hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グリーンケミストリ技術による自動施肥装置のためのアンモニア生成触媒の開発研究

1)前年度までいただいた科研費による研究により、アンモニア合成の触媒であるバイキャップ型包接錯体((γ-CyD)2・C60)の合成に、三次元ボールミル(3DBM)を使用することが有効であることを見出した。これまで3次元ボールミルは、ナガオシステムの好意により試作機をお借りして実験を行ってきたが、本年度は、本科研費をいただけたことにより3次元ボールミルが導入でき、試験機では実施できなかった安定した攪拌性能のだせる実機により、詳細な触媒合成のための最適化条件の検討が行えた。現在、ボールの粒径、回転速度、仕込み比に関し、種々のパラメータを変化させながら、最も有効な条件検討を行うと同時に、得られたバイキャップ錯体を3次元蛍光スペクトルを用いて評価討を試みている。2)3次元ボールミルの反応容器には、直径8cmのジルコニアを用いた容器を使用していた。この容器では、溶液状のサンプルを取扱った場合、液漏れを起こすことがあったため、有機合成へのい適用が行いにくかった。今回は、ネジ式で密閉可能なテフロン容器を装置に取り付けられるよう装置を改良することによって、液状の反応試薬も合成反応に用いることができるよう改良した。これを利用して各種の有機化学反応を行ってみたところ、置換基の導入のみならず先端材料の有機合成反応にも利用できることが判明してきた。3次元ボールミルでの合成反応を体系化することにより、これまでの化学プラントでの大量生産方式から、省エネルギーで、必要な場所で必要量を生産する化学産業へ変革するパラダイムシフトが可能になる可能性が見えてきた。これまでは、借用した3次元ボールミルの試作機で検討を行ってきたが、科研費により3次元ボールミルの実機を導入できたことで、反応条件を詳細に検討できるようになった。また、装置の反応容器の材料特性を考慮し改良することにより、有機合成にも適用可能な装置としたことで、3次元ボールミルを、溶液状の物質を出発物とする様々な有機合成反応に適用可能な装置へと拡張することができた。これにより、従来のメカノケミストリで得られた知見を活かしながら、3次元ボールミルの特徴を加味した様々な有機合成が可能となった。3次元ボールミルの有機合成への適用は世界でも初めてであり、我々の目指す触媒合成に利用するのはもとより、新たな有機合成反応を行うためのメカノケミストリの装置としての大きな発展が見込める。この点では、非常に大きな進展が見られたものの、装置関連の改良に時間がかかり、アンモニア触媒合成の検討に費やす研究時間が少々すくなくなった。このため研究は、おおむね順調に進展しているという評価にとどまった。次年度以降、三次元ボールミルをベースに、さらに大きな研究成果に繋げていきたい。新規に三次元ボールミルが導入できたことにより、触媒自身の合成プロセスはほぼ確立できたと考えている。次は、高効率なアンモニアの合成プロセスの研究にシフトし、新規なプロセスを確立するための検討を行う。研究内容としては、アンモニア合成の際に添加している還元剤の種類、条件の検討、温度、雰囲気の影響など、まだまだ検討すべき因子が数多く存在するが、それらの組み合わせを含めて詳細な検討を行って行く。また、3次元ボールミルが、有機合成に対して大きなポテンシャルを秘めていることが判明したので、グラフェンなどの合成に応用し、これをアンモニア合成の触媒として利用することなどを検討するとともに、これまでにない新規な反応の開発に応用し、さらなる有効性を見出していく。

これにより、従来のメカノケミストリで得られた知見を活かしながら、3次元ボールミルの特徴を加味した様々な有機合成が可能となった。3次元ボールミルの有機合成への適用は世界でも初めてであり、我々の目指す触媒合成に利用するのはもとより、新たな有機合成反応を行うためのメカノケミストリの装置としての大きな発展が見込める。この点では、非常に大きな進展が見られたものの、装置関連の改良に時間がかかり、アンモニア触媒合成の検討に費やす研究時間が少々すくなくなった。このため研究は、おおむね順調に進展しているという評価にとどまった。次年度以降、三次元ボールミルをベースに、さらに大きな研究成果に繋げていきたい。新規に三次元ボールミルが導入できたことにより、触媒自身の合成プロセスはほぼ確立できたと考えている。次は、高効率なアンモニアの合成プロセスの研究にシフトし、新規なプロセスを確立するための検討を行う。研究内容としては、アンモニア合成の際に添加している還元剤の種類、条件の検討、温度、雰囲気の影響など、まだまだ検討すべき因子が数多く存在するが、それらの組み合わせを含めて詳細な検討を行って行く。また、3次元ボールミルが、有機合成に対して大きなポテンシャルを秘めていることが判明したので、グラフェンなどの合成に応用し、これをアンモニア合成の触媒として利用することなどを検討するとともに、これまでにない新規な反応の開発に応用し、さらなる有効性を見出していく。平成30年度の計画でいただいた費用のほとんどは計画通りに使用することができた。若干4266円が残額とした残ったが、次年度の研究費と合わせて使用させていただいたほうが、効果的に使用できると考え、次年度に繰り越した。
刺激等価性と音韻意識の関係分析、及び双方の発達に基づく読み支援モデルの効果検証

