hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慣性力を利用した高速ハンドリングに関する研究

静電気を用いてガラス板などを非接触で把持して搬送する場合、鉛直方向の把持は静電気力で行うことができるが、水平方向の把持力は小さいため、搬送するときはストッパーのようなものをつけて水平移動を抑える必要がある。このように、水平方向の把持力が弱い装置にてワークを高速で搬送する場合、ワークを把持する性能を高めて搬送中に離脱、落下が起きないようにすることが必要であるが、把持性能を高めると装置が大型化、重量増加して高速化への妨げとなる。本研究は、慣性力を利用して把持力の増強を行う技術についての研究に関するものである。静止状態にてワークを把持した後、加速動作するときはエンドエフェクタを傾けて、慣性力の一部を把持力になるようにして搬送する。制止するときは、逆方向に傾けて減速時に生じる加速度を把持力の増強に利用し、制止させる。このように、本研究ではワークを高速搬送するときに生じる慣性力を把持力の増強に用いるための基礎的な研究を行った。動力学を行う場合、厳密なモデルでの計算は計算量が膨大なものとなり、大きな負担がかかる。そのため、計算量の少ない簡易モデルを構築する必要性がある。そのために、トラベリングプレートに関する力のつりあいに関する式をたてた。さらに、仮想アームに働く重力、アクチュエータの摩擦力等を考慮したアクチュエータの全トルクを計算して、これらを考慮した制御法の検討を行った。高速ハンドリングのためには把持装置の軽量化を計るため、ワークの慣性力を利用してハンドリングする方式について検討を行った。そのため、搬送時にワークに姿勢格変化を与えたときの、高加速度運動時の力とモーメントの解析を行い、安定把持を行える条件についての考察を行った。さらに算出された条件に基づいた搬送実験およびその評価を行った。とくに、高加速度時には、アームやモータの慣性力を考慮する必要が生じる。そのため、ロボットの動力学を見直して、各部材の慣性力を考慮した制御法を検討し、プログラミングに組み込むことが出来た。実験としては、慣性力の効果を見るために、ワーク搬送中に姿勢変化を与えて、そのときのワークの接触力を面圧計を組み込み、計測を行った。その結果、姿勢角が変化しない場合は、約10Hzで面圧が振動して把持が不安定であるのに対して、姿勢格変化を与えた場合は、面圧の変化が少なく、安定して保持していることを確認した。このように、姿勢角変化によりワークの慣性力を把持力として用いることに成功した。ハード面では、本年度は、まずマニピュレータのアーム部の仕様を見直した。その結果、ボールジョイントの加工を見直して、全面的に作り直した。また、バキュームグリースを塗布して、バックラッシュ低減をはかったところ、バックラッシュは著しく減少した。また、アーム部同士を固定してある、スプリングの強度も見直し、無理なく移動できる範囲で最も強固なバネに変更した。これらの改修により、当初に比べて大幅に改善が見られた。図1は、慣性力により把持力を増強させて搬送する様子の概念図である。

このように、本研究ではワークを高速搬送するときに生じる慣性力を把持力の増強に用いるための基礎的な研究を行った。動力学を行う場合、厳密なモデルでの計算は計算量が膨大なものとなり、大きな負担がかかる。そのため、計算量の少ない簡易モデルを構築する必要性がある。そのために、トラベリングプレートに関する力のつりあいに関する式をたてた。さらに、仮想アームに働く重力、アクチュエータの摩擦力等を考慮したアクチュエータの全トルクを計算して、これらを考慮した制御法の検討を行った。
超大規模データ処理に向けた分割統治によるカーネル埋め込みの高速化

カーネル平均埋め込みによるデータ解析の問題は計算コストであり,一般に訓練データ数の3乗のオーダの計算量が必要となる.本研究ではこの計算コストを削減しカーネル埋め込みを大規模データに適用可能にするための手法を2つ開発した.一つはカーネル行列の低ランク近似に基づく手法であり,具体的にはカーネル行列の低ランク近似を用いてカーネルベイズ則を実行するためのアルゴリズムを導出した.もう一つはカーネルハーディングによるデータ選択に基づく手法である.これは訓練データのうち有用なデータを選択し,余剰なデータを削減する方法である.上記の2つの高速化手法を,以下で説明するフィルタリング手法に応用した.計算機実験の結果,これらの高速化手法は推定精度を犠牲にすることなく大幅な高速化を実現できることが確認できた.今年度は以上の高速化手法の応用として,カーネル埋め込みを用いた時系列データ解析に関する研究を推進した.具体的には,状態空間モデルにおける潜在状態推定(フィルタリング)のための新たなアルゴリズムを提案した.既存手法は時系列データの生成過程に関する事前知識を必要とするが,これは観測値と潜在状態の関係が複雑な場合,強い仮定である.提案手法はこの仮定が満たされない場合でも適用できる.必要なのは観測値と潜在状態のペアに関する訓練データである.このような訓練データが得られる状況の例としてロボティクスにおける位置推定問題が挙げられる.これは与えられたセンサーデータから,ロボットが建物内のどこにいるかを推定する問題であり,ロボティクス分野における重要な課題である.この問題では通常のフィルタリング手法を適用するのが難しい.提案手法はこの場合でも適用可能であり,既存の位置推定手法に比べ高い精度で推定できる.以上の成果は国際論文誌Neural Computationにおいて発表した.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
要介護高齢者を支える同居家族の日中留守にすることによる心情

