hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラル配位剤を用いる効率的不斉合成技術の開発

本研究は、不斉源として光学活性配位剤を用いる不斉リチオ化によりエナンチオ選択的にカルボアニオンを発生させ、これにより種々の不斉炭素-炭素結合生成反応を行うことを目的とするものである。まず始めに、本研究の成否の鍵となる不斉配位剤の選択と基質の分子設計について種々検討した。その結果、不斉配位剤として(-)-スパルテインもしくは(S,S)-ビスオキサゾリンを、塩基としてブチルリチウムを組合わせて用いることにより多様な系の不斉リチオ化を高エナンチオ選択的に行えることを見出した。実際にはアルキルカ-バメートにスパルテイン/S-BuLiを作用させ、生じたα-オキシアルキルリチウムを求電子剤で捕捉することにより、種々の光学活性化合物の合成を行った。特に、Bu_3SnClとの反応により(S)-アルコキシスタナンを光学的に純粋に合成することに成功した。なお、同様な反応を(S,S)-ビスオキサゾリンを用い行うことにより(R)-体を得ることもできる。また、ベンジルメチルエーテルにビスオキサゾリン/t-BuLiを作用させ生じたベンジルリチウムを二酸化炭素で捕捉することによりα-アルコキシフェニル酢酸を最高82%eeの光学純度で得ることに成功した。さらに本手法に基づくエナンチオ選択的カルボアニオン環化反応[2,3]-Wittig転位および[1,2]-Wittig転位の開発を検討した。その結果、3-ブテニルエーテル系のカルボアニオン環化については(-)-スパルテインとS-BuLiを組合せ用いることにより完璧なエナンチオ制御を達成できることを見出した。一方、[2,3]-Wittig転位や[1,2]-Wittig転位に関しては、(-)-スパルテインでは低いエナンチオ選択性しか得られなかったが、(s)-バリノール由来の光学活性ビスオキサゾリンとs-もしくはt-BuLiを組合せ用いた場合に最高のエナンチオ選択性が発現することが分かった。本研究では、既存のカルボアニオン型炭素-炭素結合生成反応に不斉配位剤を加えるのみで光学活性な反応生成物を簡便に得ることができ、また、用いたキラル配位剤は回収、再利用することができることから「効率的なキラルテクノロジー」を開発したことになり、早期に実用化が可能となると考えている。本研究は、不斉源として光学活性配位剤を用いる不斉リチオ化によりエナンチオ選択的にカルボアニオンを発生させ、これにより種々の不斉炭素-炭素結合生成反応を行うことを目的としている。本年度は、本研究の成否の鍵となる不斉配位剤の選択と基質の分子設計について種々検討した。その結果、不斉配位剤として(-)-スパルテインもしくは(S,S)-ビスオキサゾリンを、塩基としてブチルリチウムを組合せて用いることにより多様な系の不斉リチオ化を高エナンチオ選択的に行えることを見出した。実際には(1)アルキルカ-バメートにスパルテイン/S-BuLiを作用させ、生じたα-オキシアルキルリチウムを求電子剤で捕捉することにより、種々の光学活性化合物の合成を行った。

特に、Bu_3SnClとの反応により(S)-アルコキシスタナンを光学的に純粋に合成することに成功した。なお、同様な反応を(S,S)-ビスオキサゾリンを用い行うことにより(R)-体を得ることもできる。(2)ベンジルメチルエーテルにビスオキサゾリン/t-BuLiを作用させ生じたベンジルリチウムを二酸化炭素で捕捉することによりα-アルコキシフェニル酢酸を最高82%eeの光学純度で得ることに成功した。さらに本手法に基づくエナンチオ選択的[2,3]-Wittig転位の開発を検討した。その結果、基質としてクロチル・プロパルギルエーテルを用い、ビスオキサゾリン/S-BuLi作用させることにより75%eeの不斉収率で転位体を得ることに成功した。本研究の目的は、′′エナンチオ制御型不斉C-C結合生成反応′′の開発を目指し、カルボアニオン反応のエナンチオ制御をキラル配位剤により行おうとするものである。本研究の成功の鍵は、個々のカルボアニオン反応に最適なキラル配位剤の選択に基づく反応系の設計である。既に、前年度においてアルキルカ-バメートやベンジルエーテルの不斉S_E2反応に関して、それぞれ(-)-スパルテイン、もしくは光学活性ビスオキサゾリンをキラル配位剤として用いれば高エナンチオ選択的に生成物が得られることを見出している。そこで本年度は、カルボアニオン環化反応、[2,3]-Wittig転位、および[1,2]-Wittig転位を対象として選び、種々の不斉配位剤共存下での反応を行い、エナンチオ選択性について精査した。その結果、3-ブテニルエーテル系のカルボアニオン環化については(-)-スパルテインとS-BuLiを組合せ用いることにより完璧なエナンチオ制御を達成できることを見出した。一方、[2,3]-Wittig転位や[1,2]-Wittig転位に関しては、(-)-スパルテインでは低いエナンチオ選択性しか得られなかったが、(s)-バリノール由来の光学活性ビスオキサゾリンとs-もしくはt-BuLiを組合せ用いた場合に最高のエナンチオ選択性が発現することがわかった。本研究の成果が意味するところは、既存のカルボアニオン型炭素-炭素結合生成反応に不斉配位剤を加えるのみで光学活性な反応生成物を簡便に得ることができ、また、用いたキラル配位剤は回収、再利用することができることから「効率的なキラルテクノロジー」を開発したことになり、早期に実用化が可能となると考えている。
緑膿菌感染症に対するパズフロキサシンの投与方法に関する検討

研究計画の実施において、まず、マウスを用いて血中濃度からシミュレーションにより薬物動態パラメータを算出することを行った。その算出された値、パズフロキサシンのマウス血中におけるタンパク結合率、緑膿菌に対するパズフロキサシンのMICを用いてPK-PDパラメータを算出した。さらには、in vitroの実験において、パズフロキサシンが濃度依存的に抗菌作用を示す薬剤であることを確認した。また、遊離型薬物濃度(f)基準のfAUC/MIC、fC_<max>/MIC、ftime above MICの中で、様々な投与方法におけるパズフロキサシンの抗緑膿菌効果、つまりは生菌数の減少と高い相関関係にあるパラメータはマウスを用いた実験により、fAUC/MIC (r=0.847)およびfC_<max>/MIC (r=0.809)であった。高い相関を示したパラメータであるfAUC/MIC、およびfC_<max>/MICの結果より、パズフロキサシン投与開始時から生菌数の減少を示した値を算出した。以上の結果より、緑膿菌による感染症に対して、パズフロキサシンが殺菌効果を示すであろうfAUC/MICが100.8以上、fC_<max>/MICが13.5以上になるように投与設計することが重要であることが示唆された。今後は、臨床の現場においてfAUC/MICが100以上、fC_<max>/MICが14以上となる投与方法を開発することで、PK-PD理論に基づく抗菌薬の適正使用に大きく貢献することができると考えられる。臨床の現場では、腎機能が低下しているような高齢者の患者など多くみられるため、腎機能を評価して、上記の目標値を達成できるような投与方法を開発することも重要である。反対に、通常の腎機能患者では緑膿菌のMICが高い場合、通常の投与量では目標値を達成できないことも予想される。今回は、腎機能に応じた投与設計まではできなかったが、今後、症例数を多く集めることによって可能であると考える。
ミエリン形成過程におけるニューレグリン切断と活性相関の可視化技術を用いた解析

