hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流体構造連成計算に対する超効率計算システムの構築

流体構造連成計算に対して研究室レベルのワークステーションで超高効率計算が可能なシミュレーション技術の構築を目指した.本システムのベースとなる3つの手法のうち,「移動埋め込み格子法」,「移動計算領域法」については3次元計算が可能となった.しかしながら「スライディングメッシュ法」に関しては2次元計算にとどまった.これらの計算手法を合わせて並列計算を行った.その結果,研究室PCレベルのCPUを用いて最大3.64倍の計算スピードを得ることができた.本研究では,物体が流体の流れによって変形し,同時に物体の移動・変形により流れが変化する「流体構造連成問題」に対して,研究室レベルのコンピュータでスーパーコンピュータ並みの結果を出す,計算効率1000万倍の超効率計算システムの構築を目指している.本課題の目的は申請者が研究を進めている[1]超効率計算システムのための3つのアルゴリズム,[2]正確な物体変形の構造計算,[3]研究室レベルでの大規模計算システム,を統合させ,実用化のための高効率計算システムを提案することである.まず,[1]については当初の目的である「スライディングメッシュ法」の3次元化が困難であり,現時点では2次元計算に切り替えて計算を行っている.それ以外の「移動埋め込み格子法」及び,「移動計算領域法」については2つのアルゴリズムの統合は既に完了しており,2次元計算,及び,3次元計算が可能である.また,2次元計算に限っては3つのアルゴリズムの統合も完了しており,簡単な計算は行っている.次に,[2]については現時点では[1],[3]に注力しているため,物体の変形を考慮しない流体構造連成計算を行っている.ただし,文献調査,研究会での議論を行うことで,物体の変形を考慮する流体構造連成計算を行うための準備は行っている.[3]については平成29年度(本年度)の内容である.しかしながら,大規模計算に関する準備((1)関連している学会に参加し調査すること.(2)ハードウェアに関する準備,設置.(3)簡単なプログラムの並列計算の実行)は行っている.[1]超効率計算システムのための3つのアルゴリズムについては,計画が進まないときの対応策に準じて計画を進めており,現時点では2次元計算において計算を行っている.[2]正確な物体変形の構造計算については現時点ではあまり進展はないが,代わりに[3]研究室レベルでの大規模計算システムの構築を進めている.故に,それぞれのパートに関しては進んでいる部分,進んでいない部分があるものの,全体としては計画通りと考えている.本申請では流体構造連成計算に対して研究室レベルのワークステーションでもスーパーコンピュータに匹敵する超高効率計算が可能なシミュレーション技術の構築を目指した.研究目的を達成するための具体的な項目は以下の3つであり,[1]超効率計算システムのための3つのアルゴリズム「移動埋め込み格子法」,「移動計算領域法」,「スライディングメッシュ法」の作成,及び,統合,[2]正確な物体変形の構造計算の手法の調査とアルゴリズムの開発,[3]研究室レベルでの大規模計算システムの検討である.項目[1]においては,当初の計画では3次元計算を目指しており,「移動埋め込み格子法」,「移動計算領域法」の2つについては3次元計算が可能となった.しかしながら「スライディングメッシュ法」に関しては2次元計算にとどまった.項目[2]においては,項目[1]の「スライディングメッシュ法」の3次元化の検討に多くの時間を費やしたため構造計算については開発ができず,文献調査のみにとどまった.項目[3]においては,非圧縮性流体の並列計算手法の一つであるドミノ法を開発している.本研究期間中に,項目[1]にドミノ法を組み込んだ.その結果,研究室PCレベルのCPUを用いて最大3.64倍の計算スピードを得ることができた.今後の展望として,項目[1]については「スライディングメッシュ法」の3次元化を目指す.これができるようになれば,現実の物体周り流れを効率よく計算できると考えている.項目[2]については項目[1]が出来次第行う予定であるが,場合によっては項目[1]と同時進行で行っていきたい.項目[3]についてはCPUによる並列化の他にGPUによる並列化がより効率の良い手法であることがわかってきているので,GPUによる並列化を目指す.流体構造連成計算に対して研究室レベルのワークステーションで超高効率計算が可能なシミュレーション技術の構築を目指した.本システムのベースとなる3つの手法のうち,「移動埋め込み格子法」,「移動計算領域法」については3次元計算が可能となった.しかしながら「スライディングメッシュ法」に関しては2次元計算にとどまった.これらの計算手法を合わせて並列計算を行った.その結果,研究室PCレベルのCPUを用いて最大3.64倍の計算スピードを得ることができた.[1]超効率計算システムのための3つのアルゴリズムで3次元計算が可能になる場合は[2]正確な物体変形の構造計算を進め,最終的な目標である[1],[2],[3]の統合を行い,実用化のための高効率計算システムを構築する.しかし,3次元計算が困難な場合は,2次元計算で計算を進めていき,[1],[2],[3]の統合を行う予定である.数値流体力学
放射線環境における帯電・線量計測用超高感度半導体サブナノセンサの開発（国際共同研究強化）

