hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感覚・コミュニケーションを支援するウェアラブル触覚インタフェースの実用化研究

本課題の目的は、視覚・聴覚・発話などの機能が低下したり失ったりした障害者・高齢者(以下、当事者)のために、「聞く」「話す」「見る」を助ける触覚ディスプレイを開発することである。期限内では、この試作器が感覚・コミュニケーションを支援する上でどこまで有用かを認知実験に基づいて評価しながら、当事者が利用できるように、ユーザビリティ・小型化・低廉価に関する改良を行う。同時に、試作された触覚センサやアクチュエータを発話支援装置や、行動検出技術に応用するなど汎用性の高いインタフェースへ展開する。具体的には、開発したウェアラブル振動デバイスの機能を拡張し、発声障害者のためのハンズフリー人工喉頭用振動子や視覚障害者のための超音波デバイスに生かすことを本課題の目標に加えた。また、視覚障害者がゲーム感覚で環境認識能力を訓練する教育教材への道が拓く。具体的には、音像定位を利用したゲーム機に触覚フィードバック機能を取り入れることにより、3次元空間内の仮想障害物を認識させる研究に発展させる。さらに、技術的な成果をバーチャルリアリティやロボットに生かしながら、一方では、触覚を介した情報が脳内でどのように処理されるかという認知科学的な考察を行い、感覚や脳の可塑性、代償機能、潜在能力を浮き彫りにする。以上から、ウェアラブル触覚インタフェースの研究を通じて、感覚・コミュニケーション支援技術から一般ユーザが利用するインタフェースへ発展させる道を拓くとともに、触覚を介した情報が脳内でどのように処理されるかという認知科学への命題を提供するという福祉工学的な研究アプローチの有用性を示していく。平成29年度は、「聞く」「話す」「見る」を支援する触覚デバイスの最適なパラメータ設定を行い、実現可能性の高いものから実用化への道筋をつけた。本年度は本デバイスの機能拡張と用途拡大を目指して、1発話障害者のためのハンズフリー人工喉頭の振動子に生かすとともに、その実装化に成功した。2一方、本デバイスを超音波領域に拡張することにより、FM超音波発信器を実現することができ、それを使った障害物探査装置を試作した。これは視覚障害者が環境を把握するのを補助することを目的としているが、本年度ではカメラの設置が難しい風呂、トイレ等における見守りセンサとして十分に役に立つことを実証した。3さらに、本デバイスの応用として、視覚障害者自ら開発した音像定位ゲーム機に触覚フィードバック機能を取り入れることにより、3次元空間内の仮想障害物を認識させることができた。これにより視覚障害者がゲーム感覚で環境認識能力を訓練する教育教材への道が拓けた。以上のように、本年度は本デバイスの3つの具体的な応用例を示すことができ、ハプティック触覚デバイスの有用性を示すことができた。平成30年度は最終年度になるので、昨年度開発した発声支援方式や環境認識支援方式をさらに完成度の高いものに改良するとともに、本触覚デバイスを視覚障害者のための各種の「触覚ゲーム」に発展させ、ウェアラブル触覚インタフェースの有用性を普及化の視点から評価する。その上で、本触覚デバイスが広く利用されるように低価格化や小型化を進め、視覚、聴覚、発話の各障害だけでなく高齢者や一般ユーザが利用できるものに展開させることにより、どのような産業化モデルが成立するかを探る。同時に、他の支援方式と組み合わせることにより、マルチモーダル刺激をヒトの感覚や脳がどこまで有効に利用できるのかという認知科学研究への命題を提示する。本課題の目的は、視覚・聴覚・発話などの機能が低下したり失ったりした障害者・高齢者(以下、当事者)のために、画像・音響の情報を触覚ディスプレイで当事者の手指に伝達するウェアラブルな携帯電話インタフェースを実用化することにある。代表者らは、今まで40年に渡り視・聴覚支援用の触覚ディスプレイの研究開発に携わっており、その経験と技術を基に本課題で必要な基本技術を開発し、その有用性を評価する。得られた成果は以下の通りである。まず、(1)1触覚ディスプレイの要素となる圧電素子を10V以下の低電圧で駆動できるようにし、それらを用いた32チャンネルの小型触覚ディスプレイを1cm平方に収めることができた。2駆動回路を容積2cm×5cm×10cm、重さ183gという軽量小型化にすることができ、本課題の目標である「ウェアラブル化」を実現できた。3各種モード(視覚障害用、聴覚障害用、盲ろう者用)と各種パラメータ(振動強度・周波数、カメラ設定、フィルタ設定、触覚センサ機能設定)を行うための本デバイスとPCとのインタフェースを開発し終わった。次に、(2)本デバイスを視覚障害者(後天盲、40歳、男性)に使ってもらい、アルファベット文字を触覚によりどの程度認識できるかを予備的に調べた。その結果、/HELLO WORLD/のパターンを、電光掲示板のように右から左に移動するように提示したところ、訓練なしで/P,E,L,L,O,W,O,S,D/と認識したが、/H/を/P/に、/R/を/S/に誤認識した。また、/U/と/V/、/V/と/W/、および/O/と/D/の識別が難しいことが分かったが、5分程度の訓練により、それらの弁別も出来るようになった。この結果を踏まえて、日本語カナ文字を触覚ディスプレイを通じて提示した場合、どのようにすれば、どこまで認識させ得るかを考察し、デバイスの改良点について検討した。

