hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加齢による全身麻酔薬作用の修飾機序に関する基礎的研究

ラット海馬スライス標本において,静脈麻酔薬は抑制性介在ニューロンのシナプス前終末からのGABA放出を促進したが,この作用は加齢による修飾を受けた.一方,揮発性麻酔薬はGABA放出促進作用が弱く,加齢による修飾も少なかった.ラット海馬スライス標本において,静脈麻酔薬は抑制性介在ニューロンのシナプス前終末からのGABA放出を促進したが,この作用は加齢による修飾を受けた.一方,揮発性麻酔薬はGABA放出促進作用が弱く,加齢による修飾も少なかった.目的:揮発性麻酔薬の作用の強さを示す指標である最小肺胞内濃度(Minimum Alveolar Concentration:MAC)は,加齢により変化するとされているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい.今回我々はラット脳スライス標本を用い,加齢と全身麻酔薬の作用の関係をin vitroで検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.また海馬白板に第2の刺激電極を置き.抑制性介在ニューロンを活性化することにより,抑制性シナプス伝達の影響を検討した.結果:揮発性麻酔薬(セボフルラン,イソフルラン)は促進性シナプス伝達を抑制したが,この作用はE群において促進される傾向を認めた.静脈麻酔薬(チオペンタール,プロポフォール)は抑制性シナプス伝達を促進したが,この作用はE群において減弱する傾向を認めた.結語:ラット海馬スライス標本において,全身麻酔薬によるシナプス伝達抑制作用は加齢によって修飾を受けた.そのメカニズムについて平成18年度以降検討したい.目的:静脈麻酔薬の作用の強さ(potency)は,加齢により変化するとざれているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい.これまでに我々はラット脳スライス標本を用い,静脈麻酔薬は抑制性シナプス伝達を促進するが,その作用は加齢により減弱する事をin vitroで示した.今年度は加齢による静脈麻酔薬作用の修飾メカニズムを検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.また海馬白板に第2の刺激電極を置き,抑制性介在ニューロンを活性化することにより,抑制性シナプス伝達の影響を検討した.結果:静脈麻酔薬(チオペンタール,プロポフォール)の作用は刺激頻度依存性を示し,高頻度刺激により減弱する傾向を認めた.この刺激頻度依存性はE群で減弱する傾向を示した.結語:ラット海馬スライス標本において,静脈麻酔薬の刺激頻度依存性は加齢によって修飾を受けた.これにはGABA再取り込み機能の加齢性変化が関与する可能性がある.目的:静脈麻酔薬の作用の強さ(potency)は,加齢により変化するとされているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい。これまでに我々はラット脳スライス標本を用い,静脈麻酔薬は抑制性シナプス伝達を促進するが,その作用は加齢によリ減弱する事をin vitroで示した.今年度は加齢による揮発性麻酔薬作用の修飾メカニズムを検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gasinterface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入し興奮性シナプス伝達を記録した.また海馬白板に第2の刺激電極を置き,抑制性介在ニューロンを活性化することにより,抑制性シナプス伝達の影響を検討した.結果:抑制性シナプス伝達に及ぼす揮発性麻酔薬(セボフルラン・イソフルラン)の作用は、静脈麻酔薬と異なり刺激頻度依存性を示ざなかった.麻酔薬による刺激頻度依存姓が,加齢による修飾機序に関与すると考えられた.結語:ラット海馬スライス標本において,静脈麻酔薬および揮発性麻酔薬の作用は加齢によって修飾を受けた.これには抑制性介在ニューロンのシナプス前終末におけるGABA放出能が関与する可能性がある.目的:静脈麻酔薬の作用の強さ(potency)は,加齢により変化するとされているが,これは主に臨床において経験的に得られた知見であり,基礎的なエビデンスは乏しい.

これまでに我々はラット脳スライス標本を用い,静脈麻酔薬は抑制性シナプス伝達を促進するが,その作用は加齢により減弱する事をin vitroで示した.今年度は加齢による揮発性麻酔薬作用の修飾メカニズムを検討した.方法:ウィスター系雄性ラットを生後4週以内の若年群(Y群)と20週以上の老齢群(E群)に分けた.ラットを麻酔後断頭して海馬を摘出し,海馬スライス標本(400μm)を作成した.スライスは実験用チャンバー内のliquid/gas interface上に置き,人工脳脊髄液(pH=7.4)および95%O_2/5%CO_2混合ガスを還流した(37°C).シャーファー側枝に電気刺激電極,CA1錐体細胞領域に記録電極を刺入した.海馬白板に第2の刺激電極を置き,今回の検討において開発したPre-pulse train protocolにより抑制性介在ニューロンを活性化し,シナプス前終末からのGABAの放出・枯渇を検討した.結果:静脈麻酔薬(チオペンタール,プロポフォール)はシナプス前終末からのGABAの放出を促進したが,その作用は加齢とともに減弱した.一方,揮発性麻酔薬(セボフルラン,イソフルラン)の作用は,静脈麻酔薬と比較して小さかった.結語:静脈麻酔薬は抑制性介在ニューロンのシナプス前終末におけるGABA放出を促進し,この効果は加齢により修飾された.揮発性麻酔薬はGABA放出に対する作用が弱く,その結果,加齢による修飾が少ないと結論した.
反応拡散方程式系の解の構造の解析

