hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セグメンテーションフリーの画像の非線形レジストレーション

以上の方式はmodel-based手法に共通する状況であり、モデルの作成に多大な労力を必要とすることになり、またレジストレーションのための最適パラメータの決定に組み合わせの問題などが発生し、計算量の増大をもたらすという困難性がある。そこで、model-basedの方法ではなく、appearance-basedの手法をここでは提案する。これはわれわれが開発した2次元連続DPを使う。2次元連続DPによって、本研究の課題である非線形レジストレーションが少ないメモリーと計算量によって実現できるアルゴリズムの完成をみた。そのポイント以下のものである。2次元連続DPは参照側の画像パターンの全ての画素を入力画像側の全ての画素との対応を行うが、参照画像として長方形の画像の全画素をオブジェクトと指定するのではなく、その部分画像の分離を許して複数個の部分領域でもってオブジェクトを指定できる。他方、入力画像はいかなる領域の指定を行わないとする。このとき、2次元連続DPを適用すると、入力画像中で部分画像の集まりからなる参照画像のそれぞれに画像としての非線形変形を許し、かつ部分画像間の位置の非線形的変動の双方を同時的に許容した最適ピクセルマッチングを実行する。また、そのマッチングする位置も入力画像中の最適になる位置で行う。この自動的な位置決めが自動的に行うことをスポッティング機能といい、これがレジストレーション機能をもつこととなる。このような機能をもつ2次元連続DPはわれわれが開発してきた。
「問題を作ることによる学習」の知的学習支援環境の開発と実践を通した効果検証

小学校の算数教育における学習方法としては、一般的に、文章問題を解く事(問題解決学習)が行われている。しかしながら、問題解決学習が唯一の学習方法というわけではなく、数式から文章題を作る作問学習と言う方法もある。特定の解法(数式)が成り立つように問題を作る作問学習では、問題をやみくもに作るだけでは解けない問題が出来てしまう。そのため、解法を知っているだけでなく解法が適応できる条件を理解し、文章の内に上手く組み込まなければ、解ける問題を作る事は出来ない。このような事を背景に、教育学や心理学などの分野においては、問題解決学習よりも難しい学習活動であるといわれており、またその学習効果も高いとされている。しかしながら、作問学習は高い学習効果があると指摘されているにも関わらず、実際の教育現場で用いられている例はあまり多くないのが現状である。理由としては、作問学習では学習者が作った文章題全体に目を通さなければ、その文章題の正誤の判定ができない上に、作った文章題に応じた次課題への誘導や修正指導が行えないことが上げられる。これら背景を踏まえ著者らは、作問学習おいて個別指導が行える知的学習環境POP-Bの開発を行った。また、本研究では、実際の小学校算数授業における利用を継続的に行い、POP-Bの効果や影響範囲の検証を行っている。これまでの検証では、小学校3年生であれば十分に利用可能であること、利用により作問能力が向上すること、問題スキーマの既習状況によって問題解決能力と問題分類能力といった作問能力以外の能力向上にも影響することの確認が行えている。さらに、第3の表現である図表現と、従来の数式表現と文章表現との連携を目指し線分図表示機能の開発と、利用検証の報告を行った。近年,学習や教育という文脈に応じた人間と計算機との間の情報交換の高度化が試みられていると同時に,教育現場のIT化が進んできている.そのため,計算機による学習支援に関する研究は,知的に学習支援が行えるシステムを設計・開発することだけでなく,現場での実践的なアプローチを通した効果の検証や,現場のニーズを取り入れた改良を行うことが期待されている.作問学習のように回答に対して正解・不正解が多様にありえる課題の指導は教育現場において大変難しい課題となっており,本研究では,作問学習の個別指導が行える学習環境というだけでなく,生徒同士の教え合いや指導者のサポートを状況に応じて使い分ける「作問学習における人間を系に含めた学習支援環境」の実現を目的とする.これまでに開発した作問学習支援システムは,和と差の二項演算で解ける文章題を対象とした作問学習を指導することができる.学習者は,はじめに,目標となる二項演算を決定し,次に,その二項演算が成り立つような文章題をシステム上で作る.システムは,学習者の作った文章題に誤りがあれば,誤り修正のフィードバックを,適切な作問が行えていれば状況に応じた次の課題を提示する.平成15年度に小学校4年生180人を対象とした作問学習支援環境の利用調査では,4年生であれば十分システムを利用して問題を作ることができること,システムのフィードバックを理解し誤りを修正することができることを確認することができた.また,学習者の既習知識の状況によって,環境の利用状況や利用効果に差があることも分かり,今後は,作問学習において,理解状況の違った学習者を計算機が把握し,それに対処し得る仕組みの設計・開発を行う予定である.近年,学習や教育という文脈に応じた人間と計算機との間の情報交換の高度化が試みられていると同時に,教育現場のIT化が進んできている.そのため,計算機による学習支援に関する研究は,知的に学習支援が行えるシステムを設計・開発することだけでなく,現場での実践的なアプローチを通した効果の検証や,現場のニーズを取り入れた改良を行うことが期待されている.作問学習のように回答に対して正解・不正解が多様にありえる課題の指導は教育現場において大変難しい課題となっており,本研究では,作問学習の個別指導が行える学習環境というだけでなく,生徒同士の教え合いや指導者のサポートを状況に応じて使い分ける「作問学習における人間を系に含めた学習支援環境」の実現を目的とする.これまでに開発した作問学習支援システムは,和と差の二項演算で解ける文章題を対象とした作問学習を指導することができる.学習者は,はじめに,目標となる二項演算を決定し,次に,その二項演算が成り立つような文章題をシステム上で作る.システムは,学習者の作った文章題に謝りがあれば,誤り修正のフィードバックを,適切な作問が行えていれば状況に応じた次の課題を提示する.平成17年度の実績においては、小学校3年生約180人を対象とした作問学習支援環境の利用調査において,3年生でも十分システムを利用して問題を作ることができること,システムのフィードバックを理解し誤りを修正することができることを確認することができた.平成18年度においては、理解状況に合わせたフィードバックの一つとして作問状況を計算機が図示する機能の追加を行った.今後は,学習者の作業状況と理解状況とを計算機が把握し,それら情報を利用した学習支援の設計・開発を行う予定である.小学校の算数教育における学習方法としては、一般的に、文章問題を解く事(問題解決学習)が行われている。

