hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東京23区における大深度地下インフラ・トンネルのルート設定に関する実証的調査研究

次年度以降の研究課題としては、大深度地下スペースネットワークを活用したインフラストラクチャーの計画論に関して更なる研究を進めるとともに、大深度地下スペースネットワークの活用が促進する地上の都市構造の変化に関して、それによってもたらされる自然の環境容量の変化に関しても評価を行う予定である。大深度地下インフラの有効性に関して、以下の3つのテーマを軸として研究を行っている。1.大都市の防災性能の向上(非常時3日間)2.平常時における環境性の向上(平常時1年間)3.都市のクラスター化と自然の環境容量の増加手法(100年スケールでの都市計画)1.防災性能の向上に関しては、有明、豊洲から都心部(東京駅周辺大丸有地区、新宿駅周辺地区)を結ぶネットワークの現状を整理し、エネルギー系のバックアップと緊急物資輸送に関して大深度地下空間を利用した非常時広域ライフラインの整備による防災効果を評価した。2.平常時における環境性の向上に関しては、各論としてエネルギー系の検討を行い、東京都区部における既存地域冷暖房の広域ネットワーク化に関する研究を行った。大手町・丸の内・有楽町地区、赤坂・六本木地区、築地地区、豊洲地区の都心部新規再開発予定地区、及び地域冷暖房区域内での未加入2万m^2以上建物への熱供給を行う場合を想定し、地域冷暖房余剰能力の相互融通と豊洲地区のCGS排熱活用を活用したケースと、将来的にプラント系廃熱(23区でのゴミ焼却排熱相当量)を取り込んだケースに関して、CO2削減効果から環境性の評価を行った。3.都市のクラスター化と自然の環境容量の増加手法に関しては、神田川流域圏における河川軸周辺の容積移転による市街地再構築に関する研究として、夏の昼間に中小河川に沿った風の道があることを確認し、河川軸の土地利用の分析から河川開放の可能性の高い地帯を示した。また、汐留・環状二号線新橋周辺再開発地域における風環境の風洞実験研究では、過去モデル・現状モデル・環二再開発モデルの比較を通して、汐留の都市形態によって汐留後方1.2km以上において弱風域となっていることを確認し、風の道を考慮した都市形態の提案を行った。1.大都市の防災性能の向上(非常時3日間)2.平常時における環境性の向上(平常時1年間)3.都市のクラスター化と自然の環境容量の増加手法(100年スケールでの都市計画)1.防災性能の向上に関しては、東京23区における「コンピュータ設置密度マップ」を作成し、重点的な都市の情報通信基盤整備における新たな評価指標確立の第一歩とした。また大深度地下ライフラインを活用したコンピュータバックアップセンター構築の提案を行い、その効果の検証を行った。2.平常時における環境性の向上に関しては、大深度地下を利用した熱・電エネルギー供給システムに関する研究を行った。
流れをもつプラズマの緩和状態に関する研究

理想MHD方程式に対してホール効果を「特異摂動」として付加した「二流体MHDモデル」を用いて,プラズマの平衡や安定性,波動に対するプラズマ流やミクロ(イオンスキン長)スケールの効果を理論的に解析した.流れのあるプラズマをMHDモデルで記述すると,平衡を支配する偏微分方程式が流速に応じて楕円型と双曲型の間で変化することが知られている.これは衝撃波の発生を示唆するが,2次元(以上)では解の存在さえ不明である.非圧縮流を仮定すると,方程式は楕円型となるが特異点を含んでいる.これは,MHD理論が(ポロイダル断面で)磁場を横切る流れを許さないことに起因している.ホール効果は,この制限を取り除き,二流体MHDの平衡方程式は特異点を含まない連立楕円型方程式になることを示した.また,トーラス状の領域で二重Beltrami平衡解を数値計算して,その構造を明らかにした.運動の保存量を用いた変分原理によって,流れのあるプラズマの安定十分条件を求めた.シアー流があるプラズマの線形安定性解析においては,生成作用素が非エルミートになるため,指数関数的な時間変動を仮定するノーマルモード解析の手法では安定性を完全に理解することはできない.それに代わるものとして,揺らぎの運動に関する保存量(リアプノフ関数に相当する)を用いて安定性を議論した.MHDモデルでは,この保存量と強圧条件を用いて,摂動のノルムの上限が与える条件を示した.この安定性の十分条件は,任意の形状とあらゆる不安定性を含む一般的条件である.しかし二流体MHDモデルでは,特異摂動の効果によって一般に強圧条件が成立しない.特別な二重Beltrami平衡に対してはエンストロフィーに相当する保存量が存在し,この強圧性によって安定性の十分条件を得た.アルフヴェン波のスペクトルがホール効果によって,どのように変化するかを調べた.磁化したプラズマ中を伝わる代表的な波であるアルフヴェン波は,一般に連続スペクトルをもち,その特異固有関数は2階常微分方程式の(フロベニウス型の)解として与えられる.ホール効果と音波のカップリングによってモード方程式に4階微分項が現れることが示した.この特異摂動項によって固有方程式は特異点をもたない4階の常微分方程式となり,スペクトルは連続スペクトルから点スペクトルへと変化する.以上を論文にまとめ投稿した.MHD方程式および2流体MHD方程式に支配される流れのあるプラズマの平衡と安定性について研究を行っている。プラズマ中にシアー流が存在する平衡の安定性を議論する際、線形安定性においてさえ、オペレータが非エルミートとなるためモード展開ができず、一般論は未だ確立していない。前年度の研究において、特別なシアー流であるBeltrami流の場合、マクロな保存量と関係して、摂動量に対する保存量(リアプノフ関数)を導くことができるということを示した。しかしこれは安定性の十分条件を導けるものの必要条件を示すことはできない。そこで一次元平衡に対して数値計算を行い、さらに指数的不安定性に対する、必要十分条件を求めた。以上の結果を論文にまとめ発表した。一方、2流体MHDの場合は特異摂動が存在するため、リアプノフ関数を導くためにはさらに強圧的な(高階微分を含む)保存量が必要となる。つまりエンストロフィーレベルの保存量が要求されるわけだが、2流体MHDにおいてエンストロフィーは一般に保存量とならない。しかし特別な磁場、流れ場配位においてはエンストロフィーレベルの保存量を見つけることができ、厳密な理論を作ることができる。しかし2流体MHDには2つの特性曲線(磁場と流れ場)が存在するため、一般的にそのような保存量を見つけることは困難である。現在以上のことを論文にまとめ、投稿準備中である。また2流体MHD方程式には特異摂動項であるホール項が存在するため、マクロスケールとスモールスケールとのカップリングがおこる。方程式の上ではホール項をゼロにするとMHD方程式になるが、2流体MHD方程式の解においてホール項ゼロの極限をとると、解にスモールスケールを表す項が残り、MHD方程式では記述できない解となる。これは現在まで、3次元プラズマ中における(太陽フレアなどで観測される)スモールスケールを表すとされていた電流シートよりも現実的なスモールスケールを含む解と考えられる。以上を論文にまとめ現在投稿中である。理想MHD方程式に対してホール効果を「特異摂動」として付加した「二流体MHDモデル」を用いて,プラズマの平衡や安定性,波動に対するプラズマ流やミクロ(イオンスキン長)スケールの効果を理論的に解析した.流れのあるプラズマをMHDモデルで記述すると,平衡を支配する偏微分方程式が流速に応じて楕円型と双曲型の間で変化することが知られている.これは衝撃波の発生を示唆するが,2次元(以上)では解の存在さえ不明である.非圧縮流を仮定すると,方程式は楕円型となるが特異点を含んでいる.これは,MHD理論が(ポロイダル断面で)磁場を横切る流れを許さないことに起因している.ホール効果は,この制限を取り除き,二流体MHDの平衡方程式は特異点を含まない連立楕円型方程式になることを示した.また,トーラス状の領域で二重Beltrami平衡解を数値計算して,その構造を明らかにした.運動の保存量を用いた変分原理によって,流れのあるプラズマの安定十分条件を求めた.

