hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温耐性戦略としての高窒素施肥によるサツマイモの窒素固定能促進と地表面被覆増加

近年,温暖化により環境ストレス耐性の高いとされるサツマイモにおいても高温による生産への影響が危惧されている.これまでの研究実績から,本研究では高窒素施肥により,サツマイモの茎葉の地表面被覆(植被率)が上昇し地温上昇が抑制されることと,窒素固定能が高まり高温での収量低下が抑制されることを予測し,この仮説を検証する実験を行うこととした.検証のため,まず初年度では窒素施肥量と窒素固定寄与率との関係の再確認と窒素施肥量が植被率に及ぼす影響について調査した.材料には`ベニアズマ'および`べにはるか'を用いた.10a当たり5kgの窒素施肥量を標準とし,標準の3倍を施肥する区と無窒素区を設けて実験を行った.収量調査の結果,`ベニアズマ'では標準窒素区で収量が最も高くなり,`べにはるか'では窒素施肥量の増加に伴い収量も高くなった.全乾物重も収量と同様の傾向であった.窒素施肥量と植被率との関係をみると,`ベニアズマ'では正の相関,`べにはるか'では負の相関関係にあり,品種によって両者の関係性は異なった.窒素施肥量と窒素固定寄与率,あるいは窒素固定寄与率と収量との間には両品種ともに明確な関係性が見られなかった.窒素固定寄与率と植物体窒素含量は両品種ともに負の相関関係にあった.しかし,窒素固定寄与率と植物体窒素含量から推定した窒素固定量と収量との間には`ベニアズマ'では正の相関関係が見られ,`べにはるか'では明確な関係性が確認できなかった.以上の結果から,`ベニアズマ'では窒素施肥量の増加により植被率は向上し窒素固定量は増加したため,仮説に近い結果が示唆された一方で,`べにはるか'では窒素施肥量に対する植被率および窒素固定の反応は`ベニアズマ'と大きく異なることが示された.窒素施肥量を変えて栽培し,収量だけでなく植被率,窒素固定について調査した結果,それぞれの調査項目の窒素施肥量に対する反応と項目間の関係性について検討することができたが,用いた2品種では異なる結果が多く,施肥窒素と植被率,窒素固定,乾物生産との関係についてサツマイモ品種間で共通する知見を得ることはできなかった.また,初年度の実験の目的は,これまで得られていた窒素施肥量と収量または窒素固定寄与率との関係について再現性のある事象であるか確認することであった.しかし,高窒素施肥による窒素固定および収量の増加について完全には再現性が確認できず,再度試験を行う必要があると判断したため,やや遅れている状況であると考えた.初年度の実験では一部再現性が確認できなかった窒素施肥量と収量または窒素固定寄与率との関係について再度検討する.そのため,圃場で異なる窒素施肥条件を設定した栽培試験を再び行う.一方で,本研究の重要な目的である高温条件下での収量低下に対する窒素施肥量の影響を検討するため,当初の計画の通りに温度傾斜型チャンバーを用いたポット栽培試験を行い,窒素施肥量,気温および地温が収量または窒素固定に及ぼす影響について調査する.また,計画では最終年度に地温を変化させる処理区を設けた圃場試験において温度傾斜型チャンバーで得られた結果を再検証する予定であるが,最終年度に向けた予備試験として今年度に再試験する圃場試験において地温処理区はない条件で窒素施肥量による植被率の変化と地温との関係を測定する.近年,温暖化により環境ストレス耐性の高いとされるサツマイモにおいても高温による生産への影響が危惧されている.これまでの研究実績から,本研究では高窒素施肥により,サツマイモの茎葉の地表面被覆(植被率)が上昇し地温上昇が抑制されることと,窒素固定能が高まり高温での収量低下が抑制されることを予測し,この仮説を検証する実験を行うこととした.検証のため,まず初年度では窒素施肥量と窒素固定寄与率との関係の再確認と窒素施肥量が植被率に及ぼす影響について調査した.材料には`ベニアズマ'および`べにはるか'を用いた.10a当たり5kgの窒素施肥量を標準とし,標準の3倍を施肥する区と無窒素区を設けて実験を行った.収量調査の結果,`ベニアズマ'では標準窒素区で収量が最も高くなり,`べにはるか'では窒素施肥量の増加に伴い収量も高くなった.全乾物重も収量と同様の傾向であった.窒素施肥量と植被率との関係をみると,`ベニアズマ'では正の相関,`べにはるか'では負の相関関係にあり,品種によって両者の関係性は異なった.窒素施肥量と窒素固定寄与率,あるいは窒素固定寄与率と収量との間には両品種ともに明確な関係性が見られなかった.窒素固定寄与率と植物体窒素含量は両品種ともに負の相関関係にあった.しかし,窒素固定寄与率と植物体窒素含量から推定した窒素固定量と収量との間には`ベニアズマ'では正の相関関係が見られ,`べにはるか'では明確な関係性が確認できなかった.以上の結果から,`ベニアズマ'では窒素施肥量の増加により植被率は向上し窒素固定量は増加したため,仮説に近い結果が示唆された一方で,`べにはるか'では窒素施肥量に対する植被率および窒素固定の反応は`ベニアズマ'と大きく異なることが示された.

窒素施肥量を変えて栽培し,収量だけでなく植被率,窒素固定について調査した結果,それぞれの調査項目の窒素施肥量に対する反応と項目間の関係性について検討することができたが,用いた2品種では異なる結果が多く,施肥窒素と植被率,窒素固定,乾物生産との関係についてサツマイモ品種間で共通する知見を得ることはできなかった.また,初年度の実験の目的は,これまで得られていた窒素施肥量と収量または窒素固定寄与率との関係について再現性のある事象であるか確認することであった.しかし,高窒素施肥による窒素固定および収量の増加について完全には再現性が確認できず,再度試験を行う必要があると判断したため,やや遅れている状況であると考えた.初年度の実験では一部再現性が確認できなかった窒素施肥量と収量または窒素固定寄与率との関係について再度検討する.そのため,圃場で異なる窒素施肥条件を設定した栽培試験を再び行う.一方で,本研究の重要な目的である高温条件下での収量低下に対する窒素施肥量の影響を検討するため,当初の計画の通りに温度傾斜型チャンバーを用いたポット栽培試験を行い,窒素施肥量,気温および地温が収量または窒素固定に及ぼす影響について調査する.また,計画では最終年度に地温を変化させる処理区を設けた圃場試験において温度傾斜型チャンバーで得られた結果を再検証する予定であるが,最終年度に向けた予備試験として今年度に再試験する圃場試験において地温処理区はない条件で窒素施肥量による植被率の変化と地温との関係を測定する.初年度の使用額が減じた理由は窒素固定寄与率の分析費が減少したことにある.分析は外部へ依頼して行っているが,年度末までに結果が出るように調整できた試料数が少なかったため,分析依頼数も減少した.試料は保存されているため次年度に調整を行い,分析依頼することで経費を使用する計画である.
文書理解とその応用のためのプログラムライブラリの開発

