hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
曲面の局所的な構造を利用したメッシュ生成

本研究では、曲面の方程式から、その曲面を近似するメッシュを生成する新しい手法の提案と実装を目的として研究を行った。昨年度は、理論的な考察の上、実装の要件まで研究を進めた。本年度は、その要件を元に実装を勧める予定ではあったが、実装には更に多くの理論的考察が必要であると考え、三角形分割に対する研究を行った。また、それとは別に既存の3次元コンピュータグラフィックス(以下、CG)の表現形式であるVRMLを用いて、CGデータベース構築し、その空間での幾何的な情報だけから形状による類似検索を行うシステムの構築を行った。まず、前者は、2次元三角形分割と重み付き二分探索木の関係を明らかするという結果を得た。2次元三角形分割と二分探索木は共にカタラン数個の数を持つことは知られていたが、その関連はこれまで知られていなかった。本研究では、そこに着目をし、対応関係を考察することで、任意の2次元での三角形分割を作成することができ、二分探索木を生成するだけで、作成することができるようになった。結果として、局面の局所的な三角形分割のパッチをより簡単に作成することができるようになった。後者は、VRMLなどの表現形式から、3次元CGの頂点や辺などの幾何的情報のみを抽出し、その物体の形状を表現する特徴量を取り出すことにより、問い合わせと形状の類似した3次元CGデータの検索を可能とした。本研究では、様々な特徴量を提案し、その性能評価や比較検討も行っている。本研究では、曲面の方程式から、その曲面を近似するメッシュを生成する新しい手法の提案と実装を目的とする。近年、有限要素法やコンピュータグラフィックスなどの分野で、曲面を精密に近似することの必要性が増している。本研究では、特に曲面にリーマン計量を導入し、計量による距離を利用したメッシュ生成の手法についての研究を行なう。本手法の特徴としては、曲率の符号を考慮に入れた三角形分割を挙げることが出来る。即ち、曲面を各点における曲率の値で分割することにより、各領域を曲率の符号で、それぞれ球面、平面、擬球面に対応させることができ、その曲面上での性質の良い三角形分割を利用し、曲面に則した分割を生成することが可能となる。今年度は、主に理論的な考察を進め、次のような結果を得た。・全ての点で負の曲率をもつ多様体(アダマール多様体)上でのボロノイ図は、双曲型空間でのボロノイ図により近似が可能である。また、単連結完備多様体の場合には、ユークリッド空間、もしくは球面を用いればよい。・ユークリッド空間でのLp距離による近接関係は、L_1,L_∞距離も用いることにより、pに依存しない近接関係を与えることが可能である。前者の結果より、負の曲率を持つ曲面の部分構造の場合には、近似として、双曲型空間での三角形分割を用いてよいということが理論に言えた。さらに、近似としては悪くはなるが、ユークリッド空間としてみなすことも可能であることがわかる。また、後者の結果より、ユークリッド空間の場合には、L_1,L_∞距離を用いて、計算を行えば、近接関係を与えることができる。この2つの結果より、曲面上の点集合を与えることが可能ならば、それらの点をL_1,L_∞距離を用いて、近接関係を計算し、この近接関係により近い点を辺により接続することで、三角形メッシュを構成することが可能となる。来年度は、これらの成果を元に、メッシュ生成プログラムの実装を進めることになる。
半導体チャネルを介した磁気抵抗比の増大に関する研究

Si/MgO/強磁性体素子において、スピン信号とソース・ドレイン端子間距離依存性について、実験を行った。微細素子作製条件(ミリング条件)の最適化をおこなうことで、Siチャネル上の金属再付着物を減らせることが分かった。また、電極にCo2FeSiホイスラー合金を用いて、素子を作製した結果、室温でスピン注入効率40%を達成した。この場合、局所測定配置での磁気抵抗比約1%を得た。次に、Si半導体上に強磁性トンネル接合(絶縁体:MgO、電極:CoFeBとWの反平行結合膜)を作製した結果、比抵抗約10μm2、磁気抵抗比約250%の特性を得た。EB描画装置を用いて作製した微細素子の作製技術の開発、および、そのスピン伝導解析を行った。強磁性体間距離を100nm10000nmの間で変化させた試料を作製した結果、500nm10000nmの間でスピンシグナルの増加は確認できたが、500nm以下の素子で、スピンシグナルが素子サイズの縮小とともに減少する異常な振る舞いが観測された。また250nm以下では磁性体間がショートし、通常のプロセスで、イオンミリングで加工することが困難であることが判明した。そこで、強磁性体間距離100nmでも原理的にスピン信号が観測可能と考えられる、ダミーGateを最初に作製する新しいプロセスを考案し、その条件出しを進めた。現在、考案した新しいプロセスにおいてもスピン信号は観測できるようになったが、500nm以下の素子で、スピンシグナルが素子サイズの縮小とともに減少する異常な振る舞いは同様に観測され、この要因が磁性体間のリデポの影響ではないことが判明した。また、半導体上に強磁性トンネル接合の作製を試みた。GaAs基板上では、格子整合性が良いため、MgOを絶縁層をとする強磁性トンネル接合の膜構造をエピタキシャルに世知よう出来ることを確認した。Si基板上では、強磁性トンネル接合とSi基板間にMgO層を挿入することにより、エピタキシャル成長した強磁性トンネル接合を作製することに成功した。今後は、これらの強磁性トンネル接合の電気伝導・磁気抵抗効果の観測を目指した実験を行う。H26年度の研究よりSi半導体のチャネル長を短くするとスピン信号が増大することを確認したが、数100 nm以下では逆に、チャネル長の減少とともにスピン信号が減少した。また、H27年度に磁性体と半導体の素子幅1100 μmまで変えた試料を作製したところ、素子幅10 μm以下で同様のスピン信号の減少が観測されることが明らかとなった。これらスピン信号減少の要因を断面TEMおよびEDXにより調べたところ、微細素子では磁性体間に残差メタル(磁性体元素およびRu)が存在すること、磁性体の周りに高抵抗Siのリデポが存在することが明らかになった。イオンミリングの角度、磁性体膜厚の薄膜化の対策を行った結果、残渣メタルCoFeの総量を従来の1/3と減少でき、スピン信号の増大を確認した。しかし、本作製方法ではSi上の残渣メタルを完全にゼロとすることは難しく、チャネル長数100 nm以下の微細素子では、根本的に作製プロセスを変える必要があることが明らかとなった。次いで、Si(100)上にMgO(100)をエピタキシャル成長した上に、ホイスラー合金Co2FeSiを有する強磁性トンネル接合の成長を試みた。強磁性トンネル接合がフルエピタキシャル成長を確認し、TMR比100%を観測した。また、CoFeBを電極とする高配向強磁性トンネル接合の作製に成功し、TMR比200%を得ることができた。最後に、ホイスラー合金Co2FeSi/MgO電極からn+-Siへのスピン注入効率向上を目指した。その結果、低温でスピン注入効率Pが約P30%、室温でもP20%が得られる磁性体/MgO/n+-Si界面制御技術を確立した(成果論文[1]参照)。また、成膜前のn+-Si表面状態を変えることにより、スピン注入効率のさらなる上昇が観測され、現在その上昇の要因を分析するとともに、詳細なデータを取得中である。数100nm以下の微細素子作製に関しては、根本的なプロセス改善が必要なことが分かり、やや遅れが生じている。Si上のTMR素子の作製および、ホイスラー合金から半導体Siへのスピン注入の実験は、スピン注入効率が着実に上昇しており、順調に進んでいる。半導体上の強磁性トンネル接合の作製では、TMR比100%以上を得られており、順調に進展している。EB描画装置を用いて作製した微細素子の作製技術の開発とスピン伝導解析を行い、半導体Siのチャネル長を短くするとスピン信号が増大することを確認した。昨年度は、チャネル上に設けた疑似Gate酸化膜にスパッタで作製したSiOxを用いたが、欠陥およびラフネスの増大により、スピン信号に悪影響を及ぼすことが明らかとなったため、今年度は、熱酸化SiO2を疑似Gate酸化膜として採用した新しいプロセスを開発した。その結果、磁性層間Gap長が200 nmまでスピン信号強度が単調増加する振る舞いが観測された。また、ソース/ドレイン部の界面平坦性向上と、Si(2×1)清浄表面出しの最適条件出し、および、ハーフメタル・ホイスラ合金材料Co2FeSi強磁性電極成膜条件を最適化することにより、スピン緩和法(4端子Hanle評価)において、室温で40%を超える半導体Siへのスピン注入効率の実現を実証した。

