hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高血圧・脂質異常症・糖尿病の自己認識率（ａｗａｒｅｎｅｓｓ）改善のための介入研究

高血圧、高コレステロール血症、糖尿病の最新の自己認識率(高血圧、高コレステロール血症有所見者のうち、自らがこれらの危険因子を有していると認識している者の割合)を明らかにし、またこの自己認識状況の向上方策の開発を目的として研究を実施した。その結果、高血圧のほうが高コレステロール血症よりも自己認識率が高いことが明らかとなった。また、個別アプローチとポピュレーション・アプローチを用いた取り組みにより自己認識率が向上した。高血圧や脂質異常症、糖尿病の有所見者に適切な治療が開始されるためには、有所見者自身がこれらの危険因子を有していると認識することが必要である。しかし過去の調査では、高血圧や脂質異常症の自己認識状況(awareness)があまり高くないことが明らかとなっている。さらに、治療ガイドラインの改定に伴う診断基準の変化が自己認識状況に影響している可能性があるが、最新ガイドライン下での自己認識状況は明らかとなっていない。そこで、本研究では、1)患者集団ではない一般集団を対象に高血圧、脂質異常症及び糖尿病の自己認識状況を明らかにする、2)自己認識状況向上のための方策をポピュレーション・アプローチと個人向け介入の両面から開発し、さらに、介入群と対照群を設定した比較対照試験でその効果を検証する、を研究目的とする。平成24年度は職域集団1ヶ所(調査対象者:約1,200人)、地域集団3ヶ所(調査対象者:約4,000人)で健診受診者を対象に調査を行った。具体的には平成23年度に開発した問診票を各集団の定期健康診断時などに配布し、前年度の定期健診のデータで各疾患の有所見者であるにもかかわらず自己認識のない者の抽出を行い、その頻度を明らかにした。その結果、今回調査した集団における自己認識率は高血圧では地域:83.5%、職域:74.2%、脂質異常症では地域:74.2%、職域:52.9%、糖尿病では地域:46.1%、職域:42.4%であり、地域、職域のいずれにおいても、高血圧の自己認識率が最も高く、糖尿病が一番低かった。24年度はさらに、職域2集団を介入群と対照群に分け、介入群では事後指導方法を改善し、高血圧や脂質異常症、糖尿病の有所見者のうち自己認識している者を増加をさせるための個別アプローチを開始した。同時にポピュレーション・アプローチとしてポスター、卓上健康メモ等による集団全体への情報提供も開始した。そこで、本研究では、1)患者集団ではない一般集団を対象に高血圧、脂質異常症及び糖尿病の自己認識状況を明らかにする、2)自己認識状況向上のための方策をポピュレーション・アプローチと個人向け介入の両面から開発し、さらに、介入群と対照群を設定した比較対照試験でその効果を検証する、を研究目的とした。平成24年度は職域集団2ヶ所(調査対象者:約1,200人)、地域集団3ヶ所(調査対象者:約4,000人)で健診受診者を対象に調査を行った。具体的には前年度の定期健診のデータで各疾患の有所見者であるにもかかわらず自己認識のない者を平成23年度に開発した問診票を用いて抽出し、その頻度を明らかにした。その後、職域2集団を介入群と対照群に分け、介入群では事後指導方法を改善し、前述3疾患のうちの高血圧について、自己認識している者を増加をさせるための個別アプローチとポピュレーション・アプローチ(ポスター、卓上健康メモ等による集団全体への情報提供)を行った。平成25年度は職域集団2ヶ所において、再度、自己認識率の調査を行った。その結果、取り組みを行った事業所では自己認識率が平成24年度から25年度にかけて、高血圧:75.2→84.7%、脂質異常症:57.6→48.9%、糖尿病:76.9→77.8%と推移していた。自己認識率を向上させるための重点的な対策を実施した高血圧で自己認識率の向上が認められた一方、重点的な対策を特に実施しなかった脂質異常症と糖尿病では自己認識率が横ばいまたは低下していた。よって、本研究で開発した手法が自己認識率の向上に繋がった可能性があると考えられた。そこで、本研究では、1)患者集団ではない一般集団を対象に高血圧、脂質異常症及び糖尿病の自己認識状況を明らかにする、

2)自己認識状況向上のための方策をポピュレーション・アプローチと個人向け介入の両面から開発し、さらに、介入群と対照群を設定した比較対照試験でその効果を検証する、を研究目的とする。平成23年度前半は関連するガイドラインの精査や文献レビューを進め、その結果に基づき、高血圧や脂質異常症、糖尿病の自己認識のない者及びその特性を把握するための問診票を開発した。そして、年度後半に職域集団1ヶ所(調査対象者:約1,000人)、地域集団1ヶ所(調査対象者:約3,500人)で健診対象者を対象に調査を行った。具体的には先に開発した問診票を各集団の定期健康診断時などに配布し、前年度の定期健診のデータで各疾患の有所見者であるにもかかわらず自己認識のない者の抽出を行い、その頻度を明らかにした。その結果、今回調査した地域集団における自己認識率は高血圧:83.1%(600/722)、脂質異常症:71.6%(683/954)、糖尿病:96.2%(103/107)であり、過去の調査と同様に脂質異常症よりも高血圧において自己認識率が高い傾向が認められた。研究目的の一つである「患者集団ではない一般集団を対象に高血圧、脂質異常症及び糖尿病の自己認識状況を明らかにする」については23年度から24年度にかけて、職域では2集団の約2,500人を対象に、地域では4集団の約6,000人を対象に状況を把握することができ、達成度としてはおおむね順調である。「自己認識状況向上のための方策をポピュレーション・アプローチと個人向け介入の両面から開発し、さらに、介入群と対照群を設定した比較対照試験でその効果を検証する」という研究目的についても、自己認識状況向上のための方策を実施しつつあり、おおむね順調である。研究目的の一つである「患者集団ではない一般集団を対象に高血圧、脂質異常症及び糖尿病の自己認識状況を明らかにする」については23年度に職域、地域とも各1集団で実施し、24年度の本格的な調査に向けて課題も抽出でき、達成度としてはおおむね順調である。「自己認識状況向上のための方策をポピュレーション・アプローチと個人向け介入の両面から開発し、さらに、介入群と対照群を設定した比較対照試験でその効果を検証する」という研究目的についても、先の調査結果をもとに自己認識状況向上のための方策の検討を進めつつあり、おおむね順調である。平成25年度は24年度に引き続き、介入集団を対象に、高血圧や脂質異常症、糖尿病の有所見者のうち自己認識している者を増加をさせるための個別アプローチを実施する。同時にポピュレーション・アプローチとして集団全体への情報提供を実施する。そして、介入群と対照群を対象に再度、追跡のための調査を実施して、本研究で開発した手法が実際に自己認識率の向上に繋がったどうかの評価を行う。効果が不十分な点については考察を加え、最終的な手法の改良を行なう。研究成果を広く公表し、関連する学会での発表や論文公表、マニュアル作成を通じて普及する。平成24年度は職域12ヶ所、地域2ヶ所でさらに調査を実施し、患者集団ではない一般集団における高血圧、脂質異常症及び糖尿病の自己認識状況を明らかにする。そして、対象集団を介入集団と対照集団に分け、介入集団には前年度の成果を踏まえて、健診結果の通知方法や事後指導方法を改善し、高血圧や脂質異常症、糖尿病の有所見者のうち自己認識している者を増加をさせるための個別アプローチを開始する。同時にポピュレーション・アプローチとして集団全体への情報提供を開始する。
イオン・レーザービーム融合プロセスによるナノシリコンの構造制御と光機能素子の試作

