hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
760MHz帯を用いた交差点自動車衝突防止システムの開発に関する研究

近年、760MHz帯電波を用いた車車間通信による自動車衝突防止システムが検討されている。本システムの開発においては、ビルで囲まれた市街交差点など見通しの悪い環境における電波伝搬特性を把握することが重要である。本研究では、最新の大規模電磁界シミュレーション技術を用いて主にこれまで明らかにされていなかった自動車、アンテナ位置、ビルなどの周辺環境等を考慮した詳細な3次元交差点電波伝搬特性に関する研究を行った。結果として、UHF帯電波を用いたITS技術による高機能自動車衝突防止システムの開発に必要な新たな知見及び有用なデータを得た。平成26年度の研究では「760MHz帯を用いた交差点自動車衝突防止システムの開発に関する研究」として、以下の研究を遂行した。尚、研究成果に関しては国際会議及び国内研究会等において積極的に発表を行った。1) 760MHz帯車車間通信における交差点電波伝搬特性解析:車車間通信システムの開発においては見通しの悪い市街地交差点での電波伝搬特性を把握することは重要である。電波伝搬特性を調べるための測定実験及び計算機シミュレーションにおいては半波長ダイポールアンテナ等の基準アンテナを波源として仮定する事が多い。しかし、車載アンテナの指向性は車両形状及び車両へのアンテナ取付位置等の影響により変化する。従って、電波伝搬特性におけるこれらの影響を把握する事が重要となる。本年度は、電磁界シミュレーションを用いて車載アンテナ取付位置及び受信アンテナ高が交差点伝搬損失特性に与える影響について明らかにした。2) FDTD法におけるAVM感度解析に関する調査研究:近年、アンテナの自動最適設計においては、効率的な感度解析手法が必要となる。本年度は、FDTD法における随伴変数法(AVM)の現状について調査した。来年度はFDTD法とAVM感度解析を用いたアンテナ最適設計システムを開発する予定である。3) Multi-GPUを用いた超並列FDTDプログラムの開発:近年、演算性能・エネルギー効率の向上が目覚ましいGPUを用いた高速数値計算が脚光を浴びている。これまで我々はSingle GPUを用いたFDTDプログラムを開発した。本年度はより高速な計算を行うためMulti-GPUを用いた超並列FDTDプログラムの開発を行った。本プログラムは既に車載アンテナ取付位置の指向性解析に利用されている。今後はアンテナ最適設計システムにも応用する予定である。平成27年度は「760MHz帯を用いた交差点自動車衝突防止システムの開発に関する研究」として、以下の研究を遂行した。尚、研究成果に関しては学術論文、国際会議及び国内研究会等において積極的に発表を行った。1) 760MHz帯車車間通信のための交差点電波伝搬特性解析:車車間通信システムの設計においては見通しの悪い市街地交差点における電波伝搬特性を把握することが重要である。本年度は、交差点における760MHz帯の電波伝特性についてFDTD法とレイトレイシング法を組み合わせたハイブリッド法を用いて昨年度より詳細な解析を行った。その結果、伝搬損失特性は車載アンテナの取付位置によって多少違いはあるものの定性的には同様の傾向を持つことが明らかになった。また、車載アンテナの伝搬損失特性はダイポールアンテナ単体の場合と非常に近い特性を示すことも確認された。更に、交差点見通し外領域における角度プロファイルの特性についても初めて明らかにした。2)アンテナ自動最適設計のためのAVM感度解析に関する研究:近年、アンテナ自動最適設計において、アンテナ構造を最適化するトポロジー最適設計法が注目されている。本設計法では効率的な感度解析手法である随伴変数法(AVM)が必要となる。本年度は、FDTD法で提案されている時間及び周波数領域の両AVMについてその特性の比較を行った。3)到来波推定に関する研究:無線通信システムの評価及び設計、交差点における電波伝搬メカニズムの解明、衝突防止レーダの開発のためには、到来電波の到来方向と強度、即ち電力角度プロファイルを知ることが重要となる。FDTD法において電力角度プロファイルを得るためにはMUSIC法などの到来波推定法を組み合わせる必要がある。本研究では、FDTD法においてMUSIC法を用いた場合の精度について調べた。研究計画調書において平成27年度以降に実施を予定していた研究内容については、多周波共用アンテナに関する項目を除いて研究を実施している。更に、昨年度に実施した項目についても深く掘り下げて研究を進めている。以上の状況から、総合的に見て概ね順調に進展していると判断出来る。最終年度となる平成28年度は「760MHz帯を用いた交差点自動車衝突防止システムの開発に関する研究」として、主に以下の研究を遂行した。尚、研究成果に関しては学術論文及び国内研究会等において積極的に発表を行った。1)市街地交差点におけるビル透過波の影響に関する研究:車車間通信システムの開発においてはビルで囲まれた市街地交差点など見通しの悪い環境における電波伝搬特性を把握することが重要となる。特に経路に沿った伝搬損失特性を知ることが重要となるが、従来の研究ではビルからの透過波を考慮しない最悪状況における特性を評価することが多かった。しかしながら、実際の環境ではビル透過波が存在するためそれが伝搬損失特性に与える影響を知ることが重要となる。本研究では、ビルで囲まれた市街地交差点においてビルからの透過波が伝搬損失特性に与える影響を明らかにした。更に、既存の伝搬損失モデルとの特性の違いについても検討した。2) FDTD法を用いた電波伝搬特性解析法に関する研究:電波伝搬解析では従来からレイトレーシング法が広く用いられており、通信システムの評価に重要なパラメータである経路における伝搬損失、遅延プロファイル、角度プロファイルが計算可能である。

一方、計算機の演算速度とメモリ容量の向上に伴ってFDTD法により解析可能な空間サイズまたは周波数が増加している。しかしながら、FDTD法のみでは角度プロファイルを得ることは困難であり、MUSIC法などの到来波方向(DOA)推定法が必要となる。本研究では、FDTD法とDOA推定法を用いた電波伝搬解析法を提案し、提案手法がレイトレーシング法と同等の特性解析が可能であることを明らかにした。また、FDTD法は複雑な系の解析に適した手法であるため、今後の計算機性能の更なる向上により本提案法の有効性が高まると考えられる。近年、760MHz帯電波を用いた車車間通信による自動車衝突防止システムが検討されている。本システムの開発においては、ビルで囲まれた市街交差点など見通しの悪い環境における電波伝搬特性を把握することが重要である。本研究では、最新の大規模電磁界シミュレーション技術を用いて主にこれまで明らかにされていなかった自動車、アンテナ位置、ビルなどの周辺環境等を考慮した詳細な3次元交差点電波伝搬特性に関する研究を行った。結果として、UHF帯電波を用いたITS技術による高機能自動車衝突防止システムの開発に必要な新たな知見及び有用なデータを得た。研究計画調書において平成26年度に実施を予定していた「ITS用周波数における自動車搭載時の性能評価」、「交差点電波伝搬特性」については、送信アンテナ取付位置及び受信アンテナ高を考慮した解析を行うなど当初の予定より研究が進んでいる。また、「電波到来方向推定」については現在MUSICアルゴリズムを用いた研究を進めており、平成27年度に成果を発表する予定である。更に、平成27年度以降に研究を予定していた「アンテナ自動最適化」については必要な随伴変数法(AVM)の調査研究、「GPU Parallel Computing」についてはMulti-GPUを用いたプログラム開発に前倒しで着手している。以上の状況から、総合的に見て概ね順調に進展していると判断出来る。平成28年度はこれまでの研究成果を踏まえ、760MHz帯を用いた高機能自動車衝突防止システムの開発を目的として、各研究内容についてより深く研究を進展させて行く予定である。電磁波工学平成27年度以降は、平成26年度で得た知見を踏まえて「ITS用周波数帯を用いた交差点衝突防止レーダ」に関する研究を行う。更に、「アンテナ自動最適設計」のためのトポロジー最適設計システムを構築し、それを用いてITS周波数で利用可能な「多周波共用アンテナ」の開発を行う予定である。
古代ガラス・セラミック生産における金属リサイクル～非破壊蛍光Ｘ線分析による解明

