hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胸腺腫および胸腺癌の表現型と遺伝子型

化学の結果から神経内分泌癌を含む胸腺癌は内胚葉由来であり、咽頭粘膜上皮あるいは髄質管上皮への分化を示していることが示唆された。次に、リンパ球浸潤の乏しい胸腺腫20例を非浸潤例(9例)と浸潤・転移例(11例)に分け、腫瘍細胞の増殖能を胸腺癌(10例;扁平上皮癌8例、リンパ上皮腫様癌2例)の腫瘍細胞と比較した。方法としては核小体形成域(NORs)の銀染色(AgNORs)と増殖細胞核抗原(PCNA)の免疫組織化学染色を用いた。AgNORsは各症例の100個の細胞につき平均値を出し、PCNAは300個の細胞につき陽性細胞の比率を求めた。いずれの方法でも非浸潤型と浸潤型の胸腺腫間には有意の差を認めなかったが、胸腺癌細胞は両型の胸腺腫細胞より有意に高いNORs値とPCNA陽性率を示した。このことから、胸腺腫は非浸潤型でも低悪性度悪性腫瘍であり、浸潤型胸腺腫のみを悪性胸腺腫と呼ぶのは胸腺癌との混乱を求し不適切であると結論した。本年度は、胸腺腫のサイトケラチンパターンの解析と胸腺腫、胸腺癌における癌抑制遺伝子の検索を重点的に行った。まず、正常胸腺および胸腺腫の超低温凍結標本をNos.1,3,4,7,8,10,13,14,18,19の10種類のモノクローナル抗サイトケラチン抗体で免疫組織化学的に染色した。正常胸腺では被膜下上皮がCK7,14,19陽性、皮質上皮がCK8,19陽性、髄質上皮はCK13,14,19陽性、ハッサル小体はCK14以外全てが陽性であった。ただし、髄質上皮では皮髄境界域と他の領域とに染色性の差を認めた。胸腺腫9例中、3例は皮質上皮、2例は髄質上皮、別の2例はハッサル小体に対応する染色パターンを示し、残りの2例は単一上皮の染色性に合致せず、混合型と考えられた。また、被膜下上皮型に該当する例はみられなかった。以上の結果から、胸腺上皮は部位によりサイトケラチン発現パターンが異なり、胸腺腫サイトケラチンの対応するパターンで腫瘍の細分類が可能であることが分かった。次に、癌抑制遺伝子p53について、その産生蛋白の核内異常発現を免疫組織化学的に検索した。パラフィンブロック標本にて、異常p53蛋白は胸腺癌の全例に陽性であったが、胸腺腫ではほとんどの例で陰性であった。そこで、凍結標本よりDNAを抽出し、直接シークエンス法でp53遺伝子の解析を試み、現在までに少数例についての検索が終わっている。その結果、免疫染色で証明される核内蛋白と遺伝子自体の異常が必ずしも一致しない例のあることが分かった。これについては、さらに例数を増して検討を進めている。一方、パラフィンブロック標本からもDNAを抽出し、p53遺伝子をPCR法で増幅し、一本鎖DNA高次構造多形解析(SSCP)法で点突然変異の有無を検索している。免疫染色については凍結切片およびアルコール固定標本でも順調に結果が出され、臨床病理学的に有用で簡便な方法が確立されつつある。本年度は胸腺腫および胸腺癌における癌抑制遺伝子p53の変異と異常たんぱくの発現を検索した。胸腺上皮性腫瘍でも本癌抑制遺伝子異常が存在するか、また、胸腺腫と胸腺癌および胸腺腫の非浸潤性腫瘍と浸潤・転移性腫瘍で違いがあるか否かは興味深い。非浸潤性胸腺腫13例、湿潤/転移性胸腺腫9例、胸腺癌14例につき、まず、ホルマリン固定・パラフィン包埋した組織切片をp53に対するモノクローナル抗体DO7を用いてABC法による免疫組織化学染色を行った。陽性腫瘍細胞数を算定し、p53蛋白低度、中等度、高度発現群に分けた。非浸潤性胸腺腫では1例は発現陰性で、7例が低度、4例が中等度、1例が高度発現を示した。浸潤/転移性胸腺腫では3例が低度、6例が中等度発現を、また、胸腺癌では6例が中等度、8例が高度発現を呈した。次に、代表的9症例につきp53遺伝子変異の有無を検索した。パラフィン切片よりDNAを抽出し、エクソン5-8(hot spots)をPCR法で増幅し、サブクローニングを行った後、蛍光法自動シークエンス装置を用いて塩基配列を解析した。
ソフトウェア信頼性評価のためのビッグデータアナリシス基盤整備

