hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューラルネットワークを用いた多目的最適化による自己修復機能の探索

近年の流体機械における設計要件は,設計点における効率のみならず非設計点における安定した運転が求められるようになってきた.従来の設計手法は,剥離を抑制し損失を減らすことに重点が置かれており,非設計点では流れが剥離してサージなどの自励的不安定現象を生じてしまう.本研究では,流れが剥離しても流れ場自身が自動的に自己修復して安定した流れ場を実現する機能を有する形状を探索する.探索システムとして,数値流体解析を効率的に行うことができる多目的最適化設計手法を用い,遺伝的アルゴリズムによる全方位的形状探索とし,さらにメタモデルとしてニューラルネットワークを適用することで効率的な形状探索を行う.対象とする自動車用ターボチャージャーでは,運転回転数および作動運転流量の範囲が広く,作動流体がディフューザに流入する角度も大きく変化するので,一般的に羽根なしディフューザが採用され,羽根つきディフューザの適用が難しい.しかし,羽根つきディフューザの中でも,弦節比が1.0以下程度である小弦節比翼列ディフューザは,低流量側では側壁に生じる二次流れ効果によって失速が抑制され,広い作動流量範囲を持つ可能性がある.昨年度までの研究成果によれば,シュラウド先端隙間を設けることで二次流れ効果が活性化し,ディフューザの流れ角が大きく変化する場合でも,失速することなく翼型ディフューザが適用できることが示された.本年度は,さらに広範囲な運転範囲を目指し,ピンチディフューザやシュラウド先端隙間を設計パラメータに組み込み,広い運転流量範囲で作動するディフューザ設計の指針を提案するとともに,研究初年度に開発したインデューサ失速対策としての循環流型ケーシングトリートメントと小弦節比翼列ディフューザを組み合わせ,広い運転流量範囲を持つ遠心圧縮機を提案した.近年の流体機械における設計要件は,設計点における効率のみならず非設計点における安定した運転が求められるようになってきた.従来の設計手法は,剥離を抑制し損失を減らすことに重点が置かれおり,非設計点では流れが剥離してサージなどの自励的不安定現象を生じてしまう.本研究では,流れが剥離しても流れ場自身が自動的に自己修復して安定した流れ場を実現する機能を有する形状を探索する.探索システムとして,数値流体解析を効率的に行うことができる多目的最適化設計手法を用い,遺伝的アルゴリズムによる全方位的形状探索とし,さらにメタモデルとしてニューラルネットワークを適用することで効率的な形状探索を行う.本年度は循環流型ケーシングトリートメントの最適化を実施した.ターボチャージャー用遠心圧縮機を対象とし,上流側吸い込み管シュラウド壁面の環状溝と下流側羽根車入口のど部のシュラウド壁面環状溝とをバイパス通路で連結し,両溝間の圧力差により下流側溝からは低エネルギー流体が吸い出され,上流側溝から主流に戻される循環流が形成される.主流に戻された低エネルギー流体は,自身の持つ旋回成分が予旋回効果となること,循環流量の分だけ羽根車入口における流入流量が増加することにより前縁剥離が抑制される.目的関数として設計点流量および低流量での断熱効率とした最適化を実施し,探索結果は明瞭なパレートフロントを形成した.断熱効率を改善するには最適循環流量が存在し,循環流の旋回成分を抑制することが高エントロピー流体の集積を抑制することが分かった.次いで,循環流の旋回成分を抑制する手段として,環状通路内のガイドベーンを提案し,ガイドベーンを含めた最適形状探索を行い,旋回成分を抑制することに有効なガイドベーン形状を提案した.ガイドベーンを含めた最適形状探索システムを構築し,最適化を実施した.形状探索結果は明瞭なパレートフロントを形成し,断熱効率改善のためのケーシングトリートメントおよびガイドベーン形状を提案できた.また,最適化の際に検討した形状データを統計的に処理し,設計パラメータの感度解析を行ったところ,効率改善のためには,羽根車入口旋回成分のコントロールが重要だと分かった.すなわち,旋回成分を極端に取り除けば角運動量が消失し,旋回成分の残すと遠心力により高エントロピー流体が羽根車入口シュラウド壁面へ集積し,同じ流体が循環する現象を生じてしまうと理解できた.最適形状は,適正な循環流量を予旋回を生じることなく羽根車へ戻す流れ場を形成させていると考えられる.近年の流体機械における設計要件は,設計点における効率のみならず非設計点における安定した運転が求められるようになってきた.従来の設計手法は,剥離を抑制し損失を減らすことに重点が置かれており,非設計点では流れが剥離してサージなどの自励的不安定現象を生じてしまう.本研究では,流れが剥離しても流れ場自身が自動的に自己修復して安定した流れ場を実現する機能を有する形状を探索する.探索システムとして,数値流体解析を効率的に行うことができる多目的最適化設計手法を用い,遺伝的アルゴリズムによる全方位的形状探索とし,さらにメタモデルとしてニューラルネットワークを適用することで効率的な形状探索を行う.自動車用ターボチャージャーでは,運転回転数および作動運転流量の範囲が広く,作動流体がディフューザに流入する角度も大きく変化するので,一般的に羽根なしディフューザが採用される.羽根なしディフューザよりも高い圧力回復率を得るためには,チャンネルディフューザもしくは翼型を用いた羽根つきディフューザを用いる必要があるが,ディフューザに流入する角度が大きく変化する場合には適用が難しい.しかし,羽根つきディフューザの中でも,弦節比が1.0以下程度である小弦節比翼列ディフューザは,低流量側では側壁に生じる二次流れ効果によって失速が抑制され,広い作動流量範囲を持つ.しかし,低流量域で失速を抑制する二次流れをうまく作動させるための知見が少なく,二次流れに着目した設計手段も確立されていない.

