hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反復流産患者の子宮内局所におけるNK細胞活性等の免疫学的異学に関する基礎的研究

>細胞を解析する予定をしているが、その予備実験として正常女性の子宮内膜組織10例について検討を行った。子宮筋腫のために単純子宮全摘術を施行した患者の子宮内膜を用いて子宮内膜組織のリンパ球を分離、培養しCD56,CD16の標識抗体を用いてFACSCaliburによりCD^<16+56+3->細胞を解析を行ってみた。原因不明連続2回以上の6例の流産患者及び16例の人口妊娠中絶患者の流産時の子宮脱落膜組織を採取した。児の染色体異常による流産例は検討から省いた。それぞれの脱落膜組織からリンパ球を分離し、CD^<16+56+3->細胞(NK細胞)を解析した。また、6例の反復流産患者及び5例の中絶患者の脱落膜を用いてマクロファージを分離し、TGF-βも測定した。いずれも流産群とコントロール群の差を認めなかった。現在原因不明習慣流産の治療として夫リンパ球による免疫療法を施行しているが、感染などのリスクがあるため、これに変わる免疫刺激剤としてOK-432の投与を試みた。3回以上の流産歴をもつ患者に妊娠初期にOK-432の皮内注射を行い73.9%(17/23)が成功した。夫リンパ球の免疫療法では75.1%(154/205)が成功であり、OK-432の皮内注射は従来の免疫療法と同じ効果を示した。OK-432による免疫療法中、NK細胞活性を測定した症例のうち成功例ではNK細胞活性が低下する傾向がみられた。以前、NK細胞活性が高いと流産の危険性が3.5倍高いことを報告したが、OK-432のはNK細胞活性を抑制することで流産を予防する可能性が示された。また、NK細胞活性は精神疾患とも深く関わっている。ストレスが流産をひき起こすことは既に証明されており、原因不明の流産における精神的要因についても調査した。29組の2回の流産歴のあるカップルに半構造面接を行った。1回目、2回目のemotional impactはそれぞれ-74.5、-80.0(妻)-59.7、-65.0(夫)であり、2回目のが強かった。流産の予知をしていない人ほど強かった。また、61人の妻のNK活性について、低い神経症的性格、抑鬱状態、高い自尊心は高NK活性と関係した。つまり、これらの性格が流産と関係する可能性が示された。
地球内部に於ける物質移動と変化の研究総括

1.総括班会議を2回開催し,研究の進捗状況について情報交換を行うとともに,本特定研究の取りまとめ方を検討した.また,昭和62年12月1日から3日に亘り,京都市京大会館において研究成果報告会を開催し,研究情報の交換と成果に対する評価を行った.出席者は約160名であった.2.主な研究結果は次の通りである.(1)25GPaに及ぶ超高圧下でマントル物質の融解実験を行い,地球の成層構造の成因について重要な手がかりを得た.即ち,カンラン岩の融解温度範囲と圧力の関係から,マントルのカンラン岩が,より始源的な物質の部分融解により生じたことを示した.(2)マグマの高圧下における密度,粘性を与える一般式を多数の測定結果に基いて導いた.これにより,化学組成が与えられれば,そのマグマの1.5GPaまでの密度と粘性が得られるようになった.(3)真空実験により, H2に富む初期太陽系星雲内ではガスから液相が直接凝縮することはなく,固相が凝縮することが明らかにされた.(4)高温液相中で成長,溶解する結晶の様相をその場観察・記録するシステムを開発した.この装置では1500°Cで±0.5°Cの温度制御が可能で, nmオーダーの高さの成長層の動きまで観察可能である.これを用いて種々の珪酸塩系での核形成,結晶成長,溶解現象を調べ,多くの知見を得た.(5)高分解能透過電顕に1200°C迄加熱可能な高温炉を設置し, MgSiO_3輝石についてのその場観察を行い,相関係のみならず,相転移の機構やカイネティックスを明らかにした.(6)造岩系珪酸塩融体中でのCr及びTiの構造化学的状態を明らかにし,これらの遷移金属元素の存在が相関係に与える影響の違いと,構造化学的状態の違いの間に相関のあることを示した.1.総括班会議を2回開催し,研究の進捗状況について情報交換を行うとともに,本特定研究の取りまとめ方を検討した.また,昭和62年12月1日から3日に亘り,京都市京大会館において研究成果報告会を開催し,研究情報の交換と成果に対する評価を行った.出席者は約160名であった.2.主な研究結果は次の通りである.(1)25GPaに及ぶ超高圧下でマントル物質の融解実験を行い,地球の成層構造の成因について重要な手がかりを得た.即ち,カンラン岩の融解温度範囲と圧力の関係から,マントルのカンラン岩が,より始源的な物質の部分融解により生じたことを示した.(2)マグマの高圧下における密度,粘性を与える一般式を多数の測定結果に基いて導いた.これにより,化学組成が与えられれば,そのマグマの1.5GPaまでの密度と粘性が得られるようになった.(3)真空実験により, H2に富む初期太陽系星雲内ではガスから液相が直接凝縮することはなく,固相が凝縮することが明らかにされた.(4)高温液相中で成長,溶解する結晶の様相をその場観察・記録するシステムを開発した.この装置では1500°Cで±0.5°Cの温度制御が可能で, nmオーダーの高さの成長層の動きまで観察可能である.これを用いて種々の珪酸塩系での核形成,結晶成長,溶解現象を調べ,多くの知見を得た.(5)高分解能透過電顕に1200°C迄加熱可能な高温炉を設置し, MgSiO_3輝石についてのその場観察を行い,相関係のみならず,相転移の機構やカイネティックスを明らかにした.(6)造岩系珪酸塩融体中でのCr及びTiの構造化学的状態を明らかにし,これらの遷移金属元素の存在が相関係に与える影響の違いと,構造化学的状態の違いの間に相関のあることを示した.
21世紀のエネルギーシステムを実現する高機能な電力伝送構想の実用化研究

