hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体マグネタイトが析出しない鉄シリケート造銅スラグの開発試験

良い造銅スラグの具備条件として、均一に溶融すること、銅の損失が少ないこと、スラグに損失した銅の回収が著しく困難でないこと、有害不純物の吸収能が大きいこと、炉剤の耐火物と極端に反応しないこと等が挙げられる。これらの具備条件を満たした鉄シリケート系スラグの組成を見出すため次ぎの実験を行った。1.FeOx-SiO_2-CaO系スラグに関するマグネタイトとウスタイトの酸化鉄飽和組成を、溶銅共存下で鉄飽和から酸化銅飽和に至る広い酸素分圧範囲において調べた。その結果、造銅期に相当する酸素分圧下、1573Kにおいてシリカ濃度が25%以上、ライムが15%、酸化鉄が60%以下で固体マグネタイトが析出せず均一なスラグ融体を生成することが判明した。またこの実験でスラグへの銅の酸化溶解量を明らかにした。2.造銅期に至る前の工程として造カン期があるが、そこではスラグとマットが共存する。このスラグが造カン期でも活用出来るか調べるため、スラグとマットを共存させる実験を行い、スラグへの硫黄と銅の溶解度を調べた。このデータは銅の溶解損失の少ない造カン期スラグを見出すために必要となる。3.ライムを幾分添加し均一に溶融したスラグを造ると、砒素、アンチモン等の有害不純物の除去にも効果があると考えられるので、このスラグと溶銅あるいはマット間の有害不純物の分配実験を現在進めている。ここで得られた実験データをもとにし実用に供するスラグ組成を特定し、実用炉で試験をするため、現在銅製錬工場と打ち合せをしている段階であり、近い将来実現すると思う。本研究で得られた結果の全てをまとめ公表したわけではないが、まとまり次第順次論文として発表する予定である。平成2年度実績報告(試験B)固体マグネタイトを析出しない鉄シリケ-ト造銅スラグの開発試験銅精鉱を酸化溶錬することにより粗銅が得られる。この酸化溶錬過程、特に酸素ポテンシャルの高い造銅期において鉄分がマグネタイトとして析出し、操業の障害となる。ことに溶錬工程の連続化を計る時には、固体マグネタイトが析出すると、それが炉内に蓄積し障害となる。シリカを含まないFeO_nーOaO系スラグを造ると、このスラグはマグネタイトを溶解するが、また同時に炉材も溶解しやすく問題である。マグネタイトを溶解しやすく、炉材は溶解されにくい鉄シリケ-ト造銅スラグを見い出すため、次の実験を実施し、また計画している。1.1300°Cにおいて、FeO_nーCaOーSiO_2系スラグを金属銅とともにマグネシア坩堝を用いて溶解し、融体中の酸素ポテンシャルを酸素センサ-により測定した。この実験により、マグネタイトの析出の有無と酸素ポテンシャルおよびスラグ組成の関係を明らかにした。CaOの入らないシリカ飽和のFeO_nーSiO_2系スラグは。酸素分圧が1x10^<-6>気圧でマグネタイトが析出するが、本実験においては坩堝からMgOが約5%スラグに溶出するため、マグネタイトは析出しない。またFeO_nーSiO_2系にCaOを5ないし10%添加することにより、マグネタイトの析出を抑止出来る可能性がある。2.銅溶錬の造銅期の条件である酸素分圧が10^<-6>なしい10^<-5>気圧におけるFeO_nーCaOーSiO_2系スラグのマグネタイト飽和の液相線を明らかにする実験を平成3年度に実施する予定である。

その結果が得られればマグネタイトの析出しない造銅スラグを造るため、溶剤であるシリカとライムの配合比と酸化鉄の含有率をどの程度にしたらよいかさらに明確になると考えられる。銅を酸化溶錬する過程で、原料中の鉄分が固体のマグネタイトとして析出し操業の障害になることがあり、このマグネタイトの析出による障害を、製錬現場ではマグネタイトトラブルとよんでいる。マグネタイトトラブルを起こさないFeO_x-CaO-SiO_2系のスラグ組成と、スラグへの銅の溶解損失を解明するため、一連の平衡実験を進めてきた。これまで明らかに出来た事を下に記す。1.1300°C鉄飽和下で、FeO_x-CaO-SiO_2系のスラグとFe-S-O系マットを平衡させる実験を行なった結果、固体酸化鉄が析出する以前に酸化鉄濃度の増加に伴い、スラグとマットの相互溶解が進みoxysulfideを生成し、スラグとマットが二相に分離せず均一融体をつくることが明らかになった。2. 1300°C鉄飽和下で、FeO_x-CaO-SiO_2系のスラグとFe-Cu-S-O系マット及び溶銅の3融体間の平衡実験を行なったが、この条件でも上記の実験と同様に、酸化鉄濃度の増加に伴いスラグとマットが相互溶解しoxysulfideの均一融体をつくる。マットの中の銅濃度はFeOの活量に依存し、52から0%まで変化する。3.1300°Cで、金属銅とFeO_x-SiO_2系のスラグをマグネシア坩堝中で溶かすと、酸素分圧の如何にかかわらず固体のマグネタイトが析出しないので、スラグ中のCaOやMgO濃度を調整することにより、固体マグネタイトが析出しない鉄シリケ-ト造銅スラグを造り得る可能性があることがわかった。平成4年度には、銅のマット溶錬に近いSO_2ガス雰囲気下で、CaOやMgO濃度を調整した鉄シリケ-ト系スラグ系と銅マット間の平衡実験を行い、この条件下におけるマグネタイト飽和のスラグ組成を決定したい。造銅期に相当する比輔的酸素分圧の高い条件で、FeOx-SiO_2-CaO系スラグと金属銅を共存させ、固体マグネタイト飽和線を明らかにするとともに、銅の酸化溶解度を調べた。その結果、1573Kにおいてはシリカ濃度が25%以上、ライムが15%以上、酸化鉄が60%以下で固体マグネタイトが析出せず、均一なスラグ融体を生成することが判明した。銅の酸化溶解量はライムの添加によりかなり減少し、スラグへの銅の酸化溶解損失を低減出来ることが明かになった。このライムを幾分含む鉄シリケートスラグを造銅期に用いた際の実用上の利害得失を得られたデータをから予想する次の様である。1)溶剤としてライムを加えるので、溶剤量が増しその結果としてスラグ量も幾分増す。2)ライムの添加により銅の酸化溶解度が減少し、さらには固体の含まない均一に溶融したスラグを造るので機械的懸垂による銅の損失も低減でき、たとえスラグ量が増たとしても銅のスラグ損失は低減できる。3)ライムの添賀により砒素、アンチモン等の有害不純物のスラグへの除去率を向上出来る可能性がある。4)固体マグネタイトが析出しないスラグとしてFeOx-CaO系が実用化しているが、このスラグは耐火物を浸食しやすいという難点がある。ライムを幾分含む鉄シリケートスラグは、耐火物の浸食に関しては通常の鉄シリケートスラグと大きく違わないので、特別な耐火物を必要としないと考えられる。マグネタイト飽和線、銅の酸化溶解度に関するデータは得られたが、実際に用いる際には不純物の吸収能、高品位マットが共存する造カン期における利用などの問題が残されており、今後も試験を継続する必要がある。
高レイノルズ数域におけるＣＡＭＵＩ型ハイブリッドロケットの燃料後退機構の解明

