hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テキストマイニングによる病棟ケアの質評価に関する研究

病棟業務支援システムにおける抽出可能性を検討するため、複数の医療病院のシステムに蓄積されたログを用いてテキストマイニングおよびデータマイニングを行い、質評価指標の抽出を行った。その結果、身体拘束など医療安全に有用な指標は、主にデータマイニングのみで抽出できた。他方、看護・介護職が行う日常生活援助や相談に関する指標は、データマイニングのみでは抽出困難であり、テキストマイニングが必要であった。これらのシステムは、データの二次利用によって質指標の抽出に寄与できることが明らかになった。本研究では、まず学内に実験環境としての病棟情報システムを構築し、これを用いて病棟情報システムから抽出し得る質指標の仮説構築を行った。病棟情報システムは、オーダエントリシステムから受け取るオーダ情報、看護・介護計画などを含む日常生活援助に関する情報、心電図モニターやナースコールなど医療機器に関する情報の三種類が格納されており、これらを組み合わせて質評価データセットを作成した。次に、関東地方における2施設の匿名化データを用い、この質評価データセットに基づくデータ解析を行った。その結果を国内外の研究協力者とともに比較検討したところ、診療面での質指標、日常生活ケア面での質指標は、概ねデータマイニングの範疇で抽出が可能であった。他方、看護・介護に関する間接的業務(患者との連絡調整など)についてはデータマイニングのみでは十分ではなく、テキストマイニングの中から抽出する必要性があることが明らかになった。今年度研究の一環として行った海外研究者との意見交換では、病棟ケアの質指標の使途はケアプロセスの改善が主軸ではあるが、実務的には人員配置など経営改善での活用頻度が高いことも明らかになった。本研究では、わが国では介護・看護業務の半数を占める間接的業務を可視化する手段としてテキストマイニングを活用できることを明らかし、次年度研究でこれらの間接的業務を指標化するための道筋をつけることができたと考えそいる。研究期間の最終年度となる平成23年度は、前年度に行った病棟業務支援システム(看護・介護支援システム)でのデータ抽出可能性を検討するための予備実験をもとに、複数の病院でテキストマイニングおよびデータマイニングを伴う質評価指標の抽出を行った。質評価のうち、プロセスやアウトカムの観点で重要性の高い安全性に着目すると、例えば三大インシデントの「薬剤」「転倒・転落」「チューブ・ドレーン抜去」に関連した行為については、いずれも同システムの実施履歴を用いて、定量的な分析を行う余地が大きいことが明らかになった。直接的な行為が伴わない転倒・転落に関しても、ベッド柵の装着と、入院後の経過日数などを分析することが可能であり、これらの情報はテキストマイニングよりも、データマイニングを行った方が有意義であると考えられた。他方、テキストマイニングを行う対象としては、看護・介護職員が行う「飲水の声かけ」「インフォームドコンセントの日程調整」「おむつの購入依頼」など、調整機能や生活支援機能に関する行為が適していると考えられた。ただし、これらの項目は具体的に看護・介護の質にどのように寄与しているか整理しにくい面もあり、多施設比較の方法を検討する必要性が示唆された。本研究を通じ、看護・介護職員が日常業務に用いているデータから、病棟ケアの質評価は十分に可能であることが明らかになった。なお、本研究成果の概要については、スカンジナビア医療情報学会等で報告した。
光電子分光法による積層界面の電子状態と界面反応過程の解明

半導体-金属界面および積層界面を設計する上での基礎的知見となる接触界面での化学結合の役割、反応過程、ならびに界面という接触領域の特異な物性に関する研究を目的とし、(1)Ni/Si(111)系での電荷制御と反応性、(2)Si(111)、Au、Al表面でのトリメチルガリウム(Ga(CH_3)_3、TMGa)の吸着層の熱および光による分解過程について調べた。(1)Ni/Si(111)系での電荷制御と反応性清浄Si(111)表面にNiを室温または液体窒素温度で蒸着した後、それらの温度でCOを吸着させ、それらの吸着状態および昇温による吸着状態の変化をXPS、UPSおよびAESで調べた。その結果、Niの被覆率により次の3つに分けられることがわかった。θ_Ni=2付近では分子状吸着したCOと解離したのが、θ_Ni=5では吸着しないが、その上にさらにNiを蒸着することにより分子状吸着COが認められた。このことはθ_Ni=25の間でなだれ的なNiシリサイドの生成があることを示している。(2).Si(111)、Al、Au表面でのTMGaの吸着と分解清浄Si(111)およびAl、Au、多結晶表面上に液体窒素温度でTMGaを飽和吸着させ、それらの吸着状態および表面温度の昇温による吸着状態の変化をXPS、UPSで調べた。また光照射効果も同様な方法で調べた。液体窒素温度ではTMGaはいずれの表面でもlayer by layerの多層膜を形成する。温度を段階的にあげていくと、Si表面では170Kで単分子層となり、室温で分解が始まる。Auでは、170Kで単分子層になり、270Kから分解が始まる。Al表面では、170Kで単分子層になると共に分解が始まり、分解により生成したCH_3は表面に捕捉され、CH_2を生成し、470KでGaは消失しCのみとなる。Si(111)、Au表面にTMGaの単分子層を調製し、NdYAGレ-ザの第4高調波(266nm)を照射したところ、Si表面では光分解により生成したCH_3D2が認められた。
炎症性腸疾患患者のエネルギー代謝に関する臨床的研究