Co2Fe(Al,Si)フルホイスラー合金からGaAs半導体へのスピン注入について、素子の電極/半導体界面構造の観察を行った。熱処理温度400°Cまで、エピタキシャル成長し平坦な界面構造を有していることを確認した。また、400°CではGaが電極層まで拡散していることを確認した。界面近傍のCo2Fe(Al,Si)フルホイスラー合金はすべての熱処理温度で作製した試料でL21構造を有していた。このことから、スピン信号の熱処理温度依存性を検討した結果、Co2Fe(Al,Si)フルホイスラー合金の規則度の他に、電気伝導の整流特性がスピン信号に関係していることが分かった。半導体上に低抵抗な強磁性トンネル接合を作製した。比抵抗10オーム・マイクロm2、磁気抵抗比248%の特性を得た。Si/MgO/強磁性体素子において、スピン信号とソース・ドレイン端子間距離依存性について、実験を行った。微細素子作製条件(ミリング条件)の最適化をおこなうことで、Siチャネル上の金属再付着物を減らせることが分かった。また、電極にCo2FeSiホイスラー合金を用いて、素子を作製した結果、室温でスピン注入効率40%を達成した。この場合、局所測定配置での磁気抵抗比約1%を得た。次に、Si半導体上に強磁性トンネル接合(絶縁体:MgO、電極:CoFeBとWの反平行結合膜)を作製した結果、比抵抗約10μm2、磁気抵抗比約250%の特性を得た。極短チャネル長の素子作製に成功し、500nm10000nmの間でスピンシグナルの増加は確認できたが、500nm以下の素子でのスピンシグナルの減少について、検討が必要であるため。また、半導体上にエピタキシャル強磁性トンネル接合の作製に成功したため。Si上のTMR素子の作製および、ホイスラー合金から半導体Siへのスピン注入の実験は、強磁性体/トンネル障壁成膜前のSiの表面状態が、スピン注入効率、および、その上の強磁性トンネル接合の特性に大きく聞いていることが明らかになったので、スピン信号のSiの表面状態依存性をさらに詳細に調べていく。微素子の作製は、スパッタSiOx、プラズマSiOxで作製したダミーGateをチャネル部に最初に作製し、完全に残差メタルをなくすことが可能なプロセスを試みたが、チャネル上のSiOxの質が悪いと、大きな素子においてもスピン信号が減少してしまうことが明らかになっている。そこで、ダミーGateをSiO2を熱酸化法で作製するプロセスの条件出しを行い、そのプロセス条件を見出した。来年度は、確立した本熱酸化プロセスを用い、微細素子の作製を試み、微細素子でのスピン信号のデータ取りを継続して行う。また、来年度末には、不純物濃度を制御したSOI基板上に作製した素子を作製し、Gate電圧依存性のデータも取得する予定である。強磁性トンネル接合電極を用いた半導体を介した磁気抵抗比を得ること、その出力をGate電圧で制御を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。スピントロニクス500nm以下の素子でのスピンシグナルの減少について要因を調べるために、断面TEM解析を行った。その結果、ダミーGateをRIEで加工した後フッ酸処理を行い作製したSi/MgO/強磁性界面に大きな荒れが存在することが判明した。これは、ダミーGateをスパッタSiOxで作製したが、そのSi/SiOx界面に荒れが生じたことに起因していると考えられる。
キサンチンオキシダーゼによるスーパーオキシド生成の安全で選択的な阻害剤の開発

