hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音速フリージェットPVDによるナノ組織・ナノ構造皮膜作製技術の開発

超音速フリージェットPVDは,不活性ガス雰囲気中で膜原料を蒸発させることにより生成させたナノクラスタを超音速(3.6km/s以上)のガス流により搬送,基板上に堆積,成膜させる新しい成膜原理によるコーティング技術である.本法は高い表面エネルギを有する生成直後のナノクラスタを高速に加速し高い運動エネルギを与え,ナノクラスタの堆積により成膜させるため,低温で高密度の膜の形成を可能である.また,蒸発原子をナノクラスタとして捕集し成膜させるため,既技術に比べ高い成膜速度を得ることが可能である.昨年度の研究において,数ナノメートルの微細結晶からなる,各種,金属膜,金属間化合物膜,セラミックス膜の形成を本法によって達成した.本年度は,昨年度の研究成果をもとにコーティング技術において最も重要な検討項目である基材と皮膜の剥離・密着性に着目し,密着性の基礎的評価として基材-皮膜間の硬度をナノインデンテーション法により評価検討した.その結果,本法により形成させた膜は組成の変化に伴い,皮膜硬度が連続的に変化していることを明らかとした.近年,構造材料に対する要求性能が益々過酷化する中,厳しい使用環境下での基材の損傷を保護する次世代コーティング技術の開発,コーティング皮膜の更なる特性向上が期待されている.コーティング技術の新しい概念としてTBCやEBCなどが世界的な規模で提唱・研究されているが,既存のコーティング技術(PVD,CVD,溶射法,メッキなど)では,次世代TBC,EBCを達成するのは不可能とされ,既存技術を超えた新たな原理によるコーティング技術の開発が切望されている.超音速フリージェットPVDは,不活性ガス雰囲気中で膜原料を蒸発させることにより生成させたナノクラスタを超音速(3.6km/s以上)のガス流により搬送,基板上に堆積,成膜させる新しい成膜原理によるコーティング技術である.本法は高い表面エネルギを有する生成直後のナノクラスタを高速に加速し高い運動エネルギを与え,ナノクラスタの堆積により成膜させるため,低温で高密度の膜の形成を可能である.また,蒸発原子をナノクラスタとして捕集し成膜させるため,既技術に比べ高い成膜速度を得ることが可能である.本研究成果により,数ナノメートルの微細結晶からなる,各種,金属膜,金属間化合物膜,セラミックス膜の形成を本法によって達成した.また平成18年度は,平成17年度の研究成果をもとにコーティング技術において最も重要な検討項目である基材と皮膜の剥離・密着性に着目し,密着性の基礎的評価として基材-皮膜間の硬度をナノインデンテーション法により評価検討した.その結果,本法により形成させた膜は組成の変化に伴い,皮膜硬度が連続的に変化していることを明らかとした.
がん細胞由来エクソソーム中IDO1関連代謝物のがん免疫逃避機構おける役割の解明

本研究は、がん細胞から放出される細胞外小胞(EV)中に含まれる代謝物を同定し、細胞間コミュニケーションにおけるEV中代謝物の役割を探索すること試みるものである。そのために、サイトカインで発現が制御される酵素indoleamine2,3-dioxygenase(IDO1)に着目し、サイトカインの一種であるinterferon-gamma (IFN-γ)による刺激の有無に関連して変動する細胞内、EV内の代謝物に着目した。IFN-γ刺激によって変動する細胞内、EV内の量をメタボローム解析により測定した。特定した代謝物に関連する酵素遺伝子の発現量を定量解析した。併せて、IDO1遺伝子欠損細胞をCRISPR-Cas9システムを用いて作成しIDO1遺伝子との関連を同様に検討した。またがん細胞に対するIFN-γ刺激という実験モデルの性質から、EV中代謝物によるがんの免疫逃避機構における役割に着目し検討した。メタボローム解析の結果から、IFN-γの刺激によりいくつかの代謝物がEV中で増加することを見出した。増加した代謝物内に既に免疫抑制作用が報告されているアデノシンが含まれていた。以降はアデノシンに着目し検討を行った。IFN-γ刺激によるアデノシン関連酵素遺伝子の発現量を定量解析することにより、EV中のアデノシン増加とIFN-γ刺激の関連を見出した。一方でアデノシンとIDO1遺伝子との関連については、IDO1遺伝子欠損細胞株では、IDO1遺伝子の異なる部位をターゲットとした細胞株を2株樹立するとこに成功した。しかし、細胞株樹立時に単一の細胞にするため細胞間の性質が均一でなく、十分な関連性を示せていない。また、EV中のアデノシンが特定の免疫抑制作用の可能性を見出した。IDO1遺伝子欠損細胞株の樹立とIDO1遺伝子の発現とEV中の代謝物の増減における関連性の検証に当初の計画よりも時間を要した。また、アデノシンによる免疫抑制作用の検討においても、計画当初はEVのターゲット細胞としてマクロファージを予定していたが、より有望な免疫抑制作用の機序の可能性が判明したため当初の計画を若干変更する必要が出てきた。一方で、既にEV中のアデノシンが特定の免疫抑制作用を示すことに成功しているため、それに併せて実験計画を変更することにより、当初の予定通り、期間内にがん細胞から放出されるEV中に含まれる代謝物を同定し、細胞間コミュニケーションにおけるEV中代謝物の役割を見出すことは可能であると考えている。2018年度における様々な検討により、EV中のアデノシンによる免疫抑制作用の可能性を見出すことに成功した。一方でこの免疫抑制作用は当初予定していたものと異なる。そのため、2019年度においてはこの免疫抑制作用に関連した実験計画へと軌道修正し、検討を行う。

次年度使用額が生じた理由:IDO1遺伝子欠損細胞株の樹立、IDO1遺伝子とEV中の代謝物の関連性に対する検証に当初の計画よりも時間を要したため、全体として実験計画が遅れた。併せて当初予定していた学会に参加しなかったため、学会参加費、旅費が予定よりも掛からなかった。次年度使用額の使用計画:2018年度における検討により、当初予定していなかったEV中のアデノシンによる免疫抑制作用の可能性を見出すことに成功したため、それらの検証に使用する。
砒素による酸化的DNA損傷とその修復