中和反応に関連する斉次ノイマン境界条件下の反応拡散方程式系の大域解に関し,解とその空間平均との差の指数関数的減衰を川島秀一教授(九州大学)との共同研究により求め(1997年),その論文が1998年に発行された.続いてここ数年扱ってきたstrongly coupled systemと呼ばれる反応拡散方程式系で,一方の方程式の主要部(空間変数についての2階偏導関数の項)にも他方が関連するような斉次ノイマン境界条件下の方程式系を扱った.一般には解の非負値性は保たれないのであるが,この系の非負値大域解が存在するための十分条件を放物型方程式に対する比較定理が適用できる範囲で求めた.漸近挙動については定数定常解への一様収束性とその速さを求めた後,それが多項式的な場合に対応する常微分方程式系を考え,その解が本来の反応拡散方程式系の漸近解になることを示し誤差の減衰の評価ともとの系の解の収束の速さとの比較を行った.さらに解とその空間平均との差の指数関数的減衰性の評価を精密に行った.これらを論文に纏め学術雑誌に投稿し,掲載決定済みである.さらに発熱反応から導かれる系について,大域解とその空間平均との差が非線型項からの影響も受けて,拡散係数から決まる指数関数よりも速く減衰することを証明し,現在論文に纏めて学術雑誌に投稿する準備をしている.strongly coupled systemにおいて,比較定理からは導かれない非負値解の構成や,符号不定の解の構成とその挙動などまだ解析できていない点が多くあり,それら未解決部分の解明のため数値計算を行うことを実行し,現在共同研究を発展的に継続中である.そのために必要と思われる数式処理ソフト等を設備備品として購入した.今年度も昨年度に続けて,研究課題に関連する文献の収集,他機関の諸研究者との情報交換等を頻繁に行うことができたが,科学研究費補助金がなければ上記の研究成果は為し得なかった.中和反応に関連する反応拡散方程式系の時間大域解について,解とその空間平均との差が減衰していく速さ(指数関数的)を川島秀一教授(九州大学)との共同研究により以前求めたが,当時の証明方法を反省して結果を改良することに成功した.得られた結果を1997年度前半に論文に纏め提出し,受理された(1998年度掲載予定).続いて以前から携わってきたstrongly coupled systemと呼ばれる反応拡散方程式系で,一方の方程式の主要部(空間変数についての2階偏導関数の項)にも他方が関連するような斉次ノイマン境界条件下の方程式系を扱った.この方程式系のもつ特徴は,初期値が正であっても時間が経てば負の部分が生じ得るという点が挙げられる.strongly coupled systemの非負値時間大域解が存在するための十分条件を放物型方程式に対する比較定理が適用できる範囲で求めた.漸近挙動については定数定常解への一様収束性とその速さを求めた後,対応する常微分方程式系を考え,その解が本来の反応拡散方程式系の漸近解になることを示して誤差評価を行った.さらに解とその空間平均との差の指数関数的減衰性の評価を精密に行った.これらを論文に纏め学術雑誌に投稿した.比較定理からは導かれない非負値解の構成や,符号不定の解の構成とその挙動などまだ解析できていない点が多くあり,それら未解決部分の解明のため数値計算を行うことを企画した.そのために必要と思われる数式処理ソフト等を設備備品として購入したが,現在数値解析の基礎に取り組んでいる.今年度は研究内容に関連する文献の収集,他機関の諸研究者との情報交換等を科学研究費補助金により頻繁に行うことができたが,次年度はさらに活発にそれらを続けなければ,研究の十分な進展が望めないと思われる.研究遂行のために,科学研究費補助金が重要な役割を果たしているということを改めて痛感している.中和反応に関連する斉次ノイマン境界条件下の反応拡散方程式系の大域解に関し,解とその空間平均との差の指数関数的減衰を川島秀一教授(九州大学)との共同研究により求め(1997年),その論文が1998年に発行された.続いてここ数年扱ってきたstrongly coupled systemと呼ばれる反応拡散方程式系で,一方の方程式の主要部(空間変数についての2階偏導関数の項)にも他方が関連するような斉次ノイマン境界条件下の方程式系を扱った.一般には解の非負値性は保たれないのであるが,この系の非負値大域解が存在するための十分条件を放物型方程式に対する比較定理が適用できる範囲で求めた.漸近挙動については定数定常解への一様収束性とその速さを求めた後,それが多項式的な場合に対応する常微分方程式系を考え,その解が本来の反応拡散方程式系の漸近解になることを示し誤差の減衰の評価ともとの系の解の収束の速さとの比較を行った.さらに解とその空間平均との差の指数関数的減衰性の評価を精密に行った.これらを論文に纏め学術雑誌に投稿し,掲載決定済みである.さらに発熱反応から導かれる系について,大域解とその空間平均との差が非線型項からの影響も受けて,拡散係数から決まる指数関数よりも速く減衰することを証明し,現在論文に纏めて学術雑誌に投稿する準備をしている.strongly coupled systemにおいて,比較定理からは導かれない非負値解の構成や,符号不定の解の構成とその挙動などまだ解析できていない点が多くあり,それら未解決部分の解明のため数値計算を行うことを実行し,現在共同研究を発展的に継続中である.

そのために必要と思われる数式処理ソフト等を設備備品として購入した.今年度も昨年度に続けて,研究課題に関連する文献の収集,他機関の諸研究者との情報交換等を頻繁に行うことができたが,科学研究費補助金がなければ上記の研究成果は為し得なかった.
一分子FRET法による分子モーターキネシンの二足歩行メカニズムの研究

分子モーターキネシンは2つの頭部を交互に動かしてまるで歩くように運動する。我々はキネシンの原子構造モデルを元に、2つの頭部をつなぐネックリンカーが協調性に重要であるという仮説を立てた。ネックリンカーにかかる張力を緩和させた変異体や片方だけ張力を受けないようにした変異体キネシンの運動や構造変化を一分子レベルで観察することによって、このモデルを裏付け、二足歩行運動の構造基盤を明らかにした。本研究は分子モータータンパク質キネシンがATP加水分解によって得られたエネルギーを仕事に変換し、さらに二つの頭部を交互に動かして二足歩行する仕組みを「構造レベル」から明らかにすることを目的とする。そのために本年度は、これまでまだ解かれていなかったヌクレオチドが結合していない状態でのキネシンモータードメインを結晶化し、その構造を解析した。すでに解かれているATP結合またはADP結合状態のキネシンの構造と比較したところ、ヌクレオチド結合部位が閉じた構造をとることや、二つの頭部をつなぐネックリンカー部位の根元の構造が変化することが明らかになった。このような構造変化により、ADP解離後はネックリンカーの向きが進行方向とは反対方向に束縛されやすくなることが示唆された。この仮説を検証するために、ネックリンカーに特異的に金粒子を結合させ、その位置をクライオ電子顕微鏡で観察したところ、金粒子の位置がネックリンカーの根元から後方にシフトすることが裏付けられた。このようにヌクレオチドフリー状態でネックリンカーが後ろを向きやすくなることは、二量体キネシンの運動において、二つの頭部が前後関係を認識し互いに協調し合うために重要であると考えられる。これを検証するために、ネックリンカーを人工的に伸ばして向きの自由度を増した変異体キネシンの微小管上での構造状態を-分子FRET法で観察したところ、前後の頭部のネックリンカーがどちらも同じ方向を向き、頭部のヌクレオチド状態が同じになることが示された。これらの結果はネックリンカーの引っ張られる向きによってキネシン頭部は前後を区別し、二つの頭部が協調して二足歩行運動を行うことができるという仕組みを示唆するものである。本年度はキネシン二量体の協調的な二足歩行運動の構造基盤を明らかにするために、昨年度明らかにしたヌクレオチドが結合していない状態のキネシンの結晶構造とこれまでに解かれているそれ以外のヌクレオチド状態での構造を元に、キネシン二量体の原子構造モデルを作成した。クライオ電子顕微鏡像にフィッティングすることにより得られたキネシン一微小管の複合体モデルを2つ組み合わせることによって、様々なヌレオチ状態での組み合わせの二量体モデルを作成した。それらを比較したところ、後ろ頭部がATP状態で前頭部がヌクレオチドなしの状態と比べて、両頭部がATP状態または両頭部がヌクレオチドなし状態ではネックリンカーの末端間距離が伸びてネックリンカーにかかる張力が増すことが明らかになった。これらの結果は、ネックリンカーの張力上昇を伴うために前後の頭部が同じヌクレオチド状態になることが阻害され、そのために頭部間の協調性が生まれるという二足歩行モデルを示唆するものである。このモデルを実験的に検証するために、昨年度用いたネックリンカーを人工的に伸ばして張力を緩和させた変異体の運動をさらに詳しく解析した。この変異体の運動を一分子蛍光観察法を用いて観察したところ、ネックリンカーを伸ばすにつれて運動速度が低下した。また一分子FRET法を用いて運動中の頭部間の距離を計測したところ、ATP濃度が低い条件下でも両足結合状態を主にとることが示された。これらの結果は、ネックリンカーの張力を低下させることによって野生型では抑制されている構造状態に遷移できるようになったということを示すものであり、ネックリンカーの張力が頭部間の協調性に関わるというモデルを裏付けるものである。昨年度の研究でキネシン二量体の原子構造モデルを構築したが、その成果を元に従来広く受け入れられていた運動モデル(ネックリンカードッキングによるステップ)ではなく微小管への結合にバイアスがかかることによって前方へステップするという新たなモデルが示唆された。本年度はキネシンが前方へステップするのにネックリンカーの頭部への結合(ドッキング)が必要であるか否かを実験的に検証するために、ネックリンカードッキング依存的なステップと非依存的なステップを交互に取るような変異体キネシンを作製し、その運動を一分子計測法によって観察した。キネシンの頭部2つを遺伝子上でタンデムにつないだタンデムキネシン(N末側頭部のネックリンカーはC末側頭部につながっているが、C末頭部のネックリンカーはつながっていない)を作製し蛍光一分子観察を行ったところ、微小管上を連続的に運動する様子が観察されたが、その運動速度は野生型の1/4程度であった。また片方の頭部に量子ドットを結合させその動きを観察したところ16 nmステップを示し、2つの頭部を交互に動かして運動していることが裏付けられた。次に一分子

