hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強磁性形状記憶合金薄膜による磁場動作型マイクロアクチュエーターの開発

約30at%のPdを含むFe-Pd合金は、温度及び磁場によってfcc-fct熱弾性型マルテンサイト変態が誘起される。従って、温度だけでなく磁場によっても形状記憶効果を発現できると考えられており、Ti-Ni合金より高速なアクチュエータ材料として期待されている。この合金をマイクロマシンのアクチュエータとして利用する場合、薄膜化する技術を確立しておくことが必要になる。本研究では、組成および構造が制御されたFe-Pd強磁性形状記憶合金薄膜を作製する技術を確立した上で、実際にマイクロアクチュエータを形成することを最終的な目標とした。まず、本研究室の2源スパッタ装置によって、組成制御したFe-Pd合金薄膜を安定に成長させることのできる条件を決定した。成長させた2832at%のPdを含むFe-Pd薄膜に900°Cで溶体化処理を施すと、fcc-fctマルテンサイト変態に伴う形状記憶挙動を示すことを明らかにした。これらの形状記憶挙動を、一定応力下での熱サイクル試験から定量的に評価するとともに、化学エッチングによるマイクロ加工によってアクチュエータのプロトタイプの作製を試みた。その結果、Pdが30at%未満の自立薄膜は室温以上の温度領域で形状記憶挙動を示すが、-100°C程度の低温になると不可逆的なbct変態を生じてしまうことが明らかとなった。このことは、この系の材料の使用温度に制限があることを示している。また、応力下ではクラジウス-クラペイロンの関係に従って変態温度が上昇するので、より構造の安定な30at%以上の材料を室温以上で動作するアクチュエータとして利用可能であることがわかった。さらに、この材料のリソグラフィ技術によるマイクロ加工の検討によって、実際に通電加熱による動作が可能なカンチレバー型のアクチュエータの作製に成功した。これらの成果は、国内外の学会においてすでに発表済みである。約30at%のPdを含むFe-Pd合金は温度変化によってマルテンサイト変態が生じるだけでなく、強磁性材料であり磁場によってもマルテンサイト変態が誘起されることが知られている。従って、温度だけでなく磁場のon/offによっても形状記憶効果を発現させることが可能と考えられており、Ti-Ni合金より高速に駆動できるアクチュエーター材料として期待されている。これらの合金をマイクロマシンのアクチュエーターとして利用する場合、何らかの方法で薄膜化する技術を確立しておくことが必要になる。本研究では、二源スパッタリング装置を用いて組成および構造が制御されたFe-Pd強磁性形状記憶合金薄膜を作製する技術を確立した上で、磁場誘起形状記憶機能を有するマイクロアクチュエーターを形成することを最終的な目標とした。本年度は、まず2基のマグネトロンによるFeおよびPd単体薄膜の成膜速度を種々のAr圧で測定し、組成制御された薄膜の形成条件を最適化することから始めた。このデータに基づいて種々の組成を有するFe-Pd合金薄膜を石英基板上に成長させ、その結晶構造を評価したところ、これらの薄膜はas-deposited状態ではマルテンサイト変態挙動を示さないことがわかった。ところが、28-32at.%のPdを含むFe-Pd合金薄膜に800°C以上の温度で溶体化熱処理を施すと、室温以上の温度領域でfcc-fctマルテンサイト変態挙動を生じる薄膜が得られることが明らかとなった。また、Pd組成の増加させると、fcc-fctマルテンサイト変態のMs点が低下することも明らかとなった。

このfcc-fctマルテンサイト変態は熱弾性的であり、室温でfct相を含む薄膜を基板から剥離すると形状記憶挙動を発現することも確認された。以上のデータは、金属学会において既に発表済みである。約30at%のPdを含むFe-Pd合金は温度変化によってfct-fcc熱弾性型マルテンサイト変態が生じるだけでなく、強磁性材料であり磁場によってもマルテンサイト変態が誘起されることが知られている。従って、温度だけでなく磁場のon/offによっても形状記憶効果を発現させることが可能と考えられており、Ti-Ni合金より高速に駆動できるアクチュエータ材料として期待されている。これらの合金をマイクロマシンのアクチュエータとして利用する場合、何らかの方法で薄膜化する技術を確立しておくことが必要になる。本研究では、二源スパッタリング装置を用いて組成および構造が制御されたFe-Pd強磁性形状記憶合金薄膜を作製する技術を確立した上で、磁場誘起形状記憶機能を有するマイクロアクチュエータを形成することを最終的な目標とした。本年度は、fcc-fct熱弾性型マルテンサイト変態挙動をともなう形状記憶挙動を示すことが明らかとなった2832at%のPdを含むFe-Pd薄膜について、一定応力下で冷却・加熱にともなう歪みの変化を測定する熱サイクル試験を行い、その形状記憶挙動を定量的に評価することを第一の目標とした。その結果、マルテンサイト変態および逆変態にともなって歪みが変化する様子を観察することができた。変態歪みは、最大で約1%程度であった。この歪み量は、配向した薄膜としては妥当な量と考えられる。また、熱サイクル試験から推定されるマルテンサイト変態温度(Ms点)は負荷応力によって変化し、いわゆるクラジウス-クラペイロンの関係が成立することがわかった。また、外挿により求めた応力ゼロでの変態温度をPd組成に対してプロットすると、昨年度X線回折によって測定されたものと同様にPd組成の増加とともにMs点が急激に低下することがわかった。昨年度から得られた結果は、国内外の学会において既に発表されている。本年度は、2832at%のPdを含むFe-Pd薄膜について、一定応力下で冷却・加熱にともなう歪みの変化を測定する熱サイクル試験からその形状記憶挙動を定量的に評価するとともに、化学エッチングによるマイクロ加工によるアクチュエータのプロトタイプの作製を試みた。その結果、Pdが30at%未満の自立薄膜は室温以上の温度領域で形状記憶挙動を示すが、-100°C程度の低温になると不可逆的なbct変態を生じてしまうことが明らかとなった。
芳香族高分子における電荷キャリア発生初期過程の可視・近赤外フェムト秒分光

