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革新的製品の需給曲線推定および供給契約支援システムに関する研究

本研究は革新的製品を対象に需要予測およびその予測値を用いた最適発注方式に関する研究を行ったものである.まず,需要予測においては,製品のスペックとそれに対する市場専門家の評価,価格変動情報,および類似商品の過去の販売データを入力とし,市場における顧客を2群6つのタイプに分けて中間層とした, 3階層ダイナミックでキュービックなニューラルネットワークを構築した.また,フィードバックを用いた時系列モデルを組み込み,需要予測の精度を高めることにした.需要予測の目的はサプライチェーンにおける最適意思決定であり,特に革新的製品においては一発勝負が多いことを考え, 1回目の予測に基づいて生産計画を立て, 2回目の予測に基づいて販売計画を立てることで販社と製造の協調を実現し,さらに販社利益最大化,製造利益最大化,およびチェーン全体利益最大化の3ケースについて最適なオプション量を決定するモデルを構築し,オプションモデルが有効な価格帯が存在することを明らかにした.本研究は革新的製品を対象に需要予測およびその予測値を用いた最適発注方式に関する研究を行ったものである.まず,需要予測においては,製品のスペックとそれに対する市場専門家の評価,価格変動情報,および類似商品の過去の販売データを入力とし,市場における顧客を2群6つのタイプに分けて中間層とした, 3階層ダイナミックでキュービックなニューラルネットワークを構築した.また,フィードバックを用いた時系列モデルを組み込み,需要予測の精度を高めることにした.需要予測の目的はサプライチェーンにおける最適意思決定であり,特に革新的製品においては一発勝負が多いことを考え, 1回目の予測に基づいて生産計画を立て, 2回目の予測に基づいて販売計画を立てることで販社と製造の協調を実現し,さらに販社利益最大化,製造利益最大化,およびチェーン全体利益最大化の3ケースについて最適なオプション量を決定するモデルを構築し,オプションモデルが有効な価格帯が存在することを明らかにした.本研究は実験経済学、経営工学、情報工学を融合した研究である。実験経済学の理論としては予測市場の手法を用いて市場の価格および販売量を予測することであり、経営工学理論としては最適化の理論および製品機能の評価と個人の特性に関する関連性をモデル化することであり、情報工学理論としてはエージェントシミュレーションを用いて予測市場および最適化モデルのパラメータを推定することであり、強化学習の要素も内包している。本年度の研究では、予測市場についてエージェントシミュレーションにより価格と販売量を予測する際に、エージェントの属性によりシミュレーション(パラメータ)が収束する場合と収束しない場合があることを明らかにし、予測市場とエージェントシミュレーションの結合における限界を発見した。また、ニューロンネットワークとカオスの統合モデルについて研究を行い、最適化手法として需要予測に使える可能性があることを確認した。製品評価については、大量の文献研究のもとで、7つのメインの項目に限定し、製品ごとに細目を整備するなど、本実験に向けて準備を行った。エージェントについては、シミュレーションにおける人工生命とし、革新性、嗜好性、経済性、性別、性格の5つの特徴を持たせ、子れぞれ0-1の間の値として、パラメータを調整するときの基準は、ポピュレーションの中に占める比率1として計算される密度関数を変化させることにより市場を形成する(価格と販売量にマッチさせる)ことにした。シミュレーションについては高性能のサーバーを購入し、現在ニューラルネットワークモデルおよび予測市場の実験システムを構築中であり、前期にはモデルが正常に機能することを確認したい。その他、製品関連では新製品開発に関連して80創造的発想法を収集し、体系化を行い、解体計画行列の自動生成システムを構築した。契約モデルについても6つのモデルの体系的な比較を行った。まず、NNモデルについてはDCNN (Dynamic Cubic NN)モデルの開発に成功した。具体的には、従来のBASSモデルのアイデアをベースに、革新者層と模倣者層からなる2階層NNモデルを構築し、フィードバックを通じて時間軸上で動的にパラメータの更新を行うことでより精度の高い新製品の需要予測ができるようにした。この成果は現在INFORMATION誌に投稿中である。家電量販店のデータについては予算内で購入できなかったので、シミュレーションを実施することにした。次に、供給契約モデルについては、需要の一様分布を対象にした研究成果を拡張子、ロジスティクス分布に従う需要分布を対象に、生産開始前と生産終了して販売シーズン開始前の二回における需要予測分布の四つの組み合わせに対して最適な生産指示量とオプション購入量、およびオプションの実行量の計算式を導出した。その内、一番複雑なロジスティクス・ロジスティクス分布については解析的に最適値の計算式を導出することができなかったので、近似方法による数値計算方法を取り入れて数値実験を行い、需要の分布が一様分布ではない場合にも対応できるようにすることができた。また、既存の需要予測モデルを現実データに適用するときの問題点を明らかにすべく、コンビニエンスストアの販売量実績データを対象として各種実験を行い、同定と推定におけるデータ使用期間を固定する方法、変化させる方法、固定する方法ではさらに全データ使用と固定期間移動法などに分類したときに異なる予測精度を得ることができ、良い予測モデルであっても応用の仕方によっては悪い結果を出す場合があることを明らかにすることができた。また、NN法についても得意なデータ種類を明らかにすべく実験を行い、完全に無秩序なデータに対しては無力であることが分かった。NNの過学習についてはベイズ推定に基づいたNN法を提案し、その有効性を理論的に示した。最後に、本年度は大量の参考文献の収集とデータベース化、そして予測市場の実験システムの構築を行い、最終H23年度の実験と研究成果の統合に向けて環境を整えることができた。

本年度は専門家の需要予測に関する知識をより正確に引き出す方法として、予測市場手法についてシステム構築をし、システムの有効性を確認するための実験を行った。また、近年機械学習に用いられる新しい分析手法であるSVMを用いた回帰分析モデル、すなわちSVR(Support Vector Regression)モデルを構築し、RBFカーネルおよび多項式カーネルを用いたデータ分析を行った。これら二つの研究は、従来から行われているHistoricalデータ分析、および革新的製品のようなHistoricalデータがない製品に対する専門家の潜在知識を引き出すことを目的とした研究であり、それぞれ日々の生産管理および新製品の初期生産量を決定する一発勝負的な戦略的意思決定に用いることができる。予測市場手法を用いた需要予測では、研究室に専用サーバーを設置し、専門家データベース、ミクロマクロループを形成するモジュール、予測値入力(予測証券売買)、手持ちストック(予測証券)検索機能、関連情報リンクなどをベースとしたシステムを構築した。このシステムの有効性を検証するために、学生被験者を対象に実験を行った。実験では予測市場手法が有効であるといわれる株価の変動を対象とし、学生5名、社会人5名を対象に毎日の特定株に対して売買を行い、価格がおおむね市場価格と同じようなトレンドを持って形成されていくことを確認した。今後はこれを用いて新製品の需要予測を行うことにする。一方、SVRを用いた実験では需要を加法モデル、乗法モデル、混合モデルを用いて生成し、RBFカーネルと多項式カーネルをそれぞれ独立に用いた実験を行い、構築したモデルの有効性を確認し、コンビニエンスストアの販売実績に対して、RBFカーネル、多項式カーネル、および二つのカーネルの線形結合を用いたSVRを適用し、SVRモデルを用いて日常商品の日別売り上げ予測を行うことが十分可能である(誤差5%、寄与率0.6)ことを確認した。特に、多項式カーネルを用いる場合は過学習が発生するので、注意が必要である。このような過学習は入力次元を大きくしたときに発生し、コンビニエンスストアにおける日常商品の場合、入力次元はおおむね4-9が妥当である.
