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磁力支持による超音速風洞実験法の研究

本研究では,磁力支持装置を用いた超音速風洞において磁力で模型を浮揚したまま風洞始動を可能とする実験技術を構築する.特に鍵となる2つの技術である,模型の高速姿勢位置測定用センサーの開発および集合胴圧の高速制御技術の開発を行った.高速・高精度なポジションセンサーによって速応性の向上および模型の位置・姿勢角の標準偏差が低減でき,高い精度で風洞測定部中心に支持することが可能となった.また,集合胴圧を高速に制御したことで,模型に作用する荷重が低減でき,模型を磁力で支持したまま超音速風洞の起動・通風・停止に成功した.低ブーム超音速飛行の研究が日米欧において注目を浴びているが,従来の風洞実験では模型支持干渉が必須のため,理論の実証を行うためには飛行試験しかなく,実験機を実際に飛行させるか,バリスティックレンジ(弾道飛行試験装置)を用いて模型を自由飛行させるしかなかった。しかし,飛行実験の代替え実験技術として,磁力支持天秤装置(MSBS)が考えられる。MSBSは,永久磁石を内蔵した模型の周囲に磁場を発生させて模型を気流中に浮揚させることで,支持干渉のない理想的な状態で模型を指定した位置・姿勢で支持できる。さらにこの装置は制御状態から模型に作用している空気力も評価できる天秤としての機能も持つ。本研究では,東北大学流体科学研究所の超音速吸込み式風洞にMSBSを適用し,模型に働く力とソニックブーム近傍場波形の同時計測を行う手法を確立し,世界各国で進められている低ブーム理論の検証を行うとともに,空力性能とのトレードオフを見極める。このため,東北大学流体科学研究所にある超音速吸込み式風洞とJAXAより移管された10cm MSBSを改修した。超音速風洞にMSBSを導入する際に問題となるのが始動停止荷重である。この問題を克服するために,昨年度は高速・高精度なポジションセンサーを開発した。今年度は,測定部内の磁場の周波数特性改善も併せて行うことで速応性の高いMSBSを開発した。さらに,磁力支持のシミュレータを開発し,測定値との比較を行うことで,風洞始動時に模型を磁力支持可能な試験条件について考察を行った。その結果、必要な模型特性が特定でき,初めて模型を磁力支持したままで,超音速風洞の起動・通風に成功した。本研究では,磁力支持装置を用いた超音速風洞において磁力で模型を浮揚したまま風洞始動を可能とする実験技術を構築する.特に鍵となる2つの技術である,模型の高速姿勢位置測定用センサーの開発および集合胴圧の高速制御技術の開発を行った.高速・高精度なポジションセンサーによって速応性の向上および模型の位置・姿勢角の標準偏差が低減でき,高い精度で風洞測定部中心に支持することが可能となった.また,集合胴圧を高速に制御したことで,模型に作用する荷重が低減でき,模型を磁力で支持したまま超音速風洞の起動・通風・停止に成功した.低ブーム超音速飛行の研究が日米欧において注目を浴びているが,従来の風洞実験では模型支持干渉が必須のため実験の精度が低く,本格的に理論の実証を行うためには,実験機を実際に飛行させるか,バリスティックレンジ(弾道飛行試験装置)を用いて模型を自由飛行させるしかなかった。しかし,風洞を利用した飛行実験の代替え実験技術として,磁力支持天秤装置(MSBS)が考えられる。本研究は,東北大学流体科学研究所の超音速吸込み式風洞にMSBSを適用し,模型に働く力とソニックブーム近傍場波形の同時計測を行う手法を確立し,世界各国で進められている低ブーム理論の検証を行うとともに,空力性能とのトレードオフを見極めることを目的としている。従来MSBSがソニックブーム研究に適用されてこなかった主な理由は,超音速風洞通風時の初期荷重大きく,制御が難しかったためである。模型制御用磁気力の増強を図るとともに,鍵となる2つの技術,集合胴圧の高速制御技術と模型の高速位置姿勢測定用センサーの研究開発を行った。集合胴圧の高速制御技術の研究に必要な小型の集合胴を製作し,次年度以降の超音速風洞起動時の模型支持試験が可能な状態にした。風洞起動時に浮揚模型が実際にはどの様な運動をするか,磁力支持天秤装置に付属の模型位置姿勢測定センサーを改良して1kHz以上の高速で計測できるようにした。低ブーム超音速飛行の研究が日米欧において注目を浴びているが,従来の風洞実験では模型の支持干渉によって実験精度が低く,低ブーム理論の実証を行うためには,実機を用いた飛行試験やバリスティックレンジ(飛行弾道飛行装置)による模型の自由飛行試験が有用である.風洞装置を利用した飛行試験の代替え実験技術である磁力支持天秤装置では,磁力で模型を浮揚させることが可能であり,支持干渉のない理想的な計測ができ,磁気力の計測により空気力も同時に評価できる.本研究では,超音速風洞において磁力で模型を浮揚させる実験技術を構築することを目標としている.昨年度では,超音速風洞起動時の模型の磁力支持に成功したが,模型形状や慣性モーメントなどの模型特性に制限を設ける必要があった.低ブーム理論の検証実験では,有翼模型などの複雑形状の模型が用いられるため,模型特性の調整が困難になる.そこで今年度は,模型特性に制限がない模型にも適用できる超音速風洞起動システムを構築するため,磁力支持シミュレータを用いて集合胴圧の高速制御技術を開発した.

