hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
持続型社会に適した超軽量合成構造におけるボルト接合部の力学特性解明

本研究は,繊維強化樹脂(FRP)形材と鋼板を用いたハイブリッド構造物に対して,長期の経過観察を踏まえた構造実験と数値解析を通して,そのボルト摩擦接合部の耐力と設計用資料を蓄積することを目的としている。接合部のボルトに張力計測用ゲージを埋め込み,ボルト張力を軽鎖臆した結果から,長期の軸力変化特性とその低減方法・推定方法を明らかとした。また接合部材の引張試験より,滑り係数や耐力を明らかとし,鋼板に摩擦面処理(ブラスト処理)を施すことで鋼構造で基準とされている摩擦係数0.45を確保できることを明らかとした。さらにそれらの有限要素解析を行い実験シミュレーションを行った。FRP形材と鋼ガセットプレートとを用いた接合部に対して長期ボルト軸力モニタリングを行い,張力低下を定量的に評価するための実験結果を引き続き収集した。具体的には,ボルトの軸部に歪ゲージを埋め込みボルト張力を精度よく計測できるよう加工したM20ボルトとブラスト処理された鋼板,板厚6.3mmのGFRP形材によるボルト接合部を対象として,座金の大きさ2種類(40および56mm),座金の厚さ4種類(無し,4.5,6,および9mm)締め付けトルク値(60,150,300および475N.m)とした試験体についてボルト軸力モニタリングを行った。結果として,面積が大きく厚い座金を用いることで張力低下が改善されることや,50年後の予測として50%程度まで張力が低下すること,大型の座金を用いることで10%程度の改善が見込めることを明らかとした。FRP形材と鋼材ガセットを用いたハイブリッド構造高力ボルト摩擦接合部の長期接合部耐力の変化を明らかとするため,ボルト締め付け後,三カ月における接合部引張および圧縮載荷実験を行い,耐力・破壊性状を分析した。一カ月の養生期間中は長期軸力として30kNおよび60kNを導入し続け,接合部のクリープ性状も同時に観察した。結果として,部材としてのクリープは生じないこと,養生期間を設けることでボルト張力は低下するものの摩擦係数は0.45以上の大きな値が得られ,従来,支圧接合設計されていたこの種の合成構造において,摩擦耐力も期待できることを明らかとした。実験を実施した接合部周辺の有限要素解析を行い,実験結果より得られたボルト張力の低下の傾向と,各種座金を用いた場合のFRP材の締付応力の大きさについて分析し,実験結果と解析結果の対応関係が得られた。具体的には,ボルトの軸部に歪ゲージを埋め込みボルト張力を精度よく計測できるよう加工したM16およびM20ボルトとブラスト処理された鋼板,板厚6.3mmのGFRP形材によるボルト接合部を対象として,座金の大きさ2種類(高力ボルトセットに標準添付の座金と大型座金(M16の場合は46mm,M20の場合は56mm),大型座金の厚さ3種類(無し,4.5,および9mm)締め付けトルク値(M16の場合は100と300N.m,M20の場合は60,150,300および475N.m)とした試験体についてボルト軸力モニタリングを行い,昨年度までの計測結果に加えて多くの実測データを取得した。結果,面積が大きく厚い座金を用いることで張力低下が10%程度改善すること,将来の低下量の予測が可能となることを明らかとした。同上のハイブリッド構造高力ボルト摩擦接合部の長期性状を明らかとするため,施工後1-3カ月における接合部引張および圧縮載荷実験を行い,耐力・破壊性状を分析した。養生期間中は長期軸力として30kNおよび60kNを導入し続け,接合部のクリープ性状も同時に観察した。結果,部材としてのクリープは生じないこと,養生期間を設けることでボルト張力は低下するものの摩擦係数は0.45以上の値が得られることを明らかとした。これらを踏まえ,従来,支圧接合設計されていたこの種の合成構造において,摩擦耐力も期待できることを明らかとした。実験を実施した接合部周辺の有限要素解析を行い,実験結果と解析結果の対応関係が得るとともに,解析より得られたFRP材の応力分布を用いてボルト軸力の低下傾向を推定する実験式を構築した。FRP形材と鋼ガセットプレートとを用いた接合部に対して長期ボルト軸力モニタリングを行い,張力低下を定量的に評価するための実験結果を収集した。

具体的には,ボルトの軸部に歪ゲージを埋め込みボルト張力を精度よく計測できるよう加工したM20ボルトとブラスト処理された鋼板,板厚6.3mmのGFRP形材によるボルト接合部を対象として,座金の大きさ2種類(40および56mm),締め付けトルク値(60,150,300および475N.m),さらに締め付け工程として1次締めの後1時間,6時間を経過させた試験体についてボルト軸力モニタリングを行った。結果として,面積の大きい座金を用いることで張力低下が改善されることや,50年後の予測として50%程度まで張力が低下することを明らかとした。FRP形材と鋼材ガセットを用いたハイブリッド構造高力ボルト摩擦接合部の長期接合部耐力の変化を明らかとするため,ボルト締め付け後,一カ月における接合部引張載荷実験を行い,耐力・破壊性状を分析した。一カ月の養生期間中は長期軸力として30kNおよび60kNを導入し続け,接合部のクリープ性状も同時に観察した。結果として,部材としてのクリープは生じないこと,一カ月程度の養生期間を設けることでボルト張力は低下するものの摩擦係数は0.7程度の大きな値が得られ,従来,支圧接合設計されていたこの種の合成構造において,摩擦耐力も期待できることを明らかとした。実験を実施した接合部周辺の有限要素解析を行い,実験結果より得られた荷重変位関係との同定を行うことができ,接合部のパラメトリック解析環境を整えることができた。(1)FRP形材と鋼ガセットプレートとを用いた接合部に対する長期ボルト軸力モニタリング試験として60体を超える試験体を行うことができ,張力低下を定量的に評価するための実験結果が収集できたこと,(2)長期軸力を導入したFRP形材と鋼材ガセットを用いたハイブリッド構造の高力ボルト摩擦接合部の変化観察および曝露後三カ月における接合部引張載荷実験に関する試験を行うことができ,摩擦係数,耐力,破壊性状を明らかにできたこと,また,(3)接合部のパラメトリック数値解析モデルの構築を行い,ボルト張力の低下傾向と解析から得られる締付応力との対応関係が確認できたことから,おおむね順調に進展させることができたと考える。(1)FRP形材と鋼ガセットプレートとを用いた接合部に対する長期ボルト軸力モニタリング試験として30試験変数,約50試験体を行うことができ,張力低下を定量的に評価するための実験結果を収集できたこと,(2)長期軸力を導入したFRP形材と鋼材ガセットを用いたハイブリッド構造高力ボルト摩擦接合部の変化観察および一カ月における接合部引張載荷実験について4試験変数,8試験体を行うことができ,摩擦係数,耐力,破壊性状を明らかにできたこと,また,(3)接合部のパラメトリック数値解析モデルの構築ができたことから,おおむね順調に進展させることができたと考える。FRP形材と鋼ガセットプレートとを用いた接合部の長期ボルト軸力低下モニタリングについては,FRP材の板厚も変数とした実験を行うとともに,実験結果と解析結果の対応関係より,ボルト張力低下量を予測する手法を検討する。FRP形材と鋼材ガセットを用いたハイブリッド構造高力ボルト摩擦接合部の長期接合部耐力の変化については,本年度得られたボルト張力低下を改善した締め付け方法を採用した接合部について,その耐力への影響を分析する。有限要素解析では,FRP材特有の直交異方性と剪断強度を加味した材料非線形解析を行い,FRP/鋼ハイブリッドボルト接合部の破壊メカニズムについて分析する。FRP形材と鋼ガセットプレートとを用いた接合部の長期ボルト軸力低下モニタリングについては,鋼材面の摩擦面処理方法やFRP形材の板厚をパラメータとした追加実験を行い,張力低下を定量的に評価するための実験結果を収集と張力低下を改善するための手法について分析を行う。
光照射による機能切換が可能な金属製生体材料表面の創製

