hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実用的な環境調和型反応の開発を目指した高効率的金属カルベノイド反応の新展開

ジアジケトン類の新規触媒的イリド形成-転位反応の開発とその応用:抗腫瘍活性(-)-laulimalideのC5-C9ピラン環の立体選択的合成(5S,7R)-5-アリルオキシ-1-ジアゾ-8-(p-メトキシベンジルオキシ)-7-メチル-2-オクタノンを触媒量のCu(tfacac)_2をTEF-CH_2Cl_2(4:1)混合溶媒中環流すると,高収率(82%),高立体選択的(97:3)に(2R,65)-2-アリル-6[(2R)-3-(p-メトキシベンジルオキシ)-2-メチルプロピル]-3-ジヒドロピラノンが得られた。このものを抗腫瘍活性(-)-laulimalideのC3-C12フラグメントを合成した。金属カルベノイドの反応をさらに金属ニトレノイドへ展開した。カルバメート類のC-Hアミノ化反応を利用する免疫調節薬(+)-congeninの合成(R)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチルを対応するカルバメートに変換し,Rh(II)触媒C-Hアミノ化により(S)-4-メチル-2-オキソオキサゾリジン-4-カルボン酸メチルを得た。オキサゾリジノン環を開裂してN-Boc-α-メチルセリンメチルエステルに導いた。一方,(3)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチルから(2R,3S,4R)-2,4-ジアセトキシ-3-メチルペンタン酸を合成した。最後に合成したα-メチルセリンとペンタン酸のアミド化により(+)-conageninを合成した。さらに,合成中間体をもちいて,メチル基の一つ少ない類縁体を2種合成した。カルバメート類のC-Hアミノ化反応を利用するα-メチルアミノ酸類の簡便合成3-シリルオキシ-2-メチルプロピルカルバメートのRh(II)触媒C-Hアミノ化は高収率で対応するオキサゾリジノンを与えた。これは容易に種々のα-メチルセリン類の有用な合成中間体である(R)-および(S)-2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオールモノエーテルに変換された。カルバメート類のC-Hアミノ化反応を利用するスフィンゴシン関連物質(+)-pachastrissamineの不斉合成(2S,3S)-3-ヒドロキシ-2-テトラデシル-2,3,4,5-テトラヒドロフランを不斉合成し,そのカルバメートのRh(II)触媒C-Hアミノ化により対応するオキサゾリジノンを得た。このものをアルカリ加水分解して(+)-pachastrissamineを得,最初の不斉合成を達成した。ジアゾケトン類の新規触媒的イリド形成-転位反応の開発とその応用:

抗腫瘍活性(-)-laulimalideのC5-C9ピラン環の立体選択的合成(5S,7R)-5-アリルオキシ-1-ジアゾ-8-(p-メトキシベンジルオキシ)-7-メチル-2-オクタノンを触媒量のCu(tfacac)_2を反応させるとオキソニウムイリド形成続く[2,3]シグマトロピー転位反応が進行するが,CH_2Cl_2中環流すると,高収率だが低い立体選択性で,一方THF中環流すると,低収率だが高い立体選択性であることが分かった。そこで,THF-CH_2Cl_2(4:1)混合溶媒中環流すると,高収率(82%),高立体選択的(97:3)に(2R,6S)-2-アリル-6-[(2R)-3-(p-メトキシベンジルオキシ)-2-メチルプロピル]-3-ジヒドロピラノンが得られた。このものをカルボニル基の保護及び末端オレフィンの酸化的開裂を含む8工程を経て(2R,6S)-2-[2-(tert-ブチルジメチルシリルオキシメチル)-6-[(2R)-3-(p-メトキシベンジルオキシ)-2-メチルプロピル]テトラヒドロピラン-3-オンへと導いた。3位ケトンを速度論的にエノール化させた後,対応するエノールトリフラートへと変換した。このトリフラートをStille条件で還元して抗腫瘍活性(-)-laulimalideのC3-C12フラグメントを得た。また,Pd触媒を用いたクロスカップリング反応によりlaulimalideの6位アルキル誘導体を合成した。カーバメート類のC-Hアミノ化反応を利用する免疫調節薬(+)-conageninの合成研究(R)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチルを対応するカルバメートに変換し,これを触媒量のRh_2(OAc)_4とPhI(OAc)_2およびMgOと反応させると,Rh(II)触媒C-Hアミノ化がおこり(S)-4-メチル-2-オキソオキサゾリジン-4-カルボン酸メチルが得られた。オキサゾリジノン環の開裂にN-Boc-α-メチルセリンメチルエステルに導いた。一方,(S)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチルから2度のZn(BH_4)_2を用いる立体選択的還元により(2R,3S,4R)-2,4-ジアセトキシ-3メチルペンタン酸を合成した。最後にα-メチルセリン部とペンタン酸部のアミド化により(+)-conageninを合成した。金属カルベノイドの反応をさらに金属ニトレノイドへ展開した。カルバメート類のC-Hアミノ化反応を利用する免疫調節薬(+)-conageninの合成研究(R)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチルを対応するカルバメートに変換し,これを触媒量のRh_2(OAc)_4とPhI(OAc)_2およびMgOと反応させると,Rh(II)触媒C-Hアミノ化がおこり(S)-4-メチル-2-オキソオキサゾリジン-4-カルボン酸メチルが得られた。オキサゾリジノン環を開裂してN-Boc-α-メチルセリンメチルエステルに導いた。一方,(S)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチルから2度の立体選択的Zn(BH_4)_2還元を鍵反応として(2R,3S,4R)-2,4-ジアセトキシ-3-メチルペンタン酸を合成した。最後に合成したα-メチルセリンとペンタン酸のアミド化により(+)-conageninを合成した。さらに,合成中間体をもちいて,メチル基の一つ少ない類縁体を2種合成した。カルバメート類のC-Hアミノ化反応を利用するα-メチルアミノ酸類の簡便合成(R)-3-ヒドロキシ-2-メチルプロパン酸メチル由来のカルバメートのRh(II)触媒C-Hアミノ化は反応効率が低く,一般合成法としての有効性にやや難点があった。
時系列の構造変化点の推定とその漸近最適性