シアー流があるプラズマの線形安定性解析においては,生成作用素が非エルミートになるため,指数関数的な時間変動を仮定するノーマルモード解析の手法では安定性を完全に理解することはできない.それに代わるものとして,揺らぎの運動に関する保存量(リアプノフ関数に相当する)を用いて安定性を議論した.MHDモデルでは,この保存量と強圧条件を用いて,摂動のノルムの上限が与える条件を示した.この安定性の十分条件は,任意の形状とあらゆる不安定性を含む一般的条件である.しかし二流体MHDモデルでは,特異摂動の効果によって一般に強圧条件が成立しない.特別な二重Beltrami平衡に対してはエンストロフィーに相当する保存量が存在し,この強圧性によって安定性の十分条件を得た.アルフヴェン波のスペクトルがホール効果によって,どのように変化するかを調べた.磁化したプラズマ中を伝わる代表的な波であるアルフヴェン波は,一般に連続スペクトルをもち,その特異固有関数は2階常微分方程式の(フロベニウス型の)解として与えられる.ホール効果と音波のカップリングによってモード方程式に4階微分項が現れることが示した.この特異摂動項によって固有方程式は特異点をもたない4階の常微分方程式となり,スペクトルは連続スペクトルから点スペクトルへと変化する.以上を論文にまとめ投稿した.
粘性土石流の予測と対策に関する研究

本研究は粘土のような微細粒子を多量に含んだ粘性の卓越する土石流の流動機構、発生過程、土石流発生前後の地形変動、災害対策を総合的に究明することを目的とし、粘性土石流が頻繁に発生する中国の雲南省にある蒋家溝試験流域における中国科学院成都山地災害環境研究所との共同の観測研究を主体として、実験室での基礎研究をも交えて研究を推進した。何れの年度においても、日本からの研究者派遣期間中に土石流が発生し、その実態が詳細に把握された。粘性土石流は、石礫型の土石流とは異なって、降雨発生後かなりの時間経過後に発生し、何十何百という間欠的な段波となって流出することを特徴としているが、その各々が発生源での崩壊の発生に対応している可能性が高いことが明らかにされた。段波と段波との間は流れが完全に停止することから、従来、そのような特性を記述するのに好都合なビンガム流体モデルによる流動機構の説明がなされてきたが、現地観測の結果、このモデルに特徴的なプラグ部分が存在せず、流れはむしろニュートン流体モデルによって説明するのが適切であることが判明した。ニュートン流体モデルによる高濃度粒子の支持機構、停止・堆積機構が水路実験を用いた基礎研究で明らかにされ、粘性土石流の抵抗則を含めた流動機構が分かった。これによって、この種の土石流の数値シミュレーションが可能になった。土石流による流路変動、堆積地形の詳細な測量、試験流域周辺の土石流渓流の災害対策に関する調査によって、粘性土石流に対する対処の基本方針が明らかになった。1.現地へ研究者を派遣中に数度に渡って大規模な粘性土石流が発生した。これらは典型的な間欠性を有するものであったので、その流下時間間隔、流速や流動時の特性が詳細に観測できた。とくに、重要な発見は、従来の粘性土石流の流動モデルが仮定している降状応力を保持しているような流体では流動の表面に剛体のような挙動をする栓流の部分が存在しなければならないのに、実際の流れではそのような部分が全然存在していないことである。このことは従来の流動モデルが正しくないことを示唆しており、新しい流動理論等への足がかりが得られた。2.土石流発生の前後に、土石流流下域、堆積地域の代表的河道区間について、詳細な地形測量を行い、土石流発生前後の地形変動の実態調査を行った。3.土石流発生までの降雨状況を流域内に配置した自記雨量計の記録を用いて把握した。流域の標高によって雨の降り方が相当異なっており、土石流予知に対して相当困難があることが判明した。4.現地流域の一小支渓において、人為的に土石流を発生させ、その流動および堆積過程の観察と構成材料の分析を行った。人工土石流の粒度構成は天然の土石流のそれとほとんど同じであり、土砂濃度に関してもほとんど同じであった。しかし、流動状況は実物と実験のものとではかなり異なっており、現象の規模が流動機構に大きな影響を与えていることが判明した。なお、この実験は日本側と中国側の研究者が共同で行ったものである。5.別途、実験水路を用いて、粘性土石流の流動機構に関する基礎的な研究を行った。粘性土石流の観測、地形測量、斜面試験、流量測定を行った。サージの数が百数十回に達する間欠性の土石流が4日にわたって発生し、これを観測した。また、現地での小規模実験水路で実際の土石流材料を用いた含水量と流動特性に関する実験を行うとともに、防災研究所の実験水路で現地材料を模擬した材料による流動実験を行い、間欠性の発生機構、先のサージが停止して形成した堆積物上を次のサージが流動する際の流動機構等に関する基礎的な研究を行った。また、東川市一帯の土石流発生渓流において、土石流対策施設の評価と改良に関する調査検討を行った。

