hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境ガス計測を目的とした位相同期型QCMセンサの開発-サブピコグラム検出への挑戦

数ナノグラム以下の微?質量を検出可能な水晶振動子微量秤の測定精度向上,測定時間の短縮を目的とし,位相同期型QCMを提案した.結果,1ngの質量変化を数Vの電圧変化として検出可能な事を明らかにした.また,QCMをより高感度化するために有効な発振周波数の高周波化において振動子が発振条件を満たさなくなる問題について,原因となる電極間容量をキャンセルする手法を提案し,実際に発振可能なことを実証した.数ng以下の付着物質の質量を検出できるQCM(水晶振動子微量秤)の性能向上のために,位相同期型QCM(以下PL-QCMと略す)の提案とその特性について研究を行った.従来のQCM方式は,質量変化を水晶発振器の周波数の変化として,検出するものであったが,PL-QCMは,1枚の水晶板上に2組の電極対を作製した振動子を使用して2台の水晶発振器を構成する.この2台の発振器でPLLを構成することにより,両発振器の発振周波数は常に同一となるよう動作する.ここで,片方の振動子上で質量変化が起こると,PLLによって周波数差を補正するために制御電圧が変化するため,PL-QCMでは,それを検出し質量変化に換算する.まず,質量変化がどの程度の電圧変化として検出されるか検討を行った結果,1ngの質量変化を数Vの電圧変化として検出可能な事を明らかにした.次に,実際にPL-QCMを作製しその検出感度について検討を行った.PL-QCMを実現するためには特性の揃った2つの振動子を1枚の水晶板上に作る必要があるが,使用可能なレベルで特性を揃えることを可能にした.後に質量が付着した状態を擬似的に再現するため,一方の発振器の周波数を低下させ実証実験を行った.結果,発振周波数の低下,すなわち質量変化を制御電圧の変化として検出可能な事を明らかにした.また,検出の感度・精度をより向上させるために,より高周波で発振させ,振動子の電極を大面積化する事が有効となるが,これにより電極間容量が増大し振動子として機能しなくなることが予想されたため,振動子の電極間容量をキャンセルする手法を提案し,実際に発振不可能な条件の振動子でも,発振可能となることを実証した.これは,QCMを水中で使用する場合の技術的問題点を解決するのみならず,GHz帯の水晶発振器をより高周波化する際にも応用可能な技術であり非常に重要な成果を得るに至った.数ナノグラム以下の微?質量を検出可能な水晶振動子微量秤の測定精度向上,測定時間の短縮を目的とし,位相同期型QCMを提案した.結果,1ngの質量変化を数Vの電圧変化として検出可能な事を明らかにした.また,QCMをより高感度化するために有効な発振周波数の高周波化において振動子が発振条件を満たさなくなる問題について,原因となる電極間容量をキャンセルする手法を提案し,実際に発振可能なことを実証した.数ナノグラム以下の微少質量変化を水晶振動子の共振周波数変化として検出するQCM(Quartz Crystal Microbalance:水晶振動子微量秤)センサの測定感度の向上と,測定精度を保ったまま,測定時間の短縮を実現するために位相同期型QCMの提案をした.位相同期型QCMは従来のQCMとは異なり,質量の変化を周波数変化として検出するのでは無く,変位した周波数を元に戻すための制御電圧を検出する形式であるため,QCMセンサ上に質量変化が生じた場合の共振周波数変化を想定し,周波数が変化した場合にどの程度の電圧として検出できるか検討を行った.この際,使用するバラクタダイオードの容量ー制御電圧特性に着目し,バラクタダイオードの感度がPL-QCMの検出感度に大きく影響を与えることを明らかにした.また,バラクタダイオードの周辺回路を改善することで,PL-QCMの検出感度を,単純なバラクタダイオードのみの構成と比し,100倍以上が得られることを明らかにしたほか,検出感度の直線性も改善できる結果を得た.次に,PL-QCM回路を作製しその特性評価をおこなった.研究計画段階の時点で,水晶振動子対の振動がクロストークすることや非線形効果による引き込み作用により,回路の安定動作に影響を与えることが予想された.この対策として,水晶振動子対の距離を隔てることを念頭に置いていたが,より優れた対策として,振動子対の厚みがそれぞれ異なるよう水晶板を加工し,水晶振動子対の共振周波数をずらし,位相同期回路(PLL)側に周波数変換回路機能を持たせて位相同期を行う形式の新たなPL-QCM方式を提案した.これにより振動伝搬のアイソレーションを改善し,安定した回路動作を実現できる目処を立てた.当初計画していたPL-QCMに使用する水晶振動子センサは,一枚の水晶振動子上に同一仕様の電極対を2組作製し,発振回路と検出回路を付加するものであったが,2組の振動が相互に影響し合い,このクロストークを改善するために振動子に何らかの工夫をする必要が生じた.この対策として,2組の振動子対を別々の共振周波数で振動させ,相互の影響を低減する方式を考案した.しかし,異なる周波数では位相同期できないため,異なる発振周波数で位相同期を可能とするために,新たに周波数変換回路を付加し対応することとした.この改善方式の検証のため,当初予定していた計画を遅らせる必要が生じた.

また,当初納期1ヶ月であった水晶板が実際には納入までに3ヶ月程度要したことにより,振動子作製行程にも遅れが生じた.水晶振動子間のクロストークを改善したPL-QCMの作製を行い,その回路特性の評価を行う.また,QCMでは未だ実現されていない,振動子の共振周波数を数100MHzにした場合のQCMの測定精度および安定度評価を行い,それをPL-QCMへ応用することで検出感度のさらなる向上を狙う.数100MHz以上で使用可能なQCM用水晶振動子は市販されていないため,水晶板から加工して作製する必要がある.このとき,水晶振動子の発振周波数や電極形状について条件を変えて実験を行う必要があるため,振動子作製に研究費を使用する.また,振動子の設計に,ムラタソフトウェア社製有限要素法解析ソフト「Femtet」を使用するため,そのライセンス料に充当する.また,研究成果を国内外の学会で研究成果を発表するための旅費に充てる.
環境音響数値解析技術の開発と活用のための標準性能評価基盤構築に関する研究

