hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サル側頭葉内側部における非言語的コミュニケーションの神経機構

また、顔刺激の表情が笑顔の時には、他の顔表情の場合に比べて、視線方向と標的の出現する方向が一致する場合の反応潜時が有意に短くなっていた。以上より、標的の出現する前に呈示された顔刺激表情とその視線方向により、被験者の注意が偏位することがする事が明らかとなった。現在、この現象の脳内機構を非侵襲的に明らかにするため、実験準備中である。
高分子鎖の結晶化における表面核形成過程:ポリエチレン・長鎖n-アルカンの結晶化

今回の研究では、高分子の結晶化過程における表面核形成過程の解明が主目的であった。高分子の結晶は、通常の条件下では、薄坂上の外形をもつ微結晶として結晶化する。また、高分子鎖は結晶の板面において(分子鎖長)/(結晶の厚さ)に対応する回数だけ折り畳まれて結晶化しており、この結晶成長は成長面上での表面核形成により律速されている。そこで今回の研究では、薄板ラメラの厚さを原子間力顕微鏡で精密測定することによって、表面核形成機構にアプローチした。今回購入した恒温槽及び温度制御装置は試料の結晶化に使用した。また、位相差顕微鏡用の対物レンズは単結晶の観察に用いた。実験は、分別ポリエチレンをキシレン希薄溶液から等温結晶化させて、そのラメラ状単結晶の厚さを原子間力顕徹鏡によって測定し、厚さの結晶化温度依存性および1枚の単結晶内部での厚さ分布について検討した。結晶の厚さの温度依存性に関しては、従来の小角X線散乱で得られた結果と非常によく一致していた。単結晶内部での厚さ分布も一様であることが分かった。ただし、成長セクターごとに単結晶の厚さが不連続的に変化することが見出された。このような単結晶内部での厚さ分布に関する報告は、今回の原子間力顕微鏡を用いた研究が初めてのものである。セクターによるラメラの厚さの違いは、それぞれのセクターの成長面上での表面核形成過程が異なることを示唆している。具体的には、高分子鎖が折り畳まれる際のエネルギー不利がセクターごとに異なることを意味する。これは高分子鎖の折り畳みが成長面に沿って規則的になされるものであることの実験的根拠となる。今後、より詳細な実験を行い定量的な議論を進める予定である。
アフリカにおける干ばつと砂漠化の相互作用

本研究では、熱帯アフリカの干ばつにおいて、海水面温度の自然的変動と地表面被覆の人為的変化(砂漠化)がそれぞれどの程度関与しているかを調べた。アフリカにおける19世紀後半から1993年まで月降水量データを幾つかの気象関連機関から入手し、一つのデータセットへと編集した。この最新のデータを用いて、サハラ砂漠南縁地帯のサヘルにおれね1980年代後半の降水量の回復が、熱帯の降水帯の位置と対流活動の強さがどちらも平年並に戻ったことに起因することを明らかにした(Shinoda,1955a,b)。イギリス気象局から入手した全球海水面温度データに回転経験的直交関数解析を施すことで、海盆スケールの海水面温度の変動モードを抽出し(Shinoda and Kawamura,1994a,b)、この上位3モードと熱帯降水との相関解析を行った(Shinoda,1995d)。その結果、両者の関係には顕著な地域性と季節性が認められた。ENSO現象と関連した第1モードは全球的に南半球夏の降水と、インド洋に偏差中心をもつ第2モードと大西洋に偏差中心をもつ第3モードはそれぞれ北アフリカ、環大西洋における北半球夏の降水と相関が強い。海水面温度の上位3モードを説明変数とし、アフリカ各地域の降水量を目的変数とする重回帰分析を行った。北半球夏のサヘルの降水はその総分散のおよそ55%が海水面温度によって説明される。その残差項の時系列をみると、湿潤期の1950年代から乾燥期の1980年代へと減少する傾向が見られた。したがって、この残差には、大気-陸面相互作用による正のフィードバックで降水減少と砂漠化が同時進行するという効果が含まれる可能性がある。この残差項と衛星NOAAの植生指標の年々変化における関係は現在調査中である。北アフリカの夏の降水以外について、統計的に有意な重回帰式が得られたのは、赤道コンゴ川流域の北・南半球夏の降水のみであった。また、残差項に有意な自己相関も他地域では認められなかった。
摩擦音／ｓ／と／ｓｈ／の発話機構の違いに関する研究

