hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口形分析によるハ行唇音の痕跡とその変容に関する研究

東北方言には広い範囲にハ行唇音の痕跡がある。しかし衰退も著しく,典型的な唇音を残す話者は,実際にはごく少数に限られてきている。本研究では,それらの諸相を単に音声上の特徴として見るばかりでなく,視覚的な口唇形状の面からも捉えることにより,その実像に迫ろうとした。調査の結果,当方言には典型的な両唇摩擦音が残存する一方,口唇形状の面からは,さらに円唇非円唇にかけての諸段階が分類されること,それと同時に唇歯摩擦音の段階,平唇的な摩擦音の段階などがみとめられることが明らかとなった。これらによるならば,東北方言におけるハ行唇音の分布(痕跡)は,これまでに言われてきた以上に広範であることが示唆される。本研究は、東北方言に残存するハ行唇音の実相とその口形上の特徴を明らかにするとともに、その両者をつき合わせることで、当現象が衰退していく過程の段階的特徴を抽出することを目的とするものである。昨年度は、それらの考察の土台を築くべく、主として日本海沿岸地域の高年層に絞った調査を実施した。その結果、大局的にではあるが、1両唇摩擦音の段階、2唇歯摩擦音の段階のほか、3一部口形のみにそれらの痕跡をとどめつつ、結論的には声門摩擦音を発音する段階、4本来の円唇つき出しによる口唇の緊張をそのまま横方向にスライドしつつ維持し、平唇的な発音を志向する段階のあることを明らかにした。本年度は、以上の知見を補強すべく、青森県青森市・弘前市・五所川原市、秋田県秋田市・大館市・男鹿市・湯沢市・大仙市、新潟県新潟市に地点を求め、各々高年層を中心とする実地調査を行った。なお以上の調査は昨年度と同様、基本的には同一調査票を用いた質問調査と34名で構成した談話調査とし、それぞれ具体音声をICレコーダーにデジタル記録すると同時に、発音時の口唇の動きをビデオ採録によって追跡した。これらの結果、1)おおよそこれらの地点にも上記の14に記すような段階的特徴が確認できること、2)ただし14は理論的にはその順で衰退が進行していると見なされるが、調査地点にはそうした地理的な連続性がみとめがたいこと(つまり周縁の北西部地域ほど1的であり、それより南方の地域ほど4的であるといった序列は明確には指摘しがたいこと)、3)また同一地点内にも諸種のバリエーションがあり、その意味では現在、唇音衰退の地域差よりも個人的な発音の志向性による差異の方が大きい現状にあると思われることなどが明らかとなった。本研究は、東北方言に残存する八行唇音の実相とその口形上の特徴を明らかにするとともに、その両者をつき合わせることで、当現象が衰退していく過程の段階的特徴を抽出することを目的とするものである。一昨年度は、それらの考察の土台を築くべく、日本海沿岸地域の代表5地点に絞った調査を集中的に実施した。昨年度は、青森・秋田・新潟県より広く地点・話者を求め、実相と口形のバリエーションおよびその分布の把握を目的とした調査を実施した。本年度は、以上の2ヶ年の調査から、現象の痕跡が明確であり、かつそのバリエーションが最も顕著にみとめられた秋田県に対象を絞り、これまでに明らかになった知見を検証するための補充調査を行った。その結果、1)東北方言のハ行音には典型的な両唇音が残存するが、口唇形状の面からは、さらに円唇的なものから非円唇的なものにかけての諸段階が分類されること、2)それと同時に唇歯音の段階、それがさらに衰退したと思われる平唇的な摩擦音の段階がみとめられること、3)最終的な結果音は声門音であるが、発音直前までは両唇音もしくは唇歯音のそれを志向するような口唇の動きを見せるものがある(つまり口形のみに唇音の痕跡をとどめるものがある)こと、4)加えて同一個人の発音が、上記の両唇音と唇歯音の二通りに現れるものがあり、ハ行唇音の痕跡の在り方はさらに多様であると見なされること、5)このように、調音上の視覚的特徴に着目して見ていくと、聴覚的には分別しにくいものの中に、性格の異なる唇音の諸相が抽出されること、6)そうした視覚上に顕在化する差異は、唇音が衰退していく過程の段階的特徴を示唆するものと考えられること、7)ハ行唇音の変化を考えるにあたっては、聴覚的な結果音を頼りに唇音の有無を分別するだけではなく、視覚的な口唇の特徴を併せ捉えることによりその実相に迫る必要があることが明らかになった。本研究は、東北方言に残存するハ行唇音の実相とその口形上の特徴を明らかにするとともに、当現象の衰退過程を追究することを目的とするものである。

またそのために、(1)東北地方の日本海沿岸部から内陸部にかけての境界地域を中心に多地点・多人数調査(発音の動画採録)を行うこと、(2)その各口唇形状を連続静止画像として捉えることにより、唇音衰退の段階的特徴を可視化すること、(3)その衰退過程に調音・実相上のどのような理屈があり、それによってどういった衰退原理が帰納されるのかを追究することを念頭に置くものである。本年度は、以上のうちの特に(1)に重点を置きつつ、まずは唇音の痕跡とそのバリエーションを把握すべく、主として日本海沿岸地域(北奥方言域)の高年層に絞った実地調査を行った。具体的には、秋田県秋田市・大仙市、山形県酒田市・東根市、新潟県村上市を調査地点に据え、それぞれ同一の調査票を用いた質問調査、34名で構成した談話調査を行った。なお、以上はいずれもDAT・ICレコーダーにデジタル記録するとともに、発音時の口唇の動きをビデオ採録によって追跡した。収集音声は「音声録聞見」によって音響分析を施し、まずはその実相が唇音性のものであるか否かを客観的に検証した。次いでその各実相につき、ビデオ採録による連続静止画像とのつき合わせを行い、唇の接触・接近の度合いや口構えの構造(平唇的か円唇的か)などが検証された具体相とどのように連動するかを追究した。その結果、調査の範囲において、(1)両唇摩擦音、(2)唇歯摩擦音のほか、(3)一部口形のみにそれらの痕跡をとどめつつ、結論的には声門摩擦音を発音する段階、(4)両唇摩擦音にみとめられるような円唇つき出し(つまりは縦方向)による緊張をそのまま横方向にスライドしつつ維持し、結論的には両唇または声門摩擦音を発音する段階のあることが明らかとなった。本研究の目的は、東北方言に痕跡のあるハ行唇音の実相を捉え、その地理的・年代的な実相のバリエーションを対照することを通して、当現象の衰退過程を明らかにすることである。また、従来の聴覚を中心とする分析に加え、音響分析と口形分析を並行して行い、結果音だけでは把握しがたかった変化の段階的特徴を詳細に跡づけようとすることである。前年度は、その見通しを得るためのアプローチとして、秋田・山形県(予備調査から典型的な唇音の実現が期待できる地域)および新潟県(それらの衰退過程ないしは末期的状況にあることが推測できる地域)を対象地点に据え、いわゆる帰納法的な調査を行った。またその結果として、実相のバリエーション(具体的には両唇音、唇歯音、平唇音などのほか、口形上にのみ唇音の痕跡を残すもの)とそれに基づくおおよその衰退過程が抽出された。本年度はそれらの事実を踏まえ、さらに実相のバリエーションを多様に捉える視点と、そのバリエーションが地理的・年代的にどのような広がりとまとまりを見せるかの視点を定め、青森・秋田県を中心に実地調査を行った。それにより、前年度の究明事項を発展的に補う事象が多数把握されたという点で、現在までの達成度は「おおむね順調に進展している」と判断した。ただし、前年度に見通せた唇音衰退の道筋を調査の上積みによって「補えた」という点ではひとつの成果といえるが、その道筋に新しい知見を加え、考察をさらに深めていくという点ではやや物足りなさがあったことも自覚している。特に年代差にはほとんど触れられていないこと、地理的に東北北西部の調査に偏りがちであったことなどが反省点である。次年度の課題として、これらへの対応を意識しつつ、研究を進めていきたいと考えている。本研究は、ハ行唇音という歴史的な古音がいかにしてその唇音性を落としていき、現状の声門音へと推移するに至ったかを、主として方言に残る唇音の諸相を詳細に捉えることにより明らかにしようとするものである。
巾零軌道の幾何と調和解析

