hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノおよびミクロンオーダーの周期変調組織を有するチタン酸バリウム自立膜の界面合成

本課題では、電子構造およびフォトニックバンド構造エンジニアリングのために、ナノスケールの周期性とそれに重畳したサブミクロンスケールの周期性を併せ持つチタン酸バリウム自立膜の形成方法について研究することを目的としてきた。期間内において、我々がこれまでに見い出したヘテロ二金属アルコキシドBaTi(OMe)_4(OEt)(OEtOMe)の高濃度溶液を出発原料に用いる"高濃度ゾル-ゲル法"と界面活性剤を組み合わせた方法により、中空のチタン酸バリウム(BaTiO_3)単結晶がある種の周期的構造に自己集合した微細組織を形成にさせることに成功した。HRTEMを用いた解析により、粒径が約1015nmのBaTiO_3単結晶粒子には、中心にコントラストの違う約2nmの正方形に近い形状の部分があり、プラズモンロス像からとの部分が細孔であることを確認した。この細孔表面は(110)面による格子縞に対して45°の角度であることから、(100)面であることがわかった。1015nmの粒径の粒子全てに2nmの細孔が存在するとしても、その細孔の表面積が全表面積に占める割合はわずか約27%程度であることから、窒素吸着等温線に現れる吸着ピークは微小なものになるはずである。窒素吸着等温線に現れた2nm付近の小さな吸着ピークがこの細孔に対応するものと考えられる。さらに、これらの中空BaTiO_3単結晶粒子がゲルネットワーク中で生成する過程で、界面活性剤の共存下でのみ、ある種の周期配列を取ることがわかった。X線小角散乱によれば、d=14nmに回折ピークが観察された。d値が中空BaTiO_3粒子の平均サイズにほぼ一致することから、これらの粒子が密に集合して周期構造を形成したものと考えられる。周期構造はゲル生成段階で界面活性剤が共存する場合にのみ生成したが、熱処理で界面活性剤を除去した後もその周期性を保持することがわかった。本課題は、電子構造およびフォトニックバンド構造エンジニアリングのために、ナノスケールの周期性とそれに重畳したサブミクロンスケールの周期性を併せ持つチタン酸バリウム自立膜の形成方法について研究することを目的とする。我々がこれまでに見出したヘテロ二金属アルコキシドBaTi(OMe)_4(OEt)(OEtOMe)の高濃度溶液を出発原料に用いる"高濃度ゾル-ゲル法"では、その高濃度前駆体溶液を窒素-流動パラフィン界面に展開してサブミクロンから十数ミクロンの範囲で厚さの調節が可能な結晶性BaTiO_3微粒子を含む自立膜の作製を可能にする。この自立膜作製方法を基礎とすれば、界面活性剤を鋳型としてナノスケールの周期性を賦与したサブミクロンスケールの単分散ゾルを部分加水分解によって合成し、それを界面に展開して整列させナノおよびミクロンオーダーの周期変調組織を有するチタン酸バリウム自立膜を界面上で作製できると期待される。分子鋳型を用いる方法でナノスケールの周期構造を有するゾルを得るための検討のため、2成分の金属元素を含むチタン酸バリウムについて検討する前に、単成分の金属イオンを含みイオン性の高い硫酸バナジウムで周期的メソ孔を有するメソ構造材料の合成を試みた。その磁化率の温度依存性にはメソ構造に由来すると考えられるバルク材料とは異なる磁気転移の消失が見られることから、メソ構造化が可能であることを確かめた。以上の成果を元に、次年度以降2成分系へ応用展開する。前年度の結果を受けて、今年度は我々がこれまでに見出したヘテロ二金属アルコキシドBaTi(OMe)_4(OEt)(OEtOMe)の高濃度溶液を出発原料に用いる"高濃度ゾル-ゲル法"と界面活性剤の組み合わせにより、周期的に配列したナノスケールの界面活性剤ミセルを鋳型として中空のチタン酸バリウム(BaTiO_3)単結晶が短中距離秩序構造を取って配列したゲルの合成に成功した。次年度は、今回の成果を元に液相界面に展開してナノスケールの周期構造を有する自立膜の合成と、その積層化によるミクロンオーダーの周期変調組織の調製を試みる。以下、結果をまとめる。1)中空BaTiO_3単結晶粒子の合成が可能であることを見いだした。粒径が約1015nmの中空BaTiO_3単結晶粒子中にできた孔は、大きさ約2nmで正方形に近い形状であり、内部表面は(100)面だった。2)単結晶BaTiO_3粒子が密に集合して、短中距離秩序構造を形成することを見いだした。また、熱処理によって界面活性剤を除去した後も、ゲルの段階で形成されていた秩序構造を残していた。

HRTEMを用いた解析により、粒径が約1015nmのBaTiO_3単結晶粒子には、中心にコントラストの違う約2nmの正方形に近い形状の部分があり、プラズモンロス像からとの部分が細孔であることを確認した。この細孔表面は(110)面による格子縞に対して45°の角度であることから、(100)面であることがわかった。1015nmの粒径の粒子全てに2nmの細孔が存在するとしても、その細孔の表面積が全表面積に占める割合はわずか約27%程度であることから、窒素吸着等温線に現れる吸着ピークは微小なものになるはずである。窒素吸着等温線に現れた2nm付近の小さな吸着ピークがこの細孔に対応するものと考えられる。さらに、これらの中空BaTiO_3単結晶粒子がゲルネットワーク中で生成する過程で、界面活性剤の共存下でのみ、ある種の周期配列を取ることがわかった。X線小角散乱によれば、d=14nmに回折ピークが観察された。d値が中空BaTiO_3粒子の平均サイズにほぼ一致することから、これらの粒子が密に集合して周期構造を形成したものと考えられる。周期構造はゲル生成段階で界面活性剤が共存する場合にのみ生成したが、熱処理で界面活性剤を除去した後もその周期性を保持することがわかった。
骨格筋線維の肥大時における筋核小体増加のメカニズム追及

