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日本・インドネシア間の文化交流に関する調査研究

日本・インドネシア両国間の学問的レヴェルでの文化交流が,両国の研究者によって長期的に推進されなければならないということは,両国学界の長らくの懸念事項であった.しかし過去において,日本・インドネシア両国間でこのような形式での共同研究はおこなわれたことがなく,新しい研究方法について両国間で十分な認識と理解を深めることが必要である.しかし,我が国には研究計画立案のためのインドネシア側の情報や資料が欠乏しているため,実際に現地におもむき,研究者と面接し,大学や研究機関と接触して研究態勢とその実態及び動向を把握することが不可欠である.このような予備的調査の結果に基づいて,インドネシア側との共同研究の可能性とその遂行の方法を探るとともに,インドネシア側にも計画の趣旨を説明し,理解と協力を求めることが,この調査研究の目的である.日本・インドネシア間の望ましい学術的文化交流の方法とその可能性を探るべく,日本から3名とインドネシアからも3名がそれぞれ相手国を訪問して,幾人かの研究者と議論を重ね,また大学,研究所,各種の施設を視察して今後の共同研究のための理解と認識を深めあった.ことにインドネシアでは,従来の他国による学術調査のあり方にたいする批伴が噴出しつつあるおりから,昭和63年度から計画している海外学術研究の「共同研究」による方式に大きな関心と期待が寄せられた.来日した3名は,この3名がインドネシアにおいて,今後,共同研究を円滑に遂行するため各種の問題に対処するための委員会を結成したいと提案したため,日本側もそれに対応するべく崎山,前田のほか関本照夫(東京大学東洋文化研究所助教授)が委員会を構成することで同意し,合意文書に署名しあった. (添付文書参照)この合意文書は, 3名が帰国後,インドネシアにおいてより高いレヴェルでの代表者が両国間の共同研究のための協定締結を推進すめための基礎として活用される.また63年度の研究開始直前に,日本から代表者がインドネシアにおもむきこの協定書に調印する予定である.インドネシア研究者による日本文化研究は,ようやくその兆しがみえてきたところであるが,日本文化にたいする関心はそうとうの高まりをみせつつある.今後,少なくとも3年間にわたる共同研究の通年の研究課題として,むしろ柔軟に運用しうるような「日本・インドネシア文化の伝統:その変容と継続」とすること,そして63年度には「口頭伝承における構造と機能の比較研究」とすることが,両国の話し合いで合意された.その方法として,長期・短期を含め,日本からは研究者若干名がインドネシアにおもむいてゼミナールや共同研究会に参加し,インドネシアからも研究者若干名を日本に招聘して学問的な交流を深めることで意見の一致を見た.日本・インドネシア両国間の学問的レヴェルでの文化交流が,両国の研究者によって長期的に推進されなければならないということは,両国学界の長らくの懸念事項であった.しかし過去において,日本・インドネシア両国間でこのような形式での共同研究はおこなわれたことがなく,新しい研究方法について両国間で十分な認識と理解を深めることが必要である.しかし,我が国には研究計画立案のためのインドネシア側の情報や資料が欠乏しているため,実際に現地におもむき,研究者と面接し,大学や研究機関と接触して研究態勢とその実態及び動向を把握することが不可欠である.このような予備的調査の結果に基づいて,インドネシア側との共同研究の可能性とその遂行の方法を探るとともに,インドネシア側にも計画の趣旨を説明し,理解と協力を求めることが,この調査研究の目的である.日本・インドネシア間の望ましい学術的文化交流の方法とその可能性を探るべく,日本から3名とインドネシアからも3名がそれぞれ相手国を訪問して,幾人かの研究者と議論を重ね,また大学,研究所,各種の施設を視察して今後の共同研究のための理解と認識を深めあった.ことにインドネシアでは,従来の他国による学術調査のあり方にたいする批伴が噴出しつつあるおりから,昭和63年度から計画している海外学術研究の「共同研究」による方式に大きな関心と期待が寄せられた.来日した3名は,この3名がインドネシアにおいて,今後,共同研究を円滑に遂行するため各種の問題に対処するための委員会を結成したいと提案したため,日本側もそれに対応するべく崎山,前田のほか関本照夫(東京大学東洋文化研究所助教授)が委員会を構成することで同意し,合意文書に署名しあった. (添付文書参照)この合意文書は, 3名が帰国後,インドネシアにおいてより高いレヴェルでの代表者が両国間の共同研究のための協定締結を推進すめための基礎として活用される.また63年度の研究開始直前に,日本から代表者がインドネシアにおもむきこの協定書に調印する予定である.インドネシア研究者による日本文化研究は,ようやくその兆しがみえてきたところであるが,日本文化にたいする関心はそうとうの高まりをみせつつある.今後,少なくとも3年間にわたる共同研究の通年の研究課題として,むしろ柔軟に運用しうるような「日本・インドネシア文化の伝統:その変容と継続」とすること,そして63年度には「口頭伝承における構造と機能の比較研究」とすることが,両国の話し合いで合意された.その方法として,長期・短期を含め,日本からは研究者若干名がインドネシアにおもむいてゼミナールや共同研究会に参加し,インドネシアからも研究者若干名を日本に招聘して学問的な交流を深めることで意見の一致を見た.
コヒーレントな面発光レーザアレイによるホログラム立体表示