さらに、観測期間中の2日を利用して、中国国内の他の土石流研究者も交え、「粘性土石流のメカニズム」に関するワークショップを開催し、土石流の発生、流動、堆積のメカニズム、地形条件と災害環境の変遷、土石流対策など、多岐に亘る研究発表と活発な討論を行った。本年度の研究により、特異な間欠性の発生原因は、従来想定されている流れの不安定性によるものではなく、支渓から流出した土石流が本川を閉塞し、それが間欠的に決壊することによる可能性が高いことが判明した。また、現地材料および現地同様の粒度構成からなる実験材料による試験の結果、高い流動性はごく限られた濃度範囲のみで発生しすることが判明し、流動時の挙動は、中国や欧米でよく用いられているビンガム流体モデルでは説明できず、高粘性のニュートン流体としてのモデル化が適切であることが確認された。日本からの派遣研究者が蒋家溝試験流域に滞在中に大規模の粘性土石流が発生し、間欠性の流動中の水深変化の詳細の観測ができた。また、本年の土石流による地形変化は著しく、その実態が把握された。蒋家溝に隣接する大橋川でも土石流災害が発生した。ただし、こちらの土石流は巨石を多く含んだ粘性の小さいものであるので、その実態調査による比較研究を行った。成都山地災害環境研究所において、土石流に関するシンポジウムを開催した。発表は日中5名宛の10課題であり、今までの観測研究および実験的な研究の成果について活発な討論がなされた。とくに、粘性土石流について従来中国ではビンガム流体としてのモデル化が主体であるのに対して、日本側の観測および実験に基づくニュートン流体モデルの提示に対しては、今後も日中間のみならず世界的な議論の中心になるものと予想される。北京の水利水電科学研究院泥砂研究所において研究討議を行い、また、北京近郊の土石流発生渓流の調査を行った。防災研究所において、粘性土石流がどうして、どれほどの濃度で土砂を輸送することができるのか、粘性土石流の流動則、段波の進行速度と土石流の流速の違い、土石流堆積速度式の検討、間欠性の発生に対する種々の可能性の検討等に関して、水路実験を交えた基礎的な研究を行い、ほぼ全体の特性を説明できる結論が得られた。
接客・サービス業に従事する労働者に対する感染症予防教育のガイドラインの構築

平成30年度は、最終年度ではあるが、前年度に引き続きホテル・旅館の衛生環境の実態を把握するため衛生環境調査の協力を呼びかけ、1施設のホテルから協力を得られた。これまで衛生環境調査を実施した7施設および感染症予防教育を実施できた1施設のデータの分析を行った。衛生環境調査においては、共通してみられた交叉感染リスクが高い箇所として、公共スペースでは、フロントテーブル・椅子、エレベータのボタン、階段手すり、トイレのドアノブ・蛇口・照明ボタン、従業員スペースでは、エレベータのボタンであった。また個別スペース(客室)では、洗面台の蛇口であった。交叉感染リスクの特定においては、感染症に関わる専門家にスーパーバイザーとしてアドバイスを受けて、現状の分析・課題について検討をおこなった。現状の衛生環境の整備状況としては、基本的には1日1回、トイレに関しては1日12回の清掃状況が多く、清掃物品としては雑巾を用いた方法がとられていた。また、これまで行った調査より、従業員の感染症に関する知識も十分でないと考えられる。そのうえで、ホテル・旅館に共通してみられる交叉感染リスクを軽減するために、アルコール含有クロス等の利用や清掃箇所および素材の違いによる清掃方法の選択の提案や、従業員に対して、交差感染リスクの高い高濃度接触箇所の意識付けのためのチェックリスト等を含めたガイドラインの検討を行った。ホテルや旅館業のように不特定多数の方が利用する空間である公共のスペースの衛生環境の維持や、従業員が利用するスペースについては注意喚起を図っていくことが重要であることが明らかになった。また、本研究成果については、第20回日本災害看護学会にて公表した。平成26年度は、旅館・ホテル業における感染症危機管理の実態を明らかにするために、全国旅館ホテル生活衛生同業組合連合会の協力のもとアンケート調査を実施した。アンケートの回収率は、153/830件(18.4%)であった。結果として、新型インフルエンザ対策ガイドラインの認知については「知っている・少し知っている」が41.2%(63/153件)であり周知されていないことが明らかとなった。新型インフルエンザに対する予防対策を実施している施設は、38.6%(59/153件)であり、半数以上の施設で対策が行われていなかった。新型インフルエンザ対策の実施内容としては、手洗いの遵守83.1%(57/59件)、手洗い場の確保94.9%(56/59件)、情報収集83.1%(40/59件)であった。その一方で、感染症発生の訓練の実施8.5%(5/59件)、感染症の生時の打合せ方法の検討11.9%(7/59件)、感染症発生時の仕事の手順などのマニュアル18.6%(11/59件)と発生時の対応についての備えが低かった。今後はさらにこれらの結果を分析し、課題を明確にしていく。平成27年度は、ホテル・旅館業の衛生環境の実態を把握するため、平成26年度にアンケート調査を実施した施設へ衛生環境調査および感染予防教育の実施依頼を行った。その結果、6施設の希望があったが、最終的に実施できたのは1施設であった。衛生環境調査の結果、衛生環境(ATP測定)の汚染が高い場所は、調理場のエレベーターボタン、ロビートイレドア(内側・外側)、階段手すり(1階→2階)であった。また、感染症予防教育では、手洗いとマスクの演習を行い、個人防御行動の向上に努めた。感染症についての知識やイメージについての詳細は現在分析中である。現在までに、衛生環境調査の実施ができている施設は、当初希望施設は6施設であったが、調査日程等の打ち合わせをする中で最終的に調査ができた施設は1施設であった。そのため、予定していた施設数(3施設)に達していないため。平成28年度は、ホテル・旅館の衛生環境の実態を把握するため平成27年度に引き続き衛生環境調査を実施した。調査の実施にあたり調査協力を求め、1施設の協力を得た。衛生環境調査は、従業員や利用者が接触する機会が多いと考えられる高頻度接触表面をATP+AMP拭き取り検査器(キッコーマンルミテスターPDー20)を使用した。交差感染リスクは、平均値が5000RLUを超えてる箇所を汚染箇所として評価した。現状の環境整備で、2施設に共通して交叉感染リスクが高い箇所は、階段の手すり(600012000RLU)、従業員用エレベータ(内側ボタン・外側ボタン)(500060000RLU)、引き戸の取っ手(食事場所)(600020000RLU)であった。このことは、客室などの個人スペースではなく公共のスペースとなっており、常時、従業員や利用者が接触していることが明らかとなった。このことから、衛生環境を保持するための清掃方法等の検討が必要であると考える。また、平成28年度に実施した感染症予防教育(参加者43名)についての実施後のフォローも終了した。教育後のアンケートの結果、感染症についての知識の習得が得られており、6か月後の調査においても感染症に対する知識の低下はみられなかった。参加者のうち感染症予防(新型インフルエンザ)の教育をこれまでに受けたことがある者は2.3%(1名)であった。感染症についてのイメージの変化等については現在検討中である。平成28年度までに衛生環境調査が終了予定であったが、現時点で実施できた施設は2施設、感染症予防教育の実施は1施設であり、新型インフルエンザ対策の検討を行う上ではサンプル数が不足していると考える。

