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ラオス北部における契約栽培と地方生活の動態的変化

ラオス北部の3つの村は、タバコの契約栽培で現金収入を増加させていた。一つの村はタバコの契約栽培に集中して収入を増やし、技術の習得によりコメの生産量も増やしていた。他の2村は、タバコの栽培を減らし、商業活動などに進出していた。どの村も教育の発展がみられる。他の2県でも調査した。契約栽培はカボチャなど多様な作物で行われていた。契約栽培成功のためには、乾期の水量が必要で灌漑設備が重要である。技術移転などに関して農民の人的資源育成が決定的に重要となる。2014年9月にラオス北部のルアンナムタ県のナムタ郡、シン郡、ロン郡の各郡の3つの村、合計9つの村を訪問して現地調査を行った。中国とフィリピンは領土問題でもめており、その関係でフィリピンは中国にバナナを輸出できなくなっている。したがって、中国商人がラオス北部に来て農民から土地をリースしてバナナプランテーションを経営していた。水田がバナナプランテーションに代わっていることを懸念した県は新規のバナナ・プランテーションへの転換を禁止し、現行のプランテーションは3年限りと規制している。各村に中国商人が来てスイカ、カボチャなどの契約栽培を行っている。中国商人は技術、資本、販路を提供し、ラオス農民は土地と労働を提供する契約栽培を行っているが、最初に資金をもらうが買い取り価格は安い契約と、最初に資金はもらわないが買い取り価格は高くなる契約がある。農民がどれだけリスクをとれるかという点で契約内容が異なっている。村の人的水準、土地の質、水量、立地などの状況、来ている中国商人により契約栽培も異なっている面があることが分かった。ゴムの植林は、ゴムの価格が暴落しており、採取をしていない村もあった。村だけでなく、ゴム工場、中国投資の農業会社、農業試験場、中国国境なども訪問して聞き取り調査を行った。以前訪問したときに比べて中国国境のトラックの数が格段に増え、そのサイズが大きくなっており、国境間での農産物などの輸送が頻繁になっていることがうかがえた。農林省が中心となりアジア開発銀行の資金を利用して収集した「2010-2011年北部地方開発セクタープロジェクト」のポンサリー県、ルアンナムター県、ボケオ県の3件の家計調査個票データを使用して、契約栽培と貧困の分析を行った。その契約栽培は平均して収入の12%を占め、計量経済学分析の結果は契約栽培は貧困削減に役立っているということを示していた。平成27年5月にウドムサイ県の調査を行いナーモー郡のマイナータオ村、ナサバン村、クアンカム村や大規模なバナナプランテーションを訪れて調査した。この地域ではタバコの契約栽培のウエイトが高かったが、タバコに集中して生産している村とタバコ生産のウエイトを減らして別の作物を増やしている村があった。商業活動を行うグループが生じていることも分かった。この3つの村に関するこれまでの調査結果を「ラオス北部における契約栽培の地方生活への影響」という論文にした。2008年から2010年の間に従来の作物生産から契約栽培による新しい作物へと重点が移動したことを明確に示した。またタバコの栽培を行っているかどうかが現金収入の差を決める重要な要因であることを実証的に示した。契約栽培による資金により新しい経済活動が始まっていることなどメリットを上げるとともに問題点も指摘した。今後の解決すべき問題に関してもあげている。平成28年2月にポンサリー県とウドムサイ県のいくつかの村を訪問して調査を行った。契約栽培によるロングビーンズの生産と中国企業による収集倉庫の調査も行った。ロングビーンズに関してはいくつかの企業が来て契約栽培をしていて、ラオス農民側のメリットも大きいようにみえた。各村の灌漑設備の様子も見て回ったが、灌漑が整うと契約栽培を裏作で行えて、収入が増えていることがうかがえた。地方の灌漑設備は1990年代にタイの技術を導入して行われている。しかし、タイの川は流れが緩やかであるため、流れの急なタイ方式の灌漑はラオスには適していなかった。したがって、ラオスの川は流れが速いために石や大木が流れ込み灌漑設備が破壊されたり、砂で埋まってしまうなどの問題点があった。その後、NGOなどが改修を行っているところもあるが、専門的な改修は行われなかった。現在ADBに資金により政府が改修に努めている。長く実施してきたウドムサイ県のナーモー郡の調査から、ルアンナムター県、ポンサリー県へと調査地域を拡大でき、契約栽培で主に生産している商品作物が地域より異なっていること、村により技術の獲得状況が異なることなどを確認することができた。また、ナーモー郡の調査に関して、論文にまとめて雑誌に掲載することができた。ラオス国立大学の国際コンファレンスにおいて、Agricultural Development and Sustainable Growthという基調講演を行った。ラオスの持続的発展のためには工業部門や第三次産業に労働力が流入する必要があるが、ラオスは農業に比較優位があることを考えると、国内需要を充足するだけの農業生産が必要である。したがって、農業の生産性を上げて、余剰労働力を生み出して、その労働力をその他部門に移動する必要がある。生産性を上昇させるための一つの手段が契約栽培の活用であり、契約栽培をスムーズに行うための環境整備が必要である。「ラオスの経済発展と海外直接投資受入れ環境」を掲載し、海外直接投資を受け入れるときにラオスはどのような問題を抱えているかを検討した。

ラオスが着実な発展を続けるためには資本増加、技術移転、雇用促進といった面で直接投資の流入が欠かせない。世界銀行のデータを使用して、外国所有企業の投資環境の評価を検討した。最も大きな障害は「適切に教育された労働力の不足」であり、海外直接投資流入の増加には教育の充実と労働市場の効率化が欠かせない。電力や税率に関しても障害が指摘されている。「ラオス北部における契約栽培と地方生活」を岡山商科大学の研究会で発表した。契約栽培の進展とともに、現金収入が増えて豊かになり、教育や保健も改善している。特に、果物、カボチャ、タバコ、サヤエンドウなどはコメの裏作として収穫するので好都合である。ウドムサイ県の村の調査では、土地の比較的よくない村で契約栽培により現金収入が急速に上昇していた。また現金収入が入ることにより新しい種や肥料を購入できてコメの収穫も増加しするという好循環が生まれていた。計量分析により契約栽培を行っていること、コメを売ることができることと土地の広さが現金収入を増やす重要なポイントとなっていることを示した。ラオス北部の3つの村は、タバコの契約栽培で現金収入を増加させていた。一つの村はタバコの契約栽培に集中して収入を増やし、技術の習得によりコメの生産量も増やしていた。他の2村は、タバコの栽培を減らし、商業活動などに進出していた。どの村も教育の発展がみられる。他の2県でも調査した。契約栽培はカボチャなど多様な作物で行われていた。契約栽培成功のためには、乾期の水量が必要で灌漑設備が重要である。技術移転などに関して農民の人的資源育成が決定的に重要となる。これまでウドムサイ県の村に限定していた調査をルアンナムタ県の9つの村に広げることができて、契約栽培の契約内容、対象の農作物に関してより多様性があるという情報を得た。また、比較的簡単な灌漑の修理により、契約栽培による収穫が急増しているケースを見ることができた。農業技術に関しては中国側が圧倒的に優れていて、ラオス側は太刀打ちできていないこともよくわかった。ビエンチャンで開かれたAsian Rural Sociological Societyにおいて論文を発表することができ、『経済政策ジャーナル』に論文の掲載が決まった。中国の商人や企業が契約栽培に幾つか進出している場合でも、商品作物の棲み分けや価格の統一性が見られる。したがって、中国側の商品流通や作物の購入組織についての情報が必要で、中国側の文献を集めて分析する必要があり、そのことを実行する予定である。また、ラオスに関する契約栽培の研究を調べ、商品作物による違いや、地域的な違いにより我々の研究とどのように違うのかを比較検討する。開発経済学契約栽培は中国商人が生産技術、販路、需要者が要求する品質など重要な情報を握っているため、ラオス農民は受け身にならざるを得ない点は共通である。しかし、村の人的資源、土地の質、水量、立地などにより契約栽培の中身が異なって多様であることが分かった。したがって、より広く契約栽培の実例を見ていくことの重要であり、やや広い範囲で調査地を回る必要があるんので、このことを実行に移す予定である。
日本語意味辞書を用いた名詞句の意味的構造解析技術の研究

