素化された学会を終えて

5 員環の面外振動モードとチオフェン環の CH 変角

今回ポスター発表という形式で発表しました．発

振動モードに由来します．1o では 2 つのチオフェ

表時間は 1 時間半と長く感じました．自分のポスタ

ン環の CH 変角振動モードの IR バンドであり 5 員

ー発表の日は同じ系統のポスターが集まる日で多く環の面外振動モードが弱いため IR バンドは 2 つにの人が来られました．ポスター発表が始まってから割れます．1c（閉環体）では CH 変角振動モードと多くの人に必死に説明をしていました．聞きに来ら

5 員環の面外振動モードが大きくなりそして重なりれる人の流れが止まって時計を見たら 1 時間たって−1いました．日本化学会の時とは違い，今度は同じ光1340 cm , 1400 cm , 1500 cm の周りのピークにつ化学のフィールドの研究をされている人ばかりだっいても誘導体ごとに IR スペクトルの実測値と計算たので鋭い質問が矢継ぎ早に飛んできたので大変で値を比較検討しました．化合物 1 と 3 は開環体と閉した．緊張はしなかったのですが，非常に疲れまし

環体で大きなスペクトルの差が見られたことから，た．

あうため大きな IR バンドが得られます．1280 cm ,
−1

−1

−1

読み出しが可能だと考えられます．この結果を用い学会では他の人の発表で自分の研究に役に立つ情てより非破壊読み出しに適した構造を考えたいと思報を得ることができたり，自分とは違う発想でされいます．

ている研究を聞けたりしたので，自分にとって非常にプラスになったと思いました．

― ２０４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ICBIC に参加して野 崎 藍 子Aiko NOZAKI
物質化学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は，2007 年 3 月 25 日から 28 日にかけて，関西大学理工学部千里山キャンパスで開催された「日本化学会第 87 回春季年会」にポスター発表の形式
で参加しました．学会へ参加することが初めてだったので，とても緊張しました．ここでは，今回私が学会で発表した研究内容と，私が経験したことを報告します．
Fig. 1 マンガンクラスターの模式図

2．研究内容ム原子からなる四核マンガンオキソクラスターを形

2−1．緒言近年，私たちは，化石燃料の代替エネルギーとして，環境に配慮し自然界のエネルギー循環に調和したエネルギーシステムを模索している．

成しており，水の酸化による酸素の発生を実現している．
光合成における酸素発生部位でマンガンは作用

太陽エネルギーは地球の光環境，温度環境の形成

し，OEC において酸素発生に大切作用をしていに最も重要な役割を果たしている．そして，生命エる．光合成における酸素発生部位でマンガンは作用

ネルギーの源が太陽エネルギーであることも言うま

し，OEC において酸素発生に大切作用をしている．

でもない．生物は，太陽光エネルギーを生命エネル

マンガンは，通常の酸化状態は二価である．少しギーへ変換する能力を獲得することにより多様な進配位磁場の強いものを使用すると簡単に酸化され，化の過程を歩み始めた．これは，太陽光の下で進化

マンガン（III）錯体が得られる．例えばシッフ塩

している生物が，生きるためのエネルギー源として基，H（salen）などマンガン（II）塩を空気中で反2

光エネルギーを利用しながら光合成をしているから応させると，容易にマンガン（III）錯体になる．こで，全ての生物界に見られる．そこで注目したのがこまでは，鉄イオンの錯体とは変わらないが，マン

光合成の仕組みである．

ガンイオンの場合，（II）→（III）→（IV）の酸化還元

光合成の PSII の過程において，膜に結合したタ過程が非常にスムーズに進行することが特徴的で鉄

ンパク質複合体として存在している酸素発生錯体

イオンとは異なる．この電子移動の容易さが，光合（OEC : Oxygen Evolving Complex）と呼ばれるマン

成での酸素分子発生に重要であって，マンガンイオ

ガン蛋 白 は ， 重 要 な 役 割 を 果 た し て い る ． OEC

ンが使用されている原因の一つであると考えられは，4 つのマンガン，4 つの酸素に 1 つのカルシウ

る．

―２
０
５―

水から酸素を発生するためには，水を酸化的に分ride , anhydrous 存 在 下 ， ethyl acetate 中 で 反 応 さ

解し 1 分子の酸素を得るために，2 分子の水から 4

せ，1,3,5-triacetyl-2,4,6-ihydroxybenzene を得た．こ

電子を除去することが必要である（1）．

れに 5-carboxysalicylaldehyde（5-carboxy-salH）と ethylenediamine の 1：1 縮合物の反応を少量の DMF＋−

2 H2O→O2＋4 H ＋4 e

（1）を溶媒として反応させたが，収量が少量しか得られなかった．別途，同様の反応を 540 W のマイクロ

これは，水分解クロックと呼ばれる機構によって波加熱により合成したところ，高収率で得られるこ

H2O と O2 へ変換されることが実験的に証明されてとを見出した．この配位子と LiCl 存在下 Mn（ III）

いる．

（OAc）3・2 H2O との反応から目的の三核 Mn（III）シ

そこで，本研究は，PSII モデルマンガン錯体とッフ塩基錯体を得た．しかし，この錯体は，溶媒にして三核マンガン錯体を合成し，得られた錯体と水溶けにくかったので合成した配位子をエステル化しとの反応性を検討することを目的とした．

た ． そ こ で 得 た 配 位 子 を LiCl 存 在 下 Mn（ III ）（OAc）3・2 H2O との反応からさらにの三核 Mn（III）
シッフ塩基錯体を得た．三核 Mn 錯体は，IR スペ

2−2．実験
phloroglusin と acetyl chroride を iron（ III）chlo-

クトル，磁化率などにより同定した．またこの錯体と塩素および水との反応性を UV-vis スペクトル，
電気化学測定により検討した．

2−3．結果と考察
Fig. 3 及び 4 より Mn（II）⇒Mn（III）の酸化波は，1 つのみ確認できたのに対し，Mn（III）⇒Mn（II）の還元波は，3 つのピークが見られたことより，三核

濃度
支持電解質
参照電極
対電極
作用電極
掃引速度
溶媒

Fig. 3Fig. 2 三核マンガン（III）錯体の反応機構―２０６ ―

1×10−3M［CH（CH
・PF6
3
2）
3］
4N
Ag/AgCl 電極
Pt 電極
C 電極
100 mV/sec
MeCN, MeOH

1
1.5 eq Cl2 添加後の Mn（L）Cl3
3のサイクリックボルタモグラム

加していることから，Mn（ III）→Mn（ IV）へと価数が増加していると思われる．ここに H2O を添加す
ると 600 nm 付近の吸収が減少していることから，
Mn 錯体が水を酸化し，自身は Mn（ IV）→Mn（ III）
へと還元されたと考えられる．

3．国際学会について
国際学会初日にはセレモニーがありました．セレFig. 43

27.5 eq Cl2 添加後の Mn（L）Cl3 のサイ
3
クリックボルタモグラム

モニーは開会宣言がされ，その後立食パーティーが行われました．パーティーには，ご当地ワインやビール，ハムやベーコンにたくさんの食べ物が用意されており，日本の雰囲気とは異なったラフな感じで行われました．
今回私は，ポスター発表という形式で発表したのですが，周りの人たちが外国の方と言うこともあり，発表の時はかなり心細かったです．発表中，一人の女学生に質問を受けましたが先生や周りの仲間に助けられ，理解してもらうことができました．

Fig. 51
Mn（L）Cl3 に塩素および水を添加した
3
時の UV-vis スペクトルの変化「学会は情報収集の場所」．ポスター発表も無事に終
わると，今度は自分の研究に関する情報や面白い配位子を合成していたポスターを見に行きました．

Fig. 62
Mn（L）Cl3 に塩素および水を添加した
3
時の UV-vis スペクトルの変化

錯体を形成していることを確認した．また，Mn（III）⇔Mn（IV）の酸化還元波は現れなかった．これは，methanol が Mn（IV）を Mn（III）へとすぐに還4．ウィーンについて
今回，私たちは 7 日間ウィーンに滞在しました．
ウィーンはオーストリアの首都で，オーストリアの元しているからと考えられる．
これらの合成した錯体と，塩素及び水との反応性

中では人口最大都市とされています．日照期間は長は，Fig. 5 及び Fig. 6 に示した．塩素及び水との反く，夜 8 時を過ぎても太陽が照り，9 時を過ぎると応性は，共に Cl 2 添加後に 600 nm 付近の吸収が増

いきなり陽は落ち始めます．私たちが行った時の気― ２０７ ―

温は約 37 度とオーストリアの 7 月の平均気温（25

光できました．キリスト教とプロテスタントの教会

度）から比べるとかなり気温が高かく，7 日間すべは，建物の様式も異なり，中の雰囲気は全く違いまて雲 1 つない晴天でした．この暑さのせいか現地のした．偶然にもミサの最中に教会を観光することが人たちは飲料水を持ち歩き，常に水分補給をしていでき，信仰心の深さを感じることができました．

ました．私たちも常に水分を持ち歩いて行動していたのですが，あまりの暑さに冷えた部屋と冷えた飲

5．国際学会を終えてみ物欲しさにカフェに入ることもしばしば・・・．

私は，今回，ポスター発表という形式で発表しま

しかし，カフェに涼みにいったはずなのに，現地のした．周囲のなれない環境と会場の広さと大勢の参カフェには冷房設備がないのです！！室内よりも外加者にとても圧倒されました．ホテルや学会の受けのオープンテラスで休む方が涼しいのです．その時付けの際ももちろん全て英語で会話でしたが，持参の私たち意気消沈しました．

した英会話本や出発前に先生方に教わった言葉で，主食はもちろんパンです．基本的にウィーンのご乗り切ることができました．一番困ったのが，レス

飯は塩分高めでした．やはりあの暑さに耐えるにはトランでの注文でした．メニュー表示がドイツ語表

エネルギーが必要なのかと思いました．

示しかしていないものもあり，注文したものがどん

ウィーンの街並みは，建物全体が近代的なアート

なものか，誰が注文したものか分かりませんでしで装飾されており，ヨーロッパの独特な雰囲気を感た．学会とは，自分の研究内容を報告するだけでなじました．建物自体が 15, 6 世紀に建てられたもの

く，参加者の研究内容を知ることでさまざまな視野もあり，建て直しはせず壊れたら修復作業をしていを広げると伴に，同様の研究や合成を行っている参るので，現在も昔の装飾のままで残っているそうで加者と情報交換できる，お互いの飛躍の場所です．

す．街中には，バスや路面電車だけでなく馬車も多今回，国際学会で発表をして，自信を持つことがでく走っていることに驚きました．学会の空いた時間

きました．そして，さらに研究に対する視野を広げに少し観光もしました．

ることができました．これからも機会があれば，さウィーンといえば，こういった近代的に装飾され

まざまな学会に参加して行こうと思います．

た建物や教会やサウンドオブミュージックです．街中には，教会や寺院が多くありさまざまな教会を観― ２０８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

光化学討論会に参加して長谷川 俊 介Shunsuke HASEGAWA
物質化学専攻修士課程

1．はじめに1年

2．発表内容私は今回，9 月 26 日から 28 日まで長野県の信州

光合成系において，多くのクロロフィル分子がタ

大学松本キャンパスで行われた光化学討論会に参加

ンパク質との複合体を形成しながら生体膜内に存在しました．この学会は私が研究しているような光合しており，光捕集アンテナや反応中心として機能し成のことなどの光を用いた化学に関することを中心ています．その光捕集機能を模倣する研究が進めらに毎年この時期に行われ，全国から光化学を専門にれており，合成したクロロフィル誘導体は水中や低研究を行っている多くの大学や企業の方々が参加し

極性有機溶媒中で自己会合体を形成し，集光アンテている規模の大きな学会です．

ナや反応中心などのモデルとなっています．そこ

私は今回，この学会で「2 本のオキシエチレン鎖

で，側鎖にオキシエチレン鎖を持つクロロフィル誘を持つクロロフィル誘導体の合成と自己会合」とい

導体は，水中で安定な自己会合体を形成することがう題目でポスター発表を行いました（図 1）．予稿

報告されています［1］．

の作成やポスターの準備など，発表までに行うこと

そこで今回，132 位および 17 位にそれぞれオキが多く大変でしたが，何とか間に合い無事に発表をシエチレン鎖を持つクロロフィル誘導体 1 および終えることができました．ここでは，そこで発表し17 位にオキシエチレン鎖を持つクロロフィル誘導

た内容と，学会中のことについて報告したいと思い
ます．

図1

会場の様子
図2
― ２０９ ―

合成したクロロフィル誘導体

体 2（図 2）を合成し，水中における会合挙動につは風景がだいぶ違い，遠くに来たことを実感しましいて検討しました．また，合成したクロロフィル誘た．

導体を脂質二分子膜でできた小胞体であるリポソー

学会は口頭発表とポスター発表が行われました，

ムへの膜内に導入し，光合成系の構築を試みましどちらの発表も私たちの研究とは違った視点で光合た．

成についての研究をされている方もおり，普段学校合成したクロロフィル誘導体の可視吸収スペクト

では聞けないような内容の研究成果が発表されていルを測定した結果，クロロフィル誘導体 1（n＝2,ました．口頭発表は発表時間が 7 分間であるのに対4）は THF 中で 668 nm に単量体の Qy 吸収帯が見して質問や討論の時間が 12 分間と長めに設定されられたのに対し，1％ THF−水中では 694 nm へ長ており，発表内容についての意見交換が盛んに行わ

波長側にシフトした吸収帯がみられました．また，れていました．またポスター発表は 100 分間の時間

一本のオキシエチレン鎖を持つクロロフィル誘導体が設けられていました，私は自分の研究に関する，

2 では水中で 705 nm や 677 nm に吸収が見られまし

光合成の話や脂質膜の話に関する内容のポスターをた．このことから，これらのクロロフィル誘導体

じっくり見ることができ，自分の研究に関する視野は，水中で自己会合するということが分かり自己会を広げることができたと思います．

合を行う光捕集アンテナの模倣体を作成することがそして，私の発表は最終日に行われました．発表
は 100 分間という限られた時間でしたが，その間にすることができました．
またクロロフィル誘導体とリン脂質を混合して，他の大学で光合成について研究されている学生や教水中に分散させた結果，脂質二分子膜内にクロロフ授の方々が，私の発表を熱心に聞いてくださいましィル誘導体を取り込んだリポソームが調製できたこ

た．また，合成したクロロフィル誘導体の中心に亜とが分かり，天然の光捕集アンテナ同様に脂質分子鉛を配位させるとどうなるのかなど，発表内容につ膜内にクロロフィル分子を導入することに成功しま

いてのご意見や今後の展望についてのアドバイスをした．今後は，さらに多くのクロロフィル誘導体をいただきました．どれも今後の研究を進めるにあた

導入し，天然のアンテナ系と同じような機能を持つって大変参考になり，とても有意義な時間をすごす

人工の光捕集アンテナの作成に取り組もうと思ってことができたと思いました．

います．
今回は二本のオキシエチレン鎖を持つクロロフィ

4．発表を終えてル誘導体についての発表を行いましたが，オキシエ

発表中は緊張して言葉が詰まったり，少しあせる

チレン鎖の数を三本にしたり，オキシエチレン鎖のような場面もありましたが，何とか発表を無事に終部分をアルキル鎖に変えたりするなど，いろいろなえることができて私はとりあえずほっとしました．

展開が考えられ，それについても同様の実験を行お

今回の発表で自分の普段行っている研究内容をほかうと考えています．

の人に聞いてもらうのは大切なことであるということを学んだと思います．今回のような泊りがけの学

3．学会の様子

会は初めてでしたが，他校の学生の方とお互いの研

今回の学会は長野県の松本市で行われました，日究についてディスカッションを通じて交流すること

中はそうでもないのですが，朝と夜は気温が低く，ができ，普段の学生生活ではできないような体験を

いつものように半そでで町を歩いていると寒く，何することができました．また，発表後に松本市の観か上着を持ってきたらよかったと後悔しました．ま光名所であり，国宝である松本城を見に行きました

た，周りに高い山が多く，私が住んでいるところとが，国宝というだけあってすばらしいの一言でした― ２１０ ―

（図 3）．今後も機会があれば積極的に参加していきたいと思います．

参考文献［ 1 ］ T. Miyatake, S. Tanigawa, S. Kato and H. Tamiaki,
Tetrahedron Lett., 48, 2258（2007）
．

図3

松本城

― ２１１ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

The 16th IEEE International Symposiumon the Applications of Ferroelectrics に参加して
深 田 正 紀Masaki FUKUDA
物質化学専攻修士課程

1年

度 90％ 以上のセラミックスを作製できなかった．

1．はじめにそのため，昨年度同様に改良固相法と焼結助剤（Co3

私は，2007 年 5 月 27 日から 31 日に奈良県の新thO4）を用いて，NKN セラミックスを作製した．Co3

公会堂で開催された ISAF-2007（The 16 IEEE Inter-

O4 は，KN と同様に NKN にも焼結助剤として効果

national Symposium on the Applications of Ferroelec-があり，相対密度 90％ 以上の NKN セラミックス

trics）に参加し，「Fabrication of Lead-Free Piezoelec-が作製できた．本報告では改良固相法による NKN

tric（Na0.5K0.5 ）NbO3 Ceramics by Modified Solid State

微粉末の合成と得られた NKN 微粉末と焼結助剤

Reaction Method」という題目でポスター発表を行い（Co3O4）を併用して作製した高密度 NKN セラミッました．今回の国際会議は，私達が研究している圧クスの特徴と誘電・圧電特性について報告する．

電材料の分野では，比較的大きな国際会議のため，国外からも多数の研究者が参加されており，研究内
容に対して，深い議論をする事ができました．

実験方法

原料粉末（K2C2O4 , Na2C2O4 , Nb2O5 ，）と尿素粉末
を mol 比 NKN］：［尿素］＝1：1 に配合し，混合，

2．研究概要2. 1

2. 2

仮焼（550℃，4 時間，2 回），得られた仮焼粉を粉序論

砕し，焼結助剤（0.1 mol％Co）を添加し，混合，

現在用いられている主要な圧電セラミックスは造粒，成形，本焼（1080℃，2 時間）し，（K0.5Na0.5）

Pb（Zr, Ti）O（PZT）である．しかし，PZT
は環境
3

NbO3 −0.1 mol ％ Co［ NKN-Co ］ セ ラ ミ ッ ク ス を 得

負荷の大きい鉛を多量に含んでいることから，非鉛

た．粉末 X 線回折により相の同定を行った後，焼圧電セラミックスの開発が期待されている．非鉛圧

結体表面を研磨し，密度を決定した．研磨面に銀電

電酸化物の 1 つである（Na0.5K0.5 ）NbO［NKN］はホ
3

極を焼付け，LCR メーターで誘電率（ ε r），誘電損

ットプレスを用いて作製した試料で大きな電気機械

失（tan δ ）を測定し，P-E ヒステリシス測定によ結合係数が報告されているにもかかわらず，通常焼り残留分極（Pr）と抗電場（Ec）を求めた．分極処

成では K 成分の蒸発のため焼結が困難である．

理後，インピーダンスアナライザーを用いて，イン

昨年度我々は，改良固相法を用いて KNbO［KN］
3

ピーダンスの周波数依存性を測定し，共振−反共振の微粉末を合成し，得られた微粉末に焼結助剤とし法により電気機械結合係数（kp）を求め，d33 メータて Co3O4 を少量添加することで，緻密な焼結体の作ーにより圧電定数（d33）を測定した．

製に成功した．
本研究では，まず改良固相法を用いて NKN 微粉

2. 3

結果

末を作製した．次にその微粉末を用いて通常焼結法

Fig. 1 に Co3O4 を焼結助剤として添加して焼結しで NKN を作製した．しかし，それだけでは相対密た NKN-Co セラミックスと添加しないで焼結した

―２
１２ ―

Table 1NKN
NKN-CoDielectric and Piezoelectric Propertyof NKN and NKN-Co ceramics
εr

tan δ

k（％）
p

d33（pC/N）

346
426

0.04
0.03

29
33

115
126

NKN セラミックスの粉末 X 線回折図形を示す．焼結助剤を添加していない NKN セラミックスは，不純物の回折ピークは観察されず単一相であったが，Co3O4 を焼結助剤として添加した NKN-Co セラミッ
クスでは，不純物による回折ピークが多数観察されFig. 1

X-ray diffraction analysis of NKN-Co（a）and non-doped NKN（b）ceramics

た．
Fig. 2 に NKN-Co および NKN セラミックスの
P-E ヒステリシスを示す．NKN-Co は，強誘電体
特有の飽和した P-E ヒステリシスを示す．NKN-Coの Pr と Ec は，それぞれ Pr＝16［ µ C/cm2］と Ec＝12［kV/cm］であった．それに対して，NKN セラミッ
クスは，NKN-Co ほど飽和した P-E ヒステリシスを示さず，Pr と Ec は，それぞれ Pr＝9.0［ µ C/cm2］，
Ec ＝26［ kV/cm］であった．このように，NKN-Co
は抗電場が小さいため分極処理は比較的容易にできると思われる．
最後に，Table 1 に NKN, NKN-Co の誘電特性（比誘電率 ε r，誘電損失 tan δ ），圧電特性（径方向振動電気機械結合係数 kp，圧電定数 d33）を示す．

2. 4

結論

Co3O4 を添加した NKN-Co セラミックスの径方向振動電気機械結合係数 kp ＝32％ であった．それに対して焼結助剤を添加していない NKN セラミック
スでは径方向振動電気機械結合係数は少し小さく，kp ＝29％ であった．また，d33 メーターにより求めた圧電定数は，NKN-Co セラミックスでは d33＝126
pC/N, NKN セラミックス d33＝115 pC/N であった．
これらの値は，通常焼成で作製した非鉛圧電セラミ
Fig. 2P-E hysteresis loops of NKN-Co（a）
and non-doped NKN（b）ceramics

ックスの中では比較的大きな値である．

―２
１３ ―

たいと思います．

3．発表について
私にとっては初めての学会発表であり，その上，4．おわりに初めての国際学会でもあったため，さまざまな不安

私の所属する和田研究室では，学会へ参加する機がありました．発表についても，これまでに英語を会を多くいただけます．特に今回のような国際会議

実際に活用した経験がほとんど無かったこともあ

への参加は，私にとってかなりの経験になりましり，無事に発表を終えられるのか不安でした．卒業

た．このように学生時代に次々と新しいことを経験

研究発表などの内部での発表の経験は数回ありまし

させていただけることは，今後の自分にとって大きたが，外部での発表については初めてだったため大なプラスとなると思います．最後になりましたが，

変緊張しました．国際学会ですので英語での会話もこのような貴重な機会を与えてくださった和田隆博

ありましたが，思っていたよりも言葉が通じること

教授や研究室の皆様方に深く感謝したいと思いまに喜びを感じました．反面，勉強不足だと思う点もす．

多数あり，それを補えるように今後は努力していき― ２１４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 72007 年 ISOP-07 でのポスター発表
松 澤 祐 至Yuji MATSUZAWA
物質化学専攻修士課程

1年

告されています．光によって生成された異性体は結1．はじめに晶中においても熱的に安定で，暗所において元の無私は，2007 年 10 月 7 日（日）〜10 日（水）にカ色の異性体に戻ることはありません．単結晶中におナダのバンクーバーで開催された ISOP-07 に参加

けるジアリールエテンの閉環反応はアンチパラレル

し，「Photochromism of vapor deposited crystalline film

ポスター発表を行いました．この学会までに行った配置における反応炭素間の距離によって制限される!
ことが報告されており，反応炭素間距離が 4.2 A よ!
りも長ければ閉環反応は起こらず，4.0 A よりも短研究と，学会発表の感想，国際会場での出来事など

ければ量子収率 1.0 で閉環反応を起こすことが 2002について簡単にお話させていただきます．

年に報告されています．この熱的に非可逆的で繰りof diarylethenes having chiral substituents」について

返し耐久性に優れたフォトクロミック結晶はホログ

2．研究背景ラムや三次元光学メモリなどのさまざまな光電子デ

私は，熱安定性，繰り返し耐久性の高いフォトク

バイスへの応用に期待されています．

ロミック化合物であるジアリールエテンの結晶の研

また，ジアリールエテン粉末結晶を真空蒸着によ究を行っています．まず，フォトクロミズムとは単ってジアリールエテン蒸着膜を形成する際に，ジア一の化学種が異なる吸収スペクトルを持つ 2 つの異リールエテンの開環体を用いると，特異な唐草模様

