hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光電子分光および時間分解電子線回折による鉄系超伝導体の研究

本研究開始前に我々が報告してきた軌道秩序や擬ギャップという鉄系超伝導体の特異な振る舞いについて、本研究では、光電子分光や時間分解測定といった最先端の分光法を用いて、これらの軌道秩序、磁気・構造相転移、擬ギャップ、超伝導などの関係を明らかにすることを目的としている。今年度は、主に角度分解光電子分光の詳細かつ系統的な測定を通して軌道秩序相図や磁気相転移のない系における軌道秩序の振る舞いを明らかにした。これらの研究は、研究実績の欄においても各々の結果に加えて触れたように本研究で目的とする多自由度の四回対称性を破る秩序、それに伴って発達する擬ギャップ、それらの発達した上で生じる超伝導などの関係について多くの知見を与えるものであるといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。物性研究所辛研究室との共同研究として、FeSeの時間分解光電子分光測定に着手している。軌道秩序に伴うバンド構造の変化とその緩和過程はポンプ光強度に対して非線形な振る舞いを示すことが確認され、より詳細な測定を今後行っていくことで格子の構造相転移と軌道秩序を分離して軌道秩序の起源についてさらなる知見が得られるものと考えられる。また、他の鉄系超伝導体としてNaFeAsについても詳細な角度分解光電子分光および時間分解光電子分光を行っていく予定である。この系は磁気・構造相転移を示す一般的な鉄系超伝導体であるが、磁気・構造相転移よりも高温から輸送特性におけるクロスオーバーの振る舞いなどが報告されており、本系においても軌道秩序や擬ギャップなどの特異な振る舞いが見られる可能性がある。それらの振る舞いを詳細な角度分解光電子分光によって明らかにした後、時間分解光電子分光によって、現在実験を進めているFeSeにはないスピンの秩序が加わった励起・緩和過程においてどのような振る舞いが見られるかを明らかにすることで、さらに鉄系超伝導体においてスピンがどのような役割を果たすかについても知見が得られるものと考えられる。
新超硬化合物菱面体B_4Nの基礎特性

真空ベルジャー内にタングステン熱フィラメントを装着した化学蒸着(CVD)装置を用いてB_4N結晶膜の作製を試みた。原料にはBCL_3.NH_3およびH_2を用い、これらを1800°C程度に加熱された熱フィラメントで分解反応させ、六方昌BN上に結晶として析出させた。基板は熱フィラメントにより約1000°Cに加熱された。実験中のガス圧力および合成時間は70Torr、1時間一定に保たれた。基礎実験としてBCL_3+H_2を原料としてホウ素結晶の合成を試みた。BCL_3およびH_2の流量は18sccmならびに30-240sccmであった。全ての試料で大きさ50mumの板状の結晶が得られた。特にH_2流量70sccmのとき、結晶の収率が最大となった。X線回折の結果、基板からのh-BNに対応する強い反射、比較的弱いタングステンの反射が観測された。推積した結晶からの回折線は弱くそれらの同定には至らなかった。しかしながら光電子分光分析(ESCA)結果は試料表面の大多数がホウ素で酸素、窒素ならびにタングステンはわずかに存在することを示した。さらに一般的にホウ素結晶は板状ならびにウイスカー状で得られるので、得られた結晶がホウ素であるといえる。H_2流量70sccm一定として、NH_3の流量を20sccmまで変化した。堆積物に変化が現われるのはNH_3流量が8sccmのときである。流量がそれ以下のときは黒色の堆積物が得られた。それ以上で堆積物は白色を呈した。走査型電子顕微鏡(SEM)を用いると黒色の堆積物は明確な結晶晶癖をもたないnmオーダーの微細粒子の集まった膜であることがわかった。白色物質は層状に堆積したものであった。ESCAの結果から、全ての堆積物は窒化ホウ素であることがわかった。特に黒色微細粒子膜はホウ素がリッチなB_xNであることが明らかとなった。しかしながら、目標とするB_4Nの明快な結晶粒は得られなかった。
異方性のある流体乱流におけるエネルギー輸送

回転乱流において系の角速度を変化させたとき、慣性波乱流、3次元的な渦乱流、大規模渦柱が共存する準2次元的で異方性の高い流れ場と、統計的に等方な3次元的流れ場の間で、相異なる角速度で遷移が生じるというヒステリシス現象を見出した。また、安定成層した背景場中の成層乱流では、異方性、波動の卓越性、弱乱流の成立が線形の内部重力波の時間スケールと渦の非線形時間スケールとの比較により説明できた。また、回転乱流と成層乱流のいずれの系でも、低波数域での粘性散逸を無視できないことがわかった。このことは、異種乱流の共存状態の形成・維持機構において、粘性散逸が重要な役割を果たすことを示唆する。波動と渦が共存する異方性をもつ流体乱流系において、広帯域に渡って波動の位相変化の時間スケールと、渦によって特徴づけられるエネルギー輸送の時間スケールが等しくなり、波動が支配的な弱乱流と渦が支配的な強乱流の共存した状態である、critical balance(CB)と呼ばれる状態が存在すると考えられている。成層乱流および回転乱流の大規模直接数値計算を行うことによって、異方性のある系における波数間のエネルギー輸送を定量化し、重要なopen questionであるCBの存在およびその成立条件を検証することが本研究の目的である。強弱乱流の共存状態を数値的に得るために、成層乱流と回転乱流の直接数値計算のコードを作成した。この際、使用する計算機の交換などが障害とならないように汎用性を考慮した。また、このコードを用いて強弱乱流の共存状態を得るための計算パラメータを決定する予備計算を行った。回転乱流においては、格子点数の少ない予備計算によって、慣性波が支配的な波数領域と渦構造が支配的な波数領域が共存する回転数の値や外力の大きさを得た。また、予備計算程度の計算でも、強弱乱流の共存が見られたが、エネルギー輸送を明確にするためには、当初想定した程度の格子点数の大規模数値計算が望ましいことがわかった。さらに、回転数や外力の大きさを変動させることによって、Taylor columnと慣性波によって構成される2次元性の高い乱流と渦構造によって構成される3次元乱流が共存する流れ場と、3次元乱流のみが存在する流れ場が双安定となる、ヒステリシスが存在することが分かった。成層乱流でも予備計算を行い、内部重力波と渦構造が共存する浮力振動数の値と外力の大きさを得た。回転乱流と同様に、エネルギー輸送の同定のためには大規模数値計算が望ましいことがわかった。回転乱流と成層乱流の直接数値計算のコードを作成した。作成した数値計算コードは、ノード内並列計算とノード内・ノード間ハイブリッド並列計算の2種類で、必要な格子点数や計算機環境によって使い分けることが可能である。作成した数値計算コードを用いて、格子点数の少ない予備計算(格子点数512×512×512)を行い、いずれの系においても、低波数領域に波動が支配的な弱乱流が現れ、高波数領域に渦構造が支配的な強乱流が現れる、強弱乱流の共存を形成する計算パラメータ(回転角速度あるいは浮力振動数の値と外力の大きさおよび格子点数)を得た。回転乱流で、系の角速度を小さいものから大きくしたとき、ある角速度で、渦構造が支配的な3次元的で等方性の高い流れ場から、Taylor columnによって特徴付けられる2次元的で異方性の高い流れ場へと遷移する。逆に、大きな角速度から小さくしたとき、2次元的流れ場から3次元的流れ場へと遷移する。遷移の生じる角速度は等しくなく、2次元的流れ場と3次元的流れ場が双安定となる角速度の範囲が得られた。同様のヒステリシスは、外力の大きさを変化させることでも得られた。2次元的流れ場では高波数領域に等方乱流のKolmogorovスペクトルが現れるのに加えて、低波数領域で急峻なスペクトルが観測される、2種の乱流の共存状態となった。一方、3次元的流れ場では慣性小領域内全体に渡ってKolmogorovスペクトルが観測された。これらの差異は、外力が与えられる波数よりも低波数領域で顕著であり、Taylor columnと慣性波動乱流が生じるか否かで分類される。このようなヒステリシスは当初予想していなかったものであるが、強弱乱流の共存の形成機構の解明の鍵となるものと考えている。以上により、研究は概ね順調に進展していると考えられる。回転乱流と成層乱流の大規模直接数値計算を行い、いずれの系においても弱乱流と強乱流の共存状態が得られた。回転乱流で、系の角速度が大きいときは、渦柱によって特徴付けられる準2次元的で異方性の高い流れ場となる。系の角速度が小さいときは、異方性は顕著でなく統計的に等方的な流れ場が得られる。角速度を変化させたときの準2次元的流れ場から3次元的流れ場への遷移とその逆の遷移では、遷移の生じる角速度の値が異なり、準2次元的流れ場と3次元的流れ場が双安定となるヒステリシス現象を示した。また、準2次元的流れ場は、完全に2次元的な渦柱、異方性のある慣性波乱流、渦が支配的で等方な乱流によって構成される。線形の慣性波の時間スケールが渦の非線形時間