本研究では、日本語表現に使用された「名詞」の意味決定の問題を中心に日本語の意味解析技術に挑戦した。従来の研究では、要素合成法の立場から、表現の意味と表現の構造を分離し、別々に扱うのが普通であった。しかし、表現の意味を決定するには、名詞の辞書的な意味とそれが使用された表現構造の知識を組み合わせた処理方式が必要と考えられる。そこで、本研究では、実際に使用された表現の構造に着目して、単語間の意味的関係をパターン化することにより、表現構造の持つ情報の活用を図った。具体的には、日英言語を対比する立場から、「和英辞書」を用いて、名詞の持つ語義の量的構造を明らかにするとともに、最近完成された「日本語意味辞書」を用いて、助詞「の」、「と」及び形容詞を含む日本語名詞句の意味的係り受け関係を決定するパターン規則を実験的に求め、それによる名詞の語義決定能力を明らかにした。また、その結果を拡張して名詞句全体の解析に適用し、名詞訳語の決定に有効な方法を提案すると共に,各種の名詞句に応用してその効果を明らかにした。主な適用対象は,(1)形容詞と名詞の関係に関する解析,(2)名詞と名詞の関係に関する解析,(3)抽象名詞を有する日本語表現の解析,(4)数量型名詞句の翻訳規則に関する研究,(5)名詞の訳語選択技術,(6)時間と空間に関する表現の意味解析,(7)その他の意味解析である。このうち,(8)については,研究途上であるが,他の課題については,解析精度が十分と言えないものもあるが,ほぼ,実用できそうな結果が得られた。平成10年度は、助詞「の」及び形容詞を含む名詞句を対象に、約3,000種類の名詞の意味属性を用いて以下の3種類の実験的研究を行った。1.「AのB」型の名詞句解析名詞句解析規則を名詞Aと名詞Bの意味属性αとβの共起関係を共起マトリックスとして表現する方法を実現するため、実際の文書から抽出された名詞句の名詞Aと名詞Bの意味属性の共起頻度から、このマトリックスを作成することを試みた。その結果、81種からなる意味属性を決定することができた。また、この時の共起マトリックスを使用した係り受け解析では、正解率71.4%が得られることが分かった。2.「AのBのC」型の名詞句の解析係り受け関係に曖昧性の生じる日本語名詞句のうち、最も典型的な「AのBのC」(A,B,Cは名詞)の形の名詞句に対して、係り受け解析に必要な規則を自動生成する方法を考案した。また、実験的検討によれば、得られた規則全体による係り受け解析の正解率は、83.8%であった。3.形容詞型の名詞旬解析用言を含み、係り受け解析で曖昧性の生じる名詞句の中で、最も単純な構造を持つ「形容詞+AのB」(A,Bは名詞)の型の名詞句に対して、名詞の意味属性を用いて、形容詞の係り先を決定する方法(解析正解率の最大=94%)を提案した。名詞語義の量的構造の調査では、重要語と見なせる和語名詞(約1,000語)の半数が、英語訳語の多義を持ち、その平均値は3であること、また、その解消に単語意味属性の情報を使用すれば、平均訳語多義は1.7に減少し、訳語選択の正解率は、ランダム選択の場合に比べて2倍の78%に向上する可能性のあることが分かった。また、名詞の意味的用法の調査では、新聞記事1万文の日英対訳コーパスを対象に、英訳語の多義構造を調べた結果は、おおよそ以下の通りである。重要名詞1,000語中、新聞記事で使用された語は、約750語であった。そのうち、50回以上出現した名詞106語を対象に、各見出し語毎に対応する英語表現を調べ、訳語の構成割合によって下記のように分類した。

(1)多義のない名詞(2語)(2)訳語がほぼ一意に決定できる名詞(13語)(3)有力な訳語が存在する名詞(32語)(4)同程度の頻度の訳語が複数存在する名詞(11語)(5)訳されないことが多い名詞(7語)(6)名詞以外に訳される名詞(41語)これによると、出現頻度の高い名詞では、多義のないものは少ない。また、(5),(6)が45%を占めるが、これらは、翻訳辞典の使えない名詞であり、それぞれの性質の応じた訳し方の研究が必要である。従って、残りの名詞((3)と(4)で全体の40%)が訳語選択技術のカバーすべき範囲と言うことができる。そこで、単語意味属性の適用効果を調べるため、(3)と(4)の名詞、43語について、意味属性が決まったときの多義数の変化を調べると、平均多義数は、2.91から1.58に減少し、平均正解率は、46.5%から83.3%に向上することが分かった。本研究では、日本語表現に使用された「名詞」の意味決定の問題に挑戦する。従来の研究では、要素合成法の立場から、表現の意味と表現の構造を分離し、別々に扱うのが普通であった。しかし、名詞の意味を決定するには、名詞の辞書的な意味とそれが使用された表現構造の知識を組み合わせた処理方式が必要と考えられる。そこで、本研究では、実際に使用された表現の構造に着目して、名詞間の意味的関係をパターン化することにより、表現構造の持つ情報の活用を図った。本年度は,昨年度までに検討を行った「AのBのC」の型の名詞句の係り受け解析規則の自動生成法につて論文にとりまとめた,形式名詞「の」を含む名詞句の意味解析については,ほかの抽象名詞「もの」,「こと」,「ところ」,「とき」などへ交替可能な場合が多いことに注目して,新しい翻訳方式を提案すると共に,自己組織化を使用した交替現象の解析方式を提案し,いずれも研究会論文としてまとめた。また,数量を表す名詞句,時間と空間を表す名詞句のそれぞれについても,日本語と英語の認識の違い着目した翻訳方式の検討を行い,翻訳規則をまとめると共に,シミュレーション実験によってその翻訳精度を推定した。なお,昨年度までに実施した研究のうち,結合価パターンに使用される単語意味属性を名詞の訳語選択に適用する方法の検討結果については,実験結果を取り纏め,学会誌論文として投稿した。
CD1・脂質免疫応答に着目した、エイズワクチン開発の新戦略

