hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子性ゲルの創製と構造・物性・機能の解明

低分子系有機化合物で形成されるゲル(これを「分子性ゲル」とよぶ)は高分子ゲルとは異なって、分子構造が明確で分子量分布のない単一の有機化合物で構成されているため、明確な熱可逆的ゾルーゲル転移を示すことが期待され、高分子物理ゲルのモデル系として興味深い、また、分子性ゲルは、分子間相互作用に基づいて形成される網目構造中に容媒を取り込んだ三次元ハイブリッドナノ組織体であり、分子間相互作用、ゲルの構造ならびに物性の解明は重要な興味ある研究課題である。本研究では、トリフェニルアミン骨格、オリゴチオフェン骨格、ならびにポルフィリン骨格を有する一連の新規化合物群を設計・合成し、それらが各種有機溶媒とゲルを形成することを見出すとともに、分子構造とゲル形成能との相関を検討して、分子性ゲル創製のための分子設計指針を得た。創出したゲルはいずれも、熱可逆的なゾルーゲル転移を示すことを示唆走査熱量測定により明らかにした。また、分子性ゲルの凝集形態、分子配列、分子間相互作用について知見を得るため、創出した分子性ゲルについて、それらのキセロゲルの電子顕微鏡観察をおこない、ゲル形成分子による繊維状三次元ネットワークが形成されていることを明らかにするとともに、電子吸収スペクトルの濃度変化および温度変化から、ゲル形成分子の凝集形態に関する知見を得た。なお、本研究で得られた研究成果をまとめた論文を現在執筆中である。低分子系有機化合物で形成されるゲル(これを「分子性ゲル」とよぶ)は、単一分子量の有機化合物で構成されるため、明確な熱可逆的ゾル-ゲル転移を示すことが期待され、高分子物理ゲルのモデル系として興味深い。また、分子性ゲルは、分子間相互作用に基づいて形成される網目構造中に溶媒を取り込んだ三次元ハイブリッドナノ組織体であり、分子間相互作用の設計とゲルの構造ならびに物性の解明は重要な興味ある研究課題である。われわれはこれまでに、いくつかの系列の分子性ゲルを創出し、それらの構造、物性、機能について検討を行なってきた。本研究では、新しい系列の分子性ゲルの創出を目指して、α-位にアルキルアミド基を有する一連の新規オリゴチオフェン誘導体を設計・合成しそれらがいくつかの有機溶媒とゲルを形成することを明らかにするとともに、分子構造とゲル形成能との相関を検討し、オリゴチオフェン骨格を有する低分子ゲル創出のための分子設計指針を示した。創出したゲルはいずれも、熱可逆的なゾル-ゲル転移を示すことを示唆走査熱量測定により明らかにした。その転移温度は、溶媒の種類や濃度によって変化した。分子性ゲルの凝集形態、分子配列、分子間相互作用について知見を得るため、創出した分子性ゲルについて、それらのキセロゲルの電子顕微鏡観察をおこない、ゲル形成分子による繊維状三次元ネットワークが形成されていることが明らかとなった。また、赤外吸収スペクトルおよびNMRスペクトルから、ゲル形成に分子間水素結合が関与していることが示された。さらに電子吸収スペクトルの濃度変化および温度変化から、ゲル形成分子の凝集形態に関する知見を得た。
コンピュータ支援によるＸ線動態撮像ナビゲーションシステムの開発

研究代表者(真田)らは既に骨,関節,筋肉の形態および動態情報による運動機能の簡便な評価法の開発研究を進めてきた.本研究では,さらにコンピュータのリアルタイム画像解析によって,被検者による撮影部位(手関節,頭頸部)の適切な位置合わせと運動を誘導しながら撮像する方法を開発した.すなわち,一般初期X線画像検査において,極めて簡便に精度よく骨格系の運動機能を診断できるコンピュータ支援による撮像ナビゲーションシステムを開発した.今後,人工知能とロボティクスの応用により,被検者自身またはロボティクスによるセルフイメージングや自動イメージングへの展開も期待できる.被検者自身による撮像ポジショニングも可能にする,コンピュータ支援による四肢関節系の動態機能X線画像検査のナビゲーション法を開発している.筆者(真田)らは既に骨,関節,筋肉の形態および動態情報による運動機能の簡便な評価法の開発研究を進めてきた.本研究では,さらにコンピュータのリアルタイム画像解析によって,被検者による撮影部位(関節)の適切な位置合わせと運動を誘導しながら撮像する方法を開発中である.すなわち,一般初期X線画像検査において,極めて簡便に精度よく四肢関節系の運動機能を診断できるコンピュータ支援による撮像ナビゲーションシステムを開発することが目的である.本年度は,まず手関節の動態機能検査法におけるポジショニングとX線プロジェクションの再現性向上について検討した.すなわち,掌背屈運動における橈骨-手根関節および手根ー中央関節の角度変化を正確な側面で解析できるように,撮影補助具を開発した.過去の研究成果により,底面に7°の角度をつけた補助具を掌握してその底面を撮影面上を滑らせることによって側面を保っていた.しかし,さらに10°や15°の角度をつけた補助具についても検証した.被験者の年齢,性別,さらに疾患の有無により,底面角度の異なる補助具の使用が望ましいことが明らかとなった.現在,被験者を正しいポジショニングと運動に導くための模範動画と,被験者の手関節部のリアルタイム動画を比較して,誤差を明示するシステムの構築に着手している.被検者自身による撮像ポジショニングも可能にする,コンピュータ支援による四肢関節系の動態機能X線画像検査のナビゲーション法を開発している.すなわち,コンピュータのリアルタイム画像解析によって,被検者による撮影部位(関節)の適切な位置合わせと運動を誘導しながら撮像する方法を開発中である.昨年度は,手関節の動態機能検査法におけるポジショニングとX線プロジェクションの再現性向上について検討し,撮影補助具などを開発した.本年度は,被検者の掌背屈運動を撮影するためのWebカメラと,画像処理を行うためのノート型パーソナルコンピュータ,処理結果を被検者に対して表示するためのブッキーテーブル上に設置されたモニタから構成されるシステムを試作した.被検者はモニタ上に表示される予め作成した誘導画像と,リアルタイムに合成表示される自身の運動画像が重なるよう掌背屈運動を行った.健常者を対象に,被検者ごとに右手関節の掌背屈運動をナビケーションシステムの有/無で,それぞれ6回ずつ光学撮影した.橈骨と第二中手骨のなす角を屈曲角度として定義し,最大掌屈角度から最大背屈角度までの角度変化を計測して比較した.その結果,ナビゲーションの有/無で,屈曲運動の速度には差がない傾向を示した.分散の時間変化を比較すると,双方ともに運動開始から徐々に増加し,運動中盤で最大を迎え,運動終了が近づくにつれ減少する傾向を示し,ナビゲーション有の方が,分散の増加は抑えられていた.本年度,試作したナビゲーションシステムは,手関節掌背屈運動の再現性向上に対して有望であった.昨年度報告の(今後の推進方策)で記した,(1)撮像ナビゲーションシステムの改良についても,(2)健常者を対象とした撮像ナビゲーションの精度検証についても,国際会議で発表し,高く評価されるような成果を得た.現時点で唯一の懸念事項は,医療機器メーカと共同で開発している専用のX線動態機能検査装置の導入が遅れていることである.そのため,既存のX線透視装置を流用しての研究方法を準備中である.本課題は,被検者自身による撮像ポジショニングも可能にする,コンピュータ支援による骨格系の動態機能X線画像検査のナビゲーション法を開発するものである.筆者(真田)らは既に骨,関節,筋肉の形態および動態情報による運動機能の簡便な評価法の開発研究を進めてきた.本課題では,さらにコンピュータのリアルタイム画像解析によって,被検者による撮影部位(関節)の適切な位置合わせと運動を誘導しながら撮像する方法を開発する.すなわち,一般初期X線画像検査において,極めて簡便に精度よく骨格系の運動機能を診断できるコンピュータ支援による撮像ナビゲーションシステムの開発を目的とする.昨年度までは,筆者らが最も開発を進めてきたX線動画像撮影法である手関節を対象として目標とする成果を上げることができた.今年度(最終年度)は,解剖学的構造が複雑なために,X線プロジェクションと被検者ポジショニングの厳密な頭部撮影のナビゲーションシステムの開発に着手した.まずは頭部基準面の認識,X線管と受像媒体(フラットパネルX線ディタクタ)の位置の特定をコンピュータで自動的に行う方法を検討した.試作システムは,被検者の頭部正面X線像撮影における幾何学的状況を把握するためのWebカメラと,画像処理・解析を行うためのノート型パーソナルコンピュータで構成した.この試作システムを用いて,頭部基準点(内・外眼角,眼科下縁,外耳孔中心・上縁)を自動的に検出する精度は±5mm以内と良好であった.

