hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報通信ネットワークを活用した遠隔観察・実験授業法に関する研究

授業実施後の児童へのアンケート調査によれば、今後も今回のような遠隔授業を受けたいと答えたものが98.4%あった。また、授業の内容がよくわかった及びだいたいわかったと答えたものの割合も89%あり、今回の授業の内容がストーリー性を考慮したもので、その結果が現れている。この遠隔授業により、児童の興味関心が引き出され、理解を進めたといえる。これらの内容も含め、全国理科センター協議会物理部会において、物理領域での遠隔観察・実験について発表を行った。内容は電球への発展と、液体窒素中での発熱発光の仕組みを説明した。大阪府教育センター研究フォーラムでは、小・中・高等学校の教員に対象に講演発表を行い、報告集録で理科の遠隔授業の試み(全38頁)にまとめた。PHSを使った遠隔授業のシステムに始まり、物理領域、化学領域、生物領域、地学領域の4領域について、教材、実践、アンケートについて報告している。
日清・日露戦間期における日本外交の再考―日清追加通商航海条約を中心に―

日清戦争から日露戦争までの日本外交は、清を舞台とする国際関係の推移のなかでいかなる展開をみせたのか、という点が当研究の問題意識である。本年度は当研究課題に関する先行研究や基礎資料の収集と、北京議定書の調印をめぐる日本外交の分析に力点を置いた。そのため、国内では外交史料館にて義和団事件に関する「外務省記録」・「林董関係文書」、国立国会図書館にて「福島安正関係文書」や新聞雑誌の調査を行った。海外ではイギリス国立公文書館や大英図書館で公文書と私文書の調査を行った。収集した史料群と刊行されている『日本外交文書』の双方を突き合わせて分析することにより、列国協調といわれる義和団事件の処理をめぐる日本の交渉姿勢が、多元的に展開していたことが明らかになった。ただし、日清追加通商航海条約締結交渉の分析につなげるには、交渉姿勢だけではなく北京議定書の内容に対するより具体的な分析も必要である。その点については次年度に持ち越すことになった。また、当研究課題の全体像については、10月に行われた大阪大学歴史教育研究会での報告によって西洋史や東洋史の専門家との議論を行い、世界史として成り立たせるうえでの課題点を確認した。このほか、2019年4月に刊行された『ハンドブック近代中国外交史』(岡本隆司・箱田恵子編、ミネルヴァ書房)への寄稿(「下関条約・三国干渉」、「通商航海条約の改定(対英、米、日)」)も研究実績となった。2年連続で所属研究機関が変更することになったためである。本年度は全く研究成果をあげていないわけではないが、新たな所属機関への順応と次年度の所属先への移行準備に時間を要した。その結果、調査の一部を見合わせ、史料分析のための時間もやや不十分となってしまった。以上の進捗状況から「やや遅れている」と判断した。ただし2度にわたる所属研究機関の変更を経て、長期的な視点で研究に向き合える安定した環境が整った。そのため今後はこのメリットを活かして研究に取り組むつもりである。今後は本年度にやり残した史料の分析を速やかに進めると同時に、ボストンで資料調査を行い、アメリカの視点を加えて東アジアにおける当時の日本外交を分析する予定である。所属研究機関の変更によって調査対象となる国内資料所蔵機関へのアクセシビリティに変化が生じたほか、年度途中で次年度以降の研究機関変更が決まり、予定していた調査の一部を差し控えたためである。そのため、先延ばしとなった調査の費用に振り替えて使用する。
音声言語の文字化における韻律ラベリングの自動化

1.共通日本語の基本周波数パターンの特徴パラメータおよび入力指令の自動抽出法の確立共通日本語音声の韻律ラベリングを自動的に行うことを最終の目的として,発話の言語的情報が既知ないし所与の場合を対象とし,研究代表者らの独創による基本周波数パターン生成過程のモデルとテキストからの韻律生成規則とを組み合わせることにより,まず対象とする音声の韻律ラベリングの第1近似としての韻律記号を言語情報のみから作成し,それから導かれるモデルパラメータを出発点とするAnalysis-by-Synthesis法によって,与えられた音声の基本周波数パターンのパラメータを精密に推定し,その最終結果から,この音声に付与すべき韻律ラベルを決定するという新しい方式を提案した。予備的な実験の結果,この方式の妥当性を示した。2.共通日本語の韻律の特徴を的確に表現するための韻律記号の決定上記1.の検討結果にもとづいて,若干の共通日本語音声データの基本周波数パターンの分析を行い,その韻律の特徴を的確に記述するのに必要十分な韻律記号を決定するための検討を行った。その結果,本研究のめざす究極的な韻律ラベリングにおいては,言語情報の離散性を反映する韻律記号のみでなく,パラ言語情報および非言語情報の連続性を定量的に表現するパラメータ値を,同時に抽出し表記する必要があること確認した。なお,上記1.および2.を遂行するため,ワークステーション(日本サン・マイクロシステムズ社SPARCstation5)を購入し,主記憶の拡張(32MB)および大容量のハードディスク装置(ニューテック社NVS4.0XL)の増設を行い,処理に用いた。また,音声資料の入出力を行うため,オ-ディオアンプ(SONY社TA-FA5-ES)およびスピーカ(JBL社Control 5 plus)を購入した。
金属ガリウム溶媒の磁性機能性流体による省エネルギー型熱