熱処理や光照射によって,生体不活性な酸化物を生体活性に,生体活性な酸化物を生体不活性にできるか検討した。純Zr表面に湿式合成したZrO2膜の表面状態は,熱処理や光照射に敏感ではなかった。一方,純Ti表面に湿式合成したTiO2膜では,熱処理によって表面の水酸基密度を低下させることができた。逆に,紫外光を予備照射することで擬似体液中でのアパタイト析出を促進することもできた。これは,生体活性の回復に相当する。また,紫外光の連続照射によって,表面の帯電状態を制御できる可能性も示された。このように湿式合成されたTiO2では,光照射を機能切換えのトリガーとして利用できることが示唆された。純Zrに0.7 M H3PO4水溶液中で,直流電源を用いて30 V印加し,陽極酸化処理を施した。引き続き,テフロン容器中で1 M NH3水溶液に浸漬し,180 °C-12 hの水熱処理を施した。一部の試料は,大気中で400 °C-1 h, 5 hの熱処理を施した。陽極酸化処理後,表面生成物のXRDプロファイルには,単斜晶ZrO2,正方晶ZrO2のピークが確認された。水熱処理を施すと単斜晶の回折ピークのみシャープになった。熱処理を施すと,さらに単斜晶のピークがシャープになり,結晶性が向上した。このZrO2膜にHanks溶液中で紫外光を照射すると明瞭に光電流が発生した。光応答性を有しているが,光電流の大きさはTiO2のそれに比べ,1/101/100程度であった。純Zr表面に湿式合成したZrO2膜表面のアパタイト形成能は,熱処理や光照射に敏感ではなかった。また,熱処理によって結晶性を高めたTiO2では,紫外光の連続照射によって,擬似体液中でのアパタイト形成が完全に抑制された。これは表面の帯電状態を制御できる可能性を示している。このように湿式合成されたTiO2では,熱処理を最適化することにより,光照射を機能切換えのトリガーとして利用できることが示唆された。工業用純チタンをH2O2/HNO3混合水溶液に浸漬し,表面にTiO2ゲル膜を合成した。その膜にNH3水溶液を用いた180°C-624 hの水熱処理を施し,アナターゼ型TiO2膜を合成した。さらに,大気中で200600°Cの熱処理も施した。XRDピークの半値幅より推定したTiO2の結晶性は,12 hの水熱処理で著しく高まり,処理時間を24 hに延長しても大きく変化しなかった。熱処理後も大きな変化は観察されず,12 hの水熱処理で十分に結晶化されることが明らかとなった。化学処理後はスポンジ状を呈し,水熱処理後は立方体状の結晶に覆われた。表面の濡れ性はアパタイト形成,骨伝導,細胞の接着・増殖に影響を及ぼす。表面形態に大きな差異がない場合,水滴接触角は表面の水酸基密度の影響を受ける。接触角は水熱処理の時間増加と共に大きくなる傾向が観察された。ポスト熱処理では,温度上昇と共に接触角はわずかに小さくなる傾向が認められた。また,水熱処理後,300°Cで等温保持した場合,接触角は初期に小さくなり,その後大きくなった。このようにTiO2の表面形態,水酸基密度などの表面状態を水熱処理とポスト熱処理で変化させることができた。また,酸化物薄膜の光吸収スペクトルを測定する装置を構築した。小型ファイバ光学分光器と重水素タングステンハロゲン光源を光ファイバで連結し,適切なレンズ口径を選択することで,金属表面の薄膜酸化物,石英ガラス上の薄膜酸化物の光吸収スペクトルを測定することが可能となった。これにより,合成した酸化物膜の光学特性が定量的に評価でき,光化学反応の詳細な解析が可能となる。酸化物膜の水熱合成とそのキャラクタリゼーション,ポスト熱処理,酸化物膜の光学特性の把握を予定していた。いずれも,概ね予定通り遂行できた。TiO2膜の光学特性,光化学特性を詳細に調査するため,予定には入れていなかったゾル・ゲル法によるガラス基板上へのTiO2膜の合成を行った。

