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戦時下日本の「生活の科学化」運動の実態―国民生活科学化協会を中心に―

本研究では、これまで不明であった戦時下日本の「生活の科学化」運動の実態を明らかにした。「国民生活科学化協会」監修の月刊誌『生活科学』の発見・入手を試み、全てを発見できたわけではないが、掲載された記事に基づいて、国民生活科学化協会の活動のほぼ全容を確認することができた。それは、雑誌購読希望者と会員を急激に増やしつつ、戦時下の国民生活を「指導」する運動として、活発に展開されていた。本研究において特に着目する「国民生活科学化協会」が出版していた月刊誌『生活科学』については、これまでに未入手であった19号分のうち、7号分について、その目次と「国民生活科学化協会だより」の記事を、入手することができた。収集した資料によって得られた知見に基づいて、日本科学史学会年会、日本理科教育学会全国大会、日本科学史学会四国支部大会において、研究発表を行った。また、得られた知見の一部を活用して、『科学史研究』投稿論文を完成させ(審査中)、共著の書籍を刊行することもできた。未入手の資料について、発見の可能性が高い中華人民共和国の天津大学図書館への出張・調査は、事前に状況をよく把握しておく必要があることが判明し、事情をある程度把握している日本国内の人物を特定することができた。彼らと連絡を取るところまではまだ進んでいないが、入念に状況把握をしてから、出張・調査ができるように準備を進めていく予定である。本研究では、月刊誌『生活科学』などの未発見資料の探査を集中的にすすめ、発見された資料に基づいて、従来、その実態が不明確であった戦時下日本の「生活の科学化」運動について、実際にどのようなことが取組まれ重視されていたのか、等の点について解明を試みた。その際特に、1941年9月に設立された「国民生活科学化協会」に着目した。月刊誌『生活科学』は同協会監修で、同協会の事業計画や活動日誌も記事として掲載されている。同誌の全体像の把握が本研究の中心的な目標であった。同誌は現在、国立国会図書館に1942年1月号12月号が、大阪市立大学に1942年1月号1943年12月号が、日本近代文学館に戦後に復刊された第1号である1946年7月号が、それぞれ収蔵されている。しかし、1944年1月号以降、戦時下で一時休刊になるまでのものについては、その所在が不明であった。本研究を通して、1944年1月号・6月号・11月号・12月号、1945年1月号・3月号を発見し、現物を入手することができた。また、1942年1月号1943年5月号についても現物を入手することができた。平成25年度は未発見資料の発見のために調査を進めたが、新たな発見はなかった。しかし、その過程で別の新資料を発見することができ、それについても研究成果としてまとめることができた。なお、発見の可能性が高いと注目していた中華人民共和国の天津図書館日本文庫については、その蔵書目録を入手することができたため、現地調査は実施しなかった。最終的に冊子として研究成果報告書を作成し、関連分野の研究者に配布した。それによって、関連分野の研究においてこれまで注目されることのなかった資料の存在を、広く知らせることができた。本研究において特に着目する「国民生活科学化協会」が出版していた月刊誌『生活科学』については、対象とする全41号のうち、これまでに発見・収集できた22号分の総目次を作成した。また、その記事の内容に基づいて、国民生活科学化協会の活動の実態に関して、特にその設立前後の状況を明らかにすることができた。これらの成果をふまえて、日本理科教育学会全国大会、日本科学史学会四国支部大会、日本理科教育学会四国支部大会において、研究発表を行った。国民生活科学化協会が出版していた「戦時生活科学叢書」に関しては、未発見・未確認であった5冊を発見・収集することができ、すべてを収集したことになる。これらの叢書も含めて、戦時下日本で活発に出版され続けた科学啓蒙書のシリーズについて、従来、未確認であった22シリーズ約100冊を発見・収集することもできた。これによって、戦時下日本の科学啓蒙書のシリーズとして確認できたものは38シリーズ384冊になり、まだ5冊ほど未発見・未確認のものもあるが、ほぼすべてを網羅することができたと思われる。それらの全体像については、『香川大学教育学部研究報告第II部』にまとめて示すことができた。さらに、シリーズとしてではなく出版されていた戦時下日本の科学啓蒙書についても、約100冊を発見・確認することができ、順次、それらの収集を進めている。これらによって、戦時下日本の科学啓蒙の動きの中で、生活の科学化運動が占めた位置に関して検討を加える基盤を、整えることができた。本研究において重要な資料として位置づけ、その発見・収集をめざしている月刊誌

『生活科学』について、その発見・収集が期待したほどには進んでいないためである。特に、発見の可能性が高い中華人民共和国の天津大学図書館への出張・調査が実施できなかったことが大きい。それは、入念な事前準備が必要であることが判明し、その準備がまだ終わっていないことによる。また、研究代表者が学内の別のプロジェクトの責任者として当該年度は、そのプロジェクトの立ち上げのために多くの時間を取られ、まとまった出張の日程を確保することが難しかったことにもよる。そのプロジェクトも軌道に乗り始めているため、次年度は本研究のためにある程度の時間を確保できる見通しである。本研究において重要な資料として位置づけ、その発見・収集をめざしている月刊誌『生活科学』について、その発見・収集があまり進んでいないためである。発見の可能性が高いと予想していた中華人民共和国の天津大学図書館への出張が、できなかったことが主な理由である。それは、私が食物アレルギー(小麦)になってしまったことにより、出張の際の食事などについて、対策が準備できなかったことによる。対策の見通しもある程度固まったので、次年度には調査を実施する予定である。当該年度に実施することができなかった中華人民共和国の天津大学図書館への出張・調査を、入念に準備したうえで次年度の前半に実施する。また、これまでに収集した多くの資料について、その総目次・目録の作成を、学生アルバイトも活用して集中的に進める。また、国内の大学等の個人文庫についての調査も、引き続き、資料発見の可能性の高いところから、実施していく。次年度の後半には、それらの成果に基づいて、『科学史研究』への投稿論文をまとめていく。本研究の中心的な資料である月刊誌『生活科学』の発見・収集のための現地調査を重点的に行う。2011年度に実施できなかった中華人民共和国の天津大学図書館への調査を始め、発見の可能性の高い国内の個人文庫等についても、現地調査を実施する。関連資料の収集を、2012年度の前半にほぼ終わらせるようにする。特に、国民生活科学化協会の中心的な人物の著作については、早期に完了させる。収集した資料の紹介も含めて、日本科学史学会の年会等において研究発表を行い、関連する情報の収集に努める。また、関連する出版社の倉庫等にも調査の対象を広げるために、その予備的な調査・情報収集を行う。主に、中華人民共和国の天津大学図書館への出張の旅費、および学生アルバイトへの謝金として使用する。資料発見・収集のための現地調査を重点的に実施するため、旅費での使用が多くを占めるようになる。そのため、他の経費に関してはできるだけ効率的に支出するよう努める。
複合押出によりマグネシウム合金を高純度マグネで表層化した循環再生加工の確立と評価

