hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マシニングセンタの熱変形が加工誤差に及ぼす影響

工作機械の加工精度は、設備の状態、工具及び加工条件等の様々な要因によって変化するが、その一つに、モータ発熱、ベアリング等の摩擦熱及び周囲温度等の温度変化が影響する工作機械構造の熱変形が挙げられる。切削加工の工作機械としてマシニングセンタは産業界で多く活用され、中でもC型の構造形状を持つ、立て型マシニングセンタは作業性が良いため広く流通されている。しかし、側面が非対称の構造形状をしているため、構造部内外の発熱源から受ける熱影響で構造形状が変形することにより、加工位置のずれが生じ、加工精度が低下する。このため、高精度加工を行うには熱変形対策を必要とする。これまでに、位置精度の向上を目的に加工位置補正制御に関する研究を行ってきた。本研究では、C型構造形状の立て型マシニングセンタの構造部の温度変化が起因となって生じる主軸ヘッドの傾斜により、主軸に取り付けた加工具の倒れが加工精度に及ぼす影響について、熱変形の状態を明らかにする熱変位測定実験および解析を行った。温度変化で起こる工具の倒れ状態を測定するために、本研究で作成した自動測定プログラムを用いて、主軸回転始動後、一定時間毎に構造部温度と、電気マイクロメータを用いて主軸に取り付けた丸棒の上下位置の変位を測定し、温度変化時の工具傾斜を求めた。また、前述の実験で得られたヘッド、コラム及びベッド構造部の表面温度の測定結果から、構造変形の状態を把握するためにCAEを用いた解析を行った。これらの結果から、構造部の温度変化によってY軸方向の工具倒れが生じ、この倒れによる位置決め精度への影響は小さいが、加工形状に及ぼす影響があることが分かった。さらに、今後の加工精度向上を目的にした研究を進行する上で、長時間の測定実験を効率化するために、本研究の取り組みによりCAEを活用した解析技術の向上を図った。
色素を用いない新しい発色技術の開発―酸化チタン基盤への応用―

本研究では、モルフォ蝶翅燐粉の構造性発色のメカニズムを応用して光触媒材料である酸化チタン基板を色素を用いないで着色する技術を提案し、実際に青色を発色する酸化チタン基板を試作した。その研究成果の要旨は以下の通りである。1.構造性発色のメカニズム解明とモデル設計モルフォ蝶翅燐粉の走査電子顕微鏡を用いた表面観察により燐粉の微細構造を調べ、その回折特性をRCWA法により求めた。その結果、モルフォ蝶翅燐粉の構造性発色は、λ_0を発色の中心波長とするとき、光学膜厚がλ_0/4の誘電体薄板(lamella)の積層構造と線条(ridge)の周期構造(周期が0.6μm程度)に起因することを見出した。次に、この発色メカニズムの結果をもとに材料をTiO_2とSiO_2として青色(λ_0=0.48μm)を発色する微細周期構造の設計モデルを策定した。2.青色発色を起す酸化チタン基板の加工・製作1.で求めた設計モデルを、微細加工プロセスを用いて実際に加工するための基礎的実験から微細周期構造を試作までを行った。TiO_2/SiO_2の積層構造を蒸着により作成し、次に電子ビーム露光によりマスクのパターンニングを行い、ドライエッチングとウエットエッチングにより線条周期構造を作成した。そして、この微細周期構造の反射スペクトル特性を測定し、青色付近の発色を観測した。3.構造色の色彩情報測定構造性発色による光触媒材料の着色を評価するために、色を認識するメカニズムと色の定量化を計る色彩情報について調べた。そして、モルフォ蝶翅の構造色が彩度の高い青色であることを確認し、構造性発色を起す微細周期構造が色の3要素に及ぼす影響を調べた。なお、TiO_2基板の光触媒効果の評価については、製作した基板の面積が小さいこともあって実験できなかった。本研究では、光触媒材料である酸化チタン(TiO_2)を構造性発色によって着色する技術の開発を目的として、平成11年度に以下の研究を行い、国内外の学会で発表した:(1)計算機設計TiO_2とSiO_2を材料として、構造性発色によって中心波長λ_0が0.48μmの青色を発色する微細構造を計算機シミュレーションにより求め、設計パラメータを定めた。この微細構造は、光学膜厚がλ_0/4の誘電体薄板(lamella)の積層構造と線条(ridge)の周期構造(周期が0.6μm程度)から構成される。(2)製作・加工(1)で求めた設計モデルを実際に製作し、その反射スペクトル特性を測定した。まず、TiO_2/SiO_2の積層構造を蒸着により作成し、次に電子ビーム露光によりマスクのパターンニングを行い、ドライエッチングによって線条周期構造を作成した。そして、この微細周期構造の反射スペクトル特性を測定し、線条の周期が1μm以上でλ_0=0.48μmを中心波長とする発色が観測された。(3)評価CIE表色系によって構造色を評価する実験および理論計算を行った。分光測色計または計算機シミュレーションにより反射スペクトル特性を求め、これからYxy表色系により色の3要素(色相、明度、彩度)を求めた。そして、誘電体薄板の膜厚が色相(色あい)を定め、線条の周期が明度および彩度に強い影響を与えていることを確めた。このように構造性発色では、その形状によって色の3要素を制御することができ、このことが構造性発色の特長であることを見出した。

今後の課題として、製作・加工では周期が1μm以下(0.6から0.3μm)の線条構造の製作、評価では光触媒効果の実験を行う必要がある。本研究では、光触媒材料である酸化チタン(TiO_2)を構造性発色によって着色する技術の開発を目的として前年度に引続き、平成12年度に以下の研究を行い、国内外の学会で発表した:(1)計算機設計TiO_2とSiO_2を材料として、構造性発色によって中心波長λ_0が0.48μmの青色を発色する微細構造を計算機シミュレーションにより求め、設計パラメータを定めた。この微細構造は、光学膜厚がλ_0/4の誘電体薄板(lamella)の積層構造と線条(ridge)の周期構造(周期が0.6μm程度)から構成される。(2)製作・加工(1)で求めた設計モデルを実際に製作し、その反射スペクトル特性を測定した。まず、TiO_2/SiO_2の積層構造を蒸着により作成し、次に電子ビーム露光によりマスクのパターンニングを行い、ドライエッチングによって線条周期構造を作成した。そして、この微細周期構造の反射スペクトル特性を測定し、線条の周期が1μm以上でλ_0=0.48μmを中心波長とする発色が観測された。(3)評価CIE表色系によって構造色を評価する実験および理論計算を行った。分光測色計または計算機シミュレーションにより反射スペクトル特性を求め、これからYxy表色系により色の3要素(色相、明度、彩度)を求めた。そして、誘電体薄板の膜厚が色相(色あい)を定め、線条の周期が明度および彩度に強い影響を与えていることを確めた。このように構造性発色では、その形状によって色の3要素を制御することができ、このことが構造性発色の特長であることを見出した。
鉄鋼の企業間取引史の日米比較研究