ヒト免疫不全ウイルス感染に対するタンパク質ワクチンは未だ実用化に至っていない。高頻度に生じるエスケープ変異がその主因と考えられ、効果的なワクチンの開発には、変異を許し難いT細胞エピトープの同定が急務である。本研究は、細胞培養系およびサルエイズモデルを用い、ミリスチン酸付加Nefペプチド(リポペプチド)に対するキラーT細胞応答の存在と機能を明らかにした。ミリスチン酸付加は高度に保存された領域で起こり、かつその反応はウイルスの病原性において重要であることから、リポペプチドは有効なエイズワクチンとなる可能性が示された。サル免疫不全ウイルスが感染細胞内で産生すると考えられるNefタンパク質由来リポペプチドに着目し、この分子に対する免疫応答の強さと質を詳細に解析することにより、新しい抗エイズワクチンとしてのポテンシャルを検証した。まずこれを特異的に認識するT細胞株は、CD8アルファー鎖、ベータ鎖陽性のキラーT細胞であり、活性化に伴い、インターフェロンガンマやパーフォリンを分泌した。抗原をパルスした末梢血単球に対して極めて強い細胞傷害活性を示したが、T細胞やB細胞に対してはほとんど傷害活性を認めなかった。ヒトなど異種の単球、樹状細胞に対しては細胞傷害活性を示さなかった。また、Nef遺伝子を導入した単球がこのT細胞株を刺激したことから、リポペプチド抗原が細胞内で産生され、抗原提示分子によってT細胞に提示されることが示唆された。サル免疫不全ウイルスに感染したアカゲザルの末梢血を採取し、インターフェロンガンマエリスポットアッセイを行ったところ、Nef由来リポペプチド抗原に対する有意な応答を認めた。特異的T細胞数は、血清中のウイルス量と弱い逆相関を示したことから、このリポペプチドに対する応答がウイルス制御に貢献している可能性が示唆された。最後にこの脂溶性リポペプチド分子を溶解しリボソームへの封入を可能にする溶媒の検討を行い、クロロフォルムやアセトン、メタノールなど単一溶媒で効率的溶解はできないが、適切な濃度で組み合わせることにより完全溶解が達成できることを確認した。サル免疫不全ウイルスが産生するNefタンパク質は、そのN末端にミリスチン酸付加を受けることにより、免疫抑制機能を発揮する。前年度までの研究から、ミリスチン酸付加を受けたN末端Nef5残基ペプチドを特異的に認識するアカゲザルT細胞株の存在が明らかとなっていたので、この抗原や類縁アナログ抗原を作製して、感染個体内での特異的T細胞応答について検証を行った。サル免疫不全ウイルス感染アカゲザル計6頭より経時的に末梢血を採取し、種々の抗原存在下でインターフェロンガンマエリスポット法を行ったところ、感染早期(23週)にはミリスチン酸付加Gagペプチドに対する低レベルのT細胞応答を検出した。一方、感染中期以降(5週以降)においては、ミリスチン酸付加Nef5-merペプチドあるいはミリスチン酸付加Nef6-merペプチドに対する優位なT細胞応答を認めた。これまでのT細胞株の解析では、ミリスチン酸付加Nef6-merペプチドに対する応答は想定されなかったが、感染個体内においてはミリスチン酸付加Nef6-merペプチドに対する応答が最も強いことが判明した。同時にパーフォリンを検出するエリスポット法を行ったが、感度に問題があり、結論を得るには至らなかったが、T細胞株がパーフォリンを産生することを確認した。ミリスチン酸付加Nef6-merペプチドを特異的に認識してインターフェロンガンマを産生するT細胞の数と、血清ウイルス価の間には、有意な逆相関を認めた。以上の結果をもとに、ミリスチン酸付加Nef6-merペウチドをエイズワクチン候補として検討することを考え、大量合成を完了した。
摂食行動で見られる神経回路網可塑性の発現機構の研究

アメフラシはアオサを好んで食べるが、マクサやサナダグサを嫌って吐き出す。摂食から吐き出しへの口の運動パターン変化は、閉口運動ニューロン(JC)の発火パターンの変化が大きな要因である。この神経機構を調べると、サナダグサの場合、JCニューロンを単シナプス性に抑制するMAニューロンの発火パターンが変化するのに対し、マクサの場合、MA発火パターンは変わらずMA⇒JC間のシナプス伝達が大きく抑圧されることがわかった。そこでまず、マクサの場合のシナプス伝達抑圧に寄与する中枢内修飾ニューロンの探索を行った。その結果、脳神経節内Mクラスターに細胞体があり口球神経節に直接軸索をのばすニューロン(CBM1)を見いだした。このニューロンは口唇へのアオサ味刺激よりマクサ味刺激でより高頻度に発火し、また発火によりMAがJCに誘発するシナプス応答を抑制した。さらにカテコールアミンを含有することも示唆された。昨年までのこれら成果に基づき、今年度はCBM1の修飾機構をより詳しく調べた。その結果、MA-JCシナプス領域への微小ピペットからのドーパミン局所添加がCBM1の効果に良く似たシナプス修飾を誘発すること、またドーパミンD1受容体のアンタゴニスト(SCH23390)の存在下、この修飾作用が減少することがわかった。さらにCBM1のシナプス修飾効果もSCH23390存在下で減少することがわかり、CBM1はドーパミンを修飾物質として利用し、シナプス部のD1受容体に作用していることが示唆された。また、MA-JCシナプスの伝達物質がアセチルコリンであることを利用し、シナプス領域へのアセチルコリン添加応答へのドーパミン作用を調べたが変化がみられず、CBM1の作用はシナプス前側であることも示唆された。吐き出し時にMA⇒JCニューロン間のIPSPを抑制する修飾ニューロンは、一連の研究から、脳神経節に細胞体が存在し、口球神経節と連結するCBC神経に軸索をのばしていると考えられる。これまで、CBC神経の断端から逆行性に染色し、脳神経節内に十数個のCBニューロン細胞体を見い出した。この中には修飾ニューロンだけでなく、摂食、吐き出しの司令様ニューロンも含まれると考えられる。そこで吐き出しに関わるニューロンを探すため、海藻味刺激に伴うニューロンの応答を調べる必要があるが、これら細胞体はかなり小さく、微小電極法を用いることが困難であった。そこで、ニューロンのスパイク活動をモニターできるカルシウムイメージング法を用い、海藻味刺激に伴うニューロンの応答を調べた。その結果、脳神経節Mクラスター内に細胞体を持つニューロンの1タイプが、摂食味刺激に比べて吐き出し味刺激でよく応答することをすでに見い出した。本研究ではこの継続として、このタイプのニューロンをきちっと同定し、実際にMA⇒JCニューロン間のIPSPを抑制するかどうかを調べることを目的とした。Mクラスター内に細胞体を持つ4個のCBニューロンのうちの一つCB_M1ニューロンは、両側のCBC神経へ軸索をのばし、FaGlu固定法により蛍光を発してカテコールアミン類を含有すると考えられる。またCB_M1はMA、JCニューロンに単シナプス性EPSPを誘発した。今回、口唇への海藻味刺激により、CB_M1には摂食、吐き出し味刺激で放電活動が誘発されるが、常に吐き出し味刺激の方が大きく活動することがわかった。また、CB_M1の放電によりMA⇒JCニューロン間のシナプス伝達は大きく抑圧された。さらに外液への10^<-6>Mドーパミン添加によりほぼ同程度のシナプス抑圧がおこることも確認した。これらの結果、CB_M1が目的とする修飾ニューロンであることが示唆された。

