hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
6．7GHzメタノールメーザの放射メカニズムと大質量星形成機構の研究

平成22年度には、大質量星(太陽の8倍以上の質量)の形成メカニズムを解明するため、大質量星形成領域W75North(W75N)に付随する6.7GHzメタノールメーザのVLBIデータ解析に着手した。W75NのVLBI観測は、大学連携VLBI観測網(JVN)を用いて2008年10月、および2010年8月に行われ、その2観測間での固有運動(視線方向に垂直な方向への運動)検出に成功した。W75Nのメタノールメーザは空間的には南北方向に伸びた楕円状の湾曲構造を示しており、その楕円上に直線的な視線速度の勾配が見られた。これは単純な回転円盤モデルに良くフィットし、その中心質量は約8太陽質量と算出された。今回検出出来た固有運動は、反時計回りの回転運動を示しており、視線速度情報を加えた3次元速度情報に対して膨張/降着運動を伴う回転円盤モデルを用いた3次元モデルフィットを行った。その結果、誤差の範囲内で膨張/降着を伴わない単純な回転運動をしていることが明らかになった。これは視線速度のみに対するフィッティング結果に矛盾していない。この結果は、形成中の大質量原始星の周囲に回転円盤が存在し得ることを強く示唆しており、形成現場の回転運動を固有運動として直接的に検出出来た希な観測例となる。さらに、他の大質量星形成領域からJVNを用いて検出された固有運動(Cepheus A:降着+回転運動、Onsala 1:膨張運動)との違いの要因についても議論した。原始星周囲のダストや電離ガスなどから検出される電波連続波放射と空間的に重ね合わせることで、運動の違いは大質量原始星の進化段階の違いで良く説明できることがわかった。これにより、多数のメタノールメーザ天体で同様な固有運動計測を行うことにより、大質量原始星の進化をメーザの運動として捉えられることを示すことが出来た。これらの研究の一部は、査読論文"Sugiyamaet al. (2011), PASJ, 63, 53"としてまとめ発表した。本研究では、大質量星(太陽の8倍以上の質量)の形成シナリオとして、"複数の小質量星が合体して形成"、"周りのガス円盤からの質量降着"の2説のどちらが正しいのかを解き明かすことを最終目標としている。そのために、私は大質量星形成領域のみから検出され、かつ寿命の長い6.7GHzメタノールメーザを、ミリ秒角スケールの高空間分解能を達成できる超長基線干渉計(VLBI)を用いて観測している。特別研究員申請時には、観測対象天体として、ガス円盤に付随している可能性のあるCepheus A(Cep A),Monoceros R2(Mon R2),W75 North(W75 N)の3天体を選出しており、年次計画通り、平成21年度中にこの3天体の1年以上に亘る3回のVLBI観測を無事終了することができた。Cep AのVLBI観測は、大学連携VLBI観測網(JVN)を用いて2006年9月9日、2007年7月28日、2008年10月25日に行われ、6.7GHzメタノールメーザの固有運動(視線方向に垂直な、赤経・赤緯方向への運動)の検出に成功した。検出された固有運動は、全体的な空間分布から予想される楕円構造上に沿った方向への運動を示しており、その大きさは博士前期課程時に予想していた値に近い大きさを示していた。今回得られた固有運動に、視線速度情報を加えた3次元速度情報に対して、回転円盤モデルを用いた3次元フィッティングを行った結果、回転運動に(降着に伴う)インフォールを伴っているという結果が得られた。これにより、動的降着現象が大質量星の周囲でも生じていることが明らかとなった。実際に質量降着の現場を直接的に固有運動として観測出来たのは、今回が世界初である。本結果について、日本天文学会2009年秋季年会をはじめとした多数の研究会で発表を行い、現在論文執筆中である。

さらに、他の大質量星形成領域からJVNを用いて検出された固有運動(Cepheus A:降着+回転運動、Onsala 1:膨張運動)との違いの要因についても議論した。原始星周囲のダストや電離ガスなどから検出される電波連続波放射と空間的に重ね合わせることで、運動の違いは大質量原始星の進化段階の違いで良く説明できることがわかった。これにより、多数のメタノールメーザ天体で同様な固有運動計測を行うことにより、大質量原始星の進化をメーザの運動として捉えられることを示すことが出来た。これらの研究の一部は、査読論文"Sugiyamaet al. (2011), PASJ, 63, 53"としてまとめ発表した。
近世ドイツの文学・伝承・図像資料におけるHeilbad（湯治場）表象の研究

