hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規微生物反応の制御による環境低負荷型畜産排水処理技術

これらの仮説を検証するために、試験圃場にて実験を行ったところ、栽培期間中のCH4排出量に関しては、施肥前落水系は慣行系に比べ前半低負荷系では14.9%、後半低負荷系では76.5%の削減ができた。CH4排出量とFe2+変化量との間には関連性が見られず、仮定した競合がCH4排出抑制の主要な原因でないことが示された。N2O排出量に関しては、前半低負荷系からはN2Oの排出が確認できたのに対し、後半低負荷系からはN2Oの排出は確認できなかった。これらの温室効果ガスの排出総量を二酸化炭素等量で比較した場合、施肥前落水と後半低負荷を組み合わせた系は慣行系の水田と比べて84.1%の温室効果ガス削減率を示した。このような大幅な温室効果ガス削減の理由を考察するために、土壌中のCH4酸化細菌、脱窒性CH4酸化細菌およびCH4生成古細菌の存在量を定量PCRにより評価したところ、CH4酸化を行う細菌群量は水田圃場の間で差異は確認されなかった。一方、CH4生成古細菌の量は慣行系では約3倍増加したのに対し、CH4が大幅に削減された施肥前落水と後半低負荷を組み合わせた系ではCH4生成古細菌量が実験期間中に増加しないことが示され、CH4生成量とCH4生成古細菌の菌数に相関が見られた。当初予定していた3つの検討項目は進度こそ違いがあるものの、予定した計画が適切だったため、計画通りに進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。特に、メタンおよび亜酸化窒素の大幅削減が可能な水管理が明らかになったことは大きな成果と考えている。初年度において、亜硝酸・硝酸を電子受容体としてメタンを酸化可能な微生物群の検出プライマーが開発できたことにより、水田土壌中のメタンの流れをより正確に把握できる可能性がある。今年度からはマイクロセンサーの利用により、水田土壌の酸化・還元状態や温室効果ガスの時空間的な解析が可能になる。水管理方法の検討といったエンジニアリングな側面と、上述した学術的な知見を融合することにより、水田からの畜産排水処理技術の確立と温室効果ガス生成削減に向けたストラテジーの確立を目指す。今年度行った水田圃場試験により、メタン生成古細菌の存在量は施肥前落水によって抑制されることが示され、水田からの温室効果ガスの削減手法として有用であることが示された。一方、メタン酸化を担うメタン酸化細菌および脱窒性メタン酸化細菌の活性や生理生態に関する知見は未解明な点が多いため、平成25年度は中干しや施肥前落水を行った水田土壌におけるメタン酸化細菌および脱窒性メタン酸化細菌の量や活性を定量的に評価する。これより、メタン酸化細菌および脱窒性メタン酸化細菌の活性を向上させ、かつ、メタン生成古細菌の活性を抑制可能な水管理方法を見出す。
絵入狂言本集成刊行のための書誌的調査研究

本年度の調査研究は,絵入狂言本のうち,とくに江戸板を中心にその書誌的調査を進めた。その結果以下のことが明らかとなった。(1)従来知られていなかった江戸板絵入狂言本4点を,今回新たに発見し撮影することができた。これらを含めて,上方,江戸の全狂言本の書誌的デ-タをコンピュ-タに入力し,狂言本デ-タベ-スを構築した。(2)狂言本の周辺資料として,顔見世番付・役割番付などについても,延宝期から正徳期まで,30点余りの新出本を発見し得た。とくに元禄前期の役割番付の新出は,狂言本のない時期の狂言の構成を窺い知るものとして,狂言本同様に貴重である。(3)元禄宝永期までのせりふ・浄瑠璃などの正本類も新たに調査し得たものが少なくない。元禄十年の『参会名護屋』の奥書に,江戸における狂言本出版の第一号である旨宣言されているが,これらの正本類を番付などとあわせみることによって,『参会名護屋』の記述を事実と認めてよいことが確定した。(4)江戸板狂言本の挿絵については,鳥居派絵師によるものと,それ以外の流派のものがある。杉村治兵衛一派・近藤清春などは,古浄瑠璃正本の挿絵を多く描いているが,その参入はみられない。また狂言本の挿絵と役者絵の構図には類似の点が多く,その関係が注目されるが,元禄期の役者絵の遺存品が少なく,なお充分な考察には至っていない。(5)前述のように役割番付が多く発見されたことにより,狂言本の大名題小名題と役人替名付は役割番付の縮約であることが明らかとなった。役人替名と挿絵で役者名の異なる場合があるが,挿絵の板行に時間を要するため,その作成中に配役が変更になったと推測される。
脂質性2次メッセンジャー代謝酵素の皮膚における機能解析

我々はこれまでの研究で、ラット皮膚においてDGKα、ζ、εの3つのアイソタイプが発現しており、表皮細胞の分化、増殖および毛包成長などにDGKが重要な役割を果たすことを示唆する結果が得られていた。近年DGKδの遺伝子がクローニングされ、そのsplicing variant(DGKδ1、DGKδ2)が報告されており、EGFやTPAによりその発現が調節されることがわかっている。今回、正常皮膚および乾癬の病変部における発現をRT-PCRで解析したところ、正常皮膚と乾癬病変部での発現パターンが異なることを見出した。現在その局在を調べるためにin situ hybridization法で解析している。(3)創傷治癒モデルにおけるDGKζの発現ラットに皮膚欠損をつくり、1,3,5,7,15日目で皮膚欠損させた部分を含む周囲を切除し創傷治癒のモデルとした。このモデルをもちいて経時的にDGKζの発現変動をin situ hybridization法で解析した。DGKζは創傷治癒過程において表皮細胞および線維芽細胞において発現が亢進することを以前報告したが、今回詳細に検討したところマクロファージにおいて強い発現が見られることを明らかにした。尋常性乾癖はPKCを介するシグナル伝達系の異常が知られており、本疾患におけるDGKの発現を皮疹部、無疹部に分けRT-PCRおよびin situ hybridization法を用いて解析した。乾癖患者より同意を得て4mmトレパンメスで病変部と、非病変部を採取し、total RNAを抽出しRT-PCRを行なったところ、DGKα、-ζ、-εともに乾癖皮疹部では発現が亢進しており、in situ hybridization法では、その局在は基底細胞を含む表皮の下層に見られた。表皮の上層にはシグナルは見られなかった。また非病変部ではほとんど発現が見られなかった。DGKのアイソザイムによる局在の差は見られなかった。創傷治癒モデルにおけるDGKの発現変動トレパンメスでラットに皮膚欠損をつくり、1,3,5,7,15日目で皮膚欠損させた部分を含む周囲を切除し創傷治癒のモデルとした。このモデルをもちいて経時的に各アイソタイプの発現変動をNorthern blotting法ならびにin situhybridization法で解析した。DGKα、-β、-γ、-ε、-ζ、-ιについて解析したが、DGK-β、-γ、-ιの発現は全経過中見られなかった。DGKα、-ε、-ζは創傷治癒過程において発現が更新し、表皮細胞および線維芽細胞の創傷治癒において重要な働きがあることが示唆された。
地域ネットワークの系列化に関する日本と中国の比較調査実証研究

