hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しいインターカレーション電極の開発に関する共同研究

本共同研究は新しいインターカレーション電極を開発することを目的としており、二酸化マンガン系の材料をソフトケミストリー手法であるエマルジョン・ドライイング法、水熱反応法およびスパッタリング法による乾式合成法により合成し、また溶融塩電解還元法による炭素材料の合成を行った。さらに合成したインターカレーション材料の結晶構造解析、並びにそれらの結晶構造中でのリチウム拡散挙動に関する電気化学的実験および理論的アプローチを実施した。これらの主な成果は次の通りである。1)エマルジョン・ドライイング法を用いて得られる前駆体を850°Cで加熱処理することにより、大きいAlドープ量を有するLiAl_xMn_<2-x>O_4スピネル化合物を合成した。合成したLiAl_<0.3>Mn_<1.7>O_4のAlとMn原子のマッピング、ホスト格子中でのLi+Li+間の相互作用等について調べた。このAlドープスピネルは120mAh/gの高い放電容量でもって優れたサイクル性能を示した。2)rf-マグネトロンスパッタリング法によりLiMn_2O_4正極とV_2O_5負極からなる新型の全固体リチウムイオン二次電池を作成した。この作成した二次電池は3.5Vと0.3Vの電圧間で約18μA/cm^2の充放電容量でもって優れたサイクル特性を示したさらに本二次電池は真空中においても優れたサイクル特性を不すことが分かった。3)Ni電極を用いて450°Cでの三成分Li_2CO_3-Na_2CO_3-K_2CO_3系溶融塩の電解還元により微細な炭素粉末を合成した。この炭素粉末はグラファイト、アモルファス炭素およびナノ構造炭素からなることが分かった。この三番目の炭素は約10nmの直径を持つ長いロープからなることを見出した。4)金属酸化物中でのリチウム拡散挙動について拡散係数がリチウム濃度に依存する場合について新しい数学的モデルを提案した。このモデルはNb_2O_5格子中でのリチウム拡散に適用され、その妥当性を確認した。本共同研究は新しいインターカレーション電極を開発することを目的としており、本年度は二酸化マンガン系、バナジウム酸化物系およびモリブデン酸化物等をソフトケミストリー手法を用いる湿式合成、および固相加熱法およびスパッタリング法による乾式合成を行った。さらに合成した金属酸化物の結晶構造解析、並びにそれらの結晶格子中でのリチウム拡散挙動に関する電気化学的実験および計算機によるシュミレーション実験を実施した。これらの成果は次の通りである。KMnO_4を300800°Cで加熱分解後、水で洗浄することにより層状二酸化マンガン(KxMnO_2)を始めて合成した。これは130140mAh(g-酸化物)^<-1>の電気容量で20回以上充放電が可能であることを確認した。LiMn_2O_4スピネル薄膜を、r.f.スパッタリング法で製膜し、これを400700°CでO_2中で加熱処理して得た。この薄膜酸化物は24.3Vvs.Li/Li^+の広い電位範囲で優れた充放電繰り返しが可能であるので、全固体リチウムニ次電池用正極として現在検討している。V_2O_5薄膜をr.f.およびマグネトロンスパッタリング法により基板上に製膜し、その物理的および電気化学的特性を調べた。

正極および負極にV_2O_5およびLixV_2O_5膜を用いて全固体リチウムニ次電池を始めて作製した。モリブデン酸塩(Na_2MoO_4)を塩酸で酸性化した水溶液をオートクレーブ中で120180°Cで水熱処理することにより、六方晶および斜方晶構造の三酸化モリブデンを合成した。得られた斜方晶MnO_3は少しの結晶水(0.03H_2O/Mo)を含有しており、300mAh(g-酸化物)^<-1>の大きい放電容量を示し、充放電繰り返しが可能であった。V_2O_5の結晶構造特性とリチウム拡散挙動を分子動力学法を用いる計算機シュミレーションにより研究した。その結晶構造はすべてシュミレーション時間ステップに対して安定に保持された。さらにLi_xV_2O_5についてもその構造安定性および拡散挙動について検討している。金属酸化物中でのリチウム拡散挙動について拡散係数がリチウム濃度に依存する場合について新しい数学的モデルを提案した。このモデルはNb_2O_5格子中でのリチウム拡散に適用され、その妥当性を確認した。本共同研究は新しいインターカレーション電極を開発することを目的としており、本年度は二酸化マンガン系、タングステン酸化物系およびコバルト酸化物等をソフトケミストリー手法を用いる湿式合成、および固相加熱法およびスパッタリング法による乾式合成を行った。さらに合成した金属酸化物の結晶構造解析、並びにそれらの結晶格子中でのリチウム拡散挙動に関する電気化学的実験および計算機によるシュミレーション実験を実施した。これらの成果は次の通りである。1)電解二酸化マンガン(EMD)とLiNO_3のLi/Mn比0.30.8の混合物を260°Cの低い温度で空気中で加熱することにより初めてLixMnO_2(x=0.30.6)を合成した。この酸化物格子中から約0.3Liが最初の充電で除去でき、放電で二段階放電し、約250mAh(g酸化物)の大きい容量が得られた。2)正極活物質として現在広く実用化されているLiMn_2O_4とLiCoO_2の合成に新しいソフトケミストリー手法としてエマルジョン・ドライイング法を初めて適用し、成功した。得られた微細粉末を600900°Cで加熱処理し、これらのリチウムインターカレーション/デインターカレーション挙動を調べたところ、800900°Cで非常に優れた二次電極特性が得られた。3)ヘキサゴナルブロンズ構造を有するWO_3をLi_2WO_3水溶液のpHを変えて120180°Cでの水熱法で合成した。pH0.51.0では六方晶、pH1.52.0では斜方晶構造であることを見い出した。リチウムインターカレーションを伴う電気化学特性をを調べたところ、WO_3に尽き1Liが構造中に可逆的に取り込まれることを明らかにした。4)LiMn_2O_4スピネル薄膜をr.f.スパッタリング法で製膜し、これを400700°CでO_2中で加熱処理して得た。この薄膜は2.04.3V vs Li/Li^+の広い電位範囲で優れた充放電挙動を示すことを見出した。本共同研究は新しいインターカレーション電極を開発することを目的としており、本年度は二酸化マンガン系の材料をソフトケミストリー手法であるエマルジョン・ドライイング法、水熱反応法およびスパッタリング法による乾式合成法により合成し、また溶融塩電解還元法による炭素材料の合成を行った。
関数方程式論:非線形楕円型偏微分方程式の球対称解の研究