側鎖に芳香族基を持つ高分子系(芳香族ビニルポリマー)には、芳香族基カチオンを電荷担体とした光電導性を固体状態で示すものが多い。巨視的なスケールでの光電導現象は、キャリア発生(電荷分離)とキャリア輸送(電荷シフト反応)に大別される。この2つの過程には、数個以上の芳香族基にカチオンが非局在化したカチオン状態が、重要な役割を果たしていることが強く示唆されている。この非局在カチオン状態の生成に対して、以下のように研究を行なった。高分子系のカチオンの電子スペクトルは、モノマーカチオンと比較して、隣接基との相互作用に由来するブロードな形状を示す。このブロードな吸収はピコ秒レーザーの分解能以内に現れることから、カチオン状態は、本質的に大きな分子運動を必要とせずに、ある程度非局在化した状態をとると考えられる。またこのような状態の生成が、従来考えられてきたキャリア発生に対応するとも考えられる。この電荷シフト反応の始状態である電荷分離直後のカチオンの非局在化程度を、基底状態で弱い電荷移動(CT)錯体を形成する電子受容体を加え、CT吸収帯の選択励起により時間原点で電荷分離を行わせ、フェムト秒レーザー分光装置により測定した。一般的に基底状態のCT吸収スペクトルは、モノマー系と大きくは異ならないので、生成直後のカチオンのスペクトルは、モノマーカチオンのものに類似していると期待できる。従って、スペクトルをモニターすることで、モノマーに局在化したカチオンあるいは、少なくとも2つ以上に非局在化したカチオンの区別が可能である。今回の実験の結果、150fsのパルス幅を持つレーザーでは、カチオンのスペクトルの時間変化は観測されなかった。すなわち、非常に高速(数10fs以内)に、カチオン状態の非局在化が進行することが判明した。また、ホール移動過程に対する溶媒効果をピコ秒過渡吸収分光並びに二色性の測定を行い検討した。その結果、これらの非局在化の度合いは溶媒の極性にも大きく依存し、溶媒極性の低下と共に非局在化の度合いは小さくなることが示された。この非局在カチオン状態の生成に対して、本年度は、以下のように研究を行なった。この電荷シフト反応の始状態である電荷分離直後のカチオンの非局在化程度を、以下のように検討した。まず、基底状態で弱い電荷移動(CT)錯体を形成する電子受容体を加え、CT吸収帯の選択励起により時間原点で電荷分離を行わせ、フェムト秒レーザー分光装置により測定した。より直接的かつ詳細に検討するために、二色性の測定システム、また近赤外部の測定システムを作成している。このことによって、芳香族基間に非局在したカチオンの示す近赤外部の電荷共鳴(Charge Resonance:CR)帯の直接観測を、平成14年度は行う。

一般的に基底状態のCT吸収スペクトルは、モノマー系と大きくは異ならないので、生成直後のカチオンのスペクトルは、モノマーカチオンのものに類似していると期待できる。従って、スペクトルをモニターすることで、モノマーに局在化したカチオンあるいは、少なくとも2つ以上に非局在化したカチオンの区別が可能である。今回の実験の結果、150fsのパルス幅を持つレーザーでは、カチオンのスペクトルの時間変化は観測されなかった。すなわち、非常に高速(数10fs以内)に、カチオン状態の非局在化が進行することが判明した。また、ホール移動過程に対する溶媒効果をピコ秒過渡吸収分光並びに二色性の測定を行い検討した。その結果、これらの非局在化の度合いは溶媒の極性にも大きく依存し、溶媒極性の低下と共に非局在化の度合いは小さくなることが示された。側鎖に芳香族基を持つ高分子系(芳香族ビニルポリマー)には、芳香族基カチオンを電荷担体とした光電導性を固体状態で示すものが多い。巨視的なスケールでの光電導現象は、キャリア発生(電荷分離)とキャリア輸送(電荷シフト反応)に大別される。この2つの過程には、数個以上の芳香族基にカチオンが非局在化したカチオン状態が、重要な役割を果たしていることが強く示唆されている。この非局在カチオン状態の生成に対して、以下のように研究を行なった。高分子系のカチオンの電子スペクトルは、モノマーカチオンと比較して、隣接基との相互作用に由来するブロードな形状を示す。このブロードな吸収はピコ秒レーザーの分解能以内に現れることから、カチオン状態は、本質的に大きな分子運動を必要とせずに、ある程度非局在化した状態をとると考えられる。またこのような状態の生成が、従来考えられてきたキャリア発生に対応するとも考えられる。この電荷シフト反応の始状態である電荷分離直後のカチオンの非局在化程度を、基底状態で弱い電荷移動(CT)錯体を形成する電子受容体を加え、CT吸収帯の選択励起により時間原点で電荷分離を行わせ、フェムト秒レーザー分光装置により測定した。
看護実践現場における包括的腰痛予防対策の普及に関する研究

看護師の職業性腰痛予防対策の方向性を明らかにするための文献検討を行った。まず、看護基礎教育内容の検討として、看護基礎教育で使用されているテキストの記載内容の分析を行った。23件の「基礎看護学」「基礎看護技術」に関するテキストを対象として、「体位変換」「姿勢の調整」「移動の介助」「移乗の介助」、「ボディメカニクス」に関連する記述を抽出し、内容を分析した。その結果、援助に伴う腰痛の危険性への対処として、「環境の調整」「ボディメカニクスの適切な活用」「スタッフ間の協力」「介護機器の使用」が示されていた。技術の限界や、実践における様々な適用上の問題やその解決方法に関する記述はなく、看護基礎教育においては、原理・原則に則った技術の習得を目的とするためであると考えられた。次に、看護師の職業性腰痛予防を包括的に行うための方向性を明らかにするため、「看護師の職業性腰痛の実態」「看護師の職業性腰痛の関連要因」「看護師の職業性腰痛により引き起こされる問題」に焦点を当てて、国内外の先行研究の検討を行った。文献検討の結果、以下の現状が明らかになった。1看護師の腰痛の大部分は非特異性腰痛であり、多くの者が腰痛を抱えながら就業している。2腰痛の原因として個人要因、環境要因、物理的要因に加え、心理・精神的要因との関連が明らかにされている。3看護師及び看護管理者は腰痛予防の必要性を認識しているが、看護業務の特性上困難であると感じている。4腰痛を発症した看護師の多くは再発・悪化を経験し、欠勤や早期離職を余儀なくされている。以上の結果より、看護師の職業性腰痛に対しては、機器・用具の設置や予防教育だけではなく、人間関係や心理・社会的要因をも含め、職場環境を広義に捉えた環境管理に焦点を当てる必要があることが明らかになった。平成24年度は、1看護師の職業性腰痛予防における、教育上の問題を究明するための看護基礎教育内容の検討、2看護師の職業性腰痛予防対策の方向性を明らかにするための文献検討を行った。看護基礎教育内容の検討として、看護基礎教育で使用されているテキストの記載内容の分析を行った。4腰痛を発症した看護師の多くは再発・悪化を経験し、欠勤や早期離職を余儀なくされていることが明らかになった。