本研究は、日本と中国の農村社会における個別農家と市場との結びつきを、地域末端のネットワークから国際的な農産物市場に至るまでの系列化としてとらえ、それをとくに地域における共同化・組織化の動きという点から具体的に調査実証し、日本と中国における系列化の動向を明らかにするために、日本においては、農業協同組合-集落内法人組織-個別農家という系列化による米の産直がどのように個別農家と全国市場を結合させているのかについて、中国においては、龍頭企業-農業合作社-個別農家という系列化がどのように進み、個別農家を市場にまで結合させているのか、について、それぞれ農村地域の実証調査を実施し、それらの地域的特性を比較した。農業協同組合-集落内法人組織-個別農家という系列化による米の産直においては、個別農家と全国市場を結合させていること、しかし兼業化が進展し委託農家が増加するなかで、集落を越えた広域的な農業生産組織が形成されつつあること、が明らかとなった。また、米の安定的な販売を確保するために外食産業などとの直接契約を模索しており、系列化がこれまでとは異なった新たな展開をみせる可能性があることが明らかとなった。龍頭企業-農業合作社-個別農家という系列化においては、経済成長とともに生活水準が上昇し、農産物加工製品の需要が増加して、系列化が広範に拡がっており、農業構造調整と呼ばれる商品作物栽培への取り組みが進んで、個別農家の現金収入の方途が多様化していることが明らかとなった。日本と中国のいずれにおいても、各地域の農業生産条件と農家経営にあわせた対応が多様に展開されている。市場と個別農家とを結びつける中間組織としての、農業協同組合や生産組織、あるいは龍頭企業や農業合作社の動向が、農村社会における地域ネットワークの形成にとって、その重要性をさらに増していることが改めて明らかとなった。そこでは、農産物の商品化あるいは商品作物の栽培という市場経済の浸透と深化が、今後の展開の鍵となっている。本研究では、日本と中国の農村社会における個別農家と市場との結びつきを、地域末端のネットワークから国際的な農産物市場に至るまでの系列化としてとらえ、それをとくに地域における共同化・組織化の動きという点から具体的に調査実証し、日本と中国における系列化の動向を明らかにするために、日本においては山形県遊佐町において、中国においては主として山東省において、農村地域の実証調査を実施し、それぞれの地域的特性を比較した。山形県遊佐町においては、農業協同組合-集落内法人組織-個別農家という系列化による米の産直がこれまでと同様に個別農家と全国市場を結合させていること、しかし兼業化が進展し委託農家が増加するなかで、集落を越えた広域的な農業生産組織が形成されつつあること、が明らかとなった。また山東省においては、青島市の工業化が進展した農村地域で企業誘致が多発して農業離れが進んでいること、他方では龍頭企業-農業合作社-個別農家という系列化が広範に拡がっていること、こうしたなかで構造調整と呼ばれる商品作物栽培への取り組みが進んでいること、が明らかとなった。一方では、大型広域合併などにも影響されて、日本の農業協同組合が地域杜会(村落レベル)内部において果たす役割が大きく変質しつつある状況があり、他方では、中国の人民公杜が解体した後の農家の共同化・組織化にあっては、農業の発展にとっても最末端の郷鎮政府や村民委員会との関わりが重要な要因として浮上している。市場経済の深化という事態は、日中に共通した問題であり、それへの対応が、各地域の農業生産条件と農家経営のもとで多様に展開されている。

市場と個別農家とを結びつける中間組織としての、農業協同組合や生産組織、あるいは龍頭企業や農業合作社の動向が、農村杜会における地域ネットワークの形成にとって、その重要性をさらに増していることが改めて明らかとなった。本研究は、日本と中国の農村地域における個別農家と市場との結びつきを、地域末端のネットワークから国際的な農産物市場に至るまでの系列化としてとらえ、それをとくに地域における共同化・組織化の動きという点から具体的に調査実証し、日本と中国における系列化の動向を明らかにするために、日本においては、山形県遊佐町において、農業協同組合-集落内法人組織-個別農家という系列化による米の産直がどのように個別農家と全国市場を結合させているのかについて、中国においては、山東省莱陽市、泰山市、平原県において、龍頭企業-農業合作社-個別農家という系列化がどのように進み、個別農家を市場にまで結合させているのか、についてそれぞれ実証調査を実施し、その地域的特性を比較した。山形県遊佐町においては、農業協同組合が系列化によって個別農家と全国市場を結合させているが、米の安定的な販売を確保するために外食産業などとの直接契約を模索しており、系列化がこれまでとは異なった新たな展開をみせる可能性があることが明らかとなった。また山東省においては、経済成長とともに生活水準が上昇し、乳製品の需要が増加して、龍頭企業=乳製品会社と酪農農業の合作社組織との系列化が広範に拡がっており、個別農家の現金収入の方途が多様化していることが明らかとなった。日本と中国のいずれにおいても、各地域の農業生産条件と農家経営にあわせた対応が多様に展開されている。市場と個別農家とを結びつける中間組織としての、農業協同組合や生産組織、あるいは龍頭企業や農業合作社の動向が、農村社会における地域ネットワークの形成にとって、その重要性をさらに増しているが、農産物の商品化あるいは商品作物の栽培という市場経済の浸透と深化が、今後の展開の鍵となっている。
勅使河原宏映画関連資料による「モンタージュとしてのアーカイヴ」研究

