hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境浄化のために育種される微生物の汚染物質感知機能の評価と活用に関する研究

平成3年度に開発した物質感知能の計測装置を用い、様々な物質に対する緑膿菌の応答を計測した。多くの汚染物仕質が芳香族であることを鑑み、22種類の芳香族化合物に対する応答を調べたところ、フェノール、m-トルイル酸、m-ニトロ安息香酸を炭酸源にして生育させると誘導されるが、グルコースを炭素源にすると感知能を示さないことが判明した。これらのことから、(1)炭素源として資化する・しないと誘引物質として認識するしないは必ずしも一致しない、(2)ある種の感知能の発現は生育条件によって左右されることが示唆された。緑膿菌が忌避する物質としては、ゴル場で農薬として散布されているメチルシアン酸が確認された。芳香族化合物や強い誘引物質であるアミノ酸に対する応答と秋様に、忌避物質に関しても本方法により簡便・迅速に細菌の応答が測定できることを判り、本方法の有効性が確認された。2.物質感知機能に関与する遺伝子の単離ネズミチフス菌のtar遺伝子をプローブとして緑膿菌のセンサー移伝子の単離を試み、ptd3遺伝子を取得した。ptd3には外界の刺激を細胞内に伝達する部位が保存されている。また、遺伝子破壊により作成したptd3変異株は親株より劣った走化性を示し、ptd3が物質感知機能のセンサー遺伝子であることが強く示唆された。センサーにより細胞内に伝達されたシグナルの処理に関与する遺伝子は、まずシグナル処理の変異株を取得し、その変異を相補するDNA断片として取得した。この遺伝子に関しては現在解析中である。このように、環境浄化細菌の汚染物質感知機能をよりよいものに育種するために必要な遺伝子を本年度の研究で手にいれることができた。
建設業におけるマネジメント・コントロール実態に適合した入札制度設計に関する研究

本研究は,わが国の地方建設業界における業界構造の特徴を分析し,現在の公共工事に係る入札制度の問題点を明らかにすることを目的としている.分析では,福島県に存在する建設業企業266社の財務データと52社に対して行ったアンケート調査によるデータを用いて解析を行った.その結果,現在の入札制度における総合評価方式が十分に機能しておらず,寡占状態を作り出す可能性があることが示された.さらに,わが国の地方建設業界は,複雑な重層下請構造によって高い情報共有度が維持されていることも明らかになった.このことは,地方建設業界を規制する制度設計において,その業界構造を詳細に分析する必要性を示すものである.本研究は、中小建設企業のマネジメント・コントロール、業界慣行および産業構造の実態解明を行い、それらを所与として中小建設業企業の適切な競争環境整備のための制度設計をゲーム理論およびオークション理論を援用して理論的に分析することを第一の目的とする。さらに、第二の目的として、アンケート調査によるデータや財務データなどのハードデータを用いて定量的に前述の理論研究を検証しようとするものである。この目的のために平成24年度では、以下のようにして研究を進めた。まず平成23年度中に行ったアンケートデータおよび財務データによる研究成果を論文として、日本管理会計学会、The Journal of Management Accounting, Japanに平成23年度中に投稿していたもの(すでに査読を経て受理済み)をエディターからの指摘を得ながら、より精緻化することに努めた。理論研究面などを精緻化し、現在掲載を待つところである。このほか平成24年度では、東日本大震災に代表される自然災害等の復旧事業において現在の建設業界における入札制度が機能不全を起こした事実に鑑み、それらの要因の抽出を主にヒアリング調査を通じて行った。この結果、現在の一般競争入札が自然災害などからの復旧工事のような緊急性を帯びた案件には、コスト的、時間的に機能していないことが明らかになった。また、現在、地方の中小建設業界には慢性的な人員不足が生じており、そうした問題も現在の入札制度の欠陥と密接に関係している事実も確認できた。現在はこれらの問題解決に向けたさらなる現状分析とそれらを取り入れた理論分析を中心に研究を進めている。本研究は、まず中小建設業企業のマネジメント・コントロール、業界慣行および産業構造の実態解明を定量的手法によって行い、次にそれらの結果を所与としながら中小建設業企業間の適切な競争環境を構築するための制度について、ゲーム理論およびオークション理論等の成果を援用して理論的に分析するものである。上記の目的を達成するために、本研究では平成23年度の予備調査に加え、平成24年度において中小建設業企業の産業構造解明を意図したインタビュー調査およびアンケート調査を行った。そこでは地域性、企業規模などを考慮しながら、福島県に本社を置く中小建設業企業52社に対してインタビュー調査およびアンケート調査を行い、それらのマネジメント・コントロール・システム、業界取引慣行などの実態を抽出した。次に平成25年度においてそれらのデータを多変量解析の手法を用いて定量的に分析し、中小建設業の業界構造の特徴を明らかにした。そして当該分析結果から、地方における中小建設業の業界構造は、その他の産業と異なる独特の構造を有しており、それらをかんがみた場合、現在わが国の公共工事発注において実施されている一般競争入札制度が公正、公平な競争に資していない可能性があるだけでなく、公共工事受注に関して一部の企業による寡占的状況を生み出しうることを示した。これら一連の研究実績は、日本管理会計学会設立20周年記念論文集、The Journal of management Accounting, Japan, Supplement 2, 2013において論文として投稿し、掲載されている。本研究は,わが国の地方建設業界における業界構造の特徴を分析し,現在の公共工事に係る入札制度の問題点を明らかにすることを目的としている.分析では,福島県に存在する建設業企業266社の財務データと52社に対して行ったアンケート調査によるデータを用いて解析を行った.その結果,現在の入札制度における総合評価方式が十分に機能しておらず,寡占状態を作り出す可能性があることが示された.さらに,わが国の地方建設業界は,複雑な重層下請構造によって高い情報共有度が維持されていることも明らかになった.このことは,地方建設業界を規制する制度設計において,その業界構造を詳細に分析する必要性を示すものである.本研究は、中小建設業企業のマネジメント・コントロール、業界慣行および産業構造の実態解明を行い、それらを所与として中小建設業企業の適切な競争環境整備のための制度設計をゲーム理論およびオークション理論を援用して理論的に分析しようとするものである。この目的のために、平成23年度では、筆者がこれまでに行ってきた中小建設業企業の実態解明に関する調査をより詳細かつ調査対象企業を広げてに行った。そこでは、地域性、企業規模などを考慮しながら、福島県に本社を置く中小建設業企業65社に対し、インタビューおよびアンケート調査を行い、それらのマネジメント・コントロール・システム、業界取引慣行などの実態を抽出した。これらのデータに加え、調査対象企業の財務データを入手し、アンケートデータとともに多変量解析の手法を用いて統計的に解析し、中小建設業企業の業界構造の精緻な分析にも努めた。この結果、地方における中小建設業企業の業界構造は、独特の構造を有しており、それらを鑑みた場合、現在わが国の公共工事発注において実施される一般競争入札が公正、公平な競争に資するとは言い難いと思われる結果を得た。平成23年度におけるこうした研究実績は、日本管理会計学会設立20周年記念論文集、The Journal of Managementaccounting,Japanに論文として投稿し、現在掲載可として受理されているところである。