筋核小体増加中に発現が増大する因子として、骨格筋肥大時における27kDa heat shock protein(HSP27)のリン酸化動態変化を追究した。ウィスターハノーバー雄ラットをコントロール群と後肢懸垂群に分け、後肢懸垂群には7日間の尾部懸垂を実施した。懸垂群のうち半分のラットは、懸垂終了後に懸垂を解除し5日間床上で回復させた。実験前または懸垂終了時、回復5日後にそれぞれの群からヒラメ筋のサンプリングを行った。これらの摘出筋をホモジナイズし、可溶分画および不溶分画に分け採取した。ウェスタンブロット解析の結果、Ser15またはSer85がリン酸化された1リン酸化HSP27が通常時にもヒラメ筋の可溶分画に多く発現しており、筋原線維分画にはほとんど発現は認められなかった。後肢懸垂による筋萎縮時にはこれらのリン酸化HSP27発現は減少する傾向にあったが、回復中の筋肥大時には特にSer15がリン酸化されたHSP27の発現が増大し、筋原線維分画への顕著な移行が認められた。同時に2リン酸化HSP27発現も増加した。更に、可溶分画においてリン酸化HSP27抗体を用いた免疫沈降を行ったところ、筋肥大時にはミオシン軽鎖タンパク質との共沈量が減少することも分かった。さらに、HSP27キナーゼ遺伝子に対するアンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチドまたはどの遺伝子とも相補性のないアンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチドをヒラメ筋中に注入した状態で、上述と同様の実験を実施し、キナーゼ遺伝子発現抑制が筋線維サイズ変化に及ぼす影響を組織化学的に評価した。アンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチドが残存している筋線維では、7日間の後肢懸垂による筋線維萎縮の程度にはコントロールアンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチドとの差が見られなかったが、5日間の回復後には有意な肥大抑制が認められた。以上の結果から、HSP27は筋原線維構成タンパク質と分子複合体を形成し、筋肥大時にはリン酸化を受け筋原線維部へ移行し筋原線維の構築に関与していることが示唆された。筋核小体増加中に発現が増大する因子として、骨格筋肥大時における27kDaheatshockprotein(HSP27)のリン酸化動態変化を追究した。ウィスターハノーバー雄ラット(14週齢、n=25)をコントロール群(n=15、うち実験前群n=5)と後肢懸垂群(n=10)に分け、後肢懸垂群には7日間の尾部懸垂を実施した。懸垂群のうち半分(n=5)のラットは、懸垂終了後に懸垂を解除し5日間床上で回復させた。実験前または懸垂終了時、回復5日後にそれぞれの群からヒラメ筋のサンプリングを行った(各時点n=5)。摘出筋は、生体内長にストレッチした状態で凍結し、半分からは凍結横断切片を作成し組織化学解析を行い、残り半分はホモジナイズし細胞質分画および筋原線維分画タンパク質を抽出した。組織化学解析およびウェスタンブロット法によるHSP27発現解析の結果、後肢懸垂による筋線維萎縮に伴い細胞質分画におけるリン酸化HSP27発現が減少し、回復時には筋線維の肥大に伴いリン酸化HSP27発現は増大した。

また、筋原線維分画には通常リン酸化HSP27の発現は見られなかったが、肥大時には顕著な筋原線維分画への移行が認められた。横断切片における抗体染色においても、肥大時にはリン酸化HSP27が強発現する筋線維が多く認められた。HSP27の総発現量は後肢懸垂やその後の回復によっては影響されなかった。リン酸化HSP27が細胞骨格の保護等に役割を果たすことが報告されており、筋線維肥大時には筋原線維分画移行によりサルコメアの保護や構築等に関与した可能性が考えられる。筋核小体増加中に発現が増大する因子として、骨格筋肥大時における27kDa heat shock protein(HSP27)のリン酸化動態変化を追究した。ウィスターハノーバー雄ラット(14週齢、n=25)をコントロール群(n=15、うち実験前群n=5)と後肢懸垂群(n=10)に分け、後肢懸垂群には7日間の尾部懸垂を実施した。懸垂群のうち半分(n=5)のラットは、懸垂終了後に懸垂を解除し5日間床上で回復させた。実験前または懸垂終了時、回復5日後にそれぞれの群からヒラメ筋のサンプリングを行った(各時点n=5)。これらの摘出筋をホモジナイズし、可溶分画および不溶分画に分け採取した。ウェスタンブロット解析の結果、筋肥大中のヒラメ筋では核や筋原線維タンパク質を多く含む不溶分画においてリン酸化HSP27の発現が顕著に増大していた。そこで、このHSP27が肥大中にリン酸化を受けることによりどのような機能を果たすのか検討するために、可溶分画を用いてHSP27またはリン酸化HSP27特異的抗体による免疫沈降を行った。沈降産物を2次元電気泳動し、出現したスポットは切り出し、質量分析した。その結果、HSP27は通常大きなオリゴマーで存在していると考えられるが、リン酸化された場合分子複合体の大きさは小さくなり不溶分画へ移行することが明らかになった。また、HSP27の共沈タンパク質としてミオシン軽鎖が同定され、肥大中の筋において共沈が増大していた。以上の結果は、リン酸化HSP27が筋原線維構築に関与するという示唆を与えるものであった。
光電子顕微分光による銅酸化物高温超伝導のアンドレーエフ束縛状態の観測

銅酸化物高温超伝導体におけるアンドレーエフ束縛状態の存在は、トンネル分光により広く実証されてきた。しかし、原理的には、アンドレーエフ束縛状態を直接的に観測出来る角度分解光電子分光(ARPES)を用いた報告例は存在しない。このことは、ARPES実験に必要な平坦な試料表面の作成が、銅酸化物高温超伝導体の(110)面では困難であったことに起因している。そこで本研究では「試料の微細加工」・「試料のへき開・破砕の工夫」・「顕微ARPES」を組み合わせることで「非容易へき開面でのARPES手法」を確立する。これにより、銅酸化物高温超伝導体の(110)面に現れるアンドレーエフ束縛状態を直接観測する。
先端増強ラマン顕微鏡を用いた分子動態イメージングへの挑戦