本研究は,清音のひらがな1文字の音読,ひらがな単語の音読,ひらがな単語の文字配列,ひらがな単語の意味理解といった読み課題成績と,音韻意識課題成績の関連性を明らかにすることを目的とした。36歳の幼児239名を対象に,前述した4種類のひらがな読み課題と,音韻分解,音韻抽出,語の逆唱の3種類の音韻意識課題を実施した。分析は,カテゴリカル回帰分析及び,構造方程式モデリングを用いた。その結果,3歳半5歳半の幼児では,1文字の音読には音韻分解が,ひらがな単語の音読と文字配列には1文字の音読が,ひらがな単語の意味理解には単語の音読と文字配列が影響することが明らかとなった。刺激等価性の枠組みに基づくひらがなの読み綴り実験課題(文字の視覚弁別課題,1文字又は文字単語の呼称課題,絵の呼称課題,文字単語と絵のマッチング課題,文字単語の構成課題)と音韻意識(音韻分解課題,音韻抽出課題,語の逆唱課題)を評価する実験課題を搭載したアプリを開発した。そのアプリをタブレット端末で操作可能な状態にし,実験を開始する段階まで準備を進めることができた。定型発達幼児のデータを収集するために,A市内の公立幼稚園を中心に研究協力の依頼をした。その結果,3年保育を実施している某幼稚園の協力を得ることができ,3歳5歳までの幼稚園児を対象に実験を開始した。その結果,約150名の幼児のデータを収集することに成功した。刺激等価性に基づく読み綴り課題と音韻意識課題の成績との関連については明らかになっていないため,今後のデータ分析を詳細に進めていく。また,追加のデータを収集するため(特に,3歳児のデータを不足している),3年保育を実施していて研究に協力可能な幼稚園を探していく予定である。知的障害児のデータについては,まだ収集はできていないが,研究協力の依頼については特別支援学校の小学部を中心に進めている。定型発達幼児のデータ収集と並行して進め,今年度中に知的障害児のデータを収集することを予定している。研究の進行状況に応じて,知的障害児の指導に自作アプリを活用し,その指導効果を検証することも計画している。定型発達幼児のデータ収集がある程度進んでいるため。ただし、知的障害児のデータ収集については遅れているため,今年度中にデータを収集する予定である。H28年度は、1)36歳の幼児を対象にした調査研究、2)知的障害のある子どもを対象にした事例研究を実施した。1調査研究:H27年度に作成した学習アプリを用いて、36歳の幼児約200名を対象に、ひらがなの読み課題成績と音韻意識課題成績の関連性について調査をした。ひらがな読みに関する調査課題は、刺激等価性の枠組みに基づいて構成された。ひらがな1文字の音読、ひらがな単語の音読、ひらがな単語の文字配列、ひらがな単語の意味理解、絵の呼称であった。音韻意識の調査課題は、モーラ分解、語頭音抽出、語中音抽出、語尾音抽出、語の逆唱であった。その結果、ひらがな1文字の音読、ひらがな単語の音読、ひらがな単語の文字配列、ひらがな単語の意味理解成績に関連のある音韻意識課題成績が明らかとなった。2事例研究:自作のアプリケーションソフトを内蔵させたタブレット端末を利用して、知的障害のある小・中学生2名を対象に事例研究を実施した。特別支援学校の協力の下、国語・算数(数学)の授業時間にタブレット端末型学習ソフトを導入し、その学習効果を検証した。1名の対象児童では、刺激等価性の枠組みに基づいた学習課題を達成し、最終的に促音単語の音読と意味理解の成績が向上した。もう一方の対象児では、学習課題は達成したものの、最終的に拗音単音の音読成績が向上しなかった。この結果から、かな1文字の音読が困難な対象児用の学習コンテンツの開発が必要であった。自作アプリの利用のしやすさについては、参加教員から概ね高評価を得た。しかし、学習コンテンツの充実、タブレット端末以外の教材活用(例:机上教材、自作プリント等)については課題が残り、今後の検討が必要である。ほぼ研究計画通りにデータ収集が実行できているため。本研究は調査研究と実践研究からの成果が得られた。【調査研究】:研究1年目2年目に実施した、幼児約230名を対象にしたひらがなの読みと音韻意識の関連性についての調査結果を分析した。その結果、以下の関連性が認められた。4歳児5歳6か月児においては、1ひらがな単音の読みには音韻分解との関連、2ひらがな単語の音読、ひらがな単語の意味理解、ひらがな単語の文字配列には語頭音抽出、音韻分解、語の逆唱の関連が認められた。また、ひらがな読み課題成績間の関連では、ひらがな単音の読みが、ひらがな単語の読みとひらがな単語の文字列に影響を与え、ひらがな単語の読みとひらがな単語の文字配列が、ひらがな単語の意味理解に影響を与えていることが示唆された。この結果から、ひらがな読み入門期段階と想定される就学前幼児を対象にしたとき、刺激等価性の枠組みで設定されるひらがな読み課題と音韻意識の課題間関連が明らかになり、読み入門期の障害児支援の基礎資料として活用されることが期待される。

【実践研究】:知的障害のある児童生徒を対象に、本研究で開発したタブレット学習ソフトを使用した実践を実施した。対象は特別支援学校に在籍する児童生徒2名であった。見本合わせ課題を搭載した学習ソフトは、刺激等価性の枠組みを用いた読み学習に取り組むことができるものであった。1名は、指導目標の達成にはタブレット学習ソフト以外の学習課題の設定が必要であった。1名は、本ソフトに搭載された見本合わせ課題の系統的な学習により、指導目標を達成することができた。使用した教員からは、系統的な指導展開が可能になったこと、タブレット端末の学習教材により児童の動機づけを高めることにつながった等の意見が得られた。一方で、学習コンテンツのバリエーション、学習課題の系統性を組み立てられる指導ガイドの開発等の課題も明らかになった。本研究は,清音のひらがな1文字の音読,ひらがな単語の音読,ひらがな単語の文字配列,ひらがな単語の意味理解といった読み課題成績と,音韻意識課題成績の関連性を明らかにすることを目的とした。36歳の幼児239名を対象に,前述した4種類のひらがな読み課題と,音韻分解,音韻抽出,語の逆唱の3種類の音韻意識課題を実施した。分析は,カテゴリカル回帰分析及び,構造方程式モデリングを用いた。その結果,3歳半5歳半の幼児では,1文字の音読には音韻分解が,ひらがな単語の音読と文字配列には1文字の音読が,ひらがな単語の意味理解には単語の音読と文字配列が影響することが明らかとなった。・定型発達幼児のデータ追加・知的障害児のデータ収集1調査研究:追調査の実施。2事例研究:事例の蓄積。特別支援教育
歪んだフタロシアニン錯体を基盤とする近赤外光応答型人工光合成システムの創出