1.本研究の目的は、食品に含まれる抗酸化剤のキサンチンオキシダーゼに対する阻害活性を調べて、キサンチンオキシダーゼによるスーパーオキシド生成反応の安全で選択的な阻害剤を開発することです。虚血再潅流(酸化ストレス)時の酸素毒による傷害の予防と治療に役立てたい。2.カシューナッツなどに含まれるアナカルディック酸は、カルドールと共にキサンチンオキシダーゼに対して特徴ある阻害活性を示す。その特徴ある阻害を反応速度論的に解析して、その成果をBBA(2004)雑誌に発表した。3.アナカルディック酸及びカルドールは長鎖のアルキル基を持つことに注目して、海外の共同研究者(久保伊佐夫・米国カリフォルニア大学)が長さの異なるアルキル鎖を持つ没食子酸アルキルを化学合成した。それらの化合物がキサンチンオキシダーゼ反応へ及ぼす作用を反応速度論的に研究した。その結果は雑誌へ投稿中である。4.特徴ある阻害活性を持つと推定される植物を選び、含まれる天然物がキサンチンオキシダーゼ活性に及ぼす作用を研究した。その結果は雑誌に投稿中である。5.この研究と関連して先天的に酸化ストレス下にあるアカタラセミア(カタラーゼ欠損)マウスを使って、生体の反応、抗酸化剤の効果について研究し、その結果を雑誌に発表した(AJPRP2004,腎とフリーラジカル2004,ビタミンE研究の進歩2004)。また、その他の関連する共同研究の結果を雑誌に発表した(CB2004,CCA2005,BCSJ2005)。6.本研究を加速させるため、研究代表者は2004年7月に米国に出張した。また、同年12月には海外の研究者を岡山大学に招聘して共同研究を行った。7.本研究によりキサンチンオキシダーゼの選択的な阻害剤の基礎研究が進みました。これを基に、安全で選択的な阻害化合物を開発して、ヒトに役立つ研究を進めたい。虚血再潅流時の酸素毒による傷害の予防に役立てたい。その特徴ある阻害を測定し、反応速度論的に解析できたので、その成果を雑誌に発表した(BBA2004,印刷中)。芳香環部が協同阻害に関わり、側鎖の長鎖のアルキル基とタンパク質の疎水部との疎水結合が阻害を強化していることが推定できた。その化合物がキサンチンオキシダーゼ反応へ及ぼす阻害作用を調べた。スーパーオキシド生成、尿酸生成、過酸化水素生成、購入した酸素モニターを使って酸素消費の阻害を測定した。測定結果を反応速度論的に解析して、第76回日本生化学会大会(2003年10月)で成果の一部を発表した。アルキル基と酵素の疎水性部の相互作用が阻害の重要因子であることが明確にでき、芳香環部がスーパーオキサイドの選択的阻害に関与していることが推定できた。雑誌へ投稿の準備をしている。4.上記の研究で得られた測定結果についてディスカッションするため、更に精密に阻害剤の構造活性相関を解析するため、研究代表者は2003年6月に共同研究のため米国に出張した。また、11月には海外の共同研究者を岡山大学に招聘して共同研究を行った。5.これまでの研究結果から特徴ある阻害活性を持つと推定される天然物を選び、そのキサンチンオキジダーゼ活性阻害を調べる研究を開始した。

6.本研究を加速させるため、研究代表者は2004年7月に米国に出張した。また、同年12月には海外の研究者を岡山大学に招聘して共同研究を行った。7.本研究によりキサンチンオキシダーゼの選択的な阻害剤の基礎研究が進みました。これを基に、安全で選択的な阻害化合物を開発して、ヒトに役立つ研究を進めたい。
酵素反応モデルとしてのセリンプロテアーゼと蛋白性インヒビターとの相互作用の解析

放線菌のズブチリシンインヒビター(SSIと略記)は、細菌のセリンプロテアーゼであるズブチリシンBPN'(Eと略記)を強く阻害し、かつ、Eと安定な複合体をつくる。この複合体中では、SSIは良い基質と同じ様な形でEに結合しているが、通常の条件下では酵素触媒反応は進行しない。しかし、特定の狭いpH領域では、この複合体は解離して、Met73-Val74間のペプチド結合が開裂したSSIの分子種(【SSI^*】と略記)を遊離する。【SSI^*】はプロテアーゼ反応産物であり、こゝでは酵素触媒反応が起こったのである。本研究では、【SSI^*】を効率よく生成する条件を明らかにし、かつ、【SSI^*】遊離過程の反応速度論的解析を行った。この様にして生じた【SSI^*】は、球状蛋白質の主鎖に唯1ケ所、特異的に切断が入った分子種として、蛋白質の構造と機能の関係についての研究対象として興味深いものであるのみならず、また、プロテアーゼ反応機構解明のための研究対象としても極めて有用なものである。本研究では、また、【SSI^*】中のチロシン残基(サブユニット中に3個存在する)のプロトン解離定数を、分光々度滴定法により決定し、これらの値が生のSSIの場合とほとんど等しいことを明らかにした。反応部位ペプチド結合の切断によっても、アルカリ性領域では、チロシン残基の環境は余り影響を受けないことが示唆された。しかし、【SSI^*】サブユニット当り唯1個存在するトリプトファン残基由来の紫外部吸収および蛍光のpHによる変化を測定し、酸性pH領域においては、【SSI^*】の構造はSSIに比してかなり不安定であることを明らかにした。さらに、Eのチロシン残基側鎖のpKaの移動に起因する紫外部吸収の変化を指標として、【SSI^*】とEとの結合をストップトフロー法により測定し、pH【>!_】8.5の領域で、【SSI^*】の結合速度はSSIの場合よりも低いことを明らかにした。
オーストラリア・アボリジニ絵画データベースの構築と応用

オーストラリア・アボリジニの絵画は、展覧会、画集など介して非アボリジニ社会に流通するが、そこで取り上げられるモチーフや描法は、非アボリジニ社会の「対アボリジニ観」の反映である。それがまたアボリジニ社会へフィードバックされ、絵画に変容を引き起こしている。この相互作用を明らかにするために、オーストラリアの展覧会、図録、論文、画集などに掲載されている絵画のデータベースを作成する。以上の目的に沿って、まず民博所蔵の画集96冊に対するデータ入力およびフォトCD化を行った。各画集に掲載されている絵画に対して、作者名、その出身地域、所属クラン名、絵画のタイトル、モチーフ、所有者、メディア(画材および絵の具)、およびコメント、から成るデータを逐一作成した。総データ件数は約6000に達した。現在は、データ重複チェックを行っている。この作業の終了次第、結果を編集・分解し、(a)制作者データベース:絵画の制作者に関わる属性情報(名前、生年、地域、所属クラン、そのクラン固有の神話と精霊)(b)固有情報データベース:絵画固有の造成属性(モチーフ、描法、描かれている動植物等)、(c)引用情報データベース:絵画固有の属性情報(展覧会名、原所蔵機関または所有者、画集や論文名、図録や論文の編著者とそのバックグラウンド、絵画タイトル)、の3本研究の最終目的は、アボリジニ文化に対するイメージの相互作用の解明である。そのためには、上記の3データベースを完成し、それを検索・分析できる環境を整える必要がある。現段階は、そのデータベースを作成するための前段階がようやく出来上がったに過ぎない。当初の予定よりも研究の進捗状況は遅れてはいるものの、今後は、目標とするデータベースの完成を急ぐとともに、イギリスやアメリカ、カナダなど英語圏についても資料収集を拡大して、各国における対先住民意識の差異に関しても分析を深めたい。
大規模マルチプロセッサ向き共有メモリ・アーキテクチャの研究

