hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲージ／重力対応を用いた量子重力における一般化された幾何の研究

量子重力の理解は、我々の世界に対する認識を根本的に異なったものに変える、非常に興味深い問題である。特に、ゲージ/重力対応と呼ばれる、重力と重力を含まない場の理論が互いに等価であるとする予想が重要となる。この研究課題では、ゲージ/重力対応で、非常に時間がたったブラックホールを考察した。この時、重力の結合定数に関する摂動論ではブラックホールの地平面付近で、理論に無限の自由度があるように振る舞うこと、そして非摂動的には時空が地平面付近で存在しなくなることにより自由度が有限となることを示した。これは、我々の時空の認識に重要な変更が必要なことを示唆する興味深い結果である。今年度は、主にM理論と呼ばれる超弦理論の強結合極限で定義されると考えられる理論について主に研究した。このM理論では超弦理論の様々な双対性が幾何的な対称性として実現されると考えられている。この双対性は、典型的には、強結合理論と弱結合理論の間の等価性であり、量子論的な効果が非常に強く効くような理論を古典的な理論として解釈できる。このことから、研究目的である量子論的な重力の背後にある幾何を探るうえで、M理論を理解することは非常に重要であることがわかる。特に、M理論に存在する高次元の物体(Mブレーン)上の有効理論を調べることの重要性は、超弦理論において、Dブレーンが非摂動的な理解において決定的な役割を果たしていることから明らかであろう。具体的には、本年度の研究では、M5ブレーン上で実現される6次元超対称場の理論に関して研究した。この場の理論が存在することは超弦理論の考察から予想されているが、どのような理論なのかはわかっていない。この理論について、まず、ユークリッド化した時間を非常に小さくした極限で。空間を5次元球にした場合の超対称変換と作用を決定した。これにより、この理論の厳密な分配関数の計算が可能になった。この結果は6次元超対称場の理論からM理論を理解するうえで重要だと考えている。また、M5ブレーンとM2ブレーンの超対称性を保つ束縛状態を、M2ブレーン上の理論上で構成することを行った。具体的には、M2ブレーン上の3次元場の理論の古典的な運動方程式の新しい解で、超対称性を保つようなものを見つけた。これは、仮想的な6次元理論を決定するのに重要であると考えている。今年度は、昨年度に引き続いて、M理論と呼ばれる超弦理論の強結合極限で定義されると考えられている理論について主に研究した。すべての超弦理論は双対性と呼ばれる非自明な等価性により結びついているが、M理論はこれらの双対性を時空の幾何学的な対称性として高次元空間で統一すると考えられている。また、ゲージ/重力対応の基本的な例としてAdS空間にコンパクト化したM理論とM2ブレーン、または、M5ブレーンと呼ばれるM理論中のブレーン上の低エネルギー有効場の理論との対応が知られている。このように、研究目的である量子重力における幾何学を探るうえで、M理論の理解、特に、M理論中のブレーンの理解は不可欠であろう。具体的には、M5ブレーンとM2ブレーンの超対称性を保つ束縛状態を表す方程式の厳密解を構成した。この構成は、Lax形式と呼ばれる、可積分性を表す形式に方程式を書き換えることができることを示すことができたことが本質的である。また、このM5ブレーンやM2ブレーンと関連した超対称性を持った場の理論を曲がった空間上で考えた理論に対して、局所化と呼ばれる方法を使って分配関数などを厳密に計算した。これらの結果は、ほとんど理解が進んでいないM5ブレーンを理解するうえで重要である。Kerr/CFT対応と呼ばれるゲージ/重力対応の一つを研究した。このKerr/CFT対応は、超対称性や超弦理論を仮定しないので、量子重力の一般的な性質を調べるのに非常に重要なものであると考えている。この対応は、まず早く回転している一般的なブラックホールに対して、その時空の地平面付近を考える。この時に、適当な境界条件の下で2次元の共形場の理論の無限次元対称性が現れることが示されることから、この2次元共形場理論(CFT)が回転ブラックホールのホログラフィック双対であると主張する。この対応が成立する根拠の主要なものは、この強力な対称性を使って、ブラックホールのエントロピーの計算が可能であり、正しい答えを出すことである。しかし、この対応は様々な謎、問題を持っている。例えば、超弦理論の中でこの対応が成り立つ具体的な例を構成できておらず、場の理論側の詳細な情報が決まっているような模型が存在していない。また、そのような状況のために、そもそもなぜKerr/CFT対応が成り立つのかという疑問がある。このKerr/CFT対応の一つの具体的な導出を行った。

超対称性がある場合のブラックホールについては、AdS3/CFT2対応と呼ばれる、超弦理論の枠の中でも具体的に考えることができる対応がしられている。我々は、エントロピーがなくなるような特殊な極限では、実際に回転ブラックホールの時空の地平面付近の対称性がAdS3/CFT2対応で現れる対称性とみなせることを示した。この結果は、超対称性などによらない量子重力の性質が理解に有用であると考えている。また、ある一般的なクラスの4次元N=2超対称ゲージ理論の低エネルギー有効理論の厳密解についても調べた。量子重力の理解は、我々の世界に対する認識、特に空間や時間の概念を根本的に異なったものに変える、非常に興味深い問題である。特に、ゲージ/重力対応と呼ばれる、量子重力と重力を含まない場の理論が互いに等価であるとする予想が重要となる。私は、現在大阪大学所属の飯塚氏と共に、ゲージ/重力対応を使ったbrick wallの解析を行った。このbrickwallは、ブラックホールの地平面付近で理論の自由度が無限に大きくなるように見える現象に関するものである。我々は、ゲージ/重力対応の枠内では、非常に時間がたったブラックホールでは、実際に重力の結合定数に関する摂動論では無限の自由度のようがあるように振る舞うこと、そして非摂動的には時空が地平面付近で存在しなくなることにより自由度が有限となることを示した。これは、ブラックホールの情報喪失問題に関連しても非常に重要である。さらに、超対称場の理論の局所化といわれる厳密な相関関数を計算する手法を用いて、4次元N=1超対称ゲージ理論の閉じ込め相の解析を行った。また、同様の手法で、超弦理論の世界面理論を解析して、Dブレーン電荷の厳密な標識を求めた。数物系科学研究目的の達成には、ゲージ/重力対応のさらなる理解、特に、ゲージ理論の側の強結合での理解が不可欠である。この点に関しては、未だほとんど理解が進んでいないM理論のブレーンに関しても、超対称性を使った厳密な解析をすることで、少し理解が進んだと考えている。M理論は本質的に強結合の理論であるので、このような厳密な結果は、今後の発展に重要であると考える。もちろん、大きな研究目的である量子重力における一般化された幾何の理解という意味では小さな一歩という状況ではあるが、今年度の結果を利用して、次年度以降この研究目的達成に向けて研究する予定である。研究目的の達成には、ゲージ/重力対応のさらなる理解が不可欠である。現在のところ、本研究ではゲージ理論側のみを考察している。その意味では、研究目的の達成には、さらなる大きな進展が必要なのは明白である。もちろん、現在まで得られた、特にM理論のブレーンに関する結果は非常に重要なはずである。これは、本研究目的において重要なのは言うまでもないが、その他にも非摂動的な場の理論の理解に対しても本質的に重要である。このことを考慮すれば、現在の研究の進展状況は満足できるものと考えられる。次年度は、さらなら大きな進展を目指したい。研究目的の達成には、ゲージ/重力対応のさらなる理解、特に、超対称性や弦理論などを仮定しない場合の理解が不可欠である。この点に関して、Kerr/CFT対応の研究を通じて理解が進んだと考えている。
超高速船の耐航性能の評価法に関する研究