本研究プロジェクトでは、日本とアメリカの両国における鉄鋼メーカーと鉄鋼需要企業間の取引の歴史を、徹底的な資料収集と綿密な比較分析によって実証的に明らかにしてきた。特に、日米の個別鉄鋼企業の1次史料を発掘、収集した上で、市場性と組織性の絡み合いという視点から、アメリカについては、19世紀の南北戦争後の“金ぴか時代"から20世紀前半にかけてを、日本については1910年代1960年代を分析時期にして、両国の企業間関係の普遍性と特殊性を歴史的に解明してきた。最終年度の平成30年度には、平成28年度と29年度の2年間の史料収集と分析に基づき、鉄鋼の企業間取引史の日米比較研究の成果を国際学術学会で発表すると共に、論文2本(学術雑誌論文1本、著書の中の論文1本)を執筆、公表した。まず、日本の鉄鋼業で最初の大量需要分野であった造船用をとりあげ、市場性と組織性の絡み合いという視点から、主に、1930年代の企業間取引の実態を解明する論文を、著作、武田晴人、石井晋、池元有一編『日本経済の構造と変遷』(2018年7月出刊)の中に掲載した。また、この論文の成果に基づき、2018年9月7日、イタリアのアンコナで開催されたEuropean Business History Association(EBHA)の第22回年次大会で、19世紀後半アメリカにおける鉄道用鉄鋼の企業間取引と、20世紀前半の日本における造船用鋼材の企業間取引を比較分析した研究成果を報告した。それに、その学会報告での出席者からのコメントとディスカッションを反映した論文(英文)を執筆し、法政大学経営学部の紀要の『経営志林』第55巻第3号に公表した(2018年10月公刊)。本研究プロジェクトでは、鉄鋼業が基礎素材の供給を通じて日米の多くの産業の発展を支えたことに着目して、日米の鉄鋼の企業間取引史についての調査・比較分析を行っている。平成28年度には米史料保存機関を訪問して米鉄鋼業における自動車用鋼材の取引史の1次史料を収集すると共に、海外の関連研究者との意見交換を行った。さらに、複数の海外学会での研究報告を通じて、参加者とのディスカッションを行った。まず、米ハーバードビジネススクールのベーカーライブラリに所蔵される米鉄鋼業及び鉄鋼メーカーの史料を収集するとともに、同大学のワイドナーライブラリでも史料調査を行った。また、ハーバードビジネススクールの経営史研究者達と、経営史における国際比較の方法論、その鉄鋼業の企業間関係史の分析への応用について議論を行うと共に、同ビジネススクールの製品開発論の研究者と製造業の歴史の日米比較についてディスカッションを行った。MIT歴史学部の日本史研究者とも日本の鉄鋼業史における企業間関係についての意見交換を行い、MITのSloan Business Schoolのイノベーション論の専門家とも、企業間関係とイノベーションについて議論を行った。さらに、ハーバード大学Asia Centerが主催するセミナーに参加して、企業間関係についてのディスカッションを行うと共に、ハーバードロースクールの法制史専門家とも企業間関係史の国際比較について意見を交換した。アメリカ側の鉄鋼取引史についての重要な史料の収集が進んでいる。また、学会発表に加えて、アメリカの経営史及び経済史、法制史、製品開発、イノベーションなどの専門家と、多くの意見交換と助言収集を行い、本研究プロジェクトの方向性がより明確になっている。それに、アメリカの自動車用鋼材の企業間取引の歴史については、平成29年度に海外学会での研究報告が可能な段階に達しており、さらに、平成29年度には、アメリカの鉄鋼取引史について論文化も可能な段階になった。本研究プロジェクトでは、鉄鋼メーカーと鉄鋼需要企業間の取引の歴史を日米両国で調査し、両国間の比較分析を行っている。平成29年度には鉄鋼の企業間取引の歴史についての追加的な史料調査を行うと共に、日米の企業間取引史の比較分析の成果の一部をまとめ、三つの国際学術学会で報告し、論文も1本完成し、公表した。まず、米メリランド州Suitland所在で、National Archivesの分室であるWashington National Records Center (WNRC)を訪問して、米鉄鋼取引についての史料調査を行うと共に、ワシントンD.C.のLibrary of Congressでアメリカの鉄鋼業史及び鉄鋼の企業間取引史についての史料収集を行った。また、アメリカのデトロイトとディアボーンを訪問して、フォードやジェネラル・モーターズの鋼材取引についての1次史料を収集した。こうした史料収集に基づき、自動車用鋼材の取引史についての日米比較分析を行い、その成果の一部を海外の国際学術学会で報告した。まず、2017年5月にワシントンD.C.で開催されたISA(Industry Studies Association)年次大会で、自動車用鋼材の企業間取引史の日米比較の成果を発表した。また、2017年8月に韓国巨濟で開かれた韓日生態系研究国際共同学術大会で研究報告を行った。2017年8月下旬には、オーストリアのウィーンで開催されたEuropean Business History Association(EBHA)の第21回年次大会で、自動車用鋼材の企業間取引の日米歴史比較について報告した。それに、鉄鋼の企業間取引史の日米比較の研究成果の一部を論文として纏め、法政大学経営学部の紀要の『経営志林』第54巻第4号に公表した(2018年3月公刊)。当初の計画で、平成29年度には史料の収集に重点がおかれ、その成果の公表は想定しなかったが、同年度に、アメリカ、ヨーロッパ、韓国の三つの国際学会それぞれで、自動車用鋼材の企業間取引史の日米比較の成果を発表することができた上、日米の自動車用鋼材取引の比較についての論文も完成し、公表することができた。

