hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キャリア・サバイバルの視点からみた保育者のキャリアアップについての研究

日本では、少子化、核家族化、ひとり親家庭の増加、女性の社会進出などを背景に、家庭や地域の保育力・教育力が低下している。そのため、子どもを養育する家庭への支援強化が求められており、保育者の仕事も、多様化、高度化、専門化している。保育者の専門性を高めるためには、大学での教育はもちろん、就職した後も、研修体制を整え、キャリアアップできるようにしなければならない。そこで、幼稚園や保育園の園長、幼稚園教諭や保育士を対象に、研修の実態について明らかにし、より良い研修体制の在り方について検討した。本研究の目的は、幼稚園、保育所に勤務する保育者を対象に、職場内研修(OJT)や職場外研修(OFF-JT)の実態を明らかし、園サイドが保育者に求める知識や専門性と、保育者自身が必要だと考える知識や専門性を明らかにすることである。2014年度は、以下の内容について実施した。1文献・資料調査として、保育の質、保育者の専門性に関する文献のサーベイと、保育者を対象とした研修についての資料の収集・整理を行った。2予備調査として、保育者の教育や育成で実績を持つ幼稚園や保育所の園長を対象に、簡単なインタビュー調査を実施した。インタビュー内容は本調査でのインタビューガイドの作成に役立てるとともに、本調査を実施する園の選定材料にする予定である。さらに、保育士の研修現場を視察した。保育の質は保育者の力量に左右される部分が多く、子どもの発達を支援するためには、質の高い保育力を持った保育者の養成が緊喫の課題である。学校での教育にとどまらず、保育者として就職した後も、有効なキャアアップの仕組みを構築する必要がある。保育所保育指針解説、幼稚園教育要領解説においても、保育者としての専門性を高めるために、研修の機会を確保し、研修内容、形態、体制を精査し、研修の充実をはかることが求められている。予備調査から、保育園、幼稚園ともに、保育者の専門性を高めるために研修の必要性は感じているが、保育所を中心に研修時間の確保が難しいこと、幼稚園、保育所ともに離職率が高いため、離職防止を含めて新人対象の研修が多いことなどが明らかになった。これらの結果を踏まえて、2015年度は園長と保育者を対象に本調査を実施する。少子化、核家族化、女性の社会進出、ひとり親家庭の増加などにより、家庭や地域の保育力、教育力は低下している。そのため、保育者に対するニーズも専門化、多様化しており、質の高い保育力を持った保育者を養成するために、効果的なキャリアアップの仕組みを整備する必要がある。そこで、本研究では、幼稚園や保育所における職場内研修(OJT)と職場外研修(Off-JT)の状況を把握したうえで、園サイドおよび保育者自身が求める知識や専門性とその獲得プロセスについて明らかにすることを目的とする。2015年度は、以下の内容について調査研究を実施した。1保育者の教育や養成で実績のある幼稚園や保育所の園長・副園長を対象に、研修を行う目的や、園サイドの意図(園長等の視点からみた獲得を希望する技能や知識)、研修体制について、聞き取り調査を行った。2保育者を対象に、学校における学びの現場での有効性や、就職後に受けた職場内外での研修、これから獲得を希望する知識や技能について、聞き取り調査を行った。初期段階の研修では、園内ルールの習得、子ども理解や日々の保育を行うための技術獲得が中心であったが、発達障害が疑われる子どもや家庭に困難を抱えている子どもへの対応など、必要に迫られた内容も見受けられた。園サイド、保育者ともに、職場内外での研修は必要だと考えているが、時間的に余裕がないこと、指導できる保育者の層が薄いことなど、幾つかの問題点も明らかになった。研修内容の充実とともに、物理的な環境を整備する必要がある。幼稚園、保育所、認定こども園の園長や副園長、保育者に対して聞き取り調査(本調査)を行った。聞き取り調査を予定していた園の中には、認定子ども園への移行を理由に断られたケースや、園行事等との関係で時期の変更を余儀なくされたケースもあったが、概ね予定通りに実施することができた。家庭や地域での保育力や教育力の低下に伴い、保育者に対するニーズも多様化、専門化、高度化している。高い保育力を持つ保育者の養成は重要な課題であり、養成校だけでなく、保育現場でも"育てる"努力が求められている。そこで本研究では、保育所、幼稚園、認定こども園の園長と保育者を対象に、園内外での研修の実態について聞き取り調査を行った(保育者を対象とした調査では、一部、調査票調査も行った)。調査の結果、幼稚園では子どもの発達や教育に関する理論や、理論と実践を結びつける内容が多く、保育所では保育実技や食育、安全への配慮など実践的な内容が多い傾向にあった。園長サイドは、子どもの発達や教育に関する理論についても理解を深めてほしいと考えていたが、保育者サイドは実践に役立つものを希望しており、特に経験年数の浅い保育者でその傾向は強かった。研修の質を高めるためには、研修時間の確保や経済的裏付けなど、物理的な環境整備が不可欠である。研修内容の質と物理的環境の充実が、保育者の育ちにつながり、園としての保育・教育力の向上にもつながる。この点が改めて確認された。認定こども園に移行した園では、移行後も研修などはかつての方法を踏襲するケースが多かったが、同時に認定こども園としてのあり方を模索していた。

組織も複雑化するなか、保育と教育という2つの機能を持つ組織として、保育者をどのように育てるか、新たな課題として認識されていた。保育者は経験を積むに従い保育の力量を向上させ、研修に対するニーズも変化していた。この点については、今後、データの分析を深める必要がある。日本では、少子化、核家族化、ひとり親家庭の増加、女性の社会進出などを背景に、家庭や地域の保育力・教育力が低下している。そのため、子どもを養育する家庭への支援強化が求められており、保育者の仕事も、多様化、高度化、専門化している。保育者の専門性を高めるためには、大学での教育はもちろん、就職した後も、研修体制を整え、キャリアアップできるようにしなければならない。そこで、幼稚園や保育園の園長、幼稚園教諭や保育士を対象に、研修の実態について明らかにし、より良い研修体制の在り方について検討した。2014年度の計画は、1文献調査と資料の収集・整理、2インタビュー調査を実施するための予備調査の2つであった。1については2015年度も継続を予定している。2は卒業生が就職している園、実習対象園、職員研修で実績のある園などを中心に、幼稚園と保育所、約20の園から情報を収集することができた。幼稚園、保育所、認定こども園の園長や副園長、保育者を対象とした聞き取り調査を継続するとともに、業界団体や地方自治体にも保育者の教育支援体制について聞き取り調査を行う。保育者を対象としたアンケート調査も予定している。これらの結果を報告書にまとめ、学会で報告する。家族社会学社会調査法2015年度は、幼稚園、保育所、こども園等の園長と保育者を対象にインタビュー調査(本調査)を実施する。園長を対象としたインタビュー調査では、保育者の知識や専門性を高めるために行っている研修や希望する研修、保育者に高めて欲しいと考える知識や専門性の内容について明らかにする。保育者を対象とした調査では、どのような知識や専門性を高めたいと考えているのか、これまで参加した研修の内容やその評価について尋ねる。本調査では、10園程度を予定しており、園長と保育者(各園23名)から話を聞く予定である。最終年度にアンケート調査を行うため、トランスクリプトの作成は自ら行うなど、経費削減に努めたこと、学会発表を最終年度に変更したこと、などが主な理由である。事前調査に経費がかからなかったことに加え、2015年に予定している本調査にかかる経費の増加が見込まれるため。聞き取り調査の継続と、保育者(幼稚園、保育所等)を対象としたアンケート調査を行うための費用が主な支出である。報告書の作成、調査対象者へのフィードバック資料の作成と送付、研究会の開催、学会への参加も予定している。2015年度は、本調査を実施するための調査費(旅費、テープおこし費用(業者に委託)等)が主たる支出である。文献調査と資料収集を継続するとともに、研究会の実施(旅費)、学会への参加・発表も予定している。
糖鎖変異マウスに見られた難治性皮膚損傷の分子メカニズム