(1)冪零軌道のテータ持ち上げを不変式論の言葉で記述し、その球等質性や正規性を明らかにした。さらに持ち上げた軌道の次数公式を積分で表わした。また冪零軌道上の連接層の持ち上げ、及びその重複度の保存などの概念を定式化し、証明した。これらを非可換化(あるいは量子化)して表現論的な対応物を得ることが期待される。(2)不定符号ユニタリ群U(p, p)の場合に球冪零軌道の分類および関数環の具体的な分解を与えた。しかし、分類については、同時期にKingによってすべての単純対称対に対して球冪零軌道の分類が得られている。(3)軌道のテータ対応の一般化を不変式論によって定式化し、古典群の自然表現から誘導されるような軌道の対応について一般的な理論の枠組みを与えた。そのような一般化によって、たとえば二次形式の合同類とある種のグラスマン多様体上の共役類が対応していることが分かる。このような例は、不変式論の観点から研究分担者である関口次郎とDjokovic, Zhaoによっても研究されている。研究分担者の主な研究を以下にまとめる。関口次郎は特殊線型群の二次形式への合同作用について不変式論の観点から研究を行った。また太田琢也は複素代数群の軌道の実軌道への制限や、対称対の場合の軌道の埋め込みについて実証的な研究を行った。山下博は半単純群の無限次元ユニタリ表現の随伴サイクルと等方表現、そしてWhittakerベクトルの間の関係について精力的に研究した。本年度は研究計画の初年度であるが、主に次の結果が得られた。1.タイプIのdual pairをとったとき、その対称対としての巾零軌道が互いに対応していることを不変式論の手法で明らかにした。特にその関数環の対応を詳しく記述し、球軌道の分類への応用も期待される。2.ユニタリ表現の間のテータ対応と巾零軌道のテータ対応が随伴多様体をとることと可換になることを正則離散系列表現の場合に明らかにした。3.直交群の場合の対称対に対してベキ零軌道の間の閉包関係を明らかにした。さらに国外の関連研究者、M.Duflo, G.Schiffmann両教授などを招へいして、小規模な国際研究集会を開催した。本年度は昨年度に引き続き次の結果を得た。1.タイプIIのdual pairに対して、やはり対称対の巾零軌道の間に対応が定義できることを明らかにした。分担者・太田琢也はそれがシンプレクティック幾何のモーメント写像の複素化として解釈できることを含め、一般的に考察した。2.ユニタリ最高ウェット表現のtheta対応について、随伴サイクル(=巾零軌道の有限和)の対応が幾何的に得られること、サイクルの重複度が保存されることなどを明らかにした。更に表現のK-typeと随伴サイクルに伴う連接層の切断との間に密接な関係があることも判明した。以上の結果の発表と研究連絡を兼ね,2003/2に北海道大学理学研究科において研究集会を主催した。本年度は昨年度に引き続き、次の結果を得た。研究代表者は,昨年度に得られた冪零軌道のtheta対応に関する結果を二つの方向に拡張した。一つの方向は、dual pairの概念を必要としない代数幾何的な軌道対応の定式化であり、これにより新しいlifting mapの実例が得られた。新しく得られた例は、関口次郎・分担者の研究対象である双線型形式のユニモデュラー合同類の軌道分解と深く結び付いており,現在最終年度に向けて研究が進行中である。もう一つの方向は、冪零軌道に限らない一般の軌道へのtheta対応の拡張であり、太田琢也・分担者もこの間題に取り組んでいる。この対応は従来のdual pairの枠組みにおいても十分に解明されておらず、表現論との関わりからも今後の研究が期待される。

一方、松木敏彦・分担者は非コンパクト型Riemann対称空間のAkhiezer-Gindikin領域の研究において、その境界を詳しく解析し、冪零境界軌道なる概念を提唱した。この研究は半単純リー群の両側軌道分解の幾何学と密接に関わっているが、それは表現論や不変式論、あるいは調和解析の基礎となるものである。昨年度に引き続き、研究代表者は次の結果を得た。(1)冪零軌道のテータ持ち上げを不変式論の言葉で記述し、その球等質性や正規性を明らかにした。さらに持ち上げた軌道の次数公式を積分で表わした。また冪零軌道上の連接層の持ち上げの概念を定式化し、重複度保存公式を証明した。これらを非可換化(あるいは量子化)して表現論的な対応物を得ることが期待されるが、それは今後の課題である。(2)不定符号ユニタリ群U(p,p)の場合に球冪零軌道の分類および関数環の具体的な分解を与えた。(3)軌道のテータ対応の一般化を不変式論によって定式化し、一般的な理論の枠組みを与えた。特に二つの古典群の自然表現のテンソル積によって対応が与えられる場合について詳しく調べ、軌道のテータ対応が矛盾なく定義されるための十分条件を得たこの十分条件はほとんど必要十分であると思われる。また、一般化されたテータ対応によって、たとえば二次形式の合同類とある種のグラスマン多様体上の共役類が対応していることが分かる。二次形式の合同類については、不変式論の観点から研究分担者である関口次郎とDokovic, Zhaoによっても独立に研究されていて、重要な例の一つである。研究分担者の主な研究を以下にまとめる。関口次郎は特殊線型群の二次形式への合同作用について不変式論の観点から研究を行った。また太田琢也は複素代数群の軌道の実軌道への制限や、対称対の場合の軌道の埋め込みについて実証的な研究を行った。山下博は半単純群の無限次元ユニタリ表現の随伴サイクルと等方表現、そしてWhittakerベクトルの間の関係について、とくに離散系列表現の場合に詳細な研究を行った。
アワビはいつどこで産卵するのか？：大気中の過酸化水素が産卵に及ぼす影響