平成7年度科研費支給期間において、以下のことを解明した。1)線形楕円型方程式の指定された数の零点を持つ解の一意性を示した。今までは、きつい条件での存在定理しかなかったものを、より緩い条件で存在と一意性を解明したものである。全域の場合のみならず、一般の線形境界値問題に関しても同様な、存在と一意性の結果を得ている。これは、松隈型方程式の指数を1に近づけた場合の解の挙動を決定するための大事な結果である。松隈型に関しては来年度以降の研究となってしまうが、その骨子はこの研究によって確立されている。2)m-Laplace方程式の標準形を提案しその挙動・非振動の条件を見いだした。いままで、m-Laplace方程式は見通しの悪い扱われかたをしていたが、ここでは標準形を提起し、その標準形を議論することで新たな視点を与えたものである。とくに、非振動性に関する結果は今まで知られていなかったのであるが、それを解明し、その条件が十分応用に富むものであることを示した。これは、平均曲率方程式の場合への応用も考えられる結果である。以上はそれぞれ、Hiroshima Mathematical JournalとTohoku Mathematical Journalに投稿済みである。
技術連関構造と技術開発システムに関する研究

本研究の目的は、どのような技術がどのような技術と関連し合っているのかを定量化することによって、技術群全体の技術連関の構図を明らかにすることにあった。これによって、技術群のなかでどの技術が機軸的役割を果たしているかが明らかになり、したがってこの機軸的役割を果たす技術群(クラスター)の研究開発のためにはどの技術分野に力点を置くべきか、そしてどの企業との戦略的提携を行うべきかが見えてくることになる。本研究では、そのための分析手法として、科学技術論文の検索から技術の連関を検証していくことを試みてきた。技術連関のメカニズムを、露光装置関連技術から検証した結果、リソグラフイ-技術を中核的技術群として、その回りをX線、回路パターン形成、フォトレジスト、等の技術群が二次的技術群を構成し、そして電子ビーム、フォトマスク、高分解能、位相シフト、等々の技術群が三次的技術群を構成していた。これらの技術群は相互にネットワーク的に関連しあってはいるが、それはあくまで中核的技術群を中心にクラスター的に技術連関を成していることが判明した。これら技術の開発システムを含む理論的成果は、TechnologyTransfer:from Invention to Innovation (NATO Advanced Research Workshop,Budapest)での招待報告、林・菰田・西山・金子共著『情報通信と技術連関分析』(中央経済社、第3章、第4章)および林・菰田・西山共著『技術パラダイムの経済学』(多賀出版、第5,第6,第7章)に発表することができた。初年度に計画していた(1)準備作業(過去の技術連関に関する諸研究の整理・検討)、(2)「技術連関」の概念規定と分析ツールの開発、(3)科学技術情報センター(JICS T)のデータベース(JOIS)の検索による特定技術分野の技術連関の指数化、以上の3点を本科研費のおかげでほぼ予定通り終了することが出来た。これらの研究成果は、論文2本および著書1冊として7年度内に公刊することができた。まず、論文としては、林倬史が「米国技術体系の変化と技術連関」(『立教経済研究』第49巻第3号、1996年1月)、および「研究開発の国際化-IBM社のグローバルR&Dシステムを中心として-」(『産研論集』関西学院大学、第23号、1996年3月)に研究成果を発表している。さらに、著書として研究分担者の菰田文男氏(埼玉大学)に加えて、さらに西山賢一・金子秀(埼玉大学)に参加してもらい『情報通信と技術連関分析』(中央経済社、1996年2月)を公刊することが出来た。本書では、分析の理論的枠組みを菰田文男(第2章)が担当し、林倬史が具体的実証を第2章(「技術基盤のソフト化と競争力のパラダイム転換」)及び第3章(「露光技術の技術連関分析」)で試みている。本科研費で試みている分析手法は国際的にもはじめての試みに、企業レベルへの技術連関分析の適用は、世界的にも注目されるものと期待している。平成8年度には、7年度に行ってきた科学技術論文の検索に加えて、特許件数のデータベースであるPATORISの検索を開始し、技術連関指数化をさらに緻密なものに仕上げていく予定である。本年度の最大の研究課題であったであった技術連関構造の解明については、本研究費のおかげでほぼめどがつき、その成果は、『技術連関の経済学』(林・菰田・西山共著、多賀出版、1997年7月)として出版されることになっている。特に、科学技術論文のデータ・ベースを集中的に使用するための経費を本研究費によって賄うことができたことが大いに役だった。また、日米間の技術開発システムの相違点の解明は、露光装置関連の技術を中心に、かなり進められた。

これによると、米国の研究体制を発表された科学技術論文から検証した場合には、研究者の主要所属機関である、大学・企業・研究所間でほぼ4対3対3の割合でバランスが保たれているのに対して、日本の場合には、2対7対1となっており、あまりも企業に基礎的研究の比重がかかりすぎる構図となっていた。このことは、企業が基礎研究を賄うだけの研究費を負担できなくなった場合には、日本の基礎研究の基礎が崩壊する危険性を多分に有していることを意味している。これに関する研究成果は、「研究開発能力の日米比較と研究能力」(『産業学会年報』1997年3月)に掲載される予定である。また同成果は、Academy of International Business年次総会(1997年10月メキシコ)でも発表予定である。ただし、こうした研究成果と同時に、技術連関表の作成過程に於いては、「ハードウエア技術」と「ソフトウエア技術」間の技術連関の具体的展開がいまだ数量化する点において不十分性を抱えたままであるので、次年度中にはなんとか解決する所存である。本研究の目的は、どのような技術がどのような技術と関連し合っているのかを定量化することによって、技術群全体の技術連関の構図を明らかにすることにあった。これによって、技術群のなかでどの技術が機軸的役割を役割を果たしているかが明らかになり、したがってこの機軸的役割を果たす技術群(クラスター)の研究開発のためにはどの技術分野に力点を置くべきか、そしてどの企業との戦略的提携を行うべきかが見えてくることになる。本研究では、そのための分析手法として、科学技術論文の検索から技術の連関を検証していくことを試みてきた。技術連関のメカニズムを、露光装置関連技術から検証した結果、リソグラフィー技術を中核的技術群として、その回りをX線、回路パターン形成、フォトレジスト、等の技術群が二次的技術群を構成し、そして電子ビーム、フォトマスク、高分解能、位相シフト、等々の技術群が三次的技術群を構成していた。これらの技術群は相互にネットワーク的に関連し合ってはいるが、それはあくまで中核的技術群を中心にクラスター的に技術連関を成していることが判明した。これら技術の開発システムを含む理論的成果は、Technology Transfer:From Invention to Innovation (NATO Advanced Research Workshop, Budapest)での招待報告・および林・菰田・西山共著『技術パラダイムの経済学』の第5、第6、第7章に発表することができた。
日本古来の身体技法を西洋自然科学によって究明する