電子的にホログラフィーを実現するためには,ピクセルピッチ1μm程度の超高精細な空間光変調器が必要になる.これは技術的に実現が極めて困難なため,従来の電子的なホログラム表示は小画面・狭視域といった問題がある.本研究では,垂直方向の立体視は犠牲にして水平方向のみ解像度を1μm近くまで高解像化する水平視差型のホログラムチップを提案した.数値シミュレーションおよび既存の空間光変調器を用いた光学実験により,その技術的可能性を確認した.電子的にホログラフィーを実現するためには,ピクセルピッチ1μm程度の超高精細な空間光変調器が必要になる.これは技術的に実現が極めて困難なため,従来の電子的なホログラム表示は小画面・狭視域といった問題がある.本研究では,垂直方向の立体視は犠牲にして水平方向のみ解像度を1μm近くまで高解像化する水平視差型のホログラムチップを提案した.数値シミュレーションおよび既存の空間光変調器を用いた光学実験により,その技術的可能性を確認した.Holographyは物体からの波面を再生するため,理想的な立体表示方法と言われている.1948年にGaborがホログラフィを発明して以来,動的ホログラムを用いた立体テレビの実現は永年の夢であった.ホログラムを用いた立体表示の最大の問題点は,1000本/mm級の高解像度と大きな画面サイズを有する空間光変調器(SLM)が必要な点にある.しかし,このような高解像度のSLMの実現は困難で,液晶やMEMSによる現状のSLMの解像度は高々100本/mm程度に留まっている.このように,十分な視域と画面サイズをもつ立体表示の実現には高分解能の動的ホログラムが必要だが,これまでのところ実現の見通しは立っていない.そこで,水平視差型の立体表示用にSLM上の複数行のピクセルで1本のホログラム走査線を構成し,SLM全体で複数のホログラム走査線を実現するようなホログラムチップの導入により,1μmの空間分解能をもつ立体表示について検討した.フラットパネル型立体テレビのための水平視差型ホログラムチップについて,光波伝搬によるシミュレーション実験を行った.ホログラムチップは水平視差型であるため,人間の眼の網膜上の画像をシミュレーションで求めた.その結果,立体像にホログラム走査線幅程度のぼけが垂直方向に生じることが分かった.このぼけは水平視差型のために生じ,ぼけはホログラム走査線幅程度許容されることがわかった.シミュレーション結果より,ホログラムチップの有効性を示した.Holographyは物体からの波面を再生するため,理想的な立体表示方法と言われている.1948年にGaborがホログラフィを発明して以来,動的ホログラムを用いた立体テレビの実現は永年の夢であった.ホログラムを用いた立体表示の最大の問題点は,1000本/mm級の高解像度と大きな画面サイズを有する空間光変調器(SLM)が必要な点にある.しかし,このような高解像度のSLMの実現は困難で,液晶やMEMSによる現状のSLMの解像度は高々100本/mm程度に留まっている.このように,十分な視域と画面サイズをもつ立体表示の実現には高分解能の動的ホログラムが必要だが,これまでのところ実現の見通しは立っていない.そこで,水平視差型の立体表示用にSLM上の複数行のピクセルで1本のホログラム走査線を構成し,SLM全体で複数のホログラム走査線を実現するようなホログラムチップを導入した.1μmの空間分解能をもつ立体表示を提案した.今年度はこの原理の権利化を主として進めPCT出願を行った.さらに,フラットパネル型立体テレビのための水平視差型ホログラムチップについて,光波伝搬によるシミュレーション実験を行った.ホログラムチップは水平視差型であるため,人間の眼の網膜上の画像をシミュレーションで求めた.その結果,立体像にホログラム走査線幅程度のぼけが垂直方向に生じることが分かった.このぼけは水平視差型のために生じ,ぼけはホログラム走査線幅程度許容されることがわかった.シミュレーション結果より,ホログラムチップの有効性を示した.我々は,ホログラム表示の視域角と画面サイズを拡大するために,フラットパネル型としての実現を可能にするホログラムチップを提案し,その有効性についてはすでに数値シミュレーションにより示してきた.今年度は光学実験により,ホログラムチップのピクセル構造を既存のSLMを用いて疑似的に実現することでホログラムチップの有効性を確認した.すなわち,現状のSLMを用いて,ホログラムチップのピクセル構造を画像として表示した.

今回は,ホログラムチップの走査線を4行のピクセルで構成した.そのために,ホログラムチップの1ピクセルをSLMの4×4ピクセルで構成した.各ピクセル内の開口はSLMの1×4ピクセルで構成した.SLMとしてはHoloEye社製LC-R 1080を用いた.解像度1,920×1,200でピクセルピッチ8.1 μmの反射型SLMである.ホログラムチップのホログラム走査線数は75本である.光源には,波長633 nmのHe-Neレーザを用いた.SLMを水平方向に傾けたレーザ光で照明することで,再生像に対して,共役像とゼロ次光を角度で分離した.水平視域角は2.2°である.実験結果から,再生像に対して,共役像とゼロ次光が角度で分離され,再生像のみが観察ができることが確認できた.以上の結果より,フラットパネル型立体テレビを実現するホログラムチップの動作原理を,光学実験により確認した.この結果は国内学会で報告するとともに,米国特許1件、国内出願(移行)1件として権利化した.本研究の立体ディスプレイの原理は応用上極めて重要である.したがって,今年度の検討項目の最大の課題は権利化を行うことであるが,PCT出願を行うことができたので,ほぼ当初の主要な項目は達成できたといってよい.さらに,シミュレーション実験により本提案の妥当性も確認することができた.24年度が最終年度であるため、記入しない。シミュレーション実験により原理確認は行えたので,これからは実験的な検討を進める.本来はホログラムチップの試作を行いたいところだが,数千万円の経費を要するため本科研費の枠組みでは難しい.そこで市販の空間変調器を用いた簡単な原理実験を計画する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
真の生体親和性材料の実現に向けた統一的表面階層構造の構築と評価

インプラント基材として,金属・合金,セラミックス焼結体,ポリマーを取り上げ,まず1材料ごとの親水化プロセスの最適化を行い,階層構造の下地を整備し,2その上に,単一物質として,イオンやポリペプチド,界面活性剤,タンパク質,薬剤などを吸着させるための条件最適化を行った.3工学的観点から,物質の吸着・脱離量や吸着・脱離速度などと材料表面の化学的特性の相関関係を明らかにし,4生体内・生体外の両面から評価することによって,細胞や細菌の接着・増殖に関する知見のみならず,生体反応についての知見も得て,5表面階層構造の持つどのような因子が生体反応に強い影響を与えるかについて検討した.その結果,金属とセラミックスの基材の表面親水化には,同一の処理法(蒸留水中水熱処理)が使用できるものの,ポリマーに対しては,その種類によって処理方法が異なり,水溶液浸漬と紫外線照射を組み合わせた処理が最適あることがわかった.金属とセラミックスは水酸基により親水化が生じ,ポリマーは主としてカルボキシル基の生成によるところが多いことがわかった.材料の抗菌性・細胞接着性は材料の種類,表面官能基の種類には依存せず,表面親水性に強く依存した.単一物質吸着についても,表面の親水性に強く依存したが,親水性官能基が電離するpHにも大きな影響を受けることがわかった.さらに,物質を材料表面に吸着させただけで,その物質の特性(抗菌性や抗炎症性など)を発揮することも動物実験により明らかとなった.材料の表面階層構造を厳密に構築するために必須となる材料表面の下地処理(親水化)は,全ての材料(金属,セラミックス,ポリマー)において完了した.その後,単一の各種機能性物質(イオン,たんぱく質,ポリペプチド,抗炎症薬)の表面吸着処理の最適化も完了し,工学的評価のみならず,一部は動物埋植評価まで完了している.単一の各種機能性物質(イオン,たんぱく質,ポリペプチド,抗炎症薬)の表面吸着処理ならびに動物埋植評価を継続する.さらに,複数物質の段階的吸着ならびに同時吸着実験を進め,作製プロセスの最適化の観点だけでなく,複数物質の吸着メカニズムの推定や吸着物質の効能発現の観点からも生体内外評価を継続する.二物質吸着試験が完了の後は,三物質にまで吸着物質を拡張し,二物質吸着において得られた知見を検証する.インプラント基材として,金属・合金,セラミックス焼結体,ポリマーを取り上げ,まず1材料ごとの親水化プロセスの最適化を行い,階層構造の下地を整備し,2その上に,単一物質として,イオンやポリペプチド,界面活性剤,タンパク質,薬剤などを吸着させるための条件最適化を行った.3工学的観点から,物質の吸着・脱離量や吸着・脱離速度などと材料表面の化学的特性の相関関係を明らかにし,4生体内・生体外の両面から評価することによって,細胞や細菌の接着・増殖に関する知見のみならず,生体反応についての知見も得て,5表面階層構造の持つどのような因子が生体反応に強い影響を与えるかについて検討した.その結果,金属とセラミックスの基材の表面親水化には,同一の処理法(蒸留水中水熱処理)が使用できるものの,ポリマーに対しては,その種類によって処理方法が異なり,水溶液浸漬と紫外線照射を組み合わせた処理が最適あることがわかった.金属とセラミックスは水酸基により親水化が生じ,ポリマーは主としてカルボキシル基の生成によるところが多いことがわかった.材料の抗菌性・細胞接着性は材料の種類,表面官能基の種類には依存せず,表面親水性に強く依存した.単一物質吸着についても,表面の親水性に強く依存したが,親水性官能基が電離するpHにも大きな影響を受けることがわかった.さらに,物質を材料表面に吸着させただけで,その物質の特性(抗菌性や抗炎症性など)を発揮することも動物実験により明らかとなった.材料の表面階層構造を厳密に構築するために必須となる材料表面の下地処理(親水化)は,全ての材料(金属,セラミックス,ポリマー)において完了した.その後,単一の各種機能性物質(イオン,たんぱく質,ポリペプチド,抗炎症薬)の表面吸着処理の最適化も完了し,工学的評価のみならず,一部は動物埋植評価まで完了している.単一の各種機能性物質(イオン,たんぱく質,ポリペプチド,抗炎症薬)の表面吸着処理ならびに動物埋植評価を継続する.さらに,複数物質の段階的吸着ならびに同時吸着実験を進め,作製プロセスの最適化の観点だけでなく,複数物質の吸着メカニズムの推定や吸着物質の効能発現の観点からも生体内外評価を継続する.二物質吸着試験が完了の後は,三物質にまで吸着物質を拡張し,二物質吸着において得られた知見を検証する.
卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子，臨床的意義の解明

