hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
桜島火山における火砕流発生メカニズムの解明

火砕流を伴う噴火の場合は、その減少もしくは停滞する時間が長く、直前の群発地震活動が活発である。噴火に伴う空気振動については、火砕流を伴う場合は初動の立ち上がりが緩やかな場合が多い。これらの相違は火砕流を伴う噴火の準備過程で火道内のマグマの状態と噴出過程が他の噴火とは異なることを示唆している。噴火の地震動解析から火道内のマグマやガスの移動によって生じていると考えられる位相が見出された。火砕流を伴う噴火の地震動ではその位相の周期が長くなり傾向が見られた。次年度は火砕流を伴う噴火の地球物理学的データの特徴をまとめ、火砕流を伴う噴火の発生場の解明および火砕流発生予測について総括する。2006年以降活発な噴火活動を続けていた桜島火山の昭和火口であるが、2016年7月から噴火が停止している。定常および臨時観測によって火砕流を伴う噴火に関わるデータ取得を行っていたが、2014年以降の火砕流発生頻度の低下、2016年以降の噴火停止により必要なデータ取得が十分ではない。京都大学防災研究所火山活動研究センターに保管してある過去のデータを元に本課題研究開始前の火砕流現象のデータを用いて解析を進めているが、データの解析に時間を要しているため研究計画に遅延が発生している。本研究は2006年以降、噴火活動が活発化している桜島火山昭和火口で発生する火砕流を伴う噴火の発生メカニズムを解明することを目的とし、地球物理学的観測(火山性地震、地盤変動、噴火に伴う空気振動)から火砕流発生を決定付ける要因を検出し、噴火準備過程の段階で火砕流の発生予測が可能か検討を行った。桜島島内に設置した2点の臨時地震観測点おいて火砕流を伴う噴火の地震動データの取得を行い、また、京都大学防災研究所附属火山活動研究センターによって設置している水管傾斜計、伸縮計の地盤変動、空気振動、噴火映像観測のデータ取得を行った。研究期間中に発生した37例の火砕流を伴う噴火について解析を行った。昭和火口で発生する火砕流を伴う噴火の前駆現象として以下の知見が得られた。噴火の13時間前から山体膨張を示す地盤変動が観測され、噴火の直前には膨張レートの減少もしくは停止が見られる。また、噴火直前には群発的に微小地震が発生することが多い。火砕流を伴う噴火が発生する際には、膨張レートの減少もしくは停止する時間が他の噴火と比較すると長くなる。また直前の群発地震活動も活発であることが明らかになった。また噴火に伴って発生する空気振動については、火砕流を伴う噴火の場合、初動の立ち上がりが緩やかな場合が多いことが明らかになった。以上のことから、火砕流を伴う噴火では火道内にマグマが停滞しいてる時間が長く、脱ガス過程の進行によりマグマの密度が上昇している可能性が高い。
磁気刺激による脳槽内渦電流推定と神経興奮特性の研究

当初の研究目的に対して、以下の知見が得られた。1.人の頭蓋脳槽モデルを用いた渦電流分布の測定から、頭蓋骨の隆起や窪み、あるいは頭蓋骨に開いた孔の部分によって、渦電流密度が局所的に増加し、磁気刺激コイルの形状によって、標的にしている部分以外でも大きな渦電流が流れることが確認された。2.頭蓋内脳槽モデル中にカエルの坐骨神経を置いた実験から、神経が曲がっている部分や、組織の構造が急激に変化するところで神経が刺激され易いことを示した。3.渦電流分布の2次元同時測定用のプローブを作成し、従来の渦電流分布測定に比べ容易に電流分布を測定できるようになった。また、測定精度も上がった。渦電流の3次元同時測定方式は実現できなかった。4.腕モデルの実験結果から、末梢の磁気刺激においては非常に複雑な渦電流分布となることを示した。しかも、狭い領域での磁気刺激はコイルの大きさによってその局在性が大きく変化することも示した。5.磁気刺激コイルの形状による渦電流分布の変化を、解析的に計算し、磁気刺激コイルの検討を行った。最適な形状を決めることは出来なかったが、コイルの設計において役立つものと思われる。6.磁気刺激と疲労についての新しい研究の方向付けが出来た。このように、脳槽モデルの渦電流分布およびカエルの神経を用いた神経興奮部位の検討については、当初の目的を十分果たせた。その反面、モデルが実際の人体に比べて単純であるので、まだ磁気刺激による神経興奮点を正確に推定できていない。磁気刺激の局在部位を明確にすることは、磁気刺激の研究にとっては必要不可欠であり、医学関係の学会でも興味が持たれている。新たに、磁気刺激の運動生理学やリハビリテーションの領域への研究に対する糸口がつかめた。今後、これらの問題点を明らかにすることによって磁気刺激の新たな応用が期待される。当初に計画した研究目的の研究計画・方法に対しては約80%の到達度で、以下の知見が得られた。1.人の頭蓋脳槽モデルを用いた渦電流分布の測定から、頭蓋骨の隆起や窪み、あるいは頭蓋骨に開いた孔の部分によって、渦電流密度が局所的に増加し、磁気刺激コイルの形状によって、渦電流の分布が異なり、標的にしている部分以外でも大きな渦電流が流れることが確認された。2.頭蓋内脳槽モデル中にカエルの坐骨神経を置いた実験から、神経が曲がっている部分や、組織の構造が急激に変化するところでは神経が刺激され易いことを示した。補助金により購入したハードディスクはこれらの膨大な実験データを保存・処理するために十分役立っている。一方、当初の研究計画では、神経の膜電位の変化を測定するつもりであったにも関わらず、生体用増幅器の機能が不十分であったため活動電位の測定をするだけとなった。神経軸索の膜電位の測定については検討中である。渦電流の3次元同時測定方式について検討した結果、従来の方法を拡張してプローブを作ることは物理的にできない。そのため、2次元の同時測定を実現した。3次元同時測定法は、良い考えが無く検討中である。このように、補助金が補助条件に伴って有効に使われたため、脳槽モデルの渦電流分布およびカエルの神経を用いた神経興奮部位の検討については、当初の目的を果たせた。