研究目的は,家族の仕事をしながら介護をする生活に対する心情を明らかにすることである.研究方法は,就労しながら要介護高齢者を介護している家族9名を対象に面接調査を行い,質的記述的に分析した.対象者はすべて女性で,平均年齢は59歳であった.家族の要介護高齢者との生活に対する心情として【今の生活に余裕がない】【不測の事態の発生への不安】,仕事と介護に対する心情として【もっと介護が楽になって欲しい】【周りのサポートのおかげで安心】【仕事を続ける意義を感じている】など9カテゴリーが抽出された.以上より,家族は今の生活に追われ不安を抱えながらも,仕事への満足感や周囲のサポートによる安心感を抱いていた.近年,わが国では少子高齢化や核家族化に伴う世帯構造の変化が生じており,要介護者のいる世帯の家族の介護力は弱く,脆弱な家族形態の世帯が増える傾向にある.要介護者と同居している主介護者は,男女ともに5060歳代が最も多く,約半数が仕事を継続している.そこで本研究では,要介護高齢者を支える同居家族の日中留守にすることによる心情を明らかにし,要介護高齢者とその家族の双方の生活への支援の在り方を検討することを目的に遂行している.本研究において今年度実施した成果としては,平成24年度の対象者に実施したインタビューを行い得られたデータを逐語録にし,分析を行った.分析の結果,1対象者はすべて女性であり,日中独居高齢者がひとりで過ごすことによって起こり得る問題を予測し心配をしている.2しかし,女性介護者は予測される問題ができるだけ起こらないように準備したり,問題が起こったときに職場へ相談しやすい環境を整えたりと仕事と介護の両立をするためのセルフマネジメントを行うことで安心感を得ていた.以上のことから,介護者が仕事と介護の両立のためのセルフマネジメントがうまく行われることで,要介護高齢者との安心した生活が維持できると考える.しかし,男性介護者は心身の健康に対する主観的健康感が低く,睡眠やストレス知覚について問題を抱えており,回避型コーピングをとらない傾向にあるため,就労しながら介護を行っている男性のセルフマネジメントについても着目していく必要があると考える.研究目的は,家族の仕事をしながら介護をする生活に対する心情を明らかにすることである.研究方法は,就労しながら要介護高齢者を介護している家族9名を対象に面接調査を行い,質的記述的に分析した.対象者はすべて女性で,平均年齢は59歳であった.家族の要介護高齢者との生活に対する心情として【今の生活に余裕がない】【不測の事態の発生への不安】,仕事と介護に対する心情として【もっと介護が楽になって欲しい】【周りのサポートのおかげで安心】【仕事を続ける意義を感じている】など9カテゴリーが抽出された.以上より,家族は今の生活に追われ不安を抱えながらも,仕事への満足感や周囲のサポートによる安心感を抱いていた.近年,わが国では少子高齢化や核家族化に伴う世帯構造の変化が生じており,要介護者のいる世帯の家族の介護力は弱く,脆弱な家族形態の世帯が増える傾向にある.要介護者と同居している主介護者は,男女ともに5060歳代が最も多く,約半数が仕事を継続している.そこで本研究では,要介護高齢者を支える同居家族の日中留守にすることによる心情を明らかにし,要介護高齢者とその家族の双方の生活への支援の在り方を検討することを目的に遂行している.本研究において現在までに得られた成果は以下のとおりである.1本研究の計画書に関して,研究者の所属機関の研究倫理委員会の承認を得た.2近畿圏内の訪問看護ステーション4施設の管理者に対して,本研究の目的や意義,方法,倫理的配慮について口頭と文書にて説明を行い,研究協力への同意を書面で得た.3研究協力の同意が得られた訪問看護ステーション管理者が,訪問看護利用者の家族のうち,日中就業している主介護者を選定し,紹介を受けた.4紹介を受けた家族に対して,本研究の目的や意義,方法,倫理的配慮について口頭と文書にて説明を行い,研究協力の同意が得られた者4名に対して,半構成的面接調査を行った.要介護高齢者を支える同居家族は日中就業により留守にしているため,要介護高齢者がどのように過ごしているのか看ることができない.そのため,家族は要介護高齢者の様子が気がかりであり,不安や罪悪感などを抱えていた.一方で家族は,介護以外に就業によって社会的役割を持つことでストレスを発散し,介護への負担を軽減していた.生活スタイルや生き方が多様化する昨今,家族が要介護高齢者の療養生活を支える上で,家族自身も生活の質を維持・向上することが重要である.そのため,要介護高齢者の家族の生活スタイルを尊重した支援が,在宅での療養生活をより安心・安全に継続させることができると考える.近年,わが国では世帯構造の変化が生じ,要介護者のいる世帯の家族の介護力は弱い世帯が増える傾向にある.要介護者と同居している主介護者は,男女ともに5060歳代が最も多く,約半数が仕事を継続している.

これらのことから,家族の就労などのために日中ひとりで過ごす要介護高齢者(以下,日中独居高齢者)の存在が推測される.先行研究から日中独居高齢者は何らかの健康障害に伴い,さまざまな療養生活上の問題を抱えているため,ひとりで過ごすことによって不安を生じている.一方で,日中独居高齢者の同居家族は,日中就労による外出をしているため,実際どのように日中独居高齢者が過ごしているのか分からず,さまざまな心情を抱えていると考えられる.これらの背景から,日中独居高齢者の家族を含めた支援が,在宅での療養生活をより安心・安全に継続させることができると考える.そこで本研究において,要介護高齢者を支える同居家族の日中留守にすることによる心情を明らかにすることで,日中独居高齢者とその家族の双方の生活への支援の在り方を見出すことができると考える.研究の成果として,日中独居高齢者の主介護者を対象者とした面接調査を行い,質的記述的分析を行った.対象者は9名であり,すべて女性であった.日中独居高齢者の女性介護者は,日中独居高齢者がひとりで過ごすことよって起こり得る事柄について予測し心配をしていた.しかし,予測される事柄に対して予め準備をし,他者に相談するなどを行っていた.また日中独居高齢者の女性介護者にとって,仕事を続けることが唯一社会とのつながりである場合があり,気分転換の機会となることから介護継続の意欲にもつながるなどの気持ちも抱いていた.このように日中独居高齢者の女性介護者は,さまざまな心配や不安を抱えながらも,仕事と介護を両立するためにセルフマネジメントを行っていることが明らかになった.在宅看護本研究は平成25年度で終えている予定であった.しかし,データ収集に時間を要している.理由として,本研究は就業している要介護高齢者の家族を対象に面接調査を行うものであるが,対象者の心身の負担を避け就業以外の日程において面接調査を行う必要があり,調整に時間を要している.本研究における平成24年度の計画では,データ収集を終えている予定であった.しかし現在,4名への面接調査に留まっている.理由の一つとして研究対象者への研究協力依頼の遅れがある.二つめに本研究は,就業している主介護者を対象にしており,対象者の心身の負担を避け就業以外の日程において面接調査を行う必要があるため,調整に時間を要している.今後本研究において,以下の計画ですすめていく.1研究対象者への面接面接調査を進めながら,同時に逐語録の作成,分析を進めていく.2データの分析においては,研究の信頼性・妥当性を高めるため,在宅看護学分野や質的研究の研究者からスーパーバイズを受ける.3本研究において得られた成果について,学会や学会誌投稿にて発表し,広く意見・評価を得る.今後本研究において,以下の計画ですすめていく.1研究対象者への面接調査を進めながら,同時に逐語録の作成,分析を進めていく.2データの分析過程においては,研究の信頼性・妥当性を高めるため,在宅看護学領域の専門家からスーパーバイズを受ける.3本研究において得られた成果について,学会や学会誌投稿にて発表し,広く意見・評価を得る.研究対象者への面接調査が当初の計画から遅れているため研究対象者への面接調査に伴う旅費やデータ分析等に伴う消耗品・関連図書の購入,研究成果発表に伴う諸経費に使用する.本研究に関する消耗品(用紙や文具,印刷機トナーなど)やデータ分析等に必要な関連書籍の購入,逐語録の作成に係る人件費,研究成果発表への諸経費などに使用する.
救急核医学におけるエコノミー症候群および肺塞栓症の新しい診断基準の試み