火薬類や液体燃料等の危険物を使用せず、安全管理が安価で小型化が容易なCAMUI型ハイブリッドロケットの実用化を目的として、レイノルズ数で50万以上、推力で10 kN級まで地上燃焼実験を実施して燃料後退特性を取得し、燃料後退速度のスケール依存性を明らかにした。合わせて数値計算を実施し、燃料後退特性がレイノルズ数(スケール)に依存する機構を明らかにした。これらの成果により、大型モータにおいて燃料グレイン形状の最適設計が可能となり、大型化開発のために必要な基盤知識を確立することが出来た。本設計手法を適用して推力15 kN級モータを開発して燃焼実験を行い、予想通りの燃焼特性が得られることを確認した。(1)高レイノルズ数域における燃料後退速度式の取得、および遷移レイノルズ数の取得CAMUI型燃料ブロックの各前端面の後退速度は、上流ブロックポート内の流量密度のm乗に比例する。この指数mは燃焼実験により取得できるが、淀み域での熱伝達機構が支配的な条件では0.5に近付き、壁面噴流域での熱伝達機構が支配的な条件では0.8に近付く。これまでの研究により、レイノルズ数の増大により、淀み域支配から壁面噴流域支配へと熱伝達機構が遷移することが判っている。本年度は、燃焼室内径100 mm、推力2 kN級地上燃焼モータ(既存設備)を使用して燃焼実験を実施した。酸化剤流量を変化させることによりレイノルズ数域を変化させ、指数mの値を取得した。レイノルズ数200,000までの範囲で燃焼実験を行った結果、レイノルズ数100,000近傍で熱伝達機構が変化してmの値が0.8になり、200,000までは更なる遷移は起こらないことが明らかになった。また、ポート長さの増大により遷移レイノルズ数が増大することが確認された。高レイノルズ数域でデータを取得するためには大スケールのモータによる大掛りな燃焼実験が必要であるため、可能な限り燃焼実験の回数を削減することが求められる。衝突流れ場の構造に影響を与えるパラメタを予め同定できれば、遷移レイノルズ数に影響を与えるパラメタを絞り込むことができる。具体的には、ポートやポート長さ等の各パラメタを独立に変化させ、内部流れ場に関する数値シミュレーションを実施することにより、衝突流れ場の構造に影響を与えるパラメタを予め同定することを目指す。本年度はこのようなパラメタ感度調査を実施し、遷移レイノルズ数が主にポート長さとポート径の比により決まることを明らかにした。(1)高レイノルズ数域における燃料後退速度式の取得、および遷移レイノルズ数の取得CAMUI型燃料ブロックの各前端面の後退速度は上流ブロックポート内流量密度のm乗に比例する。この指数mは実験的に得られるが、淀み域での熱伝達機構が支配的な条件では0.5に近付き、壁面噴流域での熱伝達機構が支配的な条件では0.8に近付く。昨年度の研究により、燃焼室内径100 mm、推力2 kN級地上燃焼モータによりレイノルズ数200,000までの領域でデータ取得を行い、レイノルズ数100,000近傍で熱伝達機構が遷移することが明らかとなった。本年度は燃焼室内径220 mm、推力10 kN級モータを新たに整備してデータ取得を行った。レイノルズ数が500,000を超える領域まで実験的調査を行い、壁面噴流域支配からの更なる熱伝達遷移は起こらないことを確認し、現有の知見で推力数トンクラスの大型モータを設計する目途を得た。昨年度開発された数値モデルは燃料壁面からのガスの湧き出しを含まないものであり、結果として算出される熱伝達量は実験結果より1桁程度大きなものとなった。今年度は新たに壁面からのガス流入モデルを組み込み、実験結果にほぼ一致する熱伝達量を得ることに成功した。(3)「流れ場マッピング」の作成および燃料後退速度式の再検討遷移レイノルズ数に影響を与えるパラメタについては、推力10 kN級までの各モータによる地上燃焼実験でほぼ調査を終え、レイノルズ数100,000前後を境界として、レイノルズ数増大側では壁面噴流域支配を維持することを確認した。これにより、流れ場マッピングの作成はほぼ完了し、従来の後退速度式は修正の必要が無いことを確認した。本研究は、申請者らが開発を進めている無火薬式小型ロケット「CAMUI型ハイブリッドロケット」における特徴的な燃焼場である「高温燃焼ガスが固体燃料表面に衝突する淀み点近傍における拡散燃焼」を主要な研究対象とする。流れ場の構造および高温燃焼ガスから固体燃料への熱伝達の機構に及ぼす寸法スケールの影響について、高レイノルズ数域までカバーする基盤的知見を獲得することにより、大型モータにおいて燃料グレイン形状の最適設計を可能とし、ロケットモータ大型化設計のために必要な基盤知識を確立することを目的とするものである。主要な研究実績は以下の通りである。・高レイノルズ数域における燃料後退速度式の取得、および遷移レイノルズ数の取得: CAMUI型燃料ブロックの各前端面の後退速度は上流ブロックポート内流量密度のn乗に比例する。nの値は、淀み域での熱伝達機構が支配的な低レイノルズ数条件では0.5に近く、壁面噴流領域での熱伝達機構が支配的な高レイノルズ数域では0.8に近い。