リサイクルの観点からドライ切削加工して得たAZ31マグネシウム切削チップの圧粉体を回転角R=90°ずつ同じ方向に回転させながら繰返しECAP温度573Kで固化成形し,微細結晶粒組織を有する均質固化材作製の可能性を調査した。その結果,無潤滑のECAP固化は,各ECAP温度において強度のせん断ひずみを受けた表皮層が形成され,表面に割れのない固化材を得ることが可能である。しかし,無潤滑では潤滑した場合に比べECAP圧力が著しく高く,また室温機械的性質も固化材のECAP方向に直角断面でのばらつきが大きい。一方,潤滑材を用いた場合,ECAP圧力は低下するが固化材に表面割れを発生した。しかし,FEM解析の結果によれば,潤滑材を用いることによってECAPにおけるひずみ分布が著しく均一であることが予測された。N=1では無潤滑,またN=2,3,4ではMoS_2系潤滑材塗布,すなわち無潤滑+潤滑を組合せたECAP固化を施すことにより,表面割れのない,均質な機械的性質の固化材を得ることができた。またその固化材の結晶粒微細化に対しても効果のあることがわかった。よって,AZ31マグネシウム合金の切削チップをECAP固化成形することによりリサイクル押出用ビレットの使用用途が広がった。次に市販のAZ31B,AM50AおよびAM100Aマグネシウム合金を原料とし,真空蒸留精製後,得られた凝縮物を溶解鋳造し,押出加工した純マグネシウムの耐食性および機械的特性について調査した。その結果,4N(純度99.99%)の試料は全て腐食速度が1mm/年以下の良好な値を示すことを明らかとした。以上の結果を基に,高純度マグネシウムを既存のマグネシウムに表層化した複合押出しするためのビレットおよび加工条件の確立が図られ,循環再生加工が可能となることを明らかとした。切削チップのリサイクルを目的とした熱間押出し試験を,AZ31BとAZ91Dマグネシウム合金に対して実施した。そして,その押出し材の室温機械的性質および表面性状を基礎的に評価した。AZ31B合金は423kで,またAZ91D合金は573Kで押出した場合,比較的優れた室温機械的性質が得られた。AZ31B合金切削チップ押出し材の引張強さと0.2%耐力は,結晶粒微細化の効果によって,同一条件での鋳造ビレット押出し材よりむしろ高い値を示した。しかしながら,切削チップのみならず鋳造ビレット押出し材においても,押出し方向にほぼ直角方向の特有の波状の表面あれを生じた。本年度に備品購入した色彩色差計は,この表面層のあれを定量的に計測するものである。AZ31B合金切削チップ押出し材表面には,底面と非底面が混合した集合組織を形成したが,一方,その表面より0.4mm下層では強い底面の集合組織を形成した。鋭い直角のダイス出口コーナに沿ったビレット層の流出に際し,底面すべりの困難性に基因した不連続なメタル流動がその特有な波状の表面あれを形成したものと推察している。次年度は,この押出材の諸特性を利用し真空蒸留法により精製した高純度マグネシウムおよび高濃度マグネシウムを表層部に持つ複合押出しを現有の400トン縦型油圧プレス機により行う。なお,従来の押出し金型ダイスに改良を加えることで,複合押出し材の作製は実現可能と考えている。
馬尾、神経根の慢性圧迫に関する実験的研究

(目的)犬馬尾の慢性圧迫モデルを確立することを目的とし、以下の研究を行った。(対象と方法)1)圧迫材料としてのプラスチックバルーンの作成:バルーンの大きさを決定するために雑種成犬5頭に対し腰部脊柱管および馬尾の解剖学的検討を行った。2)馬尾圧迫力の信頼性の検討:雑種成犬2頭を対象とした。第6腰椎椎弓および仙骨椎弓部分切除後、第7腰椎椎弓直下の硬膜中央部にMillarの圧トランスデューサーを挿入した。第7腰椎椎弓下に解剖学的検討により決定した大きさのバルーンを挿入し、バルーンと連結したATS-1000 compressed air systemにより0,50,100,150,200mmHgの圧力を加え、圧トランスデューサーの測定値と対比した。3)慢性圧迫モデルの作成:雑種成犬30頭を検討の対象とした。第6腰椎椎弓および仙骨椎弓部分切除後、第7腰椎椎弓下に液状のこんにゃくを充填したバルーンを挿入し、10mmHgの圧力を加えた。1週間後(n=10)、3ヵ月後(n=2)に、再度手術を行い、馬尾の電気生理学的および組織学的検討を行った。同様の実験体系で行った急性実験例を対照群(n=18)とした。馬尾の機能は神経伝導速度により評価を行い、組織学的検討はKar novsky固定、Richardson染色法により行った。(結果)1)第7腰椎高位では、8-12束の神経を含んだ馬尾が存在しており、脊柱管前後径は平均8mm、椎弓根間距離は平均13mmであった。以上の結果よりバルーンの直径は20mmとした。第7腰椎高位でバルーンを完全に膨張させた時の脊柱管前後径は25%に減少した。2)ATS-1000compressed air systemの圧力とMillarの圧トランスデューサーの計測値の誤差は5%以内であった。3)馬尾の神経伝導速度は、対照群が62±11m/s、圧迫1週後では44±22m/s、3カ月後では40±2m/sであり、圧迫群で有意に低下していた(P<0.05)。しかし圧迫1週後と3カ月後では差はなかった。圧迫1週間後の組織学的検討では、馬尾の軸索に何らの変化も認められなかった。しかし、圧迫3カ月後では軽度の軸索の変性を認めた。(結論)圧迫力10mmHg程度の馬尾慢性圧迫により、人の腰部脊柱管狭窄と類似したモデルが作成できると考えられる。全身麻酔下に第6腰椎椎弓および仙骨椎弓を部分切除後、第7腰椎椎弓下に二重構造のプラスチックバルーンを挿入した。

