hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオフロンティア界面の創成によるナノバイオセンシング

本研究は末端反応性ポリエチレングリコール(PEG)を機材表面に固定する方法論として、異なる鎖長のPEGを共固定する事により非特異吸着を極限まで低下するだけでなく、生体分子との共固定によりその機能を100%引き出す表面構築法を創出した。これはバイオ界面の基礎的研究だけでなく、様々に機能するバイオマテリアルの基盤技術として展開が可能である。固定化酵素のみならず、バイオセンサー、一分子計測、タンパク質チップなど、基材表面に様々な生体分子を固定し、特異的反応を認識させる試みは広く研究されている。しかしながら目的の相互作用だけを適格に認識させることは必ずしも容易ではなく、様々な工夫と苦労がなされているのが現状である。申請者らは両末端に異なる官能基を有するヘテロ2官能性ポリエチレングリコール(ヘテロPEG)の重要性にいち早く注目し、様々な官能基を有するヘテロPEGの選択的かつ定量的な合成法を確立し、上図に示すように非特異吸着を抑制しつつ特異的認識能を示す表面を構築してきた。この研究の中で、PEGブラシ鎖の鎖長を制御し、異なる長さを有するPEG鎖によるブラシが極めて高いタンパク質非特異吸着抑制効果を示すことを示した。さらに極めて最近、抗体を固定した表面にPEGブラシを固定することにより、非特異吸着を抑制するだけでなく、表面の抗体の認識能自身を向上させることを見いだした。このようなPEGの密度、鎖長を制御し、バイオナノ表面を造り込むことは、これまで達し得なかった生体分子自身の性能を100%引き出す可能性を有する。本研究ではブラシの作製と物理化学的特性(たとえば鎖長、混合比等によるブラシの運動性や水和能など)を検討するだけでなく、PEGブラシ先端の分子認識能、生体分子との混合ブラシ構造による新しい界面の造り込みを行い、バイオ界面のナノエンジニアリング概念を創成することにある。我々は両末端に異なる官能基を有するヘテロ2官能性ポリエチレングリコール(ヘテロPEG)の重要性にいち早く着目し、様々な官能基を有するヘテロPEGの選択的かつ定量的な合成法を確立し、非特異吸着を抑制しつつ特異的認識能を示す表面を構築してきた。これは、鎖長増加に伴うブラシ密度の低下を短鎖PEGブラシで補うことにより、高密度ブラシが容易に作製されるためである。この表面を利用して抗体との共固定化を行い、その認識能を評価した。Fab'フラグメントを金表面に固定し、その周りに様々なPEG鎖ブラシを構築した結果、PEG鎖長が増すごとに非特異吸着が低下するものの、抗体の検出感度も低下した。しかしながらFab'を固定化した後に分子量5千のPEGブラシを固定化し、さらに2千のPEGで高密度化を行ったところ、高密度化に伴い非特異吸着をほぼ完全に低下させるだけでなく、抗体の検出感度を飛躍的に向上させる事がわかった。この様な現象は表面の活性エステル表面に抗体を固定化し、高密度PEGを固定した磁性ラテックスELISAにおいても同様に確認された。これは高密度PEG鎖によって界面に固定した抗体のリフォールディング等の現象が起こっていることを考えないと説明できない。この表面を「ハイブリッド密生層」と命名した。ハイブリッド密生法による表面構築技術は様々な免疫計測機器のセンシング部分作製の基盤技術として有用である。ハイブリッド密生層はオリゴ核酸分子を用いた場合にも有効であり、DNA/PEGを固定した核酸ハイブリッド密生層を利用した遺伝子センシング、治療に展開をしている。18年度の基礎的研究で、活性エステルを有する磁性粒子表面に抗体を固定し、その周りに鎖長の異なるPEGを固定することによって、その免疫応答能が大きく向上することを確認した。これらを利用して磁性粒子ELISAに適用し、高感度システムの構築に成功した。また、表面プラズモン共鳴装置を用い、金表面へのFab'フラグメントの固定を行うとともにその周りに分子量5千のPEGブラシを固定化し、さらに2千のPEGで高密度化を行ったところ、高密度化に伴い非特異吸着をほぼ完全に低下させるだけでなく、抗体の検出感度を飛躍的に向上させる事がわかった。これらの結果をふまえて19度はそのメカニズム解析を行うとともに、新しい表面設計に関して以下のように検討を行った。(1)金表面へのFab'/mix-PEGハイブリッド密生層の構築条件と免疫応答能の相関:前年度に得られた知見を基に抗体、PEG鎖長の固定化量、割合、鎖長等を精密に制御し、免疫応答能の検討を行った。これらの解析には表面プラズモン共鳴装置を使うとともに、XPS等での解析も同時に進めた。(2)金ナノ粒子へのハイブリッド密生層の構築とその効果の検討:上記のようにして構築するハイブリッド密生層を金ナノ粒子表面に展開し、高性能免疫ナノ粒子の作製に関する検討を行った。また、作製したナノ粒子の分散安定性に関しても評価を行う。このためにはマルチウエルプレートリーダーにおける免疫測定を検討するだけでなく、光散乱測定、ゼータ電位測定等も検討を行った。(3)酵素/mix-PEGハイブリッド密生層の構築とその機能:抗体の代わりに酵素を用い、その作製条件と機能との相関に関して検討した。本年度は酵素活性を中心に検討を行った。

固定化する酵素としてはリパーゼを中心とし、さらにGDHに関しても検討を加えた。昨年度までの基礎的研究で、混合PEGブラシと生体高分子の密生相が高い認識能と非特異吸着抑制を示すことが明らかになりつつあった。これらの結果をふまえて今年度はその表面構築法をナノ粒子に展開し、様々な高機能ナノ粒子の設計を以下のように行った。(1)百ナノメートルサイズの粒子に抗体とPEGの共固定密生層を構築し、高感度ナノ診断に適一用する新しいナノ粒子の設計を行い、フェリチン等の微量分析を可能とした。(2)ナノ粒子の表面にPEG密生層を形成せしめ、オリゴ核酸との複合化を行い、その熱安定性を評価し、高温でも繰り返し利用できる材料を作製することに成功した(3)近赤外で発光するナノ粒子(アップコンバージョンナノ粒子)の表面設計を行い、生体に優しいバイオイメージング用材料の設計を行い、定量的検出ができることを明らかにした。(4)大気圧下で利用できるマイルドなプラズマ源を利用し、新しいバイオ表面の設計を行うための材料設計を行い、生体成分の非特異吸着抑制が可能な表面を容易に成功した。これら研究では特に平面で起こる免疫化学的増強効果がナノ粒子においても再現されるかが重要な点であったことから、作製したナノ粒子の分散安定性を光散乱測定、ゼータ電位等の測定で評価し、高い安定性を確認した。
内因性抗エリスロポエチン受容体抗体の機能解析

