重点研究分野の概要（進捗・成果等の報告）

重点研究分野とは「福島での課題解決」に結びつく研究を重点研究分野「foR プロジェクト」に指定しました。震災や原発事故による深刻な地域課題の解決に向け、研究が加速することが期待されます。
（１）foR-F プロジェクト※
福島県の地域課題の解決に必要な研究であるとともに、国策としても重要な研究など、
特に地域・社会ニーズが高いと認知されている、将来的に大学の価値を高める（大学の特色となる）ことが見込まれると学長が判断した研究を行うプロジェクト（２）foR-A プロジェクト※
福島県の地域課題の解決に必要な研究を行うプロジェクト※R は Research、F は Future、 A は Area の頭文字。

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福島大学研究年報 第14号
2018年11月

重点研究分野の概要（進捗・成果等の報告）

No

研究課題

代表者

1 小山

良太

foR-Fプロジェクト

2 高貝

慶隆

foR-Fプロジェクト

放射性物質循環系の解明と食料生産の認証システムに関する研究（実施期間：平成２７年４月１日～平成３０年３月３１日）

福島第一原発の廃炉作業を加速・支援する難分析核種の迅速計測技術の開発に関する研究（実施期間：平成２７年４月１日～平成３０年３月３１日）

3 吉田

樹

foR-Aプロジェクト「二層の対流」を促進するユーザー創発型地域交通のデザインに関する研究（実施期間：平成２９年４月１日～平成３０年３月３１日）

4 高橋

隆行

foR-Aプロジェクト

共存型人支援ロボットの開発に関する研究（実施期間：平成２９年４月１日～平成３０年３月３１日）

foR-Aプロジェクト

原発周辺地域における放射線被ばくが野生生物に与える影響の解明に関する研究（実施期間：平成２９年４月１日～平成３０年３月３１日）

5

トーマス
ントン

ヒ

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2018 年 11 月

放射性物質循環系の解明と食料生産の認証システムに関する研究（実施期間：平成２７年４月１日～平成３０年３月３１日）

代表者

経済経営学類

○成果の概要本研究は、農業生産現場の多様性を踏まえてリスク評価に基づいた生産工程管理をしながら、食料の安全・安心を獲得することにより、持続可能な放射能汚染対策の構築を目指すものである。また風評を構造的に分析し、放射能汚染対策を生産から流通・消費まで体系立てて構築することで、その実効力を高めて、福島の農業復興を描くことも目的としている。
まず本研究では、風評問題がなぜ発生するのかを明らかにするため、生産者に対するヒアリングを行うとともに、47 都道府県の消費者 WEB
アンケート調査も行い、風評被害の問題分析を行った。また福島を訪れた外国研究者・実務者（中国・韓国・フランス・ドイツ・アメリカ・
トルコ・ベトナム）にヒアリング調査を行い、福島原発事故の海外における情勢を調査した。
またチェルノブイリ事故で被災したベラルー
シ・ウクライナを訪問し、事故後 30 年間の復興施策を調査し、今後の施策のあり方を検討した。
生産現場の多様性を踏まえたリスク評価としては、コメや穀物を主たる対象としてセシウ
ム吸収リスクを評価した。具体的には福島県内
600 ヶ所の土壌でソバスプラウトを栽培し、セシウムを直接吸収させるバイオアッセイをもって、放射能の吸収が進む圃場（生産環境）を特定した。また阿武隈山地を代表する花崗岩、霊山層を代表する玄武岩に着目し、それぞれセシウム吸収機構の違いを解明し、地質によるリスクも行った。
福島県下では、塩化カリウム肥料によるセシウム低減対策や全量全袋検査が行われ、3 年連
続で基準値超過するコメが確認されなかったが、これらの対策には膨大なコスト（手間・費用）がかかることもあり、その必要性が争点となっている。本研究では、低減対策や検査を欠かしてはならない生産環境を特定することで、限られたリソースで確実性の高い放射能汚染対策を講じる体勢を提起するとともに、低減対

