hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー光による燃料噴霧直接点火手法の確立～プラズマからの火炎核形成機構の解明～

また数値解析に関しては,数値計算を行う環境は整えたが,まだコードの開発までには至っていない.燃料の蒸発量は噴霧流形成からテストセクションへの供給時間を変更することで変化させているが,この手法では定量性に欠ける.そこで,揮発させた燃料蒸気を用いて燃料液滴搬送気体の当量比を調整することで,噴霧液滴周辺の燃料蒸気濃度を変更することを予定していた.しかし,噴霧生成装置や点火装置(レーザー)などの不具合により当初の予定よりも開発がやや遅れている.2019年度前半に環境を確立し,当初の目的を達成することを目標としている.数値計算においては,コード開発までには至っていないが,開発環境の整備を行った.燃料液滴近傍の燃料濃度の定量性を確保するため,揮発させた燃料蒸気を用いて燃料液滴搬送気体の当量比を調整することで,噴霧液滴周辺の燃料蒸気濃度を変更する.また,アセトンLIFによる燃料蒸気の定量化を行う.29年度ではエタノールを燃料として用いていたが,30年度では揮発性の低いn-デカンを用いての調査も行う.数値解析では,2次元のプラズマ成長・緩和モデルを構築し液滴近傍の温度分布を取得する.燃料液滴近傍の燃料濃度の定量性を確保するため,揮発させた燃料蒸気を用いて燃料液滴搬送気体の当量比を調整することで,噴霧液滴周辺の燃料蒸気濃度を変更する.また,アセトンLIFによる燃料蒸気の定量化を行う.2018年度ではエタノールを燃料として用いていたが,2019年度では揮発性の低いn-デカンを用いての調査も行う.数値解析では,2次元のプラズマ成長・緩和モデルを構築し液滴近傍の温度分布を取得し,点源爆発の理論より空間中にエネルギー(温度分布)が与えられた場合の場の速度や圧力,温度分布を得るコードを開発する.本年度では,アセトンLIFの光源として用いるためのNd:YAGレーザーの補修とデバイスの追加を前倒しで行った.そのため,望遠ズームレンズが取得できておらず,実験の空間分解能が足りない状況である.次年度使用額分はこの望遠ズームレンズを取得する費用に充てる予定である.次年度においては,波長を変換するCLBO結晶,アセトンの供給装置や光学フィルタを購入するが,追加として液体燃料蒸気の発生装置を購入する.燃料の蒸発量は噴霧流形成からテストセクションへの供給時間を変更することで変化させているが,この手法では定量性に欠ける.そこで,揮発させた燃料蒸気を用いて燃料液滴搬送気体の当量比を調整することで,噴霧液滴周辺の燃料蒸気濃度を変更することを予定していた.しかし,噴霧生成装置や点火装置(レーザー)などの不具合により当初の予定よりも開発がやや遅れている.2019年度前半に環境を確立し,当初の目的を達成することを目標としている.装置の設計製作の外注等により研究の推進を試みる.数値解析では,2次元のプラズマ成長・緩和モデルを構築し液滴近傍の温度分布を取得し,点源爆発の理論より空間中にエネルギー(温度分布)が与えられた場合の場の速度や圧力,温度分布を得るコードを開発する.これには商用のソフトウェアの併用も検討している.
角結膜における樹枝状細胞の免疫機構に関する研究

マウス表皮内には、ランゲルハンス細胞とThy-1陽性樹枝状細胞の2種類の樹枝状細胞の存在が知られている。マウス角結膜においても、従来確認されていたランゲルハンス細胞のほかにThy-1陽性細胞が存在することを、われわれは確認した。結膜上皮内のThy-1陽性細胞は、C3H/Heマウス(8-12週齢)において、40/mm^2の密度でみられ、表面抗原としては、CD3CD8が陽性であったが、CD4CD5は陰性であった。また、gammadelta型T細胞受容体を表出していた。この細胞の分布をみると、角膜輪部付近に密度が高い傾向を認めたが、ランゲルハンス細胞よりは、結膜全体にほぼ一様に分布していた。表面抗原をみると、腸管粘膜や生殖器粘膜の上皮内リンパ球と同様にCD4_-、CD8_+であり、表皮内にみられるThy-1陽性樹枝状細胞がCD4_-、CD8_-(double negative)であるのとは異なっていた。これは、同じ上皮内リンパ球でありながら、皮膚型と粘膜型の少なくとも2種類があることを示しており、興味深い事実であった。また、マウス結膜下に隔日にインターロイン2を投与したところ、結膜上皮内のThy-1陽性細胞の数は、dose-dependent、time-dependentに増加した。この挙動は、表皮内のThy-1陽性樹枝状細胞と同様であり、角結膜においても、外界にさらされている上皮内に存在するリンパ球が、生体防御に何らかの役割をはたしていることが推測された。
振動子モデルに基づくサーカディアンリズムの制御

非リズム社会を象徴しているシフトワークや時差飛行における生体リズムの振舞いをモデルに基づいて予測し、生体リズムの引き込みを制御することによって適応不全を最小限にするような戦略を提案することが本研究の目的である。(1)光応答性を有するヒトの体内時計のモデルを構成した。これは振動子I、II、およびSWの三振動子からなる我々のモデルに光位相反応特性を新たに導入することで実現した。(2)モデルを用いて時差飛行下の生体リズムの振舞いをシミュレーションした。これにより順行性、逆行性、分離再同調のそれぞれがどのようなメカニズムで起きるかを明らかにした。すなわち、光を浴びたときの位相反応量とその符号、および振動子IからIIへの相互作用関数の位相反応直後の値によって決定されることが分かった。(3)さらに、到着地での休息-活動サイクルに合わせて運動を行なうと分離再同調が抑制されることがシミュレーションから分かった。そのメカニズムについては、(2)での条件に加えて、振動子SWからIIへの相互作用関数の位相反応直後の値によって再同調方向が決定されることが分かった。以上の知見に基づいて再同調が早くて時差ぼけの少ない飛行スケジュールを、東京-ニューヨーク間の飛行を想定して提案した。(4)位相振動子は振幅を持たない振動子である。一方で、我々が提案していた睡眠の体温調節機能に基づいた睡眠覚醒リズムモデルは覚醒度を予測できるという利点を持つが、定常状態におけるダイナミクスを対象としており、振動子の位相関係がダイナミックに変化する環境には適用できなかった。そこで両者を結合することにより統合的モデルを構築した。これは、振動子I、IIによる位相をそれぞれ振動子X、Yのそれに対応付けることによって行った。これにより、様々な明暗パターン、就労環境下における覚醒度や生体リズムの振舞いを予測する枠組みが整った。これは視交差上核に存在するペースメーカに起源を有する振動子I、睡眠や覚醒のリズムを駆動している振動子II、および実際の睡眠覚醒パターンを表現する振動子SWの三振動子からなる我々のモデルに光位相反応特性を新たに導入することで実現した。(2)モデルを用いて光環境と休息-活動サイクルが同時に位相シフトする時差飛行下の生体リズムの振舞いをシミュレーションした。振動子SWおよび明暗サイクルを位相シフトし、その時の振動子IおよびIIの振舞いを観測した。(3)さらに、到着地での休息-活動サイクルに合わせて運動を行った場合に再同調がどう修飾されるかをシミュレーションした。その結果、分離再同調が抑制されることが分かった。以上の知見之基づいて再同調が早くて時差ぼけの少ない飛行スケジュールを、東京-ニューヨーク間の飛行を想定して提案した。(1)光応答性を有するヒトの体内時計の結合位相振動子モデルを構成した。