平成20年度は、通常歩行を対象動作とし、身体感覚を獲得する運動実践の現場で用いられている一本歯下駄歩行の効果について、裸足とウォーキングシューズとの比較で、バイオメカニクスの観点から検討した。実験は、長さ10mの室内走路において、次の3条件の通常歩行動作を、それぞれ10試行ずつ行った。1:裸足、2:ジョギングシューズ、3:一本歯下駄。フォースプレートと3次元モーションキャプチャシステムによってデータを収集し、それを基にリンクセグメントモデルを構築して右脚の下肢3関節の発揮トルクを推定した。フォースプレートは1000Hz、モーションキャプチャは200Hzで取得後、200Hzで統一して分析した。その結果、下駄歩行は他の2条件歩行に比べて、股関節が常に若干屈曲しており、膝関節は着地であまり伸展させずに接地中は屈曲が深い。さらに、足および足指関節の動きは小さいものであった。つまり、一本歯下駄を履くことによって、下肢4関節の可動範囲が通常歩行よりも狭められて運動していた。一方、運動力学的変数から下駄歩行をみると、他の2条件歩行に比べて、垂直床反力の第1ピークがかなり大きく、股および膝関節トルクの着地直後のピーク値は大きいものとなっていた。特に、足関節トルクは着地直後に大きなピーク値が認められた。以上より、一本歯下駄の効果は、足指関節の可動範囲を大きくするといった特徴をもつ草鞋(深代ら2007)とは逆に、下肢の関節可動範囲を抑えて、力の発揮のしかたを調整しているととらえられた。このようなバイオメカニカルな特徴を考慮の上で、草鞋や一本歯下駄などを使用して運動すれば、本来人間がもっている身体感覚をより効果的に育むことができるのではないかと考えられた。平成18年度は、静止直立位の姿勢保持に関する研究と、階段昇り動作を対象として意識と動作との対比に関する研究を主に行った。(1)ヒトの静止立位姿勢は、ロボットと異なり、反射機構を用いて揺れながら維持している。その姿勢維持の戦略として、ヒトは視覚情報や壁に触れるなどの身体以外の環境への触覚情報などを応用している。本研究では、それらに加えて、自らの指で、自らの身体の大腿部に触れることで、姿勢動揺がどのように変化するのかを検討した。健常な成人男子を対象に、フォースプレート上に閉眼で立ち、両手を腰の前で組む場合と、大腿部に指先で触れる場合とを、圧力中心(COP)の軌跡で比較した。その結果、大腿部に触れる場合は有意にCOP変化量が減少した。その機序は未だ不明であるが、なんらかの生体情報調整戦略があると推定できた。(2)階段昇りにおいて、通常の動作と、身体技法を用いた動作とをバイオメカニクス的に比較検討した。前者は上がろうとする意識で階段を昇り、後者はアレクサンダー・テクニークを基にした身体技法を用い、階段を上がる動作であるが、これを「前に進む(歩く)ことの変形」と捉え、膝関節から動くように意識する、というものである。身体技法鍛錬者を対象に、各条件を5試行行わせて、モーションキャプチャとフォースプレートシステムによって動作を比較検討した。その結果、身体技法を用いると、股・膝・足関節のピークトルクの合計が少なくなり、特に膝トルクが小さいということが明らかになった。(3)上記(2)と向様の方法で、階段降り動作をバイオメカニクス的に比較検討した。その結果、下肢3関節のピークトルクの合計は、逆に身体技法を用いた方が大きく、特に腰と膝関節のトルクが大きい傾向を示した。平成19年度は、歩行および走行における動作構築に貢献すると考えられているドリル、特に股関節を活性化させると考えられているドリルが、どのように下肢3関節トルクを発揮しているか、そして意識によって股関節の貢献度は増すのかをバイオメカニクスの観点から客観的に解析することを目的として研究を行った。実験は、長さ40mの室内走路において、次の6条件の動作を、それぞれ5試行ずつ行った。1:通常歩行、2:全力疾走、3:ジョギング、4:膝を大きく前に投げ出すスキップ、5:踵引きつけ、6:できるだけ速く進む競歩。条件46について、実験対象者は股関節を大きく動かすことを意識して行った。フォースプレイトと3次元モーションキャフチャシステムによってデータを収集し、それを基にリンクセグメントモデルを構築して右脚の下肢3関節の発揮トルクを推定した。その結果、次のような結論が得られた。1:ジョギングのトルク発揮パターンは、同じ両脚離地局面があるスプリントよりも、両脚同時遊脚期の有無という運動形体が異なる通常歩行に類似した。2:スプリントに最も近いトルク発揮パターンを示したのは、速く移動しようとする競歩動作であり、大きな股関節の屈伸トルクが認められた。3:スキップや踵引きつけドリルは、スプリントに貢献するようなトルク発揮が見られなかった。すなわち、スプリント動作に大きく貢献するドリルは、できるだけスピードを上げようとする競歩であり、股関節を活性化させようと意識しても、スキップや踵引きつけのようなドリルは股関節トルク増大にそれほど貢献しないということがと結論された。

実験は、長さ10mの室内走路において、次の3条件の通常歩行動作を、それぞれ10試行ずつ行った。1:裸足、2:ジョギングシューズ、3:一本歯下駄。フォースプレートと3次元モーションキャプチャシステムによってデータを収集し、それを基にリンクセグメントモデルを構築して右脚の下肢3関節の発揮トルクを推定した。フォースプレートは1000Hz、モーションキャプチャは200Hzで取得後、200Hzで統一して分析した。その結果、下駄歩行は他の2条件歩行に比べて、股関節が常に若干屈曲しており、膝関節は着地であまり伸展させずに接地中は屈曲が深い。さらに、足および足指関節の動きは小さいものであった。つまり、一本歯下駄を履くことによって、下肢4関節の可動範囲が通常歩行よりも狭められて運動していた。一方、運動力学的変数から下駄歩行をみると、他の2条件歩行に比べて、垂直床反力の第1ピークがかなり大きく、股および膝関節トルクの着地直後のピーク値は大きいものとなっていた。特に、足関節トルクは着地直後に大きなピーク値が認められた。以上より、一本歯下駄の効果は、足指関節の可動範囲を大きくするといった特徴をもつ草鞋(深代ら2007)とは逆に、下肢の関節可動範囲を抑えて、力の発揮のしかたを調整しているととらえられた。このようなバイオメカニカルな特徴を考慮の上で、草鞋や一本歯下駄などを使用して運動すれば、本来人間がもっている身体感覚をより効果的に育むことができるのではないかと考えられた。
能動的認識アルゴリズムに基づく音源分離の研究