120

教授

小山

良太

策や全量全袋検査の存続に関わる政策提言をした。
福島では震災から 7 年が経ち、帰還が本格化している。営農再開する地域では、今なお土壌の放射能計測や、実証栽培が不可欠である。本研
究では、土壌を採取することなく現地でリアル
タイムで放射性セシウム濃度(Bq/kg)を計測できる機器（ATOMTEX 社の AT6101DR）の性能評価を行い、手引書を作成した。これらは帰還・営農再開される地域、除染後の農地の管理などで、大いに活用することができるだろう。
なお今年度は水田の有効活用策の一環として、地元松川地区の水田でコメ作りや日本酒づくりを試み、これを用いた 6 次産業化にするノ
ウハウの蓄積、調査研究を行った。また裏磐梯や猪苗代における淡水魚類のモニタリングの他、野外教育レクリエーションやグリーンツー
リズムに関する調査研究も行った。
○foR プロジェクトの指定及び財政的支援を受けての効果
従来コメは、カリウム肥料を用いた低減対策、
ならびに全量全袋検査による放射能汚染対策が進められてきたが、現在その継続が争点化している。本研究では、土壌・水・大気毎にセシ
ウム吸収リスクの評価を行い、それぞれのモニ
タリング体制のあり方、ならびに生産工程管理のあり方を検討した。こうした知見を踏まえて、
JA グループ福島に営農指導のあり方を提言するとともに、福島県や国のヒアリングに応じ、政策策定プロセスに参画した。そして伊達市や福島市をはじめとした自治体の農業政策や、JAなどの営農指導に反映され、持続可能な放射能対策の実装がなされている。消費者に対しても放射能汚染対策の説明力が高まり、風評被害の緩和が期待される。また帰還での営農再開時に、
安全・安心な農作物を作る根拠を与える事ができ、営農再開を後押しすることが期待される。
こうした地域貢献活動は、福島県各地の自治体、JA グループとの関係強化につながり、食農福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月
学類の発足を準備する中で、あらたな地域連携や研究のネットワーク形成に至った。また研究をベースに地域貢献活動を進める本研究の枠組みは、食農学類の研究･教育･地域支援活動の一つのモデルとなり、コンセプト作りの試行として有効であった。
○関連する研究実績【研究費など】・科研『放射能汚染対策・風評対策としての検査態勢の体系化に関する研究』（基盤 C）など
・行政の受託事業など（3 年間で 3200 万円）
・民間の受託研究（3 ヵ年で 400 万円）【論文など】
・小山良太「東日本大震災からの復興と地域研
究-福島県における原子力災害研究に注目して-」、地域経済研究 33pp.40-44
・石井秀樹「土壌-農協・生協・大学の協同組合
間連携による主体的な放射能計測」『原発事故と福島の農業』（根本圭介 編 東京大学出版会）
pp.153-166【活動など】
・伊達市水稲試験栽培
・おかわり農園におけるコメ作り、福島大学による純米吟醸「福」
「結」
（金水晶）

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2018 年 11 月

福島第一原発の廃炉作業を加速・支援する
難分析核種の迅速計測技術の開発に関する研究（実施期間：平成２７年４月１日～平成３０年３月３１日）

代表者

共生システム理工学類○成果の概要独自に開発しているカスケード型 ICP-MS による 90Sr 計測分析技術に、昨年度、開発した新技術である「定量・回収率同時測定システム」
を組み合わせて、福島第一原子力発電所（1F）のサブドレイン浄化水およびサブドレイン水の分析に適合できるように実証試験を行った。
また、その実証試験の実施に必要となる地下水の系統把握の基礎データを取得するため、1F
内の 46 地点の地下水バイパス水を採取し、安定 52 元素と Cs と H-3 の放射能計測データをまとめた多変量解析から統計的な流域マップを作製した。この結果をサブドレインの模擬試料を選定するための指標として使用し、1F 内にて実際の汚染水を用いた実証実験を行い、良好な結果を得た。加えて現在のカスケード型 ICP-MS
システムを改良した放射性ヨウ素 129 と放射性
Sr90 の多核種同時分析法に関する研究開発を実施し、その同時分析を可能とするハイブリッ
トチャンバーを開発し、特許申請を行った。また、ラボオンバルブシステムを取り入れた放射性Ｓｒと放射性Ｎｉの連続分析技術の開発をポスドクと共に検証実験を行った。
また、表面電離型質量分析装置（TIMS）を用いる超微量（1μL）に含まれる 90Sr 分析技術の開発を行った。同位体希釈法に基づくシステム設計を実施し、トータルエバポレーション法を活用した新しい技術の開発を行った。その結果、
TIMS による検出効率を上げるための最適化を細部にまで実施することで検出効率を上げる
ことに成功した。放射性同位元素を使用した試験の結果、超微少量（1μL）の生体成分、例えば 、 涙 な ど に 含 ま れ る 90Sr を 検 出 下 限 値
0.31mBq で検出することに成功した。
○foR プロジェクトの指定及び財政的支援を受けての効果
ポスドクおよび教務補佐員（実験系）の人件費に利用できたこと。会議や出張のために，実験や雑務ができない部分を代行して頂けた。研