本研究の目的はデジタル・データベースを主眼に据えたアーカイヴ構築が主流とされる現在において、改めて資料体をアーカイヴ化するプロセス(設計・構築・公開)とそのインターフェース(資料体とその利用者の界面)の不可分性に着目し、映画のモンタージュの原理を取り入れ、アーカイヴの新たなインターフェースの可能性とその方法論を探求し展開することにある。その端緒として、勅使河原宏(1927-2001)映画関連資料の分類・調査を行うとともに、ロケ地も重要な資料であると考え、《おとし穴》をサンプルとし、北九州筑豊一帯の調査を行った。その過程で《おとし穴》自体が重要なアーカイヴ・モデルであることを見出した。2014年度は主に財団法人草月会資料室(以下資料室と呼ぶ)所蔵資料の物理的腑分け作業およびリスト化、勅使河原宏フィルモグラフィの刷新、作業プロセスの撮影、および一部資料のデジタル化(主に台本類)、またインタヴューを行った。●資料室所蔵資料の物理的な分類作業およびリスト化:映画作品を一番大きな単位として分類・リスト化を行った。分類しつつ保存管理に必要な処置を適宜施した。下位の単位としては台本・カット表等の種別を用いた(26作品:342件。《北斎》:1件、《いけばな》4件、《生きていてよかった》1件、《東京一九五八》2件、《ドラムと少年(仮題)》1件、《ホゼー・トレス》2件、《おとし穴》8件、《いのちVITAー蒼風の彫刻》1件、《砂の女》17件、《ホゼー・トレスPartII》1件、《白い朝》5件、《STRIKE!》11件、《われらの時代》1件、《他人の顔》19件、《燃えつきた地図》30件、《爆走》1件、《1日240時間》10件、《生命の水》2件、《サマー・ソルジャー》14件、《新・座頭市虹の旅》8件、《新・座頭市夢の旅》7件、《アントニー・ガウディ》155件(一部未リスト化)、《利休》38件、《豪姫》整理中、《バップ・ラップ・ヘップー愛の法則ー》3件)。●勅使河原宏フィルモグラフィの刷新:作成済みであった勅使河原宏フィルモグラフィに野村紀子(元勅使河原プロダクション)氏作成のフィルモグラフィと資料から得られる情報を反映し、刷新した。●作業プロセスの撮影:物が資料へと生成するプロセスを記録。●一部資料のデジタル化:損傷が激しい台本類を優先的にデジタル化。●インタヴュー:2014年8月1日東京国立近代美術館フィルムセンター岡田秀則氏、2014年8月18日野村紀子氏へのインタビューを行った。2015年度は昨年度に引き続き、財団法人草月会資料室(以下資料室と呼ぶ)所蔵勅使河原宏映画関連資料の「物理的腑分け作業およびリスト化」「資料のデジタル化」「インタビュー」「ロケ地調査」を行った。●物理的腑分け作業およびリスト化:昨年度整理中であった《豪姫》の物理的整理および、リスト化を完了させるとともに、各映画単位だった資料群の中でさらに腑分け可能なものを分類・データ採取し、保全管理に必要な処理を適宜施した。●資料のデジタル化:《おとし穴》《砂の女》写真資料の一部および、《おとし穴》関連資料(台本:件、件、件)のデジタル化を行った。●インタビュー:2015年6月17日に勅使河原宏映画でスクリプターをしていた吉田栄子氏にインタビューを行った。●《おとし穴》のロケ地である筑豊一帯の調査を行った。また、飯塚市歴史資料館(館長:嶋田光一氏)、鞍手町歴史民俗博物館(学芸員:長谷川富恵氏)、田川市石炭・歴史博物館(館長:阿蘇龍生氏)の協力を得て、《おとし穴》の大きな背景となっている炭鉱の歴史および遺構の調査を行うことができた。現在、資料室所蔵の紙媒体を主とした各映画単位の物理的整理は完了し、データベース構築のためのリスト整備および、インターフェースのデザインを行っている。●吉田栄子氏へのインタビューによって資料と映画制作時における様々な知見を得ることができた。特に、撮影時に生産される膨大なスクリプト(特に《砂の女》のスクリプトが充実。)群に関する内容についてのコメントをもらうことがき、更なる腑分けを進捗させることできた。インタビューの際、非常に印象に残ったのは「監督が脳だとしたら、スクリプターは眼なんです。」という言葉であった。それは、一つも取りこぼすことなく眼前の撮影現場で起こっている出来事を記録しようとした人の意志の表明であり、改めてスクリプトが撮影現場を知る大きな手がかりの一つであるということが分かった。●ロケ地も資料の一つと捉え、それらを紙媒体資料群および視聴覚資料群と統合し、総合的な資料体を構築するための一つのモデルとして《おとし穴》を選定し、そのロケ地である北九州筑豊地帯の調査を、飯塚市を中心に行った。撮影時(1961年)の様子をとどめている場所はほぼなく、かつての炭鉱鉱業所が太陽光発電のソーラーパネル敷設地と運用されていたり、ボタ山が公園になっていたりとそれ自体がラディカルに変化するという非常に特殊な対象であることを改めて認識した。

しかし、それらロケ地の中へ突出した遺構群(完全な姿を留めているものはほぼない。)は当時の時間を現代へと運ぶ壊れかけたタイムマシーンのような非常に特殊な資料であり、それらを中心に映像による記録を行った。本研究の目的はデジタル・データベースを主眼に据えたアーカイヴ構築が主流とされる現在において、改めて資料体をアーカイヴ化するプロセス(設計・構築・公開)とそのインターフェース(資料体とその利用者の界面)の不可分性に着目し、勅使河原宏によるモンタージュの原理を取り入れ、アーカイヴの新たなインターフェースの可能性とその方法論を探求し展開することにある。2014年度は主に、草月会館(赤坂)に未整理の状態で残された勅使河原宏(1927-2001)映画関連資料の分類・調査・保存処理などを中心に行い、リストを整備していった。それに併せフィルモグラフィの刷新を行った。また、損傷の激しい台本類を中心にデジタル化を行い、元勅使河原プロダクションの野村紀子氏へ資料体ができたプロセスについてのうかがった。2015年度は、リストのさらなる整備を行うと共に、勅使河原宏の多くの映画にスクリプターとして参加した吉田栄子氏へのインタビューを行った。それを元に、スクリプト(撮影現場において何が撮影されたのかを図と文章によってカットごとに記録した紙)のさらなる腑分けを行った。また、ロケ地も重要な資料であると考え、《おとし穴》をモデルにし、北九州の筑豊一帯の調査を行った。撮影時(1961)の様子を留めている場所はほぼなかったが、ロケ地の中へ突出した遺構群(完全な姿を留めているものは皆無である。)は当時の時空間を現在へと運ぶタイムマシーンのような非常に特殊な資料体であることが明らかになった。2016年度は、《おとし穴》自体が当時の炭坑の様子を伝える重要なアーカイヴ・モデルでもあることに焦点を当てると共に、どのようなインターフェースが可能なのか、またアーカイヴにとってモンタージュとは何かについての研究を行った。それらは、研究報告として発行した三つの印刷物(一つは台本として作った)においてまとめられている。本研究の目的はデジタル・データベースを主眼に据えたアーカイヴ構築が主流とされる現在において、改めて資料体をアーカイヴ化するプロセス(設計・構築・公開)とそのインターフェース(資料体とその利用者の界面)の不可分性に着目し、映画のモンタージュの原理を取り入れ、アーカイヴの新たなインターフェースの可能性とその方法論を探求し展開することにある。その端緒として、勅使河原宏(1927-2001)映画関連資料の分類・調査を行うとともに、ロケ地も重要な資料であると考え、《おとし穴》をサンプルとし、北九州筑豊一帯の調査を行った。その過程で《おとし穴》自体が重要なアーカイヴ・モデルであることを見出した。2014年、本プロジェクトに協力いただく形で、資料室に以下の新たな資料類が寄贈された。野村紀子氏所蔵資料(2014.8.1、2014.8.4、2014.8.7、2014.8.18、2014.12.17、2014.12.18)、吉田栄子氏所蔵資料(2014.2.25)。これら段ボールにして11箱分の新たな資料の追加によって、当初半年で資料全体のブリーフ・リスト化を目論んでいたがこれらの作業が継続されることとなった。《アントニー・ガウディ》《豪姫》2作品の関連資料以外はブリーフ・リストを作成済。また、大半の勅使河原宏映画作品でスクリプターを担当していた吉田栄子氏のインタビューが、同氏の体調不良により延期された(現在、2015年6月に予定)。作品のロケ地へ調査・撮影に行く予定であったが、吉田氏への詳細な場所確認等を経てから行う予定だったため、2015, 2016年度に行うことにした。
電界誘起バンドギャップによるグラフェン原子薄膜高速トランジスタ

