hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
企業の海外進出事業計画と管理会計に関する研究

プロダクト・ライフサイクル論(Product Life Cycle)が示すように事業は永続的に持続可能ではないのだから,どこかの時点で事業構造の転換や主力製品の交代は必須であり、その必要性は企業規模を問わない。そして,その実現のための資源配分や製造プロセス変更の過程などにおいて,会計情報が多用されていると考えられる。しかしながら,企業内部における機密情報も多分に含まれているために,その利用の実際は明らかにされてこなかった。そこで、2018年度は、主力製品変更実現のために,事例企業が会計情報をどのように利用したのかについて、アーカイブデータと財務データをもとに半構造分析を行った。主力製品の変更には、1製品そのものの変更、2製造拠点の変更、3販売場所の変更の3つがあるが、2018年では1を明らかにした。その結果、会計データは経営管理や投資意思決定のためのみならず、従業員の技術習得や若年層への技術教育へのインセンティブとして効果的に利用されたことで技術習得期間が大幅に短縮され、主力製品の変更に大きく貢献したことが明らかになった。研究実績としては、まず、中小企業会計学会の課題委員会において、これまでの研究成果を「事業変革時の管理会計の役立ちとその意思決定を実現するための人材育成への活用」という内容で報告した。さらに、主力製品の変更を事業変革としてとらえ、『中小企業管理会計の理論と実践』の第12章「中小企業の主力製品変更における管理会計の活用」(水野一郎編著、中央経済社、2019)として上梓した。2018年度に予定していた海外子会社への実地調査は遅れているが、これまでの文献研究の収集・精読とリサーチサイトへの5回に渡る調査訪問(本社:聞き取り調査対象は代表取締役社長と専務)を行っており、これらをまとめたうえでリサーチデザインの修正を図っているところである。さらに、投資経済計算の世界的な権威であるデリル・ノースコット教授(オークランド工業大学:ニュージーランド)と面談し、研究やその成果についてアドバイスをもらうことになっており、研究内容や成果についてよりよいものにするための算段を整えている。これまでの研究成果と入手したデータをもとに分析を行い、リサーチデザインを修正した後、本年8月までに海外子会社と本社への調査を終えて国内外で学会報告を行う。現在までの進捗状況の項目でも説明したように、投資経済計算の世界的な権威であるデリル・ノースコット教授(オークランド工業大学:ニュージーランド)と面談し、研究やその成果についてアドバイスをもらうことになっており、研究成果をよりよいものにしていくと同時に、海外でも学会報告を行うことによって新たなリサーチサイトや海外の研究協力者を得ることで、海外企業の海外進出の際の調査も可能になるようにしたいと考えている。最終的には国内外の学会誌へ投稿し、次の研究段階である実証を行うための準備体制を整えることにしている。本研究の目的は、資本予算論ないし投資経済計算の視点から、日本企業の海外進出決定から事後監査までの一連の経営プロセス、さらに事後監査を経て決められる事業継続や撤退、転出という意思決定に際して、どのような会計情報が利用されているかについて、事例を用いて分析を行うことである。このため、海外事業の業績評価に関する先行研究を十分理解したうえで、日本企業の国内外での聞き取り調査と実際の事業計画立案やその後の経緯の評価時に用いられた会計データの収集を実施し、海外事業を1つの事業プロジェクトとしてとらえて、海外進出計画の立案から事業の遂行、評価までの海外事業の経営プロセスにおける管理会計実務を探索的かつ経験的に分析することを目的としている。当該年度は、書籍や論文などを読み込み、事業の投資評価や業績評価プロセスに関する既存理論の整理を精力的に行った。さらに、聞き取り調査と細部資料の入手により、企業の海外進出における事業計画から事後監査までの一連の経営プロセスにおける投資経済計算を用いた経済性評価の現状を明らかにするために、現在リサーチサイトとして確保している2社を中心に、複数回にわたって聞き取り調査とデータ採取を実施した。途中経過ではあるが、明らかになった成果について、ニュージーランド管理会計学会で報告し、投資経済計算において国際的に著名な研究者である、デリル・ノースコット教授(オークランド工科大学)と、今後の研究の方向性について議論を行った。文献研究は順調に進んでいる。しかしながら、モデル企業1社が新潟の豪雪地帯にあり、2017年度は特に積雪が多かったこともあって、交通アクセス困難から冬季に実施予定の聞き取り調査とデータ採取のための事前調整が十分に実施できなかったため、基本モデルであるプロトタイプの作成が未完となっている。

研究実績としては、まず、中小企業会計学会の課題委員会において、これまでの研究成果を「事業変革時の管理会計の役立ちとその意思決定を実現するための人材育成への活用」という内容で報告した。さらに、主力製品の変更を事業変革としてとらえ、『中小企業管理会計の理論と実践』の第12章「中小企業の主力製品変更における管理会計の活用」(水野一郎編著、中央経済社、2019)として上梓した。2018年度に予定していた海外子会社への実地調査は遅れているが、これまでの文献研究の収集・精読とリサーチサイトへの5回に渡る調査訪問(本社:聞き取り調査対象は代表取締役社長と専務)を行っており、これらをまとめたうえでリサーチデザインの修正を図っているところである。さらに、投資経済計算の世界的な権威であるデリル・ノースコット教授(オークランド工業大学:ニュージーランド)と面談し、研究やその成果についてアドバイスをもらうことになっており、研究内容や成果についてよりよいものにするための算段を整えている。リサーチサイト2社への十分な調査を早期に完了し、一連の詳細な経営プロセスと評価手法のプロトタイプを作成する。そのプロトタイプをもとに、他の調査協力企業に対して調査を重ねてタイプ別に分類する。そして、実務で行われていることと既存理論との比較を試みる。これまでの研究成果と入手したデータをもとに分析を行い、リサーチデザインを修正した後、本年8月までに海外子会社と本社への調査を終えて国内外で学会報告を行う。現在までの進捗状況の項目でも説明したように、投資経済計算の世界的な権威であるデリル・ノースコット教授(オークランド工業大学:ニュージーランド)と面談し、研究やその成果についてアドバイスをもらうことになっており、研究成果をよりよいものにしていくと同時に、海外でも学会報告を行うことによって新たなリサーチサイトや海外の研究協力者を得ることで、海外企業の海外進出の際の調査も可能になるようにしたいと考えている。最終的には国内外の学会誌へ投稿し、次の研究段階である実証を行うための準備体制を整えることにしている。研究の主担当者の異動でリサーチサイトと距離が離れてしまったため、一時的に密なコミュニケーションが取りづらくなり、海外子会社への調査日程の調整に時間がかかってしまった。2019年5月20日現在、すでに5月から9月で集中的に海外子会社へのヒアリングを行うことで日程の調整が済んでいる。併せて、海外の研究者との協議や、海外の学会での報告も行う予定である。
自己組織化カーボンナノチューブ電子エミッターのマルチスケール特性評価

