hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱を操るタンデム新原理に基づく焦電環境発電材料の研究

一次供給エネルギーの60%程度が未利用排熱として大気中に捨てられているわが国では、エネルギーのカスケード(縦つなぎ)利用が有効技術とされ、機械的エネルギーを介して電気的エネルギーを得るといった方法で温度ごとに切れ目の無いエネルギー変換を行い、排熱利用の高効率化を実現している。しかし、機械的エネルギーを介した熱利用は300°Cの壁を持って終了するため、本研究は、300°C以下で“熱を操る"ことを念頭にしつつ、熱ー電気変換に関して革新的かつ全く新しい発想に基づく材料学的研究に挑戦することを目的としている。一方、車両や電子機器関連分野では、熱を逃す高効率な新冷却システムを渇望しており、この温度域とも一致する。つまり、300°C以下で“熱を操る"ことが強く求められる。そこで、様々な外場環境の変化のうち、例えば温度変化の場合には、その“温度差"ではなく、“温度の時間的変化"に着眼した創エネ材料の研究を行うことを本研究の目的としている。昨年度は、熱膨張特性が大きく異なる2種以上の焦電/非焦電材料を無拡散状態で0-3型複合組織化することに成功し、その機械特性および電気特性を評価し、粉末状のセラミックフィラー材の充填濃度と複合材の機会特性との相関を調べた。今年度は、その異種界面で温度変化に対して誘起される熱膨張が観測できる装置を製作した。さらに、セラミックフィラー材の表面構造を改質し、ファイバー状の高分子内部に埋め込んだもの、または表面に接着させただけのもの2種類を作り分ける材料合成技術を獲得し、その機械的変形挙動および歪電挙動(環境発電量)を調べた。ドイツの大学との共同研究にも発展し、マルチスケール有限要素法を取り入れた変形挙動の解析も実施し、これらの成果を取りまとめて論文発表および学会発表を行った。年度目的として掲げた瞬間的な特性変化を観測する装置が組み上がり、焦電および歪電効果のタンデム評価ができる体制を整えたため。各種の異種界面をもつ複合材料を合成可能とし、その焦電・歪電からなるタンデム挙動のメカニズム解明と環境発電素子化に取り組む。初年度は、一次の焦電係数(分極の温度変化)の向上に加えて、二次係数の重畳を目論むため、1次係数を相殺せず、熱膨張特性が大きく異なる2種以上の焦電/非焦電材料等を無拡散状態で複合化するといった、独自視点に基づいた焦電セラミック複合材料の合成を試みた。適用した材料構造は、耐熱性高分子ポリシロキサンをマトリックスにして、一方の無鉛圧電セラミック粉末をフィラーとした0-3型複合組織からなる。これら複合材料における微構造組織、機械特性および電気特性の評価を行い、フィラー量との関連を考察し、成果を取りまとめて学会発表を行った。年度目的として掲げた焦電/非焦電材料からなる複合材料の合成と評価に成功したため。

ドイツの大学との共同研究にも発展し、マルチスケール有限要素法を取り入れた変形挙動の解析も実施し、これらの成果を取りまとめて論文発表および学会発表を行った。年度目的として掲げた瞬間的な特性変化を観測する装置が組み上がり、焦電および歪電効果のタンデム評価ができる体制を整えたため。熱・電場・応力等の外場環境に対して誘起される瞬間的な特性変化を観測し、複合材料における焦電発電のメカニズム解明に取り組む。各種の異種界面をもつ複合材料を合成可能とし、その焦電・歪電からなるタンデム挙動のメカニズム解明と環境発電素子化に取り組む。
ミャンマーを事例とする農業遺伝資源多様性の把握、農家保存と利用の検討

ミャンマーに関する本研究は、大別して3点の作業分野:i)調査・収集、ii)多様性の測定及びiii)農家保存地の同定及びモニタリングの開始からなる研究を行った。視点は,1)遺伝資源銀行での遺伝資源の多様性の実体程度の推定:2)主要集荷市場でのサンプリング:3)食糧農業遺伝資源の生息域内保全(栽培地)の候補地調査:4)ミャンマー遺伝資源銀行での形質評価:5)遺伝資源政策の調査及び展望:6)保全のための能力構築:7)国際研究支援グループの連絡構築を考慮した。これら調査は当該科研費に加えて奨学寄付金等によって賄われた。調査地域は、ミャンマー中部及び山岳地帯を主体にH16年度は予備調査2件(渡邉・藤村)、ミャンマー中部への探索2件(マシウス・渡邉)及びミャンマー国境のタイ(渡邉)及びラオス(河瀬)の調査2件、計6調査を行った。H17年度は河瀬と渡邉により雨期のカチン州を探索し,野生イネの動態や隔離農村の農家保全を観察した。マシウスはタロの繁殖方式について前年度の調査にも続き中部ミャンマーで調査を行った。後2件(渡邉)により前年度訪問したミャンマー中部地域の園芸作物遺伝資源の農家利用のモニターを行った。H18年度は,H17年度の3件の調査収集旅行(Matthews,渡邉、河瀬)に基づき、同じ場所をモニターした。渡邉は,H18年7月及びH19年3月に南部のヤンゴン郊外HleguのVFRDC近郊(バナナ、マンゴー、ショウガ科非ショウガ属、ナス科野菜(ナス、トウガラシ、トマト、nightshadeなど)及びNaugnapin周辺を頻繁に現地協力者と品種の変遷を確認した。同様にサトイモについてヤンゴン郊外を調査し,Matthewsは、H18年10月にサトイモについて、Kachin州のIndawgyi湖周辺の調査を行った。河瀬と渡邉は,H18年11月に北部はKachin州のPutaoを起点としてSumbien, Sumprabon, Myikyinaにいたる日本人未踏の地を徒歩にて調査し,少数民族の村落で,民俗学的な知見を含めて遺伝資源の調査及び収集をおこなった。野菜類の遺伝資源の利用や保全が非常に脆弱で合あることがわかった。本調査では,約100点の収集物の分譲をMTAに基づきMOAIから受け,農業生物資源研究所ジーンバンクに保存した。これらは、イネ,ソルガム,Vigna,ナス野生種、ショウガ科非ショウガ属などである。なお、これら調査は,旅費等の支弁を他の寄付金等も導入し行った。軍事政治的事情から調査活動は限定される可能性があったが、現地政府との緊密な連絡連係によって、極力支障のないように行動できた。マンゴーとショウガについて、モノグラフの作成を共同作業でミャンマー側と行い初稿原稿ができH19年度に出版予定である。過去3年の調査基盤に基づき,ミャンマーだけではなく、近隣国の国境周辺における少数民族の植物・作物との関わりと保全と持続的利用に係る研究課題についてグループメンバーを主体として検討した。人類学,社会学、法学、薬学、地域開発学等の研究者を含めた学際研究グループの構築を行い,当該科研研究からの発展課題を構築した。