1,セミパラメトリックGARCHモデルにおける構造変化点推定量の漸近理論の研究セミパラメトリックGARCHモデルにおけるボラティリティ変動の構造変化点の漸近推定理論を研究した。変化点を含む未知パラメータの最尤推定量とベイズ推定量を考え、その漸近的特性を調べた。これらの推定量の漸近一致性、分布収束また推定量の高次モーメントの収束を示した。ベイズ推定量が漸近有効であるのに対し、最尤推定量がそうでないことを示した。これらの理論的な結果をシミュレーションによって検証した。2,日本の株式収益率に対する構造変化を伴うボラティリティ変動モデルによる分析TOPIXと日経225株価指数を用いて、日本の株式市場における収益率のボラティリティ変動の構造変化点推定について研究した。ボラティリティ変動にはGARCHモデルとGJRモデルを用いた。日本の株式市場におけるボラティリティ変動の主要な構造変化点として、いわゆるITバブルの時期である1999年3月5日から2000年4月14日にかけては、ボラティリティの持続性が低かったこと、2004年5月6日以降、期待収益率の無条件分散が大きく低下したこと、2000年4月の日経225の銘柄入れ替えの影響は期待収益率の自己相関構造の変化に表れた等の結果を得た。3,構造変化を伴うセミパラメトリック共和分回帰モデルの研究日本の年齢別人口構成の分布の変化が所得と消費間の長期均衡関係に与える影響を調べるために、セミパラメトリック共和分回帰モデルの研究をした。日本の所得や消費水準には構造変化があることが知られているため、モデルに未知時点の構造変化があるときの共和分検定の漸近理論を調べた。帰無仮説が、共和分なしの検定統計量は人口構成分布とそれが消費に与える反応関数の基底の取り方によって大きく影響を受けることを示した。また、年齢分布構成の変化が消費に与える影響を明らかにした。1.時系列回帰モデルに対する逐次推定の研究時系列回帰モデルにおける未知のトレンド関数の回帰係数の逐次点推定の問題を考えた。回帰モデルの誤差項は未知のスペクトル密度関数を持つ線形過程とした。このとき最小2乗推定量に基づいた逐次点推定量が漸近有効性を持つことを示した。この逐次方式の漸近的な特性を評価するためにシミュレーションによって検証した。2.時系列回帰モデルにおける変化点推定量の漸近有効性に関する研究時系列回帰モデルにおけるトレンド関数が未知時点で変化するときにその変化点の推定問題を考えた。撹乱項はスペクトル密度関数を持つ正規定常過程とし、変化点を含む未知パラメータの推定には擬似最尤推定量と擬似ベイズ推定量を考え、その漸近的特性を調べた。擬似ベイズ推定量が漸近有効であるのに対し、擬似最尤推定量がそうでないことを示した。この理論的な結果をシミュレーションによって検証した。3.最小コントラスト型推定量を用いた定常過程における未知パラメータの逐次信頼領域推定の研究定常時系列の未知母数に対する固定幅と被覆確率を持つ信頼領域を最小コントラスト型推定量を用いて構成した。この逐次信頼領域を構成する逐次方式が、区間幅を0に近づけたとき漸近一致性を持ち、また未知母数の分散が既知のときの最小の標本数と逐次方式によって得られる標本数の比が1に収束する漸近有効性を持つことを示した。
異種的な計測多重化によるモータドライブシステムの耐故障性向上可能性の検討

提案者は,日本が今なお世界に対して優位性を有するモータドライブシステム技術が今後も優位性を維持するためには耐障害性向上(Fault Tolerant, Fail Safe化)が不可欠であると考える.そこで本研究では,耐故障性向上において一般的な『時期回路・電気回路・センサ等に単に予備を設ける「同種(ホモジーニアス)的な多多相化・多重化」』に加え,システム制御における状態推定によるセンサレス制御の考え方を利用し,『「あるセンサによる測定値」を「他のセンサを組合わせることで得られる推定値」と相互に補完しあうことで,推定精度,故障検出,故障時の補完などを可能とする「異種(ヘテロジーニアス)的な多重化」』による,一層高度な耐故障性向上に挑んでいる.問題設定として,位置センサ・電流センサのいずれか一方が故障する場合を想定し,その際にも運転継続可能な制御系の構築,およびその際の制御性能や運転継続可能な条件などを明らかにすることを目的として,研究を進めている.これまでに,故障として各センサの固着及び一定の雑音印加を想定し,電流センサの故障のみ,およびいずれか一方の故障時において,継続した駆動が可能となるアルゴリズムを提案した.提案手法では,ロボットにおいて複数センサを利用した自己位置推定時に利用されるアルゴリズムをを参考に,センサの値と複数の状態推定手法による推定値を相互に比較し,他の値と異なる,すなわち故障したであろう値を排除した上で統合した値を利用する「統合法」の永久磁石同期モータの電流制御系へ適用を提案した,提案手法によって,コンピュータシミュレーション上で各センサの故障時にモータの駆動が継続可能となることを確認した.また,提案するアルゴリズムを実装可能な制御器を選定し,実験装置の構築を行い,実機実験を行う準備を整えた.進捗状況が「やや遅れている」理由は,初年度において当初企業からの提供を想定していた高性能電力センサの提供が不可能になったことを踏まえ,制御アルゴリズム,実験装置の再検討を行う必要があったため影響が大きく,初年度の遅れを2年目に完全に吸収することができなかったためである.2年目終了時までに,制御アルゴリズムの再検討の点では,ほぼ予定通り電流センサの故障時におけるアルゴリズムの提案に至り,コンピュータシミュレーション上では,位置センサ故障のみ,電流センサの故障のみ,およびいずれか一方の故障時における耐故障性の検討を終えることができた.一方で,実験装置に関する面では,昨年度,実験環境の再検討を踏まえ再設計した実験装置の構築に時間を要し,本格的な実験による提案するアルゴリズムの検証に着手することができなかった.このため,提案するアルゴリズムの検討がシミュレーションに留まってしまった.実験装置における検証で新たな課題が出る可能性は否定できず,その結果によっては,アルゴリズムの再修正が必要となる可能性が残存する.最終年度に当たる本年度は,この2年間の成果を踏まえ,当初の目的達成に向けて継続的に研究を推進する.まず,昨年度までにコンピュータシミュレーション上では,位置センサ故障のみ,電流センサの故障のみ,およびいずれか一方の故障時における耐故障性の検討を終えることができたので,本年度は,順次,昨年度,導入・構築した実験環境において,順次,実験による検証を進める.同時に,実用性を考慮した際に不可欠であるパラメータ変動による影響についても検討を進める.抵抗・インダクタンスなどのパラメータの変動は状態推定に影響を及ぼすために,状態推定値を利用した耐故障性に影響を及ぼすことは明らかである.幸いなことに,従来の各種センサレス制御の検討において,パラメータ変動が状態推定に及ぼす影響は検討されており,それを足掛かりとして,提案するシステムにおける耐故障性への影響について,前年度,着手したが,継続して検討を試みることで,提案する手法の実用的な適用限界を明らかにしていく.最終的に実機実験を検証を行う予定であるが,昨年度までに実機実験の環境自体の構築はほぼ終え,位置センサのみの故障について検討を実施済みであるため,本年度はまず電流センサの故障についての評価,更には,位置センサまたは電流センサの一か所の故障に対する検証までの実施を行う.このように,当初目的としたシステムの提案,シミュレーション,実機検証までを終えたのち,最終的に提案するシステムの評価を行う.提案するシステムは,正常な状態に対してなからず性能劣化を伴うため,その劣化の程度やその程度を決定づける要因が何であるかを明らかにすることが重要であるからである.以上の点を抑えたうえで,最終報告書にまとめる.提案者は,日本が今なお世界に対して優位性を有するモータドライブシステム技術が今後も優位性を維持するためには耐障害性向上(Fault Tolerant, Fail Safe化)が不可欠であると考える.そこで本研究では,耐故障性向上において一般的な『時期回路・電気回路・センサ等に単に予備を設ける「同種(ホモジーニアス)的な多多相化・多重化」』に加え,システム制御における状態推定によるセンサレス制御の考え方を利用し,『「あるセンサによる測定値」を「他のセンサを組合わせることで得られる推定値」と相互に補完しあうことで,推定精度,故障検出,故障時の補完などを可能とする「異種(ヘテロジーニアス)的な多重化」』による,一層高度な耐故障性向上に挑んでいる.問題設定として,位置センサ・電流センサのいずれか一方が故障する場合を想定し,その際にも運転継続可能な制御系の構築,およびその際の制御性能や運転継続可能な条件などを明らかにすることを目的として,研究を進めている.

