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単相ＦＣＣ金属の再結晶過程の解明

歪誘起粒界移動が高圧下率後の焼鈍過程で生じることも示した(雑誌論文4).Al-Mg-Si系合金について示した「再結晶粒は,転位セルがそのまま成長して形成される」ことを,工業用純アルミニウムおよび銅についても示すことによって,これが普遍性のある再結晶機構であることを示そうとしてきた.本研究期間において,上記2種類の金属材料およびAl-Mn系合金においても,同様に,変形組織中の転位セルから再結晶粒が形成されることを明らかにした.さらに,変形組織の形成過程についても注目し,80 %を超える圧下率まで,試料中の同一視野観察を行って,圧延に伴う方位の変化を解析した.その結果,多結晶試料中の一つの結晶粒は,圧延前の初期方位に応じた結晶回転を示すことが明らかとなった.そのため,別々の試料に別々の圧延変形を施した際に,同じ初期方位の結晶粒は同じ結晶回転を示すことが判った.この種の研究では,単結晶試料を用いた論文が多数報告されているが,単結晶を用いる必要はないことを明示した.上記結晶回転の様相は,圧下率の増加につれて,初期方位を中心とする往復運動と,その結果生じる二つの方位への分裂で特徴付けられる.90 %程度の高圧下率で圧延を施すと,変形組織は,この二つの方位が混在した状態となる.最初に述べたように,再結晶粒の方位は,変形組織中の転位セルの方位であるから,これら分裂した二つの方位のうちのいずれかの方位となる.最終年度においては,これらのいずれかが,優先的に成長するかいなかを調べた.その結果,優先性は認められず,それぞれが成長して,似た方位の領域が形成された.この状態の集合組織と,変形組織の集合組織は,ほぼ一致した.これは焼鈍過程の極く初期である.その後,焼鈍を続けると,これら二つとは異なる方位の再結晶粒が成長した.この段階で集合組織は明確に変化する.これまで再結晶とされてきたのはこの段階であり,本来の再結晶は終了していることを明らかにした.材料組織学アルミニウムおよびその合金について,再結晶粒は,転位セルが成長したものであることを明瞭に示すことができた.『ブロック仮説』として60年前からよく知られていた機構であるが,これを実際に組織変化として示したのは,本研究グループがおそらく初めてであろう.また,fcc金属として代表的な純銅についても同じ機構で再結晶粒が形成されることも示し得た.再結晶粒が『核生成』機構で形成されるならば,その方位の制御は困難であるが,転位セルの方位がそのまま再結晶粒に引き継がれるならば,圧延の仕方によって再結晶粒の集合組織制御が可能となる.これにより,少なくともアルミニウム合金の集合組織制御の方向性を明らかにすることができた.1050アルミニウムについて,圧延をある程度の圧下率まで行った後,中間焼鈍を施し,その後再び,圧延して最終的に焼鈍して再結晶組織にする,という手法を試みた.この結果は,口頭発表のみ(学会発表4)の状態であるが,1パスあたりの圧下率次第で,最終焼鈍後の再結晶集合組織は,中間焼鈍後の圧延で形成された集合組織にもどる,という興味深い結果が得られた.圧延によって伸びた結晶粒の一つに注目し,最終焼鈍後にそれに対応する位置に形成されたいくつかの結晶粒の極点図を圧延後の極点図に重ねると,ほぼ同一箇所に極があることが示されたのである.一般的には,圧延集合組織と,再結晶集合組織は異なる,とされているが,その解釈の基盤はX線回折法によるものであり,本手法のように結晶粒個々について解析すると,新たな解釈が可能となるのである.純銅については,双晶境界の密度を増加させることで,種々の特性向上が図れるとされているが,圧延中の双晶境界の移動,双晶境界上での再結晶粒の形成については,まだ未解明である.これまでは,主として研究代表者が自ら実験を実施してきた.
複合材料の半解析的な有限要素の開発

土木材料のほとんどすべてが内部に微視構造を持っている。マクロな挙動はミクロな挙動の総合的なものとして現れているはずであり,ミクロとマクロを常に考慮しながら,構造解析や材料開発をすべきである。この微視的な部分に,解析的な手法のひとつの森・田中理論を適用した。メリットは,有限要素均質化手法のようなユニットセルを有限要素解析する必要が無いことと,ミクロな構成則を式の形で定義できる点である。デメリットは,微視構造そのものを近似せざるを得ない点である。まず平面ひずみ解析で要素の特性と平均挙動をどの程度予測できるかについて検討した。その結果,弾性範囲では,当然な結果を精度良く解析できることを示した。次に,ミクロな構成則が式で与えられている点を利用し,ひとつは感度解析(確率有限要素解析)に適用し,粒径や向きによって弾性係数や強度が,マクロの境界値問題でどのように摂動するかについて解析できた。また,もうひとつのアプローチとして,最適化のルーチンに組み込むことによって,微視構造の最適化をし,材料開発で使えるツールになり得るかどうかについて検討し,その可能性が高いことを示すことができた。最適化においては,要素の3次元化もできた。最後に,弾塑性体を対象として,強度の予測がどの程度できるかを検討した。典型的な部材の応力集中域で,降伏がどのように発達するかを精度良く解析できることを示すこと示できた。また応用として,岩盤の中にトンネルを掘削することを念頭に置き,向きを持った節理を持つまわりの岩盤がどのように緩むかを解析し,他研究者によるマイクロメカニクス的別手法による結果と非常に良く整合する結果を得ることができた。以上のことから,部材設計はもちろん,材料設計において,複合材料の内部微視構造を設計する簡易ツールを開発できたと考えている。標準的な有限要素法の剛性行列の部分に,何らかの解析的な手法による複合材料の弾性僚数を代入すると,複合材料の境界値問題が容易に解けるはずである.今年度は,平面ひずみ状態の定ひずみ三角形要素の標準的な定式化において,弾性係数を直交異方性のものに置き換え,さらに,二相の複合材料のふたつの等方弾性係数(各二つの定数)と介在物の形状比および介在物の堆積比率の,合計六つのパラメータを含む弾性係数にし,それを有限要素剛性行列に転換した.平面ひずみ状態を仮定しているので,介在物は面外には無限に長い楕円柱状のものであるため,あまり現実的ではないものの,まずこの手法の可能性と精度を確かめるために,平面ひずみにおける定式化を行った.得られた剛性方程式を用い,まず介在物の向きがランダムな場合に,全体挙動が等方的になるかどうかを確かめることによって,手法の性能を調べた.400の異なる有限要素に対して擬似乱数で発生させた向きを与えた程度であっても,その巨視的挙動は等方性を示した.次に境界値問題の例として,構造では梁の繊維補強のシミュレーションを,連続体では円孔周りの応力分布のシミュレーションを行った.梁の場合は,構造力学的に卓越する応力方向の繊維補強が有効であることを定量的に示すことができた.また円孔周りの応力分布については,均質化手法による解析との比較を行った.均質化手法は,複合材料の微視構造内の微視的な応力分布も予測できるメリットはあるが,その平均的な挙動については,本解析手法の結果とほとんど同じになった.