高速を実現できるSES、SWATH、水中翼船の船型について波浪中の乗り心地、強度、安全性などの耐航性能を正確に評価する観点から、次の目的で本研究を実施した。1.斜波、短波頂波中を高速で走る場合の運動、安全性、波浪衝撃圧等の合理的な理論計算法の研究。2.設計者が、船型の耐航性能を評価するためのコンピュータ・プログラムの開発。目的に対し、得られた成果は次の通りである。1.(1)SES、SWATH船型を代表する双胴船タイプの高速船に作用する波力などの流体力の理論を開発した。本理論は高速の影響を合理的に取り入れているが、計算は比較的容易であり、水中翼を取り付けた船型にも容易に拡張が可能である。(2)計算法の精度については強制動揺試験などの水槽試験によって確認した。(3)浅い深度で波浪中を高速で進行する水中翼に作用する流体力の理論を完成した。2.1.で開発した理論を総合し、波浪中における双胴船型の耐航性能を計算し、表示するコンピュータ・プログラムを完成した。本プログラムにより斜波あるいは短波頂の波浪中の双胴船の挙動を推定することができる。本研究の目的は高速で特殊な船型の耐航性能について、全ての物理現象を正しくモデル化した理論計算法の開発と、設計者が安全性や乗り心地を正確に評価するためのコンピュ-タ・プログラムを作ることである。本年度における成果は次の通りである。1.エアクッション・タイプ、小水線面積タイプの双胴船の耐航性理論の開発。(前進速度が十分に大きいことを仮定した細長体理論を展開して、)高速時に船体に作用する流体力の合理的な理論計算法、双胴間の非定常波形の推定理論を開発した。この結果は波浪中の運動を抱束した模型船が走る場合と、波浪がない水面上を走る模型船に既知の動揺をあたえた場合についての水槽実験によって検証した。これらの成果は船舶流体力学の国際会議に発表済である。さらに高速船の波浪中の抵抗増加についても、同一の理論によって研究が進められ、超高速船の国際シンポジウムで発表予定である。2.水中翼船に用いられる水中翼に作用する非定常流体力の推定法の開発。任意形状の三次元翼が、動揺しながら前進する際に翼に加わる流体力についてタブレット分布を用いた新しい数値解法を提案し、水槽試験によって検証した。次に船体と翼の流体力学的干渉について、後流渦は翼からのみ流出すると仮定した近似理論を展開し、実験結果と比較した。その結果、非定常揚力については、従来の理論を改善することができた。以上のように理論開発を主とした本年度の研究目的は達成されたので次年度では結果を総合したコンピュ-タ・プログラムの開発を実施する。1.波浪中を動揺する超高速船について作用する流体力の理論計算法を開発した。本計算法では自由表面条件に高速の前進速度の影響を考慮し、流場の方程式は船が細長いことにより2次元近似ができるとした。本方法は双胴型の超高速船,水中翼が有する超高速船にも拡張して適用できる。2.波浪中の超高速船に作用する流体力の理論を検証するための新しい水槽実験法を開発した。これは模型船のまわりの波動を計測・解析し,理論の予測に比較する方法で,既に開発済であったものであるが,本研究においては高速船に適用できるようにするための改良を実施した。1の理論を本法で調べ理論の精度を検証した。3.2の計測によって波浪中の低抗増加を求めることができる。高速船の場合には,力の計測によって低抗増加を精度良く求めることは非常に難しいが,船のまわりの波動場の計測による値は再現性が高く,精度もよい。このようにして求めた低抗増加の値と理論計算値とを比較した。4.強制動揺試験によって,高速船の動揺の付加質量,減衰係数を計測した。1.の理論が,今まで用いられてきたストリップ法などの実用計算法より精度が高いことが実証された。5.上記の結果を総合して,高速船の波浪中の動揺理論の計算を実施した。厳しい海象下を航行する大型のSES、SWATHなどの開発にあたっては耐航性能の研究が重要である。

しかしながら非常に高速で特殊な船型の耐航性能には未知の部分も多く、関連するすべての物理現象を正しくモデル化した耐航性能理論計算法も完成されていない。そこで本研究では、主として双胴船型に対して種々の耐航性能を合理的に評価する方法の開発を目指した。本年度は研究の最終年度であり、次の成果が得られた。(1)斜波、短波頂の波など現実的な波浪条件において高速双胴船に作用する流体力の計算法を完成した。本計算法は、双胴船に水中翼などを取り付けた状態の流体力の計算法に拡張可能である。また本計算法で船全体に作用する流体力だけでなく高速船の波浪中の強度などの設計に重要な各種の波圧を計算することが可能である。(2)強制動揺試験法を用いた高速双胴の水槽試験を実施した。(1)の方法で計算した流体力の精度を確認するばかりでなく、船体まわりの波動の高調波成分を計測し、高速船に作用する高周波数の波力について明らかにした。高速船の設計に重要な振動問題に関わる波圧の推定に役立つ情報である。(3)今までに得られた方法で計算できる流体力と制御方法の研究結果を総合し波浪中の高速船の挙動シミュレーションプログラムを完成した。この結果をコンピュータ画像として表示すれば、高速船の耐航性評価法として完成する。
アルミニウムプリカーサの発泡プロセスを利用したポーラスアルミニウムの接合法