さらに.X線管と受像媒体の位置を特定して,被験者の最適なポジショニングをナビゲートするシステムの開発研究を補完して行う予定である.研究代表者(真田)らは既に骨,関節,筋肉の形態および動態情報による運動機能の簡便な評価法の開発研究を進めてきた.本研究では,さらにコンピュータのリアルタイム画像解析によって,被検者による撮影部位(手関節,頭頸部)の適切な位置合わせと運動を誘導しながら撮像する方法を開発した.すなわち,一般初期X線画像検査において,極めて簡便に精度よく骨格系の運動機能を診断できるコンピュータ支援による撮像ナビゲーションシステムを開発した.今後,人工知能とロボティクスの応用により,被検者自身またはロボティクスによるセルフイメージングや自動イメージングへの展開も期待できる.26年度計画では,(1)手関節部を整位させながら一定速度の運動を促すような補助具を試作することと,(2)撮像される動画X線像をリアルタイムに解析して,その結果をフィードバックしながら,さらに適切な整位や運動をナビゲーションするシステムを構築することとした.第(1)項については,既に原型を確定し,今後は微調整で修正する程度にまで達成した.第(2)項については,トータルなシステムとして稼働するには至っていないが,模範動画の提示方法や,被験者のポジショニングのリアルタイム外観動画をモニターする方法について個別に検討し,システムとして統合させることに着手している.本年度は,粗試作段階の各パーツの改良と,X線検査の中でもポジショニングとX線プロジェクションの難しい頭部撮影の検討にも着手する.本課題で開発するシステムは,基本的に画像によるナビゲーションシステムではあるものの,ロボティクスの応用を包含させることを検討する.これは,セルフイメージングの精度をさらに向上させる可能性があると考えている.放射線技術学,医学物理学計画書中,平成27年度以降の計画にも述べたように,1.撮像ナビゲーションシステムの改良を行う.すなわち,撮像補助具の駆動部分や被検者へ接触する部分の改良を行う.また,関節動態のコンピュータ画像解析のアルゴリズムやフィードバック機構の修正を行う.2まずは正常症例を対象として,システム全体の動作を検証し,改良する.代表的な手関節疾患症例のX線動態画像解析データを収集する.たとえば,動作障害も含む関節症,関節周囲炎,脱臼,骨折,靱帯損傷などの解析を試みるこれらの実施に必要な,専用のX線動画撮影装置の導入が今年度5月に予定されている.計画では,試作X線動態検査装置に即した撮像補助具を作成する予定であったが,試作X線動態検査装置の導入が遅れているために,その撮影補助具の作成を見送り,当該助成金使用額を次年度に繰り越した.計画では,イメージング補助具とは別に,セルフイメージングのためのナビゲーション補助具の試作を予定していた.しかし,ナビゲーション補助具についてはX線透過性の十分な検証後に試作することとなり,その分の経費を翌年分として繰り越した.上記の撮影補助具について,H28年度の早期に既存のX線透視装置に即したものを作成する.もし,試作X線動態検査装置が年度内に導入されれば,それへの応用についても検討する.27年度の早期に,特にX線透過性の良好な材質を用いてナビゲーション補助具の試作を行う.
微細酸化物、硫化物および炭窒化物利用による大入熱溶接部の組織制御