クローン病(CD)や潰瘍性大腸炎(UC)は高率に栄養障害を呈する難治性の炎症性腸疾患である。本研究では、両疾患のエネルギー代謝について、間接熱量測定にて検討した。UCでは、疾患活動性とエネルギー消費量は相関し、治療後に消費エネルギーは低下した。一方、CDでは、疾患の活動性とエネルギー消費量とに関連はなかったが、治療後に呼吸商が上昇し、燃焼基質が脂質優位から糖質有意へと変化した。両疾患とも、エネルギー代謝の変化には炎症性サイトカインIL-6との関連が示唆された。方法内容:2011年6月から2012年3月までに、抗TNFα抗体による寛解導入療法を施行した活動期クローン病12例、を対象とした。病型は、小腸型3名、小腸大腸型8名であった。栄養療法は、TPN7例(成分栄養療法に移行6例)、成分栄養療法4例(PPNを全例に併用)であった。寛解導入療法前後で、血清Alb、CRP値を測定し、CDAIを算出した。血清の炎症性サイトカインIL-6、TNF-αはELISA法で測定した。また、ミナト医科学エアロモニターAE300Sを用いて、安静時消費エネルギー(REE)、呼吸商(RQ)、糖質酸化量、脂質酸化量を経時的に測定した。現状の結果報告:血清CRP値とCDAIは治療にともない有意に低下した。Albは有意に上昇した。BMIはほぼ横ばいであった。血清IL-6は有意に低下したが、TNF-αは一定の傾向を示さず、有意な変化は認めなかった。REEの変化には一定の傾向は認めなかったが、RQは有意に上昇した。その結果、脂質酸化量は有意に低下し、糖質酸化量は有意に上昇した。すでにJ Clin Biochem Nutr誌にアクセプトされ、掲載予定である。今後の課題:一方、重症潰瘍性大腸炎8例(男性6例、女性2例)についても、クローン病と同様の検討をおこなった。病型は全大腸炎型5例、左側大腸炎型3例である。栄養療法はTPN5例、PPN3例である。治療法は血球成分除去療法、シクロスポリン・タクロリムスの免疫抑制剤などであった。本症では、寛解導入療法により活動指数が低下するとともに、REE/BWが低下した。活動指数とREE/BWには相関関係が見られた。エネルギー消費量は活動期から寛解になるにつれて低下し、エネルギー必要量は活動期34kcal/day、寛解期30kcal/dayと算出された。今後、症例数を増やして解析していく予定である。クローン病のエネルギー代謝に関する研究成果活動期クローン病において、抗TNF-α製剤による治療の前後で安静時エネルギー消費量(REE)と呼吸商(RQ)の変化を検討した。その結果、REEは治療前後で有意な変化はないものの、RQは治療により上昇し、炎症が軽快すると燃焼するエネルギー基質が脂質から糖質へと変化することが明らかとなった。また、この変化にはpro-inflammatory cytokineのIL-6が関与することも確認できた。さらに、治療前のREEが高い群において、抗TNF-α製剤の効果が優れていることも確認した。これらの結果は英文誌に発表した(Nishida N, Sasaki M et al J Clin Biochem Nutr 53,122-127, 2013)。潰瘍性大腸炎のエネルギー代謝に関する研究成果重症から中等症の活動期潰瘍性大腸炎ではREEが高値であり、ステロイドや免疫抑制剤による寛解導入療法によりREEは有意に低下した。REEはLichtiger's indexなどの活動指数ともよく相関した。これらの結果から、活動期には体重あたり3435kcal/日、寛解導入後は体重あたり約30kcal/日が必要エネルギーと算出された。このエネルギー代謝の変動にはpro-inflammatory cytokineのIL-6が関与することも確認された。一方、RQは治療後に上昇傾向にあったが、有意な変化ではなかった。これらの結果は、第29回日本静脈経腸栄養学会ワークショップにおいて発表した。方法内容:2011年6月から2012年3月までに、入院治療を行った活動期クローン病11例(男性8名、女性3名)、平均年齢30.5±3.4歳を対象とした。そのうち、5例にレミケード、4例にヒュミラの治療を導入した。血清の炎症性サイトカインIL-6はCLEIA法で、TNF-αはELISA法で測定した。

また、ミナト医科学エアロモニターAE300Sを用いて、安静時消費エネルギー(REE)、呼吸商(RQ)、糖質酸化量、脂質酸化量を経時的に測定した。現状の結果報告:血清CRP値とCDAIは治療にともない有意に低下した。Albは有意に上昇した。BMIはほぼ横ばいであった。血清IL-6は有意に低下したが、TNF-αは一定の傾向を示さず、有意な変化は認めなかった。REEの変化には一定の傾向は認めなかったが、RQは有意に上昇した。その結果、脂質酸化量は有意に低下し、糖質酸化量は有意に上昇した。考察と今後の課題:クローン病患者では、寛解導入療法により血清CRP値やCDAI、血清L-6が低下するとともに、RQが上昇したことから、体内のエネルギー基質が脂質から糖質主体へと変化することが確認された。これより、活動期に脂肪乳剤を経静脈的に投与することは有用と考えられた。今後、症例数を重ねて、エネルギー代謝とサイトカインとの相関関係について検討していく予定である。一方、潰瘍性大腸炎については十分な症例数がエントリーされていないが、途中経過ではクローン病とは全く異なる臨床成績が得られており、今後、症例数を増やして消費エネルギーの変化と炎症性サイトカインとの関連について研究を進めていく予定である。活動期クローン病の寛解導入療法に伴うエネルギー代謝の変化を炎症性サイトカインとの関連について検討している。順調に症例数が蓄積されており、統計学的な有意差を証明するのに必要な症例数の50%以上がエントリーされていると考えている。呼吸商とサイトカインIL-6との関連が示唆される結果が得られており、さらに症例を重ねることで、論文化することが可能な状態である。一方、潰瘍性大腸炎についても同時並行で研究を進めており、こちらはまだ十分な症例数がエントリーされていない。しかし途中経過ながら、クローン病とは全く異なる臨床成績が得られており、今後、症例数を増やして消費エネルギーの変化と炎症性サイトカインとの関連を検討する計画である。平成25年度は、潰瘍性大腸炎の活動性とエネルギー代謝との関連について、さらに症例数を増やして検討していく予定である。クローン病のエネルギー代謝と炎症性サイトカインとの関連について統計学的な有意差を証明するのには、さらに510例程度のエントリーが必要と考えている。これは、平成24年度中に達成可能と考えている。潰瘍性大腸炎に関する研究は、特に重症例やそれに近い中等症を対象にしているために、症例のエントリーには時間を要している。今後は、関連施設などの協力を得て、症例数を蓄積する予定である。サイトカイン測定に関する経費、J Clin Biochem Nutrの掲載や別刷りに関する費用として使用する予定である。平成24年度の研究費は、クローン病と潰瘍性大腸炎患者の血清中の炎症性サイトカインIL-6とTNF-α、IL-1βの測定に使用する計画である。
ユビキチンシステムによる細胞周期制御

