hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海馬皮質における視床入力情報処理回路の形態学的解析

ラット視床前核群(AD,AM,AV核)へWGA-HRPあるいはPHA-Lを注入し、視床投射細胞の分布と、視床からの投射線維分布を海馬長軸直交断面を使用して調べ、海馬台複合体および周辺皮質と視床前核群との相互結合様式を明らかにした。AD核は顆粒性脳梁後部皮質(RSG)と、AM核は無顆粒性脳梁後部皮質(RSA)と相互結合が見られた。両皮質ともに、視床への投射細胞はVI層に分布し、視床からの投射線維はI、IV、VI層に分布した。AM核からはRSAの他に嗅内野へも投射があり、主として分離板直下に分布するほかI層、VI層にも標識終末が見られた。AD核からの投射軸索はRSGから後海馬台に連続し、さらに前海馬台外固有層の傍海馬台寄りに分布したが、RSAと傍海馬台へは分布しなかった。AV核は海馬台・前海馬台と相互結合を示し、視床投射細胞は海馬台錐体細胞層の最深部と前海馬台内固有層に分布した。またAVの背内側亜核は主として前海馬台のI層に、内外側亜核は前海馬台外固有層の中型細胞領域へ投射し、表層の小型細胞領域には投射軸索の分布がなかった。さらに、視床と海馬台との結合には両方向ともに局所対応が見られ、CA1寄りの海馬台とAV核の内側部、嗅内野寄りの海馬台とAV核の外側部との間に結合が強い。海馬長軸方向に見ると、両方向の投射に共通して、視床の吻側部が海馬長軸の側頭葉側と、尾側部が中隔側と優位な結合を示すことが解った。本研究によって、海馬皮質にも大脳皮質領野と同様に、視床との直接相互結合のあることが明らかとなり、神経結合の観点から前海馬台外固有層は皮質のIV層に、海馬台深層はVI層に相当する部位であることが強く示唆された。これらにより、海馬体における視床入力情報処理回路と体性感覚野・視覚野での視床情報処理回路との比較が可能となる。このために今後、海馬台深層と前海馬台外固有層の内部回路の解析、前海馬台外固有層からの投射様式の解析などが必要となる。また、前海馬台外固有層には小型細胞と中型細胞が混在しており、視床前核入力の受容細胞、嗅内野投射細胞、アンモン角投射細胞などの識別も待たれる。そして、海馬台深層と前海馬台外固有層への神経終末が同一の視床細胞に由来するか否か、視床へ投射する海馬台細胞に視床からの神経終末が直接終止するかなどについても、電子顕微鏡的観察も含め、さらに解析が必要である。

そして、海馬台深層と前海馬台外固有層への神経終末が同一の視床細胞に由来するか否か、視床へ投射する海馬台細胞に視床からの神経終末が直接終止するかなどについても、電子顕微鏡的観察も含め、さらに解析が必要である。
電位依存性プロトンチャンネルの破骨細胞における生理的役割の解明

破骨細胞の機能評価するための実験系の構築を行った。まず細胞レベルでの機能評価系に関しては、破骨細胞の初代培養系である骨芽細胞との共存培養のための骨芽細胞採取法を確立した。次に、生体内での破骨細胞機能評価のために、骨へ機械的刺激を加える実験系を構築した。その上で、破骨細胞での電気的活動を調べるための実験手法を確立した。具体的には、細胞膜の膜電位変化を可視化する実験手法の確立である。骨においては電気的刺激が骨形成に重要であることがわかっているが、骨形成を担う骨芽細胞とカップリングする破骨細胞における電気的な活動の存在とその意義は全くわかっていない。そこで、申請者は、破骨細胞における膜電位の機能的意義を解明し、破骨細胞機能異常状態に起因する、骨粗鬆症の新たな治療薬開発のための基礎基盤的知見を得ることを目的に研究を行った。具体的には、破骨細胞の初代培養培養系である、骨芽細胞との共存培養のための骨芽細胞採取法を研究室内で確立した。一方、細胞膜電位制御に関わるであろう電位依存性プロトンチャネルの生理的意義については、破骨細胞と同じ血液幹細胞由来のリンパ球において、膜電位や細胞内pHに着目して、研究を行った。また、2年目に行う予定であった膜電位イメージングについての実験系確立を前倒しで行った。本研究課題で計画している2光子励起顕微鏡を用いた膜電位計測は実績がないことから、本年度は、3つの膜電位プローブmermaid,VSFP2.3,VSFP2.4を2光子励起顕微鏡で使用する際の実験条件を検討した。その結果、mermaidに関しては、1光子励起の時よりは短波長側での励起がFRET効率がよい反面、短波長励起により予期せぬ吸収が存在することが分かった。VSFP2.3は1光子励起ではVSFP2.4よりもFRET効率がよいが、2光子励起では、VSFP2.3ではFRETがほぼおこらないことが分かった。反面VSFP2.4はFRET効率が1光子励起よりよいことが分かった。VSFP2.4はmermaidやVSFP2.3より長波長プローブであるため、よりin vivoでの観察に向いていることから、本研究課題を遂行するにあたり、最も適したプローブはVSFP2.4であることがわかった。破骨細胞における電気的な活動をとらえるために、昨年度は膜電位プローブの検討を行った。その結果、現在までに発表されているプローブの中で、VSFP2.4が2光子励起顕微鏡を用いたin vivo観察に最も適したプローブであることを明らかにしたが、本年度に入り、細胞膜への発現が改善されたVSFP-Butterflyが発表されたことから、さっそくこれを入手した。破骨細胞での実験を行う前に、ポジティブコントロールとしてまずは、興奮性細胞である神経細胞にVSFP-Butterflyを発現させた上で、膜電位イメージングを行ったところ、神経活動をとらえた蛍光強度変化をとらえることができた。このため、VSFP-Butterflyを本研究でももちいることとしたが、破骨細胞への遺伝子導入が困難であることから、レンチウイルスベクターをもちいた発現系にて遺伝子導入することとし、VSFP-Butterflyをレンチウイルス用ベクターへ遺伝子構築した。一方、VSOPの骨代謝における役割解明のために、骨への機械的刺激に対する応答を評価する系の構築を行った。脛骨へ機械的な刺激を行うための装置の開発を行った。この装置を用いて脛骨へ繰り返し圧迫刺激を行い、骨新生がおこることを確認した。VSOPノックアウトマウスの脛骨への繰り返し圧迫刺激に対する応答に関しては、現在までに一定した結果は得られていないが、今後さらに、実験を続けていく予定である。破骨細胞の培養系確立はおおむね順調に進んでいる。また2年目で計画していた内容を前倒しで完了できたことから将来的に必要なトランスジェニックマウスの樹立に早く取り掛かることが可能となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。2年目では実際に破骨細胞に膜電位プローブを導入して、生理的環境下での膜電位イメージングに取り組む。また、1年目で明らかにしたVSFP2.4が発現するマウスの作成に取り組む予定である。
薬物依存症の患者の地域生活における実態と訪問看護による回復過程の研究

