hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
話し手の語る意欲を高めるパーソナルロボットの傾聴技術

本研究は、生活に溶け込むパーソナルロボットの実現に向け、話し手の語りを傾聴する会話機能の実現性、及び、その効果を検証することを目的に実施した。ロボットに傾聴機能を搭載することにより、人がロボットに語りかけたくなる動機が向上することが期待できる。本年度は、最終年度として傾聴的応答データの評価を実施した。具体的には、応答の多頻度性、多様性、自然さを評価した。応答の多頻度性として、収録データにおける傾聴的応答の発生間隔を調査した。比較のために、雑談会話を収録した名大会話コーパスにおける傾聴的応答に相当する発話の出現率を調査し、本収集における傾聴的応答の多頻度性を確認した。また、傾聴的応答の多様性を評価するために、まず、応答の種類(文字列の異なり)に関する多様度指数を測定した。指数としては、応答あたりのエントロピーを採用した。収集データにおける応答あたりのエントロピーは、名大会話コーパスに対するエントロピーを上回っており、本データにおける応答の多様性の高さを確認した。次に、応答タイプの多様性を調べるために、データから傾聴的応答を無作為に抽出し分類した。相槌以外の傾聴的応答も多く出現しており、多様なタイプの応答を収集できていることを確認した。さらに、応答の自然さとして、収集した傾聴的応答の表現及びタイミングの自然さを評価するために、被験者実験を実施した。実験では、高齢者の語り音声とその応答音声のステレオ音声を使用した。被験者は、各応答に対し自然か否かを判定した。自然でないと判定された応答は稀であり、全体のほとんどを自然な応答が占めた。以上の評価により、本研究で収集した傾聴的応答の効果を確認した。本研究では、生活に溶け込むパーソナルロボットの実現に向け、話し手の語りを傾聴する会話機能の実現性、及び、その効果を検証することを目的とする。そのために初年度は、本研究の全体を支える研究基盤として、傾聴発話を含む語りのデータの整備とその分析を進めた。具体的には、以下の項目の研究を推進した。1.会話ロボットにおける傾聴性の一機能として、ユーザとの会話におけるロボットによる繰り返し応答の生成について検討した。繰り返し応答とは、発話を構成する形態素列が直前の発話に含まれる発話であり、本研究では特に、対話の進行を調整する機能、及び、提示された情報を承認する機能を対象とした。既存の対話データに対して繰り返し応答を付与したデータを作成し、繰り返し応答に含まれる単語の言語的な特徴や重要度との関係について分析を与えた。2.傾聴を示す応答発話の収集、および、その分析を実施した。高齢者の語りの音声を対象とした応答発話を、作業者が聞き役に徹した応答を遂行することによって収集し、文字化、および、発話時間情報の付与を行った。また、収集した発話を、含まれる表現の種類に基づいて分類し、分類ごとの割合を調べた。収集した応答発話は,具体的な内容のやり取りを目的としない応答表現あるいは間投表現のいずれかに属し、特に、「はい」などの、情報を受け取ったことを示す相づち、「あっ」や「そうですかー」といった,聞き手の驚きや同意を示すための受けこたえが多く、応答発話の9割以上がそれらの表現で占められることを明らかにした。一方で、「話し手の発話内容に含まれる語句を用いた応答発話」「話し手の発話内容を別の言葉で言い換える応答発話」など、相手発話に応じて表現が変化するような応答も存在することが示された。今年度は、プロジェクトの初年度として、傾聴性を備えた語りのデータについて検討するとともに、傾聴発話を音声・言語的特徴の分析に着手した。また、傾聴発話生成のための基礎技術として、会話の記録方式、及び、相槌機能を備えた繰り返し応答生成方式の検討についても有意義な成果を生むに至っており、本課題はおおむね順調に進展しているといえる。本研究では、我々の生活に溶け込むコミュニケーションロボットの実現を目指し、人の語りを傾聴する会話機能の実現可能性、及び、その効果を検証することを目的としている。そのために今年度は、本研究全体を支える研究基盤である会話データを用いて、傾聴発話の談話分析及び発話生成タイミングの検出に関する研究を進めた。1)会話ロボットにおける、発話により話し手への傾聴を示す機能の実現に向け、高齢者の語りの音声を対象とした応答を集め、分析を行った。特に今年度は、傾聴的な応答を大量に収集し、前年度までのデータ規模の拡大を試みた。具体的には、高齢者の音声データを利用して、応答発話の収集を実施し、収集した応答に対して、書き起こし、形態素情報、形態素単位の発話時間情報を付与した。収集した応答を、ポーズで区切った単位を応答発話とした。合計15,113個の応答発話を収集し、その異なり数は2,051であった。これらに対して、談話論的アプローチによる分類・分析を与えた。2)傾聴的な応答の中でも特に相槌は、対話を円滑に進める上で有効な表現である。対話システムによる相槌の効果を高める上で、相槌を適切なタイミングで打つことが重要となる。このような見解に基づき、統計的アプローチによる相槌生成タイミング検出のための対話コーパスの作成とその利用について検討した。作成した方式は、対話データに含まれる各発話に対して、相槌生成に適したタイミングを網羅的にタグ付与するものであり、タグの揺れが小さいコーパスを実現できる。

開発したタグ付けインタフェースを用いて、音声対話データにタグ付け作業を実施し、相槌タグが付与された対話コーパスを作成した。実験により、生成タイミング検出における、本方式で作成した対話コーパス利用の効果を確認した。今年度は、傾聴性を備えたデータの作成・分析を進めるとともに、傾聴的発話の典型である相槌の生成タイミング検出に関して有意義な成果が得られた。その一方で、多様な応答表現を伴う傾聴発話の生成の枠組みについて検討を与えたものの、その有効な方略を実現するまでには至らなかったため。本研究では、人の生活に浸透するコミュニケーションロボットの実現に向け、人の語りを聞く技術の実現性、ならびに、その語りに対する効果を示すことを研究目的とする。ロボットが聞き手として認められるには、「語りを傾聴する機能」および「語りを傾聴していることを話し手に伝達する機能」を備える必要がある。今年度は、傾聴していることを話し手に伝達するための発話の生成技術に関する研究項目を実施した。具体的には以下に示す成果が得られた。語りに対して傾聴を示す応答を付与したデータを用いて、深層学習による応答表現の生成手法を開発した。本手法は、ある時点までの語りの単語列を入力とし、Long Short-Term Memory(LSTM)を用いた系列変換モデルにより、応答表現を生成する。