hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エレクトロマイグレーション支配パラメーターの特定と電子パッケージ薄膜配線の強度評価

本研究は電子パッケージ薄膜配線のエレクトロマイグレーション(以下EM)損傷支配パラメータを特定し,これを用いたEM損傷の普遍的強度評価法を開発することを目的とする。本年度は以下の研究を実施した。(III)バンブー配線におけるEM損傷支配パラメータの実験検証サブミクロン幅の折れ曲がるバンブー・アルミ薄膜配線を対象として,加速通電試験の結果とバンブー配線のための支配パラメータによる強度評価結果を比較した。配線の強度評価にあたっては,設定した配線形状,基板温度,入力電流密度に対して数値計算を行い,配線全体の電流密度および温度の分布を求め,バンブー配線のための支配パラメータの式に入力し,配線全体で同パラメータの分布を求めた。ここに,配線の物性値は加速試験に供される配線を用いて観察および実験により求め,配線構造の観察には電界放射型電子顕微鏡および集束イオンビーム装置を用いた。これにより,設定した配線形状,環境でのEM強度評価を行った。一方,加速通電試験にあたっては,微細回路通電用プローバ・システムにより定電流電源より発生した一定電流を試験片に負荷するとともに,電流・電圧をデータ・レコーダにより記録した。通電後,試験片を走査型電子顕微鏡および原子間力顕微鏡により観察し,損傷状況を把握した。以上により,種々の条件下における実際の配線の損傷状況すなわちボイド体積と同支配パラメータよるボイド体積予測値を比較してこれらが良好に一致することを示し同支配パラメータの有効性を確認することにより,EM損傷支配パラメータを用いた電子パッケージ薄膜配線強度の普遍的評価手法の確立を行った。本研究は電子パッケージ薄膜配線のエレクトロマイグレーション(EM)損傷支配パラメータを特定し,これを用いたEM損傷の普遍的強度評価法を開発することを目的とする。(I)配線構造を考慮したEM損傷支配パラメータの定式化薄膜配線の主な原子拡散径路として結晶粒界拡散と粒内の格子拡散が挙げられる。多結晶配線においては結晶粒界拡散が支配的であり,バンブー配線においては格子拡散が支配的である。EMの原子拡散理論式に基づき微小要素における原子流束の収支から流束の発散を導出することにより,配線構造に応じたEM損傷支配パラメータの定式化を行った。なお,多結晶配線の場合においては結晶粒界組織構造におけるEM損傷モデルを構築して微小要素に組み込んだ。以上によりEM損傷の影響因子を全て含んだ関数として多結晶およびバンブー配線の支配パラメータを特定した。(II)多結晶配線における支配パラメータの実験検証1050μm幅の折れ曲がる多結晶アルミ薄膜配線を対象として一定時間加速通電試験を行い,EM損傷支配パラメータによるボイド形成の予測値,すなわち同配線の強度評価結果と実験値を比較した。配線の強度評価にあたっては,設定した配線形状,基板温度,入力電流密度に対して数値計算を行い,配線全体の電流密度,温度およびそれらの勾配を求め,多結晶配線のための支配パラメータ関数に入力した。配線の物性値は加速試験に供される配線を用いて観察および実験により求めた。配線全体で同パラメータの分布を求め,設定した配線形状,環境でのEMに対する強度評価を行った。全ての評価結果と実験値の間には線形な相関関係が見られ,よく一致した。これより,多結晶配線におけるエレクトロマイグレーション損傷支配パラメータの有効性を実験により詳細に検証した。
加齢による視覚反応時間の変化の刺激依存性の解析

心理学的実験を利用し,視覚情報処理が並列的なサブシステムによってなされているという観点から,加齢による機能低下のメカニズムの解析をおこなうための実験を行った.より具体的には,運動刺激に対する反応時間を指標とし,刺激の時空間的特性ならびに順応輝度レベルを組織的に変化させることによって,すでに視覚心理学的に分離されているサブシステム,すなわち定常系と過渡系の各々にどのように選択的な機能低下が生じるかを解明することを試みた.実験では,視覚的に呈示される運動刺激に対する方向弁別反応時間を測定した.刺激のコントラストを,その閾値でノーマライズした形で変化させて反応時間を求め,その結果から反応時間のコントラスト依存曲線を導出することを試みた.しかしながら,当初の予測に反して,運動方向弁別課題のコントラスト依存性は,コントラスト値の増加に対して単調な関数とならないことが新たに見いだされた.したがって,「運動方向弁別のコントラスト閾値」という概念自体が再検討を要するものであることが明らかになった.このことをふまえ,運動方向弁別・コントラスト関数の形状に影響を及ぼすと考えられる刺激パラメータについて検討を行った.本年度は,心理学的実験を利用し,視覚情報処理が並列的なサブシステムによってなされているという観点から,加齢による機能低下のメカニズムの解析をおこなうための予備実験を行った.より具体的には,視覚刺激に対する単純反応時間を指標とし,刺激の時空間的特性ならびに順応輝度レベルを組織的に変化させることによって,すでに視覚心理学的に分離されているサブシステム,すなわち定常系と過渡系の各々にどのように選択的な機能低下が生じるかを解明することを試みた.実験では,若年被験者について,視覚的に呈示される刺激に対する単純反応時間を測定した.刺激のコントラストを,その検出閾でノーマライズした形で変化させて反応時間を求め,その結果から反応時間のコントラスト依存曲線を導出した.心理学的実験を利用し,視覚情報処理が並列的なサブシステムによってなされているという観点から,加齢による機能低下のメカニズムの解析をおこなうための実験を行った.より具体的には,運動刺激に対する反応時間を指標とし,刺激の時空間的特性ならびに順応輝度レベルを組織的に変化させることによって,すでに視覚心理学的に分離されているサブシステム,すなわち定常系と過渡系の各々にどのように選択的な機能低下が生じるかを解明することを試みた.実験では,視覚的に呈示される運動刺激に対する方向弁別反応時間を測定した.刺激のコントラストを,その閾値でノーマライズした形で変化させて反応時間を求め,その結果から反応時間のコントラスト依存曲線を導出することを試みた.しかしながら,当初の予測に反して,運動方向弁別課題のコントラスト依存性は,コントラスト値の増加に対して単調な関数とならないことが新たに見いだされた.したがって,「運動方向弁別のコントラスト閾値」という概念自体が再検討を要するものであることが明らかになった.このことをふまえ,運動方向弁別・コントラスト関数の形状に影響を及ぼすと考えられる刺激パラメータについて検討を行った.
再生アソシエイト細胞静注による脳梗塞治療法の開発