渦電流を測定し、その結果とカエルの神経活動電位の記録とを比較して磁気刺激の興奮部位および興奮特性を調べる方法は、磁気刺激の研究にとっては必要不可欠であり、医学関係の学会でも、この研究に興味が持たれている。当初計画した研究目的に対して、以下の知見が得られた。1.人の頭蓋脳槽モデルを用いた渦電流分布の測定から、頭蓋骨の隆起や窪み、あるいは頭蓋骨に開いた孔の部分によって、渦電流密度が局所的に増加し、磁気刺激コイルの形状によって、標的にしている部分以外でも大きな渦電流が流れることが確認された。2.頭蓋骨内脳槽モデル中にカエルの坐骨神経を置いた実験から、神経が曲がっている部分や、組織の構造が急激に変化するところで神経が刺激され易いことを示した。3.渦電流分布の2次元同時測定用のプローブを作成し、従来の渦電流分布測定に比べ容易に電流分布を測定できるようになった。また、測定精度も上がった。渦電流の3次元同時測定方式は実現できなかった。4.腕モデルの実験結果から、末梢の磁気刺激においては非常に複雑な渦電流分布となることを示した。しかも、狭い領域での磁気刺激はコイルの大きさによってその局在性が大きく変化することも示した。5.磁気刺激コイルの形状による渦電流分布の変化を、解析的に計算し、磁気刺激コイルの検討を行った。最適な形状を決めることは出来なかったが、コイルの設計において役立つものと思われる。6.磁気刺激と疲労についての新しい研究の方向付けが出来た。このように、補助金が補助条件に従って有効に使われたため、脳槽モデルの渦電流分布およびカエルの神経を用いた神経興奮部位の検討については、当初の目的を十分果たせた。その反面、モデルが実際の人体に比べて単純であるので、まだ磁気刺激による神経興奮点を正確に推定できていない。磁気刺激の局在部位を明確にすることは、磁気刺激の研究にとっては必要不可欠であり、医学関係の学会でも興味が持たれている。新たに、磁気刺激の運動生理学やリハビリテーションの領域への研究に対する糸口がつかめた。
電荷移動プロセスとひずみ結合の反応性

光エネルギ-の貯蔵システムに対する有機化学的アプロ-チとして,ワクドリンシクラン(Q)【double arrow】ノルボルナジエン(N)の原子価異性反応が最も広く検討されている。ひずみとしてQに貯蔵されたエネルギ-を酸触媒反応によって放出し,同時に,QをNへ変換する系を我々の研究の特色の一つとして実験を重ねてきた。本課題ではひずんだQの結合を酸化還元触媒によって開裂させ定量的にNへ誘導する反応について検討した。1 Qの酸化電位はそれ自身低い値(0.91V_<vs>SCE)を示すことはすでに知られているが,phenyl,methoxy methyl,methyl基などの電子供与基をQへ導入して電子過剰なQを合成して,これを0.83Vまで低下させた。2 1で得た化合物に対する各種金属酸化物(約30種)の反応活性を調べた。Qそれ自体の反応性は低いが,電子過剰なQの反応性は大きく,特にRa_<03>,V_2O_5,PbO_2などは強い活性を示し定量的にしかも瞬時にNを与えた。しかし,M_00O_3,Sb_2O_3などの様に複雑な副反応を伴いN骨格以外の生成物を与える場合もある。3酸化剤としてpーキノン誘導体について検討した。Q誘導体とpーキノン誘導体の組合せによって全く異なる反応形式が見られ,また複数の主成物を与えることが明らかとなった。生成物の完全な分離と完全な構造決定は終っていないが,現在各種スペクトルによる解析を進めている。この反応性の違いは,ひずみ結合の酸化的開裂反応の整理を行う一つの指標として使えるのではないかと考えている。
イヌ乳腺腫瘍原因遺伝子ＢＲＣＡ２を利用した乳腺腫瘍発症リスク診断法の確立

イヌ乳腺腫瘍原因遺伝子である癌抑制遺伝子Breast Cancer early onset 2 (BRCA2)の変異は乳腺腫瘍発症と関係すると考えられている。そこでBRCA2の変異を検出することにより乳腺腫瘍のリスク診断が出来るのではないかと考えた。このリスク診断法を確立するためには、腫瘍発症と関係する変異を見いだす必要があった。本研究では以下の手順を踏むことで、乳腺腫瘍発症リスク診断法の確立を目指した。1)イヌBRCA2遺伝子の変異を同定するために必須なコンセンサス配列が未決定であった。そこで、腫瘍を発症していない25検体のイヌのBRCA2の塩基配列を調べることでコンセンサス配列を決定した。2)約50検体のイヌ乳腺腫瘍組織のBRCA2の一部分の塩基配列を調べ、1)で決定したコンセンサス配列と比較することでBRCA2の腫瘍発症と関わる変異の候補を検索した。その結果、13種類のミスセンス変異を発見した。3)13種類のミスセンス変異のうち、2種類の変異(T1425P、K1435R)はBRCA2の機能ドメインであるBRC repeat 3(BRC3)に存在した。これらの変異が及ぼすBRC3機能への影響を調べるためにin vitroおよびin vivoにおいて解析した。その結果、いずれの変異もBRC3の機能に影響を与えた。以上の結果より、T1425P、K1435R変異はBRCA2の機能に影響を与えることで乳腺腫瘍発症に関わっている可能性が考えられた。これらの変異の検出法の一部はすでに確立済みであるので、今後これらの変異検出法を乳腺腫瘍発症リスク診断法に応用していきたい。このリスク診断法を確立するためには、腫瘍発症と関係する変異を見いだす必要があるので、今年度は以下の実験を行うことで乳腺腫瘍発症と関わる変異を同定することを試みた。1)イヌ乳腺腫瘍からDNAを抽出し、変異解析を実施しようと考えているが、比較すべきイヌBRCA2のコンセンサス配列が未決定であった。そこで、腫瘍を発症していない25検体のイヌを利用して、BRCA2の塩基配列を決定することでコンセンサス配列を決定した。この過程で、正常な精巣において、BRCA2のスプライシングバリアントが存在することを発見した。しかしながら、現在の所このスプライシングバリアントの生理的な機能は不明である。2)約50検体の乳腺腫瘍組織のBRCA2の一部分の塩基配列を決定し、1)で決定したコンセンサス配列と比較することでBRCA2の腫瘍発症と関わる変異の候補を検索した。その結果、トランケーション変異を起こす様な変異は見つけられなかったが、13種類のミスセンス変異を発見した。また、この解析の過程で乳腺腫瘍においても1)で見つかった精巣におけるスプライシングバリアントとは異なる新規スプライシングバリアントを発見した。イヌBRAC2の腫瘍関連変異を利用した乳腺腫瘍リスク診断法を開発するために、今年度は変異解析を行った。この結果、腫瘍組織から変異を見つけることができ、その内の数種類は既存のドメイン上に存在していた。今後これらの変異を持つBRCA2の機能解析を行うことで、BRCA2の機能に影響する変異を同定する予定である。今年度、イヌBRCA2に新規変異を乳腺腫瘍組織より発見したので、今年度はこれらの変異がイヌBRCA2の機能に及ぼす影響を調べる。今年度も、PCRを始めとした分子生物学的手法や細胞培養を行うので、研究費のほとんどを消耗品費に当てる。

また、これまでの成果を発表し、情報収集するために獣医学科で発表する予定にしているので、旅費も申請する予定である。
ゲノムアダプテーションのためのクロマチン高次構造形成メカニズムの解明

