hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共振器結合型Bi-2212単結晶発振器の創成による1THz以上の発振周波数の獲得

Bi2Sr2CaCu2O8+δ固有ジョセフソン接合発振器において1THz以上の周波数領域でのコヒーレント発振を目指し、シャント抵抗有する固有接合アレイとストリップライン共振器との結合を試みた.数値計算上必要な素子パラメータを得ることができたが、接合アレイを形成する個々の接合特性の違いを制御できず共振器との結合は達成できなかった.このため発振素子の発振周波数を制限する原因の一つである自己発熱効果低減に向け、自己発熱を実験ならびに数値計算から評価した。得られた結果を素子作製プロセスに反映し自己発熱による素子温度上昇を抑制することに成功し、最高で1.12Tzの電磁波放射を観測することに成功した。本研究課題では、超伝導材料であるBi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi-2212)結晶中に内在する固有ジョセフソン接合アレイを利用した1THz以上の周波数を埋める固体発振素子としての有用性を示すことを目的としている。H27年度は、(1)固有接合発振器において問題となる自己発熱効果の抑制法、および(2)接合アレイを同期動作させるための素子構造の検討を進めた。(1)の研究では、発振素子に塗布した蛍光体の発光強度の温度依存性を利用した熱イメージングシステムを構築し自己発熱を評価した。温度上昇の投入電力密度依存性は二次関数的な挙動を示し、測定ポイント間で素子温度がただちに平衡状態に達していないことが分かった。現在、主要な排熱パスとなる基板をソーダライムガラスからシリコンへ変更すると同時に、基板・結晶間の接着剤厚を極薄化する素子作製システムを構築し、2年目以降に行う発振素子の作製と性能評価に備えている。(2)の研究では、素子作製に先立ち数値計算によりシャント抵抗を付与した接合アレイの同期動作条件の検討を行った。接合アレイの最上部と最下部とを抵抗シャントする構造では、接合特性がたとえ均一であっても不安定な電流-電圧特性となることが判明した。このことは、接合間の同期動作に必要となる安定な電圧バイアスが不可能であることを意味している。このため、本年度は抵抗シャントではなく、レーザー照射による局部加熱によって部分的な超伝導状態の破壊によるシャント効果付与に関する研究を進めた。現在、電流-電圧特性の変調まで確認しており2年目以降では、レンズによる光集光と光吸収体を備えたデバイス構造を作製し、数値計算と併せて接合アレイの同期動作条件の検討を進める。当初の計画は、接合アレイを抵抗シャントし共振器構造と結合させる予定であった。しかしながら、素子設計に際し数値計算を進めた結果、接合アレイのシャント抵抗効果は予想と異なり不安定な動作をすることが明らかとなった。このため、初年度に計画していたプロセスの変更を余儀なくされ、レーザー照射による超伝導状態の局所破壊に実験計画をシフトする必要が生じた。現在、電流-電圧特性の変調を確認しており、平成28年度以降の研究でシャント抵抗を有する接合アレイと共振器構造の結合を目指す。H28年度は、前年度に引き続き(1)固有接合発振器において問題となる自己発熱効果の抑制法の検討に加えて(2)フラックス法によるBi-2212単結晶育成法の検討を行った。(1)の研究では、現状のデバイス構造の熱的問題点を解決するための最適な構造を有限要素法によってシミュレーションした。デバイスの排熱として一番の問題点となるのは発振素子と基板を張り合わせるための接着層(本研究ではポリイミドあるいは紫外線硬化樹脂)のであり,厚さを1 um程度まで薄くすることが出来れば熱特性が改善されることが予想されたため,デバイスプロセスに接着層厚を制御するためのプロセスを取り入れた。現時点では接着層厚に若干のバラつきはあるものの厚さをおおよそ1 umへと薄膜化することに成功した。この結果、発振素子に印加できる電圧を既存のデバイスの3倍程度に向上させることが可能となり,この結果受けて発振周波数1THz以上を達成した。(2)の研究ではフッ化物をフラックスとしたBi-2212単結晶成長を試みた。出発原料としてBi2O3, SrCO3, CaCO3, CuO, SrF2, CaF2を用いて、まず酸化物のみで金属比Bi:Sr:Ca:Cu=2:2:1:2となるように試料を秤量、混合、仮焼を行った。その後、炉から取り出し混合し、さらに加熱処理をした。最後に、フッ化物を混合しアルミナるつぼに入れ熱処理(880°C、6時間)を行った。この結果、最大で厚さ0.25mm×長さ4 mmの板状結晶の成長を確認した。同様の温度プロファイルで酸化物のみのBi-2212組成の試料を本焼した結果、粉末のまま固相のBi-2212が生成していたことから、フッ化物を混合することで融解が進み液相からの結晶成長が進んだと考えられる。平成28年度は前年度に課題となった発熱効果の抑制とシャント抵抗効果の付与効果に関する研究を中心に進めることを目標に定めていた。この課題のうち、発熱の抑制については有限要素法による熱解析によってデバイス構造の最適化を進め発熱を大幅に抑えることが可能となった。この結果、固有接合発振器において1THz以上の発振周波数を達成に成功した。一方で、さらなる発展にはシャント抵抗の付与とその効果の評価など残された課題もある。この課題については、最終年度であるH29年度での解決を目指す。一方、当初の予定になかったフッ化物フラックス法によるBi-2212