先端増強ラマン顕微鏡(TERS顕微鏡)は、光を用いてナノスケールの空間分解能で材料を分析できる超解像顕微鏡である。本研究では、TERS顕微鏡を使った分子の動的ラマン分析への応用を検討した。モーター蛋白質のような位置が刻々と変化する分子を追跡する分子トラッキングシステムを構築し、これをTERSと組み合わせた分子追跡TERSシステムを構築した。TERS測定の時間分解能を向上させるために、増強度が高い金属プローブを開発した。ナノスケールで起こる分子ダイナミクス計測の可能性を示した。近接場プローブで分子を追跡するシステムを構築した。アトムトラッキング法をベースに、以下の処理を行った。(1)標的分子上にプローブを位置させた状態で、プローブ座標に微小振幅の正弦波変調をかけた。(2)プローブZ信号を解析し、プローブ直下の形状の傾きを算出した。z信号をプローブに印加した変調周波数でロックイン検出した。(3)検出された傾きがゼロになるように、プローブ位置をフィードバック制御し、標的の極大点にプローブ位置を固定した。アルゴリズムの動作を確認するために、擬似的な分子として直径50nmの金ナノ粒子を用い、金ナノ粒子の位置を追跡した。その結果、金ナノ粒子の頂点にプローブが固定され、ナノ粒子の位置に変位を与えても、ナノ粒子の位置にプローブが追従して移動することを確認した。正弦波モジュレーションの振幅10nm、周波数は30Hzで追跡を行った場合、50nm/sまでの速度で追跡が行えた。しかし、標的の移動速度が速くなると、追従できない問題が生じた。高速で動く標的を追従するために、変調周波数を大きくする必要があり、z信号の帯域を広げる必要が生じた。そこで、より広帯域でZ信号を得ることが可能なチューニングフォークコントローラーを導入し、プローブの制御を周波数変調モードで行うシステムへと拡張した。また、チューニングフォークセンサーに用いるチューニングフォークの選定、I-V回路の作製などを行った。振動ノイズを軽減するために、除振機構を導入した。また、高感度なラマン検出のための高開口数対物レンズおよび、プローブアライメント用のフォトダイオードモジュールを導入し、装置に組み込んだ。金属プローブをサンプルの上で走査し、同時に、プローブ先端に発生する局在プラズモン増強場を利用して、サンプル表面のラマン散乱を局所励起する。これまで、カーボンナノチューブや歪みシリコンなどのナノ材料がラマン画像化され、TERSの有効性が実証されてきた一方で、モーター蛋白質などの生体分子ダイナミクス計測にTERSを活用した報告はない。本研究では、TERSを用いた分子の動的ラマン分析を目指して、分子トラッキング法をTERSと組み合わせた、分子追跡TERSシステムの構築を行った。構築したシステムを使って、フラーレン分子の重合過程の時間分解ラマン散乱測定を試みた。その結果、分子のダイナミクス情報をラマン散乱分光から調べるためには、TERSの増強度をより強化する必要が生じた。TERS増強度を高めるために、収束イオンビームを用いて金属プローブのナノ構造を制御し、金属プローブのプラズモン共鳴周波数をラマン励起光に最適化する技術を確立した(Appl. Phys. Exp. 2015)。プラズモン共鳴が最適化されたプローブを用いてカーボンナノチューブのTERSイメージングを行い、TERS測定の増強度と再現性の向上を確認した。また、励起光にプラズモン共鳴する多数の金属ナノ粒子がナノギャップを介して集合すると、TERS増強度が飛躍的に向上することを発見し、計算と実験によってその効果を実証した(投稿中)。これら一連の、高効率プローブ構造の検討は、本研究のみならず、TERS顕微鏡一般に通じる成果であり、分光学的手法を用いた分子のナノ分析法としてのTERS顕微鏡の有効性をより一層高めると確信する。開発したTERSプローブを用いて、引き続き、分子の動的TERS測定に取り組んでいる。ナノフォトニクス初年度に予定していた追跡システムの構築が完了できたため。1.構築した分子追跡システムをTERS顕微鏡に組み込みシステム統合する。2.TERS測定中のドリフトを補償し、長時間の定点分光測定を行う。3.運動分子の追跡分光と時間分解スペクトル解析を行う。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため、当初の見込額と執行額は異なった。少額の次年度使用額が生じたが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
秩序流れ場を活用した異相核生成過程解析とナノ粒径制御への展開

前年度は,Pt粒子を対象とし,そのすばやい粒子核生成過程について,オンライン非接触方式での検出実験に取り組み,反応の初期段階における粒子濃度の変化を追跡可能であることを示した。今年度は,典型的な遅い反応系であるシリカ粒子を対象に,異相核発生過程の解析を試みた。1.「遅い」反応系であるシリカ粒子の形成過程検討シリカ粒子生成にはTetraethylorthosilicate(TEOS)の加水分解反応を用いた。触媒にはアンモニアを,溶媒にはエタノールを用い,TEOS溶液とアンモニア・水混合溶液を強混合型流通反応器を用いて急速に混合した。これは,通常,加水分解と縮合という逐次反応で形成されるシリカ粒子を,迅速に混合することによりまず加水分解反応だけを起こすことで均一な核生成を促し,それが単分散なシリカ粒子の合成につながるのではないかという考えたためである。通常のバッチ式での合成と粒子生成過程を比較したところ,混合条件の違いのみにも関わらず,大きな違いが見られた。バッチ式の場合,生成した核が集まりながらネットワークを形成し,極めていびつな形状の粒子が多く観察された。一方で,反応初期の混合が均一である場合(強混合型),バッチ式に見られたネットワーク状の構造はほとんど観察されず,急に近い形状の粒子が反応初期から形成していた。形成した粒子はバッチ式よりも粒度分布は狭くなり,ゼータ電位は大きくなった。このように,反応初期の核生成を均一に起こしてやることで,粒子の成長過程を変化し,それが粒子特性をも変えうることを示した。近年,ナノオーダの粒子の作成は非常に活発に行われているが,望ましい操作条件の設定には,多大な困難が横たわっている現状にある。ナノ粒子製造の鍵を握る情報は,固相析出の初期過程,すなわち,クラスタや核の生成過程とその安定性と考えられるが,絨毯爆撃的な経験則からでは,そのメカニズムや制御法に肉薄することは不可能に近いと思われる。本研究では,あえて混合を避けることで不確定性を排除すべく,二液接触流の層流場という秩序流れ場を活用した異相生成実験系を構築し,非接触計測により,異相発生初期段階の,他の手法では得がたい情報を得ることを目指す。20年度は,回分系での実施例が多い典型的なナノ粒子材料の中から,Pt粒子について検討を行った。実験系は,二つのスリット状流路にPtイオン溶液と還元剤溶液を層流条件で導き,流路仕切り板以降で接触させられるように設定した。二液の接触後,界面で分子拡散のみによる混合が実現し,反応が徐々に進行する過程を,接触以降の任意の位置で,界面に平行な方向からFiber-UVによって吸光度測定を行った。Ptコロイドの分散状態は、400nm600nmの範囲でのS=-dlog(吸光度)/dlog(波長)という因子によって特徴づけられ、粒径が増加する、分散度が悪くなる、あるいは粒子の形状の球からの偏差が大きくなるにつれてSの値は小さくなる。このSの値について調べたところ、保護剤であるPVPがある場合もない場合もともに、反応の進行とともにSは減少した。これは粒子が成長したためだと考えられる。またPVPを加えなかった場合、PVPを加えた場合よりも全体的にSの値は小さい。これはPVPによる保護が無く、多分散になったためだと考えられる。このように、本実験装置により、従来から観察困難とされていた反応初期段階における粒子の状態の解析に成功した。
視覚障害者の単独歩行を支援するための装置に関する研究

