hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能画像情報を利用した非アルコール性脂肪性肝疾患の非侵襲的病態評価法の確立

NAFLDの病態評価はこれまで主に、肝生検、血液検査、そして画像検査の形態情報により行われてきたが、本研究では、病態との関連という観点から機能画像情報を利用した点に特色がある。さらに、NAFLDの発生に深く関与している糖脂質代謝をコントロールしている肝臓と骨格筋の機能情報を複合的に評価したというこれまでにない新たな視点での診断手法を提案した点に独創性がある。本申請者と研究分担者は、超音波や機能的MRIを使った研究を10年以上にわたって行ってきた実績があり、その蓄積した知識と手法が本研究でも活用できた。また、本研究を進めるにあたっては、MRIでは高磁場MRI、超音波ではControlled Attenuation Parameter(CAP)と呼ばれる特殊なソフトが必要となるが、我々は既にこれらを有する環境にあった。以上の理由により、本研究は申請通りに順調に進捗していると判断できる。平成28年度は2本立てで研究を進める。1つ目は平成27年度に引き続き、臨床データ(ボランティアとNAFLD患者)を取得する。2つ目は機能画像情報をスコアリング(点数付け)し、さらに、このスコアリングからNAFLDの重症度を分類することである。まず、取得した機能画像情報(MRIデータ,超音波データ)と血液・体組成データとの関連性を分析する。次に関連性の高い機能画像情報に05の点数をつける(全く関連がない:0点、極めて関連が強い:5点)。最後に、これらの合計点数からNAFLDの重症度を分類する。この評価はエクセルシート(Microsoft Excel)を用いてシステム化する。放射線健康リスク科学平成27年度は、健常ボランティアのMRI、超音波および血液・体組成データを取得してライブラリ化し、それらをNAFLD患者と比較する際の基礎データとする。体格や職種などの個人差によるデータのバラツキを確認する必要があるため、約50名の健常ボランティアの協力を得て研究を進める。並行してNAFLD患者の測定も進める。一部、公表できる成果を得られなかったため、予定していた学会発表を取りやめたことが主な理由である。研究を進めるうえで必要な備品や消耗品を低コストで入手できたことも理由の一つである。研究分担者1名が国際学会での発表を予定していたが、公表できる成果を得られなかったため、発表を取りやめたことが主な理由である。研究を進めるうえで必要な備品や消耗品を、計画額よりも低いコストで得られたことも理由の1つである。研究は概ね順調に進んでいる。平成28年度は本研究の最終年度ということから、国内外の多くの学会で成果を公表する計画である。研究を進めるうえで必要な備品や消耗品は、これまで通り可能な限り低コストで入手することに努め、必要に応じて人件費・謝金に活用する計画である。
機能性不均質材料の形態設計と材料設計に関する併合システムの構築(遺伝的アルゴリズムとセルラ・オートマトンを併用した構造最適化問題)

本研究では、まず機能性不均質材料の材料設計問題(材料組成最適化問題)を取り扱うことを目的として、解析モデルとして、構造要素の代表的基本形態である厚肉および薄肉の中空球および中空円筒を取り上げた。更に、これらの解析モデルに非一様な加熱が作用する場合を想定し、中空球については軸対称問題、中空円筒については平面非軸対称問題として取り扱った。また、これらの解析モデルに対して、厚さ方向(半径方向)と周方向との2方向に関する材料不均質特性を仮定し、その物性が任意に変化する場合を想定し、この材料組成の最適化問題に取り組んだ。超高温環境下で使用される超耐熱不均質材料を想定し、目的関数を、熱応力の緩和および遮熱性の向上とし、多目的最適化問題として取り扱った。上記の通り、2方向に関する任意の材料不均質特性を想定した場合、温度場および熱弾性場に対する解析解の導出は不可能であるため、有限要素法による数値解析を行い、多目的最適化問題の解の探索については、遺伝的アルゴリズムを用いた。解析モデルとして取り上げた中空球と中空円筒の二次元問題に対して、所要のパレート解集合を求めることが出来た。即ち、材料組成の多目的最適化問題に関しては、十分な成果が得られたといえる。更に、これらの材料組成多目的最適化問題により得られた解を初期値として、重量の軽量化と熱応力に関する強度の確保という二つの目的に対する最適形態設計問題を取り上げた。上記の材料設計問題と同じく、遺伝的アルゴリズム、セルオートマトン法および有限要素法を用いた解析システムの構築を、現在、推進中である。まだ、数値計算結果を示す段階まで辿り着いていないが、近い内に成果が得られるものと考えている。本年度当初の研究実施計画に基づき、解析モデルとして厚肉および薄肉の中空球を取上げ、非一様な外力および熱負荷が作用する場合(2次元の軸対称問題)を想定した。さらに、不均質な材料特性として、中空球の半径方向と円周方向に関して、2次元的に変化する場合を解析対象とした。このような2次元的に物性値が変化する場合の等温弾性問題および熱弾性問題については、解析的に解を求めることが極めて困難である。そこで、半径方向および円周方向に関する不均質特性を任意に表すためのパラメータを導入し、半径方向および円周方向に関する不均質特性が連続関数で表されるという制約条件の下で、上記の中空球に対する軸対称問題を有限要素法を用いて解析した。まず、任意の不均質パラメータを固定したときの順問題解析を行った。これらの数値計算結果を得た後、次に、順問題解析の場合と同様な有限要素法を用いた解析法に、非線形計画法を併用し、上記の半径方向および円周方向に関する不均質パラメータを目的関数として、材料組成最適化問題を取り扱った。本研究で取り扱った材料組成最適化問題では、不均質材料の引張強度(あるいは圧縮強度)が材料組成により異なるため、これらを推定し、中空球の各部に生じる相当応力と引張強度(あるいは圧縮強度)との比を応力比と定義し、この応力比の最大値を最小化する最適化問題として取り扱った。数値計算の結果、目的とする解析結果が得られたと言える。さらに、現在、中空球の半径方向と円周方向を有限個の要素に分割し、各要素の材料組成が独立に与えられる場合を想定し、上述の最大応力比を最小とする材料組成最適化問題を、遺伝的アルゴリズムを用いた解析方法について試みている。しかし、この問題については、汎用のFEMプログラムと、独自に作成した遺伝的アルゴリズムのプログラムとの受け渡しの点で問題があり、数値計算結果を得るに至っていないが、目下、解決のために検討中である。なお、上記の研究成果については、口頭発表ならびに学術論文として発表の準備を進めている段階である。