本年度は卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子を明らかにするため、当施設で卵巣癌の腫瘍減量術を受けた成人女性患者を対象に研究を行った。卵巣癌の手術中に腹水を採取して細胞診検査を行い、また、ブラシを用いて横隔腹膜擦過・液状化細胞診検査を行い、これらの検体中の癌細胞の有無を調べた。また、摘出された臓器の病理組織標本を作製し、卵巣癌の組織型や卵巣被膜破綻、卵巣被膜浸潤、原発巣における脈管侵襲、大網転移、大網以外の腹膜転移、リンパ節転移の有無を調べた。本年度の対象患者は50人で、年齢の平均値は58.9、年齢の中央値は57.0、年齢の幅は33-84であった。術前化学療法を施行された患者は12人で、リンパ節郭清を施行された患者は28人であった。癌の組織型は高異型度漿液性癌19例、明細胞癌15例、類内膜癌5例、粘液癌3例、類内膜癌と明細胞癌の混合型上皮性腫瘍2例、扁平上皮癌1例、癌肉腫1例、低異型度漿液性癌1例、その他の組織亜型3例であった。横隔腹膜転移陽性例は10例認められた。横隔腹膜転移陽性例では悪性腹水やリンパ節非郭清、癌の卵巣被膜浸潤、癌の大網転移、癌の大網以外の腹膜転移、原発巣での癌の脈管侵襲、術前化学療法施行例の頻度が統計学的に有意に高かった(P < 0.05、Fisherの正確検定)。年齢や組織型(高異型度漿液性癌か否か)、被膜破綻、リンパ節転移に関しては頻度に差があるとは言えなかった。本年度の研究対象ではリンパ節非郭清症例が予想よりも多く、病理学的に証明可能なリンパ節転移が癌の横隔腹膜膜転移に与える影響を詳細に検討することが困難であった。今後、術前の放射線画像情報を用いてリンパ節転移の有無を評価し、解析に加える必要があると考えられた。自治医科大学臨床研究審査委員会による研究計画書の承認までに予想以上の時間がかかり、臨床研究の開始が遅れたことによる。研究期間を1年延長し、研究対象症例をさらに増やし、卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子、臨床的意義の解明に努める。本年度は横隔腹膜擦過細胞診を行う際,採取器具の違いが細胞採取量等にどのような影響を与えるかについて検討した.対象は非担癌で明らかな腹膜炎のない剖検例8例と担癌の剖検例1例とした.非担癌の剖検例8例を,年齢や性,死後時間,腹水量に偏りなくランダムに2群に分け,従来法である綿棒(成毛式ソラココットン大4 K70-7105)を採取器具に使用した群(A群, n=4)と,新規法であるブラシ(Orcellex Brush)を採取器具に使用した群(B群, n=4)とで比較した.担癌の剖検例はブラシで採取した.剖検時,腹水を吸引した後,横隔腹膜を擦過し,検体を液状化細胞診検体試薬ボトル(TACAS Gyn Vial)にて回収し,用手法プロトコール(MBL)に従って細胞診標本を作製した.各ボトルからパパニコロウ染色,PAS染色,アルシアンブルー染色,ギムザ染色標本を1枚ずつ作製した後,ボトルの残渣検体からアルギン酸ナトリウム法によるセルブロック標本ならびにH&E染色標本を作製した.各染色の観察にはバーチャルスライドシステムを使用した.有核細胞数の計測にはパパニコロウ染色標本を用いた.いずれの症例でも採取後に横隔膜損傷や不正出血は起こらず,4種類の細胞診染色標本は問題なく作製でき,観察可能な標本の質が担保されていた.A群(中央値10万個)よりもB群(中央値48万個)の方が細胞採取量が有意に多かった(P<0.05).また,セルブロックH&E染色標本中にはA群では有核細胞が含まれていない症例があったが,B群では全ての症例で有核細胞が認められた.担癌症例では全ての標本で癌細胞が観察され,組織標本で癌の横隔腹膜転移が確認された.本研究結果は,ブラシを用いた横隔腹膜擦過ならびに液状化細胞診断法が綿棒を用いた従来法と比べて細胞採取量を増加させ,癌細胞の検出の精度を向上させる可能性を示唆するものである.擦過細胞診の採取器具の違いが細胞採取量に与える影響を明らかにすることができた.本方法のブラシを用いた横隔腹膜擦過ならびに液状化細胞診断法は綿棒を用いた従来法と比べて操作が簡便であり細胞採取量が多く,また,セルブロック標本の作製にも優れているため,卵巣癌の横隔腹膜転移の有無を術中に調べる有用な検査法の一つになりうると考えられた.ヒト横隔腹膜のリンパ管小孔の解剖学的分布や小孔径、左右差については良く調べられていない。これらの特徴を知ることは、癌の横隔腹膜転移や癌性腹水貯留の機序を解明する上で重要と考えられる。従って、本年度はヒト横隔腹膜のリンパ管小孔の解剖学的特徴を調べた。死後4時間以内に病理解剖が行われ、癌の横隔腹膜転移や明らかな腹膜炎のない3例が対象に選ばれた。

