hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統合型公共交通システムと移動手段選択及び都市構造の相互作用に関する研究

本研究では、バス、タクシー、乗合タクシー、カーシェアリングなどの様々な交通サービスを、一つの料金体系のもとでパッケージ化して提供する「統合モビリティサービス」について、その設計手法や影響評価を行うことを目的としており、平成30年度は、平成29年度までに取得したデータを用いたシミュレーションによる分析、統合モビリティサービスが居住地選択条件に与える影響に関する調査、および成果の発表を実施した。以下に実施した研究の方法と成果の概略を示す。平成30年度前半において、統合モビリティサービスの利用意向などについて平成29年度に実施した調査・実験で得られたデータを用いた、統合モビリティサービスの導入シミュレーションを行った。具体的には、統合モビリティサービスの一種として、同一地域内に路線バスと乗合タクシーを共存させ、定額制で提供する複合的公共交通サービスを対象として想定し、複数のシナリオでその効率性を評価した。また、地域の空間構成が効率性に与える影響も評価した。その結果、居住地や目的地がある程度集約されている地域では、乗合タクシー単独よりも路線バスと併用した方が効率的になる場合がある傾向がみられることが確認できた。続いて平成30年度後半に、世帯単位での統合モビリティサービス加入意向と、サービスの存在が居住地の選択条件に与える影響の関係について明らかにするための調査を実施した。調査手法は、転居を検討中の夫婦を対象としたインタビュー調査とした。インタビューにおいては、統合モビリティサービスや完全自動運転車が存在した場合の、転居先を選択する条件の変化を把握し、統合モビリティサービスの存在が最寄駅からの距離の捉え方に影響を与え得ることなどが確認できた。また、平成29年度および平成30年度の研究成果を、土木計画学研究発表会などで発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。複数の交通手段を一体的な料金体系・案内システムのもとで提供する「統合モビリティサービス」を対象に、そのサービスの状態と交通行動選択や都市構造との相互作用を分析するための手法を体系的に整理した。また、統合モビリティサービスが導入された場合の、移動の変化や利用意向に関するデータを取得するための調査やサービス体験実験を実施した。統合モビリティサービスの分析のための手法として申請者らは、"Multi-Cycle Model"という枠組みを提案し、その計算例を示している。本枠組みは利用者と供給者の意思決定の相互関係を整理したもので、サービス設計や政策設計に活用できると考えている。本枠組みを適用した計算例としては、定時定路線バスと乗合タクシーを共存させる状況を評価した例や、個別事業者と統合モビリティサービス提供者の契約形態の影響を検討した例が既に存在する。調査・実験に先立ち、Multi-Cycle Modelを中心とした分析手法について、既存の文献等を整理した。サービス体験実験では、岐阜県多治見市の住宅団地の居住者を対象に、バスとタクシーがほぼ乗り放題になる状況(それぞれ週28回まで利用可能な状態)を体験してもらい、その直前の期間と体験期間の移動状況を把握した。実験は、対象地域において公募した8名の実験参加者を対象として実施した。事前の記録期間と体験期間の移動実態を専用の記録用紙を用いて把握するとともに、実施前後でインタビューを実施した。この実験で得られたデータの基礎的な集計分析より、乗り放題によりタクシーだけではなくバスの利用回数も増加するという結果が確認できている。以上の調査データを用いた分析を平成30年度に進めていくことができる状態である。予定していた調査実験を全て実施することができたため。具体的な地域において統合モビリティサービスが提供される状態を想定し、相互作用分析の枠組みMulti-Cycle Modelを用いた相互作用評価を行う。分析時には平成29年度に得られたデータ等を使用し、また必要に応じて追加調査を実施する。また、平成29年度に得られたデータをもとにした研究成果を、順次発表する予定である。
日本の大学における組織開発（ＯＤ）に関する実証的研究

本研究を通して、日本における大学管理職・大学教員・大学職員の関係性やキャリアパスについて、設置者別に分析することができた。米国との比較調査を通して、大学経営に関する専門職性の新しい枠組が求められ、特に、国立大学や公立大学を例にした場合、法人化以前からの組織文化の転換が重要なファクターとなる。また、大学における組織開発(OD)を機能させるためには、大学構成員間の関係性の諸課題に焦点を当てながら、組織的対話の場づくりを行う有効性を提示した。日本の大学管理職の構成やキャリアパスに関する分析について、平成23年度の国立大学法人に続き、平成24年度には公立大学法人を新たに対象とし、基礎的研究の充実を図り、日本の大学の組織開発に必要な観点を抽出した。また、アメリカの大学システムを比較対象として取り上げ、アメリカの大学管理職・専門職の資格要件及びキャリアパス分析に取り組んだ。具体的には、以下の2項目を中心に調査研究を進めた。1アメリカの大学管理職・専門職のジョブディスクリプション調査・・・就職情報サイトのウェブ調査に基づき集計し、当該職種に必要な資格要件を整理した。当該集計に基づき、大学の規模や職階に応じた比較分析にも取り組んだ。2アメリカの大学専門職のキャリアパス分析調査・・・複数の大学専門職を特定し、該当者へのインタビュー調査等を通して、当該職種におけるリクルート、キャリアパスの特徴等の把握を行った。これらの研究成果を通して、平成24年度には国内発表2件、海外発表1件、招待講演1件を行うことができた。さらに、平成25年5月下旬開催の日本高等教育学会において口頭発表を行うほか、同年11月上旬開催のアメリカ国際学会(Professional and Organizational Development Network in Higher Education, Annual Conference 2013)での発表が採択されている。また、平成23年度に行った大学コンソーシアム石川や大学行政管理学会において収集したアンケート結果等に基づく研究論文が、大学基準協会発刊『大学職員論叢』第1号(創刊号)に掲載された。日本の大学管理職の構成やキャリアパスに関する分析について、平成23年度の国立大学法人、平成24年度の公立大学法人に続き、平成25年度には学校法人を新たな対象とし、基礎的研究の充実を図り、日本の大学の組織開発に必要な観点を抽出した。また、比較対象としたアメリカの大学管理職・専門職の資格要件及びキャリアパス分析について、継続的に取り組んだ。最終的に、3年間の調査研究について、関係者の研究論文9編を掲載した研究成果報告書としてまとめ、自律的な大学経営を実現するための観点や課題を明らかにした。これらの研究成果に関連して、平成25年度には国内発表2件、海外発表1件のほか、研究論文が山口大学大学教育機構『大学教育』及び桜美林大学大学院大学アドミニストレーション研究科『大学アドミニストレーション研究』にそれぞれ1編採録された。大学組織をテーマとした先行研究では、バートン・クラークのトライアングルモデルやロバート・バーンバウムの組織機能モデルに代表されるように、大学組織を取り巻く外部要因との関係性の分析や大学組織そのものを類型区分することが主流であり、大学構成員のキャリアパスや相互関係に基点を置いた分析が少なかった。そこで、本研究では、日本の大学における構造的文脈(コンテクスト)に基づいた検討・実践を重視し、次のような基礎的研究に取り組んだ。(1)国立大学法人の学長・理事職のキャリアパス分析・・・日本の大学の役員職のキャリア分析については、先行研究が少なく、本研究では、国立大学法人の学長・理事職のキャリアパス分析を行い、その特徴や課題を抽出した。(2)国立大学法人の部長級・課長級職員のキャリアパス分析・・・これまでの自身の研究実績を発展させ、法人化前後から今日に至るまでの国立大学法人の部長級・課長級職員のキャリアパス分析を行い、その特徴と課題を抽出した。(3)日本における大学管理職・大学教員・大学職員の関係性に特化した事例研究・・・大学管理職・大学教員・大学職員が協働する組織では、三者のマインドを的確に把握するキーパーソンが存在し、機能しているケースが少なからず見られる。国立大学法人3校を選定し、具体的にインタビュー調査等を実施した。この事例研究を通して、大学管理職・大学教員・大学職員の関係性について、要因分析を行った。また、大学コンソーシアム石川SDワークショップ2011(平成23年7月30日開催)や第15回大学行政管理学会研究集会(平成23年9月4日開催)において、大学の組織開発や組織改善に関するアンケート調査等による情報収集を行ったほか、平成24年6月上旬に開催される日本高等教育学会において成果発表を行う予定である。当初、平成24年度の研究実施計画として掲げた主要2項目である「1アメリカの大学におけるアカデミック・リーダーシップの成立条件、2アメリカの大学におけるノンアカデミック・スタッフのキャリアパス分析」について、計画どおりに調査研究を進めることができた。このほか、平成23年度の国立大学法人ガバナンス調査に続き、平成24年度には公立大学法人ガバナンス調査を行うことができた。ウェブ調査などによる定量的分析とインタビュー調査などによる定性的分析をうまく兼ね合わせながら、調査研究に必要な各種情報を得るとともに、成果発表について効果的に行うことができた。

