hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
群発地震地域の稠密強震観測による詳細震源過程と強震動生成機構の研究

3観測点は群発地震域の中心部および東部であったため,西部の伊東市亀石峠に新たな観測点を建設した.また,データレコーダと既存の強震計を組み合わせることにより,伊東市川奈の群発地震域中心部へ追加のオフライン観測点を設置した.研究開始以降,今のところ新たな群発地震活動は起こっていないが,直前の活動期1998年3月6月からすでに2年を経過していることから考えて,今後,強震動記録が得られていくことが期待される.観測点の建設と平行して,震源課程や地下構造の解析手法の高度化を進め,地震波走時データと重力データの同時インバージョンの手法と計算機コードを完成させた.これらを来年度以降,対象地域の地下構造調査に適用させる予定である.4年の研究期間でも,マグニチュード(M)3から5程度の中小地震ならば複数の発生が期待される分発地震地域として伊豆半島伊東沖を選び,これら中小地震の詳細な震源過程を通してその背後にある物理法則を明らかにし,強震動生成の機構を地下構造との関係も含めて解明することを目的にしている.4年計画の第三年度として平成13年度は,12年度までに構築を行ってきた強震計観測網を利用して,強震動の観測を進めてきた.しかし,直前の活動期1998年3月6月から3年が経過しようとしているにもかかわらず,これまでの例に反して伊豆半島伊東沖では新たな群発地震活動は起こっていない.そこで2000年6月より三宅島の噴火活動に伴って,群発地震活動が発生した伊豆諸島北部地域も観測地域に含め,ここにおける機動強震観測によって非常に多数の中規模地震の強震記録を得ることができた.強震観測の継続に平行して,地震波レイトレーシングの計算機コードの開発や,震源モーメントテンソルの解析コードの導入なども進めている.来年度は最終年度としてこれらを用いて,伊豆諸島北部地域のデータや,今後活動が起これば伊豆半島伊東沖のデータを解析し,詳細震源過程と強震動生成機構を解明する予定である.4年の研究期間でも,マグニチュード(M)3から5程度の中小地震ならば複数の発生が期待される群発地震地域として伊豆半島伊東沖を選び,これら中小地震の詳細な震源過程を通してその背後にある物理法則を明らかにし,強震動生成の機構を地下構造との関係も含めて解明することを目的にしている.しかし,直前の活動期1998年3月6月から4年が経過しようとしているにもかかわらず,これまでの例に反して伊豆半島伊東沖では新たな群発地震活動は起こっていない.そこで2000年6月より三宅島の噴火活動に伴って,群発地震活動が発生した伊豆諸島北部地域も観測地域に含め,ここにおける機動強震観測によって非常に多数の中規模地震の強震記録を得ることができた.最終年度である本年度はこれらデータの整理・データベース化を行った.また,これまで開発された地震波レイトレーシングの計算機コードや,震源モーメントテンソルの解析コードなどを用いて,整理・データベース化されたデータを解析した.その結果,群発地震域における地震メカニズムの時間・空間的な変化や,地震波の減衰に関する構造モデルなどが明らかになった.このほか,三宅島の火口陥没に伴う地震動の解析により,火口直下ではゆっくりした膨張と,シングルフォースで表現されるメカニズムが発生していたことがわかった.
CIS/JABファミリー遺伝子によるJAK/STAT経路の調節機構

サイトカインは受容体の細胞内ドメインに会合するJAKチロシンキナーゼを介して細胞内にシグナルを伝える。STATはそのシグナルを核へ伝える重要な転写因子のひとつである。われわれはSTAT5の負のフィードバック調節因子であるCIS1,JAKキナーゼの阻害因子であるJABをクローニング、さらにこれらを含むCISファミリーの存在を明らかにした。すでに培養細胞を用いて、CISは受容体に結合することでSTAT5を抑制し、JABおよびCIS3は直接JAKのチロシンキナーゼドメインに会合しその活性を抑制することを明らかにしてきた。本研究においてはJABおよびCIS3のJAKシグナル抑制の分子機構を明らかにするために欠失変異や両者で保存されているアミノ酸に様々な点変異を導入し構造活性相関を行った。その結果CIS3のSH2ドメインはJAK2のactivatin loopに存在するY1007にSH2ドメインを介して結合することを発見した。しかしJAK活性化抑制にはSH2ドメインだけでは不十分で近接したアミノ酸約12個の部分が必須であり、この部分はJAB,CIS3でよく保存されている。この領域をキナーゼ阻害領域と名付けた。またこのN末端部分がないとJAKへの結合力が極端に落ちることからJAB,CIS3はSH2ドメインでactivatin loopと、さらにN末端部分でJAKの活性中心に結合していると考えられる。次にCIS3の生理機能を明らかにするためにCIS3ノックアウアトマウスを作成した。ノックアウトマウスは胎性致死であり、受精後12日以前は野生型と大きな形態の差はないが12.5ー15日胚では全身での出血が見られた。また特に肝臓では構造が崩れており有核の胎児型赤血球で充満していた。胎児肝細胞をEPO存在下で培養すると野生型マウスにくらべてはるかに大きなBFU-E(前期赤芽球前駆細胞)コロニーが形成された。また赤芽球前駆細胞においてCIS3とJAK2の会合が確かめられた。したがってCIS3は胎児造血幹細胞においてEPO/JAK2シグナルを負に調節する因子であることが示された。サイトカインは受容体の細胞内ドヌインに会合するJAKチロシンキナーゼを介して細胞内にシグナルを伝える。STATはそのシグナルを核へ伝える重要な転写因子のひとっである。一方サイトカイジシグナルを負に調節するメカニズムやサイトカイン間のクロストークの分子レベルでの解明も進んできている。われわれはSTAT5の負のフィードバック調節因子であ名CIS1,JAKキナーゼの阻害因子であるJABをクローニング、さらにこれらを含むCISファミリーの存在を明らかにした。すでに培養細胞を用いて、CISは受容体に結合するととでSTAT5を抑制し、JABおよびCIS3は直接JAKのチロシンキナーゼドメインに会合しその活性を抑制することを明らかにしてきた。本研究では生理的JABがどのなサイドカインのシグナルを制御子るのか、またいかにJAKチロシンキナーゼ活性を抑制するのかを中心に解析を行った。まずいくつかのサイトカイシを調べたところほとんどあらゆる細胞でJABはインターフェロンγによって強く誘導され、イイターフェロンシグナルの調節に関与することが示唆された。いくつかのインタニフェロン耐性株ではJABの高発現がみられ、臨床的にも興味ある知見と考えられる。JABおよびCIS3のJAKシグナル抑制の分子機構を明らかにするために欠失変異や両者で保存されているアミノ酸に様々な点変異を導入し構造活性相関を行った。