本調査では,約100点の収集物の分譲をMTAに基づきMOAIから受け,農業生物資源研究所ジーンバンクに保存した。これらは、イネ,ソルガム,Vigna,ナス野生種、ショウガ科非ショウガ属などである。なお、これら調査は,旅費等の支弁を他の寄付金等も導入し行った。軍事政治的事情から調査活動は限定される可能性があったが、現地政府との緊密な連絡連係によって、極力支障のないように行動できた。マンゴーとショウガについて、モノグラフの作成を共同作業でミャンマー側と行い初稿原稿ができH19年度に出版予定である。過去3年の調査基盤に基づき,ミャンマーだけではなく、近隣国の国境周辺における少数民族の植物・作物との関わりと保全と持続的利用に係る研究課題についてグループメンバーを主体として検討した。人類学,社会学、法学、薬学、地域開発学等の研究者を含めた学際研究グループの構築を行い,当該科研研究からの発展課題を構築した。ミャンマーに関する本研究は、大別して3点の作業分野:i)調査・収集、ii)多様性の測定及びiii)農家保存地の同定及びモニタリングの開始からなる研究を行った。視点は,1)遺伝資源銀行での遺伝資源の多様性の実体程度の推定:2)主要集荷市場でのサンプリング:3)食糧農業遺伝資源の生息域内保全(栽培地)の候補地調査:4)ミャンマー遺伝資源銀行での形質評価:5)遺伝資源政策の調査及び展望:6)保全のための能力構築:7)国際研究支援グループの連絡構築を考慮した。i)及びiii)の研究対象地域は、これまでの予備調査と3件の調査収集旅行(Matthews,渡邉、別資金で河瀬及び藤村)に基づき、南部のヤンゴン郊外HleguのVFRDC近郊(バナナ、マンゴー、ショウガ科非ショウガ属、ナス科野菜(ナス、トウガラシ、トマト、nightshadeなど)及びNaugnapin周辺、中央部はMagway管区のMagway近郊のPwyintbyu(バナナ、マンゴー、ショウガ科非ショウガ属、サトイモ)及びMandaley管区Pyin-Oo-Lwin近郊のMo Gi Pi(マンゴー、ショウガ科非ショウガ属そして北部はKachin州のIndawgyi湖周辺(熱帯果実、イネ)を確定した。北西部は,Chin州の北部Hakka周辺をミャンマー政府側と訪問交渉中である。東部のShan州は、軍政で場所が確定できず、河瀬と渡邉によりタイ側からチェンマイ及びチェンライ近郊の国境付近を模索中である。10月の軍事クーデターによる政治的事情から調査活動は限定されたが、現地政府との緊密な連絡連係によって、極力支障のないように図れ、おおむね調査は開始できた。ii)についてはマンゴーについては、多様性解析とモノグラフの作成を共同作業でミャンマー側と行っている。バナナ、サトイモ、ショウガ科非ショウガ属、イネ等については自前のDNAマーカーを主体として多様性測定を行っている。自己開発のDNAマーカーについては論文が発表予定である。前記の各作物について,ジーンバンクコレクションの評価を行いこれと農家保存の状態を比較しつつ有る。バナナについてはすでに論文発表予定である。バナナやショウガ科について組織培養保存を始めた。
生体認証におけるデジタル証拠性・無証拠性に基づく分類と強制・悪用への耐性評価

遠隔で行われる生体認証の処理過程で生じる中間情報(通信情報など)を収集しても,生体認証の証拠となる情報が得られないことを無証拠性と定義した。また,無証拠性の議論を基に,第三者からの脅迫があったとしても,証拠を提示できないことを耐強制性と定義した。この定義に基づいて,これまでに提案されてきた遠隔の生体認証の方法について,無証拠性と耐強制性を有するか検証を行った。そのほとんどのケースで,その性質を満たさないことが分かった。これらの成果を情報セキュリティに関する国内学会(4件),国際会議(4件(2件は審査を受け採択,2件は招待講演))で報告した。近年,インターネットを介した遠隔での生体認証の研究が活発に行われており,キャンセラブルバイオメトリクスや非対称生体認証などの手法が提案されている。これらの手法では,生体情報のプライバシ保護の視点から安全性が論じられている。別の視点から見ると,これらは証拠性確保(フォレンジック)によるアプローチと言える。しかしながら,証拠性確保と反対の視点,すなわち電子データを認証システム内部に残さない無証拠性担保(アンチフォレンジック)に関する研究は体系的になされていない。そこで,本研究ではその端緒として,生体認証プロトコルにおける無証拠性の定義について検討を行った。定義を考える上での視点は,(1)プロトコル上証拠となる情報の種類として何があるか,(2)プロトコル上収集可能な機会は原理的にどの時点と考えられるか,ということである。検討の結果,「サービス提供中・停止中の区別を問わず,蓄積されたログ等のデータから,登録者と結びつけられる生体情報,もしくは生体情報から一意に計算された情報を得られないこと」とした。この定義に基づいて,既存の生体認証プロトコルについて証拠性・無証拠性の視点から分析を行った。分析の対象として,キャンセラブルバイトメトリクス,非対称生体認証(3方式),公開鍵基盤を併用した手法を挙げた。それぞれのプロトコルについて,認証結果を確認する認証サーバがどのような情報が持ちうるか,通信路上にどのような情報がやりとりされるかなどについて検証を行った。その結果,全ての生体認証プロトコルについて,情報の内容は異なるものの,本人の生体情報を変換した情報が証拠として残される可能性があることがわかった。インターネットを介した遠隔での生体認証のプロトコルが数多く提案されている。本研究では,これらのプロトコルにおいて,認証に用いる生体情報(もしくはその変換情報)が,認証を行った証拠として認証サーバ等に残されることにより,他者に過剰に個人に関する情報を収集されるリスクを問題として採り上げている。本研究において,平成25年度に電子投票の無証拠性の定義を参考に,生体認証プロトコルにおける無証拠性を定義した。それに基づいて,既提案のいくつかの生体認証プロトコルに関して無証拠性の議論を行い,何らかの情報が認証サーバに残され,無証拠性を有するものが見られないことを確認した。平成26年度は,特に(1)キャンセル可能な生体認証プロトコル,(2)ゼロ知識証明プロトコルを含んだ生体認証プロトコル(2種類),(3)生体認証を含む公開鍵基盤(PKI)における認証プロトコルについて,どのような情報が証拠として残されうるか検討を深めた。その結果,それぞれの手法に於いて,生体情報を変換した情報が(この情報から元の生体情報を復元することは原理的に困難であるが)残される可能性があることを検証した。(1)においては,生体情報を非可逆に変換したテンプレートと照合情報が残り,(2)においては,ゼロ知識証明プロトコルを並列に行う場合に,生体情報に関する知識が残ることが分かった。(3)においては,認証結果や認証機構に関するコンテクスト情報に含まれる可能性があることが分かった。この成果は国際会議にて報告している。さらに,耐強制性に関する定義について検討を行った。生体認証技術は本人認証結果や取得した生体情報といった様々なデータを保有する,証拠性確保の視点(フォレンジック)で研究されてきたが,悪意ある第三者からの脅迫に基づく認証行動や過剰なプライバシ情報収集といった事象への耐性の視点からの研究はなかった。そこで本研究では,まず耐強制性や無証拠性について理論的に定義を行った。近年提案されている生体認証プロトコルについて,証拠性・無証拠性の視点から分類を行い,強制,悪用への耐性について強度評価を行うこととした。これによりアンチフォレンジックの視点から見た生体認証の体系化を行っていくことを目的として研究を行った。無証拠性と耐強制性について,電子投票プロトコルにおける要件を参考に,インターネットを介した遠隔の生体認証を想定して定義を行った。無証拠性の定義のポイントは「ユーザの認証行為を第三者に証明できるような,生体情報(指紋,虹彩,静脈パターンなどの画像を変換したもの)に関する証拠が得られない」というものである。耐強制性については,無証拠性の議論を前提に,「第三者から強制されたとしても,強制したとおりの認証が行われたことを示すような,生体情報に関する証拠を提示できない」ものと定義した。これに基づいて,既存のインターネットを介した遠隔の生体認証に関する研究について,無証拠性及び耐強制性の有無について検証を行った。その結果,ほとんどのケースにおいて,これらの性質を満たさないことが分かった。理由としては,インターネット上で行われる通信内容に,何らかの形で生体情報を含んでいたことが上げられる。直接生体情報が漏えいすることを意味するものではないが,生体認証に関する何らかの情報収集が可能であるものが大半であったことが分かった。これらの成果は助成期間を通して国内学会(4件),国際会議(4件(中2件は招待講演))にて発表した。