本研究では細胞周期抑制因子や増殖分化制御因子等のユビキチン化、リン酸化等のタンパク質の翻訳後修飾による質的量的制御機構を解析し、細胞周期と細胞分化の制御機構の解明を目的とし、ヒトの疾患発症の原因解明と治療法への貢献を目指し、その結果以下の成果を得た。(1)c-Mybのリン酸化依存性分解機構、(2)アデノE1AタンパクのSCF-Fbw7阻害活性、(3)p27の新規E3としてのPirh2、(4)腎障害におけるSkp2/p27の重要性、(5)Mig6のChk1を介したEGFR制御、(6)CK2とPlk1によるWee1制御と.-TrCPの基質認識阻害分子の発見、(7).-TrCPのポロボックスドメイン依存結合を阻害する小分子化合物の単離、(8)Cdc25Bの.-TrCP依存的ユビキチン化におけるJNKの機能本計画研究では、G1/SおよびG2/M進行に関与する細胞周期制御分子の分解メカニズムとそれを介した細胞増殖調節機構を明らかにすることを目的とする。手法としては網羅的解析と特定分子に関する分子生物学的解析を用い、他の計画班と協力して細胞周期制御機構の解明を目指す。具体的にはCDK阻害タンパク質、癌遺伝子産物、癌抑制遺伝子産物等の細胞周期の制御に関与するタンパク質の分解シグナルの解析とユビキチンリガーゼの同定を行ない、G1/SおよびG2/M進行の制御機構を明らかにする。(1)c-Mybのリン酸化依存性分解機構、(2)アデノE1AタンパクのSCF-Fbw7阻害活性、(3)p27の新規E3としてのPirh2、(4)腎障害におけるSkp2/p27の重要性、(5)Mig6のChk1を介したEGFR制御、(6)CK2とPlk1によるWee1制御と.-TrCPの基質認識阻害分子の発見、(7).-TrCPのポロボックスドメイン依存結合を阻害する小分子化合物の単離、(8)Cdc25Bの.-TrCP依存的ユビキチン化におけるJNKの機能本計画研究では、細胞周期の制御分子の分解メカニズムとそれを介した細胞増殖調節機構を明らかにすることを目的とし、網羅的解析と特定分子に関する詳細な量的制御機構の解析を行っている。また、他の計画班員とも協力して、領域全体のテーマである細胞増殖制御の解明を目指している。網羅的解析に関し本年度は、細胞周期特異的分解をプロテオミクス的に解析するための条件設定を行ない、解析条件について基本的な部分を確立した(北川、渡邉)。特定分子に関しては、(1)細胞周期のブレーキであるCDK阻害タンパク質p27の新規分解メカニズムの解析を行ない、p27の新たなユビキチンリガーゼの同定に成功し、G1/S進行の新たな制御分子であることを証明した(北川)。(2)細胞周期のアクセルであるサイクリンDの正の発現調節因子としてARA54を同定した。さらにARA54がサイクリンDの転写レベルでの発現誘導を正に制御すること、サイクリンDが過剰発現しているヒトの癌でARA54が亢進していることを明らかにした(北川)。(3)ユビキチンリガーゼSCF-β-TrCPの新規基質の網羅的解析とその時空間的視覚化の条件検討を行なった(渡邉)。(4)すでにSCF-β-TrCPの基質であることを明らかにしているWeelに関し、その基質認識に重要であるリン酸化酵素CK2とPlk1がWeelにこれまで不明であった新しい作用機構をもつことを明らかにした(渡邉)。本計画研究では、細胞周期の制御分子の分解メカニズムとそれを介した細胞増殖調節機構を明らかにすることを目的とし、網羅的解析と特定分子に関する詳細な量的制御機構の解析を行っている。特定分子に関しては、(1)細胞周期のブレーキであるCDK阻害タンパク質p27の新規分解メカニズムとヒト腫瘍発生機構の関係を解析した。我々はp27の新たなユビキチンリガーゼとしてPirh2の同定に成功しているが、Pirh2がヒトの頭頸部がんにおいて高発現していることを見いだした。また、Pirh2の発現量はp27の発現量と逆相関すること、予後と生の相関を示すことを見いだした。今後予後マーカーとして医学的応用が期待出来る。(北川)(2)SCFユビキチンリガーゼの阻害タンパク質を同定した。このタンパク質を細胞内に過剰発現することによりサイクリンE等の標的タンパク質の蓄積がみられることを見いだした。(北川)(3)本計画他の計画班員とも協力して、領域全体のテーマである細胞増殖制御の解明を目指している。我々は竹内隆博士(三菱生命研)と共同でCDK4の新たな標的タンパク質を同定しさらに解析中である。(北川)(4)SCFユビキチンリガーゼの細胞内での役割の解析を行い、FBXW7を含むSCF複合体がc-Mybのユビキチン化をおこなうことを明らかにした。(渡邉)(5)ポロ様キナーゼはタンパク質ユビキチン化に重要な役割を有するが、その基質認識領域に依存した結合阻害物質を単離し、結合の細胞分裂における役割を明らかにした。

また、ポロ様キナーゼによるBclXLタンパク質のリン酸化とアポトーシスに対する役割を明らかにした。(渡邉)本計画研究では、細胞周期の制御分子の分解メカニズムとそれを介した細胞増殖調節機構を明らかにすることを目的とし、網羅的解析と特定分子に関する詳細な量的制御機構の解析を行っている。本年度は、(1)我々は細胞周期のブレーキであるCDK阻害タンパク質p27の新たなユビキチンリガーゼとしてPirh2の同定に成功している。今回、Pirh2がヒトの頭頸部癌において高発現し、Pirh2の発現量がp27の発現量と逆相関すること、予後と正の相関を示すことを見いだし、予後マーカーとしての可能性を示した。(北川)(2)癌遺伝子産物c-MybはGSK3によってT572がリン酸化され、SCF-Fbw7ユビキチンリガーゼによりユビキチン依存的に分解調節を受けることを見出した。(北川)(3)アデノウイルスE1AがSCF-Fbw7ユビキチンリガーゼの活性を阻害し、c-Myc, c-Myb等の標的タンパク質の蓄積させる機能を持つことを見出した。(北川)(4)予備実験で、β-TrCPのWDドメインのみでは基質認識を行えないことが明らかになったので、基質認識が可能になるよう発現ベクターの改変を行いWDドメインを含むより長い基質認識を行えるβ-TrCPを発現させ、β-TrCPに結合する基質の網羅的探索を開始した。(渡邉)(5)β-TrCPの基質認識を阻害する小分子化合物の単離系構築を行った。系の構築に成功し、結合阻害小分子探索を開始し、候補を得はじめている。(渡邉)(6)Plk1の基質認識にCK2という他のリン酸化酵素がもつ役割を明らかにした。(渡邉)本計画研究では、細胞増殖調節機構を明らかにすることを目的とし、細胞周期の制御分子のユビキチン依存的な量的制御機構の解析を行っている。本年度の研究では、(1)癌遺伝子産物c-Mybの量的制御に関する詳細な解析を行なった。我々は昨年度の研究で、マウスc-MybはGSK3によってT572がリン酸化され、SCF-Fbw7ユビキチンリガーゼによりユビキチン依存的に分解調節を受けることを見出した。さらに我々は本年度の研究で、ヒトのc-MybはSCF-Fbw7によりユビキチン依存的に分解制御されるが、GSK3に非依存的であること、GSK3はヒトc-Mybの転写を抑制的に制御している事を見出した。血液細胞の増殖分化のスイッチングを決定する因子であるc-Mybの発現量がヒトとマウスで異なるメカニズムで制御されている事はきわめて興味深い。(北川)(2)我々は細胞の増殖分化の決定に重要なTGFβ経路におけるユビキチンシステムの関与について研究しており、ヒト腎癌において、TGFβ受容体のSmurf2によるユビキチン依存的分解が亢進しており、それによるTGFβ受容体の発現量抑制が腎発癌に関与する事を示した。(北川)(3)昨年度構築した系により、β-TrCPのWDドメインに結合する基質の網羅的探索を開始した。またその基質認識を阻害する小分子の探索も開始した。(渡邉)(4)CK2リン酸化酵素のPlk1の基質認識における新しい役割を明らかにした。(渡邉)(5)Cdc25Bのβ-TrCP複合体によるリン酸化およびユビキチン化依存分解機構の詳細を明らかにした。(渡邉)
新しい相互摩擦力に基く超流動