本研究では音響問題に関する性能評価プラットフォームをWWW上に構築し、音環境数値予測技術の迅速な開発と有効なる利用促進を図った。【平成15年度】サーバを大分大学へ設置し、プラットフォームの試行的運用を開始した。全25題の問題群を、A.exterior,B.interior,C.structural-acousticsの3カテゴリ、basic,practicalの2type,frequency,timeの2領域の中に設定し、"A0-1F"から始まる命名規則を制定した。但し柔軟性を持たせるためにTaskを追加可能とした。さらに、大分大学(工学部)と東京大学(新領域創成科学研究科)へ数値解析用ワークステーションと共通基盤的計算環境を導入し、条件を統一した上での計算時間や所要記憶領域の比較を可能とし、コンテンツとなるべき計算を開始した。なお、研究の概要と成果を平成16年度初頭に開催される国際学会(ICA及びRADS)へ投稿し研究活動の国際的な周知に努めた。【平成16年度】設定した問題群から重点的に10種を選定し計算を試行、計算上の問題点を吟味し問題設定に必要な修正等を施した上で結果をホームページへ掲載した。また年度末に、P.Svensson教授(ノルウェイ)とS.Marburg教授(独)を招聘し「音響数値解析技術のベンチマーク構築に向けて」と題するシンポジウムを開催した。【平成17年度】過渡応答解析、コンベンションホール及び整形残響室内音場についてベンチマーク問題の追加・修正を行った。また年度末に「討論会-学術・技術の現場と音響数値解析ベンチマーク・プラットフォーム」を開催し、本研究成果の周知を図るとともに、実務の現場で音響数値解析の活用を図る際に必要な事項について意見を交換した。以上、本研究により音響数値解析の性能評価を容易にし、その活用を図るための国際的基盤が整備された。続いて、大分大学工学部と東京大学新領域創成研究科へ、クラスター型(Opteron,2CPU)、並びに共有メモリ型(Itenium2,4CPU)の各ワークステーションと基本的計算環境を導入し、条件を統一した上での計算時間や所要記憶領域の比較を可能とした。なおこれらの機器はインターネットを介し本研究担当者が自由に利用可能である。さらにPlate周りの反射、遮音塀の回折、Box内部、実在コンサートホール、残響室、スピーカからの放射、の解析を開始し、結果を他手法による結果あるいは実験値と比較するとともに、Excel形式のデータとして上記ホームページへ、暫時、アップロードしている。なお計算結果をアップロードするためのデータ形式を示すひな形はホームページに準備されており、世界各地の音響解析研究へ貢献するとともに、世界からの協力を喚起している。本年度の研究成果は2004年4月5日9日に京都市で開催された国際音響会議(ICA2004)、並びに同11日13日に淡路島で開催された室内音響シンポジウムRADS2004他において論文として公表した。昨年度に設定した問題群に関し、今年度は以下の10種の問題を中心に検討を実施し成果をホームページへアップロードしている。さらに平成17年3月、音響数値解析の専門家2名を海外より招き公開シンポジウムを開催した。その中心的議題として今年度までに得られている以下の4点に関し講演並びに討論を行った。(1)平板(A0-5F/T)と拡散板(A1-2F/T)を対象に、高速多重極BEMを使用したオリジナルコードと一般的なBEMコマーシャルコード(SYSNOISE)を用いた解析を実施、両者の解析結果および計算時間,必要記憶容量を比較。

(2)遮音壁(A1-3F/T, A1-4F/T, A1-5F/T)を対象に、解析的手法・境界要素法系の6種の手法および有限差分法とParabolic Equation法を組合せた手法、総計8種の解析を実施、必要記憶容量の削減効果や遮音壁厚さの設定方法と解析精度との関係を検討。(3)小ホール(B1-1F/T)を対象に、FMBEM, FEMおよびFDTD法による解析を実施、音圧分布やインパルス応答を算出。また現状で解析可能な規模について議論。(4)不整形の残響室(B1-3F/T)を対象に、FMBEM, FEMおよびFDTD法による解析を実施、B1-3Fでは294点における音圧レベル分布実測値と解析値を比較。最終年度として今年度は、前年度までに構築し稼働中のベンチマークプラットフォームの拡充と整備を下記の通り行った。1ベンチマーク問題の追加と充実1.1過渡応答解析過渡応答計算のための音源特性は,基本的にデータ提供者に一任,提供者は特性を記述することとしている。しかしより効率的な解析を可能とする目的で,推奨する特性として,特性を時間波形で規定するものと初期空間分布で規定するものの2者をそれぞれ数式により定義した。また,過渡応答解析でのサンプリング周波数は,基本的に全ての問題で8kHzと決定した。1.2コンベンションホール内部音場問題(B1-5、6)の追加実務的な問題の充実のため,コンベンションホール(座席なしの問題:B1-5,座席ありの問題:B1-6)を追加した。境界条件については,実際に使用された材料の吸音率を提供している。1.3整形残響室内部音場問題(B0-2)の追加内部問題の基本問題として,整形残響室(東京大学生産技術研究所)をB0-2として加える。なおこの室は縮退の起きやすい立方体(BO-1)に比し,固有周波数が周波数軸状でよりばらつくことから,室内音場算定のベンチマークとして有用と判断したものである。1.4ベンチマーク問題群の修正B1-1(小ホール)に関して,FEM・BEM用メッシュをHP上に公開した。また,A1-5の円筒付障壁の問題は,全面吸音であり現実的でないこと,空間分割する際の円筒面の扱いが難しいことから,「T型または逆L型、上面部のみ吸音」という問題へ修正した。2異なる手法間での相互比較有限要素法,境界要素法など互いに異なる解析手法で同一対象(不整形残響室、コンサートホール)を解析し計算性能や結果の相違などを比較した。3研究成果を社会へ還元するための公開シンポジウム等の開催本研究の成果を広く公開するために年度末に建築会館において「討論会-学術・技術の現場と音響数値解析ベンチマークプラットフォーム」と題する討論会を実施した。
教師との対話とドリルテキストの相互参照に基づく初等数学の問題解決に関する研究

