hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絵画知覚と知覚恒常性の関係

さらに、空間知覚において手がかりが豊富である条件において、知覚恒常性の程度が高いという従来の数多くの観察結果に基づいて、空間知覚の手がかりの条件を設けて、観察者に知覚判断を求めた。それらの実験結果を要約すれば、空間知覚の手がかりが豊富に利用できる方が、絵画知覚における補正過程が生じやすい結果の傾向が認められた。これらの結果は、絵画面の知覚においても、形と傾きの知覚恒常性のメカニズム、もしくは類似したメカニズムが生じている可能性を示唆している。当該年度は、独自の仮説に基づいた実験的検討を行い、研究成果を海外雑誌に掲載できた点は評価できる。ただし知覚恒常性との関連について、理論的な考察に加え、実験データの集積が不十分な点がある。様々な側面から絵画知覚の諸問題について、さらに実験的な検討を進める予定である。本年度は、当初の仮説に基づいた実験的検討を行った。この検討から、様々な問題点を見出し、来年度以降、改めて実験的検討を進める。研究論文が完成していない点が、反省点である。今後は、肌理勾配が形の知覚に及ぼす影響を検討した実験刺激と同じ実験刺激を用い、絵画知覚の補正過程と形の恒常性を検討する。すでに検討を行った形の知覚に対する肌理勾配の影響は、2段階の視覚情報処理で説明が可能であるとの結論で、論文を執筆中である。このモデルは、肌理勾配が傾きの知覚を決定した後に、傾きが形に影響を及ぼすという視覚情報処理である。今後は、このモデルが、正面から観察した場合も、斜めから観察した場合にも同様に当てはまるとの仮説に基づいて、実験を行い、成果を発表する予定である。本研究においては、絵画知覚と形の恒常性、傾きの恒常性の関係を考えた。この点については、当初の予定道理であり、今後もこれらの問題について検討を加える。さらにこれらのデータから、絵画知覚の補正過程には別の恒常性が関与するという仮説を考えたために、今後は新たな実験計画に基づいて、実験を行う研究費の主な使用計画は、次のとおりである。1)科学研究費の補助を受けて実施した実験に関する研究論文を、現在執筆中である。英語圏の雑誌に投稿を予定しているために、英文校閲料を必要とする。2)実験を実施したコンピューター装置はWindowsXP機種であった。本年度も実験を実施するため、Windowsのメンテナンス等の必要から、新機種を購入する。その装置を使用して、実験を継続して実施する。3)研究課題の最終年度であるために、報告書の作成を行う。そのために印刷費を必要とする。本年度と同様に、次年度も実験的検討を引き続き行う。そのために、実験に関わる物品の購入を必要とする。国内学会での発表を行うことから旅費を、また英語論文のための校閲代を必要とする。
アンドレ・ブルトンの詩学

アンドレ・ブルトンの詩法は当初は「自動記述」による散文詩作品が中心であり、詩的言説は単線的に生成されていたが、1920年代半ばから次第に自由詩作品の比重が大きくなり、改行された詩句ごとに語り直しの可能性が導入され、作品内に複数の始点を含み持つ開かれた詩法へと変化した。30年代にはオートマティスムの新たな探究が行われる一方で、詩的言語を通過させることで物質の持つ潜在的現実を出現させるポエム=オブジェの詩学も追究され、40年代以降の詩的言語を通過させることで現実世界を変容させる実践への道が開かれた。本研究の目的は20世紀フランスの詩人アンドレ・ブルトンの詩学を明らかにすることにあり、中でも彼の提示する「自動記述」という概念に対してどのようなアプローチが可能かを検討することが大きな課題のひとつであった。平成28年度の研究活動を通して明らかになったのは、ブルトンは1930年代に自動記述の探究を一時的に棚上げした、ということであった。彼は1924年の『シュルレアリスム宣言』(以下『宣言』)において大々的に自動記述の称揚を行ったが、約10年後の1933年に「オートマティックなメッセージ」というテクストで自動記述の相対化を行うことになる。これはつまり、30年代以降のブルトンの詩法は必ずしも自動記述に基づくものではないということである。このことを敢えて断言する研究はこれまでに例がなかったが、この視点を明確にすることには、ブルトンの詩学を解明する上で様々なメリットがある。たとえば、従来、ブルトンが『宣言』において自動記述の不動の理論を打ち立てたにもかかわらず、彼の手稿に書き直しの痕跡が見られるのは矛盾であり欺瞞である、という主張が、特にブルトンに批判的な言説においてなされることが多かったが、この批判は少なくとも30年代以降のブルトンの詩に関する限り、的外れなものであることが分かる。さらに、自動記述の相対化という視点を導入することで、この詩法の転換が起こる前後それぞれの時期のブルトンの詩法の変遷を、より正確に分析することができるようになる。1932年に書かれた「A・ロラン・ド・ルネヴィルへの手紙」を参照すれば、『宣言』で提示された自動記述の理論は決して完成されたものではなく、20年代を通してブルトンはその可能性を模索していたことは明らかであり、自動記述の内実を不動のものとみなす前述の批判は、この点においても有効性を失うことになるだろう。当初の予定では本年度は1919年から1948年までのブルトンの詩法の変遷をたどることにしていたが、前述の通り、そこには1933年に大きな断絶があることが明らかになった。そこで便宜的に1919年1933年までをブルトンの詩法変遷史の第一期、1933年1948年を第二期と呼ぶことにすると、本年度の研究活動はそれぞれの時期の本質的特徴の一端を明らかにすることに成功し、その限りで当初の目標は達成されたと言える。第一期は自動記述の可能性探究の時代にあたり、当初は段落形式に依拠したいわゆる散文詩作品が中心であったが、次第に詩句ごとに改行を行う自由詩作品の占める比重が大きくなる。これは、一つの始点から一つの終点へと単線的に進行する緊密な詩法が、詩句ごとに語り直しの可能性が導入され作品内に複数の始点を含み持つ開かれた詩法へと変化したということであり、結果的に自動記述の射程は大幅に拡大した。第二期においては、オートマティスムの新たな探究が行われる一方、現実空間に変更を加え強制的に現実を上書きしてしまう一種暴力的なブルトン独自の詩的描写の可能性も同時に模索されることになる。この詩的描写の可能性はまず、詩句と日用品とを組み合わせ新たな詩的現実を出現させるポエム=オブジェ作品の制作を通じて実験的に試みられ、次第に描写対象の規模を広げることでその実効力を拡大したのだった。本研究の目的は20世紀フランスの詩人アンドレ・ブルトンの詩学を明らかにし、その詩学がブルトンの活動全体とどのような影響関係にあるのかを解明することでブルトンという作家の総体の本質を探るものであった。今年度は、共著書『シュルレアリスムと抒情による蜂起』にブルトンの長編詩「三部会」の新訳を掲載し、同書掲載論文「線と糸との物語ーアンドレ・ブルトンの『三部会』」ではその具体的な分析を行った。その結果、独自の言語操作を通して詩的言語を自由に展開し、結晶化した詩的イメージを通して思考を練り上げる詩人ブルトンの手法が浮き彫りになった。頭の中に先行するイメージを言葉で表現するのではなく、詩的イメージを通して思考するというブルトンの本質的な姿勢は、1930年代から彼の実践するポエム=オブジェにおいて特に顕著であり、学会発表「潜在的現実の現働化ーアンドレ・ブルトンにおけるポエム=オブジェの詩学」ではその詩学の射程の解明を試みた。詩的言語を通過させることで、物質の持つもうひとつの姿(潜在的現実)を出現させるポエム=オブジェの詩学は、40年代以降には詩的言語を通過させることで現実世界を変容させる実践へとつながる。『秘法17』などにも見られるこの一種の〈詩的描写〉は、30年代半ばにブルトンの主張していたランボーとマルクスを一致させるという独自の世界変革理論を具体的に実践するものであった。

