hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キーストロークパターンを利用した認証システムの開発と評価

個人認証システム研究の一つに打鍵データから個人認証を行うシステムがあるが,その多くは個人の特徴量として打鍵間時間を用いており,いくつかの手法がある.これらの手法は,認証の際に入力するデータが15文字程度と多いため,入力するデータが4桁の暗証番号のように少ない場合,打鍵間時間は目視で確認しやすく他人に偽造される危険性が大きい.そこで,本研究はキーを押す際の圧力(打鍵力)が目視で確認しにくく偽造される恐れが少ないことに着目し,打鍵力,打鍵間時間,および接触時間(キーに触れている時間)の特性に基づく個人認証を行うシステムの開発をおこなった.特に本年度は力の時間変動の積分値と隣接打鍵間時間を特徴量に加え,システムの評価に関して2つの実験を行った.第1の実験は本人拒否率を調べる実験である.被験者9名にパスワードを充分に練習して記憶してもらったうえで,14週間後にそれぞれ打鍵パターンを再現してもらった.第2の実験として,被験者が他人のなりすましをおこなった際の打鍵パターンを測定し他人受入れ率を調べる実験をおこなった.これは被験者3名に充分にまねができるまで繰り返しビデオに撮った他人の打鍵パターンを見てもらい,その打鍵パターンを真似するように20回打鍵してもらうものである.両実験の結果,本年度に導入した力の時間変動の積分値と隣接打鍵間時間は,各々の主効果に関して有意に変動した.試行回数や経過時間のばらつきは,各被験者の各キーに対して認証に用いる基準値を設け,閾値を適切に設定することにより変動を認証の許容範囲内に収めることができると考えられた.また,全ての特徴量を導入して性能を検討したところ,等誤り率は0.5%となった.これはほかの署名や声紋といった行動的特徴量を利用するシステムと比較しても認証制度が優れており,本システムはATMなどに対するセキュリティ向上に有効であると考えられる.個人認証システム研究の一つに打鍵データから個人認証を行うシステムがあるが,その多くは個人の特徴量として打鍵間時間(キーを打つタイミング)を用いており、いくつかの手法がある。これらの手法は、認証の際に入力するデータが15文字程度と多いため、入力するデータが4桁の暗証番号のように少ない場合、打鍵間時間は目視で確認しやすく他人に偽造される危険性が大きい。そこで、本研究はキーを押す際の圧力(打鍵力)が目視で確認しにくく偽造される恐れが少ないことに着目し、打鍵力,打鍵間時間,および接触時間(キーに触れている時間)の特性に基づく個人認証を行うシステムの開発をおこなった。システムの評価に関して2つの実験を行った。第1の実験は本人拒否率を調べる実験である.被験者9名にパスワードを充分に練習してもらい,記憶してもらったうえで,110週間後にそれぞれ打鍵パターンを再現してもらった。第2の実験として,被験者が他人のなりすましをおこなった際の打鍵パターンを測定し他人受入れ率を調べる実験をおこなった.これは被験者9名に充分にまねができるまで繰り返しビデオに撮った他人の打鍵パターンを見てもらい、その打鍵パターンを真似するように20回打鍵してもらうものである。両実験の結果,接触時間は、被験者,キー,試行回数,経過時間の主効果に関して有意に変動した。試行回数や経過時間のばらつきは被験者やキー間のばらつきに比べると十分に小さいため、各被験者の各キーに対して認証に用いる基準値を設け、閾値を適切に設定することにより打鍵ごとによる接触時間の変動を認証の許容範囲内に収めることができると考えられた。また、打鍵力,打鍵間時間,および接触時間を導入して性能を検討したところ,等誤り率は2.4%となった。以上のことから,本研究で開発されたシステムはATMなどに対するセキュリティ向上に有効であると考えられる。個人認証システム研究の一つに打鍵データから個人認証を行うシステムがあるが,その多くは個人の特徴量として打鍵間時間を用いており,いくつかの手法がある.これらの手法は,認証の際に入力するデータが15文字程度と多いため,入力するデータが4桁の暗証番号のように少ない場合,打鍵間時間は目視で確認しやすく他人に偽造される危険性が大きい.そこで,本研究はキーを押す際の圧力(打鍵力)が目視で確認しにくく偽造される恐れが少ないことに着目し,打鍵力,打鍵間時間,および接触時間(キーに触れている時間)の特性に基づく個人認証を行うシステムの開発をおこなった.特に本年度は力の時間変動の積分値と隣接打鍵間時間を特徴量に加え,システムの評価に関して2つの実験を行った.第1の実験は本人拒否率を調べる実験である.被験者9名にパスワードを充分に練習して記憶してもらったうえで,14週間後にそれぞれ打鍵パターンを再現してもらった.第2の実験として,被験者が他人のなりすましをおこなった際の打鍵パターンを測定し他人受入れ率を調べる実験をおこなった.これは被験者3名に充分にまねができるまで繰り返しビデオに撮った他人の打鍵パターンを見てもらい,その打鍵パターンを真似するように20回打鍵してもらうものである.両実験の結果,本年度に導入した力の時間変動の積分値と隣接打鍵間時間は,各々の主効果に関して有意に変動した.試行回数や経過時間のばらつきは,各被験者の各キーに対して認証に用いる基準値を設け,閾値を適切に設定することにより変動を認証の許容範囲内に収めることができると考えられた.

また,全ての特徴量を導入して性能を検討したところ,等誤り率は0.5%となった.これはほかの署名や声紋といった行動的特徴量を利用するシステムと比較しても認証制度が優れており,本システムはATMなどに対するセキュリティ向上に有効であると考えられる.
時間領域における電磁波を用いた不可視物体の識別と同定の研究

