hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近世日本における書籍・摺物の流通と享受についての研究

また、小千谷市田中家・大滝家所蔵の古書籍について調査を行ったが、いずれも未完了である。【3】書籍・摺物の出版・流通・享受に関する文献目録について(a)近世日本を中心とする書籍・摺物の出版・流通・享受に関する文献目録の充実を図り、研究成果公開促進費(一般学術図書)の交付を受け、1997年11月『近世書籍研究文献目録』としてぺりかん社より刊行した。【1】書籍の流通業者について(a)貸本屋に関するデータの収集信州大学附属図書館等所蔵本の調査から貸本印の収集を行い、そのデータをcsv形式で入力した。また、引札等から本屋の貸本営業に関する記事を収集した.(b)仕入印データの収集信州大学附属図書館を始めとする諸機関、また個人蔵書からの収集を継続し、その成果の一部として、日本近世文学会平成10年秋季大会において「仕入印と符牒」と題する研究発表を行った。(c)売弘書律データの収集前年度に引続き、主として明治初期刊本に備わる売弘書律一覧記事を収集し、データ化した。(d)上記収集データの総合地域ごとに配列した書商の名寄せの形で上記データを総合し、冊子体の報告書とした。【2】書籍の享受についての調査・研究松本市安西家・上松町武居家・小千谷市高橋家の蔵書調査を行った。その内武居家の蔵書についての研究は「木曽上松宿武居家の蔵書」と題して『中央大学国文』第42号に発表した。
ロシアの極東進出と日本ーシベリア鉄道の健設をめぐって

ロシアのシベリア鉄道建設開始のしらせ(1891年)は日本にとって衝撃であった。列強の勢力が極東で大きくなる前に大陸進出を企図していた日本支配層はこれによりその進出スケジュ-ルを早める必要にせまられたのである。日清戦争はこの日本の企図の現れであったが,ロシアの妨害で成果は小さく,朝鮮,満州をめぐる日露の対立はつづいていた。20世紀になってロシアは満州に積極的に進出し日本も態度を硬化していた。ヴィッテとクロパトキン,ベゾブラ-ゾフらの対立をふくみながらロシアは日本への強硬な姿勢をくずさず,日本もシベリア鉄道の未完成,輸送力の弱体を一要因として開戦にふみこんでいった。ロシアにおける革命の進展に助けられて日本はかろうじて勝利をえたが,その間,シベリア鉄道をめぐるロシア政府,革命派,日本側の動きは戦争の動向に大きな影響を与えた。日本と講和した後もシベリア鉄道は重要な革命の中心であった。この革命が中国、朝鮮にもいくつかの影響を与えている。今回の研究で中国の民衆運動,シベリア鉄道における反戦運動,革命運動の研究に新たな知見をえてそれを本報告にもりこんだが,まだ充分なものとはいえない。また,ロシア側の日本への対応についても新らしい論点がえられたものの,まだ充分に展開しきれていないところもあった。本研究を継続していくなかから豊かな実りがえられるものと思っている次第である。平成元年度には、この課題のなかでとくに日露戦争前のロシアの極東政策を研究した。そのさい、科研費で購入したロシア語の史料は大いに有用で、ロシア側の日本への対応についていくつかの新たな知見をえた。その一つは、ベゾブラ-ゾフ、クロパトキン、ヴィッテの極東視察報告で、これらの比較検討がロシア政府内部での対日政策決定過程の研究に重要であるということができる。また、日露の対立点である朝鮮をめぐる問題で、ロシアが朝鮮をどうみていたのかという点をもっと明らかにしておかねばならないのだが、この点は現在のところ全く手についていない。さらに、これは技術的なことだが、この時期のロシアの機関車の性能、能力や寒冷期での給水問題、燃料問題などももう少し明らかにしたい点である。これは実際にシベリアに行き、ソ連の鉄道当局から話をきいたり、現地視察などしなければ実体は明らかになりにくいので、出来れば、来年度にシベリアへ行ってみたいと思っているが、科研費で行くことが出来るといいのだが。つぎに日本側の対応の点だが、山県など軍首脳、伊藤博文など政府首脳のロシア観、シベリア鉄道建設への対応を検討しているが、これには科研費による書物購入が有用であった。山県らによる「軍備意見書」の逐年的な検討に加えて、山県以外の軍関係者、海軍側の動向も研究していきたい。しかし、この点はまだ研究は進展していない。本年度はこれまで進展していない部分の研究と新たな論点の展開による史料の入手によって研究を進めていきたいと考えている。平成元年度にはヴィッテ,クロパトキンなどの極東への対応を検討したが,まだ未解決の問題をかかえたまま平成2年度をむかえた。本年度は,極東の政治情勢をふまえつつ東清鉄道の建設問題,シベリア鉄道の輸送問題を検討した。ここでの重要問題は建設資材,労働力をどこから,いかに調達したか,建設はいかにすすめられたかなどの諸点を明らかにすることであるが,東清鉄道の場合には中国民衆の動向が重要で,民衆による妨害行動とそれへの対抗策について新たなる知見がえられた。また,シベリア鉄道の輸送力についてはいくつかの回想や資料から具体的なイメ-ジがうかんできた。輸送能力の弱体性は日本が日露戦争開戦を決意する一つの要因であり,これの補強をどの程度意図していたかということがロシア側の戦争準備とかかわって重要なのだが、これも新たな資料からロシア側に全くその用意がないことがわかりロシア側の日本に対する意図を測定する材料を補強することが出来た。

他方,平成元年度に購入した日露戦争関係のマイクロ・フィルムをよみすすめたが,ロシア軍兵士の日露戦争参加の記録が興味ぶかく,軍隊内の規律,気分を日本軍兵士と比較すると日露戦争のあり方を改めて考える視点がいくつかえられた。つまり日露戦争は両国の民衆をいかに積極的に戦争に参加させるかが重要だが,この記録はロシア側の動向を検討する素材として多くの有益な事実を含んでおり,従来の記述をいくつかの点で修正させる内容をふくんでいる。現在,これらの材料をどうまとめていくかが課題となっている。
Wilson病の遺伝子診断に関する研究

