hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
痴呆性高齢者に園芸療法を適用した看護ケアモデルの開発

本研究では、グループホームに入所中の痴呆性高齢者に園芸療法(以下、HTと称す)を適用し、痴呆症者への園芸療法の特有な効果を探ると共に、その有効性を検証した。また、グループホームに園芸療法を導入する際に重要となる至適条件について検討し、それらを総合的に分析・検討して、「痴呆性高齢者に園芸療法を適用した看護ケアモデル」を作成した。以下、各項目の概要を述べる。1.HTの効果の検証:HT適用群の高齢者の変化として、HT適用前後における認知機能や心理・精神的機能、社会的機能の得点の有意な上昇が認められた。一方、音楽活動適用群の高齢者では、心身機能や社会的機能ともに同水準で推移していた。定期的なアクティビティケアを導入していない高齢者群では、痴呆症状の有意な悪化(MMSE)及び身体機能(B-ADL)、社会的機能(SDRS)の有意な低下を認めた。なお、身体機能の向上のためには、HT実施時に身体活動を積極的に取り入れる工夫や、日常の運動量を増やすことが重要となることが示唆された。以上、本研究により、HTは、自然が有するさまざまな要素の活用を基盤としながら、人間と植物との相互作用を契機として、痴呆性高齢者の認知機能の改善や社会的機能の向上に寄与することが実証された。2.HTの導入で鍵となる事柄:HT導入における要検討事項として、1.実施施設のアセスメントと条件整備(環境、栄養等)、2.ボランティア・スタッフや職員の教育と適正配置、3.使用する植物の選定、4.痴呆性高齢者に適したHTプログラムの作成、5.HT適用者に対する導入前の説明と合意形成、6.個人のアセスメントとケアプランの導入の6点が挙げられる。このほか、身体機能の改善を図るための工夫や活動と栄養に関するバランス等、痴呆性高齢者の日常生活に着目した総合的観点からのアプローチが必要となることも明らかとなった。今後は、本看護ケアモデルを適用した認知症高齢者へのHTの効果に関するさらなる検証と共に、生活拠点や心身機能の異なる対象者別の「HTを適用した看護ケアモデル」の開発が望まれる。園芸療法(HT)は植物の特性を活用した補完・代替医療として今後の発展が期待されている。本研究では、グループホームで生活する痴呆性高齢者にHTを適用し多様な尺度を用いてその効果を調べるとともに、さまざまな視点から分析を進め、HTを適用した痴呆性高齢者の看護ケアモデルの開発を目的としている。今年度の調査では、痴呆性高齢者グループホームの高齢者27名(Aホーム14名、Bホーム13名)を実験群として、週1回3ヶ月間のHTを適用し、適用期間中の調査ならびに適用前・後とその3ヶ月後の各時期に心身機能や社会的機能などの変化を調査した。また、HTを適用しない2つのグループホームの痴呆性高齢者30名(Cホーム17名、Dホーム13名)を対照群として同様な内容の調査を行い、下記のような結果を得た。なお、それぞれの変化について有意差の検定をWilcoxon符号付き順位和検定にて行った。1.実験群ではHT適用前後でMMSEの得点ならびにSDRSの得点が有意に変化し、HTが痴呆性高齢者の認知機能や社会的機能に効果的に作用することが示された。

2.また、実験群では自律神経系活動において交感・副交感神経活動を反映する尺度ならびに副交感神経活動を反映する尺度が顕著に増加するなどの変化が認められ、HTが痴呆性高齢者の自律神経系活動を亢進させる可能性が示された。3.種々の臨床検査、骨塩量、日常生活動作など、身体機能に関する調査では、対照群Dホームの結果がもっとも良好であった。Dホームの場合、生活者の男女比やスタッフの年齢層、空間設計、近隣の環境などに他のホームとは異なる特徴がみられ、疾患を有する対象者が少ないことなどが認められた。なお、実験群Aホームでは同様の調査項目において、HTの適用により運動と栄養とのバランスに不均衡を生じた可能性が示唆される結果であった。4.HTの適用における高齢者の変化として、環境への適応、役割獲得、関係形成、生活リズムの正常化、全人的回復、精神の安定、生活の活性化などが認められた。5.