申請者は平成30年度に“近赤外吸収色素DPc-Cl-H(1,4,8,11,15,18,22,25-octabutoxy-2,3,9,10,16,17,23, 24-octachlorophthalocyanine)の共役塩基を用いた近赤外光誘起プロトン共役電子移動反応の開発"というテーマを実施した.光で誘起されるプロトン共役電子移動反応の開発は、効率的な光ー化学エネルギー変換を達成するために重要である。これまで、紫外・可視光を用いたプロトン共役電子反応に関しては広く研究がなされてきたが、近赤外光を駆動力としてこれを達成した例はこれまでになかった。本研究では,これまで申請者が盛んに検討を行ってきたDPc-Cl-Hの共役塩基であるDPc-Clアニオンが優れた近赤外光吸収能と電子移動能,およびプロトン受容能の3つの性質をあわせもつ化合物であることを見出し,これを用いることで近赤外光誘起プロトン共役電子移動反応を世界で初めて実証した.この反応の結果生成するDPc-Cl-Hアニオンラジカルはアルゴン雰囲気下において暗所化でも高い安定性を有することが明らかになった.一方,この溶液を空気に晒すと直ちにDPc-Clアニオンをほぼ定量的に再生することが分かった.近赤外光反応とDPc-Clアニオンの再生のサイクルを4回繰り返してもDPc-Clアニオンの分解量が2%程度であったことから,この近赤外光誘起プロトン共役電子移動反応系が極めて高い耐久性を有することが示された.以上の成果を申請者を第一著者とする論文としてまとめ,現在,国際誌に投稿中である.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。申請者は平成29年度に“近赤外吸収色素DPc-Cl(1,4,8,11,15,18,22,25-octabutoxy-2,3,9,10,16,17,23,24-octachlorophthalocyanine)を用いた近赤外光誘起電子移動反応の反応メカニズムに関する検討"及び“DPc-Cl金属錯体の合成と光反応性評価"という2つのテーマを実施した.前者に関しては,新規に発見した近赤外光誘起電子移動反応系に関して詳細な反応解析を行い,光誘起電子移動反応が動的消光過程を経由して進行していることを明らかにした.この成果は動的消光過程による光誘起電子移動反応が近赤外光を駆動力としても達成できることを世界で初めて実証した例であり,申請者が第一著者としてまとめた論文が国際紙に掲載された(J. Chem. Phys. Accepted.).後者に関しては,申請者のこれまでの研究で得られた近赤外光誘起光電子移動系を発展させるべく,DPc-Cl骨格中に反応活性中心を導入した新規錯体DPc-Cl-Ptの合成及びその光化学的物性の評価を行った.光安定性試験や過渡吸収測定などの結果から,DPc-Cl-Ptが優れた光化学的特性を有していることを明らかにした.また,適切な反応条件を用いることで,DPc-Cl-Ptが近赤外光に応答して化学反応を起こすことを見出した.本年度に得られた成果に関して,国内学会で1件のポスター発表(ポスター賞受賞),及び2件英語口頭発表を行った..初年度の研究においては,まず,DPc-Clを用いた近赤外光誘起電子移動反応の反応メカニズムに関する検討を行い,この反応が既存の近赤外光誘起反応とは異なるメカニズムで進行していることを明らかにした.この結果は,近赤外光利用の化学に一石を投じるものであり,その重要性は大きい.これらの成果に関して申請者が第一著者として論文にまとめ,国際紙へと掲載された(J. Chem. Phys. Accepted.).また,国内学会で1件のポスター発表,及び2件英語口頭発表を行い,ポスター賞を受賞するなど,高い注目を集めている.続いて,これまでに開発したDPc-Clの系をさらに発展させるべく,新規金属錯体であるDPc-Cl-Ptの合成と基礎物性評価を行った.この結果,DPc-Cl-Ptが近赤外光誘起電子移動反応のために必要な3つの光化学的特性(1.強い近赤外光吸収能,2.高い光安定性,3.長寿命の励起状態)を有していることが明らかとなった.さらに,犠牲還元剤の共存下において,このDPc-Cl-Ptが近赤外光に応答した化学反応を起こすことを明らかにした.以上の成果から,この新規金属錯体DPc-Cl-Ptが,当初の目的であった近赤外光誘起物質変換反応を達成するために十分な化学的特性を有していることが示された.申請者は平成30年度に“近赤外吸収色素DPc-Cl-H(1,4,8,11,15,18,22,25-octabutoxy-2,3,9,10,16,17,23, 24-octachlorophthalocyanine)の共役塩基を用いた近赤外光誘起プロトン共役電子移動反応の開発"というテーマを実施した.光で誘起されるプロトン共役電子移動反応の開発は、効率的な光ー化学エネルギー変換を達成するために重要である。

本研究では,これまで申請者が盛んに検討を行ってきたDPc-Cl-Hの共役塩基であるDPc-Clアニオンが優れた近赤外光吸収能と電子移動能,およびプロトン受容能の3つの性質をあわせもつ化合物であることを見出し,これを用いることで近赤外光誘起プロトン共役電子移動反応を世界で初めて実証した.この反応の結果生成するDPc-Cl-Hアニオンラジカルはアルゴン雰囲気下において暗所化でも高い安定性を有することが明らかになった.一方,この溶液を空気に晒すと直ちにDPc-Clアニオンをほぼ定量的に再生することが分かった.近赤外光反応とDPc-Clアニオンの再生のサイクルを4回繰り返してもDPc-Clアニオンの分解量が2%程度であったことから,この近赤外光誘起プロトン共役電子移動反応系が極めて高い耐久性を有することが示された.以上の成果を申請者を第一著者とする論文としてまとめ,現在,国際誌に投稿中である.1年目に合成したDPc-Clの白金錯体に関して,実際に光水素発生系を構築し,近赤外光照射に伴う触媒活性の評価を行う.具体的には,ガスクロマトグラフィーを用いて,反応生成物の同定および触媒回転数の算出を行う.過渡吸収測定や速度論解析を行うことで,反応のメカニズムを解明する.得れた知見をもとに,反応条件の最適化を行う.溶媒条件やpH変化させながら近赤外光誘起水素発生反応を行うことで,効率的なプロトンを活性化を実現するための条件を検討する.また,電子源となる犠牲還元剤の種類を変更することで,より効率的な近赤外光電子移動反応を達成する.さらに,必要に応じて錯体の分子構造の最適化も行い,近赤外光を駆動力とした効率的な水素発生反応系の構築を目指す.DPc-Clの白金錯体を用いた近赤外光誘起水素発生系を構築した後には,水素以外の基質をターゲットとした近赤外光応答型人工光合成システムの設計,合成,評価を行う.具体的には,レニウムのような貴金属イオンを活性中心とする歪んだフタロシアニン錯体を新規に合成し,その基礎物性を明らかにする.また,これら用いることで二酸化炭素還元反応をはじめとする,より活性化障壁の大きな化学反応を近赤外光で駆動する.最終的には,近赤外光を駆動力とする物質の自在変換技術の確立を目指す.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。
公共空間における安全確保のための音響情報伝達に関する研究