『ナジャ』はしばしばブルトンの、あるいはシュルレアリスムの代表作として紹介されるが、以上のようなブルトンの独自性はまだ見られず、むしろキュビスムを含むモダニズムの影響の色濃い過渡的な作品と捕らえた方が、『ナジャ』の本質を正確に把握できるものと思われる。既存のブルトン像を根底から揺さぶるこの新たな視座を提示したのが研究集会発表「『キュビスム詩』の徴のもとにーアンドレ・ブルトン「ナジャ」の断片形式」であった。アンドレ・ブルトンの詩法は当初は「自動記述」による散文詩作品が中心であり、詩的言説は単線的に生成されていたが、1920年代半ばから次第に自由詩作品の比重が大きくなり、改行された詩句ごとに語り直しの可能性が導入され、作品内に複数の始点を含み持つ開かれた詩法へと変化した。30年代にはオートマティスムの新たな探究が行われる一方で、詩的言語を通過させることで物質の持つ潜在的現実を出現させるポエム=オブジェの詩学も追究され、40年代以降の詩的言語を通過させることで現実世界を変容させる実践への道が開かれた。本年度の研究で明らかにしたブルトンの詩法変遷史の第一期、第二期の分析の総括を行うと共に、続く第三期(1948年1966年)の分析を行い、ブルトンの詩学の全体像の通観的展望の素描を準備する。紀要論文の作成や学会発表などの機会を利用してその研究成果を発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。近代フランス文学29年度が最終年度であるため、記入しない。
スピン制御による半導体超構造の新展開

研究目的:これまで個別に進められてきた半導体超構造におけるスピンに関する材料、超構造作製、測定、理論の研究を総合的有機的に結びつけることによって、(1)スピン物性の顕著に発現する半導体超構造の作製法の確立し、(2)半導体超構造におけるスピン物性を解明して、(3)スピンという新しい自由度を利用した半導体超構造の応用の可能性を明らかにする。研究経過:III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体、磁性不純物添加半導体をとりあげ、新しい磁性半導体の開発や、メゾスコピック領域も含めた超構造のスピン物性を明らかにする理論並びに実験を進めた。研究成果は平成9年1月27-28日に開催された公開の研究会にて発表した。平成7-8年度の研究成果としては、次のものが特に重要である。1.シリコン上への磁性体のエピタキシャル成長半導体LSIの中心材料であるSi(001)上に、室温で強磁性を示す金属間化合物(MnAsなど)をエピタキシャル成長することに初めて成功した。3.半導体超構造による磁性原子の交換相互作用の制御磁性原子中の電子スピン間の交換相互作用が、半導体超構造における量子サイズ効果によって制御可能であることを理論的に示した。4.自由磁気ポーラロンの確認これまで無いとされてきた自由磁気ポーラロンの存在を実験的に明らかにした。本研究の目的は、これまで個別に進められてきた半導体超構造におけるスピンに関する材料超構造作製、測定、理論の研究を総合的有機的に結びつけることによって、(1)スピン物性の顕著に発現する半導体超構造の作製法の確立し、(2)半導体超構造におけるスピン物性を解明して、(3)スピンという新しい自由度を利用した半導体超構造の応用の可能性を明らかにする、ことにある。このために、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体、磁性不純物添加半導体をとりあげメゾスコピック領域も含めた超構造のスピン物性を明らかにする理論と実験を進めた。本年度の研究成果としては、次のものが特に重要である。1.シリコン上への磁性体のエピタキシャル成長NiAs型の六方晶の結晶構造を有するMnAsなどのMnモノプニクダイド化合物は、室温で強磁性を示す金属間化合物である。本研究では半導体LSIの中心的材料であるSi(001)上に、良質の強磁性MnAsエピタキシャル薄膜を成長することに初めて成功した。これまで全く不可能であると考えられてきた半導体中の磁性原子のスピン間の相互作用を人工的に制御できることを初めて示したものである。研究目的:これまで個別に進められてきた半導体超構造におけるスピンに関する材料、超構造作製、測定、理論の研究を総合的有機的に結びつけることによって、(1)スピン物性の顕著に発現する半導体超構造の作製法の確立し、(2)半導体超構造におけるスピン物性を解明して、(3)スピンという新しい自由度を利用した半導体構造の応用の可能性を明らかにする。研究経過:III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体、磁性不純物添加半導体をとりあげ、新しい磁性半導体の開発や、メゾスコピック領域も含めた超構造のスピン物性を明らかにする理論ならびに実験を進めた。1.シリコン上への磁性体のエピタキシャル成長半導体LSIの中心材料であるSi (001)上に、室温で強磁性を示す金属間化合物(MnAsなど)をエピタキシャル成長することに初めて成功した。3.半導体超構造体による磁性原子の交換相互作用の制御磁性原子中の電子スピン間の交換相互作用が、半導体超構造における量子サイズ効果によって制御可能であることを理論的に示した。
異質な集団を含むデータに対する統計的学習理論を用いたモデル開発と臨床医学への応用