薬物依存症の患者に対する地域支援活動を積極的に行っている精神科診療所において、訪問看護利用経験者、訪問看護利用非経験者を対象とし、患者の特性(機能の全体的レベル、心理状態)や訪問看護に関する要望や意見についての質問紙調査、現在訪問看護を利用している患者に対し、訪問看護の支援内容に関する面接調査を行った。同じく薬物依存症の患者に対する地域支援活動を積極的に行っている精神科病院において、同様の質問紙調査を実施し、結果の一般化を図った。薬物依存症の患者に対する地域支援活動を積極的に行っている精神科診療所の患者のうち、訪問看護利用経験者20名、訪問看護利用非経験者12名を対象とし、(1)主治医の診察による患者の機能の全体的レベルの評定、(2)調査票を用いた他記式調査による心理状態の測定、(3)調査票を用いた訪問看護に関する要望や意見についての自記式調査を行った。また、(4)現在訪問看護を利用している患者のうち8名に対し、訪問看護の支援内容に関する面接調査を行った。前述の調査対象となった精神科診療所は、薬物依存症の自助グループである日本ダルク(Drug Addiction Rehabilitation Center)との関連がとりわけ深く、全国的な薬物依存症の訪問看護に関して一般性や共通性が高いとは言えないため、同じく薬物依存症の患者に対する地域支援活動を積極的に行っている精神科病院において、上記(2)(3)と同様の調査を行った。調査票により、薬物依存症の患者の訪問看護やその支援内容についての認識が全体的に把握でき、面接調査によりそれぞれの利用者が訪問看護による支援に求めていることが具体的に示されただけでなく、これまで詳細には把握できていなかった薬物依存症の回復過程についての知見を得ることができた。これらの結果の検討から、患者の回復過程やその時の状況に対してより適切な支援を提供することが可能となった。異なる2つの医療機関による比較検討から、患者特性の相違、刑務所や自助グループとの関連といった医療機関の特徴や、それぞれの地域性に合わせて実施されている支援内容が明らかになった。この比較検討で明らかになった共通点や相違点の分析により、薬物依存症の患者への訪問看護の支援モデルの作成が可能となった。
無機電解質の低極性有機溶媒へのナノ分散とその応用

無機塩は触媒や電解質としての機能を有しているが、水や限られた溶媒にしか溶解しないため、利用できる条件が限られていた。本研究では、親水性を示す表面修飾剤を固定化したナノ粒子表面に無機塩を析出させるプロセスを提案することで、無機塩をナノサイズで有機溶媒に分散させることに成功した。無機塩をナノサイズで分散させることで、有機溶媒と無機塩の接触面積が増大し、無機塩の機能が有機溶媒中でも飛躍的向上することが期待される。無機電解質で被覆された高分散性無機酸化物ナノ粒子の調製法を確立する事を目的に、まず、親水基および疎水基を有する表面修飾剤の複合利用や、有機鎖として親水鎖と疎水鎖の両方を有する界面活性剤を酸化物ナノ粒子に吸着させることによって、酸化物ナノ粒子表面上に局所な親水性場の形成を検討した。界面活性剤の添加量、吸着量、表面被覆率と各種溶媒への分散特性の関係性をFTIR,DLS,CHN有機元素分析装置などを用いて評価した。その結果、特に、Fe_3O_4ナノ粒子表面上に親水性鎖としてPEG鎖、疎水性鎖としてアルキル鎖が直接に連なった界面活性剤を飽和吸着させた系について、トルエンやTHFなどの低極性溶媒に粒子が一次粒子のサイズ(10nm程度)に分散してかつ粒子表面近傍に親水性場を有する系の調製に成功した。続いて、この粒子界面近傍の親水性場にNaCl塩を析出させる手法の検討を行った。表面修飾したFe_3O_4ナノ粒子をトルエン等の低極性溶媒に超音波分散させた溶液と、NaClを溶解させたメタノール溶液の混合手法や混合量を検討し、効率よくNaClを選択的にFe_3O_4ナノ粒子表面に析出させる手法を開発した。無機塩の析出状態をFESEM/EDS、粒子の溶媒中における分散状態をDLSにより評価し、NaCl塩をFe_3O_4粒子表面に析出させた後でも、Fe_3O_4ナノ粒子が一次粒子程度まで分散する系の確立に成功した。以上のプロセスを用いることによってNaCl塩をナノサイズで低極性溶媒に分散させる事が可能となった。前年度までに確立した無機電解質(NaCl)の有機溶媒へのナノ分散手法について、他の化学種への応用性を検討した。親水鎖(ポリエチレングリコール鎖)および疎水鎖(アルキル鎖)を有するアニオン性界面活性剤を飽和吸着させることで、粒子表面に局所な親水性場を設計したFe_3O_4ナノ粒子を対象に、親水性場へのNaCl,NaOH,K_2CO_3の析出を検討した。無機塩の析出状態をFE-SEM/EDSおよびICP-AES、無機塩を担持したFe_3O_4ナノ粒子の低極性有機溶媒(トルエン)中における分散状態をDLSにより評価した。NaClと比べ、塩基性を呈する電解質の方が、ナノ粒子表面でポリエチレングリコール鎖が形成する親水性場への塩析出量が増大することが明らかとなった。また、析出させる試薬の化学種をNaOHやK_2CO_3に変えても、無機電解質を担持したFe_3O_4ナノ粒子はトルエンに一次粒子近くまで再分散することが確認され、無機電解質もナノサイズで分散していることが明らかとなった。さらに、無機電解質を析出させる局所親水性場領域の増大に向けて、カチオン性高分子分散剤とアニオン性界面活性剤を用いる交互吸着プロセスによる粒子表面修飾法を検討した。SiO_2やAgナノ粒子を対象に、ポリエチレンイミンを飽和吸着させた後、アニオン性界面活性剤を吸着させることで、ナノ粒子表面により大きな親水性場を有する有機溶媒分散性ナノ粒子の調製に成功した。また、以上のプロセスを組み合わせて調整した無機電解質担持Fe_3O_4ナノ粒子を用いて、Aldol反応などをモデルにした触媒としての応用性を検討した。
末梢神経損傷後の回復過程における分子機構の解明