カーボンナノチューブ(CNT)の自己組織的構造形成の制御を電界放出(FE)型発光素子用電子エミッターの研究展開に繋げた。自己組織的にCNTエミッターを一定の間隔毎に多数形成できる条件を探り、自己組織化CNT集合体構造のFE特性から発光デバイス実装時のマクロ特性までを系統的に評価した。デバイス構造の最適化と触媒膜厚/CNT成長の制御をリンクさせたマルチスケール評価により、CNTの電界電子放出能を十分に発揮させるエミッター実装条件の絞り込みが飛躍的に進み、今後、多様な基板に許容される汎用プロセスに本知見が生かされると期待される。カーボンナノチューブ(CNT)集合体をCVDにより基板上に直接形成し、その電界電子放出(FE)特性を評価した。FEディスプレイの電子銃として求められるFEの面内均一性,長寿命化実現を目的として、CNTエミッターを自己組織的に一定の間隔毎多数形成できる条件を探り、自己組織化構造と機能に関する研究(ナノ-マイクロ領域)を遂行した。・自己組織化エミッターアレイの作製膜厚分布付き触媒担持基板に対する熱CVDにより作製されたCNTライブラリを基に、自己組織的に形態制御されたエミッター作製条件を抽出、これらの条件を用いてCNT均一実装サンプルおよびラインパターンCNTアレイを作製、二極および三極特性評価を行った。・三次元電場解析(シミュレーション)二極および三極構造におけるエミッター周囲の電位計算により、FE挙動に対する形態(エミッター径,高さ,実装密度)効果を検証した。エミッターアレイのモデリングにより、自己組織化エミッター作製条件最適化が進展した。・電場解析結果と実験結果の比較およびFE面内均一性評価自己組織化エミッター対して、二極および三極型のFE特性評価を実施、シミュレーションとFE評価結果の比較から特性を考察した。現在までに、自己組織化構造と機能の関係が明らかになりつつある。初年度の研究で、低駆動電圧,面内FE均一性,長寿命実現のためには、細いエミッター(直径10nm程度)のサブミクロン間隔での実装が求められることが示された。FE駆動後のCNT構造・形態変化の観察、それらを考慮したシミュレーションに基づくFE挙動のダイナミクス、各種エミッターアレイに対するマクロ領域(ミリ領域)のFE均一性評価が現在進行中である。次年度の活動を通してエミッター自己組織化制御法とFEデバイスの最適デザインを結論付け、マルチスケール考察により本研究をまとめる。コンビナトリアルマスク蒸着法により基板上に膜厚分布付き触媒層を形成、続く化学気相蒸着(CVD)によりカーボンナノチューブ(CNT)ライブラリを作製し、ライブラリに対するCNTの形態観察と二極型電界電子放出(FE)特性評価を行った。高速成長に適した常圧アセチレンCVDから得たライブラリの評価から、効率良くFEを引き起こすCNT作製条件を割り出すことができた(国際誌で発表)。上記結果を基に、三極型デバイスを試作した。ゲート電極の「ひさし」を介した触媒スパッタ蒸着により、マイクロトレンチの底(カソード)2um程度の領域に数nm0.1nmの急峻な触媒膜厚分布を形成した。先に述べたライブラリの場合、触媒蒸着時、基板上約1cmの範囲に数nm0.1nm程度の膜厚分布が形成されるが、マイクロトレンチ内では急峻な膜厚分布が形成されるため、CVD後、異なるCNT成長領域間で相互作用が起こりやすい。したがって、蒸着膜厚やCVD条件の制御により、多様な形態のCNT集合体がトレンチ内に形成されうる。特に、優れたFE特性(低駆動電圧、長寿命)を有する三極型カソード作製条件を以下のように絞り込んだ。トレンチ内カソード上触媒担持層をアルミナ(10nm)に、触媒を鉄に、その膜厚分布を31nmに設計、熱CVDプロセスを経てトレンチ内部に単層および多層CNTが入り混じった集合体を実装し、トレンチライン方向約500nmの間隔毎に存在する起毛した細いCNTをエミッタとして作用させる。これら形態制御をまとめた報告を、国際誌にて発表予定である。デバイス構造の最適化と触媒膜厚・CNT成長の制御をリンクさせたマルチスケール評価により、CNTのFE能を十分に発揮させるエミッタ実装条件絞り込みが飛躍的に進んだ。今後、ガラス基板許容汎用プロセスに本知見が生かされると期待される。
〈東京津軽人〉の還流移動と地方農山村の持続可能性に関する社会学的研究

本研究の目的は、〈東京津軽人(青森県出身の首都圏在住者)〉を事例に、他出者が還流(Uターン)しない/できない要因を解明することである。本研究では、〈東京津軽人〉が抱える事情のみならず、彼らの出身地域(青森県津軽地方)が内包する課題の両面からアプローチする。人口の過剰流出で存続の岐路に立つ地方農山村の持続可能性を同時に議論することで、個人的な問題として矮小化することなく、社会構造との関連に迫る。
細胞外ATPによるミクログリア遊走能の調節機構の解明