ミエリン形成過程において、神経軸索のニューレグリン(NRG1)とシュワン細胞、またはオリゴデンドロサイトのErbB受容体を介した細胞間シグナル伝達が重要である。この時、ErbBの活性化にはNRG1が切断され、EGF様ドメインを提示することが必要と考えられている。また、切断酵素の違いによりミエリン形成に対して異なる影響が出ることが報告されているが、分子レベルでの検討はされていなかった。本研究ではNRG1の切断を詳細に調べ、切断端認識抗体を作製し、切断の検出および可視化に成功した。また、培養細胞を用いたJuxtacrineアッセイ系を構築し、切断活性相関を明らかにした。末梢神経のミエリン形成過程において、神経細胞とシュワン細胞の間で適切な細胞間シグナル伝達が行われることが重要である。神経軸索表面に発現するニューレグリン(NRG)の上皮成長因子様ドメインがシュワン細胞のErbB受容体に結合することで、下流シグナルを活性化していると考えられている。この活性化にはNRGがBACE1で切断されることが重要であることが示されているが、一方、同様にNRGを切断するADAMプロテアーゼに切断されるとミエリン形成が抑制されるという結果が報告されている。本研究では、NRGの各プロテアーゼによる切断調節と切断片の生理活性の違いについて調べることを目的とした。ウェスタンブロットや免疫染色等で切断片を区別するために、NRGのBACE1とADAMによる切断部位を同定し、切断端特異的な抗体を作製することを計画した。BACE1切断端を認識する抗体は、培養細胞の発現系におけるNRGの切断端を認識し、免疫染色に使えることが分かった。ミエリン形成に重要なNRGのtypeIIIアイソフォームは膜表面にアンカーされた状態でJuxtacrine様の細胞間シグナル伝達を行うと考えられる。培養細胞の発現系において、BACE阻害剤存在下ではErbBのリン酸化が抑制され、一方、ADAM阻害剤存在下ではErbBのリン酸化が促進することがわかった。この結果は生体内のミエリン形成への切断酵素の影響と矛盾せず、まだ明らかにされていない分子レベルにおけるNRG切断と機能の詳細を調べる上で有用なアッセイ系となると期待される。In vitro切断で予測したNRGのBACE1切断部位C末端に相当する合成ペプチドを抗原としてウサギに免疫し、抗体を作製した。マウス脳cDNAよりクローニングしたNRG1 type Iまたはtype IIIを恒常発現する細胞を樹立し、BACE1過剰発現/ノックダウン、BACE阻害剤、ADAM阻害剤、ADAM活性化剤の条件下でNRGの切断様式をウェスタンブロット、ELISAで検討したところ、断端抗体はNRGのBACE1切断端を認識し、またADAMファミリープロテアーゼによる切断はBACE1とは別の部位で起こることが分かった。以上のことから、本抗体はNRGのBACE1切断を特異的に可視化、定量するのに有用であることが示された。ラット海馬神経初代培養細胞における観察ではNRG1 type IIIのBACE1切断片はプレシナプス領域に局在し、その量は神経活動依存性があることが示唆された。次にErbB2/ErbB3受容体を恒常発現する細胞を樹立し、先のNRG1 type III恒常発現細胞と共培養し、Juxtacrine様式によるErbB活性化の程度をリン酸化ErbB3抗体で定量する系を立ち上げた。ADAM阻害剤存在下では細胞表面のトータルのNRG量に変化はなく、ErbBのリン酸化レベルにも変化はなかった。一方、BACE阻害剤存在下ではトータルのNRG量に変化は無いが、BACE1切断片の量が減少しており、ErbBのリン酸化レベルが低下した。以上のことから、NRGのBACE1切断がErbBリン酸化に重要であることが示唆された。今後、これらのツールを使うことで、神経細胞におけるNRGとErbBの細胞間シグナル伝達の場を可視化し、NRGの切断、輸送、局在、ErbB活性化の機構を明らかにしていく予定である。ミエリン形成過程において、神経軸索とシュワン細胞間での細胞間シグナル伝達が重要であることが知られている。2006年にWillemらとHuらはBACE1 KOマウスがミエリン形成不全を起こすことを報告しており、その中でNRG1 type IIIのBACE1による切断がミエリン形成を調節することを示唆している。一方、2011年にMarcaらはADAMプロテアーゼを神経細胞特異的にノックダウンするとミエリン過形成を引き起こすことを報告しており、BACE1とは逆にADAM切断はミエリン形成を抑制することを示唆している。本研究では、NRG1のBACE1切断およびADAM切断の活性相関を明らかにするために、切断を区別して検出するためのツールの作製を行なった。