救急核医学検査を行うにあたり病院内の連絡網の整備を行った。救命救急センターや各病棟、外来との提携をはかり、休日や夜間でも担当の専門医が核医学検査を行えるような環境を作りき検査を行ってきた。検査に放射線科専門医が付き添い、肺塞栓症の診断や治療方針の決定も行った。検査で異常が見つかった場合は、専門の循環器医師への連絡も行い、治療に結びつけた。航空会社や長距離バス会社にアンケートを行い、併せて肺塞栓症に関しての危険性を訴えた。肺塞栓症に関する世論の関心が高く、アンケートでも各会社が見直しを行っている状況であった。様々な研究会や学会に参加して、同分野の研究者の意見を聞き、「第11回肺塞栓症研究会(平成16年11月)」にて研究成果を発表し、併せて、「Terapeutic Research」に投稿。平成17年5月に掲載予定である。エコノミー症候群および急性肺塞栓症に対する検査には造影CT検査と核医学検査があり、過去の報告では肺塞栓症に関しての診断能は核医学検査が優っている。これに対して、一般的にCT検査が多く普及している現状ではCTで十分であるとの風潮があるが、我々の研究では末梢瀰漫型の肺塞栓症はマルチスライスCTでも描出できないものがあり、研究会の発表や論文では24時間体制の肺塞栓症検査の重要性に関して説明をしてきた。この研究の成果をもとに、緊急核医学検査が重要であることを今後も訴えていきたい。(1)救急核医学検査体制の確立エコノミー症候群(ロングフライト血栓症)および術後などに急性発症する下肢深部静脈血栓症とそれが原因となって発症する肺塞栓症の早期診断のための検査態勢の確立のため、核医学担当医・診療放射線技師との緊急連絡網の作成をおこなった。また、当院の高度救命救急センターとの連携体制を作った。スムースに治療に結びつけるように循環器内科担当医への連絡を密に行えるようにした。発症した患者に関しては、約1週間後にfollow upの検査を行って、前回発症時との比較検討行い、患者の予後の予測や今後の治療方針の決定を行った。これらのデーターを分析して、深部静脈血栓症に対する検査として、十分に治療や経過の予測ができたかの検討を行った。また、MD-CTを施行した患者との画像の比較を行い、肺血流シンチの有用性を検討した。(3)発症の原因について発症患者の先天的凝固能異常(アンチトロンビンIII欠損症、プロテインC欠損症、プロテインS欠損症)の有無を調べた。外傷、骨折、静脈炎などによる血管壁の損傷、血液凝固能亢進(悪性腫瘍、抗リン脂質抗体症候群,経口避妊薬服用,脱水)などエコノミー症候群および深部静脈血栓症の発生した患者の病態を調べた。(4)一般社会の同疾患への対応について航空会社や長距離バス会社にアンケートを行い、エコノミークラス症候群に対する予防や発症者出現時の対応の方法などを聞いた。(5)情報収集学会や研究会に出席して、核底学やIVRに対する情報の収集を行った。(6)発表の準備学会発表の準備のため症例の集計を行っている。
裁判員裁判に寄与する情状鑑定の在り方と判決前調査制度の導入可能性に関する研究

刑事裁判の量刑判断に寄与する情状鑑定の現状と課題を整理し,その充実化に向けた研究を行った。また,米国で導入されている判決前調査制度の導入可能性についても検討した。その結果,当面は,判決前調査の代替として情状鑑定の充実・活性化を図ること,そのためには,情状事実を構成する犯情と一般情状を十分理解している情状鑑定人の育成,弁護人依頼による鑑定を行う際の面接環境及び財政的問題の改善などが明確となった。なお,判決前調査制度を導入するためには,刑事手続きの面からも検討する必要があり,今後もより学際的に研究が求められる。平成25年度は,通算で8回の研究会を実施し,我が国における情状鑑定の課題について整理するとともに我が国でかつて行われた判決前調査の導入に関する議論を整理した。その際に情状鑑定を依頼した経験のある弁護士や,情状鑑定の経験豊富な臨床心理士を講師として招聘し,討議を深めた。以下,研究計画に従って,研究実績を報告する。まず,「情状鑑定事例の質的分析」については,研究員が担当した事例の質的分析に入る前段階として,裁判員裁判導入前後における情状鑑定を巡る環境の変化,情状鑑定を実施する場合の留意点,公判における鑑定結果の説明の在り方等について包括的な討議を行った。次に,弁護士,元裁判官など法律家を対象としたアンケート調査若しくはインタビュー調査に関しては,埼玉弁護士会の協力を得て弁護士にアンケート調査を実施した。現時点での回収率は低く,この点は,情状鑑定を行った刑事裁判にかかわった経験のある弁護士が少ない,情状鑑定に対する関心が低いなどの原因が考えられる。なお,元裁判官への調査は実施していない。当初,現職裁判官へのインビューを模索したが,情状鑑定命令を出した経験のある裁判官が見つからなかったため実施に至らなかった。3点目として関係機関,施設への訪問については,一部の研究員で「独立行政法人国立重度知的障害者総合施設のぞみの園」を訪問し,知的障害者の犯罪と更生の現状を調査した。その他として,日本司法福祉学会において,同学会に招聘された米国の司法ソーシャル・ワーカーValarie Mitchell氏を交えて「裁判員裁判制度と判決前調査」をテーマに分科会を実施した。Mitchell氏からは,米国におけるMitigate Specialistの役割や弁護士との連携に関する発表を,本研究員からはわが国おける情状鑑定の実情や課題に関する発表をそれぞれ行い,フロアと活発な議論が展開された。平成26年度は,通算で10回の研究会を実施し,刑事裁判で有効な情状鑑定の在り方を検討した。その研究会において,刑法学者や社会福祉学者を講師として招き,判決前調査について米国及び日本における論点を整理した。また,米国ワシントン州シアトル市を訪問して,Probation Officer,Mitigation Specialist,裁判官,弁護士などにインタビューし,刑事事件における判決前調査がどのように活用されているのか,その実情を調査した。併せて,問題解決型裁判所であるドラッグ・コートやメンタルヘルス・コートを訪問した。その他は,以下のとおりである。1情状鑑定の質的検討,判決前調査制度の導入に関する検討情状鑑定は,一般情状だけでなく,狭義の犯情をより明らかにすることが重要であることが,弁護士との事例研究を通じて明らかになった。また,未成年者の刑事事件については,家庭裁判所の社会調査結果が十分活用されていない現状に鑑みると,情状鑑定をより積極的に活用していくことが必要であり,そのための方策について検討した。判決前調査制度を持たないわが国にとって,当面は情状鑑定の活性化及び充実が必要である。米国では,Probation Officerが行う判決前調査だけでなく,公設弁護人事務所で働くMitigation Specialistも必要に応じて判決前調査を行っている。わが国でも弁護人から依頼される情状鑑定(私的鑑定)もあるが,鑑定費用,面接室など鑑定を行うための環境その他で不十分な面が多く,この点をどのように解決すべきか大きな課題である。2学会活動日本司法福祉学会,日本心理臨床学会で情状鑑定をテーマとしたシンポジウムを行い,刑事裁判に心理臨床家がかかわる意義や現状の課題について幅広い観点から討論した。その結果,刑事司法に馴染みのない心理臨床家に関心を持ってもらうことができた。平成27年度は,8回の研究会を実施し,これまで行ってきた情状鑑定の課題と今後の展望を整理した。特に,弁護士から依頼される情状鑑定と米国の公設弁護人事務所で働くMitigation Specialistとの相違について検討した。また,現役の裁判官にインタビュー調査を行い,裁判官から見た情状鑑定について意見を聴くことができた。さらには,本年度が研究の最終年度となるため,その集大成として公開シンポジウムを行った。以下,これらの具体的な内容を記す。まず,情状鑑定の質的検討に関しては,前述した研究員メンバーによる検討会のほか,研究員の有志が家庭問題情報センターで行っている鑑定事例の研究会に5回,日弁連が主催する事例検討会に3回出席した。特に後者については,研究員が鑑定を担当した事例を検討したこともあって,鑑定結果と情状事実の関係,効果的なプレゼンテーションの在り方等について有意義な意見交換ができた。学会活動では,日本心理臨床学会及び日本家族研究・家族療法学会でそれぞれ情状鑑定に関する自主シンポジウムを行った。前者では,情状鑑定人が法廷で証言する場面をロールプレイで再現するなど,普段馴染みのない心理臨床家でも情状鑑定の実際を視覚的に理解できるよう工夫をした。後者は,情状鑑定を通じて被告人及び被告人の家族をどのように支援していくのかという治療的・援助的側面に焦点を当てた。