深層学習による応答生成に関する研究はすでにいくつか行われているが、これらの研究では、発話と応答のペアを大量に収集し、リカレントニューラルネットワーク(RNN)やLSTMを用いた系列変換モデルにより応答を生成している。本研究でも、LSTMを用いた系列変換による応答生成という手法を採用するが、独話的に語られる発話に対して発話権を保持しない応答を行う形態を対象とするため、入力として複数の種類の単語列を検討し、モデルの性能を比較する点が新しい。入力として与える単語列の単位、モデルを構成するパラメータ等を変化させた複数のモデルを学習し、傾聴的応答の特性から定めた評価指標により、各モデルを比較・評価した。応答データを用いた応答表現生成実験の結果、傾聴的応答らしい応答表現を生成できていることを確認するとともに、学習時のエポック数を増加させることにより、称賛を送る応答、繰り返し応答を生成できることを示した。これまでに、傾聴応答データの分析と体系化、及び、多様な応答表現を生成するための手法に取り組む、系列変換に基づく傾聴的応答生成の枠組みを構築するなど有用な成果を生み出すとともに、実験を通して生成される表現の多様性と妥当性を検証するに至ったため。本研究は、生活に溶け込むパーソナルロボットの実現に向け、話し手の語りを傾聴する会話機能の実現性、及び、その効果を検証することを目的に実施した。ロボットに傾聴機能を搭載することにより、人がロボットに語りかけたくなる動機が向上することが期待できる。本年度は、最終年度として傾聴的応答データの評価を実施した。具体的には、応答の多頻度性、多様性、自然さを評価した。応答の多頻度性として、収録データにおける傾聴的応答の発生間隔を調査した。比較のために、雑談会話を収録した名大会話コーパスにおける傾聴的応答に相当する発話の出現率を調査し、本収集における傾聴的応答の多頻度性を確認した。
膵臓外分泌細胞に存在する陰イオンチャネル蛋白の構造機能協関

膵液分泌に重要な役割を果たす重炭酸イオン輸送を担うイオンチャネルの生理機能と分子基盤を明らかにするため、膵臓導管細胞に存在するイオンチャネルの電気生理学的同定を試みた。アデノシンは膵臓導管細胞の上皮膜イオン輸送およびClイオン電流を濃度依存性に増加させた。アデノシンA2B受容体は導管細胞の管腔側膜に局在していた。以上の結果は、アデノシンは管腔側膜に存在するアデノシンA2B受容体を介してcAMP活性型Clチャネルを活性化し、膵臓導管細胞の重炭酸イオン輸送を制御することを示唆する。上皮細胞における重炭酸イオン輸送を担うイオンチャネルの生理機能と分子基盤を明らかにするため、膵臓由来株化細胞に存在する陰イオン輸送体の電気生理学的同定を試みた。まず膵臓由来株化細胞(Capan-1)の単層上皮標本を作製した。そしてUssingチャンバー法を用いて、Capan-1細胞の単層上皮における経上皮膜電流を測定した。管腔側のアデノシンまたは選択的アデノシンA2B受容体作動薬のBAY60-6583は経上皮膜電流を増加させた。またアデノシン作動性電流は、選択的アデノシンA2B受容体拮抗薬のPSB603により抑制された。さらにパッチクランプ法を用いて、アデノシンA2B受容体作動薬はcAMP活性型Clチャネルを活性化することを認めた。アデノシンA2B受容体はラット膵臓導管細胞とCapan-1細胞の管腔側膜に局在することを免疫組織学的に認めた。以上の結果は、アデノシンが管腔側膜に存在するアデノシンA2B受容体を介して膵臓導管細胞の経上皮膜イオン輸送を制御することを示唆する。また、アデノシンは炎症性疾患、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、神経変性疾患などに広く関与することから、アデノシンA2B受容体が膵炎や膵癌などの膵臓病の進行に中心的な役割を果たす可能性がある。今後は、Capan-1細胞における陰イオン輸送体の電気生理学的かつ分子生物学的同定を試みる。その実験に必要となるパッチクランプ法および分子生物学実験システムは既に構築している。管腔側のATPまたはアデノシンは経上皮膜電流を増加させた。非選択的陰イオンチャネル遮断薬のNPPBまたは、Ca依存性Clチャネル遮断薬のニフルミン酸、cAMP依存性Clチャネル(CFTR)抑制薬のCFTR(inh)-172は、アデノシン作動性電流を減少させた。また、アデノシンA2A受容体はラット膵臓導管細胞とCapan-1細胞の管腔側膜に局在することを免疫組織学的に認めた。以上の結果は、アデノシンが管腔側膜に存在するA2A受容体を介して膵臓導管細胞の経上皮膜イオン輸送を制御することを示唆する。また、アデノシンは炎症性疾患、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、神経変性疾患などに広く関与することから、アデノシンA2A受容体が膵炎や膵癌などの膵臓病の進行に中心的な役割を果たす可能性がある。今後は、膵臓導管新鮮分離標本における陰イオン輸送体の電気生理学的同定を試みる。その実験に必要となる導管微小灌流システムは既に構築してある。そして、パッチクランプ法を用いて、導管細胞における陰イオン電流の測定は実施している。上皮細胞における重炭酸イオン輸送を担うイオンチャネルの生理機能と分子基盤を明らかにするため、膵臓由来株化細胞(Capan-1)に存在する陰イオン輸送体の電気生理学的同定を試みた。グラミシジン-パッチクランプ法を用いて、Capan-1細胞における全細胞電流を測定した。細胞外のアデノシンはCapan-1細胞の陰イオン電流を増加させ、そのKd値は10 microMだった。また、アデノシンA2B受容体作動薬のBAY 60-6583は陰イオン電流を増加させた。その電流はcAMP活性型Clチャネル抑制薬(CFTRinh-172)により抑制された。BAY 60-6583による活性化は68%の細胞で観察された。電流の逆転電位から細胞内のClイオン濃度を計算すると、51 mMだった。アデノシンA2B受容体は細胞膜裏打ちタンパク質のEzrinとラット膵臓導管細胞の管腔側膜において共局在することを免疫組織学的に認めた。以上の結果は、管腔側膜に存在するアデノシンA2B受容体はcAMP活性型Clチャネルを制御することを示唆する。今後は、Capan-1細胞および新鮮分離膵臓導管細胞における重炭酸イオン輸送体の電気生理学的かつ分子生物学的同定を試みる。