液相エピタキシャル成長法による高品質グラフェンの作製

本研究では,液相エピタキシャル成長法によるサファイア基板上へのグラフェンの直接成長を試みた。液体金属であるGaをメルトに用い,SiC粉末およびアモルファスカーボン膜を炭素原料として実験を行った。作製した試料をラマン分光およびX線光電子分光により評価を行ったところ,SiC粉末を用いた場合,均一性は悪いものの数層程度のグラフェン膜を得ることができた。また,アモルファスカーボン膜を原料に用いた場合,G/D比が大きく,結晶性の良好な1ー2層程度のグラフェン膜を作製することができた。シリコンなど従来の半導体を上回る高い電子移動度を有し,また,高い透過率をもつ材料であることから,現在グラフェンはITOなどの透明導電膜の代替材料として世界中で注目され,研究開発が進んでいる。しかし,大面積グラフェンの作製が可能な化学気相成長法を用いても,膜中のドメインサイズが数百μm程度と小さく,その結果シート抵抗値も理論値よりも低いものしか得られておらず,結晶性の改善が望まれている。これを解決するため,本研究では,熱平衡に近い条件下で結晶成長が可能な“液相エピタキシャル成長法"に注目した。本研究では,液相エピタキシャル成長によるグラフェンの成長において,成長開始時の溶液中の過飽和度を低くすることにより,初期核生成密度を抑制し,ドメインサイズの拡大を図り,これにより高い電子移動度を有する高品質グラフェン膜の作製を目指す。本年度は,高品質グラフェン作製に必要な液相エピタキシャル成長装置の製作を中心に行った。過去に申請者らが携わってきた半導体成長用液相エピタキシャル成長の経験をふまえて装置設計を行い,グラフェン作製が可能な仕様の装置製作を行った。また,本研究ではグラフェン作製を水素雰囲気下で行うため,高純度水素導入用の配管も行った。コスト削減のため,装置設計や納入に予定よりも時間がかかったが,年度内に装置は完成し,実験が開始できる状態になった。次年度より,本装置を用いてグラフェンの成長実験を実施する予定である。本年度は,昨年度製作した液相エピタキシャル成長(LPE)装置を用いて,スライドボート法により実際にグラフェンの作製を開始した。LPE法によるグラフェン作製の試みとして,炭素原料にグラファイト,およびSiC基板を用い,また,融点や蒸気圧を考慮してメルト(溶媒)にはGaおよびBiを用いてグラフェンが成長するかどうかについて検討を行った。なお,基板には高温で安定な単結晶サファイアを用いた。グラファイトを炭素原料とした場合,GaおよびBiのどちらのメルトを用いた場合も,グラフェンの成長はみられなかった。各金属とグラファイトの状態図から判断し,本実験で用いたLPE装置の温度範囲(1000°C以下)では,メルト中へのグラファイトの溶融が生じなかったためと考えられる。また,SiC基板を炭素源にした場合も,Gaをメルトに用いた場合はメルト中への炭素の溶解はみられたものの,ボートをスライドさせてサファイア基板上にグラフェンを析出させることはできなかった。この原因として,Ga中への炭素の溶解度が非常に低く,十分な量の炭素を移送させることができなかったためであると考えられる。以上の結果から,方針を変更し,スライドボート法をそのまま用いることをやめ,サファイア基板上に直接SiC原料を載せ,これをGaメルトにより溶解させることにより,グラフェンの作製を試みることにした。本手法を試みた結果,溶解と析出の温度を1000°Cで行った場合,サファイア基板上にグラフェンが生成していることが,ラマン分光測定の結果,明らかとなった。G/D比や2Dピークの強度から,グラフェンの層数は数層程度と薄く,また結晶性も比較的良好であることがわかった。グラフェンは原子レベルの厚さしかないにもかかわらず高い電子移動度をもつことから,透明導電膜や電子デバイスへの応用が期待されている。しかし,化学気相成長(CVD)法を用いて作製した場合,ドメインサイズがマイクロメートル程度と小さく,品質の点で不十分であった。本研究では,これを改善する試みとして液相成長(LPE)法を用いてグラフェン作製を行った。LPE法は熱平衡状態に近い条件下で成長を行うことができるため,高品質の結晶成長に適している。本研究ではメルト材料にBiとGaを,炭素原料にはSiCとアモルファスカーボンを用いてLPE法によるグラフェン作製を試みた。メルトにBiを用いた場合は,融点が低いためグラファイト化がうまく起こらず,グラフェンを成長させることができなかった。これに対し,Gaをメルトに用いた場合,どちらの原料を用いても数層のグラフェンを成長させることに成功した。特に原料としてSiC単結晶を用いた場合,SiC表面に数層のグラフェンを層数を制御して作製することができた。また,SiC粉末を用いた場合,グラフェンの面内均一性は劣るものの,低コストでグラフェンを作製できることができた。一方,原料としてアモルファスカーボンを用いた場合,SiC単結晶よりも均一性は劣るものの,低コストで作製でき,また,SiC粉末を原料に用いた場合よりも面内均一性は高かった。さらに,アモルファスカーボンの膜厚を制御することで,グラフェン層数も制御できることがわかった。特に作製時の温度と降温レートが,グラフェンの結晶性に与えることがわかったため,現在,より高品質で均一なグラフェン膜の作製に取り組んでいる。

液体金属であるGaをメルトに用い,SiC粉末およびアモルファスカーボン膜を炭素原料として実験を行った。作製した試料をラマン分光およびX線光電子分光により評価を行ったところ,SiC粉末を用いた場合,均一性は悪いものの数層程度のグラフェン膜を得ることができた。また,アモルファスカーボン膜を原料に用いた場合,G/D比が大きく,結晶性の良好な1ー2層程度のグラフェン膜を作製することができた。LPE法によるグラフェン成長は,当初の目論見とは異なり,スライドボート法をそのまま用いて行うことは,現有の装置では温度が不十分なため,困難であることがわかった。しかし,作製手法を工夫することにより,LPE法によりグラフェンを作製することができた。今後,温度や時間等の作製条件を最適化することにより,より良質のグラフェンを成長できる可能性がある。よって,本研究はおおむね順調に進展していると判断した。ナノ材料昨年度成功した,サファイア基板上への直接成長法により,引き続きLPE法によるグラフェンの作製を行う。