そのため、解法を知っているだけでなく解法が適応できる条件を理解し、文章の内に上手く組み込まなければ、解ける問題を作る事は出来ない。このような事を背景に、教育学や心理学などの分野においては、問題解決学習よりも難しい学習活動であるといわれており、またその学習効果も高いとされている。しかしながら、作問学習は高い学習効果があると指摘されているにも関わらず、実際の教育現場で用いられている例はあまり多くないのが現状である。理由としては、作問学習では学習者が作った文章題全体に目を通さなければ、その文章題の正誤の判定ができない上に、作った文章題に応じた次課題への誘導や修正指導が行えないことが上げられる。これら背景を踏まえ著者らは、作問学習おいて個別指導が行える知的学習環境POP-Bの開発を行った。また、本研究では、実際の小学校算数授業における利用を継続的に行い、POP-Bの効果や影響範囲の検証を行っている。これまでの検証では、小学校3年生であれば十分に利用可能であること、利用により作問能力が向上すること、問題スキーマの既習状況によって問題解決能力と問題分類能力といった作問能力以外の能力向上にも影響することの確認が行えている。さらに、第3の表現である図表現と、従来の数式表現と文章表現との連携を目指し線分図表示機能の開発と、利用検証の報告を行った。
電界誘起量子相の材料・物性展開

従来の化学合成ではなく、電界効果によって実現する物質相、いわゆる電界誘起量子相について、物質探索を行うとともに新しい探索手法を開発した。また、電界誘起量子相の常伝導・超伝導物性や電子状態を解明した。さらに、電界によるスピン制御のための新しいデバイス構造を開発し、スピン流由来起電力の電界によるスイッチングを実現した。本研究は、電界誘起超伝導の基礎物理の理解を進展させることおよび電界誘起電子相の材料展開を目指すものである。本年度は、前年度における電界誘起超伝導の非接触検出ならびに酸化物界面二次元電子の基礎電子状態の解明を受け、電界誘起超伝導の超伝導状態の解明、ならびに新しい電子相・電子機能の電界誘起へと展開させた。具体的には、(1)電界誘起超伝導の次元性および強電界または反転対称性の破れの効果を解明すること、(2)電界効果による電子相制御とスピン制御、である。(1)では、層状物質ZrNClやMoS2を用いた電気二重層トランジスタを作製して電界誘起超伝導を実現し、その上部臨界磁場の角度依存性を測定することにより、超伝導の厚みが超伝導コヒーレンス長よりも極めて短く、伝導層2層分に相当することを明らかにした。これは単位胞(伝導層3層分)よりも短いものであり、純粋な2次元超伝導が実現していることを明らかにした。また、磁場を面内方向に印加した時の上部臨界磁場は、スピン一重項超伝導体で期待されるパウリ極限を遥かに越えており、反転対称性の破れに伴うスピンパリティの混成が起きているだけでなく、スピン三重項状態が支配的になっていることを明らかにした。(2)では、電気二重層を用いて半導体物質の電荷キャリア(電子または正孔)の密度を大幅に変調できること、および物質中のスピン輸送を電荷キャリアが担うことに注目し、強磁性体/非磁性体接合と電気二重層トランジスタを組み合わせた新しい素子を開発した。非磁性体へスピン流を注入した際に起こるスピン流ー電流変換に伴う起電力について、炭素材料を非磁性体として用いることで、ゲート制御による起電力のスイッチングを実現した。これまで実現していないスピン流の電場制御であり、炭素材料の有用性および新しいスピントロニクスデバイスへの発展を予見させるものである。本研究は、近年注目を集めている電界誘起相転移現象について、その材料および物性の飛躍的な展開と電界誘起超伝導の基礎物理の理解を目的とし、材料探索および探索手法の開発とデバイス特有の構造非対称性と強電界に由来する反転対称性の破れた電界誘起超伝導状態について、反転対称性の破れの及ぼす影響を解明する。このような目的のもと、平成24年度には(1)「電気二重層キャパシタのその場磁化測定」による電界誘起相転移の探索、(2)電界誘起相転移検出のための新手法の開発、(3)酸化物ヘテロ接合二次元電子の電子状態の解明、を行った。以下、各項目の成果の概要を示す。(1)「電気二重層キャパシタのその場磁化測定」による新しい電界誘起超伝導物質の発見には至っておらず、トランジスタ構造で電界誘起超伝導物質が発見されたものであっても、非接触検出するには至らなかった。(2)そこで、スループット向上のために新しい探索手法、「平面コイルによる磁場侵入長測定」を開発した。これにより、既に電界誘起超伝導が報告されているMoS2において、非接触検出に成功した。本手法は探索に有用なだけではなく、磁場侵入長測定の精密測定から超伝導ギャップ構造の決定が可能であり、反転対称性の及ぼす影響を調べることが可能となった。(3)酸化物ヘテロ接合界面に形成される二次元電子の性質はほとんど明らかになっておらず、電界誘起超伝導の舞台ともなる酸化物界面電子系のミクロな電子状態の解明が必須である。そこで、MgZnO/ZnOヘテロ接合二次元電子系においてマイクロ波応答を詳細に調べ、電子相関効果が顕著に現れ、電子有効質量が大きく増大することを明らかにした。電界誘起量子相の探索について、応募者は「電気二重層キャパシタのその場磁化測定」を開発し探索を行ったが、新たな超伝導体は発見されず、スループットの向上には至らなかった。しかしながら、より検出感度の高い手法の開発を並行して行い、実際に探索手法としてだけではなく、反転対称性の効果を超伝導対称性を通じて調べることが可能な「平面コイルによる磁場侵入長測定」の開発に成功した。したがって、研究の進捗は計画通りではないものの、予想の範囲であり、計画書に示した対応をとることによってリスクを軽減することができた。次年度に向けた研究進捗状況はほぼ計画通りとなっている。また、酸化物界面電子系の電子状態を解明するなど、当初は予期していなかった成果もあり、研究目的の達成のために必要なデータ収集を行うことが出来た。したがって、当初の計画は概ね順調に進展していると考える。

平成24年度において「平面コイルによる磁場侵入長測定」の開発、電界誘起超伝導の非接触検出に成功したことを受け、平成25年度には上記手法による材料探索を推進するとともに、磁場侵入長の精密測定を行い反転対称性の超伝導に及ぼす影響を明らかにする。さらに、超伝導/常伝導/超伝導接合(SNS接合)を用いたパイ接合・エッジ接合を作製し、超伝導波動関数の位相成分の角度依存性を通して超伝導対称性を決定する。電界によらずスピン一重項超伝導となる物質、鉛やニオブの超薄膜(<10 nm)について、上記のパイ接合・エッジ接合を作製し、強電界前後での対称性の変化について検証する。反転対称性の破れの大きさは物質の構成元素質量によっても決まるため、電場の強さ・物質依存性により反転対称性の破れの超伝導状態に及ぼす影響を解明する。該当なし
細胞膜ＡＴＰ合成酵素を介した新規脂質代謝調節機構の解明と新規抗肥満薬の開発