膵液分泌に重要な役割を果たす重炭酸イオン輸送を担うイオンチャネルの生理機能と分子基盤を明らかにするため、膵臓導管細胞に存在する陰イオン輸送体の電気生理学的同定を試みた。モルモットの膵臓から導管を単離した。倒立顕微鏡下で導管を切り開き、管腔側膜を露出した。グラミシジン-パッチクランプ法を用いて、導管細胞における全細胞電流を測定した。細胞外のアデノシンは導管細胞の陰イオン電流を濃度依存的に増加させ、そのKd値は20 microMだった。エタノール(1 mMまたは10 mM)はアデノシンにより活性化される陰イオン電流に影響を与えなかった。次に、ラット膵管の十二指腸膨大部にカニューレを挿入固定し膵液の採取をした。選択的アデノシンA2A受容体作動薬のCGS 21680を血中に投与すると、膵液分泌量および重炭酸イオン濃度が増加した。以上の結果は、アデノシンは管腔側膜に存在するアデノシン受容体を介して陰イオン輸送体を活性化し、膵臓導管細胞の重炭酸イオン輸送を制御することを示唆する。また、アデノシンは炎症性疾患、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、神経変性疾患などに広く関与することから、アデノシンが膵炎や膵癌などの膵臓病の進行に中心的な役割を果たす可能性がある。今後は、新鮮分離膵臓導管細胞の管腔側膜に機能発現するイオンチャネルの電気生理学的同定および分子基盤が解明され、膵液分泌機構の理解が深まることが期待される。膵液分泌に重要な役割を果たす重炭酸イオン輸送を担うイオンチャネルの生理機能と分子基盤を明らかにするため、膵臓導管細胞に存在するイオンチャネルの電気生理学的同定を試みた。アデノシンは膵臓導管細胞の上皮膜イオン輸送およびClイオン電流を濃度依存性に増加させた。アデノシンA2B受容体は導管細胞の管腔側膜に局在していた。以上の結果は、アデノシンは管腔側膜に存在するアデノシンA2B受容体を介してcAMP活性型Clチャネルを活性化し、膵臓導管細胞の重炭酸イオン輸送を制御することを示唆する。膵臓導管細胞において、アデノシン作動性陰イオン電流の測定に成功した。このイオン輸送体を電気生理学的に同定することにより、重炭酸イオンチャネルの分子生物学的同定が見込める。また、アデノシンA2B受容体と細胞膜裏打ちタンパク質のEzrinの共局在を認めた。これらタンパク質と相互作用する分子を解析することで、輸送体分子の同定が見込める。生理学1、パッチクランプ法を用いて、Capan-1細胞の全細胞電流を測定する。陰イオンコンダクタンスのイオン選択性および電位依存性を解析し、重炭酸イオンコンダクタンスを電気生理学的および薬理学的に同定する。2、Capan-1細胞およびラットまたはモルモットの膵臓導管細胞からmRNAを抽出する。ターゲットとなるイオンチャネルファミリーで共通に見られる領域をコードする遺伝子配列をプライマーとしたRT-PCR法を用いて、重炭酸イオンチャネルの分子クローニングを試みる。さらに3' RACE法および5' RACE法を用いて輸送体分子の全長クローニングを試みる。3、遺伝子挿入法を用いて、培養細胞系(HEK293細胞等)に重炭酸イオンチャネルを強制発現させる。1と同様の実験を行い、電気生理学的性質を比較検討する。4、共免疫沈降法を用いて、アデノシンA2B受容体とEzrinの相互作用を確認する。さらに、これらタンパク質と相互作用しているタンパク質の同定を試みる。膵臓導管細胞において、アデノシンA2B受容体を介した起電性の経上皮陰イオン
レプトン異常磁気能率の高精度理論計算

本研究では、電子およびミュー粒子(レプトン)が生来的に持つ磁気的な性質、特に異常磁気能率と呼ばれる量(g-2)を、量子電磁気学(QED)理論計算により数値的に求めることを目的とした。求めた理論値と実験値で精密検証を行い、素粒子標準理論の破綻を探索し、新しい物理学のヒントを得ることが究極の目標である。レプトンg-2で高精度検証を実行するには、QEDにおいては微細構造定数αの5乗、すなわち摂動の10次までのαの係数の値が必要となる。本研究ではこのQED摂動10次の項で未知であったものをすべてを計算した。また、電子g-2の実験値とQED理論式から微細構造定数αの値を新たに決定した。電子およびミューオンの異常磁気能率の値を現在の実験値と比較するためには、量子電気力学(QED)の摂動による計算において、10次の補正項、すなわち微細構造定数αの5乗の項まで求める必要がある。本年度は、10次の補正項のうち最も計算の困難な光子5個のみによる輻射補正の寄与の値を得た。さらに8次の補正項における重いレプトン粒子(電子に対してのミューオンとタウレプトン、ミューオンに対してのタウレプトン)による寄与を決定した。これにより、QEDのレプトン異常磁気能率の値は摂動の10次の項まで、すべて既知のものとなった。8次の項の質量依存項の計算においては、独自開発のプログラム自動生成システムを用い、そのコードをわずかに変更し使用することで、計算の確実性と迅速性の両立を実現した。そのコードですでに知られている質量非依存項の値を検証し、合格したプログラムによって質量依存項を新たに計算した。また、光子4個のみの補正項に関しては、高速実数4倍精度ライブラリを用いて大規模数値計算を理研のスーパーコンピュタで実行し、既存計算の確認を行うとともに、その値の不確定性を半分にすることに成功した。10次の項に寄与するファインマン図は全部で12672個あり、32のゲージ不変なセットに分類できる。そのうち最も簡単なセットで最も最初に計算されたプログラムに対し、確認の再計算を行った。それにより、10次の32セットのうち光子5個のみの補正による1セットをのぞき、すべてのセットにおいてダブルチェックが完了したことになる。これらの計算の結果をまとめ、電子およびミューオンの異常磁気能率への寄与として、それぞれ論文発表を行った。電子およびミュー粒子の持つ異常磁気能率(g-2)への寄与のうち、本研究では量子電気力学(QED)の摂動10次の値を求め、速報として昨年度に発表した。その後、電子g-2の実験グループと今後の微細構造定数αの精度向上について話し合い、QEDの理論計算としては、数値計算からくる不定性を数年間の間に約半分に圧縮するべきとの結論に達した。この実現のために、本年度はg-2数値計算の高速化についてさまざまな試みを行った。一つには、高速な偽4倍精度計算のライブラリの開発である。さまざまなコンピュータシステムでの使用を考慮に入れ、一般的な高級言語で制作を行った。そのまま、あるいはベクトル化指示行の挿入による補助でコンパイラ自身が高速化の同時演算命令(SIMD命令)を生成することを期待したが、今のところ理研のRICCコンピュータシステムでは実現できていない。今後、特定のコンピュータシステムのアーキテクチャに特化したライブラリの開発にシフトすべきかどうか検討中である。上のベクトル型ライブラリを使用するために、g-2計算プログラムも配列型へと書き換えを行った。これは、開発ずみの計算プログラム自動生成システムに変更を加えることで達成した。理研RICCにおいてベクトル化の最適パラメタを探索し、倍精度計算ならばスカラー版の約3倍の速度がでるようになった。これを用い、10次のうちの光子5個のみからの量子補正を計算する389個の積分をすべて再構築し、倍精度で再計算を行った。これまでの4倍精度計算の結果と比較検討することで、確実に倍精度で計算できるものを抽出し計算資源を集中投入することで、数値計算による不確定性の大幅な改良を実現することができた。結果として、昨年の速報値に比較し、8次と10次のそれぞれの摂動項の不確定性を約40%ならびに25%程度、小さくすることができ、目標値の実現が現実味を帯びた。ミューオンおよび電子の異常磁気能率(gー2)への量子電気力学(QED)からの寄与のうち、摂動計算8次および10次の項を求める計算を行った。本年度は8次の各寄与を与えるファインマン図の全グループに対して、新しく計算プログラムを作り直し、従来の計算のチェックを行った。

