hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウナギの体液調節におけるナトリウム利尿ペプチドの役割

これらの刺激後、両群で飲水を促進するANGIIが増加するにもかかわらず飲水が抑えられるため、一過的に上昇するANPが飲水を抑えるとこれまで考えられていたが、血液中を循環するANPを抗体で不活性化しても飲水量が減少することから、ANP以外の因子がこれらの飲水抑制に関与していると考えられる。以上の結果から、外因性、内因性ANPの作用が明らかになったため、今現在、ANP特異的受容体NPR-Aの発現部位を分子生物学的、免疫組織化学的手法を用いて同定している。脳内にNPR-Aの免疫陽性神経細胞が確認できたので、今後は局所的な脳の破壊や脳室内へのANP微量投与実験を行い、ANPの飲水への作用をより詳しく調べていきたい。心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)は、血漿Na^+濃度を減少させ、ウナギを海水へ適応させるホルモンである。これまでの実験により、ANPの血漿Na^+濃度減少作用は、飲水や腸からのNa^+摂取の抑制によるもので、鰓や腎臓からのNa^+排出の促進によるものでないことが明らかとなった。本年度は、ANPの飲水抑制機構に着目し、ANPの脳内作用部位を同定した。まず、脳を6つに分け各部位におけるANP受容体(NPR-A)の発現をRT-PCRで調べたところ、全ての部位でNPR-Aの発現がみられた。次に免疫染色法を用いてNPR-Aの脳内分布を詳しく調べた。その結果、脳全体の血管系にNPR-Aが局在し、RT-PCRの結果と一致した。また、NPR-A陽性の神経細胞は、延髄の網様体に存在する比較的大きな神経細胞や、飲水調節に関与している舌咽・迷走神経運動野ニューロン、哺乳類で嘔吐や血圧調節に関与している最後野の神経細胞にNPR-Aが局在していた。いっぽう、血液中のANPが飲水を抑制することから、ANPは血液脳関門を欠く脳室周囲器官群に作用していると考えられる。そこで、アルブミンに結合するため血液脳関門を通過できないトリパンブルーを血中に投与しところ、視索前核、および最後野や松果体などの脳室周囲器官にトリパンプルーの蛍光反応がみられた。NPR-Aが存在して血液脳関門を欠く部位が最後野のみであったことから、血中のANPが最後野に作用して飲水を抑制していることが示唆された。そこで、海水ウナギの最後野を破壊したところ、実験群は偽手術群と比べて飲水量が減少するとともに、血液中に投与したANPにより飲水量が抑制されなくなった。このことから、最後野が魚類の飲水調節、とりわけANPの飲水抑制作用に関与していることが示唆された。
UVレーザ照射によるアレイ導波路型回折格子におけるスラブ型導波路レンズの収差補正

光周波数領域にてヒルベルト変換を利用してアレイ導波路型回折格子(AWG)の位相誤差を測定する光干渉計測法の測定精度を向上させるため、参照ビート信号がπ/m(m :正の整数)変化するごとに主ビート信号をデジタルサンプリングする、アップサンプリング法を考案し測定精度を10^(-3) radまで向上させた。10GHz間隔160チャンネルを有するAWGの位相誤差を3時間の測定時間にて全160ポートにおける位相誤差を測定し、これらを3次元表示することにより、端ポートに近づくにつれて位相誤差が急激に増加する傾向が明らかになった。1.アレイ導波路型回折格子(AWG)の位相誤差測定10GHz間隔160チャネルAWGの位相誤差を低コヒーレンス光干渉計にて測定した。本測定系ではポートごとに参照レーザ光の波長と白色干渉計のステージ位置をマニュアル微調する必要があったので,全160ポートの測定に40時間を要した。この間の測定条件の変化(光学系のアライメントずれや偏光状態の変化)によって位相誤差データに0.1rad以上の誤差が発生してしまった。位相誤差データをスラブレンズ上の屈折率分布導出プログラムに入力して解析したが,発生した誤差によってレンズ上の歪み分布を明確に導出することができなかった。そこで,短時間に位相誤差を測定できるシステムを開発した。2.周波数領域AWG位相誤差測定系の開発従来法では信号サンプリングのためのクロックを参照ビート信号から電気的に発生させてきたので,クロックのジッターにより相誤差測定精度が十分ではなかった。今回,ヒルベルト変換を利用して参照ビート信号から導出した位相変化からクロックの位置を数値計算による高精度に検出するアルゴリズムを開発した。この結果,位相誤差測定精度を従来値(10^<-2>)から10^<-3>radまで1桁向上させることに成功した。しかも本方式では参照レーザ光の波長を調整する必要がないため,マニュアル操作でも測定時間は1分/ポートに短縮できた。3.スラブ型導波路レンズの不み導出プログラムの作成AWGの7x25mm^2スラブ導波路部分を1x1mm^2寸法の175メッシュに分割し,位相誤差分布データと透過スペクトルをもとにメッシュの屈折率変位を最小二乗法にて導出するアルゴリズムを作成した。しかしながら,測定データ自体に大きな誤差があったため,当プログラムからスラブレンズ上の歪みを明確に特定することはできなかった。4.UVレーザ照射系の構築購入した5倍波発生装置と既設の設備をもとに,波長213.2nm,16.5mJ/パルスのUVレーザをAWGサンプルに集光させる照射系を構築した。石英系導波路部分に集光した予備実験により,1分の照射時間で10^<-4>の屈折率変化を導波路に誘起できることを確認した。光周波数領域にてヒルベルト変換を利用してアレイ導波路型回折格子(AWG)の位相誤差を測定する光干渉計測法の測定精度を向上させるため、参照ビート信号がπ/m(m:正の整数)変化することに主ビート信号をデジタルサンプリングする、アップサンプリング法を考案した。しかしながら、m=8までのアップサンプリングを用いてサンプリングの位置精度を向上させても、測定精度を10-3rad以下に向上させることは難しいこと、精度向上を阻害する主要因が波長掃引中の外乱によって干渉計の位相が変動することにあることが判明した。そこで、当該精度にて10GHz間隔160チャンネルを有するAWGの位相誤差を測定した。当初、位相誤差測定分布中に約0.1radの周期的な変動が観測された。これは、AWGの中心部に波長板が挿入されているため、レーザ光では入射端にてTEモードのみを励起するための偏光調整が難しく、TMモードも励起されたためであると判明した。そこで、スペクトル幅の広いASE光を用いて15301600nmの波長域全体で最適な偏光調整を行い、この励起条件にて位相誤差を測定することにより、上記の変動を消去できた。3時間の測定にて160ポートにおける位相誤差を測定し、これらを3次元表示することにより、端ポートに近づくにつれて位相誤差が急激に増加する傾向が明らかになった。次に、出射側のスラブレンズを0.2mm間隔のメッシュに細分化し、各メッシュi(i=1,2,,,)における屈折率変化を当該160ポートの位相誤差分布と透過スペクトルを用いて,最小二乗法により導出するプログラムを作成したが、特定のメッシュにおいて、顕著な屈折率変化を導出することはできなかった。
ナノリンク分子による界面制御有機半導体の電気伝導評価