また、レイノルズ数が10万近傍で熱伝達機構の遷移が起こることが昨年度までの成果で明らかになった。この知見を受けて推力10 kN級モータにより、昨年度に引き続き燃焼実験を蓄積した。その結果、レイノルズ数が50万を超える領域まで上記知見が確認された。・Large Eddy Simulation(LES)による燃焼室流れ場の解明:昨年度までで当初目標に相当する成果が得られており、本年度における新たな進展は無い。・「流れ場マッピング」の作成および燃料後退速度式の再検討:推力10 kN級モータにより調査で流れ場マッピングの作成は完了し、従来の後退速度式は修正の必要が無いことが確認された。これを受けて推力15 kN級モータを製作して最終確認を行う計画であったが、ノズルの製作に不具合が発生し、年度内に解決する目途が立たなかったため、次年度に繰り越された。火薬類や液体燃料等の危険物を使用せず、安全管理が安価で小型化が容易なCAMUI型ハイブリッドロケットの実用化を目的として、レイノルズ数で50万以上、推力で10 kN級まで地上燃焼実験を実施して燃料後退特性を取得し、燃料後退速度のスケール依存性を明らかにした。合わせて数値計算を実施し、燃料後退特性がレイノルズ数(スケール)に依存する機構を明らかにした。これらの成果により、大型モータにおいて燃料グレイン形状の最適設計が可能となり、大型化開発のために必要な基盤知識を確立することが出来た。本設計手法を適用して推力15 kN級モータを開発して燃焼実験を行い、予想通りの燃焼特性が得られることを確認した。流れ場マッピングの作成についてはほぼ完成と言える段階まで来ており、Large Eddy Simulation(LES)による燃焼室内流れ場の構造の解明も順調に進展している。以上から、概ね当初計画通りに研究が進展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙推進工学これまで得られた知見を用いて推力15 kN級モータを新たに設計し、予想通りの推力特性が得られることを確認する。また、これまではレイノルズ数が増大する側で更なる熱伝達機構の遷移が存在するか否かを重点的に調査し、存在しないことをほぼ確認したが、減少する側についてはまだ詳細な調査が行われていないので、次年度は低レイノルズ数側も実験的に調査し、流れ場マッピングを更に充実させる計画である。数値計算については、燃焼ガスから固体燃料への熱伝達により燃焼面が後退するモデルを新たに組み込む計画である。レイノルズ数200,000までの範囲において流れ場の構造および熱伝達機構を明らかにするという本年度の達成目標は完了しており、概ね当初計画通りに研究が進展していると考えている。高レイノルズ数領域まで燃焼特性を取得するための大型モータの開発は、予定を前倒しで進めている。平成25年度初頭には推力10 kN級モータによる燃焼実験を開始し、データの蓄積を進めたい。数値計算による燃焼流れ場の解析については、当初はレイノルズ数と流路形状の変化による熱伝達特性を確認するまでを目標としてきたが、昨年度の予備的な検討により、燃焼面の後退を計算コードに組み込む目途を得た。本成果を受けて、燃焼中における流路形状の進展についても、数値計算により再現を試みる計画である。
複雑ネットワーク上の確率及び量子モデルの統一的理論の構築に向けて

種々の量子ウォークの定常測度、時間平均極限測度について研究を行った。例えば、1欠陥をもつ1次元3状態の量子ウォークに関して、その定常測度を求めた。その結果より、欠陥のない1次元3状態量子ウォークの定常測度を導出し、その定常測度と時間平均極限測度の関係についても明らかにした。また、1欠陥をもつ1次元2相系の量子ウォークに関して、同様の結果を得た。さらに、四元数量子ウォークを導入し、それに対応するグラフのゼータ関数を用いて、グラフ上の四元数量子ウォークを決めるユニタリ行列の固有値を求めることが出来た。そのことにより、量子ウォークと四元数量子ウォークとの違いを明らかにした。研究目的の、特に量子ウォークに関して、以下のような結果を得ることができた。[1]量子ウォークを定めるユニタリ行列の成分は複素数であるが、それを四元数に拡張した四元数量子ウォークを特に1次元系について提案した。さらに、1次元系を一般のグラフまで拡張した四元数量子ウォークに関して、その右固有値を求める簡易な手法を見つた。そして、それを用いることにより、具体的に四元数量子ウォークの右固有値と固有ベクトルを求めることに成功した。その結果より、通常の量子ウォークとの比較を行うことが可能となった。[2]1次元系で2相系1欠陥をもつ量子ウォークの解析は非常に煩雑であるが、我々はその困難さを克服することにより、その極限定理を求めることに成功した。この結果は、1次元系のトポロジカル絶縁体などへの応用が期待される。[3] Wojcikモデルと呼ばれる、1次元系で1欠陥をもつ量子ウォークの中では比較的良く研究がされているモデルに対して、時間平均極限測度と弱収束極限定理を得ることが出来た。そのことにより、既に求められていた定常測度との比較を行うことが可能となった。[4]1次元系の量子ウォークの全ての場合に関して、種々のタイプの定常測度を求めることが出来た。その中には、非一様な定常測度も存在する。例えば、量子ウォークで最も研究がされているアダマールウォークの場合には、従来一様な定常測度しか知られていなかったが、今回は2次の多項式オーダーで遠方にて発散するような、一見直観とは反するような新しいタイプの定常測度を発見した。[5]2次元系で4状態の量子ウォークのあるクラスに対して、弱収束極限定理を求めることに成功した。現在までの進捗状況としては、量子ウォークに関して、以下のような結果を得ることができた。さらに、1次元系を一般のグラフまで拡張した四元数量子ウォークに関して、具体的に四元数量子ウォークの右固有値と固有ベクトルを求めることに成功した。[2]1次元系で2相系1欠陥をもつ量子ウォークの極限定理を求めることに成功した。[3] Wojcikモデルと呼ばれる、1次元系で1欠陥をもつ量子ウォークに対して、時間平均極限測度と弱収束極限定理を得ることが出来た。以上より、おおむね順調に進展しているといえる。ただ、「古典モデル」「複雑ネットワーク」「量子ウォーク」3者間の関連が弱いので、平成28年度はそこを強化していきたい。[1]量子ウォークを定めるユニタリ行列の成分を四元数に拡張した1次元四元数量子ウォークを提案した。さらに、1次元系を一般のグラフまで拡張した四元数量子ウォークに関し、その右固有値を求める簡易な手法を見つけ、それを用いることにより、種々の四元数量子ウォークの右固有値と固有ベクトルを求めた。それにより、通常の量子ウォークとの比較を行うことが可能となった。[3] Wojcikモデルに対して、時間平均極限測度と弱収束極限定理を得ることが出来た。[4]1次元系の多くの量子ウォークに対して、種々の定常測度を求めた。例えば、アダマールウォークの場合には、従来一様な定常測度しか知られていなかったが、今回は2次の多項式オーダーで遠方にて発散するような、新しいタイプの定常測度を発見した。