そのため旅館・ホテルに共通したリスクを検討するためにも、より多くの施設での衛生環境調査の実施が必要であると考えるため。また、旅館・ホテルに従事する従業員の現状やニーズを把握するためにも、感染症予防教育への協力施設を検討する必要がある。平成29年度は、再度平成26年度質問紙調査対象施設に対して調査依頼し協力を依頼し、4事業所から協力を得ることができた。これまでの衛生環境調査から6事業所における衛生環境の実態が明らかになった。環境の汚染の評価にはATP+AMP拭き取り検査器(キッコーマンルミテスターPDー20)を使用した。測定箇所は、従業員や利用者が接触する機会が多いと考えられる高頻度接触表面とした。測定箇所は、経時的に測定する30箇所、清掃前後を測定する25箇所とした。1.経時的測定箇所で、平均値が5000RLUを超えている箇所は、フロントテーブル(チェックアウト前:5916 RLU,チェックイン前:4229 RLU,チェックイン後:2814 RLU)、エレベーター内側ボタン(チェックアウト前:12358RLU,チェックイン前:5964RLU,チェックイン後:4434RLU)、階段手すり1(チェックアウト前:4430RLU,チェックイン前:5768 RLU,チェックイン後:5183RLU)、6020RLU)、従業員用エレベーター内側ボタン(チェックアウト前:5350RLU,チェックイン前:6931 RLU,チェックイン後:5505RLU)従業員エレベーター外側ボタン(チェックアウト前:13264RLU,チェックイン前:7374RLU,チェックイン後:5820RLU)など8箇所であった。2.清掃前後測定箇所で、清掃後に平均値が5000RLUを超えている箇所は、客室洗面台蛇口(清掃前:11004RLU,清掃後:7166 RLU)、食事会場テーブル(清掃前:9580 RLU,清掃後:5081 RLU)、食事会場イス背(清掃前:9580 RLU,清掃後:5081 RLU)などであった。現状の環境整備では、従業員や利用者での交差感染のリスクがあることが示唆された。当初の研究計画では、平成29年度までに衛生環境調査を実施し、衛生環境調査の実態について検討し、労働者の感染症予防教育介入の結果と合わせて、接客・サービス業に従事する労働者に対する感染症予防教育のガイドラインを構築するとしていたが、現在衛生環境調査の実態について分析をしている段階である。平成30年度は、最終年度ではあるが、前年度に引き続きホテル・旅館の衛生環境の実態を把握するため衛生環境調査の協力を呼びかけ、1施設のホテルから協力を得られた。これまで衛生環境調査を実施した7施設および感染症予防教育を実施できた1施設のデータの分析を行った。衛生環境調査においては、共通してみられた交叉感染リスクが高い箇所として、公共スペースでは、フロントテーブル・椅子、エレベータのボタン、階段手すり、トイレのドアノブ・蛇口・照明ボタン、従業員スペースでは、エレベータのボタンであった。また個別スペース(客室)では、洗面台の蛇口であった。
光音響映像法による擬似孔食の非破壊的観察と評価

本研究においては、擬似孔食を光音響法(PAS)により映像化し、深さなどの情報を光音響信号強度から推定することを試みた。また、擬似孔食の裏面から光音響顕微鏡を用いて測定した。なお、純アルミニウム板と黄銅板の表面にドリル加工により作製した擬似孔食とロックウェル硬度計で凹みをつけ、そこに腐食液を滴下して擬似孔食の成長過程などをPAMにより調べた。そこで、第一に、ロックウエル圧痕並びに、ドリル加工により作製した穴を擬似孔食とした。第二に、ロックウエル圧痕及びドリル加工により作製した穴に塩酸などを滴下して化学的に腐食させたものを疑似孔食とした。具体的には、2mm厚のアルミニウム平板と同じく2mm厚の黄銅板の表面にロックウエル硬度計で圧痕を施した擬似孔食に12molの濃硝酸を滴下して浸食させた際に、浸食時間の経過と共に光音響振幅像の信号強度を調べた。次に、ドリル加工により作製した穴を擬似孔食としたものに、アルミニウム平板には12molの濃塩酸を滴下、黄銅板には濃硝酸を滴下して浸食させた際の、浸食時間の経過と共に光音響振幅像の信号強度、位相信号強度などを、さらに系統的に測定した。疑似孔食を走査電子顕微鏡によ〓写真撮影も行い、比較・検吋した。その結果、穴の深さと信号強度と比較して見ると、穴が深くなるにつれて逆に信号強度は弱くなっていった。このように、浸食が進行するにつれて振幅像、信号強度ともに弱く出る理由としては、穴の表面の材質がアルミニウムから、アルミナ(Al_2O_3)に変化し、光学的性質(反射率や吸収係数、および熱拡散長の値)等が変化したためであると考えられる。さらに、アルミニウム平板のドリル穴に、濃塩酸を滴下して腐食させた際の位相像をとってみると、その信号強度は、まさに穴の断面形状と深さに対応していることが分った。このような測定結果は、国際的にも初めての例である。平成9年度は、孔食の発生機構等を解明する一助として、光音響顕微鏡(Photoacoustic microscopy ; PAM)をツールとして用いて数種の疑似孔食の映像化を試みた。第一に純アルミニウム板の表面にマイクロビッカース硬度計及びロックウエル硬度計で凹みをつけたもの、つまり、マイクロビッカース圧痕とロックウエル圧痕並びに、機械加工(ドリル加工)により作製した穴を疑似孔食とした。第二に、ロックウエル圧痕及び機械加工(ドリル加工)により作製した穴に塩酸を滴下して化学的に腐食させたものを疑似孔食とした。具体的には、2mm厚のアルミニウム平板の表面にマイクロビッカース硬度計で500gと1000gの二種の加圧の異なる圧痕を施したものの光音響顕微鏡画像の振幅像より、肉眼ではほとんど区別のつかない微少なマイクロビッカース圧痕も、深さの違いが信号強度からも明確に表示された。次に、表面にロックウエル硬度計で圧痕を施した疑似孔食に12molの塩酸を滴下して侵食させた際に、侵食時間の経過と共に光音響振幅像の信号強度は逆に弱くなることが分かった。次に、機械加工(ドリル加工)により作製した穴を疑似孔食としたものに、12molの塩酸を滴下して侵食させた際に、やはり、侵食時間の経過と共に光音響振幅像の信号強度とは逆に弱くなることが分かった。そこで、位相像を調べてみると、位相信号強度は試料の実際の穴の深さと比較した結果、良い相関を示した。このように化学的に腐食させた穴でこのような良い定量的な結果が得られたことは、初めての例である。

このように、浸食が進行するにつれて振幅像、信号強度ともに弱く出る理由としては、穴の表面の材質がアルミニウムから、アルミナ(Al_2O_3)に変化し、光学的性質(反射率や吸収係数、および熱拡散長の値)等が変化したためであると考えられる。さらに、アルミニウム平板のドリル穴に、濃塩酸を滴下して腐食させた際の位相像をとってみると、その信号強度は、まさに穴の断面形状と深さに対応していることが分った。このような測定結果は、国際的にも初めての例である。
中国石綿曝露集団での疫学研究