本研究の目的は,異質な部分集団で構成されるデータに対し「予測力(または説明力)」と「解釈可能性」が両立した統計モデルの構築を模索することである.本年は,解釈可能性を担保する方法としてのpAUCについて主に研究を行った.臨床医学においては,対象集団についてある治療とその対照治療の効果を比較し,因果的な効果を推定する必要がある.しかし,一部の対象患者においては有効性の欠如・有害事象の発生などの理由から試験治療を中止する場合がある.したがって,評価変数の欠測が,無視できない割合で生じてしまう.このような場合に,特定の閾値を定め,連続量の評価変数を二値化して評価することが考えられる.この方法を反応例解析という.これは,欠測のメカニズムの仮定が不要である長所がある一方で,二値化により情報損失が伴うという欠点を孕む.この問題を軽減するために,評価変数の経験累積分布関数の部分曲線下面積の差(partial area under the curve; pAUC)を評価項目として用いることを提案した. pAUCは,特定の閾値以上(以下)の反応例割合の平均に比例するという有用な解釈ができる.理論的な解析や数値実験から,提案法は反応例解析より検出力が増大する場合があることが示された.pAUCを,欠測値データに対する新たな解析法として提示することができた.当初想定していたクラスタワイズ回帰モデルについて遅れている部分はあるが,今年度の研究を回帰モデルに応用するという新たな着想が得られた.上記の2点を総合的に考慮すると,進捗は順調であるといえる.クラスタワイズ回帰モデルに基づく,より解釈可能な形のモデルの構築と,その推定方法の確立を行う.既存の方法では,クラスタの情報を共変量から読み取ることが難しいが,これを克服するためのクラスタリング法をまず確立させる.また,Andモデルを実現させる決定木やOrモデルとしての適応的インデックスモデルを取り込むことも視野に入れて研究を推進する.本研究の目的は,異質な部分集団で構成されるデータに対し「予測力(または説明力)」と「解釈可能性」が両立した統計モデルの構築を模索することである.本年は,解釈可能性を担保する方法としてのpAUCについて主に研究を行った.臨床医学においては,対象集団についてある治療とその対照治療の効果を比較し,因果的な効果を推定する必要がある.しかし,一部の対象患者においては有効性の欠如・有害事象の発生などの理由から試験治療を中止する場合がある.したがって,評価変数の欠測が,無視できない割合で生じてしまう.このような場合に,特定の閾値を定め,連続量の評価変数を二値化して評価することが考えられる.この方法を反応例解析という.これは,欠測のメカニズムの仮定が不要である長所がある一方で,二値化により情報損失が伴うという欠点を孕む.この問題を軽減するために,評価変数の経験累積分布関数の部分曲線下面積の差(partial area under the curve; pAUC)を評価項目として用いることを提案した. pAUCは,特定の閾値以上(以下)の反応例割合の平均に比例するという有用な解釈ができる.理論的な解析や数値実験から,提案法は反応例解析より検出力が増大する場合があることが示された.pAUCを,欠測値データに対する新たな解析法として提示することができた.当初想定していたクラスタワイズ回帰モデルについて遅れている部分はあるが,今年度の研究を回帰モデルに応用するという新たな着想が得られた.上記の2点を総合的に考慮すると,進捗は順調であるといえる.クラスタワイズ回帰モデルに基づく,より解釈可能な形のモデルの構築と,その推定方法の確立を行う.既存の方法では,クラスタの情報を共変量から読み取ることが難しいが,これを克服するためのクラスタリング法をまず確立させる.また,Andモデルを実現させる決定木やOrモデルとしての適応的インデックスモデルを取り込むことも視野に入れて研究を推進する.(理由)研究遂行に必要な物品や活動に対して研究費を執行した際,当初の見込み額と若干のずれが生じた.具体的には,物品の価格変動と海外出張時の為替変動である.(使用計画)上記の理由により執行額と見込み額に多少の差が生じたが,研究計画自体に変更はない.今年度の研究を土台に,計画に沿って研究を推進する.生じた差額は,書籍または外部記憶装置の購入に充当する予定である.物品費は,研究に関連する書籍や数値実験の結果を保管する記憶装置の購入に使用する予定である.旅費は,研究推進に必要な学会参加や研究打ち合わせのために使用する予定である.また,資料整理の依頼に対する謝金や,論文の英文校正のための支出も計画している.
卵膜を介した胎児・母体間クロストークの分子機構の解析

本研究では、ニューロトロフィンをはじめとする各種神経栄養因子の受容体の発現を羊膜において確認し、これらの神経栄養因子・伝達物質が母児間のシグナル伝達を担っている可能性が示唆された。また初代羊膜間葉細胞において、早産発症因子である胎児ファイブロネクチンによるコラーゲン分解酵素やプロスタグランジン産生の増加が、トラネキサム酸により抑制され、前期破水・早産の予防・治療に応用できる可能性が示唆された。羊水は、胎児・母体両方の状態を反映した情報に満ちている。本研究では、子宮内での胎児・母体間クロストークという視点で、羊水・卵膜を介したシグナル伝達を、胎盤を介した主たる機構を補完する機序としてとらえ、これまでに不明な点の多い卵膜の機能に関して、主に成長因子受容体発現を端緒として解析し、妊娠の恒常性維持や胎児発育さらには各種病態にいかにかかわっているか、また卵膜を構成する羊膜、絨毛膜、脱落膜間の相互作用について検討する。これにより胎児発育や子宮内環境維持における胎盤と羊水・卵膜の役割に関する新たな知見を得ることを目的とした。平成22年度は、同意の得られた正常および妊娠高血圧症候群等の合併症妊産婦より、胎盤、卵膜、羊水、臍帯血及び母体血液を採取し、卵膜組織は、羊膜、絨毛膜、脱落膜に分離してRNAを抽出し、cDNAを作成した。定量PCR法にて各種成長因子およびその受容体mRNAの発現を測定したが、これまでのところneurotrophin受容体、FGF受容体の発現を確認した。また既知の胎盤成長因子であるIGF、PIGFについても併せて測定し、これらの発現を認めた。今後、臍帯血、羊水および母体血液中の成長因子濃度をELISA法にて測定し、妊娠週数や各種病態における変化を検討し、妊娠中の成長因子およびその受容体の発現プロファイルを作成する。一方、ヒト卵膜より羊膜、絨毛膜、脱落膜を分離し、各々の細胞培養系の作製を試みた。現時点で、安定した培養細胞系が得られていないが、今後、各濃度の成長因子を添加して、(1)細胞の増殖、(2)アポトーシスの程度、(3)血管増殖因子の発現、(4)自身の発現に対する効果を検討し、また受容体の選択的阻害剤がある場合はそれを添加することにより、上記の効果が当該成長因子受容体を介しているかを確かめるとともに、その機能についての検討を行う予定である。本研究では、子宮内での胎児・母体間クロストークという視点で、羊水・卵膜を介したシグナル伝達を、胎盤を介した主たる機構を補完する機序としてとらえ、これまでに不明な点の多い卵膜の機能に関して、主に成長因子受容体発現を端緒として解析し、妊娠の恒常性維持や胎児発育さらには各種病態にいかにかかわっているか、また卵膜を構成する羊膜、絨毛膜、脱落膜間の相互作用について検討することにより胎児発育や子宮内環境維持における胎盤と羊水・卵膜の役割に関する新たな知見を得ることを目的とした。平成22年度には、採取した組織や血液から神経栄養因子とその受容体、FGF受容体、またIGF、P1GFの発現を確認した。平成23年度は、それらの成長因子濃度や受容体発現の各種病態における変化を検討したが、これまでのところ、血中P1GFの増加等既知のものを除き、病態による有意な発現変化は確認できていない。一方、ヒト卵膜より羊膜、絨毛膜、脱落膜を分離し各々の細胞培養系の作製を行った。羊膜細胞、脱落膜細胞についてはほぼ安定した培養系が得られたことを確認できたが、絨毛膜細胞培養系はまだ確立していない。また羊膜細胞を低酸素や酸化ストレスを加えて培養し、各濃度の成長因子の添加して解析を開始したところであるが、これまでのところ明らかな効果は確認できておらず、引き続き解析を行っていく予定である。卵膜を介した胎児・母体間クロストークの分子機構の解析として、平成24年度は、主に早産発症のメカニズムの解明に向けての研究を行った。胎児ファイブロネクチン(fetal fibronectin, fFN)は胎児組織より産生されるファイブロネクチンであり、膣分泌物・子宮頸管粘液より検出されるfFNは従来より早産の予知マーカーとして広く使用されている。しかし子宮内環境におけるfFNの機能はこれまで明らかではなかった。Mogamiらはヒト初代羊膜細胞にfFNを投与すると、羊膜間葉細胞でコラーゲン分解酵素であるマトリックスメタロプロテナーゼ(MMPs)が増加することを発見し、コラゲナーゼであるMMP1、およびゼラチナーゼのMMP9の遺伝子発現および酵素活性の上昇をin vitroで確認した。さらに羊膜間葉細胞ではプロスタグランジン産生の律速酵素であるcyclooxygenase-2 (COX2) mRNAがfFNにより増加し、培養上清中のPGE2濃度が有意に増加することを報告している(Mogami H, JBC, 2013)。