平成24年度では、地方の中小建設業界における業界慣行などのソフトデータを取り入れた入札制度設計を平成23年度の研究成果を踏まえてより強力に推進するはずであったが、これに関して目的達成の状況がやや遅れているものと考えている。この理由としては、平成23年3月に発生した東日本大震災およびその他の自然災害の多発により、災害復旧工事が過度に例外的なまでに発注され、建設市場が大きく混乱した結果、平常時をベースとした研究が予定した通りに進められなかったことによるものである。しかしながら、同時に、こうした非常時には現在の建設業界における一般競争を中心とした入札制度が機能不全を起こすという事実を確認できた側面もあった。こうした事実から平成24年度では、現在の入札制度における機能不全の要因を当初の研究目的とは違った角度から分析し、加えてヒアリング調査などを行うことでいくつかの新たな要因を抽出することができた。これらの成果は本研究課題の目的達成に大きく貢献するものと考えている。平成23年度は、当初の計画通りわが国の中小建設業企業のマネジメント・コントロール・システム、業界取引慣行、業界構造の詳細な実態解明を行う目的がおおむね達成されたものと考える。中小建設業企業65社に対して、1社当たり2時間程度のインタビューおよびアンケート調査を直接各企業のトップマネジメントに行い、回答を得ての分析は、わが国の中小企業研究でもまれであり、本研究が中小企業に関する業界構造や取引慣行の実態解明において少なからず貢献し、研究蓄積となったものと確信している。しかしながら、平成23年度において論文として投稿した研究においては、中小企業に関する競争環境の制度設計についての理論的考察が不十分であり、中小建設業企業の取引実務慣行の実態報告に終始した感もある。したがって、上記に関する理論的考察およびそれに基づいた分析フレームワークの構築とシミュレーションやさらなる実証研究などが次年度以降に残された課題であると考えている。平成25年度では、平成23年度に行った研究成果をもとに、中小建設業界の産業特殊性や取引慣行の特異性を取り入れたより機能的な入札制度設計の理論的研究を進める予定である。ここではオークション理論やマッチング理論などにおける先行研究の成果を取り入れつつ、わが国の地方建設業界に適した入札制度設計を試みる予定である。さらに、平成25年度では、すでに述べたように東日本大震災に代表されるような突発的かつ甚大な自然災害時においては、現在の入札制度がより機能不全を起こすという事実の確認に基づき、そうした機能不全を引き起こす要因のさらなる抽出とそれらの因果関係を分析する予定である。そして、それらの問題解決につながるメカニズムを理論面、実証面の双方から解明・検証したいと考えている。
非線形超解像を用いた低コスト超高精細動画像圧縮システムの研究

本研究は、高臨場感動画像通信・放送サービス実現のコアとなる、超高精細動画像向けHEVC圧縮システムの低コスト化を可能とする技術を創出する事を目標に取り組んできた。3年間の活動を通じて、HEVCさらには、その拡張標準であるSHVC、SSCに対し、多様なハードウェア向きアルゴリズム、およびその低演算量化の成果を発信した。また、映像機器、放送・通信関連企業とも積極的に交流を深め、高精細映像システムをソリューションビジネスに生かす応用面での検討として、スポーツ解析技術、監視カメラなど幅広い取り組みも行った。高臨場感動画像通信・放送サービス実現のコアとなる、超高精細(7680×4320画素)動画像向けHEVC (High Efficiency Video Coding)圧縮システムの低コスト化を可能とする技術を創出する事を目的とし、26年度は、画質を保ちながら演算量を削減可能なアルゴリズムの検討から着手した。イントラ予測処理に対しては、エッジ検出に基づく低演算量なモードおよびデプス判断アルゴリズムを考案し、0.06dBのBD-PSNRロスで、41.5%の演算量削減が可能なことを確認した。整数画素精度動き予測処理アルゴリズムに対しては、単一方向予測に関しては、線形適応型の探索範囲モデルを、両方向予測に対しては、動き解析に基づく低演算量アルゴリズムを考案し、0.023dBのBD-PSNRロスで、42%演算量削減が可能なことを確認した。上記の成果は、それぞれ、IEICE Transactionや当該分野を代表する国際会議であるICIPで採択された。また、HEVC特有の機能であるSAO (Sample adaptive offset)に関しては、クラス結合手法,事前決定手法とブロック境界予測手法を提案した。これらは、低演算量化のみならず、ハードウェア向きのアルゴリズムとなっており、来年度以降のハードウェアアーキテクチャ実現に向けた成果として位置付けられる。さらに、超高精細動画像を用いた、映像認識・検索やコンテンツ解析などの新たな機能の実現可能性に関する検討も平行して行い、クラウドベースの映像認識システム向けの時空間特徴およびMRFに基づく重要特徴量選択手法などを考案して、論文誌や国際会議(招待講演)などで成果発信を行った。高臨場感動画像通信・放送サービス実現のコアとなる、超高精細(7680×4320画素)動画像向けHEVC (High Efficiency Video Coding)圧縮システムの低コスト化を可能とする技術を創出する事を目的とし、27年度は、画質を保ちながら演算量を削減可能なアルゴリズムの検討を継続して行った。単なるアルゴリズムの低演算量化ではなく、ハードウェア実装に適したアルゴリズムとするため、ブロックパイプライン処理にマッチした構造や並列化、ワーストケースを考慮した処理ステップの削減などを想定しながら、検討を行った。特にHEVC特有の機能であるSAO (Sample adaptive offset)に関しては、Code Tree Blockの境界部分のDeblockingの強さに基づくカテゴリー決定手法を考案し、評価により画質劣化や演算量を増やすことなくハードウェア実装可能なことを示し、その成果をIEEE VCIPで発信した。また、HEVCの拡張仕様として、それぞれ2015年、2016年に標準化されたSHVC (Scalable High-efficiency Video Coding)やSCC (Screen Content Coding)に対しても検討の幅を広げ、両者ともIntra予測を対象とした低演算化アルゴリズムを考案し、2件の国際会議で成果を発信した。さらに、日本の産業面を鑑みると、映像圧縮という要素技術だけでなく、高精細映像システムをソリューションビジネスに生かす応用面での検討も重要となってきており、その一環として、東京オリンピック等を想定したスポーツ解析技術の検討も行った。バレーを対象として、映像からボール追跡、選手追跡技術等の検討を行い、両者とも99%を超える高い追跡精度が可能なアルゴリズムを実現し、IEEE ICASSPなど4件の国際会議で成果発信を行った。今年度は、HEVCの重要機能であるインター予測、SAO (Sample Adaptive Offset)に関して、ハードウェア実装可能なアルゴリズム検討を進め、それぞれ画質を保ったまま、演算量を削減可能なアルゴリズムを考案した。また、HEVCの拡張仕様として、それぞれ2015年、2016年標準化されたSHVC (Scalable High-efficiency Video Coding)やSCC (Screen Content Coding)に対しても検討の幅を広げ、イントラ予測を対象とした低演算化アルゴリズムを考案した。さらにそれらを成果としてまとめ、当該分野を代表する国際会議の一つであるIEEE VCIP2015 (Visual Communication and Image Processing)などで発信した。また、SCCの低演算量化の成果を投稿した、CSPA2016 (IEEE Colloquium on Signal Processing & its Applications)では、Best Paper Awardを受賞するなど、注目を浴びた。さらに将来の映像システム全体を構成する上での差別化のキーとなる、高精細映像向けHDR(High Dynamic Range)フィルタ、バレーボールを対象としたスポーツ解析技術などの検討も進め、6件の国際会議で成果を発信した。また、当該分野で世界をリードする中国清華大学、南京大学との共同研究を進め、共著国際会議論文などを発信した。さらに、将来の産業化を睨んで、電機・情報関連企業との技術交流を積極的に行い、今後、これらの技術を産業につなげていく上で重要となる方向性に関して多くの知見を得た。海外情報発信としての取り組みとしては、APSIPA (Asia Pacific Signal and Information Processing Association)のDistinguish lecturerとして、シンガポールのNTUなどで、映像システムとその産業化に関する講義を行い、この分野の日本の先駆性をアピールした。以上の取り組みを通じて、研究成果面や情報発信面で順調な進捗が果たせていると考えている。