中世末・近世に始まるヨーロッパの「温泉誌」、すなわち温泉の効能と使用法を指南する書物について、マルティン、フュアベート、ロライトの先行研究をもとに、今年度は、近世の二つの古資料の分析を進めた。そこで判明したのは、温泉誌が単に温泉利用の指導書であるだけでなく、同時代の文化と社会に深く関与する重要なメディアであったということである。温泉誌は、温泉所在地の風土・気候・文化的遺産なども記述することによって、当地の郷土意識の確立に寄与するとともに、そこを訪れる外部の人びとへの案内書として勃興期のツーリズムにも寄与した。また宗教改革期の教派間の論争においては、真の信仰の在り方を示す書物ともなったのであり、それはひとえに入浴という行為が、心身両面の深い刷新をもたらす営みであるためだった。以下、具体的には二点の作業を果たした。1.16世紀初頭のトーマス・ムルナーによる『霊の湯治』について、論文1点をまとめた。温泉における身体の浄化のプロセスに、真の信仰への覚醒の道筋が重ねて描かれる特異な書物であることを示した。ムルナーはフランチェスコ会士であり、アッシジのフランチェスコが築いた卑賤と聖性の逆説的な結びつきが現われている。そこから、この温泉誌がイエスを湯守という、当時の被差別階級に属する職業人として描かれた理由も明らかになった。2.17世紀初頭のカスパール・フォン・シュヴェンクフェルトによるシレジア地方の温泉誌について、ドイツの文書資料館でWeb公開されている原典画像をもとに、分析を進めた。シレジア地方の風土の検証と、パラケルスス医学の概要をつかむ必要が明らかになった。前年度において全体の試訳を終えた16世紀初頭の温泉誌、トーマス・ムルナーの『霊の湯治』について、今年度は先行研究をもとに詳細な分析を行って、論文一点を公刊することができた。また中世末・近世ヨーロッパの古資料の入手には、いささかの困難が予想されたものの、重要な温泉誌のデジタルデータがドイツの資料館から公開されていることが判明し、それをもとにして文献の正確な吟味を進めることができた。2018年度に16世紀の温泉誌の外観と吟味を終えたことを踏まえ、2019年度には、次の17世紀の温泉誌の分析に照準を定める。特にシュヴェンクフェルトの温泉誌について、2019年12月ごろに単著論文1本を完成させる。また心身両面に関わる温泉入浴は、近世の霊的自然観と親縁性があると思われ、この時代に生まれたもう一つの温泉誌、J・キュファーの著書の分析に入ってみたい。これは近世ドイツの重要な作家グリンメルスハウゼンへの影響が確認されている。また近世温泉誌のなかには、近世美術で好まれた「若がえりの泉」表象が散見されることから、マルティン、ルドルフ、プロープスト、フュアベート、ロライトといった研究文献に収められる木版画・銅版画をもとに、近世ドイツの民衆文化において、この図像的資料がいかなる精神史的な帰結をもちうるのかを考察する。1.中世末・近世に始まるヨーロッパの「温泉誌」、つまり温泉の効能と使用法を指導する書物について、その端緒から近代に至るまでの歴史的転回を、マルティン、フュアベート、ロライトの文献に従って概観し、今後、特に注目して考察すべき「温泉誌」をいくつか抽出した。また、そうした古文献の蒐集と調査を開始した。2.この作業を通じて、まず本課題は近世ドイツに主たる照準を定めていることから、17世紀ドイツの最も重要な文学作品であるグリンメルスハウゼンの『ジンプリチシムス』に着目した。作品中に点在する温泉表象の意味を考察する、本課題にとっての助走的な論文は、すでに2017年度末にまとめ、公表した。温泉の源へと赴く主人公の地底旅行は、近世的な自然観・宇宙館の表現のために根本的な役割を担っている。この論考に基づきつつ、グリンメルスハウゼンの活動したドイツ南西部、いわゆる「黒い森」地方の湯治場伝承、開湯伝説の蒐集・検討に着手した。3.このドイツ南西部には、現在も数多くの湯治場がある。19世紀前半におけるJ・ケルナーの「温泉誌」は、まさにこの特有の風土から生まれた重要な著作であり、これについて論文1篇をまとめた。近代化学と合理主義の時代に、ケルナーの温泉観は、なおも近世的な性格をとどめる。つまり化学的な湯の成分分析とともに、自然界に作用する霊的な力の尊さをも説く、独特の折衷性を特徴とした、ロマン主義的な温泉誌と呼ぶべきものである。また近代ツーリズムが到来する前夜に、ケルナーは、静かな湯治場の古来の意義を説きつつ、土地の伝承を散りばめることによって、一種の観光案内の書物としても機能する結果になっている。4.温泉と霊性との深い関係は、キリスト者の注目するところともなる。16世紀初頭の奇書とも呼ぶべきTh・ムルナーの『霊の湯治』を丹念に読み、その日本語訳を完成させた(未刊行)。本課題採択前の2016年末より、すでに個人的に着手していたグリンメルスハウゼンの湯治場表象の研究によって、助走的な論文を完成させることができ、これを刊行した。さらにこの17世紀のドイツ人が生きたドイツ南西部の湯治場をめぐって、19世紀前半に書かれた興味深い温泉誌に着目し、これについての論文を一つ執筆することができた。

また温泉誌の歴史的系譜をたどる作業のなかで、16世紀初頭に書かれたTh・ムルナー『霊の湯治』という、独特のキリスト教的温泉誌を精読し、その全体の試訳を終えることができた。中世末・近世に始まるヨーロッパの「温泉誌」、すなわち温泉の効能と使用法を指南する書物について、マルティン、フュアベート、ロライトの先行研究をもとに、今年度は、近世の二つの古資料の分析を進めた。そこで判明したのは、温泉誌が単に温泉利用の指導書であるだけでなく、同時代の文化と社会に深く関与する重要なメディアであったということである。温泉誌は、温泉所在地の風土・気候・文化的遺産なども記述することによって、当地の郷土意識の確立に寄与するとともに、そこを訪れる外部の人びとへの案内書として勃興期のツーリズムにも寄与した。また宗教改革期の教派間の論争においては、真の信仰の在り方を示す書物ともなったのであり、それはひとえに入浴という行為が、心身両面の深い刷新をもたらす営みであるためだった。以下、具体的には二点の作業を果たした。1.16世紀初頭のトーマス・ムルナーによる『霊の湯治』について、論文1点をまとめた。温泉における身体の浄化のプロセスに、真の信仰への覚醒の道筋が重ねて描かれる特異な書物であることを示した。ムルナーはフランチェスコ会士であり、アッシジのフランチェスコが築いた卑賤と聖性の逆説的な結びつきが現われている。そこから、この温泉誌がイエスを湯守という、当時の被差別階級に属する職業人として描かれた理由も明らかになった。2.17世紀初頭のカスパール・フォン・シュヴェンクフェルトによるシレジア地方の温泉誌について、ドイツの文書資料館でWeb公開されている原典画像をもとに、分析を進めた。シレジア地方の風土の検証と、パラケルスス医学の概要をつかむ必要が明らかになった。前年度において全体の試訳を終えた16世紀初頭の温泉誌、トーマス・ムルナーの『霊の湯治』について、今年度は先行研究をもとに詳細な分析を行って、論文一点を公刊することができた。また中世末・近世ヨーロッパの古資料の入手には、いささかの困難が予想されたものの、重要な温泉誌のデジタルデータがドイツの資料館から公開されていることが判明し、それをもとにして文献の正確な吟味を進めることができた。Th・ムルナーのキリスト教的温泉誌『霊の湯治』について、その全体の試訳は2017年度に終えており、2018年度には、この原稿の細部の吟味と注釈の記述を行って、将来的な出版刊行への準備を進めたい。またこの温泉誌の内容を概観する論考を、年内にまとめることが最も重要な作業になる。それが果たされた後には、16世紀と19世紀の特徴的な温泉誌の概観が得られたことになるので、残る17・18世紀の温泉誌の検討を慎重に進めたい。近世の民衆文化的資料における「湯治場」表象のリストアップと検討を進める。マルティン、ルドルフ、プロープスト、フュアベート、ロライトといった研究文献には、中世末と近世に由来する興味深い木版画・銅版画の例が数多く紹介されている。近世ドイツの民衆文化と伝承文学にとって、この図像的資料がいかなる帰結をもちうるのか、この点の考察も行いたい。2018年度に16世紀の温泉誌の外観と吟味を終えたことを踏まえ、2019年度には、次の17世紀の温泉誌の分析に照準を定める。特にシュヴェンクフェルトの温泉誌について、2019年12月ごろに単著論文1本を完成させる。また心身両面に関わる温泉入浴は、近世の霊的自然観と親縁性があると思われ、この時代に生まれたもう一つの温泉誌、J・キュファーの著書の分析に入ってみたい。
てんかん焦点同定のための高精度術前評価法の開発-高密度脳波での高周波律動の解析－

