hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘリカル2次構造の制御とその機能化~有機合成化学からのアプローチ

ヘリカル2次構造の構築原理について、有機合成化学の手法によりアプローチを行った。すなわち、新規キラル環状ジ置換アミノ酸として、側鎖上に不斉中心を有する環状アミノ酸、側鎖とα炭素の両方に不斉中心を有する環状アミノ酸などを設計・合成し、そのオリゴマーの2次構造を各種スペクトル測定、X線結晶解析より解析した。その結果、短鎖ペプチドでもα-ヘリックスを形成する環状アミノ酸を創製でき、そのヘリックス2次構造を不斉分子触媒として用いる不斉反応を開発した。ヘリカル2次構造の制御とその機能化について、3項目:1.新規アミノ酸の設計・合成2.合成経路の最適化3.ペプチド合成を中心に研究を行った。また、4.ペプチド2次構造の解析についても研究計画を上回り若干の成果を得ることに成功した。以下、研究実績を項目毎に記載する。1.環状α,α-ジ置換アミノ酸の設計・合成:新規なキラル環状ジ置換アミノ酸の種類を増やし、水酸基、アジド基、アミノ基、トリアゾール基、グアニジノ基等を有する環状ジ置換アミノ酸の合成に成功した。次年度への課題として収率の向上と保護基選択の問題を残している。2.合成、反応条件の最適化:マロン酸エステルのビスアルキル化反応条件を最適化し、収率を向上した。しかし、メチルイソシアノアセテートあるいはグリシンイミンの直接アルキル化反応は、一部の基質を除いて困難なことが判明した。3.液相並びに固相法でのホモおよびヘテロペプチドの合成、ポスト-ペプチド修飾:キラル環状ジ置換アミノ酸から液相法によりホモペプチド、ヘテロペプチドを合成した。また、ペプチドの合成は、ペプチドフラグメントとペプチドフラグメントのカップリングにより合成することが可能であった。固相法では、特に通常のL-α-アミノ酸の中にこれらの異常アミノ酸を導入したペプチドの合成を検討したが、まだ効率的なものには至っていない。アミノ酸をペプチドの中に導入してから、別のアミノ酸に変換する方法により、ペプチドの変換にも成功した。4.側鎖上の不斉中心とペプチド2次構造の関係の解析:合成したヘテロ、ホモペプチドの2次構造解析についても、溶液状態、結晶状態、並びに分子力場計算により解析を行うことに成功した。特に、双環式ジ置換アミノ酸の側鎖上不斉中心では、ペプチドのヘリカル2次構造の方向性制御への影響が弱いことを発見した。ヘリカル2次構造の制御とその機能化について、4項目:1,アミノ酸の設計・合成2.合成経路の最適化3.ペプチド合成4.ペプチド2次構造の解析を中心に研究を行った。また、ペプチドの機能化についても実験計画をたてた。1.環状α,α-ジ置換アミノ酸の設計・合成:昨年度に引き続き新規なキラル環状ジ置換アミノ酸の種類を増やし、7員環を有するアミノ酸、α位とγ位に2つの不斉中心を有するアミノ酸を合成した。また、アジド基を有する環状ジ置換アミノ酸の変換と合成収率を向上することに成功した。2.合成、反応条件の最適化:マロン酸ジエステルのビスアルキル化反応条件の最適化により、各種の環状アミノ酸の合成収率を改良できることが判明した。また、7員環を有するアミノ酸は酵素トランスエステル化により効率的に光学分割できることが分かった。3.液相並びに固相法でのペプチドの合成:α位とγ位に2つの不斉中心を有する環状ジ置換アミノ酸から液相法によりホモペプチドを合成した。また、固相法により5員環ジ置換アミノ酸を通常のアミノ酸ペプチドへ導入したヘテロペプチドの合成にも成功した。4.ペプチド2次構造の解析:キラル5員環ジ置換アミノ酸を導入したヘテロペプチドのX線結晶解析に成功した。また、α位とy位に2つの不斉中心を有する環状ジ置換アミノ酸ホモペプチドのX線結晶解析にも成功しヘリカル2次構造を形成することを明らかとし、更に溶液中での2次構造解析を進めている。5.ペプチドの機能化:ヘリカル2次構造によるカルコンの不斉エポキシ化反応について実験準備を進めた。ヘリカル2次構造の制御とその機能化について、5項目:1.アミノ酸の設計・合成2.合成経路の最適化3.ペプチド合成4.ペプチド2次構造の解析5.ペプチドの機能化について研究を行った。特に、項目3から項目5のペプチド合成と2次構造解析、並びにその利用について重点的に研究を行った。以下、実績を項目毎に記載する。1.環状α,α-ジ置換アミノ酸の設計・合成:前年度に引き続き新規なキラル環状アミノ酸の種類を増やした。特に、新規なアイデアとして脱着可能な不斉中心を有するキラル環状アミノ酸の合成を行った。2.合成経路・反応条件の最適化:合成経路として、環状ケトンからヒダントインを経由してキラル環状アミノ酸を合成する方法を新たに利用することに成功した。3.液相並びに固相法でのペプチドの合成:α位とγ位に2つの不斉中心を有する環状ジ置換アミノ酸から液相法によりホモデカペプチドまでを両ジアステレオマーともに合成した。

また、ヘテロベプチドの合成も行った。また、固相法による合成は、条件などを改良する必要があることが判明した。4.ペプチド2次構造の解析:キラル5員環状ジ置換アミノ酸をL-Leu中に導入したヘテロヘキサペプチドのX線結晶解析に成功した。また、α位とγ位に2つの不斉中心を有する環状ジ置換アミノ酸よりなるホモペプチドのX線結晶解析にも成功し、アミノ酸のジアステレオマーとそのペプチドのヘリカル2次構造の巻き方の関係を明らかとした。ペプチドの2次構造解析は、溶液中でも行った。5.ペプチドの機能化:ヘリカル2次構造オリゴマーを触媒として、カルコンの不斉エポキシ化反応を検討した。結果、エポキシ化体が80%ee以上で得られることが判明した。さらに、ペプチドの長さと触媒能について実験を行った。有機合成化学的な手法によるヘリカル2次構造の制御と機能化に関する研究を、1.アミノ酸の設計・合成、2.合成経路の最適化、3.ペプチド合成、4.ペプチド2次構造の解析、5.ペプチドの機能化の5項目に分けて行った。特に項目1では、脱着可能なアセタール部分に不斉中心を有する環状アミノ酸の設計合成を行い、項目3,4,5は、昨年度に引き続き研究を行った。以下、項目ごとに研究実績を記載する。1.環状α,α-ジ置換アミノ酸の設計・合成:側鎖上に不斉中心を有する新規環状アミノ酸として、脱着可能なアセタール部分に複数の不斉中心を有する環状アミノ酸の設計とその合成に成功した。アセタール部分はアミノ酸を合成してから各種のジオールに変換することが可能であった。2.合成経路の最適化:キラルなアセタールを有する環状アミノ酸の合成経路の最適化を行いグラムスケールにてアミノ酸を合成した。3.ペプチドの合成:キラルなアセタールを有する環状アミノ酸から、液相法によるフラグメントカップリングによるペプチドの合成をおこなった。4.ペプチド2次構造の解析:合成したペプチドのヘリカル2次構造を溶液状態と計算化学的手法により解析した。また、トリペプチドは、X線結晶解析にも成功し側鎖アセタールとの水素結合があることが分かった。5.ペプチドの機能化:ヘリカルペプチドによるカルコンの不斉エポキシ化反応の最適化を行い、不斉収率の向上(90-95%ee)を達成した。また、そのエナンチオ選択性と触媒のヘリカル2次構造の相関を調べた。
核酸接種法(DNAワクチン)の獣医分野での応用に関する研究