高臨場感動画像通信・放送サービス実現のコアとなる、超高精細(7680×4320画素)動画像向けHEVC (High Efficiency Video Coding)圧縮システムの低コスト化を可能とする技術を創出する事を目的とし、28年度は、HEVCおよびその拡張仕様であるSHVC (Scalability Extension)、SCC (Screen Content Coding Extension)を対象に、ハードウェア向きアルゴリズムやその低演算量化に取り組んだ。HEVCでは、最も演算量を占めるインター予測を対象に、動きベクトル、量子化強度などの多次元特徴に基づく深さ決定アルゴリズムを提案し、HM (HEVC Test Model) 14.0と比較して33.7%の処理時間削減が可能なことを確認した。また、SHVCでは、インター処理の演算量削減の取り組みとして、予測ユニット(PU)の分割情報を用いることにより、モードと深さ選択をスキップできる手法を提案し、38%の演算量削減が行えることを確認した。さらに、SCCに関する取り組みとしては、インター予測処理を対象に、ブロックレベルでスクリーンコンテンツと自然画コンテンツを分類し参照フレーム処理を削減する手法、さらにブロックを平方と非平方に分けそれをマシンラーニングにより分割処理をスキップする手法を提案し、40%以上の演算量削減が可能なことを確認した。これらの成果に基づき、2件の原著学術論文と、7件の国際会議成果を発信した。また、高精細映像システムをソリューションビジネスに生かす応用面での検討として、スポーツ解析技術、車載機器、プロジェクションマッピング、監視カメラ、HCIなど幅広い応用を想定しながら検討を進め、2件の原著論文を発信するとともに、今後の産業化に向けた多くの知見を得た。本研究は、高臨場感動画像通信・放送サービス実現のコアとなる、超高精細動画像向けHEVC圧縮システムの低コスト化を可能とする技術を創出する事を目標に取り組んできた。3年間の活動を通じて、HEVCさらには、その拡張標準であるSHVC、SSCに対し、多様なハードウェア向きアルゴリズム、およびその低演算量化の成果を発信した。また、映像機器、放送・通信関連企業とも積極的に交流を深め、高精細映像システムをソリューションビジネスに生かす応用面での検討として、スポーツ解析技術、監視カメラなど幅広い取り組みも行った。
ヒートアイランドとダストアイランドの立体構造と関連性に関する研究

ヒートアイランドとダストアイランドの立体構造の対応関係を明らかにするとともに、ヒートアイランドの夜間に発達、日中に衰弱という日変化に対応するダストアイランドの日変化などの実態を明らかにする目的で研究を進めた。まず1985年3月と5月に筑波研究学園都市で開催された科学万博会場をモデル都市として気象観測とレーザーレーダーによるダストアイランド観測を実施し、その解析を行った。その結果を参考にして、1986年2月下旬に、筑波研究学園都市の中心部を対象としてほぼ同様な観測を行った。2月の観測は現在解析作業中であるため、解析がほぼ終了した5月までの観測結果の概要を述べる。科学万博会場は、1.5×0.9Kmの広さで、都市モデルとしては、市街地の規模が極めて小さいにもかかわらず、ヒートアイランドがもっとも発達したときの会場内外の気温差は、地上で4°C以上に達した。建物群の屋上面の上の高度では、上昇流が卓越し、水平的には収束傾向が見られた。その上には発散層が存在する。ヒートアイランドの効果と強制対流の効果が重なって、科学万博会場の上空では、最大で100m程度の高さまで上昇流を生じ、全体的に見てヒートアイランド循環が存在する。レーザーレーダーを用いて、エアロゾル濃度の三次元構造を知る手法を開発して、科学万博会場上空のエアロゾル濃度の鉛直分布に対する都市の影響を確認した。会場内外で実施した気温鉛直分布の観測結果とエアロゾル濃度の鉛直分布とを対比した結果、温位傾度とエアロゾル濃度傾度との間には、よい対応関係がある。ヒートアイランドの上限に見られるクロスオーバー現象に伴う強い逆転層のある高度と、エアロゾル濃度の高い高度は一致する。以上から、最初に述べた研究目的を解決する端緒が得られたので、さらに2月の観測の解析にまちたい。
バイオエナジェティックスの総括的研究