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准教授

高貝

慶隆

究の進展とともに，不在が多くなり，学生の実
験面での相談が停滞することがあったが，経験のあるポスドクや教務補佐員がいることで研究開発が円滑に進むようになった。また，研究が廃炉研究や技術開発が習熟すればするほど（＝実用化に近づけば近づくほど），経費が多くなり科研費や外部資金では捻出しにくい出張や物品，例えば，企業や特許事務所との打ち合わせや試作品作製等に利用できた。その他，国際会議の招待講演などにおいて，本予算が役立った。
○関連する研究実績
Ⅰ．学術論文1）高貝慶隆*，古川真，亀尾裕，松枝誠，鈴木勝彦，分析化学(総合論文)，66(4), 223-231(2017). “ 多 段 濃 縮 分 離 機 構 を 備 え る
ICP-MS に よ る 放 射 性 ス ト ロ ン チ ウ ム 分
析”.DOI: 10.2116/bunsekikagaku.66.223
2）古川真，高貝慶隆*，Radioisotopes, 67（1）,17–30（2018）. “ICP-MS によるストロンチ
ウム 90 の迅速分析法—半減期が数十年のβ線
放 出 核 種 の 高 速 自 動 分 析 — ” , DOI:
10.3769/radioisotopes.67.17 （総説）3）A. Ayala, Y. Takagai*, Analytical Sciences,34(3), 387-390 (2018). “Sequential
Injection Analysis System Exploiting
On-line Solid-phase Extraction for theDetermination of Strontium and Nickel by
Microwave
PlasmaAtomicEmissionSpectrometry”,
DOI:
10.2116/analsci.34.387
4）M. Furukawa, M. Matsueda, Y. Takagai*,
Analytical Sciences, 34(4), 471-476(2018). “Ultrasonic Mist Generation
Assist Nitrogen–Argon Gas Mix Effect onRadioactive Strontium Quantification by
Online Solid-Phase Extraction with
Inductively
CoupledPlasmaMass
Spectrometry”,
DOI:福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月
10.2116/analsci.17P483
注：アスタリス（＊）は代表著者（corresponding
author）

International Symposium on Capillary
Chromatography & the 14th GCxGC Syposium(Texas, USA), 2017. 5. 14-19. 【招待講演:
Keynote speaker】

Ⅱ．国際会議発表
1）C. Ito, T. Miyazaki, K. Suzuki, S. Wakaki,
Y. Takagai, “Thermal Ionization Mass
Spectrometric
QuantificationofRadioactive Strontium-90 Using Isotope
Dilution-Total Evaporation Method”,
Pittcon 2018 conference & Expo (Orlando,USA), 2018. 2. 27. [920-7]2）M. Furukawa, H. Ogata, Y. Takagai, “TheDevelopment of New Type of Cyclonic Spray
Chamber for ICP-MS or ICP-OES Combining
Both Advantages of Gas Based Sample
Introduction and Coaxial Nebulizer”,
Pittcon 2018 conference & Expo (Orlando,USA), 2018. 2. 27. [1030-39]3 ） H. Ogata, M. Furukawa, Y. Takagai,“Simultaneous Quantitative Analysis ofRadioactive Strontium and Radioactive
Iodine by Cascade Type ICP-MS in Fukushima
Daiichi Nuclear Power Plant”, Pittcon
2018 conference & Expo (Orlando, USA),2018. 3. 1. [2180-6]4）M. Odashima, M. Furukawa, K. Suzuki, Y.
Takagai, “Online Solid Phase Extraction
with
Isotope
Dilution
ICP
Mass
Spectrometry of Radioactive 90Sr and Its
Application to Radioactive Waste Water inFukushima Daiichi Nuclear Power Plant”,
7th Asia-Pacific Winter Conference on
Plasma Spectrochemistry (APWC), (Matsue,
Shimane), 2017. 11. 13 [備考] Analytical
Sciences Young Scientist Presentation
Award 受賞 (for M. Odashima)（90 件中 3 件）
5）W.L. Hinze, Y. Takagai, R. Miura, A. Endo,
H.T. Thi, “Surfactant mediated one-pot
synthesis with in situ preconcentration of
metal
nanomaterials
using
thermoresponsive
zwitterionictypesurfactants”, 254th ACS National Meeting& Exposition (Washington DC, USA), 2017.
8. 22. 【招待講演】
6）W.L. Hinze, Y. Takagai, A. Endo, R. Miura,
H.T. Thi, L. Zhang, D.J. Kippenberger, R.P.
Frankewich, J.M. Braun, “Surfactant
Mediated Extraction as a Means ofSynthetic and Sample Preparation andPreconcentration”,
The
41st
123

