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心不全入院患者の99mTc-MIBI検査によるミトコンドリア機能の評価

急性非代償性心不全で入院した患者を対象に99mTc-MIBIによる検査と運動耐容能の評価などを退院前と退院6ヵ月後に施行し、その変化と相互の関係性を検討する研究である。心不全における運動耐容能の低下に関しては、心肺機能の低下に加えて、末梢要因として骨格筋の消耗や障害、特にエネルギー産生で重要なミトコンドリアの機能低下が影響を及ぼすことが注目されている。ミトコンドリア機能を評価し、その機能低下が起こっている場合にそれに対する特異的介入を行うことができれば運動耐容能の低下を改善させることができる可能性がある。心不全患者において、99mTc-MIBI-WRの亢進で表されるミトコンドリア機能の低下は、運動耐容能の低下と横断的に関連することが示されているが、99mTc-MIBIを用いて心筋および骨格筋のミトコンドリア機能の変化を縦断的に評価した研究は症例報告とどまっている。これまでの報告などからミトコンドリア機能の評価方法を参考にしているが、99mTc-MIBIによる評価方法も確立したものはない。当院の倫理委員会で承認されたのが2019年1月であり、現在1例施行しているが退院前の評価のみで、退院6か月後の検査施行にはまだ至っていない。99mTc-MIBIの評価は確立したものが無く、試行錯誤しながら当研究にあった検査条件が判明するものと考えらえる。まずは5例はこれまでの報告にあった方法で施行し、5例でいったん検査結果をまとめ、検査を行う条件の見直しの必要があれば行うこととする。検査方法、検査条件の見直しはするものの、研究計画書に記した内容からは逸脱しないものと想定している。おおむね順調に進展しているが、倫理委員会の承認が遅れたこともあり、研究開始が遅くなった。しかし、心不全患者の入院は当院は比較的多く、エントリーする患者は多いと考える。まだ退院6か月後の検査をするにいたっていないが、今後は増えていくものと想定される。当研究では、有害事象は起こりにくいと判断しているが、慎重に研究を進めていく。99mTc-MIBIによるミトコンドリア機能の評価は確立したものが無く、試行錯誤しながら当研究にあった検査条件が判明するものと考えらえる。当院倫理委員会の承認を得て、当研究を開始となった時期が遅くなったため、目標症例数にまだ達していない。倫理委員会の承認後は当研究を進めることができるため、次年度に繰り越すこととなった。
共役塩基の一電子酸化に基づく、酸・ラジカル自己リレー型触媒反応系の開発

本研究では、酸触媒の共役塩基が一電子酸化によって、ラジカルへと変換できることに着目し、元来の「酸触媒」としての機能に加えて「ラジカル触媒」としての機能を発現させる。これらをリレー型に活用することで、従来のイオン反応の枠組みから脱した高度分子変換を実現する。共役塩基の一電子酸化は、酸触媒の作用によって生じるカチオン種を光励起させ、一電子酸化剤として機能させる手法ならびに光酸化還元触媒との協同触媒系とすることで行う。
マルチエージェントシステムを用いた都市防災力の評価手法の検討

地震や火災などの災害は、人間社会に大きな被害をもたらす。阪神淡路大震災や酒田市の火災のように時聞と地理的な条件によっては、被害額はさらに大きくなる。東海沖地震をはじめとする大都市災害が想定される状況においては、市民参加による日頃からの避難訓練が、被害を少なくするのに有効であることは言うまでもない。一方で、防災計画を立案する度に、多数の市民が参加する避難・救助訓練を行う事は難しい。その代替手段として、シミュレーションの利用が考えられる。そこでは、被災地の火災延焼・建物崩壊やそれらによる交通混雑の予測に基づく防災計画を評価、災害時の救助活動の支援に加え、市民への避難勧告の効果や消防の救援活動を評価できる仕組によりシミュレーションの効果がより高まる。本研究では、マルチエージェントシステムの枠組みで災害時における市民の避難活動と救助隊の活動をシミュレーションする包括的な災害・救助シミュレータを用い、防災計画および災害発生時に救助し易い道路網であるかなどの都市災害に対する備え(防災力)の評価方法を検討した。具体的には、(1)名古屋市の想定被害(延焼率)データ用いた検証、(2)救助工一ジェントの動きの変化を確率モデルで記述し、その遷移行列の固有値、固有ベクトルから、エージェントの動きを定性・定量的に表現する方法の提案、(3)その解析手法により、ミクロレベルのエージェントが活動をマクロレベルの評価(延焼率)から解析することの可能性の検証を行う事などで、都市の防災機能を客観的に評価する手法を検討した。都市防災計画の評価に,災害と救助隊の活動・市民の避難行動といった人間活動を併せてシミュレーションできるマルチエージェントシステムのアプローチは有効な手段と考えられる.エージェントシステムを実用に供するには,そのシミュレーション結果が妥当であることが求められる.名古屋市を例にとり,エージェントアプローチの防災救助シミュレーションが防災計画の評価に使用できるかを検討している.17年度の計画項目に対する進捗は以下のとおりである.1)対象道路網の整備:国土地理院25000数値データ(XMLベース)をリレーショナルDBに入力し,複数の行政区の結合、指定地域の抜き出し等を行えるようにした.2)建物生成対象地域を指定する、指定地域毎に建物密度を設定することにより,実際の密集度に合った建物データが作成できるようにした.1)の結果と併せて,行政の指定する密集地域を対象にシミュレーションを実行した.3)出火点数,市民の位置などシミュレーションの初期パラメータを自動生成する環境を用意し、昼夜の人口動態にあわせたシミュレーションを行った.そして,名古屋市の各区、住宅密集地区(米野)に対して災害救助シミュレーションを行い,その結果と名古屋市の被害想定資料とのと比較、検討を行い「ミクロレベルの消防活動のシミュレーション結果が経験則に沿っている」事を確認した.18年度は,・市民エージェントに避難あたって避難所に位置などの事前情報の有り無し、・道路・市街地データの詳細化、避難誘導情報の提示などをシミュレーションに加え、より実際に役立つ定性・定量的な指標の構築を検討する。都市防災計画の評価に,災害のシミュレーションに加え、救助隊の活動・市民の避難行動といった人間活動をシミュレーションできるマルチエージェントシステムのアプローチは有効な手段と考えられる.エージェントシステムを実用に供するには,そのシミュレーション結果が妥当であることが求められる,名古屋市を例にとり,エージェントアプローチの防災救助シミュレーションが防災計画の評価に使用できるかを検討している.18年度の計画項目に対する進捗は以下のとおりである.1)名古屋市の各区、住宅密集地区(米野)に対してエージェントベースの災害救助シミュレーションを行い,その延焼率と名古屋市の被害想定資料にあるマクロレベルのシミュレーションによる延焼率の間に相関関係がある事を示した.又、地図のスケールなどを調整することにより、絶対値も同じオーダーに出来ることを示した.2)エージェントベースの災害救助シミュレーションにおいては、消防工一ジェントがミクロレベルの活動をまとめマクロレベルの評価(延焼率)に加え、そのミクロレベルでの結果に対する解析方法を検討した.3)ログ情報からエージェントの動きの変化をエージェント状態遷移として捉え、状態遷移を確率モデルで記述する試みを提案、その遷移行列の固有値、固有ベクトルから、エージェントの動きを定性・定量的に表現しうる事を示した。

