hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
廃棄物焼却灰中の有害重金属の結晶性リン酸ジルコニウムによる永久固定化処理技術

各種金属元素硝酸塩をHZr_2(PO_4)_3と混合し700°Cで5時間熱処理する乾式法により、HZr_2(PO_4)_3中へ38種類の金属元素の固定化が可能あることを確認できた。一連の固定化体について、1mol・dm^<-3>-HCl中にて160°Cで24時間の各固定化金属元素の溶出試験を検討したところ、浸出率は固定化金属元素のイオン半径が大きくなるに従い低くなる傾向が認められた。また、その溶出率は10^<-4>mol・m^<-2>・day^<-1>以下と環境庁告示13号法による溶出試験の検出限界以下の非常に少ない溶出量であった。一方、乾式法は、(1)対象である金属元素は硝酸塩のみである、(2)その硝酸塩が溶融を経ずに分解し酸化物になる金属元素は使えない、(3)操作が若干複雑であるという問題点がある。それらの問題点を解決できる新たな技術として、水溶液中での高温・高圧下において金属元素永久固定化できるオートクレーブ法を見出した。有害金属元素Mn、Cu、Zn、Cd、Pbについて、250°C-20時間のオートクレーブ処理で得られた各固定化体の溶出試験を1mol・dm^<-3>-HClに対して160°C^24時間の条件下で実施したところ、固定化金属元素のイオン半径が大きくなるに従い耐溶出特性が高くなる傾向が認められた。(10^<-4>mol・m^<-2>・day^<-1>以下)環境庁告示13号法による溶出試験では、各固定化金属元素の溶出は確認できなかった。また、工場廃液中などから微量有害金属元素除去する技術として、本オートクレーブ固定化法の適用検討を行った。Mn、Cu、Zn、Cd、Pbと同じく環境から除去することが強く求められているHgについて、金属元素100ppmを含む溶液とHZr_2(PO_4)_3をオートクレーブ中にて250°C-20時間処理した後の溶液中に含まれる金属元素量を測定したところ、Cdを除く金属元素において排水基準を下回る結果が得られた。以下の結果から、本研究の結晶質リン酸ジルコニウムHZr_2(PO_4)_3による有害金属元素を永久固定技術は、簡単な方法で有害金属元素を固定化でき、さらに得られた固定化体は各種溶媒に対する高い耐浸出特性を有することが明らかにできた。各種の金属元素硝酸塩<M(NO_3)_n>を、ZrOCl

_2、H_3PO_4、H_2C_2O_4の混合溶液から水熱反応で合成したNH_4Zr_2(PO_4)_3を熱分解することにより調製した結晶性プロトン型リン酸ジルコニウム<HZr_2(PO_4)_3>と混合し、700°Cで5時間熱処理することにより、HZr_2(PO_4)_3中へのMの固定化が可能であることを、これまでに報告してきたが、今回改めて本固定化法が適用できる金属元素を確認したところ、Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd、Tl、Pb、Bi、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luの38種類の金属元素が固定化可能であることを確認した。そのうち、1価のアルカリ金属、2価のアルカリ土類金属、3価の希土類金属元素を対象にした一連の固定化体を作製したところ、すべてNASICON型結晶構造をとり、その格子定数aは固定化金属元素のイオン半径が大きくなるに従って単調に小さくなり、cは大きくなることがわかった。また、1mol・dm^<-3>-HCl中にて160°Cで24時間の各固定化金属元素の浸出試験を検討したところ、浸出率は固定化金属元素のイオン半径が大きくなるに従い低くなる傾向が認められた。また、その浸出率は10^<-4>mol・m^<-2>・day^<-1>以下と環境庁告示13号法による溶出試験の検出限界以下の非常に少ない浸出量であった。上記のように、HZr_2(PO_4)_3を用いた金属元素固定化体の特性は、主に固定化金属元素のイオン半径に影響を受けることがわかった。しかしながら、本研究課題の対象元素である廃棄物焼却灰中に存在し永久固定化が要望されている有害金属元素(Cd、Pb、Zn、Cr、Hg、As、Cu)のうちCr、Hg、Asは、本固定化法が適用できないことがわかった。ただし、.新たに見出した高温・高圧処理法を用いると固定化対象元素が溶液中にイオンで存在していればHZr_2(PO_4)_3に容易に固定化でき、この処理法がCr、Hg、Asにも適用できることを最近確認した。各種の有害金属元素硝酸塩M(NO_3)_nを結晶性プロトン型リン酸ジルコニウムHZr_2(PO_4)_3と混合し700°Cで5時間熱処理することによりHZr_2(PO_4)_3中に有害金属元素を永久固定化する従来の技術<乾式法>は、(1)対象である金属元素は硝酸塩のみである、(2)その硝酸塩が溶融を経ずに分解し酸化物になる金属元素は使えない、(3)操作が若干複雑であるという問題点がある。そこで、それらの問題点を解決できる技術として新たに見出したオートクレーブをよる水溶液中、高温・高圧下における金属元素永久固定化法<オートクレーブ法>を用いて、有害金属元素の固定化について検討を行った。対象有害金属元素を、2価のMn、Cu、Zn、Cd、Pbの5種類とした。250°C-20時間のオートクレーブ処理で得られた各固定化体は、HZr_2(PO_4)_3と同様の結晶形状及び結晶構造(NASICON型構造)を維持していた。各固定化体中のMn、Cu、Zn、Cd、Pbの各固定化量は、固定化金属元素のイオン半径が大きくなるに従い増加した。(M^<II>/HZr_2(PO_4)_3=0.150.49)各固定化体の溶出試験を1mol・dm^<-3>-HClに対して160°C-24時間の条件下で実施したところ、固定化金属元素のイオン半径が大きくなるに従い耐溶出特性が高くなる傾向が認められた。(10^<-4>mol・m^<-2>・day^<-1>以下)環境庁告示13号法による溶出試験では、各固定化金属元素の溶出は確認できなかった。また、工場廃液中などから微量有害金属元素除去する技術として、本オートクレーブ固定化法の適用検討を行った。
高精度多軸材料試験と機械学習により実現する板材成形シミュレーションの高度化

