hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューラルネットワークによる固溶型アナターゼ光触媒の設計

ニューラルネットワークによる新規触媒設計支援システム開発の資とすることを目的として、触媒活性制御因子の解析システムを構築し、その妥当性を検証した。また、新規な固溶型アナターゼ光触媒を穏和な条件で直接合成し、水中有機物の光触媒分解を例として、光触媒活性を測定した。さらに、上記の解析システムを固溶型アナターゼ光触媒に応用し、実験化学者の感覚と対比しながら、触媒設計支援システムへの展開について考察した。触媒活性や選択性は、触媒の成分、組成、構造などの非常に多くの因子に複合的に依存している。そのため、それら因子を制御して触媒性能を最大化することはおろか、主要な制御因子を知ることすら困難な場合が多い。本研究では、ニューラルネットワークの関数近似機能を利用して触媒活性制御因子を解析する新規システムを構築し、アナターゼ型固溶体触媒による水中有機物の光触媒分解を例として触媒性能制御因子の解明と新規触媒の設計を試行し、新規触媒設計支援システム開発の資とすることを目的とする。本年度においては、システムの試作と評価および固溶型アナターゼ光触媒に関する実験データの蓄積を目的として、以下の研究を行った。1)結合値法制御因子解析システムの試用と評価前年度までにニューラルネットワークの結合値を利用する制御因子解析システムを試作したが、これに若干の改良と機能の追加を加えて、触媒物性活性相関が実験的に解明されている5つの触媒反応系に適用した。その結果、主要な活性制御因子が抽出できることが明らかとなった。2)偏微分法制御因子解析システムの試作と試用学習済みニューラルネットワークの偏微分によってより精度の高い予測が可能であると予想し、偏微分法制御因子解析システムを試作した。2例について試用した結果、予想通りの高い性能を持つことを示唆する結果が得られた。3)アナターゼ型固溶体の合成と光触媒活性・構造特性の評価水熱法によりNbとAlを広い範囲で固溶するアナターゼ型酸化チタンを直接合成して、合成条件が触媒の結晶相、粒子形態、バンド構造変化、微粒子表面の性質などに及ぼす影響を調べ、さらに水中有機物の光触媒分解反応を行い、基本的な光触媒性能を評価した。ニューラルネットワークを利用して触媒活性制御因子を解析する新規システムを構築し、アナターゼ型固溶体触媒による水中有機物の光触媒分解を例として触媒性能制御因子の解明と新規触媒の設計を試行し、新規触媒設計支援システム開発の資とすることを目的として、以下の研究を行った。1)ニューラルネットワーク制御因子解析システムの試作と試用結合値法制御因子解析システムと偏微分法制御因子解析システムについて、代表的な触媒データを題材として両システムの比較を行い、互いに遜色ない性能を持つことを確認した。また、適用範囲を拡大するため、新たにRBF型ニューラルネットワークの基本部分を設計・試作した。2)制御因子解析システムの触媒データへの応用上記のシステムをつぎの2つの事例に応用し、満足すべき結果が得られることを確認した。(1)平野が昨年度までに評価した固溶型酸化チタン触媒の活性制御因子の解析(2)酸化物担持ゼオライト触媒の活性サイトの同定の可能性の検証3)アナターゼ型固溶体の合成と光触媒活性・構造特性の評価水熱法により各種の金属元素を固溶するアナターゼ型酸化チタンを直接合成し、組成や合成条件が生成物の各種構造パラメータに与える影響ついて検討した。さらに、代表的なアナターゼ型固溶体を用いて、メチレンブルーの分解反応における光触媒活性を評価した。1)ニューラルネットワーク制御因子解析システムの試作と試用前年度までに結合値法および偏微分法制御因子解析システムを試作し、代表的な触媒活性構造相関データを例として、互いに遜色のない性能を持つことを確認した。本年度においては、モデルデータを用いて、より複雑な系への適用性を検討し、結合値法制御因子解析システムの適用性が比較的単純な系に限定されるのに対し、偏微分法制御因子解析システムにはそのような限界が認められないことを確認した。また、適用範囲の拡大のために、RBF型ニューラルネットワークによる偏微分法制御因子解析システムを試作し、性能を確認した。2)アナターゼ型固溶体の合成と光触媒活性の評価水熱法によりニオブともう1種の金属元素(Ga, A1,Sc)をドーピングしたアナターゼ型酸化チタンを直接合成し、ドープ剤の組成や水熱合成条件が固溶体の結晶相、粒子形態、バンド構造変化などに与える影響ついて検討した。さらに、代表的なアナターゼ型固溶体を用いて、メチレンブルーの光触媒分解反応を行い、基本的な光触媒性能を評価し、上で測定した構造パラメータ等との相関を検討した。しかしながら、実験的研究者の解釈とニューラルネットワークによる解析結果は、必ずしも一致しなかった。この不一致について、さらに検討を進めた結果、ニューラルネットワークでは触媒調製過程における実験者の個人差を考慮できなかったこと等が原因であることが判明した。
筋線維タイプ変換と筋衛星細胞の関係性解明ー後天的筋衛星細胞欠損マウスの利用ー