そこで本年度は小弦節比翼列ディフューザの最適化を実施した.特にシュラウド先端隙間を設けることで二次流れ効果が活性化することを見出し,ディフューザの流れ角が大きく変化する場合でも,失速することなく翼型ディフューザが適用できることを明らかにする.さらに,設計パラメータの感度解析を行い,ディフューザ設計の指針を提案する.過給機用遠心圧縮機において,小弦節比翼列ディフューザの適用可能性を追究した.遺伝的アルゴリズムおよびニューラルネットワークを用いた全方位探索システムである多目的最適化を適用し,数値解析により最適形状を求めるシステムを構築した.最適化結果は,ディフューザ流入角が15 deg. 43 deg.と大きく変化する運転領域でも,失速しない翼列ディフューザが見出され,ディフューザ先端隙間を通路幅の約10%設けると二次流れ効果が得やすくなり,最適形状を見出しやすくなる.また,実験限界流量より50%減じた流量でも,二次流れ効果により失速することなく,安定した流れ場を実現できる可能性があることが明らかとなった.近年の流体機械における設計要件は,設計点における効率のみならず非設計点における安定した運転が求められるようになってきた.従来の設計手法は,剥離を抑制し損失を減らすことに重点が置かれており,非設計点では流れが剥離してサージなどの自励的不安定現象を生じてしまう.本研究では,流れが剥離しても流れ場自身が自動的に自己修復して安定した流れ場を実現する機能を有する形状を探索する.探索システムとして,数値流体解析を効率的に行うことができる多目的最適化設計手法を用い,遺伝的アルゴリズムによる全方位的形状探索とし,さらにメタモデルとしてニューラルネットワークを適用することで効率的な形状探索を行う.対象とする自動車用ターボチャージャーでは,運転回転数および作動運転流量の範囲が広く,作動流体がディフューザに流入する角度も大きく変化するので,一般的に羽根なしディフューザが採用され,羽根つきディフューザの適用が難しい.しかし,羽根つきディフューザの中でも,弦節比が1.0以下程度である小弦節比翼列ディフューザは,低流量側では側壁に生じる二次流れ効果によって失速が抑制され,広い作動流量範囲を持つ可能性がある.昨年度までの研究成果によれば,シュラウド先端隙間を設けることで二次流れ効果が活性化し,ディフューザの流れ角が大きく変化する場合でも,失速することなく翼型ディフューザが適用できることが示された.本年度は,さらに広範囲な運転範囲を目指し,ピンチディフューザやシュラウド先端隙間を設計パラメータに組み込み,広い運転流量範囲で作動するディフューザ設計の指針を提案するとともに,研究初年度に開発したインデューサ失速対策としての循環流型ケーシングトリートメントと小弦節比翼列ディフューザを組み合わせ,広い運転流量範囲を持つ遠心圧縮機を提案した.ターボチャージャー用遠心圧縮機は,インデューサおよびディフューザそれぞれに対して失速抑制対策が必要である.インデューサ失速に対しては研究初年度にて開発した循環流型ケーシングトリートメントを適用し,最適形状を提案した.次年度以降は,ディフューザ失速抑制策として小弦節比翼列ディフューザを提案し,最適形状を探索する.
マーク・トウェイン晩年のユーモア――〈笑いの武器〉による批評精神

本研究「マーク・トウェイン晩年のユーモアー<笑いの武器>による批評精神」は、マーク・トウェイン晩年期の研究の一環として、トウェイン晩年のユーモアに焦点を当て、<笑いの武器>を行使するトウェインの批評精神を考察する。すなわち、ユーモア作家としてスタートした本作家のユーモアにおける修辞学の変容と発展を晩年のユーモアを分析することによって明らかにし、その批評精神の特徴ならびに思想を提示する。そして、今なお流布する「暗い絶望に沈んだ晩年」像に修正を迫り、その見直しに積極的に貢献することを目指す。実施計画に基づき、初年度と2年目は以下の内容で研究を進めた。1.トウェイン晩年の<ユーモアのセンス>の定義・その概念を「滑稽さを見抜く力、認識力である」と読解。「<ユーモアのセンス>を成長させよ」と、作中人物少年サタンに語らせるトウェインに注目。2.<ユーモアのセンス>は新版『自伝』口述1906年3月12日と14日に行使される。アメリカ海軍によるフィリピンのモロ族大虐殺事件を弁明する海軍と大統領を笑い飛ばすのである。3.F. Rabelaisの『ガルガンチュアとパンダグリエル』全5巻を宮下志朗訳で読む。トウェインがラブレーに魅かれた理由を考察する際のヒントを探った。4.新版『自伝』に見るトウェイン晩年の批評精神を著作権擁護活動を検討することによって、拙論「トウェインと著作権ー『マーク・トウェイン自伝』に見る著者晩年の批評精神」を出版。5.晩年期に差し掛かる時期の著作『まぬけのウィルソン』(1894)論を執筆。「『まぬけのウィルソン』における人種表象ージム・クロウ人種隔離法下の創作活動」(現在投稿中)。狭義の意味での本研究計画からは一見外れるように見えるが、トウェイン晩年期のユーモアを考察するうえで有意義な作業であった。初年度に計画していたJames M.Cox, _The Fate of Humor_におけるトウェインのユーモア観ならびに晩年観と、本研究における見解との差異を明確にする作業が後回しになっている点で、やや遅れている。また、ユーモアを冠した拙論をまとめていない点で、やや遅れている。しかし、新版『自伝』全3巻(2010-2015)の読解は引き続き進めており、第2巻まで読了した。最晩年期のトウェインの「現在進行中の批評精神」を考察できている点では、本研究課題遂行作業自体は進行していると考えている。また、トウェイン晩年期の批評精神に関する拙論を2編まとめることができたのは、救いである。来年度は、遅れている作業から進めることになるが、引き続き本研究課題の遂行に向けて努力したいと思う。James M. Cox, _The Fate of Humor_におけるトウェインのユーモア観ならびに晩年観と、本研究における見解との差異を明確にすることによって、問題点を整理し、本研究課題の独自性を明確化しながらまとめる方向ですすめていく。そのために、新歴史主義や多文化主義による今日の新しい文献を加え、考察を深める。トウェインの晩年のテクストとして欠かせない新版『マーク・トウェイン自伝』の分析をひきつづき深める。これまでの研究を統合し、少なくとも「マーク・トウェイン晩年のユーモアー<笑いの武器>による批評精神」の核になる論考をまとめられるようにする。そして、いまなお流布する「暗い絶望に沈んだ晩年」像に修正を迫り、その見直しに積極的に貢献することを目指す。実施計画に基づき、初年度は以下の内容で研究を進めた。1.トウェイン晩年の<ユーモアのセンス>の定義・その概念を確認した。すなわちそれは<滑稽さを見抜く力、認識力("perception")である>とする("The Chronicle of Young Satan")。少年サタンは語り手の少年を励まし、人びとの<ユーモアのセンス>を成長させよと説くのである。2.まさにその<ユーモアのセンス>は、例えば1906年3月12日と14日に口述した新版『自伝』の中で、トウェイン自身によって行使される。彼は特電が報じる事件(フィリピンでのモロ族大虐殺事件)における米海軍の弁明と大統領声明とを笑い飛ばすのである(Vol.1)。トウェインが「執筆の現在」の思索を縦横に語る晩年期のテクスト(新版『自伝』)のこうした読解が本研究にきわめて有益だと分かる。3.ある程度見当をつけているJames M. Coxの見解と拙論上における見解との差異を明確にする作業よりも、未読のF. Rabelaisの世界をいま覗くことを優先した。宮下志朗訳『ガルガンチュアとパンダグリエル』全5巻を読了し、トウェインがラブレーに魅かれた理由の考察を試みた。なるほどラブレーの世界は豊饒な世界である。本研究に何とか活かしたいと思う。