1.筆者らが開発し、名古屋大学大型計算機センターのプログラムライブラリとして登録されている文字認識や文書理解のためのプログラム(SMARTと呼ぶ)を、ワークステーション(EWS)あるいはパソコンへ移植し、一般利用者に提供すると共に、これらの利用方法を初心者にわかりやすく解説した利用手引き書「文字認識用プログラムパッケージSMART利用手引き書サブルーチン及び関数篇」「文字認識用プログラムパッケージSMART利用手引き書テストプログラム篇」を作成配布し、更に多くの文字認識や文書理解に関心を持つ研究者に役立てるようにした。2.開発したプログラムの支えになっているパターン認識理論の研究を行い、有限学習標本から母集団のパラメータを指定するときの推定精度の評価や、擬似的なBayes分類器の性能評価に関する誤り率の推定の問題につき、一定の成果を上げることができた。3.開発したプログラムを利用して、文字認識、郵便番号認識筆者認識、署名照合等の応用研究を行った結果、(1)文字認識については、JIS第1水準手書き漢字データベースに含まれる漢字を用いて平均97.74%の正読率を実現、一方、筆記の制約のない手書き英単語の認識においては、9198%の認識率を得ることができた。(2)郵便番号認識に関する研究においては、特徴量として局所方向ヒストグラムを用い、郵政省提供の郵便番号をデータとして用いた手書き数字認識実験で、平均正読率99.18%の良好な結果を得た。また、局所円弧パターン法を用いた郵便番号認識の研究も行い、良好な結果を得た。(3)筆者認識の研究においては、日本語一般文とハングル文字文をデータとして実験を行い、良好な結果を得た。(4)署名照合の研究においては、オンライン署名照合、オフライン署名照合、小切手上に書かれた署名照合システム等の応用研究を行い、多くの成果を得た。1.本研究の目的の一つは,筆者等が開発し,名古屋大学大型計算機センターのプログラムライブラリとして登録されている文字認識や文書理解のためのプログラムを,ワークステーション(EWS)あるいはパソコンへ移植し,一般利用者に提供することであるので,初年度の研究は,そのための環境設定を主目的にして行った。即ち,豊田高専にEWSを設置し,名古屋大学大型計算機センターに登録してある,文字認識用プログラムライブラリSMARTの移植を実施した。従来,汎用コンピュータ上で動作していたため,ジョブ制御言語(JCL)を用いてプログラムが動作するようになっているものを,UNIXのシェルスクリプトを使ってEWS上でも動作するようにした。SMARTを構成するプログラムは,全てFORTRAN言語で書かれているが,UNIX配下で多様されているC言語によるプログラムからも引用して利用できるようにした。2.文字認識実験に使用する共通データとして,電子技術総合研究所が作成した「ETL手書き文字データベース」をCD-ROM形式でワークステーションシステムに移植した。ETL手書き文字データベースに格納されている約117万文字のディジタルデータ化された文字データを,著作権を有する電子技術総合研究所の了解を得て,三重大学・豊田高専・中部大学でも,文字認識実験ができるようにした。3.ライブラリの利用手引き書の作成と整備を実施中であり,既にサブプログラム部分の手引書は80%完成した。本研究の目的は,筆者等が開発し,名古屋大学大型計算機センターのプログラムライブラリとして登録されている文字認識や文書理解のためのプログラムを,ワークステーション(EWS)あるいはパソコンへ移植し,一般利用者に提供すると共に,これらの利用方法を初心者にわかりやすく解説した利用手引き書を作成配布することである.初年度の研究は,そのための環境設定を主目的にして行い,豊田高専にEWSを設置し,名古屋大学大型計算機センターに登録してある,文字認識用プログラムライブラリSMARTの移植を実施した.上記に引き続き,研究の2年目に当たる平成6年度は以下の研究を行った.

1.豊田高専のEWSに移植したSMARTプログラムと電総研より提供を受けたCD-ROM版の手書き文字データとを用いて,手書き文字認識実験や筆者識別実験を行い,EWSへの移植が正しく行われたかどうかの確認を行った.2.名古屋大学大型計算機センターのSMARTに含まれるプログラムのいくつかの修正と追加を行った.3.SMARTを用いて手書き文字の個人性の研究を行った.4.SMARTライブラリの中で重要な地位を占める,特徴抽出や識別関数プログラムを用いて,これらのプログラムの有用性を確認するための大規模な実験を行った.5.ライブラリーの利用手引き書の内,サブルーチン及び関数編をほぼ完成させた.一方,コプリ-トプログラムの利用手引き書は80%程度の整備を行った.平成7年度中には手引き書を全て完成させる予定である本研究の目的は、筆者らが開発し、名古屋大学大型計算機センターのプログラムライブラリとして登録されている文字認識や文書理解のためのプログラム(SMARTと呼ぶ)を、ワークステーション(EWS)あるいはパソコンへの移植し、一般利用者に提供すると共に、これらの利用方法を初心者にわかりやすく解説した利用手引き書を作成配布し、更に多くの文字認識や文書理解に関心を持つ研究者に役立てることである。初年度の研究は、そのための環境設定を主目的にして行い、次年度はライブラリの移植SMARTに含まれるプログラムの修正及びSMARTを利用した応用研究を主として行った。上記の引き続き、研究の3年目に当たる平成7年度は以下の研究を行った。1.SMARTライブラリ中で重要な地位を占める、特徴抽出や識別関数プログラムを用いて、これらのプログラムの有用性を確認するための研究を行っった。2.SMARTに含まれるプログラムを利用した応用研究として、文字認識、郵便番号の認識アルゴリズム、小切手上に書かれた署名の照合、等の研究を行った3.SMARTに含まれる、サブルーチンと関数プログラムの利用方法を解説した。「文字認識用プログラムパッケージSMART利用手引き書サブルーチン及び関数篇」(160ページ)を作成した。4.SMARTの特徴はサブルーチンや関数を利用者に提供するだけでなく、含まれているサブルーチン及び関数の利用方法とがよくわかる、テストプログラムまで提供されていることである。最終年度の今年度、このテストプログラムの解説をした、「文字認識用プログラムパッケージSMART利用手引き書テストプログラム篇」(1000ページ)を作成した。5.上記2つの利用手引き書を関係者に配布する。
変形性膝関節症の動的診断システム開発によるテーラーメードリハビリテーションの創出