古代のガラスやセラミックといった人工遺物の化学組成は,使用された原料の種類や採取地を強く反映するため,製法や製造地の考察に際して有効な指標となる。本研究では,可搬型の高性能蛍光X線分析装置を考古遺跡や博物館に持ち込んでのオンサイト分析調査,および高エネルギー放射光蛍光X線分析による微量重元素分析という2種類の分析手法を非破壊で駆使し,古代エジプトのガラス・ファイアンス・合成顔料・金属製品を中心とした遺物の非破壊の化学的特性化を進めた。着色剤としてCuを用いた古代エジプトのガラス・ファイアンス・顔料において,原料の時代変遷が見られたほか,金属精錬との関連性が示された。当初の実施計画では早稲田大学によるエジプトの考古遺跡の夏期調査に隊員として参加し,可搬型の分析装置を持ち込んで,出土遺物をオンサイトで分析する予定であったが,情勢不安により調査自体が中止となったため,エジプトでの分析調査は見送ることとした。エジプト現地での調査に代わり,当初より予定していた国内美術館での分析調査に加えて,東海大学内に所蔵されたエジプト出土遺物の分析調査を行った。古代エジプトの遺物に関する研究では,製作年代が明確な資料を分析した結果,青銅の再利用の時代推移が明確化された。古代エジプトにおいてガラス生産が開始された新王国時代初期(紀元前15世紀)のガラス製品を分析したところ,着色剤である銅と共にスズが検出され,ガラス生産の最初期から青銅が再利用されていたことが明らかとなった。さらに新王国時代が終焉を迎え,エジプト領土内に2つの国家が存在していた第3中間期(前11世紀頃)では,一方の国家のファイアンスはスズと鉛を含み,他方の国家ではスズおよび鉛が含まれなかった。これは2国家において青銅の利用形態に差があったことを表している。古代メソポタミアの遺物に関する研究では,後期青銅時期代(前1613世紀)のメソポタミアで作られたガラスおよびファイアンス,顔料について集中的に組成分析を行ったが,青銅の再利用の痕跡となるスズは検出されなかった。その一方でごく微量ながらヒ素が検出され,青銅という形ではなくヒ素銅という形で利用した銅製品を再利用していた可能性は十分に考えられる。こうした可搬型装置を用いた研究に加え,放射光施設において高エネルギーX線を用いた美術館資料の蛍光X線分析を行った。非破壊でガラス中の微量(ppm)重金属を定量化するメソッドを確立し,古代エジプトとメソポタミアのガラス製品へと適用したところ,生産地によって希土類元素濃度に有意な違いが見出された。本研究では可搬型の蛍光X線分析装置を考古遺跡や博物館に持ち込んでのオンサイト分析調査,および放射光施設における複合X線分析によって,古代エジプトのガラス・セラミック製品を中心とした非破壊の化学的特性化を進めた。アブ・シール南丘陵遺跡におけるオンサイト分析調査では,エジプト最古級のガラスビーズを分析し,化学組成からメソポタミア起源であることを明らかとした。特に銅着色の青色ガラスビーズにおいて,青銅の再利用の痕跡であるスズは検出されなかった。共伴して出土した銅着色ファイアンス製品においても,同様に青銅の再利用は行われていなかった。また,エジプト古王国時代のサッカラ遺跡の壁画の彩色に利用された銅を含む人工青色顔料(エジプシャン・ブルー)の分析においては,銅鉱石由来と思われるヒ素や亜鉛が検出されたものの,青銅由来のスズは検出されなかった。研究代表者の先行研究で得られた成果も踏まえ,古代の銅着色ガラス・ファイアンス・顔料の生産における青銅の再利用について,以下のような結論が得られた。青銅の再利用はエジプト独自の技術であり,同時代の周辺地域(メソポタミアやミケーネ)では行われていなかった。その始まりは第二中間期末のファイアンス生産であると考えられ,続く新王国時代第18王朝より開始された国内ガラス生産によって,青銅の再利用が加速した。さらに第19王朝以降はガラス・ファイアンス・顔料において化学組成に共通性が生じることから,これらの工房の間で原料の共通化が行われ,体系的な生産が行われるようになったものと考えられる。また,本研究内で確立された分析手法をローマやペルシャのガラス製品へも応用し,起源や流通に関して数多くの成果が得られた。分析化学,考古化学研究の軸となるエジプト現地でのオンサイト分析調査が行えなかった点は致命的であるが,その代わりとして充実化させた国内での分析調査において,エジプト最初期のガラスや第3中間期のファイアンスが分析できた点は大きい。これらの時代の資料はエジプト現地にもほとんど現存せず,また過去の分析例も非常に少ないことから,本研究の成果をまとめていくうえで重要な位置を占めると予想される。