単結晶育成法の研究では金属フラックスを用いた場合より低温度での液相成長が可能である見通しを得ることが出来た。本研究では、1THz以上の発振周波数を有する固体デバイス開発に向けてBi系固有ジョセフソン接合を中心にデバイス作製プロセス、結晶成長、検出器に関して研究を行った。その結果、Bi2212単結晶を希塩酸によって改質することで得た固有接合素子から1THz以上の電磁波放射をフーリエ分光によって明らかにした。また、薄膜型素子作製に向けKOHフラックスを用いたBi-2212結晶成長を試みた結果、自己フラックス法より低温度(約900°C)で単結晶を育成できることを見出した。本研究で実証した発振周波数はウエットプロセスによる固有接合素子のなかでは最高であり、薄膜型素子にすることでさらなる発振周波数の向上が期待できる。Bi2Sr2CaCu2O8+δ固有ジョセフソン接合発振器において1THz以上の周波数領域でのコヒーレント発振を目指し、シャント抵抗有する固有接合アレイとストリップライン共振器との結合を試みた.数値計算上必要な素子パラメータを得ることができたが、接合アレイを形成する個々の接合特性の違いを制御できず共振器との結合は達成できなかった.このため発振素子の発振周波数を制限する原因の一つである自己発熱効果低減に向け、自己発熱を実験ならびに数値計算から評価した。得られた結果を素子作製プロセスに反映し自己発熱による素子温度上昇を抑制することに成功し、最高で1.12Tzの電磁波放射を観測することに成功した。平成27年度に行った研究において、我々の作製したBi-2212固有接合発振素子の解決すべき課題を明確にすることが出来た。また、課題解決に向けた測定システムの構築も進めることが出来、次年度以降の研究を進める上で十分な準備体制が整ったと考えられる。平成28年度以降は、課題となった発熱効果の抑制とシャント抵抗効果の付与効果に関する研究を進めこれらの解決に注力する。平成28年度に行った研究において、研究の立案段階の第一目標であった1THz以上の発振周波数は達成することが出来た。また、結晶成長においてフッ化物フラックスを利用することで成長温度の低温下に対する見通しを得ることが出来るなどの進展があった。一方で、シャント抵抗効果の付与効果に加え共振器構造との結合など固有ジョセフソン発振器を高周波工学に基づいて設計するまでには至っていない。最終年度となる平成29年度は、固有接合発振器へのシャント抵抗効果の付与効果、共振器構造との結合に関する研究を進め固有接合発振器の設計指針を明らかにするこをと目指す。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。超伝導エレクトロニクス平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
研削によるインプロセス表面改質とその効果発現メカニズムの解明

本年度はまず,以下の3項目をまず実施した.1被処理部材の腐食・磨耗特性の評価:実際に体内で生体材料が使用される場合には,単に腐食のみが作用するばかりでなく腐食と磨耗の両者が同時に作用する.したがってそのような過酷な環境下における特性にも優れている必要がある.そこでまず摩擦・磨耗特性の評価を行った.つづいて申請者が開発したトライボコロージョンシステムにより腐食と磨耗とが同時に作用する場合の劣化挙動について評価した2被処理部材の細胞毒性の評価:生体内に人工物を埋入する場合,その材料が生体に対して毒性を持たないということが非常に重要な因子となる.そこで本研究では骨芽細胞とマクロファージの培養を滅菌した表面改質試験片上で行い,細胞増殖率の変化を調べた.これにより,細胞に対する毒性の有無を知ることができる.また,同様な環境下で細胞の発生する信号であるサイトカインの測定を行うことにより,試料の細胞毒性を評価した.3実験動物を利用した生体適合性評価:人工物の生体適合性を評価するためには前述の細胞毒性の評価に加えラットなどの実験動物を利用して安全性を評価する必要がある.ここでは2つの面から検討を行う.まず一方は,人工物が生体に及ぼす影響についての検討である.これに関して,表面改質処理を施した試料をラットに埋入しその周辺の骨組織などの標本調査を行うことにより調べた.もう一方は,生体が人工物に及ぼす影響である.これに関しては一定期間埋入した試験片の破壊靭性試験を行うことにより評価した,また,最後に研究成果に対する総合的検討を加え,学術的観点から表面改質機能発現メカニズムを明確にした.なお,これらの成果に関しては,現在,原著論文として執筆中である.本年度はまず,以下の3項目をまず実施した.1被処理部材の腐食・磨耗特性の評価:実際に体内で生体材料が使用される場合には,単に腐食のみが作用するばかりでなく腐食と磨耗の両者が同時に作用する.したがってそのような過酷な環境下における特性にも優れている必要がある.そこでまず摩擦・磨耗特性の評価を行った.つづいて申請者が開発したトライボコロージョンシステムにより腐食と磨耗とが同時に作用する場合の劣化挙動について評価した2被処理部材の細胞毒性の評価:生体内に人工物を埋入する場合,その材料が生体に対して毒性を持たないということが非常に重要な因子となる.そこで本研究では骨芽細胞とマクロファージの培養を滅菌した表面改質試験片上で行い,細胞増殖率の変化を調べた.これにより,細胞に対する毒性の有無を知ることができる.また,同様な環境下で細胞の発生する信号であるサイトカインの測定を行うことにより,試料の細胞毒性を評価した.3実験動物を利用した生体適合性評価:人工物の生体適合性を評価するためには前述の細胞毒性の評価に加えラットなどの実験動物を利用して安全性を評価する必要がある.ここでは2つの面から検討を行う.まず一方は,人工物が生体に及ぼす影響についての検討である.これに関して,表面改質処理を施した試料をラットに埋入しその周辺の骨組織などの標本調査を行うことにより調べた.もう一方は,生体が人工物に及ぼす影響である.これに関しては一定期間埋入した試験片の破壊靭性試験を行うことにより評価した,また,最後に研究成果に対する総合的検討を加え,学術的観点から表面改質機能発現メカニズムを明確にした.なお,これらの成果に関しては,現在,原著論文として執筆中である.チタン合金は耐食性に優れるため,近年,生体材料としてもっとも一般的に使用されている.しかしながら生体内で長期間使用された場合には,腐食により金属イオンが溶出することが報告されており,生体適合性という観点から解決すべき課題ものこされている.本研究では電解を利用して砥石のドレッシングをインプロセスで行うことのできる研削技術(ELID研削)をさらに拡張して,生体適合性に優れる表面の創製を試みた.以下に本年度得られた成果を要約する.1.被処理材の表面改質特性に及ぼす電圧印加の影響に関して研究を行った.具体的には,ワーク表面における化学反応を積極的におこさせるために,外部から電位を印加し,その影響を調べた.処理表面に関しては,EDXおよびXPSによる分析を行い,酸化皮膜の厚さや性状について検討を加えた.さらに,TEMによる表面観察を行い,皮膜の厚さを定量的に評価した.その結果,開発したシステムにより,電圧を印加することにより,通常では15nm程度の厚さの酸化皮膜を約10倍にすることができた.また,このような厚い酸化皮膜の効果により,耐食性や耐摩耗特性が著しく向上すうことがあきらかとなった.2.微粒子ピーニングを利用した表面改質プロセスの構築に関する研究を,チタン合金を対象として実施した.とくに高温下において,処理を施すことにより,ショット材の粒子の拡散が助長され,表面改質効果を発現することが明らかとなった.また,生体適合性に関しても,細胞毒性という観点から評価し,同処理により向上することを示した.当該年度はまず,被処理材の表面改質特性に及ぼす研削液の影響について調査した.研削液は加工中ワークと直接接触することになるため,被加工物の表面性状には大きな影響を与えることが期待される.溶液は電解質である必要があるが,その条件を満たしていれば,さまざまな工夫を加えることができる.本年度は被加工表面の生体適合性の向上を目的として,防腐剤やpHなどを変化させた研削液により表面研削を施したチタン合金について細胞毒性試験をおこなった.