有機半導体薄膜/ゲート絶縁体界面にナノリンク分子からなる自己組織化単分子膜を導入した有機薄膜トランジスタでは、キャリア密度や移動度などのトランジスタ特性を改善することができることが知られている。これらのナノリンク分子による有機薄膜トランジスタの界面制御効果を本研究では研究代表者らが独自に開発してきた解析手法を用いて解明することを目的とする。これまでに我々はトップコンタクト型有機薄膜トランジスタの基本的な物理特性の評価手法である変位電流とチャネル電流の同時計測手法を提案し、計測・解析手法を確立してきた。この変位電流とチャネル電流の同時計測手法を用いると、トップコンタクト型有機薄膜トランジスタのキャリアシート形成機構、移動度、閾値電圧などを同時に計測することが可能である。本研究では、ナノリンク分子によりゲート絶縁体界面を修飾することにより界面の電子状態を制御した有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタを構築し、有機半導体における電気伝導機構のナノリンク分子による界面制御効果を申請者が独自に研究開発してきた変位電流とチャネル電流の同時計測手法をさらに発展させることにより解明することを目指した。ルブレン単結晶トランジスタにおいて、ナノリンク分子を導入することによりゲート絶縁体界面におけるトラップ密度が減少し、移動度が増加し、トランジスタ特性が良好となることを明らかにした。さらに、ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの変位電流とチャネル電流の同時計測手法を新たに開発し、チャネルにおける電荷密度を直接測定し、ピンチオフ状態を検出することが可能であることを明らかにした。
急性期心臓リハビリテーション確立に向けた心臓外科術後の中・長期予後関連要因の解明

心臓外科手術後の中・長期予後に関わる要因を明らかにする目的に、心臓外科手術前から標準的に心臓リハビリテーションを実施している全国5施設の協力のもと、研究を実施している。今年度の研究計画および進行状況は、研究対象者のリクルートおよび入院期間中の臨床データの収集と測定であり、440名の研究対象者をリクルートした。次年度の目的は、研究対象者の予後調査を退院後6ヶ月・12ヶ月・24ヶ月のタイミングで、郵送法にて実施することである。今年度から次年度にかけて研究対象者の退院後の追跡調査を行っている段階である。現在、研究対象者の退院後6ヶ月の調査はすべて終了し、予後調査の返却率も8割を超えており、比較的に良好である。また退院後12ヶ月になる研究対象者もおり、現在、研究対象者の退院1224ヶ月後の追跡調査を行っている段階である。これまでに解析が可能であった112名の退院後6ヶ月の調査では、死亡率は3%、循環器関連におる再入院率は8.9%、循環器疾患以外での再入院率は12.5%であった。順調群、死亡群、循環器関連再入院群、循環器外再入院群の群間比較においては、死亡群は有意に慢性腎不全の併存率が高く、術前左室駆出率(LVEF)が低く、尿素窒素値が高かった。また身体機能においては術前Short Physical Paformance Battely(SPPB)の値が有意に低値であった。また術後の要因においては退院時のLVEFが有意に低く、退院時のSPPBが低かったことを報告した。(高橋哲也、森沢知之、他;心臓外科術後の中期予後に関わる要因の検討、日本心臓リハビリテーション学会第3回関東甲信越支部地方会にて発表)初年度にリクルートした研究対象者に対して、全国5施設より、6ヶ月・12ヶ月・24ヶ月のタイミングで追跡調査ができている。返却率も8割を超えており、当初の予定通り順調に進行できている。引き続き、各研究協力者と連携し、退院後の追跡調査を進める。次年度は最終年度あるため、これまで以上に連絡や会議に多くの時間をとり、最終的なまとめを行っていく予定である。本研究は多施設共同研究にて、心臓外科術後の中・長期予後に関わる要因を解明することを目的としている。その成果から予後改善を目的とした急性期心臓リハビリテーションプログラムの立案へと発展させ、臨床応用を目指す研究である。【平成29年度の研究目的と研究実施計画】平成29年度の主な目的は、対象者の入院期臨床データの収集および測定である。心臓外科術前から標準的な心臓リハビリ(日本循環器学会「心血管疾患におけるリハビリテーションに関するガイドライン」)を実施している全国7施設(心臓病センター榊原病院、関西電力病院、土谷総合病院、東宝塚さとう病院、福山循環器病院、豊見城中央病院、神戸市立医療センター中央市民病院)の協力のもと、対象者の入院期間中の患者要因・術前要因、手術関連要因、術後要因、退院時要因の入院期臨床データの収集および測定を行っている。現在、兵庫医療大学および各研究協力施設の倫理審査委員会の承認を得ており、平成30年6月末日まで対象者のリクルートを行う予定である。平成30年3月末の時点で約100名の対象者が本研究に登録されている。本研究の主な内容は心臓外科手術後の中・長期予後に関わる要因を解明する事であり、退院後6ヶ月・12ヶ月・24ヶ月のタイミングで自宅に郵送法にて予後追跡調査を行う計画である。今年度に登録された対象者のうち約30名は退院後6ヶ月が経過しており、現在、郵送にて予後追跡調査を行っている最中である。対象者からのアンケート返却率は約8割であり、概ね、想定通りの返却率である。現在も引き続き対象者のリクルートおよび各種測定を行うとともに、退院後6ヶ月・12ヶ月を経過した対象者に退院後の追跡調査を行っている。平成29年度に計画していた内容に沿って、おおむね順調に進行している。<臨床データ>当初、予定していた研究協力施設すべてから協力を得ることができなかったため(倫理審査委員会の非承認など)、当初の予定より対象者数がやや少ないが、研究協力施設の協力により、入院期臨床データおよび退院後の追跡調査のデータは順調に蓄積されている。<研究体制・研究物品>研究協力施設とはインターネット会議や学会時のミーティングなどを定期的に繰り返しながら、十分にコミュニケーションがとれている。研究協力施設で測定する各種の測定機器も配備完了しており、研究体制と研究は予定通り構築されている。

