hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日米大学の連携によるコンパラブルコーパスの構築と教育的活用

日米大学の連携により、英語学習者(EL)、英語母語話者(ENS)、日本語学習者(JL)、日本語母語話者(JNS)の4つのサブコーパスからなるコンパラブルコーパスを構築し、照応関係に焦点を当てた談話レベルの言語意識を促進することを目的に、センタリング理論の枠組の中で分析を行った。分析では、中心的談話要素(いわゆるトピック)がどのように移り変わっているか、その際にどの言語形式(名詞、代名詞など)を用いているかについて観察し、二言語間の類似点・相違点、学習者特有の傾向など、英語・日本語教育の現場で活用することができる示唆を導き出すことができた。本研究課題の目的は、日米大学の連携によるコンパラブルコーパスの構築とその分析結果の外国語教育(英語・日本語)における活用方法の検討である。初年度(平成23年度)に英語母語話者コーパス(ENS)、英語学習者コーパス(EL)、日本語母語話者コーパス(JNS)、日本語学習者コーパス(JL)の4つのサブコーパスから成るデータの収集および予備分析を完了し、平成24年度にはその分析作業および結果の集計作業へと移った。分析においては、既に収集済みであったデータのうち、題材としたPinguビデオのエピソード1つ分について、分析基準の整備と詳細な分析作業を行った。対象としたデータは、ENS-38、EL-62、JNS-62、JL-38で、データ提供者ごとに第一言語および第二言語の両データがそろっていることを条件に絞り込んだものである。分析については、談話レベルの言語現象である照応関係に焦点を当て、照応表現と談話の一貫性に着目したセンタリング理論(Centering Theory, Grosz et al., 1995)によるモデル化を目指したが、センタリング規則による分析の効率化を図るために開発した「センタリング分析補助システム」の活用によってさまざまな視点での集計結果の比較が可能となった。母語話者データと学習者データ(JNS-JL, ENS-EL)の比較による外国語教育(日本語・英語)への示唆をまとめることに加えて、第一言語と第二言語の比較の視点(すなわち母語の影響)を組み入れることで得られる示唆に注目していくこと、サブコーパス全体の集計分析にとどまらず個々のデータ提供者の傾向や特徴を検証していくことで、さらに研究を深化させる予定である。本研究課題の目的は、日米大学の連携によるコンパラブルコーパス(ストーリーテリング)の構築とその分析結果の外国語教育(英語・日本語)における活用方法の検討であった。コーパスの構築については、日米の英語教育(EFL)・日本語教育(JFL)環境の連携により、英語母語話者コーパス(ENS)、英語学習者コーパス(EL)、日本語母語話者コーパス(JNS)、日本語学習者コーパス(JL)の4つのサブコーパスの計で401テキストを収集することができた。分析においては、談話レベルの言語現象である照応関係に焦点を当て照応表現の種類・連続性を観察するため、照応表現と談話の一貫性との関係に着目したセンタリング理論(Centering Theory, Grosz et al. 1995)によるモデル化を試みたが、センタリングルールに基づく半自動分析システムCentering Analyzerを初年度に開発したことで、分析の効率化を図ることができた。前述の構築コーパスのうち、同条件、同内容で収集されたENS-JL 38テキスト、JNS-EL 62テキストを同システムで分析し、そのコンパラビリティを活用した分析結果の検討を行った。分析集計結果から、言語別特徴および学習者傾向の抽出を試み、そこから得られる教育的示唆をまとめるとともに、英語教育、日本語教育、コーパス分析、談話研究に関連する国内外の学会で発表を行った。また、研究発表の過程で、同様のストーリーテリングコーパス(話し言葉)を有する共同研究者よりデータの提供を受けることができ、談話(書き言葉)と対話(話し言葉)のコンパラビリティーという側面を今後の研究課題に加えることができそうである。また、センタリング分析結果については、当研究組織以外の研究者とも共有することで、当課題とは別の視点での研究へも拡大しつつある。これらの成果を土台にさらに発展させる道すじが形成できたと考えている。初年度(平成23年度)の目標であった4つのサブコーパス:英語母語話者コーパス(ENS)、英語学習者コーパス(EL)、日本語母語話者コーパス(JNS)、日本語学習者コーパス(JL)からなるコンパラブルコーパス構築のための構築であった。

日・米大学において既に収集済みであったデータと平成23年度中に収集したデータを合計すると、題材としたPinguエピソード3種類分で、ENS-65、EL-134、JNS-127、JL-68からなるコンパラブルコーパスへと拡大したことで、二言語間の比較(ENS-JNS、EL-JL)と母語・非母語間(ENS-EL、JNS-JL)の比較が可能となった。そのうち、今年度はJNS-JLの比較に焦点を当てて分析を進め、分析結果とその教育的示唆について日本語教育関係の学会(American Association of Teachers of Japanese, AATJ 2012)において発表を行った。コーパス分析においては、談話レベルの言語現象である照応関係に焦点を当て、照応表現と談話の一貫性との関係に着目したセンタリング理論(Centering Theory, Grosz et al, 1995)によるモデル化を目指した。センタリング規則による分析の半自動化、分析結果項目の自動集計とクロス分析を実現する「センタリング分析補助システム」の開発を行い、分析の効率化を図ることができた。本システムの開発は、本研究課題の柱であるコーパス分析にとってかなり有効に機能した。また、Centering Theoryに関心を持つ研究者と共有することにより、データに関する情報交換を可能とした。初年度(平成23年度)に収集が完了した4つのサブコーパスからなるコンパラブルコーパスを分析する作業に入り、4つのサブコーパス(EL, ENS, JL, JNS)すべてにおいてほぼ予定通りに分析を完了することができた。さらにサブコーパス間の比較のための集計や統計処理も完了した。また、研究交流の結果として、Pinguビデオを題材としたストーリーテリングの対話データを入手共有することができた。本研究課題のデータである書き言葉(談話データ)を話し言葉(対話データ)と比較することで見えてくるものについても期待したい。初年度(平成23年度)の目的であった4つのサブコーパスを持つコンパラブルコーパスの構築のためのデータ収集については、予定通りに達成することができた。また、データの整理・予備分析も進んでいる。「センタリング分析補助システム」が完成したことで、分析・集計作業の効率化を図ることもできた。収集済みのデータの詳細な分析については、日本語データ(JNS, JL)に関して母語話者・学習者の特徴や傾向についていくつかのポイントが見えてきたところである。平成25年度は最終年度であるため、これまでの分析の総括となる研究発表を目標としたい。日本語教育・英語教育の枠を超えて、同条件のもとに収集した4つのサブコーパス(JNS, JL, ENS, EL)から成るコンパラブルコーパスを有する利点を生かした分析へと発展させる予定である。国内学会の年次大会、応用言語学(外国語教育)の国際大会、計算言語学の国際大会などでの発表(および論文執筆)を念頭において計画中である。日本語データの分析に加えて、英語母語話者・学習者データの分析を進めることで、母語・非母語話者間の比較および二言語間の比較など4つのサブコーパス(ENS, EL, JNS, JL)を持つコンパラブルコーパスの利点を生かした分析へと発展させたい。まずは、平成24年9月に予定されている英語教育関係の学会において英語学習者の特徴や傾向について発表を行えるように詳細な分析・検証を続ける予定である。さらに、これを受けて、二言語間の比較および母語の影響などへ分析の視点を広げていきたい。
日米比較を通じた集団行動原理の多様性とその原因についての研究