本課題は、ゲノムアダプテーションを実現するための重要なエピゲノムのエフェクターであるヘテロクロマチン(高次クロマチン構造)の形成の分子メカニズムを、申請者が独自に見いだしたHBiX1タンパク質とヒストン修飾、HP1、SMCHD1、XIST RNAの相互作用を基軸にして明らかにすることを目的とした。具体的には、1)免疫染色、および、これらの因子のクロマチン免疫沈降産物を次世代シーケンサーで解析するChIP-seq法により、不活性X染色体上および核内での局在とその相互依存性を詳細に解析する、2)それぞれのタンパク質が持つドメイン、特にSMCHD1が持つSMCヒンジやATPaseなどクロマチンの高次構造に影響を及ぼしそうなドメインに着目して、機能解析を行う、3)XIST RNAとこれらのタンパク質因子がどのように連携して高次構造を作り上げているのかについて検討する、予定であった。本課題は、他課題採択のためルール上6月末日で中止となった。それまでに、不活性X染色体のヘテロクロマチン化に関与するHBiX1およびSMCHD1の常染色体上での分布をChIP-seqの結果を再解析し、ほとんどのものがH3K9me3と共局在することを明らかとした。また、X染色体上のそれぞれのローカスが核内のどこに局在するかを明らかにするために多点、多色FISHの系を立ち上げた。25年度が最終年度であるため、記入しない。
大規模問題に適用するSIMD型並列遺伝的アルゴリズムとその実現方式に関する研究

(1)大規模な最適化問題に適用できるような新しい遺伝的アルゴリズムとして,ファーミングモデルと超並列モデルを開発し,それを効率よく実行するためのSIMD型並列コンピュータのアーキテクチャを開発した.さらにこれを構成する主要な要素をFPGAに実装することを前提に,ハードウエア記述言語VHDLを用いて設計した.ファーミングモデルでは多数の個体のグループが交配のために相互に直接個体を交換するのではなく,1台のマスタープロセスを介して,全体として最も優れた個体をすべてのグループに配る方法を用いる.このマスターと、個体のグループの組を単位として階層的に積み重ねることにより容易に超並列システムを構成することができる.(2)さらに高並列度を目指したのが超並列モデルである.このモデルでは各個体がそれぞれ自律的に動作して一斉に交配,突然変異,淘汰を行うもので,お互いにランダムに相手の個体を選び交差演算を行い子孫を生成する.この方式の収束性についてはシミュレーションによって確認することができた.このアルゴリズムをSIMD的に実行するには原則として1個の個体につき1個のプロセッサ要素を割り当て,これらが相互通信と遺伝子演算を行うことが必要である.このためにプロセッサ要素が任意のプロセッサ要素と直接通信できるような相互結合回路について研究し,高速ル-タを開発した.(3)SIMDマシンは構造が簡単なために多数のPEを1個のVLSIチップに集積することができるのが強力な利点であるが,プログラミングについては極めて融通性に欠けていることが知られており,このことがSIMDマシンの決定的な欠点とされている.特に遺伝アルゴリズムのような探索問題をプログラムすることは極めて困難である.これに対してMIMDマシンではSPMDとよばれる逐次プログラムと類似したプログラムが使用できる.しかし超並列システムの実現にはSIMDマシンの特長をぜひ利用したいところである.そこで我々はSIMDマシンの機能強化の方策を研究した結果,簡単な新しい分岐機構を導入することによって,SIMDマシンでもMIMDマシンと全く同様にSPMDプログラムを処理できることを見出した.(1)大規模な最適化問題に適用できるような新しい遺伝的アルゴリズムとして,ファーミングモデルと超並列モデルを開発し,それを効率よく実行するためのSIMD型並列コンピュータのアーキテクチャを開発した.さらにこれを構成する主要な要素をFPGAに実装することを前提に,ハードウエア記述言語VHDLを用いて設計した.ファーミングモデルでは多数の個体のグループが交配のために相互に直接個体を交換するのではなく,1台のマスタープロセスを介して,全体として最も優れた個体をすべてのグループに配る方法を用いる.このマスターと、個体のグループの組を単位として階層的に積み重ねることにより容易に超並列システムを構成することができる.(2)さらに高並列度を目指したのが超並列モデルである.このモデルでは各個体がそれぞれ自律的に動作して一斉に交配,突然変異,淘汰を行うもので,お互いにランダムに相手の個体を選び交差演算を行い子孫を生成する.この方式の収束性についてはシミュレーションによって確認することができた.このアルゴリズムをSIMD的に実行するには原則として1個の個体につき1個のプロセッサ要素を割り当て,これらが相互通信と遺伝子演算を行うことが必要である.このためにプロセッサ要素が任意のプロセッサ要素と直接通信できるような相互結合回路について研究し,高速ル-タを開発した.(3)SIMDマシンは構造が簡単なために多数のPEを1個のVLSIチップに集積することができるのが強力な利点であるが,プログラミングについては極めて融通性に欠けていることが知られており,このことがSIMDマシンの決定的な欠点とされている.特に遺伝アルゴリズムのような探索問題をプログラムすることは極めて困難である.これに対してMIMDマシンではSPMDとよばれる逐次プログラムと類似したプログラムが使用できる.しかし超並列システムの実現にはSIMDマシンの特長をぜひ利用したいところである.そこで我々はSIMDマシンの機能強化の方策を研究した結果,簡単な新しい分岐機構を導入することによって,SIMDマシンでもMIMDマシンと全く同様にSPMDプログラムを処理できることを見出した.本研究は大規模な最適化問題に適用できるような新しい遺伝的アルゴリズムとして,数千台,数万台の単純なプロセッサの使用を前提にしたSIMD型の遺伝アルゴリズムを開発し,それを高速に実行する並列計算機のアーキテクチャと,プロセッサ要素を設計し,その一部を試作することにより,このシステムの性能を正確に把握することを目指している.今年度は例題として,固定長二進数で表わされる個体を進化させ,特定のビット配列を持つ個体を育てる問題を取り上げた.この問題を並列遺伝的アルゴリズムで解くため,各個体をプロセッサ要素に一個づつ分配し,一斉に交配と個体の評価を行わせるが,淘汰を行うのに必要な適応度の計算には各プロセッサ要素が全個体の評価値を知る必要がある.このために共有メモリによる放送通信と,並列ル-レット計算を行う方法を考えた.この並列アルゴリズムの性能評価のために,ワークステーションを購入し,この上でシュミレーションを行った.その結果,比較的簡単な回路でSIMD型遺伝的アルゴリズムが実行できることが確かめられた.またこのアルゴリズムの性能を,従来の逐次型や分散型遺伝的アルゴリズムの性能と比較検討したが,この例題に関する限り遜色のない性能が得られることた確かめられた.次にこのアルゴリズムを実行する専用並列計算機として,相互結合網に共有メモリマトリクスを用いるSIMDマシンを設計し,プロセッサの設計を行った.このプロセッサはGA専用演算機能として,適応度演算,乱数発生,交差演算,突然変異演算,ル-レット作成,淘汰演算,ソ-ト,などの演算機能が必要であり,これらの演算回路を設計した.なお,次年度から行うプロセッサ要素要素の設計に使用するために,NTTデータ通信(株)よりハードウェア設計言語Parthenonの提供を受け,購入したワークステーション上で使用できるように使用環境を整えた。