遠隔で行われる生体認証の処理過程で生じる中間情報(通信情報など)を収集しても,生体認証の証拠となる情報が得られないことを無証拠性と定義した。また,無証拠性の議論を基に,第三者からの脅迫があったとしても,証拠を提示できないことを耐強制性と定義した。この定義に基づいて,これまでに提案されてきた遠隔の生体認証の方法について,無証拠性と耐強制性を有するか検証を行った。そのほとんどのケースで,その性質を満たさないことが分かった。これらの成果を情報セキュリティに関する国内学会(4件),国際会議(4件(2件は審査を受け採択,2件は招待講演))で報告した。また,耐強制性についても検討に着手している。以上のことから,「おおむね順調に進展している」ものと判断する次第である。情報セキュリティ,教育工学,画像工学証拠性・無証拠性に関する議論に加え,耐強制性(強制された状況下での認証行為に対する耐性)に関する定義及び検証を進める予定である。更に評価のシナリオや評価の妥当性について検証を行い,必要があれば更に改善を行っていく予定である。平成27年度の主な経費としては,国内外の研究発表や調査のための情報セキュリティ分野の学会参加費及び旅費,研究打合せのための旅費・会議費を計画している。また,専門知識提供への謝金の支出を計画している。平成25年度の計画としては,暗号プロコトルにおける無証拠性,証拠性に関する議論を参考として,生体認証における無証拠性・耐強制性について理論的定義を行い,これらの性質に関して生体認証プロトコルを評価するにあたって適切なシナリオ,及び評価項目を明らかにすることとしていた。これについて,理論的に考察を行い,「サービス提供中・停止中の区別を問わず,蓄積されたログ等のデータから,登録者と結びつけられる生体情報,もしくは生体情報から一意に計算された情報を得られないこと」という定義を得た。検討にあたっては,既提案の文献,アイデンティティ管理に関する国際標準勧告の文書(本科研費にて購入)を参考とした。この定義を用いて,既提案の生体認証プロトコル(文献5件)について,証拠性・無証拠性に関する検証を行うに至った。この成果については,国内の情報セキュリティに関する学会(2014年暗号と情報セキュリティシンポジウム(2014年1月),電子情報通信学会2014年総合大会(2014年3月))にて発表を行った。また,評価結果を蓄積するためのデータベース構築の基盤となるパーソナルコンピュータを本研究費にて購入しており,平成26年度以降の計画実施のための準備を行っている。以上のことから,本研究は概ね順調に進展しているものと評価する次第である。理由としては,専門知識提供等への謝金を想定していたものの,支出がなかったことが挙げられる。平成25年度の成果に基づいて,生体認証プロトコルについて,用いられている基礎技術(暗号系など)や証拠性・無証拠性がどの程度確保できるか/できないかに基づいて更に分類を行う。
ライフパターンセンサによる住宅エネルギー管理システム