陽子線照射した2種のフッ素高分子材料の空間電荷測定及び、FTIR、XPS、及びNMRなどの化学分析及び、陽子線照射中のリアルタイム空間電荷測定を実施した。2種の材料照射材料で正電荷の蓄積が共通して確認でき、蓄積位置に関しては2種の間で相違がみられた。照射材料に直流高電圧印加試験を行った結果、未照射試料では試料内に電荷蓄積が確認されないが、照射フッ素材料では陽子線照射飛程の範囲内に多量の正電荷の蓄積が確認され、その正電荷の蓄積は、照射1年後の試料に高電圧を印加しても、蓄積量は減少したが正電荷の蓄積が確認された。また、陽子線照射中に空間電荷測定結果により、試料内の蓄積正電荷分布は、これまで計測して来た照射後の分布とは異なる結果も得られ、照射中には陽子線の照射飛程内にまず蓄積し、その後照射中に照射飛程を超え照射面と対向側の電極近傍へドリフトしていき、最終的な蓄積分布となっていた。以上の事から、高電圧印加時に長期的に観察される正電荷蓄積は材料分子構造が変化に起因するものである事、また、陽子線照射による分子構造変化や放射線誘起伝導により照射中に注入された電荷が自己電界で、試料内をドリフトしやすい状況であることが考えられる。そこで、陽子線照射フッ素系材料についてFTIR、XPS、及びNMR等の化学構造解析を行った。化学解析の結果から総合して、陽子線照射により分子鎖切断が生じている事が推測され、特にETFEでは分子鎖切断だけでなく、架橋反応も生じるという複雑な反応をしている事が理解できた。また、NMRの測定結果より、末端基にCF3が形成されている証左が得られた。また成果としては、陽子線照射中の電荷蓄積計測結果について電気学会論文誌に投稿中であること、衛星帯電の国際会議Spacecraft Charging Technology Conferenceの口頭発表に採択されるなどが挙げられる。内定年度:2015研究の実施状況について:今回の研究実施内容について、議論を行った。まずは太陽光反射材であるフッ素系の高分子材料である(Ag-FEP)を用いて実施することとした。この材料は宇宙機に実際に用いられているシェルダール社製の物を用いる。また、単純に帯電しやすい・あるいはしにくいと言う事ではなく、帯電電荷がミクロ的に見て材料の分子構造の何処に捕獲されているか、電子物性の観点から明らかにすることを試みることにした。量研機構・高崎量子応用研究所にて作成した陽子線照射フッ素材料(宇宙機の太陽光反射材に使用)について、フォトルミセッセンス(PL)、FTIR、示差走査熱量分析(DSC)、NMRなどの分析を実施していく事とし、まずPL及びDSC測定を試みた。LAPLACEで開発されたPL計測システムにより、励起光波長領域(200300nm)において、未照射試料では280nm付近の発光のみ観測されるが、照射試料においては、全ての領域において発光が確認されるという結果が得られた。試料は陽子線照射により重度の分子鎖切断が発生している事を示唆している。また、DSCによる分析結果では、未照射材料と比較し照射材料では、融点が高くなり、材料が硬質化している事が分った。陽子線照射FEPでは分子鎖の切断が発生し、またそれにより切断箇所において架橋が発生し未照射試料と比較し硬質化したと考えられる。今後NMR等の計測を実施し、その結果を量子科学計算(現在計算を実施中)と比較・考察をしていくこととした。尚、本研究成果の一部は、本研究領域の権威的国際会議の一つであるIEEE-CEIDPに「Physicochemical Analysis for fluorinated Polymer Films Irradiated by Proton」(受付番号:0953-000206)という題名で投稿し、既に採択通知を受けている。研究の実施状況について:フォトルミセッセンス(PL)、FTIR、示差走査熱量分析(DSC)、NMRなどの分析実施については、順調に進んでいる。LAPLACEに設置されている宇宙環境模擬チャンバーであるMATSPACEについては不具合が生じていたが、動作不良調査の結果、チャンバー内部の電子発生部や真空計器周りに汚損が確認され電子線発生部のシーリングバルブより空気のリークが確認された。以上よりチャンバー内の洗浄、真空ポンプの交換、バルブの洗浄とシーリング材の交換等を行った。現在(5/13時点)で復旧した。現状の問題点について:ONERAとCNESとの打ち合わせを9月の渡航以降、定期的に行っている。この中でCNESの国際戦略の変更があり、申請者が予定していた在外研究で利用を予定していたCNES資本による装置が、非公開となってしまった。フランスは衛星の帯電設計に関してISOなどの国際規格からも離脱し、海外交流をしないと方向性に舵を切ってしまったとのことである。しかしながら、研究交流の意思はあり今後も引き続き継続して行っていきたいとの事であり、打ち合わせの中でモデル化等の設計標準に関しない分野について2017あるいは2018年度に別の装置を利用し研究できないか、現在引き続き交渉・検討していく事となった。プロトン照射した2種のフッ素高分子材料の空間電荷測定及び、FTIR、XPS、及びNMRなどの化学分析を実施した。その結果、2種の材料の間に空間電荷蓄積において照射材料では正電荷の蓄積が共通して確認でき、蓄積位置に関しては2種の間で相違がみられた。

また照射材料に対する直流高電圧印加試験を行った結果、未照射試料では試料内に電荷蓄積が確認されないが、照射フッ素材料では、プロトン照射飛程の範囲内に多量の正電荷の蓄積が確認され、その正電荷の蓄積は、照射1年後の試料に高電圧を印加しても、量こそは多少減じているが正電荷の蓄積が確認された。以上の事から、高電圧印加時に長期的に観察される正電荷蓄積は材料分子構造の完全なる変化からもたらされたものであると考えられる。そこで、FTIR、XPS、及びNMR等の化学構造解析を行った。化学解析の結果から総合して、プロトン照射により分子鎖切断が生じている事が推測され、特にETFEでは分子鎖切断だけでなく、架橋反応も生じるという複雑な反応をしている事が理解できた。ETFEとの照射後の材料の分子構造の差について理解を進めることで、空間電荷蓄積の差も理解できるものと考える。また成果としては、日本側で行った、低エネルギー電子線照射によるフッ素材料の帯電解析にかかる論文を2報掲載されたこと、大きな成果の一つである。また、国際共同研究の結果として、2017年10月に発表したIEEE-CEIDP(昨年の成果に計上)や、衛星帯電の国際会議Spacecraft Charging Technology Conferenceの口頭発表に採択されるなど、次年度の論文執筆につながる大きな成果が得られた。研究実績の概要でも述べたが、材料電子物性の観点から論文を2報、国際会議発表を2報予定しており、一般的な指標である成果公表の観点からも順調に研究を遂行できていると判断できる。現状の問題点について:LAPLACEに設置されている宇宙環境模擬試験チャンバーMATSPACEについて電子線照射は可能となり、電子線照射下の帯電計測試験を実施したところ、同チャンバー内に設置されている帯電計測器の一部であるパルス電圧発生器の波形に不具合が生じている事を申請者が発見し、現在その修復にあたっている。仏側の計測器と日本側の装置によるクロスキャリブレーションを予定していた為、現在その点についてはペンディング中である。申請者が予定していた装置がCNESの国際戦略の変更により非公開になったため、利用できない状況にある。今年6月にCNES,ONERAの研究者らが来日する為、その際に打ち合わせを持ち、現状公開可能な装置でどのように研究を進めているか検討をする予定でる。具体的には二次電子のエネルギー分析装置の利用の可能性を検討する。この装置により、当研究グループが構築しいる二次電子放出の物理モデルについて経験式から外挿した値でなく、実測値を用いる事が出来るため、精度を上げる事が可能である。陽子線照射した2種のフッ素高分子材料の空間電荷測定及び、FTIR、XPS、及びNMRなどの化学分析及び、陽子線照射中のリアルタイム空間電荷測定を実施した。2種の材料照射材料で正電荷の蓄積が共通して確認でき、蓄積位置に関しては2種の間で相違がみられた。照射材料に直流高電圧印加試験を行った結果、未照射試料では試料内に電荷蓄積が確認されないが、照射フッ素材料では陽子線照射飛程の範囲内に多量の正電荷の蓄積が確認され、その正電荷の蓄積は、照射1年後の試料に高電圧を印加しても、蓄積量は減少したが正電荷の蓄積が確認された。また、陽子線照射中に空間電荷測定結果により、試料内の蓄積
未だに見つからない中性子不足アクチノイド核の微弱なα壊変と電子捕獲遅延核分裂

