hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光による生体内構造撮影法の基礎研究

生体のような高濃度散乱物質内の構造を、光により透視撮影することをめざし、基礎的研究を行った。理論的・実験的検討を通して、以下の結果が得られた。1.波長700ー900nmの近赤外光は、光出力1Wでも、手掌程度の厚さの生体組織を十分観測可能な強度で透過する。手掌の透過像中には、骨格はほとんど認識されないが、血管網が明確に観測される。2.血管像の可視深さを計測したところ、生体表面より数mmの深さであることが分かった。これらの結果より、透過光量は十分得られるが、通常の方法では深部構造が観測できないことが分かった。従って生体透視のためには、透過光中の強大な散乱光成分に埋もれた微小な直進光成分を抽出する必要があることが明らかになった。3.散乱光成分を差動的に除去する原理と空間的コリメ-ション法とを組み合わせた新たな散乱光成分抑制手法を考案した。4.ピコ秒光パルスを用いて透過光計測を行った結果、直進光の到達時間に対応する部分の信号を利用することにより,散乱光成分を大きく抑制できることがわかった.また,この原理が実際の生体組織にも有効であることを確認した.5.断面形状の異なる構造物(三角柱・四角柱・円柱)を乳球懸濁液中に沈め、光による断層像撮影を試みた。通常のコリメ-ション法と新たに開発した方法と適用した結果、前者では検出不可能だった構造物を、後者により断面形状の認織が十分可能な断層像としてとらえることができた。6.高輝度光源と高感度光検出装置を中心とした生体透視実験システムを試作し、実験動物の内臓の動きをリアルタイムイメ-ジングすることに成功した.7.異なる波長において透視像を撮影し画像間の演算を行うことになり,体内組織の酸素化状態の変化を無侵襲的にイメ-ジングできる可能性を見いだした.生体のような高濃度散乱物質内の構造を、光により透視撮影することをめざし、基礎的研究を行った。6.高輝度光源と高感度光検出装置を中心とした生体透視実験システムを試作し、実験動物の内臓の動きをリアルタイムイメ-ジングすることに成功した.7.異なる波長において透視像を撮影し画像間の演算を行うことになり,体内組織の酸素化状態の変化を無侵襲的にイメ-ジングできる可能性を見いだした.生体のような高濃度散乱物質内の構造を、光により透視撮影することを目指し、基礎的研究を行った。1.波長700900nmの近赤外光は、光出力1Wでも、手掌程度の厚さの生体組織を十分観測可能な強度で透過する。2.波長可変レ-ザや画像処理装置を中心として透過像解析システムを製作し、種々の条件下で得られた生体透過像の解析を行った。その結果、可視から近赤外波長域にかけて、波長が長くなるほど透過光量は増大すること、しかし血管像のコントラストは低下することが分かった。3.血管像の可視深さを計測したところ、生体表面より数mmの深さであることが分かった。これらの結果より、透過光量は十分得られるが、通常の方法では、深部構造が観測できないことが分かった。従って、生体透視のためには、透過光中の強大な散乱光成分に埋もれた微小な直進光成分を抽出する必要があることが明らかになった。4.乳球懸濁液中のナイフエッジ透過像の空間分解能を評価することにより、散乱光成分抑制の実験を行った。その結果、ピンホ-ルやコリメ-タを用いた通常の方法では、直進光成分を検出可能なレベルに保ちながら散乱光成分を十分に抑制するのは困難であることが分かった。5.散乱成分を差動的に除去する原理と空間的コリメ-ション法とを組み合わせた新たな散乱光成分抑制手法を考案した。

6.断面形状の異なる構造物(三角柱・四角柱・円柱)を乳球懸濁液中に沈め、光による断層像撮影を試みた。通常のコリメ-ション法と新たに開発した方法とを適用した結果、前者では検出不可能だった構造物を、後者により断面形状の認識が十分可能な断層像としてとらえることができた。生体のような高濃度散乱物質内の構造を、光により透視撮影することをめざし、基礎的研究を行った。理論的・実験的検討を通して、以下の結果が得られた。1.波長700900nmの近赤外光は、光出力1Wでも、手掌程度の厚さの生体組織を十分観測可能な強度で透過する。手掌の透過像中には、骨格はほとんど認識されないが、血管網が明確に観測される。2.血管像の可視深さを計測したところ、生体表面より数mmの深さであることが分かった。これらの結果より、透過光量は十分得られるが、通常の方法では深部構造が観測できないことが分かった。従って生体透視のためには、透過光中の強大な散乱光成分に埋もれた微小な直進光成分を抽出する必要があることが明らかになった。3.散乱光成分を差動的に除去する原理と空間的コリメ-ション法とを組み合わせた新たな散乱光成分抑制手法を考案した。4.ピコ秒光パルスを用いて透過光計測を行った結果、直進光の到達時間に対応する部分の信号を利用することにより,散乱光成分を大きく抑制できることがわかった.また,この原理が実際の生体組織にも有効であることを確認した.5.断面形状の異なる構造物(三角柱・四角柱・円柱)を乳球懸濁液中に沈め、光による断層像撮影を試みた。6.高輝度光源と高感度光検出装置を中心とした生体透視実験システムを試作し,実験動物の内臓の動きをリアルタイムイメ-ジングすることに成功した.7.異なる波長において透視像を撮影し画像間の演算を行うことにより,体内組織の酸素化状態の変化を無侵襲的にイメ-ジングできる可能性を見いだした.
オンラインメディアを活用した人間行動研究を行う企業と研究者の社会責任に関する研究