本研究は大規模な最適化問題に適用できるような新しい遺伝的アルゴリズムとして,数千台,数万台の単純なプロセッサの使用を前提にしたSIMD型の遺伝アルゴリズムを開発し,それを高速に実行する並列計算機のアーキテクチャと,プロセッサ要素を設計し,その一部を試作することにより,このシステムの性能を正確に把握することを目指している.昨年度は主としてファーミングモデルによる並列SIMD遺伝アルゴリズムを実現するための共有マトリクスメモリを用いた専用計算機のアーキテクチャについて検討した.今年度は先ずハードウエア設計言語Parthenonによる共有マトリクスメモリ型専用計算機のプロセッサ要素の設計を行った.なお,次年度からは東京大学大規模集積システム設計教育研究センターが提供するCADツールが使用できるようになり,ハードウエア記述言語VHDLを使用して要素要素の設計を行うことになる.そこで,Parthenonで書いた上記のプロセッサ要素の記述をVHDLに書き換える作業を行った.一方さらに並列度を高めるために,これとは別に近傍結合型のSIMDマシンによる超並列遺伝アルゴリズムについても研究した.この方式はより多い個体数の場合に適用でき,またより汎用性の高い遺伝アルゴリズム専用マシンになることが期待される.SIMDマシンのプログラミングでは,従来型の場合には,複雑な分岐楮尾を持つプログラムを書くことは非常に難しく,高度な遺伝アルゴリズムを実現するのはかなり困難であることが分かった.ところがMIMD型マシンではSPMDとよばれる,逐次型と殆ど変わらない融通性の高いプログラミングが可能である.SIMDマシンでもSPMD型プログラムが効率よく処理できれば,構造が簡単で超並列マシンに適したSIMDマシンでもSPMDプログラムが効率よく処理する事が出来れば非常に有効である.このために焦点になるのは分岐命令の処理方法である.そこで効果的な分岐命令処理が出来る新しいSIMDマシンのアーキテクチャを研究し,実現可能との見通しを得た.次年度はこの方式を用いたプロセッサ要素とコントロールプロセッサの設計を行い,これまでのものと比較検討する予定である.本研究は大規模な最適化問題に適用できるような新しい遺伝的アルゴリズムとして,数千台,数万台の単純なプロセッサの使用を前提にしたSIMD型の遺伝的アルゴリズムを開発し,それを高速に実行する並列計算機のアーキテクチャと,プロセッサ要素を設計し,その一部を試作することにより,このシステムの性能を正確に把握することを目指している.昨年度はハードウエア記述
医療費自己負担率の引き上げが医療の不平等性にもたらす影響についての実証分析

本研究では、医療費の自己負担率の上昇は、医療費総額を減少させると同時に、医療の不平等性を拡大させる可能性があることをパネルデータを用いて実証する。イベントとしては2014年の70歳から74歳の医療費の自己負担率引き上げに着目しており、データとしてはJHPS(Japan Household Panel Survey,日本家計パネル調査)を用いている。これまでこの政策変更に関しては、実証的評価・研究がほとんど行われていない。本研究では、特に高所得者と低所得者の間で、医療へのアクセスおよび医療費支出に大きな差が生まれているのではないかという問題意識の下、政策評価の視点からも分析を行っている。成果としては、初年度のため、論文の形で発表しているわけではないが、JHPSのデータセットを分析のために加工しており、より充実したサンプルを用いていくつかの回帰分析を行っている。特に医療需要や医療支出に影響を与える変数をある程度特定した他、さらに考慮が必要な変数やサンプルに関しても理解を深めることができた。詳細な分析のためには、上記の政策変更後、少なくとも数年のデータが必要であり、現状ではデータがまだ不十分であると言える。これは、政策変更後の短期的変化だけでは、個人の中長期的な調整行動が補足されず、効果が小さく測定される可能性があるからである。このような問題はあるものの、これからの分析のための基礎はできたと考えている。データセットの構築と、ある程度の分析を試すことができており、概ね順調だと言える。当初の予定通り、分析はこれからデータが揃ってからの完成を見込んでおり、そのための基礎づくりをしている状況である。これから、最新のデータが発表されるごとにデータセットを更新していく。また、分析手法もより正確な方法を用いて、また取り入れる変数の数を増やして充実させていく。研究会の開催回数が予定した回数より少なくなったため、少額の次年度使用額が生じた。今年度の研究会開催費用として使用する予定である。
Behavification: ユーザの注意をバイパスして行動に作用する情報基盤

近年のユビキタス・コンピューティングにおいて、ユーザは大量の情報をプッシュ方式で受信する。「割り込み」によりユーザの注意は消費され、操作ミスや生産性低下等様々な影響が発生する。今後より増加する情報に対し、通知の形式やタイミング調節等の既存手法を超えた新しい解が望まれる。本研究は、有限の注意資源を保全しユーザの行動を促進する全く新しい手法として、ユーザに"知らせ"ず行動に直接作用する「通"動"」手法の実現性と有効性を明らかにする。適用分野や要件を明らかにし、モバイル・ウェアラブル環境上に通動情報基盤と実証アプリケーションを構築する。評価実験を通じ注意負担の軽減と目的行動の促進度合等を評価する。
オーストリアにおける地域計画と中小都市の存立構造に関する地理学的研究