これまでに,故障として各センサの固着及び一定の雑音印加を想定し,電流センサの故障のみ,およびいずれか一方の故障時において,継続した駆動が可能となるアルゴリズムを提案した.提案手法では,ロボットにおいて複数センサを利用した自己位置推定時に利用されるアルゴリズムをを参考に,センサの値と複数の状態推定手法による推定値を相互に比較し,他の値と異なる,すなわち故障したであろう値を排除した上で統合した値を利用する「統合法」の永久磁石同期モータの電流制御系へ適用を提案した,提案手法によって,コンピュータシミュレーション上で各センサの故障時にモータの駆動が継続可能となることを確認した.また,提案するアルゴリズムを実装可能な制御器を選定し,実験装置の構築を行い,実機実験を行う準備を整えた.進捗状況が「やや遅れている」理由は,初年度において当初企業からの提供を想定していた高性能電力センサの提供が不可能になったことを踏まえ,制御アルゴリズム,実験装置の再検討を行う必要があったため影響が大きく,初年度の遅れを2年目に完全に吸収することができなかったためである.2年目終了時までに,制御アルゴリズムの再検討の点では,ほぼ予定通り電流センサの故障時におけるアルゴリズムの提案に至り,コンピュータシミュレーション上では,位置センサ故障のみ,電流センサの故障のみ,およびいずれか一方の故障時における耐故障性の検討を終えることができた.一方で,実験装置に関する面では,昨年度,実験環境の再検討を踏まえ再設計した実験装置の構築に時間を要し,本格的な実験による提案するアルゴリズムの検証に着手することができなかった.このため,提案するアルゴリズムの検討がシミュレーションに留まってしまった.実験装置における検証で新たな課題が出る可能性は否定できず,その結果によっては,アルゴリズムの再修正が必要となる可能性が残存する.提案者は,日本が今なお世界に対して優位性を有するモータドライブシステム技術が今後も優位性を維持するためには耐障害性向上(Fault Tolerant, Fail Safe化)が不可欠であると考える.そこで本研究では,耐故障性向上において一般的な『時期回路・電気回路・センサ等に単に予備を設ける「同種(ホモジーニアス)的な多多相化・多重化」』に加え,システム制御における状態推定によるセンサレス制御の考え方を利用し,『「あるセンサによる測定値」を「他のセンサを組合わせることで得られる推定値」と相互に補完しあうことで,推定精度,故障検出,故障時の補完などを可能とする「異種(ヘテロジーニアス)的な多重化」』による,一層高度な耐故障性向上に挑んでいる.問題設定として,位置センサ・電流センサのいずれか一方が故障する場合を想定し,その際にも運転継続可能な制御系の構築,およびその際の制御性能や運転継続可能な条件などを明らかにすることを目的として,研究を進めている.初年度は,まず位置センサの故障を対象とした検討を行った.
好中球遊走因子を用いたマラリアワクチン開発の試み

P.yoelii YMを感染させたddYマウスの赤血球lysateは濃度依存的に強い好中球遊走活性が見られた。感染赤血球lysateから好中球遊走因子(NCF)を、DE52陰イオンクロマト及びHPLCで精製した。気相型自動アミノ酸シークエンサーで解析した結果、interferon-induced protein(IP17)であることが判った。そこで、リコンビナントIP17を作成しその機能の検索をおこなった。リコンビナントIP17は実際に好中球遊走活性を示した。またIP17 10μgを投与したマウスでにP.bergheiを感染させると非投与群に比べて平均生存日数の伸長が見られ、20%のマウスが感染死から免れた。さらにP.falciparumのin vitro培養系にリコンビナントIP17を10μg/ml添加すると、栄養型に成熟する原虫がほとんど見られなくなった。一方、T.foetus虫体から精製されている好中球遊走因子TfNCFに対する抗体を用いて、同虫cDNAライブラリーをスクリーニングし、陽性クローンの塩基配列の決定を行った。その結果、Fe・SODであることがわかった。そこでマラリアの系において、Fe・SODがワクチン候補になりうるかどうかを検討した。SOD遺伝子の変異はほとんどみられなかった。マラリア流行地住民の血清中の抗体価を測定しところ、多くの住民にP.falciparum SODに対する抗体が検出されたが、実際の血中のマラリア原虫の有無と抗体価、および年齢と抗体価の間の相関は見られなかった。SODがマラリア感染において、感染防御免疫を誘導することができるのかを検討するために、リコンビナントSOD10μgをCerbuアジュバントと共にマウスに免疫し、40日後にP.bergheiを感染させ、経時経過を観察した。その結果SODが部分的ながら異種であるマラリア原虫にも感染防御免疫を誘導することが明らかとなった。今年度の研究はP.yoeliiメロゾイトからの好中球遊走因子の精製及びこの分子の防御免疫能の確認を中心に行った。P.yoelii YMを感染させたddYマウスの赤血球を洗浄後、超音波破砕機を用いてlysateを作成し、0.016M、pH7.6のTris-HCl bufferに透析した後にDE52陰イオン交換カラムにかけ、NaClのlinear gradientで溶出させた。各分画の好中球遊走活性を測定すると、このカラムを素通りする分画に強い遊走活性が集中してみられることがわかった。この素通りの分画を凍結乾燥により濃縮し、Tris-HCl bufferに透析した後、Resource S陽イオン交換カラムでに分画した。この各分画について好中球遊走活性を測定した。最も強い活性を示す分画を集め、濃縮後、SW3000ゲルろ過カラムを用いたHPLCによりさらに精製した。各分画の好中球遊走活性を調べると、230nmの吸光度のひとつのピークと好中球遊走活性が一致する事がわかった。この分画を濃縮後、15%SDS-PAGEを行い、ゲルの銀染色を行った。その結果、この分画は分子量約20Kdの単一バンドを示すことがわかった。この精製した好中球遊走因子10mgをFreund complete adjuvantと共にddYマウスの腹腔内に免疫した。17日後にlethal strainであるP.yoelii YMメロゾイト10^6個を感染させ、その後の経時経過を観察した。その結果、約40%のマウスに感染防御能が誘導されていることが示された。このことから、このNCFがワクチン候補の一つになりうることが考えられた。