グラフェン素子を作製し、次世代エレクトロニクスを実現するための基礎電気伝導特性を調べた。グラフェン素子を作るための電界効果変調を制御するために、グラフェンにアルミニウムを直接蒸着して空気に曝すことで、グラフェンとアルミニウム界面に自己形成酸化絶縁膜ができることを見出した。2層グラフェンに電界を印加して、バンドギャップを自在に制御して半導体的な伝導を実現できるようになった。さらに、半導体的特性を用いて、電界効果トンネル素子やロジック動作のための基礎素子を実現し、伝導を実証した。H21年度中に100個を超える二層グラフェントランジスタを試作し、グラフェンに強電界を印加して、2層グラフェンにだけ形成可能なバンドギャップの特性を調べた。グラフェンにソース・ドレイン電極を形成した後に、グラフェン上に直接アルミニウムを蒸着して1時間程度空気中に放置すると、グラフェンとアルミニウム界面に絶縁膜が形成される。このため、このグラフェン上のアルミニウムはゲート電極として使える。ゲート電極の電流リーク特性を詳細に調べ、ソース・ドレイン間電流よりも充分にリーク電流を抑制することが出来ることが分かった。(本法の再現性の高さと簡便さが評価され、複数のグループから情報提供を求められている。)さらに、高ドープ基板に電圧を印加して、グラフェンに電界を印加することも可能なため、アルミニウムゲート電極を併用して、グラフェンに強電界を印加出来るようになった。電界が1.5V/nm程度の時に、バンドギャップが形成されていることが温度変化から明確になった。この温度変化による実験から、グラフェンのバンドギャップが有効な電気伝導は、バンドギャップ中に存在する局在順位を介した電気伝導との大小関係によって顕著になるか、もしくは検出不可能となるかが実験で分かった。つまり、このバンドギャップ中の局在順位の密度は、グラフェンの電界効果移動度と相関していることもわかり、グラフェンの結晶性を向上させなければならないことが明確になった。今後、この点に注目した特性解明と特性向上の技術開発を進める。ナノスケール層間を有する層状材料は有機や無機材料において多くの種類が存在し、バルク状態においても内部の電気伝導は2次元的であるとされている。その多くはゲートを作製して電界を印加しても電気伝導が変化することは無いが、グラファイトから剥離したグラフェン原子薄膜はゲート電界変調も顕著であり、電荷移動度が200,000cm^2/Vs以上と報告されている。現行のシリコントランジスタ(約1,000cm^2/Vs)と比較して驚異的に大きな値であり、基礎物性に対する研究だけでなく、次世代スイッチング素子のチャネル材料として期待され、早急な特性解明が望まれている。しかし、グラフェンは本質的にバンドギャップが存在しないために、ゲート電界の変化に対して電流変調は起こるものの、スイッチングデバイスに必須の電流OFF状態は作りえない。我々は、このグラフェンに電界を印可してバンドを制御してOFF状態を創り出すことに取り組んでいる。H22年度においては、このグラフェンのバンドギャップの有無が、グラフェントランジスタを組み合わせたロジック素子の動作に及ぼす効果を詳細に調べた。バンドギャップの有無は、バンドギャップを原理的に組み込めない単層グラフェンと、電界でバンドギャップがひらく2層グラフェンにて比較した。それぞれに基礎ロジックであるインバータとしての動作が可能であり、我々の独自のゲート構造によって大きな電圧利得を得ることに成功した。さらに、バンドギャップは動作電圧1V以下での動作安定性を劇的に向上させることを見出した。現在、さらに詳細を調べている。グラフェンは、ディラック電子系に起因した高い伝導性が理論的な研究によって見出され、実際に他の材料を大きく凌駕する特性が報告されるようになってきた。この伝導性を基に、次世代半導体素子のチャネル材料、IC内の配線材料、透明電極材料などとしての応用可能性が期待されている。原理的には擦り付けた鉛筆筆跡にもグラフェンが含まれているとの紹介に触発され、ありふれた身近な材料に未発見材料が隠れていた驚きが注目度を更に高めている。その一方で、グラフェンの持つ基本特性の正確な材料情報が求められており、基礎知見の検証が強く求められている。この基礎知見なくして、グラフェンの応用展開の絞り込みは難しい。このため、本研究ではグラフェンを用いた次世代エレクトロニクスを実現するため、エレクトロニクス材料として必要とされるグラフェンの基礎電気伝導特性の解明を行った。この自己形成絶縁膜は、常にナノメートル厚となるため、効率的に電界効果素子を造れ、効率的に大きな電界をグラフェン素子に印加することが可能となった。
高効率セキュアモバイルアドホックネットワークに関する研究

