hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
航空機リモートセンシングによる湖沼環境モニタリングに関する研究

あおこ・赤潮の原因となる植物プランクトンのリモートセンシングには、植物プランクトンに含まれる植物色素クロロフィルaに特有な反射スペクトルの波長域が用いられ、異なる波長間の反射率の比からクロロフィルの濃度が推定される。環境の変化は短期間の変動とともに、長期にわたる悪化が問題となる。そこで、継続的な観測が必要であるのはもちろん、過去のデータの利用が環境の長期変化を評価する上で必要不可欠である。衛星データとして、ランドサットは約20年間のデ-夕が蓄積されているが、ランドサットは、クロロフィルの観測に適した分光特性を有しない。しかし、汚濁や水色を反映した可視像は得られている。航空機(ヘリコプター)による観測は大気の影響が衛星に比べ無視できることから、衛星データの大気効果補正の基礎データとして用いることができると考えられる。しかしながら、航空機リモートセンシングでは観測中に常時位置の変動を伴うことから、フレーム毎に幾何補正が必要となるが、迅速・高精度に幾何補正された画像を自動的に得る方法は今だ完成を見ていない。本年度は、航空機観測データの幾何補正の自動化のための前処理として、地上基準点とのマッチングを容易にするためのフィルター、画像の張り合わせ方法について検討した。近年、生活圏の拡大と共に水資源となる河川、湖沼、近海漁業の漁場となる湾などの水質の汚濁が問題となっている。水質管理には水域の運動および水温分布などの関連を調べる必要がある。航空機、特にヘリコプターによるリモートセンシングは、観測高度を比較的自由に設定でき、また、あおこや赤潮の発生などの事象の発生に合わせた観測が可能である。本年度は航空機(ヘリコプター)にデジタルカメラシステムおよびサーモビュアーを搭載し、印旛沼の航空観測を行った。デジタルカメラシステムには、水色観測衛星と同様の分光特性を有するフィルターを搭載した。また、航空写真の幾何学的補正システムを現有のワークステーション上に構築し、データ間の比較を可能とした。サーモビュアーによる温度分布の観測は、視野が狭く、また空間分解能が低いため、印旛沼上空約600mから斜に観測した。これらの観測結果は観測点が移動しており、また傾斜しているため、射影変換またはアフィン変換により幾何学的なひずみを補正した。ディジタルカメラによる観測は、空間分解能が高いため、印旛沼の中心から56km離れた点の上空約600750mから観測した。傾斜が大きく、また観測中に僅かに移動があるため、スペクトル別の観測結果を比較する必要から、サーモビュアーによる観測と同様に射影変換により地図上に投影した。水中の植物プランクトンの相対的な濃度分布を求めるため、今回は地表の植生分布図の作成に用いられる植生指標NDUI(Normalized Difference Uegetation Index)を適用した。植物プランクトン濃度への変換アルゴリズムの適用と実測値による検証、観測データの幾何学的な変換の自動化が今後の課題である。そこで、航空機(ヘリコプター)に主要設備であるデジタルカメラシステムおよび現有設備であるセ-モビュアーを搭載し、湖沼の可視域での反射スペクトルおよび温度分布の航空観測を平成6年秋より開始し、約1年間に亘り23回/月の観測を行った。また、地形図を基に航空写真の幾何学的補正システムの基本部分を現有のワークステーション上に構築した。ヘリコプターの定期的な運航による時系列的データの観測を開始し、観測結果の一部を水中の植生指標として評価し「第6回世界湖沼会議-霞ケ浦′95」にて「衛星と航空機リモートセンシングによる湖沼環境モニタリング・システム」と題して発表した。観測データの幾何補正システムの基本部分の構築をほぼ完了した。定期的な観測による大量のデータの処理を必要とするため、本システムの自動化を行っている。あおこ・赤潮の原因となる植生プランクトンのリモートセンシングには、植生プランクトンに含まれる植物色素クロロフィルaに特有な反射スペクトルの波長域が用いられ、異なる波長間の反射率の比からクロロフィルの濃度が推定される。

衛生データとして、ランドサットは約20年間のデータが蓄積されているが、ランドサットは、クロロフィルの観測に分光特性を有しない。しかし、汚濁や水色を反映した可視像は得られている。航空機(ヘリコプター)による観測は大気の影響が衛星に比べ無視できることから、衛星データの大気効果補正の基礎データとして用いることができる。ランドサットの可視データを水色観測に定量的に利用することで、過去約20年間の環境変化を把握できる。本年度は、主にランドサットデータの解析を中心に行った。また、航空機観測データの幾何補正の自動化のための前処理として、地上基準点とのマッチングを容易にするためのフィルター、画像の張り合わせ方法について検討した。観測結果の校正に必要となる地上観測値として環境庁発行の「公共用水域水質データ」の利用を予定したが、航空機観測を主に行った平成7年度版のデータの発行が本年度内に間に合わず平成9年度となることから、この発行を待って成果報告に反映させる予定である。
働く人版・心身のセルフケア行動評価質問紙の開発に関する研究

働く人のセルフケア評価質問紙の開発と評価を目的として, 27項目から構成されるセルフケア評価質問紙を2297名の働く人を対象に調査したところ, 893名から有効回答が得られた。その結果, 3つの上位因子(前向きな心構え,健康志向,毎日の行動)と8つの下位因子(充実感,希望,ソーシャルサポート,健康意識,悪い習慣の修正,朝の目覚め,食事量の調整,セルフコントロールの欠如)がセルフケアの構成概念として明らかとなった。<前向きな心構え>は<健康志向>を促進し,さらに<健康志向>は<毎日の行動>に影響していた。職域において,働く人は食事,運動,休養等の生活習慣を自ら見直すことが求められている。生活習慣は個人的な行動に関わるため,客観的に自己の『セルフケア』を認織し調整することが必要となる。食事や運動など生活の一面を評価する質問紙は多いが,包括的に心身の『セルフケアの状態』を評価する質問紙は少ない。本研究は,『セルフケアの状態』を評価する【働く人版・セルフケア評価質問紙】の開発を目的としている。さらに,その過程で得られた知見をもとに,働く人における良質の『セルフケア』へ向けた取り組みに提言を図るものである。平成21年度は,関連文献の検索と検討を行い,27項目から構成される【働く人版・セルフケア評価質問紙】を作成した。研究への承諾と協力について同意の得られた群馬県内の事業所で働く2060歳代の勤労者500名に対し,【働く人版・セルフケア評価質問紙】,フェイスシート,日本語版気分形容詞チェックリスト短縮版JUMACL,うつ評価尺度Beck Self Raiting Scaleを配布し無記名・自記式留置法調査として実施した。統計ソフトSPSSを用い,重み付き最小二乗法による因子分析,プロマックス回転を行った結果,「サポート」,「希望」,「充実感」,「朝の目覚め」,「食事量の調整」,「健康意識」,「悪い習慣の存在」,「悪い習慣に対する修正意欲」の8因子が抽出された。Cronbach'α係数は0.5730.872であった。【働く人版・セルフケア評価質問紙】の妥当性および信頼性が確認された。平成22年度は,さらに,500名の勤労者に対し追加調査を実施し,サンプル数を増やして,共分散構造分析を実施した。モデルには,因子分析で確認された8つの変数と【働く人版・セルフケア評価質問紙】の構成概念である<生きる意味>,<健康志向>,<生活習慣>の3つの潜在変数を組み込んだ。モデルの適合度は,GFI=0.979, AGFI=0.958,CFI=0.947, RMSEA=0.062であった。観測変数と潜在変数の間の標準化係数は,すべてp<0.05のレベルで有意であった。<生きる意味>から<健康志向>および<健康志向>から<生活習慣>への潜在変数間の標準化係数はそれぞれ,0.94と0.80であった。<生きる意味>の潜在変数は「希望」と「充実感」の観測変数から構成されており,<生きる意味>は「ソーシャルサポート」によって影響を受けていた。また<健康志向>は,「健康意識」と「悪い習慣に対する修正意欲」によって構成されていた。<生活習慣>は,「朝の目覚め」,「食事量の調整」,「悪い習慣の存在」から構成されていた。共分散構造分析により,セルフケアの状態を構成する要因の関連が明らかとなった。平成21年度は,関連文献の検索と検討を行い,27項目から構成される【働く人版・セルフケア評価質問紙】Self-Care Assessment Inventory forWorkers(以下、SCAI-W)を作成した。