大入熱溶接を高張力鋼板に適用すると溶接継手の熱影響部(HAZ部)のオーステナイト粒が極めて粗大化するため靱性が極めて劣化する。これを防ぐために、介在物を利用した鋼組織微細化について研究を行った。溶鋼段階で微細な酸化物、硫化物の分散状態を制御し、冷却凝固後にこれらの析出物を核生成サイトとすることにより鋼結晶粒径を制御した鋼材を作製した。これを溶接熱サイクル再現装置を用いて、大入熱溶接に相当する昇温保持冷却条件下で処理した。この方法により、HAZ部の粒成長抑制に適した一時脱酸生成物および冷却凝固で生じる硫化物、炭窒化物の組成、粒径分布、および分散状態についての知見を得た。また、HAZ部の粒成長抑制におよぼす介在物のピン止め効果、偏析元素のsolute drag効果、析出した硫化物、炭窒化物粒子の溶解と成長関係の影響についても検討した。さらに、介在物組成および粒径分布と凝固組織、粒内フェライトの析出核との相関関係を明らかにし、溶接金属とHAZ部の組織制御方法について検討した。脱酸アルゴン気流中でFe-C系合金を溶解し、初期酸素、硫黄および窒素濃度を制御した。これにFe-X合金(X=Al、Mg、Zr、Ti、Si)を添加して酸化物を主体とした一次介在物を生成させ、この析出物を核にした凝固や変態による組織の微細化についての研究を行った。初期凝固核の個数密度および凝固組織の形態(柱状晶、等軸晶など)と一次介在物の組成、大きさ、量との相関関係を調べた。また、溶鋼段階で存在する一次介在物上に、冷却過程で二次介在物(主に硫化物、炭窒化物)が生成することを見出し、複合析出しやすい一次介在物と二次介在物の組み合せ、粒内フェライト(IGF)生成に有効な介在物やIGF生成機構支配因子について検討を行った。鉄鋼構造物の製作にあたって、溶接部の靭性の問題は特に重要である。とくに高能率施工を目的とした大入熱溶接を高張力鋼板に適用すると溶接継手の熱影響部(HAZ部)の靭性が極めて劣化する。これはHAZ部が約1400°C以上の高温に長期滞留するためオーステナイト粒が極めて粗大化するためである。溶接金属、HAZ部での組織の微細化における析出物の役割は凝固過程から固相領域までのプロセスを考えると、1)析出物が凝固核になることによる鋳造組織の微細化、2)pin止め効果による溶接金属の凝固組織およびHAZ部のオーステナイト粒の粒成長抑制、3)析出物を核としたIGF(粒内フェライト)生成、の3点が主に挙げられる。これら全体のプロセスを見渡して組織微細化に最適な析出物の組成、大きさ、量、分散状態と鋼材組成、凝固条件を明らかすることは重要である。本研究では溶鋼段階で微細な酸化物、硫化物の分散状態を制御することで、これらの析出物を核生成サイトとして生成する冷却凝固後の炭窒化物の生成挙動を制御した鋼材を、溶接熱サイクル再現装置を用いて、大入熱溶接に相当する昇温保持冷却条件下で処理をした。これは、HAZ部の粒成長抑制に適した一時脱酸生成物および冷却凝固で生じる硫化物、炭窒化物の組成、粒径分布、および分散状態についての知見を得るためである。

また、HAZ部の粒成長抑制力におよぼす介在物のピン止め効果、偏析元素のsolute drag効果、析出した硫化物、炭窒化物粒子の溶解と成長関係の影響についても検討した。さらに、介在物組成および粒径分布と凝固組織、粒内フェライト析出核との相関関係を明らかにし、溶接金属とHAZ部の組織制御方法について検討した。高周波溶解炉において、15501600°C、脱酸アルゴン気流中でMgOおよびAl_2O_3るつぼを用いてFe-C系合金を溶解し、FeO、FeS、Fe_3Nを添加することにより初期酸素、硫黄および窒素濃度を制御した。さらにFe-X合金(X=Al、Mg、Zr、Ti、Si)を添加して酸化物を主体とした一次介在物を生成させ、この析出物を核にした凝固や変態による組織の微細化についての研究を行った。a.析出物を核にした凝固組織の微細化実験溶融合金を種々の冷却パターンで冷却し、凝固途中で急冷する実験を行った。得られたメタル試料の切断面を鏡面研摩し、光学顕微鏡およびSEM観察により一次介在物の粒径分布を調べた。またメタル中介在物の抽出を行い、SEM観察により介在物の組成、形態および大きさをEPMAにより求めた。エッチングにより顕出した凝固組織を光学顕微鏡観察し、初期凝固核の個数密度および凝固組織の形態(柱状晶、等軸晶など)と一次介在物の組成、大きさ、量との相関関係を調べた。b.析出物を核にした変態による組織の微細化実験一次介在物を含む溶融合金を種々の冷却パターンによりフェライト相析出領域まで冷却した。この場合、溶鋼段階で存在する一次介在物上に、冷却過程で二次介在物(主に硫化物、炭窒化物)が生成した。メタル表面上の介在物の分布および組成をSEM-EPMAにより求め、複合析出しやすい一次介在物と二次介在物の組み合せを明らかにした。また試料表面をエッチングし、組織に占める粒内フェライト(IGF)の割合を調べることにより、IGF生成に有効な介在物やIGF生成機構支配因子について検討を行った。さらに、試料をオーステナイト変態温度以上に再加熱・保持してα→γ相の逆変態をおこさせた後、逆変態途中で急冷する実験を行った。得られた試料を光学顕微鏡により組織観察し、オーステナイト析出初期の核生成優先サイトが介在物量および鋼組成によりどのように変化するかを調べた。
MnF2超微粒子の磁気秩序に関する研究

M_nF_2超微粒子の磁気秩序(反強磁性)の粒子サイズ効果を比熱の測定を通して定量的に研究するため、断熱比熱計の高感度、高信頼化を行った。これを実現するためには、加熱による試料の温度上昇を正確に測定する必要があり、信号線の接触部で発生する電気ノイズを軽減することを行った。電気ノイズ軽減には、超低熱起電力型スキャナースイッチを用いた。この改良により、従来ノイズにかくされていた超微粒子の磁気秩序に起因するスピン比熱が定量的に検出できるようになった。M_nF_2バルク試料は、70Kで反強磁性転移を示し、その磁気比熱にlambda型の鋭いカプスを有する。磁気秩序のサイズ効果を調べるために粒子径5nm程度のM_nF_2微粒子を0.5g程度ガス中蒸発法により作成し、磁気転移温度付近の比熱を定量的に測定した。定量的な解析は現在検討中であるが、lambda型の鋭いカプスがゆるやかな型になることを検出している。このような現象はスピンのゆらぎの効果によるものと思われるが、これを実証するためには、より小さな粒子径を有する試料を用いた系統的な実験が必要である。ガス中蒸発法では、5nmより小さな粒子径を有するM_nF_2超微粒子を作成することはむずかしい。そこで多層膜化した真空島状蒸着法により、マイラ基板上にSiO_2/M_nF_2/SiO_2積層超微粒子試料を作成し、実験を継続中である。この方法では、粒子径5nm以下の粒子が作成できより詳細な情報が得られるものと思われる。
大規模広域災害に備えるためのNPOの実績評価と今後の展望

本研究は、東日本大震災、熊本地震、西日本豪雨を通して、NPOの災害対応・復興・防災における活動と役割を検証・評価すると同時に、その課題を明らかにし、将来の大規模災害に備え、NPOの社会的役割と今後の発展について考察・提案することを目的としている。そのために、以下のことを実施する。13つの災害におけるNPOの支援活動について、2011年から2018年までの彼らの活動の変化や課題を整理する。2国内で活動するNPOの実績・活動評価を行うための手法を確立し、分析・評価を可能にする。3NPOが災害に強い社会構築に貢献するための提言を行う。4研究で明らかになった成果を、国内外に向けて発信する。
ペタフロップス級計算機に向けた次世代ＣＦＤの研究開発