Ⅲ．学会発表1 ） A. Alejandro ， Y. Takagai, “On-line
solid-phase extraction for sequential
determination of strontium and nickel by
microwave
plasmaatomicemission
spectrometry”，第 77 回日本分析化学会討論会（京都）2017.5.272）尾形洋昭，古川真，高貝慶隆，“スプリット流路を利用するカスケード型 ICP-MS 法による放射性ストロンチウムと放射性ヨウ素の同時定量分析”，第 77 回日本分析化学会討論会（京都）2017.5.27
3）永作美有，W. L. Hinze，高貝慶隆, “曇点抽出法を利用する銀ナノ粒子のワンポット
合成と両性イオン界面活性剤相への超高密度濃縮法の開発”，第 77 回日本分析化学会
討論会（京都）2017.5.27 [備考] 永作：
若手ポスター賞（112 件中 6 件）
4）尾形洋昭，古川真，高貝慶隆，“ICP-MS による放射性 Sr と放射性 I の 2 核種同時分析”，
平成 29 年度日本分析化学会東北支部若手交流会（仙台）2017.7.14 [備考] 尾形：優秀ポスター賞（19 件中 4 件）
5）永作美有，W. L. Hinze，高貝慶隆, “銀ナノ粒子のワンポット合成とミクロ相への高密度パッケージ”，平成 29 年度日本分析化学会東北支部若手交流会（仙台）2017.7.15[備考] 永作：優秀ポスター賞（19 件中 4
件）6）阿部未姫，佛願道男，五十嵐淑郎，高貝慶
隆“ウランイオン除去を目的としたデスフェ
リオキサミン B 固定化マイクロポリマーの開発”，みちのく分析科学シンポジウム 2017（弘前） 2017.7.22 [備考] 阿部：最優秀ポスター賞（22 件中 1 件）
7）小田島瑞樹，古川真，鈴木勝彦，高貝慶隆，“検量線が不要な放射性 Sr のカスケード型
ICP-MS 分析と福島第一原発の原子炉建屋滞
留水への応用”，
日本分析化学会第 66 年会（東京）2017.09.11.
8）伊藤千尋, 宮崎隆, 若木重行, 鈴木勝彦,
高貝慶隆, 表面電離型質量分析計を用いる,
放射性ストロンチウム分析への挑戦, 2017
年度同位体比部会 (静岡) 2017.11.9 [備考] ポスター発表賞
9）下出凌也，宮崎隆，若木重行，鈴木勝彦，

福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月
高貝慶隆，
“表面電離型質量分析計の Sr 分析
におけるフィラメント表面の状態変化の観察～Sr イオン化の Ta アクチベータ―の効果～”，日本質量分析学会 同位体比部会（静岡）2017.11.09.
Ⅳ．特許
1）試料導入部品及び試料導入方法
発明者：高貝慶隆，古川真，尾形洋昭，出願人：(株)パーキンエルマージャパン，福島大学
出願番号：特願 2017-129673，
出願日：平成 29 年 6 月 30 日
Ⅴ．その他：
・シンポジウム発表：6 件
外部資金：文科省 国家課題対応型研究開発推進事業（廃止措置研究・人材育成等強化プログ
ラム）
（代表者）
，平成 27～31 年度（中間査定有り），代表・高貝慶隆 「マルチフェーズ型研
究教育による分析技術者人材育成と廃炉措置を支援加速する難分析核種の即応的計測法の実用化に関する研究開発」，研究経 費： 計30,000 万円 （各年査定あり）

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福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月