平成30年度当初の研究計画では、(1)結晶塑性有限要素法による圧延加工シミュレーションとフェーズフィールド法を組み合わせた集合組織予測手法の検討と(2)ニューラルネットワーク(機械学習)を用いて集合組織情報から降伏曲面(または等塑性仕事面)を予測する方法を構築することを目標に掲げた。平成31年3月末現在の実績として、(1)の進捗は当初計画より遅れており、結晶塑性有限要素法による圧延加工シミュレーション方法の構築が遅延している状況にある。一方で、フェーズフィールド法による再結晶粒成長シミュレーションについては、ベイズの定理に基づくデータ同化と融合した新しい計算手法を確立し、国際会議(MMM2018)において口頭発表を行った。一方で、(2)の進捗は当初計画通り、もしくは当初計画以上の成果を得た。平成29年度の研究で構築した仮想集合組織生成アルゴリズムを活用して、大量の集合組織データを生成することが可能となり、そのデータを入力値とした結晶塑性有限要素法によるアルミニウム合金の二軸引張変形シミュレーション(数値二軸引張試験)を行うことで、ニューラルネットワークの学習データを蓄積することを可能とした。この学習データで訓練したニューラルネットワークを用いることで、アルミニウム合金の代表的な集合組織であるS方位とCube方位を主成分とする任意の集合組織データから等塑性仕事面を高速に推定することを実現した。また、この成果に基づきインターネット上で同じ推定が可能なwebアプリケーションも開発した。これらの研究成果は、国際会議(MMM2018)においてポスター発表し、Best Poster Awardを受賞した。本科研費研究の応募申請時の最終目標とその特徴は、「機械学習を活用した高精度成形シミュレーションの確立とその適用限界を明らかにする」ことであった。これは現段階でも変わらずに研究を遂行しているところである。平成31年3月時点での全体としての進捗は、おおよそ当初計画通りである。上記したように、結晶塑性有限要素法とフェーズフィールド法を組み合わせた再結晶組織予測は、やや遅延している。一方で、機械学習による高精度成形シミュレーションの確立は、順調に進捗している。特に、上記のニューラルネットワークと深層学習を用いた等塑性仕事面の予測手法の構築は、成形シミュレーションの高精度化に不可欠な高精度材料モデリングに必須のデータを高速に推定できるという点で、国際会議での受賞に表れているように、客観的に見ても興味深い研究成果と考える。しかしながら、本研究の最終目標を達成するには、「機械学習を活用して、如何に成形シミュレーションの高精度化に繋げるか」、そして「その研究成果をどのように社会に還元するか」が重要であり、次年度(最終年度)の研究課題である。これらの研究課題の解決方策は、下記に記す。平成31年度は、平成31年度の交付申請書に記載した通りである。まず、実用のアルミニウム合金の成形シミュレーションを高精度化するに資するデータを提供できるようにするために、(1)ニューラルネットワークを用いて様々な種類のアルミニウム合金の集合組織から応力ひずみ曲線を推定可能とする。そのために、平成30年度までに対応したCube方位、S方位のみならず、Goss、Copper、Brassなどの集合組織データを生成可能なアルゴリズムに拡張する。また、多種多様な集合組織データに対して、数値二軸引張試験を実施し、ニューラルネットワークの訓練に用いる学習データを蓄積する。さらに、蓄積した学習データを用いたニューラルネットワークの再学習を行い、任意の集合組織データから応力ひずみ曲線と等塑性仕事面を予測できるか検証する。さらに平成31年度は、Marciniak-Kuczynski解析による成形限界解析を行い、その結果を学習することで、集合組織データから成形限界まで高速に推定する手法を開発する。これと並行して、実験データをニューラルネットワークの学習データとするための材料試験機の開発も行う。開発した試験機で実験データの蓄積、ニューラルネットワークの再学習を行い、応力ひずみ曲線の推定精度向上を目指す。また、(2)前年度に実施したデータ同化とマルチフェーズフィールド法を融合した再結晶組織予測手法を一般に普及させる方法としてオープンソースコードを開発し、web公開することを計画する。

本科研費研究の応募申請時の最終目標とその特徴は、「機械学習を活用した高精度成形シミュレーションの確立とその適用限界を明らかにする」ことであった。これは現段階でも変わらずに研究を遂行しているところである。平成31年3月時点での全体としての進捗は、おおよそ当初計画通りである。上記したように、結晶塑性有限要素法とフェーズフィールド法を組み合わせた再結晶組織予測は、やや遅延している。一方で、機械学習による高精度成形シミュレーションの確立は、順調に進捗している。特に、上記のニューラルネットワークと深層学習を用いた等塑性仕事面の予測手法の構築は、成形シミュレーションの高精度化に不可欠な高精度材料モデリングに必須のデータを高速に推定できるという点で、国際会議での受賞に表れているように、客観的に見ても興味深い研究成果と考える。しかしながら、本研究の最終目標を達成するには、「機械学習を活用して、如何に成形シミュレーションの高精度化に繋げるか」、そして「その研究成果をどのように社会に還元するか」が重要であり、次年度(最終年度)の研究課題である。これらの研究課題の解決方策は、下記に記す。本研究では、フェーズフィールド法等による材料組織予測、多軸材料試験法と結晶塑性有限要素法による成形シミュレーションを機械学習により飛躍的に高精度化することを目的とする。また、多軸材料試験の実験データとシミュレーションで得られる計算データを利用することで機械学習を活用した高精度成形シミュレーションの確立とその適用限界を明らかにする。平成29年度は、(1)結晶塑性解析とモンテカルロ法などを駆使したアルミニウム合金の成形性を決定づける集合組織の予測手法の構築、(2)アルミニウム合金の化学組成、集合組織、結晶粒径から単軸応力ひずみ曲線を予測するニューラルネットワーク(NN)の構築の2点を計画し、これらを計画通りに実施した。(1)については、アルミニウム合金板の圧延加工を想定した結晶塑性高速フーリエ変換法を用いた変形シミュレーションを行い、シミュレーションで得られた合金中の蓄積エネルギーや結晶方位を入力データとしたモンテカルロ法による静的再結晶組織形成シミュレーション方法を開発した。この成果は、日本計算工学会平成29年度計算工学講演会において口頭発表を行った。ただし、粒界異方性のモデリング精度に改善の余地があり、平成30年度の研究課題である。(2)については、結晶塑性有限要素法による数値二軸材料試験で予測されるアルミニウム合金板の応力-ひずみ曲線を予測するNNを構築した。NNの学習には、大量の学習データが必要となるが、数値二軸材料試験のプログラムを並列化し、一度に大量の学習データを生成することが可能となった。
副腎アンドロジェンのインスリン抵抗性改善作用に関する研究