スケールと比べて十分小さい波数領域では慣性波乱流が支配的となり、弱乱流理論によって予測された慣性波乱流のエネルギースペクトルが数値的に得られた。成層乱流では、線形の内部重力波の時間スケールと渦の非線形時間スケールとの比が1/3程度となる波数を境界として、低波数領域に波が支配的な弱乱流スペクトルが現れ、高波数領域に渦が支配的な強乱流スペクトルが現れた。弱乱流スペクトルが観測される波数領域で、鉛直運動エネルギーに占める偏向異方性成分の割合が大きく異方性が顕著に現れた。同波数領域で、全運動エネルギーに占める波動成分の割合が大きく波動が支配的であることが確認された。また、波運動エネルギーとポテンシャルエネルギーが同程度であることから、弱乱流であることも確認された。さらに、線形の波の時間スケールと渦の非線形時間スケールとの比が1/3程度より大きくなる波数では、これらの異方性、波動の卓越性、弱乱流が成り立たなくなることが明らかとなった。28年度までの研究実施計画の中で、大規模数値計算の実行と強弱乱流状態の形成は計画通り進捗している。一方で、大規模数値計算によるcritical balance(CB)の検証においては、CBの予想と必ずしも整合しないエネルギー輸送が得られた。回転乱流と成層乱流のいずれの系においても、理論的に予測されている強弱乱流の共存するエネルギースペクトルが数値的に得られた。また、成層乱流においては、線形の内部重力波の時間スケールと渦の非線形時間スケールとの比が1/3程度となる波数が、強弱乱流の境界となっている。一方で、回転乱流における強弱乱流の共存状態では、外力によって注入されたエネルギーの小さくない割合が低波数領域で散逸されることがわかった。これはCBの予想とは必ずしも整合しないが、渦柱や慣性波乱流のスペクトル形から自然な結果であるものと考えられる。これらのことは、強弱乱流のエネルギースペクトルはCBと整合するが、その形成機構であるエネルギー輸送はCBと整合しない可能性を示唆する。また、回転乱流で得られたヒステリシスの解析を行った。準2次元的流れ場と3次元的流れ場の双安定状態のbasinを同定した。パラメーター領域は非常に狭いものの、時間相関のない乱雑外力に対しても双安定状態が存在することから、このヒステリシスに普遍性があることを示した。このことは、低次元力学系にしばしば現れるヒステリシスが、回転乱流の強弱乱流の共存状態の形成という高次元力学系に出現したことを表す。以上により、本研究の主たる目的であるCBの検証を含め、研究は概ね順調に進展していると考えられる。異方性をもつ流体乱流系の多くでは、波動と渦さらに大規模構造が共存する。回転乱流において系の角速度を変化させたとき、慣性波乱流、3次元的な渦乱流、大規模渦柱が共存する準2次元的で異方性の高い流れ場と、統計的に等方な3次元的流れ場の間の遷移の生じる角速度は相異なる。すなわち、これらの準2次元的な流れ場と3次元的流れ場が双安定となる角速度が存在するヒステリシス現象が現れる。安定成層した背景場中の成層乱流では、内部重力波乱流、3次元的な渦乱流、鉛直剪断水平流が共存する。線形の内部重力波の時間スケールと渦の非線形時間スケールとの比が1/3程度となる波数を境界として、低波数領域の弱乱流スペクトルが観測される波数領域で、鉛直運動エネルギーに占める偏向異方性成分の割合が大きく異方性が顕著に現れ、全運動エネルギーに占める波動成分の割合が大きく波動が支配的であり、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーが同程度であることが確認された。
自己成分培養ゲルと自己骨トレーを併用した幹細胞移植による顎骨再生プロジェクト

