hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トップハンマードリリングにおける方向制御

本研究では,トップハンマードリリングにおけるビットの荷重と貫入量の関係をモデル化し,さく岩機本体,ピストン,ロッド,ロッド継手のモデルと統合することで,トップハンマードリリングの高精度シミュレータを構築した.このシミュレータにより,トップハンマードリリングにおける種々の穿孔条件の影響を明らかにした.さらに,トップハンマードリリングの方向制御において重要な,ビット先端のボタンチップの形状や配置の影響を把握するための室内試験法について検討した.本研究では,さく岩機によるトップハンマードリリングに関する申請者の過去の研究成果を進展させ,これまでに実現していないトップハンマードリリングにおける方向制御について検討を行っている.申請者らの研究室では,過去にトップハンマードリリングのシミュレーションモデルを開発した.このモデルは簡易モデルであったので,その後,さく岩機に搭載されている油圧機器(アキュムレータ,バルブ,ダンパー)のモデルを組み込んだり,ロッド中の応力波伝播のモデルを精密化したりして,モデルの精度は実機に近いレベルまで上がってきた.平成28年度は,このモデルをより実機に近いものとし,方向制御のシミュレーションができるようにするための検討を行った.まず,ビット先端の荷重と貫入量の関係(荷重ー貫入量曲線)の精密なモデル化に取り組んだ.そのため,ボタンビットに打撃を加えて動的に岩石に貫入させる衝撃貫入試験の結果を整理し,種々の大きさのボタンビットで荷重ー貫入量曲線を取得した.その際には,申請者が過去に開発した計算手法を適用することで,精密な荷重ー貫入量曲線の取得に成功した.その結果をもとに,荷重ー貫入量曲線を冪乗関数でモデル化し,式中の定数の関係を定式化した.これらの成果の一部を国際学会で発表した(Hashiba et al. 2016)後,より精密化したモデルを提案して論文として公表した(Hashiba et al. 2017).また,その荷重ー貫入量曲線のモデルを,さく岩機本体,ピストン,ロッド,ビットのモデルと統合し,さく岩機の高精度シミュレータを構築した.このシミュレータにより,さく岩機本体の揺動,ピストンとロッドの衝突による応力波の発生,ロッドとビットでの応力波の伝播,ビットの岩石への貫入を精度よく再現することに成功し,その成果を国内学会で発表した(安ヵ川ら2016).研究計画において,平成28年度は(1)貫入の数値シミュレーションによるチップ配列の検討,(2)トップハンマードリリングの数値シミュレーションによる方向制御方法の検討,を実施する予定であった.このうちの(2)については,研究実績の概要で記述したように,当初の計画以上に進展した.すなわち,ビット先端の荷重と貫入量の関係を表す荷重ー貫入量曲線の取得と精密なモデル化に成功し,そのモデルをさく岩機本体,ピストン,ロッド,ビットのモデルと統合することで,さく岩機の高精度シミュレータをほぼ構築することができた.(1)に関しては,従来のモデルを見直したところ,ビットの荷重ー貫入量曲線と岩石の穿孔深さの関係を表すモデルを,より精密化できる可能性があることがわかった.そのため,当初計画していた,チップを非対称に配置したビットのシミュレーションを実施する前に,平成28年度はモデルの精密化に取り組んだ.その結果,(1)については,当初の計画よりもやや遅れることとなったが,モデルの精密化により,得られる成果はより大きくなると考えられる.これらを総合すると,研究全体としてはおおむね順調に進展しているといえる.本研究では,さく岩機によるトップハンマードリリングに関する申請者の過去の研究成果を進展させ,これまでに実現していないトップハンマードリリングにおける方向制御について検討を行った.平成28年度は,トップハンマードリリングのシミュレーションモデルをより実機に近いものとし,方向制御のシミュレーションができるようにするための検討を行った.まず,ビット先端の荷重と貫入量の関係(荷重ー貫入量曲線)の精密なモデル化に取り組んだ.そのため,ボタンビットに打撃を加えて動的に岩石に貫入させる衝撃貫入試験の結果を整理し,種々の大きさのボタンビットで荷重ー貫入量曲線を取得した.その際には,申請者が過去に開発した計算手法を適用することで,精密な荷重ー貫入量曲線の取得に成功した.その結果をもとに,荷重ー貫入量曲線を冪乗関数でモデル化し,式中の定数の関係を定式化した.また,その荷重ー貫入量曲線のモデルを,さく岩機本体,ピストン,ロッド,ビットのモデルと統合し,さく岩機の高精度シミュレータを構築した.平成29年度は,このシミュレータにより,さく岩機本体の揺動,ピストンとロッドの衝突による応力波の発生,ロッドとビットでの応力波の伝播,ビットの岩石への貫入,の相互関係を明らかにするとともに,種々の条件下での穿孔過程について検討した.さらに,トップハンマードリリングの方向制御において重要な,ビット先端のボタンチップの形状や配置の影響を把握するための室内試験法について検討した.その結果,1つのボタンチップをある程度の間隔をあけながら岩石表面に繰り返し貫入させ,その時の亀裂の発生や連結を調べることが重要であることがわかった.本研究で得られたこれらの新たな知見は,トップハンマードリリングの方向制御につながる重要な成果といえる.本研究では,トップハンマードリリングにおけるビットの荷重と貫入量の関係をモデル化し,さく岩機本体,ピストン,ロッド,ロッド継手のモデルと統合することで,トップハンマードリリングの高精度シミュレータを構築した.このシミュレータにより,トップハンマードリリングにおける種々の穿孔条件の影響を明らかにした.

さらに,トップハンマードリリングの方向制御において重要な,ビット先端のボタンチップの形状や配置の影響を把握するための室内試験法について検討した.平成29年度は,平成28年度に実施する予定であった,チップを非対称に配置したビットのシミュレーションを実施する.そのため,ビットの荷重ー貫入量曲線と岩石の穿孔深さの関係を表すモデルの精密化を早急に実施する予定である.その後,当初の計画通り,平成28年度に構築したさく岩機の高精度シミュレータを用いて,非対称なチップ配置を持つビットの連続穿孔のシミュレーションを行う.その際に変化させる入力値としては,さく岩機の油圧,推力,ロッド回転速度などである.これらの入力値を変えた感度解析により,方向制御に最適な穿孔条件を検討する.シミュレーション結果をもとにボタンビットを試作し,ビットに打撃を加えて動的に岩石に貫入させる衝撃貫入試験を行う予定である.これらの結果を取りまとめ,トップハンマードリリングにおける方向制御の可能性を探る.地球・資源システム工学
結晶表面薄膜の精密Ｘ線構造解析の開発と機能性結晶薄膜の作製に関する研究