このように,青銅が再利用された工芸品に関する分析は比較的達成されたと考えられるが,青銅そのものについてはまだ研究不十分と言わざるを得ない状況にある。一般社団法人日本鋳造協会より青銅標準物質を借用したことにより,蛍光X線分析による青銅の定量化方法はほぼ確立されたものの,実際の青銅製遺物はエジプト現地での分析を予定していたため,当初の研究計画に比べるとかなり進捗が遅れてしまっている。当初の計画では初年度に古代エジプトの遺物を重点的に研究し,翌年度より他の地域の遺物へと対象を拡大させる方針を考えていたが,エジプト現地での調査の見送りを受けて,平成25年度のうちから古代メソポタミアの遺物にも手を伸ばすこととなった。結果的にエジプトとメソポタミアでの違いが明確化され,青銅以外の銅製品の再利用の可能性も示されることとなり,予定外ではあるが興味深い成果が多く得られた。こうした可搬型装置によるオンサイト分析研究の他に,放射光施設での研究はきわめて予定通りに進行した。高エネルギー蛍光X線分析法によるガラス・セラミック中の微量重元素の定量化法が確立でき,実際の考古遺物にも応用することができた。邦文として論文を投稿したが,内容を充実化させ国際誌への投稿も検討する。平成26年度もエジプトでの夏期調査を予定しており,順調に準備が進行している。平成25年度に進める予定だった古代エジプトの青銅製品の分析は,そのまま平成26年度に回す。定量化方法自体は確立されているので,実際の青銅製遺物を分析することで,一定の成果を上げられるものと期待される。現地での分析に先立って,国内美術館で青銅製遺物の試験的な分析を予定している。青銅以外のガラスやファイアンスなどの工芸品についても継続して分析を進め,考古学的な背景と関連付けて青銅の再利用とその規模,あるいは各生産体系の関連性などを議論する。また当初の方針であれば平成26年度より開始する予定であった古代メソポタミアの遺物については,平成25年度のうちから土台となるデータを蓄積することができたため,今後はこのデータを充実化させていく方向で研究を進めていく。特にメソポタミアのガラス製品については先行研究も含めて分析例が多いものの,ファイアンスや顔料はそもそもメソポタミア圏内での出土例が少ないため,今後はガラス以外の工芸品について重点的に研究する。またメソポタミアでは青銅ではなくヒ素銅としての再利用の可能性が示されたため,今後はエジプトとメソポタミアにおける金属銅の利用形態の違いについても研究対象に含める。蛍光X線分析法以外の分析手法を導入として,すでにXAFS測定用に平成26年度5月分の放射光実験のビームタイムを獲得済みであり,分析する考古遺物として古代エジプト美術館および東海大学から資料借用の許可を得ている。また銅を主成分とする古代の青色顔料「エジプシャン・ブルー」が強い蛍光特性を持つことに着目し,現在別の科研費で開発中の可搬型蛍光分光計をエジプシャン・ブルーの分析用に改良する予定である。7月に開催の日本文化財科学会での発表を予定しており,国際誌への論文投稿も含め,得られた研究成果を率先的に発表する。平成26年度に繰り越した約70万円は,平成25年度の夏期に予定していたエジプトへの渡航費および滞在費である。
頚髄myelopathyにおける神経栄養因子とレセプターの発現・関与の研究

有病率の非常に高い頚椎症性脊髄症など、慢性脊髄圧迫病態における神経栄養因子の変化は、従来研究報告が見られなかった領域である。そこで私たちは、われわれ自身が開発したラット慢性脊髄圧迫モデルを用いて、運動ニューロンとその周囲環境におけるBDNFならびにNGFの変化の導体を解析した。背髄に対する圧迫は薄い膨潤性ポリマーシートをC5/6椎弓の下に留置することでおこない、急性脊髄損傷ならびに運動障害を起こすことなく慢性的圧迫を導入できる。圧迫導入後、17週の潜時をおいて歩行運動障害が緩徐進行性に出現、またそれに先立って、9週より運動ニューロンの減少が認められる。慢性脊髄圧迫動物モデル、ならびにシャム手術を施したコントロール動物群において、圧迫部位であるC5/6ならびにその上下分節のC4ならびにC7において、これらの神経栄養因子の動態を調べた。25週後に、BDNFは、C5/6レベルの運動ニューロンにおいて、その発現が増大しているのが認められた。それに対して、βNGFの発現はこれら頚髄分節の全般にわたって低下しているのが認められた。圧迫後9週では、前角運動ニューロン周囲のグリア細胞内において非常に強いBDNF活性が発現していることが認められた。こうした結果は、BDNFの発現が、運動ニューロンの生存維持と運動機能の改善維持のために増強していることを示唆するものである。それに対してNGFはこの病態においては、運動ニューロンのアポトーシスを誘導する経路に関与している可能性が示唆された。われわれが開発した慢性脊髄圧迫モデルは、4-5ヶ月の潜時を経て遅発性の運動機能障害が発生し、脊髄前角ニューロンの減少をきたす点で、人間における頚椎症性脊髄症に近く、この分野の研究において従来に類例を見ない優れたモデルである。この脊髄症モデルにおいて神経栄養因子がどのように病態に対応して変化しているか、そしてそのレセプター蛋白の出現がどのように調整されているかを検討した。BDNFとNGFの脊髄前角における発現の変化を、蛍光抗体法を用いて、定量的に測定した。Wistar rat(体重250300g)を用い、全身麻酔の下、第5・6頸椎椎弓下に膨張性ポリマーを挿入して局所脊髄圧迫を作製した。従来どおり、術前より自発性運動量を回転式運動量測定ケージで、また強制運動能力をトレッドミルにてそれぞれ計測した。術後は3週ごとに上記の運動能を計測し、術後3週、6週、9週、12週、48週の各時点に屠殺した。一定時間を経た後に脊髄のみを摘出して、それをC5/6の圧迫部位を中心として5μmのギャップで連続切片を作製し、圧迫部位及びそれより頭側、尾側の部位検体についてそれぞれ免疫組織化学的な検索を行なった。NGFならびにBDNFについて蛍光抗体染色を行い、観察した。両者ともラット前角細胞において確実な発現が確認できている。定量的分析は現在進行中であるが、現段階までの結果では、NGFの発現は圧迫に一致した部位の前角運動ニュウロンに増強しているのが認められ、BDNFの発現はやや減弱している傾向がみとめられた。さらに圧迫の上下の分節をふくめて盲検的な定量を進めているところである。慢性脊髄圧迫モデルとして、急性期には脊髄損傷はなく16-17週の潜時を経て遅発性の運動機能障害をきたす実験系を開発して用いている(Kim P et al. Ann Neurol 55:503-511,2004)。運動障害に先行して脊髄前角ニューロンの減少をきたす点で、人間における頚椎症性脊髄症の病態に近く、類例を見ないモデルである。慢性圧迫による遅発性脊髄症による神経栄養因子がどのように病態に対応して変化しているか、BDNFとNGFの脊髄前角における発現の変化を、蛍光抗体法を用いて、定量的に測定した。Wistar rat(体重250300g)を用い、全身麻酔の下、第5・6頸椎椎弓下に膨張性ポリマーを挿入して局所脊髄圧迫を作製。

運動障害の経過のモニターとしては自発性運動を回転式運動量測定ケージで、また強制運動をトレッドミルにてそれぞれ計測した。術後は3週ごとに上記の運動能を計測し、術後3週、6週、9週、12週、48週の各時点に屠殺した。脊髄を摘出して、C5/6の圧迫部位を中心として5μmのギャップで連続切片を作製した。圧迫部位及びそれより頭側、尾側の部位検体についてそれぞれ免疫組織化学的な検索を行なった。NGFならびにBDNFについて蛍光抗体染色を行い、観察した。両者ともラット前角細胞において確実な発現が確認できている。BDNFの発現は9週から圧迫に一致した部位の前角運動ニュウロンに増強が始まっているのが認められ、さらに25週になるとその発現が顕著になる。一方、NGFの発現は9週でもコントロール群に比べると運動ニューロンでの発現は低下しており、15週、25週と経過するとさらに著明に低下するのが認められた。以上より、BDNFは、圧迫によるニューロン生存環境が悪化する中で、そのviabilityを維持するために増強しているものと考えられた。
ゲノムワイド変異体ライブラリを用いたマラリア原虫のベクター感染性因子の網羅的探索