本研究はシリコンを用いた光電子機能デバイスの実現をめざし、発光現象を中心としたシリコンナノ結晶の物性を調べることを目的とした。シリコンイオン注入のみではなく、急速加熱、エキシマUV光照射等を組み合わせた手法でプロセスの低温化、発光強度増強、発光波長制御の可能性などを探った。その結果、電気炉による高温熱処理前にこれらの処理を行うことで発光効率が向上し、プロセスの低温化も可能となることがわかった。間接遷移型半導体であるシリコンを用いた発光デバイスが実現し、シリコンを用いた駆動回路とモノリシック化することにより、光電子デバイスの画期的な進展がもたらされる可能性がある。本研究は、このような実用的な光電子機能デバイスの実現をめざし、発光現象を中心としたシリコンナノ結晶物性を調べることを目的としている。具体的には、シリコン基板上の熱酸化膜にシリコンイオンを注入したものを試料として用い、高温加熱前の赤外線急速加熱、エキシマUV光効果等を評価した。特に本年度は、単一加速エネルギー、注入量(180keV、7.5×10^<16>Si ions/cm^2)の試料に限定し、発光強度、発光ピークなどの光学特性評価を中心とした。その結果、急速ランプ加熱(1050°C、5min)を高温熱処理前に施すことで発光強度が2倍ほど向上することがわかった。さらに、高温熱処理前にUV光照射(172nm、50mW程度)を行った後、急速ランプ加熱を施した場合は、発光強度が3倍程度に向上することもわかった。また、同時に発光のピークエネルギーのレッドシフトも観測されることが分かった。これらの効果は、各処理プロセスにより、欠陥生成・消滅、拡散、核形成、結晶成長などの微細構造が変化し、発光特性に影響を及ぼすものと考えられる。また、ここで観測された発光ピークエネルギーのシフトはこの発光が単に量子サイズ効果で変化したバンド間遷移によるものではないことを強く示唆しており、私たちの提案するモデルの正当性も強く支持するものである。シリコンは現代の繁栄の礎である。このようなシリコンは太陽電池や光検出器などの光電変換素子としては実用化されているが、発光素子としては熱望されながらも実用化されてはいない。本研究は、この様なシリコンの新機能性の発現・高効率化とそのデバイス応用を融合プロセスにより達成しようとするものである。私たちは、半導体プロセスで多用されているイオン注入法を用いてバルクシリコンとは特性の異なる可視発光シリコンナノ結晶を生成する手法を世界にさきがけて開発した。本研究は、この手法と急速加熱、エキシマUV光、電子線照射等を組み合わせた手法でプロセスの低温化、発光強度増強、発光波長制御の可能性などを探ることを目的としている。この目的を達成するため、シリコン基板上の熱酸化膜にシリコンイオンをイオン注入したものを試料として用い、赤外線急速加熱、エキシマUV光照射、電子線照射等などを併用し、その効果・有効性を構造評価、物性評価の両面から進め、シリコンナノ結晶の基礎物性を解明し、ナノシリコンからの可視発光の機構を明らかにするとともに、その実用デバイス応用の可能性を探った。また、シリコンイオン注入と他のプロセスを機能的に組み合わせることで、欠陥生成・消滅、析出、拡散、核生成・成長、結晶化プロセスを自在に制御することを試みた。今年度は特に、(1)プロセスの低温化、(2)発光強度の増強のためのレシピの作成、という2つのテーマを設定し研究を展開した。その結果、イオン注入した試料へのUV光照射により、界面状態、欠陥等を制御することが可能であり、さらに、電気炉による高温熱処理前にUV光照射や急速ランプ加熱処理を行うことで発光効率が1桁ほど向上することがわかった。処理条件により、欠陥生成・消滅、拡散、核形成、結晶成長プロセスなどが複雑に変化し、その結果、微細構造も変化し、発光強度が変化するものと考えられる。本研究は、この手法と急速加熱、エキシマUV光、電子線照射等を組み合わせた手法でプロセスの低温化、発光強度増強、発光波長制御の可能性などを探ることを目的としたものである。

また、シリコンイオン注入と他のプロセスを機能的に組み合わせることで、欠陥生成・消滅、析出、拡散、核生成・成長、結晶化プロセスを自在に制御することを試みた。その結果、イオン注入した試料へのUV光照射、電子線照射、赤外ランプによる急速加熱により、界面状態、欠陥等を制御することが可能であり、電気炉による高温熱処理前にこれらの処理を行うことで発光効率が1桁ほど向上することがわかった。処理条件により、欠陥生成・消滅、拡散、核形成、結晶成長プロセスなどが複雑に変化し、その結果、微細構造も変化し、発光強度が変化するものと考えられる。さらに、これらの方法により、プロセスの低温化、発光波長の制御も可能となった。研究計画において、3つの基本的な目標を設定した。それらのうち、2つについては、ほぼ予想通りの結果を得ることができ、残りの目標を達成するための準備が完了した。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画の最終年度に当たるため、残りの目標プラスアルファを達成し、次年度以降の予算獲得につなげられる研究成果をあげる。
食物アレルギー治療に向けての基礎研究:腸管アレルギー誘導メカニズムの解明