本研究の研究目的は,中性子不足アクチノイド核種領域の特異な壊変形式である電子捕獲遅延核分裂(ECDF ; Electron Capture Delayed Fission)と,その微弱なα壊変を詳細に調べることである.この研究から得られる実験データは,地球上にこれまでウランより重い元素が存在しない理由を明らかにするだけでなく,超アクチノイド元素の原子核質量値を実験的に与え,不安定核種領域における原子核の安定性に関する新しい知見を与えてくれる.本年度は,当該研究題目の最終年度にあたる.本研究の初年度(平成17年度)から引き続き,これまでECDFと微弱なα線を高効率かつ,同時計数測定するための特殊な測定装置システムの開発に継続的に着手してきた.これまでの研究概要として,初年度では,本研究の特性上,大型加速器施設(日本原子力研究開発機構タンデム加速器や,理化学研究所AVFサイクロトロンなど)を使用するので,個々の実験期間で各々の施設における固有のデータ収集系システムを使用するしかなかった.しかしながら,当該研究費により,我々独自のスタンドアロン形式によるデータ収集系システム(マルチイベント解析モジュールの岩通計測A3100システム)を整備することができ,各実験でのオンラインデータ間の整合性を一元化し,迅速かつ正確に解析することができるようになった.本年度(平成18年度)では,ECDF測定装置システムに組み込む予定であったECDF現象に伴う特性X線及びγ線を検出するための高純度ゲルマニウム半導体検出器を整備した.そこで,上記のデータ収集系システムとの動作試験を繰り返し行い,十分にオンライン実験に対応できることを確認した.今回,研究計画の予定であったECDF現象に伴う核分裂片や,その現象後の微弱なα線検出のためのSi表面障壁型半導体検出器の整備で,若干の不備が生じ,この点について計画通りに進めることができなかった.今後も引き続き,この問題点について改良・改善していく予定である.本研究と密接に関連して継続的に行っている共同研究である日本原子力研究開発機構の浅井氏らとのオンライン実験(^<259>Noのα-γ核分光実験)に参加した.この実験により,微弱なα線測定方法について議論を交わし,^<259>Noの基底状態の中性子軌道配位を決定することができた.中性子不足アクチノイド核種領域の特異な壊変形式である電子捕獲遅延核分裂(ECDF)とその微弱なα壊変を詳細に調べることは,地球上にこれまでウランより重い元素が存在しない理由を明らかにするだけでなく,超アクチノイド元素の原子核質量値を実験的に与え,原子核の不安定領域における安定性について新しい知見を与えてくれる.本年度は,当該研究題目の初年度にあたる.本研究の実験計画に従って,この初年度では主にデータ収集系に関わる実験機器の整備を行った.これまで本研究では,昨年度までの申請(平成14年度16年度:超アクチノイド元素からの破れたα壊変連鎖の解明)から引き続く研究実績をもとに今回の申請では研究実験の高度化を図っている.従来のオンライン実験では日本原子力研究所(現,日本原子力研究開発機構)のタンデム加速器で入射ビームを供給し,付設の実験機器やデータ収集系を使用してきた.しかしながら,割り当てられたマシンタイム時間や加速器形式に限られたビームエネルギーとビーム種,ビーム強度では観測目標とする核壊変に対して,必ずしも満足できる統計イベントが得られなかった.そこで,理化学研究所加速器基盤研究部の羽場宏光研究員の支援により,これまでのオンライン実験について,理研のAVFサイクロトロンを使用し,そのための実験整備を行った.具体的には,原研-理研間もしくは他の実験施設を含め,個々の実験ごとに独自のデータ収集システムによるスタンドアロン形式で行うことにした.この方式により,オンライン実験の準備期間における大幅な時間短縮とデータ解析の高効率化が期待できる.この観点から,本年度ではデータ収集システムの整備として,岩通計測株式会社のリストデータ収集システム(VME計測の16ch入力マルチイベントPHA&LISTモジュールA3100)を購入した.本年度は,このシステムの立ち上げと動作確認(密封線源や環境中の放射性同位元素などを使用したオフライン実験.その結果,機器の正常化を確認.)を行い,データ収集系機器の取扱いや解析方法について研究を行った.この測定機器整備と並行し,本研究と関連がある原子力機構でのオンライン実験(^<248>Cm(^<18>O,α3n)反応で生成する^<259>Noのα-γ核分光実験)を行った.この実験で用いられるガスジェット搬送結合型回転捕集システムは,本研究のECDF測定装置の開発に関係しているので,オンライン実験を通し,装置システムについての技術習得を行った.本研究の研究目的は,中性子不足アクチノイド核種領域の特異な壊変形式である電子捕獲遅延核分裂(ECDF ; Electron Capture Delayed Fission)と,その微弱なα壊変を詳細に調べることである.この研究から得られる実験データは,地球上にこれまでウランより重い元素が存在しない理由を明らかにするだけでなく,超アクチノイド元素の原子核質量値を実験的に与え,不安定核種領域における原子核の安定性に関する新しい知見を与えてくれる.本年度は,当該研究題目の最終年度にあたる.本研究の初年度(平成17年度)から引き続き,これまでECDFと微弱なα線を高効率かつ,同時計数測定するための特殊な測定装置システムの開発に継続的に着手してきた.

これまでの研究概要として,初年度では,本研究の特性上,大型加速器施設(日本原子力研究開発機構タンデム加速器や,理化学研究所AVFサイクロトロンなど)を使用するので,個々の実験期間で各々の施設における固有のデータ収集系システムを使用するしかなかった.しかしながら,当該研究費により,我々独自のスタンドアロン形式によるデータ収集系システム(マルチイベント解析モジュールの岩通計測A3100システム)を整備することができ,各実験でのオンラインデータ間の整合性を一元化し,迅速かつ正確に解析することができるようになった.本年度(平成18年度)では,ECDF測定装置システムに組み込む予定であったECDF現象に伴う特性X線及びγ線を検出するための高純度ゲルマニウム半導体検出器を整備した.そこで,上記のデータ収集系システムとの動作試験を繰り返し行い,十分にオンライン実験に対応できることを確認した.今回,研究計画の予定であったECDF現象に伴う核分裂片や,その現象後の微弱なα線検出のためのSi表面障壁型半導体検出器の整備で,若干の不備が生じ,この点について計画通りに進めることができなかった.今後も引き続き,この問題点について改良・改善していく予定である.本研究と密接に関連して継続的に行っている共同研究である日本原子力研究開発機構の浅井氏らとのオンライン実験(^<259>Noのα-γ核分光実験)に参加した.この実験により,微弱なα線測定方法について議論を交わし,^<259>Noの基底状態の中性子軌道配位を決定することができた.
仮想現実感技術による考古遺物の復元と保存の研究