【目的】我々は血管再生能に富み良質な血管内皮前駆細胞を含む再生アソシエイト細胞の培養法を新たに開発し、基礎研究で脳梗塞巣の縮小効果を確認した(PLoS One, 2019)。H30年度はヒト脳梗塞患者に自己血培養した再生アソシエイト細胞の静注移植治療を前提にして、静脈採血の再生アソシエイト細胞動態解析を行った。【方法】脳梗塞患者24人および健常人23人から静脈採血して、QQ培養前後での再生アソシエイト細胞動態解析を行った(臨審委第12R-068号承認済)。具体的には、CD34陽性細胞内未分化EPC分画を採取し、EPC分化増幅培養を行い、培養各時点における内皮系表面マーカーによる培養EPCのFACS解析及びEPC-CFAによる未分化型・分化型EPCコロニー数、細胞培養の培養上清に対しサイトカインアレイ(Ray Bio社キット)を行い、サイトカイン(MCP1, IL-8, IL-10, TIMP1, RANTES, etc.)を測定した。【結果】この良質な血管内皮前駆細胞を増やすQQ培養法では、健常者同様に脳梗塞患者(Day 3,Day10)ともにLarge Cell Colonyを増加させた。健常人と同様にヒト脳梗塞患者Day 3およびDay 10の静脈血においてCD34陽性細胞・CD133・CD206陽性細胞を有意に増加させ、IL-10を増加させた。またサイトカインアレイを用いた検討では、QQ培養法により脳梗塞患者(Day 3, Day 10)ともにTIMP1, CRPが有意に増加し、RANTESは増加傾向を認めた。【総括】これらの結果より、再生アソシエイト細胞移植は、脳梗塞患者の血管内皮前駆細胞の分化増幅を促進し、血管再生効果、抗炎症効果をもつ培養細胞群として、“極めて良好な血管再生環境"を生み出すことが確認された。今後は、脳梗塞の病型、基礎疾患、MRAや頸動脈エコーなどによる頸動脈や頭蓋内動脈狭窄、脳梗塞病型および重症度と、再生アソシエイト細胞の動態との関連について検討する。加えて、脳梗塞患者の静脈血を用いた細胞プロファイリングの解析を行い、再生アソシエイト細胞群の血管再生効果、抗炎症効果が示され、“極めて良好な血管再生環境"を生み出すことが確認された。以上のごとく動物実験およびヒト脳梗塞患者静脈血の解析結果より、本研究は概ね順調に推移していると判断した。今後は、脳梗塞患者に対し発症3日、7日、14日後に静脈採血し、FACSによる細胞表面マーカー(CD34, VEGF, CD133, CD14, CD3, CD206, CCR2)のプロファイリング、colony数を測定し、age-matched健常者20人と比較検討する。また、細胞培養の培養上清を用いてサイトカインアレイ(Ray Bio社キット)解析を行い、QQ培養前後でサイトカイン(MCP1, IL-8, IL-10, TIMP1, RANTES)、酸化ストレス/内皮マーカー(hCRP、T. chol、TG、HDL、LDL、PAI-I、HbA1c、VEGF、Endostatin)の変動を解析する。また脳梗塞の病型、基礎疾患、MRAや頸動脈エコーなどによる頸動脈や頭蓋内動脈狭窄、脳梗塞病型および重症度と、再生アソシエイト細胞の動態との関連について検討する。更に、自家血再生アソシエイト細胞移植の臨床応用の実現性を検証すべく、第1相臨床研究を開始したい。「研究目的」本研究の目的は、急性期脳梗塞患者を対象として自家血を体外で培養し血管再生・抗炎症・免疫寛容作用を獲得した「再生アソシエイト細胞」静注治療の臨床応用を実現することである。その前段階として動物モデルで効果を検証した。「研究結果」5日間培養した再生アソシエイト細胞(RAC)を、マウス中大脳動脈閉塞作成24時間後に静注し、移植7日後に神経症候の評価後にsacrificeし、血管再生因子の免疫組織染色、Western blot解析、Matrigelを用いた血管新生能の評価を行った。マウスは3群に分け、PBS投与群(n=12)、単核球細胞(MNC)投与群(n=13)、RAC投与群(n=12)とした。その結果、1)神経徴候は3群間で有意な差を認めなかった。2)PBS投与群と比較し、RAC投与群では有意な梗塞巣の縮小効果を認めた。3)免疫組織染色では、PBS投与群と比較しRAC投与群では、有意なVEGF陽性細胞の増加、IL-10陽性細胞の増加を認めた。しかし、Iba-1, CD31, iNOS, eNOS染色では有意な変化を認めなかった。4) Western blotにおいては、PBS投与群と比較しRAC投与群で有意なVEGFおよびIL-10蛋白発現を確認した。一方、Iba-1, CD31, iNOS, eNOSでは有意差を認めなかった。5)Matrigel tube formation assayでは、MNC群と比較してRAC投与群で血管リング数の有意な増加を認めた。「考察」このようにRAC移植は、マウス中大脳動脈閉塞モデルにおいて血管再生効果、抗炎症効果が示され、RACが“極めて良好な血管再生環境"を生み出すことが確認された。H29年度は、計画していた動物実験を行うことができ、再生アソシエイト細胞群の血管再生効果、抗炎症効果を示す事ができ、脳梗塞モデルへの再生

アソシエイト細胞の静注療法は“極めて良好な血管再生環境"を生み出すことが確認された。以上の結果より、本研究は概ね順調に推移していると判断した。【目的】我々は血管再生能に富み良質な血管内皮前駆細胞を含む再生アソシエイト細胞の培養法を新たに開発し、基礎研究で脳梗塞巣の縮小効果を確認した(PLoS One, 2019)。H30年度はヒト脳梗塞患者に自己血培養した再生アソシエイト細胞の静注移植治療を前提にして、静脈採血の再生アソシエイト細胞動態解析を行った。【方法】脳梗塞患者24人および健常人23人から静脈採血して、QQ培養前後での再生アソシエイト細胞動態解析を行った(臨審委第12R-068号承認済)。具体的には、CD34陽性細胞内未分化EPC分画を採取し、EPC分化増幅培養を行い、培養各時点における内皮系表面マーカーによる培養EPCのFACS解析及びEPC-CFAによる未分化型・分化型EPCコロニー数、細胞培養の培養上清に対しサイトカインアレイ(Ray Bio社キット)を行い、サイトカイン(MCP1, IL-8, IL-10, TIMP1, RANTES, etc.)を測定した。【結果】この良質な血管内皮前駆細胞を増やすQQ培養法では、健常者同様に脳梗塞患者(Day 3,Day10)ともにLarge Cell Colonyを増加させた。健常人と同様にヒト脳梗塞患者Day 3およびDay 10の静脈血においてCD34陽性細胞・CD133・CD206陽性細胞を有意に増加させ、IL-10を増加させた。またサイトカインアレイを用いた検討では、QQ培養法により脳梗塞患者(Day 3, Day 10)ともにTIMP1, CRPが有意に増加し、RANTESは増加傾向を認めた。【総括】これらの結果より、再生アソシエイト細胞移植は、脳梗塞患者の血管内皮前駆細胞の分化増幅を促進し、血管再生効果、抗炎症効果をもつ培養細胞群として、“極めて良好な血管再生環境"を生み出すことが確認された。今後は、脳梗塞の病型、基礎疾患、MRAや頸動脈エコーなどによる頸動脈や頭蓋内動脈狭窄、脳梗塞病型および重症度と、再生アソシエイト細胞の動態との関連について検討する。加えて、脳梗塞患者の静脈血を用いた細胞プロファイリングの解析を行い、再生アソシエイト細胞群の血管再生効果、抗炎症効果が示され、“極めて良好な血管再生環境"を生み出すことが確認された。以上のごとく動物実験およびヒト脳梗塞患者静脈血の解析結果より、本研究は概ね順調に推移していると判断した。脳梗塞患者50人および健常人30人から静脈採血して、QQ培養前後での再生アソシエイト細胞動態解析を行う(臨審委第12R-068号承認済)。すなわち脳梗塞患者から採取した単核球を培養し、健常コントロールと比較して、EPC細胞の生育状況、含有している細胞種の差異を検討する。。今後は、脳梗塞患者に対し発症3日、7日、14日後に静脈採血し、FACSによる細胞表面マーカー(CD34, VEGF, CD133, CD14, CD3, CD206, CCR2)のプロファイリング、colony数を測定し、age-matched健常者20人と比較検討する。
光-電子アクティブ　イオン液体の開発