近年消化管における粘膜免疫システムが注目されその解明が進んでいるが、食物アレルギー誘導・制御における腸管粘膜免疫の詳しい役割については未だに不明な点が多い。そこで、我々はアレルギー性下痢誘導マウスモデル(J Clin Invest,106:199,2000)を作成し、食物アレルギーの予防ならびに治療法の確立を目ざして、その発病メカニズムにおける粘膜免疫システムの関わりについて検討を行なってきた。BALB/C、SJL/J、C57BL/6、C3H/HeJなどの系統の異なるマウスを卵白アルブミン(OVA)とCFAアジュバントで全身感作した後、OVAを連続的に経口投与するとBALB/C、SJL/Jではアレルギー性下痢症状が誘導された。そこで、アレルギー性下痢が誘導されているBALB/C、SJL/Jマウスの病態をさらに詳しく比較・検討したところBALB/cマウスの血清では顕著なIgE抗体の上昇が認められたが、SJL/JマウスではIgE抗体の上昇はまったく認められなかったことから両者において全く異なるアレルギー誘導機構が関与していることが示唆された。次に、アレルギー症状が惹起されている腸管粘膜組織における免疫病理学的解析・検討を試みた。BALB/Cマウス下痢発症群では大腸に限局して好酸球、マスト細胞、IgE産生細胞の上昇が見られたが、SJL/Jマウスでは小腸に限局した好酸球の浸潤が見られ、マスト細胞、IgE産生細胞の数の増加は認められなかった。さらに、アレルギー性下痢が誘導されたBALB/cマウスの脾臓や大腸における抗原特異的CD4^+Th細胞群を解析してみると顕著なTh2型、特にIL-4とIL-13の産生が認められた。一方、SJL/Jマウスの場合小腸及び大腸からは好酸球の遊走に関与するIL-5,eotaxinの分泌が認められ、IgEのclass switchingの関係するIL-4、IL-13の分泌は全く見られなかった。さらに、抗IL-5抗体や抗eotaxin抗体を用いた中和実験を行なったところ、それぞれ単独投与では阻止効果がなかったものの両方の中和抗体を併用することによりSJL/Jマウスにおけるアレルギー性下痢誘導を抑制することが出来た。これらの結果は腸管粘膜組織で引き起こされるアレルギー誘導機構として、IgE抗体依存型と非依存型(IgE非依存性好酸球型)が存在することを強く示唆している。
階層型領域分割型高精度MPS法による流体構造連成解析フレームによる大規模津波解析

本研究では、大規模分散メモリ並列粒子法フレームワークの開発と地上構造物に対する津波被害の定量的/定性的評価を実施した。大規模分散メモリ並列粒子法フレームワークの開発では、CPU/GPU/MIC向けの高速計算アルゴリズムの開発を行い、高精度なMPS法の半陰的解法の実装と検証を行った。地上構造物に対する津波被害の定量的/定性的評価では、気仙沼市街地にある駅舎に対して津波波圧を外力とした構造解析を実施し、構造健全性を評価した。加えて、33台の乗用車を配置し、駅舎の周りを浮遊する解析を実施した。本研究成果を、LexADV_EMPSという名前のオープンソースソフトウェアとしてWEBに公開した。2011年3月11日の東日本大震災によって引き起こされた津波により,東日本は甚大な被害にみまわれた.構造物への被害は,水圧によるだけでなく,浮遊する瓦礫が構造物にぶつかり構造物に被害を及ぼすケースが多くあった.我々は,津波による構造物への被害を検討する際には,津波の遡上計算を行うだけでは不十分と考えており,浮遊物の衝突を含んだ解析が必要であると考えている.そこで本研究では,東日本大震災での浮遊物よる津波被害を再現できるソフトウェアを開発し,オープンソースソフトウェアとして公開することで,浮遊物による津波被害の減少に役立てることを目指す.2014年度の最大の研究成果は,「分散メモリ並列EMPSライブラリLexADV_EMPS v0.1-b」のベータ公開である.LexADV_EMPSは,粒子法のための分散メモリ並列計算に必要とされる,動的負荷分散機能と隣接間通信機能を備えたライブラリである.アプリケーションとしては,MPS陽解法にポテンシャル表面張力モデルと流体剛体連成機能が実装されている.2015年度以降は,LexADV_EMPSを元に機能拡充を行っていく予定である.物理モデルの研究開発では,LexADV_EMPSとADVENTURE_Solidの連成インターフェイスを作成し,MPS陽解法とFEM線形弾性体解析の連成解析が行うことが可能となった.また,本研究課題で解かれる,気仙沼港の実地形,構造物,第18共徳丸のモデルを航空測量データと航空写真から作成し,試解析を行うことができた.高精度モデルの導入では,LSMPS法を実装しベンチマークテストを行うことで精度の検証を行った.計算アルゴリズムでは,GPUとMIC向け実装を行い,GPUのカーネル演算でピーク性能比24%を達成するに至った.2014年度は,交付申請書に記載した研究計画の通り研究開発を進めることができた.平成27年度は,京コンピュータの一般利用枠に採択されたため,京コンピュータでのノード内とノード間のチューニングを行った.ノード内のチューニングでは,キャッシュスラッシングが低い確率ではあるが発生することが判明したため,データを格納している配列をマージすることで,キャッシュスラッシングが発生する確率を大幅に低下させることに成功した.ノード間のチューニングでは,隣接間通信にIsend-Irecvを用いると24,576ノード以上では"Unexpected Message"が多発し,メモリを消費しすぎてデッドロックが発生する問題を,Alltoall_vを用いることで回避することができ,72,000ノードまでの実行が可能となった.10億粒子モデルを用いて,京コンピュータ48ノードから12,288ノードのスピードアップ値225.8(理想値256)を達成することができた.気仙沼の第18共徳丸が遡上解析する解析を,平成26年度はFX10の96ノードで1ヶ月以上掛かっていたが,平成27年度は京コンピュータの4800ノードを用いることで3日以下に短縮することができた.本成果によりノード数を増やすことで,実用的な時間で津波解析を行うことが可能となった.粒子法の圧力ポアソン方程式の求解の際に,計算が高速な行列の保存型と省メモリな行列の非保存型を比較することで,計算速度とメモリの使用量のトレードオフを確認した.さらに行列の反復解法の前処理に,Plain Aggregation AMG法を適用することで,100万粒子の問題で約7倍の高速化を実現することに成功した.今後は,一般の問題への適用に向けて開発を進める予定である.線形弾性破壊解析に関しては,予備解析を開始し,平成28年度実施予定の連成解析に向けて開発を進めた.平成27年度に,一般公募により京コンピュータの一般利用が採択された.この採択により,当初の研究計画を一部変更して,京コンピュータ向けの研究開発を進める代わりに,平成27年度に行う予定であったMICのネイティブ実行の実装を,本研究課題の成果として見送ることにした.これは,プロダクトランとして行う予定であった,東京大学/筑波大学Post T2K(Oakforest-PACS)が平成28年12月1月に導入予定ということがあり,本研究課題で完了するのが困難であると判断したためでもある.それ以外の研究項目は当初の計画より先行して研究開発が進められている。最終年度の研究成果としては、大規模分散メモリ並列粒子法フレームワークの開発と気仙沼湾付近の鉄道施設に対する津波被害の定量的/定性的評価を実施した。大規模分散メモリ並列粒子法ソフトウェアの開発では、Cray XC30のIntelコンパイラ向けチューニングにより、対象箇所で1.5倍の高速化、全体で1.3倍の高速化を達成することができた。