そのため,純Zr表面へのZrO2膜の合成は次年度に行うこととした。これは光吸収スペクトル測定装置を汎用性,発展性の高い構成にするために必要な措置であった。ZrO2の合成には,それほど時間を要さないことから,本研究の全体の予定に支障は全くない。遂行した実験では,想定していた結果が得られており,研究は順調に進んでいると判断している。水熱処理,ポスト熱処理によって表面状態を変化させた酸化物膜にXeランプ,Hgランプを用いて光を照射した後,擬似体液(SBF,例えばHanks溶液)に所定の時間浸漬する。重量測定によりアパタイトの析出量を定量的に評価する。さらに,マスクあるいは光ファイバーを用い,試料の一部に光照射を行い,局所的に水酸基密度を増加させ,その操作がSBF中のアパタイト析出に反映されるか確かめる。可視光応答性の付与と光化学反応の鋭敏化のため,ペロブスカイト型ATiO3膜を合成した後,A元素をリーチングし,Ti表面にTiO2-ATiO3複合膜を構築する。また,表面状態を変化させた酸化物膜上に細胞(例えば,線維芽細胞L929,骨芽細胞様細胞MC3T3E1)を播種し,所定の時間経過後,表面の被覆率ならびに細胞形態の観察を行う。さらに,可視光応答性を有する膜が得られた場合,細胞の播種後,単色化した可視光を照射する。これにより細胞の接着・増殖・剥離挙動に及ぼす光照射の影響を明らかにする。上記のTiをZrに置換し,同様の検討を行う。最後に,金属製生体材料表面の光照射による機能ON/OFF切換を体系化すると共に,各種生体材料への応用・展開における課題を抽出し,本研究課題を総括する。研究費は主に,1インキュベータ周囲の装置整備,2光源関連,3細胞関連に使用する。具体的には,SBF浸漬試験と細胞試験の割合が比較的大きく,また,重要であるので,1においてSBFの自動定量交換システムや光ファイバによる光源の引き込み部を構築する。2では,電気化学測定用装置,光吸収スペクトル測定装置,光照射装置,それぞれにXeランプや重水素ランプを購入する。また,細胞実験関連では,ウェルプレートや血清等,非常に多岐にわたる消耗品,試薬が必要であり,これらを揃える。また,得られた成果に関しては,国内の学会で2回,アメリカで開催される国際会議で1回,研究発表を予定している。
抗腫瘍活性を志向した中国産植物成分の化学的研究

中国科学院昆明植物研究所との共同研究により中国の民間薬の植物の調査を行ない、イチイ科植物に関してはTaxus chinensis、他の植物資源としてErigeron breviscapus,Cupressus torulosa D.Don(Cupresaceae)、Isodon(Rabodosia)yunannisisを対象植物として取り上げた。Taxus chinensisについてはエキスの中酸性部につきHPLCをはじめとする各種クロマトグラフィーを繰り返し化合物を純品として単離し、高分解能核磁気共鳴法をはじめとする各種スペクトルにより立体配座をも含めた精密な構造解明を行なった。その結果50種以上のジテルペノイドの単離に成功し、35種についてはtaxolを含む既知化合物であったが、15種については新規化合物であると判明した。15種のうち5つは従来型の6-8-6員環システムを有するtaxoid骨格であったが、8種はその転位型の5-7-6のabeotaxane骨格であり、さらに各1種ずつの5-6-6、6-10-6員環の興味ある化合物が得られた。化学変換による抗腫瘍活性物質の開発研究にも取り組んだ。まず、天然由来の非活性化合物を活性発現に必須といわれているβ-フェニルイソセリン部を持つ化合物へと変換し、また人工設計制癌剤としての単純化化合物を合成した。さらに中国産植物から興味あるスピロオキセタン骨格を持つ天然物cleroindicin Aが報告されているが、この全合成と活性が期待される化合物への化学変換を行なった。中国科学院昆明植物研究所の協力を得て中国における民間薬の情報とそのルーツとなる植物の調査、並びに分布、生育状況の調査を行なった。イチイ科に関しては代表的な中国産の種であるTaxus chinensis,Taxus chinensis ver.maireiとTaxus yunnansisに関する化学的研究を続行し、天然由来の新規癌治療薬の発見、開発、並びに有効な制癌活性を持つtaxol類縁体の量的確保の解決を検討した。他の研究対象として中国伝承薬の原植物でもある燈盧花、Erigeron breviscapus,さらには米国NCIによってそのエキスの抗腫瘍活性が注目されているCupressus torulosa D.Don(Cupressaceae)、そして中国では抗ガン作用があると伝えられている民間薬の原植物であるIsodon(Rabodosia)yunannisisを取り上げた。植物成分として単離した既知化合物は標品と同定し、新化合物については核磁気共鳴法等のスペクトル的手段を用いて構造決定を行なった。Taxus chinensisnからは新骨格のジテルペノイドの単離と量的確保を行い、化学変換による抗腫瘍活性が期待される化合物への変換を進行中である。Erigeron breviscapusについては成分単離と構造決定をほぼ終了し、活性試験につき検討中で、13種以上の化合物が単離され、そのうち一種が新化合物であった。4種の化合物については本属の植物からの単離は最初であった。
離島地域における野菜の生産と市場対応に関する研究

調査対象離島(4か所)の野菜生産と市場対応に関して次のような項目を調査し現状分析を行った。野菜生産に関して:土地利用(地域全体,調査対象農家)、労働力と機械化(地域全体,調査対象農家),野菜の栽培方法と栽培品目(地城全体,調査対象農家)市場対応に関して:自給的野菜(地域全体,調査対象農家),野菜の商品化率,広城流通(果外出荷)の市場対応,地域流通(県内の他の農業地域への出荷)の市場対応、地場流通(農業地城内への出荷)の市場対応以上の現状分析により各調査対象離島の野菜生産と市場対応の特徴を明確にした。まだ最終的な結論ではないが、離島における野菜生産と市場対応に関する共通した問題点の一部をあげると次の通りである。野菜生産との関連では:さとうきび作との複合経営の場合にはさとうきび作業(特に収穫作業)の省力化が野菜生産の充実拡大と重要な関連性がある。家畜が少なく、地力維持のための堆厩肥の確保が困難である。市場対応との関連では:品目の拡大,品質の向上,安定出荷体制の確立,少量販売体制の確立,等がある。成果報告書では、以上のような検討結果をふまえて、今後の離島における野菜生産と市場対応のあり方をまとめたい。
Annexin A2を分子標的にした新規抗TNF療法の開発