住戸におけるエネルギー需給は、居住者の生活パターンにより大きく変動する。ホームエネルギー制御の実現には、居住者の生活パターンを把握するセンサが不可欠である。ライフパターンセンサは、住戸全体の使用電力量を測定するとともに、機器固有の消費電流波形から、当該機器の動作状態を推定し、家電機器の動作を同定するセンサである。我々は、本研究を通じ、ライフパターンセンサとライフイベントに基づきエネルギー需給制御を行うHEMSの制御アルゴリズムの開発を行った。さらに、長期フィールドデータ収集システムを構築し、5軒の住宅に3年間設置した。これらフィールドデータに基づき、センサと制御アルゴリズムの有用性を確認した。本年度は、ライフパターンセンサによる機器同定推定・生活パターン同定アルゴリズムの確立を目的に、機器消費電流波形の再現性、実電力線上における機器消費電流波形の伝搬の安定性に関するフィールドデータ収集および左記データに基づくアルゴリズム、ライフパターンセンサとしての実装方式の検討を実施した。1.フィールドデータ収集装置の開発とフィールドデータ収集開始:機器電流波形蓄積、機器運転履歴収集、生活パターン収集で構成される基本データ収集ツールを開発し、フィールドに設置し、基本データの収集を開始(2軒)した。2.上記収集フィールドデータに基づき、ライフパターンを実現するための前提のなる下記要件の成立を確認した。(1)生活パターンと機器使用履歴の関係:特定の機器の使用が、特定のライフイベントへ強くリンクしていることを確認し、機器使用からライフイベントを推定できることを確認(2)生活パターンと電力使用量の関係:生活パターンから、1日の電力需要予測が可能であること、生活者にライフイベントを知らせることで居住者が自身のライフイベントを調整することで、簡便に電力需給ができることを確認した(3)消費電流波形の再現性と電力線状況による伝搬の安定性の評価:生活パターンを推定するために必要となる機器(例:電子レンジ、ドライヤー等)動作時の力率は、ほぼ1と見なせることから、電力線状況による機器電流波形への影響は小さいことを確認した。但し、電源電圧変動(正規分布)により機器電流波形が変動するため、この対応が重要であることを確認した。3.電源電圧変動による電流波形変動を加味した機器動作推定アルゴリズムを検討、左記アルゴリズムを組み込みHW(SH2マイクロコンピュータ)上に一部実装し、ライフパターンセンサ機能のスマートメータ上の組み込みソフトウェアとしての実現可能性を検証した。(1)生活パターン同定性能の評価とアルゴリズムの改善・前年度に構築した長期フィールドデータ収集装置の設置を5軒(昨年度2軒)に拡大し、種々の家族・年代構成のフィールドデータ収集を開始した(継続中)。本データを用い、生活パターンと機器使用履歴の関係、生活パターンと電力使用量の関係、機器電流波形の安定性に関するモデルの精緻化を行った。前年度評価結果から、家電機器の消費電力波形は、入力電圧と機器運転モードにより変動することが判明した。これら変化を定量的に把握するため、擬似家庭内電力網を構築し、主要な家電機器に対し、入力電圧、機器運転モードに対する変化を定量的に測定した。これら測定した結果をライフイベントセンサの機器同定アルゴリズムに反映し、組み込みHW(SH2マイクロコンピュータ)上に実装した。機器同定アルゴリズム評価の効率化ために、フィールドから得られる膨大な実電流波形を用いて、機器同定性能を自動評価できるツールを構築した。(2)ライフパターンセンサを用いた生活パターンと住戸におけるエネルギー消費関係のモデル化・フィールドデータからライフイベント毎の機器の使用パターンを同定するとともに、ライフイベント毎の消費電力と継続時間を同定した。これらを元に、機器使用パターンに基づき、1日のライフイベントの発生系列と電力消費の予測を行った。機器固有の消費電流波形(高調波含む)を特徴量として、機器動作を推定しその動作履歴から生活パターンを同定するライフパターンセンサの開発を行った。具体的には、以下の項目を実施した。1.実フィールドにおいて機器消費電流波形を長期蓄積可能な評価ツール開発と評価ツールのデータを用いた消費電流波形の再現性と電力線伝搬の安定性評価2.上記変動を加味したライフパターンセンサの機器動作推定および生活パターン同定アルゴリズムの開発3.実フィールドデータを用いたライフパターンターンセンサ性能評価4.生活パターンと住戸におけるエネルギー需要の関係の定量的モテル構築と天候・電力会社等の外部要因を加味したHEMSエネルギー需給制御アルゴリズムの開発住戸におけるエネルギー需給は、居住者の生活パターンにより大きく変動する。年度実施計画に記載した項目を100%達成し、各項目に関しても、次年度の研究につながる十分な成果をあげることができたため。1.電力需給予測モデルの精緻化とHEMS制御アルゴリズムの実装・評価・季節・曜日・時間等を考慮した電力需給モデルの精緻化(ベイズ推定)と逐次的推定更新アルゴリズムの実装と評価・需給モデルに基づく省エネ制御アルゴリズムの開発と評価、省エネ制御に結びつく電力表示アドバイスおよび長期予定の取り込み方式の検討2.ライフパターンセンサの機器同定アルゴリズムの実装と評価・入力電圧・機器モードによる消費電流波形変動に対応したライフパターンセンサのアルゴリズム開発と組み込み実装、フィールドデータを用いた同定性能の評価

年初に計画した年度実施計画に記載した項目を100%達成し、各項目に関しても次年度研究につながる十分な成果を上げることができた。物品費は、大学外部協力者(三菱電機(株)殿)から、電流波形蓄積装置および機器運転状態モニタ装置の一部貸与を受けたことにより新規の購入の必要がなくなったことで、予定額との差異が発生した。旅費は、発表を予定していた国際学会が、同時期同場所(ラスベガス)となったこと、研究協力者との打ち合わせ場所が、データ収集を行っている大学での開催が主体になったことから差異が発生した。初年度に構築したデータ収集システムで取得したデータに基づき、アルゴリズムの改善および生活パターンとエネルギー消費関係のモデル化を実施する。1.フィールドデータ収集設置軒数の拡大:フィールドデータ収集システムの設置家庭を4軒に拡大し、生活パターンと機器使用履歴の関係、生活パターンと電力使用量の関係、消費電流波形の安定性に関するモデルの精緻化を実施する。2.生活パターン同定性能の評価とアルゴリズム改善:初年度に試作した電圧変動への対応アルゴリズムを搭載したライフパターンセンサソフトウェアを実装する。フィールドデータ収集装置にて収集したフィールドデータ(5軒分)でライフイベントセンサの評価を実施し、この結果に基づきアルゴリズムブラッシュアップを実施する。これと並行し、同ソフトウェアの組み込みハードウェアへの搭載を行い、スマートメータのアプリケーションとしての実現の可否を検討する。3.ライフパターンセンサを用いた生活パターンと住戸におけるエネルギー消費関係モデル化:生活パターンと使用機器、エネルギー消費の関係に関する定量的なモデルを構築する。左記モデルに基づき、目標とするエネルギー需給を達成するための機器能力制御・計画運転による需要最適化手法を検討する。過年度の研究より、良好な研究成果が得られたため、海外発表を含めた発表件数を増加する(海外2件、国内2件以上予定)。また、HEMS制御アルゴリズムの評価のため、鎌倉市にある大学外部協力者(三菱電機(株))の実験ハウスの利用を検討しており、この出張・滞在のための旅費に充当する予定である。また、5軒分2年間のフィールドデータが、膨大なものとなっており、すでに保有するデータ処理装置および外部記憶装置では、処理能力が不足するため、データ処理装置のマシンパワーの増強に使用する予定である。
高感度な欠陥可視化を目指した多重モードラム波時間反転法の確立