本研究では金属液体として金属ガリウムを使用し、分散させる強磁性粒子には数百nmの粒子径で温度の上昇とともに飽和磁化が低下する感温性がある鉄合金粒子をシリカ被覆してガリウムに分散させやすくして使用した。ガリウム中に3%程度の本粒子径の鉄合金粒子を分散させると、流体は外力でやわらかく変形するゲル状になった。本流体は流動性が少ないため、流動性がある磁性流体よりは懸濁液であるMR流体に近いと考えられる。この金属流体へ磁界の印加の有無によるトルクと角速度の関係を円錐平板型粘度計および共軸二重円筒型にて測定した。磁界中での流体の粘度変化が少なければ、応用として磁界の印加でオンとオフで移動できるスイッチ、あるいは、磁界印加状態で温度が変化すると流体が保持されなくなることによる温度スイッチなどが考えられる。本年度では金属液体として、金属ガリウムを使用し、分散させる強磁性粒子には数百nmの粒子径で温度の上昇とともに飽和磁化が低下する感温性がある鉄合金粒子をシリカ被覆してガリウムに分散させやすくして使用した。強磁性粒子の合成方法は、第一鉄を主成分とし、ニオブ、バナジウムを含有する酸性水溶液にアルカウ性の水素化ホウ素ナトリウムを添加することによりこれらの金属イオンを還元して作成した。合成した粒子の組成をICP-OES装置で分析したところ、鉄、ニオブ、バナジウム、ホウ素の原子比率は80:3:4:13のFeNbVB粒子であった。金属鉄はガリウムと反応しやすいので、ガリウムと親和性の高いシリカを合成した鉄合金粒子に被覆する。テトラエトキシシランを加水分解・脱水縮合反応させることによりシリカを鉄合金粒子に被覆した。シリカ被覆前後のFeNbVB粒子の飽和磁化を試料振動型磁化測定装置(VSM)により測定した。室温300K付近では鉄合金粒子の飽和磁化は0.72Tであるが、非磁性のシリカを被覆すると飽和磁化は0.50Tと低下し、約10nmのシリカが被覆されていると考えられる。ついで、シリカ被覆した鉄合金粒子をガリウムに添加して分散させて流体を製造した。金属ガリウム中に微細シリカ粒子を約1%添加するとガリウムの融点は低下し、293Kでも長時間、金属ガリウムは液体状態を保持した。また、ガリウム中に3%程度の本粒子径の鉄合金粒子を分散させると、流体は外力でやわらかく変形するゲル状になった。電磁石中で0.59Tの磁束密度を作用させ3x10-3kgの金属流体を重力に逆らって移動させることができた。磁界中での流体の粘度変化が少ないので、応用として磁界の印加でオン位置とオフ位置を移動できるスイッチとしての応用が期待される。金属ガリウム中に20から30nmのFeNbVB強磁性粒子をシリカを被覆して約3%分散させたゲル状金属ガリウム流体を製造した。この金属流体へ磁界の印加の有無によるトルクと角速度の関係を円錐平板型粘度計および共軸二重円筒型にて測定し以下の事項が明らかとなった。円錐平板型粘度計では、円錐平板と垂直に磁界の無印加と最大磁束密度0.09 Tを印加した場合、磁界を作用させた方が低角速度ではトルクが大きく、角速度が4rad/s以上では磁界の影響はほとんど現れなくなった。磁界の印加の有無にかかわらず、角速度が上昇するとトルクが減少する傾向が観察された。共軸二重円筒型では、回転軸と平行に最大磁束密度0.09 Tを印加した場合、低回転数では若干、磁界印加したほうがトルクは大きいが、速度の上昇とともに検出されるトルクの差は減少した。円錐平板の結果と同様に回転速度が大きくなるに従って角速度が上昇するとトルクが減少する傾向が観察された。高回転になるとガリウム流体と接触する粘度計のステンレス(SUS304)板との間に隙間が生じるからと考えられる。電磁石中で0.55Tの磁束密度を作用させ、金属流体を重力に逆らって移動させることができた。磁界中での流体の粘度変化が少ないので、応用として磁界の印加でオンとオフで移動できるスイッチへの応用が考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
基準システムへの変換を考慮した多状態システムの最適設計に関する研究

2018年度は,最初に,1)多状態システムとしてMulti-stateconsecutive k-out-of-n:Fsystemを取り上げ,任意の状態に対して,その状態以上となる確率を最大とすることを評価関数とする最適配置問題を考察した.そして,a)システムがbinaryconsecutive k-out-of-n:Fsystemに帰着する場合の条件について考察し,帰着可能なシステムに対して通常の2値システムの方法を利用し,b)帰着できない場合には,一部のMulti-stateconsecutive k-out-of-n:F systemに対して(条件付き)不変な最適配置の条件を導出した.また,2)2次元のconsecutive k-systemであるConnected-(r,s)-out-of-(m,n):F Lattice Systemに対して特殊な場合に対してあるが,従来方法に比して効率的な信頼度計算を提案,さらに信頼度最大という基準の下で最適配置を効率的に導出するアルゴリズムを提案した.さらに,3)上記で得た最適配置の必要条件を修理系への適用に拡張すべく,その準備のために1次元のconsecutive k-systemであるconsecutive k-out-of-nsystemに対して単純保全(システム故障時に全取替)や時間計画保全方策の下での最適方策を導出した.さらに,4)上記の考えをベースにネットワークシステムに対して信頼度算出について効率的なアルゴリズムの提案と信頼度の新たな上下限値の提案のための準備を行った.また,5)生産管理のスケジューリング問題やバランシング問題解法のための一モデルである多期間サイクルモデルについても,作業者(または機械)の新たな最適配置の必要条件,さらに従来モデルの仮定を緩めた問題に対しても必要条件を提案した.上記の成果を論文6本,国際学会12件,国内学会16件にまとめた.2018年度は,2値システムへの変換可能な多状態システムの範囲の確認や変換方法の提案,また変換が困難な多状態システムに対して1部のシステムではあるが,実際に最適配置の必要条件の提案を行った.また,その提案段階において,新な信頼度計算アルゴリズムの導出を行い,当初計画では想定しなかった修理系への発展が可能であることを実証するために最適保全計画の導出を行った.また,来年度実施予定であった生産管理などの他分野への応用について実施した.しかし,一般システムの基準システム可能性について,一部のシステムについてのみ検討したが,まだ不十分と判断し,総合的に考えて概ね順調とした.2018年度の成果により,多状態システムが“2状態システムや多状態連続型k-システム"(基準システム)に帰着可能かどうかの変換可能性を表す指標(以後,変換指標)として,極小カットまたは極小パスの重複を表現する指標を取り上げ,その指標により多状態システムを分類する.そして,基準システムに対しては,昨年度までで,システム特有の性質を考慮した性能評価指標の効率的算出方法を提案済み,最適配置の存在範囲(条件)や“(条件付き)不変な最適配置"の存在条件を導出済みであるが,さらに継続的な検討を進め,任意の状態に対して,その状態以上となる確率を評価関数を最大とする目的の下で,基準システムに対する効率的な最適配置探索方法を提案予定である.多状態システムに対しても上記の変換指標により分類したシステムごとに,最適配置の存在範囲(条件)や(条件付き)不変性などの性質を導出し,それを利用した最適配置探索方法を比較検討し,最終的に多状態システムの最適配置を効率的に探索する統一的な探索方法を提案する予定である.また,2018年度と同様に上記考えの修理系の評価や生産管理分野への適用考察を継続的に実施する.さらに、作業者のスケジューリング問題を別視点から考慮するリセット多期間制約サイクルモデルに対して最適配置問題に関し,作業者の能力に対応して少数のグループに分けられる場合を考え,作業者の最適な配置の必要条件を導出することにより,最適配置問題の効率的な解法を提案した.また、エッジに信頼度とコストが付加されているネットワークシステムの最適設計(全点間信頼度制約の下でコスト最少)問題の効率的解法において最適な構成となり得ないシステムを除外するために有効となる全点間信頼度を最大とするネットワーク構成について考察した.上記の結果を論文6本(内,1本は印刷中)、国際学会4件、国内学会9件にて発表した.2017年度は,多状態システムの最適配置問題解法を主眼にして,多状態システムの最適配置問題とその解法, 2状態システムと多状態連続型k-システムの最適配置問題解法を再調査した.その段階で,一部の2状態システムの信頼度算出方法や最適配置問題解法に新たな考えによる解法を提案できた.この考えは,多状態システムに対しても有用と思われる.多状態システムは,例えばコンポーネント状態(ベクトル)に全順序関係があれば容易に2状態システムに帰着でき,多状態システムの性能評価指標算出も容易となる.そのために多状態システムの2状態システムへの変換可能性の検討を行った.一般的に多状態システムのコンポーネント状態は半順序関係となることから,一部のコンポーネント状態間でのみ全順序関係が成立する条件を調査した.全順序関係が成立するコンポーネント集合の重複具合(積集合の大きさ)により多状態システムへの2状態システムへの変換の難しさが評価できる可能性を見出した.多状態システムの性能評価指標については,システム自体、それを取り巻く環境やシステムユーザーの価値観により多種多様な指標が考えられるために、一般的に有用とされる性質を有する評価関数を導入し、それをもとに最適配置問題を定式化することとした。