本年度当初の実施計画に基づき,解析モデルとして厚肉および薄肉の中空球を取り上げ,非一様な外力および熱負荷が作用する場合(二次元の軸対称問題)に対して,中空球の半径方向(厚さ方向)と円周方向の二方向の材料不均質特性が任意に変化する場合を想定し,半径方向と円周方向を有限個の要素に分割し,各要素の材料組成が独立に与えられる場合について,有限要素法と遺伝的アルゴリズムを適用し,不均質中空球に発生する熱応力を最小化するための最適材料組成を求めるプログラムを作成した。前年度,問題点として残っていた、汎用有限要素法プログラムと,独立に作成した遺伝的アルゴリズムのプログラムとの受け渡しについても、解決の見通しがついた。本年度の研究実績としては,機械要素の基本的形態の一つである中空球に対して,半径方向および円周方向の二方向に関する材料の不均質特性を考慮して,この不均質特性が連続的に変化する場合(ある特性関数で仮定した場合)についての熱応力緩和のための材料組成最適化問題,および遮熱性の向上と熱応力の緩和に関する材料組成多目的最適化問題についての結果が得られた。また、これらの問題に対して,有限要素法を用いて半径方向ならびに円周方向の材料特性が任意に変化する場合についての解析と数値シミュレーションを、現在,進めている段階である。さらに、機械要素の基本形態である円筒・円柱や平板についても、二次元的な材料不均質性を考慮して,熱応力緩和のための材料組成最適化問題,および遮熱性向上と熱応力緩和のための材料組成多目的最適化問題についての理論解析を行い,数値シミュレーションのためのプログラムを作成し、現在数値計算を進行中である。なお、上記の研究成果については,現在,口頭発表および学術論文として発表の準備を進めている段階である。本年度当初の研究計画に従い、解析モデルとして、機械要素の基本形態の一つである薄肉および厚肉の中空球を取り上げ、非一様な軸対称加熱を受ける場合を想定し、厚さ方向ならびに子午線方向に関する二次元的な材料組成の不均質性を仮定し、熱応力緩和および遮熱性の向上という二目的最適化問題を取り扱った。この多目的最適化問題の数値シミュレーションにおいては、純粋な解析的取り扱いを行うことが不可能であるため、数値計算に際しては、有限要素法を用いた。また、本多目的最適化問題におけるパレート最適解集合の探索に、遺伝的アルゴリズムを用いた。遺伝的アルゴリズムの適用に際しては、既存の整数型遺伝子によるアルゴリズムでは、競合する複数の目的を同時に、ある程度最小化する多様なパレート最適解集合を十分に求めることが困難であったために、最近二、三年の間に提案されている新しいアルゴリズムを精査し、新たに実数型遺伝子を導入するなどの大幅な改良を行った。また、解析モデルとして、厚肉および薄肉の中空円筒を取り上げ、非一様な非軸対称加熱を受ける平面問題を想定し、厚さ方向および円周方向に関する二次元的な不均質材料組成について、上記と同じく、熱応力緩和と遮熱性の向上という多目的最適化問題を取り扱い、所要の解集合を求めることが出来た。上記の通り、厚肉および薄肉の中空球と中空円筒に対する材料組成の多目的最適化に関しては、十分な結果が得られた。
里山景観を利用するアカネ属ノシメトンボの生活史戦略

冷温帯の里山に生息するノシメトンボは、水田で羽化した後、周囲のスギ林のギャップへ移動し、生涯を過ごしている。ギャップでは、繁殖行動を示さず、休息と採餌を行なっていた。繁殖期に入ると、採餌活動は活発となり、雌の採餌量は雄よりも多かった。室内飼育実験により、雌は約1週間で500個の卵を成熟させ、そのすべてを1回の水田訪問で生みきり、それを生涯に数回繰り返すことを明らかにした。また、ミトコンドリアDNAの解析から、プライマーを特定した。ノシメトンボの成虫は、生涯の大部分を水田の周囲の里山林に生じたギャップで過ごし、産卵を行なうときだけ水田を短時間訪れている。林内ギャップにおいて、彼らは木本の枝先や草本の茎先に静止し、視界に入った飛翔性小昆虫に対して飛びかかって捕獲するという「待ち伏せ型」の採餌行動を示す。林内ギャップにおけるノシメトンボの成虫の採餌活動について調査を行なったところ、静止場所の高さは、朝夕に高く、昼に低くなっており、飛翔性小昆虫の豊富さの日周変化と対応していた。日あたり採餌飛翔回数は雌で251回、雄で182回となり、捕獲成功率から実際に捕獲に成功している小昆虫の頭数を求めると、それぞれ109頭と89頭となった。本調査地に設定した里山林に存在するギャップでは、1日に合計2,935,300頭の飛翔性小昆虫がノシメトンボによって捕食されていると計算される。一方、捕獲した成虫の排出糞量を測定し、既知の餌量を与えた成虫の排出糞量と比較して野外における摂食量を推定したところ、乾燥重量ベースで、野外観察で得た摂食量とほぼ同量である事がわかった。そこで、推定された日あたり摂食量を用いて雌を室内飼育し、体内における卵生産量を測定したところ、水田へ産卵のために訪れる個体がもつ成熟卵数(約500卵)まで生産するのに、1週間はかかっている事がわかった。したがって、雌の水田訪問は週に1回程度といえる。この結果は、これまでに標識再捕獲調査などで明らかにしてきた林内ギャップにおける雌過多を支持している。冷温帯の里山に生息するノシメトンボは、水田で羽化した後、周囲のスギのギャップへ移動し、生涯を過ごしている。水田へは、産卵のために短時間飛来するに過ぎない。ギャップでは、繁殖行動を示さず、休息と採餌行動を行なっている。採餌は待ち伏せ型で、ハエやハチなどの小昆虫を餌としている。繁殖期に入ったノシメトンボの採餌行動を、8月下旬から9月初めにかけて観察したところ、地上から約2mの高さで静止し、正午に活動のピークをもつ一山型の採餌行動を示していた。ピーク時の採餌飛翔は、雌で約36回/時間、雄は約24回/時間であった。採餌飛翔の成功率は、雌で34%、雄で33%と、雌雄で有意な差はなかった。その結果、1日当たりの採餌成功回数は、雌で102回、雄で64回となった。林内ギャップにおける餌となる小昆虫の平均乾燥重量は0.17mg/個体だったので、ノシメトンボの1日当たりの摂食量は雌で17mg、雄で10mgと計算でき、これらの値は室内実験の結果と一致しだ。一方、産卵のために連結して水田へ飛来したノシメトンボのペア数や飛翔産卵高度を、終日、15分間隔のライントランセクト調査によって調べ、10:0013:00が産卵活性のピークであることを明らかにした。ペアは稲の穂先の直上で卵を放出しており、温度や湿度などの環境要因の垂直分布から、水蒸気圧による空気密度の差が、偏光による水面を擬し、産卵行動が促されていると考えられた。なお、ミトコンドリアDNAの予備的解析により、雄よりも雌の定住性の強いことが示唆された。繁殖期に入ったノシメトンボの雌雄は、連結して水田へやって来て、稲の上をホヴァリングしながら打空産卵を行なうが、そのときの水田は乾燥させられている。したがって、本種の卵は、水のない場所にまき散らされたことになり、通常なら、「誤った産卵」といえる。8月下旬に観察したところ、その高さは稲の先端から2cm前後であった。