発がん性を持つことが知られた石綿は工業的には極めて有用な鉱物である。そこで、種類を問わずすべての石綿を規制すべきか否か、また曝露限界値(許容濃度)をどのように定めるかについて指針を得るため、本企画調査は計画された。より具体的には、(1)石綿の種別による発がん性(肺がんと中皮腫)の差、(2)閾値が考えられる石綿肺と確率的影響と考えられている肺がんのそれぞれの曝露と影響の相互関係を明らかにするため、中国奥地にある青石綿曝露地帯と四川省石棉地区(白石綿鉱山)のそれぞれの曝露集団において、石綿の種類毎の肺がん発生と曝露濃度の調査の実施可能性調査を企画した。しかし、当初計画の調査地点である青石綿環境曝露のある雲南省大姚県が、平成15年の2度にわたる大地震で壊滅的打撃を受け、未だ調査の見通しが立たず、予定の現地訪問も不可能であった。やむなく、これまでの重慶の石綿工場で行ってきた調査結果の追跡と、今後の研究調整のため、中国四川省成都市にある四川大学を訪問し打合せを行った。現地の映像等の資料により検討した結果、代替の調査地として四川省塩源県が候補になりうる可能性が考えられた。加えて従来からの調査対象である重慶石綿工場の追跡観察データを入手し、環境測定データとの比較を行った。また悪性中皮腫症例について、その詳細な病歴を入手すると共に、日本での肺内繊維種の環境中繊維種との乖離の原因について、様々な可能性を挙げ検討した。その結果、引き続き重慶工場での資料入手と、特に追加の病理標本の入手を依頼した。また重慶工場で用いられている石綿原料供給鉱山のある石棉県での調査についても更に可能性を追求することとなった。以上に加え、調査の対照となる地区の候補地をいくつか訪問し、その概況を把握することができた。
放射線治療における肝細胞増殖因子(HGF)の役割

1、細胞レベル:種々の細胞に対して放射線照射を行い、正常細胞に対する保護作用ならびに腫瘍細胞に対する増感作用を検討した。CHO,Hela,V79,keratinocyte,KBを使用した。CHOおよびV79ではHGFは濃度依存的に細胞の増殖を抑制した。放射線照射を行うといずれの細胞においてもHGF添加による変化は認められず、HGFの放射線増感作用、障害防止作用は認められなかった。また肝細胞の初代培養を利用して放射線の影響を検討した。培養上清中のGOT推移を検討したところ放射線照射によるGOT遊離の促進はみとめられなかった。また^<125>I放射ヨウド化デオキシウリジンの取り込みを利用してDNA合成を検討した。放射線照射は、HGFにより促進された初代培養肝細胞のDNA合成を抑制した。2、動物レベル:ラット全身照射後の組織中HGFをELIZAキットを使用して測定した。照射後は1週間、2週間と時間経過とともに組織中(肝、腎、肺)HGFは上昇した。現在mRNAの測定をノーザンブロットによって行っている。3、臨床レベル:放射線治療中の患者の血清レベルでのHGFをELIZAキットを使用して測定した。対象は子宮頚癌の患者3人。全骨盤照射および膣内照射の前後の血清中HGFを測定したが有意な変動は認められなかった。現在対象を変更して胸部照射におけるHGFの変動を検討中である。以上より動物レベルでは放射線照射によってHGFの組織内濃度は上昇する。しかしHGF自体では細胞レベルで放射線の効果を増感ないし抑制することはなかった。
微視的実験手段によるフラストレーションを内在する酸化物の磁性と超伝導に関する研究

層状三角格子コバルト酸化物超伝導体Nax(H30)zCo02・yH20における磁性と超伝導の関係を調べるため、超伝導転移温度の異なる様々な粉末試料、及び単結晶の母物質NaxCo02を水和することにより得られる結晶試料においてCo-NMR,NQR測定を行っている。本年度は特に以下に挙げる2点について研究を行い、得られた結果をまとめた。(1)磁気相近傍に位置する試料を用いたCo-NMR測定、Co-NQR測定の結果から磁気相近傍に位置することが予想されている試料を用いて、Co-NMR測定を行った。今回用いた試料は零磁場下では4.4Kで超伝導転移を示し、最低温まで内部磁場の発生は見られない。ところが、5T以上の磁場におけるCo-NMRスペクトルは4Kにおいて磁気異常を示すことが明らかになった。この結果から、磁気相近傍の試料において磁場誘起の磁気秩序が起こっていることを報告した。(2)結晶試料を用いたCo-MWR/NQR測定、単結晶の母物質NaxCo02に水和を行うことにより、超伝導を示す結晶試料を得ることに成功した。結晶試料では水和の不均一が生じやすく、大きな試料依存性が問題となるが、この試料ではマイスナー効果や核スピン-格子緩和率の測定からTc=4.56Kで超伝導を示すことが確かめられた。またCo-NQRスペクトルから試料の不均一性は粉末試料と同程度であることも明らかになっている。本年度の研究ではさらに、磁場角度を正確に制御してCo-NMR測定を行った。また得られたNMRスペクトルからc軸方向のナイトシフトをTc以下まで測定し、今回測定した試料では超伝導状態中でこれまで報告されていた結果のおよそ1割程度しかナイトシフトの減少が見られないことを明らかにした。層状三角格子コバルト酸化物超伝導体Na_xCoO_2・yH_2Oの常伝導状態、超伝導状態を調べるため、純良な粉末試料を用いて微視的観点から測定を行っている。本年度は特に以下に挙げる3点について研究を行い、成果をまとめた。(1)ナイトシフトの角度依存性。磁場中で配向させた純良な粉末試料を低温で不活性溶媒を用いて固定し、それを低温中で回転させることにより粉末試料においてもナイトシフトのab面内成分K_<ab>とc軸方向成分K_cをそれぞれ測定することに成功した。超伝導転移温度T_c以下においてK_<ab>とK_cの振舞いには異方性が観測された。K_<ab>はT_c以下で減少するがK_cには今回の実験精度の範囲内において変化を観測できなかった。この結果はスピン三重項超伝導において超伝導dベクトルがab面内にある場合と矛盾しておらず、Na_xCoO_2・yH_2Oの超伝導がスピン三重項状態にある可能性を指摘した。この結果は研究発表の1件目にまとめた。(2)^<17>O置換試料のNMR測定。三角格子CoO_2面のO原子を核スピンを持つ^<17>O同位体に一部置換した試料を用いて^<17>O-NMR測定を行った。核スピン格子緩和時間T_1の測定からOサイトとCoサイトにおいて同じ温度変化が見られることを明らかにした。Oサイトでは構造因子により反強磁性的磁気揺らぎが弱められることを考慮し、この系に特徴的な磁気揺らぎはq0に大きな振幅を持つことを指摘した。また、ナイトシフトにバルク帯磁率とスケールする温度依存性を観測し、磁気揺らぎにq=0の成分も存在することも示した。この結果は研究発表の2件目にまとめた。(3)NQR共鳴周波数の試料依存性。これまでに我々はNQR共鳴周波数v_Qがこの試料の超伝導性を特徴付ける良いパラメーターになることを指摘してきたが、今回さらに測定したv_Qを様々な物理パラメーターと比較した。その結果、格子の歪がv_Qの試料依存性に重要な役割を果たすことを指摘した。この結果は現在投稿準備中である。層状三角格子コバルト酸化物超伝導体Na_x(H_3O)_zCoO_2・yH_2Oにおける磁性と超伝導の関係を調べるため、超伝導転移温度の異なる様々な粉末試料においてCo-NMR, NQR測定を行っている。本年度は特に以下に挙げる3点について研究を行った。(1)常伝導状態の磁気励起と超伝導の関係前年度までの研究においてNa_x(H_3O)_zCoO_2・yH_2Oではスピン-格子緩和率1/T_1の温度依存性が100K以下で試料に依存して異なる振舞いを示すことを報告した。本年度は、それぞれの試料の温度依存性の詳しい解析により、全ての試料の1/T_1Tの温度依存性が2つのパラメーターを持つ、1つのフィッティング関数により表されることを示した。さらに、得られたパラメーターから超伝導が量子臨界点近傍で実現していることを示した。また、超伝導を示す試料における常伝導状態の磁気揺らぎが、それぞれの試料の超伝導転移温度によりスケールされることから、超伝導が磁気揺らぎにより引き起こされていることを示した。(2)高磁場下Co-NMR実験による研究近年、FFLO状態など、上部臨界磁場近傍で新奇な超伝導状態が実現する可能性が指摘されている。そこで、14Tまでの磁場を印加し、Co-NMR実験を行った。