その結果JAB、CIS3のSH2ドメインはJAK2のactivation loopに存在するY1007にSH2ドメインを介ちて結合することを発見した。しかしJAK活性化抑制にはSH2ドメインだけでは不十分で近接したアミノ酸約12個の部分が必須であり、この部分はJAB,CIS3でよく保存されている。この領域をキナーゼ阻害欄域と名付けた。またこのN末端部分がないとJAKへの結合力が極端に落ちることからJAB,CIS3はSH2ドメインでactivation loopと、さらにN末端部分でJAKの活性中心に結合していると考えられる。がんで重要な働きをするチロシンキナーゼの阻害困子の分子機構が明らかにされた意義は大きいい。サイトカインは受容体の細胞内ドメインに会合するJAKチロシンキナーゼを介して細胞内にシグナルを伝える。STATはそのシグナルを核へ伝える重要な転写因子のひとつである。われわれはSTAT5の負のフィードバック調節因子であるCIS1、JAKキナーゼの阻害因子であるJABをクローニング、さらにこれらを含むCISファミリーの存在を明かにした。すでに培養細胞を用いて、CISは受容体に結合することでSTAT5を抑制し、JABおよびCIS3は直接JAKのチロシンキナーゼドメインに会合しその活性を抑制することを明らかにしてきた。本研究においてはJABおよびCIS3のJAKシグナル抑制の分子機構を明らかにするために欠失変異や両者で保存されているアミノ酸に様々な点変異を導入し構造活性相関を行った。その結果CIS3のSH2ドメインは、JAK2のactivation loopに存在するY1007にSH2ドメインを介して結合することを発見した。しかしJAK活性化抑制にはSH2ドメインだけでは不十分で近接したアミノ酸約12個の部分が必須であり、この部分はJAB、CIS3でよく保存されている。この領域をキナーゼ阻害領域と名付けた。またこのN末端部分がないとJAKへの結合力が極端に落ちることからJAB、CIS3はSH2ドメインでactivation loopと、さらにN末端部分でJAKの活性中心に結合していると考えられる。次にCIS3の生理機能を明かにするためにCIS3ノックアウトマウスを作成した。ノックアウトマウスは胎生致死であり、受精後12日以前は野生型と大きな形態の差はないが12.5-15日胚では全身での出血が見られた。また特に肝臓では構造が崩れており有核の胎児型赤血球で充満していた。胎児肝細胞をEPO存在下で培養すると野生型マウスにくらべてはるかに大きなBFU-E(前期赤芽球前駆細胞)コロニーが形成された。また赤芽球前駆細胞においてCIS3とJAK2の会合が確かめられた。したがってCIS3は胎児造血幹細胞においてEPO/JAK2シグナルを負に調節する因子であることが示された。
気液界面の高速移動に伴う固体壁上への液膜形成および蒸発伝熱過程の解明

本研究では、高発熱密度を持つ電子デバイスの冷却や医療分野で求められている微小冷凍器などの実現を目指し、特にマイクロチャネル内の蒸気気泡の膨張現象とそれに伴う固体壁面上への液膜形成プロセスを明らかにし、高熱流束冷却を実現する機構について研究している。平成30年度は実験を通じて液膜形成過程の評価を行った。高熱流束を付加することが可能なマイクロ流路内に、人工的に気泡を生成するためのマイクロヒーターを設置し、作動流体を水として実験を行った。マイクロヒーターの特性を実験的に評価し、微小な気泡が生成することを確認した。マイクロヒーターから発生した気泡が壁面からの加熱により膨張する過程を、高速度カメラにより観察し、気泡膨張により液膜が形成される過程と液膜が乾いた領域の大きさを計測した。既存の液膜形成理論を基に乾き面の大きさを推定し、実験と解析がよく合うことを確認した。それを基に乾き面の形成を阻害する気泡発生方法を検討した。また、引き続きマイクロチャネル内の蒸気気泡の膨張現象を数値シミュレーションにより解析した。液膜形成現象を理解するために適した解析条件を考案し、その条件のもと、作動流体FC-72について種々の条件下で液膜形成過程を解析した。マイクロチャネルの直径を変化させ、現象が持つスケール性について評価した。直径が小さくなるにつれて、気泡膨張速度が相対的に増加し、結果として気泡先端形状が鋭くなることで、壁面との気液界面との間の伝熱が悪化することを示した。また、国際共同研究の一環として、ミクロ液膜形成に関する数値シミュレーションに着手した。当初予定にあった「マイクロギャップ内での蒸発する液膜の挙動を解明する」については、実験装置を構築し、実験を行い液膜形成過程と乾き面の大きさの関連について評価できた。一方でミクロ液膜と接触線蒸発の遷移については実験的に評価することができなかったものの、それに関する数値シミュレーションに着手できたことから、進捗は十分である。研究計画書に記載の内容の通り、2019年度はマイクロギャップ内の液膜の高熱流束冷却機構を明らかにすることを目標とする。また、2018年度に未達成であった液膜蒸発から接触線蒸発への遷移過程の解明を数値シミュレーションにより引き続き行う。平成29年度はマイクロチャネル内の蒸気気泡の膨張現象を数値シミュレーションにより解析した。気泡形状を評価し、液膜厚さおよび気泡の膨張速度を導出した。また、壁面の熱流束を計算し、液膜を通じた伝熱量を評価した。以上の解析から、(1)気泡先端近傍の液膜厚さは既存の経験式と同程度の値になること、(2)液相の過熱条件が大きい場合、気泡先端の移動速度が増加し液膜は厚くなり、固体壁の冷却への寄与が低下することを明らかにした。今後は、液体やマイクロチャネルの直径を変化させ、液膜の厚さと蒸発に伴う伝熱量の変化の関係を明らかにしていく。また、当初計画にあったミクロ液膜蒸発から接触線蒸発への遷移過程については、解析に着手し、数例の結果を得ている。解析条件を平成30年度に実施予定の実験と同様のものとし、実験の準備を兼ねて、今後詳細な検討を行う予定である。また、平成30年度以降に実施予定の実験の準備に着手した。実験デバイスを樹脂によって簡易的に作成する方法を考案し、デバイスの試作と沸騰実験を行った。特に、気泡生成ヒータの特性を詳細に調査し、ヒータの設計と実装を現在行っている。当初予定にあった「相変化を伴う液膜の伝熱特性の解明」については、特定の冷媒について既存の実験相関式との比較や伝熱量評価を行い、その特性を明らかにできた。また、液膜蒸発から接触線蒸発への遷移過程についても解析に着手している。さらに平成30年度以降に行う実験準備にも着手したことから進捗は十分である。