セル構造の破壊や密度増加なしにポーラスアルミニウム同士を接合する方法として発泡接合法を提案し,その有効性を実験的に調べた.アルミニウム合金ろう材からブレイジングプリカーサを作製した.プリカーサには発泡剤が分散しているため,加熱することで発泡する.溝加工を施した2つの純アルミニウム系ポーラスアルミニウムの溝内部にプリカーサを設置して発泡させた.結果として,ポーラスアルミニウム同士を接合することに成功した.しかしながら,接合強度は接着剤による接合よりも低かった.接合部の顕微鏡観察を行った結果,広域にわたり明確な接合界面が観察された.発泡接合により強固な接合を達成するためには,接合部の表面処理を検討する必要がある.セル構造の破壊や密度増加なしにポーラスアルミニウム同士を接合する方法として発泡接合法を提案し,その有効性を実験的に調べた.アルミニウム合金ろう材からブレイジングプリカーサを作製した.プリカーサには発泡剤が分散しているため,加熱することで発泡する.溝加工を施した2つの純アルミニウム系ポーラスアルミニウムの溝内部にプリカーサを設置して発泡させた.結果として,ポーラスアルミニウム同士を接合することに成功した.しかしながら,接合強度は接着剤による接合よりも低かった.接合部の顕微鏡観察を行った結果,広域にわたり明確な接合界面が観察された.発泡接合により強固な接合を達成するためには,接合部の表面処理を検討する必要がある.接合が困難であるポーラスアルミニウムの新しい接合プロセスとして,低融点発泡前駆体(プリカーサ)の発泡過程の利用を提案する.また,その有用性を確かめることが本研究の目的である.本研究は以下に示す4つの手順から成る.1.低融点アルミニウム合金粉末より接合用の低融点プリカーサを作製する.2.得られた低融点プリカーサの発泡試験を行い発泡挙動を調べる.3.接合対象となる2つのポーラスアルミニウム直方体に溝加工を施し,溝内部で低融点プリカーサを発泡させることで接合体を得る.4.接合部の光学顕微鏡観察を行い接合界面の有無を調べ,接合体の4点曲げ試験を行い接合強度を評価する.低融点アルミニウム合金として,アルミニウムのろう付けによく利用される4045アルミニウム合金を用いた.4045アルミニウム合金を研削して得た研削粉をボールミルで粉砕し,ふるいにかけ,粒径300μm以下の合金粉末を得た.合金粉末に対し発泡剤として粒径45μm以下のTiH_2粉末1mass%及び気泡安定化粒子として粒径約1μmのAl_2O_3粉末2mass%を添加し混合した.金型温度693K,723Kにおいて,70MPaの圧力を60min負荷して焼結温度の異なる2種の低融点プリカーサを得た.比較のために粒子径180μm以下の純アルミニウム粉末を素材として同様の作製条件により純アルミニウムプリカーサを得た.プリカーサを立方体に切出し発泡試験を行った.金型温度723Kで作製された純アルミニウムプリカーサを933Kで加熱すると最大気孔率約80%の高気孔率ポーラスアルミニウムが得られた.一方,低融点プリカーサはプリカーサ作製時の金型温度がどちらであっても最大気孔率は約20%程度であった.4045アルミニウム合金は純アルミニウムよりも高強度であり,粉末表面の酸化被膜を十分破壊可能な塑性変形が生じなかったと考えらえる.つまり,粉末同士の界面より発泡剤から解離した水素ガスがマトリックス外部に流失したため低気孔率になった.接合実験の前に低融点プリカーサの作製条件の改善を必要とする.ポーラスアルミニウム同士を接合する方法として発泡接合法を提案した.発泡接合法は,高温に加熱することで発泡する発泡前駆体(プリカーサ)を,溝加工を施した接合対象の溝内部で発泡させることでポーラスアルミニウム同士を接合する方法である.溝内部で発泡した低融点ポーラスアルミニウムによるろう付けと接合対象の開気孔内部に低融点ポーラスアルミニウムが侵入することによる機械的締結を利用する.発泡接合法による接合試験を行い,得られた接合体の4点曲げ試験を行った.純アルミニウムをマトリックスとするポーラスアルミニウムを接合対象とし,低融点Al-Si合金をマトリックスとするプリカーサをろう材として用いた.Al-Si合金の溶融温度以上かつ純アルミニウムの融点より低い温度で発泡接合を行った.ポーラスAl-Si合金は断熱効果を有する接合対象内部でも十分に発泡し接合体を得ることに成功した.しかしながら,接合部を顕微鏡観察した結果,明確な接合界面が広範囲で観察された.つまり,金属学的な接合はほとんどなされなかった.発泡接合および接着剤による接合体と接合部のないポーラスアルミニウムの矩形試験片に対して4点曲げ試験を行った.支点部の気孔の破壊を防ぎ,接合強度を有効に検証するために,試験片の内側と外側の支点間にあたる領域をステンレス鋼製矩形配管に挿入し接着剤を充填することで保護した.発泡接合による接合体の曲げ強さは,接合部のないポーラスアルミニウムの約15 %,接着剤による接合体と同程度であった.発泡接合による接合体は,プリカーサ挿入用の溝部が開口することで母材より破壊しており,接合強度が有効に評価されていないと考えられる.今後は,接合部の表面処理によるポーラスアルミニウム間の金属学的接合を試みる.加えて,有効な接合強度評価を行うための試験方法を確立し発泡接合法の有効性を検証する.低融点アルミニウム合金の入手が予想以上に困難であった.

粉末冶金用ホットプレスとして借用を予定していた万能試験機が新型機導入のため利用停止になり,実験要求仕様を満たす代替え装置の借用先が見つからなかった.加えて,申請者が作製した粉末冶金用金型が破損し実験が滞った.さらに,発泡試験に借用予定であった炉が故障し整備に時間を要した.以上のようなトラブルが続いたため研究が遅れた.24年度が最終年度であるため、記入しない。11で述べた理由により接合実験まで到達していない.プリカーサ作製時の応力及び温度を上昇させることにより,高気孔率ポーラスアルミニウムが得られる低融点プリカーサの作製を試みる.次に,低融点プリカーサを用いた接合体の作製を試みる.光学顕微鏡観察により金属結合がなされるか調べる.接合がなされない場合,母材となるポーラスアルミニウムの表面の酸化被膜を除去するために表面処理を施しその影響を調べる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
集合値解析と凸解析に基づく集合値不等式の研究と最適化問題への応用

