hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
1次元Si(110)表面構造を利用したナノドット規則配列構造の創製とストレス制御

本申請課題の開始以来、Si(110)テンプレートの作成のため、表面エレクトロマイグレーション効果による直流加熱電流・電圧の方向依存性、加熱温度の最適化を行い、mmオーダーに及ぶ広範囲な表面領域の一次元性を実現し、表面カイラリティを見出した。また、ストレス測定用の通電式基板加熱機構を開発し、ストレス測定と,RHEED測定との複合解析装置の開発を行った。さらに1次元構造を有するSi(110)表面上にフラーレンを蒸着し、アニール温度変化にともなう拡散、吸着位置を解析した。最終年度においては、これまでに得られた知見を活用し、Si(110)に加えGe(110)の1次元テンプレート作成を実現し、フラーレンが両基板表面の16×2構造内のステップエッジ部分に存在する結合サイトに規則配列することを見出した。
アフリカ熱帯林における持続的な開発と保全のための実践的地域研究

本研究の目的は、アフリカ熱帯林のふたつの保護区において、地域社会の特徴に応じた開発モデルを検討することによって、実効性ある保全政策を提案することである。ガボン共和国のムカラバ・ドゥドゥ国立公園および、コンゴ民主共和国のルオー学術保護区において現地調査を実施し、地域住民の生活と社会の実態について解明するとともに、開発事業に関する調査を通じて、持続的な開発と自然保護の両立について検討した。本研究の目的は、アフリカ熱帯林のふたつの保護区(ガボン:ムカラバ・ドゥドゥ国立公園、コンゴ民主共和国:ルオー学術保護区)において、地域社会の特徴に応じた開発モデルを検討することによって、実効性のある保全政策を提案することである。本年度はまず、熱帯林保全と地域開発に関する文献を収集し、課題抽出につとめた。次に、これまでの現地調査で得られた、地域住民による自然資源利用に関するデータの解析をおこなった。ガボンのムカラバ・ドゥドゥ国立公園における獣害状況とその対策について、英語論文を執筆し、投稿準備中である。2013年3月にコンゴ民主共和国で実施予定であった現地調査については、現地状況などの都合により、計画を変更して2013年89月におこなった。ここでは、(1)人類学的な観点から、社会経済状況を明らかにする、(2)住民組織や諸アクターの分析によって、保護と開発の現状を明らかにする、(3)地域開発事業の立案と実施を通じて、有効な開発モデルを考案する、という3点の課題を設定した。(1)については、地域住民の生活実態と社会関係について、聞きとりと観察によってその現状を把握した。(2)については、地域内で実施されている開発と自然保護のプロジェクトに関して、国際NGO、行政、研究機関などの関係者への聞き取りを実施した。(3)については、地域の住民組織がおこなう農業活動や家畜生産の取り組みを参与観察によって調べた。以上を通じて、アフリカ熱帯林の住民生活と開発や自然保護活動の相互関係や、両者のあいだの対立と課題が明らかになった。次年度は、これらの状況を分析して学術的成果としてまとめるとともに、地域住民と協働しながら、実践活動のあり方について検討する予定である。本研究の目的は、アフリカ熱帯林のふたつの保護区(ガボン:ムカラバ・ドゥドゥ国立公園、コンゴ民主共和国:ルオー学術保護区)において、地域社会の特徴に応じた開発モデルを検討することによって、実効性ある保全政策を提案することである。本年度はまず、4月5月に、ガボンにおいて現地調査を実施した。ここでは、(1)これまでに実施した調査結果をふまえて、地域住民の生活と社会についてまとめる、(2)地域の住民組織、国際NGO、行政、研究機関などの活動内容や関係性について調べる、(3)獣害対策と共同畑の運営にもとづく地域開発事業について、その実態を明らかにする、という3点の課題をかかげ、それぞれ十分に達成することができた。つぎに、5月の日本アフリカ学会第50回学術大会において、ガボンとコンゴ民主共和国における地域開発事業と自然保護の両立に向けた取り組みについて発表し、6月にリヴァプールで開催された第10回国際狩猟採集民会議では、ガボンの村落部に暮らす地域住民の社会変容の動態について発表した。学術論文として、1.ムカラバ地域の獣害状況および、2.ムカラバ地域の住民による自然資源利用について、それぞれ英語論文にまとめ、国際誌に投稿した。また、3.生態人類学と霊長類学の協同による大型類人猿保全について、仏語論文をフランスの学術誌に投稿した。さらに、アフリカ狩猟採集民の移動パターンや婚姻についての英語総説を学術書に寄稿した。また、研究成果の社会還元として、7月に静岡県立大学において一般公開イベントを実施するとともに、県内で開催された4つの講演会(高校生対象2件、一般向け2件)で講演をおこなった。研究と社会還元の両面で十分な成果を挙げることができ、最終目標とする実効性ある保全政策についても、報告書にまとめられている。今後、この報告書にもとづく保全政策を広く関係機関に対して提案していく予定である。文献収集と先行研究のレビューおよび、これまでに蓄積してきたデータの分析と論文執筆は順調に進められた。現地調査に関しては、2013年3月に予定していたコンゴ民主共和国への出張は延期することになったが、2013年89月に実施でき、全体の計画に大きな支障はなく、十分な成果が挙げられた。25年度が最終年度であるため、記入しない。2013年3月に予定していたコンゴ民主共和国への出張を2013年89月に計画変更したが、その分、2012年度中にこれまでに収集したデータ解析を十分進めることができた。2013年89月の現地調査の成果についても、現地調査後にすみやかにまとめられる準備が整っている。次年度の活動と合わせて、2年間の計画全体として当初の目標を達成できる状況にある。
循環血イオン濃度の連続測定法の開発

