hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軸対称回転体の側表面上への光リソグラフィ技術に関する研究

また、膜厚は試料の洗浄方法にも依存し、条件を最適化した結果、膜厚1.5μm以下の薄膜まで均一に塗布できるようにできた。レーザ光で走査露光してパターン形成する時に得られるパターン線幅は、走査速度とレジストの膜厚に依存するので、それらに関する関係を調べた。レジスト膜厚を23μmとする時、上記のビーム径のレーザ光により、線幅712μmのパターンを描画できた。従来、最小試料径は160μmであったが、試料径100μm以下まで、前記の線幅でパターンを描画することに成功した。また、上記小径の銅パイプ外表面にらせん状にレジストパターンを形成し、それをマスキング材料として銅パイプをエッチングすると、コイル状のマイクロ部品が得られることを確かめた。投影露光に関しては、写真用マクロレンズを投影レンズとするほぼ等倍の投影露光装置を組み立て、スリットで短冊状に限定したレチクル照射面を円柱または円筒試料外側面上に投影露光できるようにした。投影レンズの開口数を約0.032と低く設定したため、解像度は15μm前後である一方、焦点深度は400μm程度取れると予想できる。円柱または円筒試料の凸面でもこの焦点深度範囲ならば解像すると考えられる。上記と同様の方法で直径210μmの試料にレジストを塗布する時の膜厚を調べた結果、試料が太い程、レジスト膜厚が厚くなることが判った。実際に直径10mmの銅の円筒試料にレジストを膜厚7μmに塗布し、レチクル走査に同期して円筒を回転させて走査露光を行った所、外表面上に線幅20μmの1:1ラインアンドスペースパターンがきれいに解像できた。エンコーダ、空気軸受け溝、潤滑溝など、線幅50100μm程度のパターンを形成するのにちょうど適した解像度や焦点深度を有する装置であることが確認できた。円柱、円筒、円錐などの軸対称回転体を基本形状とするマイクロ部品を製作したり、回転エンコーダ、ヘリングボーン等の空気軸受溝や潤滑溝を形成したりするため、これらの表面上に光リソグラフィを用いて微細パターンを形成する技術について研究した。光リソグラフィの方策として、原図レチクルを用いてパターンを転写する投影露光と、レーザビームに対して試料を動かしてパターンを描画する走査露光の2つを試みた。所要露光時間の観点からは投影露光が有利である。試料を連続的または間欠的に回転させるのに同期してレチクルを走査する露光装置を製作した。投影レンズとしてFナンバーが8の写真レンズを用い、直径6mmの銅円柱試料上に線幅20μmの軸平行ラインアンドスペースパターンを形成した。斜めラインアンドスペース、チェック模様、蛇の目模様などの形成にも成功した。試料の中心軸と回転軸がずれると結像位置がずれ、パターン線幅が変化したり、投影倍率が変化してパターンピッチが変わったりするため、偏芯を補正してから露光した。エンコーダを想定して直径約26mmの銅円柱の表面に360本の約100μm線幅の軸平行ラインアンドスペースパターンを形成した結果、ピッチばらっきを約±5%、線幅ばらつきを±6%とできた。一方、直径2mm以下の非常に細い円柱、円筒に、より微細なパターンを形成するため、青色レーザを走査する露光装置を製作しで微細加工を試みた。レーザ光を穴径63μmのピンホールで絞り、対物レンズを用いて1/10縮小して試料上に当てた。細い試料にレジストを浸漬引上げ塗布する方法を詳しく検討し、レジストを膜厚約1μmに薄く塗布する条件を見出した。その結果、線幅約10μm、ピッチ91μmのらせんパターンを外径100μm、内径40μmの銅パイプ上に形成できた。
機能性の発現を目指したカーボンナノチューブ形状制御技術の開発および機能性の実証

我々が創製してきた様々なカーボンナノチューブ新規特異構造(カーボンナノ四面体/リボン構造、四角断面多層カーボンナノチューブ、分岐・合流カーボンナノチューブ、直径変動多層カーボンナノチューブ)に関して、その高効率生成方法の開発を行ない、また、電子顕微鏡ベースの様々な手法を用いることにより、それらナノ構造の機能探索とその概念実証を行なうことが本研究課題の目的である。カーボンナノ四面体に関しては、従来の鉄に加えて、コバルト及びニッケルを触媒として用いた生成を行なった。その結果、コバルトを用いることにより生成の効率が従来より向上し、また鉄・ニッケルと比較してサイズが小さくなることを見出した。また、四面体への他物質充填に関しては予備的な結果が得られた。ナノチューブの片方が潰れたものは四面体の半分に対応する形状を持つが、そのチューブ・リボン接続部の潰れた側に選択的にマンガン・ニッケル合金が充填されたものを見出し、この結果から、四面体への充填にはマンガンが利用できるのではないかとの発想を得、マンガン・ニッケル系触媒を用いた生成を行なったところ、四面体そのものではないがその近傍への充填を確認した。四角断面多層カーボンナノチューブに関しては、加熱及び電子線照射下での構造安定性を透過電子顕微鏡でその場観察した。また分岐・合流型に関しては、電子線トモグラフィーにより、その三次元構造を明らかにした。さらに、物質を充填したY型及びサイド・バイ・サイド型のマイクロチューブを合成し、走査電子顕微鏡内でマイクロプローブを用いて電流・電圧を印加し、内包物質の移動の様子をその場観察した。加えて、新しいカーボンマイクロ構造の創成にも成功し、現在そのサイズをナノ化する努力を続けている。電子顕微鏡観察用ナノ反応容器として用いる応用を見据えた場合に重要となる他物質の内包技術の開発は、ようやくその足掛りをつかみ、概要で述べたようにマンガンの添加が有効であろうとの予測を得ている。特にニッケルとの組合せでこれまで様々な条件での生成を試み、四面体に近い形状のもの、あるいは四面体に隣接した位置に物質を内容したものを見出している。今後さらに様々な条件での生成を試み、四面体内部への物質充填を実現する技術を開発することが課題である。他物質を内包しない通常の四面体・リボン構造に関しては、コバルトを用いることで生成効率の向上とサイズの微細化に成功した。四角断面多層カーボンナノチューブに関しても、高温下あるいは電子線照射下での利用を考えた場合、そうした環境下での安定性が重要となるが、透過電子顕微鏡その場観察によりこれを調べることができた。分岐・合流カーボンナノチューブに関しては、電子線トモグラフィーによりその分岐部の三次元構造を初めて明かにし、基礎的な知見を得ることができた。ナノサイズのものに関しては物質の内包はまだ実現していないが、マイクロサイズの分岐構造チューブではガリウム等の物質を内包させ、そのジュール加熱下の振舞いを走査電子顕微鏡その場観察した。我々が創製してきた様々なカーボンナノチューブ新規特異構造(カーボンナノ四面体/リボン構造、四角断面多層カーボンナノチューブ、分岐・合流カーボンナノチューブ、直径変動多層カーボンナノチューブ)の生成条件を様々検討する中、複数のカーボンマイクロファイバーが周期的に分岐・合流する新しい構造体を発見することもできた。電子顕微鏡法によりその構造を明かにし、走査電子顕微鏡その場観察により伸縮性があることを明かにした。また生成触媒粒子のファセットと生成との関連性について現在調べている。またこの構造のナノ化にも挑戦している。マンガンを利用した、カーボンナノ四面体/リボン構造への物質内包を引き続き試みる。これに成功した場合には、(透過あるいは走査)電子顕微鏡内のマイクロプローブを用いて電圧・電流を印加し、ジュール加熱あるいはエレクトロマイグレーションによる内包物質の変化・移動のその場観察に挑戦する。また、マンガン以外を利用した物質内包も引き続き試みる。また、物質内包していないものにおいては、透過電子顕微鏡加熱ホルダーを用いることにより、カーボンナノ四面体/リボン構造の加熱中の構造変化の有無をその場観察する。走査電子顕微鏡内のマイクロプローブを用いたジュール加熱の場合、温度が測定できなかったが、所属機関が有する透過電子顕微鏡加熱ホルダーを用いれば温度の設定が可能であり、想定される構造変化とそのときの温度との対応を取りながらその場観察が可能となるので、これを実施する予定である。高効率生成に関してだが、通常のカーボンナノチューブ生成において、モリブデンが影響を与えることが知られている。そこで、カーボンナノ四面体/リボン構造生成に対するモリブデンの影響を調査し、さらなる高効率生成を目指す。あわせて、四面体が多数連結する、チェイン状の構造の生成を目指す。また、新しく発見した複数のカーボンマイクロファイバーが周期的に分岐・合流する構造体に関しては、将来の応用可能性として伸縮性・伝導性のあるカーボン繊維・布が考えられ、伸縮性の定量評価を繰り返しデータを確固としたものにする。またその生成メカニズムの解明を目指すとともに、サイズの微細化にも取り組む。本研究の目的は、これまでに我々が創製してきた様々なカーボンナノチューブ新規特異構造(カーボンナノ四面体/リボン構造、四角断面多層カーボンナノチューブ、分岐・合流カーボンナノチューブ、直径変動多層カーボンナノチューブ)に関する我々の研究成果をさらに発展させ、これらナノ構造の高効率生成を目指すとともに、機能性の探索を行ない電子顕微鏡をベースとした実験によりその概念実証を行なうことにある。