また,各研究員が,日本犯罪心理学会等で研究発表を行った。その他,平成28年2月14日,日本女子大学において「情状鑑定の現状と課題ー判決前調査制度への展望ー」と題する公開シンポジウムを行った。刑事法学者の基調講演に続き,研究員メンバー,弁護士,実務家が加わってのシンポジウムという構成であった。法学者,弁護士,教育関係者,学生など100名近くの来場者があり,情状鑑定の実情を広く伝えられたとともに活発な討議ができた。刑事裁判の量刑判断に寄与する情状鑑定の現状と課題を整理し,その充実化に向けた研究を行った。また,米国で導入されている判決前調査制度の導入可能性についても検討した。その結果,当面は,判決前調査の代替として情状鑑定の充実・活性化を図ること,そのためには,情状事実を構成する犯情と一般情状を十分理解している情状鑑定人の育成,弁護人依頼による鑑定を行う際の面接環境及び財政的問題の改善などが明確となった。なお,判決前調査制度を導入するためには,刑事手続きの面からも検討する必要があり,今後もより学際的に研究が求められる。本年度に計画していた研究は,「情状鑑定の質的分析」,「弁護士,元裁判官への調査」,「米国の司法事情調査」を柱として,わが国の現状に照らした情状鑑定の在り方について検討し,情状鑑定の準備から報告に至るまでのガイドラインの策定に着手することであった。これらの研究のうち,ガイドラインに関しては未着手ではあるが,その他は予定通り進んでいる。米国での訪問調査によって,Probation OfficerやMitigation Specialistが行う判決前調査が果たしている役割や意義が明確になった。特に公設弁護事務所に所属するMitigation Specialistの活動理念やその方向性を把握できたことは大きい。その他,問題解決型裁判所の見学によって,それを支える治療的司法(Therapeutic Jurisprudence)の理論,そこにかかわるソーシャルワーカーなどの専門家の活動に接することができ,今後の刑事司法の在り方について有益な示唆を得られたと考えている。また,本年度,研究員が担当した情状鑑定は,裁判所からの正式鑑定が3件,弁護人からの私的鑑定が1件であり,これらの鑑定について,内容,公判でのプレゼンテーション等に関する質的検討も行った。その成果は鑑定のガイドラインに反映させたいと考えている。また,関連学会で情状鑑定や判決前調査をテーマとしたシンポジウムを行い,本研究で得られた知見や問題意識を学会員に広く投げかけることができた。さらには,各研究員は,学会誌への寄稿や研究発表などで,これまでの成果を積極的に外部へ発信してきた。これらを通じ,刑法学者との学術的交流も活発となっている。以上から,一部に多少の遅れが生じているものの,研究はほぼ順調に進んでいると考えている。社会科学・心理学・臨床心理学本研究は,最終年度になるため,これまでの研究のまとめを視野に入れた取組みをしていく。
メタン発酵とＨＡＰ形成を伴うアナモックス処理を核とした農村資源循環システムの構築

資源化作物栽培とメタン発酵を利用した農地再生の取り組みにおいて、メタン発酵における課題抽出とバイオチャーやアナモックス処理の併用によるメタン発酵の改善や、栄養素・放射性セシウムの固定挙動を明らかにする。初年度は通年の栽培を想定した複数の資源作物の種類ごとにメタン発酵における課題を明らかにした上で、バイオチャーがその課題の解決に有用であるかどうかを検討することを主目的とする。次年度においては、メタン発酵にアナモックス処理を組み合わせた上で、栄養素・放射性セシウムの固定挙動を明らかにする。
地域振興のための農業生産・流通・市場の総合的再編の方向と諸形態