FRET法を用いて運動中の2つの頭部間の相対位置関係を調べたところ、N末側頭部が前であるような両足結合状態をとる時間が長く、その反対のC末側頭部が前方であるような両足結合状態をとる時間は短かった。これらの結果は、ネックリンカードッキング依存的なステップよりも非依存的なステップの方がより効率的であり、野生型キネシンのステップは主にネックリンカードッキング非依存的な仕組み(バイアス結合モデル)によって行われていることを示唆するものである。24年度が最終年度であるため、記入しない。
非反証制御に基づく非線形複雑系に対するデータ駆動制御系設計法の構築

本研究は、数式モデルの導出が困難な制御対象に対して入出力応答データを用いて直接に制御系を設計する方法の研究を行い、以下の項目の結果を得た。(1)非反証制御理論によるPID制御器の設計法を構築した。非反証制御はモデル妥当性の判定式を利用して制御器が評価を満たすかを判定する方法である。提案法はプラントの入出力データから、設計のための数式モデルを構築することなく、混合感度問題の評価基準を満たさないPID制御器の集合をパラメータ平面に表示できる。帯域幅が異なる多数のバンドパスフィルタを用いてプラントの入出力信号をフィルタリングし、その処理後のデータを反証に用いる方法を提案した。これにより、平常運転時のデータを用いてPIDゲインを見通しよく調整できることを確認し、適用範囲の広い実用的設計法が得られた。今後の課題として、多変数PID制御系への拡張が重要である。(2)制御対象の周波数応答を用いた多変数系のPID制御器の設計法を提案した。周波数応答は入出力応答と同様にノンパラメトリックなモデルであり、実システムに適用し易い利点がある。また、提案法では、制御器の構造制約が考慮できるので、分散制御など実用的な制約を設計に加味できる。具体的には、制御対象が状態方程式で表される場合に、制御器のパラメトリゼーションから制御器が満たすべき非凸制約条件を求め、この最適解を効率的に探索するアルゴリズムを提案した。さらに、周波数応答データで表される場合に直接に適用できるように、アルゴリズムの前処理部分を改良した。周波数応答から直接に解を求める方法は今までにない。(3)1入力1出力の制御対象に対して、パラメータ平面において、閉ループ系を安定化するPIDゲイン集合の性質を明らかにした。すなわち、閉ループ系を安定化するPIDゲイン集合の境界を描く方法と境界を横切ってゲインを変化させるときの、不安定極の数に関する性質を明らかにした。さらに、この方法を拡張し、閉ループ系の極が複素平面上の指定された領域内にある場合について、同様の性質を明らかにした。これにより、計算せずに安定領域が簡便に決定できるようになった。本研究の目的は,非反証制御に基づくデータ駆動型制御系設計法を構築することにある.以下の点を明らかにした.1.反証のための適切な評価基準と入出力データの選定:プラントの入出力データから直接に混合感度問題の評価指標を満たさない(すなわち、反証される)PIDゲインの集合をパラメータ平面に表示するアルゴリズムを導出し,MATLABによりプログラムを作成した.このアルゴリズムを用いて,反証に用いたデータで反証領域がどのように影響されるかを検証し,以下の点を明らかにした.(1)ステップ関数やノコギリ波などの単一の入力に対するシステムの時間応答では,あまり反証できず,実用的でない.(2)多くの正弦波に対する応答を用いると高精度に反証でき,実用的である.しかし,計測に多大の時間を要する点が実用的でない.2.バンドパスフィルタによる仮想入出力データの発生法の提案:上記を受けて,ステップ応答から仮想的に正弦波に近い応答を多数発生させる方法を提案し,有効性を確認し,以下の点を明らかにした.(1)対象が線形であると仮定し,ひとつの時間応答の入出力信号を多くの侠帯域バンドパスフィルタに通すことで,仮想的に擬似正弦波応答を求める方法を提案した.