本研究の目的は、近年のグローバルな都市間競争を念頭にしたオーストリアの地域計画において、広域連携に基づく地域再編プログラムが実施される中で、中小都市がいかに持続的に発展しているのかを各都市の都市マネジメント戦略と関係づけて検討することにある。本年度は、オーストリアを訪問し、オーストリア諸都市の国際都市間競争の動向に関する追加資料の収集を行うとともに、事例調査都市にザルツブルク市を追加し、国際的都市間競争・持続的な発展への対応、都市計画と都市経営に関する地方行政組織の構造と実態についての現地調査を実施した。その結果、以下のことが明らかとなった。1ザルツブルク市は持続可能な都市開発として、国際的レベルでの都市の地位をより向上させること、および、中心地機能の維持・強化を最重要課題として掲げている。とくに、多様な住民のニーズに応じた良質な住宅供給が中心地機能の維持・強化の基盤となると考えている。2ザルツブルク市では都心周辺地区での良好な住宅供給を目途とした再開発事業を実施しているが、事業実施における住民参加や事業後の住民交流の場の提供など社会的持続可能性に配慮した事業が行われるとともに、省エネルギー住宅の建設や、公共交通利用の利便性を高め自動車利用を抑制するなど事業毎に特色のある環境的持続可能性への配慮がなされている。また、研究期間全体の成果として事例都市におけるこれまでの調査結果を総括した。1オーストリアは地方分権的国家体制を取っていることもあり、各都市は地理的位置や、当該都市および周辺地域が有する産業基盤および経済状況を活かした特色ある持続可能な都市マネジメント戦略を立案し実行している。2オーストリアの中小都市の発展においては、流入する外国人居住者への対応を含む社会的持続可能性への対応と環境的持続可能性への対応が重要となっている。オーストリアでは連邦制にもとづく地方分権の行政組織を有していること、国土の地理的特性および歴史的経緯から各州の社会経済的状況に差異があり連邦政府の経済政策に地域差があることなどを背景に、各都市の都市マネジメント戦略にかなりの多様性が存在する。本研究ではこれに着目し、地域計画の中での各都市の位置づけ、各都市の行政組織の有する権限・政治的状況の差異、都市内部の各地区の社会空間構造の地域的差異、および、都市マネジメントに関わる各ステークホルダーの意識と対応の差異が中小都市の持続発展プロセスに与える影響を解明しようとするものである。本年度は、上記の目的を達成するため、オーストリアにおける地域計画に関する文献・資料を収集するとともに、オーストリアを訪問し、事例調査候補地区の選定に関する情報収集を行い、平成28年度以降に実施予定の現地調査プログラムについて検討を行った。とくに、オーストリアの都市に関する国内の研究文献リストを作成し、それに基づいて収集した文献の研究視角について分析し、わが国におけるオーストリアの都市に関する研究動向を総括し、学会で発表したことが今年度の顕著な成果といえる。平成27年度には、オーストリアを訪問し、オーストリアにおける地域計画に関する文献・資料の収集を行うとともに、事例調査候補都市の選定に関する情報収集を実施した。また、オーストリアの中小都市の都市特性に関する統計データの所在および入手可能性についても確認することができ、平成28年度以降に実施する予定の現地調査プログラムについての検討が進んだ。以上のことが研究の目的の達成のための今年度の研究計画であったため、おおむね順調に進展していると評価できる。本年度は、オーストリアを訪問し、昨年度実施した情報収集結果に基づき構築した現地調査実施プログラムにもとづき、グラーツ市において、グラーツ市の社会経済状況、都市計画、国際的都市間競争・持続的な発展への対応、都市計画と都市経営に関する地方行政組織の構造と実態および、開発計画地区内の住民意識についての現地調査を実施した。その結果、1グラーツ市では、1995年のオーストリアのEU加盟直後の1996年からEUの地域政策の中心的理念である持続可能な開発、すなわち、環境、経済、社会の持続可能性を十分に配慮した計画の策定とその実施を明確に打ち出し、EU基金に基づく統合的都市開発プロジェクトを積極的に獲得していること、22003年の欧州文化首都プロジェクトの対象都市に選定されたことを契機に建設された現代美術館およびムーア川の人工島を象徴的に利用するなどして文化都市イメージの定着を図っていること、3グラーツ市では、今後も人口増加と経済成長が継続すると予測しており、遊休地の開発および土地利用の高度化により、産業系および住居系の土地利用需要に対応することを計画しているが、持続可能な開発と文化都市イメージから構成される生活の質をより高める都市を計画目標に掲げることで、住民や多くのステークホルダーの合意を形成し、都市間競争に臨んでいること、を明らかにし学会で発表したことが今年度の顕著な成果といえる。平成28年度には、オーストリアを訪問し、昨年度実施した情報収集結果に基づき構築した現地調査実施プログラムにもとづき、グラーツ市において、グラーツ市の社会経済状況、都市計画、国際的都市間競争・持続的な発展への対応、都市計画と都市経営に関する地方行政組織の構造と実態および、開発計画地区内の住民意識についての現地調査を実施した。

また、以上の結果を取りまとめ、必要な情報を地図化処理して分析した結果を、2017年度日本地理学会春季学術大会で発表した。以上のことが研究目的達成のための今年度の研究計画であったため、おおむね順調に進展しているといえる。本研究の目的は、近年のグローバルな都市間競争を念頭にしたオーストリアの地域計画において、広域連携に基づく地域再編プログラムが実施される中で、中小都市がいかに持続的に発展しているのかを各都市の都市マネジメント戦略と関係づけて検討することにある。本年度は、オーストリアを訪問し、これまでに実施した情報収集結果に基づき構築した現地調査実施プログラムにもとづき、クラーゲンフルト市において、クラーゲンフルト市の社会経済状況、都市計画、国際的都市間競争・持続的な発展への対応、都市計画と都市経営に関する地方行政組織の構造と実態、および、開発計画地区内の住民意識についての現地調査を実施した。その結果、1クラーゲンフルト市は、最近10年間で約4%の人口増加を示し、今後10年間にも約3%の人口増が予測されている。しかし、人口増の約3分の2が外国人の流入によるもので、高齢化の進展も見込まれていること。2クラーゲンフルト市内の地区別の人口動態に差異がみられ、都心部では最近10年間で5%を超える人口減がみられた一方、郊外部では人口増が顕著にみられること。3クラーゲンフルト市は持続可能な都市開発として、都心隣接地区での再開発計画を有しており、この計画は、中心性の強化、近距離移動、エネルギー効率、省資源を目途としていること。4行政側が掲げる持続可能な都市開発の実現には、行政側がその必要条件と考えている国際的都市間競争力の強化とそれを支える住民の生活の質の向上に関する市民意識の動向が鍵を握ること、を明らかにしたことが本年度の成果である。(理由)研究代表者が、本年度より岡山大学教育学部附属中学校長を併任することとなり多忙となったため、当初の研究計画が遅延していることによる。本年度当初の研究計画では、(1)クラーゲンフルト市での事例調査の実施準備、(2)クラーゲンフルト市での事例調査の実施、(3)最終結果の取りまとめと補足調査の実施、を予定していたが、今年度中には(1)と(2)のみの実施にとどまり、最終結果の取りまとめに至らなかった。本年度は、オーストリアを訪問し、オーストリア諸都市の国際都市間競争の動向に関する追加資料の収集を行うとともに、事例調査都市にザルツブルク市を追加し、国際的都市間競争・持続的な発展への対応、都市計画と都市経営に関する地方行政組織の構造と実態についての現地調査を実施した。その結果、以下のことが明らかとなった。
セラミックスの熱衝撃強度評価に関する研究