当該研究課題が目的とするオンラインメディアやソーシャルネットワークを利用した研究開発に関わる企業および研究者の社会責任を情報倫理の視点から考察するため、より複雑にまた可視的・不可視的に人々の生活に浸透している情報技術に関わる活動の現状と懸念される将来的な社会的リスクについて倫理的視点、アイデンティティの視点、またジェンダーの視点から検討を加えてきた。現在ではオンラインメディアをさまざまに活用し、人々の社会活動にとどまらず私的領域ともいえる家庭での活動などこれまで以上に幅広い分野においてオンラインを介した公的および私的サービスが企業により提供されていることから、当該年度は家庭領域に浸透しつつあるソーシャルロボットと人工知能技術に焦点を当て、ユーザの家庭生活および社会生活また倫理意識にどのような影響を与えているのかについて研究を進めてきた。とりわけ人工知能技術を搭載したソーシャルロボットがテクノロジー企業によって家庭に送り込まれることにより、成人のユーザだけでなくユーザとなる子どもたちに与える影響について海外の研究者とも共同研究を行い、国際会議で発表を行った。現在こうした研究に携わる研究者が増えており、活発なディスカッションを行うとともに、新たな共同研究に向けた話し合いを持つことができた。具体的な成果としては、子どもたちの倫理意識や心理にソーシャルロボットや人工知能技術が与える影響ならびに将来的に懸念される社会的リスクについて情報倫理の視点から検討を加えた国際会議発表とその予稿論文"Social Robot and Childcare"、また人工知能技術が広く浸透した社会では女性の社会的地位の改善やジェンダー平等の実現が果たして可能となるのかについて考察を行った国内学会での発表とその予稿原稿「テクノロジーとジェンダー:倫理的視点から考えるAI時代の女性労働」が挙げられる。当該研究課題申請時の研究計画にしたがい、初年度は基礎的な研究として先行研究の精査と整理、さらに現在、オンラインを活用してビジネスを展開している企業だけでなく、こうした企業からの支援を受けた研究に従事する研究者たち、および企業とは独立して研究活動を展開する研究者たちが置かれている状況や倫理的意識についての研究を進めてきた。当該研究課題二年目には初年度での研究活動および研究成果にもとづきより具体的に現在社会的に見受けらる情報技術あるいはオンラインテクノロジーに関わる問題を取り上げ検討を加えた。研究者たちの研究活動や研究成果によってもたらされる社会的利益、あるいは企業が享受する利益、またユーザにとっては利便性や効率性の向上がある一方で、それぞれが引き受けなければならない社会的リスクがあることを研究の中で解明することも研究目的の一つとして積極的に取り組んできた。当該研究年度は、とりわけ人工知能技術の急速な進展が公的私的領域を問わずに見られることから、人工知能技術を搭載したソーシャルロボットとそれを提供する情報通信企業とユーザとなる子どもについて焦点を当て、倫理的視点だけでなく心理学視点も取り入れ研究を展開した。その結果は国際会議での発表(2件)した。また、人工知能技術と意思決定に焦点を当てた研究も合わせて行い、国際会議にて発表し、予稿原稿は書籍として出版されている。また国内での研究成果としては、人工知能技術が果たしてジェンダー平等を実現し、女性の社会的活躍を促進するのかについて、情報倫理の視点から考察した研究成果を国内学会において発表し、その予稿論文が発行されている。研究計画にしたがいながら、より研究課題の中で取り上げる具体的な事例を精査しながら、研究成果の発表を行うことができ、おおむね順調に研究活動は進捗したと考えている。当該研究課題における研究成果にもとづき、新たな研究協力者や研究プロジェクトへと参加する機会を得ることができた。そこでその成果をより充実発展させ、発表することを次年度の研究活動における目的と位置付け、積極的な成果発表を行うことを予定している。研究の推進方法としては、これまでの研究活動と同様に個人での研究活動の他に、研究協力者や研究者のネットワークを活用して、より多くの論文や国際会議発表を行う。具体的には、日本国内と国外での人工知能技術が社会的にどのように受け入れられいるのかを、質問調査票を用いた量的調査を行いその結果をSPSSにより分析し発表する予定である。またそれとともに、量的調査のフォローアップとしてインタビューによる質的調査も行いより信頼性の高い研究内容と成果にすることを試みる。具体的に見込まれる成果に関しては、書籍のチャプター論文を作成し書籍として出版されることを目指すとともに、国内外の学術雑誌への掲載を目指して論文を作成する。また日本国内での学会発表および国際会議での発表もこれまでと同様のペースで行うことを目指している。当該研究課題の目的であるオンラインメディアやソーシャルネットワークを利用した研究における倫理を企業、ユーザそして研究者の視点から考察し、情報倫理に配慮し、複雑化する情報技術で繋がった社会での研究活動に即した研究に関わる倫理を検討し提言することを目指している。そこで初年度は当該研究計画に則り、当該研究課題を進める上で基礎となるこれまでの先行研究の精査に重点をおき活動を進めた。すなわち、主としてこれまでに発表されてきた科学的研究と倫理あるいは社会との関わりに関する主要な先行研究をもとにそれらの文献研究や事例研究を精査精読するとともに、ここ数年の間に表出した科学研究と倫理とに関わり実際に起きたケースについても日本にとどまらずにアメリカやヨーロッパの事例についても整理を進めてきた。またあわせて当該研究課題に関してテクノロジーあるいはエンジニアリングの領域で研究をする若手研究者や技術者たちともディスカッションを進め、アカデミックな研究活動においては、研究を進める研究者だけでなく、研究者や特定の研究をサポートする数多くのステークホルダーたちが存在し、研究者の純粋な学問的関心や興味だけでは研究活動が難しい状況をナラティブとして記録してきた。具体的な成果としては、プライバシー概念を再考する中で個人識別番号によっても変化しうるプライバシーのあり方を考察した学会発表

「無名社会」、急速に開発が進むAIやロボット技術とそれに社会性を付加する研究者や産業界、そしてそれを実際に日常生活に活用するユーザとの間の倫理的な課題について検討した論文「テクノペアレンティング」、また社会性を有するとされるテクノロジーの社会性の所以を検討した"Robotsas companions in feelings and discussions"を国際会議において発表するなど研究成果の公表にも注力した。当該研究課題の初年度は、基礎的な研究として先行研究の精査と整理、さらに現代のアカデミックな研究がおかれている社会状況や環境を研究者、とりわけ若手の研究者に対してインタビューやディスカッションを行い、今後の研究活動に必要となるナラティブの収集を行なってきた。先行研究の整理の結果として、研究室から生み出されてくる研究成果の社会性や社会的な価値をいかように考察するかについて有用な理論(例えばActors Network TheoryやTechnoethicsなど)を選び、研究活動における倫理が問題として取り上げられた事例に対してどのように適用できるか、あるいはどのような議論が導き出せるかについて考察を進めている。またプライバシーやセキュリティといった概念を現在導入が進む個人識別番号との関連も含めながらそれら概念の再考を行なってきた。さらに研究プロジェクトとして生み出された成果が有する社会性と、研究助成によって助成元へと引き渡される利益性など、研究開発活動が進めば進むほど複雑化する研究活動や研究者の社会中立性について倫理的なジレンマが時として発生している現状をナラティブから明らかにするための若手研究者を中心とした研究者に対するインタビューも行ってきたが、初年度に引き続き研究者に対するインタビューさらには研究助成を行う機関や企業に対しても同様のインタビューを行えるように準備を進めている。現在までの進捗状況としてはおおむね研究計画に沿って研究活動に取り組んでおり、初年度であり基礎的な研究をもとにこれまでで考察した内容に関しては、学術論文や国際会議での発表など研究成果の発表も行うことができている。また初年度中には次年度に開催される国際会議への出席のためのアブストラクトの提出などもすでに行っており、さらなる研究成果の創出とその公表を目指すものである。当該研究課題の目的であるオンラインメディアやソーシャルネットワークを利用した研究におけるデータや研究成果の倫理的な利用等について、企業、研究者やユーザの視点から研究に取り組んできた。現在、組織が収集したデータをいかに利用するのか、また不祥事が起きた際に誰がどのように責任を取り対応をするのかという点において再考が求められている。
客観的指標に基づくアセトアミノフエンの至適投与量の設計と適正使用に関する研究