高精度なMPS法の半陰的解法の実装も行い、1微分演算の適合性、2ポアソン方程式の収束性、3ポアズイユ流れによる速度の検証、4液滴伸長解析による圧力の検証、5ダムブレイク解析による圧力の妥当性確認、6静止流体における剛体の浮力の検証、7複数剛体の接触挙動の確認の7項目のV&Vを実施した。気仙沼湾付近の鉄道施設に対する津波被害の定量的/定性的評価では、3段階のズームアップ解析を実施して、津波波源から気仙沼市街地にある駅舎に対して津波波圧を外力とした構造解析を実施した。流体には直径10cmの粒子を1.8億粒子用い、駅舎には要素サイズ5cmの有限要素メッシュを用い、400秒間の解析を実施した。駅舎がドアと窓が全て閉まっている構造の場合は、全て開いている構造の場合に対して最大相当応力を比較すると、解析終了時点で5.5倍の相当応力がかかることが確認できた。今回解析対象とした駅舎は、ドアと窓が全て開いている構造であったのが、大きく浸水被害を受けたにも関わらず原型を留め倒壊を免れた要因であると推測できた。浮遊物に関しては、33台の乗用車を配置し、駅舎の周りを浮遊する解析を実施し、乗用車の浮遊状況を確認することができた。研究期間を通しては、大規模分散メモリ並列粒子法フレームワークの開発によりLexADV_EMPSをオープンソースで公開し、流体構造連成解析手法の開発により津波波力による地上構造物の構造健全性を評価できる解析基盤の構築に成功した。本研究では、大規模分散メモリ並列粒子法フレームワークの開発と地上構造物に対する津波被害の定量的/定性的評価を実施した。大規模分散メモリ並列粒子法フレームワークの開発では、CPU/GPU/MIC向けの高速計算アルゴリズムの開発を行い、高精度なMPS法の半陰的解法の実装と検証を行った。地上構造物に対する津波被害の定量的/定性的評価では、気仙沼市街地にある駅舎に対して津波波圧を外力とした構造解析を実施し、構造健全性を評価した。加えて、33台の乗用車を配置し、駅舎の周りを浮遊する解析を実施した。本研究成果を、LexADV_EMPSという名前のオープンソースソフトウェアとしてWEBに公開した。2014年度は,交付申請書に記載した研究計画の通り研究開発を進めることができ,順調に研究開発が進められているため.MICのネイティブ実行の実装を,本研究課題の成果としては見送ることにし,代わりに京コンピュータ向けのチューニングを行ったこと以外は,順調に研究開発が進められている.平成28年度は,プロダクトランに向け研究開発を進める予定である.プログラミング著作権登録したオープンソースソフトウェアを公開しているWEBページ超並列計算現在のところ,順調に研究開発が進められているため,このまま交付申請書に記載した研究計画の通り研究開発を進める予定である.プログラミング著作権登録したオープンソースソフトウェアを公開しているWEBページ旅費の一部を他の研究費で賄うことができたため。解析モデル作成に利用する予定である。著作権登録したオープンソースソフトウェアを公開しているWEBページ
酵母発現系と遺伝子操作細胞を用いたアジオテンジンII受容体発現調節と機能解析

AT1増殖シグナル伝達におけるRas/MAPK上流で活性化される上皮成長因子受容体の役割アンジオテンシンII(AngII)は1型受容体(AT1)を介して強力な細胞増殖促進作用を発揮し心血管再構築や動脈硬化巣形成に深く関与する。私達は血管平滑筋細胞・心筋由来線維芽細胞を用いてAT1による細胞増殖・DNA合成・MAPK活性化にはPLC活性化に続くPKCでなく、Ca^<2+>/calmodulin系を介したチロシンキナーゼが重要であることを見いだした。さらにはAT1刺激によるMAPK活性化の上流でRas-GDPからRas-GTPへの変換が行われ、Shcも燐酸化されており、そのSchには上皮成長因子受容体(EGF-R)がassociationしていることを見いだした。特異的EGF-R拮抗薬やEGF-Rのdominant negative変異体はAT1刺激によるMAPK活性化を完全に抑制した。これはAT1によるMAPK活性化にはEGF-Rの共役活性化過程を介する重要なシグナル伝達経路が存在することを意味していた。同様のEGF-Rの共役活性化はendothelin-1,norepinephrine,vasopressinでも観察され、Gq蛋白を介したMAPK活性化経路におけるEGF-Rの活性化が普遍的に関与するという興味ある結果が得られた。
三次元ナノ構造体作製プロセスとその材料機能研究