一方、止血剤のトラネキサム酸は線溶系を阻害して止血効果を発揮するが、抗炎症効果も併せ持つことが知られている。これに基づき、初代羊膜間葉細胞をトラネキサム酸で30分前処理した後、fFNを投与すると、MMP1, MMP9,およびCOX2mRNAの上昇が有意に抑制されることを発見した。同様にエンドトキシンのLPSによるMMP1, MMP9,およびCOX2 mRNAの上昇もトラネキサム酸により有意に抑制された。この詳細なメカニズムは現在まだ解析中であるが、これらの基礎データはトラネキサム酸が羊膜のコラーゲン分解、ひいては前期破水を抑制し、あるいはPGE2の増加による子宮頸管の熟化や子宮収縮を阻止し、早産の新たな予防・治療法へ発展する可能性を示唆するものである。解析した因子の各種病態における発現制御が確認できていないため。また絨毛膜細胞培養系が安定せず、以後の実験に供することができていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。新たに各種病態から採取した試料を含めその品質をチェックしたうえで、解析する因子の発現変化について再度確認し、動物実験へと展開していく予定である。また細胞培養は培養条件を改善し解析を進めていく予定である。
稀有事象分析に対する階層ベイズモデルと情報量規準の応用

原子力施設の地震PSAでは地震動による機器・システムのフラジリティ評価が必要である。しかし、地震動による損傷のメカニズムは複雑でデータも不十分なためフラジリティの予測には不確かさが伴う。そこで、ベイジアンモデルを用いて、外部事象による共通原因故障の定量化手法を提案し、少ない知見・データからフラジリティ予測の不確かさを低減できる手法を確立した。不確かさの指標としては情報量基準を用いている。本手法は稀に発生する大規模地震に伴うリスク評価とリスク管理に有効であることを示した。地震の確率論的安全評価(SPSA)は、原子力施設の耐震安全性について総合的な性能を評価するための有効な手法である。この手法では、施設周辺にて発生する地震震度の関数で表される故障確率と定義する地震損傷度(フラジリティ)を評価し、これとシステムモデルを組み合わせることにより、地震による原子炉の事故シーケンスを定量的に評価できる。フラジリティの不確かさは、システムを構成する機器の故障メカニズム、耐震性能、および地震の応答に関する知識不足に由来する。その不確かさが大きいため必要十分な安全裕度が確保できないと考えられる場合には、評価の精度を向上させ不確かさを低減させる必要がある。その直接的な方法は、機器の耐震試験を実施し、その試験結果を反映してフラジリティ評価を行うことである。本研究では、このような目的で実施する耐震試験の加速度レベルを最適化する手法を示した。また、耐震試験の試験結果をフラジリティ評価に反映するための数学的手法を開発した。試験結果を事後情報としたベイズ法を用いてフラジリティ評価を更新し、更新したフラジリティを用いてSPSAを実施した結果、その不確かさが小さくなったことなどから、提案した手法が有用であることが示された。ベイズ法を適用するにあたり、フラジリティモデルに使用される対数正規分布がベイズ共役関数を持っていないため、評価精度を劣化させることなく事後分布を対数正規分布へ近似する手法を示した。また、試験によって新たに得られた知見の重要性を数値化するための基準として情報エントロピーを用いた。情報エントロピーは情報の持つ価値を示し、情報エントロピーの大きさと損傷確率の不確かさの低減量は一致することが示された。結論として、情報エントロピーに基づく判断基準を用いれば、不確かさを小さくする試験条件の提案などが可能であることが確認された。地震PSAでは地震動による原子力施設の機器のフラジリティ評価が必要である。地震動による損傷のメカニズムは複雑でデータも不十分なため、統計的なアプローチでフラジリティモデルは予測されている。少ない知見・データから予測モデルを作成すれば、不確かさの大きなモデルになる。モデルの不確かさを低減するには新規データのモデルへの反映が必要である。そこで、新規データをフラジリティモデルに反映させる方法としてベイズ推定を提案し、事後分布として得られるフラジリティモデルの評価手法としてカルバック・ライブラー(K-L)情報量規準による方法を提案した。これにより、新規データを用いたベイズ更新後の事後分布評価に適用が可能となり、最尤法評価と比較することにより、モデルパラメータを決定する最善の手法であることが判明した。また、ベイズ更新後のフラジリティの不確かさの低減量を定量的に説明する方法として、情報エントロピーを導入した。フラジリティの更新のための効果的な新規情報取得戦略として、エントロピーが最大になる条件の情報がもっとも効果的であることを示した。情報エントロピー期待値が最大になる条件は、フラジリティの中央値(強度の中央値)と同じ大きさの場合である。これにより、例えば振動台にて加震試験を行う場合、最適な加震の大きさを決定することができる。さらに、エントロピーと不確かさの低減量を結びつける量を示した。低減するべき不確かさに対応したエントロピーを求めることができるため、新規にデータを取得するための試験を計画する場合、その効果をあらかじめ知ることができる。この手法は、試験コストの高い大型振動台による限界荷重測定試験などを行う場合に効果的である。そこで、少ない知見・データからフラジリティ予測の不確かさを低減できる手法があれば、地震に伴うリスク管理に有効である。そこで、ベイズ更新後のフラジリティの不確かさの低減量を定量的に説明する方法として、情報エントロピーを導入した。また、エントロピーとフラジリティの不確かさ低減効果を結びつける量を示した。地震時などの外部事象では共通原因故障の評価が重要である。

それは、地震などはすべての機器・システムに同じ環境を付与するため、本来、多重に用意された冗長システムが同時に機能しなくなる可能性があるからである。そこで、ベイジアンネットワークを用いて、外部事象による共通原因故障の定量化手法を提案した。ベイジアンネットワークにより、複数のシステムへの共通原因が及ぼす影響の因果関係を同定し、その同時故障確率を条件付き確率として定量化することが可能になる。
リピドミクス解析による漢方薬の新しい脂質代謝制御活性の検出