視覚障害者が介助者なしで自由に歩行することができるような支援機器の開発が本研究の目的である。このために以下に示す3つの装置の開発を行った。1.DGPSを利用し、視覚障害者の位置を計測し、その位置情報と地図情報により目的地までの道案内を行う誘導装置。2.赤外線を利用した標識により場所の案内や道案内を行う屋内施設用道案内装置3.施設内の床に目的地までの経路に沿って貼られた色テープを検出し、これを視覚障害者にしらせることにより目的地までの誘導を行うインテリジェント白杖。1.はカーナビゲーションシステムのようにDGPSにて利用者の位置を調べ、地図データベースを参照することにより目的地までの道案内を行う装置である。現在までに小型ノートコンピュータ、DGPS装置、および自立測位装置よりなるハードウェアの開発が終了している。ソフトウェアについては道の安全を考慮した最適経路算出手法、地図データベースおよび音声誘導システムについて開発を行った。現在、健常者を対象とした実験を行っており、この結果を踏まえたシステムのブラッシュアップが今後の課題である。2.は屋内施設の天井に取り付けられた赤外線標識と、利用者が携帯するその受信機とからなり、赤外線標識の発信する位置情報により、音声を用いた場所および道案内を行おうとする装置である。ハードウェアを構成し、視覚障害者を被験者として誘導実験を行った。その結果白杖の使用に習熟している利用者には有効であるが、そうでない利用者は手掛かりのない場所で真っ直ぐ歩けないため必ずしも有効に機能しないことが確認された。この問題を解決するため誘導経路をトレースすることが可能な3.のインテリジェント白杖の開発を行った。この研究では病院等で使用されている誘導ラインに注目した。ここで誘導ラインとは赤、青、黄色等に色分けされ床に貼られたラインで、特定の色のラインを辿って行くことにより目的地に到達できるようなものである。開発した白杖は先端に取り付けたカラーセンサにより誘導ラインの色を識別し、目的の色のラインの上に白杖がくると、バイブレータが振動し、そのことを利用者に知らせる。アイマスクにより全盲状態にした健常者を被験者として実験を行ったが、被験者全員が目的地に到達でき、本システムの有効性が確認された。視覚障害者の単独歩行を支援する装置として、障害者を目的地まで誘導するための装置の開発研究を行った。障害者を誘導するためには障害者がいる位置を正確に把握する必要があるが、ここではこの位置把握のためにDGPSを利用した屋外用の誘導装置、および赤外線標識を利用した屋内用誘導装置を試作し、さらに被験者を用いた誘導実験を行いシステムを評価した。DGPSを用いた誘導装置は、利用者の位置を計測するDGPS、DGPSが使用できない際に位置を推定する自立測位装置、およびこれらからの情報に基づき音声で位置案内を行うノート型コンピュータにより構成される。昨年度まではコンピュータのOSとしてMS/DOSを用いリアルタイム制御を行っていたが、今年度は音声データの取り扱いを容易にすることを目的としてWindowsベースの制御に切替えた。その結果として位置計測におけるリアルタイム性は失われたが、誘導実験からはこのことによる問題点は特に見出せなかった。

また誘導に用いる音声のソフトウェア上の取り扱いがMS/DOSベースに比較して容易になったため、実際の誘導に際して的確な音声を用いることが可能となった。赤外線標識を用いた誘導装置では利用者の位置を計測するために、屋内施設の天井等に取り付けた位置コードを発信する赤外線標識を利用する。視覚障害者が持った誘導装置はこの赤外線標識からの信号を受信することで障害者の位置を知り、目的地までの経路を音声で誘導する。開発を行った誘導装置に対してロービジョン者を被験者とした誘導実験を行った結果、壁のような手掛かりのある場所では問題なく誘導できるものの、多くの視覚障害者が手掛かりの何もない広い空間をまっすぐに移動することができないことが分かった。この問題点を解決するために、手掛かりのない場所では音により到達目標地点を提示する直進支援装置を開発した。現在この装置を実際にシステムに組み込み誘導実験による評価を行っている。視覚障害者の単独歩行を支援する装置として、障害者を目的地まで誘導するための装置の開発研究を行った。障害者を誘導するためには障害者がいる位置を正確に把握する必要があるが、ここではこの位置把握のためにDGPSを利用した屋外用の誘導装置、および赤外線標識を利用した屋内用誘導装置を試作し、さらに被験者を用いた誘導実験を行いシステムを評価した。DGPSを用いた誘導装置について、今年度は主に試作した誘導装置の制御プログラムについて研究を行った。先ず、DGPSを利用し東海大学校内のディジタル地図を作成した。すなわち校内の校舎入口および交差点の位置をDGPSにより取得(一地点当たり1時間計測しその平均値を位置とした)し、これらの位置の接続状況を表すデータベースを構築した。次に単なる最短経路ではなく、視覚障害者に取って安全な誘導経路を算出するためのアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは基本的にはダイクストラ法を用いるが、視覚障害者にとって危険と思われる道路に重みをつけることにより、たとえ歩行距離が長くなってもより安全な道が誘導経路として選択されるものである。赤外線標識を用いた誘導装置では、視覚障害者が持った誘導装置が特定の場所に設置された赤外線標識からの信号を受信することで障害者の位置を知り、音声により道案内を行う。複数のロービジョンの被験者により誘導実験を行い、その使用感についてインタビューを行ったところ、(1)既知の場所では全ての標識に対する音声案内は必要ない。(2)全般的に音声案内が長すぎ、案内の焦点がボケてしまう。といった指摘が多かった。この結果に基づき以下の改良を行った。(1)誘導装置をオンデマンドタイプに改良した。すなわち、標識の下に利用者が来た場合特定のビープ音を鳴らし、利用者に道案内できる地点にいることを知らせる。利用者はこの地点で必要に応じて誘導装置の押しボタンを押すことにより道案内を聞くことができる。(2)歩行訓練士と協議しながら、複数の道案内を作成した。現在、視覚障害者を被験者とした実験により、どのような道案内が良いかの確認を行っている。視覚障害者の単独歩行を支援する装置として、障害者を目的地まで道案内するための装置の開発研究を行った。
初期胚に見出された新規ホスファチジルイノシトール3キナーゼ結合分子の機能解析