生成については、生成触媒金属の堆積方法(蒸着、スパッタリング、レーザーアブレーション、生成方法(封入加熱式、ガスフロー化学気相堆積法)、基板の種類と前処理方法、触媒金属の種類、炭素源の種類の広範な組み合わせを試行し、カーボンナノ四面体/リボン構造、四角断面多層カーボンナノチューブ、直径変動多層カーボンナノチューブの生成するパラメータ・方法の領域に関する基礎的情報を得ることができた。特に、封入加熱式生成におけるナノチューブ生成のタイミングが明らかとなり、また、四角断面ナノチューブは様々な生成方法でも普遍的に生成することが判明した。あるサイズの多層のものに関しては四角断面が普遍的に生成するという本研究による知見は、カーボンナノチューブの断面形状は一般に円形であるという一般的な考えを改めさせるインパクトを持つ。また、カーボンナノ四面体/リボン構造のジュール加熱下の曲げ・引っ張りの透過電子顕微鏡その場観察の実験を行なった。その結果、ジュール加熱下(3.2V、3mA)の曲げにおいては破断は起こらず、このレベルのジュール加熱と曲げに対して耐性を持つことがわかり、また、ジュール加熱下の引っ張り試験では破断の様子を初めて観察した。ウェアラブルデバイス等への応用を見据えた場合、ジュール加熱と機械的ストレスが共存する状態での個々の振舞は重要であり、これを電子顕微鏡レベルの空間分解能で明らかにすることができた。カーボンナノ四面体/リボン構造、四角断面多層カーボンナノチューブ、直径変動多層カーボンナノチューブの生成に関しては、生成するパラメータ・方法の領域に関する基礎的情報を得ることができた。直径変動多層カーボンナノチューブでは鉄・インジウム触媒を用いることにより、従来よりも細くなり、生成の効率も向上した。カーボンナノ四面体/リボン構造に関してもニッケル触媒を使用することにより、従来よりも生成の効率は向上している。しかしながら、カーボンナノ四面体/リボン構造と四角断面多層カーボンナノチューブに関しては選択的あるいは高効率な生成の条件は未だ見つかっておらず、今後も引き続き条件の探索を行なう必要がある。また、四面体構造が周期的に連なったチェイン構造の高効率生成も目指しているが、これも今後の課題である。分岐・合流カーボンナノチューブに関しては、生成の制御が特に困難で、生成するパラメータ領域の情報はまだ得られていない。レーザーアブレーションを用いた場合にはまだ目的のカーボンナノ構造の生成に成功しておらず、方法の改善が必要である。ジュール加熱下の曲げ試験においては、いくつかの観察例を得ることができ、その振舞いを知ることができた。しかし、破断に至るプロセスはまだ観察できておらず、これまでよりも電流量を増やして、どのような条件で、どの箇所で、どのように破断が起こるのかを電子顕微鏡でその場観察する必要がある。あわせて追加で行なっているジュール加熱下の引っ張り試験についても、破断箇所の構造がまたはっきりしておらず、さらなる実験が必要である。直径変動ナノチューブのジュール加熱下および機械的振舞いに関する研究は計画前倒しで完了し、現在論文投稿中である。一方、直径変動ナノチューブへの元素置換は成功しなかった。
Placental Protein−5による婦人科悪性腫瘍の転移抑制効果