本課題の目的は、視覚・聴覚・発話などの機能が低下したり失ったりした障害者・高齢者(以下、当事者)のために、画像・音響の情報を触覚ディスプレイで当事者の手指に伝達するウェアラブルな携帯電話インタフェースを実用化することにある。代表者らは、今まで40年に渡り、視・聴覚支援用の聴覚ディスプレイの研究開発に携わっており、その経験と技術を基に本課題で必要な技術を開発し、その有用性を評価する。得られた成果は以下の通りである。本デバイスを視覚障害者に使ってもらい、アルファベット文字の認識やゲームを利用した訓練を通じて、デバイスを自ら動かしながら情報検索を行った場合(ハプティック法)、触覚によりどの程度の情報をどこまで認識できるようになるかを予備的に調べた。その結果を踏まえて、まず、(1)先天と後天との違いなどを考慮しながら、聴覚障害者や盲ろう者による本デバイスの改良すべき項目を洗い出し、部分的な回路修正やソフトウェアの改良化を行った。さらに、(2)前年度はカメラ画像の処理の遅さが問題になり、ハプティックデバイスとして利用できないことが指摘されたので、その改良化のための設計法を検討するとともに、携帯電話とのインタフェースの設計を行った。以上から、視・聴覚や発声の機能に障害のある高齢者の情報獲得やコミュニケーションの補助として、本デバイスがどこまで有用かを調べる準備ができた。実績の概要で述べたように、デバイスのハードウェアと制御用ソフトウェアについては概ね順調に進展しているが、本デバイスを手で持って動かしながら環境内の情報を取得するインタフェースすなわち「ハプティック・デバイス」に発展させるための技術的な課題については今年度に持ち越されることになった。また、少人数ではあるが視覚障害支援に活かすための文字認識などの評価実験は行われたが、聴覚障害および盲ろう者支援に適用した場合の評価にまでは至らなかった。特に、ハプティック技術による環境情報の認識評価研究については今年度の後半に着手することになる。本デバイスを動かしながら環境情報を当事者がどのように把握するようになるかを追跡していく過程から、脳内における空間認知機能(Were経路)と事象を認識する機能(What経路)との連合特性について幾つかの仮説を導くことができた。なお、本研究から感覚・脳の可塑性や代償機能に新知見が得られ、新しい問題を提起する可能性のあることを、著書や解説記事を通じて発表した。本課題の目的は、視覚・聴覚・発話などの機能が低下したり失ったりした障害者・高齢者(以下、当事者)のために、「聞く」「話す」「見る」を助ける触覚ディスプレイを開発することである。特に、当事者の手指に伝達するウェアラブルな携帯電話インタフェースを開発するところに重点を置く。また、その技術的な成果をバーチャルリアリティやロボットに生かしながら、一方では、触覚を介した情報が脳内でどのように処理されるかという認知科学への命題を提供するとことにある。昨年度は、視覚支援、聴覚支援、発声支援で求められる触覚デバイスの最適なパラメータ設定を行った。また、研究代表者らが開発してきた触覚以外の経路を利用する各種支援方式と併用した場合に本触覚デバイスをどこまで生かせるかを追求し、触覚デバイスの有用性と限界を考察した。さらに、代表者は、国内外の出版社からの依頼を受けて、本研究成果を広く国内外に知ってもらうために2冊の専門書を著した。
ハドロン衝突型実験に於けるQCD物理学の検証、及びQCD事象生成プログラムの開発

ハドロン衝突型実験に於けるQCD事象生成プログラムの開発を行なってきた。従来のプログラムの計算アルゴリズムの改良により、ハドロン衝突型加速器実験での物理事象での計算速度を1001000倍向上させた。計算アルゴリズムに関して、論文掲載された。一方、我々のプログラムを用いてトップクオークの崩壊に関して研究を行なってきた。トップクオークは、現在テバトロン加速器実験で、世界で精力的に研究が行なわれている研究課題である一方、まだ、十分には研究がなされていない。我々は、トップクオーク崩壊に関する様々な力学変数を研究することにより、実験的にトップクオークのスピンを再構成するための新しい手法を見つけた。実際の実験解析でも十分に再現が可能であることを示し、論文掲載された。同時に、トップクオークの崩壊に対して我々のスピン再構成方法を用いて、異常結合定数の測定可能性を検証し、シミュレーションレベルで、実際の実験条件下である程度の見積もりを得た。この結果に関しても論文掲載された。また、フランスでの国際会議でも報告し、我々の研究を実際の実験データに当てはめて検証してきた。実験データの解析手法に関しては、我々の実験グループ内で、随時報告してきたが、残念ながら、従来の解析手法を格段に向上させる精度には至らなかったために、内部資料としてまとめた。また、2007年末に実験開始予定のLHC実験に於いても、現地に滞在し、情報収集を重ねてきた。QCD物理学の現象の理解を通して、実験初期からビッグス粒子発見へ向けての解析シナリオを描くと共に、現実験に於いて、必要とされる解析ソフトウェアの開発に対して知見を得た。高エネルギー加速器研究機構・数値理論計算グループ(南建屋グループ)によって開発されたファインマンダイアグラム自動計算プログラム、GRACEシステムを基に本研究は遂行されている。GRACEシステムを使用すれば、始状態、終状態の粒子名、及び反応のオーダーと種類を与えれば、すべての関連するファインマンダイアグラムを生成し、コンピューティングによる摂動計算が可能である。一方で、反応過程が複雑になればなるほど、必要な計算量が乗算的に増える。ハドロン衝突型実験は於いて、衝突粒子は、いくつかの素粒子からなる複合粒子として表されるので、単純な素過程であっても、膨大な数のファインマンダイアグラムを計算しなければならず、多大な計算時間を必要としてしまう。これは、電子・陽電子衝突実験などの素粒子衝突事象を扱う場合ならば、とくに問題とならない。ハドロン衝突型実験に於けるこの種の計算実行時間を短縮するための工夫が、現行のGRACEシステムには必要である。本研究では、素粒子フレーバーのファインマンダイアグラムレベルでの加算的な足し上げを実行することにより、簡単な素過程反応ならば、100倍以上の計算時間の向上を実現した。さらに、現システムではこ膨大な計算量のため、実質、計算不可能であった素粒子反応も計算可能となった。これは、衝突粒子のエネルギーの向上に伴い、極めて重要な要素となる。この成果をロシアで行なわれた国際会議で発表した。現在、論文執筆中である。一方、現在稼動中の最高衝突エネルギーをもつ米国フェルミ国立加速器研究所に直接足を運び、現場からの要望を聞き入れ、我々のプログラムにフィードバックを掛けている。新しい理論モデルもGRACEシステムに組み込んできた。また、実験グループにも貢献し、実験データ解析にも従事している。計算アルゴリズムに関しては、現在、論文投稿中である。この結果に関しても論文投稿し、掲載予定である。また、フランスでの国際会議でも報告した。現在は、我々の研究を実際の実験データに当てはめて検証している。実験データ解析に於いては、測定信号のバックグラウンドとなる事象の評価、及び、信号に対する統計処理・誤差評価を行う必要がある。実験データの解析手法に関しては、我々の実験グループ内で、随時報告し、内部資料としてまとめてきた。我々の結果を実験グループの結果として公表・論文するために、現在、グループ内での発表と精査を繰り返している。

我々は、トップクオーク崩壊に関する様々な力学変数を研究することにより、実験的にトップクオークのスピンを再構成するための新しい手法を見つけた。実際の実験解析でも十分に再現が可能であることを示し、論文掲載された。同時に、トップクオークの崩壊に対して我々のスピン再構成方法を用いて、異常結合定数の測定可能性を検証し、シミュレーションレベルで、実際の実験条件下である程度の見積もりを得た。この結果に関しても論文掲載された。また、フランスでの国際会議でも報告し、我々の研究を実際の実験データに当てはめて検証してきた。実験データの解析手法に関しては、我々の実験グループ内で、随時報告してきたが、残念ながら、従来の解析手法を格段に向上させる精度には至らなかったために、内部資料としてまとめた。また、2007年末に実験開始予定のLHC実験に於いても、現地に滞在し、情報収集を重ねてきた。QCD物理学の現象の理解を通して、実験初期からビッグス粒子発見へ向けての解析シナリオを描くと共に、現実験に於いて、必要とされる解析ソフトウェアの開発に対して知見を得た。
インフレーション宇宙におけるアクシオン