細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介した脂質代謝調節機構に関して以下のことを明らかにした。1.成熟脂肪細胞では、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素により合成される細胞外ATPは、P2Y1受容体を介したシグナル伝達を介して細胞内中性脂肪量を増加させている。2.細胞内に脂肪滴の蓄積が確認できない前駆脂肪細胞ではP2Y1受容体の発現はみられないが、脂肪細胞の分化に伴って脂肪滴が蓄積するに従ってP2Y1受容体の発現が増加することを明らかにし、さらに細胞膜F1Fo-ATP合成酵素阻害剤は細胞外ATPの産生を阻害すると同時にP2Y1受容体の発現も阻害することを見出した。3.脂肪細胞の分化に伴って細胞内カルシウム量が増加し、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素阻害剤により細胞内カルシウム量の増加が阻害されることを明らかにした。4.HeLa細胞において、NFATc4およびCaMKII betaの活性を検証する実験系が確立できた。5.F1Fo-ATP合成酵素阻害剤であるresveratrolとpiceatannolの水溶性化体である分岐型オリゴグリセロール(Branched Oligoglycerol:BGL)化resveratrolとpiceatannolの大量合成に成功し、本化合物がミトコンドリア融合活性および細胞内中性脂肪蓄積抑制活性を有することを明らかにした。6.細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を抑制するとミトコンドリアの形態が融合型に変動することを見出した。ミトコンドリの形態制御と細胞内中性脂肪量の調節は密接に関連することから、この結果は、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介した中性脂肪量の調節にミトコントリアの形態調節が関わっていることを示唆している。細胞膜F1Fo-ATP合成酵素の生理的役割と本酵素を介したシグナル伝達経路を明らかにする目的で本年度は以下の実験を遂行した。細胞膜F1Fo-ATP合成酵素により細胞外でATPが産生されることはすでに明らかにしていた。しかしながら、脂肪細胞において中性脂肪蓄積の増加に関わる細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介したシグナル伝達に細胞外ATPがどのように関わるのかについては不明であった。本研究ではまず、脂肪細胞の分化に伴って細胞外ATP量が増加すること、そしてその増加がF1Fo-ATP合成酵素のαおよびβサブユニットに対する抗体で完全に阻害されることを明らかにした。さらに、細胞外ATPにより中性脂肪蓄積が増加すること、細胞外ATPによる中性脂肪蓄積の増加に関わるATP受容体がP2Y1受容体であることを示した。これらの結果より、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素により産生されたATPがP2Y1受容体を介して中性脂肪蓄積の増加に関わることが示唆された。さらに、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介した中性脂肪蓄積の増加にカルシウム依存性シグナル伝達経路の活性化が関わっていることが示唆された。本年度は、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介した脂質代謝調節機構に関して以下のことを明らかにした。1.今年度はまず、水溶性F1Fo-ATP合成酵素阻害剤(BGL-resveratrol、BGL-piceatannol(BGL-P)の抗肥満効果を検証した。【方法】高脂肪食摂取による肥満マウスモデルを作成し、BGL-P(3mg/kg/day)を1週間投与し、体重および内臓脂肪量に対する効果を検証した。【結果】BGL-P投与群で、有意に内臓脂肪量の減少が確認された。体重の変化はなかった。2.HeLa細胞において、F1Fo-ATP合成酵素阻害剤(BGL-Pおよび抗F1Fo-ATP合成酵素抗体)によるNFATc4およびCaMKII betaの有意な活性低下はみられなかった。3.抗F1Fo-ATP合成酵素抗体により細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を抑制するとミトコンドリアの形態が融合型に変動することを確認できた。4.脂肪細胞の分化を促進すると、細胞内中性脂肪量が増加するのに伴って、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素の増加、細胞内の活性酸素種(ROS)の増加、ミトコンドリアの断片化が促進され、F1Fo-ATP合成酵素阻害剤により細胞内中性脂肪量およびROSが減少、ミトコンドリアの断片化が抑制(融合の促進)されることを見出した。医歯薬学細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介した脂質代謝調節機構に関して、本酵素により産生された細胞外ATPがP2Y1受容体を介して細胞内中性脂肪の増加に重要な役割を果たしていることを明らかにし、F1Fo-ATP合成酵素阻害剤が細胞外ATP産生の阻害とP2Y1受容体の発現を抑制することにより細胞内中性脂肪量を減少させていることを明らかにした。これらの成果は、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介したシグナル伝達経路の解明に向け大きな進展であるため本実験の達成度は80%以上と評価できる。さらに、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素阻害剤である水溶性BGL化resveratrolとpiceatannolの大量合成に成功し、本化合物のミトコンドリア融合活性および細胞内中性脂肪蓄積抑制活性を確認できたことは動物実験に向け大きな進展であるため、本実験の達成度は100%である。研究成果は、第34回日本肥満学会において発表した。しかしながら、NFATc4およびCaMKII betaの活性化を確認する実験系を確立することはできたが、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介した脂質代謝調節機構との関わりについて確認できていないため、本年度の総合的な達成度はおおむね70%程度と考えている。

細胞膜F1Fo-ATP合成酵素の新規阻害剤であるBGL化resveratrolとpiceatannolの合成は平成25年度に遂行する予定であったが、研究分担者の都合により平成24年度に実施し、それらの合成に成功した。さらにそれらBGL化体が細胞内中性脂肪蓄積抑制活性とミトコンドリア融合活性を保持していることも確認できたことより本計画は予定より早く終了した。そのため達成度は100%である。今年度は新たに動物実験のための大量合成を試み次年度までに動物試験を行う予定に変更した。細胞膜F1Fo-ATP合成酵素のシグナル伝達経路の解明に関しては、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素により産生された細胞外ATPの重要性および中性脂肪蓄積に関与するATP受容体の同定は終了したと考えている。さらに、その後のカルシウム依存性シグナル伝達経路の重要性を示唆する結果は得られたがシグナル伝達分子の活性化の確認までは至らなかった。達成度は40%程度である。原因として考えられることは、成熟脂肪細胞を用いた実験系ではシグナル伝達分子をノックダウンするためのsiRNAのトランスフェクションの効率が低いこと、さらに大量の中性脂肪が混在するためウエスタンブロッティングの解析に熟練した技術が必要であることなどが考えられた。そこで、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素のシグナル伝達経路の解明に関しては、脂肪細胞以外の細胞(例えば細胞膜F1Fo-ATP合成酵素の存在を証明しているHeLa細胞など)を用いることも検討することにした。1.水溶性BGL化resveratrolとpiceatannolの抗肥満効果(体重減少効果と内蔵脂肪量減少効果)をマウス等の実験動物を用いて検証する。3.細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を介したミトコンドリア形態制御機構を解析する。申請者はすでに本研究とは異なる実験系で、酸化ストレスを誘導すると細胞内中性脂肪の蓄積が増加すること、さらに酸化ストレスはミトコンドリアの分裂を促進すること明らかにしている。そこで、本研究では、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素により産生された細胞外ATPによる酸化ストレスの誘導とミトコンドリア形態制御および中性脂肪の蓄積に対するF1Fo-ATP合成酵素阻害剤の効果を検証する予定である。1. BGL化resveratrolとpiceatannolの大量合成を行い、動物実験を遂行するための材料を確保する。3.細胞膜F1Fo-ATP合成酵素のシグナル伝達経路の解析を行っている過程で、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を抑制するとミトコンドリアの形態が大きく変動することを見出した。すなわち、脂肪細胞をF1Fo-ATP合成酵素阻害剤で処理するとミトコンドリアの形態が融合型へと変化することを見出した。研究代表者らはすでに、細胞膜F1Fo-ATP合成酵素を阻害すると中性脂肪の細胞内量が減少すること、さらにミトコンドリア分裂遺伝子をノックダウンすることによりトコンドリアの形態を融合型に変化させると細胞内中性脂肪量が減少し、逆にミトコンドリア融合遺伝子をノックダウンすることによりトコンドリアの形態を分裂型に変化させると細胞内中性脂肪量が増加することを見出している。
外傷患者に対するトラネキサム酸の病院前投与の有効性と安全性に関する研究