当研究室では、貧血の病態の1つとして知られているエリスロポエチン(erythropoietin ; EPO)低反応性に関与する可能性のある新規因子として、貧血患者の血清中に内因性の抗EPO受容体抗体を同定した。また、前年度までの臨床的検討から、ELISA法による抗EPO受容体抗体の吸光度の大きさと患者骨髄中の赤芽球や網赤血球数と相関を認めたことより、同抗体が貧血の病態形成に関与することが示唆された。そこで今年度は、抗EPO受容体抗体の生物学的特性を明らかにする目的で、さらなる生化学的検討に取り組んだ。1)血清からの抗体の精製はじめに、健常血清、疾患コントロール血清および抗EPO受容体抗体陽性の患者血清の精製を行った。血清をろ過した後に、IgGおよびIgM画分をアフィニティクロマトグラフィーで精製した。さらに、精製した低濃度の抗体は膜濃縮器を用いて濃縮した。2)抗体の特異性の検証上記により精製した抗体画分を用い、抗EPO受容体抗体と膜結合EPO受容体の特異的結合を検討した。まずEPO受容体を発現しているヒト白血病細胞株であるAS-E2の膜画分のライセートを作成した。次に精製したIgGまたはIgM抗体を加え、Protein A-sepharoseまたは抗ヒトIgM-sepharoseを用いて免疫沈降を行った。引き続きウェスタンブロッティングで確認した。その結果、抗EPO受容体抗体が陽性の検体では、ヒトFPO受容体の分子量に相当する場所にバンドを認めた。この結果より、抗EPO受容体抗体は細胞膜上のEPO受容体と結合することが示唆された。3)EPO依存性細胞株の増殖抑制試験次に、抗EPO受容体抗体のEPO依存性の細胞株の増殖に及ぼす影響を検討した。ここで用いた細胞はEPOおよびSCFで増殖することが知られているAS-E2細胞である。AS-E2細胞をEPOまたはSCF、および精製した抗体存在下に培養し、培養後の生細胞数を測定した。その結果、抗EPO受容体抗体が陽性の血清から精製したIgGおよびIgM検体はEPO依存性のAS-E2細胞の増殖を容量依存性に抑制することが判明した。なお、正常対照や疾患コントロールの抗体はAS-E2の増殖を抑制しなかった。以上の結果より、抗EPO受容体抗体の生物学的活性が示唆された。以上より、ELISAで検出された抗EPO受容体抗体のEPO低反応性を伴う貧血との関連が示唆された。
神経芽腫を形成するトランスジェニックマウス系統の確立

(1)アデノウイルスE1AB遺伝子が導入されたマウスは5匹作成された。3匹(♂2、♀1)のファウンダー72、73、74番は、およそ4週令にて結腸下降部に腫瘍が発生した。1匹のファウンダー36番では7週令において腎臓付近および小骨盤後腹膜さらに右上唇部に腫瘍が発生した。この個体からは体外受精により子孫を作出することに成功した。また残り1匹は何ら異常が発生しなかった。(2)病理組織学的な解析の結果、結腸下降部の腫瘍はカルチノイド、また上唇部および後腹膜の腫瘍は神経外胚葉腫瘍であることが明らかとなった。(3)ファンダー36系統は6世代を通り、各世代で神経外胚葉腫瘍がおよそ70%の個体において発生することが確認された。またそれ以外にしばしば腸閉塞により死亡する個体も出現した。そして、この系統は神経外胚葉を自然発症するマウスとして受精卵凍結にて保存した。ファウンダー36の神経外胚葉腫瘍は分子レベルでの腫瘍の解析のため、ヌードマウスへ移植後、培養細胞株の樹立を行い成功した。現在、この培養細胞を用い、腫瘍の特質および発生理由についてさらに詳しい解析が進行中である。
環境調和型鉛フリーゼロ光弾性リン酸塩ガラス材料の開発と構造

前年度に引き続いて,BaOを含有したリン酸塩ガラスの組成開発を実施し,2つの組成系において,非常に小さい光弾性定数を有するガラスを見出した。このことは,ゼロ光弾性(< 0.05 B),高屈折率(> 1.85),良耐候性(< 10-10 kg/mm2)を有するリン酸塩ガラスを提案したことに相当する。これらのガラス組成を含む,組成系に対する構造解析を実施した。未だ解析の途中ではあるものの,高分極率カチオン(Ba2+)の酸素配位数,PO4四面体の連結構造をそれぞれ,中性子線回折,核磁気共鳴法で調査し,ゼロ光弾性ガラス構造の特徴を提示できる段階まで至っている。現在までに得ている知見としては,リン酸塩ガラスにおける低光弾性を有するガラス構造には,長鎖のリン酸と短鎖のリン酸(リン酸四面体2分子程度)がバランスする必要があると結論付けるに至っている。すなわち,長鎖のネットワークが高分極性イオンを包み込み,ニッチな場所を短鎖ユニットが空間的に補填して,ガラス構造全体の電子分極率を一様にしているモデルに相当する。低光弾性を示すガラスの具体的な構造の提示と,光学物性の比較を行うことができる点で,当初の計画以上に進んでいると判断できる。リン酸塩ガラスといってもリン酸と酸化物の割合,種類ともに多様である。高分極性イオン酸化物に特化して低光弾性を示すガラスの具体的な構造を調査してきたが,未知のリン酸塩ガラスの光弾性定数を予測できるような構造パラメーター,組成パラメーターの取得に取り組みたい。当該年度では,光弾性定数が極めて小さいリン酸塩ガラスとして,BaO-SnO-P2O5-B2O3ガラス(論文公表済)に絞って,プリフォームロッドの作製と,その線引きについて実施した。プリフォームロッドは研究代表者の所属する研究室内で予め作製し,ガラスの軟化による延伸温度を調査し,その温度において適切な負荷をかけて,ファイバー線引きを実施した。この際,加熱による結晶化などは線引き後の光ファイバー内には生じず,連続的な延伸が可能であることを確認した。その上で,協力企業に依頼して,長尺のプリフォームロッドを得て,これをファイバー線引き委託を行って,ゼロ光弾性定数を有する光ファイバーを得ている。線引き条件において,特に上述した軟化延伸温度が非常に重要であり,研究代表者らの提示した温度条件を用いて,問題なく光ファイバーを作製することができた。得られた光ファイバーの光学特性(光損失特性,応力誘起複屈折性)を評価し,光損失については,商用化されている高鉛ケイ酸塩ガラスによる電流センサー光ファイバーと同等のおよそ2dB/mであり,あわせて,光ファイバーを曲げた状態における直線偏光角の保持性も良好であった。後者は,ガラスの曲げ応力に起因する光弾性効果が生じないことをあらわしており,高温で軟化延伸された光ファイバーにおいても,非常に小さい光弾性定数が保たれていると考えられる。現在,ガラス構造の観点から,光ファイバーとプリフォームロッドのネットワーク構造の比較を,磁気共鳴分光法を中心に実施し,解析を行っている。本申請課題の最大のテーマであった,鉛などの有害な元素を用いず,応力誘起複屈折率(光弾性定数)の極めて小さいガラス組成を見出し,実際の光ファイバーデバイス化に向けた光ファイバー線引き試験を実施できるステージに到達しているから。ガラス科学の探求として,ゼロ光弾性が生じる機構解明を構造の面から明らかにすることと,協力企業と鉛フリー電流センサー光ファイバー素子に結び付けるための光学装置の組み立て,および光ー磁気相互作用に関わる光ファイバーの光学評価を実施したい。次年度(2018年度)に国際学会(GOMD2018, Texas, USA)で発表する予定があり,旅費がかさむことが予想されたために次年度使用額として計上した。
沖縄における金銭の相互扶助システム「模合」に関する社会心理学的研究