NRG1のペプチドを組換えプロテアーゼでIn vitroで切断後、質量分析に掛け、切断部位に基づいたペプチドをウサギに免疫した結果、BACE1切断端を認識する抗体を得た。培養細胞の系を用いた検討で、切断端認識抗体はNRG1のBACE1のメジャーな切断部位を認識し、またADAMの切断部位は別の部位であることが分かった。切断活性相関を検討するために、ErbB2/ErbB3受容体を恒常発現する細胞を樹立し、NRG1 type III発現細胞と共培養し、Juxtacrine様式によるErbB活性化をリン酸化ErbB3抗体で定量する系を立ち上げた。BACE阻害剤存在下ではトータルのNRG量に変化は無いが、BACE1切断片の量が減少しており、ErbBのリン酸化レベルが低下した。一方、ADAM阻害剤存在下ではErbBのリン酸化レベルに変化はなかった。以上のことから、NRGのBACE1切断がErbBリン酸化に重要であるが、ADAMによる切断はErbBリン酸化に寄与しないことが示唆された。神経細胞においてNRG1の切断とErbB活性化およびミエリン形成への関与を検討するために、マウス脳および末梢神経を用いて検討したところ、残念ながらNRG1は検出限界以下でしかないことが分かった。薬理学NRGのBACE1切断を検出する断端特異的抗体の作製は成功したが、一方、ADAMの切断部位については、多くの候補が見つかり、同時期に出された他のグループの報告を含めると、すべての切断片を検出する抗体を用意することは現実的でないことが分かった。そのため、神経細胞における切断の検出と可視化が困難であると判断し、培養細胞を用いたモデル系を立ち上げ、阻害剤を用いた切断制御による下流シグナルへの影響を調べることにした。in vivoの現象を再現するような結果が得られた。しかし、最終的に内在性のNRGの切断を検出する段階で、それまで目的のタンパク質と考えていたバンドを質量分析で再確認したところ、別のアイソフォームであることが判明し、一方、目的であるNRGは発現が少なく、検出限界以下であることが分かった。以上のことから、内在性NRGの切断を検討するには材料の再検討が必要であることが分かり、検出用の抗体も含め条件を最適化する必要があると思われる。NRGのBACE1切断部位の同定と断端抗体の作製については、計画段階から順調に進んでおり、抗体の特異性および、細胞系における有用性を確認した。一方、ADAM切断部位に関しては、切断に関与するとされるADAMアイソフォームが複数存在し、推定切断部位も膨大となるため、全てを検出しようとするのが困難であることが分かった。ミエリン形成においてはBACE1切断が重要であることから、最低限BACE1切断片を検出すれば良いので、ADAM切断片量は便宜的にトータルのNRG切断片とBACE1切断片の差分から求めることとした。NRG-ErbBを介したJuxtacrine様細胞間シグナル伝達に対するBACE1切断の影響を評価するために、Junm-In systemを用いてErbB2/ErbB3を恒常発現するHEK293細胞を樹立した。
神経Ca^<2+>チャンネルの生理機能と調節機構に関する研究

本研究の目的は、脊椎動物の中枢神経系で最も豊富に存在する電位依存性P/Q型Ca^<2+>チャンネルに対する蛋白リン酸化酵素A(PKA)による活性調節の、in vivoにおける生理的意義と神経発生における役割を明らかにすることである。このため、α1AサブユニットC末端に存在し、PKAによるP/Q型チャンネル活性調節に必須のスレオニン残基(Thr ; Thr-PKAと命名)をアラニン(Ala)に置換したノックインマウスの作製を行った。1.Thr-PKAが位置するexon(exon-Thr*と命名)を含む核酸長16kbのα1Aサブユニット遺伝子を、マウスゲノムライブラリーからクローン化し、exon-intron構造を決定した。2.大腸菌における相同組換え法を樹立し、ターゲティングベクターを構築した。即ち、Thr-PKAをAlaに置換し、Thr-PKAが位置するexonに隣接する上流intronにloxP-STOP(transcriptional/translational stop cassette)-NEO(相同組換えマーカーのneo遺伝子発現ユニット)-loxPを挿入し、このゲノムクローンの5'端に非相同組換えマーカーのtk遺伝子発現ユニットを組み換えた。3.このターゲティングベクターを用いて、250個のES細胞中15個に相同組換えを確認した。このES細胞では、loxP間のSTOP-NEO配列が存在するときにはα1AサブユニットC末端が欠損し、loxP間が欠失するとThr-Ala置換が生じる。4.そのため、これらの相同組換えを起こしたES細胞にCre recombinaseを導入し、上記loxP間が欠失したES細胞を選別した。5.以上のES細胞をマウス胚盤胞に微量注入し、キメラマウスを現在作製中である。使用したES細胞はY染色体をもつ雄の細胞であるため、一部の雄のキメラマウスは正常雌マウスとかけ合わせ、毛色によりヘテロ接合型マウスを選別している。本研究の目的は、脊椎動物の中枢神経系に存在するCa^<2+>チャンネルの中で最も発現量の高いP/Q型チャンネルに対する蛋白リン酸化酵素A(PKA)による活性調節の、in vivoにおける生理的意義と神経発生における役割を明らかにすることである。このため、PKAによるP/Q型チャンネル活性調節に必須のスレオニン残基(α1AサブユニットC末端に存在する。Thr-PKAと命名)が位置するexonを含む核酸長約20kbのα1Aサブユニット遺伝子を、マウスゲノムライブラリーからクローン化し、シーケンス解析によりexon-intron構造を決定した。次に、大腸菌における相同組換え法を樹立して、1)Thr-PKAをアラニンに置換し、2)Thr-PKAが位置するexonに隣接する上流のintronでsplicing部位から少なくとも50bp以上離れた部位に、ユニークな2種類の制限酵素部位(Pac I、Pme I)を挿入し、さらに、3)このゲノムクローンの5'端500bpをユニークなSwa I制限酵素部位と置換した。このPac IとPme I部位にloxP-STOP(transcriptional/translational stop cassette)-NEO(相同組換えマーカーのneo遺伝子発現ユニット)-loxPを、Swa I部位に非相同組換えマーカーのtk遺伝子発現ユニットをそれぞれ挿入し、ターゲティングベクターを完成した。このターゲティングベクターを直線化し、ES細胞に電気穿孔法で導入した。G418とganciclovirによる濃縮法で、ES細胞170個から7個の相同組換えを起こしたES細胞を、削除した5'端の一部をプローブとして用いたSouthern解析により選別した。

これら選別したES細胞をマウス胚盤胞に微量注入し、キメラマウスを現在作製中である。本研究の目的は、脊椎動物の中枢神経系に存在する電位依存性Ca^<2+>チャンネルの中で、最も発現量の高いP/Q型チャンネルに対する蛋白リン酸化酵素A(PKA)による活性調節の、in vivoにおける生理的意義と神経発生における役割を明らかにすることである。このため、α1AサブユニットC末端に存在し、PKAによるP/Q型チャンネル活性調節に必須のスレオニン残基(Thr)をアラニン(Ala)に置換したノックインマウス作製を試みた。このThr-Ala置換とそのexon近傍のintronにloxP-STOP(transcriptional/translational stop cassette)-NEO(相同組換えマーカーのneo遺伝子発現ユニット)-loxPが、相同組換えにより挿入されたES細胞を昨年に引き続きSouthern解析により選別し、最終的に250個のES細胞から15個の相同組換えを起こしたES細胞が得られた。このES細胞では、loxP間のSTOP-NEO配列が存在するときにはα1AサブユニットC末端が欠損し、loxP間が欠失するとThr-Ala置換が生じる。そのため、chicken βactin promoterとhCMV immediate early enhancerの下流にCre recombinaseとIRES配列を介してpuromycin耐性遺伝子を繋いだ発現ベクターを構築し、電気穿孔法でこれらのES細胞に導入し、puromycinで48時間培養した後G418でneomycin耐性を失った細胞を選別し、Southern解析により上記loxP間の欠失を確認した。以上のES細胞をマウス胚細胞に微量注入し、キメラマウスを現在作製中である。使用したES細胞はY染色体をもつ雄の細胞であるため、一部の雄のキメラマウスは正常雌マウスとかけ合わせ、毛色によりヘテロ接合型マウスを選別している。
看護教育における模擬患者養成プログラムの開発