液膜形成現象を理解するために適した解析条件を考案し、その条件のもと、作動流体FC-72について種々の条件下で液膜形成過程を解析した。マイクロチャネルの直径を変化させ、現象が持つスケール性について評価した。直径が小さくなるにつれて、気泡膨張速度が相対的に増加し、結果として気泡先端形状が鋭くなることで、壁面との気液界面との間の伝熱が悪化することを示した。また、国際共同研究の一環として、ミクロ液膜形成に関する数値シミュレーションに着手した。当初予定にあった「マイクロギャップ内での蒸発する液膜の挙動を解明する」については、実験装置を構築し、実験を行い液膜形成過程と乾き面の大きさの関連について評価できた。一方でミクロ液膜と接触線蒸発の遷移については実験的に評価することができなかったものの、それに関する数値シミュレーションに着手できたことから、進捗は十分である。研究計画書に記載の内容の通り、平成30年度はマイクロギャップ内の液膜の蒸発挙動を明らかにすることを目標とする。平成29年度に未達成であった液膜蒸発から接触線蒸発への遷移過程の解明を引き続き行う。さらに並行して、平成29年度に実施した数値解析を他の冷媒についても実施し、一般的な特性をさらに追求する。研究計画書に記載の内容の通り、2019年度はマイクロギャップ内の液膜の高熱流束冷却機構を明らかにすることを目標とする。また、2018年度に未達成であった液膜蒸発から接触線蒸発への遷移過程の解明を数値シミュレーションにより引き続き行う。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことにより発生した未使用額であり、平成30年度の請求額と合わせ、平成30年度の研究遂行に使用する予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことにより発生した未使用額であり、2018年度の請求額と合わせ、2019年度の研究遂行に使用する予定である。
人材活用施策と企業価値・企業業績の関係に関する理論的・実証的研究

人材活用施策(特に従業員の働きやすさ)は離職率を低下させるという先行研究と整合的な結果が得られたが,人材活用施策と離職率を仲介する要因として,有給休暇取得が存在することを指摘した点が新しい貢献となっている。ただし,有給休暇は自発的な離職にのみ仲介効果(mediatingeffect)を持ち,非自発的な離職には仲介効果を持たないことが分かった。また,人材活用施策は離職率を高めることで人的資源の蓄積を促進する効果を持つものの,ROAや一人当たり売上といった短期的な財務成果を向上させる効果はそれほど見込めないことが分かった。平成21年度は,個別の人材活用施策と企業価値・企業業績の因果関係の実証研究において取り上げるべき人材活用施策の選定を行うための調査などを行った。文献調査のために必要な書籍の購入をおこなったほか,学会への参加(経営財務研究学会。日本ファイナンス学会など)も行い情報の収集に努めた。また研究協力者との意見交換も行い研究の方向性の絞込みを行った。統計手法の研究を進めており,因果関係を考慮した分析手法である,グラフィカルモデリングや共分散構造分析に関する文献の調査・研究を鋭意進めている。特に共分散構造分析はさまざまな手法が開発され,発展が目覚しい分野であり文献も膨大に存在する。さらに,実際に共分散構造分析を行うには統計ソフトを使用する必要があるが,関連する統計ソフトも一部用意し,実際に使用できるように習熟に努めている。日本においては従業員と経営者は密接なかかわりを持つため(経営者の多くが従業員の内部昇進で占められている),本件急に関連するものとして経営者に関する研究が必要なため,それについても研究を行った。研究成果は,日本経営財務研究学会などで報告したほか,『経営者の交代と企業経営』のタイトルで高松大学紀要に発表した。この研究では先行研究と異なり,研究者の年齢が企業の評価につながっていないことを示唆する結果が得られている。日本では,従業員の上がりのポストが役員(経営者)であることを考えると,従業員を年齢に応じて処遇することにどのような意味を持っかということを考える上で本研究は重要な示唆を与えるものと思われる。平成22年度は,個別の人材活用施策と企業価値・企業業績の因果関係に関する文献研究を中心に引き続き行った。その中で,特に人的資源管理と企業のパフォーマンス(生産性・効率性・会計指標・株価パフォーマンスなど)に関する研究に膨大な蓄積があり,また,人的資源管理施策と企業パフォーマンスの関係を仲介するような変数として,離職率や社会資本などが注目されていることが認識された。特に離職率に関しては海外での研究蓄積は多いが,我が国においてはあまり蓄積がないため,離職率を中心として従業員の処遇と企業業績の関係を分析する方法は,かなり有望ではないかという知見を得た。また,離職率の計算においても,自発的な離職と,非自発的な離職を分けて考察する必要性があることが指摘されているが,データの制約もあるため,これらの成果も取り入れる形での研究デザインを再検討する必要性が生じた。さらに,従業員のインセンティブを向上させるための施策や,働きやすい環境を作るための柔軟な労働形態に関するデータを取り込みながら分析を進めるほうが良い結果を得られそうであることも,強く認識されるに至った。そのために,実証研究のためのデータの再編成に取り組んでおり,これにかなりの時間を要している。また,これら従業員の処遇と企業業績の関係に関する分析では,企業の戦略とのかかわりを同時に分析することが多い。そこで,当初考えていた理論的な枠組みに関しても再検討を進めており,理論的なモデルの構築を進めている。平成23年度は,人材活用施策と企業価値・企業業績に関する実証分析を行った。先行研究から従業員の離職率が企業業績に影響を与えることが知られているので,その点を中心に分析を行った。まず,従業員の処遇(HRM施策)のうち,キャリア機会,労働時間の柔軟化,スキル向上の諸施策が離職率に与える影響を分析した。離職率は,自己都合(自発的離職),会社都合(非自発的離職),新卒離職(新入社員の3年後までの離職)の3つの観点で計測した。その結果,労働時間の柔軟化施策(フレックスタイム制の導入や,半日年休制度など)の導入水準が高いほど,自己都合や新卒の離職率は低くなることが確認された。また,有給休暇の取得日数もこれらの離職率にマイナスの相関があることが確認された。一方,会社都合による離職ではそのような関係はなかった。以上の分析結果から,離職理由によって離職の要因が異なること,またその具体的な要因が明らかになった。また,従業員の離職率を引き下げるためには,有給休暇の取得のしやすさを中心とした労働時間の柔軟化が有効であることがわかった。