TNF-αを産生するADAM17は、その活性化に介在蛋白としてAnnexin A2が必要であることを見出した。Annexin A2遺伝子改変マウス(Annexin A2-/-マウス)を作製し、炎症性腸疾患(実験腸炎)モデルにおいて、Annexin A2の果たす役割を検討しようとした。Annexin A2-/-ES細胞を偽妊娠C57Bl/6雌マウス子宮に移入し、キメラマウスを得たが、精巣や子宮付属器の発育が悪く、ノックアウトマウスを作製することができなかった。Annexin A2は、生殖器の発育に関与していることが明らかになった。抗TNFα抗体療法はIBD治療の根底を変えたが、無効例の存在などが問題になりつつある。申請者らは、最近、II型膜蛋白(C末が細胞外)である前駆体からTNF-αを産生するADAM17(TNF-α転換酵素;TACE)は、I型膜蛋白(N末が細胞外)のEGFリガンドをも切り出す不思議な事実に注目し、ADAM17のTACE活性には、介在蛋白としてAnnexin(ANX) A2が必要であることを見出した。本研究では、ANX A2の阻害はTNFα産生を減らし、EGFリガンド産生を増やす事実を、ANX A2ノックアウトマウスで検証する。そのために、まずANX A2ノックアウトマウス作製し、実験腸炎マウスモデルにてANX A2阻害の抗炎症効果を検討したい。ANX A2ノックアウトES細胞をEUCOMMから購入後、細胞培養X A2ノックアウトES細胞の数を増やし、胚盤胞にインジェクションし、偽妊娠C57Bl/6雌マウス子宮に移入し、キメラマウスを得た。さらに交配させ、ヘテロマウスを作製しようとしたが、妊孕性がなく得ることができなかった。キメラマウスを屠殺、解剖すると、精巣や子宮付属器の発育が非常に悪く、さらに交配し、ヘテロマウスを得るには不可能な生殖器の発育不良の状態であった。ANX A2は、生殖器発育にかかわる遺伝子だということが明らかになった。次に、ANX A2がIBD患者において疾患活動性バイオマーカーとしての有用性を検討する。血清中、尿中ANX A2測定系を構築するため、質量分析を利用しての測定系構築。共同研究者である愛媛大学東山教室でコムギ胚芽無細胞蛋白質合成法を利用した試験管内蛋白質合成システムで、ANX A2リコンビナント蛋白を合成後、ANX A2を特異的に検出できる10種のペプチドを決定した。今後、IBD患者において疾患活動性バイオマーカーとしての可能性を検討していく。リード化合物からANXA2とADAM17の結合部位を阻害する候補薬剤の絞り込みができておらず、さらにリード化合物を増やすために薬剤提供先を探している。また、ANX A2+/ーマウスは妊孕性の問題もあるようで、ANX A2-/-マウス作製に時間がかかっている。消化器内科引き続きalpha screensystemw使って候補化合物を特定する。ANX A2-/-マウス作製のため、人工受精手技等を使い、樹立に向けさらに検討していく。ANX A2蛋白の炎症性腸疾患に対しての炎症増悪への関与を明らかにするために、ANX A2-/-DSS腸炎モデルでの候補低分子化合物での抗炎症効果を検討する。T細胞移入惹起モデルでの検討も行うためANX A2-Rag2ダブルノックアウトマウスの樹立も進めていく。約9000種類の低分子リード化合物から、ANX A2とCRの結合を抑制する候補薬剤をAlphaScreensystemを使用し探索中であり、候補化合物を特定するのに時間を要する。また、ANX A2蛋白の炎症性腸疾患における炎症惹起および増悪への役割を検討するため、ANX A2-/-マウス作製中である。現在、ANX A2ヘテロ+/-マウスは、作製されているが、ヘテロマウスの妊孕性の問題でノックアウトマウス樹立に時間がかかっている。ヘテロマウスを繰り返し作製し妊孕性の高い系のノックアウトマウス樹立を目指す。候補薬剤スクリーニングに時間がかかっていて、スクリーニングに使用する予算が必要である。また、ANX A2-/-ノックアウトマウス作製に妊孕性の問題で時間がかかっており、人工授精等による新たな手法でのマウス作製に予算が必要。引き続きAlphaScreensystemを使用し候補化合物を特定していく。ANX A2蛋白の炎症性腸疾患における炎症惹起および増悪への役割を検討するため、ANX A2-/-マウスDSS腸炎(潰瘍性大腸炎)モデルでの、候補低分子化合物の抗炎症効果の解析を行う。現在、ANX A2ヘテロ+-マウスは、作成されており、ノックアウトマウス作製中である。ANX A2-/-

マウスが完成すれば、DSS腸炎(潰瘍性大腸炎)モデルでの炎症の抑制の可否を野生型マウスと比較検討する。また、候補薬剤が得られれば、候補薬剤が腸炎モデルで、抗炎症効果を発揮するかどうかの検討を行っていく。また、T細胞移入腸炎惹起(クローン病)モデルの実験を行うため、ANX A2ーRag2ダブルノックアウトマウス作製を行っていく。候補薬剤スクリーニング予算およびANX A2-/-ノックアウトマウス樹立さらにはANX A2-Rag2ノックアウトマウス作製のための予算として使用する。候補薬剤スクリーニングに時間がかかっており、スクリーニングに使用する予算が残っている。また、ANX A2-/-マウス作製中である。現在、ANX A2ヘテロ+/-マウスは、作製されているが、ヘテロマウスの妊孕性の問題でノックアウトマウス樹立に時間がかかっている。ヘテロマウスを繰り返し作製し妊孕性の高い系のノックアウトマウス樹立を行っている状態。ANX A2ーRag2ダブルノックアウトマウス作製のための予算として差額が生じている。候補薬剤スクリーニング予算およびANX A2-/-マウス樹立完成後、引き続いてANX A2ーRag2ダブルノックアウトマウス作製のための予算として使用する。
C型肝炎ウイルスの母子感染に関する研究

1.C型肝炎ウイルス(HCV)の母子感染成立の要因に関する検討出産時の母親の血中HCV量と母子感染成立との関連の有無について前向き調査により見い出された51例のHCVキャリア妊婦(このうち3例が感染成立例)を対象とし調査した。出産前後3日以内に採取された血清を用いて、bDNA法によるHCV RNA量およびEIA法によるコア蛋白量により血中HCV量の測定した。感染成立例の母親の出産時の血中HCV量はいずれも高い値を示しており、出産時の母親の血中HCV量が感染成立を左右する重要は要因の1つであることが確認された。また、母乳哺育と母子感染成立との関連の有無についても調査を行ったが、両者に関連が認められなかった。2.HCVキャリアの母親から生まれた児の追跡調査母子感染によりHCVに感染した児10例(C型肝炎ウイルスキャリア妊婦を起点とした前向き調査により見い出した8例および生後12カ月未満にHCVに感染していることが判明した児の家族調査により母子感染が強く疑われた児2例)を対象とし、定期的な血液採取を行い、採取が可能であった時点での児の血中HCV RNAの検出を試みた。3例が経過中血中HCV RNAが陰性となりキャリア状態からの離脱の可能性が示唆され、7例は観察最終時点で血中HCV RNAが検出されHCVの感染の持続が確認された。一方、HCVキャリアの母親から生まれた児のうち生後6カ月の時点で血中にHCV RNAが検出されなかった児を対象とし、生後12カ月目(70例)および生後18カ月目(15例)の時点で血中HCV RNAの検出を試みたが、いずれの時点でも全例陰性であった。以上の追跡調査により、1)母子感染例の中にはHCVキャリア状態からの離脱する児も存在すること、2)また生後6カ月以降の新たな感染はほとんどないことが明かとなった。
イオン照射による磁束量子動力学法の実験的検証

