hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
散乱の逆問題の数理とその数値解析およびグラフィック

シュレ-ディンガー方程式の散乱の逆問題の数学的問題は、磯崎洋が精力的に研究し、多くの成果を挙げた。Faddevの着想をふまえつつ、多次元空間における散乱核と、ボテンシャルの関係を明確に書き出し、ある緩やかな仮定の下に逆問題の解の表示を与えた。この成果は、いくつかの国際研究集会で発表され、注目を集めた。研究課題のもう一つの中心である数値解析に関しては、Silicon Graphics社のChallenge INdigo 2,およびIndyを購入し、坂根が中心となり、大学院生達(千田理路など)を指導しつつGroebner basesのアルゴリズムの効率化の研究を行った。多項目式環における様々な問題の解決にはGreobner basesが重要な役割を果たすが、それを具体的に求めることは膨大な計算量を必要とし、現在の計算機を用いても時間的に実行不可能の問題が多い。この研究課題において、この計算の効率化に成功し、GRASISと名付けられた新しい計算方法を見つけだし、その応用として、新しいEinstein計量を見つけることに成功した。逆問題への数値解析とグラフィックには、取りかかる前に研究期間が終わってしまったが、理論的進歩を数値解析とグラフィックに結びつけるにはなおかなりの時間を要することと思うが、これはこれからの我々の課題であり、続けて研究する予定である。散乱理論の逆問題は、数学の理論の観点から見て、新しく興味深い分野である。それとともに、問題の起源自身が示すように、工学の諸問題とも深く関連している。この問題の難しさは、ほとんど全ての逆問題は非適切である、ということから来ている。問題が非適切であると、観測データのわずかの誤差の影響が、求むべき答えの中にはいくらでも大きく倍増されて現れてくる。観測を精密にすることが、直ちに求むべき答えをより正確にするとは言えないわけである。我々は、この問題を数学の理論的面よりの研究は、数学に新しい分野をもたらすものと確信している。そして、この問題の性格として、我々は理論的研究とともに、上にも記したように、工学にとっても意味を持つような研究を目指している。すなわち、非適切問題の具体例にたいし、具体的に解を求めることを課題としている。ここで、先に注意した非適切問題の特性の克服が立ちはだかるが、このために正則化を経由して考察しなければならない。正則化の度合いが適当かどうかを判定するには、数値解析的取り扱いが必要になる。また、その数値解析の分析結果、をグラフィックとして表示することは実用上大切なことである。このために、我々は、数値解析とグラフィックに適合した計算システムを構築している。これを用いた具体例の計算実験をとうして、非適切問題の正則化の理論的進展をはかる予定である。研究計画書にも記してあるように、今年度は、この計算システムの構築が中心的仕事となった。この問題と深い関連の問題としてランダムな媒質の散乱問題も日常的問題として深く関係している。この問題は目下理論面よりの研究を中心に行っている。来年度は、今年度行った準備を基に、数値実験とそのグラフィック表示を通じて、新しい理論の展開に向かう予定である。Faddevの着想をふまえつつ、多次元空間における散乱核と、ポテンシャルの関係を明確に書き出し、ある緩やかな仮定の下に逆問題の解の表示を与えた。研究課題のもう一つの中心である数値解析に関しては、Silicon Graphics社のChallenge Indigo 2,およびIndyを購入し、坂根が中心となり、大学院生達(千田理路など)を指導しつつGroebner basesのアルゴリズムの効率化の研究を行った。多項式環における様々な問題の解決にはGreobner basesが重要な役割を果たすが、それを具体的に求めることは膨大な計算量を必要とし、現在の計算機を用いても時間的に実行不可能の問題が多い。

逆問題への数値解析とグラフィックには、取りかかる前に研究期間が終わってしまったが、理論的進歩を数値解析とグラフィックに結びつけるにはなおかなりの時間を要することと思うが、これはこれからの我々の課題であり、続けて研究する予定である。
ライブ映像はEスクールにおいてなぜ有効か?

早稲田大学eスクールのコンテンツは、その多くが大学の授業のライブ映像を用いている。この間、eスクールは8年目に入っているが、常に200名を前後する学生を安定的に受け入れている。このような状況を考えるとき、何故にライブ映像がeスクールの学生に迎えられているのか検討する必要と価値を感ずる。この研究は、ライブ映像の場面に表出される人間としての教師でしか表現しえない表現力、情報量の問題が焦点化される。この問題は、前川ら(1988)のパラ言語の問題として既に部分的に明らかになっていた。パラ言語とは、音声言語には属するが言語情報とは異なり、言語情報以外に韻律的表現をされている従来ならば言語情報として分類されることのない情報であり、その韻律的に表現された情報が言語と同等にみなされうるものとして注目を集めた言語である。パラ言語情報は、発話において言語情報を変容したり補助したりすることによって、話者の意図や態度、発話スタイルを伝達するものとされている。パラ言語情報は、イントネーションの変化、抑揚、パワーの強弱によって表現される韻律情報であるが、文字言語に転写すると判断不能になる。授業中における教師の言語行動の中に、どのようなパラ言語が含まれ、そしてそれが受講者たちからどの程度共通の意味理解をされたかを明らかにすることに努めた。本実験においては、連続的な音声言語の流れの中で表現されるパラ言語情報のカテゴリをあらかじめ被験者に与えた際に、どの程度そのカテゴリ,を使って各パラ言語を識別できるか実験した。「注目」、「確認」、「反語」、「強制」などの意を汲むパラ言語は、ほぼ70%以上の一致度をもっていることが明らかになった。このような学習行動を強化する機能をもったパラ言語は、明らかにeラーニングの学習を豊かにするものと考えられる。平成20年度は、これまで収録した千葉県館山市北条小学校における授業記録をベースに研究を行った。具体的には、初任教師(教職経験12年)とベテラン教師(教職経験20年以上)の教授行動の比較分析を行った。この研究の目的は、ベテラン教師の教授行動と初任教師の教授行動を比較し、教授行動自体の情報量あるいは教授行動の多様性を比較検討することにある。典型的な例として、すでに我々の研究において、一部が明らかにされていることであるが、教師の表現能力の一部に、パラ言語が挙げられる。ベテラン教師の教授行動と初任教師の教授行動の間においてパラ言語の表現能力に差異があると仮定し、この面の検討を目論んだ。さらに、我々にとって長年の課題であるが、教師のソーシャル・プレゼンスの相違が学習者の学習行動に及ぼす影響も研究の視野に入っている。したがって、ベテラン教師の教授行動と初任教師の教授行動の比較には、この目的も含まれている。本年度は、このような教師の特異な教授行動を明らかにするための予備的調査を行った。次年度は、本年度の予備的調査がプロトコルの比較検討に集中していたことを反省し、映像および音声記録の比較検討を中心に、パラ言語や教師のソーシャル・プレゼンスの検討に入っていく予定である。パラ言語の研究は、パラ言語の種類やそれの発生する頻度にも注目し、様々な意味を持つパラ言語の辞書をつくり、その体系化に着手したい。ソーシャル・プレゼンスについては、授業の中のターゲットとなるキーワードについて、初任教師とベテラン教師により教授を受けた児童・生徒に対し、語彙や解釈に対する調査を行い、その影響力の違いを比較検討する作業を計画に入れている。ベテラン教師と初任教師の比較パラダイムの下での,パラ言語,ソーシャルプレゼンスの出現のあり方およびそれらの機能の比較検討とその準備を行った。前年度,千葉県館山市北条小学校にいて,初任教師(経験12年)とベテラン教師(経験20年以上)の教授行動の比較を行った。この研究は,教育工学の初期の頃に典型的にみられた研究パラダイムである。初任者の教育を,熟練教育者との行動比較の中で,わかりやすく,焦点化するための技法であった。義々はこの枠組みに,新しくパラ言語,ソーシャルプレゼンスの観点をいれることを思いついた。従来の研究は主に,教師の発話分析の手法を用いてなされたものであった。パラ言語の研究については,我々の研究室では,すでに,教育実践の現場から,パラ言語を抽出することに成功している(有賀・岸・菊池・野嶋,2008)。当該の研究では,パラ言語情報のカテゴリーを特定する同定実験の手法を用いて,学校現場の授業場面から,教師の自発音声を収録し,その音声分析を試みることによって,パラ言語の抽出に成功している。「納得」,「気づかせ」,「反語」,「確認」の4カテゴリーがそれである。このなかでも特に児童の主体性に考慮した「気づかせ」,「反語」が韻律的にも特徴的なカテゴリーとして指摘されている。相手の主体性を慮り,児童の意見を直接的に否定しない教授行動がパラ言語として抽出できたことは,ライブ映像がなぜ,学習者との対話を含まないスタジオ映像などと比較して学習者あるいは,視聴者に好まれるのかを追求する良いヒントになる。また,この準備段階の資料として,初任教師と熟練教師との教授行動の比較実験データからも近接した結果が得られる予定である。本年度は,上記のような研究の枠組みのもとソーシャルプレゼンスの質問尺度の開発と,パラ言語抽出とライブ映像の効果を結びつける理論構築に多くの時間を割いた。