本研究では、正常な発生に必要不可欠な分子であるホスファチジルイノシトール3キナーゼの触媒サブユニットβ(Pik3cb)の働きが初期胚の細胞でどのように調節されているのか調べる為、マウス胚性幹細胞(mESCs)やゼブラフィッシュ胚を用いてPik3cbとその結合分子に関する解析を行った。その結果、mESCsでは成体組織とは異なるタイプのPik3cbや結合分子が複合体を形成し、その活性が調節されることが示唆された。また、ゼブラフィッシュにおいてPik3cbと複合体を形成する分子を多数クローニングする事もできた。得られた成果は初期胚のPik3cbの働きを理解する上で有用な知見となる事が期待される。本年度の研究では、マウスES細胞においてこれまでに同定した新規PI3K-p110b (以下、PI3K)結合分子の中でも特定の分子(110bAP1)に的を絞り、この分子とPI3Kの結合状態がどのような生理的条件で変化するか、また、この分子とPI3Kとの結合がどのような意味を持つのか検討を行った。まず110bAP1が重要な働きをする事が予想される低酸素状態に着目した。低酸素状態を模倣できる薬剤(DFOおよびCoCl2)でマウスES細胞を処理し、一定時間培養した。これらの細胞内でのPI3Kと110bAP1の結合状態を解析したところ、薬剤無処理の細胞と比べ結合が阻害される傾向が見られた。また、細胞外からの増殖因子の刺激でPI3Kは活性化する事が知られている事から、胚の成長に重要な働きを持つインスリン様成長因子(IGF)の刺激により同定した複合体の形成がどのように変化するかも併せて調べた。その結果、マウスES細胞において発現が確認された特定のPI3Kアイソフォームにおいてのみ、IGFの刺激依存的に110bAP1との結合が促進される事が見出された。また、siRNAを用いた実験から、110bAP1の発現阻害によりマウスES細胞内でのPI3K活性が低下する傾向にある事も分かった。PI3Kの発現阻害では110bAP1が持つ酵素活性に大きな影響を与えなかった。以上の本年度の結果から、「未分化な胚性幹細胞では110bAP1がPI3K活性の調節を行なうことで多様な細胞機能を制御している」と云う作業仮説を提唱するに至っている。本年度の研究では、ゼブラフィッシュ胚におけるPI3K-p110bの結合分子に関して解析を行った。ゼブラフィッシュ胚はその発生の早さや透明度、操作性において胚発生の初期を研究する上で好適な実験動物である。本研究ではさらに研究を進めるため、前年度までの初期胚特異的なPI3K-p110b結合タンパク質の解析に加え、既知のPI3K-p110bと複合体を形成する可能性の有る分子のcDNAをゼブラフィッシュ胚からクローニングした。これまでの所、7種類のインスリン受容体基質(Insulin receptor substrate: IRS)のゼブラフィッシュホモログの存在を確認し、うち6種類のIRS分子に関して全翻訳配列をカバーするcDNAを単離する事に成功している。また、PI3KAP/XB130分子のゼブラフィッシュホモログに関しても全長をコードするcDNAを単離した。さらに、これらの分子に関しモルフォリノアンチセンスオリゴ(MO)を用いて発現阻害実験を行い、胚の正常発生率や生存率を調べた。IRSについては、胚の正常な成長に関与する事が示唆されているIRS-1分子や、主に生体組織の代謝や生殖機能の発達等に関与するIRS-2分子に関して調べた。その結果、IRS-1の発現阻害では、発生初期において生存率が低下する傾向が見られるがIRS-2の発現阻害ではIRS-1ほど顕著な影響は見られない、という結果が得られた。このことからIRS-1とIRS-2はそれぞれに異なる役割を持つ事が示唆された。現在、低酸素をはじめとする代謝状態の変化が引き起こされる条件において、これらの分子が発生初期で果たす役割についても解析・検討を加えている。これらの成果は、ゼブラフィッシュ胚を用いてPI3K-p110bの働きを調べる場合に有用な知見となる事が期待される。分子細胞生物学計画上は本年度にPI3K結合分子群とPI3Kの結合状態や遺伝子の発現動態の解析を行ない、次年度時にPI3K活性に与える影響を解析する予定だった。しかし結合実験に必要な分子の調整等に想定外の困難が生じた為、本年度は計画を前倒しして、結合分子がPI3K活性に与える影響を調べた。本年度に行った実験に関しては、予想外の結果も得る事ができ、研究を進める上で重要な知見を蓄積することができたと考えている。今後は進行が遅れていたPI3K結合分子群とPI3Kの結合状態や遺伝子の発現動態の解析を行なう。

さらに、これまでに得られた結果を基に、マウスES細胞を用いたin vitroでの増殖・分化を調べる実験系とゼブラフィッシュ胚を用いた個体レベルの実験系を併用することにより、胚発生過程でのPI3K結合分子群の働きをより詳細に解析する予定である。
遠隔コミュニケーションのための手話の実写立体映像の評価に関する研究