本研究は我が国独自の構想である米国FACTS構想を越える新しい高機能な電力蓄積輸送構想を実用化しようとするものである。それは小型分散配置されたエネルギー蓄積要素を適切に配置して効果のある高機能な電力輸送構想を目指している。分散して電力エネルギーを蓄積することでこれまでよりアクティブな電力制御が可能になり、電力輸送の安定化、容量の向上を図ることができる。本研究補助金により、模擬送電線と可変速同期機の電磁モデルを製作し実験を開始し、部分的には成果が揚がっている。本構想の実用化には、送電量の増加の実証のために制御法・事故モード・過渡現象など電力模擬実験装置によって示さねばならない多くの課題があり、この検討を行った。また誘導電圧調整機は古くから使われてきて静止器であるがこれは挿入損失が小さく、高調波を出さない。これによって受電系、配電系にも利用価値のある負荷配分技術がある。これは電気学会産業応用部門大会にて発表した。模擬送電線による1機無限大縮小電磁モデルで構成するモデルシミュレーターを製作した。潮流制御は機械式移相器のトルク制御に他ならないことを実験により示すことが出来た。これにより系統で最も弱いとされる原子力発電所の過渡出力耐量が向上させることができる。さらに、100万kW級の機械式周波数変換器の詳細な設計を行った。磁性流体を使った移相器も発案された。これらの基礎実験から電力潮流制御に機械トルクの制御が利くことから新しい安定な潮流制御法が提案された。本研究ではこれまでの米国FACTS構想を越える新しい電力システムの構想を実用化しようとするものである。それは小型分散配置されたエネルギー蓄積装置を適切に配置して我が国のように大容量で需要変動大きく、集中する電力系統にとって最大の効果のある高機能な電力伝送構想を目指す。エネルギーを蓄積することでもっとアクティブな制御が可能になり、電力伝送の安定化、送電容量の上昇となる。すぐにも可能なエネルギー蓄積装置はやはりフライホイールである。発電機の可変速運転は、揚水発電所用に既に400MVAのものがある。このふたつの最新技術に大電力の制御可能なパワーエレクトロニクスを併せて最終的に高機能な電力伝送構想を実用化したい。本研究補助金により、模擬送電線と可変速同期機の電磁モデルを製作した。すでに2台の可変速機があり、部分的には成果が揚がっているが本構想の実用化には、送電量の増加の実証のためには制御法・事故モード・過渡現象など電力模擬実験装置によって示さねばならない多くの課題があり、この検討を行った。誘導電圧発生器は古くから使われてきて静止器であるがこれは挿入損失が小さくこれによって移相器を製作した。模擬送電線による送電路を縮小電磁モデルで構成する。既にある同期機1台、可変速機2台に、本予算で送電線リアクタンス、進相コンデンサ、SVC、等従来の送電網機器を付加したシステムを作る。現状の送電線の限界を模擬出来るようにした。本研究はこれまでの米国FACTS構想を越える新しい電力システムの構想を実用化しようとするものである。それは小型分散配置されたエネルギー蓄積要素を適切に配置して効果のある高機能な電力輸送構想を目指す。わずかでもエネルギーを蓄積することでもっとアクティブな制御が可能になり、電力輸送の安定化、容量の向上を図る。すでに実験を開始し、部分的には成果が揚がっているが本構想の実用化には、送電量の増加の実証のためには制御法・事故モード・過渡現象など電力模擬実験装置によって示さねばならない多くの課題があり、この検討を行った。これによってFACTS構想の移相器として製作した。受電系、配電系にも成果のある負荷配分技術である。これは原子力発電所を模擬するエンジン発電機を末端に接続し、負荷変動により周波数の変化を機械式周波数変換機により、変化の幅を小さくすることが可能であることを実験により示すことが出来た。さらに、100万kW級の機械式周波数変換器の概念設計を行っている。

潮流制御は機械式移相器のトルク制御に他ならないことを実験により示すことが出来た。これにより系統で最も弱いとされる原子力発電所の過渡出力耐量が向上させることができる。さらに、100万kW級の機械式周波数変換器の詳細な設計を行った。磁性流体を使った移相器も発案された。これらの基礎実験から電力潮流制御に機械トルクの制御が利くことから新しい安定な潮流制御法が提案された。
ニワトリのラウス肉腫ウィルス抵抗性に関与するDNAメチル化機構の解明

本研究では、ラウス肉腫ウィルス(RSV)に対して感染抵抗性を示すニワトリの2系統(RSV非感受性01系統、腫瘍退行性11系統)について、CGメチル化感受性制限酵素Eag Iを用いたFluorescence Representational Genomic Profiling(FRGP)法によるゲノムディファレンシャル解析を行い、対照系統(RSV感受性MA系統)とのゲノム差異よりRSV感染抵批性に関して転写調節がなされている遺伝子を単離・同定することを目的としており、本年度は次のような実績を挙げた。1.スポット#59隣接領域におけるゲノム解析昨年度、RSV感染抵抗性2系統で低メチル化状態を示し、感受性MA系統で高メチル化状態を示す縦列反復配列の一部として単離したゲノム差異(スポット#59)の隣接領域の遺伝子探索を目的としてコスミド・ゲノムライブラリーをスクリーニングした。その結果、2つの陽性コスミドクローンが得られ、それぞれ10kb程度の塩基配列を決定したところ、上皮細胞成長抑制因子をコードする遺伝子をRSV感染抵抗性関連遺伝子として単離・同定した。さらに、当該遺伝子の5'側のメチル化状態についてHpa II-PCR法により解析したところ、MA系統、11系統、01系統の順でメチル化の程度が高いことが明らかとなった。2.ゲノム差異のクローニングと塩基配列解析スポット#59以外の系統特異的なゲノム差異のうち7つの変異スポットについてクローニングし、サザンブロット解析によりゲノムプロファイル上のゲノム差異を確認した後、塩基配列を決定して類似性解析を行った。その結果、T細胞受容体α(TCRalpha)遺伝子、ユビキチン加水分解酵素1(UBH1)遺伝子、プロリンリッチホメオボックスタンパク質(Prh)遺伝子をRSV感染抵抗性関連遺伝子候補として単離した。また、データベースの遺伝子配列と高い類似性が認められなかった4つの変異スポットのうち、1つはニワトリ散在型反復配列(CR1)であることが明らかとなった。本研究では、ラウス肉腫ウィルス(RSV)に対して抵抗性を示すニワトリの2系統(RSV非感受性01系統、腫瘍退行性11系統)について、CGメチル化感受性制限酵素EagIを用いたFluorescence Representational Genomic Profiling(FRGP)法によるゲノムディファレンシャル解析を行い、対照系統(RSV感受性MA系統)とのゲノム差異よりRSV抵抗性・感受性に関して転写調節がなされている候補遺伝子を単離・同定することを目的としている。本年度は、DNA抽出用サンプルの採取と系統間におけるゲノム差異の検索を計画し、次のような実績を挙げた。1.DNA抽出用サンプル(独)家畜改良センターの協力のもと、3系統それぞれ10羽ずつの肝臓を採取した。また、3系統からそれぞれ5羽ずつを用いてRSV接種試験を行い、接種後2、4、6週間目に末梢血を採取した。さらに、接種後6週間目に全個体の肝臓を採取するとともに、MA系統の腫瘍組織を採取した。2.系統間ゲノム差異3系統それぞれ10羽ずつの肝臓ゲノムDNAをEagI消化後、系統ごとに当重量ずつ混和し、二次元展開酵素にHinf Iを用いたFRGP法に供試して各系統のゲノムプロファイルを作成した。その結果、各系統ともに約700スポットが検出され、そのうち79スポットに系統間ゲノム差異が認められた。3.スポットクローニングおよびサザンブロット解析変異スポットのうち、01、11系統で検出され、MA系統で検出されなかったスポット59について、クローニング後、塩基配列を決定したところ、92bpを繰り返し単位とする縦列反復配列の一部分であることが明らかとなった。また、スポット59をプローブとしてサザンブロット解析を行ったところ、3系統間で異なるバンドパターンを示したことから、スポット59はRSV抵抗性を示す個体を特定するDNAマーカーと成り得るものと考えられた。さらに、これらのバンドパターンの差異は縦列反復配列中のCGメチル化状態の相違を反映しており、01系統においてメチル化の程度が低いことが明らかとなった。

