hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有用微生物を用いた乳腺の感染防御能の誘導と乳腺感染の制御に関する研究

治療効果は注入前の微生物学的正常値に比較して注入後14日の分房乳中の原因菌消失もしくは250CFU/ml以下を有効とした。CNS陰性ブドウ球菌群12分房のうち8分房で陰性となり微生物学的治癒率は67%、環境性連鎖球菌に対しては8分房のうち5分房が陰性となり治癒率は63%と良好であった。これらの結果から乳酸菌B.breveの影響は微生物種により異なることが明らかとなり、環境性乳房炎の原因菌排除効果が高いことから環境性乳房炎の制御における薬物(抗菌剤)治療に比肩しうる制御効果を有しているものと推察された。乳腺内への乳酸菌の注入により活性の高い好中球・単球の乳腺内炎症部位への大量誘導とその機能活性の増高および宿主抵抗性に関与する諸要因・物質の増高により異物排除に相乗的な効果を招来させることが示唆された。研究の展開に野外の酪農場で飼育されている乳用牛への応用〔施用〕が含まれているため一部計画が変更されているが計画通り進められている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度に継続して、野外の酪農場で飼育されている乳牛の乳房炎への応用〔施用〕を拡大して展開し、本研究で候補とした有用微生物の有用性を評価するとともに、in vitroでの免疫学的解析を加える。
AE・微小地震マルチプレットの発生メカニズムの解明に関する研究

振幅二乗コヒーレンスを用いた波形類似性の評価方法と波形類似性を支配する物理現象との関係について検討を行った。ここでは、ソルツ地熱フィールド(フランス)、クーパー盆地地熱フィールド(オーストラリア)、ならびにバーゼル地熱フィールド(スイス)における水圧刺激時に観測されたAEデータを対象とし、様々な周波数帯域・解析時間窓長を用いて計算される振幅二乗コヒーレンスの値と、AE観測波形の周波数特性(コーナー周波数)ならびに基準イベントからの震源間距離との相関について検討を行った。その結果、解析時間窓長を長くとるほど、また解析周波数帯域を高周波帯域まで含めるほど、AE源が近いイベントのコヒーレンスが高く評価されることが明らかとなった。また、低周波帯域のコヒーレンスはコーナー周波数依存性が弱く、高周波帯域のコヒーレンスはコーナー周波数依存性が強いことが示された。以上の検討結果から、まず、低周波帯域を用いることで、同一のき裂構造のせん断すべりに対応するイベント群が同定できると考えられる。さらに、低周波帯域による個々のマルチプレットクラスタ毎のイベント発生挙動と合わせて検討を行った結果、高周波帯域を用いることで、同一のき裂構造内の微細構造を推定できる可能性が示された。従来のマルチプレット解析では、研究者毎に異なる方法を用いて波形類似性の評価が行われてきた。またそれに伴い、マルチプレット解析の結果も研究者毎に異なっており、その解析結果の解釈は困難であった。本研究で得られた波形類似性の評価指針は、物理現象との関係をふまえたものであり、解析結果の解釈を行う上で有用である。また、同評価指針は上記の3フィールドの解析から得られた結果であり、普遍的に適用可能な手法であると考えられる。従って、同波形類似性評価法・評価指針は水圧刺激により造成されたき裂システム構造の有効な計測手法となり得ると考えられる。1、フィールドでのAE計測石油資源開発(株)の協力により、同社の勇払鉱場(北海道苫小牧市、天然ガスフィールド)において行われた水圧破砕においてAE(微小地震)データの取得を行った。ガスフィールドにおける水圧破砕にともなうAEの計測は例が少なく、本計測により、貴重なAEデータを取得することができた。2、AEデータのマルチプレット解析上記のAE計測で得られたAEデータに対してマルチプレット解析を行った。詳細を以下に示す。(1)観測波形の類似性の評価によりマルチプレットイベントのクラスタリングを行った。その結果、約8割のイベントがマルチプレットイベントに分類された。各グループは数個程度のイベントにより構成されており、他のフィールドと比較してもそれほど大きなグループは形成していない。複数のき裂が本水圧破砕によって刺激され、せん断破壊をおこしたことが示唆された。(2)DD法によるAE発生源の相対位置標定を行った。その結果、本フィールドでは各マルチプレットクラスタが相互に平行な柱状の構造をしていることが明らかとなった。この結果は、検層で観察される本フィールドの坑井近傍の地下き裂の形状、応力状態と一致する可能性があるが、他のフィールドで見られるマルチプレット構造面とは明らかに異なる傾向であり、フィールド固有の特徴である可能性がある。またAEの発生挙動と注水データとの時間軸での比較検討を行った結果、相関関係が認められた。1.マルチプレット震源標定法の信頼性評価AEマルチプレットのAE源標定に有効とされる相対位置AE源標定法の一つであるDD法によるAE源標定結果の信頼性評価について検討を行い、その信頼性評価方法を明らかにした。同手法は複数のAEイベントの観測値を用い、それらのAE源位置の相対位置を同時に標定する方法である。その標定手法の複雑性のため、同手法の信頼性評価方法については十分に検討がなされてこなかった。本検討においてはDD法における評価関数の偏2階微分係数からなるヘッシアン行列を用いた数学的検討を行った。その結果、適切な近似計算と条件付けを行うことで、各イベントの信頼性を別々に評価することが可能であり、従来の絶対位置AE源標定法と同様に分散共分散行列を計算することで、その信頼性を評価できること可能であることが明らかとなった。2.複数のフィールドでのAEデータおよび岩石実験でのAEデータのマルチプレット解析本年度、新たに、バーゼル(スイス)で行われた水圧破砕に伴いAE観測を行い、データの取得を行った。またこれまでに取得した、ソルツ(フランス)、クーパー盆地(オーストラリア)、勇払(北海道)で行われた水圧破砕に伴うAEデータ、また岩石実験で得られたAEデータ等の、複数のフィールドで得られたAEデータに対してマルチプレット解析を行った。その結果、マルチプレットの発生レート、動的な発生挙動等に各フィールド毎に異なる特徴が見られた。この結果は各フィールドの特有の応力状態、水圧破砕の注入レート等に起因すると思われ、さらなる検討が必要である。その結果、解析時間