1.電磁波による散乱導体の形状推定:(1)一次元形状推定:本研究者らが提案している修正拡張物理光学近似法に基づく形状推定法を,任意の散乱導体に適用した結果,平面波の入射軸に沿って散乱体の表ばかりでなく,裏側の形状も精度よく推定できることが理論的に明かとなった。次に,電波無響室内に導体球,角柱などを設置し,散乱体からのパルス応答から散乱体の形状を推定した結果,理論から予想された形状とほぼ同様の形状が推定でき,本手法の有効性が実験的に確認された。しかし,入射平面波の偏波によっては推定精度が悪くなる。これを改善することが平成4年度の検討課題として残されていたが,まだ解決には至っていない。(2)2次元形状推定:入射角を変化させて得られる一次元の形状推定結果を合成することによって散乱体の形状を2次元的に推定する方法を考察し,その有効性を多くの数値シミュレーションによって確認した。2.地中埋設物の探査に関する研究:(1)埋設物による電磁波の過渡散乱解析:地中に導体円柱が埋設され,地上にダイポールアンテナあるいはループアンテナが置かれている場合の過渡電磁界を理論的・実験的に解析した結果,埋設物による散乱波は,幾何光学波,直達波,ラテラル波およびそれらの合成波によって説明できることが分かった。次に,地中に導体,誘電体が埋設され,地上に吸収体装荷キャピティ付きアンテナが置かれている場合の2次元過渡散乱特性を数値的に解析する手法を開発し,キャピティ,吸収体が電磁波の散乱特性に与える影響を明らかにした。(2)地中埋設物の2次元イメージング:地下の埋設物を地上からアクティブにイメージングする手法を開発し,その有効性を数値シミュレーション・モデル実験によって明らかにした。この方法は全く独自の新しい方法である。1.時間領域での散乱波測定法の確立:現有の電波無響室の特性を改善した後に,導体球,円柱導体のような標準導体を設置し,散乱体からのパルス応答を測定した.数値計算との比較を行った結果,実験値と理論値とがよく一致することから本測定法の有効性が確認された.2.電磁波による散乱導体の形状推定:(1)一次元形状推定:本研究者らが提案している修正拡張物理光学近似法に基づく形状推定法を,任意の散乱導体に適用した結果,平面波の入射軸に沿って散乱体の表ばかりでなく,裏側の形状も精度よく推定できることが理論的に明かとなった.しかし,入射平面波の偏波によっては推定精度が悪くなる.これを改善することが平成4年度の検討課題として残された.(2)2次元形状推定:入射角を変化させて得られる一次元の形状推定結果を合成することによって散乱体の形状を2次元的に推定する方法を考案し,その有効性を数値シミュレ-ションによって確認した.3.地中埋設物の探査に関する研究:(1)埋設物による電磁波の過渡散乱解析:地中に導体円柱が埋設され,地上にダイポ-ルアンテナあるいはル-プアンテナが置かれている場合の過渡電磁界を理論的・実験的に解析した結果,アンテナが埋設物の真上近傍にある場合には幾何光学波,離れた場合には直達波,ラテラル波およびそれらの合成波によって説明できることが分かった.次に,地中に埋設された導体,誘電体による2次元過渡散乱特性を数値的に解析する手法を開発した.(2)地中埋設物の2次元イメ-ジング:地中の線状電流源の位置を地上からパッシブにイメ-ジングする方法を考案した.

この方法は,厳密なイメ-ジング手法であり,全く独自の新しい方法である.次に,このパッシブイメ-ジング法を埋設物のアクティブイメ-ジングに拡張し,その有効性を数値シミュレ-ション・モデル実験によって明らかにした.1.電磁波による散乱導体の形状推定:(1)一次元形状推定:本研究者らが提案している修正拡張物理光学近似法に基づく形状推定法を,任意の散乱導体に適用した結果,平面波の入射軸に沿って散乱体の表ばかりでなく,裏側の形状も精度よく推定できることが理論的に明かとなった.次に,電波無響室内に導体球,角柱などを設置し,散乱体からのパルス応答から散乱体の形状を推定した結果,理論から予想された形状とほぼ同様の形状が推定でき,本手法の有効性が実験的に確認された.しかし,入射平面波の偏波によっては推定精度が悪くなる.これを改善することが平成4年度の検討課題として残されていたが,まだ解決には至っていない.(2)2次元形状推定:入射角を変化させて得られる一次元の形状推定結果を合成することによって散乱体の形状を2次元的に推定する方法を考察し,その有効性を多くの数値シミュレーションによって確認した.2.地中埋設物の探査に関する研究:(1)埋設物による電磁波の過渡散乱解析:地中に導体円柱が埋設され,地上にダイポールアンテナあるいはループアンテナが置かれている場合の過渡電磁界を理論的・実験的に解析した結果,埋設物による散乱波は,幾何光学波,直達波,ラテラル波およびそれらの合成波によって説明できることが分かった.次に,地中に導体,誘電体が埋設され,地上に吸収体装荷キャビティ付きアンテナが置かれている場合の2次元過渡散乱特性を数値的に解析する手法を開発し,キャビティ,吸収体が電磁波の散乱特性に与える影響を明らかにした.(2)地中埋設物の2次元イメージング:地下の埋設物を地上からアクティブにイメージングする手法を開発し,その有効性を数値シミュレーション・モデル実験によって明らかにした.この方法は全く独自の新しい方法である.
沖縄における身体の近代化-御冠船踊りの受容をめぐって-

本研究は、近世琉球における宮廷芸能であった御冠船踊りの近代における受容を通して、身体において沖縄がどのような近代をめざしたかを解明することを目的とした。この課題に対する資料として当初は新聞記事と写真を予定したが、後者については思わしい結果が出なかったので途中で断念し、県内発行の地方紙から「琉球芸能」関係の範囲で記事を収集し、戦前部分については記事全文の翻字、戦後、昭和47年の本土復帰までの記事は、見出しを年表化した「琉球芸能関係新聞記事索引」を作成した。これら資料を駆使した本格的研究は今後に俟つことになるが、研究課題について次のような所見を得るにいたった。(1)昭和前期に活躍した玉城盛重を規範とする傾向が戦前からみられ、戦後の文芸復興期に神話化されたこと、(2)戦後の米軍統治期に本土への芸能進出を図ったことから、本土の視線が強く伝承に影響を与えたこと、(3)明治期に芝居の場で伝承されるようになる御冠船踊りの端踊りが戦後には女性を主な担い手とする琉球舞踊となり、近世を相対化しない女性的感覚で捉え直されたこと。以上の諸点から、近世の芸能を古典として継承するに際して歴史の相対化が希薄であり、近代の身体を近世のそれに対置することなく、近代の身体で近世を処理することによって近代そのものもまた曖昧なまま現在に至ったということができよう。明治政府以降の沖縄政策がこれに影響していることは看過できないが、今なお沖縄は近代の確立が不十分であるといわざるをえない。「沖縄における身体の近代化-御冠船踊りの受容をめぐって-」と題する本研究は、近世の宮廷芸能である御冠船踊りの近代における継承を通して、沖縄における身体の近代化を明らかにすることを目的とする。平成17年度は当該課題の資料を収集、整理することを研究目的とした。資料は新聞記事と写真を中心とし、前者については明治期から沖縄の本土復帰(昭和47年)の期間の地元紙を対象として、マイクロフィルムまたはCD-ROMによって収集し、芸能関係記事の見出しを拾って編年する作業を行った。後者については、写真集、文献、実物など、琉球芸能に関わる写真を収集し、データベース化を行い、現在約350葉が得られている。これらの資料収集とは別に、次年度以降の研究分担者の論文執筆の基礎とすべく、沖縄県立芸術大学/民族芸術研究フォーラムとの共催で、「民族芸術と近代化」をテーマとする研究会(2月18日)を行った。資料の詳細な分析は今後の課題であるが、新聞記事および写真資料を概観しての知見としては、(1)宮廷の御冠船踊りが庶民を観客とする興行の場に移されたことにより、庶民の理解しやすい庶民に近い身体を用いるようになったこと。(2)戦後の良家の子女を出自とする女性舞踊家が伝承の主流となることによって、芝居者という玄人の身体から素人の身体となったこと。(3)昭和初期から戦後に至る琉球芸能の本土進出によって、本土の眼差しの求める身体に変化したこと。が挙げられる。芸能研究の成熟していない沖縄にあっては基礎資料の整備が緊要な課題であり、本研究においても、沖縄県内で発行された新聞の琉球芸能関係記事の集積を第一の作業とした。戦前の分についてはマイクロフィルム等による新聞資料を入手し、また大野道雄氏から膨大な芸能関係記事のスクラップの提供を受け、翻字してデータベース化する作業がほぼ終了に近づいている。研究補助者によって起こされた原稿を研究分担者が校閲することによって完成稿を得るという手続きで、平成19年度に研究分担者が各自で取り組む論文の主要な資料となることが期待される。