(2)これを用いることで,効率的に反証できることを確認した.本研究の目的は,非反証制御に基づくデータ駆動型制御系設計法を構築することにある.以下の点を明らかにした.1.非反証制御法を利用したシミュレーションに基づくPID制御器設計の研究制御対象の詳細モデルを作成しシミュレーションに基づいて制御系を解析する研究も盛んに行われているが,制御器の設計では簡易モデルを作成しており,その導出が容易でないことや,せっかくの詳細モデルが設計には有効に用いられないという問題がある.一方,非反証制御ではシステムの入出力応答のみで制御対象の数式モデルを必要としないが,正弦波での加振実験では多大の時間と労力を要する。そこで,詳細モデルを用いてシミュレーション実験を行い,その応答データに非反証制御法を適用することで,PID制御器の設計を行う方法を提案した.この方法は対象が非線形であっても問題がないので,有効性を検証するために,車の電動パワーステアリング制御系の設計に適用し,数値実験により有効性を明らかにした.具体的には,モデルは飽和関数や摩擦を含む複雑系であるが,正弦波応答により有効にゲインが反証され,反証されないで残されたゲインを用いて,応答特性の良い制御系が得られた.2.バンドパスフィルタによる仮想入出力データの発生法を用いた反証の実験検証既にバンドパスフィルタを用いる方法は前年度に提案しているので,その有効性を実験室にある2慣性実験装置に適用し有用性を検証した.目標入力として,ステップ,正弦波,Chirp関数を取り上げ,これらの単一信号にフィルタを通して,多くの仮想的信号を発生し,非反証領域をPIDゲイン平面に表示した.その結果,当初有効性を期待したChirp関数では共振モードが過信されすぎるなど良好な結果が得られず,ステップ応答が比較的優れていることが分かった.制御対象が1型であるので,PD制御器で検証すればより妥当な結果が得られたと反省され,さらに多くの検討が必要である.本研究の目的は,非反証制御に基づくデータ駆動型制御系設計法を構築することにある.以下の点を明らかにした。1.非反証制御法に基づくPID制御器設計の多変数系への拡張1入力1出力系に対する非反証に基づくPIDゲインの探索法は前年度でほぼ完成したので、これを多変数系に拡張する研究をおこなった。現在も進行中であり、何れ公開する予定である。この問題は線形計画法の問題に帰着できることが分かった。課題は制御器を限られたデータで効率的に反証することであるが、これは今後検討していく。2.周波数応答に基づく多変数PID制御器の設計法の研究H∞制御では対象が状態方程式で記述されることを前提としているが、周波数応答データのほうが与え易い制御系も多数ある。そこで、制御対象の周波数応答データが与えられるときに、H∞制約を満たす多変数PID制御器の設計法を構築した。これにより、より使い易い設計法が得られた。また、非反証制御は制御対象の知識を極力用いない方針であるが、この周波数応答もノンパラメトリックモデルであり、対象の次数やむだ時聞などを必要としないという意味で、研究の基本方針に従いかつそれを補うものである。
アクティブリスニング知覚過程理解に基づく音空間提示システム

聴覚に3次元的な音空間を提示する聴覚ディスプレイシステムの高度化のため,音空間の知覚過程とホールなどの長い応答を含む高精細なインパルス応答を畳み込むためのシステム構成について検討した.その結果,頭部運動を伴う音空間知覚に関して,頭部運動中の音像定位中の他の音への閾値等が上昇する減少を発見した.また,長いインパルス応答を音源に畳み込み,頭部運動に感応させて検知限以下の低遅延で音空間を提示するためのシステム構成として,サーバーと連携しながら信号処理を行うエッジコンピューティング型聴覚ディスプレイの試作に成功した.本システムは100ms以下で3秒程度のインパルス応答の切り替えが可能となるものである.聴覚の音空間知覚をマルチモーダル感覚情報処理としてとらえ、頭部運動などの体性感覚も取り入れた、アクティブリスニングに関する理解を深める。自然性、臨場感を向上させるために、理解に基づいた次世代のバーチャルリアリティシステムとしての高精細音空間システムを構築する。本研究では、この知覚過程の理解を深めシステムに具体的に活かすべく、以下の二つについて検討を行う。A)アクティブリスニングの音空間知覚における音像定位過程の手がかりの解明とモデルの深化B)アクティブリスニング音空間知覚の理解に基づいた音環境提示装置の試作と評価提案者は,これまで聴覚の音空間知覚をマルチモーダル感覚情報処理としてとらえ,頭部運動などの体性感覚も取り入れた「アクティブリスニングに関する研究」を基盤研究(B)で推進してきた.この中で,アクティブリスニング環境をシステムとして整えることで,自然性,臨場感が格段に向上することが示された.これは次世代の超臨場感通信やバーチャルリアリティシステムにとって重要な知見であると確信する.本提案では,この知覚過程の理解をさらに深めシステムに具体的に生かすべく,以下の二つについて検討を行う。A)アクティブリスニング音空間知覚における音像定位過程の手がかりの解明とモデルの深化B)アクティブリスニング音空間知覚の理解に基づいた音環境提示装置の試作と評価H27年度は,開発済みのスケルトンシステムをiosに拡張した.また,1秒以上の長いインパルス応答を畳込み,3次元モデルをヘッドマウントディスプレイで視覚提示できるようにシステムを拡張した.システム遅延の評価も行い,畳込み時間が検知限以下で終了していることを確認した.また,アクティブリスニング音空間知覚過程の解明として,純音閾値の変化について調査した.その結果,音像定位時における,別の音の知覚が抑制されている可能性があることを発見した.システム全体については,スケルトンシステムを拡張することで,性能を大幅に向上させ,さまざまなコンテンツが提示できるようになった.さらに,遅延の評価についても100ms程度の概ね目標通りの指標を得られている.アクティブリスニング理解についても,音像定位時の他の音の知覚への抑制効果があるのではないかという件について,複数の周波数の実験を行い,実際に抑制されている効果が500Hz純音で顕著になることが示唆されており,重要な知見が得られたと考える.本研究は、頭部運動を伴う音空間知覚過程の解明と、頭部運動に対応したクラウド型聴覚ディスプレイの開発について研究を行った。前者については、頭部運動を伴う音像定位時の純音閾値の変化の有無について心理物理学的実験手法を用いて聴取実験を行った。水平面内に配置した5台のスピーカからランダムにノイズを提示し、定位した方向を聴取者が向く際に、頭頂方向より純音が鳴ったかどうかについて被験者に判断させた。頭頂方向は、耳元の純音レベルが頭部運動時でも変化しないことが期待される。その結果、頭部運動を伴った音像定位中に純音の検知限が上昇することが示唆された。この結果は、音空間知覚にアクティブリスニングの概念が重要であることを示すものであり、聴覚過程解明に関して極めてインパクトのある知見である。後者については、頭部運動に対応するためのシステム遅延の検知限(75100ms程度)以下で、頭部伝達関数や、残響も含めた長時間のバイノーラル室インパルスレスポンスがたたみ込めるようなシステムを設計した。システムは、クライアントーサーバー型のネットワークを利用したシステムとして設計し、クライアント側が携帯端末等で実現できるように目指した。遅延を小さくするために、近年急速に検討されている、エッジコンピューティングの概念を導入し、畳込み演算の一部をクライアントで引き受け、多少時間遅れがあっても影響の無いインパルス応答の後部については、サーバーが畳込みを行い、クライアントに転送する方式を採用した。その結果、2.5秒程度のインパルスレスポンスの切り替えを検知限以下で行えるシステムを構築することができた。聴覚に3次元的な音空間を提示する聴覚ディスプレイシステムの高度化のため,音空間の知覚過程とホールなどの長い応答を含む高精細なインパルス応答を畳み込むためのシステム構成について検討した.その結果,頭部運動を伴う音空間知覚に関して,頭部運動中の音像定位中の他の音への閾値等が上昇する減少を発見した.また,長いインパルス応答を音源に畳み込み,頭部運動に感応させて検知限以下の低遅延で音空間を提示するためのシステム構成として,サーバーと連携しながら信号処理を行うエッジコンピューティング型聴覚ディスプレイの試作に成功した.本システムは100ms以下で3秒程度のインパルス応答の切り替えが可能となるものである.アクティブリスニングに対応させるためのスケルトンシステムの開発を終えた。また、アクティブリスニング過程を理解するための、心理実験を通して、サッカード抑制のような効果がでる可能性について示すことができた。試作システムについては,信号処理を高速化するアルゴリズムを実装して,1.5秒程度のさらに長いインパルス応答を,遅延検知限以下で畳み込むことを実現する.