先行研究においても,人的資源を体現している従業員の離職の増加は企業価値・企業業績にマイナスの影響を与えることが示されており,従業員の離職を抑制するための具体的な施策を明らかにすることには,大きな社会的意義があると考える。その意味において本研究でこれまでに得られた成果は意義深いと考える。基本的な成果は以下のとおりである。人材活用施策(特に従業員の働きやすさ)は離職率を低下させるという先行研究と整合的な結果が得られたが,人材活用施策と離職率を仲介する要因として,有給休暇取得が存在することを指摘した点が新しい貢献となっている。ただし,有給休暇は自発的な離職にのみ仲介効果(mediating effect)を持ち,非自発的な離職には仲介効果を持たないことが分かった。また,自発・非自発離職以外に,新卒離職率(新規学卒者やの3年以内の離職率)についても分析を行った点が新しいと考える。新卒離職率については自発的離職率とほぼ同じ傾向を持ち,新卒の離職は自発的な離職行動であることが示唆された。人材活用施策は自発的離職率を低下させることで,一人当たり売上を向上させる効果が存在するが,効果は比較的低い。また,人材活用施策は直接・間接に有意にROAに影響を与えることはない。以上から,人材活用施策は離職率を高めることで人的制限の蓄積を促進する効果を持つものの,ROAや一人当たり売上といった短期的な財務成果を向上させる効果はそれほど見込めないことが示唆された。理論的な分析の枠組みの再検討を行ったこと,データベースの構築に時間を要したものの,実際の分析作業に入り実証結果も蓄積されてきたため,おおむね順調であると評価できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。分析枠組み,データベースなどに時間がかかっていたが,それらの作業が終了し実際の分析作業に入ったので,平成24年度は論文・学会報告等を行い,成果を出すことができると考えている。
ナノ空間を利用した特異的物質捕集機能の解明と微小センシングシステムへの応用

ナノチャンネル薄膜はナノメートルオーダーの均一な細孔構造を有するシリカ薄膜であり、3次元的に集積されたナノ界面による広大な比表面積を有している。また、個々の細孔内には鋳型である界面活性剤ミセルが内包されている。本研究課題では,ナノチャンネル薄膜を有機溶媒に代わる分子認識空間・分子捕集場として利用し,これまでの分析デバイスとは一線を画した高感度かつ高選択的な化学センサを構築した。薄膜のX線構造解析を行い、構造再現性の高い薄膜作製方法について検討した。その結果、薄膜の構造はシリカ前駆体溶液のエージングに伴い、ヘキサゴナルからキュービックを経てワームライク構造に変化し、定常状態となることがわかった。センサの構築には、前駆体溶液の経時変化がほぼ無視でき、薄膜内での物質拡散に有利と考えられるワームライク構造の薄膜を用いることとした。また、この薄膜のFTIR-RASスペクトルから、薄膜の化学環境を評価したところ、水分子と水素結合したシラノール基を有する細孔壁が、CTABのミセル周囲を取り囲んだ構造をしていることが示された。そこで、発光性キレートである8-キノリノールスルホン酸をCTABミセルの最外郭と細孔壁から構成されるイオン性界面領域に内包させ、水溶液中のアルミニウムイオンを蛍光法で検出することに成功した。さらに、妨害金属イオンに対するマスキング剤を細孔内に共存させることで、アルミニウムイオンの高選択的検出を可能とした。このセンサを用いて河川水中数μMレベルのアルミニウム濃度を定量したところ、ICP-AESと同様の定量値を得ることに成功した。これにより,本センサを用いることで,測定者は前処理,濃縮,マスキング剤の添加といった溶液調製を一切せずに環境試料中の物質濃度を計測可能であることを実証した。本研究で示したセンサの検出原理は,環境試料のみならずヒト血清や血液中化学物質の迅速定量に応用可能である。ナノチャンネル薄膜はナノメートルオーダーの均一な細孔構造を有するシリカ薄膜であり、広大な比表面積を有している。また、個々のナノチャンネルは棒状ミセルを鋳型としており、内部に疎水環境を有している。本研究課題では,ナノチャンネル薄膜を有機溶媒に代わる分子認識空間・分子捕集場として利用し,発光型および水晶振動子型のナノチャンネルセンサの開発に着手した。これらのセンサでは3次元的に集積されたナノ界面を有しており,これまでの分析デバイスとは一線を画した高感度かつ高選択的な物質検出特性が期待できる。発光型ナノチャンネルセンサの開発では,化学物質の選択的検出能を向上するための方法を確立するとともに実試料の測定を行い,検知特性の評価を行った。特に酸性雨の影響等により土壌から河川等への流出が懸念されるアルミニウムを検出対象とした。ナノチャンネル薄膜内に発蛍光性キレートおよびマスキング剤をともに含浸することにより,高選択的な金属イオンの検出に成功した。さらに,河川水中のアルミニウム濃度をICP-AESと同様の定量値を得ることに成功した。また,ミセルを含有したナノチャンネル薄膜内への物質捕集機構を蛍光プローブ法,X線回折,フーリエ赤外反射吸収スペクトル等によって検討した。

その結果,薄膜を水溶液中に浸漬することで,チャンネル内に水分子は浸透するがミセルは殆どチャンネル外に溶出しないこと,薄膜のナノ構造に変化がないことが明らかになった。また,アニオン性の有機物はカチオン性ミセル最外郭,いわゆるイオン性界面領域に捕集され,その分子運動性が浸漬時間とともに高くなることが明らかとなった。次年度は,これらの結果をもとにセンサの最適化を図る。ナノチャンネル薄膜はナノメートルオーダーの均一な細孔構造を有するシリカ薄膜であり、3次元的に集積されたナノ界面による広大な比表面積を有している。また、個々の細孔内には鋳型である界面活性剤ミセルが内包されている。本研究課題では,ナノチャンネル薄膜を有機溶媒に代わる分子認識空間・分子捕集場として利用し,これまでの分析デバイスとは一線を画した高感度かつ高選択的な化学センサを構築した。薄膜のX線構造解析を行い、構造再現性の高い薄膜作製方法について検討した。その結果、薄膜の構造はシリカ前駆体溶液のエージングに伴い、ヘキサゴナルからキュービックを経てワームライク構造に変化し、定常状態となることがわかった。センサの構築には、前駆体溶液の経時変化がほぼ無視でき、薄膜内での物質拡散に有利と考えられるワームライク構造の薄膜を用いることとした。また、この薄膜のFTIR-RASスペクトルから、薄膜の化学環境を評価したところ、水分子と水素結合したシラノール基を有する細孔壁が、CTABのミセル周囲を取り囲んだ構造をしていることが示された。そこで、発光性キレートである8-キノリノールスルホン酸をCTABミセルの最外郭と細孔壁から構成されるイオン性界面領域に内包させ、水溶液中のアルミニウムイオンを蛍光法で検出することに成功した。さらに、妨害金属イオンに対するマスキング剤を細孔内に共存させることで、アルミニウムイオンの高選択的検出を可能とした。このセンサを用いて河川水中数μMレベルのアルミニウム濃度を定量したところ、ICP-AESと同様の定量値を得ることに成功した。これにより,本センサを用いることで,測定者は前処理,濃縮,マスキング剤の添加といった溶液調製を一切せずに環境試料中の物質濃度を計測可能であることを実証した。本研究で示したセンサの検出原理は,環境試料のみならずヒト血清や血液中化学物質の迅速定量に応用可能である。
接着の分子論とその展開