砒素化合物は肺、皮膚、膀胱、および肝臓に癌を発生させる、培養したヒト肺がん細胞(A549)に対し0.5-2mMの砒素化合物(Sodium arsenite)を4時間作用させた。市販のキットを用いて鉄キレート剤Desferal共存下でDNAの抽出を行い8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OH-dG)の生成を調べた。従来の高速液体クロマトグラフィー電気化学検出器(HPLC-ECD)装置による分析で砒素化合物の濃度に依存して8-OH-dGの生成することが確認された。コントロール細胞の8-OH-dGレベルは10の6乗のdG当たり1.3程度であった。一方、新しい試みとして市販のOxy DNA Assay Kit (FITC-avidin-conjugate)を用いて砒素化合物で処理した細胞を染めて蛍光顕微鏡により8-OH-dGの定量を試みたところ砒素処理により核が緑黄色に染まり蛍光強度をフローサイトメトリーにより測定すると砒素化合物の濃度に依存して増加していた。また砒素化合物処理によりnicking assayによる8-OH-Gua修復活性は低下する事、RT-PCRにに測定した8-oxoguanine-DNA glycosylase 1(OGG1)mRNAの発現が低下する事、Westernblotにより測定したOGG1タンパク量は低下することがわかった。これらの結果から砒素化合物による発がん機構として活性酸素によるDNA損傷が考えられること、またヒト培養細胞中の8-OH-dGの増加は活性酸素の生成および修復活性の低下の両方に起因することが考えられた。
夫婦財産関係法の再構築

本研究は、婚姻財産を1婚姻の財産的効果の一連性を支える概念としての機能、2夫婦の財産関係における独立と保護を実現する基盤としての機能という2つの観点から分析する。これにより、現行民法の別産制のもとで、婚姻締結前及び締結後に貫かれるべき夫婦各自の独立性及び私的自治と離婚・死亡による婚姻解消時の配偶者を中心とした家族の権利や保護の確保という一見対立する二理念を、一貫した婚姻の財産的効果として位置づけ、夫婦財産関係法の体系的整序を行うことを目的とするものである。2009年に民法改正委員会家族法作業部会報告の中で提言された法定財産制(民法762条)の変更、夫婦財産制を婚姻解消時における財産関係の清算と連動させる後得財産分配制の採用、及び居住用不動産の処分制限規定(別産制のもとで所有者たる配偶者が婚姻住居を処分する際に他方配偶者の同意を要求する)の導入について、その具体的課題及び法制化に際しての問題点を検討した。そのための基礎的作業として、「法制審議会民法部会小委員会における仮決定及び留保事項(その一)」以降の議論に着目しながら、この問題に関する立法提案と議論の推移を学説と判例に基づき検証した。また、上記民法改正委員会家族法作業部会報告の後得財産分配制の分析にあたり、必要なドイツ法の調査を目的としてマックスプランク・ヨーロッパ法史研究所(フランクフルト・ゲーテ大学)において平成28年2月19日から同年3月4日まで在外研究を行い、資料の収集と検証を実施した。さらに同研究所における共同研究プロジェクト「19世紀におけるドイツと日本の法発展」に関する研究会(平成28年2月24日)に参加し、日本法の形成におけるドイツの影響について知見を得た。平成27年度の研究成果については、(1)横浜弁護士会会員研修会(題目「遺産分割の問題点ー「破棄」判例を中心にー」平成27年12月7日午後5時午後7時、横浜弁護士会館)、(2)横浜弁護士会・民法(相続法)改正講座(題目「民法(相続法)改正」平成28年3月14日午後3時午後5時横浜弁護士会館)、(3)民法学研究会(題目「近時の財産分与事情」平成28年3月26日、同志社大学)で報告を行った。平成27年度は、わが国の夫婦財産関係法について離婚の法的効果である財産分与及び相続における配偶者の権利を中心に近時の重要諸判例に関する網羅的な分析を行った。その成果は、上述(1)横浜弁護士会会員研修会及び(2)横浜弁護士会・民法(相続法)改正講座で発表し、弁護士ら法曹実務家を中心に意見交換を行う機会を得た。また、離婚と配偶者の経済的地位に関するアメリカの議論を検討し、CYNTHIA LEE STARNES, THE MARRIAGE BUYOUT: THE TROUBLED TRAJECTORY OF U.S. ALIMONY LAW(New York University Press, 2014)等をもとに婚姻におけるパートナーシップ理論について考察した。その成果の一部は、アメリカ法2015-2号において公表することとなっている。在外研究についても、フランクフルトのマックスプランク・ヨーロッパ法史研究所を拠点として、ドイツ民法典の成立過程における各ラントの夫婦財産法の状況及び現代的課題としてのヨーロッパ家族法の動向に関する調査と資料収集を行った。また、同研究所の研究員を中心にドイツにおける夫婦財産関係法の現状とドイツ相続法形成の歴史について助言を得ることができた。その成果は、上述(3)民法学研究会での報告とそれに基づく検討等をもとに、論文として公表する予定である。1.わが国における婚姻住居をめぐる裁判例の調査と分析わが国の近時の離婚における裁判例を見ると、財産分与をなすことが困難と考えられる事案が特に婚姻住居の処理に関して増えている。その理由として、財産分与の内容が当事者間で必ずしも明確でない事案や、財産分与の取決めをしないまま、あるいは一部の取決めのみをして、離婚が成立し、その後の夫婦の財産関係の処理が建物明渡請求や賃料相当損害金の請求等という形で争われる事案の増加が上げられる。そこで、平成28年度は居住用不動産を中心とする婚姻財産の清算に焦点をあて、わが国の近時の裁判例の動向を検証した。2.アメリカを中心とした夫婦財産関係法の調査研究アメリカでは別産制州においても、婚姻解消時の配偶者の経済的保護を目的として、離婚時の生活保障、死亡解消時の被相続人の遺産に対する選択的相続分や家産手当・家族手当等を法律によって保障する。これらの諸制度の背景には、婚姻を経済的なパートナーシップ関係と見るか扶養関係と見るかという理念の対立があり、いずれにウエイトを置くかでその規律内容が異なってくる。これが顕著に表れるのが選択的相続分である。これは、生存配偶者が被相続人の遺言に従って遺産を取得するか又は当該遺言を放棄し被相続人の遺産の一定持分を取得するかの選択権を与えられることに由来するもので、婚姻財産に対する所有者たる被相続人の私的自治・処分の自由と生存配偶者の権利の衝突を示すものとなっている。婚姻財産という観点からは、統一婚姻財産法典等にみられる離婚時の夫婦の財産概念も影響を与えている。そこで平成28年度は、前年度からのドイツ法に関する調査と並行して、アメリカにおける別産制州の婚姻解消時の婚姻財産の処理に関する研究を行った。そこでは、文献資料に基づく考察とともに、大学休業期間を利用してドイツとアメリカでの資料調査・収集も実施した。