近年のソフトウェア開発では,開発工程で得られた様々なメタデータ(設計情報,管理情報,プログラムソースコード等)をリポジトリで一元管理し,データ共有を通じて開発・保守に活用することが多い.ソフトウェア規模が大きいほど開発で蓄積されるリポジトリサイズも相対的に大きくなり,リポジトリから重要な情報を発掘するマイニング技術の開発が重要な課題となっている.本研究では,リポジトリに蓄積された情報からソフトウェア信頼性を定量的に評価するための基盤技術を世界に先駆けて開発した.オープンソースプロジェクトのリポジトリを横断的に分析し,ソフトウェアの定量的信頼性を算出する手法およびツールの開発を行った.本研究では,ブースティングやランダムフォレスト等のデータマイニング技術を応用することでリポジトリに格納される情報をランダムに分割し,分割されたデータを並列的に統計処理することで,複数のリポジトリに埋蔵されている情報を発掘し,それらを有効に活用したソフトウェア信頼性評価の体系を構築する.同時に,そのようなソフトウェア信頼性評価の体系を実現するためのアルゴリズム開発とそれを実装したツールの開発を行う.より具体的には,ランダムなデータ分割後に,それぞれのデータに対してNHPP (非定常ポアソン過程)を仮定した一般化線形回帰モデルを適用し,その結果を集約することで,信頼性評価モデルの同定を行う.また,個々の回帰係数を理論的に推定する方法としては,最尤推定法だけでなく,ベイズ推定法,ウェーブレット縮小推定法の適用を考え,各々の推定作業の計算コストを削減するためにEM (Expectation-Maximization)アルゴリズム,変分ベイズアルゴリズム, MCMC (Markov Chain Monte Carlo)法の導入も行う.さらに,並列計算における各スロットからのアウトプットを平均化することで,未知変数の予測分布やその推定値を精度良く求めるための理論的な枠組みを新たに構築する.最終的に,オープンソースプロジェクトのリポジトリを対象にして有効性を検証するための実証分析を行う.特に,ソフトウェアの定量的信頼性評価を行うためのツール開発を行い,ユーザが難解な確率過程や推定・検定作業を意識することなく,高精度の定量的信頼性評価を容易に実施することが可能になることを目指す.初年度の研究は以下の手順に従って行われた。(1)データ整理・分析:TOMCAT等の代表的なオープンソースソフトウェアのリポジトリを種別・開発規模の観点から整理・分類するためのMySQLを利用したデータベースを開発した.これにより実証分析を行う際のデータ整理に関する効率性が大幅に向上した.また,設計・コーディング・テスト段階で計測可能な各種メトリクス情報を測定するためのツールを組込むことで,データベースと連動した分析基盤を開発した.また,テストケース間の入力と実行パスから計算される各種「距離」を計算しソースコード情報を利用する場合に,ソースコードからPDG (Program Dependence Graph)を生成するために,大阪大学で開発されたコードクローン検出ツールCCFinderを部分的に利用し,解析されたトークン列と文字列を情報として抽出する枠組みを開発した.(2)一般化線形モデルの改良:これまでに行ってきた研究成果を活用し,ポアソン回帰とロジット回帰,カーネル回帰を同一モデル内に含む「一般化線形モデル」に着目し,その統計パラメータを効率的に推定するための近似推定アルゴリズムを開発した.(3)ランダムサンプリングによる並列計算スキームの開発:長期間の開発データや数百から数千オーダーのモジュールを有する大規模ソフトウェアの分析を行うために,最も単純かつ効果的なランダム分割の方法を改良し,ブースティングやランダムフォレストを用いた計算量削減の方法を提案した.最終的に複数スロットにおいて算出される推定結果をランダム分割の統計的性質に応じて平均化し,大規模ソフトウェアに対する定量的信頼性評価の基本統計量である各種パラメータの推定値を求める方法論について検討した.本研究では,ブースティングやランダムフォレスト等のデータマイニング技術を応用することでリポジトリに格納される情報をランダムに分割し,分割されたデータを並列的に統計処理することで,複数のリポジトリに埋蔵されている情報を発掘し,それらを有効に活用したソフトウェア信頼性評価の体系を構築することを目指している.同時に,そのようなソフトウェア信頼性評価の体系を実現するためのアルゴリズム開発とそれを実装したツールの開発を行った.具体的に,ランダムなデータ分割後に,それぞれのデータに対してNHPP (非定常ポアソン過程)を仮定した一般化線形回帰モデルを適用し,その結果を集約することで,信頼性評価モデルの同定を行った.このような,ランダムなサンプリングに基づくデータ分割は,大規模な組合せ最適化問題に帰着される要因選択を排除できることが知られている.また,個々の回帰係数を理論的に推定する方法としては,最尤推定法だけでなく,ベイズ推定法,ウェーブレット縮小推定法の適用を考え,各々の推定作業の計算コストを削減するためにEM (Expectation-Maximization)アルゴリズム,変分ベイズアルゴリズム, MCMC (Markov Chain Monte Carlo)法の導入を行った.さらに,並列計算における各スロットからのアウトプットを平均化することで,未知変数の予測分布やその推定値を精度良く求めるための理論的な枠組みを新たに構築した.現在,オープンソースプロジェクトのリポジトリを対象にして有効性を検証するための実証分析を行うための準備を実施中であり、研究計画の最終年度に向けて準備を行った.(1)信頼性評価尺度の算出とアラーム・判定機能の設計:ソフトウェア信頼性モデルを特徴づけるパラメータが推定されると,その結果を定量的信頼性評価尺度の評価(ソフトウェア信頼度,ソフトウェアMTTF,期待残存フォールト数,フォールトフリー確率,他)に適用し,リリース判定と前工程のフィードバック評価を行った.

特に大規模ソフトウェアのリポジトリ活用では多くの回帰パラメータの推定値が求まるので,各々のパラメータと工程の評価項目(開発労力,テストケース数,プログラム複雑性などに関する複数項目)を合致させる必要があった.これを分析結果に応じて逐次検討することは大変コストがかかるため,予め選択されたメトリクス情報の集合と評価項目のマッチングを自動的に行い,前工程のフィードバック評価を実現するツールの開発を行った.(2)未踏プロジェクトへの対応:類似開発プロジェクトや同質的な種別や規模のシステムに対しては,過去の開発情報を利用したプラグイン推定を行うことが可能であるが,これまでに開発経験のない未踏プロジェクトにおける定量的信頼性評価を行うためには,過去の開発情報から推定された回帰パラメータをそのまま利用することは出来ない.このような統計的予測推論では統計量の予測分布を導出しなければならないが,一般的には技術的に困難な問題が数多く存在する.しかしながら,本研究で提案したランダム分割の手法を用いることで,各並列計算タスクから出力された推定量を独立で同一な確率変数として見なせるため,統計的ブートストラップの方法を適用することが可能となった.これにより,各種信頼性評価尺度やパラメータの予測分布を数値的に算出することが出来た.大規模ソフトウェアのリポジトリ活用では多くの回帰パラメータの推定値が求まるので,各々のパラメータと工程の評価項目(開発労力,テストケース数,プログラム複雑性などに関する複数項目)を合致させる必要がある.これを分析結果に応じて逐次検討することは大変コストがかかるため,予め選択されたメトリクス情報の集合と評価項目のマッチングを自動的に行い,前工程のフィードバック評価を実現するツールの開発を行った.次に,類似開発プロジェクトや同質的な種別や規模のシステムに対しては,過去の開発情報を利用したプラグイン推定を行うことが可能であるが,これまでに開発経験のない未踏プロジェクトにおける定量的信頼性評価を行うためには,過去の開発情報から推定された回帰パラメータをそのまま利用することは出来ない.この問題に対して,前年度までに提案したランダム分割の手法を用いることで,各並列計算タスクから出力された推定量を独立で同一な確率変数として見なし,統計的ブートストラップの方法を適用し,各種信頼性評価尺度やパラメータの予測分布を数値的に算出することが出来た.本研究で提案する大規模ソフトウェアリポジトリに対する定量的信頼性評価の方法を,いくつかの実在するオープンソースプロジェクトに適用し,その有効性を検証した.最終的に,過去2年間で開発したツールを結合し,ソフトウェア信頼性評価のためのビッグデータアナリシス基盤整備のための基本ツールの開発を行った.
移動エージェントによるソフトウェア部品の配信・結合・保守の自動化