本研究は摩擦音/s/と/sh/の発話機構の違いを明らかにすることを目的としており,今年度は/s/と/sh/を発音する際の,空力音発生の詳細なメカニズムについて調べた.日本語話者の被験者が/s/と/sh/を発話する際のCT画像を元に,口腔実形状モデル及び単純形状モデルを構築した.実形状モデルは,ソフトウェアitk-SNAPを用いて口腔壁面を抽出した.単純モデルは,矩形管により口唇,上下前歯と舌の形状を表現し,舌の模型を前後に動かすことにより,/s/と/sh/の口腔形状の違いを表現した.各口腔モデルの流れ場及び音場を解析するため,圧縮性流体のラージエディーシミュレーションを行い,舌と上顎の狭窄流路によるジェット乱流と音の発生を同時に計算した.この時,乱流モデルとして一方程式モデルを用いることで,乱流から発生する音を十分な精度で予測することが可能となった.モデル内の流れ場に関して,速度勾配テンソルの第2普遍量を計算し,等値面を可視化することにより,/s/と/sh/の舌の位置による音源の位置の違いが生まれる要因を明らかにした.また,音場に関して周波数解析を行うことにより,口腔内に発生する音響的な腹と節の位置の違いから,/s/と/sh/の音響特性の違いが生まれることが明らかとなった.さらに,実形状及び単純形状モデル内の流れ場と音場を比較することにより,単純モデルにおいて,音源発生のメカニズムを再現することにより,/s/と/sh/の音響特性の再現が可能となっていることがわかった.これらの結果について,大阪大学サイバーメディアセンターの大規模可視化システムを用い,口腔内の流れ場と音場の3次元可視化を行った.この時,言語聴覚士から物理の専門家まで,大人数で音の発生メカニズムについて議論することにより,発音障害のリハビリ支援等に有用であることが示唆された.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,歯茎摩擦音/s/と/sh/の発話機構の違いを明らかにすることを目的としており,本年度は歯茎摩擦音/s/に着目して,口腔内で発生する音と空気の流れの関係性について調べた.ヒトによって異なる口腔形状から発生する音について議論するため,矩形流路を用いて単純化した口腔モデルを作製し,流体音響実験と数値シミュレーションを行った.実験では,モデルを3Dプリンタで成形し,コンプレッサにより呼気流量を流入させ,発音を再現した.この時,モデルから発生する音をマイクロフォン,モデル内の流速を熱線流速計により計測し,口腔形状の違いによる音と流れの特性の違いを明らかにした.シミュレーションでは,ラージエディーシミュレーションによりモデル内に発生するジェット流を解析し,実験により計測された流速の違いに関して議論した.また,流速の変動成分から発生する空力音源を可視化し,形状の違いが流れ場及び音源の発生へ与える影響を示し,音の発生メカニズムに関して議論した.上記の実験とシミュレーションを組み合わせることにより,歯茎摩擦音/s/の発音には狭窄流路の位置が非常に重要であるという示唆が得られた.狭窄流路の位置によって,その後流に発生するジェット流の特性が変化し,音源の発生位置に影響を与える.音源が前歯上流において発生すると前歯上流の共鳴特性により一般的な歯茎摩擦音/s/に比べて低い周波数の音となり,上手く発音できないのに対し,音源が前歯下流において発生すると一般的な歯茎摩擦音/s/の周波数特性を持つ音となることが分った.今後はこのモデルを発展させ,/sh/の発音を再現するモデルを作製し,実験及びシミュレーションを行うことにより/s/と/sh/の違いを生み出している要素を明らかにする.当初の計画通り,歯茎摩擦音/s/の発音を再現する口腔モデルを作製し,実験とシミュレーションを行うことで,口腔内に発生する流れ場,音源及び遠方音の関係性が明らかとなった.また,歯茎摩擦音/s/の口腔モデルを作製する過程で,様々な形状のモデルを試作しており,/s/と/sh/両者の発音が再現可能なモデルを作製する準備ができた.シミュレーションに関しては大規模乱流音場解析ソフトウェアFrontFlow/blueを用いることで歯茎摩擦音発音時のジェット流の渦を解像するための大規模計算が可能となり,得られた流れ場の大規模データから空力音源及び伝播音の計算を行った.この時,東京大学生産技術研究所のソフトウェア開発者より助言をいただき,実験結果と比較して十分な精度で計算できるようになった.本年度行った実験及びシミュレーションの手法は/sh/の発音にも有用であり,今後/s/と/sh/を比較するためのモデルを作製することにより,音の発生メカニズムの違いを解析できる.さらに,/s/と/sh/を発音し分けている舌の変形メカニズムを調べるため,舌筋線維の有限要素モデルを構築した.今後このモデルを発展させ,MRIにより計測した舌形状に対して逆問題解析手法を用いることにより,/s/と/sh/の口腔形状の違いを生み出す舌運動の要素を明らかにする.本研究は摩擦音/s/と/sh/の発話機構の違いを明らかにすることを目的としており,今年度は/s/と/sh/を発音する際の口腔形状の違いと音の違いの関係性について調べた.日本語話者の被験者のCT画像を元に,口腔単純形状モデルを作製した.この時,モデル内の舌を模擬した模型を前後に動かすことにより,/s/と/sh/の口腔形状の違いを再現した.そして,実験によりモデルから発生する音の周波数特性を調べた.

モデル形状をアクリル板により構築し,コンプレッサから空気を流入させることにより音を発生させ,マイクロフォンで音を計測した.舌の模型を前後に移動させることにより,/s/と/sh/の特徴となるスペクトルのピーク周波数の違いを再現した.さらに,舌先端と狭窄流路の形状を変化させると,/s/と/sh/のスペクトル形状を15kHzまで再現することに成功した.この成果は米音響学会誌に掲載された.さらに,単純モデルから発生する音の特性が決まる要因を調べるため,音響理論を用いた解析を行った.この時,波動方程式を高次モードまで考慮して計算することにより,モデルから発生する音のスペクトル形状を予測することが可能となった.また,圧縮性流体のラージエディーシミュレーションを単純モデルに対して行うことにより,モデル内に発生する流れ場と音場を計算し,音の発生メカニズムについて調べた.この時,乱流モデルとして一方程式モデルを用いることで,乱流から発生する音を十分な精度で予測することが可能となった.音響解析及びシミュレーションの結果より,狭窄流路の前後で発生する音響的な腹と節の位置が,モデルから発生する音のピーク周波数を決定することが示唆された.つまり,舌の位置を前後させることにより,腹と節の距離を増減させ,/s/と/sh/の違いを生み出していると考えられる.これらの成果は論文原稿にまとめ,現在投稿中である.当初の計画通り,摩擦音/s/と/sh/の発音の違いを再現する口腔モデルを作製することができたため,/s/と/sh/の発生メカニズムについて議論することが可能となった.この時,口腔モデルから発生する音に対して,3つのアプローチから調べているため,様々な観点から議論を行っている.まず,モデルの形状をアクリル板により作製し,実験で発生する音を計測しているため,様々な形状を試作し,より実際の音声を忠実に再現するモデルを構築することができた.さらに,実験で流速や音圧を計測することができるため,その後の音響解析や流体力学シミュレーションの検証に用いることができた.実際,音響解析及びシミュレーションについても十分な精度で計算できていることがわかり,今後さらに解析を続け,音の発生メカニズムに関する議論を行う予定である.また,来年度は/s/と/sh/の口腔モデルを他の被験者に適用することにより,一般的な/s/と/sh/の違いについて調べる予定であり,計算コストの小さい音響モデルを用いることで,多数の被験者の発音を表現するモデルを構築することができる.本研究は摩擦音/s/と/sh/の発話機構の違いを明らかにすることを目的としており,今年度は/s/と/sh/を発音する際の,空力音発生の詳細なメカニズムについて調べた.日本語話者の被験者が/s/と/sh/を発話する際のCT画像を元に,口腔実形状モデル及び単純形状モデルを構築した.実形状モデルは,ソフトウェアitk-SNAPを用いて口腔壁面を抽出した.単純モデルは,矩形管により口唇,上下前歯と舌の形状を表現し,舌の模型を前後に動かすことにより,/s/と/sh/の口腔形状の違いを表現した.各口腔モデルの流れ場及び音場を解析するため,圧縮性流体のラージエディーシミュレーションを行い,舌と上顎の狭窄流路によるジェット乱流と音の発生を同時に計算した.
アブラナ科植物の雑種強勢の分子機構の解明を目指して