これは視交差上核に存在するペースメーカに起源を有する振動子I、睡眠や覚醒のリズムを駆動している振動子II、および実際の睡眠覚醒パターンを表現する振動子SWの三振動子からなる我々のモデルに光位相反応特性を新たに導入することで実現した。(2)モデルを用いて光環境と休息-活動サイクルが同時に位相シフトする時差飛行下の生体リズムの振舞いをシミュレーションした。これにより順行性、逆行性、分離再同調のそれぞれがどのようなメカニズムで起きるかを明らかにした。以上の知見に基づいて再同調が早くて時差ぼけの少ない飛行スケジュールを提案した。(3)位相振動子は振幅を持たない振動子である。一方で、我々が提案していた睡眠の体温調節機能に基づいた睡眠覚醒リズムモデルは覚醒度を予測できるという利点を持つが、定常状態におけるダイナミクスを対象としており、振動子の位相関係がダイナミックに変化する環境には適用できなかった。そこで両者を結合することにより統合的モデルを構築した。これは、振動子I、IIによる位相をそれぞれ振動子X、Yのそれに対応付けることによって行った。これにより、様々な明暗パターン、就労環境下における覚醒度や生体リズムの振舞いを予測する枠組みが整った。
古代日本語の活用助辞成立に介入する動詞および助辞の役割に関する歴史文法学的研究

本研究における成果を一書にしてまとめ、本年度中に『動詞派生と転成から見た古代日本語』の題目で和泉書院より、刊行を予定している。すでに初校を済ませて、現在再考刷りの到着を待つ段階にある。現在までのところ、本書刊行後の研究を準備している。現行の研究が古代日本語に関する記述的研究のために、以後は日本における古典語形成の歴史を学説史的に再現することにある。そのための準備としてシンポジウムの開催(7月名古屋大学)、および講演会(8月奈良女子大学)の招待を受けている。この2回の口頭発表において、日本古代語の形成と古代語と古代研究における契沖の業績を再評価の準備を行ている。古代語研究は、鎌倉時代に日本古典学が始まったことに端を発し、中世歌学の基本構成であるテニヲハと仮名遣いをなしてきた。平安王朝語を規範とするこの伝統的枠組みを動揺させたのが契沖の万葉学と上代語研究であった。契沖の仮名遣い論は、上代語に規範軸を移して以後、本居宣長がこれを継承し、近世後期に日本古典語は、平安王朝語と上代語の二類が並立するようになった。平安時代語の努力目標は、近世近代文語文を作成するための理念型として維持され、上代語は、日本古代語の体系の解明と日本人の精神の基底を観察するための学術目標として定着した。現在までの研究の概要と以後の研究の展望は、而年度以後の研究計画で明らかにされる。本研究の成果はすべて本年度中に上梓される和泉書院刊行の書物で明らかにされる。当初の計画をほぼ完遂し、その成果を一書にまとめて、その具体的準備が進行している。また継続する研究として日本における古典古代語の概念の成立を学説史的検討を行うための検討をすでに行っている。すなわち日本の古典語には上代語と平安王朝語の二種類が存在することを明らかにしようとする。上代語は主として学術対象として、平安王朝語は、近代文語としての有効利用の観点から再現のための理念的存在であり、この点は従来全く明らかにされていない。。ただしこの研究内容は、研究課題の成果を超えて行われるために、次年度以後、新たな研究費を申請するかを検討中である。本研究をまとめた著書『動詞の派生と転成から見た古代日本語』を速やかに完成、出版して次の段階の研究に取り掛かることを目指す。本年度はそのための準備を行う。本年度は、近世期から明治期に至るまでの日本人の古代語認識の形成過程を学説史的に研究する。そのためにシンポジウム(名古屋大学、7月)、講演(奈良女子大学、8月)が予定されている。この課題は、古代日本語の歴史的研究の範囲を超えて新しい学説史的展望を獲得する段階に達しており、これの完遂のためには次年度以後にまたがる新課題を構想している。それは、近代日本における古典語の二重構造の問題であり、8世紀の上代語と10世紀の平安王朝語である。前者は、主として学術対象であり、後者は再生産のための理念的存在である。この点は従来明らかにされなかったので、今後の研究に値する、と考える。本年度は、上代語で意志・推量の意味を持つといわれる活用助辞ムの歴史的成立に関して従来にない新しい知見を得た。すなわち、ムは、上代語に観察される精神的意味を有するム語尾動詞(固む・清む・賢む・際む等)の語尾に類推して成立したことを論証した。その際、山田孝雄の複語尾論を歴史文法学的考察に適用することを通じて考証を行った。山田は、複語尾を動詞本体が十分意を尽くさない場合に、本体動詞の語尾から分出、成立したという通時的経緯をほのめかしていたが(『日本文法学概論』)、山田文法の理論を支持する概念として知られるにとどまっていた。しかし、本年度の私の研究によってはじめて複語尾が歴史文法学的解明に耐えうる概念であることが明らかにされた。また、助辞ムの異なった意味側面である意志と推量に関して、その新古を推定したことを強調したい。すなわち意志ムが上代語のム語尾意志動詞に類推して成立したと考えられるのであるが、推量については上代語に推量動詞という資源的範疇が存在せず、推量が意志の意味表示に先行したとは考えられない。推量は、「近接した未来において叙述事態が成立する」という意志との情報の共通性を梃子にして話主の認識(叙述事態成立に対する推量)を表示する助辞として意志ムの形式に間借りして成立したことを明らかにした。上代語の精神的心理的意味は、意志・推量のほか、いくつか存在するが本年度では、願望形式のマクホシ・マクホリ・ガホシに注目して、なぜマクホシ>マホシのみが後代に残ったかの理由として、推量ムのク語法マクに感情形容詞が付接する体系(掛けマクもかしこし・言はマクもゆゆし・散らマク惜し等)に所属していたがゆえに歴史的耐久性を得たこと、願望表現が普遍的一般的意味であるがゆえに「掛けマクもかしこし」のような上代語に特有の表現が廃れた後も形態をマホシに替えて後代に存続したことを明らかにした。当該年度と次年度に設定した研究目標をすでに論証し、2015年内に査読付き学会誌(『萬葉』221号、『訓点語と訓点資料』136輯)に上記成果概要に記した内容の論文が掲載された。