これにより,臨場感,自然性などの向上を図ることが可能となる.さらに,頭部運動が音に反映されるまでの時間を測定し,システム遅延をさらに短くするアルゴリズムを考案する.アクティブリスニングの理解についても,純音閾値のみならず,音の動きや,左右耳の信号差などがどのように影響するかについて精査し,アクティブリスニング時の音空間知覚過程としてそのモデルを深化させる.28年度が最終年度であるため、記入しない。音響通信工学1)アクティブリスニング知覚過程手がかりの基本モデルの構築:心理物理学的手法を用いた実験を通して知覚手がかりの探索を行う。特に、頭部伝達関数の変化に着目し、その活用方式について調べていく。これらを考察し、アクティブリスニング知覚過程のベースモデルを構築する。2)知覚手がかりを適切にレンダリングする手法の開発:頭部伝達関数を頭部運動に伴って単純に切り替えるのではなく、手がかりとして重要なパラメタを適切に効率よくレンダリングできるアルゴリズムを考案する。本課題に関連して研究を推進した学生が以下の賞を受賞した.電子情報通信学会東北支部から優秀学生表彰,平成28年東北地区若手研究者発表会優秀発表彰.28年度が最終年度であるため、記入しない。システム構築に当たり、当初ハイスペックのコンピュータをサーバー器として用意する予定であったが、既存のコンピュータを用いることで試作をした結果、十分間に合うことが判明したため、購入しなくっても良くなった。このため、研究の進捗には全く障害がない。28年度が最終年度であるため、記入しない。被験者の鼓膜直前の音圧変化を測定するためのプローブマイクロホンを購入するための費用として充当する予定である。プレスリリースと研究紹介等を大学ホームページで紹介した。
近接連星系における降着円盤の理論的研究

矮新星は,典型的には数10日に一回の割合で数等級の爆発を繰り返している星である。矮新星の爆発の原因としては,当研究代表者が1974年に提案した「降着円盤の不安定性モデル」が現在世界的に広く受け入れられている。しかし観測的には矮新星の爆発の光度曲線にはいろいろのバライティがあり,これらすべてを「円盤不安定性モデル」により統一的に理解しようというのが,本研究の目的である。矮新星の爆発は降着円盤の熱不安定性とする考え方が広く受け入れられているが,さらにこのモデルを発展されて熱不安定性と潮汐不安定性を組み合せる「熱-潮汐不安定性モデル」と呼ばれるモデルを当研究代表者は提案した。一方観測的には,矮新星はその爆発の光度曲線の形により,さらに双子座U星型,キリン座Z星型,大熊座SU星型の3種類に分類されている。さらに,最近の観測により,大熊座SU型の極端なケースとして矢座WZ型,大熊座ER型など変化に富んだ光度曲線の矮新星が次々に発見され,矮新星は非常にバライティに富んだ変更星であると言える。これらバライティに富んだ光度曲線を持つ矮新星を,「降着円盤の不安定モデル」という一つのパラダイムに基づいて統一的に理解出来ることを明らかにした。この考え方では,降着円盤で起こる熱的不安定性および潮汐不安定性という二つの不安定性を基礎にして,磁場を持たない激変星に関して,連星の公転周期P_<orb>と伴星からの質量輸送率Mを2つのパラメータとする(P_<orb1>,M)図上で分類し,その爆発の性質を統一的に理解出来るというものである。すなわち,この図上で,これら二つの安定および不安定性の組み合せとして4通りの組み合せがあり,それぞれの場所にはそれぞれ二つの不安定性の組み合せに対応する激変星が対応していることが示された。平成7年度の研究としては,スーパーアウトバースト(超爆発)周期が極端に短い大熊座ER型という新しい型の矮新星を「円盤不安定性モデル」で説明することを試みた。まず最初に,超爆発周期が43日の大熊座ER星のシミュレーションを実行した.これは,当研究代表者が1989年に提案した大熊座SU型矮新星の「降着円盤の熱-潮汐不安定性モデル」に基づいた計算である。この計算では,伴星からの質量輸送率を色々変えて光度曲線を計算し,超爆発周期がどのように変わるかを調べた。その結果,質量輸送率が低い場合は周期は輸送率に逆比例するが,輸送率を段々上げて行くと,周期は約45日の所で幅広い極小値を取り,その後は逆に輸送率とともに超爆発周期が長くなっていくことが明らかになった。そして,この極小値に近い輸送率を採用した場合(すなわち通常の大熊座SU型の約10倍の質量輸送率を仮定した場合),このモデルは大熊座ER星の光度曲線を良く再現する事が分かった。しかし,超爆発周期が最も短い19日の子獅子座RZ星を説明するにはなにか別のことを考える必要がある。