性体を光により可逆的に生成する現象であり，このが形成することが報告されています．今回，我々は現象を示す化合物をフォトクロミック化合物といい

キラルな置換基を導入したジアリールエテン誘導体

ます．フォトクロミック化合物は異性体間で吸収スを合成し，蒸着を行ったところ，光学異性体によりペクトルだけでなく屈折率，誘電率，酸化還元電

異なる模様が形成したので，その結果についての発位，幾何構造などの物理的性質や化学的性質が異な表を行いました．

ります．そのため，フォトクロミック化合物は光学
メモリや光学スイッチのような光電子デバイスへの3．実験内容応用が期待されてきました．これまで，色々なタイ

まず，我々はキラルな置換基を導入したジアリー

プのフォトクロミック化合物が報告されてきておルエテンを 4 種類，合成しました．それらの粉末結り，ジアリールエテンは熱安定型フォトクロミック

晶をスライドガラスにのせて，それらの結晶を密封化合物であり熱的に安定で特定の波長の光でのみ異状態にさせます．その後，ホットプレート上でそれ性化を起こし着色します．いくつかのジアリールエ

ぞれの誘導体の融点より低い温度で数時間加熱する

テン誘導体は単結晶状態においてもフォトクロミズ

ことによって，結晶の上に蒸着されて形成した結晶

ムを示し，分子構造の違いによって黄色，赤色，紫膜を光学顕微鏡により観察しました．

色，青色，緑色などに着色することが 2004 年に報―２
１５ ―％，唐草模様が広がっている結晶が見られ，この結晶も紫外光を照射すると，青紫色に着色しました．
1oR と 1oS から形成された蒸着膜で小さな薄片状結晶の一つは，AFM 観察から高さ約 1 mm で，結晶表面はとても平らであることが分かりました．
Figure 4 は，1oRS 蒸着膜の顕微鏡写真です．作
Figure 1

合成した誘導体

製した 1oRS の蒸着膜に紫外光を照射すると，青紫色に着色した部分としない部分が見られました．
着色しなかった部分はガラス基盤上からの細い針状

4．結果と考察

晶が，羽毛のように立ち上がって形成していましFigure 2 は，ジアリールエテン 1oR 蒸着膜の顕た．着色した部分は，完全にガラス基盤にくっつい

微鏡写真です．ガラス基盤上に小さな薄片状結晶がており，肉眼では薄く膜が張っているように見えま

散らばっていました．この結晶膜に紫外光を照射すした．

ると，結晶は全て青紫色に着色しました．

Figure 5 は，1oRacemic 蒸着膜の顕微鏡写真でFigure 3 は，1oS 蒸着膜の顕微鏡写真です．1oR

す．1oRS と同様に，紫外光を照射すると着色すると同様に，ガラス基盤上に小さな薄片状結晶がたく部分としない部分に分かれました．紫外光を照射しさん散らばっていました．この結晶に紫外光を照射ても着色しなかった部分は，非常に細い針状晶の集すると，青紫色に着色しました．また，全体の約 15

まりで，ガラス基盤から立ち上がって結晶を形成しFigure 2

1oR 蒸着膜の光学顕微鏡写真

Figure 3

1oS 蒸着膜の光学顕微鏡写真

Figure 4

Figure 5― ２１６ ―

1oRS 蒸着膜の光学顕微鏡写真

1oRacemic 蒸着膜の光学顕微鏡写真

ていま し た ． ま た 着 色 し た 部 分 も 1oRS と 同 様

練習しないといけないはずなのですが，上述のようで，ガラス基盤に密着した平滑な面でありました．

に，そのような暇などある訳がなく，ほぼぶっつけ

これは，キラルクロマトグラフィーという方法で，本番という悲しい事態に陥りました．カナダに行く立ち上がった細い針状晶と平滑な唐草模様の結晶が途中や，ホテルに着いて寝る前に発表の練習や研究同じ成分であることが分かりました．このことかに関わる論文を読んだり，英語の単語を読んだりとら，1oRacemic が 結晶 多 形 で あ る と 考 え ら れ ま

自ら緊張を解そうとしていました．

す．同様に，1oRS も 1oRacemic の結果よりガラス基盤上からの立ち上がった細い針状晶と平滑な唐草模様の結晶が同じ成分であることが言えると考え

6．国際会議が始まるまで
私は，同研究室の先輩と一緒にバンクーバーに向かいました．私は，海外に行くのが初めてだったのられます．

で飛行機の乗り方一つにしても勉強になりました．

5．学会準備

バンクーバーまではソウル経由で行きました．ソウ

私がこの国際会議に参加することが決まったのルからバンクーバーまで約 9 時間かかりました．こは，今年の春くらいでした．それは，あまりに急なのような長い時間のフライトは一度もなかったので出来事でした．まず，私は海外へ行くことが初めて

正直疲れました．バンクーバーに着くと，日本とはだったので，胸が躍るような気持ちもありました

違い冬でした．その日は，疲れもありゆっくり休む

が，やっぱり慣れないところでの発表，さらに，英ためホテルに向かいました．

語ということもあり不安が大半を占めていました．

国際会議が始まるまで一日くらいあったのでバン

私は英会話について，学校の授業くらいしか経験がクーバーを観光しました．バンクーバーは自然があありませんでした．英会話学校に入る暇がないためふれていて町並みがとても美しかったです．観光スに，そのときくらいから高校のときの参考書などをポットのスタンレーパークに行ってきました．中心引っ張り出してきて多少ではあるが勉強しました．

街から北西にある 405 ha の広大な公園です．入り

国際会議での発表ということもありまして，生半江に突き出した岬全体が，深い森に覆われた自然公

可な研究成果では許されません．研究データをまと園になっていました．湖や川，原生林などがパーク

め，ポスターを作り上げることは，非常に苦労しま

内にあり，見ることができなかったのですが，カナした．特に，研究内容を一目で理解することができダグースなどの野鳥やリスなどの小動物も生息してるように簡潔に，かつ美しく図を配置することは非いるそうです．バラを中心にした花壇，石楠花の小

常に骨の折れる作業でした．

道など，花の季節にはいっそう鮮やかな風景となり

今回，発表 1 週間前からポスターを作製し始めまます．

したが，データが揃ってなかったので同時並行でポ7 本のトーテムポールが建つ広場や，公園の北端

スターにまとめていきました．しかしながら，なかに 位 置 す る プ ロ ス ペ ク ト ・ ポ イ ン ト （ Prospect

なかいいデータが出てこないまま日が過ぎていきま

Point）は写真撮影に人気の場所です．プロスペク

した．どんどん日が過ぎていくので，死に物狂いのト・ポイントからは，ライオンズ・ゲート・ブリッ

思いでデータを集め，ポスターを作製していきましジを望むことができます．海沿いに公園を一周してた．結局，ポスターが完成したのは出発する前日でいる約 10 km のシーウォール（Seawall）で，サイした．

クリングや散歩をする人も多いです．夜の 9 時には

通常ポスター発表の前には，学会本番に向けて発公園内に設置された，旧英国陸軍の大砲から「ナイ表練習を行うことが普通でしかも英語ということでン・オクロック・ガン（9 時の大砲）」が撃たれま― ２１７ ―

Figure 6

トーテムポール

す．昔は沖合の漁船に漁の終わりを知らせる合図として始まったものが，いつしか地元の人々に時を知Figure 7

発表風景

らせる合図となり，バンクーバーの伝統の一つとなっています．

るモチベーションが揚がりました．

7．ポスター発表

8．学会最終日

私の発表は学会初日でした．まず朝一番にポスタ

一日目，二日目と学会が終わり，学会最終日に午ーを貼り付けに行きました．ポスター発表は夜から後からバンケットがありました．最初，バンケットだったのでそこまでずっと講演を聴いてました．そって何をするのだろうって思っていました．そのとの間，緊張しながら発表の時間を待っていました．

きの予定は，ちょっとだけバンクーバー観光して，一人の持ち時間は 2 時間 30 分という時間でした．

夕食はロープウェイで登ったグラウス・マウンテン

今までやってきたポスター時間よりもはるかに長くというところで食べました．標高が高く，気温が 2

早く終わらないかなと時計ばかり見ていた気がしま℃くらいしかなくてとても寒かったです．しかし，す．国際会議ならではだとは思いますが，夜という標高が高いということもあり，ここから見る風景はこともありお酒を飲みながらのポスター発表となっ

とても感動しました．最初，霧がかかっていたのでていたことに驚きました．でも発表者なのでお酒はすが時間が経つにつれて霧が晴れていき，Figure 8

控えておきました．もともと人前で話をするのが苦手であるのと発表の練習不足，そして英語ということもあり緊張がピークに達していました．始まってみると，質問者はとても親切な人ばかりで，「Englisha little」というとポスターを指したり紙に書いて下さったりと何かと配慮してくださいました．自分では分かっているのに最初の頃は知っている単語を並べていることだけでしたが，質問を受け答えしているうちにほんの少しではあるが文章を組み立てることができ英語力の向上を感じさせました．こういう場面で発表することができ，これからの研究に対す― ２１８ ―

Figure 8

頂上からの風景になりました．

9．おわりに
今回，初めて国際学会に参加して，他のポスターや講演のデータ量の多さに驚きました．事前の準備は大変でしたが，他の研究を見て，競争心を駆り立てられました．そして，一番は自分の研究を英語で発表するという貴重な体験をさせていただきました．また，発表を通じて世界の研究者方と交流する
Figure 9ことができ，とてもいい経験になりました．今回の夕食風景

経験を活かして次はよりよい発表にしたいと思いまのような風景が現われてきました．このような絶景

す．最後に，ISOP-07 に参加するに至って，このよの中で夕食を食べられることは，すごく幸せのこと

うな場を提供していただき，そしていろいろとご指であり，このバンクーバーに来て良かったと思いま導していただいた内田先生，ポスター発表に対するした．Figure 9 は，夕食風景です．国際交流の場といろいろなアドバイスをしてくださった院生の方々して，いろんな国の人が研究のことから自分の国のには深く感謝いたします．そして，このような国際ことについて語り合っていました．こういうところ

会議に行くことを承認してくださった両親には，こから研究が発展していくんだなと感じました．このの場をお借りして，お礼を申し上げます．

ような大変貴重な体験ができ，ちょっと得した気分― ２１９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

電子情報通信学会ソフトウェアインタプライズモデリング研究会での発表
井 上 貴 至Takashi INOUE
情報メディア学専攻修士課程

1年

MDA 適用可能性の検証を行った．

1．はじめに
私は，8 月 24 日に東京の機械振興会館で開催さ

2. 2 モデリング範囲

れた電子情報通信学会 2007 年度第二回ソフトウェ

モデリングを行うゲームジャンルは，最近の発売

アインタプライズモデリング研究会に参加した．こ

傾向からロールプレイングゲーム（RPG），アクシの研究会は，基本テーマが「Web 2.0 時代のビジネ

ョン（ACT），アドベンチャー（ADV）の三分野にスモデル」であるが，このテーマに限らずモデルに絞る．これら三分野のゲーム動作はアクション的操

関するさまざまな研究発表が行われている．私はこ

作とアドベンチャー的操作という二つの変数で特徴の研究会で「ゲームソフトウェアへのモデル駆動開付けることができる．アクション的な操作では，プ

発適用」についての発表を行った．

レーヤーの入力に関係なくゲームは進行するという特徴を，アドベンチャー的な操作では，プレーヤー

2．研究内容が選択に対して決定を行うまでゲームは進行しない

この章では，研究会で発表した研究内容について述べていく．

という特徴を持っている．
これらの特徴を元に，前述の三分野のゲームを分類すると図 1 のようになる．RPG は両方の特徴を

2. 1

研究背景

併せ持っているが，アクション的な操作は単純であゲームソフトウェアにはロールプレイングゲームることから，ADV の拡張とみなすことができる．

・アクションゲーム・ボードゲームなどさまざまな

よって，ACT と RPG についてのモデリングを考え分野があり，ハードウェアの向上に伴って複雑化のることで，これら三分野についてのモデリングを考一途をたどっている．しかし，ゲームソフトウェア
は企業ステムや組み込みソフトウェアといった業務用ソフトウェアと比べ開発方法論が確立していないのが現状である．
本研究では，近年注目をあびている，MDA（ModelDriven Architecture）と呼ばれる開発方法論の，ゲームソフト開発への適用可能性について検証を行った ． そ の た め に ， UML （ Unified Modeling Language）を使用して代表的なゲームジャンルにおけるゲームソフトウェアの，動的側面に焦点を合わせたモデリング手法を提案し，ゲームソフト開発への

図1― ２２０ ―

操作の視点から見たゲームジャンルの分類

える．また，ゲームソフトウェアは動的な側面を多く持つことから，動的な側面についてのモデリングのみを考える．

2. 3

モデリング手法

本研究のモデリングプロセスは，ユースケース駆
動をベースにしている．ユースケース駆動における

図3

モデリングプロセスを図 2 に示す．この手法を用い

UML 図におけるゲームソフトウェアのモデリング側面概要

たのは，ユースケース駆動が動的開発・設計手法と呼ばれており，ゲームは動的な側面を多く持っていることから適していると考えられるからである．

2. 4

考察

本研究の手法によってユースケース図，アクティプロセスでは，要件定義からユースケース図を作

ビティ図，シーケンス図，ステートマシン図のモデ成し，矢印の順番に従ってステートマシン図までを

リングを行うことが可能であることが確認できた．

作成する．ただし，ゲームソフトウェアの動的側面

このことから，ACT, ADV, RPG における動的側面のモデリング可能性検証を目的としていることかについてのモデリングは可能であると考えられる．

ら，クラス図の作成手法については議論しない．

また，本論文のモデリング手法によって，ゲームソ作成する五つの UML ダイヤグラムをシステムのフトウェアを一般的なソフトウェア開発のモデリン

内部・外部及び全体・部分という視点で分類すると

グと同様に扱うことが可能であると考えられる．

図 3 のようになる．本研究では動作の順序関係のみ

今後の展望としては，本研究では扱わなかったタに注目しており，実時間的な制約は取り扱わないこ

イミング図や，ゲームソフトウェアの静的な側面にとから，タイミング図の作成は行わない．よって，ついてのモデリング可能性を検証する必要がある．

ユースケース図，アクティビティ図，シーケンス

また，モデリングで作成した図の正当性や整合性の図，ステートマシン図のモデリング手法について考検証のため，SPIN のようなモデル検査ツールとえる．

UML 図を，どのように関連付けるかが今後の課題となる．

3．発表について発表会は，初めに特別講演の発表が行われた後，一般論文の発表が行われるという形式で，私は一般論文の前半に発表を行った．発表はスクリーンに映し出されたプレゼン資料と，指示棒を使いながら行
い，時間配分は発表時間が 20 分，質疑応答が 5 分であった．発表時間が比較的長かったので，発表は
図2

自分のペースで落ち着いてできたと思う．質疑応答

モデリングプロセスについては，予想していなかった質問に対してうまモデリング手法は，各 UML 図で ACT と RPG

く答えることができず，自分の中で内容をまとめ切のそれぞれについて，ゲームソフトウェアをモデリれていなかったことを痛感した．また，質疑応答のングするための独自のモデリング手法を提案した．

中で研究に関するアドバイスをいただくこともでき― ２２１ ―

たので，今後の研究に生かしていきたいと思う．

の発表を落ち着いて聞くことができた．研究会参加
者のほとんどが，大学の教授や企業の方だったの

4．おわりにで，資料の作り方や発表の仕方などは，非常に勉強

ソフトウェアインタプライズモデリング研究会でになった．また，他の大学で行われている研究内容の発表は，私にとって初めての学会発表であり，良を知ることもできた．今回の発表での経験や得られい経験ができたと思う．私は，発表の順番が比較的た知識を，今後の発表や研究に生かしていきたいと早かったので自分の発表が終わってからは，他の人思う．

― ２２２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

ICMC 2007 および 19th ICA に参加して──国外でのはじめての研究発表──

岩 見 直 樹Naoki IWAMI
情報メディア学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は ，2007 年 8 月 27 日 〜 31 日 に 開 催 さ れ た
ICMC 2007（International Computer Music Conference）
および 2007 年 9 月 2 日〜7 日に開催された 19th ICA（International Congress on Acoustics）に参加し，ポスターセッションでの研究発表を行ってきました．
どちらの会議ともヨーロッパで，非常に近い日程で開催されたため，両方の会議に参加し発表するというとても貴重な経験をすることができました．
図1

本稿では，私が行っている研究の簡単な紹介と，ICMC 2007 のメイン会場

国際会議の参加報告，発表の自己評価などについて述べたいと思います．

2．参加した国際会議について
2. 1

ICMC 2007 について

ICMC（International Computer Music Conference）
は，音楽情報処理をテーマとした国際会議で，この分野ではとても名の知れた国際会議のひとつです．
音楽情報処理に関係する研究者や学生にとっては，
一度は参加してみたい国際会議であると思います．
今回の ICMC 2007 は，デンマークのコペンハーゲ

図219th ICA の会場

ンにある The Royal Academy of Fine Arts, School of
した．今回の 19th ICA は，スペインのマドリッド

Architecture で開催されました（図 1 参照）．

にある Municipal Conference Centre で開催されまし2. 2

19th ICA についてた（図 2 参照）．

ICA（International Congress on Acoustics）は，音響学全般の非常に幅広い研究分野をカバーするとても大きな国際会議です．私は，音楽音響（MUS :Musical Acoustics）という分野で研究発表を行いま

3．研究内容3. 1

研究の背景と目的

音楽演奏を独学で習得する場合，自身の演奏に対― ２２３ ―

する客観的な評価が得られない，あるいは，演奏の化することができます．また，まだ簡単ではありま正確さを自身で判断することが困難であるといったすが衫）演奏の自動評価を行うことができます．

問題があります．そこで，音楽演奏の練習をコンピ
ュータによって支援できないかと考えられ，これま
でにもさまざまな音楽演奏のための練習支援システ
ムが開発されてきました［1−4］．本研究では，これまでにあまり開発されてこなかったドラム演奏のための練習支援システムの提案と開発を行っています．

3. 2

提案する演奏練習支援システムの概要

提案するドラム演奏練習支援システムでは，電子ドラムと呼ばれるドラム演奏向けの電子楽器を用いています．電子ドラムは，ドラム演奏を MIDI（Musical Instrument Digital Interface）と呼ばれるディジ

図3

現行システムによるドラム演奏の視覚化の例

4．ICMC 2007 に参加してタル信号で記録することができるため，音響信号を

19th ICA には私が所属する研究室から私を含め 3扱うよりも簡単に演奏の解析を行うことができま

人の学生が研究発表のために参加したため，そちらす．

の詳細な報告は紙面の関係上，他の研究室メンバに一概に練習を支援するといっても，ドラム演奏の練習には基本的な練習から応用的な練習までさまざ任せるとして，以降は ICMC 2007 について報告をしたいと思います．

まな技術レベルでの練習があります．本研究では，ドラム初心者なら誰もが行うような基本的な練習を

4. 1

ICMC の特徴

ICMC の最大の特徴は，学術的研究の発表とアー対象としています．
提案する練習支援システムの概要を簡単に説明しト作品の発表がほぼ半々の割合で行われることでます．ドラム奏者は，演奏したい楽譜を指定テンポ

す．今回の場合，午前 9 時から午後 5 時ごろまでので演奏します．システムは，奏者の演奏状態（演奏間に研究発表が行われ，その後なんと深夜の 1 時ご間違いが発生した箇所，タイミングのずれの大きろまで音楽作品や映像作品，インスタレーション作

さ，叩いた強さなど）をリアルタイムに視覚化しま

品などのアート作品の発表が行われるというとてもす．これにより，奏者は自身の演奏を視覚的に確認

活気のある会議です．

しながら演奏することができます．また，演奏終了
後には演奏全体が自動的に評価され，さらに演奏に

4. 2

ICMC でのポスター発表

私は，ICMC 2007 のポスターセッションにおい対するアドバイスを奏者に与えます．奏者は，そのアドバイスに従うあるいは参考にして練習を行うこてとができます．

OF PLAYING THE DRUMSA SUPPORT SYSTEM FOR BASIC PRACTICEという題目で研究発表を行いました．私の発表は最終日の 8 月 31 日で3. 3

システムの実装

した．発表時間は，10 時 20 分〜15 時 30 分と長

現在，提案するシステムのいくつかのモジュール

く，適宜休憩を挟みながらの発表となりました．

がサブシステムとして実装されています．現行シス

図 4 は，ICMC 2007 のポスターセッション会場

テムでは，衢）奏者の演奏をいくつかの方法で視覚の様子です．同時に行われる発表の件数は最大 8 件― ２２４ ―

す．このような貴重な講演を聴くことができるのも国際会議ならではの大きな魅力だと思います．

4. 4

開催地（コペンハーゲン）について

ICMC 2007 が開催されたデンマークの首都であるコペンハーゲンは，とても町並みが美しい町でした（図 5 参照）．コペンハーゲン中央駅前には現存する世界最古のテーマパークであるチボリ（ Tivoli）公園があります．また，無料で入館できる国立博物館は，すべての展示物を見るには 2, 3 時間
図4

ICMC 2007 のポスターセッション会場

はかかるくらい大きな博物館です．日本のものも多く展示されていました．気候に関しては，北欧だけと少なかったため，一人当たりの発表スペースが大あって気温が低く，日もなかなか落ちません．昼間

きかったです．そのため，多くの発表者が自身の開でも長袖のジャケットが必要で，夜になるとさらに発したシステムなどのデモをその場で行いながら発着込みたいくらい寒くなります．日本の夏とは，気表をしていました．私が開発したシステムは，電子候があまりにも違いすぎるため，体調管理には気をドラムという大きな機器が必要ですが，さすがにそつけていました．

のような大きなものは持っていくことはできなかったため，代わりに小さな MIDI キーボードを持って行って開発したシステムのデモも行いました．
国際会議というとものすごくお堅いイメージを私個人としては持っていたのですが，この会議は参加者同士の距離が近く感じられ，とてもフレンドリーな雰囲気でした．私が発表を行ったポスターセッシ
ョンにおいても，みなさんとても活発に議論されていました．私の発表を聞きに来てくださった方々も，私の上手でない英語での説明を最後まで聞いてくれた人も多く，中には私の研究に対する提案まで

図5

コペンハーゲンの町並みしてくれた人もいました．発表前日までは緊張と不安でいっぱいでしたが，おかげさまでガチガチに緊張することもなく発表が行えたと思います．

5．英語での発表について
国際会議での研究発表は，私にとって大きな挑戦

4. 3

Chowning 博士による基調講演でした．自分よりも経験の多い研究者の方がたくさ

会議 4 日目の 8 月 30 日に John Chowning 博士にん発表される中で，慣れない英語で発表すること

よる基調講演がありました．私自身，この講演を聴は，私にとってはとても勇気がいることでした．発

くことを楽しみにしてい ま し た ．Chowning 博 士

表の前日などはかなりの緊張と不安がありました．

は，YAMAHA 社製のシンセサイザ DX 7 で有名な

それだけに，やり終えた達成感は大きいものでし

FM（Frequency Modulation ） 音 源 を 発 明 し た 人 でた．

― ２２５ ―

少し発表の準備についてお話します．発表準備でようにしました．

特に大変だったのが，研究内容を説明する練習で口頭で説明する英語はなるべく覚えたつもりでしす．私は，まず発表のための口頭原稿の英文を作成たが，いざ本番になると焦りからか，なかなかスム

しました．口頭原稿は声に出して読むものですかーズに話すことが難しかったです．また，ポスター

ら，ただ英文を考えるだけではありません．英語を発表の場合，当然こちらが説明している途中で相手話す際には，ある文の中の適切な箇所で区切るこが質問をしてくる場合がありますので，そういったと，単語の発音を正しく行うことが重要で，それが場合にうまく対応できなかったときもありました．

きちんと行われていないと，正しい英文であってもうまく説明できないときは，図を使ったり PC を使

なかなか相手に伝わりません．そこで，私は口頭原って用意していた動画を見せたりして，なんとか伝稿のすべての英文に対し，どの部分で区切って読む

えようと努力しました．

かを考え，また，すべての単語の発音をチェックしました．それから，その原稿を読みながら暗記する

6．おわりに
今回，ICMC 2007 と 19th ICA という 2 つの国際会議で研究発表をするというとても貴重な経験ができました．特に，今回の経験で英語のスキルが非常に重要なものであることを改めて実感しました．英語をもっと積極的に勉強していきたい，話せるようになりたいと，今までよりも強く思うようになりました．研究のほうも引き続き頑張っていきたいと思います．
最後に，今回の発表を行うにあたり，ご指導をいただいた情報メディア学科杉田繁治教授，三浦雅展
講師に深く感謝いたします．

図6

ICMC でのポスター発表の様子
参考文献［ 1 ］ R. Dannenberg, M. Sanchez, A. Joseph, R. Joseph, R.
Saul, and P. Capell, Results from the Piano Tutor Project , Proceedings of the Fourth Biennial Arts andTechnology Symposium, 1993.
［ 2 ］ S. Smoliar, J. Waterworth , and P . Kellock ,piano-FORTE : A System for Piano Education Beyond Notation Literacy , ACM Multimedia 95 − Electronic Proceedings, 1995.
［ 3 ］ 江村伯夫，三浦雅展，柳田益造， ピアノ基礎技術を向上させるための独習支援システム ，音楽音響研究会資料

MA 2005−6, 2005.

