hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単色X線照射により無害の原料物質をガン細胞の内部で抗ガン剤に変換する技術の開発

前年度までに注射針型陽子線励起準単色X線源の設計変更や静電加速器及び陽子ビーム輸送・集束系の運転最適化を試みたが,加速器系の不具合もあり実験に必要な一次準単色X線強度が得られなかったため,本年度は研究計画の終盤であることも考慮して,X線発生用の金属標的をより高出力のKX線を発生できる原子番号が30程度までの比較的軽い元素に変更する方向で検討を行った.しかし化学的に安定かつ予算の範囲内で入手できる金属元素の単体や適当な化合物が見付からなかったため,原子番号が7080程度の化学的に安定な重元素のLX線を用いることを検討して実験を行った結果,金(LX線エネルギー= 9.71 keV)を用いることとした.また,より高強度の一次陽子線を金属標的に照射し,かつ標的を効率的に冷却するため,予定していた注射針型X線源の使用を中断し,新たに専用の真空容器をビームラインに設置し,その中心に標的を置き,そこに陽子線を直接照射するシンプルな構成に変更した.X線は50ミクロンのマイラー製真空窓を介して大気中に取り出した.Cd-Te半導体検出器を用いてそのエネルギースペクトル及び強度を測定したところ,主成分は金のLX線であり,十分な単色性を有することを確認できた.また照射時間を10時間程度まで延長すれば必要な線量を達成できる見通しが得られた.並行して金のLX線照射による光電効果で効率的に内殻電離を起こす金属元素として亜鉛(K吸収端エネルギー= 9.66 keV)を採用し,これを含む無害で水溶性の模擬抗ガン剤前駆物質としてグルコン酸亜鉛を選択した.この化合物にX線を照射した際に発生する分解生成物分析を高速液体クロマトグラフィーで分析することを念頭に,その水溶液試料の調整を行った.また予備試験としてこれらをコバルト60からのガンマ線で高線量照射するための専用ガラス容器の作製も行った.最終目標とする注射針型陽子線励起準単色X線源を用いた実験については,このX線源に一次陽子ビームを供給する静電加速器のイオン源の不具合等により,前駆物質から模擬抗ガン剤への変換を検出できるレベルのX線量が達成できていない.また,前年度の段階では大気中に置いた模擬抗ガン剤前駆物質を含む水溶液試料を陽子線励起準単色X線により照射し,さらにX線発生用金属標的の種類を変えて一次X線エネルギーを変化させ,高速液体クロマトグラフィーにより模擬抗ガン剤としての反応生成物の発生量の変化を調べる予定であった.しかし,新たに導入した加速器ビームラインの設計製作,及びX線スペクトル測定とその解析に時間を要し,これらの実験を実施することができなかった.X線によるエネルギー付与計算の方法によっては,分解生成物の測定のために当初予定より高い線量が必要という結果も出ているため,現在の照射装置をさらに改造して試料とX線源を近づけ,より高い線量率を得られるようにする.また,調整したグルコン酸亜鉛水溶液にコバルト60線源から高線量のガンマ線を照射し,本学共用設備の高速液体クロマトグラフィー分析装置で分解生成物を同定できることを確認する.この結果を受け,金標的からの陽子線励起準単色X線,X線管からの電子線励起連続X線,及び異なる金属標的を陽子線で照射して得られるエネルギーの異なる準単色X線を用いてグルコン酸亜鉛水溶液試料に同じ線量を与える.これら試料の高速液体クロマトグラフィー分析を行い,分解生成物の収量に違いがあるかどうかを確認する.これらの結果より,ガン細胞の内部に導入された無害の前駆物質を原料として選択的に抗ガン剤を合成する新しい低侵襲治療法の原理実証を目指す.陽子線照射による単色X線発生用の標的として,当初予定していたロジウム(Rh,KX線エネルギー= 20.2 keV)の代わりに,パラジウム(Pd,KX線エネルギー= 21.2 keV)標的を用いて実験を行った.太さ18ゲージの注射針(外径1.25 mm,内径0.82 mm)の内径をドリルで1.1 mmに拡大し,そこに先端を45度にカットした直径1.00 mmのパラジウム棒を挿入し,エポキシ系接着剤で真空封止を施した.ドリル挿入で膨らんだ部分を外側からサンドペーパーで研磨した.これにより,X線窓として機能する針先端付近の壁の厚みを減らし,目的とするPdのKX線の透過率を増大させた.一方,比較用の低エネルギーX線を発生するための標的としては,予定していたルテニウム(Ru,KX線エネルギー= 19.2 keV)の代わりにモリブデン(Mo,KX線エネルギー= 17.4 keV)を利用することとした.このPd標的を取り付けた注射針にエネルギーが2.5 MeVの陽子線を集束させて入射し,ビーム入射角度及びビーム焦点位置の最適化を行い,X線エネルギースペクトルをCdTe半導体検出器で測定した.定量的なX線収量測定には至らなかったが,PdのKX線の発生を確認できた.一方,注射針の材質であるステンレス鋼の成分(鉄,クロム,ニッケル)のKX線が観測されたが,これらの強度は一次陽子線の集束の度合いや入射角度に大きく依存することが分かった.並行してモンテカルロシミュレーション計算コードGeant4を用いて,注射針型標的から放出されるX線の強度の角度分布計算を行い,実験結果と定性的に一致する結果を得た.