てんかん外科の普及には,今までとは異なるアプローチでのてんかん焦点の同定が必要である.高空間分解能かつ動きに強い,顔面まで含む脳波測定が可能な最大電極数が256個の高密度ネット型センサーの脳波システムを用いて,難治性てんかん症例においててんかん性脳波周辺から高周波律動の検出が確認された.疾患特異的にてんかん波と高周波律動の関係を検証をすることにより,高密度脳波計はてんかん焦点解析の一助になる可能性が示唆された.研究目的は,難治性てんかん患者を対象として空間解像度の非常に高い256チャンネル高密度脳波計を用いて頭皮上で得られる高周波律動(HFO)とてんかん波との関係性を明らかにし,てんかん波に前駆するHFOの時間的,空間的広がりからてんかん原性の焦点局在部位を探索することである.そのために平成27年度は主に外来および入院症例でのデータの蓄積を行うことを計画として掲げていた.256チャンネル高密度脳波計が,予定より少し遅れて昨年度内に導入され,従来では捉えられなかった異常脳波の検出が可能であったり,発作焦点の同定に有用であった症例を認めた.当施設だけでなく大学関連施設であるてんかん専門施設でのてんかん焦点同定に苦慮している症例を中心に10月より連携を図り,検査入院プログラムのシステム構築を図った.このシステム構築によりスムーズに術前症例を中心に症例の集積が進み始めている.現時点では,高密度脳波計での高周波振動を伴う症例の解析は半ばであるが得られていない.手技的なものには問題はないと考えられるため,更なる症例の積み重ねが必要である.大学病院のシステム改変に伴い、神経生理検査技師が不在となり検査件数に制限がで出てきている。新しいシステムで検査を遂行していくべく検査人員の調整,技術習得を行っているところである.本研究目的は,難治性てんかん患者を対象として空間解像度の非常に高い256チャンネル高密度脳波計を用いて頭皮上で得られる高周波律動(HFO)とてんかん波との関係性を明らかにし,てんかん波に前駆するHFOの時間的・空間的広がりからてんかん原性の焦点局在部位を探索することである.そのために平成28年度では平成27年度に引き続き、入院外来での症例の蓄積を継続して行った。症例の集積は徐々にではあるが進んでいる.症例の集積の進んでいる小児てんかん外科手術例を中心に、解析を進めている.疾患群毎の解析には、更なる症例蓄積を待ち、解析を行う予定である.症例を順調に重ねることができている。しかしながら、疾患毎の症例数としては集積が遅れており、それぞれを解析して評価するには不十分となっている。また進行がやや遅れていることにより、学会発表や論文化させるには時間が十分ではなかった。本研究は,難治性てんかん患者を対象として空間解像度の非常に高い256チャンネル高密度脳波計を用いて頭皮上で得られる高周波律動(HFO)とてんかん波との関係性を明らかにし,てんかん波に前駆するHFOの時間的,空間的広がりからてんかん原性の焦点局在部位を探索することを目的とした.256チャンネル高密度脳波計が導入され,従来では捉えられなかった異常脳波の検出が可能であったり,発作焦点の同定に有用であった症例を認めた.当施設だけでなく大学関連施設であるてんかん専門施設でのてんかん焦点同定に苦慮している症例を中心に入院検査プログラムのシステム構築を図った.このシステム構築によりスムーズに術前症例を中心に症例の集積を進み始めた.てんかん焦点近傍で高周波律動の活動を捕捉可能であった。てんかん外科の普及には,今までとは異なるアプローチでのてんかん焦点の同定が必要である.高空間分解能かつ動きに強い,顔面まで含む脳波測定が可能な最大電極数が256個の高密度ネット型センサーの脳波システムを用いて,難治性てんかん症例においててんかん性脳波周辺から高周波律動の検出が確認された.疾患特異的にてんかん波と高周波律動の関係を検証をすることにより,高密度脳波計はてんかん焦点解析の一助になる可能性が示唆された.難治てんかん例の検査症例を増やすために,他施設との連携が不可欠であったがその点は,H27年度後半よりスムーズに進み始めている.新しいシステムで検査を遂行していくべく検査人員の調整,技術習得を行っているところである.H28年度で高密度脳波計での脳波解析の手法を確立させ,解析データの蓄積を行っていく.最終年度になった平成28年度は、成果を総括し集積されつつある疾患での解析結果を論文化および学会発表していく予定である。脳神経外科H27年度購入予定だった脳波解析ソフトの購入計画が遅れたためにH28年度での購入を計画している.初年度、購入予定の物品を購入したが残額が生じたため。脳波解析ソフトの購入に充当することを計画している.最終年度に論文作成や学会発表準備が予定されているので、その経費に充てる予定である。
セキュアプロセッシング可能な開放型GRIDにおける信頼性確保と処理性能の両立