1.正常胎盤組織,絨毛性疾患におけるplacental protein-5遺伝子発現とその局在の検討.正常絨毛組織の形成過程にplacental protein-5(PP5)が関与することを明らかにするため,様々な妊娠週数の胎盤におけるPP5の遺伝子発現をNothern blot法により検討した.その結果,PP5は,妊娠全期間の胎盤において著しく強い遺伝子発現を示した.また,PP5産生細胞の局在を明らかにするため,in situ hybridization法による検討を行った結果,PP5 mRNAの発現が,syncytio+rophoblastに特異的に認められることが明らかになった.以上の結果より,PP5が,正常胎盤の形成過程,分化に重要な役割を果たしている可能性が示唆された.絨毛性疾患におけるPP5遺伝子発現については,現在検体を収集しつつ検討を行っている段階であるが,胞状奇胎組織ではPP5遺伝子発現が認められ,絨毛癌由来細胞株ではPP5遺伝子発現が欠如していることより,PP5が絨毛性疾患の悪性進展に何らかの役割を果たしていると考え,研究を進めている.2.卵巣悪性腫瘍におけるPP5遺伝子発現.卵巣腫瘍の進展におけるPP5の関与を明らかにするために,16例の上皮性卵巣悪性腫瘍臨床検体を用いてNothern blot法によりPP5の遺伝子発現を検討した.その結果,PP5遺伝子は16例中13例(81%)と高頻度に発現が認められ,特に進行癌でより高頻度に発現が見られた.トリプシンは,PP5がプロテアーゼインヒビターとしての活性を有し,転移に促進的をに働くと考えられているセリンプロテアーゼである.トリプシンとPP5の遺伝子発現をともに有する検体が,特に進行癌で多く認められたことより,PP5は卵巣腫瘍組織内での過剰なプロテアーゼ活性による組織破壊の抑制,形態維持に対して何らかの役割を果たしているものと考え検討を進めている.1.正常胎盤組織,絨毛性疾患におけるplacental protein-5遺伝子発現とその局在の検討.正常絨毛組織の形成過程にplacental protein-5(PP5)が関与することを明らかにするため,様々な妊娠週数の胎盤におけるPP5の遺伝子発現をNothern blot法により検討した.その結果,PP5は,妊娠全期間の胎盤において著しく強い遺伝子発現を示した.また,PP5産生細胞の局在を明らかにするため,in situ hybridization法による検討を行った結果,PP5 mRNAの発現が,syncytio+rophoblastに特異的に認められることが明らかになった.以上の結果より,PP5が,正常胎盤の形成過程,分化に重要な役割を果たしている可能性が示唆された.絨毛性疾患におけるPP5遺伝子発現については,現在検体を収集しつつ検討を行っている段階であるが,胞状奇胎組織ではPP5遺伝子発現が認められ,絨毛癌由来細胞株ではPP5遺伝子発現が欠如していることより,PP5が絨毛性疾患の悪性進展に何らかの役割を果たしていると考え,研究を進めている.2.卵巣悪性腫瘍におけるPP5遺伝子発現.卵巣腫瘍の進展におけるPP5の関与を明らかにするために,16例の上皮性卵巣悪性腫瘍臨床検体を用いてNothern blot法によりPP5の遺伝子発現を検討した.その結果,PP5遺伝子は16例中13例(81%)と高頻度に発現が認められ,特に進行癌でより高頻度に発現が見られた.トリプシンは,PP5がプロテアーゼインヒビターとしての活性を有し,転移に促進的をに働くと考えられているセリンプロテアーゼである.トリプシンとPP5の遺伝子発現をともに有する検体が,特に進行癌で多く認められたことより,PP5は卵巣腫瘍組織内での過剰なプロテアーゼ活性による組織破壊の抑制,形態維持に対して何らかの役割を果たしているものと考え検討を進めている.
知能ロバスト非線形適応制御に関する研究

1.相対次数が既知の場合の次数に依存しない適応制御系の構成理論を進めることに関しては、最小次元構成や制御誤差のバイアス補償方法についても考察を加えることができて、当初考えていた研究の完成のレベルに近づいたと考えられる。関連する成果としては研究発表の1),2),3),4),5)が対応する。2.相対次数の不確定性に対する適応制御系の構成については、最初は2次の範囲の不確定性について考察していて、そのような条件下でモデル規範形適応制御系と次数に依存しない適応安定化制御系の構成法を導出した。次いで正実関数の範囲を広げることで、3次の範囲の相対次数の不確定性に対して、次数に依存しない適応安定化制御系を構成する手法を求めた。さらに関連する非線形解析の適用方法を再考することで、3次の不確定性の構成法を簡便化できることに気付き、同条件下で適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、さらには安定化制御を発展させた適応サーボ系を構成する手法を求めた。また相対次数の不確定性に加えて、高調波利得の符号が未知の場合にも対応できるような適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、適応サーボ系の構成法を求めることができた。関連する成果は研究発表の8),9),11),12),13),14),15)が対応する。3.非線形ロバスト適応制御の手法を双線形系の適応制御問題にも拡張して、ロバスト適応制御系の構成法やそれの基礎となる双線形オブザ-バの構成についても新たな結果を得ることが出来た。関連する成果としては研究発表の6),7),10)が対応する。研究内容は大きく分けて、1)これまでのフィードバック制御の範囲内での適応制御の拡張とロバスト化を進める部分と、2)制御動作を計画、制御装置の選択と適切な配置、シーケンス制御の部分も含めたハイブリッド系(フィードバック制御とシーケンス制御)の運転まで拡大解釈して、拡張された概念による新しい知能適応制御系の構成理論を構築する部分の2つからなる。前者に関しては、これまで進めてきた研究を継続する中で以下の1と2のような成果を得た。後者に関しては現状は下記の3の段階にあり、次年度以降、考察を進めていく予定である。関連する成果としては以下のものがあげられる。宮里:次数に依存しない非線形モデル規範形適応制御系の構成(一般の相対次数の場合)、計測自動制御学会論文集、Vol.31,No.3,324/333(1995)宮里:大域的有界性と制御誤差のバイアス補償機能を有するロバスト適応制御、計測自動制御学会論文集、Vol.32,No.1,26/34(1996)2.相対次数の不確定性に対する適応制御系の構成については、最初は2次の範囲の不確定性について考察していて、そのような条件下でモデル規範形適応制御系と次数に依存しない適応安定化制御系の構成法を導出した。さらに関連する非線形解析の適用方法を再考することで、3次の不確定性の構成法を簡便化できることに気付き、同条件下で厳密な意味でのモデル規範形適応制御系を構成する手法を求めた。