最少ビーム径が5nmに達している集束イオンビーム技術は、エッチング、デポジション、ドーピングの多機能プロセスを実現する実用的なナノテクノロジーである。現在、デバイス故障解析、TEMの試料作製、量子デバイス、光デバイス等の不可欠な作製ツールとして広く用いられている。さらに、集束イオンビームを用いた立体ナノ構造形成技術は、三次元ナノテクノロジーとして期待される技術である。本技術は、以下の特徴を有する。1)集束イオンビームが5nm程度まで集束可能であるので、3次元CADデータを用いて、数10nmレベルの立体ナノ構造形成が可能である。2)ソースガスを変えることにより、金属、半導体、絶縁体等、多種の材料で、三次元ナノ構造形成が可能である。以下の課題に対する研究成果を得た。(1)FIB-CVDによるピラーを用いた多種ヤング率測定:C,W,Fe,SiO_2系ソースガスを用いて、ピラー作製を行い、共振法により、それぞれのヤング率測定を行った。さらにCとWに対しては、混合系についてもヤング率の測定を行った。これらのデータはFIB-CVDによるナノメカニカルシステム設計に有用である。(2)FIB-CVDを用いたナノ電磁石の作製:Feガスソースにより、ナノ電磁石を作製し、その動作を確認した。,この成果は、微少磁性計測等に応用展開される。(3)FIB-CVDを用いた細胞操作のための細胞切断ツールおよびナノネットの開発:植物細胞壁は硬いが、切断ツールを作製して、実際に細胞壁切断に成功した。さらにナノネットを試作し、水中にある直径2μmのプラスチック球の捕獲実験に成功した。(4)モルフォ蝶りん粉構造の作製と光学特性評価:モルフォ蝶の疑似りん粉構造をFIB-CVDにより、3Dデータをもとに作製する事に成功した。分光測定により、モルフォ蝶と同じ、ブールー発光の観測に成功した。FIB-CVDを用いた、任意形状の微小な立体ナノ構造形成技術が、エレクトロニクスからバイオテクノロジーまで広い範囲にわたるナノテクノロジーの中核技術の一つとして今後さらに発展する事が期待される。平成14年度においては、3次元CADを用いた計算機制御によるビーム空間制御システムの試作を行い、立体ナノ構造形成を試みた。具体的には、姫路工業大学が保有する集束イオンビーム装置を基本体として、ビーム制御部をパターン発生できるように改造試作した。(1)3次元描画システムの構築:3次元CADデータをスライス分割し、デジタルスキャンにより、立体構造形成が可能なシステムの構築を試みた。デジタルスキャン信号を集束イオンビーム装置本体のブランキング外部入力に接続し、ビームを3次元的にスキャンできるようにした。(2)立体ナノ構造形成:試作システムを用いて、立体ナノ構造形成を試みた。・ガラスキャピラリー上でのナノインジェクターの作製を行った。これまでのガラスキャピラリーの先端部を集束イオンビームエッチングにより平滑化し、その上にノズル状のナノインジェクターを作製した。先端形状はこれまでのミクロンオーダから100nmオーダの形状が作製可能となった。・空中配線の作製を行った。試作した立体ナノ構造システムを用いて、空中配線の形成条件を実験的に見出した。100nmレベルの空中配線が可能となった。しかし、基板上に通過するイオンが存在し、さらに適正照射条件を見出す必要がある。

以上のように、平成14年度目標である、3次元CADを用いた計算機制御によるビーム空間制御システムの試作を行い、立体ナノ構造形成が可能であることを実験的に確認した。平成15年度は、本システムを用いて、立体ナノ構造体の機能性評価を行う。最小ビーム径が5nmに達している集束イオンビーム技術は、エッチング、デポジション、ドーピング等の多機能プロセスを実現する実用的用なナノテクノロジーである。現在、デバイスの故障解析、TEMの試料作製、量子デバイス、光デバイス等の不可欠な作製ツールとして広く用いられている。さらに、集束イオンビームを用いた立体ナノ構造形成技術は、三次元ナノテクノロジーとして期待される技術である。本技術は、以下の特徴を有する。1)集束イオンビームのビーム径が5nm程度まで収束可能であるので、3次元CADデータを用いて、数10nmレベルの立体ナノ構造形成が可能である。2)ソースガスを変えることにより、金属、半導体、絶縁体等、多種の材料で、3次元ナノ構造形成が可能である。もちろん、一つの立体構造体で、部分的に材料を変える複合立体構造も可能である。集束イオンビームによる立体ナノ構造造形技術を用いることで、これまで実現できなかった空中配線技術、静電ナノアクチュエータ、バイオインジェクター及び静電ナノマニピュレータ等の立体ナノツールを非常に簡便なプロセスで作製することに成功した。さらに、ナノアクチュエータ動作が、ナノレベルで制御できることを確認した。また、蛾の複眼表面の無反射構造擬似ナノ構造およびモルフォ蝶の羽の擬似鱗粉構造をFIB-CVDにより造形できた。FIB-CVDを用いた、任意の形状の微小な立体ナノ構造形成技術が、エレクトロニクスからバイオテクノロジーまで広い範囲にわたるナノテクノロジー中核技術の一つとして今後さらに発展することが期待される。最小ビーム径が5nmに達している集束イオンビーム技術は、エッチング、デポジション、ドーピングの多機能プロセスを実現する実用的なナノテクノロジーである。現在、デバイス故障解析、TEMの試料作製、量子デバイス、光デバイス等の不可欠な作製ツールとして広く用いられている。1)集束イオンビームが5nm程度まで収束可能であるので、3次元CADデータを用いて、数10nmレベルの立体ナノ子湯像形成が可能である。2)ソースガスを変えることにより、金属、半導体、絶縁体等、多種の材料で。3次元ナノ構造形成が可能である。以下の課題に対する研究成果を得た。(1)FIB-CVDによるピラーを用いた多種ヤング率測定:C, W, Fe, SiO_2系ソースガスを用いて、ピラー作製を行い、共振法により、それぞれのヤング率測定を行った。さらに、CとWに対しては、混合系についてもヤング率の測定を行った。これらのデータはFIB-CVDによるナノメカニカルシステム設計に有用である。
新規形状記憶合金の開発ーその合金設計と創製プロセスー

