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スクール・エンゲージメント促進のための動機づけ介入研究

本課題は、近年教育心理学領域で注目されている、学習への主体的な取り組みを意味するエンゲージメント(engagement)に注目し、従来考えられてきた「適合状態」としての学習適応を越えて、動機づけを含む学習への積極的な関与状態(例Christenson, Reschly, & Wylie, 2013)をもたらす教育介入による、多面的な動機づけ促進の実践とその効果について検証を行うことを目的とした。今年度は、本課題において実施した小学6年生を対象とした実践的介入研究に関して、そのデータを改めて検討した。実際の作文授業に実践的な介入を行い、修学旅行を主題としたライティングへの動機づけおよび学習方略の支援が、作文学習への興味および学業遂行への影響などについて明らかにした。その成果を心理学領域で国際的な広がりのある主要学会のひとつである、International Congress of Applied Psychology(2018国際応用心理学会議)において発表した。動機づけ支援と学習方略支援を比較対照し、その効果を検討した研究はほとんど見当たらず、国際学会における教育心理学研究者などの参加者に興味ある成果を発信することができた。さらに研究成果の一部を、国内の学会招待講演において、また教育心理学会でのシンポジウムにおいてもプレゼンテーションした。研究の最終年度として、その成果を専門領域および国際的にも発信する貴重で意義ある機会となった。実践的および動機づけ研究への示唆を得る意味ある研究だといえる。エンゲージメントとは、従来の一般的な適応感の概念を超えて、認知的、情動的、そして行動的の統合的な側面から、積極的・能動的に活動に関与している状態を指す(Frederickson et al., 2008)。本研究では、近年教育心理学領域において注目されるエンゲージメント概念の視点に立ち、児童・生徒の能動的関与を高めるための教育環境づくりについて、特に児童・生徒および教師のもつ動機づけを中核とした枠組みから検討を行うものとする。まず、学校への能動的関与状態をスクール・エンゲージメントとして概念化し、尺度化を検討した上で、教室環境における包括的なエンゲージメント向上に関わる学業的・社会的要因を明らかにする。そして、認知的・情動的動機づけ介入によるスクール・エンゲージメント促進について、実証的な検討を試みる。単なる適応という概念を越えて、学校での活動に能動的に取り組んでいるというスクール・エンゲージメントの視点から、児童・生徒の学習活動の促進をとらえることで、従来の動機づけ研究の知見を、より幅広い、実践的な適合性をもった枠組みから提案できることが期待される。児童・生徒の学校活動への積極的関与を意味する“スクール・エンゲージメント"の概念について、国内外の教育学・教育心理学のエンゲージメント研究の動向や、エンゲージメントの概念を扱った研究を総合的にレビューし、文献調査を中心に、理論的な背景についての分析と検討を行った。また当該領域の研究者や関係する学会等での資料収集も積極的に行った。その結果、エンゲージメント研究は、主に児童・生徒の学習活動に焦点があてられてきたものではあるが、社会的な側面(例えば通学の継続や退学、対人関係への適応など)や、自己に関わる側面(例えば無気力や自尊感情など)にも関わりの深い概念であることが示唆された。さらに、スクール・エンゲージメントの測定および介入実践を行うために、調査協力および実践的介入協力を得るために、依頼と調整を行うとともに、次年度以降の測定および実践のための予備的な尺度項目や調査内容の検討についても、準備を進めた。近年、わが国の学校教育については、児童・生徒の学力の低下や、それをささえる学習意欲の低下が問題にされることが少なくない(例文部科学省, 2004)。児童・生徒が、「言われた課題や宿題は行うものの、自分から課題に取り組むことは少ない」といった声も教育現場からしばしば指摘されるところである。このような児童・生徒の学習状況のなかで、単に学習時間がどうであるか、また結果としての学力がどの程度高いか、というだけではなく、より主体的・能動的な関与が可能になっているかどうかが重要な問題となる。教育心理学研究において近年注目されるエンゲージメントの概念は、このような学習への主体的・能動的な関与を意味する概念であり、単なる学習適応を越えて、動機づけを含む積極的な関与状態をあらわしている(例Fredericson et al., 2008)。本年度の研究では、児童の学習におけるエンゲージメントに着目し、教科学習における児童のエンゲージメントを高めるための実践的介入の試みを行った。わが国の教育施策のなかでも中核的な課題として位置づけられている"言語活動"を支援し促すことを目的に、国語科のライティングを対象とした特別授業を実践した。すなわち、愛知県A市の公立小学校と研究連携を結び、小学6年生の修学旅行の作文をいかに書くかという特別授業を設定し、研究課題とした。とりわけ、学習研究で注目される動向である"自己調整学習研究"の枠組みを基に、作文の特別授業への介入を構築し、児童の学習へのエンゲージメントおよび課題成績が向上したかどうかについて検討を行った。その結果、作文への動機づけ介入によって、児童のエンゲージメントや課題成績が向上する傾向がみられることが示された。スクールエンゲージメントのなかでも、学習への主体的、能動的取り組みは、とりわけ児童にとって重要な課題であり、教育的にも中心的問題である。本年度の研究では、小学校高学年時におけるライティングの課題に焦点を当て、特別授業を設定して児童の学習とエンゲージメントを促進することを試みる研究を行った。非常に貴重な実践であり、科研費による支援によって研究課題が順調に進捗していると見なすことができる。

