hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可換及び非可換ブロツホ理論

具体的には,エントロピー関数が有限な値を取る領域が凸多面体であること,実指標で捻った推移作用素の固有値の挙動とエントロピー関数との関連を見出したこと,さらに連続モデル(多様体上の拡散過程)との比較を行うことにより,著しい違いを見出したことなどが挙げられる.固有値の変動については,可換ブロッホ理論における実指標版と考えることができて,ユニタリ指標の場合が中心極限定理に繋がっていたことを考えると,興味ぶかい事柄である.これらの結果は,砂田と小谷による共同研究により得られたものである.砂田は,ユークリッド空間に実現された結晶格子の対称性を研究し,乱歩の漸近挙動の結果を用いることにより,「標準的実現」の場合が最も対称性を持つことを示した.さらに小谷は,磁場の離散版を考察し,磁場つきシュレディンガー作用素の離散類似であるハーパー作用素に対する中心極限定理を証明した.この他,藤原による離散群の研究,浦川による離散的ラプラシアンの研究などで,多くの成果を得ることができた.離散幾何解析学の適用分野の1つであるグラフ上のランダム・ウォークに関する研究をブロッホ理論の応用として行い、結晶格子の場合に大偏差理論を応用することにより周期的ランダム・ウォークに対するいくつかの結果を確立した(小谷、砂田)。ただし、各辺の両側に正確率を持つランダム・ウォークに限定して考察した。結晶格子のグロモフ・ハウスドルフ極限は大偏差理論と密接に関係することを見出し、極限空間の距離関数を明示的に表現した。この距離関数の単位球は凸多面体であり、その特徴づけを行うために、有限グラフの組合せ論を展開し、すべての面の組合せ論的特徴づけに成功した。ここで考察する有限グラフは、結晶格子を格子群で割って得られるグラフである。その結果、頂点はグラフの単純閉曲線に対応することが分かった。さらに、大偏差原理に登場するエントロピー関数を調べ、その有限値領域が上記の凸多面体と一致することを確かめた。そして、凸多面体の境界上でのエントロピー関数の値を明示的に与えることに成功した。これは、グリーン関数の漸近挙動の研究に応用されることが期待される。結晶格子上の一般の周期的ランダム・ウォークについては、その既約性が問題になる。すなわち、有限グラフ上のランダム・ウォークが既約と仮定しても、一般にはそのリフトとして得られる結晶格子上のランダム・ウォークが既約とは限らない。この場合、エントロピーの有限値領域は次元的に退化した凸多面体になる。この凸多面体が原点を内部に含むことが既約性に条件となることを見出した(砂田)。結晶格子に周期的磁場をかけることにより、ランダム・ウォークの推移作用素はいわゆるハーパー作用素の一般化である磁場つきシュレディンガー作用素が得られる。この作用素のスペクトルは一般にはバンド構造を持たないことが知られているが、何らかの意味で磁場に関する連続性を有することが期待される。磁束を群のコホモロジー類として捉え、さらにC*環の概念を用いることにより、小谷は連続性についての研究を行った。本研究では、離散幾何解析学の適用分野の1つであるグラフ上のランダム・ウォークに関する研究をブロッホ理論の応用として行い、結晶格子の場合に大偏差理論を応用することにより周期的ランダム・ウォークに対するいくつかの結果を確立した(小谷、砂田)。ただし、これまでの各辺の両側に正確率を持つランダム・ウォークを一般化し、片側に歩行が制限される場合を含めて考察した。
接着剤混入法による高耐久性木質材料の製造システムの開発

接着剤中に有機、無機の防虫・防腐薬剤を混入してパーティクルボード(PB)を製造したところ、合板に比較して低い処理レベルで高性能の耐腐朽性、耐シロアリ性が達成できることを見出した。そして、これがPBにおいては、腐朽菌糸がパーティクル相互間の接着層間隙にまず選択的に侵入するというボード材料に特有の腐朽様式に対応していることを、SEMによる微細構造の観察から明らかにした。すなわち、ウレタン系接着剤などは容易に腐朽菌糸のボード内部への侵入を許し、これが接着劣化の大きな原因となるが、接着剤混入処理を導入すると、接着層における薬剤の保持と、効率的に接着層から木質エレメントへ薬剤成分が移行したため、低濃度で菌糸の攻撃作用を阻止できたと考えられた。しかし、腐朽に対しては、シロアリに対するよりもより高い処理レベルが要求された。接着剤中に難燃薬剤としてホウ酸アンモニウムを混合して積層材(LVL)を製造したところ、一定の含水率の単板を用いた試験体で優れた性能が得られた。また、薬剤成分の木質エレメントの移行状況の解析に、X線光電子分光法(XPS)を用いてホウ素(B)の分析を行ったところ、達成された性能と薬剤成分の分布との因果関係が明らかになった。さらに、高分子量のフェノール(PF)樹脂に低分子量のPF樹脂を混入してパーティクルボードを製造したところ、低分子量のPF樹脂だけが木質部に移行し、高い寸法安定性と生物劣化抵抗性が得られたが、その移動状況の解析にも、樹脂を臭素(Br)で修飾した後XPSによって分析することで可能になることが示された。接着剤中に有機、無機の防腐薬剤を混入して防腐処理パーティクルボード(PB)の製造にこの手法を導入したところ、合板に比較して低い処理レベルで高性能の耐朽・耐虫性が達成できることを見いだした。そして、これがPBにおいては、腐朽菌糸が接着層にまず選択的に侵入するというボード材料に特有の腐朽様式に対応していることを明らかにした。すなわち、ウレタン系接着剤などは容易に腐朽菌糸の侵入を許し、これが接着劣化のおおきな原因となるが、同じ接着剤中に薬剤を混入すると、接着層における薬剤の保持と、効率的に接着層から木質エレメントへ薬剤成分が移行したためか、逆に低濃度で菌糸の攻撃作用を阻止できることを世界で初めて見いだした。しかし、熱帯産の早成樹であるアルビジア材を原料として用いた場合は、シロアリに対しては予測どおりの性能が得られたものの、腐朽に対しては不十分であった。今後、耐朽・耐虫性の低い早成樹からの単板やパーティクルを原料とし、接着剤中に保存薬剤を混入して、LVLおよびPBを製造する。これらの処理木質材料の耐朽、耐蟻性を評価するとともに、接着強度など木質材料の物性への影響を測定する。ついで、薬剤成分の木質エレメントへの移行をサブミクロ、ウルトラミクロのオーダーで分析し、無事に劣化微生物や昆虫への作用状況を解析する。これらの系統的な研究によって早急に木質材料におけるこの手法の技術的確立をはかる。さらに、低分子樹脂を接着剤に混入してPBを製造する方法(低分子成分のみ木質エレメントへ移行)も、接着剤混入法の一つの応用と位置付け、防腐・防虫以外の寸法安定性など複合的な機能性付与を試みるほか、難燃薬剤の混入による木質材料防火性能の付与への展開をも検討したい。