具体的には、平成24年度には国内発表2件、海外発表1件、招待講演1件、雑誌論文掲載3件を行うことができた。さらに、平成25年5月下旬開催の日本高等教育学会において口頭発表を行うほか、同年11月上旬開催のアメリカ国際学会(Professional and Organizational Development Network in Higher Education, Annual Conference 2013)での発表が採択されている。以上のような理由により、本研究は、「概ね順調に進展している」と判断するものである。当初、平成23年度の研究実施計画として掲げた主要3項目である「(1)国立大学法人の学長・理事職のキャリアパス分析、(2)国立大学法人の部長級・課長級職員のキャリアパス分析、(3)日本における大学管理職・大学教員・大学職員の関係性に特化した事例研究」について、計画どおりに研究を進めることができた。このほか、研究代表者自らが関与する大学コンソーシアム石川や大学行政管理学会の活動において、組織開発・組織改善等の必要性に関するアンケート調査等の情報収集を効果的に行うことができた。特に、国立大学法人3校への現地調査において、本研究の目的である大学管理職・大学教員・大学職員の関係性を重視した組織開発(Organizational Development(OD))に関わる日常的取組やそこに携わるキーパーソンの資質などについてインタビュー調査を効果的に行うことができた。平成25年度においては、研究計画最終年度として、これまで取り組んできた国内外の調査研究の結果について詳細な考察・分析を行い、成果発表等を効果的に進めていきたい。特に、これまでの研究成果や収集した情報を整理し、研究成果報告書にまとめることに尽力したい。当該報告書において、日本の大学の設置形態別の比較検証や日米の大学の比較検証を通して、自律的な大学経営を実現するための課題解決点を明らかにし、構造的文脈(コンテクスト)に応じた組織開発(OD)に関する理論構築を目指す。平成24年度においては、日米の比較検証を通して、日本の大学における構造的文脈(コンテクスト)に応じた組織開発(Organizational Development(OD))に関する理論構築を目指す。具体的には次のような項目に取り組む。(1)アメリカの大学におけるアカデミック・リーダーシップの成立条件・・・対象範囲を選定し、体系的な調査研究を行う。(2)アメリカの大学におけるノンアカデミック・スタッフのキャリアパス分析・・・対象範囲を選定し、体系的な調査研究を行う。
学習する対象から情報収集するアルゴリズムの構築とその応用