水田内にポールを立て、稲の根際から上空へ、高さ別の無機的環境(気温、照度、水蒸気圧、風速、直射光温度など)を測定したところ、ホヴァリングの高さは、水蒸気圧の垂直方向で極端な減少が見られた高さと一致していた。水田上を連結態が移動飛翔する時は、少なくとも稲より20cmは高く、その高度の環境条件は、全天の環境条件と変わらなかった。乾燥した場所への誤った産卵行動は、結果的に、翌年の人間による農作業B程に適応し、田への水入れに適応した産卵であることが明らかにされた。すなわち、農作業行程の変化は、本種の生息に大きな影響を与えることが予測される。なお、ミトコンドリアDNAの解析を引き続き続け、プライマーの特定に成功した。
新規プロファイルデータ解析手法を用いたリード化合物最適化法の構築

申請者が開発した直行線形分離解析(OLSA)は、オミクスデータを次元縮約し、教師無しに生物学的意義のある因子(遺伝子発現パターン)を抽出する方法である。これにより構造が類似の候補化合物内での共通・特異的な薬剤応答を可視化し、フェノタイプと突合することでリード化合物最適化の理想的な方向付けが可能になると考える。公共データベース収載のデータを、OLSAを用いて解析し、構造類似化合物群において共通する作用、また各化合物に特異的な作用の抽出し、各作用を実験科学的に実証することで、リード化合物最適化法として確立する。
グローバル時代の技術と戦略の統合マネジメント-日系企業とアジア企業の比較

本研究は、日本企業のグローバルな戦略行動と技術経営をアジアの企業と相対化して捉え、その実態を海外子会社の展開を通じて明らかにしようとするものであった。日本の有力企業およびベンチャー・中堅中小企業の海外子会社のマネジメントをガバナンス、カプセル化をキーワードに分析し、同時に海外子会社の技術マネジメントを明らかにし、グローバル時代における日本企業の競争優位を考察した。研究活動ではドイツのSteinbeis大学大学院での研究発表、中国浙江大学の国際シンポジウムでの招待発表などとともに、MOT関連のシンポジウムやアジアとのビジネス連携を探るセミナーでの発表の機会をえた。また、仮説を検証すべく実施した調査(面接調査、アンケート調査)を行うことができ、その成果を取り込んだ研究発表の機会を現在検討している。さらに本研究の過程で知己を得た中国東北大学(瀋陽)劉積仁副学長を通じ、同副学長が創業した「東軟集団」の10年史の翻訳に取り組むことができた。現在、出版を目指して翻訳文を校正しているところである。東軟集団は、独創的な技術開発を中国企業自らが取り組んだ稀有な例であり、しかも大学初ベンチャーの典型的な成功事例でもある。中国政府の進める東北開発のモデル企業として中国国内で注目を集めているが、日本では殆ど知られていない企業である。このような企業の翻訳は単なる国内への紹介になるだけでなく、技術をベースにした大学発ベンチャーのケースとしても意義があると思われる。このことも大きな成果であった。本研究の狙いは、日本企業がグローバル化する経済の中で技術的な競争優位をどのように構築しているのかを、国際的な事業展開の中で捉えなすことにある。発展著しい東アジア、とりわけ韓国と中国の動向に注意しながら、日本企業の技術戦略の展開動向を探り、グローバルな戦略経営を明らかにしようとするものである。今年度はそのための基礎調査をおこなった。アジアへの調査出張は、年初のSARS流行のため取りやめとしたが、夏期には国内電機メーカや自動車関連企業に対するデータ収集を行った。また文献や公表データによる日本企業の海外進出動向の把握につとめた。また、ドイツのシュタインバイス大学および同財団への調査出張を行った。こうした調査成果は、以下の機会を得て海外で英語による口頭発表および国内での国際シンポジウムでの口頭発表をおこなった。(2)ドイツ・シュタインバイス大学(ベルリン)での招待講演【内容は(1)に同じ】(3)「ドイツにおけるMBEの展開」MOT国際シンポジウム(経済産業省主催、東京)10月30-31日(木・金)現在、これら発表草稿を研究論文にとりまとめる作業および、日本企業約1千社へのアンケート調査を進めているところである。このため、本年度は具体的な公刊成果物は乏しいが、最終年度の次年度は海外および国内での研究発表を含め、研究論文の刊行が予定されている。先端的な技術開発によるベンチャー創出のみならず、生産におけるエンジニアリング技術を改良精緻化するプロセスは地域企業の戦略行動としては極めて重要である。新規事業や既存事業において、技術をビジネスに結びつけるマネジメント(技術経営MOT)による事業創出の重要性は指摘されながらも、その実態については未知の部分がおおく、ましてグローバル化する経済の中で、このマネジメントがどのように展開されているかについては殆ど知られていない。研究では、海外進出企業への聞き取り調査と郵送質問調査を通じて、海外事業を統治する仕組み(ガバナンス構造)と現地子会社を現地の環境から遮断する仕組み(カプセル効果)が重要であること、このマネジメントが出来ているばあい、技術をテコに海外市場を開発する戦略が自律的に展開され、ボランティア・アクションが連続的に展開するというマネジメントが展開されうることが明らかになった。また、新規事業開発というベンチャー的な試みには、これまでの企業戦略を通じて蓄積されてきた技術・市場コンテンツ(ローカルな資源コンテンツ)が重要な意味をもっており、この蓄積と展開能力が新規事業を成功に結びつくことを明らかにできた。これらは経営資源ベースの経営戦略論およびアクション指向の創発型マネジメント論の提唱に貢献する知見になりうると考える。
二重標識水法を活用した料理ベースICT食事調査システムの精度の検討