強い相互作用を記述する量子色力学ではCP対称性の保存を説明するために導入されたアクシオンは宇宙の進化とともにその質量を獲得するが、その際に位相欠陥としてドメインウォールがつくられて標準的な宇宙モデルにおいて深刻な問題となる。一方、標準的宇宙モデルの原理的な問題である平坦性問題や地平線問題を解決する新たな宇宙モデルの枠組として支持されているインフレーション宇宙モデルにおいてはドメインウォールの問題が解決できるかどうかは明らかではない。また、インフレーション宇宙では新たな問題として、インフレーション中の量子ゆらぎに起因してクシオンの密度揺らぎが大きくなりすぎるという問題もある。したがって、本研究ではインフレーション宇宙におけるアクシオンを考え、ドメインウォール問題や密度揺らぎの問題が解決できるかどうかを明らかにするために、アクシオンを含むスカラー場の宇宙における進化を数値シュミレーションを使って解析し、インフレーション中の量子揺らぎやインフレーション後のスカラー場の崩壊によって新たに作られるアクシオン場の揺らぎがドメインウォールを生み出すかどうかを詳しく調べた。その結果、アクシオンを含むスカラー場のポテンシャルを平坦にすることによって、インフレーション中の量子揺らぎに起因するドメインウォールの生成は抑制することができるが、インフレーション後にアクシオンを含むスカラー場が共鳴的に崩壊して作られるアクシオンの揺らぎは大きく、一般的にはドメインウォールの生成が防げないことが明らかになった。これはアクシオンのモデルやインフレーション宇宙のモデルを構築する上での大きな制約となるという意味で、極めて重要な結果である。
重力波源の光赤外線対応天体観測で迫る中性子星合体の元素合成

平成29年度前半は、J-GEMネットワークを用いて、米国および欧州の重力波望遠鏡LIGO、Virgoによる重力波観測のフォローアップ観測を重点的に行い、GW170814、GW170817の二つのイベントについて重力波の光赤外線対応天体探査を実施した。このうち、GW170817は人類初の中性子星合体の直接検出であったが、国立天文台すばる望遠鏡、名古屋大学IRSF望遠鏡などを用いて、光赤外線対応天体を検出、追跡観測することに成功した。すばる望遠鏡の観測は重力波発生から17時間後に行う事ができ、初期の可視光光度変化を追跡した。IRSFはおよそ1日後から観測を開始し、1μmから2μmまでの近赤外線で12日間の追跡観測を実施した。さらにすばる望遠鏡での赤外線追観測も実施して、総計15日間の追跡観測に成功した。このデータを詳細に分析し、本研究チームの理論班の理論シミュレーションと比較した結果、中性子星合体から放出された超高速物質中で高速の中性子捕獲反応が起こり、その結果大量の重元素が合成されたという証拠が得られた。これらの元素の放射性崩壊熱による光赤外線放射を捉えることに成功したのである。この追跡観測は、世界の他のチームとも協力しながら進めた。これは人類が初めて重力波と電磁波の双方を用いて天体現象を観測した画期的なイベントであり、ここにマルチメッセンジャー天文学の新たな地平が切り拓かれた。並行して、中性子星を含む合体現象に関する数値相対論シミュレーションを進め、ニュートリノのエネルギー算出の研究を進めた。また、中性子星合体からの放出物質中の元素合成のシミュレーションを行い、放出物質からの電磁波放射の計算を行った。こうした理論的研究は、上記の観測データ解釈に用いた。J-GEMネットワークによって、人類初の中性子星合体からの重力波検出であったGW170817の光赤外線追跡観測に成功し、重力波に伴う電磁波放射を捉えることに成功し、さらに2週間以上にわたってその光度変化を追跡することができた。そして、これらのデータと理論シミュレーションの結果を詳細に比較することで、中性子星合体からの放出物質中で、大量の鉄より重い元素が合成されているという証拠を得た。この研究結果は、r-過程元素の起源に迫る重要なものであり、すべてのr-過程元素が中性子星合体で合成されるという確実な証拠までは至らないものの、少なくとも一部のr-過程元素の合成現場を観測的に明らかにしたという意義がある。これは本計画研究の最終目標に迫るものであり、当初の予想をはるかに超える大きな成果であった。したがって、「当初の計画以上に進展している」と自己評価する。今後も以下の二本の柱で研究を推進する。(1)数値相対論シミュレーションによる中性子星を含む合体現象からの電磁波放射の理論研究。平成30年度は、連星中性子星合体の数値相対論シミュレーションを行い、合体時に放出される中性子過剰物質の化学的・熱力学的性質を明らかにするとともに、多次元輻射輸送計算に必要な流体背景場モデルを提供する。重力波イベントGW170817によって中性子星の状態方程式モデルに制限が課せられたため、その制限に整合的な状態方程式を採用する。その上で、幾つかの連星パラメータでシミュレーションを行う。また、多次元輻射輸送シミュレーションを行い、GW170817の可視光赤外線対応天体の特徴を再現する二次元モデルを構築する。この結果に基づき、同じような中性子星合体が赤道方向から観測された場合の予想を提供する。さらに、連星の総質量質量比が異なる場合のシミュレーションも行う。これらを総合して、将来の中性子星合体イベントの観測に備える。(2)J-GEMネットワークによる重力波源の電磁波対応天体の探査観測研究。平成30年後半にはLIGOおよびVirgoの第三回定常観測ランO3が行われる予定であるため、それに向けて年度前半はJ-GEM観測システムの整備に集中する。この時、GW170817での観測経験を活かして観測効率の大幅な向上を目指す。また、大型計算機を導入し、迅速なデータ処理システムの構築を行う。年度後半はO3に対応したフォローアップ観測を重点的に行い、複数の中性子星合体イベントの光赤外線対応天体の検出と追跡を目指す。