症例は全て男性で、年齢幅は43-70歳であった。剖検時、横隔腹膜を傷つけないように右側と左側から採取し、グルタルアルデヒドで固定した後、走査型電子顕微鏡を用いて腹膜表面を観察した。観察範囲はランダムに選ばれた1平方ミリメートル領域とし、観察倍率2000倍で連続的にデジタル顕微鏡写真を撮影し、分布密度や小孔最大径を計測した。右側、左側のいずれにおいても横隔腹膜表面にリンパ管内皮細胞で縁取られた小孔が観察された。横隔腹膜右側では、リンパ管小孔の分布密度は162ー352個/平方ミリメートルで、小孔径の中央値は3.97ー4.09マイクロメートル(最小値0.77、最大値26.33)であった。横隔腹膜左側では、リンパ管小孔の分布密度は86ー383個/平方ミリメートルで、小孔径の中央値は4.05ー4.46マイクロメートル(最小値0.73、最大値25.52)であった。なお、分布密度や小孔径に左右差は見出されなかった(対応サンプルによるWilcoxonの符号付き順位検定:P = 0.593; P = 0.655)。ヒト横隔腹膜のリンパ管小孔の解剖学的分布や小孔径、左右差の有無について知ることができた。これらの知見は、癌の横隔腹膜転移や癌性腹水貯留の機序を解明する上で重要と考えられる。本年度は卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子を明らかにするため、当施設で卵巣癌の腫瘍減量術を受けた成人女性患者を対象に研究を行った。卵巣癌の手術中に腹水を採取して細胞診検査を行い、また、ブラシを用いて横隔腹膜擦過・液状化細胞診検査を行い、これらの検体中の癌細胞の有無を調べた。また、摘出された臓器の病理組織標本を作製し、卵巣癌の組織型や卵巣被膜破綻、卵巣被膜浸潤、原発巣における脈管侵襲、大網転移、大網以外の腹膜転移、リンパ節転移の有無を調べた。本年度の対象患者は50人で、年齢の平均値は58.9、年齢の中央値は57.0、年齢の幅は33-84であった。術前化学療法を施行された患者は12人で、リンパ節郭清を施行された患者は28人であった。癌の組織型は高異型度漿液性癌19例、明細胞癌15例、類内膜癌5例、粘液癌3例、類内膜癌と明細胞癌の混合型上皮性腫瘍2例、扁平上皮癌1例、癌肉腫1例、低異型度漿液性癌1例、その他の組織亜型3例であった。横隔腹膜転移陽性例は10例認められた。横隔腹膜転移陽性例では悪性腹水やリンパ節非郭清、癌の卵巣被膜浸潤、癌の大網転移、癌の大網以外の腹膜転移、原発巣での癌の脈管侵襲、術前化学療法施行例の頻度が統計学的に有意に高かった(P < 0.05、Fisherの正確検定)。年齢や組織型(高異型度漿液性癌か否か)、被膜破綻、リンパ節転移に関しては頻度に差があるとは言えなかった。本年度の研究対象ではリンパ節非郭清症例が予想よりも多く、病理学的に証明可能なリンパ節転移が癌の横隔腹膜膜転移に与える影響を詳細に検討することが困難であった。今後、術前の放射線画像情報を用いてリンパ節転移の有無を評価し、解析に加える必要があると考えられた。自治医科大学臨床研究審査委員会による研究計画書の承認までに予想以上の時間がかかり、臨床研究の開始が遅れたことによる。今後は本方法のブラシを用いた横隔腹膜擦過ならびに液状化細胞診断法を卵巣癌の術中に施行し,得られた検査結果を用いて,卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子,臨床的意義を解明していく予定である.今後は卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子,臨床的意義の解明にむけて、卵巣癌の臨床検体を用いて解析を進めていく予定である。研究期間を1年延長し、研究対象症例をさらに増やし、卵巣癌の横隔腹膜転移の病態とその予測因子、臨床的意義の解明に努める。本年度内の物品の購入が研究当初の予定よりも少なかったことや,投稿し受理された論文の雑誌掲載費用やカラー印刷代等の請求が本年度内にこなかったこと等が主な理由と考えられる.(次年度使用額が生じた理由)本年度内の物品購入が研究当初の予定よりも少なかったことや、投稿した論文の雑誌掲載費やカラー印刷代の請求が本年度中にこなかったこと等が主な理由と考えられる。(使用計画)
前十字靱帯三重束再建術のロボットシステムによる解析・評価

ロボットシステムを用いて,正常膝関節および再建膝関節の3次元力学試験を行い,膝の挙動と前十字靭帯の機能について調べた.力学試験は前十字靭帯に張力が伝わる前方引き出し試験,外反試験,内旋試験,およびピボットシフト試験とした.正常膝の場合,前方引き出し試験では既報告と同様に,伸展位では後外側線維束が緊張し,屈曲するにつれて前内側線維束が緊張することが分かった.前内側線維束を内側と外側で二分し,改めて前内側線維束と中間線維束として分けると,中間線維束は全屈曲角度で比較的緊張し続けるのに対して,前内側線維束は緊張度の変化が大きく,伸展位ではほとんど緊張せず,屈曲に伴って張力が増大した.外反試験や内旋試験においてもほぼ同様の結果となり,前十字靭帯を構成する3線維束の機能分担の特徴が明らかになった.一方,正常膝の実験で用いた膝に骨孔を作り,あらかじめ採取しておいた腱組織等を用いて前十字靭帯三十束再建術を行った.実験途中に骨孔が破損する危険があると考えられたため,あらかじめアルミニウム円筒に骨孔と同じ大きさ,形状,方向の孔を作り,円筒と同形状の孔を骨にあけ,円筒をつけはずしすることで,さまざまな再建手技を再現することとした.その結果,一重束再建に比べ,二重束再建および三重束再建の方が膝の剛性が増すことが明らかになった.また,二重束と三重束では有意差はないものの,三重束再建の方が前方剛性が高まることが分かった.外反試験や内旋試験においても,三重束再建による膝関節の剛性が一重束再建や二重束再建に比べ有意に高くなることが分かった.正常前十字靭帯の機能を再現するという観点からは,三重束再建術が最も優れていると判断された.ロボットシステムを用いて,正常膝関節および再建膝関節の3次元力学試験を行い,膝の挙動と前十字靭帯の機能について調べた.力学試験は前十字靭帯に張力が伝わる前方引き出し試験,外反試験,内旋試験,およびピボットシフト試験とした.正常膝の場合,前方引き出し試験では既報告と同様に,伸展位では後外側線維束が緊張し,屈曲するにつれて前内側線維束が緊張することが分かった.前内側線維束を内側と外側で二分し,改めて前内側線維束と中間線維束として分けると,中間線維束は全屈曲角度で比較的緊張し続けるのに対して,前内側線維束は緊張度の変化が大きく,伸展位ではほとんど緊張せず,屈曲に伴って張力が増大した.外反試験や内旋試験においてもほぼ同様の結果となり,前十字靭帯を構成する3線維束の機能分担の特徴が明らかになった.一方,正常膝の実験で用いた膝に骨孔を作り,あらかじめ採取しておいた腱組織等を用いて前十字靭帯三十束再建術を行った.実験途中に骨孔が破損する危険があると考えられたため,あらかじめアルミニウム円筒に骨孔と同じ大きさ,形状,方向の孔を作り,円筒と同形状の孔を骨にあけ,円筒をつけはずしすることで,さまざまな再建手技を再現することとした.その結果,一重束再建に比べ,二重束再建および三重束再建の方が膝の剛性が増すことが明らかになった.また,二重束と三重束では有意差はないものの,三重束再建の方が前方剛性が高まることが分かった.外反試験や内旋試験においても,三重束再建による膝関節の剛性が一重束再建や二重束再建に比べ有意に高くなることが分かった.正常前十字靭帯の機能を再現するという観点からは,三重束再建術が最も優れていると判断された.1)6軸力センサの変更とOS,制御アルゴリズム等の最適化担荷能力の高い6軸力センサ(申請)を購入し,現有のセンサと入れ替えた.これに伴い,クランプの設計および制御ソフトの改良を行った.制御システムを構築においてリアルタイムリナックスを用いる予定であったが,検討の結果,LabViewを採用し,軸のトルク制御を数msec以下で繰り返す,クローズド制御ループを持った制御・計測システムを構築した.ハイブリッド制御の構築に関しては,本研究代表者が開発した数学的な記述(J Biomech,1996)をベースに行った.2)靭帯張力作用位置解析システムの開発膝靭帯の大腿骨付着部にはたらく張力の大きさ,方向,作用位置を解析するためのハードウエアおよびソフトウエアを作成した.研究代表者が開発した6軸力センサの出力を座標変換して張力の作用線を求め,付着部形状との交点として求める方法(J BiomechEng,1995)を用いた.3)システム評価ハードウエアおよびソフトウエアが完成した後,動物膝を用いて,制御システムの基本性能を調べた.その際,膝の各自由度ごとに力制御および位置制御が可能であることを確認し,その後,全自由度を力制御あるいは位置制御下において,多自由度制御を行った.4)健常膝関節の実験開発したロボットシステムを用いてブタ正常膝関節の力学試験を行い,前十字靭帯線維束を順次切断して健常膝の運動をあたえ,線維束の力学的機能について解析した.関節剛性への寄与度,各線維束の張力変化,および各線維束張力の大腿骨付着部における作用位置を1)および2で開発した方法により求めた.ロボットシステムを用いて,正常膝関節および再建膝関節の3次元力学試験を行い,膝の挙動と前十字靭帯の機能について調べた.力学試験は前十字靭帯に張力が伝わる前方引き出し試験,外反試験,内旋試験,およびピボットシフト試験とした.正常膝の場合,前方引き出し