光および電場に応答する機能を有するイオン液体を新規に合成した.まず,光応答性のアゾベンゼンユニットを組み込んだイオン液体を開発し,紫外ー可視光照射下でtrans/cis体の異性化が室温条件で起きることを確認した.次に,双極性イオンを用いたイオン液体を開発することにより,直流電流を導通することに成功した.さらに,マイクロリットルオーダーの小スケールにおいても精密にイオン液体の電気伝導度測定が可能なシリコン基板を開発した.イオン液体は,低揮発性や化学的安定性など,物質としての優れた特徴に加えて電気化学分野で特異な効果をもたらす電解質であることが知られている.イオン液体が単なる絶縁性電解質ではなく,光や電子機能性を併せ持つことができれば,有用な電気デバイス作成へと繋がる可能性を秘める基礎材料となることが期待される.そこで本研究では,電子および光に応答する機能を付帯したイオン液体(光/電子アクティブイオン液体)を新規に分子設計し,合成を行った.設計指針として,光に応答する部位と電子活性を促す部位の2つの異なる機能性を段階的に導入する戦略を試みた.まず,光応答性のアゾベンゼンユニットを組み込んだ分子を設計,合成し,様々なカウンター分子とのイオン液体へと導くことにより,幾つかのイオン液体において,紫外光照射下でtrans/cis体の異性化が室温条件で起きることを確認した.また,この反応を詳細に検討することにより,塩の状態で進行しやすい現象であることが明らかとなり,イオン液体の新しい特性を見出すことにも成功している.さらに,現時点の電気伝導性を確認するために,イオン液体の電気伝導性を4端子法にて精密に測定するための新規基板の設計と作製を行った.具体的には,ガラス基板に半円筒状の溝をエッチングした後に電流端子,電圧端子として金薄膜を蒸着した.その結果,この新基板を用いれば,マイクロリットルオーダーの小スケールのサンプルにおいても精密にイオン液体の電気伝導度測定が可能になった.今後は,カウンターとして電子活性部位を有するイオンを用いて,アゾベンゼンユニットを有するイオンとの塩を調整することにより,光と電子の両方に応答するイオン液体の合成を試みる予定である.光および電場に応答する機能を有するイオン液体を新規に合成した.まず,光応答性のアゾベンゼンユニットを組み込んだイオン液体を開発し,紫外ー可視光照射下でtrans/cis体の異性化が室温条件で起きることを確認した.次に,双極性イオンを用いたイオン液体を開発することにより,直流電流を導通することに成功した.さらに,マイクロリットルオーダーの小スケールにおいても精密にイオン液体の電気伝導度測定が可能なシリコン基板を開発した.物性化学
体験と思考をつなぐ「生活を通した学習」モデルの構築―社会的協働学習実践の国際比較