重傷外傷患者の約1/41/3は受傷後早期から凝固線溶系障害を合併し、特に線溶亢進に伴う出血傾向は大量出血を伴う外傷患者において大きな問題である。近年、外傷患者に対するトラネキサム酸投与により全死亡や出血死が有意に低下することが示され、特に受傷3時間以内の投与の効果が大きいことが示された。外傷患者の救命率を上昇させるためには、より早期のトラネキサム酸投与が望ましいと考えられる。本研究は、ドクターカーやドクターヘリで搬送する外傷患者に対して病院前でトラネキサム酸投与を行い、その安全性を確認し、凝固線溶系マーカーの推移や患者の経過・転帰から有効性を検討するものである。
汎用型曳航体運動制御装置の開発研究

本研究では機構がシンプルで、あらゆるタイプの曳航体に簡単に取り付けられて、信頼性が高い翼制御形式のハードウエアーを製作した。以下に製作した装置の概要を示す。使用深度:0200m曳航速度:420ノット材質:ステンレス製(フィンはFRP製)先端に装置した発電機用プロペラは流体力を受けて回転し、発電機を回して発電する。これは内部の電子機器と制御翼を駆動するモータに電力を供給するものである。耐圧容器はステンレス製で20気圧までの外圧に耐えられる。また後部の一対の翼は反対称に回転し、曳航体の制御モーメントを発生する。発電機に続いて充電回路とバッテリーを配置している。充電回路はバッテリーの過充電を防止するものであり、バッテリーは供給電力の平滑化を図るためのものである。さらに続いて、CPUを配置している。CPUは翼角・ロール角などを記録するとともに、翼に角度指令を与える。またCPUの後部には傾斜計を配置し、ロール角を計測する。現在は最もニーズが高いロール制御に重点を置いているが、場合によってはピッチの制御も行なう。さらに後部にモータドライバーと翼駆動モータを配置している。現在は回流水槽において連続運転試験を行い、システムの耐久性の検定を行なっている。また現在特許の出願(「汎用型曳航体姿勢制御装置」国有特許出願中、科学技術振興事業団番号2000P030)も行なっている。本年度は機構がシンプルであらゆるタイプの曳航体に簡単に取り付けられて、信頼性が高い縦傾斜、横傾斜の制御装置を開発するために、まず翼制御形式のハードウエアーを製作した。この方式の利点は縦傾斜・横傾斜を左右の翼を操作することで同時に制御できることであるが、短所は機構的に多少複雑になることである。制御装置は従来の曳航体の傾斜制御装置と異なり、それぞれの曳航体の設計時に最初から組み込まれている必要がなく、必要に応じて、外部から装着が可能なものであり、工学的に極めて汎用性が高いことを特色とする。またこのような機器は世界でも類似の物がなく、また社会的ニーズも高いので、開発による利益が大きいと判断した。本製品は水中曳航体の横揺れを自動制御する装置である。制御のためのフィンは反対称に動作するように、1つのモータと歯車で駆動される。モータ・傾斜計・管制装置の電力は本装置の先端に設置されたプロペラによって駆動される発電機によって供給される。以上のように本製品は曳航体とは全く独立に動作するので、簡単に制御対象に必要に応じて外から付加できる。〔仕様〕使用深度0200m曳航速度420ノット材質ステンレス製、フィンはFRP製平成12年度はソフトウエアーの開発と実験を行う予定である。

現在は回流水槽において連続運転試験を行い、システムの耐久性の検定を行なっている。また現在特許の出願(「汎用型曳航体姿勢制御装置」国有特許出願中、科学技術振興事業団番号2000P030)も行なっている。
骨を育てる子どもの生活習慣（小学校低学年児童を対象として）