研究への承諾と協力について同意の得られた群馬県内の事業所で働く2060歳代の勤労者に対し,SCAI-W,フェイスシート,日本語版気分形容詞チェックリスト(以下、JUMACL),うつ評価尺度(以下、BDI)を配布し無記名・自記式留置法調査として実施した。統計ソフトSPSSを用い因子分析を行った結果,「サポート」,「希望」,「充実感」,「朝の目覚め」,「食事量の調整」,「健康意識」,「セルフコントロールの欠如」,「悪い習慣の修正」の8因子が抽出され、Cronbach'α係数は0.5730.872であり、SCAI-Wの妥当性および信頼性が確認された。平成22年度は、因子分析で確認された8つの変数とSCAI-Wの構成概念である<前向きな心構え>,<健康志向>,<毎日の行動>の3つの潜在変数を組み込んだモデルについて、共分散構造分析を実施し、セルフケアの状態を構成する要因の関連を明らかとした。平成23年度は、SCAI-Wの心理的・行動的概念との関連を調べるために、重回帰分析を行った。基本属性、健康関連データ、JUMACLのサブスケールである「エネルギー覚醒」と「緊張覚醒」を重回帰分析の独立変数として用いた。ステップワイズ法によって選択された10変数は、1)エネルギー覚醒、2)緊張覚醒、3)運動、4)喫煙、5)BMI、6)3合以上の飲酒、7)ギャンブル、8)居住環境、9)性別、10)年齢であった。また、SCAI-Wを構成する8因子の特徴を調べるために、健康関連データによって分類されたグループ間(BMI(BMI≧25、BMI<25)、喫煙(吸う、吸わない)、3合以上の飲酒(あり、なし)、ギャンブル(する、しない)、運動(する、しない)、BDI(BDI得点く11、BDI得点≧11))で各因子のスコアを一元配置分散分析と多重比較(Tukey'sテスト)を用い比較した。その結果、「ソーシャルサポート」得点は、「BMI」、「喫煙」、「三合飲酒」、「ギャンブル」、「抑うつ」に有意差が認められた。「健康意識」得点は、「BMI」、「運動」、「喫煙」、「ギャンブル」、「抑うつ」に有意差が認められた。「悪い習慣への修正」得点は、「BMI」、「運動」、「ギャンブル」、「抑うつ」に有意差が認められた。これらの所見から、健康関連データとSCAI-Wとの関連が明らかとなり、更にセルフケアの改善のためには、行動のコントロールだけでなく、気分に対する気づきや調整が重要であることが示唆された。
高齢者介護施設における介護ロボット導入の参加型意思決定モデルの開発

介護職員の人材不足の対応策として業務負担を軽減する介護ロボットに注目が集まっている。しかしながら、介護ロボット導入に至るプロセスの中で、高齢者介護施設はどのような意思決定を行っているのか、さらにイノベーションの採用において管理職や介護職員が経営者の意思決定に参加する参加型意思決定の構成概念やプロセスも十分に明らかになっていない。そこで、本研究では、高齢者介護施設における介護ロボット導入の参加型意思決定モデルを開発することを目的とする。導入施設へのインタビュー調査による質的研究や介護労働実態調査やアンケート調査を用いた量的分析を通じて、参加型意思決定モデルの開発を行う。
高分子における複雑挙動の大規模シミュレーション

高分子の結晶化機構を分子レベルで解明するために、我々は500個のセグメントから成る一本の高分子鎖の分子動力学(MD)シミュレーションを行った。鎖状高分子のモデルとして、最も単純な内部構造を持つポリメチレン鎖を用い、分子力場として、DREIDINGポテンシャルを使った。初期配置として、全てトランスの平面ジグザグ構造から出発し、先ず高温(T=800K)でランダムな配位を作り、次にそれを段階的にT=100Kまで冷却した。シミュレーションで得られたデータの可視化をグラフィック・ワークステーション上で行い、また、慣性半径やボンド配向秩序パラメータ等の時間変化、温度変化を調べることによって、以下の新しい知見を得ることが出来た。1.高温でランダム・コイル状態にある高分子鎖を、段階的に冷却することによって、配向秩序構造が形成される。2.T=550K以下の温度で、配向秩序が成長する。また,配向秩序構造の形成過程において、高分子鎖の異方性も成長する。3.得られた配向秩序構造において、ステムの数は16本であり、各ステムは14か15個のセグメントから成る。また、ステムは歪んだ六回対称性を有している。4.配向秩序構造において、ゴ-シュ状態は折り畳み面に偏っている。また、ステム内に比べて折り畳み面内では、二面角は変化しやすい。今後は、構造形成過程における分子運動及びコンフォメーション運動の解析を行う。また、本研究では考慮していない鎖間相互作用が、配向秩序構造の形成にどのような影響を及ぼすのかを調べるため、現在多数本の高分子鎖のMDシミュレーションを行なっている。
反芻家畜の採食量調節機構にしめる下部消化管の役割