骨格筋(食肉)の筋線維タイプ組成は食肉の栄養特性や物性(硬さ)に大きな影響を与えることが知られている。我々は、筋線維タイプ組成の変換に、筋組織に存在する幹細胞の一種である筋衛星細胞が寄与するかどうかを明らかにする目的で研究を行った。本研究成果として、まず薬剤処理で後天的に筋衛星細胞を死滅できる遺伝子組換えマウスの導入を完了した。また、筋損傷からの回復後に、筋線維タイプ組成が変化することを見出した。この結果は、筋衛星細胞が再生後の筋線維タイプ組成に影響を与えることを示している。ほ乳類では運動トレーニングに伴い、速筋タイプの筋線維が減少し、遅筋タイプの筋線維が増加することが古くより知られている。この速筋から遅筋への変換は、現在普及した考えでは、分化が終了した筋線維で生じるイベントと考えられている。しかし我々は未分化の筋衛星細胞がこの筋線維タイプ変換に寄与すると着想した。すなわち、未分化の筋衛星細胞が分化・融合して新しい筋線維タイプに置き換わるという可能性である。本研究では運動に伴い、既存筋線維に融合する筋衛星細胞が、筋線維タイプ変換に寄与すると仮説をたて、薬剤処理で後天的に筋衛星細胞を死滅できる遺伝子組換えマウスと、筋芽細胞の移植実験を用いて、この仮説を証明することに挑戦する。平成26年度は筋線維タイプ変換を正確に評価するために、マウスの筋線維タイプ測定操作方法について詳細な予備検討を行った。その結果筋線維タイプマーカータンパク質の免疫染色操作で、サンプルの前処理方法で抗原抗体の反応性が大きく異なることが分かり、特定の前処理によって明確に筋線維タイプを区別することができることを見いだしている。さらに時期および組織特異的に遺伝子を操作するためにタモキシフェンという薬剤をマウスに投与する必要がある。本年度はこのタモキシフェン溶液の調製および注射方法(頻度等)を経験を有する研究者から指導して頂いた。本研究では運動に伴い、既存筋線維に融合する筋衛星細胞が、筋線維タイプ変換に寄与すると仮説をたて、薬剤処理で後天的に筋衛星細胞を死滅できる遺伝子組換えマウスと、筋芽細胞の移植実験を用いて、この仮説を証明することに挑戦することとした。平成27年度は、Pax7-CreERT2マウスとR26RDTAマウスを交配させたマウスを導入し、繁殖を行った。また、タモキシフェンを投与して衛星細胞が死滅したか確認するための抗Pax7抗体を用いた免疫染色の準備を実施した。また、以下の様に移植細胞の検討は別途進めた。再生後の筋線維タイプに筋衛星細胞が影響を与えるかを調べるために、td Tomatoという赤色蛍光タンパク質を全身で発現するtd Tomatoマウスから筋衛星細胞を採取し、筋損傷を与えた野生型のマウスに移植を行った。本実験条件では、再生後の移植細胞の生着は認められたが、再生筋線維への融合は観察はできなかったため、野生型でなく衛星細胞欠損マウスでの移植が必要であることが分かった。興味深いことに再生後の筋線維タイプ組成に有意な変化が認められた。2年間の成果として、筋再生における筋線維タイプ変換に筋衛星細胞が関わる事が予測され、またその検証のための動物の準備が整った。今後これらのマウスを利用した研究の発展が期待できる。筋線維タイプを評価する実験系の構築が進んだから。遺伝子組み換えマウスの導入についても準備を進めているため。筋細胞生物学・食肉科学Pax7-CreERT2マウスとR26RDTAマウスを交配させたマウスを導入し、繁殖する。その後タモキシフェンを投与して衛星細胞を死滅させる。コントロール群にはタモキシフェンの溶媒のみを投与する。この衛星細胞欠損マウスと対照マウスに持久的な運動を負荷し、長趾伸筋とヒラメ筋、腓腹筋を摘出してMyHCの免疫染色、SDS-PAGE、MyHC mRNA発現解析を行って筋線維タイプの衛星細胞の影響を評価する。
連続体置換による大規模空間トラス構造物の座屈後挙動解析法

連続体置換によるトラス構造物の座屈後挙動解析のために必要な要件として、以下の項目の研究成果を昨年度までに得ている。(1)トラス構造物から,それを構成する基本構造単位を抽出するための方法論の展開(2)連続体理論が従う一般化応力-ひずみ関係へ変換するための方法論の展開(3)多軸応力空間内での座屈曲面の記述およびそれに対する座屈後ひずみ増分の法線性以上のうち、(3)については、数値的な検証にとどまっており、一般的な証明には至っていなかった。そこで、本年度は以下の項目の研究を実施し、汎用性のある理論構築を行った。・3部材剛接トラス構造物を対象として、その釣合方程式を記述し、高階までの摂動展開を行った。・座屈曲面は、高次変形モードに関する斉次方程式が非0解を持つための条件を満たす解集合として定義できた。・座屈曲面上において、摂動方程式を吟味した結果、一階の摂動解を無視できるオーダーの範囲の構造物が本研究の適用範囲であることが明確化できた。・座屈曲面上における座屈後ひずみ増分の法線性は、高階の摂動解が寄与していることを明らかにした。以上の成果より、座屈後も含めた形のトラス構造物の置換連続体構成則の完全な閉型表現を導くことができた。この閉型表現は汎用性のあるものであり、大規模空間トラス構造物への適用は容易に行えるものと考えられる。(1)トラス構造物から,それを構成する基本構造単位を抽出するための方法論の展開まず,最も単純な例として1スパン柱型平面ラチス構造物について考察した。この単純例を通じて,置換すべき連続体理論における構造の最小単位である微小要素とトラス構造物を構成する基本構造単位との関係を把握し,その抽出法を一般的な形式で記述した。この際,トラス構造物を構成する基本構造単位として,グリッドと基本ユニットという概念を新たに導入し,その構成条件を明確化した。(2)連続体理論が従う一般化応力-ひずみ関係へ変換するための方法論の展開トラスの基本構造単位の変位成分を,置換すべき連続体理論の一般化ひずみ成分に変換する。これにより連続体置換後の一般化応力-ひずみ関係が得られる。一般的な形式でこの変換法を記述することにより,任意のトラス構造物を任意の連続体理論へ適用することが可能となる。置換のための方法論として、連続体のひずみに対応した形式の変位モード指定型と,応力に対応した形式の断面力指定型の2種類を構築し,それぞれについて,一般的方法を導出した。(3)多軸応力空間内での座屈局面の記述およびそれに対する座屈後ひずみ増分の法線性一般化応力-ひずみ関係に従う基本構造単位に対して種々の組合せ応力を比例載荷する数値実験を行うことによって座屈曲面を定義した。座屈後の変位成分にしめる幾何学的非線形成分を座屈後ひずみ増分として定義し,これと座屈曲面との間に法線性が成立することを数値的に示した。さらに,座屈前変形を無視した仮定の下では,法線性が厳密に成立することを理論的に証明した。
自律分散型電力市場のモデル化と規制方策の評価