本年度は、前年度に引き続き、集団状況での行動傾向・心理過程を日本とアメリカで比較することを通じて、集団行動原理の文化的多様性を明らかにする研究を行った。より具体的には、これまで質問紙尺度で検討されてきたYuki(2003)の仮説を、記憶課題を用いた日米比較実験で検討した。同様の目的の下で実施された前年度の日米比較実験では、実験刺激のリアリティの低さが方法論上の問題点として指摘されていたため、この問題点を改善した実験を日米で実施した。その結果、Yuki(2003)の仮説に一貫して、「集団状況におけるアメリカ人の心理過程は集団間比較志向的で、日本人の心理過程は集団内関係志向的である」という知見が得られた。さらに、上の日米比較実験などで明らかにされてきた心理過程の文化差がそもそも何故存在するのかについて、適応論的観点から問う研究を行った。本研究では、「文化によって優勢な社会構造が異なり、それぞれの構造において適応的な行動傾向・心理過程が、デフォルトの行動・心理として獲得されている」という観点から、集団行動原理における文化差の存在理由そのものを解明することを試みた。具体的には、「アメリカ人は日本人に比べて集団間比較志向的である」という日米差の原因として、アメリカ社会を特徴付ける「ひとり勝ち市場」(Frank & Cook,1995)という構造的要因に注目し、アメリカ社会での高い集団間比較志向は「ひとり勝ち市場」で生き抜くための心理傾向であるとの仮説を立てた。この仮説が正しければ、集団レベルの比較志向は個人レベルでの比較志向と正の相関関係にあることが予測されるが、これを検討する日米比較調査を行った結果、この仮説を支持する結果が見出された。本研究は、集団状況での個人の行動・心理を、日本とアメリカで比較することを通じて、集団行動原理の文化的多様性を明らかにするとともに、その文化的多様性を生み出すマクロ変数の特定を目的としている。より具体的には、1.Yuki(2003)が提唱した仮説(集団状況におけるアメリカ人の心理過程は集団間志向的で、日本人の心理過程は集団内志向的)を更に検証する実証研究を行う。これにより、従来の集団行動研究に欠けていた比較文化的視座から新たな仮説と知見の提出が可能となる。更に、2.明らかにされた集団行動原理の文化差のそもそもの存在理由を適応論的観点から問う。本研究では、「文化によって優勢な集団状況の構造が異なり、それぞれの構造に応じた行動傾向・心理過程が、デフォルトの行動・心理として組み込まれている」という観点から、集団行動原理における文化差の存在理由そのものを解明することを試みる。本年度は、まず、自己申告型の質問紙尺度を使用した先行研究の知見(アメリカ人は集団間比較志向が強く、日本人は集団内関係志向が強い)を補完するために、記憶再生課題を用いた日米比較実験を行った。具体的には、集団内部に関する情報と集団間関係に関する情報を参加者に呈示し、後に各情報の再生率を測定することで、集団内関係と集団間関係に対する注意配分を調べた。予測としては、アメリカ人は日本人より集団間関係情報の再生率が高く、日本人はアメリカ人よりも集団内関係情報の再生率が高くなると考えられた。しかし、これまでの実験の結果、予測された文化差は観測されず、日米ともに集団内関係を集団間関係よりも正確に再生しやすいというパタンが得られている。現在、この結果を受けて、実験方法の問題点を検討し、改良実験の準備を行っている。
サル免疫不全ウイルス中和抗体誘導における単一B細胞の動態解析

本年度は、サル免疫不全ウイルス(SIV)感染、またウイルス特異的中和抗体誘導時における単一B細胞の動態解析を精確に行うことを目標に、まずEnv(エンベロープ)可変領域変異SIVmac239(20種類)の作製を完了した。これらを標的ウイルスとして用いたウイルスキリング型のパネル中和アッセイをSIVmac239感染サル(中和抗体誘導、非誘導)の各数頭につき行い、それによりウイルス中和の標的特異性を検討した。途中、ウイルスの由来細胞によりアッセイの検出域が変化することを把握したのを踏まえ、アッセイ系の改良を行った。結果、Env V1, V4領域に対するEnv変異は調べた全頭につき中和抗体エスケープ変異体であることが見出された。これに対して、V2, V5領域Env変異体は中和エスケープである場合とそうでない場合に分かれ、ポリクローナルと想定される各頭における中和抗体応答でも標的特異性につき複数のパターンが存在することが見出された。また、同じV4領域でも点変異体とループ欠失変異体とでは、中和標的性が異なる場合が認められた。これに対し、中和抗体非誘導群ではEnv変異ウイルス群に対する中和能を高度に示すなど、標的領域の明確な遷移にともなう野生株の中和能喪失が生じたケースは認められず、SIVの中和抵抗性が非常に高度なものである可能性が示唆された。以上の結果は、これまでに報告されていなかった、高度抗体抵抗性免疫不全ウイルスに対する中和抗体応答の特異性につき新たな特徴を見出す重要な結果である。本年度は、研究の三つの中心的な要素のうち一つであるSIV特異的中和抗体の標的特異性につき重要な基礎的知見が得られたため、おおむね順調に推移していると考えられる。大規模なEnv変異体の系統作製を行い、感染性ウイルス粒子を用いて中和特異性を評価した研究は本研究が初めてである。検出感度域の調整に追加的に検討期間を有したが、引き続く解析系に対して精確性を担保できたことから、全体としての進捗に支障は出なかったものと解釈される。これまで当該研究に関連した知見としては、特定の1-2頭のSIV感染個体におけるEnv点変異体への中和プロファイル、ないし単離抗体の性状解析が報告されたに留まっているが、次年度以降に行う特異的B細胞応答の解析と共役する形で本年度の結果が得られたことはこれらと比べて新規性は非常に高く、有意義である。この結果を踏まえ、次年度以降に単離する特異的B細胞集団の検出プローブなどを改良することができる点が、今後の拡張性の基盤となるものと考えられる。Env特異的形質芽球(PB)の染色パネル確立を行う。即ち、フローサイトメーターを用いEnv特異的PB集団の精確なゲーティングを確立する。そのために、サル免疫細胞の精確な定義、B細胞終分化をよく反映した分子発現パネルの作成、SIV Env特異的IgG陽性集団の特異度の高い標識を重視する。本段階に基づき、SIV Env特異的B細胞応答におけるB細胞受容体クローナリティ解析を行う。即ち、Env特異的B細胞集団のフローサイトメーターによるソーティングを行い、全集団及び追加の単細胞ソーティングを経由したB細胞受容体のcDNAライブラリを作製し、IGHVの系統解析を行う。「どのBCR配列がSIV特異的中和抗体誘導群中で高率に見られるか」という観点に加え、「病態による使用BCRレパトワの乱雑な広汎化(拡張)がNAb誘導で抑制されるのか、あるいはウイルス特異的BCRの種類がむしろ増えているのか」「個々のBCRの変異蓄積は他のウイルス感染と比してどの水準か、レベルはBCRの種類の数と相関があるのか」などを重視して解析する。