これまでに解析が可能であった112名の退院後6ヶ月の調査では、死亡率は3%、循環器関連におる再入院率は8.9%、循環器疾患以外での再入院率は12.5%であった。順調群、死亡群、循環器関連再入院群、循環器外再入院群の群間比較においては、死亡群は有意に慢性腎不全の併存率が高く、術前左室駆出率(LVEF)が低く、尿素窒素値が高かった。また身体機能においては術前Short Physical Paformance Battely(SPPB)の値が有意に低値であった。また術後の要因においては退院時のLVEFが有意に低く、退院時のSPPBが低かったことを報告した。(高橋哲也、森沢知之、他;心臓外科術後の中期予後に関わる要因の検討、日本心臓リハビリテーション学会第3回関東甲信越支部地方会にて発表)初年度にリクルートした研究対象者に対して、全国5施設より、6ヶ月・12ヶ月・24ヶ月のタイミングで追跡調査ができている。返却率も8割を超えており、当初の予定通り順調に進行できている。現時点で研究計画の変更はなく、平成29年度に引き続き、平成30年度は対象者のリクルートおよび退院後の追跡調査を実施する。研究協力者とは引き続きインターネットや関連学会時にミーティングを行い、研究遂行に関する情報交換(進捗状況・問題点など)を密に行う。また研究分担者に研究進捗状況を報告するとともに、適宜、指導を受け、研究推進に努める。引き続き、各研究協力者と連携し、退院後の追跡調査を進める。次年度は最終年度あるため、これまで以上に連絡や会議に多くの時間をとり、最終的なまとめを行っていく予定である。インターネット会議や関連学会時に研究協力者とミーティングができたことにより、旅費が抑えられた。平成30年度はミーティングや学会発表等の数も増えることが予測され、今年度より旅費の支出が増えると思われる。平成29年度は人件費を抑えることができたが、平成30年度は追跡調査など人件費がかかると思われる。データ解析を行うために、研究協力者と定期的に会議を行う予定であったが、学会前後に打ち合わせができたことや、インターネットを用いた会議ができたことから旅費が削減できた。次年度は対面式の会議を数回行うことや、解析結果を国際学会などで発表する予定であるため、今年度の旅費予算を次年度使用する予定である。
指使いの視触覚統合プロセスモデリングに基づく硬軟物操りの創発型制御

深層学習を援用して人による物体操作プロセスの正例画像列から動作と物体変化のプロセスモデルを生成する手法を、一人称視点画像列に拡張した。人の物体操作(木箱をあけてものを入れ閉める)の正例画像を画像センサおよび深度センサを用いて収集し、現時刻のシーン画像とゴールシーンを入力に動作列を生成するモデルと、現時刻シーンと次時刻の動作を入力として次時刻のシーンを生成するモデルの2つを訓練した。その結果、概ね適切な動作の予測ができ、かつ途中で失敗があってシーンが期待通りに変遷しなかった(箱の蓋が開かなかった)場合に、自動的に手戻りして再度必要な操作を繰り返す動作を生成することが確認できた。しかし、訓練に用いた画像が人の動作を観察した映像であるため、人体領域を手がかりに次の動作生成をしている可能性が考えられた。そこで、生成に使える画像領域の面積をマスクによって意図的に制限し、小領域内の情報だけから出力を生成するように強制する損失関数を構成した。このときどこを注視するかのマスクは入力だけから適応的に深層ネットが生成するようにした。予備実験として、人工的な複雑背景下における小図形の向きを回帰するという課題において試験したところ、小図形がどんなテクスチャでどの位置にあるかということを教師信号として示さずとも、図形が存在する領域に自発的に着目して推定を行う機能が創発されることが確認できた。また、自然な生活環境下で人が物体を扱うシーン画像を収集するために、既存のシーン変遷ロギングシステムを用いた。サンプリングレートを向上するためにVGAサイズの低解像度画像しか処理・保存できなかったが、それでは手指スケルトンの計測ライブラリであるOpenPoseで正確に手指姿勢が検知できないため、10GのLANを使って2K高解像度画像を15FPSで記録し、処理のオーバヘッドを見直してパフォーマンスを大幅改善した。既存のロボットアームの制御にブレがありそれを解決しないと精密な物体操作をシミュレートできないことがわかったこと、また既存のロボットハンドについてもROSプラットフォーム経由でのアームとの統合制御の実装に時間がかかったことから、3軸力センサーを指先に装着する実装が間に合わなかった。すでに新しい精密制御可能な6軸ロボットアームと3指ハンドを調達しており、これらを組み合わせて19年度早々に実装を開始する予定である。前年度に引き続き、箱を開けてものを入れる手順のプロセスモデリングの研究を進める。前年度は一人称視点画像で手元を拡大するとOpenPoseライブラリの仕様上手指骨格を推定できなかったが、前年度中にこの改良を独自に施したので、今年度は一人称視点、具体的にはロボットの頭部カメラないしはその後方から深度センサによって撮影したRGBD画像を用いて訓練画像を撮影する。前年度コンセプトとして有効性を確認した「回帰学習時における注視領域の自発的獲得」について、さらにスケールや形などの教師信号だけから注目領域がマスクの形で特定できるのかどうか、さらに箱を開けてものを入れる動作生成を出力としたときに有効な領域を特定できるのかどうか実験を行う。このとき自分の体(ロボットにとっては自己のハンドアーム)の領域を除外することをどう自発的に学ばせるかが課題となるが、これについては人体スケルトンの検出結果を用いて自己認識させる枠組みを念頭に検討する。シーン変遷ロギングシステムで収集した物体操作の様子を用いて、物体の形状(RGBD画像)と手指の姿勢の共起性をモデリングする。ハンドル付きコップのような掴む場所が複数ある場合に、学習しながら自動的に複数の選択肢をクラスタリングしつつモデリングする手法を引き続き研究する。前年度に試作した小型3軸力覚センサを前年度末に調達したハンド指先に装着してセンサーデータを制御PCから取り込めるように電子工作を施す。箱や柔らかい物体を実際に掴む動作をさせ、指先にかかっている力とその方向ならびに、物体に指先がどのくらい近接しているか、がうまく計測できるか、どのような観測値が得られるかを定量的に調べる。この時手指の三次元位置姿勢はモータ側のセンサ情報によりわかっているので、それを用いて空間中のどこにどの向きの反力があるのか、計算により求める手法を検討する。