すなわち、ウレタン系接着剤などは容易に腐朽菌糸のボード内部への侵入を許し、これが接着劣化の大きな原因となるが、接着剤混入処理を導入すると、接着層における薬剤の保持と、効率的に接着層から木質エレメントへ薬剤成分が移行したため、低濃度で菌糸の攻撃作用を阻止できたと考えられた。しかし、腐朽に対しては、シロアリに対するよりも高い処理レベルが要求された。接着剤中に難燃薬剤としてホウ酸アンモニウムを混合して積層材(LVL)を製造したところ、一定の含水率の単板を用いた試験体で優れた性能が得られた。また、薬剤成分の木質エレメントの移行状況の解析に、X線光電子分光法(XPS)を用いてホウ素(B)の分析を行ったところ、達成された性能と薬剤成分の分布との因果関係が明らかになった。さらに、高分子量のフェノール(PF)樹脂に低分子量のPF樹脂を混入してパーティクルボードを製造したところ、低分子量のPF樹脂だけが木質部に移行し、高い寸法安定性と生物劣化抵抗性が得られたが、その移動状況の解析にも、樹脂を臭素(Br)で修飾した後XPSによって分析することで可能になることが示された。
新規光学活性N-ヘテロ環状カルベン触媒の創製及び不斉合成反応への応用

本研究では、二級アミン型有機分子触媒であるビナフチル型アミン触媒を用いることで、従来のピロリジン型アミン触媒では困難とされる反応の精密制御を目指した。ビナフチル骨格の3,3'位へかさ高いトリメチルシロキシジフェニルメチル基を導入した触媒を用いて、様々なアルデヒドの直載的不斉アミノオキシル化反応を試みた。これまでにアミノ酸から誘導される二級アミンを触媒として用いて、基質であるアルデヒドから生じるエナミン中間体を金属酸化剤で酸化することでカチオンラジカルとし、これを安定ラジカルである2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル(TEMPO)と反応させるとα-アミノオキシルアルデヒドが得られることが知られていた。しかし基質一般性が低く、イソバレルアルデヒドを用いた際には生成物はラセミ体で得られ、また金属酸化剤や共酸化剤を使用するなど複雑な反応条件を要するものであった。そこで金属酸化剤の代わりに有機酸化剤である過酸化ベンゾイルを用い、触媒として新たに合成したビナフチル型アミンを適用したところ、高収率かつ高エナンチオ選択的に目的のアミノオキシル化されたアルデヒドが得られた。また本反応は基質一般性も高く、様々なアルデヒドを用いた反応においていずれも高収率、高選択性を示した。また本反応で得られたα-アミノオキシルアルデヒドは安定性が高く、重要な不斉素子であるα-ヒドロキシアルデヒドの安定な等価体となることを見出した。α-ヒドロキシカルボニル化合物は、生理活性化合物に多く見られる基本構造であり、天然物合成においても有用な合成中間体であるため、様々な反応手法が開発されてきた。その多くは事前にカルボニル化合物をエノールエーテルやエナミン、エノラートに変換した後、不斉酸素化反応を行っている。資源を節約し、廃棄物を減らすというグリーンケミストリーの観点からも、直截的なカルボニル化合物の不斉酸素化反応が望まれている。一方、有機分子触媒は、遷移金属触媒に比較して、安価であり、毒性が低く、温和な条件で反応が進行する、などの利点があり、近年注目を集めている。これまで有機分子触媒であるプロリンなどを用いてカルボニル化合物の直截的な不斉酸素化反応が報告されているが、アミノオキシル化やヒドロキシル化反応に限られていた。そこで私は、ラジカル開始剤として知られている過酸化ベンゾイルを用いたアルデヒドの直截的不斉ベンゾイロキシル化反応の開発を行った。本反応は広く使われている保護基であるアシル基が一段階で導入でき、得られる生成物が、安定であり、合成化学や生物化学において重要な様々な合成中間体に変換が可能であることから、有用な反応である。最初に、ピロリジンを触媒として3-フェニルプロパナールとBPOを反応させたところ、アルデヒドの酸素化体を得ることができたが、収率は10%と低いものであった。そこで添加剤の検討を行い、ハイドロキノンを触媒に対して等量加えることによって収率が向上することを見出した。さらに、光学活性な2-トリチルピロリジン触媒を新規に開発し、これを用いて反応を行ったところ、高い収率、エナンチオ選択性で生成物を得ることができた。
慢性腰痛に対する徒手的理学療法の中枢性鎮痛機序の解明