わが国の児童・生徒の学力問題に関して、学業達成の高さに比して、その意欲の低さが課題であるとして問題視され続けている(文部科学省, 2017)。とりわけ、新学習指導要領においても、児童・生徒の言語能力やリテラシーの重要性が指摘されるなか(新井, 2018)、言語活動の面白さに注目させ、いかに興味や意欲を引き出すかは今日のわが国における学校教育の重要な課題である。本研究は、学習への主体的、情緒的、行動的な取り組みを意味するエンゲージメント(engagement)に焦点を当て、従来言われてきたような単なる学習適応を越えて、動機づけを含む学習への積極的な関与状態(例Fredericson et al., 2008)の枠組みから、多面的な動機づけ促進の教育的実践の検証を行うことを目的としている。本年度の研究では、昨年実施したライティングにおける児童のエンゲージメントを高めるための実践的介入の教育効果を詳細に検討すること、そしてその成果を学術論文として発信することであった。作文学習における、児童120名の作文の質的検討を行い、あわせて質問紙調査で測定した興味や学習動機づけ、学習行動の諸変数との関連を検討した。作文への動機づけ支援群では、方略支援群に比べ、文章の文字数が増加することに加え、文章に現れる要因の数、および文章構造の質的向上も見られることが明らかとなった。いかに文章を書くか、というライティングの方略指導だけではなく、何のために文章を書くか、というライティングの動機づけ支援の指導によって、作文の内容が量のみならず質的にも高まるという本研究の結果は、動機づけ促進によって言語算出がどのように促されるかを明らかにするものであり、学習動機づけおよびライティング指導について実践的示唆を与えるものである。科研費による支援により、授業実践の際の研究補助者の謝金や、介入研究の際の諸物品の購入について、準備することが可能となった。本年度は、児童の作文の量的・質的な評価を行い、また必要な研究情報の収集や交換のために、学会やシンポジウムへの参加などに費用を用いた。当初想定していた平成29年度末の終了には至らなかったものの、おおむね想定していた進捗でデータの検討や評価、また論文化の準備が進んでいるといえる。本課題は、近年教育心理学領域で注目されている、学習への主体的な取り組みを意味するエンゲージメント(engagement)に注目し、従来考えられてきた「適合状態」としての学習適応を越えて、動機づけを含む学習への積極的な関与状態(例Christenson, Reschly, & Wylie, 2013)をもたらす教育介入による、多面的な動機づけ促進の実践とその効果について検証を行うことを目的とした。今年度は、本課題において実施した小学6年生を対象とした実践的介入研究に関して、そのデータを改めて検討した。実際の作文授業に実践的な介入を行い、修学旅行を主題としたライティングへの動機づけおよび学習方略の支援が、作文学習への興味および学業遂行への影響などについて明らかにした。
幼児期の認知発達にふさわしい教育とは：子どもが「遊び」の中で学んでいること

本研究では,乳幼児期の子どもの「資質・能力」に焦点をあて,子どもの「遊び」にみられる「学びの基盤」を明らかにすることである。今年度は,特に附属幼稚園における観察を中心に,子どもの遊びの中での学びの記録をとり,整理している。また附属小学校,特別支援学校での算数の授業観察を通して,子どもの数量概念の発達についてまとめている。観察のデータ整理が滞っており,論文等での発信が十分にできていないため。観察データを整理し,発信していく。観察を引き続き行いながら,データを蓄積し,学びの連続性や非連続性を,認知発達から捉え直す。特に乳幼児から小学校にかけての変容を丁寧に考察する。
統御的なｒＲＮＡ合成制御機構の解明からオルガネラの進化を探る

本研究では、植物における核、葉緑体、ミトコンドリアにおける統制的なリボソームRNA(rRNA)合成制御メカニズムを解明することを通して、オルガネラの進化や真核生物の構築原理を深めることを目的にしている。本年度は、以下の研究を行った。(1)ラパマイシンによりTOR活性を制御可能な株の作出:昨年度までに、出芽酵母のFKBP12タンパク質をシゾン内で発現させることで、TORの特異的な阻害剤であるラパマイシンに対して感受性を示す株を作出した。実際にTOR活性が阻害されているか否かについて、試験管内リン酸化実験を行った。TOR抗体を用いて得られた免疫沈降産物のリン酸化活性は、酵母FKBP12とラパマイシンが共存する時のみ阻害された。(2)rRNA合成に関わる転写因子の解析:核内においてrRNA合成に貢献する転写因子のプロモーターへの結合をクロマチン免疫沈降(ChIP)法にて解析を行った。その結果、ラパマイシン添加後にプロモーター領域からの解離が観察された。葉緑体に関しては、4種類のRNAポリメーラゼシグマ因子のいずれかがrRAN合成に関わることが考えられたため、4種類の抗体を用いたChIP解析を行った。その結果、4個の内の一つのシグマ因子が葉緑体rRNAプロモーター領域に結合していることが明らかになった。このシグマ因子とrRNAプロモーターとの結合も、ラパマイシン添加により低下した。(3)オルガネラ間の情報を結ぶ機構:3つのオルガネラにおけるrRNA合成が統制的に行われていることが昨年度までの研究により明らかになっている。それら情報伝達機構について、核と葉緑体間について仮説をたてて解析を行った。現在までに、核ゲノムにコードされ、葉緑体に移行すると考えられるrRAN合成を負に制御する因子の発現が、TOR阻害により誘導されることが示されており、その機能ついて解析を行っている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、協調的なオルガネラの挙動メカニズムについて、3つのオルガネラ(核・葉緑体・ミトコンドリア)で行われるリボソームRNA(rRNA)合成の統御的な制御の仕組みという観点から解明することを目指している。本年度は、それを達成するために以下の研究を行った。1.Run-on解析系の構築3つのオルガネラにおける新規合成されたrRNAが検出可能なrun-on解析系を構築した。まず、3つのオルガネラを単離し、それらを32P ATPを含む反応緩衝液内で反応させ、各オルガネラのrRNAに対する特異的なプローブにハイブリダイゼーションさせることにより、新規に合成されたrRNAを検出した。本解析系に種々の阻害剤(転写、翻訳、電子伝達など)を加えたところ、3つのオルガネラにおけるrRNAの合成が、統御的に制御されていることが明らかになった。2. TORの活性を人為的に制御可能な株の作出3つのオルガネラにおけるrRNA合成がTORによって行われていると言う仮説を立証するために、TORの活性を人為的に制御可能なシゾン株の作製を試みた。シゾンを含む植物は、一般にTORの特異的な阻害剤であるラパマイシンに対して抵抗性を示す。その原因としてFKBP12タンパク質が、ラパマイシンに対して感受性を示す酵母や哺乳類のFKBP12と進化的に異なることが報告されている。よって、シゾン内で酵母FKBP12タンパク質を高発現する株の作出を行った。

得られた高発現株は、ラパマイシン添加により増殖の停止が観察されたことから、TORの活性をラパマイシンにより抑えることに成功したと考えられる。本株を用いて、ラパマイシン添加により3つのオルガネラにおける新規rRNA合成量の変化を観察した結果、TORが3つのオルガネラにおけるrRNA合成に関与していることが明らかとなった。本研究を遂行するにあたり重要な実験系である、新規に合成されたrRNA合成量を検出可能なrun-on解析系の構築とそれを用いた実験を計画通りに行うことができている。また、TORの活性を人為的に制御可能なシゾン株の作製についても、酵母由来FKBP12遺伝子を細胞内で高発現させることで達成している。また、当該株を用いた解析も進行しており、研究全体として、おおむね順調に進展していると考えられる。今後は、作製したラパマイシン感受性株を用いて、TORの基質タンパク質の同定を進める。具体的には、ラパマイシン添加によって、セリンもしくはスレオニン残基のリン酸化の程度が減少したタンパク質を同定する。同定後は、それぞれの遺伝子の遺伝子破壊株や過剰発現株を作製し、3つのオルガネラにおけるrRNA合成における影響を観察する。また、TORが細胞周期に関与する結果も得ているので、3つのオルガネラにおけるrRNA合成へのTORの関与とともに、各オルガネラにおけるDNA複製におけるTORの機能についても解析を進めていく予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
NF-kB活性化を制御する新規標的CARMA1の機能発現部位決定と機構の解析

