hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モバイル・ウェアラブルセンシングによる屋内位置への自動セマンティックラベリング

本研究では世界中のあらゆる屋内位置に意味的ラベルを付与することを目的とする技術開発を行う.例えばスマートフォン端末を携帯する人が時刻tに寝室に居た場合、端末が観測した時刻tのセンサデータを用いて「寝室」のクラスラベルを推定し、同時に観測されたWiFi電波情報(屋内位置)に紐付ける。本年度は、スマートフォンによる音声アクティブセンシングを用いたコンテキスト認識として、屋内オブジェクトの認識手法の実装および論文執筆を行い国際論文誌ACM IMWUTにフルペーパー採択され、当該分野のトップ国際会議であるUbicomp2019にて口頭発表予定である。提案手法では、サイン波およびサインチャープ信号により、オブジェクトの動きによって引き起こされたドップラーシフトおよびオブジェクトの音反射特性を示すインパルス応答を取得し、機械学習に基づきオブジェクトの状態推定を行う。また、Wi-Fi電波を用いた位置コンテキスト取得研究として、Wi-Fi電波ベクトルが取得された2地点間の距離を推定する手法の開発および論文執筆を行い国際論文誌ACM IMWUTにフルペーパー採択され、Ubicomp2018にて口頭発表を行った。提案手法を用いることにより、Bluetoothビーコンなどを必要とせずに2つのWi-Fi端末間の距離が計測可能となる。また、屋内位置の意味的ラベル推定をマルチモーダルデータを用いて行うための準備として、加速度やジャイロセンサによるデータ収集およびデータ処理手法の設計を行った。これまでの研究成果は2件がACMの国際論文誌に採録され、トップ国際会議であるUbicomp2018およびUbicomp2019で発表予定であり(1件は発表済)、研究計画時に想定していた以上の十分な成果を得た。また、音声アクティブセンシングに関する研究報告が情報処理学会第60回ユビキタスコンピューティングシステム研究会優秀論文賞を受賞、またコンテキスト認識に関する取り組み全般に対してIPSJ/IEEE Computer Society Young Computer Researcher Awardを受賞し、国内外でも非常に高い評価を得た。今期にて十分な研究成果は達成できたが、来期はさらにマルチモーダルデータを用いた手法の開発の改良を行い、論文誌やトップ国際会議への投稿を行う。本年度は、H30年度に計画していたスマートウォッチのプラットフォームにおけるデータ収集機構の実装までを終わらすことができた。スマートフォンやスマートウォッチからサイン波音声信号などを放射し、その反射波によりコンテキスト認識を行うためのシステム構築を行った。さらに、音声情報以外のセンサ情報を取得する(Wi-Fi情報や加速度)システム構築を行った。また、反射波やWi-Fi情報、加速度から実世界イベントを認識する手法を実現している。その中でも、加速度信号をニューラルネットワークにより解析し、高度なイベント認識を行う手法に関しては、当該分野のトップ国際会議であるPercomのWorking-in-progress awardを受賞している。また、音声の反射波により、屋内オブジェクト(ドア)のイベント認識を行う手法に関しては、IPSJユビキタスコンピューティングシステム研究会において優秀論文賞を受賞している。H30年度以降は、手法のより詳細な評価実験を行い、当該分野のトップ国際会議にフルペーパー投稿を積極的に行っていく。予定していた手法の開発に加え、評価実験なども完了することができ、その成果により当該分野トップ国際会議であるPercomのWorking-in-progress award、IPSJユビキタスコンピューティングシステム研究会の優秀論文賞を受賞することができたため、想定していた以上の成果を得たと言える。

提案手法のより詳細な評価実験を行い、論文誌やトップ国際会議への投稿を行うとともに、取得が完了していないモーダルの収集システムの構築を進める。今期にて十分な研究成果は達成できたが、来期はさらにマルチモーダルデータを用いた手法の開発の改良を行い、論文誌やトップ国際会議への投稿を行う。
強磁場利用による半導体融液中の拡散係数の高精度計測

本研究では、強い静磁場を利用して試料の融点から1500Kまでの幅広い温度域で半導体融液中の拡散係数を高精度で計測し、宇宙実験の結果および剛体球モデルと比較、検討することを目的とした。静磁場下で拡散実験を行う際の実験上での必要条件を、有限要素法に基づいた数値シミュレーションにより求めた。そして試料としてIn-Sn、Ga-doped Ge、Ge-Si、In_xGa_<1-x>As、を選び、静磁場下にて均熱イメージ炉中で拡散実験を行い、それぞれの融液中の相互拡散係数に関して以下の結果を得た。1.InSnでは、融点近傍では剛体球モデルの予測値に良く一致し、単純液体に近い構造であることが示された。しかし、宇宙実験では達成されていなかった高温域では、計測値は剛体球モデルよりもむしろ宇宙実験に近い温度依存性を持つことを明らかにした。従って、単純液体と見なされている系の融液でも、今後、より高い温度域でのデータの取得とともに、物理モデルの改良が必要と思われる。2.Ga-doped GeおよびGe-Siでは、剛体球モデルの予測値を大きく上回り、Geが分子間の共有結合性をわずかに残した構造を有するとしたItamiのモデルを裏付ける結果となった。3,In_xGa_<1-x>Asでは、状態図上で液相線と固相線の乖離が大きいために偏析が濃度分布計測値の再現性を悪くし、信頼性の高い温度依存性を得ることができなかった.今後、地上においてこのような系での相互拡散係数の計測精度を向上させるためには、拡散対法ではなくシアーセル法と静磁場印加との併用が望ましい。静磁場の印加により半導体融液中の対流が抑制される効果を、ローレンツ力を考慮して数値流体力学用ソフトウェアを用いて計算した。その結果、重力方向に対してキャピラリーの長手方向を平行に、磁束密度ベクトルを垂直に設定する条件が最も効果的に対流を抑制し、例えば融液同士の密度差が大きいSi-Ge合金の拡散実験においてもほぼ拡散律速状態に出来ることが予想された。この予想に基づき、本年度は融液同士の密度差の小さいIn-Sn及びGa-doped Ge融液中の相互拡散係数の温度依存性を求めた。拡散実験は磁束密度6テスラにてキャピラリー法で行った。相互拡散係数は,合金拡散対の濃度プロファイルをEDS、EPMA、四探針法により計測し,拡散方程式を解いて得られた式でカーブフィッティングを行うことで求めた。その結果、200°C1200°Cの間でのIn-Sn融液での温度依存性は,磁場の方向に関わらずFrohbergらの宇宙実験で得られた値とほぼ一致した。これは、熱対流に比べ溶質対流が物質輸送に与える寄与が小さく、結果として液相中の物質輸送がほぼ拡散律速状態になったと思われた。Ga-doped Ge融液では、加熱炉の制約上、重力と磁場の方向が平行である条件で1000°C、1100°Cの2点のみ求めた。その結果、計測結果は従来の報告値とほぼ一致した。また6テスラにてGa-doped Ge合金の一方向凝固を行い、凝固後の結晶中のGa濃度分布から得た実行分配係数がほぼ1となったことから、融液中の対流の寄与がより弱い上述の拡散実験でも液相中の物質輸送がほぼ拡散律速状態となったと思われる。平成14年度でより高温でのGa-doped Ge融液、また実用上でも興味深いSi-Ge融液の拡散実験を可能とするために、1100°C以上の高温域での実験が可能な加熱炉を新たに製作した。