これまでの骨量獲得の因子に関する研究における対象は思春期または青年期であり、幼児期あるいは小学校低学年児童を対象とした研究は少なく、さらに研究手法も断面的なものにとどまっていた。本研究では、小学校低学年児童を対象として、超音波骨評価装置を用いた骨評価および体格などの計測を年に一度、継続して実施することに加え、食事の嗜好、睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施し、小学校低学年児童の骨量獲得に影響する要因について、とくに経年的な発育・発達の要因を調整した解析を行うことで、児童期の骨量獲得に関する因子について明らかにしようとしている。3年の研究期間の2年目であった平成30年度は、フィールドとする小学校において音波骨評価装置を用いた骨評価・体格などの測定、食事の嗜好・睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施し、当該年度のデータの整理、入力を行い、また、前年度に構築した縦断的な検討を行うためのデータベースに追加する形でのデータの整理を行った。縦断的な疫学調査においてはフィールドの確保および維持が第一である。前年度に引き続き測定を実施できたことで、将来の骨折、骨粗鬆症の予防につなげられるような児童期の骨量獲得に関する因子、とくに運動、睡眠、食嗜好の関与について明らかにするための基盤が形成できたと考える。研究初年度に超音波骨評価装置のうちの1台の整備、および体組成計の追加、データ解析用のパーソナルコンピュータ、統計解析ソフトウエアが順調に準備できており、2年目の平成30年度においては、測定装置コントロール用パーソナルコンピュータ2台の準備、および統計解析ソフトウエアの更新が研究を進めるうえでの主な準備であったが、計画通りに準備を進めることができた。データ収集に関しては、初年度に開拓した小学校を引き続きフィールドとした調査を平成30年9月に実施した。超音波骨評価装置を用いた骨評価、および体格の測定に、前年度に断念した体組成の測定も実施するとともに、食事の嗜好、睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を行った。取得したデータの整理およびデータ入力については、平成29年度および平成30年度に連続して観察できた対象者については経年的な差異も含め、平成30年度に新たに対象となった者から取得したデータについては次年度との継続した観察が可能となるように、それぞれデータベースを構築した。解析、検討については十分に進んでいるとは言えずデータを蓄積している途上であるが、現時点で既に100名の対象については経年的な検討が行える状況となっており、最終の平成31年度に取得予定のデータを追加すると、延べ約250名の経年変化について検討を行える予定であり、進捗状況については「おおむね順調に進展している」と考えた。最終年となる平成31年度においては、調査対象とする小学校での第3回目の調査を2019年9月に実施の予定である。調査では引き続き、超音波骨評価装置を用いた骨評価測定に体格、体組成の測定を加えて実施するとともに、食事の嗜好、睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施する。データの整理・単年度データの解析に加え、2年連続した経年変化データの得られる予定の約250名のデータについて解析を行い、成長に伴う骨の脆弱化の影響を除外して、生活習慣・体格、およびそれらの変化が、小学校低学年児童の超音波骨評価値におよぼす影響についての検討を実施したいと考えている。さらに、予備的な研究によって得られている約200件の小学校低学年児童の経年変化データを加えた全体のデータベースを用いての解析によって、小学校低学年児童の骨量獲得に関連する要因、とくに運動、睡眠、食嗜好の関与を十分に検討できると考えている。3年の研究期間の初年度であった平成29年度は、縦断的な検討を行うためのベースとなるデータを収集し、データの整理、入力を行った。調査フィールドの変更を余儀なくされるなど予期せぬ状況も発生したが、新規に2つの小学校をフィールドとして開拓することができ、事前に予定していた対象者数の児童に対し、超音波骨評価装置を用いた骨評価・体格などの測定、食事の嗜好・睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施し、データの整理、入力までを行った。縦断的な疫学調査においてはフィールドの確保が第一であり、フィールドを確保し初回の測定を実施できたことで、将来の骨折、骨粗鬆症の予防につなげられるような児童期の骨量獲得に関する因子、とくに運動、睡眠、食嗜好の関与について明らかにするための基盤が形成できたと考える。研究初年度である平成29年度においては、フィールド調査における測定にとくに支障のあった超音波骨評価装置1台について振動子メンブレンユニットを購入し整備を行うとともに、体組成計、データ解析用のパーソナルコンピュータ、統計解析ソフトウエアについて、予定どおりの準備をすすめた。

調査のフィールドとして予定していた小学校における事情(小中一体化の新教育プログラムの採用に伴う、研究への協力体制の見直し)により、当該小学校での研究実施を断念せざるを得ず、急遽、2つの小学校を新たなフィールドとして開拓し、研究計画時点で予定していた約200名の対象者数を確保した上で研究をスタートさせた。フィールド調査は平成29年9月、平成30年1月にそれぞれ実施し、超音波骨評価装置を用いた骨評価および体格の測定を実施するとともに、食事の嗜好、睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施した。調査時の、特に時間的な制約のため、一部の対象者については体組成の測定が行えず、体格(身長・体重・足のサイズ)のみの評価となった。1校のフィールド調査が年明けにずれ込んだため、研究の進捗は平成29年度中にはデータの整理およびデータ入力までにとどまり、単年度データを用いた横断的な解析には取り組めていないが、予定していた対象者数を得て調査を実施できたことで、次年度以降の経年変化評価のためのベースも確保できたことから、進捗状況については「おおむね順調に進展している」と考えた。これまでの骨量獲得の因子に関する研究における対象は思春期または青年期であり、幼児期あるいは小学校低学年児童を対象とした研究は少なく、さらに研究手法も断面的なものにとどまっていた。本研究では、小学校低学年児童を対象として、超音波骨評価装置を用いた骨評価および体格などの計測を年に一度、継続して実施することに加え、食事の嗜好、睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施し、小学校低学年児童の骨量獲得に影響する要因について、とくに経年的な発育・発達の要因を調整した解析を行うことで、児童期の骨量獲得に関する因子について明らかにしようとしている。3年の研究期間の2年目であった平成30年度は、フィールドとする小学校において音波骨評価装置を用いた骨評価・体格などの測定、食事の嗜好・睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を実施し、当該年度のデータの整理、入力を行い、また、前年度に構築した縦断的な検討を行うためのデータベースに追加する形でのデータの整理を行った。縦断的な疫学調査においてはフィールドの確保および維持が第一である。前年度に引き続き測定を実施できたことで、将来の骨折、骨粗鬆症の予防につなげられるような児童期の骨量獲得に関する因子、とくに運動、睡眠、食嗜好の関与について明らかにするための基盤が形成できたと考える。研究初年度に超音波骨評価装置のうちの1台の整備、および体組成計の追加、データ解析用のパーソナルコンピュータ、統計解析ソフトウエアが順調に準備できており、2年目の平成30年度においては、測定装置コントロール用パーソナルコンピュータ2台の準備、および統計解析ソフトウエアの更新が研究を進めるうえでの主な準備であったが、計画通りに準備を進めることができた。データ収集に関しては、初年度に開拓した小学校を引き続きフィールドとした調査を平成30年9月に実施した。超音波骨評価装置を用いた骨評価、および体格の測定に、前年度に断念した体組成の測定も実施するとともに、食事の嗜好、睡眠や運動などの生活習慣などに関する質問紙調査を行った。
高温疲労におけるTiAl系金属間化合物の変形・破壊機構

(1)層状組織、等軸組織および2相組織と微視組織の異なるTiAl系金属間化合物を作製し、室温における疲労き裂伝ぱ試験を行った。疲労き裂伝ぱ抵抗は層状組織材がもっとも高く、次いで2相組織材、等軸組織材の順であった。(2)その場連続観察が可能な走査電子顕微鏡付き疲労試験機を用いて、き裂伝ぱ過程の連続観察を行った。層状組織の場合、層境界および粒界に、等軸組織の場合、すべり面および粒界に、2相組織の場合、それらの混合形態と、組織によりその形態・大きさ等は異なるが、いずれの組織においても基本的には、疲労き裂先端近傍に微視き裂が発生し、荷重の繰り返しにともない、成長するとともに疲労主き裂と連結することにより進展するという機構を取っていた。この微視き裂の発生抵抗および主き裂との連結のし易さの相違が、組織によるき裂伝ぱ抵抗の相違を引き起こしている。(3)疲労破面の形態は、組織の影響を強く受け、見掛け上かなり異なるように見えるが、いずれも擬へき開破壊あるいは層間はく離が支配的であった。(4)高温の疲労き裂伝ぱ試験によると、高温(750°C)における疲労き裂伝ぱ抵抗は、室温の場合よりも低下した。(5)高温における疲労き裂伝ぱ機構は、き裂先端近傍で塑性変形しき裂が鈍化するようなことはなく、基本的には室温の場合と同様で、微視き裂の発生と、疲労主き裂との連結により進展していた。(6)高温で疲労き裂伝ぱ抵抗が低下するのは、主として微視き裂の発生・成長が室温に比べ容易に生じることによると考えられる。
自己接合型人工心臓脱血管の研究開発