昨年度は現有装置の限界である,1000°Cで作製を行った場合のみ,グラフェンが成長したので,本年度は,原料に用いるSiCの量を制御することで,グラフェンの単層化や層数の均一化を図る。また,グラフェンの電子状態の解明についても進める予定である。本年度は液相エピタキシャル成長装置の製作とグラフェン成長の予備実験を行う予定であったが,装置は完成したものの予備実験までは進めなかった。原因として,予算が申請額より大幅に削減されたため,製作費用を抑えるための業者選定に時間がかかったことが挙げられる。しかしながら,装置が完成し,すぐにグラフェン成長実験を開始できる状態であるので,研究の進捗には大きな影響は無く,おおむね順調に進展しているといえる。共同研究者の田中慎一郎准教授の実験で使用する消耗品の購入費用が,当初予定した金額よりも少なく抑えられたため。グラフェン成長用の液相エピタキシャル成長装置が完成したので,予定どおりグラフェンの成長実験を進める。グラフェン作製に必要な試薬の購入費用にあてる。次年度使用額が生じたが,物品購入時に生じた端数であり,研究計画は当初の予定通り,進行している。次年度使用額は小額であり,使用計画は基本的には予定通りである。
ヌクレオソーム構造の自由エネルギープロファイル解析

ヌクレオソームを構成するヒストンには、多くのバリアントが見つかってきた。しかし、それらのX線結晶構造などの静的な構造はおおよそ同じであり、その働きの違いが何から生じているかを調べることは難しい。本研究では、2種類のヌクレオソーム、CENP-Aを含むヌクレオソームとカノニカルH3を含むヌクレオソームのダイナミクスや安定性の違いを調べるために、H3を含むヌクレオソーム、CENP-Aを含むヌクレオソーム、両者のDNAを交換したヌクレオソームの合計4つの系に対して、50nsから100nsの分子動力学シミュレーションを行った。結果、すべてのヌクレオソームについて、両端20から30塩基対のDNAがヒストンから離れたり巻きついたりする様子が見られた。これらの大きな揺らぎは、他のタンパク質が裸のDNAと十分に相互作用できる可能性が高いこと、同時にヒストンタンパク質が他の分子に対して直接相互作用できるような状況が作られることを示す。特に、その様子はCENP-Aを含むヌクレオソームで顕著であり、CENP-Aの結晶構造解析で、両端のそれぞれ約20塩基対の構造が決まらなかったこととも整合する。また、DNAを交換した系でも、CENP-Aを含むヌクレオソームのみのDNAが大きな揺らぎを持つことが観察されたことから、揺らぎの大きさの程度はDNA配列に依存するのではなく、CENP-AとH3の違いによると考えられる。詳細な解析により、揺らぎの変化はN末付近のH3のふたつのArgがCENP-AではともにLysに変わっていること、つまり、この2つのアミノ酸残基の水素結合能の差が大きな要因であると推定された。これらの結果は、アミノ酸置換実験により検証され、計算結果は実験的にも裏付けされた。24年度が最終年度であるため、記入しない。通常、ヌクレオソームには、H3と呼ばれるタンパク質が含まれるが、細胞分裂時の染色体の一部にはCENP-Aと呼ばれるタンパク質に置き換わっている。この2つの、タンパク質構成が異なるヌクレオソームのダイナミクスを調べるために、分子動力学計算を行った。計算は、H3を含むヌクレオソーム、CENPAを含むヌクレオソーム、両者のDNAを交換したヌクレオソームの合計4つの系に対して、50nsから100nsのシミュレーションを行った。結果、これまでのシミュレーションやX線結晶構造解析から観察された以上に、DNAが大きく動く、つまり、他のタンパク質が裸のDNAと相互作用できることが、今回のシミュレーションによって明らかになった。さらに、CENP-Aを含むヌクレオソームは非常に揺らぎが大きく、通常のヌクレオソームでは約150塩基対がヒストンタンパク質に巻きついているが、CENP-Aでは110から120塩基対のDNAが巻き付いているのみである。これは、CENP-Bというタンパク質がCENP-Aを含むヌクレオソームと複合体を作るという生化学的な知見とも整合する。また、DNAを交換した系でも、CENP-Aを含むヌクレオソームのみが大きな揺らぎを持つことが観察された。詳細な解析までは至ってないが、N末付近のH3のArgがCENP-AではLysに変わっていることが大きな要因であると推定された。これらの知見にもとづき、共同研究にてこの検証実験を行っている。ヒストンタンパク質が異なるヌクレオソームの分子動力学計算を終え、今年度はそのエネルギーコンポーネント解析を行う状況にある。ヒストンタンパク質が異なるヌクレオソームの分子動力学計算を終え、次年度はそのエネルギーコンポーネント解析を行うことにより、どんな要因でヒストンタンパク質が異なるヌクレオソームの自由エネルギープロファイルが異なるのか、その要因を明らかにする。
誘導結合型チップ間インタフェースを用いた三次元CMOS・MEMSシステムの開発

三次元CMOS(相補型半導体集積回路)・MEMS(マイクロ・エレクトリカル・メカニカルシステム)集積システムに向けた回路の設計・実装・レイアウトを行った。低電圧で動作するCMOSと可動部分の制御に高電圧が必要なMEMSの間には大きな電源電圧の差が存在しているが、大きな電源電圧差が存在しても動作するパルスベース誘導結合型CMOS・MEMS間インタフェース回路を開発することに成功した。本年度は三次元CMOS(相補型半導体集積回路)・MEMS(マイクロ・エレクトリカル・メカニカルシステム)集積システムのための誘導結合型チップ間インタフェースにおける回路技術の考案・検討を行った。低電圧で動作するCMOSと可動部分の制御に高電圧が必要なMEMSの間には大きな電源電圧の差が存在しているが、大きな電源電圧差が存在しても動作するパルスベース誘導結合型CMOS・MEMS間インタフェース回路を新たに考案した。送信側から送信するパルスによって、受信側のMEMS用制御電圧を制御する。下側チップに標準電源電圧1.2Vの65nm CMOSプロセス、上側チップに標準電源電圧3.3Vの0.35umCMOS-MEMS混載プロセスを用いたことを想定して検討を行った。誘導結合部分を含めた回路シミュレーションを行い、提案回路が1.2Vから20Vまで制御可能であり、CMOS・MEMS間インタフェースとして適用可能なことを確認した。