本研究では,近年注目を集めている電力市場の自由化問題を取り上げ,発電事業者,需要家の詳細な行動モデルを組み込んだシミュレーションモデルを構築することを目的としている.以下に,本年度の研究実績の概要を要約する.・まず,英国の電力市場の現状について文献調査を行い,その結果に基づいて,本研究で分析の対象とする電力市場の構造を定めた.すなわち,発電事業者としては,従来型の発電所の他に,小規模分散型のコージェネレーション,太陽光発電システムなどの市場への参入のモデル化を可能とした.また,需要家としては,実時間料金制の導入を前提とするため,料金制に対する行動の多様性を表現するためのパラメータを導入した.なお,送配電網については,規模の経済性を考慮して,一社独占の形態を採用した.・シミュレーションモデルは,非常に大規模なものとなるため,種々のパソコン,ワークステーション上で分散的にシミュレーションすることを前提として開発した.購入したワークステーションはその分散的環境の構築のために利用した.・現在までに,シミュレーションモデルの基本形の構築を完了し,従来,ゲーム理論やミクロ経済学などの分野で知られている種々の現象を発生させることに成功している.また,システムの長期的に安定な運用のために最低限必要とされる規制について検討し,とくに需要側の対応が重要となることを指摘した.最も問題となる電力価格については,何らかの原因で高騰したとしても,発電所建設のためのリ-ドタイム程度の時間で静定することがシミュレーションにより確かめられた.本研究では,近年注目を集めている電力市場の自由化問題を取り上げ,発電事業者,需要家の詳細な行動モデルを組み込んだシミュレーションモデルを構築することを目的としている.以下に,本年度の研究実績の概要を要約する.・まず,英国の電力市場の現状について文献調査を行い,その結果に基づいて,本研究で分析の対象とする電力市場の構造を定めた.すなわち,発電事業者としては,従来型の発電所の他に,小規模分散型のコージェネレーション,太陽光発電システムなどの市場への参入のモデル化を可能とした.また,需要家としては,実時間料金制の導入を前提とするため,料金制に対する行動の多様性を表現するためのパラメータを導入した.なお,送配電網については,規模の経済性を考慮して,一社独占の形態を採用した.・シミュレーションモデルは,非常に大規模なものとなるため,種々のパソコン,ワークステーション上で分散的にシミュレーションすることを前提として開発した.購入したワークステーションはその分散的環境の構築のために利用した.・現在までに,シミュレーションモデルの基本形の構築を完了し,従来,ゲーム理論やミクロ経済学などの分野で知られている種々の現象を発生させることに成功している.また,システムの長期的に安定な運用のために最低限必要とされる規制について検討し,とくに需要側の対応が重要となることを指摘した.最も問題となる電力価格については,何らかの原因で高騰したとしても,発電所建設のためのリ-ドタイム程度の時間で静定することがシミュレーションにより確かめられた.
南太平洋の島嶼諸国における経済発展と環境問題

1.現地環境調査の実施:グローバル化の影響によって大量消費社会となった太平洋島嶼諸国がどのような環境問題を抱えているのか、その実態を多面的に調査し、課題と問題解決への道を研究した。特に医療面と健康の被害、伝統文化の破壊と消滅、自動車の普及と廃車問題、廃棄物と廃車処理問題、環境教育の進展に主眼をおいた。それらの結果をまとめた調査報告書はすべて学会誌『環境創造』4,5,6,7,8号に収められている。2.調査対象国:トンガ王国、サモア、ツバル、マーシャル諸島共和国、パラオ共和国、キリバス、ミクロネシア連邦、フィジー共和国、その他移民先の国々。日本国内では離島の廃車事情、自動車リサイクル工場を見学4.ネットワークの構築:これらの調査国において環境問題に関わる研究者・実践者・行政・企業・国際機関などの人々との連携を深めることができ、そのネットワークをもとに国際シンポジウムを開催し広く実態を報告した。シンポジウム・パシフィックウエイ開催(3年間の研究結果を発表、英語・日本語通訳・翻訳)テーマ「太平洋島嶼諸国の連帯と環境問題への取り組み-廃棄物・廃車問題への日本の貢献-」日時:2005年2月14日場所:大東文化大学板橋校舎、後援:日本島嶼学会、太平洋学会、日本オセアニア学会、太平洋諸島センター、(社)太平洋諸島地域研究所、NPO法人汎太平洋上級教育推進機構基調講演:天野史郎(SPREP南太平洋地域環境計画)、講演:カシオ・ミダ特命全権大使(ミクロネシア連邦共和国)、シンポジウム・パネリスト:川嶋正和(ミクロネシア振興協会事務局長)、竹内啓介(全日本自動車リサイクル事業連盟副理事長)、長嶋俊介(鹿児島大学多島圏研究センター教授)、石橋春男(環境創造学部学部長)、川村千鶴子(研究代表)5.さらに座談会の開催し、自動車リサイクルの専門家との連携からいくつかの解決策を提案:3月10日(司会:川村千鶴子)J・フリッツ公使(ミクロネシア連邦大使館)、竹内啓介、川嶋正和、貫隆夫、貫真英6.以上の研究論文と調査報告書、シンポジウム、座談会を編集し、研究成果報告書にまとめ製本した。国内の関係者はもとより海外の関係者にも配布。2006年に予定されている太平洋島サミットの基礎資料としても役立にたち、多数のNPO法人の実践者、マスコミ関係者、他大学との連携も深めることができた。共同研究者8名は、この研究グループを「パシフィック・ウエイ研究会」と名付け、関係者を招いて頻繁に研究会を開催した。研究目的に対しては太平洋島嶼国政府の深い理解を得ることができた。平成14年夏、第1回の現地調査として5名が、トンガ王国、サモア、フィジー共和国にそれぞれ赴いた。各省庁、大学や職業訓練学校など高等教育機関、新聞社などマスコミ関係、NGO団体、自動車輸入会社など民間企業、医療機関、教会など宗教施設、JICA事務所、環境専門機関、ゴミ捨て場など隈なく訪問した。研究者の専門と研究目的に沿って、定性、定量的調査を行った。近年、海外からの送金で、暮らし振りは向上しているかのように見受けられるが、車社会と食生活の変化などから健康の悪化と医療の立ち遅れやゴミ問題など自然環境の悪化が際立っている。またグローバル化によって家庭内では多岐に渡る困難な問題を抱えている場合が多い。

政策担当者や大学・高校の教員を初めとして多様な階層の人々と環境問題への対策を話し合う機会を持つことができた。SPREP(南太平洋地域環境計画)と政府の統計資料からも実態を分析し、グローバル化と廃棄物処理など環境負荷の関係を分析した。島嶼国の特殊性を考慮しながら、今後、先進国が具体的にどのような協力が可能かを調査研究した。1.環境創造学部ワークショップにて口頭での研究発表(2002年10月)2.環境創造学会第1回講演会(2003年3月8日)において研究発表3.学会誌「環境創造」第3号、第4号において調査報告と研究発表(トンガの人口移動、健康問題、廃棄物処理の現状と課題、廃車問題をまとめて発表した。)本年度は昨年度に引き続き現地調査を実施し、環境・経済の両分野で知見を得てこれを研究誌に発表した。川村は2003年7月にマーシャル諸島共和国において調査を行った。この調査はグローバルテクノスケープとして、エスノスケープ(人口移動)、メディアスケープ(メディアの越境・共有)、テクノスケープ(技術移転)、ファイナンススケープ(国際金融の流れ)、イデオスケープ(イデオロギーの伝播)および、ケアスケープ(国際援助)の6つの視点から、マーシャルの環境・経済の現状の調査を行った。その結果、過去の核実験の社会的後遺症、現在進行している廃棄物問題、今後の地球温暖化の問題を多面的に捉えることができた。この成果については「環境創造第5号」('03年10月)で研究論文として発表している。北澤は昨年9月に、サモア独立国で調査を実施した。特に今回は廃棄物問題について焦点を定めた。2002年秋、日本のJICAの資金援助とSPREP(南太平洋環境計画)の技術指導を受けて改修し、2003年より運用を始めた首都アピアのタファイガタ埋立処分場について現地調査を行った。さらに太平洋島嶼諸国の環境問題をめぐる国際的な法的枠組みを整理した上で、改修されたタファイガタ処分場のようすとサモアにおける廃棄物削減の取り組みについて「環境創造第6号」('04年3月刊行予定)に報告した。山口は2004年2月にキリバス共和国のタラワ、マーシャル諸島共和国のマジュロを調査した。本研究の調査5カ国の中で地理的に隣り合っているが、もっとも経済格差(国民一人当たりGDPの比率が4.2倍)の大きい両国において、国民生活の質、環境問題等について、比較検討を行うべく、調査を進めた。同調査については「環境創造6号」('04年3月刊行予定)で報告している。1.概要:グローバル化の影響によって大量消費社会となった太平洋島嶼諸国の環境の実態を調査し、その課題と問題解決への道をパシフィック・ウエイの理念のもとに調査研究した。特に廃棄物と廃車処理問題に主眼をおき、調査とシンポジウムを開催し、成功裏に終了した。具体的な活動が今後継続され、関わっていくことになった。2.現地調査:ツバル(玉井昇)、パラオ共和国(川村千鶴子、貫隆夫、土井幸平、貫真英)マーシャル(渡辺幸倫、北澤恒人)キリバス(北澤恒人)、日本国内の自動車リサイクル工場3.海外での研究発表を川村が行った。
木質系床材の性能評価法に関する研究