近年、単胃動物において下部消化管に流入するグルコース,脂肪,アミノ酸あるいは消化物の浸透圧が認識され、胃運動を調節したり、採食量を制禦したりすることが報告されている。しかし、反芻動物においてはその生理的,形態的特徴から、第一胃又は生成発酵産物を中心に研究が行われ、下部消化管に注目し、特にその採食量調節に占める役割について研究した例はみられない。よって本研究ではめん羊を用い、以下に述べる実験を行った。方法:めん羊の幽門直下の十二指腸にT字型カニューレを装着し、カニューレ口から流出する第四胃内容物の測定、あるいは同カニューレから下部消化管への種々の物質の注入、ならびに、これらに伴う第一胃,第四胃運動の変化および採食量の測定などを行った。結果:まず正常採食時に第四胃流出物量の変化を測定したところ、流出量最大時に採食を停止することを知った。そこで十二指腸内に各VFA,グルコース,乳酸などを注入したところ、VFA注入時にのみ採食量が抑制されることを知った。同量のVFAを腸間膜静脈内に注入しても採食量に影響はみられなかった。次にVFA中酢酸のみを選び、種々の濃度溶液ならびに高浸透圧溶液などを注入したところ、62mM以上の濃度の酢酸溶液の注入によって第四胃流出物および採食量の低下がみられた。以上の結果から一定濃度以上の酢酸溶液は胃運動を抑制することが予想されたことから、酢酸溶液を注入しつつ、第一胃,第四胃運動を測定したところ、明らかな抑制がみられた。しかるに、酢酸溶液に局所麻酔剤であるテトラカインを混和して注入したところ、抑制は明らかに緩和された。すなわち、酢酸を受容する下部消化管部位は管腔側において認識され、神経を介して中枢へ伝達されるものと考えられた。以上、本研究は酢酸が下部消化管において受容され、採食量調節の一因となることを初めて明らかにした。
輻射場の制御のためのフォトニック結晶の開発

1.半導体微細加工技術を駆使して、Al_xGa_<1-x>Asを材料に用いた3種類の、いづれもエアロッド格子フォトニック結晶スラブ(準3次元結晶)を開発した。透過率スペクトル、フェムト秒パルスによる反射率の測定と、計算によるフォトニックバンド構造との比較から、それぞれの光学特性を解明した。それを基にして、輻射場、光の伝播特性制御のための優劣を明らかにした。(1)光導波路型スラブ;コア層、下のクラッド層(上の層は空気)共通に穴を開けた試料である。この種の試料は実質的に導波固有モードが存在しないために、空気の占有率f、穴の列数Nが大きくなると光の放射損失が大きくなる事実を定量的に明らかにした。その結果、デバイスへの応用には、f≦0.3、N≦10が条件であるとの結論を得た。(2)エアブリッジ・スラブ;上下のクラッド層を除去した試料で、光の面内閉じ込めが最も強いために、穴を開けたフォトニック結晶でも導波固有モードが存在することを実験的に初めて明らかにした。同時に、2次元完全ギャップが生ずるため、輻射場の制御には最適の試料であるとの結論を得た。(3)酸化クラッド・スラブ;屈折率を小さくするために下のクラッド層(上の層は空気)を酸化した結晶で、上記のエアブリッジ・スラブに準ずる優れた特性を示すことがわかった。2.光とフォトニック結晶の独得な相互作用を利用して物理現象の新しい側面を明らかにした。上記の試料、並びに鉛ガラス・キャピラリ型2次元エアロッド・結晶を用いて実施した。(1)バンド端での低群速度に基づく、新しいタイプの2次元フォトニック結晶レーザー現象を実験で見い出した。(2)光第2高調波発生現象で位相整合条件が容易に満たされる事実、並びに低群速度の周波数で信号の増強効果があることを明らかにした。(3)スラブ結晶における群速度が空気中の30分の1程度に小さくなる事実を初めて明らかにした。1.世界最初に作製した、鉛ガラスファイバーによる2次元エアロッド・フォトニツク結晶を用いて、輻射場の制御に関する基礎研究を展開している。その結果、既に一定の成果も得ている。まず、エアロッドを色素溶液を満たし、光励起することにより、2次元フォトニックバンド構造の特性を反映した新しいタイプのレーザー作用を観測すると同時に、その機構を解明した。すなわち、一つは2次元フォトニツクバンド構造に群速度の小さい、平坦なバンドが多く出現するが、小さい群速度により物質との相互作用が大きくなって容易にレーザー作用が生ずること、他は、外部の電磁波と結合できるためにQ値が高いバンドで同様にレーザー作用が生ずることを明らかにした。なお、群速度が小さいバンドを利用して、非線形光学現象の増大効果に関する予備実験にも着手している。2.研究計画に沿って、半導体材料による各種のフォトニック結晶の作製に全力を上げている。すなわち、電子ビームパターニング、ドライエッチングなどの微細加工技術を駆使して、主としてGa_<1-x>Al_xAsを用いて2次元フォトニツク結晶を作製している。種々の結晶構造、格子定数、Mの比率xを変えた、すなわち、屈折率および吸収バンド端エネルギーを変えた試料を作製している。様々なタイプのレーザー作用、局在モードの導入、各種の非線形光学現象の増強効果などのそれぞれの基礎研究のために適した試料が必要なためである。