既存計算が再現できることを確かめた上で、従来、計算されていなかった質量依存項(電子gー2へのミューオン粒子の寄与、ミューオンgー2へのタウ粒子の寄与)を求めた。これらの寄与はともに十分に小さいと考えられていたが、実験および理論値の精度が向上したことで、必要とされるようになった項である。また、8次の光子4個からなる補正項の計算の高速化を実現した。従来は4倍精度実数を使用して数値計算を行っていたが、数値的に安全な領域では倍精度、多少でも危険性のある領域では4倍精度と自動的に切り替えるようにプログラムを全面的に書き換えた。これによって、2割程度の実実行時間の短縮を行うことができた。10次の計算においては、32のゲージ不変セットのうち、これまでの成果も含め31セットについて結果を得ることができた。昨年度は、そのうちフェルミオンループを含む最も計算の困難な3セットについての結果を発表した。残りは光子5個からなる補正項のセットだけとなっている。また、比較的簡単に計算できる10次のセットについても、再計算を行い、既存の結果の再確認を行った。これらの成果によって、10次での質量依存項を完全に確定することができた。これらの研究全般について、木下東一郎氏(米国コーネル大学)と共同研究を行った。また、個々の研究テーマについては、早川雅司氏、青山龍美氏(ともに名古屋大学)に研究協力を仰いだ。本研究では、電子およびミュー粒子の持つ異常磁気能率(g-2)への寄与のうち量子電気力学(Quantum Electrodynamics, QED)による効果を数値計算によって求めた。g-2へのQEDへの寄与は、QEDの結合定数である微細構造定数αを展開パラメタとした摂動計算によって効率よく求められることが1940年代から知られている。一方、実験においては電子のg-2はハーバード大学において2008年に最新の測定が行われ、さらに陽電子による実験の準備が現在も進行中である。ミュー粒子のg-2は、2002年に米国ブルックヘブン研究所で測定された値が、現在の最新のものである。しかし、2016年頃に結果を得ることを目標に、米国のフェルミ研究所と日本のJ-PARCと2カ所で独立なミュー粒子g-2の測定実験が進行中である。電子およびミュー粒子においてg-2の値を理論と実験ともに高い精度で求め、両者が一致、あるいは乖離するかどうかを確認することが、g-2に関わるすべての研究者の目標である。これは現在の物理学が正しいか否かの精密検証であり、さらには新しい物理学への扉を開くことになると期待されている。本研究では、以上の目的に沿い、電子およびミュー粒子のg-2へのQEDの寄与を、実験の精度を念頭に置き、望まれる精度まで計算することを行った。具体的には、それぞれ摂動計算の8次と10次の値を決定することである。特に10次は12672個のファインマン図から構成されており、数値計算プログラムの自動生成を行い、できあがったプログラムをスーパーコンピュータ上で数値的評価を行うという方法で計算を行った。10次すべての計算の概算値は2012年に得ることができ、さらにプログラムを理研のスパコンRICC専用にチューニングし高速化することで、2014年末にはより精度と信頼性の高い値を報告することができた。素粒子理論本研究課題では、電子およびミューオンへの異常磁気能率への量子電気力学の寄与を摂動の10次の精度まで決定することを目標としている。
187チャンネル高分解能心電図での心拍変動解析による胎児中枢神経活動と胎教の評価

本研究は、従来詳細かつ非侵襲的に胎児および母体の自律神経活動を解析出来る手段がなかった事から、科学的分析が不可能であった胎教の効果に関して187チャンネル高分解能心電図を用いて解析を試みたものである。胎教は母体の影響下にあり、かつ本研究は心電現象からの解析であるいため、母体心機能を正確に把握する必要があった。従って本研究期間内では、まず妊婦母体における正確な心機能リスク評価の方法を検討した。187チャンネル高分解能心電計によるRTc dispersion二次元分布図とANPとNT proBNP濃度による心機能スクリーニングを行うことにより正確に潜在性リスク妊婦を検出できることが明らかになった。当初の計画では平成25年度から187チャンネル高分化能心電計(DREAM-ECG)による胎児の自律神経活動解析を行う予定であったが、その前にDREAM-ECGによる妊婦母体における自律神経活動の基礎解析が必要と考え以下の研究を施行した。【目的】妊娠・分娩・産褥期間、妊産褥婦の体は著しく変化していく。本研究では、独自に開発した高分解能心電計(DREAM-ECG)を用いてこれらの時期における自律神経活動の変化を解析した。【対象および方法】妊婦41例を対象とし、妊娠36週から37週(妊娠後期)、産褥4日7日(産褥早期)、産褥1ヶ月(産褥後期)の3期に分けた。DREAM-ECGを用いて、心拍数(HR)、交感神経指標(LF/HF)、心房負荷指標(心房高周波成分filtered P (fP) )、心室高周波成分filtered QRS (fQRS) ,心室再分極指標(RTc dispersion)を計測した。【結果】HR、LF/HF比は経時的に有意に低下した(p=0.0031)。fPとfQRSは、産褥後期に有意に延長した(それぞれp=0.0245、p=0.0002)。RTc dispersionは、妊娠後期47±19 msec、産褥早期46±14 msec、産褥後期44±13 msecと経時的に低下したがいずれも基準値(< 40 msec)以上であった。本研究は187チャンネル高分解能心電計(HERS-1000)を用いて、胎児の自律神経活動と胎教についての非侵襲的な解析を試みる研究である。昨年度までは妊娠による母体の環境の変化が胎児へ影響しているのではないかとの仮説のもと、母体の心機能や自律神経活動の解析を行ってきた。その結果、妊娠中の女性は非妊娠時には現れない心機能および自律神経機能の変化があること、また正常経過を辿っていると思われる妊婦の中にも、測定データ上では異常値を示すケースが潜在されていることが明らかとなった。胎児の自律神経活動を正確に解析するには、心機能および自律神経活動的に見て潜在的にリスクを持っている妊婦を胎教検討症例から除外する必要があると考え、本年度はリスク妊婦の検出に関する以下の検討を行った。