本研究は、神経-グリア細胞相互作用因子の一つである細胞外アデノシン三リン酸(ATP)によるミクログリアの遊走と突起伸長を調節する分子機構の解明を目的とし、ATP受容体P2Y12により活性化されるホスホリパーゼCシグナル系が細胞移動に関与することを明らかにした。また、ミクログリア突起伸長の簡便な解析系を確立し、P2Y12を介した細胞接着因子インテグリンβ1の活性化が突起伸長調節に必要であることを示した。本年度は、P2Y12を介したラミファイド型ミクログリアの運動能の制御分子機構を解明するために、1:ラミファイド型ミクログリア培養法の確立と2: P2Y12Rの下流で遊走調節に関与するホスホリパーゼC(PLC)シグナル系の解析をおこなった。研究成果1:ラット脳の初代混合グリア培養細胞をコラーゲンゲルまたはPuraMatrixペプチドハイドロゲルに封入してドロップカルチャーすることにより、多数に分岐した長い突起を有するラミファイド様のミクログリアとニューロンおよびアストロサイトが共存する培養系を確立した。2:ミクログリアに発現するPLCアイソフォームをRT-PCRおよびウェスタンブロット法を用いて調べたところ、PLC-β1とβ4の発現は認められず、β2、β3、γ1とγ2の発現が認められた。P2Y12に対する高親和性アゴニストADPの刺激により、β2の膜ラッフル部位への集積が観察されたが、γ1とγ2のリン酸化の亢進は認められず、PLC-βがP2Y12の下流で機能し遊走調節に関与することが示唆された。次に、PLC阻害剤を用いてADPによるミクログリア遊走に対するPLCシグナル系の関与を検討したところ、PLC阻害剤はミクログリアの遊走を阻害するとともに細胞内カルシウムの上昇を抑制し、細胞内Ca^<2+>キレート剤もまた遊走を阻害したことから、PLC-Ca^<2+>シグナル系の活性化が遊走調節に必要であることが明らかになった。また、PLC阻害剤と細胞内Ca^<2+>キレート剤が、Pl3Kに依存したAktの活性化を抑制したことから、Aktの活性化はPLC-Ca^<2+>とPl3Kの両シグナル系により制御されることが示された。さらに、Akt阻害剤はミクログリアの遊走を抑制したことから、Aktがミクログリアの遊走調節に関与することが示唆された。本年度は、ATPによるミクログリア突起伸長の調節分子機構を解析するために、1)ミクログリアの突起伸長アッセイ系を作成し、P2Y12受容体の下流で機能するホスファチジルイノシトール3キナーゼ(Pl3K)とホスホリパーゼC(PLC)シグナル系の関与を検討した。また、2)P2×4受容体アンタゴニストの影響を調べ、P2×4の関与を検討した。研究成果1)ラット脳初代培養ミクログリアをトランスウェルインサート内に作成したコラーゲンゲル上に播種した後、ATP(50μM)をボトムウェルに添加すると、ミクログリアの突起伸長が観察された。突起伸長は、同濃度のATPをインサート内とボトムウェル内に同時に添加した場合には観察されなかった。また、ATPあるいはADP,2MeSADPにより引き起こされるが、UTPとUDPでは起こらず、P2Y12選択的アンタゴニストで抑制された。これらの結果から、突起伸長はATPの濃度勾配に依存したケモタキシスな反応であり、P2Y12を介して引き起こされる事が確認された。そして、Pl3K阻害剤およびPLC阻害剤により抑制されたことから、突起伸長はP2Y12の下流で活性化されるPl3KとPLC両シグナル系により調節されることが明らかになった。さらに、ATP刺激によりミクログリアのコラーゲンゲルに対する接着性が高まることを見出し、P2Y12を介した細胞接着因子の活性化が示唆された。2)P2×4のアンタゴニストTNP-ATPとP2×4には作用しないP2XアンタゴニストPPADSの突起伸長に対する影響を調べた結果、TNP-ATPに阻害効果が認められ、PPADSには認められなかった。これらの結果から、P2×4が突起伸長に関与する事が示唆された。ATP刺激によりミクログリアの細胞接着性が高まることから、本年度は1)細胞接着分子インテグリンのATPによる活性化を解析し、2)インテグリンのミクログリア突起伸長への関与を検討した。1)ATPによるコラーゲンゲルに対する細胞接着活性の亢進は、P2Y12選択的アンタゴニストで処理したミクログリアで抑制され、インテグリン阻害剤RGDペプチドあるいはβ1インテグリン特異的機能抑制抗体で処理した場合にも阻害された。これらの結果から、細胞接着活性の亢進はP2Y12を介して引き起こされ、β1インテグリンが関与することが示された。また、活性化型β1インテグリンを認識する抗体を用いた免疫沈降反応法で、ATP刺激によるβ1インテグリンの活性化を調べた。

その結果、P2Y12を安定発現させた細胞株では活性化が認められたが発現していない細胞では認められなかったことより、P2Y12を介した細胞内シグナルによりβ1インテグリンが活性化されることが判明した。2)三次元コラーゲンゲルを用いたミクログリアの突起伸長アッセイ系におけるRGDペプチドあるいはβ1インテグリン特異的機能抑制抗体の影響を調べたところ、両者により有意に抑制された。以上の結果から、ATP刺激による突起伸長にはβ1インテグリンが関与し、P2Y12を介したβ1インテグリンの活性化による細胞接着性の亢進が突起伸長に必要であることが強く示唆された。
ASD独立症状の重症度を規定する遺伝子x環境相互作用の解明：欧州との2国間比較

自閉スペクトラム症は長らく遺伝性疾患と考えられてきたため、自閉スペクトラム症の原因遺伝子を明らかにするための試みが多年にわたって、数多くの研究者・研究機関により試みられてきた。しかし、これら多年のたゆまぬ努力にもかかわらず、自閉スペクトラム症の原因遺伝子特定は進んでいない他、しばしば研究者間でも一致した知見がえられないのが現状である。このように、自閉スペクトラム症の原因遺伝子解明が進まない原因の一つは、自閉スペクトラム症の症状が多岐にわたり、しばしばその重症度が独立に変化する点にあると考えられる。さらに、近年の研究から、民族集団間で、自閉スペクトラム症のリスク因子となる遺伝的原因が異なること、さらに同一の遺伝的リスク因子が、民族集団によって自閉スペクトラム症の重症度に真逆の効果を及ぼすケースがあることが明らかにされている。したがって、自閉スペクトラム症の病因を解明するには、遺伝的素因に着目するだけでなく、文化環境を含めた環境的因子、さらには遺伝子と環境との相互作用を検討の対象としなくてはならないと考えられる。そこで、本研究では、日本人とイタリア人を対象とした国際比較研究により、自閉スペクトラム症の遺伝的・環境的リスク因子を解明する。平成30年度は、研究計画の立案と、各地での学会参加による情報収集、さらに、海外研究者とのネットワーク作りおよびイタリアでのデータ収集に取り組んだ。平成31年度は日本でのデータ収集を本格的に開始する。日本においては未だ研究計画段階で、データ収集を行えていない。平成31年度は、本格的なデータ収集を開始する予定。平成29年度は、具体的な研究の進展はほとんどなかったが、研究計画の立案と、各地での学会参加による情報収集、さらに、海外研究者とのネットワーク作りに取り組んだ。平成30年度以降データ収集を本格的に開始する。研究計画、情報収集段階で、いまだ具体的な進展がない。平成30年度以降、本格的なデータ収集を開始する予定。具体的な研究の進展がほとんどないため、経費を繰り越した。本格的なデータ収集を開始した後、研究参加者謝金、試薬購入費等に充当する。
線形方程式系に対する新型反復ソルバーの数理的解析と新展開