核酸接種法、いわゆるDNAワクチンは従来のワクチンに変わる免疫法の新技術として注目を集め、精力的にその基礎研および技術開発が進めれらている。本研究はこの新技術を実験動物のレベルから対象動物のレベルへ移行することが可能か否か見極めることを目的とし、具体的には犬のウイルス感染症を対象としたDNAワクチンの効果の究明を目指して実施した。初年度は、マウスを用いた試験により核酸接種法に対してより有効なプロモーターを有する発現ベクターを検索し、2つの発現ベクターの有用性を確認した。次年度はその有用性が明らかとなったプロモーターを用い、実際に犬でのDNAワクチンに対する反応性を主に狂犬病ウイルスに対する免疫応答を指標として試験した。このプラスミドを100μg接種した場合、8割以上の犬で狂犬病ウイルスに対する中和抗体が誘導され、その抗体価は、市販の不活化ワクチンにより誘導されるレベルまで達した。犬において10μg接種によりDNAワクチンに対する反応が認められたのはこの報告が初めてと考えられる。犬個体に対してDNAワクチンを2回投与した場合、第2回目の投与に対する抗体応答が素早く、かつ、高いレベルを維持したことから、第1回目の投与により、犬の体内で抗体産生に対する免疫記憶が成立していると考えられた。以上の成績は、核酸接種法による犬のワクチネーションが有効な方法であることを示している。本研究では、犬の他の感染症の防御抗原としてイヌジステンパーウイルスの遺伝子もクローニングしており、マウスのレベルでの抗体の誘導を確認した。核酸接種法,いわゆるDNAワクチンは従来のワクチンに変わる免疫法の新技術として注目を集め,精力的にその基礎研究および技術開発が進められている.本研究は,この新技術を実験動物のレベルから対象動物のレベルへ移行することが可能か否かを見極めることを目的とし,具体的には犬のウイルス感染症を対象としたDNAワクチンの効果の究明を目指している.本年度は,対象動物を用いる試験へ移行するための基礎データを得ることを目的とし.実験動物レベルでプロモーターの違いによるワクチン効果の差および各種病原ウイルスの感染防御抗原の効果の2点について試験を進めた.DNAワクチンには強力なプロモーターの使用が有効と考えられるのでこのようなプロモーターを有すると考えられる真核細胞発現プラスミド,pCDM8,pCl,pCAGGS,改変pEF321-CATのクローニング部位に狂犬病ウイルスGタンパク質遺伝子を挿入し,マウス筋肉内へ接種した.これらの中でpClおよびpCAGGSを用いたプラスミドでは中和抗体の上昇を確認できたが,他の2者では中和抗体の産生をほとんど認めなかった.さらに上述のプラスミドpCAGGSにイヌジステンパーウイルスワクチン株よりクローニングしたHあるいはFタンパク質遺伝子を挿入しマウスに接種したところ,H遺伝子を挿入したプラスミドでは低いながら中和抗体が産生されたが,F遺伝子のそれでは中和抗体の産生が確認できなかった.以上の結果より,強力なプロモーターのプロトタイプの一つとして知られているサイトメガロウイルスのプロモーター(pCDM8)を更に改変したプロモーター(pClあるいはpCAGGS)がDNAワクチンの開発には有益と考えられた.また,イヌジステンパーウイルスに対するDNAワクチンの開発にはさらなる工夫が必要であろうと考えられた.核酸接種法,いわゆるDNAワクチンは従来のワクチンに変わる免疫法の新技術として注目を集め,精力的にその基礎研究および技術開発が進められている.本研究は,この新技術を実験動物のレベルから対象動物のレベルヘ移行することが可能か否かを見極めることを目的とし,具体的には犬のウイルス感染症を対象としたDNAワクチンの効果の究明を目指して実施した.本年度は,昨年度のマウスを用いた試験によりその有用性が明らかとなったプロモーターを用い,実際に犬でのDNAワクチンに対する反応性を試験した.昨年度の研究成果より有用と考えられた発現ベクターpCI,およびpCAGGSのうち,後者に狂犬病ウイルスGタンパク質をコードする遺伝子を組み込み,試験に供した.

このプラスミドを犬の大腿四頭筋内に100μg接種した場合,8割以上の犬で狂犬病ウイルスに対する中和抗体が誘導された.誘導された中和抗体価は,高いものでは市販の不活化ワクチンにより誘導される中和抗体価と同等のレベルまで達した.また,同じく10μgを接種した犬では,ほぼ5割の犬で中和抗体の上昇が認められた.犬において10μg接種によりDNAワクチンに対する反応が認められたのはこの報告が始めてと考えられ,使用したプロモーターの有用性を示す成績と考えられる.犬個体に対してDNAを2回投与した場合,第2回目の投与に対する抗体応答が素早く,かつ,高いレベルを維持したことから,第1回目の投与により,犬の体内で抗体産生に対する免疫記憶が成立していると考えられた.
コネクタの緩みによる1GHz超の電磁環境劣化メカニズムの解明