静磁場下で拡散実験を行う際の実験上での必要条件を、有限要素法に基づいた数値シミュレーションにより求めた。そして試料としてIn-Sn、Ga-doped Ge、Ge-Si、In_xGa_<1-x>As、を選び、静磁場下にて均熱イメージ炉中で拡散実験を行い、それぞれの融液中の相互拡散係数に関して以下の結果を得た。1.InSnでは、融点近傍では剛体球モデルの予測値に良く一致し、単純液体に近い構造であることが示された。しかし、宇宙実験では達成されていなかった高温域では、計測値は剛体球モデルよりもむしろ宇宙実験に近い温度依存性を持つことを明らかにした。従って、単純液体と見なされている系の融液でも、今後、より高い温度域でのデータの取得とともに、物理モデルの改良が必要と思われる。2.Ga-doped GeおよびGe-Siでは、剛体球モデルの予測値を大きく上回り、Geが分子間の共有結合性をわずかに残した構造を有するとしたItamiのモデルを裏付ける結果となった。3.In_xGa_<1-x>Asでは、状態図上で液相線と固相線の乖離が大きいために偏析が濃度分布計測値の再現性を悪くし、信頼性の高い温度依存性を得ることができなかった。今後、地上においてこのような系での相互拡散係数の計測精度を向上させるためには、拡散対法ではなくシアーセル法と静磁場印加との併用が望ましい。
RT-PCR法による単一ニューロンのカルシウム結合タンパクmRNAの解析

大脳皮質のニューロンは形態学的に錐体細胞と非錐体細胞に分類される。非錐体細胞は多様であり、発火パターンや、カルシウム結合タンパク、神経ペプチドの発現が異なるものが存在することが知られている。本研究ではパッチクランプRT-マルチプレックスPCR法を用いて、非錐体細胞のインパルス発火と発現しているカルシウム結合タンパク、神経ペプチドのmRNAの関係を解析した。ラット前頭皮質急性スライス標本にホールセル・カレントクランプ法を行った。皮質非錐体細胞は100Hz程度の高頻度のインパルスを発射するもの(fast spiking cells,FS)、50Hz程度のインパルスを発するもの(regular spiking nonpyramidal cells,RSNP)、インパルス発射の頻度が不規則なニューロン(irregular spiking cells,IS)の3種に分類された。電気生理学実験終了後、細胞質のmRNAをパッチ電極に回収し、逆転写反応を行い、3種のカルシウム結合タンパク(calbindin (CB),parvalbumin (PV),calretinin (CR))と4種の神経ペプチド(neuropeptide Y (NPY),vasoactive intestinal polypeptide (VIP),somatostatin (SS),cholecystokinin (CCK))のプライマー、合わせて7種14本を同時に加えてマルチプレックスPCRを行った。FS細胞は、カルシウム結合タンパクPVとCBを単独または共存して発現するとともに、半数以上の細胞で神経ペプチドを一種類以上発現していた。RSNP細胞はカルシウム結合タンパク、神経ペプチドとも様々な組み合わせで発現していた。IR細胞はカルシウム結合タンパクCRと神経ペプチドVIPを共存して発現していた。
経済学成立以前の「経済人」観:D.ヒュームの「人間の学」を題材として

本研究は、経済学成立に至る諸思想の人間理解、具体的にはD.ヒュームの人間観を検討し、後代の経済学における人間観との連関において、その特質を考察した。その結果、主流派の経済学における人間観とは異なり、ヒュームの人間観が利他的な情念を含む様々な動機と限定された合理性を想定するという解釈、さらに通常は利己心のみから生成するとされるヒュームの「正義の規則」それ自体の生成に、共感原理が関わっている可能性が示された。本年度は、所定の研究計画に従い、ヒュームの情念論の先行研究の検討、および家族をめぐる情念に関するヒュームの議論の検討を行い、またそれとは別個に人間理性の限界に関するヒュームの認識についても一定の検討を加えた。まず第一に、ヒュームの知性論・情念論・道徳論に関わる資料を収集し、分析を行うとともに、アントワープで開催された国際ヒューム学会に参加し、特に本研究に関わるトピックの発表や意見交換等から、先行研究の状況の検討を行った。これに関しては、ヒュームの知性論における情念的側面の重要性や、また彼の社会認識における種々の情念の多様な働きの重要性を指摘する研究動向が注目される。また以上を踏まえて、『人間本性論』第一巻・第二巻を中心に再度読解を行った。その途上では、人間の合理性の限界に関するヒュームの認識が、観察を行う側の哲学者(研究者)自体に対して特に適用されるべきものではないかという読解を得ることができた。第二に、家族をめぐる情念に関するヒュームの議論の検討として、本年度は特にヒュームの『道徳・政治・文芸論集』、とりわけ「愛と婚姻について」「複婚制と離婚について」等を中心に考察を行い、そこからヒュームの想定する人間像の「偏り」の一例として、夫・妻・子に対する情念及び利益の存在を考察に組み込むべきことが認識された。本研究は、ヒュームの「人間の学」の幅広いパースペクティヴの中で、狭小な「経済学的な経済人観」を問い直すことを目的としている。上に示した知性の情念的側面、諸情念の多様な役割、人間理性の限界、近親に寄せる情念の重要性等は、ヒュームの社会認識において想定されている人間像に関する合理性の限界と動機の多面性を指し示す諸要素として重要である。本研究は、経済学「成立」直前期の社会哲学を検討し、抽象化したその後の経済学の諸前提の問い直しを試みるべく、英語圏最大の哲学者D.ヒュームにおける人間像の再検討を行う。そこでは、自己利益の思想史上の画期とされる彼の哲学における、利他心と共感の重要な役割を示すことで、自己利益を自明の前提とする以降の社会諸科学の潮流を問い直す一つの視座の構築が目指されている。この計画のうち、1、本年度の第一の課題である利他的な情念に関するヒュームの認識について、定式化を行いその成果を公表した。具体的には、『人間本性論』・『道徳原理の研究』・『道徳・政治・文芸論集』を検討し、この論点に関して『人間本性論』に彼の思想の特質が最も顕著に表現されているとの把握に至り、この著作の分析に基づいて、ヒュームにおいて、利他的な情念が利己的な情念に比肩する重要性を持つという試論的な解釈を論文の形で公表した。2、他方で、本年度の第二の課題である「幸福」の概念の検討は必ずしも順調に進捗していない。その理由の一つは、『道徳・政治・文芸論集』の論述の特質から、幸福に関するヒュームの主張の正確な見極めが難航していることにある。しかし主要な理由は、より重要と思われる次の論点の発見にある。3.すなわち、「正義」と「共感」の関連というトピックの発見であり、これは「幸福」の概念とも関わりを持つ上、経済学の諸前提の問い直しという本研究全体の目的からより重要と考えられる。報告者は、本年度後半にこの論点の検討を行い、規則の遵守を非常に重視する「消極的な正義」の論者と捉えられるヒュームのうちに、規則形成の局面において「共感」を通じた共同性が見られるという解釈を導き学会発表を行った。この解釈は、自己利益の追求に関して社会的な規則形成の次元における共同性が重要となるという新たなヒューム解釈を導き、経済的な人間理解や「幸福」理解に対しても、本研究の本来の計画とは別の角度からの考察へとつながる可能性を持つものと考えられる。本研究は、現在に至る主流派の経済学で想定される人間像との関連においてヒュームの人間像を解明することを目的として行われてきた。これについて本年度は、年度当初の「交付申請書」の研究実施計画に予め記載した通り、当初の計画を一定部分変更して研究を行った。