防已黄耆湯(BOT)の投与はコール酸添加食によって誘導される肝傷害を軽減した。BOTの投与は肝臓におけるコレステロールエステルの増加には影響しなかったが、減少したトリグリセリド(TG)を有意に増加させた。またこのとき、一価不飽和脂肪酸(MUFA)含量の増加とステアリン酸CoA不飽和化酵素(SCD1)の発現量の上昇が伴っていた。以上の結果から、BOTによるコール酸誘発肝傷害の軽減には、肝臓でのSCD1によるMUFA合成とそれに起因するTG合成の増加が関わっていると示唆された。本研究は、リピドミクス解析が漢方薬の新しい脂質代謝制御活性を検出するのに有効な手法であることを示した初めての事例である。平成24年度においては、マウスに対してコール酸添加高脂肪食(HFCA食)を摂取させたときに誘導されるコレステロールエステル(CE)の顕著な蓄積を伴う脂肪性肝炎様症状に及ぼす防已黄耆湯(BOT)の影響を検討した。HFCAの摂取によって誘導される血清ならびに肝臓中のCE濃度上昇、ならびにリピドミクス解析から得られた各種脂質中の脂肪酸構成の変動に対しては、BOTの投与は有意な影響を及ぼさなかった。しかしながらHFCA摂取よって誘導される肝炎マーカーである血清トランスアミナーゼ活性の上昇は、BOTの投与により有意に抑制された。一方、HFCA食による血清ならびに肝臓におけるCE濃度の上昇は、脂質低下剤であるエイコサペンタエン酸(EPA)エチルエステル投与によって明らかに抑制されたが、肝炎症状は逆に悪化することも判明した。それ故、HFCA食によって誘導されるCEの蓄積は、これに伴う肝炎の増悪因子ではないと判断できた。また、HFCA食中に添加されている脂肪は、肝臓への脂質の蓄積を促進するために添加されているが、別の予備的検討から脂肪を添加しないコール酸のみを添加した飼料によっても、肝臓へのCEの蓄積と肝炎症状が誘発されるとも判明した。すなわちコール酸の投与のみでも、マウスに脂肪性肝炎様症状を誘導できるといえる。そこでこのコール酸添加食を摂取させたマウスに対するBOTの影響を引き続いて検討した。マウスにコール酸のみを添加した飼料を与えた場合に誘導される血清トランスアミナーゼ活性の上昇は、同様にBOTの投与によって有意に低下することがわかった。以上の結果から、BOTにはコール酸の直接的な肝細胞傷害作用を防御する可能性が示唆された。昨年度(計画の第2年度)において、脂肪を添加していないコール酸のみを添加した飼料によっても、マウスにおいて肝傷害ならびにコレステロールエステルを主体とする肝臓への脂質蓄積が起こること、またこの時の肝傷害に対しても、防已黄耆湯(BOT)の投与が改善作用を示すことを明らかにできた。そこで本年度では当初の計画に修正を加えて、このコール酸のみを含む飼料による肝傷害に対するBOTの影響をさらに詳細に解析した。特にこのモデルでは、肝臓におけるトリグリセリド(TG)含量の低下が著しくみられるのが特徴であった。BOTの投与は、コール酸のみの添加によって誘導される肝傷害を軽減するとともに、肝臓でのケモカインmRNAの上昇を有意に低下させることを明らかにした。さらにこの肝臓で著しく低下したTG含量が、BOTの投与によって部分的に回復することもわかった。またこれには一価不飽和脂肪酸の増加とステアリン酸CoA不飽和化酵素1(SCD1)のmRNAならびにタンパク質量の増加が伴っていた。コール酸の投与によって、肝臓中の抱合体型コール酸の含量が著しく増加していたが、これに対してBOTの投与は有意な影響を及ぼさなかった。以上の結果から、BOTによるコール酸誘発肝傷害の軽減には、肝臓でのSCD1を介する一価不飽和脂肪酸合成ならびにそれによるTG合成の増加が関わっていると示唆された。また逆に肝臓でのこのような脂質代謝変動は、同肝傷害がBOTによって軽減された結果として起こっている可能性もある。一方当初の計画において本年度において検討する予定であった大柴胡湯のコール酸添加高脂肪食による肝傷害ならびに脂質レベルの変動に対する影響を検討した。しかしながら大柴胡湯の有意な影響は確認することはできなかった。初年度(平成23年度)においては、コール酸添加高脂肪食(HFCA)を与えることによって誘導されるコレステロールの顕著な蓄積を伴う脂肪性肝炎症状に対する防風通聖散(BTS)の影響を、マウスを用いて検討した。血清脂質プロファイルの解析から、BTSの投与は血清中のトリグリセリド濃度を低下させる傾向を示した。しかしながら血清中のコレステロール濃度に対しては、影響を及ぼさなかった。肝臓のmRNA発現解析より、リポプロテインリパーゼ(LPL)の遺伝子発現量がBTS投与により有意に高くなっていることが判明した。一方、血清中の脂質脂肪酸組成をリピドミクス解析により調べたが、BTSは血清中脂肪酸組成には影響を及ぼさないことがわかった。

以上の結果から、BTSは肝臓のLPLの発現量の増加を介して血清中のトリグリセリド濃度の低下傾向を誘発したと考えることができる。ただしBSTは脂肪酸組成の変化を誘導しなかったことから、このBTSの作用には脂肪酸の鎖長延長および不飽和化反応の変動は関与しないものと考えられる。一方BTSの投与は、肝傷害のマーカーである血清中トランスアミナーゼ活性値および肝臓中の炎症性サイトカインのmRNA発現量には有意な影響を及ぼさなかった。それ故BTSには肝炎症状を軽減する作用は認められないと判断できる。平成23および24年度において防風通聖酸、防已黄耆湯ならびにエイコサペンタエン酸が、コール酸添加抗脂肪食によって誘導される脂肪性肝炎様症状に対する影響を検討してきた。当初の研究計画では、肝臓への脂質、特にコレステロールエステル(CE)の蓄積が起点となり、肝傷害へと進展すると考えていたが、これまでの2年間に得られた研究結果から、肝臓へのCE蓄積は肝炎の原因ではないと考えるに至った。すなわち、HFCAによって誘導される脂肪性肝炎モデルにおける肝臓へのCEの蓄積と、肝傷害の進展に関しては、別に分けて研究を行っていく必要がある。しかしながらこれらは新しい知見であり、また上記漢方方剤の本モデルおける肝傷害に対する作用の差異に関する重要な示唆が得られたことから、今後の研究の方針の変更が必要となってきたものの、本研究結果の意義は高いと考えている。それ故現在までの研究はおおむね順調に進展していると判断した。当初の計画通り、防風通聖散の脂肪性肝炎に伴う脂質代謝に及ぼす影響を明らかにすることができたことから、本研究の達成度は満足できるものと判断している。ただし本漢方方剤には、本脂肪性肝炎モデルの主な病因であるコレステロール蓄積や肝炎症状に対する目立った影響が認められなかったために、これらに関する詳細な解析を進めるには至らなかった。この点により平成23年度において使用予定であった研究経費の一部が余剰となった理由である。HFCA食によって誘導される脂肪性肝炎様症状の発症において、肝臓へのCEの蓄積や肝傷害の発症には脂肪負荷よりは、コール酸の添加が重要な役割を担っていることがわかった。またコール酸によって誘導される肝炎症状に対して防已黄耆湯の投与が改善作用を示すことが判明したことから、この機構の解明に関する研究を次年度に追加する。すなわちコール酸のみを添加した飼料によって誘導される脂質代謝の変化ならびに肝傷害に対する影響を評価する。一方当初から計画していた大柴胡湯の影響については、これまでの研究結果を踏まえて、その漢方方剤が肝臓へのCEの蓄積と肝炎症状に対する影響とを分けて検討できるような実験計画を立てる。当初の計画における推進方策を変えることなく、平成24年度においては防已黄耆湯の脂肪性肝炎に伴う脂質代謝に及ぼす影響を検討する。ただしリピドミクス解析に関しては今後はより詳細な結果が得られるように、脂質分画をより細かく行い、その脂肪酸組成の比較を行いたい。最終年度(平成25年度)においては、防已黄耆湯がコール酸のみによって誘発される肝傷害に対する影響の評価のために研究経費を使用する。
スペースブロックを用いたインターネット上の建築都市空間データベースの作成