循環血の主要イオン濃度をinsituにて連続的にモニターする方法を確立し、従来のスポットサンプルでは得られなかった、一過性の血液イオン濃度変化を連続的に検出することの出来る新しいシステムの開発を試みた。このシステムを用いれば、各種の生理機能、例えば飲水行動や消化管吸収および腎機能などの研究に飛躍的な進展が期待できる。測定システムとしては、堀場製作所にて開発された、電解質自動分析装置、セラ301Aの電極を実験目的にそって改良し用いた。すなわち、KCl溶液の流体液絡を、3.3MKCl寒天橋に変更し、KClの流出を最低限に抑え、また寒天橋に140mmol/lNaClを加え、pHをTris-HCl緩衝液にて7.4に調整することにより安定した電位を得ることができた。標準液及び血漿を用いて反復測定した結果、Naイオンに関し95%の信頼限界は0.3mVであった。すなわちこの測定システムでは、120150meq/lの範囲において、1.5meq/lの測定精度にてNaイオン濃度を連続的に測定できることが明らかになった。Kイオンの測定精度は36meq/lの範囲において誤差0.05meq/lの精度で連続測定が可能であった。なお全血を用いても測定精度はこの範囲に入り、赤血球の影響は無視することができる(JJPに発表)。このシステムを慢性的に動静脈にカニューレを植え込んだ、ラットおよびイヌに応用して、意識下に循環血液量とともに連続的に測定し、飲水行動の解析に応用した。その結果を日本生理学会および米国生理学会誌に発表し、この方法が生理学的研究に非常に有用であることを報告した。さらにこの方法は、単に生理学での応用に止まらず、腎透析や心肺手術など臨床医学の広い分野でも応用が可能であり、今後さらにこのシステムの有用性について報告して行く予定であるが、今後このシステムの需要が増加すれば、より安定度の高い型への改良が期待出来る。本年度は循環血液のNaイオン濃度の連続測定法の確立を中心に検討を進めた。検討項目は、KCl寒天橋による測定、較正液に関する検討、赤血球の影響、ラット循環血のNaイオン濃度の連続測定である。1.KCl寒天橋によるNaイオン濃度の測定今回使用した電極では3M KCl溶液の流体液絡を用いているが、この方法では血液と3M KClが混合するため、循環血の連続測定には用いられない。そこでこの液絡を3.3M KCl寒天橋に変更し、KClの流出を最低限に抑えることを試みた。その結果、寒天橋を5%寒天、3.3mol/l KCl、140mmol/l NaClで作成し、pHをTris-HCl緩衝液にて7.4に調整することにより安定した電位を得ることができた。2.標準液の検討較正用のNaCl標準液としては120150mmol/lのNaCl溶液をTris-HCl緩衝液にてpH7.0-7.5に調整するとともに、溶液のイオン強度を血漿のイオン濃度とほぼ等しくすることによって、安定した電位を得ることができ、標準液及び血漿を用いて反復測定を行い回帰直線を求めた結果、95%の信頼限界は0.3mVであった。すなわちこの測定システムを用いて、120150meq/lの範囲において、1.5meq/lの測定精度にてNaイオン濃度を連続的に測定できることが明らかになった。なお全血を用いても測定精度はこの範囲に入り、赤血球の影響は無視することができる。3.意識下ラットへの応用

このシステムを慢性的に動静脈にカニューレを植え込んだラットに用いて、意識下に循環血液量とともに連続測定した結果、0.9%の食塩水を飲ませた場合には血液のNa濃度は変化を示さず、0.45%の食塩水を摂取した場合にはほぼ2meq/l、水道水では6meq/lの血液Na濃度の減少を認め、この方法の有用性を示す結果が得られた。
不働態化金属の水素吸収と脆化に関する電気化学と材料強度学との融合による基礎的研究

本研究では、不働態皮膜により高耐食性を有する合金の腐食に伴う水素吸収から脆化に至るまでの全体像の特徴とメカニズムについて、電気化学的観点と材料強度学的観点を相互に関連させて複合的に調べ明らかにした。得られた種々の知見は、使用環境中における金属や合金の安全性・信頼性のさらなる向上のための材料評価法及び新しい合金開発のための指針の一つとして期待されることを示した。本研究の目的は、不動態皮膜により高耐食性を有する合金の腐食に伴う水素吸収から水素脆化に至るまでの全体像の特徴と機構について、電気化学的観点と材料強度学的観点を相互に関連させて複合的に調べ解明することである。そして、安全性・信頼性のさらなる向上のための材料評価法及び新しい合金開発のための指針となることを目指す。本年度では、純Ti、Ni-Ti超弾性合金、ステンレス鋼などの高耐食性合金に電解陰極チャージ法により水素を添加し、水素の存在状態が及ぼす引張特性や耐食性への影響を調べた。Ni-Ti超弾性合金では、水溶液温度の違いによる水素チャージ条件で水素吸収挙動や昇温水素放出挙動が変化すること系統的に調べ明らかにした。溶液温度が上昇すると高温側の放出量が特に増加することが注目される。水素チャージ後の材料強度試験においては、応力誘起マルテンサイト変態に関連して合金中の水素の存在状態が変化し水素脆化特性が変化することも示唆された。純Tiでは、水素チャージする溶液の条件などによって昇温水素放出挙動が変化する場合があったが、α+β型Ti合金ではチャージ溶液の違いによって水素放出挙動はあまり変化しなかった。これは、水素チャージ条件が及ぼす水素の存在状態への影響は合金に依存することを示している。合金の水素脆化特性を評価する際、水素チャージ条件の選定が新たな課題になると考えられる。水素吸収が及ぼす耐食性への影響に関して、水素吸収した純Tiは浸漬する環境によって耐食性が低下することを電気化学的測定や腐食後の表面解析などから明らかにした。さらに耐食性低下の度合いは水素吸収量に関連することも明らかにした。これは生体環境内での長期的な安全性・信頼性に懸念を抱く結果と考えられる。本年度では、前年度に引き続き電気化学的観点と材料強度学的観点を融合させながら不働態化金属の水素吸収と脆化について調べた。水素吸収する環境条件の違いに関して、純Tiとα+β型Ti合金では、NaCl水溶液中において溶存酸素量が減少すると水素吸収の臨界電位が貴な方向へ大きくシフトすることが明らかになった。このことは、例えば生体内など溶存酸素が欠乏するような環境下では水素吸収が起こりやすく脆化しやすくなることを示唆している。また.ステンレス鋼の水素吸収挙動は、電解陰極チャージ条件(特に溶液の種類)によって大きく変化し、破面形態などの水素脆化挙動が変化する場合があることも明らかにした。これは、水素の存在状態をある程度変化させることが可能であり、水素脆化機構解明のための一つの手掛かりとなり得ることを示す結果である。純Zrを歯面塗布液や歯磨剤を模擬した酸性フッ化物水溶液中に自然浸漬した場合、水素吸収し水素化物が生成することが確認された。また、表面に腐食生成物の付着も観察された。水素吸収量は純Tiと比較するとほとんど同じか若干少なくなる傾向を示した。アノード電位が印加された状態では、純Zrは活性溶解を示すが、腐食量はフッ化物濃度には必ずしも依存せず、純Tiとは異なる挙動を示すことが明らかになった。水素吸収による機械的性質の劣化を評価する場合、β-Ti合金などは引張挙動に水素吸収の影響が現れにくく評価が難しい場合がある。しかしながら、引張挙動に影響が現れない程度の水素吸収量であっても室温クリープ挙動に顕著な違いが現れることを明らかにした。特に時効処理した場合に影響が大きくなったことから、水素の存在状態の変化が室温クリープ挙動に大きく寄与すると考えられる。本年度は、前年度までに引き続き電気化学的観点と材料強度的観点を融合させながら不働態化金属の水素吸収と脆化について調査した。準安定型オーステナイト系ステンレス鋼のNaCl水溶液中における電解水素チャージにおいて、白金対極から発生する塩素ガスが電解溶液中に溶け込むことによる影響で多量の水素が吸収されることを明らかにした。さらに、カソード電流密度を一定に制御し、試料表面における水素発生量を同じにした条件では、溶液のpHを低くすると水素吸収量が増加することもわかった。特筆すべきは、これらの電解水素チャージ条件では、引張試験における破断面は粒界破壊形態であったことである。従来の水素チャージ方法では、ステンレス鋼を粒内(擬へき開)破壊させることしかできなかったが、本研究において粒界破壊したことは水素の存在状態が変化したことを示唆している。また、従来の塩酸や硫酸を用いた電解水素チャージと比較すると、本研究の利点のひとつとして,電解チャージ後の試料表面の腐食の影響がほとんど見られないため、水素脆化挙動そのものの評価がしやすくなったことも挙げられる。