本研究では,遺物の3次元形状を獲得ために,多視点画像統合法を用いて遺物の形状を求める.多視点画像統合法を用いるために,対象物に対してカメラの位置,方向が既知である多数の撮影画像が必要である.煩雑なカメラの移動,設置調整の作業を不要にするために,本研究では,安価で精度の高い電動回転台として,クォーツ制御のレコードプレーヤーを用いた.また,正確な時間間隔で連続的に撮影できるカメラとして,デジタルビデオカメラを用いた,レコードプレーヤーの回転数は毎分331/3で,ビデオカメラの撮影速度は毎秒30フレームである.従って,レコードプレーヤーの一回転あたりの撮影映像は54フレームで,一フレームあたりの回転角度は62/3度である.レコードプレーヤーの中心部に計測対象物体を設置し,ビデオカメラをレコードプレーヤーと同じ高さで水平に設置する.撮影映像から対象物体と背景を分離し,物体の輪郭を求める.物体の輪郭のデータから、物体の回転軸を求め,各水平断面部分に対して多視点融合を行い,物体の各水平断面の形状を復元する.現存,撮影は一日デジタルビデオテープに録画して,そしてパソコンのピデオ編集ソフトを使ってコンピュータに取り込む.データ処理時間は約3分で,'カメラの設置,撮影から3次元データを得るまでのすべての作業は約30分であった.計測対象の3次元形状を記述する曲面モデルを構築するだめ二,本研究はまず上記の手法で得られた物体の断面データを曲線表現に変換する手法を開発した.2値画像で表現した物体の断面データから,まず断面の輪郭を表す点群データを求める.そして,点群の各点における曲率を計算し,それに基づいで点群を分割する.各部分点群に対して,3次ベージエ曲線を当てはめ,曲線モデルをもとめる.求められた3次ベージエ曲線と点群との差が所定基準を超え場合,部分点群さらに二つに分割し,当てはめ作業を再度行う.現在,断面データから複数の3次ベジーエ曲線の当てはめを全自動で行うソフトウェアが完成した.この成果を顔の3次元モデルの構築に利用して,画像から顔特徴点の自動抽出とそれを用いて顔姿勢推定の研究も行って,良好な結果を得られた。遺物の3次元形状計測法の開発:表面特性(色が黒いなど)によって,レーザレンジファインダなど従来の非接触3次元計測装置で計測困難な物体の形状情報を得られるために,本研究では,まず,青い背景の前に回転角度が精密に制御可能な回転台水平に設置し,その上に測定対象をのせ,その真横にデジタルビデオカメラを水平に設置し,測定対象を回転させながら撮像を行う.物体が1周回転に対して画像を54枚を撮影する.撮影した画像から測定対象の領域を抽出して,shape from silhouetto法(物体の輪郭からその形状を復元する方法)を用いて,物体の凸包を求める.求めた物体の凸包と撮影画像を用いて,物体の凸包の3次元モデルを構築し,コンピュータグラフィックスで対象物体を撮影するときと同じ視点から見た凸包の画像を合成する.この合成画像と撮影画像を比較することによって,測定対象とその凸包との形状の差を検出し,凸包を修正して物体の正確な形状情報を求める.現在,対象物体の凸包を求める部分の開発と,凸包の画像合成の部分の開発が完了した.その後の形状修正の処理の部分の開発もほぼ完了し,現在全体の調整と改良を行う最中である.遺物の表面の反射特性の計測法の開発:物体の表面の拡散反射特性と鏡面反射特性を調べるために,形状測定を行う時と同様に,物体を回転台にのせ,そしてまず全方向から均一に照らされる半球面光源を用いて撮影を行う.次に,垂直に設置している線光源を用いてもう一度撮影を行う.2回の撮影画像から得られる物体の表面の各点の反射強度を抽出し,それらを分析することによって,各点の拡散反射特性と鏡面反射特性を分離し,求めることができる.現在,そのアルゴリズムの開発が完了し,半球面照明環境の製作を含む実験環境の構築を行う最中である.本研究では,遺物の3次元形状を獲得ために,多視点画像統合法を用いて遺物の形状を求める.多視点画像統合法を用いるために,対象物に対してカメラの位置,方向が既知である多数の撮影画像が必要である.煩雑なカメラの移動,設置調整の作業を不要にするために,本研究では,安価で精度の高い電動回転台として,クォーツ制御のレコードプレーヤーを用いた.また,正確な時間間隔で連続的に撮影できるカメラとして,デジタルビデオカメラを用いた,レコードプレーヤーの回転数は毎分331/3で,ビデオカメラの撮影速度は毎秒30フレームである.従って,レコードプレーヤーの一回転あたりの撮影映像は54フレームで,一フレームあたりの回転角度は62/3度である.レコードプレーヤーの中心部に計測対象物体を設置し,ビデオカメラをレコードプレーヤーと同じ高さで水平に設置する.撮影映像から対象物体と背景を分離し,物体の輪郭を求める.物体の輪郭のデータから、物体の回転軸を求め,各水平断面部分に対して多視点融合を行い,物体の各水平断面の形状を復元する.現存,撮影は一日デジタルビデオテープに録画して,そしてパソコンのピデオ編集ソフトを使ってコンピュータに取り込む.データ処理時間は約3分で,'カメラの設置,撮影から3次元データを得るまでのすべての作業は約30分であった.計測対象の3次元形状を記述する曲面モデルを構築するだめ二,本研究はまず上記の手法で得られた物体の断面データを曲線表現に変換する手法を開発した.

2値画像で表現した物体の断面データから,まず断面の輪郭を表す点群データを求める.そして,点群の各点における曲率を計算し,それに基づいで点群を分割する.各部分点群に対して,3次ベージエ曲線を当てはめ,曲線モデルをもとめる.求められた3次ベージエ曲線と点群との差が所定基準を超え場合,部分点群さらに二つに分割し,当てはめ作業を再度行う.現在,断面データから複数の3次ベジーエ曲線の当てはめを全自動で行うソフトウェアが完成した.この成果を顔の3次元モデルの構築に利用して,画像から顔特徴点の自動抽出とそれを用いて顔姿勢推定の研究も行って,良好な結果を得られた。
平滑筋ミオシンのフィラメント形成調節における必須軽鎖の機能部位