本研究プロジェクトでは、日本とアメリカの両国における鉄鋼メーカーと鉄鋼需要企業間の取引の歴史を、徹底的な資料収集と綿密な比較分析によって実証的に明らかにしてきた。特に、日米の個別鉄鋼企業の1次史料を発掘、収集した上で、市場性と組織性の絡み合いという視点から、アメリカについては、19世紀の南北戦争後の“金ぴか時代"から20世紀前半にかけてを、日本については1910年代1960年代を分析時期にして、両国の企業間関係の普遍性と特殊性を歴史的に解明してきた。最終年度の平成30年度には、平成28年度と29年度の2年間の史料収集と分析に基づき、鉄鋼の企業間取引史の日米比較研究の成果を国際学術学会で発表すると共に、論文2本(学術雑誌論文1本、著書の中の論文1本)を執筆、公表した。まず、日本の鉄鋼業で最初の大量需要分野であった造船用をとりあげ、市場性と組織性の絡み合いという視点から、主に、1930年代の企業間取引の実態を解明する論文を、著作、武田晴人、石井晋、池元有一編『日本経済の構造と変遷』(2018年7月出刊)の中に掲載した。また、この論文の成果に基づき、2018年9月7日、イタリアのアンコナで開催されたEuropean Business History Association(EBHA)の第22回年次大会で、19世紀後半アメリカにおける鉄道用鉄鋼の企業間取引と、20世紀前半の日本における造船用鋼材の企業間取引を比較分析した研究成果を報告した。それに、その学会報告での出席者からのコメントとディスカッションを反映した論文(英文)を執筆し、法政大学経営学部の紀要の『経営志林』第55巻第3号に公表した(2018年10月公刊)。平成28年度の研究調査成果を踏まえて、平成29年度に、米ワシントンD.C.の国会図書館(Library of Congress)でアメリカの鉄鋼の企業間取引史についての史料収集を行う。また、こうしたアメリカの史料収集に基づく分析を行い、その成果をもって、米産業学会の年次大会(2017 Industry Studies Conference)、及びヨーロッパのEBHA(European Business History Association)の年次大会で研究報告する。さらに、アメリカの鉄鋼取引の歴史について研究成果の一部を英文と日本語の論文として公刊する。本研究プロジェクトの最終年度の平成30年度には、平成28年度と平成29年度の2年間の研究調査成果を踏まえて、申請者が会員になっている米産業学会の年次大会(2017 Industry Studies Conference)、及びヨーロッパのEBHA(European Business History Association)の年次大会で研究報告すると共に、研究成果の一部を英文と日本語の論文として公刊する。
性ホルモンが関与する注意制御機能の男女差

本研究では,注意制御機能を中心とした認知機能の男女差にテストステロンが及ぼす影響について調べた。テストステロンの分泌量は,人差し指と薬指の長さ比及び唾液から測定した。認知課題には,男性優位とされる非標的に紛れた標的を報告する時間的探索課題と心的回転課題,実際の動きと反転してディスプレイに呈示されるマウスの軌跡を見ながら指定された英数字を辿るマウス反転課題の3つを用いた。実験の結果,指の長さ比と心的回転課題の成績との間に相関が認められた。唾液中のテストステロンの分泌量と3つ課題の成績には相関が認められなかった。このことから,テストステロンが認知機能に及ぼす影響は限定的であることが示唆された。本研究では,性ホルモンが認知機能に及ぼす影響を調べることにより,認知機能の男女差をもたらす要因と,そのメカニズムの解明を目的として実験を行った。最初にどういった課題が性別によって課題成績が異なるのかを明らかにし,その上で性ホルモンの1つであるテストステロンがこれらの課題の遂行に与える影響を検証した。課題については,女性に比べて男性が優れているとされる空間認知の課題と,テストステロンの分泌量が影響するとされる社会的地位に関する課題を中心に検討した。複数の課題について難度を調整して検討した結果,空間認知課題には,頭の中で立体図形を回転させて標的図形との一致・不一致を判断させる心的回転課題と,実際のマウスの動きとは反転してディスプレイに表示される軌跡見ながら,指定された数字及びアルファベット文字を辿るマウス反転課題を課題として選定した。実験の結果,どちらの課題も女性に比べて男性の方が課題成績が良いことが示された。社会的地位課題では,社会的イメージが空間的な位置関係と結びつけられているということを検討するための社会的地位を表す単語の呈示位置の同定課題を課題として選定した。性別に関わらず,社会的地位の上下とその提示位置の上下が一致した場合には反応が早く,不一致の場合には遅くなっていた。特に男性は,地位の低い単語の呈示位置がイメージと異なるときに,女性に比べて同定判断が遅くなることが示された。これらの結果から,性ホルモンが認知機能に及ぼす影響を調べる上で,これらの課題が男女差を検出するために適切であることが確認された。性ホルモンの1つであるテストステロンの影響については,これらの課題を実施する前に,テストステロンの量の影響を受けると考えられている人差し指と薬指の長さの比および顔の横幅と縦幅の比を計測・算出し,テストステロンの個人差を検証した。これについては,データの整理中である。本研究では,性ホルモンが認知機能に及ぼす影響を調べることを目的として実験を行った。前年度から引き続き,男性が優位であるとされる空間認知能力に焦点を当て実験を行った。この実験では,頭の中で立体図形を回転させる心的回転課題と実際のマウスの動きとは上下左右に反転して提示される軌跡を見ながら特定の文字や数字を辿るマウス反転課題を用いた。実験の結果,男性は女性に比べて両課題において優れた成績が認められた。また,人差し指と薬指の長さ比は出生前の性ホルモンの分泌量の影響を受けるという報告があることから,実験参加者に対して指の長さを計測した。その結果,指の長さ比に性別の影響があることが認められた。この長さ比は心的回転課題の成績と弱い相関が認められたが,マウス反転課題とは認められなかった。これらのことから,心的回転課題で必要とされる空間認知能力は性ホルモンの影響を受けることが示唆された。本研究では,性ホルモンが認知機能に及ぼす影響を検討した。前年度までに,男性優位とされる頭の中で立体図形を回転させる心的回転課題及び実際のマウスの動きと反転して呈示されるディスプレイ上の軌跡を見ながら指定された刺激をたどるマウス反転課題の成績と胎児期の性ホルモンの影響を受ける指の長さ比との相関を検討した。その結果,心的回転課題においてのみ指の長さ比との相関が認められた。指の長さ比は主に男性ホルモンの分泌量の影響を受けると考えられていることから,本年度は唾液からテストステロンの分泌量を測定することにより,現在分泌される男性ホルモンの分泌量がこれら2つの課題成績に与える影響を調べた。その結果,両課題において唾液から測定されたテストステロンの分泌量との間に相関は認められなかった。これらの結果は,男性優位とされる空間認識課題の成績にテストステロンが及ぼす影響は限定的であることとテストステロンが分泌される時期によって課題成績に及ぼす影響が異なることを示している。また別の実験で,テストステロンの分泌量が意図とは無関係に目立つ刺激に注意が向いてしまう注意の捕捉現象に及ぼす影響も検討した。周辺に一瞬呈示される妨害刺激を無視しながら複数の非標的の中に紛れた1つだけ色の異なる標的を報告する時間的探索課題の成績は,女性に比べて男性のほうが優れている。そのため,この男性の優位性がテストステロンの分泌量に起因する可能性を検討した。実験の結果,テストステロンの分泌量は課題成績に影響を与えないことが示された。このことから,時間的探索課題を用いた注意捕捉の男女差は,性ホルモンとは別の要因によって生じる可能性が示唆された。