本研究は、地磁気搭載慣性センサ、インソール型足圧センサ、レーザーレンジセンサ等の計測機器を用いて、変形性膝関節症(膝OA)患者の移動能力評価を行い、膝OA進行および関節痛の予後予測が可能な動的診断システムを開発し、そのシステムに準じたリハビリテーション介入が、膝OA進行および関節痛に与える影響を検証することを目的としている。なお、本研究では、全ての対象者に研究趣旨を書面にて個別で説明し、同意を得た後に実施した。平成31年度では、膝OAと診断された地域在住高齢者131名を対象に、腰部に固定した慣性センサを用いて歩行評価を行った。得られた計測値から、左右非対称性指標であるHarmonic ratioとImproved harmonic ratio(iHR)の2つの指標を算出した。これら2つの指標が膝OA患者の下肢筋力や日常生活困難度のモニタリング指標となりうるかを検討するため、線形回帰分析を用いてこれらの関連性を評価した。その結果、内外側方向のiHRが膝OA患者の関節痛や生活支障度と関連した。次に、これら横断的研究から構築した歩行評価システムを膝OA患者の個別リハビリテーションに生かすため、医療機関において外来リハビリテーション中の膝OA患者1名を対象とした症例検討を行った。本症例は歩行中の左右非対称性に起因する関節痛を慢性的に有していた。前述のiHRを用いて複数のリハビリテーション治療介入前後の変化を捉えることで、どのリハビリテーション治療が最も左右非対称性を改善し、関節痛緩和において最適な治療なのかを定量的に判断することができた。6週間のフォローアップ時では、良好な治療経過をたどっていた。以上のことから、IMUによる歩行評価は、膝OA進行に伴う関節痛や生活支障度の増悪をモニタリングできる可能性があり、リハビリテーション治療方針決定にも寄与することが明らかになった。平成30年度には、変形性膝関節症患者131名を対象に、慣性センサを用いた計測を行い、一部の解析を既に完了している。また、平成31年度に向けたリハビリテーション介入効果に関する予備検討も行うことができた。得られた一部の研究成果については、予定通り国内外の学会や原著論文にて報告することができ、おおむね順調に進展していると言える。平成30年度に得られた計測データについては解析を継続し、学会発表ならびに論文成果発表を行っていく。また、平成30年度のリハビリテーション介入予備検討を踏まえて、計測システムを用いた系統的な膝OA治療戦略を構築する予定である。本研究は、研究趣旨を対象者に書面にて個別で説明し、同意を得た後に実施した。平成30年度では、変形性膝関節症(Kellgren/Lawrence grade 1以上)と診断された地域在住高齢者163名(平均年齢68.5歳、BMI22.8 kg/m2、女性比70.6%)を対象に、上述の計測機器を用いて移動能力評価(TUGテスト)を行った。TUGテストは、椅子から立ち上がり、3m先にあるコーンを回り、また椅子に座るまでの時間を計測するものである。対象者は、地磁気搭載慣性センサを第3腰椎レベルにベルクロを用いて装着し、また、インソール型足圧センサ内蔵の標準靴を履いた後、TUGテストを計2回行った。TUGテスト中は、椅子の下に置いたレーザーレンジセンサから照射される赤外線を使用し、対象者の脚追跡を行った。慣性センサとインソール型足圧センサによる計測結果は、現在、解析結果をまとめている段階であるため、今回は、レーザーレンジセンサによって得られたTUGテスト中の計測値と関節痛(JKOM pain score)との関連性を重回帰分析を用いて検討した。その結果、年齢、性別、BMI、X線上の関節症重症度の共変量で補正してもなお、関節痛が強い対象者ほど、立ち上がりから1歩目を踏み出すまでの所要時間が遅延していることが明らかになった。以上の結果は、関節痛を伴った膝OA患者の移動制限に関する新たな知見となり、新しい治療戦略開発に寄与しうる。当初の研究計画通り、初年度には、予備実験の後、変形性膝関節症163名の地域在住高齢者を対象とした計測と、一部解析を完了している。得られた研究成果は国内外の学術会議にて発表予定であり、原著論文も現在執筆中である。これらの研究成果については、当初の予定よりも早いペースで発表しており、当初の計画以上に進展している。

これら2つの指標が膝OA患者の下肢筋力や日常生活困難度のモニタリング指標となりうるかを検討するため、線形回帰分析を用いてこれらの関連性を評価した。その結果、内外側方向のiHRが膝OA患者の関節痛や生活支障度と関連した。次に、これら横断的研究から構築した歩行評価システムを膝OA患者の個別リハビリテーションに生かすため、医療機関において外来リハビリテーション中の膝OA患者1名を対象とした症例検討を行った。本症例は歩行中の左右非対称性に起因する関節痛を慢性的に有していた。前述のiHRを用いて複数のリハビリテーション治療介入前後の変化を捉えることで、どのリハビリテーション治療が最も左右非対称性を改善し、関節痛緩和において最適な治療なのかを定量的に判断することができた。6週間のフォローアップ時では、良好な治療経過をたどっていた。以上のことから、IMUによる歩行評価は、膝OA進行に伴う関節痛や生活支障度の増悪をモニタリングできる可能性があり、リハビリテーション治療方針決定にも寄与することが明らかになった。平成30年度には、変形性膝関節症患者131名を対象に、慣性センサを用いた計測を行い、一部の解析を既に完了している。また、平成31年度に向けたリハビリテーション介入効果に関する予備検討も行うことができた。得られた一部の研究成果については、予定通り国内外の学会や原著論文にて報告することができ、おおむね順調に進展していると言える。今年度の研究成果は、レーザーレンジセンサから得られた計測値をもとにまとめたものである。今後は、慣性センサとインソール型足圧センサによる計測結果をまとめ、次年度の学会発表や論文執筆にとりかかる予定である。平成30年度に得られた計測データについては解析を継続し、学会発表ならびに論文成果発表を行っていく。また、平成30年度のリハビリテーション介入予備検討を踏まえて、計測システムを用いた系統的な膝OA治療戦略を構築する予定である。
シア・アルフベン波の直接励起と非線形現象への発展に関する研究