本研究は、日本人に適した新たな食事評価法として開発した料理単位ICT(Information and Communication Technology:情報通信技術)食事調査システムについて、その精度・妥当性を検証することを目的とし、この方法を用いて得られた推定摂取量をバイオマーカー(尿・血液)と比較する。バイオマーカーには、エネルギー摂取量の厳密な指標として国際的に活用の広がる二重標識水法を用いる。さらに国民健康・栄養調査など、代表性の高い既存データを用いてシステム上の料理データベースを拡充し、将来的に研究・実践に広く活用されることに備える。30年度の研究実施計画における達成目標は、1料理データベースの維持と拡充および2バイオマーカーを比較基準としたICT食事調査システムの妥当性研究実施プロトコールの作成と準備として研究を遂行し、31年度から開始する調査に向けて、システムの準備(既存データを用いた料理データの再構築)と研究実施計画(対象地域選定、研究実施体制構築、研究実施計画作成、倫理審査)を進めた。これにより対象地域、研究計画が決定し、現在は準備を進めているところである。31年度に神奈川県において2025名、32年度は愛媛県において20名程度を募集することとした。31年度の神奈川では、2回(8月と2月)に分けてデータ収集を行う予定で、それに先駆けてパイロット研究を実施する予定である。1料理データベースの拡充と維持料理データベースは19952010年頃までに国内各地で実施された食事記録法による調査の既存データを用いて構築されている(石原、基盤C、2011-13)が、経年による食事の変化に対応するため、さらにデータベースの拡充を行った。既存のデータを用いて、先行の料理データベース整理の手順に則って、代表性のある料理データを再構築した。現在、システム上のデータベースの更新準備を進めている。2バイオマーカーを比較基準としたICT食事調査システムの妥当性研究実施プロトコールの作成と準備30年度は、対象地域の選定、研究実施体制構築、研究実施計画作成を進め、および麻布大学における倫理審査の承認を得た。研究実施計画の概要は以下の通りである。妥当性研究では、健康な男女40名程度を対象に、ベースライン調査(採尿、身長・体重測定)と同時に二重標識水を投与し、エネルギー消費量の測定は2週間行い、対象者はその間、通常の生活を続けながら、期間中に複数回の採尿を実施する。加えて、指定された日程に、ICT食事調査システムを用いた24時間思い出し法による食事調査(4回)、24時間蓄尿(24時間思い出し法と同日2回)を自宅にて行う。ICT食事調査システムは、前日の食事を自動入力によって実施される。2週間後に、調査会場にて尿検体の回収、および身体測定、および採血を実施する。システムに入力された食事データを用いて、エネルギーおよび栄養素摂取量の推定を行い、生体指標を用いて推定したエネルギーおよび栄養素(たんぱく質、ナトリウム、ビタミン類など)の摂取量と比較を行う。31年度は、共同研究期間での倫理申請を進めると同時に、研究実施準備を進める。研究対象者のうち2025名を、神奈川県周辺を対象として募集し、麻布大学において2回にわけて(8月、2月)にプロトコールに沿って研究を実施する。本研究に先駆けては、パイロット研究を行う。残りの対象者については、32年度に愛媛県において実施を計画しているため、その調整も行う。

妥当性研究では、健康な男女40名程度を対象に、ベースライン調査(採尿、身長・体重測定)と同時に二重標識水を投与し、エネルギー消費量の測定は2週間行い、対象者はその間、通常の生活を続けながら、期間中に複数回の採尿を実施する。加えて、指定された日程に、ICT食事調査システムを用いた24時間思い出し法による食事調査(4回)、24時間蓄尿(24時間思い出し法と同日2回)を自宅にて行う。ICT食事調査システムは、前日の食事を自動入力によって実施される。2週間後に、調査会場にて尿検体の回収、および身体測定、および採血を実施する。システムに入力された食事データを用いて、エネルギーおよび栄養素摂取量の推定を行い、生体指標を用いて推定したエネルギーおよび栄養素(たんぱく質、ナトリウム、ビタミン類など)の摂取量と比較を行う。31年度は、共同研究期間での倫理申請を進めると同時に、研究実施準備を進める。研究対象者のうち2025名を、神奈川県周辺を対象として募集し、麻布大学において2回にわけて(8月、2月)にプロトコールに沿って研究を実施する。本研究に先駆けては、パイロット研究を行う。残りの対象者については、32年度に愛媛県において実施を計画しているため、その調整も行う。
渦輪の周方向に現れる不安定波の形状について

単独渦輪は,初期の段階では安定した並進運動をするが,やがて,渦輪を構成する渦核に正弦波的な微小な変位が周方向に生じてくる.この現象はWidnall instabilityと呼ばれ,増幅する波の周期が渦核と渦輪の直径の比に応じて変化する.その後,時間の経過とともに波の振幅は増大し,局所的に周方向の規則性が崩壊すると全体が急速に乱流渦輪へと遷移していくことが知られている.本研究の目的は,波の形状の変化に注目し,この乱流渦輪への遷移の様子を明らかにすることである.昨年度までには,波状変形から崩壊までの様子がレイノルズ数によって分類され,レイノルズ数が2600から4600の間において乱流遷移する前に軸流(axial flow)と呼ばれる渦軸に沿った周方向の流れが現れることが観察された.また,この軸流は波の振幅の増大を抑える働きがある可能性があり,波の振幅の大きくなった崩壊前の層流渦輪の渦構造と密接な関係があることが推測された.本年度では,スモークワイヤ法と煙可視化法を併用することにより,渦核の形状と軸流の発生の様子を同時に観察することを試みた.その結果,非軸対称的で局所的に波の振幅が増大する場合は,最も振幅の増大した箇所に向かう軸流が現れることが観察された.これは,振幅が増大することで渦管が引き伸ばされ,周方向に圧力勾配が発生したためと考えられる.また,軸対称性がよく周方向に均一に振幅が増大した場合には,時計回りもしくは反時計回りのいずれかの方向に流れが生じることが分かった.しかしながら,この場合についてはまだ十分に試行的な実験が進んでおらず,そのメカニズムの解明には到っていない.利用した実験装置によって発生した渦輪は,レイノルズ数によって波状変形の様子が次のように変わることが観察されている.(1)Re数=800以下:波状変形は現れない.したがって,乱流遷移せず円形のまま徐々に渦度が散逸していく.(2) Re数=1400:波の数が6の波状変形がゆっくり現れるが,波の数はそれ以上減少しない.外乱にとても敏感で再現性が悪い.(3) Re数=2000:これ以上のRe数において波の数の減少が認められた.乱流化する直前まで,周方向に均等に振幅が大きくなり波の崩壊も全体に起こる.(4) Re数=26004600:波が崩壊する直前に一部分で振幅が特に増大し,その部分から崩壊する.その後全体に乱れが伝搬していくように観察された.また,ここで観察されている比較的低いレイノルズ数の場合の波状変形は,second radial modeと呼ばれており,波状変形した渦線の構造は回転中心近傍とその周りで位相が180°ずれた複雑な形状をしていることが確認された.そして,(4)の2600以上のRe数の場合において,不安定波が現れてから軸流(axial flow)と呼ばれる渦核内での周方向の流れが観察された.まだ,十分明確には捕らえられていないが,現在までの観察からこの軸流が波の振幅を減少させる働きをする可能性があることが分かった.崩壊直前の不安定波の形状はこの軸流と密接な関係があると考えられることから,今後この軸流についてさまざまな可視化を試みる予定である.単独渦輪は,初期の段階では安定した並進運動をするが,やがて,渦輪を構成する渦核に正弦波的な微小な変位が周方向に生じてくる.この現象はWidnall instabilityと呼ばれ,増幅する波の周期が渦核と渦輪の直径の比に応じて変化する.その後,時間の経過とともに波の振幅は増大し,局所的に周方向の規則性が崩壊すると全体が急速に乱流渦輪へと遷移していくことが知られている.本研究の目的は,波の形状の変化に注目し,この乱流渦輪への遷移の様子を明らかにすることである.昨年度までには,波状変形から崩壊までの様子がレイノルズ数によって分類され,レイノルズ数が2600から4600の間において乱流遷移する前に軸流(axial flow)と呼ばれる渦軸に沿った周方向の流れが現れることが観察された.また,この軸流は波の振幅の増大を抑える働きがある可能性があり,波の振幅の大きくなった崩壊前の層流渦輪の渦構造と密接な関係があることが推測された.本年度では,スモークワイヤ法と煙可視化法を併用することにより,渦核の形状と軸流の発生の様子を同時に観察することを試みた.その結果,非軸対称的で局所的に波の振幅が増大する場合は,最も振幅の増大した箇所に向かう軸流が現れることが観察された.これは,振幅が増大することで渦管が引き伸ばされ,周方向に圧力勾配が発生したためと考えられる.また,軸対称性がよく周方向に均一に振幅が増大した場合には,時計回りもしくは反時計回りのいずれかの方向に流れが生じることが分かった.しかしながら,この場合についてはまだ十分に試行的な実験が進んでおらず,そのメカニズムの解明には到っていない.
ファジィ情報化での移動ロボットシステムに対する人間機械協調型問題解決機構の構築