超流動HeIIの流れ状態の研究の歴史は長いが、これまでの研究は流速が10センチメートル/秒以下の低速流領域に限られ、そこにおいては、いわゆるGorter-Mellink型の相互摩擦力を用いた2流体力学により現象をよく理解できることが示されている。我々は、断熱流という独特の系を用いて、流速が100センチメートル/秒を越える所までの高速流領域を実現し、その流れ状態の特製を実験的に捉、これを2流体力学の枠内でどのように取り扱えるかを研究した。断熱高速流領域の特徴は、流路に沿っての温度分布が流速に応じて複雑に変化することである。この温度分布を2流体力学を用いて理論的に再現することを試みた。その結果、相互摩擦力として、これまで広く用いられているGorter-Mellink型を用いては再現が不可能であることを示し、それに代わる新しい型の相互摩擦力を提案し、これを用いて、実験で得られた複雑な温度分布を全流領域において見事に再現することに成功した。この新しい相互摩擦力は、HeIIの乱流状態を表すパラメターである量子渦系密度Loが、超流動成分の速度V_Sのみの関数であるという点において、Gorter-Mellink型と決定的に異なる。温度分布の再現を与えるLoは、V_sの関数として急峻な変化と穏かな変化を繰り返す特徴ある振舞を示し、超流動乱流状態には多くの段階が存在することを示す。温度分布の再現と同時に常流動成分の流速V_nも計算され、V_nのV_s依存性にはV_nが急速に増大するという特徴的速度の存在することが見出だされた。断熱流の系に同位元素^3Heを少量混入し、その平均流速を核磁気共鳴法を用いて実験的に求めた所、そこにも同様の特徴的速度が存在することが明らかになった。この事は、我々の新しい相互摩擦力を用いた2流体力学による高速流領域の記述が正しいことを示している。
異なる製品再生ライフサイクルを考慮した循環型生産システムのモデル化と設計

本研究では、リユース・リサイクルによる組立製品の資源循環を経済的に促進させるために、製品再生ライフサイクルを考慮した循環型生産システムについて、モノの処理や流れのモデル化ならびに設計を行った。主な成果として、事例にもとづく循環型生産システムの設計課題の整理や、リユースおよびリサイクル循環型生産システムのモデル化による生産性の可視化と設計に加え、製品再生ライフサイクルのモデル化と検証を行った。地球環境問題は21世紀に入りますます深刻化しており、我々人類の生活を支える多様な工業製品は環境に調和しかつ経済的な生産活動によって生み出されなければならない。製品の組立と分解から成る循環型生産システムの構築は急務であるが、効率性の観点からもシステム設計が行われなければならない。本研究では、製品ごとに異なる再生ライフサイクルを考慮し、素材の価値や利益、リードタイムなど市場価値の観点から、組立と分解から成る循環型生産システムのモデル化を行う。さらに、製品・再生・分解組立システム特徴の観点から、製品ごとにリユースとリサイクルに分類して循環型生産システムの設計基準を明らかにする。本年度は、循環型生産システムのモデルや設計基準に反映させるために、実際にリユースやリサイクルを行っている製品とシステムの国内事例を取り上げ、製品ごとに異なる再生ライフサイクルを考慮した循環型生産システムの設計課題をまとめた。組立と分解のシステムについては、生産シミュレーションによるモデル化を行い、基本的なシステム性能の分析を行った。また、製品ごとに異なる再生ライフサイクルを市場価値の観点から考慮するために、研究準備としてソフトウェアの導入や操作トレーニングを行った。さらに、アジアや国内の先端研究・生産拠点等(韓国4箇所、国内2箇所)を訪問するとともに、欧・北南米・亜の海外研究者らと持続可能な生産について最新の情報収集や意見交換を行った。研究成果の一部は、論文誌等への掲載のほか、国際会議で基調講演や研究発表を行った。地球環境問題は21世紀に入りますます深刻化しており、製品の組立と分解から成る循環型生産システムの構築は急務であるが、効率性の観点からもシステム設計が行われなければならない。本研究では、製品ごとに異なる再生ライフサイクルを考慮し、素材の価値や利益、リードタイムなど市場価値の観点から組立と分解から成る循環型生産システムのモデル化を行うとともに、製品・再生・分解組立システム特徴の観点からシステムの設計基準を明らかにする。本年度の主な研究成果は以下である。1.リバース・ブロッキングのある分解システムと仕分け工程について、待ち行列によるモデル化と数値解析によるシステム性能の評価を行った。さらに、仕分け工程のトラフィック(到着・サービス)やバッファ能力を考慮したモデル化を行った。2.リユース・リサイクルのために回収される使用済み製品について、再生市場での製品・部品の価格と分解システムでの生産性を同時に考慮する分解システムの設計手順を提案した。使用済み製品の例としてパソコンを取り上げ、実際の分解・組立の作業時間や要素作業の先行順位関係をもとに、PLM(Product Lifecycle Management)ツールの部品表を活用する分解システム設計を行った。3.分解の経済性を向上させるために、製品設計と分解システム設計の両者で行われる分解評価について、PLM活用による情報共有と両設計プロセスの統合に関する検討を行った。各プロセスで活用される情報と設計手順に着目し、潜在的な協働の効果を示した。研究成果の一部は、海外論文誌等への掲載のほか、シンポジウムの招待講演や国際会議での研究発表を行った。また、欧・米・亜の海外研究者らと本研究の計画について意見交換を行った。本研究では、リユース・リサイクルによる組立製品の資源循環を経済的に促進させるために、製品再生ライフサイクルを考慮した循環型生産システムのモデル化と設計を行う。ここでは、製品ごとに異なる再生ライフサイクルを考慮し、素材の価値や利益、リードタイムなど市場価値の観点から、組立と分解から成る循環型生産システムのモデル化を行うとともに、製品・再生・分解組立システム特徴の観点からシステムの設計基準を明らかにする。1.リユース循環型生産システムについて、3つの異なる再生タイプに着目して組立・分解・再流通を繰り返す製品の流れをモデル化した。シミュレーション実験を通じて、リユース循環型生産システムの設計例を作成し、再生タイプごとに回収率や経済性に関するシステム特徴を得た。2.リサイクル循環型生産システムについて、国内の実践工場訪問や文献を通じた事例調査を行った。調査をもとに、生産シミュレータを活用した分解や仕分けの両システムに関してモデル化を行い、システム構成や再生素材価格の変更について評価を行った。3.製品ライフサイクル全般における循環型生産システムの経済性と環境性を向上させるために、製品ライフサイクル・ツールの活用による製品情報および環境負荷情報の活用方法について検討を行った。研究成果の一部は書籍・雑誌の執筆に加え、ワークショップや研究会での招待講演や、国際会議・国内大会での研究発表を行った。また、循環型生産に関する世界の先端研究をモデルや設計に反映させるために、欧州の海外研究者との意見交換や先端研究拠点の見学を行った。
高密度居住区モデルにおける環境デザイン手法に関する研究-建物密集街区を対象とした空隙配置システムの調査・分析-

