hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗菌界面活性剤のアクリルレジンへの安定分散とレジンのバルクおよび表面物性への影響

本研究は口腔内で多用されるアクリルレジンに抗菌性を付与することを目指し,レジンの物性を損ねることなく抗菌性界面活性剤を添加する方法を確立することを目的とした.平成2425年度:抗菌性を有する陽イオン性界面活性剤の塩化セチルピリジニウム(CPC)はレジン液剤に全く溶解しないため,アクリルレジンに均一添加する粉液重合法を検討した.粉末CPCをレジン粉剤と一様に混ぜてレジン液剤と混和する「単純添加法」と,粉末CPCと液剤の共溶媒であるエタノールにCPCを溶解してから液剤に加えた均一溶液を粉剤と混和する「共溶媒法」を比較した.水中浸漬後,単純添加法では配合量に応じたCPCの溶出を認めたが,機械的性質(ビッカース硬さ,曲げ強さ,弾性率)の低下はみられなかった.レジン重合体中にはCPC粉末が目視でき明らかに不均一であった.共溶媒法では吸水による重量増加が認められたがCPCの溶出はごくわずかで,CPCは材料内に留まることがわかった.重合体は均一であったが,機械的強度の低下と褐色への変色が顕著であり,これは共溶媒であるエタノールの作用によると推測された.平成26年度:重合体の内部構造が不均一になる単純添加法よりも,均一構造の得られる共溶媒法が好ましいと考え,共溶媒(エタノール)の添加率がレジン重合体の機械的強度と変色(CIE L*a*b*表色系で測色)に及ぼす影響を調査した.その結果,(1)液剤に対して25%v/vまでの添加であれば強度低下,変色の影響は非常に小さい,(2)調製後,減圧等により残留エタノールを除去することで強度が回復し,変色の程度が小さくなることが示され,(3)強度低下因子としてエタノールの可塑剤効果と重合抑制による低重合度高分子の生成が考えられた.この知見に基づき,可及的少量の共溶媒の使用でCPCを均一に配合した抗菌性アクリルレジンの調製が可能になると結論された.これを,抗菌効果と併せ今後確認する.本課題実施期間内で未達成の計画事項についても引き続き検討を行い、現在執筆中の論文等により情報を開示していく。歯科理工学界面化学高分子化学1.本年度分の課題遂行上必要な現有分析機器(赤外分光光度計)の修理を昨年度申告の計画に沿って行ったが回復に至らず、優先課題としていたレジン着色成分の分析・同定を計画通り進めることができなかった。その結果、変色と機械的性質低下の関連性の解明ができていない。2.試作レジンを用いて実際に義歯床を製作する応用課題については、連携・協力予定者のスケジュールの都合で進行が遅れている。以上、2点が「進行がやや遅れている」とした理由である。H24年度に遂行を計画した事項は以下のとおりである。1.アクリルレジンモノマーへの抗菌界面活性剤の分散方法の検討2.陰イオン化アクリルレジンポリマーと陽イオン界面活性剤の塩の調製3.1および2で得られた材料を用いた改良アクリルレジンの重合このうち1および3をほぼ計画どおり実施できた。2および3の実施が遅れているが、計画では2の重要度を1に比べて低く設定しているので、全体として遅れは深刻ではなく計画研究は概ね予定のとおりに進行していると考える。主要到達目的である抗菌性評価の実験を実施する。所属機関微生物学分野の協力の下、義歯性口内炎、誤嚥性肺炎の原因となるCandida albicansに対するCPC添加アクリルレジンの作用を、菌液濁度測定と培地阻止円測定により評価する。これと並行して、単純添加法、共溶媒法の各方法で調製したCPC添加アクリルレジンの機械的強度の解析をより精密に行う。すなわち、曲げ強さおよび硬さ測定における負荷ー変形曲線から外力に対する粘弾性応答の解析を行い、CPC添加方法と添加量の影響、裏装材としての力学的な適性を検討する。また、材料表面の接触角測定により、吸水性と親水性の関係を明示する。
棒状高分子電解質の分子間相互作用に関する研究

市販の微生物電解質多糖ザンサンの水溶液に超音波を照射し,分子鎖を切断後,分別沈澱法と液晶分別法の併用により分子量分布の狭いザンサン試料を得た.それらのうち分子量が23万の試料をナトリウム塩型に変換し,塩濃度の異なるNacl水溶液(0.005Mから1M)を溶媒として25°Cで光散乱し,粘度,沈降平衡実験を行った.本研究の設備備品純水製造装置は,これらの測定溶媒の主成分水の精製に用いた.またザンサンの光散乱測定に先がけ,代表的な非電解質高分子ポリスチレンのベンゼン溶液について第2ビリアル係数A_2と第3ビリアル係数A_3を分子量野関係として決定し,以前に用いた光散乱デ-タ解析法(A_2とA_3を分離評価する方法)の有用性を確認した。NaザンサンのNacl水溶液について得られた主な成果は次の通りである.1.NaザンサンのA_2とA_3は塩濃度の減少とともに著しく増大する.これは溶媒のイオン強度の低下に伴う高分子間静電反発の増強の最も直接的な反映である.2.他方,Naザンサンの回転半径と極限粘度は塩濃度に依らず一定で,剛直棒状電解質に特有の挙動を呈する.いづれのデ-タからも結晶状態におけるザンサン二重らせん構造に期待されるらせんピッチが得られる.3.A_2の塩濃度依存性は均一荷電円筒棒に対する近似理論でほぼ記述される.しかし塩濃度が0.2M以上では,理論はA_2をかなり課題評価する。その原因は,理論が二分子間van der Waals型引力を考慮していないためである.現在,引力を理論にとり入れる試みを行っている.市販の微生物電解質多糖ザンサンの水溶液に超音波を照射し,分子鎖を切断後,分別沈澱法と液晶分別法の併用により分子量分布の狭いザンサン試料を得た.それらのうち分子量が23万の試料をナトリウム塩型に変換し,塩濃度の異なるNacl水溶液(0.005Mから1M)を溶媒として25°Cで光散乱し,粘度,沈降平衡実験を行った.本研究の設備備品純水製造装置は,これらの測定溶媒の主成分水の精製に用いた.またザンサンの光散乱測定に先がけ,代表的な非電解質高分子ポリスチレンのベンゼン溶液について第2ビリアル係数A_2と第3ビリアル係数A_3を分子量野関係として決定し,以前に用いた光散乱デ-タ解析法(A_2とA_3を分離評価する方法)の有用性を確認した。その原因は,理論が二分子間van der Waals型引力を考慮していないためである.現在,引力を理論にとり入れる試みを行っている.
伸線時の高精度応力分布制御を用いた高強度・高延性の複合組織をもつ極細線の創製