園芸療法の適用に際しては、対象者の身体機能の程度や疾患の有無、運動と栄養とのバランスを考慮した個別のHTプログラムの提供、スタッフに対する研修、屋内外の実施空間の確保と工夫、終了後のフォローなどが検討課題として抽出されている。また、補完・代替医療やHTの先進事例に関する海外調査では、メルボルンのスインバーン工科大学とその関連のガン代替医療施設や統合診療施設、ビクトリア州園芸療法協会関連の病院、施設を訪問し、今後におけるHTの研究・普及上、極めて有益な情報収集ならびに人的交流が行われた。以上、今年度の結果からHTを適用した看護ケアモデル案を作成し、それを次年度の調査に反映させてモデルの完成を目指す予定である。本年度の研究では昨年度の研究結果に基づき、HTの適用施設の選定や導入方法、スタッフ教育等に配慮した看護ケアモデル案を作成して再度、痴呆性高齢者グループホームの高齢者にHTを適用し、さらなる検討を加えた。その結果、HTの重要概念ならびに要素の抽出とともに、HTを適用した看護ケアモデルの開発が進められた。以下にその概要を述べる。まず、HTの効果の検証では次のような結果が得られている。HT適用群のAホーム12名(男性5名、女性7名)の高齢者(平均年齢79.1±4.4歳)の変化として、適用前後における認知機能(MMSE、HDSR)の改善傾向や社会的機能の得点の有意な上昇が認められた。一方、音楽療法適用群Bホーム13名(男性7名、女性6名)の高齢者(平均年齢83.2±5.1)では、心身機能や社会的機能ともに同水準で推移していた。また、定期的なアクティビティケアを導入していないCホーム15名(男性4名、女性11名)の高齢者(平均年齢83.4±7.5)では、精神機能(NMS)や痴呆症状(DBD)の有意な悪化と身体機能ならびに社会的機能(SDRS)の有意な低下を認めた。なお、昨年度の調査結果でも、HTは自然が有するさまざまな要素の活用を基盤として、人間と植物との相互作用を契機に痴呆性高齢者の認知機能の改善や社会的機能を活発にさせることが実証されており、今年度の調査はそれをさらに強化するような内容であった。特に今回のHTの導入で留意した点として、1.実施場所の環境整備、2.ボランティア・スタッフや職員の教育と適正配置、3.使用する植物の選定、4.痴呆性高齢者に適したHTプログラムの作成、5.HT適用者に対する導入前の説明と合意形成、6.HT適用に関するアセスメントとケアプランの導入の6点が挙げられる。
単色ガンマ線源のための光蓄積装置の開発

レーザーコンプトン散乱(LCS)による高輝度ガンマ線源は原子核共鳴散乱を用いた非破壊検査装置にとって非常に有用なプローブであり、単色LCS光源の開発により非破壊検査の劇的な精度向上が図れる。LCS光源の単色性は短パルスレーザーのエネルギー広がりによって制限されるので、狭帯域レーザーを用いる必要がある。本研究では、狭帯域レーザーに適した光蓄積装置の開発を行った。光蓄積装置として非対称ファブリペロー共振器を提案し、光蓄積装置として機能させるためには、その共振器を放物面鏡により構成する必要があることが明にした。また、鏡の加工誤差やミスアライメントの影響についてレイトレイス法を用いて評価した。核共鳴散乱を用いた同位体の非破壊分析などの光源として必要性が高まっている単色ガンマ線生成のためのレーザー・コンプトン散乱において、エネルギー広がりが1万分の1以下のガンマ線を生成することを目的とした単一波長・低繰り返しのレーザーを蓄積し効率よく利用するための光蓄積装置の研究を進めている。3ヵ年の研究計画の2年目にあたる平成24年度は、以下を実施した。(1)平成23年度に光共振器の設計をもとに制作した軸対象放物面ミラーの形状の測定・評価を行い、試作したミラーの形状は放物面形状から±数ミクロンのずれがあること、このずれはミラーの製作工程において形状計測のフィードバックが行えないことに起因していることが分かった。(2) (1)の問題を解決するための、容易な形状計測方法を提案し、今後、その測定方法についての実証を行う予定である。(3)電子ビームと衝突させレーザー・コンプトン散乱実験のために、電子銃試験用ビームラインに光共振器を設置するための真空チャンバを設計・制作した。核共鳴散乱を用いた同位体の非破壊分析などの光源として必要性が高まっている単色ガンマ線生成のためのレーザー・コンプトン散乱において、エネルギー広がりが1万分の1以下のガンマ線を生成することを目的とした単一波長・低繰り返しのレーザーを蓄積し効率よく利用するための光蓄積装置(光共振器)の研究を進めた。