Ni-Ti超弾性合金に水素添加することにより、生理食塩水中の局部腐食を抑制することを明らかにした。この局部腐食抑制は、水素脆化の影響が現れない程度の比較的少ない水素量で発現することが示された。水素添加量を増加させても局部腐食は抑制されるが、腐食電流密度が増加するため、水素添加量が多い場合、長時間の使用により全面腐食することが懸念される。注目すべきは、従来の表面改質処理と異なり、生理食塩水中で超弾性ひずみを付与することによる金属表面の不働態皮膜の破壊と再生を行った後においても局部腐食抑制は維持されることである。
第一次世界大戦後イギリス帝国経済の再編とインド鉄道投資政策の展開

平成8、9年度と2年間にわたる本研究の目的は、第一次世界大戦前を念頭に置きながら戦後におけるイギリスの帝国体制の動揺・解体においてインド鉄道投資がいかなる役割を果たし、いかなる位置を占めたのかを究明するために、鉄道建設・経営の実体を踏まえながら英印両国の産業・金融利害を含めた両政府の現状認識と政策志向の類型的・段階的特質に明らかにすることにあった。平成8年度において、文献収集に当たるともに第一次世界大戦のインド鉄道に関する研究史を整理した結果、日本においては研究史が皆無に等しいこと、海外においては、鉄道固有の問題として鉄道研究が行われきており、イギリス帝国の再編との関わりがほとんど言及されていないことを明らかにできた。平成9年度において、購入した史料をもとに、第一にイギリス投資家の動向を探るために、大戦中から大戦後のロンドン金融市場におけるインド鉄道証券の動向を分析した。第二にインド鉄道調査特別委員会(通称アクワ-ス委員会)の報告並びに議事録を分析し、英印両政府、鉄道会社、英印両国の各産業利害の動向を明らかにした。第三にアクワ-ス委員会後の動向を鉄道財政委員会、インド財政経費削減委員会の報告書をもとに検討し、さらにインド議会におけるインド・ナショナリストの主張を分析して、対立した鉄道経営主体問題と鉄道財政問題がどのようにして決着がはかられたのかを検討した。以上の検討結果、(1)長年イギリスの対インド鉄道投資の要となってきたイギリス系鉄道会杜の役割が終えたこと、(2)イギリス本国政府=インド政庁は、鉄道収益から拠出金を課すことによってインド財政の均衡という統治体制の維持を図ったこと、(3)鉄道の国有・国営化は、インド・ナショナリズムのシンボルとなったことが明らかになった。今年度は、主として、第一次世界大戦後のイギリス資本輸出とインド鉄道に関する研究書及び史料の収集につとめてきたが、前者に関しSTOCK EXCHANGE OFFICIAL INTELLIGENCE,1889-1933を入手し、また後者に関しては国内外の議会史料を中心に収集し、従来入手できなかった史料を確保し、それらの検討に入ることができた。他方、第一次世界大戦後のイギリス帝国の再編過程を問題にするに当たり、インド鉄道投資政策に焦点をあてて、鉄道建設(資本輸出)とインド財政の均衡(元利の保全)の対抗という視角から、研究史を整理した結果、(1)日本において20世紀以降のインド鉄道史研究はほとんど存在しないこと、(2)海外の研究は鉄道固有の問題として扱っているものが多く、イギリス帝国の再編との関わりが希薄になっていることを明らかにできた。そのためにイギリスを中心とした多角的貿易構造の再編、パックス・ブリタニカからパックス・アメリカ-ナへのヘゲモニ-転換においてインドがいかなる位置に置かれつつあったか、新たな視点から注目すべきであることを確認した。ところで、戦後のインド鉄道史上転換点をなす1920-21年のインド鉄道調査特別委員会(通称アクワ-ス委員会)の報告書並びに議事録(全5巻)を中心に、今回入手したロンドン金融市場の資料をも検討して、大戦中から大戦後にかけてのインド鉄道を取り巻く諸問題を明らかにしつつ、当該委員会のおける現状認識と政策志向を究明した。今後イギリスの投資・金融利害、イギリス政府(インド省)、インド政庁、インド国内の商業会議所などについても網羅的に究明するつもりである。平成8、9年度と2年間にわたる本研究の目的は、第一次世界大戦前を念頭に置きながら戦後におけるイギリスの帝国体制の動揺・解体においてインド鉄道投資がいかなる役割を果たし、いかなる位置を占めたのかを究明するために、鉄道建設・経営の実体を踏まえながら英英印両国の産業・金融利害を含めた両政府の現状認識と政策指向の類型的・段階的特質に明らかにすることにあった。

平成8年度において、文献収集に当たるともに第一次世界大戦のインド鉄道に関する研究史を整理した結果、日本においては研究史が皆無に等しいこと、海外においては、鉄道固有の問題として鉄道研究が行われてきており、イギリス帝国の再編との関わりがほとんど言及されていないことを明らかにできた。平成9年度において、購入した史料をもとに、第一にイギリス投資家の動向を探るために、大戦中から大戦後のロンドン金融市場におけるインド鉄道証券の動向を分析した。第二にインド鉄道調査特別委員会(通称アクワ-ス委員会)の報告並びに議事録を分析し、英印両政府、鉄道会社、英印両国の各産業利害の動向を明らかにした。第三にアクワ-ス委員会後の動向を鉄道財政委員会、インド財政経費削減委員会の報告書をもとに検討し、さらにインド議会におけるインド・ナショナリストの主張を分析して、対立した鉄道経営主体問題と鉄道財政問題がどのようにして決着がはかられたのかを検討した。以上の検討結果、(1)長年イギリスの対インド鉄道投資の要となってきたイギリス系鉄道会社の役割が終えたこと、(2)イギリス本国政府=インド政庁は、鉄道収益から拠出金を課すことによってインド財政の均衡という統治体制の維持を図ったこと、(3)鉄道の国有・国営化は、インド・ナシャナリズムのシンボルとなったことが明らかになった。
低線量γ線照射と低周波電圧印加部分放電計測による絶縁物中のボイド検出