さらに、光導波路の基礎実験を行うための試料も設計し、作製に入っている。3.完全フォトニツクギャップをもつ3次元フォトニック結晶の設計・作製方法の検討を終え、作製の第一ステップに入っている。1.準3次元フォトニック結晶、すなわち、AlGaAs光導波路をベースにしてz方向に関してはコア層に対して屈折率の小さいクラッド層を用いて光を閉じ込める、種々のタイプのスラブ型結晶を開発した。フォトニック結晶の部分は、穴をz軸方向に垂直に、かつ下のクラッド層の一部まで貫通させて作り、入出力信号用の幅の狭いストライプ導波路がついた構造の試料である。この構造は、将来のコンパクトな光集積回路の開発を念頭においたもので世界でまだ研究例がない。格子定数が0.20-0.35μm,エアホールの占有率が0.18-0.50、光の透過方向の穴の列数が5-20の多くの試料を作製した。次に、上下のクラッド層をエッチング法で除去した構造の、2次元エアブリッジ型結晶の作製に世界で初めて成功した。上記のクッラド付構造に比べてz方向の閉じ込めがより完全と考えられるためである。2.クッラド付準3次元結晶試料に関して、波長可変レーザーを用いて透過率スペクトルを詳細に調べた。得られたデータは、有効屈折率を仮定して、穴の長さが無限の場合で計算した2次元結晶のフォトニックバンド構造で解釈できることがわかった。その結果、フォトニックバンドギャップ、および非結合モードの存在を明らかにした。3.準3次元スラブ型結晶の光学特性の正確な評価のために、波長可変フェムト秒、およびピコ秒光パルスを用いたタイムオブフライト測定装置を作製した。反射率、面外への放射モード損失などを定量的に正確に測定できる非常に優れた方法であることを実証した。4.開発済の鉛ガラスファイバーで作製したキャピラリー型2次元フォトニック結晶試料を用いて、光第二高調波発生現象で重要な位相整合条件が新しい概念で容易に満たされる事実を世界で最初に明らかにした。1.準3次元半導体フォトニック結晶の試料開発を精力的に実施した。すなわち,昨年度から引き続いて,a)Al_<1-x>Ga_xAs半導体光導波路に穴を開けるタイプ(SC)の試料に関して,従来よりさらにアスペクト比が高く,均一な穴を開けた試料の作製を行うと共に,新たに,b)上下のクラッド層を選択エッチング液を用いて取り除いたエアブリッジ型スラブ試料(AB),さらに,c)下のクラッド層を酸化によりAl_xO_yに置き換えた試料(OC)の作製に成功した。それぞれのタイプでパラメータの異なる多くの試料の光の透過率の波長依存性を測定し,計算で求めたフォトニックバンド構造と比較することにより特性評価を行った。その結果,SCタイプ結晶では2次元面に光を閉じ込める「導波固有モード」が存在しないために,輻射場の制御,並びに光の伝播制御の目的には著しい制限を受けることを示した。一方,AB試料では,導波モードが存在するライトラインの内側の固有モードで実際に透過率が100%になることを示し,上記の制御のために優れた試料であることを世界で初めて明らかにした。2.ABタイプの試料でバンドギャップ中に線欠陥モ-ドが生ずる試料を設計し,実際に試料を作製した。測定の結果,ギャップ中に,ある特定波長の光が伝播するモードが存在することを実証した。3.種々のタイプの急峻な曲りをもつフォトニック結晶導波路試料を作製し,実際に特定波長でのみ
強磁性形状記憶Fe‐Pd合金におけるマルテンサイトバリアントの磁場制御と巨大歪

磁場により数%もの歪を制御できる材料として、Fe-Pd系の強磁性形状記憶合金に関心が寄せられている。この合金系において磁場により巨大歪を制御できるのは、磁場により双晶変形をさせることができるためである。これまでに、我々は、Fe-31.2Pd(at.%)合金において、磁場により3%もの歪が発生できることを示した。このような大きな歪が現は、FCTマルテンサイト状態でしか発生させることができないため、FCTマルテンサイト変態温度を上昇させることが、重要課題のひとつである。本研究においては、マルテンサイト変態温度を上昇させる方法として、まず第3元素を添加し、変態温度を調査した。その結果、第三元素の添加によりFCTの存在領域を室温付近にすることは、困難であることが、明らかとなった。そこで、二元系においてマルテンサイト変態開始温度をできるだけ高くなる組成の合金を調べ、Fe-30Pd(at.%)を境にして、それ以下のPd濃度の場合は、BCTが室温で混在するが、それ以上のPd濃度の場合はFCT単独のマルテンサイトとすることができることがわかった。この、Fe-30Pd合金の単結晶の育成を試みた結果、この組成においては、液相線と固相線の温度差が大きいため、試料には偏析が生じやすいことがわかった。偏析をなくすために、溶解後固相線温度直下の温度において、数日間の均一化処理を施し、室温付近にFCT変態を有する比較的均一な単結晶試料を作製することに成功した。この試料を用いて、室温において磁場によりバリアント再配列が実際に起きることを確認した。さらに、Fe-31.2Pd合金の結晶磁気異方性定数、双晶変形応力を求め、これらの結果をもとに、磁場による双晶変形機構を統一的に説明することに成功した。Fe-Pd系合金は磁場により数%もの歪を制御できる材料であり、新しいアクチュエータ材料として期待できる。磁場により巨大歪を制御できるのは、磁場により双晶変形をさせることができるためである。これまでに、われわれは、Fe-31.2Pd(at.%)合金において、磁場により3%もの歪が発生できることを、示した。しかしながら、このような大きな歪は、FCTマルテンサイト状態でしか発生させることができないため、FCTマルテンサイト変態温度を上昇させることが、重要課題のひとつである。本研究においては、マルテンサイト変態温度を上昇させる方法として、まず第3元素を添加することについて検討した。Pt,Ni,Cu等の添加効果について詳細に調べた結果、FCTマルテンサイト変態開始温度を室温以上にすることに成功したが、BCTマルテンサイトと呼ばれる磁場による磁場による双晶変形を困難にするマルテンサイトも混在した。すなわち、FCT変態開始温度を上昇させる添加元素は、BCTマルテンサイト変態温度も上昇させる傾向が強いことが明らかとなった。すべての添加元素について調査したわけではないが、第三元素の添加によりFCT変態だけを上昇させることは困難であると判断し、二元系においてマルテンサイト変態開始温度をできるだけ高くなる組成の合金を調べた。その結果、Fe-30Pd(at.%)を境にして、それ以下のPd濃度の場合は、BCTが室温で混在するが、それ以上のPd濃度の場合はFCT単独のマルテンサイトとすることができることがわかった。そこで、Fe-30Pd合金の単結晶育成を試みた。その結果、この組成合金においては、液相線と固相線の温度差が大きいため、試料には偏析ができやすいことがわかった。

磁場により数%もの歪を制御できる材料として、Fe-Pd系の強磁性形状記憶合金に関心が寄せられている。この合金系において磁場により巨大歪を制御できるのは、磁場により双晶変形をさせることができるためである。これまでに、我々は、Fe-31.2Pd(at.%)合金において、磁場により3%もの歪が発生できることを示した。このような大きな歪が現は、FCTマルテンサイト状態でしか発生させることができないため、FCTマルテンサイト変態温度を上昇させることが、重要課題のひとつである。本研究においては、マルテンサイト変態温度を上昇させる方法として、まず第3元素を添加し、変態温度を調査した。その結果、第三元素の添加によりFCTの存在領域を室温付近にすることは、困難であることが、明らかとなった。そこで、二元系においてマルテンサイト変態開始温度をできるだけ高くなる組成の合金を調べ、Fe-30Pd(at.%)を境にして、それ以下のPd濃度の場合は、BCTが室温で混在するが、それ以上のPd濃度の場合はFCT単独のマルテンサイトとすることができることがわかった。この、Fe-30Pd合金の単結晶の育成を試みた結果、この組成においては、液相線と固相線の温度差が大きいため、試料には偏析が生じやすいことがわかった。偏析をなくすために、溶解後固相線温度直下の温度において、数日間の均一化処理を施し、室温付近にFCT変態を有する比較的均一な単結晶試料を作製することに成功した。この試料を用いて、室温において磁場によりバリアント再配列が実際に起きることを確認した。さらに、Fe-31.2Pd合金の結晶磁気異方性定数、双晶変形応力を求め、これらの結果をもとに、磁場による双晶変形機構を統一的に説明することに成功した。
ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼαサブユニットの機能と基質認識機構

ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ(MPP)のサブユニット機能と分子認識機構を解明するため研究を実施した結果、本年度以下に示すいくつかの新しい知見を得た。(1)サブユニット協調的な基質認識モデルの提唱MPPの基質認識メカニズムの解明に向けて基質に蛍光基(プローブ)を導入、酵素複合体で高い親和性(解離定数、約0.1μM)を示した。このことから二つのサブユニットが協調的に基質を認識しているものと考えられる。更に基質の2箇所の塩基性アミノ酸のうち切断点から離れた部分をαが、近い部位をβが認識しているマルチサイト認識モデルを提唱(研究発表;小嶋)。このモデルはMPPへの部位特異的アミノ酸変異の研究結果を支持している。(2) MPPの部位特異的酸性アミノ酸の変異による基質認識部位、触媒残基の同定と解析部位特異的アミノ酸変異から、基質の塩基性アミノ酸の認識に重要な酸性アミノ酸をαサブユニットで同定した(研究発表;下方)。更にβサブユニットで基質切断反応に必須な金属結合残基、触媒残基を確認(研究発表;北田)。主にαが基質認識をβが触媒機能を持つと考えたれる。ただし、β単独では全く不活性であるため、αがβの活性を制御している可能性がある。このことは研究結果(3)と関連する。(3) αサブユニットのグリシンリッチ領域のMPP触媒機能における重要性を証明MPPに対しランダム変異を導入、機能欠損体を検索する実験結果から、αサブユニットのグリシンに富む領域(グリシンリッチ領域)が重要な役割を持っていることが示唆された。そこで、本年度はこの領域に部位特異的なアミノ酸置換を導入した。結果、フェニルアラニン、リシンが基質認識と触媒に寄与していることが判った。グリシンリッチ領域の特定残基がMPPの活性制御に関与している可能性がある。今後、これら変異体の機能とMPPの構造解析(現在進行中)の結果を照らし合わせて基質認識と切断機構を更に詳しく解明していきたい。ミトコンドリアプロセシングペプチダーゼ(MPP)のα、βサブユニット機能と酵素-基質間の分子認織機構を解明するため、本年度以下の項目にしたがって研究を実施した。各項目でほぼ目標を達成でき、いくつかの新しい知見を得た。1.活性型MPPの大量発現、精製とin vitro再構成系の確立酵母MPPのα、βサブユニットを大腸菌で共発現させ、アフィニティーカラムで精製することによって、10リットルの培養液から約70mgの活性な酵素を得ることができた。この発現酵素は天然型のものとほぼ等しい酵素活性、性質を示し今後の構造、機能解析に利用可能である。現在、共同研究でMPPのX線結晶構造解析を進めている。2.MPPの基質結合活性、サブユニット相互作用解析系の確立MPPの基質結合能解析のため基質に蛍光基(プローブ)を導入、サブユニット単独、酵素複合体での定量的な結合実験を行った。この結果、サブユニット単独では基質との親和性が低く、酵素複合体で高い親和性(解離常数、約0.1μM)を示した。サブユニット相互作用解析では、ゲルろ過やアフィニティーカラムを用いた方法のほかに、より定量的な解析を目指して表面プラズモン共鳴を利用したアプローチを展開中である。3.部位特異的アミノ酸変異、ランダム変異による機能残基、特異性発現残基の検索部位特異的アミノ酸変異の研究から、基質の塩基性アミノ酸の認識に重要ないくつかの酸性アミノ酸をα、βサブユニットで同定した。このことから基質認識部位が両サブユニットにまたがって存在しいると考えられ、2.の基質結合実験からの結果、考察とよく一致する。またMPPに対するランダム変異を導入し機能欠損体を検索する実験結果から、αサブユニットのグリシンに富む領域がMPPの機能、構造に重要な役割を持っていることが示唆された。今後、これら変異体の機能とMPPの構造解析の結果を照らし合わせて本研究を展開していく予定である。(3) αサブユニットのグリシン

リッチ領域のMPP触媒機能における重要性を証明MPPに対しランダム変異を導入、機能欠損体を検索する実験結果から、αサブユニットのグリシンに富む領域(グリシンリッチ領域)が重要な役割を持っていることが示唆された。そこで、本年度はこの領域に部位特異的なアミノ酸置換を導入した。結果、フェニルアラニン、リシンが基質認識と触媒に寄与していることが判った。グリシンリッチ領域の特定残基がMPPの活性制御に関与している可能性がある。今後、これら変異体の機能とMPPの構造解析(現在進行中)の結果を照らし合わせて基質認識と切断機構を更に詳しく解明していきたい。
先進複合材料フェールセーフ構造中に発生した部材損傷の位置同定手法の確立

これまで要素技術レベルでの検討が進んできた構造ヘルスモニタリングの実構造レベルの適用のため、申請者はCFRPを用いた既存の構造のうち、これまで自身が習得していた要素技術であるFBGセンサを用いるのに最も相応しいものとして、CFRPグリッド構造を選択し、このヘルスモニタリングを研究している。CFRPグリッド構造は、その製造の難しさから、特定用途にのみ特化して製作されてきた。そのため、損傷形態すら満足に解明されていない。そこで前年度の低速衝撃試験の結果に基づき、さらに詳細な検討として、押込み荷重下での損傷の発生挙動を詳細に調べた。そして、損傷パターンおよび発生順序を、衝突物のサイズ、グリッドの設計変数、衝撃位置により分類した。続いて、以上で検討した各損傷について、実験および解析を用いて、損傷発生によってどのようなひずみの変化が出るのかを再整理した。その際、検査荷重としては面外一点集中荷重と面内圧縮荷重の二通りを想定し、統計的異常値診断手法を基準として、各損傷と検査荷重をどのように組み合わせると損傷が検知できるのかを明らかにした。更に、FBGセンサを用いた弾性波計測による損傷検知方法についても新たに検討した。まず、CFRPグリッド構造中を伝播する弾性波についての基礎的検討を行った。そして、得られた結果を元に決定された弾性波を用いて、新たな損傷診断手法を構築した。この方法では、前述のひずみ計測による損傷診断手法と異なり、基準データ不要で損傷診断を行うことができるという利点がある。これを実際に多点化したFBGセンサを埋め込んだCFRPグリッド構造を作成して、これに擬似損傷を与え、提案したヘルスモニタリング手法を使って損傷が検知できるかどうか実験した。その結果、損傷の有無を正確に割り出すことに成功し、損傷位置も大まかに推定できることがわかった。これまで要素技術レベルでの検討が進んできた構造ヘルスモニタリングであるが、実構造レベルの適用が求められている。申請者は、CFRPを用いた既存の構造のうち、これまで自身が習得していた要素技術であるFBGセンサを用いるのに最も相応しいものとして、CFRPグリッド構造を選択し、これに生じる損傷のヘルスモニタリングを行っている。そこで本研究ではまず、物体の衝突時に生じる損傷を調べるため、低速衝撃試験を行った。その結果、スキン無(リブのみ)のグリッド構造では、局所座屈による繊維破断とせん断によるスプリッティングが生じることがわかった。次に、以上で検討した損傷をモデル化し損傷発生による構造への影響を調べるため、有限要素解析モデルを新たに構築した。この解析手法を用いて、損傷の構造への影響を調べた。その結果、リブ軸方向の損傷前後のひずみ差、すなわち、損傷の発生による荷重(応力)の再配分に損傷情報が含まれていることを明らかにし、多点化し各リブに埋め込んだFBGセンサを用いることが、可能かつ有効であることを示した。更に、得られたデータからの損傷の存在及びその位置を特定する方法として、統計的異常値検知手法を新たに提案した。この方法を用いることにより、リアルタイムにCFRPグリッド構造の健全性を診断できるようになった。以上の提案したヘルスモニタリング手法の有効性を実際に確認するため、実際に多点化したFBGセンサを埋め込んだCFRPグリッド構造を作成し、これに擬似損傷を与え、提案したヘルスモニタリング手法を使って損傷が検知できるかどうか実験した。
口腔レンサ球菌の産生する自己溶解酵素Amlに関する研究