具体的には、当初ヒュームの『道徳・政治・文芸論集』の議論を中心に「幸福」をめぐる彼の理解を抽出し、さらに経済的な行為主体に関する彼の認識を総括することが本年度の計画であったのに対し、本年度期首の変更に従い、ヒュームにおける「正義」と「共感」の関係という、本研究の目的に対しより重要と思われる論点の検討を行った。その具体的な研究実績として、次の三点を挙げることができる。第一に、ヒュームにおける正義と共感の関係に関する解釈内容の深化である。具体的には、この論点に関して昨年度末に行った学会発表について、エディンバラおよびグラスゴウの各大学の図書館を利用して先行研究等の検討を行い、国内外の研究者からの幅広い助言を得て、その内容を深化させた。そこにおいては、共感と正義の関係が思想史上(たとえばアリストテレスとの関係において)有しうる意義や、ヒュームの政治・経済論および歴史叙述に対して構造的連関を有する可能性について検討が行われた。第二に、同時代の思想家、具体的にはアダム・スミスにおける共感と正義の位置関係との比較を行い、この論点に関するヒュームの思想の特質をさらに深く検討した。また第三に、これらの論点の背景として、ミラー・ニューロンの発見と関わる「共感」についての現代の諸学の潮流についても若干の検討を加えることができた。なお、これら本年度の研究内容については、未だ学会発表や論文の形で成果を公表するには至っていないが、現在、複数の論文の形で公表に向けた準備を行っている。以上の自己評価の理由は以下の二点に基づいている。第一に、当初の計画の核となる部分について一定の成果を収めた点(研究発表・雑誌論文参照)、第二に、当初の計画の一部について進展が滞っているものの(『道徳・政治・文芸論集』における幸福の概念の内容に関して未だ有効な解釈を定式化できていない)、それと関連する新しい重要な論点を発見し、その論点に関する研究が予想以上に大きく進展している点である(共感に着目した正義の規則の再検討、研究発表・学会発表参照)。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も、『道徳・政治・文芸論集』の諸論説を基盤とした、幸福の概念内容に関する検討は継続される。しかし今後は、本研究全体の目的からより重要と思われる、正義の規則形成における共感の役割と利益追求に関する共同性をめぐるヒュームの認識を、研究の中心的な課題とする。正義の規則の形成において共感がどのように関わるのか、その関わりの中で、人々の自己利益の追求はどのようにして共同性を獲得して行くのか、その視点から、従来のヒューム解釈、さらには「経済人」に関する経済学成立以降の社会科学的な認識についてどのような問い直しが可能となるか、こうした点について、『人間本性論』および『道徳原理の研究』の記述を中心に、検討を進める。
次世代透明導電膜スパッタリングプロセスにおける気相・薄膜表面反応過程の解明

スパッタプロセスは,非常に幅広い薄膜プロセスに用いられている.本研究では,透明導電膜としてIndium-zinc-oxide(IZO)膜とGallium doped zinc-oxide(GZO)に着目し,プロセスの気相と薄膜表面反応過程の解明を行うことを目指した. IZOスパッタプラズマ中のInとZn原子密度の同時モニタリングを行い,気相中のラジカル組成と薄膜の組成,抵抗率,キャリヤ密度,移動度などの電気特性との相関を明らかにした.スパッタプロセスは,非常に幅広い薄膜プロセスに用いられている.本研究では,透明導電膜としてIndium-zinc-oxide(IZO)膜とGallium doped zinc-oxide(GZO)に着目し,プロセスの気相と薄膜表面反応過程の解明を行うことを目指した. IZOスパッタプラズマ中のInとZn原子密度の同時モニタリングを行い,気相中のラジカル組成と薄膜の組成,抵抗率,キャリヤ密度,移動度などの電気特性との相関を明らかにした.本研究では,次世代透明導電膜(IZO:Indium-Zinc-Oxide)作製スパッタリングプロセスにおける気相・薄膜表面反応過程の解析を目的とした.本年度は,これまで開発してきたマイクロホローカソード放電を用いた多元素同時モニタリング光源を用いた吸収分光法によりIZOスパッタプラズマ中のIn及びZn原子密度を測定し,気相の解析を行った.また,作製した薄膜の膜質評価の結果と比較することにより,透明導電膜製膜メカニズムの解明を行った.はじめに,本光源のプラズマ状態を解明するために,狭帯域レーザ吸収分光法を用いてHe励起原子の密度と並進温度を測定した.圧力3-10kPaでは並進温度700-1000Kのドップラープロファイルであり,10kPa以上では並進温度1000-1500Kのフォークトプロファイルであることが判った。また,密度は約10^<12>-10^<13>cm^<-3>オーダーであることが判明した.本光源を用いた吸収分光法によりIZOスパッタプラズマ中のIn及びZn原子密度の同時測定を行った結果,密度は10^9-10^<10>cm^<-3>オーダーであり,圧力の低下に伴い密度は減少した,また,InとZn原子の密度比において,低圧ほどZnの相対比が大きくなることがわかった.透明導電IZO膜を投入電力及び圧力を変化させて製膜を行った,その結果,低電力低圧力である50W,1Paの条件で,光透過率が可視域で80%以上,比抵抗が10^<-4>-10^<-5>cm・Ω抵抗率が以下のITOと同等の透明導電膜特性を得ることができたキャリヤ密度とXPSによる0(1s)ピークから導出された酸素欠損量は,圧力が低下するとともにそれぞれ増加した.吸収分光の結果から,膜中のZn濃度が増加したためであることが示唆された.本研究では,次世代透明導電膜(IZO:Indium-Zinc-Oxide)作製スパッタリングプロセスにおける気相・薄膜表面反応過程の解析を目的とした.マイクロホローカソード放電を用いた多元素同時モニタリング光源を用いた吸収分光法によりIZOスパッタプラズマ中のIn及びZn原子密度を同時測定し,気相の解析を行った.狭帯域レーザを用いた吸収分光法によりスパッタリングプラズマ及び多元素同時モニタリング光源中の原子の並進温度とプロファイルの解析を行った.気相診断と作製した薄膜の膜質評価の結果と比較して,透明導電膜製膜メカニズムの解明を行った.スパッタリングプラズマ中のスパッタ金属原子の挙動を解明するために,狭帯域レーザ吸収分光法を用いて鉛原子(鉛ターゲット)の並進温度とプロファイルの測定を行った.RF電力30W,圧力5Paでは並進温度550Kのドップラープロファイルであることが判明した.本光源を用いた吸収分光法によりIZOスパッタプラズマ中のIn及びZn原子密度の同時測定を行った結果,IZO膜生成条件でのそれぞれの密度は10^9-10^<10>cm^<-3>オーダーであることが判明した.気相中のInとZn原子の相対密度比は,低圧ほどZnの比が大きくなることがわかった.この結果は,XPSを用いた膜中の組成比と振る舞いが一致した.圧力が減少するにつれIZO膜のキャリヤ密度と移動度は増加し,抵抗率は減少した.XPSによるIn(3d),Zn(2p),O(1s)を測定したところ,InとZnのスペクトルは変化がなかったが,Oからは酸素欠損に寄与するピークが見られ,導出された酸素欠損量は圧力が減少するにつれて増加した.これは,膜中のZn濃度が増加したためであることが示唆された.膜の透過特性を測定したところ,紫外の吸収端が圧力が減少するにつれて短波長側にシフトすることが分かった.キャリヤ密度の振る舞いから,Moss-Bursteintheoryによるものであることが示唆された.
アイロニーの攻撃性を規定する要因についての体系的検討