また、データベースの遺伝子配列と高い類似性が認められなかった4つの変異スポットのうち、1つはニワトリ散在型反復配列(CR1)であることが明らかとなった。
複数製品間と製品ライフサイクルにおける製品のコンフィグレーション設計マネジメント

本研究では,製品ファミリ設計・アップグレード設計・設計変更をコンフィグレーションマネジメントという共通の枠組みの中で考えることで,製品開発計画を広範に捉えた計画とマネジメントを実現することを目標としている.平成28年度は,前年度に提案した製品ファミリ設計における複数製品間のモジュールのコンフィグレーションマネジメントのモデルと支援手法をもとに,アップグレード設計と設計変更への適応を検討した.本研究では,製品ファミリ設計・アップグレード設計・設計変更をコンフィグレーションマネジメントという共通の枠組みの中で考えることで,製品開発計画を広範に捉えた計画とマネジメントを実現することを目標としている.平成27年度はそのための基盤として複数製品間のモジュールのコンフィグレーションマネジメントについて検討を行った.複数製品間でのモジュールの共通化や差別化を表現するモデルを,品質表を基に定義した.このモデルはある時点における複数製品間でのモジュールのコンフィグレーションを表すものであるが,これに時間軸を導入し,現行製品と後継製品の間でのコンフィグレーションにすれば設計変更のモデルとなり,改修前の製品と改修後の製品の間でのコンフィグレーションにすればアップグレード設計のモデルとなる.複数製品間でのモジュールの共通化のモデルでは,部品の共通化と共通化に伴う各製品の機能面での妥協との関係を品質表を基に計算する方法を提案した.また,部品の共通化を基に製品のモジュール構造を決定することで,共通化とモジュール化の度合いとの関係を示した.これにより,共通化を行うことでモジュール構造が変化し,それが設計プロセスのマネジメントに及ぼす影響を評価することを可能とした.検証はFPSOを対象に行うこととしていたが,研究上獲得できたFPSOの設計に関する情報から品質表を作成するのに苦慮し,FPSOでの検証は完了できていない.代替として既存の品質表を活用できるソーラーボートを検証の題材とした.検証の結果,共通化の進展に伴う機能面の影響が確認できたほか,モジュール構造も推進系統・操舵系統・構造系と分割されやすいなど,手法の有効性を示すことができた.製品間のコンフィグレーションマネジメントのための製品のモデル化やモジュール共有化の支援手法の開発は計画通り進捗した.一方でFPSOを例題として設定したが,FPSOに関する基礎知識が乏しく,また,FPSOの設計知識の提供環境の整備に腐心し,実行例の実現に課題を残している.現状では簡易なソーラーボートについて行ったのみで,本研究の成果が最も活用される大規模複雑製品においての検証が十分とは言えない.本研究では,製品ファミリ設計・アップグレード設計・設計変更をコンフィグレーションマネジメントという共通の枠組みの中で考えることで,製品開発計画を広範に捉えた計画とマネジメントを実現することを目標としている.平成28年度は,前年度に提案した製品ファミリ設計における複数製品間のモジュールのコンフィグレーションマネジメントのモデルと支援手法をもとに,アップグレード設計と設計変更への適応を検討した.アップグレード設計への適応では,昨年度提案した複数製品間でのモジュール共通化と差別化を表現する品質表ベースのモデルに時間軸の導入を検討した.対象製品をFPSOとし,時間経過とともにFPSOに対する要求が断続的に変化し,任意の確率を持って異なる要求に分岐するライフシナリオモデルを導入することで,アップグレードを考慮したFPSOのコンフィグレーションマネジメントを実現した.ライフサイクルシナリオ上の時系列で前後するライフステージ間での部品共有化問題として,アップグレード設計を定式化することで.シナリオに沿ったFPSOのアップグレードシナリオを検討可能とした.その上で,不確定性を含んだライフサイクルの見通しに対してアップグレードに備えたFPSOの初期設計の検討も可能とした.また,設計変更への適応では昨年度同様に品質表をベースにした製品のコンフィグレーションモデルと,より詳細な製品のパラメータとパラメータ間の制約を記述した製品モデルとの異なるアプローチで,設計変更におけるコンフィグレーションの変更計画に対する支援手法を検討した.ただし,FPSOに関する情報取得が難しく,詳細なモデルでの検討はLSIを対象に行った.FPSOを対象としたアップグレード設計に関しては,部品の汎用化と交換とのコストと製品の機能性とのトレードオフを的確に捉えることができた.本研究では,製品ファミリ設計・アップグレード設計・設計変更をコンフィグレーションマネジメントという共通の枠組みの中で考えることで,製品開発計画を広範に捉えた計画とマネジメントを実現することを目標としている.平成28年度は,前年度に提案した製品ファミリ設計における複数製品間のモジュールのコンフィグレーションマネジメントのモデルと支援手法をもとに,アップグレード設計と設計変更への適応を検討した.昨年度実施した複数製品間のモジュール共有化のための複数製品モデルを拡張することでアップグレード設計と製品更新におけるコンフィグレーションマネジメントの手法を開発する.アップグレード設計では,各部品の影響する機能が時間経過によって変わらなければ,その部品は替えなくてよく,時間経過によって変化する機能に対応する部品を交換することになる.これをモデル上で表現するために昨年度の製品モデルに対し,ライフサイクルシナリオ,劣化・陳腐化,キャッシュフロー,交換容易性などの視点の拡張を検討する.製品更新の場合には,既存製品と次世代製品をモデル化し,製品の更新にあたって,要求機能が変化していれば,それに対応する部品は設計変更を行う必要があるが,それ以外のものは既存製品の設計を踏襲することができる.これをモデル上で表現するために,昨年度の製品モデルに対し,設計コスト,製造コスト,変更容易性などの視点の拡張を検討する.手法の検証については引き続きFPSOを対象に行うことを計画している.一方で,FPSOのモデル化には障害も存在する.