自然言語処理と図形処理を統合化し,教師との対話を参照しながら小学校1年の算数のドリルテキストの意味理解と問題解決を行うシステムの実現を目指している.本年度は以下の研究課題に取り組んだ.1.ドリルテキストの問題解決に必要なコマンド体系の表現形式の定義テキストの問題文から得られた格構造と問題図形から得られた図形構造表現ならびに教師との対話の相互参照により統合化表現としてのコマンド系列を生成する.コマンドはフレーム形式で表現され,印字名,上位フレーム,格枠,パラメータ,パラメータ抽出手続きなどのスロットからなる.パラメータスロットは,タイプ,概念,印字名,役割,制約条件,パラメータ値などのファセットをもっている.2.問題解決過程における発話機能ならびに対話展開の分析システムおよび教師の発話の機能として,確認要求,同意/不同意表示,情報要求,情報提供,言い直し要求,言い直しを設定し,これらの発話の発端となる状況を明らかにした.さらに,システムと教師の発話の応答ペアの展開パターンを,逐次型,入子型,重複型の3種類に分類した.3.発話文の生成および応答文の解析アルゴリズムの設計文生成において必要となる命題・様相情報の抽出法,文間の結合関係の決定法,自然な発話文とするための修辞処理方式を提案した.さらに,応答文の内部表現形式を定義した.4.対話処理実験システムの試作実験システムをSUNワークステーション上に試作し,対話文の生成ならびに解析アルゴリズムの有効性を確かめた.プログラミング言語はPrologであり,対話の展開パターンは逐次型と重複型である.自然言語処理と図形処理を統合化し,教師との対話を参照しながら小学校1年の算数のドリルテキストの意味理解と問題解決を行うシステムの実現を目指している.本年度は以下の研究課題に取り組んだ.1.ドリルテキストの問題解決に必要なコマンド体系の表現形式の定義テキストの問題文から得られた格構造と問題図形から得られた図形構造表現ならびに教師との対話の相互参照により統合化表現としてのコマンド系列を生成する.コマンドはフレーム形式で表現され,印字名,上位フレーム,格枠,パラメータ,パラメータ抽出手続きなどのスロットからなる.パラメータスロットは,タイプ,概念,印字名,役割,制約条件,パラメータ値などのファセットをもっている.2.問題解決過程における発話機能ならびに対話展開の分析システムおよび教師の発話の機能として,確認要求,同意/不同意表示,情報要求,情報提供,言い直し要求,言い直しを設定し,これらの発話の発端となる状況を明らかにした.さらに,システムと教師の発話の応答ペアの展開パターンを,逐次型,入子型,重複型の3種類に分類した.3.発話文の生成および応答文の解析アルゴリズムの設計文生成において必要となる命題・様相情報の抽出法,文間の結合関係の決定法,自然な発話文とするための修辞処理方式を提案した.さらに,応答文の内部表現形式を定義した.4.対話処理実験システムの試作実験システムをSUNワークステーション上に試作し,対話文の生成ならびに解析アルゴリズムの有効性を確かめた.プログラミング言語はPrologであり,対話の展開パターンは逐次型と重複型である.
近世後期における東海地方の武芸に関する文献学的研究

今回の研究を通して、武芸の発展の過程には、仏統的に洗練され、さらに発展してきた部分があるとともに、近世後期という激しい時代の流れの中で、それまでとは違った新しい価値観が求められ変革の必要に迫られて発展してきた部分があったことが明らかとなった。そして、そこには、社会情勢から生まれた被支配者側の武芸実践者の欲求と、幕閣や藩主といった支配者側の危機感から生じた武芸改革と深い関係があった。平成9年度から10年度に行った調査では、近間後期を代表する政治家、武芸界にも多大な影響を与えた松平定信が、世を治めていく武士階級にとって、最も理想的な武芸として自ら発展させ開発した甲乙流が、定信の嫡子定永が藩主であった東海道地方の桑名藩でのみではなく、定信の次男定栄を通して松代藩へ入り、そこでも行われていたことが明かとなった。定栄は、真田幸貫となって後に、定信と同様、幕府の老中、海防掛となるのであるが、松代藩では、同時に甲乙流の開発に大きな影響を与えた起倒流柔道の伝書も同時に調査することができ、藩主や幕閣の間で展開した武芸やその思想の様相の一部を明らかにすることができた。このあたりの詳細は、一部まとめたものを平成10年度日本武道学会第31回大会で「松代藩伝甲乙流について」と題して発表したが、これら貴重な史料を元にさらに解読、整理、分析研究を行い、後日、論文の形式で成果としてまとめる予定である。その他、平成10年度には、東海の三河地方の調査として、吉田藩の大河内松平家の武芸史料を調査し、直心影流、入坪流、日置流などの史料を調査した。吉田藩主の松平信明は、松平定信の後を承け老中首座として、党政の改革を推進した人物で、ここでも政治的なつながりと武芸の関わりが見いだせる可能性が生まれてきた。各方面で収集できた史料の解読・分析・研究は継続中の部分も多々あり、今後分析のできたものから、順次、成果としてまとめ、発表していく予定である。また、今回明かとなった、東海地方から信州を含めた広り範囲に展開している武芸の諸様相の研究には、これを足がかりに一層深い研究が必要である。今後の課題とする。平成9年度は、まず、大学研究期間や公的機関などに所蔵されている武芸に関する文献目録などをまず検索し、主に、今回の研究テーマを進める上で特に重要であると思われる筑波大学と真田宝物館に所蔵されていた近世武芸に関する古文書を閲覧し、必要に応じて撮影を行い、一部解読作業まで実施した。1.松平定信の嫡子の定永の時(定信の晩年)、白河藩は桑名藩へ移封されたこともあり、松平定信の武芸に関する史料は、主に東海地方の鎭国守国神社(桑名市)に所蔵されている史料を基に研究を進めてきた。今回新たに筑波大学に松平定信の著作による書物、及び関係史料が所蔵されていることが明らかとなり、これを閲覧・撮影・一部解読作業(継続中)を行った。これにより、白河藩から江戸を中継し、桑名藩に伝わった武芸の動向を一部解明する手がかりとすることができると考える。2.定信の次男は松代藩真田家へ養子に入り幸貫と称し、8代藩主となっていることから、松代の真田宝物館を調査した結果、幸貫に関する武芸関係史料が数多く所蔵されていることが明らかとなった。幸貫に関する武芸関係史料の中には、定信が社会を治めていく上で重視した、甲乙流、起倒流に関する新たな伝書が含まれており、定信の最も理想とした武芸や近世後期の為政者が理想とした武芸思想など解明していく上で、重要な史料が発見されたといえる。現在、調査、史料収集、解読作業の継続中であり、平成10年度も当初よりこの作業を実施していく予定である。これらの事実から、定信が蘊奥を極め、生涯追求した甲乙流、起倒流が定信の子の代に嫡子定永の桑名藩だけでなく松代藩においても藩主の行う武芸として伝搬し行われていたことが初めて明らかとなった。これら予想以上の貴重な史料の発掘ができたため、やむを得ず、当初予定していた駿河、遠江、三河周辺の調査のうち未だ実施していない部分については、平成10年度に繰り下げて実施する予定である。