本研究では慢性腰痛及び頚部痛患者に対してトリガーポイント(TP)への徒手圧迫刺激が脳血行動態、脳活動及び自律神経活動に及ぼす影響を近赤外分光法、脳波、心拍変動周波数解析により検討した。慢性頚部痛に対してTP圧迫刺激は非TP圧迫と比較し有意に疼痛を軽減、前頭前野領域のOxy-Hb濃度及び交感神経活動を減少、副交感神経活動を増加させた。また自律神経活動の変化は、前頭前野の脳血行動態及び主観的疼痛スコアと有意に相関した。慢性腰痛に対してTP圧迫は、休息期と比較し有意に前頭前野のOxy-Hb濃度を減少、α波帯域を増加、主に前頭葉、頭頂葉、後頭葉領域の皮質間コヒーレンスを増大させることが明らかとなった。本研究は慢性疼痛に対する徒手療法の中枢神経系鎮痛作用メカニズムを明らかにすることを目的とした。これまで徒手療法の鎮痛作用メカニズムは、末梢性、及び脊髄レベルが関与する事が明らかにされつつあるが上位中枢を介する影響に関しては未だ解明されていない。本研究では、特に徒手アプローチの刺激入力部位に着目し、筋性疼痛の原因部位とされるトリガーポイントへの徒手圧迫による脳機能変化を脳機能画像装置(近赤外分光法:NIRS及び脳波)により検討した。25年度は、慢性腰痛患者を対象にトリガーポイント圧迫刺激中の脳血行動態及び脳活動変化をNIRSと脳波同時測定により計測した。NIRS測定からトリガーポイント圧迫は、刺激中に頚部痛患者と同様に前頭前野の活動が休息期と比較し減少することが明らかとなった。非トリガーポイント圧迫では、休息期と比較し前頭前野の活動変化が認められなかった。また脳波測定からトリガーポイント圧迫中は、前頭前野領域のα波が休息期と比較し増加することが明らかとなった。さらに脳波コヒーレンスを用いてトリガーポイント圧迫中の脳部位間のネットワークを検討した。トリガーポイント圧迫中は、α帯域において主に前頭葉、頭頂葉、後頭葉領域の皮質間コヒーレンスが休息期と比較し増大することが明らかとなった。本研究の目的は慢性疼痛に対する徒手療法の中枢神経系鎮痛作用メカニズムを明らかにすることである。本研究では、特に徒手アプローチの刺激入力部位の鎮痛効果の違いに着目し、トリガーポイント徒手圧迫刺激による即時および長期的脳機能変化を脳機能画像装置(近赤外分光法:NIRS及び脳波)を用いて検討する。24年度は、慢性腰痛及び頚部痛患者を対象にトリガーポイント圧迫刺激中の脳血行動態及び自律神経活動の影響をNIRSと心電図を用いて検討した。また圧迫前後の即時的治療効果を主観的疼痛評価スケール、末梢の機能的変化を指頭圧痛計により評価した。さらにこれら主観的な情動反応、末梢の機能的変化及び神経生理学的変化(中枢神経系及び自律神経活動)の相関関係を検討した。慢性頚部痛患者を対象としたトリガーポイント圧迫群では、非トリガーポイント圧迫群と比較して有意に治療後主観的疼痛及び圧痛閾値が改善し、刺激中の前頭前野の活動減少、副交感神経活動の亢進することが明らかにされた。また圧迫刺激による自律神経活動変化と自覚所見及び脳活動との間には有意な相関関係が認められた。これらの結果は、慢性疼痛に対する徒手療法の即時的鎮痛効果が末梢の機能的変化のみならず、中枢神経系(特に前頭前野)を介することを示唆する。また本研究結果は、慢性疼痛に対する徒手療法において刺激部位が鎮痛効果をもたらす重要な手技因子となることが示唆された。現在、慢性腰痛患者に対して頚部と同様に徒手療法の中枢性鎮痛作用機序を明らかにするために、NIRSと脳波同時測定を行っている。現在、脳波データは解析中である。24年度の計画は、当初、慢性腰痛患者のみを対象に実験を行う予定であったが、該当患者が少なく、データ数が不足している。そこで同様の発症機序を有すると想定される頚部痛患者も試験対象とした。現在、腰痛患者に対しても実験を行っており計画よりは遅れているが次年度内には当初予定していた被験者数でデータを集め解析が終わる予定である。実験対象者が少なく、データが不足していることが実験遂行の遅れの原因となっている。そこでより実験対象者に本研究を周知または理解してもらうため研究協力して頂ける可能性のある他医療機関に働きかけ、実験内容を記したポスター等を掲示して頂く。頚部痛患者を対象とした研究では、データ数が確保できているため迅速にデータ解析を行い結果をまとめ学会発表、論文投稿する予定である。

慢性頚部痛患者及び腰痛患者ともに同様の発症機序を有すると想定されるため、腰部痛患者から得られたデータを解析する際に比較・解析が可能となる。次年度使用額が生じた状況としては、実験の対象被験者を腰部痛患者ではなく頚部痛患者としたため、当初申請していた対象者と異なることから本学学内からボランティアとして参加して頂いており、本研究費から謝金支払いを行っていない(交通費は不要)。また当初購入予定だった筋硬度計は、測定対象とする筋層以外に脂肪層の影響を多く受ける可能性があることから購入する前に詳しく予備検討をしている。さらに研究が遅れているため当初計画していた研究成果発表が行えなかったため、該当する助成金が使用されなかった。次年度の研究費の使用計画としては、24年度分も含め研究参加した慢性腰部痛患者への謝金支払い、及び成果発表に使用する予定である。
小腸移植における神経ペプチドを用いたグラフト腸管特異的免疫抑制療法の開発

申請者らは1998年から腸一脳相関に着目。研究し、消化管運動ホルモンである神経ペプチドbombesinの有用性についてラット異所性小腸移植モデルを用いて研究してきた。今回、さらに以下の3点について明らかにすることができた。i)bombesinを術前に投与することで移植後の虚血再還流障害を予防し、早期から移植グラフトの粘膜再生を促進することができること。(J Pediatr Surg 2005)ii)bombesinを投与することで移植後急性期における拒絶反応を抑制するのに必要なFK506の量を1/31/5にまで減量できること。(Transplant Proc 2006)iii)FK506は移植腸管の管内神経節に対しても毒性を有しており、移植後の管内神経節は形態学上著明な萎縮を認めること。さらには移植後にbombesinを投与することによりこの管内神経節の萎縮が防止できること。(J Pediatr Surg in press)これらの結果から。小腸移植後に免疫抑制剤に加えてbombesinの同時投与することにより急性拒絶反応をより少ない免疫抑制剤投与でコントロールができ、かつ、術後の腸管運動機能をも維持できる可能性が証明された。今後、これらの詳細なメカニズムについて解析すると共に、消化管粘膜だけでなく、呼吸器系など感染経路となりうる粘膜免疫系にどのような作用をするかなど、さらに研究を発展させていきたい。【小腸移植における急性拒絶反応に対する神経ペプチドbombesinの免疫抑制効果の判定】[結果]bombesin非投与群では移植後7日日に急性拒絶反応が認められ、移植後14日後ではグラフト粘膜は出血壊死に陥り、絨毛構造の完全な破壊が認められた。一方、bombesin投与群では、移植後14日後に軽度の急性拒絶反応を認めるのみで、グラフト小腸粘膜の絨毛はbombeisn非投与群に比較して、明らかに正常構造を保っていた。また、経過中の急性拒絶反応の程度を詳細に評価する目的にグラフト粘膜のcrypt領域におけるアポトーシスの程度についてTUNEL法を用いて検索したところ、bombeisn非投与群に比較してbombesin投与群ではapoptotic indexが有意に低値を示した。[考察]以上の結果により、神経ペプチドであるbombesinは移植小腸グラフトの急性拒絶反応に対して抑制作用をもつことが判明した。今後さらに、bombesinの投与量やその全身性免疫応答に与える影響を解析していく予定である。小腸移植における神経ペプチドbombesinの免疫抑制効果を検証する目的にラットによる異所性小腸移植モデルを作成し、以下の点について検討した。1.免疫抑制剤の量を従来の0.64mg/kg/dayから0.1mg/kg/dayとし、bombesin投与の有無により2つのグループに分けて急性拒絶反応の程度を組織学的に評価した。2.虚血再還流障害がどの程度急性拒絶反応に関与するか、そしてbombesinがその障害に対してどのような作用を持つかを組織学的に評価した。実験1の結果bombesin非投与グループでは移植後2週間目の移植小腸グラフト粘膜は、全く絨毛が認められず高度の急性拒絶反応によりほぼ正常の粘膜構造を呈していなかったの対し、bombesin投与グループでは移植後2週間目の移植小腸グラフト粘膜はほぼ正常に維持されていた。実験2の結果bombesin非投与グループでは移植後2週間までの追跡で、温阻血時間を延長した場合、明らかな急性拒絶反応の悪化が認められたのに対し、bombesin投与グループでは温阻血時間を延ばしても明らかな粘膜障害は認められなかった。以上の結果によりbombesinはそれ自体、急性拒絶反応抑制作用を持ち、極少量のFK506と併用することで移植後の急性拒絶反応のコントロールがより容易になる可能性が示唆された。また、bombesinの虚血再還流障害抑制作用は温阻血時間が延長された場合にも術後の急性拒絶反応を軽減するのに効果的であることが判明した。
装着型全周囲カメラと携帯端末を利用した仮想共同外出インタラクションシステムの開発