副腎アンドロジェンであるデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)には、抗糖尿病作用のあることが知られている。そこで、我々は糖尿病(db/db)マウスにDHEAを投与したところ、血糖降下作用を認めた。この血糖降下作用の機序を解明するため、肝臓及び筋肉における糖新生系及解糖系の酵素活性を検討したところ、糖尿病(db/db)マウスでは、非糖尿病(db/+m)マウスに比し肝glucose-6-phosphatase(G6Pase)及びfructose-1.6-bisphosphatase(FBPase)の活性が上昇し、DHEAはこの活性上昇を抑制した。この抑制機序を解明するため、G6Pase遺伝子mRNAの発現を検討したところ、DHEAは、G6PasemRNAの発現を抑制した。更にG6Pase遺伝子の転写調節について、H4IIE細胞にG6Paseプロモーター領域とルシフェラーゼベクターを結合しトランスフェクトし、DHEAを加えたところG6PasemRNAの発現が抑制された。DHEAはG6Pase遺伝子の転写調節因子と考えられる。糖尿病db/dbマウスはヘテロ型(db/+m)非糖尿病マウスに比し,高血糖にもかかわらず,肝におけるglucose-6-Phosphatase(G6Pase)及びfructose-1,6-bisphosphatase(FBPase)の活性が上昇しており,DHEA投与により血糖低下及び両酵素の活性の正常化が認められた.血糖値正常のdb/+mマウスにおいてもDHEAにより両酵素活性の低下が認められることにより,このDHEAによる酵素活性の変動は,血糖値の変動によってもたらされるものではなく,DHEAが直接何らかの機序によりこれらの酵素の活性を抑制するために起こる現象と考えられる.アンドロステンジオンには,両酵素の抑制作用が認められないことから,この現象はDHEAの代謝産物によるものではなくDHEAそのものによる直接作用と考えられた(Diabetees48:1579,1999).次に,DHEAのG6Pase抑制作用の機序を分子レベルで解明するため,DHEA投与によるG6Pase,mRNAの発現への影響を検討した.db/dbマウスのG6Pase mRNAの発現は,ヘテロ型(db/+m)マウスに比べ有意に増加していた.DHEAは,db/dbマウスのG6pase mRNAの発現を抑制した.この結果は,DHEAがG6Pase mRNAの発現調節因子であることを示している.来年度も更に詳細な検討を加える.副腎アンドロジェンであるデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)には、抗糖尿病作用のあることが知られている。この抑制機序を解明するため、G6Pase遺伝子mRNAの発現を検討したところ、DHEAは、G6Pase mRNAの発現を抑制した。更にG6Pase遺伝子の転写調節について、H4IIE細胞にG6Paseプロモーター領域とルシフェラーゼベクターを結合しトランスフェクトし、DHEAを加えたところG6Pase mRNAの発現が抑制された。
多重極限下に置かれたMn酸化物の光物性

強磁性金属転移を250K、電荷-軌道整列転移を158Kで起こす(Nd_<1-x>Sr_x)MnO_3(x=0.50)の光散乱及び赤外反射測定より、軌道-電荷整列相転移に伴うフォノン系、電子系の変化を観測した。光散乱スペクトルには、電荷-軌道整列相では超周期構造の形成に伴う、折返しフォノンモードによるピークが観測された。このピークは温度、組成変化、磁場で電荷-軌道整列状態を壊すと観測されなくなり、電荷-軌道整列相の証拠である事が明らかになった。赤外反射測定からは強磁性金属相でDrude-likeな反射率、電荷-軌道整列相では折返しフォノンモードが観測される事が明らかになった。強誘電性と反強磁性の共存したRMnO_3(R=Gd,Tb)の光散乱スペクトルの温度、磁場依存性を行った。これらの物質では強誘電相に特有なソフトフォノンモードや、超周期構造に伴った折返しフォノンモードを持たず、通常の強誘電性を持った物質と大きく違う事が明らかになった。最近では、この系で強磁性相が起こるのは逆Dzaloshinsky-Moriya相互作用と呼ばれる、スピン系のエネルギーを低下させるためにO^<2->イオンが僅かに動く現象であると提唱されている。このモデルによれば反強磁性秩序が強誘電性の原因になること、非常に小さな格子変位で強誘電性を生じさせることが説明される。本研究の結果はこのモデルを支持するものであった。Mn酸化物AMnO_3(Aは希土類またはアルカリ土類金属)ではMnイオン間に働く二重交換相互作用のため、電荷整列転移などの興味深い現象が観測されている。(Nd_<0.5>Sr_<0.5>)MnO_3は室温では常磁性絶縁体、158250Kでは強磁性金属、158K以下の電荷整列相では反強磁性絶縁体である。当該物質では電荷整列転移による結晶の対称性の変化に起因する、多数のフォノンによるラマン・ピークが電荷整列相で観測される。このピークは温度上昇やSr濃度変化により電荷整列相を抑制すると消滅する事は、以前の我々の研究から明らかにされていた。磁場を印加すると電荷整列相は抑制されるのだが、低温強磁場下でのX線構造解析や光散乱測定が困難であったため、低温・強磁場下での結晶構造変化は研究されていないのが現状であった。我々は本科学研究補助金によって超伝導マグネット内部に組み込むための顕微鏡を開発することに成功した。この顕微鏡を用いて(Nd_<0.5>Sr_<0.5>)MnO_3の光散乱スペクトルの磁場依存性を測定し、磁場誘起金属絶縁体転移を研究した。磁場印加により生じた強磁性金属相では電荷整列が解けるため、電荷整列相に特有のピークが10T以上では消失した。この結果は電気伝導測定の結果と矛盾しない。磁場誘起強磁性金属相と零磁場高温での強磁性金属相は、同じ対称性を持つことが分かった。7.5Tでは昇磁場過程と降磁場過程との間でヒステリシスが観測された。電気伝導測定では、降磁場過程での準安定強磁性金属相が0Tまで残っていたが、光散乱測定では5Tで電荷整列層が結晶全体に復活した。この違いは測定のタイムスケールの違いによると結論付けられた。斜方晶歪を持ったMn酸化物(RE,AE)MnO_3(REは希土類、AEはアルカリ土類金属)ではMnイオン間に働く二重交換相互作用のため、巨大磁気抵抗(CMR)や電荷整列転移などの興味深い現象が観測されている。(Eu_<0.6>Sr_<0.4>)MnO_3は低温で弱磁化相-強磁化相転移を伴う磁場誘起絶縁体-金属転移を起こす。この磁気転移の前後で結晶の対称性Pnmaは変化しないものの、Mn-O-Mnボンド角の変化による格子定数に跳びが見られる。最近の80K以上でのメスバウアー分光による研究では、MnO_6八面体のヤン・テラー歪の短距離秩序(JT polaron)の存在が指摘されている。我々は昨年度本科学研究補助金によって開発した超伝導マグネット内部に組み込むための顕微鏡顕微鏡を用いて(Eu_<0.6>Sr_<0.4>)MnO_3多結晶試料の光散乱スペクトルの温度、磁場依存性を測定した。測定に先立ち本科学研究補助金の一部を用いて、超伝導マグネット内部の試料位置を微調整できるように、XYZステージを設置する改良を行なった。又、超伝導マグネットを動作させるために必要な液体ヘリウムを本科学研究補助金で購入した。15Kでは500cm^<-1>以上にMnO_6のPnma歪によるbending mode, JT modeが観測された。昨年度測定した(Nd_<1-x>Sr_x)MnO_3の電荷整列相での光散乱スペクトルと比較すると、フォノンの寿命の逆数で与えられる、光散乱ピークの半値幅が非常に大きい。この事はJT polaronによるPnma歪が時間的に揺らぎ、それによりフォノンの寿命が決められていると解釈される。