本年度は、昨年度までに開発した磁束量子動力学シミュレーションコードに格子ガスオートマトン法における粒子移動のルールを適用することにより、計算の高速化を行なった。これによりCPU時間を約1/10と大幅に短くすることができた。さらに改良後のコードを用い、アキシャル型超電導磁気軸受における回転損失(回転数劣化)のシミュレーションを行ない、回転損失の重イオン照射量、浮上ローター不整磁場振幅、ローター回転数に対する依存性を調べた。この結果、回転損失が重イオン照射量に対して指数関数で減少することが分かった。このことより、超電導磁気軸受の回転損失抑制手法として重イオン照射が有効であることを世界で初めて示すことができた。また、回転損失が浮上ローター不整磁場振幅、ローター回転数の2乗に比例して増大することも分かった。また、日本原子力研究所高崎研究所重イオン照射設備TIARAにおいてYBCO高温超電導バルクの重イオン照射実験を行なった。さらに照射後のTBCOバルクを用いた永久磁石の磁気浮上力の時間減衰量を測定し、減衰量の重イオン照射量依存性を調べた。この結果、重イオン照射量の増加とともに、浮上力劣化の抑制が大きくなることが明らかとなった。このことは改良型磁束量子動力学シミュレーションによる結果と一致しており、シミュレーション法の妥当性が示された。また今回の実験では永久磁石の回転実験は行なえなかったが、4月に導入される超電導磁気軸受装置を用い、重イオン照射による回転損失の抑制測定を行ない、回転損失に関する磁束量子動力学法の検証を行なう。高温超電導体に高速中性子や重イオンを照射することによる照射欠陥が新たなピンニンクセンタとなることは良く知られており、特に重イオン照射による円柱状ピンニングセンタは、電子顕微鏡などを用いた観察によりそのサイズ・角度・分布などの情報を把握するのが比較的容易である。またそのピンニング力は、一般に点欠陥などの他のピンニングセンタによるピンニング力を無視できるほど充分に大きい。以上のことから、重イオン照射を施した超電導体のピンニングセンタを観察してそのデータを磁束量子動力学シミュレーションにおけるインプットデータとし、数値解析結果を臨界電流密度Jcなどの測定結果と比較検討することは、磁束量子動力学法の定量的確立を実現する上で非常に有効であると考えられる。そこで本年度としては、まず、磁束量子動力学シミュレーションコードの高速化を目的とし、セル化に基づく本コードの改良を行なった。次に改良後の法を用い、照射ピンニングセンタのサイズ・角度・分布をパラメータとしたシミュレーションを実施し、照射ピンと高温超電導体の諸特性との相関関係を調べた。この結果、ピンニングセンタの配置を三角格子状にした場合の臨界電流密度Jcは、ピンニングセンタ配置をランダム状にした場合に比べて24倍程度増加するという、実験事実として知られているピーク効果に一致する結果を得ることができた。
ガスソース分子線エピタキシーによる強磁性二次元電子の量子伝導研究

LaドープEuTiO3薄膜の高移動度化に取り組んだ。これまで、EuTiO3より格子定数の小さなLSAT基板上にガスソースMBEにより高移動度のLaドープEuTiO3薄膜の成功し、これまでの移動度の低いPLD薄膜では観察できなかった磁化に比例しない異常ホール効果を見出して報告してきた。2018年度は、格子定数のミスマッチのないSrTiO3基板上への高温成長によって量子伝導観察可能な移動度1000cm2V-1s-1を超える薄膜の成長条件の最適化を行った。EuTiO3の成長は還元条件でないと、異相のEu2Ti2O7の析出が避けられない。そのため、通常はEuTiO3と基板のSrTiO3から酸素が還元されることにより膜にも基板にも電子がドープされてしまいキャリア量の制御が困難であった。そこで、EuTiO3層の上に同じペロブスカイト構造で酸化条件でも構造が安定なSrTiO3をキャップ層として積層した後に、オゾンガスによるポストアニールで酸素欠損を完全に埋めることに成功した。このプロセスの確立によってLaドープによる電子ドープの範囲が10^18から10^20cm^-3で、移動度が10003200cm2V-1s-1の薄膜が再現性良く得られるようになった。それら全ての薄膜で2 K以下でシュブニコフドハース振動の明瞭な観察が出来るようになった。また、第一原理計算の結果と合わせるとその伝導電子は完全にスピン偏極した2つのバンドを占有していることが分かった。このようにスピン偏極した伝導電子が量子伝導を示す例は他にほとんどなく、スピンと量子効果の相関を調べる理想的な系であり研究の発展が期待される成果を得ている。格子の歪みのない高移動度LaドープEuTiO3薄膜をSrTiO3基板上に作成するプロセスを確立し、磁気抵抗量子振動(シュブニコフドハース(SdH)振動)が様々な電子キャリア密度、膜厚の試料で観察できるようになった。SdH振動の温度依存性から電子の有効質量の見積が可能である。その結果、LaドープEuTiO3の電子の有効質量はキャリア密度の範囲で0.7meであることが分かった。この質量はSrTiO3の1.6meと比較して非常に小さい。EuTiO3とSrTiO3の伝導電子は同じチタンの3d電子バンドであるが、EuTiO3はEuの4fのスピン7/2との交換結合の影響を受けて有効質量が軽くなるのは直感に反している。そこで、この電子を詳細に調べるために第一原理バンド計算を行った。その結果、SrTiO3に比べて3dバンドの2つの小さなフェルミポケットがEuの4fバンドによって大きく変調されて、有効質量が軽くなっていることが計算によって明らかにされた。さらに実験的にこの量子振動するバンドを調べるために、印加磁場の角度を薄膜面直方向から平行方向に変化させてその振動周期の変化からフェルミ面の形状を調べた。この実験には薄膜の膜厚が電子のサイクロトロン半径(100nm程度)より大きくないと、薄膜表面で電子が散乱されて量子振動が観察できなくなってしまう。そこで、この角度依存実験のために膜厚500nmの試料を成長させて実験を行った。その結果、印加磁場方向が膜面に平行になってもSdH振動の振幅が減衰しないデータを得ることに成功した。一連の実験の進展は目標のスピン偏極電子の二次元量子伝導の実現に近づく成果になっている。LaドープEuTiO3の厚膜(100nm 500nm)の移動度は3000程度が最大値であることが昨年度までの研究で分かった。キャリア密度1018cm-3程度の薄膜の伝導電子の平均自由行程は約30nmでありこの距離はドープしたLaの平均間隔と同じオーダーである。従って、LaドープEuTiO3薄膜の移動度を律速しているのは、不純物散乱としてのLa原子の可能性がある。さらに移動度を向上させて、二次元化しても高移動度をたもった構造を目指すにはLaドープによるデルタドープ構造では成功しない可能性が高い。そこで、今年度からはドーピングの方法を変えた実験により高移動度二次元化の方向性を探ることにする。まず、La置換ではなく、Gd置換による電子ドーピングの実験を行う。Laドープの場合、Eu2+のサイトには元々4fに7/2スピンが存在していたがLa置換によってスピン0の欠陥を作ることになる。しかし、Gd3+はスピン配置がEu2+と全く同じためにスピン秩序、スピン散乱には置換により全く変化はないはずである。また、元素置換による電子ドープではなく、界面の電荷不整合による電子ドープで不純物散乱のない電子ドープを試みる。LaAlO3/SrTiO3やLaTiO3/SrTiO3界面で盛んに研究されている電荷不整合による電子ドーピングをGdTiO3/EuTiO3界面にも適用可能と考えて、GdTiO3/EuTiO3構造の成長に取り組む予定である。