前年度に続いて「学習する対象から情報収集するアルゴリズムの設計」を行った。前年度までの研究で、情報収集する対象が比較的ゆっくり学習する場合について、そのトレンドを読み取り情報を集めるアルゴリズムが導けていた。そしてアルゴリズムの性能の鍵になるのがリカレント神経回路の記憶効果を利用することである、という結果を得ていた。これを受けてこの部分の研究に注力し、ブレイクスルーとなる理論が導け、論文を執筆し投稿した。今年度、この論文の内容について海外の学会にて発表したところ大きな反響があり、また投稿論文の査読者からもポジティブなコメントが得られた。しかし、同時にこの理論を学習に役立てるに当たって、まだ埋めるべき理論的ギャップがあることも指摘された。そこで、この問題に取り組んだところ、理論的ギャップを埋めることができ、論文の内容を補強することができた。特にこの過程で、リカレント神経回路ダイナミクスの新たな確率的摂動論を開発することに成功し、技術的なブレイクスルーを得た。このブレイクスルーの副産物として、リカレント神経回路の学習に関する理論的結果を新たに導けた。現在後者の論文をまとめている。また、これらの進展をもとに、導いた情報収集アルゴリズムが有用であることを示すことができ、この論文の執筆も進めた。応用面では新たに計算サーバーを増設し、導いたアルゴリズムの応用研究を進めた。強化学習課題において、導いたアルゴリズムが通常のアルゴリズムよりも学習する対象相手に高い性能を示すことがわかった。また同時にゲーム理論への応用に関して調査を進め、問題の定式化とシミュレーションを行なった。研究実施計画に従い、学習する対象から情報収集するアルゴリズムの設計を開始した。研究計画に従い、まずはプロジェクト全体の基幹となる理論の整備を行った。特に学習する対象がゆっくり学習する場合には、そのトレンドを読み取り学習する対象に関しての情報を収集するアルゴリズムを導けた。学習対象の学習が早い場合にはこの理論は適用できず、学習対象の学習について何らかの仮定をおいて絞り込む必要があることもわかった。この結果を受けて、まずは学習対象がゆっくり学習する場合についての複数の応用例において数値計算を開始した。応用例として、強化学習・ゲーム理論などの既存の枠組みについて文献的調査を行いつつモデルを設計した。モデルの詳細やふるまいについてはある程度予想された結果が得られているが、理論上うまくいったとしても応用上は計算アルゴリズム次第でうまくいかないこともあることが明らかになった。特に、学習対象の長期的なトレンドをみる際に、過去の情報をいかに記憶して未来に役立てるか、が鍵となることがわかった。この部分を改良するために、リカレント神経回路を用いて過去の記憶を保持するための理論的研究も研究計画に記載した内容と並行して行った。その結果、過去の情報を保持して学習に役立てるためのリカレント神経回路の理論が新たに導け、学習を改良することができた。これを組みこむことで、学習性能が改善されることを一部の例において確認した。基幹となる理論を導き、モデルが設計できているので、当初の研究計画と比べて概ね順調に進展していると言える。研究計画のうち、対象の学習がゆっくりである場合はうまくいっているため、応用研究を予定通りすすめている。また、その応用研究の中でボトルネックになる、リカレント神経回路の理論を得た点で予想以上の進展を得たと言える。一方、対象の学習が早い場合は研究計画通りにはすすんでいない。対象の学習が早い場合は、研究計画以上に問題が複雑であることが明らかになった。しかし当初からうまくいっているケースに注力する予定であったので、差し引きするとトータルでは研究計画は予定通りということになるだろう。研究実施計画に従い、平成29年度に引き続いて「学習する対象から情報収集するアルゴリズムの設計」を行った。昨年度までの研究により、情報収集する対象がゆっくり学習する場合について、そのトレンドを読み取り情報を集めるアルゴリズムが導けていた。その結果を起点に、強化学習・ゲーム理論などと組み合わせて応用を検討していたが、そこではリカレント神経回路を使って過去の記憶を保持することが性能の鍵になりそうなことがわかっていた。この部分を改良するために、リカレント神経回路の理論を新たに導いて学習に役立てようとしていた。その結果、平成29年度の初旬に予想外のブレイクスルーがあり、これまで知られていたリカレント神経回路の理論と比べて全く新しいタイプの理論が導けた。この理論によって、ある特定のタイプの回路構造により正・負のシグナルが動的均衡を起こしている場合に回路が学習・情報処理に有用であることが示せた。そしてこの成果を国内・国際会議にて発表・議論し、論文にまとめプレプリントサーバーに公開し、その後論文誌に投稿した。また同時に、本研究の目的にこの性質を利用できるアルゴリズムを構築した。これまで技術的なボトルネックにより進行を見合わせていた応用研究についても、上記のブレイクスルーにより実際に性能を向上させて成果を期待できることが予備検討において確認できた。基本的な場合については数値計算をすすめて、情報収集アルゴリズムについての論文執筆も開始した。昨年度までの研究で基幹となる理論を導きモデルの設計はうまく行っており、あとは具体的性能をいかに示すかが鍵であった。この鍵となる部分がリカレント神経回路をどのように使うか、その理論的基礎が得られるかどうかであったが、これに関してブレイクスルーを得た。国内・国際会議にて発表したところ高い評価を得ることができ、また高インパクトの論文誌に投稿したところ依然査読・改訂中ではあるが査読者から大きな反響とポジティブな評価を得た。これらの基幹部分の理論とリカレント神経回路の理論をあわせれば、当初の研究計画の遂行において大きな進展が予想され、また予備検討において実際にその結果が得られてきている。

よって全体的な研究の進捗状況は順調と言える。前年度に続いて「学習する対象から情報収集するアルゴリズムの設計」を行った。前年度までの研究で、情報収集する対象が比較的ゆっくり学習する場合について、そのトレンドを読み取り情報を集めるアルゴリズムが導けていた。そしてアルゴリズムの性能の鍵になるのがリカレント神経回路の記憶効果を利用することである、という結果を得ていた。これを受けてこの部分の研究に注力し、ブレイクスルーとなる理論が導け、論文を執筆し投稿した。今年度、この論文の内容について海外の学会にて発表したところ大きな反響があり、また投稿論文の査読者からもポジティブなコメントが得られた。しかし、同時にこの理論を学習に役立てるに当たって、まだ埋めるべき理論的ギャップがあることも指摘された。そこで、この問題に取り組んだところ、理論的ギャップを埋めることができ、論文の内容を補強することができた。特にこの過程で、リカレント神経回路ダイナミクスの新たな確率的摂動論を開発することに成功し、技術的なブレイクスルーを得た。このブレイクスルーの副産物として、リカレント神経回路の学習に関する理論的結果を新たに導けた。現在後者の論文をまとめている。また、これらの進展をもとに、導いた情報収集アルゴリズムが有用であることを示すことができ、この論文の執筆も進めた。応用面では新たに計算サーバーを増設し、導いたアルゴリズムの応用研究を進めた。強化学習課題において、導いたアルゴリズムが通常のアルゴリズムよりも学習する対象相手に高い性能を示すことがわかった。また同時にゲーム理論への応用に関して調査を進め、問題の定式化とシミュレーションを行なった。まず、本研究計画の部分研究であるリカレント神経回路の理論を研究成果としてまとめて、論文発表を目指している。次に本研究の研究課題のうち、うまくいっているケースである、対象がゆっくり学習している場合について、研究成果をまとめることを計画している。理論部分と簡単な強化学習モデルでの応用に加え、上記リカレント神経回路による記憶効果を実証して論文にまとめることを計画している。それと並行して、引き続き応用研究、具体的には強化学習の逆問題とゲーム理論への応用を数値計算によってすすめる。また、これまではひとまず中断していた、対象の学習が早い場合の学習方法について、さらに仮定をおいて問題を分割してから解くことを計画している。今年度の成果および進捗状況に関して述べたように、これまでの研究で理論部分において、基盤理論の構築・部品となるリカレント神経回路の理論の2つの面で予想外のブレイクスルーを含むかなりの進展が得られた。一方、競合研究者に先行してこれらの成果を発表するために、具体的応用については後回しにせざるを得なかった。
糖鎖情報の発現様式と動的変化に関する組織細胞化学的研究