また沖縄の本土復帰の年である昭和47年を区切りとする戦後の分については、記事の量が膨大であるために、新聞資料をマイクロリーダーによって閲読し、芸能関係記事を抽出、プリントして記事の見出しのみ資料化している。これを年表の形式で編年することにより、琉球芸能の戦後史の年表が得られ、また見出しから記事へたどることが意図されているので、「琉球芸能関係新聞記事索引」と題している。戦後についても作業はほぼ終了し、点検を経て研究分担者の共有する基礎資料となる。他方、芸態的アプローチとしては、近代における御冠船踊りの受容者として玉城盛重、玉城金三という対照的な二人を取り上げた。玉城盛重は都市において御冠船踊りを近代化、洗練した芸能家の代表であり、玉城金三は御冠船踊りの地方に伝播して伝承された村踊りのなかで御冠船踊りを近代的に解釈した芸能家であり、とくに後者については東村有銘の村踊りに伝承される女踊りの映像資料を収集し、ここに御冠船踊りの近代における受容の事例をみようとした。本研究は、近世琉球における宮廷芸能であった御冠船踊りの近代における受容を通して、身体において沖縄がどのような近代をめざしたかを解明することを目的とした。この課題に対する資料として当初は新聞記事と写真を予定したが、後者については思わしい結果が出なかったので途中で断念し、県内発行の地方紙から「琉球芸能」関係の範囲で記事を収集し、戦前部分については記事全文の翻字、戦後、昭和47年の本土復帰までの記事は、見出しを年表化した「琉球芸能関係新聞記事索引」を作成した。これら資料を駆使した本格的研究は今後に俊つことになるが、研究課題について次のような所見を得るにいたった。(1)昭和前期に活躍した玉城盛重を規範とする傾向が戦前からみられ、戦後の文芸復興期に神話化されたこと、(2)戦後の米軍統治期に本土への芸能進出を図ったことから、本土の視線が強く伝承に影響を与えたこと、(3)明治期に芝居の場で伝承されるようになる御冠船踊りが戦後こは女性を主な担い手とする琉球舞踊となり、近世を相対化しない女性的感覚で捉え直されたこと。以上の諸点から、近世の芸能を古典として継承するに際して歴史の相対化が希薄であり、近代の身体を近世のそれに対置することなく、近代の身体で近世を処理することによって近代そのものもまた曖昧なまま現在に至ったということができよう。明治政府以降の沖縄政策がこれに影響していることは看過できないが、今なお沖縄は近代の確立が不十分であるといわざるをえない。
これからの消費社会に適合する消費者心理指標の構築

本研究は,現行の消費態度モデル(内閣府の消費者態度指数に代表される消費者心理指標など)の有用性が低下しているという仮説を検証し,これからの消費社会に適合するモデルに向けて再構築を目指すものである。「高度経済成長後に消費経験を積んだ世代(ポスト成長世代)の消費行動は,大衆社会化が進んだ経済成長期に開発された現行の消費態度モデルでは十分に説明できない」という仮説を,量的調査データにより検証する。また,質的調査により消費者が望む消費生活目標を探り,その結果を量的調査の調査票作成に活かし,これからの消費態度モデルに有効と考えられる心理要因を明らかにする。研究初年度は消費者が手に入れたいと望む生活や豊さ観について半構造化インタビューを実施し,グラウンデッド・セオリー・アプローチにより仮説モデルを構築した。次年度は仮説検証のために,パネル設計のインターネット調査(6月に消費態度を尋ねる本調査,半年後に,過去半年間の消費行動を尋ねる追跡調査)を行った。最終年度(延長年度含む)はパネルデータをもとに,消費のトータルモデル(研究代表者が2004年に作成。6月の消費態度とその後半年間の消費行動との因果関連をモデル化)を利用した仮説検証を行った。データを15歳刻みの年齢階層(若・壮・中・高)に分割して構造方程式モデリングの多母集団分析により,ポスト成長世代を中心とする壮年層は,高度成長世代の団塊世代を中心とする高年層に比べ,消費行動を規定する購買意欲の効果が半分程度にとどまることが明らかになった。また,購買意欲を説明する消費態度モデルの説明力も低い。ミレニアル世代を中心とする若年層は壮年層よりさらに購買意欲の効果は小さく,消費態度モデルの説明力も低下することがわかった。これらの成果は学術論文や書籍にまとめ,今後発表していく予定である。モデル再構築については引き続き研究を進める予定である。平成27年度研究は,消費生活に関するアスピレーション(より望ましい生活を手に入れようとする要求)について理解を深めるために,探索型の質的調査研究を行った。消費者が手に入れたいと望む生活の内容を明らかにし,それを手に入れようとする要求が,どのような消費態度や行動につながるのかを明らかにすることが目的である。アスピレーションと消費の関係について概念モデルを構築するために,個人に対する半構造化インタビューを行い,グラウンデッド・セオリー・アプローチ(GTAと略記)の手法を用いて分析した。分析の結果,消費者が手に入れたいと望む生活として,[安心した生活][身の丈の暮らし][充実した生活]という3つの概念を見出すことができた。これらを〈望む生活〉としてまとめる一方,[お金に困らないこと][好きに使える時間][人との関わり]という概念を〈豊かさ〉としてまとめた。〈豊かさ〉と〈望む生活〉は,社会関係資本である〈人のつながり〉とも相互関係にあり,〈生活設計〉や〈先行き見通し〉とともに,消費態度や行動を規定する。最終的に構築したモデルからは,次の2つの仮説を導出することができた。一つ目は,お金に困らないことを生活の基本要件とし,身の丈の安心な生活を望むアスピレーションは,家計を圧迫する二大費目である教育関係費と住宅関係費に備える消費態度につながること。二つ目は,人と関わり,好きに使える時間を持ち,充実した生活を望むアスピレーションは,旅行・レジャー・つきあいや,趣味・自己投資の消費につながること。これらの仮説を検証するために,平成28年度は質問紙調査を実施する予定である。本研究では,実証的な手法によって〈望む生活〉〈豊かさ〉の内容を探索した。豊かさに関する論考は数多いが,データに基づく実証研究は少ない。今回,GTAを用いることで,深い内容の考察を実証的にできたことの意義は大きいと考える。本研究は,精度の高い消費予測に資する消費者心理の側面を明らかにすることを目的としている。そのために,平成27年度は,(1)家計の収入と消費支出,消費者心理に関する時系列の集計データを利用したマクロレベルの消費分析,(2)問題探索型の質的調査(消費生活に関するアスピレーションを探る目的でインタビューを実施)によるミクロレベルの分析,この2つを計画した。このうち,(1)のマクロレベルの研究は当初の見込みよりやや遅れ気味だが,(2)のミクロレベルの研究は,インタビュー調査の実施,分析を終え,目的とした概念モデルの構築まで進めることができた。平成28年度は,当初計画通りに,モデルから導出した仮説を検証するための質問紙調査を行う。当初の研究計画を逸脱することなく,おおむね順調に進展していると考える。平成28年度研究は,前年度の質的研究に基づいて構築した消費生活に関するアスピレーション(望む生活や豊かさ観)と消費態度との関連についての仮説を検証するために,質問紙調査を行った。調査は,消費態度や支出意欲と実際の支出行動との関連を明らかにするために,6月に本調査,その回答者に翌年1月に追跡調査を行う設計とした。調査対象者は,首都圏在住の二人以上世帯の世帯主もしくは配偶者(2079歳)で,実査委託会社のモニターへのインターネット調査として実施した。回収数は5146。なお,28年度研究では6月調査データを利用し,主に2つのテーマで分析を進めた。一つ目は,前年度の質的研究をもとに立てた仮説モデルの量的データによる検証である。重視する「豊かさ」によって「望む生活」が異なり,消費分野による支出意欲の差が生じていることを,消費者資源の個人差の観点を含めて明らかにした。