19年度は,・多くのシミュレーション結果に対し、上記(3)の定性・定量的な指標の有効性を確認するとともに、・市民エージェントに避難あたって避難所に位置などの事前情報の有り無し、・道路・市街地データの詳細化、避難誘導情報の提示などの要因を考慮した評価を行う.地震や火災などの災害は、人間社会に大きな被害をもたらす。阪神淡路大震災や酒田市の火災のように時間と地理的な条件によっては、被害額はさらに大きくなる。東海沖地震をはじめとする大都市災害が想定される状況においては、市民参加による日頃からの避難訓練が、被害を少なくするのに有効であることは言うまでもない。一方で、防災計画を立案する度に、多数の市民が参加する避難・救助訓練を行う事は難しい。その代替手段として、シミュレーションの利用が考えられる。そこでは、被災地の火災延焼・建物崩壊やそれらによる交通混雑の予測に基づく防災計画を評価、災害時の救助活動の支援に加え、市民への避難勧告の効果や消防の救援活動を評価できる仕組によりシミュレーションの効果がより高まる。本研究では、マルチエージェントシステムの枠組みで災害時における市民の避難活動と救助隊の活動をシミュレーションする包括的な災害・救助シミュレータを用い、防災計画および災害発生時に救助し易い道路網であるかなどの都市災害に対する備え(防災力)の評価方法を検討した。具体的には、(1)名古屋市の想定被害(延焼率)データ用いた検証、(2)救助エージェントの動きの変化を確率モデルで記述し、その遷移行列の固有値、固有ベクトルから、エージェントの動きを定性・定量的に表現する方法の提案、(3)その解析手法により、ミクロレベルのエージェントが活動をマクロレベルの評価(延焼率)から解析することの可能性の検証を行う事などで、都市の防災機能を客観的に評価する手法を検討した。
第二言語習得に個人差につながる言語適性(記憶と音韻処理能力)に関する基礎研究

第二言語習得の個人差に関わる言語適性を構成する基本的認知能力には、作動記憶(情報処理の容量、注意制御機能、音韻的短期記憶、音韻意識、処理速度)の機能が関わっていることが示唆された。特に初級学習者のデータから、言語分析能力を測るペーパーテストによる言語適性は日本語の文法のペーパーテストの得点を予測できるが、自発的な発話の正確さにおいては、音韻意識や音韻的短期記憶の方がもっと重要である可能性が高いことが明らかになった。第二言語としての日本語の習得に影響を及ぼす学習者の個人差がどこから来るのかという問題を、学習者の認知的な側面から探ることを目的としている。個人差の中でも特に影響が大きいと考えられている言語適性を構成するものは何か、発達段階で重要になる言語適性の構成要素とは何かを見いだそうとしている。(1)言語教育において言語能力とは何かという考え方は変遷してきており、それに伴い言語習得に必要な言語適性についても再概念化が必要だとされている。よって、文献調査を行い、問題を整理し、理論構築を行う。(2)初級、中級、上級の学習者から言語適性および言語能力のデータを収集し、それぞれのレベルで重要となる言語適性の構成要素は何か分析する。言語処理における基本的な認知能力とは何かという問題を探るために、第二言語習得分野だけでなく第一言語習得や言語発達遅滞児の研究など関連分野にもひろげて文献資料を入手し、文献調査を行った。予想以上に先行研究が多く、初年度に調査を終えレビュー論文執筆を行う予定だったが、そこまで達成できなかった。ただ、第二言語習得で言われている作動記憶の容量や、音韻処理能力の重要性が、第一言語から連続する問題であるという確信が文献から得られた。また、データ収集や分析に必要なテストやソフトなどを入手し、初級学習者のデータ収集を開始した。まだ少人数なので統計分析をするにはさらなるデータの蓄積が必要であるが、学習のつまずきの見られる学習者の数値的なデータが得られた。初期の日本語学習でつまずく学習者には音をリピートすることすら難しいという問題が見られることは経験的に感じていたが、今回実際にそのような学習者がおり、さまざまな音韻処理テスト(母語である英語に基づくテスト)でも、他の学習者より著しく低い点数であった。動機づけや学習スタイルなど言語適性以外の調査も行っており、それらと関連づけた事例研究として、引き続き観察を行うことにした。第二言語習得分野全体における本研究の位置づけとして、ベースになる研究路線の理論(情報処理の立場から習得をとらえるアプローチ)の研究動向について整理し、第二言語習得研究会のシンポジウム「日本における第二言語習得研究の軌跡と今後の展望」の中で発表した。その中で教室指導の第二言語習得に対するインパクトは、認知、特に記憶のメカニズムやプロセスと関連づけて説明する必要があることを主張した。記憶は習得のさまざまなプロセスに普遍的に関わっているのと同時に、個人差の生じるところでもあり習得の普遍性と個別性の双方の問題にも関わる。本研究では記憶のさまざまな側面(情報処理のプロセスを制御するワーキングメモリの中央実行系の役割、音韻情報を維持する短期記憶の役割など)に関して、被験者のデータを前年度に引き続き収集した。その他、学習スタイルの好みや動機づけに関するアンケート調査と日本語能力(スピーキングと読解〉などのテストも行なった。対面式で一人でデータ収集をしており、収集できるデータ数に限りがあるため、まだ後の統計分析のために、データを蓄積している段階である。しかし、研究補助者の協力を得て、これまでのデータの集計、入力作業やインタビューの文字おこし作業を行った。また、実証研究と並行し、理論研究として展望論文作成中であるが、その過程で新たに課題が生まれ、第一言語における個人差と第二言語における個人差との関連づけ、言語適性要素とされる音韻処理能力や文法的敏感さ、記憶の相互の関連性などの問題を探るため、さらなる文献調査を行った。第二言語としての日本語の言語運用能力と、学習者の大きな個人差要因の一つと考えられる言語適性との関係を調べるために、前年度に引き続きデータ収集を行った。蓄積したデータが初級と中級についてはそれぞれ35名以上集まり、統計分析にかけられる段階になってきたため、データ入力や分析作業に着手した。(英語母語話者を研究対象としていたところ、上級には該当者が少なく、予定の数を集められなかった。)言語適性を情報処理に関わる基本的な認知能力ととらえ、作動記憶の容量や音韻処理能力などを測定した。また、言語運用能力を情報処理の側面でとらえ、英語の研究によく用いられる先行研究の基準を基に検討し、多少の改訂を加えて日本語に適用して、2030分のオラル・データを正確さ(誤用のない節の割合)、流暢さ(ポーズの長さ、非流暢さの特徴の数)、複雑さ(異なり語数、形態素の種類、従属度)の観点から分析する基準を設定した。それに基づき発話の書き起こしと言語運用の評価を進めている。また、これまでの文献調査の結果を整理し、展望論文を執筆し投稿した。