当初は,Mo増感剤のK吸収端ピーク(20.0 keV)に非常に近いエネルギーのX線を発生できるRh標的を用いてガン患部と正常組織への線量に高いコントラストを実現する予定であったが,主に入手可能な金属Rh材料の寸法形状が限定されること等の理由で,当面は代わりにPd標的を用いて実験を行うことに予定を変更した.一方,比較のための低エネルギーX線発生用標的として予定していたRuについても,単体金属の入手が困難であることが判明したため,代わりにMoを利用することとした.Mo増感剤に対するこれらのX線の減弱係数は,それぞれ約68 cm2/g,18 cm2/gであり,これにより,期待できるコントラストは4倍程度にとどまることとなった.注射針へのビーム入射角度等の最適化を行い,PdのKX線の発生を確認できたが,計算による事前の予測よりも強度が小さく,またその強度も安定しなかったため,定量的なX線収量の測定には至らなかった.また,注射針の材質であるステンレス鋼の成分のKX線は予想よりもやや多く,またその強度が注射針への陽子線の入射条件に大きく依存することから,予定よりも注射針の内壁への衝突による陽子線の損失が大きいことが判明した.模擬抗ガン剤前駆物質を照射して模擬抗ガン剤分子を生成し,機器分析手法によりオフラインでそれらを検出・同定するのに必要な単色X線の線量を確保するため,注射針型陽子線励起単色X線源の強度の増強を試みた.そのために,まず注射針側面のX線取り出し部を外側からサンドペーパーにより研磨し,壁厚を極限まで減少させてX線の透過率を向上することを試みた.一方,注射針内壁への衝突による損失を防いで陽子線を注射針先端の金属標的まで効率良く輸送し,X線の強度と出力安定性を向上するための具体的方法を再検討した.このためにタンデム静電加速器から注射針の先端までの陽子線の輸送・集束,及び金属標的からの特性X線の発生,注射針壁の透過,外部への取り出し全体について,モンテカルロシミュレーションコードによる詳細なビーム光学的計算と陽子線・標的相互作用の計算を行った.これを加速器系の運転の最適化のための指標として用い,実際に標的まで陽子線を通し,液体シンチレーターと電子増倍型超高感度CCDカメラを用いて標的から放出されるX線の強度の角度分布測定を行ったところ,計算結果とほぼ一致する結果を得た.以上と並行して,一次陽子線の供給源である横引出しPIG型水素負イオン源の出力を向上させるため,イオン源内部に軌道補正用永久磁石を設置する等の改良について,詳細設計と関連機器の試作を行った.さらに,模擬抗ガン剤前駆物質中で単色X線の吸収材として働く金属元素の種類と濃度,それを含む化合物の化学的安定性・安全性,水への可溶性等も考慮して最適な模擬抗ガン剤前駆物質を選定した.また実験用真空容器の概念設計,及び模擬抗ガン剤分子の検出・同定に最適な機器分析法に関する調査検討も行った.注射針型陽子線励起単色X線源の側面外周を一様に研磨して針の厚みを減少させ,外部へのX線の透過率を向上させる予定であったが,針を破損せずに一様に数十ミクロンの厚さに加工することが技術的に非常に困難であった.
RF励起マイクロプラズマを用いた毛細管内壁の表面処理の研究

2cm角、厚さ1mmの石英チップ上に作製した断面積150×500μm^2のマイクロキャピラリ内に大気圧He、Arプラズマを10W以下の低電力で生成するRF励起マイクロプラズマ発生装置を試作した。この装置は重量約5kg、縦横25cm四方で容易に持運びができる為、ユビキタス時代のプラズマ源である。さらに、マイクロプラズマの発光分光分析から原子励起温度が、Heで2000-2500K、Arで5000K程度と見積られた。このマイクロプラズマ源の材料処理への応用として、2cm角のポリエチレンテレフタレート(PET)チップ上のφ0.5mmキャピラリ内壁のプラズマ表面改質やSiO_2薄膜コーティングをおこなうことで、キャピラリの電気浸透流を制御することに成功した。また、内径0.5mmのテフロンチューブ内壁の親水化をおこなった。テフロンチューブにHeガスを導入して、プラズマ励起用平行平板電極間にチューブを挿入し大気圧でプラズマを生成した。He流量、RF電力、処理時間をパラメータとしてテフロンチューブ内壁の濡れ生を調べた結果、流量2001m/min、処理時間15sで濡れ性が最大になり、この時X線光電子分光(XPS)測定より内壁表面に極性官能基C=0等が導入されている事が判った。さらに、SEM観測からプラズマ処理後の内壁はエッチングにより平滑化されていることが明らかになった。この他に、マイクロプラズマ局所領域材料処理への応用として、大気中で外径0.5mm以下の注射針先端からマイクロプラズマジェットを生成し、ガラス基板に塗布したホトレジストのO_2プラズマによる局所剥離や、He/SF_6/O_2プラズマを用いたSi基板のポイントエッチングで170μm/minのエッチング速度を実現した。2cm角、厚み1mm程度の石英ガラスまたはPETチップ内に100500μm幅のマイクロキャピラリを作製し、チップ表面に上記キャピラリを覆うように平行平板電極(材質:Cu)を設けてマイクロプラズマ源を構成した。上記キャピラリに放電ガスを導入して、平行平板電極の一方に本研究て新規開発した整合回路を介して1060MHzのRF電力を印加し、他方を接地状態にすることで、大気圧マイクロプラズマを10W以下の低電力で生成することに成功した。マイクロプラズマ生成の要素技術となる整合条件、発光分光分析によるプラズマの励起温度等を明らかにした。続いて、PETチップ内マイクロキャピラリ(断面積:500×500μm^2)にHe、He+O_2等の処理ガスを導入しプラズマ処理することで、上記キャピラリ内のゼータ電位の制御をおこなった。O_2を少量添加することで、PETキャピラリ内壁の濡れ性が向上し、それに伴い電気浸透流値も増加した。さらに、He/O_2/TEOS(テトラエトキシシラン)の混合ガスを用いることで、上記キャピラリ内にシリコン酸化膜(SiO_2)膜の大気圧常温CVDをおこない、XPS等の表面観察でSiO_2薄膜を確認した。2cm角、厚み1mm程度の石英ガラスまたはPETチップ内に作製した断面積150x500μm^2のマイクロキャピラリ内に、大気圧下でHe、Arプラズマを低電力(10W以下)で生成する技術を利用し、PETチップ上キャピラリや内径0.5mmテフロンチューブ内壁のプラズマ処理による親水性の付与、SiO_2薄膜のコーティングを実現した。また、プラズマの発光分光分析によるプラズマ中の原子励起温度を測定したところ、Heプラズマで2100K程度、Arプラズマで5000K以上の値であった。

さらに、マッチングネットワークの回路素子値からマイクロプラズマのインピーダンスを求め、そこから電子密度を見積もったところ10^<11>cm^<-3>以上の比較的高密度のプラズマであることを明らかにした。次に、マイクロプラズマの局所的材料処理への応用として、注射針(外径0.5mm以下)の先端から大気圧プラズマジェット(駆動電力≦15W)を生成し、基板上に塗布したホトレジスト等の有機物薄膜の局所アッシング、Si基板のポイントエッチングを実現した。2cm角、厚さ1mmの石英基板上に作製した断面積150×500μm^2のマイクロキャピラリ内に大気圧He、Arプラズマを10W以下の低電力で生成するRF励起マイクロプラズマ発生装置を試作した。この装置は重量約5kg、縦横25cm四方で容易に持運びができる為、ユビキタス時代のプラズマ源である。このマイクロプラズマ源の材料処理への応用として、内径0.5mmのテフロンチューブ内壁の親水化の研究を行なった。テフロンチューブにHeガスを導入して、プラズマ励起用平行平板電極間にチューブを挿入する事で大気圧下でチューブ内部にプラズマを生成した。He流量、RF電力、処理時間をパラメータとしてテフロンチューブ内壁の濡れ生を調べた結果、流量200lm/min、処理時間15sで濡れ性が最大になり、この時、X線光電子分光(XPS)測定より内壁表面に極性官能基C=0等が導入されている事が判った。さらに、SEM観測からプラズマ処理後の内壁はエッチングにより平滑化されている事が明らかになった。この他に、マイクロプラズマ局所領域材料処理への応用として、大気中で外径0.5mm以下の注射針先端からマイクロプラズマジェットを生成し、He/SF_6/O_2プラズマによりSi基板のポイントエッチングを170μm/minのエッチング速度で実現した。
脂肪酸代謝障害に起因する心筋細胞肥大発症に関連する核内蛋白の同定