2018年度は、格子定数のミスマッチのないSrTiO3基板上への高温成長によって量子伝導観察可能な移動度1000cm2V-1s-1を超える薄膜の成長条件の最適化を行った。EuTiO3の成長は還元条件でないと、異相のEu2Ti2O7の析出が避けられない。そのため、通常はEuTiO3と基板のSrTiO3から酸素が還元されることにより膜にも基板にも電子がドープされてしまいキャリア量の制御が困難であった。そこで、EuTiO3層の上に同じペロブスカイト構造で酸化条件でも構造が安定なSrTiO3をキャップ層として積層した後に、オゾンガスによるポストアニールで酸素欠損を完全に埋めることに成功した。このプロセスの確立によってLaドープによる電子ドープの範囲が10^18から10^20cm^-3で、移動度が10003200cm2V-1s-1の薄膜が再現性良く得られるようになった。それら全ての薄膜で2 K以下でシュブニコフドハース振動の明瞭な観察が出来るようになった。また、第一原理計算の結果と合わせるとその伝導電子は完全にスピン偏極した2つのバンドを占有していることが分かった。このようにスピン偏極した伝導電子が量子伝導を示す例は他にほとんどなく、スピンと量子効果の相関を調べる理想的な系であり研究の発展が期待される成果を得ている。格子の歪みのない高移動度LaドープEuTiO3薄膜をSrTiO3基板上に作成するプロセスを確立し、磁気抵抗量子振動(シュブニコフドハース(SdH)振動)が様々な電子キャリア密度、膜厚の試料で観察できるようになった。SdH振動の温度依存性から電子の有効質量の見積が可能である。その結果、LaドープEuTiO3の電子の有効質量はキャリア密度の範囲で0.7meであることが分かった。この質量はSrTiO3の1.6meと比較して非常に小さい。EuTiO3とSrTiO3の伝導電子は同じチタンの3d電子バンドであるが、EuTiO3はEuの4fのスピン7/2との交換結合の影響を受けて有効質量が軽くなるのは直感に反している。そこで、この電子を詳細に調べるために第一原理バンド計算を行った。その結果、SrTiO3に比べて3dバンドの2つの小さなフェルミポケットがEuの4fバンドによって大きく変調されて、有効質量が軽くなっていることが計算によって明らかにされた。さらに実験的にこの量子振動するバンドを調べるために、印加磁場の角度を薄膜面直方向から平行方向に変化させてその振動周期の変化からフェルミ面の形状を調べた。この実験には薄膜の膜厚が電子のサイクロトロン半径(100nm程度)より大きくないと、薄膜表面で電子が散乱されて量子振動が観察できなくなってしまう。そこで、この角度依存実験のために膜厚500nmの試料を成長させて実験を行った。その結果、印加磁場方向が膜面に平行になってもSdH振動の振幅が減衰しないデータを得ることに成功した。一連の実験の進展は目標のスピン偏極電子の二次元量子伝導の実現に近づく成果になっている。LaドープEuTiO3の厚膜(100nm 500nm)の移動度は3000程度が最大値であることが昨年度までの研究で分かった。キャリア密度1018cm-3程度の薄膜の伝導電子の平均自由行程は約30nmでありこの距離はドープしたLaの平均間隔と同じオーダーである。従って、LaドープEuTiO3薄膜の移動度を律速しているのは、不純物散乱としてのLa原子の可能性がある。さらに移動度を向上させて、二次元化しても高移動度をたもった構造を目指すにはLaドープによるデルタドープ構造では成功しない可能性が高い。
ベトナムにおける「伝統医学」の形成とその受容