本研究では,アイロニーの攻撃性を規定する要因について,質問紙実験およびfMRI実験によって検討を行った。その結果,アイロニーの冗談性が,聞き手のユーモアに関する個人特性によって,あるいは聞き手と話し手の冗談関係によって心地よいものとして評価された場合に,アイロニーが肯定的に受け取られることが示された。また,冗談性の認知に前頭前野背外側部の関与が認められたことから,アイロニーの冗談性の認知には実行機能が重要な役割を果たしている可能性が示された。本年度は、(1)実際のアイロニーの使用事例の収集、(2)次年度の実験で使用する物語材料の作成、(3)会話の間接性志向尺度(Holtgraves, 1997)の日本語化および妥当性の検討を行った。(1)では、特に、映像資料を対象として、調査協力者(一般の大学生)が、皮肉/字義的でないと感じた発話の記録・収集を行った。現在、42人の調査協力者による使用事例の記録・収集を終え、結果を分析中である。この調査の結果から、アイロニーが使用される状況を含めてアイロニーの特性について明らかにできることが期待される。また、近年、「アイロニーとは不誠実性に特徴付けられる言語表現である」という説明が有力なものとして研究者の間で考えられているが(Utsumi, 2000 ; Okamoto, 2007)、一般の人のアイロニーの捉え方がこの仮説に即しているのかという点についても検討予定である。(2)では、写真とセリフから構成された(4コマ漫画的な)80個の物語材料の作成を行い、また、3度の予備調査・材料修正を経て、材料の妥当性が確認された。(3)では、会話の間接性志向尺度の質問項目を日本語に訳し、その妥当性の検討を行った。その結果、先行研究とは異なり因子への寄与を示さなかった質問項目も含まれていたものの、それらの項目を除くとほぼ先行研究同様の因子構造が認められた。次年度の研究においてアイロニーの攻撃性の個人差を会話の間接性志向の個人差から検討するのにはこれで十分であると判断し、尺度の日本語化を完了した。また、会話の間接性尺度の下位尺度である解釈に関して、多次元共感性尺度の下位尺度である視点取得、想像力、共感性の得点との間に正の相関がそれぞれ認められるなど、日本語化された尺度の妥当性が確認された。以上により、次年度の実験的検討の準備を予定通り完了した。1)アイロニーの受け取り方と、会話の間接性志向(Holtgraves,1997)やユーモア志向尺度(上野,1993;宮戸・上野,1996)などの個人特性との関係を調べた。その結果、ユーモア志向尺度の下位尺度である遊戯的ユーモアが高い人はアイロニーを字義的発話よりも肯定的に受け取る傾向があり、遊戯的ユーモアが低い人はアイロニーを字義的発話よりも否定的に受け取る傾向があることが示された。2)アイロニーの受け取り方が、話し手が親友か(単なる)友人かでどのように異なるのかについて検討した。その結果、話し手が親友であった場合にアイロニーが肯定的に受け取られ、その度合いは冗談関係の認知(冗談を言い合える関係が成立していると認知している度合い;葉山・櫻井,2008)と相関を示すことが明らかとなった。3)fMRI実験を実施し、アイロニーの受け取り方(皮肉らしさ、冗談性、ネガティブな気持ち)と相関を示す脳部位を検討した。その結果、皮肉らしさの度合いと相関を示す領域として右扁桃体が、冗談性の度合いと相関を示す領域として右前頭前野背外側部が同定された。ネガティブな気持ちの度合いと相関を示す領域は認められなかった。以上より、アイロニーを肯定的に受け取るかどうかには、その冗談性が聞き手にどのように評価されるかが重要であること、また、前頭前野背外側部の関与から、冗談性の認知には実行機能が重要な役割を果たしている可能性を示した。さらに、扁桃体の関与から、アイロニーが聞き手の覚醒度を高める発話であることも示唆された。4)アイロニーへの返答のしかたと性格特性との関係について探索的に調べた。その結果、性格特性が返答の選択に与える影響は文脈によって異なることが示唆された。
超固体の安定性とダイナミクス