当年度は、前年度の研究実績を踏まえて平安時代語の願望表示形式であるマホシの成立過程をより詳細に資料学的に精査した。マホシは、元来奈良時代語の願望表示の文脈であるマクホシが文法形式として成熟した標識たる音縮約を生じて、平安時代語初頭に離散的な文法形式として生成した。奈良時代語の他の願望表示と異なってマクホシ>マホシの系統が歴史的耐久力を保持した要因として、奈良時代語の話し手の精神的表示ムのク語法と感情形容詞の組み合わせ(懸けまくもかしこし、言はまくもゆゆし等)の一環として、マクホシが位置しており、その結果体系的表示法として安定的に使用されたことがあげられる。当年度の研究過程において、この種のマク+感情形容詞のサンプルを悉皆的に調査、採集して、古代語における話者願望表示の正確な位置づけを行った。その研究結果は、既に論文化を実現して、2017年度中に公表される予定である(『国語語彙史研究』2018年初頭刊行予定)。本研究と関連しながら並行して行ったこととしては、古代語の文法体系を根本から変革した要因としての動詞増殖という観点から著書『古代日本語の動詞増殖をめぐる通時論(仮題)』の準備作業に取り掛かった。この研究は、申請者の二十年来の古代語文法史研究の集大成となるべきものであって、動詞増殖の観点から上代語の活用助辞リ、タリ、ナリの成立過程とその必然的論理を再現した。従前の申請者の研究ではこれら三形式が同時期に成立したとしてきたが本研究では若干それを修正して、タリ、ナリの成立期を天平期に絞り込んだ。本研究の主要課題であるマホシ成立過程も中核的要素をムのク語法とするものであるが、今後取り組むべき課題は、この著書のコンセプト内に包摂されているので、併せて遂行することが合理的であった。当該年度の研究成果は、既に論文化して査読を通過している。また、本研究に至るまでの過去二十年間の古代語文法史研究に関する著書をまとめるべく、具体的な作業が始まった。本研究の一連の成果は、この著書に含まれる。古代日本語の変革に最大級の貢献をなしたのが大規模に行われた動詞増殖にあるとの仮説が本研究推進の眼目である。古代日本語の動詞増殖を促したエンジンは、状態性自動詞の増産要求であった。状態性自動詞は主格一項のみをとる形容詞と統語構造を共有する点にあり、動詞の大量増殖は、古代語における形容詞の構造的不足を補った。当年度の研究は、古代日本語の形容詞が構造的語彙不足に陥っていたことを論証することであり、具体的には奈良時代から平安時代にかけての主要文芸作品における品詞使用の実態を通して形容詞が一貫して語彙不足状態であるのに対して動詞の派生的増殖が極めて順調に行われたことを明らかにした。その結果、古代語の状態性自動詞の増殖は、形容詞語彙の慢性的不足を補うものであったことを論証することができた。一共時態の特定の一品詞(本研究では形容詞)の語彙が不足していたというような消極的事実を論証できたことは、従来の語彙研究のよくなしえない成果である。これと併せて『中世フランス語辞典』を資料にして9世紀から15世紀に至る中期フランス語においても古代日本語と同様の形容詞語彙の不足を論証した。本研究の仮説と取り組みが一般言語学的観点から見ても批判的検討に耐えうることを明らかにした。当年度の成果によって本研究が、ほぼ一書を構えるに足る内容を備えていることを認識して、その具体的検討に入っている。本研究の完了まではまだ一年以上残してはいるが、著書としての原稿の完成を次年度の課題として具体的に構想するに至った。当初の計画では、最終年度に著書構想に至ることにしていたが29年度においてこの状況を達成した。
選択的分子捕捉、輸送、および変換能を持つナノポーラス集積型錯体の創製

本申請者は金属イオンと有機配位子からなる多孔性金属錯体(多孔性錯体)の吸着能に関する研究を合成および解析の両面から深く検討することにより、以下に述べる新たな機能を見出した。すなわち1.複雑なミクロ孔を持つ多孔性錯体について固体NMR法を用いることによって、細孔に取り込まれた小さなガス分子が高い異方性を有しながら吸着することを観測し、バルクでは見られない新たな分子の集合構造を取りうることを確認した。2.多孔性構造を構築する有機配位子にスルフォネート基を導入することにより、細孔表面にゲストと相互作用が可能なアルカリカチオンを持つ多孔性錯体を合成し、その化合物がアセトンやベンゼンなど塩基性分子に対して高い吸着能を有することを見出した。この際ゲストと相互作用できるアルカリカチオンが分子補足に非常に効果的に働いていることをX線および分光学的手法を用いて定量的に確認した。3.多孔性錯体の構造中に、ゲストの吸脱着によって柔軟に動きうる部位を導入し、かつ多孔性骨格の化学特性に高い疎水性を付与することにより、その柔軟性と疎水性を利用した各種溶媒分子の高い吸着選択性を持つ化合物の合成を行った。特にメタノールと水の吸着において高い分離能が示唆され、既存の多孔性材料とは異なるメカニズムに起因した新たな分子選択性の発現を行った。4.多孔性錯体の骨格中に酸性ゲストと相互作用できるアミド基を規則的に配列させることにより、不均一塩基性触媒能を持本研究では、一貫してナノポーラス集積型金属錯体(以後多孔性錯体)の高度機能化、およびその応用を目的に進めている。特に配位子としてゲストと相互作用が可能な配位子を二種類以上骨格に組み込むことによって、配位力の差異を利用した設計性の高い骨格の構築を行ってきた。例えばカルボキシル基とスルフォネート基を併せ持つ配位子を用いると、二種類の金属イオンを取り込んだ多孔性錯体が合成でき、その細孔中の金属サイトは塩基的ゲストと特異的な吸着能をしめす。この合物は、合成的見地から多孔性物質の新たな構築の可能性を指し示す結果として、J.Am.Chem.Soc.誌に受理されている。一方で細孔を反応場ととらえ、銅(II)の多孔性錯体の持つ細孔径と形状を用いスチレンを吸着させ、その重合反応を試みた。基質の細孔内での運動性を固体NMR法で定量的に観測し、運動性と反応性の相関を見出すことによって一次元細孔中での一本鎖ポリスチレンの合成に成功し、この結果はChem.Commun.誌のハイライトに選ばれている。その他にも様々な多孔性錯体の細孔の特性に着目し、選択的分子捕捉、変換能を見出すことによってこれまでどの物質でも実現不可能であった触媒反応や特異的吸着状態を実現している。その際、高輝度X線やNMR、熱的測定を駆使し、細孔内部でどのような反応や分子状態にあるのかをしっかりと同定できることが研究を行う上で重要な要素となっている。このように、研究課題である選択的分子捕捉、輸送、および変換能を持つナノポーラス集積型金属錯体の創製に基づいた研究を推進しており、継続して多孔性錯体の新たな機能発現を合成・解析の両側面から継続してゆく予定である。4.多孔性錯体の骨格中に酸性ゲストと相互作用できるアミド基を規則的に配列させることにより、不均一塩基性触媒能を持
神経回路形成における軸索小胞輸送スイッチングの重要性