本研究は、コネクタの緩みにより接触境界面おいて増大する高周波寄生素子成分を測定装置と親和性の高い同軸コネクタを用いて推定し、等価回路網を与え、得られた等価回路網に基づき、汎用的なコネクタにも適用可能な緩みモデルを構築し、コネクタに緩みが発生した場合に生ずる電磁環境劣化を予測可能とすると共に、情報セキュリティの観点から、コネクタに緩みの生じた情報システムからの情報漏えいリスク評価を行った。さらに、これらの知見を基に、1GHz超の周波数帯におけるコネクタの緩みによる電磁環境劣化メカニズムの解明とコネクタに求められる接触性能要件を与えた。平成25年度は、交付申請書の各項目に対応して以下の2項目について研究を行った。1.緩みを有するコネクタ接触境界面の等価回路網の推定:等価回路網を構成する高周波素子を推定するために、パルスジェネレータとオシロスコープを用いてTime Domain. Reflectmetry(TDR)測定装置を構築した。高周波寄生素子は、測定対象となるコネクタの接触力のみを変化させ、TDR法を用いて、緩みが生ずる前後の反射波形の差分を計測することにより推定した。接触力はトルク調整が可能なトルクレンチを用いて制御し、伝送信号損失が0.1 dB以下となる範囲で緩みを発生させた。得られた寄生素子を用いて等価回路網を推定し、SPICEシミュレーターを用いて推定回路の時間応答を観測し妥当性を評価した。2.汎用的なコネクタ緩みモデルの構築及び電磁環境劣化予測手法の開発:緩みが生じた際の接触境界表面の状態は物理的に観測することが難しいことから、TDR法により得られた応答と、時間領域差分(FDTD)法を用いた接触境界表面の接触状態を模擬したシミュレーションモデルの時間応答を比較し、トモグラフィー的手法をとりながら、緩みに寄与する物理パラメタを特定した。シミュレーションで用いたモデルは我々の研究グループがこれまでに提案を行ってきたCATV同軸コネクタの接触不良モデルを拡張して用いた。また、FDTD法を実行するシミュレーションプログラムはこれまで我々の研究グループが既存設備であるベクトル型スーパーコンピュータSX-9向けに開発したプログラムを改良したものを使用した。得られた結果から、上記1.で得られた等価回路網とコネクタの接触状態を表す物理パラメタ(接触点の分布、接触点の点数、接触抵抗値)の関係を明らかにした。さらに、上記で得られた関係と接触工学の知見を基に汎用的なコネクタに適用可能なモデルを構築した。平成26年度は、交付申請書の各項目に応じて以下2項目について研究を行った。1.相互接続部に緩みを有する情報機器からの放射電磁波を通じた情報漏えいリスク評価:汎用的な緩みモデルを情報機器に適用し、前年度に行った情報セキュリティ確保に求められる3要素の1つである可用性の評価に相当する放射電磁波予測に加え、残りの2要素となる完全性・機密性の評価を行った。評価対象は情報機器の暗号処理時に発生する放射電磁波に含まれる機密情報とした。漏えい源にはサイドチャネル攻撃評価ボードSASEBOを用い、申請者が開発した暗号ハードウェアモデルに汎用的な緩みモデルを接続し、評価対象の情報機器とした。評価には既存設備であるEMCスキャナを用い、コネクタに緩みなどの不整合部を有する暗号ハードウェアから生ずる漏えい電磁波を網羅的に観測及び解析することで情報漏えいのリスク評価を行った。2.接触境界表面及び周囲の電磁界伝搬の可視化に基づくメカニズム解明:前年度に得られたモデル用いて、緩みの生じたコネクタの接触境界表面及び周囲の電磁界分布をFDTD法により解析した。解析の際には緩みモデルを特性インピーダンスが50Ωの同軸伝送路に接続し、伝送路に対してTEMモードで電磁波を励振した。励振信号は1GHz超の周波数を含む立ち上がりの鋭いガウシャンパルスとし、接触境界表面における電磁界の乱れを可視化することでメカニズムを解明した。得られたメカニズムを基に1GHzの高周波領域における機器相互接続部のコネクタに求められる接触性能要件を接触部の幾何的性質を基に与えた。環境電磁工学交付申請に掲げた25年度の研究計画の項目について、その全てを達成すると共に、雑音放射を予測する手法を開発する過程で、電磁界の相反性から、雑音放射の問題を逆符号の問題である妨害の問題に置き換えることでイミュニティ評価も可能とし、計画を大幅に越える成果を得た。さらに26年度に計画されていたコネクタに緩みの生じた情報機器からの情報漏えいリスク評価についても基礎的な検討を実施した。今後は、コネクタに緩みの生じた情報機器からの情報漏えいリスク評価を機器の暗号処理時に放射される電磁波を用いて行う。また、これと並行して、汎用的な緩みモデルを用いて、コネクタの緩みにより引き起こされる電磁波伝搬の乱れについて、時間領域差分法を用いたシミュレーションにより解析し、電磁界伝搬を可視化することで電磁環境劣化のメカニズムを解明する。得られた結果を基に高周波数帯における良好な電磁環境確保のためにコネクタに求められる接触性能要件を与える。

実験装置を工夫することで予定個数より少ない数のコネクタで今年度の計画を達成できたため、残額が生じた。本年度生じた残金は、次年度計画している「電磁環境確保のためにコネクタに求められる接触性能要件」を与えるために用いるコネクタを購入する費用に充て、当初の計画よりも精度の高い接触性能要件の提示を目指す。
東日本大震災による原発事故と産業空洞化が日本のエネルギー需給に与える影響の分析