本研究では、これまでに当該分野では利用例のない低線量γ線の照射による絶縁物中の内部部分放電特性およびそれらに及ぼす印加電圧周波数の影響を明らかし、絶縁物中のボイド検出を試みた。実験として、模擬ボイドを含む絶縁物にγ線をナロ-ビームとしてスキャンしながら照射し、γ線がボイド位置に照射されたときの部分放電特性の変化を評価した。その結果、γ線源がボイドに近ずくにつれて放電電荷量の小さな放電が数多く発生するようになり、ボイドの中心上においてその影響が最大になった。これはγ線の電離作用によりボイド内の初期電子がより多く供給され、部分放電が容易に発生するためであると思われる。次に印加電圧の周波数に注目し実験を行った。その結果、商用周波数電圧印加時よりも低周波電圧印加時の方が部分放電特性に及ぼすγ線照射の影響をより鮮明にすることができた。商用周波数においては、先行する放電により残存した絶縁物表面の電子が次に発生する放電に影響を及ぼすため、放射線照射による放電の初期電子を供給する効果が弱体化するためと考えられた。これに対して、低周波電圧印加時には放電の間隔が長くなるため、γ線照射の効果がより顕著になるためであるとわかった。これらの結果より低周波電圧印加とγ線照射を利用すれば絶縁物中のボイド検出が可能であると考えられる。また低周波電源の利用により、電圧印加時の機器に流れる充電電流を大幅に小さくでき、装置全体の大幅な小型化・軽量化が可能となる。そしてγ線源はX線源と異なり高圧電源が不要でかつその大きさも小指の先以下であることから低周波電源との組み合わせは、現場適用性に優れた新しい絶縁物中のボイド検出技術の確立が見込まれると思われる。
エージェント間の情報伝播と群知能を応用した自律分散搬送制御システムの開発

搬送制御システムにおいては,複雑な搬送要求に対応でき,かつ需要変動等による生産システムの変更や再構築にも対応できるシステムが求められている.本研究課題では,搬送されるワークが残した情報をフェロモン情報として定義し,各搬送要素間での情報伝播と組み合わせることで,ワークに対する処理機械の適応的な割当とそこまでの経路制御を行うことができるマルチエージェントに基づく搬送制御手法の開発を行った.また近年のエネルギ問題の高まりから,使用エネルギの削減も重要な評価指標となっているため,提案手法のエネルギ消費の低減を指向した搬送制御手法への拡張も試みた.平成25年度では,複数種の処理機械,コンベア,ターンテーブル,バッファ群から構成されるフローショップ型生産システムの搬送問題に対して,処理機械と各搬送要素をエージェントと見なし,各エージェント間で情報を下流側から上流側へ伝播させることで,搬送要求の異なるワーク(半製品)の準最適な搬送ルートを適応的に自律決定する手法の開発とその有用性の評価を行った.まず伝播させる情報として,基本的には,各搬送要素から次工程の全処理機械にワークを搬送するのに要する時間を安全側に見積もれるよう定めた.ターンテーブルには複数の処理機械からの情報が伝播し,その中から最小搬送時間の経路を選択する.なお生産システムのレイアウトによっては同じ処理機械からループした情報が複数流入する場合もあるが,最小搬送時間の経路を選択するので問題はない.また補助的な情報としてワークが生産システム内を辿って行った痕跡としてフェロモン情報の定義を行った.生産システム内でのワークの渋滞(滞留)に最も関係する要素はバッファであることから,バッファに焦点を当てた定義を行い,バッファへの(流出数ー流入数)で与え,さらにワークの種類別にその影響度を変えるものとした.このフェロモン情報を前述の情報伝播プロセスに組込み,より精度の高い見積を目指した.以上の手法の有用性をシミュレーションにより評価を行った.類似研究では,バッファ容量を大きく取って実験を行っていることが多い.本実験では,その容量を小さめに制限し,併せてワーク投入口での投入制御も実装した.情報伝播におけるいくつかのパラメータを適切に調整することで良好な搬送制御を実現できた.また処理機械の故障や処理の遅延に対する提案手法の頑健性の検証を進めている.これとは別にフェロモン情報の周囲要素への拡散の導入も試みたが,シミュレーションの結果,導入の有意な効果は確認できなかった.前年度提案した搬送制御手法において,各搬送要素から次工程の機械までの搬送所要時間の見積が過小に評価される問題があった.これはバッファでのワーク滞留による搬送遅延の見積りが正確ではなかったためであり,新たにバッファでのワーク滞留を適切に評価する経路情報の更新式を導入した.またワークの痕跡(フェロモン情報)として利用できる情報の拡張として,機械の累積稼働時間(時間経過とともに減衰する)を提案手法に新たに加えた.これによって機械の稼働状況や機械の処理能力の低下等を経路情報に反映することができた.前年度と同様のシミュレーション実験を行い,従来手法と比較し4ー5%程度の総搬送時間の改善が見られた.また新しいフェロモン情報の効果により,各機械の稼働率のばらつきも改善された.次に提案手法のシステム変動に対する頑健性の評価を行った.一部の機械が一時的にダウンしても安定継続して製品搬送が行われる,すなわち適応的に代替ルートを探索,切替ができるような搬送システムが求められている.提案手法はこのような状況を想定して開発しており,シミュレーションによりロバスト性の検証を行った.開発シミュレータが,機械のダウン-復帰に対応していないため,特定の処理の処理時間が極端に大きなワークを流すことにより,一時的にその処理を行う機械を使用不可能な状況にすることで,疑似的に機械の一時的なダウンを発生させて行った.実験の結果,機械のダウンによる総搬送時間の悪化は10%程度以下であり,また新手法の方が良好な結果が得られた.最終年度では,提案手法のジョブショップ問題への拡張と,前年度まで未達成であったワーク搬送での時間制約の導入を実施する予定であったが,シミュレータの大幅な拡張の必要性と,また近年の環境エネルギ問題の重要性の観点から,エネルギ消費(総使用電力)の低減を目指した搬送制御手法の開発を行った.生産システム内の各機械の使用法やそれらを用いた生産・搬送プロセスの改善によって,直接生産に使用される電力量の低減が可能であることから,前年度まで開発したマルチエージェントに基づく搬送制御手法を,消費エネルギ低減手法としての拡張を行った.ここではシステム内の各機械の待機状態に,電力消費を抑えたモード(省電モード)への切り替えが可能であることを前提とする.エネルギ低減手法として,各搬送要素間の情報伝播により得られた情報に基づき,バッファからの指令に基づいて各機械の電力消費モードを適応的に切り替えることにより,適切な機械割当て及び経路選択を行うと同時に不要な電力消費を抑制する搬送制御手法を提案した.「省電モードへの切り替え」は,機械直前のバッファにより行い,直前の機械の累積処理時間とバッファ自身のワーク保有数により判断する.「省電モードからの復帰」は,より上流側のバッファのワーク保有数が閾値を超過した時に下流側に位置する機械に復帰の指令を送る.性能評価をシミュレーションにより行ったが,「省電モード復帰」部分の実装が不完全だったため正確な評価が行えなかった.しかし各機械の稼働状況履歴を確認したところ,低稼働率の機械の「省電モード復帰」をできるだけ遅らせることができれば,省電モード時間を長く維持でき,結果的に消費電力の低減が可能であることが分かった.