サンプリングレートを向上するためにVGAサイズの低解像度画像しか処理・保存できなかったが、それでは手指スケルトンの計測ライブラリであるOpenPoseで正確に手指姿勢が検知できないため、10GのLANを使って2K高解像度画像を15FPSで記録し、処理のオーバヘッドを見直してパフォーマンスを大幅改善した。既存のロボットアームの制御にブレがありそれを解決しないと精密な物体操作をシミュレートできないことがわかったこと、また既存のロボットハンドについてもROSプラットフォーム経由でのアームとの統合制御の実装に時間がかかったことから、3軸力センサーを指先に装着する実装が間に合わなかった。すでに新しい精密制御可能な6軸ロボットアームと3指ハンドを調達しており、これらを組み合わせて19年度早々に実装を開始する予定である。前年度に引き続き、箱を開けてものを入れる手順のプロセスモデリングの研究を進める。前年度は一人称視点画像で手元を拡大するとOpenPoseライブラリの仕様上手指骨格を推定できなかったが、前年度中にこの改良を独自に施したので、今年度は一人称視点、具体的にはロボットの頭部カメラないしはその後方から深度センサによって撮影したRGBD画像を用いて訓練画像を撮影する。前年度コンセプトとして有効性を確認した「回帰学習時における注視領域の自発的獲得」について、さらにスケールや形などの教師信号だけから注目領域がマスクの形で特定できるのかどうか、さらに箱を開けてものを入れる動作生成を出力としたときに有効な領域を特定できるのかどうか実験を行う。このとき自分の体(ロボットにとっては自己のハンドアーム)の領域を除外することをどう自発的に学ばせるかが課題となるが、これについては人体スケルトンの検出結果を用いて自己認識させる枠組みを念頭に検討する。シーン変遷ロギングシステムで収集した物体操作の様子を用いて、物体の形状(RGBD画像)と手指の姿勢の共起性をモデリングする。ハンドル付きコップのような掴む場所が複数ある場合に、学習しながら自動的に複数の選択肢をクラスタリングしつつモデリングする手法を引き続き研究する。前年度に試作した小型3軸力覚センサを前年度末に調達したハンド指先に装着してセンサーデータを制御PCから取り込めるように電子工作を施す。箱や柔らかい物体を実際に掴む動作をさせ、指先にかかっている力とその方向ならびに、物体に指先がどのくらい近接しているか、がうまく計測できるか、どのような観測値が得られるかを定量的に調べる。この時手指の三次元位置姿勢はモータ側のセンサ情報によりわかっているので、それを用いて空間中のどこにどの向きの反力があるのか、計算により求める手法を検討する。
光電変換機能性有機薄膜界面の電気化学的形成と高効率太陽電池の構築

光電変換素子としての分子素子の研究には、分子素子単分子膜と電極とのナノメートル領域光電変換機能を調べることが重要な手がかりとなる。そこで、D-σ-A型分子素子である我々独自のPNX分子に[1]に坂口ら(Jpn. J. App. Phys. , 38, 3908-3911, 1999)によって提案されたPhotoconductive AFM(PC-AFM)を適用してナノメートル領域光電変換特性の測定を試みた。Au(111)基板は超高真空電子ビーム蒸着法でマイカへき開面上に金を蒸着、アニールして作成した。LB法に用いる直前に水素フレームアニールクエンチ処理により金原子の再配列と周辺大気による表面の吸着汚染物質の除去を行った。これにより広い原子テラス(50×5Onm以上)を持ち親水性の極めてよいAu(111)基板を得た。この上にPNX分子の高品質の単分子膜を積層した。変調レーザー光(630nm)によってAu(111)基板上に発生したエバネッセント光がD-σ-A分子素子に照射されたとき、金コートされた導電性カンチレバーとAu(111)基板との間を流れる電流を電流ー電圧変換増幅し、ロックインアンプによって変調周波数に対して位相検波し、光電流を測定する装置を開発した。PC-AFMは接触抵抗が制御でき高さ情報と電気特性が独立して取り出せるというAFM I-V法の利点に加え、エバネッセント光の届く範囲が数十nm以下のために非常に限定した範囲に光を照射できる特徴を有し、分子素子からの光電気応答を測定するには極めて強力な方法であると思われる。さらにこの方法で光合成反応中心(RC)タンパク分子の高品質LB膜のような超分子素子のナノメートル領域の光電変換特性を測定するため、このRCタンパク単分子膜を作成する新規な電界印加LB法と基板水平引き上げ法とを組合わせた装置を開発した。[1]三箇山毅,松岡宏和,上原赫,杉本晃,水野一彦,井上直人、電気学会論文誌A-118,1435-1439-(1998).光電変換素子としての分子素子の研究には、分子素子単分子膜と電極とのナノメートル領域光電変換機能を調べることが重要な手がかりとなる。[1]三箇山毅,松岡宏和,上原赫,杉本晃,水野一彦,井上直人、電気学会論文誌A-118,1435-1439-(1998).
20世紀前半ペルシア湾における「奴隷解放調書」の研究