今年度は、大規模な自然災害として震災に注目し、震災が経済に与える長期的な影響を考察し、分析のためのデータ収集を行った。より具体的には、東日本大震災・阪神淡路大震災が企業の生産額、生産性(TFP)等に与えた影響の分析のため、震災の事前と事後に関するデータの収集を企業レベルで行った。期間が非常に短期であるため、収集途上であるが、全体の進捗から考えると概ね順調であると考える。より具体的には、本研究では各事業所の月次の生産活動に関する統計「生産動態調査」等のマイクロデータを活用して、円為替の変動といった経済的変動や国内・国際情勢を含めたエネルギー供給の不確実性の増大が事業所の生産や生産性に与えた影響を月次レベルで検討する。その際、各事業所が属する企業の特徴を「企業活動基本調査」によって、生産構造の特徴を「工業統計」よって把握をより詳細・精緻化し、、企業の為替変動やエネルギー供給体制の不確実性への対応の調整能力、資源の再配分の構造を分析するための基礎を固めた。これらを、震災前後(pre-disaster, post-disaster)に分けて、Difference-in-Differenceなどの推計手法を射用いて分析するのが今後の課題となる。4月内におけるプロジェクト廃止のため、当該年度における実績は、収集された分のマイクロデータのみとなる。仮推計で現段階において得られた結果からは、阪神淡路大震災のみ、かつ事業所レベルのTFPによってはかった生産性についてについてのみ論じると、震災の影響は顕著ではないと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の目的と研究実施計画は、日本のエネルギー需給モデルを開発・推計し、石油や石炭、天然ガス、ウラン等の輸入エネルギーに関する需給に加えて、水力、風力、太陽光、地熱等の国内エネルギーの需給を総合的に分析できるモデルを構築することである。その上で、輸入エネルギー価格と国内エネルギー価格の関係、エネルギーの輸入量と国内調達量の関係、輸入エネルギーと国内エネルギーに関する価格と量の効率性等の分析を行うことが目的である。そして、輸入・国内エネルギー価格、エネルギーの輸入量と国内調達量の関係、輸入・国内エネルギーに関する価格と量の効率性等のため、電力自由化と安定供給に関する生産性分析(田中,松川,馬奈木)を行った。加えて、排出量取引市場の取引メカニズムを明らかにするための経済実験を行い(馬奈木)、またVARモデルにより原油価格の変動による排出権価格への影響を推定した(伊藤馬奈木)。また貿易に関連した産業分析として、貿易自由化が森林伐採に与える影響分析(Tsurumi, Managi)を行った。業界ごとの効率性に関連した分析として自動車排ガス分析を行い、自動車分析では日本の自動車排ガス規制が、触媒先物市場に与えた影響を分析し(Aruga and Managi)、自動車NOx・PM法の車種規制が対象地域外へ与えた影響の分析(岩田、藤井、馬奈木)を行った。そして、これらの国内、国際的なエネルギー政策の状況と、グリーンイノベーションのケーススタディについてまとめた(馬奈木・林)。これらの本年度の成果は、雑誌論文22件、図書1件として発表し、期待以上に研究が進展した。本プロジェクトは今後の経済成長戦略、温室効果ガスの排出量及びエネルギーセキュリティーなどを考慮した総合的なエネルギー・ポートフォリオの構築を目的とし、主に3つの観点から分析を行う。本研究では世界のエネルギー需給についてマクロレベルで詳細な分析が可能であるIEA世界エネルギー需給モデルを拡張し、日本のエネルギー需給モデルを推計する。このため「エネルギー消費統計調査」「企業活動基本調査」「工業統計調査」等のミクロデータを用いる。最終的には推計された日本のエネルギー需給モデルを用いて、複数のシナリオ分析、各シナリオにおける最適なエネルギー・ポートフォリオの検討、提案を行う。省エネルギー技術・再生可能エネルギー技術の進展は、特許データ「IIPパテント・データベース」を用いて補足する。そこで本研究では近年、我が国が経験している様々社会・経済インパクトがどのように産業構造の変化とその調整速度にどのような影響を与えるか分析を行う。IEAエネルギー需給モデルに分析結果を組み込み、現在及び今後の産業構造変化が日本のエネルギー需給に与える影響を推計する。そのために、「生産動態調査」「企業活動基本調査」「工業統計」等の個票データを活用する。Akiyama & Hosoe (2011)による9地域空間均衡モデルを用いて、原子力発電所の停止がもたらす種々の影響について分析する。最終的には現在の我が国の電源構成により引き起こされる種々の影響がどの程度、経済に影響を与えるか応用一般均衡モデルにより分析する。また前述の産業構造の変化を加味したエネルギー・ポートフォリオに基づいた電源構成、経済状況における電力価格の変化や、それに伴った経済活動の変化を分析し、適切なエネルギー・ポートフォリオの設定による経済や社会への影響を示す。より具体的には、本研究では各事業所の月次の生産活動に関する統計

「生産動態調査」等のマイクロデータを活用して、円為替の変動といった経済的変動や国内・国際情勢を含めたエネルギー供給の不確実性の増大が事業所の生産や生産性に与えた影響を月次レベルで検討する。その際、各事業所が属する企業の特徴を「企業活動基本調査」によって、生産構造の特徴を「工業統計」よって把握をより詳細・精緻化し、、企業の為替変動やエネルギー供給体制の不確実性への対応の調整能力、資源の再配分の構造を分析するための基礎を固めた。これらを、震災前後(pre-disaster, post-disaster)に分けて、Difference-in-Differenceなどの推計手法を射用いて分析するのが今後の課題となる。4月内におけるプロジェクト廃止のため、当該年度における実績は、収集された分のマイクロデータのみとなる。仮推計で現段階において得られた結果からは、阪神淡路大震災のみ、かつ事業所レベルのTFPによってはかった生産性についてについてのみ論じると、震災の影響は顕著ではないと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の目的であった日本のエネルギー需給モデルの開発とこれを応用した産業分析を実施しできたことに加えて、輸入・国内エネルギー価格を明らかにするための経済実験・VARモデルによる推定や、自動車排ガス効率性など、当初の計画を拡張した分析を行うことができたため。継続的な研究活動により、研究成果は着実に上がってきている。RIETIディスカッション・ペーパーに2本の論文を発表し、書籍においても研究論文を掲載した。学会発表もいくつか行っている。特に森田玉雪・馬奈木俊介「東日本大震災後のエネルギー・ミックスー電源別特性を考慮した需要分析ー」ではウェブ調査により2011年の東日本大震災を挟む家計の節電行動およびエネルギー選好の変化を明らかにし、今後の家庭用エネルギーに対する政策方針の在り方を提言する。東日本大震災以降の電力供給への不安による家庭用エネルギー需要の質的量的な変化は、代替的に自然エネルギーへの国民の関心を高めた。本研究調査により、再生エネルギーの比率を高める政策に対して人々は最大6%強の電気代の上昇を受け入れる余地があることが判明した。政府は、このような電源別エネルギー・ミックスに係る消費者の需要も考慮して、エネルギー転換を進める必要があることを提言している。調査により具体的な数字を根拠に需要まで考慮してエネルギー・ミックスについて提案を行っている研究はこれまで新しく、政策形成の観点から特に重要な研究であると考えられる。田中健太・松川勇・馬奈木俊介による排出権取引に関する研究は日本のエネルギー政策、温暖化防止政策への提言および資源経済学・環境経済学・産業組織論の発展への寄与という本研究の目的に特に重要である。産業組織論において重要なモデルである市場支配力が存在する双方向取引市場は排出権取引市場のモデルとして適当であり、このモデルと完全市場におけるマーケットパフォーマンスを実験により比較している。
非金属粉末を添加した快削焼結材の開発

焼結材は一般に切削しにくく難削材の一つに数えられている。この焼結材に非金属物質を添加して切削しやすくするのが本研究の目的であった。まず、添加する非金属物質としてガラス,窒化ホウ素,タルクの粉末が快削性を与えることは本研究に着手する前から5著者によってすでに確かめられていた。そこで、どの程度の粉末を添加すればよいか、2つの焼結材の場合について調べ、以下のような研究成果を得た。(1)焼結材が純鉄粉の場合、最も効果のあるのはガラス粉で、工具寿命を50120倍伸ばすことならびに窒化ホウ素,タルクも工具寿命を伸ばすこと(この3つの点については本研究補助金を得る前にわかっていた)を再確認した。(2)焼結材がステンレス粉の場合、最も効果のあるのは窒化ホウ素である。窒化ホウ素とガラスを適切な量だけ同時に添加すると、工具寿命は300倍程度伸ばすことができる。(3)焼結材が純鉄の場合も、ステンレスの場合も、3つの添加粉とも、焼結材の引張強度を増加させる効果があることがわかった。また、衝撃強さはあまり向上しない。(4) EPMA分析により、快削性を与える原因は添加物の潤滑作用にあることを示した。以上のことから、ガラス,窒化ホウ素,タルクを添加すればどの程度の焼結材が作れるかを示すことができた。
個人・法人の意思決定からみた土地利用変化のメカニズムに関する研究