認知課題には,男性優位とされる非標的に紛れた標的を報告する時間的探索課題と心的回転課題,実際の動きと反転してディスプレイに呈示されるマウスの軌跡を見ながら指定された英数字を辿るマウス反転課題の3つを用いた。実験の結果,指の長さ比と心的回転課題の成績との間に相関が認められた。唾液中のテストステロンの分泌量と3つ課題の成績には相関が認められなかった。このことから,テストステロンが認知機能に及ぼす影響は限定的であることが示唆された。唾液成分に含まれた男性ホルモンの分泌量が認知機能に及ぼす影響を調べるための課題の選定に時間がかかっているため,当初の予定より若干の遅れが認められる。実験心理学唾液分析によって得られた男性ホルモンの分泌量が認知機能に及ぼす影響を検討する。認知機能に与える性ホルモンの影響の検討については若干の遅れが見られる。人差し指と薬指の長さ比と顔の横幅と縦幅の比からでもテストステロンの影響を検討可能か調べているが,そのデータ分析に時間がかかっている。そのため,これらの比によってもテストステロンの影響を検討可能かについての判断には少しの時間を要する。研究計画の遂行に若干の遅れがあり,それに伴い次年度使用額が生じた。前年度に計測した指の長さ比と顔幅比のデータ分析を引き続き進めて行く。また,唾液成分に含まれたテストステロンの分泌量の計測と選定された認知課題を組み合わせることにより,認知機能に及ぼすテストステロンの影響を検討する。この結果と指の長さ比及び顔幅比を計測した際の実験データを比較することにより,指の長さ比と顔幅比の妥当性についてもあわせて検討して行く。計画している実験の分析用に次年度使用額を用いる予定である。当初予定していたよりも安価なホルモンの測定方法の妥当性を検討しているため,次年度使用額が生じた。前年度に行ったホルモン測定の方法の妥当性を検討するために,当初の予定通り唾液成分に含まれるテストステロンの分析を行う。このとき,同一参加者に2回唾液の採取を行う予定である。
新規SScモデルマウスと新規SLEモデルマウスを用いた重複症候群の病態解析

全身性強皮症と全身性エリテマトーデスの重複症候群では、ループス腎炎の頻度が低く、漿膜炎の頻度が高くなることが知られている。本研究では、新規強皮症モデルマウス(Klf5+/-;Fli1+/-マウス)を用いてイミキモド誘発性SLEモデルマウスを作製し、両疾患の病態干渉の分子メカニズムを解析することを目的として立案された。追加解析により、新規強皮症モデルマウスでは皮膚硬化・間質性肺疾患のほかに、心線維化と消化管蠕動運動障害を発症すること、腎臓の線維化を発症しないことが明らかとなっているが、この事実を踏まえ、現在イミキモド誘発SLEモデルを作製し、病態干渉の分子メカニズムについて解析を進めている。Fli1ヘテロ欠損マウスとKlf5ヘテロ欠損マウスを交配させ、新規強皮症モデルマウス(Klf5+/-; Fli1+/-マウス)を作成し、繁殖させた。Klf5+/-; Fli1+/-マウスについては、過去の報告で全身性強皮症の主要3病態(免疫異常、線維化、血管障害)が再現されることが判明している(Noda S, et al. Nature Communications 2014;5:5797)。本研究では、このKlf5+/-; Fli1+/-マウスを用いて、イミキモド外用を行うことによって、全身性強皮症と全身性エリテマトーデスの重複症候群モデルマウスを作成し、その病態解析を行っていくため、まずはイミキモド外用していないKlf5+/-; Fli1+/-マウスにおいて、全身性エリテマトーデスで侵されうる他の臓器について解析を行った。Klf5+/-; Fli1+/-マウスの腸管平滑筋細胞において、SMembの発現が亢進するとともに、SMMHCやSm22alphaの発現が低下していた。これにより、腸管平滑筋細胞の形質が、より分化しており収縮タンパク質などの発現が多いDifferentiated/Contractileな形質から、より未分化で増殖能を有するDifferentiated /Syntheticな形質へと変化していることが分かった。また、心臓においては、小型から中型血管の血管内皮細胞でApoptosisが亢進していることが判明した。さらに心筋においても、特に血管周囲を中心として線維化が見られることが分かった。これらの予備解析で判明したKlf5+/-; Fli1+/-マウスの基礎病態をもとに、イミキモド外用により強皮症と全身性エリテマトーデスの重複症候群に類似した病態の出現が起こるかにつき、検討を進めていく。新規強皮症モデルマウス(Klf5+/-; Fli1+/-マウス)において、強皮症主要3病態である免疫異常、線維化、血管障害については既に報告したが、今回新たに腸管や心臓など、全身性エリテマトーデスで侵されうる心臓や腸管について解析し、全身性強皮症に特徴的と考えられる所見を得ることができた。これは重複症候群モデルマウスを作成した際に比較検討できる判断材料に成り得る。全身性強皮症と全身性エリテマトーデスのオーバーラップ症候群では、ループス腎炎は軽症で頻度も低くなるが、漿膜炎は頻度が高くなり重症化することが知られている。つまり、両疾患には病態干渉があり、それぞれの疾患の病態が修飾を受けていると考えられる。本研究は、新規強皮症モデルマウス(Klf5+/-;Fli1+/-マウス)を用いてイミキモド誘発性ループスモデルを作製し、両疾患の病態干渉の分子メカニズムを明らかにすることを目的として立案された。先行研究により、Klf5+/-;Fli1+/-マウスでは皮膚硬化、間質性肺疾患、皮膚の血管障害(細動脈の狭窄、毛細血管の消失、毛細血管の拡張)、肺動脈性肺高血圧症、肺静脈閉塞性疾患、免疫異常(B細胞の異常活性化)を再現できることが示されていたが、本研究ではさらに他臓器に解析対象を広げ、心線維化(毛細血管のアポトーシスによる低酸素化が誘因)、消化管蠕動障害(平滑筋の形質がcontractile phenotypeからsynthetic phenotypeに変化するため)が生じること、および腎障害は生じないこと(間質の線維化や腎血管の変化はない)を明らかにした。Klf5+/-;Fli1+/-マウスの臓器障害の程度について広範なデータが得られたので、現在はKlf5+/-;Fli1+/-マウスにイミキモド誘発性SLEを発症させ、そのマウスにおけるSScとSLEのそれぞれの病態の変化について解析を進めている。皮膚、肺、心臓、消化管、腎臓について、病理組織学的検討を進め、また脾臓やリンパ節から単離したリンパ球のサブセット解析も進めているが、病態修飾がみられた臓器については詳細に解析を進め、両疾患の病態干渉の分子メカニズムの解析へと進めていく予定である。