本研究では手話による遠隔コミュニケーション環境を改善するために,手話の実写立体映像に関する基礎的研究を行った.カラー映像と距離映像を組み合わせて手話の実写立体映像をリアルタイム撮影,伝送,表示することができる方法を提案した.試作システムを構築して,通常の映像(2D映像)と実写立体映像(3D映像)の比較実験を行った結果,3D映像は2D映像よりも手話を正確に読み取ることができることが明らかとなった.また,指文字の読み取りやすさも向上する傾向がみられた.本研究では手話による遠隔コミュニケーション環境を改善するために,手話の実写立体映像に関する基礎的研究を行った.カラー映像と距離映像を組み合わせて手話の実写立体映像をリアルタイム撮影,伝送,表示することができる方法を提案した.試作システムを構築して,通常の映像(2D映像)と実写立体映像(3D映像)の比較実験を行った結果,3D映像は2D映像よりも手話を正確に読み取ることができることが明らかとなった.また,指文字の読み取りやすさも向上する傾向がみられた.これまでの実写立体映像は,ステレオカメラなどの複数のカメラで撮影した映像を縮小し, 1画面に合成して伝送する方法が主流となっている.しかし,再生時にそれらの映像を元のサイズに引き伸ばして表示するため解像度低下を招き手話が読みづらくなる可能性がある.そこで,本研究では赤外線によるTOF(Time of Flight)方式の奥行カメラと,カラーカメラを組み合わせたリアルタイム立体映像撮影カメラを構築し,カラー映像に奥行映像を合成することで解像度低下をできるだけ抑えることができる伝送方法を提案した.提案方法ではカラー映像に対して,よりサイズの小さい奥行映像を合成してカラー映像の解像度低下を抑える.試作したシステムではカラー映像のサイズが1600×1200,奥行映像のサイズが176×144で撮影することができる.手話の立体映像に関する実験を行う前に奥行映像のサイズが立体映像に与える影響を調査するための実験を行った.奥行映像のサイズを段階的に切り替えて立体映像を提示する評価を行った結果,試作システムの奥行映像のサイズ(176×144)でほぼ違和感なく立体映像を観察できることがわかった.試作システムで撮影・提示される手話の実写立体映像について,遠隔手話通訳を想定して実際の大学の講義を通訳してもらった立体映像をあらかじめ撮影しておき,それを刺激映像として被験者に提示する実験を行った.その結果,個人差はあるが立体感が正しく得られた被験者では立体映像の方が手話や指文字が読みやすく,講義の流れをつかみやすくなる傾向があることが明らかとなった.本研究では,カラーカメラと奥行カメラを用いて実写立体映像のリアルタイム撮影,伝送が可能な方法を提案した.実際にシステムを試作し,違和感の少ない立体感が得られることを確認した.また,遠隔手話通訳を想定した実験を行い,立体映像が手話の可読性を向上するために有効であることが示唆された.聴覚障害者の高等教育や社会参加をサポートするために,遠隔から手話通訳や字幕による情報保障を提供する遠隔情報保障に関する研究開発に取り組んでいる。本研究ではより臨場感の高い遠隔コミュニケーションを実現するために,手話の実写立体映像の撮影と提示および伝送方法の提案,試作を行い,その評価を実施した.現在,TV放送などで実用化されている立体映像の多くは,視差のあるステレオ映像を1画面に縮小合成し,立体ディスプレイに合わせて引き伸ばして表示されている。しかし,ステレオ映像の縮小と引き伸ばしは立体映像として表示する際の解像度低下の原因となり,手話や表情などが読みづらくなる可能性がある.そこで,赤外線TOF方式の距離画像センサとカラーカメラを組み合わせて,距離映像とカラー映像による立体映像撮影,伝送,表示方法を提案し,システムを試作した.試作システムでは,カラー映像に対する距離映像の画像サイズの比が約0.21倍以上であれば自然な立体映像を観察できることを確認した.画像サイズの小さい距離映像を分割してカラー映像へ合成することによって,立体映像の解像度をほとんど低下させることなく伝送,表示することが可能になった.試作システムを用いて撮影,表示した実写立体映像(3D映像)の有効性を確認するために,通常の映像(2D映像)との比較を行った,また,伝送時の画像サイズとして,800×450(通常時)と256×144(映像伝送に必要なネットワーク帯域不足の場合)を設定して,各解像度における3Dと2D映像についても比較した.その結果,3D映像は2D映像よりも手話の正確な読み取りに効果があり,低い解像度でも有効であることが明らかになった.指文字の読み取りの正確さも向上する傾向があることが示唆された.今後はその他の情報保障コンテンツとの相補的な運用方法について検討し,聴覚障害者を取り巻く社会環境のさらなる改善に取り組みたい.
非機能的な口腔顔面運動の発生を変動させる要因とその相互作用の解明。

本研究では、「覚醒時自発的に発生する様々な口腔顔面運動から非機能的な口腔顔面運動を同定・分類する方法」を確立した。また、異なった実験条件(安静時[黙読]・作業時[計算])において各口腔顔面運動発生数や各咬筋筋活動発生数,唾液(量・成分),心理変化,身体状態の変化を比較した。比較の結果、「噛みしめ」は安静時[黙読]に多く発生していた。さらに「噛みしめ」発生数が多い郡[A]と少ない群[B]の2群間を比較すると、実験前の心理状態に違いが認められた。以上の結果から、「噛みしめ」を変動させる要因として作業状態や心理状態の変化が関連していることが示唆された。本研究では「非機能的な口腔顔面運動の発生を変動させるとその相互作用の解明。」を目的とし、21年度は、覚醒時自発的に発生する様々な口腔顔面運動(発音・嚥下・噛みしめなど)から非機能的な口腔顔面運動(噛みしめ)を同定し、その特徴を解析するため、健常者を対象として以下の記録を行った。咬筋・舌骨上筋群・前頸骨筋の筋電図,喉頭軟骨運動,嚥下音,呼吸の記録,ビデオカメラ記録また、実験中の心理的および身体的状態を評価するために以下の記録も行った。唾液の採取(量および成分解析),心電図,脳波心理・感情状態(ストレス・緊張)および身体状態(疲労・痛み)についての質問表これらの記録用いることで、様々な口腔顔面運動を以下のように同定・分類し、非機能的な口腔顔面運動を区別することに成功した。・機能的な口腔顔面運動:1.嚥下2.呼吸と関連するもの(あくび、ため息、深呼吸、咳など)3.表情の変化(微笑、顔をしかめるなど)4.口唇の動き(1-3と関連のないもの)・非機能的な口腔顔面運動:噛みしめ同定・分類した各口腔顔面運動に伴う咬筋筋活動を定量的に解析すると、発生頻度は過半数が機能的な口腔顔面運動に伴うものであった。持続時間や活動量は機能的・非機能的口腔顔面運動で大きな差が認められないことが明らかとなった。本年度、非機能的な口腔顔面運動を区別することに成功したことで非機能的な口腔顔面運動の特徴を知り、変動させる要因の解明に一歩近づくことが出来た。本研究では「非機能的な口腔顔面運動の発生を変動させる要因とその相互作用の解明。」を目的とし、平成2122年に確立した「覚醒時自発的に発生する様々な口腔顔面運動から非機能的な口腔顔面運動を同定・分類する方法」を基に、平成23年度も継続してデータ収集し、分析を行った。生理学記録・臨床診査・質問票から得られたデータを基に、異なった実験条件(安静時[黙読]、作業時[計算])において各口腔顔面運動発生数や各咬筋筋活動発生数,唾液(量・成分),心理変化,身体状態の変化を比較した。比較の結果、非機能的な口腔顔面運動(噛みしめ)は安静時[黙読]に多く発生していた。これに対し、嚥下・口唇の動き以外の機能的な口腔顔面運動(あくび、ため息等)は作業時[計算]に多く発生した。その他の口腔顔面運動発生数や咬筋筋活動発生数には、2条件下で優位な差は認められなかった。また、心理変化,身体状態の変化においては「ストレスを感じた」「いらいらした」という項目において作業時の方が安静時よりVAS値が高くなった。唾液量、唾液成分(クロモグラニンA等)においては、2条件下で優位な差は認められなかった。さらに非機能的な口腔顔面運動発生数が多い郡[A]と少ない群[B]の2群間を比較した。すると、実験前の「緊張する」とうい項目でA群の方がB群よりVAS値が高くなった。以上の結果を踏まえて、非機能的な口腔顔面運動と関連を持つ要因を分析したことで様々な口腔顔面運動の特徴を知ることができた。また、「噛みしめ」変動させる要因として作業状態や心理状態の変化が関連していることが示唆された。
ロシアの社会変動と若年層の意識にかんする研究-社会調査データの検討を通じて