スペースブロック表記を利用したデジタルデータベースをインターネット上に構築するために、現実の建築・都市空間からサンプルを選び、現地調査をもとにデータ構築を行った。平成9年度には、ポンピドゥーセンター前広場(パリ)、ラ・トゥーレット修道院(リヨン)、ヴィットリオ・エマニュエル二世のガレリア(リヨン)、カンポ広場(シエナ)、パンテオン(ローマ)、チステルニーノ(南イタリアの小都市)の小広場、など、境界が明確で比較的スペースブロック表記が容易な事例の調査を行った。平成10年度には、光の効果を生かしたフィンランドにあるアルバ・アアルトの作品群、ベルリン国立ギャラリー、ギャラリーラファイエット百貨店(ベルリン)、クンスタル(ロッテルダム)などの近代・現代の建築を中心に、スペースブロックでの表記に工夫が必要と思われる事例の調査を行った。いずれもその空間内の一つないし複数の視点から、周囲を見回した画像を収集した。これらのデータをもとに、コンピュータ上でインタラクティブに見回すことのできるQuickTimeVRの技術を利用して、データベースを構築した。このデータベースによって、図面や1枚の写真だけはわかりにくい、取り囲まれた空間の雰囲気を再現することでできることがわかった。また、この見回し画像のデータに様々な加工をして比較することで、ある空間の雰囲気を再現するには、その空間の特性によって、複数の点からの見回し映像が効果的である場合、照明と反射光が重要である場合、隣接する空間や外部空間とのつながりが意味をもつ場合、天井や床の素材が影響する場合などがあることが具体的に示された。(東京、名古屋の女子大学生を対象)のデータを集計し、デパートのスキーマについて考察を行った。スペースブロック表記を利用したデジタルデータベースをインターネット上に構築するために、現実の建築・都市空間の中からサンプルを選び、実地調査を行いデータ構築を行った。予備調査は平成9年秋に東京フォーラムのガラス塔で行った。本調査は平成9年12月に、ポンピドゥセンター前広場(パリ)、オルセ-美術館(パリ)、ラ・トゥーレット修道院(リヨン)、ヴィットリオ・エマニュエル二世のガレリア(ミラノ)、カンポ広場(シエナ)、ウフィツィ広場(フィレンツェ)、カンピドリオ広場(ローマ)、パンテオン(ローマ)、チステルニ-ノ(南イタリアの小都市)の広場と袋小路、などを対象に行った。いずれも、特徴的な空間として評価が高く、周辺を壁などによって取り囲まれていて、スペースブロック表記を適用するのに容易と思われるものを選んだ。各調査対象とも視点を決め、そこからの360度あるいは180度のデジタル画像を撮影している。これらを元に、Quick Time VRの技術を利用したインタラクティブな見回し映像を作成中である。また、デジタルデータベースには、短時間のものであれば音声を含んだ動画を収録することが可能である。そこで、場所の雰囲気をよりよく再現するために並行してビデオ画像も撮影しており、編集作業を進めている。平成10年度には、壁などに囲まれていない空間をスペースブロック表記する技法も開発し、同時に教育ツールとして利用することを計画している。本研究は、写真や図面では取り扱いにくい「空間」の質に関して、「スペースブロック」という概念を導入すること、及びQTVRに代表される新しいメディアを用いることで、新しいメディアを開発しようとするものである。高度に複雑で優れた質を持つ空間は、従来の印刷メディア(写真・図版・文字)ではそのエッセンスの伝達が困難であり、それ故専門家によって神秘化される傾向があった。また新しく実現される空間も静止画写真によって見栄えのするものとなる傾向が強かった。しかし実際に体験すればそうした空間の質は誰にでも理解可能なものであり、メディアに問題があったといえる。本研究では、QTVRとVTRを用いることで、現地での空間体験をどの程度まで再現可能かを実験し、その成果をインターネット上に公開し共有されることを目的とする。

平成9・10年に2度の海外調査を実施し、ポンピドーセンター前の広場のように多くの人が知っている空間、及びアルヴァ・アアルトの建築に代表される優れた質を持っているが写真や図面からはその質が伝わりにくい空間を実地に調査し、写真及び静止画VTR(音声入り)で記録した。写真からはQTVRを作成しさらに対象空間の特性を明らかにする方法での画像処理を施している。静止画VTRでも同様の処理を行い、時間・様相を含む空間の伝達を試みた。なお、現在その成果の一部をインターネヅト上で公開しているが、さらに資料に分析を加えることで、データの採集方法や加工方法をより一般化してインタラクティブな(空間データの登録と受け取りを誰もがどこからでも行える)データベースの構築を目指している。
シリコン点欠陥における強相関・強結合量子状態の理論研究