国内看護学研究における模擬患者の定義を整理し、海外における看護学模擬患者の養成状況を調査して、看護学における模擬患者の養成課題を明らかにした。模擬患者にもとめられる能力は、患者らしさを失わない態度とフィードバック能力であった。この課題を解決するために、市民模擬患者に対して、学生を理解するための実習前学生との対話プログラムと不安軽減のための役割支援プログラムを作成し実施した。平成19年度の当初研究計画では、第1段階として次の計画を表明していたので、これに基づいて実績を報告する。計画では、これまでの模擬患者養成を試みた研究成果を国内外より収集し、看護における模擬患者養成プログラムを作成する段階である。医学系・心理系・教育系データベースの検索による研究報告の成果と医学系や民間での養成プログラムを調査し、看護学用の模擬患者養成プログラムの試案となる構成要素を抽出するための研究は、分担研究者において現在進行中である。これまで準備段階として予備調査を行った模擬患者の分類に関する研究は、論文として公表した。また、最新知見の情報収集については、国内外の学会に参加し、収集した。特に国際的な情報は、8th Asia/Oceania Regional Congress of Gerontology and Geriatrics(October 22-25,2007)に参加して収集した。高齢者模擬患者の活用を試みた教育方法などは、アジアの中では日本が先んじている印象を得た。この学会では、模擬患者を活用した授業で実施する、看護学生のための老年者との対話志向性尺度を公表した。次に計画していた、養成のプログラムの試案を作成し、実現可能性、内容妥当性を研究者によって検討することは、現在、試案作成の段階にあり、模擬患者の選定と活用の方法を計画した段階にある。具体的な内容は、次年度に実施する。本年度は、3つの研究プロジェクトを実施した。2.荒川区シルバー人材センターの高齢者20名に対して、23名の学生が対面的コミュニケーションを経験し、看護学生が臨床実習前に高齢者模擬患者に対する健康アセスメントを経験して、どのような効果があるかについて調査を実施した。(首都大学東京倫理委員会承認)結果、高齢者が看護師に期待するコミュニケーション態度は、優しい語り、理解してほしい、間違っても許してほしいなど、寛容で受容する態度を求めていた。一方、看護学生は、対話を経験することによって戸惑いが受容に転じる心境が記述されていた。この結果は実習前に実際の高齢者が患者の役割を演じてくれることで、学生のエイジズムが影響した戸惑いを軽減できると考えられ実習前の模擬患者活用を支持した。3.「模擬患者養成プログラムーコース最終段階での介入版」を作成し、実際にS大学の模擬患者養成講座の最終段階で実施した。プログラムについて、35名の模擬患者にこの成果について調査を実施した。プログラム名は「看護教育における模擬患者の役割」とし、看護師-患者役割、リアリティーの意味、思考と感情などであり、講義形式で実施した。結果、理解度は概ね高く、役割を明らかにできる支援プログラムが求められていることがわかった。本年度は、3年間の研究成果として研究実績を研究報告書にまとめた。その内容は、模擬患者の特性に関する研究I、「SP(訓練された模擬患者)の対話学習における応答技法の特徴」について、行動解析ソフトを用いて模擬患者に期待される能力として明らかにした。ベテランSPは、相手がベテラン看護師であっても、学生であっても患者らしさを失わない訓練を受けていることが必要であるとがわかった。次に模擬患者の特性に関する研究II、「SP(訓練された模擬患者)の看護学OSCEにおける応答技法の特徴」をまとめ、OSCEではフィードバック能力が重要であることを確認した。これらは昨年までのデータで、本年度は解析と結果の関連についても検討した。また、これを元に二つのプログラムを提案した。二つのプログラムは昨年度に実施したもので、本年度はこれらを分析し、介入の成果を明らかにした。一つは、「市民模擬患者養成における看護学生との対話研修の意義」であり、実習前に学生と対話訓練をすることで、学生の内面を理解し、学生に適応的なフィードバックができるような養成課題を抽出し、学生を理解する模擬患者養成プログラムとした。次に、「養成過程にある模擬患者の不安と役割支援プログラムの検討」をおこない、一定の実技見学や訓練を終えた後に、不安を軽滅する模擬患者養成プログラムとして、役割を学習するプログラムを提案した。これらの結果に加えて、本年度は、研究の基盤となったこれまでの知見と今回の研究の成果の公表として、1年間の雑誌連載を行った。連載は、軽度認知症シナリオの取り組みを行った全国セミナーの誌上公表も含め、模擬患者シナリオの可能性も示唆した。本年度の結果から、今後に残した課題も明らかにすることができた。今後は、国内的な養成の実態や模擬患者自身の内的過程との関連などを考慮し、長期にわたる負担軽滅の方法などを開発する必要があると考えられた。
事故の社会的損失最小化に関する理論的・実証的研究