窓長を長くとるほど、また解析周波数帯域を高周波帯域まで含めるほど、AE源が近いイベントのコヒーレンスが高く評価されることが明らかとなった。また、低周波帯域のコヒーレンスはコーナー周波数依存性が弱く、高周波帯域のコヒーレンスはコーナー周波数依存性が強いことが示された。以上の検討結果から、まず、低周波帯域を用いることで、同一のき裂構造のせん断すべりに対応するイベント群が同定できると考えられる。さらに、低周波帯域による個々のマルチプレットクラスタ毎のイベント発生挙動と合わせて検討を行った結果、高周波帯域を用いることで、同一のき裂構造内の微細構造を推定できる可能性が示された。従来のマルチプレット解析では、研究者毎に異なる方法を用いて波形類似性の評価が行われてきた。またそれに伴い、マルチプレット解析の結果も研究者毎に異なっており、その解析結果の解釈は困難であった。本研究で得られた波形類似性の評価指針は、物理現象との関係をふまえたものであり、解析結果の解釈を行う上で有用である。また、同評価指針は上記の3フィールドの解析から得られた結果であり、普遍的に適用可能な手法であると考えられる。従って、同波形類似性評価法・評価指針は水圧刺激により造成されたき裂システム構造の有効な計測手法となり得ると考えられる。
U字型二架橋二核錯体を基本単位とする集積型白金一次元化合物の合成研究

本課題では、アミドおよびカルボキシラト架橋U字型白金二核錯体を一次元集積化することにより、新しい白金一次元化合物の合成することを目的とした。本年度の研究成果を以下に列記する。
食餌中脂肪レベルの食塩嗜好に及ぼす影響ならびに脂肪に対する嗜好性のメカニズム

われわれはこれまで、ラットを用いた一連の研究で、食塩嗜好が、遺伝的背景とともに、栄養状態特に食事中タンパク質レベルに依存することを明らかにしてきた。これまでのこのような研究成果の上に、今回食事中の脂肪レベルの影響を明らかにすることを第一の目標に研究を企画した。第二の目標は、脂肪そのものへの嗜好性について検討である。肥満者は正常者に比較して脂肪を好むと言う報告もある。また、脂肪の消化酵素の分泌能力も関係してくるものと思われる。なお、脂肪摂取が如何に調節されているかについての研究が最近アメリカを中心にして進展しつつあるが、われわれも、そのメカニズムについて再検討することにした。食塩嗜好に対する食餌中の脂肪レベルの栄養について我々は平成6年度において高脂肪では食塩嗜好が低下する傾向のあることを報告したが、その時、実験方法に大きな不備が見つかり、高脂肪食による食塩嗜好をSDラットならびにSHRで再検討した結果、高脂肪食の方が低脂肪食に比較して濃度の高い食塩水を好み、特に高タンパク食のとき食塩嗜好を増加させることがわかった。何故、高タンパク食餌の時に高脂肪食の方が食塩摂取が多いのか、その理由は明らかではないが、脂肪の皮膜が味蕾の食塩感受性を低下させる可能性が考えられよう。また、エンテロスタチンの第三脳室内投与では摂食量が著しく減少した。しかし、摂食量の抑制は高脂肪食だけでなく低脂肪食についても観察され、仮説にあった高脂肪食の選択抑制効果を示す結果にはならなかった。膵外分泌反応は脂質の種類によってその反応が異なり、脂質のエネルギー値より、むしろ脂質を組成する脂肪酸及びその構造に関係していると考えられた。各脂質を組成するトリグリセリドのα、α'及びβ位につく脂肪酸の種類が膵外分泌の量及びタイミングを説明するものと考えられる。これまでの研究で、食塩にたいする嗜好性が遺伝的要因とともに、栄養条件、とくに食餌中タンパク質レベル、に大きく影響されることを実験動物を用いて明かにし、人間についてもこの法則性が見られる可能性を示唆する調査を得ている。本研究は、食餌中の脂肪レベルの影響を明らかにするとともに、脂肪に対する嗜好性のメカニズムを明らかにしようという目標で企画されたものである。実験動物としてはラットを用い、タンパク質レベルならびに脂肪レベルについてそれぞれ、高および低の2レベルを設け、これを組み合わせることにより、(1)高タンパク質・高脂肪食群、(2)高タンパク質・低脂肪食群、(3)低タンパク質・高脂肪食群、(4)低タンパク質・低脂肪食群、の4群を作り、濃度の異なる食塩水からの選択実験によって食塩嗜好を検討した。その結果、先ず第一に、高タンパク質レベルでは食餌中脂肪レベルに関係なく食塩嗜好性は弱くなり、脂肪レベルの影響は見られなかったが、低タンパク質レベルの食餌条件下では、脂肪レベルが高い場合、低い場合に較べて、食塩嗜好が弱いことが明らかとなった。また第二の研究目標である、脂肪にたいする嗜好性のメカニズムを探るため、ラットの系統による脂肪嗜好性を検討した結果、ラットの系統により、脂肪にたいする嗜好性が異なることを見いだした。そしてまた、この脂肪嗜好性の高い系統の方が、食塩嗜好が弱い傾向が見られた。今後は、脂肪嗜好性の強い系統のラットと弱い系統のラットを用いて、脂肪嗜好性のメカニズムを追求する予定である。われわれはこれまでの研究で、食塩に対する嗜好が、遺伝的要因ならびに栄養条件・・とくに食餌中タンパク質レベル・・に影響されることを明らかにしてきた。そして、昨年度すなわち、採択された本研究課題により、初年度の成果として、食餌中脂肪レベルがこれに影響し、低タンパク質食の場合には、食餌中脂肪中レベルの高い方が、食塩嗜好が低く、食塩摂取量も低下することを報告した。

そこで今回、(1)脂肪をとくに好む系統として知られているオズボーン・メンデルラットを用いて、脂肪嗜好についてこれを確かめ、そのメカニズムを検討することにした。また、(2)脂肪にたいする嗜好を抑制する因子についてさまざまな仮説がでているが、そのなかのErlasnson-Albertssonらの提出した仮説の検討を行うことにした。また、この実験の過程で、(3)ビタミンの欠乏によっても、食塩嗜好が修飾されることを見いだしたので、これについても検討した。その結果、(1)脂肪をとくに好む系統として知られているオズボーン・メンデルラットをやっと手にいれたが、「特に強い脂肪嗜好」を示さないというトラブルがあり、現在ブリーダーを介して、外国から取り寄せており、いっぽう、われわれこれを選抜する作業をすすめている段階で、この実験結果はまだでていない。(2)コリパーゼ分解物から誘導され、これが脂肪に対する嗜好を抑制すると報告されているエンテロスタチンといわれるペプチドがわれわれの共同研究者によって合成された。これが脳内のどこに働くかについての検討するため、マイクロダイアリシスの装置を組立てて、ラットの視床下部部位に注入実験を開始した。近い将来、成果をえることができると考えている。(3)ビタミン欠乏によって、食塩嗜好が高まることを見いだした。ビオチン単独欠乏のばあいにも観察されるので、現在さらにその検討を続けており、また改めて報告したい。
非ビアリール型軸不斉配位子の開発