沖縄県本部町の住人を対象にインタビューを行った。対象は25歳から60歳までの男女10名で、複数回にわたりインタビューを行った。また、対象者の内の一人が加入する模合「Kの会(仮称)」にも参加し、参与観察を重ねた。対象者の全てが模合に加入しており、平均では2つ程度、多い者では現在6つの模合に参加している。模合の動機として最も強いものは親睦を強めることにある。「親睦」といっても様々である。「那覇からこっちに来た人が、こっちでも友達欲しいという訳よ。その子の友達がこっちにいるんだけど、『じゃぁ模合しようか』って始めたわけさ」(25歳女性)というように新たに交友関係を構築しようと企画される場合がある。また「僕は、親戚があちこちに散らばってるわけさ。だから、何かないとみんなと顔合わせ無いわけ。それじゃ寂しいってんで『模合しよか』ってなったんです。」(50歳男性)など、親戚関係を保持する事を意図して企画される場合がある。このほか親睦模合のもっと典型的なものは、中高の同級生・職場の同僚・自営業者の同業者同士が母体となるものである事が確認された。また、親睦模合でも親睦以外の機能も有する場合がある。「Kの会」は、退職教員や役場職員、自営業者などを主なメンバーとしているが、町の将来像を模索することを目的の一つとしており、住民参加による芝居の公演を企画した。この芝居は民話を題材に方言で行われ、一つの地域興しと考えることができよう。一方「Kの会」のメンバーの一人は、「僕は客商売だからね、こういうところに来て、顔を広げておくわけさ」と「仕事上のつきあいの場」と見なす面もある。歴史的には、1970年頃までは地域ごとに比較的大きな金額の模合を行い、家の改修や新築費用に当てていた。近年そのような本来的な金融機能は著しく衰退し、上記のような多様な「親睦」の機能を有するように変容している事を確認した。沖縄県の地方紙である「琉球新報」および「沖縄タイムス」に掲載された記事の内,「模合」に関する記事を収集し分析を行った。「琉球新報」については97年1月1日以降、「沖縄タイムス」は98年1月1日以降の朝刊及び夕刊を対象とし、67件の記事を分析した。模合の行為者の属性をみると、男性41名、女性25名(性別不明1名)で男性が多くなっている。年齢は20歳から90歳まで幅広いが、平均年齢は54.4歳とやや高めとなる。模合の母胎となっている社会集団に注目すると、最も多かったのが学校の「同期生」というカテゴリーで19件であった。同期のなかでもとりわけ高等学校の同期生が多く、10件を数えた。次に多かったのは、「職場」「近隣」「同業者」に分類されるもので、それぞれ4件ずつを数えた。この内「職場」カテゴリーには退職者の集まりも含んでいる。このほか、子女の属するクラブの「父母会」、「趣味のサークル」などが認められた。模合の場では、単に金銭の流通のみが行われているわけではない。模合に伴う飲食やカラオケなどの遊興は当然の如く行われ、定期的な模合の座以外でも、模合仲間で旅行に出かけ、あるいはスポーツ大会に参加するなど、より頻繁な接触を持ち親睦を深めている。また、単に親睦的会合にとどまらず、模合のグループが核となって、救急手当の講習会を開催したり、ベンチャー企業をバックアップする団体を設立するなど、模合から新たに別の社会的活動を生み出してゆく例も見られた。かつての模合の機能は一義には実利的・経済的な相互扶助にあったが、現代の沖縄においては親睦的な機能にその比重が置かれている。人々は様々な機会を捉えては模合を行い、親密な人間関係を重層的に形成している。今後は、事例研究を行いより詳細な資料を得ると共に、なぜ沖縄にのみ存続し続けるのかについて考察してゆきたい。

「Kの会」は、退職教員や役場職員、自営業者などを主なメンバーとしているが、町の将来像を模索することを目的の一つとしており、住民参加による芝居の公演を企画した。この芝居は民話を題材に方言で行われ、一つの地域興しと考えることができよう。一方「Kの会」のメンバーの一人は、「僕は客商売だからね、こういうところに来て、顔を広げておくわけさ」と「仕事上のつきあいの場」と見なす面もある。歴史的には、1970年頃までは地域ごとに比較的大きな金額の模合を行い、家の改修や新築費用に当てていた。近年そのような本来的な金融機能は著しく衰退し、上記のような多様な「親睦」の機能を有するように変容している事を確認した。
ユニバーサル・ファッションの研究開発動向および教育内容に関する日米比較研究

ユニバーサル・ファッションに対する研究開発の動向とそれらに関する教育内容について日米の状況を比較研究することが、本研究の目的である。そのために、日本と米国において、それぞれ1970年代以降現在に至るまでのユニバーサル・ファッションの開発や取り組みの状況について、研究報告書・論文等、新聞・雑誌等の記事、アパレル企業の動向等を具体的に調査し、明らかにする。米国での動向の把握は、海外共同研究者の協力により、当該機関の図書館等での出張調査を効果的に進めることができた。平成15年度には、平成14年度に着手した1970年代から今日までのユニバーサル・ファッションの開発の経緯と具体的な商品等について、引き続き日米の状況を調査し、比較考察を試みた。1.国内の状況についてユニバーサル・ファッションへの取り組みの経緯を調査してきたこれまでの内容を継続し、さらに新聞、アパレル関連業界紙、雑誌等の記事を詳細に調査分析した。その結果、1990年頃から急速に注目され、大きく拡大した各団体の取り組みは、2000年以降にはやや減速傾向にあることが明らかになった。これには経済状況の影響などが影響していることは否めないが、取り組みを継続しているメーカーには、ユニバーサル・ファッションの理念が浸透し、その基盤の上に商品の企画開発が継続されている例が確認された。2.米国の状況については、Fashion Institute of Technologyの図書館等に所蔵されている文献資料に関する昨年度の継続的な調査を出張して行った。その結果、具体的な開発状況と教育内容について把握することができた。FITにおいては、法的な問題から、特にFashion部門よりもInterior部門で、ユニバーサル・デザインの教育が不可欠であり、その具体例を収集した。本研究は、ユニバーサル・ファッションに対する研究開発の動向とそれらに関する教育内容について日米の状況を比較調査するものである。そのために日本と米国において、それぞれ1970年代以降現在までにどのようなユニバーサル・ファッションの開発や取り組みがなされてきたかを、研究報告書・論文等、新聞・雑誌等の記事、アパレル企業の動向等を調査し明らかにする。米国での出張調査が不可欠であるが、これは海外共同研究者の協力により当該機関の図書館等での調査により効果的に進められた。平成14年度には、1970年代から今日までのユニバーサル・ファッションの開発の経緯と具体的な商品等について、日米の状況を調査した。1.ユニバーサル・ファッションの取り組みの経緯を、国内の状況についてこれまで調査してきた内容をさらに深め、新聞、アパレル関連業界紙、雑誌等の記事から調査分析し、経緯と問題点等を考察した。2.米国のユニバーサル・ファッションの開発動向調査のために出張し、米国で最もアパレル関連の文献資料の充実しているFashion Institute of Technologyの図書館および美術館、PhiladelphiaのThe University of the Artでの調査を行い、資料を収集・整理した。またファッションを中心に多岐にわたる分野の研究者を有するFITで、各領域における取り組みの動向を取材した。3.今後、収集した文献記事、写真、図像資料等によりデータベースを構築して、分析を進めると共に具体的な開発について、日米の開発企業を調査・取材する。以上の日米の比較分析し、今後の動向を展望する。さらに大学や高校におけるユニバーサル・ファッションの教育内容を調査し、今後の衣生活の教育に反映させたい。
萬葉集古写本の新総合校本による本文訓読の研究