その結果,pHを変化させることにより,細胞毒性が優位に低下することが明らかになった.次に,被処理材の表面改質特性に及ぼすワーク温度の影響について調べた.具体的には試験片を高温もしくは低温に保持した状態で加工を行いその影響を調べた.その結果,約0°Cの温度に試験片を保持したまま研削をほどこすことにより,常温では困難とされているチタン合金の研削が効率的に行われることが明らかとなった.ただし,この場合には,常温で研削したときに認めら得るような砥粒成分の拡散は認められず,表面改質効果という観点からは必ずしも充分とはいえないことなどを明らかにした.また,研削に用いる砥石のボンド材にCrを含有させた砥石を準備し,ボンド材成分がステンレス鋼の研削特性に及ぼす影響についても検討を行った.現時点では詳細は明らかでないが,従来とはことなるインプロセスドレッシング特性が存在する可能性を見出した.本年度はまず,以下の3項目をまず実施した.1被処理部材の腐食・磨耗特性の評価:実際に体内で生体材料が使用される場合には,単に腐食のみが作用するばかりでなく腐食と磨耗の両者が同時に作用する.したがってそのような過酷な環境下における特性にも優れている必要がある.そこでまず摩擦・磨耗特性の評価を行った.つづいて申請者が開発したトライボコロージョンシステムにより腐食と磨耗とが同時に作用する場合の劣化挙動について評価した2被処理部材の細胞毒性の評価:生体内に人工物を埋入する場合,その材料が生体に対して毒性を持たないということが非常に重要な因子となる.そこで本研究では骨芽細胞とマクロファージの培養を滅菌した表面改質試験片上で行い,細胞増殖率の変化を調べた.これにより,細胞に対する毒性の有無を知ることができる.また,同様な環境下で細胞の発生する信号であるサイトカインの測定を行うことにより,試料の細胞毒性を評価した.3実験動物を利用した生体適合性評価:人工物の生体適合性を評価するためには前述の細胞毒性の評価に加えラットなどの実験動物を利用して安全性を評価する必要がある.ここでは2つの面から検討を行う.まず一方は,人工物が生体に及ぼす影響についての検討である.これに関して,表面改質処理を施した試料をラットに埋入しその周辺の骨組織などの標本調査を行うことにより調ペた.もう一方は,生体が人工物に及ぼす影響である.これに関しては一定期間埋入した試験片の破壊靭性試験を行うことにより評価した.また,最後に研究成果に対する総合的検討を加え,学術的観点から表面改質機能発現メカニズムを明確にした.なお,これらの成果に関しては,現在,原著論文として執筆中である.
相同組換え修復におけるRAD52反応中間体の構造生物学的研究

本研究の意義は、相同組換え反応経路において未だ明らかにされていない反応ステップのメカニズムを明らかにする点にある。メカニズムが未知の反応ステップとして一本鎖DNAアニーリング反応とメディエーター反応があり、そのいずれの反応ステップでも中心となって働くタンパク質がRAD52である。従って、本研究ではRAD52に着目して解析を行った。本年度は一本鎖DNAアニーリング反応のメカニズムを明らかにするためにRAD52・一本鎖DNA複合体の結晶構造解析を行った。SPring-8放射光施設およびPhoton Factory放射光施設にてX線回折実験を行った結果、4種類のDNAとRAD52との複合体の立体構造を明らかにすることに成功した。今回明らかにした立体構造は世界で初となるRAD52の反応中間体の立体構造であり、一本鎖DNAアニーリング反応のメカニズムを明らかにするための重要な知見を与えた。また、メディエーター反応のメカニズムを明らかにするために様々な生化学的解析を行った。その結果、RAD52上の2つのアミノ酸がメディエーター反応に重要であることを明らかにした。RAD52が触媒するメディエーター反応のメカニズムは現在までに全く明らかにされておらず、今回の解析結果はメディエーター反応のメカニズムを明らかにするための重要な知見を示したと言える。このように本研究では磁D52が触媒する二つの反応においてメカニズムの一端を明らかにすることに成功した。いずれの発見も世界で初めてとなるものであり、相同組換え修復機構のメカニズムを明らかにするための重要な発見であると言える。研究目的:相同組換え修復の分子機構を、中心的な役割を果たすRAD52タンパク質の立体構造・機能解析を通して明らかにすることを目的とする。研究方法:RAD52の機能を(1)RAD52の翻訳後修飾、(2)RAD52とDNAとの複合体の結晶構造解析及び(3)酵母Rad52の生化学的解析という3つの側面から解析した。(1)RAD52のSUMO化修飾に着目した。前年度は、大腸菌内においてSUMO化したRAD52を大量調製し、様々な生化学的解析を行ってきた。本年度は、これらの解析結果を踏まえ、細胞生物学的解析を行い、細胞レベルでのSUMO化によるRAD52の機能への影響を解析した。(2)々な配列と長さのDNAとRAD52との複合体を調製し、結晶化を行った。得られた結晶を用い、SPring-8およびPhoton Factory放射光施設にてX線回折実験を行った。(3)酵母Rad52がRad51の機能調節をどのような分子機構で行うのかを調べるために、Rad52およびRad51をリコンビナントタンパク質として精製し、生化学的解析を行った。研究成果(1)細胞生物学的解析によりSUMO化がRAD52の核局在に影響を与える可能性が示唆された。この結果と、前年度までの生化学的解析結果を合わせ、論文を発表するに至った。(2)RAD52に安定に結合するDNA配列を見いだした。そして、この配列をもつssDNAとRAD52の複合体の立体構造を高分解能で決定することに成功した。この立体構造は世界で初となるヒトの相同組換え修復タンパク質を含んだ反応中間体構造であり、真核生物の相同組換え反応の分子機構を明らかにする上で重要な知見となると考えられる。この成果は、学会で発表するに至った。(3)生化学的解析により、Rad52のC末端側がRad51の構造および機能の調節に大きく影響を与えることを明らかにした。本研究成果は、学会で発表するに至った。
マルコフ確率場と学習理論の融合による空間データの判別分析