同一の処理を複数の計算機に実行させる「処理の多重化」において,多重度と共謀に対する耐性の関係を定量的に評価・検討した.多重度を上げることは,望ましい結果をもたらす一方で,悪意のある計算機が複数で共謀謀議をする可能性を高める.このトレードオフ関係を定量的に明らかにした.「処理の多重化」と組み合わせることで,処理時間性能の改善を実現できる「先行処理」において,暫定結果の誤りは,改善を抑制することにつながる.これに対して,先行処理開始となる結果数の閾値設定と異なる結果の出現毎に先行処理を行う方法がある.処理時間の改善効果への影響と処理の隠蔽への阻害的影響について定量的に検討・評価した.・「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討エクスターナルグリッドにおける不正解析や改竄の対策にプログラム分割と処理多重化がある.プログラム分割はプログラムを複数断片に分割し,悪人が得ることができるプログラムの量を減らすことで不正な解析の対策として有効である.また,処理多重化は,複数のノードに処理を依頼し,得られた複数の処理結果から信頼性の高い結果を採用する改竄対策である.しかし,多重化は,複数のノードに断片を配布するため,悪人がプログラムを得る可能性が増し,不正解析の危険性が増す.解析には依存関係を把握する必要があり,悪人が得る断片の連続している量が少ないほど,依存関係の把握が困難になり,不正解析も困難となる.そこで,悪人が得ることができるプログラム連続部の最大長に対する確率と,任意の分割数と多重度のときに悪人グループが得ることができるプログラムが連続している量の期待値を示した.この確率と期待値を用い,最適な分割数を見つけることができる.・「先行処理」における暫定結果決定条件と利用計算機数の検討プログラム分割と多重化を用いた依頼処理の高速化を目的とした先行処理手法では,ロールバックによって処理高速化の効果が減少する問題があった.これを解決・改善するために,暫定処理開始に条件を設ける手法と,新出の処理結果が返されるたびに新しく処理ノードを確保し,同時並行して暫定処理を進める暫定処理を網羅する手法を提案した.既存手法である多重化及び先行処理手法と,提案手法の効果の比較,考察を行った.開始に条件をつける手法では,真正処理率の増加に伴い高速化の効果が低下してしまうが,ロールバックによって新たに確保する処理ノード数を抑えることが可能で,不正解析への対策へつながる.暫定処理を網羅する手法は,高速化の効果は高いが,管理ノードに対する負荷の増加や解析のリスクがある.・「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討エクスターナルグリッドにおける不正解析や改竄の対策にプログラム分割と処理多重化がある.プログラム分割は,プログラムを複数断片に分割し,悪人が得ることができるプログラムの量を減らすことで不正な解析の対策として有効である.また,処理多重化は,複数のノードに処理を依頼し,得られた複数の処理結果から信頼性の高い結果を採用する改善対策である.しかし,多重化は,複数のノードに断片を配布するため,悪人がプログラムを得る可能性が増し,不正解析の危険性が増す.解析には,依存関係を把握する必要があり,悪人が得る断片の連続している量が少ないほど,依存関係の把握が困難になり,不正解析も困難となる.本年度は,先行処理において,最初に返された結果に基づいて先行処理を行う方式と処理結果の違いに応じて網羅的に先行処理を行う方式に対して,最大連続長がどのように変化するかを定量的に示した.・「先行処理」における暫定結果決定条件と利用計算機数の検討プログラム分割と多重化を用いた依頼処理の高速化を目的とした先行処理手法では,ロールバックによって処理高速化の効果が減少する問題があった.これを解決・改善するために,暫定処理開始に条件を設ける手法と,新出の処理結果が返される度に新しく処理ノードを確保し,同時並行して暫定処理を始める網羅的手法がある.本年度は,暫定処理結果を決定する際の閾値の違いが,高速性,信頼性,機密性に対してもたらす影響を定量的に評価した.『「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討』と『「先行処理」における暫定結果決定条件と利用計算機数の検討』のいずれについても,ほぼ,当初の計画にそった進捗,成果を上げることができた.これらの結果については,2016年3月に行われた情報処理学会全国大会での発表を行うと共に,2016年7月開催の「マルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム(DICOMO2016)」での発表が決定している.また,2016年10月にポーランドで開催される「International Multi-Conference on Advanced Computer Systems (ACS 2016)」での発表を予定している.・「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討共謀する計算機集団が連続するプログラム断片を入手することを防ぐ方法として,プログラムの一部を,管理者が保有するなど,高い信頼性が確保されている計算機で処理を行う方法がある.この方法は,大量の計算機を利用する事で高いスループット性能を得るという利点と相反する面がある.今年度は,信頼できるコンピュータで実行する割合と,悪意のある計算機集団の共謀謀議に対しる体制との関係を定量的に評価した.これにより,開放型GRID利用の際の,安全性,コスト,利用可能範囲を判断する定量的な指標を示す事ができた.・「先行処理」における暫定結果決定条件と利用計算機数の検討

異なる結果が送られる度に,新たな処理計算機を用意し,同時並行的に処理を行う事で,スループット性能を損なうことなく,処理結果の改竄に対する対策をとることができる.今年度は,悪意や故障により正しくない結果を返す計算機の存在確率や悪意を持つ計算機が共謀謀議を行う確率と,先行処理の効果,ならびに処理の隠蔽への影響との定量的関係を明らかにした.異なる結果が送られる度に,同一処理を行う計算機を増やす方法は,処理時間の増加をもたらさないものの,正しくない結果を返す計算機の増加に伴い,同一処理を行う計算機数の増加につながり,結果として,共謀謀議が行われやすくなる.今回得られた結果は,この点について,実用性,適用性の判断基準を示すものとなった.同一の処理を複数の計算機に実行させる「処理の多重化」において,多重度と共謀に対する耐性の関係を定量的に評価・検討した.多重度を上げることは,望ましい結果をもたらす一方で,悪意のある計算機が複数で共謀謀議をする可能性を高める.このトレードオフ関係を定量的に明らかにした.「処理の多重化」と組み合わせることで,処理時間性能の改善を実現できる「先行処理」において,暫定結果の誤りは,改善を抑制することにつながる.これに対して,先行処理開始となる結果数の閾値設定と異なる結果の出現毎に先行処理を行う方法がある.処理時間の改善効果への影響と処理の隠蔽への阻害的影響について定量的に検討・評価した.『「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討』と『「先行処理」における暫定結果決定条件と利用計算機数の検討』のいずれについても,ほぼ,当初の計画にそった進捗,成果を上げることができた.これらの結果については,2015年7月開催のマルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム(DICOMO2015)ならびに,2015年9月開催の情報科学技術フォーラム(FIT2015)において発表を行う予定である.これらの成果を上げていることから,概ね順調に進展していると判断した.・「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討共謀する計算機集団が連続するプログラム断片を入手することを防ぐ方法として,管理者が保有するなど,高い信頼性が確保されている計算機において処理を行う手法がある.しかし,この方法は,開放型GRIDの特徴である,大量の計算機に処理をばらまくことで,高いスループット性能を得るという本質的な特徴と相反する面もある.現在,プログラム断片の一部を信頼できる計算機で行う場合に,その数が,信頼性に関する指標の一つである連続断片長と利用計算機の数,また,性能指標である総処理時間に与える影響の定量的評価を進めている.この評価を引き行う予定である.・「先行処理」における暫定結果決定条件と利用計算機数の検討先行処理では,最初に返された結果のみで先行処理を行うか,異なる結果が返される都度に先行処理を行うかという2通りのバリエーションがある.また,先行処理をどのタイミングで開始するかという点では,一つでもこれまでとは異なる結果を得られた場合に先行処理を開始する方式と,一定数以上の結果を得られた場合に開始する方式がある.現在,これらの違いが,高速性,信頼性,機密性に対してもたらす影響の定量的評価を推進している.平成28年度も,引き続きこの定量的評価を進める予定である.情報工学(1)「処理の多重化」における多重度と共謀に対する耐性の関係の検討
ステレオ観測による雷雲からのガンマ線発生モデルの検証