1西本願寺本萬葉集の新複製を作成したが、点検して正誤表を全巻作成した。またその誤脱部分を訂正した萬葉集の新校本の底本となる改訂版を作った。2萬葉集新校本の漢字字体表を新たに作成し傍訓は片仮名で表記したが,従来の『校本萬葉集』等に取り上げなかったヲコト点を平仮名で表記し,さらに返点や合符の類の校異も試みて萬葉集の訓読の全てを明らかにしようとした。3萬葉集新校本の校異に使用する新点本として紀州本(後半),金沢文庫本,特に京大本赭訓を調査した。なお西本願寺本の近世初期転写本の田中本につき調査することにより底本たる西本願寺本を理解することが期待される。4同じく古次点本として桂本,藍紙本,尼崎本,紀州本(前半)を調査したが,金沢本特に元暦校本朱赭訓は原本に当る調査が緊要であり、これら諸本の断簡の調査も進めて来たがなお発見して新校本の校異に加えたい。5五代簡要等歌学書.古今和歌六帖等撰集の萬葉歌等の調査をさらに他の文献につき進め、古葉略類聚鈔索引を作成したが新校本に反映したい。1西本願寺本萬葉集新複製本と底本をするため,特に翻刻と削訂,声点節の注記の点検を行った.なお厳密を期する必要がある。2これと対校する仙覚新点本糸諸本の調査を重ね、特に念願の昭和美術館紀州本の調査を行い,複製本ではわからない朱訓点,削訂等明らかにできた。3新点本の特徴である朱特に青訓につき西本願寺本中心にさらに調査を進めたい.4新総合校本の形態につき漢字々体の方針は校本萬葉集等をさらに詳密にした方計を立てたが,諸本による異同注記方法はさらに検討を加える.5紀州本の前半は次点本系であり,これに近い定家本系,類聚古集を始め、さらに桂本・元暦校本等古次点本系古写本の調査を迫めてゆく.6束博「日本国宝展」で元暦校本,手鑑「翰墨城」桂本切,ほか五島美術館桂本・元歴校本・藍紙本・天治本,白鶴美術館元暦校本,高岡萬葉歴史館栂尾類切,立山博物館尼崎本切等調査し、新資料も断簡類で多いがなお調査を進めたい.1西本願寺本萬葉集の新複製を作成したが,これを底本とするために特に翻刻の部分の点検を行った。なお、厳密を期する必要がある。2これと対校する仙覚新点本系譜本の調査を重ね,昨年度原本調査の機会を得た紀州本の校本萬葉集との校合を進めた。3新点本の特徴である朱青訓の別のほかに,新点本に多いヲコト点等補助記号について調査を始め紀州本・京都大学本等の加点状況を調査した。4次点本系についても紀州本前半十帖のほかに調査を進め,尼崎本平安末期写の現存完本たる巻十六につき複製本の不備,校本萬葉集との校合の誤脱を指摘した。なお尼崎本断簡の知られる現存のものをサントリー美術館・思文閣・立山美術館等で原本調査を行った。5大阪青山歴史文学博物館・徳川美術館・東京国立博物館・茨城県立歴史館・天理ギャラリー・東京古典会古典籍展観大入札会などで栂尾切・藍紙本切・元暦校本・金沢本等の原本も調査して,これら次点本もさらに新点本との対校が望まれる。6類纂本である鎌倉初期写古葉略類聚鈔につき萬葉集の巻次による索引を作成し,さらに類聚古集の調査も進め,次点本の資料の整備を語学書にも及ぼしてゆきたい。1西本願寺本萬葉集の新しい複製を作成したが,特に翻刻の部を全巻に亘り厳密に実施して正誤表を作成し,誤脱部分を訂正して萬葉集の新しい校本の底本として使用出来る改訂版を作成した。

2この西本願寺本複製の翻刻改訂版を基礎として,新点本の校本完成に校異を進めて来ているが,なお厳密を期さねばならないと同時に紀州本巻十一以後,京大本赭訓の判読困難な調査,全訳文庫本の調査はほぼ完了した。3新しい校本の,漢字の字体につき『校本萬葉集』の字体表を修正,中央公論社版『日本書紀』も参考にしたが,『校本萬葉集』には記載されなかった諸本のヲコト点について調査発表し傍訓のカタカナと区別してひらがなで校異表に記載することにした。4次点本については,紀州本前半・尼崎本巻十六および断簡の『校本萬葉集』との校合は終り,藍紙本の『校本萬葉集』の誤脱も指摘出来たが,元歴校本についてはその朱,特に赭書入は巻一等を除き複製本は原色でないので原本を調査せねばならず、その可能性も考えられるので是非実現したい。なお高岡市萬葉歴史館所蔵尼崎本・春日本・金沢文庫本・栂尾類切・伊勢物語封入を十断簡,東京国立博物館所蔵藍紙本巻九断簡,センチュリーミュージアム所蔵尼崎本巻十二断簡,出光美術館所蔵手鑑「見努世友」桂本巻四,元暦校本巻十四断簡を調査した。5歌学書では一筆抄に次ぎ,冷泉家時両茅文庫後成自筆『古今風躰抄』に続いて『五大簡要』より定家本復元調査を試み,古葉略類聚抄複製の索引を作成し,校異のみならず,研究に便ならしめた。
開核性スマネン誘導体の合成と性質