ビナフチル化合物にかわるキラルリガンドの基本的指針として、オルト位に大きな置換基を持つ芳香族アミドの回転異性体を利用する方法を計画した。基本的指針:ベンゼン環のオルト位にリンと窒素の配位性置換基をおき窒素をアミドに導く。窒素上のアルキル基もしくはアミド基に不斉補助基をおいて回転異性体を分離し、不斉リガンドとして用いる。合成の容易さ、リガンドとしての予想される有効性から判断して、アミノ酸誘導体をキラル補助基として導入した化合物の合成を検討した。すなわち、アニリンのBOC保護体にジアニオンを発生させ、クロロジフェニルホスフィンを作用させてリン置換基を導入した。酸処理でBOC基は除去され、アミンを定量的に与えた。次に、バリン、プロリンのN-BOC、N-Cbz体との縮合を検討した。しかし、非常に大きな立体障害のせいで縮合反応は進行していない。一方で、リンを窒素に置き換えたジアミン型キラルリガンドの合成も行った。オルトブロモニトロベンゼンに種々の二級アミンを作用させてオルトアミノニトロベンゼンとした後還元し、非対称オルトフェニレンジアミン誘導体を得た。アミノ酸誘導体との縮合は低収率ながら進行し、アミド体を与えた。さらにこのものはエチル化され、回転異性体を生じる化合物へと導かれた。現在、それらの回転異性体を分離する条件の検討、誘導体の更なる探索を行っている。以上、当初の目的が十分に達成されたとは言えないが、キラルジアミンの合成に関しては目処がついたといえる。一方、リン配位子の合成に関して、ジフェニルホスフィノ基の極端なかさ高さが縮合を妨げている。しかし、アセチル化は進行したので、目的物を得る方法が必ず工夫できるものと確信している。
サファイア上高品質テルル化亜鉛薄膜の開発と電気光学効果テラヘルツ波検出素子応用

電気光学効果を利用したテラヘルツ波検知器の実現に向けて、サファイア基板上に面方位を制御した高品質テルル化亜鉛(ZnTe)薄膜を作製することを目指した。また、サファイア基板上へのZnTeの結晶成長機構の解明も目指した。ZnTeの結晶成長機構の解明のため、7種類の異なる面方位サファイア基板上にZnTeを結晶成長させ、結晶方位の評価を行った。その結果、サファイア(0001)//ZnTe(111)の方位関係を保って結晶が成長する機構とサファイア(11-20)//ZnTe(111)の方位関係を保つ結晶成長機構が発見されている。しかしながらZnTe(110)の成長が期待できる基板を用いた場合では、これらの規則通りとはならなかったことを見出している。これらの結果より、サファイア基板上ZnTe薄膜の成長機構を明らかにした。また、基板に微小な傾きを導入し、さらに基板を熱処理することで、ZnTe薄膜の高品質化が達成されるという結果が得られた。一方、m面は熱処理すると、2種類の異なる面が表面に現れたナノファセット構造が得られ、そのナノファセット基板上ZnTe薄膜はナノファセット由来の結晶成長が現れ、良い結晶が得られた。他にも化学処理をおこなったサファイア基板がZnTe薄膜の結晶成長に与える影響や基板と薄膜の間に堆積させるバッファ層の複数層化がZnTe薄膜へ与える影響などを調査した。これらの方法により基板表面状態や界面状態を制御することで、ZnTe薄膜の高品質化を達成した。選択横成長による更なる転位数の減少を目指し、二酸化ケイ素でパターン状に覆ったサファイア基板上ZnTe薄膜の選択成長の検討を行った。50nmの厚みを持つパターンを形成したサファイア基板では、350度でZnの分子線が強く、成長速度を遅くしたときに、選択成長することが明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。電気光学効果を利用した高感度テラヘルツ波検知器の実現に向け、サファイア基板上に面方位を制御した高品質ZnTe薄膜を作製することを目指す。関連してサファイア基板上へZnTe薄膜の成長機構を解明した。サファイアS面、R面基板上に作製したZnTeの面方位をXRDの極点測定により評価し、今まで得られた『サファイアc軸によるZnTeの面方位制御が可能である』という仮説の検証を行った。S面では仮説通りになったが、R面では仮説通りではなく、S面と同様のZnTeドメインが配向し、結晶性はS面上ZnTeより良いという結果が得られた。表面原子配列を検討したところ、c軸によるZnTeの面方位制御よりも原子配列が配向に与える影響の方が大きいことが明らかになった。また、ZnTeとサファイアの間にある大きな格子不整合により、ZnTeの高品質化が難しいとう問題点があった。そこで、基板の熱処理に注目した。熱処理によって得られる原子層スケールのステップ-テラス構造が薄膜の高品質化を促すという結果が得られた。更に、ZnTeの結晶性の改善を目指して、サファイア基板表面原子の制御に注目した。そこで、硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄を行ったサファイア基板がZnTeの結晶ドメインに与える影響を調査し、ZnTe/サファイア構造の界面の化学状態を制御することがZnTeの高品質化には重要であることが明らかになった。基板と薄膜の界面に出来る転位の数そのものを減らす手段として、選択横成長(ELO)に注目した。SiO2マスクパターンを作製したサファイア上ZnTeの選択成長の検討を行った。通常の成長に比べ制限された基板温度や分子線強度、成長速度の成長条件で選択成長することが明らかになった。しかし、横方向へのZnTeの成長はほとんどみられなかったため、ZnTeのテンプレート層を挿入した上にZnTeのELOを検討している。27年度の目的は(1)サファイア基板上へのZnTe薄膜の成長・配向機構の解明、(2)原子層スケールのステップ-テラス構造による薄膜の高品質化であった。(1)に関しては、様々な面方位基板に関して、サファイアc軸によるZnTe薄膜の面方位制御が可能であるという十分な知見が得られており、順調に推移していると考える。また、(2)についても、熱処理したc面基板上ZnTe(111)薄膜において、ZnTe111ロッキングカーブの半値幅が400arcsecの高品質薄膜が得られている。更に、m面ではS面とr面からなるナノファセット構造が熱処理することで現れ、現れたS面ナノファセットによってZnTeの面方位が制御出来ることが明らかになっている。更に、28年度に行う予定であったサファイア基板上ZnTeのELOに向けて、まずSiO2を用いたサファイア基板上ZnTeの選択成長に関する知見を得ることが出来たと考えられる。