初年度の計画のうち、James M. Cox, The Fate of Humorにおけるトウェインの晩年観ならびにユーモア観と本研究における見解との差異を明確にする作業、すなわち本研究におけるトウェイン晩年のユーモア観の立場を鮮明にする作業を後回しにして、未読のラブレーの世界をいま覗くことにしたため前者の作業が残っている。また、初年度の考察を論文の形にしていない。以上の理由から、進捗状況は「3やや遅れている」。しかし、1.新版『マーク・トウェイン自伝』(全3巻、2015年完結)を引き続き読書会にて読み進めており、晩年期のトウェインの「現在進行形の思索」の読解は進んでいる。これまで未公刊だった部分を多く含む新資料であるため、本研究課題遂行作業自体は進んでいると考える。加えて、トウェイン最晩年の「執筆の現在」の思索から解釈すれば、当初の予測が間違っていないばかりか、むしろその予測を裏付けことができるのではないかとさえ感じでいる。それゆえ、はやる気持ちで『自伝』を読み進めている。2.ただし、ラブレーの豊饒な世界と比較して何らかの関連性を論じることができるのか、否かーそうした難題も抱えたことになった。もっともラブレーとトウェインが矛盾しないことが分かり(民衆に対する姿勢、権力に対する抵抗、圧力の下での創作活動の苦労等々、また冒険や旅によるストーリー展開、たえず脱線する話題等々の共通項ありで)、興味は尽きない。しかし、アメリカ南西部との関連でヨーロッパ中世のラブレーと何を如何に論じうるのか、本トウェイン論においてどのように統合しうるのかについての難題は全く手つかずであるといってよい。3.確認できた点から(確実に指摘できることから)まとめていく作業をとおし全体像を作り上げるといった仕事になるだろうと思う。大筋では予測していた方向で進められそうだと感じている。本研究「マーク・トウェイン晩年のユーモアー<笑いの武器>による批評精神」は、マーク・トウェイン晩年期の研究の一環として、トウェイン晩年のユーモアに焦点を当て、<笑いの武器>を行使するトウェインの批評精神を考察する。すなわち、ユーモア作家としてスタートした本作家のユーモアにおける修辞学の変容と発展を晩年のユーモアを分析することによって明らかにし、その批評精神の特徴ならびに思想を提示する。そして、今なお流布する「暗い絶望に沈んだ晩年」像に修正を迫り、その見直しに積極的に貢献することを目指す。実施計画に基づき、初年度と2年目は以下の内容で研究を進めた。1.トウェイン晩年の<ユーモアのセンス>の定義・その概念を「滑稽さを見抜く力、認識力である」と読解。「<ユーモアのセンス>を成長させよ」と、作中人物少年サタンに語らせるトウェインに注目。2.<ユーモアのセンス>は新版『自伝』口述1906年3月12日と14日に行使される。アメリカ海軍によるフィリピンのモロ族大虐殺事件を弁明する海軍と大統領を笑い飛ばすのである。3.F. Rabelaisの『ガルガンチュアとパンダグリエル』全5巻を宮下志朗訳で読む。トウェインがラブレーに魅かれた理由を考察する際のヒントを探った。4.新版『自伝』に見るトウェイン晩年の批評精神を著作権擁護活動を検討することによって、拙論「トウェインと著作権ー『マーク・トウェイン自伝』に見る著者晩年の批評精神」を出版。
高脂肪食摂取による乳脂肪球皮膜タンパク質遺伝子の発現変動

昨年度、乳脂肪の乳汁中への分泌に重要な役割を果たしていると考えられている乳脂肪球皮膜タンパク質、MFG-E8、プチロフィリンに対する特異抗血清を用いたWestern blot解析の結果、高脂肪食摂取群の乳汁サンプルにおいて脂肪成分(トリグリセライド、遊離脂肪酸)濃度が高度に減少したにもかかわらず、両タンパク質はほぼ同程度検出され、乳汁中への脂肪の分泌と乳脂肪球皮膜タンパク質の分泌が必ずしも密接に関連していないことを示す結果を得た。本年度はさらに遺伝子レベルでMFG-E8、プチロフィリン、およびCD36(乳脂肪球皮膜の主要タンパク質の一つ)の発現を解析した。昨年度と同様に、妊娠を確認したマウスに、妊娠期・泌乳期を通じて高脂肪食あるいは通常食を摂取させる。分娩直後、泌乳中期、泌乳後期にそれぞれのマウスより乳腺を摘出し、全RNAを調製した。MFG-E8、ブチロフィリン、CD36のcDNAをプローブとしたノーザンブロット法により乳腺組織における乳脂肪球皮膜タンパク質mRNAの変動を解析したところ、両群間で有意な差は認められなかった。さらにそれぞれのcDNA配列に特異的なプライマーを用いたRT-PCR法により同様に解析したところ、やはり両群間で有意な差は認められなかった。なお、典型的な乳タンパク質の一つであるβ-カゼインの発現量も両群間で差は認められなかった。昨年度得られた結果と考えあわせると、乳脂肪球皮膜主要タンパク質の発現は遺伝子、タンパク質両レベルで、必ずしも乳脂肪の合成量と連動しているわけではないということが強く示唆された。plugの形成を調べ妊娠を確認した直後より、実験群(高脂肪食群)のマウスには30%コーンオイルを含む高脂肪食を、対照群には5%コーンオイルを含む通常食を摂取エネルギーが等しくなるように自由摂取させた。分娩後、2、7、14、17日目にネンブタール麻酔下で乳汁を採取し、各種成分を解析した。採取したすべての乳汁サンプルの中性脂肪及び遊離脂肪酸濃度は高脂肪食群では対照群のそれに比べ、それぞれ50%以下、40%以下に有意に減少することが明らかとなった。それに対し、両群で乳糖及びタンパク質濃度に有意な差はみられなかった。また高脂肪食群では乳汁エネルギーの大部分を占める脂肪成分が激減したにも関わらず、仔マウスの成長曲線及び各臓器重量に両群で有意な差はみられなかったことから、仔マウスが乳汁成分の変化を察知するモニター機構の存在も示唆された。乳脂肪の乳汁中への分泌に重要な役割を果たしていると考えられている乳脂肪球皮膜タンパク質MFG-E8,ブチロフィリンに対する抗血清を用いたWestern blot解析の結果、両群の乳汁サンプルにおいてほぼ同程度のタンパク質が検出され、乳汁中への乳脂肪の分泌と乳脂肪球皮膜タンパク質の分泌が必ずしも密接に関連していないことを示す結果を得た。また120K、168Kタンパク質のWGA、RCA-Iレクチンに対する反応性が高脂肪食群の乳汁サンプルで増強されることも明らかとなった。来年度は、今年度得られた結果をさらに遺伝子レベルで解析し、高脂肪食摂取と乳脂肪球皮膜タンパク質の関連をより詳細に調べる予定である。
クリスタルビームの安定化に関する基礎的研究