本研究は獣医学・医学領域で重要な問題となっているベクター媒介性感染症に着目し、ベクターへの感染性に関与する原虫分子を網羅的に同定、その機能解析によりマラリア原虫のベクター感染メカニズムを包括的に解明することを目的とする。申請者は現在までの研究において、KO原虫の効率的作製・分離を可能にする実験手法の確立に成功してきた。本研究ではこの実験手法について更なる改良を行い、申請者らが現在までに同定してきたベクター感染性関連候補遺伝子群及びその関連遺伝子群の網羅的機能解析により、マラリア原虫のベクター感染メカニズムの一端を紐解くことを目指す。
ERKシグナルカスケードを制御するmiRNAの機能解析

血球の分化過程は非常に複雑に制御されており、その全容は未だ不明な部分が多い。血球等の細胞分化過程にmicroRNAが重要な役割を果たしていることが報告されている。そこで、MAPKの活性化によって巨核球へと分化誘導出来るモデル細胞株K562を使用し、巨核球への分化過程で発現が変動するmicroRNAを探索した。巨核球への分化時に発現が亢進する21種類のmicroRNAの内、最も強く発現が誘導される3種類のmicroRNA、miR-34a,miR-221/222について、その機能を解析した。シグナルカスケードの解析により、これらのmicroRNAが全てMAPKの中でも、特にERKの下流で誘導されている事が分かった。さらにmiR-34aの転写物の同定を試みた。その結果、miR-34aは直上の1Kbp付近から転写されていることが判明した。また、その領域に含まれているAP-1結合サイトがmiR-34aの転写活性化に重要である事を見出した。AP-1はERKの下流で機能する転写因子である事から、miR-34aはMEK-ERK-AP-1というシグナルカスケードの下流で転写されていることが分かった。miR-34aの機能を解明するため更にmiR-34aの新規標的遺伝子を探索した結果、miR-34aは自信の転写を促進するMEK1を標的としてその発現を配列特異的に抑制している事を見出した。また、miR-34aによるMEK1の抑制によりERKの活性化が抑制されること、及び、miR-34aがMEK1の抑制を介して細胞の増殖を抑制している事を発見した。細胞の増殖抑制は分化の過程で必須であり、miR-34aは分化に必要な遺伝子群の転写を促進しながら細胞の増殖を抑制するために働いているものと想定される。以上の結果から、巨核球への分化の過程でのmicroRNAの機能が明らかになった。そこで、我々は、MAPKの活性化によって巨核球へと分化誘導出来るモデル細胞株K562を使用し、巨核球への分化過程で発現が変動するmicroRNAを探索した。

また、miR-34aによるMEK1の抑制によりERKの活性化が抑制されること、及び、miR-34aがMEK1の抑制を介して細胞の増殖を抑制している事を発見した。細胞の増殖抑制は分化の過程で必須であり、miR-34aは分化に必要な遺伝子群の転写を促進しながら細胞の増殖を抑制するために働いているものと想定される。以上の結果から、巨核球への分化の過程でのmicroRNAの機能が明らかになった。
衣類の溶剤洗浄代替を目的とする水系超音波洗浄システムの開発

衣類の非水系溶剤洗浄を水系超音波洗浄システムに転換することを目的として、布からの汚れ除去における超音波の効果を評価するための水系超音波洗浄装置を試作した。周波数28kHz、出力300Wの試作装置を用いた洗浄試験布の超音波浄洗浄結果について、洗浄性に及ぼす音場のパラメータについて解析し、この洗浄装置の最適洗浄条件が確立され、次の基礎的知見が得られた。水中の溶存気体を脱気することにより、音圧が上昇し、粒子汚れの洗浄効率は増加し、洗浄効率と溶存酸素濃度の対数の間には負の勾配をもつ直線関係が成立した。粒子汚れの洗浄効率は、音圧の増加と共に増加し、音圧と洗浄効率の間には正の勾配をもつ直線関係が成立した。音波よって汚れ除去が始まる力は、汚れのタイプや繊維の種類に依存し、綿(wfk10D)とポリエステル(wfk30D)汚染布で、それぞれ、約60mN/cm^2と100mN/cm^2であった。音場の条件が適切であれば、数μm以上の粒子汚れは水のみでほとんど除去された。以上の結果から、水中での超音波エネルギを効果的に用いれば、洗剤を用いる洗浄試験結果と同等かそれ以上の高い水系超音波洗浄効果が期待され、しかもフレキシブルな繊維への負荷も少ないことがわかった。衣類のドライクリーニング溶剤が、環境汚染や健康障害で問題となっている。ドライクリーニングを行っている衣類を水系洗浄で行っていくことが、今日の緊急的課題である。衣類用に最適な水系超音波洗浄システムの開発を目的として、今年度は先ず水系超音波洗浄装置の試作を中心に行った。市販の硬質表面用の超音波洗浄装置では、諸条件をコントロールできない。そこで今年度は予算の制約もあり、次の検討を行い試作機の設計を行い、試作機を完成させた。洗濯科学協会から購入した湿式人工汚染布を用いて実験を行うため、先ず試験布固定治具の開発を行った。次いでアニオン性および非イオン性界面活性剤、市販洗剤などを洗浄剤とし、その濃度、周波数(28、38、45kHz)、洗浄液の温度、音波発生密度、発信端からの布の位置、洗浄液中で揺動などについて予備実験を重ね、一定の洗浄条件を見出した。上述の予備実験の成果を踏まえ、洗浄装置を設計し、水系超音波洗浄装置の試作機が完成した。洗浄液の循環と脱気装置は予算の制約で今年度は取り付けできなかったが、取り付け可能なように製作した。試作機の出来上がりがかなり予定より遅れてしまって、試作機での予備実験を続行中である。ドライクリーニングを行っている衣類をできるだけ水系洗浄で行っていくことが、今日の緊急的課題である。硬質表面の洗浄を目的とする市販の超音波洗浄装置では、布のような軟質表面の洗浄をコントロールできない。繊維のような軟質表面に最適な水系超音波洗浄システムの開発を目的として、昨年度までは水系超音波洗浄装置の試作を中心に行ってきた。本年度は、12年度にほぼ完成した布の水系超音波洗浄試験試作装置を用いて、国内外の各種汚染布の洗浄性について、パラメーターを変えて、主として、個体粒子汚れの洗浄性について調べた。周波数(28、38、45kHz)、洗浄液の温度、音波発生密度、発信端からの布の位置、洗浄液の揺動の影響などについて、一定の洗浄特性を見出した。実験の途中から、日本の洗浄試験布に含まれるゼラチンの原料が、狂牛病問題のために変更され、また基布も変わってしまったことなどが原因で、これまでのデーターとの比較が困難となってしまった。これまでの汚染布と同じ洗浄性を示すもが製造される見通しが立たないため、学会等への公表は安定的に入手できるドイツのクレフェルドの汚染布を用いて実験をやり直し、再度確認して行う予定である。