GD3及びGM2/GD2合成酵素遺伝子ダブルノックアウト(DKO)マウスでは,GM3以外のすべての酸性スフィンゴ糖脂質を欠損しており,20週齢以降,顔面に難治性の皮膚炎が出現する.これまでの解析から,本DKOマウスでは幼若時より末梢神経の変性を認め,知覚神経機能の破綻が皮膚損傷増悪を惹起する可能性を示した.本研究では,DKOの神経症状や形態学的な異常と遺伝子発現プロファイルを詳細に解析し,糖鎖による神経系維持の分子機構を検討した.(1)知覚神経機能を経時的に解析した結果,温度感覚における明確な異常は確認されなかったが,幼若時より機械的刺激に対する反応の低下が見られた.しかしながら,三叉神経節や後根神経節における痛覚受容体の免疫染色の結果では,P2X3受容体の減少は認められなかった.(2)脊髄小脳における遺伝子発現プロファイリングにより,DKOマウスにおいて発現が顕著に変化した遺伝子25種を同定した.例えば,補体系遺伝子(C4,C3aR1)や炎症関連分子(S100A8,Ang1,Serpina3n)などの発現が顕著に増大している一方,末梢神経損傷時に発現誘導されるNinj2は幼若時から発現レベルが低下していた.さらに,Western blotの結果では,S100A8は皮膚損傷を発症したマウスの脊髄において顕著に発現が増大していた.また,複合型ガングリオシド欠損マウスを用いた組織形態学的な検討の結果では,末梢神経変性に加えて,脊髄後角における一次求心性線維の脱髄やグリア細胞の増殖,シナプス小胞の形態変化等を認めた.本研究結果は,知覚神経系細胞の健常な形態や機能の維持に的確なガングリオシド組成の保持が不可欠であることを示すとともに,糖鎖欠損に伴い神経系組織で発現誘導されたC4やS100A8などの変性関連遺伝子がさらなる変性を誘発し,侵害刺激伝達機構の破綻を惹起した可能性が示唆された.セラミドに特異的な糖転移酵素が作用することによって生合成されるスフィンゴ糖脂質は発生や分化に伴って量的・質的に変化することが知られており,様々な生体機能の調節に関わっていることが示唆されている.GD3及びGM2/GD2合成酵素ダブルノックアウトによる糖鎖変異マウスでは,GM3以外のすべての酸性スフィンゴ糖脂質を欠損しており,生後5週齢以降に突然死を頻発する.また,生後20週を過ぎると顔面に難治性の皮膚炎が出現し,くり返す掻爬行動によって重篤な皮膚損傷に至る.これまでの解析から,本ダブルノックアウトマウスでは幼若時より末梢神経の変性を認め,皮膚症状が現れる前から機械的刺激に対する痛覚が低下していることを示した.本年度は,(1)知覚異常や行動異常などの神経症状についてより詳細に解析し,(2)神経組織における遺伝子発現プロファイルの網羅的解析を行って,糖鎖による神経系維持の分子機構を検討した.(1)難治性皮膚損傷は15週齢以降で認められ,35週齢ではダブルノックアウトマウスの約50%が発症した.そこで,週齢の異なるダブルノックアウトマウスを用いて経時的に神経症状を解析した結果,温度感覚(hot plate法)における明確な異常は確認されなかったが,幼若時より痛覚反応(von Frey法)の低下が見られ,25週齢以降で明らかな歩行異常(footprint test)が認められた.(2)ダブルノックアウトマウス及び野生型マウスの脊髄mRNAを用いて,cDNAチップによる遺伝子発現プロファイルの比較解析を行った結果,ダブルノックアウトマウスで顕著に発現が低下している遺伝子27種及び亢進している遺伝子44種を同定した.さらに,これらの遺伝子についてリアルタイムRT-PCRによる定量解析を行い,発現低下遺伝子3種,上昇遺伝子11種を同定した.これらの遺伝子のうち,皮膚損傷を発症した糖鎖改変マウスにおいてのみ特異的に発現が増大する数種の遺伝子(S3-12など)を確認しており,末梢神経機能や皮膚機能におけるこれらの遺伝子の関与,及びガングリオシド糖鎖との関連について解析を進めている.GD3及びGM2/GD2合成酵素遺伝子ダブルノックアウト(DKO)マウスでは,GM3以外のすべての酸性スフィンゴ糖脂質を欠損しており,20週齢以降,顔面に難治性の皮膚炎が出現する.これまでの解析から,本DKOマウスでは幼若時より末梢神経の変性を認め,知覚神経機能の破綻が皮膚損傷増悪を惹起する可能性を示した.本研究では,DKOの神経症状や形態学的な異常と遺伝子発現プロファイルを詳細に解析し,糖鎖による神経系維持の分子機構を検討した.(1)知覚神経機能を経時的に解析した結果,温度感覚における明確な異常は確認されなかったが,幼若時より機械的刺激に対する反応の低下が見られた.しかしながら,三叉神経節や後根神経節における痛覚受容体の免疫染色の結果では,P2X3受容体の減少は認められなかった.(2)脊髄小脳における遺伝子発現プロファイリングにより,DKOマウスにおいて発現が顕著に変化した遺伝子25種を同定した.例えば,補体系遺伝子(C4,C3aR1)や炎症関連分子(S100A8,Ang1,Serpina3n)などの発現が顕著に増大している一方,末梢神経損傷時に発現誘導されるNinj2は幼若時から発現レベルが低下していた.さらに,Western blotの結果では,S100A8は皮膚損傷を発症したマウスの脊髄において顕著に発現が増大していた.