本研究では,基盤研究(C)21540121で取り扱った,集合に対する非線形スカラー化手法の応用研究と数値計算アルゴリズムの開発を行った。まず,スカラー化関数と集合値写像との合成写像が種々の凸性をどのように保存するかを体系的に解明した。その応用として,Ricceriの非線形不等式の集合値写像への拡張,二者択一の定理の集合値写像版への拡張,集合の二項関係に基づく6つのスカラー化関数の数値計算法の開発,2つのファジィ集合の差に対する評価関数の構成を行った。また,多規準二人ゼロ和行列ゲーム,集合の弱有効解の代数的な性質,不動点問題などを含む階層的均衡問題への関連研究を行った。本研究は,先行研究(基盤研究(C)課題番号19540120,21540121)で得られた結果を利用して,集合値準凸関数族の研究を行い,集合値不等式の研究と様々な最適化問題への応用研究を行うことを目指すものである。平成26年度に得られた結果は以下の通りである。(1)先行研究で得られた研究成果に関するセミナーを行い,統一的非線形スカラー化関数の遺伝的性質(集合値写像の凸性・半連続性がスカラー化でも保存される性質)をレベル集合の立場から確認した。(2)現在までに,集合値写像に対する,ミニマックス定理,Fan-高橋の不等式,Ricceriの非線形不等式の拡張版がいくつか得られているので,それらの手法の比較検討を行った。主に,Ricceriの非線形不等式の集合値写像への拡張について新しい知見が得られた。(3)準凸関数族の先行研究の調査を行った。鈴木・黒岩による最新の研究結果からさかのぼり,従来の基本的な定理の証明をたどって,集合値写像の場合にどの程度拡張できそうかの検討を行った。(4)7月にスペインで開催された第20回オペレーションズ・リサーチ学会国際連合会議(IFORS2014)で,順序単調なスカラー化関数と集合値写像の合成関数に関する凸性の遺伝性についての報告を行ってヨーロッパの研究者からアドバイスを受け,その直後にタイで開催された不動点理論の国際会議(ACFPTO2014)と8月に台湾で開催された第4回非線形解析学と最適化に関するアジア会議(NAO2014)で,本研究に関する総括的な発表を行った。また,8月に京都大学数理解析研究所で開催された,非線形解析学と凸解析学の研究集会においてこれらの最新の研究成果を報告した。(5)得られた成果は,学術論文としてまとめ,NAO2014の会議録へ投稿して現在査読され,再投稿中である。平成27年度に得られた結果は以下のとおりである。(1)新潟大学に3ヶ月間滞在したスペインからの研究留学生J. L. Rodenas-Pedregosa氏と共同研究を行い,先行研究で得られた研究成果に基づいて位相構造を仮定しない順序線形空間での集合の弱有効解の代数的な性質を明らかにし,抽象空間におけるベクトル均衡問題について新しい知見を得た。現在,学術雑誌へ投稿中である。(2)統一的非線形スカラー化関数の持つ性質を一般化して,集合値写像の様々な凸性がどのようにスカラー化関数により保存されるかを調査し,学術論文として公表した。(3)前年度に得られた,Ricceriの非線形不等式の集合値写像への拡張についての知見を学術論文として公表した。(4)統一的非線形スカラー化関数を利用したスカラー化手法により,集合値写像に対する二者択一の定理を一般化し,その半正定値計画問題へ応用した研究成果を新たな学術論文としてまとめ投稿予定である。(5)本研究に関するこれらの新しい知見は,九州工業大学で開催された,第5回バナッハ空間と関数空間に関する国際シンポジウム(ISBFS2015)と台湾国立彰化師範大学で開催された,国際交流姉妹校による自然科学に関する第4回国際会議(ICNS2015)で口頭発表を行った。また,日本数学会の2015年度秋季総合分科会でも口頭発表を行った。前年度まで進展していなかった,集合値準凸関数族の研究に着手でき,研究分担者との研究もある程度進んできている。また,新潟大学で滞在したスペインの研究留学生とタイからの研究者との共同研究が順調に進み,学術論文の投稿へ結びついた。さらに,前年度得られた研究成果を学術論文として出版できた。本研究は,先行研究(基盤研究(C)課題番号19540120,21540121)で得られた結果を利用して,集合値不等式の研究と様々な最適化問題への応用研究を行うことを目指すものである。平成28年度に得られた結果は以下のとおりである。(1)スペインの研究者Rodenas-Pedregosaとの共同研究成果を国際雑誌に学術論文として公表した。(2)ベクトル空間の集合に対して実数を対応させるスカラー化関数が,集合間の前順序関係に対してある種の単調性を保存する場合に,集合値写像との合成写像が種々の凸性をどのように保存するかを国際会議で発表を行った。

(3)韓国の研究者Gue Myung Lee氏との共同研究である,集合値二者択一の定理に関する研究成果について国際会議と国内の研究集会で発表を行った。現在,国際雑誌に投稿中である。(4)タイの研究者Thanyarat Jitpeeraとの共同研究成果について国際会議で発表を行った。(5)集合の二項関係に基づくスカラー化関数の数値計算法について研究を行い,6つのスカラー化関数の,双対錐を利用した別表現を与えることができた。また,順序錐が凸多面錐で与えられ,集合値が凸多面集合である場合に,6つのスカラー化関数の数値計算アルゴリズムを与えた。これらの結果を日本オペレーションズ・リサーチ学会で発表し学術論文としてまとめた。(6)これまで継続的に研究を進めてきた,ベクトル空間の集合に対するスカラー化関数の性質とその手法をファジィ集合に対して応用することに成功した。その内容は,日本オペレーションズ・リサーチ学会で発表し学術論文としてまとめた。(7)統一的非線形スカラー化関数に関する招待講演をタイで2回(国際学会と招聘大学),韓国で2回(国際研究集会),日本で1回(国際学会)行った。本研究では,基盤研究(C)21540121で取り扱った,集合に対する非線形スカラー化手法の応用研究と数値計算アルゴリズムの開発を行った。まず,スカラー化関数と集合値写像との合成写像が種々の凸性をどのように保存するかを体系的に解明した。その応用として,Ricceriの非線形不等式の集合値写像への拡張,二者択一の定理の集合値写像版への拡張,集合の二項関係に基づく6つのスカラー化関数の数値計算法の開発,2つのファジィ集合の差に対する評価関数の構成を行った。また,多規準二人ゼロ和行列ゲーム,集合の弱有効解の代数的な性質,不動点問題などを含む階層的均衡問題への関連研究を行った。JASSO関連の国際交流企画の実質の担当者となったり海外からの博士課程研究者の受け入れがあり,異なる研究機関にいる研究分担者との研究打ち合わせの調整がうまく折り合わず,集合値準凸関数族の研究が思ったよりも進めていない。凸解析学や非線形用素論への応用など,本研究の応用分野への取り組みが遅れているために,最終年度では是非進展させたい。その際に得られた新しい知見や課題を新たな研究テーマとして検討したい。非線形解析学や凸解析学に基づいたベクトル最適化と集合最適化の研究研究計画に盛り込んだ通り,当初計画どおりに進まない時の対応に従い,遅れている研究内容について,半年ほど延長して取り組むことにする。他の内容は概ね進んでいるので,研究分担者との研究打ち合わせを密にするように計画する。2015年にタイで開催された非線形解析学と凸解析学に関する第9回国際会議(NACA2015)が予定よりも早く平成27年1月に開催された上,体調不良のために不参加となって予算に残額が生じた。また,他の研究分担者もわずかずつの残額があったために,上記の当該助成金の残額が生じた。平成28年度は本研究の最終年度にあたるために,研究成果の発表旅費として計画したり,共同研究者などを日本国内で開催される国際会議に招へいして,本研究テーマに関するシンポジウムを行う予定である。
取調べの録音・録画制度のあり方および刑事司法に及ぼす影響