試験では既報告と同様に,伸展位では後外側線維束が緊張し,屈曲するにつれて前内側線維束が緊張することが分かった.前内側線維束を内側と外側で二分し,改めて前内側線維束と中間線維束として分けると,中間線維束は全屈曲角度で比較的緊張し続けるのに対して,前内側線維束は緊張度の変化が大きく,伸展位ではほとんど緊張せず,屈曲に伴って張力が増大した.外反試験や内旋試験においてもほぼ同様の結果となり,前十字靭帯を構成する3線維束の機能分担の特徴が明らかになった.一方,正常膝の実験で用いた膝に骨孔を作り,あらかじめ採取しておいた腱組織等を用いて前十字靭帯三十束再建術を行った.実験途中に骨孔が破損する危険があると考えられたため,あらかじめアルミニウム円筒に骨孔と同じ大きさ,形状,方向の孔を作り,円筒と同形状の孔を骨にあけ,円筒をつけはずしすることで,さまざまな再建手技を再現することとした.その結果,一重束再建に比べ,二重束再建および三重束再建の方が膝の剛性が増すことが明らかになった.また,二重束と三重束では有意差はないものの,三重束再建の方が前方剛性が高まることが分かった.外反試験や内旋試験においても,三重束再建による膝関節の剛性が一重束再建や二重束再建に比べ有意に高くなることが分かった.正常前十字靭帯の機能を再現するという観点からは,三重束再建術が最も優れていると判断された.
意思決定の言語・文化的影響：時間割引に関する検討

一般的に、人は現在の利益と未来の利益との間では非常に近視眼的な時間選好をしやすく、未来の効用をつい割り引いてしまう。このような時間割引の現象は、人だけでなく他の生物種でも見られる一方、文脈や個人差による影響、さらにはその文化差も示唆されており、東アジアにおける人々と比較し、北米における人々の割引率は高い。しかしながら、なぜこのような文化差が生じるのかには熟考の余地がある。前年度、日本で収集したデータに基づき、主観的な社会経済的地位が低いほど割引しやすい(つまり現在の利得を重視しやすい)ことがわかり、その内容を論文にまとめ刊行した。さらにこの知見を追試するため、新たに日本とアメリカの一般人サンプルからデータを収集し、日本人よりもアメリカ人の割引率が高いこと、また文化にかかわらず主観的な社会経済的地位が低いほど割引しやすいこと、さらにこれらの効果は独立に生じることがわかった。加えて、日本と中国の学生を対象にしても同様の実験を行い、両文化ともその時間割引にはq指数関数が最もよく当てはまったのに対し、中国人は日本人よりも衝動性が高い一方、日本人は中国人よりも時間一貫性に欠けた判断をしやすいといった文化差も見出した。その際、日中における行動の理解と言語表現の仕方の差異に関しても調べたところ、先行研究を追試し、中国人は日本人よりも行動を理解する際にプロセスよりもそのゴールを重視しがちであることがわかった。ただし、それらの差異は時間割引の仕方の文化差に何ら影響を与えていなかった。これらの知見の一部は国際学会および国内学会で発表された。さらにこれらは2編の論文にまとめられ、現在審査中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究では、未来表現と現在表現の区別の有無と1人称の数といった言語の特徴に注目し、それらが影響を与えるのであれば、未来・現在表現の区別がない言語、および1人称の数が複数あり、行為を理解する際にプロセスに注目しやすいような言語において時間割引の程度が小さいのではないかという点を検討した。参加者は、Han & Takahashi (2012)によって作成された時間割引を測定するための質問紙に回答した。具体的には、7つの遅延期間のそれぞれに対し、利得の大きさが操作された40の選択肢のうち好ましいほうを1つ選ぶよう求められた。これに加え、行動のゴールもしくはプロセスを重視する程度を測る質問紙、自己一貫性を測る質問紙、主観的な社会経済的地位を測る質問紙、および年齢、性別、引っ越し回数などのデモグラフィック質問紙にも回答してもらった。まだ日本のデータのみだが、主観的な社会経済的地位が低いほど、また引っ越し回数が多いほど割引をしやすい(つまり現在の利得を重視しやすい)ことが示唆された。また追加実験では参加者の唾液も収集し、遺伝子多型(例えばDRD2)との関わりも検討するため、分析を進めているところである。翻訳作業に手間取り、北米でのデータ収集に着手できなかったものの、2015年度においてその点は十分にカバーできる予定であり、それ以外の点は予定通りである。その一方で、2014年度での研究ではこれまであまり明らかにされてきていなかった主観的な社会経済的地位や引っ越し回数といったマクロ変数との関連について明確に示すことができ、この点について現在論文発表に向けて準備中である。