上記に加えて、誘導結合型チップ間インタフェースがメモリ回路等の周辺回路の及ぼす電磁的影響についても検証を行った。65nm CMOSプロセスを用いて実デバイスで測定を行い、それに基づいて設計理論を構築した。無線通信デバイスへの適用を考慮し、チップ内におけるクロック分配に誘導結合通信を用いる手法についても検討を行った。これらの成果により、三次元CMOS・MEMSシステムの構築に向けた基盤的技術が確立された。本年度は,三次元CMOS(相補型半導体集積回路)・MEMS(マイクロ・エレクトリカル・メカニカルシステム)集積システムに向けた回路の実装・レイアウトを行った。.低電圧で動作するCMOSと可動部分の制御に高電圧が必要なMEMSの間には大きな電源電圧の差が存在しているが、昨年度に開発した大きな電源電圧差が存在しても動作するパルスベース誘導結合型CMOS・MEMS間インタフェース回路を実際の集積回路へと実装・レイアウトを行った。下側チップに標準電源電圧1.2Vの65nm CMOSプロセス、上側チップに標準電源電圧3.3Vの0.35umCMOS-MEMS混載プロセスを用いたことを想定して実装・レイアウトを行った。デバイスとしては、3.3V O.35umプロセスの代わりに65nm CMOSプロセスにおけるI/O(集積回路における外部とのインタフェース部分)用高耐圧トランジスタを用いて実装・レイアウトを行った。誘導結合部分を含めた回路シミュレーションを行い、提案回路が1.2Vから15Vまで制御可能であり、CMOS・MEMS間インタフェースとして適用可能なことをデバイスレベルにおいて確認した。昨年度ではデバイスのレイアウトまでは考慮していなかったが、今年度においてはデバイスのレイアウトからの寄生抽出まで行い、より実デバイスに近い、完成度の高い性能評価を行うことができた。これらの成果により、三次元CMOS・MEMSシステムの構築に向けた回路技術・実装技術が確立された。
空間の色彩がヒトの味覚、嗅覚、広・狭感、時間的体感、記憶に及ぼす影響に関する研究

本研究は、日本最大級の立体可視化装置(π-CAVE)での色彩環境における心理調査に取組むもので、これまでの心理評価調査とは異なる新規の実験方法をとるものである。既往研究として視覚から色彩を捉えることで想起される人間の感情に及ぼす影響に関する実証を経て、五感(味覚・嗅覚)や空間の広・狭感、記憶、時間的体感など色彩空間がヒトに及ぼす認知的な問題に迫る。本研究成果により、まだ十分に解明されていない色彩心理効果の定説の裏付けと吟味検討を含めて、抜本的に新しい知見を見出すことが目的の一つである。前年度迄の研究実績1.2.3.を経て2018年度計画とした4.色彩空間による味覚、嗅覚、広・狭感の印象評価、5.記憶、時間的体感の印象評価に関する実験を実施した。結果、各実験項目に於いて、空間での広・狭感(434回答)、記憶(619回答)、時間的体感(335回答)など相当量の回答数を集積することができた。とりわけ実績成果の一部分だが「空間の色彩がひとの記憶に及ぼす影響について」の結果、最も正答数平均値が高い「黄赤」空間次いで「青」、「緑」、「赤」、「紫」「黄」である。「赤」空間と「青」空間の比較では正答率上位は「赤」空間の方が「青」空間より多く、「赤」空間は正答率下位が少ない。室内色「赤」と「青」の生理的・心理的効果の定説では「赤」は興奮色といわれ、「青」は鎮静色といわれる。また、巷ではまことしやかに「赤」は認知機能が低下する色、「青」は集中力がアップする色といわれている。本実験においては「赤」も「青」も記憶・集中に関する結果にほとんど差はなく、定説は必ずしも正しいとはいえないことが明らかになっている。本研究は、2017年(平成29年)2018年(平成30年)に収集したデータを基に科学的実証を試みようとしており、2018年(平成30年)までの研究計画は順調に推移したと言える。研究実績の概要でも示したが、各実験項目に於いて、6色相に絞った空間での嗅覚・味覚、記憶、広・狭感、時間的体感に関するデータ数はまずまず当初の計画以上に集積することができた。とりわけ、当初の2018年度(平成30年度)の実験計画では、記憶に関する実験において、第1期(2017年(29年)7月9月初旬)の実験で、実験対象となる6色の空間色彩のうち3色で実施し、30年度に第2期として、残りの3色を同被験者に対して実施する予定であった。しかし、データの信頼性を確保するために第1期実験から第2期実験との時間差を最小限に抑えることが肝要であると判断し、2017年(29年)12月2018年(30年)2月中に前倒しで実験を実施した。2018年(30年)4月以降は各実験で相当数得た回答データ数の集計及び解析を進め、研究結果を纏める段階である。今後の研究の推進方策とし今後の研究推進の策については、現在のところ、集積した相当数のデータを確認しながら集計しているが、不備は認められていない。さらに、このまま分析作業に取り組み、その都度明らかになった事柄を学会等で発表しつつ、色彩環境に於ける色彩心理効果の定説の検証を含めて、抜本的な新しい知見を書籍等で明らかにする予定である。これにより、本研究目的の第一義である子ども、高齢者、障害者の自助支援や施設での生活の質向上に向けた施設設計における有効な指針の提示が今後の施設リノベーションに活用されることを目指す。またそれらの一環として、福祉・教育施設の色彩設計に関する事例調査を計画している。高福祉国家といわれるドイツ、QOLが高水準であると言われるオーストリアなどの福祉・教育施設の事例から学ぶべき点を含めて、研究成果を著書で発表する準備に取り組む計画である。既往研究として視覚から色彩を捉えることで想起される人間の感情に及ぼす影響に関する実証を経て、五感(味覚・嗅覚)や時間的体感、空間の広・狭感、記憶など認知的な問題に迫るもので、まだ十分に解明されていない色彩心理効果の定説の裏付けと吟味検討を含めて、抜本的に新しい知見を見出すことが目的の一つである。29年度の研究計画及び実績として、1.色彩空間がヒトの味覚、嗅覚、空間の広・狭感、時間的体感、記憶に及ぼす影響を探るための実験用立体可視化装置として色彩空間モデルの開発、2.空間の広・狭感、嗅覚、味覚、時間的体感、記憶の印象評価に関する実験のための実験プログラムの開発、3.空間の広・狭感、嗅覚、味覚、時間的体感、記憶の印象評価に関する前段階実験を実施した。さらに、前段階実験を経てプログラム改善した後、被験者による、4.色彩空間による味覚、嗅覚、広・狭感、時間的体感、記憶の印象評価に関する実験を実施した。結果、各実験項目に於いて、6色相に絞った空間での嗅覚・味覚、記憶、広・狭感、時間的体感に関するデータ数は各色200余データ数を集積することができた。