その結果、サファイア(0001)//ZnTe(111)の方位関係を保って結晶が成長する機構とサファイア(11-20)//ZnTe(111)の方位関係を保つ結晶成長機構が発見されている。しかしながらZnTe(110)の成長が期待できる基板を用いた場合では、これらの規則通りとはならなかったことを見出している。これらの結果より、サファイア基板上ZnTe薄膜の成長機構を明らかにした。また、基板に微小な傾きを導入し、さらに基板を熱処理することで、ZnTe薄膜の高品質化が達成されるという結果が得られた。一方、m面は熱処理すると、2種類の異なる面が表面に現れたナノファセット構造が得られ、そのナノファセット基板上ZnTe薄膜はナノファセット由来の結晶成長が現れ、良い結晶が得られた。他にも化学処理をおこなったサファイア基板がZnTe薄膜の結晶成長に与える影響や基板と薄膜の間に堆積させるバッファ層の複数層化がZnTe薄膜へ与える影響などを調査した。これらの方法により基板表面状態や界面状態を制御することで、ZnTe薄膜の高品質化を達成した。選択横成長による更なる転位数の減少を目指し、二酸化ケイ素でパターン状に覆ったサファイア基板上ZnTe薄膜の選択成長の検討を行った。50nmの厚みを持つパターンを形成したサファイア基板では、350度でZnの分子線が強く、成長速度を遅くしたときに、選択成長することが明らかになった。27年度の研究は概ね順調に進展したので、今後は、サファイア上にZnTeのテンプレート層を挿入した基板上でのZnTeのELOとナノファセット構造を持つサファイア基板によるZnTeの面方位制御を行う。サファイア基板上ZnTeの選択成長で得られた成長条件を参考にして、ZnTeのテンプレート層を挿入した基板上でのZnTeのELOを行い、ZnTe薄膜の低転位化を目指す。更に、m面に大きなオフ角を付けることでS面ナノファセットの位置を制御し、ZnTeの面方位制御を行う。また、研究成果を口頭発表や論文で報告し、博士論文の執筆を行っていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。
日本語のモ-ラと音節構造に関する総合的研究

(1)促音と撥音と長音は、iやuと同等の「心理的強さ」を持つことを証明し、三種のモ-ラ音が独立の音節を形成せず、核となる母音の右辺のみに生ずる日本語の音節構造を提案し、促音、撥音を含む重子音に関する言語普遍的仮説を提案した。(2)日本語の音節構造は、[CV]を基本形とし、それ以外の「長い」音節は中核となる[CV]に対してCないしVスロットが補部として従属するバ-構造であることを示した。(3)鼻音モ-ラの実験と同じmonitoring taskによる実験と長母音を含む音節がどこで分節できるかを問う実験を行い、前者からは、音節とモ-ラのいずれが知覚上の単位かは明らかではないが、後者からは、モ-ラよりも音節が知覚分節単位であることを示唆する結果が得られた。(4)英語と日本語の歌謡曲について、「音符」が付与される単位が音節であるかモ-ラであるかを分析し、英語では「音節」が、日本語では「モ-ラ」が長さの単位であることを統計的に示し、特殊モ-ラ間に自立度の差異があることも明らかにした。(5)日本語の東京方言のモ-ラが果たしている役割が、時間制御、音韻的長さ、音声産出、音声知覚の分節単位に大別できることを示し、/CVVC/という3モ-ラからなるデザイン・チェ-ンなどの外来語については2音節として機能していることを示した。(6)日本語の言い誤りのデ-タベ-ス構築に向けて具体的な段階に入り、言い誤り資料の分析から、誤りによって動く要素の主役は分節音であり、分節音を固定するための枠の役割をモ-ラが果たしていることを明らかにした。(7)日本語の言葉遊びや言い誤りのデ-タに基づき、モ-ラと音節の対応関係を適切に捉えるには、2つの平面からなる3次元表示を導入すべきことを示した。(8)東京方言のアクセントと英語の強勢の付与に関して類似関係が見られることを明らかにし、英語でもモ-ラという概念を用いていることなどが示された。
音信号に対する知覚不可能な情報ハイディング技術の研究

本研究では,生理的・知覚的な聴覚特性を考慮した位相情報操作により,ディジタル表現された音信号そのものに様々な情報を知覚されないように隠す,音情報ハイディング技術の確立を目指した.まず,蝸牛遅延に対応する位相と時間変化と検知閾の関係を明らかにし,蝸牛遅延を効果的に制御する方法を実現した.次に,その結果に基づいた知覚不可能で頑健・ブラインド・可逆変換可能な電子音響透かし法を実現した.最後に,応用展開として,AMラジオにおける情報ハイディング法,音声改ざん検出法,フォルマント強調に基づいた電子音響透かしや音声スクランブル法を提案した.本研究では,生理的・知覚的な聴覚特性を考慮した位相情報操作により,ディジタル表現された音信号そのものに様々な情報を知覚されないように隠す,音情報ハイディング技術の確立を目指した.まず,蝸牛遅延に対応する位相と時間変化と検知閾の関係を明らかにし,蝸牛遅延を効果的に制御する方法を実現した.次に,その結果に基づいた知覚不可能で頑健・ブラインド・可逆変換可能な電子音響透かし法を実現した.最後に,応用展開として,AMラジオにおける情報ハイディング法,音声改ざん検出法,フォルマント強調に基づいた電子音響透かしや音声スクランブル法を提案した.本研究の目的は,ディジタル表現された音信号そのものに,生理的・知覚的な聴覚特性を考慮した位相情報操作により様々な情報を知覚されないように隠す,マルチメディア情報ハイディングの基盤技術を確立することである.提案技術に要求される条件は,知覚不可能性,秘匿性,頑健性を満たすことである.この技術が確立されれば,埋め込みの付加価値情報の種類によって,それぞれ電子音響透かし,電子音響指紋・情報改ざん検出,ステガノグラフィ等に応用可能である.本研究では,次の5つの課題に取り組む.1.蝸牛遅延に対応する位相の時間変化と検知閾の関係の調査,2.片耳・両耳受聴における蝸牛遅延に対応する位相の時間変化とその知覚の検討,ならびに両耳間での位相変化の同期・非同期と検知閾の関係の調査,3.これらの知覚研究の成果に基づいた情報ハイディングのための群遅延制御法の確立,4.音信号へのディジタル情報の埋め込み・検出に関する総合評価ならびに埋め込み情報量の調査,5.応用展開を行なう.平成23年度は,課題1,3,5にポイントを絞り,「群遅延操作を可能とするモデル構築」と「知覚不可能な位相特性の再調査」を行った.本研究では,蝸牛遅延特性という位相特性を利用した知覚不可能な電子音響透かしの処理体系が既に完成している.現在までにわかっていることは,2種類の蝸牛遅延を原音にPSK(位相偏移変調)で情報を埋め込んでも検知されないということである.しかし,埋め込み(変調)方式の多様性を考えると,群遅延の変動幅や周期的な時間変動といった,位相の時間変化とそれに対する知覚特性(検知閾)の関係が不明である.そこで,これらの位相特性に関する知覚不可能性について網羅的に検討を行った.次に,この結果に基づき,多様な群遅延操作を可能とする位相制御モデルならびに検出方法を提案した.最後に課題5に関して,音声の改ざん検出の可能性について検討した.本研究の目的は,生理的・知覚的な聴覚特性を考慮した位相情報操作により,ディジタル表現された音信号そのものに様々な情報を知覚されないように隠す,マルチメディア情報ハイディングの基盤技術を確立することである.本研究では,次の5つの課題に取り組む.1.蝸牛遅延に対応する位相の時間変化と検知閾の関係の調査,2.片耳・両耳受聴における蝸牛遅延に対応する位相の時間変化とその知覚の検討,ならびに両耳間での位相変化の同期・非同期と検知閾の関係の調査,3.これらの知覚研究の成果に基づいた情報ハイディングのための群遅延制御法の確立,4.音信号へのディジタル情報の埋め込み・検出に関する総合評価ならびに埋め込み情報量の調査,5.応用展開.平成25年度は,課題35に取り組んだ.まず,3に関しては,動的な位相変調法を実現することで群遅延操作法を確立した.次に,4に関しては,IEICE第2種研究会・情報ハイディングおよびその評価基準委員会が提唱する評価基準に従い,提案手法の総合評価を行った.その結果,検知不可能性ならびに標準的な攻撃(リサンプリング,再標本化,MP3, MP4等の情報圧縮)に関して十分な耐性があることを確認した.時間領域における攻撃にはまだ課題が残る結果となった.これらの総合的な検討も踏まえ,フォルマント強調という新しい透かし埋め込み法の考案に至った.最後に,5に関しては,蝸牛遅延ならびにフォルマント強調に基づいた音声信号の改ざん検出法を実現した.また,ランダムビットシフトを活用した音声スクランブル/半開示音声スクランブル法といった新しい応用展開も実現した.本研究の目的は,生理的・知覚的な聴覚特性を考慮した位相情報操作により,ディジタル表現された音信号そのものに様々な情報を知覚されないように隠す,マルチメディア情報ハイディングの基盤技術を確立することである.本研究では,次の5つの課題に取り組む.