半値幅よりフォノンの寿命は10^<-11> sec程度であると見積もられるが、この値は中性子回折実験より見積もられた値と同程度であった。また、30K,2Tの条件では、500cm^<-1>付近のピークの形状が変化する。この事は磁場誘起絶縁体-金属転移と関係すると考えられる。現在は測定データをまとめて、論文を作成中である。強磁性金属転移を250K、電荷-軌道整列転移を158Kで起こす(Nd_<1-x>Sr_x)MnO_3(x=0.50)の光散乱及び赤外反射測定より、軌道-電荷整列相転移に伴うフォノン系、電子系の変化を観測した。光散乱スペクトルには、電荷-軌道整列相では超周期構造の形成に伴う、折返しフォノンモードによるピークが観測された。このピークは温度、組成変化、磁場で電荷-軌道整列状態を壊すと観測されなくなり、電荷-軌道整列相の証拠である事が明らかになった。赤外反射測定からは強磁性金属相でDrude-likeな反射率、電荷-軌道整列相では折返しフォノンモードが観測される事が明らかになった。強誘電性と反強磁性の共存したRMnO_3(R=Gd,Tb)の光散乱スペクトルの温度、磁場依存性を行った。これらの物質では強誘電相に特有なソフトフォノンモードや、超周期構造に伴った折返しフォノンモードを持たず、通常の強誘電性を持った物質と大きく違う事が明らかになった。最近では、この系で強磁性相が起こるのは逆Dzaloshinsky-Moriya相互作用と呼ばれる、スピン系のエネルギーを低下させるためにO^<2->イオンが僅かに動く現象であると提唱されている。このモデルによれば反強磁性秩序が強誘電性の原因になること、非常に小さな格子変位で強誘電性を生じさせることが説明される。本研究の結果はこのモデルを支持するものであった。
世界経済の構造変化と経常収支の不均衡に関する研究

近年世界経済が直面する大きな課題の一つに経常収支の不均衡問題がある。本研究では主として為替レートのミスアラインメントの観点からこの問題について分析を行い、課題解消に向けた政策のあり方を考察した。専門家や政策担当者の議論に頻繁に登場するミスアラインメント推定が経済学的には頑健性を大きく欠くことを示し、これらの推定を前提として繰り広げられてきた収支不均衡解消に向けた政策議論のあり方について疑問を呈し、問題再考の重要性を示唆した。米中の両極に象徴される大規模な経常収支の不均衡とその解決策が、ここ数年世界経済の大きな課題、そして不安要因として注目されてきた。これまでも国際社会は、一部の国の大規模な収支不均衡に端を発した経済撹乱を幾度となく経験してきてはいる。しかしその多くは、途上国における債務超過と経済破綻などと、それに対する先進経済国の対応という形が一般的であった。これに対して現在世界経済に影を落としているのは、米中の対極的な収支状況に象徴される、途上国から先進国に向けた膨大な資金の流れが生み出す、これまでとは資本貸借の立場が逆転した大規模な不均衡である。本研究では、このような不均衡の背後にあるとされる為替のミスアラインメント問題を取り上げ、その実証分析を通じて問題の正確な理解や解決の糸口を探るための政策的示唆などを模索することで国際社会への貢献を目指すものである。本年度は文献調査等を通じた準備的考察・議論による研究背景の設定と、実証分析の基盤となるデータセットの構築作業を進めた。準備的考察については、(a)異時点間最適化行動に基づく経常収支のダイナミックスの理論的考察(Sachs1982;Obstfeld and Rogoff 1995);(b)貯蓄投資バランスに基づく経常収支と国際資本市場に関する考察(Feldstein and Horioka 1980);(c)所謂Sovereign riskやsovereign debtの問題についての分析(Eaton and Gersovitz 1981,Bulow and Rogoff 1989,1990);(d)国際収支の危機に至るメカニズムの分析した(Krugman 1979,Dooley 1995)など、先ずは過去における国際不均衡問題を様々な角度から捉えた重要な研究の論点を整理することに努めた。その上でBernanke(1995)をきっかけに広がりつつある、1990年代以降の国際不均衡に焦点を合わせ左研究(Chinn and Ito 2007;Dooley,Folkerts-Landau,and Garber 2005,2006;Debelle and Galati 2005;Truman2005など)を精査しながら現在の不均衡問題の位置づけと分析・考察のアブローチについて予備的考察を行った。さらに、先行研究・文献を参考に必要なデータの調査と収集など、実証分析を行うための準備作業を開始した。また、中国とアメリカの経常収支をめぐる問題についての暫定的考察結果を第71回現代政策研究会議において報告した。本年度は現在の世界的た経常収支不均衡問題、或いは所謂グローバル・インバランス問題の核心に位置するとされる、中華人民共和国の為替レートと貿易収支の関係に焦点を合わせて研究を行らった。その過程で明らかになった潜在的問題のひとつは、過去の相当期間において二重為替相場制度を採用し、また政府所轄の対外収支統計の信頼性や詳細に疑問が残る同国の経常収支のダイナミックスを通常の統計的・計量経済学的手法で解析することの難しさである。このようなハードルに直面しつつも推し進めた実証分析の結果かちは、中華人民共和国の貿易フローは相対価格の変動に反応するものの、その動きは必ずしも経済理論の予見に沿ったものではなく、特に輸出よりも輸入にその傾向が見られることが判明した。また、同国の多国間および対米二国間貿易フローの相対価格に対する反応は統計的有意性を持つものの、為替の変動による輸出入の数量変化は大規模なものとは言えず、例えば国際的な政治・政策の舞台でしばしば言及されている人民元の切り上げが現在の不均衡問題の解決に大きな役割を果たすとは考え難いことが特に重要な発見である。本年度はInternational Comparison Proram(ICP)が行った2005年度(最新年度)の価格調査を受けて世界銀行が最近行ったWorld Development Indicatorsデータベースの物価水準やGDPシリーズの大幅な修正が、本研究のテーマである不均衡問題の現状の定量的なアセスメントにどのような影響を及ぼすのかについて重点的に実証分析を行ってきた。特に不均衡の根幹を成すとされる実質為替レートのミスアラインメント問題について、世界的に大きな経済・政治問題となっている中国人民元に焦点を合わせながら分析を行った。結果として得られたのは、ICPの2005ラウンドの情報を考慮してデータを修正するか否かの選択は、いくつかめ重要な実証分析結果を大幅に変え得るというものであった。