本研究は航空機等の空力設計に使われている現行CFDが抱える様々な課題、例えば計算結果の物理モデル依存性や複雑形状に対する作業量増大等を抜本的に解決することを目指したものである。計算機の更なる性能改善を念頭にBuilding-Cube Methodを提案し、実用化のための様々なアルゴリズム研究を行った。その成果の一つとして、自動車周りの流れを京コンピュータ上での世界トップレベルの大規模数値計算で再現した。本CFDアプローチが、極めて複雑で且つ不完全なCADデータからでも直接に流体計算を行えることを示したことは、航空機や自動車の空力設計プロセスを革新的に変える可能性を持ち、その意義は大きい。次世代CFDアルゴリズム研究として、大規模な格子生成法を開発するとともに、非圧縮性流れに対するソルバーの演算効率の改善を研究グループ内の協力で進めた。その成果はH22年度5月の国際会議で発表予定である。また、計算領域の接合に関する高精度化、次世代CFDとして必須のデータ圧縮法の提案等を行うとともに、航空機脚等からの空力音解析への適用、乱流モデル導入や壁境界検証等での翼型計算等、実問題応用に向けた研究を進めた。またCFD応用の拡大として、環境適合型航空機等への最適設計手法の高度化を進めた。この成果は次世代CFDとの組み合わせで流体機械設計の高性能化が期待できる。一方、次世代CFDに不可欠な高性能計算機の高度利用方法についての研究も進め、今後の計算機アーキテクチャと計算アルゴリズムとの密な連携による次世代CFD構築に対しての重要な知見が得られつつある。次世代CFDアルゴリズム研究として、格子生成プログラムの開発を進めて大規模な格子を高速で生成することを可能にした。非圧縮性流体ソルバーでは、演算効率の改善を研究グループ内の協力で進めた。また、これら格子生成ソフトと流体ソルバーを用いて航空機の脚周りの流れの大規模計算を行い空力音の解析ツール構築を進めた。この種の極めて複雑な形状周りの高解像度計算は従来のCFDソルバーでは非常に困難であり、本研究の大きな成果である。この計算結果の精度検証には研究分担者が行った実験のデータを活用している。非圧縮ソルバーでは、既開発のスタッガード格子ベースに加え、コロケート格子のソルバー開発に着手し、あわせて乱流モデルや埋没壁境界条件の導入を検討した。また、大規模データの圧縮法を非定常流れへ拡張し、10倍以上の圧縮率を達成した。圧縮性流体ソルバーについても、精度改善のための埋没壁境界条件の研究を進めるとともに、グリッドレス法や非構造格子法等とのハイブリッド解法の開発も進め良好な結果を得ている。これらは物体の移動や変形問題に重要なアプローチである。次世代CFDの応用拡大として、超臨界流体への適用、環境適合型航空機等への最適設計手法の高度化を進めた。一方、次世代CFDに不可欠な高性能計算機の高度利用方法についての研究も進み、並列化のためのデータ構造の検討、領域分割法、GPUの活用、あるいは今後の計算機アーキテクチャと計算アルゴリズムとの密な連携による次世代CFD構築に対しての重要な知見が得られつつある。次世代CFDアルゴリズムとしてBuilding-Cube法の開発を進めた.非圧縮性流体用に新たにコロケート格子のソルバーを開発し,且つ物体壁境界の精度を高めるための埋没壁境界条件および壁関数を導入することで,航空機の脚からの空力音解析には大きな精度改善の結果を得ている.圧縮性流体ソルバーでも埋没壁境界条件を導入し,直交格子によるEuler方程式計算を可能にして航空機の空力設計への応用を進めるとともに,移動壁のための埋没壁境界法を開発して,翼のフラッター解析では従来のソルバーに比べ大幅な計算時間を短縮してBuilding-Cube法の優位性を示した.また,既存の非構造格子ソルバー等と組み合わせるアプローチにより高レイノルズ数流れのレイノルズ平均ナビエ・ストークス計算で精度と実用性を確認し,ヘリコプターのような複雑物体への適用を進めた.Building-Cube法による線形化Euler方程式のソルバーも開発し,埋没壁境界条件や領域境界での高次情報交換法等の導入で複雑形状周りの音場解析を可能にした.これは,低騒音航空機開発のための実用的なツールとして大いに期待できる.Building-Cube法の前処理では,格子生成プログラムでユーザーインターフェース改善や高速化を進めて実用性を高めた.後処理としての大規模データ圧縮法でも,アルゴリズム改良により30倍近くの圧縮率を達成し,今後の大規模計算に重要な手段となりうることを示した.次世代CFDの応用拡大として,任意物質や超臨界流体への適用や航空機以外の分野への応用検討を進めた.高性能計算機の高度利用方法についても,並列化のためのデータ構造およびアルゴリズム検討,GPUの活用,あるいは今後の計算機アーキテクチャと計算アルゴリズムとの密な連携による次世代CFD構築に対しての重要な知見が得られた.次世代CFDとして、研究代表者が提案したBuilding-Cube Method (BCM)の実用化を目指した研究に注力した。

計算機の更なる性能改善を念頭に、大規模計算を可能にするアルゴリズムを構築することで、現行CFDが抱える様々な課題、例えば計算結果の物理モデル依存性や複雑形状に対する作業量の増大等を抜本的に解決することを目指したものである。高速な大規模格子生成技術、大規模並列計算技術、大規模データ圧縮技術等のCFDコード開発・整備を行うとともに、数種類の壁面境界処理法を国際会議や学術誌で提案してきた。その成果の一つとして、京コンピュータ上で200億格子点の大規模計算を実施して自動車周りの非定常な流れを詳細に再現している。世界的にも希な大規模格子点での並列計算を可能にした事と共に、エンジンルームも含めた極めて複雑で欠損もあるCADデータから直接に計算を実行できることを示した。自動車空力の数値解析時間を大幅に短縮して設計プロセスを革新的に変える可能性を持ち、その意義は大きい。航空機脚等からの空力騒音発生要因の乱流解析では、ブロック境界の改良等で精度向上成果を得た。発生騒音の空間伝播に関する数値解析も精度検証とともに高速化により実用ツール化を進めた。JAXAでは空港騒音問題を解決するための低騒音航空機の研究を行っており、そのためのツールとして本研究成果が期待されている。超臨界流体への展開として、BCMを組み込んだ複雑形状周りの熱流動が計算できる計算コードを高次精度化し三次元へ拡張、複数の国際ジャーナルに投稿中である。次世代CFDに適した高速計算機への要求要件を明確化するために、ハードウェアとソフトウェアの観点から協調設計を行うために複数の大規模計算機を用いたBCMの詳細評価を行った。その結果からポストペタフロップス計算機を設計をするための重要な知見を得た。本研究で提案したBuilding-Cube Method (BCM)は、流体ソルバーの改良と応用研究を進めた。BCMソルバーによる高レイルノズ数域での境界層解像方法に関し、壁面モデルとデータ圧縮を導入した非定常乱流解析手法を構築、精度と実用性を確認した。別のアプローチとして、境界層方程式やGridless法の導入による高レイノルズ数流れ解析手法の構築も行い、その検証を進めて各手法の利点と課題を評価した。研究成果は主要な英文ジャーナル等に掲載された。次世代CFDの大規模計算実用化に向け、複数の大規模計算機を用いた評価を通じて計算機やシステムのアーキテクチャを考慮したアルゴリズムやデータ構造、並列化、通信方法について検討を行い、通信を最小限に抑える並列アルゴリズムや計算割当、ノード性能の高い計算機を用いた利用ノード数の削減が重要となることが分かった。これにより、大規模計算機と計算アルゴリズムを密に連携した次世代CFDの研究開発を進めるための重要な知見を得ることができた。また、億オーダの格子点による大規模非定常流体解析を京コンピュータにおいて6万5千CPUコアを利用し実行して良好なスケーラビリティを得ている。
データ同化連結階層太陽コロナシミュレータの開発