高強度・高延性の複合組織を有する高炭素鋼極細線の創製には,高延性に寄与するミクロ組織の解明が重要である.本研究では集合組織で特徴付けられる層構造を“メゾスケール構造"と呼称し,メゾスケール構造を介したミクロ組織と機械的性質の関係の解明に試みた.1)メゾスケール構造を明らかにする,2)メゾスケール構造とミクロ組織,機械的性質の関係から,高延性に寄与するミクロ組織を明らかにすることを目的として実験を行い,3つの重要な知見を得た.1つ目に,極細線の中心を通る長手断面にて高精度に研磨する方法を確立し,局所的に結晶方位を電子線後方散乱回折法で解析し,伸線に伴うメゾスケール構造の推移を明らかにした.伸線初期,鋼線はPrimary層{100}<110>-{111}<110>単層であるが,その後,表層側にPrimary層,中心軸側にSecondary層{110}<110>-{111}<110>の二層構造となる.さらに,表層側にSubprimary層{100}<110>-{111}<110>,中心軸側にSecondary層となる二層構造となる.本成果を日本塑性加工学会平成30年度塑性加工春季講演会に発表した.2つ目に,単位質量当たりの格子欠陥量やセメンタイト分解量の少ない組織が高延性に寄与するミクロ組織と解明した.これは線径に対するSubprimary層の厚さ割合が減少すると,単位質量当たりの格子欠陥量やセメンタイト分解量が減少し,絞りが改善した結果に基づき結論付けられる.3つ目に,メゾスケール構造の遷移を遅らせる,線径に対するSubprimary層厚さ割合の増加を遅らせることが高強度・高延性な鋼線の創製に有効であると解明した.これを可能とする方法の一つが後方応力比の低減である.以上の成果を学術誌Materials Science and Engineering Aに発表した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。伸線時の後方応力比の低減により伸線に伴う絞りの低下が抑制される要因を明らかにすること,およびその他伸線条件が有する伸線材の延性低下抑制効果を明らかにすることを目的として研究を行い,次の(1)-(3)の成果を得た.1.炭素量0.98%,φ0.444 mmの高炭素鋼線を,減面率を14%,後方応力比を5, 30, 50%としφ0.063 mmまで伸線した.伸線材をシュウ酸と過酸化水素水の混合溶液に浸し,表層部を除去した.その後引張試験をおこない,破断部をSEM観察し絞りを算出した.表層を除去しても絞りは変化しなかったが,常に後方応力比5%の絞りは30, 50%の絞りと比較して高かった.後方応力比の低減は線材全体にわたり絞りを向上させる組織を形成すると推測した.本成果は日本機械学会にて連名者として発表した.2.減面率を14, 21, 27%,後方応力比を5%として伸線し,引張試験をおこない絞りを算出した.ひずみ3.9にて減面率の低減により10%程度絞りの低下が抑制された.減面率と比較して後方応力の方が高炭素鋼伸線材の延性向上に寄与する効果が大きいと明らかにした.本成果をMetal Forming 2016にて発表し,Key Eng. Mat.に掲載された.3.減面率14%,後方応力比5%で伸線し,その後試験速度を3, 6, 10 rpm,チャック間距離を線径の18から360倍とし捻回試験をおこなった.φ0.1 mm以下ではチャック間距離の増加に伴い捻回値は減少し,ある値に収束する傾向となった.また,捻回速度が速いほどその変化量は大きく,異常破断が発生するチャック間距離比が小さくなった.捻回値の取りうる誤差,収束値からの隔たり,異常破断の発生有無を考慮した汎用性のある最適試験条件推定図を作成した.本成果を日本塑性加工学会にて発表し,優秀論文講演奨励賞を授与された.伸線時の後方応力比の低減により伸線に伴う絞り低下が抑制される要因を明らかにするため,平成28年度第1回研究計画調書で記載した平成28年度研究計画では,後方応力比による伸線材の局所的機械的性質,パーライトラメラの傾きおよび間隔,セメンタイト形態の変化,および伸線時の応力状態を明らかにすることを目的としていた.具体的には1)伸線材の機械的性質の半径方向分布の究明,2) SEMおよびTEMを用いた組織観察,3) DSCを用いた熱量測定,4)有限要素法解析を用いた伸線材応力場の算出を計画していた.しかし,1)伸線材の機械的性質の半径方向分布を究明した結果,および学術雑誌に掲載されている最新の研究成果を踏まえ,応力場と局所的機械的性質の関連性が薄く,さらに後方応力比によるパーライトラメラの傾きおよび間隔変化が絞り低下の抑制要因ではないと予測され,2)および4)を実行せずとも,本研究の目的を達成できると認識し,適切に研究を遂行できたと言える.一方で,後方応力比以外の伸線条件が有する伸線材の延性低下抑制効果を究明した結果,後方応力比の制御が最も伸線材の延性を支配する因子であると明らかにした(9-2).

さらに,絞りと同様に延性として評価される捻回値を取り扱うために,最適な捻回試験条件を究明した結果,捻回値の取りうる誤差,収束値からの隔たり,異常破断の発生有無を考慮した汎用性のある最適試験条件推定図の作成に成功し,本成果で優秀論文講演奨励賞学を授与された(9-3).このように,想定以上の成果が得られ,学会での評価も非常に高い.以上より,当初の計画以上に進展しているとした.高強度・高延性の複合組織を有する高炭素鋼極細伸線材の創製のため,本研究では高炭素鋼極細伸線材における工程設計と材料設計の指導原理を得ることを目的とした.本年度は,1簡易的かつ信頼性のある極細金属線の延性評価方法を確立する,2高炭素鋼極細伸線材の伸線にともなう格子欠陥量の推移を明らかにする,3高炭素鋼伸線材の結晶方位分布を得ることを目的として実験を行い,3つの重要知見を得た.1つ目に,従来困難と考えられていた極細金属線の簡易的かつ信頼性のある伸び,絞りの測定方法を確立した.試験機のクロスヘッドのストロークを線材の変位として引張試験をする方法,破断片一方の破断部近傍の走査型電子顕微鏡(SEM)像から絞りを算出する方法を考案した.考案した方法の誤差となりうる要因を1つ1つ丁寧に測定,検証し,誤差が無視できる範囲にあることを証明した.本成果はInternational Journal of Mechanical and Materials Engineeringに発表した.2つ目に,電気抵抗率の測定や熱分析の結果が転位密度,空孔濃度,フェライト中に固溶する炭素濃度を表すとの従来知見に基づき,直接的な観察が難しい極細の高炭素鋼伸線材における格子欠陥の量を間接的かつ定量的に評価した.伸線に伴い格子欠陥が増加する傾向を明らかにした.これを日本機械学会若手ポスターシンポジウムにて発表した.3つ目に,極細伸線材の中心を通る面を解析面とする試料作製を試み,半径方向に結晶方位分布が発生することを明らかにした.伸線初期は{100}<110>-{111}<110>の一層構造,あるひずみ量を超えると表層側にその方位を持ちながら,中心軸側に{110}<110>-{111}<110>を持つ二層構造となるとの新たな知見を得た.これを日本塑性加工学会で発表する予定である.極細金属線の簡易的かつ信頼性のある伸び,絞りの測定方法を確立した.これまで極細金属線の延性の評価が十分に検証されてこなかったが,考案した方法を用いることで簡易的な評価が可能となった.今後,ミクロ組織と延性に関する理論の構築が進展すると期待される.また,φ0.1 mm程度の細い線について,線材の中心を通るような長手断面の研磨に挑戦し,結晶方位分布の解明をおこなった.これまで<110>集合組織が得られることは報告されていたが,半径方向における分布については明らかではなかった.線径によらず高炭素鋼伸線材の結晶方位分布を解明すること自体が新しい研究であり,これらは期待以上の成果である.高強度・高延性の複合組織を有する高炭素鋼極細線の創製には,高延性に寄与するミクロ組織の解明が重要である.本研究では集合組織で特徴付けられる層構造を“メゾスケール構造"と呼称し,メゾスケール構造を介したミクロ組織と機械的性質の関係の解明に試みた.1)メゾスケール構造を明らかにする,2)メゾスケール構造とミクロ組織,機械的性質の関係から,高延性に寄与するミクロ組織を明らかにすることを目的として実験を行い,3つの重要な知見を得た.1つ目に,極細線の中心を通る長手断面にて高精度に研磨する方法を確立し,局所的に結晶方位を電子線後方散乱回折法で解析し,伸線に伴うメゾスケール構造の推移を明らかにした.伸線初期,鋼線はPrimary層{100}<110>-{111}<110>単層であるが,その後,表層側にPrimary層,中心軸側にSecondary層{
知識ベ-スを利用したアルゴリズム設計手法の研究