エゾアワビの浮遊幼生は、時空間的に変動する海流の影響を受けて分散する。そのため、産卵場所とタイミング、そしてそれらを決定する産卵の鍵刺激の理解が分散予測において必要となる。本研究は、本種の産卵を誘発する酸化物が大気中に存在し、雨水に溶け込むことに着目した。すなわち、雨水中の酸化物が時化によって海底に到達し、それが本種の産卵を誘発するかを検証する。また、酸化物の影響は生息深度によって異なることが想定されるため、本種の深浅移動に与える海藻藻場の生育の影響も明らかにする。そして、一連の産卵・移動生態を模した個体ベースモデルにより、大型海藻の生育が本種の産卵タイミングや産卵場所に与える影響を解明する。
古代日本における国郡務運営の実態とその変遷に関する研究

本研究では次の4点を柱に検討を進めた。その成果・知見を事項別に報告する。(1)地方官衙遺跡・出土木簡の集成。新しい古代史の史料としての地方官衙遺跡出土木簡には注目すべき研究材料がある。本研究遂行のための基礎作業として、『木簡研究』や各種報告書に依拠して地方官衙遺跡出土木簡の集成を行い、それを「地方官衙遺跡と出土木簡一覧(稿)」として報告書に掲載した。(2)国郡の行政組織の研究。特に基本となる郡務について、郡家とその部署の具体相を探り、関係史料を集積し、論文としてまとめることができた。また石川県河北潟周辺遺跡出土の木簡調査により、郡務を担う郡雑任の執務と彼らが基盤とする村の様子を考察し、その知見を報告書に掲載した。(3)地方官衙における文書体系の構築。(1)の作業をもとに、郡家と国府・国分寺関係の木簡が出土している但馬国の事例を中心として、古代の地方支配における文書行政の全体像、地方官衙遺跡出土木簡の特色や類型についての知見を整理し、実務運営における木簡使用方法の全体像を明らかにする糸口を得ることができ、これを論文としてまとめた。(4)郡務運営方式の由来。以上によって明らかになった8世紀以降の国郡務の実務運営の由来を律令制的地方支配成立以前の評制下や国造の実務遂行のあり方に探り、部民制的収取の方式に1つの淵源を見出すことができ、それが評制下、さらには律令制地方行政機構の実務執行を円滑に進め得た背景であることを具体的に解明し得たものと考える。本年度の計画として掲げた事項に従って、成果・知見を報告する。(1)地方官衙遺跡の巡見および関連報告書の入手に関しては、広島県安芸国分寺跡や岩手県平泉町柳御所遺跡・宮城県多賀城市多賀城跡などを出張・見学し、一部発掘の様子を見ることができた。これらは国レベルの機構の具体像を窺わせる事例であり、国務運営の場の理解として役立った。また奈良文化財研究所において関連報告書の入手や木簡の実見を図り、木簡については一部報告書の釈読を改めるべきところも判明し、知見を広げることができた。(2)地方官衙遺跡出土木簡の集成と読解については、謝金を利用して研究補助者の協力を得て、木簡研究や各種報告書にあたりながら事例の集成に努め、来年度に予定される研究成果報告書に資料としてまとめるための基礎作業を進めることができた。また但馬国府や出石郡(袴狭遺跡群)の地方行政に関わる木簡群を精査し、その成果を論文化した。これにより他の地方官衙遺跡出土木簡について検討する際の分析モデルを呈示し得たものと思われる。(3)従来の文献史料および新出土木簡による国郡の行政組織の研究に関しては、上述の但馬国以外に7世紀代の木簡を含む徳島県観音寺遺跡出土木簡を検討し、国務の様態について考察することができた。また従来の文献史料に基づいて郡家の部署や施設の様子を解明し、これも論文としてまとめることができた。以上、本年度はいずれの点に関しても基礎的な作業を構築し、来年度の完成に向けて基盤作りができたものと考える。本年度の計画として掲げた事項に従って、成果や知見を報告する。(1)地方官衙遺跡・出土木簡の集成およびデーター入力の完成に関しては、本研究の基礎データーとなる地方官衙遺跡出土木簡について出土遺跡の概要と木簡出土状況・伴出遺物・出土木簡の内容や参考文献を整理した「地方官衙遺跡と出土木簡一覧(稿)」を作成し、報告書に掲載することができた。

(2)国郡務組織の実務運営の由来についての検討に関しては、7世紀の地方行政のあり方を示す木簡や文献史料を駆使して、評制下、さらには国造制下の地方行政や部民制度における実務執行状況を復原し、8世紀以降の国郡務の方式がそれ以前の方式を引き継ぐ側面を有することを明らかにし、論文としてまとめることができた。こうした律令制成立以前からの地方支配のしくみと実務運営の組織の存在が、律令制地方行政機構の実務執行を円滑に進め得た背景であることを具体的に解明し得たと思われる。(3)地方官衙運営の組織と文書体系の整理については、(1)により実務運営における木簡の使用方法を整理するとともに、今年度は石川県河北潟周辺遺跡出土木簡の実見および現地調査を行い、郡務を担う郡雑任の執務と彼らが基盤とする村の様子を考察した。その成果・知見は報告書に「石川県河北潟周辺の遺跡と出土木簡-郡符と田領の検討を中心に-」として掲載することができた。(4)報告書の作成は、本年度の成果も含めて、国郡務のしくみとその由来に関する知見を整理し、国郡務関係法令の所在や(1)の成果を集成して、報告書としてまとめることができた。
トポロジー的な性質を持つハミルトン閉路を利用した， 閉曲面上のグラフの頂点彩色