追加解析により、新規強皮症モデルマウスでは皮膚硬化・間質性肺疾患のほかに、心線維化と消化管蠕動運動障害を発症すること、腎臓の線維化を発症しないことが明らかとなっているが、この事実を踏まえ、現在イミキモド誘発SLEモデルを作製し、病態干渉の分子メカニズムについて解析を進めている。今後はKlf5+/-; Fli1+/-マウスをさらに繁殖し、強皮症と全身性エリテマトーデスの重複症候群モデルマウスを実際に作成し、各臓器及び、その構成する細胞が全身性強皮症の病態または全身性エリテマトーデスの病態を有しているか確認し、それらが互いに干渉しあうメカニズムと、重複症候群の治療戦略につき検討する。実際、Klf5+/-; Fli1+/-マウスにおいて今まで検討されていなかった腸管や心臓にも強皮症に特徴的な所見がみられたため、重複症候群マウスはまた違った形質を表現している可能性が高いと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。膠原病、特に全身性強皮症29年度が最終年度であるため、記入しない。
ゲノムDNA配列の種内・種間比較に基づくゲノム領域の機能および進化過程の推定

初めに、大量のゲノムDNA配列を短時間で比較するために、備品として購入したAlphaStation DS20E上に、最新のゲノムDNA配列データを公共データベースから定期的に自動で収集管理するシステムを構築した。この自動データ収集システムを用いて、ヒト、類人猿、霊長類、マウスなどを含むその他の哺乳類、ニワトリ、アフリカツメガエル、フグ、ショウジョウバエ、線虫、酵母、植物等の、真核生物のゲノムデータを定期的に収集し種毎に整理する。現在のところ、ヒトを除いた脊椎動物に限った場合、800メガ塩基対相当のデータが蓄積されている。この収集されたゲノムDNA配列データを種内・種間で高速で自動比較するために、配列データを一旦加工した後、BLASTを用いて総当りの比較を行い、保存領域に関する情報を蓄積するシステムを構築した。比較解析データには、保存領域に関する、配列、保存度、ゲノム上あるは配列データ上での位置と方向などが含まれる。比較解析結果から生物学的意味を抽出するために、まず、保存領域を含む遺伝子に関する情報をゲノムデータから抽出する。遺伝子に関する情報には、遺伝子内での位置、エクソン/イントロンの区別、遺伝子の機能が含まれる。保存領域の、遺伝子との関係を見ることにより、保存領域が持つ機能の範囲を限定する。続いて、保存領域の中から、遺伝子内に見出されないもの、つまり遺伝子によって機能が限定されないものを選別する。その中で、CpG島の条件を満たすものを転写制御関連構造として機能分類し、更に、残ったものから遺伝子の近傍に存在する保存領域を抽出して、準転写制御関連構造とする。この手続きを通して、例えば、ヒトとフグといった比較的遠縁な種間においても、遺伝子のエクソン以外の保存領域がゲノム上に多数存在していることが明らかになってきた。また、種内比較によって、高等真核生物ゲノムは、セントロメアやテロメア近傍においておびただしい数のゲノム内重複を蓄積しており、その他でも多くの領域重複が見出され、反復配列以外にも多くの冗長な構造を高等真核生物ゲノムが内包していることが明らかになった。これらの重複構造は、高等真核生物の複雑な構造形成にとって必要であったと考えられるので、重複構造の進化様式を探ることにより、個体発生機構の解明が進められる可能性が示唆された。
超伝導接合による強電場下の二次元超伝導対称性の検証

2018年度は、2017年度の研究で判明した電極とMoS2の間の界面における超伝導状態の存在を中心に空間反転対称性の破れた2次元超伝導状態の対称性の検証を行った。本研究は、イオンゲートを用いた電界効果によって発現する原子層MoS2超伝導の超伝導対称性について、従来型超伝導体との接合を形成し、位相敏感テストによって検証することを目的に研究を始めている。本研究以前は電界効果超伝導MoS2と従来型超伝導体との超伝導接合は報告されておらず、どのように接合が形成されるか不明であったが、2017年度の研究ではこの系においてジョセフソン接合が形成できることを示した。しかしながら、接合の特徴を詳細に検討したところ、金属電極とMoS2の接合界面にこれまで報告されていない、新しい界面超伝導がある可能性があり、この界面超伝導が接合の特性に大きく寄与していることが分かったため、この検証を中心に行った。2018年度は、金属電極をAl/TiからAu/Tiに変更しても同様に超伝導状態が発現することを確かめた。また、東大物性研の共同利用を利用することにより高磁場環境での応答等も検証した。このことにより、電極MoS2界面の超伝導が、2次元超伝導であることが確かめられた。この界面超伝導はゲートによる電界誘起超伝導とは異なるが、2次元であり、ヘテロ構造を持つため面内かつ面直方向の空間反転対称性の破れた超伝導といえる。このためこの界面超伝導状態は本研究の「空間反転対称性の破れた超伝導の超伝導対称性の検証」に適しており、なおかつこのイオンゲート以外の方法で電界効果を導入し、MoS2超伝導状態を制御する方法を手に入れたといえる。これまでの実験により、この超伝導状態は従来型と異なった超伝導対称性を持つことを示唆するデータが得られており、引き続きその検証を行っている。第一の理由は、当初想定していなかった金属電極とMoS2の界面における超伝導状態を発見し、この超伝導状態が二次元超伝導であることを確認できたため、イオンゲート以外で強電界を制御し二次元超伝導に導入する新たな方法を見出したことである。このことにより本研究に新たな自由度が導入できた。第二の理由としては、これらの超伝導状態がスピン三重項状態の性質をもつ実験的な示唆がえられており、超伝導対称性の検証も順調に進んでいるため。本研究では、当初想定していたイオンゲートを用いた電界効果による強電界下の二次元超伝導の対称性の検証のみではなく、金属電極とのヘテロ接合による電界効果超伝導も対象にして研究を進めていく。本研究は、「電気二重層トランジスタ構造における電極チャネル界面の電子構造を明らかにすること」と「電気二重層トランジスタ構造における電極を超伝導電極としチャネルに誘起すると考えられる空間反転対称性の破れた超伝導状態の超伝導対称性の検証」の二つを目標としている。これらの目標を実現するために、「酸化亜鉛を用いたEDLT構造と従来型超伝導体であるNbとの接合」と「カルコゲナイド系層状物質MoS2を用いたEDLT構造とアルミニウムとの接合」の作製プロセスの確立し、低温における電気輸送特性の評価を行った。「カルコゲナイド系層状物質MoS2を用いたEDLT構造とアルミニウムとの接合」では、電界効果によってキャリア誘起したMoS2において、「超伝導Al/金属MoS2/超伝導Al接合」、「超伝導Al/超伝導MoS2/超伝導Al接合」のいずれにおいても明確な超伝導電流が観測された。これは電気二重層トランジスタ構造における超伝導電極とチャネルとがコヒーレントに結ばれたことを意味する。また、金属電極とMoS2の界面に超伝導状態が誘起されていることも発見した。酸化亜鉛を用いたEDLT構造と従来型超伝導体であるNbとの接合では、その微分抵抗曲線が磁場によって磁束量子に対応する周期で変調を受けることを確認した。これは電気二重層トランジスタにおける酸化亜鉛チャネルを挟んだ接合においてジョセフソン効果が起きていることを示しており、チャネルを挟んでコヒーレントにつながることが示せたといえる。さらに、この接合においても電極下の界面状態が重要な役割を果たしていることも明らかにした。本研究成果は、国内会議、国際会議等で発表しており、特に研究協力者の相川夕美花氏(M1)はスウェーデン、ヨーテボリで開かれた国際会議LT28において本研究成果の発表によりBest Poster Awardを受賞している。さらに、この接合においては電極下の界面状態が重要な役割を果たしていることも明らかにした。カルコゲナイド系層状物質MoS2を用いたEDLT構造とアルミニウムとの接合においても、ジョセフソン接合が実現していることを示した。さらに、予期しなかった電極チャネル界面における新しい超伝導状態を発見した。このジョセフソン接合の磁場応答より、既に非従来型に特徴も観測されている。上記の理由により、当初の計画以上に順調に研究が進んでいるといえる。