大規模なEnv変異体の系統作製を行い、感染性ウイルス粒子を用いて中和特異性を評価した研究は本研究が初めてである。検出感度域の調整に追加的に検討期間を有したが、引き続く解析系に対して精確性を担保できたことから、全体としての進捗に支障は出なかったものと解釈される。これまで当該研究に関連した知見としては、特定の1-2頭のSIV感染個体におけるEnv点変異体への中和プロファイル、ないし単離抗体の性状解析が報告されたに留まっているが、次年度以降に行う特異的B細胞応答の解析と共役する形で本年度の結果が得られたことはこれらと比べて新規性は非常に高く、有意義である。この結果を踏まえ、次年度以降に単離する特異的B細胞集団の検出プローブなどを改良することができる点が、今後の拡張性の基盤となるものと考えられる。Env特異的形質芽球(PB)の染色パネル確立を行う。即ち、フローサイトメーターを用いEnv特異的PB集団の精確なゲーティングを確立する。そのために、サル免疫細胞の精確な定義、B細胞終分化をよく反映した分子発現パネルの作成、SIV Env特異的IgG陽性集団の特異度の高い標識を重視する。本段階に基づき、SIV Env特異的B細胞応答におけるB細胞受容体クローナリティ解析を行う。即ち、Env特異的B細胞集団のフローサイトメーターによるソーティングを行い、全集団及び追加の単細胞ソーティングを経由したB細胞受容体のcDNAライブラリを作製し、IGHVの系統解析を行う。「どのBCR配列がSIV特異的中和抗体誘導群中で高率に見られるか」という観点に加え、「病態による使用BCRレパトワの乱雑な広汎化(拡張)がNAb誘導で抑制されるのか、あるいはウイルス特異的BCRの種類がむしろ増えているのか」「個々のBCRの変異蓄積は他のウイルス感染と比してどの水準か、レベルはBCRの種類の数と相関があるのか」などを重視して解析する。年度末納品等にかかる支払いが平成31年4月1日以降となったため。当該支出分については次年度の実支出額に計上予定であるが、平成30年度分についてはほぼ使用済みである。
インドにおける宗教的空間の象徴性に関する学際的研究

インドの宗教的空間に関する画像データを整理し、関連する文字情報を加えて統合的なデータベースを構築し、HP上で公開した。データの集積をふまえ、インドの宗教的空間を構成する要素を1.概念的空間、2.造形的空間、3.建築的空間、4.実践的空間、5.歴史的空間という5つの観点から考察した。隣接分野の研究者の参加を得て、研究会を7回にわたって開催し、インドの宗教的空間の多様性と、そこにみられる共通性を学際的な視点から明らかにした。さらに、インドの宗教的空間の象徴性は、当時の政治的・社会的情勢との関係、さらに王権と宗教という問題があることが指摘された。本研究では、インドのさまざまな宗教的な空間が、どのような形態と象徴性をそなえ、それがインドの文化や思想にいかなる影響を与えたかを、学際的に考察する。伝統的なインド学仏教学においては、空間が主要な研究テーマとされることは、国内外を問わず、ほとんどなかった。しかし、インドに限らず、宗教一般において、空間がどのようにとらえられ、どのように表現されたかという問題は、その宗教を理解する上で、きわめて重要な意味を持つ。儀礼空間や聖地、巡礼などの問題も、空間の表象として理解することで、通文化的な問題となる。本研究では、このような多角的な視点にもとづき、学際的な空間研究を行うことで、インド学仏教学にとどまらず、宗教研究や文化史に関わる新しい領域を生み出すことをめざす。さらに、日本をはじめとするアジア諸国とインドの宗教的な空間が持つ象徴性についての比較研究を通じて、それぞれの文化の持つ独自性とともに、インドの諸宗教の持つ普遍性や多様性も明らかにする。(1)インドの宗教的空間に関するデータを収集し、データベース化を進めた。とくに研究代表者がこれまで集積してきた画像データを整理し、関連する文字情報を加えて統合的なデータベースを構築し、HP上で公開した(Asian Iconographic Resources,アドレスはhttp://air.w3.kanazawa-u.ac.jp/)。東京大学東洋文化研究所が所蔵する故小倉泰氏のスライドを整理し、東京外国語大学アジアアフリカ言語文化研究所の協力を得て、デジタル化を行った。このデータは次年度以降の公開をめざす。(2)研究分担者と研究協力者の参加を得て、金沢大学文学部において、研究課題に関する研究会を2回開催した(10月、1月)。本研究ではインドの宗教的空間を(1)概念的空間、(2)造形的空間、(3)建築的空間、(4)実践的空間、(5)歴史的空間という5つのカテゴリーに分けて研究を進めているが、初年度である今年度は(1)概念的空間について集中的な検討を行った。研究会では福田琢(アビダルマ仏教)、岡野潔(部派仏教)、鈴木隆泰(大乗仏教)、和田壽弘(ヴァイシェーシカ学派)の4氏が、それぞれの分野においてインドの宗教的空間がいかなる特徴を持っているかを明らかにし、それをもとに出席者が討議を行った。これらの研究会には美術史、密教、イスラム教などの他分野の研究者の参加も得て、学際的な内容の活発な討論が繰り広げられた。(3)研究分担者の高島淳はインドにおいて、引田弘道はフランスにおいて、それぞれ研究課題に関する資料収集と、現地研究者との情報交換を行った。(4)インドの寺院建築に関する文献資料を重点的に収集した(金沢大学文学部に設置)。(1)研究分担者と研究協力者の参加を得て、研究課題に関する研究会を2回開催した(10月、2月)。本研究ではインドの宗教的空間を(1)概念的空間、(2)造形的空間、(3)建築的空間、(4)実践的空間、(5)歴史的空間という5つのカテゴリーに分けて研究を進めているが、今年度は(2)造形的空間、(3)建築的空間、(4)実践的空間について、集中的な検討を行った。研究会では矢口直道(寺院建築)、永田郁(美術史)、福山泰子(美術史)、永ノ尾信悟(ヴェーダ学およびヒンドゥー教)、井田克之(ヒンドゥー・タントリズム)の5氏が、それぞれの分野においてインドの宗教的空間がいかなる特徴を持っているかを明らかにし、それをもとに出席者が討議を行った。これらの研究会には仏教学、ヒンドゥー哲学、密教、イスラム教などの他分野の研究者の参加も得て、学際的な内容の活発な討論が繰り広げられた。(2)東京大学東洋文化研究所が所蔵する故小倉泰氏の、インドの宗教建築、宗教美術に関するスライドを整理し、データベース化を進めた。金沢大学総合メディア基盤センターと金沢大学附属図書館の協力を得て、インターネット上でリポジトリとして公開するためのシステム作りを行った。研究代表者自身の画像データとともに、次年度より本格的な公開を行う予定である。(3)タミルナードゥ