本研究の目的は,閉曲面上のグラフについて,ハミルトン閉路を利用した新しい彩色の手法を提案することである.この目的達成ため,2018年度は主に2方向からの研究を行い,以下のような業績を得た.一つ目は,ハミルトン閉路の存在を保証する新しい十分条件を与えたことである.特に,研究課題に密接に関連して,平面に辺の交差が2以下になるように描ける4-連結グラフがハミルトン閉路を持つことを示した.そのようなグラフはクラインの壺に埋め込めるため,これは「クラインの壺上の4-連結グラフがハミルトン閉路を持つ」という未解決問題の部分的解決を与えている.また,同様の方向の研究として,3-連結平面グラフにおいて,3-cutが少ないときのハミルトン閉路の存在性を議論している.これらの研究は,Ghent大学のC. Zamfirescu氏らとの共同研究である.また,Elligham氏らとの共同研究で,禁止マイナー条件でのハミルトン性に関しての成果も得た.閉曲面上に埋め込めるグラフの族は禁止マイナーによって特徴づけられるため,これも同様の方向性での研究である.また,2つ目として彩色についても様々な観点から研究を行い,成果を得ている.主にKonkuk大学のS.J. Kim氏とはグラフのDP-彩色性について議論を行い,2本の論文を出版した.DP-彩色は一般の彩色,およびリスト彩色と呼ばれる制約付きの彩色らの拡張となっており,近年,研究が進んでいるものである.われわれは,DP-彩色においても通常の彩色やリスト彩色と同様の現象が,例えばある種の制約付きの平面グラフにおいて,現れることを示している.また,2018年度は関連する研究として,グラフの向き付け,全域2部四角形分割,グラフの支配数などの結果も得た.【研究実績の概要】で述べたように,2018年度は,グラフのハミルトン性や彩色性に関して,さまざまな結果を得た.本研究の目的はハミルトン閉路を利用した新しい彩色の手法を提案することであるため,その目的の両面で多くの結果が得られたことは,目的達成に近づいていると言える.研究は順調に進展している.研究はおおむね順調に進展しているため,引き続き当初の予定通りの進行を目指す.具体的には,グラフのハミルトン閉路・彩色に関してその両面から研究を進め,それらの研究を結び付けたい.具体的には,研究実績の概要】で述べた,平面に辺の交差が少ないように描けるグラフや禁止マイナーの方向から閉曲面上のグラフを眺めることである.これは対象の別の観点からの研究であり,新しい発見が見込まれる.これは,引き続きC. Zamfirescu氏やM. Ellingham氏らの協力を得ながら研究を進める予定である.また,研究計画書にも記したように,ほかにZ. Ryjacek氏らとも,禁止部分グラフという,さらに別の観点からの研究も行う.本研究の目的は,閉曲面上のグラフについて,ハミルトン閉路を利用した新しい彩色の手法を提案することである.この目的達成ため,2018年度は主に2方向からの研究を行い,以下のような業績を得た.一つ目は,ハミルトン閉路の存在を保証する新しい十分条件を与えたことである.特に,研究課題に密接に関連して,平面に辺の交差が2以下になるように描ける4-連結グラフがハミルトン閉路を持つことを示した.そのようなグラフはクラインの壺に埋め込めるため,これは「クラインの壺上の4-連結グラフがハミルトン閉路を持つ」という未解決問題の部分的解決を与えている.また,同様の方向の研究として,3-連結平面グラフにおいて,3-cutが少ないときのハミルトン閉路の存在性を議論している.これらの研究は,Ghent大学のC. Zamfirescu氏らとの共同研究である.また,Elligham氏らとの共同研究で,禁止マイナー条件でのハミルトン性に関しての成果も得た.閉曲面上に埋め込めるグラフの族は禁止マイナーによって特徴づけられるため,これも同様の方向性での研究である.また,2つ目として彩色についても様々な観点から研究を行い,成果を得ている.主にKonkuk大学のS.J. Kim氏とはグラフのDP-彩色性について議論を行い,2本の論文を出版した.DP-彩色は一般の彩色,およびリスト彩色と呼ばれる制約付きの彩色らの拡張となっており,近年,研究が進んでいるものである.われわれは,DP-彩色においても通常の彩色やリスト彩色と同様の現象が,例えばある種の制約付きの平面グラフにおいて,現れることを示している.また,2018年度は関連する研究として,グラフの向き付け,全域2部四角形分割,グラフの支配数などの結果も得た.【研究実績の概要】で述べたように,2018年度は,グラフのハミルトン性や彩色性に関して,さまざまな結果を得た.本研究の目的はハミルトン閉路を利用した新しい彩色の手法を提案することであるため,その目的の両面で多くの結果が得られたことは,目的達成に近づいていると言える.研究は順調に進展している.研究はおおむね順調に進展しているため,引き続き当初の予定通りの進行を目指す.具体的には,グラフのハミルトン閉路・彩色に関してその両面から研究を進め,それらの研究を結び付けたい.具体的には,研究実績の概要】で述べた,平面に辺の交差が少ないように描けるグラフや禁止マイナーの方向から閉曲面上のグラフを眺めることである.これは対象の別の観点からの研究であり,新しい発見が見込まれる.これは,引き続きC. Zamfirescu氏やM. Ellingham氏らの協力を得ながら研究を進める予定である.

また,研究計画書にも記したように,ほかにZ. Ryjacek氏らとも,禁止部分グラフという,さらに別の観点からの研究も行う.成果報告をまとめるよりも,新しい成果のための議論に集中したため,購入予定であったノート型PCを購入しなかった.その分,共同研究を行うための旅費を多く使い,結果として127,909円を次年度に繰り越した.2018年度に購入を見送ったノート型PCは,2019年度に購入を予定している.
近赤外領域でのフェムト秒時間分解分光測定を利用した光触媒微粒子計測法の開発

微粒子状の物質を試料とする時間分解分光測定では,従来,試料の光散乱が大きな妨害となっていた.このため時間分解測定の際に透過法ではなく拡散反射法を用いる例が圧倒的に多かった.しかし,拡散反射法では,試料の多重散乱によってポンプ光とプローブ光の光路差に分布が生ずるために測定の時間分解能が低下することが避けられない.これに対して,近赤外領域の分光法では,微粒子の試料に対しても時間分解能を損なうことなく透過法を用いることができる.本年度,岩田らは,自作のフェムト秒時間分解近赤外分光計を利用して,二酸化チタン微粒子を光照射したときに生じる物理・化学過程を時間分解近赤外分光法で追跡する課題に取り組んだ.白金を担持した二酸化チタン微粒子(粒径約20nm)を400nmの光で照射すると,波長0.8μmから1.4μmにわたる幅広い過渡吸収帯が観測された.この吸仮帯は,光照射によって生成した電子による吸収帯と考えられる.スペクトル形状に顕著な時間変化はなく,観測している状態の電子の生成は装置関数の範囲内(200フェムト秒程度)で即時的であった.電子の減衰曲線には,数百フェムト秒の速い成分と3ピコ秒程度では減衰しない長寿命の成分の2種類があった.ポンプ光強度を大きくして時刻0における電子の生成密度を大きくすることによって,速い減衰の成分の相対比が大きくなることが分かった.今回観測された電子は,光触媒反応において還元反応に利用されるものである.フェムト秒時間分解近赤外分光法を利用することによって,実際の化学反応に用いられる微粒子の試料における光触媒反応の初期過程を観測することができた.微粒子状の物質を試料とする時間分解分光測定では,従来,試料の光散乱が大きな妨害となっていた.このため時間分解測定の際に透過法ではなく拡散反射法を用いる例が圧倒的に多かった.しかし,拡散反射法では,試料の多重散乱によってポンプ光とプローブ光の光路差に分布が生ずるために測定の時間分解能が低下することが避けられない.これに対して,近赤外領域の分光法では,微粒子の試料に対しても時間分解能を損なうことなく透過法を用いることができる.本年度,岩田らは,自作のフェムト秒時間分解近赤外分光計を利用して,二酸化チタン微粒子を光照射したときに生じる物理・化学過程を時間分解近赤外分光法で追跡する課題に取り組んだ.白金を担持した二酸化チタン微粒子(粒径約20nm)を400nmの光で照射すると,波長0.8μmから1.4μmにわたる幅広い過渡吸収帯が観測された.この吸仮帯は,光照射によって生成した電子による吸収帯と考えられる.スペクトル形状に顕著な時間変化はなく,観測している状態の電子の生成は装置関数の範囲内(200フェムト秒程度)で即時的であった.電子の減衰曲線には,数百フェムト秒の速い成分と3ピコ秒程度では減衰しない長寿命の成分の2種類があった.ポンプ光強度を大きくして時刻0における電子の生成密度を大きくすることによって,速い減衰の成分の相対比が大きくなることが分かった.今回観測された電子は,光触媒反応において還元反応に利用されるものである.フェムト秒時間分解近赤外分光法を利用することによって,実際の化学反応に用いられる微粒子の試料における光触媒反応の初期過程を観測することができた.
ポリアラインの多成分連結反応を鍵とする多官能性芳香族化合物群の迅速合成法の開発