第一段階の看護基礎教育内容の検討において、看護基礎教育では看護師の職業性腰痛の予防について、その実態やそれによる影響等、現実的な問題について触れておらず、基礎教育において「動機付け-目的-具体策」の過程が構築されていないことが明らかになった。そのため、第二段階を「現任教育内容の検討」ではなく、「看護師の職業性腰痛の実態の明確化」と計画を変更した。その実態についても、腰痛の発症率のみではなく、発症状況、関連要因、発症により引き起こされる問題と、幅広く把握するため、まずは国内外の文献検討を広く行うこととしたため、やや遅れが生じた。平成24年度に行った文献検討により、看護師の腰痛の実態に関する先行研究は、1腰痛を発症した当事者のみが対象となっている、2原因と考えられる要因との関連の有無のみが明らかにされており、関連の方向性や要因間の関連が明らかにされていない、3量的研究がほとんどであり、看護師の体験として質的に明らかにされていない、という点が明確になった。看護管理の視点で、包括的な予防対策を確立するための介入の糸口を見出すためには、看護師の職業性腰痛によって、看護実践現場にどのような影響が及ぶのか、腰痛を発症した当事者のみではなく、看護管理者や同僚など、様々な立場での「体験」を明らかにする必要があると考える。従って、今後は腰痛予防に向けた看護管理実践への示唆を得るために、腰痛を発症した看護師、その同僚及び管理者を対象としたフィールドワークを行い、看護師の腰痛に伴い生じる現場の変化や困難感をそれぞれの立場から明らかにする。1平成24年度の研究成果の公表のための学会参加費および交通費・宿泊費2論文公表のための掲載費・印刷費3日本国内の様々な(地域、規模、看護管理体制)看護実践現場でのフィールドワークを行うための交通費4データ収集および処理のための機器購入費5膨大なデータ処理のための、インタビューデータ逐語録化の業務委託費
高純度無水希土類イオン含有ガラスファイバープリフォームの作製

PbO-Bi_2O_3-Ga_2O_3(PBG)ガラスを調製するために,酸化物原料粉末を所定のモル比に配合し,8001000°C空気中で溶解した場合多量のOH基がガラス中に残存する。PBGガラスの調製プロセスにおいて(1)原料粉末の付着水除去,(2)フッ化物添加による原料中の構造水除去及び(3)乾燥雰囲気での溶解による水分混入の防止について検討した。xPbF_2・(40-x)PbO・40Bi_2O_3・20Ga_2O_3(モル比)を基本組成としPbF_2を1020mol%添加したバッチについて,500°Cで2時間以上保持することで付着水を除去し,約500ppmのOHを含む乾燥O_2雰囲気で溶解することで,PBGガラス中のOH量を数十ppmまで低減することができた。PbF_2+H_2O→PbO+2HF↑の反応によりガラス融体中の水分がHFの形で揮発・除去され,乾燥O_2中での溶解により雰囲気からの水分の混入を防ぐことができたものと考えられる。Pr^<3+>またはYb^<3+>/Pr^<3+>を含有する脱水PBGガラスを調製し,吸光及び発光特性を評価した。Judd-Ofelt解析及び蛍光寿命の測定により,調製したPr^<3+>含有PBGガラスが1.3μm帯光通信ファイバー増幅器のために重要な遷移Pr^<3+>:^1G_4→^3H_4において,量子効率32%を有することがわかった。この値は原料Sを精製して調製した高純度Ge-Ga-Sガラスの50%に比べて小さいものの,現在標準として報告されているZrF_4系ガラス(ZBLAN)の4%よりも高く,PBGガラスが酸化物ガラスの長所(化学的安定,製造時の低コスト)を兼ね備えた新しいレーザーホストである可能性を示した。さらにYb^<3+>/Pr^<3+>共含有PBGガラスにおけるYb^<3+>→Pr^<3+>のエネルギー遷移過程を明らかにし,PBGガラスがYb^<3+>/Pr^<3+>共含有ZBLANガラスと同等の特性を持つことを示した。
ミクロポーラス及びメソポーラス材料の環境調和型触媒への応用

製造段階における廃棄物の低減、二酸化炭素等の温暖化厚因物質の排出を削減する技術、汚染物質の効率的除去技術等の確立には大口径ゼオライト触媒の開発が不可欠である。本年度は最近報告された3次元ゼオライトITQ-21(細孔径0.74nm、内部に1.2nmのキャビティを有する)の触媒機能の解明を目指して合成を試みた。スパルテイン-N-メチルカチオンを構造誘起物質(SDA)とし、SiO_2/GeO_2比=10及び(SiO_2)/Al_2O_3比=400,100,45の条件で合成した結果、ITQ-21が得られた。今後、ホウ素を導入し金属カチオンとの同型置換により、各種メタロゲルマノシリケートを合成し、酸化反応、異性化反応、水素化反応等に対する触媒機能を検討する予定である。本ゼオライトの合成を行う過程で、不純物を微量含むSDAを用いてゼオライトの合成を検討したところ、ITQ-21は生成せず、従来に報告されていないXRDを持つ物質が得られた。この物質は窒素吸着から判断してミクロポーラス化合物であることが判明した。今後、不純物の構造決定を行うと共に、合成の再現性の確認を行い新規ゼオライトの構造決定を行う予定である。さらに、ホウ素の同型置換による各種金属イオンの導入法を検討し、大口径ゼオライトに適した炭化水素転換法プロセスを開発する予定である。特に、本ゼオライト内における有機化合物の挙動を明らかにするため、現在ビフェニルのイソプロピル化反応を検討中である。
サル/ヒト免疫不全ウイルスによるエイズ宿主免疫応答の研究とワクチン開発

HIV感染による発症にサイトカイン・ケモカインが重要な役割を果たしていることを示唆する報告が多くなされている。特にエイズの進行に伴ってTh1細胞系のサイトカインが減少し、Th2細胞系のサイトカインが増加すると考えられているものの、その因果関係についてはよくわかっていない。そこで本年度は、特にヒトでは解析することの困難な感染初期について、病原性および非病原性SHIV感染サルの各種サイトカイン・ケモカインを検出する系の確立と、その動態の解析を行った。急性発症株SHIV-89.6Pおよび非発症株SHIV/NM-3rNを静脈内接種したサル各4頭、計8頭の血清を用いた。このうち、各2頭については接種後28日まで、残りの各2頭については接種後14日まで、それぞれ3-5日おきに採血された血清をELISAキットで検索した。IL-12、RANTESについては、ウイルス接種前のサル血清中のレベルが測定可能で、動態の解析が可能であったが、病原性・非病原性SHIV接種群で差が認められなかった。IL-2はプレのレベルは検出限界ぎりぎりであったが、病原性SHIV接種群で上昇傾向が確認された。IL-4、IL-10およびIFN-γについては、検出できないか限界ぎりぎりで、更にELISAの感度を高めるための検討や、他の高感度の検出方法の検討が必要である。IL-2など病原性に関連して産生が影響される傾向が観察されたものの、感度良く病原性のマーカーとして使用可能なものは得られなかった。これまでの研究により、エイズの病原性に強く関与すると考えられているnef遺伝子を欠失させた弱毒生ワクチン株SHIV-dnで免疫したサルは、強毒株SHIV-89.6Pの攻撃接種に対して強い感染抵抗性を示すことが判っている。本年度は、dn免疫サルにおいて89.6P攻撃接種後一過性にウイルス増殖が認められたサルから再分離されたウイルスについて性状解析を行い、親株の89.6Pや非免疫サルに89.6P攻撃接種後再分離されたウイルスと比較した。制限酵素切断パターンによる解析から、再分離されたウイルスは89.6P型であり、免疫に用いたdnとの大きな組換えは起こしていないことが確認された。heteroduplex mobility assayによる解析で、env領域の3'末端領域とnef遺伝子の5'半分の領域において、非免疫サルから分離されたウイルスでは親株の89.6Pと同様に高度の多様性を示したのに対し、免疫サルから再分離されたウイルスでは多様性が激減していることが示された。ヒトとサルの末梢血単核球培養細胞(PBMC)、ヒトCD4陽性培養細胞株(M8166)、サルCD4陽性培養細胞株(HSC-F)におけるウイルスの性状解析では、免疫サルから分離されたウイルスは、親株や非免疫サルから分離されたウイルスに比べて増殖能・細胞毒性効果が著しく低下していた。以上の結果は、dn免疫サルにおいて、強病原性株が弱病原性に変異したか、あるいは弱病原性のクローンのみが選択されたことを示しており、弱毒生ワクチン接種によって、攻撃接種ウイルスの感染増殖を完全防御できなかった場合でも、攻撃接種ウイルスの病原性を減弱することによって発症を抑制する可能性が示されたと言える。
形状記憶合金の機能劣化抑制技術および布状アクチュエータ制御システムの構築