NF-κBの活性化はB細胞抗原受容体(BCR)を介したシグナル伝達により誘導されB細胞の活性化、分化及びその機能に決定的役割を担っている。故に、NF-κB活性化の機序を解明することは、自己免疫疾患、移植片対宿主病、アレルギーなど免疫関連疾患の治療を考える上で非常に有効である。BCRシグナルではプロテインキナーゼC (PKC)β、アダプター分子CARMA1、及びBcl10等がNF-κBの活性化に必要であることが知られているが、これらの分子がどのようにしてNF-κBの活性化をもたらすのか、分子機構の解明が待望されていた。申請者は、BCR刺激により活性化したPKCβがCARMA1をリン酸化すること、またこのリン酸化を受けたCARMA1がBcl10やタンパク質キナーゼであるTAK1と会合しNF-κBの活性化を誘導する新規メカニズムを明らかにしてきている今回の課題「NF-κB活性化を制御する新規標的CARMA1の機能発現部位決定と機構の解析」では、PKCβによってリン酸化されると予測されるCARMA1のセリン、スレオニンについて変異導入DT40B細胞を用い、NF-κBの活性化に必須である部位、つまりCARMA1の機能発現に必要なリン酸化部位を明らかにした。CARMA1はその中央部のセリンをPKCβによりリン酸化され下流シグナル分子を集積、活性化を誘導するばかりでなく、下流のエフェクター分子、セリンスレオニンキナーゼIKKβによりリン酸化修飾を受ける。NF-κB活性化経路におけるIKKβによるシグナル増幅機構という新たなコンセプトを報告した。B細胞抗原受容体(BCR)が抗原を受け取ると細胞内にはシグナルが誘導される。誘導されたシグナルは多様な経路をたどり核内の転写因子Nuclear Factor-κB (NF-κB)を活性化する。活性化されたNF-κBはB細胞の活性化や、免疫応答に必要な遺伝子を発現させる。NF-κB活性化に関わる分子の欠損は免疫不全になり、逆に過活性は自己免疫、癌を誘導する。故に、NF-κBの活性化を誘導する特異的なシグナルの制御は重要な課題である。申請者は、BCR刺激により活性化したProtein kinase C β(PKCβ)がCARMA1をリン酸化すること、またこのリン酸化を受けたCARMA1がBc110やタンパク質キナーゼであるTAK1と会合しNF-κBの活性化を誘導する新規メカニズムを既に明らかにしている。本年度は、PKCβによってリン酸化されると予測されるCARMA1のアミノ酸、セリン、スレオニンについてアラニンに置換し既に樹立しているCARMA1欠損DT40B細胞に遺伝子導入しNF-κBの活性化に必須であるセリン、スレオニンを見出し,CARMA1の機能発現に必要なリン酸化部位に対するリン酸化特異的なポリクローナル抗体を得た。これらからCARMA1はその中央部のセリンをPKCβによりリン酸化され下流シグナル分子を集積し、他のタンパク質キナーゼによりCARMA1のN末スレオニンのリン酸化を介しシグナルが増幅される機構まで明らかにした。
有限節点法,境界節点法の完全メッシュレス化とその工学的応用

本研究では,有限要素法や境界要素法の問題点を克服する手法として注目されている,有限節点法(FiniteNodeMethod,FNM)と境界節点法(BoundaryNodeMethod,BNM)の領域形状表現と補間関数の構成を完全分離することにより,新しい解法スキームを考案し,電磁界解析等の分野への同法の適応可能性を調べることに成功した.その際,FNM,BNMの新しい定式化を完了し,様々な境界条件を付加することが可能となった.また,完全メッシュレス法の応用技術として,MeshlessTimeDomainMethod(MTDM)の開発を行い,任意形状導波路内の電磁波伝播解析を行った.本研究では,有限要素法や境界要素法の問題点を克服する手法として注目されている,有限節点法(FiniteNodeMethod,FNM)と境界節点法(BoundaryNodeMethod,BNM)の領域形状表現と補間関数の構成を完全分離することにより,新しい解法スキームを考案し,電磁界解析等の分野への同法の適応可能性を調べることに成功した.その際,FNM,BNMの新しい定式化を完了し,様々な境界条件を付加することが可能となった.また,完全メッシュレス法の応用技術として,MeshlessTimeDomainMethod(MTDM)の開発を行い,任意形状導波路内の電磁波伝播解析を行った.本研究の目的は,境界形状の表現と補間関数の構成を要素から完全に切り離すことによって,要素の概念を全く用いないメッシュレス法を開発することである.本年度は,有限節点法と境界節点法に関して,次の研究成果を得た.1)EFG法やMLPG法等の有限節点法では,従来,Lagrange未定乗数法やペナルティ法を用いて基本境界条件を弱形式の中に組み込んでいた.本年度の研究では,Lagrange未定乗数法やペナルティ法を全く介さないで,有限節点法を定式化することに成功した.それ故,試験関数と試行関数の選択方法として,Galerkin法だけでなくPetrov-Galerkin法も採用できるようになった.また,基本境界条件を実装する手法として,Lagrange補間関数を用いる従来法だけでなく,選点法も採用した.その結果,4種類の有限節点法を導くことに成功した.さらに,4種類の解法に基づいて2次元Poisson問題を解くための数値コードを開発し,同コードを用いて解法の精度を数値的に検証した.2)3次元完全境界節点法によってLaplace問題を解くための数値コードを開発した.さらに,同コードの高速化を目指して,影響係数を計算するための効率的アルゴリズムを開発した.その結果,完全境界節点法に要するCPU時間を境界要素法の4倍にまで短縮することに成功した.また,両法が示す解の精度が同程度であることが判明した.一方,現時点の完全有限節点法で離散化すると,混合型境界値問題は必ず非対称疎行列をもつ連立1次方程式に帰着する.これはNeumann境界条件を含む場合に,完全有限節点法はCPU時間をむやみに浪費することを意味する.そこで,混合型境界値問題からも対称疎係数行列が生み出されるように,完全有限節点法の定式化を修正する必要がある.この問題を次年度の研究課題の1つとする.よく知られているように,有限要素法/境界要素法コードを実行する際には,予め対象領域を要素分割する必要がある.この問題を解決するために,様々なメッシュレス法が提案されてきたが,メッシュレス法自体も基本境界条件の実装方法に問題をはらんでいる.即ち,メッシュレス法によって,基本境界条件の実装方法が異なっている.例えば,Element-Free Galerkin(EFG)法とMeshless Local Petrov-Galerkin(MLPG)法では,それぞれ,Lagrangeの未定乗数法とペナルティ法によって基本境界条件を弱形式に取り込んでいる.それ故,節点上で基本境界条件が厳密に満足されている訳ではない.本年度は,基本境界条件の新たな実装法を提案することにより,選点法型メッシュレス法を開発した.さらに,数値実験を用いて,同法を従来型メッシュレス法と比較することによって,次のような結論を得た.1.重み関数のサポート半径の増加と共に,選点法型メッシュレス法の精度は改善される.2.選点法型メッシュレス法は従来型メッシュレス法よりも,精度の観点から,著しく優れている.選点法型メッシュレス法では,基本境界条件を含む全境界条件が選点法で離散化される.それ故,境界節点上では,選点法型メッシュレス法は誤差を含まない.しかしながら,基本境界条件以外の条件も選点法表示するため,離散化の結果として得られる連立1次方程式の係数行列は非対称となる.この事実こそが選点法型メッシュレス法の計算時間を増加させる原因なのである.有限要素法/境界要素法コードを実行する際には,予め対象領域を要素分割する必要がある.この要素分割という煩雑な手続きを完全に取り除く目的で,有限節点法,境界節点法等のメッシュレス法が提案されてきたが,メッシュレス法自体も様々な問題点をはらんでいる.先ず,有限節点法では,Lagrangeの未定乗数法によって基本境界条件を弱形式に取り込んでいる.そのため,支配方程式の境界値問題を拘束条件付き変分原理に書き直す必要がある.一方,境界節点法では,離散化方程式の未知数が境界要素法の2倍に増加するため,同方程式の解法に8倍のCPU時間を要することになる.