多くの置換基を有する多官能性芳香族構造は、各種の有用化合物にしばしば見出されるが、こうした高次構造を選択的に合成することは必ずしも容易ではなく、その効率的な合成法の開発は有機合成化学における重要な研究課題である。本課題では、高度にひずんだ三重結合がもたらす特異な反応性を内在する"ベンザイン"に着目し、これを同一の核に複数個含む"ポリアライン"あるいは"その等価体"の合成的利用について検討を行った。その結果、多成分連結を鍵とするユニークな多官能性芳香族構築法を開発することができた。多くの置換基を有する多官能性芳香族構造は、各種の有用化合物にしばしば見出されるが、こうした高次構造を選択的に合成することは必ずしも容易ではなく、その効率的な合成法の開発は有機合成化学における重要な研究課題の一つである。本課題において研究担当者は、高度にひずんだ三重結合がもたらす特異な反応性を内在する"ベンザイン"に着目し、これを同一の核に複数個含む"ポリアラインフ"あるいは"その等価体"を合成反応に利用した斬新でユニークな多官能性芳香族構築法を開発に取り組んでいる。これの実現のため、本年度では、真に官能基選択性に優れたベンザインの発生法の開発を行うべく、同一核に複数のベンザイン発生部位を兼ね備えた二種類のポリアライン前駆体を設計し、そのポリアライン等価体としての可能性を重層的に探った。その結果、ビスーベンザイン前駆体の位置選択的な"ハロゲンー金属交換反応"を鍵とする逐次的なベンザインの発生と連続的な環形成反応を利用して、構造化学的に興味深い、同一芳香環に二つの四員環が縮環した多官能性ジシクロブタベンゼンをワンポットで合成する方法を開発することができた。これらの化合物は高いひずみに由来する未知の反応性を内在しており、四員環を足掛かりとした変換が可能な有用な合成中間体である。また、この反応を基盤として芳香族性の観点から興味深い四員環がすべてsp_2炭素で置換されたテトラメチレンジシクロブタベンゼン及びテトラオキソジシクロブタベンゼンの合成に成功し、その三次元構造を明らかにすることもできた多くの置換基を有する多官能性芳香族構造は、各種の有用化合物にしばしば見出されるが、こうした高次構造を選択的に合成することは必ずしも容易ではなく、その効率的な合成法の開発は有機合成化学における重要な研究課題の一つである。本課題において研究代表者は、高度にひずんだ三重結合がもたらす特異な反応性を内在する"ベンザイン"に着目し、これを同一の核に複数個含む"ポリアライン"あるいは"その等価体"を合成反応に利用した斬新でユニークな多官能性芳香族構築法の開発に取り組んだ。本年度では、ポリアラインの多重環状付加を利用して得られる多官能性芳香族化合物の更なる高次官能基化について検討した。中でも、ベンゼン環に三つの四員環の縮環したトリシクロブタベンゼンの熱的開環を鍵とする反応性について詳しく調べた。その結果、反応条件を適切に選択すれば、三つの四員環がすべて開裂したヘキサラジアレンに異性化することを見出した。この際、四員環上の置換基の立体的な嵩高さが反応に大きな影響を与えることが分った。また、得られるヘキサラジアレンのきたX線結晶構造解析に成功し、中央の六員環は平面構造ではなく、ねじれボート型を有していることが分った。さらに、ヘキサラジアレンの三つのジエン部位を利用した連続的な環付加反応により、三方向への変換が可能であることも明らかにした。この反応性を利用して拡張π共役系のトリフェニレン誘導体を合成することができた。
来日外国人犯罪に関する総合的研究-国際協力の視点から