公共空間における音響情報の伝達について、音源の設計(音声合成、サイン音設計)、伝送系に関する検討(電気音響システム、音環境・伝搬系)、情報を受け取る人の知覚に関する検討(聴覚・認識)に整理し、包括的に多くの研究を進めた結果、公共空間における音響情報の明瞭性向上のための研究システムについて、そのプロトタイプを構築するに至った。平成22年度は、以下の5つの分担課題を設けて相互に連携を取りながら研究を進めた。1.音声合成:残響のある公共空間で合成音声を放送する際の明瞭度向上を目的として、音声符号化用適応フィルタを用いた音声強調方式を提案し、未処理の音声と比較して明瞭度が向上することを確認した。2.サイン音設計:残響下での避難誘導に有効なサイン音を設計するため、各種空間で使用されているサイン音を収集分析し、警告を意図したサイン音は調波関係にある複数の周波数で構成されること、周波数を上昇スイープさせていることなどの音響的特徴を見出した。また、信号の無音区間と波形オンセットの鋭さが残響下の音像定位に寄与することを明らかにした。3.電気音響システム:トンネル内の避難誘導システムにおけるスピーカの鋭指向性化を目的として、自由音場および反射音場における指向性の数値計算および実測を行い、スピーカのホーン形状や配列方法を検討した。さらに、24個の小口径ユニットからなるスピーカアレイを試作し、指向性と主軸の方向制御について検討を進めた。4.音環境・伝搬系:大食堂、体育館、集会室などにおいて、6チャンネル方式、実頭バイノーラル方式、ダミーヘッド方式を用いて音響特性を計測した。また、交差点において環境騒音とサイン音の音響計測を実施した。さらに、防災放送等の明瞭性改善を目的として、屋外音場のシミュレーション手法について検討を進めた。5.聴覚・認識:非常放送に使用する文章について音響心理実験を行い、わかりやすい非常放送文は単語の親密度よりも単語間の連想関係が重要であることを明らかにした。また、重要な単語の発話速度を1.2倍程度遅くすることが理解度向上に有用であること、さらに、スピーカの方向を予め知っていることにより、騒音下の単語明瞭度が向上することを明らかにした。平成23年度についても下記に示す5つの分担課題を設けて相互に連携をとりながら研究を進めた.1.音声合成:話速やポーズ長を制御することで,残響下でも聞き取りやすくなる結果が得られた.音声素片に付与された音素ラベルを利用して,特定の音素に振幅抑圧処理を行う方法を提案し,主観評価実験により音声が聞き取りやすいという結果が得られた.残響特性を表すインパルス応答を与えて聞き取りやすい合成音声を生成するシステムを考案し,国内特許出願(特願2012-053799)を行った.2.サイン音設計:各種空間で使用されているサイン音を収集・分析し,音響的特徴を見出した.信号の無音区間と波形オンセットの鋭さが残響下の音像定位に寄与することを明らかにした.3.電気音響システム:トンネル内の非常放送設備の明瞭性に関して,換気設備から発生する騒音がアナウンス音の聴取に与える影響について聴感実験を行った.スピーカアレイによる指向性音源を試作し,指向性と主軸の方向制御について検討を行った.残響時間3.15s,容積164m3の残響室で小型ブックシェルフスピーカと比較したところ,アレイスピーカの方が聞き取りやすいことを明らかにした.4.音環境・伝搬系:公共空間19カ所において,拡声放送および環境音の録音と建築条件についての調査を行った.収集したアナウンス音について音圧レベルとスペクトルの分析を行い,聞き取りにくさに関する聴感実験を実施した.防災放送等の明瞭性改善を目的として,屋外音場のシミュレーション手法や模型実験手法に関する検討,高精度な音場シミュレーションのための頭部伝達関数の個人適応に関する検討,さらには屋外音場におけるエコータイムパターンの測定方法に関する検討を行った.5.聴覚・認識:騒音および音声の到来方向の知識が騒音下での単語明瞭度に与える影響や非常放送文の文構造が文理解に与える影響について検討を行った.歩行中に提示される視覚情報と聴覚情報に基づく方向判断において,情報の一致・不一致が反応時間や誤反応に与える影響について検討した.平成24年度についても、以下に示す5つの分担課題について相互に連携をとりながら研究を進めた。1.音声合成:昨年度に特許出願した制御法を用い、合成音声のポーズ長を最適化する方法を実装評価し、アナウンス音声が最も聞き取りやすい条件を求めた。また、話速やスペクトル加工がアナウンスの明瞭度へ与える影響について評価し、明瞭度が改善可能な条件についての知見を得た。2.サイン音設計:避難誘導のためのサイン音について現況調査し、その結果に基づいた評価実験の結果、適切な無音区間の設定、波形の立ち上がりの鋭さ、高域のパワースペクトル強調等により、明瞭な音像が知覚可能となり、その音の方向に避難容易であることを明らかにした。また、下降2連短音が避難誘導音らしく感じられることも分かった。3.電気音響システム:アレイスピーカを試作評価した結果、小型ブックシェルフタイプと比較し、アレイスピーカの方が聞き取りやすいことを明らかにした。

またスピーカの周波数特性については、低域の除去による効果を確認した。4.音環境・伝搬系:各種収音システムを用い、案内放送の実態調査やインパルス応答計測を行い、聞き取りにくさに関する聴感実験を実施した。また屋外防災放送の検討として、屋外音場の幾何音響シミュレーション手法による予測、頭部伝達関数の個人適応によるシミュレーションの高精度化、屋外音場のインパルス応答測定、幾何音響シミュレーションと6ch.3次元音場シミュレーションによる可聴化の検討を行った。5.聴覚・認識:騒音環境下における単語明瞭度や非常放送文の理解に関する音響心理実験を行った結果、音声の到来方向の知識等が単語明瞭度を向上させること、非常放送文の文構造や話速やポーズ長が文の理解に影響を与えることを示した。また、視聴覚相互作用の影響について、視覚情報と聴覚情報の一致・不一致による相互作用の影響を明らかにした。交付申請時の研究目的では,音の情報性に着目し,音声工学,聴覚生理・心理学,環境音響工学,電気音響・ディジタル信号処理工学などの音響関連諸分野を統合して都市空間における安全性確保に関して研究することを挙げているが,これまでの2年間に各研究分担者が5グループに分かれてそれぞれの課題を設けて相互に連携をとりながら研究を進めた.それらの成果は,関連学会への発表として雑誌論文1件,学会発表26件,および特許出願1件などからおおむね順調に進展していると評価できる.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究計画としては,これまでの研究経緯を踏襲して5つの分担課題を設けて相互に連携をとりながら研究を進める.また,これらの成果をとりまとめて成果報告を行うつもりである.24年度が最終年度であるため、記入しない。
3次元多重格子輻射磁気流体力学シミュレーションを用いた星形成現象の系統的研究