「二層の対流」を促進するユーザー創発型地域交通のデザインに関する研究（実施期間：平成２９年４月１日～平成３０年３月３１日）

代表者

経済経営学類

○成果の概要平成 29 年の foR-A プロジェクトは，計画的に整備される鉄道や広域的な路線バスを補完する「小さな交通」のうち，ユーザー同士の結
びつきにより成立する「ユーザー創発型」の形態に着目して，その成立要件を示すことが第一の目的であった。
はじめに，前年度の foR-A プロジェクトの成果に基づき，一人あたり運賃を固定しない通常のタクシーにおいて，利用者による自発的な相乗りが成立する条件を協力ゲームの理論を用いて検討した。タクシーの一般的な運賃体系である「時間距離併用制」（いわゆるメーター運賃）を用いて，個々に乗車した場合の合計運賃よりも，相乗りした際の運賃の方が廉価であれば相乗りが成立すると仮定したうえで，相乗りが成立した場合に，運賃を割引するシナリオも考察した。その結果，割引率が 30%になると，全ての試行（ケース）で，2 人の相乗りが成立した
ことから，運賃低廉化により，利用者同士の自発的な相乗りが成立しやすくなる一方，3 人の相乗りが成立するのは，割引率が 30%のケース
でも約半数の試行に止まり，運賃だけのインセンティブでは，より多くの相乗りが発生しにく
いことも分かった。さらに，相乗り時の運賃割引がなくても，メーター運賃で不確実となる「時間制運賃」の部分が排除され，運賃が目的地までの距離に応じて固定的（定額）になることで，相乗りが促進される可能性も明らかになった。
次に，上記の分析結果を踏まえ，白河市と南相馬市で，タクシー定額制に関わる社会実験（南相馬市は，「みなタク」事業として本格実施）
を行い，利用者間の相乗りが成立する需要の時
間的・空間的条件の分析を試みた。両市とも，市街地内に指定した目的地と自宅との往復を基本として，近隣住民との相乗りを可能とするスキームとしたが，白河市のケースでは，約 2ヶ月半の実証実験期間中に，延べ 70 トリップの利用に止まった一方，南相馬市の場合は，本