クリロフ部分空間法は大規模な連立一次方程式を数値的に解くための反復ソルバーとして,広く利用されている.本研究では,特に短い漸化式を用いるクリロフ部分空間法の丸め誤差解析を行い,それに基づいて従来よりも優れた収束性を持つアルゴリズムを開発した.また,近年の新しい枠組みである帰納的次元縮小法の性能向上に向けた研究に取り組んだ.さらに,悪条件な最小二乗問題やリーマン多様体上の最適化問題を効率よく解くための数値計算手法を開発した.平成27年度は,大規模な連立一次方程式を数値的に解くための反復ソルバーに対して,丸め誤差の解析と収束性を改善するための方法について,研究を行った.短い漸化式によって近似解を更新するクリロフ部分空間法において,行列とベクトルの積から発生する丸め誤差が近似解精度や収束速度に与える影響を示し,丸め誤差の影響を受けにくい新たな更新過程を提案した.基幹解法として知られる共役残差法に対する数値実験を通して,提案手法の有効性を確認している.これらは,本研究の主たる目標の一つである帰納的次元縮小法の解析と改良の土台として,大いに役立つと考えられる.研究成果は2016年1月に国立情報学研究所で開催された国際会議「Workshop on Numerical Algebra, Algorithms, and Analysis」などで口頭発表を行い,研究成果をまとめた論文を学術雑誌に投稿する予定である.また,反復ソルバーの研究と並行して,悪条件な最小二乗問題に対する高速かつ高精度な数値解法の開発にも取り組んだ.平成27年度は,二重対角行列を利用した新しい正則化法を構築することができた.近似解精度と計算時間の両面において,既存の方法に比べて同等かそれ以上に有効であることを数値実験により確認している.研究成果をまとめた論文を学術雑誌に投稿する予定である.さらに,連立一次方程式や悪条件問題に対する研究を行う過程で,行列の特異値分解に関連する多様体上の最適化手法についても新しい知見が得られた.具体的には,ニュートン法の反復過程において,部分問題にクリロフ部分空間法を適用することで,効率的な実装法を構築することができた.研究成果をまとめた論文は学術雑誌に投稿中である.いくつかの反復ソルバーに対して,行列ベクトル積に起因する丸め誤差が収束性に与える影響をおおむね把握することができ,数値的な収束性の改善案を示すことができたため.前年度に引き続き,大規模な連立一次方程式を数値的に解くための反復ソルバーに対して,丸め誤差が収束性に与える影響を調査し,収束性を改善するための新しい手法の研究を行った.まず,短い漸化式を用いる解法群に有効な数値安定な計算アルゴリズムを提案した論文が学術雑誌Numerical Algorithmsに受理された.この結果から派生して,現在までに不規則な収束振る舞いを改善するスムージング技術と丸め誤差の蓄積・伝搬との関係を解析し,有益な知見を得ている.これらは,本研究の目標の一つである帰納的次元縮小法の改良に役立つと考えられる.研究成果は2017年7月にアメリカで開催される国際会議「2017 Meeting of the International Linear Algebra Society」などで口頭発表を行い,研究成果をまとめた論文を学術雑誌に投稿する予定である.また,悪条件な最小二乗問題に対する数値計算法について,行列の二重対角化を応用した効果的な正則化法を提案した論文が電子情報通信学会論文誌に掲載された.現在までに本手法の大規模問題への適用を考え,反復ソルバーと正則化法を併用した新しい計算アルゴリズムの開発とその反復停止条件について指針を立てることができている.研究成果は随時,学会等で発表し,研究成果をまとめた論文を学術雑誌に投稿する予定である.さらに,リーマン多様体上のニュートン法に関して,ニュートン方程式にクリロフ部分空間法を適用した効率的な実装法を提案した論文が学術雑誌OptimizationLettersに受理された.また,本手法の一般化に際して,点列を更新する際に利用されるレトラクションに,行列の分解アルゴリズムを利用した計算法を構築している.現在までに,その有効性を数値実験により確認しており,研究成果をまとめた論文を学術雑誌に投稿する予定である.短い漸化式を用いる反復ソルバーに対して,丸め誤差の影響を抑える手法を構築し,収束性が改善されることを理論的・実験的な側面から示すことができたため.また,悪条件な最小二乗問題に対する新しい正則化法の開発や,リーマン多様体上の最適化手法に線形反復ソルバーを組み込むといった研究の新たな展開が拓けたため.本研究課題では,大規模連立一次方程式を数値的に解くためのクリロフ部分空間法(反復ソルバー)について,高速かつ高精度なアルゴリズムの開発と改良,および近年の新しい枠組みである帰納的次元縮小法の性能向上に向けた研究に取り組んだ.平成28年度までの成果として,短い漸化式によって反復ベクトルを更新する一部のソルバー群について,アルゴリズム中に現れる行列とベクトルの積によって生じる丸め誤差の影響を解析し,数値的な収束性を改善する一手法を開発した.また,最終年度である平成29年度には,反復ベクトルの収束振る舞いを改善するスムージング技法について再考し,計算スキームを工夫することで近似解精度の向上に繋がることを明らかにした.研究成果は日本応用数理学会論文誌に掲載された.なお,帰納的次元縮小法の改良については,学術雑誌への掲載には至っていないが,前述の手法を応用することで,従来よりも効果的なアルゴリズムを構築できる可能性があることがわかったため,今後も検討を続ける予定である.一方,並行して進めてきた(1)悪条件な最小二乗問題に対する数値計算法,(2)行列の分解などに関わるリーマン多様体上の最適化手法,それぞれについても最終年度に一定の成果が得られた.

まず(1)では,悪条件問題に有効なクリロフ部分空間法の一種であるLSQR法に対して,適切な反復停止条件を与えた.これにより,信頼性の高い近似解を効率よく得ることができる.研究成果は電子情報通信学会論文誌に掲載された.(2)では,一般化シュティーフェル多様体上で点列を更新する際に用いるレトラクションに関して,コレスキーQR分解に基づく効果的な計算法を導出し,その性能評価を行った.研究成果は京都大学数理解析研究所講究録に掲載された.また,グラスマン多様体上のニュートン方程式をクリロフ部分空間法によって求解する効率的な実装法を構築した.クリロフ部分空間法は大規模な連立一次方程式を数値的に解くための反復ソルバーとして,広く利用されている.本研究では,特に短い漸化式を用いるクリロフ部分空間法の丸め誤差解析を行い,それに基づいて従来よりも優れた収束性を持つアルゴリズムを開発した.また,近年の新しい枠組みである帰納的次元縮小法の性能向上に向けた研究に取り組んだ.さらに,悪条件な最小二乗問題やリーマン多様体上の最適化問題を効率よく解くための数値計算手法を開発した.平成27年度の研究を発展させて,帰納的次元縮小法の解析と改良,および新旧の解法の長所を取り入れた新しいソルバー開発を目指して研究を進める.また,関連する悪条件問題や特異値問題に対する数値解法についても,反復ソルバーを応用して更なる高速化を図るなど,並行して改良に取り組む予定である.平成28年度の研究を発展させて,当初の目標である帰納的次元縮小法の解析と改良,および新旧の解法の長所を取り入れた新しいソルバー開発を目指して引き続き研究を進める.また,悪条件な最小二乗問題やリーマン多様体上の最適化手法への線形反復ソルバーの応用に関しても,理論的・実験的な側面から並行して研究に取り組む予定である.計算科学,数値解析,数値線形代数平成27年度は,当初の予定よりも物品費に掛かる費用が少なかったためと考えられる.平成28年度は,当初の予定よりも物品に掛かる費用が少なく,また受理された論文が未発行であり,別刷りの購入に掛かる費用が支出されなかったためと考えられる.平成27年度に得られた研究成果を国内外の学会等で発表するのに伴う費用,および執筆中の論文の投稿料・別刷り代に使用する予定である.平成29年度に発行される論文の別刷り代および執筆中の論文の投稿料等に使用する予定である.
尿毒症物質産生阻害薬探索のためのヒト人工多能性幹（iPS）細胞由来肝細胞の構築