本研究では、ファジィ情報下での問題解決法の考察、移動ロボットの知的制御のためのアルゴリズムの開発および人間機械強調の検討を目的としており、対象システムと人間の間に存在する不確かな情報および多目的性に柔軟に対応が可能な問題解決機構の構築に関し研究を遂行した。すなわちファジィ(不確実)情報下での評価・決定に関する基礎理論の検討および解法アルゴリズムの開発、移動ロボットの知的制御および人間機械協調型問題に特化した問題解決アルゴリズムの構築とシミュレーションの作成と検討を行った。得られた成果は以下のとおりである。不確かさを可能性分布(区間を含む)によって表現する可能性多目計画問題を詳細に検討した。その際に実行可能解が有効解である度合いの計算方法が重要となるため双対問題を利用した効率の良い計算法法を提案した。提案法は不確かさの変動に対しても再検討が容易な点が特徴となっている。また、区間により不確かさを表現する従来からの数理計画問題を一般的に検討し、数多くの関連研究を必然的および可能的観点から分類し、解の性質に関する考察を行った。以上により、ファジィ情報下で問題解決の基礎的考察を深めることができた。ファジィ情報化での移動ロボットの経路計画問題を前年度に考察した区間多目的計画問題として定式化し、ソノ有効性をシミュレーションにより確認した。つぎに、移動ロボットと意思決定者との間の情報の伝達を円滑に行うためのインタフェースを中心に検討を行った。ここでは限定された資源制約下における小型ロボットに対する言語による経路指示問題を考え、人間からの曖昧さ(ファジィネス)を含んだ言語的指示の解釈を経路仮説生成、学習による仮説の有効な絞込みなどによって対処する方法を提案し、これらによって人間機械の強調に関する検討を深めることができた。本研究で達成すべき目的は,ファジィ情報下での移動ロボット知的制御のための人間機械協調型の問題解決機構の提案・開発である.本年度(初年度)はまず,これまでに提案している不確実下でのシステムの表現および意思決定法の再検討および拡張を目標とした.具体的に得られた成果は以下のとおりである.1.不確かさを区間によって表現することでシステムを「区間多目的計画問題」として定式化する方法を検討した.その際に実行可能解が有効(パレート最適)解であるかどうかの判定が重要となる.そのため従来の多目的線形計画問題の有効性の判定法を検討し,有効性条件の双対的解釈および端線生成法を利用した新たな有効性判定法を提案した.この新たな判定法を区間多目的線形計画問題へ適用することにより,従来より提案されている分枝限定法による必然的有効性判走法を拡張改良した新たな判定法を提案した.またこの判定法を具体的な数値例に適用しその有効性を検証した(これに関しては,国際会議(IFSA'99)において研究成果を発表予定)2.またこの提案方法を「移動ロボットシステムの経路計画問題」へと適用した.まず不確実さを含んだ経路計画問題を区間多目的計画問題として定式化する.ただし,この問題は各種の非線形要素を含むため,これを区分的に分割し近似的に線形化を行う.これにより上記の提案法の適用が可能となり,実行可能解(制御命令系列)が必然的に(頑健に)有効であるか否かを判定することが可能となった.この移動ロボットの経路計画問題に対する区間多目的計画問題の解法アルゴリズムの部分的開発を備品購入済の計算機および数値計算ソフトウェアを用いて行った(これに関しては,国際会議(CIMCA'99)において研究成果を発表済み)本研究では、ファジィ情報下での問題解決法の考察、移動ロボットの知的制御のためのアルゴリズムの開発および人間機械強調の検討を目的としており、対象システムと人間の間に存在する不確かな情報および多目的性に柔軟に対応が可能な問題解決機構の構築に関し研究を遂行した。
塩分負荷と免疫システムをつなぐマクロファージにおけるWNKシグナルの機能探究

塩分の過剰摂取は血圧のみならず免疫機構にも影響を及ぼす。近年腎臓の塩分排泄を担う分子機構が免疫細胞の機能も直接制御することが報告された。申請者が関わってきたWith-no-lysinekinase (WNK)シグナルは腎外組織でも多彩な機能があるが、免疫細胞における役割は不明である。本研究ではマクロファージにおけるWNK1の機能とその制御機構を解明する。申請者はすでに、WNK1がリポ多糖(LPS)誘導性の炎症性サイトカイン産生を抑制することを発見しており、マイクロアレイやリン酸化プロテオミクスを用いてWNK1とサイトカイン産生をつなぐ新たな免疫機構のシグナル解明を進める。
DNAプライマーゼ及びテロメラーゼを分子標的としたがん細胞増殖抑制

1)目的従来、制癌剤の分子標的として注目されなかったが重要な機能を果たしているプライマーゼ及びテロメラーゼを標的として、新しい制がん剤を開発する事を本研究の目的とする。2)プライマーゼ我々はスフィンゴシンが強力にプライマーゼを阻害する事を見い出した(Simbulanら,Biochemistry 33:9007,1994).そこでスフィンゴシン異性体、セラミド等関連化合物9種類によるプライマーゼ活性の阻害を試験管内で検討した所、天然スフィンゴシン(trans型)が最も阻害作用が強く、phytoshingosine.N,N-dimethylshingosineがそれに続き、セラミドやスフィンゴミエリンは阻害しなかった。培養ヒト白血病細胞に対してそれらの増殖抑制・アポトーシス誘導を調べたところ、プライマーゼ阻害と増殖抑制とは良い相関を示した(T-Koizumiら,Biochem.Mol.Biol.Int.41:1179,1997)。又、スフィンゴシンをリード化合物として種々の誘導体を化学合成し、構造活性相関を明らかにした(未発表)。3)テロメラーゼ阻害剤:ラット腹水肝がん細胞より数段階のカラムクロマトグラフィーで高度に精製したテロメラーゼを用いて阻害剤のスクリーニングを行った。多種類の合成化合物の中から、強いテロメラーゼ阻害を示す化合物6種類を得た。その中の4種類はイソチアゾロンの誘導体であった。最も強く阻害活性を示した2-[3-(trifluoromethyl)phenyl]isothiazolin-3-one(TMPI)について阻害機構を調べた。テロメラーゼ活性測定系としては改良TRAP法を用いた。TMPIはテロメア配列を有する一次プライマーと非競合的に、またdNTPとほぼ競合的(mixed type)に反応を阻害した。Ki値は2.5μMであった(論文投稿中)。本化合物の培養細胞にたいする影響を検討している。
異常散乱放射光マイクロ回折による混晶薄膜局所領域組成および歪みの独立決定法の開発