北米でのデータ収集を迅速に進め、2014年度での研究で示唆された主観的な社会経済的地位や引っ越し回数といったマクロ変数との関連が文化共通にみられる現象なのか、それともその影響の程度に文化差がみられるのか等、検討していく。また、すでにマレーシアでのデータ収集に関しても打ち合わせ済で、2015年度にはデータ収集を開始できる。そのことによって単一文化における複数の言語(例えば英語とマレー語)による影響についても、当初の予定通りに検討していく。27年度が最終年度であるため、記入しない。
遺伝性高チロジン血症I型モデルマウスにおける肝細胞死の機序の解明-遺伝子発現障害とアポトーシス-

本研究では目的は以下の2点にある。すなわち(i)遺伝性高チロジン血症における遺伝子発現異常と肝細胞死及び肝細胞癌の発生機序の解明、および(ii)肝細胞障害の遺伝子治療のモデルの確立、をめざしている。本年度の研究において以下の事柄が明らかになった。(1)組み換えアデノウイルスを用いて遺伝性高チロジン血症3型モデルマウス(HPD欠損マウス)の肝臓で4-ヒドロキシフェニルピルビン酸酸化酵素遺伝子を発現すると血中チロジン値が投与後6時間以内に正常化する。(2)同じ組み換えアデノウイルスを1型モデルマウス(FAH-HPD欠損マウス)に投与すると、肝臓でのアポトーシスが生じ、マウスは20時間以内に肝不全で死亡する。同様の肝不全はホモゲンチジン酸の投与でも生じた。対照マウスではホモゲンチジン酸は肝障害を生じない。(3)FAH-HPD欠損マウスから分離した初代培養肝細胞を用いた検討では、組み換えアデノウイルスおよびホモゲンチジン酸の投与でアポトーシスが生じた。これはアポトーシスの低分子阻害剤の投与で防止することが出来た。(4)FAHをが発現する組み換えアデノウイルスはFAH-HPD欠損マウスで生じるホモゲンチジンさんによる肝障害を完全に予防した。以上の結果からFAH欠損における肝障害はアポトーシス死を引き起こすこと、この細胞死はアポトーシスを制御する薬剤で防止することが出来る可能性が示唆された。さらにFAHを発現する組み換えアデノウイルスが細胞死を防ぐことが出来たので、このモデル系は遺伝子異常を補正した肝細胞が肝臓内で生存し増殖する課程の観察を可能にするを期待される。肝細胞に対する遺伝子治療のゴールのひとつは補正された細胞が臓器内で増殖し、異常細胞と置き換わることである。ここで開発したモデルは、ホモゲンチジン酸を投与することで様々な重症度の肝細胞死と肝細胞障害を自由に作成することを可能にしている。
構文意味解析技術に応用可能な統語論・意味論インタフェースの研究

ある意味内容を言語で表現する場合、その表現のしかたは何通りも存在する。このように異なる構文構造を持つ文の同義性を判定することは計算機にとって非常に難しい問題の一つである。この問題を解決するためには、構文構造に頼らずに同義性を判定できるかたちで文の意味が表現されなければならない。本研究課題では、Takagi et al. (2006)の意味表現を採用し、入力文が持つ文法的な特徴だけでなく、文脈を参照しながら入力文の意味表現を生成する構文意味解析器を開発し、その構文意味解析器を日本語対話システム、日本語教育用システムに組み込むことを通して、計算機による意味理解のための手法を整備した。対話データベースを用いた構文意味解析器の評価から、構文意味解析器への入力となる形態素解析器に関する問題が明らかになった。構文意味解析が正しく行われるためには、形態素解析器の出力が正しいことが前提となるため、そもそも形態素解析に失敗する入力は、構文意味解析を正しく行うことができない。そのため、概念辞書中に登録されている語彙のみが使われているにも関わらず、形態素解析に失敗する事例に関して、形態素解析器のチューニングが必要となる。ところが、これまで使用してきた形態素解析器が、語彙の追加、既登録語彙情報の編集、形態素解析ルールの追加・編集等の作業において、必ずしも作業効率が良いものとは言えず、これが構文意味解析器の開発速度に影響を与えてしまった。そのため、これまでの形態素解析器に代わって、あらたな形態素の導入を決定し、その候補を選定した。開発中の構文意味解析器の評価の一環として、解析器を対話システムの構文解析モジュールとして利用し、その対話システムを核とする日本語対話訓練システムにおいて評価を行った。こn日本語対話訓練システムは、学習者の入力文から生成される意味表現を、学習者が対話中に発話すべき内容を蓄積したシチュエーション知識に重ね合わせることで、入力の正誤判定や入力文に対する意味内容の補完を行うことができる。学習者入力のシチュエーション知識への重ね合わせは、一般の対話システムにおけるユーザ入力の文脈への重ね合わせの操作に相当すると考えてよい。この評価結果から、重ね合わせに失敗する最大の原因が、構文意味解析器に起因するものではなく、形態素解析の失敗によるものであることが明らかになった。このことからも、上で述べた新たな形態素解析器の導入が緊急の課題であることが確認された。構文意味解析の前処理となる形態素解析について、前年度まで使用していた形態素解析器では、語彙の追加、既登録語彙情報の編集、形態素解析ルールの追加・編集等の作業コストが高く、これが構文意味解析器の開発速度に影響を与えていたため、新たに形態素解析器としてMeCabを導入した。また、これに伴い、形態素解析器と構文意味解析器の間の入出力インタフェース部分や概念辞書のデータ構造等に必要な修正を加えた。開発中の構文意味解析器を、先行研究において開発された対話システムに構文意味解析モジュールとして組み込み(対話制御、応答文生成等の他のモジュールは、既存のモジュールを利用)、複数節・複数文間にまたがる情報を利用した構文意味解析について、その手法の検討・実装と、予備的な評価を行った。本研究課題で採用している意味表現形式は、実体概念・現象概念の意味を属性・値の集合からなるフレームとして表現している。また、修飾語による被修飾語の意味の限定は、修飾語概念が持つ属性値を、被修飾語概念が持つ適切な属性値へ伝搬させることにより表現される。同様に、複数節・複数文間にまたがる意味の限定についても属性値の伝搬によってこれを表現するため、属性値の伝搬元となる概念と、伝搬先となる概念について、どのタイプの概念の間で伝搬が起こり得るかについて、依存構造のパターンごとに網羅的な検討を行い、伝搬が起こる場合の属性値の伝搬手法をまとめた。これに加えて、実対話例に基づく検討を行い、属性値の伝搬に関する依存構造パターンとは独立した条件を検討した。上記の検討をもとに複数節・複数文間にまたがる属性値の伝搬手法を実装し、予備的な評価を行った。この結果、本研究で開発した属性値の伝搬手法により、実験データの91%において、伝搬先候補の中に適切な伝搬先が含まれることを確認した。本研究で採用している意味表現は自立語の意味がフレームで表現されており、各フレームは属性・値のペアの集合として記述されている。前年度までの設計では、この値には語自体が持つ値(システムの知識に該当)を格納する知識値と、他の語による修飾等に基づいて決定される値を格納する修飾値の2種類が準備されていた。例えば、固有名詞に関連した知識は、その固有名詞に該当するフレームの知識値に格納される。また、ある概念の属性値が統語的な修飾関係に基づいて決定される場合、修飾語フレーム内の各属性値が、被修飾語フレーム内の対応する修飾値へと伝搬される。