1.平成29年2月21日から25日までドイツのマックス・プランク・ヨーロッパ法史研究所において前年度の調査の補完を行った。また、アメリカ法についても平成29年3月19日から23日までアメリカ・ワシントン州のワシントン大学において婚姻財産に関する資料を調査・収集した。これにより次年度における本研究遂行のための基礎的資料を整えることができた。2.平成28年3月26日に民法学研究会(於:同志社大学)において、わが国の裁判例の分析をもとに「近時の財産分与事情」に関する報告を行い、その成果を「財産分与をめぐる近時の課題」として『大改正時代における民法学の課題と展望』(平成29年9月発刊予定)に公表する予定である。3.婚姻におけるパートナーシップ理論について、アメリカ法2015-2号(平成28年4月)に紹介(「婚姻の買取り」)を公表した。4.アメリカにおける相続・遺言制度と検認裁判所の発展に関する考察をもとに、配偶者の権利についてわが国の相続法改正の動向も踏まえながら検討し、その成果を「配偶者相続権と法の役割ーアメリカにおける検認裁判所の発展と配偶者の権利ー」ケース研究328号(平成29年2月)として公表した。1.平成27年度、平成28年度及び本年度に実施したドイツ及びアメリカの夫婦財産制に関する研究結果の分析を進めた。この作業と並行して、婚姻の財産的効果を1夫婦財産制、2財産分与、3配偶者相続権の枠組みから検証し、ドイツとアメリカにおける実体法及び手続法の状況について検討した。婚姻財産の独立性と保護性という見地から、夫婦の財産関係に関する法の再整備について本研究成果を纏め、書籍として公表する予定である。2.すでに公表ないし公表確定した本研究の成果として以下のものがある。(1)平成28年11月6日の日本家族<社会と法>学会第33回学術大会(於上智大学)におけるシンポジウム「家族法改正ーその課題と立法提案」での報告「婚姻の効力」の内容を纏め、「婚姻の(一般的)効力ー婚姻当事者間の権利義務ー」家族〈社会と法〉33号(平成29年10月)として公表した。(2)日本の近時の財産分与に関する判例の動向を分析し、「財産分与をめぐる近時の課題」(深谷格・西内祐介編『大改正時代の民法学』〈成文堂、平成29年12月〉所収)として公表した。(3)日本で現在進められている相続法改正の動向について研究を進め、その成果の一部を平成30年3月30日に神奈川県弁護士会(司法制度委員会主催講演会)において講演した。(4)財産分与及び離婚慰謝料に関する研究成果を論文として纏め、『現代家族法講座』(日本評論社、平成30年刊行予定)に「離婚給付と離婚慰謝料」として公表する。本研究は、婚姻財産を1婚姻の財産的効果の一連性を支える概念としての機能、2夫婦の財産関係における独立と保護を実現する基盤としての機能という2つの観点から分析する。これにより、現行民法の別産制のもとで、婚姻締結前及び締結後に貫かれるべき夫婦各自の独立性及び私的自治と離婚・死亡による婚姻解消時の配偶者を中心とした家族の権利や保護の確保という一見対立する二理念を、一貫した婚姻の財産的効果として位置づけ、夫婦財産関係法の体系的整序を行うことを目的とするものである。
繰り上がり過程の研究

ランダムに生成される整数の足し算の繰り上がりの列をマルコフ連鎖とみなすことが出来る。このマルコフ連鎖の推移確率行列は固有値、固有ベクトルを表す閉じた式が存在する。このマルコフ連鎖を一般化したものについて、同様の公式を得ることが出来た。またこのマルコフ連鎖と一般化置換群の上のリッフルシャッフルと呼ばれるマルコフ連鎖の間の関係について解き明かすことが出来た。繰り上がり過程(carries process)について研究を行った。連携研究者である学習院大学中野史彦氏と多くの打合せ、セミナーを行った。申請時に得られていた結果は一般化された繰り上がり過程の様々な性質がオイラー数を一般化したもので精密に記述できることであった。これまでに得られた一般化された繰り上がり過程について、一般化対称群上に拡張されたriffle shuffleと呼ばれるランダムウォークとの間の関係を明らかにした。riffle shuffleにおける一般化対称群のdecentの変化が一般化された繰り上がり過程そのものであることを全単射を構成することにより示した。これらは当初の研究の目的の主要部分であった。今後は研究の目的の残りの部分であるFoulkes指標との関係を明らかにすること、行列式過程との関係などを明らかにしていく予定である。研究目的に書いた一般化された繰り上がり過程と一般化対称群上に一般化されたリッフルシャッフルの間の関係(ある種の全単射)を構成することに成功し、この結果を述べた論文がDiscrete Mathematics誌に採録された。この結果については共同研究者の中野史彦氏が国内外の学会・研究会において発表している。研究目的に書いた以上の結果が得られつつある。F.Bergeronらのsignedpermutationsのdescent algebraに関する結果を拡張してindexed permutationに一般化し、その過程でamazing matrixと呼ばれる繰り上がり過程の推移確率行列の固有ベクトルが自然に現れることを示し、この結果を現在論文原稿として執筆中である。3月にフランスボルドー大学で開催されたConference Dedicated to the Scientific Legacy of Marcel-Paul Schutzenbergerに出席した。その後、パリ13大学にG.Duchamps教授を訪ね議論を行った。共同研究がうまくいったことと、サバティカル休暇を大学から与えられ多くの時間を研究に費やすことが出来た。カードのリッフルシャッフルやtop torandomシャッフルなどの対称群の上のランダムウォークは超平面配置の一種であるbraid arrangementのchamber上のランダムウォークとみなすことが出来る。前年度までに一般化された繰り上がり過程が一般化対称群上のリッフルシャッフルのdescentの変化とみなせることをあきらかにしたが、これらに対応する超平面配置上のランダムウォークやそれらをさらに一般化した半群の作用によるランダムウォークとして理解することを試みたが、思うように研究は進展しなかった。しかし、現在の研究の流れの概観をつかむことが出来つつあり、目標はしだいに具体化されつつある。有限半群の組合せ論や表現論が近年大きく進展しつつあり、多くの研究者の注目を浴びているが、日本国内ではまだほとんんど知られていないので、進展に追いつけるよう努力したが、論文として公表出来るだけの成果を得ることは出来なかった。研究以外での業務の負担が予想外に重くなり、思うように進展しなかった。足し算の繰り上がりがなす有限マルコフ連鎖carries processについて研究を行った。特に推移確率行列の固有値、固有ベクトルを明示公式を得ることが出来た。また、このマルコフ連鎖がリッフルシャッフルとよばれる一般化置換群の上のランダムウォークにおけるdescentと呼ばれるものの推移とまったく同じものであることを明らかにした。この事実の証明にはこの2つの異なる確率過程の間にある種の明示的な全単射を構成することによってなされた。研究成果はAdvances in Applied Mathematics, Discrete Mathematicsといった学術誌に論文として掲載された。またFPSAC2014においてポスター発表を行っている。これらの論文はP.Diaconis氏をはじめとした海外の著名な研究者からも論文中で引用されている。また一般化置換群上のリッフルシャッフルについては、シャッフル後の確率分布を明示的に与える式を得ることが出来た。これにより収束時間(混合時間)の見積もりが可能となった。研究期間の後半ではより広いクラスのマルコフ連鎖について研究を行った。これは左正則帯と呼ばれる有限半群のランダムな作用としてマルコフ連鎖を定式化出来る場合に、そのスペクトルや定常分布、収束時間などを計算する一般的な理論が知られており、これらの理論を用いて繰り上がり過程を含む様々なマルコフ連鎖を定式化する試みを行ったが、今のところ成果は得られていない。予想していた通りの結論を定理として得ることが出来た。思っていたより問題が易しかったのかもしれない。本研究課題については今後も継続して研究を行う。特に今年は海外の研究者を訪ねて、新しい視点から研究を見直したい。上述した超平面やそれを一般化した半群的な方法により、研究を進展させたい。有限マルコフ連鎖上述したように研究は予定よりも早く進展し、また更なる発展が見込まれる。今年はMITのRichard Stanley氏と議論する機会を得たので有効に活用したい。