州の初期パッラヴァ朝の代表的なヒンドゥー石窟について、全体の構造、内部の神像の配置、図像学的な特徴、プランの持つ意味などに関する包括的な報告を発表した。また、マンダラに関する学際的な研究成果を刊行した。(4)インド、チベット、日本の宗教的空間に関する文献資料を重点的に収集した(金沢大学文学部に設置)。(1)研究分担者と研究協力者の参加を得て、研究課題に関する研究会を2回開催した(10月、2月)。本研究ではインドの宗教的空間を(1)概念的空間、(2)造形的空間、(3)建築的空間、(4)実践的空間、(5)歴史的空間という5つのカテゴリーに分けて研究を進めているが、今年度は(3)建築的空間、(4)実践的空間、(5)歴史的空間について、集中的な検討を行った。研究会では横地優子(ヒンドゥー教の女神信仰における巡礼)、引田弘道(ヒンドゥー儀礼における方位観念)、榊和良(イスラム教の聖空間)、矢口直道(南インドの寺院建築)、山下博司(ヒンドゥー寺院の儀礼)、菊谷竜太(密教の実践)、井田克之(ヒンドゥー・タントリズムの実践)の7氏が、それぞれの分野においてインドの宗教的空間に対するアプローチを行い、それをもとに出席者が討議を行った。これらの研究会には仏教学、ヒンドゥー哲学、密教、イスラム教などの他分野の研究者の参加も得て、学際的な内容の活発な討論が繰り広げられた。(2)金沢大学総合メディア基盤センターと金沢大学附属図書館の協力を得て、インドを中心とする宗教的空間にかんする画像データを、インターネット上でリポジトリとして公開するためのシステム作りを継続的にすすめ、一部を試験的に公開した。今年度の改良点として、従来の主題、作者などの文字情報以外に、Google Earthとリンクさせて、地理情報からの検索を容易にした。(3)インドの宗教的空間の実例として重視しているマンダラについて、アジア全域を視野に入れた包括的な解説書を出版した。インドの宗教儀礼、日本の陰陽道におけるインド的空間の受容と変容にかんする研究を発表した。(1)研究分担者と研究協力者の参加を得て、研究課題に関する総括的な研究会を2010年2月に開催した。研究代表者の森が「インド密教の灌頂儀礼」としてこれまでの研究のまとめと、今後の課題について報告し、つづいて高島淳、松本郁代、冨島義幸の3氏が、それぞれの分野において宗教的空間に対するアプローチを行い、それをもとに出席者が討議を行った。とくにインドの空間のもつ象徴性が、東南アジアや日本に至ることで、どのような変化をたどり、それぞれの地域の文化的・社会的な状況と、いかなる関係を有するかが詳しく論じられた。研究会には他分野の研究者の参加も得て、学際的な内容の活発な討論が繰り広げられた。(2)研究成果の一部として、研究代表者によるVajravali of Abhayakaragupta : Edition of Sanskrit and Tibetan Versionsを刊行した。本書はインド後期密教の代表的な儀礼文献のサンスクリット、およびチベット語の校訂テキストを中心とし、その概要を示す解説部と、同時代のインド密教の諸文献や、後世のチベット語文献に見られる関連箇所などを示した校注、さらにマンダラに関する基本的な情報等をまとめた付編からなる。本書を通じて、インド後期密教の儀礼や図像を理解するために、宗教的空間に関する象徴性の解明が不可欠であることを示した。
加齢に伴う実験的歯の移動における歯根膜組織の改造活性能

加齢したモデル動物に実験的歯の移動を行い、歯根膜組織の分裂能変化と歯の移動量の関係を明らかにすることを目的とした.1080週齢のラットを用い、上顎第一臼歯をスプリングにより2週間近心牽引した.水平断連続切片を作製し、PCNA免疫染色を行い、各週齢による歯の移動量及びPCNA陽性細胞数を定量化した.実験開始2週間後、矯正的歯の移動量は加齢に伴い減少した.PCNA陽性細胞数は全ての週齢において対照群に比べ上昇したが、加齢に伴い減少した.加齢したモデル動物に実験的歯の移動を行い、歯根膜組織の分裂能変化と歯の移動量の関係を明らかにすることを目的とした.1080週齢のラットを用い、上顎第一臼歯をスプリングにより2週間近心牽引した.水平断連続切片を作製し、PCNA免疫染色を行い、各週齢による歯の移動量及びPCNA陽性細胞数を定量化した.実験開始2週間後、矯正的歯の移動量は加齢に伴い減少した.PCNA陽性細胞数は全ての週齢において対照群に比べ上昇したが、加齢に伴い減少した.本研究の目的は,実験的歯の移動を行った際,加齢に伴う歯根膜組織の改造活性能と矯正的歯の移動量との関係について解析することである.平成20年度の計画は,実験第一段階として生理的状況下での歯根膜単位面積あたりの分裂細胞数の解析だった.実験には10から80週齢のWistar系雄性ラット(体重約250570g)を用い,上顎右側第一臼歯を観察対象歯とした.実験期間は2週間とし,各群の実験終了2時間前に,5Bromo-2'-degoxyuridaine (BrdU) 3.0mg/mlを体重あたり0.05ml/kgを腹腔内投与した.まず,歯根周囲の変化を全体的に把握するために,脱灰標本より通法に従い厚さ約35μmの水平断連続切片を作製し,ヘマトキシリン・エオシン染色の一般組織染色により各週齢による歯根膜面積を計測した.歯根膜内の分裂細胞活性はBrdU活性免疫染色およびProliferating cell nuclear antigen(PCNA)活性免疫染色を行い,各週齢による陽性細胞数をそれぞれ定量化した.また同部位にTetrate-resistant acid phosphatase(TRAP)活性染色を行い,各週齢による破骨細胞数を歯根周囲組織改造活性の指標とした.実験開始2週間後,歯根膜内における細胞の分裂能について,BrdU陽性細胞数およびPCNA陽性細胞数は加齢に伴い減少する傾向が認められた.また,破骨細胞数は加齢に伴い有意に減少した.以上の結果より,加齢による歯根膜内における細胞の分裂能の減少は歯根周囲組織の改造活性に影響を与える可能性が示唆された.平成21年度以降は矯正的歯の移動下での歯根膜単位面積あたりの血管の分布状況および,歯根膜内の分裂細胞数の解析を行い,矯正的歯の移動モデル動物とコントロール動物の比較について検討していく予定である.本研究の目的は,実験的歯の移動を行った際,加齢に伴う歯根膜組織の改造活性能と矯正的歯の移動量との関係について解析することである.平成21年度の計画は,実験第二段階として矯正的歯の移動下での歯根膜単位面積あたりの分裂細胞数の解析を行った.実験には10週齢から80週齢のWistar系雄性ラット(体重約250570g)を用い,上顎第一臼歯をNi-Ti系クローズドコイルスプリングにより10gの牽引力で近心方向に2週間牽引した.実験期間中1週間隔で歯の移動距離を計測した.歯根周囲の変化を全体的に把握するために,脱灰標本より通法に従い厚さ約35μmの水平断連続切片を作製し,ヘマトキシリン・エオシン染色の一般組織染色により各週齢による歯根膜面積を計測した.歯根膜内の分裂細胞活性はProliferating cell nuclear antigen (PCNA)活性免疫染色を行い,各週齢による陽性細胞数を歯根膜の近心側と遠心側に2分しそれぞれ定量化した.また同部位にTetrate-resistant acid phosphatase (TRAP)活性染色を行い,各週齢による破骨細胞数を歯根周囲組織改造活性の指標とした.実験開始2週間後,矯正的歯の移動量は加齢に伴い減少した歯根膜内における細胞の分裂能を示すPCNA陽性細胞数は加齢に伴い減少する傾向が認められたが,全ての週齢においてPCNA陽性細胞数は対照群に比べ上昇した.また,破骨細胞数は加齢に伴い有意に減少していた.以上より,加齢による歯根膜内の細胞分裂能の減少は,歯根周囲組織の改造活性能を低下させ,矯正的歯の移動量に影響を与える可能性が示唆された.
ゲノム解析による海洋環境適応遺伝子の網羅的抽出