［ 4 ］ D. Hoppe, M. Sadakata and P. Desain,

Developmentof real-time visual feedback assistance in singing train-

図7

ing : a review , Journal of Computer Assisted Learn-

ICA でのポスター発表の様子

ing, 22, 2006.

― ２２６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際会議 HCII 2007 に参加して小 梶 亮 甫Ryosuke KOKAJI
情報メディア学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は 2007 年 7 月 22 日〜27 日の期間に中国北京市にある Beijing International Convention Center で行
われた 国 際 会 議 「 12th International Conference on
Human-Computer Interaction（HCII 2007）」に参加しました．
学会のテーマは「人とコンピュータの相互作用」
で，私は 2007 年 7 月 24 日〜27 日に行われたポス
ターセッションにおいて，「User Interface of Display
図1

Screen Output According to Device Motion」と題する

現地の様子発表を行いました．発表は滞りなく進行し，多くの人に研究の成果を見ていただきました．国際会議にず感動しました．もしまた中国へ行く機会があれば参加するのは今回で二回目とあって，前回より緊張

今度は中国の歴史にも触れたてみたいと思いまし

しなかったものの，気を引き締めて挑みました．

た．

2．開催地について

3．会場の様子

この度の学会発表は中国への初フライトとなりま

会場の Beijing International Convention Center は北した．開催地は 2008 年北京オリンピックに向けて京郊外にある建設中のオリンピックドーム隣に位置世界中から注目されています．そのためか，出国前

していていました．私の宿泊したホテルも会場の隣から新聞やテレビで中国の食の安全が疑われるニュにあり，会場までの移動はスムーズに行うことがでースが多く流れていました．私は中国に対してネガきました．

ティブな印象を受けてしまい，入国後の事がとても不安でした．

ポスター会場には日本人学生も多く参加していました．飛行機での移動距離も短かったこともあり，

しかし，宿泊したホテルは何度も国際会議が開かれている場所で，食事も安全なものばかりだったので安心しました．現地ではほとんどホテルで過ごし

あまり海外に来たという実感はわきませんでした．

4．ポスター発表についてていたため，中国の歴史的な建造物等をあまり見てポスター会場に入ると，板が設置されており，自まわる事ができませんでした．しかし，天安門広場

分のポスターも含めて 4 枚あるポスターの貼り付けを訪れた際は，テレビで見たことのある光景に思わ作業を行いました．ポスターの見学をされる方向け― ２２７ ―

図3

虫眼鏡のようなユーザインタフェースィビューアを作成し，ビューア本体を時計回りおよび反時計回りに回転させて，画面表示の確認を行い
図2

ポスター会場の様子ました．
結果は良好で，ビューア本体を動かすだけで，画に研究の解説をするための 3 分間ほどの解説文を用

面を操作できました．これにより，デバイスの動き意していたのですが，待機するスペース等がありまで操作できるポータブルビュアができました．

せんでした．そのため解説を諦めて会場を見て回る
ことにしました．

6．おわりにポス タ ー 会 場 は Beijing International Convention

国際会議への参加は 2 回目となりました．前回はCenter の 1 フロアー全てを使ったもので，370 件の口頭発表だったのに対して，ポスター発表は今回が研究成果が掲示されました．やはり中国で開催され初となりました．ポスター発表は，口頭発表とは異る国際会議だけに，会場には中国人や韓国人などアなり，人に見て理解してもらうという点に工夫が必

ジア地域の人が多い気がしました．

要でした．会場では，私のポスターの前に立ち止ま

私のポスターの前に立ち止まってくださる方もおってじっくりと眺めてくださった方々もおられまし
たが，私の伝えたい内容を 100％ 伝えられたかどうられて，うれしく思いました．

か不安です．私なりに図・表のレイアウトや解説文

5．研究発表の内容を工夫してみましたが，ポスターの大きさの制限な

本研究では，小型ディスプレイに表示しきれない

どから，やはり説明不足の箇所もあったかもしれま

隠れた情報にアクセスする方法として，デバイスのせん．しかし，研究成果をこのようなインターナシ

動きに対応して画面構造を変化させるユーザインタ

ョナルな場を借りて発表できたことは私の自信に繋

フェースを備えたポータブルビュアを提案します．

がりました．

提案するポータブルビュアは，虫眼鏡のように操

今回ポスター発表というかたちで国際会議に参加

作できることを想定しました．図 3 に提案のイメーできたことは私にとって大変有意義な体験となりまジ図を示します．

した．この経験を将来の研究発表にも活かしたいとユーザはデバイス本体を動かす事で，画面の切り思います．
最後に，終始ご理解ある指導をしていただいた長出し領域の移動，拡大縮小が行えます．
プロトモデルを作って，実験を行いデバイスの動きを画面操作に利用できるか確かめました．実験で谷智弘教授と野中誉子博士研究員に深く感謝します．

は，入力手段としてジャイロセンサを使ったハンデ― ２２８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際会議に参加して
此 木 康 至Yasushi KONOKI
情報メディア学専攻修士課程

1年に即した柔軟な推定手法が必要となります．

1．はじめに

本研究では，「テンションヴォイシング」につい私は 2007 年 9 月 2 日から 7 日にかけてスペインては決定論的に解くことが困難であるため，この技のマドリッドにて開 催 さ れ た 「19 th International法が使用されない場合を想定し，「コード名探索

Congress on Acoustics（ICA 2007）」に参加しまし木」の構築，「コード進行を考慮したコード名推た．この会議は 3 年ごとに開催され，世界各国から定」によって，上記の問題につて解決を試みていま

音楽音響に関するさまざまな研究が発表される，規す．

模の大きな会議です．この会議において私は「Estimating a chord name for a set of notes played with a

Fig 1 に本研究におけるコード名推定手法の概念

MIDI-guitar」という題目で発表を行いました．
本稿では私の研究内容と学会での発表について報告します．

図を示します．
本研究における大まかなコード名推定の流れとして，まず，MIDI ギターによって演奏された入力音

2．研究について
2. 1

2. 2 本研究におけるコード名推定手法

は 12 半音階上のクロマティックなデータとして捉研究背景えられます．次に，それらの入力音に対して可能性

調性音楽においてコードは楽曲の構成を表すもののあるコード名をコード名探索木によって全て洗いであり，重要な要素として捉えられています．この出されます．そして，演奏されたコード進行を考慮ことから，コード名推定を目的とした研究が盛んに行われています．コードには数多くのコードタイプと，それらに対するコード名が存在し，各コード名に対して構成音の組み合わせや構成音間の音程関係が定義されています．コード名推定を対象とした多くの研究では，この定義を前提として研究が進められています．しかし，実演奏においては「構成音の省略」，「転回形」，「テンションヴォイシング」などの演奏技法が頻繁に使用され，これらの技法によってコードの構成音や構成音間の音程関係が定義とは異なるものとなり，コード名を一意に定めることは不可能となってしまいます．コード名推定において
は，「演奏≠定義」となる状況も考慮し，その状況― ２２９ ―

Fig 1

提案手法の概念図

することで，その時点において相応しいコード名を求められ，コード名探索木によって得られたコード
名群とマッチングを行うことでコード名を推定しま
す．

2. 3

コード名探索木

コード名探索木は入力音における 4 音までの音の組み合わせが各ノードによって表されたものです．
その構造として，深さは入力音の数に相当し，各ノードにはそのノードの示す音を構成音として必ず含
むコード名が全て登録されています．従って，入力音群と一致するノードのコード群が推定候補となります（Fig 2）．

Fig 3

コード進行を考慮したコード名推定の流れある時点において，以前に推定された結果をコード進行として保存する（漓）．次の演奏音として入力された音群に対して推定候補が複数存在する場合（滷）は，コード進行データベースにおいて，漓でのコード進行と一致するコード進行タイプから次に出現する各
コードを予測コードとして求め（澆），予測コードと判定候補とのマッチングによって絞込みを行う（潺）．そして，推定結果が 1 つに定まる場合はそのコードをコード進行として加え，次の入力音に備える．

2. 5

提案システムの実装結果

Fig 4 に提案システムの概観を示します．
また，本研究における提案手法がコード名推定において有効であるかどうかを調べるため，本システ
ムを用いて評価実験を行いました．その内容とし
Fig 2

2. 4

コード名探索木の概観て，日本の歌謡曲 10 曲を対象とし，各楽曲におけコード進行を考慮したコード名推定

コード名探索木において，入力音と完全に一致する候補が複数存在する場合は，コード進行を考慮す
ることでその判定精度の向上を図っています．この処理では，経験的な知見から得られたコード進行パタン（進行：2〜8 和音，パタン数：177）によって構成される

コード進行データベース

を参照し，過去に演奏されたコード進行と一致するコード進行
Fig 4

パタンから次の演奏に対する予測コードを求めます．この予測コードを用いることで，その時点において相応しいコード名が分かり，推定候補が複数存在する場合や，演奏されたコードが「構成音の省略」，「転回形」などによってコード名の定義と異なっている場合でも対応可能となります（Fig 3）．

提案システムの概観

漓；ギターの各弦において発せられている音名，音量．滷；クロマベクトル上において発音された音名（探索ツリーのノードを示す）．澆；滷で示されるノードに登録されているコード名群（推定候補）．潺；推定結果．潸；コード進行の考慮，非考慮を選択．澁；演奏されたコード進行とコード進行データベースにおいて一致するコード進行パタン．澀；澁のコード進行
モデルから得られる予測コード名群

―２
３０ ―

Fig 5

実験結果

るコード進行を 40 個目まで演奏し，コード進行を考慮した場合としない場合において正確に推定されFig 6たコード名数を評価基準としました．その結果を会場（右側の建物）周辺の様子

Fig 5 に示します．
実験の結果，コード進行を考慮することで平均約12％ 向上がみられ，検定によってこの結果に有意す．
発表では多くの方に研究発表を聴いていただきました．初めのうちは説明することに必死で，聴者の性があると認められました．

表情を意識する余裕がありませんでした．しかし，3．発表について何度か説明をし説明に慣れることである程度余裕がこの会議は 9 月 2〜7 日にかけてスペインのマドでき，聴者の表情を意識するようになりました．聴

リッドにおいて開催され，私の発表は 3 日目の 9 月

者の表情を見ることで説明がうまく伝わったという

4 日でした．発表形式はポスター発表で，発表時間

ことや，十分に理解してもらえていないということ

は約 4 時間でした．

がはっきりと分かり，理解してもらえていない場合

この会議で発表した研究内容は，以前に国内でのは自分の知る限りの単語と簡単な構文を使い，内容

研究会において英語で発表したことのある内容であが伝わるよう必死に言い回しを考えました．また，ったため，プレゼンに関する言葉の言い回しや重要説明の途中で質問されることも多く，その質問へのとなるポイントの説明の仕方，質問されるであろう

返答をしながら発表を続けるということにとても苦内容とその返答などについては，ある程度要領を得労しました．聴者によって英語の発音も異なり，そていました．しかし，以前の発表はオーラル形式での聞き取りやすさも異なるため，聞き取れない場合あったため，発表の段取りを大幅に変更しなければは先生の力をお借りするということも多々ありましなりませんでした．オーラル形式ではあらかじめ発

た．また，質問内容は理解できても，その返答を英表における制限時間が定められているため，その時語でうまく説明できないということが何度もあり，間を目安に発表内容を考えたり，シミュレーション

歯がゆさを感じるとともに自分の英語力のなさを痛をしたりすることが可能です．しかし，ポスター形

感しました．

式ではほとんどの場合が聴者一人に対して発表を行

今回の国際会議への参加を通して実際に生きた英うため，できるだけ手短に分かりやすく研究内容を語を体験することができ，英語の重要さを改めて実説明しなければなりません．また，多くの場合が一感しました．会議においてだけではなく，さまざま対一の対話形式であるため，説明の途中で質問をさな場所で外国人の方と英語でコミュニケーションをれることも十分考えられます．従って，オーラル形とることで，日本を出ると多くの人が当たり前のよ式と比べて，より柔軟な英会話能力が重要となりまうに英語を話し，英語を話せないことがどれだけ不― ２３１ ―

利であるかということを痛感させられました．また，意思疎通できたときの喜びも大変大きいものでした．今後この貴重な経験を英語の学習や国際会議などに活かしていきたいと思います．
最後になりましたが，今回の会議に参加する機会を与えてくださり，また研究において多くの御指導をいただいた杉田繁治教授，三浦雅展講師，そして多くの関係者の方々に深く感謝いたします．

Fig 7

発表の様子

― ２３２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

電子情報通信学会・特性要因図に基づくクラス構造決定手法
重 光
真Makoto SHIGEMITSU
情報メディア学専攻修士課程

1年

いなどの問題が生じる．非定型分野での開発におい1．はじめにて，確立した方法論が存在いないためである．

ソフトウェア開発方法論は，開発プロセスの上流工程において，「要求分析」，「要件定義」という工程を含む［1］．構造化分析・設計手法やオブジェクト
指向分析・設計手法などの既存の方法論には，シス3．FDM による要求定義から
UML 図への展開
3. 1

特性要因図に基づく非定型要求分析とモデル化

テム化対象問題領域には定められたルールやプロセスが存在し，それらを分析により明確化するという問題領域の業務手順やシステムの使用形態が事前考えが背景にある．この手法は，定型業務と呼ばれに決定されていない分野の要求分析，要求定義の問

るアプリケーション分野には有効であるが，非定型

題 を 解 決 す る 方 法 が ， 本 論 文 で 提 唱 す る FDM

業務への適用は一般に困難である．何故ならば，非（FDM : Fishbone Driven Method）である．非定型的定型業務には定められたルールやプロセスが事前にな要求は抽象的で具体化が困難であり，抽出した要定められていない場合があり，前述のようなソフト

件も体系化が難しく，項目が散乱している状態であウェア開発方法論では適応が難しい為である．

るため，仕様に落とすことが困難である．この事が従来の非定型業務に対するソフトウェア開発では

非定型業務のソフトウェア開発を非効率にしている

明確な要求分析手法や指針が示せないため，開発生

原因である．つまり，非定型要求の開発について，産性の低下や最適な解決策の策定が難しいなどの問

このような要求から要件を体系的にまとめる一般的題が生じやすい．

な方法論があれば，開発の効率化が期待できる．

本論文では，品質管理や品質改善活動で利用される，特性要因図による因果分析に着目し，確立していない非定型分野でのソフトウェア開発法を提案す

FDM では非定型的要求の要求分析，要求定義において，次のような手順で UML 図を作成する．
・要求の背景がもつ問題の要因を洗い出し，特性る．

要因図によって要因を体系的に纏める
・そこに現れる個々の要因について，それぞれ解

2．非定型業務で行う開発での問題決策を考案し，その解決策を定義する．

ソフトウェア開発法における従来の方法論は，主・定義された解決策からソフトウェアの機能であとして定型的要求を対象に要求分析が行われているメソッドを作製し，特性要因図の体系的な配る．非定型的な要求の場合，試作品を依頼者に示し置に置き換える．

ながら，試行錯誤により段階的に要求を抽出する，・体系的に表されたメソッドを置き換えた図の特定の範囲で分割し，クラスとする．

プロトタイピング手法に頼らざるを得ない．そのため，開発生産性の低下や最適な解決案の策定が難し

・図によって表されたクラスとメソッドから

―２
３３ ―

そして依頼者が自身で具体化できない期待するソフ

UML へ導く．
この方法論では個々の問題の要因分析と，要因間トウェアの仕様を R ′とする．R の逆である要求のの関連分析が重要となる．FDM では，問題の要因背景にある問題を Q とする．Q が生じる要因を Qn

分析に特性要因図を用いる．

とし，この要因をもたらす更なる要因を Qn−m とする．この更なる要因の解決策を Q ′n−m とする．この3. 2

特性要因図とは各解決策を全て実現する事で，主となる問題は解決

品質管理（QC）は元々数値データから品質管理

し，なおかつ，最初の実現したい要求の一部が満たを行うのではなく言語データから品質管理を行う為される．つまり Q ′が成り立つのである．こn−m⊆R ′に作られたものであり，数値化できない依頼者の要れらより，R ′∈Q ′1−1∪Q ′k−s が成り立
1−2∪. . . . ∪Q ′求定義の問題に応用することに適していると考えら

つ．Q ′n−m はヒアリングでは聞き出せなかった解決

れる．

策であり，特性要因図によって初めて具体化された特性要因図とは何かの問題が生じている時，その項目である．具体化された項目 Q ′n−m はメソッドで要因を体系的に，漏れなく書き表す手段である．何あり，このメソッドを体系化したものがクラス構造か問題が生じているならばその問題が生じる要因がとなる．このように特性要因図を経て要件構造図かあるはずであり，その要因もまた，それが起こる要らクラス図を導くことで，具体化できなかった要求

因を持っているはずである．この構造をそのまま体を定義し，またクラス構造も決定する事ができる．

系的に書き表せば要因が構造化できる．このように問題の要因を体系的に書き表した図が特性要因図である．

3. 4 要件構造図から UML 図への展開
オブジェクト指向のクラス図において，クラス名
は種類わけされた手続きの集合の名前であり，メソ

3. 3

解決策と仕様の対応抽出

ッドはそのカテゴリに関連した操作である．この構特性要因図を用いて，依頼者の要求の問題を分析

成は先ほどの要件構造図によく似ている．大骨を大すると，その問題の要因が体系的に書き表せる．書

分されたクラス別カテゴリ，中骨をクラス名，それき表した要素は問題となっている特性が生じた要因

以下の骨をメソッドとすると，特性要因図からクラである．この解決策を対応させて書き表せば解決策

ス構造が決定される．

もまた同じように体系化して表せる．要求である実FDM による手法の手順をまとめると以下のよう現したい仕様の姿の逆はその要求が必要になる背景になる．

にある問題であり，問題を細分化したものが要因で

1 ．ヒアリングによって依頼者の要求とソフトの使ある．すなわち，逆に言えばその問題の要因は実現

用条件を聞きだし，最重要な要求を決定する．

したい仕様の部分そのものになるのである．そして

2 ．その要求がある背景の要因から特性を定義す仕様を実現したものの集合がソフトウェアであるこる．

とから，特性要因図は実現すべきソフトウェアの構

3 ．依頼者と共に特性要因図を作製する．

造そのものを反映するものであると考えられる．解4 ．要因の項目に番号を振り，別表に並べて書き表

決策は実現すべき仕様の要件であることから，特性要因図より導き出したこの要件を体系化した図を要件構造図と名づけることとする．

す．これを変換表 1 とする．
5 ．4 の項目に対して全ての項目にその解決策と効果を書き記す．これを変換表 2 とする．

以上の事を一般化した形で表すと以下のようになる．今ある特定の依頼者がもつ要求を R とする．

6 ．変換表 2 の解決策と効果が依頼者の期待する物
であるかを確認する．

― ２３４ ―

図1

教育支援ソフトにおける特性要因図

図2

クラス図（一部）― ２３５ ―

7 ．変換表 2 の項目を実行するアクタと行動を書きることにより，ただ一つの依頼者の要求から妥当性の高いクラス構造とそのメソッドが定義できること記す．これを変換表 3 とする．
8 ．特性要因図の項目を変換表 3 によって表されたが確認できた．
要求の詳細が定義できず，またプロセスの分から行動に書き換え，要件構造図を作成する
9 ．8 によって作製した要件構造図において，重複ない非定型要求に対して，ただ一つの要求から正しいクラス構造とメソッドを導く工程が確立できた事したメソッドやクラスを整理する．
10．9 によって書き表された要件構造図を元にクラにより，この分野での開発方法論として有効性の高い方法論であると考えられる．

ス図を作製する．
11．8, 9 からアクティビティ図，シーケンス図を作

また，導出された個々のメソッドは，特性要因図
によって見つけ出したソフトウェア開発の目標が抱製し，UML の記述が完成する．

える問題の要因の解決策であり，このメソッドの集

4．適応事例

まりがもっとも要求を反映するものであることが期

FDM を教育支援ソフトの開発に適応して事例を待できる．実際に，適応事例で書き表された全ての述べる．依頼者の要求は「より学生がプログラムを要因に解決策が示されているので，考え出された問しっかり理解できるようなソフトを作ってほしい」

題の要因はソフトウェアの仕様により解決できる範であるものとする．この要求から特性を「プログラ囲で適切に解決されたと思われる．これにより問題

ムの習得が難しい」と定義し，図 1 のように特性要に対する依頼者の要求が明確に定義でき，現段階で因図を書き表す．FDM の手順に沿って UML 図を妥当性の高い仕様を作製できたと言える．作製した作製した．ここでは省略して完成したクラス図の一特性要因図を元に，すぐ要件構造図が作成できる事

部を図 2 に示す．

から，早い段階で仕様の定義が可能である．開発の最初の段階で確実な仕様が決定できることにより，

5．結論

不確かな開発が進む危険性を回避できる．

FDM により，QC で使われている特性要因図か

これらの事より，FDM を使用することで，普段ら要因の因果関係分析し，要求を分析，手続きを体

定義，分析の難しい非定型要求が定義，分析でき，系化する方法を用いて，要件構造図から，仕様とそ

手続きの体系的表記が可能となり，クラス構造が決の構造を元に，アクティビティ図，シーケンス図を定できることから非定型業務における比較的小規模

作製し，上流モデルを完成させた．この方法論を実なソフトウェア開発における効率的な開発が期待で際に教育支援ソフトの要求定義，要求分析に適応すきる．

― ２３６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

情報処理学会

合同研究会に参加して七 里
崇Takashi SHICHIRI
情報メディア学専攻修士課程

持つ情報検索システムを考える場合，検索要求の音

1．はじめに
私は，2007 年 5 月 24 日，25 日に法政大学

1年

声認識では，検索にとって重要な単語の誤りを少な
市ヶくすることが求められます．このため，音声認識の谷キャンパスで開催された情報処理学会の研究報告

評価は会に参加しました．今回の報告会は，自然言語処理だけ少ないか研究会と音声言語情報処理研究会の合同開催であどれくらい少ないかという観点から行う必要があり，自然言語や音声言語に関するさまざまな発表がり，認識戦略として重要な単語を優先的に認識す行われました．また私は，研究会合同企画として設る戦略けられた「学生セッション」にて研究発表を行いま

重要度（重み）を単語の認識誤りが検索に与える影

した．

響の観点から定義し，この重みを用いて，音声認識

認識できなかった単語の数（割合）がどれではなく重要な単語の認識誤りがが必要となります．先行研究では，単語のの評価尺度「重みつき単語誤り率（WWER）」を定

2．研究内容義した上で，WWER の最小化を目指す音声認識を今回，私は「音声理解を指向した音声認識のため行うことで検索への影響の最小化を行われていまの単語重要度の自動推定」という題目で研究発表をす．実際に，この手法により重要度が高い単語の認行いました．ここでは，その発表内容について説明

識誤りを抑えることができ，情報検索の精度向上にします．

効果があることが示されています．
しかしながら，これまで，単語重要度の定義方法

2. 1

研究の背景

についての十分な検討はなされていませんでした．

近年の自然言語処理技術の発展により，音声メデ
ィアを処理する研究分野では，音声をテキスト化す

このような背景から，情報検索のための単語重要度の自動推定手法について研究しています．

る音声認識にとどまらず，音声理解のための研究が行われるようになってきました．音声理解とは，発2. 2

音声認識の評価尺度

話から話し手の意図や発話内容がもつ概念を理解す

音声認識では，決められた評価尺度に基づき，誤るという人間の最も基本的かつ高度な能力の 1 つでりが最小になるように処理を行います．音声認識のす．音声を用いた情報検索では，ユーザの発話から

一 般 的 な 評 価 尺 度 に は 単 語 誤 り 率 （ Word Error

検索要求（意図）の解釈を行う必要があるため，情Rate : WER）があり，式（1）で定義されます．

報検索は音声理解のファーストステップとしてとらえることができます．

WER＝

I ＋D ＋S
・100
N

（1）

情報検索には検索にとって重要な単語と，そうでない単語が存在します．したがって，音声を入力にここで N は実際に発話された単語の数，S は置

―２
３７ ―

換誤りの単語数，D は削除誤りの単語数，I は挿入を求めるには検索結果が正しいかどうかを判断する

誤りの単語数です．式（1）からも分かるように，ための教師信号が必要になり，大規模システムを対WER は，単語の誤りを全て同一に扱う，すなわち象とする場合は教師信号の作成が困難になります．