カルニチン欠乏マウスに生じる心肥大の機構を脂肪酸毒性の観点から解析した。1.食餌中の脂質量を減らすことによって心肥大(心体重比)の程度は軽減した。心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)mRNAレベルは、低脂質食によって発現増強が軽減された。中鎖脂肪酸からなる中性脂質を食餌中へ添加した場合、心肥大やANP遺伝子発現増強を軽減しなかったJVSマウス心室において、ATPレベルやenergy chargeに、対照マウスと違いはなかった。食餌中の長鎖脂肪酸含量が心肥大発症と関連が強いことが示唆されたことから、脂肪酸代謝関連物質の心肥大発症への関与を検討した。心筋細胞肥大促進因子とされるPGF2αは尿中で増加していた。しかし、アスピリン投与でPGF2αの産生を抑制しても心肥大の発症を抑制しなかった。以上のことから、食餌中脂質量は、心肥大発症に関連するがPG系は、関与しないと結論付けた。2.マウスCDV-1遺伝子のプロモーター領域に存在するシスエレメントを用いて、心臓核蛋白質試料のシスエレメント結合活性をゲルシフト分析にて比較した。Sp-1やNkx-2.5エレメントについては、対照と差はなかった。CREBエレメントをプローブにした場合に、JVSマウス心臓より調製した核蛋白質試料において、30%程度シグナルが弱かった。CDV-1遺伝子の発現抑制にcAMP系のシグナルが関与する可能性を示唆できた。3.JVSマウス肥大心室特異的に発現が増強する新規遺伝子(CDV-3)を同定した。その1次構造上の特徴から、CDV-3タンパク質は核に存在する可能性を指摘した。カルニチン欠乏マウス(JVSマウス)がどのような機構によって心肥大を発症するかを明らかにするために以下の検討を行なった。1)食餌中の脂質量の心肥大発症に及ぼす影響。2)JVSマウス肥大心室特異的に発現抑制がみられるCDV-1遺伝子の発現調節領域に関与する転写因子。3)Differential display法によって、JVSマウス肥大心室特異的に発現が増強する新規遺伝子の探索。その結果、以下の成果を得た。1)食餌中の脂質量を減らすことによって心肥大の程度は軽減した。一方、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)mRNAレベルは、低脂質食によって心肥大が軽減したとき、発現増強が軽減された。しかし、カルニチン欠乏であっても利用できる、中鎖脂肪酸からなる中性脂質を添加しても、心肥大やANP遺伝子発現増強を軽減することはなかった。また、コントロールマウスおよびJVSマウス心室において、ATPレベルやenergy chargeにも違いはなかった。以上のことから、カルニチン欠乏によって起こるJVSマウスの心肥大は、エネルギー欠乏によってではなく、代謝されない脂肪酸の毒性によって起こる可能性が高いことが示唆できた。2)マウスCDV-1遺伝子のプロモーター領域に存在するシスエレメントを用いて、心室組織核タンパク質試料の結合活性をゲルシフト分析にて比較した。Sp-1やNkx-2.5エレメントについては、コントロールと結合活性に差はなかった。CREBエレメントをプローブにした場合に、JVSマウス心室より調製した核タンパク質試料において、30%程度シグナルが弱かった。3)JVSマウス肥大心室特異的に発現が増強する新規遺伝子(CDV-3)を同定した。その1次構造上の特徴から、CDV-3タンパク質は核に存在する可能性を指摘した平成14年度に引き続きカルニチン欠乏マウス(JVSマウス)にみられる心肥大発症機構について検討を行なった。

1)食餌中の脂質量と心肥大との関連:平成14年度に食餌中脂質量を減らすことによって心肥大の程度が軽減することを明らかにした。本年度は、コントロールマウスおよびJVSマウス心臓において、ATPレベルやenergy charge、さらにクレアチン燐酸濃度に違いがないことを明らかにした。食餌中の長鎖脂肪酸含量が心肥大発症と関連が強いことが示唆されたことから、脂肪酸代謝関連物質の心肥大発症への関与を検討した。培養心筋細胞の系で肥大効果の報告されているプロスタグランディンF2α(PGF2α)の関与を検討した。尿中PGF2αは、JVSマウスで有意に排泄量が増加していたが、アスピリン投与でPGF2αの産生を抑制しても心肥大の発症を抑制しなかった。以上のことから、食餌中脂質量は、心肥大発症に関連するがPG系は、関与しないと結論付けた。2)カルニチン投与効果のエネルギー代謝についての検討:以前より、心肥大をはじめ種々の症状がカルニチンの投与によって抑制できることを見出していた。本年度では、その投与効果機構について、エネルギー代謝の面から検討した。摂食時においては、呼吸商の検討から対照マウスと同様にJVSマウスも炭水化物を主なエネルギー源としていることを明らかにした。絶食後、腹腔内投与されたカルニチンは、肝臓には取り込まれるものの、心臓、脳、骨格筋にはほとんど取り込まれなかった。取り込まれた肝臓においても24時間後には、投与前のレベルに戻っていた。カルニチン投与JVSマウスの酸素消費量は生食投与JVSマウスより著明に多かった(絶食条件でカルニチン投与後24時間以降)。しかし、カルニチン投与マウスも呼吸商は低く、エネルギー源としては脂肪酸を利用していることを明らかにした。カルニチン欠乏症におけるカルニチンの投与効果は、「単に、臓器カルニチンレベルを上昇させること」によらない機構もあることを見出した。
乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造の解明と制御