ATS-1000 compressed air systemにより任意の圧を加え、馬尾の急性、慢性、およびdelayed compressionモデルを作成した。実験系は急性圧迫モデル群18例、慢性圧迫モデル群10例、慢性Sham群10例の3群とした。急性圧迫モデル群は第7腰椎椎弓下のプラスチックバルーンに0、50、100、200mmHgの圧を加えた群である。慢性圧迫モデル群は二重構造のバルーンの一方に液状のこんにゃくを充填し10mmHgの圧を加えた後、一週間後に再手術を行い、もう一方のバルーンに50または100mmHgの急性圧迫すなわちdelayed compressionを加えた群である。慢性Sham群はバルーンに何らの圧も加えずにバルーンを留置し一週間後再手術を行い、もう一方のバルーンに50または100mmHgのdelayed compressionを加えた群である。以上の3群に対し、馬尾の機能的、組織学的検討を行った。機能的には馬尾の神経伝導速度で評価を行い、組織固定は、Karnovsky固定、染色はRichardson法により組織学的検討を行った。ATS-1000 compressed air systemの圧力とMillarの圧トランデューサーの計測値の誤差は5%以内であった。馬尾の神経伝導速度は、圧迫を加える直前の急性圧迫モデル群では62±11m/s、慢性圧迫モデル群では45±21m/s、慢性Sham群では、63±10m/sであり、慢性圧迫群では、他群に比し有意に低下していた。慢性圧迫モデル群でのDelayed compression開始120分後の神経伝導速度の変化(%NCV)を他群と対比すると、50mmHgのdelayed compression群では3群間で同様の神経伝導速度の低下が認められた。これに対し、100mmHgでは、慢性圧迫群は他群と比べ有意に減少率が少なかった。慢性Sham群および慢性圧迫モデル群の組織学的検討では、炎症所見は軽度で、馬尾の軸索には何らの変化も認められなかった。慢性圧迫モデル群の馬尾では圧迫による形態学的adaptationが認められた。本研究の結果より、我々のバルーンによるモデルは、馬尾の慢性圧迫とdelayed dompressionのモデルとして慢性圧迫モデルの条件を満たしていると考えられる。すなわちこんにゃくならびにバルーン自体には組織毒性はなく、10mmHgの慢性圧迫により馬尾のadaptationおよび軽度の機能低下は発生するが、組織学的には明らかな馬尾損傷はきたさない。(目的)犬馬尾の慢性圧迫モデルを確立することを目的とし、以下の研究を行った。(対象と方法)1)圧迫材料としてのプラスチックバルーンの作成:バルーンの大きさを決定するために雑種成犬5頭に対し腰部脊柱管および馬尾の解剖学的検討を行った。2)馬尾圧迫力の信頼性の検討:雑種成犬2頭を対象とした。第6腰椎椎弓および仙骨椎弓部分切除後、第7腰椎椎弓直下の硬膜中央部にMillarの圧トランスデューサーを挿入した。第7腰椎椎弓下に解剖学的検討により決定した大きさのバルーンを挿入し、バルーンと連結したATS-1000 compressed air systemにより0,50,100,150,200 mmHgの圧力を加え、圧トランスデューサーの測定値と対比した。3)慢性圧迫モデルの作成:雑種成犬30頭を検討の対象とした。第6腰椎椎弓および仙骨椎弓部分切除後、第7腰椎椎弓下の液状のこんにゃくを充填したバルーンを挿入し、10mmHgの圧力を加えた。1週間後(n=10)、3カ月後(n=2)に、再度手術を行い、馬尾の電気生理学的および組織学的検討を行った。同様の実験体系で行った急性実験例を対照群(n=18)とした。
視束前野の睡眠調節機構におけるプロスタグランディンとノルアドレナリン系の相互作用

青斑核および延髄腹外側部のノルアドレナリン細胞が存在する部位を単一電気パルスで刺激するとラット視束前野の睡眠時活動ニューロンは主として抑制され、覚醒時活動ニューロンは主として興奮した。ノルアドレナリンを多連微小ピペットを用いて投与した時も同様な反応が記録された。受容体のサブタイプに特異的な作動薬や拮抗薬の作用により、抑制反応はα_2受容体を、興奮反応は主にα_1受容体を介していると結論された。睡眠関連ニューロンのプロスタグランディンD_2(PGD_2)に対する反応を調べた。ラットが覚醒している時には、睡眠時活動ニューロンの半数はPGD_2によって興奮し、覚醒時活動ニューロンの半数は抑制された。しかし、ラットが徐波睡眠中にはPGD_2に反応するニューロンは少なかった。またPGD_2を長期投与しておくと、覚醒時における睡眠時活動ニューロンの放電低下や覚醒時活動ニューロンの放電増加の程度が小さくなった。ノルアドレナリンの作用がPGD_2によって影響されるか否かについて調べたところ、ノルアドレナリンによる睡眠時活動ニューロンの抑制も覚醒時活動ニューロンの興奮も、PGD_2の同時投与によって反応の大きさが減弱した。これらの結果から、(1)ノルアドレナリンはα_2受容体を介して睡眠時活動ニューロンを抑制し、α_1受容体を介して覚醒時活動ニューロンを興奮させることによって、覚醒を促すことが示唆された。(2)PGD_2は睡眠時活動ニューロンを抑制し、覚醒時活動ニューロンを興奮させることによって、睡眠を促すことが示唆され、(3)特に、PGD_2は睡眠関連ニューロンの覚醒時の活動変化を抑えることが重要であり、(4)その機構の一部にはノルアドレナリンによる覚醒入力を減弱させることの関与が考えられた。ラット視束前野の睡眠関連ニューロンにノルアドレナリン作動薬およびプロスタグランディンを多連微小ピポット法で投与した。睡眠時活動ニューロンの大部分はノルアドレナリンによって抑制された。alpha2作動薬であるクロニジンを投与したときにも大部分の睡眠時活動ニューロンは抑制された。alpha1作動薬のメトキサミンやbeta作動薬のイソプロテレノールは効果がなかった。青斑核および延髄腹外側部のノルアドレナリン細胞群の電気刺激による視束前野のニューロンの抑制反応はalpha2拮抗薬のヨヒンビンによって減弱した。したがって、睡眠時活動ニューロンはalpha2受容体を介して抑制されることが分かった。覚醒時活動ニューロンの半数はノルアドレナリンによって興奮した。この反応はおもに1alpha受容体を介していた。beta受容体は関与しているかもしれないが、その寄与は少ない。睡眠・覚醒に無関係なニューロンの多くはノルアドレナリンによって影響されなかった。これらの結果から、ノルアドレナリンは睡眠時活動ニューロンを抑制し、覚醒時活動ニューロンを興奮させることによって、動物を覚醒させることが示唆された。視束前野ニューロンの多くは調べた限りではプロスタグランディンに反応しなかった。しかし、行動実験により睡眠促進を起こすプロスタグランディンD2の作用部位は視束前野より吻側の前脳基底部であることが分かった。今後はこの部位と視束前野との単一ニューロン活動に対するプロスタグランディンの影響を比較する必要がある。ラット視束前野の睡眠関連ニューロンにプロスタグランディンD_2(PGD_2)およびノルアドレナリンを多連微小ピペット法で投与した。