本科研の最終年度である2018年度は、フィールド調査を実施するとともに、これまでの文献調査や資料収集の結果に基づいた分析を行った。フィールド調査としては、アメリカのCambridge市における初等学校の実践を調査し、子どもたちの活動・探求において当該の学校がある地域(市)やそこにある公共施設や自治体と連携した協働的な学びの効果と可能性についての検討を行った。また、8月に実施した東ティモールにおける大学と地域、NGO団体等との協働に基づく学びの調査、及びイスラエルで開催された16th International Network of Philosophers of Education Conferenceにおける調査では、学校と学校外の教育リソースとの連携に基づく「生活を通した学び」が、体験と思考との相補的・双方向的な効果をもつことによって、創造性や人間存在そのものを問いうる学習を生起させる可能性を検討した。以上の研究結果の一部は、教育学術新聞の紙面にて「社会人教育の目的とは何か?ー社会の知と学問の知の往還の新たな形へー」として掲載した。また、東洋英和女学院大学の公開講座「生と死の物語」において「命の価値を教える・学ぶ実践を問うー「わかる」ことの多層性に基づいて」を行った。その一部は、2019年3月刊行の『死生学年報』において「「生と死」について学ぶことの意義とは何かー「わかる」ことの多層性に基づいてー」として収録・刊行された。今後、近刊の書籍においても、本研究の成果発表を予定している。本研究は、実践に向けた更なる精査の過程にあるが、現時点における成果として、1一人称、二人称、三人称のそれぞれの関係性に基づく社会的協働学習のモデル化、2当該の学びによって、生活という文脈が求める卓越性に応じた様々な顕れをする思考や行為の伸長につながりうる可能性を示した。平成28年度は、本科研の初年度に当たり、特に、「社会的協働学習実践」の理論枠組みに関する先行研究文献及び資料について、主としてジェーン・ローランド・マーティンの著作および関連論文や資料の収集及び分析を行った。また「社会的協働」概念の精緻化を進めるために、メルロ=ポンティの「暗黙知」理論、スーザン・ランガーの「シンボル形式」論に関する文献調査を実施した。フィールド調査としては、国内においては北海道、宮城県、岩手県、山梨県、石川県のそれぞれで、小学校、大学、美術館、博物館の訪問調査及び資料収集を実施した。国外では、アメリカのボストンを訪問し、「ケアリング」論について、ジェーン・ローランド・マーティン氏と研究打ち合わせを行った。また、同市の美術館及び大学における教育実践に関する資料収集を実施した。上記の一部の成果は、教育思想史学会において、「日本の教員養成における「教育思想史」の誕生と意義ー「“教える"ことを“教える"」営みの多層性に向けてー」として、また、日本教師学学会において「学習者の主体性を引き出す「創造的教授」の可能性ーシンボル形式論における「創作」・「鑑賞」概念に着目してー」として発表を行った。加えて、当該成果の一部を「S. K. Langerの「シンボル形式」論に基づく「教えるー学ぶ」営みの再提示ー創造的な教授としての「創作」と能動的な学習としての「鑑賞」ー」として、『東洋英和女学院大学紀要』に発表した。初年度である平成28年度は、概念分析及び、先行研究調査を中心とし、特に、「教育エージェント」の概念的整備、及び「社会的協働学習実践」の歴史的経緯と位置づけの分析を通して、国内・国外のフィールド調査の基盤となる理論枠組みを作成することを目指した。国内・国外双方でのフィールド調査を実施することが出来た事に加えて、その成果の一部を学会及び紀要において発表することが出来、本科研の研究計画は、当初の計画以上に進展していると言える。本科研の2年目にあたる平成29年度は、初年度の文献調査の結果に基づき、フィールド調査及びインタビュー調査を実施した。5月に実施した岡山県倉敷市での美術館調査では、美術館における地域に開かれた教育プログラムの沿革、課題、コアとなる教育的概念等について知見を得ることが出来た。また、本調査結果をボローニャ市の子ども図書館の実践(地域における子どもへの教育プログラムの提供、またそこにおける連携の形)、アンテロス美術館との実践(感覚を通しての知の育成の実践)と比較分析を進めることによって、学校ー地域ー家庭の連携に基づく「生活を通した学習」がもたらす教育的効果の実践モデルを構築する手がかりを得た。これらの調査を通して、「学校と学校以外の教育リソースとの連携」の特徴の一部を明らかにすることができた。また、「社会的協働学習実践」の理念面と設置・運営との関係性及び課題について、分析を進めた。加えて、岩手県盛岡市、宮城県仙台市、兵庫県神戸市等で調査及び研究会を行い、成果の一部を発表・共有するとともに、上記の概念分析を進めた。国際比較の面では、2017年12月にPhilosophy of Education Society of Australasiaに参加し、特にアジア、オーストラリア地域における実践知・協働学習等の情報収集を行った。以上の成果の一部については、各研究会での発表を行ったことに加え、学会誌及び、編著書である『ワークで学ぶ教育課程論』(尾崎博美・井藤元編、井谷信彦、室井麗子他著、ナカニシヤ出版)の中で発表している。また、2017年9月に刊行された『教育思想事典増補改訂版』の担当項目(「ケア」「ホーム」「シンボル」)についても、本科研の成果の一部を援用している。

本科研の2年目に当たる平成29年度は、フィールド調査及び成果の一部の発表を計画としていた。実際に、フィールド調査として複数の施設を訪れることができ、またインタビュー調査を通して、当該の実践に対する歴史的、概念的な分析を取り入れることができた。加えて、科研の初年度である平成28年度だけでなく、本科研の前段階の研究となる科研課題「学校ー家庭ー地域の連携」に基づく協同的学習という点からも新たな知見が得られたことは、研究の連続性・発展性の点からも収穫であった。成果発表は、文献において成果の一部をまとめることができ、当初の予定を達成することができた。以上の理由により、本科研における進捗は、当初の研究計画に基づき、おおむね順調に進展している。本科研の最終年度である2018年度は、フィールド調査を実施するとともに、これまでの文献調査や資料収集の結果に基づいた分析を行った。フィールド調査としては、アメリカのCambridge市における初等学校の実践を調査し、子どもたちの活動・探求において当該の学校がある地域(市)やそこにある公共施設や自治体と連携した協働的な学びの効果と可能性についての検討を行った。また、8月に実施した東ティモールにおける大学と地域、NGO団体等との協働に基づく学びの調査、及びイスラエルで開催された16th International Network of Philosophers of Education Conferenceにおける調査では、学校と学校外の教育リソースとの連携に基づく「生活を通した学び」が、体験と思考との相補的・双方向的な効果をもつことによって、創造性や人間存在そのものを問いうる学習を生起させる可能性を検討した。以上の研究結果の一部は、教育学術新聞の紙面にて「社会人教育の目的とは何か?ー社会の知と学問の知の往還の新たな形へー」として掲載した。また、東洋英和女学院大学の公開講座「生と死の物語」において「命の価値を教える・学ぶ実践を問うー「わかる」ことの多層性に基づいて」を行った。その一部は、2019年3月刊行の『死生学年報』において「「生と死」について学ぶことの意義とは何かー「わかる」ことの多層性に基づいてー」として収録・刊行された。今後、近刊の書籍においても、本研究の成果発表を予定している。本研究は、実践に向けた更なる精査の過程にあるが、現時点における成果として、1一人称、二人称、三人称のそれぞれの関係性に基づく社会的協働学習のモデル化、2当該の学びによって、生活という文脈が求める卓越性に応じた様々な顕れをする思考や行為の伸長につながりうる可能性を示した。2年目にあたる平成29年度は、国内・国外におけるフィールド調査をさらにすすめていくこととする。資料収集及び文献調査と並行することを通して、研究対象である「教育エージェント」及び「社会的協働学習」の実践がもつ特徴や意義を明らかにすることを目指す。また、調査結果の分析を通して、「社会的協働学習実践」がもつ「学校と学校以外の教育リソースとの連携」という特徴を理論的に整理し提示・発表することを目指す。
意思決定のための価値の生成と統合の脳機能：数理モデルの提案とその実験検証