硫酸抱合型尿毒症物質の肝臓産生系をターゲットとし、iPS細胞由来肝細胞モデルによる尿毒症物質産生阻害薬物のスクリーニング系の開発を目的とした。4種の培地を用いて分化誘導を行い、肝細胞への分化度を評価した結果、培養11日目には肝臓の前駆細胞のマーカーであるAFP陽性細胞が確認され、17日目には肝臓のマーカーであるALB陽性細胞が確認できたことから、内胚葉フリーズストックから肝臓系譜への分化が可能なことが判明した。新たに構築したヒトiPS細胞由来肝臓細胞は、インドキシル硫酸代謝産生阻害薬のスクリーニング系として有用であることが示唆された。本研究計画では、硫酸抱合型尿毒症物質の肝臓産生系をターゲットとし、ヒト人工多能性幹(iPS)細胞由来肝細胞モデルによる尿毒症物質産生阻害薬物のスクリーニング技術を独自に構築・開発し、腎機能障害並びに尿毒症治療効果を有するシーズ薬物を創出することを目的としている。研究分担者・白木らは、種々の肝臓分化方法を既に開発していが、従来の方法では、ヒトiPS細胞から肝臓を分化誘導することは可能であるが、成熟化した状態で細胞を維持培養することは技術的に困難であった。そこで、平成25年度はこの問題点に対して培養液および培養プレートの至適化を検討し解決を図った。培養液の選定に関しては、マウス・ラットおよびヒト初代培養肝臓細胞を用いた研究において使用されている培地を参考に作成した。培養プレートについては、ヒト凍結肝細胞の機能維持に効果があることが報告されている3次元培養プレートCell-able(トランスパレント)を使用した。最終的に、ヒトiPS細胞(Toe)からCYP3A4活性を有する成熟した肝臓細胞を分化誘導することに成功した。更に、研究代表者・齋藤らは分化肝細胞においてインドールを添加培養することにより硫酸抱合型尿毒症物質であるインドキシル硫酸が産生されることを確認した。本iPS細胞由来肝細胞は、ヒト肝臓におけるインドキシル硫酸の産生活性を評価・解析すると共に、インドキシル硫酸産生の阻害薬物を網羅的に探索するうえで有用なスクリーニング系であることが確認された。本研究課題では、肝臓における硫酸抱合型尿毒症物質(インドキシル硫酸、p-クレジル硫酸)の産生阻害薬物が急性腎障害に対して防御効果を示すことに着目し、ヒトiPS肝細胞を利用した新規スクリーニング技術の開発を目的とする。熊本大学発生医学研究所・多能性幹細胞分野との共同研究により、インドキシル硫酸のin vitro産生活性を評価し得るヒトiPS細胞由来肝細胞の分化誘導方法について検討を行った。iPS細胞の培養プレートについて、ヒト凍結肝細胞の機能維持に効果があることが確認されている3次元培養プレートCell-able(トランスパレント)を用いた結果、ヒトiPS細胞(Toe)からCYP3A4活性を有する成熟した肝臓細胞を分化誘導することに成功した。本分化細胞においてインドキシル硫酸産生活性の発現を確認できた。一方、市販ヒト肝組織抽出画分におけるインドキシル硫酸産生活性に比べ、iPS細胞由来肝細胞におけるインドキシル硫酸産生活性が相対的に低いことが判明したため、薬物代謝酵素・転移酵素等の遺伝子・タンパク質発現等を含めその要因等について精査を進めている。iPS肝細胞およびヒト肝組織抽出画分を用いた検討により、meclofenamateが強いインドキシル硫酸産生阻害作用を示したことを踏まえ、腎疾患モデル動物を用いた投与試験を予備的に実施した。結果、meclofenamateにより血清中インドキシル硫酸の蓄積が著明に低減すること、それに伴い血清クレアチニン値及び血中尿素窒素の有意な低下が観察され、meclofenamateに腎機能保護作用があること確認した。さらに、インドキシル硫酸産生活性の動物間(ヒトとラット)種差について解析を進めた結果、ヒト肝臓ではラットに比べインドキシル硫酸産生活性が約2.5倍高いこと、両組織間で類似した阻害薬物に対する感受性を持つことを確認した。本研究計画では、硫酸抱合型尿毒症物質の肝臓産生系をターゲットとし、ヒト人工多能性幹(iPS)細胞由来肝細胞モデルによる尿毒症物質産生阻害薬物のスクリーニング技術を独自開発し、腎障害・尿毒症治療効果を有するシーズ薬物を創出することを計画するものである。ヒトiPS細胞を3日間分化誘導して作成した内胚葉凍結ストックを用いて分化誘導を行った。4種類の異なる培地を用いて分化誘導を行い、免疫染色およびELISA、薬物代謝実験で肝細胞への分化度を評価した。培養11日目には肝臓の前駆細胞のマーカーであるAFP陽性細胞が確認でき、17日目には肝臓のマーカーであるALB陽性細胞が確認できた。このことから内胚葉フリーズストックから肝臓系譜への分化が可能なことが判明した。アルブミン分泌量についてELISAを用いて評価した結果、培養11日目より有意なアルブミンの分泌増加が観察された。免疫染色およびアルブミン分泌の結果、検討した分化誘導プロトコルは肝臓分化に適していることがわかった。内胚葉凍結ストックと培地の組み合わせにより肝臓系譜の細胞が作成可能であることが判明したため、分化させたiPS細胞由来肝臓細胞を用いてインドキシル硫酸の代謝実験を行った。結果、前駆物質インドール添加群の培地中より代謝産生物質であるインドキシル硫酸が検出され、さらに阻害薬Resveratrol添加群では、インドキシル硫酸が検出限界まで顕著に低下することが観察された。