超音速風洞起動試験の結果,模型を支持した状態で超音速風洞の起動・通風・停止に成功した.また,集合胴設置によって生じる気流の乱れを抑えるため,集合胴内に多孔板,ハニカムおよびメッシュを設置し,風洞測定部においてマッハ数分布計測を行い,測定部断面および気流方向のマッハ数の一様性が確認できた.数値流体力学超音速磁力支持に成功したため。鍵となる2つの技術,小型集合胴の作成および模型の高速位置姿勢測定用センサーの研究開発が実施できたため。超音速風洞が起動,停止する場合に,スパンの小さい主翼上で左右対称に衝撃波が風洞軸方向に高速に移動しても,模型の磁力支持状態を保てるようにして,揚力を出した状態で超音速気流中に有翼模型を磁力支持できるようにする。(多分,揚力を有した模型の磁力支持は世界初となる)この技術により,ソニックブーム近傍場波形を測定する試験法についての検討が,試験レベルで可能となる。ただし,現状では集合胴からの気流の質が十分でないため、引き続き装置の改修を行う。集合胴内に整流網を導入し、流れ場測定試験が可能な気流の質を確保する。また、感圧塗料などの圧力計測技術の適用可能性についても引き続き検討する。適切な大きさの翼面積を持つ有翼模型(AGARD-B標準模型に類似したもの)を製作するとともに,集合胴内に整流網を導入し、流れ場測定試験が可能な気流の質を確保する。超音速風洞が起動,停止する場合に,スパンの小さい主翼上で左右対称に衝撃波が風洞軸方向に高速に移動しても,模型の磁力支持状態を保てるスパンの有翼模型を選定して,揚力を出した状態で超音速気流中に有翼模型を磁力支持できるようにする。但し,風洞起動時の衝撃波は完璧に左右対称とはなり得ないので,大きなロール運動を伴う危険性が高い。模型のロール方向の回転トルクを抑える方法は模型の翼スパンを小さくすることであり,平成25年度は十分正確にソニックブーム近傍場波形の計測を実施することは期待し難い。このため,風洞起動時の模型ロール角変動量を計測して,起動時の変動が少ないロール制御に必要な磁場制御能力の改善策を検討する。その中で中心となる策は,ロール制御用コイルの製作とそれに流す電流を制御するパワーアンプの増強は必須の項目である。また、感圧塗料などの圧力計測技術の適用可能性についても検討する。気流の質を高めるため,集合胴内に設置する整流網を設計・製作する。
Mn酸化物のモット転移近傍における異常スピン揺動

Mn酸化物の振舞いを典型的に反映する3次元系のNd_<1-x>Sr_xMnO_3と2次元系のLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7においてホール濃度による結晶構造と磁気構造の変化を決定して相図を作成することが出来た。また常磁性相のスピンダイナミクスを測定することにより、スピン揺らぎが強磁性相関から電荷秩序が形成されると反強磁性相関へと変化していることを見いだした。さらにCE型電荷秩序相においては磁気秩序は真の長距離秩序ではないことを発見した。これはCE型磁気・電荷秩序が軌道秩序を伴うため、軌道のドメインが同時に磁気ドメインを形成させてスピン・スピン相関距離を有限に抑制するためである。一方、強磁性相でも軌道秩序の形成が非常に重要であり、スピンダイナミクスの研究から、軌道秩序の形成によりスピン相関のエネルギーが異方的になっていることや、強磁性相でありながら低温相のA型反強磁性相の特徴を共有するスピン相関を既に示している場合があることなどが明らかにされた。2次元系で巨大磁気抵抗を示す2次元層状Mn酸化物La_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7系の研究では、顕著な巨大磁気抵抗を示すx=0.40の近傍でホール濃度0.30<x<0.50の範囲で磁気相図を作成しスピンダイナミクスを測定した。この物質では、x>0.40以上で中間温度にA型反強磁性相が存在することを指摘し、高温で観測されていた帯磁率の異常の原因を明らかにした。2重交換相互作用を考慮すれば、A型反強磁性相では金属的な電気抵抗の振舞いを示すことが期待されるが、この系では強磁性成分が出現するまで絶縁体的であり、その原因は奇妙な擬ストライプ秩序とも言える相関距離の極短い電荷秩序が存在することであることを明らかにした。2重交換相互作用に媒介された金属強磁性を示すMn酸化物は、ホールをドープすることにより、ホール濃度30%あたりで反強磁性絶縁体から強磁性金属へと金属・絶縁体転移を示し、転移の近傍で異常に大きな磁気抵抗を示す。この金属・絶縁体転移には同時に軌道秩序を伴う事が多く、系の磁性に非常に大きなインパクトを生じさせ、ひいては系の輪送現象に対しても大きな変化を生じる。我々の研究は中性子散乱を用いて、50%近傍のMn酸化物系試料を主体として実験を進め、50%近傍のMn酸化物系の金属・絶縁体転移におけるスピン揺動の特徴を非弾性散乱実験により明らかにすることである。平成10年度は、Nd_<0.45>Sr_<0.55>MnO_3,Pr_<1-X>Ca_XMnO_3などの系でスピンダイナミクスを調べ、スピン揺動が反強磁性金属相でも軌道秩序形成のために非常に異方的になっていることを明らかにした。また広いホール濃度範囲においてホールをドープされたMn酸化物では、常磁性相においてスピン揺動は、二重交換相互作用の支配を受けるために強磁性的になっていることを示した。Mn酸化物の振舞いを典型的に反映する3次元系のNd_<1-x>Sr_xMnO_3と2次元系のLa_<2-2x>Sr_<1+2x>

Mn_2O_7においてホール濃度による結晶構造と磁気構造の変化を決定して相図を作成することが出来た。また常磁性相のスピンダイナミクスを測定することにより、スピン揺らぎが強磁性相関から電荷秩序が形成されると反強磁性相関へと変化していることを見いだした。さらにCE型電荷秩序相においては磁気秩序は真の長距離秩序でないことを発見した。これはCE型磁気・電荷秩序が軌道秩序を伴うため、軌道のドメインが同時に磁気ドメインを形成させてスピン・スピン相関距離を有限に抑制するためである。一方、強磁性相でも軌道秩序の形成が非常に重要であり、スピンダイナミクスの研究から、軌道秩序の形成によりスピン相関のエネルギーが異方的になっていることや、強磁性相でありながら低温相のA型反強磁性相の特徴を共有するスピン相関を既に示している場合があることなどが明らかにされた。2次元系で巨大磁気抵抗を示す2次元層状Mn酸化物La_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7系の研究では、顕著な巨大磁気抵抗を示すx=0.40の近傍でホール濃度0.30<x<0.50の範囲で磁気相図を作成しスピンダイナミクスを測定した。この物質では、x>0.40以上で中間温度にA型反強磁性相が存在することを指摘し、高温で観測されていた帯磁率の異常の原因を明らかにした。2重交換相互作用を考慮すれば、A型反強磁性相では金属的な電気抵抗の振舞いを示すことが期待されるが、この系では強磁性成分が出現するまで絶縁体的であり、その原因は奇妙な擬ストライプ秩序とも言える相関距離の極短い電荷秩序が存在することであることを明らかにした。
低酸素部位への特異的な集積を目指した新しい脳機能マーカーの開発研究