本研究は、ベトナムにおける「伝統医学」が歴史的に形成されてきた過程と、現代ベトナム社会でどのようにそれが実践されているかを明らかにすることである。本年度は4月から8月までの前半はベトナム・ハノイにて現地調査を行った。調査の目的は、ハノイの第三国家文書館、つまり国立公文書館で1975年以降のベトナムにおける保健省の記録と、1946年以降南北ベトナムが統一するまでの北ベトナムの保健省の公文書を閲覧することであった。しかしながら、前年度の5月から突如予告なしに改修工事と目録整理が始まったため、閲覧は不可能なまま中断している。次年度の夏には必ず目録の整理が終わるとのことなので、閲覧が可能になった時点で作業を再開する予定である。調査期間中は、代わりにフランス植民地期に植民地政府が行った医療事業のうち、伝統医学および当時の伝統的医療活動に関する文書群を閲覧した。これらの文書群からは、フランス領インドシナにおける産婆についての資料を得ることができた。産婆のような伝統的「在来知」を植民地政府がいかに扱ったかを解明することで、ベトナム医療社会史の中の伝統医学のみならず、伝統的医療をめぐる制度・社会の変遷を具体的な辿ることのできる視点を得ることができた。なお、秋に日本へ本帰国して以降は、国際学会でこれまでの研究成果を発表した。学会でのパネル発表では、ベトナム伝統医学がこれまで中国や韓国の医療史における伝統医学を参照しながら近代史の中に位置づけられてきたのとは異なり、モンゴルという新たな視点が加わったことが、大きな収穫であった。本研究は、ベトナムにおける医療社会史研究に貢献するのみならず、中国由来の医学・西洋からの医学・在来の医学の三つが中国文化圏において鼎立し、それぞれのシェアが変動してきた諸地域との比較研究へ発展させることができる点において、大きな意義があるといえる。本研究では、1954年から90年代の医療政策における伝統医学の扱いに最も着目し、調査を進めてきた。しかし、平成22年春から突如ベトナムの公文書館で資料整理作業が始まり、未だ資料を閲覧できないでいる。当初の計画では資料を閲覧した上で一つの論文にまとめる予定であったが、このような事情があるゆえに、計画よりやや遅れている。本研究の目的は、ベトナムにおける、制度化された「伝統医学」の形成過程と、現代ベトナム社会での受容・利用の様相を明らかにすることである。本年度には修士論文に相当する博士予備論文を基に、幾つかの学会で発表し、東南アジア学会の学会誌に投稿した。投稿論文「ベトナム近現代史における伝統医学-『民族医学』の誕生」では、ベトナム近現代史において伝統医学の概念がいかに変遷してきたのかを整理し、その要因を探った。これは平成23年発行の学会誌に研究ノートとして掲載される予定である。加えて昨年(平成23年)秋からはベトナム・ハノイに渡航し、資料収集を進めている。まずフランス植民地期からの医療史を明らかにするために、複数の国家文書館や図書館などで資料にあたっている。並行して、1955年以降のベトナム語資料を蔵する国家第3文書館においても、現代史における伝統医療の取り扱いについての資料を収集している。全体の目録を閲覧者に公開しないこの文書館において研究を進める点には、新たな資料を発掘するという意義があるといえる。ベトナムにおける医療史については、まだこれまで通史的な研究はない。本研究では医療史における伝統医学の変遷・位置を明らかにするのと並行し、ベトナムの医療史を描くことで、中国・フランスをはじめとする列強に翻弄されつつも生き残っていく道を模索したベトナム像の新たな一例を提示することができよう。制度化された伝統医学が実際に受容されている様相については、文献調査を踏まえた上での参与観察により、今後明らかにする予定である。本研究の目的は、ベトナムにおける「伝統医学」の形成過程と、現代ベトナム社会での受容様相を三点に着目して明らかにすることである。第一に、フランス統治下で植民地権力と地元の知識人とのせめぎあいの中で伝統医学が制度化されていった過程を明らかにし、さらに独立以降に国家の医療制度に組み込まれていった背景を実証する。第二に、1954年から20年余りの南北分断期に、南北ベトナムの医療政策において伝統医学がどのように位置づけられたのかを明らかにする。第三に、文献資料から明らかにされた南北統一後の公的に制度化された「ベトナム伝統医学」が利用されている様相を検証する。当初の計画通り、本年度は現地調査を行った。ベトナムの国家第一文書館では仏領インドシナ期の医療政策にかかわる資料を閲覧しているが、現在、文書館から提供された資料題目の中から閲覧して選び出す作業の途上である。南北分断後の南ベトナムの資料を所蔵している第二文書館では、当時の政府の保健省と内閣府の伝統医学に関する政策についての資料を得ることができた。一方、第三文書館では資料整理が予告なしに始まったため、閲覧は来年度から可能になるとのことである。公的医療制度に組み込まれた伝統医学専門病院では、国立中央病院や軍が管理する伝統医学病院にてインタビューを行うことができた。また、公的医療外で治療を行うための薬材を栽培・取引している現場も訪ね、先行研究で調査された90年代から大幅な変化があることが明らかとなった。これまで、ベトナムの医療史に関する研究は欧米の研究者がフランス語資料を用いたものがあるものの、現代ベトナムの医療史についてベトナム語資料を用いて体系的にまとめたものは、管見の限りない。

本年度の研究結果を用い、いわゆる近代医学と西洋医学を併存させ、統合しようとしているベトナムの医療史を実証することにより新たなベトナム像を提示できるといえる。本研究は、ベトナムにおける「伝統医学」が歴史的に形成されてきた過程と、現代ベトナム社会でどのようにそれが実践されているかを明らかにすることである。本年度は4月から8月までの前半はベトナム・ハノイにて現地調査を行った。調査の目的は、ハノイの第三国家文書館、つまり国立公文書館で1975年以降のベトナムにおける保健省の記録と、1946年以降南北ベトナムが統一するまでの北ベトナムの保健省の公文書を閲覧することであった。しかしながら、前年度の5月から突如予告なしに改修工事と目録整理が始まったため、閲覧は不可能なまま中断している。次年度の夏には必ず目録の整理が終わるとのことなので、閲覧が可能になった時点で作業を再開する予定である。調査期間中は、代わりにフランス植民地期に植民地政府が行った医療事業のうち、伝統医学および当時の伝統的医療活動に関する文書群を閲覧した。これらの文書群からは、フランス領インドシナにおける産婆についての資料を得ることができた。産婆のような伝統的「在来知」を植民地政府がいかに扱ったかを解明することで、ベトナム医療社会史の中の伝統医学のみならず、伝統的医療をめぐる制度・社会の変遷を具体的な辿ることのできる視点を得ることができた。なお、秋に日本へ本帰国して以降は、国際学会でこれまでの研究成果を発表した。学会でのパネル発表では、ベトナム伝統医学がこれまで中国や韓国の医療史における伝統医学を参照しながら近代史の中に位置づけられてきたのとは異なり、モンゴルという新たな視点が加わったことが、大きな収穫であった。本研究は、ベトナムにおける医療社会史研究に貢献するのみならず、中国由来の医学・西洋からの医学・在来の医学の三つが中国文化圏において鼎立し、それぞれのシェアが変動してきた諸地域との比較研究へ発展させることができる点において、大きな意義があるといえる。本年度の計画では、現地調査中に国家第三文書館での資料を収集することとなっていたが、5月に突如文書館の改築工事と資料整理が始まり、目録も見られないようになってしまっている。なお、文書館職員に何度も問い合わせたところ、平成24年の5月には資料を閲覧できるようになるであろうとのことであった。現代史に比重を置いている本研究に第三文書館の資料は必須であるにもかかわらず収集できていないゆえ、やや遅れていると評価した。本研究では、1954年から90年代の医療政策における伝統医学の扱いに最も着目し、調査を進めてきた。しかし、平成22年春から突如ベトナムの公文書館で資料整理作業が始まり、未だ資料を閲覧できないでいる。当初の計画では資料を閲覧した上で一つの論文にまとめる予定であったが、このような事情があるゆえに、計画よりやや遅れている。今後は、年度の初めから夏にかけて、第三文書館での資料収集と他の文書館での収集漏れの確認を第一に、研究を進めていく。ベトナムでの資料収集は必要な資料を検索するデータベースはなく、目録から内容を推測して閲覧するしか手立てがなく、また、申請から閲覧まで時間がかかるため、研究滞在期間は長くならざるをえない。
人工知能および画像処理技術を活用したトータルプロダクションシステムの環境制御