重要な単語とそうでない単語を同等に扱う尺度にな

このため，本手法では，書き起こし文を用いたとき

ります．

の検索結果を疑似教師信号とする，教師信号を人手

これに対し，単語の重要度を考慮した評価尺度とで与えない

教師なし推定も行いました．

し て 重 み つ き 単 語 誤 り 率 （ Weighted Word Error
Rate : WWER）があり，WWER は式（2）で定式

2. 4 実験結果
NTCIR-3 WEB 検索タスクを用いて評価実験を行化されます．
WWER＝VI＋VD＋VS・100
VN

いました．まず，単語の重要度を考慮しない評価尺（2）度である単語誤り率と検索スコア低下率との関係をVN：正解単語の重みの和

図 1 に示します．図からも分かるように両者の相関

VI：挿入誤り単語の重みの和は弱いことが分かります．この結果は，情報検索を

VD：削除誤り単語の重みの和対象とした場合，単語誤り率が音声認識の評価尺度

VS：置換誤り単語の重みの和として適切でないことを示しています．次に，提案手法で求めた単語重みで定義した重みつき単語誤り

この WWER に用いる単語の重みを検索への影響

率と検索スコア低下率との関係を図 2, 3 に示しまという観点から適切に定義することができれば，WWER を最小化することで，検索にとって重要度の高い単語の誤りを抑えることができます．

2. 3

単語重要度の自動推定

単語重要度は，その単語が音声認識で誤認識されたときの，検索に与える影響に基づいて決定しま
す．具体的には，音声認識の誤り率（WWER）と音声認識誤りによって生じる検索スコアの低下率との間に強い正の相関が得られるように単語重要度の

図1

単語誤り率と検索スコア低下率の相関推定します．これは，WWER と検索スコア低下率の誤差を最小化する問題として定式化することができます（3）．

F（x）＝!!（WWER −S ）"→min
m

m

m

2

R=0.969（3）

ここで，x は各単語の重要度（xk）を要素とするベクトルになります．この式に最急降下法を適用
し，誤差を最小とする単語重要度を求めます．
本手法で単語重要度を推定するには，検索スコア
低下率を求める必要があります．検索スコア低下率― ２３８ ―

図2

重みつき単語誤り率（教師あり推定）と検索スコア低下率の相関

す．教師あり推定，教師なし推定ともに高い相関を得ることができました．

3．おわりに学会への参加は，今回が初めてでしたが，発表や質疑応答では，さまざまな意見が交わされており，非常に勉強になりました．また，私自身の発表においても貴重な意見を数多くいただきました．今回得図3

重みつき単語誤り率（教師なし推定）と検索スコア低下率の相関た経験を今後の研究に生かしていきたいと思います．

― ２３９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際学会に参加して
──IEEE International Symposium on Consumer Electronics 2007──

嶋 野 雅 人Masato SHIMANO
情報メディア学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は，2007 年 6 月 20 日から 23 日までの 4 日間，アメリカ合衆国テキサス州にある都市ダラスで開催された，ISCE 2007（International Symposium on Consumer Electronics 2007）に参加し口頭発表を行いました．
ISCE とは，IEEE（The Institute of Electrical andElectronics Engineers, Inc.）のソサエティーの一つである Consumer Electronics（CE）Society が主催する
図1

国際学会であり，家庭用電化製品（家電）の分野に

T-Engine 外観

おける，A/V 技術やワイヤレス通信技術，ホーム
ネットワークに関する技術などについての研究発表

は小リソースで，リアルタイムで動作すること，尚がなされます．

且つ実用的な性能を持つことを課題に，新しい Web

私は，Consumer Network 3 というセッションにて，小型，低電力の組み込み Web サーバについての研究発表を行いました．

サーバシステムの構築を目指しました．
まず，ハードウェアには，図 1 に示す T-Engineという組込み機器標準開発システムを選択しました．そして，ソフトウェアには，国産のリアルタイ

2．発表内容について

ムオペレーティングシステム（RTOS）の T-Kernel/

本学会で，私は「Small, Embedded Web Server forStandard Extension を選択しました．そして，TCP/IP

Home Appliances with Embedded MPU and Real-timeのプロトコルスタックと，ファイル転送と遠隔操作

Operating System」という題目にて発表を行いまし

機能を組み込んだサーバアプリケーションを作成

た．

し，Web サーバシステムを完成させました．

私の研究は，背景として，近年のホームネットワ

完成した Web サーバシステムは，まず 1 つ目のーク技術に関する研究の発展により，今後ますます課題に対し，組込み機器を用いることで本体サイズ導入が期待されるホームサーバについて，ハードウを小型化しました．消費電力は最大で 3.3 W 程度

ェアが抱える高価格・大型・高電力消費の問題と，で，普通の 30〜40 分の 1 に抑えることができましソフトウェアが抱える大リソース・非リアルタイム

た．次に，2 つ目の課題に対して，組込み向け RTOS

性の問題を提起しました．そして，ハードウェアはを用いることで，全ソフトウェア容量は 1.6 MB 程

低コスト，小型で低電力であること，ソフトウェア

度に減少しました．そして最後の課題に対しては，― ２４０ ―

図2

Web サーバ（右）とブラウザ PC（左）
表1

MPU

図3

学会会場

システムスペック
SH 7727（SH 3-DSP core）
クロック周波数−内部：
外部：

96 MHz48 MHzメモリ

SDRAM：

32 MB

本体サイズ

（H×W×D） 120×75×50 mm

動作電圧

5.6 V DC

最大消費電流600 mA

ソフトウェア

Total

1.57 MBOS：
TCP/IP：
web サーバアプリ：

1.20 MB0.28 MB
0.9 MB

図4

ストックヤード

ファイル転送，遠隔操作ともに正常な動作が可能
で，特に，テキストベースのページや遠隔操作はス
トレスのない動作が実現できました．図 2 に，Web
サーバシステム全体の外観を，表 1 に本システムのおもなスペックを示します．

3．ダラスについて
学会が 20 日から始まるため，私は 19 日にダラス入りをしました．会場は，テキサス州ダラスフォー

図5

テキサスカウボーイ

トワース空港から程近い，ウェスティンホテルの大きな会議室が使用されました．

り，隣接するフォートワース市とあわせた都市圏人

ダラスは，アメリカ南部に位置し，合衆国の州の口がテキサス一である商業工業都市です．そして，中で面積，人口ともに最大であるテキサス州にあ

テキサス・インスツルメンツや，アメリカン航空，― ２４１ ―

セブンイレブンの本社があることや，ジョン・F・
ケネディ大統領が暗殺された場所として有名な所です．
また，隣接するフォートワース市には，西部劇のような風景が今も残るストックヤードという地区があり（図 4 参照），人気の高い観光地になっていま
す．ここでは，週末には家畜取引所のイベントやカ
ウボーイショーなどが催されています（図 5 参照）．

4．発表の準備
本学会で発表するためには，まず 2−3 ページの図6

論文を応募する必要がありました．当時，学部の特発表中の筆者

別研究を纏めて卒業論文を書き上げたばかりでしたので，卒論のアプストラクトをベースに英文化したものを提出しました．

決心を固めました．
発表は，動作試験の動画がプロジェクターとの相

その後，採択の通知がきてからは，学会参加費の性で少し変に映ってしまったことが残念ですが，観支払いや航空券，ホテルの手配をネットで行い，発衆の方々の暖かい拍手とともに何とか無事に終える

表用の資料の製作に取り掛かりました．

ことができました（図 6 参照）．質疑応答では，CE

発表はパワーポイントで行われるため，卒論発表

Society の会長兼本学会の大会委員長や参加者かの際に使用した資料をベースに英文化し，さらに口ら，採用した OS についてや，乾電池でも動作可能

頭用の英語原稿を用意しました．しかし，もともとかなどを質問されました．しかし，うまく英語で答

英語は得意ではなかった為，資料の作成に手間取えることができず，たくさんの質問を頂いたにも関り，十分な発表練習をすることができませんでし

わらず，殆どの回答に長谷教授の助けを借りてしまた．幸い自分の発表は大会二日目の午後 4 時からのいました．しかし，期待以上の反応を頂けて本当に予定だったので，時間の許す限り，現地で英語原稿嬉しかったです．正直なところ，私は発表に関しての読み込みと修正を繰り返しました．原稿内容が固はあまり褒められたものではなかったと自覚していまってからは，各英単語のアクセントや文脈のイン

ますが，技術者の先輩方に私の研究に興味を持ってトネーションをチェックし，いよいよ発表の日が来いただけたのはとても嬉しいことでした．

ました．

私の発表を終えると，発表者の交流会（バンケット）が始まりました．座長さんと少し話した後，一5．発表当日人で居た堪れなくなっていると，韓国の研究者の当日の朝，同行していただいた長谷教授と博士研方々に話しかけていただきました．日本のドラマの究員の野中さんの前で最終の発表テストを行った話や，私が大学で韓国語の授業を受けていたことな

後，発表の番が来るまで心を落ち着かせていまし

ど，他愛のない話をしました．しかし，ここでもスた．自身国内外問わずの初めての学会発表でしたの

ムーズに会話の続けられない自分の英語力のなさをで，朝から緊張でガチガチでしたが，昼食のときに痛いほど痛感し，申し訳ない気持ちになりました．

学会の座長さんに「緊張しなくて大丈夫」という言葉をいただき，ここまで来たらあとはやるだけ，と―２
４２ ―れたことです．修士課程の研究でも，こういった舞

6．おわりに台で発表することがまたできるよう頑張るつもりで今回の国際学会に参加して，大きな収穫が三つあす．

りました．まず一つ目は，貴重な経験を得たこと最後になりましたが，今回の国際学会での発表にで，発表に自信がついたこと．そして二つ目は，他惜しみない協力を尽くしていただいた，長谷智弘教の研究者さんの発表を聴いで，自身の研究意欲が刺授と野中誉子博士研究員，ならびに，学会参加にま激されたこと．最後に，英語で物事を考える機会をつわる諸費用を補助していただいた龍谷大学理工会

得られ，英語をちゃんと習得したいという欲が生まに深く感謝いたします．

―２
４３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際ワークショップ（WICOW）に参加して
西 村涼
Ryo NISHIMURA
情報メディア学専攻修士課程

1年ため，査読の結果によって口頭発表とポスター発表

1．はじめにが分けられているようでした．私は，5 件目に口頭

私は 2007 年 6 月 19 日に宮崎のシーガイアにあるはワールドコンベンションセンターサミットで開催された国際ワークショップ The First Workshop on
Information Credibility on the Web（WICOW）で口頭発表を行いました．このワークショップは人工知

発表のセッションで発表を行いました．

4．発表した研究の概要
ここでは，私が発表を行った研究の概要について説明します．

能学会の全国大会が主催するもので，初めて開催されたものでした．

4. 1

背景

インターネットの普及とともに自由に閲覧できる

2．ワークショップの目的

電子化された文書の数が多くなるにつれ，これらのブログや SNS の普及による情報発信コストの低文書からユーザが必要とする情報を効率的に獲得す下に伴い，User Generated Content と呼ばれる情報ることが困難になってきています．このため，ユーが大量に流通するようになってきています．このよザからの質問に対して明確な回答を自動的に提示すうな状況で，Web で得られる情報の信頼性の問題

る質問応答（QA）システムが注目されています．

はますます重要になってきています．このワークシ

質問応答システムとは，自然な文で入力された質問

ョップは，「情報の信頼性」の問題についてさまざに対する答えを提示してくれるシステムのことでまなアプローチで取り組んでいる内外の研究者が集す．従来の情報検索システムは，単語あるいはそのまって議論を深めることを目的に開催されました．

組み合わせを入力とし，それらが含まれている文書

このため，さまざまな研究発表が活発になされましを提示していました．しかし，質問応答システムがた．

提示するのは答えそのものです．以下に例を示します．

3．ワークショップの様子
国際ワークショップだったので，会場では英語で質問

富士山の高さは何メートルですか？

回答

3776 メートルです

コミュニケーションがされていました．しかし，今ユーザからのさまざまな質問に質問応答システム

回は会場が日本ということもあり，日本人が多かっが回答するためには，十分な量の知識を集めなけれたです．発表された研究は 15 件あり，このうち 10

ばなりません．近年では，WWW の文書量が膨大

件が口頭発表でした．1 件あたりの発表時間は 20になってきたため，WWW の文書を知識として利分で，質疑応答は 5 分でした．残りの 5 件はポスタ

用した質問応答システムが盛んに研究されていまー発表でした．このワークショップは査読があった

す．しかし，こうした文書を質問応答システムの知

―２
４４ ―

識として利用する場合，その中に含まれる誤りが問質問のメール．質問メールでの質問は，質問応答シ

題となっています．そこで，私は質問応答システム

ステムにおけるユーザの質問と同様に，その内容がで用いる知識の内容を確認することで，信頼性が確不明確だったりあいまいな場合もある．

認された回答をシステムが提示できるようにしまし直接回答メール

た．

ル．直接回答メールは，質問メールの質問にそのま

質問メールに直接回答するメー

ま答える場合と，質問内容を問い返す場合がある．
質問者返信メール

メーリングリストに投稿されたメール

4. 2

直接回答メールに質問メールのメーリングリストには質問と回答のメール繰り返

投稿者が直接返信するメール．質問者返信メールでし投稿されるものがあります．例えば，Vine Linux

は，直接回答メールの内容にしたがって行った作業に関心のある人たちが情報を交換しているメーリンの報告や問い返しに対する回答が述べられている．

グリスト（Vine Users ML）では質問と回答のメー

その他

ルがさかんに投稿されています．私は，こうしたメ

メール以外．

質問メール，直接回答メール，質問者返信

ーリングリストに投稿されたメールを知識として用

私は，質問メールからは重要文とその前後の文

いて質問応答システムを構築することを考えまし（図 2）を，直接回答メールからは重要文（図 3）をた．その有利さを以下に示します．

それぞれ取り出しました．そして，これらの組み合!特定のドメインについての質問と回答の例を集
めやすい!あいまいな質問に対する問い返しの例を集めやわせを質問応答システムの知識として利用しました．また，これらの知識の内容を確認するために，
質問者返信メールから取り出した重要文（図 4）をすい!情報のすばやい更新が期待できる!回答内容の確認が行われる!回答内容に誤りがあると，その誤りが指摘されることが多いVine Users ML に投稿されるメールを調査すると，以下の 4 種類に分けることができました．また，図 1 にそれぞれのメールの種類と関係を示しま
す．
質問メール

ある問題について，最初に投稿される
図2

図1

メーリングリストに投稿されたメールの種類と関係― ２４５ ―

質問メールの重要文とその前後の文の例

図3

直接回答メールの重要文の例

6 に回答の提示例をそれぞれ示します．
（1）自然な文で表現されたユーザの質問を受け付
け，システムが持つ質問メールの重要文とその前後の文と比較する．
（2）ユーザの質問とよく似ている質問メールの重要
文とその前後の文とその回答メールの重要文の組み合わせを回答として取り出す．
図4

質問者返信メールの重要文の例（3）取り出した回答に内容を確認するラベルを与えてユーザに提示する．

用いました．実際には，質問者返信メールの重要文を利用して以下のような内容確認ラベルを与えるこ

口頭発表を終えて振り返ってみると，去年に何度とで，知識の内容確認を行いました．
Positive ラベル

5．おわりに知識の内容を肯定する情報があるも発表したおかげで初めて発表した頃と比べてだいことを示すラベル．

ぶ落ち着いてしゃべることができました．また，今Negative ラベル

回は初めて英語で口頭発表をするので，しっかり練

知識の内容を否定する情報があることを示すラベル．

習したことが影響してか発表はそれなりに自分でもOther ラベル

満足できました．ただし，今回もいろいろ反省しな

知識の内容を肯定／否定する情報がければならないことがあるので，以下で整理してお見つかっていないことを示すラベル．

きたいと思います．

メーリングリストに投稿されたメールを利用し!英語の勉強をしておく!英語の発音に気をつける!質疑応答は，しっかり聞いて，質問の内容が分て，私が作成した質問応答システムについて説明しかるまで聞き直す．そして，きちんと質問の内ます．作成したシステムは，以下のような流れで処容を理解してから答える．

4. 3

メーリングリストに投稿されたメールを利用した質問応答システム

理を行います．図 5 に作成したシステムの概要，図ざっとあげるだけでもこのような反省点があります．今後は，このような反省点を改善すべくがんばりたいと思います．
最後に，研究や発表に対してご指導くださった渡辺先生，私の発表練習にお付き合いくださった渡辺研究室の方々，ありがとうございました．これから図5もよろしくお願いいたします．

システムの概要

図6

システムの回答提示例― ２４６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

国際会議

19th ICA に参加して
安 井 希 子Nozomiko YASUI
情報メディア学専攻修士課程

1年

3. 1 研究概要

1．はじめに熟達したトレモロ音の特徴に関する統一的な意見

今回，2007 年 9 月 2 日〜7 日に Spain の Madridはこれまで存在しませんが，例えばその一例に「1で開催された 19th International Congress on Acous-

回の撥弦における音の大きさがほぼ一定で，撥弦操

tics（ICA）でポスター発表を行ないました．この作が均一，すなわち変動が少ないと感じられるも会議は，3 年に一度開催されている国際会議であの」という意見があります．この指針は比較的，一り，世界から様々な分野の方々が口頭発表又はポス

般に受け入れられるものではありますが，その特徴

ター発表を行なっています．今回の発表では， Anを客観的に測定した研究はほとんどないのが現状でindex for evaluating the performance proficiency ofす．さらに，トレモロ音の熟達度を表現する指標はtremolo played by the Mandolin（マンドリンのトレ

これまで提案されていません．本研究では，熟達度

モロ音に対する熟達度評価に関する指標の提案）の高いとされるトレモロ音の特徴を音響学的に明らという題目で発表させていただきました．

かにし，その結果を練習や指導に生かすことを最終目標としています．本稿では，熟達したトレモロ音

2．ICAの特徴を調査し，トレモロ音の熟達度を表す指標を

ICA は，音響一般を対象とする学会で，さまざ調査します．

まな Session があります．具体的には ， Bioacoustics , Communication Acoustics , including Speech ,3. 2

マンドリンの概要

Computational Acoustics, Electro-acoustics and Audio

マンドリンとは，洋ナシ形に膨らんだ木製の胴とEngineering, Environmental Acoustics, Musical Acous-

完全 5 度の関係で調弦された金属性の複弦を持つ撥

tics, Non-linear Acoustics, Noise, Physical Acoustics,

弦楽器であり，各対はほぼ同じ高さに調弦された 2

Physiological and Psychological Acoustics, Room and本の弦から成り立っています．Figure 1 にマンドリ

Building Acoustics, Structural Acoustics and Vibration,

ンの外観を示します．

Ultrasonics, Underwater Acoustics という 14 個の Session があります．今回は，Musical Acoustics（音楽音響）という Session で発表させていただきました．

3．研究内容ここでは，私が発表を行なった研究について説明させていただきます．

Figure 1―２
４７ ―A mandolinマンドリンには主に「ピッキング奏法」と「トレモロ奏法」という 2 種類の奏法があります．ピッキの変動感を調査するために，トレモロ音の物理的な変動について調査しました．

ング奏法は 1 対の弦を一回だけ撥弦する奏法であ

本研究では，2 つの実験を行ないました．1 つ目

り，トレモロ奏法は持続音を奏でる目的で考案されの実験は，トレモロ演奏の記録実験です．この実験た奏法で，ピックを用いて 1 対の弦を上下方向に撥

では，マイクロフォンを用いて，3 年以上の演奏経弦させることを繰り返すことによって持続音を奏で験を持つ熟達者 7 名による，撥弦操作速度が 6, 8

る奏法です．本研究では，「トレモロ奏法」につい及び 9 Hz のトレモロ音を 5 回録音しました．2 つて調査します．

目の実験は，トレモロ音に対する熟達度の主観評価
実験です．この実験では，半年以上の演奏経験を持

3. 3

調査概要

つマンドリン奏者 7 名に対して，撥弦操作速度が異本研究では，トレモロ音に対する熟達度評価に影なる 2 つの演奏音を呈示し，上手と判断した演奏音響を与えると考えられる主な要因を列挙し，奏者間を選択してもらいました．また，遅い速度の変動音で共通にすることができる要因群と奏者固有とならに対する変動感の評価指標として変動強度（Fluctua-

ざるを得ない要因群の 2 つに分割しました．考えら

tion Strength, FS）が Fastl et al. によって過去に提れたおもな要因を Table 1 に示します．

案されてあり，過去の研究より振幅変調された純音共通とする要因のうち，撥弦操作頻度はトレモロにおいて変調周波数が約 4−8 Hz の時に FS は最大

音の変動感及び熟達度評価に強く影響を与える主要になると報告されているので［1］，本研究では約 4−8

な要因と考え，撥弦操作頻度に着目することにしまHz の変動成分が，人が感じる変動感に影響を与した．また，演奏音の音色も熟達度評価に影響を与え，主観評価に影響していると考え，記録したトレえると考えられますが，その音色は奏者固有となる

モロ音の音響データに対して約 4−8 Hz の変動成分

要因群をはじめとする様々な要因が関与するため，を抽出し，それを「物理的 FS」と呼ぶことにしま

奏者間で音色を統一させることは困難であると考えす．最後に，トレモロ音の物理的 FS と熟達度評価られます．そのため，本調査においては奏者固有との関係を調査します．

なる要因群を排除するために，奏者間での比較を行
なわず，奏者ごとに調査することにしました．本稿

3. 4

調査結果

では，7 通りの音色に対して 3 通りの撥弦操作頻度

Table 2 に，各演奏者によるトレモロ演奏に対すのトレモロ音を用いて主観評価実験を行ない，トレる熟達度評価の結果を示します．Table 2 より撥弦

モロ音の熟達度を調査しました．また，トレモロ音

操作頻度が 8 又は 9 Hz の演奏音が上手な演奏音とTable 1Main factors affecting subjective evaluations of the tremolo performance proficiency
using a mandolin

Common factors

Individual factors

Shape of instrument

Position relative to instrument

Type of strings

Acoustic property when plucking a pair of strings

Material, thickness, and size of pick

Position and angle of pick for strings

Reverberation of recording environment

Style of holding pick

Subjective strength of pressing strings

Average speed in a single plucking

Plucking rate

―２
４８ ―

評価された様子が確認できます．
また，各演奏者のトレモロ音に対する物理的 FSの値を Fig. 2 に示します．Figure 2 より，どの演奏者においても撥弦操作頻度が多くなるにつれて物理

4．ポスター発表
19th ICA の会場を Fig. 3 に示します．かなり広い会場でした．
国際会議で初めての発表だったため，かなり緊張

的 FS の値が小さくなる様子を確認できます．

していましたが，無事に発表することができまし
3. 5

考察

た．ほとんどの方が分かりやすく話していただいた

Table 2 及び Fig. 2 より，上手と評価された演奏ので，質問内容を理解することは容易でした．しか音は物理的 FS の値が小さい様子が確認されまし

し，その質問に対して英語で説明することは難しかた．よって，マンドリンのトレモロ音に対する評価ったので，ジェスチャーで説明し，理解していただ

指標として，物理的 FS が提案できると考えられまけるように努めました．発表の様子を Fig. 4 に，ポす．しかし，本研究では，3 通りの撥弦操作頻度しスターと私を Fig. 5 に示します．今後は，さらに英か調査していないので，他の撥弦操作頻度における会話の練習をし，多くの海外の方と話せるように努それぞれの関係を確認する必要があります．

めたいと思います．

Table 2

国際会議 5 日目の夜にバンケットが開かれまし

Results of evaluating subjectively thetremolo performance proficiency performed by each player
Plucking rate

Player

6 Hz

8 Hz

9 Hz

P1

4*（11％）

10*（28％）22*（61％）P2

2*（ 6％）

18*（50％）16*（44％）P30*（ 0％）

14*（39％）22*（61％）P4

5*（14％）

11*（30％）20*（56％）P5

3*（ 7％）

14*（39％）19*（54％）P6

6*（16％）

10*（28％）20*（56％）

P7

3*（ 7％）

18*（50％）15*（43％）Figure 3

国際会議の会場

The number of cases evaluated as good（％）*：p＜.05

Figure 2

Amount of physical FS for tremolo
played by each player calculated byoriginal procedure― ２４９ ―

Figure 4 発表の様子

た．そこでは，前座で民族衣装を来た方々が演奏をしていました．その様子を Fig. 6 に示します．軽い
立食後に，室内で席について夕食をいただきました．その際，一緒に来ていた他大学の日本の方だけでなく，海外の方と同席しました．その方が隣に座られたので，簡単な自己紹介をして少しだけ会話をしました．かなり緊張しましたが，分かりやすく話していただき，楽しい時を過ごす事ができました．

5．おわりに
Figure 5

ポスターと私

今回の発表では，自分の英会話能力の低さを実感しました．海外の方と少しでも会話できるように，研究だけでなく，英会話にも力を注ぎ次の国際会議に望みたいと思います．
最後に，今回の発表を行なうにあたり，御指導を頂いた情報メディア学科杉田繁治教授，三浦雅展講
師に感謝致します．また，ご支援を頂いた多くの方に感謝致します．