次年度が最終年度にあたり、本年度より研究発表などのため、多く旅費がかかることが予想されたため、次年度に繰り越した。研究以外の業務の負担が予想以上に重たかったため、思うように研究を進展させることが出来なかったため。本年度は予定していた以上の海外出張を行った。予定していたPCの新規購入を来年度以降に遅らせることにしたため。上述した通り、国内での研究発表等の旅費を当該年度より多く使用する予定でいる。昨年度出来なかった学会への参加、研究者の訪問などを積極的に行いたい。昨年度、執行出来なかった額を老朽化したインクジェットプリンタの購入費用にあてる。
生態的攪乱の時間的発生頻度が生態系の安定性に及ぼす影響に関する数理モデル

生態的撹乱をそれらの数理モデルに導入することによって本研究の対象となる数理モデリングを行い,その解析を進めた。特に、現在、洪水に代表される河川の撹乱に依存して存続してきたと考えられるカワラノギクなどの河原の植物の動態について、植物個体群動態に関しての基礎モデルとして研究されてきた遷移行列モデルをもとに数理モデルを構成し、数学的および数値計算による解析を行い,その結果を議論した。現在,その成果を論文にまとめつつある。また,平成9年10月14-16日にスペインで開かれるThe First International Conference on Ecosystems and Sustainable Development(Castle of Peniscola,Spain)において講演発表する予定である。カワラノギクのように,周期的に生起する生態的撹乱に依存する植物個体群の存続性は,その周期に密接に関わるような個体群の増殖性およびその生活史が適当であるときに限り期待できる,という結果を数理モデル解析の結果によって明確に論じた。また,周期的に生起する生態的撹乱にその存続を依存する植物個体群については,一年生よりも多年生であることが,あるいは,一年生でなく多年生であることが必要であるような場合があることも示された。一方,恒常環境における相当の微分方程式系による数理モデルに対する、ある時間的周期で発生する撹乱を導入した差分微分方程式系による数理モデリングに関して,単一種系であるMalthus増殖系やLogistic増殖系のダイナミクスの性質の解析を進めつつある。それらの解析は,複数種生物個体群動態に関する微分方程式系による数理モデリング研究の基盤となるものである。
脳波（ＥＥＧ）を用いた装着型多自由度外骨格ロボットのパワーアシスト技術の開発

外部の力センサや筋電センサを使わずに、運動または運動想起時の人の脳波(EEG)信号を用いて、人の行動意図を認識し、装着型多自由度の外骨格ロボットを利用しようとする時の人の多次元の必要な力・トルク情報を推定することにより、脳卒中の障害者の運動機能回復や健常者のパワーアシストが可能になる非侵襲型BMI(ブレインマシンインタフェース)を用いた装着型多自由度外骨格ロボットの制御技術の確立及び実機検証を行った。平成27年度での目的は、運動または運動想起時の人の脳波を認識・抽出し、脳波から肘と肩関節ごとで人の1次元の力またはトルクを推定でき、ロボットの1自由度のパワーアシストが可能となる基礎を構築して、実機検証を行うことである。具体的な結果の以下のとおりである。まず、人の肘関節と肩関節ごとで1次元の力またはトルクを推定するために必要な脳活動情報を分析し、必要な実験環境や実験条件を考慮したうえで、実験タスクを設計した。そして、確実に有効な脳信号を得るため、脳信号の測定場所や必要なチャネル数を決めた。さらに、前述した手法を開発すると同時に、装着型軽量上腕パワーアシスト装置を開発・改良している。以上の研究により、査読付きの雑誌論文2篇、査読付きの国内会議論文2篇、査読付きの国際会議論文3篇、国内学会発表21回、4回の発表優秀賞を受賞された研究結果になった。述べたように、初年度の平成27年度での目的は、運動または運動想起時の人の脳波を認識・抽出し、肘関節と肩関節ごとで人の1次元の力またはトルクを推定でき、ロボットの1自由度のパワーアシストが可能となる基礎を構築して、実機検証を行うことである。現時点では、脳波から肘・肩の筋電(関節トルク)の認識・抽出・推定ができ、推定された筋電と実測の筋電の相関係数は0.94となり、良い推定結果が得られた。また、これらの結果に基づき、実機の検証実験を行っている。平成28年度では、前年度の脳波による肘関節と肩関節の人の1次元の力またはトルクの推定の結果を踏まえ、主成分分析を用いて人の運動意図である表面筋電位と脳波の線形モデルを構築することで、脳波から表面筋電位および肘と肩のトルクを推定出来ることを示した。また、脳波の中に含まれるα波とβ波のパワースペクトルの周期性の変化が、表面筋電位の振幅と相関があることを突き止めた。これらの結果を応用し、主成分分析による線形モデルで学習される入力信号に周期パワースペクトルを用いることで、更新を必要としない推定モデルを作成し、その有効性が示された。上記の結果により、脳波から推定された関節トルクを入力信号として被験者と実際の筋電と推定筋電によってロボットアームの制御実験を行った。被験者が力を入れると共に脳波から関節トルクが推定され、ロボットアームが屈曲し、被験者が力を抜くとロボットアームが伸展する。これにより、脳波の周期パワースペクトルから人の関節トルクを推定し、脳波によるロボットアーム操作を行うことが出来た。現在は、肘関節と肩関節の人の1次元の力またはトルクの推定から、肘と肩が連動できるように2次元の力・トルク情報の推定を行っている。さらに、前述した手法を開発すると同時に、装着型軽量上腕パワーアシスト装置を開発した。このパワーアシスト装置を本研究の実験プラットフォームとして使う予定であり、現在は製品化を向けて国内のある大手企業と共同研究を行っている。以上の研究により、査読付きの雑誌論文2篇、査読付きの国内会議論文4篇、査読付きの国際会議論文6篇、国内学会発表28回、2回の発表優秀賞を受賞された研究結果になった。述べたように、平成28年度では、前年度の結果を踏まえ、脳波から表面筋電位および肘と肩のトルクの推定は高い精度で得られた。また、脳波の中に含まれるα波とβ波のパワースペクトルの周期性の変化が、表面筋電位の振幅と相関があることを確認し、実機でロボットアームの1関節の屈曲・進展実験も確認された。平成29年度では、前年度の脳波の中に含まれるα波とβ波のパワースペクトルの周期性を用いて、主成分分析および線形モデルで学習手法による、脳波信号から肘また肩のトルクの推定結果を踏まえ、運動準備電位と呼ばれる自発的な運動の前後に生じる特徴的な脳波変動に着目し、肘・肩・連動動作の特徴量の調査を行い、運動準備電位から肘・肩・連動動作の動作推定の可能性を示唆した。また、脳波により上半身のパワーアシストを実現するため、上肢の運動と脳波の変化も調べた。さらに、ミラーニューロンシステム(Mirror Neuron System)の概念に基づいて、人間が重りを持っているかどうかの判別ができた。パワーアシストの研究に関しては、上半身装着型ロボットスーツ「FEA2」を用いて3軸の力センサによりパワーアシストの研究を行い、片関節、肘と肩の2関節連動でパワーアシストができるようになった。さらに、筋電や力センサなどの外部センサを使わずにセンサレスで上半身装着型ロボットスーツによりパワーアシスト技術の開発に挑み、センサレスで肘関節のパワーアシストに成功した。以上の研究により、査読付きの雑誌論文3篇、査読付きの国際会議論文3篇、国内学会発表13回、3回の発表優秀賞を受賞された研究結果になった。