従って,昨年度同様にソーラーボートを題材に簡素なモデルによる検証を行い.それと並行してFPSOのモデル化にも取り組む.FPSOについては一部設計情報を入手しているが,それを品質表レベルに抽象化するためのモデル化の基準を考える必要がある.また,ワークショップなどで品質表を作成する方策も考えられるが,その場合にはFPSOの設計経験者の参加を要請する必要がある.これらの方策を実施可能な限り行う予定である.設計工学人件費,謝金の予算を計上していたが,実行例として想定していたFPSOの設計情報の提供について実施環境が整備できなく,謝金などの予算を処理することができなかったため,謝金の予算分が次年度(2016)へ振り替えた.2015年度の課題として残ったFPSOの実行例を実現すべく,FPSOの設計に関する情報を入手することを検討する.その際に必要となる謝金,情報整理のための謝金として使用する.
生命観を彫刻する細胞デザインに関する研究

本研究の目的は、細胞デザインにおける科学者の生命観を明らかにすることである。文献調査、観察調査、インタビュー調査を通じて、人工細胞研究に携わる国内科学者コミュニティの特徴を明らかにしてきた。デザインで優勢な観点として、動き・形状に注目する生命認識と、生物学上の要件に注目する生命認識の2タイプを想定したが、現状では、モデルがきわめて細分化されていること、一方で、2つの生命認識を統合する枠組みが萌芽しつつある特徴を明らかにした。近年注目を集める合成生物学は、「作ることによって生命を理解しよう」と試みるもので、デザインがすなわちサイエンスとなる。細胞デザインの実践において、一般的イメージにもとづく「生命らしさ」と、生物学から定義される「生命の要件」の2つがどのように関係しているかを明らかにする。平成25年度は、「細胞デザインにおける生命観の多層性の解明」に取り組んだ、(1)事例の全体像を把握するため、先行研究レビュー、文献調査を行なった。(2)デザイン学の文献レビューならびに国際デザイン学会での資料収集を通じ、動きや形状を実証的に分析するための理論や方法論を検討した。(3)文献調査や研究発表場面の調査を通じ、国内で産出されている細胞デザインの特徴を分析した。(4)合成生物学の専門家に対する予備的インタビューを実施し、日本の合成生物学の現在の進展状況や、コミュニティの布置を調査した。これらの取り組みを通じて、日本における合成生物学の進展状況、諸外国と比較したときの特色、コミュニティ内の多様性が明らかとなった。また、細胞デザインにおける生命観をより詳しく精査するためには、形状だけではなく、動きに注目することの重要性を導き出した。合成生物学とそれをとりまく社会の動きは、欧米の科学技術社会論では非常に高い関心を集めている。本研究は、こうした合成生物学の日本における状況を明らかにする意義を持つとともに、科学者の認識論に踏み込むという点で、欧米の先行研究とは異なる新規性・重要性を持つものである。近年注目を集める合成生物学は、作ることによって生命を理解しようと試みるもので、デザインがすなわちサイエンスとなる。細胞のデザインにおいて優勢な視点として、一般的なイメージにもとづく「生命らしさ」と、生物学から定義される「生命の要件」の2つがあることを仮定し、両者がどのように関係しているのかを明らかにすることを試みた。平成27年度は、研究者コミュニティへの文献調査、観察調査、インタビュー調査を通じて、日本国内の研究コミュニティの特徴を明らかにしてきた。結果、細胞デザインにおいては、1)上記の軸(2タイプ)に加えて、「改変型」、「創造型」という軸があること、2)日本のコミュニティにおいては半数以上が「手法開発」のため研究を行なっていること、3)細胞の部品やシステムを作るねらいが、現象解明ではなく、別の部品やシステムを作るための道具開発であることも多く、分野自体が萌芽期であること、4)結果として、コミュニティレベルでは対象とする生命(観)がきわめて細分化されており、人工細胞(生命観)の統合化への志向性はうすいこと、5)少数のラボラトリーでは、動き・形状からなる生命らしさと、生命の要件を結びつける認識枠組みをもっていることが明らかとなった。一般の人々における生命への認識が、日本と欧米で異なっているという先行研究の知見を踏まえるならば、今後の研究の展開にあたって、科学専門家の認識についても国際比較の視点をとりいれた量的・質的調査が必要である。科学社会学研究計画にそった形で事例を調査している。計量内容分析については、コーディング枠組みの見直しがあったため、実施が遅れているが、質的調査の充実により補完している。実施計画のとおり、インタビュー本調査、観察を進めていく。
知的合成動作制御法によるロボットの適応的デクストラスモーションの実現