量子化学計算を用いて、金属表面、炭素繊維表面およびガラス表面とエポキシ樹脂との接着相互作用に関する分子論的な研究を行い、水素結合が接着相互作用の要因になっていることを明らかにした。とくに接着界面に存在する吸着水の影響について理論的な考察を行った。計算モデルには接着剤分子としてビスフェノールA型のエポキシ樹脂を、被着材表面として水酸化されたγ-アルミナ面および同様に水酸化された炭素表面とシリカ表面を用いた。吸着水の層の厚みは接着力に極めて重要な効果を及ぼし、とくに吸着水の層の厚みが増すと界面の接着力が急激に低下することを理論的に明らかにした。接着剤を用いた材料の接合は工業的に非常に重要な技術であり、自動車産業や航空産業をはじめとする多くの工業分野で利用されている。材料の接着性を向上させるために多くの研究がこれまでに行われているが、接着がどのような界面相互作用により起こるのかは十分には明らかにされておらず、古くから議論の対象となっている。特に原子レベルでの接着界面の解析は実験的研究では非常に困難であり、理論計算によるアプローチが期待されている。理論計算による接着機構の解析は今までほとんど行われていなかったが、近年の計算機や計算理論の進歩により表面や界面といった大規模系の計算が可能となった。今年度は量子化学計算を用いて、金属表面とエポキシ樹脂系接着剤およびガラス表面とエポキシ樹脂との接着相互作用に関する分子論的な研究を世界に先駆けて行い、水素結合が接着相互作用の要因になっていることを明らかにした。計算モデルには接着剤分子としてビスフェノールA型のエポキシ樹脂を、被着材表面として水酸化されたγ-アルミナ面および同様に水酸化されたシリカ表面を用いた。接着界面に働く接着力は接着強度に強く関係すると考えられるが、実験による接着強度の測定では、濡れの不完全さや、被着材や接着剤の内部応力により原子間にはたらく最大接着力は過小評価されてしまう。そこで、理論計算から独自の手法を提案し、最大接着力を理論的に求めることに成功した。この理論結果は接着現象の理解に資するものである。研究代表者らは、量子化学計算を用いて、金属表面とエポキシ樹脂系接着剤およびガラス表面とエポキシ樹脂との接着相互作用に関する分子論的な研究を世界に先駆けて行い、水素結合が接着相互作用の要因になっていることを明らかにしている。とくに接着界面に存在する吸着水の影響について理論的な考察を行い、吸着水の層の厚みが増すと界面の接着力が急激に低下することを理論的に明らかにしている。この理論結果は接着現象のより良い理解に資するものである。経験の科学と思われがちな接着現象を量子論的に考察解析した意義は大きい。今年度は量子化学計算を用いて、金属表面、炭素繊維表面およびガラス表面とエポキシ樹脂との接着相互作用に関する分子論的な研究を世界に先駆けて行い、水素結合が接着相互作用の要因になっていることを明らかにした。接着界面に働く接着力は接着強度に強く関係すると考えられるが、実験による接着強度の測定では、濡れの不完全さや、被着材や接着剤の内部応力により原子間に働く最大接着力は過小評価されてしまう。さらに、接着相互作用に及ぼす静電相互作用とファンデルワールス相互作用の寄与について議論することができた。

研究代表者らは水素結合が接着相互作用の要因になっていることを明らかにしているが、理論化学的手法に基づき、接着剤と被着剤の界面相互作用をさらに詳細に解析する予定である。具体的には接着に関与する水素結合における軌道相互作用の役割に注目する。このような視点はこれまでに全くなく、接着現象の分子論的理解を深めることに資するものと期待される。また理論と実験の連携をスタートさせる予定である。化学
資産証券化の決定と経済効果-情報の非対称性の影響-

「資産の証券化の決定とその経済効果を、投資家の持つ情報の非対称性に注目して分析する」という本研究の目的に対し、先年度(9年度)の結果を踏まえ、今年度(10年度)は以下の成果を得た。(1)企業もしくは金融機関といった経済主体が、外部の投資家との取引を目的に保有する資産を担保とする証券を発行するとき、一部の資産について情報が十分に開示されず証券発行者が外部の投資家に対し情報優位にあるならば、(a)情報の非対称性が十分大きい場合には発行する証券の種類を制限することが証券発行者の利益となる、(b)証券発行者にとって最適な証券は、一般には、情報の非対称性がある資産と無い資産の組み合わせを担保とするものとなる、(c)しかしながら、証券発行者がリスク回避的である場合、情報の非対称性やヘッジ需要によっては、情報の非対称性がある資産を全く証券化しなことが証券発行者の利益となり得る。(2)ベンチャー企業の株式公開を企業の資産に対する請求権の証券による売却と解釈して証券化に関する先年度来の成果を適用し、既存証券が取引を可能にするリスクの在り方がベンチャー企業が選択する投資プロジェクトに制約を課すことを示す。具体的には、選択する投資プロジェクトのペイオフと既存証券のペイオフの相関が高いほど、情報の非対称性の大きい内容を含む-したがってより創造的な-プロジェクトの選択は難しくなることが示される。以上の研究結果は、証券市場の発展がリスク分担と生産活動に与える影響の考察に基盤を与えるものであり、日本経済学学会招待講演や琵琶湖コンファレンスなどの主要な学会で既に報告されている。「資産の証券化の決定とその経済効果を、投資家の持つ情報の非対称性に注目して分析する」という本研究の目的に対し、本年度(9年度)は、分析の基礎理論の構築の関して以下の成果を得た。(1)住専管理機構やRTC(Resolution Trust Corporation)のように、銀行等から買い取った(不良)債権をできるだけ早くしかも高く売り払うことを目的とする主体が証券化を行う場合、情報が十分開示されずその内容を良く知っている投資家とそうでない投資家が混在するような資産は、(投資家間の情報の非対称性が大きければ)証券化によって売却することはできない。また、そのような主体にとって最適な証券化金融商品のデザインは、各資産を個別に売却することではなく、幾つかの資産の組み合わせを担保にする証券を売却することである。(2)MBS(モ-ゲージ担保証券)やABS(資産担保証券)のように、国債などの(投資家間の情報の非対称性が小さい)既存証券と価値変動が相関する証券化金融商品については、その相関が大きければ大きいほど、情報に非対称性がある価格変動の部分(例えば倒産リスクや期限前償還リスクなど)を証券化によって資産家に売却することが難しくなる。以上の結果は、証券化によって投資家に移転可能なリスクに大して情報の非対称性が課す制約を示し、例えば、政策的な観点から言えば、(情報開示が不十分なまま行われた場合の)不良債権処理への証券化技術の利用の限界を示唆するものである。このような情報の非対称性からの証券化に対する制約が、資金調達を通じて生産活動にどのような影響を与えるかを考察することが、次の研究課題である。
顔面表情認知の内的処理過程モデルに関する実験的検証