近年の地球・都市環境問題を解決するには,高効率・低環境負荷燃焼器を開発する必要がある.地球規模の環境問題である地球温暖化を抑制するには,主要因である二酸化炭素の排出量を削減する必要があり,都市環境を保全するには窒素酸化物等の環境汚染物質の排出量を低減する必要がある.多くの実用燃焼器内の流れは乱流状態にあるが,乱流燃焼機構には未解明な点が数多く残されており,従来乱流燃焼機構自体を制御する試みはほとんど行われていない.そこで本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた乱流予混合火炎の直接数値計算(DNS)と粒子画像流速計(PIV)及び平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)を組み合わせたレーザ計測を用いて乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造を明らかにし,それらに基づく乱流燃焼制御法を構築することを目的とし,水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNSによる乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造に対する乱流特性量の影響と回転乱流中での予混合火炎の伝播特性の解明及びOHラジカルとCHラジカルの同時PLIF計測を用いて乱流予混合火炎の火炎構造と燃焼騒音の関係を明らかすることに重点をおいて研究を行った.詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNS結果から,乱流燃焼ダイアグラム上の領域における局所火炎構造,局所火炎構造とNO生成機構の関係,回転乱流中での火炎構造と乱流のコヒーレント微細渦の関係を明らかにした.また,OHラジカルとCHラジカルの同時PLIF計測を確立し,乱流スワールバーナーにおける局所火炎構造とレイノルズ数及び当量比の関係を明らかにするとともに,燃焼室内の圧力変動のうなりと局所火炎構造の間に関係があり,比較的低周波数の大域的な火炎構造の変化と燃焼騒音や振動燃焼の起源となる燃焼室内圧力変動の間に明確な相関があることを明らかにした.近年の地球・都市環境問題を解決するには,高効率・低環境負荷燃焼器を開発する必要がある.地球規模の環境問題である地球温暖化を抑制するには,主要因である二酸化炭素の排出量を削減する必要があり,都市環境を保全するには窒素酸化物等の環境汚染物質の排出量を低減する必要がある.多くの実用燃焼器内の流れは乱流状態にあるが,乱流燃焼機構には未解明な点が数多く残されており,従来乱流燃焼機構自体を制御する試みはほとんど行われていない.そこで本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた乱流予混合火炎の直接数値計算(DNS)と粒子画像流速計(PIV)及び平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)を組み合わせたレーザ計測を用いて乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造を明らかにし,それらに基づく乱流燃焼制御法を構築することを目的とし,水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNSによる乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造に対する乱流特性量の影響と回転乱流中での予混合火炎の伝播特性の解明及びOHラジカルとCHラジカルの同時PLIF計測を用いて乱流予混合火炎の火炎構造と燃焼騒音の関係を明らかすることに重点をおいて研究を行った.詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNS結果から,乱流燃焼ダイアグラム上の領域における局所火炎構造,局所火炎構造とNO生成機構の関係,回転乱流中での火炎構造と乱流のコヒーレント微細渦の関係を明らかにした.また,OHラジカルとCHラジカルの同時PLIF計測を確立し,乱流スワールバーナーにおける局所火炎構造とレイノルズ数及び当量比の関係を明らかにするとともに,燃焼室内の圧力変動のうなりと局所火炎構造の間に関係があり,比較的低周波数の大域的な火炎構造の変化と燃焼騒音や振動燃焼の起源となる燃焼室内圧力変動の間に明確な相関があることを明らかにした.近年の地球・都市環境問題を解決するには,高効率・低環境負荷燃焼器を開発する必要がある.地球規模の環境問題である地球温暖化を抑制するには,主要因である二酸化炭素の排出量を削減する必要があり,都市環境を保全するには窒素酸化物等の環境汚染物質の排出量を低減する必要がある.多くの実用燃焼器内の流れは乱流状態にあるが,乱流燃焼機構には未解明な点が数多く残されており,従来乱流燃焼機構自体を制御する試みはほとんど行われていない.そこで本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた乱流予混合火炎の直接数値計算と粒子画像流速計及び平面レーザ誘起蛍光法を組み合わせたレーザ計測を用いて乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造を明らかにし,それらに基づく乱流燃焼制御法を構築することを目的としている.本年度は,詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算による乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造に対する乱流特性量の影響の解明,乱流のコヒーレント微細渦と予混合火炎の干渉機構の解明及び粒子画像流速計による三次元速度計測法の開発に重点をおいて研究を行った.その結果,詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,乱流予混合火炎の火炎形態と乱流強度及び乱流特性長さの関係を明らかにするともに,乱流のコヒーレント微細渦と火炎の相互作用が局所的な火炎構造を決定する重要な要素であることを明らかにした.また,粒子画像流速計による計測結果と直接数値計算結果を比較することにより,二次元計測法の誤差解析から計測法の高精度化を行うとともに,三次元計測システムの構築を行った.近年の地球・都市環境問題を解決するには,高効率・低環境負荷燃焼器を開発する必要がある.

地球規模の環境問題である地球温暖化を抑制するには,主要因である二酸化炭素の排出量を削減する必要があり,都市環境を保全するには窒素酸化物等の環境汚染物質の排出量を低減する必要がある.多くの実用燃焼器内の流れは乱流状態にあるが,乱流燃焼機構には未解明な点が数多く残されており,従来乱流燃焼機構自体を制御する試みはほとんど行われていない.そこで本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた乱流予混合火炎の直接数値計算(DNS)と粒子画像流速計(PIV)及び平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)を組み合わせたレーザ計測を用いて乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造を明らかにし,それらに基づく乱流燃焼制御法を構築することを目的としている.本年度は,詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNSによる乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造に対する乱流特性量の影響と回転乱流中での予混合火炎の伝播特性の解明及びリアルタイムPIVの開発PLFによるCH濃度計測法の確立に重点をおいて研究を行った.その結果詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNS結果から,従来未解明であったwell-stirred reactorの燃焼条件における局所火炎構造と回転乱流中を伝播する乱流予混合火炎の火炎構造と乱流のコヒーレント微細渦の関係を明らかにした.また300Hz以上の高時間分解能でPIV計測が可能であることを明らかにするとともに,当量比の異なる層流火炎及び非定常火炎においてPLIFによるCH濃度計測を行い,DNS結果との比較からPLIFによるCH濃度計測を用いて乱流予混合火炎の局所火炎構造を計測可能であることを明らかにした.近年の地球・都市環境問題を解決するには,高効率・低環境負荷燃焼器を開発する必要がある.地球規模の環境問題である地球温暖化を抑制するには,主要因である二酸化炭素の排出量を削減する必要があり,都市環境を保全するには窒素酸化物等の環境汚染物質の排出量を低減する必要がある.多くの実用燃焼器内の流れは乱流状態にあるが,乱流燃焼機構には未解明な点が数多く残されており,従来乱流燃焼機構自体を制御する試みはほとんど行われていない.そこで本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた乱流予混合火炎の直接数値計算(DNS)と粒子画像流速計(PIV)及び平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)を組み合わせたレーザ計測を用いて乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造を明らかにし,それらに基づく乱流燃焼制御法を構築することを目的としている.本年度は,詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNSによる乱流予混合火炎のマイクロ・スケール構造に対する乱流特性量の影響と回転乱流中での予混合火炎の伝播特性の解明及びOHラジカルとCHラジカルの同時PLIF計測を用いて乱流予混合火炎の火炎構造と燃焼騒音の関係を明らかすることに重点をおいて研究を行った.詳細化学反応機構を用いた水素・空気及びメタン・空気乱流予混合火炎のDNS結果から,乱流燃焼ダイアグラム上の領域における局所火炎構造,局所火炎構造とNO生成機構の関係,回転乱流中での火炎構造と乱流のコヒーレント微細渦の関係を明らかにした.また,OHラジカルとCHラジカルの同時PLIF計測を確立し,乱流スワールバーナーにおける局所火炎構造とレイノルズ数及び当量比の関係を明らかにするとともに,燃焼室内の圧力変動のうなりと局所火炎構造の間に関係があり,比較的低周波数の大域的な火炎構造の変化と燃焼騒音や振動燃焼の起源となる燃焼室内圧力変動の間に明確な相関があることを明らかにした.
海産仔魚の摂餌・消化特性に関する研究