平成30年度は、5件の口頭発表を行い、1冊の共著と1本の研究論文を刊行した。特に、3月にリヨンで開催された"Capture, Bondage, and Forced Relocation in Asia (1400-1900)"(アジアにおける捕縛、拘束、そして強制的移転(1400ー1900))と題された国際ワークショップにおいて、"Bonded labour in the first half of the 20th century Persian Gulf: A quantitativeapproach"(20世紀前半ペルシア湾における拘束労働者ー数量的アプローチ)と題して、これまでの研究成果に基づく方法論に関する報告を行い、多様な角度からのコメントを受けたことは非常に大きな成果であるといえる。現在、コメントを踏まえた論文執筆に取り組んでいる。また、同月には京都大学東南アジア研究研究所において、「20世紀初頭のペルシア湾におけるイギリス帝国と奴隷制ー奴隷解放調書をめぐってー」と題する報告を行った。これについても、特に政治学関係からの有益な助言を得ており、今年度は本研究を様々な角度から検討することができた。また、イギリスにおける史料調査によって収集資料を拡大し、その分析作業が進展したことも重要な成果であると考える。研究実績の概要に記したように、研究計画通りに研究を実施している。当初AHA大会でのセッション応募を予定していたが、リヨンのワークショップへの参加と報告とによって、これまで接触したことのない研究者たちと議論でき、予想外の収穫を得られた。よって、(2)おおむね順調に進展している。に該当すると考える。平成31年度は研究最終年度に当たるため、成果の取りまとめ、およびそれに必要な調査を実施することとする。手始めに、日本アフリカ学会年次大会でフォーラムを組み、そのなかで本研究課題に関する報告を行うことになっている。本年度は、イギリス・ロンドンとインド・マハーラーシュトラ州ムンバイにおいてそれぞれ文献調査を実施した。ロンドンでは国立公文書館と英国図書館、ムンバイではマハーラーシュトラ州立文書館をそれぞれ調査対象とした。ロンドンでは、どちらの施設においても、特にペルシア湾関係文書を悉皆的に調査した。悉皆調査は完了していないが、現段階においても、これまで報告者未見の証言が多数存在することを確認するに至った。ただし、それらのなかにはマイクロフィルム化されていないものも少なくないので、史料を取得するための再調査が必要である。ムンバイでは、一日あたりの閲覧可能ファイル数の制限があるために、十分な調査ができなかった。また、ペルシア湾関係ファイルにはそれほど多くの証言は見当たらなさそうである一方、ボンベイの警察関係ファイルに関係文書が存在する感触を得た。これは来年度の課題となった。データベース化の作業は、項目の選定などに時間を取られ、想定していたよりも作業が滞った。また、本年度は、6月末に立教大学史学会公開シンポジウムにおいて、19世紀のインド洋西海域における奴隷交易・奴隷制の展開の報告をする中で本研究課題についても論じ、続く6月末から7月上旬のオーストラリア・パースにおけるInternational Congress of Maritime Historyでは紅海における真珠採取業の展開との比較においてペルシア湾のジレに言及した。また、11月にチリ・サンチアゴで行われた国際シンポジウムでは世界史的共通体験としての奴隷制廃止に関する報告のなかで、やはり、本研究について言及した。立教大学史学会公開シンポジウムの報告を基にして「インド洋西海域周辺諸社会における近世・近代移行期とその矛盾ー奴隷制・奴隷交易の展開に着目して」を『史苑』77巻2号において発表した。本年度の進捗状況については、「(2)おおむね順調に進展している」に該当すると考える。ロンドンとムンバイで実施した調査で、資料の状況を把握し、加えて、データベースに組み入れるべき具体的なデータを得られたのは大きな収穫であった。また、当初の計画では来年度もそれらにおいて調査を実施することにしているが、そのための有効な指針を得られたことは大いに評価されるべきである。他方、データベース化の作業においては停滞を見せた。ただし、これは本研究課題の要となるものなので、引き続き、丁寧な作業を心掛け、しっかりとした基礎を築いていきたい。来年度以降は、作業のスピードを速める必要が出てくる。成果報告としては、当初は資料的価値を明らかにする報告を想定していたが、実質的には、本研究課題の世界史的、あるいはインド洋西海域世界史規模での位置づけを明らかにすることに終始した。研究の早い段階でこの点についての考えをまとめることができたのは、最終報告を考える際には有益であると思われる。平成29年度は、まず、4月末から5月上旬にかけて、インドとバフラインで文書館調査及び、現地踏査を行った。インドでは、ムンバイのマハーラーシュトラ州立文書館で調査を行い、また、ナーシクで踏査を行った。バフラインでは、マナーマで、20世紀初頭の地図に基づいて、真珠採取に関する現地踏査を行った。これらに関する知見と、これまでの調査で集積した知見とを集め、東京大学で開催された日本オリエント学会第59回大会で、「20世紀前半ペルシア湾岸における奴隷解放調書の資料性の検討」と題する報告を行った。これについては、現在、論文を執筆している。また、11月23日に立教大学で行われたBonded Migration and Identity in the Indian Ocean World, 18-20th Century(18ー20世紀のインド洋世界における拘束労働者とアイデンティティ)と題されたワークショップで、"Baluchi Experience in Human Trafficking in the Early Twentieth Century Persian Gulf(20世紀初頭のペルシア湾におけるバルーチーの人々の人身売買に関する経験)"と題した報告を行った。

どちらも、これまで進めてきた資料調査とその整理によって可能になった論題であった。資料整理についても、今年度は、一定の進展があり、報告に大きく貢献した。調査については、インドで関連する資料がまだ多く存在することが明らかになり、同時に、バフラインでは現地に思いのほかに情報が残存していることが明らかになった。これを参考にして、すでに予定している平成30,31年度における現地調査の充実を図りたい。平成29度の進捗状況については、「(2)おおむね順調に進展している」に該当すると考える。ムンバイで実施した調査では、前年度の調査を踏まえて、調査を前進することができた。また、バフラインでの調査は、今後の現地調査の可能性を強く示唆するものであった。データベース化の作業も一定の進展が見えた。すでに述べたように、これが成果にもつながってきた手ごたえを得た。平成30年度は、5件の口頭発表を行い、1冊の共著と1本の研究論文を刊行した。特に、3月にリヨンで開催された"Capture, Bondage, and Forced Relocation in Asia (1400-1900)"(アジアにおける捕縛、拘束、そして強制的移転(1400ー1900))と題された国際ワークショップにおいて、"Bonded labour in the first half of the 20th century Persian Gulf: A quantitativeapproach"(20世紀前半ペルシア湾における拘束労働者ー数量的アプローチ)と題して、これまでの研究成果に基づく方法論に関する報告を行い、多様な角度からのコメントを受けたことは非常に大きな成果であるといえる。現在、コメントを踏まえた論文執筆に取り組んでいる。また、同月には京都大学東南アジア研究研究所において、「20世紀初頭のペルシア湾におけるイギリス帝国と奴隷制ー奴隷解放調書をめぐってー」と題する報告を行った。これについても、特に政治学関係からの有益な助言を得ており、今年度は本研究を様々な角度から検討することができた。また、イギリスにおける史料調査によって収集資料を拡大し、その分析作業が進展したことも重要な成果であると考える。研究実績の概要に記したように、研究計画通りに研究を実施している。当初AHA大会でのセッション応募を予定していたが、リヨンのワークショップへの参加と報告とによって、これまで接触したことのない研究者たちと議論でき、予想外の収穫を得られた。よって、(2)おおむね順調に進展している。に該当すると考える。
微少冷陰極による極微細電子ビーム形成に関する基礎的研究