この間、eスクールは8年目に入っているが、常に200名を前後する学生を安定的に受け入れている。このような状況を考えるとき、何故にライブ映像がeスクールの学生に迎えられているのか検討する必要と価値を感ずる。この研究は、ライブ映像の場面に表出される人間としての教師でしか表現しえない表現力、情報量の問題が焦点化される。この問題は、前川ら(1988)のパラ言語の問題として既に部分的に明らかになっていた。パラ言語とは、音声言語には属するが言語情報とは異なり、言語情報以外に韻律的表現をされている従来ならば言語情報として分類されることのない情報であり、その韻律的に表現された情報が言語と同等にみなされうるものとして注目を集めた言語である。パラ言語情報は、発話において言語情報を変容したり補助したりすることによって、話者の意図や態度、発話スタイルを伝達するものとされている。パラ言語情報は、イントネーションの変化、抑揚、パワーの強弱によって表現される韻律情報であるが、文字言語に転写すると判断不能になる。授業中における教師の言語行動の中に、どのようなパラ言語が含まれ、そしてそれが受講者たちからどの程度共通の意味理解をされたかを明らかにすることに努めた。本実験においては、連続的な音声言語の流れの中で表現されるパラ言語情報のカテゴリをあらかじめ被験者に与えた際に、どの程度そのカテゴリ,を使って各パラ言語を識別できるか実験した。「注目」、「確認」、「反語」、「強制」などの意を汲むパラ言語は、ほぼ70%以上の一致度をもっていることが明らかになった。このような学習行動を強化する機能をもったパラ言語は、明らかにeラーニングの学習を豊かにするものと考えられる。
すべり面に沿う間隙水圧の逆解析に関する研究

本研究の目的は、地すべり地において数少ない観測点の間隙水圧が与えられた場合(もしくは間隙水圧に関する情報が皆無である場合)を想定し、すべり面全域における間隙水圧を非線形最適化手法に基づいて逆解析する方法を開発することであった。はじめに、間隙水圧分布の逆解析を非線形最適値問題として定式化するためのアルゴリズムを構築した。その際、当初は、解の存在範囲をアプリオリに入力データで与えるとの前提で等式・不等式制約条件付き最適値問題を定式化した。ところがこの方法によると、解の存在範囲の規定の仕方に応じて、解の精度が大きく左右されることが判明した。換言すると、解が、予め与える存在範囲自体の関数になるということである。そこでこの特性を逆に利用し、二重の最適値問題を構成する方法を着想するに至った。この二重最適値問題を解けば、解の存在範囲が自動的に変更されつつ最適解つまり逆解析すべき間隙水圧分布が精度良く同定されることが明らかになった。こうして、安全率算定式にJanbu法を用いた逆解析プログラムのもとに、実測値が知られているLodalen地すべり地(ノルウェー)及び松之山越地すべり地(新潟、第三紀層地すべり)などに本手法を適用したところ、大変好ましい結果が得られた。とり分け、観測点の配置に関して有用な知見が得られた。すなわち、観測点が1点もしくは2点与えられるとき、それらをすべり面の上端もしくは下端近傍、ないしその両方に配置するのが最も好都合であること、観測点が皆無のとき精度上幾分問題が残ること、などの知見である。
ポタラ宮所蔵スティラマティの倶舎論注釈書『真実義』の新出梵文写本研究