来年度において、相対次数が不確定な場合に単一の適応制御装置で対処するこれらの研究成果をまとめ、ロバスト制御理論の1つとして完成させられる確信が得られた。3.論理スイッチングや事象駆動型システム理論について過去の研究調査を行うことに関しては、上記の2の研究進行を優先させたために、まだ十分ではない。来年度にハイブリッドシステム関連の考察を行う予定である。研究内容は大きく分けて、1)これまでのフィードバック制御の範囲内での適応制御の拡張とロバスト化を進める部分と、2)制御動作を計画、制御装置の選択と適切な配置、シーケンス制御の部分を含めたハイブリッド系(フィードバック制御とシーケンス制御)の運転まで拡大解釈して、拡張された概念による新しい知能適応制御系の構成理論を構築する部分の2つからなる。前者に関しては、これまで進めてきた研究を継続する中で以下の1と2のような成果を得た。後者に関しては現状は下記の3の段階にあり、最終年度に考察を進めていく予定である。1.相対次数が既知の場合の次数に依存しない適応制御系の構成理論を進めることに関しては、制御誤差のバイアス補償方法についても考察を加えることができた。関連する成果としては以下のものがあげられる。宮里:大域的有界性と制御誤差のバイアス補償機能を有するロバスト適応制御、計測自動制御学会論文集、Vol.32,No.1,26/34(1996)さらに以上で得られた知見を双線形系の適応制御問題にも拡張して、ロバスト適応制御系の構成法やそれの基礎となる双線形オブザ-バの構成についても新たな結果を得ることが出来た。関連する成果としては以下のものがある。半場、宮里:セミアクティブサスペンションシステムに対するオブザ-バの構成、計測自動制御学会論文集、Vol.33,No.1,pp.66-68(1997)2.相対次数の不確定性に対する適応制御系の構成については、昨年度の研究を発展させて3次の範囲の相対次数の不確定性の対して、適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、さらには安定制御を発展させた適応サーボ系の構成する手法を求めた。関連する成果は今後以下の国際学会で発表しつつ、研究成果をまとめロバスト制御理論の1つとして体系化する予定である。3.論理スイッチングや事象駆動型システム理論については、上記の1と2の研究進行を優先させたために、まだ十分ではない。最終年度にハイブリッドシステム関連の考察を行う予定である。研究内容は大きく分けて、1)これまでのフィードバック制御の範囲内での適応制御の拡張とロバスト化を進める部分と、2)制御動作を計画、制御装置の選択と適切な配置、シーケンス制御の部分も含めたハイブリッド系(フィードバック制御とシーケンス制御)の運転まで拡大解釈して、拡張された概念による新しい知能適応制御系の構成理論を構築する部分の2つからなる。今年度は特に項目1)の内容に関して、これまで進めてきた研究を継続する中で以下のような成果を得た。1.相対次数の不確定性に対する適応制御系の構成については、これまでの研究を発展させて3次の範囲の相対次数の不確定性に対して、適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、さらには安定化制御を発展させた適応サーボ系を構成する手法を求めた。また相対次数の不確定性に加えて、高調波利得の符号が未知の場合にも対応できるような適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、適応サーボ系の構成法を求めることができた。関連する成果は以下の通りである。1-5)宮里:不確定な相対次数に対するモデル規範形適応制御系の構成法(任意の3次の幅の不確定性に対する構成)、計測自動制御学会論文集、Vol.34,No.2,pp.87-95、1997.1-7)
靴底の摩耗による危険閾と最適形状に関する研究

本研究の目的は避けることが出来ない靴底摩耗が身体に悪影響を与える摩耗の程度(危険閾)と身体に負荷の少ない靴底の形状(最適形状)を明らかにすることである.研究の結果, 3パターンに分類された靴底の摩耗形状のそれぞれについて,身体への負荷が増す摩耗の程度が明らかになった.また,摩耗形状とその程度から踵部分の最適形状が明らかになった.本研究の目的は避けることが出来ない靴底摩耗が身体に悪影響を与える摩耗の程度(危険閾)と身体に負荷の少ない靴底の形状(最適形状)を明らかにすることである.研究の結果, 3パターンに分類された靴底の摩耗形状のそれぞれについて,身体への負荷が増す摩耗の程度が明らかになった.また,摩耗形状とその程度から踵部分の最適形状が明らかになった.本研究の目的は,靴底の摩耗形状と歩容を細かく照らし合わせることで詳細な摩耗の特性や摩耗機序を明らかにする(H22年度)とともに,その摩耗の特性や摩耗の機序に沿って摩耗の程度を変化させ,身体の反応を検討することで,靴底の最適な形状と摩耗の安全限界を明らかにすることである(H23年度).初年度に当たる平成22年度は,本校男子学生50名の歩行動作を三次元動作分析装置を用いて取りこんだ.歩行は,普段履き慣れ摩耗している靴(運動靴・スニーカー)と未使用の運動靴を履いた状態で実施した.また,歩行動作を取り込んだ学生が普段使用している靴の摩耗を計測した.摩耗を計測した結果,89割の靴で内側に比べ外側が広く摩耗していた.外側が広く摩耗している靴の中でもその範囲は様々であったり,左右差があったりと使用者の歩容の影響がうかがえた.当初の計画では,初年度に対象者の歩容と靴の摩耗特性を照らし合わせ,摩耗機序を明らかにする予定であった.しかし,本補助金の採択が年度中盤であったこと,さらには1名に35個の反射マーカーを全身に付けて歩行したことからマーカーの整理が終了していない状況にあるため,摩耗機序を明らかにするまでには至っていない.最終年度にあたる本年度は早急に摩耗機序を明らかにするとともに,個々人の歩容に応じた,程度の異なる摩耗に対する身体反応(歩容・筋活動・筋疲労・衝撃)を明らかにする.そのために,マーカーの装着位置を再検討し,マーカー数を減らして研究速度を上げていきたい.本研究の目的は,靴底の摩耗形状と歩容を細かく照らし合わせることで詳細な摩耗の特性や摩耗機序を明らかにする(H22年度)とともに,その摩耗の特性や摩耗の機序に沿って摩耗の程度を変化させ,身体の反応を検討することで,靴底の最適な形状と摩耗の安全限界を明らかにすることである(H23年度).初年度の実験結果より,靴底の摩耗形状は着地時の距骨下関節の回外角度に最も依存することが明らかになった.さらに,内側と外側の摩耗の始まる位置を結んだ直線と爪先部と踵部の中心部を結んだ線との交点の角度(以下:底面摩耗角度)は,使用期間に依存しないことが明らかになった.また,摩耗形状の多くは内側に比べて外側の方が大きく摩耗する形状であった.この結果を受け,本年度では,底面摩耗角度を基準として摩耗形状を3パターンに分類し,それぞれにおいて摩耗の程度を変えた靴(摩耗計測結果の平均値・最大値・最小値)を作製して歩行実験をさせた.なお,被験者は3パターンの摩耗形状に沿った歩容の者をそれぞれ選んだ.実験の結果,着地時の距骨下関節の回外角度が大きく,内側と外側の摩耗の差が最も大きい群および距骨下関節の回外角度がやや大きく,摩耗の差がやや大きい群では,摩耗の程度が最小値の際に,よりスムーズで下肢の筋に負担の少ない歩行になることが明らかになり,それ以上の摩耗は下肢への負担を増加させることが示唆された.また,距骨下関節の回外角度が小さく,内側と外側の摩耗の差が小さい群では,摩耗の程度が平均値の靴で下肢への負担が小さく,それ以上の摩耗で負担が増加することが示唆された.これらの結果より,一般的な靴における踵部分の摩耗の安全限界および踵部分の最適な形状を割り出した.今後,様々な靴に対しても検証していく必要があるが,一つの指標として摩耗の安全限界と最適形状を示せたことは,下肢の疲労・傷害予防の観点から非常に有意義なことである.
ミセル触媒による異相系液-液反応の反応工学的研究