ヒト脂肪組織より採取した未分化間葉系幹細胞に、ウシ血清の代用としてヒト多血小板血漿(platelet rich plasma:以下PRP)を添加し骨再生医療の研究を行った。PRPの添加により、幹細胞の増殖・骨分化能はともに促進し、培養液をゲル・膜などの形状に変化させた。PRPは再生医療において成長因子としての働くと同時に、細胞移植の際の担体(土台)としての役割を果たすことができるものと示唆された。多血小板血漿(platelet-rich plasma:以下PRP)は、濃縮された血小板を含む血漿である。骨形成を促進するさまざまな成長因子を豊富に含み、歯槽骨再生促進効果が期待されている。このPRPがヒトの脂肪由来間葉系幹細胞(Adipose-derived stem cells以下AdSCs)の増殖・骨分化に与える影響を、生体外ならびに生体内の2条件下で調べた。1.生体外におけるPRPのはたらき(方法)凍結保存したヒトAdSCs、線維芽細胞、骨芽細胞を、PRP添加培地とウシ胎仔血清(FCS)添加培地の2条件で3日間培養し、細胞増殖能を比較した。さらにAdSCs、骨芽細胞を、PRP添加培地と骨分化促進因子添加培地の2条件で培養し、2週間後にアルカリフォスファターゼ染色(ALP染色)、4週間後にvon Kossa染色を行い、細胞の骨分化度を調べた。(結果)PRP添加群の細胞はいずれも、FCS添加群よりも高い増殖能を示した。またAdSCsと骨芽細胞のPRP添加群は、ALP染色、von Kossa染色ともに骨分化促進因子添加培地と同レベルの陽性を示した。これによりPRPが細胞増殖能ならびに骨分化誘導を促進することが示唆された。2.生体内におけるPRPのはたらき(方法)ヒトAdSCsをヌードマウス皮下に移植して、生体内における骨誘導能を調べた。PRPを吸収性止血剤(サージセル)に吸収させたゲルをAdSCs移植の足場として用いた。対照群は、PRPに代わりウシ血清を用いた。(結果)4週間後、PRP群の皮内組織内に、異所性の旺盛な骨新生像を認めた。一方、対照群には、明らかな骨新生像は認められなかった。したがって、PRPゲルを併用することにより、AdSCsは生体内で骨分化が可能になることが示唆された。外傷や腫瘍切除で生じた顔面骨欠損や、歯周病などの炎症性歯槽骨吸収症例への適応を目指し、自家骨移植にかわる自己幹細胞を用いた骨再生医療の研究を行った。細胞培養の3要素となる(1)原材料には、ヒト由来脂肪由来未分化問葉系幹細胞(Adipose-derived stem cells,以下AdSCs)を使用し、(2)細胞成長因子には、ウシ血清にかわり自己多血小板血漿(platelet rich plasma:以下PRP)を使用した。このPRPの旺盛な骨分化促進能を明らかにするとともに、PRPを細胞培養液に添加する際、PRPに含まれるフィブリン成分を活性化させ、培地全体をゲル化することで、(3)細胞の足場(担体)という3つ目の条件を満たす安定した幹細胞の供給・移植技術を確立した。このように臨床応用に先駆けて、非自己因子や人工材料を使用しない、自己成分からなる安全な細胞培養法を構築したが、実際に臨床現場で患者個別のPRPを幹細胞の培養系に導入するためには、セルプロセッシングセンター(cell processing senter:CPC)などの無菌性環境整備が必須であり、CPCを持たないヒト臨床試験は不可能であった。そこで、PRPをウシ血清のように試薬として開発することを視野に入れ、本年度は非自己PRP(血小板製剤使用)の有効性について調べた。その結果、非自己・自己に関わらず、PRP添加培地では、幹細胞はウシ血清添加培地と比較し、ゲル内で小型の細胞が層状に密集した状態で増殖しており、AdSCsに対して旺盛な骨分化促進能を示した(ALP染色・アリザリンレッド染色ともに強染色)。しかし、凍結保存したPRPでは、培地をゲル化したものの、骨分化促進能は著しく低下した。凍結により失われるPRP骨分化促進能の有効成分を明らかにするべく、現在、分子生物学的に検討を加えている。骨欠損部への培養骨移植を目的として、ヒト間葉系幹細胞を用いた骨再生医療の研究を行った。ヒト腹部脂肪組織より採取した未分化間葉系幹細胞(Adiposed-derived Stem Cell,以下ASCs)を使用し、添加因子としてウシ血清のかわりにヒト多血小板血漿(platelet rich plasma :以下PRP)を使用した。PRPはASCsの増殖を促進し、さらに翌日PRPに含まれるフィブリン成分の活性化により培地全体がゲル化した。しかし骨分化を目的とした長期培養中にゲルは薄い膜状になりシャーレ底部に付着し、剥離は困難であった。この問題を解決するため、さらに高濃度のPRPを添加し, ASCsを播種して培養した。

わずか30分後に培地全体がゲル化し、翌日には細胞を取り込み丸く収縮した膜様物が培養液上に浮遊した。一週間後、膜はさらに収縮して小さな球状の凝集塊となり、蛋白分解酵素処理等を必要とせずに,塊ごと細胞を容易に回収できた。骨分化誘導をかけずにそのまま培養したところ、2W後ALP染色でコラーゲンI強陽性、4W後アリザリンレッドS染色で豊富な骨基質の蓄積が確認された。塊は組織切片では、細胞と骨基質を含んだ膜がヒダ状に、複数層に折りたたまれた形状を呈した。FCS添加群では培地のゲル化、ならびに骨分化は認められなかった。他の骨分化促進添加因子を加えずPRP添加のみで明らかな骨分化を認めたことから、PRPそのものに強力な骨分化誘導効果があるものと示唆された。以上の結果から、高濃度PRPを再生医療に利用すると、自己成分を使用することで生体への安全性に優れ、培養液に添加するとASCsの増殖・骨分化を促進し、さらに細胞を含む培地の固形化を可能とすることから、安定した幹細胞の培養・移植技術におおいに役立つものと考えられた。
高分子固体中のフォトクロミック分子に及ぼす炭酸ガスパルスレーザー照射効果

