傾斜機能材料データベース

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(1)A31. 傾斜機能材料データベース ○木皿且人、新野正之独立行政法人〒981-1525. 宇宙航空研究開発機構宮城県角田市君萱字小金沢1番地. Tel: 0224-68-4766. FAX: 0224-67-1033. E-mail: [email protected]. The Database of Functionally Graded Materials KISARA Katsuto, NIINO Masayuki National Aerospace Laboratory of Japan, KAKUDA Research Laboratory 1, Koganezawa, Kimigaya, Kakuda-city, Miyagi-Pref., 981-1525 Japan Phone: +81-224-68-4766. Fax: +81-224-67-1033. E-mail: [email protected]. 【発表概要】傾斜機能材料（以下FGM）は1980年代に我が国で提唱され、世界に先駆けて研究を進めた材料の一つで、1986年よりスペースプレーン外壁材として熱応力緩和機能をもつ材料創製を目標に航空宇宙技術研究所が中心として国家プロジェクトが実施された。1990年代初頭には国際的にも研究が進み、国際シンポジウムが開催されるなど、国内外で多くの研究成果が発表された。それらの研究成果を整理し、傾斜機能材料データベースを開発した。（本データベースの開発は科学技術振興事業団（JST）の研究情報データベース化事業により航空宇宙技術研究所とJSTが共同で開発した）本DBは、1986年以降の主要な約1300件の研究論文を整理、DB化し、FGMに関心を持つ国内外の研究者、技術者、学生など、誰でも自由にインターネットブラウザから利用できる。公開DBは、航技研のホームページおよび次のURLで利用できる。http://fgmdb.nal.go.jp. 【キーワード】傾斜機能材料、データベース、インターネット. 1．はじめに. 材料に大きな熱応力が加わるので、この熱応力に耐. 我が国で傾斜機能材料が提唱され20年を経よう. え同時に軽量で強い材料が求められる。この解決法. としている。この間、傾斜機能材料研究は世界に浸. として熱応力緩和型傾斜機能材料が考案され、. 透し同概念を採用した製品も数多く見られるよう. 1986年から科学技術振興調整費による総合研究が. になった[1]。傾斜機能材料の概念を体系化し、研究. 開始され、産学官の参加による基盤技術確立のプロ. を進展させたのは、宇宙往還機で必要とされるイン. ジェクトが開始され、傾斜機能材料に関する様々な. テリジェントな構造材料創製技術の開発で、宇宙往. 手法が開発された。以後、この時開発された技術を. 還機では外壁と内壁間に大きな温度差が生じ、構造. 基礎に、様々な分野に傾斜機能材料の概念が導入さ. − 21 −. 第40回情報科学技術研究集会予稿集.

(2) A31 れた。1993年には熱応力緩和型傾斜機能材料研究で整理された材料創製法を、エネルギー変換材料に適用し、特に熱エネルギーを電気に直接変換するエネルギー変換材料の開発が実施された。航技研はこれらのプロジェクトを円滑に推進する上で主たる役割を担ってきた。航技研は、これらの研究において提唱した当時から傾斜機能材料研究推進の中心的役割を担っており、同研究に関する多数の情報とデータを収集した。具体的に研究が始められた 1980年代後半から現代に至る研究とプロジェクトの成果は年ごとの報告書やシンポジウム等の研究発表の形で存在しているものの、IT化時代に適合した情報活用の手段は講じられていなかった。 1999年の科学技術振興事業団の研究情報データベース化支援事業に応募、採択課題として選定され、 2002年9月までの3年間で内外の研究情報1295件を. 図1 ハードウエア構成. 整理しデータベースを整備した。以下傾斜機能材料データベースについて報告する。. 2.2. ソフトウエアシステム整備. 傾斜機能材料の特徴を反映させたデータベース. 2．データベース開発方針. のモデルとなるシステムは存在せず、我々が従来よ. 本データベースは、システム開発にあたり、保有しているデータの整理と二か国語化に重みづけをした整備を行った。ここ10年来の著しいコンピュータ技術の革新により、ハードウエアの性能向上とダウンサイジングは極めて短期間のうちに著しい変化を遂げており、ハードウエアシステムはこうした状況を考慮するならば公開に近い時期に最終的にハードウエアを導入する事がシステム開発のコストパフォーマンスが最も高くなると予測される。よって、開発スケジュールを考慮するとシステム開発までの大部分はデータ整理とコンテンツの作成に重点を置き、システム試作と平行しながら開発最終段階でのハードウエアシステムとコンテンツの統合を実施する事が合理的である。. り傾斜機能材料情報を含むデータ整理にファイルメーカーを導入していた事もあり、ファイルメーカーを第一候補として検討した。傾斜機能材料データベースの整理規模は基幹データベースとしてメジャーなORACLEを用いるには小さすぎ、コスト高が予想される一方ファイルメーカーはORACLEに比べ導入コストが1/100程度となる。ファイルメーカーはインターネット上での柔軟な運用（分散データベース）も可能なリレーショナル型のデータベースであり、整備作業において情報を共有しながら抽出や整理を進めるグループウエア作業に対して高いパフォーマンスが期待でき、最終的には整理から公開への一連の作業においても効果的であるとの判断をした。傾斜機能材料データベースのように小規模のデータベースの運用と保守を確実に実施す. 2.1. ハードウエアシステム. るには、システムのランニングコストを意識する必. セキュリティ・運用等の観点でハードウエア調査を行い、最終的にMac OSXをOSとしたMacintosh G4のシステムをハードウエアに選定した。. 第40回情報科学技術研究集会予稿集. 要があり、コマーシャルベースのDBMSの採用は適切と判断した。. − 22 −.