衣類の溶剤洗浄を水系に転換することを目的として、布用の水系超音波洗浄装置を試作し、超音波の特性と洗浄性能について、国際標準汚染布と人工皮脂汚れ汚染布を調整したものを用いて研究し、概ね当初の計画通りに、以下の研究を進め、布の超音波洗浄のメカニズムに関する多くの新しい知見が得られ、学会発表と論文の投稿に漕ぎ付けることができた。1.洗浄槽内の定在波と洗浄効率の関係を見出し、最適な超音波洗浄条件を確立した。2.音圧と洗浄効率の間に直線関係が成立し、汚れと繊維によって汚れ除去が始まる最低の力がそれぞれ異なることが明らかになった。3.洗剤を用いた場合、汚れ除去が始まる最低の力は約1/3に減少することがわかった。4.条件を選べば、数μm以上の粒子汚れは、ほとんど除去されることが明らかになった。5.衣類の洗濯で除去が困難な皮脂汚れ成分も比較的低い音圧で除去されることがわかった。以上の結果から、水中の超音波エネルギーを有効に生かし、低いエネルギーで、フレキシブルな繊維に負荷を与えることなく、しかも塩素系有機溶剤や洗剤なしで同等以上の高い洗浄効果を期待できることがわかった
水環境への新興化学物質の排出実態解明と発生源解析手法の開発

近年、河川などの水環境から医薬品、パーソナルケア製品、難燃剤、可塑剤等の新興化学物質が多数検出されるようになった。これらの物質は、検出頻度や濃度が高いことから水生態系への影響が懸念される。しかしながら、その排出実態についてはよく分かっていない。そこで、本研究では発生源となる各種事業場排水を対象に、化学物質の網羅的分析を行い、業種毎の化学物質の排出実態を明らかにする。さらに、起源特異性をもつマーカー物質を複数探し出し、発生源ごとにプロファイル化する。これをもとに、水環境から検出される化学物質の発生源を推定する手法を開発する。
放射性工業排水のオンライン監視システムの開発研究

施設周辺の環境に与える影響をできるだけ抑えるため、原子炉施設や放射性物質の取扱い使用施設で発生する放射性工業排水(放射性廃液)は、その濃度を厳格にチェックし、施設外に排出されねばならない。本研究は、強度変調法の測定原理に基づいて、水中放射能検出器出力のパワースペクトル密度を解析することから、微弱な放射能を含む放射性工業排水をモニタリングするためのオンライン監視システムを開発することを目的とする。このため本年は、先ず設備備品購入した流量コントロール装置を使い、これに貯槽(ポリタンク)、ポンプ、流量計および検出器を配管部材によって接続した水混合器の設計、製作を行った。次に(1)この水混合器によって放射性工業排水と放射能を含まない清浄な水との混合によって時間に関しての正弦波関数となるよう排水中の放射能濃度の変調ができること、(2)検出器信号を既存のパーソナルコンピュータに取り込むためのインターフェイス回路の製作、(3)濃度変調関数と検出器出力のクロススペクトル密度解析プログラムの作成、(4)放射能検出器の代わりに濁度計を使用して墨汁溶液の濃度測定の実験を行った。この結果、単独に濁度計によって得られる結果に比べて、濃度変調することによってこれより約1/10程度まで低濃度の測定ができることが確認できた。今後は、本システムをコールドエリアからホットエリアに移動した後、濁度計を水中放射能検出器に替え、実際に放射性溶液の放射能濃度を測定し、本装置が放射性工業排水をモニタリングするオンライン監視システムとして有効に作動することを実験によって確かめる予定である。
性成熟期から開始する更年期女性の健康増進を目指した性周期教育プログラムの構築

女性のライフサイクルにおける性周期関連の不調は約7割に自覚されるが予防対処できる女性は少ない。予防対策を図るためには知識を得て行動することが必要であるが、日本において性周期関連の不調に対する健康教育はほとんどなされていない。女性の健康維持増進をはかり、健康管理するために必要な健康教育をいつ、だれが、どのようにするべきかを検討し、実践・介入につなげる本研究の目的である。現在、倫理委員会の申請を行い、調査準備段階にある。調査の第1段階として性成熟期(2050歳代)の女性における性周期関連の不調と知識や情報を含めた健康ニーズの実際について実態を把握するための調査を行う。事前調査では、女性の約7割が初経とその対応について、母親から教育を受け、月経のメカニズムについては約7割、妊娠や避妊について約4割が学校で教育を受けていた。約4割の人が医療者に期待する性周期関連の教育項目である月経随伴症状、不妊症、更年期症状について、医療者から教育を受けた女性は約1割程度であった。健康管理について、うまく管理できていると回答した女性は約3割であるが、子宮頸がん検診受検率は約70%で、そのうち65%は2年以内に検診を受けていた。また、乳がん検診の受検率は約50%で、そのうち約70%が2年以内に検診を受けていた。今後、調査、データ分析を行い、関連要因について検討するとともに、各年代のニーズに応じた健康教育の内容や教育のあり方について検討を深める予定である。調査内容の検討に時間がかかったが、倫理申請、事前調査などは概ねできた。今後さらに調査内容を検討し、調査を実施し、調査結果について分析し、健康教育内容と方法について検討を深める。また、得られた結果を国内外で成果発表する予定である。本年度に本調査を実施する予定であるため、調査費用が必要となった。また、介入調査予定であり、その評価のための調査も必要となるため、調査実施費用が次年度に増えることになった。また、調査後の成果発表も次年度に必要となるため、使用額が変動した。
クリプトスポリジウム原虫のろ層内挙動と砂ろ過における高レベル処理に関する研究