SODがマラリア感染において、感染防御免疫を誘導することができるのかを検討するために、リコンビナントSOD10μgをCerbuアジュバントと共にマウスに免疫し、40日後にP.bergheiを感染させ、経時経過を観察した。その結果SODが部分的ながら異種であるマラリア原虫にも感染防御免疫を誘導することが明らかとなった。マラリア感染赤血球より精製した好中球遊走因子をカラムクロマトグラフィーにより精製し、SDS-PAGE電気泳動後、PVDFメンブランに転写したものをサンプルとしてを気相型ペプチドシークエンサーを用いて、N末端のアミノ酸一次配列決定をおこなった。その結果、16残基までアミノ酸配列を決定することが出来た。その配列をデーターベース検索の結果、interferon-induced proteinと完全に一致することがわかった。また、SDS-PAGE解析における分子量もデーターベースの値と一致した。interferon-induced proteinは生体における機能などはほとんど解明されていないので、まずこの分子が好中球遊走活性を本当に有するのかどうかを調べる目的で、リコンビナイト蛋白の作成をおこなった。成熟蛋白全長を含み、pET21aベクターのBamHI及びXhoIサイトにクローニング出来るように制限酵素部位を導入したPCRプライマーを設計し、PCRで増幅した産物をpT7blueTベクターにクローニングした。インサートの塩基配列を確認した後、BamHIおよびXhoIで切断し、pET21aにサブクローニングした。HMS174にトランスフォームし、リオンビナイト蛋白を発現させた。大腸菌lysateから金属キレートカラムを用いて、リコンビナイト蛋白を精製した。SDS-PAGEで単一性を確認し、好中球遊走活性を調べた。その結果、10^<-7>M以下でも遊走活性を持つことがわかった。このことから、interferon-induced proteinは好中球遊走性サイトカイン(ケモカイン)の一種であることが示された。既にT.foetus虫体から精製されている好中球遊走因子TfNCFに対する抗体で、T.foetus cDNAライブラリーをスクリーニングし、陽性クローンの塩基配列の決定を行った。その結果この遺伝子はFe・SODであり、最近明らかにされたP.falciparumのFe・SODともかなり高い相同性を示すことがわかった。そこでマラリアの系において、Fe・SODがワクチン候補になりうるかどうかを検討する目的で、P.falciparum SOD遺伝子の変異を調べた。ソロモン諸島ホニアラの中央病院のマラリア患者末梢血より採集された赤血球よりゲノムDNAを取り出し、P.falciparum SOD特異的なプライマーを用いてSOD遺伝子を増幅させ、pET21aにサブクローニングし、リコンビナントタンパクを発現させた。250ng/mlのIPTG存在下2時間培養した大腸菌のライセ-トを、キレートアフィニティークロマトでリコンビナント蛋白の精製を行った。精製したタンパク質をSDS・PAGEで解析したところ、約23Kdの単一バンドを示し、予測される蛋白の分子量とほぼ一致した。このリコンビナントSODに対する、マラリア流行地住民の血清中の抗体価を酵素抗体法で測定した。
小さな力で思いのままに操れる安全性を考慮に入れた全方向移動車椅子の開発