チベットのポタラ宮に所蔵されているスティラマティの倶舎論注釈書『真実義』写本の解読を進め,第1章のうち23葉分の解読を終え,その試訳を作成した。『真実義』を解読するには,関連するアビダルマ文献を多く参照する必要がある。よって解読研究の前段階として諸文献の対照ノート作成などを本研究の基礎作業と位置付け,作成した研究資料をひろく研究者に提供した。チベットのポタラ宮に所蔵されており,近年現存することが確認されたスティラマティの倶舎論注釈書『真実義』サンスクリット写本を解読する。『真実義』サンスクリット写本を校訂するには,関連するアビダルマ文献を多く参照する必要がある。それら諸文献の資料作成・整理作業を研究の基礎作業と位置付け,作成した研究資料をひろく研究者に公開する。チベットのポタラ宮に所蔵されており,近年その存在が明らかとなったスティラマティの倶舎論注釈書『真実義』第1章「界品」の第2偈から第6偈のサンスクリット写本を解読し,ローマ字転写テクスト(Diplomatic Edition)を作成した。同時に,『倶舎論』本論,ヤショーミトラの『倶舎論明瞭義』,サンガバドラの『順正理論』との対応箇所をも注記した試訳ノートを作成し得た。チベット語訳は,コロフォンに示される通りその翻訳文に不十分な点があり,サンスクリット文がチベット文字で音写されている箇所も多数ある。なお多くの問題を残してはいるものの,これまでチベット語訳で解読し得なかったこの難解なスティラマティの注釈文を,サンスクリット写本の解読によって明確にし得た点は,最も重要な研究成果である。本研究では,『倶舎論』本論と諸注釈書の対照ノート作成やその電子化を,『真実義』サンスクリット写本解読のために必要不可欠な基礎研究と位置付け並行して取り組んできた。その基礎整理作業の一環として,スティラマティの倶舎論注釈書『真実義』チベット語訳の電子テクストを準備した。また,プールナヴァルダナの『倶舎注疏随相』チベット語訳(北京版)に,デルゲ版対応箇所や『倶舎論』本論の対応箇所を明記したノートを作成した。そして,本庄良文(研究分担者)は,スティラマティの『真実義』チベット語訳(北京版)に,デルゲ版対応箇所や『倶舎論』本論の対応箇所を明記したノートを作成し,それを電子化(pdfファイル形式)して,ひろく研究者に公表した。チベットのポタラ宮に所蔵されており,近年その存在が明らかになったスティラマティの倶舎論注釈書『真実義』サンスクリット写本の約15葉分(第8偈まで)を解読し,ローマ字転写テクスト(Diplomatic Edition)ならびに試訳を作成した。チベット語訳と部分的に現存する敦煌出土漢語断片『倶舎論実義疏』はもちろんのこと,『倶舎論』本論,ヤショーミトラの注釈書『倶舎論明瞭義』,プールナヴァルダナの注釈書『倶舎注疏随相』に加え,サンガバドラの『順正理論』を参照し,その対応に注意しながら写本の校訂作業を行った。写本の文字が不鮮明で判読し難い箇所があり,また内容の難解さ故に,読みを確定することができていない箇所があるものの,部分的にではあるがサンスクリット原文を提示することの意義は大きい。とりわけ,これまでチベット語訳,漢語断片のみでは読み解くことができなかった点を明確にし得たことは,重要な研究成果であると言えよう。現存する『真実義』チベット語訳の文章は必ずしもサンスクリットの正確な訳文とは言えない点が見受けられることが,あらためて明らかになってきた。また『順正理論』の文脈を精密に捉えながら,スティラマティが『倶舎論』の注釈書を著した事実を,窺い知ることができる。よって,漢語でしか現存しない『順正理論』の文章を回収し得ることもまた,文献学上の重要な成果である。すでに散逸したと考えられてきたスティラマティの倶舎論注釈書『真実義』サンスクリット写本が,チベットのポタラ宮に保管されていることが判明した。本研究は『倶舎論』諸注釈書の中で最も大部である当該注釈書の解読を主たる研究課題に据えスタートした。まず,写本外形の特徴,章の区切りに記されるごく短いコロフォンを確認した。写本全体は三つに分けて書写されたことが推測される。最初の部分(写本A)と最後の部分(写本C)が現存し,中間部分(写本B)つまり第2章から第4章中程までを欠く。現在のところ,第1章のうち約20葉分の解読を終え,校訂テキストと試訳を作成した。

定期的に研究会を開催し,『真実義』チベット語訳と敦煌出土漢語断片『倶舎論実義疏』,また『倶舎論』本論とヤショーミトラやプールナヴァルダナの注釈文,加えてサンガバドラの『順正理論』やスティラマティの『五蘊論釈』などを参照して校訂作業を行い,多くの平行句を同定し,チベット語訳のみでは明確でなかった箇所を精読することができた。とりわけ『順正理論』の文章を多く回収できたことは重要な文献学上の成果である。『真実義』サンスクリット写本解読に必要不可欠であるプールナヴァルダナ注のチベット語訳に,偈や本論対応箇所などを書き込んだノートを作成するなど,ひろくアビダルマ研究者に提供できる関連文献資料を作成した。これは写本解読に付随する重要な基礎的研究の成果である。スティラマティの倶舎論注釈書『真実義』は,極めて重要な注釈文献であるにもかかわらず,不完全なチベット語訳や部分的に残る漢訳などによってしか読むことができなかった。ところが,チベットのポタラ宮にサンスクリット写本が保管されてきたことが判明し,その解読研究に取り組むことができる状況が整ったことにより,本研究を開始した。第1章「界品」注釈文の解読をスタートさせ,およそ23葉分の校訂テクスト作成,翻訳文の作成を終えた。チベット文のみでは確定困難であった議論の脈絡を丹念に辿り,いくつかの点において議論の展開を明確にすることができた。またサンガバドラの『順正理論』やスティラマティの『五蘊論釈』との平行句を同定することができた。これらは重要な文献学上の成果であるが,一方において写本の文字が鮮明でないなどの理由により判読できない箇所もあり,その点において残る課題も多い。『真実義』解読の基礎作業として,関連するアビダルマ文献の対照ノート作成や,電子化作業を推し進め,多くの基礎文献を蓄積することができた。これらは,今後引き続きアビダルマ研究者に提供可能な基礎研究の成果である。
リモートセンシング技術による穀物収量の早期予測手法の開発