ハロゲン架橋一次元白金(II,IV)混合原子価錯体を用いて、水溶液でのエピタキシャル成長により膜厚1μm程度の薄膜単結晶を作製した。エピタキシャル結晶と表面が広く平坦な基板結晶(凹凸0.15μm以下)について、放射光X線マイクロビームを用いて、すれすれ入射X線回折実験により、薄膜単結晶および結晶表面からの回折X線強度を測定した。膜結晶と基板結晶からの実測の構造因子を計算値と比較した。基板結晶のみではR値は0.040.10、薄膜結晶では0.53以上であった。しかし、適切に測定された反射のみではR値は0.030.10と、広く平坦な結晶での表面層構造解析の可能性が示唆された。(1)共焦点顕微鏡を用いて表面の凹凸の大きさと表面膜結晶の厚さを評価したハロゲン架橋一次元白金混合原子価錯体のエピタキシャル結晶を試料として、SPring-8 BL13XUの多軸X線回折計を利用して、ビーム幅約6ミクロンに絞った8keVの集光X線ビームを結晶表面にすれすれに入射して、結晶表面からの回折X線強度を非対称の回折条件で測定した。測定に用いた結晶試料の薄膜単結晶の厚さと基板結晶表面の凹凸は、約0.20μm、0.5μmであった。表面薄膜単結晶からの回折点は若干裾を引いていたが単結晶性であり、基板結晶と方位は一致していた。各反射点の積分強度はバックグラウンドを差し引いて見積もり、膜結晶と基板結晶の積分強度比Ratio=I(film)/I(base)を求めた。膜厚の異なる試料についてI(film)/I(base)の値を比較したところ、膜厚測定の精度を考慮するとほぼ妥当な結果となった。一方、膜結晶と基板結晶の積分強度比の入射角に対する依存性を検証すると、入射角が小さいほど積分強度比は増大することが計算から期待されるが、実測値の傾向は計算値より小さく、回折X線強度を十分な精度で測定できていないことが明らかになった。この原因としては、試料表面の大きさが小さく、表面の凹凸がまだ大きすぎることなどが考えられた。今後、これらの問題点の改善が必要であると考えられる。(2)ハロゲン架橋一次元白金混合原子価錯体について、臭素架橋錯体の基板結晶表面に塩素架橋錯体の薄膜単結晶をエピタキシャル成長させる方法で薄膜結晶試料の作製を行った。エピタキシャル結晶の作製は、試料溶液と対イオンを含む濃酸を用いた拡散法で行ったが、これまで再現性が乏しかったエピタキシャル化について、再現性の高い方法を確立することが出来た。今後は、有機配位子を変えて同様なエピタキシャル薄膜結晶の作製を行う。結晶の表面・界面で起こる光化学反応や分子吸蔵現象などについて詳細な構造化学的研究を実現するには、結晶表面から数ミクロン領域の三次元構造情報が得られる「結晶表面薄膜の構造解析法」の実用化は重要と考えられ、放射光X線を結晶表面にすれすれに入射させながら結晶を回転させて回折X線強度を測定する薄膜単結晶構造解析法の実現を目指した。結晶表面薄膜の構造解析法の評価は、平坦な板状結晶が得られ、エピタキシャル成長により薄膜結晶が得られる、シクロヘキサンジアミン配位子を含むハロゲン架橋一次元白金(II,IV)混合原子価錯体の単結晶とエピタキシャル結晶を用いて行った。回折X線強度測定は、SPring-8 BL13XUの多軸回折計を用い、X線マイクロビームを入射角0.3°0.7°で結晶表面に照射し、結晶を180°回転させてX線強度を測定した。測定には、共焦点顕微鏡で表面形状を測定した基板結晶のみ(大きさ約1.0×1.0mm2、凹凸0.16μm)と、基板結晶(大きさ約0.6×0.5mm2、凹凸0.56μm)上に薄膜単結晶(厚さ約0.2μm)をエピタキシャル成長させた試料を用いた。吸収補正とLp補正の計算式を独自に導き、これらの補正後の実測の構造因子|Fo|2を、結晶構造から計算した構造因子|Fc|2と比較した。この結果、表面が平坦な基板結晶のみについて、|Fo|2と|Fc|2から計算したR因子は入射角0.5°の38反射に対して0.069であった。一方、表面の平坦さがあまり良くないエピタキシャル結晶では、基板結晶についてはR=0.13と比較的良いが、表面薄膜結晶についてはR=0.60(29反射)と良くない。しかし、適切に測定できていると見なせる17反射についてはR=0.10であった。

これより、表面が平坦な結晶では、表面薄膜単結晶の構造解析が可能であると結論できた。(1)結晶表面が広く平坦な(面積約1×1mm2、凹凸0.15μm以下)基板結晶を共焦点顕微鏡を用いて選別し、この単結晶についてすれすれ入射の条件で、結晶を表面に垂直な軸のまわりで180°回転させて反射強度を測定したところ、すべての回転方向で回折X線強度が測定できた。これまでの表面の凹凸が0.5μm以上のエピタキシャル結晶についての測定では、結晶の回転方向によって測定できない反射があったが、今回はラウエ対称で等価な反射についても反射強度に良い一致が見られた。(2)実測の反射強度を構造因子に変換して単結晶構造解析結果と比較するため、すれすれ入射による結晶表面層の構造解析に対応したLp補正と吸収補正の計算式を導き、実測の反射強度に対して適用して構造因子を求めた。すれすれ入射での反射強度測定で実測した37個の反射強度から構造因子|Fo|2を求め、単結晶構造解析から得られた構造因子|Fc|2の計算値と比較したところ、入射角0.3°および0.5°のデータセットに対して通常のR因子はそれぞれ0.035と0.070と良い結果が得られた。この結果より、結晶表面の凹凸が0.15μm以下の結晶に対しては十分な精度で構造解析できることが明らかになった。(3)エピタキシャル結晶については表面の平坦性が十分ではない試料(凹凸が0.45μm)について、すれすれ入射での反射強度測定を行った。ほぼすべての結晶の回転方向で回折X線が測定できたが、計算値との一致は十分ではなかった。また、表面薄膜の厚さに関して、共焦点顕微鏡による観察結果と、基板結晶と膜結晶の反射強度比から見積もった厚さに大きな違いが見られた。これらの実験・解析結果を踏まえて、さらに平坦性の良いエピタキシャル結晶を用いて反射強度測定を行い、結晶試料の平坦性と測定精度の関係を明らかにする。これにより、結晶表面層のX線構造解析の実用化を目指す。エピタキシャル結晶成長を利用した薄膜単結晶の作製に関して、再現性の良い方法を確立するのに手間取った。このため、結晶表面の凹凸の少ない、良質な結晶を用いたX線回折実験が十分に実行できなかった。しかし、現在はこれらの問題はほぼ解決している。25年度が最終年度であるため、記入しない。結晶表面が広く平坦な基板結晶について、すれすれ入射の条件で回折X線強度を測定できた。この結果、結晶のすべての方位で回折X線強度が測定でき、ラウエ対称で等価な反射についてもほぼ等しい反射強度を測定することに成功した。さらに、実測の反射強度を構造解析に必要な構造因子に変換するための、すれすれ入射の条件でのLp補正、X線吸収補正の計算式を導出した。この計算式を用いて反射強度を構造因子に変換し、結晶構造を用いて計算した構造因子と比較した。この結果、通常の信頼度因子で評価したところ、0.035と十分な精度で測定できたことが明らかになった。しかし、結晶表面が十分な平坦性をもつエピタキシャル結晶試料を用いて、すれすれ入射での反射強度測定ができなかった。すべての結晶方位で反射強度を測定することに成功したが、十分な測定精度で反射強度測定はできなかった。今後、十分に平坦なエピタキシャル結晶を用いた測定が必要である。新たな種類のエピタキシャル結晶の作製については、すれすれ入射での反射強度測定・解析及び構造因子へ変換するための計算式の導出に集中していた関係で、十分な成果が得られていない。今後、推進する予定である。研究を遂行する上で必要な結晶表面の大きさが大きく凹凸が小さい基板結晶を作製し、確立したエピタキシャル結晶作製法を用いて1ミクロン程度の薄膜単結晶を作製して、すれすれ入射の高精度なX線回折実験を行う。
高等学校における学習意識の実証的研究