生体内で行われているエネルギーの授受と転換は,生命活動の根底をなすものである.バイオエナジェティックスはこの基礎生体反応の過程と共役する多くの事象を対象とし,生物学の全分野に根をおろした基礎学問領域である.本研究では,「重点領域研究・バイオエナジェティックス」の全体を統括し,個別および班研究の推進,研究者間の有機的連携,周辺分野との交流,新分野の開拓等を通して重点領域研究の効果的進展を計ってきた.本年度に得られた実績は以下のように要約される.(1)学会報告,原著論文等を通じ,格研究班の班員および公募研究者の研究の進捗状況を把握し,今後の研究に対する有効で適切な助言を行った.助言に当っては,本年度が研究の初年度である点を特に考慮した.(2)各研究者の持つ特徴ある装置,技術および材料を調査し,今後の共同研究への足がかりを作った.その結果,材料と技術を異にする研究者の間で複数の共同研究体制が発足した.(3)運営委員を中心として,エネルギーの授受と転換に欠損を持つ疾病を調査するグループが発足した.本年度は特にイオン輸送ATPase,ATP合成酵素ミトコンドリア呼吸酵素系に関する疾病を調査した.遺伝病の遺伝子レベルの検討等,今後の研究/検討推進の方向が出された.(4)バイオエナジェティックスの研究者としての物の見方,考え方に立って,周辺領域への積極的な進出が可能かどうか,周辺領域の技術がバイオエナジェティックス分野に導入できるかどうか等,バイオエナジェティックスの新しい局面を開拓するべく調査研究を行った.(5)62年末に,公募研究者をふくむ全班員の参加による研究会を行った.この研究会に於て,各研究の進捗状況と成果を評価委員(総括班員より選出)が厳しい評価と助言を行った.また研究によっては今後,総括班員がより直接的な指導を行うこととした.生体内で行われているエネルギーの授受と転換は,生命活動の根底をなすものである.バイオエナジェティックスはこの基礎生体反応の過程と共役する多くの事象を対象とし,生物学の全分野に根をおろした基礎学問領域である.本研究では,「重点領域研究・バイオエナジェティックス」の全体を統括し,個別および班研究の推進,研究者間の有機的連携,周辺分野との交流,新分野の開拓等を通して重点領域研究の効果的進展を計ってきた.本年度に得られた実績は以下のように要約される.(1)学会報告,原著論文等を通じ,格研究班の班員および公募研究者の研究の進捗状況を把握し,今後の研究に対する有効で適切な助言を行った.助言に当っては,本年度が研究の初年度である点を特に考慮した.(2)各研究者の持つ特徴ある装置,技術および材料を調査し,今後の共同研究への足がかりを作った.その結果,材料と技術を異にする研究者の間で複数の共同研究体制が発足した.(3)運営委員を中心として,エネルギーの授受と転換に欠損を持つ疾病を調査するグループが発足した.本年度は特にイオン輸送ATPase,ATP合成酵素ミトコンドリア呼吸酵素系に関する疾病を調査した.遺伝病の遺伝子レベルの検討等,今後の研究/検討推進の方向が出された.(4)バイオエナジェティックスの研究者としての物の見方,考え方に立って,周辺領域への積極的な進出が可能かどうか,周辺領域の技術がバイオエナジェティックス分野に導入できるかどうか等,バイオエナジェティックスの新しい局面を開拓するべく調査研究を行った.(5)62年末に,公募研究者をふくむ全班員の参加による研究会を行った.この研究会に於て,各研究の進捗状況と成果を評価委員(総括班員より選出)が厳しい評価と助言を行った.また研究によっては今後,総括班員がより直接的な指導を行うこととした.
ヒラメリンホシスチス病耐性系統を用いた病態生理学的研究

申請者らがこれまでの研究で開発したリンホシスチス病(LD)耐性ヒラメは、ウイルス病の一種であるLDに抵抗性を示す系統であり、このヒラメは全国のヒラメ養殖場におけるLD被害の軽減に貢献している。しかし、他のヒラメがLDを発症している状況下においてLD耐性ヒラメがなぜ、LDを発症しないのか分かっていない。そこで、LD耐性ヒラメと通常養殖ヒラメを用いて人為感染試験を行い、各系統の感染後の生体反応の違いに着目して、LDに対する防御機序を明らかにすることを目的として本課題を遂行している。1.LD耐性ヒラメ(感染(RV)区、非感染(RC)区)と通常養殖ヒラメ(感染(SV)区、非感染(SC)区)の感染試験を行った。感染区の感染には、リンホ細胞を磨砕して作成したウイルス液を使用した。ウイルス液に試験個体を6時間浸漬した後、通常飼育水へ移しリンホ細胞の形成を観察しながら飼育した。感染後、0,1,3,7,14,21日後に各区5尾ずつをサンプリングした。各個体の腎臓を実験2に用い、血清を実験3に用いた。2.今年度は、ヒラメ連鎖地図上の位置情報から、LD耐性遺伝子座近傍に位置すると推定される免疫関連遺伝子である、ヒラメMHCIIaとTLR2の遺伝子配列を元にprimerを作成し、それらの発現解析を行った。採取した各サンプルの腎臓から抽出したRNAを用いてリアルタイムPCRを行った結果、感染0日目において、TLR2はS区でR区より発現量が有意に多く、MHCIIaはR区でS区より発現量が有意に多かった。その後、R区0日目、S区0日目を基準にしてそれぞれの区の発現量を比較したが、経過時間と発現量の変化に関連は見られなかった。3.各サンプル個体から採取した血清を用い、ELISA法による抗体価の測定を行ったが、R区、S区共に有意な差は見られなかった。
プロセスシステムのロバスト制御

プロセスシステムの特徴には、1)ダイナミクスが熱伝導・拡散などの複雑な過程により生じるため厳密な数式モデルの構築が困難なこと、そして2)物質・信号の伝達に無視できない遅れがあること、が挙げられる。本研究では、このようなプロセス系特有の性質を念頭におき、むだ時間の存在の無視できない制御対象に対して、数式モデルと実際の対象の間に存在する差異にかかわらず所望の性能を発揮するロバスト制御系の設計法の開発を試みた。そして、入力むだ時間系のロバスト制御法に関して以下の結果を得た。1.ロバスト制御法の開発:加法的・乗法的摂動に対するロバスト安定化可能性の必要十分条件を導き、ロバスト安定化則が集中定数系の設計と同程度の計算で構成できることを明らかにした。また、導いた制御則が予測制御系になることを示し、微分ゲーム論的なアプローチにより考察を加えた。2.むだ時間の値と制御性能の関係:プラントの有するむだ時間の値と達成し得るロバスト安定化可能性の関係について考察し、むだ時間の増加に伴い、ロバスト安定余有が指数関数的に減少することを示した。3.実プラントのデータを用いた制御系設計:蒸溜プロセスのプラントデータを基に、ロバスト制御系の設計を行った。そして、得られた設計法を用いると、Pade近似を施した集中定数モデルに基づいて設計した場合に比べ、良好な制御性能が得られることが分かった。また、本研究で導いた制御法が制御系の感度の調整にはあまり有効でないことも確認された。上記の研究により、入力むだ時間系におけるロバスト制御法、むだ時間とロバスト安定性の関係が明らかになった。現在これらの成果を発展させ、むだ時間系のH^∞制御法に関する研究を継続している。
ＱＰＲＴノックアウトマウスを用いた真正ナイアシン欠乏症とその発症機構の解析