「痛み」は、実質的または潜在的な組織損傷に結びつく、あるいはこのような損傷を表わす言葉を使って述べられる不快な感覚・情動体験であると定義されており(世界疼痛会議)、この定義に基づき、ぶつけたり、転んだり、つねった痛さを「感覚としての痛み」、痛みに伴うさまざまな感情、感情に伴って起きた痛みは「感情としての痛み」として分類される。「感覚としての痛み」は、損傷した組織から放出されたカリウムイオンやブラジキニンなどの化学物質が痛覚神経の末端にある痛覚受容器を刺激して引き起こされ、鎮痛には非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs:non-steroidal anti-inflammatory drugs)が用いられる。アセトアミノフェンは、中枢性(脳および脊髄内)のCOXを阻害し、疼痛閾値を上昇させることにより鎮痛効果を発揮する薬剤であり、末梢性のCOXの阻害作用を示さないことから消化器障害や腎障害、血圧低下、喘息発作の誘発等の副作用を生じないなどの利点を有するが、鎮痛作用を示すアセトアミノフェンの用量は個人により異なり、その用量は1日あたり2,400-4,000mgと幅があるため、いわゆる'医師のさじ加減'によって決定されているのが現状である。これらのことから本申請研究では、確実な鎮痛効果が得られ、かつ安全なアセトアミノフェンの投与量について解析し、アセトアミノフェンによる確実で安全な鎮痛を得るための科学的根拠を得ることを目的として研究を行った。当院入院中の患者で鎮痛剤としてアセトアミノフェンを1日あたり1500mg以上使用している患者を対象とし、アセトアミノフェン服用前とアセトアミノフェン服用1時間後にアセトアミノフェン血中濃度を測定した。文献やアセトアミノフェンのインタビューフォームを参考にその有効血中濃度を5-20ng/mLとした。アセトアミノフェンを1日あたり3000mgまたは2400mgを朝・昼・夕食後の3回に分けて服用している患者において、朝の服用前の血中濃度は2ng/mL以下であり、服用後は7-16ng/mLであった。一方、1日あたり3600mgを朝・昼・夕食後の3回に分けて服用している患者の昼の服用前の血中濃度は7.2mg/mLであり、これは夜の服用時間から翌朝の服用時間までの間隔が朝の服用時間から昼の服用時間までの間隔に比較して長いことが原因と考えられた。これらのことから、安定した血中濃度を維持し、鎮痛効果を持続するためには、投与量だけでなく投与間隔にも注意が必要であることが明らかとなった。
ホメオボックス遺伝子Hexの軟骨形成誘導機構に関する研究

本研究は体の形作りに関わる遺伝子の一つであるHexが軟骨細胞に発現していることを初めて報告し、その機能の一端を明らかにした。Hex遺伝子は軟骨細胞に発現しており、その発現量は分化に従って増加していた。Hexタンパク質は軟骨細胞の成熟段階に従って核-細胞質間を移動していた。軟骨細胞前駆細胞へのHex遺伝子の導入は核の収縮による細胞死を誘導した。Hexが生理的条件下で起こる軟骨細胞の死に関与しているのかは今後の課題である。本研究課題の目的は軟骨細胞に発現するホメオボックス遺伝子Hexの機能を解明することである。軟骨細胞は未分化間葉系細胞から分化する。未分化間葉系細胞が集合して軟骨前駆細胞になり、更に凝集して軟骨細胞へと分化する。成熟して肥大軟骨細胞になると軟骨基質を分泌する。軟骨基質は次第に石灰化し、破骨細胞と骨芽細胞によって骨に置換される。HexはDivergent typeのホメオボックス遺伝子である。肝臓や血液系細胞の分化・増殖に必須である。帯刀らにより、軟骨細胞にHex遺伝子が発現していることが示されたが、その役割は不明であった(未発表)。私は、in situ hybridization法と定量的PCR法により、軟骨形成段階におけるHex遺伝子発現量を調べた。軟骨細胞への分化とともにHex遺伝子の発現量が増加していた。これはHexが軟骨細胞への分化に関与していることを示唆している。今後、軟骨形成に関わる既知の遺伝子との関与を解析していきたい。発生段階での発現量の経時的変化の比較やプロモーターアッセイにより検討する予定である。また、細胞レベルで軟骨形成とHex遺伝子の関与を詳細に検討するため、テトラサイクリン発現誘導系を用いてATDC5細胞にHex遺伝子を調節的強制発現するシステムを構築した。Hex遺伝子は強制発現により細胞毒性を示した。通常の強制発現系は使用できない。ATDC5細胞はインスリンにより軟骨細胞に分化するin vitro軟骨形成モデルである。続いて機能解析を行う予定である。本研究課題の目的は軟骨細胞に発現するホメオボックス遺伝子Hexの軟骨形成における機能を解明することである。HexはDivergent typeのホメオボックス遺伝子であり、肝臓や単球系細胞の分化と増殖に必須である。帯刀らにより、軟骨細胞にHex遺伝子が発現していることを示唆する実験結果が得られていたが、詳細な発現時期や機能は不明であった(未発表)。昨年度までにHex遺伝子が軟骨形成段階とともに増加していることを明らかにした。タンパク質レベルでの発現と局在を明らかにするため、抗Hex抗体を作製し、ウェスタンブロット法および免疫染色法を行った。マウス胚15.5日においてHexタンパクは肥大軟骨細胞に発現し、軟骨細胞への分化能を有するATDC5細胞では分化とともにその発現量が発現していた。また、Hexの軟骨形成への役割を解明するため、ATDC5細胞にHexを-過性に過剰発現し、成熟した軟骨細胞への分化を調べた。ベクターのみを導入した細胞に比べ、分化が-過性に遅延していた。すなわち、Hexが軟骨細胞への分化を抑制的に制御している可能性が高い。今後、Hexが転写を制御している遺伝子の探索をはじめ、アポトーシス、細胞周期制御因子への影響も視野に入れ、軟骨細胞への分化抑制機構の分子メカニズムを多面的に解析して行く予定である。昨年度までにHexが未分化細胞から軟骨細胞への分化に従ってその発現量が増加することを明らかにしている。本年度は、詳細な組織化学的解析によりHexタンパク質の細胞内局在が分化に依存して変化することを見出した。これはHexの転写活性が細胞内局在により制御されている可能性を示唆している。分化による細胞内局在の変化の原因として、分化ステージ依存的なパートナータンパク質のスイッチングを考えている。Hexタンパク質はプロリンリッチドメインを有し、様々なタンパク質と相互作用している可能性が高い。今後、酵母two-hybrid法もしくは質量分析法により同定を試みたい。また、昨年度に軟骨前駆細胞株ATDC5細胞へのHexの強制発現が軟骨細胞への分化を遅延させることを見出したが、Hex-EGFP融合タンパク質を発現させたATDC5細胞のライブイメージングにより、過剰発現させたHexが細胞死を引き起こすことが原因であると結論した。軟骨細胞への分化には細胞増殖とそれに続いて起こる細胞の凝集が必須である。ただし、Hexの過剰発現が生理的機能を反映しているとは限らない。内在性Hexの機能解明のため、Hex short hairpin RNAを恒常発現したATDC5細胞クローンを樹立した。今後、軟骨細胞への分化に及ぼす影響とその分子メカニズム、そして下流遺伝子の同定を行う予定である。
ウィリアムス症候群の社会行動異常に関わる遺伝子の探索