フルオロミソニダゾール(FMISO)の脳移行性改善を期待した脂溶性の高い新規トレーサ化合物^<18>F-オクチルニトロイミダゾール(^<18>FON)および還元代謝トラップ反応性の改善を期待した^<18>F-プロピルジシアノニトロイミダゾール(^<18>FPCN)をデザインし,その合成法の開発及び^<18>FONの脳機能マーカーとしての初期評価を行った他,生物活性評価の為,FONおよびジシアノニトロイミダゾール(CNI)の低酸素細胞に対するインビトロ放射線増感効果を調べた。^<18>FONはトシル前駆体^<18>Fアニオンを用いて,全合成時間60分,放射化学的収率26%(未補正)で得ることに成功した。初期評価として^<18>FON投与後の正常ラット生体内放射能分布を調べた結果,特に脳への放射能取込みピークは投与後5分までの短い時間に到達した。このことから導入したF-オクチル基によって脂溶性が増し(logP=2.72),FMISOよりも脳移行性が改善したことが判明した。全脳虚血再灌流ラットを用いた^<18>FON投与30分後の各脳組織分布の観察では,コントロールとの取り込みの違いは認められなかった。このことからFONはFMISOの虚血脳取込みを改善しないことが判明した。一方の^<18>FPCNについてはまだ合成に成功していないが,その中間体で同程度のLUMOエネルギーを有すると予想されるCNIを得ることができた。更に、1mMのFONまたはCNIを用いて低酸素下CHV79細胞に対する放射線増感率(SER)を調べた。FPNはSER=1.75を示し,FMISO(SER=1.60)と同等以上の優れた放射線増感効果を有することがわかった。CNIはSER=1.07でありFMISOよりも増感効果が小さかった。以上の知見を参考に,より優れた脳機能マーカーのデザインを現在検討中である。
生活の場として知的障害者を支援する住まい環境の研究

知的障がい者の地域で居住し、就業し、学ぶ環境での生活実態を示し、重要となる要素、有用な試みを探るため、1特徴をもつ障害者支援施設(生活介護・施設入所支援)にて参与観察調査をし、施設職員・入居者の生活動線・施設計画の分析を行なった。2地域で障がい者が自立した日常生活暮らすために必要なサービスを探るため、入居施設、作業所、障がい児ディケア、統合保育、就園教育など先駆的なサービスを行っている社会福祉法人を調査した。3学童保育施設を対象にしたアンケート調査(2013年)、4保育所にアンケート調査(2015年)を実施した。1.先駆的な障がい児者支援を行っている茨城県結城市の「社会福祉法人希望会」を継続的に調査している。本年度は同法人が運営する児童発達支援事業「あすなろ教室」、学童保育「どんぐり教室」、福祉サービス事業所「あすなろ園」を調査した。1「あすなろ教室」は、就園就学前の療育指導を行っている。障がいを受容できず将来への不安を抱えた保護者の孤立と情報を得にくい状況を防ぎ、地域の統合保育への移行を促している。また、地域の保育園の保育士への教育、地域の施設への障がい児の情報発信と専門家による指導の場を提供している。個別指導では注意が散漫とならないよう、最小の空間と最小の人数であることが重要であり、児童と保護者が一つの単位となってパーソナルスペースを形成している。2「どんぐり教室」を対象にヒアリング調査から施設の方針と建築面での評価点や問題点を分析した。また、参与調査から子どもの特徴や空間や設備の使われ方を明らかにし、個々の行動と時系列に見た全体の動き方の分析を行い、障がい児の居場所となるスペースが必要でありコーナーやラグがその役割を果たすこと、子どもへの刺激となる設備が障がい児の発達において重要であることが明らかになった。3「あすなろ園」を調査し、事業所の変遷や拡張していった経緯を調査し、利用者のニーズと地域での自立生活を確立について分析を行った。2.俯瞰的に見るために関東地方の学童保育施設を対象とした「アンケート調査」を行った。学童保育施設の6割が障がい児を受け入れているにも関わらず、実施形態によって障がい児のための設備の有無が大きく異なり、障がい児のための設備が十分とは言えないことが分かった。学童保育施設は単独で成り立つわけではなく、自治体など運営主体と学童保育施設側の連携があって成り立つことが明らかになった。埼玉県南白岡市内の知的障がい者入所施設および茨城県結城市内のケアホーム(旧法・入所授産施設)においてケース分析を行ない、各施設を俯瞰的に捉えるため、関東1都6県の入所施設においてアンケート調査を実施した。ケース分析では、基礎調査として運営法人の経緯と空間作りに関して広報誌分析・ヒアリング調査を実施した。それにより、1地域で暮らす障がい者家族のニーズをとらえ、特別支援学校卒業後の居場所作り等地域に根ざした活動に尽力していること、2ユニット内調理や子どもとその保護者を含めた包括的な支援において、法人の活動や理念が影響した先駆的なものであることが分かった。また、各施設にて2ユニットを選択し、参与観察調査を実施した。そこで各入居者の生活記録を作成するとともに、入居者・施設職員の動線図を作成した。入居者動線を比較すると、障がい程度が重い入居者や身体的に介助を必要とする入居者はリビング・ダイニングで過ごす割合が高く、障がい程度が軽い入居者は行動範囲が広い一方個室で過ごす時間も長いことが明らかとなった。このことから、入居者の障がい程度の違いにより、施設内の過ごし方に違いがあり、優先している住環境に違いが生じているといえる。職員動線からは、水回り・リビングの行き来(介助動線)が多く、各設備の配置が介助動線の短縮化等効率性の向上において施設の計画に重要であることが明らかになった。また、1ユニット内の入居者数が多くなると、動線が大きくなり職員の労力が増大し介助の負担が増えることから、ユニット内人数は動線からも適正があるということが分かった。アンケート調査では、施設での暮らしのほか、施設の抱える課題として入居者の高齢化・重度化への対応等多岐に渡って山積している課題を精査していく必要があることが明らかとなった。本研究の目的は、知的障害者および精神障害者にとってのよりよい住環境を整備するための基礎的な資料を得ること、および今後、障害者支援施設を生活の場と捉えた施設計画における提言を行う資料を作成することである。本年度は、昨年度から先駆的な障がい児者支援を行っている茨城県結城市の「社会福祉法人希望会」を継続的に調査している。本年度は同法人が運営する統合保育を行う「あすなろ保育園」を対象にし、障がい児保育の様子や健常児との関わり、空間の使い方などを把握し統合保育のあり方を考察した。(障がい児を健常児と共に保育する形態として統合保育がある。)当保育園は開設当時から“どんな子でも受け入れる"という考えで、障がいの有無や国籍に関わらずあらゆる子どもを園児として受け入れている。現在、保育園では、障がい児の受け入れが少しずつではあるが広がっており、統合保育は浸透してきているものの保育士の負担や不安も大きいため、障がいのある子どもを実際に受け入れている園は少ないのが現状である。