本研究により,ナイアシン欠乏によって小腸の内輪層が影響を受け,ペラグラの特徴的症状である消化器疾患が現れることが示唆された.またナイアシンによって影響を受ける代謝経路は栄養素欠乏の影響を同時に受けていることから明らかにすることはできなかったが,今後食餌摂取量が減少しない時点での解析を更に進める必要があることが明らかとなった.平成24年4月1日から平成25年3月31日まで長期在外研修を取得してフランス国立農学研究所に研究留学していたため,平成24年度に予定していた研究は中断していた.しかし留学先では,GC/MSを使った血漿中のキノリン酸の高感度の測定方法の開発を行ったので,これを本研究に用いることで研究の発展が期待できる.QPRTノックアウトマウスにナイアシン欠乏飼料を与えることでナイアシン欠乏症を起こし,その状態での生体に起きた異常について解析した.ここではナイアシンを含んだ通常飼料で飼育した場合と比較してナイアシン欠乏飼料を与えたノックアウトマウスにのみナイアシンの最終代謝産物(N1-メチルニコチンアミド,N1-メチル-4-ピリジン-3-カルボキシアミド(4-Py),N1-メチル-2-ピリジン-5-カルボキシアミド(2-Py),ニコチンアミド-N-オキシド)の尿中排泄量やナイアシンから合成されるNADやNADPの血中及び肝臓中含量が枯渇していることを定量的に確認した.またペラグラの特徴的症状である皮膚炎や消化器疾患の有無を中心に,全身を組織科学的手法(ヘマトキシリン-エオシン染色など)によって観察した.そしてその結果小腸の内輪層が薄くなっていることが確認された.また同時に肝臓をサンプルとして網羅的メタボローム解析を行い,ナイアシン欠乏によって影響を受ける物質の探索を行った.平成23年度に観察されたナイアシン欠乏状態での生体への影響をふまえ,その影響の発症機構について明らかにするために,肝臓中のメタボローム解析によって注目したGABA合成経路について関連物質の血液及び肝臓中含量の定量分析を行ったが,コントロール群とナイアシン欠乏群との間に有意な差は認められなかった.本研究により,ナイアシン欠乏によって小腸の内輪層が影響を受け,ペラグラの特徴的症状である消化器疾患が現れることが示唆された.またナイアシンによって影響を受ける代謝経路は栄養素欠乏の影響を同時に受けていることから明らかにすることはできなかったが,今後食餌摂取量が減少しない時点での解析を更に進める必要があることが明らかとなった.本研究により,ナイアシン欠乏によって小腸の内輪層が影響を受け,ペラグラの特徴的症状である消化器疾患が現れることが示唆された.またナイアシンによって影響を受ける代謝経路は栄養素欠乏の影響を同時に受けていることから明らかにすることはできなかったが,今後食餌摂取量が減少しない時点での解析を更に進める必要があることが明らかとなった.トリプトファン-ナイアシン転換経路の分岐点に位置するキノリン酸を代謝する酵素であるキノリン酸ホスホリボシルトランスフェラーゼ(QPRT)を欠損したマウスを用て,ナイアシンのみを欠乏した場合の個体への影響について解析することで,食事性ナイアシン単独の機能について明らかにする.QPRTノックアウトマウスにナイアシン欠乏飼料を与えることでナイアシン欠乏症を起こし,その状態での生体に起きた異常について解析するために,飼料摂取量,体重増加量を測定した.ナイアシン欠乏により体重及び飼料摂取量は大きく減少することが確認された.またナイアシンを含んだ通常飼料で飼育した場合と比較してナイアシン欠乏飼料を与えたノックアウトマウスにのみナイアシンの最終代謝産物(N1-メチルニコチンアミド,N1-メチル-4-ピリジン-3-カルボキシアミド(4-Py),N1-メチル-2-ピリジン-5-カルボキシアミド(2-Py),ニコチンアミド-N-オキシド)の尿中排泄量やナイアシンから合成されるNADやNADPの血中及び肝臓中含量が枯渇していることを確認した.更にペラグラの特徴的症状である皮膚炎や消化器疾患の有無を中心に,複数の臓器を採取し,組織科学的手法(ヘマトキシリン-エオシン染色)によって観察し,一部の消化器組織への影響が観察された.また同時に肝臓をサンプルとして網羅的メタボローム解析を行い,ナイアシン欠乏によって影響を受ける物質の探索を行った.ここで得られた候補物質の一部について,確認のために単体での定量を行う予定である.平成24年4月1日から平成25年3月31日まで長期在外研修を取得してフランス国立農学研究所に研究留学していたため,平成24年度に予定していた研究は中断していた.在外研修先では申請者の所属先では出来ない実験を優先したこと,本研究に必要なノックアウトマウスを移送して実験を続けることが設備的に無理だったことから,平成24年度に予定していた実験は平成25年度に行う予定である.トリプトファン-ナイアシン転換経路の分岐点に位置するキノリン酸を代謝する酵素であるキノリン酸ホスホリボシルトランスフェラーゼ(QPRT)を欠損したマウスを用いて,ナイアシンのみを欠乏した場合の個体への影響について解析することで,食事性ナイアシン単独の機能について明らかにするために次の実験を行った.(1)QPRT

ノックアウトマウスにナイアシン欠乏飼料を与えることでナイアシン欠乏症を起こし,その状態での生体に起きた異常について解析するために,飼料摂取量,体重増加量を測定.(2)ナイアシンの最終代謝産物(N1-メチルニコチンアミド,N1-メチル-4-ピリジン-3-カルボキシアミド(4-Py),N1-メチル-2-ピリジン-5-カルボキシアミド(2-Py),ニコチンアミド-N-オキシド)の尿中排泄量やナイアシンから合成されるNADやNADPの血中及び肝臓中含量を分析.(3)ペラグラの特徴的症状である皮膚炎や消化器疾患の有無を中心に,複数の臓器を採取し,組織科学的手法(ヘマトキシリン-エオシン染色)によって観察.(4)肝臓をサンプルとして網羅的メタボローム解析を行い,ナイアシン欠乏によって影響を受ける物質の探索.平成23年度は予定どうり上記(1)(4)の全てを実施し,おおむね良好な結果が得られている.平成23年度にメタボローム解析を行った結果,ナイアシン欠乏状態で影響を受ける代謝経路について,個々に関連する物質の血液や組織中含量を測定し,代謝経路に関連する遺伝子の発現などを調べることで生体へのナイアシンの機能を明らかにする.平成23年度に観察されたナイアシン欠乏状態での生体への影響をふまえ,その影響の発症機構について明らかにする.まず組織科学的解析によって観察された影響について,該当する臓器や組織特異的遺伝子のRNAの発現についてIn Situ Hybridization法もしくは免疫組織化学法によりタンパク質の発現を調べる.また血中メタボローム解析によって得られた,ナイアシン欠乏によって影響を受ける物質について,その物質の肝臓中だけでなく血液中含量と尿中排泄量を定量的に測定し,その物質が血中で増加もしくは減少する機構とナイアシンの生体機能についてIn Situ Hybridization法により得られた結果も含めて仮説を設ける.申請時の予定どうりに以下のように研究費を使用する予定である.物品費(85万円):繁殖用マウス,マウス飼育に関して必要な消耗品(ケージ,餌,床敷,消毒液など),HPLC用カラム,試薬,抗体,プラスチックチューブなどの実験消耗品,ガラス器具など旅費(5万円):成果発表のための学会発表旅費人件費・謝金(20万円):データ解析,実験補助者への謝金その他(20万円):DNAシークエンス解析,プライマー合成費,論文投稿費申請時の予定どうりに以下のように研究費を使用する予定である.物品費(85万円):繁殖用マウス,マウス飼育に関して必要な消耗品(ケージ,餌,床敷,消毒液など),HPLC用カラム,試薬,抗体,プラスチックチューブなどの実験消耗品,ガラス器具など旅費(5万円):成果発表のための学会発表旅費人件費・謝金(20万円):データー解析,実験補助者への謝金その他(20万円):DNAシークエンス解析,プライマー合成費,論文投稿費
オルガネラ酸性環境の破綻に起因する細胞内変動の解明