特に中国の場合は、従来のデータから得られていた5070パーセントの大幅な過小評価という結果が、修正後のデータを使用すると数パーセントから10数パーセント程度の緩やかな過小評価に過ぎないという結果に変わることが判明した。また、同様の結果はインドにも当てはまり、価格調査を始めとする大規模な新興国経済のデータ調査方法そして収集した個別データから国レベルのデータを構築する際の統計的手法のあり方が、従来から議論の多い問題を更に難しいものにしていることがわかった。ただ、いずれの場合にも時計的有意性の観点からは大きな影響は認められなかった。これらの分析結果については、現在学術図書への掲載を目指して改訂投稿のプロセス中である。本年度は大きく分けて次の二種類の分析を行った。第一に、昨年度の分析で明らかになったInternational Comparison Program(ICP)2005ラウンドの情報に基づくデータ修正がもたらすミスアラインメント推定の変化について、世界の百力国以上をサンプルに変化の分解分析と要因分析を行った。分解分析ではミスアラインメントの変化をデータ修正によって生じた部分と、パラメター値変化による部分に分解し、サンプル国を様々なグループに分けることで明確な傾向が見られるか否かを探った。その上で変化をもたらした要因として測定に起因するもの(ICPベンチマーク国であるか否か、或いはマクロ経済データの質等)、及びマクロ経済のパフォーマンスに起因するもの(一人当たり実質GDPの初期値や成長率、経済開放度及びインフレ率など)を想定して回帰分析を行った。第二の分析は、実質為替レートと一人当たりの実質所得の関係を時間の軸に沿って検証することによって、過去30年間に先進国と発展途上国(特に新興国)との間に「分離と再結合(decoupling and re-coupling)」が生じていることを明らかにし、そのような構造変化を生み出した要因の特定を試みた。実質為替レートと一人当たりの実質所得の間には有意な正の関係が存在していることは従来から広く知られており、既存研究では経済発展度には関係なく世界各国のデータをそのまま当てはめることで両者の関係が議論されてきた。本研究ではそのような従来の手法に大きな問題があることを示した。併し分離と再結合を生み出している要因については明確な結論を得ることが出来なかったため、今後の研究で追求したい。以上の成果を学術論文にまとめ、現在改訂投稿のプロセスにある。
高圧下ＮＭＲ：軌道揺らぎを介した超伝導、反強磁性スピン秩序を伴った超伝導の探究

軌道揺らぎを介在した超伝導の実現可能性を探索する目的で、鉄砒素系超伝導体LaFeAsO1-xHxにおいて、スピン揺らぎが消滅すると期待される過剰電子ドープ領域において核磁気共鳴(NMR)法を行った。実際に測定を行ったところ、過剰電子ドープ領域において従来から信じられている常識に反して、反強磁性が現れることを偶然発見し、新しい電子相図を得ることができた。鉄砒素系超伝導体では、相図上反強磁性(スピン密度波)相と超伝導相が隣接し、交差する領域もある。銅酸化物との類似性からスピン揺らぎを介した超伝導発現機構がしばしば指摘されるが、鉄砒素系ではスピン揺らぎではなく軌道が電子対形成に大きな役割を果たしているという理論もあり、現在高温超伝導の発現機構にかかわる争点となっている。双方の理論では、反強磁性(スピン密度波)相と超伝導相の境界領域で現れるであろう現象に違いがある。スピン揺らぎが関与する理論では、相境界でスピンと超伝導双方の秩序変数が両立する、即ち両方の状態が均一に共存しうると予想されるが、軌道が関与する理論では、反強磁性状態と超伝導状態が共存することはないと考えられている。LaFeAsO1-xFxの過剰電子ドープ領域では、スピン揺らぎが弱いにもかかわらず高い超伝導転移温度を保持しているため、軌道揺らぎを介在した超伝導の実現可能性がある。また、Ca(Fe1-xCox)AsFでは、反強磁性相と超伝導相の重なる電子ドープ領域が広いため、反強磁性スピン秩序を伴ったまま超伝導が実現しやすい。以上の二件について核磁気共鳴、核四重極共鳴法を用いて探索することが本研究の目的である。まず、Ca(Fe1-xCox)AsFにおいては、共存領域においてCo核の磁気共鳴粉末スペクトルの形状が矩形型ではなく、カスプ型になることから、非整合スピン密度波が発現していること、またその状態を維持したまま超伝導が実現していることを見出した。このことは、反強磁性と超伝導秩序変数が共存することを意味し、この物質ではスピン揺らぎによる超伝導発現機構を支持している。一方、LaFeAsO1-xFxにおいては、相境界の電子ドープ領域において、常圧では反強磁性と常磁性状態、3万気圧下では反強磁性と超伝導状態が相分離して現れる。このことは電子相図において反強磁性相と超伝導相は本来分離しており、圧力印加により見かけ上重なり合うことで説明可能である。この現象は、軌道揺らぎの寄与を考慮した理論を支持するものである。現状では、すべての物質について一方の理論で説明可能な状況ではない。ただ、相図上で反強磁性相と超伝導相の重なりが大きい物質ほど、スピン揺らぎを介した超伝導の特徴が顕著になってくるようである。このことが事実であるならば、LaFeAsO1-xFxにおける過剰ドープ域での核磁気共鳴は、スピン揺らぎがきわめて弱いと考えられるため、軌道の寄与を調べる上で今後重要な研究項目になると思われる。LaFeAsO1-xFxの電子相図おいて、超伝導相(x=0.04-0.15)は、反強磁性相(x=0-0.05)から相当離れた、スピン揺らぎの発達していない領域においても発現する。この事実を鑑み、軌道揺らぎによる超伝導発現の可能性を探索することが本研究の目的である。当初は、LaFeAsO1-xFxのみ対象とする予定であったが、計画の途中で画期的な物質であるLaFeAsO1-xHxが発見された。これは、LaFeAsO1-xFxと同じ構造を持つ物質であるが、キャリアである電子をLaFeAsO1-xFxの3倍以上ドープすることができる。しかも超伝導相は、x=0.04-0.5までの広い領域にわたって現れる。本研究の目的からすれば、相図上で磁気秩序相(x=0-0.05)から遥かに離れた過剰電子ドープ領域(x>0.4)における超伝導の起源を探索することになる。当初の予想に反して、過剰ドープ領域では、ドープ量が増えるとスピン揺らぎは逆に大きくなった。それに対応して、水素核スペクトルの低温での広がりから磁気秩序が現れた。この発見は、過去の高温超伝導体研究の歴史において、初めて発見された新奇現象であり、N. Fujiwara, et al., Phys. Rev. Lett. 111(2013)097002に掲載されている。過剰ドープ領域での超伝導発現機構は、一見、スピン揺らぎに起因するような印象を与えるが、実際には過剰ドープ領域において、鉄ヒ素面内の電子軌道の異方性も著しく発達しており、軌道秩序の可能性ないし、複数の電子軌道占有の重みに偏りがある可能性が高い。