□参与観察調査及びプロット調査保育園の活動の内容把握、子どもたちによる空間の使われ方の把握のために、保育士と同様の形で子どもとの関わりを取りながら行う参与観察調査と写真データから起こすプロット調査を行い、以下の3つの視点から分析を行った。1保育プログラムと一日の流れから見た分析2三名の障がいのある児童の事例から見た分析3障がいのある児童のパーソナルスペースの分析□アンケート調査26年度に、アンケート調査「保育・教育方針からみた保育施設の設計計画に係わるアンケート」の集計作業・考察を行う予定であったが、アンケート調査先について再検討をする必要が生じた。その結果、計画を変更して追加アンケートを実施することとした。研究実績の概要2015年11月から12月にかけて政令指定都市、中核都市の私立保育所にアンケート調査を実施した。(発送数2176、返信数382、有効回答数は17.6%)障がい児の受け入れの現状は全体の69.4%%の保育園で障がい児を受け入れていた。また保育形態は、障がい児の保育形態は、382の保育所のうち同年齢保育が219(57.3%)。異年齢保育が74(19.4%)で、その他の保育形態と答えたのが31(8.1%)と同年齢保育が多くを占めていた。受け入れ可能な障がいの種類は軽度の知的障がいが51.0%と最も多いが、中度は28.3%、重度が8.6%と重度障がい児は受け入れない傾向がある。次に自閉症(47.4%)アスペルガー症候群(45.5%)である。視覚障がい(10.7%)聴覚障がい(20.4%)と身体障がい児は総じて少ない傾向にある。障がい児の受け入れに関する制限は地域に住む子どものみ受け入れとの回答が多かった。障がいのある子どもへの保育で参考にしているものとしては、日本の保育所保育指針が48.2%に比べ、海外の教育理念としてはモンテッソーリ(7.3%)コダーイ(3.9%)シュタイナー(2.6%)などが挙げられたが、こうした海外の理念を挙げた保育園は少数である。障がい児を受け入れるための工夫として「視覚からの配慮」(視覚から入って理解しやすく生活を絵やカードを用いる)「落ち着ける空間づくり」(個別指導できるコーナー設置する、居場所の確保)「刺激のコントロール」(視覚に必要以上の玩具を入れないように視覚刺激を少なくする、生活のペースを崩さない)「バリアフリー化」(家具・玩具の工夫、車いすに対応したトイレ・スロープ)が挙げられた。知的障がい者の地域で居住し、就業し、学ぶ環境での生活実態を示し、重要となる要素、有用な試みを探るため、1特徴をもつ障害者支援施設(生活介護・施設入所支援)にて参与観察調査をし、施設職員・入居者の生活動線・施設計画の分析を行なった。2地域で障がい者が自立した日常生活暮らすために必要なサービスを探るため、入居施設、作業所、障がい児ディケア、統合保育、就園教育など先駆的なサービスを行っている社会福祉法人を調査した。3学童保育施設を対象にしたアンケート調査(2013年)、4保育所にアンケート調査(2015年)を実施した。関東地方の学童保育施設1020件を対象とした「学童保育施設アンケート調査」、「社会福祉法人希望会」の「児童発達支援事業あすなろ教室」、学童保育「どんぐり教室」、統合保育を行う「あすなろ保育園」の観察調査など、当初の目標に沿った調査・成果が得られている。ただし、アンケート調査に着手した結果、アンケート調査先について再検討をする必要が生じた。そのため、計画を変更して追加アンケートを実施することとした。
組立企業の国際部品調達と環境問題に関する理論的・実証的研究

本研究は,組立企業の国際部品調達を,近年,急速に関心が高まっている地球環境問題と関連づけて理論的・実証的に考察することを主たる目的とするものであった。二年間にわたる研究を終え,以下に示すような知見を新たに得ることができた。その第一は,国際化の進展とともに,多くの組立企業が国内外の部品企業と地理的にも部材の多様性の面からもより広範に,かつ柔軟に取引関係を持とうとしている点である。第二は,近年の環境問題に対する関心の高まりの中で,多くの企業が具体的な取り組みを開始しているという点である。たとえば,環境マネジメントシステムの国際規格であるISO14000シリーズの認証取得,ライフ・サイクル・アナリシスにもとずく新製品開発,省エネルギー型生産設備の導入,リサイクルシステムの構築,そしてグリーン調達などの取り組みが多くの組立企業・部品企業から確認された。ただ,国際的な視点に立脚した取り組みについては,今後に多くの課題を残しているようである。第三は,環境配慮型経営が個別企業のレベルにとどまらず,企業間関係のレベルに拡張しつつあるという点である。具体的には,グリーン調達の基本方針を表明し,部品企業に対して環境配慮型生産を取引の条件として盛り込む組立企業が急増していることがあげられる。特に,欧米地域での事業展開にはこうした動向への配慮が否応なしに必要になってきていることが確認された。ただし,現時点では,この点についても,まだ十分な取り組みがなされているとは言えず,資源・エネルギー効率の視点からの再検討が今後ますます重要になるであろう。引き続き動向を追っていきたいと考えている。以上が,今回の研究成果の概要である。今後,この研究で得られた知見を活かし,さらなる展開をはかっていきたい。本研究は,組立企業の国際部品調達を,近年関心が高まっている環境問題と関連づけて理論的・実証的に考察することを主たる目的とするものであった。一年間にわたる研究を終え,次に示すような知見を新たに得ることができた。第一に,国際化が進展するとともに,多くの組立企業が国内外の部品企業と地理的な面においても部材の多様性の面においてもより広範に,かつ柔軟に取引関係を構築しようとしていることを確認することができた。第二に,近年の環境問題に対する関心の高まりをうけて,多くの企業が具体的な取り組みを開始しつつあることが明らかになった。環境マネジメントシステムの国際規格であるISO14000シリーズの認証所得にはじまり,ライフ・サイクル・アナリシスにもとずいた新製品開発,省エネルギー型製造設備の導入,リサイクル・システムの構築,そしてグリーン調達などに代表される取り組みに積極的な部品企業・組立企業が数多く確認された。現在,これらの事例について検討を進めているところである。第三に,環境配慮型経営が個別の企業レベルにとどまらず,企業間関係のレベルにまで拡張しつつあることが判明した。例えば,グリーン調達の基本方針を打ち出し,部品企業に対して環境配慮型の生産を取引の条件とするなど,他の取引企業との相互作用が環境配慮志向で急速に発展している。特に,欧米地域にこうした傾向が強く,今後の国際事業展開のためにはこうした動向への対応が否応なしに必要であることが確認された。以上が今年度における研究成果の概要である。なお,今年度末に各種文献・資料をもとに,組立企業の国際部品調達と環境マネジメントに関するアンケートを組立企業540社に対して発送した。来年度は,その集計結果の分析を主たる課題にしたいと考えている。
探究活動を通して地質素材の自然情報を読解する教育プログラムの研究