このことから,平均的な挙動であれば,複合材料の微視構造をひとつひとつ要素分割しなくても,その巨視的挙動がある程度の精度で解析できることを示すことができた.昨年度の平面ひずみ状態の定ひずみ三角形要素の標準的な定式化をそのまま確率有限要素法に適用し,最適設計における感度解析に相当する解析を試行した.確率有限要素法の手法に適用させるには,剛性行列の設計変数についての微係数を求める必要があるが,森・田中理論の場合は,特に介在物の体積比率についての微分は比較的容易であるため,特にMathematicaのようなツールを使わずに定式化できた.また,介在物の向きについての変動についても,平面問題であったことから,これも比較的容易に定式化できることが分かった.得られた剛性方程式を用い,補修・補強を念頭に置いて,岩崖をロックボルトで補強する際の,ボルト密度を介在物の体積比率と解釈し,その最適な配置を試みた.今年度は残念ながら最適化のルーチンを組み込むことに成功しなかったため,手動で体積比率を可能な範囲に変動させることによって,オーバーハング周辺に多くのボルトが必要という妥当な結果を得た.また,介在物の向きを変動させたときのポテンシャルエネルギを算定し,例えば単純梁の繊維補強の場合に,繊維の向きは橋軸方向に向けた場合がもっとも剛性を高めるという,当たり前の結果を得,手法に間違いが無いことを確認した.ただ,介在物の形状比を変動させる場合には,別途ツールを用いて微係数を求めなければならなかったが,形状比の変化に対する,構造応答の確率変動を比較的容易に定量化できている.さらに,要素の3次元化を試み,既存の最適化ツールを組み込むことによって構造部材の補強繊維の分布や比率の最適化問題を解析し,妥当な結果を得ているが,まだ問題が弾性に限定されているため,実用的な立場からはまだ不満が残っている.今年度は弾塑性への拡張を試みた。理論的な定式化については,従来の森・田中理論のeigenひずみに塑性ひずみを付加する形で定式化が可能であった。しかしながら,国際的な研究の動向では,ここで接線剛性を用いたり,あるいは割線剛性を用いる手法が主流になりつつある。ところがそこには近似こそあれ,理論的な背景に欠けていると考えられ,その点についてかなりの時間を費やして検討してきた。その結果,別のアプローチでの検討から,弾性を基本としたBudianskyとWuのアプローチをとることにした。そのため,Eshelbyテンソルなども容易に誘導できるため,比較的簡単なステップで,弾塑性を組み込んだ要素を開発することができた。ただし,実験との比較などで貧弱な結果しか出ないことがあることから,その原因を探ってみたところ,実際には補強材の界面でのミクロな剥離や損傷が不可欠であることがわかり,今年度は,そのもっとも簡便なWengのモデルを採用し,それを増分計算に組み込むことによって,界面剥離を考慮した,複合材料の弾塑性有限要素の開発に成功した。空孔の空いた領域の応力集中と剥離の問題を一般論として解析し,その要素の特性について考察した。トンネルを掘削したまわりの岩盤の緩みについて検討するために,この剥離モデルをあてはめてみることにした。その結果,他の既存のマイクロメカニクス的アプローチによる解に非常に近い結果を,本数値手法でも求めることができた。この解析手法では,前年度のように微視構造を簡単に変えることができることから,最適化への適用も比較的容易であるため,本研究の最終目標であった,「設計の場面で境界値問題を対象として材料を設計するツール」の基礎部分を構築できたと考えている。
初期視覚並列アナログビジョンチップの開発