よく知られたアルゴリズムを知識ベ-スにたくわえ、組み合わせ的問題(グラフ理論、ネットワ-ク・フロ-理論、電気回路理論など)の新しいアルゴリズムを考案する助けとなるような手法を開発することを目的として研究した。この目的を実現するためには、既存のアルゴリズムに含まれる典型的な技法を部品として抽出することと、それらの部品を組み合わせて新しいアルゴリズムを作ること、などを検討しなければならない。そこで、本研究では、上記のように部品を組み合わせるときに、組み合わせるという操作自体がある種の代数的構造をもつことに注目し、その構造を解明することを試みた。具体的には、計算機のメモリ中に表現されたドットマトリクスを回転するアルゴリズムを計式的に書き換える操作全体のなす群の構造が明らかになるなどの成果が得られた。同様の考察を数値表現の問題に加えることにより、広範囲の数値表現方法を統一的に捉えることができた。すぐれたアルゴリズムが線形計画法と密接に関連しているという事実に注目し、問題の複雑さを線形計画問題等を媒介として分類することを試みた。たとえば、周知の整列(ソ-ト)は線形計画問題として記述できることを証明した。計算幾何学の代表的な問題についても同様の考察を加え、線形あるいは2次計画問題として記述できることを証明した。計算複雑度がNP完全である理論式充足可能性問題が双線形計画問題であることを証明した。グラフやネットワ-クを始めとするさまざまな位相的情報に対するアルゴリズムやデ-タ構造を研究したり教育したりするための環境についても検討した。これらの成果は、引き続いて行われるべきアルゴリズム知識デ-タベ-スの研究に大きな示唆を与えるものである。よく知られたアルゴリズムを知識ベ-スに蓄え、組合せ的問題(グラフ理論、ネットワ-ク・フロ-理論、電気回路理論など)の新しいアルゴリズムを考案する助けとなるような手法を開発することを最終の目的として研究を進めた。本年度の成果は次の通りである。1.グラフを表現する標準的なデ-タ構造、グラフの変形や探索など基本的処理をするコマンド、グラフ理論の代表的な問題のプログラム、などを提供し、グラフを扱うプログラムの開発を支援してくれる環境を構築することを目標として、プロトタイプを試作した。この研究をプロジェクトGと名づけ、その成果を情報処理学会アルゴリズム研究会で講演発表した。2.大きさがn×nのドットマトリクスが1語nビットの計算機の連続するn語に格納されているとして、このドットマトリクスを回転したり左右/上下/斜めに裏返したりする8種類の算法を考察した。周知のとおり、それらの算法は群をなす。本研究では、共通の統一的な算法の記述を提示し、この統一的算法において一部の定数を指定することにより前記の8種類の算法がすべて導かれることを示した。さらに、前記の算法が定数の簡単な書換え規則により互いに移り変わることを示し、これらの書換え規則が群をなすことを示した。ドットマトリクスに関する前記の算法は一意的ではなく、同一の効果をもたらす算法に複数通りの記述が可能である。したがって、前記の8種類の算法には変種が考えられ、これに対応して書換え規則の群にも変種が考えられる。本研究では書換え規則のこれら2種類の群きうち、一方は算法の群と同型であり、他方は算法の群と同型でないことを示した。この成果を電子情報通信学会論文誌に発表した。よく知られたアルゴリズムを知識ベ-スに蓄え、組合せ的問題(グラフ理論、ネットワ-クフロ-理論、電気回路網理論など)の新しいアルゴリズムを考案する助けとなるような手法を開発することを最終の目的として研究を進めた。2.地形図をスキャナで読みとり、地図情報の位相構造を抽出するアルゴリズムを研究した。

3.大きさがn×nのドットマトリクスが1語nビットの計算機の連続するn語に格納されているとして、このドットマトリクスを回転したり左右/上下/斜めに裏返したりする8種類の算法を考察した。周知のとおり、それらの算法は群をなす。本研究では、共通の統一的な算法の記述を提示し、この統一的算法において一部の定数を指定することにより前記の8種類の算法がすべて導かれることを示した。さらに、前記の算法が定数の簡単な書換え規則により互いに移り変わることを示し、これらの書換え規則が群をなすことを示した。また、このアルゴリズムの複雑度(計算時間)が、論じ方によって変りうることを示し、アルゴリズム論の基本概念に関する問題を提起した。4.アルゴリズムベ-スの研究のため、アルゴリズムの記録方法の一般的形式について検討した。よく知られたアルゴリズムを知識ベ-スにたくわえ、組み合わせ的問題(グラフ理論、ネットワ-ク・フロ-理論、電気回路理論など)の新しいアルゴリズムを考案する助けとなるような手法を開発することを目的として研究した。この目的を実現するためには、既存のアルゴリズムに含まれる典型的な技法を部品として抽出することと、それらの部品を組み合わせて新しいアルゴリズムを作ること、などを検討しなければならない。そこで、本研究では、上記のように部品を組み合わせるときに、組み合わせるという操作自体がある種の代数的構造をもつことに注目し、その構造を解明することを試みた。具体的には、計算機のメモリ中に表現されたドットマトリクスを回転するアルゴリズムを形式的に書き換える操作全体のなす群の構造が明らかになるなどの成果が得られた。同様の考察を数値表現の問題に加えることにより、広範囲の数値表現方法を統一的に捉えることができた。すぐれたアルゴリズムが線形計画法と密接に関連しているという事実に注目し、問題の複雑さを線形計画問題等を媒介として分類することを試みた。たとえば、周知の整列(ソ-ト)は線形計画問題として記述できることを証明した。計算幾何学の代表的な問題についても同様の考察を加え、線形あるいは2次計画問題として記述できることを証明した。計算複雑度がNP完全である論理式充足可能性問題が双線形計画問題であることを証明した。グラフやネットワ-クを始めとするさまざまな位相的情報に対するアルゴリズムやデ-タ構造を研究したり教育したりするための環境についても検討した。これらの成果は、引き続いて行われるべきアルゴリズム知識デ-タベ-スの研究に大きな示唆を与えるものである。
モノアイの研究