日本海側の冬の雷や雷雲からガンマ線が観測されている。Gamma-Ray Observations of Winter Thunderclouds (GROWTH)実験では、2006年より柏崎刈羽原子力発電所の構内に、放射線検出器と、光や電場を測定する装置を備えてガンマ線の観測を続けており、雷や雷雲は電子を10 MeV以上に加速できることを明かした。本研究では、BGOシンチレータで構成された検出器を新たに導入して、ガンマ線事象の検出数を向上させた。加えて、雷雲から1分にわたり511 keVの陽電子の対消滅線が放射されていることを明かし、雷雲が大量の陽電子を生成しているかもしれないことを示した。これまで柏崎刈羽原子力発電所で続けていた雷や雷雲からの高エネルギーガンマ線の観測では、20例のイベントを発見していた。それらのイベントは通常、継続時間が1秒以下の短時間イベントといわれるものと、典型的に一分ほどにわたる長時間イベントという2つに大別される。ところが、昨年度、これら2つのイベントの特徴をあわせもった現象をはじめて捉えた。具体的には、雷に同期して、装置のカウントが急増し、その後30秒ほどかけてバックグラウンドに戻るというものであった。今年度、このイベントを東大の大学院生(牧島研究室)とともにさらに詳細に解析したところ、そのイベントでは、電子・陽電子の消滅にともなう511 keVのエネルギーをもつガンマ線が、その30秒にわたり検出されていたことがわかった。雷からのガンマ線を測る地上の装置おいて511 keVのガンマ線が観測されたのははじめてのことであった。このイベントから、雷雲で長時間にわたり陽電子が生成されていたことが示唆され、いかにして長時間にわたる生成が維持されたのかを現在、解析中である。上記に述べたイベントでは、設置した検出器が飽和してしまい、雷に同期していたところでは十分なデータが得られなかった。そのため、雷に同期した511 keVの放射があるかないかは不明となった。こうしたデータの取りこぼしを起こさないような改善を現在進めている。その一環として、CeBr(2"X2")シンチレータを購入し、これを新たな検出器として組み込むことができるようにしている。雷や雷雲からのガンマ線を捉えることで、地球内で粒子の加速現象を明らかにしていくことが目的である。そのため今年度は、[1]新たに装置を3台制作し、柏崎刈羽原子力発電所に設置していく。[2]新たに捉えたイベントを解析する。という計画であった。[1]に関しては、CAENの放射線測定モジュール(DT-5720)を購入し、NaIシンチレーション検出器とプラスチックシンチレーション検出器を合わせた測定システムを理研の研究協力者とともに開発してきた。DT-5720は、4 nsでシンチレーション検出器の信号をサンプリングし、その時刻とパルス波高を記録できる。この性能により、当初の目的であった1マイクロ秒の時間分解能でイベントを実際に記録できることがわかった。新たな装置を設置するには至らなかったが、CAENモジュールを取り扱うノウハウは習得できたので、次年度以降の製作に活かせる。[2]において、これまでの観測装置で非常に興味深いイベントが得られた。具体的には、雷が光る前から高いエネルギー(13 MeV)の光子から観測されはじめ、5 msほどの減衰時間を持って低いエネルギー(40 keV)が観測された後に、雷が発生するというものであった。さらに、511 keV近辺にも放射が見つかり、その継続時間が数十msほどあるという奇妙な振る舞いを示した。こうした現象はこれまで観測されておらず、電子の加速が雷が光った後にも連続して起こっている可能性を示唆している。最終年度には、観測システムのアップグレードを行った。具体的には、1台のシステムを用いて、ガンマ線の到来方向を推測できるようにするため、東大の研究協力者らとともに井戸型のBGOシールドに4本の直方体のBGOを入れた検出器を作成・設置した。同時に、阻止能の大きなBGOを使うことで、これまで取り逃がしていたかもしれない微弱なイベントも取得できるようにした。その結果、従来、1冬季シーズンに2-3例の雷雲ガンマ線イベントを取得していたが、今年度には8例のイベントを取得することに成功した。その中には、これまで観測したイベントでも最大の統計数になるものや511 keVラインの兆候を示すものも含まれ、BGOを用いた検出器が効果的であることがわかった。H26年度に得られたイベントの解析は現在、進行中である。暫定的な解析結果では、最大統計の光子数が得られたイベントでは、雷雲からのガンマ線が真上方向から2分ほど到来していることが明らかになった。

また、ガンマ線のエネルギースペクトルの時間変化を調べたところ、イベントの統計が多い時ほど高エネルギー成分が多くなる傾向があることがわかった。これは、従来、申請者を含む実験グループであるGROWTHが提唱していた雷雲ガンマ線は強くビーミングした制動放射ガンマ線であることを強く支持する結果となった。H24年度から26年度までに得た結果により、GRWOTH実験では、陽電子生成を示す511 keVガンマ線を初めて地上の観測装置により検出したり、雷雲ガンマ線の到来方向を推測できる手段を得たりするなど、今後の雷雲ガンマ線の観測に大きな波及効果をもたらす成果を得ることができた。数物系科学これまでに設置した装置により、511 keVガンマ線が地上の雷雲から放射されていることを新たに発見することができた。これに加えて、データ通信環境も整い、研究協力者がいる東大(本郷)で常にデータを監視できる体制が整った。当初の目的では、今年度は放射線測定器とそのデータ収集系を新たに3台制作し、設置予定であった。ところが、平成24年度より、本務先が(独)理化学研究所から(独)日本原子力研究開発機構となったことで、製作が遅れ、一台の製作のみにとどまり、設置には至らなかった。もう一つの目的である、新たなイベントの解析では、これまでに例がない雷からの放射線イベントを新たに一例観測した。このイベントでは、511 keVの放射が見られ、冬の雷にともなって反陽子が生成されているかもしれないことが示されている。現在、解析中である。[1]昨年度からの課題であるデータ収集系を十分速いものに刷新していく。これには、CAENのモジュールを使用予定。また、現状のNaIに比べて、時間応答が10倍速いCeBrを用いたシステムの構築も行っていく。[2]新たにわかった課題として、雷や雷雲からのガンマ線とともに中性子の観測にも取り組んでいく。これには、中性子とガンマ線を分別する必要があり、応用光研の新型のプラスチックシンチレータを使用予定している。今年度より、東大博士課程一年に在籍する大学院生が、この雷実験を協力して進めることになった。そこで、装置製作やデータ解析を分担しつつ、以下のような取り組みを行う。[1] 2012年度に得られた雷ガンマ線イベントの解析、[2]装置製作と設置。[3]これまでに得られたイベントの解析である。[1]では、大学院生と協力しつつ、データ解析のみならず、GEANT4を使った大気シミュレーションも行い、イベントの解釈をしていく。[2]においては、今年度新たに導入したCAENのモジュールを使ったデータ収集系の開発をさらに進め、設置していく。[3]では、雷雲からのイベントを系統解析にとりかかる。現地からのデータ転送が稼働し、実際に現地に行く回数が減ったため。柏崎刈羽原子力発電所構内では、われわれはLANにつなぐことができないため、H25年度、イーモバイルのデータ転送を使うことでデータを二ヶ月にわたり転送できることを確認した。H26度には、次年度使用額を利用し、観測の間中とぎれない転送方法の構築やあらたな端末の購入する。今年度、本務先が変更となったことで、予定していた装置の製作が遅れてしまった。
虎塚古墳壁画の材質と保存環境に関する研究