今後行う高圧下核磁気共鳴では、圧力印加とともに最適の超伝導転移点Tcは増大することが現在わかっている一方、反強磁性転移点TNは減少することが予想されるので、圧力印加によって超伝導の起源解明に迫れるものと思われる。鉄砒素系超伝導体では、相図上反強磁性(スピン密度波)相と超伝導相が隣接し、交差する領域もある。スピン揺らぎを介した超伝導発現機構がしばしば指摘されるが、軌道が電子対形成に大きな役割を果たしているという理論もあり、現在超伝導の発現機構にかかわる争点となっている。双方の理論では、反強磁性(スピン密度波)相と超伝導相の境界領域で現れると予想される現象に違いがある。前年度示したことは、Ca(Fe1-xCox)AsFでは、相境界の電子ドープ領域において、反強磁性と超伝導秩序変数が共存することから、スピン揺らぎを介した超伝導が実現している可能性が高いこと、LaFeAsO1-xFxでは、常圧では反強磁性と常磁性状態、3万気圧下では反強磁性と超伝導状態が相分離して現れることから、軌道揺ぎを介した超伝導が実現している可能性が高である。更に、LaFeAsO1-xFxの過剰電子ドープ領域では、スピン揺らぎが弱いにもかかわらず高い超伝導転移温度を保持しているため、軌道揺らぎを介在した高温超伝導の実現可能性がある。本年度は、軌道揺らぎによる超伝導の可能性をさらに探究する目的で、新発見されたLaFeAsO1-xHxの研究に着手した。この物質は一見、LaFeAsO1-xFxのFをHで置換しただけのように思えるが、最大置換量がF系ではx=0.2であるのに対してH系では、x=0.6となるため、過剰電子ドープ状態を調べるためには、F系より適している。この系の過剰電子ドープ領域において、核磁気共鳴を行ったところ、線幅の広がりから反強磁性磁気秩序相が存在することを発見し、鉄砒素面内の電場勾配の異方性の増大から電子軌道秩序の可能性があることが分かった。鉄砒素系超伝導体の過剰ドープ領域での磁気秩序相の存在は、本研究によってはじめて発見された。計画した通りのタイムスケジュールで結果がでており、実際に学術誌への投稿、出版が順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。基本的には、調書に記載した計画を遂行する予定である。最近明らかになったこととして、LaFeAsO1-xHはLaFeAsO1-xFxよりも過剰の電子をドープすることができるので、LaFeAsO1-xHを研究対象に含めて核磁気共鳴を行う予定でいる。本年度、水素核、ヒ素核についてLaFeAsO1-xHxの核磁気共鳴を行って、磁気秩序相が現れることを発見したが、本年度はヒ素核の核四重極共鳴の測定を視野に入れている。核磁気共鳴との違いは、常磁性状態での線幅が広がらないことである。この結果、緩和率の正確な測定が可能となり、相転移点を正確に求めることができる。また緩和率より磁気秩序相において電子状態は空間的に均一かどうかも推測することが可能となる。
香港と日本の同性パートナーシップの分析：家族研究とクィア・スタディーズの融合

本研究では、香港と日本において、同性カップルの生活と関係性をウェブ調査およびインタビューを通じて捉えると共に同性パートナーシップの法的承認(の可能性)に関わる議論のメディア分析を行い、法的承認がヘテロノーマティヴィティ(異性愛のみが正しいあり方、それ以外の性のあり方は正しくないと考える体制)を弱めたり強化したりするメカニズムを分析する。承認(とその議論)は同性カップルの生活と関係性にどのような影響をもたらすのかを、ジェンダーや階層等の交差的影響にも注目するインターセクショナルな視点から分析し、東アジアの実証研究に基づき、欧米中心になりがちな家族研究とクィア研究の理論枠組みの非普遍化を目指す。
高齢ドライバーの「補償的運転行動」に関する実証的研究