3状態系のモデルではそれを2状態に落とし込む巧妙な手法も見つた。また、対角行列を量子コインに持つモデルに関しても定常測度を求めることができた。[5]2次元系で4状態の量子ウォークのあるクラスに対して、弱収束極限定理を求めることに成功した。[6]サイクル上のアダマールウォークについて、その全ての総頂点数に関し、周期を求めることに成功した。[7]1次元3状態のグローヴァーウォーク,および、その1欠陥モデルに関し、種々の定常測度を求めることができた。特に、通常のグローヴァーウォークについては、その極限測度に一致するような測度を求めることが可能となった。種々の量子ウォークの定常測度、時間平均極限測度について研究を行った。例えば、1欠陥をもつ1次元3状態の量子ウォークに関して、その定常測度を求めた。その結果より、欠陥のない1次元3状態量子ウォークの定常測度を導出し、その定常測度と時間平均極限測度の関係についても明らかにした。また、1欠陥をもつ1次元2相系の量子ウォークに関して、同様の結果を得た。さらに、四元数量子ウォークを導入し、それに対応するグラフのゼータ関数を用いて、グラフ上の四元数量子ウォークを決めるユニタリ行列の固有値を求めることが出来た。そのことにより、量子ウォークと四元数量子ウォークとの違いを明らかにした。古典系の「確率モデル」の、例えばランダムウォークや無限粒子系の双対性の如き構造を踏まえ、「複雑ネットワーク」上の「量子モデル」、特に量子ウォークの研究をさらに深めたい。具体的には、様々な「複雑ネットワーク」を考慮に入れ込むことができるようなグラフを導入し、その上の解析手法を開発し、それを用いて種々の新しく興味深い結果を導き出したい。また、量子ウォーク自体も、グラフ上に一様なモデルだけでなく、昨年度部分的に結果を得たような1次元系で2相系1欠陥をもつ量子ウォークなど、場所に依存する量子コインによって定まる量子ウォークのようなより現実的なモデルについても解析を試みたい。実際、1次元系で2相系1欠陥をもつ量子ウォークの場合には、1次元系のトポロジカル絶縁体などへの応用が期待される。1次元系でも幾つか欠陥があるモデルの定常測度を求める試みを、従来の母関数法と比較しつつ行いたい。極端に空間に依存する量子ウォークの一例としてリースウォークが知られているが、その定常測度、時間平均極限測度、弱収束極限定理を求めたい。グラフ上の四元数量子ウォークの研究もさらに様々な具体的な例でその挙動を解析し、量子ウォークとの違いを明確に理解したい。四元数をクリフォード代数に拡張することも興味深い研究テーマになりえると思う。フーリエウォークは非常に解析が難しいモデルであるが、1次元系で3状態、2次元系で4状態の場合に、その定常測度、時間平均極限測度、弱収束極限定理を求めたい。グラフと彩色問題を絡めた新たな量子ウォークがごく最近提案されているが、その挙動についても研究をしたい。優先的選択のメカニズムを持つ複雑ネットワークに関連した量子ウォークの挙動を調べたことがあるが、このような立場からのアプローチもさらに深めたい。確率論研究代表者が関連する研究の書籍を購入する。また必要があれば、関連する研究に詳しい研究者のもとに研究打合せを行う、或いは、研究者を招聘し専門的な知識を受ける。
光ダイレクトリソグラフィーによるフレキシブル透明導電性基板材料の開発

本研究では、ITOに代わる低コストかつフレキシブルな透明導電膜(TCF)の開発を目指し、金属イオンをドープした前駆体を用いたダイレクトめっき技術により、樹脂上へ低密度微細金属パターンを形成させるプロセスについて検討した。具体的には、以前我々が見いだした、アルカリによるポリイミド樹脂の表面改質プロセスを用い、フィルム表面にフォトリソグラフィによる金属の微細配線パターンの形成を試みた。形成した金属の微細配線パターンについて、走査型電子顕微鏡による構造観察及び紫外可視分光法による透過率測定、さらにシート抵抗測定装置による抵抗値測定により、TCFとしての性能評価を試みた。その結果、銀イオンを吸着させたフィルムにフォトマスクを乗せ、紫外線を照射するという簡便な方法で微細配線をフィルム上に形成させ、種々のフォトマスクを使用することでパターン密度を制御することに成功した。パターニング前後で、フィルムの可視光透過率の減衰は215%程度の範囲で制御可能であり、透過率においてはTCFへの応用が可能であると期待できる。導電性については、パターニング直後は認められなかったが、これは粒子間の間隙が原因であると考えられるため、銅めっきに伴う増膜を試みたところ、シート抵抗値は100Ωを下回ることが明らかとなり、本手法で得られた金属パターンを有する樹脂は、TCFとして十分な性能を発揮できる可能性が示された。今後、種々の中性めっき浴に対して詳細に検討を加え、条件の最適化を行うことで、従来のTCF材料より低コストかつフレキシブルなTFC材料が作製できると期待される。本手法は、望みの部位にのみ金属薄膜を形成させることが可能な「フルアディティブ法」に分類される。また「金属薄膜」によって導電性を確保し、かつ実用化可能な「透明性」をも実現するためには、サブミクロンスケールの幅を有する連結した金属細線パターン(たとえばスクウェアパターン)を金属面積比率10%以下(すなわち、配線間隔は極めて大きい)で作製する必要がある。これまでに、(1)樹脂内部でのイオン拡散挙動を制御することにより、少量の銀イオンドープでも銅めっき後に十分な導電性が得られ、(2)増膜後の銅パターンはテープ剥離試験を再現性良くクリアする、ことを明確にした。さらに、金属被覆率5%の光マスクを用いることにより、金属パターンベースでの透過率(樹脂基板を差し引いた差スペクトル)が90%以上でかつシート抵抗値が90Ω/シート以下の基板を作成することに成功した。研究期間2年において、実用化に必要なスペックを上回る物性値を有する基板材料の作製に成功したことから、本研究は当初計画以上に進展していると判断している。一方で、本手法は種々のイオン交換膜を用いた場合でも同様に適応可能であり、イオン種とイオン交換膜の組み合わせを最適化することによって、高速に光還元可能であることを新たに見いだした。この発見は、イオンドープした樹脂を前駆体とする本手法の有用性、汎用性を示唆するものであり、今後新しいダイレクトめっき技術の開発に展開可能であると期待できる。最終年度である本年度は、パターン解像度のさらなる最適化を目的として、光マスクのL/S値およびマスク接続時の圧力・温度を変化させ、高解像度パターン(サブミクロンスケールのS値およびマイクロスケールのL値)の形成を目指す。また、光還元により析出した金属量を定量することにより還元速度を算出し、光マスクを使わない系にて得られた基礎データと比較検討することで、マスクのL/S値ごとの実験条件(マスク設置圧力、温度等)を最適化し、望みの光透過性および伝導性を有するパターン作製のための指針を得る。これまでに見いだした課題として無電解銅めっき浴のpHがあり、樹脂の改質および析出した銀の溶出を防ぐため、めっき浴を中性に維持する必要があるが、中性無電解銅めっき浴は不安定であることから、錯化剤を検討することにより安定なめっき浴の開発も同時に行う。また、ポリイミド樹脂以外のイオン交換膜(ナフィオン等)においても同様のプロセスが適応可能であることを見いだしており、樹脂の構造とイオン交換速度の定量化を進めるとともに、本研究の汎用性の拡大を図る。上記研究の遂行により、環境負荷の極めて少ない手法にてフレキシブル透明導電フィルムを大量生産可能なプロセス基盤の構築を目指す。本研究は、光リソグラフィーとダイレクトメタライズ法を融合し、柔軟性を有する高分子フィルム上に透明導電膜を化学的に作製する基盤技術の開発を行うものである。具体的にはフィルム内部に導入した金属イオンの光還元過程において、サブミクロンスケールの配線領域に局所的に析出する反応メカニズムを明らかにするとともに、レジストを使用せず超低密度パターンを直接形成させることが可能な低環境負荷、省エネルギー性に優れたフルアディティブ型の新規手法を確立することを目的としている。初年度においては、課題として光還元処理条件変化による膜内物質分布の定量的解析を行い、樹脂表面近傍で起こる光還元反応およびイオン交換反応を解析し、導電性皮膜を得るための実験条件を確立した。また本課題では温度と還元速度の相関についても定量的に検討し、光照射時のフィルム表面近傍の環境パラメータを系統的に変化させることで薄膜析出における主因子パラメータの抽出に成功した。以上の結果により、光化学ダイレクトメタライズ法における反応プロセスの定量的理解を進めることができ、初年度目標を達成するとともに、次年度以降の計画を前倒しして進めた。2年目以降に進める予定であった課題は、光ダイレクトパターニング法によるフィルム上への超低密度パターンの形成であり、特注光マスクを用いた紫外線照射によるパターン形成にも成功した。