本研究は,異相系液-液反応の総括反応速度におよぼすミセル触媒の効果を反応工学的に解析する方法を確立することを目的としたものである.反応系としては,工業的に重要で,しかもその総括反応速度が水相の物質移動抵抗の影響を受ける硫酸ヒドロキシルアミン水溶液によるシクロドデカノンのオキシム化反応を選び,界面活性剤ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)のミセルの非存在下および存在下で実験を行った.総括反応速度は,種々の温度および液組成の条件下で平面接触攪拌槽を用いて測定された.ミセル触媒効果の定量的評価を与える理論モデルは,水溶液中のミセル相とバルク相(ミセル外相)での反応,およびこの両相間の反応成分の分配平衡を考慮して導かれた.実験結果の解析に必要な物性は,直接測定するか,あるいは本研究で作成した相関式から推算された.SDSミセル存在下でのシクロドデカノンの水中拡散係数の実測値は,既往の推算式による計算値とよく一致し,ミセルの存在による特異な影響は認められなかった.また,本研究者が以前に提出した界面活性剤を含まない液に対する平面接触攪拌槽の物質移動係数の相関式は, SDSが存在しないとした当該溶液の仮想的な界面張力を用いることによって, SDS水溶液に対する推算式としても使用できることがわかった.総括反応速度の実測値は,ミセル相とバルク相の両相での反応に対する反応動力学パラメーターを適当に選ぶことによってモデル解と良好に一致させることができ,モデルおよび解析方法の妥当性が確かめられた.なお,これら両相の反応は,ともにシクロドデカノン,ヒドロキシルアミン,および酸に関して1次であり,その反応動力学パラメーターを温度と溶液のイオン強度の関数として相関することができた.本研究は,異相系液-液反応の総括反応速度におよぼすミセル触媒の効果を反応工学的に解析する方法を確立することを目的としたものである.反応系としては,工業的に重要で,しかもその総括反応速度が水相の物質移動抵抗の影響を受ける硫酸ヒドロキシルアミン水溶液によるシクロドデカノンのオキシム化反応を選び,界面活性剤ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)のミセルの非存在下および存在下で実験を行った.総括反応速度は,種々の温度および液組成の条件下で平面接触攪拌槽を用いて測定された.ミセル触媒効果の定量的評価を与える理論モデルは,水溶液中のミセル相とバルク相(ミセル外相)での反応,およびこの両相間の反応成分の分配平衡を考慮して導かれた.実験結果の解析に必要な物性は,直接測定するか,あるいは本研究で作成した相関式から推算された.SDSミセル存在下でのシクロドデカノンの水中拡散係数の実測値は,既往の推算式による計算値とよく一致し,ミセルの存在による特異な影響は認められなかった.また,本研究者が以前に提出した界面活性剤を含まない液に対する平面接触攪拌槽の物質移動係数の相関式は, SDSが存在しないとした当該溶液の仮想的な界面張力を用いることによって, SDS水溶液に対する推算式としても使用できることがわかった.総括反応速度の実測値は,ミセル相とバルク相の両相での反応に対する反応動力学パラメーターを適当に選ぶことによってモデル解と良好に一致させることができ,モデルおよび解析方法の妥当性が確かめられた.なお,これら両相の反応は,ともにシクロドデカノン,ヒドロキシルアミン,および酸に関して1次であり,その反応動力学パラメーターを温度と溶液のイオン強度の関数として相関することができた.1.実験系の選択オキシム化反応に用いるシクロケトンについて検討した結果、反応速度の比較的大きいシクロドデカノンを用いることにした。2.諸物性の測定ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)ミセルの非存在下および存在下でのシクロドデカノンの水相拡散係数の実測値は既往の非ミセル系の推算式による計算値とほぼ一致し、ミセルの存在は特異な効果を示さないことがわかった。また、反応を伴うために直接測定できない硫酸ヒドロキシルアミン水溶液に対するシクロドデカノンの物理溶解度の推算式を、反応を伴わない数種の系の溶解度の測定結果にもとずいて作成した。さらに臨界ミセル濃度の測定も行った。3.ミセル存在下での平面接触攪拌槽の物質移動特性の検討平面接触攪拌槽を用いてSDSミセルを含む水相へのシクロドデカノン(シクロヘキサンで希釈)の物理溶解実験を行った。得られた物質移動係数は、既往の非ミセル系の実験式による推算値よりも低い値を与えたが、SDSの存在を無視した仮想溶液の界面張力を用いて推算した値とは良好に一致した。他の2,3の系の実験からも、仮想溶液の界面張力を用いることの妥当性が確かめられ、物質移動係数の推算に本実験式が適用できることが明らかになった。4.ミセル非存在下でのオキシム化反応の反応動力学の解析平面接触攪拌槽で得られたSDSミセル非存在下でのシクロドデカノンのオキシム化反応に対する総括反応速度の実測値と理論式との比較から、本反応はシクロドデカノンとヒドロキシルアミンに関してそれぞれ1次の酸触媒反応であることを明らかにした。また温度とイオン強度の影響を考慮に入れた反応速度定数の相関式を作成した。
フラクタル構造半導体格子の作製と電子状態制御