本研究の目的は,ポアソン比を仮定すること無く局所領域の組成と歪みを定量することが可能になる異常散乱マイクロ回折法を開発し,それをSiGe層の局所領域の評価に適用することである.本年度は最終年度として以下を実施した.(1)測定装置および制御システムの完成本測定のキーポイントは,回折強度を精密に測定することである.これまで開発してきたナノ集光回折システムで使用している検出器は可視光変換型CCDカメラであるため,ダイナミックレンジが4桁程度しかなく,本実験を実施するには能力不足であった.この問題を解決するため,ハイブリッドピクセル検出器(ASI社製Timepix STPX-65k)を導入するとともに制御ソフトを開発した.この検出器は55 μm×55 μmの空間分解能で,120フレーム/秒,13 bitでの読み込みができるため,回折強度を高計数で測定することが可能となった.本検出器と高輝度な放射光マイクロビームを利用することで,1秒間の計測で約100万カウントの計測が可能となり,統計誤差0.1%の精度で回折強度を測定することが可能となった.(2)歪み緩和SiGe層局所領域評価(1)で開発したシステムを使用し,歪緩和SiGe層内の組成を決定することを試みた. Si基板および歪緩和SiGe層からの004ブラッグ点近傍の逆空間マップ測定をX線のエネルギー,11.092 keVおよび11.107 keV(吸収端近傍)で行った.両者を比較すると,吸収端エネルギーである11.107 KeVでピーク強度が減少していることが確認できた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではGe原子の吸収端(11.103keV)およびその近傍のエネルギー(例えば11.000keV)のX線を用い,両者のブラッグ反射プロファイルを比較することにより歪緩和SiGe層薄膜内の歪,組成を求めることを目的としている.Ge吸収端近傍において,Siの異常散乱因子はほとんど変化しないのに対して,Geの異常散乱因子が大きく変化する.回折強度は,|f0+f1-if2|の二乗(f0は原子散乱因子で波長に依存しない)に比例するため,異常散乱の回折強度への寄与が歪緩和SiGe層のGe組成に直接関係する.このため,回折強度を精密に測定することにより,歪緩和SiGe層の組成を正確に決定することが可能となる.本測定のキーポイントは,回折強度を精密に測定することである.そのため,H28年度の設備備品費でハイブリッドピクセル検出器(ASI社製Timepix STPX-65k)を導入し,SPring-8 BL13XUで申請者らが開発を進めてきた高分解能マイクロX線回折装置に組み込んで,実際に測定可能であることを確認した.この検出器は55 μm×55 μmの空間分解能で,120フレーム/秒,13 bitでの読み込みができるため,回折強度を高計数で測定することができる.本検出器と高輝度な放射光マイクロビームを利用することで,1秒間の計測で約100万カウントの計測が可能となり,統計誤差0.1%の精度で回折強度を測定することが可能となった.更に,浜松ホトニクス製高感度X線sCMOSカメラC12849-102Uも導入し,性能の比較検討も実施し,回折強度が強い場合にはsCMOSカメラが有効であることが分かった.本研究開発を実施する重要な設備として導入するハイブリッドピクセル検出器の納入に予想以上の時間がかかり,充分に調整の時間がとれなかった.そのため,予定していたフィージビリティ・スタディについて,一部しか出来なかった.一般的なX線回折によるSiGe層の組成の評価は,格子定数が組成と比例関係にあるという近似(ベガード則)と弾性定数に関係するポアソン比を利用して求めている.一方で,格子定数だけでなく弾性定数(ポアソン比)も組成に依存するため,正確に組成を決定することは,実は困難である.現状は,ポアソン比も格子定数と同様に組成と比例関係にあるという近似を用いている場合が多いが,この近似の有効性は曖昧であり,組成決定に誤差を生む要因になっている.本研究の目的は,上述のような困難を克服し,放射光を用いたナノ集光異常散乱X線回折法により, SiGe層の局所領域の組成と歪緩和率を独立に決定する手法を開発することにある.具体的には,Ge原子の吸収端(11.103keV)およびその近傍のエネルギー(例えば11.000keV)のX線を用い,両者のブラッグ反射強度を比較することにより,歪緩和SiGe層内の組成を決定する.一方,歪は通常通りX線回折ピーク位置から決定する.これにより,これまで,歪と組成の両方をX線回折ピーク位置から決定していたものを,組成は回折強度差から,歪はピーク位置からとそれぞれ独立に決定可能になる.平成29年度は、初年度に導入したピクセル検出器を制御するソフトウエアを作製し,実際にGe吸収端近傍の波長(11.000および11.107 keV)でSi基板上歪緩和SiGe層の逆格子マップ測定を実施した.若干の問題点は残っているものの測定システムがほぼ完成したことにより,今後の研究の加速が期待できる.初年度に導入したピクセル検出器の制御ソフトウエア開発が当初予定より遅れた.理由は,製品に付属するDLLが我々の制御パソコン環境で動作しなかった為である.

海外デベロッパーと協議を重ね,正常に動作するDLLを入手し,現状,制御可能になった.本研究の目的は,ポアソン比を仮定すること無く局所領域の組成と歪みを定量することが可能になる異常散乱マイクロ回折法を開発し,それをSiGe層の局所領域の評価に適用することである.本年度は最終年度として以下を実施した.(1)測定装置および制御システムの完成本測定のキーポイントは,回折強度を精密に測定することである.これまで開発してきたナノ集光回折システムで使用している検出器は可視光変換型CCDカメラであるため,ダイナミックレンジが4桁程度しかなく,本実験を実施するには能力不足であった.この問題を解決するため,ハイブリッドピクセル検出器(ASI社製Timepix STPX-65k)を導入するとともに制御ソフトを開発した.この検出器は55 μm×55 μmの空間分解能で,120フレーム/秒,13 bitでの読み込みができるため,回折強度を高計数で測定することが可能となった.本検出器と高輝度な放射光マイクロビームを利用することで,1秒間の計測で約100万カウントの計測が可能となり,統計誤差0.1%の精度で回折強度を測定することが可能となった.(2)歪み緩和SiGe層局所領域評価(1)で開発したシステムを使用し,歪緩和SiGe層内の組成を決定することを試みた. Si基板および歪緩和SiGe層からの004ブラッグ点近傍の逆空間マップ測定をX線のエネルギー,11.092 keVおよび11.107 keV(吸収端近傍)で行った.両者を比較すると,吸収端エネルギーである11.107 KeVでピーク強度が減少していることが確認できた.H28年度の整備で測定システムは整ったので,H29年度は遅れを取り戻すべく,フィージビリティ・スタディを実施しながら,目的の測定も実施する.これにより,当初計画に追いつける予定である.平成29年度までに初年度に導入したピクセル検出器を制御するソフトウエアを作製し,実際にGe吸収端近傍の波長(11.000および11.107 keV)でSi基板上歪緩和SiGe層の逆格子マップ測定が出来るようになったため,最終年度である平成30年度は,多くの測定を実施し,計画を達成する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
家畜排泄物コンポストの種子発芽阻害機構の解析と阻害作用軽減対策