全方向移動車椅子は狭い場所,混雑した環境で高い機動性を持っている.そして,通常のタイヤを使用できる全方向移動車椅子が段差乗り越え,振動抑制,乗り心地向上のために求められている.本研究では,通常のタイヤを使用したキャスター式の全方向移動車椅子システムを開発した.この車椅子では,搭乗者の安全のための半自律衝突回避システムおよび,搭乗者の快適性と介助者の操作性を考慮したパワーアシストシステムが開発されている.全方向移動車椅子は狭い場所,混雑した環境で高い機動性を持っている.そして,通常のタイヤを使用できる全方向移動車椅子が段差乗り越え,振動抑制,乗り心地向上のために求められている.本研究では,通常のタイヤを使用したキャスター式の全方向移動車椅子システムを開発した.この車椅子では,搭乗者の安全のための半自律衝突回避システムおよび,搭乗者の快適性と介助者の操作性を考慮したパワーアシストシステムが開発されている.二台のレーザレンジファインダ(測域センサ)を車椅子の前後に取り付けることにより,前後360度の距離情報を取得できるようにした.次に,計測した環境計測データに基づいて,速度指令ジョイスティックのインピーダンスを変化させた.搭乗者がジョイスティックを倒そうとする方向の障害物との距離及び車椅子の速度成分からジョイスティックのインピーダンスを決定することにより,障害物のある方向に対してのみ移動指令を出すことが困難になる.さらに,測域センサの回転機構を製作し,三次元で障害物認識が可能であることを確認した.これによって,従来上下方向で形状変化のある対象物に対応できなかった問題点が解消される.また,全方向移動機構を再検討し,乗り心地向上,段差対応可能な通常のタイヤを用いた機構を開発した.本機構では,ギアの配置を工夫することによって,並進時・旋回時いずれにおいても,モータの出力を有効に利用することが可能である.オムニホイールを用いて全方向移動を実現していた際に問題となっていた走行性能が通常タイヤを使用することによって向上した.この新機構の車椅子においても,介助モードが実現可能であることを確認した.さらに,ジョイスティックの操作性を向上させるために,再設計・製作を行うとともに,モード切り替え機能を取り入れることにより,通常走行・全方向走行の両モードを選択できるようになった.操作者の好み・動作の必要性に応じて切り替えることが可能である.全方向移動機構を再検討し,簡単な構造で乗り心地向上,段差対応が可能な,通常のタイヤを用いた機構を開発した.従来の機構では,アクティブキャスタによる全方向移動機構を実現するために遊星歯車を利用していたが,新たに平歯車を利用した機構を開発することにより,よりシンプルで製作が容易なアクティブキャスタの実現が可能となった.従来の遊星歯車機構を利用したものと同様に,ギアの配置を工夫することによって,並進時・旋回時いずれにおいても,モータの出力を有効に利用することが可能なシステムになっている.次に,このアクティブキャスタを四輪装着した全方向移動車椅子を製作した.オムニホイールを用いて全方向移動を実現していた際に問題となっていた走行性能が,通常タイヤを使用することによって向上した.この新機構の車椅子においても,パワーアシスト制御によって介助者が車椅子を操作する介助モードが実現可能であることを確認している.走行実験においては,スラローム走行等による全方向移動性能を確認するだけでなく,登坂走行,段差乗り越え走行を実現し,これまでになかった不整地走行能力の高さを確認した.また,坂道での横方向移動等の,実際の車椅子において安定性が問題となっている走行についても,安定した動作を実現した.さらに,多様な障害物の回避を可能とするため,測域センサに回転機構をつけた三次元障害物認識システムの改良を行った.回転軸の傾斜角度と回転速度を変化させることにより,状況に応じて処理速度と空間分解能を調整することが可能となった.全方向移動機構を再検討し,簡単な構造で乗り心地向上,段差対応が可能な通常のタイヤを用いた機構を開発するとともに,消費エネルギーの計算を行うことで設計指針を示し,提案手法の有効性を確認した,また,従来の駆動方式を見直し,これまで発生していた操舵動作時の軌道誤差を低減した.従来,全方向移動車椅子の厳密な動作解析はあまりされていなかったが,この研究により理論的にも有効性を示すことができた.次に,このアクティブキャスタを四輪装着した全方向移動車椅子の走行試験を行い,平地のみならず不整地においても一般的な市販の電動車椅子以上の走破性能を持っていることを確認した.従来の全方向移動車椅子は,狭所移動能力は高いものの平地でないと移動が困難になるという問題点があったが,提案した全方向移動車椅子はこの点でも優位性がみられるため,より一層屋外等への適用も容易であることが示された.さらに,多様な障害物の回避を可能とするため,測域センサに回転機構をつけた三次元障害物認識システムの問題点を検証した、従来の方法は環境地図作成を目的とする場合には有効であったが,センサの走査時間が長くかかってしまうため,実時間での障害物回避は困難であった.そこで,センサを一定角度で傾ける方法および一定角度搖動させる方法を検証した.現時点では基礎実験のレベルではあるが,処理時間の大幅な短縮が確認できたので,今後のセンサシステム改良のための方針を確定することができた.これにより,一層提案システムの実用性が高まった.
非線型方程式の代数的及び解析的研究

研究課題についていろいろの分野の分担者が研究を行った。その概略を述べる。微分方程式の重要性は広く認識されているところであるが、非線型の場合は取り扱いが容易でなく、種々の方法による研究が必要と考えられる。研究代表者小林(嶺)はKolV方程式と関連しk量子論的逆散乱問題について研究を行い、パリ大学Chadan教授、ウィ-ン大学Grosse教授と結合定数に関する逆散乱問題として発表予定である。分担者高橋は微分方程式y ̈+a(Z)/Z^2y=0(a(z)は高々2次の多項式)についてこれの定める微分拡大の微分的Galois群を決定することに成功した。又高橋はMiksinskiの演算子法のノンスタンダ-ドな扱い方を研究し、名古屋大での研究会で発表した。分担者大森は非可換微分幾何の立場から研究を行い、成果を慶応大前田氏と共著で発表予定である。分担者庄司は例外型単純群のShintani descentを決定し、それとLusztingのalmost charaiterとの間の関係を明らかにした。又rediutiveとは限らない一般の線型代数群に対し、Shintani descentを調べ、その場合でも、almost charaiterといわれるものが定義できることを示した。分担者小林(嶺)は正則関数を係数とする非線型偏微分方程式の特異性をもつ解の構成及び解の非特性局面を越えての解析接続の可能性について研究した。分担者田口はBochner型ER積分の特徴づけならびにS'上のGenerey超関数の族の特徴づけを行った。特別の場合として、S'上の佐藤超関数及びS'上の森本の超関数を扱うことができる。分担者吾郷はP進L-関数の構成と一般Bernowlli数との関係をVernoi関係式の類形を用いて調べた。分担者小谷及び田宮は統計的予測論に於てデ-タの平滑化法による線型回帰法をKaminoky等による予測的大度の考え方によって拡張し非線型回帰曲線法を外挿する方法を得て現在数値計算を実行中で成果を投稿予定である。このような研究を継続していきたいと考えている。その概略を述べる。
統計的学習理論における代数幾何学的方法の確立