電界放射陰極を用いた極微細電子ビーム形成には、電界放射陰極からの放射電子ビームの制御、安定化と放射角の制御が重要である。放射角の制御に関して、本研究者らが提案した平面構造収束方式と積層構造収束方式の電界放射陰極を製作し、その収束効果の比較検討を行った。平面収束方式の電界放射陰極およびそのアレイ(FEA)は、電子の引き出し電極であるゲート電極と同一平面上に収束電極を設けるため、積層構造と比べて製作プロセスの簡略化、再現性の向上等に優れている。蛍光板を用いたビーム収束の評価実験で、本構造による収束効果を確認した。しかし、十分収束されていない状態では、非対称な放射ビーム形状となり、放射角を均一に制御する用途には問題がある。これは、電極構造の非対称性に起因するもので、本構造では避け難く、電位シールド等の工夫を要する。一方、積層構造では、製作プロセスがやや複雑になるが、収束電極を自己整合的に対称に形成できることを特長とする。実験では、対称性に優れた放射パターンが得られた。ビーム収束により放射電流量の減少の割合が平面構造より積層構造で大きく、エミッタ先端部に及ぼす収束電位の影響の差異が確認された。放射電流の制御、安定化に関して、JFET一体型電界放射陰極を提案、試作し、1V以下の制御電圧によって放射電流を数nAから1μAにわたって制御可能なこと、放射電流が安定に維持されることを実証し、能動素子による放射電流の制御、安定化の有効性を明らかにした。また、エミッタ先端部の結晶面方位を反映する放射パターンが得られており、このことは、電界放射陰極の電流変動の原因が表面への残留気体分子の吸着、脱離、泳動による仕事関数の変動によるものであることを示唆している。今後、エミッタ表面の不活性化による電流変動の安定化、微細ビームのエミッタンス測定などへと研究を展開する予定である。電界放射陰極及びそのアレイ状の集積構造(FEA)は、高電流密度及び極微細電子ビーム形成の可能性を持つことから、チャネリングX線レーザ等新しい真空電子デバイスの展開への期待がかかっている。このためには、FEAの高輝度化、安定化と共に放射電子ビームの収束が最も重要である。本研究は、本研究者らの提案した平面構造収束方式のFEAを試作し、そのビーム特性を評価することを目的とした。このため極微細構造作成に最も信頼性のあるSiプロセスを用いて、エミッタ数1ヶ、及び1×10、10×10、100×100、アレイのSiFEAを製作した。100×100アレイのFEAを除いて、いずれもビーム収束のための収束電極をエミッタに隣接して設けており、電子放射の種々の特性試験に用いた。単一エミッタからの放射電流80μA以上と半導体エミッタでの最高値を達成した。エミッタ数の増加に伴い電流変動は減少するが、動作温度か高くなるにつれて電流変動が大きくなるなど、電流変動の原因がエミッタ表面への残留気体分子の吸着、脱離、泳動によることを示唆した。ビーム収束の実験より、蛍光板上で収束効果を確認すると共に、ビーム収束により放射電流が減少するが、これはゲート電極電位を増加することでビームの発散を大きくすること無しに回復できることをシミュレーションと実験とにより実証するなど、平面構造収束方式の有用性を明らかにした。

高性能極微細電子ビームの形成に向けて、極高真空中での電子放射特性、エミッタ表面の不活性化、微細ビームの低エミッタンス測定などが、今後の研究対象となるが、本研究によりその基礎が提示された。電界放射陰極を用いた極微細電子ビーム形成には、電界放射陰極からの放射電子ビームの制御、安定化と放射角の制御が重要である。放射角の制御に関して、本研究者らが提案した平面構造収束方式と積層構造収束方式の電界放射陰極を製作し、その収束効果の比較検討を行った。平面収束方式の電界放射陰極およびそのアレイ(FEA)は、電子の引き出し電極であるゲート電極と同一平面上に収束電極を設けるため、積層構造と比べて製作プロセスの簡略化、再現性の向上等に優れている。蛍光板を用いたビーム収束の評価実験で、本構造による収束効果を確認した。しかし、十分収束されていない状態では、非対称な放射ビーム形状となり、放射角を均一に制御する用途には問題がある。これは、電極構造の非対称性に起因するもので、本構造では避け難く、電位シールド等の工夫を要する。一方、積層構造では、製作プロセスがやや複雑になるが、収束電極を自己整合的に対称に形成できることを特長とす。実験では、対称性に優れた放射パターンが得られた。ビーム収束による放射電流量の減少の割合が平面構造より積層構造で大きく、エミッタ先端部に及ぼす収束電位の影響の差異が確認された。放射電流の制御、安定化に関して、JFET-体型電界放射陰極を提案、試作し、1V以下の制御電圧によって放射電流を数nAから1μAにわたって制御可能なこと、放射電流が安定に維持されることを実証し、能動素子による放射電流の制御、安定化の有効性を明らかにした。また、エミッタ先端部の結晶面方位を反映する放射パターンが得られており、このことは、電界放射陰極の電流変動の原因が表面への残留気体分子の吸着、脱離、泳動による仕事関数の変動によるものであることを示唆している。今後、エミッタ表面の不活性化による電流変動の安定化、微細ビームのエミッタンス測定などへと研究を展開する予定である。
ケーラー磁場とグラフ

ケーラー多様体の部分多様体の性質を調べるために、概接触構造から誘導される自然な閉2形式を考え、その定数倍である佐々木磁場の下での荷電粒子の等速運動について考察した。佐々木磁場は一様な力が働く磁場ではないため、軌道が古典的なフレネ・セレーの公式に関して単純である2次の曲線になっているかという観点に着目した。複素空間形といわれる対称性の高いケーラー多様体内の測地球面をはじめとするA型実超曲面上にはこのような軌道が存在し、しかもこのような軌道の量により複素空間形内の部分多様体族の中でA型実超曲面は特徴付けられることがわかった。更に、閉じた2次の曲線になる軌道の長さが数直線上にどのように分布するかを明らかにした。一方、ケーラー多様体の離散モデルの提案にも取り組み、辺が2色に彩色されたグラフがその候補であることを、グラフ上の閉じた道と磁場の下での閉軌道とを対応させ、両者の長さの分布状況に類似点があることを裏付け証拠として示した。ケーラー多様体をリーマン幾何学の立場から考察するために複素構造から導かれる磁場を考え、その磁場のもとでの軌道を測地線と対比させたときの類似点と相違点を明確化することに主眼を置く。(1)負曲率ケーラー多様体の正則断面曲率とケーラー磁場の磁力との関係を明確化するために、磁力が磁性指数写像の性質にどのように反映するかを磁性ヤコビ場の比較定理などを用いて明らかにする。(2)(1)の考察を助けるためにケーラー多様体の離散化を考える。リーマン多様体の離散化が頂点と辺とから成るグラフであると言われていることから、複素構造を反映した離散化を提案し、その提案がケーラー磁場の軌道と対比できることを調べる。複素双曲空間のコンパクトな商空間上のケーラー磁場による軌道の離散モデルを考察するために、辺が赤・青の2色に彩色されているグラフを考える。このグラフは赤辺だけ考えた主グラフと青辺だけ考えた補助グラフとに分解される。そこで赤辺をaだけ進み続いて青辺をbだけ進むという動きを繰り返す道を(a,b)-道といい、これを強さb/aのケーラー磁場の軌道の離散モデルと考えた。この考えが1つの正しい方向であることを示すために、長さT以下の(a,b)-閉素道の同値類の数の長さTに関する漸近挙動を考察してみた。伊原型のゼータ関数とよばれる物の正則性がグラフの最大固有値により判定でき、グラフのエントロピーを用いて漸近挙動の指数部分を表すことができる。このエントロピーを磁場が働かない場合、つまり補助グラフが空である場合と比較したとき、ケーラー磁場の閉素軌道の数の長さに関する漸近挙動と磁場が働かない場合である閉測地線の数の漸近挙動との比較と同様の挙動を示した。更にその具体的な数値について、長さaの軌道のの両端点の距離を考えたとき、グラフ上の(a,b)-道に対しては距離をa道の長さはa+bとなるが、これはケーラー磁場の弧長と距離との関係と比較してみると、上記のエントロピーの比に近似されていることがわかった。従って(a,b)-道はケーラー磁場による軌道の離散モデルと考えて良いと結論づけた。断面曲率が0以下である単連結リーマン多様体の測地線は平面上の直線と同様に非有界で無限遠に発散することが知られており、この性質は負曲率多様体を考察する上で非常に重要な手がかりを与える。この手法を負曲率ケーラー多様体に適用するために、複素構造の方向に磁界が働く中での荷電粒子の運動であるケーラー磁場による軌道を考察する。この軌道の発散性と多様体の断面曲率との関係を調べるために、一点から出る長さrの軌道弧の終点の集合である軌道球面を考えて、その面積要素の挙動を考察した。まず複素双曲空間においては対称性が高いために軌道球面は半径に関してある換算を行った測地球面に一致し、面積要素を具体的に表示することができる。一般のケーラー多様体については複素方向のゆがみが生じることになるのでこれを表現する必要がある。測地線に沿ったヤコビ場の場合と異なり磁場ヤコビ場は軌道方向の成分が独立してはいないが、面積要素は1次独立な磁場ヤコビ場達の内積を成分とする行列の行列式により表示できることがわかり、行列式の性質により軌道方向の成分を除外することができた。