125

准教授

吉田

樹

年 2 月 1 日から会員登録受付を開始し，3 月 1日から利用を開始したが，市内居住者に会員を限定しているにもかかわらず，本年 4 月 10 日
時点で，会員数が 5,000 人を突破し，市内の各タクシー会社で，一日 30 トリップ以上に対応している状況にある。両市における最大の違い
は，運賃の設定（白河市は往復セットが必須，
南相馬市は片道のみ）であるが，南相馬市の配車データが想定よりも膨大であり，平成 30 年
度も，引き続き分析を進める必要がある。
本プロジェクトのもう一点の目的として，旅行者行動分析に基づく，新たな観光モデルコー
スの造成手法の構築が挙げられる。前年度に商品化された「おちょこパス」（会津若松市）を事
例に，スマートフォンアプリ「東北桜旅酒蔵旅ナビ」の履歴を分析し，「おちょこパス」利用者の回遊性向上をもたらすためのモデルコースのターゲティングを行った。その際，アプリ上のモデルコースに掲載された協賛店を訪問する傾向が高いことが明らかにされたことから，
東山温泉など，「おちょこパス」の利用ができる「まちなか周遊バス」の沿線地域で協賛店の選
択肢を増やすことを試みた。平成 29 年 8 月には，経済経営学類吉田ゼミ生に協力を依頼し，協賛店の拡大を図るための調査を実施し，アプリの改修などを経て，本年 3 月 21 日にモニターツアーを実施した。GPS ロガーやアプリによるログ解析の結果，立寄り先の拡大を確認され，旅行者行動に基づく「ユーザー創発型」の観光
コースの造成に向けた手法の検討方法を整理することができた。
○foR プロジェクトの指定及び財政的支援を受けての効果
foR-A プロジェクトによる採択をいただいたことで，主に三点の効果が得られた。
第一に，研究成果の発表による，学会賞の受賞である。昨年 8 月に日本福祉大学で行われた「第 20 回日本福祉のまちづくり学会全国大会」
において，foR-A プロジェクトに関連した研究福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月
報告を行った結果，大会優秀賞を受賞することができた。
第二に，本プロジェクトがターゲットにしてきた「小さな交通」の実証例が，福島県内各地で見られるようになってきたことである。特に，南相馬市で，本年 3 月より開始された，タクシ
ー定額サービス「みなタク」は foR-A プロジェ
クトの研究成果を素地として制度設計されているが，事業の実施に際し，白河市で実証実験した「より道きっぷ」のデータやリーフレットなど，実務的な蓄積が得られていたことが，タクシー会社や議会との合意形成に大きく貢献した。また，同様の実証実験を県外（例：北海道運輸局）で展開したいという問い合わせもあり，研究が進めやすい環境を整えることができてきている。
第三に，学生教育と一体にしたプロジェクトの実施により，県内外の注目を集めることができたことである。一例として，会津若松市の「おちょこパス」に関しては，今後，ターゲット層
やエリアの拡大を県（商業まちづくり課）の協力を得ながら進められる可能性が出てきたほか，学生との交通まちづくりプロジェクトについて，山形市が平成 29，30 年度と連続して，本学に研究委託を行う予定である。
○関連する研究実績［外部資金］
 2017 年 8 月～2018 年 3 月, 大都市における観光バス駐車対策の多面的評価, 公益財団法人東京都道路整備保全公社提案公募型研究 (公益財団法人東京都道路整備保全公社), 代表, 4,319,266 円
 このほか，受託研究費（2 件；計 808 千円），
受託事業費（1 件；69,995,580 円）
。
［論文］
1)
吉田 樹, 避難自治体における地域公
共交通網の課題と再建構想, 運輸と経済,
78(3), pp.67-76, 2018.
2)
Yoshida, I., Fukumoto, M., Kato,
H., REQUIREMENTS OF PUBLIC TRANSPORTPLANNING TAKING INTO CONSIDERATION THE
RESPONSE IN CASES OF WIDE-SCALE DISASTER,
Journal of JSCE, 5, pp.321-334, 2017.
DOI:
https://doi.org/10.2208/journalofjsce.5.1_321
3)
吉田 樹, 生活交通としてのタクシーの選択性向上に関する実証分析, 交通工学発
表会論文集, 37, pp.575-581, 2017.
［学会発表］
1264)
吉田 樹, 地域公共交通活性化の戦略と実践－生産的なネットワーク構築のために－, 第 41 回都市計画セミナー (日本都市計画学会) 招待講演, 2018 年 1 月 24 日, 東洋大学
(東京都文京区)
5)吉田 樹, タクシーを活用したモビリ
ティ確保策の導入適性と諸問題, 日本福祉のまちづくり学会第 20 回全国大会, 2017 年 8 月
9 日, 日本福祉大学 (愛知県東海市)
6)吉田 樹, 「くらしの足」としてのタクシー活用の課題と可能性, 第 55 回土木計画学
研究発表会, 2017 年 6 月 10 日, 愛媛大学 (愛媛県松山市)

福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月

共存型人支援ロボットの開発に関する研究（実施期間：平成２９年４月１日～平成３０年３月３１日）

代表者

共生システム理工学類○成果の概要研究代表者は福島大学に着任以来，倒立振子
型人支援ロボット i-Pentar の開発を継続的に実施し，これまで関連技術を含め多くの実績を挙げてきた。本研究は，i-Pentar の実現を目指した研究を推進し，併せて関連する要素技術の研究開発およびその応用研究を行うことが目的である。
本年度は，これまで開発・改良を続けてきた，
コーティング式接触センサ，立体カム機構，ク
ラウン減速機構に加え，昨年度企業と連携して開発した小型高トルクモータを統合し，
i-Pentar 用の小型軽量ロボットハンドの基本的なメカニズム設計を完成させることを目標とした。本年度の研究は，関連する研究業績に示したように，外部研究資金の獲得 6 件，担当
学生の受賞 1 件，特許 2 件，国内会議論文 14
編，
国際誌投稿準備中 2 件の成果につながった。
以下，主要な内容について箇条書きでまとめる。
（1）コーティング式接触センサでは，1 次元モデルを拡張して 2 次元センサのモデル化を進めた。センサが 2 次元になった場合，その電極配置や信号処理手法は格段に自由度が増えるた
め，その研究開発を実機の試作・評価で行うことは時間的・費用的に困難度が大幅に増加する。
開発したモデルを使ってコンピュータ上でシミュレーションを行うことで，研究の効率化に大きく貢献する。なお，1 次元センサのモデル化に関する研究は，担当学生の受賞という成果につながった（受賞[1]）。また，基材をこれまでの金属からゴムに変更したセンサを試作して評価を行っている。これは，ロボット表面が柔らかい素材で覆われている状況を想定したものである。
（2）立体カム機構については，企業との共同研究により，これまでの 1 軸動作から 2 軸動作が可能な機構への拡張に成功した。その成果は2 件の特許出願につながった。バックラッシュの無い 2 次元関節機構は他に無く，様々なロボット機構への応用が期待できる。
（3）クラウン減速機構については，基本性能
は目標を達成したものの寿命が目標の 1000 時
間に達せず（現在 800 時間程度），ハンドの基
127