本研究の目的は、「意思決定における中心的変数である価値の形成と統合の脳機能の解明」である。より具体的には、価値予測を形成する脳内入力の表現学習(目的I)と社会的立場での複数の価値統合による行動選択(目的II)における脳機能の解明である。本年は、主に目的IIで、目的達成に向け、数理モデル提案と実験検証を合わせて行うことに留意し、研究を進めた。具体的には、価値意思決定の脳計算モデルを以下に記述する社会的意思決定の脳計算モデルに拡張し、それを用いてヒトfMRI実験での行動データと脳活動データに、モデル化解析を適用することで研究を行った。本年ではかなりの追加実験のデータ取得を行った。社会的意思決定を題材に、異なる起因で生成された複数の価値が統合されることで行動選択にいたるまでの脳の情報処理過程を検討した。具体的な実験課題としては、従来想定の価値意思決定試行に加え、他者への報酬に起因する価値付加試行を用意し、そこでの価値意思決定を用いた。さらにコントロール課題として、他者報酬に該当する使い報酬が自己の報酬である場合の価値付加試行も用いた。追加実験のデータを含めたモデル化解析によって、他者報酬に関わる脳活動が、脳内の意思決定の共通通貨である「価値」に関わる脳活動へ変換される脳内情報処理が明らかになってきた。そのプロセスとしては、「他者報酬固有の脳活動」→「自己報酬と他者報酬を共通に表現する脳活動」→「最終的な意思決定に関わる脳活動」が分かってきている。これらの成果を知らしめるために、学会などに積極的に発表を行ったところ、高い評価を得た。学術論文の投稿準備をかなりの程度進めることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、「意思決定のための価値の生成と統合の脳機能」の解明にある。目的達成に向け、数理モデル提案と実験検証を合わせて行うことに留意し、研究を進めた。この目的は二つに大別できる。目的Iは価値の「学習」、特に「価値予測を形成する脳内入力の表現学習」と価値学習の関係に焦点をあてている。ここではドーパミン神経細胞活動を題材に、従来想定の“直観的、習慣的なモデルフリー脳機構"を置き換え、「表現学習と統合されたモデルフリー学習」の提案/検証を行う。この着想自体が国際的にもユニークであり、この構想と将来の研究の方向を提案したオピニオン論文(Nakahara H, 2014, Current Opinion in Neurobiology. 25: 123-129)は、様々な方面から良い反響を得た。さらに、この構想の実例として、新しい強化学習の脳計算モデルを構築し、それを実験データと比較した論文も発表した(Kaveri S, Nakahara H, 2014, PLoS ONE. 9(10): e108142.)。目的IIは価値に基づく「行動選択」、特に「複数の価値統合による行動選択」に焦点を当てている。特に社会的意思決定をとりあげ、異なる起因で生成された複数の価値統合がそれぞれ脳内のどこで処理されるかの脳機能解明を目指している。ヒトfMRI実験では、従来想定の価値意思決定試行に加え、他者への報酬に起因する価値付加試行を用意し、そこでの価値意思決定を検討している。さらに他者価値付加試行の検討のために、自己価値付加試行も実験課題に入っている。これらの試行を用いて、脳の情報処理を深く解析できるモデル化解析手法を適用した。なお、これらの予備的成果は、複数の学会発表で高い評価を得ることができた。また、学術論文執筆に向け、より徹底した実験データの取得と解析も進めることができた。欲を言いだせばきりがないというのが事実ではあるが、目的I,IIの両方でほぼ順調と考えている。

目的Iは、構想の提案とその実装の最初の一例を成果として出版することができたので、おおむね順調に進んだと言える。目的IIも学術論文の投稿準備への入り口まで何とか進んだので、おおむね順調である。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は目的IIに力点をおいて進めたいと考えている。特に、学術論文誌への投稿をするための一段深いレベルのデータ解析を進めることと論文執筆を順調に進めたい。また、適時状況に応じて、一部追加実験を行うことを視野に入れている。たとえば、現在の実験データに追加すべき実験および現状の解析からその先に解明すべきも明らかなので、その検討に資する実験を行う。また、本研究の意義を知らしめるために、学会などに積極的に発表していく予定である。
波数分散効果を考慮した汎用型津波数値計算モデルの開発

非線形分散波理論を支配方程式とする津波数値解析モデルの開発に関して残された課題のうち,下記の項目について検討を行った.1.深海域および浅海域における津波の波数分散性に関する基礎的考察代表的な既往津波を対象とした数値解析から,深海域の波数分散効果が近地津波の伝播に及ぼす波数分散効果の影響について考察した.また,1983年日本海中部地震津波を対象とした実地形計算から深海域における分散効果が浅海域へ及ぼす影響について考察した.2.計算アルゴリズムと打ち切り誤差に関する理論解析非線形分散波理論を計算するアルゴリズムとして2段階混合差分法を提案した.また,2段階混合差分法による打ち切り誤差特性について考察した.その結果,既往のADI法に比べ2段階混合差分法の方がうち切り誤差が小さく,計算精度が高いことを明らかにした.3.ソリトン分裂波の砕波と砕波変形に関する水理実験結果を利用した検討数値解析と水理実験との比較を通じて,砕波条件および砕波減衰モデルについて考察した.その結果,spilling型砕波に関して比較的精度の高いと考えられるモデルが開発できた.ただし,plunging砕波に関するモデルの開発が課題として残った.なお,これらの研究は,1996年度から継続して実施してきた研究であり,追加的な水理実験や理論・数値解析的考察が主であった.水理実験は東海大学の現有施設を利用し,数値解析には現有設備備品であるパーソナルコンピュータPCと新規購入したカラープリンタ(画像処理結果出力,3次元鳥瞰図,アニメーションの結果出力およびプレゼンテーション用OHP作成等)を利用した.研究成果は,『深海域における波数分散効果が近地津波の伝播に及ぼす影響に関する考察(土木学会論文集)』,『ソリトン分裂波の増幅機構と数値計算の誤差特性に関する一考察(海岸工学論文集)』の2論文にとりまとめ,発表した.非線形分散波理論を支配方程式とする津波数値解析モデルの開発に関して残された課題のうち,下記の項目について検討を行った.1.深海域および浅海域における津波の波数分散性に関する基礎的考察代表的な既往津波を対象とした数値解析から,深海域の波数分散効果が近地津波の伝播に及ぼす波数分散効果の影響について考察した.また,1983年日本海中部地震津波を対象とした実地形計算から深海域における分散効果が浅海域へ及ぼす影響について考察した.2.計算アルゴリズムと打ち切り誤差に関する理論解析非線形分散波理論を計算するアルゴリズムとして2段階混合差分法を提案した.また,2段階混合差分法による打ち切り誤差特性について考察した.その結果,既往のADI法に比べ2段階混合差分法の方がうち切り誤差が小さく,計算精度が高いことを明らかにした.3.ソリトン分裂波の砕波と砕波変形に関する水理実験結果を利用した検討数値解析と水理実験との比較を通じて,砕波条件および砕波減衰モデルについて考察した.その結果,spilling型砕波に関して比較的精度の高いと考えられるモデルが開発できた.ただし,plunging砕波に関するモデルの開発が課題として残った.なお,これらの研究は,1996年度から継続して実施してきた研究であり,追加的な水理実験や理論・数値解析的考察が主であった.水理実験は東海大学の現有施設を利用し,数値解析には現有設備備品であるパーソナルコンピュータPCと新規購入したカラープリンタ(画像処理結果出力,3次元鳥瞰図,アニメーションの結果出力およびプレゼンテーション用OHP作成等)を利用した.研究成果は,『深海域における波数分散効果が近地津波の伝播に及ぼす影響に関する考察(土木学会論文集)』,『ソリトン分裂波の増幅機構と数値計算の誤差特性に関する一考察(海岸工学論文集)』の2論文にとりまとめ,発表した.
アセチリド錯体を用いた分子性磁性体・ナノ磁性体の開発