2014年産トウモロコシを対象に「トウモロコシ単収予測手法」の予測精度を検証した。9月時点の予測は統計値に対して8.2%過小であり、10t/haを超える豊作年については予測結果が過小評価される傾向にあり、予測式を2次回帰モデルへ変更するなどさらなる改良が必要であることが示唆された。また、VIIRS/Suomi-NPPの代替利用時の予測精度を解析した結果、現行手法よりも予測値が若干高くなるものの、その精度は概ね現行手法と同程度(RMSE,現行法:0.94t/ha,代替法:1.02t/ha)であることから、MODIS/Terraの運用終了後も継続的に予測が可能であることが示された。また、作物フェノロジー観測システムによる飼料トウモロコシの生育量(LAI,地上部乾物重)の季節変化の準リアルタイム把握、小型ラジコンヘリによる超高解像度空撮画像の作成を行い、MODISによるトウモロコシ単収予測結果の検証を可能にするグランドトゥールースデータ取得手法を整備した。最終年度は、米国産大豆単収の早期予測への応用可能性についても検証し、20022013年までの早期予測シミュレーションを行った結果、9月時点の予測単収は、2003年と2008年産において23.6%, 9.3%と過大に予測されており、トウモロコシと違ってUSDAの速報結果よりも予測精度の面での優位性は確認されなかった。生育前半の植生量から単収を予測する現行法では、収穫前の環境ストレスを受けやすい大豆の最終単収を予測することは難しく、生育期後半の環境ストレスが無いことを前提とした潜在的単位収量の予測には有効である。以上のように、豊作年の予測ギャップ(トウモロコシ)や環境ストレスによる減収(大豆)など解決すべき課題は残されたものの、基礎的要素技術を含め、リモートセンシング技術による穀物収量の早期予測手法を確立した。時系列MODISデータを用いた“Shape model fitting"法を改良し、8月頃までの限られた期間の観測データからトウモロコシ発芽期・絹糸抽出期の推定することができるアルゴリズムを開発した。本アルゴリズムによる発芽期・絹糸抽出期の推定結果は、米国農務省の統計情報とおおむね良く一致していることを確認した。次に、トウモロコシ・大豆の発芽時期の違い(12週間)に着目し、前述の発芽期推定結果からトウモロコシ作付圃場の分布を推定することができる「トウモロコシ作付地早期推定法」を開発した。本手法は、過去にトウモロコシが栽培されたことのある地域のみを対象に、発芽期の早い画素をトウモロコシ作付地として判定するものである。また、米国東海岸部・南部・灌漑地域など、トウモロコシの作付面積が少ない州においては、ミクセル影響等を原因として単位収量予測結果が過大・過小評価される傾向にあった。これに対し、複数年の予測誤差平均値をバイアス誤差として予め計算し、予測結果に加えることで、ある程度補正可能であることを確認した。以上3点の改良モジュールを組み合わせることで、トウモロコシ単位収量を8月上旬から早期予測することが可能になった。予測精度の検証として、20002007, 20122013年のMODISデータについて本早期予測手法を適用した結果、MODIS/Aquaデータが利用できなかった20002001年を除いて、郡・州・国レベルの単位収量・平年比を収穫3ヶ月前から精度良く予測することができることを確認した。また、地上検証データの取得方法として、小型ラジコンヘリと定点カメラシステムの予備試験運用を行った。定点カメラについては、データ通信機能の不具合が問題であったが、LT社フィールドカメラとEY社WiFi SDカードの組み合わせにより、準リアルタイムで画像データを回収できることを確認した。

近接リモートセンシングによる地上検証データ取得(植被率等)については、作物フェノロジー観測用定点カメラシステムのデータ通信機能の不具合等から、今シーズンの圃場観測データの収集がかなわなかった。一方、衛星リモートセンシングについては、時系列MODISデータを使ったトウモロコシ単位収穫量の早期予測手法を確立するなど、当初の計画以上の進展がみられ、総合的な達成度としては、おおむね順調に進展している。2014年度のアメリカ産トウモロコシについても単位収穫量の早期予測を行い、その予測精度を検証する。大豆等にも同様のアプローチが応用可能であるか調査するため、引き続き衛星データ解析を行う。作物フェノロジー観測用定点カメラシステム・小型ラジコンヘリを用いて、トウモロコシ・大豆生育の詳細な季節変化データを収集・解析するとともに、衛星リモートセンシングデータとの統合活用方法について検討する。得られた成果については、学会発表するとともに国際誌に投稿する。2013年度の購入物品として大型の空撮用無人ヘリコプタ一式を予算計上していたが、より安価な小型ヘリコプターによる代替利用が可能でかつ、大型機よりも安全性が高いことが明らかになり、当初見込みよりも低い購入費により未使用額が生じた。また、当初予定していた人件費の支出が不必要になったため、相当分の未使用額が発生した。2013年度の研究成果である衛星リモートセンシング解析結果の検証のために、高解像度衛星データの購入が新たに必要となったため、未使用額についてはその購入経費にあたることとしたい。
補強材のクリープ変形に伴う補強土のせん断強度の増加特性の評価に関する研究

補強盛土などに用いられるジオグリッドなどの補強材は,施工後のクリープによって土との間に相対変位を生じる.本研究では,引抜き試験によって,補強材と土との相対変位を模擬し,クリープ変形が生じた場合の補強材周辺の応力状態の変化を明らかにした.さらに,そのときのせん断強度について検討するために,補強材を引き抜きながら二軸圧縮試験を実施し,土と補強材の間に相対変位が生じればせん断強度が増加することを示した.補強盛土などに用いられるジオグリッドなどの補強材は,施工後のクリープによって土との間に相対変位を生じる.本研究では,引抜き試験によって,補強材と土との相対変位を模擬し,クリープ変形が生じた場合の補強材周辺の応力状態の変化を明らかにした.さらに,そのときのせん断強度について検討するために,補強材を引き抜きながら二軸圧縮試験を実施し,土と補強材の間に相対変位が生じればせん断強度が増加することを示した.本年度は,既存のアルミ棒積層体を用いた引抜き試験装置を用いて,土中クリープを模擬するための試験方法について検討を行った。そして,補強材の土中クリープ変形を模擬して引抜き試験を実施し,クリープ変形が生じた場合の補強材周辺のアルミ棒の変位および応力分布について考察した。得られた主な知見は以下の通りである。(1)クリープ変形に伴う土と補強材の間の相対変位を模擬するために,補強材の引抜き試験を実施する。試験中に補強材および補強材周辺のアルミ棒をデジタルカメラにより撮影する。撮影した画像に基づいて,二次元動態解析ソフトを用いて測点の変位を求め,補強材周辺の変位分布を算定する手法を確立した。(2)供試体高さの異なる引抜き試験を実施し,供試体端面において実測した鉛直応力に基づいて,補強材からの距離が大きくなるほど鉛直応力は小さくなることを示した。(3)引抜き試験結果の画像解析に基づいて,アルミ棒積層体の鉛直変位分布から応力分布を予測する手法を確立した。土中クリープを模擬した引抜き試験において,補強材の引抜きに伴う鉛直応力増分は,補強材面上で最大となり,補強材からの距離が大きくなるほど小さくなる。その分布は指数関数で近似することができる。(4)画像解析に基づいて導いた指数関数を用いて予測した供試体端面における鉛直応力増分の値は,実測値とほぼ一致しており,指数関数近似の精度は比較的高い。本年度は,アルミ棒積層体を用いた二軸圧縮・引抜き試験装置を用いて,土中クリープを模擬するために,補強材を引抜きながら軸圧縮を行う二軸圧縮・引抜き試験を実施した.比較のため,補強材を敷設しない場合(無補強)および敷設しただけの試験も実施した,試験結果に基づいて,補強材に土中クリープ変形が生じた場合の補強材のせん断強度について検討した.得られた主な知見は以下の通りである.(1)二軸圧縮・引抜き試験におけるせん断強度は,無補強,補強材を敷設しただけの場合,補強材を引抜いた場合の順で大きくなる.本試験においては,補強材の引張り力が供試体のすべり面に直接影響しないように敷設したため,破壊線は原点を通る直線として得られた.(2)補強材を引抜いた場合の破壊時における補強材とアルミ棒積層体の平均相対変位は,引抜き試験の破壊時の引抜き変位よりも大きく,二軸圧縮・引抜き試験の破壊時においてもすべり面上の垂直応力は十分に増加していると考えられる.一方,補強材を敷設しただけの場合のせん断強度も,無補強の場合よりも大きい.ただし,平均相対変位が小さいにもかかわらず,せん断強度の増分は比較的大きい.したがって,補強材の土中クリープ変形によって補強材と周辺土塊との間に相対変位が生じれば,せん断強度は増加すると考えられる.(3)補強材の引抜きに伴う応力増加を考慮した補強メカニズムを提案した.補強土構造物のすべり破壊を想定したすべり面上の垂直応力の分布をモデル化して示し,せん断強度の増分を定量的に示した.
超高エネルギー粒子加速器におけるコヒーレント・レディエーションに関する研究