プラズマ中の電磁流体波動の原点に立ちかえって、シア・アルフベン波は本当にアンテア等によって「直接」励起出来るのかどうか、という基本的な問題を解決することを第一の目的とする。この様な研究課題を重要視した理由は、これまで実験室でなされてきたシア・アルフベン波の励起に関するさまざまな研究(我々の研究も含めて)はほとんどの場合、圧縮波(MHD表面波)からのモード変換による「間接的」な励起によるもであると思われるからである。励起に関する研究と平行する形で、新たなアンテナを考案し理論と実験の両面から直接励起の可能性を考察する。2年間にわたる研究の結果、第一の目的である直接励起は可能である事が判明したが、その研究を詳細に進める過程において、次のような新事実が明らかになった。即ち、直接励起されたm=0のシア・アルフベン波はある周波数ω_*(<ωci)近傍において、イオンと中性粒子との衝突効果により、著しく吸収され、それ以上の周波数ではm=+1の圧縮波の分散曲線につながることが見いだされた。ω=ω_*の吸収近傍における誘電率の実数部と虚数部を調べたところ、この間にいわゆるkramers-kronigの関係がほぼ満足されていることが明かとなった。プラズマ物理学の分野でこの様な関係が見いだされたのはおそらく初めてであろうと思われ,大きな研究成果があった。1.アルフベン波を直接励起するためのアンテナの作成を行った。ほぼm=0モ-ドのシア・アルフベン波の直接励起が可能らしいことが分かってきたが、現在デ-タを解析中である。アンテナ近傍での分散と遠方での分散に違いがありその理由がまだ判明していない。たぶんm=1の速波が同時に励起されて、それが減衰率が小さいため遠方で生き残り、シア・アルフベン波と干渉しているためと思われるが、この点は2年目の課題の一つにいれたい。2.これまでのアンテナの励起に基づくアルフベン波の励起と比較しつつ、以下の事が判明した。(1)宇容プラズマ、特に磁気圏でのmicroーpulsationのメカニズムを明らかにする基礎実験になっており、実験室に置いてスペ-スプラズマの検証か可能であることが実証された。(2)オ-ロラ、核融合などでの粒子加速、加熱で重要な役目をしている、あるいは期待されている運動論的アルフベン波の実証にほぼ成功した。3.アルフベン波特有の現象の一つとして「凍りつき」あるいはcoーrotationなどがあるが、後者の基本的な性質を明らかにするために、水銀を使い基礎実験を行った。その結果、非線形現象としてkelvinーHelmholtz不安定で発生した渦の形成、さらに銀河系の生成とも関係があると思われる螺旋構造への発展が実験的に明らかになった。我々は従来のモード変換に基づくシア・アルフベンの励起に関する研究と平行する形で、新たなアンテナを考案し理論と実験の両面から直接励起の可能性を考察した。また、直接励起が可能な場合、実験室に於ける大振幅のシア・アルフベン波の励起の可能性が出てくるので(スペースでは頻繁に起きている)、それに基づく非線形現象への発展の研究を第二の目的とした。中でも、b_θ成分がしきい値を越えた場合、円偏波から楕円偏波への遷移が理論的に考えられているが、果してこの様な現象が起きるのだろうか、というテーマを第一に掲げた。2年間にわたる研究の結果、第一の目的である直接励起は理論的に可能である事が判明し、実験の結果m=Oモードのシア・アルフベン波の励起に成功した。その研究を詳細に進める過程において、次のような新事実が明らかになった。即ち、直接励起されたm=Oのシア・アルフベン波はある周波数w_*(<w_<ci>)

近傍において、イオンと中性粒子との衝突効果により、著しく吸収され、それ以上の周波数ではm=+1の圧縮波の分散曲線につながることが見いだされた。w=w_*の吸収近傍における誘電率の実数部と虚数部を調べたところ、この間にいわゆるkramers-kronigの関係がほぼ満足されていることが明かとなった。従って、この新事実の発見のため後者の第二の目的の当初の内容を変更することとなったが、プラズマ物理学の分野でこの様なKramers-Kronig関係が見いだされたのはおそらく初めてであろうと思われ、大きな研究成果が得られた。
感覚フィードバック型ハンドのための触感覚呈示システムの開発

電子義手や機能的電気刺激およびテレイグジスタンス型ロボットや人工現実感などの分野では触感覚をどのように人間の皮膚にフィードバックさせたり呈示させるかが大きな課題となっている。本研究では、これらの課題に応えるために、材質感のような触覚の質に関する感覚がどのような物理的要因で規定されるかを心理物理実験を通じて調べ、触感覚をできるだけ忠実に呈示するシステムを提案した。また、水素吸蔵合金を利用したアクチュエータを利用し、触感覚ばかりでなく上腕に力感覚を呈示する装置の開発を行った。これらの呈示システムを感覚フィードバック型ハンドに組み込んで評価を行い、その有効性を確かめた。以下に、得られた結果を要約する。(1)表面粗さ、粘度および熱容量の異なる物体を指先で触れたとき、粒子径が30μmを境に「さらさら」感から「ざらざら」感に移行すること、粘度17dPa・sで「ぬるぬる」感が最大になること、皮膚温度の時間パターンが材質の識別の手がかりとなることが分かり、ペルチエ素子により皮膚温を可変にすることで、ある程度の材質感を呈示することができることを実証した。(2)物体を把持したときの「ずれ弁別閾」は20μm-30μmとなり、ずれ弁別閾には方向依存性があること、皮膚温が32°Cのときに弁別閾が最も低くなることが分かった。水素吸蔵合金を利用したアクチュエータを設計し、アクチュエータを上腕に装着して力情報を呈示した結果、仮想物体の重量感を知覚させることができることが分かった。以上から、触感覚に関する多くの形容詞が表面粗さ、粘性及び温度の3つのパラメータで表現できる可能性が示された。今後は、本課題で得られた知見や技術を基に、感覚フィードバック型ハンドのための触感覚呈示システムを構築していきたい。本課題は、麻痺上肢やロボットハンドのための触覚情報の検出と呈示に関する研究であり、材質感のような触覚の質に関する情報をできるだけ忠実に検出して呈示する感覚フィードバッグ型ハンドを開発している。そのため触感覚がどのような要因で決定されるのかを調べ、表面粗さ、粘性、温度の3つの物理的要素が重要であることを確かめている。平成4年度では、ケミカルエッチングで作った凹凸パターンシートやサンドペーパを手指に呈示し、どの程度の表面粗さで「ざらざら感」を生じさせることができるかを調べた。その結果、30μm以上の粒子径からなる表面粗さで「さらさら感」から「ざらざら感」に移行すること、凹凸パターンをなぞったときに、8本/mmを境に「つるつる感」から「凸凹感」に移行することなどが分かった。次に、粘度の異なる様々なシリコンを用いて粘性に関する心理物理実験を行い、「ぬるぬる」というような感覚と粘度との関係を明らかにした。その結果、17dpa・sの粘度で「ぬるぬる感」になることなどが示された。また、ずれ感覚がやっと生じるときの物体と皮膚表面の位置ずれを求めたところ、位置ずれは表面粗さにはあまり依存しなかったが、ずらす速度や表面の粘度によって大きく変化した。さらに、これらの実験を物体の温度を変えた場合、触感覚がどのように変化するかを調べた。その結果、物体表面が32度のとき最もずれを検出しやすいことが分かった。次に、木板、ガラス板、アルミ板、ゴム板、アクリル板などを触れさせて識別実験を行い、同時に皮膚表面の温度時間変化を測定した。その結果、温度変化と材質感とが極めて良く一致することが判明した。