炭酸ガスレーザーを代表的な汎用高分子であるポリメチルメタアクリレート(PMMA)に照射を行うと、短時間に高温状態となる。これは振動励起された分子が多光子吸収を起こしている為である。この多光子励起と温度上昇とは密接に関係する。フルーエンスと分子量の異なるPMMAとの関係を調べた結果、高分子量程容易に分解切断が起こり低分子量では分解切断が比較的小さい。この原因は重合開始剤に依存してPMMA中の不飽和末端や鎖中の頭-頭結合等の弱結合の存在による事が明らかになった。これらの結果は定常加熱法の結果と比較し論じた。スピロピラン化合物は300mm附近の光照射により着色する。これはスピロピラン型(SP)からメロシアニン型(MC)に変化する結果で熱又は光によりMC→SPへと消色する。この反応は平面から直交型への変化が起こり、周囲の環境に影響される。SP分子の8'の位置に液晶性メソーゲン基としてp-n-オクチルベンゾエートを有する化合物を合成し側鎖の効果について調べた。この化合物はDSCによる測定では液晶性は認められなかつた。この化合物のベンゼン・四塩化炭素溶液やポリスチレンフィルム中で分散させた場合の光照射による565及び607mmのMC→SPへの反応速度は一次の反応速度次数を示した。液晶性を側鎖にもつ化合物の反応速度定数は最も小さく、側鎖の効果が明らかとなった。さらに、高分子の側鎖にスピロピラン分子を有する化合物として、インドノスピロピラン置換メタクリル酸をエステルとメタアクリル酸メチルとの1:99の共重合組成を有し、重合度の異なる4種のポリマーを重合した。インドノスピロピラン置換メタアクリレートは1、3、3^1-トリメチル-6^1-ニトロ-8^1-メタアクリロキシメチルベンズスピロピランである。これらの化合物の溶液及び固体フィルムでの光照射により生ずるMCの消色反応速度を渦度吸収スペクトルの測定から求め比較しその解析を行った。炭酸ガスパルスレーザーを高分子フィルムに照射すると短時間に高振動励起状態まで多光子的に励起され高温状態となる.この際炭酸ガスレーザーの照射エネルギーが高分子フィルムにどのような影響を与えるか調べた.分子量の異なる2種のポリメタアクリル酸メチル(PMMA)にレーザーフルーエンスを変化させ重量減少率を求めた.レーザーフルーエンスが1J/cm^2以上になると分解が始り,重量減少率は低分子量に比較して高分子量で大きい.この原因を調べるため,残存分子量の測定を行った.低分子量(Mn=4.6×10^4)ではほとんど分子量の低下が認められなかったが,高分子量(Mn=10^6)では著しい分子量の低下が起った.定常加熱法により200°C350°Cの温度範囲で重量減少の時間変化から分解速度定数を求め,同時に分子量の低下度を求め比較を行い分解のメカニズムを調べた.その結果,高分子量ではランダム切断が起り, long unzipping反応が,低分子ではshort unzipping反応が起きている.この結果はレーザー照射の場合にも適用できる.反応速度の温度依存性からアーレーニウスプロシトを行い, PMMAの分解の活性化エネルギーを求めた.高分子量では48kJ/mol低分子量では140kJ/molなる値が得られた.高分子量の小さい分解の活性化エネルギーは主鎮に頭一頭結合という弱い結合が重合過程で生ずることによる. PMMA中にスピロピラン分子を分散させたキャストフィルムにCO_2レーザーにて短時間に一定温度に到達させ,次いでNd-Yagレーザーにてメロシアニン型に変化させ,その吸収強度の時間変化から反応速度αを求めた.この熱消色反応速度は反応の乱れの程度を示すパラメーターであり,レーザー照射下で求めた値と定常加速熱下で求めた値とでは異なる反応速度定数が得られた.この差異はレーザー光照射下での断続的加熱効果が分子運動の緩和を引き起こした結果によるものかどうかについて明かにする為照射条件の検討を行った.炭酸ガスレーザーを代表的な汎用高分子であるポリメチルメタアクリレート(PMMA)に照射を行うと、短時間に高温状態となる。

液晶性を側鎖にもつ化合物の反応速度定数は最も小さく、側鎖の効果が明らかとなった。さらに、高分子の側鎖にスピロピラン分子を有する化合物として、インドノスピロピラン置換メタクリル酸をエステルとメタアクリル酸メチルとの1:99の共重合組成を有し、重合度の異なる4種のポリマーを重合した。インドノスピロピラン置換メタアクリレートは1、3、3^1-トリメチル-6^1-ニトロ-8^1-メタアクリロキシメチルベンズスピロピランである。これらの化合物の溶液及び固体フィルムでの光照射により生ずるMCの消色反応速度を渦度吸収スペクトルの測定から求め比較しその解析を行った。
次世代超低電力メニコア向けプログラム自動マッピングアーキテクチャの研究

次世代超低電力メニコアにおいて最大の課題となるデータ供給スループットの制約を解消するための、既存汎用プログラムを線形アレイ型プロセッサに自動的にマッピングする手法および最適なハードウェア構成の自動判定手法を提案した。また、ハードウェア規模を超える命令列を実行するための時分割実行機構および対故障機能を導入した場合の性能及びハードウェアコストの評価を行い、適用範囲の拡大を確認した。本研究の目的は次世代超低電力メニィコアにおいて最大の課題となるデータ供給スループットの制約を解消するための、プログラム自動マッピング手法および最適なハードウェア構成の自動判定手法の提案である。22年度は性能予測のためのシミュレータの実装と、自動マッピング手法の検討を行った。【1、3】線形アレイ型プロセッサの正確な性能予測:本計画についてはRTLレベルのソフトウェアシミュレータを作成して、正確な性能予測を実現した。またHDL言語で対象プロセッサを設計し、電力シミュレーションを行った結果を基に作成した電力モデルを組み込み、クロックゲーティングといった省電力技術を組み込んだ場合の正確な電力予測を実現した。また、この結果を用いて性能モデルを作成した結果高い一致率を示し、対象プロセッサの性能が高い精度で予測可能であることがわかった。これにより、今後は低速なシミュレーションを繰り返す必要が無くなるため、研究の効率が飛躍的に高まることが期待できる。【2】既存プログラムの自動マッピング手法の提案:本計画については既存のコンパイラ(gcc)の拡張としてアセンブリ言語レベルのトランスレータを実装した。現在までにいくつかの典型的なプログラムに対して全自動で変換が出来ることを確認した。これにより、専門的な知識が無くとも対象プロセッサを利用することが出来る。今後は引き続き変換方式を改良し、より多くのプログラムに対応していく予定であるとともに、より高い性能を発揮するための変換方式を継続的に検討する。また、23年度に実施する予定であるハードウェア規模を超える命令列を実行するための方式を検討するとともに、その実現可能性を予備的に調査し、実現に向けた見通しを得た。23年度はこれまでの研究を発展させ、ハードウェア規模を超える命令列を実行するための時分割実行機構および対故障機能を導入した場合の性能及びハードウェアコストの検討を行った。また、引き続き自動マッピング手法の検討を行った。【1】線形アレイ型プロセッサの正確な性能予測:本計画については初年度に作成した高精度シミュレータを拡張し、時分割実行および対故障機能を搭載した場合の正確な性能予測に対応した。これにより、より多くのプログラムに対して、適切なハードウェア構成を提案できるようになる。【2】既存プログラムの自動マッピング手法の提案:本計画についてはプログラム中のデータ入出力の解析手法について検討をおこなった。現在までにいくつかの典型的なプログラムに対して自動で変換が出来るとの見通しを得た。これにより、専門的な知識が無くとも対象プロセッサを利用することにどのような入出力が発生するのかを解析することが出来る。今後は引き続き解析方式を改良し、より多くのプログラムに対応していく予定であるとともに、これまでの解析手法を統合することにより、より高度な変換方式を検討する。また、自動変換が困難な例も具体的に判明した。このようなプログラムは自動変換ではなくユーザにどういった点が障害になっているのかを適切に提示することが重要である。【3】最適なハードウェア構成の検討:【1】で検討を行った時分割実行方式および耐故障機能を搭載した場合の構成およびそのハードウェアコストの解析を行った。これらの成果を統合することにより、より多くの構成候補から最適解を求めることが可能となる。24年度はこれまでの研究を発展させ、ハードウェア規模を超える命令列を実行するための時分割実行機構および対故障機能を導入した場合の性能及びハードウェアコストの評価を行った。これにより、より多くのプログラムに対して、適切なハードウェア構成を提案できるようになった。その結果いくつかの典型的なプログラムに対して自動で変換が出来る見通しを得た。これにより、専門的な知識が無くとも対象プロセッサを利用することにどのような入出力が発生するのかを解析することが出来た。【3】最適なハードウェア構成の検討:【1】で検討を行った時分割実行方式および耐故障機能を搭載した場合の構成およびそのハードウェアコストの評価を行った。これらの成果を統合することにより、より多くの構成候補から最適解を求めることが可能となった。