このあたりの詳細は、一部まとめたものを平成10年度日本武道学会第31回大会で「松代藩伝甲乙流について」と題して発表したが、これら貴重な史料を元にさらに解読、整理、分析研究を行い、後日、論文の形式で成果としてまとめる予定である。その他、平成10年度には、東海の三河地方の調査として、吉田藩の大河内松平家の武芸史料を調査し、直心影流、入坪流、日置流などの史料を調査した。吉田藩主の松平信明は、松平定信の後を承け老中首座として、党政の改革を推進した人物で、ここでも政治的なつながりと武芸の関わりが見いだせる可能性が生まれてきた。各方面で収集できた史料の解読・分析・研究は継続中の部分も多々あり、今後分析のできたものから、順次、成果としてまとめ、発表していく予定である。また、今回明かとなった、東海地方から信州を含めた広り範囲に展開している武芸の諸様相の研究には、これを足がかりに一層深い研究が必要である。今後の課題とする。
医療・介護の質を守るためのスタッフスケジューリングと勤務表作成の支援システムの研究

大きく3つの成果があった.訪問介護勤務表作成支援システム,ならびに,そのweb版システムを構築したので,近日全国公開する.2つ目は,ナーススケジューリングを,混合整数計画問題,充足判定性問題として扱うことにより,これまで厳密解が知られていなかった問題セットに対しても厳密解を得ることに成功した.3つ目は,スタッフスケジューリングに対し動的計画法を適用することにより,人間の意思決定を支援する情報提供の方法の可能性を示した.大きく3つの成果があった.訪問介護勤務表作成支援システム,ならびに,そのweb版システムを構築したので,近日全国公開する.2つ目は,ナーススケジューリングを,混合整数計画問題,充足判定性問題として扱うことにより,これまで厳密解が知られていなかった問題セットに対しても厳密解を得ることに成功した.3つ目は,スタッフスケジューリングに対し動的計画法を適用することにより,人間の意思決定を支援する情報提供の方法の可能性を示した.本年度は,与えた条件が満たされなかった場合の処理を考えることと,条件を変更する際に条件緩和等の目安となる情報を与えることを目標とし,訪問介護スタッフスケジューリングとナーススケジューリングのそれぞれについて検討することを考えていたが,調査の可能性から,訪問介護スタッフスケジューリングに問題を絞り,問題の拘束条件に関わってくる情報の流れや変更の頻度等を整理し,勤務表作成支援システムの在り方について検討した,具体的には,訪問介護事業所として一般的と思われる事業所(2007年11月現在:常勤ヘルパー4名,登録型ヘルパー23名,利用者75名)を対象に,情報の流れを調査したので,その概要を報告する.作成されたヘルパー勤務表と利用者へのサービス提供表は,月末に得られた情報を基に作成され,それぞれヘルパーと利用者に配られる.しかし,利用者が高齢者であることから.体調の変化などによる急なキャンセルや変更も多く,また,登録型のヘルパーが多くの割合を占めることから,彼らの予定変更も多い.これらに加えて,利用者数も増加傾向にあり,日々に交わされる予定変更等の情報量も増大していることから,情報の伝達方法を曖昧にしていた場合に起こりえる伝達漏れの危険性が問題となってきている.調査からは,変更情報を確かに確保できるようなツールと連動できる勤務表作成支援システムが有効であることがわかってきた.また,日々変更される状況に対応できるような再スケジューリング機能や,小さな変更を吸収できるような(柔軟な勤務表を作成できるような)勤務表作成アルゴリズムが必要であることもわかった.与えた条件が満たされなかった場合の評価や処理について検討するため,現場の勤務表を実際に作成して評価ができるような勤務表作成アルゴリズムの構築を目指した.訪問介護スタッフスケジューリングにおいては,利用者へのサービスやヘルパーの勤務負荷等のバランスを考慮する1週間分の勤務表作成アルゴリズムを構築し,それをエンジンとする勤務表作成支援システムを構築した.アルゴリズムでは,サービス時間指定制約を緩和した線形計画問題を考え,分枝限定法の枠組みで勤務表を作成する.サービスとヘルパーとの担当制約設定において双方の時間制約が考慮されているせいか,緩和解に残される不都合(分枝しなくてはいけない状況)は比較的早期に解消され,高速に解を得ることができた.目的関数には,カバーできないサービス数の最小化を設定したが,解を得るのに時間がかかる場合には,最適解の保証がなくても終了するよう停止条件も設定した.2つタイプ(週毎の変動が比較的少ない,多い)のヘルプステーションで勤務表を作成したところ,作成方法は異なったものの,いずれにおいても実際に利用された勤務表を作成することできた.変動の少ないヘルプステーションにおいては,バランスのよい1週間分の勤務表をアルゴリズムで作成し,それを各週に割り当て,不可能な部分については手直しを行った.もう一方のヘルプステーションでは,週毎で異なるスケジューリングを行って勤務表を作成した.一方,ナーススケジューリングにおいては,列生成法に基づくアルゴリズムの可能性について検討するため,実際にアルゴリズムの構築を行っている.最終年度となる本年度は,これまでに構築した勤務表作成アルゴリズムや,これを含む勤務表作成支援システムを対象に,アルゴリズムによる最適化だけでなく,勤務表作成者の作業,思考,判断をも含んだ最適化を検討した.具体的には,本研究で構築した訪問介護勤務表作成支援システムをベースに,情報学研究所との共同研究でweb版の勤務表作成支援システムを構築し,1年間かけて,その評価と改善のために,支援システムを利用した勤務表作成作業を観察してきた.訪問介護においては,利用者の体調の変化,登録型ヘルパーの変動から,事業所(ヘルプステーション)との契約時に交わされた基本情報も看護師勤務表作成等に比べて,比較的頻繁に変更される.また,対象月だけに特定されたサービスや休みも多く,これらの変動を勤務表作成者の思考を遮らないよう違和感なく支援システムに伝えることできる流れを検討した.また,作成した勤務表に対する修正ツールや表示ツール等についても検討した.そして,支援システムに修正を重ね,本年6月前後にweb上に公開する予定である.一方,今後の勤務表策支援システム構築において,勤務表作成者の思考,判断を助ける要素(モデル,アルゴリズム,情報)について基礎実験と検討を重ね,明らかになったことを学会やシンポジウムで発表した.大きくは,解の評価,解空間の可視化について検討し,列挙すれば膨大となるような情報をネットワーク構造に表す方法や,拘束条件間の関連の強さをネットワークで表現すること等を提案した.この他にも,ナース・スケジューリングについては,これまで最適解が見つからなかった問題に対し,充足可能性判定問題として記述して解くことにより,最適解を得ることにも成功した.
細胞中における液体移動の可視化、連続的観察による木材の物質移動機構の解明