また、MA-JCシナプスの伝達物質がアセチルコリンであることを利用し、シナプス領域へのアセチルコリン添加応答へのドーパミン作用を調べたが変化がみられず、CBM1の作用はシナプス前側であることも示唆された。
高分子のグロビュール形成とその内部構造に関する統計力学的研究

溶液中で高分子が,拡がったランダムコイル状態から,引力的相互作用により緊密に折りたたまれた粒状分子(グロビュール)に移転する現象をコイル・グロビュール転移と言う.一口にグロビュールと言っても,その生成のメカニズムにより異った空間構造を持つ.凝集の主な原因として(2)飽和性化学結合(水素結合,硫黄結合など)(3)溶媒との親和力(疎水性相互作用,混合溶媒など)(4)トポロジー的相互作用(絡まり合いによる力)(5)静電相互作用(双極子,電解質など)(6)溶媒の流れの効果などが考えられる.本研究では以上の順に,それぞれの相互作用の特性と,結果的に出現するグロビュールの内部構造との関係を個別に調べることが目的であった.このうち,本年度は(2)(4)を中心に研究を進めた. (2)では主として水素結合で分子内架橋された網目構造のグロビュールについて,その生成条件を求めた.主鎖上に適当に間隔をおいて結合性のある側鎖を持つ高分子では,温度変化で転移が起こる可能性を示したが,現在未だ実験では観測されていない.分子間架橋で会合体が形成される場合の,溶液全体の性質を研究中である. (3)については,溶媒の混合,他種高分子の添加の効果を調べた.以上の研究成果について,物理学会誌上で解説を行った.高分子鎖の絡まり合いによる相互作用(4)についても,その基本的特性と同時に,分子形態への影響を,生体高分子の例で調べた.DNAにみられる超らせん構造はその代表的なものである.超らせんのエネルギー,安定性,振動などについて統計力学的視点から調べた.環状ポリスチレンの溶液物性を研究中である. (5)(6)は今後の課題.溶液中で高分子が,拡がったランダムコイル状態から,引力的相互作用により緊密に折りたたまれた粒状分子(グロビュール)に移転する現象をコイル・グロビュール転移と言う.一口にグロビュールと言っても,その生成のメカニズムにより異った空間構造を持つ.凝集の主な原因として(2)飽和性化学結合(水素結合,硫黄結合など)(3)溶媒との親和力(疎水性相互作用,混合溶媒など)(4)トポロジー的相互作用(絡まり合いによる力)(5)静電相互作用(双極子,電解質など)(6)溶媒の流れの効果などが考えられる.本研究では以上の順に,それぞれの相互作用の特性と,結果的に出現するグロビュールの内部構造との関係を個別に調べることが目的であった.このうち,本年度は(2)(4)を中心に研究を進めた. (2)では主として水素結合で分子内架橋された網目構造のグロビュールについて,その生成条件を求めた.主鎖上に適当に間隔をおいて結合性のある側鎖を持つ高分子では,温度変化で転移が起こる可能性を示したが,現在未だ実験では観測されていない.分子間架橋で会合体が形成される場合の,溶液全体の性質を研究中である. (3)については,溶媒の混合,他種高分子の添加の効果を調べた.以上の研究成果について,物理学会誌上で解説を行った.高分子鎖の絡まり合いによる相互作用(4)についても,その基本的特性と同時に,分子形態への影響を,生体高分子の例で調べた.DNAにみられる超らせん構造はその代表的なものである.超らせんのエネルギー,安定性,振動などについて統計力学的視点から調べた.環状ポリスチレンの溶液物性を研究中である. (5)(6)は今後の課題.
エアフローティング搬送ウェブに発生するフラッタの励振メカニズム解明と非接触制振