近年、冷却原子系において、リング型のトラップ中のBose-Einstein凝縮体(BEC)の超流動性の実験的研究が盛んに行なわれている。この系の特徴は、多重連結性を持つことである。これにより、実現する超流動状態が単連結な系と比べ制限される。また、多彩な準安定状態を持つことが知られているなど、超流動の基本的性質を研究するのに適した系である。本研究では、Wright et al., PRL 110, 025302 (2013).の実験を念頭に置き、BEC中を一定速度で動く障害物ポテンシャルがある系の超流動性をGross-Pitaevskii方程式とBogoliubov方程式を用いて調べた。特に、励起状態に焦点を当てた研究を行なった。空間2次元以上の系で流れを阻害するポテンシャルがある場合の励起状態の計算は難しく、いままで行なわれていなかった。本研究では、以前の研究(M. Kunimi and Y. Kato, PRB 86, 060510(R) (2012))で用いた手法を応用し、励起スペクトルの計算を行なった。得られた結果をまとめると以下のようになる:(1)Swallow-tai1構造の出現(2)臨界速度近傍でのスケーリング則の発見(3)臨界速度近傍での密度ゆらぎの増大。(1)は主に、光学格子系で議論されている特徴的なエネルギーの速度依存性であるSwallow-tail構造が2次元のトーラス系でも出現することを示した結果である。(2)については、臨界速度近傍で第1励起エネルギーが|vc-v|^{1/4}(vは速度、vcは臨界速度)のようなスケーリング則に従うことを示した結果である。この物理的意味は臨界速度近傍で断熱性が破れ、系が不安定化するというものである。(3)については臨界速度近傍で密度(秩序変数の振幅)ゆらぎが大きな増大を示すというものである。この現象は超流動の崩壊の前駆現象とみなせる。本研究の結果では、臨界速度以上で量子渦が発生する系の励起状態を初めて明らかにした。量子渦の生成の理解は超流動の理解へとつながるため、このような基本的性質を明らかにした意義は大きい。(抄録なし)超流動固体という超流動性と固体としての性質を両方を持つ状態について現在活発な研究が行なわれている。しかしながら、実験的に超流動固体が実現したという報告ない。私は、固体秩序が超流動性にどのように影響をするかという点について研究を行なった。特に、流れを阻害するような障害物が存在するときの流れの安定性やダイナミクス、超流動固体の励起状態について研究を行ない、以下の結果を得た。(1)障害物があるときの超流動固体の超流動性をジョセブソン効果を用いて見るという研究を行なった。先行研究によると、2次元の障害物がある系においては超流動を示さない。しかし、私は1次元系においてジョセブソン効果がおきることをグロスピタエフスキー方程式を用いて示した。ジョセブソン効果の存在から1次元の超流動固体は障害物が存在しても超流動性を示すことが言える。このことは高次元系においてもジョセブソン効果が起こる可能性があることを示唆している。実際に、2次元系において先行研究とは異なる形の障害物を用いたときにジョセブソン効果が起きることを確認した。(2)超流動固体の障害物があるときの臨界速度以上のダイナミクスを調べた。超流体の場合には、障害物のまわりから量子渦やソリトンが周期的に放出されるという現象が理論的に知られている。私は1次元超流動固体の場合に、グロスピタエフスキー方程式を用いて、ソリトンの周期的な放出が起きることを確認した。また、ソリトンの放出周期が超流体のものと異なるスケーリング則に従うことも見出した。(3)2次元における超流動固体の励起スペクトルをボゴリューボブ方程式を用いて調べた。その結果、低エネルギー励起にボース・アインシュタイン凝縮に起因するボゴリューボブモードに加え、併進対象性の自発的破れに伴うフォノンモードがあることがわかった。また、有限の流れがある状態にも励起スペクトルを求め、安定性解析を行なった結果、超流体相、超固体相、ストライプ相が安定に存在し、これらの相の間の転移の次数を決定した。(1)超流動固体の励起スペクトルの研究超流動固体とは超流動性と固体としての性質の両方を持つ状態である。このような状態は1970年代の始め頃に様々な理論家によりその実現可能性が提案されていたが、近年になり固体ヘリウム4の実験や、長距離相互作用する冷却原子系のBose-Einstein凝縮の実現などにより多くの注目を集めている。このような新奇な状態の超流動性を調べるため、2次元のソフトコア相互作用するボース粒子系をGross-Pitaevskii方程式とBogoliubov方程式を用いて計算を行なった。特に、超流動の安定性を決める低エネルギーの励起状態の計算を行なった。この結果、超固体相ではu(1)対称性の自発的破れに伴うBogoliubovモードと並進対称性の自発的破れにともなうPhononモードを得た。特に、超流動を不安定化させるのはBogoliubovモードであることが明らかになった。また、この系にはストライプ相という1次元方向にのみ並進対称性が破れた相が存在するが、この相の励起スペクトルと存在領域を決定した。

(2)障害物ポテンシャル存在下の超流動体の励起状態超流動状態には臨界速度が存在し、これ以上の速度では超流動状態ではいられない。臨界速度を超えると多くの場合、量子渦が発生し、超流動状態が崩壊することが理論的、実験的に知られている。しかしながら、量子渦の出現するメカニズムはまだあまりわかっていない。これを明らかにするため、Gross-Pitaevskii方程式とBogoliubov方程式を用いて、障害物と超流動流があるときの励起状態の解析を行なった。この結果、臨界速度近傍ではエネルギーギャップにスケーリング則が成り立つことを発見した。このスケーリング則の存在は動的臨界現象が起きていることを意味している。スケーリング則の存在と量子渦生成による超流動の崩壊との関係を見出すのが今後の課題である。近年、冷却原子系において、リング型のトラップ中のBose-Einstein凝縮体(BEC)の超流動性の実験的研究が盛んに行なわれている。この系の特徴は、多重連結性を持つことである。これにより、実現する超流動状態が単連結な系と比べ制限される。また、多彩な準安定状態を持つことが知られているなど、超流動の基本的性質を研究するのに適した系である。本研究では、Wright et al., PRL 110, 025302 (2013).の実験を念頭に置き、BEC中を一定速度で動く障害物ポテンシャルがある系の超流動性をGross-Pitaevskii方程式とBogoliubov方程式を用いて調べた。特に、励起状態に焦点を当てた研究を行なった。空間2次元以上の系で流れを阻害するポテンシャルがある場合の励起状態の計算は難しく、いままで行なわれていなかった。本研究では、以前の研究(M. Kunimi and Y. Kato, PRB 86, 060510(R) (2012))で用いた手法を応用し、励起スペクトルの計算を行なった。得られた結果をまとめると以下のようになる:(1)Swallow-tai1構造の出現(2)臨界速度近傍でのスケーリング則の発見(3)臨界速度近傍での密度ゆらぎの増大。(1)は主に、光学格子系で議論されている特徴的なエネルギーの速度依存性であるSwallow-tail構造が2次元のトーラス系でも出現することを示した結果である。(2)については、臨界速度近傍で第1励起エネルギーが|vc-v|^{1/4}(vは速度、vcは臨界速度)のようなスケーリング則に従うことを示した結果である。この物理的意味は臨界速度近傍で断熱性が破れ、系が不安定化するというものである。(3)については臨界速度近傍で密度(秩序変数の振幅)ゆらぎが大きな増大を示すというものである。この現象は超流動の崩壊の前駆現象とみなせる。本研究の結果では、臨界速度以上で量子渦が発生する系の励起状態を初めて明らかにした。量子渦の生成の理解は超流動の理解へとつながるため、このような基本的性質を明らかにした意義は大きい。申請書に記載した研究はほぼ予定通り進展し、さらに、本年度の予定にはなかった超流動固体の励起スペクトルについての研究を行なうことができたから。超流動固体の励起スペクトルの研究で得たスキルを用いて量子渦に関する研究を始めることができた。
血小板たん白チロシン・リン酸化酵素と「48Kリン酸化たん白」の機能的意義