ここでは,子獅子座RZは他の大熊座SU型の矮新星に比べて,超爆発時に離心楕円降着円盤が出来た際に降着円盤に働く潮汐トルクが小さいという仮定を置くと,小獅子座RZの光度曲線が説明出来ることが明らかになった。矮新星は,典型的には数10日に一回の割合で数等級の爆発を繰り返している星である。矮新星の爆発の原因としては,当研究代表者が1974年に提案した「降着円盤の不安定性モデル」が現在世界的に広く受け入れられている。しかし観測的には矮新星の爆発の光度曲線にはいろいろのバライティがあり,これらすべてを「円盤不安定性モデル」により統一的に理解しようというのが,本研究の目的である。平成8年度の研究としては,これまでの研究を総合して降着円盤の不安定性を基礎に置く矮新星爆発の統一モデルを構築するということを行った。矮新星の爆発は降着円盤の熱不安定性とする考え方が広く受け入れられているが,さらにこのモデルを発展されて熱不安定性と潮汐不安定性を組み合せる「熱-潮汐不安定性モデル」と呼ばれるモデルを当研究代表者は提案した。一方観測的には,矮新星はその爆発の光度曲線の形により,さらに双子座U星型,キリン座Z星型,大熊座SU星型の3種類に分類されている。さらに,最近の観測により,大熊座SU型の極端なケースとして矢座WZ型,大熊座ER型など変化に富んだ光度曲線の矮新星が次々に発見され,矮新星は非常にバライティに富んだ変光星であると言える。これらバライティに富んだ光度曲線を持つ矮新星を,「降着円盤の不安定性モデル」という一つのパラダイムに基づいて統一的に理解出来ることを明らかにした。この考え方では,降着円盤で起こる熱的不安定性および潮汐不安定性という二つの不安定性を基礎にして,磁場を持たない激変星に関して,連星の公転周期P_<orb>と伴星からの質量輸送率Mを2つのパラメータとする(P_<orb>,M)図上で分類し,その爆発の性質を統一的に理解出来るというものである。すなわち、この図上で,これら二つの安定および不安定性の組み合せとして4通りの組み合せがあり,それぞれの場所にはそれぞれ二つの不安定性の組み合せに対応する激変星が対応していることが示された。平成9年度の研究としては,矮新星かに座EG星の特異な光度曲線の再現を試みたことである。矮新星かに座EG星は,1996年12月に19年ぶりに爆発を起こした。この星は,爆発の頻度が低いが,一旦爆発が起こると爆発の規模の大きい「や座WZ型」の矮新星である。今回の観測でもっとも奇妙な現象は,大規模爆発終了後,約7日の間隔で短い爆発が数回も立て続けに観測された事である。この現象の説明として次のようなモデルを検討した。すなわち,静穏時の降着円盤の粘性パラメータαcは極端に小さいと考えられている。ところが,この星の今回の爆発で降着円盤が不安定になり,爆発終了後も,その影響を受けて,粘性パラメータαcがもともとの小さい値にはまだ戻っていなく,比較的大きな値に保たれている。その結果,短い時間間隔で熱不安定が起こり,小規模爆発が繰り返されたとするものである。この考えに基づく数値シミュレーションを実行した結果,この星で観測された小規模爆発を再現出来ることが分かった。
固着性群体動物群集動態の数理的解析

平面的に成長(空間を拡大)するコケムシ類をモデルにして、空間競争による群集構成への影響を定量的に評価することを試みた。モデルの概要を述べると、最初は空白の基質に毎日、複数種の幼生の空間的にはランダムな一定量の加入があり、各幼生はその種固有の成長速度で空間上を成長しその空間を占拠してゆく。空間競争は覆い被さりによるとするが、覆い被さりは両種の接触面での厚さの比と両種の覆い被さり易さ(競争係数、または覆い被さり限界値)によって決定される。覆い被さられた種の覆い被らされた部分は死滅するとした。全空間が占拠されたらシュミレーションを終了する。以下のような結果が得られた。比較的単純なモデルであるが、個体群特性値と競争係数は同一としても、各シュミレーション結果間にはかなりのバラツキがあり、結果が逆転する場合もあった。このことは、実験の場合多数の反復が必要であることを意味し、結果の平均値のみでなくバラツキの評価の必要性も要求している。stand-offからなる系と互角競争系では平均的には同じ結果となるが、バラツキは後者の方が大きかった。覆い被さり限界値が1を境として、結果が飛躍的に変化するという、カタストロフィックな興味ある現象もみられた。競争に弱い種であっても、その種より強い種を強く押される種が存在すれば弱い種でも存在可能であるとする間接効果を、ここでの競争系でも確かめることができた。競争する種数が3、4、10と増大するにつれて、同じような競争系であっても、結果の明瞭性がなくなる傾向がみられた。2種から4種の空間競争系について、階層的(強さの順位が直線的)とそれに一部stand-off(競争両種ともover-growthしない)があるものに絞って検討した。強さの差はover-growthの限界値で表現し、ここでは2段階(0.1と1で、以下ではそれぞれ差大と差中と表現する)で行った。幼生の定着場所がその後の競争結果と関係があるので、ランダムな定着をさせ、各系とも4回の反復を行った。階層的で差大の場合、2、3、4種の系とも最上位の種が圧倒的(93%以上の被覆度)強さを示した。階層的で差中の場合、2種系では上位種が68%以上を占めた。3種系では最上位種が44%以上で順位が下がるにしたがって被覆度が減少するが、場合によっては競争の順位と被覆度の順位が逆転することもある。4種系では最上種が26%以上であり、3種系と同じ傾向がみられた。一部stand-offがある系は最上位種と最下位種との間でのみstand-offがあるとした。一部stand-off的で差大の場合、3種系では最上位種が74%以上を占めた。4種系では最上位種が87%以上を占めた。一部stand-off的で差中の場合、3種系では最上位種が33%以上を占め順位が下がるにしたがって被覆度が減少するが、場合によっては競争の順位と被覆度の順位が逆転することもある。4種系では最上種が24%以上であり、3種系と同じ傾向がみられた。結論としては、「競争に強い(この場合は直接的な競争であるover-growthの能力の高さ)種がより広い空間を占拠可能であるが、強さの程度によっては直接的な競争能力以外の影響を受けやすくなる。この方法ではこれらの影響度を量的に評価可能であろう。」と言える。

モデルの概要を述べると、最初は空白の基質に毎日、複雑種の幼生の空間的にはランダムな一定量の加入があり、各幼生はその種固有の成長速度で空間上を成長しその空間を占拠してゆく。空間競争は覆い被さりによるとするが、覆い被さりは両種の接触面での厚さの比と両種の覆い被さり易さ(競争係数、または覆い被さり限界値)によって決定される。覆い被さられた種の覆い被さられた部分は死滅するとした。全空間が占拠されたらシュミレーションを終了する。以下のような結果が得られた。比較的単純なモデルであるが、個体群特性値と競争係数は同一としても、各シュミレーション結果間にはかなりのバラツキがあり、結果が逆転する場合もあった。このことは、実験の場合多数の反復が必要であることを意味し、結果の平均値のみでなくバラツキの評価の必要性も要求している。stand-offからなる系と互角競争系では平均的には同じ結果となるが、バラツキは後者の方が大きかった。覆い被さり限界値は1を境として、結果が飛躍的に変化するという、カタストロフィックな興味ある現象もみられた。競争に弱い種であっても、その種より強い種を強く押される種が存在すれば弱い種でも存在可能であるとする間接効果を、ここでの競争系でも確かめることができた。競争する種数が3、4、10と増大するにつれて、同じような競争系であっても、結果の明瞭性がなくなる傾向がみられた。
日本の若年層における海外旅行阻害要因:その構造と認知変化