○研究目的今日の理科教育において「どのような素材を用いて,どのようにして科学的思考力を育成するか」という事に対する教員の関心は非常に高い。そこで,本研究は,野外で観察される身近な地質素材を取り上げ,生徒達が自分たちの目で観察し,探究活動を通してその自然情報を読解し,さらに検証実験を行うことにより,地質素材の成因等について科学的に考察するための教育プログラムを数多く開発することを目的とした。これらの教育プログラムの実践に適した地質素材を選定・採取し,地質素材そのものや,素材を撮影した写真を用いて,「素材の提示」,「基本的な説明」,「観察の視点」,「情報の読解」,「理論に基づく解説」,「読解に対する検証」という流れの中で,段階的に自分自身で探究的に自然情報の読解を進められるような教育プログラムを開発した。○研究方法1自然情報の読解に適した地質素材に関する調査・研究2自然情報読解に適した地質素材の採取と,各素材の野外での産状の撮影・記録3各素材の撮影・記録と,各素材の切断・研磨等,観察に必要な加工作業4各素材ごとのそれぞれ効果的な観察方法や教育プログラムの開発5撮影した写真を用いて,段階的・探究的に自然情報の読解を進められる実習テキストの作成○研究成果探究的な観察と簡単な検証実験により,身近な岩石や地層等の自然素材の情報を読解する開発プログラムを,中学校・高等学校の教員を対象とした研修講座において実践した結果,生徒の科学的思考力を高めるために効果的なプログラムであるとの評価を得た。○研究成果の普及1教育プログラムの印刷・製本およびWebサイトでの公開2小冊子「石の声を聞こう」の各学校・研究機関への配布3教員研修講座の実施4研究論文の発表○研究目的今日の理科教育において「どのような素材を用いて,どのようにして科学的思考力を育成するか」という事に対する教員の関心は非常に高い。○研究成果の普及1教育プログラムの印刷・製本およびWebサイトでの公開2小冊子「石の声を聞こう」の各学校・研究機関への配布3教員研修講座の実施4研究論文の発表
就業中,作業中および睡眠時の脳波活動の計測・記録・処理システムの開発

神経系の情報は脳波、眼球運動、筋電図などの多次元の観測量として現われる。本研究は就業中および睡眠中の脳活動の指標となる脳波を観測し、精神活動の客観的評価を行なう。このための脳波活動の計測による精神活動の評価、分析システムを構築することである。就業中および睡眠中の脳波活動を収集して解析の結果、さらに詳細な分析法が必要となり、従来の分析アルゴリズムに加えて脳波特有の波であるが判読の困難さの伴う紡錘波の正確な検出法を考案した。この方法は欧文誌のMedical&Biologicol Engineering&Computing(1992年,July,pp406412)に掲載し、かなりの評価を得ている。この方法は脳波時系列中の局所的な時系列解析法を提案するものであり、周波数領域でのデータの補間を行ないコンプレックス・デモジュレーション法として新たに改良した方法である。脳波中の一過性の波の変化として睡眠中の紡錘波がある。このような紡錘波の周波数と振幅を正確に測定するために上記のコンプレックス・デモジュレーション法を繰り返し適用することにより、かなり精度の良い周波数測定が可能となった。その結果、脳の前頭より導出する紡錘波は周波数が遅く、中心部より導出するものはやや速い周波数を有することがわかった。このことは紡錘波として、その起源が2ヵ所あることを示唆している。また連続して重疊する紡錘波を分離することにも有効な方法となることを示した。多くの欧米の研究者から本方法のアルゴリズムについての問い合わせ、論文別刷請求がある。また脳波中の突発波は一過性の非定常信号であり、その波の周波数、振幅や形状が定常状態の基礎律動と大きく異なる。そこで局所的に現われる突発波に対して、ウェーブレット変換の基産関数としてHaar関数を適用し、局所的に生起する脳波信号の検出のための方法論を新たに展開した。この研究は電子情報通信学会の欧文論文誌への掲載決定となり、現在印刷中である。このための脳波計測による精神活動の評価、分析システムを構築することである。本研究ではキャラメル型前置増巾器のIC化を進めて来ており、脳波収集が可能となった。脳波用前置増巾器のIC化は次のような条件で進めた。まず頭皮上に乗せることが可能な小さなサイズで軽量の前置増巾器と頭皮上の電極を一体化したキャラメル型とする。直径12mm、厚さ5mm程度の従来の皿電極の上に前置増巾を結合する。そして、頭皮の高いインピ-ダンスと整合のとれる高インピ-ダンス入力とする。さらに、7チャンネル同時脳波収集できるデバイスとする。これらの条件を入れた前置増巾器を作成した。ここで皿電極はAg-Agclの直径10mmのものに前置増巾器を接続した。また主増巾器は差分型増幅器である。さらに、0.3秒の時定数の低減通過型フィルタ-を通してデ-タ・レコ-ダの入力とした。このようにして、本研究の増巾器では脳波の信号は10,000倍に増巾される。

本年度は更に脳波処理のアルゴリズムの改良を進めた。slow waveすなわちデルタ波の検出の方法論を新しく展開した。計算機処理の高速化のため、波形のピ-クとボトムを用いて反復的な手法により、フィルタリングを行う。そして、フィルタリングした脳波波形のボトムと次のボトムの計測により一定長の長さの脳波デ-タをいくつかの部分に分割し、slow waveの存在範囲を決める方法である。これらの研究成果はInternational Journal of Medicine and Computationおよび電子情報通信学会論文誌に投稿中である。また異常脳波のような波形に対しても対処すべく、ウェ-ブレット法の脳波処理への適用を検討した。この結果も、Int.J.of Medicine and Computationへ投稿予定である。神経系の情報は脳波、眼球運動、筋電図などの多次元の観測量として現われる。本研究は就業中および睡眠中の脳活動の指標となる脳波を観測し、精神活動の客観的評価を行なう。このための脳波活動の計測による精神活動の評価、分析システムを構築することである。就業中および睡眠中の脳波活動を収集して、解析の結果、さらに詳細な分析法が必要となり、従来の分析アルゴリズムに加え脳波特有の波の1つである紡錘波の検出法を検討して、欧文誌のMedical & Biological Engineering & Competing(1992年7月号)に掲載した。この方法は脳波時系列の局所的な時系列解析法を示すものであり、周波数領域でのデータの補間を行いコンプレックス・デモジュレーション法として新しく考察した。脳波中の一過性の波の変化として睡眠中の紡錘波がある。このような紡錘波の周波数と振巾を正確に測定するために上記のコンプレックス・デモジュレーション法を繰り返し適用することにより、かなり精度の高い周波数測定が可能となり、前頭部より導出する紡錘波は周波数が遅く、中心部より導出するものはやや速い周波数を有することがわかった。このことは紡錘波の起源として2カ所が考えられることを示唆している。また連続して重疊して生ずる紡錘波を分離することにも有効な手法となることが示された。次に脳波中において非定常信号である突発波の周波数や振幅、形状は脳波の定常状態の基礎律動と異なり、突発波が局部的に現われる。そこでウェーブレット関数に基づくウェーブレット変換がMorletにより提案され、我々はこの変換の基底関数としてHaar関数を適用し、脳波信号の検出のための方法論を新たに展開した。この研究は電子情報通信学会の論文誌の掲載決定となり、現在印刷中である。以上のように最終年度として、脳波信号処理の詰めを行い、新しい方法論を展開して、新しい結果を得た。また就業中の脳波についても詳しい検討を進めている。
工学的応用に向けた放電型アクチュエータによる壁面乱流制御法の研究