本研究では,信頼性の高いソフトウェアコンポーネント技術を発展させることにより,ソフトウェアシステム開発保守運用の低コスト化を進めた.既存技術よりも更にソフトウェア部品(以下部品)の再利用性の高いシステムの構築方法を提案することで,数多くの業種に適合した安価で信頼性の高いシステムを増産可能にし,社会全体の業務の情報化を推進することを目的とする.本研究では,以下の研究項目を達成した.(1)移動エージェントを利用した部品結合・保守管理自動化システムの設計・開発(2)移動エージェントを利用した部品の蓄積・機能情報管理システムの設計・開発本研究を進める上で重要な要素技術には,エージェントに基づくソフトウェア部品の自動結合・分離技術と必要な部品の探索技術があり,これらの提案が重要課題となる.本研究では,実用面での本研究の有効性を実証するため,研究室博士学生金指が興したベンチャー企業(有)カラビナシステムズと連携し,研究を精力的に推進した.初年度では,静岡大学側での移動エージェントおよび開発方法論に関する基礎研究と,カラビナシステムズ側のソフトウェア部品を利用した業務システム開発環境構築に関する基礎研究の成果を融合した.部品管理・配信技術に移動エージェント技術を応用することで,システム構築に必要な部品の検索がエージェントにより自動化されることが期待できる.また部品結合には静岡大学側の開発方法の基礎研究が応用可能であった.部品の探索や結合は,既存の部品と新規の部品との互換性を調べ仕様に合わせて結合する必要がある.これらは,現状では人間が通常作業を行うが,本研究ではこの部品結合作業の自動化を実現した.最終年度では,主に基礎理論部の提案を行い,次年度以降で実装・運用試験を進めた.部品の結合分離技術はオブジェクト指向の観点から,部品探索については各部品サーバを巡回し探索するような移動エージェントの観点から研究を進めた.これらの成果から,アプリケーションを自動構成するクライアントシステムを各PC端末とモバイル端末上に構築し,部品の配信を行うシステムを部品管理サーバ上に実装した.本研究では,信頼性の高いソフトウェアコンポーネント技術を発展させることにより,ソフトウェアシステム開発保守運用の低コスト化を進めた.既存技術よりも更にソフトウェア部品(以下部品)の再利用性の高いシステムの構築方法を提案することで,数多くの業種に適合した安価で信頼性の高いシステムを増産可能にし,社会全体の業務の情報化を推進することを目的とする.本研究では,以下の研究項目を達成した.(1)移動エージェントを利用した部品結合・保守管理自動化システムの設計・開発(2)移動エージェントを利用した部品の蓄積・機能情報管理システムの設計・開発本研究を進める上で重要な要素技術には,エージェントに基づくソフトウェア部品の自動結合・分離技術と必要な部品の探索技術があり,これらの提案が重要課題となる.本研究では,実用面での本研究の有効性を実証するため,研究室博士学生金指が興したベンチャー企業(有)カラビナシステムズと連携し,研究を精力的に推進した.初年度では,静岡大学側での移動エージェントおよび開発方法論に関する基礎研究と,カラビナシステムズ側のソフトウェア部品を利用した業務システム開発環境構築に関する基礎研究の成果を融合した.部品管理・配信技術に移動エージェント技術を応用することで,システム構築に必要な部品の検索がエージェントにより自動化されることが期待できる.また部品結合には静岡大学側の開発方法の基礎研究が応用可能であった.部品の探索や結合は,既存の部品と新規の部品との互換性を調べ仕様に合わせて結合する必要がある.これらは,現状では人間が通常作業を行うが,本研究ではこの部品結合作業の自動化を実現した.最終年度では,主に基礎理論部の提案を行い,次年度以降で実装・運用試験を進めた.部品の結合分離技術はオブジェクト指向の観点から,部品探索については各部品サーバを巡回し探索するような移動エージェントの観点から研究を進めた.これらの成果から,アプリケーションを自動構成するクライアントシステムを各PC端末とモバイル端末上に構築し,部品の配信を行うシステムを部品管理サーバ上に実装した.本研究では,信頼性の高いソフトウェアコンポーネント技術を発展させることにより,ソフトウェアシステム開発保守運用の低コスト化を進めた.既存技術よりも更にソフトウェア部品(以下部品)の再利用性の高いシステムの構築方法を提案することで,数多くの業種に適合した安価で信頼性の高いシステムを増産可能にし,社会全体の業務の情報化を推進することを目的とする.本研究では,以下の研究項目を達成した.(1)移動エージェントを利用した部品結合・保守管理自動化システムの設計・開発(2)移動エージェントを利用した部品の蓄積・機能情報管理システムの設計・開発本研究を進める上で重要な要素技術には,エージェントに基づくソフトウェア部品の自動結合・分離技術と必要な部品の探索技術があり,これらの提案が重要課題となる.本研究では,実用面での本研究の有効性を実証するため,研究室博士学生金指が興したベンチャー企業(有)カラビナシステムズと連携し,研究を精力的に推進した.本研究計画では,静岡大学側での移動エージェントおよび開発方法論に関する基礎研究と,カラビナシステムズ側のソフトウェア部品を利用した業務システム開発環境構築に関する基礎研究の成果を融合した.部品管理・配信技術に移動エージェント技術を応用することで,システム構築に必要な部品の検索がエージェントにより自動化されることが期待できる.また部品結合には静岡大学側の開発方法の基礎研究が応用可能であった.部品の探索や結合は,既存の部品と新規の部品との互換性を調べ仕様に合わせて結合する必要がある.これらは,現状では人間が通常作業を行うが,本研究ではこの部品結合作業の自動化を実現した.本年度は,主に基礎理論部の提案を行い,次年度以降で実装・運用試験を進めた.部品の結合分離技術はオブジェクト指向の観点から,部品探索については各部品サーバを巡回し探索するような移動エージェントの観点から研究を進めた.

これらの成果から,アプリケーションを自動構成するクライアントシステムを各PC端末とモバイル端末上に構築し,部品の配信を行うシステムを部品管理サーバ上に実装した.本研究では,信頼性の高いソフトウェアコンポーネント技術を発展させることにより,ソフトウェアシステム開発保守運用の低コスト化を進めた.既存技術よりも更にソフトウェア部品(以下部品)の再利用性の高いシステムの構築方法を提案することで,数多くの業種に適合した安価で信頼性の高いシステムを増産可能にし,社会全体の業務の情報化を推進することを目的とする.本研究では,以下の研究項目を達成した.(1)移動エージェントを利用した部品結合・保守管理自動化システムの実装・評価(2)移動エージェントを利用した部品の蓄積・機能情報管理システムの実装・評価本研究を進める上で重要な要素技術には,エージェントに基づくソフトウェア部品の自動結合・分離技術と必要な部品の探索技術があり,これらの提案が重要課題となる.本研究では,実用面での本研究の有効性を実証するため,研究室博士学生金指が興したベンチャー企業(有)カラビナシステムズと連携し,研究を精力的に推進した.本研究計画では,宮城大学側での移動エージェントおよび開発方法論に関する基礎研究と,カラビナシステムズ側のソフトウェア部品を利用した業務システム開発環境構築に関する基礎研究の成果を融合した.部品管理・配信技術に移動エージェント技術を応用することで,システム構築に必要な部品の検索がエージェントにより自動化されることが期待できる.また部品結合には宮城大学側の開発方法の基礎研究が応用可能であった.部品の探索や結合は,既存の部品と新規の部品との互換性を調べ仕様に合わせて結合する必要がある.これらは,現状では人間が通常作業を行うが,本研究ではこの部品結合作業の自動化を実現した.本年度は,平成14年度の成果に基づき,初めにソフトウェアコンポーネント自動化システムを構築完了させる.その後,更に高度な部品配信システムとして部品情報管理機構の提案を行う.それと同時に実際のシステム構築に効果をもたらすために,本システム開発の枠組みによる開発環境の提案を行う.様々な実行環境下で動作するシステムが構築可能であることを実証するため,各種モバイル端末を利用した運用実験を行い,広い応用範囲を持つシステム開発の基盤技術を確立する.
分子/金属界面のスピン流-電流相互変換