本研究では,強磁性形状記憶合金あるいは高温形状記憶合金として期待されるNi-Fe-Ga合金およびNi-Fe-Ga-Co合金に注目し,マイクロ引下げ法を用いて,デバイス形状であるワイヤー状の単結晶を作製するための最適条件の探索および,その凝固特性や基礎物性を調査した.その結果,引下げ速度10mm/minで,直径1mmから3mm程度,長さ200mm程度のワイヤー状の単結晶を作製することに成功した.また,それらの結晶の有効分配係数は,ほぼ1であり,マクロ的偏析が非常に小さいことが明らかとなった.また,応力-温度状態図を作製した結果,その変態挙動はクラジウス.クラペイロンの法則に従うことが明らかとなった.本研究では,強磁性形状記憶合金あるいは高温形状記憶合金として期待されるNi-Fe-Ga合金およびNi-Fe-Ga-Co合金に注目し,マイクロ引下げ法を用いて,デバイス形状であるワイヤー状の単結晶を作製するための最適条件の探索および,その凝固特性や基礎物性を調査した.その結果,引下げ速度10mm/minで,直径1mmから3mm程度,長さ200mm程度のワイヤー状の単結晶を作製することに成功した.また,それらの結晶の有効分配係数は,ほぼ1であり,マクロ的偏析が非常に小さいことが明らかとなった.また,応力-温度状態図を作製した結果,その変態挙動はクラジウス.クラペイロンの法則に従うことが明らかとなった.本研究は,強磁性形状記憶合金と100°C以上で作動する高温形状記憶合金の組成最適化と種々の形状のデバイスサイズ単結晶育成プロセスを構築することを最終目的とする.このために,各種変態点の組成依存性と融点,分配係数のなどの凝固特性を系統的に調査し,良好な単結晶を得るための条件を確立するとともに作製した結晶の特性評価を行っている.本年度は, 2種類のNi-Co-Ga-Fe合金の凝固特性を調査した.まず,示差走査熱量計により液相線および固相線の測定を行い,その後,液相線および固相線の間で平衡化熱処理を施した試料の組織観察およびEDXによる局所組成分析を行い,固/液分配係数を測定しK_<Fe>=1.08, K_<Co>=1.16K_<Ga>=0.97という結果を得た.更に,アルミナルツボを使用したマイクロ引下げ法によりNi-Co-Ga-Fe合金の単結晶ワイヤーを作製し,その偏析傾向について調査を行った.ルツボ底部のマイクロノズル径が1mmおよび3mmの場合の固/液実効分配係数を測定した結果,予測としてはマイクロノズル径が大きくなるほど,ノズル部に吐き出された溶質とルツボ内液体の撹拌が進行し偏析が促進すると考えられたが,この実験の範囲内では大きな影響はなく,実効分配係数も1に近く偏析が小さい良質の結晶が得られることが明らかとなった.また,得られた単結晶について引張り試験を行った結果,良好な擬弾性特性を示すことが明らかとなった.本研究は,強磁性形状記憶合金と100°C以上で作動する高温形状記憶合金の組成最適化と種々の形状のデバイスサイズ単結晶育成プロセスを構築することを最終目的とする.このために,各種変態点の組成依存性と融点,分配係数のなどの凝固特性を系統的に調査し,良好な単結晶を得るための条件を確立するとともに作製した結晶の特性評価を行っている.本年度は,Ni_<50>Fe_<17>Ga_<27>Co_6およびNi_<49>Fe_<18>Ga_<27>Co_6合金の単結晶ワイヤーを作製し,その機械的性質について調査を行った.その結果,超弾性特性がクラジウスクラペイロンの式をみたすだけでなく,そのヒステリシスが高温になるほど小さくなることが明らかとなった.また,100°Cを越える温度領域で良好な擬弾性特性を得ることに成功した.このことは,高温形状記憶合金を実用化する上で大変重要なことである.また,高温形状記憶合金を探索する目的で,Ni_<57>Fe_<15>Ga_<28>,Ni_<59>Fe_<12>Ga_<29>,Ni_<58>Fe_<12>Ga_<30>,Ni_<60>Fe_<10>Ga_<30>,Ni_<34>Co_<34>Ga_<32>,Ni_<31>Co_<37>Ga_<32>,Ni_<28>Co_<40>Ga_<32>合金を作製した.室温で組織を観察したところ,全てがマルテンサイト組織を呈していた.その逆変態点を測定するためにDSCにて300°Cまで昇温したが,逆変態点は確認できなかった.このことは,これらの合金の逆変態点が非常に高いことを示している.今後,それらについて更なる検討を行う予定である.本研究は,強磁性形状記憶合金と100°C以上で作動する高温形状記憶合金の組成最適化と種々の形状のデバイスサイズ単結晶育成プロセスを構築することを最終目的とする.

このために,各種変態点の組成依存性と融点,分配係数のなどの凝固特性を系統的に調査し,良好な単結晶を得るための条件を確立するとともに作製した結晶の特性評価を行っている.本年度は,Ni_<50>Fe_<17>Ga_<27>Co_6およびNi_<49>Fe_<18>Ga_<27>Co_6合金の単結晶ワイヤーを作製しに及ぼす,引下げ速度の影響について調査を行った.その結果,最速で10mm/minの速度で引き下げることに成功した.また,引下げ速度を早くするほど,溶質の有効分配係数は1に近づき,マクロ偏析が小さくなることが明らかとなった.このことは,単結晶を効率よく製造できることを示しており,マイクロPD法が磁性形状記憶合金の単結晶ワイヤー作製に有効であることが明らかとなった.また,高温形状記憶合金を探索する目的で,Ni-fe-Ga系およびNi-Co-Ga系において,逆変態温度が100°Cを越える組成領域を明らかにした.これらの合金は,自動車用デバイスとして応用可能な高温形状記憶合金として期待できる.
レバノン地域社会の変容と再構築に関する人類学的研究