今後は,正確な手法を実装したシミュレータによる検証を行うとともに,ピーク電力も考慮に入れた手法への拡張を継続して行う.さらに時間(納期)制約の実装も行う.搬送制御システムにおいては,複雑な搬送要求に対応でき,かつ需要変動等による生産システムの変更や再構築にも対応できるシステムが求められている.本研究課題では,搬送されるワークが残した情報をフェロモン情報として定義し,各搬送要素間での情報伝播と組み合わせることで,ワークに対する処理機械の適応的な割当とそこまでの経路制御を行うことができるマルチエージェントに基づく搬送制御手法の開発を行った.また近年のエネルギ問題の高まりから,使用エネルギの削減も重要な評価指標となっているため,提案手法のエネルギ消費の低減を指向した搬送制御手法への拡張も試みた.本年度は,主に提案手法のシステム変動に対するロバスト性能評価と時間制約のある搬送要求への対応を予定していたが,時間制約を考慮した手法の開発が達成できなかった.前年度開発した経路情報の伝播則において,処理機械が送る情報が古い情報がそのまま保持されており,処理機械の適切な情報を伝播させていないケースがあった.そこで,各処理機械がワーク処理に要した時間を累積し古い情報は減衰させる,すなわち新しいフェロモン情報としての導入を行った.あわせてバッファでのワーク滞留を適切に評価する経路情報の更新式も導入することで,より正確な経路情報の伝播が行われ,前年度開発手法よりも搬送性能の改善を達成することができた.時間制約を考慮する場合,より正確な経路情報の見積もりが必要になることから,今後のシミュレータでの検証において一定の効果が期待できると考える.次にシステム変動に対するロバスト性に対しては,主に突発的なトラブル(処理機械の一時的なダウンから復帰)への適用を目的としていた.シミュレータの都合上,一定期間処理機械を停止させる状況を実現できなかったため,特定の処理の処理時間が極端に大きなワークを流すことにより,処理機械を一定時間だけ使用不可能にすることで本年度は対応した.新しく導入したフェロモンの効果によりダウンからの復帰も適切にシミュレートできたものと考える.提案手法により,適応的な代替ルートへの搬送が行うことができたことから.概ねシステム変動に対するロバスト性の性能評価を行うことができた.システム工学26年度中に行えなかった時間制約を考慮した搬送制御手法の開発を行う.まず26年度で新たに導入したフェロモン情報と情報の伝播則に基づく搬送時間予測が,実際にどの程度正確であるかシミュレータによる測定実験を行う.その結果をもとに,時間制約を満たす搬送経路の判定,優先順位等について検討し,これらを考慮した効果的な制御手法の開発を目指す.近年では,ソート可能なバッファの導入が行われているので,バッファでのソーティングの導入の可能性・効果についても検討を加える.これまでの研究では,複雑ではあるが垂直型のフローショップタイプの生産システムを対象として,搬送制御手法の開発および評価を行ってきた.27年度では,さらに複雑でより現実に近い生産システムの形態への適用を目指して行く.具体的には,ワーク搬送に循環が存在するジョブショップ
地磁気・加速度センサによるスキージャンプ選手のモニタリングシステムの研究開発

当初の研究計画どおり、スキージャンプ選手の踏み切りモーションとタイミングの定量的なモニタに加え、FISの公式ルールどおりではないものの飛距離の自動測定を実現した。特に後者はスキージャンプの練習においては、極めて重要であるにもかかわらず、測定のための人員や設備が必要であり飛距離の判定自体が難しいことから実施されていなかった。当初の研究計画の実際のジャンプ台での選手及びコーチのみによる運用と初心者に対するフィードバックの実現が達成できなかった。過労を主な原因として研究代表者が平成24年末から鬱病を発症し、長期の病気休暇と復職を繰り返し、最終年度は何もできなかったためであり無念の極みである。本年度は前年度に懸案となっていた、スキージャンプ選手に装着するセンサデバイスの改良を中心に進め、センサデバイスは一応の完成にこぎつけた。ただし、研究代表者が12月より過労や大学内での問題などを主因とする病気により長期休暇を取得せざるを得なかったため、本年度の成果はそれ以前の成果にとどまる。勤務に復帰したものの当面は短時間の勤務にとどめざるを得ない。センサデバイスは、昨年度までに得られた知見、すなわち、Li-IONバッテリの充電時の電流によりバッテリの部材、特に電極タブ付近の正極材料が磁化され、バッテリと磁気センサの配置によっては再較正が必要なレベルの影響を磁気センサに与える、にもとづき、磁気センサとバッテリの配置を十分に離して配置した。これにより、数回充電を行うたびに磁気センサを再較正する必要はなくなる。またバッテリも取り外し可能な構成として、磁化が進んだバッテリの部材を消磁器により消磁できるようになった。このほかに、センサデバイスに関しては、脚や腰につけやすい外装の形状とする、地磁気を用いていたひざ、腰などの回転角の検出を容易にするためジャイロセンサを追加するなどの改良を加えた。加速度センサについては問題はなかったので、従前のままである。センサデバイスの開発、製造のほかに、当初の研究計画書における開発目標のうち(2)飛距離自動計測システムについても、一部の開発と過去の実験データによる動作確認を行い、実システムに必要な要件の洗い出しを行った。この際、ブレーキングゾーンから着地点付近を撮影するビデオカメラのデータとセンサデバイスのデータとの間での同期がずれているデータがいくつか発見されたため、今後、同期を確実にとる必要がある。また、画像処理により、スキージャンプ選手の飛距離を近似的に求める手法の実現の目途もたった。発病前に国際会議に投稿し採録されていたが発表には行けなかった。スキージャンプでは飛距離と飛行姿勢・着地姿勢の美しさを競うが、飛距離は滑走速度と踏み切りでほぼ決まる。滑走速度は滑走姿勢による空気抵抗で決まる。このため初年度終了までに地磁気・加速度センサを選手の腰、太もも、足首に装着し、腰と膝の角度を連続的に測定し踏み切りの良否を判定する技術を開発した。スキージャンプ選手は高速で着地するため自分の飛距離を10m程度の単位でしか認識できないという問題があった。審判員が飛距離を判定する方法はいくつかあるがいずれも練習には適した方法ではない。ランディングバーンをビデオ撮影し、本来のルールとは異なるが2、3m程度の精度での飛距離を自動的に測定する手法を2年度目に実現した。また、前年度までに問題になっていた、地磁気・加速度センサからのデータ送信がジャンプ台全体をカバーしきれない、頻繁な較正が必要という問題に対しては、2年度目に新たに無線送信距離が長いセンサをを開発することで対処した。上記の技術は、ジャンプ台に低遅延のネットワークを敷設した上で複数個所からの各コマのタイミングを一致させたビデオ撮影と地磁気・加速度センサの測定データを同期させる必要があり、若干のコマ飛び等の問題があった。これらの実現により小中学生段階での科学的な指導が可能になるため、最終年度は選手・指導者が自ら運用できるシステムをジャンプ台に設置し、小中学生からトップ級選手への指導に生かせる知見を得たうえで論文投稿する予定であった。遺憾ながら研究代表者が平成24年12月に過労等を原因として重度の欝状態となり休職し、その後復職と休職を繰り返し現在も加療中であり、回復が進んできた現在でも知的作業の実施が可能な時間が1日あたり数時間しかないなど、研究の遂行に困難を伴っている。このため最終年度は研究の実施自体が困難であり、コマ飛び等の問題を解消したのみで終わり、最終的な目標を達成できなかった。H23年度は研究計画書における開発目標のうち、(1)踏切りフォームの定量的モニタの実現と(3)練習時における効率の良い選手へのフィードバックの実現を行い、(2)の飛距離自動計測システムはH24年度以降に開発する計画であった。(1)に関して、地磁気・加速度センサのスキージャンプ選手への安定的な装着などが難しいという問題が残っているものの、踏切りフォームのモニタを実現した。