(1998年)事故、災害による社会的損失最小化の理論の基本的枠組みを明らかにした。(参照1)交通事故の実態を、日本と諸外国について比較し、事故発生の要因を明らかにした。(参照2)理論的研究の基本は、最適予防投資について解を求めることである。交通事故を例にとり、自動車利用による効用と、それによる事故を含む社会的費用との差である純便益最大化のモデルを構築し、最適解を求めた。(参照3)(1999年)自然災害について、長期データにもとづき、災害による死者数は趨勢的に減少しているが、被害額は逆に趨勢的に増大傾向にあること、他方、防災投資はストックの被害額を上回る傾向にあることを見出した。(参照4)この事実にもとづき、最適防災投資の理論を構築した。最適防災投資を求める場合に、一つの考え方は安全性と経済性にトレードオフ関係があることを前提とするものであり、その考え方にたった場合に生ずる問題点を明らかにした。その上でわが国における河川管理を例に挙げ、その考え方を理論的に整理した。洪水対策については、社会的コスト最小化よりも、災害ゼロをめざす考え方に近いことを示した。(参照5)(1998年)事故、災害による社会的損失最小化の理論の基本的枠組みを明らかにした。(参照5)事故による社会的損失を最小化する問題を、理論と実証の両面から研究した。まず第1に理論的分析の枠組を、事故の類型ごとに定式化した。事故としては自然災害、公害、製品欠陥、犯罪、交通事故をとりあげ、理論モデルの共通点、相違点を明らかにした。理論モデルとして費用最小化アプローチと効用最大化アプローチの二つが考えられる。事故の社会的費用は、事故そのものによる損害額、予防費用、事故処理費用から成る。費用最小化アプローチは社会的費用の最小化をはかるものである。効用最大化アプローチは、効用あるいは純便益と社会的費用との差である純効用あるいは純便益を最大化するもので、通常の経済学の手法は後者である。重要な政策変数は予防費である。予防費は一方で社会的費用を増大させるが、他方で事故件数を減少させ、結果として社会的費用を減少させる。そこで社会的費用を最小化させる最適な予防水準を見出すことが課題となる。まず、交通事故に関して費用最小化アプローチを用い、最適解をもたらす条件を明らかにした。それは第1次接近である。第2に、交通事故に関する長期データにもとづき、交通量、道路条件、平均速度等が事故にどのように影響するかを分析した。これについては英国における詳細な研究がある。これを参考にしながらわが国における交通事故の趨勢を第2次大戦後について把握した。事故の絶対量は増大しているが(高度成長期には特に)、交通量単位当たり事故件数は趨勢的に減少する。その要因を、クルマ社会への慣れ、予防装置等種々の角度から分析した。これらの成果は、2度に分けて発表される。次のステップは効用最大化アプローチによる理論分析と、それにもとづく実証、更に他の事故への応用である。本研究は、事故や災害による社会的損失を最小化する問題を理論と実証の両面から明らかにすることを目的としている。平成10年度は分析手法について効用最大化アプローチと費用最小化アプローチの二つを提示し、それぞれが自然災害、交通事故、工場災害、犯罪等に応じてあてはまるかどうかを示し、最適予防投資を求める一般論を展開した。その上で交通事故を対象にし、実態分析を行った上で、最適予防資の問題を展開した。これらの研究成果は三篇の論文にまとめられ発表された。平成11年度は同じ手法で自然災害と工場災害について分析を行った。まず自然災害については、長期データから災害による死者数は趨勢的に減少しているが、被害額は逆に趨勢的に増大傾向にあることが明らかとなった。地方、防災投資額は、ストックの被害額を常に上回る傾向を示していた。わが国の場合、被害額が防災投資額を上回ったのは最近の20年間では阪神淡路大震災のときのみである。このような実態を前提として最適防災投資の理論を構築した。しかしこれは困難な問題を含む。自然災害は不規則的に生ずる確率的問題だからであり、それに対して予防はフルキャパシティであることが必要だからである。

この問題は今後の課題として残された。次に工場災害について、安全性と経済性のトレードオフという視点からの分析を導入し、同じく最適化問題をとりあげた。自然災害についてはすでに論文として発表され、工場災害については準備中である。
小型テラヘルツ波発生・検出モジュールの開発

平面型サーキュレーター回路(PCC)を新たに開発し、単一走行キャリア・フォトダイオード及びショットキーバリアダイオードと共に実装した、小型テラヘルツ波発生・検出モジュールを試作した。作製したモジュールを評価した結果、周波数270GHz付近において明確な共振特性(PCCによる信号分離特性)を示すことを確認し、目標であったテラヘルツ波トランシーバーの機能を実現した。また、開発したモジュールを用い、270GHzにおいて人体の生体(in vivo)イメージングを実現した。本研究の目的である、小型・軽量なテラヘルツ波発生・検出モジュールの開発を進め、以下の成果を得た。(1)テラヘルツ帯サーキュレーター:サーキュレーター用のプレーナー回路として180度ハイブリッド回路を採用し、電磁界解析を用いて回路設計を行った結果、共振周波数約300GHzにおいてサーキュレーター動作が実現できることを見いだした。これを元に部品の試作・評価を行った結果、共振周波数約270GHzにおいて実際にサーキュレーター動作を確認した。また素子特性の解析結果から、素子特性改良のための要因を抽出した。(2)導波管入力型SBD:導波管実装に適した構成として整合回路を集積化したSBDを採用し、素子パタンの最適設計を行った。またゼロバイアス動作を目指すため、InP系材料を用いて素子の試作を行った。(3)広帯域・高出力UTC-PD:異種基板上に作製したUTC-PDとサーキュレーターとの低損失な接続を実現するため、線路接続構成の最適化を検討した。まず高周波信号の線路上伝播特性を検討することにより、線路基板の材料物性が伝播特性に及ぼす影響を明らかにした。これを元に、UTC-PDとサーキュレーターの接続構成を改良し、新たに設計した接続線路とUTC-PDを実装した導波管出力型UTC-PDモジュールを試作して特性評価を行った結果、作製した接続構成が良好な伝播特性を有することを確認した。(4)導波管入出力型モジュール構成技術:Jバンド導波管出力型UTC-PDモジュールの構成をべースとして、SBDモジュール、UTC-PDモジュール、及び前記(1)から(3)の部品を搭載する発生・検出モジュール用の筐体設計を行い、部材を作製した。(1)テラヘルツ帯サーキュレーター前年度得られた素子の評価結果を元に、電磁界解析を用いて再度サーキュレーターの回路設計を行った結果、共振周波数を約10%向上させると同時にアイソレーションとして20dB以上が得られる素子パタンを明らかにした。そしてこの設計結果を元に改良版素子の試作を行った。(2)導波管入力型SBD前年度試作したSBDを導波管入力モジュールに実装して特性評価を行った結果、SBDモジュールは約230GHzに感度のピークを持っことがわかった。また実験結果の解析から、ピーク周波数がSBDに内蔵した共振回路の素子パタン及びSBDの帯域特性に支配されていることを明らかにした。これらの結果を元に、ピーク周波数を30%程度向上させた新たな設計のSBDを試作した。なお、今年度作製したSBDモジュールは集積化トランシーバモジュールを評価する際の基準部品として使用した。(3)導波管入出力型モジュール構成技術前年度試作したサーキュレーター、SBD、UTC-PD、及び筐体部材を用い、全ての部材を実装した形態の単一導波管入出力型電磁波発生・検出モジュールを作製し、周波数270GHzにおいて連続波を用いたトランシーバの動作を世界で初めて実現した。また、試作したモジュールの詳細な特性評価から、サーキュレーターのアイソレーションとして約14.3dBと良好な値を得た。さらに、サーキュレーターの各ポート間の損失や分岐比、集積化した状態のSBDやUTC-PDの特性などの基本性能を明らかにし、個別素子の評価結果との比較からトランシーバモジュールとしての特性改良指針を明らかにした。(1)導波管入力型SBD前年度新たに試作したSBDを導波管入力モジュールに実装して特性評価を行った結果、SBDモジュールは約350GHzに感度のピークを持つことがわかった。またこの結果は解析計算と良い一致を示した。さらに、ピーク周波数(350GHz)における検出感度は、InP系のSBDで報告されているものとしてこれまでの最高値が得られた。(2)サブミリ波イメージングへの適用開発した「小型テラヘルツ波発生・検出モジュール」の反射型イメージングへの適用を検討した。まず、モジュールの特性を評価するため、標準試料として金属板スリットを用いたイメージングを行い、共振周波数からのずれと解像度との関係を解析した結果、予想とは異なり約40GHzと広い周波数範囲において実用的な解像度が得られることを見出した。またこの特性は、本研究で開発した平面型サーキュレーターの特性に起因していることを確認した。これらの結果を元に、周波数270GHzにおいて人体(指)の生体(in-vivo)