ウェブやシートなどの柔軟媒体に発生するフラッタの解析モデルを構築した.流体の支配方程式には,非定常揚力面理論に基づくクスナの積分方程式を用いた.流体構造連成方程式を導出し,安定性解析と実験によりフラッタの発生条件を示した.また,流体力仕事を求め励振メカニズムを考察した.さらに,アクチュエータである可動板の角度を能動的に変化させて流れを制御し,フラッタを非接触で抑止する制御システムを提案した.解析と実験によりフラッタ抑止効果を調べた.また,実験によりフラッタを非接触で制振できることを示し,フラッタ制御に重要なパラメータを明らかにした.これまでに,フラッタ特性を調べるための実験装置を構築し,基本的なフラッタ特性と支配因子を明らかにした.実験により得られたフラッタ特性と支配因子を基に,フラッタの詳細な解析モデルを構築した.ここで,三次元流れの流体支配方程式には,非定常揚力面理論に基づくクスナの積分方程式を用いた.構造系である有限幅ウェブの面外振動は3次元的な複雑なモードとなるため有限要素法により離散化した弾性体要素モデルを用いた.これらの方程式を基礎として,ウェブの動きと連成した非定常空気力および流体構造連成方程式を導出した.さらに,構築した解析モデルおよび流体構造連成方程式を基礎とするフラッタ(安定性)解析を行った.支配無次元数である質量比とアスペクトを変化させて,フラッタ臨界流速およびフラッタが発生する条件を明らかにした.また,フラッタモードと流体圧力分布,およびウェブ表面上での流体力による仕事の分布であるエネルギ収支分布を調べ,フラッタの励振メカニズムを明らかにした.ウェブやシートなどの柔軟媒体に発生するフラッタの解析モデルを構築した.流体の支配方程式には,非定常揚力面理論に基づくクスナの積分方程式を用いた.流体構造連成方程式を導出し,安定性解析と実験によりフラッタの発生条件を示した.また,流体力仕事を求め励振メカニズムを考察した.さらに,アクチュエータである可動板の角度を能動的に変化させて流れを制御し,フラッタを非接触で抑止する制御システムを提案した.解析と実験によりフラッタ抑止効果を調べた.また,実験によりフラッタを非接触で制振できることを示し,フラッタ制御に重要なパラメータを明らかにした.エアフローティング搬送ウェブに発生するフラッタの基本的なフラッタ特性を調べるための実験装置を構築した.空気圧により浮上した状態でウェブ発生するフラッタの特性を実験により調べた.実験では,ウェブ上の振動変位を測定することで,基本的なフラッタ特性を明らかにした.実験により得られたフラッタ特性と支配因子を基に,ウェブに発生するフラッタの解析モデルを構築した.ここで,ウェブ周りの流体の支配方程式には,非定常揚力面理論に基づくクスナの積分方程式を用いた.構造系であるウェブの面外振動は3次元的なモードとなるため有限要素法により離散化した弾性体要素モデルを用いた.そして,ウェブの動きと連成した非定常空気力を定式化することで,流体構造連成方程式を導出した.流動制御用アクチュエータを用いて,空気の流れを制御して,柔軟媒体であるシートおよびウェブに発生するフラッタを非接触で抑止する新しい制振システムを構築した.流動制御用アクチュエータは柔軟媒体の上流側に配置し,空気の流れを能動的に制御した.アクチュエータの駆動には,電流フィードバック付きパワーアンプを用いた.実験では,流動制御アクチュエータの回転中心の位置を変化させて,基礎的な制振特性およびフラッタの抑止に重要な制御パラメータを明らかにした.制御パラメータとしては,1センサで計測した振動変位から可動板の動きまでの位相,2コントローラゲイン(可動板の可動角度)を変化させて,これらのパラメータの制振特性への影響を明らかにした.アクチュエータ動作による流動制御の効果を考慮した流体・構造連成解析モデルを構築し,その支配方程式を導出した.導出した支配方程式に基づく安定性解析により,上述した2つのパラメータ,1センサで計測した振動変位から可動板の動きまでの位相,2コントローラゲイン(可動板の可動角度)を変化させて制振特性を調べた.そして,実験結果と比較して理論解析結果の妥当性を示すと共に,制振効果を評価した.工学これまでの研究では(1)実験装置の設計・製作が完了し,基本的なフラッタ特性を調べる実験を実施した.(2)実験により基本的なフラッタ特性が明らかになった.(3)実験によりフラッタ現象を支配する因子を抽出し流体構造連成系の支配方程式を導出した.(4)フラッタ解析により,フラッタ臨界流速およびフラッタが発生する条件が明らかになった.(5)流体力による仕事の分布であるエネルギ収支分布,フラッタの励振メカニズムが明らかになった.これらの成果は,当初の計画で予定されたものであり,研究が計画通り進んでいる.2012年度の研究では(1)実験装置の設計・製作が完了し,基本的なフラッタ特性を調べる実験を実施した.(2)実験により基本的なフラッタ特性が明らかになった.(3)実験によりフラッタ現象を支配する因子を抽出し流体構造連成系の支配方程式を導出した.これらの成果は,当初の計画で予定されたものであり,研究が計画通り進んでいる.

今後は,これまでの研究で明らかになった励振メカニズムの知見を基に,アクティブ流動制御による非接触制振システムを構築し,その制振性能を評価する.アクティブ流動制御のために,ウェブ周りの空気の流れを制御して,エアフローティング搬送ウェブに発生するフラッタを非接触で抑止する新しい制振システムを構築する.制御実験では,流動制御アクチュエータの配置位置を変化させて,基礎的な制振特性およびフラッタの抑止に重要な制御パラメータを明らかにする.また,制御パラメータとしては,1センサで計測した振動変位から可動板の動きまでの位相,2コントローラゲイン(可動板の可動角度)を変化させて,これらのパラメータの制振特性への影響を明らかにする.詳細な制振メカニズムを解明するには,制御を行った場合の励振流体力の変化を測定する必要がある.このため,制御と同時にエアバー表面の圧力分布の時間変化も計測する.また,制振実験結果を基に重要な制御パラメータを抽出する.さらに,アクチュエータ動作による流動制御の効果を考慮した流体・構造連成解析モデルを構築し,その支配方程式を導出する.導出した支配方程式に基づく安定性解析により,上述した2つのパラメータ,1センサで計測した振動変位から可動板の動きまでの位相,2コントローラゲイン(可動板の可動角度)を変化させて制振特性を調べる.そして,実験結果と比較して理論解析結果の妥当性を検証すると共に制振効果を評価する.今後は,詳細なフラッタ特性と励振メカニズムを解明する.特に,実験では,振動変位とウェブ表面の非定常流体圧力を多点同時計測することで,フラッタモードと流体圧力分布,およびウェブ表面上での流体力による仕事の分布であるエネルギ収支分布を調べる.また,質量比とアスペクト,ウェブ速度に対するフラッタ臨界流速調べる.さらに構築した流体構造連成方程式を基礎とする安定性解析を行い,フラッタ発生条件を明らかにする.2013年度は,フラッタの励振メカニズムを明らかにし,それによって効果的なフラッタ制振のために必要な機能・機構の知見を得た.しかしながら,アクティブ制御のためのアクチュエータの試作,および実験装置を改良するには至らず,そのための研究費は次年度へ繰り越しとなった.2014年度は,アクティブ制御のためのアクチュエータの製作,および既存の実験装置を改良し,提案するアクティブ流動制御の制振性能を実験により評価する.また,得られた研究成果を発表する.2012年度(前年度)に構築した実験装置では,レーザ変位計を2台組み込むことで基本的なフラッタ特性を調べた.しかしながら,詳細なフラッタ特性を調べるために不可欠な多点同時計測実験は2013年度(次年度)実施となった.このため,追加するレーザ変位計や圧力計などのセンサ購入のための研究費使用は次年度となった.2013年度は,広範囲の流速でフラッタ特性を調べるための大流量ブロワ,ウェブ搬送のためのモータと駆動用インバータを購入し,これらを実験装置組み込むことで,詳細なフラッタ特性を調べるため実験装置の改良を行う.
哺乳類軟口蓋味蕾機能の重要性と種特異性