本研究は、イオンゲートを用いた電界効果によって発現する原子層MoS2超伝導の超伝導対称性について、従来型超伝導体との接合を形成し、位相敏感テストによって検証することを目的に研究を始めている。本研究以前は電界効果超伝導MoS2と従来型超伝導体との超伝導接合は報告されておらず、どのように接合が形成されるか不明であったが、2017年度の研究ではこの系においてジョセフソン接合が形成できることを示した。しかしながら、接合の特徴を詳細に検討したところ、金属電極とMoS2の接合界面にこれまで報告されていない、新しい界面超伝導がある可能性があり、この界面超伝導が接合の特性に大きく寄与していることが分かったため、この検証を中心に行った。2018年度は、金属電極をAl/TiからAu/Tiに変更しても同様に超伝導状態が発現することを確かめた。また、東大物性研の共同利用を利用することにより高磁場環境での応答等も検証した。このことにより、電極MoS2界面の超伝導が、2次元超伝導であることが確かめられた。この界面超伝導はゲートによる電界誘起超伝導とは異なるが、2次元であり、ヘテロ構造を持つため面内かつ面直方向の空間反転対称性の破れた超伝導といえる。このためこの界面超伝導状態は本研究の「空間反転対称性の破れた超伝導の超伝導対称性の検証」に適しており、なおかつこのイオンゲート以外の方法で電界効果を導入し、MoS2超伝導状態を制御する方法を手に入れたといえる。これまでの実験により、この超伝導状態は従来型と異なった超伝導対称性を持つことを示唆するデータが得られており、引き続きその検証を行っている。第一の理由は、当初想定していなかった金属電極とMoS2の界面における超伝導状態を発見し、この超伝導状態が二次元超伝導であることを確認できたため、イオンゲート以外で強電界を制御し二次元超伝導に導入する新たな方法を見出したことである。このことにより本研究に新たな自由度が導入できた。第二の理由としては、これらの超伝導状態がスピン三重項状態の性質をもつ実験的な示唆がえられており、超伝導対称性の検証も順調に進んでいるため。「カルコゲナイド系層状物質MoS2を用いたEDLT構造とアルミニウムとの接合」と「酸化亜鉛を用いたEDLT構造と従来型超伝導体であるNbとの接合」の両方でその存在が明らかになった金属電極下の界面状態についての詳細を調べる必要がある。当初の目論見では、金属電極とチャネル間はショットキー障壁を挟んで直接電気輸送が行われると考えていたが、間に界面状態が存在し、界面状態を通じて電気輸送が行われていることが明らかになりつつある。今後はこの界面状態の存在を前提に、超伝導対称性の検証を行っていく必要がある。また、特に「カルコゲナイド系層状物質MoS2を用いたEDLT構造とアルミニウムとの接合」における界面状態は新しい超伝導状態になっており、また、反転対称性の破れによるスピン軌道相互作用の影響を強く受けた超伝導状態であることが予想される。このため、当初のイオンゲートによる電界誘起超伝導状態の対称性の検証のほか、電極下の超伝導状態の超伝導対称性の検証も併せて行う必要がある。
地球観測衛星リモートセンシング技術を応用した致死的感染症の予防

本研究は、魚介類摂食に起因する致死的感染症原因菌ビブリオ・バルニフィカスの有明海での増殖傾向に関連する海域環境の変化について、衛星リモートセンシングデータを用いて把握し患者発生予防に繋げる事が目的である。この背景には、これまでの我々の調査から有明海において菌が高率に検出され、その為に有明海を囲む北部九州四県において多くの発症例がある事と、菌の増殖が海域環境、特に海水温と海水塩分濃度に影響され(至適環境;温度17°C以上、塩分濃度1525‰程度)、そのモニタリングの為の直接的海水採取には膨大な労力等が必要であり、海域データが毎日入手可能な衛星データを使用したいという事があった。衛星データは米国航空宇宙局保有の地球観測衛星TerraとAquaに搭載しているMODIS(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer)を用いた。必要パラメータは海水温と塩分濃度だが、塩分濃度測定技術は未だ開発されておらず、利用可能なデータとして海水温とクロロフィル(植物プランクトン濃度。動物プランクトンや魚介類に本菌は付着しているが、その餌になるもの)濃度を選択した。まず有明海の複数:点の実測値と、同位置のMODISデータとの相関を調査した。その結果、海水温は高い相関(R^2=0.925)があったが、クロロフィルには認められなかった(R^2=0,01)。そこで塩分濃度に影響を与える河川からの真水(雨)の流入を間接的に把握できる濁度についてMODISデータを利用した。実測値の濁度と塩分濃度間には相関が見られ(R^2=0.5060.882)、濁度のMODISデータと実測値間にもR^2=0.783(衛星の角度補正後)と相関が認められた。これを基に塩分濃度が衛星データより推測可能となった。またMODISデータ推測塩分濃度と実測値間では、差分の標準偏差が0.190.23という誤差であった。以上より菌増殖に関連する海域環境変化が衛星データよりモニタリング可能となり、増殖傾向を示す環壌が整ったと判断される場合には警報を発令するという利用や、本技術は世界中同一の条件で監視可能な為、全世界的な利用も考えられた。致死率が7割に達する食水系感染症Vibriovulnificus症は、本邦においては有明海沿岸地域に多く発生している。その理由として、1)有明海が遠浅の海で、温熱効果が高いため海水温が高い、2)有明海は非常に閉鎖的な海域であるため、降雨により海水塩分濃度が低下しやすい、3)有明海に流れ込む河川の上流には大都市が存在し、生活排水に含まれる栄養塩が豊富に流れ込む、という環境が好低塩性細菌である本菌の生息に非常に適した環境であるため、患者発生数の多さに連関していると考えられる。従って本症の発症を予防する為に菌挙動と環境変化を把握することは重要であるが、有明海からの随時の海水等のサンプリングは非常に労力を要する為、本萌芽研究において人工衛星データにより菌増殖傾向を把握することが可能かどうかを検討している。本年度は地球観測衛星AQUA及びTERRAに搭載されているMODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)光学センサから得られる海水温とクロロフィルaデータの画像ビューワーの開発を(財)リモートセンシング技術センターに委託し行った。データバンド分解能は1km程度であるが、本ビューワーはパソコン上で任意の座標点の海水温とクロロフィルaの計測値が取得できる。有明海から取得した実際の海水温データとの同一点での比較(座標は経度;33°78 93、緯度;130°10 714に固定、データ取得時間は±10分以内に合致。サンプル数120)では、R^2=0.925と非常に高い相関を示した。更に実際に菌を検出された点(7点)における採取時有明海水温データと人工衛星データ間には有意差がなかった(p=0.393)。また、雲の影響によりクロロフィルaのデータは欠落値が多く実際の運用は難しいと考えられるが、今後濁度等の新規パラメータの活用検討も行う予定としている。