その中で、言語適性を突き詰めると、作動記憶の機能と密接に関わっており、作動記憶の容量のみならず、音韻処理能力も作動記憶の音韻的短期記憶と関わり、その他にも作動記憶の処理速度や、作動記憶の中でも情報処理の制御するとされる中央実行系と呼ばれる構成要素の注意制御なども新たな言語適性として検討する余地が残されていることが明らかになった。さらに、言語適性研究は未解明とされる第二言語習得のインプット処理のプロセスを明らかにするための理論的な貢献ができることが示唆された。日本語学習者の言語運用能力と個人差要因である言語適性との関係を明らかにするために、文献調査の総括やデータの分析を行った。心理学など周辺関連分野からの知見によると、新たな個人適性としては、作動記憶の容量に加え、音韻処理能力との関わりが大きいことが示唆される。よって、従来の研究では測定されていなかった音韻意識や呼称速度を含む音韻処理能力と言語運用能力との関係についても分析し、また言語運用能力も正確さ、流暢さ、複雑さという情報処理の側面でとらえて分析を行った。初級学習者では、第一言語の文法機能に関するペーパーテストで測定した文法的敏感さは、日本語能力試験(文法・読解)との相関が高く、音韻的短期記憶と音韻意識はSPOT(文を聞き、その文の一文字がブランクの箇所にひらがな一文字を埋めるテストで、日本語の総合力を測るとされる)との相関が見られた。さらに回帰分析を行ったところ、日本語能力試験は文法的敏感さが、またSPOTは音韻的短期記憶が説明要因であることが明らかになった。正確さ、流暢さ、複雑さを指標とした発話データと言語適性との直接的な関わりは見いだせなかったが、日本語能力試験やSPOTの成績と平均発話長(統語の複雑さ)とアイデアユニットの数(機能的な複雑さ)との相関が高く、(間接的には)言語適性が高い学習者の方が初級段階では発話量が多かった。流暢さに関しては何ら関係が見られず、短期間の日本語学習では、言語適性がパフォーマンスに影響を及ぼすまでには至っていなかったと考えられる。従来の言語適性テストは特に文法的敏感さとして第一言語の文法のペーパーテストで測定してきたが、これはペーパーテストで測る第二言語の能力を予測することはできるが、自発的な発話を支える基本的認知能力としては、音韻意識や音韻的短期記憶の役割の方がもっと重要なのではないかと考えられる。
地方都市における都市型集中豪雨の発生特性に関する研究

福岡都市圏に高密度に雨量計と温度計を設置し,都市型集中豪雨の実態を把握することと,またその発生特性を明らかにすることを試みた.観測で得られた雨量計と温度計のデータ,福岡管区気象台,博多AMeDAS,大宰府AMeDASにて観測されている風向風速等の気象データを用い,都市型集中豪雨が発生する気象条件を明らかにした.また,福岡管区気象台にて観測されている高層気象データを用い,大気安定度との相関について検討した.福岡都市圏全域に80個の温度計と14個の雨量計を設置し観測を行った。温度計は2km四方に1個の割合で設置している.データ取得間隔は10分としている.この時間間隔は,海風の進入による気温変化などの都市気象を捉える.得られたデータより,前線性と台風起源による降雨を除外し,都市型集中豪雨と言える降雨日を抽出した.この判断には気象庁の解析雨量も用い,降雨をもたらす雨雲が近辺に発生していないことを確認した.抽出された降雨日に対し,降雨開始場所,時間,雨域移動過程,雨量などを解析した.福岡管区気象台,博多AMeDAS,太宰府AMeDASにて観測されている風向風速等の気象データを用い,都市型集中豪雨が降る気象条件を明らかにした.観測で得られた雨量計と温度計のデータに加え,福岡管区気象台,博多AMeDAS,太宰府AMeDASにて観測されている風向風速等の気象データを用い,都市型集中豪雨が降る気象条件を明らかにした.福岡管区気象台にて観測されている高層気象データを用い,大気安定度との相関を明らかにした..気象モデルWRFを用い,都市型集中豪雨発生時の気象場の再現シミュレーションを行った.数値シミュレーションでは,都市型集中豪雨の発生を再現することが目的のため晴天日を対象とした.数10kmの都市空間に発生する気象変動を高解像度で解析するため,広領域(領域1)として九州を中心とした約1,000km四方の領域を計算領域に設定し,計算領域を数10km四方の狭領域(領域4)まで順次4段階に落とす4重ネストとし,2ウェイネスティングを行った.シミュレーションの結果は高層気象,地上気象観測,AMeDAS,および自前の観測データを用い,精度を検証した.観測で得られた雨量計と温度計のデータ,福岡管区気象台,博多AMeDAS,大宰府AMeDASにて観測されている風向風速等の気象データを用い,都市型集中豪雨が降る気象条件を明らかにした.福岡管区気象台にて観測されている高層気象データを用い,大気安定度との相関を明らかににした.気象モデルWRFを用い,福岡都市圏における,都市型集中豪雨発生時の気象場の再現シミュレーションを行った.数値シミュレーションでは,都市型集中豪雨の発生を再現することが目的のため晴天日を対象とした.数10kmの都市空間に発生する気象変動を高解像度で解析するため,広領域(領域1)として九州を中心として約1,000km四方の領域を計算領域に設定し,計算領域を数10km四方の狭領域(領域4)まで順次4段階に落とす4重ネストとし,2ウェイネスティングを行った.シミュレーションの結果は高層気象,地上気象観測,AMeDAS,および自前の観測データを用い,精度を検証した.他の地方都市への応用として,地形を変化させたシミュレーションや,実際に存在する他の都市でのシミュレーションを行い,中規模都市での発生特性を明らかにした.福岡都市圏に高密度に雨量計と温度計を設置し,都市型集中豪雨の実態を把握することと,またその発生特性を明らかにすることを試みた.観測で得られた雨量計と温度計のデータ,福岡管区気象台,博多AMeDAS,大宰府AMeDASにて観測されている風向風速等の気象データを用い,都市型集中豪雨が発生する気象条件を明らかにした.また,福岡管区気象台にて観測されている高層気象データを用い,大気安定度との相関について検討した.観測は順調に行われたが,今年度の夏季は少雨だったため,得られたデータ数は少なかった.次年度も引き続き観測を行うことで補えると思われる.数値シミュレーションは導入に時間を要したが,現在は順調に進んで,数ケースを計算中である.都市気象5月に雨量計の点検を行い, 6月以降は観測を引き続き行う.最終年度のため,得られたデータの解析にはこれまでにない手法も考慮しまとめあげる.数値シミュレーションでは,他の地方都市への応用として,地形を変化させたシミュレーションや,実際に存在する他の都市でのシミュレーションを行い,中規模都市での発生特性を明らかにする.WRFを用いた数値シミュレーションでは雨量に関する精度がそれほど良くないことがあるため,,雲解像モデルCloud Resolving Storm Simulator (CReSS)の使用を試みる.CReSSは雲スケールからメソスケールの現象を対象とした雲解像の非静力学気象モデルである.強い降水をもたらす積乱雲が組織化した降水システムは非常に複雑なものであり,その発展は流れの場と雲物理の複雑な非線形相互作用により規定される.このような降水システムを数値モデルによってシミュレーションするには,流れの場のプロセスとともに雲物理学過程を詳細に計算することが重要である.CReSSはこのような計算に非常に優れており,雲の詳細な時間発展のシミュレーションを行うことが可能である.観測は開始時期は多少遅れたものの,概ね良好に実施することができた.観測結果を用いた解析も順調に進んでいる.3月に予定していた観測を4月に延期したため,繰越額が発生した.観測は継続し、さらに解析を行う.解析方法としては,これまでと同様である.今後はさらに、数値シミュレーションを行う予定である.観測旅費に使用する.
土壌構造の安定性に及ぼす有機無機複合体の影響