先天性銅代謝異常症の代表的疾患であるWilson病の遺伝子診断法の確立を目的として,本症患者における原因遺伝子の構造解析を行った.肝生検を施行し得たWilson病患者4例の肝組織よりRNAを抽出した.また,これらの症例を含む26例の末梢血よりgenomic DNAを抽出した.肝RNAよりRT-PCR法を用いて約270-950塩基対の大きさに11種類の断片を増幅した.これらのPCR産物を5%の非変性ポリアクリルアミド・ゲルに電気泳動し,サイズを正常コントロールと比較した.1例において,エクソン5を含む断片が正常より約160塩基対小さいバンドが描出された.この断片の塩基配列を決定したところ,エクソン5が完全に欠失していた.次に,genomic DNA上のどのような変異によりエクソン5のスキッピングが生じたかを検討するために,エクソン5を含む断片を本症例のgenomic DNAより増幅し,その塩基配列を決定した.その結果,イントロン4とエクソン5との境界部位より5塩基対上流(スプライシング・アクセプターサイト)におけるTからGへの点突然変異が認められ,この変化によりエクソン5が欠失したと考えられた.他の症例中2例においては,4番目の膜透過部位上に,GからTへの点突然変異が認められ,その結果,779番目のアルギニンがロイシンに変化していた.また,この変化により,この部位の制限酵素Hap IIの認識部位が消失した.これを利用し,この領域を含むエクソン8をPCRにて増幅し,Hap IIにて切断,8%ポリアクリルアミド・ゲルに電気泳動しそのサイズを検討することでこの変異を極めて簡便に検出できることを見出した.この方法を用いて,26症例(52 alleles)のエクソン8を解析した結果,約26%のallelesにこの変異が認められ,本邦患者において比較的頻度の高い異常であることが示唆された.また,本法により,1/4以上の患者の遺伝子診断が可能であると考えられた.先天性銅代謝異常症の代表的疾患であるWilson病の遺伝子診断法の確立を目的として,本症患者における原因遺伝子の構造解析を行った.肝生検を施行し得たWilson病患者4例の肝組織よりRNAを抽出した.また,これらの症例を含む26例の末梢血よりgenomic DNAを抽出した.肝RNAよりRT-PCR法を用いて約270-950塩基対の大きさに11種類の断片を増幅した.これらのPCR産物を5%の非変性ポリアクリルアミド・ゲルに電気泳動し,サイズを正常コントロールと比較した.1例において,エクソン5を含む断片が正常より約160塩基対小さいバンドが描出された.この断片の塩基配列を決定したところ,エクソン5が完全に欠失していた.次に,genomic DNA上のどのような変異によりエクソン5のスキッピングが生じたかを検討するために,エクソン5を含む断片を本症例のgenomic DNAより増幅し,その塩基配列を決定した.その結果,イントロン4とエクソン5との境界部位より5塩基対上流(スプライシング・アクセプターサイト)におけるTからGへの点突然変異が認められ,この変化によりエクソン5が欠失したと考えられた.他の症例中2例においては,4番目の膜透過部位上に,GからTへの点突然変異が認められ,その結果,779番目のアルギニンがロイシンに変化していた.また,この変化により,この部位の制限酵素Hap IIの認識部位が消失した.これを利用し,この領域を含むエクソン8をPCRにて増幅し,Hap IIにて切断,8%ポリアクリルアミド・ゲルに電気泳動しそのサイズを検討することでこの変異を極めて簡便に検出できることを見出した.この方法を用いて,26症例(52 alleles)のエクソン8を解析した結果,約26%のallelesにこの変異が認められ,本邦患者において比較的頻度の高い異常であることが示唆された.また,本法により,1/4以上の患者の遺伝子診断が可能であると考えられた.
トリパノソーマ原虫で見出されたras関連遺伝子のクローニング

感染マウス流血中からDEAE-セルロースカラムにより99%以上の純度で分離できたTrypanosoma brucei gambiense(Tbg)を材料に、既に抽出してあったgenomicDNAおよびとtotal RNAを使用した。まず、total RNAに対してノーザンブロッティングを行い、転写産物のレベルでc-H-ras類似関連遺伝子が存在するかどうかを確認した。当初の、c-H-ras cDNAをインサートに持つプラスミドから作製したプローブを用いた実験では、陽性対照のヒト株化腫瘍細胞Ej中に発現しているc-H-ras mRNAと同じ長さのあたりに、弱いシグナルが得られた。更にTbgのmRNAを分離精製して解析を進めるために、spliced leader配列の39塩基中、5'末端側の25塩基配列に対して相補的な配列を持つオリゴヌクレオチドをビオチン-ラベルで合成し、これと水素結合したmRNAをストレプトアビジン結合磁気ビーズにより回収する方法を採用した。結果は、同時に比較として行なった従来のoligo-dTリガンド結合磁気ビーズを用いたものより回収率は良好であった。これにより集めたTbgのmRNAを対象にノーザンブロット解析を行った。当初のものより厳密にc-H-rasのcDNA領域に限定したプローブを作製して、このmRNAポピュレーションを調べると、比較的強いシグナルを与えるバンドが、Ej細胞中のc-H-ras mRNAの半分ほどの長さのあたりに認められた。次いでハイブイダイゼーションによるクローニングを行なうため、サザンブロット解析による条件設定を行なった。先述のgenomicDNAをDralによって消化し、電気泳動後ナイロンメンブレインに転写た後、先述の新たに作製し直したプローブを用いて、複数のシグナルを得た。最後に、さきに分離精製したTog mRNAから、通常の方法でcDNA二重鎖を合成し、lambdaMOSSloxファジ-ベクター及び、現報告者らが開発したpKE1プラスミドベクターにつないで、各々ハイブリダイゼーションにより陽性ベクターを釣り上げ、第2、第3次スクリーニングを行い、ベクターの標的を絞りこんだ。この後、pBluescript系ファージミッドベクターへサブクローニングを行い、ジデオキシ法にて塩基配列を解析中である。
ミセル触媒作用を利用する還元性生理活性物質の増感化学発光分析法

1.化学発光(CL)試薬であるビス(ペンタクロロフェニル)オキザレート(TCPO)とペリレンを含むクロロホルムを溶解した界面活性剤溶液に,種々の還元性生理活性物質を加えて,CLを観測した。その結果,アスコルビン酸およびシステインを加えたとき,グルタチオン等の他の還元性物質を加えた場合と比較して,CL量は著しく増大した。つぎに,アスコルビン酸を用いて,CL量に及ぼす界面活性剤および緩衝剤の影響について検討した。その結果,界面活性剤にはカチオン性界面活性剤である塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムが,また,緩衝剤にはイミダゾールが適当であることを明らかになった。そこで,アスコルビン酸について最適なCL反応条件を検討した。最適反応条件で,本法のアスコルビン酸に対する定量感度を求めたところ,定量範囲は1.0x10^<-7>M1.0x10^<-5>M,また,検出下限は1.0x10^<-8>Mとなった。本研究結果から,本法のアスコルビン酸に対する定量感度が従来法に比較して,非常に優れていることが明かになった。2.従来のTCPOのCL反応において,酸化剤である過酸化水素が必要であるが,本CL系では反応開始時に過酸化水素を加えなくても,CLが発現した。その理由はミセル触媒作用により,アスコルビン酸が酸化されて,過酸化水素を生成するためと考えた。そこで,Ti-PAR法により生成する過酸化水素の定量を行ったところ,アスコルビン酸の約5%が過酸化水素に変換されることが明らかになった。なお,過酸化水素はアスコルビン酸がデヒドロアスコルビン酸に酸化される過程で生成したものと考えた。また,ミセル触媒作用の効率は用いる有機溶媒により異なり,ヘキサンを用いた場合,過酸化水素の生成量は最も大きかった。
独占的競争国際貿易モデルの拡張可能性に関する研究