本研究では、仙台圏の高校2年生とその父母1259組を対象とした「教育と社会に対する高校生の意識:第4次調査」のデータをもとに分析を行い、主として以下の知見を得た。1.高校生の教育アスピレーションに関しては、第3次調査(1994年)に比べても、高学歴志向が強まっており、とりわけ女子において「短大離れ」がすすむ傾向がみられた。この点で、「大衆教育社会」と呼ばれる状況が進行しつつあることが確認された。また、職業アスピレーションについても、従来通り専門職志向の強いことが明らかになった。しかし、その一方で両親の階層的地位が、在籍する高校ランクを媒介に高校生の教育・職業アスピレーションを規定するという教育達成の階層間格差の問題は依然として変わっていないことが確認された。2.教育達成の階層間格差のメカニズムを解明するため、家族内における文化資本(芸術文化資本と読書文化資本)の伝達に注目したところ、親の階層的地位は親自身の文化資本を媒介に子どもの文化資本に影響を及ぼしていること、また父親よりも母親の文化資本が子どもの文化資本を規定する度合いが大きいことが分かった。さらに子どもの教育達成の規定因については、男子の場合、本人の文化資本よりも父親の社会的地位の影響が大きかったのに対して、女子の場合、母親の文化資本に規定された本人の文化資本の影響が最も大きかった。3.高校生の学習意識には、積極的学習動機、柔軟的学習方法、他者志向的学習動機の3つの要素が見いだされた。このうち積極的学習動機をもつ者は進学校の生徒に多く見いだされた。また、積極的学習動機と柔軟的学習方法は、高校ランクに関わらず、大学進学志望を強めるという形で教育アスピレーションの形成に一定の役割を果たしていることが明らかになった。本年度は、来年度11月に実施を予定している「教育と社会に対する高校生の意識:第4次調査」の準備として以下の作業を行った。1.過去の調査データの再分析宮城県内の高校生とその父母を対象に過去3回にわたって実施してきた意識調査データをもとに、高校生の社会意識が形成されるメカニズムについて計量的分析を行い、その成果をもとに研究会を行った。その結果、公平感の形成に高校の階層構造が影響を及ぼしていることなどが明らかにされた。2.他の研究グループとの交流・資料収集東京・関西地区で同様に高校生を対象に意識調査を行っている研究グループとの情報交換を行い、高校生に関する教育社会学的研究の現状について検討を行った。そして、高校教育改革が進むなかで、高校生の学習意識の研究が重要であることが確認された。3,高校教員への聞き取り・懇談会の開催現在、進行中の高校教育改革が教育現場でどのように受け止められ、実施されているかについて高校教員に聞き取り調査を行うとともに、調査企画をめぐって懇談会を実施した。その結果、来年度、実施する調査においては、(1)「新しい学力観」のもとで高校生の学習意識にどのような変容がみられたか、(2)高校生の規範意識の形成に影響している要因は何か、(3)新しいメディアとの接触は高校生の対人関係をどのように変化させたのが、を中心に調査票を設計することとなった。1.「教育と社会に対する高校生の意識:第4次調査」の実施本年度は、当初の計画通り、仙台圏の高校を対象として、「教育と社会に対する高校生の意識:第4次調査」を実施した。この調査は、1987年度の第1次調査以来、宮城県の高校を対象に行われてきた継続調査である。今回の調査においては、従来からの継続質問項目に加えて、(1)高校生の学習意識、(2)規範意識および(3)メディア接触と対人関係を新たな質問項目に加えた。

7月から8月にかけて、仙台圏の12の高校に調査依頼を行い、了承の得られた11の高校の2年生とその父母1444組を対象に、11月から12月にかけて調査を実施した。有効回収数は、高校生1259名(回収率89.4%)、父親933名(同66.1%)、母親1098名(同77.9%)であった。回収された調査票はただちにエディティング作業の上、データ入力を行った。2.「教育と社会に対する高校生の意識:第4次調査」速報の作成得られたデータをもとに基礎集計を行い、調査校および対象者に配布するための速報(第1次報告書)を作成した。この速報において公表した主要な知見は、(1)学習意識には世代差・性差が見られるとともに、高校生においては学習の過程よりも結果が重視されていること、(2)文化活動にも世代差がみられ、高校生においては大衆的な文化活動が、また親世代においては正統的な文化活動が選好されていること、(3)父親に比べると母親や高校生では社会に対する公平感・満足感とも低いこと、(4)前回調査に比べて高校生・両親とも高学歴志向が強くなっていること、(5)性別役割意識に関しては、前回調査と比較して否定的な意見が増大したものの、依然として性差がみられること、などである。本年度は、昨年度、実施した「教育と社会に対する高校生の意識:第4次調査」のデータをもとに分析を行い、報告書を作成した。今回の分析から得られた主要な知見は以下の通りである。1.高校生の教育アスピレーションに関しては、第3次調査(1994年)に比べても、高学歴志向が強まっており、とりわけ女子において「短大離れ」がすすむ傾向がみられた。この点で、「大衆教育社会」と呼ばれる状況が進行しつつあることが確認された。また、職業アスピレーションについても、従来通り専門職志向の強いことが明らかになった。しかし、その一方で両親の階層的地位が、在籍する高校ランクを媒介に高校生の教育・職業アスピレーションを規定するという教育達成の階層間格差の問題は依然として変わっていないことが確認された。2.教育達成の階層間格差のメカニズムを解明するため、家族内における文化資本(芸術文化資本と読書文化資本)の伝達に注目したところ、親の階層的地位は親自身の文化資本を媒介に子どもの文化資本に影響を及ぼしていること、また父親よりも母親の文化資本が子どもの文化資本を規定する度合いが大きいことが分かった。さらに子どもの教育達成の規定因については、男子の場合、本人の文化資本よりも父親の社会的地位の影響が大きかったのに対して、女子の場合、母親の文化資本に規定された本人の文化資本の影響が最も大きかった。3.高校生の学習意識には、積極的学習動機、柔軟的学習方法、他者志向的学習動機の3つの要素が見いだされた。このうち積極的学習動機をもつ者は進学校の生徒に多く見いだされた。また、積極的学習動機と柔軟的学習方法は、高校ランクに関わらず、大学進学志望を強めるという形で教育アスピレーションの形成に一定の役割を果たしていることが明らかになった。
高位ハードウェア設計記述に対する等価性判定手法の研究