本研究では半導体結晶格子に周期的並進対称性を持たないフラクタルという秩序を導入することによる新しい電子状態の創出とそのコヒーレンス制御(電子状態制御)の可能性について検討を行ってきた。超格子配列にフラクタルを導入し周期構造(単結晶Like)では観測できない新たなコヒーレント状態をもったフラクタル格子半導体について理論的実験的に明らかにし、静的物性制御の可能性を示すことが出来た。またフラクタル格子半導体において、外場による準安定コヒーレント状態から局在状態への転移の可能性を理論的実験的に示し、さらにこの大きな状態転移を利用した動的物性制御の可能性について示すことができた。フラクタル構造導入についてさらなる系統的な調査、制御性の向上を目的として、フラクタル構造を特徴付けるフラクタル次元をパラメータとする原子層成長(ALE)法による新機能材料創製システムの概念を提案し、フラクタルを用いた新機能材料作製への道筋を示した。また、自己組織化材料についてフラクタル的概念を適用、フラクタル次元として定量化しその形成過程、物性の評価における一般的なパラメータとすることを提案した。またSi系結晶の自己形成を調べている途中で新たに、優れた発光特性を示す自己組織化ErSiO超格子半導体が発見された。この材料は、現在シリコン・ナノフォトニクスの分野で注目されている。IV族系のフラクタル構造半導体格子を作製のために、SiGe系有機金属気相成長(MOVPE)法及びSi/SiO_2系有機金属分子線エピタキシー法の開発を進めている。今後高速通信分野で開発が急がれているSiGe系結晶成長に量産性の優れたMOVPE法を提案し、この方法において初めてGeドット、SiGe薄膜及びSiGe/Si超格子の作製に成功した。しかしフラクタルは数列で記述される非周期構造のため、格子配列の制御パターンのステップ数が大幅に増大しプログラミングが繁雑になり、フラクタル構造半導体格子作製では市販されている結晶成長装置に組み込まれているバルブ・シーケンサーでは対応できない。本研究ではこれらの問題を解決するため独自にコンピュータ・シーケンサーを構築した。このシステムではフラクタル構造を特徴付けるフラクタル次元を入力することによりガス供給シーケンスのもとになる数列パターンを発生し、それをもとにガス供給バルブを直接制御することを可能にした。このシステムをSiGe系MOVPE装置に導入しSiGe/Si超格子のMOVPE成長を行った。さらに多孔質シリコン(PS)形成方法である陽極化成過程に発現するフラクタル性に着目し、特にその電子状態制御が可能となるサイズを持つナノ多孔質シリコン(nano-PS)の作製、制御技術を開発した。この方法は結晶成長を利用した人工的なプロセスとは異なり、自然現象の持つフラクタル性を制御しようとする方法である。そのため作製したnano-PSのフラクタル次元の評価が重要になる。現在、nano-PSの走査電子顕微鏡による構造評価とその画像解析によるのフラクタル次元の同定について検討を進めている。新機能材料創製を目指し、IV族系フラクタル構造半導体の作製法ならびにその電子状態評価と制御について研究を行なっている。フラクタルは数列で記述される非周期構造である。これまでに構築した結晶成長制御システムではフラクタル構造を特徴付けるフラクタル次元を入力することによりガス供給シーケンスのもとになる数列パターンを発生し、それをもとにガス供給バルブを直接制御することを可能にした。この制御システムを有するSiGeC系MOVPEでは相互拡散の少ないSiGeC/Si超格子構造が可能となったが、C組成制御に課題を残していることが分かった。現在、制御性向上のため有機Ge材料であるTMGeとTEGe併用の検討を行なっている。一方、自己組織化などの自然現象の持つフラクタル性を制御する材料合成法の開発を行なっている。これに必要な構造指標であるフラクタル次元の評価、同定法として画像処理におけるボックス・カウンティング法を適用し、ナノ多孔質シリコンにおいて電子顕微鏡写真よりフラクタル次元の算出を行なった。また外場印加時のバンド構造(準安定コヒーレンス・局在状態)や誘電率変化の評価方法として、エレクトロ・リフレクタンス及びインピーダンス測定のシステムを構築した。

フラクタル性の期待できるナノ・ダイヤモンド薄膜についてインピーダンス測定を行い、ホッピング伝導に起因する考えられる電気的非線形性を観測した。今後、フラクタル次元をパラメータとした、これらの物性測定評価を進める。新機能材料創製を目指し、IV族系フラクタル構造半導体の作製法ならびにその電子状態評価と制御について研究を行なっている。フラクタル構造は自己相似性を持つ非周期構造である。これまで、(1)結晶成長の精密制御による人工フラクタル、(2)自己組織化を利用した自然フラクタルについてその可能性を調べてきた。両者ともフラクタル構造を特徴付けるフラクタル次元をパラメータとして導入し、フラクタル構造の作製・評価を行なっている。(1)人工フラクタルについては、フラクタル数列発生プログラムとシーケンサー・プログラムを有するコンピュータを結晶成長装置に導入することにより、任意のフラクタル次元を入力すると、ガス供給シーケンスのもとになる数列パターンを発生し、それをもとにガス供給バルブを直接制御することを可能にした。結晶系及び成長法としては成長制御性を考慮して、SiGeC系MOVPEの開発をすすめている。有機Ge材料の検討を行い、テトラエチル・ゲルマニウム(TEGe)利用することにより、SiGeC/Si超格子構造が可能となった。(2)自然フラクタルについては、自己形成される複雑な構造に対して画像処理におけるボックス・カウンティング法を適用することにより、そのフラクタル性を特徴付けるフラクタル次元の評価法を考案した。現在、自己形成により得られるナノ構造ポーラスシリコンやナノ・ダイヤモンドについて、フラクタル次元をパラメータとしたバンド構造(準安定コヒーレンス・局在状態)や誘電率変化についてエレクトロ・リフレクタンス及びインピーダンス測定による評価を進めている。またSi系結晶の自己形成を調べている途中で新たに、優れた発光特性を示す自己組織化ErSiO超格子半導体が発見された。この材料は、現在シリコン・ナノフォトニクスの分野で注目されている(2005MRS(アメリカ材料科学会)Fall Meeting招待講演)。
真空紫外ラマンレーザーによる石英ガラスの微細加工

石英ガラスに、波長133nmから594nmにかけて異なる15本の発振ラインを持つ真空紫外ラマンレーザーのすべての波長を同時に照射することによって、アブレーションによる微細加工の研究を行った。その結果、ポンプレーザーであるNd:YAGレーザー4次高調波(波長:266nm)のみで加工を行うより優れた加工形状(具体的には、加工表面レーザー光の空間強度分布を反映し平坦なこと、加工部周辺にクラックが発生しないこと、デブリーの再付着が少ないこと等)が得られた。この多波長照射効果によるアブレーションメカニズムを解明することを目的として、二つの実験を行った。最初は短波長光である真空紫外光の定常的照射効果を調べるために、真空紫外ラマンレーザーの各波長成分をプリズムによって分離し、二つの異なる波長を連続的に照射した。つまり、まず160nm光を100パルス予備照射し、その後同一領域にポンプ光(266nm)連続照射した。この場合、真空紫外光の予備照射領域の方を面積で1/100程度小さくしたが、ポンプ光の連続照射によって予備照射領域のみが選択的にアブレーションされた。この原因を調べるために、予備照射領域の石英ガラス中の原子の結合状態をX線光電子分光法(XPS)によって分析したところ、Si-O結合が光分解されSiO_x(x<2)が形成されていることが明らかとなった。このSiO_xの形成によってポンプ光に対する吸収が増加し、アブレーションが生じると考えられる。実際、予備照射を行うことによって、1パルスあたり吸収が数%程度増加することが確認された。一方、過渡的効果を調べるために、真空紫外ラマンレーザーの全波長を同時照射中のポンプ光の吸収率変化を測定した。その結果、真空紫外光照射中において吸収率は瞬間的に最大65%に増大する。このような急激な吸収率変化は、真空紫外光によって形成された励起準位によるポンプ光の吸収であると推測される。以上のように、多波長同時照射アブレーションにおいては定常的効果と過渡的効果がプロセスに寄与しているが、1パルスあたりの吸収率変化から考えて過渡的効果が支配的であると結論される。
膿疱性乾癬に見られるkogoj海線状膿疱発生機序の解明