本研究では、環境構造化技術に基づくランドマーク検出について大きな成果が得られた。具体的には、これまでに開発してきた高精度マーカを改良するとともに、これを利用して移動ロボットの精密位置決めを実現する手法を確立した。移動ロボットプラットフォームを用いた実験により、高精度マーカをパンチルトカメラ(モノアイ)によって観測することで、ロボットの自律移動を非常に高い精度で制御できることを実証できた。また、ランドマーク画像シミュレーションのための環境モデリングについて、レーザースキャナを搭載したロボットのための新しいパスプランニングアルゴリズムを提案した。1.平成24年度は、移動ロボットプラットフォームおよび画像センシング・画像処理プラットフォームの開発を行った。電動車イスを自律移動ロボットのベースとし、パンチルト機構を備えた単眼の画像入力機構の整備を行った。これらは、本研究の最終目的である、画像情報に基づく自律移動ロボットのナビゲーションに関する新しい方法論の提案を実現するための実証実験基盤となる。2.環境構造化技術に基づくランドマーク検出に関しては、ロボットの位置姿勢を高い精度で推定できる新しいデザインのマーカを開発し、その性能評価を行った。このマーカを単眼のカメラデバイスを用いて観測することで、カメラとマーカとの相対位置姿勢を角精度1deg以下で推定することができる。本研究成果は学会発表(査読有り国際会議3件、査読有り国内会議1件、査読無し国内口頭発表2件)でも高く評価され、以下の賞を受賞した。・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会優秀研究発表賞(2012年6月)・第15回画像の認識・理解シンポジウムベストインタラクティブセッション賞(2012年8月)3.ランドマーク画像シミュレーションのための環境モデリングについては、レーザースキャナを搭載した屋内移動ロボットのための新しいパスプランニングアルゴリズムを提案し、学会発表を行った(査読有り国際会議2件、査読無し国内口頭発表1件)。このアルゴリズムは、障害物が存在する環境下における移動ロボットのパス設計と環境情報の収集を最適化するものであり、本研究におけるナビゲーションの基礎となることが期待される。平成25年度は、前年度までに環境構造化技術に基づくランドマーク検出、具体的には、高精度マーカの実現に関して予想以上の大きな成果が得られたので、これを仮想的なランドマークと仮定し、移動ロボットのナビゲーションに必要なランドマーク検出アルゴリズムAPIの初期バージョンを策定し、これを利用した実証実験および性能評価を実施した。これは、環境構造化技術に基づくランドマーク検出と通常のランドマーク検出の共通APIの策定につながるものと期待される。本研究で得られた成果は、学会など(査読有り国際会議1件、査読なし国内会議1件、展示会出展1件、特許出願1件)で高く評価され、下記の賞を受賞した。・計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会優秀講演賞(平成25年12月)また、移動ロボットプラットフォームを用いたランドマーク検出に基づく自律移動の実証実験を実施した。前年度までに開発した電動車椅子をベースとした移動ロボットプラットフォームのハードウェアおよび制御機構をブラッシュアップし、移動ロボットの精密位置決めに関する実証実験を実施可能な性能を達成した。加えて、パンチルトズーム機構を備えた単眼カメラシステムによって仮想的なランドマークであるマーカ(本研究で開発している高精度マーカ、従来から使用されている通常マーカ、および白線などの標識を含む)の自動検出と、その結果として達成できるグローバルな高精度自己位置推定結果に基づくナビゲーションのためのソフトウェアを整備した。さらに、屋内外の通常環境下での実証実験に備え、衝突回避のための安全センサ等の安全関連系の整備を行った。前年度(平成25年度)までに、環境構造化技術に基づくランドマーク検出、具体的には、高精度マーカの実現に関して大きな成果が得られたので、これを利用した移動ロボットの精密位置決め手法の確立、および電動車椅子をベースとする移動ロボットプラットフォームの開発を実施してきた。平成26年度は、これらを利用し、屋内外ランドマーク検出プログラム共通APIを整備した。具体的には、これまでに開発した高精度マーカを改良するとともに、従来手法による各種マーカ検出プログラムとあわせて、ランドマーク検出APIをソフトウェアライブラリとして整備した。さらに、ランドマーク検出に基づくナビゲーションシステムを開発し、これを利用して移動ロボットプラットフォームによる自律移動実証実験を実施した。これにより、本システムの有効性を検証した。特に、高精度マーカをパンチルトカメラ(モノアイ)によって観測することで、移動ロボットの自律移動を非常に高い精度で制御できることを実証することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。ロボット工学26年度が最終年度であるため、記入しない。環境構造化技術による移動ロボットの自己位置推定については、予想以上の大きな成果が得られている。一方、ランドマークからのグローバルな位置推定手法の確立と実証実験については遅れている。これらのことから、トータルとしてはおおむね順調に進展していると自己評価した。環境構造化技術による移動ロボットの自己位置推定およびについては、予想以上の大きな成果が得られている。一方、屋外ランドマークに基づく位置推定に関する実証実験については遅れているが、現在実施している屋内環境の実証実験で得られた知見は、(外乱光をはじめとするさまざまな環境要因への対処を別にすれば)