そこで、ペルチェ素子を用いて人工的に温度変化パターンを作り指先の皮膚表面に呈示したところ、色々な材質感を生じさせ得ることが分かった。以上から、触覚ディスプレイ設計のための基礎的資料を得た。電子義手や機能的電気刺激およびテレイグジスタンス型ロボットや人工現実感などの分野では触感覚をどのように人間の皮膚にフィードバックさせたり呈示させるかが大きな課題となっている。本研究では、これらの課題に応えるために、材質感のような触覚の質に関する感覚がどのような物理的要因で規定されるかを心理物理実験を通じて調べ、触感覚をできるだけ忠実に呈示するシステムを提案した。また、水素吸蔵合金を利用したアクチュエータを利用し、触感覚ばかりでなく上腕に力感覚を呈示する装置の開発を行った。これらの呈示システムを感覚フィードバック型ハンドに組み込んで評価を行い、その有効性を確かめた。以下に、得られた結果を要約する。(1)表面粗さ、粘度および熱容量の異なる物体を指先で触れたとき、粒子径が30μmを境に「さらさら」感から「ざらざら」感に移行すること、粘度が17dPa・sで「ぬるぬる」感が最大になること、皮膚温度の時間パターンが材質の識別の手がかりとなることが分かり、ペルチエ素子により皮膚温を可変にすることで、ある程度の材質感を呈示することができることを実証した。(2)物体を把持したときの「ずれ弁別閾」は20μm-30μmとなり、ずれ弁別閾には方向依存性があること、皮膚温が32°Cのときに弁別閾が最も低くなることが分かった。水素吸蔵合金を利用したアクチュエータを設計し、アクチュエータを上腕に装着して力情報を呈示した結果、仮想物体の重量感を知覚させることができることが分かった。以上から、触感覚に関する多くの形容詞が表面粗さ、粘性及び温度の3つのパラメータで表現できる可能性が示された。今後は、本課題で得られた知見や技術を基に、感覚フィードバック型ハンドのための触感覚呈示システムを構築していきたい。
アジアにおける農業の近代化の地域社会的影響と維持可能な発展方向の模索的事例研究

本研究では、農業近代化政策のなかで、これまであまり問題にされてない大型水利ダムと灌漑施設を取り上げ、これを梃子とする水田稲作特化型の近代農業の意義と限界を明らかにするとともに、日本、スリランカ、及びタイ王国における事例の調査・研究によって、持続可能な地域農業の発展方向を明らかにした。嘉瀬川(日本)、ナムポン川(タイ)、マハベリ川(スリランカ)の三河川では大型ダム建設により近代的な水利灌漑システムが構築されているが、開発コストが水を商品と化し、費用対効果の点から工業用水や都市用水の経済的優位性が強調され、優先される傾向がある。他方、これらの水系には、アオ取水やクリーク(日本)、ため池(タイ)、滝状型小規模堤群(スリランカ)のような、固有の小規模水利施設があり、持続的な灌漑農業の発展のためには、これらの伝統的システムと近代的なシステムとの接合が、今後の課題になってきている。水田稲作農業における近代化の象徴としての機械化と化学肥料と農薬の多用は、西与賀集落(日本)、ターカスン村(タイ)、ヤックレ村(スリランカ)の何れの調査地区においても共通にみられた傾向であり、地力の低下と病害虫の多発、化学肥料と農薬の多用という悪循環のなかで、コストの上昇と価格の低迷により所得の低下をもたらしている。そのなかで、経営規模の拡大による展開を図る上層農家と複合経営への傾斜を深める中間農家、兼業化・脱農を図る下層農家という階層分化が進んでいる。農薬と化学肥料の多用による環境への影響と農産物の安全性については、日本だけに限らず、タイ、スリランカの両国の調査地域においても、程度の差こそあれ生産者の間で優先度の高い課題として認識されており、有機農業を中心とする新たな模索が開始されるとともに、溜池を利用した自給的な複合農業(タイ)や有畜複合農業(スリランカの先住民)など伝統的な地域農業の見直しが始まっており、農産物流通についても農産物直売所(日本)やコミュニティマーケット(タイ)を始め、地産地消を基本とする新たなシステム構築が始まっている。本研究では、農業近代化政策の特色の一つである大型開発について、これまであまり問題にされてこなかった大型水利ダムと灌漑施設の建設を取り上げ、これを梃子とする水田稲作特化型の近代農業の意義と限界を明らかにするとともに、日本、スリランカ、及びタイ王国こおける事例を調査・研究することによって、特続可能な地域農業の発展方向を明らかにすることを目的としている。初年度の本年度は、研究作表者と各研究分担者の研究裸題に対する研究視角の検討・統一を図ることと、調査対象とした3つの地域に対する総合的な概況把握を行う為に、以下の手順で作業を進めた。(1)国内研究者による研究会・打合せ会を6回開催するとともに、IT等により海外の共同研究者との連携を密にし、9月に日本に招聘して共同研究者全員による研究会を行った。(2)ダム建設中の佐賀県嘉瀬川水系の農業灌漑を中心とする水利用について現地詞査を行った(9月)。(3)スリランカの大河・マハベリ川の総合開発計画の全容を把握するために現地調査を行った(11月)。(4)タイ東北部のナムフォン川のダム建設による多目的な水利用の現況について現地調査を行った(12月)。