酸性オルガネラであるゴルジ体、エンドソームやリソソームなどの内腔は酸性pHに保持されている。この酸性環境は細胞の生存に必須であり、その破綻が種々の疾患の発症要因であることが報告されている。酸性オルガネラの1つ、ゴルジ体の形態異常は種々のヒト疾患病巣部の細胞において観察される。しかしながら、内腔の酸性環境の破綻と病態発症の因果関係には不明な点が多く残っている。そこで、本研究課題では、ゴルジ体局在イオンチャネルGPHRに着目し、ゴルジ体の酸性環境破綻に起因する形態異常や細胞内変動の解明を目指す。
多凸性ひずみ関数を用いた異方性超弾性モデルの開発と衣服圧シミュレーションへの応用

本研究では,有限変形を前提とし,かつ解の安定性を厳密に考慮した数学モデルとして,多凸性ひずみエネルギー関数を用いた異方性超弾性体モデルを開発し,また,本モデルの応用として,縦糸と横糸から成る衣服の材料モデリングへ適用し,衣服圧シミュレーションシステムの構築を行った.本シミュレーションシステムは,衣服の快適性すなわち着心地に寄与する衣服の構造とメカニズムについて明らかにすることを目的とし,その解析方法の一つとして衣服圧の力学的特質に主眼を置いた本研究では,ファイバー間の相互作用を考慮した多凸性ひずみエネルギー関数を用いた異方性超弾性体モデルを開発・実装し,衣服の材料モデリングへと適用した.本材料モデルを用いて,3次元シミュレーションによる衣服圧の正確な予測を行い,これに必要な物性の測定法と衣服材料モデリングおよび大変形・非線形解析手法を検討した.衣服圧の測定データは,日本人20代女性の平均体型を模したマネキンを用いた衣服圧の計測システムから取得した.本システムではエアーバック方式の感圧計を用いて計測を行った,本実機による計測では,ピンポイントの計測は可能であるが,人体にかかる衣服圧全体の分布を把握することは難しい.そこで,本実機の計測の欠点を補うため,非線形有限要素法を用いた計算機シミュレーションを実施し,立位状態での着衣時の衣服圧分布を予測した.布地の力学的特性に対する応力とひずみの関係からひずみエネルギー関数を定式化した.本材料モデルの材料定数を同定するため,衣服圧の計測で用いた衣服の布を試験片として切り取り,布の引張荷重と伸張の関係を測定した.測定データと合致するようにフィッテングを行い,本材料モデルのパラメータを決定した.本シミュレーションシステムが衣服の最適設計の構築の一助となり,衣服造形分野へ与える影響は大きいものと考える.本研究では,有限変形を前提とし,かつ解の安定性を厳密に考慮した数学モデルとして,多凸性ひずみエネルギー関数を用いた異方性超弾性体モデルを開発し,また,本モデルの応用として,縦糸と横糸から成る衣服の材料モデリングへ適用し,衣服圧シミュレーションシステムの構築を行った.本シミュレーションシステムは,衣服の快適性すなわち着心地に寄与する衣服の構造とメカニズムについて明らかにすることを目的とし,その解析方法の一つとして衣服圧の力学的特質に主眼を置いた本研究では,ファイバー間の相互作用を考慮した多凸性ひずみエネルギー関数を用いた異方性超弾性体モデルを開発・実装し,衣服の材料モデリングへと適用した.本材料モデルを用いて,3次元シミュレーションによる衣服圧の正確な予測を行い,これに必要な物性の測定法と衣服材料モデリングおよび大変形・非線形解析手法を検討した.衣服圧の測定データは,日本人20代女性の平均体型を模したマネキンを用いた衣服圧の計測システムから取得した.本システムではエアーバック方式の感圧計を用いて計測を行った,本実機による計測では,ピンポイントの計測は可能であるが,人体にかかる衣服圧全体の分布を把握することは難しい.そこで,本実機の計測の欠点を補うため,非線形有限要素法を用いた計算機シミュレーションを実施し,立位状態での着衣時の衣服圧分布を予測した.布地の力学的特性に対する応力とひずみの関係からひずみエネルギー関数を定式化した.本材料モデルの材料定数を同定するため,衣服圧の計測で用いた衣服の布を試験片として切り取り,布の引張荷重と伸張の関係を測定した.測定データと合致するようにフィッテングを行い,本材料モデルのパラメータを決定した.本シミュレーションシステムが衣服の最適設計の構築の一助となり,衣服造形分野へ与える影響は大きいものと考える.
気相成長法による高強度透明ダイヤモンド板の合成に関する研究