本年度は,高い産業価値を持ちながら,種苗生産技術が未確立のオニオコゼおよびイサキを主な研究対象とした。昨年度実施した餌料生物のワムシ類およびアルテミアに対する仔魚の摂餌選択性評価を受け,本年度は至適餌料サイズを把握と仔魚の摂餌・消化機能の発達を検討した。これらの結果に基づき,ワムシの適正給餌サイズを把握すると共に,アルテミア給餌への切替え時期を明らかにして,餌料系列を最適化することを最終目的とした。オニオコゼでは,昨年度の餌料生物に対する摂餌選択性の試験結果をもとに,仔魚の1個体当たりの消化酵素活性(トリプシンなど)の計測を実施した。摂餌選択性に基づく最適餌料系列では仔魚の成長・生残がよく,消化酵素活性も有意に高いことが明らかとなった。次に,オニオコゼ仔魚に飼育水槽内の水流が与える影響を調べるために通気量の異なる実験水槽での初期飼育を実施し,成長,生残摂餌行動消化酵素活性の測定を実施した。本実験結果は現在とりまとめ中である。イサキについて,昨年度の餌料生物に対する摂餌選択性の試験結果をもとに設定した最適餌料系列と従来の餌料系列で仔魚の成長と生残を比較した。その結果,最適餌料系列による飼育で,従来法よりも仔魚の成長・生残がともに約1.3倍高くなることが明らかになった。
多次元冗長システムの自律的学習時間の削減に向けた検討と評価

平成30年度は,昨年度から引き続き,ロボットシミュレータを用いた学習実験を行うとともに,実ロボットを使った実験を行うための環境構築と予備実験を行った.ロボットシミュレータを用いた学習実験では,これまで実施してきたシミュレーションよりも,ロボットの行動表現と観測状態を拡張して,タスクの難易度を向上させた上で,学習途中で小型二輪ロボットとゴールの間に障害物を設置し,環境の変化に対応できるかを検証した.その結果,これまでの研究成果として得た,価値を用いた知識転移を使った場合,従来に比べて10%程度タスク成功率が向上した.これに関連した内容について,1件発表を行った.実ロボットを使った実験を行うための環境構築については,購入したロボットの開発環境の関係から,既存のC/C++で実装していたプログラムをpython上で実行できるように再構築した.予備実験については,ロボットのセンサ情報を取得できることとエージェントが指定した距離と方向に移動できることを確認した.シミュレーションでは,ロボットの行動表現として最も基本的なモータスキルレベルからの学習を対象に実験を行ってきた.しかし,実環境下でモータレベルから行動学習すると,モータ等のハードウェアへの負担や周辺環境に対する安全面への配慮から,現状では困難な部分もあることも明らかになってきた.これを踏まえて,実ロボットを用いた実験では,ロボットの移動距離や方向を学習するといった,モータスキルレベルからの学習よりも一段上のレベルでの学習実験に計画を改めることとした.平成30年度は,研究代表者の所属機関での業務が増えたこと,ロボットシミュレータを用いた学習実験に予想よりも多くの時間を要したことから,予定よりも研究進捗が遅くなってしまったためである.研究計画を1年延長し,今後は,実ロボットを用いた学習実験を中心に研究を遂行する.実ロボットを用いてモータレベルからの行動学習の可能性を探ることを計画していたが,これまでのシミュレーション結果と実ロボットを用いた予備実験の状況を踏まえると,ロボットの故障や周辺環境の安全面への配慮から,行動計画レベルでの学習実験を実施することを計画している.平成28年度は,エージェントの学習時間の短縮を目的として,状態価値を用いた政策の転移と未知の観測状態に対して価値を転移する手法を提案し,その有効性について検証した.具体的には,エージェントがこれまでに観測したことがない未知状態と遭遇した際に,まず,現在観測している未知状態と類似度の高い状態を含む上位2つの知識を選択する.次に,選択した知識が持つそれぞれの状態価値と政策を参照し,それぞれの状態価値を重みとして,未知の観測状態に対する政策を導出し,それを未知状態への政策の初期値とする手法である.従来の手法では,観測した状態の類似度を重みとした政策の転移であり,「類似した状態では,エージェントが採る政策も似ている」との暗黙の仮定があった.一方で,本研究で提案した価値を用いた転移は,「環境から,より多くの報酬を得られると期待される価値の高い方の政策を強く転移することによって,高い報酬を持つ状態が多く集まる領域へ遷移する確率が高くなり,学習効率が上がる」との考え方である.また,政策の転移に加えて,状態価値も転移することによって,政策の更新を促進し,学習の効率化を図った.以上,価値を用いた知識の転移手法の有効性について,多関節冗長ロボットアームにリーチング動作を獲得させるタスクを用いて検証を行った.その結果,学習時間を従来に比べて40%削減できることを確認した.また,エージェントのタスク達成能力も向上することを確認した.強化学習エージェントの学習の指標となる「価値」の利用が,知識の転移に効果的な役割を果たすと考えられる知見を得た.当初の研究計画通り,平成28年度は学習時間の短縮に向けた知識の転移手法の検討と提案を行い,その有効性について検証を行った.提案した知識の転移手法は,従来の研究成果に対して40%の学習時間の削減を達成しており,良好な結果が出たと考えられる.以上に関連した研究については,学会発表(2件)を行い,論文(1件)を投稿中である.また,次年度以降に計画している,より高度なシミュレーションのための環境構築を行い,ソフトウェアの動作を確認した.また,これと並行して既存のプログラムの移植を進めた.平成29年度は,ロボットシミュレータを用いて,これまでに研究してきた強化学習手法の有効性の検証と課題の抽出を行った.また,ロボットを購入し,実機実験に向けてロボットの環境設定と基本動作の確認を行った.シミュレーション実験では,50cm四方のフィールドに直径7cm程度の二輪ロボットを配置し,フィールドの角隅に設置した10cm四方のゴール領域に到達するためのモータスキルの獲得学習を行った.エージェントは,連続状態連続行動空間に対して学習するものであり,観測した二輪ロボットの座標位置や赤外線距離センサ,姿勢,画像情報に対して状態を自律的に離散化しながら,各観測状態における両輪の回転量を獲得する.二輪ロボットの中心がゴール領域内に到達したときにのみ,正の報酬を与えるものとした.ロボットシミュレータを用いた第一段階の学習実験として,2次元座標を用いた低次元状態空間における行動学習と知識転移の効果について,単一のタスク下で検証した.その結果,知識転移を行った場合の学習時間は,知識転移を行わない場合に比べて10%程度学習時間が短くなることを確認した.これによって,実ロボットを用いた学習においても,知識転移が有効に働く可能性を示した.これに併せて,エージェントが学習過程であり,タスクの達成が完全ではない時点での知識を利用しても,学習時間が短縮されることが明らかになった.以上の内容に関して,口頭発表を1件行った.購入したロボットについては,開発環境の構築と基本動作の確認を行い,実験に向けた準備を行った.