イメージングを行い、良好なサブテラヘルツ波画像が取得できることを実証した。さらに、得られた画像の解析から、生体を構成する材質の違いが画像上のコントラストとして識別可能であることも確認した。これらの結果は、本研究で開発したモジュールが、生体に対する反射型サブテラヘルツイメージングに充分適用可能であることを示しており、本研究の目標を達成することができた。
解析的多様体の間の正則写像の研究

代数学、位相幾何学、函数方程式論、函数解析学、複素解析学等の諸分野の研究協力者が互いに情報を交換し、他大学の研究者とも交流し、それぞれが多大の成果をおさめた。代数学については、古田孝臣が、Leopoldt予想についてその成立条件を考察し、木田裕司が、自然数の素因数分解について新しい方法を開発して、計算機の助けにより、円分数の素因数分解を行った。また早川貴之は、3次元代数多様体の極小モデルに現れる特異点の除去を具体的に求め、特異点の不変量を計算した。更に杉山健一は、極小一般型代数多様体についての有用な不等式を確立した。位相幾何学については、石本浩康が、ハンドル体を境界とする多様体のホモトピー同値条件を考察し、岩瀬順一が、種数1以上の曲面上の良質トーラスファイバー空間の位相同型による分類を行った。函数方程式論においては、林田和也は、滲透媒質方程式の初期値問題を考察し、解の近似についての新しい結果を得た。また、松村昭孝は、一次元粘性流の進行波の安定性について考察し、既存の理論を修正すると共に、計算機の活用により、新しい現象をみつけた。函数解析学においては、一瀬孝は、時空2次元ディラック方程式に対し、連続経路の空間上の測度の台を決定し、相対論的スピンなし粒子に対して、ワイル量子化ハミルトニアンについての加藤の不等式を確立した。また、田村博志は、函数解析学数理物理学へ応用し、AlberevioとHφogh-Krohnの提案した非線型電磁場の理論の範囲内で、物質の閉じこめが可能である事を示した。複素解析学においては、児玉秋雄は、C^n内の有界領域について、自己同型群による分類を行い、いくつかの新しい結果を得た。また、研究代表者藤本は、R^m内の完備極小曲面のガウス写像G_1について、Gが非退化のとき、Gの像は、m(m+1)/2個より多い数の一般の位置にある超平面を除外する事がないことを示した。
X線回折・非弾性散乱と粘弾性周波数解析による金属ガラス不均一構造の発達過程

アモルファス金属や金属ガラスなど金属非晶質固体の構造を、特徴的な3種類の基本構造[P(アモルファス相から晶出する結晶相の構造に似た原子配列を示す多面体)、I(金属のガラス相を安定化させる充填原子配列を示す20面体的多面体)、W(I、P以外の原子配列を示す多面体)]に分割し、系統的に調べ整理する「基本構造(P、I、W)の概念」によって、ガラス相の構造安定化の機構、緩和、ガラス転移、粘性(フラジリティー)などの諸現象を包括的に理解する学理の確立を目的とする。本申請研究では,回折手法とX線非弾性散乱スペクトロスコピー,透過電子顕微鏡観察を組み合わせ金属ガラス中の基本構造の解析とそれらが連結してできるマクロ構造の解析を行う.また,ガラス転移近傍で音響スペクトロスコピーを使って,金属ガラスの動的粘弾性を測定し,同領域での構造変化と比較し,ガラス転移近傍での基本構造の発展過程を解析することを目的とする。本年度の研究目標:単純2元合金系を使った基本構造要素コンセプトの検証と緩和に伴う構造変化Zr-Cuアモルファス金属は,ガラス転移を示す構造安定な単純アモルファス金属である.先の特定領域研究「金属ガラスの材料科学」において,レナード・ジョーンズポテンシャルを使ったZr-Cuアモルファス金属のMDシミュレーションによる研究が行われた.その結果,20面体は銅の組成と共に単調に増加し,70%付近で最大になることが示された.しかし,実験的には,50%付近からZrの量が多い側で安定なアモルファス相が形成されることが知られており、実験と計算との食い違いはが,アモルファス相の構造に加え,これらアモルファス相から析出する結晶相との関わりがあるかについて、Zr-(3050)%Cuのアモルファス金属を用いて研究を進めた.これにより,基本構造Iと重点率の相関については明瞭な関係があることが分かった。しかし、構築したモデルの制約から、基本構造Iの量の増加に伴う基本構造Wの量の変化については明瞭な関係を得ることができておらず、モデルのサイズの変更も含め今後の検討課題である。今年度導入した、粘弾性試験装置を立ち上げ、ガラス転移近傍でのZr-(3050)%Cuのアモルファス金属の粘弾性挙動測定に着手した。しかし、薄片についての測定技術はこれまで報告されておらず、測定技術に関する試行錯誤を行ってきた。また、フェーズフィールド法による計算機シミュレーションの結果、PとIの競合関係とガラス構造の安定性についての検討から、両領域の界面エネルギーが大きいほど、アモルファス金属のフラジリティーは大きくなることを示した。これは、これまでの金属-非金属系金属ガラスにおいて見られる傾向と同じであり、金属ガラス中の不均一構造の形成機構の理解につながった。本年度の研究目標:金属ガラスにおける基本構造要素コンセプトの検証と緩和に伴う構造変化(1)金属ガラス中の不均一構造解析Zr基やPd基などの極めて安定なガラス構造を形成する合金系を対象に、X線非弾性散乱によるナノスケールでの構造不均一の評価、温度依存性、さらに粘弾性特性の評価を行い、金属ガラス中の構造緩和挙動と構造不均一の関係について研究を実施した。その結果、金属ガラスのフラジリティーと構造不均一の周期形状には一様な関係が見いだされることを結論した。例えば、Zr基金属ガラスに比べてフラジャイルなPd基金属ガラスにおいては、弾性定数の分布は振幅は大きいことが分かった。これは、Pd基金属ガラスが金属-非金属結合と金属-金属結合が混在することとからも予想される妥当な結果であると考える。添加元素によって、局所構造が大きく変化するZr-Al-Ni-Cuについて、添加元素の局所構造に及ぼす影響について高分解能電子顕微鏡を用いて調べた。これらの結果を、マクロな熱安定性、結晶化挙動などと比較して調べることで、Zr基金属ガラスにおける基本構造の理解を深めると共に、これら基本構造と構造安定性の関わりについて明らかにした。