与えられたサンプルデータから、そのサンプルを発生している確率分布を推測することは統計的学習と呼ばれ、パターン認識、ロボット制御、時系列解析などにおいて必要となる基礎技術である。現代では、多層神経回路網、混合正規分布、隠れマルコフモデル、ベイズネットワークなど、階層構造や隠れた変数を含む複雑な学習モデルが実問題に応用されているが、これらのモデルは統計的正則モデルではなく、20世紀に作られた統計理論は適用できないことが知られている。具体的にはフィッシャー情報行列は正則でなく、最尤推定量の分布もベイズ事後分布も正規分布に漸近せず、対数尤度比もカイ自乗分布に法則収束しない。またAIC、BIC、MDLなどのモデル選択規準は、汎化誤差、ベイズ周辺尤度、最小記述長に対応しない。これらの学習モデルは特異モデルと呼ばれているが、特異モデルの統計的学習理論については基礎から構築を行う必要がある。本研究は、世界で唯一、特異モデルの学習理論を数学的な基礎から構築するものである。特異モデルの学習理論を構築するためには、学習モデルの作る集合を代数幾何学的な観点から考察する必要がある。平成15年から18年までの本研究によって、以下のことが明らかになった。(1)特異モデルの最尤推定量および事後確率最大化推定量は、特異点を含む解析的集合の上の正規確率過程の最大値の挙動で記述することができ、その汎化誤差および学習誤差の漸近特性は特異点解消定理に基づいて具体的に導出できる。(2)特異モデルにおいては、ベイズ学習が極めて優れた学習モデルを与えるが、パラメータ空間が3ないし4次元以上の場合には、真の分布と特異点がずれている場合でも汎化誤差は統計的正則モデルよりも小さくなる。(3)ベイズ学習を近似実現する方法として変分ベイズ法があるが、変分ベイズ法は事後分布の近似としては比較的優れた近似を与えるものの、予測分布の近似精度は、一般にはあまり優れていない。(4)特異モデルを扱うための数学的手段としては、代数幾何学だけでなく超関数論や経験過程論なども必要であり、その基礎を作るためには現代数学のほとんどすべての分野が必要になり、古典的な統計学だけでは明らかに不十分である。これらの研究成果は、世界の中でも本研究だけでなされた極めて独創的なものである。ニューラルネットワーク、混合正規分布、ボルツマンマシン、隠れマルコフモデル、ベイズネットワークなどの情報学で広く用いられている学習モデルは特異モデルと呼ばれ、階層性、対称性、モジュール構造を持つことにより、統計的正則モデルではなく、その学習の性質は、未だに解明されていない。また工学的に最適な設計法についても確立されていない。本研究は、代数幾何学的な理論を建設することにより、特異モデルの学習理論とその最適設計論を確立することを目的としている。本年度は、これまでに解明されている学習モデルのゼータ関数を特異点解消により解析する方法において、より具体的な学習モデルにおける振舞いを解析した。実際.混合正規分布、ベイズネットワーク、隠れマルコフモデルなどの学習モデルのゼータ関数の極を考察することにより、その予測精度の上限を与えた。

この結果、特異モデルの予測精度は、統計的正則モデルよりも優れていることが明らかになった。また、真の分布が特異点と一致しない場合における予測精度の解明を行なった。パラメータ空間の次元が低い場合には、真の分布と特異点が一致しない場合に、正則モデルよりも予測精度が悪化することがあるが、パラメータ空間の次元が大きくなると、真の分布と特異点が一致していてもいなくても、正則モデルよりも特異モデルが予測精度において優れていることが明らかになった。情報システムの実現において利用されている多くの学習モデルは統計的に正則ではなく、縮退したフィッシャー計量を持つ特異モデルであることが知られている。たとえば多層パーセプトロン、混合正規分布、ベイズネットワーク、ボルツマンマシン、隠れマルコフモデル、縮小ランク回帰などの学習モデルは全て特異モデルである。特異モデルにおいては通常の統計的漸近理論は成り立たたず、従って、以上の学習モデルは広く一般に利用されているにも関わらず、その挙動について理論的に捉えることができなかった。しかしながら、本研究により、特異モデルの学習精度が代数幾何学的な概念によって解析することが可能になった。平成16年度における研究成果は以下の通りである。(1)最尤推測における学習誤差と汎化誤差が対称的な挙動を持つことを特異点解消定理によって証明した。(2)ボルツマンマシンと隠れマルコフモデルの学習係数のバウンドを与えた。(3)縮小ランク回帰の学習係数を厳密に導出した。(4)カルバック情報量が主要項と摂動項で書けるときに、摂動項を扱う方法を確立した。(5)変分ベイズ法や階層ベイズ法がベイズ法とどの程度に異なる学習精度を与えるかを明らかにし、それらの方法の予測精度を解明した。(6)マルコフ鎖モンテカルロ法による事後分布の近似おいて特異点が与える影響を明らかにした。これらの研究成果は、学術雑誌に論文として公表されるだけでなく、各種学会の解説論文やサーベイ論文として紹介され、学習システムや人工知能の実現に役立っている。人工神経回路網、混合正規分布、ベイズネットワーク、隠れマルコフモデル、縮小ランク回帰モデルのような階層構造や隠れ変数を含む学習モデルが情報学において広く用いられているが、これらの学習モデルは、パラメータと確率モデルの対応が一対一ではなく、フィッシャー情報行列の正則性が成り立たないため、その挙動を従来の統計的正則モデルの理論の枠内で扱うことができず特異モデルと呼ばれている。本研究では、これらの学習モデルの性質を明らかにし情報学的な設計論を構築するために、代数幾何学的な方法を確立することを目的とする。平成17年度の研究においては、次の成果を得た。(1)対数尤度関数に損失を加えた一般化最尤推定における汎化誤差の漸近挙動を、特異点解消定理と経験確率過程論に基づいて導出する一般的な方法を確立した。これにより、損失項のサンプル数に関するオーダーを変えたときの汎化誤差の振る舞いが明らかになった。(2)変分ベイズ法は、ベイズ事後確率分布をパラメータ毎に独立な確率分布で近似する方法である。変分ベイズ法の汎化誤差の挙動については、いまだに一般的な仮定の上では明らかになっていないが、特異モデルのひとつである縮小ランク回帰モデルの汎化誤差の導出を行った。
ノモンハン事件をめぐる中ソ、中モ関係についての研究