茨城県ひたちなか市の虎塚古墳では、近年、壁画の一部に劣化現象が進行している可能性が示唆されてきた。本研究では、虎塚古墳壁画の劣化のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を進めた。石室内の温湿度計測の結果、相対湿度の計測結果は年間を通じて約100%であった。温度計測の結果からは石室内では最大で0.3°Cくらいの温度勾配が生じていることがわかった。壁面からの落下物を観察することにより、赤色のみならず白色の物質も見つかった。赤色と白色の物質はそれぞれベンガラと白色下地層から落下したものと考えられる。彩色が薄くなったとしてマクロな視点から認識された劣化現象は、赤色顔料層のみの劣化ではなく、白色下地層の剥落とも密接な関連があることが推測される。落下物の重量とその分布の傾向に関しては、最近の3年間の推移を見た限り、季節変動等による影響は見られなかった。落下物のうち、2016年秋に採取された試料の一部は微生物の分析調査に供した。分析の結果、菌類よりも細菌の存在量が多い可能性が示唆された。また、本研究では結露が古墳壁画表面に及ぼす影響を調べるための基礎実験を行った。本実験では、虎塚古墳壁画を模した試験片を作成し、相対湿度をほぼ100%とした密閉空間内で強制的に結露を発生させるために、ペルチェモジュールを用いて冷却した。実験前後に撮影した写真で比較を行ったが、今回実施した実験の範囲内では、白色下地層と赤色顔料が凝集したような現象を含むミクロな形状の変化を観測することはできなかった。よって、本研究のような結露を発生させる条件では、虎塚古墳壁画に見られる劣化現象が起こらないことを確認することができた。劣化現象の再現に至らなかったのは、結露回数の不足等の実験条件によるものか、結露以外の要因があるのか、などのさらなる検討が必要である。この研究成果は『保存科学』第58号にて発表を行った。これまでの先行研究により、壁画の構造と材料に関する知見は得られたが、劣化のメカニズムについては十分に解明されているとは言えない。本研究の目的は、虎塚古墳壁画のより良い保存環境の設定を検討するために、壁画の劣化のメカニズムを明らかにすることである。まずは壁画にどのような現象が起こっているのかを正しく理解するために、石室内の側壁の近くの床面にポリカーボネート製のシートを設置して、落下物の採取を継続的に行ってきた。これらの資料を顕微鏡で観察し、重量の測定を行った。また、これらの落下物が採取された箇所や季節変動についても検討を行った。そして、壁画の劣化と壁画表面における微生物の存在と影響の有無を調べるために、落下物の一部から微生物解析を実施した。さらに、劣化のメカニズムを科学的に調べるために、虎塚古墳壁画を模した試験片の作成を行った。その際に、赤色顔料を生成するための加熱温度を数通り試みて、加熱温度と赤色顔料の劣化との関係性について調べた。そして、これらの試験片を恒温槽に入れて、温度環境の変化を強制的に与えた場合の劣化の有無を調べた。さらに、結露による影響を調べるために、恒温槽内で特定の試験片表面の温度を低下させて強制的に結露を生じさせるための実験系の構築を進めた。虎塚古墳との比較のために、同じような気象条件におかれている茨城県水戸市近辺にある古墳の調査を実施した。これらの古墳内では結露の有無の調査、微生物調査等を実施した。また、上記の試験片を設置し、その状態の変化の観察・記録を行った。本研究では、虎塚古墳壁画の劣化のメカニズムを明らかにするために、1.壁画周辺の温湿度環境と壁画表面における水分の移動、2.壁画表面における微生物の存在と影響の有無との関連性、の2点着眼して研究を進めてきた。虎塚古墳の石室内は年間を通じて相対湿度がほぼ100%であるので、石室内の温度分布は壁面での結露を引き起こす。今年度は石室内の奥壁近辺と手前に設置した温湿度データロガーに記録されたデータを解析することにより、石室内の温度分布とその季節変動について調査を行った。また、研究代表者が開発中である、壁面の水分量を非接触な手法を用いて自動計測を行う方法の基礎実験を行った。虎塚古墳では石室内の落下物の採取を継続的に行っている。一般公開後点検時に回収される落下物の重量、採取箇所の分布、季節変動についての分析を実施した。虎塚古墳壁画を模した試験片を製作し、劣化現象を再現するための試験を行った。今年度は恒温恒湿槽を用いて温湿度制御を行い、強制劣化試験を実施したが、現時点では劣化を再現するには至っていない。また、赤色顔料を生成する時の加熱温度による相違の有無も確認を行った。茨城県水戸市近辺に分布する装飾古墳の中では、石室内に生物が繁茂し、その表面に水滴が付着している例も見られる。これらの装飾古墳の現地調査を実施し、採取した試料を用いて着生生物の同定分析を実施した。

本研究の目的は、虎塚古墳壁画のより良い保存環境の設定を検討するために、壁画の劣化のメカニズムを明らかにすることである。壁画の劣化現象を正しく理解するために、石室内の側壁近傍の床面にポリカーボネート製のシートを設置して、虎塚古墳一般公開が実施されるタイミングで落下物の採取を行った。これらの採取試料を顕微鏡で観察し、重量の測定を行った。また、これらの落下物が採取された箇所や季節変動についての検討も行い、史跡対策保存委員会にて報告を行った。さらに、劣化のメカニズムを科学的に調べるために、虎塚古墳壁画を模した試験片の製作を行った。本年度は結露による影響を調べるために、高湿度条件下に試験片を設置してからペルチェ素子を用いて試験片を冷却することにより試験片表面に強制的に結露を発生させる実験を開始した。今後は様々な条件における実験を系統的に実施して、その成果をまとめて、学術的な論文にまとめる予定である。虎塚古墳との比較のために、虎塚古墳と同じような気象条件におかれている茨城県水戸市近辺にある古墳の調査を実施した。虎塚古墳壁画のような白色下地層にベンガラによる彩色が施されている装飾古墳の類例は全国でも極めて少ない中で、福島県いわき市にある中田横穴は虎塚古墳と類似した彩色を有する数少ない装飾古墳と言える。本年度は中田横穴の視察を実施して、温湿度計測、壁画の保存状態の調査、非接触な手法による壁面の温度と水分量の測定等を実施した。本研究では本年度も、虎塚古墳壁画の劣化のメカニズムを明らかにするために、1.壁画周辺の温湿度環境と壁画表面における水分の移動、2.壁画表面における微生物の存在と影響の有無との関連性、の2点に着眼して研究を進めてきた。虎塚古墳では石室内の側壁近傍の床面にポリカーボネート製のシートを設置して、落下物の採取と調査を継続的に実施している。採取した試料中の微生物の有無を調べるための分析を行った。また、一般公開後点検時に回収される落下物の重量、採取箇所の分布、季節変動についての検討を行い、ひたちなか市史跡対策保存委員会にて報告を行った。昨年度に引き続き、虎塚古墳壁画を模した試験片を製作し、劣化現象を再現するための試験を行った。昨年度は恒温恒湿槽を用いて温湿度制御を行い、強制劣化試験を実施したが、実際に起こっている劣化現象を再現するには至らなかった。ところで、虎塚古墳の石室内は年間を通じて相対湿度が約100%であることから、石室内の温度分布が生じると壁面での結露を引き起こしやすい。本年度は結露による影響を調べるために、高湿度条件下に試験片を設置してからペルチェ素子を用いて試験片を冷却することにより試験片表面に強制的に結露を発生させる実験系を構築し、当初の予定通りに実験を開始した。本年度は中田横穴の視察を実施して、温湿度計測、壁画の保存状態の調査、非接触な手法による壁面の温度と水分量の測定等を実施することができた。茨城県ひたちなか市の虎塚古墳では、近年、壁画の一部に劣化現象が進行している可能性が示唆されてきた。本研究では、虎塚古墳壁画の劣化のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を進めた。石室内の温湿度計測の結果、相対湿度の計測結果は年間を通じて約100%であった。
ミトコンドリアDNA変異により抵抗性を獲得した癌の効果的放射線治療法の開発