近年のハードウェア設計では,設計検証に要する時間が増加しつづけ,全設計工程の60%--80%もの時間を占めるようになっている.これに対して,フォーマル検証の適用が始まっているが、これらの多くはレジスタ転送レベルやゲートレベルより高位の設計には適用できない.本研究では、C言語などで書かれた高位のハードウェア記述に対して,2つの記述の機能の等価性判定を行う手法を研究する.具体的には,記述中にあらわれる算術演算を,第1階述語論理における関数記号によって表現し,意味を解釈せずに記号のまま処理することにより,効率化を図る.この手法の問題は,2つの記述が極めて似通っていなければ等価と判定することができないという点である.これを補うため,本研究では,同値制約のもとでの等価性判定アルゴリズムの検討と実装を行った.この同値制約は,(x>1⇔x-1>0)といった形の規則であり,等価とみなすべきパターンを与えるために用いる.ブール式の充足可能性判定で用いられているコンフリクト解析と呼ばれる手法を拡張して実装することにより,PARCORフィルタ,ADPCMフィルタ,フーリエ変換処理,平方根計算のプログラムに対する等価性判定に適用を試みた.その結果,乗算等より複雑な演算(非線形の演算)を含む場合には,従来のプール関数レベルでの等価性判定手法に比べ,1-2桁程度高速,あるいは従来の手法では計算量的に判定困難であるような規模でも判定が可能となることが明らかとなった.近年のハードウェア設計では,設計検証に要する時間が増加しつづけ,全設計工程の60%--80%もの時間を占めるようになっている.これに対して,フォーマル検証の適用が始まっているが、これらの多くはレジスタ転送レベルやゲートレベルより高位の設計には適用できない.本研究では、C言語などで書かれた高位のハードウェア記述に対して,2つの記述の機能の等価性判定を行う手法を研究する.具体的には,記述中にあらわれる算術演算を,第1階述語論理における関数記号によって表現し,意味を解釈せずに記号のまま処理することにより,効率化を図る.この手法の問題は,2つの記述が極めて似通っていなければ等価と判定することができないという点である.これを補うため,本研究では,同値制約のもとでの等価性判定アルゴリズムの検討と実装を行った.この同値制約は,(x>1⇔x-1>0)といった形の規則であり,等価とみなすべきパターンを与えるために用いる.ブール式の充足可能性判定で用いられているコンフリクト解析と呼ばれる手法を拡張して実装することにより,PARCORフィルタ,ADPCMフィルタ,フーリエ変換処理,平方根計算のプログラムに対する等価性判定に適用を試みた.その結果,乗算等より複雑な演算(非線形の演算)を含む場合には,従来のプール関数レベルでの等価性判定手法に比べ,1-2桁程度高速,あるいは従来の手法では計算量的に判定困難であるような規模でも判定が可能となることが明らかとなった.近年のハードウェア設計では,設計検証に要する時間が増加しつづけ,全設計工程の60%--80%もの時間を占めるようになっている.これに対して,フォーマル検証の適用が始まっているが、これらの多くはレジスタ転送レベルやゲートレベルより高位の設計には適用できない.本研究では、C言語などで書かれた高位のハードウェア記述に対して,2つの記述の機能の等価性判定を行う手法を研究する.具体的には,記述中にあらわれる算術演算を,第1階述語論理における関数記号によって表現し,意味を解釈せずに記号のまま処理することにより,効率化を図る.しかしながら,この手法では,2つの記述が極めて似通っていなければ等価と判定することができない.これを解決するため,本年度は,まず,同値制約のもとでの等価性判定アルゴリズムの検討と実装を行った.この同値制約は,たとえば,2つの記述に対して,(x>1⇔x-1>0)といった形で与えられ,記述内に出現する部分式で左辺のパターンに合致するものと右辺のパターンに合致するものがあれば,等価と見なすというものである.この結果、parcorフィルタなど信号処理プログラムについて、ループ部分を数千回にわたって展開した記述2つの等価性判定を、数千秒でできることが明らかとなった.一方,必要な同値制約を与えることが難しい場合や,2つの記述が極端に異なる場合,意味を解釈しないで処理する方法ではうまく等価性判定ができない.これに対して一時的に算術演算記号にブール関数レベルでの解釈を与えて評価し判定の精度をあげる方法が考えられる.本年度は、高位レベルでの検証の際に得られる反例について、ブール関数レベルでの再チェックを行うアルゴリズムを実装し、精度を高めた判定が可能であることを同じく信号処理プログラムを対象として示した。こうして得られた等価関係を,同値制約として以降の処理に再利用する手法については、今後検討していく予定である。近年のハードウェア設計では,全設計工程中で設計検証の占める割合が増大し,60%--80%もの時間を要するようになっている.この問題に対処するべく,フォーマル検証の適用が始まっているが、フォーマル検証の手法の多くはレジスタ転送レベルやゲートレベルより高位の設計には適用できない.本研究では、C言語などで書かれた高位のハードウェア記述に対して,2つの記述の機能の等価性判定を行う手法を研究している.

具体的には,記述中にあらわれる算術演算や機能ブロックを,第1階述語論理における関数記号や述語記号によって表現し,意味を解釈せずに記号のまま処理することにより,効率化を図る.この手法の問題は,2つの記述が極めて似通っていなければ等価と判定することができないという点である.これを補うため,本研究では,同値制約のもとでの等価性判定アルゴリズムの検討と実装を行ってきている.この同値制約は,(x>1⇔x-1>0)といった形の規則であり,等価とみなすべきパターンを与えるために用いる.本年度は昨年度実装したプログラムに対して,コンフリクト解析と呼ばれる手法を付加した。これにより,parcorフィルタなど信号処理プログラムについて、ループ部分を数千回にわたって展開した記述同士の等価性判定が約10倍高速化し,数百秒でできることを確認した.また,必要な同値制約を与えることが難しい場合や,2つの記述が大きく異なる場合は,意味を解釈しないで処理する方法ではうまく等価性判定ができない.これに対して,算術演算記号や機能ブロックにブール関数レベルでの解釈を与えて評価し,判定の精度をあげる方法の適用を試みてきている.昨年度は,高位レベルでの検証の際に得られる反例について、ブール関数レベルでの再チェックを行うアルゴリズムを実装したが,本年度はこれをさらに改良し、ブール関数レベルでの再チェック部分を削減するヒューリスティクを開発/実装した.これにより,同じく信号処理プログラムについて,昨年度のプログラムに比べ,約10倍程度高速に実行できることを確認した.以上2つのプログラムを組み合わせ,より大きな問題に対して適用していくことが,来年度の課題である.近年のハードウェア設計では,全設計工程中で設計検証の占める割合が増大し,60%-80%もの時間を要するようになっている.この問題を緩和するための一手法として,フォーマル検証の適用が始まっているが、フォーマル検証の手法の多くは,計算量の点で,レジスタ転送レベルやゲートレベルより高位の設計に直接的には適用できない.本研究では、C言語などで書かれた高位のハードウェア記述に対して,2つの記述の機能の等価性判定を行う手法を研究している.具体的には,記述中にあらわれる算術演算や機能ブロックを,第1階述語論理における関数記号や述語記号によって表現し,意味を解釈せずに記号のまま処理することにより,効率化を図る.この手法の問題は,2つの記述が極めて似通っていなければ等価と判定することができないという点である.これを補うため,本研究では,同値制約のもとでの等価性判定アルゴリズムの検討と実装を行ってきている.この同値制約は,(x>1⇔x-1>0)といった形の規則であり,等価とみなすべきパターンを与えるために用いる.本年度は昨年度に引き続き,コンフリクト解析と呼ばれる手法の改良を行うと同時に,同値制約の処理の拡張を行って,これまで本研究の枠組みでは取り扱うことができなかった結合法則なども扱う事も可能とした.前年度までに開発してきたプログラムに,上記のような改良を加えることにより,より大きな規模の設計に対する実験が可能となり,PARCORフィルタ,ADPCMフィルタ,フーリエ変換処理,平方根計算のプログラムに対する等価性判定に適用を試みた.その結果,加算減算のみで構成された設計の場合には,従来のブール函数レベルでの等価性判定手法の方が有効であるが,乗算等より複雑な演算(非線形の演算)を含む場合には,本研究のアプローチにより,1-2桁程度高速,あるいは従来の手法では計算量的に判定困難であるような規模でも判定が可能となった.
子宮内膜癌におけるラミニン－5切断を標的にした薬剤とバイオマーカーの開発