モバイルアドホック・センサネットワークでは,マルチホップ通信を行う必要があり,セキュアなルーチングが求められる.また,省電力,リアルタイム性,高信頼性,高スループットが求められる.さらに,センサ位置の推定精度を向上させることも重要である.本研究では,セキュアなモバイルアドホック・センサーネットワークにおけるルーチングとメディアアクセス制御方式について検討を行ない、優れた方式を提案した.本研究では,セキュアなモバイルアドホックネットワーク(MANET)における,省電力,リアルタイム性,高信頼性,および高スループットを満たすルーチングとメディアアクセス制御方式(MAC)について検討を行い,以下の成果を挙げた.1.Mobile IPv6の端末認証またはアドホック端末の認証などにFFSを適用した場合,認証に必要な計算により発生するDoS攻撃の影響を低減するため,問題数を複数に分割した際の演算量とメモリ量の評価を行い,低減可能な演算量に限界があることを示した.2.ノードがクラスタ化されたアドホックネットワークで協調通信を行う場合の,各クラスタ内のノードの受信電力と衝突確率に基づくリレー選択基準とルーチング方式を提案し,多少複雑にはなるものの,低電力化に有効であることを示した.3.モバイルセンサネットワークにおいて,隣接センサノード間の距離とセンサノードの位置推定誤差を考慮することで,位置推定誤差を従来と同程度に保ちつつ,冗長な位置推定パケット数を低減する位置推定法を提案した.計算機シミュレーションにより,提案方式は位置推定誤差を低く保ちつつ,冗長なパケット数を低減し,消費電力を低減できることを示した.4.クラスタ化されたアドホックネットワークにおいて, 1次利用者と2次利用者が同じ周波数を利用するコグニティブ無線環境下で、優先権の低い2次利用者に協調通信を適用する協調コグニティブ無線通信方式を提案し,マルチホップ数を少なく保つことにより,パケット到達率が改善できることを明らかにした.5.MANETにおける経路選択肢・経路容量・経路遅延などを考慮したEnd-to-EndのQoSを考慮したゲートウェイ選択法を提案し,計算機シミュレーションにより,少ない電力でスループットやパケット到着率を改善できることを示した.本研究では,セキュアなモバイルアドホックネットワーク(MANET)における,迷惑電話発信アカウント判別方式と,省電力,高信頼性および高スループットを満たす経路選択とノード再配置方法について検討を行い,以下の成果を挙げた.1. IP電話における迷惑電話発信アカウント判別方式として,正規のユーザが友人に電話をかける際の特徴(特定の友人に頻繁に発信を行う,友人毎に発信する時間帯および曜日が異なる)と音声スパム発信が友人に電話をかける際の特徴(連絡帳もしくは通話履歴に存在するユーザに対して一様に発信を行う)の差異を用いて,各ユーザから発信される呼が正規であるか音声スパムであるかを判別する方式を提案した.実際の正規の通話データセットと人工的に生成した音声スパムの通話データを用いて,本方式の有効性を示した.2.火災検知データの優先度を考慮して経路選択を行う無線センサ森林火災監視システムにおいて,火災検知直後および焼失寸前のみに高優先度を指定することで,高優先度データの損失率を低減し,さらに高優先度のデータのみを,焼失の可能性の低いノードに伝送することにより,高優先度データがシンクへの到達時間を低減する方式を提案した.計算機シミュレーションを用いた特性評価により,提案方式は,焼失するノードの送受信回数を従来と同程度に保ちつつ,高優先度データの低損失率および高優先度データのシンクまでの到達時間の低減できることを示した.3.無線アドホックセンサネットワークにおいて,固定ノードの故障に伴うセンシングエリアを回復するために,モバイルノードの移動に要するエネルギーと時間を低減できるモバイル再配置方法を提案し,従来方法より特性の改善ができることを示した.モバイルアドホック・センサネットワークでは,マルチホップ通信を行う必要があり,セキュアなルーチングが求められる.また,省電力,リアルタイム性,高信頼性,高スループットが求められる.さらに,センサ位置の推定精度を向上させることも重要である.本研究では,セキュアなモバイルアドホック・センサーネットワークにおけるルーチングとメディアアクセス制御方式について検討を行ない、優れた方式を提案した.本研究では,セキュアなモバイルアドホックネットワーク(MANET: Mobile Ad-Hoc Network)における,省電力,リアルタイム性,高信頼性,および高スループットを満たすルーティングとメディアアクセス制御方式について検討を行い,以下の成果を挙げた.1.セキュアMANETにおける証明書の発行・失効管理に関して検討した.各ノードの信頼度はそのノードの振る舞いにより随時変化するため,証明書の再発行時間間隔をノード数やネットワーク規模に応じて適切に変更することにより,通信経路の信頼度を高め,優れたパケット到達率を達成できることを示した.2.セルローテーションを用いたグリッドルーチングプロトコルの特性改善:送信遅延特性と電力効率特性を改善するために,セルを4分割しアクティブセルと非アクティブセルに分け,これらを時間毎にローテーションして,どのセルにおいても同時刻に同位置にアクティブセルが置かれるように設定した方式を提案した.提案方式は,アクティブセル間の距離をより長く,グリッド面積をより大きくすることができるため,従来方式のCBRPMと比較してパケット送信のリレーノード数と送信遅延を低減できることを示した.3.受信者始動型センサネットワークにおける省電力

MACプロトコル:受信者始動型MACプロトコルの特長を生かすために,新たな制御パケットを用いずに,各端末が一定時間の送受信したパケット数を測定することによりトラヒック変動を推定し,自律的にスリープ時間を変動させる省電力MACプロトコルを提案した.提案方式では,シンクに近い端末のスリープ時間を短く,シンクから遠い端末のスリープ時間を長くし,シンクへのホップ数とスリープ時間を関連付けることにより,送信待機状態により発生する送信者への電力負担を低減できることを示した.研究実施計画書に記載した研究内容に関しては、順調に成果をあげており、その成果は、論文誌4編,国際会議で5編、研究会で4件の論文発表を行っている。研究実施計画書に記載した研究内容に関しては、順調に成果をあげており、その成果は、国際会議で5編、研究会で3件の論文発表をしている。25年度は,実施計画書の研究目標に記載したサブテーマを継続して行うが,進捗状況に応じて,これらのサブテーマの研究成果を適宜組み合わせて研究を行う.ネットワークシミュレーンに関しては, C+および現有しているMATLAB, NS2のソフトウエアと,昨年度購入したQualnetを用いて,シミュレーション環境を一層充実させる.さらに,理論解析や計算機シミュレーションで得られた特性改善成果を実験的に裏付けることができるかどうか検討し,必要に応じて,アドホックセンサ端末,制御用PC,無線ネットワーク機器などの購入も検討する.24年度以降は,実施計画書の研究目標に記載したサブテーマを継続して行うが,進捗状況に応じて,これらのサブテーマの研究成果を適宜組み合わせて研究を行う.また, MANETにおけるEnd-to-EndのQoS(Quality of Service)を考慮したゲートウェイ選択法,および,クラスタネットワークにおける分散アドホックルーティングについても検討する.また,サブテーマの進捗状況に応じて,理論解析や計算機シミュレーションで得られた特性改善成果を実験的に裏付けることができるよう,計算機シミュレーション環境および実験環境を順次整備する.ネットワークシミュレーンに関しては, C+および現有しているMATLAB, NS2のソフトウエアを用いてこれまで行ってきたが,本年度購入を検討していたOPNETネットワークシミュレータよりも, Qualnetの方が,提案するプロトコルやアルゴリズムをワイヤレスモデルに適用してシステムレベルのネットワークシミュレーションが行いやすいことがわかったため,次年度に購入する計画に変更した.25年度の研究内容は以下の通りである.1. IP電話の普及に伴い,通話頻度,平均通話時間などの特徴量を用いて,迷惑電話を発信するアカウントを判別する方式が検討されているが.判別精度はあまり高くない.そこで,多くのユーザが1つのSIPサーバを利用することに着目し,教師なしRandom Forestsに複数の特徴量を入力し,各ユーザの通話の特徴に関する類似度を基に迷惑電話を発信するアカウントを分類する方式を検討し,迷惑電話発信者が発信する相手は通話毎に異なり,その通話先から電話が掛け返される割合が低いことに着目し,これらの割合を顕著に表す2つの特徴量を用いた方式の有効性について検討を行う.2.エナジーハーベスティング(EH)により電力を供給する無線センサネットワークでは,不安定な電力供給により,パケット伝送の信頼性低減が問題となる.
変動環境における適応と多様性進化の理論的研究