放電型アクチュエータ(PSJA : Plasma Synthetic Jet Actuator)を製作し、アノードとカソードの形状がどのように噴流誘起特性に影響を与えるかを計測した。その結果、アノード幅とカソード幅の比に噴流を誘起するために最適な値が存在することがわかった。PSJAが乱流平板境界層に与える影響を調べるために、直接壁面せん断応力センサーと熱線風速計を用いて低乱風洞試験を行なった。その結果、PSJA直後の後流では壁面せんだん応力が減少し、その後、増加することが始めて分かった。これは後流速度分布の計測結果などから推測されたことではあるが、乱流境界層内で応力が減少することを直接計測できたことの工学的意義は大きい。流れ解析ソフトで数値シミュレーションを行い、壁乱流制御制御特性を調べた。乱流解析には非圧縮解法を用いることが一般的であるが、電極近傍では大きな圧縮力が働くため定量的高精度に駆動力を解析するためには圧縮性を考慮する必要がある。圧縮性流れ解析の結果、真空の比誘電率を用いても誘電力の体積力を妥当な精度で見積もれることが実験結果との定量的比較で明らかになった。作成したアクチュエータおよび制御系の開ループ特性の計測を行なった。高速信号処理装置を線計測システムに加えて、遅延フィードバック制御を施しながら交流速度分布を計測することに成功した。その結果、遅延フィードバックにより制御に必要なエネルギー(電力)を、科ループ制御の場合と比較して最大50パーセント程度まで減らせることが分かった。熱画像カメラで温度測定を行った結果、PSJA自体が60度程度に過熱されていることが分かった。今後、流れ制御アクチュエータとしての実用性を高めるためには、電気的エネルギー効率を改善が必要であることが分かった。湿度によるPSJAの作動特性の違いを調べるため、オリフィスを使った流量計測を行った。その結果、ばらつき誤差は大きいものの、湿度の減少とともにPSJAの駆動力は増加することが分かった。今後、PSJAを使ったマイクロポンプやスワーラーなどの実用化研究を続ける予定である。熱線風速計による計測より、壁面近傍で流れが加速していることが確認できた。PSJAの後流の壁面せん断応力の直接測定は今後も継続してデータの信頼性を高める必要があるが、今年度の実験結果からはせん断応力が減少する可能性があることが確かめられた。翼上面設置したPSJAにより剥離が抑制できることが分かっているが、遅延フィードバック制御によりその性能が改善できることは実験的に確認した。遅延フィードバック制御はSJA(Synthetic Jet Actuator)を用いた浮き上がり火炎制御にも有効であることが分かった。今後、PSJAを使ったより精密な制御の可能性を探る。有限体積法による数値流体力学的解析によりPSJA周りの電場および流れ場のシミュレーションを行なった。

その結果、真空の誘電率(空気も同値と見なす)を用いた誘電力では実験結果より小さい噴流しか誘起しないことが分かった。今後、空気の湿度の影響も含めモデルパラメータの同定が必要である。壁乱流の実験には主流の乱れを数パーセント程度に保てる低乱風洞が必要である。本研究の実験には望月が現有の低乱風洞を用いた。この風洞には壁面せん断応力の直接測定プローブが設置可能であり、放電アクチュエータPSJA)作動時と非作動時の壁面せん断応力の差を計測した。その結果、PSJA直後の後流では壁面せんだん応力が減少し、その後、増加することが始めて分かった。これは後流速度分布の計測結果などから推測されたことではあるが、乱流境界層内で応力が減少することを直接計測できたことの工学的意義は大きい。18年度は他に、17年度に作成したアクチュエータおよび制御系の開ループ特性の計測を行なった。17年度に購入した流れ解析ソフトで数値シミュレーションを行い、壁乱流制御制御特性を調べた。乱流解析には非圧縮解法を用いることが一般的であるが、電極近傍では大きな圧縮力が働くため定量的高精度に駆動力を解析するためには圧縮性を考慮する必要がある。圧縮性流れ解析の結果、真空の比誘電率を用いても誘電力の体積力を妥当な制度で見積もれることが実験結果との定量的比較で明らかになった。17年度に購入した高速信号処理装置を現有の熱線計測システムに加えて、遅延フィードバック制御を施しながら交流速度分布を計測することに成功した。その結果、遅延フィードバックにより制御に必要なエネルギー(電力)を、科ループ制御の場合と比較して最大50パーセント程度まで減らせることが分かった。熱画像カメラで温度測定を行った結果、PSJA自体が60度程度に過熱されていることが分かった。今後、流れ制御アクチュエータとしての実用性を高めるためには、電気的エネルギー効率を改善が必要であることが分かった。湿度によるPSJAの作動特性の違いを調べるため、オリフィスを使った流量計測を行った。その結果、ばらつき誤差は大きいものの、湿度の減少とともにPSJAの駆動力は増加することが分かった。
音声言語における動的個人性の知覚・評価と学習