平成29年度は,論文(1件)が採択され,また上述の内容に関する口頭発表(1件)を行うなど,おおむね,当初の研究計画に従って研究が進んでいると考えている.基本的なタスクにおいて,提案手法による学習効果を確認できたことから,より複雑なタスク下での学習実験にも取り組んでいる.環境を複雑化するに併せて,より多くのセンサ情報を用いて状態空間を高次元化し,実験を進めている.その中で,エージェントが報酬に到達するために必要かつ適切な状態空間の設計の問題,モータコントロールレベルの学習の困難さ,といった課題も明らかになってきている.平成30年度は,昨年度から引き続き,ロボットシミュレータを用いた学習実験を行うとともに,実ロボットを使った実験を行うための環境構築と予備実験を行った.ロボットシミュレータを用いた学習実験では,これまで実施してきたシミュレーションよりも,ロボットの行動表現と観測状態を拡張して,タスクの難易度を向上させた上で,学習途中で小型二輪ロボットとゴールの間に障害物を設置し,環境の変化に対応できるかを検証した.その結果,これまでの研究成果として得た,価値を用いた知識転移を使った場合,従来に比べて10%程度タスク成功率が向上した.これに関連した内容について,1件発表を行った.実ロボットを使った実験を行うための環境構築については,購入したロボットの開発環境の関係から,既存のC/C++で実装していたプログラムをpython上で実行できるように再構築した.予備実験については,ロボットのセンサ情報を取得できることとエージェントが指定した距離と方向に移動できることを確認した.シミュレーションでは,ロボットの行動表現として最も基本的なモータスキルレベルからの学習を対象に実験を行ってきた.しかし,実環境下でモータレベルから行動学習すると,モータ等のハードウェアへの負担や周辺環境に対する安全面への配慮から,現状では困難な部分もあることも明らかになってきた.これを踏まえて,実ロボットを用いた実験では,ロボットの移動距離や方向を学習するといった,モータスキルレベルからの学習よりも一段上のレベルでの学習実験に計画を改めることとした.平成30年度は,研究代表者の所属機関での業務が増えたこと,ロボットシミュレータを用いた学習実験に予想よりも多くの時間を要したことから,予定よりも研究進捗が遅くなってしまったためである.平成29年度は,これまでの研究成果を基に,より高度なシミュレーション環境を用いて,エージェントの学習時間短縮に向けた検討と評価を進めていく.また,実ロボットを用いた実験を行うため,ロボットの購入と環境の整備,予備実験などを行う計画である.引き続きシミュレーションによる学習実験とロボットを用いた学習実験を進めていく計画である.一方,学習が困難であると想定される学習条件もシミュレーション実験を通して明らかになってきた.
チューブ状多環芳香族炭化水素の合成

本研究では、有機合成的手法によりカーボンナノチューブの部分構造であるチューブ状多環芳香族炭化水素の一般的合成法を確立し、それらの基礎物性を明らかにすることを目標とする。合成法としてジフェニルチオフェンジオキサイドとベンゼンから構成される環状化合物を用いる合成ルートを検討することにした。環状化合物の前駆体となるジフェニルチオフェンジオキサイドのハロゲン体とフェニルジボロン酸を合成し、Suzukiカップリングにより環状化合物を合成した。反応後、GPCにより分離精製することにより、三量体、四量体、五量体を得ることができた。三量体と置換基(t-ブチル及びドデシル基)をパラ位に有するフェニルアセチレンとのDiels-Alder反応により環状のフェニレン誘導体へと変換した後、塩化鉄(II)を用いる分子内脱水素化反応を行ったところ、黒色の固体を得ることが出来た。得られた黒色固体は、有機溶媒への溶解度が極めて低いため、NMR等による構造決定をすることができなかった。今後は、より嵩高い置換基を導入し、溶解性を向上させ、生成物の構造決定を行う予定である。カーボンナノチューブは、1991年に多層カーボンナノチューブが、1993年に単層カーボンナノチューブが発見されて以来、そのユニークな構造に基づく電子・光物性や電子輸送特性等の基礎物性に関する理論・実験研究が精力的に行われてきた。18年度は、パラシクロファンのケトン体を用いる合成ルートを検討した。パラシクロファンのケトン体はp-toluenesulfonylmethyl isocyanide (TosMIC)をカルボニル等価体として用いる方法で合成し、二量体、三量体、四量体、五量体および六量体を得ることができた。次に、二量体、三量体、四量体を用いてbenzilとのアルドール縮合を種々の反応条件で行った。しかしながら、いずれの反応条件においても目的とするシクロペンタジエノン誘導体を得ることができなかった。そこで、チオフェンジオキサイドとベンゼンから構成される環状化合物を用いる合成ルートを検討することにした。現在、環状化合物の前駆体となるチオフェンジオキサイドのハロゲン体とフェニルボロン酸の合成を行っている。今後、Suzukiカップリングにより環状化合物を合成し、これをジフェニルアセチレンとのDiels-Alder反応により環状のフェニレン誘導体へと変換した後、分子内での脱水素化反応により目的とするチューブ状多環芳香族炭化水素を合成し、電子・光物性測定を行う予定である。
市民性教育の成立と展開に関する日韓共同調査研究