本年度は主に2つのプロジェクトに関する研究を行った。一つ目はPseudomonas属細菌の比較ゲノム解析であり、前年度までに作成していたゲノムデータベースを用いて詳細な比較解析を行った。具体的には、全ゲノム情報を用いた系統解析と、外洋域分離株の遺伝子レベルでの特徴の統計的検出が挙げられる。結果として、外洋域分離株のP. aeruginosaは系統的には独自のクレードを形成しており、他の研究チームの先行研究においてインド洋より分離された株とも系統的に近いグループであることが分かった。このことはP. aeruginosa外洋域分離株は外洋環境において適応したグループであることを示唆する結果だが、遺伝子組成レベルでの解析の結果、P. aeruginosa外洋域分離株のゲノムはほぼ他の環境から分離されたP. aeruginosaと同様の遺伝子組成を有しており、海洋環境適応に特徴的な遺伝子の発見には至らなかった。二つ目はFlavobacteriiaの海洋環境適応機構に関する論文作成であり、ロドプシンを用いた光エネルギー利用と細胞外色素を用いたUV防御の間のトレードオフ関係を論じるものである。本年度は本論文の執筆とそれに伴う再解析を行った。具体的には、細胞外色素合成系に関する詳細な解析と解析結果の可視化や、TARA Oceansデータベースを用いたロドプシンの全球的な分布の解析などがある。また、遺伝子のクラスタリングに関してはin-houseのスクリプトを用いるよりeggNOG-mapperソフトウェアを用いたクラスタリング手法に変更した方が精度の改善が見込めると判断したため主要な統計解析に関しては全てやり直した。また、これらの結果をまとめた論文をThe ISME Journalに投稿し、受理された。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、本格的な研究に移る前の予備的なデータを出すことに主眼を置いた。具体的な実施内容としては、1P. aeruginosaゲノムデータベースの作成、2海洋由来P. aeruginosa 4株の選定とそのゲノム解読、3遺伝子機能解析系の立ち上げ、の二点がある。以下それぞれの項目についての詳細を記す。1P. aeruginosaゲノムデータベースの作成:約1500株のP. aeruginosaのゲノムデータを公開データから取得し遺伝子予測と遺伝子のクラスタリングを行い、P. aeruginosaのゲノムデータベースを作成した。2海洋由来P. aeruginosa 4株の選定とそのゲノム解読:当研究室で保有する外洋由来のP. aeruginosaの世界最大のストック(36株)に対して分子系統解析を行い、ゲノム解析に適した系統的に離れたP. aeruginosaの選定を行った。選んだ株について次世代シーケンサーによるゲノム解読を行い、完全ゲノムの構築に充分量のシーケンスデータを得ることに成功した。完全ゲノムの構築作業(生データからの配列のアセンブル)は現在進行中である。3遺伝子機能解析系の立ち上げ:遺伝子機能解析系の立ち上げに関しては、既に海洋細菌の光利用と大きく関わることが示唆されている機能未知遺伝子を用いて解析系を構築した。解析系は主に二つのアプローチからなっており、一つ目が遺伝子欠損株と野生株とのフェノタイプの違いから遺伝子機能を推定する手法、もう一方は人工遺伝子合成を用いて目的遺伝子を大腸菌に組み込み大量発現させ、精製したタンパク質の性質を直接測定する手法である。平成27年度の年次計画で予定していたP. aeruginosaのデータベースの作成とゲノム解読に関してはほぼ予定通り進んでいる。しかし、当初は遺伝子機能解析系の立ち上げに際してモデルケースとして扱っていた機能未知遺伝子に関して、研究を進めていく上で重要な環境ホルモンの生産に関わる酵素活性を持つ可能性を示唆する結果が得られており、この遺伝子機能の解明にも時間を取られてしまった。申請時にはP. aeruginosa及びP. putidaにおいてゲノム解析を行う予定であったが、対象を絞ったほうがより解像度の高い結果が得られるとの判断から、公開されたゲノムデータが充実しているP. aeruginosaのみで解析を行うこととした。平成27年度の実施内容を記す。1海洋性Pseudomonasaeruginosa 8株のゲノムの取得2海洋性フラボバクテリアに関する論文の執筆3機能未知遺伝子の酵素活性測定以下、これら3点についてその詳細を記す。1に関してはこれまでに得ていたPseudomonas aeruginosaのPacBioシーケンサーを用いた生リードをアセンブルし、Pseudomonas aeruginosa 8株に関してほぼ完全ゲノムに近い配列を得ることに成功した。既に作成していたPseudomonas aeruginosaゲノムのデータベースと合わせて現在系統解析のための遺伝子予測や遺伝子予測に用いるハウスキーピング遺伝子の選定を行っている。2に関しては、解析系の立ち上げのために行っていた海洋性Flavobacteriiaの遺伝子解析から、海洋性フラボバクテリアの興味深い光環境適応機構を発見した。さらなる詳細な遺伝子解析を行い、論文を執筆し現在投稿準備中である。主要な新規の知見としては、海洋性フラボバクテリアにおいて光利用を行わない株の一部は細胞外にUV吸収性の色素を所持しており、色素をいわば日傘のように用いることでUVダメージを避けているという点である。3に関しては、これまでの研究で環境ホルモンであるレチノイン酸の生産に関与する可能性が示された機能未知遺伝子に関してその酵素活性の測定を行ったが、ポジティブな結果が得られなかったため仮説の再検討が必要と判断し、追加の解析は断念した。