RNA結合蛋白質Musashi2(Msi2)の遺伝子欠損マウスは、知覚神経障害をきたし、その原因が標的遺伝子の一つである神経軸索進展促進因子Pleiotrophin(Ptn)の減少によることが明らかになった。また末梢神経損傷後の回復過程で、Msi2遺伝子欠損マウスは標的のPtnの発現上昇が少なく、機能回復が遅延することが分かった。末梢神経障害後に上昇するMsi2はPtnの発現を促進し、触覚や運動機能回復のために重要な役割を担っていることが示された。ショウジョウバエMusashi(dMsi)は、末梢感覚神経の前駆細胞における非対称性分裂を担うRNA結合蛋白質として初めて報告された。哺乳類においてMusashi1(Msi1)は神経幹細胞に強く発現する團A結合蛋白質として同定され、Msi1と相同性の高い配列を持つMusashi2(Msi2)も同定された。神経系における機能を明らかにするため、Msiファミリー遺伝子欠損マウスを作成した。今回、RNA結合蛋白質Msi2欠損マウスの解析を行った。Msi2欠損マウスは野生型と同程度の寿命を持ち成体まで成長するが、有意に体重増加が不良であり、感覚神経および運動神経障害を伴っていた。中枢から末梢神経系まで詳細な組織学的解析を行ったところ、背側神経節の発達不全のために脊髄との線維連絡が低下していた。Musashi2に結合する標的因子をRT-PCRによりスクリーニングしたところPleiotrophinが同定された。Musashi2はPleiotrophinのmRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合し、その発現を転写後レベルで促進することが明らかになった。また、ノη7∫オ即においても神経軸索進展促進作用を担うPleiotrophinが下流調節因子であるか確認するため、背側神経節由来の細胞の初代培養系を用いた軸索進展作用を定量化し、遺伝子欠損マウスでその進展作用が低下していることを発見すると共に、電気穿孔法にて導入したMusashi2によってその機能が回復すること、および、Pleiotrophinに対するsiRNAによって機能回復が再び失われることを確認し、Pleiotorophin遺伝子欠損マウスにおいても類似のphynoetypeが観察された。このことから、Msi2およびPleiotrophinが特異的な感覚神経のネットワーク形成に強く関与していることが示された。哺乳類Musashi1(Msi1)は神経幹細胞に強く発現するRNA結合蛋白質として同定され、Msi1と相同性の高い配列を持つMusashi2(Msi2)も同定された。神経系における機能を明らかにするためMsi2欠損マウスを作成し、解析を行ったところ、Msi2欠損マウスは有意な感覚神経障害を伴っていた。中枢から末梢神経系まで詳細な組織学的解析を行ったところ、背側神経節から脊髄への感覚神経細胞の線維が減少していた。Msi2に結合する標的因子をスクリーニングしたところPleiotrophin(Ptn)が同定された。Msi2はPtnのmRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合し、その発現を転写後レベルで促進していた。また、in vitroにおいても神経軸索進展促進作用を担うPtnが下流調節因子であるか確認するため、背側神経節由来の細胞の初代培養系を用いた軸索進展作用を定量化し、遺伝子欠損マウスでその進展作用が低下していることを発見すると共に、電気穿孔法にて導入したMsi2によってその機能が回復すること、および、Ptnに対するsiRNAによって機能回復が再び失われることを確認した。また、Ptn遺伝子欠損マウスにおいても類似の症状が観察された。さらに末梢神経障害後の神経でPtnが上昇し、機能回復を促進することから、野生型およびMsi2の遺伝子欠損マウスでPtnの発現量の変化と機能回復の程度を解析した。その結果、Msi2の遺伝子欠損マウスでPtnの上昇が少なく、機能回復も有意に遅延した。このことから、Msi2およびPtnが特異的な感覚神経のネットワーク形成および末梢神経障害後の回復過程に重要な役割を果たしていることが示された。
要部観察に基づく類似ベクタ画像検索システムの研究開発

本年度の主な実績は以下の2点である。(1)要部観察に基づく類似ベクタ画像検索手法システムを試作し、評価実験を行った。試作システムで用いる類似照合法は、昨年度開発したアルゴリズム(ベクタ画像を構成する個々のオブジェクトの輪郭形状の特徴を表現する2種類のヒストグラムを用いた照合法)を採用した。評価実験ではベクタ画像形式で記録される商標図形とクエリ図形で構成されるテストセットを用いた。実験の結果、試作システムにより、類似商標図形の局所的類似性を高い精度で判定できることが示された。(2)新しい類似検索手法としてハイブリッド照合法を開発し、全体観察に基づく類似ベクタ画像検索システムに導入した。ハイブリッド照合法は、既存の類似検索手法である間接照合法と直接照合法とをカスケード型に組み合わせた照合法である。ハイブリッド照合法は、高速に検索できる間接照合法の利点と、高精度で検索できる直接照合法の利点とを併せ持ち、高精度・高速なベクタ画像検索のを目的としている。開発したハイブリッド照合法の性能を評価するためにベクタ画像形式で記録された商標図形のデータセットを用いて予備実験を行った。予備実験の結果から、ハイブリッド照合では、直接照合より検索精度が多少低下するものの、間接照合よりも検索精度が向上し、また、検索速度は直接照合よりも大幅に改善することを確認した。当初の計画通り、要部観察に基づく類似ベクタ画像検索システムの開発と評価実験を実施した。また、高速検索フレームワークである間接照合法をベクタ画像検索へと適用し、類似ベクタ画像検索システムを試作した。また、間接照合法と直接照合法とをカスケード型に組み合わせた照合法であるハイブリッド照合法を新たに開発し、試作システムに組み込んだ。ハイブリッド照合の有効性は予備実験により限定的に示されているが、大規模なデータセットを用いた追加実験が今後必要である。新たな検討課題が見つかっているが、計画はおおむね順調に進展している。試作した要部観察に基づく商標図形検索システムは精度面、速度面でさらに改善の余地がある。そこで局所類似判定アルゴリズムの改善を図る。また、これまでに開発したハイブリッド照合法は、全体観察に基づく商標図形検索システムに対する導入効果が検証されている。一方で、要部観察に基づく商標図形検索に対する導入効果の検証は十分ではない。そこで要部観察に基づく商法図形検索においてもハイブリッド照合法を導入し、精度面、速度面の改善効果を検証する。ベクタ画像を対象とした要部観察に基づく類似画像検索システムの実現を目指し、(1)ラスタ画像ではできない要部観察を考慮した類似商標検索手法を提案した。具体的には、ベクタ画像内の各オブジェクトを個別に形状評価するヒストグラムを用いてデータベースの各画像とクエリ間との特徴空間上での距離計算を行い類似度を求める手法を提案した。(2)大量の図形データの高速類似検索を可能とする間接照合法を改良し、精度向上を図った。(3)ラスタ画像をベクタ画像へと変換する前処理としてラスタ画像中の遮蔽領域を推定し、テクスチャ補完する手法を提案し、様々な画像へと適用することでその有効性を評価した。当初の研究実施計画通り進展している。開発した要部観察に基づく類似ベクタ画像検索手法は、オブジェクトを構成する線の位置や、オブジェクト同士の相対位置関係などを評価していないことから、クエリ画像と類似度が高くなる画像が増え、検索順位が下がってしまうことが判明している。これらを解決すべき課題として今後取り組む。