本研究の目的は、100万度を超える太陽コロナプラズマの加熱過程、秒速400kmを超える太陽風の加速過程を明らかにすることである。そのために、観測磁場を用いた太陽圏の理想磁気流体力学シミュレーション(SUSANOO)を開発し、さらに磁気流体乱流の生成・輸送・拡散のモデルを加えた新たなシミュレーションコードの開発を行った。このシミュレーションコードを用いることで、HeliosやUlyssesによって観測された太陽活動極小期における内部太陽圏内の太陽風乱流の強度分布をよく再現することに成功した。本研究の目的は、プラズマが太陽から惑星間空間までの間のどこでどのように加熱・加速され、太陽コロナ・太陽風の形成に至るのかを明らかにするため、観測データと数値シミュレーションを密接に結合させたモデル「太陽コロナシミュレータ」を構築することである。本年度は、太陽光球磁場の観測データに基づいて三次元太陽コロナ磁場を精密に再現する非線形フォースフリー磁場モデルの改良を行った。これにより、磁場モデルによって計算された磁力線の構造と、太陽コロナの極端紫外線画像で観測されるコロナ磁気ループとの直接比較が可能になった。このモデルを用いて、2014年10月に現れた大規模フレアを連発した活動領域について、磁場構造の時間発展過程の解析を行っている。本研究の特色は、観測に基づいた現実的な数値磁気流体シミュレーションに対して、独立した観測結果を用いた検証によってシミュレーションモデルを修正する「データ同化」の手法を取り入れる点である。検証に用いるデータは、宇宙探査機による太陽風のその場観測や極端紫外線・X線画像を用いる。これらに加え、太陽コロナ・太陽風中の乱流もその場観測によって得られるうえに、太陽コロナ・太陽風の形成にとって重要な役割を果たしている物理量である。本年度は、磁気流体力学シミュレーションの中で乱流の生成・輸送・散逸を取り扱うモデルの開発を行った。次年度以降、実データに基づくシミュレーションを進め、三次元磁場構造の中での乱流の生成・輸送・散逸とプラズマの加熱・加速との関係を明らかにしていく。本研究の目的は、太陽のプラズマが、太陽表面から惑星間空間のどこでどのように加熱・加速され、太陽コロナ・太陽風の形成に至るのかを明らかにするため、多種の観測データを数値シミュレーションを密接に結合させた「太陽コロナシミュレータ」を構築することである。本年度は、太陽観測データと太陽コロナ磁場モデル(ポテンンシャル磁場・フォースフリー磁場)で計算された磁場の比較を行うためのツールの開発を行った。ひので衛星・SDO衛星による極端紫外線観測および野辺山太陽電波観測所で得られる電波観測の偏波の値から推定されるコロナ磁場強度と、磁場モデルによって高級の磁場から計算されるコロナ磁場強度を詳細に比較した研究結果が出版された。また、惑星間空間の太陽風数値シミュレーションでは、コロナから太陽風の中を伝搬するコロナ質量放出の取り入れるモデルを開発した。これらを用いることで、観測データの情報を数値シミュレーションに入力することができるようになった。太陽コロナ・太陽風の加熱・加速に重要な役割を果たす乱流を取り入れた、太陽風数値シミュレーションの開発を進め、様々な太陽風構造の中での乱流の生成・輸送・散逸を計算した結果を論文として投稿、現在査読中である。次年度は最終年であるため、これまで開発を行ってきたツールを「太陽コロナシミュレータ」として統合し、乱流の生成・輸送・散逸と太陽コロナの加熱・加速と複雑なコロナ磁場構造との3者の間の関係性を明らかにしていく。本年度は、要素モデルの開発を並行して進めた。本研究に関連して5編の学術論文が出版され、1編が査読中である。太陽観測データと太陽コロナ磁場モデル(ポテンンシャル磁場・フォースフリー磁場)で計算された磁場の比較を行うためのツールの開発を行った。このモデルは宇宙天気予報にとって重要なモデルであり、2編の論文が出版された。また、太陽風モデルの結果は「ひさき」衛星による惑星大気と太陽風相互作用の研究にも応用されている。金星観測探査機「あかつき」からの通信電波のシンチレーションの計測から太陽風構造を推定する掩蔽観測によって、惑星間空間のコロナ質量放出の内部構造を観測した結果も出版された。本研究の目的は、太陽のプラズマが太陽表面から惑星間空間に至る領域のどこでどのように加熱・加速され高温の太陽コロナおよび太陽風を形成するかを明らかにするため、観測データと数値シミュレーションを密接に結合させた数値モデル「太陽コロナシミュレータ」を開発することである。研究計画段階では加熱・加速の物理メカニズムについて特定をしていなかったが、磁気流体乱流が太陽コロナ加熱・太陽風加速・高エネルギー粒子加速に重要な役割を果たしている点に着目し、磁気流体乱流の影響を取り入れる数値モデルの開発を始めた。