平成元年度はAl資材の施用が八郎潟低湿重粘土・畑圃場における土壌構造の安定性と作物(大麦)の生育、収量に及ぼす影響について検討した。〔試験区の構成と試験方法〕1.Al単独区、2.Al+堆肥区、3.堆肥区、4.対照区を設け(一区50m^2)、AlはヒドロキシAlで土壌CECの25%相当量、堆肥は1ten/10a相当量をそれぞれ大麦播種前(1988年秋)に施用し、大麦収穫後(1989年夏)に各試験区の土壌調査と分析試料の採取を行った。〔主な成果〕1.Al単独区およびAl+堆肥区では2mm以上の団粒分布量が増加し、粗孔隙分布量は高まるが、コンシステンシ-状態や土壌構造安定度指標などには大きな差がみられなかった。2.Al単独区においては対照区に比べ24mm団粒分布量が増加し(作土層)、下層土においては気相率の増大に伴う液相率の低下がみられた。またpF01.8孔隙分量の増大とpF3.04.2孔隙分布量の減少がみられ、断面全体に通気性、透水性が改善される方向に変化することがわかった。3.Al+堆肥区においては対照区に比べ作土層の24mm団粒分布量が高く、pF1.83.0有効水分量も25%高まる方向に変化していた。しかし、下層土における物理性の改善効果はみられなかった。4.堆肥区においては対照区に比べ団粒分布量、土壌の物理性に大きな相違はみられなかった。5.跡地土壌の化学性は各試験区間で大きな相違はみられなかった。6.大麦の生育、収量は対照区が最も優っており、ついでAl+堆肥区、Al単独区、堆肥区の順であった。Al資材添加区で対照区より収量が低下した原因は、Al資材添加区で初期生育が抑制されたためであると考えられた。S63年度は八郎潟低湿重粘土に錯体塩(金属)の異なる有機無機複合体を施用した場合の土壌構造の安定性に及ぼす影響について検討した。〔試験方法〕Ca(炭カル)、Fe(キレート鉄)、Al(ヒドロキシルAl)を堆肥の5%、10%、および15%相当量添加した有機無機複合体を、それぞれ土壌(当重粘上の下層土)の10%相当量混合し、畑状態(pot)で5ケ月間熟成後、実験に供した。参考として原土区および堆肥、Ca、Fe、Alの単独施用区(10%)を設けた。〔主な成果〕1.液性限界および塑性指数は原土区あるいは堆肥単独区に比べCa、FeおよびAl添加量の多い(10%以上)有機無機複合体施用区で改善される傾向がみられた。しかし、その改善効果は比較的小さく、有機無機複合体の施用が当重粘土のコンシステンシー状態に及ぼす影響は小さいものと考えられた。2.土壌構造安定度指標(SI)は原土区0.64、堆肥単独区0.53に対し、Ca型区0.590.60、Fe型区0.610.66、Al型区0.670.77で、Al型複合体の施用で当重粘土の土壌構造の安定性が増大するのが認められた。3.pF水分特性は原土区あるいは堆肥単独区に比べ、有機無機複合体施用区ではいずれもPF1.8以下の粗孔隙分布量が大巾に増大し、Al15%添加区を除いて、pF1.83.8の毛管孔隙分布量の著しい低下がみられた。4.耐水性団粒の団粒化度(0.25mm以上)は、原土区65%、堆肥単独区74%に対してCa型区は50%台、Fe型区は60%前後、Al型区は70%前後で原土区に比べ堆肥単独区、Al型区で団粒化度が高まるのが認められた。これらのことから、当重粘土における土壌構造の安定性とそれに伴う物理性の改善は原土区および堆肥単独に比べ有機無機複合体区、特にAl型複合体の施用区で効果的であることがわかった。

3.Al+堆肥区においては対照区に比べ作土層の24mm団粒分布量が高く、pF1.83.0有効水分量も25%高まる方向に変化していた。しかし、下層土における物理性の改善効果はみられなかった。4.堆肥区においては対照区に比べ団粒分布量、土壌の物理性に大きな相違はみられなかった。5.跡地土壌の化学性は各試験区間で大きな相違はみられなかった。6.大麦の生育、収量は対照区が最も優っており、ついでAl+堆肥区、Al単独区、堆肥区の順であった。Al資材添加区で対照区より収量が低下した原因は、Al資材添加区で初期生育が抑制されたためであると考えられた。
自動車用タイミングベルトにおけるゆるみのメカニズム