補助人工心臓装着手術における脱血管と心臓の接続を隙間なく実現するために低レベル量な熱と圧力の複合エネルギによる生体組織接合技術を組み込んだ新しい脱血管の開発を行った.複合低エネルギ接合を組み込んだ試作型脱血管は,低損傷で高強度にブタ心臓と接合できることを確認した.また複合低エネルギ接合による脱血管に最適な形状を伝熱・構造解析により検討し,実機による評価を行った.人工心臓用脱血管と心臓の隙間から細菌侵入を阻止を目的とした熱と圧力の複合低エネルギ生体組織接合技術による新たな人工心臓用脱血管に関する研究開発を実施した.本研究で開発した人工心臓用脱血管は,ニクロム線による加熱機構と真空ポンプによる陰圧で心臓との接合面に圧力を発生させる機構を組み込んだものとした.平成24年度の研究成果より接合強度に影響を及ぼす問題として脱血管温度分布のムラ,接合部圧力発生用の溝部エッジ形状が挙げられた.そこで平成25年度は,平成24年度の研究成果をもとに温度分布,圧力分布より脱血管形状の最適化を行った.脱血管と心臓の接合部温度分布の改善を目的に,脱血管上下部に配置したニクロム線周囲の形状寸法について,熱伝導解析により検討した.脱血管全体の1/3を占め,脱血管下部にある圧力発生用吸引部形状寸法を考慮し,脱血管上部形状寸法を変更した.そして,脱血管と心臓接合部上端より8mm高くした形状が最も温度分布にムラがなく,接合部が目標温度に短時間で達することが分かった.接合部圧力発生用に脱血管に設けた溝のエッジ部形状は,脱血管と心臓接触面積,圧力分布に大きく影響し,接合強度に影響を及ぼす.そこで,脱血管の溝部エッジ形状を従来の直角形状,45度カット面形状,R面形状について構造解析より圧力分布,最大圧力の面から脱血管形状寸法を検討した.脱血管と心臓接触部近傍の構造解析より,45度カット面形状は,他形状に比べて高い圧力が広範囲にわたって発生し,脱血管として適した形状であり,45度カット面形状の寸法はエッジ部より0.5mmの位置でカットした寸法が最も脱血管形状寸法として適していることが分かった.決定した形状寸法の脱血管を試作し,ブタ心臓に対して接合実験を行った.脱血管と心臓は接合可能であり,良好な接合強度が得られた.補助人工心臓装着手術における脱血管と心臓の接続を隙間なく実現するために低レベル量な熱と圧力の複合エネルギによる生体組織接合技術を組み込んだ新しい脱血管の開発を行った.複合低エネルギ接合を組み込んだ試作型脱血管は,低損傷で高強度にブタ心臓と接合できることを確認した.また複合低エネルギ接合による脱血管に最適な形状を伝熱・構造解析により検討し,実機による評価を行った.人工心臓装着手術は縫合によって行われているため,人工心臓脱血管と心臓の装着部分からの細菌侵入が問題となっている.熱・圧力の複合低エネルギによる金属と生体組織接合技術を用い,細菌侵入の阻止可能な人工心臓脱血管を開発する.脱血管は,真空ポンプによる陰圧で心臓と脱血管接合面に圧力を発生させる機構,脱血管に巻きつけたニクロム線による加熱機構を組込むものにした.平成24年度は心臓物性値の取得,構造解析,試作型脱血管の接合強度評価から脱血管形状の最適化を図った.対象心臓は,ヒト生体組織と類似しているブタ心臓とし,物性値は脱血管が挿入される周辺部位におけるヤング率,ポアソン比とした.ブタ心臓専用の引張試験機を新たに構築し,物性値は引張試験より取得した.引張試験結果より,ブタ心臓の応力-ひずみ線図は非線形性を示し,ヤング率は低応力域0.036MPa,高応力域0.189MPaであり,ポアソン比は0.336であることが分かった.心臓と脱血管接合部を加熱できるよう,PWMアンプを用いた加熱制御システムを構築し,試作した.室温25°Cから心臓と脱血管接合に必要な温度80100°Cに加熱した際,60秒で目標温度に達し,温度が安定したことを確認した.また,接合部に安定した圧力を発生させるために,真空ポンプの選定,レギュレータの製作を行い,圧力発生システムを構築した.真空ポンプの陰圧で脱血管と心臓接合面に効率よく圧力を発生させるための脱血管形状は,取得した物性値をもとに,材料の非線形性を考慮した構造解析より決定した.脱血管表面に長さ2.5mmの溝を2つ設けた形状が最も高い圧力が広範囲にわたって分布することが分かった.決定した形状の脱血管を生体適合性に優れるステンレスSUS316Lで試作した.ブタ心臓に対して,接合実験を行った.試作した脱血管はブタ心臓と接合可能であり,40Nの接合強度が得られた.研究目的「心臓の材料特性取得,自己接合に最適な脱血管形状の決定」,「人工心臓脱血管と心臓の接合性能・最近侵入度合評価」を達成するために,ブタ心臓を用いた引張試験からヤング率・ポアソン比の材料特性を取得し,構造解析より脱血管形状を検討した.そして,ブタ心臓に対して試作型脱血管の接合実験を行い,高い接合強度が得られた.今後,動物実験などから細菌侵入度合の評価を行う予定である.このことから,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.