ラミニン-5(α3β3γ2)は、α3(190kDa)、β3(145kDa)、γ2(155kDa)鎖からなる上皮組織の主要な基底膜成分で、癌浸潤、転移に関与する。また、ラミニン-5α3鎖に存在するLG4-5領域は正常組織でなく、様々な癌組織に特異的に非常に蓄積されていることが報告されている。本年度は、II型膜貫通型セリンプロテアーゼによりラミニン-5から遊離するα3鎖LG4-5領域を検出するためLG4領域に対する特異的モノクローナル抗体の作製を行った。組み換えα3鎖LG4領域を抗原として作製されたハイブリドーマの上清を用いてラミニン-5と組み換えα3鎖LG4領域に対してELIZA、ウエスタンブロット解析法によりスクリーニングを行った。その結果、LG4-5領域を含むラミニン-5(190kDa)を特異的に認識する抗体HQ4を得ることができた。ラミニン-5α3鎖のC末端に存在する球状ドメイン(LG1-LG5)は、LG3とLG4領域の間に未知のプロテアーゼで切断されるリンカー部位を持っており、細胞外に存在するセリンプロテアーゼで切断されることが示唆されている。そこで、II型膜貫通型セリンプロテアーゼ組み換え細胞外領域を用いたラミニン-5切断実験を行い、このプロテアーゼによりラミニン-5本体からLG4-5領が遊離するかを上記で作製した抗体HQ4を用いたウエスタンブロット解析法により検討した。その結果、II型膜貫通型セリンプロテアーゼ(ヘプシン)組み換え細胞外領域によるラミニン-5切断によりLG4-5領域の遊離が顕著に増大し、それはII型膜貫通型セリンプロテアーゼ阻害剤であるKD1の添加により特異的に抑制された。この結果は、II型膜貫通型セリンプロテアーゼがラミニン-5からLG4-5領域を遊離するプロテアーゼであることを示唆した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
穴播き式不耕起播種機の開発と同機利用による環境汚染軽減のための栽培法の確立

1.穴播き式不耕起播種機の利用を想定したダイズ栽培S圃場試験を前年に引き続き実施した。収量は不耕起栽培>耕起栽培となり、前年と同様に不耕起栽培の優位性が認められた。穴播き式の播種穴は、試作機が土壌表面に作用した時できる穴の大きさと形状を参考に手押し式の凸子で作成した。そのため平成10年度に作付けした穴播き式の播種穴は、前年度に比べ容積が173程度であった。(1)穴播き式は緩効性肥料を施用しても出芽率が大幅に低下した。(2)穴播き式は筋播き式に比べ草丈の伸び、葉色ともに劣り、収量も40%程度になった。2.肥料の種類および施肥量と出芽率の関係を把握するため、ワグネルポットを使用して出芽試験を行った。緩効性肥料であっても削減量が1/2程度では、出芽率は向上しなかった。なお、圃場試験で出芽率が影響を受けなかった筋播きは、種子周辺の肥料量が標準施用量(全面全層施肥)の1/14.4であった。3.試作機の改良を継続して行った。試作機は作穴部と導管を兼ねた播種部が1つの部位として土壌表面に刺さり作穴と播種を同時に行うが、この時播種部に土壌が侵入する。各種改良を加えても土壌の侵入を完全に防止するのは困難であった。穴播き式では種子周囲に肥料を施用するため、その成分は対象作物のみが利用できると考えられる。今後は、出芽率およびその後の生育に影響を及ぼさない範囲の施用可能最大量を把握する必要性が明確になった。試作機の改良に関しては、播種部に侵入した土壌を完全に排出できるように行うという方向性が確認できた。1.試作不耕起播種機の前面にディスクコールタを装着することにより,これが播種穴作成予定地の土壌を切断する作用で,表面硬度の高い圃場でも所定の深さを持つ播種穴の作成が容易になった。また,凸子を土壌に差込んで播種穴を作成する構造にも係わらず播種穴側壁の土壌硬度は作業前に比べ3040%軽減し,作物の生育に好ましい環境を作り出した。2.肥料を種子の周囲に高濃度で施用(穴播き式播種に相当)しても植物体が確実に出芽・生育することを確認するため,速効性肥料(RAF)と緩効性肥料(CAF)を用いて耕起(CT)圃場と不耕起(NT)圃場でダイズの栽培実験を行った。以下,NT圃場でCAF使用の場合の穴播き式と筋蒔き式(従来法)を比較すると(1)ダイズの生育に関しては(1)出芽率は穴播き式<筋蒔き式(2)草丈の推移は穴播き式=筋蒔き式(3)収量は穴播き式≦筋蒔き式(4)品質は穴播き式≒筋蒔き式となった。(2)雑草の繁茂程度は(1)被度は穴播き式=筋蒔き式(2)乾物重は穴播き式>筋蒔き式となった。(3)土壌物理性に関しては,地表面下10cmの(1)平均地温は穴播き式=筋蒔き式(2)pF値の高い時は穴播き式<筋蒔き式,低い時は穴播き式>筋蒔き式(すなわち穴播き式は筋蒔き式に比べ上下の変動が小さい)(3)土壌硬度は穴播き式は経時的な変動は小さいが,筋蒔き式は7月下旬から硬度が高まる。以上ダイズの生育収量および品質の面から総合して,穴播き式不耕起播種は十分に実用的な栽培法といえる。今後は,緩効性肥料の組合わせを検討して出芽率を一層高めることと,試作機械の実用化を目指す。