本研究の目的の一つは、通電加熱により形状回復挙動を示す形状記憶合金(SMA)の細線と、放熱用のアルマイト線を編むことによりメッシュ状の通電アクチュエータ素子を製作、本メッシュを用いた立体的動作(屈強動作)を行う「布状アクチュエータ素子」を開発し、本素子を用いた、立体的動作が可能な布状アクチュエータを開発することであった。当初予定では、複数(50本)のSMA線を用いることにより、7kgfの出力を有するSMAメッシュアクチュエータ素子を使用し、研究を行っていたが、本素子は素子全体の均一な駆動が困難であると判明した。そこで織物の緯糸状に1本のSMA素子を配置し、経糸方向にアルマイト線を配置した新たな「緯糸型SMAメッシュアクチュエータ」を製作した。本装置の出力は約1kgfと、従来のSMAメッシュ素子と比較し出力は低下したが、装置の小型化が実現でき、また良好に動作することを確認した。さらに、このアクチュエータとPETの板を組み合わせることで、バイメタルと同様の動作原理により、立体的に屈曲動作を行う「屈曲動作経糸型SMAアクチュエータ」を開発。本装置は良好に屈曲動作を行うことを確認した。また、研究目的の2つ目として、SMAの機能劣化抑制技術についても研究を行った。その結果、SMAに対し約0.7%の与ひずみを付与した状態で使用することにより、SMA素子の連続使用による機能劣化が抑制される傾向にあることがわかった。このことから、SMAをアクチュエータとして使用する場合も、約0.7%の与ひずみを付与するような条件で使用することにより機能劣化が抑制できる可能性が示差された。形状記憶合金は通電によるアクチュエータ素子として広く応用がなされているが、その出力は低く応用例は非常に限られている。また形状記憶合金素子は繰り返し使用により機能劣化が起こるため、製品寿命が比較的短いという欠点を持つ。形状記憶合金アクチュエータの高出力化と利便性向上を目指し、形状記憶合金の抑制技術の構築と、形状記憶合金細線を編むことにより作製した形状記憶合金メッシュ素子を用いた布状のアクチュエータ「形状記憶合金メッシュアクチュエータ」を作製し、その特性評価を行った。まず、形状記憶合金に対し、加熱-冷却・負荷-除荷サイクルを行う装置を作製し、加熱-冷却・負荷-除荷サイクルにより機能劣化がどのように起こるかについて調べた。その結果、負荷による変形方向に対し逆方向の変形をさせるよう形状記憶処理を施した材料の機能劣化特性が向上することが明らかになった。これは変形負荷の方向に対して逆方向の内部応力が増加することにより、機能劣化を抑制する効果が表れたためだと思われる。また、形状記憶合金細線とアルマイト細線を編むことにより幅50mm、長さ300mm、厚さ0.2mmの布状アクチュエータ素子「形状記憶合金メッシュ素子」を製作し、この素子を駆動させる「形状記憶合金メッシュアクチュエータ」を作製、駆動試験を行ったところ、出力は7.0kgf、駆動距離10mmと、ほぼ理論値の出力と駆動特性を有するアクチュエータ素子を作製することに成功した。28年度は形状記憶合金の機能劣化抑制技術の構築と、形状記憶合金メッシュアクチュエータ単体の基本的な駆動特性の評価を目標にしていた。まず、機能劣化抑制技術に関しては、ひずみ付与下での熱処理により、変形する方向とは逆方向の内部応力を発生させることにより機能劣化特性が向上することを明らかにした。次に、形状記憶合金メッシュアクチュエータに関しては、アクチュエータ素子およびアクチュエータ駆動装置を完成させ、ほぼ当初予定の理論値通りの出力と駆動量を示すアクチュエータを製作することに成功した。また、上記の研究成果についての学会発表等を行っており、一部は論文として投稿を予定している。以上の理由により、研究はおおむね順調に進展しているものと考えられる。形状記憶合金(SMA)は通電によるアクチュエータ素子として広く応用がなされているが、その出力は低く応用例は非常に限られている。またSMA素子は繰り返し使用により機能劣化が起こるため、製品寿命が比較的短いという欠点を持つ。本研究ではSMAアクチュエータの高出力化と利便性向上を目指し、SMAの機能劣化抑制技術の構築と、SMA細線を編むことにより作製したSMAメッシュ素子を用いた布状のアクチュエータ「SMAメッシュアクチュエータ」を作製し、その特性評価を行う。昨年度は使用時に内部応力(付与ひずみ量)を発生させる形状記憶処理を施したSMA材に対し熱-冷却・負荷-除荷サイクルにより機能劣化特性を調べた。その結果内部応力の増加にともない機能劣化特性が向上することがわかった。本研究では機能劣化抑制のために最適な付与ひずみ量を調べた。その結果、付与ひずみが0.7%の場合が最も機能劣化が少なくなることを明らかにした。また、昨年度使用した、複数のSMA線を編むことにより作製したSMAメッシュ素子の問題点である「位置保持制御が困難である」という点の改善のため、新たに1本のSMA線を織物の緯糸状に配置させた「緯糸型SMAアクチュエータ」を開発、このアクチュエータの動作特性におよぼす設置アルマイト線の本数について調べた。その結果、アルマイト線の増加にともない冷却効率と摩擦抵抗が増加するため、動作特性がこの両者の効果により大きく変動することを明らかにした。さらに、この緯糸型SMAメッシュアクチュエータとバイメタルの原理を用いることで「屈曲動作SMAアクチュエータ」を考案、試作した。