下記の4地域のそれぞれの地区について、地域農業再編の実態と問題,課題を、農業生産・経営のサイドと流通・市場サイド(農産物加工・消費も含む)の双方から調査研究し、それらを持ち寄って総合的な検討を行なった。各地域・各地区ごとに、生産・流通再編の取り組み方、重点をおいている事項はそれぞれ異なり、再編の成果も精粗さまざまであるが、いずれも今後の方向を示す模範事例と認められる。1.東北・北陸地域(宮城県仙南広域営農団地)稲作をはじめ各種農産物の生産・流通に関して、広域の営農団地活動を早くから実施しており、最近さらに新しい再編に取り組みつつある。その特徴と組織基盤の再編の方向、課題を検討すると同時に、とくに農産加工事業の展開の実態、それによる流通再編と地域農業の再生のあり方を明らかにした。2.関東地域(茨城県美野里町,群馬県沢田農協,埼玉県川越市の各地区)刻み加工による野菜の生産・流通再編(美野里町)、農協の食品加工事業を中心とする生産・流通再編(沢田農協)、地域生協と結びついた農産物出荷組合の生産・流通再編(川越市)、の3事例を調査研究し、流通と結びついた生産再編の実態と課題を明らかにした。3.中部地域(長野県伊南農協)農協を中心とした集落営農組合の諸形態と諸機能、経営複合化と地域複合化、園芸・畜産物の流通再編、それらにかかわる農協と市町村行政の機能、などを総合的に検討・解明した。4.関西・近畿地域(とくに中国地域、広島県芸北町)地方自治体行政(町行政)を中心とする産地形成の実態、地域農業生産と生産組織の動向、野菜類を中心とする市場対応の展開、の諸点を調査研究し、今後の方向と課題を明らかにした。
漁網を用いた接触曝気槽によるウイルスの除去

水を通しての公衆衛生の向上にウイルスを視点に入れることが必須であることが認識されるようになってきた。本研究は魚網を用いた接触曝気槽によってウイルス負荷削減することを目的としたが,まず研究逐行の前提であり,安全性の確認および処理効果の確認においては,濃縮の必要な低濃度なウイルスを検出しなければならなくなり,まずウイルス定量のための試料の濃縮方法を検討した。DEAEーセルロ-スにより吸着させ,有機凝集剤でフロック化し,ナイロンメッシュで集める方法を開発し,既存の方法より優れていることを実際の水で証明した。水処理の最終的衛生保障プロセスである消毒の負担を削減して安全性を高めるための接触曝気法を幅広く適用することをもくろみ,上水道の前処理,排水の再利用などを考慮したBOD低負荷および通常の汚水処理を想定した負荷時の実験をモデル装置で行った。接触曝気槽は,受動的に接触担体に付着する微生物に依存する処理であり,微生物量の制御は困難であるが,低負荷から高負荷の広い範囲にわたって,有機物が十分に除去される範囲でウイルスも95%以上の高率で除去できることがわかった。負荷が変動したり,曝気が不足したりして処理が不十分になる場合もウイルス除去の変動は有機物濃度の変動より小さく,少々の変動にはウイルス除去の面からは耐えることができた。本研究の成果はポリオウイルスを用いて得られたものであり,腸管系ウイルスの挙動を知るのに価値ある研究である。研究の前段では大腸菌ファ-ジを用いたが,宿主菌が増殖してファ-ジも後追い増殖してしまった。そのためウイルス除去の実態が不明となったが,大腸菌ファ-ジがウイルス汚染の指標として多用されるが,限界があることが示された。接触曝気後に消毒する場合に,消毒剤を添加したとき十分の攪拌がしにくい構造なら,接触時間に依存すべきことを明にかにした。病原微生物管理が行き届きにくい小規模汚水処理装置での微生物制御を目的として,汚濁物質の除去に合わせてウイルスを維持管理が容易な方法によって除去するための研究を行った。処理は汚泥管理の容易な嫌気ろ床接触ばつ気法で行い,まず装置のBOD除去と負荷との関係を把握した。BOD200mg/lの汚水についてBOD負荷0.011.7kg/m^3・日の範囲であれば,流出水のBODを20mg/l以下にすることができることがわかった。生活雑排水対策推進指針等で示されるBOD43g/人・日,水量250l/人・日を基準とし,さらに水量をその1.5倍量にしたものの2系列でウイルス除去実験を行った。ウイルスは指標ウイルスとして大腸菌フア-ジQβを使用した。まず対照実験として生物が存在しない系にフ-ジを添加して吸着,自然減衰の程度を把握した。その後,各系列にフア-ジを633PFU/mlの濃度にして人工下水を流入させた。すると嫌気第一槽においてフア-ジが数倍に増加した。とくに負荷の高い系列では数百倍も増加した。ウイルスは宿主特異性が高いはずで,人工下水を用いたこの実験系では原因がわからなかったが,宿主大腸菌が嫌気第1槽で増殖していることがわかった。その大腸菌の種について目下同定中である。嫌気第2槽,曝気槽と流れるにしたがって漸減するが,宿主菌の増殖の影響でその速度は顕著でない。大腸菌フア-ジは腸管系ウイルスの指標として優れていると掲げられているものである。そこでフア-ジQβを使用したが,嫌気的過程でウイルスが増殖するとは予想していなかった。

この解明に追われて研究の初期の目的達成が大幅に遅れる結果になったが,逆にそのような現象から,ウイルス監視,指標性に一つの視点を得ることができた。このように装置でのウイルス収支がとれなかったが,別のウイルスで試みる予定。昨年度の研究で,ウイルス汚染の指標として優れているといわれる大腸菌ファ-ジを用いて,汚水処理実験を行ったが,処理装置内で用いたファ-ジQβが増殖してしまった。そこで,実験槽から大腸菌の12株を分離し,ファ-ジQβの宿主となるものがあるかを調べ,1株だけがプラ-クを形成しないがファ-ジの宿主となるものであることを確認できた。これの同定を行い,大腸菌であることを確認した。大実菌ファ-ジのウイルス汚染指標性の限界を指摘できた。腸管系ウイルスそのものを使用するなら宿主細胞が処理槽内で自己増殖することもなく,ウイルスの挙動を明確に把握でき,かつ腸管系ウイルスそのものの使用だから,病原性指標としての価値も高くなることからポリオウイルス1を使用して,接触曝気槽のあるモデル浄化槽によってウイルス除去性能を調べた。有機物の除去パタ-ンとウイルスのそれとは類似しており,有機物がよく除去されるプロセスではウイルスもよく除去される。嫌気第1槽,嫌気第2槽,接触曝気槽のフロ-全体で,通常の家庭汚水処理の負荷において約99%,負荷が1.5倍に増加しても96%のウイルス除去率が得られた。各処理プロセスの中で接触曝気槽の処理能力が最大であり,単独で9195%のウイルス除去能力があることがわかった。接触曝気槽ではときどきミジンコが発生して処理水が白濁することがあるが,ポリオウイルス濃度は2倍になった程度であり,また曝気が不十分になったときも通常時の約2倍に止まり,少々のトラブルがあっても,接触曝気槽はウイルス除去の能力を相当に安定して維持できることがわかった。汚水処理システムに接触曝気槽を設けることはウイルス対策上非常に有効であることがわかった。ウイルス評価の前提となる検出法も検討した。
位置固定反応法による複雑系パターン形成の研究