この結果断面曲率の上からの評価の下、またリッチ曲率の下からの評価の下で面積要素の変化率に関する評価を得ることができた。ケーラー多様体の実超曲面上には概接触構造がケーラー構造から誘導される。ケーラー多様体上にケーラー磁場を考え新たな構造に付随した力学系を導入できたのと同様に実超曲面上には佐々木磁場が導かれる。しかしこの磁場は一様な磁場ではないためにその軌道の構造は複雑である。そこで対象を複素射影空間と複素双曲空間におけるA型実超曲面とした。この実超曲面においては、測地線は実超曲面の等長写像の一径数族による軌道として表現されている(つまり等質曲線である)ことが知られていたが、佐々木磁場による軌道もすべて等質曲線になることがわかった。軌道の性質と超曲面の性質がより密接に関係していることを考察するために、軌道が曲線として測地線に次いで簡単な構造であると考えられる円になっているものを考えた。A型の中でも測地球面・ホロ球面・複素超曲面を芯とした管というA_1型実超曲面においては、1)それらの主曲率の最小絶対値よりも大きな磁力を持つ佐々木磁場に対して円になる軌道が合同性を除いてただ1つ存在する。2)同最小絶対値以下の磁力を持つ(複素双曲空間内の)A_1型実超曲面上の佐々木磁場に対しては円になる軌道は存在しない、ということを示すことができた。またA_1型以外のA型実超曲面(A_2型という)においては、主曲率の絶対値に対して佐々木磁場の磁力が十分大きければ、合同性を除いて2種類の円になる軌道が存在することもわかる。これらの状況から逆に、構造ベクトルと成す内積(構造捩率)が0,1,-1のいずれでもないベクトルを初期ベクトルとする円になる軌道が存在する実超曲面はA_1型実超曲面に限るという特徴付けを行うことができ、実超曲面の性質と佐々木磁場の軌道の性質との対応の1つを示すことができた。ケーラー多様体の実超曲面上には概接触構造がケーラー構造から誘導され、この構造に対応した佐々木磁場を考えることができる。この磁場は一様磁場ではないため、一般にはその磁場の下での荷電粒子の等速運動である軌道はフレネ=セレーの公式に関して単純ではない。しかし複素空間形内のA型実超曲面といわれるホップ超曲面においては、円になる軌道が存在することが昨年度の研究で明らかになった。特にA_1型といわれる測地球・ホロ球面などの実超曲面の中にはφ断面曲率が一定である佐々木空間形とよばれる多様体が含まれており、概接触構造を持つ多様体のモデルとして重要である。今年度はこれらA_1型実超曲面における円軌道の様子を詳しく調べることにした。部分多様体上ではその構造自体の複雑性もあり考察しにくいことから、まず円軌道を埋め込まれた複素空間形の中で考察し、複素2次元空間に含まれる本質的に4次のキリング螺旋になることがわかった。この性質によりホップ写像を通すと3次の微分方程式で表現される。一方、複素射影空間上の円は部分多様体上の円とは全く別物ではあるが、これもやはりホップ写像を通すと3次の微分方程式で表現されることが以前の研究でわかっていた。そこでこの2つの微分方程式の特性多項式を比較することで、両者の代数的性質を通して円の幾何学的性質から円軌道の幾何学的性質を解明するに至った。A_1型実超曲面上では閉円軌道も開円軌道も等長写像による合同性を除いてもそれぞれ無限個存在し、閉じるための必要十分条件は磁力が互いに素な2つの整数を用いたある関係式を満たすことであることがわかった。
２次元非線形粘弾性モデルによるスポーツサーフェスの動的特性評価法の開発