今回、われわれは乾癬病変部に膿疱の出現する機序を解明するため、尋常性乾癬患者鱗屑抽出液中のIL-8値を膿疱性乾癬鱗屑、正常人鱗屑抽出液と比較し、さらに尋常性乾癬鱗屑とTNFα処理好中球のinteractionにより好中球が産生するIL-8産生亢進が、膿疱性乾癬の鱗屑抽出液により阻止されるかどうかを比較検討した。尋常性乾癬患者と膿疱性乾癬患者病変部鱗屑抽出液中のIL-8値を比較したところ、尋常性乾癬患者のもののIL-8値が膿疱性乾癬、正常人鱗屑抽出液に比較して高値であり、また尋常性乾癬患者鱗屑と未処理好中球を反応させても、好中球IL-8産生能は変化しないことを確認した。次に尋常性乾癬患者鱗屑、膿疱性乾癬患者鱗屑、正常人鱗屑とTNFα処理好中球をinteractionさせた結果、尋常性乾癬患者のものにIL-8産生亢進がみられ、膿疱性乾癬患者、正常人のものには変化が見られなかった。以上より、膿疱性乾癬では、尋常性乾癬に見られるようなTNFαによる好中球のpriming効果をそれ以上は受けないことがわかった。1.目的:乾癬群における膿疱化には好中球のリクルートメントが必要になるが,その因子としてTNFαに目し,正常ヒト角層ならびに乾癬鱗屑刺激による好中球のIL-8産生に対するTNFαのプライミング効果を検討した.2.方法:好中球((10^5個/検体)を前もって37°C,60分TNFα(1nag)で処理する.正常ヒト角層ならびに乾癬鱗屑抽出液(2.5mg/ml濃度),10%?の血漿を加え,12時間37°Cに保持した後,ELISA法によりIL-8を測定した.3.正常ヒト角層刺激による検討:TNFα未処理,処理群の好中球のIL-8産生量はそれぞれ1659±292pg/ml,1468±792pg/mlであり,TNFαによるプライミング効果は認められなかった.4.乾癬鱗屑抽出液による検討:TNFα未処理,処理群の好中球のIL-8産生量はそれぞれ23649±4937pg/ml,41067±5647pg/mlであったが,鱗屑抽出液そのもののIL-8量も23618±4937pg/mlと高値を示した.一方,膿疱性乾癬の鱗?屑抽出液においてはTNFα処理群でIL-8産生量の亢進は見られなかった.5.考案:乾癬においては,TNFαが産生されるとそれにより好中球はプライミングを受け,新たに角層細胞とのfrustrated phagocytosisによりオートクライン的にL-8を産生し,末梢血中からの好中球のリクルートメントに関わる可能性が示唆され?た.6.これからの検討:乾癬の鱗屑はすでに補体C3biによるオプソニン化を受けており,血漿なしの系での検討が必要であると思われる.また,膿疱性乾癬においてはTNFαによるプライミング効果のないことから,この鱗屑抽出液中のTNFαの測定も併せて必要であると思われる.今回、われわれは乾癬病変部に膿疱の出現する機序を解明するため、尋常性乾癬患者鱗屑抽出液中のIL-8値を膿疱性乾癬鱗屑、正常人鱗屑抽出液と比較し、さらに尋常性乾癬鱗屑とTNFα処理好中球のinteractionにより好中球が産生するIL-8産生亢進が、膿疱性乾癬の鱗屑抽出液により阻止されるかどうかを比較検討した。

次に尋常性乾癬患者鱗屑、膿疱性乾癬患者鱗屑、正常人鱗屑とTNFα処理好中球をinteractionさせた結果、尋常性乾癬患者のものにIL-8産生亢進がみられ、膿疱性乾癬患者、正常人のものには変化が見られなかった。以上より、膿疱性乾癬では、尋常性乾癬に見られるようなTNFαによる好中球のpriming効果をそれ以上は受けないことがわかった。
株式持合い解消と企業財務のリストラクチャリングに関する理論的・実証的研究