(1)背景多くの癌組織、癌細胞のmtDNAに体細胞変異が蓄積していることが明らかにされている。この体細胞変異の蓄積が、癌の促進に関与したために変異mtDNAをもっ癌細胞が多くなったのか、明らかにされ、アポトーシスの抑制効果の結果であることが判明したので、抗癌剤への耐性へのミトコンドリアDNAの役割を明らかにしようとした。(2)サイブリドの作製細胞には核ゲノムとミトコンドリアゲノムが共存しているので、mtDNAの役割を明らかにするためには、核が共通でmtDNAだけが異なる細胞を比較しなければならない。そこで、mtDNAを消失しているHeLa細胞と脱核した細胞質を融合し、核が共通で正常mtDNAをもつ細胞と変異mtDNAをもつ細胞を作製した。この融合細胞を細胞質の融合であるのでサイブリド(cybrid)と呼ぶ。このサイブリドを用いて、mtDNAの癌のアポトーシ耐性効果、抗癌剤への耐性効果を調べた。(3)抗癌剤へ対する耐性獲得とmtDNA変異mtDNA変異によってアポトーシスが抑制されたので、抗癌剤への耐性へのmtDNAの役割についてサイブリドを用いて解析した。変異mtDNAをもつサイブリドは正常mtDNAをもつサイブリドよりも抗癌剤耐性であることをフローサイトメーターにより明らかにした。抗癌剤はシスプラチンと5-フルオロウラシンを用いた。(4)温熱効果変異mtDNAをもつ癌細胞への抗癌剤の作用を改善するために、温熱処理と抗癌剤処理を併用させた。するとmtDNAに変異がある場合でも、抗癌剤の効果が改善された。すなわち、mtDNAに変異がある場合には、抗癌剤と温熱療法を併用すると効果的であることを示唆された。
紫外レーザーを用いた顕微超高分解能光電子分光法の開発と新規超伝導体の電子状態研究

本年度は顕微光電子分光を行う前段階として紫外レーザーを用いた光電子分光研究を行った。対象として新規超伝導体であるMgB_2に炭素置換を施したMg(B_<1-x>C_x)_2と層状窒化物超伝導体ZrNCl_<1-x>を選んだ。MgB_2は約40Kという高い超伝導転移温度を持つ。これまで2種類の異なる対称性を持つフェルミ面上で異なる大きさの超伝導ギャップが開いていることが明らかにし、その成果を昨年度発表した。MgB_2の超伝導転移機構は電子格子相互作用によるものと考えられてきているが、格子振動を乱すことで超伝導特性、特に超伝導ギャップにどのような影響が現れるかを調べるためにMg(B_<1-x>C_x)_2を用いて研究を行った。その結果、炭素置換により大きな超伝導ギャップには急激に減少し、小さいギャップはほとんど影響を受けないことがわかった。また、2つのギャップの炭素置換量依存性と温度依存性から2ギャップモデルで解析した結果、バンド間の相互作用が炭素置換により増加していることがわかった。この成果は"Carbon-substitution dependent multiple superconducting gap of MgB_2: a "sub-meV" resolution photoemission study"としてPhysical Review B誌に投稿しており、現在査読中である。ZrNClはバンド絶縁体であるが、Clを欠損させることにより最高で約13Kの転移温度を持つ超電導物質になることが知られている。Nの同位体置換効果の研究から、従来型BCS超伝導体とは異なる結果が得られており、その超伝導転移起源は現在のところわかっていない。紫外レーザーを用いた光電子分光法により、N同位体置換効果を調べた。超伝導ギャップに関してはまだ確かな情報を得るにはいたっていないが、格子振動に関連した構造とそのN同位体置換効果を観測した。本年度は顕微光電子分光を行う前段階として従来型光電子分光法を用いた研究を行った。対象として新規超伝導体であるMgB_2とその関連物質のZrB_2、Ca(Al_<0.5>Si_<0.5>)_2(以後CaAlSiと表記)を選んだ。MgB_2は約40Kという高い超伝導転移温度を持ち、その転移機構を解明することが急務である。MgB_2は2つの異なる大きさの超伝導ギャップを持つという点が最も特徴的な性質の1つである。このことを直接明らかにするために角度分解光電子分光を用いて超伝導ギャップの研究を行った。その結果、2種類の異なる対称性を持つフェルミ面上で異なる大きさの超伝導ギャップが開いていることが明らかになった。この成果を"Definitive Experimental Evidence for Two-Band Superconductivity in MgB_2" Physical ReviewLetters91,1127001として発表した。この研究では300x300x50μm^3程度という小さな試料を用いた。高分解能測定を行うためにはこの程度の大きさが下限であり、今後さらに顕微機構の改良を進める必要があることがわかった。次に対称性の違いと超伝導ギャップの大きさの関係を調べるために、MgB_2と同じ結晶構造を持つCaAlSiについて角度分解光電子分光を用いて超伝導ギャップの研究を行った。その結果、CaAlSiは2つの等しい対称性を持つフェルミ面を持つことがわかった。それらのフェルミ面でそれぞれ同じ大きさのギャップが開いていることがわかった。この成果は"Identical superconducting gap on different Fermi surface of Ca(Al_<0.5>Si_<0.5>)_2 with AlB_2 structure"としてPhysical Review B誌に掲載が決定している。

超伝導ギャップに関してはまだ確かな情報を得るにはいたっていないが、格子振動に関連した構造とそのN同位体置換効果を観測した。
小児成人病の細胞内カルシウム形態に関する研究