解析環境や実験系の構築の為に、Pseudomonas aeruginosaのゲノム情報の取得の前に行ってきたFlavobacteriiaのゲノム解析で新規の知見が得られたため、その論文化のためのデータ取得に多くの時間を費やした。従って本研究課題のメインテーマであるPseudomonas aeruginosaを用いた海洋環境適応遺伝子の網羅的抽出に関しては多くの進展は得られなかったが、Flavobacteriiaに関する論文もそろそろ投稿間近であり、研究成果としては順調に出始めている段階であると言えるだろう。本年度は主に2つのプロジェクトに関する研究を行った。一つ目はPseudomonas属細菌の比較ゲノム解析であり、前年度までに作成していたゲノムデータベースを用いて詳細な比較解析を行った。具体的には、全ゲノム情報を用いた系統解析と、外洋域分離株の遺伝子レベルでの特徴の統計的検出が挙げられる。結果として、外洋域分離株のP. aeruginosaは系統的には独自のクレードを形成しており、他の研究チームの先行研究においてインド洋より分離された株とも系統的に近いグループであることが分かった。このことはP. aeruginosa外洋域分離株は外洋環境において適応したグループであることを示唆する結果だが、遺伝子組成レベルでの解析の結果、P. aeruginosa外洋域分離株のゲノムはほぼ他の環境から分離されたP. aeruginosaと同様の遺伝子組成を有しており、海洋環境適応に特徴的な遺伝子の発見には至らなかった。二つ目はFlavobacteriiaの海洋環境適応機構に関する論文作成であり、ロドプシンを用いた光エネルギー利用と細胞外色素を用いたUV防御の間のトレードオフ関係を論じるものである。本年度は本論文の執筆とそれに伴う再解析を行った。具体的には、細胞外色素合成系に関する詳細な解析と解析結果の可視化や、TARA Oceansデータベースを用いたロドプシンの全球的な分布の解析などがある。また、遺伝子のクラスタリングに関してはin-houseのスクリプトを用いるよりeggNOG-mapperソフトウェアを用いたクラスタリング手法に変更した方が精度の改善が見込めると判断したため主要な統計解析に関しては全てやり直した。また、これらの結果をまとめた論文をThe ISME Journalに投稿し、受理された。既に新たに4株のP. aeruginosaのゲノム抽出が完了しており、これらの株のゲノム解析を行う。すでに読んだ4株と合わせ、合計8株のP. aeruginosaを用いてゲノム解析を行っていく予定である。ゲノム解析が完了次第、すでに作成しているP. aeruginosaのゲノムデータベースを用いてオルソログ解析を行い、海洋性P. aeruginosaに特徴的に分布する遺伝子の検出を行っていく。
シリコン骨格次元の制御された有機ケイ素高分子の量子的な物質場における光・電子物性

本研究では,シリコン骨格次元およびサイズの制御された有機シリコンナノクラスターを合成し,その光・電子物性において,ポリシリレンやポリシリンとの比較によるケイ素骨格次元の影響や量子サイズ効果を検討した。有機シリコンナノクラスターの合成は,テトラクロロシランをモノマーとして用いたマグネシウム金属による重合反応によるシリコンクラスターの形成と,ハロゲン化アルキルの重合終了時の添加により形成されるGrignard試薬とシリコンクラスターとの反応によって行った。有機シリコンナノクラスターは,シリコンクラスター核を有機置換基が取り囲んだ構造により,種々の溶媒に高い溶解性を示した。合成したポリマー固体のCPMAS ^<29>Si NMRにおいては,4つのSiに結合したSi原子の存在が示された。これは,合成された有機ケイ素ポリマーが,3次元的なケイ素骨格を有することを示唆するものである。また,有機シリコンクラスターの遠赤外スペクトルおよび分子軌道法により計算した環状ケイ素化合物に対するスペクトルの比較からは,有機シリコンナノクラスターのケイ素骨格は,ケイ素4,5,および6員環がらなるアモルファス構造であることが示された。有機シリコンナノクラスターの発光スペクトルは,これまでに報告されているポリシリレンやポリシリンなどの有機シリコンの発光とアモルファスシリコン等の無機シリコンの発光の間の波長領域に観測された。これは,有機シリコンナノクラスターの有する3次元ケイ素骨格に起因する。有機シリコンナノクラスターの光物性におけるサイズ効果を検討するために分別沈殿を行い種々の分子量の試料を得た。有機シリコンナノクラスターは,1nmから2nm程度の大きさを有し,その光物性においては量子サイズ効果による光学的バンドギャップの変化が吸収及び発光スペクトルの観測から顕著に示された。シリコンクラスターの光学的バンドギャップは,サイズの増加とともに減少し,無機系シリコンの値へと漸近した。有機シリコンナノクラスターは,これまでの有機ポリシランと無機シリコンとの間のギャップを埋める光物性を示した。シリコン骨格次元およびサイズの制御された有機シリコンナノクラスターを合成し,その光・電子物性における量子サイズ効果を明らかにすることを目的した研究を行った。合成したポリマー固体のCP-MAS^<29>SiNMRにおいては,4つのSiに結合したSi原子の存在が示された。また,有機シリコンクラスターの遠赤外スペクトルおよび分子軌道法(MNDO法)により計算した環状ケイ素化合物に対するスペクトルの比較からは,有機シリコンナノクラスターのケイ素骨格は,ケイ素4,5,および6員環からなるアモルファス構造であることが示された。有機シリコンナノクラスターの光物性におけるサイズ効果を検討するために分別沈殿を行い種々の分子量の試料を得手,それらの光・電子物性におけるサイズ効果を検討した。有機シリコンナノクラスターは,1nmから2nm程度の大きさを有し,その光物性においては量子サイズ効果による光学的バンドギャップの変化が顕著に現れた。また,シリコンクラスターの光学的バンドギャップは,サイズの増加とともに減少し,無機系シリコンクラスターの値へと漸近した。有機シリコンナノクラスターは,これまでの有機ポリシランと無機シリコンとの間のギャップをうめる光物性を示した。