また,複合型ガングリオシド欠損マウスを用いた組織形態学的な検討の結果では,末梢神経変性に加えて,脊髄後角における一次求心性線維の脱髄やグリア細胞の増殖,シナプス小胞の形態変化等を認めた.本研究結果は,知覚神経系細胞の健常な形態や機能の維持に的確なガングリオシド組成の保持が不可欠であることを示すとともに,糖鎖欠損に伴い神経系組織で発現誘導されたC4やS100A8などの変性関連遺伝子がさらなる変性を誘発し,侵害刺激伝達機構の破綻を惹起した可能性が示唆された.
3次元FPGAアーキテクチャおよびその設計方式に関する研究

FPGA(Field Programmable Gate Array)を3次元積層した3D-FPGAは高集積,高速度の面で期待されている.しかしTSV(Through Silicon Via)は面積が大きいため,どこに幾つ使うかが重要である.TSVの数と面積,速度のパフォーマンスにはトレードオフが存在するため,本研究では3次元積層方式とアーキテクチャ探索ツールを研究開発した.アーキテクチャにおいては2層積層ではface-down方式,4層積層ではface-up方式を取りいれ,使用するTSVの数を限定する形で3次元積層が可能となった.また,これらの評価を行い面積,速度面での有効性を確認した.2014年度は3D-FPGAを構成する論理セル,および配線構造の検討・評価を行うことでアーキテクチャベースの低消費電力化を目指した.(1)基本論理セルアーキテクチャの研究・開発ー少構成メモリ論理セルSLMを用いた低消費電力化手法の提案・評価:我々の研究グループではNPN同値類を用いてLUTのもつ冗長性を排除した論理セルSLM(Scarable Logic Module)を考案している.先行研究よりSLMはLUTと比較して構成メモリ数を約3割削減できることがわかっている.FPGAに対して構成メモリが占める割合は非常に大きいため,SLMを3D-FPGAに用いることで面積,および3D-FPGA最大の問題である熱問題に対しアーキテクチャの視点より解決を試みた.(2) 3次元配線構造の研究Face-to-Face積層方式を対象とした配線構造の検討・評価: 2014年度は,垂直配線の探索手法を明らかにした.垂直配線をどの位置に何本備えるかは性能(集積度,面積,遅延,電力)に大きく関係するため,チップ積層方式にはFace-to-Back(FTB)方式と,基盤同士を向い合わせて積層するFace-to-Face(FTF)方式がある.前者は積層数に制限はないがTSVの面積制約が非常に大きい.後者はマイクロバンプのみで積層するためTSVが不要であるが2層積層に限定される.先行研究にてFTF方式にてFPGAを論理層,配線層に分割した研究を進めており,TSVを使わずマイクロバンプのみでFPGAを構成(ベースFPGAと呼ぶ)できる見込みがたっている.これを基に垂直配線数を最小にする配線構造を検討した.研究2年目として(1)Face-to-Back積層方式を用いた配線口語の設計、評価、(2)3次元FPGA向けCADツールとして配置ツール、回路分割ツールの開発を行った.(1)に関しては国際会議VLSI-SoCとICICDT,論文誌TSLDMにアクセプトされ成果を発表済である.(2)に関しては研究最終年度の電力見積もりツールと統一することで3次元FPGA用の設計環境を整備する予定である.近年,微細化によらず集積度を高める技術として3次元積層技術が注目を集めている.しかし,垂直配線に用いられるTSV(Through Silicon Via)は面積オーバーヘッドが大きいため,できる限り少ないTSVで3次元FPGA(Field Programmable Gate Array)を構成することが重要になる.また,FPFA設計において微細なプロセスでは動作速度の向上やリーク電力などにより,低消費電力な設計が求められている.しかし,既存の消費電力解析ツールでは3次元FPGAに対応しておらずアーキテクチャの探索への適用が難しい.本研究では以下の3点を課題とし,積層方式までを含めた3次元FPGAアーキテクチャおよびCADツールに関する研究を行う.・従来のFPGAはASICと比較して性能が低いため,アーキテクチャレベルでの改良が必要・3次元FPGAの配線構造(トポロジ)を定量的に決める手段がない・3次元FPGAを有効にサポートするCADツールが存在しない上記の課題に対して(1)構成メモリの削減は面積削減に有効なため,少構成メモリアーキテクチャを明らかにした,(2)2層積層ではface-down積層を用いてTSVレスな回路構成を明らかにした.また,4層以上はface-up積層も用いる形でFPGAのIO部分のみTSVを配置した積層方式を明らかにした,(3)3次元FPGAのアーキテクチャ探索および消費電力評価に必要なCAD(Computer Added Design)ツールの開発を行った.これを従来の2次元FPGAと比較評価を行い,提案3次元FPGAは面積,速度の両面で有効であることを明らかにした.FPGA(Field Programmable Gate Array)を3次元積層した3D-FPGAは高集積,高速度の面で期待されている.しかしTSV(Through Silicon Via)は面積が大きいため,どこに幾つ使うかが重要である.TSVの数と面積,速度のパフォーマンスにはトレードオフが存在するため,本研究では3次元積層方式とアーキテクチャ探索ツールを研究開発した.アーキテクチャにおいては2層積層ではface-down方式,4層積層ではface-up方式を取りいれ,使用するTSVの数を限定する形で3次元積層が可能となった.また,これらの評価を行い面積,速度面での有効性を確認した.初年度は3次元FPGAの基礎となる論理セルアーキテクチャSLMの基礎評価および、層間結合方式の提案評価を行った。SLMアーキテクチャの3次元適用に関してはCADの問題が残るものの、従来のLUT方式よりも少ない構成メモリ数で回路実装できることを明らかにした。本成果は国際会議FPL2014で発表を行った。また、層間結合方式に関しては高速シリアル通信を用いることでTSVを最小化したレイヤ間通信機構の提案評価を行い、2次元のFPGAと比較して面積削減効果が得られることを確認した。本成果は国際会議FPTにて発表済である。加えて、高速シリアル通信方式を用いない空間方向積層方のレイヤ間通信方式としてFPGAのCB部のみ垂直配線を通す方式の提案評価を行った。本成果は次年度の国際会議ICICDTにて発表予定である(採択済)。最終年度として少構成メモリ論理セルSLMを3次元FPGAに組み込み電力評価を行う予定である.