平成14年度には,スギ,ヒノキ,ベイマツ材を用い,これら材に各種前処理,すなわち,熱水抽出処理,横圧縮処理,熱水抽出・横圧縮処理を施し,細胞内腔表面のむれの状態の変化,ならびに液体の有効通路の剥離破壊による新生程度の変化に加えた材を用い,仮道管中への液体移動の様子について検討した。また,針葉樹仮道管内腔径,壁孔孔口径と同じ程度の大きさのガラス毛管径を作製して,木材細胞中での液体移動様式とガラス毛管径中での移動様式の違いなどを検討した。その結果,易浸透性のヒノキ材については浸せきぬれに先行して拡張ぬれが仮道管中で起こって液体浸透が行われている従来に明らかにされていない知見を明確にした。また,各種前処理木材の観察結果から,壁孔の閉鎖,仮道管内腔界面の物理化学的性質,細胞内腔の形態的相違が液体浸透にはたす役割などをかなり詳細に検討できた。また平成14年から15年にかけて減圧下の仮道管中の液体移動様式の観察法を確立し,仮道管相互の液体浸透に影響する因子として減圧度の増加による気泡の発生や,小さい通路での液体の停滞,進行様式などをかなり具体的に観察でき,それが前処理によって変化する様子を系統的に明らかにできた。また15年度には,これまでまったく明らかになっていない細胞中での液体移動速度について検討し,減圧度030kg/cm^2の範囲で液体の浸透長の増加は√t時間に比例すること,速度係数は減圧度10kg/cm^2と20kg/cm^2範囲で急激に変化することを見出した。本研究は,仮道管内腔中を浸透する液体の様子を直接可視化して連続観察することにより,従来法と異なる観点から木材中での液体の浸透機構を明らかにしようとしたものである。実験には,ヒノキ,ベイマツ,スギの心材を用い,予め4通りの前処理(無処理材,熱水抽出処理材,横圧縮処理材,熱水抽出・横圧縮処理材)を施した材について,減圧度090kPa範囲の5段階の減圧下で液体の浸透,流動の動的観察を試みた。得られた結果は,次の通りである。(1)木材中の液体浸透は,浸透→停止→浸透→停止の繰り返しによって行われ,ガラス毛管中の液体移動とは基本的に異なる。木材中の浸透速度はガラス毛管中のそれの1/20程度である。また木材中の液体浸透挙動は,樹種によって,また前処理の方法によって異なる。(2)ヒノキ各種前処理材の液体移動は,仮道管内腔表面を拡張ぬれが先行する特異な挙動で推移することを見いだした。抽出処理材の減圧下の液体流動は,仮道管中での気泡の発生が著しく,液層-気相-液層-気相の層状の形で液体が浸透した。これはヒノキ材の場合,内腔表面のぬれが極めて良好であることを裏付ける。(3)ベイマツ材の液体浸透の不良な原因は,らせん肥厚位置での浸せきぬれに続く拡張ぬれが必要であることに加え,抽出・圧縮処理で大きく改善されることから,強固な閉塞壁孔の存在,界面のぬれの不良が浸透阻害要因として関係していることが示唆された。(4)スギ心材では,抽出・圧縮処理においても液体浸透先端部のメニスカスが,フラットで液体進行にかなりの長時間を有することから,ある程度液体浸透通路は確保されているが,その位置での液体の進行にかなり大きい阻害要因が存在することを認めた。(5)各種前処理材の液体浸透の連続観察から,木材中の液体浸透の阻害要因を考察列挙するとともに,樹種毎の浸透性を規制している因子の定量的考察が今後の課題である。

本研究は,仮道管や道管,木繊維などの細胞中を移動する液体の様子を直接可視化,動的観察し,木材中の液体浸透機構を解明することを目的としたものである。昨年度に続き,動的観察を試み、以下の結果を得た。中国人工林木材であるコウヨウザン,ポプラならびに本邦産ヒノキ材について,減圧下における仮道管ならびに道管,木繊維中の液体移動を検討した。その結果,コウヨウザン,ポプラにおける浸透は,進行・停滞→準行・停滞を繰り返して行われ,減圧度0kPaにおける液体浸透は,コウヨウザンに比べてポプラ材の心辺材のいずれも小さい。しかしながらポプラ材の場合には減圧度が増すと,道管,及び道管から放射組織への液体移動が著しく拡大されるため,減圧注入ではコウヨウザン材よりもポプラ材で浸透が良好となる。コウヨウザン心材の浸透量は,減圧度10kPa以上で著しく増大する。コウヨウザンとポプラ材では減圧下の浸透挙動が基本的に異なる。ヒノキ材の各種前処理材(無処理材,熱水抽出処理材,横圧縮処理材,熱水抽出・圧縮処理材)の浸透性を詳細に検討した結果,仮道管中の液体浸透経過について,浸透長が√t(t:時間)にほぼ比例する経過を認め,仮道管中の液体移動速度係数(S)を求めて詳細に検討した。また,その特徴を仮道管中の浸透様式と対比して原因を考察することができた。2年間にわたる検討結果は,詳細に研究成果報告書として取りまとめ,公表する予定である。
インド古典にみられる沙門の研究ー仏教・ジャイナ教聖典の並行詩脚を中心としてー

本研究は、仏教やジャイナ教が興起するに当たって、その共通基盤となったであろう遍歴の修行者、すなわち「沙門」(sramana/samana)の実態とその特性を、最古層の仏教文献とジャイナ教文献を基礎資料として、解明することを目的として遂行した。まず、仏教文献として『スッタニパータ』(経集)、『ダンマパダ』(法句経)を、ジャイナ教文献として、『アーヤーランガ・スッタ』、『スーヤガダンガ・スッタ』、『ウッタラッジャーヤー』、『ダサヴェーヤーリヤ・スッタ』を中心に、これら最古層と見做される聖典に見出される並行詩脚(parallel pada)を収集した。次に、これら並行詩脚の内容的特色を体系的に分類した。ここに分類された定形句的表現は以下の事柄を提示していることを知り得た。修行の目的として、苦から解放されることを目指しており、ここでいう苦とは死のことであって、死から逃れ、涅槃に到達することであった。この目的達成のために実践道として、種々の規定を設けていた。例えば、生活の場所として人里離れた辺鄙な所に住み、生命を維持するために一人で遊行し、乞食して施与された最小限の食事をした。そして一切を所有せず、愛欲や貧欲等の根絶に努め、占相や医学的治療は許されていなかった。本研究において収集した並行詩脚は、先学の研究成果を基盤としているが、さらに精査すればもう少し発見できる可能性があるように思われる。この目的達成のため、コンピュータを利用して、聖典の詩脚索引(pada Index)の作成を試み、将来の発展につながる成果を得た。
光トポグラフィを用いた空間恐怖を伴うパニック障害患者の前頭葉機能の評価