これまで磁性体としては用いられていなかった遷移金属アセチリド錯体からなる分子性磁性体の開発に初めて成功した.この結果をもとに,導電性の有機物として知られるTTF分子を配位子として用いた新規アセチリド錯体を合成し,それを用いた磁性結晶を構築した.この結晶中ではTTF上のπ電子と,磁性d電子との間に強い相互作用が実現しており,今後の磁性伝導体の開発を目指す上で有望な物質系であることが確認出来た.これまで磁性体としては用いられていなかった遷移金属アセチリド錯体からなる分子性磁性体の開発に初めて成功した.この結果をもとに,導電性の有機物として知られるTTF分子を配位子として用いた新規アセチリド錯体を合成し,それを用いた磁性結晶を構築した.この結晶中ではTTF上のπ電子と,磁性d電子との間に強い相互作用が実現しており,今後の磁性伝導体の開発を目指す上で有望な物質系であることが確認出来た.本年度はMnおよびCrを用いたアセチリド錯体[MnL_2(C〓CR)_2]+(Lはリンを含む多座配位子), [CrCyclam(C〓CR)]^+を構成要素とする分子性磁性体の開発を行った.スピンS=1のマンガン錯体を含む系[Mn(dmpe)_2(C〓CPh)_2][DDQ]及び[Mn(depe)_2(C〓CPh)_2][Pt(mnt)_2]はアセチリド錯体のベンゼン環と平面状磁性アニオンが面と面とを重ねるように積み重なった一次元構造を取っており,分子間に-7K前後のかなり強い相互作用が働いている事が示された.アセチリド錯体において分子間相互作用に注目した研究はほとんど存在せず,この結果はアセチリド錯体が磁性体の構成要素たり得る事を示す新たな発見である.この結果をもとに,分子間での相互作用をより強くし,実際に磁性体として転移を示す物質を得るため,マンガン錯体よりも大きなスピンS=3/2を持つCr^<3+>を中心金属とし,分子間相互作用を引き起こしやすい硫黄を含む芳香環を持っ3エチニルチオフェンを配位子とした[CrCyclam(C〓CThio)_2]^+を用いて物質探索を行ったところ, 2.3Kでフェリ磁性体へと転移を示す系[CrCyclam(C〓CThio)_2][Ni(mdt)_2]を発見した(2009年に発表予定).本物質はアセチリド錯体を用いたものとしては自発磁化を示す初めての系であり,アセチリド錯体が分子性磁性体の構成要素として十分活用できることの実証例である.磁化率の詳しい解析より,本物質の磁気構造は鎖内相互作用およそ-7Kのフェリ磁性鎖が, 0.1K程度の弱い鎖間相互作用により二次元化し転移を示していることを明らかにした.スピンS=3/2のクロムアセチリド錯体[CrCyclam(C≡C-R)_2]^+(Cyclam=1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane ; R=3-thiophene, Ph)を磁性カチオンとした物質開発を行い,S=1/2の[Ni(mdt)_2]^-(mdt=1,3-dithiole-4,5-dithiolate)と組み合わせることで[CrCyclam(C≡C-3-Thiophene)_2][Ni(mdt)_2](1)および[CrCyclam(C≡C-ph)_2][Ni(mdt)_2](H_2O)(2)という遷移金属アセチリドを含む系として初の磁性体を開発することに成功した.(1),(2)ともにカチオンとアニオンが交互に並んだフェリ鎖が基本構造となり,鎖内の相互作用はそれぞれ2J=-6.1および-5.7Kであった.(1)では鎖間においてもカチオン-アニオンが接することで実効的に強磁性的となる鎖間相互作用が働き,2.3Kでフェリ磁性体へと転移を起こす.一方,(2)は鎖間でカチオン-カチオンが接するため実効的な鎖間相互作用は反強磁性的であるが,3,7Kの反強磁性転移温度以下で小さな自発磁化を示す弱強磁性体であることが判明した.また,この弱強磁性相は1.8Kでもう一度相転移を起こし,低温で高保磁力弱強磁性相となることが確認された.(2)の弱強磁性の起源に関しては,結晶水として取り込まれた水分子が結晶全体のP-1対称性を局所的に崩し,それによってDzyaloshinsky-Moriya相互作用が許容になったためであると考えられる.本発見は,これまで磁性体としてはほとんど顧みられることの無かった遷移金属アセチリド錯体が,磁性体として利用可能であることを実証するものである.遷移金属アセチリド錯体はd電子系とπ電子系の強い相互作用により優れた光学特性を示すことが知られているが,今回の発見はさらに磁気特性を組み合わせられることを示唆しており,磁気光学的な応用の可能性を示すものともなっている.アセチリド錯体を用いた磁性体開発の一環として,導電性分子として知られるTTF骨格を持つ分子を配位子とした新規磁性錯体[CrCyclam(C≡C-5-methyl-4'5'-ethylenedithio-TTF)]

^+(以下[1]^+と表記)を開発した.本錯体はTTF骨格に由来する可逆的な酸化還元を示す.[ClO_4]^-や[BF_4]^-といった四面体アニオンの存在下で電解酸化を行うことで磁性結晶[1][Anion]_2(PhCl)_2(MeCN)を得た.本結晶中では,隣接する錯体間で配位子のTTF骨格を重ねるように錯体が配列し,+1価の電荷とそれに伴うS=1/2のスピンが隣接する分子間で非局在化し共有されている.このTTF骨格上のスピンと,中心金属であるCr^<3+>のS=3/2のスピンとの間には2J/k_B=-30Kという非常に強い交換相互作用が働いていることも明らかとなり,エチニル基のC≡C三重結合を使って磁性イオンと配位子との間に強い相互作用を実現するという分子設計指針の正しさが実証された.この結晶はアニオンの違いによらずおよそ23Kで弱強磁性転移を示すが,その自発磁化の大きさは[ClO_4]^-塩で0.016μ_B,[BF_4]^-塩で0.01μ_Bと大きな違いがある.この弱強磁性は,錯体そのものの異方性に由来するスピンの傾きが結晶中で打ち消されず残っていることに由来していると考えられる.
ヘパリン結合性成長因子ミッドカインの活性抑制とその医学的応用