本研究は、高齢者をはじめ障害を持った人々にも、安全で快適な居住環境を形成するため、日常的に身体に直接接触し、常にその影響を与える床材質が備えるべき性能について検討したものである。これまで、床材の性能は騒音の遮音性能のみであった。そこで、本研究では、ヒトの生理的特性や心理的特性からみた木質系床材の性能評価法における評価項目の検討をおこなった。まず、歩行によって身体が受ける衝撃加速度と床材質の検討を行った。これは、靴による衝撃吸収が期待できない素足歩行といったわが国の室内居住形態では、なによりも歩行による床反力から受ける衝撃力が、歩行系の各関節部の負荷となって現れること、特に、高齢者では老化により関節の衝撃吸収能が低下しており、急速に普及しているフローリングなど、硬い床から受ける衝撃によって関節障害が惹起されることが危惧されているため、検討は緊急を要した。その結果、歩行衝撃と床材質には一定の関係があり、青年と高齢者の比較研究により、歩行の強度や姿勢によってその影響が異なることが明らかになった。荷重された床材の変形によって衝撃が緩和されるが、床材の強度の変形は、歩行時の姿勢制御に負荷となり、とりわけ高齢者の歩行感を阻害するも明らかとなり、歩行形態と材質の関係の影響が確認された。つぎに、生活行為では歩行だけでなく、長時間の立位姿勢や床座位も一般的である。そこで、姿勢維持による筋疲労と床材質の関係についても検討を行った。その結果、床材質による立位姿勢の維持に与える影響については、下腿三頭筋の筋疲労および姿勢制御に伴う身体動揺の大きさによって評価できることがわかった。以上のように本研究によって、高齢時代のひとにやさしい床材質の性能評価項目として、遮音性能だけでなく、歩行による加速度、姿勢制御系の筋疲労および身体動揺の大きさの検討が不可欠であることを明らかにした。本年度導入された多用途テレメータおよびFFTアナライザーにより、歩行実験時の心理的負担(身体中に電気コードを取り付けられるといった)が、とりわけ高齢者において著しく軽減され、自然な歩行状態と主観評価が確保できた。歩行実験による、身体各部位の衝撃加速度の測定とビデオによる歩行姿勢の検討から次の知見を得た。1.歩行速度、歩幅、関節部の運動量については青年の方が高齢者より大きく、そのため歩行によって生じた踵部分の衝撃加速度はいずれの床材質でも青年の方が高齢者よりも大きなものであった。歩行動作が緩かさで、また、すり足に近い歩行姿勢によるため、高齢者の歩行衝撃は床材質によって有意な差は認められなかった。2.歩行による加速度波形は歩行動作による加速度と床反力による加速度が合成されたものである。加速度波形のFFT解析によって、歩行動作によるものと衝撃力によるものを分離することができ、50Hz以下の成分が歩行動作によるものであった。3.150Hzと50150Hzのパワースペクトル値を積分し、その比を衝撃係数と定義した。この値が大きいほど高周波成分すなわち床反力による衝撃力が大きいことを意味する。踵での衝撃力の絶対値は小さいものの、高齢者の衝撃係数は踝や膝部分で青年より大きい。これは、歩行系の関節部によって衝撃を十分吸収できないことを意味しており、床材質によっては膝、腰椎部で障害が発生する恐れがある。4.床遮音性能の高いL45では踵部分の衝撃係数が小さく、衝撃緩衝力があるといえるが、その他の床材質では有意差は認められなかった5.主観評価によれば硬さの評価にかかわらず、青年はフローリングを好み、高齢者は畳を好む傾向があり、床材の好みには生活習慣が大いにかかわっていると推察された。

本年度は室内の床材だけでなく、屋外の各種舗装材料も含めて日常生活で経験される歩行衝撃加速度とその特性を検討した。さらに、歩行だけでなく長時間の着座や立位姿勢と身体疲労における床材質の関係を検討するために、心拍数および筋活動電位の測定を行い、次の知見を得た。1.舗装材及び床仕上げ材として木タイル、Pタイル、アスファルト、コンクリート及び裸地上で歩行衝撃加速度の測定を行った。青年女子及び高齢者女子を被験者とし、履き物は統一したスニーカーと各被験者普段履き慣れている革靴を用いた。その結果、1)踏み出し時の衝撃の大きさには差がないものの革靴よりスニーカーの方が第2歩目での減衰が大きく、舗装材に早く順応する。2)アスファルト、裸地ともに高齢者の着地時の衝撃が大きい。裸地は踏み固めや乾燥状態など表面性状によって歩行衝撃が大きく変化し、アスファルトは外気温によって硬化あるいは軟化することによって同様に衝撃加速度が変化する。3)室内素足走行と同様に高齢者の関節部での衝撃吸収率は小さい。しかしながら、舗装材と履き物の組み合わせによっては裸地及びPタイルでのスニーカーのように衝撃吸収率がよくなることが認められた。2.木質系床材上(畳、L45及びL65フローリング)での立位安定姿勢による身体動揺、下腿部の筋電図及び心電図を測定した。実験による疲労を考慮して、青年女子のみ被験者とした。その結果、1)畳は立つ行為においては、フローリングに比べて安定性、筋疲労度及び心理面においても高い評価が得られた。2)硬いL65フローリングは長時間の立位では身体動揺を惹起し安定性が悪い。3)軟らかいL45フローリングはL65より安定性があるが筋疲労度は3種の中で最も大きい。床材の硬軟により筋疲労及び精神疲労に影響することが推察された。本年度は、研究計画の最終年度にあたるため、補足実験と全体のとりまとめを行った。まず、室内における素足による歩行による衝撃加速度の検討を引き続き行った。今年度は、実物のモデル住宅に施工された床暖房フローリング、畳、コルクタイルおよび普通フローリング床(クッション材なし)での歩行実験を行った。被験物は青年5名(2026歳)および高齢者5名(6469歳)であった。同時に、歩行感および床の硬軟感の主観評価をさせた。その結果、従来の試験床における知見が、実際の住宅においても確認された。歩行衝撃の大きさは高齢者では畳、床暖、コルクタイル、普通フローリング、青年では、コルクタイル、畳、床暖、普通フローリングの順で大きくなった。コルクタイルは、ウレタンのクッション材があり、高齢者のすり足歩行では踵の接地衝撃が小さく、変形しないために畳表による材の変形による衝撃吸収が期待される畳より大きくなった。一方、青年では接地衝撃が大きいことから、材の変形による吸収が生じて結果として、衝撃加速度が小さくなった。以上のように、歩行形態と材質の関係の影響が確認された。つぎに、立位姿勢の維持による疲労と床材質の関係について評価手法を検討するため、青年被験者2名による予備実験を行った。その結果、床材質による立位姿勢に与える影響については、下腿三頭筋の筋疲労および姿勢制御に伴う身体動揺に大きさによって評価できることがわかった。
導分の研究と環論、半分配環論への応用