いっぽう、対話においては先行文で言及された現象・実体等が後続文の内容によってさらに意味的な限定を受けたり、逆に先行文の内容から後続文で言及される現象・実体等が意味的な限定を受けることも少なくない。このような事例に対応するため、統語的な修飾関係によらない意味の限定を表現するための伝搬値を新たに設け、それにあわせてシステムのデータ構造の変更を行った。修飾関係に基づく意味の限定は、構文意味解析器による構文解析が成功する限りにおいて、曖昧性のない解釈結果が得られる。例えば、宿泊現象の宿泊施設属性の値がXホテルである場合、Xホテルの存在場所属性の知識値を宿泊現象の宿泊場所属性に伝搬することが常に可能である。いっぽう、文境界をまたぐ意味の限定(値の伝搬)は完全に文脈依存であり、入力文中の現象・実体等が文脈中のどの現象・実体等に対応するかに依存してる。そのため、知識値・修飾値と区別して伝搬値を設けることにより、対話システムが解釈を誤った場合の再解釈の制御が容易になることが期待される。また、データ構造変更後の構文意味解析器を、本研究と並行して開発されている教育用日本語対話訓練システムに組み込み、データ構造の変更による悪影響がないことを確認した。本年度は形態素再解析手法を開発し、そのプロトタイプとなる形態素解析モジュールを実装した。本研究において開発中の構文意味解析器は、形態素解析結果に基づいて各自立語に対応する概念フレームを取得し、そのつど疑念フレーム間の係り受けの可否を判断しながら意味表現候補を生成し、複数の意味表現候補の中から最適な意味表現を選択する。そのため、形態素解析に失敗すると誤った意味表現を生成してしまったり、意味表現自体が生成されないという事態に陥ってしまう。この問題を解決するために、形態素解析に失敗した場合に文脈情報を利用して再解析を行う手法について検討し、そのプロトタイプモジュールを実装した。本研究の構文意味解析器を組み込んだ日本語教育用対話訓練システムでは、学習者がシステムを相手にロールプレイを行い、ホテル検索・予約といったタスクを達成する。システムは学習者がタスク達成のために発話すべき内容を、シチュエーション知識と呼ばれる意味表現として保持している。そこで、このシチュエーション知識を疑似的な文脈と見なし、誤った形態素を含む学習者入力文から、シチュエーション知識を参照しながら正しい形態素を得る手法を開発した。具体的には、初回の形態素解析結果からシチュエーション知識に存在する概念と同一、もしくは上位・下位関係にある形態素(正解形態素)と、それ以外の文字列(失敗文字列)を抽出する。さらに、正解形態素と失敗文字列の語順から、失敗文字列の位置で発話されるであろう概念(正解候補概念)の集合をシチュエーション知識を参照して取り出す。失敗文字列と各正解候補概念との間で始端・終端フリーの文字列マッチングを行うことにより、失敗文字列において発話が意図されていた形態素を推定する。この手法を用いたプロトタイプモジュールを実装し、少数のテストセットにおいては設計意図通りの結果を得た。本研究で採用している意味表現は自立語の意味がフレームで表現されており、各フレームは属性・値のペアの集合として記述されている。
モアレ干渉法による繊維強化複合材料の層間強度評価

一方向強化カーボン/エポキシ積層板からなる繊維強化複合材料のDCB(Double Cantilever Beam)試験片を用い,またモアレ干渉法を応用することにより,モードI型の負荷形態によって生じる層間破壊を研究した.き裂先端近傍におけるき裂の開口変位を計測し,試験片の開口端部における変形を評価した.その結果,き裂先端における変形が開口変位の増加に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.またその変形が層間破壊靱性値の評価法に及ぼす効果を考察した.開口変位,層間破壊靱性値およびコンプライアンスをき裂先端部における材料剛性の関数として表示できるような改良型のモデルを導入した.そして得られた開口変位の解とモアレ干渉法で測定された結果を比較した.その結果,得られた解がき裂先端近傍の測定結果を定性的に良く表現すること,また負荷点での開口変位と定性的に良く一致することを明らかにした.さらに得られた材料剛性値が開口変位,層間破壊靱性値およびコンプライアンス値を評価する際に重要な役割を果たすことを解明した.層間破壊のき裂先端で生じる変形を研究するために,モアレ干渉法で測定された結果と解析モデルとの比較を行った.そして,き裂先端近傍における層間剛性とひずみ分布を評価した.その結果,ひずみ分布が層間剛性および試験片の板厚に依存することを解明した.さらに,き裂先端におけるひずみ値と層間剛性の間に特殊な相関関係が存在することを明らかにした.一方向強化カーボン/エポキシ積層板からなる繊維強化複合材料のDCB(Double Cantilever Beam)試験片を用い,またモアレ干渉法を応用することにより,モードI型の負荷形態によって生じる層間破壊を研究した.き裂先端近傍におけるき裂の開口変位を計測し,試験片の開口端部における変形を評価した.その結果,き裂先端における変形が開口変位の増加に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.またその変形が層間破壊靱性値の評価法に及ぼす効果を考察した.開口変位,層間破壊靱性値およびコンプライアンスをき裂先端部における材料剛性の関数として表示できるような改良型のモデルを導入した.そして得られた開口変位の解とモアレ干渉法で測定された結果を比較した.その結果,得られた解がき裂先端近傍の測定結果を定性的に良く表現すること,また負荷点での開口変位と定性的に良く一致することを明らかにした.さらに得られた材料剛性値が開口変位,層間破壊靱性値およびコンプライアンス値を評価する際に重要な役割を果たすことを解明した.層間破壊のき裂先端で生じる変形を研究するために,モアレ干渉法で測定された結果と解析モデルとの比較を行った.そして,き裂先端近傍における層間剛性とひずみ分布を評価した.その結果,ひずみ分布が層間剛性および試験片の板厚に依存することを解明した.さらに,き裂先端におけるひずみ値と層間剛性の間に特殊な相関関係が存在することを明らかにした.昨年度は,モアレ干渉計測システムを開発し,基礎実験を行なった。例えば,1.破壊実験と干渉計測を同時に行うための引張試験機の改良,2.精度の高い回折格子の作製,3.干渉縞を精度良く撮影できる装置作製,などを行い,き裂先端近傍の微視的変位の計測を可能とした。これにより計測技術的な問題点は解決し,今後の研究の目的を大きく前進した。現在までの研究により,以下のような知見を得た。すなわち,1.層間破壊モデルとして広く採用されている初等梁理論は,現象を正しく表現できない、2.その原因として,き裂先端を梁の固定端と仮定し変形を拘束する初等梁理論の境界条件に問題がある。3.き裂先端の変形を考慮したモデルにより,現象を正確に表現することが可能である,ことを明らかにした。4.上記の知見については,機械学会(平成5年11月)において発表した。なおその内容は,日本機械学会論文集(平成6年4月号)に掲載予定である。実験材料として,繊維強化複合材料である一方向強化カーボン/エポキシ積層板を採用した.またDCB(Double Cantilever Beam)試験片を用い,き裂先端近傍におけるき裂の開口変位をモアレ干渉法を応用して計測した.本年度は,これらの計測結果を用いて,層間破壊のき裂先端で生じる変形を解析した.その手法としてき裂先端における境界条件が変形を拘束しないような新しいDCB解析モデルを考案した.このモデルが従来の初等梁理論と異なる点は,き裂先端近傍の変形を考慮した解析,すなわち局所的な応力やひずみの計算を行なうことを可能としたことである.本研究では,き裂の開口変位の測定値と解析結果の比較を行ない,き裂先端部の層間剛性を評価した.また得られた層間剛性を用いて破壊靱性および層間ひずみを評価し,以下の知見を得た.すなわち,(1)本研究で提案した解析モデルが開口変位の測定値と定性的,定量的に良く一致することを示した.(2)き裂先端での層間剛性は、繊維と垂直方向の縦弾性係数より大きく低下すること,またき裂進展とともに変化することを明らかにした.(3)靱性値評価においてき裂先端の剛性が重要な役割を果たすことを実験および理論的に証明した.(4)き裂先端の剛性が小さいときはく離に至るまでの変形が大きく,逆に剛性が大きいとき変形が小さくなることを示した.(5)新たに得られた上記の知見については,日本機械学会(平成6年10月)において発表した.
Ru系銅酸化物超伝導体における磁性と超伝導の共存