本研究では,来日外国人犯罪の現状の把握と対策,出入国管理の変遷,来日外国人犯罪における国際協力のありかたを検討した。その結果,(1)出入国管理体制の変化に伴い,外国人人口が急増し,それに伴い不法滞在者が増加し,入管法違反のみならず刑法犯も増加したこと,(2)来日外国人犯罪の増加が特に著しかった地域は,外国人就労者を多く雇用している企業が集中している地域であったこと,また(3)捜査共助,犯罪人引渡も相当数行われていることが明らかとなった。平成18年度は,来日外国人犯罪の実態の把握を中心に検討を進めた。来日外国人犯罪の現状把握については,「東京都青少年の健全な育成に関する条例」との関係も含めて,渋谷等の東京の繁華街における犯罪実態調査,意識調査等を行い,その成果の一部として,「青少年に関する都条例の改正と東京の変化」(都市政策研究1号・平成19年)を公表した。さらに,最近数年間,犯罪の発生件数が減少に転じていることから,この傾向と外国人犯罪の状況との関連について検討した。警察等の協力を得つつ調査を進めたが,路上強盗,ひったくりなどの国民に身近な犯罪の増加に伴い,これに対応するための来日外国人犯罪,少年非行への対応などが展開されてきたことを確認した。そして,その効果として犯罪減少を捉えることが可能かについて,検討を進めている。これらの調査の成果の一部が,「犯罪認知件数の減少と刑事政策」(『犯罪の多角的検討』所収・平成18年)である。また,来日外国人が関係した犯罪の1つの典型であるトラフィッキングについても,その実態の把握を中心に検討を進めた。トラフィッキングに関しては,タイ・ルートのトラフィッキング事件、コロンビア・ルートの事件、ロシア・ルートの事件等が摘発されてきたが、その後の動向について関係当局の協力を待つつ、可能な限りの具体的事例を収集した。この調査に当たっては,事件の実態の解明もさることながら、いかなる手法で検挙、処罰することが最も効果的かという観点にも留意した。そして,風俗営業適性化法改正,出入国管理法改正等の効果についても分析を行っている。本研究は,(1)来日外国人犯罪の現状把握,(2)来日外国人犯罪の対策,(3)来日外国人犯罪に関する国際協力のあり方の3課題について検討するものであるが,平成19年度は,その内,(2)来日外国人犯罪対策に重点を置いて検討を進めた。来日外国人犯罪の量及び質の変化を踏まえた上で,それと出入国に関する法整備との関連性を分析した。特に,出入国管理法の変遷について検討を加え,同法の改正に伴い,外国人の入国が質・量共に大きく変化していることを明かとした。まず,平成に入ってからの来日外国人犯罪の急増は,日系人の入国の大幅な緩和,並びに日本とアジア・南米諸国との経済格差により大量の就労希望外国人が流入したことにより,外国人人口が急激に増加したことが大きな要因であることを示し,それに伴い,不法滞在者が増加し,入管法違反事件が多数発生するのみならず,刑法犯も増加したことを明らかとした。それに対し,近年の外国人犯罪の減少は,特別刑法違反としての入管法違反事件が減少していることに加え,凶悪犯や窃盗罪さらに偽造罪といった,不法滞在者により犯される割合の高い犯罪が減少していることによることを示した。ただ,刑法犯検挙者の中で,強盗の6割,殺人の7割,そして全体でも8割以上の者が,いわゆる正規滞在者により占められている事実が重要であることも明かとした。本研究は,(1)来日外国人犯罪の現状把握,(2)来日外国人犯罪の対策,(3)来日外国人犯罪に関する国際協力のあり方を課題とする。平成20年度においては,本研究の最終年度にあたることから,来日外国人犯罪の対策に向けた,具体的検討を行った。この検討に当たり,特に三重県に着目した。三重県は,1990年代後半におけるわが国の犯罪の急増期において,特にその増加率が高かった地域である。中でも,留置人員における外国人犯罪者の割合が特に高かった。そこで,まず,三重県における来日外国人犯罪の実態,原因の把握について検討するため,三重県における外国人登録者数の変化,治安状況の変化,外国人犯罪に顕著な犯罪類型,国籍別による犯罪の特色などの実態を調査した上,分析・検討を行った。その中で明らかとなったのは,この地域の特色として,わが国でも有数の自動車産業,電気産業の工場を抱えていることであり,そのため,特に南米からの日系人が多く雇用され,外国人登録者数も県内の特定の地域に集中していることである。来日外国人の人口が増加すれば,それに伴い犯罪率も高くなるのは当然であるが,1990年以降,全国の外国人犯罪の割合に比べ,三重県の外国人犯罪の割合は倍以上の数字を示した。それに対し,2002年以降,急速に犯罪が減少した点についても検討を加えた。

実態調査の結果,その要因としては,警察官の増員,地域警察簡易よる街頭活動の強化,さらにNシステムやDNA型データベース等の捜査支援システムの拡充に加え,住民の自主防犯活動の重要性も挙げられることが明らかとなった。
RESTRICTED GEOMETRY(ゼオライト)中の金属微粒子および一次元鎖に関する結晶学的研究

超微粒子やグラファイトインターカレション化合物等の低次元物質の創製は,それらのサイズや次元性に基づいた新しい物理的性質発現の期待から関心が持たれている.その場合,粒径等が非常にシャープに分布していることが重要である.この点で直径10A前後のチャンネルやキャビテイを結晶内部に高密度,かつ周期的に有するゼオライト(M_<X/m>Si_<1-X>Al_XO_2・nH_2O)は,これら低次元物質やメタルクラスターの容器として極めて興味ある.これまでに,多種類のゼオライトが合成され,チャンネルやキャビテイの大きさ,それら互いの連結様式等を実験目的に応じて選択することが出来る.本研究はゼオライトの作る制限された空間の中に新規な低次元原子鎖あるいはクラスターの作製を試み,それらの結晶額的同定を目的とした.セレンは統合に際し二配位で比較的定まった結合長,結合角,二面角をとり,それが入る空隙の幾何学により鎖状或はクラスター状になることが期待される.そこで一次元チャンネルを持ち口径6.7_X7.0Aのモルデナイト(MOR,空間群Cmcm)及び口径7.1AのゼオライトL(LTL,空間群P6/mmm)及び直径約14Aのキャビテイを持つゼオライトY(FAU,空間群Fd3m)を選び,それらを徐々に加熱して脱水処理を施した後,気相からセレンの挿入を試みた.ゼオライト粉末はこの処理により白色からオレンジ色に変化した.電子顕微鏡観察は1000kV電子顕微鏡(Cs=11mm)を用いて行った.電子回析図形,高分解能電子顕微鏡像及び像計算とから, MORやLTLの場合主チャンネル中にのみ,且つ各々一本および二本以上のセシン原子鎖が, FAUの場合キャビディ中にクラスターを作ることを直接確認した.以上の結論は,これらゼオライト中のセレンの乱反射スペクトルの我々が得た実験結果からも妥当であると考えられる.超微粒子やグラファイトインターカレション化合物等の低次元物質の創製は,それらのサイズや次元性に基づいた新しい物理的性質発現の期待から関心が持たれている.その場合,粒径等が非常にシャープに分布していることが重要である.この点で直径10A前後のチャンネルやキャビテイを結晶内部に高密度,かつ周期的に有するゼオライト(M_<X/m>Si_<1-X>Al_XO_2・nH_2O)は,これら低次元物質やメタルクラスターの容器として極めて興味ある.これまでに,多種類のゼオライトが合成され,チャンネルやキャビテイの大きさ,それら互いの連結様式等を実験目的に応じて選択することが出来る.本研究はゼオライトの作る制限された空間の中に新規な低次元原子鎖あるいはクラスターの作製を試み,それらの結晶額的同定を目的とした.セレンは統合に際し二配位で比較的定まった結合長,結合角,二面角をとり,それが入る空隙の幾何学により鎖状或はクラスター状になることが期待される.そこで一次元チャンネルを持ち口径6.7_X7.0Aのモルデナイト(MOR,空間群Cmcm)及び口径7.1AのゼオライトL(LTL,空間群P6/mmm)及び直径約14Aのキャビテイを持つゼオライトY(FAU,空間群Fd3m)を選び,それらを徐々に加熱して脱水処理を施した後,気相からセレンの挿入を試みた.ゼオライト粉末はこの処理により白色からオレンジ色に変化した.電子顕微鏡観察は1000kV電子顕微鏡(Cs=11mm)を用いて行った.電子回析図形,高分解能電子顕微鏡像及び像計算とから, MORやLTLの場合主チャンネル中にのみ,且つ各々一本および二本以上のセシン原子鎖が, FAUの場合キャビディ中にクラスターを作ることを直接確認した.以上の結論は,これらゼオライト中のセレンの乱反射スペクトルの我々が得た実験結果からも妥当であると考えられる.数多くあるゼオライトのなかから、大きな一次元系チャンネルを持つモルデナイトに、比較的低温(150400°C)で蒸気圧が高くかつ一次元原子鎖を作り易いと期待されるセレニウム(Se)の挿入を試みた。モルデナイトを脱水処理後、Se高蒸気圧下にさらすと、白色粉末のゼオライトは黄オレンジ色に変化する。この試料についてX線粉末回析および高分解能電子顕微鏡像観察を行なった。X線回析の結果によれば、Se処理後にバルクSeからの反射は見られず、ゼオライト骨組格子による各回析線の線巾は殆んど変化せず、格子定数のみが若干増加する。このことは、この処理によってSeはバルク結晶としてではなくゼオライトチャンネル内に骨組みを壊すことなく入っていることを示唆する。この点を直接確かめることを目的に、東北大学百万ボルト電子顕微鏡を用いてチャンネルの方向である〔001〕入射で高分解能像観察を行なった。その結果、1.Seは主チャンネルに鎖状で入る。2.Seの入る領域と入らない領域があり、それはb軸に垂直に帯状に、平均として約100A°の巾で交互に存在する。3.上記2つの領域を区別する要因として2種類あるモルデナイド結晶表面の形態が密接に関係している。チャンネル中にあるSeの定量化およびその光学的性質、Seのチャンネル中での位置に関する情報を得るべく今後実験を行はう予定である。
浅海域における2方向非線形波とKP方程式