1.独占的競争の国際貿易モデルにおける需要面について検討するため、関連文献のサーベイを行った。そこでは、代表的アプローチである、"Love of Varietyアプローチ"と"Ideal Characteristicアプローチ"を比較すると同時に、両アプローチの統合の必要性についても検討した。その結果、両アプローチの定式化は大きく異なるが、貿易モデルを構築した際に得られる貿易パターンについての結論は、どちらのアプローチでもほぼ同じであることが明らかになった。そして、両アプローチを統合する新たなアプローチを開発するよりは、多少の現実妥当性を犠牲にしても、モデルの扱いが簡単になる"Love of Varietyアプローチ"を採用するのが相対的に望ましいという暫定的な結論を得た。ここからさらに発展させた「測度論的アプローチの適用可能性」については、現在研究が進行中である。2.一方、独占的競争国際貿易モデルの供給面については、「(製品)バラエティについての収穫逓減・収穫一定・収穫逓増」といった概念を用いたモデルの分類・開発が有益となることが明らかとなった。この概念に基づけば、従来からの独占的競争国際貿易モデルは「バラエティについての収穫一定」の側面を強調したものと言うことができる。また、最近盛んになっている「通信ネットワークと貿易」あるいは「商社ネットワークと貿易」といったような問題について理解を深めるためには、「ネットワーク外部性」を貿易モデルに取り込む必要が生じてくるが、そうした際には「バラエティについての収穫逓贈」という概念を導入したモデルの構築が不可欠となることも明らかになった。現時点では、こうした貿易モデルの開発はまだ手薄であり、「輸送費用とネットワーク外部性を導入した貿易モデル」の構築を目指して現在研究が進行中である。
スポーツの意味作用を問い直す

本研究の目的は、沖縄の歴史を踏まえ、沖縄に住まう人々が東京オリンピック(1964年)、国民体育大会(1973年・1987年)、そして高校野球を通して、どのように「沖縄人であること」や「日本国民であること」を構築し、生きてきたのかを描き出すことにある。スポーツの文化的事象は、複雑かつ多面的な意味作用を持っているが、本土(東京)における意味づけは沖縄の抱えている現実の諸問題を忘却させる作用があり、それと異なる沖縄固有の意味解釈について、今後もより深い探求が必要である。本研究の目的は、具体的な時代と地域を特定した上で、人々にとってのスポーツイベントの意味作用を分析することにある。特に、歴史を踏まえて、沖縄に暮らす人々が東京オリンピック(1964年)や国民体育大会(1973・1987年)を通して、どのように「沖縄人であること」や「日本国民であること」を構築し、生きてきたのかに関して、その文化的社会的諸相を探ることである。3年計画の初年度において、以下の研究成果が得られた。1.沖縄の文化と社会に関する歴史書、日の丸・君が代など日本政府と沖縄に関する著作、さらに東アジアにおける沖縄の政治性に関する著作を収集し、その分析と考察を行った。2.沖縄における二つの国体である若夏国体(1973年)と海邦国体(1987年)に関する記録映像を沖縄県立公文書館で視聴・分析し、それぞれのイベントの社会的文化的背景を考察した。3.American Anthroporogical Association 108th AnnualMeetingにおいて、日本におけるオリンピック大会の開催とその政治性について発表し、人類学者たちと議論した。4.イェール大学の教員との議論や図書館での資料渉猟から東アジアにおける沖縄の政治性に関する英文著作を手に入れ、分析した。5.The International Journal of The History of Sport (Vol.27-3,2010年3月発行)において、"The Creation of Professional Sports Leagues in Japan : A Cultural Histoly of Human Networks"と題する日本におけるスポーツ文化の受容形態と文化的諸特徴に関する論文が掲載された。6.研究代表者のホームページが充実し、国内外の研究者などとの議論、そして教育現場に還元するための基礎が築かれた。
ヒト視覚野における物体カテゴリ表現の時間的構造の解明