1.昨年度までに提案した能動的認識のアルゴリズムを時間的な予測を含む場合に拡張し,少ない観測回数で対象の時間的変化を効率よく推定するアルゴリズムを構成した.また,構成したアルゴリズムの有効性を数値実験により検証した.2.本年度の予算により導入した音声記録装置を用いて,種々の楽器音のデータを収集した.また,計算機によって人工的に音声データを生成し,音源分離実験のための音声データベースを作成した.3.2.で得られたデータを解析した結果,音源分離のためのカギとなる特徴として,音の変化の同期性や倍音構造が有用であることが確認された.その一方で,これまでに提案してきた能動的認識のアルゴリズムに加えて,知覚体制化のアルゴリズムを構成し,それらの相互作用により特定の音源の情報を分離するメカニズムを考える必要があることが明らかになった.4.3.の問題を解決するため,視覚の分野で得られている知覚体制化の原理を聴覚の分野に適用し,それを工学的なアルゴリズムとして定式化することを試みたが,完成には至らなかった.5.4.と並行して,聴覚における知覚体制化のメカニズムを調べるため,特に,知覚体制化と関係があると思われる錯覚減少に着目して,合成音を用いた心理学的実験を行なった.1.昨年度までに提案した能動的認識のアルゴリズムを時間的な予測を含む場合に拡張し,少ない観測回数で対象の時間的変化を効率よく推定するアルゴリズムを構成した.また,構成したアルゴリズムの有効性を数値実験により検証した.2.本年度の予算により導入した音声記録装置を用いて,種々の楽器音のデータを収集した.また,計算機によって人工的に音声データを生成し,音源分離実験のための音声データベースを作成した.3.2.で得られたデータを解析した結果,音源分離のためのカギとなる特徴として,音の変化の同期性や倍音構造が有用であることが確認された.その一方で,これまでに提案してきた能動的認識のアルゴリズムに加えて,知覚体制化のアルゴリズムを構成し,それらの相互作用により特定の音源の情報を分離するメカニズムを考える必要があることが明らかになった.4.3.の問題を解決するため,視覚の分野で得られている知覚体制化の原理を聴覚の分野に適用し,それを工学的なアルゴリズムとして定式化することを試みたが,完成には至らなかった.5.4.と並行して,聴覚における知覚体制化のメカニズムを調べるため,特に,知覚体制化と関係があると思われる錯覚減少に着目して,合成音を用いた心理学的実験を行なった.
時系列解析による咬合、全身姿勢、重心動揺および身体機能の関連性解明

咬合と全身機能の関連性を示す客観的評価方法の構築を目的として,身体重心動揺と頭部動揺の同時計測,および頭頸部筋筋活動と動的咬合の同時計測が可能なシステムを構築した.そして,身体重心動揺,頭部動揺,頭頸部筋筋活動,動的咬合の関連性を検索した結果,全身姿勢,頭位,咬合には関連性の認められることが分かった.さらに,咬合と全身姿勢の関連性を示す客観的評価方法構築の一端を担うことができた.咬合と全身機能の関連性を示す客観的評価方法の構築を目的として,身体重心動揺と頭部動揺の同時計測,および頭頸部筋筋活動と動的咬合の同時計測が可能なシステムを構築した.そして,身体重心動揺,頭部動揺,頭頸部筋筋活動,動的咬合の関連性を検索した結果,全身姿勢,頭位,咬合には関連性の認められることが分かった.さらに,咬合と全身姿勢の関連性を示す客観的評価方法構築の一端を担うことができた.1.動的咬合バランスが平衡機能と身体機能に与える影響についての検索:健常有歯顎者20名の咬合時と非咬合時,健常高齢義歯装着者10名の義歯装着咬合時と非装着時における動的咬合,身体重心動揺および握力の測定をそれぞれ行った.その結果,健常有歯顎者の咬合時は非咬合時と比べ,また,健常高齢者の義歯装着咬合時は非装着時と比べ,良好な動的咬合バランスが得られ,身体重心動揺の安定および握力の増加することが分かった.2-(1).実験的に付与した下肢長差が全身姿勢および咬合に及ぼす影響についての検索:健常有歯顎者14名の自然直立姿勢と下肢長差を付与した姿勢の全身姿勢と咬合の評価を行った.下肢長差は,踵の下に110mmまで1mm間隔でインソールを順次挿入して付与した.右足に挿入した姿勢を右足挙上姿勢,左足は左足挙上姿勢とした.その結果,全身姿勢バランスは,右足挙上姿勢では6mm以上,左足挙上姿勢では4mm以上の下肢長差を与えると,即時に挙上足と同側に偏位することが分かった.また,左足挙上姿勢における咬合バランスは,下肢長差が7mm以上になると即時に全身姿勢の変化と同側に偏位することが分かった. 2-(2).実験的に付与した下肢長差が重心動揺,頭位,頭頸部筋筋活動,咬合に及ぼす影響についての検索:健常有歯顎者10名の自然直立姿勢と下肢長差を付与した姿勢の身体重心動揺,頭位,頭頸部筋筋活動,咬合の評価を行った.下肢長差は,片足の踵の下に厚さ10mmのインソールを挿入して付与した.その結果,身体重心,頭位および咬合バランスは,即時に足の挙上側に偏位し,頭頸部筋筋活動量は,足の挙上側が優勢になることが分かった.今後も研究計画に従い,「咬合と全身機能の関連性解明」の一端を担うべく,生体のダイナミックな現象である咬合,全身姿勢,身体重心動揺,身体機能の関連性を示す客観的データの蓄積およびデータベースの構築を目指す.咬合と全身機能の関連性を示す客観的評価方法の構築を目的に,本年度は,まず,身体重心動揺と頭部動揺の同時計測,および頭頸部筋筋活動と動的咬合の同時計測が可能なシステムを構築し,次に,実験的に両足の踵を挙上して姿勢を変化させたとき,姿勢の変化が身体重心動揺,頭位,頭頸部筋群および咬合にどのような影響を及ぼすのか,さらにこれらの関連性についての検討を行った.被験者には,顎口腔系や平衡機能に機能障害を認めない個性正常咬合者15名を選択した.その結果,1.身体重心動揺と頭部動揺:両足挙上姿勢時の前後の足底荷重分布値は,自然直立姿勢時(以下,コントロール)と比較して後方へ偏位した(p<0.05).同様に,頭位も後方に偏位し(p<0.05),前後の足底荷重分布値と頭位の変化には相関が認められた(p<0.05).2.頭頸部筋群の筋活動量と咬合の評価:両足挙上姿勢時における咬筋,側頭筋,胸鎖乳突筋の積分筋電位は,コントロールと比較して増加する傾向が認められた.また,コントロールと比較して,咬筋と側頭筋の積分筋電位の増加率は,側頭筋に比べて咬筋の方が大きい傾向を示した.両足挙上姿勢時の最初の咬合接触と咬頭嵌合位における咬合接触圧分布値は,コントロールと比較して,それぞれ前方に偏位した(p<0.05).これらの結果から,実験的に両足の踵を挙上して姿勢を変化させると,姿勢の前後のバランスと頭位は後方に,咬合接触圧は前方にそれぞれ偏位し,さらに姿勢と頭位の変化には相関のあることが分かった.今後も研究計画に従い,「咬合と全身機能の関連性解明」の一端を担うために,生体のダイナミックな現象である咬合,全身姿勢,身体重心動揺,身体機能の関連性を示す客観的データの蓄積およびデータベースの構築を目指す.