本研究は、DNAメチル化変化を手がかりに、ウィリアムス症候群の社会行動異常に関わる遺伝子を見出すことを目的とする。ウィリアムス症候群は、7番染色体の片側にある複数の遺伝子の欠失により生じ、多彩な症状を呈することが知られている。しかし、その特徴的な症状である、過度な社交性に関わる遺伝子は不明である。本研究では、患者検体を使ってDNAメチル化変化を調べ、そのネットワーク解析から社会行動異常に関わる遺伝子を探索し、ゲノム編集技術を使って作成した変異ゼブラフィッシュを用いて社会性を評価する。本研究結果は、ウィリアムス症候群だけでなく、社会性の低下を来す自閉スペクトラム症の治療への応用が期待される。
巨大基数公理、無限ゲームの決定性とChang+モデルの構造解析

本研究では、自然数を一般化した無限の数(無限基数)と、チェス・囲碁・将棋といった2人でプレーするボードゲームを一般化した無限ゲームの関係について考察する。無限基数の中でも特別な性質を持つ巨大基数の存在と、無限ゲームにおいて先手か後手のどちらかに必勝法がある、という言明に密接なかかわりがあることが、1960年代から今までの研究でわかってきた。本研究では、Chang+モデルという数学的対象を通してこの関係をより深く掘り下げる。
2種類のかげに着目した天文分野における空間概念の形成に関する学習プログラムの開発

本研究の目的は、小学生・中学生・高校生の基礎的な天体運動の理解に関する理解度を調査し、また、これまでに行った授業実践の結果を受け、空間概念の形成に関係する単元として、小学校では「月の満ち欠け」、中学校では「金星の満ち欠け」、高校では「惑星の視運動」に関する系統的な学習プログラムを開発することである。研究方法では、小、中学生、高校生に対する質問紙調査、面接調査を行った。児童・生徒が持つ、「月の満ち欠け」、「金星の満ち欠け」、「惑星の視運動」に対する理解の特質を、これらの調査から明らかにした。これまでの授業実践の評価に基づき、空間概念を形成する具体的内容として、アメリカやイギリスの理科カリキュラムに見られる「観察活動」、「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」を導入した授業を開発、試行した。授業後、その評価を行い、児童・生徒の空間概念の変容について調査した。中・高校生の日食・月食、月の満ち欠けに関する調査からは、多くの生徒に、月の満ち欠けと食現象に多くの混合した誤認識が存在することが明らかとなった。また、空間概念を形成する具体的内容である「観察活動」、「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」を導入した授業として、小学校では月の満ち欠け現象に関して「2種類のかげ(影、陰)」に着目した授業実践を行った。2種類のかげの内容を中心に、観察活動やモデル化などを密接に関連させた授業展開を行った結果、2割程度だった月の満ち欠けに関する理解度が、授業後には、約75%へと大幅に増加した。加えて、中・高校生への「金星の満ち欠け」・「惑星の視運動」に関する授業実践でも、物体によってできる影と物体そのものにできている陰の2種類のかげの区別やモデル化を密接に関連づけることで、多くの生徒に、相対運動を1つの視点だけでなく、多視点で見る視点移動能力の発達傾向が見られ、空間認識能力の高まりが確認できた。
軽いΛハイパー原子核構造の研究

本研究は、日米3つの加速器で得られるπ中間子、K中間子、光子(電子)ビームとそれぞれの加速器施設の高性能検出器を用い、軽いAハイパー核の構造を明らかにすることを目的とする。そのため、(1)KEK・PSにおいて(π+,K+)反応、(2)米国BNL・AGSに3いて(Stopped K-,π0)反応、(3)米国CEBAFにおいて(e,e'K+)反応、により軽いAハイパー核のスペクトロスコピー研究を共同して実行し、ストレンジネスを含むハドロン多体系の構造とu,d,s3種のクォークを含むパリオン間の相互作用を明らかにすることを目指している。本年度は、日本測研究者は、CEBAFでの電子線ビームを用いたラムダハイパー核のスペクトロスコピーを米国側共同研究者と協力して重点的に進めた。600keV(FWHM)というこれまでの最高運動量分解能で、p-shellラムダハイパー核の構造を明らかにする実験準備が、本共同研究によって大きく前進した。また、橋本らによるp-shellより重いラムダハイパー原子核の(具体的には^<28>Si)構造を分光学的に明らかにする実験提案が認められた。CEBAFでの共同研究に関しては、散乱電子の磁気スペクトロメータによって分析された焦点面での位置情報を精度よく測定するためのシリコン・ストリップ検出器及びその読み出し回路が製作され、その動作テストが進められた。実験条件を満たすことが確認され、最終的な検出器が製作されるとともに、焦点面検出器として実際に設置する方法、検出器としての較正、放射線損傷のモニター方法が検討ざれ、ソフトウェアも含めてその準備が進められている。一方、KEK-PSにおいては(π、K)反応による実験は、軽いラムダハイパー核のデータ解析が進展し、その構造さらにラムダハイペロン相互作月に関する知見が得られている。BNLにおいては(Stopped K-,π0)反応によるスペクトロスコピーが第1段階のデータ収集を終了し、予備的ながら初めて^<12>Bラムダハイパー核のデータが得られた。本研究は、日米3つの加速器で得られるπ中間子、Κ中間子、光子(電子)ビームとそれぞれの加速器施設の高性能検出器を用い、軽いΛハイパー核の構造を明らかにすることを目的とする。そのため、(1)KEK・PSにおいて(π^+,Κ^+)反応、(2)米国BNL・AGSにおいて(Stopped Κ^-,π^0)反応、(3)米国CEBAFにおいて(e,e'k^+)反応、により軽いΛハイパー核のスペクトロスコピー研究を共同して実行し、ストレンジネスを含むハドロン多体系の構造とu,d,s3種のクォークを含むバリオン間の相互作用を明らかにすることを目指している。本年度は、日本側研究者は、CEBAFでの電子線ビームを用いたラムダハイパー核のスペクトロスコピーを米国側共同研究者と協力して重点的に進めた。また、橋本らによるp-shellより重いラムダハイパー原子核の(具体的には28Si)構造を分光学的に明らかにする実験提案が認められた。CEBAFでの共同研究に関しては、散乱電子の磁気スペクトロメータによって分析された焦点面での位置情報を精度よく測定するためのシリコン・ストリップ検出器及びその読み出し回路の製作が、日本側を中心に進められた。一万、KEK-PSにおいては(π、Κ)反応による実験は米国側共同研究者の参加も得て進行中であり、BNLにおいては(Stopped Κ^-,π^0)反応によるスペクトロスコピーが第1段階のデータ収集を終了し、平成10年には最終データ収集が行われる。