さらに、無電解銅めっきによる増膜により、透明導電性を有するパターン形成にも成功しており、当初計画を大幅に上回る進展を見せている。平成30年度以降に、実用化可能なレベルの性能を有する回路作製条件を確立し、次世代の「透明導電フィルム」の実現に向けた化学的アプローチを提案し基礎研究としての成果を上げるとともに、フレキシブルタッチパネルや電子ペーパー等への応用へと展開する。本研究では、光リソグラフィーとダイレクトメタライズ法を融合し、柔軟性を有する高分子フィルム上に透明導電膜を化学的に作製する基盤技術を開発することを目的としている。平成29年度は、光還元処理条件変化による膜内物質分布の定量的解析を中心に行い、イオンドープ量、還元速度(紫外線強度、温度)などの条件を変化させ、ミクロトームを用いて超薄切片を作製し、断面構造を電子顕微鏡により観察することにより薄膜のナノ構造を直接観察した。その結果、紫外線照射に伴い膜内の銀イオンがポリイミドフィルム表面近傍において還元し銀ナノ粒子が形成するともに、それらのナノ粒子が連結したグラニュラー層が成長することが明らかとなった。さらに、形成した銀皮膜量および深さ方向の物質分布の定量化により、銀イオンの還元速度を算出し、紫外線照射強度との相関を明らかにするとともに、導電性被膜が形成する実験条件を見いだすことに成功した。初年度目標がある程度達成されたため、次年度以降の計画であった皮膜のパターニングについて検討を進めた。特注光マスクを用いてパターニングを行ったところ、スクウェアパターン状に銀皮膜を析出させることに成功した。また、パターン解像度の異なる光マスクを用いた場合にも同様に望みのパターンを形成できることが明らかとなった。銀パターンを形成した段階でのフィルムの透過率の減少は数%程度であり、透明導電膜フィルムの下地基板としてのポテンシャルを有していることがわかった。さらに、無電解銅めっきによる増膜を試みたところ、透過率減少は10%であり、シート抵抗値も透明導電膜としての要求値を満たしていることがわかった。今後密着強度等の物性データが蓄積され、界面構造を最適化すれば、フレキシブル導電性基板として応用可能であることを示唆している。本研究では、ITOに代わる低コストかつフレキシブルな透明導電膜(TCF)の開発を目指し、金属イオンをドープした前駆体を用いたダイレクトめっき技術により、樹脂上へ低密度微細金属パターンを形成させるプロセスについて検討した。具体的には、以前我々が見いだした、アルカリによるポリイミド樹脂の表面改質プロセスを用い、フィルム表面にフォトリソグラフィによる金属の微細配線パターンの形成を試みた。形成した金属の微細配線パターンについて、走査型電子顕微鏡による構造観察及び紫外可視分光法による透過率測定、さらにシート抵抗測定装置による抵抗値測定により、TCFとしての性能評価を試みた。その結果、銀イオンを吸着させたフィルムにフォトマスクを乗せ、紫外線を照射するという簡便な方法で微細配線をフィルム上に形成させ、種々のフォトマスクを使用することでパターン密度を制御することに成功した。
マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出

本課題では、新学術領域研究「マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出」(略称:マイクロ精神病態)(平成24ー28年度)の終了に伴い、その取りまとめを行い、本新学術領域研究における5年間の研究成果を取りまとめ、報告書や一般向けのパフレットなどとして公開した。さらに、アウトリーチ活動により、その成果を社会に還元することを試みた。本領域研究期間中の主要な業績・成果の抜粋ならびに、論文・学会発表等、班会議の実施記録、プレスリリース、新聞・メディア報道、知財関連の成果、一般向けの公開講演会や解説本出版等のアウトリーチ活動、若手育成活動、国際・国内シンポジウム開催記録及び講演記録をまとめた研究業績集を作製した。作製した業績集を国内の研究機関、基礎研究者、大学・研究機関関係者に広く配布した。また、本領域研究期間中に作成したニュースレターでは、研究者向けの情報と、学生や社会向けに精神疾患を解説する情報を掲載してきた。一般向けの内容に関しては、精神疾患を紹介する教科書的な要素が高いため、一般向けのニュースレターとして一冊にまとめ、また、ニュースレターに掲載した座談会企画も盛り込んだ。この一般向けの冊子も、業績集と同様に配布した。次世代の国内の精神疾患研究の担い手を育て、また、本領域の研究成果を還元するため、領域代表を中心として、高校生向けの出張講義、また、一般向けの市民講座を開催した。29年度が最終年度であるため、記入しない。
粗微動一体形超精密送り装置の開発