参考文献［ 1 ］ H. Fastl, E. Zwicker, Psychoacoustics Facts and Mod-

Figure 6

els , pp. 247−256, Springer-Verlag, 1990

バンケットの前座― ２５０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

土木学会

平成 19 年度全国大会に参加して
島 田 知 子Tomoko SHIMADA
環境ソリューション工学専攻修士課程

1年

1．はじめに2007 年 9 月 12〜14 日に広島大学東広島キャンパ
スで開催された「土木学会平成 19 年度全国大会」に参加した．私は，「尿からのリン回収を目的とした MAP 生成とその過程における生理活性物質の挙図1動」という題目で口頭発表を行った．

17 β -エストラジオールの構造式

本稿では，発表した研究内容，学会の様子について述べたいと思う．

この MAP 法は尿だけでなく，下水汚泥中や，家畜糞尿からのリン回収にも使われている方法であ2．研究内容2. 1

る．しかしながら，人間の尿中には女性ホルモン（17 β -エストラジオール；E 2 等）や医薬品等の生背景・目的肥料の三大要素である栄養塩（リン，窒素，カリ

理活性物質が含まれている．これらの物質を含む尿ウム）のうち，リンは化石燃料と同様に枯渇が危惧から生成した MAP を肥料として作物等を作る場合されている資源であり，日本はその国内消費量の全には，その作物中に生理活性物質が移行し，蓄積してを海外からの輸入に依存している．また一方で，たり，環境中へ放出されるおそれがある．

排水中のリンや窒素が湖沼等の閉鎖性水域においてそこで本研究では，尿から MAP を生成し，その富栄養化問題を引き起こしている．このようなアン過程での生理活性物質，特に 17 β -エストラジオー

バランスさを解消するため，リンの回収・再利用がルの挙動を明らかにすることを目的とし，ひいては必要である．下水汚泥中のリンを回収する方法も検MAP の肥料としての利用可能性を検討することを討されているが，下水中のリンの大部分は尿由来の最終的な目的としている．なお，本研究では，17ものであることが分かっている．そこで，尿中のリ

β -エストラジオールや医薬品など，生物にとってンを回収するために屎尿分離トイレを用いて尿を分何らかの薬理作用をもたらすものを，「生理活性物

離し，尿中の有価物であるリンをリン酸マグネシウ質」と表現することとしている．

ムアンモニウム（MgNH4PO4 ; MAP）として回収できる装置・方法が開発されている．MAP は緩効性

2. 2

実験方法

肥料として利用可能な性質を持つので，人尿から貯留した尿を遠心分離機により固液分離し，このMAP を生成し，肥料として使用することで，下水とき分離した沈殿を沈殿漓とし，上清を上澄み尿漓中のリン濃度の低減やリンの再利用・循環を図ることした．上澄み尿漓の pH を測定した後，スターラとが可能である．

ーで攪拌しながら pH が 9 になるまで 2 N 水酸化ナ
― ２５１ ―

トリウム水溶液を添加した．pH の上昇に伴い，白色の沈殿が生じた．再び遠心分離機により固液分離を行い，このとき分離した沈殿を沈殿滷，上清を上澄み尿滷とした．上澄み尿滷をスターラーで攪拌しながら 1 M 塩化マグネシウム水溶液を適量添加した．この時，白色の沈殿が生じた．これを遠心分離機により，沈殿と上清に分け，分離した沈殿を乾燥した．この沈殿は MAP であり，上清を上澄み尿澆とした．
図2

次に MAP 生成過程の尿の液相（4 種）および固液相中の E 2 濃度変化

相（3 種）に含まれる E 2 の定量を行い，E 2 の挙動を追跡した．なお，固相中の E 2 は次の手順で抽出した．まず，沈殿漓，滷は全量を，MAP は 5 g（乾燥 重 量 ） を ガ ラ ス 製 の バ イ ア ル 瓶 （ 容 量 13mL）にとり，メタノールを 5 mL 加え，20 分間超音波洗浄機（FU-9 H，東京硝子器械）にかけることにより抽出した．その後，遠心分離により得た上澄み液を，抽出液とし，これを測定した．E 2 濃度の測定はおもに ELISA 法（環境汚染診断薬エコロ
ジーナ 17 β -エストラジオール（E 2）ELISA キット，日本エンバイロケミカルズ）を用いた．

2. 3

結果および考察図3

MAP 生成により，尿中リンの 89％ が MAP とし

尿中の E 2 濃度と単位 MAP 量あたりの溶出 E 2 量の相関図て回収されたことが分かった．MAP 生成過程で減少したリンのうち回収されていないものは，pH 調

E 2 は沈殿漓に移行する以外は液相中に残り，ま整の際に生じる沈殿中に含まれている可能性が考えた，MAP へ移行する E 2 量も少ないと考え ら れられた．また，MAP はマグネシウム，アンモニ

る．また，液相中の E 2 濃度は貯留時間の経過に伴ア，リン酸がそれぞれ 1 mol ずつ反応して生成されい低下していき，貯留 10 日目までにはその濃度がるので，尿中のアンモニア性窒素の回収率は，尿中安定した．
次に，MAP の原料とした尿中の E 2 濃度を横軸

リンの濃度によって変動すると考えられた．
図 2 は MAP 生成過程における液相中の E 2 濃度に，MAP 溶出液中の E 2 濃度を縦軸にとりプロッの変化を棒グラフに，また貯留中の尿の液相中 E 2トしたものを図 3 に示した．このグラフから，相関濃度の変化を折れ線グラフに示した．この図から，

係数 R2 ＝0.52 という結果が得られた．よって，こMAP 生成過程における尿試料の液相中での E 2 濃の両者には正の相関がうかがえる．さらにこの結果度の変化は，尿の貯留中での減少が最も大きく，こは，MAP から溶出するであろう E 2 が環境に影響れ以降の過程では，ほとんど変動が見られないことのない程度まで下げるために必要な MAP 生成前のが分かる．このことから，MAP 生成過程での尿中尿の希釈率設定することができることを意味してい― ２５２ ―

る．これに併せ今後，人尿に含まれる E 2 以外の生と思うことも多々あった．また，他の研究者の方々

理活性物質，おもに医薬品等の挙動および生成するから質問や意見を頂き，今後の研究にとても役立つ

MAP の安全性について調べる必要がある．

ことになると思う．今回初めて学会に参加して，発表する事も重要だと思ったが，他の人の研究発表を

3．おわりに聞くことも大切なことだと思った．発表を聞きに来今回の口頭発表は，講演時間 7 分，質疑応答 4 分ている人たちは事前に発表要旨をチェックし，研究の計 11 分で行われた．この発表は私にとって初め

について調べてきている様子だったので，その姿勢ての学会での発表だった．発表練習ではなかなか 7を見習わなければならないと感じた．これからも学分という時間内におさめることが難しく，発表日当会に積極的に参加し，より多くのことを学んでいき

日の朝まで修正をすることになった．しかし，そのたいと思う．

ために練習を繰り返したためか，本番の発表の際も最後に，研究のご指導，またこのような貴重な機思ったほど緊張せず，初めての発表としてはまずま会を与えてくださった越川先生，また，発表練習にずかと思ったが，他の研究発表を見て，まだまだだ

付き合ってくれた越川研究室の皆様に謝意を表す．

―２
５３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

初めて学会に参加して滝
さやか
Sayaka TAKI
環境ソリューション工学専攻修士課程

1年

腸菌，糞便性大腸菌群，および溶存態 DNA の定量

1．はじめにとその負荷量について検討した．

私は，2007 年 9 月 12 日から 14 日に広島大学東広島キャンパスで開催された，土木学会第 62 回年

3．研究内容次学術講演会に参加しました．この学会では，水環

2006 年 9 月 6 日に，淀川水系（桂川・宇治川・境や建築等，さまざまな分野の研究発表が行われて

木津川・淀川）において採水・流量の観測を行っ

おり，とても大規模な学会でした．私は，「河川水た．採水地点は 40 ヶ所，うち 8 ヶ所は下水処理放および 下 水 放 流 水 中の 大 腸 菌 群 等 お よ び 溶 存 態

流口である（図−1）．

DNA とそれらの負荷量」という題目で，越川博元准教授の共同執筆者という形で参加しました．

大腸菌群・糞便性大腸菌をメンブレンフィルター法を用いて測定した．大腸菌群の測定には，MF-Endo
培地を使用し，36℃±1℃ で 23±1 時間培養し，形2．研究背景成された暗赤色で金属光沢を有するコロニー数を数日常的に使用されている医薬品（PPCPs : Pharma-

えた．糞便性大腸菌の測定には，M-FC 寒天培地を

ceuticals and Personal Care Products）が河川中に存用いて，44.5℃ で 23±1 時間培養し形成されたアニ在していることが指摘されている．中でも抗生物質

リンブルーのコロニー数を数えた．

は大量使用に伴い，抗生物質耐性細菌の急激な増加

溶存態 DNA は，孔径 0.2 µ m のフィルターを通が懸念されている．環境中に抗生物質が残留すると過した試料水を，臭化トリメチルアンモニウム

き，抗生物質耐性細菌や耐性遺伝子の拡散の起因になる可能性が考えられる．
また一方で，環境水中における溶存態 DNA の存在が報告されている．溶存態 DNA とは，孔径 0.2µ m のフィルターを通過した濾液に含まれる DNA
分子のことである．溶存態 DNA は，遺伝子資源として自然形質転換による細菌の新たな機能の獲得に寄与している可能性があり，抗生物質に感受性である細菌が，抗生物質耐性細菌に形質転換する可能性がある．本研究は，河川流下過程における薬剤耐性
微生物の挙動について考察することを最終目的とし，ここでは琵琶湖・淀川流域を対象として，採取した河川水あるいは下水処理場放流水について，大― ２５４ ―

図−1

採水地点

図−2

図−3

桂川，宇治川，淀川における流量およ
び溶存態 DNA の計算到達負荷量と実
負荷量の比

図−4

桂川，宇治川，淀川における大腸菌群，糞便性大腸菌群の計算到達負荷量と実負荷量の比実負荷量と計算到達負荷量（CTAB）を添加して DNA を凝集し，これを精製して得られたものを溶存態 DNA とした．
得られた結果を元に，計算到達負荷量と実負荷量の比をとることにより，負荷の動態について考察した．計算到達負荷量とは，下流域の採水地点までに到達するであろう負荷量と定義し，上流・支川・下水処理場からの負荷量の合計値である（図−2）．実負荷量と計算到達負荷量の比が，1 より大きい値であれば流下過程で増加していることを，1 に等しけ
れば負荷に変化がないことを，1 より小さい値であれば流下過程で減少していることを示している．

4．結果と考察
図−3 は流量および溶存態 DNA について，計算
到達負荷量と実負荷量の比を示したものである．流
量は，桂川では収支がとれていなかったが，宇治川，淀川では収支がとれていた．

等に取り込まれたと考えられる．
大腸菌群，糞便性大腸菌群の負荷量についてまとめたものが，図−4 である．淀川では糞便性大腸菌

溶存態 DNA の負荷量については，桂川では図−群が減少していたが，桂川，宇治川ではいずれの大3 の縦軸に示した比が 1 より小さいことから，流下腸菌群も，また淀川でも大腸菌群はむしろ増加しての過程で大きく減少していたが，宇治川，淀川ではいることが分かった．特に桂川では，糞便性大腸菌

あまり減少していないことが分かった．桂川で大きが他の流域に比べ多く存在している．桂川下流流域

く負荷量が減少（24％）している理由については明での土地利用状況を調べると，周辺には大小さまざ

確ではないが，宇治川および淀川では負荷量の減少

まな耕作地が存在し，肥料が使用されている．肥料はそれぞれ，87％ および 79％ でり，流下過程におの中に糞便性大腸菌が存在することから，耕作地かいて溶存態 DNA が分解したあるいは，他の微生物

ら河川に糞便性大腸菌が流入したために，桂川の実― ２５５ ―

負荷量と計算到達負荷量の比の値が大きくなり，流自分では思いつかない考えの意見が聞くことがで下過程で糞便性大腸菌が大きく増加するという結果

き，とても参考になりました．会場で得た貴重な意になった可能性がある．糞便性大腸菌群が減少しな

見は今後の研究をする上で参考にしたいと思いまいことは，糞便性大腸菌群が死滅しにくい，またはす．

通常の大腸菌群が糞便性大腸菌群に形質転換してい学会は，自分の研究が多くの方にその場で直ぐに評価され，意見を頂くことができるので，今後の研る，などの可能性が考えられる．
溶存態 DNA が伝播や形質転換のための DNA 資究の参考だけではなく，やる気にも繋がると思いま源になりうるなどの可能性もあり，水の安全性の面

す．また，他の研究者の発表も聞くことができ，たから適切な制御が必要であると考えられる．

った 3 日間の間で多くのことを学ぶことができました．今後，さまざまな学会に参加し，自分の知識の5．おわりに幅を広げ，その知識を今後の研究に活かしていきた

今回，私は共同執筆者として参加したので口頭発表は行わなかったのですが，越川准教授が発表している間，どんな質問や意見がくるのかと，発表者でいです．
今回の初めての学会参加は，色々と学ぶことも多く，大変貴重な体験ができました．

はないのにとても緊張すると同時に楽しみでした．

― ２５６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

土木学会年次学術講演会での研究発表
中 川 貴 裕Takahiro NAKAGAWA
環境ソリューション工学専攻修士課程

1年

理はほとんどの難分解性有機物を分解除去できま1．はじめにす．ところが，水を電気分解するというプロセスのこの度参加した 2007 年度の土木学会全国大会年

性質上，処理対象水が電解質を多く含まないと電気次学術講演会は，広島大学（東広島市）において 3を流せず，処理が行えないという欠点を有していま

日間の日程で開催されました．与えられた発表時間

した．そこで，電気伝導率の低い廃水でも処理がでは 7 分間で，「オゾン電解併用処理による低導電率きるように陽極と陰極の間に陽イオン交換膜を挟

廃水中の 1,4-ジオキサン除去効果」と題して学士卒

み，水の電気分解の際に陽極で発生する水素イオン

業論文の成果の一部を発表しました．土木学会は会をイオン交換膜を通して陰極に運ぶことで電気分解

員数 4 万人余りの大規模な学会で，建設に関するこを可能としました（電極にはたくさん穴を開けていとだけではなく，環境・エネルギーに関する分野もます）．

扱っています．そのため，水処理に関する研究発表の場としては重要な位置づけにあります．

処理可能であることを確認するために，難分解性有機物で，オゾンによっても分解しない 1,4-ジオキ
サンを用いてその分解除去実験を行いました．発表

2．発表内容では，電解電流の違いによる 1,4-ジオキサンの分解

私の所属する岸本研究室（水質システム工学研究室）では，排水高度処理技術の開発を行っていま
す．オゾン電解併用処理（Ozonation combined withelectrolysis）と呼ばれる新しい水処理方法を，これの特性やその反応速度の評価を PowerPoint を用いてグラフで示しながら説明しました．

3．発表

まで適用不可能であった電気伝導率の低い廃水にも発表は，講演時間 7 分と質疑応答 3 分の合計 10適用できるように装置の開発を行った成果について分が与えられました．初めての学会発表ということ発表しました．

もあり，大変緊張しました．当然ながら練習は何度

オゾン電解併用処理とは，水を電気分解する際にも行い，発表日の朝も一人でリハーサルを行いまし

陰極の電子とオゾンを反応させ，酸化力が極めて強た．そのため，練習のときと同様に発表すれば問題

いヒドロキシルラジカルという物質を生成し，そのがないのですが，緊張のため早口になって時間が余酸化力で有機物の分解を行おうとするものです．工

りすぎるか，逆に早口にならないようにゆっくり話

場排水や家庭排水には難分解性有機物と呼ばれる，して講演時間の 7 分をオーバーしてしまうといった自然界中で分解されにくい物質が多く存在します．

ことは練習での対策が難しいため心配でした．発表

これらの中には発がん性を有するものもあり，処理

本番では開始から 6 分経過後に 1 鈴，7 分後に 2 鈴

されることが望ましいですが，有用な処理プロセスがなるということで，1 鈴目が大変重要でした．結がない場合もあります．しかし，オゾン電解併用処

果的に，本番は 6 分 30 秒程度で終わったと思われ

―２
５７ ―

ます．速すぎず遅すぎずといった事前の練習の成果

り，40 歳以下の研究者を対象に論文内容に加え，が役に立ちました．

講演が簡潔明瞭で優れたものに与えるそうです．し発表では，簡潔・明瞭に行うことを第一としましかし，表彰されるのはごく一部の発表であり，論文た．目的を説明するスライド以外には文章をほとん

内容はともかく，講演の評価で受賞できるとは全くど書かず，基本的に図のみを投影しました．用意さ思っていませんが，できるだけのことはしようといれていたレーザーポインタも有効活用し，図中のどう思いで，今回の発表に臨みました．

こを見たらよいのかを聴講者に探させることのない
ようにしました．最もややこしいと思われる実験装4．質疑応答置の説明には 2 分使いました．練習の段階では，こ事前にさまざまな質問に答える対策を先生にしての実験装置のスライドで，「陰極付近でオゾン曝気

いただきましたが，実際にあった質問は予期せぬもした」と説明する部分がありました．しかし，発表のばかりでした．質問は合計 6 つあり，うち 5 つは前日の他者の講演で，オゾンを使用した水処理に関同一者によるものでした．私と似たような分野の研する研究報告を聞き，そのときにオゾン生成の原料究をしているのか，やや事情に詳しそうな印象を受ガスが実験結果に影響を与える可能性があることをけました．教室の一番後ろの離れたところから質問

知りました．そこで急きょ，「原料ガスは純酸素をされたので，聞き取りにくく困りました．一部の質使用した」ことを加えました．この前日の講演を見問ではその内容を理解できず，予測して答えることた人が私の発表を見て疑問に思わせないための配慮もありましたが，何とか全て答えることができましでした．少なくとも自分の研究に少しでも関連のあた．他の発表を見ていてよく感じていたのですが，る発表は聞いておいたほうがよいと感じました．実

質問者の質問に対して発表者が的確に答えられてい験結果を説明するスライドでは全てグラフを用いまない場合が多々ありました．冷静に聞けば分かる質

した．説明する際には，グラフの軸が何であるかを問も前に立って聞くと，緊張するからなのか理解がはっきりと伝えました．というのは，3 つグラフを困難になってしまうことを実際に体感することがで用いましたが，そのうち 1 つは横軸が他の 2 つと違

きました．質問内容は，今後の発表に役に立つと思うため，誤解を招くおそれがあったからです．スラい，忘れないように発表終了直後に全て控えておき

イドでのアニメーションは，特に使う必要がないう

ました．例えば，オゾンは十分に曝気しているのか

え操作が煩雑であるため，全く使用しませんでしといった質問がありましたが，発表中にはこの点にた．また，質問者に配慮してスライド番号と図番号は触れていませんでした．しかし，重要なことであを表示しました．

り，今後の発表では何らかの形でこの説明を行うよ

発表の際は，できるだけ流暢に話すことを目標とう検討する必要性を感じました．イオン交換膜がなしました．練習のときから気になっていたのはタイ

いと電気分解ができない理由も聞かれました．これ

トルが言いづらいことでした．低導電率という言葉は，今回の研究で最も重要な部分であるにも関わらは普段ほとんど使わず，「電気伝導率が低い」といず，説明が足りなかったのかもしれません．この文

うのが普通でした．低導電率と書いた目的はタイト

書の「2．発表内容」で，「水の電気分解の際に陽極ルを短くすることでしたが，結局本番では緊張のあで発生する水素イオンをイオン交換膜を通して陰極

まりこの言葉を 3 回言い直してしまいました．しかに運ぶことで電気分解を可能とした」と書きました

し，それ以降はほとんど問題なく話せたつもりでが，この説明は質疑応答のときも行わず，今となっす．

ては説明すべきだったのかもしれないと感じていま

講演会では優秀講演者表彰制度というものがあす．

― ２５８ ―

も考慮して覚えにくいことは紙にまとめて発表時に5．他の発表を聴講して手元に準備するなど，結果的に多くの時間を費やし

自らが講演するだけではなく，他者の発表を聞いました．そのようなこともあって，終わった後に後てできるだけ多くの知識を得て自分なりに考えるこ

悔することはあまりありませんでした．しかしながとも学会講演会に参加するうえで重要なことである

ら，今後も発表する機会はたくさんある訳で，毎回と考えています．先生からは最低 1 回は質問するよ

これほど時間をかける訳にもいきませんし，毎回緊うにと言われていました．しかし，質問するために張しすぎるのもよいことではありません．できるだは多くの知識を持っていないとなかなかできるもの

け早い段階で発表活動に慣れ，余裕を持って臨めるではないため，自分の知識不足に対して反省の連続ことを今後の目標としたいです．

でした．学部 4 年次生のときに，自分の研究に関す

また，研究内容に関しては先生に頼りすぎている

ることにはある程度詳しくなったのですが，少し分ため，もし一人でオゾン電解併用処理を低導電率廃野が違うだけで突然話が理解しにくくなるというの水に適用できるようにし，そのことを立証するようは今でもあまり変わっていません．修士からはそのに頼まれたら，極めて困難であったことは間違いな点を克服するため，4 年次生の研究内容も把握し，いです．そういった，研究の中身に関することに対ある程度助言もできるようになることを目指していして新たな提案ができるようになり，その成果を自ます．とりあえず，今回の講演会では自分の研究にら発表できるような人物になることが最終目標であ

関係のありそうな発表で質問を行いました．

ると感じました．

他の人が質問しているのを聞いていると，いつも

発表終了後，社会人になったあと日本の大学で博感心します．例えば，別にすべき実験などをしたか

士課程に進んだという韓国の方から名刺をいただきどうか確認する場合など，背景となる知識を相当持ました．本来は名刺を交換する場だったのかもしれっていないとできそうにもないのに，そういった質ませんが，そのような準備は全くしていないうえ，

問をする人は，講演者が替わってもまた質問をする

どのように受け取ったらいいのかもよく分からない

ことが多いです．しかし，そういったことができな

まま社会人とすでに交流している自分に気付いたといとこの水処理業界ではやっていけないと感じ，残き，もっとしっかりしなければならないと反省させ

り少ない今後の学生生活の過ごし方について考えさられました．

せられる機会となりました．

7．謝辞

6．おわりに講演要項の執筆，講演会の発表・質疑応答の練習研究発表が終わった後に後悔しないように発表の練習はしっかり行い，疑問に思ったことは事前に先など，さまざまな面でご指導くださった岸本先生をはじめ，共同研究者様各位に感謝いたします．

生に聞き，関連論文はある程度頭に入れ，質問対策― ２５９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

AM-FPD'07 に参加して
西 崎 仁 貴Hitiotaka NISHIZAKI
電子情報学科4年

た SUFTLA という TFT を転写・複製する技術を用

1．はじめにいることによって，TFT の積層化が可能となりま

私は，2007 年 7 月 11-13 日に，兵庫県淡路島にした．この TFT の積層化を利用することにより受ある国際会議場で開催された，AM-FPD’07（INTER-

光素子を一番下に置くことによって広い領域で受光

NATIONAL WORKSHOP ON ACTIVE-MATRIXすることができ，また生態網膜にあるさまざまな機

FLATPANEL DISPLAYS AND DEVICES）という国

能を次々と積層することができるようになります．

際学会に参加しました．この学会では口頭講演と著

人工網膜とは失明された人に網膜チップを埋め込

者インタビューがセットになっており，口頭講演は

み，そして光に応じた出力により網膜を電気刺激す木村睦准教授が担当し，著者インタビューでは私がることによって光を取り戻そうという，たいへん期

担当するという形で参加しました．

待されている技術です，図 1 にその人工網膜の回路構成を示します，この人工網膜は 4 個の TFT から

2．研究内容構成されています．

現在，薄膜トランジスタ（TFT）は，携帯電話，

この網膜画素は基本的なカレントミラー回路に基パソコン，テレビなどの液晶ディスプレイにおもにづいています．感度はバイアス電圧（Vbias）と調用いられています．これらのディスプレイ上には数整電圧（Vadjust）を組み合わせて制御できます．

10 万個〜数 100 万個といった数の TFT が並んでおそして図 2 に網膜アレイの回路構成を示します．

り，それら一つ一つを動作させることにより画像を生態網膜はさまざまな機能を持っていますがこの表示します．TFT の利用によってこれらのディス

網膜アレイはエッジ強調機能を実現します．どのよプレイは薄型かつ，高精細な画像の表示を実現して

うにエッジ強調機能を実現するかというと，Vout

います．近年では有機 EL ディスプレイ（OLED）
が注目され，研究が進められています．また，CPUやドライバ，画素メモリ，フレームメモリなどをガ
ラス基板上に作製するシステムオンパネル（SOP）
技術があります．これにより高価な外部 IC が不要になり低コスト化，小型化が可能であります．
本研究では TFT，薄膜フォトトランジスタを用いた人工網膜の開発を目的としています．もし TFT
での人工網膜が開発できれば，プラスチックなどのフレキシブルな基板上に作成できるため人体に適した形状にでき，負担が減ります．また最近開発され― ２６０ ―