分析では,所得や貯蓄などの金資源以外に,時資源(ゆとりの時間)や人資源(社会関係資本)も消費者資源として取り上げた。消費意欲の分析において従来にない複眼的な視座からの分析が可能となった。資源の測定方法に課題が残るものの,意義があったと考える。もう一つは,高度経済成長期を背景に構築された消費態度モデル(景気や家計など消費環境の変化に対する評価ー楽観的な態度ーが支出意欲を規定するというモデル)の見直しを目的にしたものである。従来モデルにあった「変化に対する評価」という認知要素に加えて,不安感や充足感といった感情要素を含めた新たなモデルを構築した。高度成長期とは異なり,「向上への変化」の期待が弱まり,将来不安が広がる現代において,「安定」や「持続可能性」を求める消費者の消費意欲を把握するためには,変化についての評価という認知要素だけでなく,不安や幸せ感といった感情要素を勘案することの必要性を指摘することができた。平成28年度の研究実施計画は,前年度の研究に基づいて構築した仮説を検証するために,パネル設計の質問紙調査を行い,量的データによる分析を行うことであった。調査は28年6月に第1回目を実施し,回答者に対する追跡調査を29年1月に実施した。28年度の研究は6月調査データを利用したものが中心となり,前年度研究を基に立てた仮説の検証,および,消費態度モデルの再構築の試みを行った。当初の研究計画を逸脱することなく,おおむね順調に進展している。なお,追跡調査データを利用し,消費態度や支出意欲と実際の支出行動との因果関連を分析し,新版消費態度モデルの有用性を検証するのは29年度の研究内容となる。平成29年度研究は、前年度調査で得られたパネルデータを用いて、幸福感と消費・貯蓄行動の関連を明らかにする研究をおこなった。パネルデータは、28年6月に本調査(インターネット調査)を実施し、その回答者に対して29年1月に追跡調査を実施して得たもの。6月調査で幸福感や生活の満足度、暮らし向き意識などを質問し、半年後の追跡調査で、過去半年間の貯蓄増減と消費分野ごとの支出実績を質問した。研究目的は、幸福感が消費支出行動を促進するのか、それとも貯蓄行動を促進するのかを明らかにすることである。先行研究からは両方の結論が得られている。本研究では、幸福感を説明変数として、貯蓄行動を目的変数とするモデルと消費支出行動を目的変数とするモデルの分析を行った。その結果、幸福感は消費も貯蓄も促進することがわかった。貯蓄や消費の変数として利用したデータが金額データではないため、貯蓄性向や消費性向のように合計で1となる関係として捉えることはできない。このため、貯蓄と消費のどちらの方により幸福感のプラス効果があるかは明らかにできなかったものの、両方に促進効果があることがわかった。27年度研究からは、現代の消費者の生活目標が「身の丈の安心した生活」「人と関わる充実した生活」にあることがわかった。また、28年度研究からは、消費意欲を規定する要因として、従来の消費予測指標で用いられてきた景気や家計など消費環境の変化に対する評価(良化、不変、悪化)に加えて、不安感や幸福感を用いる必要性が示された。
シンプルなパターン分類アルゴリズムを用いた全方位画像による屋内位置推定

研究目的:近年, GPSの使えない屋内での自己位置推定のため,センサ類を用いて環境の情報を取得する方法の他,ビーコンや無線LANを用いる方法など多く検討されている。その一つに,全方位カメラの画像を用いる方法があるが,しかし,その演算コストは非常に高く,推定地点数の増加により演算量は膨大になるため負荷が大きいという問題がある。そこで本研究では,多地点での全方位画像による屋内位置推定を低負荷で行うため,位置推定に演算コストの低いシンプルなパターン分類アルゴリズムを用いる方法について,シミュレーション実験により有効性を確認した。研究方法:シミュレーション実験では,全方位画像のデータセットを用いて,テスト画像がどの位置の学習画像と最も類似しているかをシンプルなパターン分類アルゴリズムにより決定する実験を行った。データセットは,別室の10地点,及び,同室の約2メートル間隔の10地点の2種類のデータで,汎化のため全方位カメラの向きや位置を変動させながら1地点につき50枚ずつ撮影して作成した。パターン分類アルゴリズムでは,前処理として,まず全方位カメラのカラー画像をグレースケール画像に変換した後,その縦方向と横方向の射影ヒストグラムを離散フーリエ変換して縦横2つの振幅スペクトルを求め,その中で特徴がよく表れている低周波の合計14成分の振幅値を分類のための特徴ベクトルの要素とした。類似度評価には,テストデータのベクトル要素それぞれが学習データの上限値と下限値の間にあるかを比較判定するシンプルな範囲チェックを用いた。研究成果:実験結果は, 1地点につき10枚ずつランダムにデータを抽出して学習し,残りのデータでテストする形で100回繰り返し行い,その平均で求めた。位置推定の精度としては,別室で99.3%,同室で98.7%となり,シンプルなパターン分類アルゴリズムを用いた全方位画像による屋内位置推定の有効性が明らかになった。
嫌気的条件センサー蛋白質の結晶学的研究