同時にiPS細胞中のインドキシル硫酸濃度を測定した結果、極めて低値を示したことから、産生されたインドキシル硫酸は培地中に排出されていることが示唆された。以上の結果から、新たに構築したヒトiPS細胞由来肝臓細胞は、インドールからインドキシル硫酸への代謝産生活性を発現しており、インドキシル硫酸代謝産生阻害薬のスクリーニングに有用であることが示唆された。硫酸抱合型尿毒症物質の肝臓産生系をターゲットとし、iPS細胞由来肝細胞モデルによる尿毒症物質産生阻害薬物のスクリーニング系の開発を目的とした。4種の培地を用いて分化誘導を行い、肝細胞への分化度を評価した結果、培養11日目には肝臓の前駆細胞のマーカーであるAFP陽性細胞が確認され、17日目には肝臓のマーカーであるALB陽性細胞が確認できたことから、内胚葉フリーズストックから肝臓系譜への分化が可能なことが判明した。新たに構築したヒトiPS細胞由来肝臓細胞は、インドキシル硫酸代謝産生阻害薬のスクリーニング系として有用であることが示唆された。本年度は、iPS肝細胞培養系の改変と凍結保存技術の確立を行うことを計画した。インドキシル硫酸産生能を有する肝臓細胞の分化誘導技術の開発については、本年度で概ね完了し、次年度以降の研究展開にむけた実施基盤を構築することができた。一方、分化誘導後の凍結保存法については条件等を中心に検討したものの解凍後の細胞生存率が低く、更なる検討が必要であることが示唆された。凍結保存に関しては、補助的な位置づけであるため、本年度の計画目標である培養系の改変によるスクリーニングに利用可能な肝臓細胞を作成することに関しては、概ね達成したと判断する。さらに、ヒトとラット間におけるインドキシル硫酸産生阻害作用について比較解析を行ったところ、両組織間で類似した阻害薬物に対する感受性を示すことが判明した。ヒトiPS肝細胞を用いた薬物スクリーニングにより、in vivo投与試験においてインドキシル硫酸産生阻害効果を示す候補薬物の探索が可能であることが示唆された。薬物毒性学iPS肝細胞モデル系を用い、共同研究提携企業が保有する化合物ライブラリから定性的・定量的にインドキシル硫酸産生阻害活性を示す化合物を探索することでシーズとなり得る候補薬物の選定試験を展開する。本スクリーニング系は、成熟化し肝臓機能の発現(薬物代謝酵素・転移酵素活性、アルブミン分泌能)が確認されたヒトiPS肝細胞を用い、前駆物質であるインドールもしくはp-クレゾールを添加後、細胞内で産生される尿毒症物資の代謝産生活性を測定する反応系である。β-NADPH(還元型ピリジンヌクレオチド)やPAPS(ホスホアデノシンホスホ硫酸)の添加条件等の設定については既に確認済みである。インドキシル硫酸と同時に、CYP2E1/CYP2A6により産生されるインドキシル、インドキシルグルクロン酸抱合体についても定量測定する。両尿毒症物質の律速過程を確認するため、各代謝ステップのKm値(基質親和性)及びVmax値(最大反応速度)を速度論的に算出する。iPS肝細胞モデル系によりインドキシル硫酸産生阻害作用が認められた薬物・化合物を用いて虚血急性腎障害モデル動物への投与試験を行い、腎機能保護効果に関する比較精査を行う。
鍛造加工所要力および圧力分布計算のための有限スラブ法の開発

本研究の目的は,理論が簡単で,プログラミングが比較的易しく,計算時間が短く,かつ汎用性のある解析手法の開発である。この目的を達成するために考えられたのが,有限スラブ法である。この手法の概念は,被加工材料の塑性変形領域は材料流動によりいくつかの領域に分割することができ,それぞれの領域はさらに有限スラブに分割することができると仮定することから成っている。この概念に基づき,軸対称問題に対する基礎関係式を誘導した。これを軸対称を基盤とする3次元問題に適用するためにサブスラブという概念を導入した。また,直角座標系に対する3次元問題の解析に対する基礎式を導いた。基礎式は連立一次方程式で表され,これを解くための過程をオブジェクト指向型のプログラミングを用いて,汎用性のある計算ソフトとして構築し,ユーザーは本ソフトをブラックボックスとして用いることができるようにした。すなわち,ユーザーは関心のある加工問題の解析にのみ集中して,解析できる。冷間鍛造の基本的加工である,リング圧縮問題,円柱素材のすえ込み加工問題に適用し,初等解析法,上界法による結果と良く一致することを確認した。ついで,応用例として突起成形,平歯車など典型的な鍛造加工問題に適用し,実験並びに従来の解析法による結果と比較し,よい近似度の結果が得られることを確認した。以上の結果を総括し,本研究により開発した有限スラブ法は,当初の目的をほぼ達成する簡易解析法とし有用であると結論できることができた。なお,鍛造加工される製品形状は極めて多岐にわたるが,本研究で開発した方法は現在はまだその適用範囲が広くない。今後,適用範囲を広げるべくさらなる研究が必要である。本研究の目的は,理論が簡単で,プログラミングが比較的易しく,計算時間が短かく,かつ汎用性のある解析手法の開発である.この目的を達成するために考えられたのが,有限スラブ法である.この手法の概念は,被加工材料の塑性変形領域は材料流動によりいくつかの領域に分割することができ,それぞれの領域はさらに有限スラブに分割することができると仮定する,というものである.この概念に基づき,本年度の目標である軸対称問題に対する基礎関係式を誘導した.計算式は最終的には連立一次方程式で表され,これを解くための過程をオブジェクト指向型のプログラミングを用いて,汎用性のある計算ソフトとして構築した.このソフトは,中心軸に対して傾斜部を持たないほとんどの軸対称問題を扱うことが可能であり,ユーザーは本ソフトをブラックボックスとして用いることができるようにした.すなわち,ユーザーは関心のある加工問題の解析にのみ集中して,解析できる.リング圧縮問題,円柱素材のすえ込み加工問題,中心に軸状突起を有する開放型鍛造問題などに適用し,初等解析法,上界法など他の解析手法や実験結果とよく一致する結果が得られることを確認した.ついで本解析手法を,中心軸に対して傾斜部を持つ軸対称問題に対しても適用できるように拡張した.そして,円錐状の非塑性変形領域が存在するすえ込み加工問題に対して適用し,実験結果とよく一致する結果が得られることを確認した.本年度は昨年度に行った平行工具間における軸対称変形に対する基礎式を,傾斜工具を用いる場合および3次元問題の解析にも使用できるように,サブスラブという概念を導入して拡張した.また,直角座標系に対する3次元問題の解析に対する基礎式を導いた.これを昨年度作成した解析ソフトに組み込み,汎用性解析ソフトとして構築した.冷間鍛造の応用加工例として,3角錐状の非変形部をもつ円柱素材のすえ込み加工問題に適用したところ,従来の簡易解析法(初等解析法,上界法)に比べ極めてよく一致する結果が得られた.

ついで,応用例として円柱素材の角柱への密閉型鍛造,平歯車の型鍛造,角筒の後法押出しなどの3次元変形問題に適用して実験並びに従来の解析法による結果と比較し,よい近似度の結果が得られることを確認した.昨年度及び本年度の研究結果より,有限スラブ法は当初の目的である理論が簡単で,プログラミングが易しく,計算時間が短く,かつ汎用性のある解析手法であると結論づけることができ,また,汎用解析ソフトを作成することができた.
重・超重核領域に於ける原子核の崩壊様式と存在限界