またPGD_2を長期投与しておくと、覚醒時における睡眠時活動ニューロンの放電低下や覚醒時活動ニューロンの放電増加の程度が小さくなった。睡眠・覚醒に無関係なニューロンの多くはPGD_2によって影響されなかった。前年度の研究により、睡眠時活動ニューロンはノルアドレナリン作動性の覚醒入力を受けており、ノルアドレナリンによって睡眠時活動ニューロンは抑制され、覚醒時活動ニューロンは興奮することが分かっていた。そこで、ノルアドレナリンの作用がPGD_2によって影響されるか否かについて調べたところ、ノルアドレナリンによる睡眠時活動ニューロンの抑制も覚醒時活動ニューロンの興奮も、PGD_2の同時投与によって反応の大きさが減弱した。これらの結果から、(1) PGD_2は睡眠時活動ニューロンを抑制し、覚醒時活動ニューロンを興奮させることによって、動物を眠らせることが示唆され、特に、(2) PGD_2睡眠関連ニューロンの覚醒時の活動変化を抑えることが重要であり、(3)その機構の一部にはノルアドレナリンによる覚醒入力を減弱させることの関与が与えられた。
スピン偏極陽電子消滅法による酸化物空孔誘起磁性の検出

金属酸化物半導体の中には、原子空孔に局在した電子スピンにより強磁性化すると理論的に予測されているものがある。本研究ではスピン偏極陽電子消滅(SP-PAS)法を用いてこれを検証した。酸化亜鉛単結晶に酸素イオンビームを照射して原子空孔を導入すると、磁化測定では照射後に実際に磁化が検出された。SP-PAS測定では、消滅ガンマ線強度の磁場反転非対称性(磁気ドップラー(MDB)スペクトル強度)が、イオンビーム照射量の増大に伴って増大した。これはイオンビーム照射により導入された亜鉛空孔に局在電子スピンが存在することを示している。本研究により、原子空孔が磁性の源であることが初めて実験的に裏付けられた。我々は、スピン偏極陽電子消滅測定(SP-PAS)による磁性材料評価の研究を進めている。SP-PAS法のスピントロニクス分野への積極展開を目的として、希薄磁性半導体の一種として注目されている酸化亜鉛(ZnO)について空孔誘起磁性の検出と磁性との関連を調べている。本研究の目的は強磁場印加下にて陽電子消滅寿命を行い、ZnO/NiO粉末凝固試料中においてNiがZnOに拡散することによって導入される空孔誘起磁性を測定することである。Niの導入に伴って導入される空孔を評価することも重要であるが、研究の端緒としてまずは単純な空孔を良く定義された単結晶に導入し、導入空孔が磁性を持ちうるかの評価に着手した。様々なタイプの空孔を多く含む粉末ZnOに変わり、水熱合成した単結晶に自己イオンである酸素イオンを打ち込み単純な欠陥を生成した。酸素イオンを100keVのエネルギーで打ち込むと表面より200nmの領域に欠陥が生成する。この試料に対しSQIUD測定を行ったところ、照射後に磁性反応を得た。同じ試料に対し欠陥生成部位に陽電子を打ち込み、ドップラー広がり測定を行ったところ、陽電子が欠陥に捕獲されたシグナルを得た。欠陥モデルの第一原理計算から、陽電子は亜鉛空孔を主に検出していることが分かった。またこのシグナルは外部磁場によって強度が変化することが確認された。これはスピン偏極陽電子が検出している欠陥が、磁性を誘起していることを直接的に示している。さらに試料の熱焼鈍により欠陥・磁性共に消失したことから、この亜鉛空孔が磁性を発現していることが分かった。今年度は、複雑な組成および多様な欠陥を含む粉末ZnOの代わりに単純な欠陥を多く含むイオン照射ZnOの評価を行った。その結果、亜鉛空孔が磁性を誘起していることが分かった。研究課題の目的としている粉末試料の測定は行えなかったが、単結晶ZnOで明確なシグナルを得ることができたため、粉末試料の測定にも着手していきたい。計測系の構築については、必要な機器の選定を終え、現在構築を行っているところである。本研究の目的は、SP-PAS法を用いて、ZnOなどd0強磁性が期待される半導体において、強磁性の元となる電子スピン偏極が空孔に局在するかを調べ、磁性との関連を明らかにすることである。当初はZnO/NiO混合酸化物の焼結体での空孔評価を計画したが、生成時にすでに多種の空孔を含んでいる粉末ZnOでは空孔導入を精緻に制御することは困難であることが昨年度に判明したため、研究の端緒として、純良な単結晶に単純な空孔を導入し、空孔が磁性発現の原因たりうるかの評価に着手した。試料には水熱合成ZnO単結晶を用い、自己イオンである酸素イオンを100keVで照射し、表面より200nmまでの深さに高濃度な欠陥層を形成した。この試料に対しSQIUD測定を行ったところ、照射量の増大に伴う磁化の増大が検出された。同じ試料を用い、SP-PAS法により消滅ガンマ線強度の測定磁場反転非対称性(磁気ドップラー(MDB)スペクトル強度)を測定したところ、照射量の増大に伴うMDBスペクトル強度の増大が見られた。陽電子はZnO中の亜鉛空孔を主に検出するため、これは亜鉛空孔での電子スピン偏極を示唆している。第一原理計算でも、亜鉛空孔のMDBスペクトルが実験結果をよく再現した。さらに照射後の熱焼鈍では、亜鉛空孔が消失する400度を境に磁化・MDBスペクトル強度ともに減弱した。以上、SP-PAS測定とSQUID測定の結果から、亜鉛空孔に誘起された電子スピン偏極により強磁性化が起こると結論付けた。これは、原子空孔と電子スピンを同時に検出できるSP-PAS法を用いて初めて実験的に直接検出されたことであり、多くの理論計算の元となっているカチオン原子空孔説(カチオン原子空孔にスピンが存在することで磁性が誘起される)を裏付けるものである。今年度までに、単結晶ZnO結晶と、制御性の良いイオン照射を用いて、ZnO中に空孔型欠陥を導入し、磁化測定(SQUID測定)と、空孔型欠陥の検出、およびそこでの電子スピン偏極の測定(SPーPAS測定)を行った。その結果、亜鉛空孔において磁性の元となる電子スピン偏極が誘起されていることを突き止めた。このように、単結晶ZnOへの自己イオン照射による空孔生成では、明確なシグナルを得ることができ、イオン照射による空孔導入方法が極めて有効であることが分かった。