1.蝸牛遅延に対応する位相の時間変化と検知閾の関係の調査,2.片耳・両耳受聴における蝸牛遅延に対応する位相の時間変化とその知覚の検討,ならびに両耳間での位相変化の同期・非同期と検知閾の関係の調査,3.これらの知覚研究の成果に基づいた情報ハイディングのための群遅延制御法の確立,4.音信号へのディジタル情報の埋め込み・検出に関する総合評価ならびに埋め込み情報量の調査,5.応用展開.平成24年度は,課題25に取り組んだ.まず,2に関しては,片耳・両耳受聴における蝸牛遅延に対応した位相特性の検討ならびに両耳間での位相変化の同期・非同期と検知閾の関係の調査を行った.その結果,左右信号間の蝸牛遅延特性の違いは,原信号がモノラル録音である場合に検知されやすく,ステレオ録音である場合に検知され難いことがわかった.これにより,ステレオ電子音響透かしへの拡張性があることを確認した.今後は両耳間の位相制御に関しては継続的な検討が必要である.次に,3と4に関しては,第2種研究会が企画した「第1回音響電子透かしコンテスト」に参画し,提案法の総合評価を行った.その結果,対象信号が正弦波のような信号(例えば,トライアングル音)に関しては,現行の蝸牛遅延のPSK位相操作法では知覚されるケースがあることがわかった.これに関しては時間とともに連続的な変化を許す位相操作を行う必要があることがわかった.最後に,5に関しては,音声信号の改ざん検出法とAMラジオにおける情報ハイディング法といった新しい応用展開を実現した.交付時の計画では,課題1と3に絞って取り組んでいたが,順調に研究が進み,一応用例として課題5にも取り組み,成果(論文と特許出願)を出すことができたため.25年度が最終年度であるため、記入しない。交付時の計画どおり,課題24に絞って取り組んでいたが,順調に研究が進み,一応用例として課題5にも取り組み,成果(論文と特許出願)を出すことができたため.平成24年度は,平成23年度の成果に基づき,課題24にポイントを絞り,片耳・両耳受聴における蝸牛遅延に対応した位相特性の検討ならびに両耳間での位相変化の同期・非同期と検知閾の関係の調査を行う.これまでに,片耳受聴において2種類の蝸牛遅延を原音に位相偏移変調で情報を埋め込んでも検知されないことはわかっている.しかし,埋め込み(変調)方式の多様性を考えると,群遅延の変動幅や周期的な時間変動といった,位相の時間変化とそれに対する知覚特性(検知閾)の関係が不明である.また,これらの点に関する両耳間での位相変化の同期・非同期と検知閾の関係についても不明である.そこで,これらの位相特性に関する知覚不可能性について網羅的に検討を行い,知覚実験にて実証する.次に,この知覚実験の結果に基づき,多様な群遅延操作を可能とする位相制御モデルを構築する.最後に,埋め込み・検出に関する総合評価を行い,埋め込み情報量について調査する.25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は,これまでの課題14を俯瞰的な視点から再検討するとともに,効率的に実装した音信号に対する情報ハイディング法に対して最終的な総合評価(知覚不可能性,秘匿性,悪意のある攻撃等に対する頑健性)を行う.既に実装済みの電子音響透かし法の埋め込み限界を明らかにすることで,ステガノグラフィへの処理拡張を試みる.最後に,5の応用課題に取り組み,音信号への別の音信号の埋め込み可能性について検討し,音声秘匿通信等への応用発展を考える.
諸外国の初等中等教育におけるコンピュータに関する教育の実態及び我が国の教育の在り方についての調査研究

主要世界各国における、いわゆるコンピュータリテラシーの教育カリキュラムならびに、その実施の現状について調査研究を行った。研究者集団は、文部省中学校課におかれて、情報化社会に対応する初等中等教育の在り方に関する調査研究協力者会議のメンバーを中心として、ワーキンググループに若手の研究分担者と研究協力者の参画をえて組織された。その結果、世界各国がマイコンの学校教育への導入に熱心であること、アメリカ、カナダなどの州の中には、体系化されたコンピュータリテラシーやコンピュータアウェアネスの教育に関するカリキュラムを整備しているところがあること、フランス、イギリス、カナダのオンタリオ州、アルバータ州、サスカチワン州などのように政府が主導的にとりくんでいるところが目につくこと、東南アジア、中国、ソ連も、マイコンの普及はまだまだであるが、けんめいにとりくんでいること、イギリス、フランス、カナダのオンタリオ州などのように、独自の教育用マイコンを開発し、積極的に普及、はかっているところがあること、カナダ、アメリカ、イギリスなどでは、幼児教育からコンピュータをとり入れているところがあること、イギリス、アメリカ、カナダなどでLOGO、スプレッドシート、データベースなどのように、子供が自主的創造的に使えるソフトウェアを与えて学習させている場合の多いこと、先進国では、ハードウェアの普及だけでなくソフトウェアの開発流通に配慮が行き届いていること、コンピュータリテラシーやアウェアネスのカリキュラムを指導計画に組む場合、カナダのブリティッシュコロンビア、マントバなどのように、独立教科としてだけでなく、総合学習として扱ってもよいことをはっきりと規定しているところがあること、テレビやティーチャーセンターを利用して教師教育を行っている国が多いことなど様々な事象が明らかになった。成果は日本工学会で紹介される他、報告書にまとめる。
MSS大腸癌におけるNKcell耐性獲得のメカニズム解明