研究の最終年度である平成11年度は、調査対象都市である群馬県前橋市において、群馬県庁、前橋市役所、前橋商工会議所等において数年次分のデータを入手するかたわら、昨年度に作成した「土地利用データベース」をもとに、研究対象期間(1980年1998年)内に土地利用が大きく変貌した地点を抽出し、また、同データベースに基づいて調査対象者を精選した。延べ1か月近くにわたって数回実施した現地調査では、土地利用変化に直接的・間接的に関与したキー・パーソンによる意思決定の過程(契機・時期・条件等)に関する聞き取り調査を中心に行なった。都市部においてもっとも特徴的であった意思決定者は企業、およびその関係者であり、それらを主な調査対象者として調査を進めた。上記調査に並行して、本研究において重要な概念の一つである「土地利用の転換研究(land conversion studies)」に関し、申請者の所属する北海道大学では収集が困難なものについて、地理学関連の学術雑誌が豊富に所蔵されている、筑波大学附属図書館において文献資料を収集した。以上の結果、都市の発展段階別にみて、種々の意思決定者の選択する行動に明確な差異が確認できること、また、意思決定に直接的・間接的に関与するキー・パーソンの種類と数の増加に伴う行動の多様化は都市発展段階の上昇に寄与することが解明された。土地利用変化のメカニズムに関して、行動科学的視点を導入した新たな知見をまとめるべく、今後も研究を進める予定である。平成10年度は,調査対象都市である群馬県前橋市において,前橋市役所や群馬県庁(両者とも主に都市計画担当部局と企画調整担当部局,資産税関係部局),前橋市立図書館,群馬県立図書館,群馬大学附属図書館などにおいて,現在と過去の双方に渡る土地利用や土地所有に関わるデータ,並びにそれらに関連する郷土資料なども収集した.さらに,前橋市中心部に設定した事例地区において土地利用調査を実施した.また,研究対象期間(1980年1998年)内に土地利用が大きく変貌した地点を取り上げ,当事者に対して彼らの意思決定の過程に関する予備的な聞き取り調査も合わせて行なった。一方,本研究において重要な概念の一つである「土地利用の転換研究(land conversion studies)」に関し,申請者の所属する北海道大学では収集が困難なものについて,地理学関連の学術雑誌が豊富に所蔵されている筑波大学附属図書館において文献資料を収集した.上述のように,研究の初年度に当たる平成10年度は,統計資料や文献資料などの収集に並行して,土地利用調査などの基礎的なデータ収集に主に従事した。次年度では,初年度に予備的な調査に留まった現地調査をさらに深めて実施する予定である.場合によっては,他の研究者からレビューを受けることなども視野に入れながら,土地利用変化のメカニズムに関して,行動科学的視点を導入した新たな知見を得るべく,研究を進める予定である.研究の最終年度である平成11年度は、調査対象都市である群馬県前橋市において、群馬県庁、前橋市役所、前橋商工会議所等において数年次分のデータを入手するかたわら、昨年度に作成した「土地利用データベース」をもとに、研究対象期間(1980年1998年)内に土地利用が大きく変貌した地点を抽出し、また、同データベースに基づいて調査対象者を精選した。
低周波重畳による高周波誘導熱プラズマの高温反応場の広域化に関する研究

温度が数万度に達する高周波誘導熱プラズマの最大の利点は,無電極で反応性豊かなクリーンなプラズマ空間が実現できる点である。しかし従来までは数MHz以上の高周波域で点弧されており,その高温場は直径にして約50mmが大きさの限度であった。本研究は,従来までの数MHzで点弧したプラズマに,さらに数10KHzの低周波強磁界を重畳させ,低周波電力をプラズマ陽光柱内深くに注入し,その高温場を拡大化するための理論的,実験的検討を行なったものである。最終平成4年度を通して得られた成果を以下に列挙する。1.まず,この異周波結合形プラズマトーチの内,高周波13.56MHz,15KW部分については,コイル半径として30mmを理論解析から決定しトーチを製作した。これを用いてプラズマ圧力300750torr,プラズマ出力14KWで安定にアルゴン誘導プラズマを発生することができた。また,その高温場も10,000Kを超えていることを分光測定から確認することができた。2.この高周波プラズマにカップルさせる低周波コイルの適正値として直径85mm,長さ72mm,3ターンと決定した。理論解析により,60KHz程度で1万アンペアの低周波大電流により,この拡大化された誘導プラズマが安定に発生するという知見を得た。3.実験的には,LC共振回路を構成し,単発ではあるが,ピーク電流5700A,減衰時定数約100μs,周波数65KHzの低周波・減衰振動電流を低周波コイルに流し,上記15KW高周波プラズマとの結合を試みた。低周波大電流重畳に同期してプラズマの発光強度の変化が認められたが,今後,この重畳電流のピーク値を倍(1万A以上)にするか,減衰時定数を倍(200μs)にしてゆけば,さらに具体的プラズマ場の拡大がはっきりと確認できると考えられる。これを今後さらに進める。温度が数万度に達する高周波誘導熱プラズマの最大の利点は,無電極で反応性の豊かな、しかもクリ-ンな熱プラズマ空間が実現できる点である.しかし、これは従来までは,数MHz以上の高周波域で点弧されており,その高温場は直径にして約50mmが限度であった.本研究は,従来までの数MHz周波数で点弧したプラズマに,さらに数十から百kHzの低周波大電流を重畳させ,低周波電力をプラズマ陽光柱内深くに注入し,その高温領域を拡大化しようとするものである.平成3年度では,当初計画通り,まず種火としての高周波プラズマト-チ部を設計,製作し,その長時間安定点弧に成功した.以下に成果を列挙する。(1)13.56MHz、15kWの高周波電源を用いて安定,定常に誘導プラズマを形成できるコイル半径として30mmを理論解析から求め,ト-チを設計,製作した.さらに,この誘導コイルと電源間にマッチングのための大容量可変真空コンデンサ-を組み入れ.これを調整することにより任意の圧力,パワ-において高周波誘導プラズマを安定に点弧できることを確認した.アルゴンプラズマ圧力300、500、750 torr,プラズマパワ-8、12、14kWの条件下で安定に高周波プラズマを発生することができた.(2)次に,この高周波誘導プラズマからの発光スペクトル(Ar輝線)を,購入した主要設備である分光器により観測し,プラズマ到達温度を計測した.