水道水に起因するクリプトスポリジウム感染症が1980年代から頻発している。これを抑制するため、凝集および砂ろ過による固液分離効率を現状の2.52.7logから4log程度に向上させることが重要な課題となっている。本研究では、凝集および砂ろ過における当該原虫の除去挙動を把握するため、原虫モデル粒子として蛍光ラテックスマイクロビーズを用いて基礎的実験を行っている。その結果、以下のような諸知見が得られた。(1)pHに伴う蛍光ビーズのゼータ電位の挙動は、カオリンなどの濁質や実際の原虫などのそれと概ね類似した傾向を示した。また、同ビーズの凝集沈澱処理性はカオリンのそれと類似しており、カオリン共存時における最適凝集のpHは6.47.2である。(2)蛍光ビーズを用いたろ過実験では、直接採砂・振とう剥離処理などの後、落射型蛍光顕微鏡下で試料中のビーズを計数する手法を考案した。この手法によるビーズの回収率は90.596.4%と非常に高く、ビーズのろ層内抑留挙動を解明するのに有効である。(8)蛍光ビーズのろ過挙動に関しては、ろ層が未熟なろ過初期に流出しやすいこと、原水の酸性化やろ速上昇時に、濁質に随伴して流出することなどを明らかにした。(4)急速ろ過法によって当該原虫を高効率で分離するためには、最適のpH領域で凝集沈澱を行うこと、原水条件や運転条件の変動をできる限り避けることの他、ろ層が未熟なろ過初期を含めた全ろ過過程において、流出濁度の低減化のために、ろ材の凝集剤被覆などの工夫をすべきことが示唆された。研究目的の達成のため、クリプトスポリジウム原虫の代替粒子に含蛍光マイクロビーズ(平均径6μm、比重1.05、ゼータ電位はpH7で-35mV)を用いた実験を行い、以下のような知見を得た。1.カオリンとビーズの共存試料のPACによる凝集においては、上澄水中のビーズ数はカオリン濁度と同様に、pH6.4-7.2のほぼ中性域で最低となった。ビーズはカオリンより大きいこともあって、濁度より僅かに高い除去率を示し、両者間には高い相関が認められた。2.定速ろ過中にビーズを注入して流出挙動を調べた結果、ビーズの流出数は初期漏出期に最も多く、終期漏出期、成長期の順に減少した。初期漏出期のビーズ流出の抑制には、ろ材表面の改質が有効と考えられる。また、ビーズの流出は、打ち込み直後だけではなく、時間の経過に伴って抑留濁質に随伴して流出した。3.ろ過途中から原水pHが変動した場合の流出数については、酸性側変動(pH6.8→5.5)時には911個、アルカリ性側への変動(pH6.8→8.0)時には12個となり、前者の方が流出し易いことが分かった。4.定速ろ過の途中からろ過速度を25%上昇させた場合、ビーズの流出は抑留濁質の流出に随伴して起こった。流出数については、ろ過の経過時間が長い場合ほど、多くのビーズが流出することが確認された。5.クリプト原虫を高効率で分離するには、第一に、最適凝集領域を選定すること、また、原水pHの酸性化やろ速上昇については、極力避けることが大切である。いずれにしても、従来のろ過では、特に、ろ層が未熟なろ過初期に原虫の流出は避けがたいので、ろ過開始に先立つろ材表面の改質が必須と考えられる。水道水に起因するクリプトスポリジム感染症は1980年代から頻発している。

これを抑制するためには、凝集および砂ろ過による固液分離効率を現状の2.52.7logから4log程度に向上させることが重要である。本研究では、凝集および砂ろ過における当該原虫の除去挙動を把握するために、原虫モデル粒子として蛍光ラテックスマイクロビーズを用いて基礎的実験を行っている。その結果、以下のような諸知見が得られた。(1)pHに伴う蛍光ビーズのゼータ電位の動きは、カオリンなどの濁質や実際の原虫などのそれと概ね類似する傾向を示した。また、同ビーズの凝集沈殿処理性はカオリンのそれと類似しており、カオリン共存時における最適凝集のpHは6.47.2であった。(2)蛍光ビーズを用いたろ過実験では、直接採砂・振とう剥離処理などの後、落射型蛍光顕微鏡下で試料中のビーズを計数する手法を考案した。この手法によるビーズの回収率は90.596.4%と非常に高く、ビーズのろ層挙動を解明するのに有効である。(3)蛍光ビーズのろ層内挙動に関しては、ろ層が未熟なろ過初期に流出し易いこと、原水の酸性化やろ速上昇時に、濁質に随伴して流出することなどを明らかにした。(4)急速ろ過法によって当該原虫を高効率で分離するためには、最適のpH領域で凝集沈殿を行うこと、原水条件や運転条件の変動をできる限り避ける他、ろ層が未熟なろ過初期を含めた全ろ過過程において、流出濁度の低減化のために、ろ材の凝集剤被覆などの工夫をすべきことが示唆された。
「対等性」尺度の開発：アサーティブネス・トレーニング効果測定の新しい試み

本研究の目的はアサーティブネス・トレーニング(AT)の効果測定に活用できる「対等性」尺度の開発であった.従来効果測定は,自尊感情やストレス等,個人内の心理要素に限られていたが,アサーティブネスが他者との「対等な関係性」の構築を目指す以上,その変化を測定対象とすべきである.これまでの心理学研究のレビューを通じて対等性概念を整理し,またトレーナーへの面接および質問紙調査に基づき,アサーティブネス学習による「対等性」理解の変化についての知見を得た.今後,本調査で得られた他の回答をさらに分析し,そこで得られた結果をAT効果測定のための尺度構成につなげ,発表する予定である.本研究の目的は,アサーティブネス・トレーニング(AT)の効果測定に活用できる「対等性」尺度の開発である.これまでの効果測定は,トレーニング参加者の自尊感情,ストレスなど個人内の心理的要素の測定に限られてきた.アサーティブネスは自他尊重を土台とした他者との「対等な関係性」の構築を目指すものであるにも関わらず,その変化は測定対象としてとりあげられてこなかった.そこで,対等性概念の整理,それを踏まえた尺度構成を行うこととした.本年度は,対等性概念の整理から着手した.具体的には,研究(1)ATのトレーナーを対象とした面接調査と,研究(2)関係における「対等性」をめぐる心理学的研究のレビューであった.研究(1):7名のトレーナーを対象とした面接から,対等性に関するAT参加者の変化としていくつかの段階が見えてきた.それは,「自己主張の権利の目覚め→対等性と攻撃性の混乱(相手の権利への配慮の欠如)→相手への理解→自己責任の意識→問題解決志向→協働への志向」である.まだ仮説段階であり,今後,さらに面接調査を行い,検討を重ねたい.研究(2):国立情報学研究所による論文情報ナビゲータ『CiNii』で「対等」という語をフリーキーワードとして心理学およびその周辺領域から論文を検索し,そこでの用法,論点の分析を開始した.女性と男性,親・大人と子ども,教師と児童・生徒・学生,医療現場での医者と患者,福祉現場でのケア提供者と受領者,労働者と使用者など,さまざまな関係に対して,「対等」という言葉がどう使われているか,内容分析を行っている.成果報告までには至っていない.また,心理学における「対等性」に関する研究の整理として,まずは当該研究のテーマであるATにおける現状を分析した.その結果,関係の対等性の研究が未開拓分野であることが確認できた.研究成果として「教育心理学研究」展望論文への掲載に至った.本研究の目的は,アサーティブネス・トレーニング(AT)の効果測定に活用できる「対等性」尺度の開発である.これまでの効果測定は,トレーニング参加者の自尊感情,ストレスなど個人内の心理的要素の測定に限られてきていると思われた.アサーティブネスは自他尊重を土台とした他者との「対等な関係性」の構築を目指すものであるにも関わらず,その変化は測定対象としてとりあげられてこなかった.そこで,対等性概念の整理,それを踏まえた尺度構成を行うこととした.25年度は,対等性概念の整理から着手した.具体的には,研究(1)ATのトレーナーを対象とした面接調査と,研究(2)関係における「対等性」をめぐる心理学的研究のレビューであった.研究(1):6名のトレーナーを対象とした面接を実施し,トレーナーの語りを要約し,それらに含まれている「対等性」要素を抽出した.その結果「自己認識」「対等への意志」「問題のフレーミング」「伝える内容」「伝え方」といった5種類が「対等性」の具体的な心理的・行動的要素として挙げることができた.この結果は,研究成果として論文にまとめ,掲載が決定した.研究(2):国立情報学研究所による論文情報ナビゲータ『CiNii』で「対等」という語をフリーキーワードとして心理学およびその周辺領域から論文を検索し,そこでの用法,論点の分析を開始したが,成果報告までには至っていない.また,心理学における「対等性」に関する研究の整理として,まずは当該研究のテーマであるATにおける現状を分析した.その結果,関係の対等性の研究が未開拓分野であることが確認できた.研究成果として「教育心理学研究」展望論文への掲載に至った.研究(3)以上の研究から,「対等性」尺度の作成を行い,その信頼性・妥当性検討を目指す.本研究の目的はアサーティブネス・トレーニング(AT)の効果測定に活用できる「対等性」尺度の開発である.従来は自尊感情,ストレス等個人内の心理要素の測定に限られていたが,アサーティブネスが他者との「対等な関係性」の構築を目指す以上,その変化を測定対象とすべきである.そこで,対等性概念を整理し,それを踏まえ尺度構成を行うこととした.研究(1)「対等性」に関する心理学研究の整理:まずAT研究の現状を分析した結果,関係の対等性の研究が未開拓であることが確認できた.また,AT効果測定における混乱が明らかとなり,コミュニケーションにおける「自己尊重」と「他者尊重」のバランスを「対等性」とし,それがアサーティブネスの中核要素であることを再確認する必要性を主張した.その上で「対等性」とは言葉遣いの丁寧さや,相手の話への傾聴などにとどまらず,解決すべき問題自体のとらえ方や解決策への自身の関わり方などにまで及ぶ概念であることを論じた.以上,2本の論文にまとめた.研究