軟口蓋味蕾は、ラットおよびハムスターでは甘味に対して特異的に大きな応答性を示すが、マウスでは苦味に対して大きな応答性を持つことが明らかになった。また、甘味および苦味の受容変換に関与するα-gustducinをノックアウトしたマウスの大錐体神経と鼓索神経の味覚応答を調べた結果、鼓索神経では甘味応答が、大錐体神経では甘味および苦味応答の大部分が消失した。gustducinは軟口蓋ではIP3R3発現細胞の96.7%に発現するが、茸状乳頭味蕾では42.4%しか発現しなかった。鼓索神経と大錐体神経をすげ替えて、再生した味蕾のIP3R3とgustducinの発現を調べた結果、それぞれの口腔内領域における本来の発現の特徴に変化が認められなかった。これらの結果は、口腔内の味蕾の味感受性の特徴は支配神経に依存するのではなくその領域の上皮に依存することを示唆している。さらに、マウス胎仔の味蕾基底細胞マーカー遺伝子Shh,Prox1,およびMash1の発現を調べた。胎生12.5日に茸状乳頭原基のShhの発現開始の時期から、Prox1はShhと共発現した。軟口蓋では、Shhは胎生14.5日に、最前部では帯状に、後部ではスポット状に発現した。点状のShh発現部分の数(胎生14.5日に21.4±4.3個)は胎生15.5日まで急速に増加してピーク(54.8±4.0個)に達した。また、軟口蓋ではProx1はShhの発現開始の時期から共発現した。これらの結果は、舌前方と軟口蓋ともに味蕾基底細胞の分化がShh発現スポットのパターン形成と同調して起こることを示している。一方、Mash1発現はShhやProx1の発現より遅れ、軟口蓋ではShh発現スポット数がピークに達した後であった。さらに、PGP9.5とShh発現は、舌前方と軟口蓋ともに、上皮の神経支配はMash1の発現よりわずかに先行することがわかった。軟口蓋味蕾を支配する大錐体神経は、ラットおよびハムスターでは甘味に対して特異的に大きな応答性を示すが、マウスでは苦味に対して高い感受性と大きな応答性を持つことが明らかになった。3種の齧歯類(マウス、ラット、ハムスター)について、大錐体神経と鼓索神経の四基本味刺激に対する応答性を比較した結果、それぞれの種の間で大錐体神経応答には有意の種特異性があるが、鼓索神経応答には大きな差が認められないことが分かった。また、甘味および苦味のtransductionに関与するα-gustducinをノックアウトしたマウスの大錐体神経と鼓索神経からの味覚応答を調べた結果、鼓索神経では甘味応答が、大錐体神経では甘味および苦味応答の大部分が消失することが明らかになった。軟口蓋の味蕾は、出生時口腔内の他の部位に先駆けて成熟しているが、さらに、胎生期マウス胚(C57BL/6J)の味蕾の基底細胞のマーカー分子であるShh、Prox1およびMash1の発現を解析した結果、軟口蓋領域では、口蓋突起が融合する前の胎生14.5日からShhとProx1が共発現する味蕾基底細胞様の細胞がスポット状に分布していることが明らかになった。

一方、舌では、舌の発生過程で茸状乳頭原基に発現するShhが茸状乳頭の分布パターンの形成に重要であることが報告されていたが、胎生12.5日で、ShhはProx1と共発現しており味蕾の基底細胞の特徴を示す細胞の分化が示唆された。また、Mash1の発現の開始も舌の方が早く、軟口蓋領域の胎生15.5日に対して茸状乳頭領域では胎生14.5日から発現することが明らかになった。これらの結果から、軟口蓋の味蕾は、胎生15.5日までは茸状乳頭の味蕾よりも発生が遅れているが、その後、急速に分化が進み、出生時までに茸状乳頭の味蕾よりも成熟することが明らかになった。軟口蓋味蕾は、ラットおよびハムスターでは甘味に対して特異的に大きな応答性を示すが、マウスでは苦味に対して大きな応答性を持つことが明らかになった。また、甘味および苦味の受容変換に関与するα-gustducinをノックアウトしたマウスの大錐体神経と鼓索神経の味覚応答を調べた結果、鼓索神経では甘味応答が、大錐体神経では甘味および苦味応答の大部分が消失した。gustducinは軟口蓋ではIP3R3発現細胞の96.7%に発現するが、茸状乳頭味蕾では42.4%しか発現しなかった。鼓索神経と大錐体神経をすげ替えて、再生した味蕾のIP3R3とgustducinの発現を調べた結果、それぞれの口腔内領域における本来の発現の特徴に変化が認められなかった。これらの結果は、口腔内の味蕾の味感受性の特徴は支配神経に依存するのではなくその領域の上皮に依存することを示唆している。さらに、マウス胎仔の味蕾基底細胞マーカー遺伝子Shh, Prox1,およびMash1の発現を調べた。胎生12.5日に茸状乳頭原基のShhの発現開始の時期から、Prox1はShhと共発現した。軟口蓋では、Shhは胎生14.5日に、最前部では帯状に、後部ではスポット状に発現した。点状のShh発現部分の数(胎生14.5日に21.4±4.3個)は胎生15.5日まで急速に増加してピーク(54.8±4.0個)に達した。また、軟口蓋ではProx1はShhの発現開始の時期から共発現した。これらの結果は、舌前方と軟口蓋ともに味蕾基底細胞の分化がShh発現スポットのパターン形成と同調して起こることを示している。一方、Mash1発現はShhやProx1の発現より遅れ、軟口蓋ではShh発現スポット数がピークに達した後であった。さらに、PGP9.5とShh発現は、舌前方と軟口蓋ともに、上皮の神経支配はMash1の発現よりわずかに先行することがわかった。
推論機構を持つ遺跡復元作業支援3次元シミュレータの開発