本研究は,2000年代後半より指摘されるようになった"若者の海外旅行離れ"現象,つまり1990年代の半ばよりも20歳代の若者の海外出国率が低下していることに着想を得て,海外旅行の阻害要因を日本人の潜在旅行者がどのように知覚するのか,また,阻害要因の知覚の変化にはどのような要因が関わって海外旅行の実施頻度に影響するのかを説明する理論モデルを,文献研究ならびに質的調査に基づいて構築した.さらにインターネットによる量的調査によってモデルの検証を行った.本研究は,2000年代後半より指摘されるようになった"若者の海外旅行離れ"現象,つまり1990年代の半ばよりも20歳代の若者の海外出国率が低下していることに着想を得て,海外旅行の阻害要因を日本人の潜在旅行者がどのように知覚するのか,また,阻害要因の知覚の変化にはどのような要因が関わって海外旅行の実施頻度に影響するのかを説明する理論モデルを,文献研究ならびに質的調査に基づいて構築した.さらにインターネットによる量的調査によってモデルの検証を行った.本研究の目的は,2000年代以降に指摘されるようになった"若者の海外旅行離れ"現象を踏まえ,日本の若者による海外旅行への参加・不参加の意思決定を説明するための観光行動の理論を提起することにある.本年度の前半は,旅行ならびにレジャーの阻害要因に関する英語論文を精査した.阻害要因を構成する要素だけではなく,人々が阻害要因をどのように認知しているのか,またそれをいかに軽減させ,旅行やレジャーへの参加につなげているのかという点に着目をして検討を重ねた上で,「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を構築した.このモデルは,一度海外旅行に「参加」し満足感を得る「経験」をした個人は,海外旅行に対する「自己効力感」が高まり,それが海外旅行への「動機づけ」と「阻害要因」の認知,「阻害要因すりあわせの努力」の程度に影響を及ぼし,将来の海外旅行の「参加」につながるという循環性を表現するものである.このモデルは,海外旅行の「阻害要因」の構造を提示するだけではなく,人々の「阻害要因」の認知変化に影響を及ぼしうる要因を提示し,海外旅行への参加レベルを高めるための有効な方策を示唆しようとするところに特色がある.後半は,質的調査(デプス・インタビコー)を実施した.この狙いとしては,第1に,日本の若者の海外旅行行動の説明に際して,上記のモデルを適用することができるのかを確認することである.第2に,今後の量的調査の実施を視野に入れ,各構成概念を測定する尺度に含めるべき項目を探ることである.本年度は調査を5回実施し,次年度も継続していく.本研究の目的は,2000年代以降に指摘されるようになった"若者の海外旅行離れ"現象を踏まえ,日本の若者による海外旅行への参加・不参加の意思決定を説明するための観光行動の理論を提起することにある.昨年度は,旅行をしない要因,すなわち「阻害要因」に関する文献研究を行い,「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を構築した.今年度の前半は,「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」の精緻化を図る作業を行った.1つ目に,昨年度の後半から実施してきたさまざまな海外旅行の経験と興味を持つ学生を対象に質的調査(デプス・インタビュー)の結果をふまえ,このモデルの説明可能性を検討した.2つ目に,複数のコンファレンスにおいて本モデルを発表した.そこでのコメントを受けて,すでに1度以上海外旅行に参加している人だけではなく,海外旅行未経験者に対しても説明が可能となるように改良を加えた.後半では,次年度に「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を実証分析する計画を実施するべく,モデルを構成する各概念の尺度の開発に取り組んだ,このモデルには「動機づけ」「すりあわせ努力」「自己効力感」「阻害要因」「参加レベル」「経験に対する評価」と6つの概念から構成されるが,そのうち「自己効力感」について,海外旅行に適用する場合に限定して概念の詳細な検討をした上で,これまでに実施した質的調査のデータ,他の分野の自己効力感尺度を取り入れて,32項目の尺度を開発した.大学生ならびに1829歳の一般の若者を対象に調査を実施し,尺度の信頼性と妥当性の検証を行った.次年度においては,モデルの実証を行うことを目的とした大規模な調査を実施する計画であり,現在,その準備を進めている.本研究の目的は,2000年代以降に指摘されてきた“若者の海外旅行離れ"現象を踏まえ,日本の若者による海外旅行への参加・不参加の意思決定を説明するための観光行動の理論を提起することにある.昨年度までに,理論研究ならびに質的調査(デプス・インタビュー)を踏まえて「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を構築した.このモデルは,潜在旅行者が知覚する海外旅行の阻害要因の認知変化にかかわる諸要因,ならびに海外旅行への参加・不参加に関わる一連の要因間の関係の説明をするものである.モデルには,「参加レベル(実施回数・頻度)」につながる要因として,「経験に対する評価」「動機づけ」「すりあわせ努力」「自己効力感」「阻害要因」の構成概念が組み込まれ,これらの要因間の関係を12の仮説により記述した.今年度は,上記モデルの実証分析を行うことが中心課題となった.前半は,昨年度に引き続き,モデルに含まれる構成概念を測定する尺度の開発に取り組んだ.

特に「すりあわせ努力」と「経験に対する評価」について,項目作成,予備調査実施,ならびにデータ分析を繰り返して行った.モデルの実証のための調査票全体が完成した後,学生を対象とする予備調査とデータの検証を複数回行い,大規模な調査に備えた.後半は, 1829歳の社会人,学生,主婦,非正規労働者などの様々な属性の若者,ならびに比較対象としての30歳代・40歳代の人を対象としたインターネット調査を実施し,3000件の回答を得た.調査項目は,モデルの構成概念を測定する尺度に加え,回答者の海外旅行経験に関するものも含めた.データ分析では,基礎的な集計を行った後,年齢や職業の属性,過去の海外旅行経験を考慮しつつ,上記モデルの検証作業を行った.なお,3年間の研究成果をとりまとめた文献を,2014年に出版する予定となっている.当初の計画では,2年目(平成23年度)終了までに大規模な量的調査の準備を行い,3年目(平成24年度)の45月頃に実施することになっていた。現状(=2年目終了時点)では,文献(理論)研究と質的調査の成果を踏まえて構築した「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を量的調査により検証するべく,構成概念を測定する尺度の開発等詳細な準備を行っている段階であり,平成24年度の前半に実査を行う目途は立っている.ゆえに,「おおむね順調に進展している」と評価したい.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の前半は,「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を実証する大規模な量的調査実施にむけての最終準備を進めていく。すでに目途のたっている「阻害要因」「自己効力感」に加え,「経験に対する評価」「動機づけ」「すりあわせ努力」の測定方法の細部の詰めを行う.その上で,年度の前半に大規模な量的調査を実施し,年度の後半でその分析作業,考察,ならびに速報の研究発表を行う計画である.本研究の最初の出発点として,いわゆる"日本の若者の海外旅行離れ"を解決するための方策を提案し,政策立案に貢献することがあった.理論研究を進めてきた中で,若者の「海外旅行に対する自己効力感」を高めることが重要であるとの方向が見えてきた.平成24年度の後半では自己効力感を高める方法についても検討していきたい.また,本研究で提案する「海外旅行への参加レベルに関する動態的循環モデル」を用いて若者の観光行動を説明することはもちろん,このモデルの適用対象の拡大をより一般化させ,観光行動研究,さらには消費者行動研究に理論的な貢献をすることを意識して研究を進めていきたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
中空及び異形押出材のゆがみ矯正及び二次加工省略のための曲げ・ねじり制御押出し