今年度は,昨年度計測していた脳磁場信号,fMRI信号から大脳皮質上電流分布推定を行い,ヒト視覚野における物体カテゴリ表現の時間的構造の解明に向けた本格的な解析を実施した.大脳皮質上に推定された電流分布から,高次視覚野にあたる部位の電流値に対して脳情報デコーディングを適用し,被験者に提示していた物体に対応する物体カテゴリを予測することによって高次視覚野に物体カテゴリが表現される時刻を推定した.本研究では物体カテゴリを階層的に定義することによって約40種類の物体カテゴリについてそれらが表現される時刻を推定することを試みた.その結果,物体カテゴリの抽象度間で物体カテゴリが脳活動に表現される時刻に有意差は無く,複数の抽象度の物体カテゴリが時間的に並列にヒト高次視覚野に表現される可能性が示唆された.また,関連する先行研究で用いられる物体カテゴリは10種類から20種類程度であることが多く,先行研究と比較してもより多くの物体カテゴリを扱うことができたと考えている.加えて,大脳皮質上電流分布推定結果の妥当性を検証するために,自然画像により学習済みのdeep convolutional neural network (DCNN)に対して実験で使用した視覚刺激を入力し,DCNNの各層の出力を用いて低次視覚野,高次視覚野の脳活動を線形回帰した.その結果,ヒト低次視覚野に推定された電流分布はDCNNの浅い層で,高次視覚野に推定された電流分布はDCNNの深い層でより良く説明された.この結果は,大脳皮質上電流分布推定によって低次視覚野と高次視覚野の脳活動の切り分けられていることを示すものであり,本研究ではヒト高次視覚野の脳活動のみを高い空間分解能で解析することに成功したと言える.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はまず,脳活動計測実験を予定していた被験者全員分実施した.まず,視覚刺激を提示した時の脳磁場信号を計測した.脳磁場信号の計測実験では,視覚刺激の提示時間間隔を約1.2秒に設定することによって,24の物体カテゴリについて約2300種類の視覚刺激を提示することができた.脳磁場信号に加え,標準的な先行研究の手順に従い,各被験者の低次視覚野及び高次視覚野の位置を同定した.また,脳磁場信号の皮質上電流分布を推定する際の事前情報として用いるために,脳磁場信号を計測する実験で用いた視覚刺激と同じ視覚刺激を提示した時の脳活動を機能的核磁気共鳴画像法により計測した.以上により,物体カテゴリがいつヒト高次視覚野に表現されるのかを解析するために必要な実験データの準備を整えることができた.これに加え,本年度は脳磁場信号の皮質上電流分布推定のシミュレーションにも注力した.本研究課題の遂行を通じて我々は,ある脳部位に表現されていた情報が,脳磁場信号の皮質上電流分布推定を行うことによって,元々情報が表現されていた部位以外の場所へと広がってしまう現象(以下情報拡散現象と呼ぶ)を発見しており,この現象の性質の検討を行った.以上の結果をまとめてOrganization for Human Brain Mapping 2016にて発表した.国際会議においては多くの研究者に興味をもってもらうことができ,情報拡散現象について議論を深めることができた.視覚刺激提示時の脳磁場計測実験,機能的核磁気共鳴画像法を用いた低次視覚野と高次視覚野の位置の同定を予定していた被験者全員分行うことができた.また,脳磁場信号の皮質上電流分布推定の事前分布として用いるために,脳磁場計測実験で用いた視覚刺激と同一の視覚刺激を提示した時の脳活動を機能的核磁気共鳴画像法により撮像した.以上の計測データを用いて,脳磁場信号の皮質上電流分布を推定した.これにより,まずは1年目の計画どおりに研究を進めることができた.これに加え,脳磁場信号の皮質上電流分布推定のシミュレーションを通じ,情報拡散現象を発見することができた.情報拡散現象は,我々の研究課題だけでなく,脳磁場信号の皮質上電流分布推定を行っている全ての研究者にとって重要であると考え,以上の結果をまとめてOrganization for Human Brain Mapping 2016にて発表した.国際会議においては多くの研究者に興味をもってもらうことができ,情報拡散現象について議論を深めることができた.さらに,成果をまとめ,2017年4月末に論文をNeuroImage誌へ投稿した.以上をまとめ,まず,年次計画の1年目に記載した内容については十分に達成したと考えている.加えて,情報拡散現象に掛かる成果については申請時には想定していなかったものであり,当初計画以上の研究の進展があったと言える.今年度は,昨年度計測していた脳磁場信号,fMRI信号から大脳皮質上電流分布推定を行い,ヒト視覚野における物体カテゴリ表現の時間的構造の解明に向けた本格的な解析を実施した.大脳皮質上に推定された電流分布から,高次視覚野にあたる部位の電流値に対して脳情報デコーディングを適用し,被験者に提示していた物体に対応する物体カテゴリを予測することによって高次視覚野に物体カテゴリが表現される時刻を推定した.本研究では物体カテゴリを階層的に定義することによって約40種類の物体カテゴリについてそれらが表現される時刻を推定することを試みた.その結果,物体カテゴリの抽象度間で物体カテゴリが脳活動に表現される時刻に有意差は無く,複数の抽象度の物体カテゴリが時間的に並列にヒト高次視覚野に表現される可能性が示唆された.また,関連する先行研究で用いられる物体カテゴリは10種類から20種類程度であることが多く,先行研究と比較してもより多くの物体カテゴリを扱うことができたと考えている.

加えて,大脳皮質上電流分布推定結果の妥当性を検証するために,自然画像により学習済みのdeep convolutional neural network (DCNN)に対して実験で使用した視覚刺激を入力し,DCNNの各層の出力を用いて低次視覚野,高次視覚野の脳活動を線形回帰した.その結果,ヒト低次視覚野に推定された電流分布はDCNNの浅い層で,高次視覚野に推定された電流分布はDCNNの深い層でより良く説明された.この結果は,大脳皮質上電流分布推定によって低次視覚野と高次視覚野の脳活動の切り分けられていることを示すものであり,本研究ではヒト高次視覚野の脳活動のみを高い空間分解能で解析することに成功したと言える.2016年度の研究で得られた脳磁場信号の皮質上電流分布から,高次視覚野に推定された電流分布を抜き出し,そこに脳情報デコーディングを適用し,被験者が見ていた物体カテゴリを脳活動から予測することによって,ヒト高次視覚野における物体カテゴリの表現時刻を推定・比較する.まずは,神経科学的な解釈が容易な線形サポートベクターマシンを適用することころから始める.物体カテゴリの表現時刻をより高精度で推定するためには,物体カテゴリの予測成績を高める必要がある.そのため,電流分布だけでなく,信号の周波数強度や相関値,またはそれらの組み合わせを特徴量として,同様に物体カテゴリを脳活動から予測し,ヒト高次視覚野における物体カテゴリの表現時刻を推定する.これらの特徴量を用いた場合,入力特徴量の次元数が学習データのサンプル数よりも高くなり,過学習が起こり,物体カテゴリの予測成績が低下することが想定される.このような時には,スパースアルゴリズムを適用し、物体カテゴリの予測に重要な特徴量を学習と同時に自動的に選択し,過学習を防ぐ.以上により得られた結果を物体カテゴリの抽象度と比較し,物体カテゴリが高次視覚野に表現される時刻と物体カテゴリの抽象度との関係性を検証する.さらに,この時刻を特徴量としたデータ駆動的なクラスタ解析を行うことにより,物体カテゴリの抽象度以外に物体カテゴリの表現時刻を決定する要因が存在するのかどうかを検証する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
粘土コロイド分散系における流動特性と粒子間相互作用の関係