また,多状態システムの多状態連続型k-システムへの変換可能性についても,多状態連続型k-システムに変換可能な多状態システムとはどのような性質を持つシステムかを考察することとした.以上より,ある程度の成果は得られたことにより,おおむね順調と判断した.2018年度は,最初に,1)多状態システムとしてMulti-stateconsecutive k-out-of-n:Fsystemを取り上げ,任意の状態に対して,その状態以上となる確率を最大とすることを評価関数とする最適配置問題を考察した.そして,a)システムがbinaryconsecutive k-out-of-n:Fsystemに帰着する場合の条件について考察し,帰着可能なシステムに対して通常の2値システムの方法を利用し,b)帰着できない場合には,一部のMulti-stateconsecutive k-out-of-n:F systemに対して(条件付き)不変な最適配置の条件を導出した.また,2)2次元のconsecutive k-systemであるConnected-(r,s)-out-of-(m,n):F Lattice Systemに対して特殊な場合に対してあるが,従来方法に比して効率的な信頼度計算を提案,さらに信頼度最大という基準の下で最適配置を効率的に導出するアルゴリズムを提案した.さらに,3)上記で得た最適配置の必要条件を修理系への適用に拡張すべく,その準備のために1次元のconsecutive k-systemであるconsecutive k-out-of-nsystemに対して単純保全(システム故障時に全取替)や時間計画保全方策の下での最適方策を導出した.さらに,4)上記の考えをベースにネットワークシステムに対して信頼度算出について効率的なアルゴリズムの提案と信頼度の新たな上下限値の提案のための準備を行った.また,5)生産管理のスケジューリング問題やバランシング問題解法のための一モデルである多期間サイクルモデルについても,作業者(または機械)の新たな最適配置の必要条件,さらに従来モデルの仮定を緩めた問題に対しても必要条件を提案した.上記の成果を論文6本,国際学会12件,国内学会16件にまとめた.2018年度は,2値システムへの変換可能な多状態システムの範囲の確認や変換方法の提案,また変換が困難な多状態システムに対して1部のシステムではあるが,実際に最適配置の必要条件の提案を行った.また,その提案段階において,新な信頼度計算アルゴリズムの導出を行い,当初計画では想定しなかった修理系への発展が可能であることを実証するために最適保全計画の導出を行った.
3次元非構造格子電磁粒子コードによる宇宙飛翔体環境シミュレータの開発

本研究では、人工衛星近傍のプラズマ電磁環境を精密に再現することができる3次元のプラズマ電磁粒子コードの開発を行った。衛星の形状をモデルとして正確に扱うことを可能にするためには、まず電磁界を扱う空間格子として非構造4面体要素を用いて空間を離散化する。それをマックスウェル方程式に適用し電磁界の時間発展を計算する。さらに衛星近傍のプラズマの挙動を正確にモデル化するためには、プラズマを粒子として取り扱い、上記の電磁界によって与えられるローレンツ力を考慮した運動方程式を個々の粒子について解き進める。さらに、プラズマ粒子の運動によって発生する空間電荷や、電流密度をマックスウェル方程式に反映させることにより自己無撞着(self-consistent)なシミュレーションコードを完成する。本年度は、可能な限り現実的なモデルを取り扱うことを目標とし、衛星形状のモデル構築および大規模3次元シミュレーションコードの開発、最適化を行った。3次元CADを使用し、球プローブの非構造格子モデルを作成し実験を行う一方で、地球シミュレータを使用した大規模3次元シミュレーションコードの最適化を行った。大規模3次元シミュレーションコードは、1000×1000×1000グリッドのモデルを扱うことが可能になり、静止衛星軌道上の衛星を扱う場合10km立方の空間をモデル化することが可能になった。非構造シミュレーションコードでは、球プローブモデルをおよそ1万節点の4面体要素でモデル化し、実験を行った。今後、理論計算との比較を行い、シミュレーション精度の評価を行う予定である。すでに定式化された2次元および3次元の電磁粒子コードをプログラム化するため、小規模な開発用コンピュータの導入を行った。開発は主に市販の高性能パーソナルコンピュータを使用し、開発用ソフトウェアを導入した。基本的な衛星の材質、形状等をモデル化するためのデータ入力、格子生成を行う一方、広大な宇宙空間を再現するため外部境界を実現するアルゴリズム等、既存の技術を調査、検討するための調査をおこなった。電磁界を計算する4面体要素を生成する手法は、モデルを作成する段階において非常に大きな労力を必要とし、実用的なモデルを作成するためには必須の技術である。これを自動で実現する手法として計算流体力学(CFD)分野において使用されている自動要素分割アルゴリズムが本電磁粒子コードおいても応用可能であることが分かり、コードの精度、要素分割の自由度、モデルとなる衛星の形状特性等比較検討した。年度後半においては、これまでの進捗状況を学会において報告するとともに、論文の印刷を行った。基本的なモデルに対するデータの可視化テストを行い、アニメーション化を試みた。基本的なコード開発に目処が立った時点において、大規模なコード開発にむけた準備を始め、スーパーコンピュータレベルでのコード開発、高速化を行う作業を開始した。
画像による物体の3次元形状復元の解析的手法