ビジョンチップは,生体の視覚機能をアナログCMOS集積回路として実現した,センサー内蔵の視覚情報処理用集積回路である.チップに対し外界像は並列に入力され,回路網のダイナミックスにより完全に並列に処理されるため,従来の直列型デジタルコンピュータが不得手とする画像処理の諸問題に対し,一つのブレイクスルーを与えることが期待される.本研究は,ビジョンチップ設計の基礎となる超並列回路網モデルの構築とCMOS回路の設計にある.平成5,6年度の研究では,網膜の双極細胞の特性をアナログCMOS回路により表現することを重点目標とし,以下の成果を得ることができた.1.網膜の双極細胞の空間特性をシミュレートする超並列抵抗回路網モデルを構築し,入出力を計算機シミュレーションにより解析した.次にこのモデルのアナログCMOS集積回路により設計し,回路シミュレーションソフトにより動作の模擬実験を行った.さらにこのモデルを発展さ,入力の光強度に対して順応機能を持つ双極細胞モデルを構築し,同様にアナログCMOS回路設計とシミュレーションソフトによる動作解析を行った.2.上記双極細胞モデルを動き検出回路に発展させるために,双極細胞応答の時間特性をも記述する超並列抵抗回路網モデルを構築した.またこのモデルの動く視覚入力に対する入出力特性を計算機によりシミュレーション解析し,モデルが生理学実験により得られている双極細胞のものとよく一致することが分かった.また細胞間距離や細胞の抵抗などの回路パラメータの値がどのように出力に影響を及ぼすかを数学的および数値的に明らかにした.ビジョンチップは,生体の視覚機能をアナログCMOS集積回路として実現した,センサー内蔵の視覚情報処理用集積回路である.チップに対し外界像は並列に入力され,回路網のダイナミックスにより完全に並列に処理されるため,従来の直列型デジタルコンピュータが不得手とする画像処理の諸問題に対し,一つのブレイクスルーを与えることが期待される.本研究は,ビジョンチップ設計の基礎となる超並列回路網モデルの構築とCMOS回路の設計にある.平成5,6年度の研究では,網膜の双極細胞の特性をアナログCMOS回路により表現することを重点目標とし,以下の成果を得ることができた.1.網膜の双極細胞の空間特性をシミュレートする超並列抵抗回路網モデルを構築し,入出力を計算機シミュレーションにより解析した.次にこのモデルのアナログCMOS集積回路により設計し,回路シミュレーションソフトにより動作の模擬実験を行った.さらにこのモデルを発展さ,入力の光強度に対して順応機能を持つ双極細胞モデルを構築し,同様にアナログCMOS回路設計とシミュレーションソフトによる動作解析を行った.2.上記双極細胞モデルを動き検出回路に発展させるために,双極細胞応答の時間特性をも記述する超並列抵抗回路網モデルを構築した.またこのモデルの動く視覚入力に対する入出力特性を計算機によりシミュレーション解析し,モデルが生理学実験により得られている双極細胞のものとよく一致することが分かった.また細胞間距離や細胞の抵抗などの回路パラメータの値がどのように出力に影響を及ぼすかを数学的および数値的に明らかにした.ビジョンチップは超並列抵抗回路網をアナログCMOSで実現した,センサー内臓の視覚情報処理用集積回路である.チップに対し外界像は並列に入力され,回路網のダイナミックスにより完全に並列に処理されるため,従来の直列型デジタルコンピュータが不得手とする画像処理の諸問題に対し,一つのブレイクスルーを与えることが期待される.平成5年度の研究目標は、主として動きを検出する超並列抵抗回路網の設計にあった.この回路網は網膜に存在する動き検出細胞をモデルとした等価電気回路網である.本年度は以下の結果を得ることができた.1.網膜において,動き検出細胞へ入力を送る双極細胞応答の時間特性を記述する等価電気回路網の構築を行った.この等価電気回路網の入出力特性を計算機によりシミュレーション解析した.応答は生理学実験により得られているものとよく一致することが分かった.また細胞間距離や細胞の抵抗などの回路パラメータの値がどのように出力に影響を及ぼすかを数学的および数値的に明らかにした.2.1.で得られた等価電気回路網に非線形要素をいれて,方向選択性を持った速度検出回路が構成できる事を,計算機シミュレーションにより確認した.3.1.の等価電気回路網をアナログCMOS回路により実現するために,アナログ回路シミュレーションソフトにより回路設計を行った.ビジョンチップは,生体の視覚機能をアナログCMOS集積回路として実現した,センサー内臓の視覚情報処理用集積回路である.チップに対し外界像は並列に入力され,回路網のダイナミックスにより完全に並列に処理されるため,従来の直列型デジタルコンピュータが不得手とする画像処理の諸問題に対し,一つのブレイクスルーを与えることが期待される.本研究は,ビジョンチップ設計の基礎となる超並列抵抗回路網モデルの構築とCMOS回路の設計にある.平成5,6年度の研究では,網膜の双極細胞の特性をアナログCMOS回路により表現することを重点目標とし,以下の成果を得ることができた.1.網膜の双極細胞の空間特性をシミュレートする超並列抵抗回路網モデルを構築し,入出力を計算機シミュレーションにより解析した.次にこのモデルのアナログCMOS集積回路により設計し,回路シミュレーションソフトにより動作の模擬実験を行った.さらにこのモデルを発展さ,入力の光強度に対して順応機能を持つ双極細胞モデルを構築し,同様にアナログCMOS回路設計とシミュレーションソフトによる動作解析を行った.2.上記双極細胞モデルを動き検出回路に発展させるために,双極細胞応答の時間特性をも記述する超並列抵抗回路網モデルを構築した.またこのモデルの動く視覚入力に対する入出力特性を計算機によりシミュレーション解析し,モデルが生理学実験により得られている双極細胞のものとよく一致することが分かった.また細胞間距離や細胞の抵抗などの回路パラメータの値がどのように出力に影響を及ぼすかを数学的および数値的に明らかにした.
モダニスト・イコノクラスムの研究

本年度は、学術振興会の特定国派遣でポーランドのワルシャワに滞在して研究する機会を得た。ワルシャワ、ならびにユダヤ研究所は、本研究にとっても重要な拠点のひとつである。モダニスト・イコノクラスムというものが、同化ユダヤ人の「教養」Bildungの理想と密接に関わり、また、ユダヤ人の偶像忌避と関わっているという意味においても、また、モダニスト・イコノクラスムを推進した批評家や美術史家などの多くが、ポーランド、リトアニアなどの東欧圏出身であるという意味においても、この地域に研究の拠点を一時的にでも置いて研究することは大きな意味があった。研究成果報告書に収めたAICA VII International Congress, Warsaw 1960."L'art-les nations-l'univers"は平成16年11月16日にワルシャワの美術史家協会でおこなったワークショップでの口頭発表である。1960年にワルシャワで開催されたAICA(国際美術批評家連盟)国際会議ならびにそこで展開された「モダンアートの国際性と国民性」についての議論について論じたものである。モダンアートが各国家の国民性という《イコン》を破壊せずに維持するものだという合意とりつけるために行われたかのようなこの会議は、本研究に深く関わるものである。なお、この研究発表を機会に、ワルシャワの国立美術館に眠っていたAICA国際会議関係の資料の所在がわかり、この閲覧許可も得た。その成果は本報告書には盛り込むことは出来なかったが、本年5月に主催するシンポジウム「越境/モダンアート」で発表する予定である。本年度は研究テーマに関連する研究書、情報等の収集を主眼とし、ヨーロッパならびにアメリカの近・現代美術に関する文献・資料のうち、「イコノクラスム」に関連するものを中心に集め、それらの一部を検討した。具体的には、バーネット・ニューマンの展覧会カタログ、アド・ラインハートに関する文献などで、ニューマンについてはロンドンのテート・ギャラリーで行なわれたバーネットニューマン展も実見した。また、ドイツ語圏の美学関連文献を中心に、画像ならびに画像否定に関する文献も補充し、近代における画像否定を研究するにあたって不可欠なユダヤ関連文献も補充した。本研究においては特にユダヤ的偶像忌避に焦点を当てる意図はないが、近代美術(史)の成立においてユダヤ人の果たした役割は決して過小評価できないので、本研究の重要な部分になるであろう。その他、美術館の近代化計画、建築などについての研究も収集中であるが、まだ不十分であり、来年度、重点的に収集、検討したい。初年度でもあり、まだ研究成果の発表は本格的に行なっていないが、モンドリアンとデザインに関する論考一本は近日中に刊行の予定である。『越境する造形』(仮題)という図書の一章として書いたもので、本のテーマは芸術とデザインの関係に焦点をあてたものだが、モンドリアンの建築観には、装飾はもちろんのことあらゆる素材の物質性までも拒否する徹底したイコノクラスム的発想があり、より本格的に踏査すべき研究対象であることも明らかになった。今年度は初年度に収集した文献等を通じて基礎情報の収集、整理を行なうとともに、ユダヤ教のモーゼの第二戒、偶像忌避との関連についても文献・情報の収集を引き続き行なった。また、来年度のまとめの年度に向けて、論文発表の準備を進めるとともに、モンドリアンとデザインに関する論考を刊行した。また、関連する活動としては、東方ユダヤ人(アシュケナージ)の偶像忌避に関する研究に欠かせない中東欧モダニズムの研究会を学内外の研究者と何回か行い、研究の地盤を固める作業も始めた。来年度は数ヶ月間ポーランドでの調査を予定しており、研究課題に関連する実証的な調査を進めるための準備や情報収集も行なった。以下に具体的な研究・活動内容を列記する。文献・情報について:造形作家ではアド・ラインハート、ピート・モンドリアン、バーネット・ニューマン、マーク・ロスコらについて、また、ユダヤ関係では、Richard Cohen, Jewish Icons, Kalman Bland, Artless Jew,らの著作について、その他、美学・哲学関連の文献についても先行研究を消化するとともに、重要事項の整理を行なった。