大域的原子核質量模型(KTUY(小浦・橘・宇野・山田)質量模型)を用いて原子核の主要な崩壊様式であるα崩壊、β崩壊、陽子放出、自発核分裂の4崩壊の部分半減期を計算し、全半減期の大域的計算を行った。その結果1ナノ秒以上の全半減期を持つ核種が一万一千核種程度、1ミリ秒以上で八千核種程度、1秒以上のものが四千核種程度という結果となった。同時に、上記の原子核の存在領域は陽子数Z=170-180程度中性子数N=330程度までを含む領域であるという結果を得て、核図表上における原子核の有限性を定量的に示すことに成功した。本研究課題における目的は、大域的原子核質量模型を用いて原子核の崩壊様式の大域的計算を行い、原子核がどこまで存在しうるか、また有限であればどこまで核種数が存在しうるかを調べ、その性質を明らかにすることである。本課題における理論計算に用いるKTUY質量模型は、まず球形原子核の基底を計算し、つぎに任意の原子核(一般に変形している)について球形基底の原子核形状に対応する配位混合計算を行うことにより原子核質量を与える。具体的にはまず大域的核種領域に適用可能な球形単一粒子ポテンシャルを用意し、得られる球形単一粒子準位を用いて球形基底計算の元となる球形殻エネルギーを作成する平成19年度は上述の核種領域における原子核質量計算の内、球形殻エネルギーの計算を行った。この基底として用意する原子核領域を陽子数Z=540,中性子数N=800まで拡張した計算を概ね完成させた。従来はZ=270,N=400までとしていたので、領域を4倍拡張したことになる。これにより研究課題の目的に該当する広域の核種に対して、任意の形状の殻エネルギー計算を行うことが可能となる。また、並行して、従来の某底空間のみを用いて中性子数N=228を越えた閉殻構造の周期性について調べ、次の閉殻中性子数としてN=308が有力であるという事を示した。また、天体核研究との関連では、未知超重中性子過剰核におけるβ崩壊遅延核分裂率を本模型計算により用意し、原子力機構で進めているr過程元素合成計算に用いる理論核データとしての提供を行った。その結果、r過程に対するβ崩壊遅延核分裂の程度は、用意する核分裂障壁の理論予測値がいくつかの原子核質量模型間でかなりの隔たりがあり、模型依存性がかなり大きい事が分かった。本課題における理論計算に用いるKTUY質量模型は、まず球形原子核の基底を計算し、つぎに任意の原子核(一般に変形している)について球形基底の原子核形状に対応する配位混合計算を行うことにより原子核質量を与えるものである。具体的にはまず大域的核種領域に適用可能な球形単一粒子ポテンシャルを用意し、得られる球形単一粒子準位を用いて球形基底計算の元となる球形殼エネルギーを作成する。これを原子核の変形に応じて変形殼エネルギーを計算して行く。平成20年度は前年度までに用意した球形殼エネルギーを用いて変形殼エネルギーの計算を進めた。計算は現在も継続中であるが、ここまでの計算結果を用いて、本課題の目的の一つである原子核の存在核種数の粗い推定を行った。1ナノ秒以上の全半減期を持つ核種が約1万1千核種程度、1マイクロ秒以上の核種が約1万核種程度、1ミリ秒以上のが約8千核種程度、1秒以上のものが約4千核種程度という見積もりを得た。核種領域も中性子数N=308程度を多少超える程度となるという見積もりも得た。今後最終的な結果に向けて検討を進めていく。崩壊様式については、α崩壊計算におけるパラメータ調節を行い、同部分半減期計算の準備を進めた。本課題における理論計算に用いるKTUY質量模型は、まず球形原子核の基底を大域的核種領域に適用可能な球形単ー粒子ポテンシャルを用いて計算し、つぎに任意の原子核(一般に変形している)について球形基底の原子核形状に対応する配位混合計算を行うことにより原子核質量を与えるものであり、核種領域によらずに計算可能となるように開発されたものである。平成21年度は前年度までに、計算可能な核種領域に対しで原子核質量の計算を行った。

閉殻構造に関しては中性子数N=228を超えて,N=308に比較的顕著な閉殻構造が生じ、その周期性が保たれている。一方陽子数Z=126を超えた場合はZ=164が次の閉殻であるがその閉殻性は比較的小さく、周期性も弱いという理論計算結果を得た(目的(3)に相当)。また、α崩壊、β崩壊、陽子放出、自発核分裂の4崩壊の部分半減期を計算し、図表化を行った(目的(1)に相当)。そしてこれらの部分減期を用いて原子核の存在核種数の推定を行った。その結果1ナノ秒以上の全半減期を持つ核種が一万一千核種程度、1マイクロ秒以上の核種が一万核種程度、1ミリ秒以上で八千核種程度、1秒以上のものが約四千核種程度という結果となった。これを踏まえ、原子核の存在領域は陽子数Z=170-180程度、中性子数=330程度までか含む領域であるという結果を得た(目的(2)に相当)。また、その核種領域の境界は概ね自発核分裂の短寿命性が与えていることを示し、自発核分裂の性質が原子核の存在領域に大きく影響を与えているという結果を得た。
アレルギー性気道炎症におけるIL-33誘導性Th17細胞の解析

IL-33は、主にIL-4/IL-13依存的な好酸球の浸潤を誘導し、アトピー型喘息の発症との関わりが深い。本研究ではマウスにIL-33を吸入させるとIL-17依存的肺に好酸球浸潤だけでなくTh17/IL-17依存的な好中球浸潤を誘導することに注目し、IL-33によるTh17分化誘導機構を明らかにすることを目的とした。Th17分化誘導因子であるIL-6を欠損するマウスにIL-33を吸入させても所属リンパ節でのTh17細胞は正常に認められた。IL-33によるTh17細胞分化誘導機構はIL-6依存性の既知の機構とは異なることが示唆された。本研究の目的はIL-33による未知のTh17細胞分化機構の解明、および、好中球の浸潤を主徴とした非アトビー性型喘息のマウスモデルを用いてTh17細胞の分化促進を介したIL-17依存的な気道炎症の誘導機構を分子-細胞-個体レベルで明らかにすることである。平成23年度はまずIL-33誘導性の好中球浸潤を主徴とした非アトピー性型喘息のマウスモデル実験系、およびその評価の確立を行った。具体的には、IL-33を全身麻酔下にマウスに吸入させ、気道炎症の誘導の指標として肺胞洗浄液中の炎症細胞プロファイルおよびサイトカイン濃度、病理組織像、気道抵抗値を評価した。IL-33を吸入させたマウスでは肺組織に好酸球だけでなく好中球の浸潤を誘導し、肺所属リンパ節ではTh2細胞のみならずTh17細胞の増加が誘導された。またIL-17欠損マウスにIL-33を吸入させると、好中球の浸潤が抑制されることから、IL-33吸入による好中球浸潤はIL-17依存的であることを確認した。またTh17分化誘導因子であるIL-6欠損マウスではIL-33吸入による好中球浸潤が野生型と比較して抑制されないこと、さらに肺所属リンパ節ではTh17細胞が誘道されることから、IL-33がIL-6非依存的にTh17細胞の分化を誘導していることが示唆された。さらにIL-6以外の既知のTh17分化誘導因子であるIL-1,IL-23,TNF欠損マウスにおいてもIL-33吸入による好中球浸潤および肺所属リンパ節におけるTh17細胞の誘導が抑制されないことを確認した。これらの結果はIL-33による未知のTh17細胞分化誘導機構が存在することを強く示唆する結果である。平成23年度は引き続きIL-33によるTh-17細胞分化機構に関わる既知の分子以外の同定、および細胞の同定を行う。本研究の目的はIL-33による未知のTh17細胞分化機構の解明、および、好中球の浸潤を主徴とした非アトピー性型喘息のマウスモデルを用いてTh17細胞の分化促進を介したIL-17依存的な気道炎症の誘導機構を分子-細胞-個体レベルで明らかにすることである。IL-33によって誘導される好中球浸潤を主徴とした非アトピー性型喘息のマウスモデル実験系、およびその評価の確立を行った。具体的には、IL-33を全身麻酔下のマウスに吸入させ、気道炎症の誘導の指標として肺胞洗浄液中の炎症細胞プロファイルおよびサイトカイン濃度、病理組織像、起動抵抗値を評価した。またTh17分化誘導因子であるIL-6欠損マウスではIL-33吸入による好中球浸潤が野生型と比較して抑制されないこと、さらに肺所属リンパ節ではTh17細胞が誘導されることから、IL-33がIL-6非依存的にTh17細胞の分化を誘導していることが示唆された。一方、IL-33欠損マウスでは卵白アルブミン誘導性マウス喘息モデルにおいて誘導される好中球浸潤は野生型と同程度であった。これらの結果から既知のIL-6、IL-23などのサイトカイン依存的TH17細胞分化誘導機構以外のIL-33によるTh17細胞分化誘導機構が存在することが強く示唆された。
積雪空港におけるローカライザーアンテナの着雪・積雪問題に関する研究