そのまま屋外に展開可能であると考えられるため、トータルとしてはおおむね順調に進展していると自己評価した。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に得られた成果を基にして、ランドマーク検出プログラムの共通APIを策定する。また、屋外のランドマーク検出プログラムの開発に着手する。さらに、開発した屋内ランドマーク検出プログラムを用いて、ナビゲーションシステム自動生成に関する研究を行う。屋外移動ロボットによる実証実験にも着手する。今年度までに、高精度マーカの実現に関して大きな成果が得られ、これを利用した移動ロボットの精密位置決めシステムおよび手法の開発を行ってきた。今後は、これらを利用し、屋内外ランドマーク検出プログラム共通APIを策定し、モノアイを利用したビジョンベースト自律移動自律移動ロボットを使った実証実験をもとに成果をとりまとめる。具体的には、・高精度マーカ検出プログラムをベースに、ランドマーク検出プログラムの共通APIを一般化・屋内外ランドマーク検出プログラムライブラリの整備・ランドマーク検出に基づく移動ロボットシステムによる自立移動の実証実験実施・ランドマーク検出プログラムライブラリを用いたナビゲーションシステム自動生成に関する検討等の実施を計画している。初年度(平成24年度)は、自律移動ロボットのハードウェア整備とランドマーク認識・画像処理ソフトウェア開発を並行して実施する計画であったが、研究実施の効率を考慮すれば、まずハードウェア・プラットフォーム基盤を準備し、その後、集中的にソフトウェア開発を実施すべきとの判断に至った。このため、初年度使用を予定していた人件費・ソフトウェア開発費に該当する助成金は、次年度以降に使用する計画である。平成25年度は、実証実験のためのシステム構築・プログラミングを可能な限り実施するため、これに必要な人件費の不足分の前倒し支払い請求を行った。人件費は、派遣技術者の雇用費用としておおむね見積りどおり執行したが、移動ロボットプラットフォームのハードウェア整備費用が予定より少なくて済んだこと、システム制御用計算機の追加購入が不要であったことなどから物品費の執行が見積もりより少なかった。また、成果発表で国内の展示会を優先的にスケジューリングしたため、旅費の執行も見積りより若干少なかった。これらの理由により、次年度使用額が生じたものである。
地域健康サポート薬局を介した糖尿病予防ネットワークの構築

本申請研究では、大学が架け橋となって、地域薬局、医療機関の3者が連携し、既存にはない糖尿病の発症予防ネットワークを構築する。糖尿病早期発見および発症予防に寄与することで、薬剤師が中心となって地域住民に対する健康寿命の延伸に携わることを目的としている。20182019年度は介入調査を行う。結果の公表は、随時、国内外での学会発表および学術論文で行う。2018年度は研究計画に従って、次のとおり研究を行った。HbA1c値検体測定調査においては、作成したHbA1c測定実施マニュアルをもとに、健康イベントにて薬剤師会が中心となり地域住民31名のHbA1c値測定および受診勧奨を実施した。持続血糖測定装置を用いた血糖変動と行動変容調査においては、成人糖尿病未発症者30名に対して、HbA1c値測定、14日間持続血糖測定、体組成測定、アンケート調査を実施し、実施前後の血糖関連値、体組成、行動変容の変化を調査した。糖尿病予防の一翼を担う薬局薬剤師の育成調査においては、年4回薬局薬剤師が参加する研修会を実施した。2018年度に得られた主な知見は次のとおりである。HbA1c値検体測定において、地域住民には健康診断未受診者が多く存在し、ハイリスクであるHbA1c値6.0%以上が一定の割合で隠れていること、持続血糖測定実施前後において、行動変容が認められること、薬局薬剤師対象に開催した研修会において各回100名前後の薬局薬剤師が参加した。しかしながら、HbA1c値ハイリスク群は当初予定していた数より少なく、今後、さらに対象者を増やし検討する必要があると考えられる。以上の成果を国内学会にて発表した。当初の予定より対象者が少なく、2019年度以降によって補完を予定している。糖尿病予防の一翼を担う薬局薬剤師の育成調査においては、想定以上の参加者が来ており、2019年度以降も継続して実施していく予定である。2019年度も2018年度と同様に、次のとおり研究を進める予定である。1地域住民を対象にHbA1c値検体測定を実施する。2糖尿病未発症者を対象に持続血糖測定を実施する。3薬局薬剤師を対象に研修会を実施する。4以上の成果を国内外の学術雑誌および学会発表にて報告する。対象者が当初予定よりも少なく、物品費を中心に当初予定額よりも少額となったため。2019年度は対象者を増やして、引き続きHbA1c値検体測定、持続血糖測定、研修会実施を予定しており、それらの測定および実施において、消耗品などの物品費や施設利用料等に使用する予定である。
スペインの中学校における「宗教」教科および「シティズンシップ教育」教科の研究

スペインの中学校における価値教育関連科目として、とくに「宗教」教科と「シティズンシップ教育」教科を本研究の対象とした。両教科の成立過程および関係を明らかにすること、そして両教科の教育実態を把握することを目的とした。前者を明らかにするために、現地の研究者と共同セミナーを開催した。後者に関しては学校訪問による授業観察や担当教員へインタビューをした。その結果、次に示す内容の研究成果を得た。スペイン憲法およびローマ教皇庁とスペイン政府との合意を確認した「教育に関する国際協定」(1979)を巡って解釈に多様性があり、それに伴って両教科の捕え方にも多様性がうまれたことを明らかにすることができた。またスペインは自治州国家であるため、そのことによりさらに両教科の役割や位置づけに多様性がみられる。むしろそのような多元的共存および対立構造そのものがスペインの価値教育の実態であることを指摘することができた。本研究は、スペインの中学校における価値教育関連科目(「宗教」教科及び「シティズンシップ教育」教科)の成立過程とともに、同国の中学校でのそれらの教育実態を明らかにすることを目的としている。わが国の学校教育における今後の「シティズンシップ教育」等のあり方に示唆を与える研究である。今年度は、スペイン科学研究高等会議CSIC研究所(Margarita del Olmo教授のプロジェクト)およびエストレマドゥーラ大学教育学部(Maria Miranda Velasco助教授のプロジェクト)において、日本の教育基本法の概念や教育制度を報告することができた。これは今後の共同研究の基盤となるという点で大きな成果である。報告のコメントとしてスペイン人研究者から、日本の教育目的として掲げられている知・徳・体のバランスをすべて学校教育のなかで実現しようとする日本の独自性が指摘され、改めてその意義を確認した。あわせてマドリード自治州のコンサータダ系私立学校ルーデス校、またエストレマドゥーラ大学附属アゴラ中学校を視察することができた。そこではEU統合を背景とした移民の子どもたちの状況を把握でき、またエストレマドゥーラ自治州のもとめるシティズンシップ教育の実情が把握できた。エストレマドゥーラ大学教育学部の学生やルーデス校の移民の子どもたちを対象に、とくに被爆国ということに焦点をあて、平和教育をテーマとした講義および授業を行った。これらをとおして日本型シティズンシップ教育の可能性を検討できた。スペインではさらに、スペイン健康教育学会会長であるコンプルテンセ大学医学部のMaria Sainz Martin教授および同大学教育学部Estela D'Angelo Menendez教授の依頼により、日本の義務教育制度における教科外活動のしくみやその意義に関する講演を行った。これらに基づき、平成22年度の研究を実施したい。本研究はスペインの中学校における価値教育関連科目(「宗教」教科及び「シティズンシップ教育」教科)の成立過程と、それら教科の教育実態を明らかにすることを目的としている。まず、『スペインの義務教育制度におけるシティズンシップ教育教科の位置づけ-LOE法に基づく中学校の学習指導要領の検討を中心に-』(埼玉大学紀要教育学部、第60巻第1号所収)をまとめた。スペイン科学研究高等会議CSIC研究所の客員研究員の立場をえて、以下の研究活動を行った。同研究所のMargarita del Olmo教授紹介によるマドリード自治州のコンサータダ系ルーデス校のリンキング・クラスにおいてコラボレーション授業を行った。村越による授業主題は"La Grulla de Origami como simbolo de paz"で、移民の子どもたちとの折紙を通して、日本文化をもちいた平和教育の国際的普遍性を模索した。また同校のシティズンシップ教育教科の授業見学とその担当教員へのインタビューを行った。そしてMaria Miranda Velasco助教授(エストレマドゥーラ大学)の支援をえて、エストレマドゥーラ大学公認による国際セミナーを行った。同セミナーにおいては、Antonio Bolivar Botia教授(グラナダ大学)より、著書"Educacion para laCiudadania-Algomasqueuna asignatura"を、村越が科研の研究活動として翻訳・出版する許可を得た。また、同セミナー報告者であるManuel Lazaro Pulido教授(ポルトガル・ポート大学)より、宗教教科の成立過程に関する共同研究の合意を得た。同セミナーでは、エストレマドゥーラ大学教育学部の教授陣による宗教教科およびシティズンシップ教育教科の現状報告もなされ、多くの資料をえた。同大学附属アゴラ校においては、宗教教科担当教員へのインタビューも実現した。さらに、Maria Sainz Martin教授(スペイン健康教育学会会長・コンプルテンセ大学医学部)から健康教育の動向について特別講演を受けることができた。スペインの中学校におけるシティズンシップ教育教科および宗教教科の実態および双方の関係を理解することに努めてきた。これはこれからの日本における価値教育について重要な手がかりを与えるものである。