動植物では、同一種内のある特定の両親間の組合せにより得られたF1個体が、両親の特性よりも優れた形質を示す雑種強勢(ヘテローシス)という現象が知られている。雑種強勢が強く見られるハクサイ(Brassica rapa)を用いて、その分子機構の解明を目的として研究を行った。前年度、ハクサイの市販F1品種2系統(W39、W77)では、播種後4日に、子葉の面積が両親系統に比べて顕著に大きくなり、これ以降、F1では葉面積及びバイオマスで雑種強勢が見られることを明らかにした。更に組合せを増やす為に、ハクサイの近交系24系統を整備し、作型ごとに総当たり交配を行い、得られた48組合せについては、初期生育時の表現型の調査を行い、雑種強勢を示す組合せと示さない組合せを明らかにした。さらに、秋に交配を進め、150組合せのF1を得ることができた。また、系統間の遺伝距離(塩基置換頻度)を算出する為に、ハクサイの近交系24系統についてRAD-sequencingを行い系統間の遺伝距離を算出した。ゲノムワイドなエピジェネティックな修飾状態を両親系統とF1で比較するため、ヒストンの修飾状態(H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3、H3K36me3)とDNAのメチル化について、それぞれChIP-seqとMeDIP-seqを行い、シークエンスを決定した(新学術領域ゲノム支援)。現在、得られたシークエンスデータを解析し、転写解析の結果と統合することで、F1に見られる転写及びエピジェネティックな変化を明らかにし、雑種強勢の分子機構の理解へと発展させたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。動植物では、同一種内のある特定の両親間の組合せにより得られたF1雑種個体が、両親の特性よりも優れた形質を示す雑種強勢(ヘテローシス)という現象が知られている。本研究では、雑種強勢が強く見られるハクサイ(Brassica rapa)を用いて、その分子機構の解明を目指す。ハクサイの市販F1品種2系統(W39、W77)において雑種強勢がどのように現れるかを初期生育(播種播種後2週間)と生育後期(収量)について調べた。2つのF1両方とも、播種後4日に、子葉の面積が両親系統に比べて顕著に大きくなり、これ以降、F1では葉面積及びバイオマスで雑種強勢が見られた。また、渡辺採種場との共同研究で、ほ場における生育調査を行い、両系統ともにF1が収量において30%以上増加することを確認した。F1雑種で見られる転写の変化を明らかにする為に、ハクサイのF1品種2系統(W39、W77)と両親系統について、4つの生育ステージ(播種後2、6、10、14日)でRNA-sequencing (RNA-seq)法による転写解析を行った。W77系統においては、解析が終了し、両親系統の平均値とF1で発現量が異なる遺伝子をそれぞれのステージで同定した。また、quantitative RT-PCRを行い、RNA-seqにより得られた結果の確認を行った。W39においてもシークエンス(RNA-seq)は既に終了しており、現在、解析を進めている。さらに、small RNAについても、W77とその両親系統について、2つの生育ステージで調べており、シークエンスは終了し、現在解析を進めている。今年度、本研究テーマで新学術領域『ゲノム支援』に採択されたことで、当初予定していたよりも多くのサンプル数のシークエンス解析を行うことができた。現在得られた2組のRNA-seqデータセットの解析を進め、雑種強勢との関連性が見られる遺伝子発現変化を探し出す。さらに、エピジェネティクス修飾の比較解析や、F2世代を用いたQTL解析を行う。
ロシアにおける教育コミュニティの形成と宗教―宗教文化教育をとりまく環境

本年度は、当初の研究実施計画にある1文献・映像資料の言説内容の分析、2現地での調査(資料・聞き取り)の双方に取り組んだ。1については、邦文と英文で分析結果をまとめ、公刊した。また2については、モスクワ、ウラジオストク、ウスリースクの3都市で聞き取り調査を行った。ウスリースクでの調査は当初の研究実施計画には入っていなかったが、調査を進める中で当地での調査の重要性を鑑み、実施することにしたものである。現地で調査対象とする宗教団体については、前年度までの調査を踏まえ、正教会に加えて、アルメニア使徒教会、カトリック教会、ルーテル派教会、ユダヤ教の諸施設を対象として選定した。実際の現地調査は2月と3月に行った。現地では資料収集を行なうとともに、聖職者および一般信徒へのインタビューを行い、調査後、分析・考察に着手している。文献・映像資料の分析を通して立てた仮説が、現地調査の実施によって、さらに多角的な視点からの再構築を迫られたという経験を得たが、それは研究の進展という点で重要であったと考える。また、2015年度には妊娠中の体調不良により、国際学会での研究成果発表のキャンセルを余儀なくされたが、今年度は(成果の一部ではあるものの)邦文と英文での研究結果公開を行うことができ、また西ヨーロッパ地域の研究者や、教育分野の研究者との交流も進みつつあることは、研究の推進力となっている。短期的課題としては、第一に、当初の研究実施計画にある調査地のうち、残る二都市での調査を進めること、第二に、年度末に行った現地調査の分析・考察結果を論文および国内外の学術大会で早期に公開することが挙げられる。長期的課題としては、本研究課題の仮説の再構築をもとに、最終報告書の構成・執筆が挙げられる。本年度は、当初の研究実施計画のうち、1つめの課題を遂行した。つまり、ロシアで非営利団体(NPO)として登録された団体のうち、宗教団体の信徒が関与していると考えられる教育活動についてのリストアップである。リストアップの結果、多くの団体が正教会に関連する団体となった。また、これまで収集した宗教文化教育をめぐる文献資料の読解・整理を行なった。これらは、次年度以降の現地調査での下準備となるものである。これらの準備作業は、ロシアの諸伝統宗教のうち、おもにキリスト教(ロシア正教会)についての考察となったが、ロシア都市部における仏教諸団体の教育活動についても、文献資料・Web上の資料を中心に調査を行なった。これについては、(1)ロシアの諸都市のうち、とりわけモスクワの状況に着目し、モスクワで仏教寺院が新たに建立されるのに伴い、どのような仏教文化教育の構想が練られているかを調査した。(2)ロシアでの仏教系新宗教(オウム真理教)の2000年代の活動について、分析を行なった。他方、2つの国際学会での研究報告は、パネルでの個人報告を登録していたにも関わらず、体調不良・安静のため、キャンセルとなった。体調不良は、妊娠・出産に伴うものであり、次年度以降の研究計画には影響しない。次年度については、育児休暇の後、研究計画の実施と研究成果の公開を進めるとともに、本年度に逸した研究報告の機会を探し、研究計画に新たに追加する予定である。妊娠の経過が思わしくなく、やや長期にわたる安静を強いられたため、2つの国際学会での研究報告のキャンセルを行なった。そのため、研究成果を公開する機会を逸することとなったが、次年度以降、代替の公開方法を模索する。今年度は、育児休暇の取得に伴い研究中断を行なっていたため、研究の進展はそれほど望むことはできなかった。ただ他方で、研究進展のために新しい資料を入手することができたこと、調査対象として考えていた機関と連絡がとれたことは、研究再開のための良い準備となっている。遅れている理由は、育児休業の取得に伴う研究中断のためである。ただ、研究会には可能な限り参加し、また資料の入手や調査対象者との連絡などは継続して行なっているため、「やや」とした。本年度は、当初の研究実施計画のうち、2つめの課題を遂行した。つまり、現地調査(資料収集・聞き取り)である。当初の研究計画では、平成28年度にモスクワ、サンクト・ペテルブルク、カザン、平成29年度にロシア極東地域・東シベリア地域の3都市(ウラジオストク、ハバロフスク、ウラン・ウデ)の予定であったが、平成28年度は育児休業にともなう研究中断を行なったため、本年度(平成29年度)は、上記の6都市のうち、4都市において調査を行なった。調査地は、モスクワ、サンクト・ペテルブルク、ウラジオストク、ハバロフスクである。現地では、資料収集を行なうとともに、宗教団体の信徒有志の敎育活動に関わる聞き取り調査を行なった。対象とする宗教団体の選定については、前年度までの文献調査の成果を踏まえて行なった。前年度までの文献調査の段階では、正教会の信徒が関与していると考えられる敎育活動が多かったために、正教会の活動を選定したが、偏りを避けるため、モスクワでは正教会のほかイスラーム、仏教、ユダヤ教の諸施設において資料収集・聞き取りを行なった。なお、4都市のうちサンクト・ペテルブルクにおいては、同市教育委員会の動向を視野に入れて調査した。サンクト・ペテルブルク市敎育委員会は、公立校に宗教文化敎育が導入されるより前からロシア正教会と協力を旨とする提携を結んでおり、動向が注目されたからである。現地調査は夏季に予定していたが、冬季・春季にずれ込んだため、研究成果の公開という点では不十分な結果となった。