(3) A31 2.3. システム構築手法. ル方式とプロトタイピング方式によるシステム開. 傾斜機能材料は材料内部の組成や組織を傾斜分. 発とした。[2]. 布化して任意の機能を発揮する材料設計概念に基づいて設計し、合成された材料と説明されており、. 3．データベースの整理と構造. 使用環境で求められる機能を発現させるために最. データベースのシステム構成を図2に、図3にデ. 適な材料内部の組成や微視組織を傾斜分布化して. ータベースの整理と運用概念を示す。本データベー. 特性を制御し任意の材料機能を創製するゆえに、データベース構築に当たってはその特徴を踏まえた整理が肝要である。通常、均質材料のデータは、組成に対して普遍的な値を持つが、傾斜機能材料は不均質な組成であり、且つ、使用環境に対して求められる機能を発現すればいいわけで、使用環境が変われば評価も異なる材料である。データの整理に当たっては、 ○ 使用環境条件と目的とする機能 ○ 機能発現のためのアプローチ ○ 材料創製法とデータがセットになった情報として整理する必要がある。情報データであるゆえに5W1Hが不可欠であり、類似情報、関連情報が引き出せる形で情報を整理することが、傾斜機能材料データベースの特徴を考慮したデータベースといえる。同時に、材料データベー. 図2 システム構成. スであることから材料種別や材料創製法を切り口とした整理も同時に合わせ持たせることが必要となる。本データベースでは、構造材料、エネルギー変換材料、ポリマー･モノマー等の化学系材料、電気材料、磁気材料、半導体材料、生体、医学など広範な分野の機能性材料研究情報が含まれている。傾斜機能材料創製技術は新たな機能を発現させるためのいくつかの異なった領域の研究がベースとなる場合が少なくない。こうした情報を活用することが出来るようにデータベースを設計した。このように、本データベースは従来の材料とは一線を画す傾斜機能材料の特徴を反映するデータであり、試行錯誤で情報を整理しデータベース化する事が予想されたため、大規模なデータ集団を持つ定型的なデータを扱う場合に有効なウオーターフォール方式のシステム構築は、途中の段階においてのシステム修正が難しく本データベースの構築には不向きであると判断した。システム開発はスパイラ − 23 −. 図3 全体構成第40回情報科学技術研究集会予稿集.

(4) A31 スは、1986年∼2000年の間に内外の傾斜機能材料. 4．おわりに傾斜機能材料データベースは航空宇宙技術研究. 研究発表においてオーソライズされた傾斜機能材. 所にて運用管理している。データベース運用管理の. 料論文、資料のうち1295件を収集し研究情報 ● 要約. ため、保守要員をJSTの予算で確保し、データベー. ● 図表. スの維持と保守を行なっている。開発終了段階で開. ● 原著論文. 発の時間的・予算的制約から2000年4月以降の情報. ● 数値データ. として約200件程度が積み残しとなっていたが、. ● 研究者情報. JSTの保守運用予算でその内の一部をデータベー. ● 特許情報. スに追加した。傾斜機能材料の情報は年間100件程. などを整理抽出し、データベース化したものである。. 度の情報が平均的に発信されており、これらの情報. 主な機能は日本語版とインターナショナル版で情. に優先順位をつけて順次整理しデータベースに取. 報の検索、傾斜機能材料情報が提供される。検索は. り込んでいる。新たなデータについては、可能な範. あらかじめ精査した情報に基づいてカテゴリー区. 囲でデータ提供者にデータベース登録情報の項目. 分したキーワードのマトリックスを用いた複合検. を整理して提供してもらうため、ネット上からデー. 索とフリーワード検索ができる。データ表示は、一. タシートをダウンロードして記入し、維持と保守の. 覧→アウトライン→詳細→オブジェクト/ファクト. 負荷を軽減する合理化手法を実施している。. /PDFの階層となっている。データの閲覧、データ. 開発した傾斜機能材料データベースの有効活用. の登録、傾斜機能材料を取り巻く情報の提供ができ. には、新しいデータの収集と整理、正規化、標準化、. る。（図4に情報の関連を示す）. 国際化といったデータベースの保守が肝要であり、引き続き情報を収集し整理、データを登録するルーチンワークが不可欠である。現在航技研トップペー. 図4 データベースリレーション第40回情報科学技術研究集会予稿集. − 24 −.

(5) A31 ジに傾斜機能材料データベースへのアクセスメニューが設けられ、内外の研究者や技術者から利用されている模様である。本データベースは先進材料研究の成果であり、技術立国を目指す日本においての知的資産として我が国の科学技術の推進に寄与出来る情報が提供できるものと考えている。データベースの投資効果を向上させるには、時代に適合した技術や情報共有化を取り入れつつニーズを満足させる必要がある。今後、情報の相互活用という国家的情報戦略上からも、こうした小規模の分散データベースを含めた統合化プロジェクトが公的機関の強いリーダーシップで推し進められるなら我が国の知的資源の効果的活用が達成されよう。本データベースの開発に当たっては、プロジェクトを円滑に進める上でJST担当方々、同派遣スタッフ方々、ソフトウエア構築に際し、株式会社ともクリエーションの渡辺伯桃子氏他の各位に謝意を表する。. 5．参考文献 [1]. [2]. 第1回傾斜機能材料実用化ワークショップ予稿集 2002/6/14. 傾斜機能材料研究会. 木皿ほか. 傾斜機能材料データベースの開発. 2001. FGMシンポジウム予稿集. 傾斜機能材料研. 究会. − 25 −. 第40回情報科学技術研究集会予稿集.

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