本研究を総括すると以下のようになる.第1段階では,歯付ベルトに使用されている撚りコードが,屈曲疲労によって内部から破損し,その内部破損によってコードの曲げ剛性が低下する力学的な機構について検討した.その結果,(1)疲労き裂発生に伴ってファイバー軸方向のせん断応力が解放される力学モデルを用いて,撚りコードの曲げ剛性低下を説明する解析解を得ることができた.(2)この解析結果はFEMによる数値計算結果とよく一致した.第2段階では,撚りコードとゴムのFRR柱における引張剛性に関して,FEM解析と簡易力学モデルを用いた力学解析を行い,その評価式を求めた.得られた結果の要約を以下に示す.(3)撚りコードとゴムのFRR柱の伸びには,ファイバー径や撚り角の他に,ファイバーピッチ円半径や荷重端面の拘束条件も影響する.(4)FRR柱の幾何学条件,内部エラストマの体積一定条件,ファイバーの伸び,および端面回転拘束条件を考慮した引張剛性の評価式を提案した.その評価式は,FEM解析結果や実験結果とよく一致する.(5)エラストマの体積一定の効果とコードの撚り戻りの効果は,引張剛性に大きく影響を及ぼす.第3段障は本研究の仕上げの段階であり,歯付ベルトに使用されている撚りコードの内部破損によってコードの引張剛性が低下する力学的な機構について検討した.その結果,以下の結言を得た.(6)疲労き裂発生に伴ってファイバーの曲げモーメントが解放される力学モデルを用いて、撚りコードの引張剛性低下を説明する力学モデルを提案できた.(7)この解析結果はFEMによる数値計算結果と良い相関を示した.また,撚りコードの引張剛性低下に関する実験結果の傾向を説明することができた.本研究を総括すると以下のようになる.第1段階では,歯付ベルトに使用されている撚りコードが,屈曲疲労によって内部から破損し,その内部破損によってコードの曲げ剛性が低下する力学的な機構について検討した.その結果,(1)疲労き裂発生に伴ってファイバー軸方向のせん断応力が解放される力学モデルを用いて,撚りコードの曲げ剛性低下を説明する解析解を得ることができた.(2)この解析結果はFEMによる数値計算結果とよく一致した.第2段階では,撚りコードとゴムのFRR柱における引張剛性に関して,FEM解析と簡易力学モデルを用いた力学解析を行い,その評価式を求めた.得られた結果の要約を以下に示す.(3)撚りコードとゴムのFRR柱の伸びには,ファイバー径や撚り角の他に,ファイバーピッチ円半径や荷重端面の拘束条件も影響する.(4)FRR柱の幾何学条件,内部エラストマの体積一定条件,ファイバーの伸び,および端面回転拘束条件を考慮した引張剛性の評価式を提案した.その評価式は,FEM解析結果や実験結果とよく一致する.(5)エラストマの体積一定の効果とコードの撚り戻りの効果は,引張剛性に大きく影響を及ぼす.第3段障は本研究の仕上げの段階であり,歯付ベルトに使用されている撚りコードの内部破損によってコードの引張剛性が低下する力学的な機構について検討した.その結果,以下の結言を得た.(6)疲労き裂発生に伴ってファイバーの曲げモーメントが解放される力学モデルを用いて、撚りコードの引張剛性低下を説明する力学モデルを提案できた.(7)この解析結果はFEMによる数値計算結果と良い相関を示した.また,撚りコードの引張剛性低下に関する実験結果の傾向を説明することができた.初年度はベルトコードの屈曲疲労試験を行った.そして,曲げ剛性の疲労に伴う低下について実験データを得た.本年度購入した変位測定装置は,剛性測定のための試験で変位量測定に使用した.その結果,以下の知見を得た.1.コード曲げ剛性は屈曲疲労初期から急激に低下し,最終的には50%程度低下した.2.疲労繰返数が10^6サイクルを超えると,曲げ剛性は一定値に漸近する傾向を示した.屈曲疲労に伴うコード内部の破損形態を,光学顕微鏡および走査型顕微鏡を用いて観察し,以下の知見を得た.1.コード内部にはストランド界面ではく離が発生していた.このはく離は疲労試験の初期に発生し,徐々に進展した.2.その他に,一部のストランドでガラス繊維の破壊が観察されたが,その後その破壊が進展する傾向はなかった.3.以上のことから,コード破損としては,ストランド界面のはく離発生を考慮することで十分であることがわかった.FEM解析においては,撚りコードのモデルを作成して,はく離発生に伴う曲げ剛性の低下を計算し,以下の知見を得た.1.はく離が発生すると曲げ剛性は急激に低下した.その傾向は実験結果をよく説明した.2.剛性低下の割合は,ストランド界面に発生する応力の大きさに依存することがわかった.力学モデルを用いた解析を行った.得られた知見を以下に示す.1.ストランド界面に発生するせん断応力を解析し,はく離発生をそのせん断応力の解放としてモデル化した.2.その結果,FEM解析の結果と良く一致する解析結果を得た.本研究を総括すると以下のようになる.

第1段階では,歯付ベルトに使用されている撚りコードが,屈曲疲労によって内部から破損し,その内部破損によってコードの曲げ剛性が低下する力学的な機構について検討した.その結果,(1)疲労き裂発生に伴ってファイバー軸方向のせん断応力が解放される力学モデルを用いて,撚りコードの曲げ剛性低下を説明する解析解を得ることができた.(2)この解析結果はFEMによる数値計算結果とよく一致した.第2段階では,撚りコードとゴムのERR柱における引張剛性に関して,FEM解析と簡易力学モデルを用いた力学解析を行い,その評価式を求めた.その結果,(3)撚りコードとゴムのFRR柱の伸びには,ファイバー径や撚り角の他に,ファイバーピッチ円半径や荷重端面の拘束条件も影響する.(4)ERR柱の幾何学条件,内部エラストマの体積一定条件,ファイバーの伸び,および端面回転拘束条件を考慮した引張剛性の評価式を提案した.その評価式は,FEM解析結果や実験結果とよく一致する.(5)エラストマの体積一定の効果とコードの撚り戻りの効果は,引張剛性に大きく影響を及ぼす.第3段階では撚りコードの内部破損によって引張剛性が低下する機構について検討した.その結果,(6)疲労き裂発生に伴ってファイバーの曲げモーメントが解放される力学モデルを用いて,撚りコードの引張剛性低下を説明する力学モデルを提案できた.(7)この解析結果はFEMによる数値計算結果と良い相関を示した.また,撚りコードの引張剛性低下に関する実験結果の傾向を説明することができた.
電気防食効果を有する高機能塗装システム

本研究は、犠牲陽極方式の電気防食工法を、腐食因子の浸透を抑制するための塗装としての役割に防食効果を加えた「新しい高機能塗装」ととらえ、その適用性について検討したものである。その結果、犠牲陽極材として用いる溶射金属種類とその表面処理方法、環境条件、対象構造物の劣化程度等が、犠牲陽極方式の電気防食効果に与える影響を明らかにするとともに、犠牲陽極方式電気防食工法をコンクリート構造物の維持管理に効果的に活用する手法を提案した。本研究では、犠牲陽極方式の電気防食工法を、腐食因子の浸透を抑制するための塗装としての役割に防食効果を加えた「新しい高機能塗装」ととらえ、その適用性を検討するとともに、最適システムの構築を目指している。平成21年度における成果は以下の通り。(1)金属溶射を応用した流電陽極方式電気防食工法は、多湿環境、乾湿繰り返し環境、海洋環境、など様々な環境において有効な防食工法であり、特に20°C環境下、海洋環境下等において高い防食効果が期待できることが分かった。(2)犠牲陽極材にアルミニウムと亜鉛の擬合金(Al-Zn)を用いた場合は湿度環境によらず、安定した防食効果が得られる。また、アルミニウムと亜鉛にインジウムを加えた合金(Al-Zn-In)は、特に多湿環境において、極めて有効な防食効果を発揮することが分かった。(3)電気防食した試験体の解体調査の結果から、いずれの環境においても通電中の防食電流、復極量、および腐食抑制効果の三者には概ね良い相関が得られた。ただし、高温環境化などの苛酷環境下では塗膜の剥離や腐食進行い伴いってこれらの関係が変化する場合があることが分かった。(4)コンクリート表面と溶射被膜との付着性は、過酷な環境になるほど低下し、被膜膜の浮きとして観察された。この現象は防食効果にも影響を及ぼすため、今後、溶射金属の反応特性の把握や下地処理などを含む施工システムの検討や、より長期的な効果の確認等を実施することにより、更に効果的な防食工法となる可能性がある。平成22年度は、昨年度の検討により高い防食効果が得られたAl-Zn-In(アルミニウム・亜鉛・インジウムの擬合金)被膜による陽極材を中心に、その最適な施工方法や各種要因が防食効果に及ぼす影響について検討した。主な成果は以下の通り。(1)表面処理工法の影響:Al-Zn-Inを溶射金属として用いる場合には、その高い反応性のために防食開始直後から過剰な防食電流が供給され、その際に生じた腐食性生成物等の影響で溶射膜に浮きや剥離が生じ、長期的には防食効果が大幅に低減することが懸念されるが、ブラスト処理、粗面化処理、封孔処理等の適切な表面処理を施すことにより、初期の過剰な防食電流の発生を抑制し長期的な防食効果が期待できることを確認した。(2)各種要因の影響:温湿度、塩化物イオンの有無、鉄筋量、かぶり、等の影響について検討を行った。その結果、(1)防食電流は、コンクリート中が湿潤で塩化物イオンが存在する場合に供給され易い、(2)湿潤環境下では鉄筋量が多いほど防食電流量が多くなるが、復極量は同程度である、(3)湿潤環境下では通電期間が長くなると内部鋼材の周辺環境の影響で、防食電流量が減少する、等の影響が確認された。(3)防食基準の考え方:犠牲陽極方式の電気防食工法では、内部鋼材の復極量が必ずしも防食基準100mVを満足しない。ただし、これは防食効果が無いことに直接つながるものではないため、適切な防食基準の設定が求められる。
民俗・民具を活用した博物館における回想法・回想ワークの研究