太陽の偏光観測から得られる光球磁場分布から惑星間空間の太陽風を計算する磁気流体数値シミュレーションモデルSUSANOO(Shiota et al. 2014)をベースとして、磁気流体乱流の輸送・発展を計算するモデル(Zank et al. 2012)を同時に数値的に解くモデル(Shiota et al. 2017)を新たに開発した。このモデルにより、探査機Helios、Ulyssesによって観測された、太陽極小期の太陽風乱流および太陽風の3次元構造を再現することに成功した。また、並行して太陽光球磁場をより高精度に取り入れてコロナ磁場を計算する非線形フォースフリー磁場モデルの開発や、太陽面爆発によって惑星間に放出されるコロナ質量放出のモデル化を行った。残念ながら研究期間内に着手できなかった太陽コロナ領域の計算については、今後今研究で開発したモデルを組み合わせて着手する予定である。本研究の目的は、100万度を超える太陽コロナプラズマの加熱過程、秒速400kmを超える太陽風の加速過程を明らかにすることである。そのために、観測磁場を用いた太陽圏の理想磁気流体力学シミュレーション(SUSANOO)を開発し、さらに磁気流体乱流の生成・輸送・拡散のモデルを加えた新たなシミュレーションコードの開発を行った。このシミュレーションコードを用いることで、HeliosやUlyssesによって観測された太陽活動極小期における内部太陽圏内の太陽風乱流の強度分布をよく再現することに成功した。本年度は、当初の計画にはなかった、太陽風中の乱流の生成・輸送・散逸を取り扱うシミュレーションモデルの開発を行った。乱流の生成・輸送・散逸の過程は、太陽コロナ加熱と太陽風の加速に重要な役割を果たしていると考えられているため、この過程における未知のパラメータをデータ同化によって決定する方針へと変更した。太陽風中の乱流の輸送を解くモデルはおおむね完成し、現在論文執筆段階にある。次年度は最終年であるため、これまで開発を行ってきたツールを「太陽コロナシミュレータ」として統合し、乱流の生成・輸送・散逸と太陽コロナの加熱・加速と複雑なコロナ磁場構造との3者が、磁力線に沿った方向にどのように分布しうるかを調べている。個人ホームページ太陽物理学、太陽圏物理学今後は、三次元磁場構造の中での乱流の生成・輸送・散逸とプラズマの加熱・加速との関係を明らかにしていく。本年度開発した太陽風中の乱流輸送-磁気流体シミュレーションモデルを用いて、実データ太陽風シミュレーションを行う。データ同化手法により、太陽風中での生成・散逸のパラメータを最適化を行う。また、当初初年度に計画していた太陽コロナと太陽風の間をつなぐ1次元モデルの開発を進め、太陽コロナ領域の乱流輸送-磁気流体シミュレーションを行う。亜音速領域である太陽コロナでは、境界条件の取り扱いなどはまだ開発要素であるため、開発と並行してパラメータの最適化を進めていく予定である。Space Weather誌に論文を出版したが、計上していた金額よりも低い投稿料であったために出版費を抑制できた。昨年度導入した専用の計算サーバおよびコンパイラの合計金額が予算をオーバーしたため、最終年度から前倒し請求を行った。
バラ科果樹における休眠の維持機構-ソルビトールは芽の生育開始を抑制しているのか?

バラ科果樹のニホンナシを材料に、糖アルコールであるソルビトールが自発休眠の維持にどのような役割を果たしているかを解明するため、休眠期間中の花芽および枝を供試して、糖含量、およびソルビトールとスクロース代謝酵素の活性の変化を調査した。その結果、ニホンナシの花芽および枝では、休眠期間中に非常にドラスティックな糖の動態変化が起こっており、休眠ステージに応じてソルビトールおよびスクロースの代謝が調節されていることが明らかとなった。また、糖の投与実験により、ソルビトールには花芽の発育を抑制する働きがある可能性が示唆された。バラ科果樹のナシおよびモモを材料に、糖アルコールであるソルビトールが自発休眠の維持にどのような役割を果たしているかを解明することを目的とする。具体的には、「ソルビトールは芽の成長を阻害することにより休眠状態の維持に貢献しており、休眠解除のためにはソルビトールが分解される必要があるのではないか」という仮説の当否を究明する。本年度は、野外の自然状態で生育しているニホンナシ「幸水」を材料に、休眠の深浅に伴う芽のソルビトール含量およびソルビトール代謝活性の推移を明らかにするとともに、ソルビトールの投与が花芽の萌芽状態に及ぼす影響を検討した。その結果、「幸水」芽においては、ソルビトール異化のキー酵素であるNAD依存型ソルビトール脱水素酵素(NAD-SDH)活性が、芽の自発休眠あけ頃の12/26から増加を開始し、翌年1/13頃にピークを迎えることが明らかとなった。また、芽および導管液のソルビトール含量は、NAD-SDH活性がピークとなる1/13に同じくピークを迎えた。一方、2芽の切片に調整した「幸水」切り枝へ、1Mソルビトール、1Mスクロース、1Mフラクトース、1Mグルコース、1Mマニトール、水(対照区)を吸水法により投与したところ、自発休眠あけ以降の枝において、糖アルコールであるソルビトールおよびマンニトールには対照区に比較して萌芽阻害効果が認められ、その他の内生糖であるスクロース、フラクトースおよびグルコースには阻害効果が認められないことが明らかとなった。以上の結果より、糖アルコールであるソルビトールには休眠あけ後の芽に対し、萌芽を抑制させる効果を持つものと考えられた。また、ニホンナシにおいては、休眠あけ時期以降、ソルビトールの芽からの除去が、NAD・SDHによる異化と、芽から導管への排出の2つのルートで開始する可能性が示唆された。バラ科果樹のナシを材料に、糖アルコールであるソルビトールが自発休眠の維持にどのような役割を果たしているかを解明することを目的とする。本年度は、ニホンナシ栽培品種の中では休眠の比較的深い「幸水」と比較的浅い「豊水」を材料に、野外の自然条件下における休眠の深浅とそれに伴う芽のソルビトール含量およびソルビトール代謝活性の推移の関係を明らかにした。また「幸水」にソルビトールおよびソルビトール異化(分解)の鍵酵素であるソルビトール脱水素酵素(SDH)阻害剤(ファイザー製薬より提供)を投与し、花芽の萌芽に及ぼす影響を検討した。その結果、NAD依存型SDH活性は、「幸水」においては芽の自発休眠導入期・最深期は低く推移し、自発休眠覚醒期の約半月後の1月13日頃に約9倍に増加した。「豊水」においては導入期・最深期は「幸水」より高いレベルで推移したものの、休眠覚醒期を過ぎた1月4日頃に23倍の活性の増加が認められた。また、導管液のソルビトール含量は、両品種とも休眠覚醒期に当たる12月下旬に10倍以上の増加が認められた。一方、2芽の切片に調整した「幸水」切り枝へ1Mソルビトール、10mM SDH阻害剤、1Mソルビトール+10mM SDH阻害剤、水(対照区)を吸水法により投与したところ、ソルビトール投与には自発休眠覚醒期以降の芽の萌芽抑制効果が認められたが、SDH阻害剤は1月13日の投与により若干の阻害効果が認められた以外は効果が認められなかった。芽および枝のソルビトール含量は、ソルビトール投与により増加したもののSDH阻害剤投与では一過的な増加しか認められなかった。以上より、ニホンナシにおいては、休眠覚醒期に転流糖であるソルビトール濃度が導管液において急激に高まるが、ソルビトールには萌芽抑制効果があるため、芽においてSDH活性を高めることによりソルビトールを分解(解毒)している可能性が考えられた。本年度はこれまでに引き続き、ニホンナシを供試して休眠ステージごとの糖の動態を調査し、休眠制御における糖の役割を検討した。