粒子加速器の超高エネルギー化にともない、荷電粒子と電磁場の相互作用に起因する物理現象に関して、これまであまり問題視されることがなく未検討であった問題の解明がさまざまな場面で必要となってきている。とりわけ、本研究課題にあるコヒーレント放射の現象解明は次期大型線形加速器の実現に向けては避けて通れないものの一つである。これに対し、本研究計画では、大別して以下の3つの項目に関して重点的に研究を行った。1.コヒーレント放射の数値的取り扱い方法の検討既存の境界積分法ベースの軸対称航路場解析プロトタイプコードにおいて、形状の複雑さなどに依存しないようさらにコードの安定化を図った。また、コヒーレント放射解析のため3次元コードに拡張するにあっての定式化を行った。Lienard-Wiechert場の周波数構造および放射パターンを、さまざまな電子速度、バンチサイズ、電子軌道形状に関し計算し、どのような粒子パラメータにおいてコヒーレント放射の状況が起こりえるかを調べ、コヒーレント放射数値解析コードにおける入力データにあたる部分を整理した。3.超高精度荷電粒子シミュレーションテクニックコヒーレント放射現象時の場の荷電粒子への正確な反作用を計算するため、一般に数値解析の精度が極端に低下するとされている超相対論領域においてさえも高精度で軌道計算が行えるスキームを検討し、プログラムのコーディング、さらに動作確認を実行した。上記研究計画において、2及び3に関しては、概ね当初の目的を達成されたが、1に関しては、いまだ実用に耐えれるまでには達したとは言い難い。残る課題は、パラメータによってはいまだ発生する時間領域シミュレーションにおける不安定性の除去、および3次元化後、実用的に可能な計算速度、所要メモリの達成であり、これらが解決されれば、世界的にもまだ可能となっていないコヒーレント放射現象の解析が可能となる。なお、1のコヒーレント放射数値解析コードの検討にあたっては、平成9年度にこの分野の世界的な第一人者であるK.Bane氏(スタンフォード線形加速器センター、米国)を招へいし、研究目的を詳説した上で、本研究計画に関して研究討論を行ったことを特記しておく。とりわけ、コヒーレント放射の現象解明は次期大型線形加速器の実現に向けては避けて通れないものの一つである。本研究課題に対し、研究計画の前半にあたる本年度は、大別して以下の3つの作業を行った。1.コヒーレント放射の数値的取り扱い方法の検討既存の軸対称航跡場解析コードをベースに、コヒーレント放射解析のため3次元コードに拡張するにあっての定式化、およびプログラムのコーディングLienard-Wiechert場の周波数構造および放射パターンを、さまざまな電子速度、バンチサイズ、電子軌道形状に関し計算し、どのような粒子パラメータにおいてコヒーレント放射の状況が起こりえるかを調べ、コヒーレント放射線値解析コードにおける入力データにあたる部分を整理。3.超高精度荷電粒子シミュレーションテクニックコヒーレント放射現象時の場の荷電粒子への正確な反作用を計算するため、一般に数値解析の精度が極端に低下するとさている超相対論領域においてさえも、高精度で軌道計算が行えるスキームを検討し、プログラムのコーディング、さらに動作確認を実行。本年度の成果をベースに、研究計画の最終年度にあたる次年度には、上記、2および3の結果を1に統合する形でコヒーレント放射数値解析コードの完成をめざす。最終的には、同コードを実際のリニアコライダーのパラメータに適用し、当初目的であるリニアコライダーでのコヒーレント放射の影響に関して考察する。なお、1のコヒーレント放射数値解析コードの検討にあたっては、この分野の世界的な第一人者であるK.Bane氏(スタンフォード線形加速器センター、米国)を招へいし、研究目的を詳説したう上で、本研究計画に関して研究討論を行った。

なお、1のコヒーレント放射数値解析コードの検討にあたっては、平成9年度にこの分野の世界的な第一人者であるK.Bane氏(スタンフォード線形加速器センター、米国)を招へいし、研究目的を詳説した上で、本研究計画に関して研究討論を行ったことを特記しておく。
アルゴンレ-ザ-を用いた悪性脳腫瘍に対する光化学療法の研究