本研究は,著者が考案した「フレキシブル押出し加工法」による(1)スペースフレーム成形技術,(2)発電機用タービンブレード成形技術,の確立を目的として実施した.研究結果は以下の通りである.押出し時にダイス傾斜角を自由に変化させることを可能にするフレキシブル押出しシステムを構築し,押出し時にダイス傾斜角を2段階に変化させる押出し実験を実施することにより,本システムのスペースフレーム加工への適用の可能性について検討した.その結果,適当なパンチ速度とダイス回転速度の下で押出すことにより,逆曲がり及び傷のない押出し材を成形でき,本システムが長手方向に曲率が連続的に変化する製品の成形方法として有効であることが明らかになった.タービンブレードのような断面形状が非対称で,かつ長手方向にねじれを伴うような形状をもつ製品を成形する方法として,"ダイス傾斜・クロス押出し加工法"を提案し,矩形及び台形断面製品の押出し成形実験により本方法の有効性について検討した.その結果,基準ダイス傾斜角を大きく取ることによって軸曲がりが抑制できることが明らかになり,本方法によるタービンブレードの成形が十分可能であることが分かった.曲げとねじりを同時に付与することができ,断面形状,曲がり量及びねじり量を連続的に変化させることが可能な多機能型フレキシブル押出しシステムを試作し,対称及び非対称H形材の湾曲押出し実験を実施することにより本システムの加工特性について検討した.本システムにより,寸法形状の異なる種々のH形材の湾曲押出し成形をダイスを取り替えることなく行うことができることを確認した.本研究は,著者が考案した「フレキシブル押出し加工法」による(1)スペースフレーム成形技術,(2)発電機用タービンブレード成形技術,の確立を目的として実施した.研究結果は以下の通りである.押出し時にダイス傾斜角を自由に変化させることを可能にするフレキシブル押出しシステムを構築し,押出し時にダイス傾斜角を2段階に変化させる押出し実験を実施することにより,本システムのスペースフレーム加工への適用の可能性について検討した.その結果,適当なパンチ速度とダイス回転速度の下で押出すことにより,逆曲がり及び傷のない押出し材を成形でき,本システムが長手方向に曲率が連続的に変化する製品の成形方法として有効であることが明らかになった.タービンブレードのような断面形状が非対称で,かつ長手方向にねじれを伴うような形状をもつ製品を成形する方法として,"ダイス傾斜・クロス押出し加工法"を提案し,矩形及び台形断面製品の押出し成形実験により本方法の有効性について検討した.その結果,基準ダイス傾斜角を大きく取ることによって軸曲がりが抑制できることが明らかになり,本方法によるタービンブレードの成形が十分可能であることが分かった.曲げとねじりを同時に付与することができ,断面形状,曲がり量及びねじり量を連続的に変化させることが可能な多機能型フレキシブル押出しシステムを試作し,対称及び非対称H形材の湾曲押出し実験を実施することにより本システムの加工特性について検討した.本システムにより,寸法形状の異なる種々のH形材の湾曲押出し成形をダイスを取り替えることなく行うことができることを確認した.本研究は,申請者が考案した「ダイス傾斜,クロス,シフト押出し技術」による(1)スペースフレーム成形技術,(2)タービンブレード成形技術の確立を目的としたものである.本年度は,試作した「コンピュータダイス回転角制御押出し加工システム」を用いて,矩形断面孔のダイス傾斜角変動押出し実験を実施し,ポンチ速度,ダイス回転速度及びダイス傾斜角変動スケジュールの押出し材曲率への影響等スペースフレーム成形の基礎となる曲がり特性について検討した.また,台形断面ダイス孔によるダイス傾斜・クロス押出し実験をダイス傾斜角及びダイスクロス角等を種々変化させて実施し,タービンブレード成形の基礎となる押出し材の軸ゆがみ特性について押出し材断面の傾き,比ねじれ角等の点から検討した.さらに,ダイス傾斜角と軸曲がり量の関係を求め本方法の軸ゆがみ抑制の可能性について言及した.素材としては,いずれもカラークレイ製角材を用いた.以下に得られた結果を要約して示す.(ダイス傾斜角変動押出し実験)押出し時にダイス傾斜角を減少させる変動スケジュールでは押出し材にコンテナ側壁のめり込み傷が発生すること,押出し速度が低い場合には逆曲がりが発生するが押出し速度を高くすることにより逆曲がりは解消されること等を明らかにした.また,本システムを用いて曲率が長手方向に連続的に変化する長尺製品を試作し,本システムの有効性を示した.(台形断面押出し実験)押出し材断面の傾きはダイス傾斜角の増加に伴って減少すること,比ねじれ角はダイス傾斜角に影響されること,本方法によって押出し材の軸ゆがみを減少させることが可能であること等を明らかにした.本年度は,最初にスペースフレーム及びタービンブレードを成形するための可動ダイス押出しシステムの構築を行った.システムの構築に際して,今回新たにダイス孔を構成する数個のダイスの位置を押出し中に制御し,ダイス孔の寸法形状を連続的に変化することが可能な可動ダイスを製作した.本システムは,可動ダイスと昨年製作したコンピュータダイス回転角制御押出し加工システムを組み合わせたもので,H形断面,C形断面材等の形材や角管,フランジ付角管等の中空材の可変断面曲がり及びねじり押出し成形を可能にするものである.本システムを用いることにより,様々な曲がり及びねじりを持つ長尺材を申請者が考案した新押出し技術で成形する場合の加工特性を容易に把握することができる.