これは人類が初めて重力波と電磁波の双方を用いて天体現象を観測した画期的なイベントであり、ここにマルチメッセンジャー天文学の新たな地平が切り拓かれた。並行して、中性子星を含む合体現象に関する数値相対論シミュレーションを進め、ニュートリノのエネルギー算出の研究を進めた。また、中性子星合体からの放出物質中の元素合成のシミュレーションを行い、放出物質からの電磁波放射の計算を行った。こうした理論的研究は、上記の観測データ解釈に用いた。J-GEMネットワークによって、人類初の中性子星合体からの重力波検出であったGW170817の光赤外線追跡観測に成功し、重力波に伴う電磁波放射を捉えることに成功し、さらに2週間以上にわたってその光度変化を追跡することができた。そして、これらのデータと理論シミュレーションの結果を詳細に比較することで、中性子星合体からの放出物質中で、大量の鉄より重い元素が合成されているという証拠を得た。この研究結果は、r-過程元素の起源に迫る重要なものであり、すべてのr-過程元素が中性子星合体で合成されるという確実な証拠までは至らないものの、少なくとも一部のr-過程元素の合成現場を観測的に明らかにしたという意義がある。これは本計画研究の最終目標に迫るものであり、当初の予想をはるかに超える大きな成果であった。したがって、「当初の計画以上に進展している」と自己評価する。今後も以下の二本の柱で研究を推進する。(1)数値相対論シミュレーションによる中性子星を含む合体現象からの電磁波放射の理論研究。平成30年度は、連星中性子星合体の数値相対論シミュレーションを行い、合体時に放出される中性子過剰物質の化学的・熱力学的性質を明らかにするとともに、多次元輻射輸送計算に必要な流体背景場モデルを提供する。重力波イベントGW170817によって中性子星の状態方程式モデルに制限が課せられたため、その制限に整合的な状態方程式を採用する。その上で、幾つかの連星パラメータでシミュレーションを行う。また、多次元輻射輸送シミュレーションを行い、GW170817の可視光赤外線対応天体の特徴を再現する二次元モデルを構築する。この結果に基づき、同じような中性子星合体が赤道方向から観測された場合の予想を提供する。さらに、連星の総質量質量比が異なる場合のシミュレーションも行う。これらを総合して、将来の中性子星合体イベントの観測に備える。(2)J-GEMネットワークによる重力波源の電磁波対応天体の探査観測研究。平成30年後半にはLIGOおよびVirgoの第三回定常観測ランO3が行われる予定であるため、それに向けて年度前半はJ-GEM観測システムの整備に集中する。この時、GW170817での観測経験を活かして観測効率の大幅な向上を目指す。また、大型計算機を導入し、迅速なデータ処理システムの構築を行う。年度後半はO3に対応したフォローアップ観測を重点的に行い、複数の中性子星合体イベントの光赤外線対応天体の検出と追跡を目指す。
固体中電子波面変換機能の時間領域シミュレーション

本研究は固体中での電子の波面変換機能を時間領域で解析するシミュレータ開発、開発されたシミュレータを用いた波面変換観測実験の原理実証を目的として行なわれた。シミュレータの主要部開発は前年度に完成されており、本年度は走査探針を用いた電子の固体中波面現象観測実験の原理実証を行った。本実験においては、走査探針から電子が放出され、固体中回折構造を通過し、エネルギフィルタで直進波のみ選り分けられ基板に到達する。この所謂弾道電子放出顕微鏡(BEEM)電流の探針位置依存性が回折パターンとなる。昨年度において、二次元空間における時間領域シミュレーションから、回折構造をInP/GaInAs位相シフタとすることで、従来のBEEM技術を用いて観測の可能性があることが指摘された。しかしながらシミュレーション空間は二次元であり、走査探針の取り扱いは線波源とされていた。そこで、実際の探針形状が点状であり、探針を三次元点状波源としてモデル化する方法を考案し、最終的な波面現象観測の原理実証を行なった。点状波源のモデルとしては、電子の波動関数を探針上で探針先端の物理直径程度の広がりを持つガウス関数として局在させることにより行なった。さらに、ガウス関数を実現するに必要な電子エネルギの広がりと回折パターンのコントラストとの関係を調べた。結果、回折パターンのコントラストは探針先端の物理直径に大きく依存し、直径が1mm程度以上で明瞭な回折パターンが出現することが解かった。本年度は以下の実績を得た。1. FDTD法による電子波回折シミュレーションにより、位相シフタ構造による回折効果の電子エネルギ依存性を調べた。GaInAs/InPデバイス構造においては、約200meVのエネルギ広がりに対してコントラストの取れる回折パターンが現れることを確認した。200meVという大きなエネルギ広がりが許容されることにより位相シフタ構造は、従来提案されている回折構造、例えばバイプリズムでは許容エネルギ広がりが0.3meVであったことと比較すると、大きな電流値を確保できる点、波面広がりの精密な制御が必要ない点より、固体中での波面現象の実験検証に大いに有利であることが解った。2.新たに提案された走査探針による電子波回折観測の可能性を数値シミュレーションにより検証した。走査探針から電子は放出され、固体中回折構造を通過し、エネルギフィルタで直進波のみ選り分けられ基板に到達する。この原理は量子力学の相反性により証明されるが、現実のデバイスは理論原理の理想とは離れており、現実を反映したシミュレーションが必要となる。回折構造としては1.でその優位性が確認された位相シフタ構造を採用し、シフタとフィルタをInP、自由空間をGaInAsとしてシミュレーションを行い、トンネル電流が10nAの時、1pA以上のBEEM電流が流れ、回折パターンのコントラストも取れることが解った。この電流値は、通常行われているBEEMの電流レベルと同じであり、新回折観測実験が可能であるか確認できた。
界面活性剤による過冷度と氷の付着力抑制の同時制御

氷の冷熱はその適応範囲は広いため,より多くの冷熱を得るための効率的製氷が重要となるが,その不可避の阻害因子が過冷却と冷却面への付着である.そこで,界面活性剤分子の界面吸着により,過冷度と氷の銅板へのせん断応力(付着力/氷の付着面積)を同時制御するための研究を行った.その結果,界面活性剤濃度の増加に伴い,臨界ミセル濃度(CMC)まではせん断応力は低下することを明らかにした.同時に,平均過冷度はCMCまでは増加し,かつ,純水の平均過冷度より各段に大きいが,CMCを超えると一気に純水の平均過冷度より低くなることを明らかにした.また, CMC前後とCMCでの平均過冷度の支配因子を明らかにした.親水性と疎水性の8種類の非イオン系界面活性剤に関して,表面張力と界面活性剤濃度の相関から臨界ミセル濃度(以下,C.M.C.)を算出した後,気-液界面を有するガラス製試験管中で,それぞれの界面活性剤と純水の混合液の過冷度を界面活性剤濃度を変えながら測定した.そして,各濃度での30回の過冷度の測定結果から算出した平均過冷度により結果を評価した.その結果,界面活性剤濃度の変化により,平均過冷度の能動的制御が可能であることが分かった.また,平均過冷度の傾向は,C.M.C.以下とそれより大きい場合では全く異なり,特に,各C.M.C.で各界面活性剤混合液の平均過冷度が最大となることを解明した.さらに,C.M.C.において,気-液界面での各界面活性剤分子の単位面積当たりの吸着量をギブスの吸着式より算出し結果,吸着量の多い界面活性剤ほど,平均過冷度は大きかった.以上より,吸着量と平均過冷度には強い相関があり,即ち,C.M.C.未満では界面活性剤濃度の増加に伴い吸着量が増加することで,平均過冷度も増加し,C.M.C.で吸着量と平均過冷度が共に最大になると予測された.一方,C.M.C.より大きい場合,液中でのミセルにより決まる可能性があるが,今後の検討が必要である.C.M.C.は気液-界面のみに関連するに物理量であり,それ故,固-液界面を有する系での検討も不可欠であった.そこで,ガラス製シリンジで固-液界面のみを有する系を実現し,試験管と同様の実験を行った結果,この系においても,平均過冷度の能動的制御が実現できることを明らかにした.また,平均過冷度の傾向の指標となる濃度,即ち,"特異濃度“がC.M.Cと同様に,各々の界面活性剤混合液で存在し,それらは各々のC.M.C.と完全に一致することを明らかにした.上記結果を考慮して,平均過冷度の制御に対して最も有効な界面活性剤を明らかにした.平均過冷度の支配因子を各界面活性剤のC.M.C.(臨界ミセル濃度)未満とC.M.C.より大きい領域での硬質ガラス製シリンジの装置で実験した.先ず,8種類の界面活性剤全体を対象とし,上記2領域それぞれでの支配因子の検討を行ったが,全ての領域で有意な支配因子は特定できなかった.そこで,8種類の界面活性剤を親水基のタイプにより4分類した.そして,先ず,C.M.C.未満の領域で検討した結果,この低濃度領域では,界面活性剤分子同士は界面では互いに疎に吸着し,その場合,界面活性剤分子は界面に対して傾いて吸着する傾向があり,炭素数が小さいほ傾きは増加する.それ故,炭素数の減少に伴い界面活性剤の吸着による界面の占有有面積が増加し,平均過冷度を増加させることが分かった.よって,この領域の支配因子は,界面活性剤分子の炭素数であることが分かった.一方,C.M.C.より大きい高濃度域では,平過冷度の支配因子は,各々の分類において,数百程度の界面活性剤分子から形成されるミセルの体積が平均過冷度を支配していることが分かった.一方,C.M.C.では,8種類の界面活性剤を分類することなく支配因子を検討した結果,ギブスの吸着式から得られた単位面積当たりの吸着量が大きいほど,平均過冷度は,大きいことが分かった.よって,その濃度での平均過冷度の支配因子は,界面活性剤分子の界面での吸着量と判断された.界面活性剤による氷の付着力の低減効果を検討するための装置を完成させた.そして,1種類に関して特定濃度での実験を終へ,低減効果がある可能性があるとの知見を得られた.そして,その成果を国内学会で発表した.界面活性剤による氷の付着力の低減効果を検討するための実験装置をH27.9中に完成させる予定であったが,8種類の界面活性剤の各C.M.C.(臨界ミセル濃度)未満とC.M.C.より大きい領域での平均過冷度の支配因子の特定に多少時間がかかり,完成が多少遅れた.しかし,最終的には,8種類の界面活性剤の中の1種類についての特定の濃度での,硬質ガラス表面への氷の付着力測定を終へ,その成果を国内学会で発表した.以上より,概ね順調な進捗状況と考えている.非イオン性界面活性剤添加による銅試験板への氷の付着力を能動的に制御することを目的として,界面活性剤分子の疎水基の界面吸着に着目して,氷の銅板への付着力を制御するための以下の実験を行った.