これまでに報告されていない分子/金属界面でのスピン流-電流相互変換の研究を遂行し、分子スピントロニクスの新たな可能性を開拓する。分子を構成要素として界面を巧妙に設計することにより、スピン流-電流相互変換に最適化された界面を作りだす。さらに、電気双極子を持つ分子と金属の界面にゲート電圧を印加することにより界面の状態を制御し、変換効率の変調を行う。
極微細シリコン構造内における気体の分子流を利用した集積化ガスシステム

大気中の有害ガスの分析などに用いる、シリコンチップ上にガスポンプ・圧力計・ガスセンサ・制御LSIを纏めた「集積化ガスシステム」のための要素技術の研究を行った。小さなシリコンチップ上で気体分子を制御・測定するためには、幅100nm以下・深さ数ミクロンの極めて細い溝(トレンチ)構造が重要であり、従来よりも細いトレンチを形成する「シリコン深堀りエッチングと超臨界流体製膜を用いた狭窄法」を開発した。その手法を用いて「熱伝導圧力センサー」を開発した。本研究はシリコンの深掘りエッチングによって150-200nm程度の幅の垂直溝を形成して、その中で気体分子を制御・計測することが目的である。昨年度は超臨界流体製膜技術をもちいて垂直溝の表面に銅の製膜を行うことでギャップを狭窄させ、幅50nm、深さ5umという溝(縦横比1:100)の形成に成功し、応用として圧力センサーを開発した。銅はエッチングが困難な材料であるため、今年度は素子分離のために「ステルスダイシングを用いた劈開線埋め込み技術」を開発した。全てのプロセスに先立って、シリコン基板中にレーザーによって改質層を形成するステルスダイシングを実施しておき、改質層の深さや本数の制御によってプロセス中はウエハの構造健全性を保ちつつ、最後に狙った位置で容易に劈開して素子分離ができるというものである。プローブなどの針型MEMSデバイスの基板分離のためにも有効であることが分かった。一方LSIとの集積化に向けた研究については、CMOS集積回路と圧力計を同居させるプロセス統合手法が確立し、0.6ミクロンCMOSテクノロジを用いた読み出し用アンプ回路の試作を行った。また、研究代表者は「極微細シリコン立体構造を用いた熱伝導圧力センサ」の研究で博士号を取得した。この研究は本助成事業で昨年度開発した「超臨界流体製膜によるギャップ狭窄技術を用いたPirani型圧力センサー」を代表的な成果の1つとし、従来は基板平面と平行な方向にしか作製できなかった数十nmの微細ギャップを基板に垂直方向に形成できる技術を開発した点、その応用として大気圧下における極微細構造中のガス分子の振る舞いを利用した省面積・堅牢・CMOSポストプロセス親和性に優れた圧力センサー(数十気圧までの測定レンジ)を実現した点を主眼とする。本研究は、シリコン基板上に幅100nmオーダー・深さ数umの微細ギャップを形成し、それを利用して気体分子の計測や制御を行うことを目標とした。微細構造の中では気体分子の振る舞いは大気中のそれと大きく異なり、マクロスケールに於いては真空下で見られる現象が大気圧下でも発現する。従来、微細ギャップは薄膜の犠牲層エッチングを用いて基板と平行に形成されていたが、構造の脆弱さが問題であった。基板に垂直方向にギャップを形成する深堀エッチング技術があるが、これは幅100nm以下を保ったまま高いアスペクト比を実現することは困難であった。初年度および次年度には、熱伝導圧力計やKnudsenポンプを大気圧下で効率よく動作させる「超臨界流体製膜によるギャップ狭窄技術」を開発した。深堀エッチングで形成したギャップの中に銅を製膜して狭窄させることで幅50nm深さ5umのギャップとし「シリコン極微細立体構造による熱伝導圧力センサー」を作製した。このセンサーは動作レンジの中心が大気圧付近になるように設計でき、また発熱体に金属を用いることが可能であり特性が向上した。ダイヤフラム型センサーと比べて構造が堅牢で小さく実装可能である。次年度及び最終年度には「ポストプロセスによる標準CMOSへのMEMS集積化手法」を開発した。また派生技術として、上記センサーの銅はエッチングが困難であるため、ステルスダイシング技術を用いてプロセスに先立って改質層を基板に埋め込み、完成後に劈開によって狙った位置で素子分離する「ステルスダイシングを用いた劈開線埋め込み技術」を開発しMEMSプローブアレイの作製に応用した。また応用デバイス「熱マイクロフォン」が開発された。研究期間を通じて、垂直微細ギャップを用いたKnudsenポンプ自体の実現に至らなかったが、要素技術及び類似構造を用いた圧力センサーと派生技術・デバイスが開発された。シリコンの深掘りエッチングによって150-200nm程度の幅の垂直溝を形成して、その中で気体分子を制御・計測するというのが当初の狙いであったが、より狭くて深いギャップを形成する「超臨界流体製膜によるギャップ狭窄技術」の開発を行った。これはシリコン深掘りエッチングのみでは実現できない幅50nm、深さ5umという溝(縦横比1:100)をシリコンウエハ上に形成することが出来る技術である。シリコン深掘りエッチングによって形成された溝(幅450nm)を用意した状態で、超臨界状態の二酸化炭素に溶かした銅の原料を溝の中に拡散させて銅の膜を均一に形成し、幅50nmの溝を残した。