その結果、今までにない屈曲動作を可能としたSMAアクチュエータの開発に成功した。平成29年度は当初予定していた「機能劣化抑制技術の構築」の完了と、布状SMAアクチュエータの特性評価を目標としていた。その結果、機能劣化に最適な付与ひずみ量(形状記憶処理の形状)が0.7%であることを明らかにした。またSMAメッシュアクチュエータの動作特性におよぼすアルマイト線の効果について明らかにし、さらに平成30年度に予定していた「屈曲動作アクチュエータ」の開発に成功した。上記の研究成果については学会発表、論文発表を順次行っており、平成30年度に開催される学会にてさらに研究成果の発表を行う予定である。以上の理由により、研究はおおむね順調に進展しているものと考えられる。本研究の目的の一つは、通電加熱により形状回復挙動を示す形状記憶合金(SMA)の細線と、放熱用のアルマイト線を編むことによりメッシュ状の通電アクチュエータ素子を製作、本メッシュを用いた立体的動作(屈強動作)を行う「布状アクチュエータ素子」を開発し、本素子を用いた、立体的動作が可能な布状アクチュエータを開発することであった。当初予定では、複数(50本)のSMA線を用いることにより、7kgfの出力を有するSMAメッシュアクチュエータ素子を使用し、研究を行っていたが、本素子は素子全体の均一な駆動が困難であると判明した。そこで織物の緯糸状に1本のSMA素子を配置し、経糸方向にアルマイト線を配置した新たな「緯糸型SMAメッシュアクチュエータ」を製作した。本装置の出力は約1kgfと、従来のSMAメッシュ素子と比較し出力は低下したが、装置の小型化が実現でき、また良好に動作することを確認した。さらに、このアクチュエータとPETの板を組み合わせることで、バイメタルと同様の動作原理により、立体的に屈曲動作を行う「屈曲動作経糸型SMAアクチュエータ」を開発。本装置は良好に屈曲動作を行うことを確認した。また、研究目的の2つ目として、SMAの機能劣化抑制技術についても研究を行った。その結果、SMAに対し約0.7%の与ひずみを付与した状態で使用することにより、SMA素子の連続使用による機能劣化が抑制される傾向にあることがわかった。このことから、SMAをアクチュエータとして使用する場合も、約0.7%の与ひずみを付与するような条件で使用することにより機能劣化が抑制できる可能性が示差された。次年度は、形状記憶合金の機能劣化抑制技術についてさらなる進展を目指し、付与するひずみ量の影響などについて研究を行う。また、28年度に作成したアクチュエータは軸方向への出力のみが可能であったが、次年度以降は形状記憶合金メッシュアクチュエータを上下に配置し、互いを拮抗させることにより曲げ方向への変形を発生することのできる新たな布状形状記憶合金メッシュアクチュエータを製作し、その特性評価を行う。さらに、メッシュアクチュエータに用いるアルマイト線の本数がメッシュアクチュエータの動作特性に及ぼす影響なども調べ、メッシュ素子の構造最適化も行う予定である。平成30年度は、新たに開発した布状SMAアクチュエータである「緯糸型SMAアクチュエータ」および「屈曲動作SMAアクチュエータ」のさらなる性能向上のため、両アクチュエータの動作特性におよぼす構造最適化のための研究を行う。
対向Φ型コロナ放電電極対を用いる高密度正負イオン群の生成と応用

帯電した物体をミリ秒オーダーで数V以下まで除電する装置を開発した。また、その除電モデルと性能評価法を新たに提案した。この除電モデルと評価法は、除電のニーズに合わせて装置をどのように構築すればよいかを決定でき、一定速度で移動している対象物に対する除電にも適用できる。従来法では、正負のイオンを気流によって対象物に供給していたが、本方式では、気流を用いない。特殊なコロナ電極で高密度な正負イオン空間を作り、その下部に接地したメッシュを配置する。接地したメッシュ電極を帯電した対象物に近づけることで、両者の間の電界を強め、その電界がゼロにまで必要な極性のイオンがメッシュの開口部から対象物に供給される。当該研究で確立した近接設置型イオナイザーは、除電対象物に近接させ、接触させるか、接触しないギリギリの距離で使用することに適したものである。したがって、従来までのチャージドプレートモニタを用いた評価法では、十分な評価ができないため、イオンの供給速度を定量化するための仕様として、簡易除電電流を導入した評価法を開発した。これは、初期電圧を200V、600V、1000Vの3段階に変化させ、それぞれ10分の1に減衰するまでの除電時間を測定し、初期電圧を除電時間で割った値で評価するものである。この簡易除電電流は、送風しない場合、横軸に初期電圧、縦軸に簡易除電電流をとったとき、ゼロクロスする比例関係にあり、一方、送風した場合は、送風の速度に依存して比例関係にバイアスがかかった直線で評価されることが分かった。これを空間電荷密度、ギャップ、初期電圧、風速をパラメータとした式で表現し、実験値と同様な変化をすることを明らかにした。上記の実験により、提案するイオナイザーを評価するための除電モデルが構築され、このイオナイザーを高性能化するために必要な指針が明らかとなった。具体的には、イオナイザーと対象物とのギャップに逆比例して除電時間が短くなること、また、風速が強いほど、除電時間が短くなること、針電極間のイオン電流を大きくすれば、除電時間が短くなること、が理論と実験より明らかとなり、逆に、これらの値を調整することで除電時間が調整できることが分かった。高速かつ低電圧まで対象物を除電できる装置として対向φ型構造電極に着目し、新しい原理に基づく除電装置を開発した。これは、対向φ型構造電極を用いて高密度な正負のイオン空間をつくり、その下部に接地したメッシュ電極を配置するものである。メッシュ電極の下部に除電対象物を置くことで、対象物とメッシュ電極との間に静電界を形成し、その電界によって正負イオン空間からメッシュの網目を抜けて必要な極性のイオンが供給されて除電される。その除電原理に基づき除電特性を表現する解析モデルを構築し、除電電流がイオン密度ρ、イオン供給面積A、対象物の電位V、イオンの移動度μ、およびメッシュと対象物との距離hの関数で示されることを明らかにした。さらに、チャージドプレートモニタによって初期電圧V0からV0/10まで減衰するまでの時間T0を測定し、その比I0*=V0/T0(簡易除電電流)を定義することによって、この除電装置の除電性能が横軸にV0、縦軸にI0*をとったときに正比例の関係になることを示すとともに、数点の測定結果からこの関係を導くことが可能であることを示した。実際に上記の除電装置を試作して実験を行い、上記の解析モデルおよび除電特性が妥当であることを確認した。除電装置を実際に使用する環境では、除電装置の下部を帯電物体が通過するように設置するため、移動している除電対象物に対して十分な除電特性が得られるかを確認する必要があった。そこで、換算除電率Yという新たな除電特性の評価指標を導入し、Yと移動速度vの逆数1/vとが比例関係にあることを証明し、その比例定数が除電装置の性能によって決まることを導いた。また、市販のファンタイプイオナイザーと新型イオナイザーを用いた実験によって両者の除電特性を比較し、新型の方が極めて高い性能を示すことを確認した。高密度正負イオン群を形成する方法として、対向Φ型電極系を用いる方法について実験的に検討した。Φ型電極系とは、接地電極の開口部を高電圧針電極が貫通する電極系であり、正極性針電極を持つΦ型電極と、負極性針電極を持つΦ型電極を対向させる構造を持つ。単純に正極性針電極と負極性針電極を対向させる電極(針対針電極)と対向Φ型電極を試作し、正負のコロナ放電を同時に起こして気流で正負イオンを運んだときの除電速度を測定した。対向Φ型電極系の方が、除電速度が50%以上速いことを確認した。