ヒトやマウスの各種組織標本に対し、50種類以上のレクチンや糖特異抗体による染色を施すことにより、臓器ごとに異なる糖鎖分布を確認した。加えて血管内皮細胞表面糖鎖にも臓器特異性が認められ、癌転移の臓器特異性などを解明する上でも有効なデータを得ることができた。また糖脂質の局在に関し、ラット小脳や小腸において、機能状態を反映する特異的分布が確認され、腎臓においては糖尿病に伴う局在変化が確認された。糖鎖情報の組織化学的解析は、糖鎖のダイナミックな病態変化を捉える上で極めて有効であることが明らかとなった。正常ヒト各臓器の組織アレイやヒト各種癌組織の組織アレイに対し、50種類以上のレクチンによる染色性をペルオキシダーゼ法により光顕レベルで網羅的に検討した。いくつかの癌組織において、正常組織とは異なる染色パターンを示すレクチンの組み合わせが確認された。また正常組織でも、臓器ごとに異なるレクチン染色パターンが実質細胞のみならず血管内皮細胞でも確認された。用いるレクチンの組み合わせを変えることにより、特定の癌組織の同定や診断、あるいは臓器マーカーとしての糖鎖発現の微妙な違いや、血管内皮細胞表面糖鎖の臓器ごとの差異などの解析が効率的に行える可能性が確認できた。また疾患モデルを用いた実験として、糖尿病発症GKラットの腎臓における糖脂質の局在を、各種糖脂質特異的モノクローナル抗体を用いて正常ラット腎臓と比較した。光顕的にはCy3標識により共焦点レーザー顕微鏡にて、電顕的にはHRP標識による包埋前染色法にて観察した。正常ラットでは、糸球体の足細胞の特に基底膜に面する足突起細胞膜に、抗Gb3グロボシド抗体陽性反応が認められた。一方GKラットにおいては、足突起細胞膜のみならず内皮細胞細胞膜、糸球体基底膜に抗Gb3陽性域が拡大した。一方、抗GD1aなど各種ガングリオシド特異抗体は、糸球体基底膜にも内皮細胞にも反応は認められず、足細胞の細胞内膜系の陽性反応が特にGKラットにおいて認められた。糖脂質の局在は、糸球体における濾過機能を解明するうえで有用な手がかりになると考えられた。正常ヒト各臓器の組織アレイやマウス各種組織標本に対し、50種類以上のレクチンによる染色を施すことにより、臓器ごとに異なるレクチン染色パターンが実質細胞のみならず血管内皮細胞でも確認された。血管内皮細胞表面糖鎖の臓器ごとの差異を解析する端緒となるのみならず、癌転移の臓器特異性を解明する上でも有効となるデータを得ることができた。また糖鎖情報のもう一方の構成要素である糖脂質の局在解析実験として、各種糖脂質特異的モノクローナル抗体を用いて、正常ラット腎臓における糖脂質の局在を、糖尿病発症GKラットの腎臓と比較した。正常ラットでは、糸球体の足細胞の特に基底膜に面する足突起細胞膜に抗Gb3抗体陽性反応が認められた。一方、抗GDlaなど各種ガングリオシド特異抗体は、糸球体基底膜にも内皮細胞にも反応は認められず、足細胞の細胞内膜系の陽性反応が特にGKラットにおいて認められた。更にラット小腸組織での糖脂質局在を検討すると、吸収上皮細胞の側底部細胞膜では抗Gb3の、頂部細胞膜では抗GM1の特異的局在が確認された。これらの糖脂質が各種病原性細菌の受容体となっていることを考え合わせると、小腸上皮の機能を解析する上で糖脂質の組織化学が有力な手段になるものと考えられた。正常各組織における糖脂質の局在解析実験として、各種糖脂質特異的モノクローナル抗体を用いて、ラット小腸組織での糖脂質局在を検討すると、吸収上皮細胞の側底部細胞膜では抗Gb3の、頂部細胞膜では抗GM1の特異的局在が確認された。また小腸筋層における糖脂質局在は、特に外縦筋層に抗GD2陽性反応が確認され、平滑筋の部位ごとに特異的な糖脂質分布を呈する可能性が示唆された。一方正常ラット腎臓における糖脂質の局在を、糖尿病発症GKラットの腎臓と比較すると、正常ラットでは、糸球体の足細胞の特に基底膜に面する足突起細胞膜に抗Gb3抗体陽性反応が認められたのに対し、GKラットにおいては、足突起細胞膜のみならず内皮細胞細胞膜、糸球体基底膜に抗Gb3陽性域が拡大した。一方抗GD1aなど各種ガングリオシド特異抗体は、足細胞の細胞内膜系における陽性反応が特にGKラットにおいて認められた。

糖脂質の局在は、糸球体における濾過機能を解明するうえで有用な手がかりになると考えられた。また、糖脂質の合成障害ラットでの所見を比較検討するために、糖脂質合成阻害剤であるフモニシンをラット腹腔内に24時間投与したところ、小腸や腎臓では顕著な変化は認められなかったものの、神経組織とりわけ小脳皮質のプルキンエ細胞に顕著な萎縮が確認され、併せて、神経細胞に対する抗GQ1b反応性が著しく低下することが確認された。血管内皮細胞表面の臓器特異的糖鎖分布を、組織切片のみならずin situで解析することが本研究の大きな柱の一つであるが、マウス全身灌流によるレクチン標識法は、多種類の臓器を解析するために多大の時間を要することから、未だ一部のレクチンでの解析に止まっている。この解析が終わり次第、血管内皮細胞表面糖鎖と癌細胞との相互作用をin situで解析する実験を始める予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。マウス全身灌流によるレクチン標識法は、多種類の臓器をターゲットにして多種類のレクチンを適用して網羅的に解析するためにかなりの時間を要することから、とりあえず、臓器とレクチンの種類を主要なもの数種類に絞って、解析のスピードアップを図る予定である。その上で、癌細胞の血管注入により、血管内皮細胞表面糖鎖と癌細胞との相互作用をin situで解析する実験を開始予定である24年度が最終年度であるため、記入しない。
民家を活用した小規模多機能型福祉施設の改修システムと施設ネット ワークモデルの構築