本研究は、わが国の実務において重要な捜査手段である取調べのあり方に大きな変革をもたらす録音・録画制度について、いかなる理論的基礎の下でこれを導入すべきかを考察した上で、具体的な制度設計の方向性を検討したものである。加えて、同制度の導入が刑事司法システム全体にもたらす影響を見据えながら、その対応策として、他の捜査手段を拡充する可能性についても検討を加えた。平成24年度は、前年度までの成果(一部は堀田周吾「取調べの録音・録画と合衆国裁判所の監督権」法学会雑誌53巻1号に掲載(平成24年7月))に基づき、また、それを発展させる形で、アメリカ合衆国の状況をさらに調査するとともに、国内における今後の刑事司法制度のあり方を考察することに充てた。現地の状況を直にみるため、平成24年9月にアメリカ・ボストンに渡航した。マサチューセッツ州最高裁判所は2005年に、取調べの録音・録画に関して注目される判決を出しているところ、同州上訴裁判所のガリー・カッツマン裁判官に面会し、実務の状況や同裁判官の意見を聴いた。また、サフォーク郡上級裁判所のジェラルダイン・ハインズ裁判官より、そうした証拠が公判廷に出てくることは稀であるなど、実務の状況について詳しく聴く機会を得た。加えて、ハーバード大学において在外研修中の裁判官(東京地方裁判所)とも意見交換を行った。アメリカにおいて取調べの録音・録画制度が部分的に定着しつつある背景には、(1)いわゆるミランダ・ルールの空洞化に伴い、自白の任意性評価の実質化傾向が認められること、(2)被疑者の供述に過度に依存せずに刑事手続が運営されていること、(3)取調べ以外の捜査手段の活用により、真相の解明に向けたプロセスの効果を全体として維持していること、が指摘できる。これらは、日米の比較において、有効な視点であると思われる。以上を踏まえ、わが国における取調べ録音・録画制度について概論的な考察を行った成果は、堀田周吾「取調べの可視化」法学セミナー698号(平成25年2月)にまとめた。また、通信傍受やDNA型データベース、おとり捜査・仮装身分捜査など新しい捜査手段の活用の可能性を考察した成果として、堀田周吾「多様な捜査手段と被疑者取調べの今後」警察政策15巻(平成25年3月)を公表した。平成23年度は主に、国内およびアメリカ合衆国の議論を整理することに充てた。わが国の議論状況は、概ね次のように総括することができる。第一に、取調べの録音・録画制度は、取調べの適正確保のための手段であると同時に、取調べの状況を事後的に検証可能とすることで供述の任意性立証に資するという狙いの下で、その導入の必要性が主張されている。第二に、賛成論の多くは、その理論的基礎を憲法上の権利に求めるのである。もっとも、諸文献を分析した結果、同制度を被疑者が享有する憲法上の権利からの要請であるとみることには疑義が生じた。日本国憲法の34条、37条、38条の解釈からは、取調べ状況の録音・録画を請求する権利が被疑者に与えられると結論付けるのは困難だからである。アメリカでも、たしかに、デュー・プロセス上の証拠保存義務を根拠に取調べの録音・録画を義務化する判例は州レベルでは存在するものの、それは合衆国憲法修正5条の一般的な解釈からは乖離しており、多数の支持を得るには至っていないのである。なお、以上の考察の成果は、堀田周吾「取調べの録音・録画と被疑者の権利」法学会雑誌52巻2号(平成24年1月)に掲載した。また、アメリカの議論状況を学説・判例の両面から分析すると、憲法論とは一線を画した、あくまで供述の任意性立証を目的とした政策的措置として同制度を捉える近年の傾向が明らかになった。この点に関する成果は、堀田周吾「取調べの録音・録画と合衆国裁判所の監督権」法学会雑誌53巻1号に掲載予定である(平成24年7月)。以上の成果は、本研究における3つの柱の1つである(1)わが国における取調べの録音・録画制度の理論的基礎の考察に関わるものであるが、さらに、平成24年度の主な課題である(2)具体的な制度設計と(3)同制度が刑事司法全体に及ぼす影響を考察するうえでも重要な前提をなすものである。当初計画していたとおりに、取調べの録音・録画制度の理論的基礎の考察は一つの区切りをつけることができている。同時に、論文の形で成果をまとめるには至っていないものの、制度設計のあるべき方向性や刑事司法全体への影響についての検討も進みつつある。最終年度である平成24年度中に、本研究の目的を達成する目途を立てることができた。なお、平成23年度に予定していた渡米調査は、平成24年度の夏季に実施することとした。渡米調査の機会からより多くの成果を得るために、文献研究に基づく考察をさらに進めておくべきであると判断したためである。平成24年度は、第一に、アメリカ合衆国における重要な捜査行為規範であるミランダ原則と、取調べの録音・録画制度との関係を明らかにする。第二に、渡米調査で、取調べの録音・録画を前提とした捜査実務の現状を分析する。

第三に、その成果をふまえて、日米の刑事司法の違いにも十分に配慮しながら、わが国における同制度のあるべき方向性を探ることにする。前年度に引き続き、必要な図書その他物品を購入するほか、渡米調査のための渡航費等に充てる。訪問先の候補として、カリフォルニア大学バークレー校のCharles D. Weisselberg教授、サンフランシスコ大学のRichard A. Leo教授、テキサス州ヒューストン市警察などを検討中である。
魚類における有用遺伝子プローブの開発とその利用に関する研究