そこで,本年度の研究目的は,変分原理を介することなく有限節点法を定式化することと,境界節点法の未知数の個数を半減させる方法を開発することとした.先ず,第1目的を実現するために,EFG法では無く,有限要素法の出発点となる弱形式の離散形から,拘束条件付き連立1次方程式を導出した.その際,列フルランク行列Cが,Ker CT = (Im C)⊥という性質を満たすことに着目して導出を行った.その結果,拘束条件付き変分問題を全く介在させること無く,有限節点法の離散化方程式を純代数的に導くことに成功した.次に,境界節点法における離散化方程式の次元が境界要素法における次元の2倍になるのは,形状関数がデルタ関数特性をもたないことに起因する.この問題を解決するため,本研究では,形状関数を構成するのにRadial Point Interpolation Method (RPIM)を採用した.その結果,連立1次方程式の解法に要するCPU時間を従来法と比較して1/8以下まで軽減することに成功した.完全メッシュレス法を3次元構造解析に応用するのは,まだ,達成していないが,時間領域メッシュレス法を電磁波伝搬問題に適用することには成功している.この意味では,広い意味でのメッシュレス法を工学的に実証できたと言える.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究の結果,完全メッシュレス法を含む全てのメッシュレス法の精度に最も大きな影響を与えるのは,形状関数に付随するサポート領域の積集合上での数値積分の精度であることが判明した.また,選点法型メッシュレス法のスピードは,非対称係数行列をもつ連立1次方程式の数値解法によって決まることも分かった.この意味から,今後,以下の2点の研究も重点的に進めてゆく.1)サポート領域の積集合上での積分を高精度かつ高速に実現する手法を開発する.2)選点法型メッシュレス法によって得られる連立1次方程式の高速数値解法を検討する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
中部日本における火山体の巨大崩壊堆積物の特性に関する調査研究

八ヶ岳4、黒姫火山3の代表的崩壊堆積物の特徴を明らかにした。1.八ヶ岳(1)大岳川土石流(70万m3):1982年9月13-14日、台風通過の2日後に豪雨に伴って発生。地質学的背景は、現場が火口跡に当たり、岩石の変質が進んでいたこと、崩壊した新期噴出物が古期山体の急斜面にへばりついて不安定な状態で存在したことの2点。人為的要因として、10数年前の林道開設を指摘した。(2)大月川岩屑なだり(0,35km3):野外調査結果と歴史書の記述の批判的検討から、その発生が888年6月20日の八ヶ岳崩壊であったことを述べた。この結論に関連して887年の“信濃北部地震(M=7,4)"は実在せず、したがって同年8月26日に四国沖と信濃北部で大地震が同日発生したことも、“地震1000年周期説"の3例中の1つもなかったことをのべた。(3)相木川岩屑なだれ(1km3,更新世中期):山麓の堆積物の特徴と発生源を明らかにして、この大崩壊が火山活動の休止期に突然発生した可能性を指摘した。(4)韮崎岩屑なだれ(9km3,更新世中期):従来の研究結果に加えて発生源で確認されつつある大規模不整合の調査結果を要約した。2.黒姫(1)駒爪岩屑流(0,02km3,1万年前):火山活動の休止期に、噴火とは無関係に発生した可能性を指摘した。(2)なべわり岩屑流(0,8km3、4,5万年前)水蒸気爆発に関連して発生した可能性が高い。発生源に幅1,4km、長さ1,5km、比高200mの馬蹄形カルデラを形成した。(3)寺尾岩屑流(5km3、20万年前)発生因不明。堆積物の特徴を要約。関連地域の防災力向上のため、更に詳しい特性の研究が必要である。堆積物の特徴を要約。
PrCu_2における構造相転移の研究