本研究課題は、当初の研究計画において、1文献・映像資料の言説内容の分析、2現地での調査(資料・聞き取り)の二本立てによって行なう、としていた。平成28年度は育児休業による研究中断を行なっており、復帰1年目である本年度(平成29年度)は、2の現地での調査を遂行することが課題となっていた。平成28年度末の時点での「今後の推進方策」では、現地調査地として「モスクワの1都市(あるいはモスクワ、サンクト・ペテルブルクの二都市)」を挙げていたので、結果として、この二都市に加え極東・東シベリアの二都市、つまり計四都市で調査を行なうことができたこと、また文献・映像史料では得られなかった考察材料が得られたことはたいへん良いことであった。しかし、復帰後、当初の想定よりも学務と研究のエフォート調整が難しく、当初は夏期に予定していた現地調査が冬季・春季にずれこんだため、現地調査後の考察・論文の執筆が遅れている。本年度は、当初の研究実施計画にある1文献・映像資料の言説内容の分析、2現地での調査(資料・聞き取り)の双方に取り組んだ。1については、邦文と英文で分析結果をまとめ、公刊した。また2については、モスクワ、ウラジオストク、ウスリースクの3都市で聞き取り調査を行った。ウスリースクでの調査は当初の研究実施計画には入っていなかったが、調査を進める中で当地での調査の重要性を鑑み、実施することにしたものである。現地で調査対象とする宗教団体については、前年度までの調査を踏まえ、正教会に加えて、アルメニア使徒教会、カトリック教会、ルーテル派教会、ユダヤ教の諸施設を対象として選定した。実際の現地調査は2月と3月に行った。現地では資料収集を行なうとともに、聖職者および一般信徒へのインタビューを行い、調査後、分析・考察に着手している。文献・映像資料の分析を通して立てた仮説が、現地調査の実施によって、さらに多角的な視点からの再構築を迫られたという経験を得たが、それは研究の進展という点で重要であったと考える。また、2015年度には妊娠中の体調不良により、国際学会での研究成果発表のキャンセルを余儀なくされたが、今年度は(成果の一部ではあるものの)邦文と英文での研究結果公開を行うことができ、また西ヨーロッパ地域の研究者や、教育分野の研究者との交流も進みつつあることは、研究の推進力となっている。平成28年度は、出産にともない研究を一時中断を申請したが、一時中断の後は、研究計画を順次進める予定でいる。当初の研究計画では、平成28年度の実地調査はモスクワ、カザン、サンクト・ペテルブルグを予定していたが、平成28年度にはモスクワの一都市(あるいはモスクワ、サンクト・ペテルブルグの二都市)での実地調査を予定している。調査予定地については、これらの実地調査の後に、再検討する予定である。また、実地調査の下準備となる文献・映像・Web上の情報の調査の結果は、論文あるいは口頭発表などで公開していく予定である。1.平成28年度中に入手した新しい資料の分析、2.国外での実地調査、3.研究成果の公開(口頭発表)が平成29年度の課題となる。平成28年度の研究中断(育児休業の取得に伴うもの)により、当初の計画より遅れているものの、調査対象者との関係構築は滞っておらず、研究再開もスムースと考えられる。
光周波数コム散乱分光による三次元表面トポグラフィの広帯域・レーザー逆散乱測定