不対電子を有する開殻性有機化合物は、ポーラロンに代表される電子移動メカニズムなどの物理現象の解明やスピントロニクス材料、有機強磁性体開発の候補化合物として興味が持たれてきた。最近、3回対称構造を有する分子(集合体)に生じる3nヶ所のスピンは、仮にn組のスピン同士で反強磁性相互作用が生じても必ず残りのスピンは残る、いわゆる「スピンフラストレーション」の状態となるため、開殻性物質デザインの手法として注目されている。本研究の対象とする分子は「スマネン」と呼ばれる3回対称性を有するお椀型共役炭化水素化合物であり、その構造の特徴として、非平面π共役構造を有していること、そして、非平面π共役構造上のスピン共役評価と、3回対称にスピンを導入した場合のスピンフラストレーションの観測を目的に研究を行った。26年度においては、はじめに25年度で検討を行ったスマネントリオンに関して、モノアニオン、ジアニオンに関する測定を完了し、論文作成を行い、投稿を完了した。スマネンジアニオンの吸収スペクトルについては論文に記載できなかったため、改めて測定を行い、SAC-CIを用いた計算による解析結果と良い一致を示すことを確認した。一方、3回対称化合物の別の例として、ニトロニルニトロシドをスピンユニットとする化合物の合成に着手し、大阪市立大学の鈴木修一氏との共同研究で、ヨードスマネンからの誘導化に成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。不対電子を有する開殻性有機化合物は、、ポーラロンに代表される電子移動メカニズムなどの物理現象の解明やスピントロニクス材料、有機強磁性体開発の候補化合物として興味を持たれてきた。最近、3回対称構造を有する分子(集合体)に生じる3nカ所のスピンは、仮にn組のスピン同士で反強磁性相互作用が生じても必ず残りのスピンは残る、いわゆる「スピンフラストレーション」の状態となるため、開殻性物質デザインの手法として注目されている。本研究の対象とする分子は「スマネン」と呼ばれる3回対称性を有するお椀型共役炭化水素化合物であり、その構造の特徴として、非平面π共役構造を有していること、そして、3回対称に置換基を導入することが容易であること、特に周縁部に3カ所のベンジル位を有していることが挙げられる。そこで、非平面π共役構造上のスピン共役評価と、3回対称にスピンを導入した場合のスピンフラストレーションの観測を目的に研究を行った。25年度ではスマネンのベンジル位を酸素化したスマネントリオンに焦点を当てた。その結果、スマネントリオンはC60よりも低い電位で多電子還元が進行し、最初の2電子までは可逆なレドックス過程を示した。1電子還元したラジカルアニオン種のスピンはお椀曲面全体に共役していることがESR観測で確認された。また近赤外領域に特徴的な極めて広い吸収帯を示し、これはSAC-CIを用いた計算による解析結果と良い一致を示した。一方、2電子還元体はESR不活性であり、シングレットビラジカルの寄与は小さいことが示唆され、この結果もまた計算による解析と良い一致を示した。スマネン誘導体のひとつであるスマネントリオンに関する詳細なレドックス過程の解析、およびラジカルアニオン種の観測に成功しており、本研究提案の際に目標とした最初のマイルストーンはクリアしたと考えている。またスマネントリオンが一般に有機分子の中では良好な電子受容性化合物と言われるフラーレンよりも更に低い電位で多電子の可逆な電子受容体になることは、今後の研究に大きなヒントとなることが期待され、次年度以後の研究に期待が持たれる。25年度に行ったスマネントリオンの還元反応に関する研究は、スマネントリオンアニオンラジカルの特異な近赤外領域での吸収帯や、フラーレンを凌駕する良好な可逆な電子受容特性など、様々な興味深い現象の観測に繋がった。引き続き26年度も関連研究を進めていく予定である。

一方で、スピンフラストレーションに関連するトリラジカル種に関しては、スマネントリオンの3電子還元体は不安定で取り扱いが難しいこともわかった。したがって、当初の最終目標であったスピンフラストレーションの観測に関しては、別な化学種を用いて検討を行う必要がある。そこで、26年度からは、新たにスマネンの芳香環上にニトロニルニトロシド基などの安定ラジカル種を導入した化合物群についての検討を開始する予定である。
不完備情報下でのメカニズムデザインの研究 : 公共財供給メカニズムを中心として

今年度は数年前から継続的に進めていた不完備情報ゲーム理論を用いた慈善家の寄付行動のモデル化の研究を完成させた。本研究は今年度、アメリカ合衆国に本部を置く公共経済理論学会の国際査読誌であるJournal of Public EcqnomicTheoryに掲載が認められた。本研究の第一の意義は、寄付行動をゲーム理論における協調ゲームに基づいてモデル化することを世界で最初に提案した点である。協調ゲームとは有名なゲーム形式のひとつで、完全情報の下では全員が協力することと、全員が協力しないことのふたつが均衡となる。寄付行動のモデルにおいては協力することは寄付すること、協力しないことは寄付しないこと解釈される。不完全情報下、とくにグローバルゲームと呼ばれる情報の不完全度が非常に高いケースでは、一部の慈善家が協力し、一部の慈善家が協力しないのであるが、これは現実を非常にうまく表現している。本研究の今年度における改良点を以下にあげる。まず慈善家の持つ利得(ペイオフ)を変更した。論文の査読者の指摘に従い、より準利他性と呼ばれる性質を表現した利得とし、それに合わせて論文を全面改訂した。準利他性は近年の行動経済学的研究により、寄付行動での慈善家に広く存在すると認められてきている性質である。また、均衡概念を変更した。従来は被支配戦略の逐次消去による均衡という概念を使っていたのだが、この均衡概念を用いるためには一部不自然な仮定が必要であった。今回、均衡概念をベイジアンナッシュ均衡へと改め、合わせて主定理の証明を変更した。それにより不自然な仮定を取り除いた。これらの変更により本研究は国際査読誌に掲載が認められる水準に改善された。本年度は、集合的な意思決定問題の中でも、複数の公共プロジェクト案のリストから実行するものを選択する問題を集中的に研究した。特に誘因両立性と投票者主権という重要な条件を満たす決定方法についての研究を行った。この問題をはじめに分析したのは1991年のバルベラ、ソネンシャイン、ジョウの三人によるエコノメトリカに掲載された論文である。彼らは、投票者の選好が分離性を満たすときに、誘因両立性の基本的条件である耐戦略性と投票者主権の最低限の条件である全射性を満たす方法は、プロジェクト毎に賛成者の構成があらかじめ定められた最低限の構成を上回る(集合論の言葉でいえば包含する)場合にそのプロジェクトの実行を認めるという方法のみであることを示した。ここで、投票者の選好が分離性を満たさない場合はどうなのか、という疑問が生じる。私は、ジローナ大学のドロス・ベルガ氏と大阪大学の芹澤成弘氏との共同研究により、全射性よりもより強い条件である非拒否権保持者と耐戦略性を共に満たす配分方法が存在するのは、選好が分離性よりも狭い範囲にある場合のみであることを示した。また、非拒否権保持者を弱め、非独裁者にした場合、これと耐戦略性を共に満たす配分方法は、選好が分離性よりも広い範囲にある場合でも存在することを示した。最初の結果は、投票者がプロジェクト間に相関関係があると多少なりとも考えた場合、非常に良い条件を満たす配分方法が存在しないという不可能性定理と解釈できる。本研究はほぼ完成し、近々大阪大学社会経済研究所ディスカッションペーパーとして公開される予定である。
近代日本における「満洲」ツーリズムに関する研究