刺激によりリン酸化の著るしい亢進を認める血小板の48K蛋白は,数種の亜種蛋白より構成されているので,各種刺激後の48K亜種蛋白群の変動について検討した.その結果トロンビン(T)では48K-17の7種, PMAは1, 3, 5, 6, 7の5種, 4型コラーゲン(Coll)では3, 5, 7の3種の亜種48Kリン酸化蛋白を検出した.先ずcoll刺激後の48K亜種蛋白質のアルカリ安定性を検討したところ, 48K-3, 5, 7はいずれもアルカリ安定性を示さなかったので,チロシン残基リン酸化の可能性は否定された.またPMA刺激により早期に活性化される48K-1, 3, 5, 6, 7の5種の亜種蛋白の内48K-3がPMA刺激の早期からアルカリ安定性を示し,これがPMAによって早期に活性化されるTPKの標的蛋白であると思われた.Laptima系は,フォスフォリパーゼA_2の活性化を抑制すると考えられる,リポコルチンのリン酸化を否定している.作成した48K蛋白単クローン抗体は, 4型collによる血小板類集を完全に抑制したが,その認識する血小板蛋白は,免疫ブロッティング法で検討した結果, 48K亜種蛋白群と共にアクチンであると判明した.これによって刺激に応答し,リン酸化の亢進する48K蛋白は,アクチン関連蛋白である可能性が示唆され,今岡等のP47K蛋白の実験結果と矛盾しない.この様に作成した48K蛋白単クローン抗体の認識血小板48K蛋白亜種を特定することが出来たばかりでなく,これらの単クローンがPMA凝集により惹起される48K蛋白の特定亜種のリン酸化の一部を阻害し,またトリフルオペラジン阻害実験により残存することから,各48K亜種蛋白のリン酸化の凝集反応との相関が推定された.48K-3, 5はチロシン残基に対応して早期の刺激伝達に関与し, 1, 2, 4, 6, 7は,これに続くセリン・スレオニン残基リン酸化で, PMA刺激では無くトロンビン凝集の惹起に関連するものではないかと考えている.刺激によりリン酸化の著るしい亢進を認める血小板の48K蛋白は,数種の亜種蛋白より構成されているので,各種刺激後の48K亜種蛋白群の変動について検討した.その結果トロンビン(T)では48K-17の7種, PMAは1, 3, 5, 6, 7の5種, 4型コラーゲン(Coll)では3, 5, 7の3種の亜種48Kリン酸化蛋白を検出した.先ずcoll刺激後の48K亜種蛋白質のアルカリ安定性を検討したところ, 48K-3, 5, 7はいずれもアルカリ安定性を示さなかったので,チロシン残基リン酸化の可能性は否定された.またPMA刺激により早期に活性化される48K-1, 3, 5, 6, 7の5種の亜種蛋白の内48K-3がPMA刺激の早期からアルカリ安定性を示し,これがPMAによって早期に活性化されるTPKの標的蛋白であると思われた.Laptima系は,フォスフォリパーゼA_2の活性化を抑制すると考えられる,リポコルチンのリン酸化を否定している.作成した48K蛋白単クローン抗体は, 4型collによる血小板類集を完全に抑制したが,その認識する血小板蛋白は,免疫ブロッティング法で検討した結果, 48K亜種蛋白群と共にアクチンであると判明した.これによって刺激に応答し,リン酸化の亢進する48K蛋白は,アクチン関連蛋白である可能性が示唆され,今岡等のP47K蛋白の実験結果と矛盾しない.この様に作成した48K蛋白単クローン抗体の認識血小板48K蛋白亜種を特定することが出来たばかりでなく,これらの単クローンがPMA凝集により惹起される48K蛋白の特定亜種のリン酸化の一部を阻害し,またトリフルオペラジン阻害実験により残存することから,各48K亜種蛋白のリン酸化の凝集反応との相関が推定された.48K-3, 5はチロシン残基に対応して早期の刺激伝達に関与し, 1, 2, 4, 6, 7は,これに続くセリン・スレオニン残基リン酸化で, PMA刺激では無くトロンビン凝集の惹起に関連するものではないかと考えている.家兎血小板チロシン残基リン酸化酵素によって特異的にリン酸化される血小板48K蛋白の機能的役割を検索する目的で作成したホルボールエステル(PMA)刺激後の48K蛋白の単クローン抗体4種類については。全てIgM抗体であったことは、すでに報告した。"40K"機能蛋白として現在盛んに研究されているものには、【IV】型コラーゲンの受容体蛋白"コリガン",フォスフォリパーゼ【A_2】の阻害蛋白としての"リポコルチン"あるいはグアニンヌクレオチド結合蛋白のαサブユニットなどが挙げられる。これらの蛋白質はいずれも細胞膜関連蛋白質であることが考えられる。。48K蛋白は、細胞質内に局在すると考えている蛋白であるが、血小板が刺激に反応し凝集や放出反応などを伴った機能的形態変化をする際に外膜に移行、出現して機能する可能性も考えられる。

そこで先ず、得られた4種の単クローン抗体の血小板凝集反応に及ぼす作用について、コラーゲン,PMA,あるいはトロンビンで刺激して検討した。4種のIgM抗体はいずれも【IV】型コラーゲン凝集を100%抑制した。その内のJ抗体はPMA刺激の初期段階に認められる約1分のlag timeを約4分に遅延させ、凝集を100%抑制した。またJ抗体は、【IV】型コラーゲン及びPMA刺激による放出反応をも100%阻害した。以上の結果は得られた単クローン抗体の内特にJが【IV】型コラーゲン及びPMA刺激に早期に反応する血小板蛋白を認識して阻害効果を現わしていることを示唆しており、凝集及び放出反応に共通的に関与する蛋白質の存在が示唆されたと考える。以上から【IV】型コラーゲンのアフィニティクロマトグラムによる血小板受容体の解析とIgM抗体のアフィニティクロマトグラムにより得られる血小板蛋白の解析を比較することによって、共通的に関与する蛋白質及び機構の検索を前述した方法を用いて現在検討している最中である。
保存心・移植の実験的研究:単純浸漬法と冠灌流法との組み合わせによる長時間保存