民家活用施設の場合には、用途に応じた平面計画・設備計画のみでなく、耐震診断・補強設計を計画・設計段階で位置づけることが必要で,専門家を含めた計画策定組織を設立し耐震補強の重要性の理解を共有することが重要課題である。設計段階では平面計画と耐震補強設計の整合性を担保すると同時に、設備設計を含めたコスト分析が重要で、施工段階では工期の短縮と施工手間の削減を行うことが重要である。基幹施設と民家活用型の小規模施設のネットワーク形成により、利用圏分担効果・送迎時間削減効果・機能分担効果に加え経営採算補填効果が確認され、過疎地域における高齢者デイサービス施設整備の有効な方法として位置付けられた。基幹施設は介護度の高い利用者にも対応可能な空間機能を有し、的確なサービスが提供されており、民家を改修した小規模施設では、介護度の低い利用者が中心であるが、職員の空間利用と介助の工夫によりデイサービス施設として有効に機能していることが確認された。民家の高齢者福祉施設等への改修事例を対象に、事業決定プロセス、改修計画の検討体制、改修計画策定・予算決定に至る経緯と設計・施工内容の関連分析をもとに、改修プロセスの全体像と民家再生の実現条件を明らかにし、耐震・断熱性能診断と補強改修が優先されない要因に関し検討を加えた。また改修設計内容と空間構成の関連に着目し、使われ方に視点を置き地域福祉施設としての空間機能評価を行い、改修計画・設計の妥当性の検証を行った。農村地域の人口減少・高齢化が著しい山口県を対象に、介護保険制度導入前後の高齢者福祉施設の量的整備動向の比較により、小規模多機能型介護施設の整備状況の全体像と特徴を整理し、立地集積特性を明らかにした。また施設ネットワーク構築の先進事例を対象に、施設の整備プロセス・施設問のサービス機能・利用圏分担の予備調査を行い、ネットワークの成立条件として、(1)介護保険制度の導入に伴い、自治体により高齢者福祉の広域基幹施設が整備されると共に、運営組織として新たに社会福祉法人が設立され、町における在宅介護サービスの拠点が確立されていたこと(2)福祉法人の事業として、拠点施設の運営のみでなく小規模施設の整備が目標として設定され、同一法人による全施設の運営が実現したこと(3)法人運営の老人ホーム入居者から、空き家の従前住居の借用が出来たこと、(4)高齢者の施設・在宅介護を主事業とする福祉法人のため、高齢者のデイサービス業務の従事経験があるスタッフを有していたこと、を明らかにした。1)山口県内の全高齢者福祉施設(約430施設)を対象に、既存資料収集とアンケート調査により施設データベースを構築する。施設の種類・開設時期別に量的整備動向を整理し、介護保険制度導入前後の比較分析を行い、小規模多機能型介護施設整備の時系列解析により、その全体像と特徴を整理した次に人口規模を指標に山口県内自治体を3区分し、都市・農村地域における立地集積動向を時期別・地域別に明らかにした。2)デイサービス施設を対象に県内の施設立地マップを作成し、ボロノイ分析により施設利用圏の区画を設定し、国勢調査町丁目データをもとに高齢者人口(65歳以上、75歳以上)を地域面積に比例して利用圏区画に配分し、利用圏毎の高齢者人口を算定した。その上で施設充足率(施設定員/利用圏内高齢者人口)を設定された利用圏毎に算定し、この充足率を評価指標とし、小規模多機能型施設の整備による地域的な立地集積効果を明らかにすると共に、その経年変動を地域別に解析し、都市・農村地域でのサービス水準の変化を定量的に示した。3)施設ネットワーク構築の先進事例として、山口県阿武町の「阿武福祉会」の取り組みを研究対象とした。阿武町では「介護保険法」制定を契機に、既存老人ホームの建て替えを中心とする福祉拠点施設整備計画が策定され、1998年には養護老人ホーム、ショートステイ用居室を備えたデイサービスセンター及び在宅介護支援センターが設立された。2000年には特別養護老人ホームが増設され、高齢者養護施設の整備水準は質・量ともに飛躍的に向上した。また2005年にはグループホームが新たに整備され、周辺地域をも含めた広域的な高齢者福祉拠点としての役割を担うに至っている。こうした基幹施設整備に加え、旧3町村の中心地区全てに小規模多機能型介護施設が整備され、過疎地域における基幹施設と小規模福祉施設のネットワーク構築を進める先進事例として位置づけられる。施設が立地する3地区の地域構造、広域期間施設及び小規模多施設の設立経緯、運営主体と運営方法、各施設の改修を含めた建築概要及び施設の利用圏・利用特性の調査及び各施設の使われ方調査をもとに、ネットワーク構築の成立条件とともに、利用圏とサービス機能の分担効果を明らかにした。

民家活用施設の場合には、用途に応じた平面計画・設備計画のみでなく、耐震診断・補強設計を計画・設計段階で位置づけることが必要で,専門家を含めた計画策定組織を設立し耐震補強の重要性の理解を共有することが重要課題である。設計段階では平面計画と耐震補強設計の整合性を担保すると同時に、設備設計を含めたコスト分析が重要で、施工段階では工期の短縮と施工手間の削減を行うことが重要である。基幹施設と民家活用型の小規模施設のネットワーク形成により、利用圏分担効果・送迎時間削減効果・機能分担効果に加え経営採算補填効果が確認され、過疎地域における高齢者デイサービス施設整備の有効な方法として位置付けられた。基幹施設は介護度の高い利用者にも対応可能な空間機能を有し、的確なサービスが提供されており、民家を改修した小規模施設では、介護度の低い利用者が中心であるが、職員の空間利用と介助の工夫によりデイサービス施設として有効に機能していることが確認された。現状の民家活用施設の使われ方は、施設系の「1室完結型」に対し空間機能分化がなされた「午睡室分離型」が多いものの、「3室独立型」では職員の準備始末行為の負担が少なく、プログラム転換時円滑な進行が可能で、利用者の居場所の選択範囲が広くなることから、自由行動・食事・午睡を分離する民家のデイサービス施設としての有用性が示唆される。「3室独立型」の空間機能分離が行えない場合にも、居間領域と食事領域を設定し、狭い面積の中で昼食前後の円滑なプログラム運用を実現する事例や、逃げの場を確保した上で家具移動により空間を確保し、一連のプログラムを遂行する事例等、一日の生活プログラムの展開に伴う準備行為を空間的・時間的に先行して行い、空間規模の制約を解決する事例がみられたことから、伝統民家の小規模なデイサービス施設としての活用可能性は大きいものと判断される。1)山口県内の全高齢者福祉施設(約430施設)のデータベース構築と自治体および施設利用圏単位の立地特性の解析が完了した。2)施設ネットワーク構築の先進事例(山口県阿武町)を対象とした利用圏・利用特性調査及び各施設の使われ方調査をもとに、ネットワーク構築の成立条件と利用圏・サービス機能の分担効果の分析を予定通り遂行できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は先進事例(山口県阿武町)の分析結果をもとに、山口県内の各自治体の現状の施設立地特性を基に、過疎地域の自治体における施設ネットワーク構築に向けた整備課題の整理を行う計画である。
体外式心肺補助装置の人工肺におけるガス交換性能管理支援システムの開発