エラー!加齢による心身の機能低下を補うために高齢運転者が身につけていると考えられる「補償的運転行動」について、面接調査、シミュレータ実験、実車走行実験よって検討した。1.面接調査高年齢者10名(61歳77歳)に、面接調査を実施した。対照群は、中年齢者群(39歳58歳)7名、若年齢者群8名(30歳未満)であった。高年齢群が意図的に行っている安全確保行動は、以下の通りであった。(1)急がない、速度を出さない。(2)夜の運転、特に雨の日には運転を控える。2.シミュレータ実験自動車シミュレータ運転中にカーナビを操作させる2重課題実験を実施し、カーナビ操作成績、運転パフォーマンスなどを高年齢者群2名と若年齢者群2名で比較した。高年齢者群は、若年齢者群に比して、カーナビ操作の所要時間が長くミスも多かったが、車速は安定していた。NASA-TLXのRTLXスコアは高年齢者群で一貫して高かった。通常の運転操作に付加的な操作を要求する運転支援システムは、高齢運転者には不向きであることが示唆され、今後より慎重な検討が必要があることが示された。3.実車走行実験非意図的な「補償的運転行動」の実態を測定するための、自動車挙動・交通状況同時記録システム、車間距離測定システムを構築し、一般道における走行実験を実施した。高年齢運転者にとって問題があると思われる交差点における運転行動を取り上げ、視認行動を中心に、高年齢者群、若年齢者群の比較を行った。高年齢者はサイドミラーでなくルームミラーによって後方を確認する行動が特徴的であった。これは首の回転の困難さや、視認時間延長を補償するための非意図的な運転行動であると考えられる。以上の結果を、ミッコネンらの運転行動ヒエラルキーモデルに即して分類し、高齢運転者の支援方策の基本理念を検討した。(1)「高齢ドライバー特性」に関連する既存の文献を収集し、「認知・行動特性」「運動・身体特性」「高齢者とインターフェース」「高齢ドライバーと運転ストレス」「運転支援装置」などの観点で分類し、知見を整理した。(2)50歳以上の高年齢ドライバーを被験者として、「補償的運転行動」について面接調査を実施した。以下のような意見が収集された。1)大きな車体の扱いに自信がなくなり、車の買い換え時に軽自動車にした。2)眩惑の程度が強まったので、対向車のヘッドライトはなるべく見ないようにしている。また眩惑の影響を補償するために速度を落とす。3)必要なときはヘッドライトを上向きにして前方のスパンを確認する(若いときにはあまりしなかった)。速度を落とす場面、速度の落とし方などの実証データの重要性が示唆された。(3)上記のような「補償的運転行動」の実態を測定するための、自動車挙動・交通状況同時記録システム、車間距離測定システムを構築した。ビデオカメラ、非侵襲的に搭載で出来る自動車挙動記録装置を用いて、走行画像(前景、後景、ドライバーの動作、ドライバー顔部など)、速度、加速度、角速度、のタイムスタンプ付き時系列データを記録するシステムを構築した。非侵襲的に搭載できるレーザー距離計システム(パソコンに接続可能)を搭載し、車間距離時系列データを記録した。その他、アクセル開度、ブレーキタイミング、ウィンカタイミングを測定する方法について検討した。現在、測定したデータを元に、測定システムの検証、および平成15年度に実施する走行実験実施に必要な検討事項のまとめを継続中である。(1)「高齢ドライバー特性」に関連する最新の知見を含んだ文献を新たに収集した。

特に高齢者の視覚機能、高齢者の視認行動に関する知見を整理した。(2)構築した「補償的運転行動」の実態を測定するための、自動車挙動・交通状況同時記録システム・車間距離測定システムを、実車において検証した。ビデオカメラ、非侵襲的に搭載で出来る自動車挙動記録装置を用いて走行画像(前景、後景、ドライバーの動作、ドライバー顔部など)、速度、加速度、角速度、のタイムスタンプ付き時系列データを記録するシステムを構築し、データを収集した。非侵襲的に搭載できるレーザー距離計システム(パソコンに接続可能)を搭載し、車間距離時系列データを記録した。その他、アクセル開度、ブレーキタイミング、ウィンカタイミングを測定した。(3)上記システムに加え、非侵襲的に運転者の頭部の動き、眼の動きを測定できるシスデムを構築し、データ収集方法、分析方法などを検討した。上記準備を経て、現在、実車実験を継続中である。50歳以上の運転者を「高年齢者群」、20歳.50歳までを「若齢車群」として、比較をすることによって、高年齢者の運転特性を明らかにすることを目指している。更なるデータの分析・研究の総まとめに関する検討も並行して進行中である。1.50歳代.70歳代の「高齢ドライバー」15名にヒアリングを実施し、普段の運転で留意している安全運転のポイント、運転時に困ること、交通環境への要望、可能であれば機械的に支援して欲しいポイント、などについての情報を収集した。(若い頃と比べ)速度を出さないように気をつけている、確認を出来るだけする、などの意識的な行動が多く報告された。最近増えた小さなミスとして、し忘れ(例:ドアを開けたまま車庫入れをした)など、加齢による影響が示唆される問題行動も幾つか報告された。2.前年度および、実施した、シミュレータ実験のデータ分析を進めた。高齢被験者は、若年被験者に比べ習熟に時間が掛かることが改めて確認された。3.本年度新たに実施した実車走行実験のデータを「右左折行動」を中心に分析した。ミラーを用いた確認行動に、省略や省エネ的な特徴があることが示唆された。これらの省略行動が「危険」な運転行動なのか、運転に余裕を生み出すための「安全」な運転行動なのかについての検証・考察を進めている。4.上記実験データの解析の参考となる、高齢運転者の特性、高齢運転者の事故情報などを、新聞記事、論文、資料集などを中心に収集し、簡易データベース化した。以上の多岐にわたる、データを基に、高齢運転者の「補償的運転行動」の解明を目指した研究の総まとめを進行中である。
異方性材料のユニークな力学効果を利用した熱膨張制御

ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、その工学的適用範囲はより広がるであろうと考え、単純な±θアングルプライ対称積層板を基本構成として、その可能性を検討した。一般に、FRP積層板のCTEは古典積層板理論により算定することができるが、この定式化では特異なCTEの発現要因が見いだしにくい。そこで、本研究では構成ラミナの弾性異方性に起因する垂直-せん断連成効果に着目してCTEの計算式を導き、±θ積層板が特異なCTEを呈するための諸条件、すなわち構成ラミナ及びマトリクスが有すべき熱弾性物性(弾性定数とCTE)、繊維体積率と配向角θについて、巨視力学と微視力学の両面から解析的検討を行った。その結果、(1)CF系やKF系の一方向ラミナで見られる繊維軸方向に負のCTEは必要条件ではなく、繊維と垂直方向のCTEが軸方向CTEよりも非常に大きければよいこと、(2)ガラス繊維(GF)を用いる場合、ヤング率ができるだけ小さくCTEができるだけ大きいマトリクスを選択すればよいこと、また、そのような樹脂としてポリプロピレン(PP)が有望であることを明らかにした。この予測を検証すべく、繊維体積率が一定(45%)で配向角θが異なる数種のGF/PP系アングルプライ対称積層板[(±θ)_2]_<sym>を作製し、室温から120°Cの温度域で熱膨張挙動の配向角依存性を調べた結果、予測通り、θ=30°近傍で明らかに負のCTE(-8×10^<-6>/°C)が発現すること、さらに、θ=18°では4585°Cの温度範囲で10^<-7>/°CオーダーのニアゼロCTEが実現できることを確認した。
シクロプロピルアシルシランとその誘導体のキラル化合物への立体選択的変換