1.遺跡の発掘過程やシステムの観察で得られた知見を基に、遺跡の空間構造を復元的に考察する作業を支援し、考察結果を3次元画像表現するシステムを開発した。システムは大きく3つの機能を持つ。(1)空間構造表現機能:遺跡の発掘経過や発掘直後の状況、さらには復元的考察の内容を3次元CG画像で表示する。(2)画像情報管理検索機能:発掘過程で記録した遺跡の画像情報を集合管理し、対話的に検索表示する。(3)推論機能:遺構の建築的まとまりや時代的区分の推論、遺跡の空間利用の推論、破壊された遺構の原型の推論など、発掘した遺跡を復元的に考察する作業を支援する。2.(1)(2)の機能については、アル・トゥール遺跡を事例に、データベースを構築し、現場での観察が研究室に置かれたシステムでどの程度再現できるか、観察の再現性を検討した。基本的な観察事項を再現できるのはもとより、全体像の把握や図形処理を加えた観察など、優れた特徴を確認した。3.部分的に発掘された遺構の実測情報を基に、設計ルールを推論、それを基に遺構の全体的な空間構成を復元し、画像表現するシステムを構築した。設計ルールを推論する作業の手順に改良すべき点が残されているが、ギリシャ神殿の考察に利用できる見通しを得た。4.発掘された遺跡の、各部分の利用形態を推論するシステムを試作した。すなわち、関連文献や遺跡の観察で得た知識をデータベースに蓄積しておき、観察者が利用形態の仮説を提示すると矛盾が無いかをシステムが検証する形式の推論システムである。事例分析を通じ実用化の見通しを確かめた。遺跡の空間構造に関する知識ベースの蓄積によって応用対象が広がると期待できる。【.encircled1.】発掘の過程で光測量機器を用いて測定した遺構の形状モデル(現場サブシステム)から、研究室のグラフィックワークステーションを使って遺構の詳細な再現モデルを構築(研究室サブシステム)し、発掘過程の追跡や遺構の空間構造の検討を行なうシステムを試作した。また、アル・トゥールの発掘資料を用いてケースステダィを行なった。【.encircled2.】発掘現場で撮影した遺構の写真画像に、文字や図面情報を加えたマルチメディアデータベースを試作し、【.encircled1.】と同様にケーススタディを行なった。また、システムの構築にあたり、現場での撮影、記録から資料整理の方法までを確立することをあわせて行った。【.encircled3.】遺跡の空間構成推論支援システムの構築に向けて、イスラム社会の都市と住居構成に関する文献調査を行ない、知識表現の形式について検討した。【.encircled4.】前回のプロジェクトにおいて開発した、非単調推論の形式によるTMS(Truth Maintenance System:真理保全機構)のモデルの拡張について検討した。具体的には、従来のシステムは、利用者があらかじめ矛盾解消のルールをシステムに入力しておく必要がないため、利用の過程でシステムを成長させながら推論の支援を行なわせることができるものであったが、新に入力した知識が以前に入力した知識と矛盾した場合、矛盾解消機構が無限ループにおちいる可能性を否定できなかった。そこで、推論機構としてTMSを拡張したATMS(Asumption based TMS:仮説推論真理保全機構)の採用について検討した。ATMSでは、アドホックに入力した知識の不整合は、異なる環境下での推論として処理を進めることが可能となる。1.発掘調査の過程で収集した大量の情報を扱えるよう、画像情報管理システムや遺跡の空間構造表現システムを改良した。合わせて、これまで5年間、6期の調査で収集したアル・トゥール遺跡の3次元実測データを組み合わせて遺構配置や遺物分布を3次元画像表現し、遺跡の鳥瞰的考察を行った。現地では捉えにくかった建築遺構と発掘前地形の関係、建築遺構と遺物の広域的な分布の関係、建築遺構の配置に内在する3系統の軸線などが容易に読み取れるようになった。

2.発掘現場における考古学者との観察・討論、さらには文献資料を手がかりに、遺構の材料・形状・施工単位から、断片的に発掘された遺構の建築としてのまとまりや施工順序、さらには空間用途を推測するための知識を収集整理した。3.建設時の設計ルールを想定し、それらを手がかりに、部分的に発掘された建築遺構から、残りの部分の空間構成や部材構成を復元的に考察する方法を提案し、ギリシャ神殿について支援システムを試作した。全体から部分まで体系的なルールがあったと仮定したシステムでは、特定の実測情報から全体を推測し、3次元モデルを描画したり、入力したもの以外の実測値との誤差を検討できるようになった。しかし、実際には神殿毎に個別的な設計ルールがかなり組み込まれていたとの判断から、研究者が試行錯誤しながら、作業過程で適宜ルールを組み込んだり変更したりできるような、柔軟なシステムに変更中である。平面的考察の部分までは改訂を終了した。4.8mmビデオカメラを使って発掘現場における観察を記録し、即日的に画像データベースを作成する技術をほぼ確立した。発掘過程で1日あたり延べ1時間の観察を録画するものとして、一人の作業者が、毎日5060枚の画像データや撮影位置・方向等の基礎データを登録し、検索情報を付加するなどの一連の処理を完了できるような作業性が得られるようになった。1.研究とりまとめの一貫として、研究室サブシステムで発掘現場における観察作業をどの程度再現できるか、システムの再現性を評価した。基本的な観察事項を十分再現できるのはもとより、全体像の把握や、高さ関係など情報に加工処理を加えるなど、現場とは異なる視点で観察できるというメリットを確認した。2.ギリシャ神殿の復元作業支援システムについて昨年度明らかになった問題点を改良した。すなわち観察者が実測値を分析しながら、対話的に設計ルールを検討・提案し、それを基に空間構成を復元するなど、推論のエンジンとなるルールを定義する作業に柔軟性を持たせた。オリンピアのゼウス神殿を事例に、設計ルールの抽出や、部分しか残存して居なかったとの想定で残りの部分の空間構成を復元する作業を試行した。実用化には、分析に組み込む寸法項目選択の自由度を増すべきことが分かったが、手直しは可能であり、基幹システムとして当初予定した開発の成果は得られた。3.発掘した遺構の材料・形状・施工単位を手がかりに建築としてのまとまりや時代的区分を推論し、また観察や文献資料を手がかりに遺構の空間利用を推論する目的で、真理保全機構(TMS)を用いた推論システムを開発し、推論エンジンのデータとなるルール収集を行った。遺構の物理的条件記述モデルや推論エンジンを構築した。チュニスの住宅を事例に全発掘の場合や部分発掘の場合を想定して空間利用を推論する作業にシステムを試験運用し、実用の可能性を確かめた。前者のタイプの推論についても、ルール蓄積を続ける事により、開発したシステムの応用は十分可能である。
自然共生型の生活文化・行動を内包するマイナーサブシステンス(遊び仕事)研究の構築

研究成果の概要(和文):本研究は、生活と自然が乖離し、ゆえに自然が荒廃しつつある現代社会において、自然共生型の生活文化と行動を内包する「遊び仕事」に着目し、「遊び仕事」が現代日本人の生活行動を自然共生に向かわせる第一歩、人間生活と自然を結びつけるブレークスルー(突破口)となり得ると確信し、「遊び仕事」の今日的あり方について検討を重ねてきた。その結果、サブシステンスの今日的価値として、必要十分、もったいない、互酬性、共同体規範、非市場経済などの視点を抽出した。本研究は、人間生活と自然が乖離し、ゆえに自然が荒廃しつつある現代において、自然共生型の生活文化・行動を内包する「マイナーサブシステンス(遊び仕事)」に着目し、地域・生活デザイン計画学、生活科学、農学、生態学、道具学、博物館学などの視点から、領域を超えた「知の融合」として、1)丹後半島全域を対象とした「遊び仕事」の踏査・発見、2)消滅が危惧される「遊び仕事」の生活文化・技術の記録・保全・伝承、3)「遊び仕事」を可能ならしめてきた自然環境の保全、4)「遊び仕事」を活用した自然共生教育と地域活性化計画について考究し、5)現代日本人をして「自然共生行動」の第一歩、ブレークスルー(突破口)となり得る「遊び仕事」の今日的価値・役割について検討するものである。1)「遊び仕事」の生活文化・民俗学的採集:「遊び仕事」の実態を、丹後半島の宮津市由良、福知山市雲原を中心として、調査・採集した。2)丹後半島全域を対象とした「遊び仕事」に関する集落単位調査とデータベース化、優先的調査アイテムの抽出:自然的資源の空間的把握と今後の動向を探るためのデータベース化、消滅が危惧される優先的調査アイテムの抽出等について検討した。3)「遊び仕事」の自然共生的価値に関する科学的解明と保全・管理研究:地域・生活デザイン計画学、生活科学、生態学、道具学などの視点から、学際的に「遊び仕事」の自然共生的価値について検討した。4)「遊び仕事」研究の先行的事例調査についての文献等の調査を行った。1)「遊び仕事」の生活文化・民俗学的採集:京都府丹後半島に位置する宮津市由良地区、福知山市雲原地区を主たるフィールドとして、海・山・川における「遊び仕事」の実態について、インタビュー・参与観察を軸に、調査・採集を実施した。2)「遊び仕事」に見られるサブシステンス(自立自存)の価値:今日の市場経済に頼らない人間の生き方、人間と自然とが対等な立場でふれあえる自然共生のあり方などの視角から、その現代的意味(サブシステンス)について検討した。3)「遊び仕事」の自然共生的価値に関する科学的解明と保全・管理研究:地域・生活デザイン計画学、森林科学、生態学、道具学などの視点から、「遊び仕事」に関する自然共生的価値について、学際的な視点から解析・検討した。2002年12月の国連総会において,「国連持続可能な開発のための教育の10年(Education for Sustainable Development, 20052014)」が決議された.それは,持続可能な世界の実現、人と人,人と自然のつながりを大切にする地域づくり,そして,それらの基礎となる教育の重要性をうたったものである.本研究は,京都府北部の丹後半島全域を対象として,人間生活と自然が乖離し,ゆえに自然が荒廃しつつある現代社会において,自然共生型の生活文化と行動を内包する「遊び仕事」に着目し,「遊び仕事」が現代日本人の生活行動を自然共生に向かわせる第一歩,人間生活と自然を結びつけるブレークスルーとなり得ると確信し,「遊び仕事」の今日的あり方について検討を重ねた.