近年の空間パターン研究は、すさまじい。日常的に目に触れるものが研究の対象となってきている。空間パターンを研究する方法として、我々は「格子上の化学反応モデル」としての位置固定反応(PFR)を行っている。このPFRの最大の成果は生物絶滅の不確定性仮説である。複雑に相互作用する大規模系ではカタストロフィーと呼ばれる大異変がしばしば起きる。たとえば、生態系において動植物が絶滅したり、ある生物の固体数が異常に増加したりすること。このようなカタストロフィーが起きると、たくさんの解折者や研究者がその原因を追求してきた。しかし、彼らの努力にもかかわらず、はっきりした原因を確定できないことが多い。これはカタストロフィーには固有の不確定性が内在しているからであると思われる。この不確定性のために原因を追求できないと考えた方がよいかも知れない。最近、僕はこのようなカタストロフィーにおける不確定性(原因追求不可能性、または予測不可能性)が起きるメカニズムを議論した。興味の対象を定常状態に向け、この立場からカタストロフィーにおける不確定性の由来を説明した。不確定性のメカニズムとして、相移転と間接効果の2つの要因を上げた。相転位は、非線形性に由来する現象で、些細な原因によって大きな結果が引き起こされるという性質を持っている。一方、間接効果は非平衡性に由来しており、原因と結果の間に直接的な関係がないことを意味する。両者の要因が同時に組み合わさったとき、カタストロフィーという結果が起きたとしても、その結果と関係がなく、しかも極めて些細な原因を追求することが必要になる。そんなことは不可能に近い。非線形・非平衡系での空間パターン(散逸構造)の研究は、最も活発におこなわれている研究領域の一つである。近年の物性研究の対象は従来の枠にとらわれず、新しい複雑系といえる分野に拡大してきている。本研究は位置固定反応法(PFR)という格子シミュレーションモデルをさまざまな分野に適用してきた。生態系における個体の空間分布、選挙における有権者の分布とマスコミの影響、さらには宇宙空間での星間物質のパターン形成などの複雑系を取扱い、それらに共通して観察される非平衡相転移現象の特徴を調べた。選挙とマスコミの問題ではマスコミの基本的役割を物理学の立場からとらえた。生態系では、絶滅についての不確定性理論を示した。絶滅が起きたとしてもその原因を追求できないメカニズムを述べた。ある論文(JTB)に対するレフェリーは、この結果は驚異的であり、ダーウィンの単純な議論を否定する内容であると評価した。生物の進化や絶滅の問題を物理学の立場から研究してきた。通常、人工生命や進化から連想することは、ESS理論やゲームの理論、最適化問題であろう。そこでは、ダ-ウィンの理論の中心的原理としての自然選抜説を適応する。しかし、私は生物絶滅の不確定性の研究を行い、ダ-ウィン適応度(Fitness)や自然選抜の適応性に新しい問題を提起した。もし生物の生存と絶滅が私のいうように不確定になるならば、適応度そのものが定義できなくなってしまうのである。今後この不確定性仮説は必ず議論を呼ぶであろう。
非ヨウ素系電解質層を用いた色素増感光電変換素子の構築と電荷移動機構の解析

色素増感光電変換素子の電解液について、通常は必須の成分である腐食性のヨウ素の濃度を削減した電解液組成においても従来型電解液に匹敵する光電変換効率を示す組成を見出した。新規に調製した電解液組成は、光電変換効率の温度依存性が従来型電解液組成よりもきわめて小さく、温度変化による出力変動が小さい素子を作製することができた。また、導電性プラスチック基板を用いた素子の耐久性を大幅に向上させることができた。本研究の目的は、色素増感半導体ナノ多孔膜と電荷輸送層の組み合わせからなる次世代型光電変換素子(色素増感太陽電池)において、酸化剤としてのヨウ素分子(12)と触媒としての白金(Pt)まったく用いない電荷輸送層を設計し、その電子移動・電荷移動過程を明らかにすることである。半導体ナノ多孔膜を用いる光電変換素子においては、その性能を引き出すために、電荷輸送及び電子輸送担体として、ほとんど例外なくヨウ素が含まれている。触媒として腐食性のヨウ素を用いずに電荷輸送層を作製することができれば、このタイプの光電変換素子の耐久性の大幅な向上が期待され、実用化に向けた動きを加速させることにつながる。初年度においては、色素増感型太陽電池の基本的な測定システムとなる、IV特性測定システムの構築を行った。作製したセルの安定度を調べるための、自動測定システムの構築を行い、調整した電解液の安定度について試験を行った。電解質としては、特に、イオン液体に注目した。数種のヨウ化イミダゾリウム系イオン液体を電解質とした測定を行い、電解質濃度と溶媒の種類における溶媒依存性について、研究を行った。その結果、アセトニトリルのような低沸点・低粘度の溶媒を使った場合は、変換効率が高かったのに対し、プロピレンカーボネートのような高沸点・高粘度の溶媒では、変換効率が低くなった。色素増感太陽電池の実用性を考えた場合、高沸点・高粘度溶媒での変換効率の高効率化が必須と考えられる。さらに溶媒特性について検討を行うために、導電率測定等のシステムの立ち上げを行った。本研究の目的は、色素増感半導体ナノ多孔膜と電荷輸送層の組み合わせからなる次世代型光電変換素子(色素増感太陽電池)において、酸化剤としてのヨウ素分子(I_2)と触媒としての白金(Pt)まったく用いない電荷輸送層を設計し、その電子移動・電荷移動過程を明らかにすることである。平成22年度は、ヨウ素を実質的に含まない電解液をポリビニルアルコールによりゲル化することに成功し、電気化学会にて発表を行った。このような、ヨウ素を含まない電解液においては、電解質濃度と種類に対する対極触媒の依存性が大きいことが明らかとなった。この結果は、電解質を設計するうえで、対極の開発も同時に行っていく重要性を示していた。適切な電解液、対極の組合せを進めるうえで、これまでの知見が少ないヨウ素を含まない電解液おいては、電荷移動機構をこれまでとは違う角度で検討することが必要であった。そこで、電荷移動機構を検討するための電子寿命測定装置を自作により新しく完成させた。電子寿命測定の精度とデータの信頼性の確認は、従来型の色素増感太陽電池を作成し、自作装置による測定結果と、論文や他機関での測定結果と比較することで行った。今後のヨウ素を含まない電解液における電荷移動機構の解析に必要な、従来型色素増感太陽電池における基礎的データを蓄積することができた。本研究の目的は、色素増感半導体ナノ多孔膜と電荷輸送層の組み合わせからなる次世代型光電変換素子(色素増感太陽電池)において、酸化剤としてのヨウ素分子(I_2)用いない電荷輸送層を設計し、その電子移動・電荷移動過程を明らかにすることである。腐食性のヨウ素を用いずに電荷輸送層を作製することができれば、このタイプの光電変換素子の耐久性の大幅な向上が期待され、実用化に向けた動きを加速させることにつながる。平成23年度は、ヨウ素を実質的に含まない電解液を用いた色素増感型光電変換素子における電流電圧特性と交流インピーダンス特性の温度依存性の測定を進めた。その結果、電荷移動過程に対して、イオン拡散の影響が従来型のヨウ素系電解液よりもきわめて小さいということを明らかにした。従来型のヨウ素系電解液においては、特に、高温度領域では、酸化チタン界面と電解液界面の電荷移動抵抗が小さくなり、このことが開放電圧の低下につながり変換効率が低くなることが問題であった。