家畜排泄物コンポストによる種子発芽阻害の機構を解析し、阻害作用の軽減対策を検討した。1.家畜排泄物コンポストの作物生育阻害効果は検定植物や指標間で異なり、単一の植物種の特定の指標で一般的な阻害活性を判定することは困難であった。その主たる理由は、コンポスト中の生育阻害成分が多様であり、個々の成分に対する植物種の感受性や阻害機構が異なるためである。2.家畜排泄物コンポスト類の種子発芽阻害成分として、ミリスチン酸などの数種の長鎖脂肪酸類、安息香酸などの数種のフェノール酸類・ジクロロフェノール酸など4種の塩素化フェノール酸類を分離同定した。3.ソルガムの種子発芽は、コンポスト中の長鎖脂肪酸類により最も強く阻害された。その阻害機構は、ミリスチン酸、ステアリン酸などの脂肪酸が発芽初期過程の酸化的リン酸化作用とアミラーゼ生合成を阻害し、代謝活性と種子内の水ポテンシャルの低下を抑制して生理的水吸収を減少させ、発芽を抑制するものであると結論した。長鎖脂肪酸類は他の種子発芽も抑制するので家畜排泄物コンポストの主要発芽阻害物質であると考えられた。4.塩素化フェノール酸類は、シロクローバなどの一部の植物種の発芽を選択的かつ非常に強く阻害した。これらの化合物は原材料中には見出だされず、発酵過程で生成し、蓄積したものと考えられた。これらの種子発芽阻害機構は今後の検討課題である。5.コンポスト中の種子発芽阻害成分の起源、生成過程は阻害成分の種類によって大きく異なっていた。一般に原材料の腐熟化の過程で阻害成分が減少するものの、発酵過程で生成蓄積するものもあり、阻害成分ごとに軽減対策を講じることが必要である。家畜排泄物コンポストによる種子発芽阻害機構について解析し、下記の知見を得た。(1)コンポスト水抽出液は、ソルガム種子を水に浸漬して34時間後から増加する生理的水吸収を阻害し、活性のない種子でも生ずる物理的水吸収にはほとんど影響しない。(2)ソルガム種子の発芽初期過程では種子内ATP濃度、生理的水吸収、アミラーゼ活性がほぼ同時並行的に増加し、コンポスト水抽出液はいずれも強く阻害し、それらの程度と発芽阻害との間にも強い正の相関が認められた。(3)コンポスト水抽出液は、水浸漬3時間後からのATP濃度の増加を抑制する一方でADP量を25倍増加させることから酸化的リン酸化作用を阻害するものと考えられた。(4)ソルガム種子の発芽過程では、少なくとも4つのアミラーゼアイソザイムが時間の経過に伴って生成し、コンポスト水抽出液は特定のアイソザイムの生合成を強く阻害する。(5)コンポスト中の無機塩類、重金属、フェノール酸類は、コンポストに通常含まれる濃度ではソルガム種子の発芽にほとんど影響しない。(6)カラムクロマトグラフィーなどによりコンポスト中の発芽阻害性有機化合物を検索し、GC-MSで同定したところ、C_<14>C_<18>の長鎖脂肪酸類が検出された。標品による検定の結果、40ppmでは、短鎖、中鎖の脂肪酸が全く発芽阻害作用を示さないのに対し、C_<14>以上の長鎖脂肪酸、特にミリスチン酸、ステアリン酸が強い阻害作用を示し、その作用機構は、発芽阻害性コンポストの水抽出液と極めて類似していた。以上の結果から、コンポスト中の主要発芽阻害成分は長鎖脂肪酸であり、これらが発芽初期過程の酸化的リン酸化作用とアミラーゼ生合成を阻害し、代謝活性と種子内の水ポテンシャルの低下を抑制して生理的水吸収を低下させ、発芽阻害に至ると結論した。1.コンポストによる種子発芽阻害作用の作物種間差異まず7種の飼料作物とコマツナを用いて14種の家畜排泄物コンポストの生育阻害効果を、種子処理72時間後の発芽率、草丈、根長、新鮮物重、水吸収量などのパラメータを用いて比較した。

その結果、阻害効果は検定植物や指標間で異なり、単一の植物種の特定の測定指標で家畜排泄物コンポストの一般的な阻害活性を測定することは困難であった。次に約30種の園芸・飼料作物を供試して、特定のコンポストの種子発芽阻害活性を検討した。その結果、このコンポストはシロクローバなど一部のマメ科植物の種子発芽を選択的かつ強力に阻害することが明らかとなった。これらのことから、現在多くの研究者が利用しているコマツナの種子発芽によるコンポスト類の阻害効果検定には必ずしも普遍性がないことが示された。したがって、コンポストの種子発芽阻害効果を検定するためには利用作物種子を用いることが望ましく、一般的な発芽阻害効果を検定するためには数種の小粒の作物種子を供試することが必要である。2.種子発芽阻害未知成分の同定と阻害活性コンポスト中の種子発芽阻害成分として現在までに同定してきた長鎖脂肪酸類、フェノール酸類の他に4種の塩素化フェノール酸を同定した。これらは阻害作用の選択性が強い。3.コンポスト中の発芽阻害成分軽減対策コンポスト中の種子発芽阻害成分の起源、生成過程は阻害成分の種類によって大きく異なっていた。一般に腐熟化の過程で阻害成分が減少するものの、発酵過程で生成蓄積するものもあり、阻害成分ごとに軽減対策を講じることが必要である。
縦開口を有するRC壁の地震時挙動