このため,本年の前半に電力見積もりツールを完成させ,10月には総合評価(面積,遅延,電力)を行う予定である.計算機アーキテクチャ初年度に得られた論理セル方式,配線構造を組合わせて3D-FPGAとしての評価を行う.また,様々な積層方式に対応した配置・配線ツールの研究を開始する.ここでは任意の配線構造に対応した配置・配線手法が必要になるため,先行研究で得られた配置ツールと配線ツールを基礎に研究を進める.低消費電力指向ツールに関しても従来研究である信号遷移(アクティビティ)を考慮した各種アルゴリズムを中心にSLM向けにCADツールの開発を行い,アーキテクチャおよびCAD両面からの低消費電力化を目指す.最終年度には実アプリケーション評価を行い提案手法の有効性を探る.また、空間分散型、機能分散型を組合わせたハイブリッドなレイヤ間結合方式の検討を行っていく。国際会議の英文校正に10万円を計上していたが,原稿完成が提出〆切間際であったため利用しなかった.概ね計画通りに予算執行を行ったが、残金としては14,458円であった。次年度の英文校正代金としてそのまま計上する.繰り越し金は少額なため、次年度の支出予定項目については変更はない。
クリープ誘導磁気異方性を利用した超低損失・低透磁率金属薄帯コアの開発

非晶質Fe-Cu-Nb-Si-B薄帯を張力下で結晶化させることにより.クリープ誘導磁気異方性を有する誘導し,低透磁率と低損失化を併せ持つナノ結晶金属系磁性薄帯を作製することができた.この薄帯への異方性誘導過程を研究した結果,結晶化進行時に大きな異方性が付与されていることが明らかとなり,結晶化進行時の熱処理条件を制御することにより単位張力あたりの異方性の大きさを向上させることができた.次に.得られた薄帯からトロイダルコア(環状巻き磁心)を形成する方法について検討した.まず,種々のトロダルコア作製法についてトロイダル化による特性劣化の大小を検討した.その結果.低透磁率化した薄帯をボビンに巻き取ることによりコアを形成した場合に最も優れた特性のコアが得られた.そこで,この方法についてさらに詳細に検討した.その結果薄帯の飽和磁気歪定数,薄帯に誘導された異方性の大きさから決定される臨界コア径が存在し,トロイダルのコア径を臨界コア径より大きくすれば,コア形成による劣化が生じないことが明らかとなった.この結果に基づき,低磁歪のFe-Cu-Nb-Si-Bナノ結晶薄帯を用いて,直径1cmまでの低透磁率・低損失のチョークコイル用トロイダルコアを作製することに成功した.作製されたコアの磁気損失は,フェライトコアにおける損失より小さく,薄帯に対して計算された古典渦電流損失と一致した.このことは,コアの磁気損失が理論的限界まで低減されていることを意味している.また,開発されたコアには,フェライトコアに比べて2.53倍の直流磁界を印加することができた.これは,開発されたコアがフェライトコアの3倍程度の飽和磁化を有することに起因している.非晶質Fe-Cu-Nb-Si-B薄帯を張力下で結晶化させることにより.クリープ誘導磁気異方性を有する誘導し,低透磁率と低損失化を併せ持つナノ結晶金属系磁性薄帯を作製することができた.この薄帯への異方性誘導過程を研究した結果,結晶化進行時に大きな異方性が付与されていることが明らかとなり,結晶化進行時の熱処理条件を制御することにより単位張力あたりの異方性の大きさを向上させることができた.次に.得られた薄帯からトロイダルコア(環状巻き磁心)を形成する方法について検討した.まず,種々のトロダルコア作製法についてトロイダル化による特性劣化の大小を検討した.その結果.低透磁率化した薄帯をボビンに巻き取ることによりコアを形成した場合に最も優れた特性のコアが得られた.そこで,この方法についてさらに詳細に検討した.その結果薄帯の飽和磁気歪定数,薄帯に誘導された異方性の大きさから決定される臨界コア径が存在し,トロイダルのコア径を臨界コア径より大きくすれば,コア形成による劣化が生じないことが明らかとなった.この結果に基づき,低磁歪のFe-Cu-Nb-Si-Bナノ結晶薄帯を用いて,直径1cmまでの低透磁率・低損失のチョークコイル用トロイダルコアを作製することに成功した.作製されたコアの磁気損失は,フェライトコアにおける損失より小さく,薄帯に対して計算された古典渦電流損失と一致した.このことは,コアの磁気損失が理論的限界まで低減されていることを意味している.また,開発されたコアには,フェライトコアに比べて2.53倍の直流磁界を印加することができた.これは,開発されたコアがフェライトコアの3倍程度の飽和磁化を有することに起因している.Fe-Cu-Nb-Si-B金属薄帯のNbおよびSi量を変化させて試料を作製し,誘導異方性と磁気損失を研究した.その結果,Si量を13-18at.%,Nb量を3at.%としたとき,大きな誘導異方性と優れた軟磁気特性が併せ得られることが明らかとなった.さらに,Smを添加することにより高異方性の誘導が可能となったが,脆性が増すため,実用材料としては適さないことが知られた.また,クリープ異方性の誘導過程を研究した結果,非晶質から極微細結晶組織に結晶化する過程で大きな異方性が誘導され,結晶化の進行中に応力を印加することで大きな異方性を誘導できることが明らかになった.これらを利用して,1MPaあたり20A/mの異方性磁界が誘導できた.つぎに,薄帯表面の平滑度と磁区構造の関係を研究したところ,薄帯表面の平滑度を増すことにより磁化回転形の磁化過程を達成でき,磁気損失が低減された.以上の改良を加えた作製されたFe-Cu-Nb-Si-B金属薄帯から低透磁率トロイダルコアを作製し,直流重畳特性と磁気損失調べた.その結果,作製されたコアは100kHz,0.1Tの励磁条件下(室温)で約0.6J/m^3程度の磁気損失値を示した(この値は,薄帯の古典渦電流損失値にほぼ等しく,最高性能のフェライトコアの損失値と同程度である).さらに,作製したコアとギャップ付きフェライトコアの直流重畳特性を比較したところ,作製したコアはフェライトコアの約3倍の直流重畳磁界下で使用できることが明らかになった.平成12年度の研究で,Fe-Cu-Nb-Si-B薄帯にクリープ磁気異方性を誘導し,低透磁率と低損失化を併せ持つ金属系磁性薄帯を作ることができた.

そこで本年度の研究では,得られた薄帯からトロイダルコア(環状巻き磁心)を形成する方法について検討した.まず,種々のトロダルコア作製法についてトロイダル化による特性劣化の大小を検討した.その結果,低透磁率化した薄帯をボビンに巻き取ることによりコアを形成した場合に最も優れた特性のコアが得られた.そこで,この方法についてさらに詳細に検討した.その結果,薄帯の飽和磁気歪定数,薄帯に誘導された異方性の大きさから決定される臨界コア径が存在し,トロイダルのコア径を臨界コア径より大きくすれば,コア形成による劣化が生じないことが明らかとなった.この結果に基づき,低磁歪のFe-Cu-Nb-Si-Bナノ結晶薄帯を用いて,直径1cmまでの低透磁率・低損失のチョークコイル用トロイダルコアを作製することに成功した.作製されたコアの磁気損失は,フェライトコアにおける損失より小さく,薄帯に対して計算された古典渦電流損失と一致した.このことは,コアの磁気損失が理論的限界まで低減されていることを意味している.また,開発されたコアには,フェライトコアに比べて2.53倍の直流磁界を印加することができた.これは,開発されたコアがフェライトコアの3倍程度の飽和磁化を有することに起因している.
非同期型eラーニングを対象とした自由な受講行動を許す受講・学習支援システム