本研究では,シリコン骨格次元およびサイズの制御された有機シリコン高分子を合成し,その光・電子物性におけるケイ素骨格の影響や量子サイズ効果を明らかにすることを目的した研究を行った。これまでに,主鎖が1次元シリコン状の高分子であるポリシリレシや2次元平面状シリコンに対応するポリシリンの合成・物性は報告されていたものの,有機シリコンと無機シリコンの境界領域を埋める構造・物性を有する3次元状のケイ素骨格を有する可溶性有機シリコン高分子は報告されていない。本研究では,テトラクロロシランを出発原料としたマグネシウム金属による重合反応によって,シリコンクラスター表面が有機置換基で修飾された構造を有する可溶性3次元ポリシランである有機シリコンナノクラスターを合成した。排除体積カラムを用いた測定では,有機シリコンナノクラスターのサイズとしては,lnmから2nm程度の大きさが示唆された。有機シリコンナノクラスターの光物性におけるサイズ効果を検討するために分別沈殿を行い種々のサイズの試料を得た。光・電子物性におけるケイ素骨格の影響や量子サイズ効果を検討するために,時間分解発光スペクトル等の測定を行った。有機シリコンナノクラスターの発光スペクトルは,これまでに報告されているポリシリレンやポリシリンなどの有機シリコンの発光とアモルファスシリコン等の無機シリコンの発光の間の波長領域に観測された。これは,有機シリコンナノクラスターの有する3次元ケイ素骨格に起因する。有機シリコンナノクラスターの発光スペクトルは,シリコンクラスターサイズの減少とともに,量子サイズ効果による顕著な高エネルギー側へのシフトを示した。さらに,有機シリコンナノクラスターの励起状態におけるエキシトンの挙動に及ぼすサイズ効果の影響を,時間分解発光スペクトルを用いて明らかにした。また,有機シリコンナノクラスターは,真空下での熱処理によって,有機置換基の脱離を伴うケイ素骨格の再配列を起こしながらアモルファスシリコンや微結晶シリコン等の無機シリコンへと変換されることが,発光スペクトルやラマンスペクトルの測定から示唆された。
脂肪酸とクッパー細胞を介した肝疾患病態形成

脂肪性肝炎では、肝細胞内に高度の脂肪化が認められることより、脂肪化の誘導機構を検討した。トランス脂肪酸(TA)は、動脈硬化や炎症を誘導する。マウスに対する長期間(24週)TA食により、高度の脂肪化、脂肪性肝炎が誘導された。脂肪合成遺伝子SREBP-1、PPARγの誘導や、さらに脂肪酸濃度の上昇が認められ、脂肪蓄積の原因と考えられた。また、クッパー細胞の単離の検討から、TAによりTNFα産生が誘導されることが示された。本研究の目的として、遊離脂肪酸、特に長鎖飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸ではトランス脂肪酸による細胞障害性とサイトカイン産生とその機序を検討し、脂肪性肝疾患との関連を検討することを挙げた。該当年度の研究において、分離したマウスKupffer細胞に対する遊離脂肪酸添加により、長鎖飽和脂肪酸は細胞毒性を示し、さらに、トランス脂肪酸の一部は細胞障害性は明らかでなかったものの、サイトカイン産生をKupffer細胞に誘導した。また、マクロファージ系細胞であるKupffer細胞の貪食能を低下させた。マウスモデルでは24週間のトランス脂肪酸高脂質食の投与により、高度の肝臓への脂肪蓄積とサイトカイン産生の誘導が認められた。これらの脂肪蓄積誘導効果とサイトカイン産生の機構として、(1)脂肪蓄積と相関して肝臓にPPARγ2とその発現制御下にある分子の発現誘導が認められたことから、特にトランス脂肪酸には肝臓へのPPARγ2を発現誘導し、脂肪蓄積を誘導する生理学的作用が想定される。(2)トランス脂肪酸によるKupffer細胞へのサイトカイン誘導作用について、直接的な生理作用が想定される。さらに、貪食能の低下させる作用が認められたため、共通する経路としてautophagyに関わる生理作用が想定される。Autophagyの低下はIL-1βや、その他サイトカイン産生を亢進することが示されているため、脂肪酸が直接的にこれらの経路に作用し、結果的にサイトカイン産生を誘導している可能性が示唆される。これらを踏まえ、次年度において、若干の研究計画の修正を考慮し、さらに検討を進めていく予定である。【目的】我々はトランス脂肪酸高含有脂肪食がマウスに著明な脂肪肝を惹起することを報告した。トランス脂肪酸はNAFLD、NASHの病態形成のみならず、肝再生にKupffer細胞の関与が想定されており、今回、これに関連して病態生理の解明と、治療方法を検討する。【方法】コントロール油脂およびトランス脂肪酸高含有油脂を用いて作成した飼料を24週投与し、アディポカイン、サイトカイン等について評価した。Kupffer細胞(KC)をマウスより単離し、各種遊離脂肪酸による細胞毒性、サイトカイン産生能への影響および貪食能について検討した。【成績】高脂肪食では遊離脂肪酸濃度はコントロール食と比較し、有意に肝組織中TNFαmRNA発現が亢進しており、遊離脂肪酸濃度は高トランス脂肪酸食で高かった。血清中アディポネクチン濃度は高脂肪食で有意に低下し、レプチンは高脂肪高トランス脂肪食で増加していた。さらに肝組織のpAKT/AKT比の低下が認められ、肝組織におけるインスリン抵抗性が示唆された。KCに対する脂肪酸の影響では、長鎖飽和脂肪酸は細胞毒性を示したが、不飽和脂肪酸ではcis/transとも明らかな細胞毒性を示さず、特にトランス脂肪酸(C18:1,C18:2)はTNFαの産生を誘導した。IL-6はcis/trans間の差は認めなかった。KCによる貪食能はトランス脂肪酸添加で有意に低下した。PPAR δligand(GW0742)およびレチノイン酸は明らかな影響を認めなかったが、AICAR(5-aminoimidazole-4carboxiamide-1-β-D-ribofuranoside)はトランス脂肪酸によるTNFα産生を有意に抑制した。【結論】高脂肪食および特にトランス脂肪酸等、一部の脂肪酸はマウスにサイトカイン等の異常を惹起した。さらに門脈血中に高濃度に存在すると考えられる遊離脂肪酸は脂肪酸組成によって脂肪毒性、サイトカイン誘導性、さらに貪食能の阻害作用を示すことにより、KCの機能不全の原因となる可能性が示唆された。さらに、サイトカイン産生能など一部のKCの特性は薬物による治療標的になることが推察された。非アルコール性脂肪性肝炎では、高度の脂肪化が通常、肝細内に認けめられることより、肝に脂肪化が誘導される機構とその原因の解明を環境要因を中心に検討した。食餌成分として、トランス脂肪酸は、動脈硬化性病変や、炎症性サイトカインの上昇を誘導することが知られおり、欧米では表示義務があり、本邦においても、同様の対策が取られようとしている。我々の検討ではマウスに対する長期間(24週)のトランス脂肪酸食投与により、肝に高度の脂肪化が誘導されることが証明された。脂肪合成遺伝子であるSREBP-1や、PRARγが誘導されていることが見いだされ、さらに脂肪酸濃度の上昇が認められたことより、これらが脂肪蓄積の原因として推定された。