プラズマ温度は,プラズマ圧力が高いほど,また,プラズマパワ-が大きい程,高温となり,760 torr,14kWでは,平均温度約9,000Kに達していることがわかった.(3)上述の到達温度では,プラズマ導電性が極めて高く,次年度に予定している、第2の低周波成分の重畳の際に,低周波パワ-が有効に高周波部分に結合し、プラズマに吸収され、反応場の広域化が期待できる.温度が数万度に達する高周波誘導熱プラズマの最大の利点は、無電極で反応性豊かなクリーンなプラズマ空間が実現できる点である。しかし従来までは数MHz以上の高周波域で点弧されており、その高温場は直径にして約50mmが大きさの限度であった。本研究は、従来までの数MHzで点弧したプラズマに、さらに数10KHzの低周波強磁界を重畳させ、低周波電力をプラズマ陽光柱内深くに注入し、その高温場を拡大化するための理論的、実験的検討を行なったものである。平成3と4年度を通して得られた成果を以下に列挙する。1.まず、この異周波結合形プラズマトーチの内、高周波13.56MHz、15KW部分については、コイル半径として30mmを理論解析から決定しトーチを製作した。これを用いてプラズマ圧力300750torr、プラズマ出力14KWで安定にアルゴン誘導プラズマを発生することができた。また、その高温場も10.000Kを越えていることを分光測定から確認することができた。2.この高周波プラズマにカップルさせる低周波コイルの適正値として直径85mm、長さ72mm、3ターンと決定した。理論解析により、60KHz程度で1万アンペアの低周波大電流により、この拡大化された誘導プラズマが安定に発生するという知見を得た。3.実験的には、LC共振回路を構成し、単発ではあるが、ピーク電流5700A、減衰時定数約100μs、周波数65KHzの低周波・減衰振動電流を低周波コイルに流し、上記15KW高周波プラズマとの結合を試みた。低周波大電流重畳に同期してプラズマの発光強度の変化が認められたが、今後、この重畳電流のピーク値を倍(1万A以上)にするか、減衰時定数を倍(200μs)にしてゆけば、さらに具体的プラズマ場の拡大がはっきりと確認できると考えられる。これを今後さらに進める。
上空・高度域の風力エネルギーの取得・伝達・変換技術への挑戦

風速は高度が増すにつれて指数的に大きくなる。風力エネルギーは風速の3乗に比例するため、高度域が発電に有利である。本研究では、2種類の空中浮上型新規風車を開発し、風力エネルギーの取得法を検討した。またモデル解析を行うことにより、風車の性能を検討した。そして新規風車がエネルギー取得法して有望であることを明らかにした。また新規風車を軽量化するため、真空樹脂含浸法で炭素強化複合材を試作し、材料の強度評価を行った。風力エネルギーは風速の3乗に比例するので,風車の設置場所として,風況の良好な地点を選定することが重要な課題である.風は地表の摩擦の影響を受けるため,風速は地表近くでは小さく,高度が増すにつれて大きくなる.本研究では,現在未利用である上空・高度域の風力エネルギーを取得するための技術開発を進めている.平成24年度は,インフレータブルカイト,飛行船と風レンズ風車,回転気球から得られた実験データに基づき,3方法の性能を比較した.そして,上空・高度域の風力エネルギーの取得・伝達・変換するための方法を検討した.その基準としては,発電効率のみでなく,安全性なども含め総合的な面を考慮した.その結果、本年度は,1上空・高度域の風力エネルギーの取得法として,回転気球を改良した「空中浮上型エアリアル風車」を試作した,2風力エネルギーの蓄積・伝達法として,係留用高分子繊維ロープの捩じり弾性エネルギーを応用した.そして,試作したエアリアル風車の回転安定性を検討し,係留ロープに作用するトルクと張力を測定した.3またモデル解析を行い,測定値と比較した.その結果,ほぼ設計通りの風車が作製できたこと,すなわちエアリアル風車で風力エネルギーが取得できること,高分子繊維ロープでエネルギーを蓄積・伝達できることの可能性を明らかにした.さらに,解析に基づいたエアリアル風車の改良,係留ロープのトルクを利用した発電装置の設計を行った.4また真空樹脂含浸法による炭素繊維強化複合材料の作製および力学特性評価を行っており、これを更に発展させることによりアルミ製であった風レンズ風車の大幅な軽量化を図ることが可能となった.地球環境の保全のため、温室効果ガスの低減が緊急の課題となっており、クリーンで再生可能エネルギーのひとつである風力発電に注目が集まっている。これに伴い、風力タービンからなる風車が世界的に増加する傾向となっている。風力エネルギーは風速の3乗に比例するので、風車の設置場所として、風況の良好な地点を選定することが重要な課題となる。このため、平地が少なく風況が悪い国内では、沿岸部や山間地が風車の設置場所となっている。また地形や建物による影響を少なくするため、洋上風力発電も計画されている。このように風力発電には、風況のより良い地点が求められている。風は地表の摩擦の影響を受けるため、風速は地表近くでは小さく、高度が増すにつれて大きくなる。風速の高度分布として指数則が成り立つこと、また植生や建物などによる地表の粗度が大きいほど、地形が複雑なほど風速の変動が大きくなることが知られている。このため、多くの風車は平坦な陸地や沿岸部のタワー上に設置されている。風車のタワーを高くすれば発電効率は上がるが、強度やコスト面で問題が発生する。「さらに上空の風をとらえるには?」という考えから本研究は着想したものである。申請者は(1)上空の風力エネルギーの取得法として「インフレータブルカイト」、「飛行船と風車」、「回転気球」の利用、(2)エネルギーの伝達方法として、係留高分子繊維ロープのトルクと張力の応用、(3)ロープのトルクにより、地上で発電する技術開発を行ってきた。そして、各手法の性能比較を進めてきた。その結果、上空の風力エネルギーの取得に有力な手法として、改良型「新規回転気球」と「飛行船と風車」を選定した。本研究では,現在未利用である上空・高度域の風力エネルギーを取得するための技術開発を進めている.平成23年度は,(1)インフレータブルカイトの運動メカニズムを調べるため,カイトラインに発生する荷重を計測した.またカイトラインに発生する繰返し荷重を利用した発電装置を試作した.(2)飛行船と風レンズ風車を利用した実験では,飛行船で風車を浮上させた際の安定性を調べた.さらに風車で取得した風力を高分子繊維ロープの捩り変形に変え,そのエネルギーを地上まで伝達できることを示した.(3)気球に風受けを取り付け,回転できるようにした.気球の回転が高分子繊維ロープを捩り,その変形エネルギーを地上まで伝達できることを実証した.(4)高分子繊維ロープと高分子積層膜材の強度評価を行うための計測装置を試作し,実験を開始した.上記(1)(3)の計測により,3方法の性能を比較検討することが可能となった.平成24年度は、インフレータブルカイト,飛行船と小型風レンズ風車,回転気球から得られた実験データに基づき,主として回転気球に改良を加えた「空中浮上型エアリアル風車」を試作し、その性能評価を行った。