シクロプロピルアシルシラン(1)の合成的利用に関する研究の一環として、1の不斉還元による光学活性シリカルビノール(2)の合成および1から誘導されるシクロプロピルシリルエノールエーテル(3)やシクロプロピルシリアルケン(4)の立体選択的骨格変換反応について検討した。アシルシラン類の不斉還元の研究はほとんど例がないため、1以外のアシルシランも基質に用いキラル還元剤による反応を行った。一般のカルボニル化合物の不斉還元に効果的とされてきたキラルなビナフトール-水素化アルミニウム錯体によるアシルシランの還元反応は、ほとんどラセミ体を与えた。これに対し、(S)-2-アミノ-3-メチル-1,1-ジフェニルブタノールのボラン錯体による還元では最大75%の鏡像体過剰率で対応するシリルカルビノール(2)が得られた。また、シリル基上の置換基がかさ高くなるほど還元反応の立体選択性が良好であることも明らかとなった。今後得られた光学活性な2に対し酸性条件下ホモアリル転位を行い、その1,3-不斉誘導について検討する予定である。1と硫黄イリドとの反応によりシクロプロピルシリルエノールエーテル(3)を合成し、さらにα-キラルアセタールとのアルドール反応を検討する予定であったが、最初のイリドとの反応が期待通り進行しなかった。しかしながら、アシルシランとシクロプロピルスルホニウムイリドとの反応を検討した結果、シリル基のカチオノトロピー転位が選択的に進行し、良好な収率でシクロプロピリデンシロキシアルカンが得られた。一方、三員環の2位に電子吸引基を有する1を合成し、これとリンイリドとの反応によりシクロプロピルシリルアルケン(4)を立体選択的に合成した。さらに、4に対し不斉配位子を持つ遷移金属触媒によるシクロペンテン誘導体への骨格転位を計画したが、現在まだその目的を達成できていない。
地図の読図過程における地理的知識と空間的能力の役割

本研究は、中等・高等教育レベルでの地図指導を念頭に置いて、学生の地図読図過程を調査し、個別的な地理的知識と一般的な空間的能力の作用を検討した。その結果、以下の知見が得られた。(1)大学入試センター試験問題の中から、異なるスケールや主題に関する地図を用いた設問を選択し、学生の解答過程を定量的・定性的に分析した。その結果、大縮尺の地形図読図問題では教科以外の一般的知識や空間的能力が重要だが、小縮尺の主題図を使用した設問では、地名とその位置に関する個別的知識が大きな影響を及ぼすことが判明した。また、高校や入試での地理の履修は、地形図の読図や絶対位置・世界地誌に関する問題を解くのに影響し、とくに地形図の読図問題では方向感覚のような空間的能力も影響しているのに対し、日本国内の主題図を用いた問題では地理の履修や空間的能力による差は小さかった。このことから、用いられる地図や設問の性質に応じて、地理的知識や空間的能力の影響の仕方も異なるといえる。(2)大学入試センター試験の地理で過去に出題された地形図読図問題を高校生に解いてもらい、解答手順に関する追観的発話報告を分析した。その結果、読図過程は「問題文の地図記号表象への変換」「記号・パタンの探索」「解答の選択・確認」という段階から成り、それらに地理的スキーマが利用されていることが確認された。また、問題解決における認知的プロセスには出題者の意図との間で齟齬もみられ、選択式の地図読解問題の妥当性や問題点も明らかになった。(3)地図と移動経験に基づく道案内文と道案内図における環境の記述がどのような特性をもつのかを、大学生を対象にして検討した。その結果、経験からの道案内文では地図からのそれに比べて選択点に記述が集中するのに対し、変形交差点では誤った記述が地図よりも多く見られた。また、道案内文と道案内図の生成表現には共通の特徴が見られるものの、経路の記述は図で表現する方が文の場合よりも多かった。これらの結果から、移動経験と地図により獲得された空間情報の特性の違いが明らかになった。本研究では、中等・高等教育レベルでの地図指導を念頭に置いて、学生の地図読図能力を調査し、それに作用する個別的な地理的知識と一般的な空間的能力の影響を検討し、以下のような知見が得られた。(1)大学入試問題を収集して地図を用いた出題内容を分析し、中等教育レベルでの地図指導で目標とされる地理的知識や技能について検討した。その結果、地図を用いた出題でも求められる読図能力や地理的知識にはいくつかの異なるタイプがあることがわかった。それは、(1)参考図(reference map)としての補助的利用、(2)地図に示された事象の分布に関する既有知識を問う設問、(3)地理的事象の分布パターンを個別の場所についての既有知識に基づいて推理させる設問、(4)地形図の読図問題にみられるように、既有知識よりも地図自体の内容と一般的知識とを総合して地図利用能力を試す設問、に大別される。(2)パソコン上に表示した地形図上で地図記号を探索させ、注視点をマウスでトレースして反応時間を計測するプログラムを開発した。これを使って学生に地図記号探索課題を行ってもらい、読図手順の内省報告を記録した。その結果、記号探索という読図の初期段階でも、地図記号の典型的な立地に関する既有知識の影響が確かめられた。(3)大学入試レベルの地理の試験問題で問われている地理的知識と地図読図能力を検討するために、過去に出題された入試問題を大学生に解いてもらい、解答手順に関する発話報告を用いて分析した。その結果、入試問題での地図の使用のされ方は、前述のような設問のタイプに応じて異なることがわかった。すなわち、(1)や(2)は既有の地理的知識と分布とを対応させることが要求されるのに対し、(3)はそこから推理する能力が試され、(4)では地理的な既有知識よりも一般的知識や地図利用能力が重要になることが明らかになった本研究は、中等・高等教育レベルでの地図指導を念頭に置いて、学生の地図読図過程を調査し、個別的な地理的知識と一般的な空間的能力の作用を検討した。

また、問題解決における認知的プロセスには出題者の意図との間で齟齬もみられ、選択式の地図読解問題の妥当性や問題点も明らかになった。(3)地図と移動経験に基づく道案内文と道案内図における環境の記述がどのような特性をもつのかを、大学生を対象にして検討した。その結果、経験からの道案内文では地図からのそれに比べて選択点に記述が集中するのに対し、変形交差点では誤った記述が地図よりも多く見られた。また、道案内文と道案内図の生成表現には共通の特徴が見られるものの、経路の記述は図で表現する方が文の場合よりも多かった。これらの結果から、移動経験と地図により獲得された空間情報の特性の違いが明らかになった。