イコノクラスム的性格の強いモンドリアンのデザイン観について論考を発表し、「展覧会」をテーマにした特集を『西洋美術研究』誌で編集した。この特集にもモダンアートの展覧会におけるイコノクラスム的性格に関する論考がいくつか含まれている。(以下の欄参照)中東欧モダニズムに関するワークショップを学内外の諸芸術・文学研究者らと立ち上げ、数回、研究会や打合せを行なった。また、来年度はポーランドのJerzy Malinowski教授らとともに、東方ユダヤ、ユダヤ系ポーランド人芸術家とモダンアート、モダンアートの国際性、AICA(国際美術批評家連盟)ワルシャワ大会などに関する研究を進める予定にしており、そのための情報収集も行なった。本年度は、学術振興会の特定国派遣でポーランドのワルシャワに滞在して研究する機会を得た。ワルシャワ、ならびにユダヤ研究所は、本研究にとっても重要な拠点のひとつである。モダニスト・イコノクラスムというものが、同化ユダヤ人の「教養」Bildungの理想と密接に関わり、また、ユダヤ人の偶像忌避と関わっているという意味においても、また、モダニスト・イコノクラスムを推進した批評家や美術史家などの多くが、ポーランド、リトアニアなどの東欧圏出身であるという意味においても、この地域に研究の拠点を一時的にでも置いて研究することには大きな意味があった。研究成果報告書に収めたAICA VII International Congress, Warsaw, 1960."L'Art-Les Nations-L'Univers" "Sztuka-Narody-Swiat"は平成16年11月16日にワルシャワの美術史家協会で行ったワークショップSpotkanie Japonskich i Polskich Historykow Sztuki i Muzykologowで行った口頭発表である。1960年にワルシャワで開催されたAICA(国際美術批評家連盟)国際会議ならびにそこで展開された「モダン・アートの国際性と国民性」についての議論について論じたものである。モダン・アートが各国家の国民性という《イコン》を破壊せずに維持するものだという合意をとりつけるために行われたかのようなこの会議は、本研究に深く関わるものである。なお、この研究発表を機会に、ワルシャワの国立美術館に眠っていたAICA国際会議関係の所在が分かり、その閲覧許可も得られた。
ボランティア活動をめぐる意味秩序形成についての相互作用論的研究

本研究の目的は、ボランティア活動における意味世界の秩序形成のダイナミズムを相互作用論的な視角によって明らかにすることにある。本年度は、前年度から継続して、森林ボランティア活動フィールドである「鳩ノ巣フィールド」の定例イベントと定例会議「鳩ノ巣連絡協議会」での参与観察をおこなった。また、鳩ノ巣フィールドの活動参加者・東京都西多摩地域の森林ボランティア活動にかかわる人びとを対象とする聞き取り調査をすすめた。これによって、活動において維持されようとしている規範と、活動参加者がそれぞれに有する関心の多様性を跡づけることができた。またそのなかで、調査対象者の所蔵する関連資料を譲り受け、過去のイベントや会議についての情報を得ることができ、前年度に収集した資料に厚みをもたせることができた。また、ボランティア活動における意味世界の秩序形成のダイナミズムを明らかにするための、理論的基礎づけの検討作業をおこなった。とくに、第88回日本社会学会大会若手フォーラムA「10年代社会におけるアソシエーションの可能性」において「現代におけるアソシエーションの組織論的課題」と題する報告をおこない(2015年9月19日)、佐藤慶幸や同世代の研究者と対話したことは、本研究の理論的課題の明確化に大きく貢献した。これらを踏まえた成果として、「ボランティアとして森林にかかわっていくための論理ー東京都西多摩郡奥多摩町『鳩ノ巣フィールド』における『あらゆるひとたちがいつでも参加できる』ためのこころみ(仮)」と題する論文を学会誌に投稿した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,東京都西多摩地域の森林ボランティア活動のうち,とくに「鳩ノ巣フィールド」(奥多摩町)を事例に取り上げる研究に中心的に取り組んだ.まず,研究(1)西多摩地域の森林ボランティア活動をめぐるアリーナの布置連関における鳩ノ巣フィールドの位置づけを明らかにする研究については,1西多摩地域の諸森林ボランティア活動団体の中核的なアクターへの聞き取り調査と,2西多摩地域で実施された体験イベント「多摩の森・大自然塾」や鳩ノ巣フィールドに関連する資料分析を実施した.調査をつうじて,多摩の森・大自然塾,鳩ノ巣フィールドやNPO法人「森づくりフォーラム」それぞれの布置を明確にすることができた.研究(2)鳩ノ巣フィールドの活動参加者の経験を,行為の水準と認識の水準の双方に注目して明らかにする研究については,1鳩ノ巣フィールドの定例イベントと,定例会議「鳩ノ巣連絡協議会」への参与観察をつうじて,基礎的なデータ収集につとめる予定だったが,2活動参加者への聞き取り調査にも着手した.調査をつうじて,鳩ノ巣フィールドにおける意味秩序の維持と個別の参加者の関心の維持の関係性に着目する重要性について示唆を得ることができた.さらに追加的に,他フィールドで実施される森林ボランティア活動(埼玉,兵庫,京都)やシンポジウム(岩手,東京)の視察をおこなって比較をはかった.これによって,鳩ノ巣フィールドでの活動の特質をより明確にすることができた.これらの研究成果の発表として,1「ボランティアにおける多様性の結節点ー東京都西多摩地域の森林ボランティア活動における〈安全〉をめぐって」と題する学会報告を,2014年11月23日に第87回日本社会学会大会一般研究報告(於神戸大学)にておこなった.また,2「森林ボランティア活動における意味秩序の構成(仮)」と題する論文の『社会学評論』への投稿を準備中である.本研究の目的は、ボランティア活動における意味世界の秩序形成のダイナミズムを相互作用論的な視角によって明らかにすることにある。西多摩地域の諸森林ボランティア活動団体の中核的なメンバーへの聞き取りが当初の予定よりも不足しているが,代わり鳩ノ巣フィールドの活動参加者への聞き取りをすすめたのでおおむね予定どおりの進捗状況ということができる.研究成果の発表についても,当初の予定どおり学会報告をおこない,投稿論文を準備することができている.27年度が最終年度であるため、記入しない。研究(1)と研究(2)については,聞き取り調査をすすめるなかで考察を深め,研究成果の発表につとめる.さらに,研究