本研究では、魚類の生理学、生化学、育種学研究への分子生物学的手法の導入をさらに推進することを目的として、分子生物学的研究を行っている研究者が集まり、魚類の各種遺伝子プローブの開発およびそれらの供給体制の基盤を確立することにした。まず神経ペプチドとして,ヒメマスの脳より2種類のサケ型生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンを、さらにキンギョ下垂体から2種類の生殖腺刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、成長ホルモンおよびプロラクチンのcDNAをクローニングし塩基配列を決定して特異的プローブを作製した.生殖腺刺激ホルモンと甲状腺刺激ホルモンの各サブユニットについては合成ペプチドにより特異抗体を作製した。またキンギョの高温馴化時に特異的に発現する分子量65kDaの血清蛋白質(Wap65)を精製すると共にcDNAをクローニングし塩基配列を決定して特異的プローブを作製した。さらにコイを主材料に各種筋肉蛋白質を精製すると共にcDNAクローニングを行い塩基配列を決定し特異的プローブを作製した.さらにコイのグロビン遺伝子及びメダのβアクチンcDNAのクローン化を行い塩基配列を決定すると共に特異的プローブを作製した.これらの内から、2種類の生殖腺刺激ホルモンのβサブユニットcDNA及びこれらの合成ペプチドに対する抗体,Wap65の抗体、コイ筋肉蛋白質cDNA等を他の研究者に既に供与した.本研究では、魚類の生理学、生化学、育種学研究への分子生物学的手法の導入をさらに推進することを目的として、分子生物学的研究を行っている研究者が集まり、魚類の各種遺伝子プローブの開発およびそれらの供給体制の基盤を確立することにした。さらにコイを主材料に各種筋肉蛋白質を精製すると共にcDNAクローニングを行い塩基配列を決定し特異的プローブを作製した.さらにコイのグロビン遺伝子及びメダのβアクチンcDNAのクローン化を行い塩基配列を決定すると共に特異的プローブを作製した.これらの内から、2種類の生殖腺刺激ホルモンのβサブユニットcDNA及びこれらの合成ペプチドに対する抗体,Wap65の抗体、コイ筋肉蛋白質cDNA等を他の研究者に既に供与した.会田、小林、加藤、川添担当分キンギョ下垂体cDNAライブラリーを作成し、PCR法により生殖腺刺激ホルモン(GTH)のα鎖およびβ鎖のcDNAクローン化を行なった。その結果、キンギョでは、サケ科魚類と同様、2種類のα鎖遺伝子が存在すること、I型β鎖およびII型β鎖の2種類のβ鎖が存在し、コイ科においても2種類のGTH分子が存在することが明らかとなった。さらにこの下垂体cDNAライブラリーより、プロラクチンのcDNAのクローン化を行なった。またキンギョ下垂体よりGTH、プロラクチン等のホルモンの精製をすすめている。渡部担当分キンギョ温度馴化ペプチドの単離およびcDNAクローン化を行なった。隆島担当分近交系メダカの系統間におけるゲノムの差異を検出する目的でRandom amplified polymorph ic DNA(RAPD)法によるDNAフィンガープリントを行なった。その結果、RAPD法が系統判別に有効であることが確認された。青木担当分コイのβグロビン遺伝子のクローン化を行ない、βグロビン遺伝子の検索プローブとしての利用および組織特異的発現ベクターの構築に利用が可能となった。またRT-PCR法により魚類の組織からβアクチンのmRNAを検出を試みたところ、10mg程度の組織量で検出が可能であることが明らかとなった。このことにより、βアクチンのRT-PCR法は、特定遺伝子の発現動態解析の際の内在性マーカー検出法として有効であることが明らかとなった。会田、渡部、小林担当分キンギョの神経ペプチドとして生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン、温度適応調節ペプチドとして65Kwap、下垂体ホルモンとして生殖腺刺激ホルモンおよび甲状腺刺激ホルモンのcDNAのクローニングを行ない、これらのcDNAが遺伝子発現の定量のプローブとして活用できることが明らかとなった。また下垂体ホルモンについては、推測されたアミノ酸配列をもとにペプチドを合成して、抗体を作製した。隆島担当分ペヘレイのミトコンドリア全ゲノムをクローニングし、その構造解析を行なった。これらのクローンは魚類のミトコンドリアDNAのRFL解析用プローブとして有効であった。青木担当分コイのαおよびβグロビン遺伝子が染色体上で、遺伝子上流を向合わたHead to Headの位置で、翻訳開始コドン間が約900塩基離れて存在することが明らかとなった。この領域は、両方向に転写する機能を備えており、今後、発現ベクターの構築に利用が可能となった。加藤担当分特定遺伝子の発現レベルを測定するための、逆転写酵素反応と耐熱ポリメラーゼによるポリメラーゼ連鎖反応を組合せた方法を検討した。その結果、逆転写と連鎖反応を連続して行なえる酵素を用いる簡便な方法が開発された。
若年高血圧に関連する口腔内・腸内細菌を探索し予防と治療につなげる研究

まず、ケース・コホート研究の手法を用いて、高血圧患者と福岡県一般住民(非高血圧者)の腸内細菌プロファイルを比較し、高血圧に関連する腸内細菌を同定する。次に、高血圧患者を追跡し、減塩等の食事内容の変化や薬物治療がどのような腸内細菌叢の変化をもたらすかを畜尿による食塩摂取量評価と共に検討する。この結果、減塩を中心とした食事内容とそれに関連する腸内細菌プロファイルが明らかになりえる。そして、この結果をもとに腸内細菌を介した高血圧の新たな予防法や治療法の創出につなげるとともに、腸内細菌をもちいた降圧療法の個別化・最適化につながるものと期待される。
大気浮遊超微粒子曝露による気道平滑筋増殖と気道過敏性の誘導

1.気道平滑筋細胞の増殖反応:ヒト気道平滑筋培養細胞をufCB粒子の存在下で72時間培養を行い,[^3H]-thymidineと[^3H]-leucineの細胞内取り込みが用量依存的に増加した.またufCB粒子の曝露はリン酸化EGFR(活性型p-EGFR)の発現を誘導し,その効果および蛋白質・DNA合成はEGFRチロシンリン酸化阻害薬(AG1478とBIBX1382)による抑制を受けたが,血小板由来成長因子受容体(PDGFR)阻害薬は無効であった2・気道平滑筋細胞ERK活性の測定:ERKの活性化は免疫組織化学とWestern blotにて評価を行い,またERKの直接的な評価として,平滑筋細胞の遠心上清中のERK活性をアッセイキットにより測定した.その結果,ufCB粒子による刺激はERKのリン酸化を誘導し, ERK活性の上昇をもたらした.3.In vivoにおける吸入曝露:C57BL/6JマウスをFlow-throughチェンバー内で生理食塩水あるいはfCB粒子,ufCB粒子,およびQ粒子のいずれかを吸入させた.その後,結果,主気管支および葉気管支を経時的に摘出し免疫組織化学を施行したところ,ufCB粒子曝露群では抗Αsma抗体にて染色させる気道平滑筋細胞の増生が観察された.4.気道過敏性:ufCB曝露群では気道過敏性の亢進が認められ,その効果はSODやEGFRチロシンリン酸化阻害薬により抑制された.したがって,上記の気道過敏性の誘導における酸化ストレスとEGFRの役割が示唆された.1.気道平滑筋細胞の増殖反応:ヒト気道平滑筋培養細胞をufCB粒子の存在下で72時間培養を行い,[^3H]-thymidineと[^3H]-leucineの細胞内取り込みが用量依存的に増加した.またufCB粒子の曝露はリン酸化EGFR(活性型p-EGFR)の発現を誘導し,その効果および蛋白質・DNA合成はEGFRチロシンリン酸化阻害薬(AG1478とBIBX1382)による抑制を受けたが,血小板由来成長因子受容体(PDGFR)阻害薬は無効であった2・気道平滑筋細胞ERK活性の測定:ERKの活性化は免疫組織化学とWestern blotにて評価を行い,またERKの直接的な評価として,平滑筋細胞の遠心上清中のERK活性をアッセイキットにより測定した.その結果,ufCB粒子による刺激はERKのリン酸化を誘導し, ERK活性の上昇をもたらした.3.In vivoにおける吸入曝露:C57BL/6JマウスをFlow-throughチェンバー内で生理食塩水あるいはfCB粒子,ufCB粒子,およびQ粒子のいずれかを吸入させた.その後,結果,主気管支および葉気管支を経時的に摘出し免疫組織化学を施行したところ,ufCB粒子曝露群では抗Αsma抗体にて染色させる気道平滑筋細胞の増生が観察された.4.気道過敏性:ufCB曝露群では気道過敏性の亢進が認められ,その効果はSODやEGFRチロシンリン酸化阻害薬により抑制された.したがって,上記の気道過敏性の誘導における酸化ストレスとEGFRの役割が示唆された.1.気道平滑筋細胞の増殖反応:ヒト気道平滑筋培養細胞をufCB粒子の存在下で72時間培養を行い,[^3H]-thymidineと[^3H]-leucineの細胞内取り込みが用量依存的に増加した.2.気道平滑筋細胞におけるEGFR活性化の関与:またufCB粒子の曝露はリン酸化EGFR(活性型P-EGFR)の発現を誘導し,その効果および蛋白質・DNA合成はEGFRチロシンリン酸化阻害薬(AG1478とBIBX1382)による抑制を受けたが,血小板由来成長因子受容体(PDGFR)阻害薬は無効であった.3.細胞増殖におけるRas-ERKカスケード活性化の役割:ufCB粒子刺激による気道平滑筋細胞の増殖におけるRas-ERKカスケードの役割を検討したところ,Dominant-negative Ras mutantであるAdRasY57をトランスフェクトした系では蛋白質・DNA合成が阻止された.また,MEK(MAP kinase kinase)阻害薬やERKカスケード阻害薬も同様の抑制効果を示した.4.気道平滑筋細胞ERK活性の測定:ERKの活性化は免疫組織化学とWestern blotにて評価を行い,またERKの直接的な評価として,平滑筋細胞の遠心上清中のERK活性をアッセイキットにより測定した.その結果,ufCB粒子による刺激はERKのリン酸化を誘導し,ERK活性の上昇をもたらした.5.Grb2およびShcとEGFRとのアセンブリー:EGFRとERK cascadeの関連を調べるために,EGFRおよびShcとGST-Grb2 fusionのassociationを検討した.その結果,超微粒子曝露によりEGFR,またShcの2つのisoformとのassociationが増加し,その効果はHB-EGFブロッカーである[Glu^<52>]Diphtheria toxinによって強く抑制された.1.気道平滑筋細胞におけるHB-EGFのprocessingとshedding:気道平滑筋細胞におけるHB-EGFの動態を検討するため,fCB粒子およびufCB粒子に曝露した際,HB-EGFのprecursorである細胞膜結合型pro-HB-EGFのprocessingをフローサイトメトリーにて解析し,また可溶性HB-EGFのメディウム中への遊離をWestern blotにより確認した.