先ず,界面活性剤の添加する非イオン性界面活性剤の濃度を変えることによる銅試験板への氷の付着力への影響と一定濃度の非イオン性界面活性剤を添加した条件下での銅試験板の表面温度が氷の付着力へ及ぼす影響を,界面活性剤の銅試験板への吸着量や界面活性剤が吸着した氷の表面エネルギーの観点から検討した.また,氷の付着力の結果を他の研究者の結果と比較するために,付着力を氷の付着面積で除したせん断応力で評価した.また,付着力測定と氷の付着面積の測定は,走査型プローブ顕微鏡(SPM)を使用してナノスケールで行った.その結果,せん断応力と吸着量には負の相関があり,吸着量の増加によりせん断応力は低下した.そして,界面活性剤濃度の増加とともにせん断応力は低下した.そして,界面活性剤添加により無添加の場合に比べ最大60%以上せん断応力が低下した.また,せん断応力は銅の表面温度の低下とともに増加した.一方,銅の表面温度の低下は銅と氷の表面エネルギーの増加を引き起こした.このことより,せん断応力の増加は,銅と氷の表面エネルギーの増加に起因することが分かった.また,銅の表面温度が低下しても氷に吸着する界面活性剤の吸着量は変化せず,同一の銅表面温度でのせん断応力の低下は界面活性剤の吸着によって引き起こされることが分かった.氷の冷熱はその適応範囲は広いため,より多くの冷熱を得るための効率的製氷が重要となるが,その不可避の阻害因子が過冷却と冷却面への付着である.そこで,界面活性剤分子の界面吸着により,過冷度と氷の銅板へのせん断応力(付着力/氷の付着面積)を同時制御するための研究を行った.その結果,界面活性剤濃度の増加に伴い,臨界ミセル濃度(CMC)まではせん断応力は低下することを明らかにした.同時に,平均過冷度はCMCまでは増加し,かつ,純水の平均過冷度より各段に大きいが,CMCを超えると一気に純水の平均過冷度より低くなることを明らかにした.また, CMC前後とCMCでの平均過冷度の支配因子を明らかにした.本来は,H26-27年度で広範囲のHLB値(親水性と疎水性)を有する界面活性剤を用いて気-液界面を有する系と固-液界面単独系での平均過冷度の能動的制御の可能性や平均過冷度の傾向の指標となる界面活性剤濃度を明らかにすること及び能動的制御に対する最適界面活性剤の選定などを終了する予定であったが,実験が非常に順調に進捗し,H26年度でHLB値が17.3から5.5までの親水性と疎水性の8種類の界面活性剤に対して,科研費申請書に記載した研究の主たる目的である,1界面の種類によらず,界面活性剤濃度を変化させることで平均過冷度の能動的制御の実現と平均過冷度の傾向の指標となる界面活性剤濃度を明らかにすること及び2最適界面活性剤の選定が達成できた.これは,研究代表者のこれまでの研究で得られた界面活性剤に対する多くの知見や科研費申請時に既にHLBが10以上の親水性の4種類の界面活性剤を選定ができ,補助金交付開始までに,それらの4種類の界面活性剤に関しては,概ね評価が終了していたことが最大の理由であると考えている.H27年度は,まず,8種類の非イオン系界面活性剤をその親水基で4分類し,それぞれの臨界ミセル濃度未満,臨界ミセル濃度及び臨界ミセル濃度より大きい濃度条件で,それぞれの濃度域での各界面活性剤の平均過冷度の支配因子を解明し,併せて,1種類の界面活性剤の特定濃度での氷の付着力を測定し,界面活性剤による氷の付着力の抑制効果を検討してきた.
マルチスケール非破壊検査法の提案－逆均質化法の新導入