われわれは、神経細胞においてシナプスへの軸索小胞輸送のシステムが発生段階によってダイナミックにオン・オフ制御され、それが神経回路形成過程の基盤を成している可能性を検証してきた。ショウジョウバエ脳においてシナプス間隙に放出される分泌蛋白質HIGは、蛹中期(シナプス形成の初期段階)では軸索小胞輸送を介してシナプスに輸送され、蛹後期(シナプスの成熟化段階)では細胞体にretentionされるという、発生段階特異的な輸送制御を受けている。われわれはこれまでに、HIG蛋白質の解析から、軸索小胞輸送スイッチングの分子機構および生理学的意義を明らかにしてきた。特に、HIGの細胞内局在の変化が小胞体へのretentionの調節を介していることが示唆されている。また、HIGおよびアミロイド前駆体蛋白質ホモログAPPLがともに軸索小胞輸送スイッチングの支配下にあること、両者の間に遺伝学的および生化学的相互作用があることを明らかにし、さらにAPPLのトラフィッキングを制御する上流因子(新規517遺伝子(仮称))の同定に成功した。517遺伝子の変異体においては、Notchシグナルの異常を示唆する表現型が観察され、個体が羽化後早期に死亡した。早期死亡の表現型は、Applとの二重変異で顕著に増悪した。また、これまでに遺伝学的な解析などから、517遺伝子産物がAPPLを含めたいくつかの膜分子の小胞体からのトラフィッキングを制御していることが示唆されている。現在、517遺伝子産物の分子機能をさらに詳細に解析するとともに、この分子の関与するメカニズムがアルツハイマー病における神経変性機構に寄与しているのかどうかを明らかにしていこうとしている。長く細い軸索を持ち、軸索末端が細胞体から遠く離れた場所に位置する神経細胞において、軸索輸送はその発生・機能・生存に必須であるが、われわれは、ショウジョウバエ脳の発生過程において軸索輸送のダイナミックなスイッチング機構が存在し、それが適切な神経回路形成を可能にする新しいストラテジーとなっていることを明らかにした。ショウジョウバエのHikaru genki(HIG)蛋白質およびアミロイド前駆体蛋白質(APPL)は、いずれも、シナプス形成の初期のステージである蛹中期にはシナプスに軸索小胞輸送されるが、その後の蛹後期には主に細胞体にretentionされるようになる。HIGはシナプス間隙に分泌される免疫グロブリンファミリーの蛋白質であり、蛹期のシナプス形成に関わることが既に示されている。われわれは、HIG蛋白質のドメイン解析を行い、蛹中期、蛹後期のそれぞれの局在に関わる蛋白質ドメインを同定した。われわれの結果により、シナプスに輸送されるのがHIGのdefaultの状態であり、蛹後期に時期特異的にこの蛋白質を細胞体にretentionするメカニズムが存在することが示唆された。また、強制的に蛹後期にHIGをシナプスに輸送させると、成虫の行動が異常になることから、軸索輸送スイッチング機構が正しい神経回路の発生に必須であることがわかった。以上の結果から、軸索輸送は、シナプス形成の異なったステージ間において、それぞれ異なった制御を受け、それによって神経細胞間の正しいシナプス結合が形成されることが示唆された。
NMRによる、強結合超伝導体におけるエネルギーギャップの異方性に関する研究

最近、A15化合物等の強結合超伝導体で重い電子系物質との関連性が指摘され重い電子系物質同様超伝導エネルギーギャップの異方性が議論されている。そこで我々はA15化合物V_3Siの超伝導の起源を探る為NMR法を用いて、エネルギーギャップ異方性を反映する物理量であるスピン-格子緩和時間T_1の測定を^<51>V核に対して12MHzおよび6MHzで行った。NMRスペクトルは半値幅約300Oeと線幅が広く、スペクトルがピークをとる磁場において観測される共鳴信号には、^<51>V核(I=7/2)の各準位間の磁化の寄与があると考えられる。実際、観測された核磁化の回復は単一指数関数では表されず、各核スピン準位間の磁化の回復に対応する7個の指数関数の和で核磁化回復データをフィットしT_1を評価することにした。Tc(17K)50Kの温度範囲では測定された1/(T_1T)が温度に依らず一定値をとり、50K300Kでは温度上昇とともに1/(T_1T)は急激に減少する。この結果はフェルミ準位付近に幅100K程度の狭い伝導バンドがあるとして解釈される。一方、Tc以下では通常BCS超伝導においてTc直下で見られる1/T_1の増大が観測されず、また5.5KからTcまでの温度範囲で1/T_1が温度Tの3乗に比例している。このT^3則は、超伝導エネルギーギャップが異方性を持ちフェルミ面の赤道上で消失している場合に見られると考えられている。さらに1.5Kまで測定したところ温度低下とともに1/T_1はT^3則からずれ、T^3則から予想される値より大きくなっている。この原因として系のT_1が渦糸中心での速い緩和に引きずられて短くなるスピン拡散の機構が考えられるが、12MHz,6MHzの測定データに明確な相違が見られない為、現在のところその寄与は不明である。結局、1/T_1の振る舞いがBCS超伝導体とは異なる事は明らかになったが、残念ながらどのようなギャップ異方性があるのかを特定するには至っていない。T_1評価のより容易な^<29>Si核の信号を見つけ測定する事や超伝導状態でのNMRナイトシフト測定などを通してこの物質のエネルギーギャップ異方性についてさらに議論したいと考えている。
コラーゲンの線維形成に関する電子顕微鏡的研究