本核的な実態調査に基づく分析は次年度以降になるが、新たな利水用にダムを建設中の嘉瀬川水系(日本)、多数の大型ダムと灌漑施設網をほぼ構築し終え、稲作と発電という当初の目的の実現を図るマハベリ河水系(スリランカ)、当初の稲作目的から農外利用を含む多目的ダムへと変貌を遂げるナムフォン川水系(タイ)というように、夫々の水系の大型ダムの建設による水利用の状況は異なるが、他方で、これらの水系は、アオ取水やクリーク(日本)、滝状型小規模ダム群(スリランカ)、ため池と井戸(タイ)のように、夫々、固有の小規模水利用システムを有しており、持続的な地域農業の発展には、これらの伝統的システムとの接合が今後、大きな課題になってくるように思われる。本研究では、大型水利ダムと灌漑施設の建設を梃子とする水田稲作特化型の近代農業の意義と限界を明らかにするとともに、日本、スリランカ、及びタイ王国における事例を調査・研究することによって、持続可能な地域農業の発展方向を明らかにすることを目的としている。初年度に行った、嘉瀬川(日本)、ナムポン川(タイ)、マハベリ川(スリランカ)の三つの河川における大型ダムの建設による水利灌漑システムの構築についての調査を踏まえて、二年目の本年度は、上記の河川流域における近代的な水田稲作農業の課題とそれに代わるオールタナティヴな農業のあり方を総合的に把握する為に、以下の手順で作業を進めた。(1)マハベリ川総合開発計画下の灌漑農業の現状と課題を明らかにするために、システムC地区ヤックレ村の概況調査とサマナラウェワダム下流のカルトタ村の農家調査を実施した(8月、9月)。(2)ナムポン川流域と周辺域の水と農業の関係を把握するために、ナムポン郡タークラスム村の水稲二期作農業、ナーファイヌア村のサトウキビとトウガラシの複合農業、ムアン郡パークプァイ村の水稲と野菜の複合農業、ウェンヤイ郡ドーンバン村の小規模複合農業、の調査を実施した(12月)。(3)嘉瀬川流域と周辺域において、大型機械施設を装備した近代的営農集団(西与賀町)と有機米生産農家(高木瀬町、鍋島町、江北町)、有機野菜生産農家(久保田町、鳥栖市)、多様な流通チャンネル(佐賀青果市場、道の駅「そよかぜ館」、有機野菜の店「元気畑」、直売)の調査を行った(3月)。農薬と化学肥料の多用による環境への影響と農産物の安全性については、日本だけに限らず、タイ、スリランカの両国の調査地域においても、程度の差こそあれ生産者の間で優先度の高い課題として認識されており、有機農業を中心とする新たな模索が開始されるとともに、農産物流通についても直売所(日本)やコミュニティマーケット(タイ)を始め、地産地消を基本とする新たなシステム構築が始まっている。最終年度の次年度は、残された幾つかの集落農家調査や補足調査をもとにその全容を明らかにする。本研究では、大型水利ダムと灌漑施設の建設を挺子とする水田稲作特化型の近代農業の意義と限界を明らかにするとともに、日本、スリランカ、及びタイ王国における事例を調査・研究することによって、持続可能な地域農業の発展方向を明らかにすることを目的としている。初年度に行った、嘉瀬川(日本)、ナムポン川(タイ)、マハベリ川(スリランカ)の三つの河川における大型ダムの建設による水利灌漑システムの構築についての調査と、二年目に行った、上記の河川流域における近代的な水田稲作農業の課題とそれに代わるオールタナティヴな農業のあり方を総合的に把握する調査を踏まえて、最終年度の本年度は、以下の手順で作業を進めた。(1)マハベリ川総合開発計画下の灌漑農業の現状と課題を明らかにするために、システムC地区パハラヤックレ村の農家調査とサマナラウェワダム下流のカルトタ村の補足調査を実施した(8月、12月)。
核内に局在する新規低分子量Gタンパク質の機能解析

低分子量GTP結合蛋白質κB-RasはNF-κBの活性化を阻害する分子として報告された。κB-Rasは核内に局在し、主にGTP結合型であることが分かった。κB-Rasの変異体T18NはGTPに対する結合活性を示さず、しかもその細胞内局在は細胞質であり、κB-Rasは結合するグアニンヌクレオチドによってその細胞内局在を変化することが分かった。κB-RasおよびT18N変異体の過剰発現はTNF-κによるNF-κBの活性化を顕著に抑制し、その阻害効果はGDP結合型であるT18N変異体の方が強かった。低分子量GTP結合タンパク質κB-RasはNF-κB制御分子であるIκBの結合分子として同定され、NF-κBの活性化を阻害するRasファミリーのひとつとして報告された。NF-κBは、活性化刺激によるIκBとの複合体の解消により活性化されるが、κB-RasはIκBの分解を抑制する事によってNF-κBの転写活性を抑制する事が報告された。しかし、その正否を含めて詳細なNF-κB抑制の分子機構は明らかにされていない。本研究は初年度において、κB-RasのNF-κB抑制の分子機構を解明することを目的とした。私達が作成したポリクローナル抗体を用いた解析により、κB-Rasはユビキタスに発現し、しかもその細胞内局在は核内であることが明らかとなった。κB-Rasは細胞内において主にGTP結合型であることが分かった。次にκB-Rasの変異体T18Nを作成したところ、T18N変異体はGTPに対する結合活性を示さず、しかもその細胞内局在は細胞質であり、κB-Rasは結合するグアニンヌクレオチドによってその細胞内局在を変化することが分かった。レポーターアッセイではκB-RasおよびTI8N変異体の過剰発現はTNF-αによるNF-κBの活性化を顕著に抑制した。一方、TNF-αにより誘導されるIκBの分解はκB-RasおよびT18N変異体、どちらの発現によっても弱い抑制効果を示したが、その効果はNF-κB活性化に対する阻害効果と比較して非常に低く、IκBの分解制御のみではこの阻害効果は説明できなかった。さらにp65/RelAあるいはGAL4DBD-RelAの過剰発現たよるNF-κBの転写活性を検討したところ、κB-RasおよびT18N変異体は共に強い阻害効果を示し、κB-RasがIκBの安定化よりもむしろp65/RelAなどNF-κB自身の転写活性に対して影響を及ぼしている可能性が示唆された。NF-κBは、活性化刺激によるIκBとの複合体の解消により活性化されるが、κB-RasはIκBの分解を抑制する事によってNF-κBの核内移行を抑制する事が報告されている。しかし、昨年度、本研究はκB-RasがIκBの安定化よりもむしろp65/RelAなどNF-κB自身の転写活性に対して影響を及ぼしている可能性を示した(論文投稿中)。κB-Rasはその結合するグアニンヌクレオチドによってその細胞内局在を変化する。GTP結合型κB-Rasの機能を明らかにするため、κB-Rasの活性に影響を与えるシグナルを探索した。その結果、がん遺伝子RasがκB-RasのGTP結合能を正に制御することを見出した。さらにがん遺伝子型RasはκB-Rasの核内への局在を促進することが示され、この結果はκB-RasがGTP結合型のときに核内への局在が促進される以前の観察とよく一致した。さらに野生型κB-RasおよびGDP結合型であるκB-Ras(T18N)変異体のがん遺伝子型Rasの発がんシグナルへの影響を検討した。野生型κB-Rasはがん遺伝子型Rasによるマウス線維芽細胞の形質転換能を著しく促進したが、T18N変異体にはそのような効果は観察されなかった。以上の結果からκB-Rasはがん遺伝子型Rasの下流シグナルに位置し、がん遺伝子型Rasのがん化シグナルにおいて重要な役割を果たしていることが示唆された。
口腔顔面痛に対する自律神経調節機能の強化－心拍変動バイオフィードバック法の試み－