本研究は、29年度に収集したこれらのデータを基に科学的実証を試みようとしており、29年度の研究計画は順調に推移したと言える。研究実績の概要でも示したが、各実験項目に於いて、6色相に絞った空間での嗅覚・味覚、記憶、広・狭感、時間的体感に関するデータ数は各色200余データ数を集積することができた。とりわけ、当初の29年度の実験計画では、記憶に関する実験において、第1期(29年7月9月初旬)の実験で、実験対象となる6色の空間色彩のうち3色で実施し、30年度に第II期として、残りの3色を同被験者に対して実施する予定であった。しかし、データの信頼性を確保するために第1期実験から第II期実験との時間差を最小限に抑えることが肝要であるとして、29年度中に前倒しで実験計画を進めたことによる。本研究は、日本最大級の立体可視化装置(π-CAVE)での色彩環境における心理調査に取組むもので、これまでの心理評価調査とは異なる新規の実験方法をとるものである。既往研究として視覚から色彩を捉えることで想起される人間の感情に及ぼす影響に関する実証を経て、五感(味覚・嗅覚)や空間の広・狭感、記憶、時間的体感など色彩空間がヒトに及ぼす認知的な問題に迫る。本研究成果により、まだ十分に解明されていない色彩心理効果の定説の裏付けと吟味検討を含めて、抜本的に新しい知見を見出すことが目的の一つである。前年度迄の研究実績1.2.3.を経て2018年度計画とした4.色彩空間による味覚、嗅覚、広・狭感の印象評価、5.記憶、時間的体感の印象評価に関する実験を実施した。結果、各実験項目に於いて、空間での広・狭感(434回答)、記憶(619回答)、時間的体感(335回答)など相当量の回答数を集積することができた。とりわけ実績成果の一部分だが「空間の色彩がひとの記憶に及ぼす影響について」の結果、最も正答数平均値が高い「黄赤」空間次いで「青」、「緑」、「赤」、「紫」「黄」である。「赤」空間と「青」空間の比較では正答率上位は「赤」空間の方が「青」空間より多く、「赤」空間は正答率下位が少ない。室内色「赤」と「青」の生理的・心理的効果の定説では「赤」は興奮色といわれ、「青」は鎮静色といわれる。また、巷ではまことしやかに「赤」は認知機能が低下する色、「青」は集中力がアップする色といわれている。本実験においては「赤」も「青」も記憶・集中に関する結果にほとんど差はなく、定説は必ずしも正しいとはいえないことが明らかになっている。本研究は、2017年(平成29年)2018年(平成30年)に収集したデータを基に科学的実証を試みようとしており、2018年(平成30年)までの研究計画は順調に推移したと言える。研究実績の概要でも示したが、各実験項目に於いて、6色相に絞った空間での嗅覚・味覚、記憶、広・狭感、時間的体感に関するデータ数はまずまず当初の計画以上に集積することができた。とりわけ、当初の2018年度(平成30年度)の実験計画では、記憶に関する実験において、第1期(2017年(29年)7月9月初旬)の実験で、実験対象となる6色の空間色彩のうち3色で実施し、30年度に第2期として、残りの3色を同被験者に対して実施する予定であった。しかし、データの信頼性を確保するために第1期実験から第2期実験との時間差を最小限に抑えることが肝要であると判断し、2017年(29年)12月2018年(30年)2月中に前倒しで実験を実施した。2018年(30年)4月以降は各実験で相当数得た回答データ数の集計及び解析を進め、研究結果を纏める段階である。今後の研究の推進方策として、集積した相当量のデータを確認しながら集計し、不備を認めた場合は再実験を実施する。また分析方法を多面的に検討しつつ、分析作業に取り組み、その都度、明らかになった事柄を学会等で発表する予定である。
架橋型へテロ芳香族配位子を用いるベンゼン活性化触媒の創出に関する研究

環境保全を重視した新しい有機合成法の開発を目的として、遷移金属錯体を新しく設計・合成し、ハロゲン化物を用いない触媒プロセスの探索を行った。その結果、直線性の高い構造のトランス配位型二座配位子を添加剤とした反応の検討から、微量ながら芳香族炭化水素化合物の直接アルキル化生成物の検出に成功した。さらに、類似の構造を有する別の配位子の利用により有機銅を必要としない薗頭反応が効率良く進行することを見い出した。本研究では,特異的な捕捉機能を有する配位子を設計することにより,ベンゼンのような不活性小分子の固定化と有機合成への利用が同時に行える機能性金属錯体の創出,ならびにそれを用いる触媒反応の確立を目的とした。配位子として取り上げたビス(ピリジルエチニル)ベンゼン誘導体は,2-クロロピリジンとトリメチルビニルシラン,続いてジョードベンゼンとの薗頭反応を段階的に行うことによって合成した。これを添加剤として,ベンゼンとアクリル酸メチル,および種々の触媒を用いてトルエン還流の条件で反応を検討した結果,触媒として酢酸パラジウムを用いた場合,アクリル酸メチルの炭素-炭素二重結合にベンゼンの炭素一水素結合が1:1で付加した型の生成物が少量得られ(単離収率2%),配位子の効果による芳香族環の炭素一水素結合の切断の可能性が示唆された。この知見(反応条件)をもとにさらなる検討を行った結果,現在のところ,以下のことを確認している。すなわち,1)一般的な溶媒,反応温度,基質の量比について条件検討を行ったが,収率の向上には至っていない,2)量論量の錯体を用いても効果はみられなかった,3)基質であるベンゼンと配位子との相互作用がより高まることが期待される配位子として,電子求引基であるフルオロ基を有する1,2,3,4-テトラフルオロー5,6-ビス(ピリジルエチニル)ベンゼンを合成したが,配位子の溶解性の大幅な低下が見られ(フルオロ基の導入によるものと考えている),パラジウムとの錯体形成を確認するには至っていない,などのことが明らかとなった。本研究では、特異的な捕捉機能を有する配位子を設計することにより、ベンゼンのような不活性小分子の固定化と有機合成への利用が同時に行える機能性金属錯体の創出を目的とした。前年度に引き続いて、配位子としてピリジン環を有するリジッドなジエチニルベンゼン誘導体を合成して反応の検討を行った。