申請者らは先にタラーゲンの試験管内線維形成の第一段階として仮定されている4Dずれ線状ポリマーが,コラーゲンをpH45に置くと特異的に形成されることを発見した.この状態で生ずる4Dずれ会合体(種々の重合度のものを含む)が,生理的条件では天然型のD周期をもった細線維に組み込まれることを電顕的に確かめた.これは4Dずれ線状ポリマーが線維形成の中間体であるとする仮説の必要条件を満たしたことになる.さらにこれらの会合体を重合度により分離し,その役割を明らかにしょうとしたが,ゲル濾過による分離・調製は成功していない.コラーゲン自己集合の第一段階である2分子間の会合状態(二量体)を化学的に固定し,分子束を形成させ,電顕像からコラーゲン分子間のずれを同定する方法をとる際の,グルタルアルデヒド固定,分子束(SLS)形成,ネガティブ染色,の各々の至適条件を定めた.電顕的な同定には単量体分子束の横紋像と一次構造の関係が確立している必要があるが, L型コラーゲンの分子束のネガティブ染色像の疏水性アミノ酸の分布が対応することを見つけ,さらにこれをII型, III型コラーゲン分子束についても確かめた.適当なコンピューターソフトができれば,電顕像からコラーゲン分子の会合状態を推定することも可能であろう.pH4.5における4Dずれ結合には分子両端の非ヘッリックス部分(テロペプチド)が関与していることを確かめた.試験管内コラーゲン線維形成の初期段階には, 4Dずれ分子間結合とそれ以降の反応が段階的に進行することを仮定したが,初期にサンプリングして電顕観察すると,細いフィラメントに加えてD周期の細線維が観察され,かなり初期からDずれ反応も平行しておこっていると思われ,仮説,あるいは分析方法の再検討が必要である.申請者らは先にタラーゲンの試験管内線維形成の第一段階として仮定されている4Dずれ線状ポリマーが,コラーゲンをpH45に置くと特異的に形成されることを発見した.この状態で生ずる4Dずれ会合体(種々の重合度のものを含む)が,生理的条件では天然型のD周期をもった細線維に組み込まれることを電顕的に確かめた.これは4Dずれ線状ポリマーが線維形成の中間体であるとする仮説の必要条件を満たしたことになる.さらにこれらの会合体を重合度により分離し,その役割を明らかにしょうとしたが,ゲル濾過による分離・調製は成功していない.コラーゲン自己集合の第一段階である2分子間の会合状態(二量体)を化学的に固定し,分子束を形成させ,電顕像からコラーゲン分子間のずれを同定する方法をとる際の,グルタルアルデヒド固定,分子束(SLS)形成,ネガティブ染色,の各々の至適条件を定めた.電顕的な同定には単量体分子束の横紋像と一次構造の関係が確立している必要があるが, L型コラーゲンの分子束のネガティブ染色像の疏水性アミノ酸の分布が対応することを見つけ,さらにこれをII型, III型コラーゲン分子束についても確かめた.適当なコンピューターソフトができれば,電顕像からコラーゲン分子の会合状態を推定することも可能であろう.pH4.5における4Dずれ結合には分子両端の非ヘッリックス部分(テロペプチド)が関与していることを確かめた.試験管内コラーゲン線維形成の初期段階には, 4Dずれ分子間結合とそれ以降の反応が段階的に進行することを仮定したが,初期にサンプリングして電顕観察すると,細いフィラメントに加えてD周期の細線維が観察され,かなり初期からDずれ反応も平行しておこっていると思われ,仮説,あるいは分析方法の再検討が必要である.申請者らは先に、コラーゲンin vitro線維形成の第一段階の中間体として有力されている4Dずれ線状ポリマーが、コラーゲンをpH4.5に置いたときに特異的に形成されることを発見した。この条件で生ずる4Dずれ会合体(種々の重合度のものを含む)が生理的条件では天然型のD周期をもつ細線維に組み込まれることを電顕的に確かめた。これは4Dずれ線状ポリマーがin vitro線維形成の中間体であるとの仮説の必要条件を満たしたことになる。更にこれらの会合体を重合度により分離しその役割を明らかにしょうとしたが、トリス・ドデシル硫酸を溶媒系に用いる高速ゲル瀘過による分離調製は成功していない。現在、酢酸を溶媒とする常圧でのゲル瀘過法を検討中である。コラーゲンをペプシン処理し、非ヘリックス部分(テロペプチド)を持たない分子(アテロコラーゲン)を調製し、アテロコラーゲンがpH4.5に置いても4Dずれ分子間結合を形成しないことを電顕的に確かめた。つまり、4Dずれ結合にはテロペプチドが関与していることが明らかになった。電顕像と一次構造の関係を検検討中に、segment-long-spacing(SLS、コラーゲン分子の束)のネガティブ染色像が分子上の疎水性アミノ酸の分布に対応することを見つけた。電顕的にコラーゲンの分子間相互作用を調べるうえでネガティブ染色像の横紋の解析が必須であること、また疎水性アミノ酸の分布それ自体がコラーゲン分子間相互作用にとって直接重要であることから、ネガティブ染色像と疎水性アミノ酸の分布との関係を他の型のコラーゲンについても調べその一般性を確かめた。
糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデルの開発