(2)トレーナー対象の調査:6名のトレーナーを対象とし面接を実施し,彼らの語りから「対等性」の具体的な心理的・行動的要素を抽出した.「自己認識」「対等への意志」「問題のフレーミング」「伝える内容」「伝え方」の5種類である.また,121名を対象に質問紙調査を行い,70名から回答を得た.「対等性」イメージの分析を行った結果,アサーティブネス未学習者に比べ,トレーナーにとって「対等性」にはより身近で柔らかく,明るく前向きなイメージがあった.また「対等性は現実に可能だが簡単ではない」というのが,アサーティブネスへの関わり度が高いトレーナーの特徴といえるなど,学習による「対等性」理解の変化が明らかとなった.以上,2本の論文にまとめた.今後,本調査で得られた他の回答をさらに分析することで,AT効果測定のための尺度構成につなげ,発表する予定である.本研究の目的はアサーティブネス・トレーニング(AT)の効果測定に活用できる「対等性」尺度の開発であった.従来効果測定は,自尊感情やストレス等,個人内の心理要素に限られていたが,アサーティブネスが他者との「対等な関係性」の構築を目指す以上,その変化を測定対象とすべきである.これまでの心理学研究のレビューを通じて対等性概念を整理し,またトレーナーへの面接および質問紙調査に基づき,アサーティブネス学習による「対等性」理解の変化についての知見を得た.今後,本調査で得られた他の回答をさらに分析し,そこで得られた結果をAT効果測定のための尺度構成につなげ,発表する予定である.研究期間内全体としての計画は,以下の通りである.1ATのトレーナー対象の調査研究・先行研究のレビューを通じて,アサーティブネスで目指される「対等性」とは何か,概念を定義する;2定義に沿った尺度を探索的に作成し,その信頼性と,特に,攻撃性との関連性という点で,尺度の妥当性を検討する.このうち,1「対等性概念の整理」がまずは25年度に実施する計画であった.その具体的内容が上述した研究(1)と(2)である.研究(1)の面接調査については,最終的には15名ほどのトレーナーにインタビューを行う予定であったが,まず25年度広範に実施した6名の面接内容の分析を行い,研究成果として論文にまとめた.研究(2)のレビューについては,心理学における「対等性」に関する研究の整理として,研究成果として「教育心理学研究」の展望論文の掲載に至った.当初は,以上の結果に基づき26年度にはATのトレーナーを対象とした質問紙調査および「対等性」尺度の試作と信頼性の検討を行う予定であったが,初年度の進行の遅れが影響して,26年度質問紙案の作成段階にとどまり,調査紙発送までに至っていない.以上から「やや遅れている」と自己評価する.対等性に関わる社会心理学トレーナーへの郵送調査の準備を早急に進める.上記の研究(1)および(2)の研究成果を踏まえ,「対等」という言葉に対して抱いているイメージや対等性に関する意見などについて質問紙を作成し,調査を行う.全国で活躍している約100名のアサーティブジャパン,トレーナー会員を対象に実施する.以上の結果を踏まえて,研究3の「対等性」尺度の試作に進む.その後,信頼性および妥当性を検討するための2回目の調査を実施することになる.以上の研究のために,27年度には,調査協力者への謝金,質問紙作成や郵送にかかる諸費,調査発送作業およびデータ整理作業のアルバイトへの報酬などが発生する予定である.研究期間内全体としての計画は,以下の通りである.
海底コアおよび浅海性推積層の研究に基づく北西太平洋の海洋古環境復元

先史モンゴロイドの移住・拡散には、自然環境の変化が深く係わっていると予想されるが、本研究は最終氷期以降の北西太平洋における海洋環境の変遷を明らかにすることを目的としている。そのために、日本周辺の海底コアに含まれる有孔虫化石の酸素同位体比( ^<18>o/ ^<16>o)の測定から海流系の変化を追跡すると同時に、日本列島各地の浅海性推積層に含まれる貝化石群集の解析から沿岸の環境変化を復元し、両者の結果を複合して北西太平洋における海洋環境の変遷を明らかにすることを目差した。本年度は、宮古島沖の海底コア(長さ4.3m)、四国沖の(7.8m)、八戸沖(8.3m)、襟裳岬沖(4.8m)、釧路沖(4.3m)の合計5本の海底コアについて調査した。各コアについて、厚さ1cmの堆積物を10cmまたは20cm間隔に採取し、それらの中に含まれる浮遊性および底生有孔虫のそれぞれ単一種を4050個体拾い出し、それらの殻(CaCO_3)の酸素同位体地を測定した。その結果、宮古島沖のコアは約15万年前まで、四国沖は約2万年前まで、八戸沖は1万年前まで、襟裳岬および釧路沖は約2万年まで達していることが明らかになった。そして、それぞれのコアの酸素同位体比カ-ブを外洋域の標準的な酸素同位体比カ-ブと比較することによって、各海域の海流系の変遷を今までに測定した日本周辺の約15本の海底コアの酸素同位体比カ-ブを考慮に入れて考察した。宮古島沖と四国沖のコアはグロ-バルな氷期、間氷期の気候変化に支配され、襟裳岬沖と釧路沖は氷期に親潮の南下が示唆され、八戸沖は過去1万年の間、津軽暖流の影響下にあったことが判明した。また、本年度調査した八郎潟から産出した貝化石群集は、現在能登半島以西に分布している種が含まれ、約6,500年前の縄文時代前期は現在より温暖で、対島暖流の勢いが強かったと考えられる。
ソフト的システム構成によるトラクタ三点リンクの電子-油圧制御