Streptococcus mutansの産生する溶菌酵素Amlはう蝕原性細菌に対してのみ溶菌活性を有することから、う蝕予防剤になる可能性を持つ。そこで、Amlの基質特異性を明らかにするため、昨年度Amlの組換えタンパクを作製しその活性について検討を行ってきた。本年度においては結晶構造解析をするためのAmlの大量精製法の確立およびAml欠損変異株の作製を行い、性状解析を行った。1)Amlタンパクの大量精製:His-tag融合Amlを用いて大腸菌を大量培養し、菌体破砕画分を用いてNi-NTAレジンにより粗精製を行った。得られた粗精製画分をphenylカラムによる高速液体クロマトグラフィーによりほぼ均一のタンパクバンドとして回収できた。現在、結晶構造解析に向け大量精製を行っている。2)Amlタンパクの基質結合部位の組換えタンパクの作製・精製:1)の精製タンパクの回収効率が低いため、基質結合部位のみのHis-tag融合タンパクの作製を行った。また、大腸菌の系で精製を1)と同様の方法で行った。回収率も高く、均一のバンドとして精製できた。現在、結晶構造解析用に大量精製を行っている。3)Amlの変異株を作製し、その性状について検討した所、菌体の分離が阻害され非常に長いレンサ状を呈することが観察された。また、この変異株にAmlを作用させることで長いレンサ状がほぼ単菌になった。また、親株にAmlを作用させた所レンサ状から単菌になった。したがって、Amlの生理作用としては菌の分離に関与していることが明らかになった。Streptococcus mutansが産生する溶菌酵素Amlはう蝕原性細菌であるミュータンス菌群に対して強い溶菌作用を持つ事から、新しいう蝕予防剤になる可能性を持っている。そこで、このAml酵素の基質特異性について詳細な検討を行う事を目的として、以下の検討を行った。1)Aml組換えタンパクの作製:種々のHis-tag融合リコンビナントタンパクの作製を行った。すなわち、Amlのシグナルシーケンスを除いた成熟Aml、活性部位と考えられるC末端側半側、基質結合部位と考えられるN末端半側のリコンビナントタンパクの作製を行い、それぞれについて精製を行った。S.mutansに対する溶菌酵素活性について検討した結果、成熟型のAmlのみ酵素活性を認めた。活性部位のみでは溶菌活性が認められなかった事から、基質結合部位が酵素活性を発揮するのに必須である事が示された。AmlタンパクはEDTA,Niイオン、銅イオン、亜鉛イオンにより活性の抑制が認められ、また逆にカルシウムイオンにより活性の増大が認められた。また、作製した成熟型AmlタンパクはS.mutans,S.sobrinus,S.gordoniiに対して溶菌活性を有したが、S.sanguinis,S.salivarius,S.mitis等には活性を示さなかった。2)Amlの基質結合特異性の解析:基質結合部位の結晶構造解析を行う前に、基質結合部位の種々の基質への結合性について定量的に解析を行うため、解析を簡便に行うためGFP融合Amlタンパクの作製を試みた。リコンビナントタンパクは作製できたが、蛍光性が著しく弱かったため定量解析が困難であった。そこで現在至適励起の異なる他のGFPタンパク融合Amlを作製中である。このような結果を踏まえ、次年度はAmlの基質結合部位のさらなる解析を行っていきたい。
国際海洋法に関する日本の国家実行の総合的・系統的研究

我々は、「国際海洋法に関する日本の国家実行の総合的・系統的研究」に対して、海底資源開発・利用に関する実行の実態の分析、海上交通に関する国内法制の交錯とその問題点、海洋環境保全諸条約と日本および各国の国家実行の比較検討、排他的経済水域をめぐる法意識ならびに漁業条約交渉にみられる国家実行の分析、大陸棚条約および日韓条約の運用と日本の国内法制・判例の動向、海峡および島に関する日本の国家実行の調査および分析の6側面からアプローチすることにし、研究にとりかかった。この分野では包括的な条約である国連海洋法条約が1982年に採択され、日本は同条約に調印したものの、深海低資源の部分に関しては、必ずしも全面的に満足していたものではなく、米国とはまた違った文脈ではあるが、日本に難しい対応を迫っていた。我々の研究調査の最終年の94年6月中旬の合同研究会の折りには、政府において検討・外交交渉中であり、同条約に沿った検討を我々としても見直し中であったところ、同7月末には同条約第11部の実施のための協定文が採択・公表されたので、8月の合同研究会においてはこれを視野においた研究を外務省海洋課長からのヒアリング等の方法も用いて早急にすることとした。その後、条約は、条約規定に従い、60番目の国ガイアナの批准書寄託の1年後の同年11月16日に発効した。日本は同条約を批准していないし、これまで発効もしていなかったにもかかわらず、我々の調査では、これまで日本は旧ソ連等との漁業交渉においては、すえにこの条約の排他的経済水域に関する条文を基にして行ってきたようである。日本は、同年11月16日の同条約発効の時点で、外務大臣談話を発表し、国内法の整備に要する時間を考慮して、96年の通常国会に同条約と実施協定を提出する予定で政府部内で準備作業を進めていることが明らかになった。我々は、「国際海洋法に関する日本の国家実行の総合的・系統的研究」に対して、海底資源開発・利用に関する実行の実態の分析、海上交通に関する国内法制と国際法制の交錯とその問題点、海洋環境保全諸条約と日本および各国の国家実行の比較検討、排他的経済水域をめぐる法意識ならびに漁業条約交渉にみられる国家実行の分析、大陸棚条約および日韓条約の運用と日本の国内法制・判例の動向、海峡および島に関する日本の国家実行の調査および分析の6側面からアプローチすることにし、研究にとりかかった。現在までのところ、この分野の最大のトピックは、1993年11月16日にガイアナが国連事務総長に国連海洋法条約の枇准書を寄託したことにより、締約国数が60に達し、94年11月16日に同条約が発効することとなったことである。日本は同条約を枇准していないし、これまで発効もしていなかったにもかかわらず、我々の調査では、これまで日本は旧ソ連等との漁業交渉においては、すでにこの条約の排他的経済水域に関する条文を基にして行ってきたようである。しかし、深海底資源に関しては、日本は同条約に調印したものの、必ずしも全面的に満足しているものではなく、その意味で、同条約の発効は、米国とはまた違った文脈ではあるが、日本に難しい対応を迫っている。同条約の深海底資源の部分については、現在のところ、政府において検討・外交交渉中であり、同条約に沿った検討を我々としても見直し中である。