下肢末梢動脈疾患(PAD)は、動脈硬化が進行し下肢に虚血症状が出現する疾患である。糖尿病者ではPADを発症する頻度が高く、下肢切断にいたる患者も多く、PADの予防は重要な課題となっている。本研究では、糖尿病患者へのフットケアを入り口とした「動脈硬化症による血管障害予防のためのケアモデル」を開発し、その有用性を検討することを目的とした。作成したフットケアを手がかりとしたケアモデルを実施した結果、自分の身体や足、生活に関心を寄せ、自らが語るきっかけとなり、動脈硬化症の予防につながる可能性が示唆された。本研究の目的は、先行研究をもとに作成した「糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデル」を洗練させ、より実践的なケアモデルを開発し、ケアモデルの有効性を検討することである。今年度は、看護大学地域ケア開発研究所で行う専門まちの保健室の場で地域住民20名を対象に本ケアを用いた看護相談を実践した。地域住民の足の状態の把握、フットケアを手掛かりとした看護相談の有用性の検討を行った。看護実践及び研究結果より介入プロトコールの作成を行った。介入の核となるフットケアでは、血流障害への理解を促すためにサーモグラフィや血流計を用いた視覚、聴覚に訴える介入方法の検討を行った。研究結果から参加者は、多くの足のトラブル(外反母趾、左右のバランス不良)を抱えていること、動脈硬化度検査結果では、ABI値が0.9以下の者は6%であったのに対し、PWV値が高値であった者が50%と多く、下肢血流の低下には至っておらず自覚症状がないまま、動脈硬化の進展がみられている者が多くいることが分かった。また、フットケアを用いた看護相談で得られた参加者の反応には、「自分の身体を意識する」「生活状況を語る」「取り入れる対処法を決意する」があった。研究成果は、第7回日本慢性看護学会学術集会で発表を行った。糖尿病者では、PADを発症する頻度が高く、下肢切断にいたる患者も多くその予防が重要な課題となっている。本研究の目的は、「糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデル」を開発し、ケアモデルの有用性を検討することである。研究課題1平成25年度に、「糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデル」の介入プロトコールの作成のために、地域住民を対象とした健康相談の場において、ケア介入を行い、フットケアを手ががりとした本ケアモデルを完成させた。研究課題2平成26年度は、作成したプロトコールに基づいた実践的介入を行い、糖尿病患者がフットケアを手がかりとした介入によって、下肢の血流障害を理解できるか検討した。具体的には、まちの保健室に来室された糖尿病治療中の方を対象に、フットケアを手がかりとした介入を行った。その結果、糖尿病治療中であった対象者3名全員が、高血圧や脂質異常症を併発しており、動脈硬化症のハイリスク者であった。また、3名全員が足に胼胝や白癬、外反母趾などのトラブルを抱えていた。そのため看護師が一緒に足を見たり、手入れをするフットケアを行ったことで、対象者に身体の状態や手入れに興味を示す反応がみられた。対象者のケア場面の反応を分析した結果、[自分の身体を意識する]、[生活状況を語る]、[取り入れる対処を決意する]の3つのカテゴリーが抽出された。これらのことから、糖尿病患者を対象とした「フットケアを用いた動脈硬化症を予防するためのケアモデル」は、自分の足や体、生活について語るきっかけとなり、動脈硬化症の予防につなげられる可能性が示唆された。・平成25年度には、「糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデル」の介入プロトコールの作成のため、地域住民を対象とした健康相談の場において、ケア介入を行い、フットケアを手がかりにした本ケアモデルを完成させた。・平成26年度には、作成したプロトコールに基づいた実践的介入を行い、糖尿病患者へのフットケアの提供が、下肢の動脈硬化による血流障害を理解できるかを検討した。ケア場面の分析結果では[自分の身体を意識する][生活状況を語る][取り入れる対処を決意する]の3つのカテゴリーが抽出された。「フットケアを用いた動脈硬化症を予防するためのケアモデル」は、自分の足や体、生活に関心を寄せ、自ら語るきっかけとなり、動脈硬化症の予防につなげられる可能性が示唆された。・平成27年度は、パトリシア・ベナーらのケアリング理論をもとに慢性疾患看護専門看護師としての実践経験、平成25年から実施してきた先行研究結果をふまえ「フットケアを通して下肢血管障害が生じやすい身体の理解を促すケア」を洗練させ完成させた。その効果検証のために対照群のある準実験研究を行う準備を整えた。

本研究の独立変数は、本ケア介入の有無とし、従属変数は、身体への関心と理解、セルフケア能力、療養行動、HbA1c、コレステロール値、血圧値、体重、喫煙本数とた。介入群には、1回60分のケアを計5回実施し、ケア介入後10ヶ月追跡調査を行っていく。療養行動の維持は、ケア介入後6ヶ月を境に難しくなるため、今後も24ヶ月かけて継続的に調査を行っていく。下肢末梢動脈疾患(PAD)は、動脈硬化が進行し下肢に虚血症状が出現する疾患である。糖尿病者ではPADを発症する頻度が高く、下肢切断にいたる患者も多く、PADの予防は重要な課題となっている。本研究では、糖尿病患者へのフットケアを入り口とした「動脈硬化症による血管障害予防のためのケアモデル」を開発し、その有用性を検討することを目的とした。作成したフットケアを手がかりとしたケアモデルを実施した結果、自分の身体や足、生活に関心を寄せ、自らが語るきっかけとなり、動脈硬化症の予防につながる可能性が示唆された。研究計画では、平成26年度には、10名程度の糖尿病患者を対象に、作成した「フットケアを用いた動脈硬化症を予防するためのケアモデル」の実践的介入を行い、その介入効果を質的に検討することを予定していたが、介入できた対象者が3名と少なかった。対象者が少なくなった理由として、介入者が研究者1人であったこと、データ収集場所が地域住民が参加するまちの保健室の場であったことから、糖尿病治療中の対象者を選定することが困難であったことが考えられた。今後は、データ収集先を糖尿病専門医がいる病院に変更しデータ収集を行っていく予定である。臨床看護学平成27年度は、糖尿病患者を対象に、作成した「フットケアを用いた動脈硬化症を予防するためのケアモデル」の実践的介入を行い、その効果を量的に検証する。方法は、糖尿病専門医がいる病院に通院する糖尿病患者20名に作成したケアモデルを実施し、その効果を身体指標(体重、HbA1c、HDLコレステロール、血圧)の変化をもとに分析していく、また、介入前後のセルフケア能力、セルフケア行動の変化を噴石する。動脈硬化が起こりやすい身体への理解については、対象者の語りをもとにテキストマイニングを用いて分析を行っていく。介入は1ヶ月2ヶ月ごとにに計5回を予定しており、介入終了後6ヶ月間の経過をデータ収集し、介入の効果を検証していく予定である。今年度の研究実施計画は、「糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデル」の介入プロトコールを作成することであった。文献検討及び兵庫県立大学看護学部地域ケア開発研究所で行う専門まちの保健室の場で看護相談を実施することを通して、「糖尿病患者の動脈硬化症による血流障害予防のためのケアモデル」の介入方法を検討することができた。データ収集に使用するサーモグラフィや血流計の準備も整い、具体的な介入方法の枠組みが決定された。今年度予算のうちの90%を使用し、作成したケアモデルの効果を質的に検討する研究をすすめた。データ収集対象者が、計画より少なくなり、音声データを逐語録とするためのテープおこし費用が残金として生じた。今後は、作成したケアモデルの介入プロトコールに基づいた実践的介入による評価研究にむけて、具体的な研究対象者の選定や研究スケジュールの検討、評価指標の決定を行っていく。介入方法の枠組みが決定されたが、介入スケジュールについての検討や評価時期の検討を行っていく必要があり、プレテストを実施し具体的なデータ収集のための研究計画を決定していく予定である。
銅酸化物超伝導体におけるボルテックスとピン止め中心の電子状態のNMRによる研究