本研究では,アモルファス金属や金属ガラスなど金属非晶質固体の構造を,特徴的な3種類の基本構造[P(アモルファス相から晶出する結晶相の構造に似た原子配列を示す多面体),I(金属のガラス相を安定化させる充填原子配列を示す20面体的多面体),W(I,P以外の原子配列を示す多面体)]に分割し,系統的に調べ整理する「基本構造(P,I,W)の概念」によって,ガラス相の構造安定化の機構、緩和、ガラス転移、粘性(フラジリティー)などの諸現象を包括的に理解する学理の確立を目的とする.本年度は、特にこれら基本構造の割合を、添加元素の効果や熱的履歴の影響などで整理した。添加元素の影響としては、Zr基金属ガラスにPdの添加効果を調べて、結晶化によって析出する準結晶とアモルファス状態での20面体クラスターの関係を明らかにし、それに基づき、添加元素と基本構造Iとの関係について考察した。さらに熱履歴については、主に融体状態からの冷却過程での構造変化に焦点を絞って研究を展開した。特に、Zr基金属ガラスにおける冷却速度を制御し、緩和過程の研究、さらに緩和の進行による結晶過程を詳細に調べ、熱履歴によるアモルファス構造変化を考察し、晶出する結晶相との関係について考察した。その結果、冷却速度の低下によって、20面体クラスター的領域が発達し、これらが核となって準結晶が析出することが予想された。この事実は、Zr基金属ガラスへのPd添加の効果による晶出結晶相の変化と同じであることを実験的に見いだした。したがって、これら元素添加による局所構造変化と冷却速度の低下による構造緩和は、アモルファス中の基本構造Iの発達を促進することが明らかになった。さらに、安定な金属ガラスの代表であるZr基とPd基金属ガラスにおける静的な構造不均一を比較し、粘性などの物理特性との関わりについても議論し、論文にまとめ公表した。本研究では、1.弱い結合を示す領域と強い結合を示す領域との解明、2.緩和に伴う基本構造構成の変化の解明、3.金属非晶質固体の緩和の包括的理解を主なテーマに、アモルファス金属や金属ガラスなど金属非晶質固体の構造を、強い結合を示す領域と弱い結合を示す領域に分類し、構造安定化、緩和、ガラス転移、粘性などの諸現象を解明することを目的としてきた。この目的達成のために、本申請研究では、回折手法とX線非弾性散乱スペクトロスコピー、透過電子顕微鏡観察を組み合わせ金属ガラス中の基本構造の解析とそれらが連結してできるマクロ構造の解析を行った。また、ガラス転移近傍で音響スペクトロスコピーを使って、金属ガラスの動的粘弾性を測定し、同領域での構造変化と比較し、ガラス転移近傍での基本構造の発展過程について考察を行ってきた。平成25年度は、Zr基およびPd基金属ガラスの基本構造要素を整理し、金属ガラスの特徴的な緩和・粘性挙動を総括した。また、Zr基およびPd基金属ガラスの構造安定化機構の解明についても継続して行い、ガラス安定化発現機構の解明のための研究を行った。さらに、金属ガラスの金属ガラスにおける延性発現と自由体積の関係についても研究を継続して行った。ここでは、ボゾンピークに起因すると考えられる低温比熱測定を、Zr基およびPd基金属ガラスで系統的に実施し、構造解析結果や粘弾性挙動と比較し、緩和と延性発現機構を考察した。これらの研究成果をまとめ、論文に発表した。金属ガラスにおける構造安定化機構の理解を目的とし、3種類の構造要素を解明するための研究を様々な観点で進めてきた。その中で、本年度は、これまでの室温からの加熱に伴う構造緩和を議論してきたのとはことなる融体からの冷却過程での構造緩和とそれに続く結晶化を議論できたことが評価できると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度にあたり、これまで行ってきた研究に基づいて、基本構造で構成される比較的強い結合の領域(P,I)と比較的弱い結合を含む領域(W)での整理を、Zr基やPd基で整理し、これら金属ガラスの物性との関わりを総括し、これまでの金属ガラスの研究をまとめる予定である。
かたさを熟度の指標とする果実の触覚センサによる非破壊熟度評価