昨年までの研究で使用していた分子動力学シミュレーションコードにさらなる改良を加え、実際のレーザー冷却効果をほぼ忠実に再現できるサブルーチンを付加した。この新コードを用いてテーパー散逸力の有効性を再確認した後、(テーパー化を施していない)通常のレーザー冷却力によって、どの程度の平衡温度が実現可能であるかを改めて系統的に研究中である。現在までに得られている予備的な結果は、予想通り、ビーム進行方向とそれに直行する二自由度との間の力学的結合の必要性を示唆している。とりわけ、高温かつ低密度のイオンビームを通常の一次元的なレーザー冷却法で極低温化することは事実上不可能に近いと考えられる。分子動力学法によるシミュレーションは、荷電粒子間のクーロン相互作用が精度良く考慮されているため信頼性が高く、極低温領域でのビーム特性を調べるためには必要不可欠である。しかしながらその反面、強度の大きいビームを考えた場合、高速のコンピュータを用いてもきわめて長い計算時間を要してしまうという実用上の不便さがある。この点を回避するため、高温・高強度のビームシミュレーション用としてSIMPSONSと呼ばれるPIC(Particle-In-Cell)コードを導入した。その結果、ビーム強度が高くなると、これまでの研究で指摘されていた"クリスタルビームの維持条件"が不十分になり得るという重要な知見が得られた。この知見は分子動力学コードによる長時間シミュレーションによっても徐々にではあるが確認されつつある。クリスタルビームの維持条件に関連し、高強度ビームの共鳴不安定性の理論的解析も行った。一次元モデルを用いて、共鳴条件や不安定性の増幅率などの解析的表現を得た。蓄積リングには(ビームの軌道を閉じたものにする必要上)双極磁石が点在しており、そのため個々の粒子の運動は不可避的に分散性となる。この運動量分散の存在がビームのレーザー冷却過程に及ぼす影響について、分子動力学法に基づいた数値シミュレーションを行った。その結果、以下のような知見が得られた:1.クリスタルビームの安定化には"テーパー化された"散逸力が必要不可欠である。単色光による通常のレーザー冷却法によって得られた結晶構造は、冷却力を取り除くと速やかに破壊されてしまう。2.テーパー散逸力はクリスタルビームの安定化にとってだけでなく、一般的な高温ビームの三次元冷却に際してもきわめて有効である。また、実際にテーパー散逸力を用意するための具体的方法についても検討した。当初はパルスレーザー光を回折格子により分光してテーパー化するスキームを考えていたが、結局(a).数メートル程度の冷却セクションを通過している間、所定のテーパー率を維持することが困難であること、(b).達成可能な冷却限界温度が一桁程度上がってしまうこと、等の欠点が明らかとなった。そこで、これに代わる新しい冷却スキームとして、"多重レーザー冷却法"を考案した。この方法では、波長の異なる複数のレーザーを空間的に少しずつずらして配置し、一組をビームの進行方向に、もう一組を逆方向から照射して冷却を行う。モンテカルロ計算の結果によれば、ドップラー限界温度は単色光でレーザー冷却を行った場合のそれと同程度になることがわかった。また、分子動力学シミュレーションにより、このスキームを用いて実際にビームの結晶化およびその安定化が可能であることも確認された。
生殖系細胞のアポトーシスと受精の分子機構の解明

1)老齢化変異型(MRL/lpr)々ゥスでは卵巣肥大がもたらされるという知見を証明するために、20週齢の野生型(MRL/+)とMRL/lprマウス卵母細胞におけるFas/FasL系によるアボトーシスシグナル伝達系を解析した。抗Fas抗体でMRL/+マウスの卵母細胞を刺激するとcaspase-3が活性化され、核DNAの断片化に至る様子が共焦点レーザー顕微鏡で明瞭に観察できた。一方、MRL/lprマウスの卵母細胞ではこのような所見は全く観察出来なかった。これは、MRL/lprマウスの卵母細胞のFasレセブターの発現異常(Fas death domainの欠失)によってアボトシスが誘導されないと解釈した。ひいては、MRL/lprマウスの卵巣では閉鎖卵胞形成不全がおこり、卵胞数の増加によって卵巣肥大がもたらされると考えられた.2)ヒト胎盤脱落膜由来のCD57^+HLA-DR^<bright>NS細胞の分泌する6種類のヌクレオシド誘導体を分離、精製した。これらのヒト白血病細胞(Molt-3)、前立腺癌(PC-3)、乳癌(MDA-MB-435)、胃癌細胞等のCaspase-3の活性化を中心としたアボトーシス誘導の薬理作用機序と主に動物実験による安全で顕著な制癌効果を確認した。3)哺乳動物の受精に関与する精子側のタンパク質を同定する一環として、糖鎖プローブに結合するタンパク質を解析するという方法を導入して、複数のタンパク質を見い出した。その内の一つはADAM4のブタホモローグであることが判明した。ブタの精巣のcDNAライブラリーからこのタンパク質の遺伝子をクローン化し、塩基配列を決定した。この遺伝子を酵母細胞でTagをつけた可溶性のタンパク貿として発現させ、精製タンパク貿の活性を調べたところ、インテグリン結合能が認められ、この分子の精子-卵の相互作用への関与が示唆された。1)老齢化変異型(MRL/lpr)マウスでは卵巣肥大がもたらされるというこれまでの知見を証明するために、20週齢の野生型(MRL/+)とMRI/lprマウス卵母細胞おけるFas/FasL系によるアポトーシグナル伝達系を解明した。抗Fas抗体でMRL/+マウスの卵母細胞を刺激するとcaspase-3が活性化され、核DNAの断片化に至る様子を共焦点レザー顕微鏡で明瞭に観察した。これは、MRL/lprマウスの卵母細胞のFasレセプターの発現異常(Fas death domeinの欠失)によってアポトーシスが誘導されないと解釈した。ひいては、MRL/lprマウスの卵巣では閉鎖卵胞形成不全がおこり、卵胞数の増加によって卵巣肥大がもたらされると考えられた。2)受精のレセプター/リガンド系としてブタやマウスの卵透明帯の糖鎖構造解析からβ-ガラクトースやLe^X糖鎖残基が重要であることを見い出し、ブタ精子よりβ-ガラクトース結合性蛋白がADAMファミリーの一つであることを明らかにし、その遺伝子をクローニングし、発現システムを完成した。3)ヒト胎盤脱落膜由来のCD57^+HLA-DR^<bright>NS細胞の分泌する6種類のヌクレオシド誘導体を分離、精製した。