現在、各地の地域博物館で行われている回想法について、博物館の関与の在り方から3タイプに分類し、それぞれの長所、短所を明らかにした上で望ましい実践方法を提言した。民具がなぜ高齢者の豊かな回想を引き出しうるのかを展覧会を開催することで広く社会に周知すると共に、民具の文化財価値の啓蒙普及に努めた。また、そうした活動を通して回想法は博物館振興につながることを明らかにした。さらに現代人の記憶から時々の社会・時代を象徴するモノが見えてくることを提言し、歴史博物館の現代史展示及び近現代の生活文化にかかる資料収集に有効な事例を収集した。具体的内容1、回想法に取り組んでいる博物館及び博物館と連携して回想法を実施している高齢者福祉施設並びにこれから事業展開を予定している博物館等において聞き取り調査を行った。2、展覧会を開催し、開催にともない「思い出シート」を作成した。3、くわえて本研究の概要を示すポスターパネルを作成した。意義・重要性等1、博物館における回想法事業の現状を把握し、分析することで事業の実施・継続に当たっての問題点が明らかとなる。回想データを集積・分析することで回想を引き出しやすい民具とそうでない民具とが明らかとなる。地域博物館の収蔵庫に蓄積されている膨大な民具を博物館資料と回想法資料とに分類し、回想法資料を高齢者福祉施設等に提供することで、死蔵状態にある民具の利活用が可能となる。収蔵庫内に空きスペースが生まれ、新たな資料の収蔵が可能となる。2、思い出の中にはさまざよな道具があらわれる、それを普遍化することで、新しい博物館資料すなわち高度成長期以降の博物館資料の基準を示すことが可能となる。また、次世代の回想法資料の基礎データとなる。3、本研究の広報に活用することができる。現在、収集データの分析を行っており、平成21年度刊行予定の報告書で報告する。具体的内容:(1)事例収集回想法に取り組んでいる博物館等において聞き取り調査を行った。(2)「思い出シート」の作成「思い出シート」とは、ふとしたことでよみがえる懐かしい思い出を記録したものであり、昨年度から継続して収集を行っている。21年度はより簡便に記録することができるよう改良版を考案した。(3)情報発信平成21年6月4日、筑紫女学園大学公開講座において「思い出のチカラー地域博物館と回想法」を講演した。また同年12月6日、日本民具学会第34回大会(於京都造形芸術大学)においてグループ発表「民具を活用した地域博物館における回想法」(発表者:葛空紀行、福西大輔、土井孝則、岩崎竹彦)を行い、同グループ発表の企画及びコーディネートを担当した。意義、重要性等:博物館の回想法事業は博物館及び学芸員の関与の在り方によって3タイプに分類が可能であり、タイプごとのメリット、デメリットを明らかにするとともに、回想法で活用する資料を博物館資料から切り離す際の基本的な考え方を不した。また講演や学全発表において、博物館が回想法に取り組むことで生まれるメリットは、博物館振興につながること、民具の歴史的・文化財的価値の向上につながること等を提示し、文化と福祉のコラボレーションの推進を図った。さらに今後博物館が近現代の生活・技術に関する資料を収集する際、どのようなモノを博物館資料として未来に伝えていくべきなのか、その基準を作成することが必要となり、我々の「記憶」「思い出」か有用な材料であることを提案した。1、本学五高記念館において「ちょっと昔のくらし探検」展を開催した。出陳資料は高度経済成長期以前の生活道具及び生業用具等であり、小学校学習指導要領(社会科)に対応したものである。展覧会の期間中、本学学芸員課程の受講生を対象に詳細なアンケート調査を実施した。目的は現代の出陳資料に対する認知度をはかるためである。また、同学生を対象に「50年後に伝える現代の暮らし」と題し、身の回りの生活道具等の写真撮影並びに使い方等をレポートしてもらい、それらをカード化した。目的は現代を象徴する生活道具を把握するためである。2、これまでの研究から、過去を振り返って我々が「懐かしい」「あの頃はよかったな」と感じる時期、年代は共通しているのではないかと考えるに至り、博萌会(熊本博物館ボランティア団体)の協力を得てアンケート調査を行った。予想通り少年期から成人期に至るまでという回答が多く見られたが、事例数が十分ではないので、今後もこのアンケート調査は継続する予定である。3、22年度も引き続き「思い出シート」の収集を実施し、3年分の編集を行った。詳細な分析は報告書に委ねたい。4、回想法を実施している博物館の調査事例をもとに、博物館の関与の在り方によって3タイプに分類し、各タイプの長所と短所を分析することで、望ましい博物館の関与の在り方を報告した。また、これまでの回想法研究を通して、博物館が近現代の生活文化資料を収集する上での問題点、着眼点等を報告した。
日本庭園の思想的基盤とパフォーマンスの場としての機能をめぐる研究