本研究は、高密度居住区モデルの開発を前提とし、そこにおける環境デザインの手法を探究するものである。具体的には、建物が密集した街区を対象として、街区内の空隙の配置システムについて調査と分析を行い、この結果に基づいて、高密度居住区モデルにおける空隙の配置システムを検討することを目的とするもので、実施内容は以下の通りである1.予備的調査(1)建物密集街区に関する資料調査(2)分析対象街区の選定:東京とベトナム・ハノイの旧市街地を分析対象街区として選定。2.現地調査と空隙データベースの作成(1)現地調査:ベトナム・ハノイの旧市街地の実測調査(2)空隙データベースの作成:東京、ハノイ旧市街地の空隙データベースを作成。3.空隙の評価手法の考案と適用(1)手法の考案(2)手法の適用(3)各街区の空隙配置システムに関する考察4.対象街区の比較分析(1)空隙配置システムの相互比較:各街区における空隙配置システムの特性を相互に比較し、考察。各街区は空隙の形態・配置について明らかな特徴をもつものであり、それが成立している要因を定量的に把握した。(2)分析へのフィードバック:相互比較の結果を下に、現地調査ならびに分析を再度行った。5.高密度住区モデルにおける空隙配置システムの提案(1)モデルにおける条件の整理:高密度居住区モデルは、経済や文化なども含めた「地域性」が反映される必要がある。要件に従って、空隙配置を選択したり、修正したりできるように、条件を整理した。(2)空隙配置システムの提案:高密度居住区モデルにおける空隙配置システムとしての提案を行った。具体的には、建物が密集した街区を対象として、街区内の空隙の配置システムについて調査と分析を行い、この結果に基づいて、高密度居住区モデルにおける空隙の配置システムを検討することを目的とするもので、今年度の実施内容は以下の通りである1.予備的調査(1)建物密集街区に関する資料調査:建物密集街区を建物容積率の大きい街区と捉え、国の内外を問わず、空隙の配置という観点から様々なタイプの建物密集街区について、資料調査を行った。(2)分析対象街区の選定:上記のデータを参考に、空隙の形態や配置が特徴的な街区という観点から、東京の鐘ヶ淵とベトナム・ハノイの旧市街地を分析対象街区として選定した。2.現地調査と空隙データベースの作成(1)現地調査:ベトナム・ハノイの旧市街地について、主に街区内の空隙の形態と配置、住居の平面構成についての実測調査を行った。(2)空隙データベースの作成:東京については、既に東京都都市計画地理情報システムのデータを利用して、空隙のデータベースを整備した。ハノイ旧市街地については、既に一街区を選定し、100軒程度の建物の3次元形状に関する実測調査を終えているが、この実測結果と今回の調査に基づいて、空隙データベースを作成した。3.空隙の評価手法の考案と適用(1)手法の考案:作成されたデータベースを用いて、建物密集街区における空隙配置システムを分析するための手法を考案した。空隙を定量的に評価する手法については、これまでの研究成果を参考にしている。(2)手法の適用:考案された分析手法に従い、効率的な計算プログラムを作成し、各対象街区の空隙データベースに適用した。(3)各街区の空隙配置システムに関する考察:上記の結果から、各街区における空隙配置システムの特性を明らかにし、その成立要因として必要不可欠な事柄を考察した。
地域公共施設における居場所形成及び施設利用を促す滞在空間のあり方に関する研究