本年度はこれらのヒト前立腺癌(PC-3)、乳癌(MDL-M-435)等のcaspase-3の活性化を中心としたアポトーシス誘導の薬理作用機序と主に動物実験による安全で顕著な制癌効果を確認した。1)哺乳動物の受精に関与する精子側のタンパク質を同定する一環として、プラスチックプレートにコートした糖鎖プローブに結合するタンパク質を解析するという方法を導入して、N-アセチルラクトサミン構造を認識するブタ精子細胞膜上の候補分子として複数のタンパク質を見い出した。N末端配列の解析やペプチドのMS/MS法による部分アミノ酸配列情報を基にして、その内の一つはADAM4のプタホモローグであることが判明した。ブタの精巣のcDNAライブラリーからこのタンパク質の遺伝子をクローン化し、塩基配列を決定した。この遺伝子を酵母細胞でTagをつけた可溶性のタンパク貿として発現させ、精製タンパク貿の活性を調べたところ、インテグリン結合能が認められた。また、このタンパク質を哺乳動物細胞の細胞表面に発現させたところ、細胞の接着性、運動能の変化が認められ、この分子の精子-卵の相互作用への関与が示唆され、今後の課題として提起することができた。2)受精卵の着床に伴って胎盤脱落膜に集積する多数のNK/NS細胞群は、胎仔の増殖、分化、発生や胎盤形成の調節、悪性細胞の発生阻止や肺盤栄養膜細胞の増殖や浸潤の調節に関わっている。この分子機構を解明する過程で、脱落膜層から樹立したNS細胞株がアポトーシス誘導物質(AINs)を産生することを見い出しており、その応用という視点から担癌マウス(SCID)に対するAINsの作用を解析した。その結果、AINsを静脈注射により投与したところ、体重が減少することなく用量依存的に癌の退縮が観察され、腫瘍抑制薬として有望であることが示唆された。
自己顔貎描画テスト分析法の確立に関する研究

本研究は顎変形症患者がもつ自己顔イメージを明らかにし、自己顔描画テストの確立を試みたものである。自己顔描画の解釈には、下記の指標が重要であった。1.部分の省略(頭部、髪毛、眼),2.部分に固執した強調(下顎前突、顔面非対称),3.仮面化して輪郭を重視,4.部分継起(描画順序),5.一貫性,6.女性の過度な強調,7.エロチックな表現,8.未成熟なパーソナリティー,9.描画の空間的位置,10.視線の向き,11.透視,12.描画時間,13.批判性(描画拒否),14.態度。患者にとって描画の特別な意味は、二つの方法で示されていた。一つは積極的な場合であり、1.描画中の情緒表現、2.普通と異なる描画順序、3.頻繁に描き直す、4.特定の部位に執着、が観察された。消極的な場合では、1.不完全な表現、2.本質的な部分の省略、3.描画に対する説明のあいまいさ、4.描画拒否、であった。顎変形症患者は、自己顔イメージに対して歪みをもっているものと考えられた。眼球運動の測定結果から、顎変形症患者は自己の自然な表情に対して口唇や下顎へ嫌悪意識をもっているものと考えられた。微笑顔に対しては口唇やオトガイ部を避け自己防衛的に目を中心とした自己の魅力を追及する態度をとっていた。下顔面部の変形が自己顔の視覚探査行動に強い影響を与えているものと思われた。役割構成レパートリーテストによって対人認知の面から手術前後の自己像の変遷を観察すると、顎変形症患者は自己像が変わっていないと考えていた。眼球運動測定結果および役割構成レパートリーテストの所見は、自己顔描画テストで得た解釈と符合するものであった。以上のことから、自己顔描画テストは患者の内面世界を投影する技法として、妥当性をもつものと考えられた。初診時,手術前,手術後,保定観察期の顎変形症患者30名のデータを採取した。顔面が対称性であるか非対称性であるかによって、描画結果に特徴が認められたので、一般性のある検査法を確立できる見通しが得られた。その結果、手術前の描画では自己の顔が画面の大きさに比較して小さく、色づけすることも少なかった。その表情は暗く自身のなさが描かれていた。手術後の描画では、下顎の前突や顔面の非対称性といった手術前の特徴を的確に指摘していた。さらに手術で変更された部位を正確に描画し治療効果を的確に指摘していた。手術後の自己顔は、画面に比較して大きく、色づけがなされ、女性らしさを強調する患者の態度が観察できた。治療前に変位していた頭位が、手術後に正しく水平に直立した頭位になってたと治療効果として、頭位の変化を描画した患者もいた。手術後数年経過していても、手術前の顔の特徴を正確に描画していたことから、手術前の自己顔像を記憶していることが分かった。また、数名の役割構成レパートリーテストでは、必ずしも手術によって理想の自己顔像を得ているとは言い難かった。治療結果に対する自己の評価は、家族や友人といった身近な人からの指摘に強く影響されている可能性が見受けられた。顎変形症患者が、口唇周囲の形態異常によって自己顔像にまで歪みをもっていることが推定されたので、外科的矯正治療の治療成績については、自己顔の変化の面から心理学的に深く検討する必要が強く示唆された。平成7-8年度では、顎変形症患者の内面世界を知るための自己顔描画テストの基礎的問題について検討した。【対象および方法】