長いストロークにわたり,ナノメータオーダの超精密位置決めを比較的簡単に実現する方法を開発した.運動伝達要素は,長ストロークの送りに最も一般的な送りねじを使用した.さらに,特別なねじでなくてよいように,ねじ運動による粗動後に微動を組合わせる方式を採用した.微動は,ダブルナットは一定予圧で使用するという従来の発想を転換し,予圧変化によるねじ内各部の変形から生じるナットの軸方向変位の利用を考えた.したがって,ねじ面の摩擦は無関係であり,ボールねじ,すべりねじの区別なく使える.本方法は送りねじ単一要素上で粗動と微動を行わせるので,粗微動一体形と名付けた.1.まず微動理論を検討し,予圧変化1Nあたりナノメータオーダの変位が得られ,間座剛性によって最小送り分解能および微動範囲が幅広く調整できることを示した.2.本法を組込んだ粗微動一体形超精密送り装置を製作し,その位置決め性能を調べた.テーブル変位はナット微動と同一であること,テーブル微動にはヒステリシス,ロストモーションがなくしかも広範囲のテーブル負荷に対して,影響を受けなかった.3.本方式の微動制御システムを構築した.特に,予圧と微動の一義的な関係に着目した予圧による間接的な送り制御は,変位計出力に見られるナノメータオーダ領域での変動の影響を避けることができ,有効である.本微動システムにより,ボールねじで5nm,すべりねじで1nmの安定したステップ送りが得られた.4.本方式を適用した縦型ナノメータ送りヘッドを試作し,微小硬度計として使用したところ,500nm程度の押込み深さに対して支障なく使用できた.長いストロークにわたり,ナノメータオーダの超精密位置決めを比較的簡単に実現する方法を開発した.運動伝達要素は,長ストロークの送りに最も一般的な送りねじを使用した.さらに,特別なねじでなくてよいように,ねじ運動による粗動後に微動を組合わせる方式を採用した.微動は,ダブルナットは一定予圧で使用するという従来の発想を転換し,予圧変化によるねじ内各部の変形から生じるナットの軸方向変位の利用を考えた.したがって,ねじ面の摩擦は無関係であり,ボールねじ,すべりねじの区別なく使える.本方法は送りねじ単一要素上で粗動と微動を行わせるので,粗微動一体形と名付けた.1.まず微動理論を検討し,予圧変化1Nあたりナノメータオーダの変位が得られ,間座剛性によって最小送り分解能および微動範囲が幅広く調整できることを示した.2.本法を組込んだ粗微動一体形超精密送り装置を製作し,その位置決め性能を調べた.テーブル変位はナット微動と同一であること,テーブル微動にはヒステリシス,ロストモーションがなくしかも広範囲のテーブル負荷に対して,影響を受けなかった.3.本方式の微動制御システムを構築した.特に,予圧と微動の一義的な関係に着目した予圧による間接的な送り制御は,変位計出力に見られるナノメータオーダ領域での変動の影響を避けることができ,有効である.本微動システムにより,ボールねじで5nm,すべりねじで1nmの安定したステップ送りが得られた.4.本方式を適用した縦型ナノメータ送りヘッドを試作し,微小硬度計として使用したところ,500nm程度の押込み深さに対して支障なく使用できた.送り要素として最も一般的な送りねじを使用し,長ストロークにわたるナノメーターオーダ位置決めを簡単に実現する超精密送り装置を開発した.ねじ単体ではかかる超精密位置決めは困難なため,粗動と微動を組合せた.微動は,予圧ダブルナットの予圧を変化させる際のねじ内各部の弾性変形によるねじ軸,ナット間の軸方向相対変位を利用した.送りねじは,ボールねじ,台形ねじの両方を対象にした.まず,微動特性の解析を行い,1Nの予圧変化でナノメーターオーダの変位が得られること,予圧付与方法,ねじ軸支持状態,間座剛性の影響を明らかにした.特に,間座剛性は,予圧を変化させるための間座長さ伸縮量に対するナット変位の割合に関係があり,最大微動範囲と最小微動量決定の重要なパラメータである.台形ねじは,ボールねじのヘルツ接触変形のような非線形変位がないので,初期予圧の影響を受けず,しかも変位は小さい.現在,台形ねじは高摩擦のためほとんどボールねじに置き換えられているが,本方式の最終位置決めの微動では回転を伴わないので,台形ねじの欠点に影響されない.ねじ軸外径20mmのボールねじと台形ねじを使い,テーブル案内にクロスローラガイドを採用した,ストローク200mmの粗微動一体形送り装置を製作した.予圧変化のためのアクチュエータは,積層型圧電素子を用い,そのヒステリシス現象の影響を避けるために,予圧力検出センサーをダブルナット間に組み込んだ.本装置の微動特性測定の結果,ナット単体変位とテーブル変位はほぼ一致し,ボールねじ,台形ねじの場合とも,最小移動量として,25ナノメータが得られた.本来はバックラッシュの除去,剛性増大のために用いられる予圧ダブルナット送りねじにおいて,与圧を変化させると,ねじ内に生じる各種弾性変形のために,ナットはねじの回転がなくても微小変位することに着目し,これを微動に利用した超精密送り装置を開発した.前年度の微動の理論計算と本方式を組み込んだ超精密送り装置の製作に続いて,本年度は微動特性の実験と微動制御システムの構築および本法の応用を行った.微動範囲は100nmから最大3μmまで得られた.

この微動範囲は間座剛性によってかなり広い範囲で変えられる.また,実際の微動値と計算値の差を,ねじ山変形とねじ軸変形に分離して検討し,各々の差の程度を明らかにした.テーブル負荷に対する微動の追随性を,種々の予圧変化ステップの下で調べたが,全く問題なかった.予圧増減時の変位にヒステリシスは見られず,また折り返し点でのロストモーションもない.以上より,予圧と変位間の一義的な関係が確認できた.微小変位計出力はナノメータオーダ領域になると不安定であり,長時間の測定に問題がある.しかし,予圧は安定した状態が保持できる,そこで,微動制御は変位フィードバックではなく,予圧による間接的な制御を行った.これによって,ボールねじでは最小ステップ送り5nm,すべり(台形)ねじでは最小ステップ送り1nmが確認できた.本法の応用として,縦型のナノメータ送りヘッドを製作し,500nm程度の微小押し込み試験を行ったところ問題なく出来た.今度は,粗動と微動を組み合わせた超精密位置決め制御についてさらに研究を進めたい.
高分子薄膜修飾法によるISFETゲート表面の改質と新しいセンサ開発

本研究では, FETのゲート部を高分子薄膜で三次元的に化学修飾した全固体型センサを開発することを目的としている.昨年度は,主としてpHセンサの開発に重点をおいた.本年度は,分離型FETのゲート部先端に直径0.2mmの微小炭素電極を接続し,その表面に二層高分子薄膜を被覆することによって各種のイオン(K^+, Na^+, Li^+, NH^+_4およびCa_<2+>)ISFETの作製を行い,その時性評価を行った.内膜はレドックス活性電解重合薄膜(厚さ:110μm,ポリ(1-ピレナミン)(PPA)ポリ(P, P ́-ビフェノール)(PBP),およびポリ(2, 6-ジメチルフェノール)(PDMP)膜など),そして外膜は各イオンに対するイオノフォアを含むニュートラルキャリア(NC)膜(厚さ:3001000μm)からなる.作製したISFETでは,内膜は液膜型イオン電極の内部基準電極および溶液に相当する機能を持ち,また,外膜はイオン選択性感応膜としての機能をもっている.イオン選択性およびネルンスト応答を示す活量範囲は通常の液膜型イオン電極のそれらに匹敵することがわかった.NC膜のみを被覆した電極では,溶存酸素および二酸化炭素の影響がみられたが,二層膜被覆電極ではこれらの影響がみられず,しかも長期安定性に優れ(例えばK^+-ISFETで4ヵ月間以上),電位ドリフトも小さい(例えばK^+-ISFETで0.2mV/h)ことがわかった.また,標準人血清および牛血しょうを用いた循環実験において,一日以上の連続モニタリングが可能であり,しかもオートクレーブ中での滅菌(121゚C, 20分間)によって電極性能は変わらないことがわかった.さらに,測定中の温度変化を補償するシステムを測定回路に組み込むことにより測定精度が向上した連続モニタリングシステムを試作した.現在,上述した二層膜被覆の原理に基づいた酵素センサの開発を行っている.本研究では, FETのゲート部を高分子薄膜で三次元的に化学修飾した全固体型センサを開発することを目的としている.昨年度は,主としてpHセンサの開発に重点をおいた.本年度は,分離型FETのゲート部先端に直径0.2mmの微小炭素電極を接続し,その表面に二層高分子薄膜を被覆することによって各種のイオン(K^+, Na^+, Li^+, NH^+_4およびCa_<2+>)ISFETの作製を行い,その時性評価を行った.内膜はレドックス活性電解重合薄膜(厚さ:110μm,ポリ(1-ピレナミン)(PPA)ポリ(P, P ́-ビフェノール)(PBP),およびポリ(2, 6-ジメチルフェノール)(PDMP)膜など),そして外膜は各イオンに対するイオノフォアを含むニュートラルキャリア(NC)膜(厚さ:3001000μm)からなる.作製したISFETでは,内膜は液膜型イオン電極の内部基準電極および溶液に相当する機能を持ち,また,外膜はイオン選択性感応膜としての機能をもっている.イオン選択性およびネルンスト応答を示す活量範囲は通常の液膜型イオン電極のそれらに匹敵することがわかった.NC膜のみを被覆した電極では,溶存酸素および二酸化炭素の影響がみられたが,二層膜被覆電極ではこれらの影響がみられず,しかも長期安定性に優れ(例えばK^+-ISFETで4ヵ月間以上),電位ドリフトも小さい(例えばK^+-ISFETで0.2mV/h)ことがわかった.また,標準人血清および牛血しょうを用いた循環実験において,一日以上の連続モニタリングが可能であり,しかもオートクレーブ中での滅菌(121゚C, 20分間)によって電極性能は変わらないことがわかった.さらに,測定中の温度変化を補償するシステムを測定回路に組み込むことにより測定精度が向上した連続モニタリングシステムを試作した.現在,上述した二層膜被覆の原理に基づいた酵素センサの開発を行っている.
再生心筋移植に随伴する致死的不整脈発生機序解明と、その不整脈源性のコントロール