昨年度までの研究結果から、ラム波による閉口欠陥の評価実現に向けて、[1]き裂の開閉口がラム波の透過率に及ぼす影響の解明、および[2]ラム波対称モードと反対称モードの変位分布に着目した時間反転法(多重モードラム波時間反転法)の提案と検討、の2点を課題として挙げていた。以下、[1]および[2]に関する研究結果について述べる。[1]十分開いたき裂に対応する欠陥として、スリットを有するアルミニウム合金平板におけるラム波を測定し、スリット長さとラム波透過率の関係を調べた。ラム波0次対称(S0)あるいは0次反対称(A0)モードを入射した結果、スリット長さの増加に伴い透過率が減少傾向を示した。さらに、疲労き裂を有する試験片に対して引張荷重を加えながらラム波の測定を行った。低周波数のS0モードを疲労き裂に入射すると引張荷重の増加に伴い透過率が減少する一方、A0モードを入射した場合では周波数によって透過率が複雑な挙動を示した。[2]対称モードと反対称モードの変位分布に着目した送受信方法を適用することで、各モードの選択的な時間反転が可能となる手法を提案した。二次元平板中の表面スリットに低周波数のS0(A0)モードを入射すると、モード変換によってA0(S0)モードが発生した。このA0(S0)モードを時間反転すると、スリットの位置にラム波が集束することを示した。さらに、動弾性有限積分法に基づく三次元波動伝搬シミュレータを新たに構築した。計算コストが膨大であるため、科研費で購入した高性能計算機を用いて解析を行った。欠陥での散乱波を時間反転すると欠陥の位置に集束が見られたが、(a)入射波と同じモードに比べて(b)モード変換で生じる新たなモードを時間反転する方が、欠陥の位置以外における振幅の増大を抑制することができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。「高感度な欠陥可視化を目指す多重モードラム波時間反転法」の確立に向けて,現状では評価の難しい閉口欠陥や固体間の接着部に代表される不完全接合部とラム波との相互作用に関する理論解析および実験的検討を行った.理論解析では,不完全接合された等方弾性平板の理論モデルを構築した.その際,接合面を不完全接合部の代表的なモデルである線形スプリング界面によりモデル化した.調和波の単一ラム波モードを入射した場合の不完全接合部の挙動を,動弾性理論に基づくラム波解析解と有限要素法を組み合わせたハイブリッド有限要素法により解析した.その結果,ラム波0次対称(S0)モードを入射した場合,接合部は異なる2個の共振周波数を有し,その値は接合状態に応じて変化することが明らかとなった.本解析結果は,不完全接合部の共振周波数を測定することで接合状態を評価できる可能性があることを示すものである.さらに,不完全接合部の代表例である接着部におけるラム波の透過挙動に関して実験的検討を行った.突合せ接着したアルミニウム合金板を試験片として用いた.低周波数域におけるラム波S0モードおよび0次反対称(A0)モードを接着部に入射した結果,各ラム波モードの透過率は接着状態によって変化し,理論解析で得られたラム波透過率と比較することで接着部のモデル化を行った.さらに,より高い周波数のラム波S0モードを入射した結果,透過波には接着部の共振に由来する振動が観測された.測定で得られた共振周波数は,透過率測定で構築したモデルで予測される共振周波数と良く一致した.これにより,理論解析および平板接着部モデルの妥当性を確認した.閉口き裂とラム波との相互作用に関しては,き裂面の閉口状態がラム波の透過に及ぼす影響について予備実験を実施した.ラム波による閉口欠陥の評価の実現に向けて,ラム波と閉口欠陥との相互作用を正確に理解することが必要不可欠である.閉口き裂を有するアルミニウム合金平板に引張荷重を加えると,き裂の開口によってラム波の透過率が減少するという結果を昨年度の予備検討で得ていたものの,測定で得られたラム波信号の解釈は容易でないことが判明していた.これを受けて,[1]接触面の圧力,および[2]き裂の寸法がラム波の挙動に及ぼす影響をそれぞれ検討した.[1]を明らかにするため,平板中の閉口き裂を模擬したアルミニウム合金平板の突合せ接触部におけるラム波の透過特性を測定した.特に,低周波数のラム波0次対称(S0)モードおよび0次反対称(A0)モードを入射した場合について,ラム波透過率と接触圧力の関係を明らかにした.測定結果を基に突合せ接触部のモデル化を行った結果,得られた理論解析結果は,実験結果を良好に再現した.[2]の検討では,有限要素法などの従来法に比べ計算効率の高い手法として注目されるスペクトル要素法を用いて、三次元波動伝搬シミュレータを新たに構築した.2種類の入射周波数について,板厚方向に貫通した平板中のき裂でのラム波散乱挙動を解析した.その結果,開口き裂でのラム波透過率は入射モードと周波数にほとんど依存せず,き裂長さの増加とともに減少した.さらに,き裂面の接触を考慮した結果,き裂長さとき裂面の密着状態によって、ラム波の透過率が複雑に変化することも判明している.さらに,多重モードラム波時間反転法の確立に向けた予備検討として,多重モード性を有するラム波に対して時間反転法を適用する際の問題点について考察した.

その結果,単一のラム波モードを送受信することが困難な場合,ラム波の伝搬挙動を完全には時間反転することができないことがわかった.ラム波を用いた閉口欠陥の評価を実現する上で,平板中の疲労き裂におけるラム波散乱挙動を正確に理解することが困難な課題でした.その原因として,(1)き裂の閉口(き裂面の接触),(2)き裂の寸法,がラム波の挙動に与える影響が明らかでなかった点が挙げられます.本年度の研究では,閉口き裂面を模擬した平板接触部でのラム波透過特性の測定と,開口き裂を有する平板中を伝わるラム波の三次元波動伝搬シミュレーションにより,上記2点の解決に向けて有用な知見を得ることができました.加えて,閉口き裂におけるラム波散乱挙動を三次元解析することにも成功しています.これらの研究結果に基づき,疲労き裂とラム波との複雑な相互作用の解明が今後期待されます.さらに,本年度はじめに目標の1つとしていた,ラム波に時間反転法を適用する際の問題点を,二次元ラム波伝搬解析により明らかにしました.これにより,多重モードラム波時間反転法を確立する上で必要となるプロセスがより明確になったと考えられます.以上の理由から,ラム波による欠陥の高感度な可視化の実現に向けて,本研究はおおむね順調に進展していると評価します.昨年度までの研究結果から、ラム波による閉口欠陥の評価実現に向けて、[1]き裂の開閉口がラム波の透過率に及ぼす影響の解明、および[2]ラム波対称モードと反対称モードの変位分布に着目した時間反転法(多重モードラム波時間反転法)の提案と検討、の2点を課題として挙げていた。以下、[1]および[2]に関する研究結果について述べる。[1]十分開いたき裂に対応する欠陥として、スリットを有するアルミニウム合金平板におけるラム波を測定し、スリット長さとラム波透過率の関係を調べた。ラム波0次対称(S0)あるいは0次反対称(A0)モードを入射した結果、スリット長さの増加に伴い透過率が減少傾向を示した。さらに、疲労き裂を有する試験片に対して引張荷重を加えながらラム波の測定を行った。低周波数のS0モードを疲労き裂に入射すると引張荷重の増加に伴い透過率が減少する一方、A0モードを入射した場合では周波数によって透過率が複雑な挙動を示した。[2]対称モードと反対称モードの変位分布に着目した送受信方法を適用することで、各モードの選択的な時間反転が可能となる手法を提案した。二次元平板中の表面スリットに低周波数のS0(A0)モードを入射すると、モード変換によってA0(S0)モードが発生した。このA0(S0)モードを時間反転すると、スリットの位置にラム波が集束することを示した。さらに、動弾性有限積分法に基づく三次元波動伝搬シミュレータを新たに構築した。計算コストが膨大であるため、科研費で購入した高性能計算機を用いて解析を行った。欠陥での散乱波を時間反転すると欠陥の位置に集束が見られたが、(a)入射波と同じモードに比べて(b)モード変換で生じる新たなモードを時間反転する方が、欠陥の位置以外における振幅の増大を抑制することができた。本年度は,ラム波を用いた閉口き裂や固体接着部に代表される不完全接合部の評価に必要となる基礎的な知見を得ることができました.理論解析で明らかとなった,不完全接合部の共振周波数が接合部の状態に応じて変化するという性質は,ラム波を用いた不完全接合部評価の実現に向けて興味深い知見であると考えられます.
自己修復性を有する核融合炉ブランケト絶縁被覆概念の検証