本研究の目的は(a)学習理論による分光データの判別手法を,カテゴリの空間分布を利用して改良すること,(b)学習理論による判別手法の選択法,マルコフ確率場のモデル選択法を導出すること,(c)実際の衛星データにより本手法と従来手法とを比較・検討することであった。すなわち統計的手法と学習理論の融合による判別手法を導出することであった。Nishii and Eguchi(2004)でSpatial AdaBoostを提案し,統計手法と学習理論の融合という研究目的を次のように達成した。Spatial AdaBoostは以下のステップで判別を行う。(1)教師データの各点で各カテゴリの事後確率を求める。(2)ある点における近傍での対数事後確率の平均を計算し、それを判別関数とする。(3)経験リスクの最小化で異なる半径の近傍での平均対数事後確率に対する重みを逐次的に決定する。(4)対数事後確率の重み付き線形和でテストデータを判別する。提案手法を数値例や実データで検証した結果、高速な判別基準であり、時間を要するマルコフ確率場に基づく判別手法と同程度の性能を持つことがわかった。提案手法は非反復的に画素ラベルを推定できるため高速となる。ただ、指数ロスは誤判別された外れ値に対して大きすぎるロスを与えるため、判別関数に負の係数を与えてしまう場合がある。そこで、ロバストなロス関数に基づくSpatial AdaBoostの研究を進めていて、部分的な解決を見ている。また画像解析や学習理論に関連する研究として、ロバストなロス関数の提案とその性質、リモートセンシング画像の地形効果補正や幾何補正、モルフォロジーによる画像のテクスチャー解析、文字認識のための画像の回転不変量の導出、を行った。本研究の目的は、判別手法の理論的研究,及びその実データへの応用にある.まず,独立なデータの判別手法について,学習理論のうち分布型を仮定しない判別手法であるサポートベクターマシン(SVM)やアダブーストの研究をすすめた.その理論的背景の理解のもとで,遺伝子のマイクロアレイデータから癌の種類を判別する方法をSVMとアダブーストに基づいて提案した.本手法は2003年バイオインフォマティックスコンテストの優秀賞を得た.一方空間的に従属する画素からなる画像の画素それぞれ,あるいは画像そのものを分類ことを考える.この場合特徴空間での判別手法に空間的な位置関係(幾何情報)を追加することにより判別精度を向上できることが知られている.従来の手法は特徴空間,幾何空間ともに統計モデルを適応するものであったが,本研究では,特徴空間は学習理論による判別手法,幾何空間については統計モデルを用いて両者の結果を融合する手法を研究する.Nishii(2003)は空間データの既存の判別結果と統計手法の融合について提案した手法である.田中・西井(2003)はマルコフ確率場を用いて森林面積比率を人口と土地の起伏量で説明した空間データの回帰分析を考察した.現在は,学習理論で判別したときの各標本の判別信頼度にあたる事後確率の導入について研究している.またアダブーストでは空間情報に基づく弱判別機の導入と実データでの検証について成果を得つつある.また学習理論による文字認識や統計手法による人間の顔の認識についても共同研究を行っている.初年度は独立なデータの判別手法について,確率分布を仮定しない判別方法であるサポートベクターマシンやアダブースト等の学習理論の研究をすすめた。本年度では空間的に従属する画像データの判別手法の提案、及び実データへの応用を研究した。先行研究から画素の空間分布をマルコフ確率場(MRF)でモデル化すると、よい判別結果が得られることが知られている。そこで各カテゴリに属する特徴ベクトルが従う確率分布間の擬距離であるdivergenceに基づくMRFを提案し、この母数推定法について考察した(西井・江口、投稿中)。しかしMRFの母数推定やテストデータのカテゴリ

推定には、ICMのような逐次的な判別方法でさえ長時間の計算を要する。そこで、まずテスト画素におけるカテゴリの事後確率を推定し、判別したい画素の近傍での平均対数事後確率を判別機とする。そして近傍の半径の大きさごとの判別機を導出し、その重みは経験指数ロスの最小化で決定することで、重み付き判別機による空間AdaBoostを提案した。この手法の特徴は1)高速である、2)統計手法のみならず事後確率が定義できる判別手法なら、どの手法も適応可能である、3)近傍の形を変えることによってテクスチャーのある画像の判別にも利用できる、ことが挙げられる。提案手法はベンチマークデータでも高性能の判別結果を与えている(Nishii and Eguchiで速報し、フルペーパーを改訂中)。空間データに関する他の研究として、文字の回転やスケールに関する不変量を構成した(手書き文字認識に応用可能)。また人口増加による森林減少の非線形な空間回帰モデルを考察した。
質量の起源と複合模型