今年度は仕込み組成を変化させることで超伝導転移温度の変化が見られるNbB_<2+x>の大型単結晶の脊成を行ってきた。NbB_2は3000°C以上の高融点であるためXeランプを用いた浮遊帯域法で結晶の育成を試みた。また、融点を下げるためにBフラックスを用いたが、試料棒の焼きしめが十分でないためにフラックスを吸収してしまい、溶解している部分(zone)が安定しなかったため、単結晶が成長するまでには至らなかった。しかしながら、外的条件を微妙に調整することで短時間zoneを安定させることができるため、今後は、何らかの方法を用いてこの試料棒を十分に焼きしめることができれば、大型の単結晶を得ることができると考えられる。また、昨年度まで行ってきた、NbB_<2+x>の多結晶試料の実験結果(放射光X線回折、μSR、中性子散乱)の解析を行った。放射光X回折を用いた構造解析からRietvel法を用いて組成比や軸長などを精密化すると共にマキシマムエントロピー法を用いて電荷密度分布を調べたところ、超伝導転移温度の違う試料でNbサイトとBレイヤーの電子数の違いも確認された。また、μSR測定からは磁場侵入長の温度依存性がweak-coupling BCS modelである程度再現できることから、磁場侵入長の磁場依存性の結果と矛盾しなく、NbB_<2+x>は等方的なgapをもつ超伝導体であることが明らかになった。さらに、3つの異なる組成の試料におけるT_cとミュオンスピン緩和率の関係をweak-coupling BCS modelを用いて再現することが可能であることを示し、T_cの変化が超伝導キャリア密度の違いによって起こっていることを示唆することができた。中性子散乱実験の結果からはNbB_<2+x>におけるBの仕込み組成を増加させるにつれて新しいフォノン構造を示唆するピークの発達を確認することができたが、現在のところこの系におけるフォノンモードの計算を行っている最中であるため、どのモードが発達しているのかは決定できない。この系RuSr_2RECu_2O_8(RE : rare earth element)において現在までに行われた物性測定はすべて多結晶体試料のものであり、超伝導と強磁性の共存機構を解明するための詳細な実験結果を得るためには、単結晶試料を用いた測定が必要不可欠である。そこで、今年度我々はこの物質の単結晶育成を試みてきた。まず、RE=Yの試料にフラックスとしてCuOを混ぜたものを超高圧下で熱処理を行うことにより、単結晶育成を試みたが単結晶試料を得ることができなかった。また、RE=Yの試料は超高圧下でしか合成できないため、常圧下においてはRE=Gdの試料を用いてRE=Yの場合と同様にCuOをフラックスとして単結晶育成を行った。しかし、この場合も単結晶試料を得ることはできなかった。これらの原因として、超高圧下では熱処理できる容積が非常に小さいために単結晶が大きく成長しなかったこと、また、フラックスとして用いたCuOに試料がうまく溶解しなかったことが考えられる。これらのことを踏まえた上で来年度は、フラックスとして今までと同様にCuOを用いて、熱処理の温度や冷却時間などの条件をもう少し探る方法と、この系がうまく溶解するようなフラックスを探し、単結晶試料の育成を行うことを考えている。この系RuSr_2RECu_2O_8(RE:rare-earth)において報告されている物性測定のほとんどは多結晶体試料で行われたものであり、単結晶試料を用いて行った実験の報告はほんの数例しかなく、得られている単結晶試料も数百?オーダーの非常に小さなものである。この系における超伝導と強磁性の共存機構を解明するための詳細な実験結果を得るためには、単結晶試料を用いた測定が必要不可欠である。そこで、今年度も我々はこの物質の単結晶育成を試みてきた。まず、現在単結晶が得られているグループの報告を元にRE=Gdの試料に関して、CuOをフラックスとした常圧下での育成を行ったが、単結晶試料を得ることは出来なかった。また、RE=Yの試料にフラックスとしてCuOを混ぜたものを超高圧下で昨年度よりも高い温度で熱処理を行うことにより、単結晶育成を試みたがこちらも単結晶試料を得ることができなかった。一方、これとは独立にNbB_<2+x>における?SR測定を行った。?SR測定においては、MgB_2と同様の結晶構造を持つこの系における超伝導gapの対称性がどうなっているのかを調べること、また、硼素の含有量の違いによってT_cが変化することの原因を探ることを目的として研究を行った。その結果、NbB_<2.1>(仕込み組成)の試料における磁場侵入長の温度依存性の振る舞いは二流体モデル(BCS理論)で説明が出来なく、異方的なgapの対称性を持つ超伝導体であることを示唆する結果が得られた。しかし、磁場侵入長の磁場依存性の振る舞いは典型的な等方的なgapをもつものとして説明が出来るものであった。現在のところこれらの矛盾を説明することはできないが今後解明したいと考えている。また、様々な仕込み組成におけるT_cのミュオンスピン緩和率依存性の振る舞いは銅酸化物高温超電導体におけるものと非常に類似しており、この系におけるT_cがキャリア濃度に依存していることを示唆する振る舞いが観測された。