一方、KEK-PSにおいては(π、K)反応による実験は、軽いラムダハイパー核のデータ解析が進展し、その構造さらにラムダハイペロン相互作月に関する知見が得られている。BNLにおいては(Stopped K-,π0)反応によるスペクトロスコピーが第1段階のデータ収集を終了し、予備的ながら初めて^<12>Bラムダハイパー核のデータが得られた。
術直後から回復期を促す家族のケア力の構造

採択通知受理後、研究者所属施設における倫理審査申請を行い、7月承認を得た。その後、研究協力者の紹介依頼について小児の手術を実施し、小児の入院を扱う施設の看護部へ協力依頼を行った。研究について説明し、研究計画書等の必要書類を郵送し、依頼を行った。その後、受け入れについて看護部から概ね内諾の返信があったが、院内の倫理審査委員会での承認が必要との返信があり、8月下旬9月初旬に倫理委員会へ申請いただくこととなった。9月初旬に依頼先看護部長より連絡があり、研究依頼部署に医療事故が発生してしまい倫理審査委員会が延期されたこと、部署内では医療事故への対応に手いっぱいであり、研究を引き受けられる状況にないことの説明があった。そのため、研究協力依頼は取り下げることとした。また、同時期に研究者の平成24年度末での退職意向が受理され、さらに11月からは実習業務の時期となり、データ収集が困難な状況となった。今後の研究継続が困難な状況が明確となったことより、研究者所属施設の科研費担当者へ研究継続に関する相談をするとともに、今後の本研究の方向性について本研究に関する専門家からアドバイスを受け、研究内容の方向性について修正を行った。研究開始後より、研究依頼のための説明・同意文書の作成整理、本研究につながる基礎研究のデータ見直しや文献検討を行い、インタビューガイドの作成を進めていた。また、インタビュー方法の検討、データの管理や分析について文献検討や準備を進めていた。研究依頼の取り下げ後、研究の方向性を手術を受ける子どもの家族のケア力についてまとめていく方向へ変更した。これまでの取り寄せた文献を整理しなおし家族のケア力についてセルフケアの枠組みで整理した。さらに手記や事例報告の文献も広げてデータを見直し、家族セルフケアの枠組みでまとめ、今後、研究再開のためにインタビューガイドを完成させた。
幾何学の可視化と３次元実体模型の作成

本研究の幾何学的対象は,代数方程式,複素解析関数,微分方程式など,さまざまなかたちで与えられる.曲面の離散データからガウス曲率,平均曲率など微分幾何学的な不変量の,よい近似値を計算する手法を考察した.実際の幾何学模型の制作にあたっては,曲面の法線方向のデータを各点に加味することが有効であることが分かったので,このような手法を技術的に確立することを研究した.三次曲面上の27本の直線,負の定曲率曲面など,離散データを経由してアルミニウム製の精度の高い3次元の実体模型を制作した.離散データから模型制作までのインタフェースを構築するためのステップについて,一定の成果を得る事ができた.本研究の幾何学的対象は,代数方程式,超越関数によるパラメーター表示,複素解析関数,微分方程式など,さまざまなかたちで与えられる.このようなインプットから,実際に幾何学模型を制作するためには,幾何学的対象を離散データ化して,工学で用いられる適切なファイル形式に変換する必要がある.まず,幾何学的な対象から,どのようにして適切に離散データを抽出できるかについて研究した.また曲面の離散データからガウス曲率,平均曲率など微分幾何学的な不変量の,よい近似値を計算する手法を考察し,実際の幾何学模型の制作にあたっては,座標の離データのみならず,曲面の法線方向のデータを各点に加味することが有効であることがわかっているので,このような手法を技術的に確立することを研究した.数理科学研究科では,19世紀末から20世紀はじめにかけてドイツで制作された石膏の幾何学模型を所蔵しているが,これらの模型について,数式から離散データを作成して,アルミニウムなどの素材によって,実際に模型を制作するための基礎的な手法を確立した,これを用いて,負の定曲率曲面をヤマダ精機と共同で制作し,東大数学同窓会の寄贈により,数理科学研究科に展示される見通しとなった.そのほかに東京大学総合研究博物館と共同でドイツで制作された石膏模型を調査し,レプリカを制作して,2013年3月21日に開館してJPタワー,インタメディアテックに約100のレプリカを展示した.特異点理論,可積分系などの分野で,現代の数学の先端的な研究対象に対する,可視化の可能性について研究した.また,幾何学的な対象から,離散データを抽出する手法を確立する一方,逆に離散データから幾何学的不変量を計算する方法についての研究をすすめた.離データを経由して3次元の実体模型を制作するまでの,インタフェースを構築するためのステップについて,一定の成果を得る事ができた.離散的な点データから,精度の高い幾何学模型を制作するための技法についての研究を行なった.クレブッシュ曲面とよばれる3次の代数曲面の模型を,ヤマダ精機と共同でアルミニウムで制作したが,本年度は,この曲面上の27本の配置を模型上に加工によって示すことを試み,実際に模型上に27本の直線の配置を示すことに成功した.また,やはり,ヤマダ精機と共同で負の定曲率曲面のアルミニウム製の模型の制作を行なった.これらの模型は,ともに,東京大学数理科学研究科棟に展示されている.現在では,3Dプリンターを用いて,Mathematicaなどのソフトウェアで作成したSTLファイルなどから,模型を制作する事が可能であるが,代数方程式や微分方程式で定義された曲面を金属などの素材で,より精密に作成するには,離散的な点データから曲面の曲率などを算出する,理論面の考察が必要である.本研究では,実体模型の制作とあわせて,このような離散幾何学の問題に関する研究を行った.我々の模型の制作では,アルミニウムを削る方法を用いているので,離散的な点データから模型を制作するためには,削る際に最適な刃をあてる方向の決定などを行なう必要がある.このように,離散的な点データから,曲面の接平面方向と法線方向のデータを導出して,模型の精度をあげる研究を行なった.また,4次元クライン群の極限集合など,金属を削る加工法では表現が困難な対象について,クリスタルガラスの中に,点をレーザー光線によってプロットすることによって可視化する手法を開発した.本研究の幾何学的対象は,代数方程式,複素解析関数,微分方程式など,さまざまなかたちで与えられる.曲面の離散データからガウス曲率,平均曲率など微分幾何学的な不変量の,よい近似値を計算する手法を考察した.実際の幾何学模型の制作にあたっては,曲面の法線方向のデータを各点に加味することが有効であることが分かったので,このような手法を技術的に確立することを研究した.三次曲面上の27本の直線,負の定曲率曲面など,離散データを経由してアルミニウム製の精度の高い3次元の実体模型を制作した.離散データから模型制作までのインタフェースを構築するためのステップについて,一定の成果を得る事ができた.本研究の幾何学的対象は,代数方程式,超越関数によるパラメータ表示,微分方程式などさまざまなかたちで与えられるが,これから実際に模型を制作するために,曲面などの離散データを抽出してそれを工学で用いられるファイル形式に変換する手法を開発した.とくに,3次曲面とその上の直線配置について,データの変換の際に生じる誤差を評価した.クレブッシュ曲面の場合について,CDモデル上で,27本の直線配置を決定し,実際の模型上に直線を描くための技術的な基礎を確立した.まず,幾何学的な対象から,どのようにして適切に離散データを抽出できるかについて研究した.また曲面の離散データからガウス曲率,平均曲率など微分幾何学的な不変量の,よい近似値を計算する手法を考察し,実際の幾何学