脊椎動物平滑筋ミオシンのフィラメント形成調節における必須軽鎖の機能領域とその機能内容を調べるために、まず、ニワトリ砂のう平滑筋ミオシン必須軽鎖の4つのヘリックス-ループ-ヘリックスドメインの一つまたは二つをホタテ貝必須軽鎖のアミノ酸配列に置換したキメラ必須軽鎖のDNAを構築した。大腸菌発現系を用いて各キメラ必須軽鎖を調製、ブタ大動脈平滑筋ミオシンに導入した。脱リン酸化、リン酸化状態での同ミオシンのコンホメーションとフィラメント形成を調べた結果、必須軽鎖の第2ドメインが脱リン酸化状態における平滑筋ミオシンの10Sコンホメーション形成とこれにともなうミオシンフィラメントの脱重合において重要なはたらきをすることが示された。第2ドメイン内の機能領域をさらに限定するためにニワトリ砂のう平滑筋ミオシン必須軽鎖第2ドメイン内の残基43-46領域、残基56-58領域、残基72-78領域をホタテ貝必須軽鎖の配列に置換した三種の変異体必須軽鎖を調製し、同様にして平滑筋ミオシンのコンホメーションに与える影響を調べた。その結果、これらの領域の中で残基72-78領域が脱リン酸化状態における平滑筋ミオシンの10Sコンホメーション形成において重要であることがわかった。ニワトリ砂のう平滑筋ミオシン分子中における必須軽鎖の残基72-78領域の主鎖・側鎖の配置の検討から、残基72-77領域と必須軽鎖分子内との相互作用、残基78-81領域とミオシン分子内の他のサブユニットとの相互作用のどちらかまたは両方が10Sコンホメーション形成に重要と考えられた。現在、脊椎動物平滑筋ミオシンの10Sコンホメーション形成における必須軽鎖の両領域の寄与を調べるために、残基72-77および残基78-81をホタテ貝の配列に置換した新たな変異体必須軽鎖を調製し、それらが同ミオシンのコンホメーションに与える影響を調べている。ブタ大動脈平滑筋ミオシンの必須軽鎖をホタテ貝横紋筋ミオシン必須軽鎖に交換するとコンホメーション変換、フィラメント形成のリン酸化による調節が損なわれる。そこで、平滑筋ミオシンのフィラメント形成調節における必須軽鎖の機能領域を調べるために、ニワトリ砂嚢平滑筋ミオシン必須軽鎖の4つのヘリックス-ループ-ヘリックスドメインの一つまたは二つをホタテ貝必須軽鎖のアミノ酸配列に置換したキメラ必須軽鎖のDNAを構築した。各キメラ必須軽鎖は、大腸菌発現系を用いて調製し、ブタ大動脈平滑筋ミオシンに導入した。これらのミオシンはいずれもネイティブブタ大動脈平滑筋ミオシンと同程度のNH_4^+/EDTA-ATPase活性を示し、キメラ必須軽鎖の導入が同ミオシンの構造を大きく損なうことはないことを確認した。そこで、これらのキメラ必須軽鎖導入平滑筋ミオシンについて、脱リン酸化、リン酸化状態でのコンホメーションとフィラメント形成を調べた。第1・第2ドメインあるいは第2ドメインのみをホタテ貝の配列に置換したキメラ必須軽鎖を導入したミオシンはリン酸化状態にかかわらず6Sコンホメーションをとり、10Sコンホメーションを形成できなくなった。また、これらのミオシンは、リン酸化状態にかかわらずフィラメントを形成し、リン酸化によるフィラメント形成調節能を失っていた。

しかし、第1ドメインあるいは第3・第4ドメインを置換したキメラ必須軽鎖を導入した平滑筋ミオシンは脱リン酸化状態での10Sコンホメーションがわずかに不安定化されたのみであった。以上の結果から、必須軽鎖の第2ドメインがコンホメーションやフィラメント形成のリン酸化による調節に重要なはたらきをすることが示唆された。現在、必須軽鎖の第2ドメイン中の機能領域をさらに限定するためにより狭い範囲の配列をホタテ貝の配列に置換した三種のキメラ必須軽鎖DNAを構築中である。昨年度の研究により、脊椎動物平滑筋ミオシンの脱リン酸化状態での10Sコンホメーション形成およびこれにともなうミオシンフィラメントの脱重合には必須軽鎖の第2ドメインが重要なはたらきをすることを明らかにした。本年度は、必須軽鎖第2ドメイン中の機能領域をさらに限定するためにニワトリ砂のう平滑筋ミオシン必須軽鎖の残基43-46、残基56-58、残基72-78をホタテ貝必須軽鎖の配列に置換した三種の変異体必須軽鎖を調製し、昨年度同様、ニワトリ砂のう平滑筋ミオシンから調製した調節軽鎖およびブタ大動脈平滑筋ミオシンから調製した重鎖とからミオシンを再構成した。これらのミオシンはいずれも、ネイティブブタ大動脈平滑筋ミオシンと同様、重鎖:調節軽鎖:必須軽鎖のモル比は1:1:1、且つネイティブブタ大動脈平滑筋ミオシンと同程度のNH_4^+/EDTA-ATPase活性を示し、再構成ミオシンではキメラ必須軽鎖、調節軽鎖、重鎖は化学量論的に再構成されたことが確認された(軽鎖の欠けた平滑筋ミオシンのNH_4^+/EDTA-ATPase活性は低い)。そこで、これらのキメラ必須軽鎖導入平滑筋ミオシンについて、脱リン酸化、リン酸化状態でのコンホメーションとフィラメント形成を調べた。必須軽鎖第2ドメインの配列のうち、残基43-46と残基56-58の置換は脊椎動物平滑筋ミオシンの脱リン酸化状態での10Sコンホメーション形成に影響を与えなかった。一方、残基72-78の置換は同ミオシンの10Sコンホメーション形成を著しく阻害し、必須軽鎖の同領域が10Sコンホメーション形成に重要な役割を果たしていることがわかった。ニワトリ砂のう平滑筋ミオシン分子中における必須軽鎖の残基72-78領域の主鎖・側鎖の配置の検討から、残基72-77領域と必須軽鎖分子内との相互作用、残基78-81領域とミオシン分子内の他のサブユニットとの相互作用のどちらかまたは両方が10Sコンホメーション形成に重要と考えられた。現在、脊椎動物平滑筋ミオシンの10Sコンホメーション形成における必須軽鎖の両領域の寄与を調べるために、残基72-77および残基78-81をホタテ貝の配列に置換した新たな変異体必須軽鎖を調製している。
iPS細胞を用いた歯周組織再生療法に関する総合的研究