本研究は、核融合炉のブランケットの中でも特に高効率、簡易構造の特徴を持つ液体リチウム・バナジウム合金ブランケットにおける重要な開発課題であるMHD絶縁被覆に関して、複雑な内面への被覆が可能でまた自己修復特性のある酸化エルビウムその場被覆法の基礎機構とその動力炉ブランケットへの適用可能性を明らかにすることを目的とした。本研究では、バナジウム合金表面近傍に予め高温アルゴンガス経由で酸素をドープし、リチウムに少量のエルビウムを混入させることにより、液体リチウム中で構造材バナジウム合金の表面に絶縁性の酸化エルビウムをその場で形成させる手法の検証を行なった。様々な高温保持条件で酸素をドープし、液体リチウム浸漬中の酸化エルビウム被覆形成速度を求めた。被覆を形成する条件でバナジウム基板の微細組織を透過電子顕微鏡によって観察したところ、酸化チタンの高密度針状析出物が<100>方向に発達していることが分かった。この高密度析出が酸素を保持し、液体リチウム浸漬時に表面被覆形成のための酸素を供給している。次に、温度、浸漬時間を変えて被覆の厚さ変化を求めた。その結果、550°C-700°Cの範囲で、厚さは浸漬時間の約1/2乗に比例して増加し、高温ほど成長が早いことが分かった。これは、被覆が基板内部及び被覆中の酸素の拡散に支配されて成長することを示している。次に、人為的に被覆の一部に欠損を与え、再びEr含有リチウムに浸漬し、欠損部分の組成変化を求めた。その結果基盤が剥き出しになった表面領域でErと酸素が濃化し、抵抗が上昇することが確かめられ自己修復特性を実証することができた。以上、液体リチウム・バナジウム合金ブランケットの酸化エルビウムを用いたその場被覆の生成成長の原理とその特性を求めるとともに自己修復被覆の可能性を実証した。この成果は高機能核融合ブランケットの実現に見通しを与えるものである。本研究は、核融合炉のブランケットの中でも特に高効率、簡易構造の特徴を持つ液体リチウム・バナジウム合金ブランケットにおける重要な開発課題であるMHD絶縁被覆に関して、複雑な内面への被覆が可能でまた自己修復特性のある酸化エルビウムその場被覆法の基礎機構とその動力炉ブランケットへの適用可能性を明らかにすることを目的とする。本研究では、バナジウム合金表面近傍に予め高温アルゴンガス経由で酸素をドープし、リチウムに少量のエルビウムを混入させることにより、液体リチウム中で構造材バナジウム合金の表面に絶縁性の酸化エルビウムをその場で形成させる手法の検証を行なう。本年度はまず様々な高温保持条件で酸素をドープし、液体リチウム浸漬中の酸化エルビウム被覆形成速度を求めた。その結果、酸素ドープ、高温保持時間に適正値があることが分かった。この適正条件におけるバナジウム基板の微細組織を透過電子顕微鏡によって観察したところ、酸化チタンの高密度針状析出物が<100>報告に発達していることが分かった。被覆の電気抵抗を室温から600°Cの範囲で測定し、充分な抵抗を有することが明らかになった。

このように、本年度は、酸化エルビウムのその場被覆について、基板の酸素保持および被覆への酸素供給の機構、被覆成長の速度論を明らかにするとともに、得られた被覆が充分な抵抗を有することを明らかにした。また、測定された厚さの酸化エルビウムをブランケット冷却配管に全面被覆したときのブランケットの特性を核計算によって求め、トリチウム増殖比への影響は無視できることを明らかにした。本研究は、核融合炉のブランケットの中でも特に高効率、簡易構造の特徴を持つ液体リチウム・バナジウム合金ブランケットにおける重要な開発課題であるMHD絶縁被覆に関して、複雑な内面への被覆が可能でまた自己修復特性のある酸化エルビウムその場被覆法の基礎機構とその動力炉ブランケットへの適用可能性を明らかにすることを目的とする。本研究では、バナジウム合金表面近傍に予め高温アルゴンガス経由で酸素をドープし、リチウムに少量のエルビウムを混入させることにより、液体リチウム中で構造材バナジウム合金の表面に絶縁性の酸化エルビウムをその場で形成させる手法の検証を行なう。17年度は様々な高温保持条件で酸素をドープし、液体リチウム浸漬中の酸化エルビウム被覆形成速度を各温度で求め、その成長過程を明らかにした。また被覆の電気抵抗を室温から600°Cの範囲で測定し、充分な抵抗を有することが明らかになった。これらの成果を受けて、18年度では自己修復性能の実証を行なった。即ち人為的に被覆の一部に欠損を与え、再びEr含有リチウムに浸漬し、欠損部分の組成変化を求めた。その結果基盤が剥き出しになった表面領域でErと酸素が濃化し、抵抗が上昇することが確かめられた。このように自己修復特性についてその可能性を実証することができた。さらに室温と使用温度間の熱サイクルによって被覆に損傷が生じないことが示された。以上2年間のまとめとして、液体リチウム・バナジウム合金ブランケットの酸化エルビウムを用いたその場被覆の生成成長の原理とその特性を求めるとともに自己修復性の可能性を実証した。この成果は高機能核融合ブランケットの実現に見通しを与えるものである。
精神科入院患者の人権救済制度の運用のあり方に関する研究

本研究は、本人からの申立てを前提とした、精神科入院患者の退院等請求制度の運用のあり方について、入院患者にとっての利用のしやすさに着目し、検討することを目的としている。具体的には1国内の精神科入院患者の退院等請求制度の利用のしやすさ及びニーズの実態を把握するため、精神科病院入院経験者の協力を得て、インタビュー調査と質問紙調査を実施する。また国内の退院等請求制度の運用のあり方の示唆を得るため、2海外の精神科入院患者の人権救済制度と運用に関する実態の把握を文献調査と先進地視察で行う。そして3国内の精神科入院患者にとって利用しやすい退院等請求制度の運用のあり方提言を行う予定である。
深海底生物群集における有孔虫ゼノフィオフォアの生態的な役割と有孔虫初期進化の解明