原始星形成過程においてファーストコア(星形成の初期に形成される過渡的な準平衡天体)の中心温度が約2000Kに達すると水素分子が解離する。この反応は吸熱反応であり、それによって力学平衡を保てなくなりファーストコアは崩壊する。この過程(セカンドコラプス)は水素分子が完全に解離するまで続き、解離が終了すると再び断熱的となり再び準平衡天体が形成される。これがセカンドコアまたは原始星コアであり、以後周囲からのガス降着で成長する、いわば星の種である。今年度はこれまでのシミュレーションを拡張し、このセカンドコラプス以後の段階を調べるために計算コードに現実的状態方程式と非理想MHD効果を新たに導入した。これら新しい物理過程を導入することにより、世界で初めて分子雲コアから原始星コアに至る星形成過程を直接輻射磁気流体計算することに成功した。理想MHDの計算では磁場による効率の良い角運動量輸送の結果原始星コアはほぼ無回転であり、星周円盤が形成されない"Magnetic Braking Catastrophe"と呼ばれる問題があるが、抵抗性MHDでは磁場の散逸により角運動量輸送が抑制され、原始星コア周囲に星周円盤が短時間で形成されることを示した。また、回転によってトロイダル磁場が増幅され、その磁気圧勾配によって高速の細いジェットが駆動されることもわかった。これは観測されているアウトフローの構造と整合的な結果である。並行して、前年度までに引き続いて輻射磁気流体計算の結果から観測的性質の予測を行い、その結果に基づいて観測グループと共同で実際にALMAの初期科学運用やSMAなどに観測提案も提出した。特に国立天文台の大橋教授らのグループと共同で提出した観測提案は9倍の厳しい競争を勝ち抜いて採択され、近く観測結果とシミュレーションを直接比較することが可能になると期待している。輻射輸送は星形成過程におけるガスの熱力学を支配する重要な素過程の一つである。例えば重力によって収縮したガスがある段階で光学的に厚くなり、ガスが断熱的になることで一時的に安定なファーストコアと呼ばれる天体を形成することが知られている。このため、輻射と流体力学を同時に取り扱う輻射(磁気)流体シミュレーションは星形成過程め研究には極めて重要な手法となる。輻射輸送計算は計算コストが高いため、これまでの多次元計算では一次元の輻射流体計算の結果から近似的にガスの熱的性質を求めるバロトロピツク近似が用いられてきた。本研究では計画通り流束制限拡散近似に基づく3次元多重格子輻射磁気流体シミュレーションコードを開発し、現実的な熱力学を取り入れた計算が可能になった。現状このような問題を扱うことのできる輻射磁気流体シミュレーションコードは世界でも数例しかないため、競争力の高い数値計算コードができたと自負している。このコードを用い、現実的な状況設定の下低質量星形成過程の数値計算を行った。その結果これまでのバロトロピック近似は現実的なガスの熱的進化を十分に再現できず、全体的にガス温度を過小評価する傾向があること、それにより形成されるファーストコアの力学的な構造や大きさに定量的な変化が生じることを見出した。このような天体の観測的性質は温度に敏感に依存するため、輻射流体計算により現実的な熱的性質を求めることは観測の予言及び解釈に置いて本質的に重要である。またガスの熱力学は回転する円盤の分裂、角運動量輸送効率、連星形成などに影響するため、星形成過程そのものの定量的理解にも重要である。次世代の大型観測計画であるALMAでは星形成領域の観測が劇的に進展すると期待されるため、それに向けてより精密なシミュレーションや観測的性質の予測に取り組んでいる。本研究では多重格子輻射磁気流体計算コードを用い、星形成過程、特に初期に形成されるファーストコアついて研究を行っている。ファーストコアは寿命2,3000年程度の短寿命な過渡的天体だが、円盤形成やその分裂、磁場による双極分子流の駆動など様々な現象の舞台であり、星形成を理解する上で重要である。この天体は短寿命かつ暗いため未だ同定されていないが、最近幾つかの候補天体が報告されておりALMAのターゲットとして注目されている。このような現状に合わせ、本研究では観測と直接比較できる理論モデルを構築してきた。シミュレーション結果に輻射輸送計算を行い、ファーストコアのSpectral Energy DistributionやVisibility Amplitude Distribution (輻射強度分布のフーリエ成分に対応し、中心集中度等の内部構造の情報が得られる。電波干渉計の観測量)を予測することでファーストコア観測の戦略を提案した。また国立天文台野辺山のグループと協力して、実際に観測されている候補天体と比較した。その結果、星形成領域中にファーストコア候補として有力な天体を複数見出した。これまでの先行研究は主に太陽程度の質量が対象とされてきた。しかし「初期条件」である分子雲コアや星の質量分布関数を見ると低質量のものが多数存在する。また、ファーストコア候補天体には0.1太陽質量程度と非常に低質量のものが存在する。そこで、0.1太陽質量程度の分子雲コアの重力収縮過程の輻射流体計算を行い、低質量な分子雲コアでは全てのガスが降着してもファーストコアは崩壊せず、輻射冷却の影響を受けて定性的に異なる進化をすること、降着率が低いためにゆっくりと進化し1万年以上の寿命を持つことを見出した。更にその観測的性質を調べ、ALMAやHerschel等によって十分観測・同定できることを示した。

この結果はこれまでの予測よりも多数のファーストコアが存在し観測される可能性があることを示唆する。原始星形成過程においてファーストコア(星形成の初期に形成される過渡的な準平衡天体)の中心温度が約2000Kに達すると水素分子が解離する。この反応は吸熱反応であり、それによって力学平衡を保てなくなりファーストコアは崩壊する。この過程(セカンドコラプス)は水素分子が完全に解離するまで続き、解離が終了すると再び断熱的となり再び準平衡天体が形成される。これがセカンドコアまたは原始星コアであり、以後周囲からのガス降着で成長する、いわば星の種である。今年度はこれまでのシミュレーションを拡張し、このセカンドコラプス以後の段階を調べるために計算コードに現実的状態方程式と非理想MHD効果を新たに導入した。これら新しい物理過程を導入することにより、世界で初めて分子雲コアから原始星コアに至る星形成過程を直接輻射磁気流体計算することに成功した。理想MHDの計算では磁場による効率の良い角運動量輸送の結果原始星コアはほぼ無回転であり、星周円盤が形成されない"Magnetic Braking Catastrophe"と呼ばれる問題があるが、抵抗性MHDでは磁場の散逸により角運動量輸送が抑制され、原始星コア周囲に星周円盤が短時間で形成されることを示した。また、回転によってトロイダル磁場が増幅され、その磁気圧勾配によって高速の細いジェットが駆動されることもわかった。これは観測されているアウトフローの構造と整合的な結果である。並行して、前年度までに引き続いて輻射磁気流体計算の結果から観測的性質の予測を行い、その結果に基づいて観測グループと共同で実際にALMAの初期科学運用やSMAなどに観測提案も提出した。特に国立天文台の大橋教授らのグループと共同で提出した観測提案は9倍の厳しい競争を勝ち抜いて採択され、近く観測結果とシミュレーションを直接比較することが可能になると期待している。
ゲーム理論に基づくH_∞推定器の設計に関する研究

本研究は,線形離散時間システムにおいて有限時間区間H_∞推定問題と等価な2次形式誤差評価関数に関するミニマックス推定問題を考察したものである。このミニマックス推定問題は推定器を最小化方策,外乱および観測雑音を最大化方策とするLQゲームであるが,推定器による最小化と観測雑音による最大化の順序の入れ替えによって,2種類のミニマックス推定問題(濾波型ミニマックス推定問題と1段予測型ミニマックス推定問題)を定式化した。ラグランジュ未定乗数法に基づく線形2次最適化手法を用いて,最適な最小化方策(ミニマックス推定器)と最大化方策(最悪外乱)を導出し,ミニマックス推定器がH_∞推定器となることを示した。また,H_∞推定器は,ある行列の正定値性を満足するH_∞リカッチ差分方程式の解を用いて与えられるが,帰納法によりこのリカッチ差分方程式について,次の2つのことが成り立つことを示した。第一に,外乱および観測雑音がある特定の分散をもつガウス性白色雑音である場合に,H_∞リカッチ差分方程式の解は推定誤差分散の上界を与えることを示した。このことは,最小分散推定器であるカルマンフイルタと比較して,H_∞推定器は観測雑音に対する感度が高いが,システムの状態の変化に鋭敏に追従することを表している。第2に,H_∞推定器の性能は,最大化方策(外乱と観測雑音)に対する罰則の大きさを表すパラメータに関して,H_∞リカッチ差分方程式の解が単調非増加となることを示した。これは,第一の結果とともにH_∞推定器を設計するための指針として有用な結果である。最後に,簡単なパラメータ推定問題の数値計算によって,上述の結果を検証した。
新規タキキニンペプチドの構造と機能に関する研究