気相成長法などでは均一な厚さにならないような極微細溝においても超臨界流体を用いることで短ギャップを実現することが出来た。従来より研究を行っていたバルクシリコンと深掘りエッチングによるPiraniゲージの作製に本技術を適用したところ、さらに高い圧力の範囲へと動作領域を移動させることができた。この研究は垂直ナノギャップをを必要とする種々のデバイスに応用可能であると共に、超臨界流体製膜を応用したMEMSデバイスの初めての例であり、国際会議・国内会議において報告を行った。また、本技術を用いるとより細い垂直Knudsenチャネルの形成が可能となるが、さらにチャネルの封止も同時に可能であることが明らかとなった。製膜条件を調整することで、ナノチャネル形成後に開口部を完全に閉塞させる封止技術を開発した。一方LSIとの集積化に向けた研究については、LSI-MEMS集積化のためのプロセス技術の開発を進め、CMOS集積回路と同居したMEMSデバイスのサンプルを作製しつつある。また、制御・読み出し回路の設計を進めている。概要に記したように、システムの要素である圧力計の革新が実現し博士論文として成果が出た。またシステム化・MEMS-LSI集積化への要素技術としてプロセス統合手法が確立した。一方、ガスポンプの実装については未だ実現しておらず、プラットフォームとして必要な機能を集積する準備が完全には整っていない。全体としてやや遅れていると自己評価する。従来形成可能であったトレンチの最小幅を下回ることが出来る超臨界製膜技術の応用技術を確立した。同手法は有機膜接着層に代わる新しい封止技術ともなり得る。さらに同手法を応用したことで、一緒に組み込む予定のPiraniゲージの性能を高めることができた。上記のように要素技術の革新が実現した一方で、Knudsenポンプのプロトタイプを実現するというシステム化の卦研究は当初の目論見よりも遅れている。研究の本筋としてはシステム化により重きを置いているため、全体としてはやや遅れていると自己評価する。ガスポンプと圧力計の実装を第一に進める。今までに明らかになっている技術的な課題はMEMS-LSI集積化システムにふさわしいプロセスコンパチブルなキャビティの作製と封止方法であり、LSI配線層や絶縁トレンチを含んだ非常に起伏の大きい構造に対してハーメチックシールを行う手法を確立することが必要である。厚膜の感光性接着層・コンフォーマル製膜技術・基板接合技術を駆使して実現に向けて研究を進める。ガスポンプと圧力計の実装が順調に進めば10月締切のLSI試作で制御・読み出し回路を含めたLSI側の作製を行い、ポストプロセスでガスポンプと圧力計を実装して、システム化を実現する。派生したステルスダイシングを用いた劈開線埋め込み技術は集積化プローブデバイスやシリコンフォトニックデバイスの作製に有効であることが明らかになったので、その方面への応用研究を実施する。超臨界流体製膜技術とその他のプロセス技術のマッチング問題を中心としたプロセス統合問題を解決し、プロトタイプとなる微細ガスシステムの実現に注力する。特にシステム化に重心を置いて研究を進め、遅れを取り戻す。一括購入などによって材料費が圧縮され、また他の研究との相乗りプロセスによって電子線描画装置等の装置使用料が少なくなった。
2・3世紀における中国鏡の踏返しと所請宋代ほう漢鏡の研究

本研究は弥生時代後期古墳時代前期の墳墓から出土する中国鏡のあり方をいかに説明できるかということから始まった。鏡の形式としては画文帯神獣鏡・画象鏡・獣帯鏡・斜縁二神二獣鏡などがあげられる。しかし、楽浪での中国鏡のあり方を検討すれば、これらの形式の鏡が2世紀末葉までに成立していたことが判明した。さらに、中国本土・楽浪から出土したこれらの形式の鏡をみると、日本出土鏡に比して鋳上がりが非常に良好なことが看取できた。この事実は日本出土鏡が鋳上がりの悪い踏返し鏡である可能性が高いことである。そこで、どのような特徴を持つ鏡を踏返し鏡と認定するかを決定するために、明白な踏返し鏡である宋代のほう漢鏡の観察を行なった。その結果、(1)鏡縁が波うつ、(2)図像の高い所に湯が回りきらず図像が表現されない。(3)真土の為地の部分・園線・銘文がざらつく。という特徴を見いだすことができた。だが、2・3世紀の踏返し鏡の可能性のある日本出土鏡は真土が微細なためか(3)をあまり顕著に見い出すことはできない。だが、詳細に観察すれば地の部分に部分的にこの特徴を見いだすことができるために、前者と同様に踏返しによる製作と推定できた。この踏返しという技術が2・3世紀に顕著にみられることは、この時期の中国本土での戦乱の結果、人口の激減があり、鏡などの奢侈品の生産は衰え、新たに鋳型を彫刻することは稀になり、その技術も稚拙になったためである。この事は3世紀の紀年鏡の観察で明確になった。このような情況下で簡単に銭型を製作する方法として、真土に存在する鏡を押し付ける方法が推定できた。また、弥生時代後期・古墳時代前期出土の上記の形式の鏡の大半のものが、踏返しによる製作であることが確認できた。
オージェ電子分光分析による実証に基づくコールドスプレー皮膜密着強度予測モデル確立