教授

高橋

隆行

本メカニズム設計を完成させるまでに至らなかった。
（4）小型高トルクモータについては，昨年度の試作結果を基礎として，さらなる高トルク化を目指した改良を行った。その結果，直径 12mmで，停動トルク 15mNm 以上，発生トルク 0.6mNmの時の回転数 5600rpm 以上，という目標のハンドを実現するために必要な仕様を満足できるモータの試作に成功した。
○foR プロジェクトの指定及び財政的支援を受けての効果
foR プロジェクトの財政的支援を受けたことによる最も大きな効果は，研究員（プロジェクト）を雇用できた点である。本研究テーマは，
i-Pentar 本体のシステム開発に加え，さまざまな要素技術開発が複雑に絡む大きなテーマであり，関わる学生も多い。雇用した研究員は，高度な専門的知識を活用して i-Pentar の具体的な研究開発を担うとともに，研究代表者との緊密かつ多面的な協力体制を構築することで，研究の推進ならびに学生教育の両面で大きな効果を挙げている。
また，本プロジェクトの成果を活用して，雇用した研究員が平成 29 年度科研費（若手研究（B））に採択されるなど，後進の育成にも寄与している。さらに foR プロジェクトの指定を受けることにより，本研究の重要性に関する対
外的な説得力が向上した。
○関連する研究実績【外部資金研究】
日本学術振興会・科研費 B
共同研究費

1 件 12,800 千円
2 件 5,857 千円【受賞】[1]若手優秀講演フェロー賞（共同で研究を実施した大学院生（北島諒一），論文[2][3]），一般社団法人日本機械学会（H30.6 授賞式）

福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月
【論文等】
[1] Canete Luis ・ 高 橋 隆 行 , Cooperative
Object Lifting for a Wheeled Inverted
Pendulum Assistant Robot, 第 18 回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 3E1-07, 2017.12, (仙台国際センター)[2] 北島諒一・Luis CANETE ・高橋隆行, コー
ティング式触覚センサの開発 ～円筒曲面塗布
型 セ ンサ 実現 可能 性の検 討 ～ , ロボ ティ ク
ス ・ メ カ ト ロ ニ ク ス 講 演 会 2017, 1A1-N01（CDROM）, 2017.5, (郡山（ビッグパレットふくしま）)[3] 北島諒一・Luis CANETE ・高橋隆行, コー
ティング式触覚センサの開発 ～センサモデルの改良～, ロボティクス・メカトロニクス講演会 2017, 1P1-N01（CDROM）, 2017.5, (郡山（ビッグパレットふくしま）)他 国内学会発表済み 11 件，国際誌投稿準備中
2件