これは、針電極間の電界が弱められ、正負イオンの再結合が抑制されること、また、接地電極が近くに存在することで同じ電圧でも生成イオン量が増大することが原因と考えられる。除電速度をさらに短縮する方法として、針電極の数を増やす方法と、接地金網電極を用いる方法について検討した。針電極の本数を増やすほど、除電時間は短縮されたが、増やした本数と除電時間との間に比例関係は見られず、除電時間の短縮には限界があった。一方、生成された正負イオン空間に接地金網を設け、その開口部から正負イオンを噴出させ、近接させた除電対象物を除電する方法(近接設置法)は、接地金網と除電対象物との間に形成される静電界を利用することができるため、除電時間が大幅に短縮できることが明らかになった。開発したイオナイザーの除電モデルが構築され、理論的かつ実験的に実証された。これにより、チャージドプレートモニタによる簡易除電電流の測定値と、当該除電モデルから導き出された式を用いてイオンの空間電荷密度が測定できるようになった。これは、イオナイザーの性能を知る上で、重要であるとともに、どのパラメータを変えれば希望の特性が得られるのかを知ることができる。また、一旦、200V、600V、1000Vの3点で電圧電流特性を測定してしまうと、その特性線を用いて、他の初期電圧に対する除電時間が推定できるようになった。従来型のイオナイザーによる除電モデルは、解析的に示されていないため、このような重要な知見を得ることができなかった。本開発のイオナイザーは、従来型よりも高速・高密度な除電ができるだけでなく、除電モデルが示唆する方法で性能を向上できる点が当初の計画よりも進展している。当初は、針電極の本数を増やすことで単純に高密度化が測れると考えていたが、正負電極間に形成できる空間電荷密度には限界があることが分かり、除電に利用するためにはさらに工夫が必要となった。そこで、正負イオン空間を囲む容器の一部を接地金網電極とし、この金網部分を除電対象物に近づけて除電する近接設置式を検討したところ、良好な結果が得られた。これは、生成された正負イオン群が再結合する前に電荷密度が高いまま除電に使用されることと、接地金網電極と帯電物との間の静電界でイオンが金網の開口部から引き出されることが原因と考えられる。接地金網と帯電物との間の静電界を使うメリットはもう一つある。当初はイオン生成時に正負のバランスを取ることで、除電時のイオンバランスを図ろうと考えていたが、近接設置法では、帯電体の電位がゼロになると、接地金網と帯電物との間の静電界が働かなくなるため、余分な除電イオンの供給が抑制される。結果として、イオンバランスが向上し、除電対象物の電位を小さくできる効果があることが判明した。最終目標とするミリ秒、ミリボルト高速除電の可能性が見出されたため、順調に進んでいると考えている。研究計画に大きな変更はない。どのパラメータを変えれば、イオナイザーの性能がどう変化するかが明らかになったため、これらのパラメータを変えて設置できるようなユニットタイプのイオナイザーを構築する。これは、除電領域を自在に変化できるため、どのような製造ラインにも柔軟に対応できる利点がある。また、製造ラインで使用することを前提に、除電モデルを拡張し、移動している対象物を除電する際の除電モデルを構築する。従来のイオナイザー評価法は、1000Vの電圧が100Vまで減衰する時間を測定するものである。
ホウケイ酸ガラスから調製した多孔質ガラスの分子形状選択性

少量のアルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物を混合したホウケイ酸ガラスをあらかじめ定められた方法で、熱処理及び酸処理を行い、多孔性ガラスにした。このガラスに5%のニッケルを担持させて、置換したメチル基の数の異なる芳香族炭化水素及び分子量が同一であるが、平均分子径が異なるオレフィン類の水素化反応を固定層触媒反応装置を使用して行い反応速度を求めた。この相対速度とホウケイ酸ガラス中の金属酸化物含量との関係を求めた。金属酸化物含量が3%以下のホウケイ酸ガラスから調製した多孔性ガラスを担体としたときには、分子形状選択性が顕著でないが、3%以上になると分子径の大きな炭化水素の水素化反応速度が小さくなり、その差は金属酸化物含量の増加とともに増大することが分かった。また、前年度測定した金属酸化物含量と細孔分布の関係より、2%以下のガラスでは平均細孔径が30Åであるが、これが金属酸化物含量と共に徐々に減少し、4%では15Åになった。特に、20Å以下の細孔分布の測定から4.5%のガラスでは、分子形状選択性に深く関係する8Å程度の細孔が主として存在することが分かった。また、細孔径の制御に最も効果的であったアルミナに匹敵するのは、ジルコニアと酸化ランタンあり、チタニア、二酸化マンガン等は大きな効果を示さなかった。この原因は、後者の物質は塩酸処理時に溶解するためであると考えられた。炭素数が6であるヘキサン類の水素化反応及び吸着実験結果から反応が触媒の細孔内で進行するとき、反応速度及び拡散速度を支配するのは、分子の最小径ではなく平均径であることを明らかにした。このような事実は、本研究で使用した程度の細孔径を持つ物質がなかったために今まで知られていなかった。多孔質ガラスが分子形状選択性を示す有効な触媒担体として応用可能にことを明らかにし、目的を達成したと考えられる。アルミナの他、ジルコニアやチタニアを少量加えたホウケイ酸ガラスを熱処理及び酸処理して、分子フルイ効果が発揮される平均細孔径が6Å程度の多孔質ガラスの調製を試みた。これを触媒担体として使用して、分子径の異なる芳香族炭化水素の水素化反応を行い、予測どおりの結果を示すことを明らかにした。この結論をさらに確認する目的で、分子量が同一であるが、置換基の位置が異なる脂肪族不飽和炭化水素の水素化反応を行っている。このような反応結果を説明する目的で上記の芳香族炭化水素及び不飽和炭化水素の吸着速度の測定を行い、デ-タの多いゼオライトの場合と比較している。そして、ゼオライトと同様に拡散速度の活性化エネルギ-が通常の分子拡散あるいはクヌッセン拡散よりも大きく、ほぼ水素化反応速度のそれに近いことを明らかにした。熱処理による分相のメカニズムについて検討する目的で、ホウケイ酸ガラス中のホウ素及びナトリウムの拡散速度の測定を行っている。測定法が難しく、再現性のあるデ-タを得るのに苦心しているが、現在までの結果では、ホウケイ酸ガラスの分相速度を支配するものが、これらの陽イオンの拡散ではなく、酸化物を構成している酸素の拡散速度であるとの結論に達しつつある。すなわち、分相速度を温度を変えて測定すると、その活性化エネルギ-は多くの酸化物中の酸素のそれとほぼ同様になることが分かった。また、分相速度は、系中に含まれる陽イオン量、すなわちガラスの組成にはほとんど依存しないことが、これらの結果を支持していると考えられる。