トラクタ三点リンク・ヒッチ装置の制御機能をマイクロコンピュータのソフトウェアによって構成するシステム開発を目的とする本研究の最終年度に当たり,試作したシステムの基本特性を明きらかにするため,室内ベンチテストによりシステムパラメータを決定し,さらにロータリ耕うん装置を対象とする圃場実験を行なってシステムの実用性に対する評価を試みた.1.システムの基本特性ロータリ耕うん装置の位置制御を基本とする耕深,負荷制御及び作業機の横方向水平角を対象とする姿勢角制御における油圧駆動信号(PWM法)の最適パラメータを決定するため,過渡応答,周波数応答実験を行い,折点周波数0.25Hz(位置制御), 0.35Hz(姿勢角制御)で2次以上の高次遅れ系になることを確かめた.2.圃場実験耕深,負荷,姿勢角制御に関する個別の過渡応答実験から各制御機能及び複合制御におけるシステムの応答特性を求めた.(1)耕深制御トラクタ本体のローリング,ピッチングを考慮して実耕深を演算する本方式は,実用性を十分満足する応答性を示し,選択できる作業機の種類が多く,柔軟性の大きいシステム構成であることを確かめた.(2)負荷制御エンジンの回転速度及びトップリンク力をフィードバック信号とする2種類の負荷制御機能は,それぞれ適応周波数領域が異なり,前者は比較的低く,後者は高い周波数領域の外乱に対して有効であり,いずれも制御機能の必要条件を満足する応答性のあることを確かめた.(3)姿勢角制御作業機の姿勢角変動はトラクタ本体のローリングが主な原因であるが,ピッチングの影響を受けるため,両者をフィードバック信号とするシステム構成が必要で,耕深,負荷制御機能と組み合わせた複合制御においても実用性を満足する応答を示した.トラクタ三点リンク・ヒッチ装置の制御機能をマイクロコンピュータのソフトウェアによって構成するシステム開発を目的とする本研究の最終年度に当たり,試作したシステムの基本特性を明きらかにするため,室内ベンチテストによりシステムパラメータを決定し,さらにロータリ耕うん装置を対象とする圃場実験を行なってシステムの実用性に対する評価を試みた.1.システムの基本特性ロータリ耕うん装置の位置制御を基本とする耕深,負荷制御及び作業機の横方向水平角を対象とする姿勢角制御における油圧駆動信号(PWM法)の最適パラメータを決定するため,過渡応答,周波数応答実験を行い,折点周波数0.25Hz(位置制御), 0.35Hz(姿勢角制御)で2次以上の高次遅れ系になることを確かめた.2.圃場実験耕深,負荷,姿勢角制御に関する個別の過渡応答実験から各制御機能及び複合制御におけるシステムの応答特性を求めた.(1)耕深制御トラクタ本体のローリング,ピッチングを考慮して実耕深を演算する本方式は,実用性を十分満足する応答性を示し,選択できる作業機の種類が多く,柔軟性の大きいシステム構成であることを確かめた.(2)負荷制御エンジンの回転速度及びトップリンク力をフィードバック信号とする2種類の負荷制御機能は,それぞれ適応周波数領域が異なり,前者は比較的低く,後者は高い周波数領域の外乱に対して有効であり,いずれも制御機能の必要条件を満足する応答性のあることを確かめた.(3)姿勢角制御作業機の姿勢角変動はトラクタ本体のローリングが主な原因であるが,ピッチングの影響を受けるため,両者をフィードバック信号とするシステム構成が必要で,耕深,負荷制御機能と組み合わせた複合制御においても実用性を満足する応答を示した.トラクタ三点リンクヒッチによる作業機の位置制御及び負荷制御において、作業機の位置制御を基本とする負荷制御系を構成する場合、システムの応答性は作業機の慣性モーメントの影響を強く受けて二次振動系となり、システムの安定性が損われる。このような系の安定性を確立するためには制御対象の速度情報をフィードバック信号に加えることが要求され、さらに操作部における油圧シリンダ圧力を制御する必要がある。ここでは本システムのハードウェア構成の変更を行わずに、マイクロコンピュータのソフトウェアを拡張することによって作業機の応答速度を計測し、シリンダ圧力を制御する方法について検討した。1.磁気スケールによる速度計測システムのハードウェアを変更せずに作業機の速度を検出方法として、磁気スケールとコイルピックアップをセンサーに、IC-8253とマイクロコンピュータ(8085系)を組合せた速度計測システムを開発し、極低速から比較的高速までの瞬間速度をマイクロコンピュータ計測する方法を開発した。2.電磁方向切換弁によるシリンダ圧力の制御油圧回路における圧力制御は専用の圧力制御弁によって行われるのが一般的であるが、ハードウェアの変更を伴い、さらに制御系の構成が著しく複雑になる。ここでは、前年度において試みた電磁方向切換弁のPWM駆動による流量制御を基本として、ソフトウェアの変更による圧力制御の方法を開発した。この方法により、構造が簡単で汎用形の電磁方向切換弁をマイクロコンピュータと組合せることにより、本来の方向制御はもとより、流量制御および圧力制御弁として多機能化することが可能となり、単一機能の方向制御弁による複合制御の可能性を明らかにした。トラクタ三点リンク・ヒッチ装置の制御機能をマイクロコンピュータのソフトウェアによって構成するシステム開発を目的とする本研究の最終年度に当り,試作したシステムの基本特性を明らかにするため,室内ベチンテストによりシステムパラメータを決定し,さらにロータリ耕うん装置を対象とする圃場実験を行ってシステムの実用性に対する評価を試みた.1.システムの基本特性ロータリ耕うん装置の位置制御を基本とする耕深,負荷制御及び作業機の横方向水平角を対象とする姿勢角制御における油圧駆動信号(PWM法)の最適パラメータを決定するため,温度応答,周波数応答実験を行い,折点周波数0.25Hz(位置制御),0.35Hz(姿勢角制御)で,2次以上の高次遅れ系になることを確めた.

2.圃場実験耕深,負荷,姿勢角制御に関する個別の過渡応答実験から各制御機能及び複合制御におけるシステムの応答特性を求めた.(1)耕深制御トラクタ本体のローリング,ピッチングを考慮して実耕深を演算する本方式は,実用性を十分満足する応答性を示し,選択できる作業機の種類が多く,柔軟性の大きいシステム構成であることを確めた.(2)負荷制御エンジン回転速度及びトップリンク力をフィードバック信号とする2種類の負荷制御機能は,それぞれ適応周波数領域が異なり,前者は比較的低く,後者は高い周波数領域の外乱に対して有効であり,いずれも制御機能の必要条件を満足する応答性のあることを確めた.(3)姿勢角制御作業機の姿勢角変動はトラクタ本体のローリングが主な原因であるが,ピッチングの影響を受けるため,両者をフィードバック信号とするシステム構成が必要で,耕深,負荷制御機能と組合せた複合制御においても実用性を満足する応答性を示した.