ヒト・ミッドカイン合成を抑制するアンチセンス・オリゴの作製と癌治療への応用に関する研究ヘパリン結合性成長因子ミッドカイン(Midkine, MK)は細胞をトランスフォームし、線溶系の亢進や血管新生作用を有することから、MKが癌の発生や進展に関与していると考えられた。そこでMK活性を阻害するアンチセンス・オリゴを作製し、これを用いた癌治療への応用性を検討した。マウスMKに対するアンチセンス・オリゴについては、すでに論文発表(Y.Takei et al. Cancer Res. 61,8486-8491:2001)済みなので今回、ヒトMKの合成を阻害する新規アンチセンス・オリゴ(ホスホロチオエート骨格およびモルフォリノ骨格を有する2種)の開発を行い、以下に示すような知見を得た。(1)すでにマウスMK合成を阻害可能なアンチセンスDNAの開発に成功しているので、マウスMKにおける標的部位を参考にして、ヒトMK合成を阻害可能なホスホロチオエート型アンチセンスDNA(MK AS-h01)を合成した。合成したオリゴDNAをMKを培養上清中に分泌しているヒト前立腺癌細胞(PC-3)に投与した。遺伝子導入剤として陽イオン性リポソーム試薬、リポフェクトアミン-プラスを用いた。その結果、MK AS-h01投与によってPC-3のMK合成が有意に抑制されることが明らかとなった。センス配列を有するコントロールは効果がなかった。(2)昨年度から開発を行ってきたMK Morpholino ASをPC-3細胞に投与すると、同細胞のMK合成量が減少し、かつin vitroにおける同細胞の増殖能力も減少することが明らかとなった。PC-3をヌードマウス皮下に移植して作成した腫瘍に、MK Morpholino ASを注入すると腫瘍の増大が有意に抑制された。MKを分子標的とした新たな癌治療法の可能性を明示する結果と考えられた。
保険ポートフォリオの最適配当境界における統計的推定

本年度は、伝統的なモデルであるCramer-Lundberg Modelを拡張したWiener-Poisson Modelに対しする最適配当境界問題を考えた。まず、当該モデルが離散観測されていると考え、これを使ってリサンプリングにより複数のパスを生成する。各パスに対して、そこから得られる配当の現在価値(割引配当現在価値)を導出し、すべてのパスの平均を取る事でその期待値の推定量を導出し、これを最大にする配当境界を最適配当境界の推定量とする。上記の手法は伝統的なモデルの場合で考えた先行文献(大石・白石,2018)の自然な拡張であり、伝統的なモデルでは単位時間当たりの保険料収入が一定とされていた点をブラウン運動による誤差を加えた事でより現実的なモデルに拡張されている。ただし、推定量の一致性、漸近正規性などの理論的結果は未解決であること、ジャンプ過程である複合ポアソン過程の部分は観測されていると仮定していること、Levy過程とのギャップなど、まだ課題は多く残っている。また、昨年度調査したHawkes過程に従う場合の最適配当境界問題も取り組んで行く予定である。本年度、伝統的モデルの拡張として、Wiener-Poisson Modelに従う場合の最適配当境界の推定量の導出ができた点は1つの成果と言える。ただし、現時点では推定量を導出するためのアルゴリズムを提案したに過ぎず、理論的正当性は確認できていない。また、シミュレーションによる正当性の確認も実行中である。また、複合ポアソン過程が完全に観測されているという仮定をしており、改良の必要性を感じている。多方面の理論が必要であること・モデルが複雑になることにより、シミュレーションも複雑になっており、新たな課題が生じているが、おおむね当初の予定どおり進展している。1)Wiener-Poisson Modelの場合の推定量の理論的正当性をまず最優先で確認する。この推定量はM推定量のクラスであると思われるため、先行文献を参考にして漸近的性質を導出する予定である。2)シミュレーションによる正当性の確認を行う。サンプルサイズおよびリサンプリングサイズが十分大きい場合、真の最適配当境界に収束することを数値的に確認する予定である。3)進捗状況により、昨年度調査したHawkes過程に従う場合の最適配当境界問題も同時に考えたい。本年度は、伝統的なモデルであるCramer-Lundberg Modelに対する配当問題を1.パラメトリックなアプローチと2.セミパラメトリックなアプローチの2つの場合で考えた。1.のパラメトリックなアプローチでは、最適配当境界をある目的関数hの最小値で定義し、個々の保険金額がa)指数分布,b)混合指数分布,c)ガンマ分布,d)混合ガンマ分布に従う場合にその目的関数hをパラメータの関数として表現した。保険金額の列および保険金請求頻度の列が標本として観測されていると想定し、標本からパラメータを最尤法で推定し、目的関数hにplug-inすることで最適配当境界の推定量を提案した。また、2.のセミパラメトリックなアプローチでは、最適配当境界をある目的関数Ψの最小値で定義した。このΨは累積配当期待値現価をBeekman's convolution seriesで分解した関数である。ここでは、保険金請求頻度はパラメータλのポアソン分布に従うと仮定し、最尤法により推定する。一方で、保険金額の分布は未知と仮定し、λの最尤推定量および保険金額の経験分布関数を用いて目的関数Ψを推定し、その最小化解として最適配当境界の推定量を提案した。いずれの推定量についても、シミュレーションおよび実データから提案手法の有効性が確認できた。特に実データ解析については、Rに組み込まれているDanish Fire Insurance Claims in Denmarkを利用した。今年度の結果は、最も古典的なモデルの上での結果であり、次年度以降モデルの拡張(例えば非定常ポアソン過程や保険金額と支払頻度に従属性がある場合)を検討する。また、理論的結果も同時に考察する。本年度の課題である、伝統的なモデルであるCramer-Lundberg Modelに対する配当問題の考察については、数値解析の上ではシミュレーション、実データ解析の両面で当初想定した結果を得ることができた。理論面については、セミパラメトリックなアプローチの場合での漸近的性質については一部未完全な部分があるが、計画当初の課題であった一致性・漸近正規性の導出は大枠では完了している。次年度以降は、研究計画でも記載した確率モデルの拡張、配当戦略の拡張の検討に取り組む予定である。確率モデルの拡張については、非定常ポアソン過程を想定したパラメトリックなアプローチ、配当戦略の拡張については、複数の閾値をもつ配当戦略に対する最適解の導出などを検討しており、これらの課題に取り組む準備は整っている。よって計画はおおむね順調に進展していると判断した。本年度は、昨年度行った伝統的なモデルであるCramer-Lundberg Modelに対する配当問題を、拡張したモデルに対して考えるための準備として、先行文献の調査に主に時間を配分した。具体的には、1)Levy過程についての調査、2)Hawkes過程についての調査を行った。1)について:Levy過程は、Cramer-Lundberg Modelのような複合ポアソン過程やブラウン運動などの連続型確率過程を含む広いクラスであり近年盛んに研究されている。Levy過程についての一般論は、Sato(1999)などで確認した。また、保険数理に関する内容は、Kyprianou(2014)、Asmussen and Albrecher(2010)などが有用であることが分かった。