具体的には、踏切りタイミングのずれ、腰・膝など踏切りに重要な部位がのびる速度や順序の違いなどがモニタ可能である。一方、既存の地磁気・加速度センサを改良しスポーツ向けの装着の容易性などを付与する計画であったが、進行が遅れている。H23年夏にバッテリを交換すると地磁気の測定値が大幅に狂う問題が発見され、その対策を優先したためである。充電を繰り返す際にバッテリが磁化されるのが原因であり、バッテリごとに磁化の様子が異なるため、バッテリ交換により大幅な測定値の狂いが発生した。センサチップとバッテリの距離を離す工夫をしたケースを設計している。これによりこの問題は回避できる見込みである。(3)に関して、センサの改良が進行が遅いため、次年度も考慮して、先行してジャンプ台へのネットワーク敷設を行った。この際、他プロジェクトで利用して再利用を義務付けられた機材を活用した。H20採択のSCOPEの課題である、有線と無線の組み合わせによる二つのデジタル・ディバイド地域の課題を解消する研究開発で使用した高耐外装光ケーブル、同プロジェクトで開発された光メディアコンバータを岩手県八幡平市田山スキー場の県営ジャンプ台に、指定管理者の許可を得て設置した。ブレーキングゾーンにもPCを設置することにより、選手は停止後ただちに自分のフォームを確認できる。ブレーキングゾーンのPCは(2)の飛距離測定にも活用される。本年度はセンサデバイス開発を主に進め、可能であれば降雪前のサマージャンプシーズンの終わりに実際のジャンプ台で測定を行う予定であった。しかし、センサデバイスの開発及び作成が遅れ、年度末になってしまった。また、申請者自身が過労により病気休職を余儀なくされ、復職後も勤務時間制限が続いている、病状および治療に用いている薬物の副作用により思考力が大幅に低下しているなどの理由により、来年度以降も進捗は遅れる見込みである。過労の原因は主に研究ではなく学内業務の異常な増加であり、本研究プロジェクトの申請時に予定していたエフォートは全期間を通して達成されていない。センサデバイス開発および作成の遅れの理由は次のとおりである。まず、本研究の目的に適合するセンサチップの選定に手間取った。最終的にInvenSense社のMPU-9150を使用した9軸センサを選定したが、チップ内で磁気センサの較正処理をある程度行っているため、較正処理がどの程度信頼できるのかの評価が追加として必要であった。また、バッテリの磁化を警戒したため、磁化されにくいバッテリの選定も重要であった。昨年度実施したバッテリ表面の磁気の測定結果などにより、正極材料により磁化される度合いが異なるのではないかと考えられたため時間を要した。なお、病気休職前にセンサデバイスの基本的な構成は決定できていたため、詳細な設計などをすべて委託することにより年度内のデバイス完成にこぎつけたものである。当初、交付金額が確定しなかったため、高額と思われたスポーツ等で使用することを考慮して安全性・装着の容易性に配慮した地磁気・加速度センサのケースの設計・開発を保留していた間に、バッテリーを交換すると地磁の測定値が大幅に狂う不具合が発見された。
複数高専と民間企業の連携によるロボットを活用した生産システム制御技術者の育成

平成30年8月26日から31日までの6日間,オムロン・高専機構共同プロジェクト「第8回制御技術教育キャンプ」を実施した.平成28年度まではオムロン株式会社東京事業所にて実施していたが,平成29年度に初めて,明石高専の協力を得て,高専内での実施を試みた.参加人数が過去最多となり,本プロジェクトの最大の目的の一つである,高専生の制御技術の向上に大きく貢献した.しかし,会場となった明石高専には多大なる負担をかけ,継続的に明石高専で実施する事は困難であることから,平成30年度は国立オリンピック記念青少年総合センターにて実施した.また,参加学生が取り組んだ制御課題は「自動ピタゴラスイッチ」と称する,新型PLCが有するサーボ機構の高精度・高速制御機能を活用し,かつ物理現象の高度な理論解析を要するもので,参加学生の飛躍的な成長が確認できる有意義な活動となった.また例年同様に,その活動に引き続き,夏季休業から年末にかけて,オムロン・高専機構共同教育プロジェクト「第4回PLC制御コンテスト身近な"困った"を自動制御で解決」を実施した.平成29年度とほぼ同一テーマで実施したが,今年度はPLCの機能を有効に活用したハードウェア・ソフトウェアを製作したものが多く見られ,こちらも制御技術教育キャンプと同様に,参加学生の教員が期待する方向への著しい成長が確認できた.当初の予定であった非接触搬送システムの活用には至っていないものの,制御技術教育キャンプでは高専で学んだ力学等の理論を活用した課題解決がなされており,本研究で目指す高度な実践的制御技術を持つ技術者の育成という目的は達成されたと考える.なお,非接触搬送システムの構築は順調に進んでおり,平成31年度には教育における実用的な活用方法を検討予定である.研究開始時に設定した3つの目的:「[1]教育活動を,民間企業と連携して実施することで,社会的ニーズを具体的に把握し,高専における実践的教育を促す.[2]高専間の連携により,日本の産業を支える生産システム制御技術に関する教育活動を強化し,優秀な技術者を育成する.[3]現行のオムロン・高専機構共同プロジェクトを,韓国など海外の学生との合同教育プロジェクトに拡張し,グローバル化を図る.」のうち,[1],[2]については,研究開始当初より継続して実施できた.具体的には,毎年夏季休業中に合宿形式で開催している「制御技術教育キャンプ」および,夏季休業終了時より冬期休業中にかけて実施している「PLC制御コンテスト」への参加学生は例外なく,高度な実践的制御技術をPBL形式で習得し,機器の提供を受けたオムロン(株)等の制御・情報系企業からも高い評価を受けた.一方,目的の[3]については,平成28年度に初めて日韓合同制御技術教育キャンプを実施し,本研究を開始した初年度に達成したものの,開催時期の問題等でそれ以降は高専生のみの参加であった.しかし本研究最終年度の平成31年度に,「日中合同インターンシップ」とサブタイトルを付け,中国の大学生と合同での制御技術教育キャンプの実施が決まった.本研究の手段として実施しているオムロン・高専機構共同教育プロジェクトが,中国オムロンを通じて高く評価され,日中合同の実施とすることができた.なお磁気浮上制御を用いた非接触搬送については,上記2件のプロジェクトに活用するには至っていないが,平成30年度に単軸ステージ9台を製作済であり,平成31年度の5年次開講科目「システム制御工学基礎」にて活用中,同年9月の企業技術者向け公開講座「PLCを用いたモーション制御入門」にて活用予定である.平成31年度中には非接触搬送への拡張を検討予定である.平成31年度も,オムロン・高専機構共同教育プロジェクト「制御技術教育キャンプ」および「PLC制御コンテスト」の実施が決まっている.特に「制御技術教育キャンプ」については,中国の大学生との合同開催の予定であり,主として英語を用いたグループワークを計画している.研究開始当初の3番目の目的であるグローバルな人材育成に貢献できると考えている.また,オムロン(株)が平成30年度に新型3軸直交ステージを開発済であり,平成31年度はそれを活用し,「高速・高精度」をキーワードにした学生への制御課題を検討中である.その成果によって,次年度の非接触搬送実現に向けた検証を予定している.非接触搬送については二つの方向性を考えている.一つ目は,オムロンの高速・高精度な変位センサを用いた搬送システム,二つ目は,安価なホールセンサを用いた小型の搬送システムである.前者については,センサの高精度な特性を活かし,搬送制御系全体のロバスト安定性を考慮した搬送システムの構築を検討する.平成30年度までで,浮上系のロバスト制御系の設計に成功し,設計仕様として与えた規範モデルの応答が実験的に得られることを確認した.そこで今年度は,その制御系に水平方向の搬送におけるロバスト安定性を考慮した,多入出力系への拡張を試みる.後者については別途,以前オムロンとの共同プロジェクトメンバーであった岐阜高専の小林らとの共同研究が進み,磁気浮上装置が大幅に小型化できる,新しい手法の提案があった.その手法を搬送系に応用することで,当初のイメージどおりの,ボルトやナットのような小さな部品の搬送も可能となる見込みである.平成31年度は,以上二つのアプローチ方法により,非接触搬送制御系の完成度を上げる予定である.平成28年7月25日から8月2日までの9日間において,「平成28年度日韓合同制御技術教育キャンプ」を実施した.