本研究では、音声言語における、声の個人性の音響的特徴のうち、動的個人性と言われる、韻律的特徴について、母語話者および外国人日本語学習者による日本語音声を対象に分析した。話者同定実験においては、速さ、イントネーション、方言音声的特徴、鼻音化音声などの特徴を持つ音声が、同定率が高いことが示された。学習者音声においては、モデル音声の速さやイントネーション等の韻律的特徴については、リピーティング、シャドーイングなどの練習方法を用いて容易に習得することができるが、語アクセントは習得されにくいことが示唆された。本研究の初年度にあたり、本年度は様々な関連分野の実験協力者のネットワークを構築し、今後3年間の研究計画を立て、研究協力体制を作ることに尽力してきた。そのため、音響工学、日本語教育、国語教育、言語聴覚療法学など各分野の専門家との研究打ち合わせを行なった。先ずは、音声の個人性について先行研究のまとめを行ない、日本語以外の言語についても情報を集め、この結果、音声の動的個人性として考えられる特徴を抽出した結果を提案として、学会発表[4]および論文[1]にまとめた。また音声の個人性と印象評価の面からも考察した(発表[4]、論文[1])。動的個人性の中から、特に発話中にみられる母音の無声化について、その出現を日本語話者(東京方言話者・近畿方言話者)、日本語学習者(台湾人学習者初級・上級)について比較し、学習の可能性および状況依存性についても議論を行った(発表[2]、論文[2][3])。個人の発声・発話が空間や聞き手の位置、人数とどのように関係しているのかという声の遠近感覚についても検討し、大学生のクラスルーム内の会話においては、声の強さ、高さ、長さなど主な音響的特徴をほとんど変化させないが、アクセントやイントネーションや母音の無声化といった動的特徴を変化させることが示された(論文[2])。さらに、声の話者同定実験を行ない、新密度、および音響的特徴との関係について考察を行なった(未発表)。その結果、普段の親密度や声のいわゆる静的な個人性にあたる音響的特徴とはあまり関連が見られなかったが、これらの点については今後再検討を行なう予定である。本研究の2年目にあたり、初年度に抽出した音声言語の動的個人性が、外国語発音においてどのように産出されるのかということを中心に検討した。また表現力豊かな外国語音声を習得するための学習方法について検討を行なった。本年度は主に、モデル音声の特徴を学習者がどれほど真似をすることができるか、どのような音声が母語話者にとって自然な発音になるのかという観点から、日本語学習者の日本語発音における発話速度、アクセント型正答率、疑問文イントネーションのパターン、フィラーなどについて音響分析を行なうとともに、日本語母語話者による自然性評定も行ない、知覚的側面からも検討を行なった。中国語母語話者、モンゴル語母語話者を対象としては、シャドーイングを用いた練習方法の前後でどのように発音が変化するのかを検討した(発表[1][2][3])。ドイツ語母語話者を対象としては、身体をリラックスさせる方法を用いた発音トレーニングの効果を検証した(発表[4])。日本人ドイツ語学習者についても、身体運動を伴った発音練習を行ない、その効果を、発話速度、語アクセント正答率、母語話者による評定といった観点から考察した(論文[1]、発表[5])。また、この研究の一部を語学の教科書の記述に反映させた(図書[1])。本年度行なった実験においては、いずれの発音練習方法においても、分節的特徴よりも韻律的特徴が大きく変化し、それにより母語話者の評価が大きく変わることが示された。しかし外国語音声における個人差については十分に検討することができなかったため、次年度の課題とする予定である。本研究の最終年度にあたり、初年度に抽出した音声言語の動的個人性が、外国語発音においてどのように産出されるのかということを中心に、引き続き検討を行なった。また、これまでの研究の総括を行ない、海外の研究協力者に成果を報告するとともに、表現力豊かな日本語・外国語音声を習得するための学習方法について発表等を行なってきた。日本語学習者の音声に関しては、日本語のモデル音声の特徴を学習者がどれほど真似をすることができるか、どのような音声が母語話者にとって自然な発音になるのかという観点から、シャドーイングを用いた訓練前後の音声の音声的特徴を分析した。また、日本語母語話者による自然性評定も行ない、知覚的側面からも検討を行なった。その結果、学習者の発音は、話速に関しては一度きりのシャドーイング練習でも十分向上するが、縦断的な練習を通して学習レベルに関係なくモデル音声に近づいていく様子が観察された。一方、日本語母語話者による自然性評価において重要な要素とされている、アクセント型、疑問文イントネーションのパターンについては、縦断的練習でも修正されにくい傾向が見られた。

ただ、会話におけるフィラーについては、シャドーイング訓練により速やかに学習される様子が見られた。これらの結果から、動的個人性の大きな部分を占める音声の韻律的特徴が、母語話者による評価を大きく左右することが改めて示された。さらに、今年度は、中国において、中国語話者とモンゴル語話者による、外国語(日本語)のスピーチスタイルの実現に関するデータ収集を行なった。分析中のデータにおいては、中級者でもスタイルの違いが全く実現できていない場合が多く、その主な原因は、語アクセントと文末イントネーションなど韻律的特徴であるが、分節的特徴との相互作用に関しては、今後の検討課題として残された。
心臓弁膜機能を解析するための複数個所同期心音解析法の確立と診断支援システムの開発