PrCu_2はTc=7.6Kで斜方晶系から六方晶系ヘヤン・テラー構造相転移を引き起こす。この構造相転移の特性を明らかにするために磁場中及び高圧力下における低温比熱測定から研究した。平成9年度は^3Heクライオスタットを用いて,単結晶試料の各結晶軸方向に6Tまでの磁場を加え,0.5Kから30Kの温度範囲で,断熱法により比熱測定を行った。その結果は、●各結晶軸方向のT_cの磁場変化から,相図を作成した。b-軸方向で磁場はヤーン・テラー転移を著しく抑制する事を発見した。●b-軸方向での異常な磁場変化を、分子場理論を用いて解析し、縮退したヤーン・テラー準位(秩序変数に対応する)が磁場によって分裂するためであることを明らかにした。平成10年度はクランプ式ピストン・シリンダー圧力セルを用いて、結晶に0.2GPaから0.8GPaまでの圧力を加え比熱を測定した。加圧セル内の実圧力の校正は、Snの超伝導転移変化から決定した。PrCu_2への圧力効果は、●0.5Kから5Kまでは比熱の圧力変化は小さく、上限の0.8GPaまでほとんど常圧と同じ値でる。しかし温度が5K以上になるとピーク値は折れ曲がるように減少し始める。●圧力増加と共にヤーン・テラー転移温度は一様に上昇する。●理想的協同ヤーン・テラー比熱にガウス型の転移温度の分布を取り入れ、実験結果と比較して転移温度の分布幅の圧力依存性を求めた。本年度は,PrCu_2の協同ヤーン・テラー転移比熱への磁場の効果について明らかにするために,^3Heクライオスタットを用いて,各結晶軸方向に6Tまでの磁場を加え,0.5Kから30Kの温度範囲で,断熱法により比熱を測定した。測定された比熱の形を理想的協同ヤーン・テラー比熱にガウス型の転移温度分布を取り入れた計算結果と比較検討した。ゼロ磁場における中心構造相転移温度、Tc、は7.6Kであり転移温度の分布幅、σ、は0.15Kと求まった。σの磁場変化は,c-軸の変化が一番大きく,a-軸では小さい。b-軸では,磁場を加えてもσは変化しない事がわかった。・c-軸では,磁場の増加とともに,比熱ピークは少々減少するが比熱ピーク位置はほとんど変化しない。・a-軸では,比熱異常は,磁場の増加とともに高温側に移動した。比熱のピーク値はやや減少するが,異常の形はゼロ磁場の形と変わらない。a-軸、c-軸では,ヤーン・テラー構造相移転に対する磁場の効果は小さい。・b-軸では,磁場の増加とともに,比熱ピーク位置は低温側に移動すると同時に比熱の極大値も減少する強い磁場効果が観測された。この強い磁場変化は協同ヤーン・テラー転移において2準位の初期分裂(秩序変数に対応する)が磁場によって増加するためであると理解される。・各結晶軸方向のTcの磁場変化から,相図を作成した。b-軸方向では,磁場はヤーン・テラー移転を著しく抑制する事を発見した。逆にa-軸とc-軸では転移温度の高温側への移動が観測された。本年度は,PrCu_2の協同ヤーン・テラー転移比熱への圧力の効果について明らかにするために、クランプ式ピストン・シリンダー圧力セルを用いて、結晶軸に0.2GPaから0.8GPaまでの圧力を加え、^3Heクライオスタットを用いて0.5Kから20Kの温度範囲で、断熱法により比熱を測定した。加圧セル内の実圧力の校正は、Snの超伝導転移変化を交流帯磁率及び転移比熱測定から、それぞれ行った。

これらの異なる方法で求めたセル内圧力は互いに一致した。PrCu_2の比熱への測定された圧力効果は、・0.5Kから5Kまでは比熱の圧力変化は小さく、上限の0.8GPaまでほとんど常圧と同じ値である。しかし温度が5K以上になるとピーク値は折れ曲がるように減少し始める。・高温側の比熱の飛びから決定した転移温度は圧力と共に一様に上昇した。・測定結果を理想的協同ヤーン・テラー比熱にガウス型の転移温度分布を取り入れた計算結果と比較検討した。構造相転移温度、Tc、は常圧における7.6Kから加圧によって0.8GPaでは8.2Kまで上昇し、転移温度の分布幅、σ、は0.15Kから0.5Kまで上昇した。加圧した場合転移温度の分布幅は0.2GPaでσ=0.35Kを与えるが一時0.20Paで減少するがその後増加する。
水晶体調節機能に関する眼圧の生理学的研究

目的:ヒト水晶体の調節は眼内各器官の総合的な働きにより機能しているが、近見調節時から遠見調節時に水晶体が偏平化するためのチン小帯張力や、強膜、脈絡膜張力などの生理的機能はなお不明な点がある。低眼圧誘発試験で毛様筋収縮によらない水晶体肥厚が生じることが知られている。そこで摘出動物眼に眼内圧を維持させ強膜、脈絡膜張力の測定を行いあわせてチン小帯への牽引力の評価を行った。方法:摘出豚眼23検体に、カニューレを挿入し圧制御コンプレッサー装置(グリスハーバー)を用い眼内圧をコントロール、内圧は半導体トランスデューサーでモニター(EG60IG)した。次に強膜、及び毛様体偏平部、赤道部強膜を開窓して露出させた脈絡膜上にストレッチセンサーを子午線と赤道方向に装着した。発生した張力によるセンサーの抵抗変化をひずみ圧力用アンプ(AP601G)で増幅した。これはアンプの入力電位に対する電位変化として測定される。今回はこの変化量(mV/mmHg)を張力として評価した。結果:(1)30mmHg以内の眼内圧上昇にともない豚眼の強膜、脈絡膜張力はほぼ直線的に増大した。(2)脈絡膜上での輪部子午線方向と赤道方向、また赤道部子午線方向と赤道方向の張力はそれぞれ10.2、6.3、8.1、6.4(mV/mmHg)であった。強膜上のそれは4.6、4.1、5.3、3.1(mV/mmHg)であった。(3)5mmHg以下の内圧では強膜張力は測定不能であった。結論:同部位における脈絡膜張力は、強膜張力を上回っていた。脈絡膜張力は赤道方向より子午線方向が強い。脈絡膜張力子午線方向は、輪部、赤道部において有為差はなかった。よって、脈絡膜輪部内腔面においても同様の張力の存在が示唆され、これがチン小帯張力の発生に関与すると考えられた。
積層造形法による金属ガラス材の創製と大型複雑形状の造形