外部の力センサや筋電センサを使わずに、運動または運動想起時の人の脳波(EEG)信号を用いて、人の行動意図を認識し、装着型多自由度の外骨格ロボットを利用しようとする時の人の多次元の必要な力・トルク情報を推定することにより、脳卒中の障害者の運動機能回復や健常者のパワーアシストが可能になる非侵襲型BMI(ブレインマシンインタフェース)を用いた装着型多自由度外骨格ロボットの制御技術の確立及び実機検証を行った。今年度は、主に前年度の脳波による肘関節と肩関節の人の1次元の力またはトルクの推定から、多次元の力・トルク情報を推定することに拡張する。それと同時に、筋電を出せないまたは出にくい障害者も外骨格ロボットを使えるように、脳波に含まれる筋電信号を認識・区別し、運動または運動想起時で起こる脳波のみで、ロボットのパワーアシスト手法を開発する。さらに、パワーアシスト装置の改造や関節の追加なども検討し、必要な改造や追加を行う。H29年度では、前年度で行った脳波による肘関節と肩関節の人の1次元の力またはトルクの推定から、多次元の力・トルク情報の推定をさらに行い、その技術を確定すると共に、常に変化している脳波に対応する学習機能や使用者の運動想起の負担を軽減する適応機能を導入し、リアルタイム制御技術を含む装着型多自由度の外骨格ロボットを対象とする脳波を用いたパワーアシスト技術手法を確立する。ロボット工学元々人の腕に取り付けられるように2関節のパワーアシスト装置を大幅に小型化・軽量化の改良・製作費は1100千円を計上した。去年、群馬県内のある工業高校機械科の高校先生が本研究室に1年間の研修をした。その先生が自らパワーアシスト装置の改良や部品の製作をしたので、その費用は大幅に節約できた。前年度に開発した装着型軽量パワーアシスト装置の改造・制作費の支出は元の計画より、節約できた。学生の国際会議の参加費として使う予定である。
ヘテロクロニー（異時性）仮説から見た発達加速

初潮年齢は、個人の発達指標であるとともに、生活史理論から見ると進化発達的指標でもあり、発達の加速は進化における異時性の視点からも興味深い。近年、日本における平均初潮年齢は、低年齢化したままで変化は少ない。しかし、進化的傾向に逆行する、低年齢化の影響は、女性の発達に大きな影響を与えている。初潮年齢は、朝食や、睡眠時間のような健康習慣が悪化すると低い傾向が見られた。一方、性別受容は、既潮群の肯定率が低い。また、思春期前後では「保育士」ような、乳幼児に関わる職業が選択される傾向がみられるが、時代的に選択率が低下する傾向もみられ、思春期に子供への関心を高める効果が低下していることも考えられる。年度前半は、今回の研究の比較資料となる平成23年2月に実施した第13回の全国初潮調査の結果45,665人の資料を中心に分析した。主として、初潮年齢の、児童・生徒の大人になったらなりたいもの(職業的同一性に関わる質問)、および女子に生まれてよかったか(性別受容に関わる質問)との関係を分析した。女子児童・生徒は、思春期、言い換えれば初潮の時期と同期する時期に、保育士や幼稚園の先生といった幼児に関わる職業が一番人気となった。これは、先行研究で示されている、女性の乳幼児の選好傾向のピークが思春期にあることを示し、霊長類のアロマザリングと類似現象の可能性が示された。この乳幼児の選好傾向は、初潮の時期と関係し、中学3年生の分析では、早熟傾向のものは選好比率が低いことが示された。同様に性別受容においても、早熟傾向は否定的に関係することが示され、いわやる発達加速が女性心理に与える影響が示された。年度後半では、第14回全国初潮調査の準備と発送、回収を行った。まず調査項目を上記平成23年実施の第13回全国初潮調査との比較を可能にするため、同一のものとした。初潮の時期のほかに、性別受容、朝食習慣、調査前夜の睡眠時間、興味・関心と将来なりたいものを尋ねた。調査対象校6880校を全国から無作為抽出し、依頼状、これまでの調査結果、個人調査票とともに1月末に郵送し、2月中の実施を依頼した。平成27年4月15日現在47都道府県の小・中学校1091校から返送されており、3万人を超える協力者を確保したと思われる。過去の回収学校数からの推測では、最終的には4万人前後の個人資料となる予定である。現在、返送された1091校の学校単位の資料を都道府県別に分類作業中であり、今年度の集計・分析の準備を行っている。平成27年2月に実施した全国調査により、4月までに、47都道府県より1000校を超える小中学校の協力を得た。4月以降、この資料を都道府県別に分類し、学校単位で入力作業を行った。現在、約4万2千人程度の児童・生徒の個人データを集計中である。その間、比較データとなる2011年の沖縄県のデータを分析した、日本女性の初潮年齢には、年間加速現象として全国的な低年齢化が見られるとともに、発達勾配現象として、諸外国に比較して低年齢である、さらに国内地域差も確認されてきており、例えば沖縄県における平均初潮年齢は一貫して全国平均よりも早い傾向が見られた。沖縄は青森、秋田県などとともに早熟傾向が見られる代表的な地域である。また沖縄は、女性の平均寿命の長さ、合計特殊出生率の高さ、離婚率の高さ等でも知られ、女性の生涯発達の視点で特徴のある地域でもある。分析の結果、沖縄における平均初潮年齢は一貫して2ヵ月程度低い傾向が見られている。沖縄女性の性成熟は世界的にも早熟な地域と考えられる。沖縄の児童・生徒には、相対的に、小柄な身体で、性成熟が早いという傾向が見られる。欧米に比較しての日本の傾向でもあり、沖縄はヘテロクロニー仮説の検証地域としての可能性とともに、日本全体の傾向を予測する地域としての可能性が示された。なかでも、朝食習慣や睡眠時間に見られる健康習慣の悪化した児童・生徒の平均初潮年齢はさらに低い。一方で、乳幼児に関わる関心は他県より高いという心理的傾向が見られた。沖縄の傾向からも初潮年齢の個人差・集団差は、女子思春期開始の指標としてだけではなく、他の心身の発達と連動する発達指標・健康指標としての可能性が示唆された。約4万2000人分の全国資料を収集したが、その分、集計も遅れ、調査協力校への報告書送付も遅れている。2015年2月に実施した全国調査の単純集計を2016年6月に終え、同月、調査協力校に報告書を送付した。今回の調査では、47都道府県から小学校509校、中学校594校、計1,103校(回収率15.9%)の協力により、のべ42,066人の個人資料を得た。ただし、初潮・初経に関する有効回答者は41,838人(有効回収率99.5%)であった。母集団約335万人の1.2%に相当する。