本研究では、体外式心肺補助装置の人工肺におけるガス交換性能管理支援システムの開発を行った。ハードウェアとしては、タブレットPCと高精度圧力ユニットからなる安価でコンパクトかつユーザビリティーの高いシステムを構築した。ソフトウェアとしては、ガス交換性能低下検出プログラムとガス吹送圧力上限警報プログラムを作成した。ガス吹送圧力のモニタリングにより、間接的に血液中の酸素と二酸化炭素を推定できる可能性を示唆した。さらにインシデントの発生履歴が2件検出可能であったことからリスク分析において有用性を認めた。本研究では、体外式心肺補助装置における人工肺のガス交換性能を自動で監視することで操作者を支援するガス交換性能管理支援システムを新規で開発する。具体的には、ガス吹送圧力を測定するハードウェアと、それを解析するソフトウェアの2つの基盤技術構築を目標に掲げている。ハードウェアについては、平成27年度の研究計画に従って、小児領域の高精度圧力測定ユニットを構築した。当初の予定では、前半に完了する予定であったが、微小なガス吹送圧の変化を詳細に測定できる圧力センサの選定と精度の検証に時間を要した。これらの検証については、学会発表を実施した。ソフトウェアの開発については、臨床データが必須となるため、自動記録システムの臨床使用について倫理委員会への申請を行った。生命維持装置である体外式心肺補助システムに対して工業用の圧力センサを用いることから倫理審査のハードルが高く、観察研究ではなく介入研究での申請を余儀なくされた。しかし、体外式心肺補助装置の導入時は、緊急的かつ患者の命を左右する状況であることから患者家族への代諾が精神的な負担を助長させる可能性が考えられ、介入研究として代諾書を得るのは現実的に不可能であると判断された。そこでオプトアウトによって情報公開と拒否機会を得る観察研究として、可能な限りリスクを下げる手順で研究計画書を変更した。当初の研究計画から少し遅れを取ったが無事に倫理委員会での承認が得られ、現在は、順調に臨床データが蓄積されている状況である。臨床データの解析結果について、2件の学会発表を予定している。現段階の臨床データから、結露による閉塞率の評価が可能なことを確認し、ガスフラッシュ施行中の圧力、施行時間、またその効果を検証できる可能性が示唆された。さらにガスフラッシュによるインシデントも2件記録されており、リスク分析における有用性が確認されている。ハードウェアの構築に関して遅れを生じた理由は、圧力センサの選定にある。0.1 mmHgの分解能を持ちながら高圧領域(100 &#8211; 200 mmHg程度)の記録も必要になるため、あらゆる圧力センサ会社に連絡して情報取集を行ったものの、現段階では存在しない事が明らかとなり、方向を修正せざるを得なかった。小児領域に関しては、2種類の圧力センサにより同時に測定することで問題を解決した。ソフトウェアについては、倫理委員会での承認の遅れが最大の理由である。しかし倫理委員会への申請と並行して、臨床データを必要としないインターフェイスの開発および、支援システムに必須となる表示方法の検討を臨床研究に先だって実施した。現在は、臨床データが続々と収集されており、複数のプログラムを速やかに開発できると示唆している。(1)ガス吹送圧力を測定する安価で高精度なハードウェアの構築当初の研究計画に従って、安価で小児領域でも使用できる高精度圧力測定ユニットを構築した。ガス交換性能管理支援システムの構成は、タブレットPCと高精度圧力測定ユニットを組み合わせ、コンパクトかつ臨床現場の利用シーンに合わせてユーザビリティーを改善した。臨床使用により目的とする測定精度を確認し、学会発表で報告した。(2)臨床データを使用したソフトウェアの開発研究計画とした4つのプログラム開発の中で、1ガス交換性能低下プログラムと2ガス吹送圧力上限警報プログラムを作成した。ガス吹送圧力のモニタリングにより、間接的に酸素と二酸化炭素のガス交換性能を推定できることを示唆した。今後2件の学会発表を予定している。残りの2つのプログラム開発(3血漿リーク定量評価プログラムと4操作支援プログラム)については、継続して臨床データの収集が必要であることが判明した。研究期間内に必要な症例数を確保できなかった理由は、倫理委員会による承認に時間を要したことが要因である。本研究の特徴として、生命維持装置である体外式心肺補助システムに対して工業用の圧力センサを使用する点と患者家族への代諾が必要になる点が上げられた。1度目の申請では、介入研究での申請を余儀なくされたが、患者家族への代諾が精神的な負担を助長させる可能性が認められ、最終的には例外的にオプトアウトによる観察研究で承認を得た。個人情報保護法が厳しくなる中、報告すべき貴重な事例として、倫理委員会の申請方法と課題について学会発表を行った。計画に遅れを生じたが、症例の蓄積後、残りのプログラムを開発する予定である。その他、研究計画に遅れが生じた場合に予定していた本研究の人工肺ガス交換性能管理支援システムを利用した看護師や学生向けのVRを使ったリアルシミュレーション教育プログラムを作成した。

臨床データを随時解析することにより、ガスフラッシュの最適な施行方法を検証し、さらにはガス交換性能の低下予測プログラムや空気塞栓を予防するガス吹送圧の上限警報プログラムを作成する予定である。研究が遅れた場合の対応策として計画していた心臓手術における人工心肺装置の人工肺ガス吹送圧の測定を実施する予定である。人工肺の各メーカーの違いや構造の違いなどが、どの程度、ガス吹送圧に反映されるのかを検証予定である。最終目標としては、本研究における全体のプログラムを統合し、ベッドサイドで容易に使えるガス交換性能管理支援システムを構築する。本支援システムの検証およびシミュレーション教育における有用性も検討予定である。また多数の学会発表と論文発表を計画している。臨床工学、人工心肺、補助循環、人工心臓倫理委員会におけるオプトアウトによる観察研究で承認を得るのに時間を要したため、圧力測定ユニットの構築においても、台数を減らし、臨床データの収集を開始した後に圧力測定ユニットを増やす方針に変更した。また予定の圧力測定ユニットの構成デバイスよりも大幅に安価なデバイスを選定することができたことも要因である。さらに臨床データを用いたソフトウェアの開発が遅れたため、学会発表数が少なくなった。国際学会と論文執筆にかかる費用が次年度に持ち越される結果になっている。臨床研究をスタートしているが、体外式心肺補助装置の導入患者は数が限られる(年間40例程度)ことから、心臓血管外科手術(年間600例程度)に用いる人工心肺装置の人工肺においてもガス吹送圧力の自動記録を実施し、症例数を増加させる予定である。そのため圧力測定ユニット(タブレットPC、2種類の圧力計とアンプ)を2台購入予定である。また情報収集や発表のため、多くの学会に参加を予定している。研究成果発表用(国際学会)、研究成果として国際誌への投稿を予定しているため、英文校閲費を計上している。
水稲の耐冷性に貢献する炭水化物の代謝