(3)ボランティア活動における意味世界の秩序形成のダイナミズムを明らかにする研究にも着手し,森林ボランティア活動にかんする研究と「あしなが運動」にかんする研究の整理を,ボランティア研究のレビューをつうじておこなう.これらをつうじて,本研究課題の推進に努めてゆく.27年度が最終年度であるため、記入しない。
ドライホブ切りにおけるホブクレータ摩耗の挙動に関する研究

作業環境および地球環境の改善,さらに切削油関連費用低減の観点から注目を集めている切削油を使用しないドライホブ切りにおいて,高速度鋼ホブの材質およびコーティング材質の種類を変え,特に問題となるクレータ摩耗の発生機構を重点的に調べた.実験は,ホブ切りをフライス盤での舞いツール切削にシミュレートして行った.まず,ホブ切りと舞いツール切削の対応性を調べ,次にドライ切削と湿式切削の比較,切削速度の影響,ホブ条数とホブ送りの影響,被削材種と硬さの影響および全面コーティング被膜の影響について検討を行った.その結果を要約すると,次のとおりである.1.ホブ切りよりも舞いツール切削のほうがクレータ摩耗は大きく現れる傾向にあるが,舞いツール切削での実験結果は,実機でのホブ切りにも十分適応できる.2.ドライ切削よりも切削油(添加剤として硫化脂肪油を含む)を用いたほうが、クレータ摩耗は大きく現れる.3.切削速度47m/minから86m/minまでは,溶解材SKH55相当の工具とM34の工具の場合,切削速度が増すにつれてクレータ摩耗は増加し,117m/minで激減する.粉末材SKH10の工具の場合,速度依存性はあまりない.4.クレータ摩耗は,ホブ条数およびホブ送りが大きくなるにつれて減少し,多条高送りの3条ホブ,送り3.0mm/revが有利である.5.被削材SCM415を切削した場合,クレータ摩耗は小さく,次にSCr420,sCM435の順に大きくなる.SCM415材の硬さを変えた実験では,比較的硬いHB157の材料を切削した場合に,クレータ摩耗は小さい.6.すくい面にコーティング膜がある場合のクレータ摩耗の発生機構は,まずコーティング膜の塑性変形が起こり,続いてコーティング膜のはく離によって母材が現れ,その母材を切りくずが擦るため,クレータ摩耗は深くなることが示唆された.7.クレータ摩耗,逃げ面摩耗など総合的に見た場合,SKH55相当の母材に(Al, Ti)Nコーティングを施した工具が,ドライホブ切りに適している.作業環境および地球環境の改善,さらに切削油関連費用低減の観点から注目を集めている切削油を使用しないドライホブ切りにおいて,高速度鋼ホブの材質およびコーティング材質の種類を変え,特に問題となるクレータ摩耗の発生機構を重点的に調べた.実験は,ホブ切りをフライス盤での舞いツール切削にシミュレートして行った.まず,ホブ切りと舞いツール切削の対応性を調べ,次にドライ切削と湿式切削の比較,切削速度の影響,ホブ条数とホブ送りの影響,被削材種と硬さの影響および全面コーティング被膜の影響について検討を行った.その結果を要約すると,次のとおりである.1.ホブ切りよりも舞いツール切削のほうがクレータ摩耗は大きく現れる傾向にあるが,舞いツール切削での実験結果は,実機でのホブ切りにも十分適応できる.2.ドライ切削よりも切削油(添加剤として硫化脂肪油を含む)を用いたほうが、クレータ摩耗は大きく現れる.3.切削速度47m/minから86m/minまでは,溶解材SKH55相当の工具とM34の工具の場合,切削速度が増すにつれてクレータ摩耗は増加し,117m/minで激減する.粉末材SKH10の工具の場合,速度依存性はあまりない.4.クレータ摩耗は,ホブ条数およびホブ送りが大きくなるにつれて減少し,多条高送りの3条ホブ,送り3.0mm/revが有利である.5.被削材SCM415を切削した場合,クレータ摩耗は小さく,次にSCr420,sCM435の順に大きくなる.SCM415材の硬さを変えた実験では,比較的硬いHB157の材料を切削した場合に,クレータ摩耗は小さい.6.すくい面にコーティング膜がある場合のクレータ摩耗の発生機構は,まずコーティング膜の塑性変形が起こり,続いてコーティング膜のはく離によって母材が現れ,その母材を切りくずが擦るため,クレータ摩耗は深くなることが示唆された.7.クレータ摩耗,逃げ面摩耗など総合的に見た場合,SKH55相当の母材に(Al, Ti)Nコーティングを施した工具が,ドライホブ切りに適している.作業環境および地球環境の改善,さらに切削油関連費用低減の観点から注目を集めている切削油を使用しないドライホブ切りにおいて,高速度鋼ホブの材質およびコーティング材質の種類を変え,特に問題となるクレータ摩耗の発生機構を重点的に,逃げ面摩耗および仕上げ面粗さを調べ,ドライホブ切りの可能性について検討を行った.実験方法としては,ホブ切りをフライス盤での舞いツール切削に置き換えて実験を行った.実験で対象とした歯車は,モジュール3,歯数42の平歯車,ホブは3条,右巻ホブである.ホブ材質として,高速度鋼工具の溶解材2種(SKH55相当とM34)および粉末材1種(SKH10)を用い,TiNおよび(Al,Ti)Nコーティングをそれぞれ施した.またコーティング工具と比較するため無処理工具も用いた.被削材はSCM415(HB143)である.切削速度は117m/minを基準とした.使用したフライス盤は日立精機製2MF形(万能形)である.その結果,次のことが明らかになった.