我々は、「国際海洋法に関する日本の国家実行の総合的・系統的研究」に対して、海底資源開発・利用に関する実行の実態の分析、海上交通に関する国内法制と国際法制の交錯とその問題点、海洋環境保全諸条約と日本および各国の国家実行の比較検討、排他的経済水域をめぐる法意識ならびに漁業条約交渉にみられる国家実行の分析、大陸棚条約および日韓条約の運用と日本の国内法制・判例の動向、海峡および島に関する日本の国家実行の調査および分析の6側面からアプローチすることにし、研究にとりかかった。現在、この分野の最大のトピックは、1993年11月16日にガイアナが国連事務総長に国連海洋法条約の批准書を寄託したことにより、締約国数が60に達し、94年11月16日に同条約が発効したことである。日本は同条約を批准していないし、これまで発効もしていなかったにもかかわらず、我々の調査では、これまで日本は旧ソ連等との漁業交渉においては、すでにこの条約の排他的経済水域に関する条文を基にして行ってきたようである。しかし、深海低資源に関しては、日本は同条約に調印したものの、必ずしも全面的に満足しているものではなく、その意味で、同条約の発効は、米国とはまた違った文脈ではあるが、日本に難しい対応を迫っている。同条約の深海低資源の部分については、我々の研究調査の最終年の94年6月現在、政府において検討・外交交渉中であり、同条約に沿った検討を我々としても見直し中であったところ、同月末には同条約第11部の実施のための協定文が採択・公表された。同年11月16日の同条約発効の時点で、日本は外務大臣談話を発表し、国内法の整備に要する時間を考慮して、96年の通常国会に同条約と実施協定を提出する予定で政府部内での準備作業をすすめていることが明らかになった。我々の研究もそれを睨みながら継続せざるをえないが、そのためにもこれまでの調査研究の基礎資料(「戦後日本の裁判所における海洋法判例」と「戦後海洋法文献目録」)を報告し、外務省海洋課長伊東喜昭氏の「今後の日本と海洋法条約」を我々のこれまでの調査研究と方向を同じくするものとして取り上げておきたい。
ＣＥＦＲに準拠した技能統合型英語テキストの開発と学習者・教師自律支援環境の構築

本研究の目的はCEFRに準拠した技能統合型英語教科書を開発することにある。また、学習者・教師自律支援のため、言語ポートフォリオの開発も目的とした。教科書はプロセス志向のタスク設計により学習者自律性を促進し、タスクの足場がけにより自己効力を高めることを意図した。教材はCLILアプローチを用い、認知思考力を高めるように設計された。A2やB1の教科書が典型的には日常的な学習内容であるのに対して、この教科書では下位レベルでもアカデミックな視点のもと身近な社会的問題を扱った。教科書はA2+の学習者がB1やB1+となることを目的とし、言語素材を下げつつも上のレベルの言語機能を保持するように足場設計した。本研究では、ヨーロッパ言語共通参照枠(CEFR)を日本の高等教育の文脈に合わせて修正・適用した技能統合型の英語テキスト(教科書)を開発することを目的とする。また、学習者・教師自律性を支援するために、実際にテキストを教室で使用するにあたり必要となる、教授資料・自律型教材・言語ポートフォリオ等を開発することも目的とする。本研究における平成25年度実績は以下の通りである。1.昨年度の研究成果に基づき、教科書構成の具体的な仕様(スペック)を確定し、教材開発マニュアルを作成した。2.マニュアルに基づいて、テーマに基づく一連のサンプルユニット(1チャプター、3ユニット)の開発を行った。3. JALT年次大会において、FLP研究部会フォーラムを開催し、開発したマニュアルやサンプルに基づいた議論を行った。4. JALTのFLP研究部会等で呼びかけを行い、教材開発チームを編成し(4チーム)、ミーティングを重ねて、各チャプターの草稿の作成を行った。5.現在開発中のテキストを、B1からB1+レベル相当の教科書として位置付け直し、レメディアル措置により、A2+レベルの学習者に対応可能な案を作成した。6.続けて、国内におけるニーズ等を鑑み、新たにA2+からB1レベルの学習者を対象とした教科書の開発に着手した(レメディアル措置により、A2レベルより学習可)。7.開発した試行版の教科書をもとにした次年度のパイロット調査の計画を立案した。8.言語ポートフォリオの自律学習支援環境の開発に着手した。本研究における平成24年度実績は以下の通りである。1.CEFRに準拠した海外出版テキストを収集し、テキスト本体や付属can-doリスト等の分析を行った。2.CEFR関連資料(ThresholdシリーズやCore Inventory等)に基づいて、CEFRベースのテキストや課題レベル判定に用いる言語教授項目よび言語学習タスクの分析を行った。3.会合を開き、上記1の分析結果をベースに、全体コンセプトと具体的スペックの検討を行った。4.JACETのESP研究部会と代表者および分担者の所属するJALTのFLP研究部会の共催でワークショップを開催し、CEFRベースの教科書に関する教師ニーズアンケート調査を実施し、議論を行った。5.JALT年次大会においてFLP研究部会フォーラムを開催し、CEFRベースの教科書に関する議論を行った。6.上記1の分析および4と5の議論をベースとして、A2+からB1レベルの教科書の構成案を作成した。7.会合を開き、具体的に使用するテキストの吟味を行い、サンプルとなるユニットの開発に着手した。ユニットは、内容言語統合型学習(CLIL)のアプローチを取り入れ、プロジェクト型学習のアプローチによるテーマ的につながりのあるユニットと組み合わせ、複数のインプットをもとに内容を整理し、深く考え、意見をまとめてアウトプットする機会を設ける構成とした。また、学習者・教師自律性を支援するために、実際にテキストを教室で使用するにあたり必要となる教授資料・自律型教材・言語ポートフォリオ等を開発することも目的とする。本研究における平成26年度実績は以下の通りである。1.開発した試行版の教科書をもとに各チャプター開発チームと編集者とでやり取りを行い、教材改訂作業を行った。2.各チャプター各ユニットのタスクについて、CEFRの能力記述文を参照したタスクベースのCan-Doリストを開発した。3. A2+、B1、B1+レベルの基準特性(criterial features)に基づいて発達段階ごとのモデルエッセイを開発した。4.メインテキスト(B1レベル)について、A2レベルのパラレルテキストを作成し、文法及び語彙的な修正プロセスを可視化した対応表を作成した。5. A2+からB1レベルを対象とした教科書について引き続き検討をした。6.言語ポートフォリオの試行版を作成した。7.教科書の使い方及び資料を掲載した教授マニュアルを作成した。本研究における研究実績は以下の通りである。1. A2+からB1レベルを対象とした教科書開発を行うにあたり、内容言語統合型学習(CLIL)の考えを取り入れ、各チャプターのユニット設計を行った。