シティズンシップ教育教科については、Mariano Fernandez Enguita教授との交渉の結果、シティズンシップ教育教科に詳しいDavid Reyero Garcia教授との討論会がコンプルテンセ大学にて実現した。またマドリードのルーデス学校を訪問し、そこでシティズンシップ教育教科を担当するRaquel Garcia教諭の授業観察を行うとともに、インタビューを行った。宗教教科については、昨年収集したエストレマドゥーラ自治州立アゴラ中等教育学校の宗教教科のシラバスの概要を日本道徳教育学会第78回大会にて報告した。そして今年度改めてアゴラ中等教育学校を訪問し、宗教教科を担当するJesus Maria Losada Martinez教諭の授業観察を行うとともに、教授内容についてのインタビューが実現した。そのインタビューの内容については『埼玉大学紀要教育学部』第61巻第2号に投稿できた。また、昨年度末に行ったエストレマドゥーラ大学主催国際セミナーの報告内容を今年度中に改めて各報告者、Antonio Bolivar教授、Manuel Lazaro Pulido教授、Maria J. Miranda Velasco教授より論文形式で寄稿いただき、その日本語への翻訳作業を進めてきた。それらは現在、報告告発行に向けて編集中である。なお、スペイン健康教育学会より依頼をうけてそのセミナーにおいて、2009年度にMaria Miranda Velasco教授とともに行った埼玉大学附属小学校の授業見学の内容を手掛かりとして、日本の養護教諭の役割と機能について報告した。
星周塵候補物質における微粒子の形状による光学的性質への影響

不規則形状、楕円形、球形などの形状のforsteriteの粒子を用意した。これらのforsteriteの赤外スペクトルは、11、19、23、33ミクロンバンドのスペクトルが大きく異なり、形状によりスペクトルが大幅に変化することを明らかにできた。49、69ミクロンについては形状にはほとんど依存しなかった。観測と比較すると、未同定ないくつかのピークは球状のforsterite粒子によるものと分かった。星周塵の進化を明らかにするために、我々はこれまで星屑塵侯植物質の光学的性質を明らかにしてきた。その中でも特に、形状効果については理論的にはいろいろな形によりスペクトルは大幅に変化することは分かっているが、室内実験ではほとんど確認されていないので、形状効果がどのようにスペクトルに影響するかを第一目的とした。まず、最初は、forsteriteの形状効果を調べた。我々がこれまで室温から10Kまで変化させて測定してきたサンプル、すなわちバルクを揺り潰した不規則形状・室内実験で作成したカリフラワー形状・コマーシャルの楕円形状の3種類のデータ整理をしてさらに他のグループの球状の測定結果を比べてみた。全体のスペクトルは形状により異なり、ピークについては形状が丸くなるにつれて短波長側にシフトする傾向を示した。これはボールミルを使用して微粒子にして測定したイエナのデータとも傾向は一致した。これらの結果は特定研究のダスト班の研究会で報告した。さらに、ボールミルの効果を調べるためにボールミルの回転数、時間、ボールの数などのバラメータを変化させて形状を電顕で調べたが、予想より形状変化ははっきりしなかった。ただ、回転時間が長くなるとサイズは一定になることは分かった。スペクトルヘの変化はスタート時に比べれば、わづかにピークは短波長側にシフトすることは確認したが、これがサイズ効果か、形状効果かの区別まで至らなかった。次年度はさらに回転時間を長くして試みる予定である。Enstatiteについては1mmサイズの小さいバルクしか手にはいらなかったので、この反射率の測定をspring8の分光計を使用して室温から低温まで各軸について測定した。このデータより光学定数を導出して形状効果の計算を現在行っている。40・45μm領域の観測との比較では形状効果をいれないと説明できないことが明らかになった。星周塵の進化を明らかにするために、我々はこれまで星周塵候補物質の光学的性質を明らかにしてきた。その中でも特に、形状効果については理論的にはスペクトルは大幅に変化することは予想されるので、室内実験で形状効果がどのようにスペクトルに影響するかを明らかにすることを目的とした。前年度は形状の分かっているforsteriteについて調べたが、今年度はバルクからすり潰した粒子をボールミルの回転時間、回転数によりどのように形状が変化するか、電顕、XRDで形状・物性がどのように変化するか調べた。天然のolivineはボールミルにより少し角がとれてより丸みをおびた。それに対し合成したForsteriteはボールミルを長時間かけると角はとれたが平板状がより顕著になった。さらにXRDで調べると、格子歪みがかなり大きくなっていることが分かった。これを赤外のスペクトルを測定すると吸収ピークがかなり広がった状態を示し格子歪みが影響していることが分かった。ボールミルをかけた微粒子を加熱すると1000度ではかなり歪みが回復して、赤外のスペクトルは鋭いピークを示した。更にボールミルをかけた後のサンプルの遠赤外の吸収は大きくなり、傾きがゆるやかであったが、加熱後は吸収が小さくなり傾きは急になった。ピーク位置については角がとれた影響で短波長側にシフトした。形状効果についての計算はCDEがあるが、極端な形状を除外した場合のCDE2で計算すると測定の傾向とよくあう。我々はさらにもう少し極端な形状を除外した場合を考慮したコードを開発してより現実的になるよう計算を工夫している。星周塵の進化を明らかにするために、我々はこれまで星周塵候補物質の光学的性質をいろいろな角度から明らかにしてきた。昨年度はolivine,forsteriteのバルクをすりつぶした粒子の不規則形状をボールミルで形状を変化させた場合は、赤外スペクトルの各ピークは短波長側にシフトしたことを報告した。今年度は球状のアモルファスのフォルステライト組成の粒子(平均サイズ80nm)を加熱して形状とスペクトルとの関係を調べた。アモルファスな粒子は10、18ミクロンの幅広い吸収を示し、さらに18ミクロン領域は18、23ミクロンに二つのピークを持っていた。この球状の粒子を600、650、700、800、1100、1130、1150、1200度に加熱して形状、X線回折、赤外スペクトルの関係を調べた。800度ではX線回折、電子線回折できれいな結晶を示した。さらにSEMでの観察では温度を上げるにつれて球状粒子同士の接合・凝集が増えて、1200度では完全に不規則形状を示した。これらの赤外スペクトルは低温での加熱では球状のスペクトルで、各ピークは鋭く、温度を上昇させるに従い各ピークも鈍って1200度では不規則形状と似たスペクトルになった。