1.無処理工具では,実験したすべての工具材質で,すくい面に溶着物が付着したため,正確なクレータ深さを測定することができなかった.その溶着物の付着量は,基準の溶解材SKH55相当の工具よりもMo量およびCo量が多い材質(M34)のほうが少ない.2.TiNまたは(Al,Ti)Nコーティングを施した工具において,母材の材質の種類の違いによって,クレータ摩耗の発生機構は異なる.母材としてSKH55相当の場合がクレータ摩耗は小さく,粉末材SKH10の場合は大きい.3.逃げ面摩耗は,SKH55相当の母材に(Al,Ti)Nコーティングを施した工具の場合が小さい.4.仕上げ面粗さは,急激に小さくなる切削溝長さが存在し,その後粗さは良好である.粗さについても,SKH55相当の母材に(Al,Ti)Nコーティングを施した工具の場合が小さい.5.総合的に見て,ドライホブ切り用工具として,SKH55相当の母材に(Al,Ti)Nコーティングを施した工具が適しており,ホブ材質およびコーティングの種類を選べば,ドライホブ切りも十分可能であることが示唆された.切削油を使用しないドライホブ切りにおいて,高速度鋼ホブの材質およびコーティング材質の種類を変え,特に問題となるクレータ摩耗の発生機構を重点的に,逃げ面摩耗および仕上げ面粗さを調べた.今年度は,ホブ条数およびホブ送りの影響,全面コーティング被膜の影響について検討を行った.実験方法としては,ホブ切りをフライス盤での舞いツール切削に置き換えて実験を行った.ホブ材質として,高速度鋼工具の溶解材2種(SKH55相当とM34)および粉末材1種(SKH10)を用い,TiNおよび(Al, Ti)Nコーテイングをそれぞれ施した.被削材はSCM415(HB143)を用いた.切削速度は117m/minを基準として,全面コーティング工具に対しては159m/minとした使用したフライス盤は日立精機製2MF形(万能形)である.その結果,次のことが明らかになった.1.実験したすべての工具で,クレータ摩耗はホブ条数が大きくなるにつれて減少し,多条の3条ホブが有利である.またホブ条数が小さい場合には,粉末材,SKH10工具が有効で,条数が大きい場合は,溶解材SKH55相当の工具が有効である.2.クレータ摩耗は,ホブ送りが大きくなるにつれて減少し,高送りの3.0mm/revが有利である.また低送りの場合には,SKH10の工具が有効で,高送りの場合は,SKH55相当の工具が有効である.3.逃げ面摩耗はクレータ摩耗と同様な傾向を示し,SKH55相当の工具で,3条,3.0mm/revの条件の場合に,逃げ面摩耗は小さい.4.3条,3.0mm/revの条件で,SKH55相当の工具を用いた場合,仕上げ面粗さは24μm程度の範囲にあり,かなり小さい.5.TiN,(Al, Ti)N全面コーティング工具とも,クレータ摩耗の発生機構は,まずコーティング膜の塑性変形が起こり,続いてコーティング膜のはく離によって母材が現れ,その母材を切りくずがこするために,クレータ摩耗が深くなることが示唆された.6.クレータ摩耗,逃げ面摩耗および仕上げ面粗さを総合して見た場合,SKH55相当の母材の全面に(Al, Ti)Nコーティングを施した工具が,ドライホブ切りに適している.
表面選択的高密度化木質複合材料の開発

木材以外の持続型資源からの高強度材料製造を目的として、バングラディッシュに豊富に存在するマリンバイオマス:キチンの利用に着目した。エビ殻およびカニ殻を原料とし、粉砕粉末を塩酸および水酸化ナトリウムで処理し、炭酸カルシウムおよびタンパク質を除去し、キチン粉末を得た。これを水中でミキサーにより撹拌することで、キチンナノファイバーを得た。ナノファイバーは幅20nm-50nmであった。これをフィルター上でシート化し、乾燥後アクリル樹脂を含浸することで、キチンナノファイバー補強樹脂シートを作製した。得られたシートについて、引張強度、線熱膨張係数、動的粘弾性を評価した。キチンナノファイバーシートは、セルロースナノファイバーシートに匹敵する樹脂補強性能を示し、樹脂含浸スギ単板より透明な材料となった。このことにより、キチンナノファイバー補強アクリル樹脂の透明な高強度保護膜としての応用が考えられる。エビ養殖はバングラディシュの主要産業の一つであり、加工時に大量の排出されるエビ殻は、腐朽が早く悪臭の原因となり、工場周辺の環境を悪化させている。本研究成果は、その様な環境悪化の因子となっているエビ殻から高付加価値の透明ナノ材料が製造できることを世界で初めて示したといえる。本研究では、高強度バイオ材料を木材表面に積層することによる軽量高強度木質材料の開発を目的としで研究を行っている。これまで樹脂含浸木材を横圧縮することで高強度材料を製造してきたが、今年度はバングラディッシュの未利用バイオマス資源である"エビ殻"に着目し、そこからの高強度バイオ材料製造を試みた。すなわち、エビ殻やカニの甲羅の基本骨格物質であるキチンは、木材細胞の基本骨格物質であるセルロースによく似た化学構造を有しており、セルロースと同様に幅20nm程度のナノフアイバーとして存在している。この結晶性ナノファイバーを簡単な方法でエビ殻やカニ甲羅から抽出する技術を世界で初めて開発すると共に、それをシート化し性能評価を行った。カニ甲羅粉末から炭酸カルシウムおよびタンパク質を除去後、酢酸でpHを4に調整後、ブレンダーにより高速撹拌を行ったところ、カニ甲羅粉末を幅20-50nm程度の均一ナノファイバーにまで解繊できた。フィルターで濾過してキチンナノファイバーシートを作製し、透明アクリル樹脂を含浸硬化したところ、セルロースナノファイバーシートを用いた場合と、同程度に透明で、かつ高弾性・高強度のシートが得られ、高強度バイオ材料として積層シートに用いることが出来ることが知られた。次年度は、キチンナノファイバーをその形態を保つたまま、抗菌性を有するキトサンナノファイバーに変換する技術開発を進め、高強度で高機能のバイオシート材料の開発を目指す予定である。
資源リサイクルを目的としたコンテナ等の非建築材の転用による空間創出に関する研究