平成5年の水稲冷害において基肥チッソ少肥によって被害を最小限に止め得た事例が多かった。本研究では、チッソ施肥体系の違いが炭水化物代謝と冷害抵抗性の関係に与える影響について、耐冷性弱のあきたこまち(AKI)、耐冷性強のひとめぼれ(HIT)を供試して検討した。1)両品種とも基肥チッソ無施用(-BN)では初期生育が遅れ、AKIでは穂数不足、HITでは1穂当たり籾数不足のため、約10%の減収となった。しかし、栄養生長期の根の生育は良好であった。2)減数分裂期に、強光下と弱光下で低温処理を行ったところ、弱光下で-BNは有意に耐冷性が大きかったが、強光下ではチッソ施肥の影響が無く冷害の典型である障害不稔の発生が少なかった。このことから、冷害は単なる温度障害ではなく、少日射にともなう光合成活性の低下と光合成産物の不足が障害を一層拡大したと推定される。3)止葉の炭水化物の日変化やショ糖代謝の鍵を握るSucrose-P synthaseの性質から、水稲葉身や茎における光合成産物の貯蔵・転流は、デンプンよりもショ糖を中心に進行することが明らかになった。このことは、葉身や茎のソース機能の点から極めて有利と考えられる。4)水稲の登熟期は4期に分けられた。穂重増加が最も顕著な登熟初期には、出穂前後に葉身や茎に蓄積していた炭水化物の大部分が急激に穂に転流した。この時期に穂に蓄積した全炭水化物の約半分が蓄積分と推定され、収量に貢献しただけでなくシンク活性を高め、登熟歩合を向上させたと考えられる。また、冷害年には不稔発生の防止に貢献したことが推定される。5)出穂後30日頃には光合成産物の穂への転流は緩慢になって、再び葉や茎に炭水化物の蓄積が顕著になったが、このときに蓄積する炭水化物はショ糖が中心であり、蓄積が大きくなるほどショ糖の占める比率が大きくなった。ショ糖は唯一の体内可動型の糖であることから、この時期の光合成産物の転流は、ソースよりもシンク活性に制限要因があったと推定される。6)以上のことから、出穂前の蓄積分を如何に確保し、登熟初期-中期の生産力を如何に高めるかが、耐冷-多収稲作の基本的な問題であることが明らかになった。1993年度の水稲冷害において基肥窒素少肥などの肥培管理によって被害を最小限に止め得た事例が多かった。本研究では窒素施肥法の違いと冷害抵抗性の関係を明らかにする。1993年冷害で、あきたこまち(AKI)が著しい被害を受けたのに対し、ひとめぼれ(HIT)は耐冷性であったので両品種を供試して基肥窒素無施用(-BN)の影響について検討し、次の結果を得た。

1.両品種とも-BN区は標準区に比べて初期生育が遅れ、窒素追肥によっても生育の遅れ及び体内窒素含有率とも回復せず、籾数が不十分となって約10%の減収となった。-BN区では下位分げつが抑制されたため、分げつ数及び無効茎が少なく、有効茎は下位及び2次分げつが少なく中位分げつから構成されていた。-BN区での籾数不足の原因は、AKIでは穂数不足、HITでは1穂当たり籾数不足と品種間差がみられた。しかし、穂揃え期までのT/R比は対照区に比べて小さく相対的に根の生育が大きかった。2.減数分裂期に自然光下で低温処理を行ったところ、1穂籾数が減少したが冷害の典型である障害不稔の発生は少なかった。これは実験年が例年にない強日射に恵まれたためと考えられ、このことからも冷害は単なる温度障害ではなく少日射の影響が極めて大きいことが推定される。3.止葉の炭水化物の日変化を調べた結果、水稲葉身における光合成産物の一次的貯蔵及び転流はデンプンではなくショ糖を中心に進行することが明らかになった。また、葉身のショ糖代謝の鍵をにぎるショ糖リン酸合成酵素の活性は両品種及び窒素施肥法による差異がなく、登熟の進行にともない低下した。登熟後半の茎葉における光合成産物の再蓄積と酵素活性の低下との間に関係があるか否かは今後の課題である。4.以上の結果、-BN栽培が正常年において減収する原因は籾数不足にあり、その要因は品種で異なることが明らかになった。また、多収の観点から登熟後期の光合成産物の転流が重要であることが分かった。昨年の実験において、耐冷一多収の観点から、水稲登熟期の光合成産物の代謝が重要であることが明らかになったので、本年は、穂1/3摘除処理と止葉以外の下葉摘除処理を行って、ソース・シンク関係に注目して実験を行った。1)水稲葉身の光合成産物代謝では、Sucrose-Psynthaseの性質や炭水化物分析の結果から、デンプンよりもショ糖を大量に蓄積する特徴があり、このことが葉のソース機能と密接に関係していることが明らかになった。2)水稲の登熟期間は、ソース・シンク関係から、出穂直後の穂重増加が緩慢な登熟開始期、穂重増加が最も著しい登熟初期、穂重増加が緩やかになる登熟中期及び穂重増加がほぼ停止する登熟後期の4期に分けられ、葉及び茎の炭水化物代謝は穂重増加とよく対応していた。3)登熟初期にシンク能の発現とともに葉身及び茎に蓄積していた炭水化物の大部分は急激に穂に転流したが、穂摘除処理では転流量が小さかった。このことから、この時期に穂に転流した炭水化物の半分程度が出穂前蓄積分と推定され、収量に貢献しただけでなく、シンク活性を高め、ひいては登熟歩合に著しく影響したと考えられる。4)出穂30日後の登熟中期には、葉身及び茎に再び炭水化物の蓄積が顕著になった。特に穂摘除処理で著しく、全炭水化物量が大きくなるほどショ糖の占める比率が大きくなった。また、炭水化物の蓄積順序は、まずショ糖であり、ショ糖濃度が極限に達するとデンプンの蓄積が始まった。ショ糖は、体内可動型の炭水化物であることから、この時期の光合成産物の転流は、ソースよりもシンク活性に制限要因があったと推定される。5)以上のことから、出穂前の蓄積分を如何に確保し、登熟初期一中期の生産力を如何に高めるかが、耐冷-多収稲作の基本的な問題であることが明らかになった。
立方晶リューサイト化合物内のナノ空間制御によるソフト構造形成と超低熱膨張化