また、これまでに開発したハイブリッド照合法は、全体観察に基づく商標図形検索システムに対する導入効果が検証されている。一方で、要部観察に基づく商標図形検索に対する導入効果の検証は十分ではない。そこで要部観察に基づく商法図形検索においてもハイブリッド照合法を導入し、精度面、速度面の改善効果を検証する。備品として設置を予定していた計算機が当初の予定よりも低額で取得できたことが主な要因である。次年度は国際会議での成果発表を予定しているため有効に活用したい。実験協力者への謝金の使用を予定していたが、研究代表者の所属変更により、謝金の執行が事務手続き上煩雑となったため、未使用に終わった。実験は、ボランティアの実験協力者を募る方法に変更し、当初の研究実施計画に支障が出ないようにした。翌年度の助成金使用計画として、追加実験に係る物品購入、実験協力者への謝金等支出および研究成果発表旅費を予定している。また、平成30年度の未使用分については、翌年度の成果発表や必要物品購入に有効活用する。
微分力学系の生成的性質の研究

一様双曲性(Axiom A + no cycle condition)を持つC1級微分同相写像の集合の閉包の補集合にはホモクリニック分岐が稠密に存在するというC1 Palis予想について, C2微分同相写像のリャプノフ指数が0を持つエルゴード測度をC1摂動によって消去できれば正しいことを証明した。2次元の場合には一様双曲性を持つC1級微分同相写像が稠密に存在するというSmale予想が正しくなければ(必要なら逆写像をとれば)その補集合には残留集合上に無限個の可観測沈点か無限個の病的な沈点が存在することを証明した。さらにある条件下でのC2微分同相写像に対する新しいC1級閉補題を開発した。本研究課題の初年度における目的はPalis予想解決へのステップとして、C^2級の微分同相写像に対し、中心方向のLyapunov指数が0をとらない場合に、C^1位相に関してホモクリニック分岐を引き起こすもので近似出来ないならば、完全な双曲性すなわちサイクルを持たない公理A微分同相写像で、C^1近似出来ることを証明することであった。交付申請書に記載した研究実施計画では、このようなC^1位相における稠密性の結果で十分であると考えていたが、その後の研究により、C^2位相における生成的性質まで得られることが判明した。このことは、この結果がC^1 Palis予想のみならず、C^2 Palis予想に対する部分的結果とも考えられることを示している。大域的な結果を導くのに不可欠である摂動定理は高度に発達したC^1位相のものに比べて、C^2位相では極端に少なく、一般性を持つ摂動定理は全く存在しないため、C^2 Palis予想はその部分に大きな困難をかかえている。そのため、部分的な結果であっても一般次元における結果はこれまで皆無であったことを考えると、上記C^2位相の結果はC^1位相の結果よりも格段に価値の高いものと考える。平成22年度の研究では、C^2位相に変換する作業を行ったため、当初の予定よりも完成が遅れることになったが、その成果は今年の1月に東工大で開催された「冬の力学系研究集会」において発表し、論文としては、付随して出て来た新しいC^2位相に関する生成的性質の結果も合わせて平成22年度中にまとめることができた。平成23年度の研究目的は、高次元Palis予想の証明を目指して、平成24年度も視野に入れながら研究を促進することであった。一方で、前半の研究により発生した新たな観点による副産物として、数値解析的観点から見て良い周期軌道をC^1摂動によりつくる技術の開発も同時に進めることを計画していた。この研究は「周期軌道の可観測性」という新たな概念を定義するため、数学的に正確であってかつ内容的にも意味のあるような定式化を行う必要があり、すでに提出されている問題を解くこととは別種の困難が存在し、何度か修正をせまられることもあった。その試行錯誤による作業を、平成23年度の後半にいくつかの研究集会での発表を通して行ったため、論文の投稿は平成23年度末までずれこむこととなった。この研究は、ニュートン法などの力学系的手法を用いた数値実験において観測される事実と力学系理論として可観測であるとしている対象との間のギャップを埋めようと試みるものである。数値実験的観点を含む数学的概念を提起するため応用力学系理論の数学的基礎付けに関わる内容であり、もしこの概念が有用であれば、これまでの数学的理論もこの観点から再チェックすることも必要になる。具体的には、robust transitivityを持つ力学系はコンピュータによりチェック可能とされてきたが、その力学系の満たす性質を証明するための常套手段は背理法により吸引的周期点の存在を示すことから矛盾を導くというものであった。ところが本研究は、吸引的周期点は必ずしも可観測でないということが出発点となっているため、吸引的周期点の理論的存在証明が数値的存在証明にならない以上、robust transitivityを持つ力学系の性質はコンピュータでチェック可能とは必ずしも言えない。そのため、単なる吸引的周期点の存在ではなく、可観測吸引的周期点の存在まで示すことが要求されてくる。平成25年度は、引き続き高次元Palis予想の解決に向けた研究を継続した。その計画において最も重要かつ困難な部分はリャプノフ指数が0をとる中心方向の不変部分空間において、いかにして十分大きな双曲性を得るかである。つまり周期軌道をつくる摂動に加えて中心方向の摂動を効果的に行なって十分大きなサイズの安定・不安定多様体を得られるかが焦点となる。当該年度の研究では、その摂動の技術をさらに高度なものにするべく努力を行なったが、まだ現時点では、十分簡潔に記述できるまでに至っていない。