本研究では、MSS大腸癌に対するNKcell療法を可能性を検証するために、マウス正常細胞の培養を可能としたオルガノイド培養技術を使用して、連続的にAPC,Kras,Braf,p53,p16,RNF43,ZNRF3,SMAD4, TGFBR2等の遺伝子変異を連続的に加えることで、各々異なった遺伝的特徴をもった大腸癌オルガノイドを作成し、NKcellと共培養することで、各、大腸癌オルガノイドがどのようにしてNKcell耐性を獲得するのかを解明することを目指します。
特殊環境情報伝送及び情報収集を目的としたパラメトリックスピーカの開発

音波の非線形現象を利用した超指向性パラメトリックスピーカの設計、試作及びその音響特性を測定し、実用化への基礎資料を得た。音波の伝搬を記述する非線形波動方程式の理論解析と製作の観点より超音波振動子の共振周波数を28kHz、外径を1cmとした。この振動子1102個を25×50cmのパネルに配列し、すべての振動子の入力端子をパラレル接続した。このパネル1枚で電気入力1vにおいて120dB/mの音圧を得た。パネル2枚を利用した屋内実験を行った結果は以下の通りである。まず、再生の2次波音圧レベルについては1次波音圧を122dBとしたとき、3kHzで72dBを得た。これは1次波周波数を40kHzとした従来のパラメトリックスピーカよりおよそ4dB大きい。また、スピーカより5m付近で2次波音圧は最大になり、1次波の周波数を低くすることでアレー長が長くなることを確認した。指向性についても従来のパラメトリックスピーカより改善され、鋭くなった。通常のスピーカに比べれはかなり指向性は鋭く、1kHzの2次波において8゚となった。屋外実験では100mまでの伝搬特性において70dB以上の音圧レベルを得た。この音圧は会話時と同レベル、あるいはそれ以上である。以上のように本研究、実験によりパラメトリックスピーカの1次波周波数を低くすることで1次波より2次波への変換効率並びに指向性の改善が可能であることを実証した。また屋外実験で100m以上もの遠方に会話音圧レベル以上の音を伝えられることを実証した。よって避難やアナウンス用のスピーカとして十分答えうる基礎資料を得た。
酵母細胞を用いた細胞形態形成機構の分子遺伝学的解析

細胞形態形成は、細胞周期や分化機構と連動し、また細胞内外の多様な情報伝達系を介する複雑な機構である。多細胞においても、形態形成を制御する多様な情報の最終到達点は一細胞そのものであり、それゆえ多細胞の形態形成を理解する上で、単一細胞である酵母の形態形成機構の解明が必須であると考えた。そこで、多細胞生物と同様の細胞質分裂と極性成長様式をとる分裂酵母をモデル系として、形態形成機構の分子遺伝学的解析を行った。具体的には、以下の二つのアプローチにより研究を進めた。(1)分裂酵母の細胞形態異常変異体の解析(1)極性方向異常変異体alpの解析から、微小管の新規な変異体alp2,12を同定した。これらはα-微小管因子とβ-微小管因子の変異であった。さらに、これらの変異が致死となる原因が、チェックポイント機構からの逸脱か、あるいはチェックポイント機構を十分に活性化できないためか、のいずれかの可能性があることを提示した。この解析から、微小管の構造維持や機能発現が、細胞増殖と形態形成に重要であることを示した。(2)極性方向異常変異体alpの解析から、細胞増殖および微小管重合に必須なAlp1を同定した。Alp1は、細胞周期をとおし、微小管に局在し、微小管の機能発現に重要であることを示した。(2)過剰発現により細胞形態異常を示す遺伝子の解析過剰発現時に異常形態を示す遺伝子を系統的に分離したところ、低分子量GTP結合蛋白質Rho2を取得した。解析により、Rho2は極性成長領域に局在し、成長極性と細胞壁合成に重要であることを明らかにした。形態形成機構は、細胞周期や分化機構と連動した生命体の基本的事象の一つである。形態形成は細胞内外の様々な情報によって制御される複雑な機構であるが、それら多様な情報の最終到達点は一細胞そのものであることから、多細胞における形態形成機構を理解する上で、単細胞での解析が必須であると考えた。そこで、高等動物と同様の細胞質分裂および極性成長様式をとり、その極性が細胞周期に依存してダイナミックに変化する分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)をモデル系として、形態形成機構の分子遺伝子学的解析を行った。具体的な方法としては、変異あるいはある一つの遺伝子を過剰に発現させ、正常細胞から細胞形態異常を示す細胞をスクリーニングし、その原因遺伝子を解析するという、二つのアプローチをとった。1生育が温度感受性かつ細胞形態に異常を示す変異体の解析から、極性成長の方向維持や成長部位の確立に必須なAlp1を固定した。Alp1は酵母からヒトまで進化上高度に保存された分子で、微小管の機能発現に重要な分子シャペロンであった。Alp1は生育に必須で、細胞周期をとおし微小管に局在し、微小管の機能に必須な新規MAPsであることが示唆された。2誘導発現型プロモーターの下流にcDNAが連結した遺伝子バンクを、分裂酵母野生株に形質転換し、過剰発現時に細胞形態異常を引き起こす遺伝子を系統的に分離した。それらは、成長極性欠損、成長方向異常、成長端選択異常、細胞壁成分の分布異常、隔壁形成異常などに分類された。成長極性欠損(球形)を示す遺伝子として低分子量GTP結合蛋白質Rho2を同定した。実際、Rho2は極性成長領域に局在し、成長極性制御や細胞壁合成に関与することが示唆された。
脂肪組織の自然炎症におけるRP105/MD-1シグナルと可溶型MD-1の機能解析