コールドスプレー法で作製した銅皮膜の密着強度支配因子について検討を行った.その結果,皮膜を構成する内部の粒子間接触面の一部すなわち真の接触面でのみで付着が生じ,この真の接触面が全体の強度を支えているが明らかとなった.しかし,顕微鏡レベルの観察では緻密に見える銅皮膜であるが粒子・粒子間では結晶密度が低下しており,真の接触面での強度は理想強度とは異なり,真の接触面での微視構造も重要な強度支配因子である事を明らかにした.コールドスプレー法で作製した銅皮膜の密着強度支配因子について検討を行った.その結果,皮膜を構成する内部の粒子間接触面の一部すなわち真の接触面でのみで付着が生じ,この真の接触面が全体の強度を支えているが明らかとなった.しかし,顕微鏡レベルの観察では緻密に見える銅皮膜であるが粒子・粒子間では結晶密度が低下しており,真の接触面での強度は理想強度とは異なり,真の接触面での微視構造も重要な強度支配因子である事を明らかにした.近年コールドスプレー法は圧縮気体により,数十μmオーダーの金属微粒子を亜音速から超音速レベルにまで加速し,固相状態のまま基材に衝突・堆積させることにより皮膜や厚いスプレーフォーミングを形成させる技術である.コールドスプレー法の産業分野での実用化には科学的な根拠に基づく皮膜・基材間の密着強度の保証が必要不可欠である.過去の研究により粒子・基材間の接触面が密着強度を担保していると予想される.オージェ電子分光分析(AES)は、表面数nm層に存在する元素を分析することが可能な計測方法である.そこで,本研究ではAES内に設置した高真空環境中引張試験装置で密着強度試験を行い,試験後の破面をAES分析に供し,粒子・基材間の真の接触面積を実測し,粒子変形挙動FEM解析結果を併用することで,密着強度予測モデル確立を目標とする.本年度は引張り試験用試験片の作製を行った.アルミニウム基材上にアルミニウムをコールドスプレーにて施工し,この供試体から機械加工にて試験片を作製した.このとき,一部の試験片では機械加工の際に試験片端部での破断が生じた.試験片端部には応力集中部が存在し,破断はここを起点に破断が起きた.このような応力集中部は試験片の両側に二ヶ所存在するが,いずれの試験片でも破断もコールドスプレー皮膜側で発生しており,コールドスプレー皮膜内部は基材に比べて機械的強度が劣ることが確認された.破面のSEM観察結果より,破断はコールドスプレー皮膜内部の粒子・粒子界面で生じていることが明らかとなった.粒子・粒子界面では延性破壊特有のディンプルは観察されなかったことから,粒子同士ほぼ無変形で破断したと考えられる.これらの結果から粒子・粒子間および粒子・基材間のローカルな密着強度が皮膜全体の強度を支配していることが予想される.次年度以降は密着強度試験を行い,定量的に密着強度を評価していく.コールドスプレー法は圧縮気体により,数十μmオーダーの金属微粒子を亜音速から超音速レベルにまで加速し,固相状態のまま基材に衝突・堆積させることにより皮膜や厚いスプレーフォーミング(積層体)を形成させる技術である.コールドスプレー法の産業分野での実用化には科学的な根拠に基づく皮膜・基材間の密着強度の保証が必要不可欠である.過去の研究により粒子・基材間での真の接触面が密着強度を担保していると予想される.オージェ電子分光分析(AES)は、表面数nm層に存在する元素を分析することが可能な計測方法である.そこで,本研究ではAES内に設置した高真空環境中引張試験装置で密着強度試験を行い,試験後の破面をAES分析に供し,粒子・基材間の真の接触面積を実測し,粒子変形挙動FEM解析結果を併用することで,密着強度予測モデル確立を目標とする.本年度はコールドスプレーで試作した銅積層体から引張試験片を作製し,その強度特性についての検討を行った.その結果,積層体のヤング率は同組成のバルク材とほぼ同等であることが確認されたが,塑性変形を起こさずに脆性的に破壊した.また,この際の破断強度はバルク材の降伏強度よりも高かった.破面のSEM観察結果を行い,この脆性的な破壊の理由を検討した結果,破壊は粒子・粒子界面で発生していることを確認した.特に粒子・粒子間界面を詳細に観察した結果,接触面全体で粒子間の付着が生じているわけではなく,接触面の一部,すなわち真の接触面でのみで付着が生じ,そこが全体の強度を支えていることが確認された.このことから,この微小領域での強度特性が皮膜・積層体全体の強度を支配していることを明らかにした.コールドスプレー法は圧縮気体により,数十μmオーダーの金属微粒子を亜音速から超音速レベルにまで加速し,固相状態のまま基材に衝突・堆積させることにより皮膜や厚いスプレーフォーミング(積層体)を形成させる技術である.コールドスプレー法の産業分野での実用化には科学的な根拠に基づく皮膜・基材間の密着強度の保証が必要不可欠である.本研究によりコールドスプレーで作製した銅積層体では,接触面全体で粒子間の付着が生じているわけではなく,接触面の一部すなわち真の接触部でのみで付着が生じ,この真の接触部が全体の強度を支えていることを明らかにした.また,その破断強度は従来のバルク材の降伏強度以上であるものの脆性的な破壊を起こすが明らかとなった.

これらの結果から,コールドスプレーで作製した銅積層体を安全に実機で使用する左めにはこの脆性破壊を克服する事が必要であると考え,熱処理による強度の改善についても検討を行った.その結果,熱処理を行う事で銅積層体に延性を持たせる事が可能であるが,その強度は完全には回復せずバルクよりも低くなる事が明らかとなった.また,融点に近い温度での熱処理を行うと拡散に伴いボイドが発生することが確認された.これは顕微鏡レベルの観察では緻密に見える銅積層体であるが粒子・粒子間では結晶密度の低下しているものと考えられ,この密度低下が銅積層体の熱処理回復性が低くなる理由であると考えられる.この密度低下の理由は完全には明らかとなってはいないが,当初予想していた銅積層体内部に残留する酸化皮膜の存在以外の強度支配因子として今後研究が必要な課題であると言える.
アジアにおける学校改善と教師教育改革に関する国際比較研究

近年の学校改善には各国の独自性が見られる一方、以下の点で共通している。第一に各国は学校評価制度を導入し、その結果に基づき学校を格付けしたり、補助金を増減させて「アメとムチ」の施策で質の向上に取り組んでいる。そのなかで教員評価は中核に位置づいている。第二にどの国もナショナル・テストに類するものが実施され、生徒間の学力格差の是正、低学力生徒の学力向上に関心を示している。また新しい学力観のもと新しいカリキュラムや科目を導入し、新たな授業実践を行っている。第三にグローバル化の影響で世界水準を意識して高学力の生徒への対応も各国で見られる。本研究は、フェーズ1からフェーズ3より構成される。その概要は、フェーズ1:各国教育政策の枠組みと教育大学における学校改善および教師教育改革の動向の把握、フェーズ2:学校レベルでの学校改善および教員の職能開発への取り組み、フェーズ3:アジア全体の教育改革の動向をトータルにまとめることにある。平成24年度は研究会(6月、10月、2月)を3回開催し、フェーズ1の各国の学校改善状況と教師教育政策を中心として、各国の状況を検討した。そこでは、各国の政策文書の分析から、学校改善問題に関して、教員制度改革が中心的な課題となっていることを確認した。特に、(1)養成段階におけるカリキュラム改革、(2)教員評価の方法、(3)現職教員に対する研修の充実、が重要な課題として、各国がそれらの改革に取り組んでいることがわかった。この成果は、平成25年度の比較教育学会やその他の関連学会において報告するとともに、報告書として刊行する予定である。また、一部の国では、フェーズ2にも進んでおり、学校レベル(教育改革の変化を反映しやすい初等学校)をフィールドとして、各学校における学校改善の取り組み、教員の職能開発の実態を調査した。中央政府や教育大学において策定された施策やプログラムは、必ずしも地域の実態に合うものではなく、地域の文化的・社会的背景に応じて修正が加えられることになるが、こうした理念と実態を掬い上げることは、国際比較研究においては重要である。これらの成果は、今年度の調査と併せて検討していくことにしたい。本研究は、フェーズ1:日本を含めたアジア各国の教育政策の枠組みと教師教育改革の動向把握、フェーズ2:アジア各国の学校レベルでの学校改善および教員の職能開発への取り組み、フェーズ3:アジア全体の教育改革の動向をトータルにまとめる、という3段階に分けられる。対象国は、日本、韓国、モンゴル、中国、香港、台湾、フィリピン、マレーシア、インドネシア、タイ、シンガポール、オーストラリア、イギリス、イタリア、アメリカであり、研究分担者がそれぞれの担当国(地域)を調査研究していくことになる。平成25年度は、平成24年度のフェーズ1(各国の教育政策と教師教育改革の動向調査)をまとめた上で、フェーズ2の海外調査を中心に学校改善の実態調査の研究を進めた(韓国、香港、タイ、イギリス、イタリアを調査した)。このフェーズ2が本研究において行う中心的な調査である。各国における学校(国際比較が可能となりやすい初等学校を中心に23校)をフィールドとして、各学校における学校改善の取り組み、教員の職能開発、特に教員評価と研修の実態を継続的な調査を通し、7月、10月、2月の3回の研究科を通して明らかにした。中央政府や教育大学において策定された施策、プログラムは、必ずしも地域の実態に合うものではない。地域の文化的・社会的背景に応じて、修正が加えられることになり、理念と実態を掬い上げることを目指した。本研究会のメンバーは、6月の日本比較教育学会第49回大会において「アジアの教員政策と教員評価」というタイトルでラウンドテーブルを実施した。また研究会とラウンドテーブルの成果を中間報告書としてまとめ上げ、平成25年度末に刊行した。本研究の目的は、アジア諸国における教育改革を学校改善と教師教育という2つの視点から捉え、国際的比較検討を行うことにより、教育文化の地域的特質と国境を越える普遍性を明らかにすることである。この2つの視点のうち教師教育に関することは、教師教育政策、特に教員評価と研修に絞り、アジア各国のみならず比較対照としてのアメリカ、イギリス、イタリア、オーストラリアも加えて最新動向を中間報告書として平成25年度に刊行した。そこで最終年度の平成26年度は、もう一つの視点である学校改善に焦点化させ、(研究分担者との議論の結果)そのなかでも特に学校評価、学力向上、グローバル対応に焦点化させて上記対象国の最新動向を検討した(6月と10月に研究会を開催して意見交換を行った)。そうした成果は、各人の学会発表に加えて、日本比較教育学会においてはラウンドテーブルで報告し、年度末に最終報告書として刊行した。学校評価は、昨今世界の多くの国々で導入が進んでいるが、評価方法や手続きが各国で多様である一方、学校評価の内容についてはかなり共通している点がみられることが明らかとなった。