研究目的ならびに研究実施計画に従い、満洲ツーリズムに関する一次資料の収集と整理を通して、その実態の一端を明らかにした。従来、日本の観光史上においては、満洲ツーリズムはほとんど記述されてこなかったため、その全体像自体が不明であった。この点に関しては、各地の大学図書館において閲覧・複写をした『満支旅行年鑑』がたいへん有効な資料であることが明らかとなった。『満支旅行年鑑』は、昭和14(1939)年から同19(1944)年にかけて刊行されており、ここから日露戦争以降における満洲ツーリズムに関するさまざまな出来事を跡付けることが可能である。この最初の成果は、人文地理学会大会の一般研究発表において、「満州観光の軌跡をたどる-『満支旅行年鑑』を糸口として-」(2001(平成13)年11月11日・神戸大学)として口頭発表をおこない、中国論入門書へ「満州観光の軌跡」(阪倉篤秀編著『さまざまな視点からの中国論』晃洋書房、2003(平成15年)として寄稿した。また、通常、図書館などには所蔵されにくい一枚もののリーフレットや、パンフレット類からは、満洲ツーリズムに関するより具体的な実態が読みとりうるため、こうした一枚資料の収集に取り組んだ。しかしながら、リーフレット・パンフレット類の全体像は明らかにできず、今後の課題として残った。なお、この点に関しては、「満洲観光と歴史遺産」(人文地理学会例会、2002(平成14)年4月20日・関西学院大学)として、口頭発表をおこなった。1.近代日本における「満州」ツーリズムに関する一次資料の収集とデータベースの作成を行った。収集した一次資料は、南満州鉄道株式会社や各地の鉄道局、観光協会が発行したものである。今回の研究費補助金を用いて収集した一次資料と、数年前より収集した同様の一次資料、ならびに国立国会図書館に所蔵されている同様の一次資料データと複写資料を統合して、データベースの作成を行った。このデータベースの内容に関しては、平成14年4月20日の人文地理学会第243回例会において、口頭発表を予定している。2.昭和14年版から昭和19年版までの6年間にわたって刊行された『満支旅行年鑑』を現物とコピーによって収集した。この年鑑は、同時代の満州ツーリズムの実態を把握するうえで大変有効な資料であることが明らかになった。この年鑑の分析は、平成13年11月におこなわれた、2001年度人文地理学会大会において発表した。発表タイトルは、「満州観光の軌跡をたどる-『満支旅行年鑑』を糸口として-」である。研究目的ならびに研究実地計画に従い、満洲ツーリズム(満洲観光)に関する一次資料の収集と整理を最初の課題とした。国立国会図書館をはじめ、複数の図書館や資料館において、同時期のツーリズムに関する案内書・ガイドブックの閲覧を通して事実関係の整理を行なった。また、満洲ツーリズムの実態については、これまであまり明らかにされてこなかったが、現時点での課題としては、当時の一般的なプリント・メディアの整理が必要であると思われる。そこで、通常、図書館に所蔵されない、一枚もののリーフレットやパンフレットに注目した。これらの資料は、現在のところまとまったコレクションもなく、その全体像についても全く明らかにされていない。そこで、収集・整理しえた、リーフレット・パンフレットを用いて、人文地理学会例会(第243回・2000年4月20日)において、「満洲観光と歴史遺産」として報告を行なった。リーフレット・パンフレット類の資料整理は今後の大きな課題である。
高対称性分子の特性を活用した有機導電・磁性体の開発と熱電材料への展開

Stilleカップリング反応を用いて結合させることにより、ベンゾトリチオフェンを中心骨格とするC3対称性分子1、2を合成した。分子1とTCNQを少量のアセトニトリルを加えながら混合磨砕し、得られた黒色粉末を洗浄することにより電荷移動錯体を得た。元素分析、振動分光測定から、分子1の価数は+1価近傍であると推測した。また、導電性、磁性の評価を行ったところ、半導体的挙動を示した。また、理論的解析により、分子1が+1価となった際には、電荷は1つのTPDT部位に局在化することが分かった。以上から、錯体中で分子1の価数は+1価近傍でC1対称性で安定化しており、分子内で電荷が不均化していると考えられる。有機超伝導体の超伝導転移温度は10 K台に留まっている。また、熱電材料の実用化には無次元性能指数ZT > 1が目安とされる中、有機熱電材料ではZT = 0.42が最高値であり、新材料の開発が課題となっている。このような状況に鑑み、本研究では、低対称性分子に比べて研究例の少ない高対称性分子の特性に着目し、それを活用することにより高い超伝導転移温度を有する超伝導体を含む多様な有機導電体・磁性体の開発を目的として以下の研究を行った。1.新規3回対称性分子の合成2.分子1とTCNQとの電荷移動錯体の作製と物性評価上述の分子1と7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethane (TCNQ)を少量のアセトニトリルを加えながら乳鉢上で混合磨砕し、得られた黒色粉末をアセトニトリルで洗浄することにより電荷移動錯体を得た。元素分析、ラマン、および紫外ー可視ー赤外分光測定から、分子1の価数は+1価近傍であると推測した。また、加圧成型試料の導電性評価を行ったところ、半導体的挙動を示した。さらに、粉末試料の磁化率測定を行ったところ、その温度依存性はキュリー的成分と定数項の和からなる局在系の磁性を示した。また、理論的解析により、分子1が+1、あるいは+2価となった際には、電荷は1つ、あるいは2つのTPDT部位に局在化し、3回対称性が失われた状態が求められた。これらのことから、錯体中でドナー分子の価数は+1価近傍で、構造はC1対称で安定化しており、分子内で電荷が不均化していることが予測された。当初設計した3回対称性分子は、中間体の合成反応において収率が低いことが分かった。そこで、計画を見直し、当初の計画とはやや異なる3回対称性分子を設計・合成した。さらに、得られた新規3回対称性分子を用いた電荷移動錯体の作製に成功し、予備的な結果を得ることができた。以上のように、申請書に記載した目的分子とはやや異なっているが、研究の目的達成に向けて着実に前進していると判断される。本研究では、有機超伝導体、有機熱電材料等を指向した多様な有機導電体・磁性体の開発を行っている。平成28年度は以下の研究を行った。【1】平成27年度に、3枚羽根のプロペラ型ドナー分子TEDO-BTT (2)を合成したことを報告している。本年度は、3回対称性分子2の羽根部分であるEDO-TTF-Iの陽イオンラジカル塩を作製し、その物性評価を行った。EDO-TTF-IとPF6、AsF6、SbF6、NO3、ペンタシアノプロペニド(C3(CN)5)陰イオンとの塩を定電流電解法により作製した。単結晶X線構造解析の結果、これらの塩は、組成がEDO-TTF-I分子:陰イオン= 2 : 1であり、EDO-TTF-I分子は2量化しながら積層しており、いわゆるβ'型と呼ばれる分子配列をとっていた。また、導入されたヨウ素の効果として、これらの塩において共通した構造を構築する上でヨウ素結合が重要な働きをしていることが分かった。導電性は半導体的挙動、磁化率は、室温付近で6.5ー7.5×10ー4emu molー1程度で、低温部で極大を持つ局在スピン系の挙動であった。さらに、ラマンスペクトルを測定したところ、低温までバンドの分裂は見られず、モット絶縁体であると結論付けた。【2】本研究では、有機材料の構造的特徴と熱電特性との関係を明らかにし、有機熱電材料開発における指針の導出を目的としている。しかしながら、本研究が対象とする試料は、微小、かつ脆い有機結晶である。そのため、市販のカンタム・デザイン社PPMS EverCool IIの大きく、かつ堅い無機材料を想定した純正試料ホルダでの測定が困難であった。そこで今年度は、新たな試料ホルダの開発に着手し、自作した試料ホルダを評価した。現在のところ、試料の熱電特性を正確に評価するには至っていないが、試料ホルダの素材や構造をさらに検討し、熱電特性の評価法の確立を目指している。3回対称性分子の羽根部分(EDO-TTF-I)のみを用いた陽イオンラジカル塩において、陰イオンの形状が大きく異なるにもかかわらず、EDO-TTF-I分子が同様の分子配列をとることが分かった。X線結晶構造解析の結果を検討し、EDO-TTF-I分子同士の間、EDO-TTF-I分子ー