ラ・フランス果実は収穫後に追熟を必要とするが外観からは熟度判定が困難であるので,貫入硬度計によって熟度が判定されている。そこで,この果実の歪な形状と追熟に伴う果肉の軟化に着目し,平面上に静置した果実の果頂部とその平面との接触状態を触覚センサにより圧力分布として捉え,果肉硬度の非破壊推定を試みた。追熟中の果実質量と圧力分布を測定後,果肉硬度を測定した。圧力分布より最大荷重,接触面積を求め質量で除して,それぞれ比最大荷重,比接触面積とした。追熟日数の経過と共に比最大荷重は低下,比接触面積は上昇したが,大きなバラツキが認められ,果肉硬度の推定には至らなかった。さらに特徴量を探索していく必要がある。試料には,上山市にて収穫された2L(16玉入5kg出荷箱)のラ・フランス果実を用いた。実験室に搬入後,出荷箱の状態で1°Cに設定した低温庫にて14日間,低温処理した。その後の追熟は12°Cと16°Cに設定した各恒温チャンバに6箱(96個)ずつ入れて行った。追熟開始日を0日とし,毎日,果実質量,触覚センサによる圧力分布,果肉硬度を測定した。果肉硬度は破壊試験のため,各温度区から3個測定した。果肉硬度はレオメータ(山電, RE2-3305S-1)に果実貫入硬度計(FACCHINI, FT327)のプランジャ(φ8mm)を装着し,貫入速度1mm/s,貫入深さ7.95mmとした時の最大荷重とした。測定箇所は果径が最大となる赤道面上を3等分した3カ所とし,その平均をその果実の測定値とした。圧力分布は,定盤の上に触覚センサ(Pressure Profile Systems, 4768)を固定し,その上に果実の果頂部を下にして測定した。触覚センサから得られた圧力分布より,果実と平面との接触部分は14カ所あり,各接触部中心の圧力が高く,時間の経過とともにその値が小さくなることが分かった。そこで,圧力分布から最大圧力を求め,これにエレメント面積を乗じて最大荷重とした。さらに質量の影響を除くために質量で除して比最大荷重とした。追熟時間の経過とともに果肉硬度が低下し,比最大荷重も同様の傾向を示した。果肉硬度を対応する比最大荷重で線形回帰した結果,決定係数が0.68となった。熟度判定が必要とされる出荷時期から可食限界(果肉硬度226.7N)までの範囲で接触部分が3カ所のものに絞り,同様に線形回帰を行った。その結果,決定係数は大きくならず,比最大荷重のみでは推定できないことが分かった。果実が軟化すると最大圧力が小さくなると共に接触面積が大きくなることから,接触面積も含めて検討する必要がある。試料は上山市にて収穫されたラ・フランス果実とし,昨年は2L(16個/5kg出荷箱)のみとしたが,本年はこれにL(18個)と3L(14個)を加え3階級とした。1°Cで約20日間の低温処理後,追熟は12°Cと16°Cに設定した各恒温チャンバにより出荷箱の状態で行った。継続測定用として各温度,各階級で3個の果実を決め,毎日,質量,接触圧力分布を測定した。破壊測定は,毎日,各階級,各温度でそれぞれ2個,計12個の果実に対し質量,接触圧力分布,果肉硬度,糖度,水分を測定した。接触圧力分布は,定盤の上に触覚センサを固定し果実の果頂部を下にして測定した。果肉硬度はφ8mmのプランジャにより,貫入速度1mm/s,貫入深さ7.95mmとした時の最大荷重とした。測定箇所は赤道面上を3等分した3カ所とし,その平均をその果実の測定値とした。水分は,果肉硬度の測定に用いていない部分から約φ20mm×6mmの果肉片を3つ切り出し,秤量缶にいれて炉乾法(105°C24h)にて測定し,3つ平均をその果実の水分とした。接触圧力分布から最大圧力を求め,これにエレメント面積を乗じて最大荷重とし,質量で除して比最大荷重とした。昨年は,すべての接触圧力分布を継続して毎日測定しており,軟化が進むと接触面に対して何らかの影響を及ぼす可能性があった。本年は1回のみの測定とし,この場合においても同様の傾向を示し,さらに階級にもよらないことが分かった。さらに接触圧力分布から果実と床との接触面積を求めた。同一果実の場合,時間の経過とともに接触面積が大きくなった。水分と比最大荷重との間には相関はみられなかった。接触圧力分布を3次元上の曲面として捉え曲面フィッティングを試みたが,接触していないと考えられる部分のノイズの影響を受け,パラメータの同定には至らなかった。試料は上山市にて収穫されたラ・フランス果実とし,L(18個/5kg出荷箱),2L(16個)と3L(14個)の3階級とした。昨年までは現地にて低温にし,低温にて輸送後さらに実験室にて所定の期間まで低温処理を行った。現地から実験室までの輸送中の温度管理が困難なこと,また現地と実験室での低温処理環境を同一にすることが困難なため,本年は現地にて低温処理を完了後,実験室に到着後に直ちに追熟を開始した。

追熟は12°Cと16°Cに設定した各恒温チャンバにより出荷箱の状態で行った。破壊測定は,毎日,各階級,各温度でそれぞれ2個,計12個の果実に対し質量,接触圧力分布,果肉硬度,糖度を測定した。接触圧力分布は,定盤の上に触覚センサを固定し果実の果頂部を下にして測定した。果肉硬度はφ8mmのプランジャにより,貫入速度1mm/s,貫入深さ7.95mmとした時の最大荷重とした。測定箇所は果径が最大となる赤道面上を3等分した3カ所とし,その平均をその果実の果肉硬度とした。触覚センサから得られた圧力分布より,最大圧力と接触エレメント数を求め,それぞれにエレメント面積を乗じて最大荷重,接触面積とした。さらにサイズの影響を除くため質量で除して,それぞれ比最大荷重,比接触面積とした。追熟日数の経過とともに比最大荷重は下降し,比接触面積は上昇したが,大きなバラツキが認められた。個々の果実の果肉硬度に対応する比最大荷重,比接触面積でそれぞれ線形回帰したが,果肉硬度の推定には至らなかった。また,各サイズのみで線形回帰したものと比較したところ,全サイズの方が決定係数が低下した。サイズ(質量)の影響を除く方法を再検討する必要がある。また,試料は接触センサと34カ所で接触しており,最大圧力となる1カ所のみでの検討だけではなく,他の個所での極大値を用いた検討も必要であり,さらにデータ解析を継続している。ラ・フランス果実は収穫後に追熟を必要とするが外観からは熟度判定が困難であるので,貫入硬度計によって熟度が判定されている。そこで,この果実の歪な形状と追熟に伴う果肉の軟化に着目し,平面上に静置した果実の果頂部とその平面との接触状態を触覚センサにより圧力分布として捉え,果肉硬度の非破壊推定を試みた。追熟中の果実質量と圧力分布を測定後,果肉硬度を測定した。圧力分布より最大荷重,接触面積を求め質量で除して,それぞれ比最大荷重,比接触面積とした。追熟日数の経過と共に比最大荷重は低下,比接触面積は上昇したが,大きなバラツキが認められ,果肉硬度の推定には至らなかった。さらに特徴量を探索していく必要がある。触覚センサより得られた比最大荷重が果実の軟化とともに小さくなり,階級の違いによらず,比最大荷重と果肉硬度との間に相関関係があることが分かった。また,同一果実について触覚センサより得られた接触面積は追熟日数の経過とともに大きくなることが分かった。ただし,接触面積を求める際に明らかに接触していない部分にも触覚センサの出力がみられ,いくつかの閾値を試して決定したことから,閾値を決める客観的な指標を定めることが課題として残っている。さらに,果実の大きさが接触面積に影響を及ぼしており,この影響を除去する方法を見出す必要がある。以上より,当初の目標であった検量線作成まで至っていないが特徴的なパラメータを見出したことから,やや遅れているとした。ポストハーベスト工学測定条件,項目および方法は,昨年度と同様とする。実験試料が収穫される10月まで,これまでに得られた2年間のデータ解析をさらに進める。触覚センサから得られた圧力分布を触覚イメージと考え,画像解析等の手法により問題となったノイズ除去を試みる。このノイズ除去手法により,接触面積測定における閾値の客観的な決定法を見出す。さらに,接触面積から果実の大きさに影響されない特徴量となる値を求め,この値と比最大荷重を用いて多変量解析により検量線を作成する。また,生産者によると隔年で果実の出来・不出来があるとのことで,H25年度,H26年度で得られた結果から検量線を作成し,H27年度の果実に対してその検量線の適用性を検討し,ロバスト性の高い検量線にしていく。