導分を持つ環の性質に関し既に得られているいくつかの結果を2つの方向に拡張・発展させ、以下の結果を得た。
微小管形成中心のダイナミクス制御機構とその生理的役割の解明

2つの中心体で制御される体細胞分裂と異なり、減数分裂や癌細胞等では、微小管形成中心が多く存在しながらも、統御された微小管増幅により二極性紡錘体が構築される。この多くの微小管形成中心を制御し紡錘体へ組み込む機構や重要性は不明な部分が多い。本研究は、複数の微小管形成中心をもつマウス初期胚の細胞分裂に着目し、この過程を効率的に観察するイメージング方法を開発するともに、その機構や分子の重要性を、欠損マウスと中心体数を操作する細胞実験系により検証した。その結果、オーグミンを中心とする分子経路が、複数の微小管形成中心を収束させ二極性細胞分裂を誘導するのに必須なこと、さらに初期胚の発生に必須な事を発見した。微小管形成中心のダイナミクスを制御するメカニズムを調べるため、微小管形成中心が多く存在するマウス発生初期の細胞分裂に着目した。まず、GFP-tubulinレポーターマウスの初期胚を微小管重合阻害及び低温処理することで、細胞分裂が同調した形で微小管が再重合しスピンドル構築を誘導し観察できる「同調初期胚スピンドル微小管再重合アッセイ」を確立した。これをスピニングディスク共焦点顕微鏡で三次元観察することにより、初期胚の様々な位置にある細胞の分裂期のスピンドル動態を一挙に観察し定量的解析を行うことが可能になった。既に樹立していたオーグミン欠損(Haus6 KO)マウスや各種阻害薬をこのアッセイに供することで、オーグミンがマウス初期胚スピンドルの微小管生成に及び微小管形成中心のクラスター化に重要であること、スピンドルが二極化する途中にできる中間体の複数の「ミニスピンドル」がキネシンEg5のモーター活性を介して集極化することが明らかになった。さらに、PLK4を強制発現し微小管形成中心(中心小体/中心体)を増幅した培養細胞を用いて上記と同様のアッセイを行うことにより、癌や肝臓の細胞を模倣する微小管形成中心の増幅した状況でも、オーグミンを介するスピンドル内微小管生成及びEg5が微小管形成中心の集極化に重要なことが示唆された。これらをまとめ論文として発表した。また、Haus6ターゲットマウスとCAG-FLPeマウスを交配することで、オーグミン(Haus6)の条件欠損マウスを構築した。HAUS6条件欠損マウス(Haus6 Flox)が、見かけ上正常に生育し妊孕性を確認したため、これらをリソースとして登録した。微小管形成中心のダイナミクスを制御する機構を解明するためのマウス胚の微小管イメージングアッセイの構築を行ったこと、また上述ダイナミクス制御の重要因子の一つとしてオーグミン複合体による初期発生及び中心体増幅細胞の細胞分裂時の微小管形成中心の動態解明を行い、これらを筆頭・責任著者論文として発表できているため。微小管形成中心のダイナミクスを制御するメカニズムを調べるため、本年度は、細胞内の中心体の有無を調節するシステムを新たに導入することで、中心体依存的、また中心体非依存的に形成される微小管形成中心の性状の観察及び解析を行った。各種培養細胞で、Plk4 Inhibitor依存的に中心体を喪失させる実験系を確立し、まずRNAiにより、中心体を欠損する細胞の細胞分裂に重要な役割を果たす候補因子の探索を行った。その結果、いくつかの細胞骨格制御因子の枯渇の場合、正常細胞及び中心体消失細胞のどちらでも細胞分裂失敗の表現型を呈するのに対し、中心体マトリックス(PCM)の因子のCDK5RAP2及びPCNTの場合は、中心体消失細胞の細胞分裂にのみ、特に顕著な表現型を示した。そこで、中心体消失細胞でのPCMや微小管形成中心の分子局在を解析したところ、上記因子を含む多くのPCM及び微小管形成中心の因子が、分裂期特異的にクラスター化し、かつ紡錘体極に集積を行うことが観察された。また、中心体消失細胞では、CDK5RAP2及びPCNTのRNAiにより上記の集積が消失し、二極性紡錘体の形成能も著しく減弱することから、中心体をもたない細胞では、PCMを中心としたメカニズムにより、微小管形成中心が成長し、紡錘体形成及び細胞分裂が遂行されることが示唆された。現在、この微小管形成中心が生み出され成長するメカニズムについて、ダイナミクスと分子機構の解析を進めている。一方で、微小管形成中心制御因子群の生理的意義の検討のため、昨年までに作出したオーグミン(Haus6)の条件欠損マウスを用いて、共同研究により組織特異的オーグミン欠損マウスを作出した。現在ホモ交配を行い表現型の詳細な検討を進めている。

微小管形成中心のダイナミクスにとどまらず、それが生成される過程やサイズ・位置制御について、またそれ自身が微小管生成能を制御するメカニズムの解明も行っていく。これに関し、専門家を複数有するUCSDの研究室にて引き続き研究を遂行する。生理的意義に関しても、共同研究をスタートさせており、更なる研究の発展を推し進める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。細胞生物学、発生学28年度が最終年度であるため、記入しない。
超硬質・強靭ハイエントロピーセラミックスの開発と相安定性制御因子の解明