本研究は、iPS細胞による歯周組織再生の可能性の検討とヒト歯肉線維芽細胞由来iPS細胞の樹立を目的とした。まず、骨分化刺激したマウスiPS細胞をラットの歯周組織欠損モデルへ移植した。骨分化刺激したiPS細胞は石灰化物の沈着が認められ、この細胞を移植したところ欠損部周囲への新生骨と、象牙質上に新生セメント質様組織が形成された。我々は、ヒト歯肉線維芽細胞由来iPS細胞の樹立にも成功し、新規歯周組織再生療法の基盤を築くことができた。本年度は、マウスiPS細胞を用いその骨分化誘導を行い、骨分化誘導したiPS細胞を免疫抑制ラットの歯周組織欠損部への移植の系を確立した。まず、マウスiPS細胞の骨分化誘導についてであるが、通法に従いiPS細胞から胚様体を形成し骨分化誘導培地を用いて4週間の誘導を行った。骨分化誘導した培養細胞にてOsteocalcinの発現を、細胞免疫染色・免疫蛍光染色にて確認することができた。Alizarin Red染色により石灰化物の沈着を調べたところ、時間依存的にAlizarin Red染色陽性の割合が増加した。しかしながら、その割合は4週間後で3割程度であった。これは従来のES細胞の骨分化誘導の報告と同様である。さらに、Real Time PCR法により骨分化マーカーであるRunx2、Osterix、Osteocalcin、ALPの遺伝子発現を確認したところ、本実験系では対照群と比較して有意な差を認めることはなかった。また、未分化細胞のマーカーであるNanog陽性細胞の割合は時間依存的に減少することが確認されたが、分化誘導4週間後でも一部Nanog陽性細胞が残存していた。未分化細胞が残存した状態で細胞移植を行うと奇形種が形成される恐れがあるため、細胞表面の未分化マーカーであるSSEA-1抗体を用いて細胞分離を行い、SSEA-1(-)の細胞を移植に用いた。移植細胞は温度感受性培養皿にて培養し、細胞シートを作製した。免疫抑制ラットの歯周組織欠損は、下顎骨の第1第2臼歯部の歯根を覆っている骨を頬側より削合し開窓した。移植後の観察期間は4週とした。移植4週後をマイクロCTにて観察したところ、移植部位に骨様の硬組織が確認された。現在、その組織標本について詳細な解析を行っている。本年度は、前年度の骨分化誘導したマウスiPS細胞を免疫抑制ラットの歯周組織欠損部への移植の結果が得られたため、その解析を行った。また、次年度に予定していたヒト歯肉線維芽細胞からiPS細胞を作製し、その特性の確認を行った。まず、骨分化誘導したマウスiPS細胞をラット歯周組織欠損部へ移植し,組織学的評価を行った結果であるが、ラット歯周組織欠損モデルにおいて、iPS細胞移植は皮質骨上の骨形成を増加させるのみならず,一部セメント質の形成を伴った組織像が観察された。このことから、歯周組織再生における細胞ソースとしてiPS細胞の可能性が示唆された。なお、本研究では、iPS細胞移植によるテラトーマの形成は認められなかった。次に、ヒト歯肉線維芽細胞からのiPS細胞作製であるが、Oct3/4, SOX2, KLF4, LIN28, NANOGの5つの遺伝子発現用レトロウイルスベクターを用いたレトロネクチン法にて行った。その結果、3クローンが得られた。いずれも未分化マーカーの1つであるアルカリフォスファターゼ染色に陽性であった。もとの歯肉線維芽細胞との遺伝子同一性試験(STR解析)を行ったところ、2クローンにおいては一致したが、1クローンには異常が認められた。得られた歯肉線維芽細胞由来iPS細胞においてES細胞のマーカー(Nanog, KLF4, 0ct3/4, Sox2, DPPA4, Rex1)をRT-PCR法にて確認したところ、全てのマーカーが陽性であった。さらに、歯肉線維芽細胞由来iPS細胞をマウスの精巣に移植しテラトーマ作製試験を行った。8週間後に摘出し組織切片を作製した後、HE染色にて観察したところ、外胚葉、中胚葉、内胚葉系の細胞に分化していることが確認された。このことから、我々が作製した歯肉線維芽細胞由来iPS細胞は多分化能を持つことが確認された。今後は、この歯肉線維芽細胞由来iPS細胞を用いて歯周組織再生に関して、詳細な解析を行っていく予定である。本年度は、iPS細胞による歯周組織再生をティッシュエンジニアリングの観点からアプローチし、ティッシュエンジニアリングの三大因子である(1)細胞(幹細胞)、(2)サイトカイン(シグナル分子、増殖因子)、(3)スキャフォールド(足場)について基礎データを蓄積した。まず、(1)細胞についてはiPS細胞を用いるが、iPS細胞をそのまま移植に用いるには奇形種形成等のおそれがあるため、iPS細胞を間葉系幹細胞へ分化させることとした。

iPS細胞から分化させた間葉系幹細胞の分化能を確認するために脂肪分化刺激と骨分化刺激を加えた。脂肪分化をOil Red O染色で確認したところ、高効率でOil Red O染色陽性の脂肪細胞分化が確認された。また、骨分化を骨分化のマスター遺伝子であるCbfa1をリアルタイムPCR法で確認したところ、時間依存的(110日)にCbfa1の発現が上昇していることが確認された。しかしながら、iPS細胞から分化させた間葉系幹細胞を移植に用いるには分化細胞の純度が非常に重要になってくるが、本研究では完全な分化誘導には至らず、iPS細胞由来の高純度間葉系幹細胞を得るためには課題が残ってしまった。次に、(2)サイトカインと(3)スキャフォールドについては、イヌ歯槽骨欠損モデルを用いて、現在日本で臨床治験が進められているbFGFと、既に臨床応用されているエナメルマトリックス蛋白をβ-TCPを足場材とした歯周組織再生について組織学的に検討を行った。その結果、bFGFとエナメルマトリックス蛋白、そしてβ-TCPを併用することによりセメント質形成を伴った良好な歯周組織再生を得ることができた。
海馬CAI錐体細胞NMDAレセプター活性化に働く神経回路メカニズムの研究

海馬のスライスでよく研究されているLTPの形成錐持の研究の流れにおいて欠落した領域がある。LTPの形成にはNMDA receptorの活性化が必要であるが、いずれの実験においても、活性化のための脱分極は、人為的刺激ないしは細胞内通電によっている。生体内に於いてこの脱分極が如何にして形成されるかを調べることは、海馬の役割及び仕組みを考える上で欠くことが出来ない。具体的には、CA3錐体細胞どうしが、同期活動現象に重要な働きをする連合線維の、何個のシナプスによって結合しているかを形態学的に調べる。次にCA3錐体細胞とCA1錐体細胞が何個のシナプスで結合しているかを調べ、同期活動し得るCA3錐体細胞の数と、unitEPSPから、CA1錐体細胞に起こり得る脱分極の大きさを見積ることにあった。この目的のために、複数神経細胞を同時に違った物質で染色し、二つの神経細胞のつながりを、光顕電顕両レベルで観察する技術が必要である。Neurobiotinを単一の神経細胞に注入し、Co-DAB反応で黒色に標識する。次に複数の神経細胞にLucifer Yellowを注入し、Avidin Biotincomplexを付け、DAB反応で褐色に標識する、以上の手順によって、一個の錐体細胞からの軸索はBiocytinで黒色に標識され、他の錐体細胞は主に樹状突起がHRPで褐色に標識される。この方法で錐体細胞どうしのシナプス結合の数を確認することを試みて来た。海馬の錐体細胞の樹状突起と軸索は、スパインを介してシナプスを形成するので、光学顕微鏡レベルでは、樹状突起と軸索の接触という形では捕らえられないという問題点が、明らかになってきたが、光顕により樹状突起と軸索の近接を、各々の錐体細胞で勘定すれば、過大評価する事はあっても過少評価する事はないとおもわれるので、光顕でも一定の概算が可能と考え、現在この法方でデータを収拾中である。
ユビキタス情報技術における新しいエネルギー源の開発とその応用