本研究では,同期型の電子黒板システムを用いて実施された授業の実施記録データを,逆再生や早送り,スキップなど様々な自由な操作を提供することで,効果的な非同期型学習教材として使用可能であることを示し,そのプロトタイプをFlashアプリケーションとして実装した。また,授業教材に含まれる音声情報に着目し,主話者とそれ以外の話者の同定を行い提示することで,目的となるシーンの頭出し等が容易になる仕組みの提案を行った。本研究計画初年度に当たる平成21年度には,まず,研究グループで開発している同期型の学習システムである共有型電子黒板システムIMPRESSIONとそれを用いた,教師用の授業ふり返りシステムを使用し,これを非同期の講義コンテンツ閲覧に用いた場合の問題点とそれを改善するための要求の分析を行った。それにより,自由な閲覧操作を行うために必要な機能として,高速再生や巻き戻し機能などが必要であることが明らかになった。続いて,要求分析で得られた自由な操作を許すため,学習教材をどのようなデータ形式で記録保存し,どのようなプロトコルで通信を行うかの設計を進めた。その結果,通常の再生に加えて,逆再生やスキップなどの様に自由な操作を行うため,ランダムアクセス性に優れ,途中から再生しても表示が破綻しない様に工夫をした,XML形式でデータの通信を行うこととした。次に,実際にコンテンツを表示する,受講システムのプロトタイプシステムの構築を行った。計画初年度においては,「自由な受講行動」として,学習教材の時間軸上の移動に当たる,再生や逆再生,早送り,巻き戻しなどの機能を中心として実装を行った。クライアントシステムは,Adobe Flex Builderを開発環境として採用し,Webブラウザ上のFlash Playerで動作するRIAアプリケーションとして実装を行った。これは,Flashが,比較的高速かつ表現力豊かに画像を表現出来るだけでなく,ユーザの行動の履歴を取得可能であるためである。また,サーバとしては,データの処理用として,Webサーバ用のCGIとして構築するとともに,ビデオ教材の双方向通信を可能とするために,Flash Media Serverを用い,講義に同期しビデオの再生等が行えることを確認した。本研究計画中間年度に当たる平成22年度は,前年度に作成したプロトタイプシステムの改良として,授業教材に含まれる音声情報に着目し,授業教材の自由な操作を伴った試聴に際し,目的となるシーンの頭出し等が容易になる仕組みの検討を行うこととした。前年度に作成したプロトタイプシステムは,授業コンテンツ再生システムに置いて時間軸を比較的自由に変更できるインタフェースを備えるものであった。しかし,その操作を行うために参考とする情報としては,電子黒板上への描画内容のみであるため,必ずしも思い通りの時間に移動できるわけではなかった。そこで本年は,講義コンテンツ等に含まれる音声情報を,発表等を行う主話者と,それに対して質問等を行う聴衆とに分け,さらには無音部・非音声区間ど区別を行い提示を行うことで,コンテンツ上で目的の内容に容易にたどり着けると考えた。上記の目的のため,まずコンテンツから得られる音情報を,主話者と聴衆との音声部,無音や雑音の非音声部の2つに分けるため,大規模コーパスから学習されたGMMを用いた。また,主話者と聴衆との区別には,授業の収録に使用する民生用ビデオカメラと組み合わせて使用可能な範囲で,主話者に装着したタイピン型マイクからの音声と,全体の音声を収録する環境マイクの(2)チャンネルの音声のエネルギー比を求め区別を行う方法を提案した。ゼミのディスカッションを対象に実証実験を行い,この方法で得られた可視化情報でビデオコンテンツの参照がより容易になることが確認されている。本研究計画最終年度に当たる平成23年度は,平成21年度22年度に作成したプロトタイプシステムを用いて,視聴実験等の評価実験を行うとともに,研究成果の公開に取り組んだ。評価実験に先立ちまず,本システムを用いてユーザがどのような行動を行うのかを記録できるようにするため,プロトタイプシステムに対し,ボタンの押下等を行った際にその記録をサーバに送信するプローブの実装を行った。この際,ネットワークの状態等に影響されないためシステム内にログを一旦保存し,一定時間ごとに送信する仕組みを採用している。この仕組みを利用して,実授業を用いたコンテンツを開発し,復習等のため学生に自由に試聴させた。この際比較対象として単なるビデオ撮影映像や従来の操作機能しか持たない授業コンテンツ視聴システムも合わせて提供し,比較を行った。その結果,本研究課題で提案する自由な視聴機能を頻繁に使用していることが確認されており,本研究の有効性が明らかになったと言える。また,このシステムの発展として,自由な試聴行動の記録から,提供ししている授業コンテンツの重要な箇所や学生に取って分かりにくい箇所を自動検出する手法の検討も行った。その結果から試聴行動とコンテンツの内容の評価との間に一定の関連が見られることが確認できた。加えて,研究成果の公開のため,本研究課題で作成したプロトタイプシステムなどに付いて,査読付きの国際会議で報告を行った。
クリノスタットを用いた微小重力環境下における農産物中の機能性成分の評価