ただし、本研究の主題である統計的推測論は議論されておらず、本研究の価値があることも判明した。また、本研究の目的である最適配当境界は、対象となる確率過程の(ある関数の)期待値を目的関数とし、その目的関数を最大化することで得られる。Levy過程を対象とした結果については、Yin,Yuen and Shen(2015)がその目的関数の凸性を示していることが分かった。この結果を用いれば、Levy過程を離散観測した場合の目的関数の推定量が漸近的に凸性を持つことを示すことができ。その最適化解の漸近分布が導出できるものと期待している。2)同時に、Cramer-Lundberg Modelでは、保険金請求頻度が(定常)ポアソン過程に従うと仮定しているが、この部分を拡張するべく、ポアソン過程よりも広いクラスであるHawkes過程についての先行研究の調査を行った。点過程を特徴づける強度で比較した場合、ポアソン過程の強度は定数であるが、Hawkes過程の強度は時間依存する。Kirchner(2016)は、多変量Hawkes過程を離散観測した場合の統計量が、漸近的にINAR(整数値自己回帰過程)で近似できることを示し、統計的推測論を展開していることが分かった。本年度は先行文献の調査に十分な時間を割いたため、モデルを拡張した上での結果は得ることが出来なかった。ただし、参考とすべき文献の特定や今後の研究方針は固まっており、当初予定していた結果を来年度中に出すことは可能であると考えている。一方で、当初予定していなかったLevy過程への拡張が見込まれることから、一部では予定した以上の研究成果が得られると期待している。本年度は、伝統的なモデルであるCramer-Lundberg Modelを拡張したWiener-Poisson Modelに対しする最適配当境界問題を考えた。まず、当該モデルが離散観測されていると考え、これを使ってリサンプリングにより複数のパスを生成する。各パスに対して、そこから得られる配当の現在価値(割引配当現在価値)を導出し、すべてのパスの平均を取る事でその期待値の推定量を導出し、これを最大にする配当境界を最適配当境界の推定量とする。上記の手法は伝統的なモデルの場合で考えた先行文献(大石・白石,2018)の自然な拡張であり、伝統的なモデルでは単位時間当たりの保険料収入が一定とされていた点をブラウン運動による誤差を加えた事でより現実的なモデルに拡張されている。ただし、推定量の一致性、漸近正規性などの理論的結果は未解決であること、ジャンプ過程である複合ポアソン過程の部分は観測されていると仮定していること、Levy過程とのギャップなど、まだ課題は多く残っている。また、昨年度調査したHawkes過程に従う場合の最適配当境界問題も取り組んで行く予定である。本年度、伝統的モデルの拡張として、Wiener-Poisson Modelに従う場合の最適配当境界の推定量の導出ができた点は1つの成果と言える。
米国キリスト教福音派による社会貢献運動:貧困問題への取り組み

2006年の中間選挙における共和党の大敗以来、保守的福音派はその勢力を削がれ、2009年にリック・ウォーレン牧師が宗教右派は死んだと宣言したものの、2016年の大統領選挙において米国の福音派の81%がトランプ大統領に投票した。また、2008年の大統領選挙では福音派左派が躍進し、オバマ政権の樹立に大きく貢献したとされるが、環境分野では、宗教右派からの圧力のために、リチャード・サイジックの全米福音派協会の副会長辞任に象徴されるように左派の運動は大きな痛手を被った。本研究は、社会貢献を実施する代表的組織への実地調査を踏まえ、保守的福音派および福音派左派の貧困問題への取り組みについて比較検討を加える。
イオンビ-ムスパッタ法によるREーTM系金属間化合物人工格子型巨大磁歪膜の材製

人工的に二種の希土類ー鉄属遷移金属(REーTM)の金属間化合物を数nm数μmの一定周期で層状に積み重ねた構造を持つ多層膜はそれらの単体膜とは異なった磁気特性を示すのみならず、層境界での相互作用による磁気異方性や電気機械結合力の飛躍的増大が期待できる。これまでのスパッタ技術では層境界を乱さず、極薄層を多数積み上げることは難しいが、デュアル・イオンビ-ム式スパッタ法はそれらが可能となるので上述の機能を引き出せる有力な方法として注目される。本研究では、二種の極薄層を交互に堆積を繰り返して、層境界の乱れがみられない人工格子型膜を作製できる二種の複合タ-ゲット取り付ケスパッタ装置を試作し、これを用いてFeを主材料とした薄膜を形成する基礎実験を行った。本年度では希土類と同様に活性度の高い金属元素であるAlやMnを多層膜構成材料として使用し、Fe系多層膜の構成して、その結晶性や磁気特性等の諸特性に与える層厚や層周期の依存性を調べた。例えば、FeとAlの多層膜においては、Al中間層の厚さが15A^^0以上になると軟磁気特性が向上する。そのときに膜中に磁気異方性が現れ、結晶面間隔のずれが中間層厚に比例しなくなることからこの層厚以上で上下間のFe層の結晶子が独自に成長するものと考えられる。また、通常、金属・合金のスパッタに用いられるArガスに変えて、Krガスを用い、Fe層の結晶性が向上した。これは、タ-ゲット原子よりも重い元素でスパッタしたことによりスパッタ粒子のエネルギ-が増加したことと、タ-ゲット表面からの反跳原子が少なくなったことが原因と思われ、今後、希土類元素等の重元素のスパッタを行なう際に配慮すべき重要な点と考えられた。これらをはじめ、本研究によりREーTM系の金属間化合物人工格子を作製する際の有力な知見を得ることができた。
仮想博物館システムのための画像情報を用いた3次元物体モデリング

3年前から、国立民族学博物館所蔵の遺物や美術品の表面幾何形状とテキスチャーを計測した画像データ(距離画像とカラー画像)を用いて、距離画像からの形状特徴抽出と形状特徴を保存した3次元任意形状物体モデリングの研究を行ない、さらに多視点画像のデータ融合の研究を開始した。平成9年度は、以下の3つの研究項目について検討を進め、その結果を、本年度購入した高速グラフィックワークステーション上にて表示し確認した。多視点画像のデータ融合:3D形状計測装置を搭載した能動視覚システムを用いて、多視点距離画像のデータを融合する方法を研究した。まず各視点の距離・カラー画像から、1)凸および凹特徴領域を抽出し、2)多視点画像間で凹凸特徴領域の対応関係を認識し、3)多視点画像を1つの立体データに融合し可視化する方法を研究した。カラー画像におけるテキスチャー特徴抽出:色彩理論に基づき、人間の色知覚に対する視覚特性や、各種表色系(RGB表色系、YIQ表色系、マンセル表色系等)とカラーディスプレイに表示する場合の視覚的効果について調査した。さらに、調査結果に基づいてカラー画像からテキスチャー特徴を抽出するアルゴリズムを考案し、ソフトウエアを開発して実験を行った。表面テキスチャー特徴を保存した3次元任意形状物体モデリング:抽出されたテキスチャー特徴を用いて、階層的3次元CG形状表現(三角パッチ表現)を生成するアルゴリズムを考案し、3次元任意曲面物体モデリングソフトウエアを開発した。