心臓と脱血管の接合後に体内に熱電対が残らないように熱電対を使用しない温度制御方法,制御システムを構築する.また,動物実験用として,新たに脱血管を設計製作する.そして,本研究のアドバイザである医師から操作性に対する助言をいただく.そして,自己接合型脱血管の長期にわたる性能評価を実施する.研究費は,動物実験用の脱血管を試作するための機械部品,材料,加熱制御システムの開発に必要な電気電子部品,脱血管と接合した心臓の病理検査試薬などの消耗品費として主に使用する.また,研究成果の発表としての学会参加,研究打ち合わせのための旅費,論文発表に必要な費用として使用する.
ヒストンメタボリズムとDECODE制御の分子基盤

本研究はヒストン複合体解析を通してクロマチン形成やエピジェネティック情報維持の詳細な分子機構,および遺伝子発現に伴うクロマチン制御の解明を目指したもので,平成19年度は以下の点を中心に解析を進めた。平成18年度までに,出芽酵母および分裂酵母からFLAG/HAエピトープタグを付加した各種ヒストンについて,生理的条件に近い低塩条件下でクロマチンに挿入されていない状態における複合体を精製することに成功している。特に,出芽酵母H2A-H2B複合体にはヒストンシャペロンNap1以外にクロマチン転写に関与するEACT(Spt16,Pob3)が含まれ,可溶性画分の多さからもダイナミックなピストンの交換がされることが示唆された。平成19年度は,このヒストンダイナミクスに関して,一過的な相互作用や弱い相互作用等を検出するためにホルムアルデヒドを利用したクロスリンク法を組み合わせた複合体精製法を試みた。この結果,従来の方法と異なる複合体が精製され,現在解析を進めているところである。新しいピストン相互作用因子ネットワークのスクリーニング法としてだけでなく,今後多面的な機能解析へと繋がることが期待される。また,分裂酵母ヒストンH3複合体の主要構成因子の1つとして同定したMlo2は大量発現により染色体分配異常を引き起こす機能不明のタンパク質であった。Mlo2がin vitroでヒストンH3/H4と結合することを確認し,現在結合部位の同定とその生理的意義についてヒストンメタボリズムと結びつけて解析を進めている。本研究はヒストン複合体解析を通してクロマチン形成やエピジェネティック情報維持の詳細な分子機構、および遺伝子発現に伴うクロマチン制御の解明を目指すものであり、平成18年度は以下の点を中心に解析を進めた。出芽酵母、分裂酵母において、FLAG/HAエピトープタグを付加したヒストン遺伝子株を構築し、各種ピストン複合体を精製することに成功したが、出芽酵母、分裂酵母、ヒトでヒストンH3/H4複合体の構成因子が異なることを見いだした。とくに、分裂酵母ピストンH3複合体の主要構成因子の1つとして同定したMlo2は大量発現により染色体分配異常を引き起こす機能不明のタンパク質であった。今後、Mlo2複合体の精製、解析を進めることで、ヒストンメタボリズム制御との関連性を明らかにする。また、タンパク質総量としてはほとんど同じにもかかわらず、細胞抽出液から精製されるピストンH2A-H2B量は、H3-H4に比較して10倍以上多いことが明らかとなった。さらに、出芽酵母H2A-H2B複合体にはヒストンシャペロンNap1以外にFACT(Spt16、Pob3)が含まれることが明らかとなった。抽出されるH2A-H2B量の多さとFACTとの結合は、出芽酵母における遺伝子発現量とヒストンダイナミクスの関連性を示唆するものと思われるが、現在までに転写阻害剤添加によっては有意な違いは見出されていない。今後、in vitroクロマチン再構成系の構築を含めて解析を進める。さらに、細胞周期に依存したヒストン複合体の動的変換について調べるために、cdc10温度感受性変異株にタグを付加したヒストンH3を導入し、同調培養条件でのヒストン複合体精製を行ったが、顕著な違いは見られなかった。しかし、その過程でヒストン遺伝子の3'UTR領域の新たな機能を見出し、解析を進めている。
現代における橋梁デザインの規範的概念とその表現手法に関する研究

(1)事例収集と整理:本研究の目的にかかわる国内外の橋梁デザイン事例収集を行い、設計主旨、デザイン・構造・施工の特徴、デザインイメージを、文献及び現地踏査によって調査、整理した。(2)近年の橋梁デザインの傾向:上記調査により橋梁デザインは、それが重視される背景(地域活性化、豊かな社会、景観保全)と、橋梁のデザインが決められていくプロセス(建築家等デザイナ-の参画、委員会、コンペ、エンジニア主導、マニュアル化、住民参加)によってその特徴は把握されることが明かとなった。またデザインの指向には、橋梁美学の古典的原則を踏襲した正統派、構造体には必ずしもこだわらないポストモダニズム、そして、力の流れのイメージにデザインのアイディアを求める新構造派、の3つを指摘することができた。(3)新構造派のデザイン思想と表現手法:上記3つの指向のうち、新構造派では、モダニズムの設計思想を踏襲しながらも造形の多様性・重層性を意図し、力学的に合理的な答をできるだけシンプルな形によって得るのではなく、むしろ多様な力の流れのイメージ自体を重視していることが明かとなった。またこうした指向の橋梁のデザイン手法の特徴は以下のとおりである。・一つの橋梁にコンクリート、スチール、場合によっては木といった複数の材料を組み合わせるものが多くみられる。・力の流れのイメージ、材料の構造的特性の表現を強調するために、ディテ-ルのデザインが重要視されている。・構造物本体とともに光と影、夜間照明などの演出効果を意図した、複合的な形態が用いられる。・橋梁の複合的な機能(例えば歩行者の快適性や生態系への配慮)を重視し、それへの対応が複雑な形態へのアイデアソースとなっている。(4)構造・施工上の特徴:新構造派のデザインにおける複合材料の使用および複合的な部材の統合に際しては、新たな構造解析が加えられている。また形態の複雑化に対し、施工方法の合理化(プレキャスト化等)がデザイン時に検討され、システム化されたデザインへと展開している。以上より、現代の橋梁デザインにおける新たな規範概念としては、構造以外の橋梁の複合的な機能(利用者の快適性、生態系への配慮など)、施工のシステム化を指摘することができる。今後はこうした概念からの橋梁デザインの読み解きと技術的な考察を行なうことが必要であるといえる。
気相に取り出した希士類元素の溶媒和と包摂の研究