その結果、海水温は高い相関(R^2=0.925)があったが、クロロフィルには認められなかった(R^2=0,01)。そこで塩分濃度に影響を与える河川からの真水(雨)の流入を間接的に把握できる濁度についてMODISデータを利用した。実測値の濁度と塩分濃度間には相関が見られ(R^2=0.5060.882)、濁度のMODISデータと実測値間にもR^2=0.783(衛星の角度補正後)と相関が認められた。これを基に塩分濃度が衛星データより推測可能となった。またMODISデータ推測塩分濃度と実測値間では、差分の標準偏差が0.190.23という誤差であった。以上より菌増殖に関連する海域環境変化が衛星データよりモニタリング可能となり、増殖傾向を示す環壌が整ったと判断される場合には警報を発令するという利用や、本技術は世界中同一の条件で監視可能な為、全世界的な利用も考えられた。
AZ31合金板の温間非比例負荷変動挙動の解析的予測に関する研究

成形性の基本的な指標として成形限界線図があるがプレス成形の数値シミュレーションに取り入れる場合,従来行われてきた比例負荷によるデータを用いたのでは制度の点で必ずしも実用的とはいえない.そのため,本研究ではAZ31マグネシウム合金板を用い,非比例ひずみ経路による成形限界線図を温度とひずみ速度の影響を含めて実験的に調査し,非比例変形における成形限界ひずみについて検討を行った.またこれらの実験結果をもとに,AZ31合金板の非比例成形限界を定量的に予測できる解析モデルを提案した.成形性の基本的な指標として成形限界線図があるがプレス成形の数値シミュレーションに取り入れる場合,従来行われてきた比例負荷によるデータを用いたのでは制度の点で必ずしも実用的とはいえない.そのため,本研究ではAZ31マグネシウム合金板を用い,非比例ひずみ経路による成形限界線図を温度とひずみ速度の影響を含めて実験的に調査し,非比例変形における成形限界ひずみについて検討を行った.またこれらの実験結果をもとに,AZ31合金板の非比例成形限界を定量的に予測できる解析モデルを提案した.(1)非比例ひずみ経路における温間張出し試験張出し成形における成形割れは変形の限界ひずみ(変形能)を超えた変形が材料に加わるために生じる.現状においては成形開始から破断まで比例変形の成形限界線図(FLD)が圧倒的に多く,成形割れの予測を行う場合,ほとんどがこの比例FLDに基づいている.ところが,現在行われているこの手法には幾つかの問題が指摘されている.その中で最も大きな問題はFLDの変形経路依存性である.したがって,変形経路にかかわらず比例FLDを用いて成形割れを予測することは精度の点で問題である.そこで,変形経路依存性に着目して,変形経路を等二軸及び単軸引張りにて一次変形の予ひずみを与えた後,種々の変形経路にて温度および速度の異なった実験を行い,非比例ひずみ経路における成形限界線図を提示し成形限界ひずみに及ぼす種々の変形経路,温度及びひずみ速度の影響を調査した.(2)温間二軸引張り試験機のチャック部の改良設計および製作現在用いている二軸引張り試験機のチャック部は老朽化し変形およびネジ部の破損等が発生し,試験片の拘束が困難な状態である.そのため,新たにチャック部を設計および製作した.(3)非比例ひずみ経路における成形限界線図の予測単軸引張り試験より求めた材料パラメータを用いて非比例ひずみ経路における加工温度及び速度を考慮した成形限界線図の解析的予測を試みた.単軸変形および等二軸変形からひずみ経路の異なった成形限界線図を求めたことにより,その間は相当塑性ひずみ増分を用いシミュレーションし,この予測の解決につながると予想し計算を行った.(1)非比例ひずみ経路における温間張出し試験(平面ひずみより)張出し成形における成形割れは変形の限界ひずみ(変形能)を超えた変形が材料に加わるために生じる.現状においては成形開始から破断まで比例変形の成形限界線図(FLD)が圧倒的に多く,成形割れの予測を行う場合,ほとんどがこの比例FLDに基づいている.ところが,現在行われているこの手法には幾つかの問題が指摘されている.その中で最も大きな問題はFLDの変形経路依存性である.したがって,変形経路にかかわらず比例FLDを用いて成形割れを予測することは精度の点で問題である.そこで,変形経路依存性に着目して,変形経路を平面ひずみ方向にて一次変形の予ひずみを与えた後,種々の変形経路にて温度および速度の異なった実験を行い,非比例ひずみ経路における成形限界線図を提示し成形限界ひずみに及ぼす種々の変形経路,温度及びひずみ速度の影響を調査した.(2)非比例ひずみ経路における成形限界線図の予測単軸引張り試験より求めた材料パラメータを用いて非比例ひずみ経路における加工温度及び速度を考慮した成形限界線図の解析的予測を試みた.種々の変形からひずみ経路の異なった成形限界線図を求めたことにより,その間は相当塑性ひずみ増分を用いシミュレーションし,この予測の解決につながると予想し計算を行った.(3)温間角頭深絞り試験機の設計実際のプレス成形性と成形シミュレーションの結果が合うかどうかを検証ためのモデル試験を行うために温間の角頭深絞り試験の設計を行った.また,簡単な部品においては今年度購入した.1:変形経路を考慮したAZ31Mg合金板の温間成形限界線図の予測数値シミュレーション精度の向上のため,AZ31合金板の比例変形ひずみ経路成形限界線図を基に,温度および加工速度を考慮した温間非比例ひずみ経路の成形限界線図を解析的に予測することを目的とした.計算は様々な温度および加工速度の条件で,種々のひずみ方向及びひずみ量を一次変形とした場合の非比例ひずみ経路成形限界線図の予測を相当塑性ひずみの和による解析手法で導き出した.そしてその予測値と実験値を比較検討しおおむね一致することを示した.実際の板材成形においては種々のアスペクト比(縦横比)の材料が用いられているが数値シミュレーションに使用される材料特性値はJISに定められた試験片にて修得したものである.そこでAZ31合金においてもアスペクト比が異なった場合に材料特性値がどのように変化するかを調査するために単軸引張試験を行った.合わせて温度,速度と圧延方向も変化させて行い,破断伸びに変化が示されることを示した.簡単なラボモデルここでは温間角頭深絞り試験機を用いて,AZ31合金板を温度のみを変化させて深絞り試験を種々の試験片サイズにて行った.