1.単一画像からの多面体形状復元。多面体の線画においてどの辺と辺が直交しているか、あるいは平行かを発見的に仮説検定する手法を確立し、誤差を最小にする最適化手法を数学的に完全に定式化した。また、実際の画像を用いた実験を行ったところ、良好な結果を得た。これに関しては国際学会IAPR Workshop on Computer Vision(昭63.10東京)およびIEEE ICCV(昭63.12米国フロリダ州)において研究発表を行った。また電子情報通信学会論文誌およびInt.J.Comput.Vosionに論文掲載が決定している。2.対応点を用いない運動認識。形状が既知の物体の画像が与えられたとき、既知の物体モデルのどの点が画像のどの点に対応しているかという知識を用いないで、物体の3次元的位置を計算する手法を確立した。これは画像を特徴づける巨視的な「特徴量」を元にするものであり、任意形状の物体に適用できる。実際の画像を用いた実験を行ったところ、良好な結果を得た。これに関しては情報処理学会(昭63.7東京)および非破壞検査協会(昭和63.7東京)において研究発表を行った。またJ.Infor.Process.に論文掲載が決定している。3.道路画像の3次元復元。スプライン補間を施した道路画像をもとにして、道路3次元形状を決定する微分方程式を導き、これを数値積分して3次元復元を行う手法を提案した。さらに計測誤差に対処するための種々の計算の安定化手法を開発した。また実際の画像を用いた実験を行ったところ、良好な結果を得た。これに関しては国際学会IEEE Int.Workshop on Intelligent Robots and Systems(昭和63.10-11)において研究発表をおこなった。現在IEEE Trans.Robotics Automationに投稿中である。4.その他。これらの基礎となる数理的手法に関する著書を執筆した。4.その他。
応力発光現象の応用による地盤内部のリアルタイムな応力分布可視化技術の開発

本研究課題では、応力発光現象を応用することで地盤内の応力分布をリアルタイムに可視化する新しい計測手法の開発を目的としている。平成29年度には、文献調査により適した応力発光材料の検討を行い、ユウロピウムを発光中心としたアルミン酸ストロンチウムを採用した。応力発光材料とエポキシ樹脂を混合した塗料を利用することにより、ガラスビーズに塗布することで作用力の増分に応じて発光する粒子を作成して、キャリブレーションを行った。このキャリブレーションでは新たな知見として、粒子間の接点で発生する強い発光に着目することで粒子間接触力についてもリアルタイムな可視化が可能であることを示した。平成30年度にかけて、作成した発光粒子を用いて、二次元断面における単調載荷実験を行った。各粒子や接点から換算された力と供試体の境界に設置したロードセルで計測された力とを比較することで、地盤内の作用力とその分布の検証を行い、定量的に一致することを示した。加えて、載荷速度を調整可能な載荷実験機を製作し、閉端杭の貫入時における先端抵抗と地盤内部で発生する作用力分布の可視化について検討を開始している。試検討において、閉端杭の先端にくさび状の作用力が大きい領域が確認され、二次元断面の実験と同様に載荷過程で一部の粒子と接点が強く発光し、それらが連なったり分岐したりしながら力を伝達する応力鎖という粒状体らしい現象の推移を観察することができた。これまでに、本研究に適した応力発光材料を選定し、発光粒子を作成してキャリブレーションを実施している。また、新たに粒子間接触力についてもリアルタイムな可視化が本手法によって可能となることを示せている。要素試験として、二次元断面での載荷実験において粒状体内に作用する力の分布とその推移を可視化し、定量的に検証をすることができたので、当初の予定を順調に達成できている。また、作成した発光粒子を用いた地盤工学の問題への応用として、閉端杭の貫入時における先端抵抗を可視化する載荷実験機を製作して動作確認と試検討を実施していることからも、当初の予定通りに進んでいると考えている。平成31年度では研究のとりまとめとして、閉端杭の貫入時における先端抵抗を可視化する載荷実験により、既往の解析解との比較検証などを実施する予定である。また、この実験においても、粒子や接点のミクロな情報に加え、平均配位数、ファブリックテンソルなどのメゾスケールの情報、マクロスケールな閉端杭の貫入抵抗といったマルチスケールな観点からのメカニズムの検討を実施してまとめる予定である。平成29年度には、大きく4つの内容を実施した。まず、文献調査により本研究に適した応力発光材料の検討を行い、ユウロピウムを発光中心としたアルミン酸ストロンチウムを採用した。発光粒子の作成では、応力発光材料とエポキシ樹脂を混合した塗料を利用することにより、ガラスビーズに塗布することで実現した。なお、塗膜厚さの均一性は発光強度のばらつきに影響するため、X線CT装置による撮影画像から確認を行っている。次に、作成した発光粒子について、荷重増分と粒子の平均発光強度の関係についてキャリブレーションを行った。特に、このキャリブレーションでは新たな知見として、粒子間の接点で更に強い発光が確認され、粒子の平均発光強度と同様に荷重増分に対する校正係数を得ることができた。つまり、地盤内の応力分布について、粒子単位の作用力だけでなく、さらに詳細な情報として粒子間接触力のリアルタイムな可視化も可能であることを示した。最後に、作成した発光粒子を用いて、二次元断面における単調載荷実験を行った。載荷過程では、一部の粒子と接点が強く発光し、それらが連なったり分岐したりしながら力を伝達する応力鎖という粒状体らしい現象の推移を観察することができた。応力鎖の発達過程は、載荷条件や地盤条件によって強く影響を受けると考えられるため、平成30年度に作成する載荷実験機により検討を進めていく予定である。これまでに、本研究に適した応力発光材料を選定し、発光粒子を作成してキャリブレーションを行い、二次元断面での載荷実験において粒状体内に作用する力の分布とその推移を可視化できたことから、概ね当初の予定を順調に達成できている。また、新たに粒子間接触力についてもリアルタイムな可視化が本手法によって可能となることを示せたので、この成果を今後の研究において総合しながら検討を進めていくことで、より高度な成果を得ることができると考えている。また、来年度以降に実施する種々の載荷条件や地盤条件を変更可能な載荷実験機についても文献調査による効果的な検討対象や具体的な設計に向けた事前検討を行っており、予定通りに進んでいると考えている。