得られた成果を順を追って列挙する。1)Segur・Finkel(1985)にならいながら、与えられた二つの波が角度を持って重なる場合にできる波の場を、浅海、弱非線形解の仮定の下で近似的ながらも簡単に計算する方法を提案した。2)その方法により非線形効果による波峰高さの増減を求めたところ、交差角18度近傍で増加率が最大となる。その値そのものはア-セル数によるが、ア-セル数90付近で線形解の1.3倍である。交差角が小さい場合は線形解よりも低くなる。3)計算で得られた結果を実験において検証するために、多方向造波装置の性能実験を行ったところ、単一方向波においても波高が34割もの空間的変動を持つことがわかり、このままでは非線形効果の検出は難しいことが判明した。4)一様な波浪場を作り出すために、多方向造波装置の造波理論の研究を行った。その結果、理論的には、造波板端部の振幅を制御すること(端部制御法)により波高変動を抑えることができることがわかった。5)端部制御法の有効性を実験的に確認した。以上が2年間での成果であるが、その後研究を進めた結果、ここで得られた近似解は従来あるものに比べれば、実験との一致は良いもののまだ改良の余地があることがわかった。特に交差角の小さい場合は実験も難しかった。理論的な面では、弱非線形、弱二次元の仮定のもとで成立するKP方程式の解析解に工夫を加え、二方向から来る波のそれぞれの諸元を与えることにより、合成後の波の場を、非線形干渉分も含めて計算する方法を示した。その方法を用いて種々の条件のもとで、合成後の波高及び波峰高に及ぼす非線形効果について算定し、波峰高および波高の増大率の図を作成した。その結果、1)交差角が小さい場合を除き、非線形度を示すアーセル数が大きいほど非線形効果による波高、波峰高の増大が著しいこと、2)交差角の小さい場合(10度以下)は、非線形効果が逆に波高及び波峰高を減少させることなどがわかった。ついで、多方向波浪発生装置を用いて、二方向波の実験を行い、上記の理論的な結果の検証を行った。多方向波浪発生装置は、その構造上、造波板両端部での撹乱の発生とその伝ぱん、および壁面での反射により、広い範囲において理想的な波の場を作り出すのが非常に難しい。そこで、浅海域の有限振幅波理論であるクノイド波の二次のオーダーでの造波方法を工夫して使用した。より実際の波に近い波を造波することにより、造波板近くでの有効領域を広げて実験を行ったわけである。実験結果は、交差角が20度の場合は、アーセル数が20以下においては理論と実験の一致は非常に良く、それよりアーセル数が大きくなると、実験における非線形な波峰高増大の方が顕著となっていくという期待された結果を得た。しかしながら、交差角が小さい場合の波峰高の減少は、実験では確認できなかった。その理由については今後の課題である。昨年度の実験的検証において、実験装置そのものの精度とくに造波された波浪場が一方向規則波であっても空間的に大きく変動することが問題となった。そこで今年度は、まず多方向造波装置を用いて一様な波の場を作り出すことを当初の研究目的とした。多方向造波装置の造波理論の検討から始めて、ようやくに、造波板端部の振幅を直線的に減少させること(端部制御法)により、非常に一様な波の場を作り出せることを見いだした。ただし、理論は非回転渦無しの微小振幅近似のもので、個々の造波板から発生する波の重ね合わせとして波の場求める。個々の造波板の振幅を任意に設定できるので、その値を操作することにより得られる波の場がどう変わるかを調べた。

その結果、造波板端部の不連続にともなう回折現象が波の場を非一様にしており、その変動は通常の実験条件下では23割にも達し、本研究のように非線形効果を問題にするような実験は不可能となることもわかった。ついで、理論的に得られた結果を、造波装置の操作方法に組み込み、端部制御法の有効性についての実験を行った。結果は理論的な予測どおりであり、適切な端部制御を行うことにより非常に一様な波の場を作り出せることがわかった。この成果は論文として公表する予定である。そこで、ようやくに本来に目的である2方向波の非線形干渉の実験ということになるのであるが、今度は、非線形干渉の非定常性という問題が出てきて、KP方程式の解という定常解との単純な比較は難しそうであることがわかったところで時間切れとなった。
映像アーカイブ・システム構築に向けた研究～関西大学人権問題研究室映像資料を中心に

本研究は、大学において消失の危機にある映像資料を活用し、これからの映像アーカイブ研究に向けた活動を行うものである。現在、古い映像資料はビデオテープの劣化や消失、機器確保の困難から再生すらも容易でない場合が多い。本研究では、これらの貴重な映像資料をデジタル化し、保存・活用システムの基盤を確立したうえで、大学教育に資することを目的とする。
斜面崩壊危険性評価のための無線センサネットワークシステムによる多点計測手法の開発