陰イオンの間の相互作用から、ヨウ素結合が共通した構造を構築する上で重要な働きをしていることを明らかにしている。このことは、ヨウ素結合を用いた構造制御技術に関する重要な知見であり、本研究をさらに発展させる着想になった。また、本研究を熱電材料開発へ展開する上で重要となる有機熱電材料の計測技術の確立へ向けて、新たに試料ホルダを開発し、市販装置を用いてデータを得つつある。市販装置を用いて、微小、かつ脆い有機材料の熱電特性を正しく評価できるようになれば、これまで一部の専門家が自作の装置でしか行えなかった有機熱電材料の熱電特性評価が、一般の研究者・技術者にも普及することになり、一気に有機熱電材料開発が進展する可能性がある。以上のように、本研究の目的達成に向けて着実に前進していると判断される。有機熱電材料等を指向した多様な有機導電体・磁性体の開発を目的とし、平成29年度は主に以下の研究を実施した。【1】電解法により、KC(CN)3、または(TBA)C(CN)3を含む4,5-Ethylenedioxy-4'-iodotetrathiafulvalene(EDO-TTF-I)のエタノール溶液からC(CN)3塩の結晶を得た。元素分析の結果、EDO-TTF-I : C(CN)3 = 3 : 1で、水分子も含まれていることが示唆された。X線構造解析によりEDO-TTF-I分子から成る層とC(CN)3陰イオンから成る層が交互に積層していることが示唆されたが、C(CN)3陰イオンの乱れが激しく、陰イオン層の構造を決定するには至らなかった。一方、PF6、AsF6、SbF6、NO3、C3(CN)5塩では、EDO-TTF-I分子がBEDT-TTF導電体で見られるβ'型分子配列をとるのに対し、C(CN)3塩では、α''型分子配列をとることが分かった。しかしながら、EDO-TTF-I分子に導入されたヨウ素周辺の分子間相互作用について調べたところ、β'型の塩とC(CN)3塩で共通してI...S接触が観測された。すなわち、ヨウ素を導入したことにより、I...S相互作用により形成される構造単位が結晶構造を構築する上で重要な鍵となっていることが明らかになった。C(CN)3塩は、活性化エネルギー0.25 eVの半導体的導電性を示し、磁化率は、300 Kで1.2×10ー3 emu molー1、低温部で極大を持つ低次元性局在スピン系の挙動であった。さらに、ラマンスペクトルで電荷の不均化が示唆された。【2】前年度に引き続き、微小かつ脆い有機結晶の熱電特性評価のため、Lake shore社製Cernox温度センサーを組み込んだ試料ホルダを作製したが、年度の途中で試料ホルダが破損し、修復作業を進めている。Stilleカップリング反応を用いて結合させることにより、ベンゾトリチオフェンを中心骨格とするC3対称性分子1、2を合成した。分子1とTCNQを少量のアセトニトリルを加えながら混合磨砕し、得られた黒色粉末を洗浄することにより電荷移動錯体を得た。元素分析、振動分光測定から、分子1の価数は+1価近傍であると推測した。また、導電性、磁性の評価を行ったところ、半導体的挙動を示した。また、理論的解析により、分子1が+1価となった際には、電荷は1つのTPDT部位に局在化することが分かった。以上から、錯体中で分子1の価数は+1価近傍でC1対称性で安定化しており、分子内で電荷が不均化していると考えられる。3回対称性分子を用いた電荷移動錯体、また、3回対称性分子の羽根部分のみを用いた電荷移動錯体の作製、およびその物性評価を行う。特に構造解析、物性評価に適した単結晶試料を得るために、様々な結晶育成の条件検討を行う。
摂動QCDを超える予言へ向けた理論的定式化

QCDの理解は、ゲージ理論のダイナミクスの理解のみならず、標準理論の精密予言及び標準理論を超える物理現象への検出感度を高めるためにも未だ大きな重要性を持っている。QCDの高エネルギー現象は摂動論により記述できるが、更なる理解を推し進めるには、摂動論の予言に限界を与えているリノーマロン誤差の問題に対処する必要がある。。本研究では、摂動論に含まれるリノーマロン誤差を取り除き、より精密な摂動予言を与えるための理論的定式化の開発に取り組む。また得られる精密な摂動予言に基づき、系統的に非摂動効果を取り入れ、摂動論を超える予言を与えることを目指す。。
複数移動体の編隊制御