各粒子や接点から換算された力と供試体の境界に設置したロードセルで計測された力とを比較することで、地盤内の作用力とその分布の検証を行い、定量的に一致することを示した。加えて、載荷速度を調整可能な載荷実験機を製作し、閉端杭の貫入時における先端抵抗と地盤内部で発生する作用力分布の可視化について検討を開始している。試検討において、閉端杭の先端にくさび状の作用力が大きい領域が確認され、二次元断面の実験と同様に載荷過程で一部の粒子と接点が強く発光し、それらが連なったり分岐したりしながら力を伝達する応力鎖という粒状体らしい現象の推移を観察することができた。これまでに、本研究に適した応力発光材料を選定し、発光粒子を作成してキャリブレーションを実施している。また、新たに粒子間接触力についてもリアルタイムな可視化が本手法によって可能となることを示せている。要素試験として、二次元断面での載荷実験において粒状体内に作用する力の分布とその推移を可視化し、定量的に検証をすることができたので、当初の予定を順調に達成できている。また、作成した発光粒子を用いた地盤工学の問題への応用として、閉端杭の貫入時における先端抵抗を可視化する載荷実験機を製作して動作確認と試検討を実施していることからも、当初の予定通りに進んでいると考えている。平成29年度では、キャリブレーションを行った発光粒子を用いて二次元断面での載荷実験を行うことで、粒子への作用力と粒子間接触力の分布を可視化することができた。平成30年度は、まず二次元断面での載荷実験で得られた可視化結果について、各粒子や接点から換算された力と供試体の境界に設置したロードセル計測された力とを比較することで、地盤内の作用力とその分布の定量的な検証を行う。また、粒状体としての挙動に関する既往の研究成果(平均配位数、ファブリックテンソルなど)との比較やその推移の観察から、成果を得られるよう検討を実施していく予定である。なお、これらの検討と並行して、種々の載荷条件や地盤条件における発光の様子を観察するための載荷装置を製作することで、より詳細に応力分布の可視化による定量的な観察を行っていく予定である。平成31年度では研究のとりまとめとして、閉端杭の貫入時における先端抵抗を可視化する載荷実験により、既往の解析解との比較検証などを実施する予定である。また、この実験においても、粒子や接点のミクロな情報に加え、平均配位数、ファブリックテンソルなどのメゾスケールの情報、マクロスケールな閉端杭の貫入抵抗といったマルチスケールな観点からのメカニズムの検討を実施してまとめる予定である。
レーザーシュタルク分光法による対称コマ分子の回転定数A_0の精密決定

1.レーザーシュタルクスペクトルの帰属と解析本研究によりレーザーシュタルクスペクトルの解析が効率良く行なえる様になった。特に複雑なスペクトルを解析するためのコンピュータプログラムを開発し、従来帰属できなかったホットバンド等の弱いスペクトルも容易に帰属できた。以下の対称コマ分子についてスペクトルの解析を行なった。2.対称コマ分子の回転定数A_0の決定(1)CH_3Br分子2ν^2_6-ν_6およびν_6バンドの測定データと、2ν^2_6バンドの既に報告されているデータを同時解析し、この分子の対称軸まわりの回転定数A_0,D^0_K、H^0_Kを二種類のBr同位体についてそれぞれ精密に決定できた。A_0、D^0_Kは従来より12桁高精度で求まり、特にH^0_Kの値はこの種の分子としては初めて得られたものである。これらの定数が決定できた事から他の振動回転バンドの詳細な解析への手がかりが得られた。一例としてν_3+ν_6とν_5バンド間のフェルミ共鳴の問題がある。両バンドについては最近量子数Kの大きな遷移の測定が報告され解析が試みられているが、他の未知の摂動のためフェルミ共鳴の存在の有無について充分な知見は得られていない。本研究で得られた回転定数からこの別の摂動はν_5とν_3+ν_6の間の△l=±2、△k=±1準位の交差によるものと結論できた。これについては更にν_3+ν_6-ν_3バンドのデータを含めて解析を進める計画である。(2)CH_3C〓CH分子この分子については本研究の進行中にほぼ同様の方法によるA_0の決定が報告された。しかしながらその精度は充分なものとは言えず、また低波数振動の存在のためそのスペクトルには不明の点が多い。そこで基本的なν_5バンドについて新しいデータを含めて詳しく解析した。ν_5とフェルミ相互作用を通して3ν^3_<10>準位のバンドオリジンが精度良く求まった(発表予定)。ν_<10>振動の非調和項について知見が得られ、この分子のスペクトルの系統的理解とA_Oの精密決定のための糸口が見つかった。
ニューラルネットワークの非対称、対称構造における認知、記憶機構の計算論的研究

本研究では、ニューラルネットの非対称構造および対称構造の機能を、今まで、われわれが進めてきた、catfishなどの網膜神経回路に見られる非対称構造の機能解析の結果を、大脳皮質の視覚領の部位のV1野及びMT野に適用して、これらの大脳皮質の回路構造の特徴を計算論的に明らかにずることである。この網膜部位の非対称構造とは、Bipolar cell-Amacrine N-type cellの線形系経路及びBipolar cell-Amacrine C-type cell-Amacrine N-typecellの非線形系経路がAmacrine cellでも一緒になり、非対称構造を形成する。、Catの網膜の非線形特性として、米国のCornell大学りJ.Victor教授らは3次の非線形性は少なく、4次の非線形性もいくらか、みられることを実験的に示している。われわれは、これらの知見を基に、線形性経路、非線形性経路からなる非対称構造のネットワークについて、刺激の左右の動きに対して、どのような回路としての反応性を示すかについて、計算論的に明らかにしてきた。この結果、非線形回路構造でも、奇数次の非線形性と偶数次の非線形性を持つ非対称構造が、左右の刺激の動きに対して、きわめて、敏感であることを計算詮的に明らかにしてきた。視覚機能を司るV1野及びMT野の研究は米国のNew York大学のSimoncelliとHeegerにより、その構造が明らかにされ、並列、対称構造である那非線形性としてHalf-wave Rectificationを有することを示している。本研究では、この非対称、並列構造のネットワークは刺激の変化に対して、きわめて、敏感であることを計算論的に明らかにした。ここでは、非線形性と並列性が重畳作用となり、ネットワークのアンサンブル処理が加わり。冗長性をもって、適確に情報を捉える頑健なシステムとなることを明らかにした。以上の知見をまとめ、V1とMTの、2層構造の情報を捉えだすアンサンブルネットワークとなることを計算論的に示した。このアンサンブル処理の考え方をテキストマイニングの処理に適用して、有効な結果を示した。本研究では、われわれが今まで研究してきた、ニューラルネットの非対称構造および対称構造の機能を、大脳皮質の視覚領の部位のV1野及びMT野に適用して、これらの大脳皮質の回路構造の性質を計算論的に明らかにすることである。視覚機能を司るV1野及びMT野の研究は多くの研究者から、研究されている部位である。特に米国のNew York大学のSimoncelliとHeegerにより、その構造が明らかにされ、並列、対称構造であるが非線形性としてHalf-wave Rectificationを有することを示し、そのモデル的構造を提示している。彼らの研究では大脳皮質V1野は非線形性を有する対称構造を持ち、V1野からの出力は、同様な並列、対称構造をもつMT野の構造となることを提示している。本研究ではこれらの知見をベースにして、非線形性を有する並列、対称構造のネットワークが非線形性の性質により、非対称、並列構造のネットワークと同じ機能を有していることを計算論的に導き出した。この非対称、並列構造のネットワークは刺激の変化に対して、きわめて、敏感であることを計算論的に明らかにした。これらの研究のアイデアはcatfishの網膜構造の非対称構造の回路網の機能について2004年の英国(University of Stirling)のInt.Conf.on Brain Inspired Cognitive Systems(BICS2004国際会議)において発表した内容に基づいている。大脳皮質のV1野とMT野の2段構成のネットワークは刺激の変化を捉えるための十分条件となることを計算論的に示した。