われわれは口腔顔面痛の治療過程において、自律神経系の易変性が重要であることに気づき、自律神経の調節機能を強化することによって治療成績が向上すると考えた。しかしながら、現行の治療法であるSGRには治療頻度・回数などの物理的な制約がある。そこで、われわれは患者自身によるセルフケアを最大限に活用する発想に至り、心拍変動バイオフィードバック法(以下HRV-BF)に着目した。HRV-BFは心拍変動を利用する新しいバイオフィードバック法で、喘息・線維筋痛症などのストレス関連疾患(いわゆる心身症)に対する有効性が報告されつつあるが、口腔顔面痛に対して実施された報告はない。HRV-BFは非侵襲かつ簡便で、労苦を伴わないため継続的に実施可能であり、セルフセアとして最適である。さらに、HRV-BFはSGRと同様に自律神経の調節機能に作用すると考えられ、SGRの補完または代替治療として極めて有望である。しかも、新規治療マーカーであるDパラメーターを用いたHRV解析によって口腔顔面痛の治療過程における詳細な病態解析も可能である。既存のパラメーター値からDパラメーター値を算出した。これらを疾患群ー対照群間で対比し、統計学的に検討を行った。応募者らは口腔顔面痛の治療過程において自律神経系の易変性が重要であることに気付き、自律神経の調節機能を強化することによって治療成績が向上すると考えた。しかしながら、現行の治療法であるSGRには治療頻度・回数などの物理的制約がある。そこで、応募者らは患者自身によるセルフケアを最大限に活用する発想に至り、心拍変動バイオフィードバック法(以下HRV-BF)に着目した。既存のパラメーター値からDパラメーター(D Mean HRT、D SDNN、D RMSSD、D PSI、D TP、D VLF、D LF、D HF、D LF norm、D HF norm、D LF/HF)値を算出した。さらに、質問票として用いたVAS、CMI、TMI、SDSの結果と上記項目との相関性についても検討した。口腔顔面痛の患者に対し実施している。参加予定人数は目標に到達していないが、データの取得、解析を進めている。これらを疾患群ー対照群間で対比し、統計学的に検討を行っている。口腔顔面痛の患者に対しHRV-BFを実施し、HRV解析をすすめている。治療過程において、データの収集を行い、データ解析も併せて行っている。現在までのところ参加予定人数は目標に到達していないが、今後も引き続きデータの取得、解析を進める予定としている。

これらを疾患群ー対照群間で対比し、統計学的に検討を行った。参加予定人数が当初の目標より少ないため、参加人数の増加を図るとともに、引き続き研究データの取得、解析を進めていく。解析したデータについては、積極的に学会発表や論文発表を行うようにする。参加予定人数が当初の目標よりまだ少ないため、新規参加者の獲得を図るとともに、引き続き研究データの取得、解析を進めていく。得られた研究データについては、引き続き積極的に学会発表や論文発表を行っていく予定である。参加人数が目標に達しなかったこと、それに伴い物品費の購入費用が当初より少なくなったことが理由として挙げられる。消耗品の使用が計画より少なかったため。次年度は新規患者分の消耗品購入や、論文発表、学会発表を積極的に行いたいと考えている。参加人数増加を図り、必要物品の購入に充てたいと考えている。
内耳における遺伝子発現パターンと聴力像に関する研究

今までに難聴の原因遺伝子が数多く報告されてきた。現在、さらなる新規難聴遺伝子の探索や、それぞれの遺伝子から転写・翻訳されたタンパクが内耳のどの部分に局在するのか精力的な研究がつづけられている。しかしながら、遺伝子変異の表現型である難聴には高音漸傾型や低音障害型など様々なパターンがあり、遺伝子変異によって特徴的な型の難聴が引き起こされるメカニズムは不明である。おそらく遺伝子発現パターンと聴力像に関連性があると考えられる。本研究ではマウスを用いて、内耳の遺伝子発現パターンをレーザーマイクロダイセクションとReal-Time PCR解析およびDNAマイクロアレイを用いて内耳における遺伝子発現パターンを研究した。聴力像に特徴のある難聴において遺伝子の発現パターンと聴力像がどのように関連性があるかについて研究を進めている。今年度は高音障害型の難聴を呈す老人性難聴のモデルマウスであるSAM(Scenescens Accelerated Mouse)を用いて高音障害型の感音難聴に高発現する遺伝子について検討した。マウスを麻酔下におき,マウスを断頭して内耳を摘出した後,内耳全体からmRNAを抽出した。抽出されたmRNAを用いてマイクロアレイによる解析を行い,SAMの内耳に高発現している遺伝子を同定した。マイクロアレイの結果では週齢を重ねたSAMマウスではいくつかの遺伝子が発現上昇する所見を得ることができた。SAMマウスは高音障害型の感音難聴を示すため,これらの遺伝子は高音障害型の難聴に関係している可能性があると考えた。現在マイクロアレイで得られた結果をReal-Time PCRをもちいて正確に検証している。また,これらの遺伝子が高音を感受する内耳の基底回転に多く発現している遺伝子であるかどうかを検証するために,レーザーマイクロダイセクションを使用して実験を行っている。マウスに対して4%パラボルムアルデヒドによる経鼓膜及び経心灌流固定を行って側頭膏を固定する。内耳を摘出した後,OCTコンパウンドで包埋して凍結切片を作成する。作成した切片をレーザーによって内耳の回転ごと,部位ごとに切り出しmRNAを抽出している。レーザーによって切り出されたサンプルは大変微量なために,抽出できるmRNAは極短時間に分解されてしまい高度な技術を必要とされる。この手技が確立できれば難聴の解明に大きな貢献をすることができる。聴力像に特徴のある難聴において遺伝子の発現パターンと聴力像が、どのように関連性があるのかについて研究を進めている。本年度は高音障害型の感音難聴を来たす老人性難聴にスポットをあてて研究を進めた。老人性難聴のモデルマウスであるSAM(Senesence Accelerated Mouse)を実験動物とした。昨年度のマイクロアレイを用いた解析により、老人性難聴との関連が疑われた3つの遺伝子について、今年度はさらに詳細な検討を加えた。SAMには老化促進を示すSAMP1系統と、それに対するコントロールとして用いられ、老化促進を示さないSAMR1という系統がある。この2つの系統の8週齢と20週齢のそれぞれ4群の間で、この3つの遺伝子の発現量の変化をReal time PCRを用いて検証し結果を得た。現在この結果について考察を行なっている最中である。また、マウスにキシラジンとケタミンで全身麻酔を行なった後に、聴力をABR(Acoustic Brainstem Responses)を用いて評価した。トーンバーストの刺激で4, 8, 16, 32kHzの周波数で聴力検査を行った。20週齢のSAMはコントロールと比較すると、16KHzの高音域で聴力悪化を生じ始めていることを確認することができた。40週齢から急激な老人性難聴を示すと報告されているSAMP1であるが、20週齢という時期は老人性難聴の原因となる遺伝子発現がスタートする時期であることが示唆された。現在SAMP1、SAMR1の8週齢と20週齢の計4群を比較するために、内耳からRNA抽出して、エクソンアレイで網羅的に遺伝子発現を把握するとともに、レーザーマイクロダイセクションにより、部位を摘出しRNA抽出と発現量評価を行っている。内耳における遺伝子の発現パターンと聴力像が、どのように関連性があるのかを明らかにすることを目的に、内耳における遺伝子発現パターンの解析を行っている。本年度は老人性難聴にスポットをあてて研究を進めた。SAMには老化促進を示すSAM-P1系統と、それに対するコントロールとして用いられ、老化促進を示さないSAM-R1という系統がある。この2つの系統の8週齢と20週齢のそれぞれ4群の間で、この内耳における遺伝子の発現量の変化をマイクロアレイを用いて検討した。