これまで大型化および二次加工が難しいとされている金属ガラス材料の新しい加工法として,金属ガラスを創製しながら同時に大型で複雑な形状を付与できる,金属粉末の積層造形法による加工技術を確立することを目指した.金属ガラス形成能の高い多元系組成の素粉末混合粉に対し,照射するレーザの条件を最適化することで,積層造形法により金属ガラスが得られやすい組成と造形条件を見出した.これまで大型化および二次加工が難しいとされている金属ガラス材料の新しい加工法として,金属ガラスを創製しながら同時に大型で複雑な形状を付与できる,金属粉末の積層造形法による加工技術を確立することを目指した.金属ガラス形成能の高い多元系組成の素粉末混合粉に対し,照射するレーザの条件を最適化することで,積層造形法により金属ガラスが得られやすい組成と造形条件を見出した.本研究は,最近注目されはじめた金属粉末の積層造形法に着目し,レーザ照射により粉末を瞬時に溶融急冷凝固しながら形状を付与できる特長を活かして,これまで大型化および二次加工が難しいとされている金属ガラス材料に対して,金属ガラスを創製しながら同時に大型で複雑な形状をも付与できる新しい造形技術を確立することを目的とする.平成22年度は,Zr基金属ガラス材料(Zr-Al-Ni-Cu)の構成元素の素粉末混合体を供試材として,2次元平板を対象に,種々のレーザ照射条件で得られた平板の構造解析を行い,微結晶相の存在しない金属ガラス体の作製が可能な造形条件を探索した.レーザ照射条件は,出力および走査ピッチを一定にして,走査速度を変化させた.平板のX線回折測定の結果,各素粉末のピークは消滅し,微結晶相のピークと非晶質に特有のハローパターンが認められた.レーザの走査速度が増加するにつれて,微結晶相のピーク強度は減少した.また,示差走査熱量計による熱分析の結果,ガラス転移温度と結晶化開始温度が認められ,これらはいずれも同組成の金属ガラス粉末の測定値とほぼ一致していた.以上の結果から,微結晶相は残存するものの,平板内に金属ガラス相が生成していることを確認した.さらに,装置の機構を改良し,冷却能を向上させて同実験を行ったところ,微結晶相の体積割合は一層低減できることが分かった.以上の検討から,2次元平板の造形で金属ガラスを創製しやすい条件を見出した.本研究は,最近注目されはじめた金属粉末の積層造形法に着目し,レーザ照射により粉末を瞬時に溶融急冷凝固しながら形状を付与できる特長を活かして,これまで大型化および二次加工が難しいとされている金属ガラス材料に対して,金属ガラスを創製しながら同時に大型で複雑な形状をも付与できる新しい造形技術を確立することを目的とする.平成23年度は,Zr基金属ガラス組成の2次元平板の造形において,金属ガラス相が比較的生成しやすいレーザ照射条件を見出すとともに,1辺5mmの四角錐状の3次元形状を積層造形し,断面の観察,および造形物の高さ方向の断面硬さ分布の測定を行った.その結果,硬さ分布に多少バラツキはあるものの,断面硬さは全体的に金属ガラス材に比べてやや高い傾向を示した.原因の一つとして微結晶相の生成が考えられるため,詳細な構造解析の結果と照合して考察する予定である.また,熱伝導解析(有限要素法によるシミュレーション)を用いて,造形物内部の温度分布を予測し,結晶化を回避できる最適なレーザ照射条件を探索した.はじめに,表層の粉末面におけるレーザ光の吸収率を設定した.次に,積層1層目でレーザを1回走査させた際の熱伝導解析を行った,その結果,造形実験から見出した金属ガラス相が比較的生成しやすいレーザ照射条件は,冷却時の温度変化の予測から,結晶化が起こりにくい条件であることが確認できた.さらに,Zr基以外の金属ガラス材として,Ni基,Fe基の代表的組成の素粉末混合体を用いて2次元平板を造形し,構造解析を行った.その結果,比較的融点の高い元素を含む系では,造形物内に単体元素のまま結晶相が残りやすく,Zr基に比べて金属ガラス相は生成しにくいことがわかった.本研究は,最近注目されはじめた金属粉末の積層造形法に着目し,レーザ照射により粉末を瞬時に溶融急冷凝固しながら形状を付与できる特長を活かして,これまで大型化および二次加工が難しいとされている金属ガラス材料に対して,金属ガラスを創製しながら同時に大型で複雑な形状をも付与できる新しい造形技術を確立することを目的とする.平成24年度は,これまでのZrAlNiCu系金属ガラス組成の素粉末混合体を対象材とした造形実験結果と比較するため,あらかじめZrAlNiCu系金属ガラス単体粉末を作製し,それを対象材として種々の造形条件にて3次元形状の積層造形実験を行った.その結果,レーザ走査速度の増加につれて結晶相の析出は抑制できるが,完全には結晶化を避けられず,しかも緻密体は得られなかった.一方,緻密体が得られるようなレーザ走査速度の遅い条件では,結晶相が多く析出した.そこで造形中の結晶化を回避するために,TTT曲線においてノーズ時間の長い系であるZrBeTiNiCu系を第2の候補材料として選択した.Zr,Be,Ti,Ni,Cuの各素粉末をボールミルにて混合し,ベースプレート上に積層厚さ1層分の厚さで敷き詰めた粉末層に対して種々の条件にてレーザを走査させて2次元平板を作製した.X線回折測定の結果,各素粉末および化合物などの明確な結晶相のピークはほとんど認められず,非晶質に特有のハローパターンのみが認められた.

このように,積層造形法により金属ガラスが得られやすい組成と造形条件を見出せたので,今後,大型複雑形状の金属ガラスが造形可能になる.完全な金属ガラス体が得られるレーザ照射条件は得られていないが,種々の方策を検討し,金属ガラス相が比較的生成しやすい条件を把握しつつある.24年度が最終年度であるため、記入しない。3次元立体形状を対象に積層高さ方向の構造解析を行い,微結晶相析出に及ぼす熱影響の度合いを把握する.熱影響部での結晶化を回避するために,ビームスポット径を絞ったファイバーレーザの使用や,有限要素法によるシミュレーションから結晶化しない最適なレーザ照射条件を予測するなどの方策を検討する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
RE系超伝導酸化物のファセット型包晶成長機構