ラット心筋培養細胞を用いた細胞シートを作製、まずIn vitroで、2枚のシートを重ね合わせることによって、電気的な結合が生じることを観察した。実験は、膜電位感受性色素Di-4ANEPPESを用い、活動電位の伝搬を可視化して確認した。シート同士の電気的な結合は我々のin vitroの条件では2-3日で完成が確認出来たが、免疫組織科学的な検討では、Nude ratの皮下に移植した細胞シートに比較して、in vitroでは5-6日経過すると、横紋構造などが疎となり、萎縮傾向を示していたことから、in vitroでの長期培養に限界を感じ、予定を変更して、ラット心筋培養細胞を用いた細胞シートを、Nude Ratの心臓に移植、ホストとの電気的な同期現象を観察することとした。観察はin vitroと同様に膜電位感受性色素Di-4ANEPPESを用い、細胞シート移植片と、Hostとの電気的な結合を目視にて確認した。またプログラム刺激法を用いて、細胞シート移植によるホストに不整脈が生じないことを確認してきた。移植した心筋シートが、ホスト上で生着しているかどうかを免疫組織学的な検討を行った。すなわち心筋シートをマーキングし移植、移植後に免疫組織学的な検討を行い、Confocal Laser顕微鏡を用いて、移植片の組織学的な検討を行った。その結果、移植片は一週間後も移植した局所に生着し、1週間ほどの経過で血管新生が生じ、明瞭な横紋構造・ギャップ結合を有することを明らかにし、本移植片が十分生体内で機能していることを確認した。シート同士の電気的な結合は我々のin vitroの条件では2-3日で完成が確認出来たが、免疫組織科学的な検討では、Nude Ratの皮下に移植した細胞シートに比較して、in vitroでは5-6日経過すると、横紋構造などが疎となり、萎縮傾向を示していたことから、in vitroでの長期培養に限界を感じ、予定を変更して、ラット下心筋培養細胞を用いた細胞シートを、Nude ratの心臓に移植、ホストとの電気的な同期現象を観察することとした。すなわち心筋シートをマーキングし移植、移植後に免疫組織学的な検討を行い、Coforcal Laser顕微鏡を用いて、移植片の組識学的な検討を行った。
外傷性ショック死の法医病理学的所見の類型化に関する研究

兎で、右大腿上部を乳児用駆血帯で8時間緊縛した後、解除することによって外傷性ショックのモデルを作成した。緊縛解除後、兎は早いもので半日後、最も遅いものでも3日後に呼吸速迫、乏尿、体温降下などの典型的なショック症状を呈して死亡した。これらの例について、死亡後、各臓器の肉眼的並びに組織学的所見を検索した。肉眼的所見では、緊縛解除後死亡までの時間が長い例では肺水腫や胃粘膜下出血がみられるようになったが、しずれにもショック腎の所見や心内膜下出血は認められなかった。組織学的所見では、肺の骨髄細胞塞栓は死亡まで半日のものから見られ、死亡までの時間の長いもので著明になった。肝細胞壊死は死亡まで1日以上のもの、肺脂肪塞栓および腎臓の糸球体のボ-マン氏嚢の膨化や尿管の拡張は死亡まで30時間以上のもの、心筋の帯状変性は最も遅く緊縛解除後2日以上のもので初めて認められた。以上のことから、外傷性ショックの原因が作用した後、死亡までの時間が組織所見から類型化されることが判明した。これらの結果を外傷性ショック死の剖検例と比較すると、肉眼所見、組織学的所見共ほぼ共通して認められ、また、緊縛解除後の死亡時間によって見られる所見もほぼ共通していた。ただ兎での外傷性ショックモデルでは、ショック腎と心内膜下出血のみられたのがなかったのは緊縛解除後死亡までの時間が12時間以内に死亡するものがなかったためと考えられる。また、肝細胞壊死などの修復過程が見られなかったのは緊縛解除死亡までの時間が最高でも3日にすぎなかったためと思われる。以上のことから、外傷性ショック死の法医病理学的所見は類型化され、これをもとにすれば外傷性ショック死の診断はもとより、外傷から死亡までの時間も推定されると考えられる。これまでの1,000余の剖検例からショック死例を選び出し、各種ショック死例について諸臓器の肉眼的所見及び組織学的所見を比較検討したところ、外傷性ショック死例では、他のショック死例ではほとんど見られない、ショック腎の所見(腎の腫脹と、割面では皮質と髄質の境が明瞭になる)、心内膜下出血、急性の胃・十二指腸潰瘍と出血性びらんなどが見られ、また肺水腫も他のショック死例に比し著明に見られるのが多かった。また組織学的所見では、外傷性ショック死例では、肺胞血管内の骨髄細胞の栓塞が特徴的で、その他、微小血栓(播種性血管内凝固症候群:DIC)、肺胞の水腫、ヒアリン膜形成、また腎臓で尿細管拡張、尿細管上皮細胞の壊死、尿細管円柱、ボーマン氏嚢の拡大などがあった。これらは他のショック死例のうちエンドトキシンショック死例などでも認められたが、これらのうち、ボーマン氏嚢拡大が外傷性ショック死例では著明に認められた。その他、肝臓の小葉中心性壊死、心臓の帯状変化や、心筋の散在性壊死なども他のショック死例に比しやや著明に認められた。外傷性ショック死例に限って、受傷後死亡までの時間によって諸臓器の内眼的特徴を見ると、受傷後死亡までの時間が短い例では、ショック腎の所見、心内膜下出血などが見られることが多いのに反し、肺水腫はほとんど見られないことが多く、死亡までの時間が長い例では肺水腫が著明となり、ショック腎の所見がはっきりしなくなり、胃・十二指腸のびらんが出る傾向があった。組織学的所見では、死亡まで12日の例では、肺の微小血栓や骨髄細胞栓塞とか腎のボーマン氏嚢拡大などに限られるが、死亡まで数日の例では、上記所見のほとんどが見られるようになり、死亡まで1週間程度以上の例では、それらの所見が著明になるが、10日から14日にもなると、肝細胞の壊死や腎尿細管上皮細胞の壊死に修復過程が見られるようになった。