本年度は,レーザー逆散乱法に基づいた三次元表面トポグラフィ計測原理の確立を目的として,高分解能分光計測データに基づいた計測アルゴリズムの構築,可視光領域・広帯域化光源および高分解能分光測定光学系の構築と基本特性検証実験を行い,次の研究成果[1][3]を得た.[1]物体表面における物体像とFraunhofer回折像から反復計算によって位相を復元するGerchberg-Saxton法を利用し,光周波数コム散乱スペクトルによる独自の位相アンラッピング手法を適用した,新たな光周波数コム・レーザー逆散乱計測アルゴリズムを開発した.単波長レーザーでは計測不可能であった複雑な二段矩形溝形状(幅10μm,深さ100nmの一段目の矩形溝に,1μm中心をずらして幅5μm,深さ100nmの二段目の矩形溝を加えた表面形状)を測定対象とした計算機シミュレーションによって,エッジ形状誤差4.2nmの高精度な微細表面形状計測が実現できることを示した.[2]エルビウムドープファイバー(EDF)光周波数コム共振器,双方励起型EDF光増幅器,広帯域化高非線形ファイバおよび導波路型PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate)から構成される独自の可視・広帯域化光周波数コム光源を製作し,光周波数コムを400700 nmの可視光領域にまで広帯域化することに成功した.[3] VIPA(Virtually Imaged Phased Array) (波長帯域600750nm)および回折格子(1200 groove/mm)からなる光周波数コム分光光学系を構築し,それを用いた可制御型光周波数コム・ファイバーレーザー光源の分光実験を遂行した.その結果,光周波数コムの各波長成分を,縦方向に10(-5)乗nm,横方向に10(-2)乗nmごとに分光計測可能であることを示した.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。本年度は,本研究の最も重要な基礎となる光周波数コムの高精度な制御技術を確立するため,加工表面の3次元表面トポグラフィ空間波長構造による光周波数コム散乱現象の詳細な解析に基づき,独自に設計した基本的な光周波数コム・ファイバレーザーの試作,および光周波数コムの制御性・安定性に関する基礎実験を行い,次のような研究成果[1][3]を得た.[1]光周波数コム散乱分光測定光学系を構築する最重要の要素技術である,光周波数コムの基本特性を調査するために,3次元表面トポグラフィと光周波数コムの光学条件(スペクトル分布,エネルギー分布,照明領域など)の関係に基づき,周波数安定性,出力安定性,出力パワー等の基本特性に配慮し,ファイバレーザー・オシレータとファイバ・アンプをベースとする光周波数コム・ファイバレーザーの設計を行った.[2]設計仕様に基づき光周波数コム・ファイバレーザーのプロトタイプを試作した.その制御可能パラメータは光周波数コムの各モードの間隔である繰り返し周波数frepと,パルスの時間幅に影響を与える共振器全体での群速度分散Dtotalである.今回作製したプロトタイプは,frepが40 MHz,Dtotalが0.04程度となるように,シングルモードファイバー(SMF)およびエウビウムドープファイバー(EDF)の長さを調整し発振を確認した.[2]光周波数コム・ファイバレーザー試作過程からビーム測定データを蓄積し,設計・試作にフィードバックするため,繰返し周波数frepを周波数カウンタで測定した.この予備実験において最大300 Hz程度の時間変化が見られ,不安定な発振状態であることが分かった.よって,光周波数コムを光源として用いて長時間の計測を行う場合,何らかの方法でfrepを時間的に安定化することが,測定の信頼性に大きく関わってくることを明らかにした.周波数コム・ファイバレーザーの発振特性において,1つのパルス内で光波振幅のピークが最も高くなるところが,パルスの包絡線のピーク位置から少しずれることがある.そのずれはパルスごとに異なり,この効果(位相シフト)の影響で,光周波数コムのモードはオフセット周波数fceoと呼ばれる量だけずれる.すなわち,光周波数コム散乱分光測定の際に重要となる,光周波数コムの各モードの周波数値は,実際には光周波数コムの間隔(繰返し周波数)frepの整数倍にオフセット周波数fceoを加えた値である.従って,自己参照法と呼ばれる技術を用いて,このオフセット周波数fceoを決定できる.それには,光周波数コムが1オクターブにわたって広がっている(広帯域)必要がある.つまり,n番目のモードから2n番目のモードまでの広がりが必要である.そのためには,周波数安定性,出力パワー値および出力安定性などの基本特性を満足することが必須であり,要求精度の光周波数コム散乱分光測定が不可能になる.一方,今回の研究遂行において,事前準備として装置仕様解析と検討を実施し,光周波数コム・ファイバレーザー発振装置の設計・製作および発振特性の予備実験を行って,光周波数コム・ファイバレーザー発振制御性を検証した.これら一連の予備実験を行う過程で,当初の予測に反し,装置構成部品の性能が低く動作が不安定なため,周波数安定性,出力パワー値および出力安定性などの基本的な光周波数コム・ファイバレーザーの発振特性が要求仕様を十分満足していないことが明らかとなった.

従って,高精度で安定した発振制御性の検証を行うには,光周波数コム・ファイバレーザー発振装置の性能が不十分であることが判明し,改めて装置構成部品の再検討と装置の再構築を行う必要が生じたため,進捗状況として「遅れている」との評価となった.本年度は,光周波数コムの散乱分光特性を明らかにし,新規なレーザー逆散乱計測理論を構築するため,光周波数コムの散乱分光特性測定光学系を構成する最重要の要素技術である,可制御型光周波数コム・ファイバレーザーの高精度な制御技術を確立することを目的として,加工表面トポグラフィ空間波長構造による回折光の数値解析および独自に設計・試作した光周波数コム・ファイバレーザーの制御性・安定性向上に関する基礎実験を行い,次のような研究成果[1][3]を得た.[1]光コム共振器中のエルビウムドープファイバー(EDF)に取り付けたピエゾ素子(PZT)と銅板に取り付けたペルチェ素子により,共振器長を変化させることが可能な,可制御型光周波数コム・ファイバレーザーの設計・試作を行った.PZTによる歪みとペルチェ素子による温度制御によって,繰り返し周波数frep(約47.5 MHz)制御のダイナミックレンジを拡大した.[2] PZTとペルチェ素子を用いた新たな制御手法によって,制御型光周波数コム・ファイバレーザーのfrepの時間安定性制御実験を行い,数分から十数分間の長期化に成功した.また,frepの制御が可能となったことにより,周波数変動をmHzオーダまで抑制できることを示した.[3]超精密切削加工表面微細形状を想定した周期関数モデルによる,多波長を用いたFraunhofer回折光強度分布の数値解析を遂行した.従来の表面微細形状振幅の評価式に基づく新たな測定法を提案し,光源の波長の1/2以下の振幅を最大誤差0.25%で高精度測定できることを示した.さらに,線幅1nmのHe-Neレーザと線幅1.36×10(-12)乗nmの光周波数コムを光源とした場合の測定精度の比較から,光周波数コムの狭い線幅を利用することで測定の信頼性が飛躍的に向上できることを確認した.本年度の研究計画では,新たな制御法を取り入れた,可制御型光周波数コム・ファイバレーザーの設計・試作を行い,設計仕様を満足する光周波数コム出力状態の精度,制御性および安定性の観点から,光周波数コムの散乱分光特性測定光学系光源の基本特性を検証することを目標とした.これに対して,繰り返し周波数frepの制御精度および安定性に関しては,要求特性をほぼ満足する結果が得られた.さらに,光コムの周波数を高精度に確定するためには,自己参照法によるオフセット周波数fceoの同定が必要となる.そのため,本年度の研究では計画していなかった光周波数コムの広帯域化も試みている.すなわち,出力光を双方励起型EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)で増幅したのち高非線形結晶ファイバ(HNLF)に入射し,非線形効果によるスーパーコンティニウム(SC)光を発生させる手法を用いて,広帯域化制御実験を遂行した. SC光のスペクトル幅は非線形効果の強さに依存し,また,非線形効果は入射光のパワーの増大とともに強くなることを示したうえ,広帯域スペクトルの低波長側は1350 nm程度まで広がっていることを確認している.
閉経後日本人女性の骨量変化に及ぼす内分泌的遺伝的因子の影響と骨量予知に関する研究