混合酸化物焼結による空孔導入法に比べ、導入欠陥の量や導入時の温度などの制御性が良く、より高精度な評価が可能であるためである。これにより、本研究の大きな目的である、原子空孔に誘起されるスピンを検出できたことで概ね予定通りに進捗していると考えている。さらに、イオン照射の制御性を活かしてNi原子などの磁性元素の照射を行えば、空孔と磁性不純物の両方を同時に精度よく導入することができる。これにより、混合酸化物の焼結による空孔導入法よりも、より明快に空孔と磁性元素その関連を明らかにすることができると考えられる。イオン照射法で得られた知見をもとに、当初計画していた混合酸化物焼結体の評価につなげていく予定である。本研究の目的は、スピン偏極陽電子消滅法(SP-PAS法)を用いて、酸化亜鉛(ZnO)などd0強磁性を発現する化合物半導体材料において、原子空孔に局在した電子スピンが強磁性発現の原因であるかを明らかにすることである。研究開始当初は、多量の空孔を容易に導入することができるZnO/NiO混合酸化物の焼結体での空孔評価を計画・着手した。しかし生成時にすでに多種の空孔を含んでいる粉末ZnOでは、導入空孔のサイズおよび量を精緻に制御することが困難であることが判明したため、ZnO単結晶にイオンビームを用いて精度よく空孔を導入する手法を主とした。試料には水熱合成ZnO単結晶を用い、自己イオンである酸素イオンを100keVで照射し、表面より200nmまでの深さに高濃度な欠陥層を形成した。この試料に対し磁化測定を行ったところ、照射量の増大に伴う磁化の増大が検出された。同じ試料を用い、SP-PAS法により消滅ガンマ線強度の測定磁場反転非対称性(磁気ドップラー(MDB)スペクトル強度)を測定したところ、照射量の増大に伴うMDBスペクトル強度の増大が見られた。陽電子はZnO中の亜鉛空孔を主に検出するため、これは亜鉛空孔での局在電子スピンの存在を示している。更に磁性と空孔の熱焼鈍特性を調べ、両者が良く一致することを確認した。これは、原子空孔と電子スピンを同時に検出できるSP-PAS法を用いて初めて実験的に見出されたことであり、多くの理論計算の元となっているカチオン原子空孔説(カチオン原子空孔にスピンが存在することで磁性が誘起される)を実験的に裏付けることに成功したものである。以上の結果は論文にまとめ(Appl. Phys. Lett誌)、更にプレス発表を行い成果の普及に努めた。金属酸化物半導体の中には、原子空孔に局在した電子スピンにより強磁性化すると理論的に予測されているものがある。本研究ではスピン偏極陽電子消滅(SP-PAS)法を用いてこれを検証した。酸化亜鉛単結晶に酸素イオンビームを照射して原子空孔を導入すると、磁化測定では照射後に実際に磁化が検出された。SP-PAS測定では、消滅ガンマ線強度の磁場反転非対称性(磁気ドップラー(MDB)スペクトル強度)が、イオンビーム照射量の増大に伴って増大した。これはイオンビーム照射により導入された亜鉛空孔に局在電子スピンが存在することを示している。本研究により、原子空孔が磁性の源であることが初めて実験的に裏付けられた。良く定義されたZnO単結晶と良く制御された自己イオン照射によって作成した試料を用いて、亜鉛空孔が磁性を誘起していることが分かった。しかしながらそのシグナルは微弱で、実験データの精度を上げていく必要がある。試料の照射前処理条件の最適化、照射線量率の見直しを行いデータを蓄積する予定である。
大腸菌ゲノムの一次構造の解析

本重点領域研究の計画研究をより円滑に進めるために、一昨年度作製した「大腸菌デ-タベ-ス」の利用プログラムをより一層改良し、Version3.0として班員に配付した。この改良により、各班員がデ-タの訂正を行なうことができるようになり、「大腸菌デ-タベ-ス」がより完全なものになることが期待できる。さらに、新しい塩基配列デ-タ(GenBank70.0)を取り入れ、同時に、各種デ-タの誤りを訂正した。また、塩基配列決定法の改良については、一昨年度来進めてきたトランスポゾンを利用する塩基配列決定法を一段と改良し、PCRを利用しDNAを増幅すること、その際、プライマ-の一端に常磁性のビ-ズを結合させることにより、一本鎖DNAな回収を容易にすること、などの改良を図り、この方法を用いて約80kbの塩基配列決定を行なった。一方、大腸菌ゲノムのもつ各種の構造的ならびに機能的特色についても昨年度にひき続き解析を進めた。その結果、大腸菌のヒストン様タンパク質の遺伝子が自己制御を行なっていること、湾曲DNAに特異的に結合するタンパク質がhns遺伝子の産物であることがわかったこと、定常期のRNAポリメラ-ゼが対数増殖期のものと異なっていること、塩基性タンパク質についてのN末端のアミノ酸配列決定を進め、数種の新しいタンパク質を見出したことなどの成果を挙げている。
マイクロ熱流体システムにおける多孔質構造と超微細加熱