本研究の主題は、顔面表情認知の内的処理過程である。主に、先行研究より示唆されている情報処理モデルの実験的検証と、モデル構築に係わる新たな知見の抽出を目的とした。この2年間の研究期間に実施した研究の主たる内容とその成果は下記の通りである。1.顔面表情刺激の作成:下記の実験に使用する刺激の作成を行った。まず、実人物の顔面表情写真を用意し、次いで、顔画像処理システムによりワイヤーフレームモデルとテキスチャデータを作成し、それらに基づいて刺激とする平均的な顔面表情画像を作成した。2.顔面表情刺激のSD法評定実験:先行研究で使用したSD尺度を用いて、被験者に上記の刺激をSD法で評定させる実験を行った。因子分析の結果、先行研究で導きだされていた「快-不快」および「活動性」という伝統的な感情的意味次元の存在が改めて確認された。3.顔面表情判断の反応時間の測定実験:上記の刺激を被験者に呈示し、各刺激に対する感情カテゴリー判断を求め、被験者の各判断内容とその判断に要した反応時間を測定する実験を行った。4.情報処理モデルの検討:まずSD法評定実験の結果を基に、各刺激を感情的意味次元空間に位置づけた。さらに、同じ空間に、各感情カテゴリーの概念も位置づけた。次いで、各カテゴリーの概念およびプロトタイプと各刺激の間の意味空間上における距離を計算した。そこで、その距離を関数として上記の実験で得られた反応時間の分析を行った。この結果、各顔面表情刺激に対する被験者のカテゴリー判断時間は、感情カテゴリーのプロトタイプとの意味空間上における距離によって説明される可能性が示唆された。本研究の目的は、顔面表情認知の処理過程に関する検討である。そこで、本年度においては、次のようなことを実施した。1)実験装置の構築:実験用顔画像処理システムの構築森島がこれまでに開発したソフトウェアに、新たに画像提示の時間・順序の制御、被験者の判断の反応時間の測定などを実行するためのソフトウェアを組み込んだ実験用システムを製作した。2)顔面表情刺激の作成次いで、下記の実験に用いる刺激の準備を行った。すなわち、刺激に使用する複数の人物の平常時の顔画像を新たに作成し、それらの顔画像の表情制御に必要な人物ごとのワイヤーフレームモデルとテキスチャデータを作成した。さらに、各刺激人物の顔画像の表情を、山田が見いだした表情情報を変数として合成した。3)顔面表情刺激のSD法評定実験次に上記の刺激をSD法で評定させる集団実験を行った。すなわち、本実験用顔画像処理システムを用いて表情情報を組織的に変化させたときの刺激人物の顔画像の表情を刺激として、これまでに山田が使用してきたSD法に従いそれらを評定させる実験を実施した。さらに、その反応の因子分析を行い、これまでの実験結果と同様の感情的意味次元が抽出されるかどうかを検討した。この結果、山田が線画刺激を用いたSD法評定実験から導きだした「快-不快」および「活動性」という伝統的な感情的意味次元の存在が改めて確認された。このように、本研究は、当初の予定どおり順調に進んでいる。新年度の成果によって、極めて学術的に重要な知見が得られるものと考えられる。本研究の目的は、顔面表情認知の内的処理過程に関するモデルの実験的検証である。最終年度となった本年度は下記の研究を実施し、概ね当初の研究目的が達成された。1.顔面表情判断の反応時間の測定実験前年度に構築した実験用顔画像処理システムを利用して、山田が見いだした表情情報を組織的かつ系統的に変化させたときの刺激人物の顔画像を提示し、被験者には各顔画像の表情に対する感情カテゴリー判断を求め、被験者の各判断内容とその判断に要した反応時間を測定する実験を行った。手続きにおいては、各刺激画像をランダムな順序でシステムのディスプレイに表示した。

被験者には、判断をシステムの反応入力キ-で回答させた。本実験では、被験者の判断と刺激提示から被験者が反応するまでの時間を測定し記録した。一つの刺激画像に対する判断が終了したところで、システムは一定時間をおいて次の刺激画像を提示する。実験は個別に実施した。2.モデルの検証研究目的とするモデルの検証にあたっては、次のように行った。まず、上記の反応時間測定実験で使用した各刺激を、それぞれの表情情報の値から、前年度のSD法評定実験で求められた関数式に従って感情的意味次元空間に位置づけた。さらに、同じ空間に、上記の実験で使用した感情カテゴリー名も位置づけた。そして、各カテゴリー名と各刺激の空間上における距離を計算し、その距離を関数として上記の実験で得られた反応時間の分析を行った。以上の結果、顔面表情認知は、各感情カテゴリーのプロトタイプとの照合によって行われている可能性が示唆された。
都市地域再生に向けた学習地域モデルの開発