本研究では,咬合と全身機能の関連性を示す客観的評価方法の構築を目的として,身体重心動揺と頭部動揺の同時計測,および頭頸部筋筋活動と動的咬合の同時計測が可能なシステムを構築した.そして本年度は,実験的に前後・左右に全身姿勢を変化させたとき,全身姿勢の変化が頭位,頭頸部筋群および咬合にどのような影響を及ぼすのか,さらに,これらの関連性,特に全身姿勢と頭位の関連性について検討を行った.被験者には,顎口腔系や平衡機能に機能障害を認めない個性正常咬合者20名を選択した.全身姿勢の変化には,ハードコルク製のインソールを用いた,左右それぞれの踵の下に110mmのインソールを順次挿入して左右の変化を,そして,両足の踵の下に10mmのインソールを同時に挿入して前後の変化を付与した.実験的に前後・左右に全身姿勢を変化させたとき,1.全身姿勢と頭位の関係:(1)頭位は,全身姿勢の変化と同じ方向に偏位した.(2)全身姿勢と頭位の偏位する方向には正の相関が認められた.(3)頭位は,全身姿勢と比べ安定しており,これらの安定性には正の相関が認められた.2.頭頸部筋群の筋活動量と咬合の関係:(1)本研究における全身姿勢の変化の設定条件では,頭頸部筋群の筋活動量に変化は認められなかった.(2)8mm以上の下肢長差を付与すると,咬合接触圧は,長い脚の方に偏位することが分かった.(3)両足の踵を10mm挙上すると,咬合接触圧は,前方に偏位することが分かった.以上の結果から,全身姿勢,頭位,咬合には関連性の認められることが分かった、さらに,咬合と全身姿勢の関連性を示す客観的評価方法構築の一端を担うことができた.今後も「咬合と全身機能の関連性解明」の一端を担うために,生体のダイナミックな現象である咬合,全身姿勢,身体重心動揺,身体機能の関連性を示す客観的データの蓄積およびデータベースの構築を目指す.
神経科学的・行動科学的・分子生物学的な「過食」メカニズムの解明(胎生期ストレスラットを用いた過食症病態モデル動物の作成)

本研究の目的は神経性大食症(BN)のモデル動物を作成することにある。BNと感情病のcomorbidityが指摘されているが,本研究では,感情病(うつ病)の生化学的脆弱性モデルとみなされる胎生期ストレスラットを用いた。ラット胎仔において神経伝達物質受容体形成に重要な時期となる妊娠後期の母ラットに軽微なストレス(0.2ccの生理的食塩水の皮下注射)を負荷し,生まれた仔ラットを胎生期ストレス群とした。生下時体重は胎生期ストレス群と対照群で有意差はみられなかった。摂食量の測定は正確な単位時間ごとの測定が可能なペレットフィーダユニットを用いた。通常は自由に摂食,飲水可能な状態で飼育しているが,摂食時間を1日に2時間のみとする摂食制限を21日間実施した。雄性胎生期ストレス群では,摂食制限反復後の24時間絶食の後,最初の1時間あるいは4時間の体重あたりの摂食量は対照群に比し有意に増加していた。摂食制限開始時の体重は両群間に差はなかったが,摂食制限後,自由摂食環境下に戻した後3ヶ月および7ヶ月後の体重は対照群に比し胎生期ストレス群で有意に増加していた。また,雄性胎生期ストレス群において,摂食量の概日リズムの障害がみられた。また,その他の成熟後のストレスとして,予測不可能なマイルドなストレスあるいはコミュニケーションボックス(心理的ストレス)負荷を14日間実施した後の摂食量はいずれも胎生期ストレス群と対照群に有意差を認めなかった。以上より,胎生期ストレスラットにおいて摂食制限反復処置により有用なBNのモデルが作成できると考えられた。神経性大食症(BN)では,「binge eating(気晴らし食い)」という過食パターンを認めるが,ラットにおいては摂食制限処置後の「過食」が「気晴らし食い」のモデルとなりうるとの報告もみられる。BNと感情病のcomorbidityにより,感情病(うつ病)の生化学的脆弱性モデルとみなされる胎生期ストレスラットを用いてより有用なBNのモデルラットを作成可能と考えた。摂食量は正確な単位時間ごとの摂食量が測定可能なペレットフィーダユニットを用いて測定した。通常は自由に摂食,飲水可能な状態で飼育しているが,摂食時間を1日に2時間のみとする摂食制限を1421日間実施した。雄性胎生期ストレス群において,摂食量の概日リズムの障害がみられた。よって,摂食制限反復処置により有用なBNのモデルラットになりうると考えられた。現在,過食症に対する効果が期待されるfluoxetine(選択的セロトニン再取り込み阻害剤)の急性投与,反復投与の効果について本モデルを用いて検討している。神経性大食症(BN)の有用なモデルラットを作成するために胎生期ストレスラットを用いた。

胎生期ストレスラットはこれまでの研究により感情病(うつ病)の生化学的脆弱性モデルとみなされており,BNと感情病のcomorbidityや摂食制限処置後の「過食」が「気晴らし食い」のモデルラットとなりうるとの報告もみられる。ラット胎仔において神経伝達物質受容体形成に重要な時期となる妊娠後期の母ラットに軽微なストレス(0.2ccの生理的食塩水の皮下注射)を負荷し,生まれた仔ラットを胎生期ストレス群とした。生下時体重は胎生期ストレス群と対照群で有意差はみられなかった。摂食量は正確な単位時間ごとの摂食量が測定可能なペレットフィーダユニットを用いて測定した。通常は自由に摂食,飲水可能な状態で飼育しているが,摂食時間を1日に2時間のみとする摂食制限を1421日間実施した。雄性胎生期ストレス群では,摂食制限反復後の24時間絶食の後,最初の1時間あるいは4時間の体重あたりの摂食量は対照群に比し有意に増加していた。摂食制限開始時の体重は両群間に差はなかつたが,摂食制限後,自由摂食環境下に戻した後3ヶ月および7ヶ月後の体重は対照群に比し胎生期ストレス群で有意に増加していた。雄性胎生期ストレス群において,摂食量の概日リズムの障害がみられた。また,その他の成熟後のストレスとして,予測不可能なマイルドなストレスあるいはコミュニケーションボックス(心理的ストレス)負荷を14日間実施した後の摂食量はいずれも胎生期ストレス群と対照群に有意差を認めなかった。よって,胎生期ストレスラットにおいて摂食制限反復処置により有用なBNのモデルが作成できると考えられた。
スギによる柱-土台接合部のめり込みクリープ特性の解明と効果的接合方法の開発