広場恐怖を伴うパニック障害患者に、2週毎4セッションの認知行動療法を行い、それぞれのセッションの前後に不安惹起刺激と中性刺激の動画を視聴した際の大脳皮質の血液量変化を光トポグラフィにて測定した。エクスポージャーのセッション前後で側頭部の酸素化ヘモグロビンが刺激時に合致して低下した。光トポグラフィ検査にて治療過程の脳機能変化が測定できることが確かめられ、症状改善に関連していると考えられた。本研究は、空間恐怖に対する認知行動療法による治療過程の脳機能の変化を評価するものであり、広場恐怖を伴うパニック障害患者における不安惹起刺激提示時と中性刺激提示時の前頭葉機能を反映する大脳皮質の血液量変化を光トポグラフィで測定し、疾患の特徴及び治療による変化を検討するものである。今年度は、広場恐怖を伴うパニック障害に対する認知行動療法のプログラムを作成した。実際の患者に合わせて、カメラ、ビデオカメラを用いて不安惹起場面及び中性刺激場面を撮影し、パーソナルコンピューター、画像編集ソフトを用いて、編集を行い、不安惹起画像と中性刺激を組み合わせた7分間の動画を作成した。まず、パイロットスタディとして、広く不安障害患者、健常者に研究参加を募集した。この画像を用いて、今後不安障害患者と比較するため、健常者10名程度で測定を行った。不安障害の一つである外傷後ストレス障害患者に対して、不安・恐怖を惹起する映像と不安・恐怖と関連しない中性刺激映像視聴時、及び、外傷場面想起時と中性刺激映像視聴時の前頭葉の脳血流の変化について光トポグラフィを用いて測定を行った。外傷場面想起時の変化について、外傷後ストレス障害の一つ治療法である、眼球運動による脱感作と再処理法を2週ごとに3回施行した際に測定した。症状の改善に伴い、前頭葉の血流は治療経過において、一度低下し、その後、上昇する変化が確認された。光トポグラフィ検査にて治療過程の脳機能変化が測定できることが確かめられ、前頭葉の賦活が、症状改善に関連していると考えられた。この例については、第3回日本不安障害学会、第22回福島県精神医学会にて報告した。引き続き不安障害患者、健常者で被験者を募集し、継続していく予定である。本研究は、不安障害患者に対する治療過程の脳機能の変化を評価するものであり、広場恐怖を伴うパニック障害患者における不安惹起刺激提示時と中性刺激提示時の前頭葉機能を反映する大脳皮質の血液量変化を光トポグラフィで測定し、疾患の特徴及び治療による変化を検討するものである。前年度は、広場恐怖を伴うパニック障害に対する認知行動療法のプログラムを作成した。前年から引き続き今年度も、実際の患者に合わせて、カメラ、ビデオカメラを用いて不安惹起場面及び中性刺激場面を撮影し、パーソナルコンピューター、画像編集ソフトを用いて、編集を行い、不安惹起画像と中性刺激を組み合わせた動画を作成した。前年度から引き続きパイロットスタディとして、広く不安障害患者、健常者に研究参加を募集し、同じ画像を用いて、不安障害患者と比較するため、合計健常者16名で測定を行った。不安障害の一つである外傷後ストレス障害患者の治療過程での評価を行ったのに引き続き、広場恐怖を伴うパニック障害患者に、薬物療法は変更せず、2週毎に4セッションの認知行動療法を行い、それぞれのセッションの前後に不安惹起刺激と中性刺激の動画を視聴した際の大脳皮質の血液量変化を光トポグラフィにて測定した。エクスポージャーのセッション前後で側頭部の酸素化ヘモグロビンが刺激時に合致して低下した例を認めた。光トポグラフィ検査にて治療過程の脳機能変化が測定できることが確かめられ、治療により脳機能変化がもたらされ、症状改善に関連していると考えられた。こめ例について、第4回日本不安障害学会にて報告した。
知的障害児の英語教育に関する研究－学びの連続性のある指導と評価の開発－

次期の特別支援学校学習指導要領では、知的障害児の英語教育でも学びの連続性が求められている。しかし一方で、知的障害児が英語を学ぶ目的や意義が共通理解されていない。教育的ニーズが多様な知的障害児の「連続性」ある英語教育の教育課程を考えるため、知的障害児の英語教育における目標、実践事例、意義を押さえたうえで、英国での言語療法の状況等を参考にして、知的障害児の英語教育のための1)指導のモデル、2)評価モデルを開発し、3)教師トレーニング体制を提案する。
偏極多様体の構造および分類

代表者は,偏極多様体の随伴直線束の諸性質を,特に非特異3-foldの場合に深く研究した。まず,Ein-Lazarsfeldの方法を用い,さらにそれを強化改良して,Lが非特異3-fold上の豊富直線束でL^3>1をみたすなら,随伴直線束K+3Lは基点を持たないことを証明した。また,bigな直線束に対しては交点数からみてザリスキー分解を近似しているとみなせる分解が存在することを示し,さらにそれを応用して,3次元の非特異偏極多様体(M,L)に対して[K+6L]で定まる有理写像は正則で単射的であることを証明した。他方,小平エネルギーの理論については,対数境界がある場合にも理論を拡張一般化し,森・川又理論が適用可能な状況下(例えば多様体の次元が3以下ならOK)では小平エネルギーの有理性が成立ち森-飯高型の自然なfibrationが存在することを示した。さらにファノ多様体の有限性が成立てば小平スペクトルの構造は予想通りになることも示した。各分担者のうち,岡睦雄は,平面曲線の特異点のある不変量とその特異点解消との関係を明らかにし,また,Abhyanker-Mohの定理の別証明を与えた。石井志保子は,非有理特異点をもつ3次元ファノ多様体について研究し,森理論を用いて良い性質をもつ自然なfibrationが構成できることを示した。さらに,そのfibrationの低空間が2次元になる場合については,様々な場合をきちんと分類した上で各場合についてfibrationの構造を詳細に明らかにした。野口潤次郎は,双曲型複素多様体に関連する諸問題を研究し,値分布論の第2主要定理を関数体上の場合に確立したのちそれをさらに応用して双曲的多様体に関するある種の不定方程式の解の有限性を示した。森田茂之は,3次元ホモロジー球面のCasson不変量と,曲面の写像類群の構造との深い関係を明らかにした。
シリア正教徒共同体における音楽とアイデンティティ