室内の利用者が遠隔地の外出者と一緒に周囲を見回しながら会話をしているような体験(「仮想共同外出」)を実現するシステムの設計を複数回の試作を通して検討した.初期型試作では室内ユーザの実映像を光学透過型HMDに表示するように設計した.これにより互いのジェスチャを共有することはできたが,外出側ユーザの共同外出感は不十分であった.そこで,後期型では室内ユーザのアバタをビデオ透過型HMDを利用して表示することでインタラクションするシステムの実装を行った.本研究のシステムは大きく分けて外出側システムと室内側システムとの2つになるが,それぞれについて設計検討を行い試作を行なった.まず,外出者側システムでは、180度撮影できる広角カメラ2台を外出者の肩に設置し、それらの映像を合成することで全周の映像を取得するようにした。そしてこの全周映像の一部を室内利用者が見られるようにして、仮想的なパンチルト操作を実現した。このように設置することで,周囲の状況を得ることができるだけでなく,外出者の横顔やジェスチャも合わせて取得することができるようになった.また,外出者にもシースルータイプのヘッドマウントディスプレイ(HMD)を装着させて室内利用者の顔映像などの情報を提示するようにした.一方,室内側システムでは、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)による没入空間に、外出者側から送られてきた映像を投影している.また,外出者もHMDを装着するようにしたので,室内利用者の映像を撮影するためのカメラを設置した.これにより,室内利用者の身振り手振りを外出者側に送ることができるようになった.この活用法については今後さらに検討していく.また,このシステムの利用実験を行い,外出側/室内側双方の利用者が共同外出感を感じるかどうかを調査した.その結果,広角カメラによる仮想パンチルトのおかげで従来の物理的なパンチルトよりもなめらかに向きを変えることができ,周囲を見回す機能は好評価であった.また,室内側のジェスチャーが伝達できることは,共同作業に有益である評価が得られたが,室内側の利用者がHMDをつけているため顔の表情がわかりにくく,改善が必要であることがわかった.ハードウェアデバイスとしては,外出側の装置の小型化、簡素化を検討した.これまではノート型PCにUSBカメラを接続するという形でプロトタイプシステムを実装していた.これは,我々が目指すインタラクション形態の設計を試すための装置としては適当であり,実際に外出実験を行うことができた.しかし,より実用的に望ましい小型化を図るため,バッテリー駆動が可能な小型コンピュータ(ラズベリーパイやNUC型PC)による部分的な試作を行った.その結果,これらにカメラを繋いで映像の送信を行うことは可能であったが,複数カメラの映像処理やさらに映像の加工を行うとなるとやや非力であった.複数台の装置を使うなど設計と検討を続けていきたい.一方,室内側の没入型装置としては,HMDとしてスマートフォンを用いる簡易的な装置の検討を行った.簡易型HMDの多くは動画ファイルを再生するものであるため,本研究の目的とは合わないが,自由に周囲を見回すことの重要性が評価されてきている.今後リアルタイム映像への対応をしていきたい。また,自動回転雲台にプロジェクタを載せる形で,利用者が向いた方向に投影する装置を実装するための試作を行った.利用者の向きに応じてプロジェクタを十分な速度で回転させることができた.これらの装置上で設計実装を行うインタフェースとしては,双方がお互いの情報をどのように得るかが重要である.従来の発展として、CGによるアバタを用いる手法を検討し,実装を開始した.これは相手がどこを見ているかをアバタの向きで表示するというものである.現在の1対1型のシステムではなく、1対多、あるいは多対多のインタラクションを実現する上で有効であると考えている.また,現在のような常にリアルタイム映像を見るのではなく,過去の映像を見るというインタラクションを導入した場合にも有効であると考えられる.本年度は、CGによるアバタを用いる手法を検討し,実装した。アバタの利用によって、自然に相手がどこを見ているかを示すことができ、また外出側ユーザの疎外感を軽減することができる。また、当初の目的である複数ユーザ対応にも自然に拡張できると思われるが、未実装であり,今後実装していく予定である。最終年度に実装したシステムの構成は以下の通りである。今回は,アバタを表示するために外出者側でもビデオ透過型HMDをOculusRiftおよびOvrvision PROを利用して実装した。外出者周囲の映像はRaspberry Pi2に接続したRICOH THETA Sで取得し、室内側に送る。外出側では室内側ユーザの動きが送られてくるので,それを反映したアバタが外出側ユーザのビデオ透過型HMDに表示される。室内側ユーザの動きは頭部の動きをやはりOculusRiftで取得し、手の動きはLeapMotionで取得する。これらは主にUnityを用いて実装した。これにより、室内側ユーザの動きをアバタとして外出側ユーザが確認することができた。また予備的な実験としてアバタの位置や大きさをどう設定するのが良いかを調べたところ、外出側ユーザのカメラ装着位置の近くに等身大程度の大きさのアバタを配置することが良いことがわかった。今後,アバタを介した外出側と室内側とのインタラクション設計の検討をさらに進めていきたい。また,自動回転雲台にプロジェクタを載せる形で,室内側ユーザが向いた方向に映像を投影するシステムの試作を行った。利用者の向きに応じてプロジェクタを十分な速度で回転させることができた。