宮崎県産スギ心持ち正角材(未乾燥材、高温乾燥材、燻煙熱処理材、蒸気式乾燥材、天然乾燥材)を用いて、実大の柱-土台接合部I型試験体(以下、試験体)を製作し、めり込みクリープ試験を実施した。この場合、試験体の接合部には、短ほぞ差しかど金物当て釘打ち、及びほぞ深さの異なる2種類の長ほぞ差し込み栓打ちを採用した[具体的には90mm(以下、S型)と105mm(以下、L型)]。負荷荷重は、当初は2階建てモデル建物の最大柱軸力891kgf(以下、ステージ1)としたが、その後一端除荷し、クリープ回復を待って同年9月4日から基準強度×1.1/3(2471kg)の負荷条件(以下、ステージ2)で実験を再開した。変位は、クリープ変位のほかに躯体全体の鉛直変位や土台の収縮・膨潤や温湿度も併せて測定した。得られた成果は、以下のとおりである。1.ステージ1:L型では、何れも変位の進行が極めて微小であり、乾燥方法による相違や事故的水かかりの影響も明確ではなかったが、その一方で、S型では、相対的にクリープの進行や事故的水かかり後の変位増加が大きかった。具体的には、約1年経過時(2度の事故的水かかり試験を含む)の鉛直変位がS型では0.661.48mm、L型では0.240.39mmとなり、両接合方法間で大きな差が生じた。一方、未乾燥材試験体では乾燥材試験体の5倍以上の鉛直変位増加が認められた。2.ステージ2:ステージ1よりも、さらにS型とL型の変位の差が明確に現れた。具体的には、S型では、半年後の鉛直変位が1.75.2mmとステージ1の数倍にも達したのに対し、L型の同変位は0.320.75mmとステージ1より僅かに大きいのみの値を示した。この結果から、基準強度×1.1の荷重条件は、S型に対しては極めて過酷といわざる負えないが、L型に対しては実用上大きな問題はないと考えられた。3.以上の結果から、鉛直変位を可能な限り低減させるためには、柱の縦圧縮に応力の多くを負担させるような接合法を採用することが極めて効果的なこと、並びに部材の含水率に配慮した施工を心がける限りスギの土台としての適合性に大きな問題はないことなどが明らかになった。宮崎県産スギ心持ち正角材(高温乾燥材、燻煙熱処理材、蒸気式乾燥材、天然乾燥材)を用いて、実大の柱-土台接合部I型試験体(以下、試験体)を製作し、めり込みクリープ試験に供した。なお、試験体の接合部には、ほぞ深さの異なる2種類の長ほぞ差し込み栓打ちを採用した。具体的には、90mm(S型)と105mm(L型)である。負荷荷重は、2階建てモデル建物の最大柱軸力891kgfを採用した。

また、クリープ変位と併せて梁及び土台の収縮・膨潤や温湿度も同時に測定した。試験は2005年4月26日に開始したが、概ね二次クリープに入った段階(2005年12月7日)から事故的水かかり試験も平行して行なっている(現在も継続中)。ここで、現時点までに得られた知見を以下に示す。1.全体としてのめり込みクリープの傾向は安定しているが、接合方法(S型とL型)による傾向の差異が明確に認められる。すなわち、L型では、めり込みクリープの進行が極めて微小であり、乾燥方法による相違や事故的水かかりの影響もさほど明確ではないが、その一方で、S型では、全体にめり込みクリープの進行や事故的水かかりの影響がL型のそれに比べて大きく、また乾燥温度が低いほどめり込みクリープの進行が大きくなる傾向を示している。2.鉛直方向変位をさらに実用的と考えられる沈み込み量(めり込みクリープ+土台の収縮・膨潤量)で評価すると、S型とL型の差異はさらに顕著になっている。特に、S型では、事故的水かかり後の沈み込み量回復とその後の増加がL型のそれに比べて著しい。この場合、S型では、ほぞの胴付部分を土台が受けているため、土台自体の膨潤・収縮の影響を直接受けることになるが、L型では、ほぞの先端が基礎に到達しているため、少なくとも収縮の影響は殆ど受けない。このために、このような特性の差異を生じたものと考えられる。前年度に引き続き、宮崎県産スギ心持ち正角材(高温乾燥材、燻煙熱処理材、蒸気式乾燥材、天然乾燥材)による実大の柱-土台接合部I型試験体(以下、試験体)のめり込みクリープ試験を実施した。この場合、試験体の接合部には、ほぞ深さの異なる2種類の長ほぞ差し込み栓打ちを採用した。具体的には、90mm(以下、S型)と105mm以下、L型)である。負荷荷重は、2006年6月4日までは2階建てモデル建物の最大柱軸力891kgf(以下、ステージ1)としたが、同年6月5日に一端除荷し、その後クリープ回復を待って同年9月4日から基準強度×1.1/3(2471kg)の負荷条件(以下、ステージ2)で実験を再開した。変位は、クリープ変位のほかに躯体全体の鉛直変位や土台の収縮・膨潤や温湿度も併せて測定した。実験は現在も継続中であるが、現時点で以下のような成果を上げている。(1)ステージ1:L型では、何れも変位の進行が極めて微小であり、乾燥方法による相違や事故的水かかりの影響も明確ではなかったが、その一方で、S型では、全体にクリープの進行や事故的水かかり後の変位増加が著しかった。具体的には、約1年経過時(2度の事故的水かかり試験を含む)の鉛直変位がS型では0.661.48mm、L型では0.240.39mmなり、両接合方法間で大きな差が生じた。(2)ステージ2:ステージ1よりも、さらにS型とL型の変位の差が明確に現れた。具体的には、S型では、半年後の鉛直変位が1.75.2mmとステージ1の数倍にも達したのに対し、L型の同変位は0.320.75mmとステージ1より僅かに大きいのみの値を示した。この結果から、基準強度×1.1の荷重条件は、S型に対しては極めて過酷といわざる負えないが、L型に対しては実用上大きな問題はないと考えられた。(3)以上の結果から、鉛直変位を可能な限り低減させるためには、柱の縦圧縮に応力の多くを負担させるような接合法を採用することが極めて効果的と結論づけられた。
果実の成育・成熟と植物ホルモンとの関係の関する研究