本試験研究の研究期間において,In vitroおよびin vivoラットC_6 glioma移植腫瘍モデルで,また臨床症例でアルゴンレ-ザ-波長514.5nm緑色光による光化学療法の有効性と限界を検討した。In vitroにおける研究において,光化学療法の細胞傷害の機構および腫瘍細胞に対する選択的効果について検討し,以下の結論を得た。(1)HpDの細胞内取り込みと生細胞に対する光照射の観察および透過電顕による観察から,光化学療法の主作用部位は細胞質である可能性が示唆された。(2)機能細胞との比較では,腫瘍細胞がより光照射に対し感受性が高いと考えられたが選択的とは言えず,機能細胞にもHpDの取り込みが確認された。(3)正常の血管壁細胞の光照射に対する感受性は,他の機能細胞同様に腫瘍細胞より低く,腫瘍に対する光化学療法の血流障害は腫瘍血管の特異性によると考えられた。In vivo移植腫瘍モデルを用いた研究において,脳および皮下腫瘍のmicroangiogramと光顕による検索から以下の結論を得た。(1)HpD投与アルゴンレ-ザ-波長514.5nm光照射により,照射部位に一致して同時に腫瘍血管の血流障害とその部の殺細胞効果を認め,光化学療法の効果発現には腫瘍細胞に対する作用と栄養血管に対する作用の両者が初めから関与しているものと推定された。臨床症例6例の検討では,術中摘出標本の検索では光化学療法の腫瘍細胞および血管への効果が推定されたものの,再発までの期間や生存期間の観点からは有意な効果が認められたとは言い難かった。症例数が少なく現時点で評価することは因難であり,照射装置の改良や手技と方法の改善,光感受性物質の開発などと共に,臨床症例での検討の集積が必要と考えられる。当教室で行なわれた原発性悪性脳腫瘍に対する光化学療法の内訳は、再発例3例、初発例1例の計4例である。これらに対して、予め手術に先だってhematoporphyrine2.5mg/kgを2-3分で静注し、腫瘍組織と正常組織との薬剤濃度比が最も高くなる48ないし72時間後に手術を行ない、腫瘍を通常の手段で出来るだけ除去した後に生じた死腔壁に対して、Argon laserの514.5nmの波長(グリ-ン)を用いて、1方向は約3-5cmの距離から径20mmの範囲に、0.5W、10分間、光照射を行ない、これを全周に及ぼすべく、6ないし10回、方向を変えて照射を繰り返した。術後、CT計測上、腫瘍生長の倍加時間は延長することが確認された。しかし、本治療を行なって後、次に再び手術を行なうか、考慮するか迄の期間は、初発例で33週、再発例で25週であり、1例は65週現在生存中、1例は48週で死亡した。この成績は、従来の統計による対照症例の生存期間に比して、有意差をもって延長したとは云い難かった。手術時に得られた腫瘍組織に光照射の影響があるかどうか病理学的に検討した結果、光顕的には、腫瘍の細胞構築の破壊、間質浮腫、毛細血管の膨化、核内構造の不明瞭化などの所見が得られた。1例では、腫瘍周辺に被膜形成があり、1例では術後3日目に出血性梗塞を合併した。その後、新型の水冷式アルゴンレ-ザ-・モデル150specialの導入があった。しかし、本機器の導入以来、偶、光照射に適当な症例がなく、現在に至っている。一方、新機種の導入がやや遅れたため、基礎的実験的検討はやや遅れて開始された。ヒトないしは小動物のglioblastomaの培養細胞を用いて、定量的な効果判定が出来るか否か、検討中である。今年度は本科学研究費により新しく入った水冷式Lexell社製モデル150

アルゴンレ-ザ-を用いてin vitroおよびC_6 gliomaラット移植腫瘍モデルで実験を行なうと共に臨床適用症例を追加した.まず,種々の培養細胞にアルゴンレ-ザ-照射を行ない,殺細胞効果がcell type specificか,またcell growthcycle specificかなどにつき定量的に検討した.Cell lineは,T98G(human glioblastoma),human smooth muscle cell(HSMC),C_6 rat glioma,rat fibroblast(rFb)を用いた.T98GではHpD 10ug/ml投与下で非投与のものに比し出力依存性に著明な効果を認め,波長488nm(青色光)よりも514.5nmで,またより低血清の培養下で著明であり,growth cycleではlog phaseのcellに対しても最も有効であった.Cell sizeはlog phaseで最も大で,mediumのpHに変化は見られなかった.HSMC,rFBでは,T98G,C_6に比し光照射の効果は低下していたが,HpD非投与のcellと比較すると明らかな殺細胞効果が見られた.ラット移植腫瘍モデルでは,波長514.5nm光照射(287joules/cm^2)により,脳および皮下腫瘍共照射部位に一致して腫瘍血管の血流障害を認め,また殺腫瘍細胞効果が見られた.HpD非投与群ではこれらの効果はないかあってもごく表層にどどまった.臨床症例は昨年度の報告以後2例の追加を見たが,治療結果に大きな差異は見られなかった.全6例の光化学療法による治療成績は,初発例での再発徴候の出現までの期間が4および7か月で,再発例のそれは3,3,6,8か月であり6例中4例は光化学療法後11,13,15,19か月で死亡した.今年度の研究により,in vitroおよび実験動物モデルにおいて波長514.5nmアルゴンレ-ザ-光化学療法の有効性が明らかにされたが,臨床例における治療成績にそれが反映しているとは必ずしもいえなかった.
労働法におけるフレセキュリティー(柔軟性と安定性の相乗的実現化)の研究