利用者の頭部位置と回転角度はモーションキャプチャ装置で取得している。今後,室内側ユーザ装置としてHMDとの比較実験を行う予定である。室内の利用者が遠隔地の外出者と一緒に周囲を見回しながら会話をしているような体験(「仮想共同外出」)を実現するシステムの設計を複数回の試作を通して検討した.初期型試作では室内ユーザの実映像を光学透過型HMDに表示するように設計した.これにより互いのジェスチャを共有することはできたが,外出側ユーザの共同外出感は不十分であった.そこで,後期型では室内ユーザのアバタをビデオ透過型HMDを利用して表示することでインタラクションするシステムの実装を行った.プロトタイプシステムの小型化および複数人でのインタラクションは、それを目指した準備と試作までは行っているが、まだ完了していない。回転プロジェクタを用いた装置の実装に目処は付いているが、HMDとの比較実験までは行えていない。平成27年度にはこれらの実装を行い、評価を行う予定である。ユーザインタフェースソフトウェア最終年度である平成27年度には、(1)小型化した装置の実装、(2)複数人インタラクションを見据えたアバター表示を用いたインタフェースの設計・実装、(3)それらを用いた評価実験を行う。(1)特に外出者側が装着する装置の小型化は実用的に望まれることであり、評価実験を行うためにも望ましいので、実装を行う。歴本らの頭部に装着する装置が発表されているのでそれらを参考に進める。(2)既にUnrealを用いた実装を開始している。アバターによる表示とこれまでのGUIとの比較実験を通して、より好ましいインタラクション手法を探る。(3)これまでに初期プロトタイプシステムでの実験を行っているが、本研究で実装したシステムによる運用実験を行い、インタラクション設計の評価を行うとともに、実用化していく上での問題点を探る。概ね当初の計画通りに進展しており、平成25年度の計画はほぼ達成していると言える。室内側の利用者向け表示装置はヘッドマウントディスプレイのみ実装しているが、プロジェクタを用いた表示についても準備・検討を行っていて、平成26年度から設計・実装を行う予定である。今後の計画としては、まず室内側の没入型装置にプロジェクタを用いたものの検討と設計・実装を行う。複数のプロジェクタによる設計も考えられるが、より簡潔な設計として自動回転雲台にプロジェクタを載せる形で利用者が向いた方向に投影する装置で実装できないか試作を行い実験評価を行う。また、特に外出側の装置の小型化、簡素化を検討していく。小型の全周撮影できるカメラも登場しているので、それらの利用を検討する他、スマートフォンなどの端末機能でも現在の装置における重要機能を代替できないか検討していく。暦本らの過去の映像を3次元的に重ね合わせる形でリアルタイムでは無いが全周映像を得て利用する研究も登場しているので、それらを参考にさらに簡潔な装置での全周映像の取得利用方法を検討していく。発展的課題としては、現在の1対1型のシステムではなく、1対多、あるいは多対多のインタラクションの実現が残されている。
ニュートリノはマヨラナか？　希ガス検出器による革新的測定法の開拓

「ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊(0νββ)」探索における現状の限界を打破することを目指して、希ガス検出器による新しい測定原理・技術の開発を行っている。我々は電離電子の検出にELCC(ElectroLuminescence Collection Cell)と呼ばれる信号読み出し機構を提唱し開発を進めている。ELCCは、ドリフトさせた電離電子を特殊な電極構造でセル内に引き込みエレクトロルミネッセンス光を発生させ光検出器により検出することで、電離電子の数を測定する。今年度は、検出器を少ない物質量で大型化するためにフレキシブル基板を用いた55セルのモジュールを開発した。このモジュールを並べていくことでELCC面の大型化が可能となる。大量の信号線をガス容器から外へ取り出し回路で読み出すためのフレキシブル基板も開発した。容器内で高電圧を発生させるためのコッククロフトウオルトン回路も、はやりフレキシブル基板と表面実装素子を用いて開発した。シンチレーション光による時間幅情報を用いた二重ベータ崩壊とガンマ線背景事象選別法の開発を行っている。二重ベータ崩壊では電子が2個、一方ガンマ線による背景事象では電子が1個のみ放出されるため、電子の飛行時間は二重ベータ崩壊事象の方が短く、シンチレーション光の発生時間幅に違いが生じる。今年度は、レンズ系を用いてシンチレーション光が光センサーに達するまでの経路によらず一定となる方法を考案した。ガスを閉じ込めるための容器が放射線の背景事象源となるのを防ぐため、プラスチックシンチレータによるアクティブな容器の開発を進めている。アウトガスなど候補の材質の調査を進めた。飛跡の形状による、信号と背景事象の識別を行うため、機械学習によるアルゴリズムの開発を行った。従来のアルゴリズムに比べ背景事象の削減効率を保ったまま信号選択効率を倍増させることに成功した。予定していたシンチレーション光の発光時定数の評価、アナログ前段部を取り込んだASICの評価を行うことができなかった。電離電子の柱状再結合現象を、中性子により散乱した反跳原子核で確かめる予定であったが、中性子による事象を選び出す方法を確立するのに試行錯誤している。シンチレーション光の発光時定数の評価、アナログ前段部を取り込んだASICの評価など、共同研究者とのコミュニケーションを密に取ることでより効果的に研究を進める。中性子散乱による原子核反跳の柱状再結合の測定については、強度の高い外部施設の中性子源を用いることを検討する。
ヒト染色体のDNA複製開始点の単離とそれに作用するタンパク質の同定

SV40ウイルスDNAの試験管内複製反応系は、ヒト培養細胞の抽出液を使ってDNAの複製活性を直接測定できるという利点を持つ。ここでは、ヒト染色体の複製開始点の単離を目指し、この試験管内反応系を使用して、ヒト染色体上の複製開始点の検索を行なう。まず検索のための複製反応に使用する細胞質抽出液をヒト培養細胞より作り、これを硫安分画、透析、カラムクロマトグラフィ-などにより濃縮した。この濃縮により未知の染色体複製開始因子と共に、DNAポリメレ-ス等、DNA合成に必要なタンパク質が高濃度含まれる粗抽出液が得られることになる。実際にこれらをSV40ウイルスDNAの複製反応に用いたところ、従来の方法より約5倍高い複製活性を有しており、複製タンパク質が高度に濃縮されていることが分かった。次に、ヒト染色体由来のDNAを持つプラスミドライブラリ-を作成した。これは染色体上の複製開始点を検索するのに使用する。ここではヒト第10染色体上、約350キロ塩基対(kb)の領域を担う複数のコスミドを入手し、その制限酵素切断点のマッピングを行なった。現在、このマッピングに基づいて、この領域をさらに約10Kbに断片化したDNAをクロ-ニング中である。このクロ-ニングによって入手できるプラスミドの中には、そのカバ-する領域の大きさから判断して、複数個の複製開始点が含まれるものと考えられる。今後、前述した試験管内複製反応系にこれらプラスミドDNAを加え、そのヌクレオチドの取り込みによって複製活性の検討を行なう。これらの中で高いDNA合成活性を持つプラスミドを複製開始点を持つ候補として選び出し、さらに詳しい解析を行なう予定である。
3成分系ポリマーアロイの複合相構造による機械的特性向上機構