ウォーキングテクニカラーで予言した複合ヒッグス粒子としての「テクニディラトン」の性質を「はしご近似」および「ホログラフィー」に基づいて研究し、LHC実験で発見されたヒッグス粒子がテクニディラトンと同定できることを示した。さらに今後発見されるであろう他の複合粒子「テクニパイオン」、「テクニロー」の性質を明らかにし、H27年再開のLHCでの検証に備えた。さらに格子ゲージ理論における計算機シミュレーションで、SU(3)ゲージ理論のフレーバー数8の理論がウォーキングテクニカラーの候補であること、さらにこの理論がテクニディラトンの候補としての軽い複合スカラー粒子をもつことを世界に先駆けて発見した。前年度に引き続き、複合ヒッグス模型としての近似的コンフォーマル対称性を持つウォーキング・テクニカラー理論のLHCでの検証のため、さらに理論的予言の詳細を研究した。とくにLHCで125GeVのボソンの兆候が報告されて以来、125GeVの質量のテクニディラトンの各崩壊モードの大きさを「はしご近似」とホログラフィーに基づき評価し、現在までのLHC実験データと整合することを示した。理論的に大きな進歩としては、ホログラフィーにおいて、テクニグルーオンの効果が大きい極限でテクニディラトンの質量が崩壊定数(弱スケール)より遥かに小さくなる理論的極限が存在することを発見した。これはテクニグルーオンのダイナミクスを無視している「はしご近似」では実現できない極限であり、テクニディラトンが自然に軽くなる論理的根拠を与えた点で画期的である。一方、はしご近似やホログラフィーよりさらに信頼性の高い格子ゲージ理論の計算機シミュレーションによる研究を押し進め、まずフレーバー数12のQCDが(自発的に破れていない)コンフォーマル対称性をもつことを示し、さらにフレーバー数8のQCDは自発的に破れたコンフォーマル対称性をもってウォーキング・テクニカラーの候補となる理論であることを発見した(e-Print: arXiv:1302.6859)。さらに計算機導入後2年間で先行研究を凌駕し、コンフォーマル対称性のあるこれらの理論で軽いフレーバー1重項の複合スカラー粒子のシグナルを世界で初めて観測した。これは125GeVのテクニディラトンとしての軽い複合ヒッグス粒子の候補の兆候を理論的に信頼できる計算機シミュレーションによって初めてとらえたことを意味する。今後さらにデータを増やし、質量以外の性質も研究することによって、2年後にアップグレードされて再開されるLHC実験での検証に備える展望が開かれた。当該研究課題の当初計画の中心は、標準模型を越える強結合ゲージ理論における対称性の力学的破れによって質量の起源を説明することにあった。具体的には「ウォーキングテクニカラー」模型や「トップクォーク凝縮模型」などのLHC実験による検証を進める一方、模型・理論の力学的性質を「はしご近似」や「ホログラフィー」などの従来の解析的手法のみならず、より信頼性のある格子QCDの手法を用いた計算機数値シミュレーションによる研究を進める事であった。このうちウォーキングテクニカラーに関する研究が、計算機による数値的研究と模型的・現象論的研究の両者で目覚ましい進展をした。とくに軽い複合ヒッグス粒子としてのテクニディラトンの研究は、予想をはるかに越えて進展した。前年度からの研究でフレーバー数Nf =8のQCDがウォーキングテクニカラーの候補であることを独創的な手法により世界で初めて計算機シミュレーションで示した。さらに、H25年度はNf =12の場合に先行研究を出し抜いてパイオンより軽いスカラー粒子を発見しPhys. Rev. Lett誌に掲載した。これはウォーキングの場合のテクニディラトンに対応するもので、業界に大きなインパクトを与えた。実際、本命のNf =8の場合にもパイオンと同程度の軽いスカラー粒子をとらえた。これはテクニディラトンの候補に他ならない。またスケール不変なカイラル摂動論を開発し、データからカイラル外挿でテクニディラトンの質量、崩壊定数を読み取る手法を提唱した。一方、LHCでのヒッグス粒子発見に前後してテクニディラトンの「はしご近似」「ホログラフィー」による研究を行い、発見された粒子との整合性を示した。これは模型的研究のみならず数値的研究の研究者を大きく鼓舞することとなった。関連したテクニカラー理論の複合スペクトルの研究を展開した。近似的コンフォーマル対称性をもつウォーキングテクニカラー理論検証について、理論特有の軽い複合スカラー粒子であるテクニディラトンのLHCでの証拠となりうる崩壊モードの詳細な研究を行い、600GeVおよび125GeV付近にテクニディラトンの発見の可能性があることを指摘した。いずれの場合にも標準模型のヒッグス粒子と異なり2光子崩壊のみが大きくなる特徴があることを明らかにした。格子ゲージ理論による大きなフレーバー数のQCDの計算機実験をフレーバー数=(0)、4、8、12、16の全てに対して平行して実行した。

複合スペクトルの測定から、4フレーバーがハドロン相にあることを確認し、それとの比較で8および12フレーバーの場合の際立った違いを見いだした。8フレーバーがきわめてコンフォーマルに近いハドロン相すなわち1に近い異常次元をもつウォーキング理論である兆候を発見した。また、12フレーバーがコンフォーマルウィンドーに入っていて異常次元が0.4-0.5の理論である兆候を確認した。16フレーバーについてはコンフォーマルウィンドー内であることは確認したが、異常次元が摂動より遥かに大きい結果を得たため格子理論特有のアーティファクトの可能性も含めて考察を進めている。格子国際会議、などの国際会議で報告し、論文をまとめているところである。酒井ー杉本模型などのホログラフィックQCDの低エネルギー有効理論を重いモードを積分して隠れた局所対称性の理論として系統的に研究した。アノマリーに関連したベクターメソンおよびZボソンのプロセスを隠れた局所対称性の理論で分析した。当研究課題は標準模型を越える理論として強結合ゲージ理論に基づく「ウォーキングテクニカラー」や「トップクォーク凝縮模型」などの複合模型によって質量の起源を解明することにあった。とくに、ウォーキングテクニカラーで予言した複合ヒッグス粒子としての「テクニディラトン」の性質を、「はしご近似」および「ホログラフィー」に基づいて研究し、LHC実験で発見されたヒッグス粒子がテクニディラトンと同定できることを示した。さらにこの理論で今後発見されるであろう他の複合粒子「テクニパイオン」、「テクニロー」の性質を具体的に明らかにし、H27年再開のLHCでの検証に備えた。この研究においては、新たに開発した「スケール不変なカイラル摂動論」と、これをさらに昔独創した「隠れた局所対称性」を含めて拡張したことが本質的である。一方、格子ゲージ理論における計算機シミュレーションで、SU(3)ゲージ理論のフレーバー数8の理論がウォーキングテクニカラーの候補であることを世界で最初に示したが、さらにこの理論がテクニディラトンの候補としての軽い複合スカラー粒子をもつことを世界に先駆けて発見した。LHCで検証されうるテクニローなどその他の複合粒子を含めてさらにデータを増やして解析し、LHC実験での検証に備えた。また、別のアプローチとしてLHCで発見されたヒッグス粒子をトップクォーク凝縮模型における複合擬南部・ゴールドストン粒子とする模型も提唱した。これはウォーキングテクニカラーとは異なる複合粒子を予言する。これらの性質についてカイラル摂動論に基づき分析し今後のLHC実験での検証に備えた。素粒子論(理由)LHCで発見されたヒッグス粒子がウォーキング・テクニカラーの予言するテクニディラトンと同定できることは本研究での最大の成果であり、世界的に大きな影響を与えている。2年後に再開されるLHC実験で標準模型を越える理論の探索に大きな可能性を開くものと確信する。これに関連して、KMIの専用計算機による格子ゲージ理論の計算機実験は、もっとも難しいと思われていたフレーバー
ヒト以外の霊長類における音声器官の運動の随意性に関する実験的研究