本研究は,ダイヤモンドを高速に合成できるアーク放電プラズマジェットCVD法により,機械的強度の優れた透明ダイヤモンド板を作製するための合成条件を見いだすことを目的とした.そして,ダイヤモンド板の機械的強度は3点曲げ試験により抗折強度を測定することで評価し,光学的性質は赤外分光分析により評価した.また,ダイヤモンド板断面の組織観察を行い,成長様式と機械的強度の関係を検討した.申請者の研究室有する高速合成可能なアーク放電プラズマジェットCVD装置によりメタン濃度を1%以下と低くし,合成速度約10μm/h程度でダイヤモンド合成を行った結果,光透過性に優れるダイヤモンド板が得られた.このダイヤモンド板の結晶方位はX線回折結果より,ランダムに配向していることがわかった.また,透光性をフーリエ変換赤外分光分析により評価した結果,両面を研磨した厚さ120μmのダイヤモンド板で波長10μmにおける透過率は約68%であった.合成した透明ダイヤモンド板の結晶組織を,断面を研磨した後水素プラズマでエッチングすることで露出し観察した.その結果,光透過性に優れるダイヤモンド板では欠陥や不純物の混入が少なく,結晶の成長に乱れが生じていないことがをわかった.そして,機械的強度は3点曲げ試験により調べた結果,約700MPaであり,焼結ダイヤモンドに比べて半分程度の値であった.合成したダイヤモンド板の結晶粒間に空隙が存在し,ここからき裂が進展するため強度を低下させていることを明らかにした.本研究は,ダイヤモンドを高速に合成できるアーク放電プラズマジェットCVD法により,機械的強度の優れた透明ダイヤモンド板を作製するための合成条件を見いだすことを目的とした.そして,ダイヤモンド板の機械的強度は3点曲げ試験により抗折強度を測定することで評価し,光学的性質は赤外分光分析により評価した.また,ダイヤモンド板断面の組織観察を行い,成長様式と機械的強度の関係を検討した.申請者の研究室有する高速合成可能なアーク放電プラズマジェットCVD装置によりメタン濃度を1%以下と低くし,合成速度約10μm/h程度でダイヤモンド合成を行った結果,光透過性に優れるダイヤモンド板が得られた.このダイヤモンド板の結晶方位はX線回折結果より,ランダムに配向していることがわかった.また,透光性をフーリエ変換赤外分光分析により評価した結果,両面を研磨した厚さ120μmのダイヤモンド板で波長10μmにおける透過率は約68%であった.合成した透明ダイヤモンド板の結晶組織を,断面を研磨した後水素プラズマでエッチングすることで露出し観察した.その結果,光透過性に優れるダイヤモンド板では欠陥や不純物の混入が少なく,結晶の成長に乱れが生じていないことがをわかった.そして,機械的強度は3点曲げ試験により調べた結果,約700MPaであり,焼結ダイヤモンドに比べて半分程度の値であった.合成したダイヤモンド板の結晶粒間に空隙が存在し,ここからき裂が進展するため強度を低下させていることを明らかにした.
教員養成系大学院の制度とその教育実態に関する総合的研究

本研究の目的は,1966年以来制度化されてきた教員養成系大学院の可能性と課題に注目し,同時に諸外国の教育系大学院の現状と課題の検討の中から日本への示唆を導出することにある。新構想教育大学を中心に,制度化以来の実践経過をふり返り,その蓄積を教職大学院に継承していることが明らかになった。また,英・米・東アジアの大学院の現状についての最新資料を,翻訳紹介した。それらの成果は,『教員養成系大学院の制度と教育実態』(2008.9)にまとめ,関係方面に提供した。本研究は,1966年以来制度化されてきた教員養成系大学院の歴史的経過を検証し,その経過に埋め込まれた可能性と課題を明らかにすることを目的とする,合わせて,諸外国の教育大学院の現状と課題を検討し,日本への示唆を導出することも検討課題とする。初年度にあたる本年は,合宿を含めた数回の研究会議を持ち,研究協力者も含めて,それぞれの分担課題につき,データの収集・分析を行った。主な重点をあげれば以下の通りである。(1)文献研究教員養成系大学院や教師教育に関する文献研究を行い,先行研究の水準を確認し,本研究の課題と方向性を設定した。(2)データの収集と整理・分析教員養成系大学院の制度化・展開過程年表,主な政策文書(諸答申等),大学別定数(入学者・修了者数),設置科目・担当者一覧,院生の属性(派遣院生・学部卒院生の比率等),修士論文タイトル・指導教官名等のデータを,アンケート調査を含めて,収集・整理した。(3)新構想三大学の事例研究新構想三大学のカリキュラム状況,院生属性,修士論文タイトル等を整理し,分析した。(4)海外調査教員養成系大学院の外国における経験を調査し,日本への参照軸とするため,本年度は,イギリス・中国への予備調査を行った。本研究の目的は,第1に1966年以来制度化されてきた薮頁養成系大学院の歴史的経過を検証しその経過に埋め込まれた可能性と課題を明らかにすること,第2に諸外国の教育系大学院の現状と課題を検討し日本への示唆を導出することにある。特に現在,教職大学院たちあげの時期であり,かつての教育系大学院の歴史的経過を振り返り,同時に外国の教育系大学院の状況を参照することは,今日の教育課題とリンクして,ますます重要なテーマとなっている。研究二年目の本年は,合宿を含めた数回の研究会議を組織して研究を進展させるとともに,日本教師教育学会全国研究大会(鳴門教育大学)において研究報告を行った。学会報告では,新構想三大学の論文タイトル分析,新構想三大学の一つである兵庫教育大学のケーススタディ,教育系大学への大学院教育に関する質問紙調査とその結果分析,私学の教育系大学院の現状と課題等についてとりあげた。また,イギリスの教師教育の現状と課題についても報告した。分担者による外国調査では,イギリス・アメリカ・中国におもむき,聞き取りや資料収集を行った。このように,本年度の成果としては,(1)文献研究の前進,(2)データの収集・拡充と分析,(4)海外調査の進展等がみられた。前述したように,それらの成果還元を兼ねて,専門学会での研究報告に取り組んだところである。現在,外国調査の成果を含めて,教員養成系大学院の制度と実態に関する基本資料の編集をすすめている。その内容としては,(1)教育系大学院の設立・拡充を根拠づける答申等行政文書の収集と分析,(2)教育系大学院の規模の変遷,(3)新構想三大学の変容過程,(3)欧米アジアの教育系大学院の現状と課題,等が予定されている。今後の予定としては,次年度(研究最終年度)の前半には資料集を刊行し,同時に学会報告を実施する予定である。また,外国研究者を招いて,招待講演を実施したいと考えている。本研究の目的は,第1に1966年以来制度化されてきた教員養成系大学院の歴史的経過を検証しその経過に埋め込まれた可能性と課題を明らかにすること,第2に諸外国の教育系大学院の現状と課題を検討し日本への示唆を導出することにある。研究三年目の本年は,数回の研究会議を組織して研究を進展させ,研究資料『教員養成系大学院の制度と教育実態基本資料と解説』(2008.9,A4版364頁)を作成した。本冊子の内容は,(1)日本における教員養成系大学院の制度と教育実態,(2)欧米における教師教育と大学院,(3)東アジアにおける教師教育と大学院の三部で構成され,本科研の研究過程で収集・分析した資料を整理し,集録した。また,上記(1)(2)の内容をもとに,日本教師教育学会全国研究大会(工学院大学)において二つの研究発表を行った。