穴播き式では種子周囲に肥料を施用するため、その成分は対象作物のみが利用できると考えられる。今後は、出芽率およびその後の生育に影響を及ぼさない範囲の施用可能最大量を把握する必要性が明確になった。試作機の改良に関しては、播種部に侵入した土壌を完全に排出できるように行うという方向性が確認できた。
経済環境における社会的選択とメカニズム・デザイン

本年度は、(1)非分割財の配分問題、(2)相互評価の問題、(3)有害施設の立地問題、に関ずるメカニズム・デザインの研究を行った。非分割財の配分問題に関しては、貨幣による補償が可能な状況において1単位の非分割財を配分するメカニズムの集合の中に、戦略的操作不可能性、対称性、予算の均衡という3つの公理を満たすものが存在しないことを証明した。さらに、予算の均衡の要求をせず、戦略的操作不可能性と対称性を満たすメカニズムの集合の性質について詳しく検討した。相互評価の問題にしては、社会の構成員が互いに評価を行いランキングを作成するという状況において、望ましいメカニズム(集計方法)について考察を行った。ここで、各個人は自分のランキングを上げるために、自分についての評価をより高くするかもしれない。そこで、各個人が伝える情報の中から、自分に関する情報を取り除くことが適切であると考えた。このとき、ある種の効率性を満たすメカニズムは、唯一ボルダ・ルールだけであることを証明した。有害施設の立地問題に関しては、立地候補となっている各都市で賛否の投票を行い、有害施設を建設する都市を決定するメカニズムについて考察した。実際、韓国で核処理施設の建設にあたって、この種のメカニズムが用いられたことがある。まず、そのメカニズムが、戦略的操作不可能性やある種の単調性を満たすことを証明した。次に、戦略的操作不可能性や単調性を満たすメカニズムの集合の特定を試みた。これらの研究は、メカニズム・デザインの手法を身近な社会・経済問題に応用し、有益な知見を与えることに成功しているといえる。本研究では、経済環境における社会的選択とメカニズム・デザインの問題を取り扱う。平成17年度は、公共財の供給と費用配分、非分割財の配分問題の2つの経済環境について詳細に分析を行った。研究の第一段階として、それぞれの経済環境における「望ましさ」の基準について検討を行った。研究の第二段階として、それぞれの経済環境において「望ましい」帰結を達成するための社会的制度(メカニズム)の設計の可能性を模索した。公共財の供給と費用配分に関しては、Moulin (1994, Review of Economic Studies)で提示されたシリアル・メカニズムの再検討を出発点とした。シリアル・メカニズムは戦略的操作不可能性、非羨望性など数々の望ましい性質を持つが、効率性の観点からは十分に満足できるものとは言いがたい。そこで、シリアル・メカニズムの構造によく似た新しいメカニズムの集合を考案した。これらの新しいメカニズムは非羨望性を満たしており、またその集合の中で戦略的操作と効率性の間でトレード・オフがあることを証明した。非分割財の配分問題に関しては、戦略的操作不可能性、対称性、予算均衡を満たすメカニズムの存在について検討を行った。さらに望ましさの基準として、(1)等しい補償、(2)整合性のある補償、(3)個人合理性、のいずれかの補助公理を課すことにより、不可能性定理が成立することを証明した。これらの補助公理がない場合でも、社会の構成員が少ない場合には同様に不可能性定理が成立することを証明した。本年度は、非分割財の配分問題と排除可能な公共財の供給問題に関して、メカニズム・デザインの研究を行った。非分割財の配分問題では、貨幣による償が可能な状況において1単立の非分割財を配するためのメカニズムの集合の中に、戦略的操作不可能性、対称性、予算の均衡という3つの公理を満たすものが存在するか否かを検討した。第一に、補助公理として、均等な補償、標準的な補償、個人合理性の3つの条件のうち1つを課せば、そのようなメカニズムは存在しないことを証明した。第二に、コンピューターによる計算の結果、社会の構成員が30人以下の場合には、補助公理なしで非存在定理が成立することを確認した。第三に、選好の集合が極めて制約された状況のもとでは、逐次メカニズムがすべての公理を満たすことを示した。排除可能な公共財の供給問題では、ムーラン『(1994)によるシリアル・メカニズムが戦略的操不可能性、個人合理性、対称性など様々な公理を満たす優れたメカニズムであるこが知られている。しかし、効率性の観点からは必ずしもよい性能を示すとはらない。そこで、修正されたシリアル・メカニズムの集合を考え、戦略向可能性や効率性の点から分析を行った。修正されたシリアル・メカニズムとは、排除可能な公共財による便益を享受しない社会の構成員に費用負担を求めるものである。その結果、修正されたシリアルメカニズムの集合の中で、戦略的操作不可能性と効率性の間のトレード・オフを指摘することに成功した。

有害施設の立地問題に関しては、立地候補となっている各都市で賛否の投票を行い、有害施設を建設する都市を決定するメカニズムについて考察した。実際、韓国で核処理施設の建設にあたって、この種のメカニズムが用いられたことがある。まず、そのメカニズムが、戦略的操作不可能性やある種の単調性を満たすことを証明した。次に、戦略的操作不可能性や単調性を満たすメカニズムの集合の特定を試みた。これらの研究は、メカニズム・デザインの手法を身近な社会・経済問題に応用し、有益な知見を与えることに成功しているといえる。
教育における国家の中立性原理の政治哲学的基礎付けと憲法法理化に関する研究

本研究の目的は、日本国憲法の解釈論として教育に関する国家の権限の限界を見極める憲法法理を確立することにある。この目的達成のため、本研究では、第一に、教育における国家の中立性原理はどのように政治哲学的に基礎付けられ、いかなる内容の規範を含む原理と理解されるべきなのかについて探求し、第二に、そうした内容の原理は日本国憲法の下で憲法法理としてどのように具体化されるべきなのかについて、日米の憲法史・教育史を参照して明らかにする。
時間分解電子波干渉の実現とスキルミオンダイナミクスへの応用