A)嫌気的条件センサー蛋白質ArcBにおける蛋白質リン酸化を中心としたリン酸転移反応におけるHis、Asp及び金属イオンの役割大腸菌由来の嫌気的条件センサー蛋白質ArcBのドメイン構成は複雑であり、N末端側から、アンカー部分、受容体ドメイン、HPK(ヒスチジン蛋白質キナーゼドメイン)ドメイン、分子内レシ-バ・ドメイン、そしてもう一つのヒスチジンを含むリン酸転移(HPt)ドメインをもつ。ここではATPからのHPKドメインへの自己リン酸化に続いて、分子内レシ-バ・ドメイン、HPtドメインそして標的レギュレータ蛋白質のレシ-バ・ドメインへの複雑なリン酸転移が起こる。本年度世界に先駆けて構造決定したArcBのHPtドメインの活性部位を詳述し、レシ-バ・ドメインとの関係を考察した。B)ヘムをもつ転写因子CooAの大量精製と結晶化の試み第4班班員である青野重利博士が単離し、精力的に分子生物学的、生化学的、および分光学的解析を推進されている光合成細菌由来のCooAは一酸化炭素センサーとしてのヘムをもつ珍しい転写因子である。この三次元構造を明らかにする目的で大量精製系を確立した。現在、酸化型CooAの結晶化を試みている。また、還元型、及び一酸化炭素結合型CooAの大量調整と結晶化実験系の確立を努力している。Z-DNA結晶は1.2Aから1.0Aに及ぶ高分解能のX線回折データを与えるので、金属イオンや溶媒分子とDNAとの相互作用を精密の解析するのに最適である。今回、スペルミジン及びサーモスペルミン(高度高熱菌由来)を含む結晶の高精度構造解析を行い、六配位に水和したマグネシウムイオンと核酸塩基およびリン酸との相互作用を明らかにした。
透過性亢進型肺水腫におけるサイトカインの役割

家兎肺を摘出し4%アルブミン加Greenberg-Bohr溶液で灌流し、肺微小血管壁の水分濾過係数を経時的に測定した。IL-1β(2.5μg)の単独投与により灌流液中に好中球がない状態においても水分濾過係数はIL-1βの投与30分後より有意に上昇した。以上より、IL-1βは好中球を介することなく血管透過性を亢進させることが示唆された。IL-1βによる血管壁透過性亢進におけるプロスタグランディン(PG)および一酸化窒素(NO)の関与を検討する目的で、シクロオキシゲナーゼ阻害剤であるインドメサシン(INDO)の前処置後に同様の方法でIL-1βを投与したが、INDOは肺微小血管壁の透過性亢進を有意に抑制した。さらに、IL-1βによる肺でのPGE2産生はIL-1β投与後90分より有意に上昇した。このPGE2の上昇はL-NAの前投与によりほぼ完全に、またAGの前投与により有意に抑制された。さらに、このPGE2の産生は、タンパク質合成阻害剤であるシクロヒキシマイド(CHX)の前投与によって完全に抑制された。以上より、IL-1βによる肺微小血管壁透過性亢進の発生には誘導型NO合成酵素発現を介して産生されたNOの関与が示唆された。またIL-1βによる肺でのPGE2産生にNOの関与が示唆され、またCHXがPGE2産生を完全に抑制することより、NOが誘導型シクロオキシゲナーゼの発現を介してPGE2を産生することが示唆された。家兎摘出灌流肺標本を用いた研究では、IL-1βが灌流液中の白血球成分なしに肺水分濾過係数および肺湿乾重量比を著しく上昇させることより、IL-1βは直接肺微小血管透過性亢進型肺水腫を起こすと考えられる。また灌流液中のprostaglandin(PG)E_2濃度はIL-1β投与によって著明に上昇し、インドメサシンの前投与によりIL-1βによるPGE_2濃度の上昇は完全に抑制された。また、この微小血管透過性亢進はインドメサシンおよびN^ω-nitro-L-arginineの前投与によって抑制された。以上の結果より、IL-1βにより肺微小血管透過性亢進の機序としてPGE_2をはじめとする内因性PGおよび一酸化窒素(NO)の関与が示唆された。しかし、タンパク合成阻害剤であるcycloheximideを前投与した群ではIL-1βによる肺水腫を全く抑制できなかった。この結果はIL-1βによる肺水腫がIL-1β投与後の新たなタンパク合成あるいはサイトカインネットワークの関与が少ないことを示唆する所見と考えられる。尚、現在灌流液中の窒素酸化物(NOx)についてGreissらの方法によって測定中である。摘出灌流肺モデルを用いた研究では、IL-1βについてほぼ研究目標は達成できた。この研究においてはIL-1βによる肺損傷にPGのみならずNOの関与が示唆された。今後は活性酸素などの関与についても検討し、さらに発展させていきたいと考えている。また培養・単層肺血管内皮細胞タンパク透過性モデルは確立でき、現在サイトカインの効果を検討中である。IL-

1βによる血管壁透過性亢進におけるプロスタブランディン(PG)および一酸化窒素(NO)の関与を検討する目的で、シクロオキシゲナーゼ阻害剤であるインドメサシン(INDO)の前処置後に同様の方法でIL-1βを投与したが、INDOは肺微小血管壁の透過性亢進を有意に抑制した。さらに、IL-1βによる肺でのPGE2産生はIL-1β投与後90分より有意に上昇した。このPGE2の上昇はL-NAの前投与によりほぼ完全に、またAGの前投与により有意に抑制された。さらに、このPGE2の産生は、タンパク質合成阻害剤であるシクロヘキシマイド(CHX)の前投与によって完全に抑制された。以上より、IL-1βによる肺微小血管壁透過性亢進の発生には誘導型NO合成酵素発現を介して産生されたNOの関与が示唆された。またIL-1βによる肺でのPGE2産生にNOの関与が示唆され、またCHXがPGE2産生を完全に抑制することより、NOが誘導型シクロオキシゲナーゼの発現を介してPGE2を産生することが示唆された。
土地税制改革が都市の持続可能性に与える政策効果に関する研究