本年度はこれまで設計したモデル予測制御に基づく編隊制御系の性能評価に関する検証や未知環境における複数移動体の編隊制御に関する研究を行った.まず,これまで設計したモデル予測制御に基づく編隊制御系の制御性能を明らかにすべく研究を行った.これまで提案してきた制御手法では,移動体の台数増加に応じて計算時間が増加するため,その適用限界を示すことは重要となる.また,設計パラメータが制御性能に与える影響も陽に議論していなかったため,その設計指針なども明らかではなかった.そこで新たに数値シミュレーションと実機実験を行い,設計した制御系の適用限界と設計パラメータが制御性能に与える影響について検証を行った.それにより,設計パラメータの設計指針と提案した編隊制御系の適用範囲を示すことができた.また,実験では,より多くの台数においても提案手法が有効であることも示すことができた.次に,未知環境における複数移動体の編隊制御に関する研究を行った.これまで提案した編隊制御は,全ての環境情報が既知であるという仮定に基づいていた.しかしながら,現実には搭載したセンサから取得した不確かさを含むデータに基づき環境を認識・制御を行う必要がある.すなわち,不確かさを考慮したロバストな制御系設計が重要となる.この目的達成のため,まず問題を簡単化し,単体の移動体を目標位置まで誘導する問題を取り扱った.この問題に対して,センサデータから環境情報を抽出することを行った.抽出された環境情報は,センサデータの不確かさも陽に表すものとした.次に,抽出した環境情報に基づき,モデル予測制御により移動体を目標位置まで誘導する制御系を設計した.その有効性をシミュレーションにより検証した.本年度は,複数移動体の編隊制御に関する研究における初年度に当たり,複数の移動体が編隊を形成する際に生じる衝突回避問題を対象として,モデル予測制御に基づく制御則の提案,シミュレーションと実験による検証を行った.モデル予測制御に基づく衝突回避では,衝突回避のための不等式制約の下で最適な開ループ入力を求めるため,実装の際には離散時間の最適制御問題を解くことになる.すなわち,有限時間未来先までの離散時間の状態を予測し,その各予測時刻において衝突回避を考慮している.したがって,離散的な予測時刻でしか衝突回避を考慮していないため,得られた軌道に従って移動体が運動した場合に予測時刻間で衝突する可能性がある.特に,目標の状態への収束性を保証するには予測時間をある程度長く確保する必要があるため,サンプリング周期を十分短くできない場合があり,予測時刻間の衝突が深刻な問題となる.すなわち,本質的に離散化の影響を陽に考慮しなければ安全な衝突回避は実現できないと言える.そこで本年度は,編隊形成時において本質的に安全な衝突回避を実現するため、予測時刻間での衝避問題に着目し研究を行った.まず,1台の移動体が静止障害物を回避しながら目標位置まで移動する静止障害物回避問題を考えた.この問題に対し,離散化が障害物回避に与える影響を明らかにし,その影響を考慮した2つの制御手法を提案した.次に,1台の移動体の静止障害物回避問題で得られた知見を生かし,移動体同士の衝突回避問題に対して予測時刻間での衝突問題を陽に考慮した衝突回避手法を提案した.提案手法は,移動体群が移動しながら動的に形状を変化するような場合でも予測時刻間での衝突回避を実現できることを示し,実機によってもその有効性を確認した.これによりモデル予測制御に基づき本質的に安全な衝突回避を実現できたと考えられる.本年度はこれまで設計したモデル予測制御に基づく編隊制御系の性能評価に関する検証や未知環境における複数移動体の編隊制御に関する研究を行った.まず,これまで設計したモデル予測制御に基づく編隊制御系の制御性能を明らかにすべく研究を行った.これまで提案してきた制御手法では,移動体の台数増加に応じて計算時間が増加するため,その適用限界を示すことは重要となる.また,設計パラメータが制御性能に与える影響も陽に議論していなかったため,その設計指針なども明らかではなかった.そこで新たに数値シミュレーションと実機実験を行い,設計した制御系の適用限界と設計パラメータが制御性能に与える影響について検証を行った.それにより,設計パラメータの設計指針と提案した編隊制御系の適用範囲を示すことができた.また,実験では,より多くの台数においても提案手法が有効であることも示すことができた.次に,未知環境における複数移動体の編隊制御に関する研究を行った.これまで提案した編隊制御は,全ての環境情報が既知であるという仮定に基づいていた.しかしながら,現実には搭載したセンサから取得した不確かさを含むデータに基づき環境を認識・制御を行う必要がある.すなわち,不確かさを考慮したロバストな制御系設計が重要となる.この目的達成のため,まず問題を簡単化し,単体の移動体を目標位置まで誘導する問題を取り扱った.この問題に対して,センサデータから環境情報を抽出することを行った.抽出された環境情報は,センサデータの不確かさも陽に表すものとした.次に,抽出した環境情報に基づき,モデル予測制御により移動体を目標位置まで誘導する制御系を設計した.その有効性をシミュレーションにより検証した.
アインシュタインの光電効果を用いた電子回路基板の非接触・非破壊検査に関する研究

電子回路基板の配線に用いられる金属にUVキセノンパルス光源を照射したときの光電子放出確率の基本的測定、ならびに、その表面状態依存性と真空度依存性などの基本的測定について昨年度実施した成果にもとづいて、今年度はUVキセノンパルス光源の走査・照射システムの設計・製作を行い、実用に供することができる配線基板の断線・短絡・導通の検査アルゴリズムとプログラムの開発を行って、光電効果による非接触・非破壊な光探針検査法を完成させるとともに、他分野への応用展開を検討することを目指して以下の研究を実施した。1)現有しているXYステージに真空チャンバーを取り付け、計測制御用パソコンからXYステージを制御することにより、真空チャンバー内の配線基板の任意の位置にUVキセノンパルス光源を集光照射することによって放出される全光電子数を検出するXYステージ走査型光電子電荷量測定システムを開発した。2)上で開発したXYステージ走査型光電子電荷量測定システムを用いて、配線基板の断線・短絡・導通の検査アルゴリズムとプログラム開発を行った。検査方法として以下の現象を利用した。(a)光電子を捕獲する電極電位をある値Vに保っておき、電気的に浮いている配線の部位Aに紫外光を照射すると、光電子の放射に対応した正電荷がその配線に蓄積され、電位が上昇する。(b)さらに、照射を続けるとその電位は捕獲電極電位Vまで上昇・飽和し、光電子放出が提言する。(c)この状態でその配線の他の部位Bに紫外線を照射すると、部位AB間が導通していれば飽和状態は変わらないし、断線していればその断線部位の電位は初期状態から捕獲電極電位Vまで上昇・飽和する。(d)このことは異なる配線間の短絡状態の検査にも適応できる。以上の検査アルゴリズムは原理的に可能であった。光短針ビーム径の小径化と走査速度の高速化が実現できれば、本研究の実用化の可能性は高い。アインシュタインの光電効果は、ある金属の仕事関数以上のエネルギーを持った光を金属に照射すると光電子を放出するという現象である。この光電効果を用いて、近年ファインピッチ化の著しい基板配線の断線・短絡・導通を非接触で検査する非接触光探針法の開発の可能性を調査することを本研究の目的としている。このために本年度は、光電子放出を測定するための光電子電荷量測定システムの構築と光電効果の金属表面状態と真空度依存性の調査を以下のように実施した。1)補助金にて購入したUVキセノンパルス光源と分光器、さらに、設計・製作した電荷検出回路と、電極導入端子と光学窓付き真空チャンバーを組み合わせて、UV単色光を真空中で基板試料に照射したときに放出される光電子の数、すなわち、光電荷量を測定する光電子電荷量測定システムを構築した。この場合、現有している計測用パソコンを用いて、単色化したUVパルス光と同期して電荷検出回路が動作して、パルス毎の放出電荷量の時間応答が測定できるシステムとした。2)基板配線に用いられる金属は主に銅であり、ある場合においては金、ニッケル、あるいは半田合金等がメッキされている。これらの金属の仕事関数(銅:4.18eV、金:4.90eV、ニッケル:4.01eV)以上のUVパルス光を照射したときに金属から放出される光電子の測定を、前項で構築した光電子電荷量測定システムを用いて行った。その結果、光電効果で予測されるように仕事関数以上のUVパルス光で光電子放出が確認された。しかし、金属の表面状態と真空度に依存した。良く集光したUVパルス光の複数回の照射によって、金属表面が浄化され、期待される光電子放出が得られることが明らかになった。