ただ兎での外傷性ショックモデルでは、ショック腎と心内膜下出血のみられたのがなかったのは緊縛解除後死亡までの時間が12時間以内に死亡するものがなかったためと考えられる。また、肝細胞壊死などの修復過程が見られなかったのは緊縛解除死亡までの時間が最高でも3日にすぎなかったためと思われる。以上のことから、外傷性ショック死の法医病理学的所見は類型化され、これをもとにすれば外傷性ショック死の診断はもとより、外傷から死亡までの時間も推定されると考えられる。
非行少年の立ち直りに関する社会学的研究

本研究の目的は,公的機関による立ち直り支援に着目して,非行少年の立ち直りプロセスを継時的に明らかにすることである。そのため,(1)非行経験者に対する追跡調査。(2)少年処遇に携わる支援者に対するインタビュー調査を中心として行い,台湾との比較も試みた。本研究を通して得られた知見は,以下の2点に集約される。1点は,非行経験者にとって,スティグマ付与の経験とその対処行動が非行からの「立ち直り」において重要な解釈資源になりうるということである。もう1点は,台湾では,学校における問題行動対応は,日本と異なり,輔導教師を中心とする組織の在り方で対応していることである。本研究の目的は,公的機関による「立ち直り」支援に着目して,非行少年の「立ち直り」を継時的に明らかにすることである。そのために本研究が取ったアプローチは,(1)非行少年による,非行をしないための諸実践とその類型の調査,(2)支援者における立ち直りに対する認識と,支援の有用性の調査,(3)(1)と(2)を照合し,公的な取り組みが,非行少年に与えるインパクトの検討の3点である。当該年度は,非行経験者へのインタビューと支援者へのインタビューを中心に行うことを計画した。実際の研究活動としては,これまで築き上げたフィールドとの関係調整に加え,(1)と(2)の調査をさらに円滑に遂行するためのフィールド開拓を中心として実施した。その結果,当該年度においては,非行経験者数名へのインタビュー調査ならびに,九州地区を中心として新たな非行支援者との関係性を築き上げた。加えて,非行支援現場における「立ち直り」の特性をより的確に捉えるために,非行少年に類似する生き辛さを抱える児童虐待の当事者ならびに支援者への調査も新たに開始した。今後は,これまで申請者が実施した非行少年に関する調査の事例と,児童虐待に関する事例とを比較検討しながら「立ち直り」実践における当事者と公的支援の連関についてより広義な視座に基づく整理を試みる。また,本研究は国際比較も視野に入れた研究設計を持っている。申請当初は先行研究事例の豊富さからアメリカの事例との比較を試みたが,日本と類似する少年法制度を有する台湾との比較を試みることにした。当該年度においてすでに,台湾の少年補導委員会や少年院の視察を予備的に実施し,支援者との関係性構築も行った。今後は,日台の「立ち直り」支援の比較検討を行い,日本における「非行からの立ち直り」の特性を明らかにするべく研究を進める。当該年度は,研究を開始するに必要な最低限の備品の購入,基本的参考図書の購入を行った。加えて,今後の研究をスムーズに展開できるよう,新たな地域や国外の非行支援ネットワークを形成した。次年度以降,確実に調査を継続し整理・分析をしていくための,基盤づくりができたといえる。また,研究会への出席や学会での報告を通して本研究課題の成果報告の実施や,最新の学術知を得ることができた。次年度以降,論文等でのアウトプットを目指す。当該年度は,非行経験者へのインタビューを引き続き行い,また支援者へのインタビューも行った。加えて,非行支援現場における「立ち直り」の特性をより的確に捉えるために,非行少年に類似する生き辛さを抱える児童虐待の当事者ならびに支援者へのインタビューも行った。前年度において行った,台湾の少年補導委員会や少年院の視察で入手した資料の翻訳を進めるとともに,当該年度では台湾の少年院に勤務する専門家や,非行少年の社会内支援に携わる専門家へのインタビュー調査を行った。また,台湾の事例と比較を行うために,日本におけるソーシャルワーカーへの聞き取りも行った。今後は,当該データの翻訳と整理を通して,日台の「立ち直り」支援の比較検討を行い,日本における「非行からの立ち直り」の特性を明らかにするべく研究を進める。

今後は,申請者がこれまで5年以上かけて収集したデータに加え,本科研で得られたデータをもとに,非行や被虐待経験や不登校といった,社会的なハンディキャップからの「立ち直り」における当事者および支援者の実践について,整理・分析を行う。次年度は,引き続き調査を実施しながら,積極的な学会報告ならびに学術論文の発表を視野に入れたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。教育社会学29年度が最終年度であるため、記入しない。
無線型カメラロボットを利用した共同作業支援システムの研究

本研究は、遠隔地にいる指示者から被指示者に対する作業指示を支援するシステムを構築することを目的としている。そのために、3自由度のマニプレータにカメラを搭載したカメラロボットを構築した。このロボットには小型のパーソナルコンピュータと、マニプレータ駆動用の回路が搭載されており、自律的に姿勢を制御することができる。このロボットを遠隔操作することによって、指示者は被指示者の環境を自由に見回すことができる。このマニプレータには赤外線通信装置が搭載されており、被指示者の環境内の、同様の通信装置を持った機器と通信することができる。指示者がカメラロボットを操作して遠隔地を見回すと、ロボットは赤外線通信を利用して、どのような機器が存在するかを認識し、指示者の見ている映像にスーパーインポーズして表示する。また、システムはその機器に対応したマニュアルを検索して、指示者や被指示者に提示することができる。このシステムを利用して、遠隔作業指示の簡単な実験を行ってみたところ、機器の認識機能やマニュアルの表示機能によって、作業指示が行いやすくなるという感想を得た。ただし、システムの操作性能やヒューマンインタフェースに対する問題点も明らかになり、次年度以降の研究課題を得ることができた。遠隔ショールームを模擬した簡単な実験を実施してみたところ、類似した機器がならんでいても、認識機能によって個々の機器を識別することが可能であること、また機器に対応した説明書が表示されることなどによって、良好に機能することが確認できた。