さらに,ロンドン大学のDavid Crook氏の招待講演会を企画し,研究交流を行った。上記の取組を通し,研究の推進・交流・普及を行ったが,本年度の主な実績は以下のようである。(1)教員養成系大学院に関する基礎的データの収集整理を行い,その内容を冊子化して研究の公共財として提供した。(2)英・米・東アジアの教師教育と大学院に関する現状と課題を整理し,研究資料や学会報告等で発信した。(3)教職大学院の実践状況を内在的に検討し,その成果を研究資料や学会報告等で発信した。ただ,これらは,教員養成系大学院をめぐる概況と課題を明示した段階にとどまり,歴史的経過と比較研究を通して,今後の展望を提示するまでには至らなかった。教職大学院での実践データの収集と検討を含め,今後より深めた研究を蓄積し,成果を出版化できればと計画している。
異なるガス環境における疲労き裂伝ぱ速度の統一的評価とその限界

水素環境中における炭素鋼き裂伝ぱ速度の大きな加速は延性的な破面からぜい性的な擬へき開破面に遷移し、擬へき開破面率が増大することで起こる。擬へき開破面への遷移挙動や破面率は繰返し速度の影響を受ける。水素環境にあっても、窒素環境と同様に、疲労き裂伝ぱ速度が大きく加速せず、延性的な破面が支配的な試験条件がある。通常のき裂進展試験では、擬へき開破面の発生条件に達しても、延性ストライエーションのみならず、粒界破面も混在する。延性的な領域で、疲労き裂伝ぱ速度と直接に対応するき裂先端のすべりを定義する試みは成功しなかった。ガス環境中における疲労き裂の伝ぱ速度をき裂先端のすべりを用いて評価するためには、ガス環境中で進展中の疲労き裂を直接観察すること、特に高い倍率で観察することが有効である。しかしながら、そこには技術的な困難さがある。そこで、本研究ではガス環境中の疲労き裂伝ぱ過程をその場で観察できる装置を開発し、疲労き裂伝ぱ速度とき裂先端近傍のすべりとの関係を明らかにする。本年度は主として、試験装置の設計および製作を行った。試験装置は、疲労試験機、ガス環境用チャンバーおよび観察用の顕微鏡からなっている。疲労試験機:試験機の駆動にはステッピングモータを用いた。回転運動を、ボールねじを介して往復運動に変換した。疲労試験は板材、CT試験また試験ジグを変更することにより曲げ疲労試験も可能となるようにした。荷重容量は約1500Nである。環境ガス用チャンバー:真空用のキューブ、短菅等を購入しそれと自作の疲労試験機フレームと組み合わせることで環境ガス用チャンバーとした。観察用窓に関しては、次年度作製とする。封入するガスの圧力は絶対圧で約0.12MPaまで可能である。観察装置:組込み顕微鏡用部品を購入し、自作のステージに載せるようにした。観察倍率は500倍まで可能である。試験材料として二つの材料を検討した。一つは3%シリコン鉄の単結晶薄板で、き裂面に対称なすべり方向、すべり面を有しており、き裂伝ぱの研究に適している。二つ目は、純鉄粗大粒を(単結晶と見なせる)、ひずみ焼鈍し法を用いて作製した。適切な方位とするためには工夫が必要である。1.試験装置については、ガス環境中の疲労き裂伝ぱ挙動を直接観察するためのガスチャンバーに装着する顕微鏡用観察窓を作製、また試験チャンバーを真空にするための部品を追加作製したが、疲労試験装置の荷重検定段階までには至らなかった。2.疲労き裂伝ぱ挙動に関連しては、曲げ疲労試験機で窒素ガス中、水素ガス中で疲労き裂伝ぱ試験を行った試験片および水素を材料内に導入(水素チャージ)して疲労試験した試験片の破面について、主に走査型電子顕微鏡を用いた観察を行った。注目した点は、破面形態に及ぼす試験環境の影響および疲労試験繰返し速度の影響である。窒素ガス中で試験した破面では、大気中で観られるような通常の延性ストライエーション状模様破面が多くを占めていた。一方、水素ガス中および水素チャージした試験片破面では、延性ストライエーション状模様破面(粒界破面も混在)から、さらに速いき裂伝ぱ機構であるぜい性ストライエーションを伴う擬へき開破面への遷移挙動が観られた。そして、その遷移挙動は、疲労試験の繰返し速度に依存する結果が得られた。これは、き裂先端でのすべり挙動に及ぼす水素の影響により生じていると考えられる。遷移前のき裂伝ぱ速度はき裂先端すべりと関係づけられる可能性がある。3.疲労き裂先端で直接き裂伝ぱ速度に関係するすべりを明らかにし、その限界をしるためには、き裂先端におけるすべり挙動観察が必要と考えられる。そのための純鉄多結晶およびひずみ焼鈍し法で作製した粗大粒の微小CT試験片を作製した。1.その場観察が可能な自作の疲労試験装置については、水素ガス、窒素ガス等の配管を行い、完成した。環境としては、水素ガス、窒素ガス(アルゴンガス)および大気が可能である。ガスの圧力は絶対圧力で0.12MPaである。観察装置としては、光学顕微鏡で500倍まで可能で、CCDカメラを取付け静的にあるいは動的に観察可能となっている。2.疲労き裂伝ぱ挙動に関しては、低炭素鋼S10C焼きなまし材を用いて、水素ガス中での疲労試験において、ぜい性ストライエーションがどのようなところで発生するか調査した。疲労破面を走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果、初期のぜい性ストライエーションは、粒界、粒界三重点近傍などにおいて点発生的に開始していることが分かった。

き裂伝ぱ速度が速く、ぜい性ストライエーションが支配的となったところでも、ぜい性ストライエーションの発生は点発生的であった。ぜい性ストライエーションが発生し始める直前は、通常の延性ストライエーション(粒界割れも少し観られる)領域であり、き裂前縁は、一様に進みやすいと考えられ、き裂先端近傍からのすべりでき裂伝ぱ速度が評価できる可能性がある。3.ぜい性ストライエーションの発生に局所性が認められることから、多結晶材料であることは大きな意味があると考えられるが、純鉄多結晶微小CT試験片を用いた疲労き裂伝ぱにおけるき裂先端近傍のすべり挙動のその場観察を行った結果からは、試験片表面におけるすべり形態は複雑で、疲労き裂伝ぱ速度を定義する“有効すべり"の定量化は困難であった。自作の疲労試験装置の設計見直しなどで、予定部分の完成が遅れている。そのため、疲労き裂伝ぱ挙動の調査は、別試験機でも可能な範囲の、破面からのみの調査となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。試験装置について、完成を急ぐ必要がある。軸荷重試験装置を用いた、試験片方面におけるすべり挙動を調査する。今年度の破面観察の結果から、き裂伝ぱ挙動の遷移(通常すべり挙動によるき裂伝ぱの限界)に関連して、多結晶材料の破面調査も継続する。