遺伝子多型はRFLP法にてエストロゲン受容体αのPvu II、Xba I、エストロゲン代謝酵素;CYP17(エストロゲン生合成、高活性A2/A2)、CYP1A1(水酸化、高誘導性vt/vt)、COMT(不活化、低活性L/L)を解析した。Pvu II、Xba I、CYP17,CYP1A1、COMT遺伝子多型の各Allelleの分布はHardy-Weinberg平衡と一致した。Pvu II、Xba Iそれぞれの遺伝子多型3群間および2つの組み合わせの7群間で初経年齢、閉経年齢、有経年数にて有意差は認めなかった。A1/A2を有する女性の初経年齢(13.6±1.2歳)はA1/A1を有する女性(14.1±1.3歳)よりも有意に早かった。閉経年齢、有経年数においてはA1/A1,A1/A2,A2/A2、CYP1A1(vt/vt,vt/wt,wt/wt)およびCOMT(L/L,L/H,H/H)の遺伝子多型3群間では有意差を認めなかった。CYP17遺伝子多型が初経年齢に影響を与えている可能性が示唆された。次にエストロゲン代謝酵素遺伝子多型が直接骨密度・骨密度変化率に与える影響を検討した。CYP17遺伝子多型のA2/A2を有する女性の総大腿骨骨密度(T-BMD)低下率はA1/A1,A1/A2を有する女性よりも有意に低く、COMT遺伝子ではH/Hを有する女性の橈骨遠位端骨密度(R-BMD)の低下率はL/L,L/Hを有する女性よりも有意に低値であった。CYP1A1(vt/vt,vt/wt,wt/wt)遺伝子多型3群間では差を認めなかった。さらにエストラジオール(E2)、テストステロン(T)、アンドロステンジオン(AND)、デヒドロエピアンドロステロン(DHEA)、性ホルモン結合グロブリン(SHBG)などの血中性ステロイドホルモンと骨密度・骨密度変化率との相関を検討すると、DHEA、AND値は体幹骨(L)骨密度および末梢骨[T、大腿骨頸部(FN-BMD)、R]骨密度と有意の正相関(r=0.194-229;P<0.05)を有し、E2、AND値は腰椎(L-BMD)変化率と有意の相関(r=0.205、-0.139;P<0.05)を示した。骨密度変化率を見るとT-BMDでA2/A2で+2.22%、他の群は-0.38%、-0.56%、R-BMDでL/L、L/H、H/Hの順に-3.91%、-1.58%、-1.34%であった。最後にエストロゲン代謝酵素遺伝子多型と血中性ステロイドとの関係を見るとDHEA値はA2/A2で他の群に比し有意に高く、AMD値はL/L、L/H、H/Hの順で高く、TS値はL/Lで他の群に比べ低かった。以上より4年間の研究を総括すると閉経後日本人女性において、エストロゲン代謝酵素の遺伝子多型は直接的あるいは性ステロイドホルモンを介して間接的に骨密度、骨密度変化率に影響を及ぼしている可能性が示唆された。

さらにエストラジオール(E2)、テストステロン(T)、アンドロステンジオン(AND)、デヒドロエピアンドロステロン(DHEA)、性ホルモン結合グロブリン(SHBG)などの血中性ステロイドホルモンと骨密度・骨密度変化率との相関を検討すると、DHEA、AND値は体幹骨(L)骨密度および末梢骨[T、大腿骨頸部(FN-BMD)、R]骨密度と有意の正相関(r=0.194-229;P<0.05)を有し、E2、AND値は腰椎(L-BMD)変化率と有意の相関(r=0.205、-0.139;P<0.05)を示した。骨密度変化率を見るとT-BMDでA2/A2で+2.22%、他の群は-0.38%、-0.56%、R-BMDでL/L、L/H、H/Hの順に-3.91%、-1.58%、-1.34%であった。最後にエストロゲン代謝酵素遺伝子多型と血中性ステロイドとの関係を見るとDHEA値はA2/A2で他の群に比し有意に高く、AMD値はL/L、L/H、H/Hの順で高く、TS値はL/Lで他の群に比べ低かった。以上より4年間の研究を総括すると閉経後日本人女性において、エストロゲン代謝酵素の遺伝子多型は直接的あるいは性ステロイドホルモンを介して間接的に骨密度、骨密度変化率に影響を及ぼしている可能性が示唆された。女性では閉経後エストロゲン欠乏が主因となり,骨密度が急激に低下する。骨代謝でのリモデリング周期には個体差が大きく多様性を示すため閉経後の期間とは関係なく骨量喪失率は個体によりかなり異なる.骨密度の変化には,身体的因子,環境因子,遺伝的因子などが影響を与え,相互に作用して骨粗鬆症発症に関与するため将来の骨粗鬆症発症・骨折の高危険群を効率よく選別することは骨粗鬆症予防を考える上で重要である。14年度は本研究の初年度であるので選定した対象が正常月経周期を有した自然閉経女性であることを確認し、骨代謝に影響を及ぼす疾患やホルモン補充療法を含めて薬剤服用者は除外した。食事の調査は栄養士の有資格者が対象である各個人に直接面接し、食事内容の聞き取り調査を行った。同時に、月経歴・妊娠分娩歴・授乳の状態、既往歴、職業、スポーツ、喫煙・アルコール摂取等をすべて同じインタビューアーが調査した。同意のもと血液・尿検体を採取し-40°Cにて保存、同時にヘパリン加採血によりリンパ球を採取しDNAを抽出した。骨密度測定はDXA法にて腰椎(L2-4)、大腿骨(頚部・total hip)橈骨を測定した。原則として調査開始時に胸腰椎正面・側面撮影により椎体圧迫骨折の判定を厚生省の基準により実施した。骨吸収マーカーでは尿中I型コラーゲンN末端架橋テロペプチド(NTX)、尿中I型コラーゲンC末端架橋テロペプチド(u-CTX)、血中CTx(s-CTX)、尿中デオキシピリジノリン(f-DPD)、骨形成マーカーでは骨型アルカリフォスファターゼ(BALP)、インタクトオステオカルシン(IOC)、血中I型プロコラーゲンN末端プロペプチド(PINP)を定量した。研究開始時の骨代謝マーカーの基礎値と1年後の腰椎骨密度変化率とは有意な負の相関を示した。尿中NTXの基礎値と1年後の腰椎骨密度変化率との相関はr=-0.346(p<0.0001)であった。骨密度低下率が-3%以上のいわゆるfast bone loserを効率よく識別する目的でROC曲線を求めるとそれぞれのAUCはNTX=0.722,CTX=0.644,FDPD=0.578,fPYD=0.556であった。NTXのAUCは他のそれに比較し有意に(p<0.002)大きかった。骨密度はエストロゲンの影響を受けるため身体的因子である初経年齢、閉経年齢および有経年数は骨粗鬆症の発症、骨粗鬆症による骨折に関係するといわれる。今年度はエストロゲン受容体、エストロゲン代謝酵素のそれぞれの遺伝子多型と初経年齢、閉経年齢および有経年数との相関に焦点を絞った。
海底鉱物資源の採鉱用の履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムの開発