一方、ヨウ素濃度が極めて低い系では、温度上昇に伴う界面抵抗の低下を抑えることができ、温度変化による変換効率の変化率が小さいことを明らかにした。本研究では、色素増感型の光電変換素子において従来問題とされていた電解液中の腐食性のヨウ素を削減してもほとんど性能低下を引き起こさない電解液組成をあらたに見出すことができた。また、この電解液組成は、実用性能に重要である内部抵抗の温度依存性がきわめて低いという特徴を明らかにすることができた。本研究の成果は、実用型の色素増感型素子の開発に寄与できるものと考えられる。
17世紀前半セビーリャにおけるイエズス会の思想と絵画に関する研究

本研究は、17世紀前半セビーリャの宗教的思想環境が芸術作品の主題や造形上の特質に与えた影響を考察するものであり、最終年度に当たる今年度は、現地において作品が実際に設置されていた環境での調査を行うとともに、これまでに収集・検討した資料等について、総合的な評価を行った。具体的には、第一に、ベラスケス《東方三博士の礼拝》について、現地調査等に基づき、同時代セビーリャの主要画家による作品との根本的な差異を明確化した。例えば、旧イエズス会誓願修道院ではロエーラスによる主祭壇装飾を調査し、同じくイエズス会施設のために描かれたものでありながらベラスケスの同作品とは規模、描法が大きく異なることを確認した。セビーリャ美術館では、その他の同時代画家の作品も広く調査したが、いずれも35mという規模の大きさを特色とし、その中に多くの人物やモチーフを描きこむ点でベラスケスの作品とは異なっていた。この知見を踏まえ、第二に、大規模ではないが主要部分を際立たせる、極めて現実主義的なベラスケスの表現について総合的な解釈を行った。まず、ベラスケスの同作品は、イエズス会のロヨラが『霊操』に明らかにしたような、聖書の物語を眼前に現出させて「見る」という観想のプロセスに関連づけられる。重点的に調査したベラスケスの師パチェーコの『絵画芸術』では、多くのイエズス会士が取り上げられ、その考えが引用されていた。しかし、ベラスケスが師を通じてイエズス会士及びその思想の近くにいたことは事実だが、調査の結果、特定の思想がベラスケスの個別の作品に具体的な影響を与えたことは確認できていない。むしろ、現地での作品調査を通じて明らかになったのは、ベラスケスの初期様式とモンタニェースらによる彩色木彫像との表現の近さであった。モンタニェースらの彩色木彫像の重要性は2010年の展覧会で注目されたものであり、本研究を通じて、初期ベラスケスのリアリズムとの関連という観点から、さらに詳細に検討されるべきテーマであることが確認された。本研究は、イエズス会を中心とする17世紀前半セビーリャの宗教的思想環境が、同時代セビーリャの絵画作品にいかなる影響を及ぼしていたかを明らかにすることを目的とするものであり、平成21年度は、17世紀初頭のセビーリャを代表する画家ベラスケスの初期作品とイエズス会の思想との関連について、中心的に検証を行った。具体的には、ベラスケスの初期作品全体についての総合的な分析を行った上で、セビーリャのイエズス会付属サン・ルイス修練院のために描かれたと考えられているベラスケスの宗教画《東方三博士の礼拝》(1619年、プラド美術館)を取り上げ、イエズス会の付属施設という設置環境との関連から、その表現の特徴を詳しく検証した。本作品についての従来の研究では、描かれた人物たちが画家の家族の肖像になっているというミゲル・セレーラの解釈以外に、目立ったものはなかった。このような現状を踏まえ、平成21年度の研究では、同時代のセビーリャのイエズス会誓願修道院での主祭壇装飾を巡る画家交代劇に注目し、3人の画家による同主祭壇のための作品を精査した。その結果、同祭壇画の出資者であるボナ司教フアン・デ・ラ・サルをはじめとするイエズス会士たちが当時、新しい自然主義的方向性をもった作品を評価しており、同司教の注文によって描かれたとされるベラスケスの《東方三博士の礼拝》は、そうしたイエズス会士たちの要請に応えるものであったことが明らかとなった。また、サン・ルイス修練院で霊的修練を行う修練士たちに利用されていたイグナティウス・デ・ロヨラの『霊操』についても詳細に研究し、五感を用いて、歴史的事象を現前に見ようとするイエズス会の瞑想方法が、ベラスケスの同作品におけるリアルな人物表現およびその特異な人物配置と結びつく可能性を明らかにした。さらに、マドリード国立図書館では、イエズス会士たちと密接な関係を有していたベラスケスの師パチェーコの『絵画芸術』(1649年)、『著名貴伸肖像名鑑』(1599年)などの資料、およびパチェーコにも引用されているイエズス会士マルティン・デ・ロアの原典などを調査し、それを基に、17世紀前半のセビーリャ画家と結びつきのあったイエズス会士たちの活動についての基礎資料を作成した。このような基礎資料はこれまでにまだ纏められていないが、17世紀前半のセビーリャ絵画を理解する上で不可欠なものであり、平成22年度も引き続き、充実させていく計画である。本年度は、昨年度中心的に行ったセビーリャのイエズス会士についての調査をさらに発展させ、関連する人物たちのリストアップにとどまらない、より掘り下げた調査を行った。その結果、セビーリャのイエズス会誓願修道院主祭壇装飾の出資者であったイエズス会士のフアン・デ・ラ・サルについて、ユダヤ教徒から改宗したコンベルソを祖先に持つ人物だということが明らかになった。この人物は、申請者が本課題の重要な研究対象のひとつに位置づけているベラスケスの《東方三博士の礼拝》の依頼にも関連していると推定されている人物であり、申請者が既発表の論文(2008年)で明らかにしているように、ベラスケス自身がコンベルソの家系であり、その出自がその作品の内容にまで影響を与えている可能性が高いことを考慮するならば、これは決して看過し得ない事実であり、本研究において、大きな意義のある成果であったと言える。