高純度シリコン単結晶が、僅かに含まれる原子空孔により、極低温において異常なソフト化を示すという超音波実験の結果が報告され、極低温での局所量子状態の基礎物理と、半導体基盤のシリコンウェハーにおける最先端欠陥観測技術への応用の両面から注目されている。このソフト化の物理を解明する為、微視的描像からのアプローチとして、先行理論を拡張した原子空孔のクラスターモデルを導入し、厳密対角化法を用いて電子相関・電子フォノン相互作用の効果を調べた。その結果、電気的に中性な電荷状態VOの基底状態は、電子相関効果でスピン1重項・軌道2重項になるが、電子フォノン相互作用によってスピン3重項・軌道3重項へ、さらに強結合領域ではスピン1重項・軌道3重項へと変化する事を明らかにした。この最後の状態は、non-dopedシリコンが示す磁場依存性のないソフト化を良く説明する。また、B-dopedシリコンにおいては、電子フォノン相互作用によって、電気的に+1価のV+状態が現れる事を示した。これらの結果は、先行研究の結果と対照的な反面、超音波実験の結果を良く説明し、極低温における強相関・強結合効果の重要性を表している。さらに、巨視的描像からのアプローチとして、シリコンの第一原理計算の結果を再現する強束縛模型を構築し、そこに原子空孔ポテンシャルを導入して完全結晶中に一個の原子空孔に対するGreen関数を求めた。得られたGreen関数から原子空孔準位の電荷状態及び多極子感受率の空間分布を調べた結果、電子密度の2割程度が5Åから20Åという非常に広範囲に分布しており、この広がりの効果によって、四極子を含めた高次の多極子感受率が異常に増大している事を明らかにした。さらに、負のスピン軌道相互作用の存在が示唆されている問題に対しては、点電荷模型を用いてスピン軌道相互作用を見積り、波動関数の広がりによって負の結合定数が得られる事を初めて示した。近年、極低温での超音波測定により、高純度シリコン単結晶が、僅かに含まれる原子空孔により異常なソフト化を示すという実験結果が報告され、極低温での局所量子状態の基礎物理と、半導体基盤のシリコンウェハーにおける最先端欠陥観測技術への応用の両面から注目されている。その結果、電気的に中性な電荷状態V0の基底状態は、電子相関効果でスピン1重項・軌道2重項になるが、電子フォノン相互作用によってスピン3重項・軌道3重項へ、さらに強結合領域ではスピン1重項・軌道3重項へと変化する事を明らかにした。また、これまで常識とされていたNegative Effective-U Systemは軌道内クーロン相互作用のみで説明可能である事、電子とTrigonalモードフォノン相互作用によって解消し電気的に+1価のV+状態が現れる事を明らかにした。極微小且つ極微量な原子空孔がマクロな超音波測定で観測される為には、大きな四極子感受率が必要である。得られたGreen関数から原子空孔準位の電荷状態及び多極子感受率の空間分布を調べた結果、電子密度の2割程度が5Åから20Åという非常に広範囲に分布しており、この広がりの効果によって四極子を含めた高次の多極子感受率が異常に増大している事を明らかにした。

さらに、負のスピン軌道相互作用の存在が示唆されている問題に対しては、点電荷模型を用いてスピン軌道相互作用を見積り、波動関数の広がりによって負の結合定数が得られる事を初めて示した。
レーザアブレーションを利用した新しい消火技術に関する研究

高出力のパルスレーザを固体表面に照射すると,固体がレーザエネルギを吸収し爆発的に溶融・蒸発するレーザアブレーションが生じる.このとき衝撃波と高速気流,高温ガスそして乱れを形成する.本研究はレーザアブレーションを利用した拡散火炎の新しい消火法について検討し,その消火特性の解明を目的とした.これまで単一パルスでレーザ消火実験を行っていたが,レーザアブレーションの影響する空間範囲は投入するレーザエネルギの大きさに依存して限定的であることがわかっている.そこで本年度はレーザの繰り返し発振機能を用い,レーザ焦点を空間的に移動することでレーザアブレーションを多点形成し,単一パルスでは消火不可能な火炎基部幅の大きな拡散火炎の消火について検討を行った.火炎はアクリルとメタンガスを使用して形成した.レーザ焦点の移動は光学系を電動スライドレール上に構築し移動させることで行った.レーザ発振は20Hzの繰り返し,エネルギ:200mJ/pulse,焦点距離:100mmで行った.この条件で火炎基部が約100mmの幅を有するガス火炎の消火に成功した.そして火炎基部幅が30mmのアクリル上の火炎の消火にも成功した.そしてガス火炎を消火対象とした場合,火炎基部とレーザ集光位置が近ければ近いほど消火能力が増加することがわかった.それに対して,固体燃料で形成された拡散火炎の多点形成レーザ消火の場合,火炎基部とレーザ集光点との距離が1013mmとなる位置でレーザ消火能力が最大となることがわかった.レーザエネルギを200mJとした場合,レーザアブレーションによって形成されるブラスト波は半径10mm程度しか影響しないため,その距離以上に離れた位置でレーザ消火の能力が最大となったのは,レーザアブレーションによって形成される乱れ影響によるものと考えられる.高出力のパルスレーザーを固体表面に集光し,集光点においてレーザ光のパワー密度がしきい値を越えると,固体がレーザエネルギを吸収し瞬間的に溶融・蒸発してプラズマ化する.この現象はレーザアブレーションと呼ばれる.レーザアブレーションで生じたプラズマは急速膨張して焦点近傍の気体を圧縮し,ブラスト波を駆動する.ブラスト波は周囲空間を伝搬し,その波面背後に高速気流を誘起する.しかし,ブラスト波は伝播距離の増加と伴に徐々に減衰し,最終的には音波へと変化する.このレーザアブレーション形成時に生じるブラスト波とその背後に誘起される高速気流を用いて可燃性固体表面上に形成された拡散火炎を消火することができる.この消火法をレーザ消火とよび,研究を行っている.レーザ消火は,原理的に長距離消火が可能であること,消火位置の制御が簡便に行えること,そして消火剤を使用しないため水損・汚損を回避できること等の利点がある.このような光のエネルギ粒子としての性質を利用した新たな消火法を確立するために,本研究は火炎の大きさ,投入するレーザエネルギ,火炎と焦点との距離を変化させる等の条件を変化させて消火実験を行い,レーザ消火の基礎的な特性を明らかにし,その消火法の確立を目的としている.平成18年度に行った研究により得られた知見を以下に示す.1.レーザパルスエネルギ200mJ/pulse,集光レンズの焦点距離100mm.アブレーターをアクリル樹脂として形成したレーザアブレーションによって生じる爆風を用いて,アクリル上を鉛直下方に伝播する拡散火炎を消火できることを実証し,レーザによって消火できる火炎基部幅の限界値を明らかにした.その値は20mmであった.2.レーザ消火で消火が達成できない場合を,高速度カメラで記録し,その火炎の振る舞いを観察した.その結果,レーザアブレーションによって形成された爆風によって火炎基部が吹き飛ばされ,火炎の存在によって形成された自然対流によって下流へと移流される.そして火炎が吹き飛ばされたとしてもアクリルは可燃性気体を放出しつづけ,吹き飛ばされた火炎基部の上流に可燃予混合気層を形成する.その可燃性混合気層中を吹き飛ばされた火炎基部が上流へと伝播することによって,初期の火炎基部位置に火炎が再形成されると考えられる.3.レーザによって消火できる火炎幅方向の限界値は,ブラスト波が強い衝撃波として伝播できる距離の2倍つまり,半球状に形成されるブラスト波の直径とほぼ等しいことを明らかにした4.火炎高さ方向のレーザ消火の限界値は,火炎基部の幅方向とは決定機構がことなり,先に述べたように吹き飛ばされた火炎基部の伝播速度,可燃性混合気層の形成速度,火炎の存在する場の流れの速度などのバランスによって形成されていると考えられる.高出力のパルスレーザを固体表面に照射すると,固体がレーザエネルギを吸収し爆発的に溶融・蒸発するレーザアブレーションが生じる.このとき衝撃波と高速気流,高温ガスそして乱れを形成する.本研究はレーザアブレーションを利用した拡散火炎の新しい消火法について検討し,その消火特性の解明を目的とした.これまで単一パルスでレーザ消火実験を行っていたが,レーザアブレーションの影響する空間範囲は投入するレーザエネルギの大きさに依存して限定的であることがわかっている.そこで本年度はレーザの繰り返し発振機能を用い,レーザ焦点を空間的に移動することでレーザアブレーションを多点形成し,単一パルスでは消火不可能な火炎基部幅の大きな拡散火炎の消火について検討を行った.火炎はアクリルとメタンガスを使用して形成した.レーザ焦点の移動は光学系を電動スライドレール上に構築し移動させることで行った.