本研究では,植物工場のような環境制御下での食料生産において効率的・安定的な高機能農産物の生産を目指し,新たな栽培方法と測定方法の開発に取り組んでいる.過去に微小重力環境の宇宙で植物を栽培すると機能性が向上することが報告されている.そこで植物を回転させ擬似的に微小重力環境を作り出すクリノスタットを用いることで,宇宙実験と同様に農産物の機能性が向上するかを調べている.さらに植物内に蓄積したデンプンは生長のためのエネルギー源であり,様々な機能性成分を合成する材料となる重要な分子である.そのため,種子や発芽植物のデンプン量は,生長後の品質を予測するための指標になると考えられているが,既存の測定法では栽培植物のデンプン量をセンシングすることは困難である.そこで,新たなデンプン評価技術の開発として分子間振動モードが観察されるテラヘルツ分光法を用いて植物中のデンプンの定量評価を進めている.豆科植物の緑豆をクリノスタットで栽培すると静置状態で栽培したコントロールと比較して,抗酸化作用が向上することが明らかになった.従って,クリノスタットが高機能農産物を生産するための新たな栽培装置となる可能性が示された.また,テラヘルツ分光法で緑豆を測定すると,デンプンに由来するピークが確認された.さらにピーク強度と化学分析で定量したデンプン量で検量線を作成すると高い相関係数が得られたことから,テラヘルツ分光が迅速で簡便なデンプン評価法として活用できる可能性が示された.クリノスタットの研究では,緑豆をサンプルとして2 rpmで回転させながら栽培した.またコントロールは静置状態に置いた.栽培後,抗酸化作用を測定する試薬として知られるDPPH(2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル)とABTS(2,2-アジノ-ビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)を用いて抗酸化作用を評価した.クリノスタットで栽培した緑豆はコントロールよりもDPPHとABTS分解量が有意に増加したため,抗酸化作用が向上することが明らかになった.一方で,抗酸化作用が向上するメカニズムを解明するまでには至らず,今後の課題として残った.また,テラヘルツ分光法を用いてデンプン分解過程がモニタリングできるかを検討するため,デンプン標準品と凍結乾燥した発芽後2, 5, 8日の緑豆をペレットにして透過測定を行った.デンプン標準品では9.1,10.5, 12.2, 13.1 THzにブロードなピークが見られた.また,発芽2日目の緑豆はデンプン標準品と同様なスペクトルを示し,9.1, 10.5, 12.2, 13.1 THzにピークが見られた.しかし,発芽5, 8日目ではピークが徐々に消えていった.この結果はTHz分光法を用いることで,多くの夾雑物を含む植物であってもデンプン分解をモニタリングできることを示唆している.さらに,アミラーゼを用いて緑豆サンプルのデンプンを加水分解すると9.1と10.5 THzのピークがなくなることが明らかになったため,これらの2つのピークはデンプン分解をモニタリングするのに適したピークと言える.そこで,ピークの二次微分値と化学分析で定量したデンプン量で検量線を作成した.9.1 THzのピークではr2 = 0.97と高い相関係数が得られたことから,テラヘルツ分光法が迅速で簡便なデンプン評価法として活用できる可能性が示された.これまで得られた結果をもとに,クリノスタットが農産物の機能性に与える影響をより詳細に調べていき,同装置の農学分野での有用性を見出していく.まず,昨年度の研究で課題として残ったクリノスタットにより抗酸化作用が向上する要因の解明を目指していく.そこで,酵素であるアミラーゼの活性とデンプン分解量に注目した.緑豆などの豆科植物では発芽直後,種子に蓄えられたデンプンがアミラーゼによって分解され生長や生体物質の合成のためにエネルギーとして利用される.仮に,クリノスタットによる回転の刺激でアミラーゼが活性化させデンプン分解が促進されていれば,抗酸化物質合成量が増加し抗酸化作用が向上する可能性が考えられる.そこで,クリノスタットで栽培した緑豆のアミラーゼ活性とデンプン量を計測していく.また,抗酸化作用が最も向上するクリノスタットの条件を検討するため,回転速度と回転方向を変え,最適な栽培環境を明らかにしていく.さらに,他の農産物に対してもクリノスタットを用いた栽培が有効であるかを検討するために,リーフレタスとトマトを栽培し抗酸化作用を計測していく予定である.テラヘルツ波を用いた研究では,まず別の農産物でも同様にデンプンの簡易計測が可能であるかを明らかにしていく.さらに,非破壊でのデンプン計測を目指していくが、テラヘルツ波は水の吸収が極めて大きく野菜や果実などを測定すると水の影響でデンプンの吸収ピークが観察できなくなる.従って,穀物や種子など水分量が低い農産物に限定されるが,テラヘルツ分光法により非破壊でのデンプン計測の可能性が期待される.そこで,コメやマメなどを対象として非破壊でのデンプン計測を進めていく.本研究では,植物工場のような環境制御下での食料生産において効率的・安定的な高機能農産物の生産を目指し,新たな栽培方法と測定方法の開発に取り組んでいる.過去に微小重力環境の宇宙で植物を栽培すると機能性が向上することが報告されている.

そこで植物を回転させ擬似的に微小重力環境を作り出すクリノスタットを用いることで,宇宙実験と同様に農産物の機能性が向上するかを調べている.さらに植物内に蓄積したデンプンは生長のためのエネルギー源であり,様々な機能性成分を合成する材料となる重要な分子である.そのため,種子や発芽植物のデンプン量は,生長後の品質を予測するための指標になると考えられているが,既存の測定法では栽培植物のデンプン量をセンシングすることは困難である.そこで,新たなデンプン評価技術の開発として分子間振動モードが観察されるテラヘルツ分光法を用いて植物中のデンプンの定量評価を進めている.豆科植物の緑豆をクリノスタットで栽培すると静置状態で栽培したコントロールと比較して,抗酸化作用が向上することが明らかになった.従って,クリノスタットが高機能農産物を生産するための新たな栽培装置となる可能性が示された.また,テラヘルツ分光法で緑豆を測定すると,デンプンに由来するピークが確認された.さらにピーク強度と化学分析で定量したデンプン量で検量線を作成すると高い相関係数が得られたことから,テラヘルツ分光が迅速で簡便なデンプン評価法として活用できる可能性が示された.クリノスタットの研究では,緑豆をサンプルとして2 rpmで回転させながら栽培した.またコントロールは静置状態に置いた.栽培後,抗酸化作用を測定する試薬として知られるDPPH(2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル)とABTS(2,2-アジノ-ビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)を用いて抗酸化作用を評価した.クリノスタットで栽培した緑豆はコントロールよりもDPPHとABTS分解量が有意に増加したため,抗酸化作用が向上することが明らかになった.一方で,抗酸化作用が向上するメカニズムを解明するまでには至らず,今後の課題として残った.また,テラヘルツ分光法を用いてデンプン分解過程がモニタリングできるかを検討するため,デンプン標準品と凍結乾燥した発芽後2, 5, 8日の緑豆をペレットにして透過測定を行った.デンプン標準品では9.1,10.5, 12.2, 13.1 THzにブロードなピークが見られた.また,発芽2日目の緑豆はデンプン標準品と同様なスペクトルを示し,9.1, 10.5, 12.2, 13.1 THzにピークが見られた.しかし,発芽5, 8日目ではピークが徐々に消えていった.この結果はTHz分光法を用いることで,多くの夾雑物を含む植物であってもデンプン分解をモニタリングできることを示唆している.さらに,アミラーゼを用いて緑豆サンプルのデンプンを加水分解すると9.1と10.5 THzのピークがなくなることが明らかになったため,これらの2つのピークはデンプン分解をモニタリングするのに適したピークと言える.そこで,ピークの二次微分値と化学分析で定量したデンプン量で検量線を作成した.9.1 THzのピークではr2 = 0.97と高い相関係数が得られたことから,テラヘルツ分光法が迅速で簡便なデンプン評価法として活用できる可能性が示された.これまで得られた結果をもとに,クリノスタットが農産物の機能性に与える影響をより詳細に調べていき,同装置の農学分野での有用性を見出していく.まず,昨年度の研究で課題として残ったクリノスタットにより抗酸化作用が向上する要因の解明を目指していく.
療養型病床群における看護・介護・生活単位の規模・空間再編成計画に関する研究