2018年度が第3年目で最終年の本研究の概要は以下の通り。本研究課題の主たる関心は中東のキリスト教徒であるシリア正教徒共同体の音楽である。彼らがもともと居住してきたトルコ南東部・シリア北東部、そしてイラク北東部では今日、現地調査が難しいため、主な移住先の一つであるスウェーデンでこれまで渡航調査を行い、その焦点をシリア正教徒のみに絞ってきた。しかし、上述の地域は多数派がクルド人であり、背景となる地域の音楽状況も把握する必要性を感じ、18年度から中東における少数派の音楽研究を二名の研究者(谷正人氏、米山知子氏)とともに行うこととした(科研費基盤(B)『中東少数派の音文化に関する研究』)。18年度はこの活動として7月末に研究会(第一回中東音文化研究会)、12月上旬にはシリアの古都アレッポを代表する音楽家ムハンマド・カドリー・ダラール氏らを招きレクチャー・コンサートを行った。アラブ音楽に関しては拙著(『アラブ音楽入門』)も出版された。現地調査としては、スウェーデンで開催された学会The Future of Syriac Studiesへの参加を含み同地での渡航調査を6月に行った。上記学会ではシリア正教徒の世俗歌謡文化の民族音楽学における重要性に関して発表した。これに関しては2020年に出版予定の同学会記念論文集に研究ノート(英語)が掲載される予定である。10月にはスウェーデンのウプサラ大学で北東ネオ・アラム語諸語に関する学会があり参加し、この調査期間中にはトルコ南東部の都市ミディヤトで開催された国際文化芸術祭で同地の多言語歌謡文化について調査した。3月にはイラクのクルディスタン地域政府地区(エルビル市)で現地調査を行っている。なお、2017年に出版された単著『アラブ古典音楽の旋法体系:アレッポの歌謡の伝統に基づく旋法体系の記号論的解釈』が第35回東洋音楽学会田邉尚雄賞を受賞した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。中東のキリスト教徒であるシリア正教徒共同体の音楽とアイデンティティの関係について考察する本研究は、ディアスポラの地であるスウェーデンにおけるフィールドワークと文献・録音等の精査・分析による調査研究を二つの柱としている。調査対象は従来から研究されている宗教歌謡(典礼聖歌等)だけでなく世俗歌謡分野も含むが、第1年目である平成28年度は前者に関して主に調査を進めた。第1回目の調査(9月)では、司教座教会の聖エフレム大聖堂で夕べの祈りおよびミサでの朗誦や歌唱を担う青少年の練習会に参加するとともに、聖務日課用の祈祷書および典礼用の聖歌集の使用方法等を確認した。その一方でシリア正教会の助祭でもあるシリア語文献学者から古典シリア語に関して詳しくご教授頂き、現在、上記二文献の読解および分析整理を行っている。これら調査はトルコ南東部(トゥール・アブディーン地方)やシリア北東部出身で口語シリア語を話す集団が中心であった。しかし、2000年頃を境にイラク出身者の増加も顕著なものがあることがわかり、第2回目の3月の調査では彼らの集まる教会で典礼聖歌を歌う女性グループを中心に参与観察を行った。先行研究ではこの集団はほとんど扱われていないが、アラビア語を母語としシリア語をほとんど解さない人々のアイデンティティをいかに解釈するかは今後の課題であり、最終的には本研究の全体像の練り直しが必要となるかもしれない。この他に、第1年目は2016年2月に博士号を取得した博士論文の出版が完了した。その一般向け解説書の出版は第2年目の夏頃になる予定である。また、スウェーデンにはクルド人の移民・難民も多い。上記の第2回目調査では彼らの新年の祝祭に参加し、彼らの音楽に関する予備知識を得た。シリア正教徒の中東での居住地域では彼らは多数派にあたることから、付加的ではあるものの並行して調査することとした。スウェーデンでの渡航調査を9月(第1回)と3月(第2回)に行い、第1回では司教座教会を拠点として宗教歌謡分野に関する調査および資料収集を行い、同時に行った古典シリア語に関する研鑽は順調に進んだ。第2回に関しては前回の調査を踏まえてイラク系教会に対象を絞り、同様の調査を行った。こうした資料収集およびその精査・分析はおおむね順調である。これまでの研究成果である博士論文(アラブ古典音楽の旋法体系)の出版が2017年2月に完了し、同論文を基にした一般向け入門書の出版は第2年目の夏には完了する予定である一方で、英語の旅行記の翻訳出版等に関して若干、時間がかかっている。2017年度が第2年目の本研究の実施状況は以下の通りである。本研究課題の主たる関心は中東の東方教会系キリスト教徒であるシリア正教徒共同体の音楽である。彼らは歴史的にはトルコ南東部やその周辺地域に居住してきたが、これら地域の政治情勢やそれに起因する人口流出等で現地調査が難しいため、主な移住先の一つであるスウェーデンでこれまで渡航調査を行ってきた。これは教会内で培われてきた典礼聖歌の伝統に関しては有効である。その一方で、教会の外で展開している世俗歌謡は、音楽的特徴・内容に関して上述の地域の多数派であるクルド人の音楽との関連が明らかになってきた。そこで第2年目は、研究の方向性を若干修正し、彼らの出身地である上述地域の音楽的背景を知るためにクルド音楽に関しても付加的であるが調査を始めることとした。