また非線形性と並列性が重畳作用となり、適確に情報を捉える大きな冗長性となることを明らかにした。以上の知見をまとめ、V1とMTの2層構造のネットワークが情報機能として、十分となることを計算論的に示した。この論文はInt.Conf.IWANN(2005、Lecture Notes in Springer-Verlag)およびSNPD05(IEEE Publication)で発表することができた。本研究では、ニューラルネットの非対称構造および対称構造の機能を、今まで、われわれが進めてきた、catfishなどの網膜神経回路に見られる非対称構造の機能解析の結果を、大脳皮質の視覚領の部位のV1野及びMT野に適用して、これらの大脳皮質の回路構造の特徴を計算論的に明らかにすることである。この網膜部位の非対称構造とは、Bipolar cell-Amacrine N-type cellの線形系経路及びBipolar cell-Amacrine C-type cell-Amacrine N-type cellの非線形系経路がAmacrine cellで、一緒になり、非対称構造を形成する。Catの網膜の非線形特性として、米国のCornell大学りJ.Victor教授らは3次の非線形性は少なく、4次の非線形性もいくらか、みられることを実験的に示している。われわれは、これらの知見を基に、線形性経路、非線形性経路からなる非対称構造のネットワークについて、刺激の左右の動きに対して、どのような回路としての反応性を示すかについて、計算論的に明らかにしてきた。この結果、非線形回路構造でも、奇数次の非線形性と偶数次の非線形性を持つ非対称構造が、左右の刺激の動きに対して、きわめて、敏感であることを計算論的に明らかにしてきた。視覚機能を司るV1野及びMT野の研究は米国のNew York大学のSimoncelliとHeegerにより、その構造が明らかにされ、並列、対称構造であるが非線形性としてHalf-wave Rectificationを有することを示している。本研究では、この非対称、並列構造のネットワークは刺激の変化に対して、きわめて、敏感であることを計算論的に明らかにした。ここでは、非線形性と並列性が重畳作用となり、適確に情報を捉える大きな冗長性となることを明らかにした。以上の知見をまとめ、V1とMTの2層構造のネットワークとなることが情報機能として、十分となることを計算論的に示した
果実糖濃度の決定要因

ソース葉で光合成によって生産された糖は,スクロースとして籠管を経由してシンクである果実に輸送される.果実へ流入する水の大半は節管経由であると考えられている.そのため,果実の糖濃度は節管液の糖濃度に大きく依存すると予想される。本研究では,トマトを材料に用い、師管液糖濃度を測定する方法を開発するとともに、師管液の糖濃度と果実糖濃度との関係を、明らかにすることを目的とした.本方法は、切断された果柄の切り口を直ちにEDTA溶液に浸すと、カルシウムがキレートされて維管束を塞ぐカロースの形成が阻害され、師部液が流出し続けることを利用したものである.まず、果実を切り落とした切り口を,細胞膜非透過性の蛍光色素(HPTS)を含むEDTA溶液に浸し,流出液(導管液+篩管液)を回収した.次に,ヒートガードリングにより篩部輸送を阻害した後,再び流出液(導管液)を回収した.HPTSの吸光度の変化から,流出液量を定量した,この方法により050μL程度の師管液が定量的に回収され,流出した糖の量から師部液の糖濃度を決定した。ただし、現段階では植物の状態により再現性がなく安定して液を回収するまでには至っていない.一方で、木部液は安定して回収することができ、木部液に高濃度に含まれるカルシウム濃度を決定することはできた.果実に含まれるカルシウム量を定量することにより、木部液の流入量を推定することが可能で、さらに師部液の流入量・師部液糖濃度を推定することができた。ソース/シンク比を様々に変えた個体間で比較したところ、師部液糖濃度と果実の画形分含量との間に明らかな正の相関関係が認められた.このことは、果実糖濃度の決定において師部液糖濃度が主要な要因であることを示した。トマト果実へ流入する水と糖の量の日変化を推定するため、師部液のスクロース濃度の日変化と果実成長の日変化とを調べた。開花2週間後のトマトを12時聞日長,昼/夜温23/16°C,PPFD400mol/m/sの人工気象室に入れ,開花3週間後に師管液の糖濃度を測定した。果柄部を切り取り、切り口から流出する液を2時間間隔で24時間にわたって採取した。これを師管液と木部液の混合液とした。次に果柄をヒートガードリングして,同様に2時間間隔で24時間にわたり切り口からの流出する液を採取した,これを木部液とした。1日目に流出した木部液の流出量の日変化を2日目に流出した木部液の流出量と同様であると仮定し、これらの差し引きによって1日目に採取された篩管液の流出量を推定した.師部液の流出量とスクロースの流出量から師部液の糖濃度の変化を計算した。その結果,篩管液スクロース濃度は明期に入ると増加し続け,8時間で最大値6%に達し,その後徐々に低下して,暗期の終わりには2%まで低下した.一方果実の生長を、変位計を用いて経時的に測定したところ、明期のはじめに一時的に速くなった後に再び通常の成長速度にもどって一定となり暗期に入ると同時に一時的に低下したのちに通常の成長速度に戻った。平均的な果実の成長速度は、昼・夜温が23/16°Cでは日中のほうが速かったが、昼・夜温を20°C一定とすると成長速度に差は認められなかった。したがって、果実成長速度は師管液糖濃度とは関係なく、気温のみで決定されている。