1)母体指標:年齢,妊娠分娩歴,生殖補助医療の介入の有無,合併症の有無,Body Mass Index(BMI),血圧,身長(cm)/子宮底(cm)比の7項目。2)高分解能心電計(HRES-1000)による心電図指標:fQRS,RTc dispersion二次元分布図の計測。3)血清および血漿中のペプチドホルモン:ANP,NTproBNPの濃度を測定。その結果、正常妊産褥期における187チャンネル高分解能心電計(HERS-1000)によるRTc dispersion二次元分布図とANPとNTproBNP濃度による心機能スクリーニングを行う事により正確に潜在リスク妊婦を検出出来ることが明らかとなった。本研究期間内では本来の研究目的である胎教の解析にまで至ることが出来なかったが、次研究ステップでは本研究の成果をもとに、正確な胎教の解析が可能となったものと期待される。周産期医学、臨床遺伝学胎教の評価には、胎児の自律神経活動と妊婦母体の自律神経活動の関連性より解析しなていく必要性がある。しかしながら妊娠中の母体自体の自律神経活動も、妊娠出産に伴う体の変化によりダイナミックに変化している可能性があるにもかかわらず、これまでその分析が十分に行われていなかった。我々はこの点に注目し、平成25年度は妊娠産褥期間中における妊婦母体の自律神経活動の解析を中心として研究を進めたため若干の遅延を認めることとなった妊婦母体における自律神経活動の解析はほぼ終了しており、今後は胎児の自律神経活動の測定を中心に研究を推進していく。当初平成25年度より予定していたDREAM-ECGによる胎児計測を行わなかったため、研究費支出額が予定より減少した。
高性能鋼の特性を活用した鋼製ラーメン橋脚隅角部の設計手法開発に関する研究

昨年度は,鋼製ラーメン橋脚隅角部の脚部に着目して正負交番載荷実験を行い耐震性能の把握をおこなった.さらに,高性能鋼として狭降伏点レンジー低降伏比鋼(SN鋼)を対象とし,SN鋼から材料試験片を作成し,高性能鋼の材料としての繰返し塑性履歴特性の把握を行った.本年度は,各種力学パラメータ,従来の構造用鋼材と高性能鋼といった各種鋼材の機械的性質が鋼製ラーメン橋脚隅角部の耐力および変形性能に与える影響を幅広い観点から検討するため,鋼材の塑性履歴特性を精度よく再現できる構成式を用いた弾塑性有限変位解析により,その特性の把握を行った.なお,解析の信頼性を向上させ,従来の構造用鋼材と高性能鋼の機械的性質の違いを適切に解析結果に反映させるため,解析で使用する鋼材の構成則のパラメータは昨年度の鋼材の繰返し載荷実験から決定した.また,疲労耐久性を向上させる観点から鋼製橋脚隅角部の構造の検討が行われている.その疲労耐久性を考慮した隅角部の耐震性能を確認することが必要である.そこで,研究代表者である小野は,別の研究で疲労耐久性を考慮した隅角部の耐震性能確認実験を行い,その実験結果と解析結果との比較により解析手法の妥当性の検証も行った.実験結果と解析結果との比較を行った結果,隅角部の荷重-変位関係,座屈変形性状等について解析結果が実験結果の特徴を精度良く表現できていることが確認できた.そして解析結果および実験結果を基に検討を行った結果,隅角部の柱部に座屈変形が生じなくとも隅角部のウェブパネルの変形が大きくなると隅角部に過大な残留変位が生じることが明らかとなった.よって,隅角部の耐震設計においては,地震後の復旧性,修復性の関係から,隅角部に積極的に塑性化を認めるべきではないということが判明した.また,高性能鋼としてSN鋼を対象として検討を行った.隅角部に積極的に塑性化を認める設計法であればSN鋼の特性を生かした設計法の提案が可能であるとも考えられたが,塑性化を積極的に認めない範囲においては,SN鋼を使用することによって実設計上,大幅な隅角部の耐震性能の向上を期待することは難しいと考えられる.鋼製ラーメン橋脚隅角部(以下,「隅角部」という.)のL2地震動に対する設計手法は未だ確立されていない.そこで,本研究では隅角部のL2地震動に対する設計手法開発のため,その耐震性能を把握することを目的としている.本年度は主として実験により隅角部の耐震性能を把握するため下記の研究を行った.1.鋼製ラーメン橋脚隅角部の実績調査実験供試体を製作するにあたり,実際の隅角部と同等の構造諸元を有することが重要であるとの観点から,隅角部の実績調査を行った.その結果,既往の研究で用いられている実験供試体では隅角部のパネル形状および脚部の形状はいずれもほぼ正方形であったのに対し,実際の隅角部では長方形のものも多数存在することがわかった.2.実験による隅角部の力学的特性の把握既往の隅角部の実験的研究によると,隅角部の耐力および変形性能は隅角部の脚部のフランジの座屈に大きく支配されることが報告されている.そこで,本研究では隅角部脚部の耐力および変形性能に着目して実験を行った.また,上述1.の実績調査をともに,断面形状として正方形断面の他,長方形の実験供試体を製作して実験を行った.その結果,耐荷力については,降伏水平荷重で無次元化したもので正方形および長方形断面について比較した場合,形状係数が影響する関係で,正方形と長方形とでは特性が異なることが明らかとなった.3.材料試験による各種鋼材の機械的性質の把握鋼構造物の地震時の塑性変形能を高めるといった観点から,低降伏比鋼が開発されている.そこで,本研究では,低降伏比鋼SN490C鋼を用いて引張り試験および繰返し載荷試験を行い,その機械的性質の把握を行うとともに,著者らの開発した構成則がSN490C鋼に適用可能かの検討を行った.その結果,繰返し載荷実験結果と構成則による解析結果に良い一致がみられた.よって著者らの開発して構成則によりSN490C鋼の塑性履歴特性を精度良く再現可能であり,本構成則を用いたFEM解析により高性能鋼としてSN490C鋼を用いた隅角部の弾塑性挙動を把握できる可能性があることがわかった.昨年度は,鋼製ラーメン橋脚隅角部の脚部に着目して正負交番載荷実験を行い耐震性能の把握をおこなった.さらに,高性能鋼として狭降伏点レンジー低降伏比鋼(SN鋼)を対象とし,SN鋼から材料試験片を作成し,高性能鋼の材料としての繰返し塑性履歴特性の把握を行った.本年度は,各種力学パラメータ,従来の構造用鋼材と高性能鋼といった各種鋼材の機械的性質が鋼製ラーメン橋脚隅角部の耐力および変形性能に与える影響を幅広い観点から検討するため,鋼材の塑性履歴特性を精度よく再現できる構成式を用いた弾塑性有限変位解析により,その特性の把握を行った.なお,解析の信頼性を向上させ,従来の構造用鋼材と高性能鋼の機械的性質の違いを適切に解析結果に反映させるため,解析で使用する鋼材の構成則のパラメータは昨年度の鋼材の繰返し載荷実験から決定した.また,疲労耐久性を向上させる観点から鋼製橋脚隅角部の構造の検討が行われている.