立方晶ポルーサイト(CsAlSi_2O_6)化合物をテンプレートとし,Csサイトをイオン半径および価数の異なるカチオンで部分置換することにより,骨格構造を変えることなく,Al/Si組成比を変化させつつ結晶構造内のナノ空間率を制御したCs-リューサイト化合物を多段階焼成法により合成した。合成した化合物の熱膨張挙動を高温-,低温-XRDにより298-1273Kの範囲で詳細に調査した。以下に,本研究で得られた成果をまとめた。これは,結晶構造内の空隙率とAl/Si比の増大によるものであることを明らかにした。3.Cs-不足型ポルーサイト化合物は123Kまで立方晶であり,構造相転移を示さなかった。5.合成した立方晶系ポルーサイト化合物の熱膨張係数CTEは結晶構造内のAl/(Si+Al)比,空隙率,Cs^+イオン,Li^+イオン,Na^+イオンの配列の影響を受けていることを解明した。6.新規なパラメーターとして[Al/(Si+Al)](1+S siteoccupancy/Wsiteoccupancy))を導入することで,合成したすべてのポルーサイト化合物のCTEが相関できることを見出した。立方晶リューサイト化合物の超低熱膨張化を目指す本研究課題において,本年度はNa置換量およびSi/Alモル比を制御した種々の組成を有するNa置換型ポルーサイト粉末の合成手法の確立,合成したNa置換型化合物の熱膨張特性,及び構造相転移の調査を行った.合成した粉末の結晶相の調査には粉末法X線回折試験(XRD),1231273Kの温度範囲での熱膨張特性および構造相転移の調査には粉末法低温・高温XRDを用いた.またNa置換型ポルーサイト格子内空間率は、室温での格子定数とイオン半径から算出した.得られた知見を以下に示す。(1)種々の立方晶系Na置換型化合物(Al/Siモル比=1.0/2.0,Na/Csモル比=0.1/0.90.3/0.7)が8731373Kの温度範囲での多段階熱処理によって合成できた.(2)Na置換量の増大によって,ポルーサイトの急激な熱膨張(室温473K)が抑制され,室温1273Kの温度範囲で熱膨張率が減少することを見出した.(3)合成した組成の異なるNa置換型化合物はお互いに室温での格子定数(1.36711.3675nm)がほとんど違わず,結晶系および格子定数を維持したままでNa置換型化合物の空間率を41%(CsAlSi_2O_6)から45%(Cs_<0.7>Na_<0.3>AlSi_2O_6)へ増加させることができた.(4)Na置換型化合物はポルーサイトと同様に構造相転移(正方晶立方晶)を起こしたが,Na置換量の増大とともに構造相転移温度は低下することが分かった.(5)室温以上でのNa置換型化合物の熱膨張率は構造相転移温度の低下に伴って減少することを見出した.このようにNa置換型ポルーサイトが低熱膨張化したのは,多段階焼成法を利用したNa^+イオン置換によってポルーサイトのナノ空間が効率的に拡大され,構造相転移の制御が可能なソフト構造が形成されたためと考えられた.アルミノシリケート化合物の一つであるポルーサイト(CsAlSi_2O_6)は低熱膨張性を持つことが知られている。本研究では骨格構造を形成するアルミノシリケート構造中のAlO_4^-並びにSiO_4四面体の組成,結晶構造内の空間をパラメーターとし,これらが熱膨張特性に与える影響を明らかにすることを目的として,Cs-不足型ポルーサイト:Cs_<1-x>Al_<1-x>Si_<2+x>O_6,Na-置換型ポルーサイト:Cs_<1-x>Na_xAlSi_2O_6,Na-過剰型ポルーサイト:Cs_<1.0>Na_xAl_

<1+x>Si_<2-x>O_6を合成し,その熱膨張挙動を詳細に調査した。Cs-不足型ポルーサイトにおける熱膨張係数(473-1173K)は,Cs^+イオンを不足させることによって増大する空間の指標となる空隙率,並びに電荷バランスによって変化するAl/(Si+Al)比とも相関関係が得られることを明らかにした。Al/Si比を固定したNa-置換型ポルーサイトにおける熱膨張係数は,Cs^+イオンをイオン半径の小さいNa^+イオンに置換することによって増大する空隙率に応じて低熱膨張化するグループとNa置換量に関わらず一定の熱膨張係数を示すグループに大別された。つまり,空隙率のみに相関関係が得られるグループとAl/(Si+Al)比のみに相関関係が得られるグループに分かれることを見出した。このような違いはNa^+イオン,Cs^+イオンの配列に影響を受けるものと考え,強制的に配列状態を制御できるNa-過剰型ポルーサイトを合成した。Na過剰型の熱膨張係数は単独ではAl/(Si+Al)比,空隙率とも相関が得られたが,同じAl/Si比が変化する不足型も加えた場合,各パラメーターのみでは相関が得られなかったことから,Na^+イオン,Cs^+イオンの配列も熱膨張特性に影響を与えていることが確認できた。本研究では,立方晶ポルーサイト(CsAlSi_2O_6)をテンプレートとし,その結晶構造内のCsサイトに着目して,このサイトをイオン半径および価数の異なるカチオンで部分置換することにより,骨格構造を変えることなく,Al/Si組成比を変化させつつ結晶構造内のナノ空間率を制御する手法を確立し,それに基づいて創出した「ソフト構造」をもつ化合物の合成を試みている.本年度は,アルカリ土類金属部分置換型ポルーサイト化合物の粉末合成と熱膨張特性の測定・解析をおこなった.具体的には,多段階焼成法によりCsAlSi_2O_6のCs^+イオンを2価カチオンのアルカリ土類金属(Ba^<2+>)で部分置換したアルカリ土類金属部分置換型リューサイト化合物を多段階焼成法により合成した.その結果,ポルーサイト量論組成CsAlSi_2O_6の単位格子にある16個のCs^+イオンのうち5個のCs^+を置換できた.この化合物の化学組成はCs_<0.688>Ba_<0.156>AlSi_2O_6で表され,Cs^+イオンが30mol%以上置換されたことを示している.このようなBa^<2+>置換型ポルーサイトは,ポルーサイト量論組成CsAlSi_2O_6に見られる"室温からの急激な熱膨張"がみられず,ほぼ直線的な熱膨張を示した.さらに,Al/Si比=1.0/2.0から0.8/2.2となるようSiの割合を増大させたテンプレートCs_<0.8>Al_<0.8>Si_<2.2>O_6のCs^+をBa^<2+>で置換したCs_<0.6>Ba_<0.1>Al_<0.8>Si_<2.2>O_6は直線的な熱膨張を示したまま,低熱膨張化することが分かった.その平均熱膨張係数(室温900°C)は約1.0×10^<-6>K^<-1>となり,アルカリ土類金属イオン置換という試みによって低熱膨張性を示す新規な化学組成を有するポルーサイト化合物を見出すことに成功した.Ba^<2+>イオン置換によってCs^+イオンを減少させると,単位格子にナノ空間が増大する.この増大率はCs^+と同族のアルカリ金属による置換よりも効果的である.