米国ペンシルヴァニア州の15都市(2008年現在)で導入されている財産税の分離税率課税(以下、SRT)(土地課税を重課、建物課税を軽課する差別税率課税)は、中心市街地の高度利用を促し、コンパクトな都市開発に寄与するとされているが、他方で保全されるべき農地やオープンスペースまで開発される恐れがある。本研究では、現地でヒアリング調査などを行い、ピッツバーグ市などではそうした開発が計画的手法によって、一定規制されていたことを確認できた。また日本でSRTを導入し、その実効性を確保するためには、私権の制限も含めた社会的規制と環境配慮を土地利用計画にいかに組み入れられるかが課題になるという示唆が得られた。本年度の最も重要な成果は、米国で導入されている地価税の一形態である、財産税の分離税率課税(split rate tax:以下、SRT)(財産税の税率を土地により高く、建物により低く設定した差別税率課税)の現状と課題、政策効果や自然資源としての土地の機能に及ぼす影響などについて、現地の主要関連機関でヒアリング調査及び資料収集を行ったことである。具体的には、(1)地価税に関する有数の研究機関であるリンカーン土地政策研究所では、SRTの政策効果に関する研究動向、都市環境に及ぼす影響、税務執行上の課題等について、(2)ピッツバーグ市のSRTについて最も詳しいカーネギーメロン大学の研究者からは、ピッツバーグ市ではなぜ1913年という全米でもかなり早い時期からSRTが導入されたのか、また同市ではその後90年近く経過した2001年になぜSRTが廃止されることになったのかなど、その歴史的経緯について、(3)米国で最もSRTの導入実績のあるペンシルヴァニア州のピッツバーグ市及びハリスバーグ市の都市計画部局の担当者からは、両市の都市再生計画におけるSRTの位置づけやSRTの政策効果(都心部の開発促進効果やスプロール抑制効果)、オープンスペースなど自然環境に及ぼす影響を定量的に分析する方法について、有益な情報を得るとともに、関連資料を入手することができた。以上の現地調査の結果を含む研究期間全体を通じて、米国でSRTを導入している自治体では、SRTによって将来世代にまで保全されるべき農地やオープンスペースまで開発されることがないように、開発区画規制やゾーニングなどの計画的手法が用いられ、一定規制されていることを確認できた。またその結果、日本でSRTを導入し、その実効性を確保するためには、私権の制限も含めた社会的規制と環境配慮を土地利用計画にいかに組み入れられるかが課題になるという示唆が得られた。本年度の成果は、本研究の第1の目標として掲げた、地価税の導入が実際に自然資源としての土地の機能にネガティブな影響を及ぼすのかを実証するための準備作業として、以下の課題に取り組んだことである。第1は、実証に必要な情報や関連文献・資料を検索・入手し、海外調査の準備資料を作成したことである。本研究に必要な国内外の書籍や論文、調査対象となる自治体・研究機関の報告書や統計資料などのうち、国内で入手可能なものを検索・購読するとともに、その内容を海外調査に向けて整理検討した。その成果を研究ノート・メモとして作成しておくことは、現地での調査研究をより効率的かつ実効性のあるものにするという意味で重要である。第2に、本年度の9月20日22日にカナダのブリティッシュ・コロンビア州で開催された「第14回環境税国際会議(GCET14)」に参加し、本研究との関連が深い海外(特にアメリカ)の研究者と交流を行ったことである。本研究テーマに関連する研究を行っている研究者やすでに交流のある研究者を中心に意見交換を行うことで、現地での調査研究や今後の研究の方向性等について、貴重な情報を入手することができた。また、本会議は世界中から環境税に関するあらゆる分野の専門家が集まり、研究交流できる貴重な場であるため、今年度参加したことは、今後のネットワークづくりという意味でも有意義であった。第3に、論文「持続可能な土地利用と土地税制改革ー共有資源税としての地価税を中心にー」を執筆し、学術雑誌『京都府立大学学術報告公共政策』に寄稿したことである。本論文は、2007年に日本財政学会で報告した論文をベースとしているが、上記第1及び第2点の成果を一部踏まえて加筆補正して取りまとめたものである。同論文は、次年度に向けた課題を明確にという意味でも重要な成果物である。本年度は、実証研究を行うための準備作業として、国内外で入手可能な関連文献・資料の検索・収集し、包括的なサーベイを行ったが、研究目的の第1として掲げた「地価税の導入が実際に自然資源としての土地の機能にネガティブな影響を及ぼすのかどうか」について検討した先行研究を見つけることはできなかった。そのことをあらためて確認できたこと自体は成果ともいえるが、言い換えれば、当該目的を達成するためには、本研究で予定しているアメリカの各都市や大学・研究機関でヒアリング調査や資料収集を行うことが決定的に重要になる。

ところが今年度は、本研究テーマに関する情報収集を重視して、カナダで開催された「環境税国際会議」に参加したこともあり、今年度末に予定していたアメリカへの調査訪問を実施することができなかった。具体的には、(1)ペンシルヴァニア州のピッツバーグ市やハリスバーグ市の税務及び環境担当部局において、SRTの制度運営や政策効果に関する文献・資料の収集及びヒアリング調査を実施すること、(2)メリーランド大学やハートフォード大学、リンカー土地政策研究所において、研究代表者のこれまでの研究成果とペンシルヴァニア州での調査内容をもとに、本研究との関連が深い研究者との交流を行うことができず、上述の実証研究を行える材料が必ずしも十分得られていない。したがって、研究目的の達成度は、当初の計画よりやや遅れてはいるが、今年度に実施した関連文献・資料の収集とそれに基づく包括的なサーベイや国際会議で各国研究者から得た情報は、次年度にあらためて行う予定のアメリカでの現地調査の準備作業として極めて有用であり、まして研究目的の達成が危ぶまれるほどのものではない。本研究は当初から研究計画に遅れが生じた場合に備えて、本年度の活動の一部を次年度に持ち越すことも視野に入れ、次年度の研究計画(特に研究内容及び調査日程等について)を少し余裕をもった形で作成していた。特にアメリカへの調査訪問については、研究の進捗状況や計画作成後に得られた情報に基づいて、調査対象とする都市や訪問する大学・研究機関、あるいは研究者について変更の必要があると判断した場合には、柔軟に変更する予定である。次年度は本研究の第2の目標として掲げた「アメリカの諸都市で「持続可能な土地利用の促進」を目的に導入されている地価税あるいはSRT(Split Rate Tax)を日本の固定資産税に適用した場合に、浮かび上がってくる固有の意義と課題を抽出する」ために、関連文献の研究に加えて、以下のような方策に取り組む予定である。第1に、国内の研究活動での報告である。今年度に収集・整理した情報や資料とその成果の一部を用いて作成した論文に基づいて、本研究の中間報告として所属する研究会や同研究会が主催するワークショップで報告する予定である。第2に、日本の土地政策に関するこれまでの研究成果を歴史・理論政策の各観点から再整理・検討する上で、有益なアドバイスや示唆を与えてくれる国内の専門家を訪問し、意見交換を行うことである。具体的には、土地税制に関する代表的な研究者であり、研究代表者が所属する大学の同僚でもある川瀬光義教授や、研究代表者が現在委員長を務めている「堺市公有財産有効活用検討懇話会」の委員である不動産鑑定士の大島大容氏に研究上の助言をお願いする予定である。次年度使用額は、本年末時点で比較的少額であった残金を無理に年度内に使用するよりも、むしろ次年度に使用した方がより有効に活用できると判断したためである。したがって、当該研究費は次年度の旅費あるいは物品費に補填して使用する予定である。
高温材料の内部温度プロファイルの非破壊モニタリングとその材料加工プロセスへの応用