当初の計画を実現するには、探索範囲を十分大きくするために、できるだけ多くの構成について調査・検討を行うことが重要である。・現時点で、時分割実行および対故障機能の拡張を行い、様々な要求に応えるための準備が整ってきている。今後はこれらの結果に基づき、できるかぎり多くのプログラムに対して最適な構成を検討を進めることができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。構成の検討が順調に進んでいることから、最終目標である最適なハードウェア構成の提案手法について重点的に検討を進めることが重要である。
地域社会の伝統的民俗と「つくられた民俗」の比較による民俗学の現代性をめぐる研究

本研究を行うにあたり、ケ-ス・スタディのために長崎県五島列島の各市町を対象地域に選び、4度にわたる現地調査を実施した。当該地域の伝統的な民俗文化については数多くの報告がなされているため、あわせて関係文献の収集もおこなった。本研究が目指す「伝統的な民俗」と「つくられた民俗」との比較のために、後者の「つくられた民俗」として、近年ブ-ムともいうべき増加を見せている和太鼓を取り上げることにした。現地調査においては、対象地域に存在する創作太鼓のグル-プ、あるいは調査時点で結成されつつある創作太鼓のグル-プの実態把握を中心とした。本研究の結果明らかになったのは以下の諸点である。(1)長崎県では、平成2年の「旅博覧会」の実施やさまざまな地域振興施策などの影響もあって、各地に地域活性化グル-プが活動を展開しており、多くの和太鼓グル-プの成立は、そのような動向の中に位置付けることが可能である。(2)和太鼓のグル-プには、自治体等による支援をうけて成立している例も少なくなく、その背後には「新しい郷土芸能の創設」といった郷土意識をうたうイデオロギ-の役割を見出しうる。(3)過疎化・高齢化によって大きなダメ-ジを受けている伝統的民俗にたいして、町おこしにつながるような、創作太鼓やいわゆるイベント行事などに見られる「つくられた民俗」の創造活動はむしろ活発である。(4)現代における民俗学の役割を考えるとき、研究対象とすべきものが「本物の民俗」か「疑似民俗」かを論じることよりも、むしろこのようなフォ-クロリズムの現象を積極的に解明してゆくことが求められている。
フラッシュ液内視鏡下経皮経血管Off-Pump腱索再建手術デバイス

本研究は、フラッシュ液内視鏡下経皮経血管Off-Pump腱索再建手術デバイスというタイトルの下に研究を行った。弁膜症は毎年1万7000人以上の患者が手術を受けている重要な疾患であり、その多くは人工心肺使用の下、開胸開心手術を併用する、非常に侵襲が高い手術がなされ、体力の低い高齢者に対しては手術自体を諦めるケースも存在する。そこで低侵襲手術法として、人工心肺を用いないOff-Pump手術の実用化が注目されている。その実用化には2つの要素、心拍動下で手術視野獲得可能な低侵襲手術デバイスと心腔内高解像度観察可能な観察デバイスが必要である。本研究はそれらを一体化したデバイスで、弁膜症手術の一つである人工腱索再建手術の実現を目標にした。当初の研究計画では軟性手術デバイスの製作を目標であった。従来の開胸開心手術によるアプローチよりも、大腿動脈から血管経由で心臓にアプローチした方が有利であると考えたからである。しかし動物実験において、医師側が製作した硬性タイプの手術デバイスを用いた新しい手術方法を開発したため、計画を変更した。その手術方法とは、従来の方法では心拍動で動いている心腔弁に対して処置を行うものであったが、新手法ではデバイスを心腔弁に押し付けることによって弁の動きを拘束し、その上で処置を行うというものである。新手法によって心腔内の手術時間が、従来方法の約1時間に対し、3分と大幅短縮された。この手法は、心房組織は多少の捩じれが侵襲にならないこと、捩じるためには硬性の方が有利という点が要点である。この新手法の登場に加え、医師側から硬性で簡易に手術可能なデバイスを求められたため、本研究では板バネを用いた独自の心腔弁クリップを開発した。これにより先行研究のMitraClipの操作部が4つに対し2つと大幅簡略化することに成功した。以上により大幅な研究計画変更はあったものの、当初より臨床適用可能性が高いデバイスの開発を行えた。(抄録なし)当初の計画では「乳頭筋の定常観察、及びそれに処置できるフラッシュ液内視鏡搭載クリッピングデバイスの開発」であったが、観察対象の動きの速さ、心腔内のデバイスの位置姿勢の把握が困難という問題があり、先に心臓組織追従のソフトウェア構築を済ませた方が後の実験に対して効率的と判断、故に3年次の計画であったソフトウェア構築を前倒しして研究を行うことになった。そのコア技術研究のため、2011年10月初頭から2012年9月末までの一年間、本分野に定評のある米国の研究室(MeRCIS Lab, Case Western Reserve University, U. S. A.)に渡って研究を進めることになった。位置センサに加速度センサ情報を組み合わせて対象位置を推測する粒子フィルタを構築し、従来粒子フィルタに比べ23.6%平均誤差が減った。更なる精度向上を目指し、その粒子フィルタを発展させた新しい推定手法、Differential Probability Approachを開発した。本手法は位置センサの情報を速度、加速度系に拡張し、その上で確率推定を行う手法である。シミュレーション評価において従来粒子フィルタ手法に対し平均誤差が28.2%軽減かつ計算速度が6倍程度に向上した。本手法は従来手法に比べて十分効果的でありながら、実装自体は極めて容易であり、本研究に問わず様々な分野で応用が可能である。当該年度の前期は海外にて研究を行い,後期はそれらの成果も交え,日本で研究を実施している.前年度、新確率推定手法としてDifferential ProbabilityMethodという手法を提唱した。本手法は従来の粒子フィルタ比20%も誤差を削減できる手法であるが、更新速度が遅く、前年度の時点ではリアルタイム計測が不可能であった。そこで計算環境の変更、マルチプロセスの導入等を行い、現在粒子数1000程度までであれば1秒間に250回計算可能なレベルになった。今後用いるセンサtrakSTAR(Ascension Co.)は毎秒167回が最大更新速度であるため、リアルタイム計測に十分な性能になったと言える。ハードウェアの方は若干遅れており、現在半分ほど設計を終え、一部試作に取り掛かっている。デバイス先端部、根本テンショナー部の一次試作を終えた。しかしモーター駆動プログラム等はまだ始まっていない。また先端部機構においても現状では直径が太すぎため、再考の必要ありと考えている。また先の研究計画ではデバイスの術具部分は自作する予定であったが、現在米国アボット社のMitraClipという製品を搭載できないかと交渉中である。当製品は日本の薬事法認可されていない等の問題があり、交渉如何によっては導入不可となるが、現状できるよう最大限努力している。次の当社とのMTGは5月10日であり、現段階では使用可能と仮定して設計しているが、不可の場合は見直す必要がある。