本研究では、粒子間相互作用力として反発力が卓越した分散領域において、拡散二重層の厚さや粒子間力の大きさが流体力学的相互作用、及び定常流動下における粘弾性的性質にどのように依存するかを定量的に明らかにした。得られた主な成果は、以下の通りである。モンモリロナイト分散系において、二粒子の衝突によって生じる流体力学的相互作用は、電気拡散二重層の厚さの影響を受け、拡散二重層が厚くなるにつれて相互作用も強くなることがわかった。すなわち、モンモリロナイト懸濁液の流動特性は、粒子間反発力の大きさに影響され、塩濃度の低下にともなう粒子間相互作用の増加は第二電気粘性効果に起因することが明らかになった。Maxwellモデルを用いて各々塩濃度に対する懸濁液の流動曲線を解析することによって、ニュートン粘性率だけでなく、ズリ弾性率や応力緩和時間も定量的に求めることができた。その結果、これらのレオロジー定数は、塩濃度の低下にともなって大きくなることがわかった。この事実は、粒子の構造変化が起こらない分散系の流動特性が、粒子間反発力による影響を強く受けることを示唆している。DLVO理論に基づく粒子間反発力の計算にはどの近似式を用いるのが妥当かを検討するため、懸濁状態における粒子の配列構造を詳細に調べた。その結果、体積分率0.011の試料濃度では、モンモリロナイト粒子は並行に配列しており、粒子間反発力の近似式としては、平板モデルを用いることが適切であることがわかった。最後に、各々塩濃度に対して計算された反発力とズリ粘性率、ズリ弾性率及び応力緩和時間の関係を調べた結果、粒子間反発力が増加するにつれて分散したモンモリロナイト懸濁液はより固体的性質へと変化することが明らかとなった。さらに、これらのレオロジー定数は反発力に比例して増加することから、モンモリロナイト分散系の粘弾性的性質と粒子間反発力の間には、線形的関係が成立することがわかった。粒子表面がNa^+イオンで飽和吸着された希薄なモンモリロナイト分散系の粘度を,毛細管粘度計を用いて塩濃度を変えて精密に測定し,流体力学的相互作用がどのようなファクターに依存するかを検討した.その結果,Naモンモリロナイト分散系の流体力学的相互作用は拡散二重層の厚さκ^<-1>の影響を受け,κ^<-1>が厚くなるにつれて相互作用も強くなることがわかった.すなわち,モンモリロナイト分散系の流動特性は,粒子間反発力の大きさに影響され,塩濃度の低下にともなう粒子間作用の増加は第二電気粘性効果に起因することが明らかになった.今年度は、第一に、Naモンモリロナイト分散系が流動するときに、粒子同志が衝突して生じる流体力学的相互作用と粒子形状の関係について詳細に検討した。懸濁液の粘性率を精密に測定し、Huggins型の粘度式を用いて体積濃度と粘度の関係を解析してHuggins係数を求めた結果、モンモリロナイトの値は1.14であった。一方、溶液中で自在に形状が変化する高分子では、粒子と溶媒がなじみやすい場合、Huggins係数は0.2となり、逆に溶媒と粒子がなじみにくい場合、Huggins係数は2.0程度になる。これに対して、剛体球の流体力学的相互作用は理論的に解析されており、Huggins係数は1.0になることがわかっている。

これらの結果から、厚さが1nmで広がりが22nmの、非常に薄い板状粒子であるモンモリロナイトの流体力学的相互作用は、剛体球とほぼ同じようなメカニズムで生じていることが推定された。次に、回転型粘度計を用いてNaモンモリロナイト分散系の粘弾性特性を調べた。著者が提案した粘弾性モデルに基づいてコンシステンシー曲線を解析し、ズリ弾性率、ズリ粘性率、応力緩和時間を求め、それらの塩濃度依存性について検討した。その結果、塩濃度の低下にともなって懸濁液のズリ弾性率、ズリ粘性率はともに大きく増加し、ズリ粘性率をズリ弾性率で除した応力緩和時間も顕著に増加することがわかった。以上のことから、分散領域において、塩濃度は懸濁液の力学的性質を変化させる働きがあり、応力緩和時間のデータから、Naモンモリロナイト分散系は塩濃度の低下にともなって、より固体的な変形挙動を示すことがわかった。本研究では、粒子間相互作用力として反発力が卓越した分散領域において、拡散二重層の厚さや粒子間力の大きさが流体力学的相互作用、及び定常流動下における粘弾性的性質にどのように依存するかを定量的に明らかにした。得られた主な成果は、以下の通りである。モンモリロナイト分散系において、二粒子の衝突によって生じる流体力学的相互作用は、電気拡散二重層の厚さの影響を受け、拡散二重層が厚くなるにつれて相互作用も強くなることがわかった。すなわち、モンモリロナイト懸濁液の流動特性は、粒子間反発力の大きさに影響され、塩濃度の低下にともなう粒子間相互作用の増加は第二電気粘性効果に起因することが明らかになった。Maxwellモデルを用いて各々塩濃度に対する懸濁液の流動曲線を解析することによって、ニュートン粘性率だけでなく、ズリ弾性率や応力緩和時間も定量的に求めることができた。その結果、これらのレオロジー定数は、塩農度の低下にともなって大きくなることがわかった。この事実は、粒子の構造変化が起こらない分散系の流動特性が、粒子間反発力による影響を強く受けることを示唆している。DLVO理論に基づく粒子間反発力の計算にはどの近似式を用いるのが妥当かを検討するため、懸濁状態における粒子の配列構造を詳細に調べた。その結果、体積分率0.011の試料濃度では、モンモリロナイト粒子は並行に配列しており、粒子間反発力の近似式としては、平板モデルを用いることが適切であることがわかった。最後に、各々塩農度に対して計算された反発力とズリ粘性率、ズリ弾性率及び応力緩和時間の関係を調べた結果、粒子間反発力が増加するにつれて分散したモンモリロナイト懸濁液はより固体的性質へと変化することが明らかとなった。さらに、これらのレオロジー定数は反発力に比例して増加することから、モンモリロナイト分散系の粘弾性的性質と粒子間反発力の間には、線形的関係が成立することがわかった。
ICU関連筋力低下に対する電気刺激療法と栄養療法を併用した新規予防法の開発

ICU関連筋力低下(ICUAW)は,ICU患者の約半数以上に生じ,死亡率や長期予後を悪化させる.この発症には,筋への物理的刺激が途絶えた状態(メカニカルサイレンシング)が主に関与すると考えられている.これまで我々は,等尺性収縮(ISO)での神経-筋電気刺激(ES)が,脱神経に伴うメカニカルサイレンシングによる筋力低下を一部防止することを明らかにした.本研究では,ISOに比べ高負荷強度である伸張性収縮(ECC)を用いたECC-ES療法と,運動の効果を増強させることが示されているレスベラトロールによる栄養療法を併用したより効果的な新規治療法の開発を目指すとともに,その作用機序を解明する.ICU関連筋力低下(ICUAW)は,ICU患者の約半数以上に生じ,死亡率や長期予後を悪化させる.この発症には,筋への物理的刺激が途絶えた状態(メカニカルサイレンシング)が主に関与すると考えられている.これまで我々は,等尺性収縮(ISO)での神経-筋電気刺激(ES)が,脱神経に伴うメカニカルサイレンシングによる筋力低下を一部防止することを明らかにした.本研究では,ISOに比べ高負荷強度である伸張性収縮(ECC)を用いたECC-ES療法と,運動の効果を増強させることが示されているレスベラトロールによる栄養療法を併用したより効果的な新規治療法の開発を目指すとともに,その作用機序を解明する.
地震慣性力が砂地盤の動的破壊に果たす真の役割とその模型振動実験による観測