本研究は、物体内部の温度プロファイルを計測・モニタリングするための新しい非破壊評価手法を開発・実用化するとともに、この手法を高温場の材料加工プロセスに適用し、その有効性を実証することを目的として行われた。3年間の研究により得られた主な成果は次のとおりである。1.温度プロファイルの定量的評価のための超音波逆解析手法の開発研究代表者らがこれまでに培ってきた高温超音波計測技術をベースとして、これに逆問題解析手法を効果的に組み合わせることで、物体内部の温度分布を定量的かつリアルタイムでモニタリングする新しい手法を開発した。2.検証実験開発した手法をダイカストなどの高温加工プロセスに使用されるSKD鋼の加熱・冷却実験に適用し、その有効性を実証した。3.バッファーロッド法の開発開発した超音波法の実用化を想定して、高温場でのロバスト計測に最適な超音波バッファーロッドを用いた簡便な温度分布モニタリング手法を開発した。4.表面温度分布モニタリングに対する非接触計測手法の適用本研究で開発した手法の実用化には、非接触超音波計測法の援用が極めて効果的であると考えられる。そこで、(i)レーザー干渉超音波計測システム、(ii)レーザードップラ式非接触振動計、(iii)空気超音波法、の3者の活用について理論的、実験的に検討した。5.低融点合金の凝固モニタリングへの適用これまでの研究により開発した超音波法援用逆問題解析手法を、低融点合金の凝固プロセスに適用し、その有用性の実証を試みた。6.レーザー超音波による非接触温度モニタリング法の創成上述の手法の実用化への方策の一つとして、レーザー超音波法を駆使した非接触温度モニタリングの活用について検討し、鋼やアルミニウムの加熱実験によりその有用性を実証した。本研究は、物体内部の温度プロファイルを計測・モニタリングするための新しい非破壊評価手法を開発・実用化するとともに、この手法を高温場の材料加工プロセスに適用し、その有効性を実証することを目的としている。H19年度の実績は次のとおりである。1.温度プロファイルの定量的評価のための超音波逆解析手法の開発:研究代表者らがこれまでに培ってきた高温超音波計測技術をべースとして、これに逆問題解析手法を効果的に組み合わせることで、物体内部の温度分布を定量的かつリアルタイムでモニタリングする新しい手法を開発した。この手法は一次元非定常熱伝導問題に対する差分解析法を効果的に活用したもので、加熱端面の温度境界条件が未知の場合でも、超音波パルスエコー計測により物体内部の温度勾配を精度よく同定することができるという長所を有する。2.検証実験:開発した手法をダイカストなどの高温加工プロセスに使用されるSKD鋼の加熱・冷却実験に適用した。厚さ30mmの鋼板の片面を700°Cの溶融アルミニウムにて加熱するときの内部温度プロファイルのモニタリングを試みた。超音波法によるモニタリング結果は、熱電対による測定結果とほぼ一致するのみならず、時間応答性に優れていることが明らかとなった。3.バッファーロッド法の開発:開発した超音波法の実用化を想定して、超音波バッファーロッドを用いた簡便な温度分布モニタリング手法を開発した。本手法は逆解析などの複雑な計算を行うことなく温度分布の同定が可能であり、ダイカストマシンなどへの適用が期待される。H20年度の実績は次のとおりである。1.ダイカスト型(SKD鋼厚板)の温度分布モニタリングの実証:昨年度の研究により開発した超音波法援用逆問題解析手法を、SKD厚板内部の温度分布モニタリングに適用し、その有効性を実証した。

具体的にはアルミニウム溶湯により片面加熱した厚板に対して高温トランスデューサーによる超音波パルスエコー計測を行い、この計測信号を用いて厚板内の温度分布とその時間変化を定量的にモニタリングした。さらに、低融点合金や温水などを用いた同様の検証実験を遂行するとともに、本手法の高度化、高精度化を図った。2.表面温度分布モニタリングに対する非接触計測手法の適用本研究で開発した手法の実用化には、非接触超音波計測法の援用が極めて効果的であると考えられる。そこで、(i)レーザー干渉超音波計測システム、(ii)レーザードップラ式非接触振動計、(iii)空気超音波法、の3者の活用について理論的、実験的に検討した。また、表面波を用いた物体表面の温度分布の定量的評価法を開発した。この手法の有効性を実証するためにレーザー干渉超音波計測システムを用いた加熱板(アルミニウムおよび鋼)表面の温度分布計測を試みた。測定結果は赤外線による結果とよく一致したことから本手法の有効性が実証された。本研究は、物体内部の温度プロファイルを計測・モニタリングするための新しい非破壊計測手法を開発するとともに、この手法を高温場の材料加工プロセスに適用し、その有効性を実証することを目的としている。H21年度の実績は次のとおりである。1.低融点合金の凝固モニタリングへの適用:昨年度の研究により開発した超音波法援用逆問題解析手法を、低融点合金の凝固プロセスに適用し、その有用性の実証を試みた。具体的には、低融点合金(U-アロイ)の鋳造プロセスにおける型材(鋼厚板)内部の温度分布モニタリングを行うとともに、同時に凝固金属内の温度分布モニタリングを試みた。得られた結果は熱電対による結果とよく一致したことから、本研究で創成した温度モニタリング手法の有用性が実証された。また、同手法の高速化、高精度化をはかることでその実用性を向上させた。2.レーザー超音波による非接触温度モニタリング法の創成:上述の手法の実用化への方策の一つとして、レーザー超音波法を駆使した非接触温度モニタリングの活用について検討し、その有用性を実証した。具体的には、2光波混合法に基づくレーザー干渉計とパルスレーザーを用いた非接触超音波計測(表面波およびバルク波)システムを構築し、鋼厚板の加熱過程における温度分布計測(表面および内部)を試みた。得られた結果は赤外線による結果とよく一致したことから同手法の有用性が実証された。この手法をさらに拡張するために、パルスレーザーの2次元スキャンニングによる汎用化を提案し、新たな展開に着手している。
微視的理論に基づいた超伝導電流に働くローレンツ力の効果の検証