医療、化学分析、動力源など物質や熱の移動が性能を支配するシステムの高度化・小型化・機能化を図るべく、MEMS技術を用いて製作したマイクロチャンネル中の気液二相系の熱流体現象を、壁面構造や熱制御方法など設計の立場から探求した。壁面構造については多孔質面に着目し、その断熱性能と撥水性能に関する研究をさらに進展させた。断熱に関しては、多孔質部の厚さを増すことがなによりも肝要である。そこで、昨年までは表からの光照射によって数ミクロンのポーラスシリコンが形成されていたが、今年度は裏面から照射することで約8時間で厚さ120ミクロンのポーラス化に成功した。また、シリコン基板を用いたMEMS技術では各種の酸化シリコンを積層して利用するため、その酸化シリコン間の熱抵抗について詳しく調べた。結果としては酸化シリコンの成膜方法によって大きく熱抵抗が異なり、上層が低温プロセスであることが断熱性能強化には有効であることなどがわかった。また、昨年度に接触角150度の超撥水性を達成したポーラスシリコンであるが、そのメカニズムが十分わからなかったため、今年度は電子線リソグラフィーを用いてナノオーダーの微細構造と接触角との関係を調べた。境界線の跡を電子顕微鏡で観測して、その場合の接触線付近では表面張力の作用が強く働いていることが明らかになった。超微細な加熱については、同じく電子線リソグラフィーを用いて1ミクロンより細い白金線を基板から0.2ミクロン程度浮かしたものを製作してその物性を調べた。ナノ熱線特有の物性変化の発見とともに、ヒーターとしての実用化手法を確立することができた。マイクロマシン技術を用いて、医療、化学分析、動力源など物質や熱の移動が支配的なシステムの高度化・小型化・機能化を図るべく、マイクロスケールでの気液二相系の熱流体現象を独自に考案した気泡駆動型マイクロヒートパイプを実際に試作しながら探求している。本年度はまず、マイクロ流体システムの大きな壁となっている流動抵抗を低減することを目指し、超微細な凹凸による撥水性の増加について研究した。具体的には、MEMSの製造工程に適合した表面修飾方法として、陽極化成法によるポーラスシリコン形成とその面の撥水性の関係を調べた。陽極化成法は条件次第でナノメートルからマイクロメートルまでの異なるサイズの孔を形成することができるが、SEMの観察と平行して静止液滴法により調べたところ、ナノポーラス面が孔の数密度の低さゆえに撥水性はほとんど向上しない一方で、マイクロポーラス面では陽極化成後に酸化とフッ酸処理を行うことで接触角150度を越えるまでの超撥水面を形成することに成功した。また、潜熱と顕熱の同時輸送を目指した気泡駆動型マイクロヒートパイプ開発では、テーパーのついた流路形状が引き起こす気泡両端の表面張力差を原理としているため、形状をいくつか試作してポンプ能力の比較を行った。結果としては、流路が集合する形状では気泡が停滞して性能が著しく低いことや、気泡の膨張は加熱機構に依存するため、それに適した非一様断面の流路設計が必要であることがわかった。最狭部で発泡を引き起こすトリガーとしてのマイクロヒーター開発としては、新たに導入したスパッタ装置とプラズマCVD装置を用いることで、各種金属薄膜・ITO薄膜の品質の向上が確認できた。引き続き、世界最高性能のMEMS熱交換器を作り上げることを目指していく予定である。半導体微細加工を応用したマイクロマシン技術を用いて、医療、化学分析、動力源など物質や熱の移動が支配的なシステムの高度化・小型化・機能化を図るべく、マイクロチャンネル中の気液二相系の熱流体現象をナノスケールのシステムや物理まで考慮しながら探求している。陽極化成法によるポーラスシリコン形成とその面の飛躍的な撥水性向上については昨年度に基本的な成功を収めたわけだが、この表面修飾法をマイクロチャンネル内の任意の部分に応用するための試作研究を行った。結果として、半導体微細加工で多用されているシリコン窒化膜が十分なエッチングマスクとして働くことを確認した。またその撥水面の耐久性向上を目指して、非常に薄い貴金属薄膜の堆積を試験した。約10nmの堆積で水の場合に接触角150度程度の超撥水性が十分に維持されることがわかった。これらの成果によって、例えば低コストで信頼性の高い液体用マイクロチェックバルブの成立の可能性が示された。超微細加熱の成立のために、当初計画していたレーザーに代え、電子線描画装置による直接描画法を用いた1ミクロンより細い熱線の製作について研究を進めた。具体的には、シリコンウエハ上に酸化膜と窒化膜を形成し、その上に塗布した電子線レジストにナノオーダー精度のパターンを形成した上で、プラチナをリフトオフ法で堆積させて細線を形成した。ただし、この細線そのままでは熱がほとんど基板へ拡散してしまうことが過去の実験から分っているので、窒化膜をICP-RIEで異方性エッチング、酸化膜をフッ酸で等方的にエッチングして、ナノ細線のヒーター部のみを基板から離すことに成功した。このヒーターにより、当初目的の省電力型の気泡駆動型MEMS熱交換器の主要素である最狭部での発泡を引き起こすトリガーが開発できたと考えている。

断熱に関しては、多孔質部の厚さを増すことがなによりも肝要である。そこで、昨年までは表からの光照射によって数ミクロンのポーラスシリコンが形成されていたが、今年度は裏面から照射することで約8時間で厚さ120ミクロンのポーラス化に成功した。また、シリコン基板を用いたMEMS技術では各種の酸化シリコンを積層して利用するため、その酸化シリコン間の熱抵抗について詳しく調べた。結果としては酸化シリコンの成膜方法によって大きく熱抵抗が異なり、上層が低温プロセスであることが断熱性能強化には有効であることなどがわかった。また、昨年度に接触角150度の超撥水性を達成したポーラスシリコンであるが、そのメカニズムが十分わからなかったため、今年度は電子線リソグラフィーを用いてナノオーダーの微細構造と接触角との関係を調べた。境界線の跡を電子顕微鏡で観測して、その場合の接触線付近では表面張力の作用が強く働いていることが明らかになった。超微細な加熱については、同じく電子線リソグラフィーを用いて1ミクロンより細い白金線を基板から0.2ミクロン程度浮かしたものを製作してその物性を調べた。ナノ熱線特有の物性変化の発見とともに、ヒーターとしての実用化手法を確立することができた。
地域自立・適地生産型産業ネットワークの情報化構築

本研究では,先ず地域分業と地域自立の生産性の比較を行った。この結果,需要が生産を上回る場合は,地域分業が各地域を豊かにするが,需要が生産を下回る場合は,生産性の低い地域が自立の場合より貧しくなることをモデルによる数値例により明らかにした。つまりこれからの生産システムは,国家の中央集権体制から離脱して特定の地域で地域分権的に発展することが肝要で,これが全産業部門参加体制による自立型の社会的生産システム・産業ネットワークである。その典型例として,第一次産業の農業・第二次産業の製造業・第三次産業の商業から構成される仕組みを考えた。それぞれが自立・自律的に最適の生産体制を構築しながら,これら異質の分野が相互関連的に共同して相乗効果を挙げ、地域社会に貢献することが希求される。そこで具体例として,これら3つの分野の活動を次のように設定するモデルを仮定した。(1)農作システム:供給業者から肥料を購入し,農業生産として苺を算出・収穫する。その一部は製造システムに原料として出荷し,残部は流通システムへ回されて最終消費者に販売される。(2)製造システム:農作システムから苺を,供給業者からガラス瓶を購入して,瓶詰め苺ジャムを製造し,それが流通システムへ出荷されて最終消費者に販売される。(3)流通システム:農作システムから農作物-苺,製造システムから食料品-瓶詰め苺ジャムを購入し,流通機構を経て,両商品を最終消費者に販売する。このモデルについてと定式化を行い,この地域の効用最大化をはかるための利益最大化解析を行った。この研究は今後の地域自立生産システムを考える上で基本になるであろう。現代の生産は,単に一国における一企業の,しかも一工場に限られない。国内生産はもとより,海外に生産拠点を構築し,生産活動は全地球規模でなされるグローバリゼーションの様相を呈する国際的・超国家的事業へ進展している。この世界規模の製造がグローバル生産で,生産戦略の1つと認識される。日本では,為替レートの変動と国内労働賃金の高騰のため,発展途上国の低廉な労働賃金を利用し,また貿易摩擦解消や保護貿易(関税),それにローカル・コンテント規制の動きのために海外投資が近年活発になった反面,国内の"産(工)業空洞化の懸念"が指摘される。生産のグローバル化は,次の3つの尺度で評価される。●輸出比率(%)=(輸出量/国内生産量)×100●海外生産比率(%)=(海外生産額/(国内生産額+海外生産額))×100●海外依存度(%)=((輸出量+海外生産量)/総生産量)×100国際生産に当たっては,生産・販売拠点の国際配置と供給の意思決定をし,主要な部品を国内で作って海外で製品を組み立てる様式,普通部品を海外に依存して国内で製品組立を行う様式など,いわば国際分業による生産,海外進出企業による現地生産,そして生産-輸送-販売の国際的物流システムの確立が肝要である。しかし、これからの生産システムは,国家の中央集権体制から離脱して特定の地域で地方分権的に発展することが大切で,これが全産業部門参加体制による自立型の社会的生産システム・産業ネットワークである。第一次産業の農業・第二次産業の製造業・第二次産業のサービス業から構成される。それぞれが自立・自律的に最適の生産体制を構築しながら,これら異質の分野が相互関連的に共働して相乗効果を挙げ、地域杜会に貢献することが希求される。原料・エネルギなどの投入物もできるだけ各地域で確保し,生産・消費も主にその地域に必要なものに限る方式が究極的な課題であり,これが適地適正生産のあり方といえる。○地域自立・適地生産型産業ネットワークのモデル化,日本生産管理学会論文