本研究はそれらを一体化したデバイスで、弁膜症手術の一つである人工腱索再建手術の実現を目標にした。当初の研究計画では軟性手術デバイスの製作を目標であった。従来の開胸開心手術によるアプローチよりも、大腿動脈から血管経由で心臓にアプローチした方が有利であると考えたからである。しかし動物実験において、医師側が製作した硬性タイプの手術デバイスを用いた新しい手術方法を開発したため、計画を変更した。その手術方法とは、従来の方法では心拍動で動いている心腔弁に対して処置を行うものであったが、新手法ではデバイスを心腔弁に押し付けることによって弁の動きを拘束し、その上で処置を行うというものである。新手法によって心腔内の手術時間が、従来方法の約1時間に対し、3分と大幅短縮された。この手法は、心房組織は多少の捩じれが侵襲にならないこと、捩じるためには硬性の方が有利という点が要点である。この新手法の登場に加え、医師側から硬性で簡易に手術可能なデバイスを求められたため、本研究では板バネを用いた独自の心腔弁クリップを開発した。これにより先行研究のMitraClipの操作部が4つに対し2つと大幅簡略化することに成功した。以上により大幅な研究計画変更はあったものの、当初より臨床適用可能性が高いデバイスの開発を行えた。研究計画に変更はあったものの、位置推定手法の根幹のソフトウェアは構築できた。研究成果的にも従来より精度と計算速度で勝る且つ実装容易な新たな位置推定手法の開発に成功し、学術的な成果は出せたと考えている。機械類は全て米国の研究室の製品を用いているため、今後日本で新たにデバイス系を構築しなおすというロスは発生するが、それ以上に得た技術の方が大きいと確信している。ソフト部分については前年度同様大きな進捗があった。リアルタイム処理可能であることを示せたことは本申請の進捗という点だけでなく、今後他の研究者が本手法を採用するモチベーションになる。しかしハード部分は遅れが目立つので、巻き返しが必要である。術具選定は本来なら四月中に終わっている予定であったが、先方の都合で少なくとも5月10日まで未定となってしまったのが大きい。今後の半年はハードウェア設計がメインとなる。上記のソフトウェアが実空間上での性能を調べることがメインとなる。なお、それの精度如何によっては雑誌に投稿することを検討している。残りの半年は日本に帰国し、デバイス設計がメインとなる。これには米国で設計したハードウェアの再構築も含まれる。現状ではデバイスは「首ふりと伸縮」の2自由度系を持つフレキシブルデバイスを検討している。首ふりでデバイス方向を定め、伸縮とセンサを同期させて手術対象を追従することを目標にしている。ハード設計が最優先課題である。術具の方は一旦無視し、現状手を付けられるところから手を付けている。8月までには製作をすべて終え、論文執筆に入る必要があり、その都合上、6月までに全構成部品製作を終えられるよう目下設計中である。(抄録なし)
中性子スピンエコー法による水素化金属、スピングラス、高分子溶液の素励起の研究

1.中性子スピンエコー分光器の設計、製作、テストを行い、所期の性能が得られることを確認した。これらは次の各主要部分から成る。イ.中性子速度選別機(ハンガリー物理学中央研究所製)ロ.中性子ポラライザー、アナライザー(京大原子炉作製スーパーミラー)ハ.超伝導磁石(真空治金社製、2台)2.鉄、ニッケル合金のキュリー点近傍におけるスピン搖動を、中性子スピンエコー法により観測し、重要な知見を得た(フランス・グルノーブルILL研究所との協同研究)3.以上の研究成果に基き、日本原子力研究所改造JRR-3原子炉に設置する中性子スピンエコー分光器の設計について、予備的な検討を行った。(東大物性研との共同研究)4.4年間にわたる中性子スピンエコー法に関する本研究と、その基礎となった京大原子炉実験所における中性子小角散乱法に関する研究をまとめた成果報告書を作成した(別添資料参照)1.中性子スピンエコー分光器の設計、製作、テストを行い、所期の性能が得られることを確認した。(東大物性研との共同研究)4.4年間にわたる中性子スピンエコー法に関する本研究と、その基礎となった京大原子炉実験所における中性子小角散乱法に関する研究をまとめた成果報告書を作成した(別添資料参照)1.次のような事項が着実に実行された。イ.中性子ポラライザー(アナライザー)を製作した。(武田)ロ.中性子π/2コイル、πコイル,スピンフリッパーを製作した。(武田)ハ.多次元データ入力システムを製作し、テストした。(好村)ニ.超伝導磁石の設計を行った。(藤井)ホ.上の設計のためにコンピュータ・シミュレーションを行った。(梶)ヘ.スピン・エコーのアセンブリーを原子炉に組み、スピンエコー収束の最初のテストに成功した。(好村・武田・藤井・梶)ト.セミ・ミクロな系の素励起の理論を検討した。(渡部)2.研究は全体として当初の計画どおり順調に進行した。超伝導磁石の設計を行いながら、その予備的検討のため、コンピューター・シミュレーションを行った。その結果、磁場の均一度を特定の散乱角に対し、【10^(-5)】以下におさえないと超伝導磁石の使用は意味がないという厳しい結果が得られた。このために、フレネル・コイルの開発が必要であることが判明した。よいポラライザー(透過率が大きく、偏極率が高く、ビーム幅が広くとれる)を開発することは極めて重要であるが、大変困難でもある。今年度、ソラー・スリット型のものを開発したが、続いてスーパー・ミラー型のものも開発している。1.次の事項が着実に実行された。イ.超電導磁石の実施設計を行った。(好村,武田)ロ.超電導磁石の入荷後、運動テストを兼ねて、原子炉で中性子スピンエコーの実験を行った。その結果この磁石で磁場積分D=0.5Tmが到達可能であった。スピンエコー信号はD=0.25Tmまで観測されたが、それ以上では観測されなかった。このことは計算された磁場積分の不均一性から予期された通りである。これによって現在世界最高のエネルギー分解能を誇るフランス・グルノーブルのILL研究所の中性子スピンエコー分光器IN11のD=0.1Tmをしのぐ分解能が得られた。しかしD=0.5Tmに相応する分解能の実現のためには、磁場積分の不均一性を保障する複合コイルの開発が今後の課題となった。(好村,藤井,武田)ハ.中性子ポラライザーとして、スーパーミラー型のものが実用化されるに到った。(藤井,武田)ニ.中性子速度選別機の基本設計を行った。(武田)ホ.高分子溶液に対して中性子スピンエコー法の適用を検討した。(梶)ヘ.セミミクロな系の素励起の理論的な研究を行った。(渡部)1.次の事項が着実に実行された.イ.中性子速度選別機の実施設計を行った. (好村,武田)ロ.検討の結果,次の性能をもつ中性子速度選別機が必要となった.波長範囲λ=2.830A波長分解能Δλ/λ=1035%透過率T=75%ハ.ハンガリー物理学中央研究所で開発された,多重円盤中性子速度選別機は上の性能を満たすことが判明した.ニ.同機を発注,入荷し,所期の性能を持つことを確認した.ホ.鉄・ニッケル合金に関して,キュリー点より上で中性子スピンエコー法の信号を観測した.信号の強度は, ILL,グルノーブルの1/100しかないが,今後の改良によって, 1/10まで上げることができる見通しを得た.
南極産岩石による古生代及び先カンブリア時代の古地球磁場強度