ヒト以外の霊長類における音声器官の運動制御の随意性を評価するための実験装置を構築した。気体中のヘリウム濃度を変化させることによって、被験個体の発した音声のうち、声帯の弾性によって決まる基本周波数を変化させずに、構音運動が作用する音響学的特徴の聞こえのみを変化させることができる。本年度は、ニホンザルを対象として以下の実験を行った。対象個体を選定したのち、ガスチャンバー内における音声の生成の馴致訓練を行い、音声データ収集の可否を確かめた。収集した音声データを用いて音響分析を試み、実験設備等の改良により、チャンバー内においても分析に耐えうる良質な音声データの収集を実現した。つぎに、対象個体を収めたガスチャンバー内に、ヘリウム(80%)と酸素(20%)の混合気体(ヘリオックス気体)を注入し、ヘリウム濃度を任意に調整しながら音声データを収集した。音響分析の結果、ヘリウム濃度が40%程度に達するまでは、発せられる音声は倍音成分が豊富なQuantalな音で、その音響学的特徴も濃度上昇にともない線型的に変化した。つまり、この濃度の範囲内では、ヘリウムの濃度に関係なく、音声の生成運動に変化がないと考えられる。しかし、閾値濃度を超えると、Quantalな音声が急に少なくなり、ノイズを多く含むタイプの音声がほとんどを占めるようになった。その変化には、聴覚フィードバックを含む認知科学的要因とともに、その音響物理学的な制限要因も考えられる。それらを確認するために、X線テレビを用いて、ヘリウム音声実験中における音声器官の運動を観察する計画である。
糖・脂質代謝異常症の危険因子に対するポリフェノールの作用機序解明と予防への応用

ポリフェノール類の血管収縮・弛緩に対する影響及び酸化ストレス関連分子への関与を調べた結果、15種類のポリフェノールによるマウス大動脈弛緩作用の機序として、血管内皮での一酸化窒素(NO)産生系の活性化に加え、電位依存性或いはカルシウム活性化カリウムチャネル開口が示された。さらに、アセチルコリンによる大動脈弛緩効果に対する増強がこれらのポリフェノールで認められ、電位依存性或いはカルシウム活性化カリウムチャネルを介した作用であることが示唆された。糖・脂質代謝異常症の予防に有効なポリフェノールの探索とその作用機序の解明に向けて、各種細胞培養系、病態マウス等を用いた検討を進めている。酸化ストレス関連分子をはじめとする糖・脂質代謝異常症のリスク因子の制御に有効な機能性食品成分の探索を行う目的で、今年度は、各種ポリフェノール(イソラムネチン、ガランギン、グリシテイン、クルクミン、クロロゲン酸、フィセチン等)の血管収縮・弛緩に対する影響および酸化ストレス関連分子との関与を調べた。マウス大動脈の収縮張力に対する各種ポリフェノールの影響を調べた結果、イソラムネチン、ガランギン、グリシテイン、クルクミン、クロロゲン酸、フィセチンによる一酸化窒素(NO)依存性の弛緩作用が観察され、イソラムネチン、ガランギン、クルクミン、グリシテインによる弛緩作用には濃度依存性が認められた。イソラムネチンによる弛緩作用では、内皮細胞或いは平滑筋細胞のK+チャネル開口も部分的に関与することが示唆された。さらに、6種類のポリフェノール存在下で、それぞれアセチルコリン弛緩反応の増強が観察され、この増強は、血管内皮細胞由来のNOが関与し、加えてK+チャネル開口も関与していることが示唆された。以上より、今回用いた6種類のポリフェノールには、血管内皮細胞でのNO合成系活性化のほかに、K+チャネル開口作用があることが示唆され、これらの作用による弛緩が血管収縮を起こしにくくする機序の一因であると考えられ、血管内皮細胞の障害を補う効果を有する可能性が示唆された。本研究で確認された、各種ポリフェノールの血管内皮細胞及び平滑筋細胞に対する効果の新たな知見から、他の機能性食品成分を用いた検討への展開が可能である。現在、糖・脂質代謝異常症のモデルマウスを用いた検討も進行中である。酸化ストレス関連分子をはじめとする代謝異常症のリスク因子の制御に有効な機能性食品成分の探索を行う目的で、今年度は、カルノシン酸、ロスマリン酸、p-クマル酸、エンテロジオール等のポリフェノールの血管収縮・弛緩に対する効果を調べた。マウス大動脈を用いて収縮張力に対する効果を調べた結果、カルノシン酸、ロスマリン酸、p-クマル酸、エンテロジオールによる大動脈弛緩作用は血管内皮細胞由来のNOを介することが、NO合成酵素阻害剤や内皮除去の影響から明らかになった。また、カルノシン酸による弛緩効果には、電位依存性カリウムチャネルの部分的な関与も示唆された。さらに、アセチルコリンの弛緩を増強するポリフェノールの効果には、NO産生系以外の機序が関与することが示唆された。そこで、各種カリウムチャネル遮断薬を用いて検討した結果、カルシウム活性化カリウムチャネル、電位依存性カリウムチャネルの関与も示唆された。血管内皮細胞でのNO産生系活性化や、カリウムチャネル開口による弛緩効果を持つこれらのポリフェノールが、糖・脂質代謝異常症に伴う血管内皮機能障害を起こりにくくするために有用であるかどうか、さらに詳細な検討を進める予定である。これらの結果をまとめ、第90回日本薬理学会年会にて発表を行った。第90回日本薬理学会年会にて発表するとともに、本申請研究に関する情報収集も行い、糖・脂質代謝異常症に対する機能性食品成分の効果に関する研究を進行中である。酸化ストレス関連分子をはじめとする代謝異常症のリスク因子の制御に有効な機能性食品成分の探索を行う目的で、今年度は、プロトカテク酸、バルバロイン、ナリルチン、アルテピリンC、ヘスペレチン、エラグ酸を用いて、血管収縮・弛緩応答に対する効果を調べた。野生型マウス大動脈を用いてフェニレフリン収縮に対する効果を調べた結果、プロトカテク酸、バルバロイン、ナリルチン、アルテピリンC、ヘスペレチンによる濃度依存性の収縮抑制が観察され、内皮細胞由来の一酸化窒素を介した弛緩効果であることがわかった。一方、アセチルコリンの弛緩作用に対する増強がこれらのポリフェノールで観察され、各種カリウムチャネル遮断薬を用いて比較検討した結果、その機序に、平滑筋細胞におけるカルシウム活性化カリウムチャネル及び電位依存性カリウムチャネルの関与が示唆された。血管内皮細胞内の一酸化窒素産生系活性化及び平滑筋細胞のカリウムチャネル開口による弛緩効果を持つと示唆されるこれらのポリフェノールが、糖・脂質代謝異常症に伴う血管内皮機能障害を起こりにくくするために有用であるかどうか、今後も病態マウスや各種細胞培養系を用いて詳細な検討を進める予定である。また、キイロショウジョウバエを用いた糖・脂質代謝に及ぼすポリフェノールの影響について行動解析から評価できるか、現在、予備検討を行っている。これらの結果を論文にまとめ、投稿準備中である。