本研究は,動弾性体積積分法(EFIT)と有限要素法を用いた逆均質化法という数理的手法を用いて,構造物の劣化・損傷の根源となるマイクロクラックの分布を同定するものである.ここでは異方性材料剛性を所与とし,それと等価な材料剛性を持つマイクロクラックの分布を最適化アルゴリズムを用いて求める一連の手法を提案し,その同定性能の検証を行った.これまでのトポロジー最適化を適用した非破壊検査シミュレーションに関する研究では,数カ所の材料損傷部の位置しか同定できなかったが,本手法により,損傷部分の方向を再現できるようになったことは,この分野において一歩前進するものである.本研究は,トンネルや橋梁などの土木構造物に内在する材料亀裂や劣化・損傷を数理的アプローチによって,評価するためのシステムを開発するものである.ここでは,逆均質化法トポロジー最適化という新しい数理的アプローチによって,微細亀裂の幾何学的配置や劣化・損傷したミクロ構造の物理定数を同定できるマルチスケール非破壊検査法の開発を目的とするものである.当該年度は,初年度ということもあり,基本プログラムの環境設定をおこなった.ここでは,研究分担者である中畑の波動伝搬解析プログラムを基本として環境設定を実施した.また,数値計算量が膨大となることから,京都大学のスーパーコンピュータも活用しながら,数値シミュレーションを実施した.これらの計算環境のもと,当該年度では異なる亀裂パターンを想定した波動伝搬解析を実施し,亀裂の深さを同定する評価式の提案を行った.これについては,学術論文に投稿するために準備を行っている.また,これとは別にトポロジー最適化のためのプログラムの構築を実施した.これは次年度に実施するマルチスケールトポロジー最適化の理論とプログラム開発の準備となるものである.現段階では,概ねミクロ材料の剛性を制御するためのアルゴリズムの開発に成功し,プログラムへの実装をおこなった.ただし,基本的に計算量が膨大であるため,プログラム作成時でさえも比較的長い待ち時間が生じるなど作業の効率化を図る必要があるものと思われる.なお,理論や手法の妥当性に関しては,京谷,寺田によって検証されているものの,更なる検証が必要である.トンネルや橋梁などの土木構造物に内在する材料亀裂や劣化・損傷は,構造物のもつ性能を著しく低下させる要因となることから,それらを早期に発見するための非破壊検査法の開発が盛んに進められている.しかし,土木構造物に用いられる従来型の非破壊検査法は既に大きく進展した亀裂の場所等を推定することは可能であるが,本来最も重要な,材料の強度低下を誘発する微細亀裂(マイクロクラック)の計測やミクロ領域における材料の劣化・損傷程度を評価することはできない.そのため,本研究は逆均質化法トポロジー最適化という新しい数理的アプローチによって,微細亀裂の幾何学的配置や劣化・損傷したミクロ構造の物理定数を同定できるマルチスケール非破壊検査法の開発を目的としている.当該年度は,トポロジー最適化を実装することでマルチスケールトポロジー最適化のプログラムを完成させた.ここでの最適化プログラムについては,加藤がこれまでに作成したものをベースとしている.また,目的関数の感度の導出については,その精度を担保するための解析的手法を開発した.具体の数値計算例としては,周期境界を有するミクロ構造を有限要素法でモデル化した.これにより,基礎的段階のトポロジーを得ることに成功した.なお,現在は計算時間を短縮するためにプログラミングを効率化しており,概ねその作業が完了した.また,動弾性有限積分法(EFIT)による波動伝搬解析を使って,亀裂深さを同定するプログラムを作成した.これに関しては学術論文に投稿し,受理された.トンネルや橋梁などの土木構造物に内在する材料亀裂や劣化・損傷は、構造物のもつ性能を著しく低下させる要因となることから、それらを早期に発見するための非破壊検査法の開発が盛んに進められている。しかし、土木構造物に用いられる従来型の非破壊検査法すでに大きく進展した亀裂の場所等を推定することは可能であるが、本来最も重要な材料の強度低下を誘発する微細亀裂(マイクロクラック)の計測やミクロ領域における材料の劣化・損傷程度を評価することはできない。そのため、本研究は逆均質化法トポロジー最適化という新しい数理的アプローチによって、微細亀裂の幾何学的配置や劣化・損傷したミクロ構造の物理定数を同定できるマルチスケールトポロジー最適化のプログラムを完成させた。ここでの最適化プログラムについては、加藤がこれまでに作成したものをベースとしている。また、目的関数の感度の導出については、その精度を担保にするための解析的手法を開発した。具体の数値計算例としては、周期境界を有するミクロ構造を有限要素法でモデル化した。これにより、基礎的段階のトポロジーを得ることに成功した。なお、現在は計算時間を短縮するためにプログラミングを効率化しており、概ねその作業が完了した。なお,当初予定していた動弾性有限積分法(EFIT)による波動伝搬解析を使った亀裂分布の同定よりも有限要素法を用いた方が,安定かつ精度よく解が得られることがわかったため,有限要素法を基本としたアルゴリズムの開発を押し進めた.H27年度は,これまでに開発した有限要素法を用いた逆均質化法という数理的手法を用いて,構造物の劣化・損傷の根源となるマイクロクラックの分布を同定するための大規模数値解析を実施した.ここでは異方性材料剛性を所与とし,それと等価な材料剛性を持つマイクロクラックの分布を最適化アルゴリズムを用いて求める一連の手法を提案し,その同定性能の検証を行った.

本研究の問題設定では,制約条件式の設計変数に関する感度の符号が正負混在することになるため,一般のトポロジー最適化で広く用いられる最適性規準法を適用することはできない.本研究では,そのような条件下でもロバストかつ精度よく解を求めることが可能なMMAと呼ばれる最適化アルゴリズムを適用した.また,本研究で導出した感度式と最適化アルゴリズムのMMAにより,ターゲットとなるマイクロクラック分布が複雑な場合であってもその所与の観測材料剛性に対して,ほぼ同値となる均質化材料剛性が得られることを確認した.具体的な成果は以下のとおり.1)ターゲットとなるマイクロクラック分布が一方向の単純な場合は,その方向(角度)を正しく同定できることが確認された,2)ただし,複雑なマイクロクラック分布を同定する場合は,大まかな分布を再現できるが細部まで再現することはできないことが明らかになった,3)提案手法においては,設計変数の初期値の違いによる同定結果への影響は小さいことが確認された.4)これまでのトポロジー最適化を適用した非破壊検査シミュレーションに関する研究では,数カ所の材料損傷部の位置しか同定できなかったが,本手法により,損傷部分(マイクロクラック)の方向を再現できるようになったことは,この分野において一歩前進するものである.本研究は,動弾性体積積分法(EFIT)と有限要素法を用いた逆均質化法という数理的手法を用いて,構造物の劣化・損傷の根源となるマイクロクラックの分布を同定するものである.ここでは異方性材料剛性を所与とし,それと等価な材料剛性を持つマイクロクラックの分布を最適化アルゴリズムを用いて求める一連の手法を提案し,その同定性能の検証を行った.これまでのトポロジー最適化を適用した非破壊検査シミュレーションに関する研究では,数カ所の材料損傷部の位置しか同定できなかったが,本手法により,損傷部分の方向を再現できるようになったことは,この分野において一歩前進するものである.逆均質化法トポロジー最適化の複雑なアルゴリズムを検証をしやすくするための作業として有限差分法(FDM)による感度を別途導出し、それと比較する作業も完了した。当初の予定であった、EFITを用いたひび割れトポロジーの同定よりも、有限要素法を用いたものの方が現実的かつ安定的に精度のよい結果が得られることがH25年度に把握され,H26年度には理論的に確実なものとなった。これらの背景より、当初の計画案よりも,精度の高い結果を得られるようになったことから順調に進展しているものと認識している。27年度が最終年度であるため、記入しない。応用力学有限要素法ベースでのものの方がより確かな結果が得られることがわかったため,平成27年度はそれを基本とした研究計画に従う.具体的にはミクロ構造に変形を与えてミクロ構造をマクロ構造の挙動を個別に解く、有限要素法を基本として分離型マルチスケール解析の導入することで考えている。ここでは、寺田と加藤の分離型マルチスケールにおける豊富な知見を活かして、これらの問題に対する適切な手法の確立を目指す。ところで,参考となるSigmundらの研究成果では,最適解を求めるアルゴリズムに難があることが事前のレビューでわかっている.
Examining the Effectiveness of Phonetic Negotiation of Form in L2 Pronunciation Pedagogy for Practical Communicative Competence