土の強度を測定する標準的方法は、三軸せん断をはじめとする要素試験である。そこでは歪速度や周波数の影響まではある程度考慮されているものの、地震時の状況を完全に再現しているわけではない。本研究では、地震時の土の強度を振動状態で、つまり慣性力の作用している状態で測ることを、目的とした。研究の時点で、振動台上に要素試験装置をのせてせん断試験を行なうことは、機器の安定上、測定の制度上、不可能であった。そこで代わりに模型実験から強度を評価することにした。砂地盤型に管を埋設し、これを横方向に引いた。引くに要する力(地盤反力)は土のせん断強度を直接反映している。最初に乾燥砂地盤の中で地盤反力を測定した。振動台の水平速度を色々に変え、反力に及ぼす慣性力の影響を調べた。それによると、振動が始まると地盤反力が突然小さくなり、振動を停止するとまたすみやかに、もとの水準に戻った。反力の一時的低下は慣性力の影響と考えられる。これが振動による土の締め固まりとは無関係であることは、振動後に力がもとの水準に戻ったことから、うかがわれる。反力の低下は振動台加速度が300ガルを越えたころから目立ちはじめた。これらのことから、振動時の砂のせん断強度は、常時より小さいことがわかった。次に、水で飽和した模型地盤を加振して地盤反力を測定した。液状化が起こった後のダイレイタンシー、有効応力変動、剛性の回復を観測するのが目的である。加振によって液状化した地盤がまだ振動している間は、埋設管を一方向あるいは往復の運動をさせても、地盤反力はかすかにしか発生しなかった。これに対して振動を停止させると、まだ液状化状態は続いているにもかかわらず様子が変化し、管の往復運動に対応して周辺間隔水圧の増減すなわちダイレイタンシーが始まった。そして地盤反力が生じ、地盤にせん断強度が発生した。この強度は管の移動速度に依存する。つまり粘性抵抗的な性質をもつことがわかった。以上を要するに、振動するときの土のせん断強度は常時とは様相が異なる。砂粒子の運動が慣性力によって影響され、粒子接点が消滅したり、安定してダイレイタンシーの膨張状態を維持できないものと考えられる。従来土構造の耐震設計に用いられてきた地震時震度はおおむね0.15ないし0.2程度であった。つまり地震加速度として200ガル程度の値が想定され、自重の15%から20%の力が水平方向に加えられてきたのである。ところが近年直下型地震というものにも注意が向けられるようになってきた。震央距離の短いとき、たとえ地震マグニチュードが小さくとも最大加速度は大きくなる。たとえば1994年ロスアンジェルスのNorthridge地震では、IGを超す水平加速度が震央の近くで観測された。このような強い加速度は大きな慣性力を土の中にも発生させ、今まで想像されていなかったようなふるまいを土にさせる可能性がある。慣性力は土粒子一つ一つに作用する力である。

これが大きすぎて粒子接点の摩擦力を上回る時、土の粒子構造は内部から破壊するのではないか。このような予測を確かめるために、以下の模型実験を行なった。実験の目的は、強い加速度あるいは慣性力が作用するときの、土のせん断強度を実験的に測ることである。そこで埋設管の横引き実験装置を使うことにした。これは埋設した直径3cmの管を横方向に引っぱって、横引きに必要な力を測るものである。乾燥した豊浦砂を三層のふるいを通して堆積させ、相対密度が20%から50%の模型地盤を作成した。水を含まない砂なので、振動中に過剰間隙水圧が発生したりすることがない。常時の管横引き力に比べ、強い振動が起っているときの横引き抵抗は、かなり小さいことがわかった。抵抗の減少率は振動加速度の強さに依存し、砂密度や振動周波数には関係しないようである。地盤は乾燥しているので液状化の可能性はないが、過剰間隙空気圧が上昇して有効応力を低下させている恐れも検討した。測った空気圧上昇はわずかであり、管の横引き抵抗には影響していないと結論した。砂粒子は慣性力によって粒子間接触を生じたり失ったりしている。接触を失った粒子はせん断抵抗を負担しない。このような粒子の割合が増えるとともに地盤のせん断強度は減っていくのであろう。土の強度を測定する標準的方法は、三軸せん断をはじめとする要素試験である。そこでは歪速度や周波数の影響まではある程度考慮されているものの、地震時の状況を完全に再現しているわけではない。本研究では、地震時の土の強度を振動状態で、つまり慣性力の作用している状態で測ることを、目的とした。研究の時点で、振動台上に要素試験装置をのせてせん断試験を行なうことは、機器の安定上、測定の精度上、不可能であった。そこで代わりに模型実験から強度を評価することにした。砂地盤模型に管を埋設し、これを横方向に引いた。引くに要する力(地盤反力)は土のせん断強度を直接反映している。最初に乾燥砂地盤の中で地盤反力を測定した。振動台の水平加速度を色々に変え、反力に及ぼす慣性力の影響を調べた。それによると、振動が始まると地盤反力が突然小さくなり、振動を停止するとまたすみやかに、もとの水準に戻った。反力の一時的低下は慣性力の影響と考えられる。これが振動による土の締め固まりとは無関係であることは、振動後に力がもとの水準に戻ったことから、うかがわれる。反力の低下は振動台加速度が300ガルを越えたころから目立ちはじめた。これらのことから、振動時の砂のせん断強度は、常時より小さいことがわかった。次に、水で飽和した模型地盤を加振して地盤反力を測定した。液状化が起こった後のダイレイタンシー、有効応力変動、剛性の回復を観測するのが目的である。加振によって液状化した地盤がまだ振動している間は、埋設管を一方向あるいは往復の運動をさせても、地盤反力はかすかにしか発生しなかった。これに対して振動を停止させると、まだ液状化状態は続いているにもかかわらず様子が変化し、管の往復運動に対応して周辺間隙水圧の増減すなわちダイレイタンシーが始まった。そして地盤反力が生じ、地盤にせん断強度が発生した。この強度は管の移動速度に依存する、つまり粘性抵抗的な性質をもつこともわかった。以上を要するに、振動するときの土のせん断強度は常時とは様相が異なる。
化学反応系における散逸構造としての空間周期濃度パターン形成と機能性表面の作製