また、Kupffer細胞の単離の検討から、Kupffer細胞からのTNFα産生がトランス脂肪酸によることが示された。以上は日本、アメリカおよびヨーロッパ肝臓学会、日本および欧州経腸栄養学会などで発表し、論文として発表とた(J Hepatol.2010Aug;53(2):326-34.Epub 2010Apr22)。さらに、高度の脂肪蓄積により、肝臓内に細胞ストレスを反映していると考えられる、p62凝集体が誘導されることが見いだされた。ヒトNASH肝において、p62凝集体、GRP78、Nrf2の発現が認められたため、脂肪蓄積とKupffer細胞のこれらに対する関与を検討中である。Western dietの食餌性成分により、NASHの誘導を証明した点において、意義があるのと考えられる。
ZigBeeを用いた地すべり監視ユビキタスセンシングネットワークの構築

本研究では、無線通信の標準規格のひとつであるZigBeeを活用した斜面監視システムを提案している。ZigBeeを採用した理由は以下の2つの観点からである。1)一つのネットワークに接続できる端末が多いことから対象斜面全体に柔軟にネットワーク構築ができる。2)マルチホップ機能により、端末同士が相互にデータを転送し合うことにより、斜面の麓までデータ伝送することができる。麓まで伝送されたデータは、公衆回線を利用して任意の計測室まで転送することができる。広域な地すべり斜面にZigBee設置する場合、接続形態としてデータ伝送を端末同士連携しながら行うことができるメッシュ型を用いる必要がある。メッシュ型を用いる場合、ZigBeeをZigBeeルータとして設定するがZigBeeルータは定期的に通信できることを確認するため端末は常に起動しており、待機電力が大きくなる。この電源消費量の問題に対する対策方法として本研究では、ZigBeeルータでありながらスリープが可能なGeoSenseを開発し斜面監視システムとして動作させた。また、315MHz特定小電力無線帯および413MHzアマチュア無線帯を起動信号として利用するトリガシステムを開発した。各ZigBeeにトランスミッタと、レシーバ組み込み、スイッチが入ったZigBeeは、周辺のZigBeeを起動させるために起動信号の電波を送る。周辺のZigBeeは、レシーバで起動信号を受信してZigBeeを起動させネットワークを自律的に構築できるようにした。最終年は実際に地すべりが発生している地すべり警戒地域に本システムを設置し実規模計測を行った。計測期間に地すべりが発生しなかったことから、地すべりをトリガとした計測は実現できなかったが、人為的にトリガを超えさせることにより、すべてのZigBeeメードが起動し.ネットワークを構築できることを確認した。ZigBeeとは計測制御を目的とするワイヤレス・センサ・ネットワークの国際標準である。麓まで伝送されたデータは、公衆回線や、ZigBeeの無線ネットワークを利用して、任意の計測室まで転送することができる。ZigBeeを地すべり監視に活用するにあたり、無線であるがための電源消費量の問題が残されている。地すべりは移動速度が0.0110mm/dayと遅いため、長期間に渡る計測が必要である。しかしながら、無線を用いたネットワークを構築する際、有線からの電力供給が受けられない。そのため、計測機器およびZigBeeの無線通信機器を常時起動させておくと短時間でエネルギーがなくなる。電力が抑えられるのは、スリープ機能を持つZigBeeエンド・デバイスとして用いた時のみである。しかし、広域な地すべり斜面にZigBeeを用いて監視する場合、接続形態としてデータ伝送を端末同士連携しながら行うことができるメッシュ形を用いる必要がある。接続形態にメッシュ形を用いる場合、ZigBeeをZigBee・ルータとして設定するがデータ伝送を連携(中継)して行うためZigBeeルータは定期的に通信できることを確認するため端末は常に起動しており、待機電力が大きくなる。この電源消費量の問題に対する対策方法として本研究では、ZigBeeルータでありながらスリープさせることができるGeoSenseを開発し斜面監視システムとして動作させた。項目1:ルーター機能時にスリープが可能なZigBeeノード(GeoSense)の開発・検証地すべりを監視するためには対象へのネットワーク構造をメッシュトポロジとする必要がある。メッシュトポロジはすべてのZigBeeをルーターとして機能させるため、消費電力は大きくなってしまい、ZigBeeの利点の一つを使えなくなる。本項目では、ルーター時にスリープが可能なZigBeeノードを開発する。

外付けマイコンによるハードウェア制御およびモード移行プログラムによるソフトウェア制御を組み合わせることによりルーター機能時にスリープが可能なZigBeeノード(GeoSense)を開発する。なお、GeoSenseは日立ワイヤレスインフォ製のAirSenseをベースとして開発できた。項目2:傾斜計および降雨強度計の値を起動信号とした物理的なトリガシステムの開発・検証315MHz特定小電力無線帯および413MHzアマチュア無線帯を起動信号として利用する。項目1の開発により待機時のZigBeeはスリープ状態に入っている。斜面に展開されている傾斜計もしくは降雨強度計のどれか一つが斜面の傾斜もしくは降雨を確認したら、それに接続されるZigBeeのスイッチが入り起動する。周辺のZigBeeを起動させるに、上記無線を利用する。各ZigBeeにトランスミッタと、レシーバ組み込み、スイッチが入ったZigBeeは、周辺のZigBeeを起動させるために起動信号の電波を送る。周辺のZigBeeは、レシーバで起動信号を受信してZigBeeを起動させネットワークを自律的に構築できるようにした。このシステムによって、普段斜面に動きがないときには、ZigBeeのバッテリをほとんど減らすことなく、計測時のみ電力を消費するシステムが構築できた。今後はこれまでに開発した、スリープ・起動が任意に設定できるZigBeeモジュールであるGeo-Senseをもちい、地すべりにおける初期段階の挙動を計測する。また、トリガシステムの完成度を上げる必要もある。さらには、アンドロイドフォン、iPhoneおよびWindowsフォンにZigBeeノードを接続し、こららの端末からZigBeeノードを制御する手法も開発する。これらの技術により、より簡便に斜面情報を低消費電力にて取得することを目指す。またリレー型トリガのみならず、1局集中型トリガの開発も視野に入れている。斜面の電源状況によっては、本システムの有効性が生かせると考えている。23年度は254,819円を繰り越している。この繰り越しは追加するZigBeeノードの選定に時間を要したためである。次年度に計画している大規模な実規模実験(実地におけるシステム動作確認)には選定したZigBeeノードを多数用いることとなる。その際に本繰り越し金を活用し、大規模展開のための機材拡充に充てる。上述のとおり次年度はZigBeeを用いた地すべり監視システムの完成とそのシステムを活用した地すべりにおける初期段階の挙動を計測する。