本年度はPC/ABS樹脂を供試材とした.本材料はブタジエンゴムとAS樹脂で作られた非相溶2成分系のABS樹脂にポリカーボネイト(PC)を混合して作られた3成分系のポリマーアロイである.成分比の異なる6種類の試験片を作成し,透過型電子顕微鏡によるモルフォロジ観察を行った.その結果,PC/ABSが60%/40%の時,両材料とも連続相を形成し,それ以外の成分比の時は成分量の多い方が連続相で,少ない方が分散相となった.この試験片を用いて,延性破壊試験を行った.これは,丸棒状の試験片中央円周上に半径Rの溝を作り,軸方向に引張荷重を負荷し,破断する試験である.半径Rの値を0.8mmから∞(平滑試験片に相当する.)まで変化させることによって,溝部の3軸応力状態を変化させる.各の3軸応力状態における材料の破壊挙動の変化を調べることによって,材料の微視的構造が延性に及ぼす影響を評価することができる.PCは3軸応力度が増加するに従って,延性は低下した.これは,一般的な金属材料と同じ傾向である.一方,ABS樹脂は3軸応力度の増加と共に,延性も増加した.これは,内部に存在するゴム粒子の破裂は3軸応力に支配的であり,3軸応力度の増加と共に破裂に要する応力が低下したと考えられる.さらに,ゴム粒子の破裂は粒子近傍の応力を解放し,その結果,ゴム粒子の周囲の局所で塑性変形が生じる.これらの機構によって,一般的な金属材料とは全く逆の傾向を示したと考えられる.さらに,PC/ABSにおいては,3軸応力度の増加と共に延性は低下したが,重量分率が80:20の時には,延性低下の傾向は緩やかとなる.これは,先に述べたABSの延性増加機構が有効に作用したためと考えられる.本年度はPC/ABS樹脂を供試材とした.本材料はブラジエンゴムとAS樹脂で作られた非相溶2成分系のABS樹脂にポリカーボネイト(PC)を混合して作られた3成分系のポリマーアロイである.成分比の異なる6種類の試験片を作成し,透過方電子顕微鏡によるモルフォロジ観察を行った.その結果,PC/ABSが60%/40%の時,両材料とも連続相を形成し,それ以外の成分比の時は成分量の多い方が連続相で,少ない方が分散相となった.この試験片を用いて,引張試験ならびに破壊靱性試験を行い,引張特性であるヤング率,ポアソン比ならびに有効降伏強度を調べ,さらに破壊靱性ならびにき裂進展抵抗を調べた.その結果,PCのヤング率,ポアソン比ならびに有効降伏強度はABS樹脂のそれより僅かに大きな値となった.PC/ABSの場合にこれらの値は成分比によって変化し,いずれの場合も複合則が成立した.一方,PCの破壊靱性値ならびにき裂進展抵抗はABS樹脂のそれとほぼ同じ値となったが,PC/ABSはそれらの値と異なった値となった.PC/ABSの破壊靱性値はいずれの成分比においてもPCならびにABS樹脂の値よりも大きな値となり,PC/ABSが60%/40%の時に最大となった.また,き裂進展抵抗はPC/ABSが80%/20%の時に最大となった.次に,走査方電子顕微鏡による破面のフラクトグラフィを行った.PCやABS樹脂単体の場合と比較してPC/ABSの場合には,破面の凹凸が激しいことが分かった.さらに,損傷部におけるゴム粒子の変形の様子を透過方電子顕微鏡で観察した.その結果,PC/ABSが80%/20%の時,ゴム粒子がもっとも激しく変形していることが明らかとなった.本年度はPC/ABS樹脂を供試材とした.本材料はブタジエンゴムとAS樹脂で作られた非相溶2成分系のABS樹脂にポリカーボネイト(PC)を混合して作られた3成分系のポリマーアロイである.成分比の異なる6種類の試験片を作成し,透過型電子顕微鏡によるモルフォロジ観察を行った.その結果,PC/ABSが60%/40%の時,両材料とも連続相を形成し,それ以外の成分比の時は成分量の多い方が連続相で,少ない方が分散相となった.この試験片を用いて,延性破壊試験を行った.これは,丸棒状の試験片中央円周上に半径Rの溝を作り,軸方向に引張荷重を負荷し,破断する試験である.半径Rの値を0.8mmから∞(平滑試験片に相当する.)まで変化させることによって,溝部の3軸応力状態を変化させる.各の3軸応力状態における材料の破壊挙動の変化を調べることによって,材料の微視的構造が延性に及ぼす影響を評価することができる.PCは3軸応力度が増加するに従って,延性は低下した.これは,一般的な金属材料と同じ傾向である.一方,ABS樹脂は3軸応力度の増加と共に,延性も増加した.これは,内部に存在するゴム粒子の破裂は3軸応力に支配的であり,3軸応力度の増加と共に破裂に要する応力が低下したと考えられる.さらに,ゴム粒子の破裂は粒子近傍の応力を解放し,その結果,ゴム粒子の周囲の局所で塑性変形が生じる.これらの機構によって,一般的な金属材料とは全く逆の傾向を示したと考えられる.さらに,PC/ABSにおいては,3軸応力度の増加と共に延性は低下したが,重量分率が80:20の時には,延性低下の傾向は緩やかとなる.これは,先に述べたABSの延性増加機構が有効に作用したためと考えられる.
ルーメン内メタン発生の抑制と繊維消化の促進のための添加物利用技術の確立

温室効果ガスであるメタンの牛ルーメンからの発生の抑制と繊維の消化促進のために、各種の添加物を利用することを検討した。初めに、培養実験により効果を検討した結果、フマル酸、サポニン類、植物抽出物(ワサビ油、ユーカリ油など)は培地への微量添加でメタンを10-60%抑制することが明らかとなった。ワサビ油添加などでは水素の発生が高まったが、これにフマル酸を同時添加するとその発生は低下した。また、プロバイオテックス(Saccharomyces cerevisiae)やセロビオースを添加すると、繊維分解菌が増加し、繊維の消化は約10%向上することを初めて明らかにした。さらにルーメンプロトゾアが存在および不在の子牛を用いて、メタン生成と繊維消化に関係するプロトゾアがメタン菌と主要な繊維分解菌に及ぼす影響を分子生物学的手法により検討した。その結果、メタン菌ではいずれの牛でもMethanobacterialesが優勢であること、および、プロトゾア不在牛のみから検出されるクローンがあることが明らかとなった。繊維分解菌のなかでRuminococcus albusとR.flavofaciensはプロトゾア不在牛の方が存在牛よりも16SrRNA遺伝子コピー数は高かったが、Fibrobacter sccinogenesは存在牛の方が高く、プロトゾアは細菌全体の繊維分解活性を大きく低下させずに自らの繊維分解能とともにルーメンでの繊維分解を高めることが明らかとなった。以上のように、フマル酸、サポニン類、ハーブ類を組み合わせて飼料に添加すると、繊維の消化とプロトゾア数を低下させず、また水素発生を増加させることなく、メタン発生を低減できることが明らかになった。さらにセロビオースやプロバイオテックスの飼料添加で、繊維の消化を向上できることが明らかとなり、これらの利用による牛の飼料利用性の向上が期待される。メタン抑制については,生菌剤Saccharomyces cerevisiae 2菌株(YST)の添加効果を培養実験により検討した。60mlのルーメン液含有培地にYSTを10,20,または40mg添加し,基質としては乾草+濃厚飼料(1.5:1)を用い,38°Cで嫌気的に6時間培養した。培養の結果,YST添加でルーメンのpHは変化しなかったが,揮発性脂肪酸の生成量は増加し,VFAの中で酢酸の比率は低下し,プロピオン酸の比率は増加した。プロトゾア数は変化しなかったが,メタン生成はYST添加により約10%低下した。また,子牛7頭(プロトゾア存在4頭,不在3頭)を用い,ルーメンプロトゾアが細菌の構成に及ぼす影響をクローンライブラリー法により検討した。プロトゾア不在牛ではPrevotella ruminicolaなどのデンプン分解菌は増加し,繊維分解菌の中で,Ruminococus albusとR.Flavefaciensは増加したが,Fibrobacter succinogenesは減少した。メタン菌種の数はプロトゾア存在牛よりも不在牛の方が多かった。また,プロトゾア不在牛のみに検出されるクローンがあり,これをUnfaunated Group 1(UG1)とした。これらより,ルーメン内の水素利用において,プロトゾアの存在は大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。繊維消化の促進については、セロビオース(セロオリゴ糖)の添加効果をin vitro培養実験により検討した。60mlの希釈ルーメン液培地にセロビオースを20,40または60mg添加し、基質としては乾草+濃厚飼料(1.5:1)を用い、38°Cで嫌気的に6時間培養した。培養の結果、セロビオース添加で揮発性脂肪酸の生成とプロピオン酸の比率は増加した。アンモニア濃度は低下した。