本研究では、Belouzov-Zhabotinsky(BZ)反応により時間的に定常な空間周期濃度パターンを発生させ、このパターンに基づいた空間周期形状パターンを形成させ固定化する技術の開発を目指している。1年目の研究において、ポリアクリルアミドゲル上にフェロインを触媒としたBZ反応が進行する溶液を展開させることで、空間周期濃度パターンを発生させる条件を既に見いだしていたため、本研究計画の2年目となった平成22年度は、BZ反応溶液中に存在するポリマーが反応挙動に対して与える影響について検討を行った。一般に、反応溶液中におけるポリマーの存在は、各化学種の拡散を抑制する効果があり、したがって、特に自触媒反応が進行する系にポリマーが存在すると、撹拌条件にしたがって反応挙動が大きく変化する場合がある。そこでまずは、異なった撹拌状態にて硫酸セリウムを触媒とするBZ反応を進行させたところ、撹拌を止めている時間帯は化学振動を示すが、高速撹拌を行っている時間帯は還元型の定常状態に留まる傾向が観察された。このことことから、還元型の定常状態は空間均一なゆらぎに対しては安定であり、化学振動における還元型の状態から酸化型の状態への転移は、局所的濃度ゆらぎの成長が系全体に伝播したものであることが予想された。したがって、ポリアクリルアミドの添加は、反応溶液の粘度を上昇させ、自触媒種の局所的濃度ゆらぎの成長に対する高速撹拌による阻害効果を低下させることが期待された。そして実際に実験を行なった結果、ある一定の撹拌速度において、ポリアクリルアミドの添加は化学振動が停止するまでの時間を伸ばすことが確認された。本研究では、様々な時空間挙動を発現することが知られているBelouzov-Zhabotinsky(BZ)反応を利用して、Turingパターンと呼ばれる時間的に定常な空間周期濃度パターンを発生させ、このパターンに基づいた空間周期形状パターンを形成させ固定化する技術の開発を目指している。本研究計画の1年目となる平成21年度は、Turingパターンの形成には、反応系で抑制因子として振る舞う中間体が活性因子として振る舞う中間体よりも拡散し易い条件となることが必要であり、まずはBZ反応で重要な役割を果たす化学種と親水性ポリマーとの親和性に着目し、ポリアクリルアミドゲル上に様々な深さでフェロインを触媒としたBZ反応が進行する溶液を展開し、その溶液中に発生する時空間挙動を観察した。その結果、溶液の深さがある臨界値以上の場合は、ガラス製のシャーレ上に反応溶液を展開した場合と同様に化学波の発生が観察されたが、臨界値以下の場合はTuringパターンとみられる時間的に定常な空間周期濃度パターンの形成が確認された。ところが、フェロインの代わりにルテニウムトリスビピリジル錯体を触媒として同様にBZ反応を行なった場合は、ガラス製シャーレ上での反応と同様に化学波の発生のみが観察され、Turingパターンは形成されなかった。また、BZ反応においては、ラジカル種の発生がその化学ネットワーク中で重要な役割を果たすことに注目し、フェロインを触媒としたBZ反応系に重合性モノマーであるアクリルアミドを添加したところ、Turingパターンと思われる時間的に定常な空間周期濃度パターンの発生が確認された。
全方位カメラによる対象と行動空間の認識・把握

移動体に搭載されたカメラで観測された連続画像の中から、ボトムアップ処理による3次元空間の抽出とモデルベースト(トップダウン)な対象抽出処理の協調により、3次元行動空間および対象の認識・把握を行う。移動ロボットの目や車両に搭載されたカメラのような移動視覚系で観測された画像の中からの、3次元構造および対象物の認識・把握を目的として、広方位カメラの周辺部の画像からの自己移動によるフロー情報、および主に中心部の画像からのモデルベーストな対象抽出を行なう。更に両者の協調により、対象物認識と3次元構造把握を行う。ボトムアップ処理による3次元空間の抽出に関しては、運動視差からの自己運動抽出、およびステレオカメラからの距離情報抽出を行った。カメラからの距離情報抽出に関しては、全方位カメラを上下方向に移動させ、隣接する画素間を対象(エッジ)が横切るタイミングを計測することを基本技術とする運動視差抽出法により、距離情報を出した。次に自己運動する移動進行方向正面に中心を向けた広方位レンズの水平広方位画像の視差から自己運動の抽出を行った。トップダウン(モデルベースト)処理に関しては、移動する情景の例として歩行動作をする人体をとりあげ、モデルベーストな手法により、各部品(手・足・頭)の位置を同定し、姿勢を認識・追跡する。その際、一定間隔で大局解をサーチし、その間では、局所解で追跡することにより、処理時間と性能の折り合いを満たす方式とした。移動体に搭載されたカメラで観測された連続画像の中から、ボトムアップ処理による運動視差の抽出とモデルベースト(トップダウン)な対象抽出処理の協調により、3次元行動空間および対象の認識・把握を行う。計画初年度である本年度は、ボトムアップ処理による運動視差の抽出とモデルベースト(トップダウン)な対象抽出処理の基本的なアルゴリズムの検討と実験環境の整備を行なった。ボトムアップ処理による運動視差の抽出に関しては、移動進行方向正面に中心を向けた魚眼レンズ像の中心およびその水平方向の広方位画像からの視差抽出に関する検討を行った。この帯状の画像に対し、隣接する画素間を対象(エッジ)が横切るタイミングを計測することを基本技術とする運動視差抽出法を用いて、各点での画像の移動速度を検出する。この速度の分布を元に、移動物体の進行方向を検出するアルゴリズムを開発した。運動物体のモデルベーストな抽出・認識に関しては、移動する情景の例として歩行動作をする人体をとりあげ、モデルベーストな手法により、各部品(手・足・頭)の位置を同定し、姿勢を認識・追跡する。その際、各フレームで、大局解をサーチしていたのでは時間がかかる。一方、一つ前の抽出結果をモデルとして次のフレームの解を求める追跡形は、高速ではあるが、一旦間違えると、そのまま発散し、振る舞いが不安定となる。そこで、一定間隔で大局解をサーチし、その間では、局所解で追跡することにより、処理時間と性能の折り合いを満たす方式とした。移動ロボットの目や車両に搭載されたカメラのような移動視覚系で観測された画像の中から3次元構造および対象物の認識・把握を目的として、広方位カメラの運動視差からの自己運動抽出、およびステレオカメラからの距離情報抽出、および主に中心部の画像からのモデルベーストな対象抽出を行なう。カメラからの距離情報抽出に関しては、全方位カメラを上下方向に移動させ、隣接する画素間を対象(エッジ)が横切るタイミングを計測することを基本技術とする運動視差抽出法により、距離情報を抽出した。次に自己運動の抽出に関しては、隣接する画素をエッジが横切るタイミングにより各点での画像の移動速度を検出し、この速度の分布を元に、移動物体の進行方向を検出するアルゴリズムを開発した。更に、各点での運動視差観測情報を統合するアルゴリズムとして、両眼間の運動視差により、対象と自己の両者が同時に動く状態における自己中心型動空間抽出方法を開発した。トップダウン(モデルベースト)処理に関しては、移動する情景の例として歩行動作をする人体をとりあげ、モデルベーストな手法により、各部品(手・足・頭)の位置を同定し、姿勢を認識・追跡した。

この中で、従来の2次元モデルの静止画像に対するマッチング手法を拡張し、動画像に適用した。更に両者の結果を融合し、ボトムアップからの不完全な3次元情報と不確定なモデル照合結果を相互作用させ、3次元空間における対象の認識と行動空間の把握の精度を向上させてゆくための方式を開発した。
一層構造導波管スロットアレーの全構造精密解析とミリ波帯高利得領域での高効率実現