本年度は,(1)DUMA型共有メモリを構成する単位メモリ/スイッチ素子として必要な性質の研究,(2)DUMA型共有メモリを使用したマルチプロセッサの要素プロセッサ・アーキテクチャに関する研究,(3)DUMA型共有メモリを構成するためのトポロジーの研究,(4)DUMA型共有メモリの性能評価に関する研究の4つの研究を行った.以下(1)(4)の研究実績の概要を述べる.(1)の研究ではDUMA型メモリシステムを構成する単位メモリ/スイッチ素子であるRRAMの基本アーキテクチャを4種提案し,検討を行いRRAMの内部構成を明確化した.(2)の研究としてはさまざまな要素プロセッサ・アーキテクチャを評価するためにス-パスカラプロセッサ・アーキテクチャ・シミュレータを製作し,要素プロセッサ構成方式の評価を行った.また同時に,さまざまな要素プロセッサのキャッシュ・アーキテクチャを提案すると同時にキャッシュに必要なハードウェア量の評価を行った.(3)の研究としてはRRAMを相互に接続するトポロジーとその性能について考察を行った.本年度では特に2次元的に展開する上で都合の良いメッシュ型トポロジー2種について研究を行い,それぞれの得失について比較検討を行った.(4)の研究ではDUMA型共有メモリの動作をシミュレートするシミュレータを外注により製作し,そのシミュレータを用いて(1),(2),(3),(4)で提案されたアーキテクチャの性能評価を行った.その結果,小規模なメモリシステムの場合,従来のクロスバを用いたメモリシステムにくらべ,若干のハードウェア量の増加で45倍のスループット向上を達成できることが明確になった.本年度は,(1)DUMA型共有メモリを構成する単位メモリ/スイッチ素子として必要な性質の研究,(2)DUMA型共有メモリを使用したマルチプロセッサの要素プロセッサ・アーキテクチャに関する研究,(3)DUMA型共有メモリを構成するためのトポロジーの研究,(4)DUMA型共有メモリの性能評価に関する研究の4つの研究を行った.以下(1)(4)の研究実績の概要を述べる.(1)の研究ではDUMA型メモリシステムを構成する単位メモリ/スイッチ素子であるRRAMの基本アーキテクチャを4種提案し,検討を行いRRAMの内部構成を明確化した.(2)の研究としてはさまざまな要素プロセッサ・アーキテクチャを評価するためにス-パスカラプロセッサ・アーキテクチャ・シミュレータを製作し,要素プロセッサ構成方式の評価を行った.また同時に,さまざまな要素プロセッサのキャッシュ・アーキテクチャを提案すると同時にキャッシュに必要なハードウェア量の評価を行った.(3)の研究としてはRRAMを相互に接続するトポロジーとその性能について考察を行った.本年度では特に2次元的に展開する上で都合の良いメッシュ型トポロジー2種について研究を行い,それぞれの得失について比較検討を行った.(4)の研究ではDUMA型共有メモリの動作をシミュレートするシミュレータを外注により製作し,そのシミュレータを用いて(1),(2),(3),(4)で提案されたアーキテクチャの性能評価を行った.その結果,小規模なメモリシステムの場合,従来のクロスバを用いたメモリシステムにくらべ,若干のハードウェア量の増加で45倍のスループット向上を達成できることが明確になった.
弱い重力レンズ効果による銀河団サブハローの質量関数と統計的性質の解明

銀河団は宇宙最大の天体である。銀河団内部にはサブハローと呼ばれる質量密度の濃いつぶつぶの構造がある。このような構造の質量は弱い重力レンズ解析によって測定することができる。一方X線観測によって高温ガスの物理状態を測定することができる。本研究によって、銀河団サブハローに付随する高温ガスを発見し、それが剥ぎ取られている様子が分かった。また、ある銀河団中心部に存在する楕円銀河の付随するサブハローと銀河団全体の質量プロファイルを弱い重力レンズと星力学を使って明らかした。ある衝突銀河団はサブハローの分布と相対論的電子の存在を示す電波レリックの分布が似ていることが分かった。銀河団は宇宙で最大の天体であり、より小さい天体との衝突合体を繰り返し成長してきた。衝突した小天体はサブハローと呼ばれ、銀河団内に一定の割合で存在する。その質量関数や統計的性質を観測的に明らかにすることが本研究の主目的である。銀河団サブハローを直接測定する唯一の方法は背景銀河に対する弱い重力レンズ効果である。銀河団質量の100分の1程度のサブハローの大きさは50kpc程度であり、超近傍銀河団(赤方偏移z<0.06)の場合、見かけの大きさは数分程度と弱い重力レンズ効果で探知できるほど十分大きくなる。見かけの大きいサブハローの潮汐半径をレンズ信号で直接捉えることが本研究で重要な着眼点である。なお、超近傍に位置する銀河団のレンズ効率は弱いが、大量の背景銀河を使うことができ、シグナルノイズ比は、赤方偏移z=0.2程度の銀河団と比べても何な遜色はない。超近傍銀河団を効率良く観測するためには、すばる望遠鏡ハイパーシュプリームカムの超広視野が必要不可欠である。我々は2014年秋にハイパーシュプリームカムを用いた銀河団のデータを取得した。本データ解析は概ね順調である。また、本研究にさきがけて、前主焦点カメラで取得したデータに関する論文を執筆した。発表した論文は6本(うち1本が筆頭著者)であり、投稿した論文が3本、受理された論文が1本になる。これらの論文はハイパーシュプリームカムを用いた弱い重力レンズ解析を遂行する上で重要な知見を提供している。また、そのうち1本は本研究アプローチで発見された銀河団サブハローのX線フォローアップ観測の研究報告である。大きな質量のサブハローではX線を発する銀河団ガスが束縛される可能性があり、弱いX線放射も探知することができる"すざく衛星"を使って観測を行った。その結果広がったサブハローに付随したX線クランプが発見をし、本研究の有効性を証明した。すばる望遠鏡ハイパーシュプリームカム(HSC)を用いた銀河団及び銀河団サブハローの弱い重力レンズ解析は当該分野において重要な研究テーマである。本年度の間に以下の3点の研究活動を重点的に行った。1:すばる望遠鏡HSCに対して、赤方偏移z<0.06における22個の重量級銀河団の系統的観測に関する観測提案を申請した。我々の観測提案は最も高いスコアで採択され、2017年度中に観測が終了するように優先的観測が行われることになった。なお、本年度に2回観測を行ったが悪天候のため十分なデータが得られなかった。2:獲得したHSCのデータの解析を行った。HSCは最新の観測装置であるため、解析ツールが十分に整備されていなかったり、系統的誤差の検証が不十分であった。そのため、解析ツールのバージョンアップごとに複数回同じデータを解析し、観測結果の整合性の確認を行った。同時に、我々が前主焦点カメラで用いた解析方法をHSCデータに適応し、解析を行った。最新の解析ツールの結果と、我々の解析結果と同じ結果が得られたことを確認した。3:得られた観測結果とX線のデータを組み合わせて、銀河団ガスの物理状態の検証を行った。弱い重力レンズ効果は銀河団の力学状態の仮定に依存しない。一方X線データはガスの静水圧平衡の仮定を必要とする。両者を比較することにより、ガスの非熱的圧力の間接的制限をつけることが可能になる。平成28年2月に打ち上げられたX線観測衛星ひとみでは、ガスの非熱的圧力成分の直接測定が可能となる。すばる望遠鏡の結果とひとみ衛星の結果を組み合わせることは、独立した観測結果の整合性を判定する上や、ガスの物理状態を理解する上で重要である。これらの結果をまとめた我々の最初の論文を現在執筆中である。また、最新データを使った結果の前に前主焦点カメラのデータなどを使った論文をパイロット研究として複数執筆した。HSCのデータ解析の系統誤差のチェックのため、想像以上に時間を要した。今年度中に論文を投稿する予定であったが、投稿できなかった。2016年5ー6月中の論文投稿を目指す。現在までに取得した銀河団のデータについての、1次解析はほぼ終了した。解析方法のルーチンもほぼ完成されたと言える。最初の論文を投稿しだい、2次解析に移る。すばる望遠鏡を用いた銀河団及び銀河団サブハローの弱い重力レンズ解析は当該分野において重要な研究テーマである。最終年度及び3年間の採択期間で発表した研究成果のハイライトは以下の通りである。1)赤方偏移0.15<z<0.3での50個の銀河団の系統的弱い重力レンズ解析によって、質量と質量集中度が標準的宇宙論パラメーターに基づく階層的構造形成理論と一致していることを世界で初めて確認した。