例えば加熱した粒子のスペクトルの11ミクロン、19ミクロン、23ミクロン、33ミクロンのピークの位置は不規則形状より短波長側にピークを示し、それらの鋭いピークは加熱温度上昇により徐々に鈍った。いろいろな温度でのスペクトルと観測と比較するとこれまでの未同定のピークの幾つかは球状のフォルステライトで説明できることが明らかになった。すなわち、星周でのMg-richなダストは不規則形状ばかりでなく球状のダストも少量存在していることがわかった。これはダストの生成の過程を検討する鍵となり重要な発見である。
複雑系としての非線形経済システム:理論と応用

国内外の研究者とCOEメンバーの研究体制を作ることで、共同研究を行った。5年目には、学際的国際シンポジウム「Interdisciplinary Symposium on the Science of Complexity」を東京で開催し、経済、物理、生物、数学、工学の各分野の第一線の研究者を招いて、複雑系に関する研究成果を紹介し、当拠点の3人のメンバーが、研究の成果を報告した。英文誌の特集号をいくつか編集し、日本語では、『数理科学』にリレー連載の形でCOEメンバーが研究発表を行った。地域経済研究班では、複雑系空間経済学における基礎理論構築し、成果を英文論文として国際誌に発表するとともに、藤田が教科書としてまとめたものが、現在、世界的に最も採用されている。ゲーム研究班では、複雑系としての経済システムを、制度、市場、組織、個人の間の戦略的相互依存関係の観点からとらえ、その動学メカニズムの基本原理を考察した。人間の意思決定、認知と限定合理性、協力、組織形成、進化と学習、オークションと交渉の実験、地球環境問題における国際制度デザイン、などが主な研究成果である。非線型計量分析班では、主に解析方法の開発およびその理論的性質の解明について研究を進めた。これらは地球環境に関するデータ、都市地域経済学に関するデータの実証分析においても有用な解析手法を提供すると期待される。(1)平成9年度は、ワークショップ等を通じて、国内の研究者とCOEメンバーの共同研究体制作りを行ってきた。各班の研究の統合を図って、平成10年3月14日に複雑系のシンポジウムを京都市国際交流会館で行い、一般参加者に対して研究紹介を行った。平成10年度には、6月に海外からの研究者を交えた非線形動学の共同研究会を開く予定である。また、メンバーが執筆あるいは編集した単行本を出版する計画もある。(2)個別に述べると、マクロ動学研究班では、国内の非線形動学に関心のある研究者による研究会を2ケ月に1度のペースで行い、海外の研究者による研究会も行って、複雑系を均衡マクロ動学の立場から研究した。西村は、5月には、ウイーン大学でDocknerと動学ゲームの共同研究、8月には米国のニューヨーク大学でBenhabibと均衡の不決定性の共同研究、コ-ネル大学のMitraとカオス動学の共同研究を行ってきた。11月には、米国のニューヨーク大学での国際シンポジウムで招待講演、12月には、オーストラリアのタスマニア大学でのシミュレーションの国際学会で基調報告をしている。これらの研究は、ディスカッション・ペ-パ-(DP)にまとめられている。また、西村、新後閑、矢野は、カオス動学の共同研究を行い、DPにまとめ、西村が5月のマルセ-ユ大学での国際学会の招待講演で発表した。西村は、限定合理性に関連して、人間の認知と行動の調査及び実験を行ってきた。この研究は、データを解析した上で、論文にまとめる予定である。(3)地域経済研究班では、毎月2回の頻度で都市経済学研究会を開催し、都市・地域・国際経済学、地理学、及び、土木・交通計画学の分野から国内外の研究者を招き、空間経済学の立場から複雑系の研究を行ってきた。藤田はP.Krugman、A.J.Venablesと共同で、複雑系としての空間経済学の研究成果をまとめた′′The Spatial Economy : Cities,Regions,and International Trade′′(MIT Pressより平成10年度出版予定)を著し、J.-F.Thisse、D.Wildersinと共同で、集積の経済と都市・地域経済の空間構造についての研究成果をまとめた著書を執筆中である。さらに藤田は、12月のビクトリア大学での国際学会で、複雑系としての空間経済学の展望について基調報告した。藤田と森は共同で、生産及び需要の外部経済の下での地域システムの長期的変動過程の分析を進め、特に、一国経済の空間構造に着目したこれまでの分析を国際経済へと拡張した。研究成果はDPにまとめられ、藤田が11月のバッファロ-での国際学会で発表した。森は、輸送技術に起因する規模の経済の重要性に着目し、輸送網の空間構造の決定と国際・地域間の貿易パターンの相互依存関係について分析し、DPにまとめ、同学会で発表した。田淵は、地域間所得格差について分析し、DPにまとめ、12月のビクトリア大学での国際学会で発表した。