これまで8T程度で超伝導は壊れると考えられていたが、磁場中での1/T_1T測定から10Tを超える磁場においても超伝導が維持されていることを示した。また、磁場により超伝導を抑制すると、低温まで磁気揺らぎが発達し続け、量子臨界的な振舞いを示すことを明らかにした。これにより、超伝導が量子臨界揺らぎと密接に関係していることを指摘した。(3)磁気秩序相中における内部磁場分布Na_x(H_3O)_zCoO_2・yH_2Oの超伝導相近傍で磁気秩序が観測されることがCo-NQR実験から発見された。しかし、そこでの磁気構造は未だ明らかになっていない。一般に磁気モーメントを持つ核のNQR実験は磁気構造の決定に不向きであるが、Co-NQRスペクトルの詳細な解析から内部磁場の分布を見積もることに成功した。層状三角格子コバルト酸化物超伝導体Nax(H30)zCo02・yH20における磁性と超伝導の関係を調べるため、超伝導転移温度の異なる様々な粉末試料、及び単結晶の母物質NaxCo02を水和することにより得られる結晶試料においてCo-NMR,NQR測定を行っている。本年度は特に以下に挙げる2点について研究を行い、得られた結果をまとめた。(1)磁気相近傍に位置する試料を用いたCo-NMR測定、Co-NQR測定の結果から磁気相近傍に位置することが予想されている試料を用いて、Co-NMR測定を行った。今回用いた試料は零磁場下では4.4Kで超伝導転移を示し、最低温まで内部磁場の発生は見られない。ところが、5T以上の磁場におけるCo-NMRスペクトルは4Kにおいて磁気異常を示すことが明らかになった。この結果から、磁気相近傍の試料において磁場誘起の磁気秩序が起こっていることを報告した。(2)結晶試料を用いたCo-MWR/NQR測定、単結晶の母物質NaxCo02に水和を行うことにより、超伝導を示す結晶試料を得ることに成功した。結晶試料では水和の不均一が生じやすく、大きな試料依存性が問題となるが、この試料ではマイスナー効果や核スピン-格子緩和率の測定からTc=4.56Kで超伝導を示すことが確かめられた。またCo-NQRスペクトルから試料の不均一性は粉末試料と同程度であることも明らかになっている。本年度の研究ではさらに、磁場角度を正確に制御してCo-NMR測定を行った。また得られたNMRスペクトルからc軸方向のナイトシフトをTc以下まで測定し、今回測定した試料では超伝導状態中でこれまで報告されていた結果のおよそ1割程度しかナイトシフトの減少が見られないことを明らかにした。
生体・脳死肺移植におけるメモリー細胞と制御性Ｔ細胞／ＴｈＴｈ１７バランスの解析

当施設では2012年から2014年の3年間で、生体26例、脳死33例の肺移植を行ない、現在51例が生存中である。8例の死因は感染4例、PTLD2例、慢性拒絶反応、術後移植肺機能不全であった。急性拒絶反応として34例にステロイドパルスが行なわれ、速やかに反応した。今回の評価予定であった慢性拒絶反応の一型である閉塞性細気管支炎BO, BOSを発症は認めず、BO(BOS)の早期発見を可能とする新規モニターは行なえていないが、引き続き患者の胸部CTや換気シンチグラフィーで慢性拒絶反応の有無を続行し、BOS症例は末梢血リンパ球の分析(表面抗原、FoxP3発現、ELISPOT)を行なっていく予定である。臨床検体を用い、末梢血をレシピエント、ドナーからヘパリン加スピッツで採血ののち、Ficollを用いてリンパ球を分離し、一部をflow cytometryにてphenotype解析、一部をresponder, stimulatorとする。これらを用いてELISPOTアッセイ、制御性T細胞/Th1/Th17バランスを評価するCFSE-MLRを行った。臨床データは、急性期は胸部レントゲン、胸部CT、動脈血液ガス分析、移植後1ヶ月以降は、毎日スパイロメトリーによるFVC/FEV1.0の測定も行われBOSの検出につとめ、必要に応じて胸部CTや換気シンチグラフィーで拒絶反応の有無を下記の通り評価した。次年度も臨床的に有用な評価方法を模索していく。固形臓器移植の免疫抑制のモニタリングは免疫抑制剤のトラフ値による毒性予防に主眼が置かれているが、肺移植後の5年生存率は50%強と、拒絶反応や感染症を克服できていない。本研究は、患者ごとの免疫状態を把握し、免疫抑制剤の調整を可能とし、適切な治療を選択し臨床成績を向上させることを目的としている。少量の血液のみで可能であるCylex Immunecell function assay (ImmuKnow; Cylex社、米国)を行なった。具体的にはPHAにて刺激を受けたCD4陽性細胞が産生するATP濃度により細胞性免疫能を評価する。これまで当科において肺移植を行なったレシピエントを対象とし、術前、術後周術期のイベント発生時、外来の定期受診時に血液検体を採取しアッセイを行なった。結果は、生体肺移植ドナーの術前ImmuKnow値は、319 ±148 ng/mlであった。レシピエント術後の、感染や拒絶の所見を認めない安定期に得られたImmuKnow値は、216 ±103 ng/ml (n = 99、41 - 505)であった。感染時の検体は少なく統計学的に検討はできていないが、低値の印象であった。今後症例を重ねてゆき、拒絶反応や感染症時のデータを前向きに蓄積して行く。これまでのpreliminaryなデータから、今後、ImmuKnow値が極端に低値のレシピエントのカリュシニューリン阻害剤の減量を行なうことも検討している。移植された固形臓器に対する拒絶反応は主に3つの機構を介していると証明した。1.非特異的な自然免疫:NK細胞、マクロファージなどが関与、獲得免疫のうちの2. T細胞性拒絶:抗原提示細胞(ドナー由来もしくはレシピエント由来)がドナー抗原をT細胞に提示しT細胞を活性化、3.液性拒絶:感作されたT細胞により、B細胞・形質細胞の抗体産生を誘導、である。臨床的には術後早期に約50%が急性細胞性拒絶を経験し、また慢性拒絶反応の病理病態とされる閉塞性細気管支炎(bronchiolitis obliterans syndrome、以下BO)が遠隔機死亡の大きな要因である。BOが獲得免疫だけでなく、炎症や感染など種々の要因があると考えられているが、急性細胞性拒絶のeventはBOのリスクであることは分かっており、適切に患者の免疫学的状態を把握することは、適切なタイミングと方法で拒絶反応を治療もしくは予防することを可能にするという点で臨床的に有意義と考えられた。この臨床成績をprospectiveに評価、データ集積を行い、将来的にはtailor-madeな免疫抑制療法を確立していくことが次なるステップである。呼吸器外科肺移植疫学的研究を長期にわたって従事しており、各アッセイに十分習得している。特にCFSE-MLRによる制御性T細胞の評価法は新たに確立した方法であるため、比較的短期間で確立可能が見えてきている。当初計画した手法は、患者の血液を多く必要とし、臨床的に採取困難と判断されたため、上記のアッセイから研究を導入している。しかし、レシピエントのリンパ球が、ドナー特異性に反応しているかどうかは評価困難であるため、少量の血液でも可能な方法を検討中である。