1)肥満の小児から採血し、血小板の細胞内カルシウムを測定した。同時にフォルボールエステルとの結合アッセイを行い、結合係数を酵素力学的に解析した。成人病が完成される以前から小児肥満では細胞内カルシウムは有意に上昇していることを明らかにした。肥満度を表すBody Mass Indexは収縮期血圧とよく相関し、細胞内カルシウムは拡張期血圧と相関を示した。肥満と高血圧やインスリン非依存性糖尿病は病態的に関係深い。そこで血清インスリンと細胞内カルシウム、および細胞内カルシウムとプロテインキナーゼCの関係を検討した。フォルボールエステルの結合係数では、解離定数・最大結合数は肥満とは有意な関係はなかった。Hillの定数が肥満群で高値の傾向があり、インスリン抵抗性との関係を検討中である。これがインスリン非依存性糖尿病や高血圧が発症する機序解明のいとぐちになると考えている。目下論文として投稿準備中である。2)成人病の病態下における細胞内情報伝達系の変化を探るために、血漿・尿中の一酸化窒素化合物(NOx)とCyclic GMPを測定検討中である。NOxは血管弛緩作用以外にも多様な働きを示す。血管炎をきたす溶血性尿毒症症候群やアレルギー性紫斑病や各種腎疾患を対象に検討した。ネフローゼ症候群においてNOxが有意に低いことがわかり、1994年第29回日本小児腎臓病学会で発表予定である。
球面連鎖を用いた高負荷用関節機構の開発

ロボットの手首関節機構は,作業角度を自在に実現するために,立体角で2π[sr]以上の可動範囲を付与することが普通である.研究代表者らは,変形フックス継手を2つ連結し,その連鎖を3重にした等速自在継手を利用した関節機構を提案してきた.入力軸を固定節リンクAとし,B,C,D,そして出力軸を先端節Eとしたとき,リンクBにアクチュエータを付け,リンクBの揺動によって,先端部を駆動する.これまで,試作第3号機まで製作してきた.本研究では,試作第3号機の問題を踏まえ,3Dモデラと3D機構運動シミュレータを導入して,仮設計そして詳細な検討を行って,設計を進めた.その結果,中間節すなわちリンクCの中央に,両端の対偶軸を含む平面に垂直に新たな回転対偶を設け,リンクCを2つの節からなる開連鎖とすることによって,機構内内力の発生を安定的に押さえ,ひいては対偶負荷を大幅に低減できるようになった.また,機構駆動システムも,これまでは冗長軸の制御が難しかったが,リンクCに新たな対偶を付加することによって,先端の動きが3自由度となり,3つのアクチュエータが独立し,アクチュエータの制御システムが単純になった.研究成果を列記すると,(1)このリンクCへの対偶付加によって,先端負荷10kNに耐える高負荷用大型関節機構を実際に設計・製作することができた.(2)リンクCの節変更によって,関節機構の構造が大きく変わり,Culverの特許で提案されている機構と本質的に異なる新しい機構を開発できた.(3)3Dモデラ,3D機構運動シミュレータ,有限要素法構造解析を連結させた空間機構の設計システムを構築できた.(4)四重連鎖関節機構の可能性を検討し,大きな動作範囲を実現できるが強度確保が難しいことがわかった.(5)機構開発過程で,球面六節閉連鎖を用いたあたらな関節機構を発明できた.ロボットの手首関節機構は,作業角度を自在に実現するために,立体角で2π[sr]以上の可動範囲を付与することが普通である.研究代表者らは,変形フックス継手を2つ連結し,その連鎖を3重にした等速自在継手を利用した関節機構を提案してきた.入力軸を固定節リンクAとし,B,C,D,そして出力軸を先端節Eとしたとき,リンクBにアクチュエータを付け,リンクBの揺動によって,先端部を駆動する.これまで,試作第3号機まで製作してきた.本研究では,試作第3号機の問題を踏まえ,3Dモデラと3D機構運動シミュレータを導入して,仮設計そして詳細な検討を行って,設計を進めた.その結果,中間節すなわちリンクCの中央に,両端の対偶軸を含む平面に垂直に新たな回転対偶を設け,リンクCを2つの節からなる開連鎖とすることによって,機構内内力の発生を安定的に押さえ,ひいては対偶負荷を大幅に低減できるようになった.また,機構駆動システムも,これまでは冗長軸の制御が難しかったが,リンクCに新たな対偶を付加することによって,先端の動きが3自由度となり,3つのアクチュエータが独立し,アクチュエータの制御システムが単純になった.研究成果を列記すると,(1)このリンクCへの対偶付加によって,先端負荷10kNに耐える高負荷用大型関節機構を実際に設計・製作することができた.(2)リンクCの節変更によって,関節機構の構造が大きく変わり,Culverの特許で提案されている機構と本質的に異なる新しい機構を開発できた.(3)3Dモデラ,3D機構運動シミュレータ,有限要素法構造解析を連結させた空間機構の設計システムを構築できた.(4)四重連鎖関節機構の可能性を検討し,大きな動作範囲を実現できるが強度確保が難しいことがわかった.(5)機構開発過程で,球面六節閉連鎖を用いたあたらな関節機構を発明できた.ロボットの手首関節機構は、作業確角度を自在に実現するために、立体角で2π[str]以上の可動範囲を付与することが普通である。本研究は、変形フックス継手を2つ連結し、その連鎖を3重にした等速自在継手を利用した関節機構を提案している。入力軸を固定節リンクAとし、B、C、D、そして出力軸を先端節Eとしたとき、リンクBにアクチュエータを付け、リンクBの揺動によって、先端部を駆動する。これまで、試作第3号機まで製作した。試作機では、2自由度の駆動に3つのアクチュエータを用い、パラレル機構の特長を生かして、力を分散させ同時に対偶負荷を軽減させ軽量な機構を実現した。しかし、連鎖が3重であるため、アクチュエータの適切な出力を算出するのが複雑である。直交座標系の工作機械での加工精度の確保がむずかしい。各リンクの対偶部を大きくできず、先端負荷を大きくできなかった。これらの解決のために、本研究では、二つの方法を検討した。一つは対偶部を滑り軸受に変更し、リンク形状を大幅に変えて先端負荷を増大させる方法。もう一つは4重連鎖に変更し、相対する連鎖のリンクBを同じ大きさで向きの異なる駆動力で揺動させ、負荷容量を増大させる方法である。得られた結果を列記すると、(1)機構を同型で大型化しても、同じ先端負荷に対し対偶力は変化しない。(2)ボールベアリングの負荷容量はその外径の2. 3乗に比例する。(3)結果として、寸法を3倍で負荷容量10倍に耐える機構が作れる。(4)さらなる負荷容量向上のために滑り軸受を利用する。