療養病床は,平成4年の第2次医療法改正によって長期入院患者を対象として療養介護機能を提供する慢性期の施設として位置づけられたものであり,今後の高齢社会において重要な役割を持つことになる病院類型である.しかし,その複雑多様な患者像や,看護・介護の実態は充分に把握されておらず,改めて施設計画の在り方を見いだすべき時期に来ているといえる.本研究は,克明な実態調査,観察調査に基づき,看護・介護・生活の3つの視点から,療養病床・病棟の規模と空間構成の在り方を総合的に捉え直そうとするものである.2年度間にわたった本研究の主な成果は次のように要約される.1)全国の典型的な療養型病床群の7病院を研究分担者が共同・分担して取材し,その運営実態,病棟構成,看護・介護グループの編成等についての状況把握を行った.特に,看護・介護のスタッフ構成とチーム編成について実態を分析した.又,療養型病床群・病棟の計画課題,検討すぺき計画指標の主要な点について整理・検討した.2)典型的な療養型病床群・病棟の2病院・10病棟において患者属性調査を行い,計500名の患者データを収集・整理した.多変量解析などの分析の結果,医療依存度の高い「医療型」,自立度が比較的高くリハビリテーションを積極的に行う「リハ型」,医療依存度は比較的低いが手厚い介護を必要とする「介護型」,などの6つの主要な患者類型を見いだした.3)医療保険適用病棟,介護保険適用病棟の双方を持つ地域中核病院の療養型病床群病棟において看護・介護の実態を把握する克明な観察調査を行った.この結果,看護スタッフ,介護スタッフの業務内容,動線の内容の違いを抽出し,看護・介護の側面からみた病棟のグルーピングの在り方,看護・介護拠点の配置手法についての知見を導いた.以上から,療養病床の病床規模,看護・介護のスタツフ構成とチーム編成,患者の属性類型,患者の生活単位の構成と看護・介護のチーム編成の対応関係,等について知見を整理し,計画指針をまとめた.療養病床は,平成4年の第2次医療法改正によって長期入院患者を対象として療養介護機能を提供する慢性期の施設として位置づけられたものであり,今後の高齢社会において重要な役割を持つことになる病院類型である.しかし,その複雑多様な患者像や,看護・介護の実態は充分に把握されておらず,改めて施設計画の在り方を見いだすべき時期に来ているといえる.本研究は,克明な実態調査,観察調査に基づき,看護・介護・生活の3つの視点から,療養病床・病棟の規模と空間構成の在り方を総合的に捉え直そうとするものである.2年度間にわたった本研究の主な成果は次のように要約される.1)全国の典型的な療養型病床群の7病院を研究分担者が共同・分担して取材し,その運営実態,病棟構成,看護・介護グループの編成等についての状況把握を行った.特に,看護・介護のスタッフ構成とチーム編成について実態を分析した.又,療養型病床群・病棟の計画課題,検討すぺき計画指標の主要な点について整理・検討した.2)典型的な療養型病床群・病棟の2病院・10病棟において患者属性調査を行い,計500名の患者データを収集・整理した.多変量解析などの分析の結果,医療依存度の高い「医療型」,自立度が比較的高くリハビリテーションを積極的に行う「リハ型」,医療依存度は比較的低いが手厚い介護を必要とする「介護型」,などの6つの主要な患者類型を見いだした.3)医療保険適用病棟,介護保険適用病棟の双方を持つ地域中核病院の療養型病床群病棟において看護・介護の実態を把握する克明な観察調査を行った.この結果,看護スタッフ,介護スタッフの業務内容,動線の内容の違いを抽出し,看護・介護の側面からみた病棟のグルーピングの在り方,看護・介護拠点の配置手法についての知見を導いた.以上から,療養病床の病床規模,看護・介護のスタツフ構成とチーム編成,患者の属性類型,患者の生活単位の構成と看護・介護のチーム編成の対応関係,等について知見を整理し,計画指針をまとめた.療養型病床群は,平成4年の第2次医療法改正によって長期入院患者を対象として療養介護機能を提供する慢性期の施設として位置づけられたものであり,今後の高齢社会において重要な役割を持つことになる病院類型である.しかし,その複雑多様な患者像や,看護・介護の実態は充分に把握されておらず,改めて施設計画の在り方を見いだすべき時期に来ているといえる.本研究は,克明な実態調査.観察調査に基づき,看護・介護・生活の3つの視点から,療養型病床群・病棟の規模と空間構成の在り方を総合的に捉え直そうとするものである.2年度間継続予定の本研究の,初年度の主な成果は次のように要約される.1)全国の典型的な療養型病床群の病院・病棟を研究分担者が共同・分担して取材し,その運営実態,病棟構成,看護・介護グループの編成等についての状況把握を行い,療養型病床群・病棟の計画課題,検討すべき計画指標の主要な点について整理・検討した.2)典型的な療養型病床群・病棟の2病院・10病棟において患者属性調査を行い,計500名の患者データを収集・整理した.この分析の結果,医療依存度の高い「医療型」,自立度が比較的高くリハビリテーションを積極的に行う「リハ型」,医療依存度は比較的低いが手厚い介護を必要とする「介護型」,などの6つの主要な患者類型を見いだした.3)医療保険適用病棟,介護保険適用病棟の双方を持つ地域中核病院の療養型病床群病棟において看護・介護の実態を把握する克明な観察調査を行った.

この結果,看護スタッフ,介護スタッフの業務内容,動線の内容の違いを抽出し,看護・介護の側面からみた病棟のグルーピングの在り方,看護・介護拠点の配置手法についての知見を導いた.療養病床は,平成4年の第2次医療法改正によって長期入院患者を対象として療養介護機能を提供する慢性期の施設として位置づけられたものであり,今後の高齢社会において重要な役割を持つことになる病院類型である.しかし,その複雑多様な患者像や,看護・介護の実態は充分に把握されておらず,改めて施設計画の在り方を見いだすべき時期に来ているといえる.本研究は,克明な実態調査,観察調査に基づき,看護・介護・生活の3つの視点から,療養病床・病棟の規模と空間構成の在り方を総合的に捉え直そうとするものである.2年度間にわたった本研究の主な成果は次のように要約される.1)全国の典型的な療養型病床群の7病院を研究分担者が共同・分担して取材し,その運営実態,病棟構成,看護・介護グループの編成等についての状況把握を行った.特に,看護・介護のスタッフ構成とチーム編成について実態を分析した.又,療養型病床群・病棟の計画課題,検討すべき計画指標の主要な点について整理・検討した.2)典型的な療養型病床群・病棟の2病院・10病棟において患者属性調査を行い,計500名の患者データを収集・整理した.多変量解析などの分析の結果,医療依存度の高い「医療型」,自立度が比較的高くリハビリテーションを積極的に行う「リハ型」,医療依存度は比較的低いが手厚い介護を必要とする「介護型」,などの6つの主要な患者類型を見いだした.3)医療保険適用病棟,介護保険適用病棟の双方を持つ地域中核病院の療養型病床群病棟において看護・介護の実態を把握する克明な観察調査を行った.この結果,看護スタッフ,介護スタッフの業務内容,動線の内容の違いを抽出し,看護・介護の側面からみた病棟のグルーピングの在り方,看護・介護拠点の配置手法についての知見を導いた.以上から,療養病床の病床規模,看護・介護のスタッフ構成とチーム編成,患者の属性類型,患者の生活単位の構成と看護・介護のチーム編成の対応関係,等について知見を整理し,計画指針をまとめた.
腸間膜リンパ液中のエクソソームに対する迷走神経電気的刺激による抗炎症作用の解明