果実の生長は水の流入を示すので、師管液糖濃度が低い夜間にもかなりの水が流入していることを示した。それにも関わらず果実の炭水化物濃度が高く維持されていることは、積極的に果実から水を取り除く機構があることを示唆する。1.師管液の糖濃度と果実糖濃度との関係についてこれまでの実験では、果実あたりの葉の枚数を5枚まで増加させたところ、それに比例して果実糖濃度が増加した。そこでこの実験では、葉の枚数をさらに増加させて、師部液糖濃度と果実糖濃度との相関をさらに高濃度の師部液濃度について調べた。第2果房に1果実を残し他の果実は取り除き、葉の枚数を1,5,7,11枚とした。その結果、師管液糖濃度は、葉5枚以上で有意な差は見られず、7.3-8%の範囲にあり、1枚の場合は3.4%まで減少した。果実糖濃度にも、葉5枚以上では有意な差は見られなかった。師管液糖濃度と果実糖濃度とを散布図にプロットすると、師管液糖濃度7%までは果実糖濃度との間に相関がみられたが、7%を越えるとはっきりとした相関は見られなくなった。したがって,師管液スクロース濃度が7%の付近で果実糖濃度の調節が働いていることが示唆された.2.師管液糖濃度の変化が果実における遺伝子発現に与える影響について第2果房に1果実を残し、他の果実は取り除き、開花14日後に葉の枚数を0または8枚となるよう摘葉した。1週間後に果実を採取して、RNAを抽出してトマト果実のマイクロアレイに対してハイブリダイゼーションを行った。葉が8枚の場合、果実では細胞伸展に関するエクステンシン、キシログルカンエンドトランスフェラーゼ(XET)などの発現が強く、一方葉が0枚の場合には、デンプン代謝に関わるグルコアミラーゼやスクロースリン酸合成酵素、老化・成熟に関わるACCオキシダーゼ、ポリガラクツロナーゼ、スパーオキシドジスムターゼ(SOD)などの発現が高かった。糖の供給が低下した場合には、細胞成長が抑制されるとともに、貯蔵炭水化物の再利用が進み、老化・成熟がすすむことが示唆された。トマトの一般的な栽培環境下では,ソース能力がシンク能力を上回っているため,シンクが乾物生産の制限要因となり,葉の潜在的光合成能力は十分に発揮されていないと考えられる.本研究では,ソース過剰条件において果実糖濃度を制限している要因を調査するため,摘葉によってシンク・ソース比を変え,それが果実糖濃度や果実における遺伝子の発現プロファイルに与える影響を調査した.養液栽培しトマト`サターン'を用いた.第2果房に1果を残して他の果房、果実は取り除き、葉数を12葉に摘葉した.開花2週間後に葉数を2,4,または12葉とし,開花3週間後に調査を行った.2葉区では果実の生長が抑制されただけでなく,果実糖濃度が1.7%まで低下した.一方,8葉区と12葉区はいずれも約5%であり,果実糖濃度が上限に達していると考えられた.篩管液糖濃度は,2葉区より8葉区の方が数倍高く,12葉区は8葉区よりわずかに高かった.果実糖濃度と篩管液スクロース濃度との間には高い相関があり篩管液スクロース濃度が果実糖濃度を決定する主要因であることを示した。しかし、8葉区と12葉区とを比較すると還元糖濃度が12葉区のほうがやや低く、スクロースの蓄積がみられた。このことは,12葉区でスクロースの加水分解が抑制されていることを示唆した.cDNAアレイを用いて,遺伝子発現プロファイルを調べた結果,12葉区ではキシログルカンエンド転移酵素(XTH)や液胞型インベルターゼの発現低下がみられた.ソースが過剰な条件では,インベルターゼによるスクロースの加水分解や細胞壁の伸長が抑制されている可能性があった.果実へ流入する水の大部分は師部を通って果実に到達するため,果実を構成する炭水化物と水は大部分が師部液により構成されると考えられる.
体内無給電型人工心臓駆動用磁気式アクチュエータの開発

本研究は平成8年度から3カ年に亘って遂行した計画であり,以下の研究実績を得た。1.リング形状永久磁石の試作Nd-Fe-B系永久磁石材料を外径27mm,内径15mm,厚さ1.6mmのリング形状に加工し,各片面をN極およびS極の2極に均等面積着磁したものを試作した。2.アクチュエータの機構試作試作したリング形状磁石を3個同軸上に配置でき,両側の2個の磁石を回転運動させ,中央の磁石の回転運動を拘束する機構を設計・試作し,中央に配置された磁石の直線往復運動動作を確認した。3.ポンプの負荷試験装置の製作試作したポンプの出力特性測定を目的とした負荷試験装置を製作した。アクチュエータの回転運動磁石の回転角および直線往復運動磁石の変位を計測するため,エンコーダ,リニアポテンショメータ,電子回路,ディジタルオシロスコープおよびパソコンなどからなる計測システムを構築した。4.アクチュエータおよびポンプの特性評価試験試作したポンプを負荷試験装置に接続し,水圧をかけたときのポンプの出力特性を実測した。ここで,回転連動磁石の回転数は070rpmの範囲で測定した。5.電気・機械形エネルギー変換動作の解析回転磁石の駆動法を工夫し,従来の一定回転駆動から階段波駆動にすることで,約2倍のポンプ出力を得た。6.実験および数値解析によるポンプの総合評価アクチュエータに与える回転運動エネルギーをトルクメータにより測定し,この値をディジタル信号化してアクチュエータ入力を算出した。これとポンプ入力よりアクチュエータの効率を計算し,これが90%以上の高効率であることを確認した。さらに,ポンプ出力から,ポンプ効率を求め,これが50%程度であることを確認した。ポンプ出力としては,ヒトの心臓の約20%程度の出力を得ることに成功した。本研究は平成8年度から3カ年に亘って遂行する計画であり,平成8年度においては以下の実績を得た。また,成果の一部を電気学会論文誌A(1997年117巻2号pp.118-121)に掲載した。また,この磁石による空間磁界を計算し,磁石間に働く力の推定値を求めた。3.ポンプの機構試作および動作確認直線往復運動動作をする磁石をピストンの如く機能させたポンプを試作し,基本動作の確認を行った。4.ポンプの負荷試験装置の製作試作したポンプの出力特性測定を目的とした負荷試験装置を製作した。5.アクチュエータおよびポンプの特性評価試験試作したポンプを負荷試験装置に接続し,水圧をかけたときのポンプの出力特性を実測した。ここで,回転運動磁石の回転数は070rpmの範囲で測定した。本研究は平成8年度から3カ年に亘って遂行する計画であり,平成9年度においては以下の実績を得た。1.ポンプの改良