既に、ベンゼンとアクリル酸メチルとの反応において少量のベンゼン活性化生成物を単離することに成功しているが、触媒の種類、温度、溶媒などについて種々、検討を加えたが、収率の向上には至らなかった。そこで、より固定化の効率を高める目的でフルオラスタグを有する配位子の合成に着手した。予備実験としてフルオラスビニルヨージドの合成と反応性について調査し、アルキン類とフルオラスヨージドとの光照射反応、続くアニオン条件下での反応によりフルオラスタグが容易に導入できることを見い出した。しかしながら、この手法による配位子へのタグ導入反応は進行しなかった。次に、相対的に配位力の弱いチオフェン環を有する誘導体を合成し、反応の検討を行った。これはリジッドなトランス配位構造により容易に予想される反応性の低下の軽減を狙い、としている。実際、一般的なパラジウム触媒反応に用いても上述のピリジン型配位子よりも反応性が高いことを確認した。また、興味あることに、これを配位子とする錯体は、安定な金属アセチリドを形成することが明らかとなり、効率よく薗頭反応が進行することを見い出した。これは特徴的なトランス配位型構造に起因したものと考えられる。そこで次に、この錯体を用いて、ベンゼン活性化反応について検討を行ったところ、ピリジン型配位子の場合と同様、少量の目的生成物の生成を確認した。
歩行時の足の靴内滑り量と履き心地との関係

日常,私たちが履いている靴については,歩行時の靴による足への拘束力を平易に測定することはできなかった.そこで拘束力を荷重に置き換え,簡易にリアルタイムで計測できる方法を提案した.そして靴ズレ量を滑り摩擦量として捉え,問題となる足の部分について,滑り摩擦量の測定を可能とした.さらに履き心地の異なる靴について歩行実験を行い,履き心地に関わる荷重と靴ズレ量の実態を明らかにした.日常,私たちが履いている靴については,歩行時の靴による足への拘束力を平易に測定することはできなかった.そこで拘束力を荷重に置き換え,簡易にリアルタイムで計測できる方法を提案した.そして靴ズレ量を滑り摩擦量として捉え,問題となる足の部分について,滑り摩擦量の測定を可能とした.さらに履き心地の異なる靴について歩行実験を行い,履き心地に関わる荷重と靴ズレ量の実態を明らかにした.靴選びは、個人の靴生活履歴にともなう「ひとの感覚判断(センサ)」に頼って行なわれる。そこで、"靴による足への拘束力"と"靴の中での足の滑り量"の計測を行い、履き心地を定量的に評価することができるパラメーターとして、靴生活の実態を明らかにしていくことを目的としている。現在までの実験内容は、1.靴による足への拘束力については、ツーシートタイプのプレスケール((株)フジフイルム)をセンサに用いる計測法を提案してきたが、現在、平成19年度に購入したELFシステム((株),ニッタ)のセンサシートを用い、リアルタイムに計測できる方法を試案している。足の曲率を考え、半径の異なる円筒を足のシミュレータとして、センサシートへの荷重校正実験中である。これにより、センサシートの問題点、改善点が明らかにされ、リアルタイムに精度の高いデータとして、拘束力を計測できると考えられる。2.足の靴内滑り量は、従来どおり提案してきたカーボン紙((株)パイロットコーポレーション)と薄白紙をクロスに組み合わせた測定法を用いる。そして平成19年度に購入したポータブル分光光度計X-riteマクベスCE-XTH(サカタインクスエンジニアリング(株))を用い、足と靴のシミュレータにより、荷重別に、呈色したカーボン紙の赤色の視感反射率Y%を求め、検量実験を行い、Y%と別滑り量の関係直線を求めることができた。これにより、カーボン紙のロットを揃え、データの精度、利便性を高めることができたと考えられる。今後、1、2の計測方法の校正を確立することにより、靴の足への拘束力、靴ズレ量を測定し、履き心地との関係を明らかにしていく。日常靴の履き心地感覚は、定性的な個人の感覚センサに頼られているが、靴による足への拘束力を定量化できれば靴選びの指標ができ、靴による足へのトラブルは軽減されると考えられる。そこで平成19年度に購入したELFシステムセンサ(ニッタ(株))のキャリブレーションを行い、歩行時に生じる靴の足への拘束力をリアルタイムに計測できるかを試行した。荷重に対するセンサの応答:前足部の曲率を考慮し、40mm、30mm、20mm、15mmの円筒を用いて、200g3000gを荷重(W)し、センサの表示荷重(W')との校正を行ったところ、(W)と(W')の関係は相関係数0.92以上で直線性が得られ、センサ表示は有効であると認められた。歩行時の靴による足への荷重:被験者1名について歩行実験を行ったところ、出力された値は05300gで、最大値を表示した部位は被験者が歩行時に違和感を感じている部位と一致した。さらに最小値が0を表示したことは、歩行時に足先離地した際に荷重が0になったことを示しており、歩行時のキャリブレーションは正常に機能していることが明らかにされた。拘束力の測定:本センサで足の曲率に合わせてキャリブレーションパターンをファイルし計測を行い、靴と足の接触面積を求めることができれば、単位面積あたりの拘束力を求めることができる。また、歩行時の荷重は統計処理をするには安定しがたいため、荷重分布を求めることで、履き心地の指標とすることもでき、歩行時の靴による足への荷重をリアルタイムに計測することを可能にした。私たちが日常履いている靴の選択はデザインが優先され、靴の履き心地の評価指標は、個人の靴履歴による感覚センサに左右されている。そこで快適な靴生活のために定量的評価として、靴による足への「拘束力」と「靴ズレ」の2要因に着目し、両者を「荷重」と「滑り摩擦量」としての計測し、その計測方法を確立した。そして歩行実験の結果、履き心地を荷重と靴ズレ量と足部位おいて評価できることを明らかにした。相対荷重と靴ズレ量の測定方法;ELFシステムセンサ(ニッタ(株))のキャリブレーションを行い、歩行時に生じる靴による足への荷重をリアルタイムに計測できることを確認し、そこで足部側面部位について荷重計測を行った結果、相対荷重分布で表すことができた。さらに同計測部位の靴ズレ量を計測した。荷重-摩擦量はr^2=0.96以上で相関が認められた。歩行実験・履き心地の定量化:被験者成人女子12名について、感覚尺度4段階で3または4の履き心地の良い靴と悪い靴を対にして、歩行実験を行った。結果、履き心地の良し悪しは、荷重によって判別されるが、靴ズレ量に関しては、履き心地の良い靴でも、4計測部位ともに、600歩行で靴内滑り摩擦量が100cm以上の飽和を示し、靴内の足の滑り量だけでは履き心地の評価にはならないことが明らかにされた。