本研究は、ユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として実現させる事を目的とし、無線電力伝送技術の高効率・高性能化と成層圏気球インターネットサービス計画(Project Loon)等のエネルギー充電技術への応用を目指した研究開発である。無線電力伝送システムでは、エネルギーをマイクロ波に乗せて送りだすと距離に比例してマイクロ波が広範囲に広がるため、大電力を受信することは困難となる。そこで、送信マイクロ波に指向性をもたせるビームフォーミング技術による大電力化送信を行い、ビームフォーミング技術を用いてない物と比べ1000mmの伝達距離において、約1.46倍の電力を効率的に送ることができた。本研究は、マイクロ波無線電力伝送技術に注目し、ユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として実現させる事を目的とし、無線電力伝送技術の高効率・高性能化とその応用を目指した研究開発である。まず、無線電力伝送システムでは、エネルギーをマイクロ波に乗せて送りだすと距離に比例してマイクロ波が広範囲に広がるため、受信側では大電力を受信することが困難となる。そこで、送信マイクロ波に指向性をもたせるビームフォーミング技術による大電力化送信を行った。ビームフォーミングを形成するためには、送信マイクロ波の位相を変えると移相器の出力が急激に劣化するため、出力の劣化を最小限にしながら指向性を増大できる実装装置を開発し、実験を行ってその有効性を示した。更に、成層圏等での高高度通信システムから地上への情報伝送は無指向性アンテナを用いて通信を行うため、地上から気球へ指向性をもたせて送りだすエネルギーは通信システムの強力な干渉となり、通信品質に影響を及ばすため、強力な干渉下での通信品質の劣化を防ぐ最適な信号生成法と干渉波による回り込み波の低減法として、可視光通信による信号伝送を検討し、その有効性も示した。また、無線通信システムにおいて、情報を伝達するためには、送信信号の振幅や位相を変化させて送信を行うため、変調信号の振幅や位相が時間変動するとその信号の包絡線も変動し、発電量も時間変動するため、安定的な発電とその利用にも制限が生じる。次年度は、ビームフォーミング技術のみならず、増幅器の非線形問題でも応用される振幅の変動が少ないオフセットQPSKとpi/4 QPSK等の様々な変調方式を検討し、最適な変調方式とその発電量を明らかにする予定である。本研究は、マイクロ波無線電力伝送技術に注目し、ユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として実現させる事を目的とし、無線電力伝送技術の高効率・高性能化と大規模災害時に緊急の通信手段として期待される成層圏気球インターネットサービス計画等のエネルギー充電技術への応用を目指した研究開発である。平成27年度の研究計画は、無線通信システムにおいて、情報を伝達するためには、送信信号の振幅や位相を変化させて送信を行うため、変調信号の振幅や位相が時間変動するとその信号の包絡線も変動し、エネルギーを乗せたマイクロ波の振幅の変動により発電量も時間変動するため、安定的な発電とその利用にも制限が生じる。この問題を改善するため、増幅器の非線形問題でも応用される振幅の変動が少ないオフセットQPSKとpi/4 QPSK等の変調方式を検討し、最適な変調方式とその発電量を明らかにすることであった。まず、受信側のレクテナで平滑回路が無い場合はオフセットQPSK、pi/4 QPSKは約3%発電量が大きくなりましたが、平滑回路がある場合はその発電量に大きな差はなく、平滑回路を搭載する無線電力伝送には変調方式に依存しないことが分かった。その結果をまとめ、平成28年度は国際会議と論文誌に投稿予定である。また、送信電力10W、送信距離10mを想定した実装実験装置の試作と実験に関しては、装置を作るための部品が高騰し、試作が少し遅れましたが、2.4GHzで駆動する実験装置の試作は完了したため、平成28年度で屋外実験などを行いその性能を明らかにする予定です。また、情報トラフィックの管理と最適化の検討として、干渉の低減法や情報信号をのせて伝送する際の初期同期の取得法なので研究を行いその結果をIEICE Communication ExpressとTransactions on Emerging TelecommunicationsTechnologiesなどの論文誌に発表しています。本研究は、無線電力伝送によるユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として利用することを目指した研究開発であり、そのベースとなる高性能レクテナの開発とビームフォーミング技術による大電力化送信、さらに変調方式による発電量の時間変動に対する対策の研究が初期計画とほぼ同じ程度で実現できており、概ね順調であると判断しています。これからは、システム全体的に大規模災害時の緊急通信としての応用するために必要なネットワーク構成と優先順位や公平性、通信範囲を含む問題点を検討し、その問題点を解決する方法の提案とその有効性を検討する予定です。平成28年度の研究計画は、システム全体的に大規模災害時の緊急通信として応用するために必要なネットワーク構成と通信範囲を含む問題点を検討し、その問題点を解決する方法の提案とその有効性を検討することであった。特にGoogleの成層圏気球インターネットサービス計画は、気球を風に乗せて航行させる方法と、高さを変えることによって風を選びながら航行させる方法があり、それによって限定的操縦が可能となる。しかし、一つの気球を飛行させても上空に他の気球がある可能性もあり、逆に、周辺に他の気球が存在しない可能性も高いため、一定の地域をカバーし、通信を保障するためには、高度な情報トラフィックの管理が必要となる。そのため、エネルギー伝送のみならず、情報トラフィックの管理と最適化の検討として、干渉の低減法や情報信号をのせて伝送する際の初期同期の取得法などの研究を行った。

成層圏の気球から地上への情報伝送は無指向性アンテナを用いて送信を行うが、無線電力伝送は地上から指向性アンテナで気球にエネルギーを送りだすため、強力な干渉波による通信品質の劣化という問題があり、無線と可視光通信を併用した通信方式を検討し、強力な干渉下でも通信品質の劣化を防ぎ優れたシステム性能の実現できることを示した。その結果は、IEEE Photonics JournalとElsevier Digital Signal Processingなどの論文誌に発表している。本研究期間中、無線電力伝送によるユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として利用することを目指し、そのベースとなる高性能レクテナの開発とビームフォーミング技術による大電力化送信、さらに変調方式による発電量の時間変動に対する対策の研究がほぼ初期計画通りに進捗し、さらに高性能化が出来ればシステム全体的に大規模災害時の緊急通信としての応用が可能と考えている。本研究は、ユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として実現させる事を目的とし、無線電力伝送技術の高効率・高性能化と成層圏気球インターネットサービス計画(Project Loon)等のエネルギー充電技術への応用を目指した研究開発である。無線電力伝送システムでは、エネルギーをマイクロ波に乗せて送りだすと距離に比例してマイクロ波が広範囲に広がるため、大電力を受信することは困難となる。そこで、送信マイクロ波に指向性をもたせるビームフォーミング技術による大電力化送信を行い、ビームフォーミング技術を用いてない物と比べ1000mmの伝達距離において、約1.46倍の電力を効率的に送ることができた。ビームフォーミング技術による大電力化送信に関しては概ね良い成果を得られており、次年度の大電力化に最適な変調方式の検討結果を踏まえ、さらに高性能化が期待される。一方、予定していた2.4GHzの送信機の試作は、円安などの影響による価額が高騰したため当初計画の金額では実験装置の構築が困難であるため、既存の部品などを利用可能な理由から5.8GHzで構築し、研究を進めている。今後の堆進方策は、システム全体的に大規模災害時の緊急通信としての応用するために必要なネットワーク構成と優先順位や公平性、通信範囲を含む問題点を検討し、その問題点を解決する方法の提案とその有効性を検討する予定です。特にGoogleの成層圏気球インターネットサービス計画は、気球を風に乗せて航行させる方法と、高さを変えることによって風を選びながら航行させる方法があり、それによって限定的操縦が可能となります。しかし、一つの気球が飛んでいっても上空に他の気球がある可能性もあり、逆に、周辺に他の気球が存在しない可能性も高いため、一定の地域をカバーし、通信を保障するためには、高度な情報トラフィックの管理が必要となります。そのため、エネルギー伝送のみならず、将来、役に立つ可能性が高い成層圏気球インターネットサービス計画の実現に応用させるため、複数の気球と広いエリアに適用可能な情報トラフィック制御法とその最適化を検討し、有効性を検討する予定です。
在宅移行期のシームレスケアに向けた病棟看護師と訪問看護師の協働のガイドライン