希士類元祖およびその化合物を気相に取り出して、その溶媒和や結合に関する知見を得ることを目的として研究を行った。気相に取り出すことにより、溶液中での反応を単純化して理解することが可能となる。低温マッリックス単離法による孤立した希士類錯体の光化学反応と、超音速バルブにより生成した気相の溶媒クラスターイオンについて研究を行った。低温マトリックス単離したテトラキス(アセチルアセトナト)セリウム(IV)の単分子内の光還元によってトリス(アセチルアセトナト)セリウム(III)とアセチルアセトンラジカルが生じ、引き続いてケト型のアセチルアセトンとなることが明かとなった。また、トリス(シクロペンタジエニル)ネオジムでは、低温マトリックス単離することによって固体の重合体とは異なる構造をとり、シクロペンタン環による架橋構造を取るものと、単量体が得られた。これらの単離された化学種ではシクロペンタン環の結合状態か゚π結合型からσ結合型に変化することが明かとなった。超音速バルブにより生成したクラスターは溶液状態を単純化させたモデルと考えられ、この質量スペクトルを測定することにより、溶液の微細構造を検討することができる。溶媒クラスターとしては溶媒どうしのつくる水素結合に着目し、ジオキサン-水混合クラスターの安定性についてしらべた。オキソニウムイオンにジオキサン3分子が結合したものが特異的に安定な構造をとり、それにジオキサン・水分子1分子ずつが水素結合により結合していく構造を取りやすいことが明かとなった。希土類元素と溶媒分子の混合クラスターの生成部の製作を行った。当初、イメージ炉による金属の加熱・蒸発を考えていたが、この方法では真空装置の窓材の高温対策やクラスターの熱分解対策などの問題が生じることが判明したので、設計変更を行い、小型の抵抗加熱型の炉を用いることにした。希土類元素を用いた場合のピックアップは未だ成功していないが、予備的に行ったベンゼンクラスターによるヨウ素のピックアップには成功している。これと並行して溶媒クラスターの研究を進めた。パルスバルブによる断熱膨張で生成したジオキサン水混合クラスターイオンでは(C_4H_8O_2)_3-H_3O^+のクラスターが特異的に安定であり、オキソニウムイオンを核としてジオキサン3分子が水素結合した構造が推定される。さらにサイズの大きいクラスターでは、(C_4H_8O_2)_<3+n>-H_3O^+-(H_2O)_nが特異的に安定であることから(C_4H_8O_2)-(H_2O)が水素結合によって付加・連結していくことが示唆された。また、同様な実験をテトラヒドロピランとテトラヒドロフランについて行ったが、このような水分子を仲立ちとする水素結合のネットワークを組まないことが分かった。また、希土類元素の包接体あるいは溶媒和を直接分光的に測定することを目的に、低温マトリックス単離法による測定を行った。希土類元素の有機物との結合を解釈するために有機金属化合物の光分解の研究を行った。化合物としてはテトラキス(アセチルアセトナト)セリウム(IV)を対象とし、低温マトリックス中での分子内電荷移動遷移による光還元反応をしらべた。孤立分子の光分解によりアセチルアセトンがマトリックス中に捕らえられ、赤外分光法からケト型のものが主に生成することが分かった。また、光還元によって直接生成するアセチルアセトンラジカルの赤外吸収スペクトルを測定することができた。昨年度までに製作した混合クラスター生成装置を用いて、溶媒クラスターの検出を行った。溶媒となるものとしてベンゼンとエタノールを選び、ベンゼン-エタノール混合クラスターを生成させた。ベンゼン過剰の場合と工タノール過剰の場合で混合クラスターのサイズ分布に顕著な差が見られた。エタノール過剰の場合にはベンゼンは極少数しか取り込まれず、エタノール分子同士が作る水素結合のネットワーク中にベンゼン分子が包接される形で混合クラスターが生成し、その構造はエタノール6分子程度から顕著になることが分かった。

また、ベンセン過剰の場合には工タノール分子は4分子で最も安定に存在し、エタノール4分子の周囲にベンゼン分子が結合する構造が示唆された。ベンゼンやアルコールなどの溶媒クラスターに希土類原子の蒸気をピックアップ法で結合させる実験を行ったが、十分な強度のクラスターが得られなかったため、代わりに鉛原子を用いて測定を行った。この場合には鉛1原子に対して、ベンゼン数十分子までの混合クラスターが得られたが、顕著な安定構造を示さなかった。質量分析器による測定と並行して低温マトリックス単離法による測定を行った。希土類錯体としてトリス(シクロペンタジエニル)ネオジムを選び、これを17Kのアルゴンマトリックス中に単離して赤外分光法による測定を行った。この結果、試料濃度によってシクロペンタジエンの吸収に明かな差が見られ、固体相で見られる重合体と気相で見られる単量体による差であることが分かった。また、この単離されたトリス(シク口ペンタジエニル)ネオジムに紫外光照射を行うことにより、配位子の一つが外れることが分かった。
階段関数基底による非線形境界値問題の解の数値的存在自動検証法の開発と実装

17年度前半は、16年度後半に開発した方法に基づいて1次元楕円型境界値問題を含む常微分方程式の多点境界値問題の解の数値的存在検証アルゴリズムを改良し、より荒い近似解に対しても存在検証が成功するように計算誤差を軽減した。これによって、前年度に成功していた、抵抗パラメータのより小さいDuffing方程式・van der Pol方程式の結合系の周期解求解問題などに本手法を適用し、従来法との計算精度、計算時間の点での比較検討を行なった。17年度後半は本研究が、より高次元の楕円型境界値問題に適用できるための問題点を洗い出し、本手法をより広範囲の問題に適用できるための指針を得た。また、効率化された階段関数係数線形系システムを非線形常微分方程式系に適用し、効率化の度合を評価した。平成15年度前半はまず、Plum, Oishiらの従来法や関連研究の現状を徹底的に調査し、その問題点をより明らかにした。具体的には、従来法のアルゴリズム中の効率性と簡便性に関する問題点を検討した。その結果、従来法は解き手に難解な関数解析的手法の知識が必要とされることが再確認され、また、ノルム評価を多く用いるために誤差評価が甘くなってしまうことが明らかにされた。さらに、従来法のシステムを実際に構築し、その効率性と簡便性を評価した。その結果、真解が予め分かっている問題に対して従来法のシステムを適用した所、理論的評価と同様に、精度面ではかなりの過大評価となることが分かった。特に効率面では、システムの適用途中で手計算を要する部分がかなりあり、自動化には程遠いことが確認された。次に、洗い出された問題点を鑑み、本研究の核となる、階段関数係数線形系の解を精度保証つきで求めるアルゴリズムを試作した。平成15年度後半は、前半に試作したアルゴリズムの性能を理論的手法と実際の数値実験によって検証した。具体的には、定義域の分割数に対する計算の手間を理論的に評価し、実際にシステムを構築して様々な問題に対する計算時間を計測し、これらの評価から効率性を改善するための問題点を明らかにした。その結果、定義域の分割数に対する精度は理論的には解明できなかったものの、数値実験によればほぼ分割数の二乗に比例して向上していくことが分かった。16年度後半は、15年度後半に開発した方法に基づいて1次元楕円型境界値問題を含む常微分方程式の多点境界値問題の解の数値的存在検証アルゴリズムを構築し、従来法では実用時間内に解き得なかった非線形問題(抵抗パラメータの小さいDuffing方程式・van der Pol方程式の結合系の周期解求解問題など)に本手法を適用し、従来法との計算精度、計算時間の点での比較検討を行なった。また、理論的性能評価として、構築した方法が、十分良い近似解に対して、必ず解の存在検証に成功することを証明した。16年度後半は先ず、階段関数係数線形系アルゴリズムに関してこれまでに得られた問題を解決し、効率化を図った。また、効率化された階段関数係数線形系システムを非線形常微分方程式系に適用し、効率化の度合を評価する。