本研究の目的は,近年のわが国企業財務の顕著な特徴である株式持ち合いの解消と企業財務のリストラクチャリングについて,理論的・実証的に分析することである.本年度(平成17年度)は,株式持合いの解消に関する理論的な研究を行い,同時に企業財務のリストラクチャリングについて昨年度(平成16年度)の理論分析から導かれたインプリケーションを実証的に検証した.株式持ち合いの解消については,コーポレート・ファイナンスにおけるエントレンチメント・アプローチを用いてモデル分析を行い,いくつかのインプリケーションを導出した.研究成果は,このたびJournal of Financial Researchに受理された.エントレンチメント・アプローチを用いることにより,経営者が自発的に株式持ち合いを解消し,株主重視の企業経営を志向する必要があることが明らかになった.とくに,コーポレート・ガバナンスが行いやすい環境(規制の緩和など)において,経営者がエントレンチメントである株式持ち合いを放棄するという結論が得られた.この結果は,一見奇妙に思えるが,わが国でマーケットの規制緩和が進んだ1990年代に株式持合いの解消が進んだ現象をとらえている.企業財務のリストラクチャリングに関する実証研究は,昨年度の理論モデルから導かれたpredictionである「メインバンクの財務状態が企業の債務免除に影響する」ことを実際のデータを用いて検証した.その結果,不良債権比率を用いた金融機関の財務の健全性が,債務免除の成否に影響することが明らかになった.また,債務免除に合意した銀行の株価と銀行財務の健全性についても検証した.銀行財務の健全性は,債務免除のアナウンスメント効果に影響することが明らかになった.実証分析の結果は,海外ジャーナルに投稿中である.本研究の目的は,近年のわが国企業財務の顕著な特徴である株式持ち合いの解消と企業財務のリストラクチャリングについて,理論的・実証的に分析することである.本年度(平成16年度)は,株式持合いの解消と企業財務のリストラクチャリングについて,主に理論的研究を行った.株式持ち合いの解消については,コーポレート・ファイナンスにおけるエントレンチメント・アプローチを用いてモデル分析を行った.モデルでは,株式持合いとコーポレート・ガバナンスのプレッシャーの強さの関係に注目した.株式持ち合いを維持し,自らのエントレンチメントを高めることは,経営者の意に反して,外部からのガバナンス・プレッシャーを強める可能性がある.その場合,経営者は株式持ち合いを解消し,株主重視の企業経営を志向する必要がある.機会主義的な行動をとる経営者が,外部からのプレッシャーを受けて,自ら株式持ち合いを放棄するという結論は興味深い.この研究成果は,現在執筆中であり公刊論文にはなっていない.企業財務のリストラクチャリングに関する研究では,財務状態が悪化した企業の債務免除(私的整理から企業再生への初期プロセス)に影響する要因として,金融機関との関係,金融機関の財務状況に注目して研究した.理論研究の結果,金融機関の財務内容が債務免除の成否に影響することが明らかになった.また,債務免除に合意した銀行の株価が下落するというインプリケーションを導いた.実際の株価動向を調べると,債務免除のアナウンスメントが銀行の株価にネガティブな影響を与えている事例がある.理論分析の結果は海外ジャーナルに投稿し受理された(印刷中).今後は実証研究に取り組んでいく.本研究の目的は,近年のわが国企業財務の顕著な特徴である株式持ち合いの解消と企業財務のリストラクチャリングについて,理論的・実証的に分析することである.本年度(平成17年度)は,株式持合いの解消に関する理論的な研究を行い,同時に企業財務のリストラクチャリングについて昨年度(平成16年度)の理論分析から導かれたインプリケーションを実証的に検証した.株式持ち合いの解消については,コーポレート・ファイナンスにおけるエントレンチメント・アプローチを用いてモデル分析を行い,いくつかのインプリケーションを導出した.研究成果は,このたびJournal of Financial Researchに受理された.エントレンチメント・アプローチを用いることにより,経営者が自発的に株式持ち合いを解消し,株主重視の企業経営を志向する必要があることが明らかになった.とくに,コーポレート・ガバナンスが行いやすい環境(規制の緩和など)において,経営者がエントレンチメントである株式持ち合いを放棄するという結論が得られた.この結果は,一見奇妙に思えるが,わが国でマーケットの規制緩和が進んだ1990年代に株式持合いの解消が進んだ現象をとらえている.企業財務のリストラクチャリングに関する実証研究は,昨年度の理論モデルから導かれたpredictionである「メインバンクの財務状態が企業の債務免除に影響する」ことを実際のデータを用いて検証した.その結果,不良債権比率を用いた金融機関の財務の健全性が,債務免除の成否に影響することが明らかになった.また,債務免除に合意した銀行の株価と銀行財務の健全性についても検証した.銀行財務の健全性は,債務免除のアナウンスメント効果に影響することが明らかになった.実証分析の結果は,海外ジャーナルに投稿中である.
不確実性対応型アルゴリズムの理論と工学的応用に関する研究

本研究の目標は,不確実性を内包する計算問題,つまり解の最適性や入力情報などに不確実性をともなう計算問題にも対応しうるアルゴリズム理論の構築に貢献することであり,中核となる系統的設計法に関して解決をせまられる諸問題の中から,代表的緩和手法である線形計画緩和と半正定値計画緩和に関する,主要未解決テーマに取り組むことである。得られた主な研究成果は以下の通りである。・集合被覆問題:与えられた部分集合の位数がいずれもk以下であるとき,それをk集合被覆問題と呼ぶが,同問題に対しては,一様コストの場合にH(k)-1/2の近似保証が示されている。一方,一般コストの場合や,集合多重被覆問題の場合には,貪欲法のH(k)を改善できるか否かは未解決問題として残されていた。ここでH(k)は,k番目の調和数を表す。本研究では,1.重みつき3-集合被覆問題に対しする貪欲法を改良し,与えられた重みにある一定の開きがある場合,同問題に対し近似度H(k)-1/6を多項式時間内に保証できることを示した。2.集合多重被覆問題にに対し近似度H(k)-1/6を多項式時間内に保証できることを示した。・グラフの木状被覆問題:同問題に対し,一様コストの場合に2倍近似保証アルゴリズムが知られているが,一般コストの場合の近似保証は3+εであった。1.ます,2倍以上の開きがある2種類のコストのみが許されているグラフの木状被覆問題について検討し,主双対法に基づく2倍近似アルゴリズムを開発した。2.主双対法と局所比原理を組み合わせることで,最小全域木に枝刈りを施すというアプローチにより,2倍近似保証を得ることに成功した。本研究の目標は,不確実性を内包する計算問題,つまり解の最適性や入力情報などに不確実性をともなう計算問題にも対応しうるアルゴリズム理論の構築に貢献することであり、中核となる系統的設計法に関して解決をせまられる諸問題の中から、代表的緩和手法である線形計画緩和と半正定値計画緩和に関し,以下のテーマに取り組むことである.1.SDP緩和とLP緩和の能力比較.対象問題の構造特性との関係を調べるため,SDP緩和がLP緩和に帰着可能となるような構造特性を解明し,緩和能力および解精度に差が生じない問題のクラスそれぞれを特徴づける.2.SDP緩和の汎用性.SDPは,整数二次計画とも密接な関係にあるので,まずはLPとある制約をみたす二次計画のモデル化能力について,特にそれらの幾何学的特性に着目して比較検討する.3.ラウンディングと主双対法.双対計画問題の(最適)解情報や,主計画問題と双対の最適解の間に存在する相補性を,ラウンディングで利用する方法とその有効性について検討する.また,主双対法と局所探索を組み合せることで,主双対法が最大化問題に対しても有効性を発揮できるかを検証する.得られた主な研究成果は以下の通りである。1.2倍以上の開きがある2種類のコストのみが許されているグラフの木状被覆問題に対し、主双対法に基づく2倍近似アルゴリズムを開発した。2.重みつき3-集合被覆問題に対しする貪欲法を改良し、与えられた重みにある一定の開きがある場合、同問題に対し近似度H(k)-1/6を多項式時間内に保証できることを示した。3.集合多重被覆問題に対する貪欲法を改良し、同問題に対し近似度H(k)-1/6を多項式時間内に保証できることを示した。4.生産計画問題のひとつとして容量つき需要供給問題(CSD)を新たに導入し、その構造解析のため、従来の劣モジュラ集合被覆を劣モジュラ整数被覆に拡張した。同時に主双対法に基づく近似アルゴリズムを発展させ、CSDに対し数値データに依存しない近似度の得られることを示した。