平成25年度は、1.ガイドライン(案)の作成、2.ガイドライン(案)の洗練化、3.ガイドライン(案)の再洗練化を計画した。1.ガイドライン(案)の作成計画では、研究者が修士論文で取り組み、平成24年度に学会誌へ投稿した研究「在宅移行期における訪問看護師が取り組む病棟看護師との協働」と結果を統合し、ガイドライン(案)を作成する予定であった。平成24年度のフィールド調査をもとに、近隣県の対象者を中心にアクセスした。結果、訪問看護師と実際に協働しているのは、地域医療連携室における退院調整看護師が窓口となっており、病棟看護師が訪問看護師と協働した事例に関するデータが十分に得られなかった。よって、1.ガイドライン(案)の作成、および2.ガイドライン(案)の洗練化、3.ガイドライン(案)の再洗練化の進行にやや遅れがみられている。研究者の所属の異動に伴い本研究は廃止となるが、今後はさらに対象者数確保のためにフィールド調査のさらなる実施と、アクセスが必要と考える。また近年、退院調整看護師による訪問看護師との協働が主流となりつつある。さらに、在宅看護に関する学会や文献によると、訪問看護師は外来看護師との協働も積極的に取り組み始めているとの報告もある。これらのことから、退院調整看護師と訪問看護師との協働、あるいは外来看護師と訪問看護師との協働をテーマにした研究も検討していく必要があり、さらに文献検討を重ねていく必要があると考える。平成24年度は、1.インタビューガイド作成・対象者の選定・データ収集、2.病棟看護師が取り組む訪問看護師との協働の明確化、3.ガイドライン(案)の作成を計画した。1.インタビューガイド・対象者の選定・データ収集インタビューガイド作成にあたり、在宅移行に関する最新の動向と課題を整理する必要性から、学会等への参加と文献等を購入した。結果、病院と地域が連携・協働していくことの重要性は注目されているものの、具体的にどのように連携・協働していくのかまでは、いまだ明らかにされていないことがわかった。よって、本研究で在宅移行期におけるシームレスケアを推進する病棟看護師と訪問看護師の協働を明らかにし、「在宅移行推進に関するガイドライン」を開発することは、患者・家族にシームレスな医療・ケアを提供し、在宅生活への早期適応、QOLの維持・向上およびセルフケアの継続を推進する重要な研究テーマであるといえる。対象者の選定にあたり、フィールド調査として在宅移行や地域連携に関する学会等に参加した。フィールド調査にとどまっているため、来年度は対象者にアクセスし、データ収集に取り組んでいくこととする。2.病棟看護師が取り組む訪問看護師との協働の明確化「在宅移行期のシームレスケアに向けた病棟看護師と訪問看護師の協働のガイドライン」(案)作成にあたり、本研究結果と統合させる予定の研究者が修士論文で取り組んだ「在宅移行期における訪問看護師が取り組む病棟看護師との協働」に関して学会誌への投稿に取り組んだ。在宅移行に関する最新の動向と課題の整理、「在宅移行期のシームレスケアに向けた病棟看護師と訪問看護師の協働のガイドライン」(案)作成にあたり、本研究結果と統合させる予定の研究者が修士論文で取り組んだ「在宅移行期における訪問看護師が取り組む病棟看護師との協働」に関して学会誌への投稿論文の作成に時間を要したため、研究計画の達成度にやや遅れがみられている。インタビューガイドをもとに、退院調整に携わった経験のある病棟看護師1名にプレテストを行い、インタビューガイドを洗練化する。フィールド調査をもとに対象者の選定を行い、各施設の倫理審査を受け、データ収集を平成25年10月までに行う。収集したデータをもとに、平成25年12月までに病棟看護師が取り組む訪問看護師との協働を明確にし、研究者が修士論文で取り組んだ「在宅移行期における訪問看護師が取り組む病棟看護師との協働」の結果と統合させ、ガイドライン(案)を作成する。該当なし
高分子材料の高電界誘電物性の過渡応答と電圧印加履歴との関係

本研究では、各種電界(直流、交流および周波数スイ-プ交流)前印加直後の誘電物性量を、商用周波数領域において交流電解印加直後の過渡応答を含めて測定可能とし、高分子材料の損失発生機構を詳細に検討することを目的として研究を進めてきた。以下に研究実績の概要を示す。1.ポリエチレン等の高分子材料を試料とした高電界誘電特性の測定に際して、直流ステップ、直流ランプ、周波数スイ-プ交流、およびこれらの複合波形を前印加可能な電源を作製した。また、直流分を重畳した状態でも、交流ランプ電圧などを出力可能とした。2.上記電圧前印加直後や、直流・交流重畳時の、商用周波数領域における交流損失電流波形の過渡応答を連続波形取り込みし、そのFFT解析により、印加電圧一周期毎の試料のtanδ、交流導電率および容量の変化分を計算・評価するシステムを構築した。3.DSP(デジタルシグナルプロセッサ)を有する高電界誘電特性の波形解析システムについて、データ取り込みとFFT波形解析を電界印加時にリアルタイムに並行処理可能とするシステムの基幹部分の作成に成功した。今後、本システムを進展させることにより、高電界誘電特性の電界印加履歴や絶縁破壊前駆現象と連動した電源システムの遮断などが可能となるものと期待される。4.以上により、高分子材料の高電界誘電物性の非線形応答を含めた観測を可能とし、固体物性学、特に高電界誘電特性の非線形性や過渡応答と電圧印加履歴との関係に対する新たな知見を得た。特に、直流重畳時の高電界誘電特性やtanδが負となる試料の原因解明などは、本研究により初めて明らかになったことである。