本年度に実施した主な研究は、1日本庭園の作庭の根幹である石立ての思想的考察、2東京に残存する大名庭園をはじめとする庭園のフィールドワーク、3庭園を舞台としたサイト・スペシフィックなパフォーマンスの実践に関する研究、の3点に整理される。1で扱う「石立て」は、単に即物的に石を設置するというだけではなく、「見立て」という日本文化に普遍的な詩法と密接に関わる行為である。こうした詩法としての「石立て」が成立する所以を思想的に考察することにより、それが古代の宗教的な構造に由来することなどが明らかとなった。また、日本庭園は、7代目小川治兵衛が1890年代後半に作庭した京都・無鄰菴をきっかけに、近代において大きな変化を遂げるが、そこにおける石の使用法に注目すれば、日本庭園史の大きな見取り図として、近代以前と近代以後を「石を立てること」から「石を伏せること」へ、という整理が可能であることが明らかとなった。近代の庭園におけるこうした変遷は、柄谷行人が近代文学について論じた「風景の発見」(『日本近代文学の起源』)の庭園における現象と言え、より大きな文化史のなかに位置付けられる現象であることは注目された。2では、東京に残る大名庭園をはじめ、およそ50箇所のフィールドワークを行うとともに、それらに関する基本的な文献の収集、各成立史の整理を行った。これらは、来年度の研究の基盤となる。3では、岡山後楽園能舞台における岡山に伝わる殺生石伝説を踏まえたコンテンポラリーダンスと能による「殺生石」の公演(8月3日)、静岡・浮月楼庭園における静岡・三保の松原を舞台とした能「羽衣」の上演(9月2日)に立ち会い、こうしたサイトスペシフィックなパフォーマンスの上演の意義をめぐる論考を寄稿した。また、京都ロームシアターにおける新作能「鷹姫」公演(2月3日)に先立ち、現代における演能空間についての論考を寄稿した。本年度は「II-II:足利将軍の庭園と会所におけるパフォーマンスについての研究」といった、中世の庭園におけるパフォーマンスの研究については十分に取り掛かることができず次年度に繰越すこととなったが、本年度中の研究により、近代をも含む日本庭園史の大きな見取り図が得られ、また、次年度の研究の主な対象となる江戸時代の残存する庭園の基本的な調査を先んじて徹底的に行うことができたため。次年度の研究は主に近世の庭園を対象としており、その研究は「III-I:新しいパフォーマンスの場としての露地の庭についての研究」「III-II:大名庭園の成立とそのパフォーマンスの場としての機能についての研究」という2テーマに整理される。これらの研究を行うにあたっては、これまでの本研究のキーワードの一つである〈洲浜〉が鍵となるだろう。前者の研究では、大名庭園の前史に位置付けられる庭園である京都・桂離宮が重要な対象となる。桂離宮の庭園には現在も〈洲浜〉のモチーフが残されているが、その部分は、高砂・住吉といった〈洲浜〉的な海辺にまつわる思想を背景としている。桂離宮庭園において、こうした海辺の思想がそれ以前の庭園からどのように継承されているのか、また、そこでどのようなパフォーマンスが展開されたかが主な問いとなる。後者の研究では、こうした桂離宮における海辺の思想が江戸の大名庭園にどのように継承されているかが一つの切り口となる。特に江戸の庭園においては、浜御殿(現・浜離宮恩賜庭園)などのような「汐入の庭」という、海辺に面しその池に海水を引き込む庭園がつくられた。日本庭園とは時代を通じて海辺を表象することをその根幹においていたが、江戸時代に、それが実際の海辺に作られることの歴史的意義とはいかなるものなのか、また、そこがパフォーマンスにおいてどのような機能を果たしていたかが主な問題となる。これらの文献学的研究に伴い、対象となる庭園の実地調査も行う。もっとも江戸の大名庭園に関してはほとんど本年度に実地調査を行なっているが、地方に残されている大名庭園に関しては未調査であるため適宜これらを調査する。なかでも香川県に所在する中津万象園は、かつては瀬戸内海に面し実際の白砂青松の海辺を眺められた庭園であり、これに関してはこれまでほとんど研究が行われておらず、本研究にとって貴重な事例となることだろう。本年度は、日本庭園における原型的モチーフ、洲浜の表象を多面的に研究した。研究は主に1日本文化における洲浜の表象の系譜の研究、2洲浜の表象と権力の関係についての研究、3洲浜の表象の聴覚的側面についての研究の3方向から行った。1では、洲浜台を濫觴とする日本の風流作り物に関して、従来の研究では、立てられる植物などの垂直的要素ばかりが注目されてきたが、本研究では、それらの成立を可能にする「座」のような機能として水平的要素、すなわち洲浜という海辺の表象が根底にあると考えた。これによって作り物のみならず、枯山水庭園、能舞台、伊勢神宮、産屋などの様々な空間装置も、水平的要素(洲浜、白砂、玉砂利)と垂直的要素(立てられる木や石、建築物)の組み合わせで成立していることで共通しており、さらに、その水平的要素がそれぞれの一回性に密接に関わっていることが明らかになった。2では、古代に成立し鎌倉時代に途絶えた天皇の即位儀礼・八十嶋祭を手がかりとした。八十嶋祭に関する先行研究は多いものの、それを洲浜の表象と関連づけたものはなかったが、今回そうすることによって、この儀式に、まさに洲浜の表象が天皇の権力を保証するものとして機能するメカニズムを読み取ることができた。

また、この研究により、『源氏物語』において洲浜としての実在の海辺が光源氏の権力、さらには物語全体の構造に密接に関わる機能を有していることが明らかになった。3では、洲浜の聴覚的側面を扱うために「松風」を手がかりとした。日本における「松風」を詠んだ和歌を総合してみれば、洲浜的な海辺における松風を詠んだ和歌の一群が存在することが明らかになった。さらに、このような海辺の「松風」の表象は『源氏物語』などの物語文学、能楽、そして桂離宮をはじめとする庭園にも見られ、洲浜の「音」として「松風」が享受されてきた系譜を辿ることができることが明らかとなった。本年度において、「I-III:『作庭記』における作庭思想に関する研究」など、当初予定した研究のうち達成できなかったものもあるが、一方で、洲浜の表象という日本庭園における原型的モチーフを多面的に研究することにより、古代にとどまらず中世・近世の、それも庭園に限定されない幅広い文化事象への大きな見通しを得られたため。本年度に実施した主な研究は、1日本庭園の作庭の根幹である石立ての思想的考察、2東京に残存する大名庭園をはじめとする庭園のフィールドワーク、3庭園を舞台としたサイト・スペシフィックなパフォーマンスの実践に関する研究、の3点に整理される。1で扱う「石立て」は、単に即物的に石を設置するというだけではなく、「見立て」という日本文化に普遍的な詩法と密接に関わる行為である。こうした詩法としての「石立て」が成立する所以を思想的に考察することにより、それが古代の宗教的な構造に由来することなどが明らかとなった。また、日本庭園は、7代目小川治兵衛が1890年代後半に作庭した京都・無鄰菴をきっかけに、近代において大きな変化を遂げるが、そこにおける石の使用法に注目すれば、日本庭園史の大きな見取り図として、近代以前と近代以後を「石を立てること」から「石を伏せること」へ、という整理が可能であることが明らかとなった。近代の庭園におけるこうした変遷は、柄谷行人が近代文学について論じた「風景の発見」(『日本近代文学の起源』)の庭園における現象と言え、より大きな文化史のなかに位置付けられる現象であることは注目された。2では、東京に残る大名庭園をはじめ、およそ50箇所のフィールドワークを行うとともに、それらに関する基本的な文献の収集、各成立史の整理を行った。これらは、来年度の研究の基盤となる。3では、岡山後楽園能舞台における岡山に伝わる殺生石伝説を踏まえたコンテンポラリーダンスと能による「殺生石」の公演(8月3日)、静岡・浮月楼庭園における静岡・三保の松原を舞台とした能「羽衣」の上演(9月2日)に立ち会い、こうしたサイトスペシフィックなパフォーマンスの上演の意義をめぐる論考を寄稿した。また、京都ロームシアターにおける新作能「鷹姫」公演(2月3日)に先立ち、現代における演能空間についての論考を寄稿した。本年度は「II-II:足利将軍の庭園と会所におけるパフォーマンスについての研究」といった、中世の庭園におけるパフォーマンスの研究については十分に取り掛かることができず次年度に繰越すこととなったが、本年度中の研究により、近代をも含む日本庭園史の大きな見取り図が得られ、また、次年度の研究の主な対象となる江戸時代の残存する庭園の基本的な調査を先んじて徹底的に行うことができたため。
相対次数構造に着目した劣駆動システムの解析と制御