本研究は、近年文法指導の分野で着実に指導効果を上げてきたフォーカス・オン・フォームに基づく指導を、音声習得の分野に応用したものである。併せて、Phonetic negotiation of formと名付けたフィードバックが、いかに発音能力の伸長に貢献するか検証を試みた。様々な制限があるものの、発音指導におけるフォーカス・オン・フォームの可能性を支持する研究である。英語音声学、英語教育学平成25年度は、文献調査、特に、Ellis等によって提唱された第二言語学習モデルと第二言語音声学で注目されているFlegeやBestの音声習得モデルの統合モデルが可能かどうか、今後の実験や議論のため重要と考えられる文献調査を重点的に行った。次に、音声指導におけるフォーカス・オン・フォーム研究をよく調査してみると、Saitoによるメタ分析では伝統的な指導によりも習得が有意差を伴って促進される傾向にあると報告されているが、最近、米国、香港のジャーナルや博士論文で反例も出ている。このため、Saitoで取り上げられた研究と申請者が注目している反例の報告を再度吟味し、発音指導におけるフォーカス・オン・フォームのアプローチが効果を生む手法と環境を再度確認する必要がある。第三に、教室環境における授業では、学習者の情意要素は決して無視できないものであるが、発音を学習する時の学習者の情意面、学習方略を考慮した指導効果研究が過去に殆どないかなかったため、この点における成果報告の調査に十分務める。上記のような文献調査の過程から、平成26年度以降の調査のための研究課題ないしは(作業)仮説の設定を行った。具体的には、1)フォーカス・オン・フォーム指導が依拠するコミュニケーション活動が音声の学習に効果があるか。2)有意な効果がなければ、考えられうる原因は何か。3)フォーカス・オン・フォームの枠組みにおける指導は、初級学習者を被験者とした時果たして有意差のある効果が生み出されるか。25年度は、先行研究の文献調査と海外における学会における当該テーマの動向を調査し、翌年度からの実験の準備とすることができた。本研究は、学位論文と並行して行われたものであるが、その将来的課題の中で示した「指導の長期化」、「目標実験項目」及び「学習者の個人差」を含めることによってより貢献度の高い研究となり得ると判断したため、1年の研究延長を申請した。この間の研究発表及び準備として当該予算が必要となる。英文校正を発注した際、見積もり以降に、想定外の割引が生じた。これは、英文校正者が想定された仕事量より手間がかからなかったと判断したときの割引のようで、これは見積もり段階では予見できず、差額が生じた。上記研究計画は9月開催の環太平洋第二言語習得学会(Pacific SLRF 2016)にて発表予定でいるため、その準備及び旅費として使用予定でいる。前年度に設定した研究課題と仮説に対し、教室内における実験調査を行うため、予備実験の実施とデータ収集が今年度の主な課題となる。勤務校は、前期・後期の二期制であるため、順調に進めば前期に予備実験と夏期休暇中にデータ整理と予備検証を行って後期の本実験の備えとする。後期には本実験とデータ収集をし、早ければ年度末の春期休暇中にジャーナルへの投稿論文を一件完成させたい。一年間に渡る研究実験においては、被験者となる学生に対して倫理条項を遵守しつつ、予備実験・本実験の概略を1)学習者と指導環境、2)指導、3)評価に分けて以下に示す。1)学習者と指導環境:学習者は、申請者が授業担当を務めるクラスを、学年等を考慮して実験グループと統制グループに分け、スタート時点で大きな成績の違いがないように、また指導中あるいは評価時における欠席者を除外するため、統計調査のため各グループ30名は残るよう留意する。指導期間として、およそ十週間のまたまった期間における学習の進歩を測れるようにしたい。2)指導:実験グループには、フォーカス・オン・フォーム指導を処置し、明示的な音声指導に併せて、習得した知識を手続き化できるように指導する。これと対照的に、統制グループでは、明示的な指導と繰り返し発音練習のような指導を行い、フォーカス・オン・フォームに基づく指導の有無が結果に繋がるべく指導面に留意する。を指導前、指導直後、遅延評価(概ね指導の一ヵ月後)に同一レベルの異なった問題によって測定する。先ず、聞き取りでは当該目標項目をDictationによって聞き取りができるか、発音問題では、単語・まとまった文・即答問題によって評価する。この際、学習者の音声を録音したものを音響分析し、統計、及び効果量において十分か議論する。物品購入その他で使用予定でいる。
都市縮小により生成・再編される緑地の"農"的再生に関する計画論的研究