(1)グローバル化と情報化が進行する21世紀における世界及び日本の社会経済・労働世界の変化に労働法が対応するためには、労働者保護法と団結権保障とからなる19世紀・20世紀型の労働法の基本構造に一定の修正的変化が生じる。(2)そこでの基本理念は労使における「合意の実質化」である。(3)労働法は、規範密度におけるグラデーション構造をなす法原理の体系としての成熟度に応じて、労働世界の複雑な諸利益を最適均衡させるフレクシキュリティー機能をもつことになる。本年度は労働契約法を中心に研究を行った。グローバル化と情報化を基軸とする21世紀のポスト産業資本主義時代に、我が国の経済社会が安定的に発展進化するためには、企業組織における従業員の役割が決定的な意味をもってくる。多元的なステークホールダー間の利益調整を図りながら企業がその価値を高めていこうとする場合、知識社会としてのポスト産業資本主義時代においては、組織特殊的な人的資源としての従業員が価値創造の源泉となる。したがって従業員が企業ミッションに積極的にコミットし、その職業的能力を高めると共に、ライフステージごとに多様な生活者としての欲求を充足させるための社会的制度の整備は焦眉の課題となる。その場合、企業と従業員の関係を規律する労働法は、従来の労働者保護法としての性格を維持しつつも、企業における価値創造を担保・促進するという新たな役割が与えられる可能性がある。従業員が企業の価値創造の主要な担い手となるためには、従業員が企業ミッションにコミットすることで、労働者が自律性的に企業組織へのインテグレートされることが重要であり、それを担保する法制度が労働契約ということになる。労働契約法は、企業が環境変化に柔軟に対応することと、従業員の職場と家庭の安定をはかること、この両者を両立させるために、労働関係の成立・展開・変更・終了のすべての段階において、労使間の十分な交渉・ユミュニケーションと納得・合意をベースとした関係性を担保する法制度としての役割を担うことになる。こうした観点からは、成立した労働契約法はとりわけ就業規則法理を中心に多くの課題を残している。ドイツやオランダなど欧州においては、フレセキュリテーの実現に向けた新たな取り組みをも進んでおり、それらを参考にしながら21世紀日本のあるべき労働法をさらに検討してゆきたい。2008年度の研究実積は、1.「企業システムの変化」との関連におけるフレセキュリティー、2.比較法研究に関わる部分、3.法源論的検討に分けることができる。1.「企業システムの変化」との関連におけるフレセキュリティー問題については、近年における企業システム・組織の変化にともなって生じている様々な労働法上の問題を念頭に、近代市民法の基礎的構成原理(法人格・所有・契約)に遡及した問題把握によって、フレセキュリテーの実現が可能である旨の知見を獲得し、これを2008年度秋の日本労働法学会における学術総会において発表する機会を得た。2.比較法研究に関しては、当初予定していた欧州訪問調査が、家庭的事情(第三子の出産)により実施できないという事態が生じたが、幸い、ドイツからはケルン大学のマルテイン・ヘンスラー教授、オランダからはアムステルダム大学のエーベルト・フェアフルプ教授が来日されたのを機会に、集中的なヒアリング調査・共同研究の機会を得ることができた。とくにドイツにおける労働契約法をめぐる議論にフレセキュリティー問題への深い関心が示されていることが明らかになった。3.法源論的検討においては、労働法における強行法性の問題を検討するなかで、近年有力に主張されている手続き保障論の意義と問題点を明らかにし、労働法におけるフレセキュリティーと深く関連する強行性のグラデーション問題を解明する手がかりを得た。本年度は3年間の研究のまとめとして、労働法におけるフレクシキュリティーに関する一般的な理論仮説の構築と、それを基礎として、労働法の解釈論および立法論の検討を行った。一般的な理論仮説の中身は以下の6点に要約することができる。1グローバル化と情報化を基底とする21世紀における世界及び日本の社会経済・労働世界の変化に労働法が対応するためには、労働者保護法と団結権保障とからなる19世紀・20世紀型の労働法の基本構造に一定の修正的変化が生じる。2その場合の基本理念は基本権に基礎づけられた「合意の実質化」であり、労働法は、デフォルトルールを含むグラデーション構造をなす規範体系をとして、労働世界の複雑な諸利益を最適均衡させるフレクシキュリティー機能をもつことになる。3 21世紀労働法の中核をなす基本原理として措定される合意原則は、19世紀・20世紀の契約法原理とは異なり、「合意」をめぐる社会的・歴史的文脈(空間的・時間的文脈)を踏まえた解釈学的な解明に開かれたものであり、19世紀・20世紀契約法パラダイムにおいては対立的・二元的に把握されてきた意思原理と信頼原理を統合する重層構造性を内在する規範原理となる。

4「合意の実質化」には、実体法規範とならんで、合意形成のプロセス保障も不可欠であり、手続法・紛争解決手続との有機的な連関を組み込んだ法システムとして構想されることになる。5「合意の実質化」は、従属労働に関する法としての労働法において、使用者の指揮命令権の行使における権力的契機と経済的従属性を最大限にミニマイズする指向性を意味し、集団的労働法の規範体系もまた、この法理念を基礎として再編成されることになる。6「合意の実質化」は、利害の対立する労使が生活空間・時間をともにする「企業」を基盤に実現させるほかなく、それは多様化する従業員・労働者個人の職業ニーズ・生活ニーズへの対応を通じて獲得される企業ミッション・企業文化の共有と相関する。
オンチップ光配線に向けたメンブレン光集積素子の研究

オンチップ光配線に向けたメンブレン光集積素子の実現のため、下記に取り込んだ。1.低損失化合物導波路作製法の検証貼付前のBCB前熱処理時間を延長することでvoid-freeの良好な貼付界面及び大面積の貼付を達成した。(2)GalnAsP細線導波路作製法の確立:小型・低損失曲げ伝搬が可能なSiO_2埋め込み導波路の側壁ラフネスの低減を目的とした、電子線描画条件及びエッチングのプロセス条件を改良することで、導波路の伝搬損失を17dB/cmから4dB/cm(size : 500nm×150nm)まで低減した。(3)GalnAsP幅広導波路作製法の確立:2.レーザ・導波路の集積素子作製法の検証(1)集積モデルの構造設計:レーザと導波路の結合部を光モード分布差の少ない幅広構造とすることで結合損失が0.1dB以下(反射戻り光-40dB以下)、曲げ部分の半径を5μm以下とすることで曲げ損失が0.1dB以下となる集積構造を設計した。(2)多重量子井戸無秩序化を用いた集積法の確立:点欠陥を多く含むSiO_2マスクと高膜質のSiO_2保護層を導入した新しい多重量子井戸無秩序化プロセスを用いることにより、高いPL発光強度を維持しつつ、能動領域と受動領域のPLピーク波長の差を95nm(57meV)まで、拡大することに成功した。(3)集積素子の作製・評価:多重量子井戸無秩序化を施した後、レーザ作製プロセス及び導波路作製プロセスを応用し薄膜レーザ・導波路の集積素子を作製することまで成功した。しかし、予定より遅れたため現在評価は行われていない。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究では、以下の3点について検証することを目的としている。1.能動・受動素子の集積法の検討1: Butt-joint regrowth法3. si上メンブレン光集積素子の試作・評価2次元信号伝送が可能なSi基板上メンブレン光集積素子の実現のためには、作製プロセスとしてIII-V族化合物半導体の組成が異なる各素子のコア部を同一基板上に形成する作製法が必要である。上記の背景を受け、平成25年度には、薄膜光集積回路の能動・受動素子の集積法としてButt-joint regrowth法とQuantum-well intermixing法のプロセス検討を行った。<011>結晶方位では再成長後に界面に隙間を生じる傾向が強いが、ウェットエッチングによる50°のメサ角度の形成と、マスク直下に160nmのサイドエッチングを入れることにより、Butt-Joint結合部付近において段差5nm以下の平坦な表面を得ることに成功した。また、PL測定からButt-Joint結合部近傍における発光強度及び半値幅は1回成長ウェーハのものと同程度であることが確認された。SiO_2-QWIマスクを300nmに固定し、SiO_2保護膜厚を20/50/100/200nmと変えてPLピーク波長を測定した。膜厚50nmのとき、受動領域のPLシフト量は132nm (77meV)、半値全幅は44meVとなった。これに対し能動領域ではPLピーク波長シフト量は37mm(20meV)、半値全幅は43meVとなり、ピーク波長差95mm(57meV)と拡大することに成功した。今後、集積素子の作製により両手法の特性を比較する。Butt-jointr egrowth法、Quantum-