本応募研究課題では、従来研究で得られた非線形システムに対する理論を発展させることで、非駆動自由度を持つ劣駆動系の運動解析と運動を生成する制御系の設計を行うことを目的としている。劣駆動系として特徴的な運動の制御問題を(1)発散する素早い動きの生成(2)リミットサイクルの生成(3)可制御性構造が変化するシステムの効率的な制御という3つに分類・整理した。その結果、(1)と(2)の運動は相対次数構造による解析に基づく部分線形化を用いた制御器を、設計・適用することで、サブシステムを安定化するという簡単な制御によって実現できることを、具体的な機械システムを通して示した。また、(3)については、特異点においても制御系が破綻しないコントローラの設計法を提案した。本年度の研究実績として以下の成果を得た.1.劣駆動系の制御の分類と制御問題の整理(1)発散する素早い動きの生成のため「爆発不安定性」という急激な発散性を示す動特性に着目し,投球動作に応用するため解析を行い,爆発不安定性を示す条件,制御器を導出した.(2-2)2足走行という動きに対し足先回りの角運動量に着目した各リンクの同期構造を構成し,同期パラメータをボアンカレマップ的に離散制御することで安定なリミットサイクルを生成することに成功し,不整地での走行や加減速といったダイナミックな走行動作を実現した.(3)倒立姿勢で可制御性構造が変化する上下倒立振子を作成し,双線形システムに対する逆最適制御を用いることで安定化する実験に成功した.また逆最適な評価関数に解釈を加えることで制御目標に合おせて応答性能を変える評価関数を生成することができるようになった.2.理論展開(1)相対次数構造に基づくゼロダイナミクスの次数を指定した出力関数のパラメトリゼーションを多入力システムへ拡張し,一般システムに対するゼロダイナミクス設計のための一つのツールを整えた.(2)台車に振子が取り付けられたシステムの平衡点において相対次数構造が変化するという現象に着目し,振子が直立している平衡点が特異点とならない出力関数の設計方法を導出した.(3)相対次数構造に基づく解析を時間軸変換や入力に積分器を入れるといった変換と組み合わせることでゼロダイナミクスが残らないように変換することができるシステムが存在することを示した.本年度の研究実績として以下の成果を得た。1.劣駆動系の制御の分類と制御問題の整理(1)発散する素早い動きの生成・入力が自由度よりも一次低い一般の機械系システムに対しゼロダイナミクスが爆発不安定になる十分条件を明らかにした。・人間の垂直跳躍運動をモデル化した4リンクジャンプロボットについて解析をおこない、跳躍運動を角運動量、重心位置に同期しておこなう制御則を提案した。この制御則を適用することでシミュレーションを通して人間のようなスムーズな跳躍運動が実現できることを確認した。(2)リミットサイクルの生成・デングリボットという曲率を有するリンク形状からなる2リンクシステムに対し、周期的なエネルギー励起制御を提案し、前年度までの成果と合わせることで、安定な状態からの起き上がり運動、連続回転運動安定化を実験によって実現した。2.理論展開(1)相対次数構造という非線形システムのシステム構造解析に基づき、二入力非線形システムを入力の拡大によって厳密に線形化するためのアルゴリズムを導いた。上下倒立振子という具体的な機械システムに対しアルゴリズムを適用することで、厳密な線形化を実現する入力の拡大を導出した。(2)入出力線形化における可制御性の特異点を相対次数という観点で捉え直すことで、特異点においても破綻しない制御則を生成する出力関数の条件を明らかにした。(3)線形化出力を時変に設計する新しい手法を提案し、アクロボットと呼ばれるシステムの姿勢制御問題に対して滴用し有効性をシミュレーションで検証した。1.劣駆動系の制御問題の分類と整理(1)発散する素早いダイナミクスを利用した運動である、4リンクロボットによる跳躍動作に対し、前年度までに跳躍を実現する制御器を提案しシミュレーションで検証した。実験的検証のために4リンクロボットを作成し、提案した制御器を適用することで実験においても跳躍を実現、制御器の有効性を検証した。(2)デングリボットという曲率を持つ2リンクシステムが、静止状態ではアクロボットと呼ばれる2リンクシステムと等価であることに着目し、アクロボットに対して考案されていた時間軸変換を用いた厳密な線形化手法を、デングリボットの倒立安定化に適用することで、デングリボットの転がり運動の初動作としての倒立姿勢を実現した。さらに、倒立状態のエネルギー値に着目した振り上げ制御器を設計し、地面に置かれた状態から倒立状態へ起き上がり安定化するという一連の運動を数値シミュレーションで実現した。2.劣駆動システムに対する制御理論展開

(1)複数の課題を順次解決する制御器を、部分線形化に基づき設計するための時変な線形化関数の満たすべき条件を導出した。劣駆動UAVシステムの安定な周期運動生成のために、導出した条件を満たすような制御器を設計し適用することで制御が破綻することなく周期運動が実現できることをシミュレーションを通して検証した。(2)近似線形化は平衡点近傍でのダイナミクスをよく表現できるが、近傍外のダイナミクスは扱えない。そこで位相面上の挙動に着目し、近似線形化にフィードバックを施したものなど、規範となる位相面上の挙動にシステムのダイナミクスが近づくような非線形フィードバックを施す制御手法を提案し、単車両系に適用することで安定性を損なうことなく応答が改善できることを確認した。投球運動や跳躍運動などの素早い発散する動きを生成する制御、デングリボットや走行などのリミットサイクルの生成する制御、可制御性が変化するシステムに対する制御則など、劣駆動系の制御問題を分類しそれぞれに対し具体例と制御則を提案している。また相対次数構造に基づいた新しい視点による理論展開も進んでおり、解決しなければならない問題は多く残ってはいるが、研究計画としては概ね順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度までに得られた結果をさらに進展させると共に、得られた知見を新しい対象に対しても積極的に適用することで本研究課題を進めていく。