2)同50個のサンプルに対して、静水圧平衡質量と力学状態の仮定によらない弱い重力レンズ質量を比較し、オーバーデンシティーΔ=500での静水圧平衡質量が弱い重力レンズ質量の0.95±0.05程度であることが分かった。3)銀河団サブハローのX線観測を行い。弱い重力レンズによって発見されたダークサブハローの付随したX線ガスを発見し、それが動圧を受けていることを発見した。4)銀河の星の動力学と弱い重力レンズ効果のジョイント解析を行い、銀河団中心にある巨大な楕円銀河のダークサブハローが、星が見えている領域よりも広がっていることを確認し、銀河から銀河団スケールまでの3桁に渡る広い領域で質量構造を明らかにした。5)弱い重力レンズ質量とすざくX線解析をセルフコンシステントに解析することによって、銀河団外縁部ガスのエントロピー低下が急激な温度低下によるものであることを明らかにした。6)衝突銀河団での質量比が大きいサブハローについて質量とその分布を明らかにした。その結果、電波レリックと呼ばれる巨大なシンクロトロン放射領域が質量分布をトレースしていることが分かった。7)ハイパーシュプリームカムのデータを使ってペルセウス銀河団の質量分布を測定した。X線データを組み合わせることによって、銀河団中心部から外縁部までのガスの状態を明らかにした。本研究結果については現在論文を執筆中である。銀河団は宇宙最大の天体である。銀河団内部にはサブハローと呼ばれる質量密度の濃いつぶつぶの構造がある。このような構造の質量は弱い重力レンズ解析によって測定することができる。一方X線観測によって高温ガスの物理状態を測定することができる。本研究によって、銀河団サブハローに付随する高温ガスを発見し、それが剥ぎ取られている様子が分かった。また、ある銀河団中心部に存在する楕円銀河の付随するサブハローと銀河団全体の質量プロファイルを弱い重力レンズと星力学を使って明らかした。ある衝突銀河団はサブハローの分布と相対論的電子の存在を示す電波レリックの分布が似ていることが分かった。すばる望遠鏡ハイパーシュプリームカムの観測提案が採択され超近傍に位置する6銀河団のデータを2014年秋に取得した。本観測提案はハイパーシュプリームカムを用いた弱い重力レンズ解析の最初の観測提案である。撮られたデータは非常に高品質なため、研究成果が大いに期待される。ハイパーシュプリームカムのデータ容量は前主焦点カメラの1桁以上も大きく、非常に高性能なパソコンと大容量のデータサーバーが必要とされる。このため解析の環境整備に時間がかかったものの、その後のデータ解析は概ね順調である。今後様々な系統誤差を今後も精査する必要があるものの、70%の進行状況で進んでおり、今年度中に論文を投稿予定である。全銀河団に対して系統的な研究を行う上で、重要なサンプル収集の獲得(獲得予定)にはほぼ成功したと言える。解析方法のルーチンもほぼ完成された。最初の論文を執筆し、取得した銀河団のデータの2次解析に集中する。また今年度中に現在までに取得したデータに対する論文を加えて執筆する。天文学今後も鋭意データ解析を遂行する。新しい観測装置のため、まだ知られていない系統誤差が内在する可能性がある。
クリプトスポリジウムの遺伝子多型検出法の検討及びその疫学の応用

さらに、環境中のクリプトスポリジウム原虫を高感度で検出することは困難であるため、高感度で高い特異性を持つPCRプライマーの開発に着手した。検出感度ではプライマーSB281,SB298及びSB012が最も高い感度を持ち、他の常用プライマーと比べて、50倍以上の検出感度を達成した。さらに、これらのプライマーで増幅したDNAのRFLP解析で、C.parvumのGenotype IとGenotype IIをタイピングすることができた。以上の結果は、作成した高感度プライマーによって環境水からのC.parvumの検出・同定、及び遺伝子型の解析が可能であることを示している。また、Cpgp40/15遺伝子のPCR-RFLP-SSCPの解析が最もhigh resolutionであり、いままでの方法でタイピングができない遺伝子型が明らかにできた。この方法によって、C.parvum遺伝子型の多型性が把握でき、これを応用する事によって、感染源や汚染環境からの分離株の感染経路あるいは感染源の推定が可能になることが期待される。1.クリプトスポリジウム株の分離:全部でC.parvum50株とC.muris1株が分離された(日本のウシ由来、岐阜10株、大阪2株、神戸12株、名古屋1株;イタリアのウシ由来9株とヤギ由来1株;日本のヒト由来3株、イタリアのヒト由来5株、ネパールのヒト由来9株。C.murisは日本のラット由来である)。2.RAPDの分離・シークエンス・PCRプライマー作成:DNA多型を検出する方法としてRAPD-PCRを用いて、クリプトスポリジウムの多型遺伝子が増幅された。七つのRAPD断片が分離され、それらの塩基配列をシークエンスした。得られたシークエンスのデータを基にして、七つのプライマーが作成された。PCRでそれらのプライマーの検出特異性を検討して、その結果、SB280、SB281、SB289、SB290、SB294とSB296はC.parvumに特異的(それぞれは853bp、553bp、504bp、304bp、240bpと575bpのPCR産物を増幅した)、SB207はC.murisに特異的なプライマーであることを示した。3.遺伝子の多様性の解析:RAPD SB281とSB289のDNAシークエンスよりのアミノ酸配列はGenBankにhomologyした結果より、SB281はmethionine aminopeptidaseの遺伝子、SB298はcytosolic chaperoninの遺伝子であることを示した。宿主と地域由来の異なる12株のこの二つ遺伝子をシークエンスした。種間の相同性分析の結果はヒトとウシ由来の塩基配列の違いがあることを示した。さらに、ある地域由来の異なる株に塩基配列の差が存在する事を示した。以上の結果はRAPDより、作成されたPCRプライマーがクリプトスポリジウムの同定・検出することができる。遺伝子の塩基配列の差を利用するRFLPやRFLP-SSCPの解析によりヒトとウシの遺伝子型、あるいは地域由来の遺伝子型を判別する可能である。本年度にはRAPDより作成したプライマーでCryptosporidum Parvumの検出感度、特異性と遺伝子型の解析を行った。検出感度の結果では作成したPCRプライマーSB281,SB298とSB012が最も高い検出感度を持ち、他の常用プライマーと比べて、50倍以上の検出感度を達成した。さらに、これらプライマーで増幅したDNAのRFLP解析でC. parvumのGenotype IとGenotype IIをタイピングすることができた。高感度の遺伝子型タイピング方法を開発するため、地域や宿主由来の異なるC. parvum 41株の糖蛋白遺伝子(Cpgp40/15)を解析した。DNAシークエンスの解析結果により、これら株にDNA多様性に富んでいる事が示された。遺伝子型Genotype IとGenotype IIの株のDNAとアミノ酸の相同性は、それぞれ73.3%から82.9%と62.4%から80.1%であり、Genotype I株の内には69.0%から85.4%と54.8%から79.2%であった。DNAシークエンスの差を利用して、41株のCpgp40/15遺伝子型をPCR-RFLPとRFLP-SSCPで解析した結果で、Genotype I株がGenotype Ia1,Ia2,IbとIeに、Genotype II株がGenotype IIa, IIbとIIcにタイピングできる事を示した。