環境変動が集団の多様性にもたらす効果として(1)遺伝的多型、つまりさまざまな環境に適応する遺伝子型の共存を促進する、(2)表現型多型戦略(混合戦略による両賭け)が進化する、つまり親が子の表現型を分散させて環境変動によるリスクを回避する、などがあげられる。環境変動によってもたらされる遺伝的多様性と表現型多様性のパターンを解析した。Sasaki & Ellner(1995)は、変動環境のもとでの進化的に安定な(ESS)表現型分布について以下の結果を得た:環境の変動幅が閾値以下であれば、環境の平均値に適応した表現型のみを生産する単表現型戦略が進化し、変動環境幅が閾値を超える場合には、子孫の表現型を大きく分散させ、環境変動によるリスクを回避する多表現型混合戦略が進化する。また、きわめて一般的な条件のもとで、ESS表現型分布が離散的であることが示された。つまり、大きく変動する環境においてはとびとびの値に変異を分散させて生み分けることがリスク回避に有効であり、連続的な変異は不適応である(Sasaki and Ellner,1995)。これらの結果を、遺伝的・発生的制約によって同一個体が子孫の表現型を自由に分配できない(つまり混合戦略が可能でない)場合について拡張した。混合戦略が可能でない場合、環境変動の度合が大きくなると、集団が遺伝的に多様になるが、進化的に安定な状態で共存しうる表現型値はとびとびのものに限られ、その集団の表現型分布は混合戦略ESSの表現型分布と相同的である。また、形質が多数の遺伝子座に支配される量的形質である場合、各遺伝子座での多型のパターン、遺伝子座間の連鎖非平衡、ハ-ディ・ワインバーグ平衡からのずれ、また遺伝分散成分などに対する簡潔な理論的な予測を得た。
食品廃棄物を循環利用するエネルギー・物質の製造技術の開発と導入効果の検討

ジメチルエーテルからプロピレンを合成する触媒開発をすすめ、有機ジシランを用いた表面処理が効果的であることを明らかにした論文が掲載された。ここでは、処理を行うことにより、H-ZSM-5ゼオライト(処理なし)の約2倍の目的生成物の収率が得られることを示した。超臨界ガス化法を、食品廃棄物の物質変換処理に適用すべく、モデル物質である「おから」およびその主構成物質である、グリセリン、脂肪酸、アミノ酸、セルロース等についての分解特性もあわせて検討した。更に検知管を用いて生成ガス中の有毒ガス(アンモニア、窒素酸化物、硫化水素)の有無についても調査した。この結果は日本化学会にて発表した。資源としての活用が比較的進んでいる食品廃棄物である廃食用油からのバイオディーゼル製造時に生じる廃液中のグリセリンの有効利用を目指す検討について、酸化反応に関する論文が掲載された。また、農業廃棄物である家畜の排せつ物等をメタン発酵で処理するプラントの建設計画地に赴き現地調査を行い農家や自治体の担当者からプラント計画にあたって生じた問題点等について聴取した。廃食用油の賦存量及びリサイクルの状況を把握するため、主要な事業所からの発生量に関するアンケート調査等を行った。対象としたのは、愛知県内の病院、学校(愛知県内自治体の給食センター)、大規模店舗、コンビニエンス・ストアである。調査の結果、病院における発生量は4.1kg/床/年であった。給食センターでは児童一人当たり0.89kg/年、大規模店舗では、0.21kg/m2/年であった。コンビニエンス・ストアからの年平均廃油発生量は、0.81t/店/年などが明らかになった。実地調査、実験等がほぼ計画通りに進捗し、一部の成果は学会発表や論文等で発表されている。また、未発表の調査結果についても、翌年度に追加的な分析を行い、発表可能な形で取りまとめられるような段階にある。次年度は、当初の予定よりも一年延長した後の最終年度になる。延長の理由に記載したように、成果発表を重視して、これまでの調査結果や実験データを発表可能な形で取りまとめて、追加実験や補足的な調査を行うとともに、学会発表や論文投稿などを重点的に行う年とする。本研究の目的として、交付申請書には、「食品廃棄物を原料として、エネルギーと物質を製造する化学的物質変換の基盤技術を新たに構築し、食糧生産現場に持続的なエネルギーと物質を供給する、循環社会モデルの設計と提案を行うことを目的とする。本課題では、異分野の研究者が協調・協力して、それぞれ得意とするアプローチ手法をもって課題に取り組み、「技術開発」と「導入・普及シナリオの策定」の両面から研究を行う。」と記載した。28年度は、「食品廃棄物から水素やプロパン・ブタン等の燃料ガス、および、アルケン類・芳香族などの化成品原料を製造する、エネルギー・物質の製造技術の開発」「国内外に存在する食品廃棄物の賦存量調査と回収率向上策の検討、および、開発技術を社会に向けて展開するための、導入普及施策の検討」「エネルギー・物質の循環マップを作成し、CO2削減効果の検討」に取り組む計画であった。実績としては、論文や対外発表にまとめ上げる段階には達していないが、産総研と名大の打ち合わせを行い、研究の方向性、社会に発信していく方法等について、本課題のメンバー以外からも意見を聴取して議論した。また、特設分野の採択者・実施者らの発表・交流会ではこの特設分野を主導する立場の先生方から直接ご意見・ご指導を頂き、本課題の進むべき方向性が一層明確になった。本課題の成功のために、情報収集を進め、予算を用いて実験機材や薬品・ガス類をそろえ、計画書に記載した化学反応の実験的検討を進めた。地域の産学官の連携を促進するためのイベントに本課題の構想・内容に関する計画を出展して、東北地方の鉱工業や農林水産業にかかわっている人々よりエネルギーと物質の循環型社会の形成について意見交換を行った。28年度は、産総研と名大の打ち合わせを行い、研究の方向性、なすべきこと、どのように発展させていくか、社会に発信していくかについて議論した。その後、各メンバーは方向性に従って研究を行っている。また、特設分野の採択者・実施者らの発表・交流会ではこの特設分野の中で主導的な立場の先生方から直接有益なご意見・ご指導を頂き、本課題の進むべき方向性が一層明確になった。28年度は本課題の成功のために、情報収集を進め、予算を用いて実験機材や薬品・ガス類をそろえ、計画書に記載した化学反応の実験的検討を進めているが、着手時期がずれ込み、実際に研究を行った期間が想定よりも短かったために、やや遅れている。ジメチルエーテル(一酸化炭素+水素ガスからメタノールを経由して得られる物質)からの炭化水素合成では有機ジシラン化合物を用いて表面修飾したゼオライト(H-ZSM-5)を触媒として用いることで、非修飾のゼオライトに比較して最大2倍以上のプロピレン収率が得られる結果を得た。また、表面修飾の効果の要因はゼオライトの外表面での反応が抑制されたことによるものと考察している。食品廃棄物のモデルとして豆腐製造の際に生じる副産物である「おから」を用いて、実際の食品廃棄物を原料として使用する超臨界ガス化反応を実施した。その結果、市販のルテニウム-活性炭素触媒を使用する超臨界反応条件(673K)で120分の反応後に完全にガス化されることが明らかになった。成分はメタンを主成分(47%)とするものであった。