試作昨年度試作したポンプに比較して,水流抵抗を削減した弁およひ流入・流出口を製作した。2.ポンプ負荷試験装置の高精度化水圧設定の高精度化を図った装置とした。3.改良ポンプの特性評価試験改良ホンプの動作確認を行い,従来に比較して高出力特性を得た。4.電気・機械形エネルギー変換動作の解析回転磁石の駆動法を工夫し,従来の一定回転駆動から階段波駆動にすることで,約2倍のポンプ出力を得た。本研究は平成8年度から3カ年に亘って遂行した計画であり,平成10年度は以下の研究実績を得た。1.実験および数値解析によるポンプの総合評価アクチュエータに与える回転運動エネルギーをトルクメータにより測定し,この値をディジタル信号化してアクチュエータ入力を算出した。これとポンプ入力よりアクチュエータの効率を計算し,これが90%以上の高効率であることを確認した。さらに,ポンプ出力から,ポンプ効率を求め,これが50%程度であることを確認した。ポンプ出力としては,ヒトの心臓の約20%程度の出力を得ることに成功した。2.論文発表下記のフルペーパーが出版された。
点滅光の明るさ知覚における新現象の解明とその応用

1.コンピュータにより制御された点滅刺激光呈示装置を作成した。2.ディュ-ティー比が小さく高強度の点滅光を視覚刺激として用いることにより視覚系の非線形性を捉える新手法を確立した。ディュ-ティー比の小さい点滅光は、平均強度が等しく実効的な明るさが同程度の定常光と比較して、点灯中の瞬間的な強度が非常に強くなるので、視覚系の初期過程で点滅光に追従していれば、その過程に内在する非線形性が色知覚に大きな影響を及ぼすと期待され、またそのような効果が以下の実験により確認された。3.上述の視覚刺激を用い視覚系の非線形性が色の3属性、明るさ、色相、彩度に及ぼす影響を点滅光の点滅周波数の関数として測定した。4.実験全体をとおして明らかになったことは、点滅が知覚されなくなる周波数(CFF)以上の周波数では、時間平均の等しい定常光と等価になるというタルボ-・プラトーの法則がほぼ成り立っていること、CFFより若干高い周波数でも非線形効果が若干のこっているが、その効果は微弱であることである。5.明るさ知覚に関しては、30Hz付近で点滅光の効率が落ち、時間平均の等しい定常光と比べて暗くなることがわかった。6.色相・彩度の知覚に関してはCFFより周波数が低下するにしたがって色相はベゾルド-ブリュッケ効果(刺激強度を上げたときに起こる色相のシフト)と同じ方向にシフトし、彩度は長波長領域の刺激光以外は低下することがわかった。7.これらの非線形色知覚現象を統一的に説明するために、網膜上の錐体視細胞の時間応答特性がロ-パス型であり、シグモイド型の非線形性を有すると仮定し、その出力の時間平均が定常光と等価な効果を持つと考えてモデルを構築した。その結果このモデルにより実験データが定量的に説明されることがわかった。8.今後の課題としてこれらの非線形効果が本当に錐体レベルの非線形性のみに依存しているのかを明らかにする必要がある。
空間移動と状態変化の表現の並行性に関する統一的通言語的研究

本プロジェクトは、諸言語における空間移動と状態変化を表す表現について、統一的な調査方法に基づき通言語的研究を行うものである。空間移動と状態変化には言語表現上の共通性があるという主張はかねてからなされてきたが、その並行性についての検証は十分に行われてきたとは言えない。そこで本プロジェクトでは、両者に関する統一的な調査を、14の多様な言語に関して行う。具体的には、1)移動と状態変化に関する体系的語彙項目調査を行い、さらに、2)特定の移動と状態変化を表現する構文に関して、実験調査(及び一部の言語ではコーパス調査)による数量的研究を行う。その結果を通言語的に考察して並行性の性質を解明する。
LBおよび有機分子線エピタキシー法による超高速光電変換有機超薄膜の作成

本年度は、申請者らがここ数年来進めて来た一分子内に電子受容(A)、増感色素(S)、電子供与(D)の三つの機能を有する両親媒性化合物単分子膜によるサブn秒以下の超高速光電変換分子素子の分子設計を一段と飛躍させて、数p秒の応答速度を持つ分子素子を作成することを目的とした。S-A-D分子のAが親水性、S、Dが疎水性であり、かつS-A間の距離がA-D間の距離より短い場合、このS-A-D分子は水側にAが空気側末端にDがその中間の位置にSがくるように折れ曲がり構造をとることができる。この折れ曲がり型S-A-D単分子膜の光電変換機能及ぼす、(1)累積時の表面圧の効果、(2)電極電位の効果、(3)入射光の波長依存性、(4)連結炭化水素鎖長の効果、(5)Dの存在の有無の効果等を検討した。昨年度改良したp秒パルスレーザーホトリシス装置により光誘起電子移動速度の測定を行った。S-A-D単分子膜ではS-A間およびD-A間の電子移動が競争するため螢光寿命測定による個々の電子移動速度の評価は困難であった。したがって、S-AおよびS-D分子を合成し、その単分子膜を石英板上に累積し、p秒およびn秒パルスレーザーホトリシスによる螢光寿命測定を行った。折れ曲り型S-A-D分子ではS-D間の電子移動が空間を通して進むため、A-S間の結合を通した電子移動とは距離依存性が異なる。このような複雑さを避けるために、直線状のA-S-D分子を合成し、その光電変換機能を評価した。光合成の初期過程では、光はアンテナ分子により補集され、このエネルギーはエネルギー移動によって反応中心に移り、後続する光誘起電子移動反応によって光電荷分離が達成される。そこでA-S'-Dとアンテナ分子の混合単分子膜を用いて人工的に光合成の初期過程をシミュレートした。