臨床成績をprospectiveに評価、データ集積を行い、将来的にはtailor-madeな免疫抑制療法を確立したい。現在、移植後長期経過し、慢性拒絶を起こさず少量の免疫抑制剤で管理可能である一部の患者において、このバランスを解析することにより、制御性T細胞の免疫寛容(operational tolerance)への寄与も明らかにしたい。今後は当初の研究計画の対象、方法のうち方法を若干変更予定である。試薬変更・追加(培養中にCD3CD28ビーズにて刺激を加えるなど)を行なって、採血量を減らす方法を試行し、より抗原特異的な反応を評価して行く予定である。昨年の残金を引き継ぎ、本年配分額の物品費に充当し使用していく。
骨格線抽出アルゴリズムを用いた多階調画像圧縮に関する研究

本研究では多階調画像をビットプレーン符号化の方法を用いて二値画像化することで,二値画像を対象とした骨格線(スケルトン)抽出アルゴリズムの適用を可能とし,二値画像と多階調画像を相互に変換することにより,結果としてスケルトンを用いた多階調画像の圧縮を実現した.また本研究の方法は,スケルトン画像とスケルトンを求める際に用いたstructuring elementの情報から原画像を可逆的に復元できる方法である.多階調画像の二値画像化には,ビットプレーン符号化を用いた.これは,1画素あたりnビットの画像をn枚の1ビット画像(二値画像)として取り扱い,符号化する方法である.単純にビットプレーン符号化を用いた場合,画像のエントロピーが大きくなるので,本研究では,最上位ビットプレーン以外のビットプレーンは上位ビットプレーンとのXORを取ることにより求めた.なお,最上位ビットからもう一度XORを繰り返すことで元のビットプレーンを復元でき,これを元に多階調画像の復元が可能である.ISO/JIS-SCIDの画像N1N8をグレースケール化した画像を用いて評価を行ったところ,平均で,処理前7.748であったエントロピーは上位のビットプレーンとのXOR演算による二値画像化により5.878となった.この二値画像に対してスケルトン抽出処理を行った結果,エントロピーは5.867となった.画像によってはスケルトン化によりエントロピーが低下した場合もあったが,平均するとほぼ同じ値であり,スケルトン化が高圧縮であるとは言えない.これは,スケルトン画像が2枚以上の二値画像となりデータ量が増加してしまうためであると考えられる.本方法は,可逆性は保つことができたものの,二値画像化によるエントロピーの低下をさらに進めることはできておらず,圧縮アルゴリズムとしては高い性能を達成できなかった.スケルトンを1枚の画像におさめる新しい工夫が必要と考えられる.本研究では多階調画像を二値画像化することで,比較的よく用いられている二値画像を対象とした骨格線(スケルトン)抽出アルゴリズムの適用を可能とし,二値画像と多階調画像を相互に変換することにより,結果としてスケルトンを用いた多階調画像の圧縮を実現した.多階調画像の二値画像化には,ビットプレーン符号化を用いた.これは,1画素あたりnビットの画像をn枚の1ビット画像(二値画像)として取り扱い,符号化する方法である.また,効率よくスケルトンを求めるため,8枚の画像を並べ1枚の画像とした後,処理を行った.単純にビットプレーン符号化を用いた場合,画像のエントロピーが大きくなるので,本研究では,最上位ビットプレーン以外のビットプレーンは上位ビットプレーンとのXORを取ることにより求めた.これら方法で符号化したテスト画像のエントロピーは6.56となり現画像とほぼ一致した.なお,最上位ビットからもう一度XORを繰り返すことで元のビットプレーンを復元でき,これを元に多階調画像の復元が可能である.スケルトン画像のエントロピーは5.36となった.この画像と,スケルトンを求める際に用いたstructuring elementの情報から元の画像を可逆的に復元できた.画像圧縮ではまず,エントロピーを低下させ,次に符号化を行う.符号化に際しては圧縮は行われないため,エントロピーをどれだけ低下できるかが高い圧縮率につながる.本研究の方法はエントロピーの低下を実現しており,骨格線抽出アルゴリズムが画像圧縮に対して有効であることを示している.本研究では多階調画像をビットプレーン符号化の方法を用いて二値画像化することで,二値画像を対象とした骨格線(スケルトン)抽出アルゴリズムの適用を可能とし,二値画像と多階調画像を相互に変換することにより,結果としてスケルトンを用いた多階調画像の圧縮を実現した.また本研究の方法は,スケルトン画像とスケルトンを求める際に用いたstructuring elementの情報から原画像を可逆的に復元できる方法である.多階調画像の二値画像化には,ビットプレーン符号化を用いた.これは,1画素あたりnビットの画像をn枚の1ビット画像(二値画像)として取り扱い,符号化する方法である.単純にビットプレーン符号化を用いた場合,画像のエントロピーが大きくなるので,本研究では,最上位ビットプレーン以外のビットプレーンは上位ビットプレーンとのXORを取ることにより求めた.なお,最上位ビットからもう一度XORを繰り返すことで元のビットプレーンを復元でき,これを元に多階調画像の復元が可能である.ISO/JIS-SCIDの画像N1N8をグレースケール化した画像を用いて評価を行ったところ,平均で,処理前7.748であったエントロピーは上位のビットプレーンとのXOR演算による二値画像化により5.878となった.この二値画像に対してスケルトン抽出処理を行った結果,エントロピーは5.867となった.画像によってはスケルトン化によりエントロピーが低下した場合もあったが,平均するとほぼ同じ値であり,スケルトン化が高圧縮であるとは言えない.これは,スケルトン画像が2枚以上の二値画像となりデータ量が増加してしまうためであると考えられる.本方法は,可逆性は保つことができたものの,二値画像化によるエントロピーの低下をさらに進めることはできておらず,圧縮アルゴリズムとしては高い性能を達成できなかった.スケルトンを1枚の画像におさめる新しい工夫が必要と考えられる.
科学的実践における問題解決過程と協同の分析および確率ネットワークによるモデル化