非建築材特にコンテナや車両を用いた建築物(以下コンテナ建築とする)の実態について、事例調査により明らかになったのは以下のことである。1)現行法規ではコンテナ建築を建設するには仮設建築物として認められたもの以外、多くの制約がある。2)コンテナ建築の使用者による評価は、コスト、工期、建設や撤去の容易さなどの面で優れているが、一方で居住性に問題があるという結果となっている。さらに居住性を向上させるために加工を施すことがコスト高を招くなど、本来のメリットが失われていくことも明らかとなっている。これをふまえ、コンテナ建築の利用可能性について分析・考察をおこなった。1)通常の建築物と比較した場合、コンテナの持つ利点(1)高気密(2)コンパクト(3)リサイクル(4)仮設性(5)初期コスト小(6)工場生産(7)規格化(8)移動性2)通常の建築物と比較した場合、コンテナの持つ欠点(1)居住性(2)法的規制(3)加工コスト大3)コンテナ建築利用の方向性利用の方向性として、(1)恒久的、(2)仮設的(平常時)、(3)仮設的(非常時)が考えられるが、特にコンテナ建築では(2)および(3)での利用がその特性を生かせると考えられる。具体的には、住宅系:(1)(2)部屋増築、物置等(3)応急的住宅・倉庫商業系:(1)貸スペース(2)店舗、貸スペース、屋台(3)応急的店舗・事務所農業・畜産系:(1)(2)倉庫、動物檻、温室等医療系:(3)応急的診療所・救護所等公安系:(2)(3)派出所、検問所、拘留施設等などが有効な利用法として挙げられるであろう。代表者らが1996年からおこなってきた,非建築用途の製品や素材特にコンテナや車両などを用いた建築物で,日常的に利用されているものや,阪神・淡路大震災時に応急的につくられた40事例の現地調査,またそのような素材の建築物としての性能やまた法的環境からみた利用の可能性についてのヒアリング調査・文献調査の結果,以下のようなことが明らかになった。1)現行法規ではコンテナや車両を利用した建築物は,仮設建築物として認められたもの以外は特殊材料や工法を用いたものとみなされ,建築確認申請に際し個別に「建築センター評定」および「建設大臣認定」が必要となる。調査対象事例のうち震災関連は大半が,震災以外の事例でも数例が確認申請のなされていない違法建築と考えられるものであった。2)建築主にコンテナや車両を利用した際の利点と欠点をヒアリングし,整理・分類をおこなった。その結果,利点としては全体では「設置・撤去・移築が容易」,「安価」,「工期が短い」,「丈夫」が多く聞かれた。震災関連では建物の早急な確保のため「工期が短い」,区画整理事業にかかっているため「本設が不可能」を挙げている事例が多い。一方,欠点としては全体では「夏暑く冬寒い」という意見が全体の70%で聞かれ,次いで「雨漏りがする」が多く,コンテナや車両の建築利用では居住性の面で問題があることがわかる。また「高価」という意見も30%程度聞かれ,加工などに費用がかかり予想よりも割高であると感じた建築主も多いことが考えられる。以上のことから,コンテナや車両といった非建築材は簡易に空間が手に入るといったイメージが強いが,実際には安易に加工を施して利用することは安全性や居住性の面から多くの問題があり,法的にも規則されている状況であり,利用を進めるには,素材本来の利点を生かしながら安全性や最低限の居住性を確保する手法などの検討が必要といえる。具体的には、住宅系:(1)(2)部屋増築、物置等(3)応急的住宅・倉庫商業系:(1)貸スペース(2)店舗、貸スペース、屋台(3)応急的店舗・事務所農業・畜産系:(1)(2)倉庫、動物檻、温室等医療系:(3)応急的診療所・救護所等公安系:(2)
添加物を用いない高分散性薬剤ナノ粒子作製法の開発と粒子の応用展開

本研究では、無添加でナノサイズ化することで、難水溶性薬剤が抱える多くの課題(溶解速度の向上、添加物の減少、粒子の凝集抑制、固体分散性の向上)の解決を目指した。食品に利用可能な炭酸ガスを溶媒として、人体に対して悪影響がある界面活性剤等を用いることなく、摩擦による静電気を利用して分散性の高い難水溶性薬剤のナノ粒子化(<100 nm)を可能にした。その結果、先にあげた課題を克服しただけでなく、薬剤の飽和溶解度が向上する(10%程度の過飽和溶解を起こす)事も見出した。平成25年度は、当初の計画通り結晶状態のナノ粒子を作製する手法の確立に重点を置いて研究開発を行った。それにより、液体二酸化炭素による溶解再析出を用いるのではなく、機械的粉砕機構に効率的なナノ結晶取り出しキャリアとして液体二酸化炭素を用いるシステムを新規に考案し、作製することで、効率的に薬剤のナノ結晶(結晶状態を保ったまま微粒子化)することに成功した。また、無添加でナノ粒子化することで、それまでは実際にデータを取ることが難しかった、薬剤の飽和溶解度を向上させる(10%程度の過飽和溶解を起こす事)実験結果を前年度までに得ていたが、この点についても、過飽和溶解がどの程度の時間にわたって続くのか、再結晶過程で見られるような物理的ショック(主に温度)によって過飽和溶解が解消するのかどうかについて実験的に検討した。その結果、過飽和溶解は室温近傍において(粒子の比表面積や結晶状態によって影響を大きく受けるが)少なくとも6日は維持されること、また、急冷などによる温度ショックを加えても容易には解消されないことがわかった。物理化学の常識に再考を促す本現象の解明には、今後、より緻密且つ、多くの実験データが必要と考える。今後の展開については、より大規模(大量に)無添加ナノサイズ化薬剤を作る技術(装置)を確立することで、過飽和溶解現象を踏まえた新しい製剤デザインにつながるほか、過飽和溶解ならびに結晶成長や粒子の熟成機構の理解に研究成果が役立てられると期待している。平成24年度は、当初の計画通り薬剤のナノ粒子製造装置の製作・改良により、安定した無添加物含有かつ高分散性薬剤ナノ粒子作製に取り掛かり、実際にそれを達成した。ナノ粒子の結晶形操作についても真空チャンバーを準備し、粒子成長環境を制御することで、まずは得られるナノ粒子の結晶状態をアモルファス状にすることに成功している。現在結晶状態のナノ粒子を作製することに取り掛かっており、部分的に結晶化した粒子を得ることに成功している。(完全に結晶粒子になっているかどうかは、測定法が難しく、測定装置等に工夫が必要である)また、無添加でナノ粒子化することで、それまでは実際にデータを取ることが難しかった、薬剤の飽和溶解度を向上させる(10%程度の過飽和溶解を起こす)事を示すデータを得ることが出来た。この点は大変重要な成果で、物理化学の常識に再考を促すものであり、また、結晶(粒子)成長や熟成機構の実験的検討を可能にする可能性を秘めており、学術的に重要である。過飽和溶解が可能であるという実験的事実は、それを踏まえた新しい製剤デザインにつながると期待される。また、天然物のナノ粒子化は、薬剤以上にインパクトが大きい。天然物の場合薬剤と比べて摂取量が大きく、本研究によるナノ粒子化法により得られる利点(添加物を用いない)が大きい。そのため、天然物ナノ粒子分散(水溶)液の分散安定度を向上させる試みを始めており、翌年度にこの点について重点的に行った研究成果を報告できると期待している。以上のように、実験室の移動という不利な条件が有ったにも関わらず、当初の研究計画以上の成果が得られている。おおむね当初の計画通りに研究が推移している。研究場所の移動に伴い、実験不可能な期間が数カ月有ったことを考えると、計画以上に推移していると言っても過言でないと考えている。薬剤だけでなく、天然物もナノ粒子化のターゲットであり、無添加でナノ粒子化することによる利益がより大きい材料を用いた研究へ重点的を移しながら研究する。また、過飽和溶解現象の発見は、物理化学的意味が大変大きいため、薬剤ナノ粒子の実際の薬効調査に先立って、過飽和溶解現象の物理化学的解明・理解に取り掛かる予定である。次年度使用額は、本年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
サトウキビの栄養状態の階層的光センシングとその利用技術の開発

