ファジー理論を用いた非破壊3次元分析

材料や生体の研究では局所的な非破壊3次元分析、例えば、細胞の物質代謝や薄膜中の拡散や透過の追跡等が強く望まれている。測定データから濃度分布関数を導く場合、「定量化ができない誤差や不確かさを含むデータの積分変換」を必ず計算ステップに含み、解析不可能となる場合が多い。そこで、本研究ではこのデータ処理上の困難を解決するため、ファジー理論を導入した新たなデータ処理法を開発した。【1.ファジー理論によるデータ処理法】1)測定値に対する誤差や信頼性をメンバーシップ関数で表現し、測定データをファジー数化した。次に、ファジー線形回帰法を分析データ処理に導入し、ファジー数化した測定値に対してこのファジー線形回帰を適用した。比色分析(検量線)で妥当性を確認した。2)上記のデータ処理法をファジー非線形回帰とし、曲線へ拡張した。ニューラルネットワークの考え方に基づき、曲線に対するより簡潔なファジー演算処理を開発した。3)滑らかな曲線の数値積分変換プログラムと、上記の2)を統合して、3次元濃度分布関数を求めるデータ処理法について検討した。【2.レーザー蛍光法を用いた3次元分析装置】1)蛍光強度の測定角度依存性から深さ方向分析をする相反原理によるレーザー蛍光分光装置(当研究室で開発)に上記1.のデータ処理法を導入した。2)複数の測定角度のデータを同時に測定するシステムを試作して測定時間の短縮を図り、拡散過程等の動的な系の測定にも対応できるような装置を設計した。【3.実験による検証】1)モデル試料としてLB膜やフィルム等を選び、本法を適用した。

材料や生体の研究では局所的な非破壊3次元分析、例えば、細胞の物質代謝や薄膜中の拡散や透過の追跡等が強く望まれている。測定データから濃度分布関数を導く場合、「定量化ができない誤差や不確かさを含むデータの積分変換」を必ず計算ステップに含み、解析不可能となる場合が多い。そこで、本研究ではこのデータ処理上の困難を解決するため、ファジー理論を導入した新たなデータ処理法を開発した。【1.ファジー理論によるデータ処理法】1)測定値に対する誤差や信頼性をメンバーシップ関数で表現し、測定データをファジー数化した。次に、ファジー線形回帰法を分析データ処理に導入し、ファジー数化した測定値に対してこのファジー線形回帰を適用した。比色分析(検量線)で妥当性を確認した。2)上記のデータ処理法をファジー非線形回帰とし、曲線へ拡張した。ニューラルネットワークの考え方に基づき、曲線に対するより簡潔なファジー演算処理を開発した。3)滑らかな曲線の数値積分変換プログラムと、上記の2)を統合して、3次元濃度分布関数を求めるデータ処理法について検討した。【2.レーザー蛍光法を用いた3次元分析装置】1)蛍光強度の測定角度依存性から深さ方向分析をする相反原理によるレーザー蛍光分光装置(当研究室で開発)に上記1.のデータ処理法を導入した。2)複数の測定角度のデータを同時に測定するシステムを試作して測定時間の短縮を図り、拡散過程等の動的な系の測定にも対応できるような装置を設計した。【3.実験による検証】1)モデル試料としてLB膜やフィルム等を選び、本法を適用した。