本研究では、日本と韓国の市民性教育の成立と展開に関する調査研究及び比較研究を行った。研究を行うに当たって、日韓の「戦後の市民性教育の起点を明らかにする」という基本的課題を設定した。この課題は、戦後の市民性教育の起点に内在していた市民性教育の特質を解明するとともに、どのような変容を遂げつつ今日に至ったのかを解明し、日韓両国の比較考察を試みることを意味している。研究の成果は、研究報告書にまとめた。本科研プロジェクトの第1年次に当たる平成25年度は、研究代表者と分担者・協力者の協議を重ね、「基本的課題」と「基本的視点と研究対象」を策定した。基本的課題については、日韓両国の「第二次世界大戦後の市民性教育の起点」を明らかにすることとし、起点以前からの影響と起点以後への影響について考察し、日本と韓国の間で比較考察を行うこととした。基本的視点と研究対象については、「1基本的な市民像:市民(地域市民)、国民、国際人、地球市民、公民、臣民など。それぞれの市民像が有する(育成すべき)知識・理解、能力、態度(行動)を含む。」「2市民性の範囲:地域(市町村、都道府県)、国家、国家間、世界(地球)など。」「3市民性の基本概念:国家、社会、民族、領土、国土、文化遺産など。民主主義、自由、平等、権利、責任など。」「4研究対象:教育理論、教育実践(授業)、学習指導要領、教科書など。」「5校種:幼稚園、小学校、中学校、高等学校、大学など。」の5項目を設定した。これにより、本科研プロジェクトの基本的研究視点と研究対象を明確化するとともに、共有することができた。その上で、研究代表者と研究分担者・協力者が35の中から一つ(もしくは複数)を選び、12を念頭に置きながら基本的課題に迫っていくことで、それぞれに研究を進めているところである。それとともに、市民性の概念や市民性教育に関する二国間の比較教育史共同研究に参考となる知見を得るために、イギリス、アメリカ、フィンランドなどでの資料調査や授業観察などを積極的に実施した。第1年次に当たる平成25年度に本科研プロジェクトの「基本的課題」と「基本的視点と研究対象」を策定した。基本的課題については、日韓両国の「第二次世界大戦後の市民性教育の起点」を明らかにすることとし、起点以前からの影響と起点以後への影響について考察し、日韓で比較考察を行うこととした。基本的視点と研究対象については、次のように設定した。1基本的な市民像:市民(地域市民)、国民、国際人、地球市民、公民、臣民など(それぞれの市民像が有する(育成すべき)知識・理解、能力、態度(行動)を含む)。2市民性の範囲:地域(市町村、都道府県)、国家、国家間、世界(地球)など。3市民性の基本概念:国家、社会、民族、領土、国土、文化遺産など。4研究対象:教育理論、教育実践(授業)、学習指導要領、教科書など。5校種:幼稚園、小学校、中学校、高等学校、大学など第2年次に当たる平成26年度は、研究代表者と研究分担者・協力者が35の中から一つ(もしくは複数)を選び、12を念頭に置きながら基本的課題に迫っていくことで研究を進めている。数回の研究分担者会議を開催して、それぞれの研究の方向性や進捗状況についての確認を行ってきている。他方で、市民性の概念や市民性教育に関する比較教育史共同研究に参考となる知見を得るために、ベルギー、ドイツ、アメリカなどでの資料調査などを積極的に実施した。本研究の目的は、日韓の市民性教育の成立と展開に関する調査と比較研究を行うことである。包括的な視点で市民性に関する比較教育史研究を試みた永田忠道を研究代表者とする私たちグループの成果と反省を踏まえ、教育史研究としての色彩を強めて市民性教育の成立と展開過程について考察することとした。研究の一貫性をもたせるために設定したのが、日韓の「戦後の市民性教育の起点を明らかにする」という基本的課題である。より具体的な分析視角と研究対象は次のとおりである。1基本的な市民像:市民(地域市民)、国民、国際人、地球市民、公民、臣民など(※それぞれの市民像が有する(育成すべき)知識・理解、能力、態度(行動)を含む)。3市民性の基本概念:国家、社会、民族、領土、国土、文化遺産、など。民主主義、自由、平等、権利、責任、など。5校種:幼稚園、小学校、中学校、高等学校、大学など。「4研究対象」については、研究のまとまりを出すために「学習指導要領と教科書の変遷」を研究対象とした考察を共通課題とした。各自が「3市民性の基本概念」を選択し、相互に調整し、調査研究を進めていく。例えば、研究代表者である木村は、戦後の小学校社会科教科書において「政治参加(参政権)」と「租税負担(納税の義務)」の関係に関する記述がどのように変容してきたのかを追究することを通して、日本人の主権者意識が希薄になってきた理由についての考察を行った。

各自の研究成果は、別途作成した研究報告書にまとめることができた。本研究では、日本と韓国の市民性教育の成立と展開に関する調査研究及び比較研究を行った。研究を行うに当たって、日韓の「戦後の市民性教育の起点を明らかにする」という基本的課題を設定した。この課題は、戦後の市民性教育の起点に内在していた市民性教育の特質を解明するとともに、どのような変容を遂げつつ今日に至ったのかを解明し、日韓両国の比較考察を試みることを意味している。研究の成果は、研究報告書にまとめた。本科研プロジェクトの第1年次に当たる平成25年度に「基本的課題」と「基本的視点と研究対象」を策定し共有できた。これにより、第2年次の平成26年度は、研究代表者と研究分担者・協力者が、それぞれに役割を把握し、相互に情報を交換し、進捗状況を確認し合う中で、順調に研究を進めることができている。それとともに、市民性の概念や市民性教育に関する二国間の比較教育史共同研究に参考となる知見を得るための海外調査研究も順調に進めることができている。27年度が最終年度であるため、記入しない。社会科教育学本科研プロジェクトの最終年度に当たる平成27年度は、日本と韓国における市民性教育史資料集成の編纂作業を展開するとともに、日本と韓国での報告会の開催と最終報告書の作成を行うことになっている。まずは、5月末に研究代表者・分担者会議を開催し、研究代表者が自ら収集した史料を踏まえて執筆したモデル原稿を提示し、最終報告書に執筆する内容や史料の掲載に関する合意を形成する予定である。その合意を踏まえて、研究分担者が自らの最終報告に向けた史料整理と論稿の執筆を進めて行く。そして、10月から11月にかけて日本と韓国で(場合によっては一方の国で)最終報告会を開催し、年度末までに最終報告書を作成する予定である。本科研プロジェクトの第1年次に当たる平成25年度は、研究代表者と分担者・協力者の協議を重ね、「基本的課題」と「基本的視点と研究対象」を策定することができた。これにより、研究代表者と研究分担者・協力者が、それぞれの役割を把握し、研究を進めることができている。それとともに、市民性の概念や市民性教育に関する二国間の比較教育史共同研究に参考となる知見を得るための海外調査研究も順調に進展している。平成26年度は、科学研究費を効果的に使用することにより、約23万円を平成27年度に繰り越すことができた。残額処理として物品を購入することもできたが、より有効に科研費を使用するために、平成27年度に繰り越した次第である。本科研プロジェクトの2年目に当たる平成26年度は、日韓両国の新教育に関するカリキュラムや授業実践の史資料の整理と発掘の現状を両国の研究者で相互確認し、日韓両国の新教育に関する既存の研究及び史資料整理の枠組みを分析するとともに、両国以外での研究方法論及び整理の状況についての調査の中間取りまとめを行うこととしている。その上で、世界的な基準をも見据えながら、日本と韓国の市民性教育史資料集成の編纂作業を展開することとしている。本科研プロジェクトの最終年度に当たる平成27年度は、平成26年度分の科研費残額を加えて、より有効に使用していきたいと考えている。
移行経済諸国の分配と経済発展の相互関係