本研究は以下の3点を明らかにした。(1)緑地の発生・残存のメカニズムは,地形や土地利用の履歴に規定される。(2)緑地の"農"的再生により,防災機能や気候緩和機能,バイオマスエネルギー供給機能を担保できる。(3)緑地の"農"的再生に資する管理のあり方として,都市住民の緑地管理活動が高いポテンシャルを有している。平成19年度は,以下の2点の課題を重点的に行った。1.郊外における空閑地の発生状況とその要因の検討のためのデータベース整備千葉県柏市,茨城県牛久市,埼玉県鳩山町,群馬県足利市などの都心から距離や地形条件の異なる郊外地域を対象に,複数年次の空中写真,ゼンリン住宅地図,地形図等を用いた緑地(空閑地,里山林,農地など)の抽出,分類を行った。緑地の抽出分類に当たっては,空閑地の管理状況や農地の耕作放棄,里山林の植生などを反映した土地被覆分類を用いた。得られたデータは,GISのポリゴンデータとして整理し,分布状況,変遷等の解析を実施した。2.空閑地,里山林,都市近郊農地などの郊外地域の緑地が有する環境保全機能の整理と定量的な評価各緑地がそれぞれどのような環境保全機能を発現する可能性を有しているのかについて整理するとともに,以下の2つの機能について定量的な評価を試みた。(1)緑地の気候緩和機能については,関東地域の都市近郊地域に多く残存する谷津田を対象に現地実測による調査を実施し,谷津田と斜面林の組み合わせが有する気温緩和効果を明らかにした。(2)地域循環系の構築という視点から,里山林のバイオマスが,地域のエネルギー利用と二酸化炭素の削減に寄与する可能性を,植生調査等にもとづく解析により明らかにした。平成20年度は,以下の2点の課題を重点的に行った。1.郊外における空閑地・里山・都市近郊農地の分布及び発現機能の解析千葉県,埼玉県,栃木県,神奈川県,東京都などの関東地方を中心に,空閑地・里山・都市近郊農地の分布と変遷及び各緑地が有する環境保全機能の発現の可能性と地域ごとの期待される機能の解析を実施した。空閑地について,千葉県柏市,東京都日野市,栃木県足利市などを対象に分布と変遷の把握し,詳細な空閑地の類型化と発生メカニズムの提示を行った。結果をもとに災害に対する脆弱性・農的な利用などの観点から評価を試みた。里山・都市近郊農地については,下総台地,比企丘陵地域を対象に分布と変遷を把握し,木質バイオマスの活用,非農業的利用,一時避難場所などの防災上の観点から評価した。2.都市住民による農的活動・緑地管理活動の実態把握千葉県,埼玉県,東京都などの地域を対象に都市住民による農的活動・緑地管理活動の実態把握を実施した。東京都国分寺市,練馬区において,農家・都市住民・自治体担当者・JAなどへの聞き取り調査等をもとに,市民農園,体験農園・援農ボランティアなどの多様な都市住民による農的活動の実態の把握を試みた。埼玉県鳩山町・嵐山町において,農家・自治体担当者等への聞き取り調査により,地域農業の現況と都市住民の農的な活動の関係の把握を行った。千葉県柏市・船橋市等において,里山保全を実施する団体とその関係者にヒアリング調査を実施し,里山に関わる主体及び里山保全に関わる制度の現況把握を行った。最終年次である平成21年度は,本研究のとりまとめを含み,以下の3点の課題を重点的に行った。1.郊外における空閑地・既存農林地の新たな管理主体の検討里山管理に携わる新たな主体として企業に着目し,関東地方を対象として,県レベルでの推進施策を整理するとともに,代表的な事例に関してはケーススタディを行った。2.空閑地・既存農林地がもたらす効用の定量化千葉県市川市の郊外部を対象として,現在見受けられる空閑地の分布を全踏調査によって明らかにし,内水氾濫時の被害軽減の観点から評価した。また,千葉県印旛沼流域を対象として,周辺市街地からの生活排水を浄化する場として都市近郊の耕作放棄田(谷津田)を位置づけ,谷津田の発揮しうる水質改善効果を定量化した。さらに,里山の木質バイオマス供給ポテンシャルを定量化し,収穫・輸送コストの観点から現実的な利用可能性を示した。3.空閑地・既存農林地の農的活用による持続的利用・管理方策の提示関東地方1都6県を対象として,農的活動の継続性を担保するものとして,近隣住居地区も含めた小規模物質循環圏の構築を考案し,需給バランスの分析から成立可能性を解明した。また,現場への展開方策を検討するため,埼玉県北本市の事例を対象として,都市住民による農的活動の成立経緯を明らかにするとともに,生ゴミリサイクル農園における有機性資源利用の先進事例について調査を行った。以上の研究とこれまでの研究成果により,郊外において新たに発生する空閑地と既存の農林地とのそれぞれについて,1)空間的分布,2)適切な維持・管理によって発現される機能,3)維持・管理に関わる主体の3点が明らかにされた。したがって,本研究の最終的な目的は達成されたものと考えられる。
イギリス絶対王政期の国王宮廷の構造的研究

宮内府は中世以来、ハウスホールドとチェムバ-の2部局から構成されていた。ところがヘンリ8世治世にそれに新たにプリヴィ・チェムバ-が加わった。その意味は、単に国王が私的空間を確保することにとどまらなかった。すなわちプリヴィ・チェムバ-は、国王が認めたごく限られた人々しか入室が許されず、国王の権威の発現の場として宮廷社会内部において中心的な位置を占めるようになった。また国王は同局の私的なあるいは非公式な性格を利用して、財務府などの公式な部局を回避する形で国家財政運営にも関わっていたのである。次に検討した国王金庫は基本的にプリヴィ・チェムバ-の職員が管理する私的金庫であった。16世紀半ばの国家財政は、かつて見られなかったほどの危機的な状況に直面していた。そのため国王政府は、部局の統廃合、財務行政活動の調査、経費節減、通貨改革などの方策を通じて、この危機を乗り切ろうとした。そうした方策の1つとして、この国王金庫が積極的に用いられたのである。その理由は、国王金庫が、あくまでも国王の私的な金庫であったことから、非公式性と融通性を兼ね備えており、国王は比較的自由にそれを用いることにある。そのため国家財政収入の主要部分が、まず国王金庫へ準備金として集められ、いかなる危機的な状況へも迅速に対応できる体制が整えられたのである。このように宮廷府はプリヴィ・チェムバ-を通じて国政に深く関わっていたのであり、かつてエルトンが主張したように、1530年代以降に宮内府は国政からまったく退いて国王家政の運営に活動を限定されたわけではなかったのである。本年度の研究で、16世紀初頭に宮内府内部に設置されたPrivy Chamberが、少なくとも16世紀半ばまで国家財政に深く関わっていることを明らかにした。つまりこれまで通説的に論ぜられてきたように、16世紀初頭に国家財政の運営の中心が、家産的な宮内府から官僚制的な中央行政機構へと明確に移行したとは必ずしも言えないということである。しかしPrivi Chamberと国政との関わりは、それだけにとどまらず、秘書業務、印璽の管理、国王の私的生活の世話など多岐にわたっていた。当然のことながら、同局の機能が重要性を増せば、それだけ、同局の官職も宮内府内部の官職序列内でもトップ・ランクに位置付けられるようにもなった。ここで問題となるのは、なぞPrivy Chamberが設置直後から急速に行政機能を拡大していくのかという点であろう。そこで次年度の課題として、同局の実質的な責任者であった宮内次官補(the Groom of the Groom)職の設置にいたる経緯、その行政権限拡大の過程を分析しながら、この問題について考えてみたい。その際とくに問題となるのは、宮内次官補の職務は、国王の用便の処理・便器の管理であったが、次第に国政へも深く関わるようになっていった点である。つまり、宮内次官補が国王の私的な領域のみならず、公的な領域にまで職務権限を拡大することを可能にした背景には、何があったのかということである。より具体的には、宮内次官補職がもともと国王の身体に関わる職務であったことから、かつてカントロヴィチが論じたような「国王の2つの身体」の理論とこの問題の連関性と同職の連関性を中心に論じてみたい。本年度の研究目標は、テューダー絶対王政の特性を、従来のように「王の権力」としてではなく、それを支えていた「王の権威」の問題として捉えようとするものであった。つまり、当時の国王たちは、万人を超越した非日常的な価値観によって自らを象徴化し、絶対的な権威を帯びていった点にこそ、歴史的特性を見て取れるのではないかということである。そこでまず、国王の権威を正当化する価値観として、カントロヴィチが提示した「国王の2つの身体」という国家論ないし王権論がこの時期に成立したことを明らかにした。