(1)エアリアル風車の中央部として、直径1.3m,全長8.2m,充填ガス容量18m3のロケット型気球を試作した.この気球の先端部に係留用およびエネルギー伝達用のロープを,また後部に翼型形状のブレード3枚を取り付けた.その寸法は0.65 x 0.8 m2とし,取り付け角は14°とした.また後部には,風車が水平になるように,カウンターウェイトを取り付けた.(2)エネルギー伝達で重要である係留ロープに作用する張力とトルクを計測するために,張力計とトルク計を直結させた装置を試作した.なお張力計としてフォースゲージ,またトルク計としてハンディータイプトルク計を使用した.また記録計として,データロガーを利用した.係留ロープの引張り方向とのずれが小さくなるように,張力計とトルク計は2軸回転台に設置した.(3)風車を上空に浮上させ,係留ロープ30mに作用する張力とトルクを計測した.張力は3070Nで変動した.この原因として14m/s程度の風速変化が挙げられる.ただしこの風速変化でも風車が安定して回転することが確認された.一方,トルクは徐々に増加し,計測時間10分で約2.2 Nmに達することを実証した.(4)風車のモデル解析を行い,係留ロープに作用する張力とトルクを評価した.このモデルでは以下の条件を仮定した.1風車は風向に対して水平を維持する.2風車には一定値の浮力が作用する.3風車には変形は生じない.そして,風速4m/sに対し,張力60N,トルク6Nmと,それぞれ妥当な値が得られた.この解析に基づき風車を改良と発電装置の設計が可能となった.平成23年度は,下記の4種類の研究を進め,当初の計画目標を達成することができた.(1)インフレータブルカイトによるエネルギー取得法:本実験では,カイトサイズ7平方メートル,ライン長さ30mを使用し,荷重の時間変化を計測した.コントロールバーを上下させ,カイトの迎え角を変化させた.平均風速約5m/sのとき,荷重が約50400Nの範囲で変動することを確認した.カイトラインの張力を利用するため,オートリールの回転軸に発電機を直結した装置を試作した.そして,繰り返し荷重を加えることにより,発電することを示した.(2)飛行船と風車によるエネルギー取得法:本実験では,試作したロータ直径60cm,重量2.3kgfの小型風車を使用した.この風車を浮上させるため,充填ガス容量10立方メートルの飛行船を利用した.飛行船は尾翼により,風車は集風体により,風向変化に追随することを確認した.また風車で取得した風力を長さ30mの高分子繊維ロープの捩り変形に変え,その回転力を地上へ伝達できることを実証した.(3)回転気球によるエネルギー取得法:本実験では,直径2.3mの気球を使用し,気球の円周に風力エネルギーを取得するための風受けを取り付けた.そして,気球が回転することのより,長さ30mの高分子繊維ロープを捩り,そのエネルギーを地上に伝達できることを確認した.(4)材料の強度評価計測:高分子繊維ロープと高分子積層膜材の引張試験を行うための負荷装置を試作した.そして材料の強度評価計測を行った.今後は,試作した空中浮上型エアリアル風車の改良を図る。
マイクロコンバスタ内の振動燃焼を利用した超小型圧電素子発電デバイスの開発

高エネルギー密度を有する化石燃料をMEMSエネルギー供給源(Power MEMS)等の小型デバイスに有効利用することを目的とし、微小空間領域で発生する振動燃焼を利用した圧電素子発電デバイスの新規開発を目的として研究を行った。実験は、外部ヒーターにより加熱された微小石英管内にメタン/空気予混合気を流入させ、その内部における燃焼挙動について検討した。当量比を0.85に設定した場合、混合気流速が約40cm/s以上もしくは3.5cm/s以下では火炎が定在・安定し、振動燃焼は起こらないが、その中間領域(3.540cm/s)では振動燃焼が観察された。振動燃焼時における火炎の位置変動の振幅は2mmから30mm程度、振動周波数は数十Hzから数百Hz程度の範囲内で、設定条件に応じて変化した。また、高速度ビデオカメラによって、その挙動を詳細に観察したところ、安定・不安定の境界条件付近では、火炎が流れ方向に2mm度の僅かな振動変動をするが、一方、それ以外の不安定領域においては、下流側で着火した火炎が上流側へ伝播し消炎するという特異な挙動を繰り返した振動現象であることが明らかとなった。また、この着火・消炎を繰り返す振動現象での変動振幅は10mm以上と比較的大きく、圧力変動に起因すると考えられる振動音も伴っていた。このことから、着火・消炎を繰り返す振動現象の方が、圧電素子を周期的に変位させるための駆動力に適していると考えられる。これらの知見は、振動燃焼を利用した小型発電デバイスにおける燃焼条件の最適化に有用で、今後の開発に大きく貢献するものである。MEMSにおけるエネルギー供給源(Power MEMS)として、微小領域で発生する振動燃焼を利用した圧電素子発電デバイスの開発を目的として研究を行った。本システムで使用を検討している微小領域での振動燃焼は近年発見された新規かつ特異な現象であり、その振動が発現する条件等、不明確な部分が多い。そこで、研究初年度となる本年度においては、燃焼振動の特性把握に重きを置き、振動の発現条件等の定量化を行った。方法としては、まず石英微細管を外部加熱し、その内部に燃焼用予混合気を流すことで、微小領域での燃焼挙動について検討した。その結果、燃焼反応帯(火炎帯)が微細管上流側の温度勾配を持つ領域に形成され、その火炎帯位置と混合気流速の関係はS字を描くような特異な挙動を示すことが分かった。この関係は、混合気濃度を変化させても定性的に変わらないこともわかった。さらに、一部の条件で振動燃焼が発生し、その振動は反応帯がS字上での上流側極大点もしくは下流側極小点付近に位置する際に特に多くみられた。この振動燃焼について高速度撮影等の測定を行ったところ、混合気が着火・消炎を断続的に繰り返している様子が観察された。以上の結果から、振動燃焼を発生させる条件が明らかとなった。また、次の段階として、その振動を圧電素子に効率良く反映させるための装置の構造、形状等について模索・検討している。具体的には、この振動現象に有用であると考えられるバイモルフ型の圧電素子について設計・製作、またその取り付け位置について検討を行っている。近年注目を集めているMEMSエネルギー供給源(Power MEMS)の一手段として、微小空間領域で発生する振動燃焼を利用した圧電素子発電デバイスの開発を目的として研究を行った。本研究で利用する微小空間での振動燃焼は近年見出された新規の現象であり、その特性は未だ不明な部分が多い。そこで本年度はまず、昨年度に引き続いて、燃焼振動の基本的特性の把握・検討を行った。方法としては、外部加熱された石英微細管内に燃焼用予混合気を供給し、そこでの燃焼挙動について実験的に観察した。その結果、振動燃焼はある混合気流速の範囲において起こり、それよりも高及び低流速になると火炎は定常安定することがわかった。また、管径によって振動燃焼範囲が変化し、管内径が小さい場合、つまり燃焼領域が微小になるほど、振動燃焼は高流速域側へシフトすることがわかった。さらに、流速等の条件によって、燃焼振動の振動周波数は数Hzから数百Hzまで、火炎位置の振幅は数mmから数十mmまで変化させることが可能なことがわかった。これらの現象は、燃焼の反応熱と着火遅れ時間、及び管壁への熱損失の影響に強く依存していると考えられ、微小空間で起こる振動燃焼の利用に重要な知見となった。また、発電システムとしては、燃焼振動による既燃ガスの流速変動を利用して、管出口に設置された圧電バイモルフにひずみ変動を誘引する系を考え、そこから発生する起電力特性について主に燃焼振動特性の観点から検討した。