本研究は、平成16年度18年度の3ヶ年にわたり実施したものである。研究目的は、地域公共施設において、様々な属性をもった利用者の滞在場所の利用状況や利用意識を把握し、居場所形成及び施設利用を促す滞在空間のあり方について考察することである。研究成果の主な内容は次のとおり。1)生活像の把握:地域住民の多様化する生活スタイルの違いによって公共施設を含む地域施設の利用に世代差・地域差が存在すると考えられるため、各地域の住民の生活像を把握した。2)生活圏の把握:地域住民の既存施設サービスの利用の実態から施設利用圏の拡大の実態及び、日常生活圏と施設利用圏から、各地域における地域住民の生活圏を把握した。3)居場所としての施設利用実態の把握:居場所としての施設利用に着目し、地域や世代によってどのような場所を使って自由な時間を過ごしているかを把握した。4)地域活動の実態把握:滞在場所としての居場所形成から、より発展的な施設利用ともいえる地域活動の場に焦点を当て、地域活動の発展と課題、不参加者の活動参加への阻害要因を把握した。5)ケーススタディ(中高生の居場所):とりわけ社会的にも必要性が高いとされる中高生の居場所をケーススタディとして取り上げ、公共施設が中高生の居場所として利用されるための要件を明らかにした。以上より、地域公共施設における居場所形成及び施設利用を促す滞在空間のあり方について示した。本研究は、平成16年度18年度の3カ年計画によるものであり、本年度はその初年度として、マクロ的視点から地域施設全般に対する不特定多数の利用者の居場所意識を捉える一方、ミクロ的視点では、今日、利用者属性の中で居場所の必要性が社会的にも課題となっている青少年を対象に、三重県内の地域密着型の居場所となっている小規模末端施設に焦点を当て、その居場所の実態と課題抽出を行った。具体的な内容は主に次のとおりである。1)居場所としての地域公共施設について社会生活の中で地域公共施設を含めたさまざまな居場所がどのように存在し、形成され、利用者自身の生活の中での位置づけを明らかにするため、駅前立地型のアスト津、市街地郊外型の三重県総合文化センターの滞在スペース利用者を対象にヒアリングを行った。その結果、ヒアリング回答から利用者の居場所は、家、職場、学校、習い事、外部空間、店、その他の大きく7種類の居場所が存在することがわかった。また、生活環境に見られる居場所を「内的要求」「人間関係」「物理的要因」「社会性」の関係から捉え、地域施設の位置づけを試みた。2)青少年の居場所づくりについて今後の居場所づくりの方向性を見出すため、三重県青少年居場所づくり事業を行う10施設を対象に、取り組みの実態を調査し、居場所空間の特徴と居場所での活動との関係、コーディネーターによる居場所運営上の問題点・留意点を整理し、支援団体の活動の特長から居場所の型の抽出を行った。その結果、居場所は、滞在型居場所、交流型居場所、目的型居場所3つの型に分類することができ、型別に空間的設えや運営的な配慮から計画の在り方を提示することができた。今後は地域住民アンケート調査によって、施設利用以外の一般住民の意識を広く捉える一方、高齢者や主婦など属性別に居場所の特長を明らかにするため、さらに研究を深める予定である本研究は、平成16年度18年度の3カ年計画によるものである。本年度はその2年目として、昨年の成果をふまえつつ、住民の生活構造から居場所を捉え、地域差や属性差について分析した。特に中高生については具体的な地域施設を対象に、居場所の実態と居場所を構築する要因について分析・考察した。主な具体的内容は次のとおり。1)地域住民の生活構造からみた居場所について三重県内の都市部、疎住地、過疎地といった地域性の異なる地域住民を対象に、「自由な時間を過ごす場所」及びその場所に抱くイメージとしての「場所像」に関するアンケート調査を行った。その結果、住民は様々な場所を選択しながら生活を組み立てており、その場所数や施設種は属性や地域によって異なる傾向が見られた。また、利用者の抱く施設像は同じ施設種でも地域や属性によって異なり、逆に、異なる施設種でも同様の施設像を抱くことがあることを明らかとした。

つまり、従来の施設種の枠組みと利用者の意識との間のズレを是正することが居場所づくりにおける課題の一つであることを見出した。2)中高生の居場所について今日、居場所の必要性が社会的にも課題となっている中高生に焦点を当て、三重県内の中高生を対象に時間消費の場や生活意識についてのアンケートを行い、中高生の生活構造の特性を明らかにした。また、居場所となっている具体的な地域施設を取り上げ、施設利用者が施設に抱く場所像や施設での対人関係、利用内容、良くいる場所や居方を調査し、居場所を構築している施設環境の要因について分析・考察した。今後は、地域住民アンケート調査により抽出された主要な居場所に関し、中高生以外の属性についても利用者の過ごし方や意識に関する調査を行い、居場所づくりに求められる要件を明らかにする予定である。本研究は、平成16年度18年度の3カ年計画によるものである。本年度は、その最終年度として、過去2年間の調査によって得られた地域公共施設の利用意識や利用実態に関するデータの分析をさらに詳細に進めるとともに、適宜、補足調査を行った。これらの成果から居場所形成の要因を捉えることにより、居場所づくりに求められる計画的要件について考察した。主な内容は次のとおり。1)生活像の把握:地域住民の多様化する生活スタイルの違いによって公共施設を含む地域施設の利用に世代差・地域差が存在すると考えられるため、各地域の住民の生活像を把握した。2)生活圏の把握:地域住民の既存施設サービスの利用の実態から施設利用圏の拡大の実態及び、日常生活圏と施設利用圏から、各地域における地域住民の生活圏を把握した。3)居場所としての施設利用実態の把握:居場所としての施設利用に着目し、地域や世代によってどのような場所を使って自由な時間を過ごしているかを把握した。4)地域活動の実態把握:滞在場所としての居場所形成から、より発展的な施設利用ともいえる地域活動の場に焦点を当て、地域活動の発展と課題、不参加者の活動参加への阻害要因を把握した。5)ケーススタディ(中高生の居場所):とりわけ社会的にも必要性が高いとされる中高生の居場所をケーススタディとして取り上げ、公共施設が中高生の居場所として利用されるための要件を明らかにした。
ＥＬＭに伴う壁へのプラズマ熱負荷軽減に向けての新たな学術基盤の構築