新素材としてのセラミックスは耐熱性、耐腐食性、耐摩耗性などに優れており、高温部材への応用が期待されている。しかし、ぜい性材料であたるため衝撃に弱く、特に高温での使用を目的とする場合は耐熱衝撃性に難点があり、強度部材として実用に供しにくい状態にある。本研究では、この問題点を解決することを目的とし、実験と理論解析により熱衝撃のメカニズム、および、その軽減法について研究したもので、本年度に実施した研究内容は以下の通りである。1.水中急冷法によりセラミックス試験片に熱衝撃負荷を加える実験装置を製作した。本実験装置では、同時に多数の試験片を最高1000°Cまで加熱し、水中に落下させて熱衝撃負荷を加えることができる。また、加熱に使用する電気炉はプログラム温度調節器により制御され、加熱中に任意の温度変化を試験片に与えることができる。この実験装置においては、(1)炉内の試験片が一様に加熱されること。(2)加熱後の試験片がスム-ズに水槽に落下すること、(3)試験片の温度が容易に測定できること、などが重要である。2.構造用セラミックス材料として窒化けい素(Si_3N_4)を取り上げ、前項の装置を用いて熱衝撃実験を行なった。セラミックスは種々の寸法、形状に加工するのが容易ではないため、本実験ではまず円柱部と円錐部からなる試験片につて実験を行なった。現時点では、セラミックスなどのぜい性材料に特有の強度のばらつきのために、実験結果をまとめるには至っておらず、さらに多数の試験片について継続して実験を行なっている。3.流体と試験片との間の熱伝達解析により試料内部き温度変化を求め、これに基づいて熱衝撃応力解析を行なって発生する熱応力を求め、理論的な面から熱衝撃強度に及ぼす各種因子の影響について検討中である。これにより、熱衝撃を軽減するための因子を明らかにする予定である。
Ll_0型FePt、FePdナノ粒子構造・磁気物性の透過電子顕微鏡による定量解析

L1_0型規則構造を有するFePdナノ粒子の粒子サイズと極微構造・規則構造との相関を明らかにする目的で高分解能電子顕微鏡観察を行った。その結果、粒径約7-8nmのナノ粒子においても粒子全面に渡り規則構造の(110)格子縞が観察された。このとき、(110)面の周期が粒子端から粒子端まで連続的に続いており、微細なナノ粒子においても、その粒子周縁部近傍は必ずしも不規則構造とは限らないことが判明した。また、より粒径の小さいFePdナノ粒子の極微構造を観察した結果、粒径約4-5nm程度以下において、高温相であるFCC構造を有する不規則相が現れてくることが判明した。すなわち、FePdナノ粒子における規則化の限界粒径は約4nmである。ナノビーム電子回折図形の強度解析とマルチスライス法による強度計算の結果、粒径8nm以下において、規則度が減少することが明らかとなった。FePtナノ粒子の場合には、粒径2nmにおいてもL1_0型規則構造が保持されている様子が高分解能観察の結果明らかとなっており、FePdナノ粒子での結果とは対照的である。試料加熱ステージを用いた高温その場電顕観察の結果、平均粒径13nmのFePdナノ粒子の規則不規則相変態温度は約710°Cであり、バルク合金と比較して変態温度が約80K低下していることが判明した。このとき、変態温度の粒径依存性ならびに変態温度以上での短範囲規則構造の存在が明らかとなった。一方、FePtナノ粒子について、電子顕微鏡内その場加熱観察を行ったところ、熱処理温度420°Cの場合において磁場中熱処理の効果が現れ、この温度以上では磁場印加の有無による構造形態の相違が見られなかった。すなわち、粒径10nmサイズのFePtナノ粒子における磁気変態温度は約420°C付近と考えられ、バルク合金での磁気変態温度報告値と比較して約30K程度低い値であることが判明した。
イスラームの霊魂論における実践哲学－ワリーウッラーの改革思想より－

本研究の目的は、イスラームにおける霊魂論が、倫理規範から社会改革までを含む実践哲学であることを示すことである。上記の目的を達成するため、本研究ではムスリム(イスラーム教徒)の倫理規範の向上を通じた社会改革を唱えた18世紀南インドの思想家ワリーウッラー(170362年)を対象とする。倫理規範を説くスーフィズム(イスラーム神秘主義)の霊魂論と、改革思想の基盤となる政治社会論を説いたワリーウッラーの著作を分析することにより、両者が共通の倫理を掲げる実践哲学として捉えることが可能であり、個人の霊魂を高めることが社会全体の改善に結びついていることを明らかにすることを目指す。本年度は、前年度までに解読したワリーウッラーの著作の内容に基づき考察を進めた。これまでワリーウッラーは、イスラーム政権であるムガル朝の衰退に伴い、多数派を占めるヒンドゥー教徒に対してムスリムが団結するために宗教実践を唱えたとされてきた。しかし、ワリーウッラーの思想形成を考察するにあたっては、アラビア半島への留学の影響も無視できない。当時のアラビア半島では、ハディース学に基づく宗教実践を唱える道徳再構築運動が興っていた。ワリーウッラーの師弟関係を調べていった結果、この運動の中心人物と非常に近い繋がりをもっていたことが判明した。この結果を受け、霊魂論に関するワリーウッラーの著作を読み直し、インドにおける師の教えと、アラビア半島における師の教えの両方を受け継いだ上で、弟子にはそれらの教えを発展させた内容を伝えていると結論づけた。ワリーウッラーの思想が、インドのみではなく、当時のイスラーム社会全体と強い結びつきをもちながら形成したことを示す本研究の成果を博士論文にまとめ、博士号を取得した。当初はワリーウッラーの思想をインドの政治状況からのみ捉えようとしていたが、本研究が進むにつれ、文献的な証拠からアラビア半島との結びつきとも合わせて検討できることが判明したため。ワリーウッラーが留学していた18世紀のアラビア半島では、スーフィズムと法学の双方を核とする道徳再構築運動が興っていた。今後は道徳再構築運動に焦点を当てることにより、スーフィズムと法学の結びつきを考察することで、スーフィズムの道徳規範と実社会の法規範の一体性を示す。そのために、ムスリム(イスラーム教徒)の倫理規範の向上を通じた社会改革を唱えた18世紀南アジアの思想家ワリーウッラーを研究対象とする。倫理規範を説くスーフィズムの霊魂論と、改革思想の基盤となる政治社会論を説いたワリーウラーの著作を分析することにより、両者が共通の倫理を掲げる実践哲学として捉えることが可能であり、個人の霊魂を高めることが社会全体の改善に結びついていることを明らかにすることを目指す。『神の諸指示(Al-Tafhimat al-Ilahiya)』の研究成果として以下の二点が挙げられる。写本調査に基づき、三段階ではなく二段階の霊魂の階梯が想定されていたことを明らかにし、先行研究を批判した。また、ワリーウッラーが自らの霊魂論を形成するまでの過程に注目し、師弟関係や学んだ書物を自伝から明らかにすることで、18世紀南アジアのムスリムの知の伝達を明らかにできることを指摘した。『神の究極の明証(Hujja Allah al-Baligha)』の研究成果として、以下の点が挙げられる。従来、ワリーウッラーの説では、"原始社会→都市→帝国→ムスリム社会"へと四段階で社会が発展するとされていた。しかし、ムスリム以外の支配者が治める社会を容認する記述が原典にあることを発見した。このことから、ヒンドゥー教徒が多数派を占める18世紀当時の南アジアにあり、ワリーウッラーは異なる宗教共同体の共存する社会を想定しており、ワリーウッラーの信奉者を自任する現代のイスラーム改革運動家がもつ排他的理想社会像と差異があることを指摘した。