ハイエントロピーセラミックスを利用した、新たな発想によるWCを含む超硬質工具セラミックスの開発を目的とする。ハイエントロピーセラミックスを含む緻密な超硬質セラミックスが合成できれば、ハイエントロピーセラミックスの相安定性を決める因子の解明、組織制御に対する知見が得られ、従来法の組織制御法では実現できなかった、超硬質で強靭な工具セラミックスの開発が期待できる。
まちなみ景観色彩ガイドプラン作成支援システムの構築に関する研究

平成10年度は、「まちなみ景観色彩ガイドプラン作成システム」を構築する上でのデータの収集を目的として、東京都江東区を対象に、風土色と既存建築物の外壁色の現況調査を行い、それに基づいて都市の色彩計画の提案を行った。その要旨は以下の通り。(1)地域固有の色を表す風土色については、気候、地形や地質など風土の基本的な条件と直接関係する「自然環境に関する色」と、その地域における人々の生活の積み重ねが色になった「歴史文化に関わる色」という2つの視点を設けて調査を行った。(2)江東区の風土色としては、自然環境として土壌、植生、花、空と水を調べ、歴史・文化環境として歴史的建築物、浮世絵、祭り、伝統工芸品、のれん、地名等を調査することで、ベーちいきの風土条件が生み出してきた最も調和のとれた色を読みとり、ベースカラーになる土壌、空などの色、アクセントカラーになる花、祭り、工芸品などの色を抽出した。(3)現状の街並み景観色彩を調査した結果、集中的に分布する色が明度67.5、彩度23のYR系とY系であり、現在ベースとして使われている色は、この地域が育んできた風土色よりも彩度が高く、まちの色彩景観に混乱を来していることが明らかとなった。(4)調査結果を元に、既存建築物の色彩分布傾向で多く見られる色相を選び、該当する色調の色を風土色の中から選び出すことで、江東区の景観色彩ガイドをベースカラー、サブベースカラーフレームカラーアクセントカラーに分解して提案を行った。
裁判員裁判における立証活動の理論的・実証的研究

本研究は、平成21年5月21日以降に我が国において実施されることとなった裁判員裁判における立証活動の理論的・実証的な研究を目的とするものであるが、その研究の成果は、研究論文の発表、講演会の講師としての講演、実際の裁判員裁判の弁護活動の中で示された。(1)平成16年に成立した「裁判員の参加する刑事裁判に関する法律」は、平成21年5月21日から施行されたが、職業裁判官のみによる裁判と比較して一般市民が参加する裁判員裁判は、立証活動に大きな変化が生じると考えられた。(2)本研究は、裁判員裁判施行直前の準備状況と施行後の状況を具に検証することを通じて、裁判員裁判における立証活動の理論的・実証的な研究を行うものである。(3)研究代表者は、平成16年4月に弁護士登録を行い、弁護士資格を有していることから、平成19年には、模擬裁判の弁護人役を担当し、平成21年から平成22年にかけては、否認事件の弁護人を担当している。(4)裁判員裁判における立証活動において、重要な意義を有するのは、公判前整理手続における争点の整理と証拠の厳選であるが、その手続は非公開であるので、弁護士資格を有していないと検証が困難であったが、研究者は、弁護人として公判前整理手続を体験して、その課題を発見し、検討してきた。(5)実際に裁判を担当したり、裁判を傍聴して、明らかになった課題を理論的に検討することが、平成22年度の計画である。今年度は、研究の初年度に当たることから、研究組織の組織化及び研究を推進するための具体的な方法について研究を行うこととした。まず、研究組織に関しては、研究協力者として、熊本大学の平田元教授・稲田隆司教授等7名の協力者をえた。その上で、国内外の文献の収集を行った。裁判員制度が、陪審制度と参審制度を折衷した制度であることから、まず、イギリスの証拠法についての基本的な文献である「Cross & Tapper on EVIDENCE」の翻訳を研究協力者と共に分担して翻訳し、イギリスにおけ陪審制度の下での証拠法の特徴を分析することとした。また、日本弁護士連合会の裁判員裁判実現本部会合に参加し、弁護士の弁護活動の方法について研究した。特に、公判前整理手続及び公判における冒頭陳述のあり方、最終弁論の方法、主尋問、反対尋問の方法、証拠の提示方法について、実証的な研究を行った。更に、新潟弁護士会会員として新潟地方裁判所。新潟地方検察庁・新潟県弁護士会で組織する裁判員裁判準備会に参加し、裁判員裁判の円滑な運用のための協議を行った。更に、模擬裁判員裁判で問題とされた精神鑑定に関して、精神科医の講演会に参加して質疑・応答を行った。裁判員裁判の実施を控えて、法曹三者の間では、模擬裁判を通じて立証方法についての意見対立が存在し、事態は流動的であるので、その経験を生かして、理論的研究を行う必要があることが認識された。裁判員裁判は、平成21年5月21日以降に起訴された事件から実施されることになっており、その準備が主として法曹三者を中心に行われている。特に、立証方法に関しては、「模擬裁判」を実施することによって、一般市民である裁判員に分かりやすい立証の方法が研究されてきた。それに基づき、最高裁刑事局「模擬裁判の成果と課題」、最高検「裁判員裁判における検察の基本方針」が公刊され、日弁連でも裁判員裁判特別研修等が実施されてきた。模擬裁判の実施を通じて、裁判員裁判の基本的な立証方法の大枠は法曹三者においては理解されてきているが、模擬裁判はあくまで模擬裁判であって、事前に配布された証拠等には限界があり、特に公判前整理手続における証拠開示請求は、十分に行われたとは言い難い。また、裁判員裁判対象事件に関しては、公判前整理手続が各地方裁判所において実施され、証拠開示についての裁定事例も集積されてきているが、今後、更に集積される必要がある。平成20年度の研究としては、(1)模擬裁判員裁判(谷川一事件)の弁護人役として手続に参加し、実務上の問題点についての研究を行った。(2)上記最高裁、最高検、日弁連の資料を収集・分析した。(3)新潟地方裁判所において実施された「裁判員準備会」(月1回)に参加し、問題点について法曹三者の協議に参加すると共に学者としての立場から意見を述べた。(4)日弁連の各種研修会・研究会に参加し、資料を収集・分析すると共に意見を述べた。(5)平成20年9月6日8日の日程で開催した。裁判員裁判が平成21年5月21日以降に起訴された事件を対象に実施されることになり、本研究は裁判員裁判における立証活動の理論的・実証的研究を研究課題名としていることに明らかな如く、単に理論的のみならず現実の裁判員裁判に関与することを通じて、実際に生じる裁判員裁判における立証活動の問題点を発見し、その理論的な解決策を模索するというものであった。そのためには、研究者自身が現実の裁判に弁護人として関与することが必要である。特に、被疑者段階から弁護人として関与し、公判前整理手続についての問題点を摘出することは、極めて困難である。