新規タキキニンペプチドに属するエンドキニンのうち、エンドキニンC/Dは痛み刺激に対して抑制効果を示す。そこで、このペプチドの一部のアミノ酸をD型に置換したところ、これまでのペプチドよりも抑制効果時間が顕著に延長した。また、他の新規タキキニンペプチドであるヘモキニン-1は既存のタキキニンペプチドとは異なり、髄腔内投与により熱痛覚過敏を誘発しない。これはヘモキニン-1のN末端領域を構成する3つのアミノ酸に起因していた。エンドキニンC/D(EKC/D)は12個のアミノ酸からなるペプチドで、SP(サブスタンスP)に対する拮抗作用および消炎・鎮痛効果を有するが、その効果時間は15分以内に消失する。そこで、このペプチドの消炎・鎮痛効果を延長し、消炎・鎮痛剤の開発へと結びつけるために、8位または10位の位置にあるアミノ酸をD型アミノ酸であるDTrp(トリプトファン)に置換したアミノ酸を合成した。このペプチドをラットの髄腔内に投与し、その効果について検討した。8位と10位のアミノ酸をDTrpに置換した[DTrp^<8,10>]-EKC/DのSPに対する拮抗作用は30分以内に消失したが、8位または10位のアミノ酸をDTrpに置換した[DTrp^8]-EKC/Dまたは[DTrp^<10>]-EKC/DのSPに対する拮抗作用は14時間以上も持続した。また、SP髄腔内投与による熱痛覚過敏誘発に対する[DTrp^<10>]-EKC/Dの効果を調べたところ、投与後8時間でも熱痛覚過敏は誘発されなかった。この結果は、従来DTrpの数が多ければ多いほどその効果時間は長くなると考えられていた仮説を覆すものであり、1個のDTrp置換の方がより長い効果時間が得られることを示している。次に、このペプチドのN末端から1個ずつアミノ酸を少なくしたペプチドの効果について検討したところ、最少6個のアミノ酸からなるペプチドでもSPに対する拮抗作用を示し、拮抗作用の強さはアミノ酸の数に依存することが明らかとなった。また、同様の傾向がホルマリンによる痛み反応やFos発現および炎症の抑制に対しても見られた。これらの結果は、[DTrp^8]-EKC/Dまたは[DTrp^<10>]-EKC/Dの消炎・鎮痛効果時間が臨床応用に適応できる範囲であり、この2つのペプチドを基礎とした消炎・鎮痛剤の開発のための基礎的データになり得ると言える。本年度は疼痛系に対する新規タキキニンペプチドであるヘモキニン-1(HK-1)のC-末端領域とN-末端領域の寄与について、サブスタンスP(SP)のそれと比較しながら解析を進めた。実験には、HK-1およびSPのN-末端領域(N-HK-1およびN-SP)またはC-末端領域(C-HK-1およびC-SP)からなるペプチドを作製し、これらのペプチドを留置カテーテルを介してラットの髄腔内に投与し、それぞれのペプチド効果について検討した。足による引っ掻き行動を指標として、これらのペプチドの髄腔内投与の効果を評価したところ、C-HK-1およびC-SPはHK-1およびSPと同様の引っ掻き行動を誘発し、N-HK-1およびN-SPは引っ掻き行動を誘発しなかった。しかし、N-HK-1およびN-SPを前投与すると、N-HK-1はHK-1およびSP誘発の引っ掻き行動を抑制し、N-SPはSP誘発の引っ掻き行動だけを抑制した。一方、N-HK-1およびN-SPの前投与はC-HK-1またはC-SPによる引っ掻き行動の誘発は抑制しなかった。さらに、ホルマリンの足底への注射によるフリンチング行動の誘発はN-HK-1またはN-SPの前投与で顕著に抑制された。引っ掻き行動は痛み同様痒み刺激でも誘発されることはよく知られている。そこで、N-HK-1またはN-SPの髄腔内投与後に痒み刺激として皮下にヒスタミンまたはセロトニンの注射したところ、N-HK-1の前投与でヒスタミンまたはセロトニン誘発の引っ掻き行動は有意に抑制されたが、N-SP前投与ではその効果は認められなかった。以上の結果は、N-HK-1とN-SPの髄腔内前投与の効果に違いがあることを示し、この違いは痛みと痒みの成立過程の違いを反映している可能性を示唆した。平成24年度の研究目的は11個のアミノ酸からなる新規タキキニンペプチドであるヘモキニンー1(HK-1)を構成する個々のアミノ酸の役割を明らかにすることである。そのために、HK-1とタキキニンペプチドの代表である11個のアミノ酸からなるサブスタンスP(SP)との間でのキメラペプチドを合成し、これらのペプチドの薬理学的特性について疼痛系を用いて解析することとした。実験を開始する前に髄腔内にカテーテル留置のラットを作製し、このカテーテルを介して、種々のペプチドを髄腔内に投与し、熱痛覚過敏の誘発を指標として研究計画を実施した。最初に、アミノ酸の1番目から5番目まではHK-

1由来、6番目から11番目まではSP由来のキメラペプチド(HK-1(1-5)/SP(6-11))と1番目から5番目まではSP由来、6番目から11番目まではHK-1由来のキメラペプチド(SP(1-5)/HK-1(6-11)を合成し、これらのペプチドを髄腔内に投与したところ、SP(1-5)/HK-1(6-11)は熱痛覚過敏を誘発し、HK-1(1-5)/SP(6-11)は熱痛覚過敏を誘発しなかった。このことは、HK-1が熱痛覚過敏を誘発しないのはHK-1の1番目から5番目を構成するアミノ酸に原因があることが明らかとなった。そこで、種々のキメラペプチドを合成し、熱痛覚過敏誘発の有無を調べたところ、HK-1を構成する2番目、4番目と5番目のアミノ酸が熱痛覚過敏の誘発に関与していることが明らかとなった。この結果はペプチドを構成する個々のアミノ酸の機能を解析する手段を提供していると同時に、ペプチドを構成する個々のアミノ酸の機能を明確にしたものである。当初は、疼痛系とN-HK-1およびC-HK-1の関係に焦点を当てて研究計画を設定していたが、これらのペプチドが疼痛系と同様に掻痒系にも関係している可能性が示唆され、HK-1を通じて痒みの機構解明に対する糸口を得ることができたから。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度はHK-1の機能解明をその受容体との関係で解析を進める予定でいるが、本年度の結果に基づきHK-1の機能として痛みだけではなく痒みという視点を加えて解析を進めたい。また、本年度論文として報告したin vivoにおけるsiRNA法を積極的に活用し、HK-1の受容体を同定することで、HK-1とその受容体の痒みの成立過程における意義を明確にしたい。
高精度超音波計測による非均質異方性材料の材料評価に関する研究