模型の制作にあたっては,座標の離散データのみならず,曲面の法線方向のデータを各点に加味することが有効であることがわかっているので,このような手法を技術的に確立することを研究した.特異点理論,可積分系などの分野で,現代の数学の先端的な研究対象に対する,可視化の可能性について研究した.また,幾何学的な対象から,離散データを抽出する手法を確立する一方,逆に離散データから幾何学的不変量を計算する方法についての研究をすすめた.離散データを経由して3次元の実体模型を制作するまでの,インタフェースを構築するためのステップについて,一定の成果を得る事ができた.代数方程式,超越関数によるパラメータ表示,微分方程式などさまざまな方法で与えられた曲面について,実際に数式から離散データを作成し,工学で用いられるファイル形式に変換して,アルミニウムなどの素材によって模型を制作する一連の手法を確立することができた.この手法を実際に応用して,負の定曲率曲面のアルミニウム製の模型を制作することができた.クレブッシュ曲面とよばれる3次曲面の上の27本の直線の配置をCDモデル上で描く研究を行なったが,ファイル変換の際に生じる誤差を厳密に評価することが必要となった.本年度の研究の結果,直線の配置をCDモデル上で決定することができて,実際の制作したアルミニウム性の模型の上に直線を描くための,見通しがたった.今後も3次元実体模型の制作のために必要な,理論的な基礎について,ワークショップなどを開催して,研究交流情報交換をすすめる.離散データから微分幾何学的な不変量を抽出する理論的な基礎を確立する.ヤマダ精機との間で行なってきた共同研究を継続して,展開する.また,海外の研究者との研究交流のため,研究者の招聘,研究集会やワークショップの開催を行なう.次年度は,定曲率曲面,極小曲面などの制作に加えて,3次元空間を充填する結晶の模型の制作などを予定している.今後も3次元実体模型の制作のために必要な,理論的な基礎について,ワークショップなどを開催して,研究交流,情報交換をすすめる.とくに,ヤマダ精機との間で行なってきた共同研究を継続して,展開する.また,海外の研究者との研究交流のため,研究者の招聘,研究集会の開催を行なう.同研究を行う旅費の支出,コンピュータソフトウェアの購入,幾何学関係の図書の購入をおこなう.また,海外の研究会に参加して,研究成果を発表するための旅費を支出する.また,模型の簡易な制作のために,STLファイルを直接,樹脂などの模型として出力できる3Dプリンターを購入することを計画している.次年度は,昨年度CD模型上で決定した,クレブッシュ曲面上の直線の配置を実際の模型上に描くことを計画しており,そのための,共同研究を行う旅費の支出,コンピュータソフトウェアの購入,幾何学関係の図書の購入をおこなう.また,海外の研究会に参加して,研究成果を発表するための旅費を支出する.
森林性キノコバエ類による栽培きのこ被害の解明と緩和手法の開発

食用キノコ類の害虫を含むキノコバエ類群集を森林内・ホダ場・生産施設の間で比較した。大分県日田市内の人工林および天然林各所を調査地とした。調査地内の樹木の種類と幹数を記録し、トラップ、掬い採り、羽化試験などでキノコバエ類を採集した。キノコバエ類の属を単位とした群集解析の結果は、天然林と人工林の間で異なる群集が形成されていることを示した。シイタケ害虫となるキノコバエ類は原木ホダ場や菌床施設周辺の森林では生息密度が低いと考えられた。採集されたキノコバエ類を欧州の博物館標本と比較した結果、従来知られているナガマドキノコバエが複数種に分けられることが判明し、それらの一部を新種として記載した。大分県日田市で20ヶ所(シイタケ菌床施設3,人工林6,天然林6,シイタケほだ場5)の調査地を設定した。2012年2月から6月までの間および9月から11月までの間にそれぞれ月に1回ずつ計8回、各調査地内に設置した10m四方のコドラート1か所で30分間、その周囲の林分内で30分間、捕虫網によるキノコバエ類の採集を行った。ルンド大学(スウェーデン)およびコペンハーゲン大学(デンマーク)に所蔵されているヨーロッパ産キノコバエ類を用いて、上記調査で得られたキノコバエ類標本の同定を行った。キノコバエ類の群集構造が調査地間でどのように異なるかを明らかにするため、各調査地で得られた属数を比較し、属を単位として主成分分析を行った。その結果、菌床施設で発生しているキノコバエ類の属数は野外のそれらより明らかに少ないこと、天然林・人工林・ホダ場の間では大きく異ならないことが分かった。また、菌床施設で発生しているキノコバエ類群集は野外のそれらとは大きく異なっていること、天然林と人工林の間では一部重複しながら、異なる群集が形成されていることが分かった。同定作業の結果、従来、ヨーロッパと日本に共通して分布するとされていたキノコバエ類のいくつかは、ヨーロッパと日本の間で別種であることが分かった。また、得られた標本には、日本ではまだ知られていない、あるいは科学的にまだ知られていない種が含まれていることが分かった。キノコバエ類群集の多様性に影響を及ぼす栽培地域の環境を異なる空間スケールで調査し、有効な防除方法を提唱する。この成果によって、きのこ栽培の被害予想図の作成、菌床しいたけ害虫ナガマドキノコバエの由来の解明、キノコバエ類害虫の一覧と同定ツールの作成が可能になる。食用きのこ栽培地域の植生がキノコバエ類群集、特に、シイタケ害虫となるキノコバエ類の動態に及ぼす影響を明らかにするため、森林内の植生とキノコバエ類群集を調査した。大分県日田市内の人工林9ヶ所(ほだ場3ヶ所を含む)および天然林8ヶ所(ほだ場2ヶ所を含む)を調査地として、各所に10m四方の1方形区を設置した。方形区内の胸高周囲長0.5m以上または樹高2m以上の樹木の種類と幹数を記録した。2011年10月から2013年12月までの間にマレーズ式トラップ、捕虫網と吸虫管を使った掬い採り、きのこ類を使った羽化試験などでキノコバエ類を採集した。天然林と人工林はそれぞれアラカシとスギが優占し、一部にクヌギなどの植栽林、タケ類が繁茂したスギ林、ヒノキ林を含んだ。調査期間内に採集されたキノコバエ類の属を単位とした主成分分析の結果は、天然林と人工林の間で異なる群集が形成されていることを示した。ナカモンナミキノコバエ類の分布はほだ場に集中し、ほだ場の外ではほとんど採集されなかった。ナガマドキノコバエ類の害虫種はこの調査で採集されなかった。トンボキノコバエ類は天然林・人工林の風倒木の根返りや野生きのこから採集された。大分県日田市に4タイプ20ヶ所(菌床施設3,スギ林6,広葉樹林6,ほだ場5)の調査地を選定し、各調査地に10m四方のコドラートを1ヶ所設営した。コドラート内の腐朽木量の計測(菌床施設を除く17ヶ所)を10月に行った。