well intermixing法の検証を行った結果、研究目的の一つである集積法の確立が出来た。集積素子間の光損失について議論の余地が残されているものの、おおむね順調に研究が進展している。平成25年度の研究成果を踏まえ、集積損失間の光損失について更に詳細を明らかにすることと共に、Si上薄膜集積素子のEO-OE変換の実証を目指す。問題点については、評価法であるEO-OEの測定法が確立していないため、先生から助言を頂き議論を交わすなど、現段階ですでに着手をしている。
クリーンエネルギーシステム用高性能ダイオード型水素ガスセンサの材料設計

近い将来に実現が期待されている水素エネルギーシステムを制御可能な高性能ダイオード型水素センサの開発を試みた。チタンシートを陽極酸化することで得られたサブミクロン細孔を有するTiO_2薄膜とPd(36wt%)-Pt(64 wt%)合金電極を組み合わせることにより、湿潤雰囲気中でセンサの前処理および測定雰囲気中の酸素濃度に依存することなく安定に作動する高性能(高速応答回復および高感度)ダイオード型水素センサが得られることがわかった。陽極酸化法で調製したTiO_2薄膜にPd電極を取り付けたPd/TiO_ダイオード型ガスセンサは、250°C以下の空気中および窒素中でも水素ガスに対して可逆的に応答し、高い水素ガス応答を示す。しかし、その応答特性は、センサの前処理雰囲気(600°Cの空気中または窒素雰囲気中)および測定雰囲気中の水蒸気の有無に依存する。したがって、初年度の研究では、Pd電極の合金化によって、これらの水素ガス応答特性の前処理雰囲気依存性および水蒸気の有無の影響が、どのように変化するかを評価した。PdをAgと合金化した電極を用いたセンサの水素ガス応答は、Pd単独電極のセンサの応答に比べて低下した。それでも、PdとAgの合金電極を用いたセンサの中では、Agの含有量が4.2wt%の電極のセンサ(以後、センサをPd-4.2Ag/TiO_2のように表記する。)が最も大きな水素ガス応答特性を示した。ただし、Agの含有量の大小にかかわらず、Pd-Ag系合金電極を用いたセンサは、その応答が不安定で、長期間の測定には不適であった。一方、Pd-Pt系合金電極のセンサの場合には、特に、Pd-64Pt/TiO_2のようにPt含有量が多いセンサで、Pd単独電極のセンサよりも良好なセンサ応答が得られた。さらに、このPd-64Pt/TiO_2センサ素子では、前処理雰囲気の影響と測定雰囲気の水蒸気の影響を低減できた。したがって、Pd電極のPtとの合金化は、ダイオード型ガスセンサの水素ガス応答特性の改良に有効な手段であることを確認した。サブミクロン孔を有する陽極酸化膜とPdを取り付けたダイオード型ガスセンサは、広い濃度範囲のH_2に対して良好な応答特性を示すものの、前処理・測定雰囲気によってH_2ガス応答が大きく変化する。平成19年度は、このような前処理・測定雰囲気の影響を抑制するために、Pd-Pt(Pd:Pt=36:64(wt%))系合金電極の使用と、その表面へのSiO_2コーティングを検討することを目的としていた。まず始めに、電極表面へのSiO_2コーティングを可能とするために、Pd-Pt系合金電極を同時スパッタリング法で調製する条件を確立した。さらに、Pd-Pt系合金電極とAuリード線との接続を従来のPdペーストからPtペーストに変更することで、繰り返し測定時の長期安定性を改良することに成功した。また、このセンサのH_2ガス応答に及ぼす水蒸気の影響を調べたところ、通常、センサが使用される湿潤雰囲気中では、前処理の影響が低減されることを確認した。なお、これまでの研究ではTi金属板を陽極酸化してセンサを作製していた。しかし、今後のこのセンサの応用・展開を考えて、Ti金属ワイヤー(断面積:0.785mm^2)の陽極酸化によるセンサの小型化を同時に検討した。種々の調製条件を最適化した結果、Pdペースト電極とAuリード線との接続をPtペーストで行うことにより、窒素ガス中でのH_2ガスに対して可逆的に応答するセンサを作製できた。今後は、上記2種類のセンサについて、Pd-Pt系合金電極表面をSiO_2薄膜でコーティングすること等により、更なるH_2ガス応答特性の改良を検討する。これまでの研究で、サブミクロン孔を有する陽極酸化膜にPdまたはPd-Pt系合金電極を取り付けたダイオード型ガスセンサが、空気中および窒素中において、幅広いH_2濃度範囲で可逆的で良好なH_2応答を示すことを明らかにしてきた。そこで本年度は、単層のPd-Pt合金電極とPdとPtの積層電極を用いた場合に、その電極形態がH_2ガス応答特性に及ぼす影響を評価することを目的とした。なお、以下では、陽極酸化TiO_2膜表面にはじめにPd、その後Ptを積層した電極をPt/Pd、逆に積層した電極をPd/Pt電極と表し、センサも電極の種類で区別する。空気中の測定では、3種類の電極を有するセンサの内、Pd-Pt電極センサが最も大きなH_2ガス応答を示し、Pt/Pd電極センサが最も小さなH_2ガス応答を示した。逆に、応答回復速度は、Pt/Pd電極センサが最も速く、Pd-Pt電極センサが最も遅くなった。これは、電極表面に露出している金属の種類によって、電極表面への化学吸着酸素または部分的な酸化膜の形成の程度が異なり、その結果、水素ガスの燃焼・消費速度が異なり、水素原子の電極内部への溶解量が異なることを反映している。

実際、窒素中の測定では、空気中での測定と比較して、3種類のセンサはともに格段に大きな、そして、ほぼ同程度のH_2ガス応答を示した。さらに、全てのセンサについて、空気中での測定と比較して窒素中での測定では、応答時間は短縮されるが、回復時聞は逆に長くなる傾向を示した。このような特性の変化も電極表面の化学吸着酸素の存在と、気相または化学吸着酸素と金属内部へ溶解している水素原子との反応性の差に起因している。従って、窒素中での測定では、H_2ガス応答特性に及ぼす電極の組成の影響が小さくなることを確認した。