本研究は、誘起される渦糸や、その渦糸の運動状態(フラックスフロー状態)において、超伝導電流に働くローレンツ力の効果を微視的な観点から明らかにすることを目的としている。申請者は、「上部臨界磁場近傍であれば、ローレンツ力が支配的に働く」と考え、研究を行ってきた。しかし、「高磁場領域においても超伝導ギャップ勾配による力が超伝導電流に働く」ということが、昨年の日本物理学会にて明らかになった。従って「ローレンツ力」以外の効果を定量的に明らかにし、結果を比較する必要がある。このような事情で、申請者は、当研究に関する研究成果の報告をするに至っていない。ボーズ・アインシュタイン凝縮体(BEC)や、「電子対のBEC」を起源とする超伝導体では、巨視的な粒子数揺らぎに由来して粒子が持つ位相が揃い、「超流動性」や「渦糸状態」など、様々な巨視的量子現象が発現する。超伝導の基底状態を記述するBCS波動関数は、粒子数の固有状態とならないため,この波動関数に基づく総粒子数の揺らぎの期待値は有限値をとり、総粒子数は不確定となる。したがって、BCS理論は総粒子数の揺らぎが許される「開いた系」を念頭に置いた理論である。その一方で、粒子数が確定している「閉じた系」に対する超伝導基底状態の位相は不確定であり、「現実的な系における真の状態は位相を揃えるのか」という点に関しては未だに論争がある。このような背景のもと、申請者らは、多体効果による揺らぎを含む変分波動関数を構成した(J. Phys. Soc. Jpn. 87. 104703, J. Phys. Soc. Jpn. 87. 124004)。特に、申請者らは、粒子数が固定されている超伝導状態でも、多体効果として内在するクーパー対の生成・崩壊過程が「クーパー対の粒子数ゆらぎ」を誘起することを明らかにした。超伝導電流に働くローレンツ力の効果を微視的な観点から明らかにするために、申請者はローレンツ力の寄与が支配的である上部臨界磁場近傍に着目して研究を行ってきた。実際に、準古典理論を用いて、s波・d波超伝導体において、超伝導電流に働くローレンツ力が誘起するホール電場を、高磁場領域で計算を行ってきた。しかしながら、寄与が小さいと考えていた、渦糸状態における超伝導ギャップの勾配に由来する寄与が、渦糸帯電効果に対して、高磁場領域でも効くことが明らかになった(日本物理学会2018年第73回秋季大会同志社大学9pA332-8)。これは、超伝導ギャップの勾配に由来する寄与のうち、ゲージ不変な微分演算子に含まれるベクトルポテンシャルの効果が、高磁場領域で増強されるためである。これは、申請者が当初考慮できていなかった新たな効果であり、かつ物理的にも妥当なものである。それに加え、超伝導ギャップの勾配に由来する力はローレンツ力に対して逆符号に作用し、ローレンツ力を抑制する効果であることが示唆されている。従って、上部臨界磁場近傍での輸送現象においても、超伝導ギャップ勾配による効果を慎重に吟味する必要があり、「ローレンツ力」と「ギャップの勾配に由来する力」のどちらが支配的なのかを明らかにする必要がでてきてきた。申請者は、現在行っている計画で扱っているフォーミュレーションではなく、超伝導ギャップの勾配の効果が含まれるフォーミュレーションから出発し、理論の構築を行う。具体的には、ローレンツ力と超伝導ギャップの勾配による力を含んだ準古典方程式に基づいて、上部臨界磁場近傍におけるホール角の表式の導出を行う。ホール角の表式の導出は、準古典方程式に対し、(1)無次元準古典パラメータに対する摂動展開(2)外部電場に対する線形応答という二つの展開を同時に採用し、それぞれの展開に対する1次のオーダーの量を用いて行うことができると考えている。準古典パラメータの0次オーダーの解は、先行研究(T. Kita, J. Phys. Soc. Jpn. 73, 21 (2004).)の方法に従って得る。その後、s波対称な超伝導ギャップと球形フェルミ面を持つ系を仮定し、上部臨界磁場近傍におけるホール角の磁場変化について解析する。特に、ローレンツ力と超伝導ギャップの勾配による力のどちらが支配的かを、温度や不純物濃度などのパラメータを変化させながら統一的に調べる。超伝導ギャップの勾配による力がローレンツ力と競合する場合は、どのような温度・不純物領域で競合するのかを具体的に調べる。

超伝導の基底状態を記述するBCS波動関数は、粒子数の固有状態とならないため,この波動関数に基づく総粒子数の揺らぎの期待値は有限値をとり、総粒子数は不確定となる。したがって、BCS理論は総粒子数の揺らぎが許される「開いた系」を念頭に置いた理論である。その一方で、粒子数が確定している「閉じた系」に対する超伝導基底状態の位相は不確定であり、「現実的な系における真の状態は位相を揃えるのか」という点に関しては未だに論争がある。このような背景のもと、申請者らは、多体効果による揺らぎを含む変分波動関数を構成した(J. Phys. Soc. Jpn. 87. 104703, J. Phys. Soc. Jpn. 87. 124004)。特に、申請者らは、粒子数が固定されている超伝導状態でも、多体効果として内在するクーパー対の生成・崩壊過程が「クーパー対の粒子数ゆらぎ」を誘起することを明らかにした。超伝導電流に働くローレンツ力の効果を微視的な観点から明らかにするために、申請者はローレンツ力の寄与が支配的である上部臨界磁場近傍に着目して研究を行ってきた。実際に、準古典理論を用いて、s波・d波超伝導体において、超伝導電流に働くローレンツ力が誘起するホール電場を、高磁場領域で計算を行ってきた。しかしながら、寄与が小さいと考えていた、渦糸状態における超伝導ギャップの勾配に由来する寄与が、渦糸帯電効果に対して、高磁場領域でも効くことが明らかになった(日本物理学会2018年第73回秋季大会同志社大学9pA332-8)。これは、超伝導ギャップの勾配に由来する寄与のうち、ゲージ不変な微分演算子に含まれるベクトルポテンシャルの効果が、高磁場領域で増強されるためである。これは、申請者が当初考慮できていなかった新たな効果であり、かつ物理的にも妥当なものである。それに加え、超伝導ギャップの勾配に由来する力はローレンツ力に対して逆符号に作用し、ローレンツ力を抑制する効果であることが示唆されている。従って、上部臨界磁場近傍での輸送現象においても、超伝導ギャップ勾配による効果を慎重に吟味する必要があり、「ローレンツ力」と「ギャップの勾配に由来する力」のどちらが支配的なのかを明らかにする必要がでてきてきた。申請者は、現在行っている計画で扱っているフォーミュレーションではなく、超伝導ギャップの勾配の効果が含まれるフォーミュレーションから出発し、理論の構築を行う。具体的には、ローレンツ力と超伝導ギャップの勾配による力を含んだ準古典方程式に基づいて、上部臨界磁場近傍におけるホール角の表式の導出を行う。ホール角の表式の導出は、準古典方程式に対し、(1)無次元準古典パラメータに対する摂動展開(2)外部電場に対する線形応答という二つの展開を同時に採用し、それぞれの展開に対する1次のオーダーの量を用いて行うことができると考えている。準古典パラメータの0次オーダーの解は、先行研究(T. Kita, J. Phys. Soc. Jpn. 73, 21 (2004).)の方法に従って得る。その後、s波対称な超伝導ギャップと球形フェルミ面を持つ系を仮定し、上部臨界磁場近傍におけるホール角の磁場変化について解析する。特に、ローレンツ力と超伝導ギャップの勾配による力のどちらが支配的かを、温度や不純物濃度などのパラメータを変化させながら統一的に調べる。超伝導ギャップの勾配による力がローレンツ力と競合する場合は、どのような温度・不純物領域で競合するのかを具体的に調べる。