また、コドラート内で捕虫網によるキノコバエ類の採集を10月と11月にそれぞれ1回ずつ行った。さらに、コドラート内のきのこ類子実体を10月に、調査地林分内のきのこ類子実体を11月に採集した。腐朽木量はほだ場が最も多く、スギ林、広葉樹林が続いた。キノコバエ類24属を採集した。各タイプで採集された属数の中央値は、広葉樹が最も大きく、ほだ場、スギ林、菌床施設の順に少なくなった。きのこの出現頻度数の中央値はほだ場(42)が最も多く、スギ林(11.5)、広葉樹(10.5)、であった。しかし、ほだ場のほだ上に生えたきのこ類を除くと、ほだ場のきのこ出現頻度数の中央値は10であり、スギ林および広葉樹とほとんど差はなかった。しいたけ・エノキタケ害虫キノコバエ類をほだ場・菌床施設で採集したが、スギ林・広葉樹林では採集しなかった。これらの結果から、広葉樹林はスギ林よりも腐朽木体積が少ないが、きのこの出現頻度はスギ林と同程度であり、広葉樹林のキノコバエ類の多様さはスギ林のそれよりも高い可能性があること、また、害虫キノコバエはほだ場周辺の森林では稀である可能性が考えられた。原木シイタケ栽培で被害が報告されているキノコバエ類の防除技術開発に向けて、異なる森林タイプ間のキノコバエ類の群集サイズの解明、在不在データの蓄積を行った。H24年度に計画していた、標本・データ収集、樹木の種類・きのこ本数のデータを順調に収集した。6-8月にスウェーデン・ルンド大学およびデンマーク・コペンハーゲン大学で、H23,24年度に得られた標本試料のうち、不明種の同定を行った。年間を通したデータによる解析と考察を行い、その成果を日本森林学会大会で口頭発表した。H23年度に計画していた、プロット設営、標本・データ収集、仮同定作業、同定困難な種の抽出を順調に行った。森林プロット・栽培プロットそれぞれ10か所の設営を計画し、森林内プロット12か所および栽培プロット8か所の設営を行った。生息場所のデータとして、腐朽木体積・腐れ具合・樹木の種類と下草・きのこ類の出現頻度を計画し、腐朽木体積・樹木本数・胸高断面積・きのこ本数のデータを収集した。掬い取り、誘引捕殺器、きのこ類からの羽化によるキノコバエ類の採集を計画し、掬い取りと羽化による採集を行った。その結果、キノコバエ類24属を同定した。同定困難な種として、害虫種に酷似した種を数多く認められることを明らかにした。H25年4-11月にH23, 24年度と同じ調査地を用いて、キノコバエ類の採集・きのこ類の採集を行う。これらキノコバエ類・きのこ類・調査地の樹木種の同定を行う。既に取得済みの腐朽木量・樹木の本数・胸高断面積合計などのデータと合わせて、多変量解析を行い、キノコバエ類の群集構造に影響している要因の抽出を行う。本研究で得られた成果を基に、枯死木の増加と、それに伴うきのこ類の発生量・林分構造の変化が害虫種の個体群に及ぼす影響を評価し、きのこ栽培のハザードマップを作成する研究へ発展させる。H24, 25年4-6, 9-11月にH23年度と同じ調査地を用いて、キノコバエ類の採集・きのこ類の採集を行う。既に取得済みの腐朽木量・樹木の本数・胸高断面積合計のデータと合わせて、多変量解析を行い、キノコバエ類の群集構造に影響している要因の抽出を行う。H24年6-8月にスウェーデン・ルンド大学、デンマーク・コペンハーゲン大学でH23,24年度に得られた標本試料の同定を行う。また、現地周辺の森林で採集を行い、同定を行う。
レーザー冷却イオンと中性原子を用いた極低温分子の実現

本研究ではこれまで全く別の実験系として扱われてきたイオントラップと中性原子のトラップを同一空間中に実現し、その両者の相互作用を利用して極低温の分子イオンの生成を目指す。本研究では原子間相互作用がフェッシュバッハ共鳴を利用して可変な中性原子^6Liを、またこの原子種との混合系を作成した際のトラップの安定性・熱平衡への到達し易さなどを考慮してLi原子よりも数倍質量の思い^<40>Ca^+をイオン種として選定した。実験ではトラップされたイオンからの蛍光をPMT検出器で観測するとともにCCDカメラで空間的な分布も測定した。精密な調整の結果、トラップしたイオンが10分程度監視していてもロスしない程度の長寿命を実現することができた。また、イオンの数を減らしてRF電場による加熱の影響を小さくしていくことで、イオンの結晶化の観測にも成功した。結晶化が見えたことからレーザーによってイオンが効率よく冷却されていることが分かる。イオントラップについての実験準備が整いつつある中で、イオントラップと中性原子トラップの混合系を生成するためのチャンバーの作成を開始した。イオンと中性原子を混ぜる方法はいろいろな手法が考えられるが、量子縮退した中性原子と振動基底状態に落ちたイオンの混合系が最終目標であり、その目的に最も相性の良いと考えられる光ピンセットを用いた方法を採用した。この方法イオントラップと中性原子のトラップを別々の位置に作成し、光ピンセットの手法を用いて中性原子気体をイオントラップの位置に運ぶ方法である。今回我々はイオンと原子を同一空間に作成するチャンバーを作成し、イオントラップチャンバー側ではイオンが、中性原子チャンバー側では中性原子がそれぞれトラップされている状況をすでに実現することに成功した。本研究はイオン-中性原子間相互作用という極低温冷却原子系の研究で今まで注目されてこなかった相互作用を利用することで、これまで実現が難しかった極低温の多原子分子の実現を目指すものである。そのために平成22年度は、イオンを冷却するための光源の周波数安定化の改善とトラップのための電場を発生するための回路を作成し、実際にトラップ実験に挑戦した。しかしながら、実験の中でイオン化のレートが低すぎるためにイオンがためられていないことが分かり、これまでの電子銃を用いたイオン化の方法でなく、光による高速のイオン化を行う決断をした。光イオン化用光源としては中性カルシウム原子を第一励起状態に励起するための423nmの光源と第一励起状態からイオン化準位への励起を行う光源の2つが必要である。423nmの光源は846nmの光を半導体レーザーで作成し、第2高調波発生用共振器を用いて発生させた。イオン化には100μW程必要であるが、我々は300μW生成することに成功し、十分な強度を得ることができた。また、冷却用光源である397nmと866nmのレーザーの長時間における周波数安定度が十分でないことも同時に分かったため、ヘリウムネオンレーザーの安定度を半導体レーザーに転写する技術を用いて安定化を行った。これによりレーザーの周波数安定度を大幅に改善することに成功した。さらに中性原子であるリチウム原子をトラップするのに必要な671nmの光源と光トラップのための1064nmの光源(半導体レーザー励起のYVO4結晶を共振器内に配置してレーザー発振させた光源)の準備を行い、これらの光源の準備も完了した。
ワイヤレス充電時のインピーダンス変化に基づく充電情報計測システムの実践的検証