(4)ゲーム研究班では複雑系としての経済システムを、制度、市場、組織、個人の間の多様な戦略的相互依存関係の観点からとらえ、その動学メカニズムの生成と進化の基本原理を、ゲーム理論によって分析している。とくに、複雑系経済システムにおいて、どのようにして行動主体間で協力行動が実現され、さらに組織化されるかを、動学ゲームや交渉ゲームの理論を用いて考察した。この一環として、ゲーム理論研究会をほぼ毎月開催している。具体的な研究成果として、第一には、個人、組織、社会の間の動学的な相互連間を分析するための基本的なフレームワークとなるゲームモデルを構築し、その予備的な解析を行った。また、理論解析の補完として、モデルのコンピュータシミュレーションを行った。第二に提携形成による協力の実現可能性を考察するために、n人の動学的な交渉ゲームモデルを作り、ゲームの非協力均衡点の性質を分析した、さらに、理論結果をテストするために、3人交渉ゲームの実験をデザインし、日本とオーストリアで実験を行った。実験データに基づいて、実際の交渉行動の限定合理的な特徴や性質を考察した。(5)非線形計量分析班では、動学モデルによって生成されるデータの統計的解析を行い、また、地球環境問題に、本研究計画の分析視点を援用した研究に進展を見た。(1)平成10年度は、ワークショップを定期的に行い、総合的な共同研究を行うと共に、6月に海外から約12人の研究者を招待して国際研究集会を開き、その講演録をBasil Blackwell社から出版されているThe Japanese Economic Reviewの特集号、AcademicPress社から出版されているJournal of Economic Theoryの特集号にまとめつつある。また、日本語では、『数理科学』にリレー連載の形でCOEメンバーが研究発表を行い始めた。(2)個別に述べると、非線形経済分析班では、研究会を2ヶ月に一度のペースで行うと共に、海外の研究者も招待して共同研究を行った。西村は、5月と10月にニューヨーク大学のBenhabib教授と、9月と11月にウィーン大学のDockner教授と共同研究を行ってきた。9月にはイタリアの国際理論物理研究所で複雑系経済学の国際学会、10月にアテネ大学でEUの成長と雇用の国際学会に参加し、研究発表を行った。さらに、西村は『複雑系を超えて』を共著で筑摩書房から出版し、また限定合理性に関連して、人間の認知と行動の実験を行なってきた。この研究の途中結果は、『数理科学』に掲載される予定である。(3)地域経済システム研究班では、毎月2回の頻度で都市経済学研究会を開催し、都市・地域・国際経済学、地理学、及び、土木・交通計画学の分野から国内外の研究者を招き、空間経済学の立場から複雑系の研究を行ってきた。
スピン波励起を用いたエレクトロマグノンの巨大電気磁気光学応答

テラヘルツ帯に現れるエレクトロマグノン共鳴を利用し、電気磁気光学効果の新原理の開拓、巨大応答の実現を目指した研究を行った。らせん型に配列したスピン構造を利用することで、エレクトロマグノン共鳴における磁気カイラル効果を実現した。これは結晶構造に依存せずスピン構造のみに由来する現象であり、らせん磁性体の持つ一般的な動的応答である。特にデラフォサイト型の物質においては、400%もの光学応答の変化を示す巨大な電気磁気光学効果(方向2色性)を実現した。一方、磁性由来の強誘電分極の伸縮モードに対応するエレクトロマグノンを観測し、その共鳴が電気磁気光学効果を示すことを明らかにした。エレクトロマグノンが誘起する電気磁気光学効果の基礎学理を構築するため、スピン秩序とそれに付随するマグノン、更にはその電気磁気光学効果を、磁場・電場下でのテラヘルツ分光により研究した。特にマルチフェロイックで盛んに研究されているらせん磁性体が示す電気磁気結合効果を対象とした。最も基本的な場合として、サイクロイド型の磁気構造がエレクトロマグノンにおいて巨大な方向2色性を示すことを過去の研究において明らかにしている。本研究ではそれに加え、スクリュー型と呼ばれる、必ずしも強誘電分極を示さないらせん型磁気構造においてエレクトロマグノンが巨大な方向2色性を示すことを明らかにした。CuFeO2は代表的なスクリュー型らせん磁性体であり、スピン構造のもつキラリティを電場印加により制御することが可能である。単一のキラリティを持つスクリュー型磁気構造において、磁気共鳴を電場応答を示すエレクトロマグノンとしてテラヘルツ帯で観測し、その共鳴において方向2色性を実現した。ここで、光の方向の入れ替えによる吸収係数の変化は最大100%と非常に巨大な値をである。一方、エレクトロマグノンによる新たな電気磁気光学効果の原理として、強誘電分極の伸縮による方向2色性を代表的なマルチフェロイックのモデル物質であるMnWO4において実現した。物質の分極と光の電場成分が平行なとき、らせん型磁気構造をとっているスピンが分極の大きさを変えるように振動することで電気磁気共鳴を誘起し、磁気カイラル効果に分類される電気磁気光学効果が実現していることを明らかにした。また、この新しい機構を含む3種類の電気磁気光学効果が、一つの物質中で実現していることを電場・磁場・スピン構造から構成される配置と微視的なモデルとの対応関係を考察することで明らかにした。マルチフェロイクスがもつ固有の素励起であるエレクトロマグノンの電気磁気光学効果に関する研究を行った。エレクトロマグノンは光の電場に応答するマグノンであり、テラヘルツ帯に共鳴を持つ。その共鳴が強い電気磁気光学効果を示すことから、巨大な非相反方向2色性が実現する。この現象の基礎学理の構築と、巨大応答の実現、新しい機構の解明を目指した研究を行った。これまでの研究からスピンがらせん型に配列した時に、スピンの集団運動であるマグノンが電場活性なエレクトロマグノンとなり、電気磁気光学効果を示すことがわかっている。しかし、この効果を実現するためにはらせんスピンの巻き方を電場、磁場の両者を用いて揃える必要があった。今回、キラリティを持つ磁性体では自発的にスピンの巻き方が揃うことを利用することで、磁場印加のみでエレクトロマグノンの電気磁気光学効果を実現した。ランガサイトと呼ばれる物質系で鉄イオンに由来した磁性を持つ組成を用いた。磁場中での詳細なテラヘルツ偏光解析を行ったところ、スピンのらせん相への転移にともない電気磁気光学効果に加え、自然旋光性が増強されていることを観測した。キラルな結晶中では常に自然旋光性が期待できるが、それがらせんスピンの秩序形成により増強されるというのは、エレクトロマグノン固有の特性であると考えられる。また、極性を持つ物質中では磁気共鳴がエレクトロマグノンとなり巨大な非相反方向2色性を示していることを明らかにした。また、磁場中での非弾性中性子散乱とテラヘルツ帯の光学スペクトルの対応から、ヘキサフェライトと呼ばれる物質群でのエレクトロマグノンが、ゾーン端のマグノンに由来していることを明らかにした。マルチフェロイックと呼ばれる誘電性と磁性が強い相関を持つ物質系では、動的な応答としてエレクトロマグノンと呼ばれる電場に応答するスピン波が特徴的な励起として現れる。エレクトロマグノンの大きな特徴は、光の電場・磁場成分の両者に対して応答することで電気磁気光学効果を誘起するという点である。この結果、非相反方向2色性と呼ばれる現象がエレクトロマグノンの共鳴において観測される。