本研究では,実際の科学者や研究・開発(以下,R&Dと略記)チームのメンバーに対してインタビューを実施すると同時に,ある研究室での科学者の活動に関するフィールドデータを採取し,現実のR&Dにおいていかなる協同(collaboration)が有効なのか,科学者個人の思考にあってはどのような推論形態が頻繁に利用されてるのか,を分析した.R&Dチームの協同に関してはまず,昨年度に実施した短期的になされた2人の間のサジェスチョンの事例を,今年度も主に現場観察手法によって収集した.その結果,昨年度までと同様に,得られた5つのデータをサジェスチョンによって与えられる知識のタイプと2人の間のポジションの差という2つの基準により,4つのタイプへと分類できた.現場観察では信頼性が高く,より詳細な2人の間のインタラクションのデータを得ることができたが,昨年度までにインタビューで得られたデータを質的に越えるデータは得られなかったと考えられる.科学者個人の思考に関しては,昨年度に実施した類推の分析をより深め,類推の際に図やイメージなどの外的表象が利用されているか否かを分析した。その結果、図やイメージなどの外的表象の利用が類推を促進していると考えられる例が2例見つかった.その分析の結果,類推を促進する図には,問題解決に必要な資源(resource)が抽象的にかつキーポイントが明確になるように表現されていることがわかった.そして,そのような図を自動描画する以前に作成したシステムを改良し,実際の科学的発見により役立つと考えられるものを作成した.また昨年度の科学者が用いる推論の分析結果から1人の発想を支援するAIシステムに求められる要素を抽出し、発想支援システムに対する提言を行った.科学者が用いる推論の認知モデルの構築に関しては,ベイズ推論を行うネットワークを用いた定式化を行った(実装は完成していない).本研究により,現実のR&D,すなわち科学的実践を支える重要な要素として,いくつかのタイプの協同と個人番による推論とを同定し、それらを科学者の認知活動というミクロなレベルで詳細に分析することができたと言えよう.またその分析結果のAIへの応用も模索できた.本研究では,実際の科学者や研究・開発(以下,R&Dと略記)チームのメンバーに対してインタビューを実施し,その結果,現実のR&Dにおいていかなる協同(collaboration)が有効なのか,科学者個人の思考にあってはどのような推論形態が頻繁に利用されているのか,を分析した.R&Dチームの協同に関してはまず,非常に長期に及ぶ製品開発プロセスにおけるR&Dチームの協調的活動を,ミクロかつ時系列的に分析した.その結果,チーム内の個人間の協同,異なるR&Dチーム間の協同,異なる部門間の協同のすべてが観察され,それらのどれもが当該R&Dプロジェクトにとって重要であることがわかった.かつ,このR&Dによってもたらされた技術革新は,漸時的に生じた,協同を含む認知的な活動の集積の結果であることがわかった.さらに,短期的になされた2人の間のサジェスチョンの事例をインタビューと現場観察とによって収集し,サジェスチョンによって与えられる知識のタイプと2人の間のポジションの差という2つの基準により,4つのタイプへと分類した.科学者個人の思考に関しては,(以前とり実施していたものも加えて)合計22件のインタビューを実施した.そして,それら思考を支えたミクロな認知活動=推論形態が何であるかを分析した.その結果,全37の推論の約半数がいわゆる類推(analogy)によることをつきとめた.さらに全19の類推の事例を,類似性の種類と写像される知識の探索方法の相違により,6つのクラスへと分類することができた.本研究により,現実のR&D,すなわち科学的実践,を支える重要な要素として,いくつかのタイプの協同と個人による類推とを同定し,それらを科学者の認知活動というミクロなレベルで詳細に分析することができたと言えよう.本研究では,実際の科学者や研究・開発(以下,R&Dと略記)チームのメンバーに対してインタビューを実施すると同時に,ある研究室での科学者の活動に関するフィールドデータを採取し,現実のR&Dにおいていかなる協同(collaboration)が有効なのか,科学者個人の思考にあってはどのような推論形態が頻繁に利用されてるのか,を分析した.R&Dチームの協同に関してはまず,昨年度に実施した短期的になされた2人の間のサジェスチョンの事例を,今年度も主に現場観察手法によって収集した.その結果,昨年度までと同様に,得られた5つのデータをサジェスチョンによって与えられる知識のタイプと2人の間のポジションの差という2つの基準により,4つのタイプへと分類できた.現場観察では信頼性が高く,より詳細な2人の間のインタラクションのデータを得ることができたが,昨年度までにインタビューで得られたデータを質的に越えるデータは得られなかったと考えられる.科学者個人の思考に関しては,昨年度に実施した類推の分析をより深め,類推の際に図やイメージなどの外的表象が利用されているか否かを分析した。その結果、図やイメージなどの外的表象の利用が類推を促進していると考えられる例が2例見つかった.その分析の結果,類推を促進する図には,問題解決に必要な資源(resource)が抽象的にかつキーポイントが明確になるように表現されていることがわかった.そして,そのような図を自動描画する以前に作成したシステムを改良し,実際の科学的発見により役立つと考えられるものを作成した.また昨年度の科学者が用いる推論の分析結果から1人の発想を支援するAIシステムに求められる要素を抽出し、発想支援システムに対する提言を行った.

科学者が用いる推論の認知モデルの構築に関しては,ベイズ推論を行うネットワークを用いた定式化を行った(実装は完成していない).本研究により,現実のR&D,すなわち科学的実践を支える重要な要素として,いくつかのタイプの協同と個人番による推論とを同定し、それらを科学者の認知活動というミクロなレベルで詳細に分析することができたと言えよう.またその分析結果のAIへの応用も模索できた.