今年度は、以前に用いていたスライドグラスアレイとは異なり、全遺伝子が搭載されているアレイを用いたため、全遺伝子の転写の変異をモニターすることが可能となり、新たな知見が多数得られており、現在この結果について考察を行なっている最中である。また、マウスにキシラジンとケタミンで全身麻酔を行なった後に、聴力をABR(Acoustic Brainstem Responses)を用いて評価した。トーンバーストの刺激で4,8,16,32kHzの周波数で聴力検査を行った。20週齢のSAM-P1はコントロールと比較すると、16KHzの高音域で聴力悪化を生じ始めていることを確認することができた。40週齢から急激な老人性難聴を示していた。現在SAM-P1、SAM-R1の8週齢と20週齢の計4群を比較するために、内耳からRNA抽出して、エクソンアレイで網羅的に遺伝子発現を把握するとともに、レーザーマイクロダイセクションにより、部位を摘出しRNA抽出と発現量評価を行い、高音域だけで発現量が低下する遺伝子を解析している。
デュアルフェライトフェーズ型広GHz帯対応電磁波吸収体の開発

1.目的衛星通信、移動通信の発達により電磁波障害が社会的問題となり、GHz帯域に対応できる優れた電磁波吸収体が要求されている。本研究ではM型相と結晶構造、磁気的性質が類似しているが異なる共鳴周波数をもつW型相を、M型相とともに出現させた混晶組織からなる焼結体を作製し、両相の自然共鳴を有効利用することにより薄型で広GHz帯域で機能する電磁波吸収体の開発を目的とする。2.方法試料組成は置換元素をSnMnとしたBaZn_<2y>Fe_<12-x+4y>(Sn_<0.5>Mn_<0.5>)_xO_<19+8y>(1.2≦x≦2.0,0.25≦y≦0.75)とし、焼成温度T=1473K1573Kで通常のセラミックス焼結法にて作製した。焼結後トロイダル状に加工した試料を同軸管中に挿入し、HP8720Dネットワークアナライザを用いてS_<11>およびS_<21>パラメータを測定した。これらの値より複素比誘電率ε_r、複素比透磁率μ_rおよびR.L.を算出して電磁波吸収特性を評価した。また相の同定にはXRDを用いた。3.結果(1)x=1.2,y=0.5と固定しT=1473K1573Kで焼成したBaZn_2Fe_<12.8>(Sn_<0.5>Mn_<0.5>)_<1.2>O_<23>試料において、MおよびW相からなる2相混晶試料が得られ、μ_r^I、μ_r^<II>の周波数分散に2つのピークが観察された。これらのうち、T=1473K,1523Kの試料でR.L.≦-20dBとなり、ΔFはそれぞれ2.2GHz,0.7GHzなる値を示した。(2)T=1473Kと固定し、MおよびW相の配合比(y)を0.250.75と変化させたところ、整合厚さ(d_m)の値はほとんど変化しないが、ΔFはy=0.5で極大値を示した。(3)2相混晶フェライト試料は、M型単相試料より広帯域化を示すことから2相混晶フェライトにより、薄型かつ広帯域特性を有する電磁波吸収体の作製が可能と考えられる。[目的]衛星通信,移動通信の発達により電磁波障害が社会的問題となり,GHz帯域に対応できる優れた電磁波吸収体が要求されている.最近,我々はM型フェライト磁石化合物の自然共鳴に着目し,GHz帯で対応できる電磁波吸収体を開発した.しかしながら焼結体では厚さは薄くなるが電磁波吸収を示す帯域幅が狭いという問題点を残している.

本研究ではM型相と結晶構造,磁気的性質が類似しているが異なる共鳴周波数をもつW型相を,M型相とともに出現させた混晶組織からなる焼結体を作製し,両相の自然共鳴を有効利用することにより薄型で広GHz帯域で機能する電磁波吸収体の開発を目的とする.期待される研究成果としては(1)W型フェライト化合物が新たにGHz帯域電磁波吸収体の候補となること,(2)M型+W型混晶組織の制御により焼結体でも薄型・広GHz帯域対応の電磁波吸収体が開発できること,が挙げられ,本年度は前者を目的として種々の元素イオンで置換したW型フェライト化合物単相焼結体を作製し,電磁波吸収特性を調べた.[結果]1)SnMn,ZrMn置換した試料においてZn_2-W型フェライト相が得られ,置換量とともに磁化の値・キュリー温度・共鳴周波数frが低下した.2)frの最小値はSnMn置換試料で1.9GHz,ZrMn置換試料で2.1GHzであった.3)SnMn置換試料において反射損失R.L.〈-20dBを示し,整合周波数fmも3・5GHzから15・5GHzの間で変化した.4)以上よりW型フェライトもGHz帯域電磁波吸収体として用いることができることがわかった.1.目的衛星通信、移動通信の発達により電磁波障害が社会的問題となり、GHz帯域に対応できる優れた電磁波吸収体が要求されている。本研究ではM型相と結晶構造、磁気的性質が類似しているが異なる共鳴周波数をもつW型相を、M型相とともに出現させた混晶組織からなる焼結体を作製し、両相の自然共鳴を有効利用することにより薄型で広GHz帯域で機能する電磁波吸収体の開発を目的とする。2.方法試料組成は置換元素をSnMnとしたBaZn_<2y>Fe_<12-x+4y>(Sn_<0.5>Mn_<0.5>)_xO_<19+8y>(1.2≦x≦2.0,0.25≦y≦0.75)とし、焼成温度T=1473K1573Kで通常のセラミックス焼結法にて作製した。焼結後トロイダル状に加工した試料を同軸管中に挿入し、HP8720Dネットワークアナライザを用いてS_<11>およびS_<21>パラメータを測定した。これらの値より複素比誘電率ε_r、複素比透磁率μ_rおよびR.L.を算出して電磁波吸収特性を評価した。また相の同定にはXRDを用いた。3.結果(1)x=1.2,y=0.5と固定しT=1473K1573Kで焼成したBaZn_2Fe_<12.8>(Sn_<0.5>Mn_<0.5>)_<1.2>O_<23>試料において、MおよびW相からなる2相混晶試料が得られ、μ_r′、μ_r′′の周波数分散に2つのピ-クが観察された。これらのうち、T=1473K,1523Kの試料でR.L.≦-20dBとなり、ΔFはそれぞれ2.2GHz,0.7GHzなる値を示した。(2)T=1473Kと固定し、MおよびW相の配合比(y)を0.250.75と変化させたところ、整合厚さ(d_m)の値はほとんど変化しないが、ΔFはy=0.5で極大値を示した。(3)2相混晶フェライト試料は、M型単相試料より広帯域化を示すことから2相混晶フェライトにより、薄型かつ広帯域特性を有する電磁波吸収体の作製が可能と考えられる。