その結果、ニホンナシにおいては、11月上旬から12月中旬頃にかけて枝等に蓄積されているデンプンが徐々に分解され、枝や芽に可溶性糖として蓄積されていくことが明らかとなった。また、ニホンナシでは12月下旬頃に導管液のソルビトール含量が急激に増加するが、これは枝および芽においてソルビトールトランスポーター遺伝子の発現が上昇する時期と一致していた。このことから、導管液のソルビトールの増加は、低温遭遇により徐々に枝や芽に蓄えられてきたソルビトールが、ソルビトールトランポーターを介した能動輸送により一度に導管液中に放出された結果であると考えられた。また、自発休眠覚醒時期を変動させるため、ポット植えのニホンナシ「幸水」を供試し、11月2日から12月3日にかけ、(1)露地、(2)6°Cの人工気象室で低温遭遇、(3)15°Cの人工気象室で低温遭遇なし、の温度処理を行い、温度処理後は露地で自然の低温に遭遇させた。それぞれの区から様々な休眠ステージに芽および枝を採取して、炭水化物(ソルビトール、スクロース、ヘキソース)含量の変動と休眠の深浅との関連を検討した。その結果、いずれの温度処理によっても、加温しても萌芽が認められない自発休眠状態にある樹では、導管液のソルビトール含量が低いままであることが明らかとなった。
生体光情報計測のための近接場光学プローブの開発と評価

近年,生物フォトンと呼ばれる超微弱光が注目されてきた.この生物フォトンが計測できれば新たな生体情報として非常に有用である.そこで,本研究では生物フォトンを効率よく検出するために微細加工技術を用いて微小なプローブを開発することを目的とする.この計測は近接場顕微鏡の原理を応用したもので,生体表面上のフォトンを微小プローブによって散乱させ,プローブ先端からフォトンを集めるものである.まずシリコンの微細加工技術により微小プローブを製作するために,有限要素法解析(FEM)により片持ち梁およびねじれ梁の振動特性を理論的に解析した.その結果,ねじれ梁は高次のモードを排除できるが片持ち梁の方が同程度の形状を有する場合,共振周波数は高い値を示した.次にフォトリソグラフィー技術により単結晶シリコンの微小プローブを製作した.製作した微小プローブの周波数特性はLC共振回路による容量センサおよび発信器から構成される実験装置によって測定を行ない,FEM解析結果とよい一致を示すことを確認した.この微小プローブを原子間力顕微鏡(AFM)のプローブとして用いれば細胞の表面形状とともにフォトンが検出できる.そこで第一段階として実際にウシ大動脈由来血管内皮細胞を用いて細胞表面形状を測定した.また,微弱光を検出するためのフォトダイオードの製作を併せて行なった.n型のシリコン基板にp型のボロンイオンを打ち込むことでp-n接合を形成した.典型的な電流-電圧特性が得られた.現在は,フォトンを導波させるための光導波路とフォトンを検出するためのフォトダイオードを一体化させた微小プローブを設計・制作中である.これが完成されれば上記のAFMに組み込むことで細胞表面形状と同時にフォトンの検出が可能になると思われる.今年度はシリコンの微細加工技術によりマイクロプローブを製作するために,まず有限要素法解析により振動特性を理論的に解析した.解析では実際に製作するカンチレバーの形状をモデル化し3次元構造振動解析を行なった.シリコンの片持ち梁およびねじれ梁について形状パラメータが共振周波数など周波数応答に与える影響を詳細に検討した.その結果,ねじれ梁は高次のモードを排除できるが片持ち梁の方が同程度の形状を有する場合,共振周波数は高い値を示した.次に単結晶シリコンを用いて実際にマイクロプローブを製作した.シリコン基板表面にフォトリソグラフィー技術によりパターンを転写・現像し、酸化膜をエッチングした.その後,TMAHによる溶液エッチングあるいはICP-RIEによるガスエッチングによりプローブを自立させた.製作したマイクロプローブの周波数特性はLC共振回路による容量センサおよび発信器から構成される実験装置によって測定を行ない,FEM解析結果とよい一致を示すことを確認した.また,微弱光を検出するためのフォトダイオードの製作も併せて行なった.n型のシリコン基板にp型のボロンイオンを打ち込むことでp-n接合を形成した.逆バイアス1Vを負荷した状態でで電流-電圧特性を測定した結果,典型的なフォトダーオード特性が得られた.現在は,微弱光を導波させるための光導波路,光子を集光させるためのマイクロレンズなどの部品設計を行なっているところである.近年,生物フォトンと呼ばれる超微弱光が注目されてきた.この生物フォトンが計測できれば新たな生体情報として非常に有用である.そこで,本研究では生物フォトンを効率よく検出するために微細加工技術を用いて微小なプローブを開発することを目的とする.この計測は近接場顕微鏡の原理を応用したもので,生体表面上のフォトンを微小プローブによって散乱させ,プローブ先端からフォトンを集めるものである.まずシリコンの微細加工技術により微小プローブを製作するために,有限要素法解析(FEM)により片持ち梁およびねじれ梁の振動特性を理論的に解析した.その結果,ねじれ梁は高次のモードを排除できるが片持ち梁の方が同程度の形状を有する場合,共振周波数は高い値を示した.次にフォトリソグラフィー技術により単結晶シリコンの微小プローブを製作した.製作した微小プローブの周波数特性はLC共振回路による容量センサおよび発信器から構成される実験装置によって測定を行ない,FEM解析結果とよい一致を示すことを確認した.この微小プローブを原子間力顕微鏡(AFM)のプローブとして用いれば細胞の表面形状とともにフォトンが検出できる.そこで第一段階として実際にウシ大動脈由来血管内皮細胞を用いて細胞表面形状を測定した.また,微弱光を検出するためのフォトダイオードの製作を併せて行なった.n型のシリコン基板にp型のボロンイオンを打ち込むことでp-n接合を形成した.典型的な電流-電圧特性が得られた.現在は,フォトンを導波させるための光導波路とフォトンを検出するためのフォトダイオードを一体化させた微小プローブを設計・制作中である.これが完成されれば上記のAFMに組み込むことで細胞表面形状と同時にフォトンの検出が可能になると思われる.
車窓景観のシークエンス変化に関する研究