ポリフェノール類の血管収縮・弛緩に対する影響及び酸化ストレス関連分子への関与を調べた結果、15種類のポリフェノールによるマウス大動脈弛緩作用の機序として、血管内皮での一酸化窒素(NO)産生系の活性化に加え、電位依存性或いはカルシウム活性化カリウムチャネル開口が示された。さらに、アセチルコリンによる大動脈弛緩効果に対する増強がこれらのポリフェノールで認められ、電位依存性或いはカルシウム活性化カリウムチャネルを介した作用であることが示唆された。糖・脂質代謝異常症の予防に有効なポリフェノールの探索とその作用機序の解明に向けて、各種細胞培養系、病態マウス等を用いた検討を進めている。今年度の結果をふまえ、さらに詳しいメカニズムの解明を進めることで、糖・脂質代謝異常症の発症・進展の予防法確立にむけた検討へと展開できる。今年度までの結果をふまえ、さらに詳細な機能性食品成分の効果及びそのメカニズムの解明を進めることで、糖・脂質代謝異常症の発症・進行の予防に有効な成分の探索に向けた検討へと進めることができる。生活科学見積り予定価格の引き下げにより、未使用額が発生した。また、実験に必要な試薬等として、今年度以前に購入したものの残量から使用したため、未使用額が発生した。見積もり予定価格の引き下げにより、未使用額が発生した。さらに、平成28年4月に発生した熊本地震の影響で、研究計画を一部変更したため、未使用額が発生した。次年度に実施する実験に必要な試薬、器具、データ解析用事務用品等の購入に使用する予定である。
DF_4/O_2ガスプラズマ排気系における各種金属および合金の腐食機構

プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチング環境における装置構成材料の腐食挙動と腐食機構を明らかにするために,CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系において各種金属材料の腐食試験,気相化学種分析および表面組成分析を行った。得られた主要な成果は次のようにまとめられる。1.各種純金属および合金の腐食特性:温度573K,ガス組成CF_4-11%O_2の条件で腐食試験を行った結果,Ta,Ti,W,MoおよびCrでは質量が減少し,Fe,ステンレス鋼および鋳鉄では質量が増加するが,Ni,CoおよびCuでは質量変化はないことが分かった。次に,温度(298723K)とO_2濃度(550%)の影響を調べた結果,腐食速度と温度との間にはアレニウスの関係が成り立つこと,腐食速度はO_2濃度1520%のときに最大になることが分かった。2.プラズマ化学種および反応生成ガス種の分析:発光分光分析法と質量分析法を用いて気相化学種の種類と濃度を分析した結果,主要な気相化学種はF,HF,O,CF_3,COF_2,CO_2であること,および腐食反応に関与するFおよびHF濃度は18%O_2の時に最大となることが分かった。3.腐食試験後の試料表面の化学組成の分析:試料表面の化学組成の変化を調べた結果,W上には腐食生成物はなく,Ta,Ti,Mo,Cr,Al,Fe,鋳鉄およびステンレス鋼上にはオキシフッ化物皮膜が生成すること,Co,NiおよびCu上にはフッ化物皮膜が生成することが分かった。4.腐食機構の解明:気相化学種分析および表面分析の結果,ならびに酸化物-フッ化物の熱力学的ポテンシャル図および蒸気圧-温度曲線に基づいて腐食機構を考察し,CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系では酸化物よりもフッ化物あるいはオキシフッ化物の方が安定であり,フッ化物の蒸気圧が高い金属はこの環境で侵食を受けることを明らかにした。1.研究目的反応ガスとしてCF_4などを用いるプラズマエッチングおよび反応性イオンエッチングは、今日のシリコンLSI製造プロセスに不可欠の要素技術になっている。その一方で,エッチング装置下流のルーツポンプが異常に腐食するなど,装置構成材料の腐食が問題となっている。本研究では,プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチング装置排気系における金属材料の腐食挙動と腐食機構を明らかにすることを目的とする。2.研究成果(1)腐食試験装置の作製原料ガス流量調節部,マイクロ波発生装置,腐食試験チャンバー,および排気系から成る腐食試験装置を作製した。試験チャンバーには,ヒ-タ内蔵の試料ホルダー,CCDカメラ測光システムによる発光分析用ビューイングポート,四重極子質量分析用ポートを取付け,腐食試験と同時に気相化学種の分析が行えるようにした。(2)温度573Kにおける各種純金属および合金の腐食速度の測定作製した装置を用いて,温度573K,CF_4流量40sccm,O_2流量5sccmの条件下で各種純金属,ステンレス鋼および鋳鉄の腐食速度を測定した。Ta,Ti,W,MoおよびCrはエッチングされ,質量減少を生ずること,Fe,ステンレス鋼および鋳鉄はエッチングされないが,反応生成物の形成により質量増加を示すこと,Ni,CoおよびCuは質量変化を示さないことが分かった。

本研究では,プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチング装置排気系における金属材料の腐食挙動と腐食機構を明らかにすることを目的とする。2.研究成果1.腐食速度に及ぼす温度およびガス組成の影響前年度の研究において573Kでエッチングが観察された試料(Ta,W,Ti,MO,およびCr)について、298723Kの範囲の各温度における腐食速度を測定した。その結果,腐食速度と温度との間にはアレニウスの関係が成り立ち,腐食速度の対数値は絶対温度の逆数に反比例することが分かった。次に、反応ガス中のO_2濃度を550%の範囲内で変化させて腐食試験を行った結果,いずれの金属の場合にも、O_2濃度が1520%のときに腐食速度は最大になることが分かった。2.プラズマ化学種および反応生成ガス種の分析腐食試験装置を改造し,発光分光分析のための瞬間分光光度計と質量分析のための四重極子質量分析器を取付けた。この装置を用いて,反応ガス組成による気相化学種の種類と濃度の変化を分析した。その結果,プラズマ発生部とその下流域における主要な気相化学種はF,HF,O,CF_3,COF_2,CO_2などであり,このうち腐食反応に直接関与するものはF,HFおよびOであることが分かった。FおよびHF濃度はO_2濃度が18%のときに最大となり,腐食速度の変化と一致することが分かった。プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチング環境における装置構成材料の腐食挙動と腐食機構を明らかにするために,CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系における各種金属材料の腐食試験を行った。本年度の成果は以下のように要約される。1.腐食試験後の試料表面の化学組成分析:腐食試験前後の試料表面の化学組成の変化を調べた。質量減少を示す金属のうちW上には腐食生成物はなく,Ta,Ti,MoおよびCr上にはオキシフッ化物皮膜が生成していた。質量変化を示さない金属では,Co,NiおよびCu上にはフッ化物皮膜が,Al上にはオキシフッ化物皮膜が生成していた。質量増加を示す試料(Fe,鋳鉄,ステンレス鋼)ではオキシフッ化物の厚い皮膜が形成されていることが分かった。2.酸化物薄膜のエッチング過程:腐食の初期段階では,表面に存在する自然酸化皮膜が腐食挙動に影響を及ぼす可能性があるため,CVD法で作製したTa_2O_5,Al_2O_3,Fe_2O_3,Cr_2O_3およびNiO薄膜のエッチング挙動を調べた。その結果,これらの酸化物のエッチング挙動および表面組成の変化は各々の純金属に類似していることが判明した。3.腐食機構の解明:気相化学種分析および表面分析の結果,ならびに酸化物-フッ化物の熱力学的ポテンシャル図および蒸気圧-温度曲線に基づいて腐食機構を考察した。その結果CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系では酸化物よりもフッ化物あるいはオキシフッ化物の方が安定であり,フッ化物の蒸気圧が高い金属は,この環境で侵食を受けることが明らかになった。
ヒト細胞におけるマイナーな組換え修復機構の解析：メカニズムと生理的意義