基本的動作の制御のみを与えれば複雑で器用な動作を獲得できるようなロボット知能化方法論として提案している知的合成動作制御法(ICMC)に基づいて,垂直多関節型5軸ロボットによるボールの捕球・投球動作を実現した.まず捕球・投球動作を(1)ボールを認知しハンドを移動して捕球する捕球動作(2)ハンドを振り上げ投げ動作に備えて構える振上動作(3)ハンドを振り下ろしてボールを目標位置へ投げる投球動作の3つの要素動作に分けて考え,これらを合成PTP動作としてとらえてそれぞれ合成動作最適化により最適化を行い・捕球位置まで高速に移動し,かつ残留振動が抑制された捕球動作・高速にしかも残留振動少なく指定された望ましい位置・姿勢にハンドを移動する振上動作・障害物から十分離れた飛行軌跡でボールを指定された目標位置に投げる投球動作のような器用で巧妙な動作を獲得した.次に各動作を行う状況を変えながら最適合成を行って,典型的なパラメータ値に対して最適合成を行って得た経験知識をそれぞれの知識アレイに記憶して活用することにより,未経験のパラメータの組み合わせに対しても準最適な合成動作を推定・実現できることが確認された.その上で最適合成動作として得られた捕球動作,振上動作,および投球動作を一段階上の知能化レベルの要素動作と考えて最適合成することにより,デクストラス捕球・投球モーション,すなわち,"様々な未経験の状況にも適応できる捕球・投球動作"を実現し,知的合成動作制御法の有効性を確認した.更に知的合成動作制御法に基づいたロボットの行動進化,すなわち,関節の回転のような最も基本的な動作を知的合成動作制御法に基づいてどのように複雑な動作に進化させて行くかを考察し,行動が複雑になるにつれて膨大な数になる動作実行に必要な制御パラメータを知識アレイのネットワーク化によって対処することで行動進化を効率的に実現する枠組みを提案した.垂直多関節型5軸ロボットに柔軟リンクおよび簡易型ハンドを取り付け,転がってくるボールの捕球・投球動作を行わせた.具体的にはまず捕球・投球動作を・ボールを認知して捕球位置・時刻を推定し,ハンドを移動して捕球する捕球動作,・ハンドを振り上げ,投げ動作に備えて捕球したボールを構える振上動作,・ハンドを振り下ろしてボールを目標位置へ投げる投球動作の3つの要素動作に分けて考え,これらを合成PTP勤作としてとらえて合成動作最適化により最適化を行った.その結果,以下に記すように器用で巧妙な動作を獲得できた.最適合成にはシンプレックス法を用いた.1.捕球位置まで高速に移動し,かつ残留振動が抑制された捕球動作が実現できた.2.高速にしかも残留振動少なく指定された望ましい位置・姿勢にハンドを移動する振上動作が実現できた.3.障害物から十分離れた飛行軌跡でボールを指定された目標位置に投げる投球動作が実現できた.更に各動作を行う状況を変えながら最適合成を行った.その結果,典型的なパラメータ値に対して最適合成を行って得た経験知識をそれぞれの知識アレイに記憶して活用することにより,未経験のパラメータの組み合わせに対しても準最適な合成動作を推定・実現できることが確認された.平成11年度は最適合成動作として得られた捕球動作,振上動作,および投球動作を一段階上の知能化レベルの要素動作と考えて最適合成することにより,デクストラス捕球・投球モーション,すなわち,"様々な未経験の状況にも適応できる高速で正確な捕球・投球動作"を実現し,知的合成動作制御法の有効性・発展性を示す.基本的動作の制御のみを与えれば複雑で器用な動作を獲得できるようなロボット知能化方法論として提案している知的合成動作制御法(ICMC)に基づいて,垂直多関節型5軸ロボットによるボールの捕球・投球動作を実現した.まず捕球・投球動作を(1)ボールを認知しハンドを移動して捕球する捕球動作(2)ハンドを振り上げ投げ動作に備えて構える振上動作(3)ハンドを振り下ろしてボールを目標位置へ投げる投球動作の3つの要素動作に分けて考え,これらを合成PTP動作としてとらえてそれぞれ合成動作最適化により最適化を行い・捕球位置まで高速に移動し,かつ残留振動が抑制された捕球動作・高速にしかも残留振動少なく指定された望ましい位置・姿勢にハンドを移動する振上動作・障害物から十分離れた飛行軌跡でボールを指定された目標位置に投げる投球動作のような器用で巧妙な動作を獲得した.次に各動作を行う状況を変えながら最適合成を行って,典型的なパラメータ値に対して最適合成を行って得た経験知識をそれぞれの知識アレイに記憶して活用することにより,未経験のパラメータの組み合わせに対しても準最適な合成動作を推定・実現できることが確認された.その上で最適合成動作として得られた捕球動作,振上動作,および投球動作を一段階上の知能化レベルの要素動作と考えて最適合成することにより,デクストラス捕球・投球モーション,すなわち,"様々な未経験の状況にも適応できる捕球・投球動作"を実現し,知的合成動作制御法の有効性を確認した.更に知的合成動作制御法に基づいたロボットの行動進化,すなわち,関節の回転のような最も基本的な動作を知的合成動作制御法に基づいてどのように複雑な動作に進化させて行くかを考察し,行動が複雑になるにつれて膨大な数になる動作実行に必要な制御パラメータを知識アレイのネットワーク化によって対処することで行動進化を効率的に実現する枠組みを提案した.
オセアニア島嶼域における環境文明史の再構築

本研究はオセアニアの島嶼環境を対象に、1)人類の移動史と古環境の関係、2)人類の居住史と環境改変、3)文明と環境のダイナミズムの解明の3つを研究目的として行った。1)約20万年前に、ホモ・サピエンスがアフリカに誕生してから地球全体へと拡散居住を進めた歴史の中で、もっとも画期的なことは、海域への進出だった。4万5千年前に始まるオーストラリア大陸や太平洋の島嶼部への移動は、渡海技術が必要だった。そもそも、人類がなぜ海洋域へと進出したのか、なぜ大きな移動の波があったのかについて、環境変動との関係を検討した結果、寒冷化による陸地面積の増大と、その後の温暖化による海面上昇の時期が、人間の大きな移動期を演出した可能性が高いことがわかった。特に、島と島の距離の長いポリネシア地域における移動には、エルニーニヨ(南方振動)に起因する風向きの変化が大きく影響していることが指摘できた。2)人類が新たな自然環境に居住を始めることで、なんらかの形で環境改変が行われる。特に、栽培農耕に関連して行われる森林などの破壊、土壌流出と海洋汚染などはその典型である。オセアニアのファイス島で、人の居住がどのように環境改変をもたらしたかを調べたところ、土壌の堆積スピードが地点によって大きく異なることがわかった。居住の歴史が長く、後背に栽培地のある地点では、1800年間で3メートルもの文化遺物を含む土壌堆積が検出された。他方、近隣のヤップ島では、内陸からの流出土壌が堆積した海岸部に、主食のタロイモ用水田として活用するようになった。環境改変の結果をプラスに活用した例である。3)海洋地域では、気候の変動が人間の移動を引き起こしたり、沈降する島から脱出して新たな植民の地を探したりした歴史が繰り返され、まさに文明と環塊のダイナミズムを研究するのに適した地域である。この点に関する総合的な研究は、今後も継続して研究を行う予定である。本研究では、オセアニアにおける人間と環境との関わりのうち、以下の3点を重点的に研究することを目的としている。1人類の移動史と古環境の関係2人類の居住史と環境改変3文明と環境のダイナミズムの解明最近20年間に、これらのテーマを扱った考古学および環境史の研究増加は著しく、雑誌論文を中心に文献の収集およびデータベースの構築を行った。とくに本年度は、ミクロネシアおよびメラネシア地域を扱った文献情報の収集を行い、総計で215の英文資料目録を作成した。来年度はポリネシア地域を扱った文献情報を中心に、さらにこの目録を充実させてゆく予定である。今年度の研究成果概要は以下のようなものである(予察)。環境(とくに気温の変化)と人間移動パターンの間の関係性を検討した結果、更新世代に見られる人間移動と環境の関係と、完新世に見られる人間移動と環境の関係では、パターンが異なる可能性が指摘できた。更新世代の東南アジアからサフル大陸への移動は、今から2万年から5万年前の氷河期に行われ、海面は下がる傾向にあった。それに対し、完新世代に新石器集団(オーストロネシアン)がオセアニアへ移動したのは、今から3300年3500年前ごろである。この時期は氷期が終わり、海面が劇的に上昇しつつある時期であった。つまり、それまでの海岸線が沖合に遠のいたので海を渡ることが容易になったパターンと、海洋資源の採集などに利用していた海岸域が水没したので、海を利用して移動したパターンの違いと考えることができる。その違いの背景には、海上交通技術の差、および海洋資源の利用の社会的重要度の差などが存在するものと予察される。今年度は、ミクロネシアやポリネシアへの拡散に見られる時間差を解釈するため、環境変化との関連性に共通したパターンが見つかるかどうかを追求する予定である。