1.成果(1)日本、沖縄県、英国、米国、ロシアのSAM作成を通じ、国民経済計算(SNA)統計の利用方法、データ不足への対処方法、分析目的に応じたSAMのデザイン方法について知識を蓄積した。(2)不整合なデータから作成したSAMの各勘定の収支を一致させるために必要となるマトリックス・バランシング手法についてサーベイし、各手法をテストした。結果として、各勘定の収支均等を制約条件として原データからの乖離率の2乗和を最小化する最適化問題を解くという手法がSAM作成に適していることがわかった。(3)SAMの乗数手法を実際に応用し、従来の産業連関表による乗数分析との違いをあきらかにした。とくに構造パス分析については、分析用ソフトウェアを新規に作成、実用化した。2.今後の課題(1)ロシア経済SAMの作成、分析は、統計データの問題により最終的な成果は得られなかった。しかし、ロシア経済統計について理解を深めることができ、今後のロシア経済SAM作成の手掛かりを得た。(2)SAMの発展形態である計算可能一般均衡(CGE)モデルの作成を開始することを予定していたが、SAMの作成、分析(特に分析用ソフトの作成)に予想以上の時間がかかり、この方向へ前進することができなかった。しかし、本研究により、CGEモデルに必要なデータ面についての基礎は固まった。今後、ロシアSAMとロシアCGEモデルの作成に本格的に取りかかる。本年度の進行状況1.Social Accounting Matrixの基本原理についての研究を基本的に終了した。具体的成果としては、2つの基本的文書(英文)の日本語訳を作成した。2.汎用表計算ソフトによりSAM用ソフトウェアの作成を試みたが、機能上の制約から断念した。その替わり、いくつかの数値計算用ソフトの評価をおこない、SAM作成にもっとも適するソフトウェアを確保するめどをつけた。3.以上の2点にもとづき、SAMについての入門的解説を現在作成中である。これはまもなくディスカッションペ-パ-として発行する予定である。4.1993年のロシアSNA統計データが比較的まとまって公表されたため、予定を一部変更し1993年ロシア経済マクロSAMの作成に着手した。これに応じてロシア経済統計についての研究を強化することとし、その最初の成果として、ロシアの金融部門統計(1995/7/14)、ロシアの資金循環(1996/1/26)について北海道大学スラブ研究センターで報告した。またロシアSAM作成の最初の成果についても、一橋大学(1996/3/2)で報告した。5.日本経済SAMの作成は、データが多いためにかえって進行が遅くなっている面がある。現在、1990年に焦点を絞ってSAM作成の準備をおこなっている。次年度の予定次年度は2年間の研究計画の最終年であるので、これまでの成果をペ-パ-としてまとめることを最優先課題とし、そのために次のことをおこなう。1.1993年以降のロシアSAMの作成を試みる。2.少なくとも、1993年ロシア経済SAMと比較可能な日本経済SAMを作成する。3.当初の予定通り、旧西独-旧東独SAMを作成する。旧東独地域の産業連関表の発表を遅れているため、研究計画期間中に大規模なSAMを作成できないかもしれないが、ロシアSAM程度の規模のSAM作成をめざす。(2)不整合なデータから作成したSAMの各勘定の収支を一致させるために必要となるマトリクス・バランシング手法についてサーベイし、各手法をテストした。(3)SAMの乗数分析手法を実際に応用し、従来の産業連関連表による乗数分析との違いをあきらかにした。2.今後の課題

(1)ロシア経済SAMの作成、分析は、統計データの問題により最終的な成果は得られなかった。しかし、ロシア経済統計について理解を深めることができ、今後のロシア経済SAM作成の手掛かりを得た。(2)SAMの発展形態である計算可能一般均衡(CGE)モデルの作成を開始することを予定していたが、SAMの作成、分析(特に分析用ソフトの作成)に予想以上の時間がかかり、この方向へ前進することができなかった。しかし、本研究により、CGEモデルに必要なデータ面についての基礎は固まった。今後ロシアSAMとロシアCGEモデルの作成に本格的に取りかかる。
知的機能を有する複合材料の作製およびその特性評価

知的材料の開発として,球形ニッケル-チタン合金をアルミニウムマトリックス中に分散させることにより,ニッケル-チタンの形状記憶効果によりマトリックス中に残留応力を発生させて応力-ひずみ線図を向上させた複合材料を提案している.本研究ではこのような複合材料の実現を目指して以下のような研究実施計画をたてた.1.球形ニッケル-チタン合金分散アルミニウムマトリックス複合材料の作製2.理論的検討に必要なモデルの構築3.構築したモデルに基づく理論解析,解析結果の妥当性の検証4.以上の成果に基づく複合化知的材料の設計指針の確立その結果以下のような知見が得られた.1.球形粒子分散型複合材料作製のために粉末冶金法を採用し,押出しにより低温でほぼ完全に緻密化し,粒子とマトリックス界面での反応がない健全な複合材料を作製することができた.2.理論解析に必要なモデルの構築のために作製した複合材料の断面組織を解析したところ,粒子の変形量を制御できることがわかり,その結果生じるマトリックス中の残留応力も制御できることがわかった.3.上記の組織解析から複合材料組織をモデル化し,マイクロメカニックスに基づきその応力-ひずみ線図を理論解析したところ,実験値との関連性がみられた.4.以上の結果から本解析モデルの妥当性が示され,球形ニッケル-チタン合金の形状記憶効果による形状回復量を制御することにより,複合化知的材料設計の可能性が示唆された.知的材料の開発として,球形ニッケル-チタン合金をアルミニウムマトリックス中に分散させることにより,ニッケル-チタンの形状記憶効果によりマトリックス中に残留応力を発生させて応力-ひずみ線図を向上させた複合材料を提案している.本研究ではこのような複合材料の実現を目指して以下のような研究実施計画をたてた.1.球形ニッケル-チタン合金分散アルミニウムマトリックス複合材料の作製2.理論的検討に必要なモデルの構築3.構築したモデルに基づく理論解析,解析結果の妥当性の検証4.以上の成果に基づく複合化知的材料の設計指針の確立その結果以下のような知見が得られた.1.球形粒子分散型複合材料作製のために粉末冶金法を採用し,押出しにより低温でほぼ完全に緻密化し,粒子とマトリックス界面での反応がない健全な複合材料を作製することができた.2.理論解析に必要なモデルの構築のために作製した複合材料の断面組織を解析したところ,粒子の変形量を制御できることがわかり,その結果生じるマトリックス中の残留応力も制御できることがわかった.3.上記の組織解析から複合材料組織をモデル化し,マイクロメカニックスに基づきその応力-ひずみ線図を理論解析したところ,実験値との関連性がみられた.4.以上の結果から本解析モデルの妥当性が示され,球形ニッケル-チタン合金の形状記憶効果による形状回復量を制御することにより,複合化知的材料設計の可能性が示唆された.