対して、同じ温度の無触媒条件下ではガス化率が24%にとどまり、ルテニウム触媒が反応の促進・効率化に必須であることを確認した。実際の食料循環の現場、そして、それに用いられている技術(メタン発酵法、ディーゼル発電等)を調査するために、大規模な展示会での企業展示や自治体の施設を直接訪問し、企業の開発担当者や施設の運営担当者から実情を聴取した。特に自治体の施設では利点だけではなく、施設の設計・運営上の問題点が明らかになり、今後、低炭素社会の構築に向けての取組として、中小自治体におけるメタン発酵システムの導入の時に参考になる情報を得た。昨年度は遅れについて報告したが、今年度は昨年度の遅れを取り戻す勢いで研究が進捗しおおむね順調といえる状況に回復している。物質の変換については、実食品廃棄物のモデルを用いた反応結果を取りまとめて学会発表(ポスター)を行い、炭化水素類の変換に関しては、次年度(2018年)秋の学会発表の申し込みや論文執筆を開始するなど、成果の発表(および発表準備)を確実に行うことができた。加えて、地方の産業界等を対象とする技術展示会へ出展した。ジメチルエーテルからプロピレンを合成する触媒開発をすすめ、有機ジシランを用いた表面処理が効果的であることを明らかにした論文が掲載された。ここでは、処理を行うことにより、H-ZSM-5ゼオライト(処理なし)の約2倍の目的生成物の収率が得られることを示した。超臨界ガス化法を、食品廃棄物の物質変換処理に適用すべく、モデル物質である「おから」およびその主構成物質である、グリセリン、脂肪酸、アミノ酸、セルロース等についての分解特性もあわせて検討した。更に検知管を用いて生成ガス中の有毒ガス(アンモニア、窒素酸化物、硫化水素)の有無についても調査した。この結果は日本化学会にて発表した。資源としての活用が比較的進んでいる食品廃棄物である廃食用油からのバイオディーゼル製造時に生じる廃液中のグリセリンの有効利用を目指す検討について、酸化反応に関する論文が掲載された。また、農業廃棄物である家畜の排せつ物等をメタン発酵で処理するプラントの建設計画地に赴き現地調査を行い農家や自治体の担当者からプラント計画にあたって生じた問題点等について聴取した。廃食用油の賦存量及びリサイクルの状況を把握するため、主要な事業所からの発生量に関するアンケート調査等を行った。対象としたのは、愛知県内の病院、学校(愛知県内自治体の給食センター)、大規模店舗、コンビニエンス・ストアである。調査の結果、病院における発生量は4.1kg/床/年であった。給食センターでは児童一人当たり0.89kg/年、大規模店舗では、0.21kg/m2/年であった。コンビニエンス・ストアからの年平均廃油発生量は、0.81t/店/年などが明らかになった。実地調査、実験等がほぼ計画通りに進捗し、一部の成果は学会発表や論文等で発表されている。また、未発表の調査結果についても、翌年度に追加的な分析を行い、発表可能な形で取りまとめられるような段階にある。産総研ー名大間の緊密な打ち合わせを継続するとともに、次回の特設分野交流会でも主導的立場の先生方からのご指導を頂き、研究の加速と方向性の微修正を行う。実験的には、廃食用油からの水素+一酸化炭素製造を、予備的な活性試験から発展させて、小規模小型燃料電池を意識して触媒と反応器を設計して反応試験を行う。
高齢者の過渡歩行力学的パラメータ解析に基づく下肢訓練システムの研究

日常の生活において我々は一定のリズムで歩くことよりも、頻繁に止まったり、歩き始めたりなどのいわゆる過渡歩行を多用する。したがって、リハビリテーション応用を目的とした歩行研究においては、これらの過渡歩行に関する研究も重要であると考え,解析を中心に研究を行ってきた。その結果,本補助金申請時点で,過渡歩行パラメータが下肢機能レベルと関連があることが示された。本研究では以上の点をふまえて,(1)転倒を含めた身体能力と過渡歩行との関連性を示すデータの収集・解析,(2)床反力計を用いて作用点変動をリアルタイムに計測し,提示できるソフトウェアの開発,(3)高齢者に比較的多く見られる変形性股関節疾患者の床反力特性を中心とした歩行解析を行った。上記のうち,(1)および(3)については,歩行開始および通常歩行の2種類の床反力データを測定し,同時に身体各部の座標データ,大腿部の筋電データを測定した。被験者数は変形性股関節疾患者33名,比較対象として健常者22名でとなった。(1)に関しては,歩行開始時の重心位置と床反力作用点の差を中心にデータ解析を行った。この差は健常者と股関節疾患者の間で有意な差が見られた。重心位置に関しては,床反力の数値積分により求めており,フォースプレートだけで下肢機能の能力を評価できる可能性が示唆された。今後は床反力の数値積分による重心位置の計算の信頼性を評価していく。(3)については,変形性股関節疾患者と健常者で鉛直方向と横方向のピークの時間差に違いがあることがわかり,治療やリハビリテーションへの有益な情報が得られた。(2)に関しては,リアルタイム表示のソフトウェアは完成し,データの表示が可能となったが,訓練システムの構築までには至らなかった。今後は,これらの結果を基に,訓練システムの可能性と実現を検討していく。したがって、リハビリテーション応用を日的とした歩行研究においては、これらの過渡歩行に関する研究も重要であると考え,解析を中心に研究を行ってきた。本研究では以上の点をふまえて,(1)引き続き,転倒を含めた身体能力と過渡歩行および足指把持力との関連性を示すデータの収集・解析,(2)床反力計を用いて作用点変動をリアルタイムに計測し,提示できるソフトウェアの開発,(3)理学療法士や医師の意見を元に,訓練システムの訓練プログラムの開発,(4)システムの評価と,訓練システムの効果の検証,を行う予定である。本年度は(1)および(2)を中心に実施した。(1)においては,下肢障害者の一例として股関節疾患者のデータを測定した。歩行開始および通常歩行の2種類の床反力データを測定し,同時に身体各部の座標データ,大腿部の筋電データを測定した。被験者数は3月31日時点でのべ13人で,今後もデータ収集を続ける予定である。次年度中旬までに30名程度を予定している。また,歩行能力の解析を行うために,得られたデータから関節モーメントを計算する準備を整えた。現在,得られたデータの解析を鋭意行っている。(2)については,床反力計の出力から作用点をリアルタイムに表宗するソフトウェアを試作した。タッチパネルディスプレイと組み合わせて,訓練者の手元で操作できるように工夫しており,今後は,ゲーム性を持った訓練プログラムの開発などを課題としている。また,足指把握力の測定のために,測定装置ならびに測定ソフトウェアを製作した。(3)については,具体的な訓練システムが完成していないため,訓練システムを前提とした意見交換は行っていないが,被験者実験などを通じて,リハビリテーションなどに関する意見交換を随時行っている。本年度は(1)を中心に実施した。被験者数は3月31日時点で股関節疾患者21名,比較対象として健常者22名で,今後もデータ収集を続ける予定である。歩行開始時の床反力作用点逆変動および関節モーメントの変動を中心にデータ解析を行った。床反力作用点逆変動については,健常者と股関節疾患者の間で有意な差が見られたが,その差は小さく,さらに検討の必要があると考える。