というのは、被疑者段階の弁護活動及び公判前整理手続の弁護活動が、公判における弁護活動の基礎を形成しており、裁判員裁判の公判における立証活動と密接不可分に結びついているからである。そこで、研究者は、現実の裁判員裁判に弁護人として関与する機会をうかがっていたが、平成21年には、新潟地方裁判所においては、1件もの裁判員裁判が実施されなかった。そこで、研究者は、平成22年8月3日に東京地方裁判所で行われた裁判員裁判等、他の裁判所で行われた裁判員裁判の情報収集を行うと共に公判前整理手続における弁護活動の課題について研究を行った。また、イギリスの証拠法の研究を行った。平成21年10月に、研究者に対して、新潟県弁護士会から裁判員対象事件の弁護の照会があったので、弁護を引き受けることとした。当該事件における被告人は、外国人であり、かつ前面否認事件であったために、裁判員裁判における立証活動の理論的・実証的研究にふさわしいと考え、それ以降は、当該事件の弁護を通じて研究を行った。平成22年度の研究活動は、(1)実際の裁判員裁判対象事件の弁護人としての活動を通じて裁判員裁判に特有の立証活動の課題を明らかにすること、(2)英の陪審裁判及びドイツの参審裁判を傍聴して、裁判官等と面談して立証活動の課題について情報を収集すること、(3)日本及び外国の文献から証拠法について研究を深める計画の下に、研究を行ってきた。(1)については、外国人の否認事件の弁護人として、捜査-公判前整理手続-公判及び控訴手続を経験し、裁判員裁判における立証活動の課題及び問題点を明らかにしてきた。すなわち、被疑者弁護活動では、取調過程を録画することを検察官に申し入れた。検察官は録画をしなかったが、自白調書も作成されなかった。公判前整理手続においては、共謀共同正犯の訴因の特定を巡って主張を展開し、検察官の証拠調べ請求に対しては、不必要な証人調べには異議を述べ、証拠については、不同意とし、統合捜査報告書については、合意書面に近づける努力をした。公判では、冒頭陳述や最終弁論をパワーポイントで示す等の工夫を行った。(2)については、ドイツのミュンスター大学及びイギリスのブリストル大学を訪問し、それぞれの裁判を傍聴した。ブリストル刑事法院では、裁判官と懇談し、立証活動について示唆を得た。更に、ロンドン大学のLSEを訪問し、量刑についてLSEの教授と意見交換を行った。尚、イギリスの調査は、新潟地方裁判所の裁判官と共同で行った。(3)については、(1)を通じて明らかにされた裁判員裁判における立証活動の課題について、検討し、研究論文に纏めた。
固相有機反応の研究

1.1,4-ビス(4,5-ジアリール-2-イミダゾリル)ベンゼンAの固相酸化イミダゾール誘導体Aは多くの有機溶媒に難溶である事と生成物の反応性が高い事から溶液中で酸化を行うと酸化生成物3,6-ビス(4,5-ジアリール-2H-イミダゾール-2-イリデン)シクロヘキサ-1,4-ジエンBの収率が低い。そこで溶媒を用いずにAの固相での酸化を試みた。種々の酸化条件を検討して結果、Aに水酸化リチウムおよびフェリシアン化カリウムをモル比1:2:2の割合で加え日光照射下で磨砕すると目的の酸化生成物Bが高収率で得られる事が明らかとなった。2.イミダゾールコバルト錯体の生成と湿度変化に伴う色変化イミダゾールがCo^+と容易に錯体を形成することは知られているがイミダゾール環の2,4,5-位に嵩高い置換基が導入されたイミダゾール誘導体のコバルト錯体は生成される錯体が溶液中で不安定である為に溶液反応では得がたい。そこで我々は固体反応によるイミダゾールコバルト錯体の合成を試みた。17種のイミダゾール誘導体を合成し、イミダゾール誘導体と塩化コバルトとをモル比1:1,または1:2の割合で混合しミルを用いて日光照射下で磨砕し、目的の錯体を得た。得られたイミダゾールコバルト錯体は有機溶媒中では不安定であるが固体の状態では安定であり周囲の湿度により固相でその色を変える。錯体が示すλmax630,666,694nmの吸収は湿度が下がると吸光度が増大し湿度が上がると減少する。電子供与性の置換基をもつイミダゾール誘導体の錯体およびフェナントレンのような平面性の高い置換基を持つイミダゾール誘導体の錯体は湿度変化に伴う吸光度の変化が大きい。色調、変色域ともに塩化コバルトのそれとは異なるものが得られた。
応力腐食割れに免疫なステンレス鋼の開発

本研究は、希土類元素セリウムを適量添加することによりステンレス鋼の応力腐食割れに対する耐性を飛躍的に向上させるとともに、微視構造の観点から割れ抑制機構を明らかにすることを目的とするものである。とくに鋭敏化熱履歴後の高温水中での応力腐食割れ感受性の改善効果に主として焦点を当て、本年度は、下記の成果を挙げた。(1)セリウムの微量添加によりSUS316鋼において鋭敏化熱処理後の応力腐食割れ感受性が抑制される場合のあることを前年度に見いだした。本年度は、割れ抑制効果が発現する条件範囲をセリウム添加量、熱処理条件の双方の関数としてより詳細を明らかにした。600°C700°Cの温度範囲で溶接熱影響を模擬した数種の熱処理を施した試料を用意し、高温高圧水中での応力腐食割れ感受性を割れ破面率および割れ発生個数に基づいて評価した結果、無添加材に対してEPRレシオ10%程度までの鋭敏化度を与える鋭敏化熱処理条件において、セリウム添加の効果が現れることが判った。添加量としては、0.01wt%において割れ感受性が最も改善されるが、0.04wt%以上の添加では改善効果は現れないことが判った。(2)高温水中で形成される皮膜に及ぼすセリウム添加の効果をオージェ電子分光法、X線回折法などにより調べた結果、セリウム添加により皮膜厚さが30%程度小さくなる傾向が認められたが、その他顕著な特徴は見いだされなかった。(3)セリウム添加による割れ感受性改善効果の発現機構の解明を目的として、鋭敏化特性をセリウム添加量、熱処理条件の双方の関数として詳細に調べた。セリウム添加は材料の鋭敏化およびその回復速度をともに減速する効果があることが判った。これは、原子半径の大きなセリウムが固溶することによってCrの拡散速度が低下することに依るものと理解された。この効果により鋭敏化初期において割れが抑制されることが判った。本研究は、希土類元素セリウムを適量添加することにより応力腐食割れに対する耐性を飛躍的に向上させたステンレス鋼を開発し、微視構造の観点から割れ抑制機構を明らかにすることを目的とするものである。鋭敏化熱履歴後の高温水中での応力腐食割れ感受性の改善効果に主として焦点を当て、本年度は、下記の成果を挙げた。(1) SUS316、SUS304、SUS304Lの各ステンレス鋼の標準的組成を基本として、主要不純物元素ならびに炭素含有量を正確に固定し、さらにセリウム添加量を00.5wt%の範囲で調整した実験合金計16種を溶製した。(2) SUS316鋼ベースの実験合金について機械的性質(室温引張特性)を調べた結果、0.09wt%までのセリウム添加量の範囲では、機械的性質に変化は現れないことが判った。一方、0.35wt%添加材では熱間鍛造過程で多数の微細な割れが発見された。(3) SUS316鋼ベースの合金に対して、溶接熱影響を模擬した数種の熱処理を施した試料を用意し、低ひずみ速度法によって高温高圧水中応力腐食割れ感受性試験を実施した。破断後の割れ破面率および割れ発生個数に基づいて割れ感受性を評価した結果、鋭敏化初期から中期の範囲において、0.01wt%のセリウム添加によって割れ感受性が大幅に改善されることを見いだした。強鋭敏化条件では改善効果は認められず、また、0.04wt%以上の添加では改善効果は現れなかった。(4)セリウム添加による割れ感受性改善効果の発現機構の解明を目的として、鋭敏化特性、炭化物析出速度、粒界性格分布など、粒界割れに深く関与する微視組織的特徴とセリウム添加の関係の解析に着手した。
トポロジーを考慮した離散空間における3次元形状データ解析