6月のポーランドで開催された国際会議では、その技術の簡略化についてのディスカッションを海外の研究者と持ち、情報の収集と改良を図った。その後、問題の部分を2次元の場合に適用して、すでにPujalsとSambarinoによって解決されている2次元Palis予想を見直すことも行なった。2次元の微分同相写像については、Pujals-Sambarinoの結果を含むSmale予想(双曲型の微分同相写像は稠密に存在する)が大きな未解決問題として残されているので、この見直しはSmale予想への展望を考察することでもある。Pujals-Sambarinoの結果と同様に双曲性をもつ微分同相写像の補集合の性質を述べた有名な結果にManeのC^1 generic dichotomyと呼ばれるものがある。それは、その補集合において無限個の周期的沈点を持つものが稠密であるというものである。上に述べた2次元での見直しにより、このManeの結果にさらに詳しい情報を加えることが可能であることが判明した。この結果を1月の京都大学で開催されたRIMS研究集会において発表した。その後の研究で、この時点で得られた結果よりもさらに強い結果が得られたので、この部分を論文としてまとめる作業に入ったところで当該年度の研究が終了した。前年度から継続している周期軌道の可観測性に関する結果を、イタリアのトリエステにある研究所ICTPで平成24年5月から6月に開催された"School and Conference in Dynamical Systems"で発表した。内容的には、すべてのリャプノフ指数がゼロ以下であるエルゴード測度からErgodic Closing Lemmaにより作られる周期軌道を、さらに局所的な摂動を周期に対する正の部分(周期を無限大に飛ばすとき)の個数を持つ適切な周期軌道上の点のまわりで行なうことにより、周期軌道の最短距離に比例するサイズの吸引領域を持つことが出来るというものである。この摂動そのものは局所的であるが、全体としては多くの場所で行なっているという意味で大局的な摂動であるとも言える。この種の大域的な摂動技術はまだ知られていないタイプの技術であり、周期軌道の可観測性だけでなく、他にも応用できると考えられる。平成24年度の6月以降はこれをある弱双曲性を持つ場合に応用し、高次元Palis予想の解決に貢献できるようなさらに新しい摂動技術の開発に取り組んだ。より具体的には、中心方向が1次元の場合に、中心多様体における吸引領域を拡大する摂動を考えた。高次元Palis予想においては、弱双曲性を持つ場合に、異次元ヘテロクリニック・サイクルを摂動により作ることが主要な議論となるが、そこでいつも現れる困難は中心多様体における吸引領域のサイズの小ささに起因する。この新しい摂動技術はその困難を乗り越えることに貢献できると考えられる。前年度終了時に、RIMS研究集会で発表した結果をさらに強くできることが判明していた。そこで当該年度ではまずその部分を証明し論文としてまとめることに前半を費やした。8月に韓国において"Dynamical Systems and RelatedTopics"が開催されたので、その成果を"A refinement of Mane's C1generic dichotomy"のタイトルで発表した。
パフォーマンス評価により他者との関係構築思考を指導評価する社会科ワークシート開発

最終年度の本年度は,これまでに析出したパフォーマンス評価による社会に開かれた市民的資質を指導・評価する基盤の枠組みを確定し,これをもと,研究協力者教員によるワークシート事例開発及び授業実践を蓄積するとともに,その妥当性・信頼性の検証と成果の敷衍に当たった。成果は以下の6点である。(1)社会科のパフォーマンス課題は,「学習機能要件」に偏重しており,学習者のレリバンスを強く捉えようとする「市民的挑戦要件」が欠如していることを明らかにした。(2)社会科の研究実践において,パフォーマンス課題が内包する「教室のファンタジー問題」を,PBLのBIE型パフォーマンス課題の理論について実践をもとに指摘した。(3)社会科での市民的資質育成における市民的資質要件を課題としてのパフォーマンスが内包する「波及効果・影響力(Effects)」と「責任(Responsibility)」から明らかにした。(4) 1学び手にとって真に真正の課題,2課題解決のための真正な手続き,3学び手との真正な近さ,3点から市民的資質育成における真正性の段階性を明らかにするとともに,各段階に対応する授業計画・実践(小倉中)を明らかにした。(5)市民的資質育成を社会科の外側から俯瞰した問題点及びその克服のための新たな領域学習の実践(福岡小)を提示した。(6)研究開発指定校として附属福岡中で学んだ卒業生からの聴き取り調査により,カリキュラム・マネジメントの長期的な成果の一端を提示できた。これら,本年度研究成果は,社会科及び評価関連の四学会にて発表した。本年度は,研究目的・方法等を再検討し,市民的資質の指導と評価の実態,課題を析出した。具体的には,福岡県内外の小中学校社会科に関して,意思決定型の授業実践,使用されるワークシート,評価問題等,入手可能な指導・評価事例を収集,授業者への聴き取り調査等をもとに,「社会科の方法原理」及び「他者との関係構築的な思考形成」の観点から分析し,市民的資質の指導と評価の具体的な課題を析出した。これら析出された市民的資質の指導と評価の実態及び課題をもとに,「社会科の方法原理」及び「他者との関係構築的な思考形成(様態やその方法)」を関連付け,パフォーマンス評価による社会科固有の市民的資質を指導・評価するワークシート枠組みの試案を作成した。本年度の研究成果については,社会科及び評価関連の三学会にて成果の一部である,以下の4つを発表した。「概念活用の思考評価ー再文脈化により他者との関係構築思考を評価する中学校社会科の評価問題開発ー」豊嶌啓司・柴田康弘,全国社会科教育学会第64回全国研究大会(広島大学),2015年10月,自由研究発表。「社会科実践におけるパフォーマンス課題の検討ー他者との関係構築思考を指導評価する社会科ワークシート開発に向けてー」豊嶌啓司・坂井清隆,教育目標・評価学会第26回研究大会(京都教育大学),2015年11月,自由研究発表。「学習科学研究からの社会科省察ー概念活用の思考評価を事例にー」豊嶌啓司・柴田康弘,社会系教科教育学会第27回研究発表大会(鳴門教育大学),2016年2月,大会主催の課題研究II「社会系教科における「授業評価研究」の実証性を問う」での発表。「パフォーマンス課題からみた意思決定型授業実践分析ー「真正性」に着目してー」豊嶌啓司・坂井清隆・柴田康弘,社会系教科教育学会第27回研究発表大会(鳴門教育大学),2016年2月,自由研究発表。「市民的資質の指導と評価の実態及び課題」をもとに,「社会科の方法原理」及び「他者との関係構築的な思考形成(様態やその方法)」を関連付け,パフォーマンス評価による社会科固有の市民的資質を指導・評価するワークシート枠組みの試案を作成し,試行実践に当たることができたため。本年度は,研究目的・方法等の再検討・確認を通して,市民的資質の指導と評価の実態,課題を析出した。それらをもとに,課題克服のための「社会科の方法原理」及び「他者との関係構築的な思考形成(様態やその方法)」を関連付けたパフォーマンス評価による社会科固有の市民的資質を指導・評価するワークシート枠組みを明らかにした。本年度の研究成果については,社会科及び評価関連の5学会にて成果の一部,以下の7つを発表した。(学会発表)「現実の文脈から真正な市民的資質を育成する社会科パフォーマンス課題の実践的検討」豊嶌啓司・柴田康弘,日本教育方法学会第52回大会(九州大学),2016年10月,自由研究発表。「市民的資質を育成する社会科パフォーマンス課題の検討」豊嶌啓司・柴田康弘・木下祥一,全国社会科教育学会,第65回全国研究大会,社会系教科教育学会第28回研究発表大会合同研究大会(兵庫教育大学),2016年10月,自由研究発表。「市民的資質を育成する社会科パフォーマンス課題の実践的検討」豊嶌啓司・坂井清隆・柴田康弘・木下祥一,教育目標・評価学会第27回研究大会(一橋大学),2016年11月,自由研究発表,「コンピテンシー・ベイスの小学校社会科プログラムに関する研究」小田泰司,初等教育カリキュラム学会(広島大学),2017年1月,自由研究発表。(論文)「概念活用の思考評価」豊嶌啓司・柴田康弘,『社会科研究』,全国社会科教育学会,第85号, 2016年11月,1-12頁。