その疲労耐久性を考慮した隅角部の耐震性能を確認することが必要である.そこで,研究代表者である小野は,別の研究で疲労耐久性を考慮した隅角部の耐震性能確認実験を行い,その実験結果と解析結果との比較により解析手法の妥当性の検証も行った.実験結果と解析結果との比較を行った結果,隅角部の荷重-変位関係,座屈変形性状等について解析結果が実験結果の特徴を精度良く表現できていることが確認できた.そして解析結果および実験結果を基に検討を行った結果,隅角部の柱部に座屈変形が生じなくとも隅角部のウェブパネルの変形が大きくなると隅角部に過大な残留変位が生じることが明らかとなった.よって,隅角部の耐震設計においては,地震後の復旧性,修復性の関係から,隅角部に積極的に塑性化を認めるべきではないということが判明した.また,高性能鋼としてSN鋼を対象として検討を行った.隅角部に積極的に塑性化を認める設計法であればSN鋼の特性を生かした設計法の提案が可能であるとも考えられたが,塑性化を積極的に認めない範囲においては,SN鋼を使用することによって実設計上,大幅な隅角部の耐震性能の向上を期待することは難しいと考えられる.
太陽風・磁気圏プラズマ内のMHD乱流の発生と粒子加熱・加速機構の研究

本研究は太陽風・磁気圏プラズマの様々の局面で重要な役割を果たしていると考えられる電磁流体力学的(MHD)乱流の起源とそれ物理現象、特に粒子の加熱、加速を中心とした物理現象を理論的に調べることを目的とした。この現象に関しては、これまで、理論・観測の両面からいくつかの研究がなされてきた。しかし、多くは線型理論もしくは準線型理論に基づいており、MHD波動の振幅が平均場と同程度になるような非線型性が強い場合にはこうした取扱の妥当性自体が自明ではない。本研究では、そうした制約のない数値シミュレ-ションの手法を用い、MHD衝撃波における乱流発生機構、MHD乱流内における粒子の加熱・加速現象の研究、の二点に関し詳しい研究を行った。1.上流側磁場と衝撃波面の法線が平行に近い準平行衝撃波において、上流側の広い範囲にわたってイオン・ビ-ム・サイクロトロン不安定によって励起された大振幅MHD波動が衝撃波面に吸収されることに伴う粒子の散乱・加熱機構が散逸の主機構となっていることを示した。また、MHD波動の成長・吸収は準周期的に起き、それに伴って衝撃波面で加熱された粒子のエネルギ-スペクトルも準周期的に揺らぐことを見いだした。これらの新たな結果は、最近衛星観測グル-プ(米国、西ドイツ)により得られた観測結果をよく説明するものである。2.我々が先に(昭和63年度科学研究費補助金一般C62540309)、その重要性を指摘した、磁気音波とイオンの間のイオン・サイクロトロン低調波共鳴に関し磁気音波が厳密な垂直伝搬から外れ、斜め伝搬する場合の粒子加速の条件を求め、更に現実の磁気圏の条件下で、低調波共鳴が起こる条件を明らかにした。
多孔質内乱流遷移機構およびForchheimer抵抗・熱分散の非等方性

本研究は,数値解析により多孔質内微視的速度および温度場を検討し,多孔質特有の熱流動現象の素過程を明らかにしたものである.多孔質を通過する流れにおいては圧力損失が大きいため,多孔質固体まわりの上流側と下流側に大きな圧力差を生じるとの見解が,Forchheimer流動抵抗は層流での形状抵抗の寄与によるものとの概念をもたらしている.しかしながら本研究では,形状抵抗に実質的に寄与する圧力は主流平均圧力分布(-Δp/Δx)xを減じた圧力成分π(x,y,z)=p(x,y,z)-(-Δp/Δx)xとなることを明らかにしており,従来考えられたものより形状抵抗の寄与はかなり小さくなる.Forchheimer流動抵抗ならびに熱分散の影響は流れの不安定が生じる遷移領域で認められるようになり,多孔質構造体を複数周期配列した場合には,擬似渦(多孔質固体を迂回する流れ)の不安定の挙動は各ユニットで一様にならないことが認められた.これに関しては,数値解析スキームに起因した計算誤差との見方もあるので,今後実験的な検証を行う必要があろう.また,レイノルズ数の増加にともない,熱分散に非等方性が認められるようになり,非等方性の要因としては擬似渦の寄与が考えられる.さらに,本研究では乱流域の直接数値解析までは至らなかったものの,多孔質内乱流を取り扱う上で基盤となる乱れ生成と散逸について理論的検討を行い,多孔質特有の乱れ生成ならびに散逸機構について明らかにするとともに,多孔質内乱流いおけるKolmogorovの長さスケールを評価している.多孔質内熱流動に関しては,圧力損失が速度の2乗に比例するForchheimer流動抵抗ならびに多孔質熱伝導率がペクレ数に比例する熱分散など多孔質固有の現象が認められる.本研究では,これらの多孔質特有の熱流動現象の素過程を明らかにするために,数値解析により多孔質内微視的速度および温度場を検討していくものである.基礎方程式にはNavier-Stokes方程式を用いるとともに,高レイノルズ数域の非定常流れ場を得るために数値解析スキームにはMAC法ならびに対流項の差分には高次の風上差分を用いる.また,主流方向への平均圧力損失の概念を導入することにより,主流方向の圧力の周期境界条件を実現している.本年度は,計算スキームの検証も兼ねて,多孔質内部固体を角柱とし,流れ場の検討を行った.低レイノルズ領域では圧力損失は速度に比例し,主として固体まわりの摩擦抵抗が寄与していることが明らかにされている.一方,レイノルズ数の増加にともない,流れ場は非定常になり,流動特性の変化が認められている.この擾乱に関しては,基本的にTollmien-Schlichting波にKelvin-Helmholzせん断層不安定が重畳したものであると考えられる.以上,いくつかの多孔質内部流動状況に関する知見が得られたのであるが,詳細に関してはさらなる検証が必要になると考えられる.そこで,次年度においては,楕円型格子生成などの技法を用いることによる管群多孔質の数値解析ならびに高レイノルズ数領域での数値解析を行ない,多孔質内部流動現象に対する内部固体の役割を明確にしていく.本研究は,数値解析により多孔質内微視的速度および温度場を検討し,多孔質特有の熱流動現象の素過程を明らかにしたものである.多孔質を通過する流れにおいては圧力損失が大きいため,多孔質固体まわりの上流側と下流側に大きな圧力差を生じるとの見解が,Forchheimer流動抵抗は層流での形状抵抗の寄与によるものとの概念をもたらしている.しかしながら本研究では,形状抵抗に実質的に寄与する圧力は主流平均圧力分布(-Δp/Δx)xを減じた圧力成分π(x,y,z)=p(x,y,z)-(-Δp/Δx)xとなることを明らかにしており,従来考えられたものより形状抵抗の寄与はかなり小さくなる.Forchheimer流動抵抗ならびに熱分散の影響は流れの不安定が生じる遷移領域で認められるようになり,多孔質構造体を複数周期配列した場合には,擬似渦(多孔質固体を迂回する流れ)の不安定の挙動は各ユニットで一様にならないことが認められた.これに関しては,数値解析スキームに起因した計算誤差との見方もあるので,今後実験的な検証を行う必要があろう.また,レイノルズ数の増加にともない,熱分散に非等方性が認められるようになり,非等方性の要因としては擬似渦の寄与が考えられる.さらに,本研究では乱流域の直接数値解析までは至らなかったものの,多孔質内乱流を取り扱う上で基盤となる乱れ生成と散逸について理論的検討を行い,多孔質特有の乱れ生成ならびに散逸機構について明らかにするとともに,多孔質内乱流いおけるKolmogorovの長さスケールを評価している.