画像・形状データ解析ではこれまであまり表立って扱われてこなかったトポロジー情報を積極的に用いることで,位相的問題を引き起こさない,高速な形状解析アルゴリズムと,計算効率のよいデータ構造の提案を目指した.対象として3次元形状,特にその境界部分である曲面に着目して研究をすすめ,初年度の平成15年度に引き続き,平成16年度もトポロジーと幾何学の両面から研究を行い,その研究成果を国内外の会議において発表した.-すでに提案済みの組合せトポロジーによる離散空間における曲面の定義と,離散空間の各点を(その近傍領域の)位相的性質に基づいて分類する方法を利用して,離散空間における3次元物体の境界と曲面の関係を調べ,3次元物体の境界上かつ曲面上にあるとみなせる点の位相的性質を明らかにした.-その性質を用いて,局所領域(離散空間における3x3x3個の点)でのあらゆる点の配置(局所パターン)を考え,その局所パターンが3次元物体の境界かつ離散曲面となっているどうかを判定するアルゴリズムを提案した.また,そのような離散曲面の局所パターンはいくつあるのか,すべての近傍系(6,18,26近傍)について数え上げた.-離散平面に現れる局所パターンの位相構造は離散曲面の局所パターンに比べると少ないことを明らかにし,実際の3次元形状データを用いて各種の局所パターンの現れ方を実験的に確認した.-3次元離散物体の境界と離散曲面の関係を利用して,形状データから境界点を逐次的に探索する位相的境界探索アルゴリズムを考案した.-探索・作成した境界面から,表面積,体積などの幾何学特徴量を計算する実験を行った.また,形状データの標本化間隔が小さくなっていくとき,それらの幾何学特徴量の計算結果は真値に対してどのように変化していくのか調べた.特に表面積の計算は,各面の法線ベクトルの計算結果に深く関係していることを確認した.画像・形状データ解析ではこれまであまり表立って扱われてこなかったトポロジー情報を積極的に用いることで,位相的問題を引き起こさない,高速な形状解析アルゴリズムと,アルゴリズムに伴って必要な計算効率のよいデータ構造の提案を目指している.対象として3次元形状,特にその境界部分である曲面に着目して研究をすすめている.初年度の平成15年度は,トポロジーと幾何学の両面から研究を行い,以下のような研究成果がこれまでに得られた.-離散空間における曲面の定義を見直し,組合せトポロジーの局所的なアプローチによる離散曲面の定義を行った.-多面体的複体を用いて,3次元離散空間に組合せ位相を導入する方法を提案し,その位相構造を用いて離散空間の各点の(近傍領域の)位相的性質を調べ,さらにその位相的性質に基づいて各点を分類する方法を提案した.-上記の分類方法をうまく利用して,局所領域(離散空間における3x3x3個の点)でのあらゆる点の配置(局所パターン)を考え,その局所パターンが離散曲面となっているかどうかを判定するアルゴリズムを提案した.また,実際に離散曲面の局所パターンはいくつあるのか数え上げた.-離散平面に現れる局所パターンの位相構造を調べた.-境界面は離散曲面になることを逆に利用して,形状データから境界面を効率よく探索する位相的境界探索アルゴリズムを考案した.-探索・作成した境界面から,表面積,体積などの幾何学特徴量を計算する実験を行った.また,形状データの標本化間隔が小さくなっていくとき,それらの幾何学特徴量の計算結果は真値に対してどのように変化していくのか調べた.今後は,上記の研究成果を国内外の会議において発表を行うとともに,以下の課題に取り組む予定である.-離散平面と離散曲面の局所パターンの比較-離散空間における曲率の定義と計算法の提案-トポロジー特徴量の定義と計算法の提案画像・形状データ解析ではこれまであまり表立って扱われてこなかったトポロジー情報を積極的に用いることで,位相的問題を引き起こさない,高速な形状解析アルゴリズムと,計算効率のよいデータ構造の提案を目指した.対象として3次元形状,特にその境界部分である曲面に着目して研究をすすめ,初年度の平成15年度に引き続き,平成16年度もトポロジーと幾何学の両面から研究を行い,その研究成果を国内外の会議において発表した.-すでに提案済みの組合せトポロジーによる離散空間における曲面の定義と,離散空間の各点を(その近傍領域の)位相的性質に基づいて分類する方法を利用して,離散空間における3次元物体の境界と曲面の関係を調べ,3次元物体の境界上かつ曲面上にあるとみなせる点の位相的性質を明らかにした.-その性質を用いて,局所領域(離散空間における3x3x3個の点)でのあらゆる点の配置(局所パターン)を考え,その局所パターンが3次元物体の境界かつ離散曲面となっているどうかを判定するアルゴリズムを提案した.また,そのような離散曲面の局所パターンはいくつあるのか,すべての近傍系(6,18,26近傍)について数え上げた.-離散平面に現れる局所パターンの位相構造は離散曲面の局所パターンに比べると少ないことを明らかにし,実際の3次元形状データを用いて各種の局所パターンの現れ方を実験的に確認した.-3次元離散物体の境界と離散曲面の関係を利用して,形状データから境界点を逐次的に探索する位相的境界探索アルゴリズムを考案した.-探索・作成した境界面から,表面積,体積などの幾何学特徴量を計算する実験を行った.また,形状データの標本化間隔が小さくなっていくとき,それらの幾何学特徴量の計算結果は真値に対してどのように変化していくのか調べた.特に表面積の計算は,各面の法線ベクトルの計算結果に深く関係していることを確認した.