超高速磁気ダイナミクスの観察に向けたコヒーレントパルス電子線を用いた新規イメージング法の開発のために、H30年度は高速電子線偏向器の作製・評価およびパルス電子線と検出器の同期試験、高強度パルス電子線生成のための光学系の構築、透過型電子顕微鏡観察用の磁性体試料の作製・観察に取り組んだ。昨年度までに設計した高速電子線偏向器の作製を行った。開発した高速電子線偏向器に対して改良および最適化を加えることで透過電子顕微鏡に実装できる。さらに、高速電子線偏向器に対して電圧印加試験をし、30keVの電子線を十分に偏向できる電圧を印加可能であることがわかった。また、パルス電子線とダイレクト電子検出器の同期回路の構築を行い、ナノ秒パルス電子線と検出器の同期がとれることを確認した。ダイレクト電子検出器による電子線の高感度検出により従来の方法により発生させたパルス電子線でも像観察が可能なレベルであったが、ナノ秒パルス電子線を用いた像観察では像コントラストから有効な議論を行うためにはより高強度なパルス電子線を発生させる必要があることが判明した。そこで、高強度パルス電子線生成のために電気光学変調素子をもちいてレーザー光の偏光を制御することが可能な光学系を構築し、高強度ナノ秒パルス光の生成を確認した。特異な磁気構造体をもつ電子顕微鏡用試料の作製において、多元系合金をもちいたバルク試料に対して30keVの電子線が透過可能な厚さまでの加工を施せるかについて検討した。冷却しながらArイオンにより加工することで磁気構造を残しながら30keVの電子線が透過可能な厚さまで薄片化できることがわかった。さらに、本試料をローレンツ顕微鏡法で観察した結果、これまで発見されていなかった磁気構造を形成することがわかった。H30年度の研究は、1)高速電子線偏向器の開発と2)パルス電子線とダイレクト電子検出器の同期、3)超高速磁気ダイナミクスの観察用の試料作製である。これら3項目とも計画通りに進んでおり、さらに高強度のパルス光の生成も可能となったことから次年度の研究計画に特段の変更なく本課題を遂行可能である。これにより、次年度に行うコヒーレントパルス電子線を用いた超高速磁気ダイナミクスの研究が計画通り進められる予定である。高速偏向器の最適化を行うことにより、ナノ秒パルス電子を用いた時間分解撮影を行う。その後、これまで作製してきた磁気構造をもつ試料に光や電場・磁場などの外乱を加えることで高速で変化する磁気構造の観察に取り組む。さらに、時間分解された像の定量化にむけて時間分解電子線ホログラフィが可能かについて検討を行い、ホログラム取得に必要な条件を明らかにする。本研究課題は、従来の透過電子顕微鏡では実現されてこなかった超高速磁気ダイナミクスの観察に向けたコヒーレントパルス電子線を用いた新しいイメージング法の開発を目指すものである。平成29年度は1)30 kV電子線用高速偏向器の設計、2)パルス電子線検出のためのダイレクト電子検出器の評価、3)パターニングを施した磁気薄膜の作製・観察を行った。1)30 kV電子線用高速偏向器の設計:ナノ秒オーダでの時間分解観察を実現するために電子顕微鏡の試料室とカメラ室の中間に配置する高速電子線偏向器を設計した。偏向器の形状と必要な印加電圧を見積もり、30 kV電子線においては約60 Vステップの電圧印加で記録素子上に複数の像の投影が可能であることがわかった。2)パルス電子線検出のためのダイレクト電子検出器の評価:パルス電子線を用いた観察ではパルス幅で1パルスあたりの電子数が制限される。数少ない電子を効率よくイメージングに用いるためにSilicon-on-insulator技術を用いたX線検出器の裏面に電子線を入射させその特性を評価した。本検出器は30 kV電子線において単電子検出が可能であり、パルス電子線を用いた電子顕微鏡像の取得が可能なことがわかった。3)パターニングを施した磁気薄膜の作製・観察:特異な磁気構造を発現させるために、ディスク状のPt/Co/Taの磁気多層膜の作成を試みた。パルスレーザー堆積法により磁気多層膜をSiNメンブレンの上に蒸着し,電子線描画装置によりディスクパターンの形成に成功した。作製した試料をローレンツ顕微鏡法および電子線ホログラフィーで観察した結果、直径2.5 μmのディスク試料で磁気由来のコントラストを有していることがわかった。当初の計画通では、パルス電子線イメージングに向けて1)高速偏向器の設計と2)シングルショットローレンツ顕微鏡法のためのパルス電子の高密度化とその実証であった。2)についてはダイレクト電子検出器の導入により、既存のCCDでは達成できない高感度化を実現したことで従来通りのパルス電子線で十分であることがわかった。以上により従来の目的は達成された。これに加えて磁気構造をもつ試料の作製も進んでおり、次年度以降の計画の遂行に過不足ない状況である。

さらに、高速電子線偏向器に対して電圧印加試験をし、30keVの電子線を十分に偏向できる電圧を印加可能であることがわかった。また、パルス電子線とダイレクト電子検出器の同期回路の構築を行い、ナノ秒パルス電子線と検出器の同期がとれることを確認した。ダイレクト電子検出器による電子線の高感度検出により従来の方法により発生させたパルス電子線でも像観察が可能なレベルであったが、ナノ秒パルス電子線を用いた像観察では像コントラストから有効な議論を行うためにはより高強度なパルス電子線を発生させる必要があることが判明した。そこで、高強度パルス電子線生成のために電気光学変調素子をもちいてレーザー光の偏光を制御することが可能な光学系を構築し、高強度ナノ秒パルス光の生成を確認した。特異な磁気構造体をもつ電子顕微鏡用試料の作製において、多元系合金をもちいたバルク試料に対して30keVの電子線が透過可能な厚さまでの加工を施せるかについて検討した。冷却しながらArイオンにより加工することで磁気構造を残しながら30keVの電子線が透過可能な厚さまで薄片化できることがわかった。さらに、本試料をローレンツ顕微鏡法で観察した結果、これまで発見されていなかった磁気構造を形成することがわかった。H30年度の研究は、1)高速電子線偏向器の開発と2)パルス電子線とダイレクト電子検出器の同期、3)超高速磁気ダイナミクスの観察用の試料作製である。これら3項目とも計画通りに進んでおり、さらに高強度のパルス光の生成も可能となったことから次年度の研究計画に特段の変更なく本課題を遂行可能である。これにより、次年度に行うコヒーレントパルス電子線を用いた超高速磁気ダイナミクスの研究が計画通り進められる予定である。高速偏向器の開発を進め、パルス電子顕微鏡に開発した偏向器を搭載する。さらに、パルス電子線との同期回路を設計・開発をし、高速偏向器の偏向・応答性能を評価する。次に、パルス磁気イメージングに向けて比較的容易に作製できるパーマロイ薄膜を用いてマイクロ-ピコ秒のパルス幅で磁気構造の観察を試みる。ここで、パルス電子線の時間変調を最適化することで搭載予定のダイレクト電子検出器の性能を最大限引き出す予定である。また、引き続き磁性薄膜試料の作製および最適化を進める。さらに、外場応答可能な試料形状の検討および多元系合金もちいた電子顕微鏡用薄膜の作製も試みる。高速偏向器の最適化を行うことにより、ナノ秒パルス電子を用いた時間分解撮影を行う。その後、これまで作製してきた磁気構造をもつ試料に光や電場・磁場などの外乱を加えることで高速で変化する磁気構造の観察に取り組む。さらに、時間分解された像の定量化にむけて時間分解電子線ホログラフィが可能かについて検討を行い、ホログラム取得に必要な条件を明らかにする。検出器およびそのシステムをレンタルしたため、電子線検出システムを安価に構築できたことが主たる理由である。偏向・検出系とパルス電子線の同期回路の開発費に充てる予定である。
自家移植歯の生理的挺出と矯正移動に与える歯根膜保存状態の影響