レーザ発振は20Hzの繰り返し,エネルギ:200mJ/pulse,焦点距離:100mmで行った.この条件で火炎基部が約100mmの幅を有するガス火炎の消火に成功した.そして火炎基部幅が30mmのアクリル上の火炎の消火にも成功した.そしてガス火炎を消火対象とした場合,火炎基部とレーザ集光位置が近ければ近いほど消火能力が増加することがわかった.それに対して,固体燃料で形成された拡散火炎の多点形成レーザ消火の場合,火炎基部とレーザ集光点との距離が1013mmとなる位置でレーザ消火能力が最大となることがわかった.レーザエネルギを200mJとした場合,レーザアブレーションによって形成されるブラスト波は半径10mm程度しか影響しないため,その距離以上に離れた位置でレーザ消火の能力が最大となったのは,レーザアブレーションによって形成される乱れ影響によるものと考えられる.
繰返し履歴を考慮した欠陥から発生する脆性破壊予測：累積塑性変形能力推定方法の確立

繰返し載荷を受けた切欠きを有する試験片から発生する脆性破壊に着目し,これによって決定する累積塑性変形能力の推定方法を確立することを最終目標として,実験および解析を行った.その結果,破壊靱性が異なる材料に対して,振幅と塑性変形能力の関係から脆性破壊の発生を統一的に評価できる可能性が示唆された.また,破断サイクル数から得られた損傷度と破断サイクル数を累積塑性変形能力に置き換えた損傷度は,非常に高い相関を示すことが確認された.そして,脆性破壊発生のクライテリアとなるワイブル応力を検討した結果,任意の振幅・載荷パターンにおいて累積塑性変形能力を推定できる可能性を示唆した.1.切欠きから発生する脆性破壊の実験切欠きから発生する脆性破壊において,繰返し負荷がどのような影響を及ぼすのかを調べるため,切欠き付試験片を製作し,一定振幅繰返し載荷実験,および,一定振幅繰返し載荷(予履歴)を与えた後の載荷実験を行った.実験変数は振幅の大きさであり,これは脆性破壊発生を評価するクライテリアとなるワイブル応力に置き換えられる.なお,平成25年度の振幅は2種類とした.また,予履歴後の載荷実験についても同様に2種類の振幅で実験を実施した.脆性破壊の発生は大きなバラツキを伴うため,実験数は各載荷で5本とした.2.ワイブル応力の把握実験と並行して有限要素解析を行い,切欠き先端の応力状態,および,脆性破壊の発生限界を求めるためにワイブル応力を調査した.これにより振幅の大きさを破壊クライテリアであるワイブル応力の大きさとして扱うことができる.3.累積塑性変形能力推定方法の検討・開発上記1.および,2.を通して,脆性破壊までの累積塑性変形能力とワイブル応力の関係を定性的に評価することができた.すなわち,ワイブル応力が大きくなるほど,累積塑性変形能力が小さくなるということが確認できた.ただし,平成25年度は,実験結果を検討し,その上で,その他に必要な振幅を見出すため試験数を限定して行った.25年度の結果から,さらに大きな振幅の実験が必要であることが分かったので,26年度には,大きな振幅による繰返し載荷実験を実施することとした.また,予履歴後の載荷についても,予履歴で与えられる累積塑性変形が大きいほど,その後の載荷による変形能力が低下する傾向が確認された.1.切欠きから発生する脆性破壊の実験および解析平成25年度に実施した実験と解析結果を分析し,25年度の実験よりも大きな振幅による繰返し載荷実験を行った.また,一定振幅による繰返し載荷(予履歴)後の単調載荷実験に関しても,追加実験を行った.すべての試験片で予定通り,脆性破壊が発生し,大きな振幅を与えた試験片は小数回の繰返しで破壊することが確認された.予履歴後の単調載荷に関しても,予履歴時の繰返しが多い場合,その後の単調載荷において小さな変形で脆性破壊が生じることが確認された.また,平成25年度と同様に,実験と並行して有限要素解析を行い,切欠き先端の応力状態,および,脆性破壊の発生限界を求めるためにワイブル応力を調査した.2.累積塑性変形能力推定方法の検討・開発上記1.を通して,脆性破壊までの累積塑性変形能力と振幅(ワイブル応力)の関係を定性的に評価するためのデータを増やすことができた.これまでに,振幅が大きくなるほど,累積塑性変形能力が小さくなるという結果が確認できている.この関係は最少二乗法により,おおむね直線で近似することができる.さらに,予履歴後の単調載荷に関して,予履歴とその後の単調載荷の塑性変形能力を分けて,それぞれを整理すると,予履歴後の単調載荷時の変形能力のプロット点が,ばらつきは伴うものの前述した近似直線上に分布することが分かった.以上のことは,一定振幅繰返し載荷実験と予履歴後の単調載荷実験を統一的に評価できる可能性を示唆するものである.3.成果公表本研究は,繰返し載荷を受けた試験片から発生する脆性破壊に着目し,これによって決定する累積塑性変形能力の推定方法を確立することを最終目標として実施された.そのため,切欠きを有する試験片に対して,一定振幅の繰返し載荷,あるいは,繰返し載荷後の単調載荷を与えることで,切欠きから発生する脆性破壊の実験を行った.また,有限要素解析を用いて実験を再現し,特に,切欠き先端近傍における応力状態を把握し,脆性破壊発生のクライテリアとなるワイブル応力を算出し,実験結果の検討を行った.実験結果から,破断サイクル数から得られた損傷度と破断サイクル数を累積塑性変形能力に置き換えた損傷度は,非常に高い相関を示すことが確認された.このことは,繰返し載荷試験から得られる損傷度から,累積塑性変形能力を推定できる可能性を意味している.また,累積塑性変形能力と脆性破壊発生時のワイブル応力の関係を検討した結果,繰返し後の単調載荷の脆性破壊発生点は,ばらつきを伴うものの,単調載荷と繰返し載荷試験から得られた近似曲線(脆性破壊発生を予測する近似曲線)を横断して分布していた.これは,任意の振幅・載荷パターンにおける脆性破壊発生の予測,すなわち,累積塑性変形能力を推定できることを示唆するものである.一方で,脆性破壊の発生に大きなばらつきも確認されている.今後,追加実験を行うことで,ばらつきの検討を進める予定である.