全国集計の結果、小学校4年生の既潮率は7.7%(前回7.4)%、5年生27.4(25.2)%、6年生60.0(57.6)%、中学校1年生83.1(82.8)%、2年生95.5(95.1)%、3年生98.4(98.7)%であった。()内の2011年に比較して、中3以外微増傾向であった。これらの学年別既潮率からプロビット法(対数変換なし)により推定した。平均初潮年齢(50%推定年齢、中央値)は、12歳1.7ヵ月(標準偏差1歳4.0ヵ月)であった。1997年以降、12歳2ヵ月程度で推移していたが、わずかに低年齢化した。世界的な低年齢が持続していると考えられる。ただし、上記学年別既潮率からの平均初潮年齢は、満月齢別既潮率の推移と比較すると、誤差が見られることが判明した。一方、思春期変化の時期に個人差があることはよく知られている。小学校3年生までの来潮者は、0.79%であり、全国で各学年4,500人程度存在することになる。他方、中学3年2月で既潮率が98.4%ということは、1.6%の未潮者が存在することになり、調査時点での中学3年生在籍者574,046人から推測すると9,334人になる。中学卒業時にも9千人前後の未潮者が存在すると推定される。さらに、付加質問として、性別受容、調査前夜の就寝時間、調査日の起床時間、この1週間の朝食回数、将来の職業の単純集計を行った。研究実績の概要で記述したように、本研究の基礎であり出発点でもある平均初潮年齢の推定法に関して、学年別既潮率からの推定法には方法論上の問題点がはっきりした。このため再計算が必要となり研究に遅れが生じた。平成29年度には、本研究の理論面の再検討とともに、平成27年2月に回収した資料から、主に性別受容、乳幼児への関心、健康習慣の3点で来潮との関連を分析した。分析対象は、小学校4年から中学校3年の女子児童・生徒41,838人であった。1.性別受容:思春期前後の女子児童・生徒の性別受容の学年変化と時代変化について調べた。性別受容・肯定率は、小学4年生から中学2年生にかけて肯定率が低下し、中学3年生で上昇する傾向は1987年以来変化していない。28年間、肯定率が上昇傾向にある。性別受容・肯定率が最低になる中学2年生の肯定率も、2015年には全学年で過半数を超えた。性別受容・肯定群を各学年別に既潮・未潮で分類すると全体して有意差が見られ、従来通り、各学年で既潮群の肯定率が低い。2.乳幼児への関心:将来の職業として保育士・幼稚園教諭を選択する比率は、来潮の時期に上昇する傾向が見られるため、乳幼児への関心は思春期にピークを迎えることが推測される。今回も、従来同様、思春期前後では保育士・幼稚園の先生のような、乳幼児に関わる職業が選択されていた。しかし、時代的に選択率が低下する傾向もみられ、思春期変化が乳幼児への関心を高める効果が低下していることも考えられる。3.健康習慣:調査前夜の睡眠時間、この1週間の朝食回数に関する資料を得て分析した。学年の上昇と共に睡眠時間は短時間になっていく。小学校段階では8時間以上であったが、中1で7時間台、中2、中3では6時間台であった。他方,毎朝(7回)、食べた児童・生徒の比率は、小学校4年生の85.3%から、学年の上昇とともに低下し、中学校3年生では、73.0%であった。平均初潮年齢は、朝食が週6回以下の集団は低くなり、睡眠時間が8時間未満の集団も低い傾向が見られた。短い睡眠時間や朝食を食べない習慣は、来潮の引き金となることが推定される。初潮年齢は、個人の発達指標であるとともに、生活史理論から見ると進化発達的指標でもあり、発達の加速は進化における異時性の視点からも興味深い。近年、日本における平均初潮年齢は、低年齢化したままで変化は少ない。しかし、進化的傾向に逆行する、低年齢化の影響は、女性の発達に大きな影響を与えている。
一般相対論的高速回転星のr-モード振動のカウリング近似による研究