オムロン(株)草津事業所にて開催し,参加者は,高専学生10名,韓国学生14名の,合計24名であった.制御技術教育キャンプは平成23年度より,高専機構がオムロン(株)と連携して,毎年夏季休業中に6年間継続して実施している,高専生の制御技術向上を目的とした教育活動である.それとは別に,韓国の大学生の夏季インターンシップを毎年オムロンが日本国内で受け入れており,制御技術教育キャンプと同レベルの制御教育を行っている.そこで平成28年度それらを同時期に開催し,初めて日韓合同で実施した.実施内容は,オムロンの新型PLCを用いて3軸ロボットの動作を制御し,ピック&プレイス動作を基礎として,異なる重さのワークを重さ順に並び替えるという課題を,グループワークによって解決する,主としてシーケンス制御技術の向上を目指した教育である.高機能な画像センサやサーボドライバ,ファイバセンサなどを活用し,短時間で正確な動作が求められ,1週間という短期間ではあるが,学生たちは1日およそ10時間,毎日制御機器のプログラミングに取り組んだ.また,それとほぼ同時期である,平成28年8月23日にオムロン東京事業所にて「生産技術コンテスト」を開催した.これは,高度な制御機器を用いて,時間を要する課題を約3ヶ月間の長期にわたり検討し発表するスタイルの教育プロジェクトである.糸でぶら下げたサイコロを揺らさずに目的位置まで搬送する制振制御システム構築の課題に対し,グループワークにて取り組み,成果発表を実施した.以上2件のプロジェクトに対し,実施結果をプロジェクトに携わった高専教員およびオムロン社員にて総括した.グローバルな人材育成に貢献したと高く評価された.応募書類に記載した3つの研究目的,1)企業と連携した実践的教育の実施,2)複数高専の連携による教育活動の強化,3)オムロン・高専機構共同プロジェクトの日韓合同への拡張はすべて,初年度で実践できた.今後は,その実施方法や使用する制御機器を改善・改良し,教育効果を向上させることに注力する.応募書類の研究計画・方法の[平成28年度]における1)「制振制御」については,平成28年度「生産技術コンテスト」にて計画通りの制御機器を構築して実施し,7高専,21名の学生が参加,うち6高専でPLCにアルゴリズムを実装し制振制御に成功した.制御機器の3軸ロボットも予定どおりオムロンから提供を受けて利用した.ただし,ライセンス費用の問題でMATLABの使用は実現できなかった.2)「非接触搬送」については,申請書の研究分担者ではないが,岐阜高専の小林教員との共同研究を開始し,制御系構築の目処が立った.既に所有している2軸ロボットでは,ロボットの剛性に問題があることが分かり,新たに小型3軸(直交XYZ軸)ロボットを設計し製作した.その垂直軸であるZ軸に電磁石を取付け,ワークを非接触で搬送するシステムを構築済である.なお,磁気浮上制御系を設計するにあたり,電磁石の吸引力に関する物理パラメータが必要である.それらのパラメータは通常,手作業で事前に同定実験を行い,得られたパラメータにより制御系を設計する.ここでは,変位センサ内包型電磁石を自作し,3軸ロボットに設置することで,事前の同定実験までも3軸ロボットが自律的に実施し,浮上に到ることを目指している.現在までにその可能性を確認できており,今後は,自律同定実験から浮上,搬送までのプログラムを作成する予定である.
スピン密度波のダイナミクスに対する磁性不純物の効果