写本や刊本の入手が困難であったことから、当初分析を予定していた著作をいくつか諦めざるを得なかった。当初はワリーウッラーの思想をインドの政治状況からのみ捉えようとしていたが、本研究が進むにつれ、文献的な証拠からアラビア半島との結びつきとも合わせて検討できることが判明したため。『神の諸指示(Al-Tafhimdtal-Ilahiya)』と『神の究極の明証(Hujja Allah al-Baligha)』という二つの著作の記述を比較し、倫理規範が概ね一致していること確認している。今後は、個人の倫理実践から社会倫理の向上へと向かう各段階と、各段階の詳細について明らかにしていく。これにより、従来別個に考えられていたワリーウッラーの霊魂論と政治社会論を実践哲学として統合し、理解できることを示す。ワリーウッラーが留学していた18世紀のアラビア半島では、スーフィズムと法学の双方を核とする道徳再構築運動が興っていた。今後は道徳再構築運動に焦点を当てることにより、スーフィズムと法学の結びつきを考察することで、スーフィズムの道徳規範と実社会の法規範の一体性を示す。
脊椎動物の分節性の分枝基盤とその進化

本研究費は平成11年度中に申請を予定していた、科学研究費補助金特定領域(B)の組織を念頭においた企画・調査を目的に、複数の期間にまたがる計6名の研究者に配分され使用された。計画通り、平成11年11月に本研究の構成メンバーを中心とした「科学研究費補助金特定領域(B)・平成12年度発足特定領域申請書(申請領域名:分子時計が刻む脊椎動物の分節パターン/領域代表:高橋淑子)」の申請を完了した。上記申請に先立って、科学研究費補助金特定領域(B)の企画を有機的かつ効率的に運営するために、平成11年5月以降、本研究を構成するメンバーによる会議を計3回開催し、加えて電話やemailなどで頻繁に審議を重ねた。その成果として11月の「科学研究費補助金特定領域(B)・平成12年度発足特定領域申請書(申請領域名:分子時計が刻む脊椎動物の分節パターン/領域代表:高橋淑子)」の作製は、科学的レベルの観点から極めて充実したものとなり、本研究費は有効に使用された。研究費は主に、構成メンバーの科学研究費補助金特定領域(B)申請のための企画会議の開催費、また会議への参加旅費、及び同申請のために有用である情報収集のための旅費、加えてそれらの情報整理のために必要な文具の購入などに使用された。
ナノサイズ強誘電体の作製とその分極反転に関する研究

高品質なナノサイズ強誘電体(極薄膜,ナノアイランド,ナノロッド,ナノチューブ)を作製し,その物性,特に分極反転について調べた.従来は定量的な測定が困難であったPbTiO_3極薄膜やナノアイランドの自発分極の大きさを明らかにした.また,PbTiO_3ナノロッドやナノチューブが薄膜よりも大きな電界誘起歪みを示すことを明らかにした.高品質なナノサイズ強誘電体(極薄膜,ナノアイランド,ナノロッド,ナノチューブ)を作製し,その物性,特に分極反転について調べた.従来は定量的な測定が困難であったPbTiO_3極薄膜やナノアイランドの自発分極の大きさを明らかにした.また,PbTiO_3ナノロッドやナノチューブが薄膜よりも大きな電界誘起歪みを示すことを明らかにした.本年度の研究計画に基づき,高品質ナノサイズ強誘電体の下地に用いる電極薄膜の高品質化とSPM測定技術の高感度化に取り組み,以下の知見を得た.1.スパッタ法によるSrRuO_3下部電極の作製において,スパッタ圧力を0.1-0.5Torrと高くすることで,原子レベルで平坦かつ単結晶とほぼ同等の電気抵抗率(<300μ0-cm)を有する薄膜の作製を実現した.従来のSrRuO_3に比べ積層欠陥が非常に少ないことを高分解能透過型電子顕微鏡(TEM)観察から確認した.また,この高品質SrRuO_3薄膜を上部電極として用いることで,高品質なPbTiO_3極薄膜キャパシタの作製に成功した.2.傾斜角の異なるSrTiO_3(100)基板を利用することで,通常,網目状に形成されるPbTiO_3薄膜のaドメインをある特定の結晶方位に沿って線状かつ等間隔に形成させることに成功した.また,ドメイン構造を制御されたPbTiO_3薄膜では,分極反転時間が短くなることを見出した.3. ZnOナノロッドをテンプレートとして,直径500nm以下,長さ10μm以上のPbTiO_3ナノロッド及びナノチューブを形成することに成功した.さらにその電界誘起歪みを測定したところ, 100pm/Vを越える大きな歪みが誘起可能であることを明らかにした.3.非線形誘電率顕微鏡(SNDM)を強誘電体極薄膜の観察に用いた場合には,ゼロ電位の不一致に起因する発振回路の直流オフセットにより,ドメイン構造が書き換えられることを突き止め,直流オフセットを任意に設定できるような測定系を作製した.4. AFMを用いた分極反転電流の測定系を立ち上げ,実際に探針直下の分極反転電流が検出可能なことを確認した.しかし,分極量を定量的に求めるには至らず,定量測定の実現に向けてさらなる応答速度の向上と浮遊容量の低減を現在進めている.本年度の研究計画に基づき,高品質ナノサイズ強誘電体の作製とSPMによる分極反転の観察を行い,以下の知見を得た.1.高品質srRuO_3/PbTiO_3/srRuO_3極薄膜キャパシタを作製し,強誘電体特性の評価を行った.分極反転電流およびD-Eヒステリシス測定からは膜厚20nm以下まで190μC/cm^2という大きな分極反転電荷を有することを明らかにした.2. SPMを用いた分極反転電流の測定より,膜厚20nm以下のPbTiO_3極薄膜および幅数10nm,高さ数nmのPbTiO_3ナノアイランドの分極電荷量を算出した.PbTiO_3極薄膜では膜厚4nmの試料においても最大で200μC/cm^2という膜厚20nm以上のPbTiO_3薄膜と同程度の分極量を有する可能性を示した.一方,幅数10nm,高さ数nmのPbTiO_3ナノアイランドに関してもSPMを用いて分極反転電流を測定することに初めて成功し,同じく100μC/cm^2を越える分極量を有する可能性を明らかにした,ただし,SPM探針と試料の接触状態によって測定される分極壁が大きくばらつくため,同一試料において得られた最大の分極量を真の分極量に最も近いと見なした.3.強誘電体PZTナノワイヤ・ナノチューブにおいて観察された巨大な電界誘起歪みの起源について調べるために分極軸の方向を明らかにすると同時に,単純化したモデルを構築し,検討を行った。その結果,ナノワイヤ・ナノチューブの断面形状が楕円形に変形することにより,薄膜の数倍の大きな電界誘起歪みが発生しうることを明らかにした.4.傾斜角の異なるSrTiO_3基板上に作製したPbTiO_3薄膜の電気的特性を測定し,傾斜角によって分極反転核の密度もしくは分域の成長速度が変化し,結果的に分極反転速度が変化することを見出した。5. PbTiO_3極薄膜のD-EヒステリシスとI-V特性の非対称性を詳しく調べ,両者の非対称性の起源が異なることを見出した.
繊維配向性を考慮したHPFRCCの寸法効果の評価