集、Vol.9,No.1研究代表者はこれまでの"大量生産・大量消費・大量廃棄"に代わる"知足生産・知足消費・極少廃棄"をめざす「社会的マニュファクチャリング・エクセレンス」を提唱してきた。今後はこれを更に発展させて,第二産業だけでなく第一産業・第三次産業を含む総合産業ネットワークを実現する必要があると考えられる。このためには,地域自立・適地生産の理論解析とともに,現実の地域社会での実行可能性を考究しなければならない。適地生産型産業ネットワークの今日的重要性を明らかにし,このネットワーク最適化を行うためのモデル化を検討した。この結果以下の7項目を評価特性として抽出した。(1)品質と機能,(2)経済的安定性,(3)エネルギー消費量,(4)物質循環率,(5)コスト,(6)速度,(7)情報量。これらの評価特性を各モノやサービスについて比較することにより,ある地域にとって最適なモノやサービスの流れを見出すための定式化を行った。○地域自立・適地生産型産業ネットワークに関する研究-地域自立の経済的意味の分析-,オフィス・オートメーション学会第45回大会予稿集地域内で作るモノと地域外から購入モノを選別する基準を考えるために,2つの地域を仮定し、それぞれの地域で農産物とこの農産物を原料にした加工食品を作っているとして,両地域で技術レベルが上がり生産性が向上していくとき,各技術レベルで地域が自立と分業のどちらの方針をとるべきかを数値例を示すことにより検討した。この結果、技術レベルが低く需要が供給を上回っているときには,比較優位説によって説明されているとおり,互いが比較優位のモノを生産することにより両地域が豊かになるが、生産性が向上し供給が需要より大きくなると,分業により失業が地域自立より増加し,ひとつの地域が2製品について絶対優位にあるときは,その地域から絶対劣位にある地域に一方的にモノが流れる可能性があることがわかった。○統合化:生産システムを中心に,オフィス・オートメーション,23巻4号"統合[化]"基本的意味を考察し、生産システム・産業ネットワークに関するシステム・インテグレーションの具象を挙げて、解説した。これからの生産システムは,国家の中央集権体制から離脱して特定の地域で地域分権的に発展することが肝要で,これが全産業部門参加体制による自立型の社会的生産システム・産業ネットワークである。その典型例として,第一次産業の農業・第二次産業の製造業・第三次産業の商業から構成される仕組みを考えた。それぞれが自立・自律的に最適の生産体制を構築しながら,これら異質の分野が相互関連的に共同して相乗効果を挙げ、地域社会に貢献することが希求される。原料・エネルギなどの投入物もできるだけ各地域で確保し,生産・消費も主にその地域に必要なものに限る方式が究極的な課題であり,これが「適地適性生産」のあり方といえる。本研究では,これら3つの分野の活動を次のように設定した。(1)農作システム:供給業者から肥料を購入し,農業生産として苺を産出・収穫する。その一部は製造システムに原料として出荷し,残部は流通システムへ回されて最終消費者に販売される。(2)製造システム:農作システムから苺を,供給業者からガラス瓶を購入して,瓶詰め苺ジャムを製造し,それが流通システムへ出荷されて最終消費者に販売される。(3)流通システム:農作システムから農作物-
民族的マイノリティに対する教育保障と多文化共生教育に関する実証的研究：タイの事例

本研究は、タイの民族的マイノリティである山地民の教育機会保障と多文化共生教育の課題に関する研究である。本研究では、山地民の教育機会保障の現状と課題を分析するとともに、次の2つの研究課題に取り組む。1山地民への教育保障が進む中で、山地民の子どもたちがいかなる民族文化・アイデンティティを保持しているのか、またその要因について複数の事例の比較を通して明らかにすること。2山地民の子どもたちとタイ族の子どもたちが、お互いの存在(人権意識)や文化をいかに承認・理解しているのかについて明らかにすること。タイでは「国民統合」(タイ化)を目的とした教育が行われてきた背景があり、多文化共生時代の展望を検討したい。
新しい黄疸発生メカニズムの研究―SIRSにおける黄疸発生機序の解析より―

敗血症やDIC患者に出現する黄疸の発生機序の解明、ならびに治療法の開発を目的として、まず、systemic inflammatory response syndrome(SIRS)の病態と黄疸(肝障害)の発生との関連性を、ICU病棟に入院中のSIRS患者(非肝疾患例)を対象として検討した。その結果、SIRS症例の97.8%に黄疸が出現し、非SIRS症例の28.6%に比べて明らかに多発していた。また、IL-6などのサイトカインもSIRS患者の黄疸例で有意に上昇した。しかし、大量の胆汁酸やビリルビンなどの胆汁中への排泄に関与する微小管障害の可能性を推測して、SIRS患者血清をラットの腹腔内に投与したが、有意な肝障害や黄疸の発生モデルは作成できなかった。最近、胆汁分泌、胆汁酸、微小管の関係について新知見が見い出され、核内リセプターが胆汁酸などの膜輸送に関与する膜タンパクの発現を調節しており、chenodeoxycholic acid(CDCA)もその一つであることが判明した。また、消化管ホルモンであるsecretinが、胆管上皮細胞の水分泌の調節に関与する膜蛋白の発現を調整し、微小管とも関連していることが明らかとなった。そこで、ラットにCDCAを投与し胆汁分泌機構に与える影響を調べた。さらにsecretinを投与して胆汁分泌量の変化を検討した。その結果、CDCAの大量投与では、胆汁分泌量は減少し胆汁中への胆汁酸や重炭酸の排泄も明らかに抑制された。ところがsecretinの投与により、胆汁分泌量ならびに胆汁酸や重炭酸の排泄の減少は有意に抑制され、胆汁うっ滞性病変の改善が認められた。これらの結果、胆汁酸は胆汁分泌をDNAレベルで調節していること、さらに、消化管ホルモンもその調節に介在することが推測された。また、secretinは胆汁量の増加作用により黄疸の軽減をはかる治療薬としての有用性が示唆された。外科手術後や重症細菌感染症、外傷患者にみられる内科的黄疸の発生原因として、サイトカインとの関係、すなわちSIRSの病態との関連性をみるために、まず、術後や外傷、重症感染症でICU病棟に入院中の患者を対象に、これまで肝障害を持たなかった110症例について検討した。そこで、これらの患者について、血中IL-6やIL10などのサイトカインの測定、ビリルビン値などの肝機能検査および、SIRSの病態診断との関係を調べた。その緒果、検討症例の42.7%がSIRSの状態と診断され、SIRS群では、100.0%に肝機能障害を、97.8%に黄疸の発生をみた。一方、非SIRS群では、86.2%に肝機能障害を28.6%に黄疸が発生し、SIRS群では明らかに黄疸発症例が多かった。IL-6などのサイトカインは、非SIRS群に比してSIRS群で優位に上昇した。また、患者の入院経過中の末梢血中白血球数の上昇と血中ビリルビン値の増加には関連性が推測された。そこで、SIRS患者群から採取した血清をWistar系雄性ラットモデルの腹腔内に投与して、肝機能障害や黄疸の発生、胆汁分泌機構への障害性を検討しているが、障害性が軽微であり、投与方法、投与量の検討を行っている。