1)ゆらぎによる車窓景観分析のため都電荒川線においてVTRによる沿線両側の車窓景観を記録した。2)撮影した車窓景観にアイマークレコーダーを用いた被験者実験を行い、被験者の注視点の変化を普通速度と倍速度の2例について記録し、速度による注視点のばらつき、注視分布、注視範囲の変化と、速度差異による注視特性の変化を検証した。その結果、注視のばらつきが倍速度において小さくなる事が分かった。また注視点が、加速時には次第に進行方向に、等速時には画面中心に、そして減速時には進行方向より負の向きに移動する事が分かった。3)被験者の注視点の把握を通じて速度変化による注視対象の変化も分析した。その結果、速度増加に伴い、樹木への注視が増え、また全体として遠景への注視が増えることが分かった。4)車窓景観のゆらぎ値波形をその動画像より抽出した濃度値より得た。注視特性のゆらぎ値波形を注視対象から同様に得た。車窓景観と被験者との濃度値プロットを比較し、またゆらぎ解析によって算出した速度の差異にみるゆらぎ値を比較した。その結果、速度増加に伴い、注視対象の車窓景観が単調な物になることが分かった。5)昼夜間における注視特性の相違の分析のため東京臨海新交通臨海線においてVTRによる沿線片側の車窓景観を昼間と夜間の両方において記録した。6)撮影した車窓景観にアイマークレコーダを用いた被験者実験を行い、被験者の注視点の変化を昼間、夜間の2例について記録しそれぞれにおける注視領域、注視特性の相違を調べた。その結果、中景の広がりが昼夜の注視領域の広さに影響している事が分かった。また、夜間はより下部への注視傾向が見られた。7)被験者の注視点の把握を通じて昼夜間における注視対象の変化を分析した。その結果、建物が最も多く注視され、また昼間は自然要素、夜間は特に動く照明がよく注視されることが分かった。今年度は都電荒川線をケーススタディとして取り上げ、速度と注視分布の関係について研究を進めた。まず、早稲田から三ノ輪橋へ向かう都電荒川線の車窓景観をデジタルビデオカメラにより撮影して得た車窓映像データーを実験用に編集し、アイマークレコーダーを装着した被験者に標準速度と2倍速度の映像を見せる被験者実験を行った。次に、実験で得られた全被験者のアイマークデータを解析プログラムにより注視角度座標(X, Y)(deg)として1秒間隔で入力し、車窓注視データとし、この車窓注視データを用いて注視分布、注視範囲の分析を行った。はじめに、速度の差異による時系列方向での注視点のばらつきを比較するために、各被験者の注視座標(X, Y)データを標準化し、基本統計量を求めた。その結果、X軸方向については、全般的に標準速度の方が倍速度よりも信頼区間の値が大きいことが明らかになった。また倍速度になるとX軸方向の注視点のばらつきの範囲が小さくなることが明らかになった。次に、速度変化による注視行動特性を見るために、「加速、等速、減速」の区分別による注視角度の変化を求めた。その結果、加速時において注視点は、始めは進行方向に対して負の向きへ移動するが、しだいに進行方向に対して正の向きへ大きく移行することが明らかになった。

また、等速になると注視点は画面中心付近に停留し、減速時には再び進行方向に対して負の向きに移動するという特性を明らかにした。一方、Y軸方向については、X軸と同様な変化特性を示すことを確認した。さらに、注視停留分布から、倍速度になるとX軸正方向に注視点が移動し、かつ分布の幅が小さくなりること、Y軸方向においても分布の幅が小さくなっていることを明らかにした。1.【車窓景観の定量的記述4】(1)車窓景観の濃度値波形、ゆらぎ値波形今年度対象とした車窓景観のゆらぎ値波形をその動画像より抽出した濃度値より得た。(2)注視対象者の濃度値波形、ゆらぎ値波形同様に被験者の注視特性を得るため、被験データの内、特に典型的な注視特性を示した3つを対象として注視対象の濃度値波形によるゆらぎ値を求めた。(3)両者の濃度値の比較車窓景観と被験者との濃度値プロットを比較すると、前者は画面の上部が白く、下部ほど濃度が濃くなっていることが分かった。後者はそのような特徴は示さず、濃淡の分布はまだら状になった。これは、視点を固定した前者に対して、後者は継起的に様々な注視対象を選択するためと思われる。(4)視点移動の速度とシークエンス変化以上のゆらぎ解析によって算出した速度の差異にみるゆらぎ値を比較すると、標準速度から倍速になるとゆらぎ値が減少しており、標準速度に比べ倍速において被験者はより連続的で変化の無い樹木を注視する傾向が見られた。2.【車窓景観整備の指針】ゆらぎ値による車窓景観整備指針の提示を本項において行う予定であったが研究の進行の都合によりデータ整理の都合上本研究にて得られた事実のみを以下に記載する。それらの景観整備における効果とそれらを通じた車窓景観整備の指針については来年以後の研究課題としたい。(1)注視点は進行方向に移動し、また速度の増加に伴い注視範囲は縮小した。(2)注視対象は樹木と建物がその5割を占め、速度増加に伴い樹木への注視が増えた。その他の注視対象の割合には目立った変化は見られなかった。(3)注視距離は注視対象の空間構成に関係性を示した。(4)車両の加速、等速、減速運動に伴い、注視対象は近景、遠景、近景と連続的に変化した。(5)速度増加に伴い注視対象の車窓景観が単調なものへと変化した。景観整備における夜景の重要性を鑑み、今年度は幅広いスケールの都市空間を通る東京臨海新交通臨海線をケーススタディとしてとりあげ、昼と夜の注視特性についての研究を進めた。1.昼夜間の車窓景観の注視領域対象路線全区間において昼夜間両方の車窓景観を撮影、被験者実験により注視領域を得た。(1)水平的な注視領域昼夜の違いを生む要因として、広域的には昼にはスカイライン、夜は輝度が機能していることが分かった。また人間や車など、可視のアクテイビティも同様の効果を持つ事が分かった。(2)垂直的な注視領域注視点の約70%が撮影範囲の中間領域に分布した。夜間の方が低めの平均注視点を示した。2.昼夜間の車窓景観の注視対象水平的な注視領域において、昼夜間の注視距離に差が見られた区間において、その注視対象の差を調べた。その結果、昼間においては以前の結果と同じく建物と緑に高い注視傾向が見られた。夜間は照明など光があるものに注視点が集中するなかで注視対象によっていくつかの特徴が見られた。建物などの固定されている光はよく注視されるものの、個々の注視時間は短い傾向が見られた。建物の中でも窓の光が点的に分布する建物より面的に発光する建物により高い注視傾向が見られた。