ヘリウム損傷を受けて、繊維状ナノ構造を持つタングステン(W)が無損傷Wより熱伝達係数がシース電圧の広い範囲に亙って大きい事を実験的に観測し、原因としてナノ構造形成によるイオンのエネルギー反射係数の減少と表面からの電子放出に伴う冷却効果が関与している事を示し、これらを含めた新しい理論とも比較し、定性的一致を得た。電子放出に関してはイオンのオージェ効果が寄与すること、また熱パルによる熱電子放出が更なるWの昇温に重大な影響を持つことを実証した。Wとモリブデンのナノ構造形成に関してはその成長初期過程を実験的に明らかにし、ナノループがプリカーサーになっている事を提案した。(1) ELMに特徴的な高速電子を含むプラズマのシースを介した熱伝達係数の評価:ヘリウム損傷を受けて繊維状ナノ構造を持つタングステンと無損傷のタングステンの両者に対して高温電子を含むヘリウム・プラズマ中で熱伝達係数のシース電圧依存性が評価された。シース電圧の広い範囲にわたって損傷タングステンは無損傷のこれに比して2倍程度大きなエネルギー伝達係数を持つことがわかった。その原因の一つはイオンエネルギー反射係数のナノ構造形成による減少と、電子放出に伴う冷却効果が関与している可能性が高いことを明らかにした。(2)種々の高融点金属からの2次電子放出:バルクの電子温度5eV、高温電子が10%含まれその実効温度が30eV程度のヘリウム・プラズマではMo > Ti > Ta > Wの順で2次電子放出によるシース電圧の大きさの低下が見られることがわかった。しかしWに代表されるように材料表面のヘリウム損傷効果もあるので注意が必要である。(3)熱パルスに対するタングステン・ターゲットの応答3ー1:バイアス変化(100ms程度)による電子熱流束の増大に対しては、2000Kを超える高温が得られたが、繊維状ナノ構造は昇温を抑える効果を持つ。3ー2:電子ビーム照射によるタングステン・ターゲットの浮遊電位の変化を検出。最深電位は-65Vであった。3ー3:パルス幅10ms、瞬時パワー70KWのパルス電源を製作し、当初の性能を満たすことを確認し、次年度の準備を行った。1.ELMに特徴的な高速電子を含む重水素プラズマのシースを介したパワー伝達係数(PTF)の評価:ヘリウム損傷を受けて繊維状ナノ構造を持つタングステン(W)と無損傷Wの両者に対して、高温電子を含む重水素プラズマ中で、PTFのシース電圧依存性が評価された。シース電圧の広い範囲にわたって、損傷Wは無損傷のそれに比して50%増しのPTF値を持つことが分かった。その原因として、ヘリウムプラズマの場合と同様ナノ構造形成によるイオンのエネルギー反射係数の減少と、電子放出に伴う冷却効果が関与しているとして、理論構築を行い、実験結果と比較し、定性的一致を得た。2.熱パルスに対するWターゲットの応答2.1放電陰極と対向して設置された陰極にパルス電源からの負バイアス電圧を印加し、ターゲット温度3000Kを超える高温が得られた。この際、ターゲットの電位は熱電子放出により浅くなり、これが更にプラズマ熱流入を増大させることが判明した。2.2繊維状ナノ構造において、Wナノ繊維の溶融が観測された。一方、無損傷WではW蒸気のプラズマ中への異常放出が観測された。これはWの溶融蒸発により対向プラズマが冷却され、原子状Wのプラズマ中での浸透長が著しく増加した結果と考えられる。2.3対向陰極ではなく、より好ましい放電陰極に直接負パルス電圧を加え、対向陰極の場合とほぼ同様の結果が得られた。2.4パルス電源の電流供給の能力は従来140Aであったが、IGBTスイッチング素子能力を活かし300Aに増大させることができた。この場合パルスの繰り返しのための待ち時間をこれまでより長い1分以上とする必要があるが、パルスパワーを格段に向上できる素地ができた。3.W表面繊維状ナノ構造形成初期過程の実験的解明:W表面にカバーをかぶせる事により1回の照射で成長の時間変化を空間変化に変換する手法を開発し、ループ構造の出現がプリカーサーであることを見つけた。(1)ELMに特徴的な高速電子を含むプラズマのシースを介した熱伝達係数実測の試み.ヘリウム・プラズマがタングステン表面にもたらす,シースを介したプラズマ熱流束の評価には,表面形態が時々刻々に変化するため,工夫が必要である.タングステン板に加えるバイアス電圧を正弦法的に-27-198V(周期160s)にわたって変化させ,黒色化過程の最初(まだナノ構造が形成されていない)と約70分経過した最後(十分ナノ構造が形成された後)において表面温度と全放射率を用いて熱流入量を求めた。

シース電圧の変化に対する熱伝達係数の実験値は高温電子をマクスウェル分布しているとして導出した理論曲線と異なるのはやむを得ない.マクスウエル分になっていないからである.しかし,イオンバイアス領域の傾きからあらわれるイオンのエネルギー反射係数がナノ構造形成前後で0.60→0.660.78と大きくなることが見出された.このような結果はこれまでにない発見であり,ナノ構造がスプリング的な働きを持つと解釈される.(2)電子放出に対するヘリウム・イオンのオージュ効果の寄与タングステン表面におけるヘリウムプラズマによるナノ構造形成過程において,浮遊電位が深くなる現象が観測されてきている.プラズマ発生装置AIT-PIDでは高速電子が存在し,それによる2次電子放出が原因と考えてきた.しかし,高温電子が入ってこれない深いバイアス電圧印加においてもナノ構造形成と共にイオン電流の低下が見られた.すなわち形成前はイオンのオージュ効果による電子放出があり流入電流は大きいのに対して形成後は電子が出られなくなり正味のイオン電流のみとなり流入電流としては低下する.(1)プラズマ・シースを介したエネルギー伝達係数のシース電圧依存性に関しては、高温電子を含む二電子温度プラズマに対して、理論的・実験的に明らかにした。表面構造がイオン・エネルギー反射係数に与える効果や電子放出に伴う冷却など新しい事柄が明らかにされた。(2)4種類(タングステン、モリブデン、タンタル、チタン)の高融点金属に対する2次電子放出量の定量的比較・順位付けを行った。(3)パルス熱負荷の準備研究を行うと共に、パルスプラズマ電源の設計製作を行った。目的の3項目の内,(1)熱流束の体系的理解に関してはほぼ達成し,イオンのエネルギー反射がナノ構造形成に伴って増加するという新しい知見も得られた.(2)電子放出に関しては高速電子だけでなくヘリウムイオンが電子放出をもたらすことを明らかにし,オージュ効果によるという新しい可能性も見出された.無損傷WならびにHe損傷Wのプラズマ熱入力に対する種々の応答特性をこれまで明らかにしてきた。ナノ構造形成とそれに伴う全放射率の上昇、2次電子放出の生成と抑制、スパッタリングの抑制、イオンのエネルギー反射係数の変化、ナノ構造の温度履歴効果ならびに修復、単極アークの誘発など。これらの素過程を基盤にしてパルス状超高熱負荷に対するタングステン材料の溶融に至るまでの非線形過程を明らかにする。このために1kJ(100KW、10ms)定格のパルスプラズマ発生装置を準備した。高速応答の放射温度計を機軸にこの課題について総合的な研究を展開する。具体的には、繊維状ナノ構造層であるサブサーフェイスがどのような過渡熱負荷において溶融に至るかであり、これを熱負荷パワーとパルス幅の2次元パラメータ空間において自己防御機能を明示することである。十分なパワーを持つ電源が準備できたので、破損し易いスパイラル型のセラミック陰極LaB6の強度に注意を払いつつ出力とパルス幅を上げてゆく。サブサーフェイスの熱伝導、黒色化したナノ構造による放射冷却等、これまで明らかにした物理過程がどのような役割を果たすかを明らかにし、集大成として論文にまとめる。
会議データトランスクリプトの半自動生成とトランスクリプトの分析