3)海洋地域では、気候の変動が人間の移動を引き起こしたり、沈降する島から脱出して新たな植民の地を探したりした歴史が繰り返され、まさに文明と環塊のダイナミズムを研究するのに適した地域である。この点に関する総合的な研究は、今後も継続して研究を行う予定である。
ナノろ過膜による有害有機汚染物質の除去技術の開発

(1)微量有害有機汚染物質のNF膜阻止特性の実験的検討:芳香族系農薬の見かけの溶質透過係数は分子量との相関が認められたが、アルキルフェノール類はlogPと高い相関が認められ、n-nonylphenolの阻止率は95%以上であった。また、これら溶質では、溶質が膜に吸着していることが示唆された。このことから、膜による溶質の除去には吸着の影響があることを指摘した。(2)膜に対する溶質の吸着特性NF膜及びその支持膜として用いられているポリスルホン膜を用いて回分式吸着実験により検討を行った結果、溶質の疎水性が吸着を支配する第1因子であることを明らかにした。さらに、芳香族系農薬の場合、置換基の分岐構造が吸着に立体障害となることが示された。さらに、スキン層高分子と類似したポリアミドを固定相としたInverse LCの手法液体クロマトグラフ(HPLC)を用いて、吸着特性の評価を試みた。その結果、クロマトグラムが測定できる条件を見出し、疎水性溶質の吸着現象を確認した。(3)NF膜における分子筋作用の評価親水性溶質の阻止特性について、分子篩いモデルに溶質分子の形状パラメータ(分子長、分子幅)を導入した溶質透過モデルの基本骨格を構築し、膜細孔径を算出した。また、阻止率の実験値と計算値の対応性は極めて高いことを示した。(4)疎水性指標(log P)の測定HPLC直接注入法を適用することにより、log P=5.7付近の化合物についても高い精度で測定が可能であることを明らかにした。(5)繊維状吸着材による芳香族化合物の抽出特性微量有害有機汚染物質の分析の簡易化を目的とし、PBO繊維を固相抽出剤とする方法を開発し、芳香族化合物に対する有用性を明らかにした。(1)ナノろ過膜阻止特性の実験的検討微量有害有機汚染物質として、農薬および代表的な内分泌攪乱作用物質を対象としたナノろ過膜にはホローファイバー膜と脱塩率の異なる4種類の平膜を用いて分離特性を実験的に検討した。高脱塩率の膜は、多くの農薬に対して高い阻止率を示したが、膜の脱塩率の低下に伴って農薬阻止率も低下した。内分泌攪乱作用物質物質の一つであるビスフェノールAは、最も脱塩率の高いナノろ過膜でも阻止率が92%程度であり、脱塩率の低い膜では阻止率が著しく低下した。ホローファイバー膜を用いて10日間の連続処理を行った結果、糖類等の親水性溶質では供給液の濃度変化が見られなかった対し、農薬では供給液濃度が減少する傾向が明らかに認められ、膜および装置内壁等への吸着の影響が示唆された。(2)膜に対する吸着特性農薬のナノろ過膜に対する吸着特性について、回分式実験により検討を行った。農薬の吸着特性はFreundlich式で近似でき、疎水性の高い溶質分子ほど吸着しやすいことが認められた。なお、用いた膜は複合膜であるため、支持膜のみに対する吸着特性についても検討を行った。その結果、膜に対する農薬の吸着は、支持膜に対する吸着に支配されていることが示された。また、溶質の分子構造(平面性)も吸着に影響を及ぼすことが示唆された。(3)疎水性指標(log P)の測定農薬の疎水性指標としてオクタノール/水分配係数(log P)が一般に用いられているが、必ずしも実測値が得られてはいないことから、log P値の測定を行った。オクタノール相と水相の分析を行い、回収率98-102%、log Pの相対標準偏差5%以内で測定が可能であった。

また、一部の農薬について文献値との比較を行い、十分に精度が高いことが確認された。(1)ナノろ過膜によるアルキルフェノール類の阻止特性C2C9のアルキルフェノール類(APs)に対する4種類のナノろ過(NF)膜による阻止特性を実験的に検討し、n-octylphenol,4-nonylphenolは緻密なNF膜による阻止率が95%以上であった。APsの阻止率は、疎水性(logP)との相関が認められた。(2)APsの膜吸着特性膜高分子と類似した構造のポリアミドの粒子をHPLCカラムに充填し、CH_3CN/H_2Oを移動相としてinverse HPLC手法によってAPsの保持比(k')の測定が可能となった。保持比の対数(log k')はlog Pと直線関係が認められ、かつ、回分式吸着実験から得られた分配係数の対数(log K)とも高い直線関係が得られた。溶質の膜に対する吸着特性の評価法として、Inverse HPLCが有用であることが示された。(3)ナノろ過膜における分子篩作用の評価膜に吸着しない親水性化合物の分子形状を直方体と近似し、細孔モデルを用いてNF膜の細孔径の評価を試みた。溶質分子を球形と近似した従来のモデルより実験値と計算値の阻止率の対応性は著しく優れており、用いた4種類のNF膜の細孔径は0.74.4nmの範囲であった。細孔径の小さな膜ほど溶質分子の形状の影響が大きく、従来よりも精度の高い細孔径の評価が可能であった。(4)疎水性指標(log P)の測定疎水性の指標として用いられるlog Pについて、精度の高い測定値が求められている。HPLC直接注入法により、octanol相と水相の両相の分析が可能で、4-nonylphenolのlog Pは5.66と得られた。この時、回収率は99.9%、RSTDは0.7%で、直接測定法としては極めて精度の高い測定値であった。(1)膜に対する溶質の吸着特性NF膜及びその支持膜として用いられているポリスルホン膜を用いて回分式吸着実験により、アルキルフェノール類の吸着特性の検討を行った結果、溶質の疎水性が吸着を支配する第1因子であることを明らかにした。また、芳香族系農薬の場合、置換基の分岐構造が吸着に立体障害となることが示された。しかしながら、この方法では支持膜の影響が不可避であるため、スキン層高分子と類似したポリアミドを固定相としたInverse LCの手法液体クロマトグラフ(HPLC)による評価農家脳性を検討した。分級したポリアミド粒子を充填したカラムを用いてクロマトグラムが測定できる条件を見出し、疎水性溶質の吸着現象を確認した。一方、糖類など親水性化合物は固定相に保持されず、膜高分子に近接できることが示された。(2)NF膜における分子篩作用の評価親水性溶質の阻止特性について、分子篩いモデルに溶質分子の形状パラメータ(分子長、分子幅)を導入した溶質透過モデルの基本構造を構築した。本モデルにおいて、分子篩い作用は膜細孔と溶質分子の長軸とがなす角によって支配されるものとし、膜内部での溶質移動は拡散とカップリングフローの両者によるものとした。膜細孔径の計算結果は。溶質分子を球形近似した場合に比べて、大きく評価されたが、阻止率の実験値と計算値が広い範囲において対応性が極めて高いことを示した。(3)繊維状吸着材による芳香族化合物の抽出
「解釈力」を核にした教員養成モデルの構築