この方法によって、人由来のGenotype I株は、日本の人由来株がGenotype Ia1とIe、ネパールの人由来株がIa2、イタリアの人由来株がIbとタイピングされた。Genotype IIの株は日本の牛由来株がGenotype IIa、イタリアの牛由来株がIIb、イタリアの羊由来株がIICとタイピングされた。以上の結果は、作成した高感度プライマーが環境水からC. parvumを検出・同定、及び遺伝子型の解析に利用する事可能であり、Cpgp40/15遺伝子のPCR-RFLP-SSCPの解析が最もhigh resolutionであり、いままでの方法でタイプングができない遺伝子型が明らかにできたことを示した。このような方法によって、C. parvumの遺伝子型の多様性が把握可能で、これを応用する事によって、感染源や汚染環境から分離株の遺伝子型分類・同定、感染経路あるいは感染源の推定への応用などが期待される。
ECR高密度プラズマによる窒化とセラミック膜を複合させた表面高機能化処理

平成6年度から2年間の研究成果の概要を記す。まず、高密度プラズマ装置付属アークイオンプレーティイグ(AIP)システムを構築した。すなわち、小型マイクロ波発振器にアイソレータ・パワーモニタ・チューナ等のマイクロ波回路を接続したマイクロ波入射装置を作製した。さらに、Nd系永久磁石を用いた、プラズマ閉じ込め用カスプ磁場を有するプラズマポートを設計製作した。このプラズマポートをAIP装置に接続し、ポート上部の石英窓板を通して先述の入射装置からマイクロ波を入射することにより、ECRプラズマを発生させた。真空槽内に設置された試料台には、-1kVのバイアス電位と600°Cまでの加熱機構を付加した。このシステムにより、プラズマ窒化および各種セラミック膜被覆が可能となった。次に、複合表面処理であるが、以下に示す広範囲のセラミック膜を用いて、主として鉄合金に対し検討した。すなわち、TiN(Hv2200)・TiC(Hv3000)・CrN(Hv2000)の窒化物や炭化物膜の他に、TiH_c(Hv500)の水素化物膜、TiO_2(Hv1200)の酸化物膜やDLC(ダイヤモンド状炭素)膜(Hv2600)を窒化層上に蒸着し、物理的性質(組織、表面状態、結晶構造等)および機械的性質(耐摩耗性、耐食性、耐疲労性等)を調べた。耐摩耗性に関しては、TiNとCrNの窒化物系セラミック膜が最も良く、特に下地が窒化されている場合には、高荷重の摩耗条件でも良好な耐摩耗性を示した。耐食性に関しては、ピンホール等の欠陥の少ない膜質であれば、かなり良好な耐食性を示すことを確認した。また、今までに報告例のないTiH_2膜を作製し、腐食電流密度が非常に小さいことを見出し、高耐食性膜として今後詳細な検討を行うこととした。耐疲労性に関しては、窒化とセラミック膜の複合処理により大幅に向上し、その向上には窒化層の性質が最も影響することを明らかにした。本研究は、平成6年度より新規に始めた研究であるが、以下のように着実に研究を進展させている。まず、高密度プラズマ装置の製作に関しては、小型マイクロ波発振器(1.3kW)と、アイソレータ・E-Hチューナ・パワーモニタ・導波管・円-矩形変換器等のマイクロ波回路部品を購入し、マイクロ波入射装置を作製した。さらに、磁場解析を行い、永久磁石(Nd系希土類磁石)を利用してプラズマ閉じ込め用カスブ磁場を組み込んだプラズマポートを設計製作し、これを真空装置のフランジに接続した。このプラズマポートに、石英窓板を通してマイクロ波を入射することにより、ECRプラズマを発生させた。なお、水冷機構に工夫をした。N_2-H_2系の混合ガスを用いてECRプラズマの生成条件を検討すると共に、鉄鋼材料に対し低温でのプラズマ窒化処理を行った。次に、次年度の薄膜との複合処理の計画に備え、新たにTiC-CrN-DLC(ダイヤモンド状炭素)・TiO_2・SiO_2を蒸着する条件を検討し、かなり良い膜質の薄膜を得る条件を確立することができた。このうちTiC・CrN・DLCに関しては、物理的性質(X線回折・SEM・ESCA)や機械的性質(硬さ・摩耗・腐食・疲労試験)を測定し、TiNと比較した。その結果、TiCは最も硬い(Hv3000)ものの、耐摩耗性はCrNが最もすぐれ、DLCは絶縁性に優れTiNと同様な耐摩耗性を有すること等が明らかになった。