図1

網膜画素の回路構成

図4
図2

丸い遮蔽物を置いたときの出力分布

網膜アレイの回路構成

図5
図3

質疑応答の様子vbias の特性
ることが分かります．

は出力信号として読み出すだけでなく，隣接画素のVbias として印加します．図 3 の Vbias の特性から

3．おわりに当該画素が高照度であるとき，その当該画素の Vout

今回で国際学会に参加したのは 2 回目なのです

は高電位となり，その高電位を隣接画素の Vbias とが，前回の国際学会では知識が少なかったため多くして印加するので，その隣接画素の Vout は低電位のことを理解できませんでしたが，今回はもちろんとなります．当該画素が低照度であるときは，その前回に参加したときより多くの知識を得ていたので逆となるので結果としてエッジ強調機能を実現する

自分なりに理解できました，また著者インタビュー

ことができます．

という場で発表するという貴重な経験をすることがまた，私は現在，TFT による人工網膜の基礎的できました，初めは緊張していたのですが，研究にな照度検出機能や，人工網膜の受光素子である薄膜

ついての質問を受けたとき，誠心誠意答えたとこ

フォトトランジスタの評価解析や先ほど記述したエろ，理解をしてもらえたことで緊張が解れました，

ッジ強調機能の特性評価をすすめています．図 4 は

また今回の学会に参加したことで自分自身がまだま

丸い遮蔽物を網膜アレイ上設置し光を照射した

だ勉強不足だということを新たに実感しました．

ときの出力分布で，照度に応じた出力が得られてい最後になりましたが，国際学会に参加するという― ２６１ ―

貴重な機会をあたえてくださった木村睦准教授に深協力をいただいた理工学部電子情報学科木村睦研究

く感謝します．また，日ごろより有益な御討論，御室の皆様に深く感謝します．

―２
６２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

AM-FPD 07 に参加して
松 木 邦 晃Kuniaki MATSUKI
電子情報学科が起こり，そのあと，潜熱が放出される事で温度が1．はじめに融点近くまであがると言う現象が見られました．高

私は，2007 年 7 月 11 日〜13 日の 3 日間にかけて
開催された

4年

エネルギーで照射した場合，図 3 が示す様に両方のに参加しました．このSi 層が結晶化しました．熱は基板を通り分散する学会で私は「レーザー結晶化のプロセスシミュレー

ため，下層 Si が先に結晶化します．この場合でもAM-FPD 07

ターを用いた 2 層ポリシリコン薄膜のレーザー結晶化の解析」と言う，タイトルでポスター発表を行いました．

2．研究内容現在 poly-Si は，パソコンや携帯電話の液晶ディ
図1

スプレイや有機 EL 等さまざまな物に用いられてお

1 回照射モデル

り，将来的にはシステムオンパネルなどに応用が期待されています．そんな poly-Si を作る重要なプロ
セスの一つにレーザー結晶化があり，多様なプロセスが開発されていますが，結晶化のメカニズムはまだ詳細には分かっていません．この原因はレーザー結晶化が 1 µ s の速いプロセスである事と極端な熱平衡であることです．そこで，木村睦研究室で開発されたレーザー結晶化のプロセスシミュレーターを用いてシミュレーションを行い，2 層 poly-Si のレ

図2

低エネルギーの時の相転移と温度分布

図3

高エネルギーの時の相転移と温度分布ーザー結晶化を解析しました．解析のために 1 回照射モデル，2 回照射モデルと言うものを仮定しました．
まず始めに，1 回照射モデルを図 1 の様に仮定しました．つまり，1 回のレーザー照射で 2 つの Si層を照射します．図 2 と図 3 は 1 回照射モデルの相転移と温度分布を表します．図 2 が示す様に，低エネルギーで照射した時は上層 Si だけが結晶化しました．その上層 Si では，強い過冷却状態で核生成― ２６３ ―

上層 Si が結晶化が始まると潜熱によって温度が融を熱します．そして，上層 Si が一度溶け，poly-Si

点近くまであがりました．温度が融点近くまであがになった後，2 回目のレーザー照射で下層 Si を照り，それが長時間保たれると言う事は，その分他の射します．図 5 が示す様に，1 回目の照射で上層 Si

核生成が妨げられ 1 つの結晶が大きく成長すると言が結晶化する時に，1 回照射と同様に潜熱による融う事です．従って，下層 Si より上層 Si の方が上質

点近くで温度が長時間保たれています．しかし，2な poly-Si ができる事が分かりました．

回目のレーザー照射で下層 Si が結晶化する時に次に，2 回照射モデルを図 4 の様に仮定しましは，図 6 が示す様にそれが見られません．つまりこた．つまり，1 回目のレーザー照射で上層 Si だけ

れは，1 回照射同様，2 回照射でも下層 Si より上層
Si の方が上質な poly-Si ができる事が分かりました．

3．発表について発表は，時間にして 2 時間，ポスターの前に立ち，見に来て頂いた人に対し質問に答えると言う形式でした．どうにか答えられた質問もあれば，予想
図42 回照射モデル

外の質問に答えきれない時もあり，自分の未熟さを思い知らされる事もありました．なので，次に発表させて頂ける機会があるなら，その時は研究に関して自分の考えをまとめ，しっかりと質問に答える事ができるようにして行きたいと思います．

図5

照射 1 回目の相転移と温度分布

発表の様子

4．おわりに
今回，初めて学会に参加し，発表する機会を与えて頂き本当に貴重な経験をする事ができました．この経験を基に，今後の研究をより良い物にしてい図6

照射 2 回目の相転移と温度分布

き，もう一度発表の機会があれば参加したいと思い― ２６４ ―

ます．
最後に，この様な貴重な経験を与えて下さった木村睦先生に，深く感謝致します．

―２
６５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

RoboCup 2007 Atlanta に参加して渡 邊 優 一Yuichi WATANABE
電子情報学科4年

1．はじめに2007 年 7 月 1 日から 2007 年 7 月 10 日にアメリ
カのアトランタで開催された「RoboCup 2007 Atlanta」に参加し，4 足リーグで行われた 3 つのチャ
レンジの 1 つ，オープンチャレンジにおいて口頭発表を行いました．RoboCup とは，ロボットでサッカーを行うのがメインの競技会で，世界各国から集
まったチームが各リーグで試合を行い，優劣を競います．4 足リーグとは，4 足歩行可能なロボット，
今回は AIBO1）を使用して競技を行うリーグであり，Fig. 1 アドホックネットワークのイメージ

そのリーグの中で，AIBO を用いた研究について 3
分間自由に発表を行う項目をオープンチャレンジとすることや，車と車の間で道路の渋滞情報などをやいいます．AIBO とは，SONY によって発売されたり取りする車々間通信があげられます．

4 足ロボットで，カメラ，無線ネットワークカー

私が RoboCup での発表に用いた ERS−7 という種

ド，スピーカなどを搭載しています．本稿では，発類の AIBO には，無線ネットワークカードが内蔵表した内容と体験を報告します．

されています．この無線機能を使うことによって，
AIBO とパソコン間，AIBO と AIBO 間での無線通2．研究背景信が可能となるので，データを送信するノードから私が所属している植村研究室では，アドホックネ

受信するノードへ無線信号が直接届かない場合，中ットワークを中心とした無線通信について研究して継の役割を果たすノードを介することで，2 つのノいます．現在，携帯電話のような無線端末では，基ード間の情報のやり取りが可能となります．私はこ

地局を利用してネットワークを構築しています．それに注目し，緊急災害時の救助活動に役立つと考えれに対してアドホックネットワークでは，移動するました．具体的には，人が入れない場所，瓦礫など

無線端末（以下ノード）が通信の中継機の役割を果が崩れてしまうような場所，そしてガスが充満してたすため，基地局を使用せずに，ノード間でネットいる場所のような危険なところに取り残されているワークを構築することができます．イメージを Fig.

人を発見することです．

1 で示します．このネットワーク形態は以下の現場での利用が注目されています．
災害時の救助活動を行うための情報のやり取りを

3．研究内容本発表では，カメラから画像情報を得ている

―２
６
６―

AIBO（以下，送信ノード）とその画像情報を受信するノートパソコン（以下，受信ノード）の無線信号が直接届かない場合を想定し，中継の役割を果た
す複数の AIBO を送信ノードと受信ノードの間に設置しました．それらの中継機を介することで，遠方で得た画像情報を受信ノードへ届けることができるネットワークを構築しました．
ネットワークの通信プロトコルである UDP（User
Datagram Protocol）を使用し，AIBO に内蔵されている無線機能を用いて開発を行いました．UDP とは，データパケットが相手に届いているかどうかのFig. 2 実験での各ノードの配置確認を行わない通信形態のことです．確認を行うやり取りがないので，届いていないデータパケットを再要求する TCP という通信プロトコルと比べる分に認識できるものでした．そこで中継ノードを 2と，転送効率はよいのです．しかし短所として，送つに増やして実験を試みました．瀬田学舎 1 号館の信先にデータパケットが届いていないことがありま

間取りを利用（Fig. 2 参照）して，通路の角にそれす．代表的な使用例は，動画配信などで使われていぞれ受信ノード，中継ノード，そして部屋の中に送るストリーミング配信です．途中でデータが抜け落

信ノードを配置して実験を行いました．損失についちても問題が少ないので UDP プロトコルが使用さては，数十行に分けた画像情報の内，数行が抜け落れています．本発表で開発したプログラムでは，カちることが確認されました．手を激しく振るよう

メラ画像のデータをそのまま送信するのではなく，な，素早い動作を送信ノードの前で行った場合に，1 枚の画像情報を数十以上の行に分けて 1 行ずつ送受信ノードで表示される画像は，その動作が何であ信しています．また，行番号も一緒に送信しているるのかが分かりにくいものでした．しかし，ゆっく

ため，分割した 1 つが抜け落ちたとしても，その行りとした動作である場合，送信ノードのカメラが見を除いたほかの全ての分割画像情報をずれることなている状況を十分に認識できました．したがって，

く表示します．一方，位置情報を加えない場合に「遠方で得た画像情報を受信ノードへ届ける」といは，抜け落ちた行の場所に次の分割画像情報を表示

う目的は達せられたと考えられます．以上で，人のするために画像がずれてしまいます．

入ることができないような危険な場所の状況を，人

今回 UDP を用いたのは，画像情報の更新時間を可能な限り小さくするためです．また，画像情報を常に更新するプログラムであるため，TCP では遅延が大きくなると考えたからです．

がパソコンを通じて安全な場所から見ることが可能となりました．

4．英語での発表

最初に，送信ノードと受信ノードの無線信号が直発表に必要なものである，スライド（Fig. 1）と接届くネットワークを構築しました．次に無線信号

動画（Fig. 3）を用意しました．スライドはアドホが直接届かない場合において，1 つの中継ノードをックネットワークを説明するため，動画は開発の成介して，送信ノードと受信ノードの通信を行うネッ果を会場で説明するために用意しました．

トワークを構築しました．この 2 つのネットワーク「RoboCup 2007 Atlanta」は世界大会であるため，において損失はありましたが，表示された画像を十オープンチャレンジでの発表は当然，英語で行われ― ２６７ ―

Fig. 3 作成した動画のスクリーンショット
ます．私は国内・国外でこのような発表の場に立ったことがなかったので，今回の RoboCup が初の発Fig. 4 筆者の発表風景表でした．その上，英語での発表となりました．出
発以前から緊張と不安，高揚と期待はもちろんありましたが，英語での発表原稿を必死で覚えていたのムがプロジェクタの使用の交渉に成功したため，予で緊張というものは逆にあまり感じませんでした．

定通りプロジェクタを使用しての発表ができ，ほっ現地に到着してからは文化の違い，言語の違いや時としました．発表する際には何が使えなくなるか分差といった初めての体験に戸惑うことが多々ありまからないので，いろいろなアクシデントを想定し，した．

発表の方法をできる限り準備しておくべきだと実感

英語の発表練習には，植村先生と私が所属する日

しました．

本チーム・BabyTigersDASH の皆様に協力いただき

多くの方が発表を見に来られましたが，あまり緊ました．BabyTigersDASH は，大阪市立大学の学生

張せずに落ち着いて発表することができましたが中心のチームで，大会では 4 足リーグに参加しま2）（Fig. 4）
．自分が思うよりうまく発表が行えたのした．私はこのチームの一員として，オープンチャ

ではないかと思います．結果として，オープンチャ

レンジを担当しました．また，プログラムを開発す

レンジに参加した 10 チームの中で 6 位となり，日るにあたっても多くの助言をいただきました．

本チームの中では 1 番の成績でした3）．

私はプロジェクタを使って，スライドと動画を用いた発表を行う予定でした．プロジェクタの使用に

5．開催地・アトランタについて

ついて，近くにいた責任者に確認を行い，使用可能

アメリカ南東部に位置するアトランタは，アメリだという返答を発表 3 日前にもらっていました．しカ植民地時代において多くの黒人が奴隷として働かかし，オープンチャレンジ当日になって，プロジェ

されていました．南北戦争，リンカーンの黒人解放

クタがほかのリーグのものなので使用できないとの運動，マーチン・ルーサー・キングジュニア牧師

通知があり，プロジェクタを使った発表の方法しかの，かの有名な想定していなかったためにパニックになりました．

に至ります．そのため黒人の方が白人より多く，白急遽，チームメンバーのノートパソコンを聴講者に人を見かけることがとても珍しいです．1996 年に向けて，スライドや動画を示しながら発表を行う方

はオリンピックが開催されました．滞在先のジョー

法をとることにしました．しかし，最初の発表チー

ジア工科大学はバスや車を使わないと移動できない

―２
６８ ―

I have a dreamの演説を経て今くらい広く，何箇所かに広い駐車場があり，周回バ

ること，それを実現するためには練習を十分にとる

スも運行していました．周回バスは工科大学学生にことが必要であることを学びました．

無料で運行しています．大会中は RoboCup 会場へ

滞在中，質問されたときに相手の言うことは分かの特別バスが運行していて，競技大会参加者は無料るのに返答ができなかったり，買い物や食事のときで利用できました．私もよく利用しました．

も片言でしか受け答えができませんでした．海外でまた，アトランタといえばキング牧師ゆかりの教は，日常会話程度の聞き取り，返答を最低限できる会のほかに，CNN 本社，コカ・コーラボトラーズ

ようにする必要があることを感じました．次回国際本社やオリンピック公園があるなど観光地として興学会の発表を行うことがあれば，今回の経験を活か

味深いところが多いのですが，残念ながらアトランしたいと思います．

タの犯罪率は，アメリカの中で 1, 2 を争うほどの最後になりましたが，いろいろご指導・助言をい悪さです．アトランタ市内の中心から少し外れた街

ただきました植村先生，動画撮影の協力と英語発表

角にはお金を要求してくる人がいるので，日中でもに関する助言をしていただいた植村・村田研究室の街中を歩くには集団行動の方が望ましいです．夜に皆様，ご多忙の中動画撮影に協力していただた岡西

なってからの外出はするべきではありません．実際

君，英語原稿の作成に協力していただいた前川さに私は日中一人で歩いていて，「Change please!（小ん，現地で発表練習に付き合っていただいた銭頂戴！）」とお金を要求された体験をしました．

BabyTigersDASH の皆様，本当にありがとうござい

彼らも生活がかかっているため，かなり執拗にお金ました．

を要求してきます．無視して歩いていても，彼らの迫力をとても怖く感じました．

注１）AIBO は SONY の登録商標です．

6．おわりに

２）発表内容の動画へのリンク：http : //rins.st.ryukoku.ac.

今回の世界大会に向けての研究を通して，自分のjp/˜wataru/robocup 2007.wmv
３）発表結果の Web サイトへのリンク：http : //www.in-

欠点といえる部分を認識することができたと思いま

formatik.uni− bremen.de/4 legged/bin/view/Website/Results

す．また，相手に分かってもらえるような発表を行

2007（私が発表した結果は BabyTigersDASH, C 1 の項

うには，強調すべきところにアクセントを持ってく

目です．
）

―２
６９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 56 回

高分子討論会に参加して
西 村 拓 也
Takuya NISHIMURA
物質化学科

4年

があることを報告した．aPS 二硫化炭素系ではゲル

1．はじめに化する事が報告されているが，架橋点構造について

2007 年 9 月 19 日から 21 日まで名古屋工業大学

は明らかではない．

で開催された高分子年次大会に参加し，ポスターで本研究室ではこれまで結晶性高分子ゲル中に取りの研究発表を行った．発表題目は「非晶性アタクチ込まれた溶媒の融解挙動を溶媒の凝集サイズに着目

ックポリスチレン中に取り込まれた溶媒の融解挙した報告をしてきた．

動」であった．

本研究では aPS を有機溶媒に溶解したときの溶媒の融解挙動についてゲルと粘性溶液の場合につい2．研究概要て検討した．

ゲルについての現在の高分子科学における定義は「三次元網目構造をもつ高分子およびその膨潤体」［実験］とされている．高分子と溶媒の組み合わせで無数の試料は和光純薬株式会社より購入した aPS を使ゲルを形成することができる．高分子ゾルがゲルに用した．液体13C NMR 測定より，ラセミ二連子は変化する現象をゲル化と定義し，ゲル化は架橋構造

0.63 であった．DSC は Rigaku 8230 D により測定の形成によりもたらされる．ゲルには一次（化学）した．aPS/CS2 ゲルは約−50℃ 以下に冷却する事に結合によるものと，微結晶形成や水素結合など二次より得られる．CS2 の融点は−107.9℃ であるので（物理的）結合によるものがあり，前者を化学ゲ

ゲル中の CS2 の凝集構造を確認するために−150℃

ル，後者を物理ゲルと呼んでいる．近年では時間分まで冷却後 DSC により融解過程を測定した．

解測定など光散乱技術の進歩によりゲル化過程での構造解析が可能となり少しずつ不明な点が解明しつつある．しかし溶媒に注目した研究はきわめて少な［結果と考察］Fig. 1 に濃度を変えた DSC 測定の結果を示し

い．

た．2−7 wt％における aPS/CS2 ゲル中の溶媒の融解

3．発表内容挙動は純溶媒の融解ピークと比べると高温側にブロ［緒言］

ードになった．これより，ゲル中に取り込まれた溶

アタクチックポリスチレン（aPS）は非晶性高分子であるが，ゲル化する事が報告されている．

媒の束縛状態に分布がある事が考えられる．また 10
wt％以上では，吸熱ピークが若干低温側にシフトし一方，シンジオタクチックポリスチレン（sPS）

た．我々はこれまで sPS/o-ジクロロベンゼンゲルのような結晶性高分子のゲルでは架橋として結晶が中の溶媒の融点は凝集サイズに依存する事を示し形成すると考えられている，我々はゲル中の溶媒のた．従って aPS/CS2 ゲルでも CS2 の凝集サイズが小融解挙動について DSC 測定より 2 本の吸熱ピークさくなったと考えられる．

―２
７０ ―

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3Melthing enthalpy of CS2 in aPS/CS 2 gels

Fig. 4

DSC curve for-o-dichlorobenzen in 10−
50 wt％ aPS solusions

Melthing behavior of CS2 in aPS gels depending on polymer concentration

Melthing behavior of chloroform in aPS
gels depending on polymer concentration
あり，本実験での 30 wt％は aPS ではより低濃度か

また Fig. 2 に sPS／クロロホルムゲル中の溶媒のら不凍溶媒のみになったことを示している．aPS は融解挙動を示す．結晶性である sPS では球晶が形結晶のない均一構造をとるためと考えられるが，詳成されるため，ゲル中の溶媒の融点は 2 つ観測さ細については検討中である．

れ，溶媒分子は球晶内と球晶間にあると推定してい次に，本研究室でおもにゲル化溶媒として用いらる．しかし，aPS では基本的に非晶性であるため溶れている o-ジクロロベンゼンにおいても同様の実媒の融点は 1 つしか観測されなかったと考えられ験を行った．aPS/o-ジクロロベンゼン系ではゲル化る．

せず粘性液体となったが，予期していない特異的な

ここで融解エンタルピー（ ∆ H）が 0 になる濃度ピークが観測された．Fig. 4 はこの粘性液体中の o-を確かめるために ∆ H を濃度に対してプロットしジクロロベンゼンの融解挙動を示したものである．

たのが Fig. 3 である． ∆ H は濃度と共に減少し 30より低濃度の，10 wt％から 20 wt％では−14℃ 付

wt％で 0 となった．この事は 30 wt％以上で全ての近の o-ジクロロベンゼンの融解ピークに加えて−溶媒が不凍溶媒になっていると考えられる．しかし30℃ 付近で発熱ピークが観測された．このピーク

sPS/o-ジクロロベンゼンではこの濃度が 51.2 wt％でがどのようなものなのか，熱可逆性をみた．

― ２７１ ―

すように，30 wt％以上の濃度での DSC チャート結果を拡大すると，−60℃ 付近に小さな発熱ピークが確認された．この発熱は，降温時に凝固しなかった溶媒が過冷却状態にあり，昇温時に凍結したためと考えられる．
［総括］
蠢．aPS/CS2 ゲルで，CS2 の吸熱ピークが低温側
左図は 0℃ まで昇温した後一度冷却して昇温測定にシフトした事は溶媒の凝集サイズが小さくなったを行った図で，1 回目の昇温測定の結果と 2 回目のためだと考えられる．sPS/o-ジクロロベンゼンゲル

昇温測定では発熱ピーク，融解ピークともに変化がでは 2 本の吸熱ピークが観測されたが aPS ゲルとなかった．この事より熱可逆性である．右図は−30は異なる結果となった．このことは，aPS は非晶性℃の発熱ピークと−14℃ の吸熱ピークの間の−26であり球晶が形成されないためだと考えられる．

℃まで昇温した後一度冷却して昇温測定した図あ蠡．aPS/o-ジクロロベンゼン粘性溶液中の o-ジク

る．1 回目の昇温測定で観測された発熱ピークが，ロロベンゼンの融解挙動は低濃度で発熱ピークが観

2 回目の昇温測定では観測されなかった．この事よ測される．これは，o-ジクロロベンゼンの凝集サイ

り凝集サイズの小さい溶媒が溶解し，より大きなサ

ズの小さいものが融解し，それが再結晶化したためイズになったと考えられる．

に発熱ピークが観測され，より大きな凝集構造を作

また Fig. 4 において，より高濃度の 30 wt％以上ったためと考えられる．高濃度ではブロードな吸熱では 2 つの吸熱ピークが観測された．これは，凝集ピークが 2 本観測された．この場合は溶媒の凝集サ

サイズに分布ができたためと考えられる．下図に示イズに広い分布があったためと考えられる．

4．まとめ
この発表に関して，4 人の方が質問に来ていただ
いた．初めてのポスター発表で緊張もしたが，外部の方々と意見交換ができ，さまざまな研究に触れることで刺激を受けた．次回以降，口頭発表をする機会もあると思うので内容の深い研究をより分かりやすく発表できるように備えておきたい．

― ２７２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

第 56 回

高分子討論会に参加して
藤 原 愛 美Narumi FUJIWARA
物質化学科

4年

は 2 つの融解ピークがあり，高温ピークを与える溶

1．はじめに媒は自由溶媒に近い溶媒，融点より低温ピークを与2007 年 9 月 19 日から 21 日まで名古屋工業大でえる溶媒は濃度に依存してシフトする事からラメラ開催された高分子討論会に参加し，ポスターでの研間に強く束縛された溶媒であると報告した．また，究発表を行った．発表題目は「アイソタクチックお80 wt％以上の非常に濃度が高いゲルでは溶媒の融よびシンジオタクチックポリプロピレンの立体規則解が観測されなかったことから，全ての溶媒が不凍性による相違」であった．

溶媒になっていることを報告した．本研究では立体規則性の異なる iPP 及び sPP ゲル中の溶媒の束縛

2．研究概要状態の違いを熱分析の結果から比較・検討した．

ゲルについての現在の高分子科学における定義は「三次元網目構造をもつ高分子およびその膨潤体」［実験］とされている．高分子と溶媒の組み合わせで無数の

iPP は昭和電工より提供された立体規則性 98.5％

ゲルを形成することができる．高分子ゾルがゲルにのものを，sPP は住友化学より提供された立体規則

変化する現象をゲル化と定義し，ゲル化は架橋構造

性 98.0％ のものを使用した．ゲルはアンプル管にの形成によりもたらされる．ゲルには一次（化学）

試料を入れ，脱ガス・窒素充頡の後に封管し，160結合によるものと，微結晶形成や水素結合など二次℃のオイルバスで溶解，0℃ で急冷した．その後，（物理的）結合によるものがあり，前者を化学ゲ

1 日保持した後に DSC，偏光顕微鏡で測定した．

ル，後者を物理ゲルと呼んでいる．近年では時間分

装置は RigakuDSC 8230 D を使用し，まず−100℃

解測定など光散乱技術の進歩によりゲル化過程でのに降温，その後 170℃ まで 5℃／min で測定した．

構造解析が可能となり少しずつ不明な点が解明しつつある．しかし溶媒に注目した研究はきわめて少ない．

［結果と考察］Fig. 1 に 10 wt％から 80 wt％の iPP および sPP ゲ
ル中の o-ジクロロベンゼンの融解ピークを比較し3．発表内容た．両者とも濃度が高くなるとともに低温側ピーク［緒言］

がより低温側にシフトしていくことが観測された．

これまで我々の研究室ではアイソタクチックポリ

また，iPP の低温側のピーク強度は全ての濃度で小プロピレン（iPP）およびシンジオタクチックポリ

さいのに対し，sPP は濃度が高くなるとともに低温

プロピレン（sPP）/o-ジクロロベンゼンゲルのゲル側のピーク強度が大きくなり，高温側のピーク強度

中の溶媒に注目して，DSC による融解過程の熱測が相対的に減少した．

定を行ってきた．その結果，o-ジクロロベンゼンに

次に iPP と sPP の低温側の融解ピークを濃度に

―２
７３ ―

り溶媒の凝集サイズは小さくなった．これらの要因としてモルフォロジーの影響が示唆されるため，偏光顕微鏡観察を行った．
以下の偏光顕微鏡写真のように iPP ゲルでは明瞭な球晶が観測されたが 0℃ に急冷した sPP ゲル
では球晶が観測されず，束状結晶のようなものが観測された．
また固体高分解能 DD/MAS 13C NMR により，たて緩和時間の 5 倍以上を待ち時間として全成分を測定して波形分離により結晶化度を求めたのが表 1 である．iPP の方が sPP より結晶化度が高かった．これらのことから低温ピークを与える溶媒の凝集サイ
Fig. 1

Melting behavior of o-dichlorobenzene ingel depending on polymer concentration

ズについて次のように推測している．

対してプロットしたのが Fig. 2（a）である．両者
とも低温側にシフトしたが，sPP の方がより低温側にシフトした．
Ishikiriyama らはシリカゲル中の水の融点がシリカゲルのポアサイズが小さくなるほどより低温にシフトすることから，水の凝集サイズを求めた．そこ
で同様にシリカゲルに o-ジクロロベンゼンを含ませ DSC 測定を行い，融点降下度（ ∆ T）とシリカ

Table 1Degree of crystallization of 10 wt％ iPP and sPP gel.