本研究では、一般相対論的な高速回転星のr-モード振動を、重力場の変動を無視する近似つまりカウリング近似によって解析する定式化を完成させ、それに従った数値計算コードを開発し、いくつかの代表的な状態の回転星のr-モードを求めることに成功した。一般相対論における数値計算コードが正しく動いていることは、次の2つのチェックによって確かめた。一つは、ニュートン重力での計算結果と比較することで、弱い重力の範囲で同じ結果を与えることを確認すること、二つ目は、遅い回転をしている一般相対論的な回転星のr-モード振動の計算結果との比較を行い、同じ結果が得られることをチェックすることである。どちらの比較も極めてよい一致を示したため、計算コードには問題のないことが確かめられた。この計算コードを使って、N=0.5とN=1.0の一様回転するポリトロープについて、重力の強さとして球対称での重力質量と半径の比がM/R=0.1と0.2の場合、球対称から始め、赤道からガスが流出する直前までの平衡状態系列の回転星のr-モード振動の振動数と固有関数を求めた。ここで摂動は回転方向の波数が2で、バロトロピックなもののみを考えている。その結果、慣性系から測定した振動数と回転速度の比は、平衡状態系列のほぼすべてに関して・ポリトロープ指数に依存しないことが明らかになった。これは、ニュートン重力でのr-モードの振る舞いと同じである。一方、重力の強さは振動数と角速度の比に大きく影響を及ぼす。このことは遅い回転での計算から知られていたが、カウリング近似の範囲では、回転の度合いによらないで一様に変化すること、言い換えると、振動数と回転速度の比(σ/Ω)は、回転エネルギーと重力エネルギーの比(T/W)に対して、σ/Ω=a-b T/|W|という1次の関係を持ち、定数aとbが重力の強さに依存して圧縮性にほとんどよらないことを示すことができた。ちなみに、M/R=0・1のとき、a=1.4でb=1.9となり、M/R=0.2のときa=1.5でb=1.21.3である。こうしてr-モードが一般相対論的高速回転星でも存在することは、高速回転している中性子星の回転周期に上限をもたらす可能性が残っていることになる。本年度は、ニュートン重力でr-modeを扱うことに成功した定式化を一般相対論に拡張することを試みた。その際、r-modeが動径方向に対して垂直な方向の運動を主体とする振動であり、また一般相対論的なメトリックの摂動を扱うことが極めて難しいので、本研究では重力場の変動が無視できるというCowling近似を用いている。この近似のもとでは、扱うべき方程式は運動方程式、連続の式、状態方程式となる。状態方程式としては、平衡状態にポリトロープを仮定し、断熱的な攝動を与えた。こうして定式化した方程式系を、表面に合わせた座標系を導入し、その座標系へ攝動方程式を変換した。これによって、数値計算の際に表面における境界条件を容易に課すことができる。固有値方程式を解くための境界条件は、1)恒星の中心部での攝動の正則性、2)恒星表面での圧力のLagrange変化がゼロとなることである。

数値計算を実行してr-モードを計算するために、ニュートン重力で有効であった変数の展開を用いた。つまり、θ方向にはsin^κθで展開して、展開係数についての連立常微分方程式にし、γ方向には差分化することで得られる代数方程式を基本方程式とした。さらに、固有関数に対し規格化条件をつけることで、固有値問題を非線型連立代数方程式として、Newton-Raphson法により解を求めた。その結果、現時点では、重力場の強くない範囲ではニュートン重力で得られたモード同じ振舞いの振動を得ることができた。今後は重力の強い範囲へ計算を拡張していく。本研究では、昨年度に完成させた一般相対論的な高速回転星のr-モード振動をカウリング近似によって解析する定式化に従った数値計算コードを完成させ、いくつかの代表的な状態の回転星のr-モードを求めることに成功した。一般相対論における数値計算コードが正しいことは、次の2つのチェックによって確かめた。一つは、ニュートン重力での計算結果と比較することで、弱い重力の範囲で同じ結果を与えたこと、二つ目は、遅い回転をしている一般相対論的な回転星のr-モード振動の計算結果との比較を行い、同じ結果が得られることをチェックした。この計算コードを使って、N=0.5とN=1.0の一様回転するポリトロープについて、重力の強さとして球対称での重力質量と半径の比がM/R=0.1と0.2の場合、球対称から始め、赤道からガスが流出する直前までの平衡状態系列の回転星のr-モード振動の振動数と固有関数を求めた。ここで摂動は回転方向の波数が2で、バロトロピックなもののみを考えている。その結果、慣性系から測定した振動数と回転速度の比は、平衡状態系列のほぼすべてに関して、ポリトロープ指数に依存しないことが明らかになった。これは、ニュートン重力でのr-モードの振る舞いと同じである。一方、重力の強さは振動数と角速度の比に大きく影響を及ぼす。このことは遅い回転での計算から知られていたが、カウリング近似の範囲では、回転の度合いによらないで一様に変化すること、言い換えると、振動数と回転速度の比(σ/Ω)は、回転エネルギーと重力エネルギーの比(T/W)に対して、σ/Ω=a-bT/|W|という1次の関係を持ち、定数aとbが重力の強さに依存して圧縮性にほとんどよらないことを示すことができた。ちなみに、M/R=0.1のとき、a=1.4でb=1.9となり、M/R=0.2のときa=1.5でb=1.21.3である。こうしてr-モードが一般相対論的高速回転星でも存在することは、高速回転している中性子星の回転周期に上限をもたらす可能性が残っていることになる。
口腔ソマトセンサリー刺激の標的分子クローニングおよび作動機構の分子生物学的解析

生体は、音、光、匂、味といった外来シグナルを受容し、聴覚、視覚、嗅覚、味覚といった感覚の発生という形でこれらに応答する。口腔は舌上皮の味蕾細胞で甘・酸・塩・苦・旨の基本味を受容する。一方、基本味以外の口腔感覚も味覚の主要な一部を占める。これは、舌の味蕾以外の部位を縦横に走るソマトセンサリーニューロンが食物の物性や温度を、時には"hot"という言葉で表される香辛料の辛味さえも、痛覚・温覚として把える物理感覚である。本年度はその解析の第一歩として、辛味と温度(高温)を受容する分子であることがわかったVR1と、体性感覚神経細胞のマーカーのひとつであるサブスタンスPのPGにおける発現をin situハイブリダイゼーション法によって解析した。その結果、かなりの頻度で、VR1陽性細胞が見られた。また、陽性シグナルを与える細胞の形態を詳細に観察すると、径の小さいC繊維細胞に対応すると考えられる細胞に強い発現が、それよりもやや大きい細胞でやや弱い発現が見られることがわかった。さらに、C繊維に発現することが知られているサブスタンスPの発現頻度・パターンからも以上のことが支持された。また、VR1と各種Trkとの隣接切片を用いた発現パターンの解析から、一部のTrkAおよびTrkC陽性細胞がVR1を発現していることが見出され、これらの神経の終末が舌や口腔内での辛味や高温受容に関わっていることが推測された。また、TrkB陽性細胞とVR1陽性細胞との間に重複は観察されず、味神経(候補群)と辛味・温度刺激応答とは峻別されている可能性が示された。
DNA二本鎖情報を増幅するナフタレンジイミド誘導体に関する研究