また、TiO_2とSiO_2の薄膜を蒸着中のプラズマ計測(発光分光・プローブ測定)を行い、プラズマ診断の有効性を確認した。次年度からは、このECRプラズマポートをアークイオンプレーティング装置に接続し、本格的にプラズマ処理とセラミックコーティングの独創的な複合処理を開始することにしている。平成6年度から2年間の研究成果の概要を記す。まず、高密度プラズマ装置付属アークイオンプレーティング(AIP)システムを構築した。すなわち、小型マイクロ波発振器にアイソレータ・パワーモニタ・チューナ等のマイクロ波回路を接続したマイクロ波入射装置を作製した。さらに、Nd系永久磁石を用いた、プラズマ閉じ込め用カスプ磁場を有するプラズマポートを設計製作した。このプラズマポートをAIP装置に接続し、ポート上部の石英窓板を通して先述の入射装置からマイクロ波を入射することにより、ECRプラズマを発生させた。真空槽内に設置された試料台には、-1kVのバイアス電位と600°Cまでの加熱機構を付加した。このシステムにより、プラズマ窒化および各種セラミック膜被覆が可能となった。次に、複合表面処理であるが、以下に示す広範囲のセラミック膜を用いて、主として鉄合金に対し検討した。すなわち、TiN(Hv2200)・TiC(Hv3000)・CrN(Hv2000)の窒化物や炭化物膜の他に、TiH_2(Hv500)の水素化物膜、TiO_2(Hv1200)の酸化物膜やDLC(ダイヤモンド状炭素)膜(Hv2600)を窒化層上に蒸着し、物理的性質(組織、表面状態、結晶構造等)および機械的性質(耐摩耗性、耐食性、耐疲労性等)を調べた。耐摩耗性に関しては、TiNとCrNの窒化物系セラミック膜が最も良く、特に下地が窒化されている場合には、高荷重の摩耗条件でも良好な耐摩耗性を示した。耐食性に関しては、ピンホール等の欠陥の少ない膜質であれば、かなり良好な耐食性を示すことを確認した。また、今までに報告例のないTiH_2膜を作製し、腐食電流密度が非常に小さいことを見出し、高耐食性膜として今後詳細な検討を行うこととした。耐疲労性に関しては、窒化とセラミック膜の複合処理により大幅に向上し、その向上には窒化層の性質が最も影響することを明らかにした。
法人形態としてのベネフィット・コーポレーション及びBコーポレーション認証

2019年3月16日台湾の高雄大学で開催された日台会社法比較シンポジウムにて「2014年(平成26年)会社法改正による監査等委員会設置会社の導入」を報告した。これは、株式会社の機関設計として監査等委員会設置会社が新設されたことに鑑み、その機関設計の内容と問題等を指摘したものである。わが国において将来ベネフィット・コーポレーションを新たな法人形態として導入することがあった場合、どのような機関設計とするのか考える上で有用な報告である。2019年3月30日早稲田大学で開催された各種法人ガバナンス研究会において「B Corporation及びBenefit Corporationについて」を報告した。Bコーポレーション等の概要について説明すると共にわが国やアジアでの認証取得状況などについて報告したものである。認証取得の世界における数、アセスメントが2年に1回から3年に1回に変更になるなど、最近の動向を織り込んだ。また、会社法研究においてはデラウェア州会社法が重要な研究対象となるが、デラウェア州ではベネフィット・コーポレーションの数はそれなりにあるが、Bコーポレーションの認証を取得した会社が現在はないなど、カリフォルニア州において取得数が多いことと比較するなど、独自の視点を加えた。研究会では法的な面での問題点や認証取得のメリットなどにつき質問され、今後の研究にとって有意義な示唆をいただくことができた。わが国においてBコーポレーション認証を取得した会社は徐々に増えてはいるが、台湾などの場合と異なる会社の認証取得がされており、また、相互の連携が殆どなく、インタビューなどが難しい。更に以前意見交換して頂いた方との連絡が困難になってしまったことなどがあげられる。アメリカにおけるベネフィット・コーポレーションの形態について研究する。わが国において会社の目的を営利とすることと、ベネフィット・コーポレーション制度の導入やBコーポレーションの認証の取得が矛盾しないかの検討をする。更にベネフィット・コーポレーション等をSDGsの側面から研究していく予定である。本研究は、法人法制体系の再構築を問題意識としていることから、我が国における既存の法人法制の研究も重要であると考えている。そこで、会社法上の類型である持分会社について会社法施行後の裁判例を調べた。合名会社、合資会社に関しては、現在会社数も少ないため注目すべき裁判例が殆どなく、合資会社の裁判例を1つだけ取り上げた。合同会社は、会社法において新しく出来た会社の種類であるため、施行後の裁判例を網羅的に調べ、固有の問題があるが、どのような団体が合同会社を選択しているのか等を検討した。次にアジアにおけるBコーポレーションの認証取得状況と日本の状況を比較してみた。具体的には、台湾で開催されたB Corp Asia Forumに参加した。現在、我が国ではBコーポレーションの認証取得は決して順調ではないが、台湾がアジアでは認証取得企業数も認証取得に向けての活動も最も活発で、注目にあたいする。フォーラムには、各国の認証企業の経営者等にインタビューすることができた。また、現在、台湾では会社法改正作業が進んでいるが、法律事務所の弁護士と話ができたことにより、ベネフィット・コーポレーションの規定をいれるべく活動していることや、改正状況をしることができた。帰国後は、各国におけるバックグラウンドとなる状況(社会的企業を支援するような法律があるか等)を調べるなどして、Bコーポレーション認証取得企業数との関係を考察した。認証企業の経営者層や政府の姿勢の違いが日本における認証取得企業数の伸び悩みにつながっているものと思われる。現在、日本で認証を取得した企業や、Bコーポレーション認証に興味を持って調べている経済産業省、研究者等にコンタクトをとっているが、なかなか連絡がとれず、意見交換等が出来ない状況が続いている。今後もあきらめずにコンタクトは継続していく予定である。予定していたアメリカ各州のベネフィット・コーポレーションの規定の比較ができなかった。今年度もAsia Forumが開催されれば参加し、引き続きアジアの認証取得状況を調査し、インタビュー等も継続していく予定である。

認証取得企業の研究については、そのほか、ヨーロッパ(特にフランスやドイツ)も対象にする予定である。これらの国では、ベネフィット・コーポレーションは法定されていないが、独自の法制が展開されているようなので、それらも研究の対象とする。アメリカにおけるベネフィット・コーポレーションの形態について研究する。わが国において会社の目的を営利とすることと、ベネフィット・コーポレーション制度の導入やBコーポレーションの認証の取得が矛盾しないかの検討をする。更にベネフィット・コーポレーション等をSDGsの側面から研究していく予定である。科研費の利用が初めてのため、わからないことが多く、うまく使用することができなかった。今後は当初計画していたところに沿って使用するとともに国内の意見交換やインタビュー、海外でもフォーラムにも積極的に参加していく予定である。図書及び物品の必要な購入をあまりしておらず、海外での調査などもほとんどできなかったため。
分散形エネルギー源の大量導入と電力系統の安定性を両立する自励式電力変換器制御