プロトゾア数は変化しなかったが、繊維分解菌数は増加した。メタン生成は変化しなかった。セロビオース添加により繊維の消化は約10%高まり、濃度依存的であった。これらより、セロビオースは飼料に添加すると繊維の消化を促進することが明らかとなった。また、子牛7頭(プロトゾア存在4頭、不在3頭)を用い、ルーメンプロトゾアがメタン菌の構成に及ぼす影響をmcrAクローンライブラリーで検討した結果、いずれの牛でもMethanobacterialesが優勢であること、および、プロトゾア不在の牛のみから検出されるクローンがあることが明らかとなった。
集束イオンビームによるダイヤモンドの表面改質を応用した精密加工用工具の開発と応用

本研究では,集束イオンビーム加工や熱処理等によるダイヤモンド,cBNの表面構造の改質や回復を利用して,加工単位数百nm数μmの加工性に優れた精密加工用切削工具の開発とその応用化について検討した.ダイヤモンド工具に微細なテクスチャを作製することで,工具の摩擦が減少し,加工特性を大きく改善できることを明らかにした.この現象の加工条件,テクスチャの形状依存性について検討するとともに,ナノ多結晶ダイヤモンド工具やバインダレスcBN工具への応用化を行った.さらに高能率なテクスチャ作製法について検討した.以上の結果より,本技術によって精密切削加工における高度化が可能であることを明らかにした.本研究では、集束イオンビーム(FIB)加工および熱処理等によるダイヤモンド、cBNの表面構造の改質等を利用して、加工単位数百nm数μmの加工性に優れた精密加工用切削工具の開発とその応用化について検討することを目的としている。FIB照射した単結晶ダイヤモンドを空気中で熱処理すると、FIB照射による影響層を選択的に除去できる。この原理を応用して、FIB加工により成形した単結晶ダイヤモンド工具の加工特性の改善を試みた。その結果、適切な条件で熱処理を適用することで転写性、耐凝着性を改善することが可能であった。さらに、耐摩耗性も大きく改善され、非照射の工具と同等の工具寿命を得ることができ、本手法によりFIB照射を用いて成形した単結晶ダイヤモンド工具の加工特性を改善できること示した。さらにFIB加工による単結晶ダイヤモンド工具の高機能化を目的として、上記の手法を応用して微細なテクスチャを有するダイヤモンド工具の開発について検討した。まずレーザラマン分光分析により、FIB照射部の熱処理前後の結晶構造の変化を明らかにした。つぎにテクスチャ形状のFIB照射条件依存性等について検討し、テクスチャを作製するための最適条件を明らかにした。本手法を用いてダイヤモンド工具すくい面に幅数百nm数μm、深さ数十nmの微細なテクスチャを作製した。これを用いて加工実験を行った結果、工具すくい面の摩擦が減少し、工具の加工性能を改善することが可能であった。本研究では、集束イオンビーム(FIB)加工および熱処理等によるダイヤモンド、cBNの表面構造の改質等を利用して、加工単位数百nm数μmの加工性に優れた精密加工用切削工具の開発とその応用化について検討している。昨年度の結果よりFIB照射した単結晶ダイヤモンドを適切な条件で熱処理することで、照射部の非ダイヤモンド相が選択的にエッチングされることを明らかにした。これを応用することで、工具すくい面に凹形状の微細なテクスチャの作製できる。これによって、ダイヤモンド工具すくい面の摩擦が減少し、加工特性を改善することができる。本テクスチャ作製法の高能率化のため、紫外線レーザを利用したテクスチャの作製法について検討した。FIB照射した単結晶ダイヤモンドに微弱な紫外線レーザを照射すると照射部のみが選択的にエッチングされることを見出した。本現象の各種条件依存性について検討した。その結果、FIB照射のドーズ量、イオンエネルギによって、加工速度、加工深さが変化することを明らかにした。またGa除去処理を適用することで、高精細な微細構造形成が可能である。この原理を応用することで、幅サブミクロンオーダ、深さ約80 nmの微細構造形成が可能であることを明らかにした。さらに微細なテクスチャを他種の工具へと適用するため、ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)やバインダレスcBNへのテクスチャの作製について検討した。NPDにFIB照射後、適切な条件で熱処理することで、テクスチャの作製が可能であった。一方、その加工特性は単結晶ダイヤモンドのそれとは異なる。バインダレスcBNの場合、空気中で熱処理してもエッチングは進行しない。FIB照射後、アルミニウムを蒸着し、熱処理することで、微細構造の作製が可能であった。これらの結果より、NPD工具やバインダレスcBN工具に対してテクスチャを作製できることを明らかにした。本年度は紫外線レーザを用いた高能率なテクスチャ作製法や他種工具への応用化について検討し、その有用性を明らかにした。今後は実工具へと適用し、工具としての有効性について検討することで、さらなる加工特性を改善した超精密切削加工用工具の開発が可能になると考える。超精密加工用の単結晶ダイヤモンド工具にテクスチャを作製することで、その加工特性を改善できる。テクスチャを有するダイヤモンド切削工具の最適化を目的として、テクスチャの位置、幅、加工条件、加工材種等を変化させた実験を行った。切削速度180 m/minの高速加工で切れ刃からの位置を変化させた結果、テクスチャが切れ刃に近い場合に、強い効果が現れた。またその効果は被削材種によって異なり、被削材がアルミニウム合金の場合には切れ刃から8.6 μmの場合にも効果が生じるのに対して、NiPの場合にはテクスチャに極近い1.0 μmの場合にのみ効果が現れた。一方、超精密切削加工において一般的な切削速度0.5 m/minの場合、工具・被削材間の接触距離の変化によって、より切れ刃に近い場合でのみ効果が現れる。またこれらの条件においては、切削力が約70 %減少するなど著しい効果を示した。通常の工具では切りくずの不規則なせん断変形によって、加工面に大きなうねりが生じるのに対し、テクスチャを有する工具では不規則なせん断変形を抑制でき、加工面性状の改善にも大きな効果が現れることを明らかにした。この傾向は、金型材料として使用されるNiPが被削材の場合により強く表れる。