本研究では、1990年代以降の社会変動期のロシアの若年層をとりまく状況と意識の変化についての調査・考察を行った。第1に、ロシアの大学生の就職活動を取り巻く問題と学生たちの意識についての調査研究を実施した。第2に、大学の市場化、社会での役割や地位の変化が、大学生に及ぼす影響について研究した。第3に、ロシアを含む旧社会主義国で実施された過去の社会調査研究の成果を検討した。第4には、ロシアの社会調査研究に関する成果の公開に取り組んだ。前年度までの若手研究(スタートアップ)から引き続き、ロシアの社会調査研究を実施している。今年度は、主に旧社会主義国でロシアよりも社会調査研究の分野で発展していた地域の研究を検討した。第一には、旧ソ連のウクライナでソ連崩壊直後に実施された社会調査パネルデータの二次分析を行った。その成果として、比較経済体制学会にて、社会変動期の労働者の地位と意識の変化の関連性、使用言語(ロシア語・ウクライナ語)と地位の変化、第2次産業に従事する人々の地位が主に低下したことなどを報告した。第二には、社会主義体制崩壊前後のポーランド・チェコ・ハンガリーの社会調査研究を検討した。これについては、体制転換期に中間集団として個人を保護した労働組合の役割を中心に論じた書評を、比較経済体制学会誌に提出した。ロシア・ウラジオストク社会の調査研究を約10年にわたって続けており、今年度は、極東連邦大学で行われた学会「極東の若年労働市場発展の展望」にて、日本の大学生の就職活動について報告した,ロシアと異なり、高度にシステム化されている日本の大学生の就職活動について、高い関心が集まった。人口減少が急激に進む極東でも、若者の雇用は危急の問題となっており、本報告を、ロシアと日本の若年労働市場の相違について、日露両国の研究者が考える機会へと発展させていきたいと考える。実際のところ、極東から日本は距離的には大変近く、ロシアの若者は日本の雇用慣行について関心を持っている。報告の成果は、雑誌『キャリアと地域』に掲載された。第1には、ロシアの大学生の就職活動や就職に対する意識についての研究を行った。昨年度、ウラジオストクの極東連邦大学で実施した、「極東の若年層労働市場発展の展望」での学会報告や学生就職活動・実践組織課長Γ.ポポフ氏へのインタビューを発展させるため、モスクワのロシア国立高等経済大学やロシア国立人文大学のキャリアセンターを訪問し、学生の就職支援にかんするインタビューを実施した。これにより、ウラジオストク(極東)に限らず、モスクワの大学生も日本企業に対する関心が高いこと、ロシア人学生の採用に関心を持っている日本企業が、極東よりもむしろ数多くあることがわかった。これらの研究成果について執筆した論文は、『ユーラシア研究』に掲載される予定である。また、ロシア国立高等経済大学の社会学部を訪問し、現在のロシアの大学生をとりまく労働市場と教育の問題について、L.コサルス氏、Yローシャ氏、I.パヴリュートキン氏と話し合い、今後の研究に必要な資料の提供を受けた。第2には、ウラジオストクの定点調査と日本に対する関心についての研究を行った。APEC開催を控え、急激な変化を遂げる状況を受けて、報告者は、ウラジオストクとナホトカで、ロシアの経済文化、特にサービス業の問題についての講演を行った(在ウラジオストク日本センターによる招待)。日本のサービス業の成果に対する関心や期待は非常に高く、企業の人事担当者を中心に、両都市でそれぞれ100人近い受講者が集まった。講演後のアンケート結果によれば、ロシアの経済文化の問題には気づいてもらえたが、日本の(彼らの表現にすればアジア的な)経済文化に対する心理的な抵抗感が、今もかなり根強いことがわかった。第1に、ロシアの大学生の就職活動についての情報、例えば、大学生の労働市場、仕事に対する意識、若い専門家の地位、人材の流出、高等教育の役割の変化などについての情報を収集し、研究した。ウラジオストクやモスクワの大学機関による、学生への就職活動支援についての調査結果の成果の一部として、『ユーラシア研究』では、若年労働市場の需要と供給のミスマッチが生じていることや、大学生がAPEC景気の恩恵を受けることができなかったことなどについて論じた。第2には、ロシアを含め、グローバル化の最中に世界中で生じている、大学の役割や地位の変化についてフォローするため、日本のある大学を事例として、大学カリキュラムへの資格取得教育導入の意義と成果について研究した。『神戸国際大学経済文化研究所年報』では「とりあえず資格という気持ち」を「実際の学習行動」にうまく結びつけていくしくみづくりこそが重要であるという結果を導き出した。第3には、ロシアの社会調査に関する研究成果の公開に取り組んだ。報告者がモスクワとウラジオストクで実施した調査研究結果を海外の研究者に公表するために、英文による論文を"Kobe International University Review"に執筆した。さらに、日本での研究成果の公開のために、ホームページ『ロシア社会への扉』を開設した。

開設にはこぎつけたが、現在のところコンテンツは十分ではない。今後、ロシアの若年層をとりまく社会や意識を中心とした報告者自身の調査研究結果や、ロシアで実施された各種世論調査の結果などについて日本語で解説したコンテンツを、順次追加をしていく予定である。ロシア、特にウラジオストクの若者の職業に対する意識について、ロシアの大学のキャリアセンターの調査など、多面的に研究することができていると考える一方で、調査データの整理などの作業が十分に進んでいない。学生指導、授業、キャリア関係の校務にとられる時間が予想以上に大きかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。ロシア国立高等経済大学の研究者から受けた基本文献のレビューをし、ロシアの大学生の就職活動についてさらに研究を進めたい。また、アルバイトを活用するなど、円滑にデータ整理を進められるようにしたい。
テンソル解析を応用した多機能レオメータの開発