会議は大きく分けるとアイディアを出す発散段階と決議する収束段階からなるが、会議を支援するツールや研究の多くは、いずれかのフェーズに限定した支援がほとんどであり、会議のプロセスを総合的に支援することができていない。その一因として、会議状態を定量化することが行われていないことがあげられる。本研究では、発話音声の非言語的コミュニケーション・チャネルに着目し、ダイナミックに変化する会議状態の判別の可能性について実験的に検証を行った。その結果、発散段階の会議メンバーは収束段階のメンバーよりも自由にかつ多く発話し、知人同士のグループのメンバーは初対面同士よりも会話のインタラクティブ性が高く、難易度の高いタスクのグループの方が低いタスクよりも会話の間が長くなることを確認した。本研究の全体構想は、会議を知識ではなくコミュニケーションの側面からとらえ、会議進行中ダイナミックに変化するコミュニケーション形態に柔軟に適応する支援環境を構築することである。この全体構想を踏まえた本研究の具体的な目的は、会議データのトランスクリプト(会話や動作の記録)の半自動生成およびコミュニケーション行為としての会議データトランスクリプトの分析である。初年度である本年度は、1.本年度は発話に関する行動データを収集し、2.発話データのトランスクリプトの半自動生成を行った。1.発話に関する行動データの収集ダイナミックに変化する会議に含まれる様々なコミュニケーション行動データのうち、まず発話行動に注目した。4人1組による模擬会議を複数回行った。全員にマイクを装着してもらい各メンバの発話を収録した。課題として,オンラインストアのウェブサイト画面の原案に対して「利用者が違って注文することのない画面」になるようにグループで相談しながら改善する課題を用意した.グループでの議論を前半と後半に分け,前半ではメンバの改善案を出し合い,発散段階の議論を行ってもらった。後半では,前半で出された各改善案の中から最適な案を3つ選定する収束段階の議論を行ってもらった.2.発話データのトランスクリプトの半自動生成会議をコミュニケーションの観点から分析するためには、行動データを記述する必要がある。1で収録した発話行動データについて(1)話者交替情報、(2)韻律情報、(3)発話内容、を自動抽出するシステムを構築した。(1)話者交替情報:発話時間、話者交替状況(話者交替、話者維持、沈黙、発話重複)の出現頻度、発話回数など(2)韻律情報:声の高さ、声の大きさ、発話速度、発話時間長、発話中のポーズ回数)など(3)発話内容(発話内容を完全に書き起こすことは、既存の音声認識技術では不可能であるがある程度は可能。)本研究の全体構想は、会議進行中ダイナミックに変化するコミュニケーション形態に柔軟に適応する支援環境を構築することである。この全体構想を踏まえた本研究の具体的な目的は、音響的側面からの会議データの分析である。本年度は、1.発散と収束を含む会議における発話データを収録し、2.発話データの韻律情報及び話者交替情報の分析を行った。1.発散と収束を含む会議における発話データの収集ダイナミックに変化する会議に含まれる様々なコミュニケーション行動データのうち、まず発話行動に注目した。課題として,一般によく知られているTwenty Questions(解答者からの20の質問にyes/noのみで答えて、出題者が思い浮かべているものを当てるゲーム)をアレンジしたゲームを用意した。ゲームを前半と後半に分け,前半ではグループメンバが意見を自由に出し合う発散段階の議論を行ってもらった。後半では,意見を集約する半で出された収束段階の議論を行ってもらった。2.発話データの韻律情報及び話者交替情報の分析1で収録した発話行動データについて(1)話者交替情報(発話時間、話者交替状況の出現頻度、発話回数など)、(2)韻律情報(声の高さ、声の大きさ、発話速度、発話時間長、発話中のポーズ回数)など)、を昨年度構築したシステムを用いて抽出した。抽出したデータを用いて、会議の状態(発散段階/収束段階、インタラクションの構造)と各データとの関連を分析した。
スピン変換研究に向けた電気的超高速局所スピンプローブの開発と応用

本研究では半導体量子ドット等の半導体ナノ構造を活用することにより、固体ナノ構造中の局所スピン状態およびその時間変化にアクセスできる電気的高速局所スピンプローブを開発し、これを用いて固体ナノ構造中の局所スピン現象を調べた。本年度は特に、電気的高速局所スピンプローブ手法の改良、およびこのスピンプローブを用いた固体ナノ構造中の局所スピン状態ダイナミクスの測定解析を中心に行った。固体ナノ構造中でのスピン変換現象等をミクロに解明するためには、固体ナノ構造中の局所スピン状態に直接アクセスできる局所スピンプローブが有用となる。半導体量子ドット内にはスピンに依存した準位が存在し、この準位への電子のトンネルを調べることで、固体ナノ構造中の局所スピン状態を調べるプローブを実現することができる。またこのプローブを高周波測定技術と組み合わせることによって、ダイナミクスまで測定することが可能となる。この電気的高速局所スピンプローブを用いて、固体ナノ構造中の局所スピン状態およびそのダイナミクスを調べた。二次元電子ガスからなる電極と結合した半導体量子ドット中の電子スピンについて測定を行い、単一電子レベルで電荷状態とスピン状態の時間変化に差があることを明らかにした。この結果について、ミクロなモデルを構築して計算を行い、実験結果を再現することに成功した。また電気的高速局所スピンプローブの測定手法を活用することにより、他の固体ナノ構造中の局所スピン状態の観測と操作の研究についても貢献した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では半導体量子ドット等の半導体ナノ構造を活用することにより、ナノ構造中の局所スピン状態にアクセスできる電気的高速局所スピンプローブを開発し、これを用いてナノ構造中の局所スピン現象を調べた。本年度は特に、電気的高速局所スピンプローブの開発、および電気的高速局所スピンプローブを用いた局所スピン状態ダイナミクスの測定を中心に行った。スピン変換現象等をミクロで動的な観点から明らかにするためには、スピン変換デバイス等の中に生じたミクロな局所スピン状態に直接的にアクセスでき、その時間変化まで捉えることのできる高速局所スピンプローブが有用となる。このプローブを半導体量子ドットと高周波電気測定技術を用いた高速電荷状態プローブと、半導体量子ドット内のスピン・電荷変換現象を活用して実現した。半導体量子ドットの中にはスピンに依存した準位が存在し、この準位への電子のトンネルを利用して、局所スピンの状態を電荷移動の有無に変換して検出することができる。実際に半導体量子ドット中のスピン依存三重項状態を利用して、高速局所スピンプローブを開発した。実現した高速局所スピンプローブを用いて、ナノ構造中の局所スピン状態ダイナミクスの測定を開始した。半導体量子ドットと電極からなる複合系における局所スピン状態を観測し、半導体量子ドット内のスピン状態が時間とともに変化する様子をミクロに観測した。さらにこの時間変化についてトンネル結合や、量子ドット内準位に対する依存性の詳細を測定した。電気的高速局所スピンプローブを開発し、ナノ構造中の局所スピン状態ダイナミクスをミクロかつ高精度に観測することができたため。電気的高速局所スピンプローブを活用することにより、さまざまな系での局所スピン状態の測定とミクロなメカニズムの解明を進めていく。