本研究では,ゼノフィオフォアの餌資源利用形態や他の微小生物との生態的な関係を明らかにするために,分子系統解析,細胞な微細構造の観察,炭素・窒素安定同位体比分析を行った。現場培養実験では,炭素ラベルしたグルコースと窒素ラベルした珪藻(Pseudonitzschia sp. NIES-1383)を現場培養装置に添加し, 2日間の培養を試みた。その結果,ゼノフィオフォアは,突発的な沈降有機物に素早く反応し,餌資源を効率的に捕集し利用することで,急速な成長を促すことが示唆された。本研究では,ゼノフィオフォアの1)資源利用や他の微小生物の生息場所としての深海底における生態学的な意味,2)形態的に異なる2つの細胞質の機能的な違いや部位ごとの元素濃集の意味とその役割,3)有孔虫類の初期進化,を明らかにすることを目的とした。本年度は,よこすかYK09-12/しんかい6500による調査潜航を計画・立案し,実施し,S2サイト(北緯39度06分,東経143度53分,水深5349m)にて潜航を行った。また本年度は,これまでに得られた成果を論文に公表するとともに,学会等で成果を公表した。分析で使用したゼノフィオフォア(Shinkaiya Lindsayi)は,既知のゼノフィオフィオフォアSyringammina corbiculaと姉妹群を形成し,単室形有孔虫との近縁性を示した。このクレードは有孔虫類の系統樹の中でも根元に近く,また,単室形の有孔虫から複雑な形態を示す種に派生する過程のものであり,有孔虫の様々な殻形質への進化や房室形成の意味あるいは石灰化過程の進化を考察する上で有効な材料となる。本種の膠着性の"殻"の内部には,性質の異なる2種類の黒色と白色を呈するチューブ状の細胞が存在した。黒色を呈する細胞は周囲の堆積物に比べAl,U,Baが濃集しているのに対して,白色の細胞にはHgの濃集が見られることから,何らかの元素濃集の機構が存在していると考えられる。機構内共同研究として,伊豆-小笠原海溝深海底(水深7111m)において採取されたゼノフィオフォアの"殻"と周囲の堆積物間のバクテリア相の違いを明らかにし,特定の種類がゼノフィオフォアに存在していることを明らかにし,ゼノフィオフォアとバクテリア間での物質のやり取りなど,生物間の相互作用が示唆される。本研究では,ゼノフィオフォアの1)資源利用や他の微小生物の生息場所としての生態学的な意味,2)白色と黒色を呈する2種類の細胞質の機能的な違いや部位ごとの元素濃集の意味とその役割,3)有孔虫類の初期進化,を明らかにすることを目的とした。本年度は,(1)アミノ酸窒素同位体による栄養段階の推定,(2)共存する後生動物の栄養段階推定,(3)有孔虫細胞の細分化と特殊化について,観察と分析を行った。分析には,日本海溝のS2サイト(39゚06'N,143゚53'E, 5349m)で採取したゼノフィオフォア(Shinkaiya lindsayi)を用いた。(1)ゼノフィオフォア細胞のうち,黒色の細胞質のアミノ酸窒素同位体比(フェニルアラニンとグルタミン酸の窒素同位体)から栄養段階(ATL)を決定し,その値は1.1となり一次生産者と同等の値を示した。(2)S2サイトに共存する刺胞動物門の八放サンゴとシンカイスナギンチャクのATLは,それぞれ2.6,3.6であった。(3)対照群とした浅海性有孔虫では,食胞の密度や大きさ・盗葉緑体の有無など,細胞の細分化や特殊化が有孔虫細胞に観察できた。単細胞真核生物は,バクテリアと動物を繋ぐ重要な生態的な位置にあるが,食物連鎖構造の解析はほとんど行われていない。本解析で得られた(1)と(2)の結果は,深海帯での単細胞真核生物の生態的な役割を解釈する上での一助となる。黒色の細胞質は,餌として濾しとった堆積物残渣を溜めている。一方,白色の細胞質には,原形質が密に存在することから,黒色の細胞質に比べて高い栄養段階が示唆された((1)と(3))。深海帯は,表層からのフラックスの集積場であることを考えると,フラックスを利用するゼノフィオフォア細胞は,ATLが2あるいはそれ以上の値を示す可能性が高い。黒色と白色の細胞質の栄養段階を明らかにすることで,個体・細胞内での物質の流れを理解することができる。

ゼノフィオフォアは,その個体サイズが10cmにもなる単細胞真核生物(有孔虫類)であり,その大きさや複雑な形態ゆえに,他の生物の基質となることから,深海底における物質循環や生物間の相互作用の観点からも興味深い対象である。Gooday et al.(1993)は,深海底に設置したカメラによりゼノフィオフォアの行動を観察し,堆積物食であることや,その成長が散発的かつ急激に起こることなどを報告した。この成長様式は,貧栄養かつ高い溶存酸素環境に適応したゼノフィオフォアの成長戦略と密接に関係している可能性が高い。一方,Levin et al.(1999)やLevin and Gooday(1992)などは,北西大西洋の850mにおける現場培養実験や生物の種多様性などから,ゼノフィオフォアは,深海底において物質循環には大きくは貢献しないが,ゼノフィオフォアとそれに蝟集する生物群集の地域的なホットスポットとしての重要性を指摘した。しかし,その生態については不明な点が多い。本年度の研究では,深海底におけるゼノフィオフォアの餌資源利用と形態との間にどのような関係が見られるのかを検証するために,現場培養ラベル実験を行い炭素・窒素同位体比分析を行った。解析に用いた試料は,鳥島東方沖深海底(5,371m)において,よこすかYK11-06/しんかい6500の潜航調査において採取した。現場培養実験では,炭素ラベルしたグルコースと窒素ラベルした珪藻(Pseudonitzschia sp. NIES-1383)を現場培養装置に添加し,2日間の培養を試みた。その結果,1)5,371mの深海帯でラベル実験が成功した2)粒子状・溶存態有機物のどちらも短期間で取り込む3)真核生物に取り込まれた粒子状物質のうち,そのほとんどがゼノフィオフォアに捕集されている可能性がある4)対照群の個体は,堆積物とほぼ同様の同位体比を示した。以上の結果から,ゼノフィオフォアは,突発的な沈降有機物に素早く反応し,餌資源を効率的に捕集し利用することで,急速な成長を促すことが示唆された。
航空機搭載熱赤外センサを用いた夜間における災害把握