積雪空港のローカライザアンテナへの着雪の影響についてスケールモデルを用いた実験とFDTD法による解析を行い、着雪時のLPDAアンテナ特性をシミュレーションによって評価できることを確認した。また、降雪状況や地形を考慮することでコース特性を解析するシミュレータの開発を行い、青森空港での積雪時のコース変動事例を評価できることが確認された。冬季のフィールド実験に向けて、(1)現用LPDAアンテナの電磁界解析手法の検討と試作用LPDAアンテナ設計、(2)アンテナ特性の自動計測システム構築(ハードウエア及びソフトウエア)、(3)空港ローカライザ(LLZ)システムの冬季運用の障害調査を行なった。電子航法研究所から現用LPDAアンテナの借用が困難となり、実験用アンテナの設計と試作が余儀なくされフィールド測定は次年度に延期し、測定システムの構築と解析手法の確立および降雪空港のLLZシステム障害の要因を整理した。成果として、(1)現用アンテナの設計パラメータをCarrelの文献を基に導出し、モーメント法解析のためのモデル作成と解析を行った。標準仕様(帯域108112MHzでの入力VSWR、利得、F/B比、ビーム幅)を満たす素子パラメータと給電ブーム構造の最適化を行い、試作用の最適寸法を見出した。本手法により、アンテナ間結合、電気定数を考慮した大地の影響等の把握が可能となった、(2)ベクトルネットワークアナライザを使ったフィールドでのアンテナ特性の校正測定を実現するため、測定アンテナ毎の自動校正キットを作製し、光-GPIBケーブルを通じた遠隔計測制御を可能とした。長期計測用の専用制御プログラムを開発し110MHz帯ダイポールアンテナの測定実験により動作確認を行なった、(3)女満別、紋別、千歳空港でのLLZ障害調査を行った。アンテナ素子へ着雪による障害は保守作業によって予防されているが、LLZアンテナ列の近傍直下に不均一に堆積した積雪に相当量の降雨があると、遠方モニタが放射電界特性変動を検知する事例が2空港であった。積雪を含むアンテナ近傍の大地電気特性がLLZ特性に影響するものと考えられ、解析およびフィールド実験での重要な検討事項とした、等が挙げられる。青森大学の校舎屋上に、1/2スケールモデルの試作LPDAアンテナを設置し冬季間(2月163月19日)の着雪によるアンテナ特性変動の計測実験を実施した。平成成21年度に構築した自動計測システムにより、アンテナ入力インピーダンスと着雪状況の撮影データを長期に渡って取得した。現在、取得データの分析を行っている。現時点では、乾雪が比較的多量に着雪した後に、融雪を経て落雪に至るまでの過程において、際立った入力インピーダンスの劣化変動は確認されていないが、無着雪時において動作周波数帯における反射損失特性の仕様に余裕がない場合に、着雪によって本来の仕様を満たさない事例発生が懸念されるデータが一部観測されている。これらの実験データと照合するため、電磁解析手法としてFDTD(有限差分時間領域)解析による着雪時の入力インピーダンスの解析を進めており、測定結果の傾向を説明できるようなモデルを構築することで、例えば放射指向特性や位相特性の変動を数値的に予測が可能と考えられる。一方、青森空港における冬季のフィールドモニタにおけるコース変動の観測事例について、アンテナ前方の積雪状態と滑走路縦断勾配を考慮した解析プログラムの開発を進め、変動の要因がローカライザアンテナ前方大地の横断方向での降雪深と融雪に伴う積雪誘電率プロファイル分布の差異に起因する可能性が示唆された(学会発表1件)。LPDAアレイの着雪による影響(位相変動や反射損失、指向特性変動)を定量化し、これを開発した解析プログラムに反映させていく予定である。冬季のLPDA(対数周期アレイアンテナ)の着雪実験(主に近傍電界への着雪影響の調査)を実施する計画であったが、計測装置の不具合によって測定データが十分に得られなかった。一方で、航空局側の要望が高いローカライザ前方の反射面自然大地に降雪した積雪の影響を解析できる進入コース特性のシミュレータ・ソフト開発の重要性が高まったため、大地の横断勾配、滑走路の縦断勾配変化とアスファルト誘電率、および大地上に横断方向で左右非対称に堆積した多層構造の積雪誘電率プロファイル等を考慮して反射波を扱い電界強度計算や進入コース(DDM特性)特性解析を行うプログラム開発(第一フェーズ)を行った。これによってGUIインターフェースを使ったデータ入力が可能となり、解析作業での利便性が高まった。本ソフトウエアは、放射電界計算に幾何光学理論を利用しており、近似関数で表された指向性を持つLPDA素子アンテナのアレイ合成から電界計算を行っているため近傍界の精度が十分といえず、モーメント法あるいはFDTD法で求めたエレメント電流分布からアレイアンテナ放射電界を求める必要がある。現在、FDTD法で得られた素子電流分布から放射界およびコース特性を計算する、より精度の高いアルゴリズムに改良中であり、さらに、昨年実施した着雪実験結果とFDTD解析結果の照合から、着雪効果を含めたエレメント電流分布の考察を進めることで、これをアルゴリズムに付加し、アンテナ着雪の影響を考慮した進入コース特性の解析が可能と考えている。

また、UHF帯域における滑走路アスファルト誘電率測定用携帯型装置を本年度に開発し、従来の積雪誘電率測定装置と合わせて、シミュレーションで必要となる誘電率データのフィールドにおける計測が容易となった。