自然エネルギー利用電源の導入を行いつつ電力系統の安定性を維持するため、それら電源に使われる電力変換器の出力電圧を微調整して電源間の出力電力のバランスを実現し、電力系統の安定性を向上する方法を提案した。その有用性を確かめるために、自然エネルギー利用電源を積極的に活用した小規模電力系統モデルを対象に詳細なシミュレーションを行った結果、負荷変動に対して周波数と電圧の変動を同時に抑制可能なことを確かめることができた。太陽光など自然エネルギーを利用した分散電源の導入拡大につれて,従来方式の位相同期形インバータを用いてこれらを多数台連系するとき,同期化力の低下を招いて周波数の変動が大きくなることが懸念される。これに対して,分散電源に用いられるインバータの高い制御性を利用し,その出力電圧の位相を意図的にシフトすることで,電源間の有効電力の授受を実現して周波数変動を抑制できることを,マイクログリッドの簡単なモデルを用いてシミュレーションにより確かめることができた。また,単一の制御ゲインの調整によって簡単にその制御性能を調整することができた。制御性能と必要なインバータ容量はトレードオフの関係にあるため,両者の長短を考慮して自励式電力変換器自身で貢献度を加減できるという提案手法の特徴を立証できた。さらに,その位相制御と同時に出力電圧の振幅を調整して,無効電力の授受を行う方法を提案し,分散電源の無効電力出力を抑制したり,またマイクログリッドの負荷端子電圧の制御にも応用できることをシミュレーションで確認することができた。その他,システムパラメータの変化が制御効果に及ぼす影響についても評価を行うことができた。そして,これらの結果の一部を国内学術会議において発表した。以上のインバータ制御に関する検討結果は,次年度以降,具体的な自然エネルギー利用電源へと適用を進めていく。そのための準備として,太陽電池と蓄電池を提案インバータ制御と組み合わせる方法についての基礎検討も完了した。また,実験環境に必要な設備及び測定環境も整えることができた。太陽光,風力等の自然エネルギー利用型分散電源の導入拡大につれて,従来方式の連系点電圧位相同期形インバータを用いてこれらを多数台連系するとき,電力系統の同期化力の低下を招いて周波数の変動が大きくなることが懸念される。これに対して,分散電源に用いられるインバータの高い制御性を利用し,その出力電圧の位相を適時微量にシフトすることで,電源間の有効電力の授受を実現して電力系統の周波数変動を抑制することを提案し,簡単な系統モデルでシミュレーションに基づきその基礎検討を進めてきた。提案している制御は,単一の制御ゲインの増減によって簡単にインバータの貢献度を調整できるところに特徴があるが,同時に併用する無効電力制御との干渉が生じる場合があった。そこで,一定の幅の下で貢献度を調整する場合においては,無効電力制御との協調を図ることができ,周波数変動抑制と電圧変動抑制の両立が可能であることをシミュレーションで確かめることができた。また,前年度からの課題であった,具体的な自然エネルギー利用電源へと適用した例として,太陽光発電システムの系統連系インバータの制御に適用する方法を示し,良好な制御効果が得られることをシミュレーションで示し,これらの成果の一部を研究会論文としてまとめて国際合同シンポジウムで発表した。そこで,一定の幅の下で貢献度を調整する場合においては,無効電力制御との協調を図ることができ,周波数変動抑制と電圧変動抑制の両立が可能なことを明らかにしたほか,具体的な自然エネルギー利用電源へと適用した例として,太陽光発電システムの系統連系インバータの制御に適用する方法を示し,良好な制御効果が得られることをシミュレーションで確かめた。最終年度では,提案制御の有用性が高いと考えられる小規模電力系統において,負荷や他電源の解列防止の観点から電圧制御の優先度が高いことを考慮して,制御性能の最適化を目指した研究を行い,目標とした範囲内への電圧変動抑制が可能となったことをシミュレーションで示し,これらの成果の一部を研究会論文としてまとめて発表した。提案制御方式の基礎的な内容について,対外発表を行って研究成果を外部に公表することができた。また,調査活動により,類似研究である仮想同期発電機に関する研究資料を収集し,本研究の独自性が単一制御ゲインによるインバータ貢献度の独自調整機能にあることを確認することができた。同時に,インバータ制御技術に期待が寄せられていることも確かめられた。さらに,2年目に取り組む予定であった具体的な自然エネルギー利用電源への適用例について,太陽光発電システムを例にとり,様々な条件下でシミュレーションを行って検証を済ませた上で,これについても対外発表を行うことができた。

以上,最終年度での研究成果の充実とその後のとりまとめに向けて,研究資料の充実とこれまでの成果の公表が実現し,おおむね当初の目的を達成することができた。電力システムへのパワーエレクトロニクス応用提案制御方式のインバータ側のシミュレーション検証について一定の成果を得られたため,今後は提案制御を搭載したインバータが電力系統内に散在した場合の周波数変動抑制効果について,電力系統側の立場から検証を行う。その際,提案制御方式のインバータが連系された負荷ノードが,電力系統側から如何に見えるか,また,小規模外乱に対して如何に振る舞うかが重要な課題となる。そこで,簡単な模擬実験も行いながら,提案制御がもたらす制御効果の評価を行い,電力系統の安定性向上に貢献しうるインバータ電源の制御方式について本研究の成果とりまとめを行う計画である。まず,解析環境を整え,提案する電圧位相制御による同期化力向上法のシミュレーション検証を実施することができ,国内会議においてその成果をまとめて発表することができた。ただし,検討を進める中で,制御の過渡的な振る舞いについての評価も重要であることがわかり,今後の新たな課題として検討することにした。また,提案するインバータ制御で前提となるエネルギー源の担保の方法について,太陽電池と蓄電池とを提案制御に組み合わせる方法についての調査並びに基礎検討ができた。以上の2点は,本研究計画における主たる3つの研究課題のうち,初年度に取り組む計画であった2課題についての一定の成果であり,おおむね当初の目的を達成することができた。電力系統解析用ソフトウェアの無償公開が次年度初頭に予定されている情報を得たため,これによって電力系統側から見た制御効果の評価を行った上で研究成果発表を行う方が,信憑性を高く評価されることと考えた。これにより,物品費および旅費において次年度使用額が生じた。今後は,当初計画通り,種々の系統条件下における提案制御の有用性評価と,模擬実験による制御系のハードウェア検証,続いて従来の連系点電圧位相追従方式や,提案制御と類似した制御効果が期待できる仮想同期発電機制御とのシミュレーションによる比較検討などを課題として考えている。また,今年度の研究過程で課題として浮かび上がった,提案制御の過渡的な振る舞いの検討とその評価についても取り組む予定である。そして,提案制御がもたらすと期待される制御効果の評価手法についても,その検討に着手する。電力系統解析用ソフトウェアを使用する環境を充実し,解析補助を依頼するための謝金に充てる計画である。また,インバータ制御についての妥当性と変換回路技術者や分散電源技術者らと提案制御についての議論を行う目的で,広く研究成果の公表を行う計画である。