高分子溶液や液状食品などの加工プロセスにおいては,これらの物質の流れを予測して制御する必要がある.水や空気などの通常の流体,すなわちニュートン流体の流れは,質量保存則,運動量保存則,およびニュートンの粘性則の三つの式を連立させて解くことで予測される.しかし冒頭に挙げた流体は,これらのうちニュートンの粘性則が成り立たない.そこで現状では,ニュートンの粘性則の代わりに,流体の性質を表すモデルが導入されている.例えば,べき乗則などの非ニュートン粘性モデルや,Maxwellモデル等の粘弾性モデルがこれに当たる.モデルを選択する際には,流体の種類のみならず,定常か非定常か,せん断支配か伸張支配かなど,流れの性質も考慮する必要があり,粘弾性流体の流れの予測を困難にしている.上記の背景より,本研究はモデルに依存せずに粘弾性を評価する方法を構築する.粘弾性とは粘性と弾性が共存する性質である.粘性はひずみ速度に対応して応力が決まる性質,弾性はひずみに対応して応力が決まる性質をさす.したがって,流れ場中のひずみ速度,ひずみ,応力を実験により取得すれば,試験流体の粘弾性を評価できると考えられる.この三つの物理量の関係を計測する方法論を構築し,得られた情報から流れを予測することが本研究の大きな目的である.実験装置として,粒子画像流速測定法と超音波流速分布系で二重円筒間流れを計測するシステムを構築し,複数の種類の流体について,ひずみ速度,ひずみ,応力の関係を取得した.本年度はこの三つの量の関係をシミュレーションに組み込み可能な形式に整理し,流れの予測に応用した.定常状態においては,流れは粘性に支配されるため,ひずみ速度と応力の関係を流体の物性とみなし,この関係を定式化した.他方で非定常状態においてはひずみも含めた三つの量の関係を流体の物性とみなし,構成方程式として流れのシミュレーションに組み込んだ.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。高分子溶液や液状食品などの加工プロセスにおいては,これらの物質の流れを予測して制御する必要がある.水や空気などの通常の流体,すなわちニュートン流体の流れは,質量保存則,運動量保存則,およびニュートンの粘性則の三つの式を連立させて解くことで予測される.しかし冒頭に挙げた流体は,これらのうちニュートンの粘性則が成り立たない.そこで現状では,ニュートンの粘性則の代わりに,流体の性質を表すモデルが導入されている.例えば,べき乗則などの非ニュートン粘性モデルや, Maxwellモデル等の粘弾性モデルがこれに当たる.モデルを選択する際には,流体の種類のみならず,定常か非定常か,せん断支配か伸張支配かなど,流れの性質も考慮する必要がある.上記の背景より,本研究はモデルに依存せずに粘弾性を評価する方法を構築する.粘弾性とは,粘性と弾性が共存する性質である.粘性はひずみ速度に対応して応力が決まる性質,弾性はひずみに対応して応力が決まる性質をさす.したがって,流れ場中のひずみ速度,ひずみ,応力を実験により取得し,この三つの量の間の関係がわかれば,試験流体の粘弾性を評価できると考えられる.この条件を満たす流れとして,内外径比の小さな三重円筒間流れを採用した.本年度は,この流れを粒子画像流速測定法(PIV)と超音波流速分布系(UVP)で計測するシステムを構築し,複数の種類の流体の流れを計測した.その結果,粘弾性流体を用いた実験では,応力がひずみ速度に依存する領域と,ひずみに依存する領域が観察された.これは,モデルを導入することなく,流体がもつ粘弾性を客観的に示すことができたことを意味する.今後は,この粘弾性評価法の制度検証や, UVPを利用した適用可能な流体の範囲拡大が必要であると考えている.高分子溶液や液状食品などの加工プロセスにおいては,これらの物質の流れを予測して制御する必要がある.水や空気などの通常の流体,すなわちニュートン流体の流れは,質量保存則,運動量保存則,およびニュートンの粘性則の三つの式を連立させて解くことで予測される.しかし冒頭に挙げた流体は,これらのうちニュートンの粘性則が成り立たない.そこで現状では,ニュートンの粘性則の代わりに,流体の性質を表すモデルが導入されている.例えば,べき乗則などの非ニュートン粘性モデルや,Maxwellモデル等の粘弾性モデルがこれに当たる.モデルを選択する際には,流体の種類のみならず,定常か非定常か,せん断支配か伸張支配かなど,流れの性質も考慮する必要があり,粘弾性流体の流れの予測を困難にしている.上記の背景より,本研究はモデルに依存せずに粘弾性を評価する方法を構築する.粘弾性とは粘性と弾性が共存する性質である.粘性はひずみ速度に対応して応力が決まる性質,弾性はひずみに対応して応力が決まる性質をさす.したがって,流れ場中のひずみ速度,ひずみ,応力を実験により取得すれば,試験流体の粘弾性を評価できると考えられる.

この三つの物理量の関係を計測する方法論を構築し,得られた情報から流れを予測することが本研究の大きな目的である.実験装置として,粒子画像流速測定法と超音波流速分布系で二重円筒間流れを計測するシステムを構築し,複数の種類の流体について,ひずみ速度,ひずみ,応力の関係を取得した.本年度はこの三つの量の関係をシミュレーションに組み込み可能な形式に整理し,流れの予測に応用した.定常状態においては,流れは粘性に支配されるため,ひずみ速度と応力の関係を流体の物性とみなし,この関係を定式化した.他方で非定常状態においてはひずみも含めた三つの量の関係を流体の物性とみなし,構成方程式として流れのシミュレーションに組み込んだ.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。モデルに依存せずに粘弾性を評価するという目的に対し,計測精度等に疑問はあるものの,想定どおりの計測結果が得られた.加えて「流体の速度場計測を利用した非ニュートン流動の解明」という共通性から,スイス連邦工科大学との共同研究を実施している.本年度は,透過性円盤を粘弾性流体中で曳航する実験を行った.その結果,粘弾性に起因すると見られる周期流れが計測され,今後の進展が期待される.二重円筒間流れを利用した粘弾性評価について,計測精度の検証を行う.また,現状ではPIVを用いた計測結果の解析が先行しているため, UVPの計測結果についても解析を進める. UVPを用いて粘弾性評価が可能になると,不透明な流体に対しても適用できるようになり,より汎用性の高い評価法が完成する.研究計画では本評価法の完成後,せん断と伸長が混在する流れとして振動する球周りの流れ場を扱うとしていた.しかし,本年度実施した実験の結果,管内流の方が適切であると判断した.加えて,管内流を利用した粘弾性計測は,食品加工等の分野で需要が高いことから,計画を変更し管内流を扱う予定である.