本研究は,2次元非線形粘弾性モデルを用いたスポーツサーフェスの動的特性評価法の開発を行う.従来,スポーツサーフェスの特性評価としては1衝撃試験による鉛直方向の衝撃減衰率と最大変位による緩衝性能評価および2特定の条件における動的な摩擦係数の測定によって評価していたが,この方法では人間の動作特性である斜め方向の衝撃やサーフェスとの接触期間全般にわたるような比較的長い作用時間を持つ衝撃力に対する特性を評価していない.そこで,これまでに筆者らが開発した2次元衝撃試験と新たに開発した作用時間の長い衝撃発生装置を組み合わせることにより鉛直方向だけでなく水平方向も含めた人間の動作特性を踏まえた衝撃試験を実施し, 2次元非線形粘弾性モデルによるモデル化およびパラメータ同定を行い,コンピュータ・シミュレーションによって様々な衝撃様式に対する動的特性を検討する.しかしながら, 2次元衝撃試験器のセンサユニットが充分には小型化されていないため,実際の足部と比較するとかなり大きな面積でサーフェスに衝撃を与えていることが課題として挙げられる.そこで初年度はまずセンサユニットの小型化を図ることを計画した.しかしながら,申請段階では3軸小型荷重センサを2セット購入することで小型化と精度の高い測定が可能となると考えていたが,査定額の減少によって3軸小型荷重センサは1セットしか購入することが出来なかった.そのため従来からは設計変更せざるを得なくなり3軸小型荷重センサ2個を前後に配するのではなく前方の3軸センサの替わりに鉛直1軸の小型荷重センサとスライドユニットを組み合わせることによりセンサユニットを構成することとした.このため従来の計画よりもスライドユニット分の厚みだけセンサユニットが大きくなった.しかしながら目的とする測定には利用可能であることが確認出来た.研究実績の概要でも述べたとおり,従来の研究計画では3軸小型荷重センサを2個用いたセンサユニットを設計しており,小型化及び高精度化が期待された.しかしながら査定段階で予算の削減となり,計画していた2個の3軸小型荷重センサを購入することは出来なかった.そこで2個目の3軸小型荷重センサの替わりとして1軸小型荷重センサを用い,更にその上部と3軸小型荷重センサをスライドユニットを介して組み合わせることにより,鉛直方向荷重を2センサに分配し,水平方向荷重については3軸小型荷重センサで計測する設計変更を行った.この設計変更によっても2次元衝撃試験は可能となるが当初予定していたセンサユニットのサイズよりはやや大きめのサイズとなった.初年度はセンサの購入,設計変更,センサユニット試作,および衝撃作用時間が長い衝撃試験の改良を行った.衝撃作用時間が長い衝撃試験とは従来の衝撃試験は人のランニング動作によって生じる地面反力のうち,着地直後のPassive Load(受動的衝撃)に相当する1020msec前後の作用時間となる衝撃試験器を用いて衝撃試験を実施してきた.しかしながらランニング動作における地面反力後半のActive Load(能動的衝撃)の評価も必要であると考えられる為,同様の衝撃を発生可能な衝撃試験器を作成した.この試験器は従来人工芝の応答性能を評価するために作成されたものであるため,センサ固定部分や落下重錘の接触部分,装置全体の高さ調整などを2次元衝撃試験器およびセンサユニットに適合するよう改良を加えた.更に実験室内での測定だけでなく屋外での測定が可能となれば実際の施工済みのサーフェスの特性把握に利用することが出来る為,将来的な改良計画も検討しながらの改良となった.昨年度は3軸小型荷重センサの購入及びセンサユニットの設計変更,長い衝撃作用時間を発生させる衝撃試験器に2次元衝撃センサユニットを装着する為の改良,モデルの再検討を行ってきた.今年度はセンサユニットの製作を完了させ,センサユニットの試験的な運用と設定可能な初期角度の確認,衝撃力,衝撃加速度の確認を行う.具体的には作成したセンサユニットをフォースプレート上に設置し,様々な初期角度の状態でセンサユニット上部から重錘を落下させ,センサユニットにおける鉛直・水平衝撃力とフォースプレートで計測された衝撃力との比較を行い,3軸小型荷重センサと1軸小型荷重センサによって鉛直・水平双方向の衝撃力が精度良く測定可能であるかどうかを確認する.また,衝撃時の2次元変位を測定するために3軸小型加速度センサを用いて鉛直・水平2方向の加速度を測定し,2階積分によって衝撃時の変位を算出する.この確認の為にはフォースプレートでは変形が起きないためウレタン系素材上にセンサユニットを設置し,側方から高速ビデオカメラを用いて2次元変位を測定し,加速度の2階積分から求めた変位との比較を行う.また,側方のカメラから撮影することでセンサユニット情報から重錘を落下させた際に測定器本体に装着したセンサユニット上下動をサポートする為の鉛直方向スライダやセンサユニットの衝撃力を鉛直・水平方向に分配するための平行四辺形リンクの遊びによってセンサユニット自体が側方を貫く軸での回転が生じていないかどうかを確認する.これらの確認後にスポーツサーフェスに対し,初期角度5度から25度まで5度ずつ,衝撃力を7段階,更に20msec以下の短い衝撃作用時間の落下重錘および300msec程度の長い衝撃作用時間の落下重錘を用いた衝撃試験を行う.それらのデータを一括処理することで様々な衝撃条件を加味した2次元粘弾性モデルのパラーメータ同定を行う.

本研究は,2次元非線形粘弾性モデルを用いたスポーツサーフェスの動的特性評価法の開発を行う.従来,スポーツサーフェスの特性評価としては1衝撃試験による鉛直方向の衝撃減衰率と最大変位による緩衝性能評価および2特定の条件における動的な摩擦係数の測定によって評価していたが,この方法では人間の動作特性である斜め方向の衝撃やサーフェスとの接触期間全般にわたるような比較的長い作用時間を持つ衝撃力に対する特性を評価していない.そこで,これまでに筆者らが開発した2次元衝撃試験と新たに開発した作用時間の長い衝撃発生装置を組み合わせることにより鉛直方向だけでなく水平方向も含めた人間の動作特性を踏まえた衝撃試験を実施し, 2次元非線形粘弾性モデルによるモデル化およびパラメータ同定を行い,コンピュータ・シミュレーションによって様々な衝撃様式に対する動的特性を検討する.しかしながら, 2次元衝撃試験器のセンサユニットが充分には小型化されていないため,実際の足部と比較するとかなり大きな面積でサーフェスに衝撃を与えていることが課題として挙げられる.そこで初年度はまずセンサユニットの小型化を図ることを計画した.しかしながら,申請段階では3軸小型荷重センサを2セット購入することで小型化と精度の高い測定が可能となると考えていたが,査定額の減少によって3軸小型荷重センサは1セットしか購入することが出来なかった.そのため従来からは設計変更せざるを得なくなり3軸小型荷重センサ2個を前後に配するのではなく前方の3軸センサの替わりに鉛直1軸の小型荷重センサとスライドユニットを組み合わせることによりセンサユニットを構成することとした.このため従来の計画よりもスライドユニット分の厚みだけセンサユニットが大きくなった.しかしながら目的とする測定には利用可能であることが確認出来た.研究実績の概要でも述べたとおり,従来の研究計画では3軸小型荷重センサを2個用いたセンサユニットを設計しており,小型化及び高精度化が期待された.しかしながら査定段階で予算の削減となり,計画していた2個の3軸小型荷重センサを購入することは出来なかった.そこで2個目の3軸小型荷重センサの替わりとして1軸小型荷重センサを用い,更にその上部と3軸小型荷重センサをスライドユニットを介して組み合わせることにより,鉛直方向荷重を2センサに分配し,水平方向荷重については3軸小型荷重センサで計測する設計変更を行った.この設計変更によっても2次元衝撃試験は可能となるが当初予定していたセンサユニットのサイズよりはやや大きめのサイズとなった.初年度はセンサの購入,設計変更,センサユニット試作,および衝撃作用時間が長い衝撃試験の改良を行った.衝撃作用時間が長い衝撃試験とは従来の衝撃試験は人のランニング動作によって生じる地面反力のうち,着地直後のPassive Load(受動的衝撃)に相当する1020msec前後の作用時間となる衝撃試験器を用いて衝撃試験を実施してきた.しかしながらランニング動作における地面反力後半のActive Load(能動的衝撃)の評価も必要であると考えられる為,同様の衝撃を発生可能な衝撃試験器を作成した.