本研究では、患者にも使用しやすい4つの心音を同期計測できる心音採集装置ならびに心疾患診断支援のための心音解析方法を開発した。海外大学の研究グループと連携して各種心疾患の心音症例データを取得し、特に初めて4箇所の同期心音データに対して詳細に解析を行った。解析において、様々な信号処理手法を開発し、より高精度な心疾患を識別するアルゴリズムを構築、さらに、一般ユーザまたは医師を対象とする解析用GUIを開発した。本研究で提案した心疾患診断支援用のため多チャンネル心音解析法と心臓機能評価パラメータについて、臨床データを用いて検証し、その有効性を確認した。本年度では、まず昨年設計試作した4チャンネル心音を採集する聴診服に、心音信号をAD変換した後、無線でスマートフォンに転送するシステムを開発した。ハードウェアの設計とソフトウェアの試作をおおむね完了したものの、実用化するために小型化が必要である。そのための予算確保を今後関連企業と協力して行っていきたい。心音データ解析においては、正常者および心室中隔欠損(ファロー四徴症)合併症患者、心房中隔欠損(一次孔欠損型+静脈洞型)患者から収集した4か所(大動脈弁A、肺動脈弁P、三尖弁T、僧房弁M)の心音波形にそれぞれの特徴があることに注目し、ウェーブレット解析を施して、超低周波数(VLF)、低周波数(LF)、中周波数(MF)、高周波数(HF)の4つの領域に分解することで、周波数域における心音の特徴パラメータをより正確に求めるアルゴリズムの開発を行い、昨年度開発した心音時間波形の自動分割アルゴリズムと合わせることで、より高精度に心疾患の解析と検出することができる。本年度ではまず、集団検診の場合も想定して、装着容易で4チャンネル心音を採集できる聴診服の試作開発を行った。20代男女に合わせた聴診服を設計試作し、その実用性を確認した。よりフィットした聴診服の設計については、年齢や身長、体格などを如何に考慮して有効に設計すべきか、今後の課題として引き続き検討していく。心音データを採集については、主に心室中隔欠損症(VSD)についてデータの収集を行った。心室中隔欠損症は、心室中隔に欠損孔が開いている状態を指す。欠損孔の大きさは、直径が5 mm以下(SVSD)、5mm-15mm間(MVSD)、15mm以上(LVSD)に分類される。中隔欠損症の症例データのうちSVSDが7例、MVSDが4例、LVSDが5例を採集した。また、10名の20代の健常者に対して、試作した聴診服を着用したまま、通常安静時や運動直後、睡眠時などの状態下の心音データを採集した。心音データ解析においては、如何に正確に心音波形を分割し特徴値パラメータを抽出することが後工程の解析にとって非常に大切である。正常心音においてはリズムの正しい心音波形となっているため、心音波形の分割とパラメータの抽出を精度よく行うことができているが、心室中隔欠損症の心音波形がかなり複雑であるため、新たに心音波形を自動的に分割し時間域ならびに周波数域における心音の特徴パラメータを正確に求めるアルゴリズムを開発・提案した。臨床データを用いてその有効性も検証された。さらに、抽出された心音特徴パラメータに対して、サポートベクターマシン(SVM)という判別手法を導入し、心室中隔欠損孔の大きさを分類するための境界線方法を考案し、統計的手法に基づき最適化するアルゴリズムを提案した。収録されている心音データに環境音ノイズや呼吸音ノイズなどが含まれており、心音特徴パラメータを正しく算出するため、聴音された心音データに対して適切なフィルタリング処理を行う必要がある。本年度では、まず(Frequency Slide Wavelet Transform(FSWT)解析方法を発展させ、新しく櫛型デジタルフィルタ技術を開発した。基本コンセプトは、想定された複数ノイズの成分を自由にカットできる櫛状のようなフィルタとし、低減させたい複数帯域のノイズに合わせて簡単に設定できるようなアルゴリズムを開発した。また、フィルタリング後の信号を心音データに再構築するアルゴリズムも同時に開発した。次に心雑音のレベルを定量的に評価する方法を考案した。心音データを周波数域において、標準周波数域(SF)、低周波数域(LF)、中周波数域(MF)、高周波数域(HF)の4つの領域に分解し、それぞれの領域における信号強さ(パワーPSF, PLF, PMF, PHF)を求め、SF領域におけるパワーを基準としてそれに対する割合を心雑音評価指数(MI)と定義した。合わせて心拍数(HR)と心雑音成分を表す周波数の幅(FW)を心雑音の評価パラメータとして採用した。200正常心音サンプルと192異常サンプルに対して統計解析し、その結果に基づき正常状態の閾値を決定し、正常か異常かをわかりやすく判断するために評価パラメータをグラフ化した。さらに、医師などが診断時に参考可能なGUIを作成した。

本ツールには、音声データを表示・再生する機能、ユーザが画面上領域を選択することで簡単に設定できる櫛形フィルタの処理機能、FSWTによる時間周波数解析機能、レポート機能などが備えている。現在本GUIをクラウドでも実行できるよう、在宅用遠隔診断支援システムとしての実用化を目指して研究開発を続けている。工学、機械工学・機械力学・制御当初予定通り、順調に進んでいる。個人差による違いの検討については、症例データ数が十分でないため、今後データを増やしながら解析を進めていくことになる。本年度で設定した主な研究目標である、聴診服の改良試作と心音データ収集と解析であり、概ね初期の目的に達成している。特に心室中隔欠損症についてデータ解析を進めており、一定の成果が得られているため、特許出願申請の準備を進めているところである。また、データサーバーに関するハードウェアが大学発ベンチャーの支援により構築した。そのため予定のサーバーのレンタル費用が一部節約できた。しかし、サーバー用ソフトウェアの開発は外部委託すると予想以上の経費がかかることが分かり、現在自力で開発している。そのため、システムの一部が運用できたものの、技術的な問題が残っており、来年度の課題である。そのほか予定以上に、心室中隔欠損症に関する心音波形がかなり複雑のため、心音波形の自動分割と特徴値パラメータの抽出に関する有効なアルゴリズムを新しく開発した。引き続き症例データの採集と心音データベースの構築を行う。実用に向けて、解析精度の向上、クラウド解析機能をもたらせることで、一般患者ならびに医師がインターネットを利用して、個人の健康管理ならびに遠隔診断を実現させる。次年度では、初期に設定された目標と計画に従って、研究を進めていく予定である。具体的には、まずデータサーバーを運用しやすいためのソフトウェアの開発を進めると同時に、データ採集とデータ解析を進めていく。前年度は、心室中隔欠損症に対してデータ解析を主に行ってきたが、今後は他の心疾患の事例や健常者の心臓機能の評価についてさらに進めていく予定である。データベース構築に必要な経費は協力企業が一部負担したため聴診服と計測システムを改良するための試作開発として使用する予定である。昨年度では、大学発ベンチャーの支援でデータサーバーのレンタル費用がかからなかったことと、心音データ解析を行うための心音波形分割並びに心音特徴パラメータ抽出を自動的に行うプログラムの開発が新たに必要となり、その開発に時間がかかった。その分、データ解析に予定していた時間がとられ、一部の予算が未使用となった。次年度では、まずデータサーバー用ソフトウェアの開発、心室中隔欠損症以外の心音データ解析、さらに、心疾患評価支援のための解析方法の開発に予算を充てていく予定である。
π-アリルパラジウム錯体のエナンチオ交換をともなう触媒的不斉合成

ラセミ体の2β-アセトキシ-4aβ-メチル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロナフタレン(1)に対し、THF溶媒中、パラジウム(5mol%)と不斉配位子(10mol%)存在下にマロン酸ジメチルのナトリウム塩を反応させると2-ジメトキシカルボニルメチル-4a-メチル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロナフタレン(2)がエナンチオ選択的に生成した。本反応における不斉配位子として、(-)-BINAPのようなリン原子のみからなる2座配位子を用いた場合、反応は80°Cで進行するものの(86%)、光学収率は低かった(16%ee)。一方、窒素原子とリン原子をもつ光学活性不斉配位子では、反応は室温で速やかに進行し(89%)、メチル基と置換基との関係がシスのものとトランスのものが1:1.2で生成した。このときの光学収率は、シス体44%ee、トランス体58%eeであった。本反応は、中間にπ-アリルパラジウムを形成し、π-σ-π相互変換を通じて、π-アリルパラジウムのエナンチオ交換を経て進行していると考えられる。ナフタレン誘導体2は、光学活性な6,6員環化合物の合成中間体として利用が可能である。