この人物は、当時、文人らによっても賞賛される博識な人物として知られており、幾つかの著作を残していたことも明らかとなった。これらの著作を可能な限り入手して、その思想についても調査を行った。一級の知識人として知られたパチェーコ、およびその愛弟子であったベラスケスと近い関係にあったことが推定されることから、このイエズス会士の思想は同時代のイエズス会のための絵画を考える上で非常に重要なものであり、今後さらに踏み込んだ検討を進めていく。また、フアン・デ・ラ・サルが出資した誓願修道院をはじめとする、セビーリャのイエズス会関連施設のための絵画・彫刻作品の詳しい内容調査も実施した。当時の建築が残っていない施設については設置環境を明らかにすることは難しかったが、当時の思想環境と絵画作品との関連を実証的に明らかにするという本課題の最終的な目標に向けての基礎資料として、イエズス会関連施設に設置された絵画・彫刻の作者・主題等の目録化を進めた。本研究は、17世紀前半セビーリャの宗教的思想環境が芸術作品の主題や造形上の特質に与えた影響を考察するものであり、最終年度に当たる今年度は、現地において作品が実際に設置されていた環境での調査を行うとともに、これまでに収集・検討した資料等について、総合的な評価を行った。具体的には、第一に、ベラスケス《東方三博士の礼拝》について、現地調査等に基づき、同時代セビーリャの主要画家による作品との根本的な差異を明確化した。例えば、旧イエズス会誓願修道院ではロエーラスによる主祭壇装飾を調査し、同じくイエズス会施設のために描かれたものでありながらベラスケスの同作品とは規模、描法が大きく異なることを確認した。セビーリャ美術館では、その他の同時代画家の作品も広く調査したが、いずれも35mという規模の大きさを特色とし、その中に多くの人物やモチーフを描きこむ点でベラスケスの作品とは異なっていた。この知見を踏まえ、第二に、大規模ではないが主要部分を際立たせる、極めて現実主義的なベラスケスの表現について総合的な解釈を行った。まず、ベラスケスの同作品は、イエズス会のロヨラが『霊操』に明らかにしたような、聖書の物語を眼前に現出させて「見る」という観想のプロセスに関連づけられる。重点的に調査したベラスケスの師パチェーコの『絵画芸術』では、多くのイエズス会士が取り上げられ、その考えが引用されていた。しかし、ベラスケスが師を通じてイエズス会士及びその思想の近くにいたことは事実だが、調査の結果、特定の思想がベラスケスの個別の作品に具体的な影響を与えたことは確認できていない。むしろ、現地での作品調査を通じて明らかになったのは、ベラスケスの初期様式とモンタニェースらによる彩色木彫像との表現の近さであった。モンタニェースらの彩色木彫像の重要性は2010年の展覧会で注目されたものであり、本研究を通じて、初期ベラスケスのリアリズムとの関連という観点から、さらに詳細に検討されるべきテーマであることが確認された。
超高感度センサシステムのためのSQUIDピコボルトメータの開発

本研究では、従来の半導体素子とは全く異なる原理に基づくSQUIDピコボルトメータを開発した。高温超伝導SQUID素子の高性能化と効率的な信号結合法の開発を行い、超高感度センサシステムに必要な10 pV/Hz^<1/2>程度の雑音電圧を持つSQUIDピコボルトメータを開発した。また、SQUIDピコボルトメータと液体窒素温度に冷却した銅検出コイルを用いた磁気センサシステムを試作し、20 kHz以上の周波数帯で1 fT/Hz^<1/2>程度の磁界雑音を持つ高感度センサの開発が可能なことを示した。高感度なセンサシステムの実現のためには、センサからのピコボルトレベルの微小信号を高精度に測定できる電圧計が必須となる。このような高感度電圧計はこれまで実現しておらず、その結果、超高感度センサシステムの性能はセンサ本来の性能ではなく電圧計の雑音によって制限されているのが現状である。このため、本研究では、超高感度センサシステムに必要な10pV/Hz^<1/2>程度の感度を持つSQUIDピコボルトメータの開発を目的とした。このために必要な(1)SQUID素子の高性能化と(2)効率的な信号結合法の開発を行い、(3)ピコボルトメータをセンサシステムへと適用した。得られた結果の概要は以下の通りである。(1)SQUID素子の高性能化:ピコボルトメータとしての性能はSQUID素子の雑音と構造に大きく依存する。このため、素子を高品質化して素子雑音を低減するとともに、素子構造の最適化を図った。これにより、10pV/Hz^<1/2>程度の雑音電圧を持つSQUIDピコボルトメータを開発した。(2)信号結合法の開発:センサからの信号をSQUIDへ伝達するための効率的な信号結合法を開発した。結合特性は伝達回路の長さや抵抗、及び磁気結合のための相互インダクタンスの値に大きく依存する。このため、その依存性を定量的に明らかにするとともに、その最適化を図った。(3)センサシステムへの適用:高温超伝導線または液体窒素温度に冷却した銅線を用いて作製した検出コイルとSQUIDピコボルトメータを組み合わせた磁気センサシステムを試作し、100fT/Hz^<1/2>程度の磁界雑音を持つ高感度センサの開発が可能なことを示した。このために必要な(1)高温超伝導SQUID素子の高性能化と効率的な信号結合法の開発を行い、(2)ピコボルトメータをセンサシステムへと適用した。得られた結果の概要な以下の通りである。(1)ピコボルトメータとしての性能はSQUID素子の雑音とセンサからの信号をSQUID素子へ伝達する信号結合率に大きく依存する。このため.素子を高品質化して泰子雑音を低減した。また信号の結合率を大きくするため、2nHの大きな相互インダクタンスを有する磁気結合回路を開発した。これにより、10pV/Hz^<1/2>程度の雑音電圧を持つSQUIDピコボルトメマタを開発した。(2)SQUIDコボルトメータと液体窒素温度に冷却した銅検出コイルを用いた磁気センサシステムを試作した。この際、高周波帯でのコイル抵抗の増加がセンサの性能を劣化させるため、この抵抗増加を防止することが重要となる。このため、コイルの渦電流損により抵抗増加が発生していることを明らかにし、この問題を解決するためには検出コイルをリッツ線で作製することが有効であることを示した。検出コイルに共振用のコンデンサを挿入した共振型の磁気センサの場合には、20kHz以上の周波数帯で1fT/Hz^<1/2>程度の磁界雑音を持つ高感度センサの開発が可能なことを示した。