本研究では「解釈力」を学生が獲得すべき最重要能力とし、これを涵養する方法とカリキュラムの見直しを探求した。結果、知識量減少は思考力欠如に影響し、物事を相対的に捉える解釈の視座形成が困難な実態を確認した。教材の解釈比較では、学生の知識量の豊富さが影響した。知識連関の阻害要因として、低学力の学生には自身が受けてきた授業イメージが強固にあり、これを崩すことが容易ではない事が考えられた。この修正を図る方法と内容の重要性が示唆された。本研究は「解釈力」の育成を中心に据えた教員養成のための教育方法を提案し、その妥当性の実践的検証を目的とした。そのために、以下の3つの下位課題を設定した。課題1:教師歴15年以上の教員(以下、ベテラン教員)と初任教員による特定授業に対するコメントを比較して解釈力概念を具体化した。課題2:課題1を踏まえ、教員に必要な解釈力育成のための具体的カリキュラム策定。課題3:策定したカリキュラムを現役学生に適用しての妥当性検討を実施した。結果、課題1では、初任教員に対してベテラン教員のコメント数は圧倒的に多かった。質的な違いでは、初任教員に対してベテラン教員は題材内容に関する知識範囲と量、そして児童生徒の反応から児童生徒の既有知識量の推定など、題材と児童生徒に関する知識量の差が顕在化した。これより、課題2と3では教科:国語と英語を主として取り上げ、特定題材に関する知識獲得を補強するための活動と授業体験をカリキュラムとして策定した。特に英語に関しては海外協定校(台湾師範大学)と連携して、台湾の中・高生に英語での授業を実施した。学生の省察から、日本の受験対応英語教育から言語教育としての英語教育が取り扱う内容、その指導法に関するイメージの変更と拡大がもたらされた。学生には自らが生徒であった頃に受けた授業イメージがかなり強く固定化される傾向が見られた。さらに興味深い事は、教員養成学部と他学部で英語を専攻する学生の英文解釈時の既有知識量に違いが認められた。他学部英語専攻学生は進路決定過程でより幅広い進路領域を模索し、幅広い英文題材に多く触れている傾向が明らかとなった。これより、解釈力を支えるにはより豊富な既有知識量が必要条件となるが、獲得する上で、中・高生時代の英語・授業や活用イメージを変更・修正する事が障壁となっており、今回のカリキュラムの有効性が示唆された。本研究は,物事を相対的に捉える力と考えられる「解釈力」の育成を中心に据えた教員養成のために必要な教育方法を提案し,その妥当性について実践的に検証することを目的とした.そのために次の3つの下位研究課題を設定した.研究課題1:本研究の核概念である「解釈力」を具体的にするために,小学校の教壇に立つベテラン教師(教師経験15年以上)と初任教員の特定授業に対するコメントを比較する.この結果を踏まえ,研究課題2では,教員に必要な「解釈力」育成の具体的カリキュラムを立案する.そして,研究課題3で,これを現役学生に対して実施してその妥当性を検証するものである. H23年度は,研究課題1に取り組んだ.解釈力を構成する要因の同定を目指した.基礎資料として,ビデオ収録した小学校のある授業をベテラン教員と初任教員が独立して視聴し,授業の進行に対する適時的コメントを収集した.これを基礎資料として,コメントの量的・質的分析を行った.結果,コメントの量的側面では,初任教員に対してベテラン教師のコメントは圧倒的に多い結果となった.そして,質的側面では,初任教員が授業の題材内容や発問,板書等の指導方法に関するコメントが多いのに対し,ベテラン教員は,児童生徒の発言内容や反応の様子に着目するコメントが多かった.これより,初任教員が「教えること」に重点を置くのに対し,ベテラン教員は,児童生徒の理解と指導方法を重視する傾向が示唆された.教育活動状況における「解釈力」を構成する要因には,題材内容に関する解釈,題材についての子どもの既有知識や判断の解釈,さらに,前2者を適合させるための指導方法の判断などが上げられた.これらの解釈判断について分析し,質的カテゴリー細分化する必要がある.研究1での対象者をベテラン教員と初任教員各15名としたが,いずれも教員であるため,勤務時間後に協力を得る必要がある.現場の教員は多忙であり,資料収集のための時間調整が容易ではなかった.このため,資料収集と分析に長期間を要した.結果,研究1を踏まえて具体的なカリキュラムを立案する研究2が遅れている.研究課題1で当初予定したベテラン教員群と初任教員群を15名から10名へと減じて資料収集することに変更する.また,現時点で収集し,分析できた各群6例ずつから得られた結果を基に研究課題2を進める.研究課題1も継続して進め,適宜蓄積された結果を加えながら,研究課題2を吟味する.研究課題3の実証過程を後期の6か月間に短縮して,妥当性を検証することとする.研究課題

1の不足する資料収集と結果の整理・分析に莫大な時間と労力を要した.これより,H24年度は,各教科領域を担当する連携研究者に資料収集・整理・分析の補助者を付け,研究進度の遅れを解消したい.このため資料整理・分析補助のための謝金を主として予定する.また,研究課題2と3のための資料収集として,教員養成系の他大学のカリキュラムについて,目指すべき教員像とカリキュラムの構造(カリキュラムマップ・ツリー等)と内容の系統性に関する資料収集を行う.併せて,研究課題1の結果についての意見交換と情報交換をおこなうための旅費を主として予定する.
核酸と相互作用する分子の設計とその生理活性