本研究は、現地調査と文献研究の両面からハルハ河・ノモンハン戦争(ノモンハン事件)をめぐる中ソ、中モ交渉の真相を考証することを目的とした。モンゴル、ロシア、台湾、中国、日本の諸公文書館、図書館に所蔵されている、これまで使われてこなかった諸史料や聞き取り調査で得られた成果に基づき、中国政府がソ連・モンゴル連合軍のノモンハンでの対日本・満洲国軍との戦いを拡大させるため、いかにソ連、外モンゴル政府を説得したか、いかにアメリカ、ドイツ、イギリス政府に働きかけたかについて検討するとともに、同戦争における中国の対ソ、対日諜報活動や、当時のドイツ政府の同戦争に対する立場とその対応などを明らかにした。本研究は、ハルハ河・ノモンハン戦争(ノモンハン事件)をめぐる中ソ、中モ交渉の真相を明らかにすることを目的とする。2012年度は、研究代表者が研究目的に沿って、モンゴル、中国、台湾の研究者の協力をえて、モンゴル外務省中央図書館、モンゴル人民軍文書館他、台湾の国家図書館、国史館他、中国のフルンボイル市文書館などの諸文書館、図書館で資料を収集したほか、モンゴル国領内のアダグ・ドラーン、ノムログ、中国領内のノモンハーニー・ブルド・オボー、アルシャン(阿爾山)、アサル・スム、トンベン・ホーライなどノモンハンの戦場に調査をおこなった。また、アルタンサン(99才)等3名のモンゴル国と中国・内モンゴルの参戦者に聞き取り調査をした。さらに、2012年11月7日にモンゴル防衛大学と共同でウランバートルで国際シンポジウム「ハルハ河(ノモンハン)戦争の歴史:新資料と新研究」を実施した。これらの現地調査によって、ノモンハン戦争をめぐる、当時の中華民国政府の、ソ連、イギリス、ドイツ、アメリカとの交渉の状況を知ることができた。また、モンゴル軍に監禁された100名あまりの日本人捕虜のリストと、ソ連から中国国民党政権に引き渡された満洲国軍の36名の捕虜の行方が判明した。そのうえで、論文「ノモンハン戦争をめぐる中ソ交渉の新資料と研究の新成果」を執筆し、国際シンポジウム「ハルハ河(ノモンハン)戦争の歴史:新資料と新研究」で発表した。さらに、論文「ノモンハン戦争における中国の対ソ、対日諜報活動」を執筆し、学術雑誌に投稿中である。主に中ソ、中モ、中独交渉を焦点に、ノモンハン戦争をめぐる国際関係について考察し、同戦争における中国の対ソ、対日諜報活動や、当時の中国、ドイツ政府の同戦争に対する立場とその対応などが明らかにした。本研究は、ハルハ河・ノモンハン戦争(ノモンハン事件)をめぐる中ソ、中モ交渉の真相を明らかにすることを目的とした。2013年度は、研究代表者が研究目的に沿って、モンゴル国立中央文書館、中国内モンゴル自治区フルンボイル市文書館、台湾の国家図書館などの文書館、図書館で資料を収集したほか、モンゴル国のドルノド県、中国のフルンボイル地域のノモンハンの戦場で現地調査をおこなった。また、4名のモンゴル国の参戦者に聞き取り調査を実施した。さらに、2013年9月16日から19日までに、モンゴル防衛研究所、モンゴル国境警備総局と共同でモンゴル国ドルノド県ハルハゴル郡で国際シンポジウム「ハルハ河(ノモンハン)戦争の歴史的研究:記録と戦場」(TheInternational Symposium“The Historical Studies of the Khalkyn Gol (Nomonkhan)Battle: Records and Memories of the Battle Fields")を実施した。本研究の成果として、本年度は、論文集『ハルハ河・ノモンハン戦争と国際関係』(三元社、2013年)を出版したほか、「ハルハ河・ノモンハン戦争における日本軍捕虜についての基礎的研究ーモンゴルで発見された日本軍捕虜の資料を中心に」等2本の論文と1本のインタビュー記録を学術雑誌に掲載し、さらに上記の国際シンポジウムで「ハルハ河・ノモンハン戦争における中国の対日諜報活動」を発表した。主に新たに発見された関係諸国の歴史記録に基づいて、ノモンハン戦争とかかわった諸国、諸民族、北東アジア地域をめぐる地政学的特徴等を考察・検討し、さらに、これまで知られていない、同戦争でモンゴルに抑留された日本人捕虜のことも解きあかした。2011年度は初年度として、ロシアの国立社会政治史文書館、モンゴル国の国立中央文書館、モンゴル人民軍中央文書館、中国の内モンゴル自治区文書館と台湾の国史館などの諸文書館でロシア語、モンゴル語、中国語の資料を収集したほか、モンゴル国領内にあるハルハ河戦場、タムサク・ボラグの旧ソ連軍の空軍基地、中国領内のハイラル、ガンジュル廟などの地域の日本軍の旧軍事施設について調査をおこなった。

これらの現地調査によって、これまで研究者によりほとんど使われていない史料を収集し、ハルハ河・ノモンハン戦争とかかわる史料群の全貌を知ることができた。そのうえで、国際シンポジウム"ノモンハン・ハルハ河戦争と国際関係"(一橋大学、2011年9月25日)で「ノモンハン戦争における中ソ交渉」をテーマに報告し、台湾の国立政治大学でおこなわれた国際シンポジウム" Russia in EasternAsia: the dialogue betweenTaiwanese, Japanese and Russian scholars"では、「諾門罕戦争与中蘇関係」という報告をおこなった。これらの報告のなかで、ノモンハン戦争当時の中華民国政府のソ連、イギリス、アメリカ、ドイツとの交渉を考察し、ノモンハンにおけるソ連・モンゴル連合軍と日本軍との戦いを拡大させるため、中国政府がいかにソ連、外モンゴル政府を説得しようとしたか、いかにイギリス、アメリカ、ドイツ政府にまで働きかけたか、中国の諜報員が満洲国でどのように情報収集活動をおこなったかなどについて、明らかにした。モンゴル、中国、台湾の研究者の協力をえて、2012年度には、関係諸国での調査を順調にすすめることができた。収集した資料のなかで注目すべきは、ハルハ河・ノモンハン戦争における中国とドイツなど当事国以外の国の間の交渉や、中国の対ソ、対日諜報活動、および日本軍、満洲国軍の捕虜の行方である。これらの資料については従来ほとんど知られておらず、ハルハ河・ノモンハン戦争中に、予想されるドイツと不可侵条約をむすぶことの意義に対して、ソ連、ドイツだけではなく、中国側も深刻な認識を持っていたことをうかがわせる。これらに基づいて、研究代表者は「ノモンハン戦争における中国の対ソ、対日諜報活動」等2本の論文を執筆することができ、ハルハ河・ノモンハン戦争をめぐる中国とソ連、ドイツ、モンゴルなどの国との交渉の真相が明らかになりつつある。ハルハ河・ノモンハン戦争の遠因、および極東地域の利益をめぐる多国間の複雑な力関係の本質に到達するには、あと一歩の時間と調査が必要である。2010年まで、モンゴル国で実施した予備調査によって、同国の各文書館、研究者と協力関係をむすび、本研究の資料調査の基礎をつくった。そのため、2011年度には、関係諸国での調査を順調にすすめることができ、とりわけモンゴル、台湾での調査では、予想をこえた史料を発見し、収集することができた。また、二つの国際シンポジウムをとおして、日本・モンゴル・ロシア・中国などの国の研究者と十分意見を交換することができ、研究計画を予定どおり実施することができた。2013年度には、モンゴル、ロシア、中国で最終調査を実施し、ロシア、モンゴル、中国の研究者と意見を交換する。
２次電池を有するチタバリ系電子複合材料の性能評価とワイドバンドギャップ化