平成11年度は磁性不純物を含むスピン密度波系(TMTSF)_2(AsF_6)_<1-X>(FeC1_4)_Xに対して磁化曲線の異常な振舞の原因について考察するとともに、輸送現象の測定を行った。この物質中の鉄スピンによる磁化曲線は低磁場から非線型になり、高磁場で飽和する傾向を示すことを昨年報告した。この現象に対し、不純物スピンとSDWとの間の相互作用の強さが外部磁場に依存して増大すると仮定するとうまく実験結果を再現できることを発見した。また同様な考えでCrFe系の磁化曲線の振舞も説明できることがわかった。相互作用の磁場依存性は、理論的に予測されている磁性不純物によるピン止めポテンシャルの磁場依存性に起因すると推測される。輸送現象測定では伝導鎖に垂直な磁場中での磁気抵抗および非線形伝導の測定を行った。この結果次のことが明らかになった。室温での伝導鎖方向の抵抗率、室温とSDW転移温度直上との抵抗の比はともに純粋な試料と大きな違いはない。SDW相内で線形伝導度は熱活性化型の温度依存性を示すが、その活性化エネルギーは純粋な試料の1/2であり、SDWギャップ中に不純物準位が存在することを示唆する。磁気抵抗は純粋な試料と比較すると3T6T付近のプラトー構造が明確でなく、また大きさも小さい。この磁気抵抗には磁場上昇時と磁場下降時でヒステリシスが観測されることが明らかになった。このヒステリシスの原因は、ピン止めポテンシャル、ピン止め周期の磁場依存性によりSDWのピン止め状態の準安定構造が変化したためであると考えられられる。また電流-電圧特性には、純粋な試料同様しきい電場を伴った非線形伝導が現れることがわかった。しきい軍場は2K6Kの温度領域で約20mV/cm程度であり、明確な磁場依存性は観測さない。平成10年度は磁性不純物としてFeCl_4イオンを含んだ(TMTSF)_2AsF_6試料を作製し、磁気的性質の研究を行った。試料作製ではFeCl_4イオンの濃度を系統的に変えて電解を行い、20%以下の濃度で十分な大きさの結晶が得られた。これらの試料についてスピン密度波(SDW)相内で磁化測定を行った。純粋な試料との磁化の差は鉄スピンによる磁化と考えられ、次のような特徴をもつことが明らかとなった。温度依存性はCurie-Weiss則にしたがい、Curie定数は試料作製時の鉄の濃度の増加とともにほぼ単調に増加する。鉄が低スピン状態であると仮定してCurie定数から見積もった鉄の濃度は、試料作製時より非常に小さいが、組成分析の結果とよく一致する。このことから鉄イオンは強い結晶場中にあり、低スピン状態をとっていると考えられる。磁化曲線は低磁場側から非線型になり飽和する傾向を示す。この曲線は、鉄スピンのみを考えた分子場近似や、反強磁性格子との相互作用のみを考えたモデルでは説明できない。磁化測定に加えて、鉄のスピン状態を調べるため行った電子スピン共鳴実験で、金属相(15K)で鉄のスピンによるものと思われる信号が観測された。g値は異方的であり、鉄が低スピン状態にあることを示唆する結果である。また本年度はこれと平行して本研究の舞台であるSDW相の内部構造に関する研究も行った。この構造の磁場中での振舞を探るため、純粋な(TMTSF)_2AsF_6の比熱を測定した。比熱の温度依存性には3-4K付近で特徴的な振舞が見られるが温度は磁場にはほとんど依存しない。この温度が相転移に対応しているのなら、転移温度には大きな磁場依存性はない。比熱の磁場依存性には2つの磁場でピークが現れる。低磁場側のピークの位置は磁気抵抗や磁化率に異常な振舞が現れる磁場と一致しており、同じメカニズムに起因する現象と考えられる。

このヒステリシスの原因は、ピン止めポテンシャル、ピン止め周期の磁場依存性によりSDWのピン止め状態の準安定構造が変化したためであると考えられられる。また電流-電圧特性には、純粋な試料同様しきい電場を伴った非線形伝導が現れることがわかった。しきい軍場は2K6Kの温度領域で約20mV/cm程度であり、明確な磁場依存性は観測さない。
血液悪性腫瘍のリン酸化蛋白質発現プロファイルシステムの構築

抗リン酸化蛋白質モノクロナル抗体群とヒト白血病細胞株との反応を基板として血液悪性腫瘍患者組織・細胞と抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体群との反応性を検討した。(1)約600種の抗リン酸化蛋白質モノクロナル抗体のうち110種の抗リン酸化蛋白質モノクロナル抗体がホルマリン固定細胞および組織に反応することが確認できた。これら抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体の中から腫瘍特異性が認められたものについてその抗原特異性の同定を試み、一部の抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体についてはその同定を完了した。(2)抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体の認識抗原と同分子の機能との関連性をヒト白血病細胞株を用いて検討した。抗がん剤の奏効と血液学的特殊染色性から、T細胞系については抗がん剤の奏効に関連した分子である可能性が示唆された。抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体(PmAb)とヒト白血病細胞株3種12株(T細胞系腫瘍8種、B細胞系腫瘍2種、骨髄細胞系腫瘍2種)との反応を正準判別分析で解析した結果、51種類の抗体で血液腫瘍細胞株を腫瘍種毎に明確に分類することに成功した。このことは、同一腫瘍種でPmAbに対応する共通の抗原性およびその抗原分子に関連する種々の性状の共通性が存在する可能性がある。これらを明らかにすることを目的に以下の項目について実施した。1血液悪性腫瘍患者組織・細胞のPmAbとの反応性の検討について:免疫組織染色を前提にホルマリン固定細胞についてのPmAbの反応性を検討し、約110種のPmAbにおいてホルマリン固定細胞および組織に対応が可能であった。2PmAbの特異性の同定について:1のPmAbについて腫瘍特異性を持ったものを優先にその抗原特異性を同定することを行い、その一部については抗原の同定を完了しつつある。3ヒト白血病細胞株を用いたPmAbの認識抗原関連性状の検討について:抗がん剤の奏効と血液学的特殊染色性を検討した。抗がん剤の奏効性については、T細胞系のH9細胞で唯一、ダウノルビシンだけが有効であったことを除けば、他のT細胞系の細胞はキロサイドの奏効が認められた。また、B細胞系や骨髄系の細胞における抗がん剤の奏効について共通性を見いだせなかった。一方、血液学的染色性はリンパ系細胞の染色性はほぼ妥当であるものの、骨髄系の細胞株の2種については典型的な染色性を示してはいなかった。これらの結果からT細胞系についてPmAbの認識抗原は、抗がん剤の奏効に関連した分子であるかも知れない。4血液悪性腫瘍患者とPmAbとの反応性の検討について:現在に至ってもPmAbと血液悪性腫瘍患者の組織等との反応性の本格的な検討に至っていない。この点においては今後も引き続き継続していく予定である。血液悪性腫瘍細胞中のリン酸化蛋白質の発現にも腫瘍毎に特徴があり、それを検討することにより腫瘍の同定、浸潤、抗がん剤の奏功や予後の推定について情報が得られる可能性があると考えた。そこで血液悪性腫瘍細胞内の出来るだけ多くのリン酸化蛋白質を網羅的に検出するシステム構築のために、ヒト白血病細胞株から精製したリン酸化蛋白質画分に対するモノクローナル抗体を作製し、それらモノクローナル抗体を用いてヒト白血病細胞株3種12株のリン酸化蛋白質発現プロファイルを検討した。その結果、51種類の抗体で血液腫瘍細胞株を腫瘍種毎に明確に分類することに成功した。しかし、平成24年に投稿した論文(アクセプト済み)および申請者の学位論文(博士・理学)の審査の中で、今後の研究方法に重大な変更をもたらすコメントがレビューアおよび審査員からあった。そのコメントは本研究の核となる正準判別分析については了承されたが、その基礎データとなるモノクローナル抗体のヒト白血病細胞株との反応性、および使用する細胞株の詳細な性状決定を行うことを強く要求されたため、それらに対応することにした。また当初の計画どおり、腫瘍組織の免疫組織染色および抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体の特異性の同定も実施した。腫瘍組織の免疫組織染色では、全600種の抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体と数種類の腫瘍組織を用いて免疫組織染色を実施した。また、抗リン酸化蛋白質モノクローナル抗体の特異性の同定では、免疫沈降法と二次元電気泳動法を組み合わせた特異性の同定方法の条件を完成した。平成23年度の当初の検討事項の4項目のうち、2項目の研究が実施された。