骨格性下顎前突症のため下顎枝矢状分割法、もしくは上下顎同時移動術の適用前後の女性50名を対象とした。描画課題は、手術前の患者では最初に現在の自己顔像、次に現在の側面あるいは正面、最後に手術後の顔の順に、手術後の患者では最初に手術後の自己顔像、次に手術後の側面あるいは正面、最後に手術前の特徴を表す顔の順にそれぞれ3枚の描画を指示した。各描画に際しては、患者に以下の教示を行った。一枚目:今の顔を描いてください。二枚目:今の横顔(もしくは前から見た顔)を描いてください。三枚目:手術前の自分の顔で、最も特徴的な顔を描いてください。【結果および考察】前提条件として、自己顔像は自己像を表すと考えられる。作業仮説として、1.被験者の最も重要と思われる特徴が描かれる、2.部分は基本的な被験者の認識や関心を表現する、3.ほとんどの被験者は用紙の中央に描くと考えた。1.被験者の最も重要と思われる特徴が描かれる。2.部分は、基本的な被験者の認識や関心を表現する。3.ほとんどの被験者は、用紙の中央に描く。手術の患者は、描画に対して消極的な態度が見られたが、手術後には積極的であり協力的であった。部分を細かに描画したり極端に強調するといった病的な描画が観察された。自己顔イメージに歪みをもち自己の顔を仮面化している患者が観察された。患者は、顔の輪郭を重視していたことから、手術による輪郭の変化を事前に説明する必要があると思われた。【結論】自己顔描画テストは、手術前後の顎変形症患者の自己イメージを観察するための技法として、有意性があり妥当性をもつものと推察された。本研究は顎変形症患者がもつ自己の顔に対するイメージを明らかにし、自己顔描画テストの確立を試みたものである。平成9年度は自己顔描画テストと独立した他の検討手法を実施して、自己顔描画テストの妥当性を検証した。自己顔描画テストによって、顎変形症患者がもつ自己顔に対する歪みが明らかになった。さらに眼球運動の測定結果では、顎変形症患者は自己の自然な表情に対して口唇や下顎へ嫌悪意識をもっているものと考えられた。微笑時の自己の顔では口唇やオトガイ部を避け自己防衛的な行動をとり、目を中心とした自己の魅力を追反する態度をとっていたものと推測された。下顔面部形態の変形が自己顔の認知に強い影響を与えていた。さらに役割構成レパートリーテストによって、対人認知の面から顎変形症患者の手術前後の自己像の変遷を観察すると、患者が必ずしも治療結果に満足しているとは判断できなかった。自己顔描画法で得られた結果は、眼球運動測定結果および役割構成レパートリーテストで得られた所見によって説明が可能であった。以上のことから、自己顔描画テストは患者の内面世界を投影する技法として、妥当性をもつものと考えられた。近年の顎矯正手術の普及を考えると、複雑な人間関係の中で悩みを抱える現代人が、顔を変化させることで自己回復のきっかけをつかもうとしているように思える。外科的矯正治療によって顔貌が整っても満足できない葛藤は、精神面で新たな問題を発現させたり症候移動を生じさせる可能性を秘めている。軽度な歯列不正にもかかわらず自己像に歪みをもつ歯科矯正患者の増加は、一層心理面への注意が必要であることを示唆している。
地域医療連携の成熟モデルの構築

地域医療連携の成功事例を調査し、ナレッジマネジメントの視点からその成熟モデルの構築に取り組んだ。地域医療連携は、「知識の調達システム」であり、その過程は、人脈を拡げ、そこから知識を取り込む「場」の生成と拡張に特徴づけられる。したがって、地域医療連携の成熟度を測定する理論的指標の一つは、「『場』の有無・範囲および活動の程度」である。また、日々の連携業務に役立つ人脈および知識源としての「目的別連携ネットワークと、それらをつくり、育て、つなぐ支援型ネットワークの有無・範囲・活動程度」は、実務的指標として位置づけることが可能である。地域医療連携の実践モデルを構築するための事例調査について、今年度は、中華人民共和国黒龍江省ハルビン市における先駆的な介護系企業の調査を中心に実施した。事例企業である「Bany Services」は、ハルビン市内72ヵ所で中低所得者向け小規模老人ホームのボランタリ・チェーンを展開している。ボランティア団体を前身として2006年に創業した同社は、「高齢者を支える社会の仕組みを探索すること」を理念とする。従業員1000人を抱え、前述の小規模老人ホーム事業を中心として、生活相談・緊急通報コールセンター事業(登録利用者4万人,一日あたりインバウンド2000件)、介護・家政人材養成事業(年間2000人輩出)、人材派遣事業(介護人材・家政婦各2000人規模)などを展開する。また、介護系企業では同国で唯一「双軟企業」(ハイテクソフト開発認定業者)およびISO9001認証を取得しており、自社開発したグループウェアを用いて利用者台帳や人材管理システムを運用している。政府からの信頼も厚く、中国東北部最大の介護系企業として知られている。同社では、短期間で拡大した組織を統括するためにグループウェアを導入したものの、肝心の介護サービスのマネジメントと、事業所間の人的な連携システムが不十分なままという課題が残されている。地域医療連携においては、とくに要介護高齢者を対象とした連携の場合、介護サービスの計画を地域の医療・介護機関が共有するケアマネジメントの仕組みが不可欠である。そこで、同社の連携体制が不十分であることの原因は、「ケアマネジメントの仕組みがないこと」であると考えられた。この点は、地域医療連携の根本的な推進要因が、電子カルテのようなITにあるのではなく、ケアマネジメントのような人手を介した仕組みにあることを示唆している。今後の研究で、この点をふまえた理論的モデルを構築したい。昨年度実施した中国介護企業の調査からは、地域医療連携には、ケアマネジメントのような地域的な協働システムと、それを運営するコーディネート機能が必須であることが分かった。そのような仕組みを構築し、地域に定着させるためには、地域の医療・介護従事者間の関係づくりが基盤となる。そこで今年度は、多職種の関係づくりを基盤として成功している日本の地域医療連携の先進事例を調査した。東京・神奈川の高齢者施設、宮崎県日南市、新潟市、富山県黒部市、大阪市等の医療・介護事業所、行政機関を訪問し、関係者へのインタビューを試みた。その結果、上述した多職種連携網には、二つのレベルがあることがわかった。一つは、特定の疾患(たとえば脳卒中)に対応する連携網や、特定の職種(たとえば薬剤師)による研修活動ネットワークなどに代表される「目的別連携ネットワーク」である。もう一つは、その目的別連携ネットワークをつくり、育て、つなぐような振る舞いに特徴のある「支援型ネットワーク」である。「目的別連携ネットワーク」は、小地域の実務者同士によるface to faceの対話または実践の場であることが多く、「支援型ネットワーク」は、より広域の担当者同士によるface to faceまたはIT(ポータルサイトやSNS)を介した対話の場であることが多い。先進地における連携の仕組みは、上述のような2つのレベルのネットワークと、そこでの対話の場を通じて形成される人間関係を基盤としていることが分かった。これらの特徴の有無や程度は、地域医療連携の成熟度を測る指標として用いることが可能である。地域医療連携の成熟モデルの理論的枠組みを検討するために、主に国内における当該テーマの学術的・実務的最新動向の把握に努めた。関連する図書資料の収集とそのレビューに力を入れた結果、地域医療連携の実践モデルを以下の3タイプに整理できた。(1)電子カルテやクリティカルパスを地域の医療機関間で共有するITネットワークによる連携、(2)地域の医療関係者による研修会・勉強会等を重ねて人的ネットワークを構成する連携、(3)ITネットワークと人的ネットワークを組み合わせた連携(すなわち前二者の統合型)である。その後、この知見をもとに、「わかしお医療ネットワーク」(千葉県東金市)、「公立みつぎ病院」(広島県尾道市)の事例調査をおこなった。事例調査の結果、わかしお医療ネットワークは、電子カルテの地域的な共有と、地域の医療従事者らによるカンファレンス等の機会により、人的ネットワークを構築した実践例であることが判明した。