またテクスチャの幅を変化させた実験を行った結果、高速、低速加工でテクスチャによる効果が変化し、高速加工では幅1.0 μm以上のテクスチャが必要であることを明らかにした。一方、低速加工では幅0.5 μm程度のテクスチャに置いても、強い効果が得られることがわかった。以上の結果より、テクスチャの形状、条件、被削材によってテクスチャによる効果が変化することを明らかにし、とくに低速加工において、切削力、仕上げ面性状の観点から著しい効果が得られ、これらの加工における有用性を示すことができた。本研究では,集束イオンビーム加工や熱処理等によるダイヤモンド,cBNの表面構造の改質や回復を利用して,加工単位数百nm数μmの加工性に優れた精密加工用切削工具の開発とその応用化について検討した.ダイヤモンド工具に微細なテクスチャを作製することで,工具の摩擦が減少し,加工特性を大きく改善できることを明らかにした.この現象の加工条件,テクスチャの形状依存性について検討するとともに,ナノ多結晶ダイヤモンド工具やバインダレスcBN工具への応用化を行った.さらに高能率なテクスチャ作製法について検討した.以上の結果より,本技術によって精密切削加工における高度化が可能であることを明らかにした.本年度は集束イオンビーム(FIB)加工した単結晶ダイヤモンドの加工特性を改善する手法について検討した。これより本提案手法によりFIB加工したダイヤモンド工具の加工特性の改善が可能であることを明らかにした。また、ダイヤモンドのFIB加工条件、熱処理条件依存性より、その基礎的な加工特性を明らかにした。またレーザラマン分光分析により、その結晶構造を同定した。さらにFIB加工による単結晶ダイヤモンド工具の高機能化のため微細なテクスチャを作製した。これより工具の加工性能を改善することが可能であることを示した。本年度は主に以上の成果を得ることができ、本結果を進展させることで、さらなる加工特性を改善した超精密切削加工用工具の開発が可能になると考える。今後は本年度開発したテクスチャ作製法を応用して、各種工具へのテクスチャ作製を行う。これを用いて超精密切削加工による加工実験を行い、テクスチャが加工特性へ及ぼす影響を明らかにする。さらに、耐摩耗性等へ及ぼす影響や難削材加工への応用についても検討し、本工具の有用性を明らかにする。精密加工本年度得られた知見を基に,下記項目について検討する.(1)テクスチャ形状の最適化による加工特性の更なる改善本年度の結果より、テクスチャの作製によってダイヤモンド工具の加工特性を改善できることを明らかにした。この結果を基に、テクスチャ形状の最適化および各種加工条件依存性について検討し、加工特性の更なる改善を試みる。この結果を基に、各種工具への応用を試みる。(2)他種工具への応用化cBNなど他種工具への応用化について検討する。まずcBN等のFIB加工条件等について検討し、その特性を明らかにする。この結果を基に、cBN工具等へ適用し、加工特性を明らかにする。これより、鉄系材料などcBN工具での加工が必要な分野での応用が期待できる。
CGを用いた現実感の高い仮想世界の構築に関する研究

現実感の高い仮想世界を構築するためには,CG(Computer Graphics)技術が必要不可欠である.現実感の高いCG映像を作成するためには,高度なレンダリング手法,精密なモデリングが必要とされる.しかし,このような高度なレンダリングや精密なモデリングには,専門的な技術と莫大な時間が必要になり,仮想世界を容易に構築することが困難になるという問題点がある.そこで,本研究では,誰もが容易に現実感の高いCG映像を作成することが可能な手法について検討を行なった.まず,容易な3次元モデリング手法として,単眼カメラで撮影した連続画像から精度の高い奥行きデータを計測する手法を提案し,3次元モデルの構築を行った.提案手法では,光軸に対して垂直方向に等速直線運動を行うカメラで等間隔に撮影した連続画像の対応点検索を行う.基線長を長く取るために,連続画像の複数フレームを使用し対応点付けを行った.その結果,物理的にカメラの台数を増やさずに,精度の高い3次元データを計測することができた.現在,カメラの運動,撮影間隔に制限を設けているが,この制限を減らすことで,容易に3次元モデルを構築できることが明らかとなった.また,3次元モデル作成の重要性と同様に,生物の3次元モデルの動き,姿勢の制御もCGの現実感を表現する重要な要因である.本研究では,人間の自然な掌握姿勢を表現するためデータ構造および姿勢決定手法についても提案を行った.提案手法では,まず始めに,八進木データ構造を用いて構成されたデータベースに基づいて掌の姿勢を決定する.人間の身体の前部に掌が届く空間を定義し,再帰的に分割した八進木データ構造を利用することで,掌の姿勢データベースを非常に容易に作成することができる.次に,提案手法である等姿勢領域(iso-confort regions)を用いて掌以外の腕の姿勢を決定する.現実感のある腕の姿勢を決定するという点で,得られた結果,等姿勢領域を定義することの有効性を示すものである.現実感の高い仮想世界を構築するためには,CG(Computer Graphics)技術が必要不可欠である.現実感の高いCG映像を作成するためには,高度なレンダリング手法,精密なモデリングが必要とされる.しかし,このような高度なレンダリングや精密なモデリングには,専門的な技術と莫大な時間が必要になり,仮想世界を容易に構築することが困難になるという問題点がある.そこで,本研究では,誰もが容易に現実感の高いCG映像を作成することが可能な手法について検討を行なった.まず,容易な3次元モデリング手法として,単眼カメラで撮影した連続画像から精度の高い奥行きデータを計測する手法を提案し,3次元モデルの構築を行った.提案手法では,光軸に対して垂直方向に等速直線運動を行うカメラで等間隔に撮影した連続画像の対応点検索を行う.基線長を長く取るために,連続画像の複数フレームを使用し対応点付けを行った.その結果,物理的にカメラの台数を増やさずに,精度の高い3次元データを計測することができた.現在,カメラの運動,撮影間隔に制限を設けているが,この制限を減らすことで,容易に3次元モデルを構築できることが明らかとなった.また,3次元モデル作成の重要性と同様に,生物の3次元モデルの動き,姿勢の制御もCGの現実感を表現する重要な要因である.本研究では,人間の自然な掌握姿勢を表現するためデータ構造および姿勢決定手法についても提案を行った.提案手法では,まず始めに,八進木データ構造を用いて構成されたデータベースに基づいて掌の姿勢を決定する.人間の身体の前部に掌が届く空間を定義し,再帰的に分割した八進木データ構造を利用することで,掌の姿勢データベースを非常に容易に作成することができる.次に,提案手法である等姿勢領域(iso-confort regions)を用いて掌以外の腕の姿勢を決定する.現実感のある腕の姿勢を決定するという点で,得られた結果,等姿勢領域を定義することの有効性を示すものである.