1.遺伝子改変マウスを用いた脂肪組織炎症におけるRP105/MD-1の機能解析RP105またはMD-1欠損マウス由来マクロファージを用いた解析から、RP105/MD-1はTLR4の内因性リガンドであるパルミチン酸に正常に応答することを見出した。また、脂肪組織を用いたwestern blottingの解析から、脂肪組織炎症に関わるRP105/MD-1とTLR4/MD-2のシグナル伝達経路には一部共通する部分があるが、それぞれ独自のシグナル経路も存在することも見出している。以上から、RP105/MD-1は、これまで知られていたTLR4/MD-2とは異なる機序で脂肪組織炎症の惹起に関わることが示唆された。以上の内容をDiabetes誌に発表した(Watanabe,Y.,et al.in press)。2.可溶型MD-1の産生機序と脂肪組織炎症における機能解析高脂肪食の摂取により、野生型マウスの脂肪組織で可溶型MD-1が増加することを見出した。さらに詳細に検討した結果、脂肪組織での可溶型MD-1産生細胞は脂肪細胞ではなく、それ以外の細胞集団stromal vascular fraction(SVF)であることを見出した。さらに、可溶型MD-1を過剰に産生するMD-1トランスジェニックマウスを作出することに成功し、現在、脂肪組織炎症における可溶型MD-1の機能を探索中である。3. RP105/MD-1の内因性リガンドの探索と脂肪組織炎症との関連、RP105/MD-1を標的とした治療の基礎的探索RP105/MD-1の内因性リガンド探索を目的とし、脂肪組織や血清を用いたメタボローム解析を継続中である。また、ヒト内臓脂肪組織におけるRP105 mRNA発現と肥満度を示すBody mass indexとの間に有意な相関性を認めることを見出した。1.遺伝子改変マウスを用いた脂肪組織炎症におけるRP105/MD-1の機能解析野生型マウスに比較し、RP105 KO,MD-1 KOマウスでは、高脂肪食摂取による肥満、内臓脂肪の炎症、炎症性マクロファージの浸潤、脂肪肝、インスリン抵抗性が軽減していた。以上から、RP 105/MD-1が脂肪組織の慢性炎症、肥満、インスリン抵抗性の病態に関与することを見出した。さらにRP105/MD-1が抗肥満薬の新規標的である可能性も示唆された。2.可溶型MD-1の産生機序と脂肪組織炎症における機能解析可溶型MD-1を検出するためのELISAの実験系を確立した。その系を用い、高脂肪食の摂取により野生型マウスの血清中で可溶型MD-1が増加することを見出した。今後、その産生臓器・細胞を探索する予定である。さらに、可溶型MD-1の機能を探索するために、可溶型MD-1特異的モノクローナル抗体を高脂肪食摂取マウスに投与する実験を継続中である。3.RP105/MD-1の内因性リガンドの探索と脂肪組織炎症との関連、RP105/MD-1を標的とした治療の基礎的探索ヒト肥満におけるRP105/MD-1の機能を探索するための、抗ヒトMD-1モノクローナル抗体を確立することに成功した。また、RP105/MD-1の内因性リガンドを探索するための、内臓脂肪組織におけるRP105を免疫沈降する実験系を確立した。今後、リガンド探索をメタボローム解析を用いて行う予定である。
摂食およびエネルギー代謝調節に関わる新規生理活性ペプチドの探索と機能解析

肥満は高血圧・心血管障害・糖尿病などの疾患を頻発させ、その治療と予防は医学的・社会的に大きな課題であり、分子レベルでの病態の解明が、近年急速に進んでいる。本研究は、摂食およびエネルギー代謝調節に関わると考えられるオーファン受容体の内在性ペプチド性リガンドを同定とその機能解析を目的とした。本研究では、摂食・エネルギー代謝調節に強く関与するオーファン受容体BRS-3および脳内とくに視床下部に発現の高いオーファン受容体の安定発現細胞株を用いて、ペプチド性リガンドの探索法として、既に確立していたFLIPR Systemによる細胞内Ca上昇を指標としたアッセイ系に加え、ルシフェラーゼレポーター遺伝子あるいはアルファースクリーンを用いた細胞内cyclic AMP変動を指標としたアッセイ系の開発を行った。両アッセイ系を用いたスクリーニングの結果、ラット脳と消化管の複数のペプチド分画にCa上昇活性とcyclic AMP抑制活性を認めた。BRS-3発現細胞に対する細胞内Ca上昇反応の一部は、BRS-3に対する既知のペプチドの交差反応および内在性受容体に対する反応であった。一方、他のオーファン受容体発現細胞に認めた細胞内Ca上昇活性物質については、部分アミノ酸配列解析の結果、新規の生理活性プチドであることが判明した。予備的実験において、新たに同定されたペプチドは、摂食抑制作用を有するペプチドであることが判明した。今後、遺伝子構造や発現解析、定量系の開発、生体内分布・細胞局在の同定、生理作用の解明を進めていく予定である。また、既に当研究室で発見している摂食促進ペプチド:グレリンについて、胃内分泌細胞からのグレリン分泌調節機構について検討した結果、ソマトスタチンが胃からのグレリン分泌を抑制していることを明らかにした。本研究は、摂食およびエネルギー代謝調節に関わると考えられるオーファン受容体の内在性ペプチド性リガンドを同定し、その機能を解析することを目的とする。本年度は、摂食・エネルギー代謝調節に強く関与するBRS-3受容体(ボンベシン受容体サブタイプ3,bombesin receptor subtype-3)および脳内とくに視床下部に発現の高いオーファン受容体のcDNAを単離し、発現ベクターを構築後、哺乳動物細胞に導入して安定発現細胞株を樹立した。さらに、ペプチド性リガンドの探索法として、上記の安定発現細胞株を用いて、既に確立していたFLIPR Systemによる細胞内Ca上昇を指標としたアッセイ系に加え、アルファースクリーンを用いた細胞内cyclic AMP変動を指標としたアッセイ系の開発を行った。両アッセイ系を用いたラット全身組織のスクリーニングの結果、ラット脳と消化管の複数のペプチド分画にCa上昇活性とcyclic AMP抑制活性を認めた。一方、他のオーファン受容体発現細胞に認めた細胞内Ca上昇活性、cyclic AMP抑制活性は、反応物質が極めて少量だったため、最終精製までは至っていない。現在、大量サンプルを出発材料として最終精製まで至っていない活性ペプチドの単離を進めている。

本研究では、摂食・エネルギー代謝調節に強く関与するオーファン受容体BRS-3および脳内とくに視床下部に発現の高いオーファン受容体の安定発現細胞株を用いて、ペプチド性リガンドの探索法として、既に確立していたFLIPR Systemによる細胞内Ca上昇を指標としたアッセイ系に加え、ルシフェラーゼレポーター遺伝子あるいはアルファースクリーンを用いた細胞内cyclic AMP変動を指標としたアッセイ系の開発を行った。両アッセイ系を用いたスクリーニングの結果、ラット脳と消化管の複数のペプチド分画にCa上昇活性とcyclic AMP抑制活性を認めた。BRS-3発現細胞に対する細胞内Ca上昇反応の一部は、BRS-3に対する既知のペプチドの交差反応および内在性受容体に対する反応であった。一方、他のオーファン受容体発現細胞に認めた細胞内Ca上昇活性物質については、部分アミノ酸配列解析の結果、新規の生理活性ペプチドであることが判明した。予備的実験において、新たに同定されたペプチドは、摂食抑制作用を有するペプチドであることが判明した。今後、遺伝子構造や発現解析、定量系の開発、生体内分布・細胞局在の同定、生理作用の解明を進めていく予定である。また、既に当研究室で発見している摂食促進ペプチド:グレリンについて、胃内分泌細胞からのグレリン分泌調節機構について検討した結果、ソマトスタチンが胃からのグレリン分泌を抑制していることを明らかにした。
電界共役流体の活発な流動を利用した微細複雑穴の放電加工