「アウトカムのための社会科市民的資質評価」豊嶌啓司・柴田康弘,『教育目標・評価学会紀要』,教育目標・評価学会,第26号, 2016年12月,41-51頁。「社会科「パフォーマンス評価」の現状・問題・克服」豊嶌啓司,『社会科教育』,明治図書出版,No.694,112-115頁。「市民的資質の指導と評価の実態及び課題」をもとに,「社会科の方法原理」及び「他者との関係構築的な思考形成(様態やその方法)」を関連付け,パフォーマンス評価による社会科固有の市民的資質を指導・評価するワークシート枠組みの試案について,試行実践の結果を明らかにし,学会誌等で発表することができた。本年度は,析出したパフォーマンス評価による社会に開かれた市民的資質を指導・評価する基盤の枠組みをもとに,研究協力者教員がワークシート事例を開発し,授業実践を通して,その妥当性・信頼性を検証した。成果は以下の4点である。(1)パフォーマンス課題が内包する「教室のファンタジー問題」を,PBLのBIE型パフォーマンス課題の理論から指摘,(2)社会科パフォーマンス課題は「学習機能要件」に偏重しており,レリバンスである「市民的挑戦要件」が欠如,(3)市民的資質要件を「波及効果・影響力(Effects)」と「責任(Responsibility)」から明示,(4)1真に真正の課題,2真正な手続き,3学び手との真正な近さ,3点から授業計画・実践を検証した。これら,本年度研究成果は,社会科及び評価関連学会にて以下を発表した。「カリキュラム・マネジメントによるコンピテンス育成の長期的検証」豊嶌啓司・柴田康弘・三浦研一,日本教育方法学会第53回大会(千葉大学),2017年10月,自由研究発表。「社会科パフォーマンス課題における真正性の問題と克服」豊嶌啓司・柴田康弘・木下祥一,全国社会科教育学会,第66回全国研究大会(広島大学),2017年10月,自由研究発表。「汎用的な資質・能力を育成するカリキュラム・マネジメントのための予備的研究」豊嶌啓司・坂井清隆・柴田康弘・三浦研一・木下祥一・福崎泰規,教育目標・評価学会第28回研究大会(金沢大学),2017年11月,自由研究発表。「コンピテンシー・ベイス・カリキュラムとその評価に関する研究」小田泰司,初等教育カリキュラム学会,第2回大会(広島大学),2018年1月,自由研究発表。「社会科における市民的挑戦としての真正な学び」柴田康弘,福岡社会科教育実践学会,第9回研究大会(福岡教育大学附属福岡小学校),2018年2月,シンポジウム発表,他。「社会科の方法原理」及び「他者との関係構築的な思考形成」を関連付け,パフォーマンス評価による社会に開かれた真正な学びとしての市民的資質を指導・評価するワークシート枠組みのワークシートに沿った授業実践を検証し,得られた成果を学会等で発表することができた。特に,真正な学びの観点から,パフォーマンス課題の真正性について分類と段階を明らかにし,それらに対応するための市民的資質挑戦要件を組み込んだワークシートを授業実践を通して効果検証することができた。最終年度の本年度は,これまでに析出したパフォーマンス評価による社会に開かれた市民的資質を指導・評価する基盤の枠組みを確定し,これをもと,研究協力者教員によるワークシート事例開発及び授業実践を蓄積するとともに,その妥当性・信頼性の検証と成果の敷衍に当たった。成果は以下の6点である。
遠宇宙で何が起こっているか?

本年度は、研究分担者の各人のテーマを持ち寄り、各々の天体物理の物理的背景について議論するとともに、宇宙の構造形成の標準モデルの再検討などを行った。具体的には、1)観測された比較的大きなハッブル定数の値と宇宙年齢に関する最近の宇宙論での標準モデルの大問題に関して、ハッブル定数がスケールによって変化することがないかなど、一般相対論の枠組みの中でより多様な可能性を探った。2)zが大きいところでの天体形成という早期の構造形成に関連して、銀河間の相互作用や物質の熱的過程とその進化、及び銀河進化の過程を解析した。3)宇宙の大規模構造、重力レンズ、銀河団の形成・進化の解明のため、その基礎過程を明らかにした。以上の点について、分担者間の共同研究としたり、また全体的な討論会も行った。本研究のテーマは今後も様々な天体観測の発展や理論的解析の発展により、益々発展していくものであると確信する。そのためこの関連分野での問題点整理や新たなるアプローチも今後必要となってくるだろうが、本研究の成果がその発展にも大いに寄与することが期待される。本年度は研究分担者が、各人のテーマを持ち寄り、各々の天体現象の物理的背景について総合的な検討を行った。また、分担者と研究協力者が集まって全体的な検討会も行った。具体的には、(1)さまざまな宇宙モデルのもとで、重力レンズ、クェーサー、原始銀河、宇宙黒体輻射、銀河内相互作用などの、遠宇宙の天体現象の各々について、そのモデル、宇宙進化との関係、観測上のバイアスを検討したが、さらに現在も研究が進行中である。(2)宇宙モデルと密度ゆらぎの関係、初代の天体は何で、いつ形成されたか、その後の相互作用でどのように変形されたか、観測結果は何を意味しているかなど、全体の宇宙論的関連を検討した。これらはいずれも、個々の問題での分担者間の共同研究によって進められた。今後は、いままでの研究成果をもとに、いわゆる宇宙の構造形成の標準モデルの再検討を中心に行っていく。具体的には、(1)周期変化するハッブル定数や宇宙項、暗黒物質の崩壊等、一般相対論の枠組み内でより多様な可能性を探る。(2)z>5での天体形成という早期の構造形成の条件を調べ、初期宇宙のゆらぎへの制限を与える。(3)z>3での遠宇宙の観測可能性を検討する。といった研究内容を計画しており、現在も解析が進行中である。
デジタル・アーカイブ技法を活用した理科教育用デジタルメディアの開発と活用