鉄筋コンクリート建物の耐震壁の設計にあたっては,ドアなどによる縦長開口の影響を適切に評価する必要がある。これまで,中高層建物では,ドア開口上下での地震被害がよく見られた。本研究では,開口がない場合,縦開口が上下に並ぶ場合,斜めに配置された場合について実験を行った。縦開口が上下に並ぶ場合,日本建築学会の計算規準に示された式より低い荷重で破壊することが明らかになった。鉄筋コンクリート建物の耐震壁の設計にあたっては、窓やドアなど開口の影響を適切に評価する必要がある。本研究は、規則的な配置はもちろん、不規則な配置も含めて、強度、剛性、変形能力に関する基礎的データを得ることを目的として実験を行った。さらに、有限要素法解析を行うことにより、文献に示された強度と剛性の低減率の妥当性を検証した。これによって強度低減率と変形能力の評価法への糸口を見つけることができた。本研究を開始する前に,パイロット実験を行った。この実験に関する最大の反省点は、加力スタブを壁の頂部に設けたことである。今回の実験では、地震力の重心位置に加力スタブを設置することにより、実際に近い曲げモーメント分布を再現するとともに、局所的な破壊を生じにくくした。実際の建物では、基礎梁を含む破壊もあり得る。特殊な回転治具を使用すれば同様の支持条件を実験で再現することは可能だが、RC規準と規準解説書の開口低減率を比較検討するには基礎梁が剛強な場合を扱うべきと判断した。3体の実験を行った。試験体のスケールは実大の1/4とし、現実味のある配筋詳細とした。制御簡略化のため、側柱の軸力は省略した。それを補うために、側柱の主筋量を多めにした。実験パラメータは,開口の有無と配置方法とした。1体は開口を縦に並べ,別の1体は斜めに並べた。加力スタブを連結器でつないだ。連結器の軸剛性に関しては、細心の注意を払った。申請者らが行った1/6スケールパイロット試験の破壊状況では、西側の加力スタブと壁板境界で圧力破壊が見られた。これは、東西のスタブを結ぶ連結器の軸剛性が高すぎたためである。梁にも過大な軸力が加わっていた。今回の実験では、床スラブと同程度の剛性となるように連結器を設計した。鉄筋コンクリート建物の耐震壁の設計にあたっては,窓やドアなど開口の影響を適切に評価する必要がある。これまで,開口を持つ耐震壁の実験は数多く行われてきた。そのほとんどは,上下に剛強なスタブを設けたうえで行われた。一方,中高層建物では開口間での地震被害がよく見られる。しかし,申請者が調べた限り,このような実験は,国の内外を問わず行われていない。本研究では,規則的な開口配置はもちろん,不規則な開口配置の場合も含めて3体の実験を行った。試験体のスケールは実大の1/3とし,現実味のある配筋詳細とした。制御の簡略化のため,側柱の軸力は省略した。それを補うために,側柱の主筋量を多めにした。実験により,強度,剛性,変形能力に関する基礎的データを得ることができた。また,開口まわりのひび割れ性状についても貴重なデータが得られた。実験で得られた強度低減率は,日本建築学会の計算規準に示された低減率よりもかなり小さな値であった。さらに,有限要素法解析を行うことにより,日開口周辺の応力分布について知見が得られた。平成28年度は,平成27年度の実験結果を整理するとともに,有限要素法解析を3つの段階に分けて行う。第1段階では、実験結果が正しく再現できることを確かめると共に、各階の梁に生じる軸力などを検討する。第2段階では、実験と実建物の荷重条件、支持条件の相違の影響を調べるための解析を行う。具体的には、実建物で地震力が分布して加わること、および基礎が回転することによる影響を調べる。最後に、開口の大きさ、配置、アスペクト比、配筋をパラメータとした解析を行う。開口のパターンはほぼ無限にあるので、すべてのケースを網羅することは不可能であるが、2010年版RC規準の開口低減率を念頭に、簡易な評価法を目指す。比較のため、極限解析も実施する。鉄筋コンクリート構造
極低温走査トンネル分光法による高温超伝導体の磁束量子内電子状態の研究

本研究は極低温走査トンネル分光(STS)を行なうことにより、銅酸化物高温超伝導体の磁束量子の電子状態を調べることを目的とした。対象としたのはBi_2Sr_2CaCu_2Ox及びいまだSTSによる測定例のないLa_<2-x>Sr_xCuO_4である。Bi_2Sr_2CaCu_2Oxにおいては、1)磁束量子内の準粒子束縛状態の詳細及び2)乱れた磁束量子の配置の中の局所的な正方格子の観察に成功した。この結果から磁束量子は異方的超伝導の対称性を反映した方向に局所的に格子を組み、準粒子束縛状態はフェルミ面を挟んで非対称になっていることを見いだした。一方La_<2-x>Sr_xCuO_4では、目的とした磁束量子の観察には至らなかった。これは表面が非常に不安定であることが原因となっている。しかしながらこの研究において表面が非常に不安定であることが原因となっている。しかしながらこの研究において1)最適ドープの試料において、超伝導ギャップの空間分布がBi系の物質のものより非常に小さい、2)ゼロバイアスコンダクタンスの空間分布が顕著である等の知見を得ることができた。本研究は銅酸化物高温超伝導体における磁束量子内の電子状態の測定を行うことを目的としている。本年度はBi_2Sr_2CaCu_2O_yにおける磁束量子の観察を行い、またLa_<2-x>Sr_xCuO_4の測定の準備段階として零磁場での表面構造及びトンネル分光の測定を行った。Bi_2Sr_2CaCu_2O_yにおいては磁束量子内の電子状態が測定試料のミクロな超伝導特性の分布に大きく影響されることを見いだした。またLa_<2-x>Sr_xCuO_4では、結晶に劈開性がないので棒状の単結晶を低温・ヘリウムガス中で割るという方法によりトンネル分光に適した表面を準備し、初めて表面原子構造を観察することに成功した。磁束量子の観察のような実空間観察では、このように測定する表面構造をまず知っておくのは必要条件である。また、超伝導ギャップの大きさは8meV付近を中心として大きく分布していることがわかった。これらの超伝導ギャップの特徴はコヒーレンスピークが小さく、フェルミエネルギーにおける状態密度の落ち込みが小さいなどがあげられる。今のところ超伝導ギャップの分布と表面構造との対応がとれていないために、このギャップの大きさの分布の原因は明らかになってはいない。またLa_<2-x>Sr_xCuO_4のLaの一部をNdで置換して、低温で正方晶に構造相転移するLa_<2-x-y>Nd_ySr_xCuO_4においても、同様な方法を用いて表面原子構造を観察することに成功している。この物質の超伝導転移温度TcはLa_<2-x>Sr_xCuO_4の数分の1に抑えられているにもかかわらず、La_<2-x>Sr_xCuO_4と同程度の大きさのギャップ構造が測定された。この観察されたギャップ構造が超伝導ギャップなのか、それ以外に原因があるのかは現在検討中である。本研究は極低温走査トンネル分光(STS)を行うことにより、銅酸化物高温超伝導体の磁束量子の電子状態を調べることを目的とした。対象としたのは、Bi_2Sr_2CaCu_2O_x及びいまだSTSによる測定例がないLa_<2-x>Sr_xCuO_4である。Bi_2Sr_2CaCu_2O_xにおいては、1.磁束量子内の準粒子束縛状態の詳細及び2.乱れた磁束量子の配置の中の局所的な正方格子の観察に成功した。