本研究では微細放電加工における安定した加工によって加工速度,加工精度及び加工限界深さを向上させることを目的として,電圧印加によって加工液に流れが生じる電界共役流体を用いて微細複雑穴の放電加工を行った.その結果,工具電極の先端形状が極間の流れに及ぼす影響を明らかにした.また,ECFを用いた場合微細放電加工特性を明らかにし,アスペクト比20以上の加工が可能になることが分かった.さらに,工具電極を回転させない状態においても,安定した放電加工を実現した.平成27年度は電界共役流体による加工液流れ(ECFジェット)の観察を行なった.工具電極先端を円筒形状まま(曲率半径無限大)とした場合,無負荷電圧500V程度で極間に流れが認められた.この時,極間距離は0.1mmとしている.極間の流れはビデオカメラによる極間の観察結果により判断した.また,電界共役流体は電極の電界強度によって流速が変化することから,工具電極形状の検討を行なった.電解研磨により工具電極であるタングステン線先端を先頭加工し,先端の曲率半径が10,50,100μmの工具電極を作製した.これらの工具電極により極間の加工液流れを観察した結果,曲率半径が小さいほど流速は大きくなる傾向が認められた.さらに,加工液流れが認められる限界の無負荷電圧が小さくなることが分かった.平成28年度は微細複雑穴加工を行うため,角型や十字型の工具電極を用いる.これらの形状は電解研磨によって加工するため,角型や十字型の穴加工が施されたマスク状の白金板電極が必要である.既設のワイヤ放電加工によりマスク加工を行なったが,薄板の白金に対し,要求精度の加工を行うことが困難であった.そこで,油仕様高精度ワイヤ放電加工機を導入した.これにより,予備実験段階であるがμmオーダーの精度で白金板電極の加工が可能であることを確認している.また,電界共役流体の微細放電加工特性の評価を予定しているが,より小さい放電エネルギーの加工が必須である.既設の微細放電加工機において放電エネルギーを小さく設定すると集中放電や短絡が生じやすいことが分かった.そこで,微細放電加工機を改良し,サーボ送り機構にピエゾステージを導入した.これにより次年度の実験評価を円滑に行うことが可能となった.ハイスピードカメラにより,加工中における極間の加工液流れの数値化を試みた.しかしながら,微小領域の観察においては,放電による気泡の発生によって観察視野が妨げられ測定が困難であった.一方,観察視野を拡大すると極間を十分に認識できず,加工領域における加工液流れの観察ができない.さらに,放電による光の影響も大きいため,観察条件も検討の余地がある.以上のことから,加工中の加工液流れの数値化については今後の課題である.本研究では,微細放電加工における加工屑の排出を促すため,機能性流体の一種である電界共役流体に着目した.加工速度,加工精度および加工限界深さを向上させることを目的として,電圧印加によって加工液に流れが生じる電界共役流体を用いて微細複雑穴の放電加工を行った.まず,ECFジェットによる極間の流れ観察と工具電極形状の検討を行った.微細放電加工におけるECFの加工屑排出効果を明らかにするため,ハイスピードカメラと拡大撮影用レンズを用いて放電加工時の極間の流れを観察した.高輝度LEDを光源として,放電加工中に発生する加工屑と気泡の挙動を観察した.ECFはセバシン酸ジブチルを用いた.その結果,工具電極にφ300μmのタングステンを用いた場合,先端を電解研磨により尖頭加工することでECFジェットを確認した.次に,流速の強い先端形状の工具電極を用いて,微細放電加工を行った.加工液はECF,放電加工油及び脱イオン水を用いた.ECFを用いた場合,脱イオン水と比較して加工速度は1.5倍程度大きくなることが分かった.さらに,放電加工油および脱イオン水はアスペクト比が5を超えると加工が不安定になったのに対し,ECFを用いた場合にアスペクト比20以上の加工が可能になることが分かった.ECFを用いた微細放電加工においては工具電極を回転させなくても加工液に流れが生じる利点がある.そこで,角型や十字型の断面を持つ工具電極を用いて微細放電加工を行い,微細複雑穴加工への応用を試みた.複雑形状断面の工具電極は放電加工により十字型断面に成形して作製した.工具電極を回転させない状態においても安定した放電加工を実現した.これらの結果から,従来の方法では不可能なさらに微細な複雑穴の放電加工を実現し,ECFを用いた微細放電加工の応用性を示した.本研究では微細放電加工における安定した加工によって加工速度,加工精度及び加工限界深さを向上させることを目的として,電圧印加によって加工液に流れが生じる電界共役流体を用いて微細複雑穴の放電加工を行った.その結果,工具電極の先端形状が極間の流れに及ぼす影響を明らかにした.また,ECFを用いた場合微細放電加工特性を明らかにし,アスペクト比20以上の加工が可能になることが分かった.さらに,工具電極を回転させない状態においても,安定した放電加工を実現した.加工中の加工液流れの数値化については,流速の解析に必要な加工屑の補足と発生する気泡の関係に着目し,加工電気条件の検討を行う予定である.

また,放電の光の影響を抑えるため,フィルタの導入も含めてハイスピードカメラによる加工液流れの観察条件も検討する.電界共役流体を用いた場合,放電加工油や脱イオン水と比較して加工速度が大きく,安定して放電が継続することが予備実験より明らかになっている.平成28年度の研究計画である電界共役流体の微細放電加工特性の評価や微細複雑穴の応用については平行して実施する予定である.生産工学・加工学実験の進捗状況により,購入予定の消耗品を次年度に持ち越したため.平成28年度の早期に実験用消耗品を購入する予定である.
ジグザグ反強磁性金属の「隠れた電流誘起磁化」が生み出す新規な電気磁気効果

本研究は、反強的相殺のためマクロには出現しないジグザグ鎖金属の「隠れた電流誘起磁化」が反強磁性秩序と結合することで顕在化し、新規な電気磁気効果を発現することを実証する。具体的には金属系における新規な電気磁気結合として、金属でありながらオームの法則を破る非相反抵抗が反強磁性秩序下でのみ生じることを示し、また隠れた電流誘起磁化を用いた反強磁性スピン制御・検出の新原理の開拓を行う。これらの現象は、電気分極が存在し得ない金属中における電気磁気結合の新形態であり、その解明はより広い視点からの電気磁気結合の理解・体系化に貢献し、さらにはスピントロニクス等、周辺分野へも大きな波及効果を有する。