我々はこれまで充電式心臓ペースメーカの研究を進めてきた.体内に埋め込んだ心臓ペースメーカの充電状況を体外から推定することは出来なかった.そこで我々は充電状況に応じて2次側インピーダンスが変化することに着目し,体内からの電気パラメータから充電状況を推定する方法を提案した.本研究では充電制御に必要となる体内パラメータを体外側パラメータから推定する方法について検討したので報告する.更に,サイズやコストの面から矩形波によるワイヤレス給電を想定し,矩形波駆動におけるインピーダンス推定についても検討したので報告する.若手研究(B)課題番号「24700602」で提案した「心臓ペースメーカのワイヤレス充電時における外部からの充電状況推定システム」をブラッシュアップし,実用化に向けた実践的検証を進める研究である.体内に埋め込まれたペースメーカの充電状況をワイヤレス充電時に体外から計測するシステムの構築を目指し,充電状況に対応してインピーダンスが変化する事に着目し,その変化を外部から推定するものである.H26年度は1ワイヤレス給電時のチタンケースに生じる渦電流損に相当する等価抵抗を考慮した提案式による充電状況推定において,チタン以外の金属においても1次側パラメータから電池残量に応じて変化する2次側インピーダンスを計測できるか検証した.その結果,種々の金属においても提案する推定式が適応でき,推定式の妥当性を確認した.また,推定誤差の傾向や推定可能な条件(伝送効率,送受電コイルの結合係数)も明らかにした.2矩形波交流(duty可変)を用いたワイヤレス給電において,充電状況の推定が可能か検証した.その結果,矩形波伝送(duty変更)においても推定式可能であることが分かり,その推定誤差の傾向についても明らかにした.その他の研究進捗としては,3ワイヤレス給電時の2次側充電電流,2次側受電電圧を計測するための推定式を検討した.また,4文献調査により2次側電圧変動を抑える共振条件があることが分かり,これは充電後半の受電電力の制御(抑制)に効果的であることが分かった.また,研究を前倒しで5携帯型充電器の設計・試作を進めるに至った.若手研究(B)課題番号「24700602」で提案した「心臓ペースメーカのワイヤレス充電時における外部からの充電状況推定システム」をブラッシュアップし,実用化に向けた実践的検証を進める研究である.体内に埋め込まれたペースメーカの充電状況をワイヤレス充電時に体外から計測するシステムの構築を目指し,充電状況に対応してインピーダンスが変化する事に着目し,その変化を外部から推定するものである.1.H26年度のワイヤレス給電時の金属に生じる渦電流損に相当する直列等価抵抗を考慮した提案式による充電状況推定において,H27年度はチタン以外の金属においても1次側パラメータから電池残量に応じて変化する2次側インピーダンスを計測できることを検証し,その計測可能条件(伝送電力,送受電コイルの結合係数)を見出した.また,金属ケースの有無の条件下によるワイヤレス給電のデータ解析から,提案する直列等価抵抗が渦電流損の損失分を十分に表現できていることを確認した.2.H26年度の矩形波ワイヤレス給電の実験的検証成果を踏まえて,H27年度は2次側インピーダンス計測機能(充電状況推定機能)を搭載した矩形波交流ワイヤレス給電の充電器を設計・製作し,矩形波伝送における充電状況の推定が可能であることを検証した.今後は,duty可変の矩形波生成回路および,ワイヤレス給電時の2次側充電電流,2次側受電電圧を計測するための推定式を提案し,発熱評価などを含めたトータルシステムの検証実験を進める予定である.1.ワイヤレス充電時に金属ケースに渦電流が生じることによる2次側インピーダンスの計測誤差を補正するために直列等価抵抗を導入する手法を提案し,その妥当性を検証した.金属ケースに生じる渦電損を表す1次側換算の直列等価抵抗の導出方法は,ワイヤレス電力伝送時に計測可能な1次側投入電力P1から1次銅損PR1,2次銅損PR2,2次側受電電力P2を差し引いた損失電力P0を金属ケースによる電力損失分と見なし,その損失分を表す直列等価抵抗R0を決定する.1次側換算の直列等価抵抗が渦電流に起因する電力損失を表現できているかを金属ケース有無の2つの条件下で,ワイヤレス給電時の伝送周波数fおよび1次電流i(すなわち磁束密度B)を変化させて損失電力P0の挙動を調査した.その結果,金属ケース無しではP0はfによらず一定,iの2乗に比例し,その値は小さいものであった.これは共振コンデンサの直列抵抗分による銅損が見えたものと考えられる.続いて金属ケース有りでは,P0はfの2乗およびiの2乗に概ね比例して変化し,その変化量は金属無し時と比べて大きいものであった.fの2乗で変化するのはまさしく渦電流損特有の挙動である.ゆえにP0は金属に生じる渦電流損であり,これを基に算出される直列等価抵抗による補正が妥当であると言える.2.H26年度の矩形波ワイヤレス給電の実績を踏まえて,2次側インピーダンス計測機能(充電状況推定機能)を搭載した矩形波交流ワイヤレス給電の充電器を試作した.矩形波生成および制御はPICで行った.ボルテージフォロア回路で接続負荷との駆動回路分離を行い,差動増幅,反転増幅,プッシュプル電流増幅回路で電圧と電流を増幅し,5Vpp,最大出力1Wの出力を得た.充電状況推定のための電力データ(1次側有効電力,力率)の計測には3電圧計法を用いた.