本研究では,超音波非破壊検査技術の信頼性と精度の向上を目的として,非均質異方弾性体における超音波の基本的な特性を数値解析的に明らかにし,高精度な超音波計測によって,非均質異方性材料の特性評価ならびに欠陥評価を行ったものである.非均質異方性材料における超音波特性に関する数値解析的な研究として,1.境界要素法を用いた異方弾性体中の散乱解析,2.横穴やスリットなどの一定断面を持つ散乱体による3次元散乱場の解析,3.高速多重極境界要素法を用いた複合材料の補強材による多重散乱解析,4.多重散乱近似解法による超音波ノイズ解析,5.層状弾性体における表面波の分散特性の解析などを行った.1.と2.の解析はそれぞれの問題に適した基本解を用いた境界要素法を開発し,3.と4.はいずれも数多くの介在物による多重散乱問題の解析を行ったものである.5.においては,不完全な接着条件を持った層状構造の弾性体表面を伝播する表面波の分散を数値解析によって明らかにした。これらの解析によって超音波計測における基礎データを得ることができた.一方,超音波計測を用いた材料評価では,超音波探触子の変換損失や伝播距離による損失を考慮した減衰特性評価やマッチドパルス法と呼ばれる最適な送信法を提案するとともに,漏洩表面波を用いた非均質異方性鋼板の評価を行った.また,超音波計測による欠陥評価では,マルチガウシアンビーム法と2.5次元境界要素法を用いた高精度な欠陥エコーのシミュレーションを行ったほか,アレイデータを応用した欠陥形状のイメージング手法として時間反転集束法およびTDTG法を開発した.これによって,材料内部の欠陥をより定量的に評価することが可能となった.本研究では,超音波非破壊検査技術の信頼性と精度の向上を目的として,非均質異方弾性体における超音波の基本的な特性を数値解析的に明らかにし,高精度な超音波計測によって,非均質異方性材料の特性評価ならびに欠陥評価を行ったものである.非均質異方性材料における超音波特性に関する数値解析的な研究として,1.境界要素法を用いた異方弾性体中の散乱解析,2.横穴やスリットなどの一定断面を持つ散乱体による3次元散乱場の解析,3.高速多重極境界要素法を用いた複合材料の補強材による多重散乱解析,4.多重散乱近似解法による超音波ノイズ解析,5.層状弾性体における表面波の分散特性の解析などを行った.1.と2.の解析はそれぞれの問題に適した基本解を用いた境界要素法を開発し,3.と4.はいずれも数多くの介在物による多重散乱問題の解析を行ったものである.5.においては,不完全な接着条件を持った層状構造の弾性体表面を伝播する表面波の分散を数値解析によって明らかにした。これらの解析によって超音波計測における基礎データを得ることができた.一方,超音波計測を用いた材料評価では,超音波探触子の変換損失や伝播距離による損失を考慮した減衰特性評価やマッチドパルス法と呼ばれる最適な送信法を提案するとともに,漏洩表面波を用いた非均質異方性鋼板の評価を行った.また,超音波計測による欠陥評価では,マルチガウシアンビーム法と2.5次元境界要素法を用いた高精度な欠陥エコーのシミュレーションを行ったほか,アレイデータを応用した欠陥形状のイメージング手法として時間反転集束法およびTDTG法を開発した.これによって,材料内部の欠陥をより定量的に評価することが可能となった.本研究は,超音波非破壊検査技術の信頼性と精度の向上を目的として,非均質異方弾性体における波動の基本的な特性を解析的に明らかにした上で,高精度でかつ簡便な方法によって材料定数(速度および減衰定数)を求めるものである.本年度は3年計画の初年度として,1.非均質異方性材料における超音波特性の解析的研究,ならびに,2.超音波予備実験を行った.得られた主な結果は以下の通りである.1.非均質異方性材料における超音波特性の解析的研究(1)実体波の伝播特性の解明:鋼材の異方性を明らかにするために,水浸法によって様々な入射方向から実体波を鋼板に対して入射したときの鋼材中の伝播特性を明らかにした.簡易な波線理論を用いた解析により,直交異方性の鋼材の弾性定数を決定した.また,コンクリート材料に対して超音波計測を実施し,速度および減衰係数を求めた.その際,超音波探触子の電気-音響変換損失,伝播距離に比例する超音波の放射による見かけの損失を考慮し,解析精度の向上を図った.(2)表面波の分散特性の解明:不完全な接着条件を持った層状構造の弾性体表面を伝播する表面波の分散を数値解析によって明らかにした.高周波ならびに低周波における極限をとることにより解析解に漸近することから精度の確認を行った.(3)超音波の散乱特性の解明:結晶粒による散乱減衰の評価のための基礎解析として,散乱体が多数存在する多重散乱問題を多重散乱近似と高速多重極境界要素法によって数値計算によって解いた.低周波域において両者の解析結果はよく一致することが確認された.2.超音波予備実験探触子の帯域に合ったガウシアン正弦波を用いた相互相関法によって,実体波の音速を0.5%以下の誤差で測定することができた.次年度以降においては表面波の音速にも適用する予定である.平成16年度において得られた主な結果は以下の通りである.1.非均質異方性材料に対する超音波計測