海底地盤における履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムとして,ポータブルコーン貫入試験の代替となるサウンディング方法を検討した。1つは申請時から提案していたもので,油圧ショベルによるバケット載荷試験である。もう1つは研究期間中にアイデアを得たもので,振動サンプリング兼コーン貫入試験(VS-CPT:Vibro-Sampling & Cone Penetration Test)である。各テーマについて以下の結論を得た。(1)バケット載荷試験平成29年度に室内及び屋外で実施した載荷実験の結果を分析して,計測技術と結果の解析方法について検討した。その結果,バケットに作用する荷重はブームシリンダに取り付けた圧力計による油圧の計測値から,バケットの地盤への貫入量はブームと機体本体に取り付けた傾斜計によるブーム及び機体の回転の計測値から推定する方法が好適であることが分かった。得られた荷重と貫入量の関係からトラフィカビリティを評価することができる。(2)振動サンプリング兼コーン貫入試験バイブロハンマを利用してプローブと共にサンプラーを打設する新たな試験方法のコンセプトを考案した。そして,模型実験を行って貫入性能と試料の採取性能についてプローブの好適な形状を検討した。上記の成果について,平成30年度には,第53回地盤工学研究発表会に2編と第15回地盤工学会関東支部発表会に1編を発表し,さらに第54回地盤工学研究発表会に1編と第44回海洋開発シンポジウムに1編を投稿した。また,特許を2件出願した。履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムとしてサウンディングに用いるプローブの種類,形状と寸法,載荷方法,計測の項目と方法,計測結果の評価方法の各事項について概略のスペックを決定することを目標として以下の3項目を検討した。(1)サウンディング方法の検討:トラフィカビリティ評価システムの概念について発明「トラフィカビリティの評価方法およびシステム(特願2016-096910)」を特許出願した。さらに文献調査,重機の小型模型を用いたシミュレーションなど机上検討に基づいてプローブの種類として油圧ショベルのバケットが好適であると結論した。(2)模型バケットを用いた支持力実験による調査性能の検討:小型のバケットをプローブ(幅100mm)として内径280mmの円筒土槽内で鉛直に貫入し,貫入量と貫入抵抗の関係を調べた。降伏支持力と模型地盤のせん断強さが線形の関係があることを確認し,バケットの貫入抵抗がトラフィカビリティの評価指標に利用可能なことを確認した。(3)油圧ショベルを用いた模擬実験による計測方法の検討:コンクリート床上に油圧ショベル(3t未満)を設置して鋼製の模擬弾性地盤を0.1m3級のバケットで載荷し,荷重(バケットの押し込み力)と重機の運動(ブームやアームなどの角度,各支点の変位等)と制御(各部の油圧ジャッキの油圧)の関係を調べた。基本の制御方法については,ブームの油圧と傾斜が載荷重と押し込み量にほぼ対応していることを確認した。上記の(1)と(2)については,第52回地盤工学研究発表会に2編を投稿した。サウンディングに用いるプローブに係る概略のスペックを決定するという平成28年度の目標を達成したので,順調に進展したと判断した。プローブの種類,形状と寸法については油圧ショベルのバケットを,載荷方法については地面下向きにバケット背面を押し付ける方法を選択した。また,計測の項目と方法については制御の油圧と重機のブームの動きを圧力計と回転角計で測定し,計測結果の評価方法については降伏支持力などからトラフィカビリティを推測する方針とした。成果の公表は,特許出願1件と国内研究集会での論文発表2件である。平成28年度の成果に基づいて,海底地盤における履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムとして,ポータブルコーン貫入試験の代替となるサウンディング方法として油圧ショベルによるバケット載荷試験を提案した。平成29年度には,この載荷試験における計測技術として,バケットに作用する荷重とバケットの地盤への貫入量を求める方法について検討した。検討の方法は,油圧ショベル(3ton未満)を用いたバケット(容量は0.1m3級)の載荷実験とした。室内におけるコンクリート床上での予備実験と,屋外における埋め立て地盤上での本実験を実施し,以下の結論を得た。(1)バケットに作用する荷重は,最も一般的なブーム操作のみによるバケット貫入の場合には,ブームシリンダに取り付けた圧力計による油圧の計測値から推定することが可能である。計測された油圧力から求められたシリンダ荷重を基に,ブーム下端軸回りのモーメントの釣り合い条件からバケットに作用する荷重を計算することができる。(2)バケットの地盤への貫入量は,ブームと機体本体に取り付けた傾斜計によるブーム及び機体の回転の計測値から推定することが可能である。なお,この推定の誤差がやや大きい理由としては,クローラ下の地盤反力の分布が載荷に伴って変化(合力が減少して重心が後方に移動)することにより機体本体の回転中心も鉛直方向に移動することが考えられる。上記の成果については,第14回地盤工学会関東支部発表会に1編,第53回地盤工学研究発表会に2編を投稿した。また,特許出願も1件を準備中である。提案している油圧ショベルのバケット載荷試験について,目標としていたバケットの荷重と貫入量の関係を計測できる方法を開発できたので,順調に進展したと判断した。