課題名で掲げた目標としてミリ波帯(30100GHz)で高利得(40dB)・高効率(85%)の一層構造導波管スロットアレーアンテナを実現するために、今年度は高速で高精度なアンテナ全構造解析・設計手法の確立および新しいアンテナ製作技術の開発を目指した。まず、全波動モーメント法解析に等価回路モデルを導入し、二次元導波管スロットアレーの反射抑圧と所望の開口分布を実現する設計手法を提案した。具体的に等価回路モデルで導波管入力端での整合条件を満足するように、設計条件と指向性合成の知識より各素子のアドミタンスを決定した後に、全波動モーメント法解析で繰り返し設計を行い、所望のアドミタンスを実現するようにスロットのパラメータを決定した。スロット間の相互結合は高速かつ正確に全波動モーメント法解析に考慮されているのは特徴である。設計例として25.3GHz帯24×27素子アレーに対し、各導波管の反射量は-50dB以下、誤差量として振幅1dB以下、位相5度以内の一様励振分布と、サイドローブレベルが-35dB以下のテーラー分布を実現でき、開口効率はそれぞれ88%と57%であった。また、従来のアルミ合金アンテナと同程度の放熱性を維持する上でアンテナの軽量化を実現するために、プラスチック材料とメッキ技術による新しいアンテナ製作法を検討した。比較として、25.3GHz帯でABS樹脂に10μmのニッケル、放熱性樹脂に45μmの銅をメッキした12×14素子アンテナを試作し、開口分布や反射特性および利得の測定より従来のアルミ合金アンテナとほぼ同程度の動作特性が得られた。さらに、メッキ層厚の変化によるアンテナ電気特性も検討した。逆相給電一層構造導波管スロットアレーは、原理的にスロット板と導波管の電気的接着は不要で、低コストで製作できる高利得で高効率なアンテナとして、25.3GHz帯ですでに実用化されている。より高利得のアンテナを実現するには放射導波管の本数を増やし給電導波管を長くする必要がある。そのとき現在の直列給電方式では長線路効果の影響でアンテナ全体の特性が狭帯域になる問題点がある。その1つの解決法として逆相部分並列給電方式を検討し広帯域化を目指している。部分並列給電では従来電力が端から順番に分配されることに対して、電力を真中から左右並列に分配することによって、給電線路の長さを半分に減らす。帯域が長さにほぼ反比例するので、帯域がおよそ2倍となる。その核となる分配構造として、まず3分配回路を提案した。モーメント法を用いて、全体の解析と設計を行い、所望の電力分配特性を実現できた。ただし、隣り合う放射導波管間の180度の位相差を実現するために、3分配回路に位相器を取り付ける必要がある。そのため、分配器全体の帯域が悪化した。次に、隣接放射導波管間で逆相となる分配位相の実現性を重視し、帯域と位相特性の両立を図れる、新たな4分配回路を提案し、設計を行った。構造の特徴として、入射波は,進行波によりほぼ1/2管内波長離れた2つの結合窓を同電力,逆相で励振する。それぞれの結合窓に接続される構造は同じであるため、2つの出力導波管は逆相で励振される。さらに、設計を簡単にするため、4分配回路を左右・上下に分けて独立に設計できる。一例として、4分配回路を25.3GHzで設計した。24.326.3GHzの広い範囲にわたり、良好な電力分配特性と位相特性を得られた。今後は4分配回路を用いたアンテナの設計と試作を計画している。より高利得で広帯域のアンテナを実現するには、逆相給電並列給電方式を検討した。従来の直列給電方式の長線路効果を低減すると共に広帯域化を目指している。その核となる構造として、隣接放射導波管間で逆相となる分配位相の実現性を重視し、帯域と位相特性の両立を図れる、新たに4分配回路を提案した。4分配回路を有するアンテナの広帯域性を確かめるために、従来の直列給電と新しい部分並列給電構造を持つ二枚の32(導波管)×8(スロット)のアレーアンテナの設計と試作を行った。測定結果として、まず両方とも良好な反射特性を得られた;またアンテナの開口分布に関しても、設計どおりに長線路効果が半分に低減され、指向性利得では直列給電に比べておよそ1.5倍の広帯域効果を得られた。アンテナの解析手法として、従来放射部と給電部を別々に解析されてきたが、今回は新たに全構造解析を試みた。まず、ダイディックグリーン関数の固有関数展開法とモーメント法を組み合わせた手法で、スロット間の相互結合を全て考慮し、アンテナ放射部の全体解析を行ってきた。また、300素子のアンテナに対し一回の計算時間はおよそ10数秒程度であるため、反復法によるアレー設計も十分可能である。さらに、高次の結合を無視し、基本モードのみを考慮した放射部全体と給電部各T-分岐回路の散乱行列を接続する方法で本アンテナの全構造解析を行なった。全体の反射特性と利得において、汎用電磁界シミュレータHFSSとよく結果が一致していた。

課題名で掲げた目標としてミリ波帯(30100GHz)で高利得(40dB)・高効率(85%)の一層構造導波管スロットアレーアンテナを実現するために、今年度は高速で高精度なアンテナ全構造解析・設計手法の確立および新しいアンテナ製作技術の開発を目指した。まず、全波動モーメント法解析に等価回路モデルを導入し、二次元導波管スロットアレーの反射抑圧と所望の開口分布を実現する設計手法を提案した。具体的に等価回路モデルで導波管入力端での整合条件を満足するように、設計条件と指向性合成の知識より各素子のアドミタンスを決定した後に、全波動モーメント法解析で繰り返し設計を行い、所望のアドミタンスを実現するようにスロットのパラメータを決定した。スロット間の相互結合は高速かつ正確に全波動モーメント法解析に考慮されているのは特徴である。設計例として25.3GHz帯24×27素子アレーに対し、各導波管の反射量は-50dB以下、誤差量として振幅1dB以下、位相5度以内の一様励振分布と、サイドローブレベルが-35dB以下のテーラー分布を実現でき、開口効率はそれぞれ88%と57%であった。また、従来のアルミ合金アンテナと同程度の放熱性を維持する上でアンテナの軽量化を実現するために、プラスチック材料とメッキ技術による新しいアンテナ製作法を検討した。比較として、25.3GHz帯でABS樹脂に10μmのニッケル、放熱性樹脂に45μmの銅をメッキした12×14素子アンテナを試作し、開口分布や反射特性および利得の測定より従来のアルミ合金アンテナとほぼ同程度の動作特性が得られた。さらに、メッキ層厚の変化によるアンテナ電気特性も検討した。