ゲルのポアサイズより校正曲線を引くことによりゲ
ル中の溶媒の凝集サイズを概算した．その結果がFig. 2（b）である．グラフより sPP の方が iPP よ

Crystal phase／％
iPP
sPP

Fig. 2 （a）Low melting temperture of o-dichlorobenzene in iPP and sPP gel（b）Radius of coagulation for o-dichlorobenzene in iPP and sPP gel■：iPP ●：sPP
―２
７４ ―

59.9
50.0

下のイメージ図のように，iPP ゲルでは球晶が密に詰まっていることから球晶間に非晶はあまりな

晶のほとんどが凍結束縛溶媒となったためと考えられる．

く，ほとんどが球晶内にあると考えられる．したがってラメラ間の非晶部分が大きく，この領域にある溶媒のサイズが比較的大きくなったと考えられる．

∆ H（T）＝ ∆ H（Tm）−

小さくなったと考えられる．

T

低温側 WL＝∆ H（TL）obs∆ H（TL）

高温側 WH＝∆ H（TH）obs∆ H（Tom）

一方，sPP では大きな球晶がなくラメラ間をつなぐ
非晶が密になり，その領域にある，溶媒のサイズがTm∫ ∆ C dTp

不凍溶媒 WN＝1−WL−WH∆ Cp：o-dichlorobenzene の液体状態と固体状態の熱容量の差∆ H（T）：温度 T での過冷却液体のエンタルピー変化∆ H（T）obs：実測のエンタルピー∆ H（Tom）：純粋な溶媒のエンタルピー［総括］1）立体規則性の異なる iPP と sPP の o-ジクロロベ
ンゼンゲル中の o-ジクロロベンゼンの融解挙動をFig. 3 では iPP および sPP のゲル中の異なる状態比較した．その結果，自由状態に対応する高温ピーの溶媒の割合を濃度に対してプロットし，両者を比クと，凍結束縛溶媒に対応する低温ピークの 2 本が較した．DSC で高温側ピークに帰属される自由溶

両者で観測されたが，低温ピークの融点は sPP の媒（●）は両者とも濃度が高くなると減少したが sPP方が低かった．このことは sPP ゲル内での溶媒のの方で急激に割合が減少した．それとともに不凍溶

凝集サイズが iPP よりも小さいことを示している．

媒の量（ ▲ ）は増加し iPP では 73 wt％で，sPP で

2）iPP ゲルでは明瞭な球晶が観測されたが sPP では 58 wt％で不凍溶媒のみになった．低温ピークをは束状結晶であった．また iPP の結晶化度が高か与える溶媒の割合（■）は低濃度域では増加し，高ったことから，球晶内の非晶が比較的多く，そのた濃度になると溶媒全体の量が減るため減少した．sPP

めに凍結束縛溶媒のサイズが大きくなったと考えら

では自由溶媒よりも凍結束縛溶媒の方が割合が大きれる．

くなったが，モデル図で示したようにラメラ間の非

3）自由，凍結束縛，不凍溶媒の分率を融解エンタ
ルピーから求めた．各分率はモルフォロジーの影響を強く受け，微結晶が広く分布していると考えられ
る sPP ゲルでは自由溶媒よりも凍結束縛溶媒の方が分率が大きくなった．

4．まとめ
この発表に関して，5 人の方が質問に来ていただ
Fig. 3

The weight content of freezable, free andnon−freezable solvents as a function of
iPP and sPP concentration■：freezable bound solvent, ●：free solvent,▲：non−freezable solvent

いた．初めての学会で緊張していたが，自分の研究テーマに近いからと興味を持っていただいたり，偏光顕微鏡に興味を持って見ていただいた方など，一様に皆熱心で，とてもいい刺激になった．また，ポ― ２７５ ―

スター会場には，その他にも多くの大学・企業の展るものは多かった．

示があり，発表する側としても，見る側としても得

―２
７６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

音楽音響研究会に参加して
上 村 昌 代
Masayo UEMURA
情報メディア学科

4年

すが，それらをうまくあらわす指標についてはこれ

1．はじめにまで報告されていません．そこで，本研究では，ト

私は，2007 年 8 月 25 日から 26 日に茨城県の筑

レモロやロールなどの演奏と，変動強度（Fluctuation

波大学で開催された音楽音響研究会（Musical Acous-

Strength, FS）の関係について調査します．具体的

tics, MA 研）に参加しました．今回，MA 研ではには，マンドリン演奏におけるトレモロと，スネア「マンドリントレモロ音の不均一性と変動強度の関ドラム演奏におけるクローズドロールを対象とし，係」と題してポスター形式の発表を行いました．本

それらの音響信号に含まれる変動強度（物理的変動

稿では，研究内容と発表について報告させていただ

強度，Physical FS）と，熟達度の関係を調査しま

きます．

す．

2．MA 研について

2. 2

マンドリンにおけるトレモロ演奏研究概要

MA 研は，科学的な方法を用いてさまざまな音のマンドリンを用いたトレモロ演奏時における，性質や作用について研究している人々の集まりであ

各々のピッキング操作に関する調査を行っていまり，次のような特徴をもっています．

す．具体的には，トレモロ演奏時の様子を高速度カ!研究対象：音楽に関係のある音メラで記録し，その撥弦操作の様子を調査していま（例：楽器の音や歌の声，楽器，楽器の製作技術，

す．また，録音されたアップストローク時及びダウ

音楽演奏，作曲など．）

ンストローク時のピッキング音を用いてトレモロ音!基礎となる学問分野：物理学，室内音響学，聴覚を合成し，模擬音に対する変動強度を求めること

生理・心理学，音楽学，信号・情報処理工学などで，撥弦操作の撥弦時刻および振幅についての不均

そこでは，参加者間で盛んに議論が行われることで一性が熟達度評価へ与える影響について調査してい相互に理解を深めています．

ます．調査結果より，時間逸脱に比べて振幅逸脱の方が変動強度に与える影響が大きい様子が確認され

2. 1

研究背景

ています．

撥弦楽器や打楽器などの減衰音を奏でる楽器を用いた演奏において，持続的な音を奏でることは困難

3．発表についてですが，打叩または撥弦を繰り返すことによって擬

ポスターセッションは初日のプログラムの最後に似的に持続音を奏でることがあります．それらはトありました．実際に発表会場で発表を行う前にポス

レモロやロールなどと呼ばれ，発音を繰り返すこと

ター概要講演があり，一人 2 分程度の研究概要を述によって得られる奏法です．トレモロやロールの演

べた後に発表会場に移り，ポスターセッションが開奏においては，熟達者と初心者において差がありま始されました．前半コアタイム・後半コアタイムに

―２
７７ ―

分かれており，それぞれ持ち時間が 1 時間ありましました．分野が違う方だったのですが，丁寧に説明た．私は後半コアタイムだったので，前半コアタイしていただき，分かりやすかったです．次の発表を

ムでは他大学のポスター発表を聞きに行くことにし聞きに行こうとすると，以前にもごいっしょした方ました．まず一通りポスターを見てまわり，『このが「研究，説明してよ．」と話しかけて下さいまし研究気になる』と思ったポスター発表を聞きにいきた．その時，気づくとまだ前半コアタイムの時間帯であるにも関わらず，同じ研究室の人はすでに発表を始めていました．そこで，私も研究の説明をし始めました．何故このようなことになったかというと，MA 研では，今までポスター形式での発表は無く口頭発表のみでした．ポスター発表は今回が初の試みということもあり私の発表も含め全部で 9 件と少なかったからです．そのおかげもあり，多くの方に私の発表を聞いていただき，又，質問や意見をいただくことができました．中には，「この研究は面白いですね．頑張ってください」というお言葉をいただけました．単純ですが，とても嬉しかったです

図1

筑波大学内の風景

し，研究に対する意欲も高まりました．今後，いた
だいた意見などを参考にして，さらに研究に励みた
いと考えております．

4．おわりに学会に参加する機会のある方は，是非どんどん参
加してみて下さい．参加することで，多くの方と交流が深まります．又，話していく中で自分が考えてもみなかった質問や意見をいただけるので，貴重な体験ができる場だと思います．
最後になりましたが，MA 研に参加するにあた
図2

会場風景

り，お世話になった皆様に深く感謝いたします．

― ２７８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7「第 9 回日本感性工学会大会」に参加して
初 田 慶一郎
Keiichiro HATSUDA
情報メディア学科

4年

視線が停留する位置」をアイカメラで記録し，分析

1．はじめにします．

2007 年 8 月 1 日〜3 日にかけて，工学院大学新宿キャンパスで開催された「第 9 回日本感性工学会

2. 3 研究成果

大会」に参加しました．本大会は，感性情報による

図 1 に分析結果の一例を示します．視線が停留し価値創造をメインテーマとして，会員の方々や一般た場所には円が表示され，長く停留すればするほの方々の有益な情報交換の場として開催されていま

ど，円は大きく描かれます．分析結果をもとに，研す．

究成果について考察します．

本稿では，卒業研究に関する学会での講演発表とそれまでの経過について報告します．

2．研究内容2. 1

背景と目的

インターネットユーザにとって，膨大な情報の中から目的のサイトを見つけ出すためには，検索サイ
トが必要不可欠です．この検索サイトに関して，ユーザが検索結果を閲覧している様子を調べた研究が
あります．
図1

しかしこれらの報告では，デザインの違い，ユー分析結果の一例

ザの検索目的の違いについての調査はなされていま最初に視線が停留するまでの時間

せん．
そこで本研究では，デザインの違いや検索目的の検索目的の違いや，検索サイトのデザインの違い

違いがユーザの検索結果の見方に及ぼす影響を，アに関係なく，最初に視線が停留するまでの時間は，イカメラを用いて物理的に計測します．

およそ 0.3 秒でした．
そのため，検索目的の違い，デザインの違いには

2. 2

研究概要

依存しないと考えられます．

本研究では，デザインの異なる検索サイト 3 社を用い，検索目的の異なる実験 2 種を行います．

最初に視線が停留する位置
特定のサイトを探す場合は，ほとんどが 1 番目の実験では，被験者の検索結果の見方を調べるため

検索結果に最初に視線が停留しました．また，ユーに「最初に視線が停留するまでの時間」と「最初にザにとって最も有益な情報を探す場合には，6 割が― ２７９ ―

スポンサー欄，残りの 4 割が 1 番目の検索結果に視線が停留しました．
そのため，検索目的が違う場合に，最初に視線が停留する位置が変化すると考えられます．

ことができました．

4．学会発表4. 1

講演

また，デザインの違いからは結果に差異はみられ

8 月 1 日の午前 10：00 から C 会場で発表を行いず，デザインの違いには依存しないと考えられまました．このセッションでは，「認知・行動」につす．

いて 5 人が発表をしました．私は「検索サイト利用研究で得られたこれらの知見は，今後の検索サイ

究成果について発表しました．（発表順：5 番目

トの設計に有益だと考えます．

発表時間：12 分・質疑応答：3 分）

3．大会当日までの流れ
3. 1

時のユーザ心理に基づく視線の解析」と題して，研何度も発表の練習をしたため，それほど緊張もせ

予稿集原稿ずに発表に臨むことができました．しかし，ほとん

7 月 2 日が予稿集原稿の提出日でした．1 ヶ月前

どプロジェクターを見たまま発表をする形になってから，原稿のアウトラインを作成しました．しかしまいました．その理由として，学校では発表資料

し，途中で得られていない実験データや分析できてにアニメーションをつけて，目の前に置いた PC でいない実験データがあることが判明し，追加実験を

それを確認しながら聴衆の方を向いて発表する練習行いました．このように，アウトラインを作成するをしました．
しかし，学会では PC の位置が低くアニメーショ

中で見えてきた課題も多くありました．
1 週間半ほどでアウトラインが完成し，そこから内容の埋め込み作業を行いました．しかし，科学・技術文章を書いたことがなかったので，うまく書けず時間がかかりました．その結果，提出期限の直前

ンを確認することができなかったため，プロジェク
ターを見ながら発表を行いました．
聴衆の方を向いて発表できれば良かったと思います．

で原稿を提出することになり，一時は，発表を取り下げるかどうかという話にまでなりました．

4. 2

質疑応答

聴衆の中には企業から来られた方や，発表者の付
3. 2

発表資料

き添いで来られた教授，学会関係者の方々がいまし

予稿原稿提出のあと，発表資料と発表原稿を作成た．

しました．作成を始めて 1 週間の時点で，ゼミの方たちの前で，発表リハーサルを行いました．このとき指摘されたことは，「早口で内容についていけな
い」，「スライドに文字が多すぎる」，「話している言
葉とスライドの言葉が微妙に違う」などです．これらの意見を参考に，「発表を聞いている人がどう思うのか」ということを意識して発表資料を作り直しました．
発表の日が近付くにつれ，見せ方や話し方など細かい点も修正でき，最終的には，原稿の内容を暗記し，自信を持って発表に臨める発表資料を作成する― ２８０ ―

発表の様子

質疑応答では，「実験試料に既存の検索サイトを用いず，実験用に一から検索サイトを設計してみてはどうか」というアドバイスを受けました．
今後，卒業研究に役立てたいと思います．

5．おわりに学部生として学会に参加しましたが，とても良い経験となり，自信を持つことができました．今回得られたことを，卒業論文の作成にも役立てたいと思います．
最後に，発表をするにあたり，多くのご支援を頂いた長谷教授と野中氏に，この場を借りてお礼申し上げたいと思います．

―２
８１ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

学会講演を終えて──第 9 回日本感性工学会大会

発表報告──

平 田 章 悟Shogo HIRATA
情報メディア学科

4年

3. 2 研究概要

1．はじめに

本研究では，錯視が起こるときに，人が図形のど

私は東京の工学院大学にて 8 月 1 日から 3 日間にの位置を見ているのか調査します．

わたり開催された，第 9 回日本感性工学会大会にて

具体的には，アイカメラを使用し，錯視図形を見研究成果を発表しました．本稿では，発表までの経ている時の眼球運動を計測します．実験試料には図

過やその研究内容について報告します．

1, 2 に示す「ミュラー・リヤー図形」と「ルビンの壺」の 2 種類を使用します．

2．本学会について
本学会は，従来の人文科学，社会科学，自然科学の枠にとらわれることなく，幅広い学問領域を融合
して，感性工学という新しい科学技術を展開しています．
今回で 9 回目となる日本感性工学会大会は「感性情報による価値創造」というメインテーマを基に，東京都新宿にある工学院大学新宿キャンパスにて 8

図1

ミュラー・リヤー図形

図 2 ルビンの壺

月 1 日から 3 日間，開催されました．

3．研究内容3. 3

結果

本大会にて「錯視図形に対する評価と視線情報のミュラー・リヤー図形の停留点分析の結果を図 3関係」の発表を行いました．研究内容について簡潔に示します．図中の円が視線の停留した位置を示しに説明します．

ています．停留時間が長いほど円は大きくなりま

3. 1

研究に至った経緯

す．図より，下の線分を見ている時の方が停留点の見ている図形が実際の大きさと異なって見えた

間隔が広いということが分かります．

り，見方によって異なる意匠が見えたりする現象は次にルビンの壺を「壺」として見ている時，「対錯視と言われています．またそれらの図形は，錯視

面する人」として見ている時の軌跡分析の結果を図

図形やだまし絵などと呼ばれています．

4, 5 に示します．図中の線が，視線の通った位置をこれら錯視図形を見ているときに，人はどこを見表しています．2 つの図を比較すると，「対面するているのか明らかになっていません．

人」を見ている時は，壺の上部を見ていないことがこの問題を解明するため，私は次の研究に取り掛か分かります．これは壺の上部が対面する人の輪郭でりました．

はないからであると考えられます．
― ２８２ ―

図3

ミュラー・リヤー図形の分析結果
発表の様子
分の講演発表と 3 分の質疑応答です．このセッショ
ンでは私を含め 5 名が発表しました．
発表は予想していたよりも落ち着いて行うことができました．練習の結果，流暢に説明できたことが大きな自信となりました．

図4

壺

図5

今後の課題としては，発表資料を作成するときにと対面する人ても時間を費やしたので，効率よく，見やすい資料
3. 4

考察

作りが出来るように経験を積むことだと考えていま

実験を通して，ミュラー・リヤー図形では，実際

す．また，質疑応答で「類似した研究があるのでの大きさや角度ではなく，見かけの大きさや角度には」という質問を頂いたので，従来研究の調査対象相当する位置を見ていると考えられます．また，ルをもっと広げる必要があると思いました．

ビンの壺では，それぞれの意匠の輪郭や特徴的な部
分を見て，違いを見分けていると考えられます．

6．終わりに本研究から得られた知見は，錯視が起こる仕組み

今大会に参加するにおいて，非常に多くのことをを解明する研究や，新たな錯視図形を設計する研究学びました．特に学術論文の書き方，より良いプレにおいて，有益と考えられます．今後，研究をさら

ゼンテーションの方法では理解を深め，知識を得るに発展させ，この分野においてより有益な研究成果ことができました．そして大学の教授方や企業のを上げたいと思います．

方々の前での発表は，とても良い経験であったと実感しております．

5．講演

最後になりますが，このような貴重な機会を与え

私は 8 月 1 日の 10：00−11：15 分の間，C 会場てくださり，終始熱意のある指導をしてくださったにて行われた一般セッション（認知・行動）にて発

長谷智弘教授，野中氏に深く感謝します．

表を行いました．会場には，約 20 人の方々がおら

また，日頃よりご協力頂いた理工学部情報メディア

れました．発表形式はパワーポイントを使用した 12

学科長谷研究室の皆様に深く感謝します．

― ２８３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 72007 年音楽音響研究会サマーセミナーに参加して村 上 優 樹Yuki MURAKAMI
情報メディア学科

4年のリズムに関する特徴の決定に大きく寄与すること

1．はじめにから，楽曲を構成する重要な要素を持つと言えま

今回，2007 年 8 月 25 日から 26 日にかけて筑波す．そして，このドラムリズムパタンは，大きくは大学にて開催された音楽音響研究会サマーセミナー「基本リズムパタン」と「フィルイン（メロディー（通称，MA 研）という音楽情報処理についての学とメロディーの空白部分を埋めるための即興的なパ会に参加してきました．今回の発表では，「ポピュタン）」に分類されます．しかし，それらを区別す

ラー音楽で用いられるドラムリズムパタンの調査」

る厳密な定義は存在しないのが現状です．そこで本（Investigating drum rhythm patterns employed in popu-

研究では，記号情報，すなわち MIDI 楽曲を解析対

lar music）という題目で発表させて頂きました．こ象とし，統計的手法とヒューリスティックな判定基

こでは，学会で発表した研究内容と学会発表時の様準を用いることにより，ドラムリズムパタンを基本

子についてご報告させていただきます．

リズムパタンあるいはフィルインに自動で判別します．それにより，楽曲におけるドラムリズムパタン

2．研究について
2. 1の流れや特長を明確化することを目指します．提案

研究背景

手法による分類処理の概要を Fig 1 に示します．

ポピュラー音楽において，楽曲の基盤となるリズ
ムを形成する代表的な楽器として，ドラムが挙げられます．このドラムの演奏から生み出されるリズム
パタン（以後，ドラムリズムパタン）は，楽曲全体

Fig 1

2. 2

フィルインの判定基準

まず，判定基準を決定するために必要となる前提
知識を以下に示します．

提案手法による分類処理の概要―２
８４ ―・単一楽曲内において，フィルインは基本リズム

対しての判定基準は，a）で述べた変数に加え，ドラムリズムパタン r の全楽曲内における出現頻度

パタンに比べて出現頻度が低い．
・フィルインはどの楽曲においても基本リズムパ

を Dr，ドラムリズムパタン i の全楽曲内におけるタンと比較した場合，全体的に出現頻度が低出現頻度を Di とするとき，以下の式（2）を満た

い．

す場合に b）の基準においてフィルインであると判・フィルインは，同じパタンを連続して使われる

定します．

ことは稀である．反対に，基本リズムパタンは!
n同じ，あるいはほぼ同じパタンを連続して用い

Dr＜

1
Di
n i＝1

（2）

ることが多い．
上記の前提に基づき，対象楽曲の各小節に対してc）前後のドラムリズムパタンの流れから判定す基本リズムパタン，あるいはフィルインのどちらかるための基準として，任意の小節から以降の 4 小節の判定を行います．判定の際に考慮すべき点は，区間内に同様のドラムリズムパタンが含まれる場（a）単一楽曲内におけるドラムリズムパタンの出合，それらはフィルインではないと判定します．つ

現頻度

まり，この処理によって，当該ドラムリズムパタン（b）全楽曲内におけるドラムリズムパタンの出現
頻度の後の 4 小節の範囲においては，重複しないドラム
リズムパタンは c）の基準においてフィルインであ（c）前後のドラムリズムパタンの流れると判定します．その処理の流れを Fig 2 に示しまの 3 点とします．3 点それぞれに対して一定の基準

す．

を満たす場合，当該ドラムリズムパタンをフィルイ

当該ドラムリズムパタンを以上の 3 つの判定基準

ンと判定します．3 点それぞれの判定基準の詳細をに従い判定させ，これら 3 つの基準を全て満たした

以下に示します．

ドラムリズムパタンのみをフィルインと判定しま

a）単一楽曲内における全ドラムリズムパタンの出現頻度の平均値を用いて，当該ドラムリズムパタ

す．つまり，これらの基準に 1 つでも満たさないパ
タンは，基本リズムパタンとして判定します．

ンの出現頻度がその値未満の場合に，フィルインと判定します．当該ドラムリズムパタン r に対しての判定基準は，当該ドラムリズムパタン r の出現
頻度を Sr ，単一楽曲内において用いられたドラム
リズムパタンの総数を n，単一楽曲内におけるドラ
ムリズムパタン i の出現頻度を Si とすると，以下の式（1）を満たす場合に a）の基準においてフィ
ルインであると判定します．

!
n

Sr＜

1
Si
n i＝1

（1）

b）全楽曲内において用いられた全ドラムリズム
パタンの出現頻度の平均値を用いて，当該ドラムリ
ズムパタンの出現頻度がその値未満の場合，フィル
インと判定します．当該ドラムリズムパタン r に― ２８５ ―