単純浸漬保存と冠灌流保存を組み合わせた長時間心保存法の有用性を,UW液を用いた保存実験および同所性移植実験を通して,前年度までに証明してきた.本年度は冠灌流波の改善の目的で,UW液の代わりに希釈血液を用いて保存実験を行った.1.方法:実験には雑種成犬14頭を用いた.初年度の4°CUW波による方法と同様とし,心停止,冠血管床のwashout後,心臓を摘出し,直ちに冷却したUW液に単純浸漬保存した.12時間の浸漬保存後,所定の冠灌流液で1時間の低圧持続冠灌流を行った.灌流波として,15°CUW波(15°CUW群)およびHt10%の15°C希釈血液(希釈血液群)を使用し,4°CUW群と比較検討した.(1)心摘出直後,(2)浸漬保存12時間後,(3)持続冠灌流1時間後の計3回,^<31>P-MRSを用いて心筋細胞内高エネルギー燐酸を測定した.高エネルギー物質の指標として,PCrおよびβ-ATPの無機燐酸比(Pcr/Piおよびβ-ATP/Pi)を用いた.同時にMRS分析から心筋内pHを算出した.2.結果:PCr/Piは,12時間の浸漬保存後に全群で心摘出直後の25%以下まで低下し,1時間の冠灌流を行うことで,4°CUW群で43%,15°CUW群で49%まで回復した.一方,希釈血液群では135%まで回復した.β-ATP/Piでも同じ傾向を認め,1時間の冠灌流後の回復率は,4°CUW群27%,15°CUW群38%に対し,希釈血液群80%と有意に(p<0.05)高値を示した.心筋細胞内pHも,冠灌流後の平均値が希釈血液群で他の2群より有意に(P<0.05)高値であった.3.考察:浸漬保存後冠灌流を加えることで,心筋内エネルギー状態が改善され,灌流液として希釈血液がUW液より有用と考えられた.今後再び,同所性移植を通して希釈血液の有効性を確認すると共に,更なる灌流液の改善,灌流装置の工夫により,安全確実な長時間心保存をめざしたい.単純浸漬保存と冠灌流保存を組み合わせた長時間心保存法の有用性を,UW液を用いた保存実験および同所性移植実験を通して,前年度までに証明してきた.本年度は冠灌流波の改善の目的で,UW液の代わりに希釈血液を用いて保存実験を行った.1.方法:実験には雑種成犬14頭を用いた.初年度の4°CUW波による方法と同様とし,心停止,冠血管床のwashout後,心臓を摘出し,直ちに冷却したUW液に単純浸漬保存した.12時間の浸漬保存後,所定の冠灌流液で1時間の低圧持続冠灌流を行った.灌流波として,15°CUW波(15°CUW群)およびHt10%の15°C希釈血液(希釈血液群)を使用し,4°CUW群と比較検討した.(1)心摘出直後,(2)浸漬保存12時間後,(3)持続冠灌流1時間後の計3回,^<31>P-MRSを用いて心筋細胞内高エネルギー燐酸を測定した.高エネルギー物質の指標として,PCrおよびβ-ATPの無機燐酸比(Pcr/Piおよびβ-ATP/Pi)を用いた.同時にMRS分析から心筋内pHを算出した.2.結果:PCr/Piは,12時間の浸漬保存後に全群で心摘出直後の25%以下まで低下し,1時間の冠灌流を行うことで,4°CUW群で43%,15°CUW群で49%まで回復した.一方,希釈血液群では135%まで回復した.β-ATP/Piでも同じ傾向を認め,1時間の冠灌流後の回復率は,4°CUW群27%,15°CUW群38%に対し,希釈血液群80%と有意に(p<0.05)高値を示した.心筋細胞内pHも,冠灌流後の平均値が希釈血液群で他の2群より有意に(P<0.05)高値であった.3.考察:浸漬保存後冠灌流を加えることで,心筋内エネルギー状態が改善され,灌流液として希釈血液がUW液より有用と考えられた.今後再び,同所性移植を通して希釈血液の有効性を確認すると共に,更なる灌流液の改善,灌流装置の工夫により,安全確実な長時間心保存をめざしたい.単純浸漬保存後に持続冠潅流を加えることで、単純浸漬保存中に消耗された心筋内高エネルギー物質が、再び心筋内に備蓄されることを証明し得た。1.方法:実験には雑種成犬10頭を用いた。全身麻酔後、気管内挿管し、右第4肋間で開胸した。GIK液による心停止後、4°CのUW液(20ml/kg)を用い、80cm水柱圧で冠血管床をwashout後心臓を摘出し、直ちに4°CのUW液に単純浸漬保存した。12時間の浸漬保存後、4°Cの酸素化したUW液で、1時間の低温(4°C)低圧持続冠潅を行った。以上の経過中、(1)心摘出後1時間、(2)浸漬保存12時間後、

(3)持続冠潅流1時間後の計3回、心筋温4°Cの条件下で、^<31>P-MRSを用いた心筋細胞内高エネルギーリン酸を測定した。高エネルギー物質の指標として、PCrとβ-ATPを用いた。同時にMRS分析から心筋内pHを算出し、持続潅流の前後で、心筋水分含有量も測定した。2.結果:浸漬保存および冠潅流中の心筋温は4-6°Cに保持されていた。心摘出1時間後のPCrを100%としたとき、浸漬後および持続冠潅流後のPCrは各々12.1±8.0%(mean±SEM)、94.0±16.2%で、有意に(P<0.001)冠潅流後にPCrは改善した。β-ATPも浸漬保存後および持続冠潅流後で各々37.4±7.9%、48.8±8.2%と、潅流後に有意に(P<0.05)高エネルギーリン酸の増加を認めた。心摘出1時間後、浸漬保存後および持続冠潅流後の心筋内のHは各々6.77±0.05、6.23±0.07、6.38±0.05と、浸漬後に比べて持続冠潅流後に有意に(P<0.01)改善がみられた。心筋水分含有量は持続冠潅流の前後で有意差はなかった。3.考察及び結果:浸漬保存後冠潅流を加えることで、心筋内エネルギー状態が改善されるものと推察された。冠潅流により冠血管床からの代謝産物がwashoutできる反面、長時間浸漬保存後であるために、血管内皮細胞傷害の問題も加わってくる。その確認のためにも、同所性移植による検討が必要であり、そのための準備を行っている。単純浸漬保存後に持続冠灌流を加えることで、浸漬保存中に消耗された心筋内高エネルギー物質が再び心筋内に備蓄されることを前年度までの実験で証明し得た。本年度は、保存後の同所性移植実験を通して本保存性の有効性を検討することである。1.方法:実験には雑種成犬14頭を用いた。実験を2群に分け、4°Cのuw波に12時間浸漬保存した群(浸漬保存群)と浸漬保存に加えて4°Cの酸素化されたuw波で1時間の低温(4°C)・低圧・持続冠灌流した群(浸漬+灌流群)とした。保存後同所性に移植し、体外循環の補助なしに2時間観察した後、左室圧(LVP)と右室圧一次微分(LVdpldt)を測定し、その値をdonur犬のコントロール値と比較した。2.結果:浸漬保存群のLVPはコントロール値の51.9±6.8%まで回復したのに対し、浸漬+灌流保存群のそれは76.1±17.0%と、後者で回復率は有意に(p<0.01)良好であった。LVPdpldtも同種で、浸漬保存群の回復率68.2±12.5%に対し、浸漬±灌流保存群のそれは83.0±12.9%と、後者での回復率が有意に(P<0.05)良好であった。3.考察及びまとめ:浸漬保存後冠灌流を加えることで、心筋内エネルギー状態が改善され、その後は同所性移植を通して証明された。greftのviabilityを良好に保つためにも浸漬保存後の灌流は有効な方法であり、臨床応用への可能性が示唆された。冠灌流時間の延長と灌流液の改善により更なる保存時間の延長をめざしたい。単純浸漬保存と冠潅流法を組み合わせた長時間心保存法の有用性を,UW液を用いた保存実験および同所性移植実験を通して,前年度までに証明してきた.本年度は冠潅流液の改善の目的で,UW液の代わりに希釈血液を用いて保存実験を行った.1.方法:実験には雑種成犬14頭を用いた.初年度4°CUW液による方法と同様にし,心停止,冠血管床のwashout後,心臓を摘出し,直ちに冷却したUW液に単純浸漬保存した.12時間の浸漬保存後,所定の冠潅流液で1時間の低圧持続冠潅流を行った.潅流液として,15°CUW液(15°CUW群)およびH 10%の15°C希釈血液(希釈血液群)を使用し,4°CUW群と比較検討した.(1)心摘出直後,(2)浸漬保存12時間後,(3)持続冠潅流1時間後の計3回,^<31>P-MRSを用いて心筋細胞内高エネルギー燐酸を測定した.高エネルギー物質の指標として,PCrおよびβ-ATPの無機燐酸比(PCr/Piおよびβ-ATP/Pi)を用いた.同時にMRS分析から心筋内pHを算出した.
種々の環境中でフミン物質に濃縮される金属・鉱物のスペシエーションとその濃縮機構