これまでに取得した材料特性値と成形限界を用いて角頭深絞りの数値シミュレーションを温度と速度を変化させて行い,実験値と解析値の精度について比較検討を行った.
摩擦を有する系にみられるスティック・スリップ状態とスリップ状態の境界を考える

研究計画・方針を念頭に以下の研究を行った:(1)摩擦に対応するベルトコンベアの速度が一定ではない場合、どのようなメカニズムで状態遷移が発生するのかを明らかにした。また、乾燥摩擦を伴う2次元非自律系とほぼ同じアナロジーを有する電気回路系を用いたMixed Mode Oscillations(MMOs)に関しても引き続き調査を進めた。具体的には、非自律系に見られるMMOsと悪魔の階段の関係性に関する調査を進めた。(2)微小な高調波強制振動の印加(微小高調波印加)を用いた状態遷移に関して、周期倍分岐だけではなくサドルノード分岐も状態遷移の一因であることを見出した。(3)振動装置と切削系を融合した振動切削系の実験を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画・方法を念頭に、以下の研究を行った:1.振動切削系に関する実験的検討振動切削系に生じるびびり振動に関する実験を行い、切削速度の上昇に伴う動的挙動の変化を観察した。具体的には,実験で使用する装置の構成や実験方法を示し、切削速度を推奨切削速度から臨界切削速度まで変化させた場合の工作物変位とその分布を測定することで、系の挙動を調査した。さらに、調査した系の挙動より、高速度で安定した振動切削の実現可能性を検討した。一方、次年度以降の研究を実施するため、高調波振動を印加した切削系実現の前段として、工具振動に高調波を重畳することを可能とする、新しい振動切削装置の開発を行った。2.乾燥摩擦を伴う1自由度強制振動系に関する研究まず、低次元系に対するPoincare写像・安定性計算手法を開発した。次に、乾燥摩擦を伴う2次元非自律系のスティック・スリップ状態およびスリップ状態間の遷移メカニズムを調査した。その結果、2種類の分岐現象が遷移に本質的な影響を与えることがわかった。そのうち、1種類についてはサドルノード分岐であることも突き止めた。もう1種類に関しては、次年度引き続き検討を進める。また、次年度の実験に備えた実験装置の構築を行った。一方、上記の研究と並行して考案した、乾燥摩擦を伴う2次元非自律系と同じアナロジーを有する電気回路系を用いて、その現象解明を行った。その結果、拘束を有する機械系においてもMixed-Mode Oscillation(MMOs)と呼ばれる現象の発生する可能性が示唆された。平成28年度の研究計画は下記として申請を行っていた。(a)低次元系に対するPoincare写像・安定性計算手法の提案と計算機実装(b)状態遷移メカニズムの解明(c)乾燥摩擦を伴う1自由度強制振動系の実装(d)振動切削装置の実装。(a)に関しては、(b)の問題を念頭に数学的な検討を行った。系が最大静止摩擦力を有する時間間隔を写像とする数値解析手法及びその安定性解析手法を実装済みである。この写像構成法の工夫により、スティック・スリップ状態とスリップ状態を同時に観測可能となった。(b)に関しては、スティック・スリップ状態からスリップ状態へと至る2種類の分岐現象の発生を確認し、そのうち1種類に関しては(a)の手法を用い、詳細に検討した。1パラメータ分岐図、リターンマップ、安定性解析を用い解析を進めた結果、サドルノード分岐が遷移の本質的な原因であることを突き止めている。(c)に関しては、3D CADを用いて実験装置本体の作成を行い、スティック・スリップ状態もしくはスリップ状態で振る舞うことを確認済みである。(d)に関しては、エグロ製NC旋盤UNCLET-10GLを用いた振動切削を念頭に、工具振動に高調波を重畳できるような実験装置を構成した。研究計画・方法を念頭に、以下の研究を行った:(1)摩擦を伴う非自律系に対する解析手法の確立及び状態遷移メカニズムの解明:(a)摩擦を伴う非自律系に観測されるスティック・スリップ状態の不規則状態を調査した。その結果、本系はLasota-Yorkeの定理を満たす、つまり可観測カオスが存在することを示した。また、この成果を原著論文としてまとめた。また、乾燥摩擦を伴う2次元非自律系と同じアナロジーを有する電気回路系を示し、分岐解析を進めた。(b)昨年度の成果よりスティック・スリップ状態のカオスからスリップ状態へと遷移する分岐が2種類あることはわかっていたが、そのうち一種類の遷移メカニズムが不明であった。そこで調査を行なった結果、カオスが不変区間にとどまることができず大域的分岐によってスリップ状態へと遷移することが明らかになった。(2)微小な高調波強制振動の印加(微小高調波印加)を用いた状態遷移の制御:微小高調波を印加した乾燥摩擦を伴う2次元非自律系を構築し、スティック・スリップ状態からスリップ状態へと遷移する最大静止摩擦力の時間間隔を用いたPoincare写像を構築した。その結果、パラメータ空間において周期倍分岐がシフトすることにより状態遷移が促されることが明らかになった。(3)高調波を利用した新しい振動切削装置の開発:前年度開発した工具振動に高調波を重畳することが可能な新しい振動装置を用いて、振動切削実験の基礎実験を開始した。また、Grabecの切削モデルの拡張した2自由度の数学モデルを構築し、同モデルの運動方程式と解軌道の振る舞いについて検討した。本研究課題における実施内容は:(a)摩擦を伴う非自律系に対する解析手法の確立及び状態遷移メカニズムの解明