ヤング・デュプレの式における接触角に関する分子動力学的検討

ヤング・デュプレの式における接触角はミクロ(アトミック)サイズで見た場合とマクロサイズ(SEM以上)でみた場合で異なるという考え方があるが,それを具体的に明らかにした例はない.その理由の一つに,ミクロ接触角の実験的な計測が難しいことがあげられる.CALPHADの分野では,インターアトミックポテンシャルを用いた計算が状態図の予測に大きな成果をもたらしている.CALPHADと比較すると,単なる2個体接触問題であるミクロ接触角の計算は難しいものではない.実験の難しさを計算機実験で軽減し,新しい材料のぬれ性(接触角)を予測計算することが可能になるのは時間の問題であろう.本研究ではインターアトミックポテンシャルを考慮した計算機シミュレーションを行い,接触角の問題に対する適用性を検討する.そしてマクロとミクロの境界および接触点近傍の表面曲率が二つの接触角に及ぼす影響を明らかにする.またこれを実験的に証明することも試みる.当初としては,計算のみを予定していた.しかし,平成4年度に,代表者の所属する東京工業大学・生産機械工学科にAFMが入ることがほぼ確定している.AFMという滅多に使用できない装置がはいることもあり,実験的にも研究を進めることができる可能性がでてきた.また,毎回申請していた計算機と同等の性能を持った計算機を借りることができるようになった.計算のウエイトを減らして実験に力を割くことは,計算を決して机上の空論にはしない点でメリットとなるだろう.計算機の速度は日進月歩で早くなるという点を考慮すると,今回の予算は超高真空容器にあてて,計算は借用機で行いうほうが予算の合理的な使用という目的にかなうものと判断した.したがって,本研究では,実験的検討に重点をおき下記のよような結果が得られた.(1).超高真空における異種材料間の凝着力を計測する装置(将来AFMに組み込める)を試作.それにより,101000μNの荷重を超高真空中で計測する事ができた.(2).表面状態の影響を考慮して金とシリコンウエハ,金とシリコン酸化物の界面に働く凝着力を計測した結果,金とシリコンウエハ間に働く凝着力は10μN以下で,金とシリコン酸化物の界面に働く凝着力は100μN程度であった.(3).表面凹凸を知るため,シリコン酸化物として熱酸化させたシリコンウエハと石英ガラスを比較した結果,表面凹凸のより少ない熱酸化シリコンウハではJKRモデルによりよりよく説明される事がわかった.ヤング・デュプレの式における接触角はミクロ(アトミック)サイズで見た場合とマクロサイズ(SEM以上)でみた場合で異なるという考え方があるが,それを具体的に明らかにした例はない.その理由の一つに,ミクロ接触角の実験的な計測が難しいことがあげられる.CALPHADの分野では,インターアトミックポテンシャルを用いた計算が状態図の予測に大きな成果をもたらしている.CALPHADと比較すると,単なる2個体接触問題であるミクロ接触角の計算は難しいものではない.実験の難しさを計算機実験で軽減し,新しい材料のぬれ性(接触角)を予測計算することが可能になるのは時間の問題であろう.本研究ではインターアトミックポテンシャルを考慮した計算機シミュレーションを行い,接触角の問題に対する適用性を検討する.そしてマクロとミクロの境界および接触点近傍の表面曲率が二つの接触角に及ぼす影響を明らかにする.またこれを実験的に証明することも試みる.当初としては,計算のみを予定していた.しかし,平成4年度に,代表者の所属する東京工業大学・生産機械工学科にAFMが入ることがほぼ確定している.AFMという滅多に使用できない装置がはいることもあり,実験的にも研究を進めることができる可能性がでてきた.また,毎回申請していた計算機と同等の性能を持った計算機を借りることができるようになった.計算のウエイトを減らして実験に力を割くことは,計算を決して机上の空論にはしない点でメリットとなるだろう.計算機の速度は日進月歩で早くなるという点を考慮すると,今回の予算は超高真空容器にあてて,計算は借用機で行いうほうが予算の合理的な使用という目的にかなうものと判断した.したがって,本研究では,実験的検討に重点をおき下記のよような結果が得られた.(1).超高真空における異種材料間の凝着力を計測する装置(将来AFMに組み込める)を試作.それにより,101000μNの荷重を超高真空中で計測する事ができた.(2).表面状態の影響を考慮して金とシリコンウエハ,金とシリコン酸化物の界面に働く凝着力を計測した結果,金とシリコンウエハ間に働く凝着力は10μN以下で,金とシリコン酸化物の界面に働く凝着力は100μN程度であった.(3).表面凹凸を知るため,シリコン酸化物として熱酸化させたシリコンウエハと石英ガラスを比較した結果,表面凹凸のより少ない熱酸化シリコンウハではJKRモデルによりよりよく説明される事がわかった.