2012年度は、カナダにおける人類学的フィールドワーク調査を中心に研究をおこなった。4月6月に国内で調査準備(先行研究の整理、仮説的枠組みの設定)、およびこれまでの研究にかんする原稿執筆ののち、7月から8月にかけて調査をおこなった。調査・研究の趣旨は、カナダ=レバノン二国間での移動パターンや就業形態などの基礎的な調査である。その結果、レバノン内戦以前(1975年以前)に渡航した世代であっても、子弟が小中学校の課題で家系のルーツを調べたり、インターネットなどを介したコミュニケーション手段が発達したりすることで、それまでは家族史に関心をもたなかった人々が、自分たちの親族の移民史に興味をもち、レバノンと交流しだす様子をみてとることができた。また、とくにエドモントンにおいては、レストラン経営、理容・美容業に従事する人々が多いことがわかった。9月にはカナダ調査の経験も含め、フィールドワークについてのエッセイを執筆した。10月と11月には主としてレバノンでの調査結果をもとに口頭発表をおこなった。1月下旬から3月上旬にかけては、研究協力者として参加しているプロジェクトの一環で、ふたたびカナダに渡航し、夏の調査を拡充するかたちで、アルバータ州エドモントンにくらすレバノン系住民に焦点を当てて調査をおこなった。ここでは、レバノンの一村落出身の人々、とりわけレバノン内戦後に国を離れた世代が理容・美容業に進出し、カナダに定着する様子についてフィールドワークをおこなった。こうした成果は、特にレバノン内戦により大量の人口が流出したのち、人々がホスト社会に定着し、内戦が終結した現在、ふたたび本国との人的・物的な交流をおこなうようになったことを具体的に明らかにするものである。とりわけ、両国のあいだでの婚姻、カナダである程度成功した人々がレバノンで家を建てることをつうじて、二国間が緊密に結び付けられている様子を観察することができた。2010年度は、レバノン共和国カッブ・イリヤース市における人類学的フィールドワーク調査を中心に研究をおこなった。4月5月に国内で調査準備(先行研究の整理、仮説的枠組みの設定)ののち、6月にレバノンでの予備調査、8月11月に本調査をおこなった。フィールドワークでは、1,カッブ・イリヤース市というひとつのコミュニティ内部における政治経済的な変化について、市政関係者や住民への聞き取り調査(階層の変化、農業の組織化、インフラの整備等)をおこなった。あわせて、行政に関する文書資料・文献資料や、コミュニティに関する写真資料の収集もおこなった。この調査を通じ、レバノン独立以降、コミュニティの社会構成がさまざまな社会集団を基盤にして多様化・複合化していることがわかった。2.また、コミュニティの内部と外部を連結する要因として、移民の存在が重要であることがわかり、その概要について基礎的な調査をおこなった。ここでは、移民経験者への聞き取り(移住年代、居住パターン、移民相互の社会的ネットワーク等)、コミュニティ雑誌に掲載された移民情報の収集、「移民フェスティバル」に関する聞き取りが主眼となった。この調査からは、移民の存在が、コミュニティの流動性・多様性を強化していることがわかった。フィールドワークの成果については、その概要を口頭発表としてまとめた。また、調査資料をマクロ・ミクロの観点から理論化するための準備として、中東=ヨーロッパ地域間の相互関係史を扱ったユルドゥセフ氏の論文と、移民の移住プロセスを分析した豊田氏の論文を日本語に訳し、出版した。これら周辺分野の業績を摂取することにより、次年度以降の研究成果のとりまとめ、博士論文執筆に必要な理論的土台を得ることができた。2011年度は、レバノン共和国カッブ・イリヤース市における人類学的フィールドワーク調査を中心に研究をおこなった。4月5月に国内で調査準備(先行研究の整理、仮説的枠組みの設定)ののち、6月から10月にかけて調査をおこなった。調査・研究の趣旨は、同市における地域社会が、国家やグローバルなレベルでの、地域社会を超えたスケールのもとで、どのように動態的に生成・構築されているのかを明らかにすることであった。その結果、とりわけ移民および国外移住の側面から、顕著な調査成果が得られた。これまでは、ごく簡単な聞き取り調査しかできなかったのであるが、昨年度は、より詳細な聞き取りが可能となったのに加え、移民たちが夏季休暇を利用してレバノンでおこなう活動に、いくらかではあるが、参加し、観察できるようになったのである。これは、毎年のように現地を訪問することで、住民が次第にこちらの調査に理解を示すようになったことでもあるだろう。より具体的には、次のような成果が得られた。(1)国外在住の移民第二世代のなかに、レバノン本国から配偶者を得る者がおり、その場合、インターネットや交流サイトの発達が媒介になっていること。(2)他方で、移民第二世代と地域社会とのつながりは、特定の親族や友人を通した、いくぶん限定的なものにとどまること。(3)その結果、地域社会としての統合性が断片化する傾向がみられ、たとえば、もともとはこうした統合性を意図した「移民フェスティバル」の性格が変容したことなどである。こうした成果は、レバノンの一地方都市の地域社会が、グローバルなスケールでの人の交流のもとで、社会的・文化的側面において目立った変化を遂げていく様子を示している。昨年度の調査成果により、こうした問題を、特定の人物や状況を通して、日常の微細なレベルから検討することが可能となった。

調査・研究の趣旨は、カナダ=レバノン二国間での移動パターンや就業形態などの基礎的な調査である。その結果、レバノン内戦以前(1975年以前)に渡航した世代であっても、子弟が小中学校の課題で家系のルーツを調べたり、インターネットなどを介したコミュニケーション手段が発達したりすることで、それまでは家族史に関心をもたなかった人々が、自分たちの親族の移民史に興味をもち、レバノンと交流しだす様子をみてとることができた。また、とくにエドモントンにおいては、レストラン経営、理容・美容業に従事する人々が多いことがわかった。9月にはカナダ調査の経験も含め、フィールドワークについてのエッセイを執筆した。10月と11月には主としてレバノンでの調査結果をもとに口頭発表をおこなった。1月下旬から3月上旬にかけては、研究協力者として参加しているプロジェクトの一環で、ふたたびカナダに渡航し、夏の調査を拡充するかたちで、アルバータ州エドモントンにくらすレバノン系住民に焦点を当てて調査をおこなった。ここでは、レバノンの一村落出身の人々、とりわけレバノン内戦後に国を離れた世代が理容・美容業に進出し、カナダに定着する様子についてフィールドワークをおこなった。こうした成果は、特にレバノン内戦により大量の人口が流出したのち、人々がホスト社会に定着し、内戦が終結した現在、ふたたび本国との人的・物的な交流をおこなうようになったことを具体的に明らかにするものである。とりわけ、両国のあいだでの婚姻、カナダである程度成功した人々がレバノンで家を建てることをつうじて、二国間が緊密に結び付けられている様子を観察することができた。「9.研究実績の概要」に記したとおり、フィールドワークの成果としては、順調に、良質な結果を得られている。また、関連する文献資料についても一定の成果が得られた。他方、レバノン国内にとどまった人びとの視点からみた、地域社会の変容にかんする資料については、やや不足している。そのため、(2)と評価した。レバノン国内にとどまった人びとの視点からみた、地域社会の変容について資料を得ることが目下の課題である。この課題については、大きな困難が伴う。なぜなら、この課題は、レバノン内戦の経験と結びついており、レバノン国内では、この件について、オープンに語り合うことがいまだに困難な状況にあるからである。そのため、対応策としては、詳細な資料を得ること自体を放棄することが実際的だと思われる。むしろ、断片的な資料をもとに、歴史学・政治学等の、他の分野でなされている研究成果と照らし合わせ、実態を明らかにすることよりも、問題提起をするかたちで、研究の方向性を変えるべきだと思われる。加えて、政治的にセンシティブな問題を、科学の名のもとに明らかにしようとする態度そのものについても、反省的な批判が加えられなければならない。このような仕方で、実証よりは理論と反省に、力を注ぐことが、現段階の対応としては最良だと思われる。
開口時パノラマ撮影法を使った顎関節症型診断へのニューラルネットワークの応用