そこで、2017年度はじめの時点で調査渡航が可能でありかつ情報が最も不足していたイラク北部のクルディスタン地域政府地区に4月末に渡航し、聞き取り調査等を行い、録音資料などを持ち帰ることができた。また、9月末にはスウェーデン在住のクルド語詩人ファルハード・シャーケリー氏の来日に合わせて、レクチャー・コンサート『中東の詩と音楽の夕べ:クルドの詩人をお迎えして』を実施した。主たる調査地であるスウェーデンでは9月と3月に各約4週間の渡航調査を行った。1970年代から90年代にシリアでの世俗歌謡創作活動の一翼を担い、その後、スウェーデンに移住し司祭職を務める人物に協力いただけるようになり、第3年目に調査内容をまとめるための地ならしができたように思える。2017年度もアラブ音楽関連のテーマで学会発表や講演を行った。シリア正教徒関連の研究成果に関しては、世俗歌謡に関する学会発表を今後行う予定となっており、その一方で、アラブ音楽関連の書籍についても2018年夏には出版の予定である。第2年目は研究の方向性を修正し、クルド音楽に関する調査が加わった。そのため、シリア正教徒の音楽に関してはクルド音楽と関連性の高い世俗歌謡の調査を優先することとなったため、教会の典礼聖歌に関する調査は予定していたほどには進まなかった。しかし、典礼聖歌だけでなく世俗歌謡にも詳しい人物をインフォーマントとすることができたことから、2018年度はこれまで収集した情報の精査が、音楽面だけでなく言語に関しても進むものと思われる。クルド音楽研究に関しては、録音資料の分析や先行研究の精査、そしてクルド語の基礎学習等を進めた。この一方で、研究成果の公表が遅れ気味になっている。本の出版に関しては、2017年に博士論文を出版し、2018年夏にはアラブ音楽の入門書も出版の目処が立った一方で、計画していた手記の翻訳の出版計画はまだ手付かずになっており、2018年度中には何らかの目処を立てたいと考えている。2018年度が第3年目で最終年の本研究の概要は以下の通り。本研究課題の主たる関心は中東のキリスト教徒であるシリア正教徒共同体の音楽である。彼らがもともと居住してきたトルコ南東部・シリア北東部、そしてイラク北東部では今日、現地調査が難しいため、主な移住先の一つであるスウェーデンでこれまで渡航調査を行い、その焦点をシリア正教徒のみに絞ってきた。しかし、上述の地域は多数派がクルド人であり、背景となる地域の音楽状況も把握する必要性を感じ、18年度から中東における少数派の音楽研究を二名の研究者(谷正人氏、米山知子氏)とともに行うこととした(科研費基盤(B)『中東少数派の音文化に関する研究』)。18年度はこの活動として7月末に研究会(第一回中東音文化研究会)、12月上旬にはシリアの古都アレッポを代表する音楽家ムハンマド・カドリー・ダラール氏らを招きレクチャー・コンサートを行った。アラブ音楽に関しては拙著(『アラブ音楽入門』)も出版された。現地調査としては、スウェーデンで開催された学会The Future of Syriac Studiesへの参加を含み同地での渡航調査を6月に行った。上記学会ではシリア正教徒の世俗歌謡文化の民族音楽学における重要性に関して発表した。これに関しては2020年に出版予定の同学会記念論文集に研究ノート(英語)が掲載される予定である。
液体電極プラズマの素過程の解明と高機能統合分析デバイスへの応用

液体電極プラズマによる発光分析は、極めて簡単に極微量溶液の高感度な元素分析が実現できる手法である。本研究ではプラズマ温度などプラズマの内部パラメータと流路形状などの外部パラメータの関係を調べ、感度・精度に及ぼす影響を調べた。また、本手法に適した前処理や、他のマイクロデバイスとのチップ上での統合も検討した。これらにより、検出限界、及び精度は向上し、例えばCdにて0. 5ppb程度の検出限界が得られた。閉じ込め式液体電極プラズマによる発光分析について工学的・学術的見地に立ったシステマティックな研究を行い、プラズマの素過程を明らかにするとともに、高感度化、高精度化、サンプルの微量化を促進する。本年度に得られた結果を列挙する。(1)プラズマの短時間分光診断とモデリング。プラズマの発生挙動に直接かかわる内部パラメータを、外部よりコントロールするには、流路の形状、大きさなど外部パラメータを変化させるしかない。よって、まずこの外部パラメータと内部パラメータの関係を定式化する。本年度は外部パラメータとして、流路の大きさ、印加電圧、印加時間、酸濃度、酸の種類を変化させ、内部パラメータとして、鉄の励起温度を調べ、同時に元素ごとの感度や精度との対応を試みている。その結果、流路の大きさとプラズマ温度は関係が強く、印加電圧、酸濃度とプラズマ温度はそれほど強くないことが分かった。しかし、元素ごとの感度に関しては、励起温度で説明がつくものと、そうでないものが見つかり、他の要素の寄与が示唆された。短時間分光では、Naのように比較的早くから発光するものと、Pbの様に遅くに発光するもの、およびノイズ成分の分離が捉えられた。更なる時間分解能の改良を行っている。(2)外部パラメータの最適化による高感度・高精度化。上記の知見のうち、特に印加時間と酸濃度の成果から、従来よりも精度が3倍よくなる条件が見つかった。(3)本法に最適な前処理法・サンプル調整法の研究。本法を実際に利用するための、本法に特徴を活かした前処理の方法・測定条件など、利用する側の知見も研究していく。本年度は土壌や水質の測定用に、従来よりも短時間で前処理が可能な方法を検討し、ある程度の有効性が証明された。また、固相抽出を自動化し、性能の向上と安定化を測っている。プロトタイプ機での動作を確認した。本年度は外部パラメータとして、流路の形状の効果、添加元素の効果を調べ、ある種の元素においては、感度改善の効果があることを確認した。また、液体を流しながら測定することにより、感度と精度が大幅にアップすることが分かっていたが、本年度はその流速が影響するメカニズムが明らかになった。また、高速ビデオカメラにより発光中のプラズマを観察したが、今回の条件ではで中央部が発光強度が強いことが確認できた。これまでの知見を踏まえ、特にAsにおいて大幅な感度上昇がみられた。本年度は、サンプルが少量で良いという本法の特性をいかした、イオン会合体を用いた、簡単な濃縮法を開発した。また、固相抽出を自動化し、性能の向上と安定化を測っており、本年度はチップ上に固相抽出を一体化することに成功した。本年度に得られた主な結果を列挙する。1.プラズマの解明と、その最適化による高感度、高精度化:本年度は、プラズマの発生初期での、発光と電流変化についてより詳細に解析した。また流路の長さや、幅の影響を、周囲温度の影響を調べた。周囲温度の変化は、電流値の変化をもたらし、発光に影響することが分かった。内部パラメータとしてプラズマの励起温度の測定は、電圧、酸濃度、流路形状を変化させて計測し、論文発表した。本年度は、新しい試みとして、様々なサイズのナノ粒子を導入し、発光量を計測した。その結果、元素によっては、良く光り、ナノ粒子も原子化し発光させる強度があることが分かった。また、流路の材質と形状が、発光に及ぼす効果も精査され、論文発表を行った。

これらの知見により、検出限界、及び精度は向上し、例えばCdにて0.5ppb程度の検出限界が得られた。2.本法に最適な前処理法・サンプル調整法の研究:イオン会合体を用いた前処理法は、昨年に引き続き詳細にデータをとって、論文として投稿した。また、メッキ液用の前処理法を検討し、CV数%で測定できる目途が立った。前処理と発光部を直接接続し自動化する際には、発光部への導入形状が重要であることが分かった。3.前処理を一体化した統合化チップの開発マイクロTAS技術と融合させ、固相抽出による濃縮を一つのチップに一体化した統合化チップの開発を行った。鉛の測定を例に、濃縮、抽出、検出の動作を確認した。