研究目的は、歯根膜保存状態が、自家移植歯の生理的な移動(挺出)と矯正移動に与える影響を調査することである。研究結果は以下にまとめられた。1,ラット上顎臼歯部におけるチタン製インプラントによる歯の移動の不動固定源からの歯の矯正移動実験系が確立された。2, X線セファロならびにX線CTによる観察と評価方法が確立された。3,ラット抜去歯の上顎臼歯部、頭頂骨部への移植実験系について第一臼歯を抜去し、頭頂骨部および上顎臼歯部に移植して検討を行った結果、即時移植群では歯根周囲に歯根膜様の組織を観察することができ、部分的な歯根吸収が観察されるが、著しい置換性骨吸収は観察されなかった。一方歯根膜保存状態のよくない場合には、歯髄の炎症、壊死像ならびに著しい炎症性歯根吸収と置換性骨吸収が生じていた。4,ラット移植歯の歯根膜保存状態が、生理的移動と矯正移動に与える影響について歯根膜保存状態がよくない群では、周囲歯槽骨の炎症所見が観察されたのに対して、即時に移植した群では、軽度の炎症所見しか観察されなかった。また、歯根膜の保存状態がよい場合には、移植歯の挺出が観察されたが、乾燥歯根では歯周部で骨吸収が生じた。矯正移動についても同様な傾向を示した。5,移植歯ならびに歯の移動時の免疫担当細胞の動態について歯根膜の免疫担当細胞はマクロファージと樹状細胞と呼ばれる細胞であるが、OX6免疫染色によって識別することができた。歯の移植を行った初期反応においても、近心面と遠心面で明確な差異が認められなくなった。6,移植歯の臨床治療結果と基礎的研究データの関連性の評価臨床分析結果と基礎実験系の結果は同じ傾向を示し、自家移植歯は正常機能を有する健全歯とインプラントや骨性癒着歯との中間的な種々の特性を有すると考えられた。研究の目的は、歯根膜の保存状態の異なる自家移植歯の生理的な移動(挺出)と一定の矯正力を作用させた場合の移動をチタンインプラント法により骨内の不動の基準点を設定して計測し、移植歯周囲組織の組織学的な反応を明らかにすることである。今回、研究の第一段階として、矯正力作用をさせる以前、すなわちインプラントと移植歯の埋入の方法の熟練とその後の生理的な移植歯の移動を検索した。インプラント埋入術式は、骨内インプラントのネジ山を基準とするので、固定源としても不動である純チタンのスクリュー型インプラントを用いる必要がある。実験動物として今回はラットを用いたが、従来、ラットでは純チタンのスクリュー型インプラントを用いて、チタンインプラント法により骨内の不動の基準点としたり、歯の移動の固定源とした報告はない。今回、ラットにおける純チタンのスクリュー型インプラントの口腔内および頭頂骨部における埋入術式を確立し、術後経過と組織所見の検討を行っているが、良好な術後経過を示し、チタン周囲にオッセオインテグレーションを生じていることが一部確認できた。一方、歯の移植実験は、ラットの上顎第二臼歯を口腔内と頭頂骨に移植する方法を行っている。予備実験ては、即時に移植を行った移植歯についても、移植歯の歯髄の感染に由来すると考えられる骨吸収と歯根吸収が広範に生じ、低位咬合を示唆する術後経過を示す例を確認したが、歯根吸収が広範であるため、長期の観察は不可能だと考えられる。

水酸化カルシウム製剤による根管処置でも、急性炎症発現するので、ハイドロキシアパタイト製剤等によるマイルドな歯髄処置が必要であろうと考えられる。この問題が解決されしだい、純チタンのスクリュー型インプラントと移植歯や健全歯との間に矯正力を作用させるとともに、移動量と周囲組織所見の分析を行う予定である。研究目的は、歯根膜保存状態が、自家移植歯の生理的な移動(挺出)と矯正移動に与える影響を調査することである。研究結果は以下にまとめられた。1,ラット上顎臼歯部におけるチタン製インプラントによる歯の移動の不動固定源からの歯の矯正移動実験系が確立された。2, X線セファロならびにX線CTによる観察と評価方法が確立された。3,ラット抜去歯の上顎臼歯部、頭頂骨部への移植実験系について第一臼歯を抜去し、頭頂骨部および上顎臼歯部に移植して検討を行った結果、即時移植群では歯根周囲に歯根膜様の組織を観察することができ、部分的な歯根吸収が観察されるが、著しい置換性骨吸収は観察されなかった。一方歯根膜保存状態のよくない場合には、歯髄の炎症、壊死像ならびに著しい炎症性歯根吸収と置換性骨吸収が生じていた。4,ラット移植歯の歯根膜保存状態が、生理的移動と矯正移動に与える影響について歯根膜保存状態がよくない群では、周囲歯槽骨の炎症所見が観察されたのに対して、即時に移植した群では、軽度の炎症所見しか観察されなかった。また、歯根膜の保存状態がよい場合には、移植歯の挺出が観察されたが、乾燥歯根では歯周部で骨吸収が生じた。矯正移動についても同様な傾向を示した。5,移植歯ならびに歯の移動時の免疫担当細胞の動態について歯根膜の免疫担当細胞はマクロファージと樹状細胞と呼ばれる細胞であるが、OX6免疫染色によって識別することができた。歯の移植を行った初期反応においても、近心面と遠心面で明確な差異が認められなくなった。6,移植歯の臨床治療結果と基礎的研究データの関連性の評価臨床分析結果と基礎実験系の結果は同じ傾向を示し、自家移植歯は正常機能を有する健全歯とインプラントや骨性癒着歯との中間的な種々の特性を有すると考えられた。
真空蒸着による鎖状高分子の超薄膜の結晶化と分子配列制御

分子配列を制御する因子を明らかにするために,原子レベルで清浄な単結晶基板上でエピタキシャル成長する条件をと外して,凝縮する際の分子自身の自己組織化を制御する因子を解明することに取り組んだ。10^<-6>Torrの真空中で基板としてAg,Auの多結晶蒸着膜及びSiウエハー(30nm程度の厚さをもつ自然酸化で覆われている)を用いて,分子配列及び構造を赤外吸収強度の偏光特性から決定し,薄膜の成長因子(基板温度,蒸発分子フラックス,成長後の加熱温度など)をパラメータとして調べ,次に述べる結果を得た:ア.Ag,Au基板上では,【.encircled1.】beta型のフッカビニリデンと4フッカエチレン共重合体(VDF+TeFE)を蒸発させるとgamma型の構造を,alpha型のポリフッカビニリデン(PVDF)を成長させるとalpha型の構造の薄膜が成長した。【.encircled2.】一様な分子配列で分子鎖はあらゆる方向に向いて成長した。基板温度を上げると若干分子鎖が基板表面に平行に配向したが,成長後に加熱しても配向を変化させることはできなかった。イ.Siウエハー上では,beta型の(VDF+TeFE)を蒸発してbeta型の構造を,alpha型のPVDFを蒸発してalpha型の薄膜が成長し,また分子鎖が基板に垂直に配向した。この結果から,分子鎖の配向や重合を制御するためには,酸化物表面が分子レベルで一つの役割を果たしていることが推定される。今後,酸化物表面の分子認識という観点から研究を進める必要がある。