計測値の精度・安定:歩行のような動作をともなう荷重データは、精度・安定を考慮すると、荷重分布で表し、被験者のフェースデータとを多変量分析すること、靴ズレ量については、摩擦係数と荷重との関係だけではなく、皮膚のせん断変形を検討必要があることがわかった。
マイクロビームとキャピラリーレンズを用いた3次元元素分析法の開発

本研究では、走査型マイクロビーム装置と、ウエーブガイド付きのX線検出器を組み合わせた3次元元素分析装置を開発した。ウエーブガイドにより、ウエーブガイドと平行な面内から発生したX線のみが検出されるため、ウエーブガイドと垂直な面内のビームの位置が深さ方向の情報を持つ。そのため得られた二次元元素分布は、深さ情報も含んでおり、試料の移動を組み合わせることにより、簡単に3次元元素分布を導出する事が可能となる。深さ分解能はおよそ60um程度であり、X線の吸収により、後面からのX線収量は半分程度に減少してしまうため、空間構造をもち、自己吸収の影響が少ない試料の分析には有効であると考えられる。本研究では、細胞試料をミクロンの分解能で3次元全元素分析するために、マイクロPIXE分析システムによる2次元マッピングシステムと、検出するX線の視野を制限することによって得たスライス情報から2次元のスライスマップを取得し、深度毎の2次元スライスマップからマップから3次元マップを導出する手法を開発する。本年度は、スライスマップ取得方法の検討を行い、ポリキャピラリーレンズでは、1点から出たX線の他にレンズの集束点以外の点から出たX線もすべて入ってしまうため、本研究には適さないため、マイクロの幅で発生するX線を平行に発生するウエーブガイド方式を採用することとした。2次元平面の分解能は1ミクロンメートルを達成しており、深さ分解能も1ミクロンメートル程度を目指すが、深さ方向でのビームの広がりと収量を考慮して、10ミクロンメートル程度の分解能を目指し、シリコンウエハを用いたウエーブガイドを開発した。同時にウエーブガイド方式では、検出効率が低下しX線収量が少なくなるため、長時間の測定が必要となる。スライスマップ方式を用いることによりある程度の収量不足はカバーできるが、それでも限界があるため、加速器の電圧安定度の向上とビーム輸送パラメータの最適化を行った。加速器の電圧安定度は、制御方式の半導体化と、フィードバック定数の最適化を図ることにより、一桁近く向上した。ビーム輸送パラメータについてはシミュレーションにより傾向を把握し、実験により最適化を図った。これにより、従来の数倍の電流値を得ることができ、ウエーブガイド方式を用いても十分なX線収量を得ることが可能となった。本年度は、昨年度に開発した厚み10ミクロンのシリコンウエハを用いたウエーブガイドの性能評価を行った。ウエーブガイドをSi(Li)検出器に取り付け、3MeVの直径1ミクロンメートルのマイクロビームを用い、Tiフォイルを用いた2次元マップの取得を行った。その結果、ウエーブガイドにより視野が制限できることを確認した。試料とウエーブガイド間距離を11mmとしたときの深さ分解能はおよそ110ミクロンメートルであった。距離を離すと分解能が悪くなり、ウエーブガイドが理論通りの動作をしていることが確認できた。またTiフォイルを2枚、約100ミクロン離した標準フォイルを測定したところ、それぞれのフォイルに対するピークを確認することができ、ウエーブガイドと2次元マッピングにより深さ情報を取得することができることが確認でき、3次元測定の可能性を示すことができた。ウエーブガイドを用いて、ウエーブガイドが設計通りの性能を示していることが確認でき、3次元測定が可能であることを示すことができた。現在の所深さ分解能は100ミクロン程度であるが、ウエーブガイドと検出器間距離を短くすることにより、分解能を向上できることができると考えている。ウエーブガイド方式ではX線収量が減少するため、長時間の測定が必要であると考えていたが、昨年度実施した、加速器電圧安定性の向上と、ビーム輸送系の条件の最適化により、短時間での測定が可能であった。今年度は、ウエーブガイドの評価と3次元測定の可能性を示すことを目標としていたため、計画はおおむね順調と考えられる。本研究では、細胞試料をミクロンの分解能で3次元全元素分析するために、ウエーブガイドを用いてX線検出器の視野を制限し、スライスから発生したX線のみを集光する手法による3次元分布測定法(スライスマップ法)を開発した。スライスマップ法は、通常のマイクロPIXEシステムとX線ウエーブガイドを組み合わせたもので、ウエーブガイドにより、ウエーブガイドと平行な面内から発生したX線のみが検出されるため、ビームの位置が深さ方向の情報を持つ2次元スライスマップが得られる。試料を移動し、各位置での2次元スライスマップを取得することにより、簡単に3次元マップを導出する事が可能となる。実験は東北大学ダイナミトロン実験室のマイクロビーム分析システムにて行った。検出器はSi(Li)検出器で、ビームラインに対して135度方向に取り付け、その前面にウエーブガイドを取り付けた。ウエーブガイドは、Siウエハ製で幅が10マイクロメートル、大きさが10mm×12mmである。臨界角は10keVのX線に対し0.18°程度である。Ti箔からのX線を、ウエーブガイドを通して測定したところ、ウエーブガイドにより視野が制限されていることが分かった。また、ウエーブガイドと試料からの距離を離すことにより、視野範囲が広がり理論通りの働きをしていることが分かった。