本研究は、短繊維をセメント系マトリックスに混入した高性能繊維補強セメント複合材料(HPFECC)について、繊維の配向性がHPFRCCの引張性能における寸法効果に与える影響を検討したものである。繊維の配向性の可視化試験の結果、試験体寸法が小さいほど、繊維の配向性を表現する配向強度は大きくなり、試験体寸法が小さい場合は、打設方向に関わらず配向強度は大きくなることがわかった。また、試験体寸法の境界条件を考慮したランダム配向時における配向強度と、引張試験結果より算出された配向強度との関係性から、打設方向による寸法効果の発現モードに差異が生じることを把握した。繊維配向性を考慮したHPFRCCの力学性能評価を行う上で基礎となる、配向角を有する単繊維引抜試験を実施した。本実験では、これまでに前例のない、配向角75°を実験パラメータとして導入した。一般的に配向角が大きくなる程、繊維がモルタルより引き抜かれる抵抗性は増大することがスナビング効果として知られている。本実験の結果、配向角が60°まではスナビング効果が確認できたが、75°の場合は引抜抵抗力が大幅に減少するといった新たな知見が得られた。実験をリアルタイムでデジタル顕微鏡で拡大しながら観測した結果、配向角が75°の場合、引抜抵抗力を増大させる要因であるモルタルが、繊維によって剥離する現象が見られた。モルタルが剥離することにより、モルタルからの反力が繊維に伝達することがなく、摩擦抵抗力が減少したと思われる。HPFRCCの寸法効果評価を行うため、一軸引張試験を行った。試験体寸法が異なる4つの試験体に対し、打設方向を実験パラメータとして加えた。実験の結果、試験体軸方向を重力方向とする縦打ちでは、試験体寸法が小さくなる程、引張強度が大きくなる傾向が見られ、寸法効果が概ね確認できた。横打ちでは試験体寸法に関わらず、引張強度が概ね等しく、寸法効果は確認できなかった。実験後の試験体ひび割れ断面を観察した結果、繊維の配向性は試験体寸法が小さい程、試験体軸方向に強く配向する傾向が顕著に見られ、実験結果とは反する結果のように考えられるため、試験方法を再考した上で、再実験を試みる予定である。配向角を有する単繊維引抜試験については、新たな知見を得ることが出来たため、本研究については発展的な実験および考察を実施する余裕もあり、当初の計画よりも進展している。一軸引張試験による寸法効果評価については、寸法効果を実験的に確認することはできたものの、発現するメカニズムについて不明な点が多い。現状では、実験報告に留まる結果しか得られていないが、実験パラメータの追加および実験方法の改善によって解決する可能性が高く、概ね順調に進展している。可視化実験による繊維配向性評価については、繊維配向を捉えた画像より、繊維配向角分布を取得することを目的としている。画像中の無数の繊維の角度を取得する手法として、フーリエ変換を用いた画像処理を行ったものの、様々なノイズにより、繊維配向角分布の取得が困難であったため、当初の計画よりも多少遅れている。繊維配向性を考慮したHPFRCCの寸法効果評価を行うために、配向角を有した単繊維引抜試験、繊維配向分布の可視化試験および一軸引張試験を行った。単繊維引抜試験については、昨年度の研究成果より、繊維がモルタルより引き抜かれる際の引抜抵抗力は配向角が60°までは増大するものの(スナビング効果)、75°からは大幅に減少する知見が得られた。今年度はスナビング効果が発現可能な配向角を考慮した単繊維引抜モデルを導入し、数値計算により架橋則を算出した。従来のモデルの場合と架橋則を比較した結果、繊維配向性が試験体軸方向に卓越する場合、同様の結果であったが、軸直交方向に配向が卓越する場合、従来のモデルよりも架橋則の軟化領域が緩やかになることがわかった。可視化試験については、試験体軸方向に流動するように打設した場合、繊維混入率が小さくなるほど繊維配向角は試験体軸方向に卓越することを確認した。また、試験体寸法が小さいほどこの傾向は強まる傾向を示し、特に断面寸法が繊維長程度の試験体の場合、打設方向に関わらず同様の結果となり、繊維配向が型枠によって物理的に制限されることを確認した。一軸引張試験ついては、試験体寸法が異なる4種類の試験体に対し、打設方向(横打ち、縦打ち)を実験パラメータとした実験を行った。昨年度同様に、横打ちについては寸法効果は小さく、縦打ちについては顕著な寸法効果が確認された。実験後の試験体のひび割れ断面に対して、ブラックライトを照射して撮影を行い、蛍光したPVA繊維断面を画像解析によりカウントした結果、ひび割れ面を架橋する繊維本数の割合は、打設方向に関わらず試験体寸法が大きいほど少なくなる結果となり、繊維本数には両者ともに寸法効果が確認された。得られた繊維本数から繊維配向角分布を逆解析し架橋則を算出した結果、横打ちについては寸法効果の頭打ちの存在があることがわかった。

また、試験体寸法の境界条件を考慮したランダム配向時における配向強度と、引張試験結果より算出された配向強度との関係性から、打設方向による寸法効果の発現モードに差異が生じることを把握した。配向角を有する単繊維引抜試験については、新たにデジタル顕微鏡を導入することによって、引き抜かれた繊維表面を観察し、配向角の違いによって繊維断面の欠損の定量化を試みる。これによって繊維が性能発揮できる限界の配向角の把握や、スナビング効果に関する詳細なメカニズムの解明が期待できる。一軸引張試験による寸法効果評価については、安定した実験結果を得るために、試験体の検長区間に誘発目地を設ける。さらに他テーマとの関連して、繊維混入率をパラメータとした実験を試みる。可視化実験による繊維配向性評価については、繊維混入率を実験パラメータとした繊維配向角分布の取得を行う。当初の画像処理手法では困難であったため、黒色のターゲット繊維を試験体体積当たり0.10.2%添加し、ターゲット繊維の繊維配向角分布を取得することによって、全体的な繊維配向角分布の把握を試みる。建築構造材料当初の予定では、所属する勤務校に設置されているコンクリートミキサーが、研究対象のモルタルを練るためには不向きであったため、ミキサー購入額を計上していた。交付額が予定よりも減額されたため、初年度は研究資金不足が生じる恐れから、ミキサーの購入を見送った次第である。前年度繰り越し分と合わせて、ミキサー購入を検討する予定ではあるが、他の実験を実施するにあたって資金面で支障が出る可能性もあるので、慎重に検討したい。場合によっては、実験用各種センサーや器具の購入に充てる。他については、当初の予定通り使用する計画である。