関節モーメントのデータに関しては,歩行開始時の最大モーメントが疾患者では小さくなり,術前術後でも差が見られるなどのデータが得られた。(2)については,データの収集・解析に時間がかかり,また,作用点変動と下肢機能の関連性について疑問も生じたため,年度内には十分な検討ができなかった。今後,これらの関連性について,十分なデータと検討を行い,具体的なシステムの提案を行う予定である。また,下肢訓練システムの実現については,今後も検討を続け,来年度中には目処をつける予定である。日常の生活において我々は一定のリズムで歩くことよりも、頻繁に止まったり、歩き始めたりなどのいわゆる過渡歩行を多用する。したがって、リハビリテーション応用を目的とした歩行研究においては、これらの過渡歩行に関する研究も重要であると考え,解析を中心に研究を行ってきた。その結果,本補助金申請時点で,過渡歩行パラメータが下肢機能レベルと関連があることが示された。本研究では以上の点をふまえて,(1)転倒を含めた身体能力と過渡歩行との関連性を示すデータの収集・解析,(2)床反力計を用いて作用点変動をリアルタイムに計測し,提示できるソフトウェアの開発,(3)高齢者に比較的多く見られる変形性股関節疾患者の床反力特性を中心とした歩行解析を行った。上記のうち,(1)および(3)については,歩行開始および通常歩行の2種類の床反力データを測定し,同時に身体各部の座標データ,大腿部の筋電データを測定した。被験者数は変形性股関節疾患者33名,比較対象として健常者22名でとなった。(1)に関しては,歩行開始時の重心位置と床反力作用点の差を中心にデータ解析を行った。この差は健常者と股関節疾患者の間で有意な差が見られた。重心位置に関しては,床反力の数値積分により求めており,フォースプレートだけで下肢機能の能力を評価できる可能性が示唆された。今後は床反力の数値積分による重心位置の計算の信頼性を評価していく。(3)については,変形性股関節疾患者と健常者で鉛直方向と横方向のピークの時間差に違いがあることがわかり,治療やリハビリテーションへの有益な情報が得られた。(2)に関しては,リアルタイム表示のソフトウェアは完成し,データの表示が可能となったが,訓練システムの構築までには至らなかった。今後は,これらの結果を基に,訓練システムの可能性と実現を検討していく。
凝集性物質における温度軸上での分子ダイナミックス

分子性物質についての試料自身の蒸気圧下における結晶-結晶相転移、結晶-液体相転移(融解)という相変化は、温度をパラメータとするとすると分子運動の励起過程と密接に関係していて非常に興味深いものである。本研究では、(CH_3)4Siはじめ(CH_3)3CClなど13種類の分子性物質について、これらの結晶相における分子運動のデータと液体状態の分子運動を合わせて検討するために、そのバルク液体状態における拡散係数(D)を融点から試料内部蒸気圧が1気圧になるまでの広い温度範囲にわたって測定した。さらに、これらの分子運動の運動空間を制限した場合の運動の変化を調べるために、6、9、10mmの孔サイズの多孔質シリカを用い、細孔内分子の拡散係数の測定も行った。バルク液体状態における拡散係数の温度依存性は、いずれの試料も温度上昇に伴い絶対温度の逆数に対して指数関数的に増加した。この温度依存性にArrhenius型依存性(D=Doexp(ΔG^*lRT))を仮定し、D_0とΔG^*を求めた。D_0の値が、その超臨界気体状態の拡散係数に近づく傾向があることがわかった。また、結晶状態においてすでに分子全体の回転運動や拡散運動が十分に励起しているのにも関わらず、液体状態における拡散運動の速さが、それらの運動の影響をあまり受けていないような傾向を示すのも興味深いものである。細孔内分子の拡散運動は、バルク状態よりも1桁ほど速い時間スケールで運動していることが明らかとなった。しかし、ΔG^*の値は、測定誤差の範囲内で等しいということは特徴的である。また、これらが、分子の電気的極性の有無に関わらず同じ傾向を示すということも興味深い。分子性物質についての試料自身の蒸気圧下における結晶-結晶相転移,結晶-液体相転移という相変化は,温度をパラメータとする分子運動の励起過程と密接に関係しており非常に興味あることである。今年度の研究では,特に分子性物質の液相に着目し,核磁気共鳴の緩和時間と拡散係数の測定を行い分子の形状と拡散運動(並進運動)との関係についての知見を得ることを目的とした。〔実験〕測定に用いた試料は,分子の形状と電気双極子モーメントを考慮して,(CH_3)_3CCN,(CH_3)_3CNO_2,(CH_3)_3CCl,(CH_3)_4Siとした。拡散係数の測定にあたり,パルス磁場勾配装置の改良を行った。電子回路や磁場勾配用コイルの改良によって,インダクタンス128μHのコイルを用い残留磁化や再現性など測定に支障のない条件下において、50G/cmのパルス磁場勾配を発生させたときの立ち上がり時間は370μsで,立ち下がり時間は260μsであった。^1H-NMRは,Bruker CXP4-60MHzパルスNMR装置を用い,10MHzの測定周波数で緩和時間とStejskalとTannerの方法によって拡散係数を測定した。測定温度範囲は,試料の融点から1気圧下での沸騰点まで,また,測定中の試料温度の制御は,設定温度±0.1K以下で行った。〔結果〕^1H-NMRのスピン-格子緩和時間(T_1)と拡散係数(D)の温度依存性は,温度の逆数に対して単調な指数関数的依存性を示した。これらのデータから運動の活性化パラメータを得た。スピン-格子緩和時間と拡散係数との関係は,分子の電気双極子モーメントよりも分子形状を反映する結果を得た。