サトウキビの精密栽培システムを確立するために,対象物-センサ間距離を階層的に変化させて可視域から近赤外域までの"光センシング"技術を適用した。1)接触計測:サトウキビの栄養診断に必要な葉内のN, C, P, K, Mg, Ca,水分などの成分を分光反射・吸光度特性によって迅速に計測する光センシング技術,特にNIR解析技術を開発した。生育段階の個葉について継続的に栄養成分を計測し,検量線の精度が十分にあることを確認した。さらに,茎の細裂試料および搾汁液についても同様の分析を行い,測定可能な栄養構成成分を明らかにした。2)近接計測:野外観測用可視・近赤外分光装置を用いてサトウキビ葉身の分光反射特性を350nm-2500nmの範囲で測定を行い,水ストレスや窒素養分による分光反射特性の違いを検討した。3)近距離計測:階層的センシングの一方法として期待される低空からの観測の可能性について検討するために,南大東島でサトウキビ圃場の生育状況の画像を取得した。この画像によってサトウキビの生育状況および雑草などの繁茂状態を詳細に分析できることが明らかになった。4)中距離計測:ハイパースペクトル画像を取得し,ピクセル単位で栄養成分を求める手順を自動化し,実用的なスケールを模索する手順をまとめた。5)遠距離計測:高解像度画像QuickBird衛星画像およびIKONOS衛星画像を利用し,北大東島・南大東島の圃場地図の作成,NDVI(植生指数)の解析,かんがい施設の配置状況の解析を行った。これらの結果は圃場地図に地理情報システム(GIS)を用いてマッピングした。6)これらの結果に基づいて測定対象物と光センサとの距離と測定可能な成分および測定精度との関係を検討した。7)補完的計測:北大東島に設置した気象観測ロボット3基からのモニタリングデータを用いて圃場の蒸発散量など推定し,光センシング結果との比較を行った。1.無人ヘリによる画像取得技術の検討階層的センシングの一方法として期待される低空かちの観測の可能性について検討するために,千葉大学リモートセンシング研究センターと共同で,南大東島のサトウキビ圃場の生育状況の画像を取得した。同時に,サトウキビの生育状況などの地上データの測定を行った。2.高解像度衛星画像による圃場地図の作成と個別圃場単位の植生指数の評価高解像度画像の一種であるQuickBird衛星画像を平成16年9月および平成17年1月に撮影した。これらに加え,手持ちのIKONOS衛星画像を併せて,北大東島・南大東島の圃場地図の作成,NDVI(植生指数)の解析,かんがい施設の配置状況の解析を行った。あわせて,サトウキビの収穫時などに地上データ(収量,糖度)および蔗汁中のカリウム,リン,マグネシウムなどの成分を近赤外分光法(NIR)で近接計測している。これらの結果は圃場地図に地理情報システム(GIS)を用いてマッピング中である。3.リモートセンシングのためのサトウキビ葉身の分光反射特性野外観測用可視・近赤外分光装置(購入)を用いてサトウキビ葉身の分光反射特性を350nm-2500nmの範囲で測定を行い,水ストレスや窒素養分による分光反射特性の違いを検討した。

4.近赤外分光法(NIR)によるサトウキビ葉身の栄養診断上記3との関連で,サトウキビ葉身を近赤外光(NIR)で近接計測し,葉身中のN, K成分などを測定できることを示した。5.気象観測ロボットによる北大東島気象のモニタリング気象観測ロボット3基からのデータを用いて圃場の蒸発散量の推定を行った。6.欧米の農業センシングに関する調査オランダ・ベルギー,合衆国,グアテマラにおいて,作物情報システムに関する資料収集を行った。サトウキビの増収や高品質化に加え,環境保全や営農改善にも配慮した精密栽培システムを確立するには作物の栄養状態の把握が重要であるので,本研究では可視域から近赤外域までの"光センシング"を活用して,次の内容に関して検討を行った。(1)サトウキビの栄養診断に必要な葉内のN,C,P,K,Mg,Ca,水分などの成分を分光反射・吸光度特性によって迅速に計測する光センシング技術,特にNIR解析技術を開発した。生育段階の個葉について継続的に栄養成分計測し,検量線の精度が十分にあることを確認した。さらに,茎の細裂試料および搾汁液についても同様の分析を行い,測定可能な栄養構成成分を明らかにした。(2)その結果に基づいて測定対象物と光センサとの距離と測定可能な成分および測定精度との関係を検討した。・分光計による分析:03m程度の距離において分光計を用いて分光反射スペクトルを取得して,測定可能成分の確認を行った。あわせてデジタルカメラを用いて可視光の利用可能性を検討した。・衛星リモートセンシング技術の検討:高解像度衛星画像(Quickbird)を用いて南北大東島の圃場内群落の生育状態を明らかにし,栄養状態,水分状態の予測技術を検討した。・栄養成分測定における距離,スケールの影響に関する考察:センシングの距離およびスケールと測定可能成分や精度との関係を整理した。・GISによる空間解析技術の検討:南北大東島について生育情報をGISとリンクして空間解析を行い,精密農業への活用方法を検討する。・ハイパースペクトル画像解析の利用:ハイパースペクトル画像を取得し,ピクセル単位で栄養成分を求める手順を自動化し,実用的なスケールを模索する手順をまとめた。