特に国際的な学力調査の影響か、また各国で学校間の競争的環境が整ってきたためか、学校評価に生徒のテストの成績結果も評価項目に加えてきている。またグローバル化対応が初等・中等教育学校にも求められてきていて、それが評価項目にも反映されていることも興味深い点の一つである。26年度が最終年度であるため、記入しない。比較教育学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画していた各国の教育政策をレビューするフェーズ1がほぼ終了し、国によってはフェーズ2の段階に入っているため。今後は論文として刊行してくことが求められる。計画していた各国の教育政策をレビューするフェーズ1が終了し、フェーズ2の各国の学校改善の実態、特に教員評価と研修問題を明らかにすることまで終了したため。また、その成果を中間報告書として刊行したため。平成25年度は、フェーズ2の各国の学校レベルの調査を進めていく予定である。特に、学校レベルの教員評価制度や研修制度に絞って、各国比較を検討する予定である。平成26年度は、フェーズ2の後半、各国の学校レベルの学力問題に焦点化させて調査や検討を行い、フェーズ3の全体をトータルにまとめていくことにしたい。それらの成果は、逐次日本比較教育学会やその他の学会で発表し、最終報告書としてまとめる予定である。「直接経費次年度使用額」は、平成24年度に予定していたイギリス調査が調査者の都合により延期されたため。平成25年度は、この調査を含め、各国の学校訪問調査を中心に使用していく予定である。3月の海外出張の支払いが4月になったこと、また、平成25年度の研究を効率的に推進したことにより生じたものである。平成26年度請求額とあわせ、3月分の海外出張分の旅費の支払い及び平成26年度の研究遂行にあてる予定である。
総合的身体機能を考慮した安全性の高い歩行学習システム

本研究では,障害者の歩行機能を評価,改善するための新規な歩行学習システムの構築を目標として,(1)MR流体ブレーキを搭載した制御型下肢装具とその歩行制御方式の開発,および(2)速度および方向を制御可能な制御型歩行器とその制御方式の開発を行った.(1)に関しては,従来のMR流体ブレーキより小型軽量のブレーキを開発し,新規の制御型短下肢装具に組み込み,歩行実験を実施した.また,(2)に関しては,市販の車輪付き歩行器の左右1輪ずつにMR流体ブレーキを搭載し,歩行速度と方向を制御可能な歩行器を開発した.本研究では,障害者の歩行機能を評価,改善するための新規な歩行学習システムの構築を目標として,(1)MR流体ブレーキを搭載した制御型下肢装具とその歩行制御方式の開発,および(2)速度および方向を制御可能な制御型歩行器とその制御方式の開発を行った.(1)に関しては,従来のMR流体ブレーキより小型軽量のブレーキを開発し,新規の制御型短下肢装具に組み込み,歩行実験を実施した.また,(2)に関しては,市販の車輪付き歩行器の左右1輪ずつにMR流体ブレーキを搭載し,歩行速度と方向を制御可能な歩行器を開発した.本研究では,障害者の歩行機能を評価,改善するための新規な歩行学習システムの構築を目標としている.具体的には,1. MR流体ブレーキを搭載した制御型下肢装具,2.速度および方向を制御可能な制御型歩行車(車輪つき歩行器),3.装着型の運動計測システム,4.上記の3つの情報を統合し制御するコントローラ,の開発を目標としている.平成21年度の実施では,上記の1および2を中心に研究を実施した.1に関しては,従来のMR流体ブレーキより小型軽量のブレーキを開発し,新規の制御型短下肢装具に組み込み,歩行実験を実施した.開発した装具はブレーキの改良のみならずセンサ系の見直しにより軽量な装置となった.新規に開発した計測系では故障率の高いフットスイッチを使わず,加速度計と角度計によって歩行の状態判別を実施できる判別アルゴリズムを新規に考案した.この新規の制御型装具および制御系を用いて,足関節弛緩性麻痺の罹患者に対して歩行実験を実施し,歩行速度と制御方法の関係について臨床的な結果を得ることができた.また,2に関しては,市販の車輪付き歩行器(以下,歩行車)の左右1輪ずつにMR流体ブレーキを搭載し,歩行速度と方向を制御可能な歩行車(制御型歩行車)を開発した.この歩行車に対して,簡易なカメラを搭載することでフロアに貼付したラインを認識し,その指示する方向に方向を制御する画像処理および制御アルゴリズムを考案し,試作を行った.また,この試作を用いて特別養護老人ホームにて実際に各機能障害(視覚障害,認知障害,筋力低下等)を有するお年寄りに使用していただき,次年度以降の開発への知見を得ることができた.本研究では,MR流体ブレーキを搭載したインテリジェント制御可能な短下肢装具(Ankle-Foot Orthosis, AFO),および車輪付き歩行器(Caster Walker)を開発・統合し,麻痺側のみでなく健常側の機能を利用した総合的な歩行機能回復を実現する新しい歩行教育・訓練システムの実現を目指した.具体的には下記の研究成果を得た.(1)上記システムに必要な仕様を満たす新規のコンパクトMR流体ブレーキ(Compact MR Fluid Brake)を開発した.(4)上記システム(i-AFO,i-Walker)を障害者・高齢者に適用し,実証試験を実施した.歩調を改善するための制御手法の提案を行い,システムの実用性を実験的に検証した.
新規酸化チタン光触媒コーティング系の研究