しかしながら、これらの結果は、間接的な証拠でしかなく、来年度この点についてさらに研究を続け、分相のメカニズムを明らかにし、細孔径のそろった多孔性ガラス担体調製の指針を得たいと考えている。所定量のアルミナを混合したホウケイ酸ガラスをあらかじめ定められた方法で、熱処理及び酸処理を行い、多孔性ガラスにした。このガラスに5%のニッケルを担持させて、分子量が同一であるが、平均分子径が異なる1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン及びネオヘキセンの水素化反応を固定層触楳反応装置を使用して行い、反応速度を求めた。この相対速度とホウケイ酸ガラス中のアルミナ含量との関係を求めたところ、アルミナ含量が2%以下のホウケイ酸ガラスから調製した多孔性ガラスを担体としたときには、この3つの化合物の間には差がないが、3%になるとネオヘキン>4-メチル-1-ペンテン>1-ヘキセンの順序になり、特にその差はアルミ含量の増加とともに増大することが分かった。また、前年度測定したアルミナ含量と細孔分布の関係より、アルミナ含量2%以下のガラスでは、平均細孔径が30オングストロームであるが、これがアルミナ含量と共に徐々に減少し、4%では15オングストロームになった。ゼオライトのように、細孔径が8オングストローム程度であれば、1-ヘキセンの反応速度が最大となり、ネオヘキセンのそれが最小になるのであるが、今回のガラス担体を使用したときはその逆になった。この結果から、細孔径が分子径のそれよりも3倍程度大きくなる場合には、球に近い形状をした分子の反応速度が大きくなることが分かった。このような実験事実は、細孔径が本研究に使用した多孔性ガラスのそれと同じになる物質がなかったために知られていなかった。吸着速度から計算した反応物質の拡散速度もこの結果を支持するものであった。このように、今回使用した多孔性ガラスは、形状選択性を示す有効な触楳担体として応用することが可能であることが明らかになった。
提示コンテンツのデザイン構造を用いた視線運動の意味理解

平成27年度は,申請書に記載した研究計画のうち(1)視線データの収集,および(2)視線と心的状態の確率的な関係のモデル化,を中心として研究を進めた.まず(1)について,いくつかの商品情報を含むカタログをユーザが閲覧しているといった状況を想定し,被験者実験を通してカタログから商品を選択する過程の視線データを収集した.前年度に行った視線計測実験では,具体的に「商品情報を獲得している」,「商品を比較吟味している」,「自由に閲覧している」という3種類のフェーズを想定し,実験参加者にタスクを与えてコンテンツを閲覧させることで各フェーズと視線データを対応付けるという方法をとったが,今年度の実験では,より自然なカタログ閲覧行動を観測するために,フェーズに関する明示的なタスクを与えず,カタログを見始めてから商品の選択を決定するまでを一連の視線データとして計測した.次に,(2)について,カタログ閲覧者の意思決定過程を理解し支援するため,閲覧者の視線から「どのように商品を見比べているか」という閲覧状態を推定する枠組みを提案した.この枠組みでは,カタログの意味的・空間的構造を用いて視線を特徴化し,この視線特徴の系列と閲覧状態の確率的関係をセミマルコフモデルで表す.このモデルにおける閲覧状態は,従来decision stage/attention phaseと呼ばれているものに相当し,「商品を吟味している」といった選択行動中のフェーズに対応する.提案モデルは(1)の視線データを用いて評価され,得られた研究成果は国内ワークショップおよび国際会議にて発表された.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度は,申請書に記載した研究計画のうち(1)デザイン構造を利用した視線解析手法のベース部分の提案,(2)コンテンツ閲覧時の人の心的状態のモデル化,の2点を中心として研究を進めた.まず, (1)の手法を検討するため,いくつかの商品情報を含むカタログをユーザが閲覧しているといった状況を想定し,この時のユーザの視線運動の解析に取り組んだ.具体的には,コンテンツを構成する要素の並列,対比といったデザイン的な関係性を知識源として利用し,観測されるユーザの注視対象の移り変わりパターンを特徴づけ,その視線パターンを統計的に学習することでカタログ閲覧時のユーザ状態を分離する枠組みを提案した.カタログ閲覧中のユーザ状態としては,具体的に「商品情報を獲得している」,「商品を比較吟味している」,「自由に閲覧している」という3種類を想定し,実験参加者にタスクを与えてコンテンツを閲覧させることで各状態での視線データを収集した.この観測された視線データを用いて,提案手法が比較手法よりも高精度でユーザ状態を推定できると示した.次に, (2)については,データマイニングなどでしばしば用いられるトピックモデルをベースとし,観測された視線データからユーザの取りうる興味の軸,及びその分布をボトムアップに学習できる手法を提案した.ユーザの興味の軸は,閲覧対象となるアイテム(例:料理のメニュー)の意味的な側面(例:「健康に良さそう」)などを想定しており,アイテムの持つ意味的な属性の組(例:「野菜」,「緑色」)と紐付けられることで表現される.これによって,従来のようにトップダウンにユーザ状態の種類を決める方法では扱いきれなかった,より多様なユーザの興味を扱うことができる.平成26年度は,申請書に記載した研究計画のうち(1)視線データの収集,(2)デザイン構造を利用した視線解析手法の深化,の2点を中心として研究を進めた.まず(1)について,いくつかの商品情報を含むカタログをユーザが閲覧しているといった状況を想定し,被験者実験を通してカタログから商品を選択する過程の視線データを収集した.前年度に行った視線計測実験では,商品カテゴリによるグループ分けのみを考慮したシンプルなデザインのデジタルカタログを用いていたが,今年度の実験では,カタログのデザイン構造と閲覧行動の関係性を調べるため,より多様なデザイン構造を持つカタログを用いた.具体的には,あらかじめ分類したコンテンツを構成する要素(画像や文章)の並列,対比といったデザイン的な関係性を複数組み合わせたデザインを持つカタログを複数種類用意した.カタログ閲覧行動としては,具体的に「商品情報を獲得している」,「商品を比較吟味している」,「自由に閲覧している」という3種類のフェーズを想定し,実験参加者にタスクを与えてコンテンツを閲覧させることで各フェーズと視線データを対応付けるという方法をとった.次に,(2)について,前年度において,コンテンツを構成する要素の並列,対比といったデザイン的な関係性を知識源として利用し,観測されるユーザの注視対象の移り変わりパターンを特徴づけ,その視線パターンを統計的に学習することでカタログ閲覧時のユーザ状態を分離する視線解析の枠組みを提案した.この枠組みをさらに深め,視覚的コンテンツのデザインの構造を,コンテンツデザイナーの意図を反映した高次の意味的構造と空間的レイアウトといった実際のコンテンツの「見た目」に関する情報とに分けて視線パターンの特徴化に用いることで,より詳細な視線の解析を行えることを示した.平成26年4月,前年度までに収集した視線データ解析の結果,データに想定より多くのノイズが含まれていることがわかった.研究遂行上,このノイズを除去する必要があるため,光源環境を統制するなど計測環境の再構築,及び実験手順の見直しの後,再実験を行う必要が生じた.