その結果,ufCB曝露はpro-HB-EGFのprocessingを亢進させるとともに,HB-EGFの産生を濃度および時間依存的に増加させた.2.In vivoにおける吸入曝露:C57BL/6JマウスをFlow-throughチェンバー内で生理食塩水あるいはfCB粒子,ufCB粒子,およびQ粒子のいずれかを吸入させた.その後,結果,主気管支および葉気管支を経時的に摘出し免疫組織化学を施行したところ,ufCB粒子曝露群では抗αSMA抗体にて染色される気道平滑筋細胞の増生が観察された.3.気道過敏性の評価:上記と同様の実験系でfCB粒子とufCB粒子をマウスに吸入させ,曝露前と曝露2,4,6週後に,吸入メサコリンに対する気道抵抗の反応性をPenhにより測定し,ベースラインの気道抵抗の300%の増加に必要なメサコリン濃度(PD_<400>)を求め,コントロール群(生理食塩水吸入群)と比較した.また,あらかじめリコンビナントSODあるいはEGFRチロシンリン酸化阻害薬(AG1478およびBIBX1382)を腹腔内投与した後に超微粒子を吸入させた群についても同様の解析を行った.その結果,ufCB曝露群では気道過敏性の亢進が認められ,その効果はSODやEGFRチロシンリン酸化阻害薬により抑制された.したがって,上記の気道過敏性の誘導における酸化ストレスとEGFRの役割が示唆された.
化学反応に関わる媒質としてのタンパク質の超高速構成ダイナミクス

CO結合形ヘモグロビン(Hb)についてCO光解離による構造ダイナミクスを調べた。ヘム鉄とそれに結合したヒスチジンとの間の伸縮振動[v(Fe-His),約220cm^<-1>]バンドに注目した。ミオグロビン(Mb)の場合と同様に、このバンドについて時定数99ピコ秒で大きさ1.8cm^<-1>の振動数シフトと、10±5ピコ秒の時定数をもつバンド幅の増加が観測された。Mbの場合は、1ナノ秒でのv(Fe-His)振動数とデオキシ形のそれとはかなり近かったが、Hbの場合は9cm^<-1>の振動数の差がみられた。この差は、マイクロ秒の時間領域で起きる四次構造変化によるものである。また、1ナノ秒でのバンド幅はデオキシ形に比べやや狭かった。MbとHbの結果から、バンド形を精度よく測定することで不均一分布の変化を検出できることがわかった。大腸菌より得た酸素ガスセンサータンパク質(E. coli DOS)のヘム近傍構造を、共鳴ラマン分光法を用いて明らかにした。還元形および酸化形ともにpH4-10で典型的な6配位低スピン型ヘムの共鳴ラマンスペクトルを示した。リガンド結合形ヘムを光励起しリガンドを光解離させると、典型的な5配位高スピン型ヘムの共鳴ラマンスペクトルが得られた。また、214cm^<-1>に鉄-ヒスチジン伸縮振動によるラマンバンドが観測された。解離後1ナノ秒のバンド強度は10ピコ秒のものとほとんど変わらなかったことから、リガンドの再結合は遅く解離形の寿命は10ナノ秒よりも長いということが明らかになった。また、95番のメチオニン残基をアラニン残基に置換した変異体(還元形)では5配位高スピン型ヘムによる共鳴ラマンスペクトルが得られた。これらの実験事実から、DOSの軸配位子はHis77とMet95であり、Met95が配位子として酸素分子と置き換わることによってDOSの活性化が起きることが示唆された。タンパク質で起きる化学反応の特徴を理解するうえで、その媒質としての動的な性質を調べることは非常に重要である。特に、活性部位での反応に対して媒質であるタンパク部分がどのように応答するかは興味深い問題である。鉄-ヒスチジン結合はヘムとタンパクとをつなぐ唯一の共有結合であり、その伸縮振動の振動数はタンパク構造の影響を受ける。そこで、われわれはCO光解離後1ナノ秒までのピコ秒時間分解共鳴ラマンスペクトルを測定し、鉄-ヒスチジン伸縮振動[ν(Fe-His)]バンドに着目して光解離後のタンパク質のダイナミクスを調べた。時間分解共鳴ラマンスペクトルには、光励起とともに新たなラマンバンドが現れ、これらは解離形のラマンバンドに帰属された。遅延時間50psのスペクトルではポルフィリン環の振動に由来する3本の強いバンド[ν_7,671cm^<-1>;δ(C_βC_cC_d),369cm^<-1>;γ_7,301cm^<-1>]が観測され、これらの振動数はデオキシ形のものと一致した。これらのバンドは0psから現れており、ポルフィリン環の構造変化のほとんどが装置の応答時間(約2ps)以内で速く起っていることを示している。これに対してν(Fe-His)振動数は、約100ピコ秒の時定数で2cm^<-1>低波数シフトし、平衡状態の値へと近づいていった。高粘性の溶媒中では低波数シフトの速度は遅くなり、またタンパク部分のないヘムのモデル化合物では低波数シフトは観測されなかった。したがって、この低波数シフトは光解離後のタンパク質構造の緩和に対応するものと解釈できる。