開口時回転パノラマ写真を使用した顎関節症症型診断に際して、主眼を円板動態異常を持つIII型と骨変形を主体とするIV型、およびその他のものの3群と規定した。その理由として、III型およびIV型の割合は顎関節症という種々の症状を持つ症候群の89割を占め、エックス線学的に何らかの兆候を示すためである。主題であるファジイ・ロジックとニューラルネットワーク・ロジックによる診断システムとの比較検討に関しては、まず昨年度に行ったファジイ推論診断システムの判定項目として使用した4項目を順次応用するとともに開口時回転パノラマ写真の際の顔面のブレを考慮する改良を加えた。(1)骨変形に関する下顎頭内外側皮質線の形態評価、(2)(1)の評価に関節隆起の形態の重みを加えたもの、(3)位置的評価として内側関節隆起最下点に対する内側下下顎頭頂の前後垂直的位置、(4)(3)に下顎頭の立ち上がり角度の重みを加えたもの、の4項目はそのまま使用し、新たに個々のデータをVASで数値化し、メンバーシップ関数を作成、非ファジイ化して〔If then〕ruleを使って判定した。この結果を第10回顎関節学会(札幌)において発表する。比較するニューラルネットワーク・ロジックにおいては、ニューロンモデル(multiple input neuron)を作成し、ネットワークを構築するだけの判断材料を現在の判定項目からだけでは得ることは不可能であったため、現在、以下のIII型からIV型へ以降する仮説を立て、そのモデル作成を行っている。モデルは三次元的な変形へ至る過程をMRI像から推定したもので、独自の推察に基づいている。その仮説は、(1)正常(健常)顎関節群、(2)靱帯の弛緩、不安定な支持から、円板転移・変形(後方肥厚部の肥厚)と下顎頭の後方偏位を起こした群、(3)運動制限に陥り頭頂部の造骨性変化を来たす群(4)次第に更なる円板転移によって下顎頭後方偏位の改善や頭頂部のビランや骨硬化を示す群、(5)終末期には萎縮性変化を示し下顎頭吸収を来す群であり、この過程でAdaptiveな変化から退行性変化へ進行しない条件として、関節面間応力の減少、潤滑の向上、運動域の改善、関節の安定性の4項目を設定した。この条件に基づいたニューロンモデル(multiple input neuron)からネットワークを構築する予定である。
CIP法によるレーザーマイクロ飛行機のシミュレーションとCO_2測定への応用

1.研究内容数センチ以下の飛行機を動力・制御装置なしに、地上からのレーザーにより飛行させる。動力はレーザー照射によるアブレーションで供給される。多数の紙飛行機を空に飛ばし、同時に別のレーザーで距離の測定と炭酸ガスの吸収率を測定し、炭酸ガス分布を三次元トモグラフィによって測定する方法を確立する事で京都議定書により2008年から実行に移される炭酸ガス削減の監視方法を提供する。この方式では、従来の単に金属や気体を加熱する方法とは全く異なり、水を高圧で噴き出す事で従来方法の千倍を越す駆動力を発生できる。このアイデアは1976年に矢部によって提案されたが、水を用いる方式は環境にも優しく推力が大きい事から世界的にも脚光を浴びている。例えば、Nature Science Update2002/6/10,New York Times 2002/7/2で大きく報道された。2.本年度の研究実績(1)三次元シミュレーション以前我々が提案していたターゲットに金属を用いる手法は金属ガスが環境に影響を及ぼす可能性がある事から、金属を用いない水膜のみを用いたWater Film Cannon (WFC)ターゲットを開発した。更にレーザー吸収過程に基づくプラズマ生成過程を付加した、高精度固気液統一解法であるCIP法による3次元シミュレーションコードを用いてターゲットの挙動・現象の解析を行い、ターゲットの最適設計を行う事に成功した。(2)追尾方法の検討飛行機の動きを追尾する為のレンズ系・センサー系の検討及び、制御システムの検討・開発を行った。(3)マイクロ飛行機の高推進化より効率が高く小型の推進を目指してまずはWFCターゲットの基礎的実験を行い、実験結果をシミュレーションにより再現・物理現象の解明に成功した。更に融解・蒸発過程を含めた現象を計算し、最適な水膜厚さ等を調べる事で高推進化を図った。1研究内容数センチ以下の飛行機を、地上からのレーザー照射によるアブレーションを動力として飛行させる。多数の紙飛行機を空に飛ばし、同時に別のレーザーで距離の測定と炭酸ガスの吸収率を測定し、三次元的な炭酸ガス分布を測定する方法を確立する。これにより、京都議定書により2008年から実行に移される炭酸ガス削減の監視方法を提供する。すでに、世界で始めてわずか0.5Wのレーザーで紙飛行機を1回のレーザー照射で飛ばすことにはすでに成功し、また連続照射にも成功した。この方式では、従来の単に金属や気体を加熱する方法とは全く異なった、水を高圧で噴き出し、従来法の千倍を越す駆動力を発生できる。このアイデアは1976年に矢部によって提案されたものであるが、このように水を使う方式は、環境にもやさしく推力が大きいことから、世界的にも脚光を浴びている。例えば、Nature Science Update 2002/6/10,New York Times 2002/7/2で大きく報道された。2本年度の研究実績(1)飛行原理の三次元シミュレーション我々が設計している炭酸ガスの吸収の計測に用いる紙飛行機はほとんど厚さがなく、気流によって柔らかく変形する。このような飛行機の風洞実験を行い、また、詳細に現象を解明する為に、高精度固気液統一解法であるCIP法を用いた三次元シミュレーションコードを開発し、流体との相互作用を含めた紙飛行機の最適設計を行う手法を確立した。(2)追尾方法の検討飛行機の動きを追尾するための、レンズ系やセンサー系の検討及び、制御システムの検討を行った。(3)マイクロ飛行機の高推進化より効率が高く小型の推進を目指して、レーザー吸収過程や融解・蒸発過程を含めた現象を計算し、最適な物質や配置を調べた。

多数の紙飛行機を空に飛ばし、同時に別のレーザーで距離の測定と炭酸ガスの吸収率を測定し、炭酸ガス分布を三次元トモグラフィによって測定する方法を確立する事で京都議定書により2008年から実行に移される炭酸ガス削減の監視方法を提供する。この方式では、従来の単に金属や気体を加熱する方法とは全く異なり、水を高圧で噴き出す事で従来方法の千倍を越す駆動力を発生できる。このアイデアは1976年に矢部によって提案されたが、水を用いる方式は環境にも優しく推力が大きい事から世界的にも脚光を浴びている。例えば、Nature Science Update 2002/6/10,New York Times 2002/7/2で大きく報道された。2.本年度の研究実績(1)三次元シミュレーション以前我々が提案していたターゲットに金属を用いる手法は金属ガスが環境に影響を及ぼす可能性がある事から、金属を用いない水膜のみを用いたWater Film Cannon(WFC)ターゲットを開発した。更にレーザー吸収過程に基づくプラズマ生成過程を付加した、高精度固気液統一解法であるCIP法による3次元シミュレーションコードを用いてターゲットの挙動・現象の解析を行い、ターゲットの最適設計を行う事に成功した。(2)追尾方法の検討飛行機の動きを追尾する為のレンズ系・センサー系の検討及び、制御システムの検討・開発を行った。(3)マイクロ飛行機の高推進化より効率が高く小型の推進を目指してまずはWFCターゲットの基礎的実験を行い、実験結果をシミュレーションにより再現・物理現象の解明に成功した。更に融解・蒸発過程を含めた現象を計算し、最適な水膜厚さ等を調べる事で高推進化を図った。