1.海底堆積物(日本海大和海盆)中よりフミン酸・フルボ酸の抽出を行った。フルボ酸の抽出には大量の溶液を樹脂に通す操作があるため、時間と労力が掛り、かつ灰分が多いので精製を繰返す必要があった。2.精製したフミン酸およびそれを抽出した土壌を固体状態でテープ上に固定し、ESCAによる測定を行った。土壌からは次の元素が認められた。C、O、N、Cl、Fe、Al、Si、Sn、Ni、V、Mn、Cu、Na、K、2nの15種類で、湿式分解・ICP発光分光法による結果と定性的には一致している。フミン酸の分析では土壌とほぼ同様な元素が検出されたが、K、Na、Zn、等は認められず、Ti、P、S等が検出されたことが注目される両試料を通じ、Ni、V、Ti等の元素が検出できたことは、今後も含有元素の検出のためにESCAの測定が有効であることを示している。試料が微量で良く、また前処理を必要としないので利用できれば大変便利である。3.固体試料を分析電子顕微鏡により分析した。固体フミン酸を破砕し銅にカーボン支持膜を張った高分解能観察用マイクログリット上で観察した。その結果、糸くず状高分子有機物、250nm位の結晶粒がみられ、結晶粒はそのEDXスペクトルから構成元素はFe、Ni、Co、Mn、Si、Al、S、Cl、Oなどであり、単一の結晶粒ではなく、鉱物粒子、金属酸化物等が固まったものと推定された。別の10nm位の微結晶はEDXスペクトルよりFe、Si、Cu、Oなどが検出され、鉄を主成分とする鉱物と考えられた。固体フミン酸は電子線に対して安定で分析電子顕微鏡により、微量の試料から多くの情報が得られることが明らかになった。4.固体状態のフミン酸を用いて含有する金属・鉱物のスペシエーションを行う可能性について検討した結果、ESCA、分析電子顕微鏡の有効性が明らかになった。より詳細な解析から多くの情報が期待される。
非線形ディジタル制御理論に基づく同期発電機制御に関する研究

発電機制御系の高性能化は、電力系統の安定度向上にとって非常に重要な課題の一つである。従来の最適制御理論に基づく設計法では、発電機を含む非線形システムに対して、通常はある動作点近傍において一次近似線形化を行ったモデルを用いる。この場合、設計時の動作点に十分近い状態では有効であるが、動作点から大きく離れた状態では必ずしも有効とはいえない。本研究では、外力と加速度との間の関係に着目したディジタル加速度制御法の概念を適用することにより、動作点に依存しないロバストな発電機制御方式の確立を目的として、実現のための基礎的な検討を行った。二年間の主な研究成果を以下にまとめる。1.加速度制御法の概念に基づく非線形ディジタル制御理論を同期発電機制御に適用するための定式化、並びに制御系設計のためのアルゴリズムの開発を行った。2.一機無限大系統及び3機系統を対象として、提案方式の制御性能をシミュレーションにより検討した。特に、モデルの簡略化による影響や、モデルパラメータや運転状態の変化による影響、リミッタの影響などに関して検討を行い、提案方式の有効性を確認した。3.本研究で用いている手法は、設計用モデルの線形化における仮定から、動作点による影響が少ない代わりに、サンプリング間隔に留意する必要がある。この点に関しても、シミュレーションによる検討結果から、適切な値が明らかとなった。4.有効電力の代わりに回転数(角速度)を制御する方式に関して、一般的な最適制御手法との比較検討を行い、制御入力の波形はかなり違うものの、制御量の応答波形は、ほぼ同等であることを確認した。5.観測雑音の影響について検討を行った結果、特に角速度に対する雑音の影響が大きいことが明らかとなった。その他の変数に対しては、ロ-パスフィルタの有効性が確認された。電力系統の大規模化、複雑化、立地上の制約による電源の遠隔化、偏在化、大容量化などに伴い、系統の安定性及び信頼性を維持向上させることは極めて重要な課題となっているが、発電機制御系の高性能化、高信頼度化は、系統の安定度向上の観点から非常に有効な対策の一つと考えられている。制御系を含めた発電機の動作は非線形な特性を有しており、一般に動作点近傍での線形化に基づく線形制御理論の適用が行われているが、動作点が大きく変化する場合には線形化の誤差が問題となる。本研究では、加速度制御の概念に基づいた非線形ディジタル制御理論の適用により、動作点に依存しないロバストな同期発電機制御方式の確立を目的とする。すなわち、ステップ状の外力が加わった直後に変化するのは加速度だけで位置や速度は変化しないが、この考え方に基づいた定式化によって非線形な項が消去され、動作点に依存しない線形な制御対象モデルが得られる。このモデルに対して、線形制御理論に基づく最適制御系を構築する。本年度は、同期発電機の励磁系・ガバナ系協調制御に非線形ディジタル制御理論を適用するための準備的な検討を行い、以下のような成果を得た。1.同期発電機の励磁制御系及びガバナ制御系における現行方式および最近の開発動向に関する調査研究を行い、電力系統における同期発電機制御の現状を明らかにした。2.同期発電機制御に加速度制御の考え方に基づく非線形ディジタル制御理論を適用するための定式化並びに制御系設計のためのアルゴリズムの開発を行い、さらにワークステーション上で設計、並びにシミュレーションを実行するためのプログラムを作成した。実際の発電機制御系は非常に複雑なシステムであるが、基礎的検討ということで主要な特徴を抽出したモデルを用いている。3.基本的な特性を調べるためのモデルである一機無限大系統を対象として、シミュレーションにより提案方式の制御性能を調べた。