本研究は,次世代環境配慮型スマート電子複合材料のメゾ力学設計指針を提供することを目的に,チタバリ系電子複合材料の検知・応答機能及び発電特性をマルチフィジックス数値シミュレーション(電場・力学場相互干渉,マイクロ・ナノ構造,化学組成・添加元素,焼成・蒸着の時間・温度等を考慮)・実験両面から解明したものである.また,得られた電子複合材料の検知・応答機能及び発電特性を総合的に検討し,性能を解明・制御して,最適な材料・構造を見出している.本研究は,電子複合材料のワイドバンドギャップ化(高効率・非電力化)を目指し,2次電池を有するチタバリ系電子複合材料の性能に及ぼす材料・構造の影響を数値シミュレーション・実験両面から解明するものである.本年度は,検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム積層カンチレバーを取り上げ,圧電検知・応答及び発電・蓄電挙動に関する理論的・実験的研究を進めている.また,高性能なチタバリ系電子複合材料を見出すため,圧電挙動に関するフェーズフィールドシミュレーション法(酸素欠陥考慮)の開発も進めている.得られた成果を要約すると以下の通りである.1.(a)検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム(BaTiO3)層と銅(Cu)板からなるBaTiO3/Cu積層カンチレバーを作製し,交流電場を負荷して,先端たわみおよび出力電圧を計測した.また,有限要素解析を行い,先端たわみおよび出力電圧を求めて,実験結果に理論的検討を加えた.さらに,BaTiO3/Cu積層カンチレバーのたわみ・応力及び出力電圧・電力の交流電場・負荷抵抗依存性について解明・考察した.(b)検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム積層カンチレバーの曲げ振動による出力電圧について検討中である.2.検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム層と2次電池薄膜からなるチタン酸バリウム積層カンチレバーの圧電検知・応答及び発電・蓄電挙動解明を目指し,基礎的研究を進めている.3.強誘電材料を取り上げ,微視構造の適切なモデル化を行い,Ginzburg-Landau理論および酸素拡散に基づく結晶粒成長フェーズフィールド解析プログラムを開発・応用して,酸素欠陥導入による性能向上について解明・考察中である.本研究は,次世代環境配慮型スマート電子複合材料のメゾ力学設計指針を提供することを目的に,チタバリ系電子複合材料の検知・応答機能及び発電特性をマルチフィジックス数値シミュレーション(電場・力学場相互干渉,マイクロ・ナノ構造,化学組成・添加元素,焼成・蒸着の時間・温度等を考慮)・実験両面から解明したものである.また,得られた電子複合材料の検知・応答機能及び発電特性を総合的に検討し,性能を解明・制御して,最適な材料・構造を見出している.本研究は,電子複合材料のワイドバンドギャップ化(高効率・非電力化)を目指し,2次電池を有するチタバリ系電子複合材料の性能に及ぼす材料・構造の影響を数値シミュレーション・実験両面から解明するものである.本年度は,検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム積層カンチレバーを取り上げ,圧電検知・応答挙動に関する理論的・実験的研究を進めている.また,高性能なチタバリ系電子複合材料を見出すため,検知・応答挙動に関するフェーズフィールドシミュレーション法(点欠陥考慮)の開発も進めている.得られた成果を要約すると以下の通りである.1.検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム(BaTiO3)層と銅(Cu)板からなるBaTiO3/Cu積層カンチレバーを作製し,交流電場を負荷して,先端たわみおよび出力電圧を計測した.また,有限要素解析を行い,先端たわみおよび出力電圧を求めて,実験結果に理論的検討を加えた.さらに,BaTiO3/Cu積層カンチレバーのたわみ・応力及び出力電圧・電力の交流電場・負荷抵抗依存性について検討中である.2.チタバリ系強誘電材料を取り上げ,微視構造の適切なモデル化を行い,熱力学及びGinzburg-Landau理論に基づく結晶粒成長フェーズフィールド解析プログラムを開発・応用して,点欠陥導入による検知・応答機能向上について解明・考察中である.3.検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム層とリチウムイオン2次電池薄膜からなるチタン酸バリウム積層カンチレバーの圧電検知・応答及び発電・蓄電挙動解明を目指し,基礎的研究を進めている.本研究は,電子複合材料のワイドバンドギャップ化(高効率・非電力化)を目指し,2次電池を有するチタバリ系電子複合材料の性能に及ぼす材料・構造の影響を数値シミュレーション・実験両面から解明するものである.本年度は,検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム積層カンチレバーを取り上げ,圧電検知・応答及び発電挙動に関する理論的・実験的研究を進めた.また,高性能なチタバリ系電子複合材料を見出すため,圧電挙動に関するフェーズフィールドシミュレーション法(結晶粒径・酸素欠陥考慮)の開発・応用も進めた.得られた成果を要約すると以下の通りである.1.(a)検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム(BaTiO3)層と銅(Cu)板からなるBaTiO3/Cu積層カンチレバーを作製し,交流電場による先端たわみ・応力および出力電圧・電力を理論・実験両面から解明・考察した.(b)検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム積層カンチレバーの曲げ振動による出力電圧・電力を解明・考察した.(c)検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム積層カンチレバーの繰返し集中荷重による出力電圧・電力を解明・考察した.

2.チタン酸バリウムを取り上げ,微視構造の適切なモデル化を行い,Ginzburg-Landau理論および酸素拡散に基づく結晶粒成長フェーズフィールド解析プログラムを開発・応用して,結晶粒微細化及び酸素欠陥導入による高効率・非電力化について解明・考察した.3.検知・駆動用電極を有するチタン酸バリウム層と2次電池薄膜からなるチタン酸バリウム積層カンチレバーの圧電検知・応答及び発電・蓄電挙動解明を目指し,基礎的研究を進めた.材料システム設計学BaTiO3/Cu積層カンチレバーの圧電強度・機能評価法を開発し,出力電圧解明に成功している.また,出力電力に関する基礎データを取得している.BaTiO3/Cu積層カンチレバーの圧電強度・機能評価法を開発し,出力電圧解明に成功している.また,出力電力に関する基礎データを取得している.2次電池を有するBaTiO3/Cu積層カンチレバーの性能評価を行い,自己検知・記憶・応答機能を有する電子複合材料の設計指針提供を目指す.2次電池を有するBaTiO3/Cu積層カンチレバーの性能評価を行い,自己検知・記憶・応答機能を有する電子複合材料の設計指針提供を目指す.本年度購入を予定していた2次電池の最適な容量・寸法等が定まらず,さらに詳細な検討が必要となった.2次電池の容量・寸法等が定まり次第,発注し,残額で購入する予定である.次年度の研究費については,2次電池を有するBaTiO3/Cu積層カンチレバーの性能評価を行うため,試験片・治具や消耗品の購入経費,リチウム電池起電力計算シミュレータのバージョンアップ経費として効果的に使用していく予定である.