本研究では、人工的に盛り立てられた土砂地盤を対象として、降雨による地盤内の水の浸透と地下水位の変化を無線センサネットワークにより観測するためのシステムを構築し、継続的なデータ収集と分析を通して斜面変状の進行を定量的に明らかにするとともに、室内降雨浸透実験とこれに対応した数値解析による斜面変状の力学的考察を目的としている。本年度は、研究実施計画に沿って下記の点について研究に取り組んだ。まず、前年度に計画を前倒しして行った特定の斜面地盤へ構築したワイヤレスセンサネットワーク(WSN)システムの安定運用と計測データの収集を行った。多くの植生や急勾配の地形による通信環境低下要因の対策、自立型電源の安定供給のための手法、親機子機間の通信のための中継機の配置の最適化など、実現場における種々の課題解決に取り組んだ。その結果、年間を通じて安定した計測データの収集を実現した。そのため、斜面表層の土壌水分率や斜面内の地下水位の変動と現地観測の降雨量との関係を明らかにするに至った。これに加え、低価格の土壌水分計を用いた簡易水位計の開発も行った。斜面麓部においては、多雨時において地下水面が地表面付近に達する傾向にあることに着目し、複数のセンサを吊るした鋼製パイプを地面から3m程度埋め込む態様のものである。掘削機器等を用いずに簡易的かつ多点に設置することを可能とするものであり、次年度にわたり当該計器の実用性について検証を進める。また、これらの計測データを根拠とする有限差分法による当該斜面のモデル化と力学的安定性評価のための数値シミュレーションも行った。その結果、降雨を伴う斜面の力学的安定性を評価するうえで、斜面上流側からの地下水流入量の影響が斜面表層からの浸透水と比べ大きいことが明らかとなり、現地観測データに基づく計算の実施の有用性を明らかにした。遠隔モニタリングのための無線センサネットワークシステムの構築については、安定運用に達するまで、センサや通信モジュールの耐候性、斜面地における通信品質の確保、太陽光発電による自立型電源の確保などにおいて諸課題が発生したが、いずれも事後の対策により解決を図ることができた。当初、簡易センサの開発を計画の一部に挙げていたが、海外製の低価格のセンサの活用が本研究の円滑な遂行に資すると考え、土壌水分計、圧力計等についてはこの方針で研究を進めることとしている。降雨に伴う崩壊の危険性が懸念される実際の斜面もしくは法面を有する原位置において,当該地の降雨量や日射量などの気象に関わるデータ取得とともに,地表面変位や表層の土壌水分率,地盤内の変位・土圧・間隙圧,地下水位などの変動を上記モジュールを用いて多点での計測を行う。原位置は,すでに従来型センサを使用した研究において計測を行っているサイトの他,熊本地震の被災地のサイトも予定している。計測センサから取得されるデータの取得状況が芳しくない場合は,その原因解明と対策を講ずることで計測システムの運用安定性の高度化を図る。また,1年を通した運用を行う中で長期的な原位置への実装の課題を抽出し,次段階への展開に繋げる。本年度は、特にワイヤレスセンサネットワーク(WSN)システムの構築を行った。対象斜面は、地表面付近に土砂主体の産業廃棄物、その下に崖錐堆積物、基盤岩で構成され、約4年前の大雨が原因で中段付近に生じたクラックの対策として土砂の切り返しによる緩勾配化と表層50cm程度の覆土による遮水工が施されている。当該斜面に構築したモニタリングシステムは、エンドデバイス(端末)、ルーター(中継機)、コーディネータ(親機)の三つで構成している。エンドデバイスには土壌水分計・間隙水圧計・転倒マス型雨量計を接続している。これらより得られる出力電圧を、増幅回路を通すことで分解能を調整し、無線ネットワークを介しコーディネータに通信する。その際モニタリングエリア内に適宜設置したルーターを経由することで、安定した通信品質を確保している。510分毎に収集したデータはコーディネータに蓄積され、LTE回線を通して遠隔地にてモニタリングを行うことを可能とした。その結果、おおむねセンシングはできているものの、年間を通した継続的かつ安定的な計測を実現するためには、システムの安定性に潜在的な問題点があることが明確となった。センサについては、地盤内への設置簡易性がセンサネットワークを拡大するにあたり、大変重要であることが確認された。また、エネルギーハーベスティングによる給電力および化学電池を用いた蓄電の温度変化によるその特性の変化などの問題が大きいことが明確となった。計画当初は、モニタリング用簡易計測センサの開発を先行して行う予定であったが、モニタリング対象斜面の状況を鑑み、既製のセンサを用いた現地でのモニタリングシステムの構築とその運用を優先させることとした。その結果、年間を通した継続的かつ安定的な計測を実現するためには、システムの安定性に潜在的な問題点があることが明確となった。

本研究では、人工的に盛り立てられた土砂地盤を対象として、降雨による地盤内の水の浸透と地下水位の変化を無線センサネットワークにより観測するためのシステムを構築し、継続的なデータ収集と分析を通して斜面変状の進行を定量的に明らかにするとともに、室内降雨浸透実験とこれに対応した数値解析による斜面変状の力学的考察を目的としている。本年度は、研究実施計画に沿って下記の点について研究に取り組んだ。まず、前年度に計画を前倒しして行った特定の斜面地盤へ構築したワイヤレスセンサネットワーク(WSN)システムの安定運用と計測データの収集を行った。多くの植生や急勾配の地形による通信環境低下要因の対策、自立型電源の安定供給のための手法、親機子機間の通信のための中継機の配置の最適化など、実現場における種々の課題解決に取り組んだ。その結果、年間を通じて安定した計測データの収集を実現した。そのため、斜面表層の土壌水分率や斜面内の地下水位の変動と現地観測の降雨量との関係を明らかにするに至った。これに加え、低価格の土壌水分計を用いた簡易水位計の開発も行った。斜面麓部においては、多雨時において地下水面が地表面付近に達する傾向にあることに着目し、複数のセンサを吊るした鋼製パイプを地面から3m程度埋め込む態様のものである。掘削機器等を用いずに簡易的かつ多点に設置することを可能とするものであり、次年度にわたり当該計器の実用性について検証を進める。また、これらの計測データを根拠とする有限差分法による当該斜面のモデル化と力学的安定性評価のための数値シミュレーションも行った。その結果、降雨を伴う斜面の力学的安定性を評価するうえで、斜面上流側からの地下水流入量の影響が斜面表層からの浸透水と比べ大きいことが明らかとなり、現地観測データに基づく計算の実施の有用性を明らかにした。遠隔モニタリングのための無線センサネットワークシステムの構築については、安定運用に達するまで、センサや通信モジュールの耐候性、斜面地における通信品質の確保、太陽光発電による自立型電源の確保などにおいて諸課題が発生したが、いずれも事後の対策により解決を図ることができた。当初、簡易センサの開発を計画の一部に挙げていたが、海外製の低価格のセンサの活用が本研究の円滑な遂行に資すると考え、土壌水分計、圧力計等についてはこの方針で研究を進めることとしている。本研究において、数十数百m程度の比較的規模の大きい斜面もしくは法面の降雨による崩壊を想定し、地表面変位や表層の土壌水分率、地盤の変位・土圧・間隙圧、地下水位などの変動を多点で計測することを目的とする。先述の通り、土木・建築向けの市販センサの場合、精度は極めて高いものの1基数万円程度するものが一般的であり、許容される精度に落としつつ費用を大幅に抑制することが多点計測で求められる。そこで、電気電子工学分野では広く利用されている汎用の各種センサを活用することを考え、土圧や間隙圧、地下水位の変化を計測するための圧力センサ、土壌水分率を推定するための伝導率センサ、地表面の変位や傾斜を推定するための加速度センサをこれに代替可能なものに、仕様に応じて選択する。水圧の測定においては、センサ部の防水加工等を施すものとする。