二本鎖DNA切断は最も危険なDNA損傷であり、これがどのように修復されるかによって細胞や個体の運命が決まる。ヒト細胞に生じた二本鎖DNA切断のほとんどは非相同末端連結(NHEJ)もしくは相同組換えによって修復されるが、これら主要経路とは全く別の経路も存在する。本研究では、ヒト細胞を使った逆遺伝学的解析により、こうしたマイナーな組換え修復の存在意義や分子機構の詳細を明らかにすることを目的とする。
タツピング法を用いた実大木材のダイナミック・ポ-タブル・グレ-ダ-の開発

実大構造用木材および丸太の非破壊強度検査に用いるポ-タブルなダイナミック・グレ-ダ-の開発とその適用に関わる周辺技術について開発研究を行った。1.計測システムの開発:次の4種類のシステムを開発した。(1)ポ-タブルFFTスペクトルアナライザとパソコンを基本としたヤング率高速自動計測システム。(2)カウンタLSIを用いたロジックIC回路によるポケットタイプのヤング率テスタ。(3)16ビットパソコンと市販のパソコン用A/D変換ボ-ドを基本としたヤング率自動計測システム。(4)ポケコンと市販のA/D変換ボ-ドを基本とした計測システム。2.現場における適用実験:FFTアナライザを用いた自動計測装置を製材工場(2×4ディメンジョンランバ-,在来工法用10.5cm正角スギ、ヒノキ材を測定)および林地(スギ丸太を測定)へ運び、現場で適用実験を行い、適用性と木材材質特性に関するデ-タの集積を行った。製材の処理速度は最高で100本/時程度であり、処理時間のほとんどは人力により試験体を取り替えるのに要した時間であった。3.丸太へのたわみ(曲げ)振動法の適用に関する検討:長さ方向に直径変化のある丸太に、簡便な均一はりのたわみ振動理論を適用するために、丸太のテ-パが固有振動数におよぼす影響を伝達マトリックス法を用いて数値解析を行い、補正方法を導いた。4.木材材質に関する知識ベ-スの検討:現場の適用実験を通して蓄積したデ-タと文献値を基に、ヤング率ー固有振動数の関係から固有振動数のみによるグレ-ディングの可能性、重回帰モデルによる強度の推定アルゴリズムの検討を行った。本年度は、計測器システムの試作とシステムソフト関係の開発を行った。1.ポ-タブルFFTアナライザと16ビットパ-ソナルコンピュ-タを用いた計測システムを試作した。実大構造材の木口面を軽く打撃して得られる過渡的振動の固有振動数をFFTアナライザで周波数分析し、GPIBを介してパソコンにデ-タを転送する。また、試験体の重量を電気式台秤で測定し、RS232Cを介してデ-タ転送することによって、ヤング率の自動計測ができるようになった。処理速度は約100本/時で、処理時間のほとんどは試験体の取り替えに要する時間であった。2.木材材質に関する知識ベ-スの検討試作したシステムを用いて、国産材柱用正角材(スギ・ヒノキ:120本)と2×4ランバ-(S-P-F:約780本)についてヤング率と密度の計測を行なった。ヤング率を求めるには通常2つのパラメ-タ(荷重と変位、または固有振動数と密度)が必要となるが、振動現象によるヤング率測定では固有振動数とヤング率の間に極めて高い相関関係が得られ(相関係数0.80.9)、固有振動数のみによるヤング率の推定の可能性が示唆された。得られたヤング率と密度の分布に関するデ-タおよび固有振動数とヤング率の関係は、試験機の計測ミスの自動チェック機能に活用できると考えられる。3.変断面はりのヤング率計算法の検討丸太の段階における選別を行なうための基礎的検討として、軸方向に断面の変化するはりの横振動の解析を伝達マトリックスによって行なった。実用上は、断面が均一な一様はりの振動理論が適用できるが、小径木では、テ-パによる影響の補正が必要なことが明らかとなった。本年度は、計測システムの試作、現場における適用実験、グレ-ダ-知識ベ-スの整理を行った。1.計測システムの試作:カウンタLSIを用いたポケットタイプの現場型ヤング率測定器を試作した。乾電池による動作が可能であり、単独では固有振動数の計測に、荷重計と組み合せればヤング率の計測が可能である。

また、16ビットパソコンとパソコンの背面スロットに挿入する市販のA/D変換ボ-ドを用い、パソコンをヤング率測定器に仕立てる全めの制御プログラムソフトを開発した。試験・研究的な用途やそれほど大量でない商業的なグレ-ディングにも活用できるものである。さらに、ポケットコンピュ-タ制御によるA/D変換方式についてもプログラムの開発を行った。2.現場における適用実験:開発したシステムを用い、工場での現場測定と林地における丸太への適用を試みた。会話が因難な程度の騒音が著しい製材工場でも、誤動作なく計測ができることが確かめられた。林地における丸太測定では、重量測定の簡便化が望まれた。3.グレ-ダ-知識ベ-スの整理:木材強度の推定精度を向上するために、推定アルゴリズムの検討を行った。従来ヤング率を単一因子としていたのに対し、比ヤング率(細胞壁実質の性能値)と比重をパラメ-タとした重相関モデルによっても、従来と同程度またはやや推定精度の向上が認められた。また、開発したポ-タブル・グレ-ダの推定精度をさらに向上させるため、構造材の繊維傾斜を赤外線を利用して計測する方法についても検討を試みた。