先カンブリア時代の試料として、ナピア岩体に属するアムンゼン湾変成岩を使用した。ナピア岩体は最終変成年代として25億年の絶対年代が得られている。テリエ法により古地球磁場強度を求める実験を行った。300^<°C>以下ではアライダイヤグラム上ほぼ直線性が得られ、これが当時の熱残留磁化によるとすると10μT程度となる。600^<°C>付近では定磁場中加熱後の熱残留磁化が急増した。古生代の試料として、昭和基地及びモ-ソン基地周辺の変成岩について同様の実験を行った。昭和基地の7試料中、4個は強度の傾向を推定することはできなかった。残りのうち1個は325^<°C>までの低温部から78μT、2個は600^<°C>付近の高温部から92および100μTが計算できる。相関係数は0.75から0.85程度で悪い。昭和基地の試料からは古地球磁場強度は90μT程度になる。モ-ソン基地の3個の試料か低温部では残留磁化が減少せず、400^<°C>から600^<°C>までのデ-タを使用した。計算の結果は、0.9、0.9、1.0μTとなり、ほとんど0に近い値となった。モ-ソン基地の帯磁率は400^<°C>から明らかに変化しはじめて600^<°C>で1.4ないし1.9倍はに増加しており、磁性鉱物の性質に変化が起きた可能性がある。他の2地域の試料は帯磁率は未測定である。昭和基地とモ-ソン基地は、いずれも5億年の絶対し年代がでているが、当研究で推定された古地球磁場強度は0と90μTとなる。帯磁率の結果やダイヤグラムの直線部の短かさを考慮すると、3地域のいずれの値も意味を持たない可能性があり、今後、直線部の長い試料を探し出した上で、PTRMテストと帯磁率変化測定を行い、信頼あるデ-タとすることが必要である。
モダニズム期の文芸誌・美術誌とT.S.エリオットの文化観の考察

T. S.エリオットが編集長を務めた文芸誌『クライテリオン』の編集方針や寄稿記事を読む解くことで、エリオットの関心がどのような社会的出来事や思想潮流に向けられていたかを考察し、彼の作品や文化観のバックグラウンドを明らかにした。特に、イギリスとアメリカ両国の雑誌記事の比較を通じて、イギリスにおいてアメリカ文化がいかに流入されたのかについて考察し、エリオットの文化観の形成や作品にあらわれるアメリカ英語について研究を行った。本研究の目的は、20世紀初頭のモダニズム期における文芸誌・視覚芸術誌を軸に、当時の文化的・知的ネットワークがどのようなものであったかを考察し、そのネットワークのなかでT.S.エリオットの詩学・文化観を理解することである。本年度はエリオットが編集長を務めた『クライテリオン』誌の編集方針と当時の雑誌事情を検討した。エリオットの手紙や寄稿依頼文、広告などの読解から以下のことが見えてきた。まず、『クライテリオン』がヨーロッパ文学というひとつの「同時的な秩序」を構成しているという点で、エリオットが理想とする伝統の再現の場となっていること。また、エリオットは寄稿者に「高次の知的活動を維持する」ことと「非個性的な忠誠心」を求めており、この態度は評論「伝統と個人の才能」で論じられる「非個性論」に対応することである。さらに『クライテリオン』の発行部数に目をやると、エリオットが考えていた読者層がいかに限定されたものかが窺い知れる。当時、旧来の共同体が解体し、経済の発展を背景に「新しい階級」と呼ばれた下層中産階級や大衆という名の集団が登場した。この状況はエリオットが理想とする社会とはかけ離れたものであったが、エリオットは同誌を通じて、「文化の定義のための覚書」で展開されるような社会モデル-各階級や共同体が独立性を保ちながらも、社会という有機的全体の一部を形成している社会-を維持しようとしたことが考察を通じて明らかになった。本研究の目的は、20世紀初頭のモダニズム期における文芸誌・視覚芸術誌を通して、当時の文化的・知的ネットワークのなかでT.S,Eliot(18881965)の詩学・文化観を明らかにすることである。本年度は、特にミュージックホールをめぐるモダニストらの発言や態度を中心に考察を行った。エリオットはミュージックホールについてThe Criterion誌だけではなく、The Dial誌においてしばしば言及している。エリオットの見解が掲載されている媒体が文芸誌である点は、ミュージックホールが当時のポピュラーカルチャーであることを示していると同時に、文人らの間にあって注目されているパフォーマンス形態であったことを意味する。つまり、エリオットのミュージックホールへの関心は当時の文化的ネットワークのなかで捉える必要があると考え、English Review誌の編集にあたったFord Madox Fordの手紙にみられるミュージックホールへの言及や他の文芸誌の掲載記事の読解を行った。従来、ミュージックホールへのエリオットの関心は、「高級文化」の担い手であるエリオットがポピュラーカルチャーをいかに自分の詩学に取り入れたかという点から論じられることが多かったが、本年度の考察により「ミュージックホールについて語る」行為がもつ意味とスタイル(様式)ついての知見を得ることができた。また、ミュージックホールのパフォーマンスは、演奏される音楽よりも「視覚的な娯楽」という側面で享受されていた状況を理解ですることができた。これらの知見はミュージックホールの観客の社会階級や当時、階級区分が変化していた事実がエリオットの詩学にいかに関係するか、また、モダニズム期の文芸誌が考えた読者層を考察するうえでも重要であると考える。本年度はイギリス戦間期という時代からエリオットの言語を考察した。特に戦間期に注目した理由は、『四つの四重奏』「イースト・コウカー」の一節で表明されているように、この期間がエリオットにとって「ことばの使い方を学ぼうとしていた」時期であり、詩作において重要な意味を持つと考えられるからである。研究のアプローチとしては、アメリカ合衆国の覇権形成がイギリス戦間期にさかのぼることに注目し、イギリスにおけるアメリカナイゼーションという状況のもとエリオットが「ことば」についていかに考えたのか、またアメリカナイゼーションに対してどのような見解を示したのかを考えた。具体的には、当時の文芸誌や映画雑誌から「アメリカ文化」や「アメリカ英語」に対する見解や論点を掬いだし、ミュージックホールと映画を軸に考察を行った。その結果、ミュージックホールについては、イギリスの1930年代の潮流のなかで捉えるべきこと、つまり、ミュージックホールを懐かしむいうエリオットの振る舞いは、英国性を再定義する当時の一般的なジェスチャーであったことを確認。一方、映画については、1927年にイギリスで映画法が成立したにも関わらず、圧倒的にアメリカ映画が市場を占有していたという状況を整理した上で、映画というメディアを通じて、アメリカ英語がいかに普及したかをまとめた。さらに、アメリカ英語がイギリスにおいて警戒された背景には、言語と国家の繁栄とを結びつける文化観・言語観があることも指摘した。そしてエリオット自身は、このような背景のもとイギリス帝国主義から国民文化への移行に寄り添いながらも、アメリカという地域性を含んだ英語圏文化を編制しようとしたことを明らかにした。研究成果を活発に発表しなかったことによる。24年度が最終年度であるため、記入しない。