公立みつぎ病院は、ITによる連携が一般的になる以前から、病院と行政による各種事業(地域包括支援センター、保健福祉センター、高齢者福祉施設等)が一体となり、総合的な地域ケア体制を敷いていることが明らかとなった。これまでの調査では、少なくとも、上述したITベースの実践と人間ベースの実践が実在することがわかった。今後は、この発見事項をもとにして、今後の事例調査において、それぞれの実践タイプの特徴を整理していく。これまでのところ、東日本大震災に対応する学内要員として尽力してきたこと、教育活動および学内用務に追われたことにより、進捗が遅れている。しかし、中国における「連携がうまくできていない事例」にアクセスできたことにより、理論的モデルの着想は得られた。今後の調査で遅れを挽回したい。勤務先の大学が東日本大震災の被災地隣県であるため、震災直後からおよそ半年間、学内の体制整備や学生ボランティアの派遣業務に力を入れた。これにより、結果として半年あまり研究を進めることが実質的にできず、現在に至っている。国内事例のうち、まだ着手していない事例と中国の事例を綿密に調査して、理論的モデルの構築を実現させたい。一方、教育活動と学内用務が思いのほか多忙で、学内のしかるべき部局と相談しながらエフォートを調整し、完遂できるよう努力したい。震災への対応により、平成23年度は、当初予定していた事例調査が十分にできなかった。したがって、今後はとくに事例調査に力を入れる。基本的に事例研究であるため、旅費に多くを費やす。とくに、24年度から中国の事例を対象としたため、同行する研究協力者兼通訳の分も含めて旅費・謝金等が発生する見込みである。また、同国の大学(たとえば、北京師範大学を想定)を訪問して現地での合同調査や意見交換をおこなう可能性もある。平成23年度に予定どおり実施できなかった事例調査の分の研究費を、平成24年度請求分と合わせて使用する。調査対象の候補は、「わかしお医療ネットワーク」(千葉県東金市)、「公立みつぎ病院」(広島県尾道市)、「尾道医師会方式」(広島県尾道市)である。また、先行研究のレビュー、地域医療連携事例の最新動向等を常に捕捉しておく必要があるため、図書・雑誌等の資料収集も並行して実施する。
教師教育者の養成と成長に資する教師教育カリキュラムの開発：日蘭比較による類型化

最終年度の研究実績を基盤としつつ3か年の研究実績も含めて、以下の2点の成果報告と課題を報告したい。(1)教師教育者の養成と成長に資する教師教育カリキュラムにおける成果報告第1に、ATEE(ヨーロッパ教師教育協会)の国際学会2018(スウェーデン)において、研究協力者であるDr.Anja Swennen(アムステルダム自由大学)と共同研究発表を行った。第2に、日本(東京と広島)において、Dr. Swennenを招聘し、国際シンポジウム(武蔵大学)と教育教育者の育成を意図したワークショップ(広島大学)を開催した。両企画ともに30名以上の参加者となり、成功裏に終えることができた。なお、ワークショップの成果による日本の教師教育者のアイデンティティ形成については、広島大学の共同研究報告書(2019)に掲載され、さらに次年度の国際学会においてもその成果の一部を継続して発表する予定となっている。(2)教師教育者の養成と成長に資する教師教育カリキュラムの開発と今後の課題暫定的に開発した教師教育者の養成・育成カリキュラムを検証するために、現在、博士課程後期に在籍する大学院生を対象としてパイロットスタディを実施している最中である。したがって、3年間で蓄積した研究の成果を踏まえて、現在も継続的に研究を進めている。本研究は,教師教育者の養成と成長に注目し,そのプロセスと促進条件を解明する中で教師教育カリキュラムの類型化と定型化を目的とする。具体的には,1博士課程の前期と後期に在学する院生に,一定の指導や実習の経験を与えると,どのような過程・段階を経て,教師教育者としてどのような力量を修得させることができるか, 2大学の教職課程に就職後,とりわけ「指導法に関する科目」に従事する教師教育者はどのような困難に直面し,それをどのように乗り越えていくか。3大学院から中堅にかけての教師教育者に提供すべき教師教育プログラムを1と2の知見を基盤にして,日蘭比較を適用しながら類型化と定型化を図り開発する,の3点を解明を試みたい。1年次は,教師教育者育成で実績のあるオランダの大学(アムステルダム自由大学)を拠点にして,欧州を訪問し,教師教育者育成のためのカリキュラムと指導の実態,および本調査のデータを収集した。次に,教師教育者育成に関する国内外の先行研究をレビューした。さらに研究代表者と連携研究者が協力して,モデル・カリキュラムの策定のために日蘭比較のための基礎データの収集および整理した。その実績として,Association for Teacher Education in Europeのconference2016(オランダのアイントホーヘンで開催)においてDr. Anja Swennenと共同研究発表を行った。そのほかにも,教師教育に関連するデータを【現在までの進捗状況】に記載している研究者のもとを訪ねて、インタビュー調査と資料収集を実施した。1年次の目標としていた欧州における教師教育者育成のためのカリキュラムと指導の実態に関するデータを収集した。具体的には,以下の教育研究機関や研究者を訪ね、インタビュー調査や資料収集を実施した。具体的には以下の3点を解明する。1博士課程の前期と後期に在学する院生に,一定の指導や実習の経験を与えると,どのような過程・段階を経て,教師教育者としてどのような力量を修得させることができるか。2大学の教職課程に就職後,とりわけ「指導法に関する科目」に従事する教師教育者はどのような困難に直面し,それをどのように乗り越えていくか。3大学院から中堅にかけての教師教育者に提供すべき教師教育プログラムを1と2の知見を基盤にして,日蘭比較を適用しながら類型化と定型化を図り開発する。2年次は,(1)教師教育学の研究で著名な国内の大学を訪問し,日蘭比較のデータ収集と外部評価を取り入れながら,教師教育者育成のためのプログラムについての調査,そして(2)教師教育者としての教職課程に就職した若手から中堅にかけた現職の大学教員(Teacher Educator)の継続調査の実施を目的とした。その実績として,Association for Teacher Education in Europeのconference2017(クロアチア)においてDr. Anja Swennenと共同研究発表を行った。そのほか,1年目の成果の一環として論文化(査読付き)した。1年次の調査研究の成果を国際学会にて共同研究発表をし、さらに論文化(査読付き)にも着手できた2年目となった。