本研究では,最近,小型化・高性能化してきている熱赤外センサを用いた空撮の熱画像を用いて,建物倒壊などの災害状況を把握する手法の開発を行った.2012年に茨城県つくば市などを襲った竜巻の直後に,小型ヘリコプターから昼間の可視および熱画像と夜間の熱画像を撮影した.これらの熱画像と,地上調査に基づく建物被害状況を比較し,熱画像による被害抽出の可能性を検討した.地震や台風などの自然災害が発生した場合,被害範囲・程度を早期に把握することは,緊急対応をとるために極めて重要である.我国は国土が狭いこともあって,災害状況の早期把握には,ヘリテレ映像や空中写真による航空リモートセンシングが多用されており,被害が広域にわたる大規模地震や,地上からのアクセスが困難な山間地域などの被害把握に力を発揮している.しかし,空撮による映像・画像は,可視域および近赤外域の光を利用しているため,太陽光のない夜間においては,基本的に情報収集が困難になる.一方,熱放射を観測する熱赤外センサは夜間でも利用可能である.本研究では,最近,小型化・高性能化してきている熱赤外センサによる空撮画像を用いて,建物倒壊や道路閉塞などの災害状況を把握する手法を検討した.2012年5月にはつくば市を中心とする地域で大きな竜巻被害が発生した.そこで,竜巻の2日後に空撮熱赤外画像の取得と現地調査を行い,これらを用いて建物被害の把握を試みた.まず建物輪郭データを作成し,事後空撮可視画像から建物被害を目視判読した.表面温度画像から温度勾配を計算し,建物輪郭内の温度分布,温度勾配を抽出した.無被害地区と甚大被害地区の建物の温度画像,温度勾配画像を比較することによって,両者の温度分布の違いを検討した.その結果,無被害建物では表面温度が全般的に高く個別の差異が大きいのに対し,被害建物では温度が下がり,個々のばらつきも小さい傾向にあることが確認された.建物屋根の表面温度は,材質,色,勾配,日照条件により大きな影響を受けるが,温度画像と温度勾配画像を組み合わせて用いることにより,とくに被害が屋根に現れる竜巻や台風による被害把握への利用が期待される.本研究では,最近,小型化・高性能化してきている熱赤外センサを用いた空撮の熱画像を用いて,建物倒壊などの災害状況を把握する手法の開発を行った.2012年に茨城県つくば市などを襲った竜巻の直後に,小型ヘリコプターから昼間の可視および熱画像と夜間の熱画像を撮影した.これらの熱画像と,地上調査に基づく建物被害状況を比較し,熱画像による被害抽出の可能性を検討した.地震などの自然災害が発生した場合,被害範囲・程度を早期に把握することは,緊急対応をとるために極めて重要である.我国は国土が狭いこともあって,災害状況の早期把握には,ヘリテレ映像や空中写真による航空リモートセンシングが多用されており,被害が広域にわたる大規模地震や,地上からのアクセスが困難な山間地域などの被害把握に力を発揮している.しかし,空撮による映像・画像は,可視域および近赤外域の光を利用しているため,太陽光のない夜間においては,基本的に情報収集が困難になる.一方,熱放射を観測する熱赤外センサは夜間でも利用可能である.本研究では,最近,小型化・高性能化してきている熱赤外センサによる空撮画像を用いて,建物倒壊や道路閉塞などの災害状況を把握する手法を開発する. H23年度は東日本大震災が発生し,空撮熱画像を撮影するチャンスであったが,被災地の夜間飛行が困難であり,空撮熱画像は入手できなかった.その替わり,衛星熱赤外画像を入手し,津波による浸水地域の把握を行い,航空写真データや各種の被災マップと比較して,精度を検証した.その結果,夜間熱画像によって,浸水地域における温度変化を把握できることが示された.航空機搭載熱赤外画像は入手できなかったが,衛星熱赤外データを用いた津波浸水把握が行えた.今後,建物被害を含む地域の空撮熱画像の入手を試みたい.しかしもし困難な場合は,可搬型の熱赤外カメラによるシミュレーションや,模型実験により,熱画像による瓦礫の抽出を試みる予定である.物品費としては建物被害を含む地域の空撮熱画像の購入を考えている.また調査・研究旅費や成果の学会発表旅費も計上している.謝金等は,データ入力や資料整理,成果発表に関するWebページ作成などの研究遂行と成果の公開上に必要な経費のみを計上した.その他の研究経費は熱赤外カメラのレンタル料や学術論文投稿料,学会参加登録料として必要であると考えている.
オスダニ精巣由来分子を用いた抗ダニワクチンの開発

吸血中のコイタマダニ精巣から候補抗原を探索するため発現遺伝子解析法(Expressed Sequence Tag: EST法)を行った。得られた塩基配列はデータベースに登録されている塩基配列と比較し、精巣内での発現遺伝子の網羅的解析を行った。また、キララマダニ(Amblyomma hebraeum)でメスダニに対して吸血促進効果が報告されている精巣由来分子、Engorgement Factorを標的として相同性クローニングを行った。コイタマダニの精巣cDNAライブラリーから得られた遺伝子を解析したところ、シカダニ(Ixodes sulcatus)のオス特異遺伝子(Is5)に類似したcDNAが1クローン得られた。この遺伝子(RAMF)は吸血中のオスダニ精巣に特異的に発現しており、予測アミノ酸配列からシグナル配列と糖鎖付加部位が推測されたため、交尾時のオスダニで精包に分泌されている分子であると考えられた。組み換えRAMFを作成・精製し、未交尾メスダニの血体腔に組み換え体を接種したところ、有意な吸血助長効果は見られなかったが、メスダニの吸血期間が延長する効果が認められた。このことから、交尾中にオスからメスに受け渡されメスの吸血行動に関与することが確認された。コイタマダニから相同性クローニングによってEngorgement Factorに類似した遺伝子が得られたため、この配列から5'および3'-RACE法によって完全長cDNAを得た。コイタマダニ由来のEngorgement Factor類似遺伝子は分子量16.9kDaのタンパク質をコードするとされ推測され、予測アミノ酸配列がIs5と80%と高い相同性を持っていた。RT-PCRおよびreal-time RT-PCRによる解析から吸血に伴い精巣で優位に発現する遺伝子であることが確認された。昆虫類は、その生活環において多くの情報伝達物質が関与しており、ダニもまた例外ではない。成メスダニは誘引フェロモンを分泌しオスを誘導し交尾に至る。このときメスダニはオスから精子とともに産卵のために必要な吸血を誘発する因子も受け渡される。この因子によってメスは活性化(吸血欲が促進)され吸血に至り、7日程の吸血期間を経て、飽血落下後産卵する。オスから移行した因子はメスの体内で留まり吸血量促進、吸血時間延長および産卵量増加などの作用も同時にもたらす。この因子を同定しワクチンとして応用することが可能ならば、吸血時にメスダニの体内でこの因子を不活化できることが期待される。このことはダニワクチン接種などにより、ダニによる吸血を阻害するだけでなく、ダニにより媒介される各種病原体の伝播(感染)をも防御できることが期待される。本研究は、交尾時にオスダニからメスダニへ精子とともに伝播される吸血促進因子を応用した新規抗ダニワクチン開発のための基礎的知見を得ることを目的としている。アフリカ諸国において牛の致死的病原体であるT.parva(タイレリア症)を媒介するRhipicephalus appendiculatusをターゲットとしたオスダニ因子の同定を試みている。交尾中のオスダニの精巣よりRNAを抽出後、遺伝子発現ライブラリー(cDNA)を調整し発現遺伝子解析法(Expressed Sequenced Tag:EST法)によりオスの精巣に特異的に発現すると考えられる一遺伝子を同定した。RT-PCR法による本遺伝子の発現時期や発現部位を確認した結果、オスダニの精巣に特異的に発現する遺伝子であり、本因子のタンパクレベルでの発現も確認済みである。現在、本因子のメスダニへの影響をマイクロインジェクション法やRNAi法による機能解析を進めるとともに、ウサギを用いたワクチン試験で抗ダニ効果を検討中である。