頸部迷走神経刺激は、そのコリン性抗炎症作用により、外傷出血性ショックモデルにおいて急性腸管障害や多臓器障害に対する抑制効果が期待されている。しかし迷走神経刺激による腸間膜リンパ液中のエクソソームへの影響に関しては未だ明らかになっていない。そこでまずわれわれは本研究を進めるにあたり、ラットの腸管虚血再灌流障害モデル(60分の上腸間膜動脈クランプ、120分のクランプ解放後経過観察)を作成し、腸間膜リンパ液を採取する動物実験を行った。腸管虚血再灌流モデルにて採取した腸間膜リンパ液は、お茶の水女子大学との共同研究にて以下の分析を行った。1.腸間膜リンパ液のエクソソーム画分の同定をウエスタンブロット法にて行った。2.エクソソーム画分の生物活性の測定を行い、生物活性を有することを証明した。3.質量分析を用いて腸間膜リンパ液中のエクソソーム画分の脂質の網羅的解析を行った。その結果、腸間膜リンパ液中のエクソソーム画分に炎症性の脂質メディエーターであるLysophosphatidylcholine(LPC)を多く含むことが判明した。東京電機大学との共同研究では頸部迷走神経刺激による腹腔内への電気刺激の伝播に関する研究を行った。東京電機大学にて開発された迷走神経刺激装置を用い頸部の迷走神経に電気刺激を行い、その刺激が頸部迷走神経や腹腔内の迷走神経に電気的に伝播していることを電気生理学的手法を用いて証明した。これらの研究は国内、国外の学会にて成果を報告している。近日中に論文化する予定である。当初の実験計画にのっとり研究をおこなっている。今までの研究で得られてきた結果を基に、腸管虚血再灌流障害の腸間膜リンパ液中のエクソソーム画分の脂質メディエーターにおける迷走神経刺激による変化を確認する予定である。実験に用いる消耗品などの費用が予定よりも多くかからなかった。
デジタル画像処理による実河川洪水流の流況解析

洪水時に撮影された二枚の連続航空写真から洪水流の表面流況を求める画像解析システムをパーソナルコンピュータを主体として構築した。トレーサには河川表面の泡や浮遊物あるいは濁水の局所的な濃淡変化などを利用し,濃淡画像相関法によって二次元的な表面流速分布を求めた。航空写真は撮影位置が写真毎に異なりまた歪も加わるため,相関法を単純に適用すると,たとえある地点における背景のずれをなくしても,全体的にはあたかも地上が移動したような結果が得られる。そこで,本研究では河岸に沿う流速ベクトルが平均的にゼロ流速となるような二次元補間を適用して河川表面の流速を補正した。その際,河岸における数十の代表地点の座標を能率的に得るために,あるいは解析対象領域を切り出すためにマウスを有効利用した。ただし,航空写真には必ずしも常に明瞭な河川表面の農淡が現れているとは限らず,また部分的に浮遊物がまったく存在しない場合もあって,相関法の適用の結果,明らかに流況とは異なる異常べクトルが計算されるケースが多くみられた。その割合が全ベクトルの30パーセント程度に達することもあったため,本研究ではそれらの異常ベクトルを効率良く検出し,さらに補正する新手法を考案し,非常に良好な結果を得ることがでぎた。さらに,相関法そのものの精度を検討するために粒子画像と各粒子の移動を模擬するシミュレーションを行い,粒子群の面的なせん断変形が小さければ,高精度の計測が可能であることを示した。以上の画像処理システムにより昭和57年における淀川洪水流を解析した結果,河岸付近で波長が数十メートルにも及ぶ大規模な流速変動をとらえることに成功した。また,解析図化機による結果との比較からも本手法の有用性が確かめることができた。
遷移条件の導入に基づく解空間の直径上界の解明

本研究では理論計算機科学における遷移問題と呼ばれる問題を扱う.遷移問題は一般に与えられたある状態から決められた操作を複数回行うことで目標の状態に到達できるかどうかを判定する問題である.この問題は実社会においては,配電や通信などといった停止することができないシステムを,サービスを維持したまま状態遷移するという操作を数理モデル化するものである.本研究では遷移問題に対して,目標の状態に到達するために必要なステップ数の観点から解析を行い,変更回数の実用的な上界が得られる条件を明らかにすることを目標とする.本研究では理論計算機科学における遷移問題と呼ばれる問題を扱う.遷移問題は一般に与えられたある状態から決められた操作を複数回行うことで目標の状態に到達できるかどうかを判定する問題である.この問題は実社会においては,配電や通信などといった停止することができないシステムを,サービスを維持したまま状態遷移するという操作を数理モデル化するものである.本研究では遷移問題に対して,目標の状態に到達するために必要なステップ数の観点から解析を行い,変更回数の実用的な上界が得られる条件を明らかにすることを目標とする.
極低温における熱伝導度測定による異方的超伝導体の研究

ここ10年来従来のBCS超伝導体とは異なる対称性を持つ異方的超伝導体が数多く発見されてきている。異方的超伝導体は超伝導ギャップにノードを持つことが特徴である。ノードを持つことを示すスタンダードな実験手段は例えば比熱、NMR、超音波吸収、STM等であるがこれらの実験ではノードの方向依存性を測定することができない。もっとも強力な実験手段は高温超伝導体で用いられたPhase Sensitiveな実験であるがこの方法は高温超伝導体でしか成功していない。ノードの方向は超伝導の引力の起源と強い相関を持つため重要であるにもかかわらずこれまで正確に決定されているのは高温超伝導体のみである。最近熱伝導度測定がノード方向を決める強力な実験手段であることが理論的に指摘された。熱伝導度は超伝導状態では準粒子のみに応答し、磁場、熱流、そしてノード方向の相対角度に対して値を変化させる。本研究ではHe^3温度で磁場を精密に回転できる装置を製作し具体的な実験をスピントリプレット超伝導体Sr_2RuO_4および2次元重い電子系超伝導体CeCoIn_5に対して行った。その結果Sr_2RuO_4では超伝導ノードは2次元面に平行に走っておりCeCoIn_5ではd_<x^2-y^2>的なノードを持っていることを示すことができた。熱伝導度測定は異方的超伝導体の超伝導状態を研究する上で強力な実験手段であることが最近の研究で明らかになってきた。時に熱伝導度の磁場に対する方向依存性を調べることにより準粒子励起のノード方向を決定できると共に渦糸の構造に対する情報も得ることができるという点でユニークである。本年度はまず特にベクトル磁石中でHe^3クライオスタットを自由に回転できる装置を制作しコンピュータコントロールにより試料のあらゆる方向に磁場をかけられるようにした。これにより異方的超伝導体の候補と考えられている高温超伝導体、ボロンカーバイド、Ru酸化物の熱伝導度の磁場に対する方向依存性の測定を行った。まず高温超伝導体ではd波対称性を示す熱伝導度の4回対称性を観測した。さらにp波長伝導体と考えられているSr_2RuO_4では面内では超伝導ギャップにはほとんど異方性がないことを発見した。これにより対称性の候補を絞り込むことができた。現在希釈冷凍機を用いたさらに低温での実験を計画している。