さらに、同様のモデルにおいて、胆汁酸やビリルビンなどの有機陰イオン性物質の肝細胞内移送について、とくに微小管が関与している小胞輸送系と、体外からのサイトカイン投与による影響について検討している。また、SIRSの状態では患者の免疫系は低下していると考えられ、細胞性免疫の面からTGF-βなどのサイトカインがhelperT-cellのTh1/Th2サイトカインバランスに与える影響についても、研究を展開させている。最近、胆汁分泌、胆汁酸、微小管の関係について新知見が報告されている。まず、肝細胞核内リセプターが胆汁酸やビリルビンなどの膜輸送に関与するNtcpや、Bscpなどの膜タンパクの発現を調節していることが明らかとなり、chenodeoxycholic acid(CDCA)がそのリガンドの一つであることも判明した(BBA1999,1445:154)。また、消化管ホルモンであるsecretinが、胆管上皮細胞の水分泌の調節に関与するチャンネル膜蛋白の発現に介在し、微小管とも関連して作用していることが明らかにされた(Am J Physiol 1999,39:G280)。そこで、ラットを用いた動物実験により、CDCAあるいはdeoxycholic acid(DCA)の投与が、胆汁分泌機構に与える影響を調べた。さらに、利胆効果のあるsecretinの投与による胆汁分泌量の変化を検討した。その結果、CDCAあるいはDCAの大量投与では、胆汁分泌量は減少し強い肝障害が出現した。さらに、胆汁中への胆汁酸や重炭酸の排泄も明らかに抑制された。ところがsecretinの投与により胆汁分泌量ならびに、胆汁中への胆汁酸や重炭酸の排泄の減少は有意に抑制され、胆汁うっ滞性病変の改善が認められた。CDCAやCDAは細胞障害性のある胆汁酸であり、長期の胆汁うっ滞病変や肝硬変症患者の血中で上昇する。CDCAの増加は、むしろ胆汁分泌には抑制的に作用し、一旦生じた胆汁うっ滞を増悪させることになる。今回の実験結果からは、secretinの投与が病変の改善に有効に作用し、黄疸の治療として応用できると考えられた。
自己タイミング型超高速瞬時処理アーキテクチャ

自己タイミング型パイプライン機構を徹底的に採用した超高速ネットワーク・プロセッサへの応用に向けて検討を進め,以下の研究成果が得られた。次世代の超高速パケットルータには,超高速パケット転送能力のみならず,新しいプロトコルや高度なサービス機能を柔軟に導入できる能力,および,トラフィックに応じて電力を消費する能力を有していることが要求される。自己タイミング・パイプライン機構によるデータ駆動アーキテクチャは,高機能で複雑化する処理を柔軟なプラグラマブル・ハードウェア機構上で超並列パイプライン処理として実現できるのみならず,極省電力のメカニズムを原理的に内在しているため,次世代超高速パケットルータに搭載可能なネットワーク・プロセッサに要請される多様な要件を満たす有力な方式である。(a)高速パケット分類方式超高速パケットルータ実現上のボトルネックの一つである,IPパケット分類処理をパイプライン並列に実現する方式を提案し,10万エントリ以上の大規模な分類ルールセットを対象にしても約12MIPパケット/秒で入力パケットを高速に分類できることを確認した。自己タイミング型パイプラインのデータ転送制御の局所性を活用して,Diffservにおける優先キューイング機構を提案し,LSI試作した結果,100Mパケット/秒の性能を確認した。複合化集積システムを極限集積化して実現する上での、究極的な制約要因は、クロック歪み、ならびに電力消費密度の問題である。これらの問題を原理的に解決可能な理想的なシステム実現手段として、筆者らは既に、自己タイミング型パイプライン機構を提案し、これに基づくデータ駆動型VLSIマルチプロセッサチップDDMPを開発し、高い処理能力と優れた省電力性能を達成可能なことを確認している。本研究の目的は、これらの研究成果をさらに発展させ、自己タイミング型パイプラインによる超高速プログラム処理機構のみならず、超高速入出力処理機構および高機能記憶機構を複合化した集積システム・アーキテクチャを確立することにある。このため本研究では、自己タイミング型パイプライン機構を徹底的に採用した超高速ネットワーク・プロセッサへの応用に向けて検討を進め、本年度は以下の検討を実施した。1.超高速パケットルータ実現上のボトルネックの一つである、IPアドレス検索処理を取り上げ、自己タイミング型パイプライン機構を応用すればIPv6アドレス(128bit)でも高速に最長一致検索を行う方式を提案した。初期的性能評価の結果、平均的な長さのIPv4パケットを受理した場合、約100Gb/sで検索可能な性能を有することが明らかになった。2.IPパケットのQoS(Quality of Services)クラスに応じた優先キューイングが、折り返し型自己タイミング・パイプライン機構によって、高速に実現できると同時に同期回路では実現困難な柔軟性も付与できる見通しを得た。1.超高速パケットルータ実現上のボトルネックの一つである、IPパケット分類処理を取り上げ、自己タイミング型パイプライン機構を応用すれば、10万以上の大規模な分類ルールセットを対象にしても高速に入力パケットを分類できる方式を提案した。初期的性能評価の結果、平均的な長さのIPv4パケットを受理した場合、約28Gb/sで分類可能な性能を有することが明らかになった。同時に本機構の実現に必要な基本回路構成も明らかにした。