タリウム系高温超伝導体TIM_2CaCu_2O_<7-δ>(M=Ba, Sr)は、キャリヤ濃度をCaサイトの三価イオン置換、あるいは酸素欠損によって反強磁性相から過剰ドープ域まで広範囲に調整可能(最適ドープにおけるT_cは120K程度)である。本研究では、この系におけるボルテックスの電子状態とイントリンシックな元素置換によるピン止めの効果を調べるため、Cu/T1-NMRの測定を行っている。第二種超伝導体の渦糸状態では、磁束が貫通した常伝導コア内部では超伝導領域に比べて化学ポテンシャルが高くなっているため、この隣接した2相を平衡状態に保つための空間電場が必要である。これを作り出すための余剰電荷Qε_0Δ^2/eε_Fがボルテックス内に現れる。「低キャリヤ密度」を特徴とする「高温」超伝導体では、この余剰電荷が実験的に検出可能なくらいに大きくなると期待される。一般に原子核位置の電場勾配はオンサイトの波動関数と周囲の結晶場によって決定される。高温超伝導体のCuサイトの電場勾配は、オンサイトの波動関数の寄与が支配的であることが判っている。これは逆に云えば、Cuサイトの電場勾配を測定することで、Cuサイトの局所3dホール濃度が判ることになる。電場勾配はNMRスペクトルのシフトとして現れるが、ナイトシフトと区別するため、複数の磁場領域で測定し、両者の磁場依存性の違いを利用して分離を行った。図1に示すように超伝導転移温度以下で電場勾配(∝ν_Q)の顕著な減少が見られる。これがボルテックスのcharge upによるものかどうかは、零磁場でのNQRスペクトルの測定と会わせて、現在検討中である。
遺伝マーカーと数理モデルによる2次林更新過程の解明

遺伝マーカー情報を活用した数理モデルによる2次林更新過程の再現を主テーマに置き、加えて他の極相的林分の長期データも活用しながら新たな数理解析法の開発と実データ適用により林学的知見を広げていった。岩手県黒沢尻総合試験地ブナ2次林については、アイソザイム分析及びマイクロサテライト分析を2つの調査地で行い、それぞれに遺伝非定常ボアソン過程を適用し、現在の2次林が形成された過程復元を試みた。結果はそれぞれPopulation Ecologyで公表した。青森県八甲田天然林施業指標林では、営林局による30年昔の調査結果と照合させながらプロット整備と毎木調査を行い、また航空写真から保残母樹生残推定も遂行した。さらにマイクロサテライト分析を行ない、前生稚樹に寄与を評価した。北海道知床半島冷温帯性針広混交林訓査区について,トドマツ約500本の年輪解析及びマイクロサテライト遺伝子型分析を行い、その空間パターン及びそれらの年次変化を吟味した.また10年にわたる森林群集動態を空間パターン変遷から考察した論文をPlant Ecologyで公表にした。北八ヶ岳オオシラビソ林の7年間にわたる稚樹バンク動態を解析し、論文にまとめた。沖縄県ヤムバル地区亜熱帯林調査区では、植生調査とイタジイのマイクロサテライト遺伝子分析を進めた.また、リター動態データにベイズ型平滑化を施してからイタジイ実生動態モデル構築に利用し、赤池情報五t規準によるモデル選択を行った。結果はEcological Researchで公表した。理論的研究では、サイズ依存死亡率解析にベイズ型ノンパラメトリック法を適用した論文をEcological Researchで公表した。さらにgene flowモデルを東京大学密良野演習林のヤチダモ個体群マイクロサテライトデータに適用させながら発展させた論文をMolecular Ecologyで発表した。本年度は本研究の初年度であり,当初の予定通り,既存調査区の継続調査並びに遺伝子分析のためのサンプル採取と,新たな試験地の設定・基礎的植生調査を並行して行なった.まず北海道知床半島冷温帯性針広混交林調査区において,平成16年6月,トドマツ成木約500本からサンプルを採取し,同時に継続モニタリング調査を行い,またトドマツ年輪解析を開始した.並行して,青森県八甲田天然林施業指標林は本研究の調査地として適していると判断し,プロット設定及び基礎的植生調査・毎木調査を行い,論文の形にまとめ平成17年3月,日本森林科学会誌へ投稿した.また,統計数理研究所共同利用研究で調査していた岩手県黒沢尻総合試験地のブナ2次林も,shelterwood施業における更新過程を精査する格好の林地と判断し,アイソザイム分析の結果を論文としてまとめ,平成17年4月にCanadian Journal of Forest Researchへ投稿予定でいる.そしてさらに考察を深めるべく,マイクロサテライト用サンプルを平成16年9月に採取しDNAを抽出した.一方,平成16年9月に統計数理研究所において研究会議を開き,具体的計画について合意を交わした.沖縄県ヤムバル地区亜熱帯林調査区では継続モニタリング調査を行い,平成17年1月には,極相林調査区及び15年生2次林調査区のイタジイ成木計約400本からマイクロサテライト遺伝子分析のためのサンプルを採取した.一方,理論的研究も9月から進め,新たなデータ解析手法とその実データへの適用結果をまとめ,平成17年3月にOIKOSへ投稿した.また,その手法をヤムバル調査地のデータへ適用した論文をJournal of Ecologyへ投稿予定でいる.

本年度は,既存調査区の継続調査、遺伝子分析,データ解析を並行して行なった.北海道知床半島冷温帯性針広混交林調査区について,トドマツ成木約500本から採取したサンプルによるマイクロサテライト分析をほぼ完了させた,同時にトドマツ年輪解析を行い、やはりほぼ終了した.青森県八甲田天然林施業指標林では、プロット整備及び基礎的植生調査・毎木調査並びにマイクロサテライト分析のためのサンプルを約600個体から採取し,ほぼその遺伝子分析を完了させた。また、基礎的植生調査を論文の形にまとめ,東北森林科学へ投稿した.岩手県黒沢尻総合試験地ブナ2次林については、既に分析を終えた遺伝子データを元に非定常ポアソン過程を適用し、8月、Population Ecologyへ投稿、1月に受理された。沖縄県ヤムバル地区亜熱帯林調査区では継続モニタリング調査を行い,イタジイ成木計約400本のマイクロサテライト遺伝子分析の準備がほぼ完了した.理論的研究では、長崎県対馬市照葉樹林調査地で蓄積されている森林モニタリングデータを活用し、サイズ依存死亡率解析にベイズ型ノンパラメトリック法を適用し、Ecological and Environmental Statisticsへ投稿、2月に最初のrevisionを終えた。類似手法を同じ調査地の他のデータにも適用し、1月、結果をJournal of Ecologyへ投稿し、3月、最初のrevisionを終えた。さらに同様な手法をヤムバル調査地のデータへも適用し、Ecological Researchへ投稿する用意が3月、ほぼ整った。また,新たなgene flowモデルの開発を,東京大学富良野演習林のヤチダモ個体群マイクロサテライトデータに適用しながら行なった.本年度は,既存調査区の継続調査、遺伝子分析,データ解析、それらをまとめた論文執筆・投稿を行なった.北海道知床半島冷温帯性針広混交林調査区について,トドマツ500本の年輪解析を行い、その空間パターン及びそれらの年次変化を吟味した.また10年にわたる森林群集動態を空間パターン変遷から考察した論文がPlant Ecologyから公表になった。青森県八甲田天然林施業指標林では、プロット整備と毎木調査の補足を行い、またマイクロサテライト分析を完了させた。岩手県黒沢尻総合試験地ブナ2次林については、2つ目の調査地におけるマイクロサテライト分析を終え、既存遺伝非定常ポアソン過程に改良を加えて適用し、10月、Population Ecologyへ投稿、翌年4月に受理された。北八ヶ岳オオシラビソ林の稚樹バンク動態を論文にまとめ、Canadian Journal of Forest Researchに投稿した。沖縄県ヤムバル地区亜熱帯林調査区では、継続調査とイタジイのマイクロサテライト遺伝子分析を進めた.また、生データにベイズ型平滑化を施してからイタジイ実生動態モデルを構築・赤池情報量規準によるモデル選択を行った論文をEcological Researchに投稿、受理された。理論的研究では、サイズ依存死亡率解析にベイズ型ノンパラメトリック法を適用した論文をEcological Researchへ投稿、2月に受理された。gene flowモデルを東京大学富良野演習林のヤチダモ個体群マイクロサチライトデータに適用した論文もMolecular Ecologyで受理された。
パルス信号間のコヒーレント性に着目した移動流体速度を精密に計測する試み