一方,筆者は,イヴァン・イリイチの主張である「サブシステンス(自立自存)」概念との出逢いを契機として,従来の「遊び仕事=マイナーサブシステンス」という捉え方が,単に「遊び仕事」を経済的活動としてのサブシステンス(生業)との関連で定義付けされていることに対して,「遊び仕事」を人間のサブシステンス(自立自存)な行為(遊び仕事=サブシステンス)として捉え直そうと考えた.本研究では,元来,自然との共生の中で行われてきた人間生活の諸活動が「体制・市場・産業的サービス」の受け手に甘んじ,その結果,ヴァナキュラーな生活・活動が消失し,生活の自立・自存の基盤が破壊されつつある現在,ほんとうの豊かさや人間らしい生き方,そして社会とは何かを求めて,現代社会において忘れかけ,消滅しかけている「遊び仕事」を,人間のサブシステンスな行為・活動としてとらえ直し,その結果、サブシステンスの今日的価値として、必要十分、もったいない、互酬性、共同体規範、非市場経済などの視点を抽出した.「遊び仕事」の丹後半島広域調査を計画中であるが、自治体にアンケート配布依頼するにはその概念が理解されにくく、遊び仕事の実践者まで届きにくいことが判明した。そこで、現在、面接調査を計画中であり、計画がやや遅れている状態である。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述した丹後半島広域を対象とした「遊び仕事」の踏査・発見、消滅が危惧される「遊び仕事」の生活文化・技術の記録、「遊び仕事」を活用した自然共生教育についてまとめていく予定である。
流動層内水平円管周りの粒子挙動と熱伝達特性に及ぼす粒子間付着力の影響

本研究の目的は、粒子間付着力の増加が水平伝熱管を有する流動層の全体的な流動状態に与える影響および、伝熱管周りの粒子挙動や熱伝達特性に与える影響を定量的に評価・解明することである。流動層のコールドモデルを用い、流動化空気の湿度を変えることによって流動媒体であるガラスビーズ間の液架橋による粒子間付着力を制御し、伝熱管周りの粒子挙動と熱伝達率の同時測定および流動状態の可視化観察によって、上記の目的を実験的に達成することを試みた。主要な実験方法は次のようである。◇伝熱管上の粒子挙動(接触粒子の濃度と速度)を光ファイバープローブで捉え、熱伝導逆問題解析の手法により極細線熱電対を用いて、同じ位置で同時に局所熱伝達率を測定する。◇ガラス管製伝熱管を用いて、管に貼り付けた液晶シートの発色を管内部からマイクロカメラで観察し、色分布から温度分布をニューラルネットワーク法で計算し、熱伝達率分布を求める。◇管内部から、レーザーライトシートを照射し、管内部からマイクロカメラを用いて管外表面に接触する粒子を可視化する。得られた主要な結果を要約して以下に示す。◇粒子間付着力の増加による熱伝達率の低下は、主に、管底部や側面では空隙率の増加から、管頂部では接触する粒子の移動速度の低下に起因する。◇伝熱管周りの平均熱伝達率に及ぼす粒子間付着力の影響は、層の圧力損失から求められるチャンネリング指数を用いて表すことができる。ガラス製伝熱管による可視化観察からは、◇粒子間付着力が増加すると、伝熱管上の熱伝達率分布の空間・時間的な変動が小さく緩やかになる。◇気泡の接触時間割合は管頂部で低く、管底部で高く、側面では両者の中間的な値となる。◇管内部からレーザーライトシートを用いて可視化する手法は、粒子と気泡の接触を明確に識別でき、光ファイバーによる方法と共に今後の流動層研究の進展に大きな武器となるであろう。1.雰囲気の相対湿度を自由に制御できるチャンバーを製作し、このチャンバー内に購入したパウダーテスター設置し、雰囲気の湿度を自由に変えながら粉粒体特性を計測できるシステムを整えた。2.上記システムにより実験に用いる粒子(平均粒子径1.0,0.42及び0.2mmの3種類のガラスビーズ)の粉粒体物性値(安息角、崩壊角、ゆるめ見かけ比重など)を測定した。いずれの粒子も雰囲気の相対湿度が約60%以下では物性値はほとんど変化しないが、60%を越えると液架橋の形成により粉粒体物性値が変化し、安息角は増加する。3.上記の粒子について、流動層のコールドモデルを用いて層内水平伝熱管周りの粒子挙動と熱伝達率の測定を行った。流動化空気の相対湿度を変えることによって粒子間付着力を制御した。先ず、粒子間付着力の影響を受けない相対湿度の範囲で、流動層内伝熱管周りの粒子挙動と熱伝達率の同時測定を行い、両者の関係を詳細に調べた。測定結果より、平均粒子径の相違が、管周りの粒子挙動と熱伝達特性に与える影響を明らかにし、平均粒子径の相違により管周上の伝熱増進のメカニズムが異なることを明らかにした。4.平均粒子径0.42mmの粒子については、流動化空気の相対湿度を3080%変化させて管周上の平均熱伝達率を実測し、相対湿度(粒子間付着力)と平均熱伝達率の関係を明らかにした。5.ガラス