2.各ユニットのタスクについて、CEFRの能力記述文を参照したタスクベースのCan-Doリストを開発した。3. A2+、B1、B1+レベルの基準特性(criterial features)に基づいて発達段階ごとのモデルエッセイを開発した。4.メインテキスト(B1レベル)について、A2レベルのパラレルテキストを作成し、文法及び語彙的な修正プロセスを可視化した対応表を作成した。5.各タスクのCan-Doチェックリストを用いた言語ポートフォリオを作成した。6.教科書の使い方について解説した教授マニュアルを作成した。また、研究期間を延長して行った最終年度においては、言語ポートフォリオに基づいて、7.ウェブ上(Moodle)で作動するポートフォリオ・システムの構築を行った。本研究の目的はCEFRに準拠した技能統合型英語教科書を開発することにある。また、学習者・教師自律支援のため、言語ポートフォリオの開発も目的とした。教科書はプロセス志向のタスク設計により学習者自律性を促進し、タスクの足場がけにより自己効力を高めることを意図した。教材はCLILアプローチを用い、認知思考力を高めるように設計された。A2やB1の教科書が典型的には日常的な学習内容であるのに対して、この教科書では下位レベルでもアカデミックな視点のもと身近な社会的問題を扱った。教科書はA2+の学習者がB1やB1+となることを目的とし、言語素材を下げつつも上のレベルの言語機能を保持するように足場設計した。CEFR準拠教材の開発に、語彙・文法のチェックなどの面で、当初予定していた以上に時間がかかり、開発した教材を実施したケース事例の収集・検討及び学習者・教師自律性を支援するポートフォリオ・システムの構築に時間を割くことができなかったため。言語学習動機づけ、言語テスト論次年度には、教材に付随してタスクごとに開発された自己評価Can-Doチェックリストに基づいて、ウェブ上で作動するポートフォリオ・システムの構築を行う。また、ポートフォリオのパイロット使用も兼ねて、実際に教材を使用したケース事例の収集・検討を行う。教科書開発を優先したため、言語ポートフォリオ等の開発についてはまだ検討段階であるものの、全体の進度としては概ね順調に進展していると言える。CEFRを用いた教室事実践例収集についてはまだ検討段階であるものの、具体的な教科書開発にはすでに着手できており、全体の進度としては概ね順調に進展していると言える。今後、開発した教科書の試案をもとに、パイロット調査を行い、教科書の改訂を行う。
変換群論と臨界点論の研究

Borsuk-Ulamの定理は位相幾何学や大域解析学の分野において重要な定理である。1933年にその証明が発表された古典的な定理であるが,その後,現在に至るまで多くの応用と一般化がなされている。古典的なBorsuk-Ulamの定理は位数2の巡回群の作用と同変な球面間の写像の存在・非存在についての定理であるが,本研究においてはこれを一般化し,コンパクトLie群Gの線形表現Uの単位球面SUからもう一つの線形表現Wの単位球面SWへの同変写像について考察した。平成9年度はとくにGがトーラスの場合について考察した。トーラスの表現環の代数的構造より単位球面の同変K環の代数的構造を解明し,この結果を2つの球面間の同変写像の存在・非存在の問題に応用した。これにより古典的Borsuk-Ulamの定理の自然な一般化を得た。古典的なBorsuk-Ulamの定理やこれまでのその一般化が,2つの球面の次元に関する比較のみであったのに対して,本研究においてはある条件の下において2つの単位球面の間に同変写像が存在するためには,一方の球面は他方の球面の部分空間(線形表現に対しては,一方の表現は他方の表現の部分表現)でなければならぬという新しい知見も得た。平成10年度はGは一般のコンパクトLie群とし,その表現環R(G)の中に定義される線形表現UのEuler類eUに対する代数的考察を通して,SUからSWへの同変写像の写像度についての結果を得た。写像度の決定およびとり得る値の範囲の決定を行った。Euler類そのものについても,それが零でないための必要十分条件を得た。また,各研究分担者によりこれらの周辺問題に対する多くの関連成果が得られた。古典的なBorsuk-Ulamの定理は位数2の巡回群の作用と同変な球面間の写像の存在・非存在についての定理であるが,本研究においてはトーラスの線形表現を考え,この単位球面間の同変写像の存在・非存在について考察した。これは同変K環の代数的構造の詳細な考察より得られたものである。これまでのBorsuk-Ulamの定理の一般化の研究において同変K環が用いられることはあまりなかったが,今後はこの同変K環を駆使した研究が期待される。コンパクトLie群Gの線形表現Uの単位球面をSUと表すことにする。2つの線形表現U, Wに対し,その単位球面SUからSWへのG同変写像の写像度に関する研究を行った。UのEuler類eUがGの表現環R(G)の中に定義される。この表現環およびEuler類の代数的考察を通して,次の知見を得た。

(1) Gが連結なコンパクトLie群で,UとWの次元が等しく,WのEuler類eWが零でなければ,SUからSWへのG同変写像の写像度はU, Wのみに依存し一意的に定まる。(2) Gがトーラスのときはある条件の下で,その値を決定した。(3) Gが有限アーベル群のとき,SUからSWへのG同変写像の写像度がとり得る値の範囲を求めた。さらにEuler類そのものに関して次の知見を得た。(4) Euler類が零でないための必要十分条件は,Gのある有限巡回部分群の不動点集合が零ベクトルのみであることを示した。(5) Gがcircle groupS^1のときは,UのEuler類はその同形類を定めることを示した。即ち,eU=eWならば線形表現UとWは実表現として同形であることを示した。