解離後1ナノ秒のバンド強度は10ピコ秒のものとほとんど変わらなかったことから、リガンドの再結合は遅く解離形の寿命は10ナノ秒よりも長いということが明らかになった。また、95番のメチオニン残基をアラニン残基に置換した変異体(還元形)では5配位高スピン型ヘムによる共鳴ラマンスペクトルが得られた。これらの実験事実から、DOSの軸配位子はHis77とMet95であり、Met95が配位子として酸素分子と置き換わることによってDOSの活性化が起きることが示唆された。
超音波浮揚を利用した自己浮上型フライングアクチュエータの研究

本年度では、超音波浮揚を利用した自己浮上型フライングアクチュエータの研究のうち、軽量かつ大出力の振動子の開発を試みた。振動子の発生する音響放射圧によって振動子自身が浮上するためには、軽量かつ高出力である必要がある。そこで、振動子に通常使用されている恒弾性金属では重く、使用に適さないため、比重の軽い材料で振動子を試作した結果を以下に示す。CFRP、C/Cコンポジット材、PVDF、圧電セラミックス薄板で、薄型の屈曲振動子の製作を試みた。音響放射圧の解析によって、振動子自身の浮上に必要な振動振幅等の駆動条件が分かった。その結果を基に振動子を作成した。CFRP、C/Cコンポジット材では、圧電セラミックス薄板を接着剤で各材料に貼付けて製作し、また、PVDFと圧電セラミックス薄板では電極構造を使用する振動モードに合わせて最適化を行い、電気機械結合係数をできるだけ大きくした。そして、その音響放射圧や振動振幅を購入したプローブで測定した結果、必要な音響放射圧が得られておらず、振動子の浮上は確認されなかった。この原因として、解析で振動子の損失を無視していた事があげられる。実際は圧電セラミック薄板と各材料間に接着剤層があり、これによって振動損失、発熱が大きくなり、電気音響変換効率が上がらなかった。そこで、接着剤層がない、PVDFや圧電セラミックス薄板単体でも試みたが、PVDFの損失が大きい事や圧電セラミックスの強度の理由から振幅をあげる事ができず、不可能であった。結果として、構造・材料に問題ある事が分かったため、更に低損失、高音響変換効率かつ軽量の振動子が必要である事が分かった。考えられる構造としては、チタン極薄板にPZT薄膜層を水熱法等で形成させ、接着剤層などのない、損失の小さい構成があり、今後試作・検討する必要がある。また、給電用のワイヤーの重量が問題となる為、ワイヤレスの給電方法を検討する必要があることが分かった。
日本語学習者の言語行動のバリエーション獲得に関する研究

本研究では、非日本語環境で学んだ日本語学習者がどのような日本語を身につけているか、来日後新たに何を獲得するかを探索的に明らかにすることを目的とし、短期留学生を主な対象に、接触場面および学習者場面の自然談話の収集と半構造化インタビューによる意識調査を、来日直後と約1年後の2回にわたって実施した。主に三つの側面((1)接触場面における意味交渉に注目した調整行動の分析、(2)いわゆる「雑談」を維持するための言語行動に注目した話題連鎖の分析、(3)スピーチスタイルの選択に注目した学習者意識の分析)からデータの観察・分析を行った結果、言語行動のバリエーションの異なりや広がりが確認された。本研究は、非日本語環境で学んだ日本語学習者の使用する日本語バリエーションの実態を明らかにするとともに、日本語学習者の言語行動のバリエーションに対する認知的視点の変容の過程を探り、記述することを目的とするものである。具体的には、非日本語環境で日本語を習得した学習者を対象に、来日直後と1年後の自然談話データを収集し、同一話者による言語行動のバリエーションという観点から日本語習得状況について縦断的な調査を行う。同時に、上記の調査協力者に半構造化インタビューを実施し、自身の日本語や日本語母語話者の言語行動のバリエーションに対する意識とその変容について分析・考察する。平成25年度は、研究実施計画に基づき、以下の調査および作業を行った。(1)調査1(第1回):自身や日本語母語話者の日本語に対する意識について半構造化インタビューを行った。調査協力者は、東京都内のA大学と地方のB大学の日本語日本文化研修生および交換留学生18名と地方のC大学の学部正規生11名で、出身地は漢字圏(中国・韓国・台湾)12名、非漢字圏(ベトナム・タイ、欧米)21名である。来日前の学習歴は最も短い者で半年、長い者で12年となっている。(2)調査2(第1回):上記(1)の協力者に、A大学とB大学は、母語話者との会話(接触場面)・学習者同士の会話(学習者場面)という2場面、各1530分、C大学は、同年代の母語話者との会話(同年接触場面)・年上の母語話者(年上接触場面)との会話という2場面、各30分の自然談話を録音してもらった。(3)上記(2)の録音データについて、第1次文字化を行った。本研究は、非日本語環境で学んだ日本語学習者の、言語行動のバリエーションに対する認知的視点および獲得の過程を探り、記述することを目的としたものである。平成26年度は、以下の3点を行なった(1)前年度に協力を依頼した留学生に対し、第2回目(帰国前)の調査協力を依頼し、相手・場面の異なる自然談話および半構造化インタビューによる発話データを収集した。(2)上記(1)の自然談話データの基本的文字化を行った。(3)第1回目(来日直後)調査で得た自然談話データについて、接触場面における意味交渉(negotiation of meaning)に注目し、会話参加者の調整行動の分析を行った結果、学習者の調整に望む態度には違いがみられること、レベルの高い学習者には、調整行動の回数だけではなく、内容的にも質の高い調整行動が見られること、母語話者は特にレベルの低い学習者に対して「他者マーク他者調整」による調整行動を頻繁におこなう傾向があることなどがわかった。この研究は、非日本語環境で学んだ日本語学習者の言語行動のバリエーションに対する認知的視点および獲得の過程を探り、記述することを目的としたものである。平成27年度は、以下の3点を行った。(1)収集した日常談話データを、対話の維持という観点から分析した。来日時と帰国時の談話にどのような変化が見られるかを観察した結果、中級レベルの学習者の来日時談話では比較的単調な[情報要求→情報提供]の連鎖であったのが、帰国時談話では「報告(語り)」や「質問(意見要求)」から始まる連鎖や、驚きや共感、確認などのバリエーションが見られ、また、対話の維持に積極的に働きかける主体的な行動が多くなるなど、対話を維持するための言語行動においてバリエーションの広がりが確認された。(2)国際学会において、(1)の分析結果を発表し、海外において日本語指導にあたる研究者等の検証を受けた。(3)協力者へのインタビュー・データを分析し、来日後の文体選択に関する意識について探索・検討した。協力者に第2回目の発話データの録音を依頼し、2大学の日研生計16名および1大学の学部留学生10名については、依頼通りのデータを収集することができた。一部発話データの文字化作業が予定よりやや遅れているが、おおむね順調に進み、文字化したデータに基づき分析・考察を行っている。日本語教育基本的な文字化を行った談話データの整理・聞き直しを行い、データの精度を高めた上で、連携協力者とともに分析作業を進める予定である。