不均質異方性材料に超音波法を適用する場合,超音波探触子の性能や材料特性などの基本特性を十分に考慮しなければ,しばしば受信波形のS/N比が低く,検査精度が悪くなる.そこで本研究では,超音波探触子の性能を活かした最適な送信波としてマッチドパルスを提案した.不均質な材料としてコンクリート供試体を用い,実験によってマッチドパルスが既存の送信波に比べて高いS/N比と分解能を有していることを確認した.2.非均質異方性の材料特性の推定アルゴリズムの開発圧延鋼板のような直交異方性材料は9個の独立な弾性定数を持つ.ここでは,接触法によって3つの定数を決定し,理論と計測による位相速度曲線の差が最小となるように非線形最小2乗法を用いて残りの6つの弾性定数を決定した.得られた弾性定数は既往の文献で得られている弾性定数と比較してほぼ妥当な値であった.3.計測と解析の比較検討多重散乱近似理論ならびに高速多重極境界要素法を用いて多数の介在物による多重散乱解析を行い,波動の透過あるいは反射特牲を明らかにした.その結果,介在物が規則的に並んでいる場合には,ある特定の周波数において波動の透過率が極端に低下するバンドギャップと呼ばれる現象が確認された。一方,介在物がランダムに配置された場合にはバンドギャップは見られず,高周波数になるほど透過率が減少し,多重散乱による減衰特性を評価することができた.これらの現象は,水浸法を用いた実験によって比較検証された.1.超音波計測による材料評価非均質異方性材料の材料評価方法について計測と解析の両方から検討した.非均質異方性を示す圧延鋼板を層状弾性体としてモデル化し,その表面を伝搬する表面波の速度分散性を理論的に求めた.一方,非均質異方性弾性体の表面波の分散特性を水浸超音波法により計測し,計測結果に一致するように各層の厚さと異方性パラメータである方位分布係数を求めた.その結果,圧延鋼板は板中心部に比べて表層部に強い異方性が分布していることが明らかとなった.また,開口合成法や時間反転集束法といったイメージング手法を用いて鋼板中の欠陥の画像化を行ったところ,高精度な欠陥画像を得るためには,鋼板の異方性を考慮する必要があることが明らかとなった.2.材料の損傷評価材料の損傷部のモデルとして微小な欠陥群がよく用いられるが,そのような欠陥群に超音波が伝搬したときに発生する多重散乱を数値解析と実験によって考察した.多重散乱の簡単なモデルとして,水中に複数のアルミ棒を設置し,それらを用いた超音波の計測を行い,2.5次元境界要素法を用いた解析結果と比較することによって多重散乱挙動を検討した.多重散乱による減衰の評価までは至らなかったが,計測結果と解析結果はよく一致した.また,表面疲労き裂に対してアレイ超音波探傷器を用いた実験を行った.開口合成法や時間反転集束法といったイメージング手法を用いて得られた波形データを処理し,疲労き裂先端の位置の推定を行った.その結果,時間反転集束法を用いれば,荷重状態によらず正確なき裂先端位置を求めることができることがわかった.
高速電力線通信による電磁環境が無線通信・有線通信に与える影響に関する研究

1.電力線通信が他の通信へ影響を与える干渉モデルの検討1.1配電系の回路網によるモデル化配電線,通信線およびこれらに接続される電子機器,通信機器を含む一般家庭の配電系を4ポート回路網,8ポート回路網でモデル化する方法を検討した.配電線,通信線については,絶縁被覆の誘電率を考慮して,導体と大地間の単位長当りのアドミッタンスを有限要素法により求めることで,従来に比べ高い精度で大地を含む配電線をモデル化可能であることを示した.機器のモデル化については,動作させた状態での入力インピーダンス評価法を明らかにして,家庭内にある機器の分類を行った.その結果,機器全体の20%は動作させることにより20%以上インピダーンスが変化することがわかった.また,測定結果に基づいて動作状態を含めて機器をモデル化して機器の動作状態が信号伝送に与える影響を評価した.その結果,与える影響はそれ程大きくなく,それも機器の電源ポートにフィルタを挿入することにより対策可能であることがわかった.1.2通信機器の信号受信端における妨害波電圧レベルの解析通信線,配電線を8ポート回路網でモデル化を行い,電力線通信信号が通信機器の通信ポートに現れるレベルの解析を行い,同じ通信帯域を使用するVDSL通信への影響を評価した.その結果,通常の条件下では影響を及ぼさないことがわかった.1.3放射磁界強度の解析精度を改良した4ポート回路網で配電系を表し配電線から漏洩する電力線通信信号成分の放射磁界強度解析を行った.分岐のある簡単な配電系モデルを用いて放射磁界強度を測定して解析結果と比較た結果,両者は良く一致することがわかった.2.電力線通信信号の通信への影響評価電力線通信信号とAM音声波を混合させ,主観評価により,通信への影響を評価した.その結果,電力線通信信号の影響は他の妨害波と同様に準尖頭値のレベルで評価できることがわかった.1.電力線通信が他の通信へ影響を与える干渉モデルの検討1.1配電系の回路網によるモデル化配電線,通信線およびこれらに接続される電子機器,通信機器を含む一般家庭の配電系を4ポート回路網,8ポート回路網でモデル化する方法を検討した.配電線,通信線については,絶縁被覆の誘電率を考慮して,導体と大地間の単位長当りのアドミッタンスを有限要素法により求めることで,従来に比べ高い精度で大地を含む配電線をモデル化可能であることを示した.機器のモデル化については,動作させた状態での入力インピーダンス評価法を明らかにして,家庭内にある機器の分類を行った.その結果,機器全体の20%は動作させることにより20%以上インピダーンスが変化することがわかった.また,測定結果に基づいて動作状態を含めて機器をモデル化して機器の動作状態が信号伝送に与える影響を評価した.その結果,与える影響はそれ程大きくなく,それも機器の電源ポートにフィルタを挿入することにより対策可能であることがわかった.1.2通信機器の信号受信端における妨害波電圧レベルの解析通信線,配電線を8ポート回路網でモデル化を行い,電力線通信信号が通信機器の通信ポートに現れるレベルの解析を行い,同じ通信帯域を使用するVDSL通信への影響を評価した.その結果,通常の条件下では影響を及ぼさないことがわかった.1.3放射磁界強度の解析精度を改良した4ポート回路網で配電系を表し配電線から漏洩する電力線通信信号成分の放射磁界強度解析を行った.分岐のある簡単な配電系モデルを用いて放射磁界強度を測定して解析結果と比較た結果,両者は良く一致することがわかった.2.電力線通信信号の通信への影響評価電力線通信信号とAM音声波を混合させ,主観評価により,通信への影響を評価した.その結果,電力線通信信号の影響は他の妨害波と同様に準尖頭値のレベルで評価できることがわかった.平成16年度は申請した研究計画に基づいて以下の研究を行った.1.電力線通信が他の通信へ影響を発生させる干渉モデルの検討1.1電子機器の動作状態が電力線通信信号の伝搬特性に与える影響の検討電力線にはさまざまな電子機器が接続されている.これらの電子機器は動作状態により負荷インピーダンスが変化をするため伝送特性に影響を与える.そこで,まず電子機器の動作状態での負荷インピーダンス測定法の検討を行った.その結果,PC等の妨害波対策を実施している機器については対策用のフィルタの効果によりインピーダンス変化が小さいが白熱電球等の対策の必要がない機器はインピダーンス変化が大きいことがわかった.1.2有線通信への影響の検討高速電力線通信と通信帯域が重複するVDSLと電力線通信信号との干渉特性の評価を実施した.検討では代表的な屋内電力線であるVVFケーブルとUTPケーブルを8ポートの回路網で表し,誘導信号レベルを求め,測定結果と比較を行った.また,この結果より影響の発生する条件を求め干渉実験を行った.その結果,1)干渉の発生は8ポート回路網を用いた解析により予測できること,2)悪い条件が重なれば干渉が発生する可能性があることが分かった.1.3放射電磁界強度解析精度の改善法の検討電力線から放射される電力線信号強度の解析精度を改善するため,これまで精度上問題があった,導体間および導体大地間の容量を数値解析により求めることにより高精度化を図った.その結果,解析値と測定値の偏差を4dB以下にできるようになった.2.電力線通信信号の通信への影響の評価法短波帯の放送に使用されている代表的な通信方式であるAM変調