本研究では,知識社会における知識ネットワーク構造について検討し,主に生産活動における組織学習の役割の探求を行う.競争的環境において相互学習を伴う知識ネットワークのモデル化を試みる.企業間で相互学習が行われる場合における知識ネットワークの動態の評価を行う.本年度は,理論モデルの拡張,シミュレーション分析の実施,及び学習地域の調査を行った.学習地域のシミュレーションモデルの精緻化を行った.いくつかのケースを設定し,学習地域における知識ストック蓄積の動学シミュレーションを実施した.本モデルのシミュレーション分析から,企業間の相互学習には最適なタイムラグが存在すること,そして学習地域には最適なサイズが存在することが示された.学習地域に生じた技術的革新が,他の産業部門へ伝播拡散する効果を計測する一般均衡モデルの開発を行った.技術的な伝播拡散効果が生じるケースにおける補助金政策の効果をシミュレーションにより分析した.学習地域から生み出される技術進歩がもたらす長期的な経済効果を計測するためには帰着ベース便益の評価が重要であることが明らかとなった.また,家計部門を対象とした習熟プロセスのモデル化とシミュレーション分析を実施した.GISで利用可能な社会経済データを用いて,企業の生産性に及ぼすネットワーク効果を評価する手法を検討した.空間回帰モデルを用いて,学習地域モデルの重要なファクターである空間的スピルオーバー効果の計測を試みた.創造的知識形成による都市地域再生に向けて,学習地域を理論的・実証的に評価する方法について総括した.本研究は,知識社会における知識ネットワーク構造を対象として組織学習の役割について探求する。特に,生産活動における学習メカニズムに焦点をあてる。競争的環境において企業らが相互学習を行う場合の知識ネットワークのモデル化を試みる。企業間で相互学習が行われる状況を想定して,知識ネットワークがどのように形成されるのか,その動態特性を解析する。多様な知識の相互作用による学習メカニズムの構造の解明とそれがもたらす経済的な効果を分析する。市場経済システムにおいて学習地域が重要な役割を演じることを示し,これを支援する政策のあり方を提案することを目標としている。初年度は,本研究の位置づけを明確化するために,知識社会,学習地域,及び知識情報ネットワークに関する既存研究の成果の整理や既存文献のサーベイを行った。さらに,知識社会や科学技術政策に関する先進諸国の動向について調査を行った。また,国内外における学習地域の事例や産業クラスター政策について調査を行った。アメリカ,イギリス,フィンランド等における産業クラスターの事例を解析した。国内の具体的な事例として,愛知県内の企業ネットワークについて検討した。学習地域モデルを開発するために必要となる企業の知識投資理論,企業間の相互作用に基づく知識資本蓄積のモデル化の基礎となる微分ゲーム理論,学習メカニズムを具体化するためのニューラルネットワーク理論などについて検討を加えて,各理論の特性を比較分析して,学習地域モデルを設計するための理論的な枠組みを構築した。学習地域のプロトタイプモデルを開発し,そのモデルの理論的な特徴を解析した。本年度は、学習地域や知識社会に関する各種数理経済モデルについて資料収集を行った。国内外における学習地域の事例調査を行った。具体的な事例として、東三河地域の企業集積地を対象とし、企業間の学習機会について調査した。実践的共同体(Communities of Practices)の数理モデル(Huberman and Hogg (1995))を参考にして、学習地域モデルの開発を行った。複数の企業が知識を相互に学習しあう生産システムを想定して、静学的な企業間学習モデルを定式化した。この静学モデルを基礎に、微分ゲーム理論を応用して、モデルの動学化を行った。この理論モデルの解の挙動を明らかにするために、仮想的な数値データによるシミュレーションモデルを開発した。最適な企業内の自己学習と企業間の相互学習の動的な解を数値的に導出して、特徴を解析した。また、このモデルに物理的な空間を導入することで学習の距離減衰効果を組み入れ、さらに、多様な知識の相互作用の効果を表現するために、学習の時間遅延効果を組み入れた。学習地域における企業間の距離の影響や知識の新規性の影響を分析した。企業間の学習メカニズムと人間の脳がもつ学習メカニズムとの関係を分析し、相互結合型のニューラルネットワークモデルとの類似性を検討した。技術革新の普及段階における伝播拡散効果、情報伝達効果や習熟効果を考慮した学習モデルを構築した。本研究では,知識社会における知識ネットワーク構造について検討し,主に生産活動における組織学習の役割の探求を行う.競争的環境において相互学習を伴う知識ネットワークのモデル化を試みる.企業間で相互学習が行われる場合における知識ネットワークの動態の評価を行う.本年度は,理論モデルの拡張,シミュレーション分析の実施,及び学習地域の調査を行った.学習地域のシミュレーションモデルの精緻化を行った.いくつかのケースを設定し,学習地域における知識ストック蓄積の動学シミュレーションを実施した.本モデルのシミュレーション分析から,企業間の相互学習には最適なタイムラグが存在すること,そして学習地域には最適なサイズが存在することが示された.学習地域に生じた技術的革新が,他の産業部門へ伝播拡散する効果を計測する一般均衡モデルの開発を行った.技術的な伝播拡散効果が生じるケースにおける補助金政策の効果をシミュレーションにより分析した.学習地域から生み出される技術進歩がもたらす長期的な経済効果を計測するためには帰着ベース便益の評価が重要であることが明らかとなった.また,家計部門を対象とした習熟プロセスのモデル化とシミュレーション分析を実施した.

GISで利用可能な社会経済データを用いて,企業の生産性に及ぼすネットワーク効果を評価する手法を検討した.空間回帰モデルを用いて,学習地域モデルの重要なファクターである空間的スピルオーバー効果の計測を試みた.創造的知識形成による都市地域再生に向けて,学習地域を理論的・実証的に評価する方法について総括した.
海洋深層における乱流拡散率のグローバルなマッピング

まず、深層海洋大循環モデルの高精度化に不可欠となる乱流拡散係数のグローバルなマッピングを目指して、投棄式流速計(XCP)による水平流速の鉛直シアー構造の観測を、北太平洋から、北大西洋、南インド洋、さらには、南太平洋にまで展開した。すなわち、各大洋において、航走中の観測船からXCPを海洋中に次々と投入することによって、深さ約2000mまでの鉛直シアー構造を広範囲にわたって観測し、得られた鉛直10mスケールのシアー強度をGregg(1989)のパラメタリゼーションの式に代入することで深層における乱流拡散係数のマッピングを行った。その結果、「深層での乱流拡散係数が緯度30°をはさんで急変する」という顕著な緯度依存性をもつことなど、これまで全く予想されていなかった興味深い観測事実を明らかにすることができた。次に、現在までに集積したこれらの乱流観測値を、その主要なエネルギー源である内部潮汐波エネルギーの計算値と関連づけることで、各緯度・経度の内部潮汐波エネルギーの値から、その場の鉛直乱流拡散係数を予報する実験式を作成した。さらに、この実験式に、現実的な海底地形、密度成層、潮汐流を考慮した高精度の数値実験から得た内部潮汐波エネルギーの空間分布の情報を代入することによって、深海における鉛直乱流拡散係数のグローバルなマッピングを行った。その結果、鉛直乱流拡散の強い海域(乱流のホットスポット)が、緯度30°より赤道側の海嶺や海山の近傍に局在している様子を明瞭に再現することができた。今後は、こうして明らかにされた鉛直乱流拡散係数のグローバルな空間分布を深層海洋大循環モデルに組み込んで数値実験を行い、従来型のパラメタリゼーションを組み込んだ結果と比較することによって、本研究の成果を確認していく予定である。深層海洋大循環モデルの高精度化に不可欠となる乱流拡散係数のグローバルなマッピングを目指して、これまで北太平洋を対象に行ってきた、投棄式流速計(XCP)による水平流速の鉛直シアー構造の観測を、北大西洋、南インド洋、さらには、南太平洋にまで展開した。すなわち、各大洋において、航走中の観測船からXCPを海洋中に次々と投入することにより、深さ約1500mまでの鉛直シアー構造を広範囲にわたって観測し、得られた鉛直10mスケールのシアー強度をGregg(1989)の実験式に代入することで深層における乱流拡散係数のマッピングを行った。まず、2002年9月-10月、オランダ国立海洋研究所の研究船Pelagiaを用いて、北大西洋の64°Nから35°Nまでの計22地点で深層までの鉛直シアー構造をXCPによって観測し、乱流拡散係数を見積もった。その結果、大西洋中央海嶺に近い観測点では、乱流拡散係数はやや大きくなるものの、大部分の海域では、北太平洋での同じ緯度帯の結果とほとんど変わらず、約0.1cm^2s^<-1>の値であることがわかった。さらに、このXCP観測を南半球にまで展開し、2003年1-3月に行われた、東京水産大学・海鷹丸の練習航海中に、南西インド海嶺を横断する30°S近傍を中心として25本のXCPを投入、また、タスマニア島のホバートからニューカレドニア島のヌーメアに至る航路上で30本のXCPを投入することで、それぞれ、南インド洋、南太平洋の深層における鉛直シアー構造を観測した。これらの観測ラインは、いずれも北太平洋で乱流拡散係数の大きさが急変した緯度30°を横切るように設定されている。