一方向凝固超伝導YBCO酸化物の凝固機構を明らかにするため、融液+211相領域からのファセット型123(YBa_2Cu_3O_<7-x>)結晶の凝固過程についての数値シミュレーション及び解析的研究を行った。まず、123結晶のミクロ組織に及ぼす結晶成長条件及び成長モード等の影響について明らかにするため、123相のファセット型包晶凝固に関して一連の素過程;123相ファセット成長、融液中211粒子の溶解、及び融液中溶質拡散、について評価した2次元数値シミュレーションを行った。YBCO融液中の211粒子が対数正規分布する実測結果を基に、123成長中の融液中溶質分布をFDMにより計算して123ファセット相への残留211粒子と液相孔の分布について解析した。種々の凝固モード及び条件における解析結果は実験結果と良く一致した。次いで、帯溶融及び一方向凝固YBCOのマクロ組織が123相柱状晶から等軸晶へ遷移する条件についての解析的研究を行った。柱状晶-等軸晶遷移条件(温度勾配Gと凝固速度Rの関係)は、ファセット型123セルの柱状晶成長の過冷度(ΔTc)と、CCT図における結晶生成・成長の固相率がある値fs(=10^<-10>,or0.01)まで成長する過冷度(ΔTt)に等値して与えられた。このときΔTtを決めるCCT図は核生成の潜伏時間を試料有効体積により評価した修正型Johnson-Mehl-Avramiの式によるTTT曲線から得られた。遷移条件に関する解析結果は広い温度勾配(G)の範囲の実験結果にもよく一致した。超伝導YBCO酸化物において、融液+211相状態からの過冷により123相がファセット型包晶凝固する際の結晶核生成・成長過程について、数十数百倍の範囲でズーム出来る顕微鏡装置を用いた高温型直接観察装置を作成して直接観察し、得られた画像の解析とシミュレーションにより組織形成過程を解析した。結晶の溶解・成長実験は、主としてMgO単結晶(100)基盤に塗布したYBCO厚膜(厚さ約200μm)を抵抗炉内で融点以上の融液+211状態に加熱後、冷却して一定温度に過冷させて行った。核生成した123結晶を速やかに捕らえるため、観察倍率が自由に変えられることを利用して種々の観察範囲と倍率で試料全面を観察・録画し、ビデオ画像から得られた静止画像を解析して過冷度ΔTと結晶成長速度R、及び核生成速度Ivなどの関係を求めた。核生成は基盤の表面性状にも影響され、表面清浄度が大きい熱処理基盤では基盤から結晶方位を受け継いだ123結晶粒が多く核生成し、清浄度の低い場合はほとんど基盤に無関係なランダム方位の結晶であった。以上の実験結果より各過冷度で一定固相率fsoになる時間t(fso)を求めた結果をTTT図に示し、Iv-ΔT図及びTTT図に関する理論式の係数について実験値による最適化を行うことにより123組成試料のTTT曲線図を作成し、実験結果が良く説明されることを示した。また、CCT図を作成し、一方向凝固による123相結晶組織組成に関する従来の研究との比較により、結晶の核生成と成長の競合及び柱状晶一等軸晶遷移問題についても検討した。さらに、ファセット型包晶凝固の計算機解析による123相成長に及ぼす諸要因の影響の解析を行った。帯溶融及び一方向凝固YBCOのマクロ組織が123相柱状晶から等軸晶へ遷移する条件について実験及び解析的研究を行った。

ファセットセルの123成長速度R(m/s)と包晶温度Tpからの過冷度ΔT(K)の関係は次式で近似された。R=Agc・ΔTr^2/η(T),(Agc=1.9×10^<-5>)-(1)、ここに、Agcは定数、ΔTr(=ΔT/Tp)は相対過冷度、ΔT=Tp-T、Tは界面温度(K)、Tpは123相の包晶温度、η(T)(Pa・s)は融液の粘度である。CCT曲線はTTT式から計算により求められるので、まず123相のファセット成長と融液中で1つの結晶が核生成するまでの潜伏時間(tinc)を、試料有効体積の評価より求めた次の修正型Johnson-Mehl-Avramiの式でTTT図を計算した。t=A・η(T)・{fs/(TrΔTr^6)・exp(B/Tr^3ΔTr^2)}+tinc-(2)、ここに、fsは固相率、Tr=T/Tp,ΔT=Tp-T,ΔTr=ΔT/Tpであり、AとBは定数である。123相のファセットセル成長における柱状晶から等軸晶への遷移は、柱状晶成長の過冷度が融液中での等軸晶生成の起こる過冷度よりも小さい条件になったとき生じ、これらが等しいことが柱状晶-等軸晶遷移条件を与える。言い換えれば、融液中で新しい結晶核が生成してあるfs(=10^<-10>,or0.01)に成長する相対過冷度(ΔTrt)が柱状晶成長の相対過冷度(ΔTrc)に等しくなったとき、等軸晶が形成されることになる。これから、柱状晶-等軸晶遷移条件(G-R遷移条件)は、Vc=R・Gの条件下でファセットセル成長の式(1)のΔTr(=ΔTrc)を、式(2)から計算で求めたCCT曲線のΔTrtに等値して得られ、このときまず種々のG値を仮定して計算し、その結果のうちで最初の計算に用いたGと一致するGから臨界G-R条件を得た。遷移条件の計算結果は広い温度勾配範囲の実験結果をよく説明した。
エネルギー教育のための太陽水素エネルギーシステムの教材開発と教育効果の実証

太陽光発電は太陽光があれば発電するが,夜間等は発電することができない.そこで,一旦,水電解により水素に変換し,水素吸蔵合金に貯蔵し,必要なときに貯蔵した水素を放出して,燃料電池でエネルギー変換することで,昼夜を問わず安定した電力を負荷に供給するシステムとなる。本研究は,太陽電池ー水素貯蔵装置ー燃料電池で構成される太陽水素エネルギーシステムを,学生実験に導入し,エネルギー教材としての教育効果を評価することを目的としている.初年度は日射予測による太陽電池出力分析について,(1)雲量の異なる5つの気象区分にデータを整理した日射分析,(2)時系列データによる太陽電池出力予測の2つの研究を進めた.(1)については,気象庁の過去の気象データを使用して,実測データを快晴(雲量0,1),晴れ(雲量2,3,4,5),晴れ(雲量6,7,8),曇り,雨の5つに区分し,各時刻の平均値と標準偏差を求めた.その結果,標準偏差が最大日射強度の2割を超えている時刻の割合は,快晴が0%であり,その他の区分では,20.7%37.9%となることが分かった.(2)については,晴,曇り,雨の3区分として,それぞれの時系列データを1ヶ月,3ヶ月,6ヶ月,1年として,日射強度の予測を行った.その結果,例えば,晴の予測値と実測値の差については,時系列データ数が多くなるほど,それぞれ39.8%,25.9%,12.8%,7.8%と小さくなることが分かった.以上の結果より,日射予測の精度を向上させるためには,雲量とデータ数について検討を進める必要があることが分かった.当初計画していた水素貯蔵装置の部分吸蔵・部分放出の基礎データの取得には至っていないが,日射予測による太陽電池出力分析については進展しているため,平均するとやや遅れているといえるため.日射予測による太陽電池出力分析の研究は継続して進める.具体的には,気温,パネル温度の時系列データを考慮した日射予測を行う予定である.また,太陽電池-水素製造-水素貯蔵-燃料電池-負荷についての測定値の可視化を行う.これまで測定値はPCによりテキストベースで取得してきたが,本年度は,太陽電池電圧・電流、水素流量,配管内圧力・温度,水素貯蔵装置内の温度,燃料電池電圧・電流等を,詳細にモニタ上にLabVIEWを用いて可視化表示するシステムを構築する.また,水素貯蔵装置の貯蔵・放出特性については,燃料電池出力特性を含めて実験を進める予定でいる.太陽光発電は太陽光があれば発電するが,夜間等は発電することができない.そこで,一旦,水電解により水素に変換し,水素吸蔵合金に貯蔵し,必要なときに貯蔵した水素を放出して,燃料電池でエネルギー変換することで,昼夜を問わず安定した電力を負荷に供給するシステムとなる。本研究は,太陽電池ー水素貯蔵装置ー燃料電池で構成される太陽水素エネルギーシステムを,学生実験に導入し,エネルギー教材としての教育効果を評価することを目的としている.初年度は日射予測による太陽電池出力分析について,(1)雲量の異なる5つの気象区分にデータを整理した日射分析,(2)時系列データによる太陽電池出力予測の2つの研究を進めた.(1)については,気象庁の過去の気象データを使用して,実測データを快晴(雲量0,1),晴れ(雲量2,3,4,5),晴れ(雲量6,7,8),曇り,雨の5つに区分し,各時刻の平均値と標準偏差を求めた.その結果,標準偏差が最大日射強度の2割を超えている時刻の割合は,快晴が0%であり,その他の区分では,20.7%37.9%となることが分かった.(2)については,晴,曇り,雨の3区分として,それぞれの時系列データを1ヶ月,3ヶ月,6ヶ月,1年として,日射強度の予測を行った.その結果,例えば,晴の予測値と実測値の差については,時系列データ数が多くなるほど,それぞれ39.8%,25.9%,12.8%,7.8%と小さくなることが分かった.以上の結果より,日射予測の精度を向上させるためには,雲量とデータ数について検討を進める必要があることが分かった.当初計画していた水素貯蔵装置の部分吸蔵・部分放出の基礎データの取得には至っていないが,日射予測による太陽電池出力分析については進展しているため,平均するとやや遅れているといえるため.日射予測による太陽電池出力分析の研究は継続して進める.具体的には,気温,パネル温度の時系列データを考慮した日射予測を行う予定である.また,太陽電池-水素製造-水素貯蔵-燃料電池-負荷についての測定値の可視化を行う.これまで測定値はPCによりテキストベースで取得してきたが,本年度は,太陽電池電圧・電流、水素流量,配管内圧力・温度,水素貯蔵装置内の温度,燃料電池電圧・電流等を,詳細にモニタ上にLabVIEWを用いて可視化表示するシステムを構築する.また,水素貯蔵装置の貯蔵・放出特性については,燃料電池出力特性を含めて実験を進める予定でいる.実験装置の見積額と購入額に差異が生じたため,未使用額が発生した.未使用額は,次年度配分額と合算して消耗品等の購入代金に充てる.
GISを活用した野菜のトレーサビリティーシステムに関する学際的研究