また、高速度ビデオカメラによって、その挙動を詳細に観察したところ、安定・不安定の境界条件付近では、火炎が流れ方向に2mm度の僅かな振動変動をするが、一方、それ以外の不安定領域においては、下流側で着火した火炎が上流側へ伝播し消炎するという特異な挙動を繰り返した振動現象であることが明らかとなった。また、この着火・消炎を繰り返す振動現象での変動振幅は10mm以上と比較的大きく、圧力変動に起因すると考えられる振動音も伴っていた。このことから、着火・消炎を繰り返す振動現象の方が、圧電素子を周期的に変位させるための駆動力に適していると考えられる。これらの知見は、振動燃焼を利用した小型発電デバイスにおける燃焼条件の最適化に有用で、今後の開発に大きく貢献するものである。
面型パターン照明を用いた金属光沢面評価法の開発およびそれを利用した粗さ推定

一定方向に傷状の模様を入れるヘアライン処理が施してある金属面では,見る方向によって光沢が異なる異方性を持つ.このような金属面を対象に,白黒パターンを有した面型照明で広範囲を短時間に異方性を考慮しつつ光沢評価する手法を開発した.開発した手法は白黒ストライプパターンを回転させることで異方性を含めた光沢評価を行う.また,光沢と表面の微小な凹凸である粗さには,ある一定の関係があることが分かった.一定方向に傷状の模様を入れるヘアライン処理が施してある金属面では,見る方向によって光沢が異なる異方性を持つ.このような金属面を対象に,白黒パターンを有した面型照明で広範囲を短時間に異方性を考慮しつつ光沢評価する手法を開発した.開発した手法は白黒ストライプパターンを回転させることで異方性を含めた光沢評価を行う.また,光沢と表面の微小な凹凸である粗さには,ある一定の関係があることが分かった.面型パターン照明を用いることで一度に広範囲を評価する金属面光沢評価法の開発を目的とし,本年度は以下のような成果が得られた。1.表示デバイス(液晶ディスプレイ)を用いて,パターンの瞬間的な切替が可能な面型パターン照明システムを構築した.蛍光灯を用いる面型照明に比べ,パターンを切り替え多数の画像を得て総合的に評価するなど様々な応用が可能となる。2.金属面の製法(ヘアライン処理など)に起因する光沢の異方性(方向による光沢度の違い)を光沢評価の際に考慮するため,パターンを回転し評価する手法を開発した。その際,画像処理部で複数の画像を一括して処理できるようにし,評価の効率化を図った。3.光沢評価のためのパターン反射像の評価値として,画像濃度値の分散値が有効であることを実験により確認した。なお,評価値については他に様々なものが考えられ,また今後の光沢評価による粗さ推定の検討において,他の評価値も必要とされる可能性があるため継続して検討を行う。4.パターンの大きさと得られる評価結果の関係を検討するため,パターンサイズを変更する実験を行った。サイズの違いにより評価値(分散値など)が異なることがわかり,サイズを小さくすると評価値が一様に小さくなることから,表面粗さとパターンサイズ・方向に関係性が見いだせる。そのため,表面粗さの推定に光沢評価値を利用できる可能性があることが分かった。平成23年度はこのことより光沢評価値を利用した粗さの推定を中心に検討を行う予定である。5.研究者代表者らが開発してきた光学的シミュレーション手法を援用することで,パターン投影の状況をシミュレーションである程度再現できることが分かった。今後は実験とシミュレーションを組み合わせて精度の高い評価手法を目指す。なお,本年度は所属組織の施設改修のため予定より研究計画に遅れ生じたため成果発表は次年度に先送りした。面型パターン照明を用いる金属面光沢評価法の開発を目的とし,本年度は以下のような成果が得られた.1.平成22年度に有効な評価値とした標準偏差(分散)以外に画像のコントラストを検討した.コントラストはノイズの影響を受けやすく現状では評価値として適当でないことが分かった.2.平成22年度の成果よりパターンの大きさ(白黒縞の幅)を小さくすると評価値が一様に小さくなることが分かっている.本年度はパターンのサイズを変更すると同時にパターンの回転を行い,その場合の評価値の変化を検討した.その結果,小さいパターンでは投影方向の違いによる評価値の変化が現れ難くなることがわかった.また大きなパターンではパターンの白縞と黒縞の対象画像中の面積比が一様でないため適切な評価値が得られ難いことが分かった.よって,異方性を考慮しつつ光沢を評価する場合には適切なパターンサイズを設定する必要がある.3.パターンのサイズを変動させて得られた評価値において,投影方向ごとの平均値を求めることで,方向による変化が滑らかな総合的な面の評価が可能であることが分かった.4.数種の金属試料について光沢評価値と粗さの関係を検討した結果,一般的に用いられている粗さパラメータと光沢評価値との明確な相関は見受けられなかった.しかしながら90°異なる方向で計測した粗さパラメータ同士の比と,投影パターンを90°回転して得られた投影画像からの評価値の比には相関が見受けられた.これは異方性を有する面の光沢の状況は微小面の向きに影響されるものであり,それが粗さの比(粗い,粗くないの比)に反映されているためであると推測できる.5.平成22年度開発した光学的シミュレーション法において実際の撮像系の撮像素子のピクセルの大きさを考慮して平均化することでさらにシミュレーション結果が実際の結果に近づくことが確認された.
青果物市場流通構造変貌下における園芸地帯の産地主体論的研究

本研究では,青果物のうち小ねぎに品目を絞り,主として九州内の産地を対象にして市場流通構造変貌下における各産地主体の変化と対応について考察した。本研究で得られた成果の一部を示せば次のとおりである。1.既存の先進大規模産地においては、まず産地レベルでは,管内農協の広域合併後、遅れていた隣接同品目部会との統合を進めるなど,いっそうの産地規模拡大による市場対応力の強化を図る方策が急ピッチで進められていることが明らかになった。また,個別経営のレベルでは,一部の経営において土耕栽培から水耕栽培への転換を図り,さらに小ねぎ生産者の規模拡大のネックである調製過程の機械化を進めるなど,生産量の拡大と省力化によるコスト低減策への取り組みが進みつつある。しかし,このことは一方で,産地を構成する経営の異質化をさらに促進させている。2.したがって,当産地における部会組織では,異質化の進む個別経営をどのような形で再編統合するかが課題となっている。なお,この点は,今後のJAの市場戦略及び販売戦略と併せて検討されるべき点であるが,この点の産地主体間の調整は依然遅れている。3.今後残された研究課題としては次のことが指摘できる。1つは,個別経営の構成と土地利用規模の変化に伴う,今後の合理的な土地利用のあり方とその利用調整主体を明らかにすることである。また,いま1つの明らかにすべき課題は,生産構造の変化に伴う既存の調整労働力の最適配分のあり方と地域経済全体に与える影響を明らかにすることである。