送受信パルス間の周波数偏移量を計測する従来方式の速度計測値と計測時における受信信号のSNRを用いて,最適と考えられる「不確かさの範囲」を算出し,その最適な「不確かさの範囲」に従って隣接パルスの送信時間間隔差分を変える適応的なコヒーレント方式ドップラー速度計測法を提案した.さらに,その計測精度と誤差量を解析的および数値的に示し,提案手法の解析的および数値的な評価を実験検証するため,屋内に設置した簡易水槽に計測装置を設置した実験を実施し,本提案手法を用いることで「波数の不確かさ」が小さくかつ精密な速度警告が可能であることを示し,新たに提案した測定方式について特許出願を行った.本研究は,従来から用いられているドップラー効果による周波数シフト量にパルス間のコヒーレント性から得られる位相情報を付加することにより,精密流速を計測することを目的としている.初年度の研究計画では,以下のことを実施する予定であった.(1)実用的な水中音速伝搬モデルを用い,厳密な数値シミュレーションによって,本提案手法に適した送信周波数,パルス波形などの基本的パラメーターを検討すると同時に,流速の計測制度について厳密な評価を行う.(2)初めに室内の簡易水槽を用いて基礎的な実験を行い,得られた実験結果と上記数値シミュレーション結果を比較検討し,次に学内の大型水槽による評価実験を実施した.初年度の研究計画に従って,数値シミュレーションによる評価,室内の簡易水槽および学内大型水槽における実験を実施し,その結果より科研申請で示したとおり現在用いられているドップラー流速計のほぼ10倍の計測精度の改善を達成しており,初年度としてはほぼ期待どおりの十分な研究成果が得られたものと考える.また,様々な理工学分野での利用を念頭に置き,位相情報を収集するための新たな計測手法について,従来からの周波数シフト量から得られる流速情報とここで新たに得られたパルス間のコヒーレント性から得られる位相情報に適切な信号処理を施し,それら2つの情報を融合させる新たな処理方法も提案した.それらの成果として,学術雑誌への論文投稿,研究発表および知的財産権などで十分良好な研究実績が得られ,世界に先駆けた精密なドップラー流速計の研究開発,実用的なシステム構成の検討,更には基盤研究への進展が大いに期待できる.研究実績の概要および成果物でも示しているとおり,問題無く順調に進展している.近年,送受信パルス間のコヒーレント性を利用したコヒーレントドップラー方式による精密な速度計測法が開発されて注目されつつある.これは,受信信号の周波数偏移量を直接計測するのでは無く,受信信号の位相時間変化量から瞬時周波数を求めることから,周波数の直接計測に比べて時間遅れが少なく抑えられるが,一方で位相を計測するために計測時間内における位相の変位量が2πを超える場合に「波数の不確かさ」が生じることになる.この「波数の不確かさの範囲」(位相が2πである速度計測可能な範囲)は,隣接する送信パルス間のパルス時間間隔差分または搬送波周波数差分に反比例するが,この「不確かさの範囲」によって速度が計測できる速度の範囲が決定されることから,速度計測可能範囲を大きく保つためにはこれらパルス時間間隔差分または搬送波周波数差分を出来るだけ小さくする必要がある.しかし,そのためには時間または周波数を精密に制御することが要求されるために,計測装置が高価となることが考えられる.昨年度は本研究において,送受信パルス間の周波数偏移量を計測する従来方式の速度計測値と計測時における受信信号のSNRを用いて,最適と考えられる「不確かさの範囲」を算出し,その最適な「不確かさの範囲」に従って隣接パルスの送信時間間隔差分を変える適応的なコヒーレント方式ドップラー速度計測法を提案し,同時に特許申請を行った.さらに,提案手法をご利用いただくために,その計測精度と誤差量を解析的および数値的に示した.そこで今年度は,提案手法の解析的および数値的な評価結果を実験によって検証するため,屋内に設置した簡易水槽に計測装置を設置した実験を実施し,本提案手法を用いることで「波数の不確かさ」が小さくかつ精密な速度警告が可能であることを示すことで萌芽研究を終える.送受信パルス間の周波数偏移量を計測する従来方式の速度計測値と計測時における受信信号のSNRを用いて,最適と考えられる「不確かさの範囲」を算出し,その最適な「不確かさの範囲」に従って隣接パルスの送信時間間隔差分を変える適応的なコヒーレント方式ドップラー速度計測法を提案した.さらに,その計測精度と誤差量を解析的および数値的に示し,提案手法の解析的および数値的な評価を実験検証するため,屋内に設置した簡易水槽に計測装置を設置した実験を実施し,本提案手法を用いることで「波数の不確かさ」が小さくかつ精密な速度警告が可能であることを示し,新たに提案した測定方式について特許出願を行った.今年度は交付申請書に記載したとおり,以下の2点について実施する予定であるが,屋外における洋上実験を計画していることから,天候などの不測の事態によって進展状況が多少変わることが考えられる.(1):学内にある係船池および付近海域において,小型船に計測システムを搭載し,より実用化に向けた洋上における実験を行う.同時に,GPS姿勢計測計でトランスデューサー位置とGPS速度計用いて提案システムの計測精度を検証する.洋上実験では室内水槽実験に比べて遠距離であることから,フィルターリング処理で受信信号強度を確保する.(2):実験やシミュレーション結果から,更に改良を加えて計測システムを実用的なシステム構成を検討する.

海洋計測次年度の当初に屋外における水槽実験を予定し,そのために必要な実験用品(約17万円)を年度末に購入する予定であったが,次年度当初に機能がより充実した新商品に改良されるとの情報を入手したため,年度内の購入から次年度予算に振替えることによってより機能が充実した商品を購入する.次年度に新製品を購入し,実験に用いる.