さらに、厚み5ミクロンのチタン箔を100ミクロンの間隔をあけて設置したものを用意し分析を行った。その結果、前面と後面のTi箔からのX線がウエーブガイドと平行に、別の位置に検出され、深さ方向の情報を得ることができた。深さ分解能はおよそ60マイクロメートル程度であり、X線の吸収により、後面からのX線収量は半分程度に減少してしまうため、空間構造をもち、自己吸収の影響が少ない試料の分析には有効であると考えられる。本研究では、走査型マイクロビーム装置と、ウエーブガイド付きのX線検出器を組み合わせた3次元元素分析装置を開発した。ウエーブガイドにより、ウエーブガイドと平行な面内から発生したX線のみが検出されるため、ウエーブガイドと垂直な面内のビームの位置が深さ方向の情報を持つ。そのため得られた二次元元素分布は、深さ情報も含んでおり、試料の移動を組み合わせることにより、簡単に3次元元素分布を導出する事が可能となる。深さ分解能はおよそ60um程度であり、X線の吸収により、後面からのX線収量は半分程度に減少してしまうため、空間構造をもち、自己吸収の影響が少ない試料の分析には有効であると考えられる。3次元分布画像を取得する手法としてスライスマップ法を用いることを決定し、これに必要なウエーブガイドを設計した。分解能と収量の兼ね合いから、深さ分解能として10ミクロンメートルを目指すことし、10ミクロン幅のスライスマップの取得が可能なシリコンウエハー製のウエーブガイドの設計・製作が完了した。ウエーブガイド方式ではX線収量が減少するため、長時間の測定が必要となる可能性があるため、加速器電圧安定性の向上と、ビーム輸送系の条件の最適化行い、ビーム量を従来の数倍に増加させることができた。ビーム量の増大は平成27年度に予定していたが、ウエーブガイド方式では、収量の減少が予想されるたため、効率的な研究を進めるため、今年度行う予定であったウエーブガイドの性能評価より先に実施したものである。電圧安定化とビーム輸送条件の最適化により、ビーム量を予定の数倍に向上させることができた。ウエーブガイドの性能評価は未実施であるが、システムの最も重要なウエーブガイドは完成しているため、システムの構築はほぼ終了しており、ビーム量の増大も先んじて図れたため、計画はおおむね順調と考えられる。本年度はまず、深さ分解能の向上を図る。平成27年度に取得したデータにより、ウエーブガイドと試料間距離を近づければ分解能の向上と検出効率の向上を図ることが可能であるため、特に大きな問題は生じることはないと考えているが、平成27年度の結果から、ウエーブガイドの取り付け精度が重要である事が判明したため、取り付け精度の向上を図る必要がある。3次元測定のためには、ステージ移動システムが必要である。現在のステージは手動であるため、電動化を図り、すべて遠隔で測定が可能となるようにシステムの構築を行う。開発したシステムを用いて実細胞試料の分析に挑む。細胞試料としては、まず組織細胞切片を分析する。組織細胞では何層にも細胞が重なっているため、これまでは、細胞の大きさである20μm程度の厚みにてマイクロPIXE分析を行っていた。
技術知とその表現に関する歴史的研究

本研究のテーマは「技術知とその表現に関する歴史的研究」ということであるが、2年間にわたる間の研究の結果として主として事例研究と理論的サーベイの二つの成果を出した。事例研究としては、冶金学者俵國一による日本刀の学際的研究に着目し、伝統的な作刀技術がどのように刀剣書において表現されるとともに、どのように近代科学によって分析され解明されるかという2点から「技術知の表現」のあり方を検討した。とりわけ「沸え」「匂い」といった言葉で表現される技術的特徴が、近代科学によってどのように分析され解明されるのか、という点について俵の研究を検討した。次に理論的サーベイとしては、技術知に関する近年の技術論・技術社会学等の文献を調査することを通じて、「絵・数・言葉・身ぶり-技術はいかに表現され、伝達されるか」という論文を執筆した。技術知には言語化や数式化できない技能知が含まれているが、技能が伝達されたり継承されたりする際にどのように表現されるのか。その問題をめぐって、技術史・社会学・文化人類学における近年の知見をまとめたものである。現場における指示ということによって貴重な情報が伝わるが、それとともに、技術の歴史的発展においては絵・スケッチ・グラフ・設計図・モデルといった視覚的に描かれた表象、作られた.立体モデル等が、技術的内容を伝える上で重要な役割を果たしてきていることが認められている。それらの多様な役割を本論文で検討した。今年度の研究は、主として俵國一をめぐって調査した。俵國一自身の研究資料は安来市の和鋼博物館に所蔵されているが、その資料の一部を閲覧させて頂いた。実験ノートなどの貴重な資料は封筒の中に未整理のまま入っており、重ねられている順番が変わってしまうのを避けるために、現在原則的には未公開であるのが現状である。これら俵國一の研究資料に加えて、岩崎航介という刃物職人が極めて興味深い一生を送っていることを知った。刀剣書を読解し、現存の刀匠から秘伝を学び、冶金学の知識を得て、優れた刃物の製造を目指したのである。今後、俵國一とともにこの岩崎航介という人物にも焦点を当て、職人的技能と科学的知見との接点を探っていく予定である。また、今年度においては、技能ということに関するさまざまな分野における研究のサーベイを行った。とりわけ文化人類学においては、エスノグラフィーやエスノメソドロジーといった手法とともに、職人などが実際に活動する現場に入り込み作業観察をしたり、実際に自分で活動をしたりすることで、その行動の記述や概念化をしていることが分かった。今後はこれらの文化人類学的な研究も参考にしつつ、過去と現代における職人と科学者との出会いを分析していこうと考えている。本研究においては、計画した3つのテーマのうち、とりわけ第二の課題である日本の伝統技術を近代科学の観点から解釈し分析した事例を検討した。取り上げた事例は、冶金学者の俵國一による日本刀の研究である。古来の刀鍛冶による製刀法において、刀剣模様の特徴を表す「匂い」「沸え」といった極めて感覚的な概念が重要視されたが、俵はそれらに冶金学からの解釈を試みている。現在俵の史料は、安来の和鋼博物館に所蔵されており、そこに当時の実験ノートなどが収められている。俵の史料とともに保管されているのが、俵の後に日本刀の製法を深く分析した岩崎航介という人物の史料である。彼は歴史学と冶金学を修める傍ら、各地の刀鍛冶を訪問見学して製刀法を実体験することを通じて、その科学的分析ならびに資料的考証を試み、その見聞を元に卒業論文「製刀法について」を執筆している。件の「匂い」「沸え」といった特徴ある刀剣模様の由来は焼刃土の盛り方に依存してることが、そこでは明快に記されている。金物の町三条で生まれ育ち、ゾリンゲンの輸入品に対抗するために研究に着手した岩崎は、伝統的な製刀法を参考にして新しい刃物の製法を編みだそうとしたが、結局は安全剃刀などを作り出したりするだけで、大きな成果を上げるまでには至らなかったようである。