学習指導において利用される教材群を印刷メディア、デジタルメディア、通信メディア及び実物・体験の4種類に分類し、教科や指導場面で教師は何を重視するかについてアンケート調査を行った。その結果、実物・体験が最も重視されることが分かった。本研究では岐阜市及び那覇市で月ごとに太陽の日周運動をデジタル記録撮影し、ビデオ教材化した。太陽の日周運動は約240°の視野で展開されるため、複数のカメラを用いてデジタル技法を活用した。季節及び観測地点での相違が分かる。本研究の目的である、学習指導において教材として活用される各種メディア(印刷メディア、デジタルメディア、通信メディア及び実験・実習・体験活動等実物・実体験)の利用特性について、前年度に教師に対してアンケート調査を行った。その結果、多くの教師は各メディアを様々な学習指導場面に応じて使い分けたり重視していることが明らかになった。今年度はさらに踏み込んで、各教科ごとに各メディアがどの程度有効であるととらえるか、さらに理科の学習場面で各メディアがどの程度有効であるととらえるかについてのアンケート調査を行った。対象は県内を中心とする主に小中学校及び高等学校の教員805名から回答を得られた。その結果、各教科ごとに見た場合、ほとんどの教科で実物・実体験が大変有効であるととらえている傾向があることが分かった。特に理科、体育、英語(外国語)、音楽、図工・美術、書道、家庭科では顕著にその傾向がある。さらに理科の学習では、実験、演示実験、器具操作の修得の学習場面では圧倒的に実物・実体験が大変有効であるととらえられている一方、レポート作成・学習のまとめ、問題演習など定着を目指す学習場面、科学読み物などの学習場面では印刷メディアが有効であるととらえる傾向が強いことが分かった。デジタルメディアの開発として、昨年度に引き続き天体の運動単元の教材として、岐阜県及び沖縄県で観測できる太陽や月・星の日周運動の記録を継続した。特に岐阜ではほぼ毎月、太陽の日周運動の記録を継続してきた。季節の変わり目では沖縄での太陽の日周運動を記録した。太陽の日周運動は、特に夏至を中心とする夏季には視野が180°を超える範囲の記録が必要であり、デジタル技法を活用する記録方法を採用している。23年度には岐阜で23回、沖縄で7回の観測を行った。本研究の目的である学習指導における各種メディア(印刷メディア、デジタルメディア、通信メディア及び実験・実習・体験活動)の利用特性について教師等に対するアンケート調査からそれぞれのメディアの学習場面に対応した活用特性が明らかになった。それによると、学習指導では実験・実習など実物を最も重視する傾向がある。さらに調べ学習、発表の場面ではデジタルメディアが重要ととらえる傾向が強い。理科学習では特に実物・体験を最も重視するが、デジタルメディアを用いた指導も重要である。そこで理科学習で利用できる教材として活用するため、デジタルアーカイブ技法を用いて資料収集を進めた。特に本年度は岐阜市で観測できる金環日食など、特異な天文現象が多くみられた。これらを理科授業に活用するため、日食現象や太陽の移動経路、気温の変化など天体現象に伴う現象を記録した。それには岐阜市と那覇市で静止画を撮影・記録した。記録内容は太陽の移動経路、太陽が作る影の長さ・方向などである。今後、定期的に記録をつづけ、天体の動きに関する学習教材の作成に役立てる。学習指導では、「実物体験」「印刷メディア」「デジタルメディア」「通信メディア」に分類できる教材群が用いられる。本研究では、教師がこれらのメディアを教科・科目や学習場面でどの程度重視するかについて調査を行った。さらに本学で推進しているデジタルアーカイブの技法を活用し、理科学習に役立てられるデジタル教材の作成と活用について開発を行った。太陽を中心とする天体の日周運動の学習に役立てるデジタル教材作成のための資料収集と、それらを用いた映像をはじめとする教材群を作成した。太陽の日周運動については、季節及び観測場所による違いが分かるように、岐阜市と那覇市で観察・記録を行った。岐阜市では3年間にわたって月ごとに計43回、那覇市では二至二分近くの日に計9回、それぞれ観測・記録を行った。岐阜市では太陽以外に月や星の日周運動についても観察・記録を行った。最終年度には岐阜市において計16回の観察・記録を行うとともに、収集した資料から画像処理を行い、活用方法について検討した。収集した資料から、次に示す流れでデジタル教材を作成した。1複数のカメラで1分ごとに撮影した画像を合成し、パノラマ画像を作成、2それらをビデオ映像化、3太陽が作る影と連動した動画を作成、4同時に計測した気温、湿度、照度、紫外線量との関連を示す資料を作成、5日食、月食など、この期間に観測された天体による諸現象の記録と動画・印刷資料などを作成さらにこれらの資料を活用した授業展開例を考えた。特に太陽の日周運動記録映像の作成は、視野が水平方向に約240°、鉛直方向に90°と一般のカメラでは撮影できない範囲を記録することで従来の方法では実現が難しかった画像を、季節ごとに2地点で記録できたことは意義が大きい。

教育情報学学習指導におけるメディアの利用特性を、初年度の結果をもとにさらに詳細に調査することができた。天体の運動に関する学習資料として、ほぼ通年にわたって太陽を中心とした日周運動の記録を行うことができた。今後のデジタル教材の開発に必要な素材の収集を行うことができた。学習指導におけるメディアの利用特性をアンケート調査から明らかにできた。さらに天体の運動学習に役立てる資料として太陽を中心としてその運動やそれにとなう現象の記録・撮影を岐阜市と那覇市とで進めて資料の収集を行うことができた。メディア利用に関する調査結果の詳細な分析を進める。収集した太陽等の日周運動映像を教材として構成する。その際、印刷メディア等、他のメディアとの併用利用にも留意して教材化を図る。天体の日周運動の記録はしばらく継続する。一方、3Dプリンタの活用も可能になったことから、これを活用した実物・体験または疑似体験に役立てる教材の開発にも心がける。昨年度の成果をもとにさらに資料収集を継続し、教材作成に役立てる。太陽の記録は岐阜市を中心にして定期的に実施する。季節の変わり目では那覇市での記録も行い、場所による相違を明らかにし、地球的規模で現象を考えることができる資料としたい。さらに収集した資料を基に、教材開発を行い、実践に役立てる。その際、学習者に対する調査から学習の効果を測定し、改善に役立てる。収集した資料は幅広く利用できるよう、流通を図る。該当なし
農民直系家族の「あとつぎ」確保戦略に関する研究