Fig 2

判定手法 c）の処理の流れ

2. 3

性能評価実験

信号検出理論に基づいて提案システムの評価実験を行いました．具体的には，判定結果の中からランダムに 1 曲抽出し，アマチュアのドラム奏者が判定した結果と提案システムが判定した結果との比較を行いました．実験結果を Table 1 に示します．これ
らの値から求めた弁別力を示す指標 d ′は 2.509 となったため，提案システムはある程度弁別力を持つと考えられます．
評価実験を通じて提案手法がドラムリズムパタンの判定に有効であることが示唆されました．また，

Fig 3

筆者の発表用ポスター

楽曲内におけるドラムリズムパタンの流れを上手く表現するためには，統計的に扱うだけでなく，ドラ

そ緊張したものの，次第に落ち着いてポスター発表

ムリズムパタンの多様性を上手く処理する必要があを行うことができました．ポスター発表の利点は，ることが示唆されました．

見に来られた方の質問に対して，リアルタイムで受け答えをすることができる点だと思います．そのため，活発な質疑応答が期待できます．質疑応答を重Table 1 提案システムの性能評価実験の結果

フィルイン
提案
システム 基本リズムパタン

ドラム奏者

ねた結果，「面白い研究ですね」と言っていただいフィルイン 基本リズムパタン

た時は非常に嬉しかったです．今後も発表という場

7

8

0

46

を通じて，色々な方と接していきたいと思います．

4．おわりに今回の学会発表では，多くの人達からたくさんの3．学会発表についてことを学びました．発表を通じて多くの研究者の方

私はこれまでいくつかの学会に見学として参加しや企業の方とお話をすることができ，貴重なご意見た経験がありましたが，発表を行うために参加したを聞くことができました．この経験を活かし，今後のは初めてでしたのでとても緊張しました．私は今の研究に役立てていきたいと考えています．

回，ポスター形式での発表でしたので，本番である

最後に，今回の発表を行うにあたり，御指導を頂

約 1 時間のポスター発表の前に数分間の概要講演がいた情報メディア学科杉田繁治教授，三浦雅展講師

ありました．この概要講演は，自身の研究テーマにに感謝致します．また，同研究室に所属する方々なついて概要を簡単に説明するもので，配当時間は 2

どご支援を頂いた多くの方に感謝致します．

分程度でした．このとても短い時間に自身の研究テーマをまとめて簡潔に説明するのは難しかったで

参考文献

す．なぜなら，自身の研究テーマの「ポイント」を［ 1 ］ Masatoshi Hamanaka, Keiji Hirata, Satoshi Tojo， An

自分自身がしっかりと理解していなければならないからです．それとは逆に，本番のポスター発表では時間をあまり気にする必要がなかったため，最初こ― ２８６ ―

Automatic Music Analyzing System based on GTTM :Acquisition of Grouping Structures and Metrical Structures ， 情 報 処 理 学 会（2004）

研 究 報 告 ， 2004-MUS-56

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

音楽音響研究会のサマーセミナーに参加して
森 田 慎 也
Shinya MORITA
情報メディア学科

4年

築を行いました．また，提案システムでは，演奏の1．はじめに評価値を奏者に提示するだけでなく，ユーザビリテ

私は，2007 年の 8 月 25 日，8 月 26 日の二日間，ィ面を考慮して，視覚的なメトロノームを実装し，茨城県の筑波大学で開催された音楽音響研究会のサ打鍵強度，基準時刻からの打鍵時刻の逸脱，打鍵時

マーセミナーに参加しました．私は，26 日に「ピ間長を演奏の入力音毎に表示させ，さらに，演奏情アノ基礎練習を対象とした奏者への視覚フィードバ

報の記録を行うことができるようになっています．

ックの試み」という題目で口頭発表を行いました．

また，演奏情報に基づいた演奏に対するアドバイスを奏者に提示することができます．

2．研究内容
2. 1

研究背景

2. 3

システム概要近年，電子ピアノや MIDI キーボードの発達によ提案システムは，大きくは「自動演奏評価機能」

り，以前からピアノ演奏を習得したいと考えていたと「視覚フィードバック機能」の二つの機能に分か多くの人がピアノ演奏の習得を目指して容易に練習れています．自動演奏評価機能は，演奏情報に対しできるようになっています．しかし，その多くの人て，自動で演奏評価を行うものであり，視覚フィー

はピアノ演奏の習得を途中で断念してしまいます．

ドバック機能は，演奏情報をリアルタイムに視覚化

その原因は，時間的，空間的制限により専門家の指し，熟達度の提示，演奏情報や演奏の評価結果を基導を受けられない，自らの演奏に対する客観的な評にしたアドバイスの提示を行うものです．提案シス

価を受けられない，あるいは練習の目標を自ら設定

テム内部の処理を図 1 に示します．なお，対象とすできないなどが原因であると考えられます．このよる演奏は 1 オクターブ内上下行の音階演奏であり，うな現状により，ピアノ練習支援システムの開発

使用楽器は MIDI ピアノとします．

［1］やピアノ演奏の自動評価に関する研究［2］が行われています．しかし，先行研究［1］では演奏

2. 4 システムの外観

情報やアドバイス文の提示といったユーザビリティ

提案システムでは，大きく三つの情報を奏者に提面は考慮されていません．そこで，本研究ではピア示しています．一つ目は，視覚的なメトロノームでノ基礎練習を対象とした奏者への視覚フィードバッ

す．このメトロノームは，テンポに合わせて黒い丸

クを試みました．

が左から右に移動するものです．拍子は 4 拍子とし，第 1 拍目は最左円が黒の状態となり，順に右へ

2. 2

研究概要

移動していくようになっています．また打鍵強度，

本研究では，先行研究［2］の評価方法に基づい打鍵時刻のズレ，打鍵時間長をリアルタイムに表示て，ピアノ基礎演奏に対する自動評価システムの構できるようになっています．二つ目は，課題曲の譜

―２
８７ ―

図1

図2

提案システムの内部処理

提案システムの外観例です．初心者が，本システムを用いて演奏する場

ピアノ演奏歴 7 年（エレクトーン演奏歴 20 年）で合，奏者は鍵盤，楽譜，システムを見ることになる

幼児教育の教員免許を取得した社会人 1 名の計 5 名が，その負担を軽減するすためにシステム上で楽譜に提案システムを使用してもらいました．被験者にの提示を行っています．三つ目は，演奏評価結果では，システムの使用方法を説明した上で実際にシスす．ここでは，算出した熟達度の他に演奏に対するテムを使用し，熟達度を算出するまでの流れを見せ

アドバイスも同時に提示しています．提案システム

た後，自由にシステムを使用してもらいました．その外観を図 2 に示します．

して，提案システムの長所や短所，感想などを記入
用紙に記入してもらいました．

2. 5

システムの評価実験

提案システムの動作評価を行うために以下の実験を行いました．被験者としてピアノ演奏歴のない本
学学生 3 名，ピアノ演奏歴 10 年の本学学生 1 名，

2. 6 奏者の回答（a）−長所−
被験者が提案システムの長所と感じた点を以下に

―２
８８ ―

示します．

曲の増強が困難であり，さまざまな課題への評価は・視覚化されたメトロノームが分かり易かった．

本手法では難しくなっています．今後は課題曲を容・課題曲が簡単である．

易に増強できるように演奏評価方法を改善する予定

・間違えた箇所を視覚的に提示してくれる．

です．

・使い方が簡単である．

3．発表について（b）−短所−
被験者が提案システムの短所と感じた点を以下に私の参加した発表会は 2 日間おこなわれ，私の発示します．

表は 2 日目でした．発表形式は口頭発表で発表時間

・楽譜上のどこを演奏しているのか分らなくなる．

は 10 分でした．今まで，学会発表を見に行った・テンポが速い（実験時は 120 bpm）．

り，ポスター発表をしたりしましたが，口頭発表は・演奏してもらわないと演奏方法が分らない．

初めてでした．発表する前までは緊張していました

・ボタンの配置が分かりにくい．

が，自分の順番になると自然と落ち着いて発表をす

・テンポを変えられない．

ることができました．また，質疑応答では 4 名の方

・「ヴェロシティ」などの知らない単語が表記されから質疑をいただきました．質疑の応答に関しては，一件目は答えることができました．二件目ではている．

質問ではなくピアノ演奏の評価に関するアドバイス（c）−追加してほしい機能−
被験者が追加してほしいと感じた機能を以下に示をいただきました．三件目はピアノ演奏に対する評します．

価値に関する質疑でした．しかし，私が参考にして・次に弾く音符を示してほしい．

いる先行研究の理解が浅く正確に答えることができ・テンポを変えられるようにしてほしい．

ませんでした．四件目ではメトロノームの視覚表示

・ボタンを使いやすくしてほしい．

に関してのアドバイスをいただきました．

・音階演奏だけではなく楽曲も弾けるようにしてほ

今回の発表で多くの意見やアドバイスを得られる
ことができました．今回の経験を今後の研究に反映しい．

させていきたいと思います．

・練習する曲を増やしてほしい．
・弾くだけではなく音楽知識（コードなど）も学べるようにしてほしい．
・初級，中級，上級のように色々なレベルがほし4．おわりに今回の発表会では私の研究内容だけでなく，他の方の発表を見ることにより，発表の方法についてもい．

多くのことを学ぶことができました．このような貴・課題曲を再生する機能がほしい．

重な経験をこれからの研究や発表に生かしていきた
2. 7

まとめと今後の課題

いと思います．

本実験により，視覚化されたメトロノームや打鍵誤りの提示などの視覚フィードバック機能の有用性

参考文献を確認することができました．また，1 オクターブ［ 1 ］ 北村環，三浦雅展

ピアノ導入教育のための学習

支援システムの実現を目指して ，日本音楽知覚認

内の音階演奏に限られているがピアノ演奏に対する知学会平成 18 年度秋季研究発表会，pp. 115−120

自動評価を行えるようになりました．ただし，ボタ（2006）．

ンの変更，手本となる演奏の再生などの改善は容易［ 2 ］ S. Akinaga, M. Miura, N. Emura, and M, Yanagida

であるが，練習支援システムとして必要となる課題

Toward realizing automatic evaluation of playing

―２
８９ ―

scales on the piano ，Proc. of ICMPC 9, pp. 1843−1847（2006）．
［ 3 ］ R. Dannenberg, M. Sanchez, A. Joseph, R. Joseph, R.
Saul, and P. Capell， Results from the Piano Tutor Project ，Proc. of the Fourth Biennial Arts and Technology
Symposium, pp. 143−150（1993）
．

―２
９０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

音楽音響研究会サマーセミナーに参加して
山 梶 雄一郎
Yuichiro YAMAKAJI
情報メディア学科

4年を解決する方法として，ユーザによる評価データを

1．はじめに用いて楽曲間の類似度を求めるといった手法が用い今回，2007 年 8 月 25 日から 26 日に茨城県の筑［2］られています［1］．しかし，この方法では，ユーザ

波大学で開催された音楽音響研究会サマーセミナー

による膨大な評価作業が必要となり，これらの手法（MA 研）に参加してきました．MA 研では，音響の妥当性を評価するための実験が困難であるといえに関する調査や計算機によって音楽情報を処理する

ます［3］．

といったテーマが盛んに議論されています．今回のそこで本研究では，楽曲のユーザ評価を用いず，発表では，和音進行パタンを用いた楽曲の類似度計

演奏情報を用いた楽曲間の類似度を求める計算モデ

算モデルの提案（A Calculation Model for Similarity

ルを提案します．具体的には，楽曲の重要な特徴量

of Music Using Chord Progression Patterns）という題と考えられる和音進行［4］を用いて類似度の計算を行目でポスター発表をさせて頂きました．以下，研究います．対象とする楽曲を MIDI 楽曲の XF フォーの内容と MA 研での発表について報告させて頂きマット形式とし，和音進行は，trigram モデルを用ます．

いた 3 連続の和音進行パタンとして抽出します．また，各楽曲間の類似度のデータベースを作成し，こ

2．研究内容2. 1のデータベースを用いることにより，提案するモデ

研究概要

ルの評価を行います．

本研究では，楽曲の類似度を求める計算モデルについて提案しています．この提案モデルでは，楽曲

2. 3 提案モデルにおける楽曲の類似度計算の手順の重要な特徴と考えられる和音進行を trigram モデ

提案モデルにおける楽曲の類似度計算の手順の概ルを用いた 3 連続の和音進行パタンとして表現し，要を図 1 に示します．以下にその具体的な手順につ楽曲の類似度を求めています．また，和音進行パタ

いて述べます．

ンの抽出対象として，演奏情報が記載されている
XF フォーマット形式の MIDI 楽曲を用います．

2. 2

研究背景

近年，大量の音楽情報を入手，蓄積，再生することが可能になりました．その反面，扱う楽曲が大量であるため，ユーザ嗜好に則して分類することは難しくなってきています．例えば，「朝に聞く曲」や1．MIDI 楽曲からのパラメタ抽出
2．楽曲の分類
3．和音進行パタンを用いた楽曲間の類似度計算「帰り道に聞く曲」などの分類などです．この問題― ２９１ ―

図1

類似度計算の手順

2. 3. 1 MIDI 楽曲からのパラメタ抽出

2. 3. 3

楽曲間の類似度計算

当該 MIDI 楽曲より抽出するパラメタを表 1 に示

楽曲間 A, B の類似度 S（A, B ）は，和音進行パ［5］

します．このとき，情動を決定すると考えられる

タンの出現頻度の順位 r（i＝1〜N）を用いて N 次i

5 つのパラメタを「情動パラメタ」とします．当該元の空間内で表現し，式（1）によって求めます．

N ）は，その出現頻度の平均順位とします．その抽

!r r
"! "!
（1）
r
（r −r ）
n

楽曲の和音の tirgram の出現頻度の順位 r（n＝1〜nS（A, B ）＝

出手順を図 2 に示します．このとき，N を全 MIDI

"!
n

iA iB

i＝1

n

riA2

iB

i＝1

i＝1

2

n

iA

iB

2

i＝1

楽曲の和音進行パタンの種類数とし，出現頻度 0 の場合も順位をつけます．

2. 4

評価実験の方法

被験者 6 人を用いて，提案モデルから選出した楽表1

当該楽曲において抽出するパラメタ一覧

和音の trigram の出現頻度の順位

r（i＝1〜N
）
i

代表旋法

M

代表テンポ値T

情動パラメタ ヴェロシティ値の平均

曲群及びランダムに選出した楽曲群に対して類似評
価及び嗜好評価を行いました．その手順を図 3 に示
します．

−

v

ヴェロシティ値の標準偏差

vSD

発音時間長の変動値

d

図3

2. 5
図2
2. 3. 2

評価実験の手順

評価結果と考察

図 4 に提案モデルから選出した楽曲群に対する評

和音進行パタンの順位 ri を求める手順

価，図 5 にランダムに選出した楽曲群に対しての評

楽曲の分類価を示します．それぞれ縦軸を回答人数，横軸を評

情動パラメタが類似した楽曲は，共通の印象を受けると考えられます．そこで，提案モデルでは，情価値とします．評価値は，高いほど高評価を意味します．

動パラメタによる楽曲の分類を行います．具体的に

図 4 及び図 5 より，ランダムに選出された楽曲群

は，以下に示す 4 つの基準を全て満たした場合，楽よりも，提案モデルから選出された楽曲群に対して

曲間の類似度計算の対象とします．

高評価が得られました．また， Wilcoxon 検 定 よ

1．旋法基準り，評価結果に有意水準 0.05 で有意な結果が得ら（旋法 M が同じかどうか）れたため，本手法の有効性を確認しました．
なお本研究では，trigram モデルを用いて抽出し2．テンポ値基準（テンポ値 T が同程度かどうか）た和音進行パタンの類似度を考慮していません．そ3．ヴェロシティ基準のため，trigram モデルを用いて抽出した和音進行（ヴェロシティ値の平均及び標準偏差が同程度か

パタンの進行時間及び転回型など考慮した和音進行

どうか）

パタン同士の類似性を考慮した楽曲間の類似度計算

4．ディレーション基準

方法を検討する必要があると考えられます．また，（発音時間長の変動値 d が同程度かどうか）

本研究では，楽曲の時間の単位に時価に相当するテ― ２９２ ―

ていったように感じます．また，進行上の手違いがあり，予定されていた発表時間よりも 30 分ほど発
表時間が延びてしまいました．しかし，私の研究を聞いて下さった方々にパラメタの重み付けや提案モデルの評価方法などについて貴重なご意見を多く頂
け，とても参考になりました．
今後は，今回の経験を活かし，研究活動を行っていきたいと思います．
図4

提案モデルから選出された楽曲群に対する評価

4．おわりに
今回の MA 研では，失敗やハプニングもありま
しが，それ以上に得るものが大きかったと思います．この経験を活かし，今後の研究に反映していきたいと思います．
最後に，日ごろより私の研究に対してご指導，ご意見下さる三浦先生，杉田先生，実験などにご協力して頂きました三浦研究室，杉田研究室の方々，ありがとうございます．そして，これからもよろしく
お願いします．

図5

ランダムに選出された楽曲群に対する評価

参考文献［ 1 ］ 彦坂，谷口，誉田，白井， ユーザ嗜好に適応させた選曲システムの提案 ，情報処理学会研究報告，

ィックを用いています．そのため，若干の誤差を含む可能性があります．今後の調査として時価と実時

2006-MUS-68 pp. 19−24（2006）［ 2 ］ 梶，平田，長尾， 状況と嗜好に関するアノテーシ間との比較が必要であると考えられます．

ョンを利用したプレイリスト生成システム ，情報処理学会第 67 回全国大会，http : //www.brl.ntt.co.jp/

3．発表

people/hirata/Papers/ipsj 2005−Mar.pdf（2006）

MA 研は，私にとって，初めての学会発表でし［ 3 ］ 吉井，後藤，駒谷，尾形，奥乃， ユーザの評価と音響的特長との確率的統合に基づくハイブリッド型

た．発表の具体的な準備は，7 月の上旬から行いま

楽曲推薦システム ，情報処理学会研究報告書 2006-

したが，原稿作成や，発表に用いるポスター作成などに苦戦し，とても短い期間であるように感じましMUS-68 pp. 45−52（2006）［ 4 ］ 藤澤，Cook，長田，片寄， 和音に関する心理物理モデル

た．
発表では，初めての学会発表であるため，最初は情報処理学会研究報告書 2006-MUS-66 pp.

99−104（2006）［ 5 ］ Patrik N Juslin, John A Slobda, Music and Emotion ,言葉につまり，うまく話すことができていないと感じていましが，発表を続けるうちに次第と落ち着い― ２９３ ―

p. 315（2001）

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 7

めざせ！ソーラーカーレース 2007
高 階 惇 平Junpei TAKASHINA

内 林 篤 彦Atsuhiko UCHIBAYASHI
機械システム工学科

4年

ます．

1．はじめに

本年度は，数年前からの研究対象である「龍龍我々は昨年度の先輩から引き継いだ車体「龍龍（ロンロン）1 号」が昨年，フレームが CFRP モノ（ロンロン）1 号」（図 1 参照）の改良を行い，「ソコック構造からアルミスペースフレームになり，こーラーカーレース」（正式名称は『FIA ALTENATIVEの車体を用いて活動しています．

ENERGIES CUP DREAM CUP ソーラーカーレース

大会出場の目的としては，今回改良を行った車体

鈴鹿 2007』）に参加しました．その活動について報での走行データを取得し，今までのデータとの比

告させていただきます．

較，検討を行うこと，さらに，他チームとの技術的な交流を持つことで，さらに現車体の改善点を見つけることです．

3．試走会に向けて
本年度の研究として最初に行ったのは，新モータの選定でした．当初はモータだけ変更する予定でしたが，モータを制御する現スピードコントローラの

図1

車体

2．研究目的
現在，自動車は必要不可欠なものです．しかし化石燃料を燃やして動力を得るため有害な排気ガスを
図2

発生させてしまい，地球温暖化や酸性雨による森林

新モータ崩壊などの環境問題の原因となっています．そこ
で，我々は，環境に影響を与えない，太陽光エネル

表1

ギーに着目し，そのエネルギーを使うソーラーカー
について研究しています．さらに「ソーラーカーレース」に参加し，他のチームと比較することにより，新たな改良点を見つけ，その改良の評価を行い新モータ仕様

出力 電圧 電流 回転数

トルク

効率 巻線抵抗 重量［W］［V］［A］［R. P. M］［Kg-m］［％］ ［Ω］ ［Kg］
1600

―２
９４ ―

96

18

5100

0.31

93

0.12

10.8

5. 1 サスペンションの新設計，製作
フロントサスペンション機構を新しく設計するにあたって，まず，各アライメントの決定をしました．決定した各アライメントは，トレッド 1200
mm，キャスター 5 度，キャンバー角，トー角はともに 0 度としました．この値を実現するために，サスペンションの機構を設計しました．作成したフロ
図3

ントサスペンションを図 4 に示します．

新スピードコントローラ

この新しくしたサスペンション機構により，まっ表2

スピードコントローラ仕様

すぐ後退できるようになりました．このことより，

定格電圧

定格電流

瞬時最大電流狂っていたサスペンションのアライメントが改良さ

［V］

［A］

［A］

れたと言え，これによりコーナリング時の安定性の

96

50

100

向上や転がり抵抗の軽減が期待できます．

定格電流が足りないためこちらも変更することにしました（図 2，図 3，表 1，表 2 参照）．それにともない配線が古くビニールテープで絶縁している箇所があったため，コネクタや圧着端子等を用いて新しくしました．

4．試走会
2007 年 6 月 25 日，鈴鹿サーキットにおいて「ソ図4ーラーカーレース」の試走会に参加することを目標

新フロントサスペンション機構に研究してきましたが，大会 3 日前にポテンショメータの選定ミスから事故を起こしてしまい，ステア

5. 2 ロールバーの補強

リングシャフトと左サスペンション機構が破損して昨年度の大会でロールバーの強度不足を指摘れた

しまい，試走会参加を断念することになりました．

ため，鉄板を T 字型に溶接し，ロールバーとフレ

5．本戦に向けて
試走会 3 日前に左フロントサスペンション機構が破損したことと，昨年度までのフロントサスペンシ
ョン機構はアライメントが狂っていたため，まっす
ぐ後退することが出来ませんでした．そこで，フロントサスペンション機構をすべて新しく設計することにしました．
また，昨年度の大会で指摘されたロールバーの強度不足を解決するための改良，ブレーキ，ウインカ
図5ーランプの LED 化を行いました．
― ２９５ ―

以前のロールバー6．本戦
2007 年 8 月 3 日から鈴鹿サーキットにおいて「ソーラーカーレース」の本戦が開催され，これに参加しました．
しかし，大会 2 日前の試走中に配線ミスから正逆ユニットが発火し，その影響でモータが磁力不足のまま大会を迎えることとなってしまいました．
1 日目の車検では急制動で規定の速度まで出ず，
図6

補強したロールバー

2 日目の早朝に行われた予備車検では，速度が出な
い分を，制動距離を短くして頂くことで，無事合格

ーム間に取り付けることによりロールバーの補強をできました．
2 日目のフリー走行は磁力の低下したモータで走しました．
以前のロールバーを図 5 に，補強したロールバー

行することは危険だと判断し，断念しました．予選
走行は，出場しなければ決勝に出ることができないを図 6 に示します．

ので，磁力の低下したモータで出場しました．
5. 3

ウインカー，ブレーキランプの LED 化

やはり，モータの磁力不足から上り坂が越えるこ

昨年，LED 用の回路が焼ききれたため，ブレーとができないため，途中で走行を止めました．

キのランプを急遽，現場で二輪用のものに変更しま

そして，モータを交換することでその問題を解決したが，LED ランプのほ う が 消 費 電 力 が 低 い た

し，最後尾から 3 番目からのスタートですが，決勝

め，回路を作り直しました．しかし，それに伴っへの参加も認めていただきました．

て，今まで使用していた二輪車用のリレーが使えな

3 日目の決勝レースでは，スタートから第二コー

くなり，LED 用の IC リレーに交換しました．製作

ナーまでは順調に走行していたのですが，以前のモしたウインカー，ブレーキランプを図 7 に示しまータを固定していた冶具をそのまま使用したため，す．

本来スイングアームの回転軸とモータの回転軸が同一直線状になければならないところが明らかにずれており，この影響によりモータの軸に大きな負荷がかかり，モータの軸が曲がってしまいました．そのため走行不可能と判断し，完走を断念しました．

7．最後に
結果としてはリタイアという非常に残念な結果になってしまいましたが，このような国際的なレースに参加し，自分たちの力を試すことができたのはとてもいい経験でした．
図7

LED ウインカー，ブレーキランプ

この経験を通してモノを作り出す難しさと厳しさを知る良い機会だったと思います．また，スケジュ
ール通りに行動することの難しさも痛感しました．
― ２９６ ―

他のチームではどのような車体を設計しているのか実際に見ることもでき，今後の研究について大変

我々の活動を支えていただき本当にありがとうご
ざいました．

有意義なものになったと思います．

―２
９７ ―