成果の公表は,国内研究集会での論文発表3件で,特許出願も1件準備中である。海底地盤における履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムとして,ポータブルコーン貫入試験の代替となるサウンディング方法を検討した。1つは申請時から提案していたもので,油圧ショベルによるバケット載荷試験である。もう1つは研究期間中にアイデアを得たもので,振動サンプリング兼コーン貫入試験(VS-CPT:Vibro-Sampling & Cone Penetration Test)である。各テーマについて以下の結論を得た。(1)バケット載荷試験平成29年度に室内及び屋外で実施した載荷実験の結果を分析して,計測技術と結果の解析方法について検討した。その結果,バケットに作用する荷重はブームシリンダに取り付けた圧力計による油圧の計測値から,バケットの地盤への貫入量はブームと機体本体に取り付けた傾斜計によるブーム及び機体の回転の計測値から推定する方法が好適であることが分かった。得られた荷重と貫入量の関係からトラフィカビリティを評価することができる。(2)振動サンプリング兼コーン貫入試験バイブロハンマを利用してプローブと共にサンプラーを打設する新たな試験方法のコンセプトを考案した。そして,模型実験を行って貫入性能と試料の採取性能についてプローブの好適な形状を検討した。上記の成果について,平成30年度には,第53回地盤工学研究発表会に2編と第15回地盤工学会関東支部発表会に1編を発表し,さらに第54回地盤工学研究発表会に1編と第44回海洋開発シンポジウムに1編を投稿した。また,特許を2件出願した。平成28年度に実施した油圧ショベルを用いた模擬実験では,鋼製の模擬弾性地盤に作用するバケットの荷重を連続的には計測できなかった。また,コンクリートの水平な床の上で実施したので,履帯下の地盤の傾斜・不陸や変形を考慮していなかった。そこで,模擬実験の計測を高度化すると共に,履帯下の地盤の傾斜・不陸や変形が大きい場所でデータを得て,提案する手法の適用性を明らかにする。油圧ショベルのバケットを利用したサウンディングは重機前方の1地点のトラフィカビリティを評価するには好適であるが,平面的に不均質な地盤においては多地点でバケットを押し込む必要があり,効率が悪い。そこで,重機の前方において表層地盤のトラフィカビリティの不均質性を簡便・迅速に把握する仕組みとの組み合わせを検討する。平成29年度までの検討は,すべて平坦で水平な地盤を対象としていた。また,バケットの荷重と貫入量の関係からコーン指数を推定する方法についても,検討をしていなかった。そこで,平成30年度には,傾斜した地盤ないし不陸のある地盤において載荷試験を実施して,提案手法の適用性を検討する。さらに,バケットの荷重と貫入量の関係について適切な特性値(降伏値,線形部分の傾き(剛性),基準荷重に対する貫入量あるいは基準貫入量に対する荷重など)からコーン指数を推定する方法についても検討する。少額の残金なので繰り越して使用する。
高温酸化物の相転移を利用した繊維強化セラミックス複合材料の繊維コーティングの研究

連続繊維強化セラミックスは航空機用ガスタービンエンジンの性能向上に寄与する重要な新材料である。そのセラミックス複合材料の重要な特性である損傷許容特性を発現するために必要な繊維コーティングをより高温で、長時間使用できるようにする。そのために、熱応力に加えて、相変態による体積変化が期待でき、残留応力の発生があるZrO2に注目して繊維コーティングの開発を実施する。レーザーCVD装置を構築し、ZrO2および部分安定化ZrO2を用いた繊維コーティングによるSiC/SiCの各種力学特性の変化を調査し、相変態を利用した残留応力による繊維コーティングの実現を目指す。
完全皮下埋没型で複数電極を独立して方向と深度を自在に調節可能とする微動装置の開発

現在までに、ヒトでブレイン・マシン・インターフェースへの応用を視野に入れ、8本のマイクロワイアを脳実質に刺入し、それぞれのワイヤを個別に出し入れ可能とするマイクロドライブを考案し、その試作を行っている。特許出願を予定しているので詳細を説明することができないがワイヤを駆動するアクチュエータとその制御に問題があり、再現性を確立できていない。昨年度はアクチュエータに用いる材料を手動工具で切断したために生じていた全長の誤差を解消するために任意の全長を設定し自動的に切断を行うロボットシステムを構築した。本年度はその誤差のない材料を用いたにも関わらず生じてしまうワイヤ駆出量における誤差の原因を追求した。そのためにアクチュエータの駆動する制御に着目した。信号をアクチュエータに送った後の実際の変位量を十分な時間分解能で計測するために、差動トランスを用いて100マイクロ秒毎の長さを計測できるシステムを開発し、応答の潜時と応答特性を求めた。その結果判明したことは駆動開始信号と終了信号を送出する時間間隔が想定以上にクリティカルであり、またアクチュエータ周囲の温度に依存して応答に差異を生じていた。またワイヤ1本につき複数のアクチュエータを用いる場合にはそれぞれに送出する駆動開始信号と終了信号の相互間のタイミングパターンを、厳密に決定するための重要なデータが得られた。これらの情報をもとにして、現在アクチュエータを正確に制御し正確なストローク量を得られるように最終的な調整を行っている最中である。平成25年度中に特許出願を行う予定である。現在までに、ヒトでのブレインマシンインターフェースへの応用を視野に入れ、8本のマイクロワイヤを脳実質に刺入し、個別に出し入れ可能にするマイクロドライブを考案し、その試作品を作成中である。特許の出願を予定しているので詳細を説明することはできないが、アクチュエータに原因があり精度が不足していることが判明した。8本の電極に対して、それぞれ個別のアクチュエータを構成しているが、駆出できるものとできないものが出現した。また駆出できるものでも、その一回操作における駆出量がアクチュエータ間で異なってしまった。アクチュエータに用いる材料が長さ数ミリメータのもので、これを顕微鏡下にスケールと比較しながら手動の工具を用いて切断していた。それに0.2 mm内外の誤差を生じてしまうために、駆出量の精度が維持できない責任の大部分はここにあると判断した。これを解決するために、材料の長さを一定量ずつ繰り出す事を可能としたモーター駆動装置を作成し、それを正確な位置で切断するために空気圧による切断装置を電磁バルブの開閉で操作する。それぞれを簡単なマイクロプロセッサにより連携して制御することで正確なサイズの材料を準備できるようにした。これにより材料の誤差を0.1 mm以下にすることができた。現在これらを用いて精度の検証を行おうとしている。そのためにアクチュエータに駆動開始の信号を送った後、どのような時間経過で変位するかを定量するシステムを構築するために、差動トランスとそのアンプを購入した。これをアクチュエータを装着したマイクロドライブに直接固定できるようにして精度を評価しようとしている最中である。平成25年度中に特許を出願する予定である。当初に考案したアクチュエータを配置するマイクロドライブの構造自体は独自の方法により製作する事が可能であること確認した。その内部に配置するアクチュエータは、それを構成する材料の微細加工が想定した以上の難易度であったために遅れを生じている。しかしながら期待したサイズに加工できたもののみを利用した場合、考案時に想定した精度でマイクロワイヤが駆動できることを確認できた。そのため達成度としては十分であると考えている。アクチュエータに用いる材料のサイズを正確に合わせることで、駆出量がそれぞれの電極間で大きく違わないようにできる事を確認したい。その上で実際に動物に移植して、その駆出量の精度が保たれているかを検証したい。

また出し入れの操作一回につきマイクロワイヤが移動する距離はアクチュエータを立体的に配置する位置関係により決定されるので、その最適値を実際の動物で検証を行いながら検討したい。基本的には、実際の検証に用いる動物の購入と移植手術に必要な材料などの購入に用いる予定である。一方、現在構築中のアクチュエータの精度を評価するための差動トランスを用いたシステムを完成させるために必要な材料も購入する必要があると考えている。