消化器癌の浸潤、転移増殖に対する生体の免疫応答と接着分子

3)胃癌におけるCostimulatory分子、CD80/CD86およびEGF receptor(EGFR),さらに転移、再発に関係しているのではないかと最近言われているCD44の変異体であるCD44v6、およびvariant exon 9が挿入された変異体CD44v9分子の発現をFACS解析を行った。胃癌原発巣ではCD80/CD86の発現は確認されたが転移巣(癌性腹水中)ではCD80分子のdeletionが認められた。EGFR分子は原発巣、転移巣共に強く発現されていた。CD44v9分子は原発巣、転移巣で良く発現しているが、CD44v6分子は転移巣のみで低い頻度で発現している。2)癌患者のPBLをIL-2単独或いはIL-2プラスIL-12を用いて培養(LAK細胞の誘導)、或いはMLTCを行いその後IL-2単独またはIL-2プラスIL-12を加え培養(CTLの誘導)とするとIL-12を加えた群はLAK活性、CTL活性共に増強された。その抗腫瘍エフェクター細胞のフェノタイプの解析(FACS analysis及びnegative selection)では,LAK活性はCD8^-CD16^+,CD3^-CD56^+細胞、CTL活性はCD8^+CD11b^-細胞が主となる事が判明した。3)Acanthosis nigricans(悪性表皮腫)を合併した進行胃癌患者の病態像の解析を行った。胃癌原発巣では細胞増殖因子TGFαとそのレセプター,EGFRが存在することを免疫組織学的に明らかにしえた。患者血中のTGFαをELISA法で定量すると、術前144pg/ml(正常値、10-20pg/ml以下)と高値を示し術後1週後では49pg/mlと急激に低下し術後4週までの解析で低値を示した。悪性表皮腫のpapillomatous hyperplasiaを呈した病変部では全層に渡りEGFRの存在が明らかとなった。この事は、胃癌細胞で作られた大量のTGFαは自らの癌細胞の増殖にautocrine的に働いているのみならずendocrine的に遠く離れた臓器(皮膚)の細胞増殖に働いている事が判明した。
量子状態制御した分子ビームを用いた表面化学反応遷移状態へのアプローチ

これまで製作してきている超高真空対応型配向分子線装置ならびに連続超熱分子ビーム装置の調整を前年度に引き続き行い課題研究を進めた。超高真空対応型配向分子線装置については、塩化メチル分子ビームを発生し研究をある程度進め、連続超熱分子ビーム装置についても装置調整を進めていた中で、6月に起きた大阪府北部地震のため装置が倒壊してしまい、それ以後はこの2装置を用いた研究が進まない状況となってしまった。前年度に引き続いて、放射光施設においては、連続超熱分子ビーム装置を用いて、酸素分子、エチレン分子および塩化メチル分子が銅および銅合金上で繰り広げる表面反応過程を高分解能X線光電子分光によって明らかにした。特に本年度はエチレン分子や塩化メチル分子の解離反応の閾値の再現性確認を行い、その実験結果と理論計算と合わせて分子解離反応の反応経路に関して解析を進めることができた。その中で、塩化メチル分子の反応については、非断熱過程に起因していると考えられる特異な反応過程を見出したので、その再現性を調査するとともに反応モデルを構築した。さらに、物質材料研究機構のグループとの共同研究として、銅合金表面における初期酸化過程に入射酸素分子の立体異方性がどのように寄与するかを明らかにする実験を進めた。その結果、酸化反応確率の大きな立体異方性を見出し、その原因を理論計算を基にして探索した。ヘリコプター型の酸素の方が、車輪型の酸素よりも酸化反応性が高いことを見出し、表面合金化の効果も解明できた。反応経路を解明するためには理論計算により実験結果のシミュレーションを行うことが必要となったので行った。これについては、実験で得られた様々なデータを研究分担者と一緒に理論解析を進めた。これまで科研費・基盤研究で製作してきた現有する連続超熱分子ビーム源を調整した。真空中への断熱膨張により超音速分子ビームを発生させるノズルを1400 K程度まで加熱することにより、並進エネルギーが数eV程度までの分子ビームを発生することができる。発生した超音速分子ビームの特性は、ビームチョッパーを用いた高分解能飛行時間型エネルギー分析により評価する予定で、チョッパーと電源を試作し調整しているところである。併行して、同様の仕様の連続超熱分子ビーム源を用いて、酸素分子および塩化メチル分子ビームを発生し、X線光電子分光法により表面反応を調べる研究を推進した。28年度以降に、排気ガス処理触媒のモデル表面であるPt(111)およびRh(111)にCO分子を吸着し、開発した連続超熱分子ビーム装置を用いて、様々の並進エネルギーでNOを入射し、表面反応を調べる予定であるが、そのための試料ホルダーも試作した。さらに反応解析のため赤外分光法を行う目的で現有装置を改造する必要があり、29年に行うレーザー分光の実験も考慮に入れた超高真空反応解析チャンバーを試作し調整した。レーザー分光法導入のための予備実験も研究協力者と進めてきている。反応の遷移状態を解明するためには、理論計算により実験結果のシミュレーションを行うことが必要となる。実験で得られる結果をいろいろな反応経路上の遷移状態を仮定してシミュレーションし、遷移状態を確定する。計算手法としては、第一原理量子ダイナミックス計算を用いて行うが27年度はそのための準備を推進した。現有する連続超熱分子ビーム源を調整する段階であり、いろいろな部品を試作し調整しているところであるが順調に進んでいる。並行して、同様の仕様の連続超熱分子ビーム源を用いて酸素分子および塩化メチル分子ビームを発生し、X線光電子分光法により表面反応を調べる研究を推進した。酸素分子の反応では、超熱エネルギー領域に特有の表面酸化反応過程解明し、それを用いた物性評価も行うことができ順調に進んでいる。28年度以降に排気ガス処理触媒のモデル表面であるPt(111)およびRh(111)にCO分子を吸着し、開発した連続超熱分子ビーム装置を用いて、様々の並進エネルギーでNOを入射し反応を調べる予定であるがそのための試料ホルダーも試作した。さらに反応解析のために赤外分光法を行うため現有装置を改造する必要があり、29年に行うレーザー分光の実験も考慮に入れた超高真空反応解析チャンバーを試作し調整できている。レーザー分光法導入のための予備実験も研究協力者と進めており、研究協力も順調に進んでいる。27年度には理論と実験の協力を密にするため、先の酸素分子ビームを発生してX線光電子分光法により表面反応を調べた実験結果を、理論計算によりシミュレーションすることを行った。共同研究を密にしながら実験と理論を両輪とする研究体制を強固なものにしており、この面でも研究は順調に進んでいる。これまで製作してきた超高真空対応型配向分子線装置および連続超熱分子ビーム装置の調整を昨年度に引き続き行った。連続超熱分子ビーム装置では真空中への断熱膨張により超音速分子ビームを発生させるノズルを1400K程度まで加熱することにより並進エネルギーが数eV程度までの分子ビームを発生することができる。本年度は、超音速分子ビームの特性を評価するため、飛行時間型エネルギー分析に使用するチョッパーを作製し、その特性評価を行った。併行して、同様の仕様の連続超熱分子ビーム装置を用いて、酸素分子、エチレン分子および塩化メチル分子が銅および銅合金上で繰り広げる表面反応過程を高分解能放射光X線光電子分光により明らかにした。