栽培プロセスについては、高糖度トマトの生産を目的とした給液制御の指標として、トマトの葉の投影面積を検討した。すなわち、真横(水平面)から見たトマトの葉の面積(水ストレスが掛かっていない時の面積を基準にした相対値)を給液制御指標にできることを確認した。さらに、投影面積を見る角度としては、真横からではなく真上からの方が、早期の水ストレスも診断できることを明らかにした。また、日射量と飽差から蒸散速度を推定し、その推定蒸散速度を積算する指標も、給液制御に有効であることを明らかにした。貯蔵プロセスについては、貯蔵果実の高品質化ための最良の温度操作パターンをシステム科学的に究明した。(1)果実の水損失と呼吸は、熱ストレス(35°C)を1224時間与えると、熱ストレスを与えない場合と比べて低下し、熱ストレスによる果実の鮮度維持効果が認められた。(2)ニューラルネットワークの学習による同定法により、複雑な温度操作に対するトマトの水損失速度、呼吸速度、果皮色の動的モデルが構築できた。(3)このモデルのシミュレーションから、果実の水損失速度、呼吸速度、果皮色の値を最小にする温度操作を遺伝的アルゴリズムを用いて求めた。最適値は、収穫後直ちに40°Cの熱ストレスを与え、その後急激にもとの温度(低温)に戻すパターンであった。画像処理については、熱画像と通常の画像を利用し、収穫時期の果実と未成熟の果実を同時に認識するシステムを開発した。このシステムでは、熱画像による表面温度の差を用いて果実と葉を分離し、HSIの色空間フィルターを用いて、成熟果実と未成熟の果実を識別した。同時に、新しく改良した細線化のアルゴリズムを用い、熱画像より果実の中心を求め、中心と輪郭線から果実の半径を求めることができた。さらに、植物の葉の3次元の形状モデルをポリゴン処理によって作成し、葉面積などの特徴を捉えることができた。従来より果実の貯蔵は、生理活性の抑制や鮮度維持などの観点から、できるだけ低温かつ一定がよいとされてきた。しかし、筆者らの実験によると、単に低温一定に保つよりも、熱ストレス(約40°C)を1、2回与えた方が、果実の水損失や呼吸をかなり抑制できることを見い出した。そこで本研究では、果実応答に基づいて、果実の鮮度維持(水損失や呼吸を最小にする)と高品質化(糖度と有機酸の割合を最適に保つ)を達成するための最良の温度操作パターン(熱ストレスと低温の最適な組み合わせ)を見い出し、その技術を実用化したい。(1)温度変化(050°C)に対するトマトの水損失、呼吸、果皮色、硬さ、糖度などを計測した。貯蔵におけるトマトの水損失速度、呼吸速度、果皮色はいずれも温度が高くなるに従って反応が大きくななるが、35°C以上では逆に低くなり、そして一旦このような熱ストレスを12時間以上与えると、その後はもとの温度(低温)に戻しても抑制されており、再度温度を上げても増加の度合いは小さかった。熱ストレスによる水損失、呼吸、追熟の抑制効果がシステム科学的に認められた。(2)3層のニューラルネットワークを用いて、システム同定手法により、温度に対するトマトの水損失速度、呼吸速度、果皮色の変化(緑色から赤色へ)の動的モデルを構築できた。(3)次に、このモデルのシミュレーションから、目的関数(果実の水損失速度、呼吸速度、果皮色の変化)を最小にする温度操作を、遺伝的アルゴリズムを用いて求めると、最初に、急激に40°Cの熱ストレスを1日ほど与え、その後急激にもとの温度に下げるパターンであった。

このような単純な温度操作が果実の水損失速度、呼吸速度、果皮色の変化を最小にさせ、その有効性が確かめられた。画像処理に関しては、植物の葉の3次元の形状モデルをポリゴン処理を用いて行い、葉の面積などの特徴を捉えることが出来た。また、トマトの枝にある葉の総面積と画像中の特徴との相関を求め、3次元画像処理により非破壊非接触の計測が可能となった。栽培プロセスについては、高糖度トマトの生産を目的とした給液制御の指標として、トマトの葉の投影面積を検討した。すなわち、水ストレスの程度と葉の萎れの度合いが密接に関連することを利用して、真横(水平面)から見たトマトの葉の面積(水ストレスが掛かっていない時の面積を基準にした相対値)を給液制御指標にできることを確認した。さらに、投影面積を見る角度としては、真横からではなく真上からの方が、早期の水ストレスも診断できることを明らかにした。貯蔵プロセスについては、貯蔵果実の高品質化ための最良の温度操作パターンをシステム科学的に究明した。(1)果実の水損失と呼吸は、熱ストレス(35°C)を1224時間与えると、熱ストレスを与えない場合と比べて低下し、熱ストレスによる果実の鮮度維持効果が認められた。(2)ニューラルネットワークの学習による同定法により、複雑な温度操作に対するトマトの水損失速度、呼吸速度、果皮色の動的モデルが構築できた。(3)このモデルのシミュレーションから、果実の水損失速度、呼吸速度、果皮色の値を最小にする温度操作を遺伝的アルゴリズムを用いて求めた。最適値は、収穫後直ちに40°Cの熱ストレスを与え、その後急激にもとの温度(低温)に戻すパターンであった。画像処理については、トマトの収穫ロボットのための画像処理方法について検討した。熱画像と通常の画像を利用し、収穫時期の果実と未成熟の果実を同時に認識するシステムを開発した。このシステムでは、熱画像による表面温度の差を用いて果実と葉を分離し、HSIの色空間フィルターを用いて、成熟果実と未成熟の果実を識別した。同時に、新しく改良した細線化のアルゴリズムを用い、熱画像より果実の中心を求め、中心と輪郭線から果実の半径を求めることができた。