本研究では科学反応および物性両面からみて非常に興味深い性質を有する非天然化合物、有機フラーレン化合物および炭素三員環化合物、に着目し,その性質を利用して核酸と相互作用を示す化合物を合成するための方法論を確立するための研究を行った.我々はまず,フラーレン類の化学修飾法の開発を鍵に,核酸に対する認識能を持つフラーレン誘導体の設計と合成およびその生理活性評価を行ない,一方,炭素三員環化合物に関する独自の反応論的知見を生理活性化合物の設計と合成にフィードバックし,核酸やタンパク質と相互作用し生理活性を発現する化合物のデザインと合成および生理活性の評価を行なうこととした.本年度研究では,フラーレン類の生理活性発現の機構について解明し,これにより,機能性フラーレン誘導体の設計の指針を得た.すなわち新規フラーレン修飾法を利用した分子骨格の構築を行なうことで核酸の高次構造の認識するフラーレン/核酸複合体を合成し,このものを用いて位置選択的な核酸鎖の切断を実現できた.フラーレン類と、代表的な生体関連物質である核酸との相互作用を明らかにすることに加え,放射性同位元素でラベルした水溶性フラーレンを合成し,試験動物に投与することでその生体内での動態についての初めての知見を得た.これらの結果は,今後,生体に対する影響や化学療法への応用への可能性にたいしさらに検討を深めるための重要な指針を与えよう.本研究では科学反応および物性両面からみて非常に興味深い性質を有する非天然化合物、有機フラーレン化合物および炭素三員環化合物、に着目し,その性質を利用して核酸と相互作用を示す化合物を合成するための方法論を確立するための研究を行った.我々はまず,フラーレン類の化学修飾法の開発を鍵に,核酸に対する認識能を持つフラーレン誘導体の設計と合成およびその生理活性評価を行ない,一方,炭素三員環化合物に関する独自の反応論的知見を生理活性化合物の設計と合成にフィードバックし,核酸やタンパク質と相互作用し生理活性を発現する化合物のデザインと合成および生理活性の評価を行なうこととした.本年度研究では,フラーレン類の生理活性発現の機構について解明し,これにより,機能性フラーレン誘導体の設計の指針を得た.すなわち新規フラーレン修飾法を利用した分子骨格の構築を行なうことで核酸の高次構造の認識するフラーレン/核酸複合体を合成し,このものを用いて位置選択的な核酸鎖の切断を実現できた.フラーレン類と、代表的な生体関連物質である核酸との相互作用を明らかにすることに加え,放射性同位元素でラベルした水溶性フラーレンを合成し,試験動物に投与することでその生体内での動態についての初めての知見を得た.これらの結果は,今後,生体に対する影響や化学療法への応用への可能性にたいしさらに検討を深めるための重要な指針を与えよう.
異常吸収特性を有するメタ表面による高い周波数・角度選択性を持つミリ波反射制御

1.試作した不定媒質メタ表面の評価:平成29年度に設計・試作を行なった、縦横比を1:1とした新しい不定媒質メタ表面の評価を実施した。試作したメタ表面は、33GHzにて右手系と左手系の分散曲線が縮退するよう設計した。θ-2θ反射測定により、解析により得られた分散曲線と同様の対称的な2次元k空間の特徴を示す測定結果が得られた。メタ表面上を異なる方向に伝搬する表面波の波数がその方向により異なる異方性を示す媒質を構成することができた。2.単位セル構造の最適化:メタ表面がより強い電波吸収特性を示すように単位セル構造を最適化した。最適化には山字形変形エルサレムクロス構造を用いた。異常吸収は、内部Q (Q0)と外部Q (Qex)が臨界結合(Q0 = Qex)となる場合に起こるため、所望の角度でこの条件を満足する単位セル構造を得るため、電磁界シミュレーションを繰り返し実行し、単位セル構造を最適化した。その結果、セル配列間隔を適切に設定することでQexを制御することができることを見出した。縮退周波数と外部Qを適切に設計することで、所望の入射角度で強い吸収を示すメタ表面の設計指針を見出した。このような不定媒質を正しく設計することにより、メタ表面上での表面はの伝搬方向を周波数により制御することが可能となり、ミリ波レーダの高性能化や、極薄型ミリ波レンズなどへの応用が開ける他、異常吸収を任意の方向へ設計するための分散曲線の設計が容易になることが期待できる。平成29年度に新しく見出した、不定媒質メタ表面を回転させて任意の入射角度で波数整合をとる手法について詳しく検討したが、入射偏波面の制御に大きな課題が残ることが判明したため、将来の課題とすることにし、当初予定していた手法で取り組むこととした。また、MEMS構造の導入による選択制向上についても、駆動電力源を始めとした実験装置の不足から、本格検討を見送ることとした。しかしながら、試作した縦横比1:1の不定媒質メタ表面を測定評価することで、二次元的に対称な分散曲線を得ることに成功した。また、より強い電波吸収特性を得るためのセル構造の最適化にも取り組み、山字形変形エルサレムクロス構造にて臨界結合状態を示す設計指針が得られた。最終年度での円柱状散乱体の散乱断面積測定へ向けた設計指針が得られた。円筒状散乱体に貼り付け、散乱断面積をほぼゼロにするメタ表面の開発へ向けて、以下の方針で研究を進める。1.広い入射角度に対応するために、異方性と分散性をより強く示す不定メタ表面を研究する。1a.不定メタ表面の性質はまだ不明な点も多く、その動作特性についてより詳しい検討を加える。1b.得られた検討結果を元にして不定メタ表面を吸収体として利用する際の性能向上を試みる。1.不定媒質メタ表面の臨界結合条件:所望の入射角度で臨界結合状態を示す不定媒質メタ表面にを電磁界シミュレーションにより解析し、Q0 = Qexとなる条件を満足するよう、構造を最適化する。2.円柱状散乱体の散乱断面積シミュレーション:設計された構造パラメータを用いて構成された分布型メタ表面を円柱状散乱体の表面に配置したときの散乱断面積を電磁界シミュレーションにより評価する。市販の電磁界シミュレータでは解析時間が非現実的に長くなると予想されるため、新たに、時間領域有限差分法によるシミュレーションプログラムを開発する。3.円柱状散乱体の散乱断面積測定:これまで設計した各セクションのメタ表面を組み合わせて円柱状散乱体の表面に配置し、その散乱断面積を評価する。各セクションの構造を一枚のフレキシブル基板に構成する。二つのV帯ホーンアンテナを用いて、バイスタティックな散乱特性測定系を構築し、ミリ波帯での散乱断面積を測定する。得られた結果を、手順(6.)で計算した散乱断面積と比較することで、設計の妥当性を確認する。これらの研究結果は、随時、論文としてまとめ、学術雑誌に投稿する。1.吸収特性を示すメタ表面を設計・試作・測定した。エルサレム十字形を基本構造とし、ビアなどの貫通孔を使わない単一平面のメタ表面を構成した。得られた構造を解析した結果、長軸方向に右手系特性を示し、短軸方向に左手形特性を示す特異な構造となり得ることに気づいた。このような特性を示すメタ表面は、不定媒質と呼ばれ、未だその特性が十分に検討されていない特異な表面である。そこで、このようなメタ表面を実際に試作・測定し、その特性を詳しく評価した。θ-2θ反射測定により、解析により得られた分散曲線と同様の特徴を示す測定結果が得られた。2.試作したメタ表面は、縦横比が大きく2次元のk空間が歪むため、表面波の伝搬制御範囲が狭まる可能性がある。そこで、縦横比を1:1とした新しい不定媒質メタ表面を設計し、試作を行なった。