呼吸型または追熱性を異にした果実の生育、成熟、老化、追熱等の生理現象とそれら現象の調節に関与している各種内生ホルモンとの関係について知見をえるため、二三の検討を行なった。(1)、呼吸の漸減型果実ナシ'二十世紀'及びクライマクテリックライズ期の遅い果実ナシ'幸水'では、幼果期から肥大末期にIAA濃度は急減したが、ABA濃度は全期間通じて大きな変動を示さなかった。一方、クライマクテリックライス期の早いモモ'大久保'では、成育成熟期通じてIAA濃度に大きな変動は見られず、ABA濃度が肥大末期移行急速な上昇を示した。また、一時上昇型に属し、その上昇期の遅い果実キウイフルツでも、同様にABA濃度の上昇が認められた。このように、生育成熟期における各種内生ホルモンの消長のパターンは果実の種類により非常に異なっていることが判った。(2).(1)において用いた幼果期、中間期及び成熟期に収穫した各種果実の貯蔵中における呼吸、エチレン発生及びその他の内生ホルモン濃度の消長と果実の老化または追熟の関係を検討した。貯蔵期通じてエチレン発生が認められないナシ'二十世紀'及び'幸水'の各期収穫果実はいずれもIAA及びGA濃度の減少とABA濃度の上昇が認められた。貯蔵中に著しいエチレン発生が認められるナシ'バートレット'及びモモ'大久保'では、エチレン生成とABA濃度の上昇と何らかの関係があるような結果が得られた。追熟性の乏しい幼果期果実においても、貯蔵中にABA濃度が上昇することから、ABAはむしろ老化と密接な関係があるものと考えられる。(3).キウイフルーツに限りエチレン発生の上昇に伴いABA濃度が減少した。このことは、エチレン生成機構の観点から興味があるので、ACC濃度についても合せて検討した。その結果、キウイフルーツ'ブルノ'では、エチレン発生及びACC濃度ともに上昇するが、モモではエチレン、ABAの上昇を伴ないACC濃度ともに上昇するが、モモではエチレン、ABAの上昇に伴ないACCは減少した。1.前年度、各種果実のIAAの消長を調べたところ、モモ'大久保'及びキウイフルーツなどに限って、貯蔵中にIAA濃度が上昇するという異常な結果が得られた。分析法に問題があると考え検討したところ、これらの試料に限り、HPLCでは、IAAと分離されない成分が存在することが判った。この成分としては、主に2つの化合物が存在し、そのうち1成分は、GC-MS分析の結果、P-ハイドロキシフェニルプロピオン酸と同定した。これら試料について、HPLC法とキャピラリーGC法を比較検討した結果、後者がより信頼性が高い結果を示したので、以後これら試料については、この方法を採用した。2.前年度の研究において、キウイフルーツ'ブルノー'の場合、その老化又は追熟に判うエチレン及びABAの消長のパターンは他果実の場合と比較し非常に異ったパターンを示した。今年度はこの差異を明らかにするため、キウイフルーツ'ブルノー'及びモモ'大久保'の20°C貯蔵中におけるエチレン発生,その前駆体であるACC,老化ホルモンABA及び生長ホルモンIAAの消長を調べ、それら果実の老化、追熟に伴うそれらホルモンの相互の関係を検討した。その結果、モモでは、貯蔵中に、ABA濃度及びエチレン発生の上昇し、IAA及びACC濃度が減少した。一方、キウイフルーツ'ブルノー'では、ABA及びIAA濃度の減少し、エチレン発生及びACC濃度の上昇が認められた。

今関らは、ヤエナリの胚軸を用いた研究で、IAAはACC合成酵素活性を促進し、ABAはACC合成酵素活性を阻害することを明らかにしているが、本研究で得られた結果は、今関らの結果を支持できるものであり、果実のACC生成は内生するABA/IAA濃度比と密接な関係があるものと考えられる。
分子選択拡散効果の応用による予混合乱流燃焼促進手法の開発研究

本研究は,希薄混合気において特に重要となる、予混合乱流燃焼場での選択拡散効果の直接的な検証と定量化、並びに選択拡散効果を積極的に応用する予混合乱流燃焼促進手法の開発を目的に検討を行った。主な結果を次に示す.1.瞬間火炎断層写真から火炎表面積を算出した.同一条件では他の不活性ガスに比較してHe混合気は小さな値を示し,また水素混合気では不活性ガスをCO_2とした場合の表面積が若干,N_2やArの場合に比較して大きくなる傾向にあった.しかしながら,これら不活性ガスに起因した火炎表面積の差異は乱流燃焼速度特性の差異を定量的に説明するには小さく,概ね従来の考えと同じく同一条件では,乱れ強さと層流燃焼速度の比u'/S_<LO>に比例した値となることがわかった.したがって,選択拡散効果に起因した局所燃焼速度の変化が重要であることが確認できた.2.連続火炎断層写真から,局所燃焼速度に相当する換算局所火炎変位速度S_Fを算出した結果,従来の考えと異なり,火炎面の燃焼速度であるS_Fは,一定値ではなく広い範囲に分布していた.3.水素,メタン希薄混合気では,希薄なほど未燃ガス側に凸な領域で高いS_Fを示す傾向にあった.一方,プロパン過濃混合気では,過濃なほど未燃ガス側でのS_F値は大きくなる傾向を示した.この結果は,選択拡散効果により説明できる.したがって,このS_F値をもちいて予混合乱流燃焼場での選択拡散効果の直接的な検証と定量化を行えることが明白である.4.本研究により,混合気の分子拡散特性を操作することにより乱流燃焼時の分子選択拡散効果を有効に利用し予混合乱流燃焼を促進できる手法が明らかになった.すなわち,燃料には酸素より拡散係数が大きな分子を,不活性ガスには酸素より拡散係数が小さな分子を用いることにより,希薄混合気の乱流燃焼速度は促進できる.本研究は,希薄混合気において特に重要となる、予混合乱流燃焼場での選択拡散効果の直接的な検証と定量化、並びに選択拡散効果を積極的に応用する予混合乱流燃焼促進手法の開発を目的に検討を行った。主な結果を次に示す.1.瞬間火炎断層写真から火炎表面積を算出した.同一条件では他の不活性ガスに比較してHe混合気は小さな値を示し,また水素混合気では不活性ガスをCO_2とした場合の表面積が若干,N_2やArの場合に比較して大きくなる傾向にあった.しかしながら,これら不活性ガスに起因した火炎表面積の差異は乱流燃焼速度特性の差異を定量的に説明するには小さく,概ね従来の考えと同じく同一条件では,乱れ強さと層流燃焼速度の比u'/S_<LO>に比例した値となることがわかった.したがって,選択拡散効果に起因した局所燃焼速度の変化が重要であることが確認できた.2.連続火炎断層写真から,局所燃焼速度に相当する換算局所火炎変位速度S_Fを算出した結果,従来の考えと異なり,火炎面の燃焼速度であるS_Fは,一定値ではなく広い範囲に分布していた.3.水素,メタン希薄混合気では,希薄なほど未燃ガス側に凸な領域で高いS_Fを示す傾向にあった.一方,プロパン過濃混合気では,過濃なほど未燃ガス側でのS_F値は大きくなる傾向を示した.この結果は,選択拡散効果により説明できる.したがって,このS_F値をもちいて予混合乱流燃焼場での選択拡散効果の直接的な検証と定量化を行えることが明白である.4.本研究により,混合気の分子拡散特性を操作することにより乱流燃焼時の分子選択拡散効果を有効に利用し予混合乱流燃焼を促進できる手法が明らかになった.すなわち,燃料には酸素より拡散係数が大きな分子を,不活性ガスには酸素より拡散係数が小さな分子を用いることにより,希薄混合気の乱流燃焼速度は促進できる.初年度となる本年度は、まず混合気の拡散特性が乱流燃焼速度特性および選択拡散効果に及ぼす影響を詳細に検討するため、主に不活性ガスの種類を変化させることにより異なる多成分系拡散特性を持つ燃料/酸素/不活性ガス混合気を作製し、乱流燃焼速度の計測を行った。さらに、乱流燃焼モデルの確立には不可欠な乱流火炎の形状および伝播特性を詳細に検討するため、火炎連続断層写真の撮影の準備を行った。燃料/酸素/不活性ガス混合気の乱流燃焼速度特性は、等方的な定常乱れ場を得られる定容燃焼器を用い、混合気を大気圧充填し、所定の乱れ強さの下、燃焼室の中心で火花点火し、得られる燃焼器内圧力上昇率から算出する手法で明らかにした。ここで、混合気は当量比の異なる層流燃焼速度を25cm/sに揃えたものを使用し、燃料としては水素とメタンを、不活性ガスとしては窒素に加え、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素を用いた。なお、水素混合気では当量比が0.6以上のものとメタン混合気でのヘリウム添加混合気は作成できなかった。計測結果からは、水素、メタンの両混合気とも、同一乱れ強さでの乱流燃焼速度および消炎限界は、不活性ガスの種類に因らず当量比の小さいもの程それぞれ増加、拡大する傾向にあった。さらに、少なくとも希薄側における同一乱れ強さでの乱流燃焼速度は、窒素添加混合気を基準に考えるとアルゴン添加では同程度か若干大きな値を、二酸化炭素添加では大きな値を、ヘリウム添加では低い値を示すことが明らかになった。