今後の研究の推進方策として、以下の3点を挙げておきたい。(1)1年次に収集したオランダを拠点にした欧州の教師教育カリキュラムの実態調査におけるデータを整理する。(3)本研究の2年次の目標としている教師教育学の研究で著名な国内の大学(武蔵大など)や連携研究者(初任期から中堅期にかけた教師教育者)のもとを訪問し,日蘭比較のデータ整理と外部評価を取り入れながら,教師教育者育成のためのプログラムについて精緻していく。(1)2年次に収集した国内外の教師教育関連のデータを整理し、成果発表をする。(2)Dr. Anja Swennenと引き続きATEE conference 2018(スウェーデン)で共同研究発表を行いつつ、ヨーロッパの教師教育関連のジャーナルに投稿する。(3)本研究の3年間の総括として、教師教育カリキュラムの類型化と定型化の提言を行う。次年度使用額が45,438円程度生じてしまったが、次年度の経費と合算して、十分に研究遂行できる金額内といえる。資料整理における謝金や英文学術論文の校正費として使用する予定である。
高ひずみ速度域における鉛フリーはんだ/無電解めっき接合界面の強度支配要因の同定

本研究により得られた結果を要約すると以下のようになる.1.直接引張型ホプキンソン棒法による衝撃試験装置を用いてSn-Bi系低融点鉛フリーはんだ材の衝撃引張特性についても調べた.その結果,Sn-57Bi-1.0Ag材は10^3を超える高ひずみ速度域では極めて脆く,0.4%程度のひずみで破断することがわかった.2.鉛フリーはんだと無電解めっきが施された銅とを接合した試験片を用いて衝撃引張試験を行った.その結果,試験片はほとんど塑性変形することなく接合界面から脆性破壊を起こした.無電解めっきを施さない場合も同様な破壊形態を示した.また、衝撃引張強さは両者とも55MPa程度であり,Sn-Ag-Cu系鉛フリーはんだ材の3分の1程度の衝撃強度しかないことがわかった.3.はんだ線材の引張変形についてFEMによる弾塑性-熱連成解析を行い,引張変形中にはんだ材に生じる温度分布の変化と起電力法による測定結果とを比較した.その結果,計測した起電力はサーモカップルを付けた位置における温度上昇に起因しており,その値ははんだ材の塑性ひずみ分布と強い相関があることがわかった.4.はんだボール接合部の衝撃試験結果と解析結果を比較することにより,起電力法により計測される電圧と衝撃を受けるはんだボールのひずみエネルギーとの間に強い相関があることが確認できた.また,衝撃弾塑性FEM解析により,界面近傍のひずみエネルギーから接合界面近傍の応力状態を推定することができることがわかった.したがって,基板に実装されたはんだボールの衝撃変形に伴い生じる起電力の計測と衝撃弾塑性FEM解析とを併用することにより,はんだボール接合界面の衝撃強度を評価できることがわかった.本研究により得られた結果を要約すると以下のようになる.1.直接引張型ホプキンソン棒法による衝撃試験装置を用いてSn-Bi系低融点鉛フリーはんだ材の衝撃引張特性についても調べた.その結果,Sn-57Bi-1.0Ag材は10^3を超える高ひずみ速度域では極めて脆く,0.4%程度のひずみで破断することがわかった.2.鉛フリーはんだと無電解めっきが施された銅とを接合した試験片を用いて衝撃引張試験を行った.その結果,試験片はほとんど塑性変形することなく接合界面から脆性破壊を起こした.無電解めっきを施さない場合も同様な破壊形態を示した.また、衝撃引張強さは両者とも55MPa程度であり,Sn-Ag-Cu系鉛フリーはんだ材の3分の1程度の衝撃強度しかないことがわかった.3.はんだ線材の引張変形についてFEMによる弾塑性-熱連成解析を行い,引張変形中にはんだ材に生じる温度分布の変化と起電力法による測定結果とを比較した.その結果,計測した起電力はサーモカップルを付けた位置における温度上昇に起因しており,その値ははんだ材の塑性ひずみ分布と強い相関があることがわかった.4.はんだボール接合部の衝撃試験結果と解析結果を比較することにより,起電力法により計測される電圧と衝撃を受けるはんだボールのひずみエネルギーとの間に強い相関があることが確認できた.また,衝撃弾塑性FEM解析により,界面近傍のひずみエネルギーから接合界面近傍の応力状態を推定することができることがわかった.したがって,基板に実装されたはんだボールの衝撃変形に伴い生じる起電力の計測と衝撃弾塑性FEM解析とを併用することにより,はんだボール接合界面の衝撃強度を評価できることがわかった.衝撃解析にFEMを用いた場合、誤差逆伝播法のアルゴリズムの中で極めて重要な教師信号にFEM解の誤差が混入し、パラメータの同定が困難になる大きな問題点があった。そこで、本研究では離散化誤差がFEMに比べて極端に小さい任意曲線法(MAL)を衝撃解析に用いて,この課題を克服した。また、鉛フリーはんだ材と無電解Ni-Pめっきとの接合界面の場合、Ni-Sn金属間化合物層とP濃縮層による多層構造になっているため、高ひずみ速度域における構成式を適切に表現するためには、溶質原子、応力の熱的成分、応力の非熱的成分に関連した3つのパラメータを各層ごとに同定しなければならず,そのためにはNNの学習に必要な衝撃解析を数百回行わなければならなかった。そこで、これまで本研究室で開発してきたパラレルコンピューティングシステムをさらに大規模なものに拡張し、使用することにより,高精度に接合界面の強度支配パラメータの同定を行った。前年度に導出した高ひずみ速度域における各種鉛フリーはんだ材の構成式と接合界面の臨界強度を組み込んだFEMおよびMAL衝撃解析プログラムを用いて鉛フリーはんだボール接合部の衝撃解析を行った。平行して現有設備の落下型衝撃試験機を用いて、上述の実物大試験片の衝撃落下試験を行い、両者を比較することにより、はんだ接合界面の強度支配要因について検討した。その結果、はんだ接合部の変形挙動を従来の画像相関法等よりもさらに高精度に計測しなければ、本研究で提案している解析法の有効性を立証できないことがわかった。そこで、金属の塑性変形に伴い生じる温度変化をゼーベック効果による電圧出力として計測する起電力法を鉛フリーはんだボールの変形計測に応用し、衝撃を受ける鉛フリーはんだ接合界面近傍の変形を計測した。具体的には、まず、銅配線基板上のパッドに鉛フリーはんだボールを接合し、このボールに落錘を高速で衝突させ、その時の起電力を計測した。

次に、起電力はサーモカップルを付けた位置における温度上昇と強い相関があるので、FEMによる構造-熱連成解析を行い、衝撃せん断変形を受けるはんだボールの温度上昇(すなわち起電力)を計算した。そして、実験結果と計算結果とを比較することにより、はんだボールと基板との接合界面近傍の変形と起電力の関係を明らかにした。それらの結果の一部は、日本機械学会RC214エレクトロニクス実装における信頼性設計と熱制御に関する研究分科会にて報告した。それ以外の高ひずみ速度域における鉛フリーはんだ/無電解めっき接合界面についての一連の研究成果を公表するために、現在、機械学会論文集等への投稿準備を進めている。