今後は、北太平洋での観測結果から明らかにされた、乱流拡散係数の明瞭な緯度依存性が、世界の大洋で普遍的に存在するものかどうかに焦点をあてて、本年度の観測結果を解析していく予定である。将来の正確な気候変動予測の鍵を握る深層海洋大循環モデルの高度化に向けて、その最大の不確定要素である密度躍層内での鉛直乱流拡散係数の空間分布を解明するため、我々は、投棄式流速計(XCP)を用いた観測を北太平洋をはじめとする各大洋に展開し、得られた10mスケールの鉛直シアー強度をGregg(1989)のパラメタリゼーションの式に代入することで、鉛直乱流拡散係数を見積もってきた。本年度は、現在までに集積したこれらの乱流観測値を、その主要なエネルギー源である内部潮汐波エネルギーの計算値と関連づけることで、各緯度・経度の内部潮汐波エネルギーの値から、その場の鉛直乱流拡散係数を予報する実験式を作成した。緯度35゚以上では、M_2内部潮汐波の周波数が局所的な慣性周波数の2倍以下となるため、深海の内部波スペクトル内での主要なエネルギーカスケード機構であるparametric subharmonic instabilityの機構が働かない。この結果、海嶺や海山の近傍で多くの内部潮汐波エネルギーが与えられても、鉛直乱流拡散係数は小さいままである。これに対し、緯度20゚から30゚では、このparametric subharmonic instabilityの機構が働くようになるため、内部潮汐波エネルギーの増加とともに、鉛直乱流拡散係数は大きくなる。一方、緯度20゚以下では鉛直乱流拡散係数は小さく、特に、赤道では分子拡散レベルとなってしまう。次に、現実的な海底地形、密度成層、潮汐流を考慮した高精度の数値実験から得た内部潮汐波エネルギーの空間分布の情報をこの実験式に代入することで、深海における鉛直乱流拡散係数のグローバルなマッピングを行った。その結果、鉛直乱流拡散の強い海域(乱流ホットスポット)が、緯度30゚より赤道側の海嶺や海山の近傍に限られる様子が明瞭に再現された。
小ネジの締め付け力に関する教材開発

本研究では以下の2つの装置を開発した.1.ネジの締め付け時,ドライバーによるネジを押し込む力,回転トルクおよびネジによる締め付け力をリアルタイムに同時測定できる装置2.ネジの押し込み力およびスパナを用いたネジの締め付け時のスパナにかかる力を光弾性縞を観察できる装置また,これを40名前後のクラスにおける授業で展開し,実際に教材として活用した.具体的には,装置1において,十字型鋼板のロードセルに歪ゲージを設置し,鋼板の変形をその方向に合わせて歪ゲージにおいて測定する装置とした.装置2において,当初はアクリルを用いて光弾性縞を観察しようと試みたが,成果があまり得られなかったためエポキシ樹脂を採用し,明瞭な光弾性縞を観察可能にした.これまでの授業ではネジ締め作業のポイントとしてドライバーを垂直に押し込む力が重要であると指導してきた.学生の理解をより促すため,今回開発した装置を用いて定性的ではなく定量的に指導が行えるようになった.また,光弾性縞を観察することで荷重を材料(または工具)が受け止め,応力という概念を理解することの一助となった.教材を利用した学生にアンケートをとった結果,数値として示されることで,わかりやすかったという回答が90%を超え有用であることが実証された.光弾性の観察により応力について理解が増した回答が80%,機械工学に以前にも増して興味をもったという回答も62%という結果であった.開発した教材を用いた実習は高専に入学してすぐの学生に行い,アンケートを実施した.工学,今回の場合は特に機械工学を学ぶ導入の実習として興味を持ち意欲的に実習を取り組む動機となったと考える.本研究では以下の2つの装置を開発した.1.ネジの締め付け時,ドライバーによるネジを押し込む力,回転トルクおよびネジによる締め付け力をリアルタイムに同時測定できる装置2.ネジの押し込み力およびスパナを用いたネジの締め付け時のスパナにかかる力を光弾性縞を観察できる装置また,これを40名前後のクラスにおける授業で展開し,実際に教材として活用した.具体的には,装置1において,十字型鋼板のロードセルに歪ゲージを設置し,鋼板の変形をその方向に合わせて歪ゲージにおいて測定する装置とした.装置2において,当初はアクリルを用いて光弾性縞を観察しようと試みたが,成果があまり得られなかったためエポキシ樹脂を採用し,明瞭な光弾性縞を観察可能にした.これまでの授業ではネジ締め作業のポイントとしてドライバーを垂直に押し込む力が重要であると指導してきた.学生の理解をより促すため,今回開発した装置を用いて定性的ではなく定量的に指導が行えるようになった.また,光弾性縞を観察することで荷重を材料(または工具)が受け止め,応力という概念を理解することの一助となった.教材を利用した学生にアンケートをとった結果,数値として示されることで,わかりやすかったという回答が90%を超え有用であることが実証された.光弾性の観察により応力について理解が増した回答が80%,機械工学に以前にも増して興味をもったという回答も62%という結果であった.開発した教材を用いた実習は高専に入学してすぐの学生に行い,アンケートを実施した.工学,今回の場合は特に機械工学を学ぶ導入の実習として興味を持ち意欲的に実習を取り組む動機となったと考える.