本研究は、農民直系家族のあとつぎ確保戦略を分析することを目的とし、本年度は、岩手県沢内村、新潟県白根市における調査の実施を予定していた。沢内村では、昨年(1993年)の7月31日8月4日に研究代表者単独で、8月1522日に7名の調査員とともに、同村長瀬野地区において、家族構成、就業構造、同居形態、農業経営、役割分担等の基礎的な項目ならびにあとつぎについての考え方、あとつぎ確保状況、あとつぎ確保のために努力したこと等の項目において調査を行った(76世帯)。前回の調査(昭和1986年)から7年が経過している訳であるが、村全体においても過疎化がいっそう進み、若年層とりわけ子供数の低下が甚だしかった。また、道路等の整備が進んだことによる通勤圏の拡大に、農業情勢の悪化などの影響が拍車をかけ、兼業化がより進展していた。あとつぎについての考え方もこれにともなう変化が顕著で、農業継承をその必須条件と考える人は減少し、老後の扶養をしてくれるということに重きが置かれるようになってきている。また、あとつぎ確保という考え方そのものにも変化が見られ、若年層の流出をやむを得ないことと考える人が多くなっていた。実際、村内の中小零細企業は労働力不足の状況に陥っている。これらの実態を踏まえた上で、より詳細な調査を重ね、農民直系家族の再生産のメカニズム、または再生産が困難になるメカニズムを探ることが今後の課題となる。白根市に関しては、研究費の関係上、調査員による数量調査をせずに、白根市役所、農協、農業改良普及所における基礎資料集めと数戸の農家の聞き取りにとどまった(1993年10月11月)。都市近郊農村らしく、農業経営の継承があとつぎの前提条件という所見が得られたが、数量把握ができなかったため、前者との比較は困難であった。
導体のエッジ特性を考慮した超高精度三次元電磁波解析法の開発と応用

完全導体スクリーン内の方形開口(板厚を考慮)による平面電磁波回折の研究については、小林ポテンシャル法(KP法)による厳密式を用いて様々な構造パラメータに対して有限要素法(FEM)の計算精度を評価した。特に、エッジ近傍でのメッシュの細分化方法に対する計算精度の依存性について詳しく調査し、開口上の電界分布が最も急激に変化する方向に関してメッシュを細分化すれば計算精度が向上することを確認した。また、KP法による厳密式を用いて、様々な開口アスペクト比と幾つかの入射角に対して透過係数を計算し、開口形状と板厚、および入射波の偏波が透過特性に与える影響についても調べた。誘電体や磁性体を考慮した方形開口(板厚を無視)とフランジ付き方形導波管の研究については計算コードのさらなる改良を行い、厚い開口の問題と同様にFEMの計算精度を開口電界分布に基づいて評価した。さらに開口でのエネルギー透過量等を様々な媒質パラメータ(誘電率および透磁率)に対して計算した。特に、薄い開口の問題では、様々な入射角に対して透過特性を調査した。フランジ付き導波管の問題については、これまで不十分であった開口近傍界を様々な媒質パラメータに対して計算し、開口分布については解の収束性も詳しく調べた。その結果、Meixnerの理論の解釈について再検討が必要であることが分かった。方形開口の結合問題(媒質を真空と仮定)については4個のベッセル関数と2個の三角関数を被積分関数に含む二重無限積分の計算コードを開発するための準備をさらに進展させ、積分の一部に漸近展開を適用して導出した簡単な表示式の計算コード開発に着手した。それと並行して方形導波管アレーの結合問題についてはKP法による厳密な定式化を開始し、境界条件の一部を適用するところまで求めた。厚さを無視した方形開口とフランジ付き方形導波管の研究では、透磁率に未対応であった部分の計算コードの改良と、それを用いたデータ収集は順調に進んだが、有限要素法による結果とのずれが大きい部分があり、その原因究明に多くの時間を費やしてしまった。この状況は厚い開口の問題でも同様であり、有限要素法による結果が厳密解と良い一致を示す構造パラメータがある反面、そうでないパラメータも存在したため、KP法による計算コードの再確認に膨大な時間を費やした(この問題は有限要素法の運用法にも密接に関係していることが明らかとなり、今後の課題となった)。さらに、平成31年度に実施する予定であった方形導波管アレーの結合問題の厳密な定式化を前倒しで実施したことも当初予定していた研究が遅れた理由となっている。板厚を考慮した方形開口(ただし媒質を真空と仮定)の研究については、昨年度実施できなかった構造パラメータの違いによって透過電力量が増減する仕組みを解明する(斜め入射も検討する)。誘電体と磁性体を考慮した薄い開口(板厚を無視)とフランジ付き方形導波管の問題については、計算コードの更なる確認を行った後、解の収束性について再度調査を行い、Meixnerの理論の解釈についての再検討を行う。汎用数値解法の一つである有限要素法の精度評価についてはメッシュの細分化だけなく解析空間の寸法の影響についても詳しく調査する。開口の結合問題については二重無限積分の計算コード開発をさらに進める予定である。方形導波管アレーの結合問題に対しては厳密な定式化をさらに進展させ、本問題に対する厳密な表示式を導出する。完全導体遮蔽板の板厚を考慮した方形開口による電磁波回折(ただし媒質を真空と仮定)の研究については、これまで不十分であった近傍電磁界(特に開口分布)の調査を行った。開口上の電界分布を様々な板厚と開口寸法に対して計算し、小林ポテンシャル法に基づく解の収束性を詳しく調べた。その結果、板厚が薄い場合は、直角のエッジ特性よりも平板の特性を組み込んだ方が解の収束が速くなることを確認した。また、汎用的数値解法の一つである有限要素法(FEM)の精度を確認するために有限要素解析ソフトウェア(RFモジュール)を導入し、代表的な構造パラメータおよび垂直入射に対して厚い方形開口上の電界分布をFEMで求め、その計算精度を部分的に評価した。誘電体を考慮した方形開口(板厚を無視)とフランジ付き方形導波管の研究については計算コードの修正と改良を行い、開口でのエネルギー透過量(フランジ付導波管は反射量も)を様々な媒質パラメータに対して計算した。特に、薄い開口の問題では、開口寸法が波長に比べて著しく小さい場合は外部の誘電体の存在がエネルギー透過を促進すること、および、開口が大きくなると誘電率が大きくなるにつれてエネルギー透過量が減少していくことを確認した。フランジ付き導波管の問題については、特に媒質パラメータの違いによって解の収束性が異なるのかを調査し、Meixnerの理論の妥当性について一部検証した。方形開口の結合問題(媒質を真空と仮定)については4個のベッセル関数と2個の三角関数を被積分関数に含む二重無限積分の計算コードを開発するための準備を行い、積分の一部に漸近展開を適用して簡単な表示式を導出するとともに、一部の関数を解析的に計算した。板厚を考慮した方形開口による電磁波透過に関する研究では電力流(ポインティングベクトル)を計算して開口近傍の電磁エネルギーの流れを視覚化する予定であったが、開口分布の収束性評価と有限要素解析に多くの時間を要したため、実施できなかった。