この不活性ガスの差異による燃焼特性の変化は、分子拡散に起因する選択拡散効果が重要な因子であることがわかった。また、新規設備である高速度カメラシステムを用いたレーザートモグラフシステムは、現在までに、光学系の構成、散乱粒子の量、イメージインテンシファイアのマッチングなど予備的な燃焼実験が概ね終了した。二年目となる本年度は、乱流燃焼速度特性と密接に関係している乱流火炎形状及び伝ぱ特性などの観測を、乱れの比較的弱い領域(乱れ強さ0.35m/s)に対してレーザトモグラフ法により実施した。具体的には、不活性ガスを窒素、アルゴンまたは二酸化炭素としたメタン/酸素/不活性ガス混合気に対して瞬間乱流火炎断層写真の撮影を、また燃料を水素、メタンまたはプロパンとした燃料/酸素/窒素混合気に対して連続乱流火炎断層写真の撮影を実施した。さらに、昨年度に続き燃料/酸素/不活性ガス混合気の乱流燃焼速度特性の検討も続行した。まず、瞬間火炎断層写真から、不活性ガスの種類が火炎表面積など火炎形状に与える影響について検討を行った。その結果、同一層流燃焼速度であれば不活性ガスの差異によらず、火炎表面積はほぼ乱れ強さに支配されることがわかった。この結果と昨年度の乱流燃焼速度計測結果とから、比較的乱れの弱い流域においても従来層流燃焼速度であると考えられていた局所燃焼速度の値は変化していることが明白となった。さらに、不活性ガスにより火炎形状に差異が見られ、特に二酸化炭素添加混合気では、他の不活性ガスに比べ曲率半径の小さな火炎形状が観測された。次に、連続火炎断層写真から、直接的に乱流火炎の局所形状と伝ぱ特性の関係を検討した。その結果、上述の乱流燃焼時の局所燃焼速度は、局所火炎形状特性に依存し、即ち未燃ガス側に凸な火炎部分が既燃ガス側に凸な火炎部分に比較してその値が大きくなる傾向にあること、さらに広い範囲に分布し層流燃焼速度の数倍に達するものもあることを定量的に明らかに出来た。この現象は、選択拡散効果により説明が可能である。一方、層流燃焼速度を15cm/sに揃えた混合気の乱流燃焼速度特性を計測した結果、同一当量比では二酸化炭素添加混合気の消炎限界が、他の不活性ガスに比べ拡大することが明らかになった。本年度は,層流燃焼速度S_<LO>を揃えた燃料/酸素/不活性ガス混合気に対して乱流火炎の形状・伝ぱ特性の観測・解析を引き続き実施するとともに,混合気の分子拡散特性の差異による火炎性状・強度について静電探針法により評価を行った.不活性ガスの種類が乱流火炎性状・強度に与える影響を評価するため,静電探針を用いてメタン/酸素/不活性ガス(N_2,Ar及びCO_2)予混合火炎を対象に検討を行った.その結果,火炎強度に比例する値と思われる最大イオン電流値I_<max>に興味深い傾向が見られた.即ち,CO_2添加混合気は,同一条件での乱流燃焼時のI_<max>が層流燃焼時に比べ増大する傾向にあるものの,他の不活性ガスではその様な傾向は見られなかった.これは,他に比べCO_2添加混合気では,乱流燃焼時の選択拡散効果により乱流燃焼場を支配する未燃ガス側に凸な領域の火炎強度が向上するためである.一方,主に燃料の種類(水素,メタン及びプロパン),当量比及びS_<LO>が局所火炎形状及び局所伝ぱ特性へ及ぼす影響を評価するため,燃料/酸素/窒素混合気を対象に瞬間及び連続乱流火炎断層写真を撮影した.その結果,得られた平均局所燃焼速度に相当する値S_<F,m>は,
移動シェア問題に対するニューラルネットワークを用いたオンラインアルゴリズムの開発

近年,移動手段をシェアする「移動×シェア」が注目されている.駅やバス停が自宅や目的地から遠いといった不便さが理由で公共交通機関の利用者は増加には至っていない.しかし,移動×シェアは,出発地と目的地を自由に決められるため,多くの利用者が期待できる.本研究はシェアサイクルとライドシェアの利用者増加の妨げになる課題を解決するための組合せ最適化問題を提起し,その問題に対する最適化アルゴリズムの開発を目指す.近年,移動手段をシェアする「移動×シェア」が注目されている.駅やバス停が自宅や目的地から遠いといった不便さが理由で公共交通機関の利用者は増加には至っていない.しかし,移動×シェアは,出発地と目的地を自由に決められるため,多くの利用者が期待できる.本研究はシェアサイクルとライドシェアの利用者増加の妨げになる課題を解決するための組合せ最適化問題を提起し,その問題に対する最適化アルゴリズムの開発を目指す.