日本T.S.エリオット協会全国大会・シンポジウム「T.S.エリオットと大戦間のイギリス」にパネリストとして参加し、本研究の成果の一部を発表する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
各種作業時の代謝熱量の予測方法の確立に関する研究

本研究は人体の熱収支式を用いて空調空間の最適温湿度条件を求める方法を開発することを目的としているが、この場合、各種作業時の代謝熱量の資料が不十分であるため、直接的には各種作業時の代謝熱量の予測方法を確立することを目的としている。平成4年度は大学の教務、建設会社及びスポーツ施設の各事務作業のビデオ撮影を行い、動作分析を行った。さらに、これらの事務作業に現れる各種動作の代謝熱量を測定すると共に、動作開始時及び動作停止時の代謝熱量の変化の実験式を求めた。実際の事務作業では代謝熱量が動作に対応する最大値に到達する前に次の動作に移行することが頻繁に起こるので、このような場合の代謝熱量の変化の予測式を考えた。平成5年度は、まず沼尻博士の測定した各種動作の代謝熱量と本研究室で測定した値との比較を行い、両者がほぼ同じであることを得た。次に実験装置の信頼性を検討し、誤差が3%以下であることを確認した。次にモデル作業を考え、代謝熱量の測定値と予測値との比較を行い、両者がきわめて良い一致をしていることを確認し、代謝熱量の予測方法が確立できた。予測の対象範囲を広げるため、スポーツとしてエアロビクスと卓球を、また、生産施設作業として乳業会社とハム製造工場を取り上げ、動作分析と代謝熱量の測定を行うとともに機械効率についても検討した。その結果、スポーツにおいては競技者と非競技者とでは同一動作で代謝熱量に2METの差があることが確認された。また、生産施設の作業において求めた機械効率は一般には6%程度で小さく代謝熱量予測時には無視しても差し支えない程度であることも確認した。本研究は人体の熱収支式を用いて,空調空間の最適温湿度条件を決定する手法を開発することを目的としているが,この場合各種作業時の代謝熱量の資料が不充分であるため,直接的には各種作業時の代謝熱量の予測方法を確立することを目的としている。作業としては事務作業,生産施設の作業およびスポーツを選んだ。事務作業としては大学の教務事務,建設会社の事務およびスポーツ施設の事務を選び,ビデオ記録をおこなった。これをもとに動作分類をおこない,36動作を抽出した。このうち22動作を用いて動作開始時の代謝熱量の変化,動作継続時の代謝熱量および動作終了後の代謝熱量の変化を測定し,動作開始時および終了後の代謝熱量の変化の実験式を求めた。動作継続時の代謝熱量については表にまとめることとした。これらの資料を用いて事務作業時の代謝熱量を予測したところ,良好な結果を得ている。生産施設としては乳製品製造業と肉製品製造業とを選び,作業記録をおこなった。これをもとに動作分類をおこなったところ,9動作を抽出することができた。このうち5動作10パターンを用いて代謝熱量の測定をおこない,事務作業に対する解析手法を用いて検討したところ,同一の手法によって整理することが可能との見通しを得ている。スポーツとしては各種の動作が含まれ,かつ屋内で行なわれるものとしてエアロビクスを選び,ビデオ記録から動作分類をおこなった。その結果,24種類の動作が組み合わされていることが判明した。予備実験として,一部の動作の代謝熱量の測定をおこなったが,今後さらに各動作の代謝熱量の測定を継続する予定である。空調空間の最適温湿度条件を決定するための基礎資料として、各種作業時の代謝熱量の予測方法を確立することを目的として、前年度は作業現場でのビデオ記録をもとに、動作分類を行い、代謝熱量を測定するとともに代謝熱量の変化について予測方法を検討した。しかし、十分満足の行く予測方法ではなかったので、今年度は動作の代謝熱量が最大値に到達する前に次の動作に移る場合を対象として、動作終了後の代謝熱量の代謝熱量の変化の予測方法を事務作業に現れる動作を用いて検討した。

その結果、個人差の範囲でほぼ満足できる予測方法を得ることができた。生産施設の作業に含まれる動作については動作数が多いため、既往の研究による資料の取り込みを考え、当研究室における測定値と既往の研究の資料との比較を行い、両者がほぼ同じ値であることを確認した。さらに、動作開始ごと動作終了後の代謝熱量の変化は事務作業動作を用いて求めた予測方法が適用できることを確認した。従って、事務作業の代謝熱量の予測方法は生産施設作業にも拡張できる。スポーツ時の代謝熱量については、新たに卓球競技者のビデオ撮影を行い、動作分析を行うとともに、競技者と非競技者を被験者として代謝熱量の測定を行った。その結果、同一動作でも競技者と非競技者では代謝熱量値に差のあることを確認すると共に、文献においても確認した。動作開始ごと停止後の代謝熱量の変化は事務作業に於いて求めた予測式が適用可能であることを確認した。以上の代謝熱量に関する資料と予測方法をまとめて、各種作業に対して動作観察を行えば、代謝熱量の時間変化が予測できるシステムを組み上げることができたので当初の目的を達成することができたと考える。