H18年度研究テーマ;酸化チタンナノチューブの研究酸化チタン光触媒に紫外線照射することにより水中の有機汚染物質を酸化分解することができ、水質浄化への応用として多くの研究開発がなされてきている。光触媒活性を向上させるためには光照射により光励起された電子と正孔を如何に引き離すかが重要なポイントである。そのために酸化チタンを固定するための担持体として伝導体を使用することが光触媒活性を向上させる方法の一つである。本研究は金属チタンを用いて陽極酸化することにより、金属チタン表面に酸化チタンナノチューブを形成させ光触媒活性が高く基材との密着性が優れた酸化チタン膜に関する研究を行った。10×50×0.25mmの金属チタン箔を陽極、20×20mmの白金を陰極として電極間距離を2cmとり0.5%HF水溶液中でDC電源を用いて20Vで20分間電圧を印加し、チタン箔を陽極酸化した。次に大気中500°Cで3時間の加熱処理を行うことで得られた酸化チタンを結晶化した。得られた酸化チタンナノチューブのSEM観察の結果、ナノチューブの長さは0.21μm、外径80-100nm、チューブ肉厚は約14nmであった。ナノチューブの長さは電解質としてホルムアミドを使用した場合、20V印加で陽極酸化時間を1時間から6時間に変動した時、酸化チタンナノチューブの長さは4μmから12μmに変動した。500°Cで結晶化した酸化チタンナノチューブはXRD分析結果からアナターゼ型であることが解った。また、フェノールを水質汚染モデル物質として、酸化チタンナノチューブによる光分解を試みた。酸化チタンナノチューブ、白金およびAg/AgClの3電極系で0.01M Na_2SO_4を電解質として添加し、0.6Vのバイアス電圧をかけUV照射しフェノールを分解させた結果、酸化チタン微粒子で作製した膜と比較して酸化チタンナノチューブの方がフェノールの分解速度が85%増大することが解った。・〔研究課題-1〕低反射率/セルフクリーニングガラスの研究開発太陽電池のカバーガラスなど光線透過率を向上・維持するためには、ガラス表面の汚染を防止することが重要である。その解決策としてガラスの光線透過率を向上させ、光触媒によるセルフクリーニング性を併せ持つガラスへのコーティング膜に関する研究を行ってきた。方法としてガラス等基板上にSiO_2粒子を積層し、その上にTiO_2微粒子を形成させることによりセルフクリーニング性を付与し、更に光線透過率を大幅に向上させることができる。この技術_はすでに2件の特許を出しており、本研究ではこの技術の実用化のためのシンプルな製造方法に関する研究を行った。具体的には、SiO_2とTiO_2のコロイドをゾル-ゲルディップコーティング法を用いてガラス基板にコーティングし、500°Cで加熱処理することにより、目標とする96%以上の光線透過率と光触媒セルフクリーニング性をもつコーティング膜が得られた。この結果、低反射率/セルフクリーニングガラスのシンプルな製造方法が確立できた。・〔研究課題-2〕チタンナノロッドの研究光触媒の活性を向上させる目的で、酸化チタンナノロッドを基材にしてその表面に酸化チタン微粒子を形成させる研究を行った。市販のルチル型酸化チタンナノロッドを基材として用い、その上にPSS(Sodium 4-styrene sulfonate)による静電堆積法によりTiO_2ゾルをコーティングし、500°Cで焼成した。この結果、ルチル型ナノロッド上にアナターゼ型TiO_2粒子が堆積した構造体が得られた。この構造体はアセトアルデヒドの光分解反応において通常のアナターゼ型酸化チタンと比べて分解速度が3倍以上増大しており、光触媒活性が大幅に向上できることが解った。・〔研究課題-3〕チタンナノチューブの研究金属チタンを材料とし、陽極酸化法および同時にエッチングすることにより、チタン表面に酸化チタンのナノチューブを形成させ光触媒活性を向上させる研究を行った。金属チタンとしてTi箔またはTiメッシュを用い、フッ化アンモニウムエッチング溶液中でPtを対極として陽極酸化およびエッチングさせることによりTi表面にTiO_2のナノチューブを得た。得られた酸化チタンナノチューブは約100nm径で20μm長さの円筒状の構造を持ち、アセトアルデヒドの光分解評価結果からその光触媒活性は一般的な酸化チタン粒子と比較して優れていることが解った。

得られた酸化チタンナノチューブのSEM観察の結果、ナノチューブの長さは0.21μm、外径80-100nm、チューブ肉厚は約14nmであった。ナノチューブの長さは電解質としてホルムアミドを使用した場合、20V印加で陽極酸化時間を1時間から6時間に変動した時、酸化チタンナノチューブの長さは4μmから12μmに変動した。500°Cで結晶化した酸化チタンナノチューブはXRD分析結果からアナターゼ型であることが解った。また、フェノールを水質汚染モデル物質として、酸化チタンナノチューブによる光分解を試みた。酸化チタンナノチューブ、白金およびAg/AgClの3電極系で0.01M Na_2SO_4を電解質として添加し、0.6Vのバイアス電圧をかけUV照射しフェノールを分解させた結果、酸化チタン微粒子で作製した膜と比較して酸化チタンナノチューブの方がフェノールの分解速度が85%増大することが解った。
神経回路網モデルに基づく高次視覚機構に関する研究

申請者らはこれまで,多面体の単眼画像に対し,各面が備えるべき幾何学的性質を,与えられた仮説の中から選択するといういわば記号論的な推論操作まで含めた物体形状認識を,正則化原理に基づく数理的評価によって可能とする計算論的手法の開発と計算機実現を進めてきたが,本年度は当重点領域研究の他のメンバ-との整合性を考慮に入れ,従来からの研究を発展させると同時に,生理・生体系研究との接点を求め,次のような成果を得た。(1)画像に現れている面から構成される3次元形状に加えて,その結果から推測される裏面あるいは一部が隠された面の3次元形状まで含めた完全な物体形状の復元を試みた。その結果,これまでのエネルギ関数の記述において明確に分離せずに用いてきた物体形状に関する階層的な幾何学的概念である頂点,稜,面についての性質を,それぞれの概念階層内部および階層相互間で成立するものに分離して考慮する必要が生いた。このような条件を満足するエネルギ関数の記述法を開発し,相互結合型ニュ-ラルネットワ-クによって実現した。このことは相互結合型ニュ-ラルネットワ-クとル-ルベ-ス推論システムとの統合にも役立つことが判明しており,今後の発展の基盤をも与えるものである。(2)錯視現象に関する考察とそのモデル化を目標とした考察では,入力画像デ-タと相互結合型ニュ-ラルネットワ-クのパラメ-タの設定値の与え方によって,種々の局所的最力解を与える事例の存在が明らかになった。これはネッカ-キュ-ブのような錯視現象の発生要因を部分的にせよ説明するものであり,その一つのモデルと考えられる。