平成16年度の食品トレーサビリティシステム開発事業と17年度のユビキタス食の安全・安心システム開発事業の実証実験をサーベイした結果、いずれのシステムとも実験段階であることが確認できた。また、現在、生産から小売までを含めたシステムの中では、生産情報を開示できるSEICAシステム(厳密な意味ではトレーサビリティシステムではない)がもっとも普及していることが明らかになった。そこで、JA全農茨城の協力を得て、2次元コード付き青果物の流通特性に関する調査を実施した。その結果、SEICAシステムに乗っている野菜が、必ずしも高い価格で取引されていないこと、消費者も意識しては購入していないこと、生産者は手間がかかるわりには通常品に比べて高く売れないので高い評価をしてていないことが示された。また、大田市場の仲卸の聞き取りから、手間がかかるわりには利益につながらないので普及は難しいのではないかとの指摘を得た。これらの結果をふまえ、野菜の生産・流通においては、ICタグ等を活用したトレーサビリティーシステムは必ずしも必要不可欠なものではなく、現場の生産者、流通業者、小売業の負担が少ないシステムの開発が必要だと結論した。本研究では、生産者に新たな負担を課さないために、現在すでに取り組まれているJA全農の安全・安心システムの圃場登録制と生産履歴(防除・施肥・栽培管理)を地図上に表示する地理情報システムをJA全農おきたまの協力をえて構築した。システム開発の手順は次のようである。(1)数値地図の読み込みと圃場地図をスキャン→(2)圃場地図の座標系の統一→(3)圃場ポリゴンの作成→(4)圃場と農家台帳のマッチング→(5)生産履歴当の入力→(6)テストモデルの開発→システム開発本研究では、(4)圃場と農家台帳のマッチングにおいて、提供されたデータの作成時期が異なっていたために、6000圃場のうち1500圃場のマッチングができなかったために、テストモデルの開発に留まった。今年度は,青果物のトレーサビリティシステム(青果ネットカタログ)の実証実験を行った山形県(ラフランス)及びJA全農茨城の現地調査を実施した。これらの調査からICタグ及び2次元コードを利用したトレーサビリティはシステム的には完成していることを確認した。しかし,この種のICタグを利用したトレーサビリティシステムの実証実験は,システム開発会社が中心となっており,生産現場へは導入されにくいことが確認できた。その理由は,手間をかけてシステムを導入しても,それが販売戦略にはつながっていないからである。また,全農の安全・安心システムを導入しているJA山形おきたま,JA八女についても調査を実施した。この調査から,生産履歴を記した圃場データが有効に活用されていないこと,言い換えれば,圃場データと地図データをリンクできるGISシステムを〓することが出来れば,トレーサビリティと販売戦略が連動することが確認できた。この結果をえて,JA山形おきたまの圃場データとデジタルマップを試験的に作成した。

また、現在、生産から小売までを含めたシステムの中では、生産情報を開示できるSEICAシステム(厳密な意味ではトレーサビリティシステムではない)がもっとも普及していることが明らかになった。そこで、JA全農茨城の協力を得て、2次元コード付き青果物の流通特性に関する調査を実施した。その結果、SEICAシステムに乗っている野菜が、必ずしも高い価格で取引されていないこと、消費者も意識しては購入していないこと、生産者は手間がかかるわりには通常品に比べて高く売れないので高い評価をしてていないことが示された。また、大田市場の仲卸の聞き取りから、手間がかかるわりには利益につながらないので普及は難しいのではないかとの指摘を得た。これらの結果をふまえ、野菜の生産・流通においては、ICタグ等を活用したトレーサビリティーシステムは必ずしも必要不可欠なものではなく、現場の生産者、流通業者、小売業の負担が少ないシステムの開発が必要だと結論した。本研究では、生産者に新たな負担を課さないために、現在すでに取り組まれているJA全農の安全・安心システムの圃場登録制と生産履歴(防除・施肥・栽培管理)を地図上に表示する地理情報システムをJA全農おきたまの協力をえて構築した。システム開発の手順は次のようである。(1)数値地図の読み込みと圃場地図をスキャン→(2)圃場地図の座標系の統一→(3)圃場ポリゴンの作成→(4)圃場と農家台帳のマッチング→(5)生産履歴当の入力→(6)テストモデルの開発→システム開発本研究では、(4)圃場と農家台帳のマッチングにおいて、提供されたデータの作成時期が異なっていたために、6000圃場のうち1500圃場のマッチングができなかったために、テストモデルの開発に留まった。