特定遺伝子の迅速・高感度検出法の開発は、遺伝子治療や遺伝子診断の観点からますます重要になってきている。本研究では縫い込み型インターカレーターの二本鎖DNAに対する高い識別能を利用した迅速な高感度遺伝子検出法の開発を試みた。具体的には縫い込み型インターカレーターとしての性質を示すナフタレンジイミドの両置換基末端にビオチンを導入したビオチン化ナフタレンジイミドBNDの合成を試みた。BNDは、二本鎖DNAへ縫い込み型インターカレートすることによりビオチン部を主溝と副溝に位置させることができる。これにアビジンを結合させることによりこの部位の二本鎖解離は不可能となる。更に、ビオチン化アルカリフォスファターゼを連結させることにより従来の化学発光型DNA検出法へ適用できると期待される。ビオチン化ナフタレンジイミドBNDを設計・合成した。分光学的,流体力学的検討から、このビオチン化ナフタレンジイミドBNDが2本鎖DNAにインターカレーションすることが明らかにでき、当初の目的を達成できた。しかしながら、その展開としてのビオチン化ナフタレンジイミドBNDを用いたドットブロッティングによる遺伝子検出は、十分な結果を得ることはできなかった。今後、条件を検討していく必要がある。十分な結果を得ることができなかった理由として、アビジンを加えた際に、DNAにインターカレーションしているビオチン化ナフタレンジイミドBNDの一部が引き剥がされて可能性が挙げられる。この点を解決するため、ビオチン化ナフタレンジイミドBNDのリンカー部を長くした分子設計が必要である。本研究により、新規縫い込み型インターカレータの遺伝子検出試薬としての可能性を示すことができた。今後、更なる分子設計・モデル実験などを通じて従来の手法を凌駕する遺伝子検出システムが構築できるものと期待している。本研究では縫い込み型インターカレーターの二本鎖または一本鎖DNAに対する高い識別能を利用した迅速な高感度遺伝子検出法の開発を試みた。具体的には縫い込み型インターカレーターとしての性質を示すナフタレンジイミドの両置換基末端にビオチンを導入したビオチン化ナフタレンジイミドの合成を試みた。この分子は、二本鎖DNAへ縫い込み型インターカレートすることによりビオチン部を主溝と副溝に位置させることができる。更に、ビオチン化アルカリフォスファターゼを連結させることにより従来の化学発光型DNA検出法へ適応できる。ビオチンの有機溶媒への溶解度の低のため、合成段階で苦心したが、反応溶媒の選択、反応温度・時間の最適化などによって目的化合物の合成に成功した。更にDNA二本鎖を用いて会合・解離挙動の検討を行なった。その結果、ビオチン化ナフタレンジイミドは二本鎖からの解離が極めて遅く、アビジンを添加した条件では解離は観測されなかった。一方、ビオチン化ナフタレンジイミドは一本鎖から容易に解離し、アビジン添加によって核酸への結合は観察されなかった。現在のところ検出感度に関しては検討を十分行なっていないが、従来のシステムに匹敵する感度は得られている。今回、ビオチン化ナフタレンジイミドBNDを設計・合成した。しかしながら、その展開としてのビオチン化

ナフタレンジイミドBNDを用いたドットブロッティングによる遺伝子検出は、十分な結果を得ることはできなかった。今後、条件を検討していく必要がある。十分な結果を得ることができなかった理由として、アビジンを加えた際に、DNAにインターカレーションしているビオチン化ナフタレンジイミドBNDの一部が引き剥がされて可能性が挙げられる。この点を解決するため、ビオチン化ナフタレンジイミドBNDのリンカー部を長くした分子設計が必要である。本研究により、新規縫い込み型インターカレータの遺伝子検出試薬としての可能性を示すことができた。今後、更なる分子設計・モデル実験などを通じて従来の手法を凌駕する遺伝子検出システムが構築できるものと期待している。
分布定数理論を用いたイミタンス変換形電力変換方式に関する研究

本研究は,電圧源を電流源に容易に変換できる,いわゆるイミタンス変換理論を高周波電力変換の技術分野に適用し,高周波電力の利用に新しい方法論を生み出すことを目的とする。本研究期間を通して得られた研究成果の概要は以下のように要約される。1.イミタンス変換要素を適用した13.56MHz高周波電源の開発。半導体の製造プロセスで用いられるプラズマ発生装置として13.56MHz高周波電源が使用されるが,従来ではアナログ発振方式が製造されていた。しかし,この方式は変換効率が非常に低くその改善が求められていた。そこで,イミタンス変換要素の持つ電圧-電流変換作用と周波数選択作用を活用して,4.52MHzで動作する電圧形インバータの方形波出力電圧成分に含有される第3高調波成分(13.56MHz)を選択的に電流源に変換する新しい高周波電源を開発し,実規模装置を用いてその有効性を立証した。2.集中定数形イミタンス変換要素と太陽光発電用インバータの開発分布定数線路として同軸線路を用いたイミタンス変換要素では,その動作周波数が数十KHz以下では,線路長が長くなり実用性に欠ける。そこで,集中定数部品であるリアクトルとコンデンサと梯子状に接続した集中定数形のイミタンス変換要素の研究を行い,LとCをπ形に接続した回路方式を考案した。この方式は,基本波成分と第3次高調波成分をイミタンス変換できるので,電圧-電流の変換波形は分布定数線路を用いた場合に非常に近い特性が得られる特徴がある。また,このπ-LC形イミタンス変換要素を用いた太陽光発電用の系統連系インバータを開発しその有効性を立証した。3.薄膜インダクタ技術を用いたイミタンス変換要素の研究同軸線路に代わる小形・軽量な分布定数形イミタンス変換要素を探索する目的で,薄膜インダクタ技術を応用したイミタンス変換要素の基礎研究を行った。薄膜には鉄系のマイロンを原料として真空蒸着技術によってガラス基板上に約数ミクロンの金属磁性膜の作製を行った。本年度の研究では磁性膜としての十分な時期特性が得られる迄には至らなかったが,今後の研究によって改良を加える予定である。また,イミタンス変換要素を構成するためには誘電体膜の作製も必要であるが,これに関しても今後の研究とする。本研究は、電圧源を電流源に容易に変換できるイミタンス変換理論を高周波電力変換の技術分野に適用し、高周波電力の利用に新しい道を開くことを目的とする。本年度の研究計画は、イミタンス変換作用を持つインバータ回路の製作を製作してその基本特性と動作範囲を明らかにし、さらにその動作範囲の拡張方法について検討を行うことであり、その成果は以下に要約される。1. 1/4波長同軸線路を用いたインバータ装置の製作と高輝度放電灯装置への応用分布定数線路として最も普及している通信用同軸線路とパワーMOSFETを適用した動作周波数が12MHzの電圧形ハーフブリッジインバータ回路とを組み合わせたインバータ装置を開発し、その出力端から高周波電流源が得られることを確認した。さらに、これを高輝度放電灯の点灯装置に適用し、良好な点灯性能が得られることを確認した。2.イミタンス変換形変換回路の動作周波数の拡大化通常のイミタンス変換作用は特定の周波数条件の元でしか得られないと言う欠点をもつ。