そのため,平成26年度の前半においては,主に視線データ収集のための実験環境の構築および実験デザインの検討に精力的に取り組み,提案する視線解析手法を深化するための議論を行った.予定より若干の遅れがあったものの,平成26年度の後半においては,前半で収集した視線データを用いて提案する視線解析手法の評価を行い,ここでの成果は平成27年に電子情報通信学会の英文論文誌に掲載された.平成27年度は,申請書に記載した研究計画のうち(1)視線データの収集,および(2)視線と心的状態の確率的な関係のモデル化,を中心として研究を進めた.まず(1)について,いくつかの商品情報を含むカタログをユーザが閲覧しているといった状況を想定し,被験者実験を通してカタログから商品を選択する過程の視線データを収集した.前年度に行った視線計測実験では,具体的に「商品情報を獲得している」,「商品を比較吟味している」,「自由に閲覧している」という3種類のフェーズを想定し,実験参加者にタスクを与えてコンテンツを閲覧させることで各フェーズと視線データを対応付けるという方法をとったが,今年度の実験では,より自然なカタログ閲覧行動を観測するために,フェーズに関する明示的なタスクを与えず,カタログを見始めてから商品の選択を決定するまでを一連の視線データとして計測した.次に,(2)について,カタログ閲覧者の意思決定過程を理解し支援するため,閲覧者の視線から「どのように商品を見比べているか」という閲覧状態を推定する枠組みを提案した.この枠組みでは,カタログの意味的・空間的構造を用いて視線を特徴化し,この視線特徴の系列と閲覧状態の確率的関係をセミマルコフモデルで表す.このモデルにおける閲覧状態は,従来decision stage/attention phaseと呼ばれているものに相当し,「商品を吟味している」といった選択行動中のフェーズに対応する.提案モデルは(1)の視線データを用いて評価され,得られた研究成果は国内ワークショップおよび国際会議にて発表された.平成27年度は,さらなる視線データの収集,および視線と心的状態の確率的な関係のモデル化,を中心として研究を進めた.27年度が最終年度であるため、記入しない。米国カリフォルニア大学サンタバーバラ校への留学を始め,フランスでのサマースクール,国際会議など世界各地で積極的な研究活動を行い,広い分野への見識を深めることで着実に研究を進めた.また,研究の成果が認められ,本学で開催された情報学シンポジウム「第8回ICTイノベーション」では,「優秀研究賞」を受賞した.27年度が最終年度であるため、記入しない。現在は,より多様なデザイン構造を持つコンテンツのモデル化,及び解釈された視線パターンの解析方法の高度化について研究を進めている.また,デザイン構造と視線運動の関係性を明らかにするための統計的解析を目的とした,大規模な視線データベース構築も平成26年度中の課題とする.
ヒト巨核球の成熟機構の分子生物学的解析

巨核球の成熟機構について分子生物学的に解析することを目的とした。1.巨核球産生に関与するプロトオンコジン、転写因子の検討:巨核球系細胞株CMK、Meg-JにはEvi-1の発現を認めたが、IL-3、IL-6、IL-11を添加しても、その発現は不変であった。またCMK、Meg-JにTPAを添加して巨核球系への分化を促進させても、Evi-1の発現は不変であった。さらにTPAにより巨核球系に分化するHEL、K562においても、TPA添加後のEvi-1の発現は認めなかった。以上より、Evi-1の巨核球産生における関与の可能性は低いと考えられた。mybはCMKで発現していたが、mybのAntisense oligonucleotideにより増殖が抑制されず、その増殖に対する関与は認められなかった。2.巨核球系細胞の多倍体化の実験モデルの確立:K-252a添加によりMeg-J細胞は多倍体化し、かつ血小板糖蛋白の発現の増強を認めた。巨核球の多倍体化のモデルになると考えられ、現在この系を用いて多倍体化の機序を検討中である。3.巨核球系細胞のTPAによる分化、成熟の機序についての検討:CMKのTPA添加によるCD41発現の増強は、Staurosporin、あるいはチロシンキナーゼ阻害剤であるHerbimycin Aを同時に添加すると減弱したが、プロテインキナーゼC阻害剤であるCalphostin Cを添加しても阻害されなかった。以上の結果より、TPAによるCD41発現の増強は、少なくともチロシンキナーゼを介すると考えられた。TPAの細胞周期、ploidyに対する作用は、Calphostin、Herbimycin Aでは解除されず、どのキナーゼが関与しているか明らかではなかった。今後、他のキナーゼ阻害剤を用いてさらに検討する予定である。巨核芽球性白血病細胞株であるCMK、赤白血病細胞株であるK562についてRT-PCR法を用いて数種のプロトオンコジンの発現について検討した。その結果、両細胞株ともに、mybの発現が認められた。そこで18merのmybのantisenceおよびsence oligomerを作成し、細胞に添加培養し、^3Hチミジン取り込み法により増殖に対する影響を検討した。K562では増殖の抑制が認められたが、CMKでは増殖の抑制が認められなかった。以上より、巨核芽球性白血病細胞の増殖機転にはc-mybが関与していない可能性が示唆された。正常ヒト巨核球においてはc-mybのアンチセンスオリゴヌクレオチドを添加すると巨核球コロニー形成および成熟(ploidyの増加)が抑制されるとの報告もある。しかし今回の検討では巨核芽球性白血病細胞株CMKにおいてmybは発現していたが、mybのアンチセンスにより増殖が抑制されなかった。以上より正常および異常な巨核球造血においては、その増殖機構が異なっている可能性が示唆された。この点について今後さらに検討する必要があると考える。また正常巨核球の成熟に伴い発現するプロトオンコジンについて検討する予定である。また巨核球系細胞における転写因子の発現についても検討した。CMKでは転写因子の一つであるEvi-1の発現が認められたが、K562および巨核芽球性白血病細胞株Meg-01では発現は認められなかった。