128福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月

原発周辺地域における放射線被ばくが野生生物に与える影響の解明に関する研究（実施期間：平成２９年４月１日～平成３０年３月３１日）

代表者

環境放射能研究所

特任教授○成果の概要本研究プロジェクトは、放射線汚染後、地域住民の最大関心事項であると考えられる放射線の生物への影響について正しい情報を提供
し、住民の不安を和らげることを目的として、原発周辺地域に生息する野生動物（魚類および哺乳類）をヒトの代替モデルと位置づけ、①放射性セシウムの体内蓄積量の測定、②被ばく線量の測定、③放射線が遺伝子に及ぼす影響について解析を実施した。
①放射性セシウムの体内蓄積は、環境から生物へのセシウムの移行を把握する上でも重要な測定項目である。大熊町の池で捕獲された魚類(75 個体)のセシウム蓄積量は平均 3,480
Bq/kg (最小 450 – 最大 5,700)、浪江町で捕獲されたイノシシ(19 個体)は平均 1,500 Bq/kg(最小 150 - 最大 4,700)、浪江町および大熊町
で 捕 獲 さ れ た ア カ ネ ズ ミ (15 個 体 ) は 平 均
11,600 Bq/kg (最小 1,600 – 最大 29,000)を示
し、7 年が経過した現在においても高いセシウ
ム蓄積量を維持していることが明らかになった。
調査対象 3 種のうち最も高い蓄積量を示した
アカネズミについてメタゲノム解析を用いた餌生物リストを作成したところ、植物・動物・菌類から多様な生物種を採餌していることが明らかになった。今後は作成した餌リストから、高いセシウム蓄積量に最も寄与する生物種を特定していくことで、森林環境内でセシウムが集中しやすい生物のホットスポットを明らかにし、除染や森林管理に有効な情報を提供できる可能性がある。
②被ばく線量の測定では、イノシシに GPS 付
き線量計を装着し、1 時間毎に位置と線量情報を取得した。その結果、1 日の中で線量の低い
民家から高い森林内まで頻繁に移動を繰り返し、外部被ばく線量は 2 から 50 μGy/h を示した。既存研究のような捕獲地点周辺で計測する
線量は実測値から大きく異なっている可能性が示唆された。アカネズミでは、小型の光刺激
129

トーマス

ヒントン

ルミネセンス（OSL）線量計を装着して数日間放逐し、外部被ばく線量を測定した。さらに齢査定から、生涯外部被ばく線量を推定した値は52 から 340 mGy であり、内部被ばく線量の 5から 95 倍高いことが明らかになった。
③遺伝子に及ぼす影響では、イノシシ血中の染色体損傷を示す二動原体染色体の評価手法を確立した。この手法を野外で捕獲したイノシ
シに適用したところ、二動原体染色体の出現頻
度は捕獲場所の線量に比例して増加した。さらに、イノシシの血液に実験的に様々な強度の放射線を照射させて二動原体染色体解析を行い、被ばく線量と染色体損傷との反応検量線を作ることに成功した。この検量線によって、GPS
線量計を用いること無く、二動原体染色体の解析から精度の高い被ばく線量の推定が可能になり、より多量のサンプリングを効率的に実施することができる。
また魚類では、受精をしていないコイの無精卵から DNA を抽出し、マイクロサテライト遺伝
子座を解析する手法を確立することができた。
すなわち、魚類とその個体が持つ卵の遺伝子を比較することで、次世代への突然変異率を調べることが可能となった。今後は、これら手法を充実させ、①と②から得られる放射線被ばく量が次世代の遺伝子変異に及ぼす影響について検証を行い、その成果をわかりやすく公開する
ことで地域住民が抱える不安の払拭に務めていく。
○foR プロジェクトの指定及び財政的支援を受けての効果
foR プロジェクトの支援によって、長期モニタリングが必要な被ばく線量評価を継続し、特にセシウム蓄積量が高いアカネズミの食性調査を行いその理由を探る突破口を作ることができた。さらに、放射線によって起こる DNA 突
然変異および染色体損傷の評価手法を確立できたことは、地域住民が最も不安を抱く生物へ福島大学研究年報 第 14 号
2018 年 11 月の放射線影響を明らかにする重要な研究を加速することに繋がった。
また、本プロジェクトの支援によって、IER
設立後初めて東京都で第 5 回研究活動懇談会（11 月 25 日、日本科学未来館、参加者 117 名）を開催した。福島大学の知名度向上への寄与とともに、放射線への人々の関心の高さが明らかになり、本研究の継続とさらなる発展の必要性が示された。
○関連する研究実績
平成 30 年度基盤研究(B)一般（13,400 千円）「長
期的な低線量被ばくが野生生物に及ぼす遺伝的影響の評価」【分担：石庭寛子】
福島第一原子力発電所事故後に逸出したブタはニホンイノシシへの遺伝子汚染をもたらしたのか。保全生態学研究（採録決定済み）【共著：トーマス G. ヒントン】
第 5 回研究活動懇談会「福島の避難区域の野生
生物のいま」（平成 29 年 11 月 25 日、東京都）【講演：トーマス G. ヒントン、和田敏
裕】
日本生態学会東北地区大会公開シンポジウム「原発事故が福島の野生生物にもたらしたこと－その回復過程と今後の課題－」（平成29 年 11 月 4 日）【講演者：和田敏裕、石庭寛子】
学会発表 20 件

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