3ヵ年の研究を通して以下の成果が得られた(最終年度の主な成果は(4))。(1)数値計算により光共振器の評価を行った結果、球面ミラーを用いた従来型では、周回ごとの周回時間差の発生、球面収差による不十分な集光性により、機能しないことを明らかにし、この問題を解決するために、放物面鏡を用いることで光蓄積装置を実現できることを示した。(2)数値計算を基に放物面鏡を試作、形状の測定を行い試作したミラーの形状は放物面形状から±数ミクロンのずれがあること、この形状誤差は製作工程において形状計測のフィードバック加工を行っていないことに起因していることが分かった。(3)レーザー・コンプトン散乱実験のために、電子銃試験用ビームラインに光共振器を設置するためのミラーホルダ、真空チャンバを設計・製作した。(4)試作したミラーでの光蓄積に与えるミラー形状誤差の影響を数値計算により評価し、このミラーでは当初期待していた蓄積性能が得られないことが分かった。また、十分な蓄積性のを得るためにはサブnm程度のきわめて高い加工精度が必要であることを示した。また、光共振器のミスアライメントの影響に評価を行い、断面方向のアライメント精度は10μm程度まで許容され、ビーム軸法のアライメントに関しては、波長単位で現れる整合点が±1μm程度の範囲に限られることが分かった。平成23年の東日本大震災後の修復工事のため、レーザー・コンプトン散乱実験はまだ開始されていないが、引き続き作業を進め実験を継続していく予定である。核共鳴散乱を用いた同位体の非破壊分析などの光源として必要性が高まっている単色ガンマ線生成のためのレーザーコンプトン散乱において、エネルギー広がりが1万分の1以下のガンマ線を生成することを目的とした単一波長・低繰り返しのレーザーを蓄積し効率よく利用するための光蓄積装置の研究を進めている。3ヵ年の研究計画の1年目にあたる平成23年度は、以下を実施した。(1)レイトレーシング法を用いた数値計算により非対称ファブリペロー型共振器の詳細設計を行った。この結果、球面ミラーを用いた従来の光共振器では、周回ごとの周回時間に差の発生、球面収差による不十分な集光性により光蓄積装置として十分に機能しないことが分かった。(2) (1)の問題を解決するために、放物面鏡を用いて、非対称ファブリペロー型共振器を構成することを発案し、同様の数値計算により検証を行った。この結果、(1)の問題を解決でき光蓄積装置として十分に機能することが分かった。

(3) (2)の詳細設計を基に、放物面鏡及び電子ビームの通るビームラインに挿入可能なミラーホルダを製作し、実際の放物面鏡を用いた非対称ファブリペロー型共振器でのHe-Neレーザーの蓄積実験に着手した。本課題で達成しようとしている非対称ファブリペロー型光共振器でのレーザー光の増倍のためには通常使われる球面ミラーではなく放物面ミラーを用いる必要があることが、初年度の研究により明らかになった。しかしながら、放物面鏡の製作・計測にはいくつかの技術的課題がありそれらを明確にする必要があった。放物面鏡の採用は計画当初にはなく、研究を進めてきた中で発案されたものである。放物面鏡の計測・評価は本課題遂行のために必要不可欠であり、試作した放物面鏡の計測・評価に時間を要したために、当初の計画からやや遅れている。当初の計画通りに、ファブリペロー型共振器の詳細設計、製作を行い、レーザー光の蓄積実験に着手できた。ファブリペローを構成するミラーとして、放物面鏡を採用することで、周回ごとの同期と非常によい集光性が得られることを数値計算により明らかにできたことは、本課題の目的を達成する上で非常に大きな進展であった。平成24年度に行う計画であった真空中でのレーザーコンプトン散乱実験に向けたレーザー光の蓄積実験を進めるとともに、数値計算を用い共振器に必要とされる放物面鏡の表面の精度、アラインメント精度についての検討を進めていく。さらに、光共振器を電子銃のビームラインに設置し、蓄積したレーザー光に電子ビームを衝突させてコンプトン散乱光を発生させ、電子ビームのエネルギー広がりを反映した光が発生していることを確認し、本課題の目的を達成する予定である。2年目は1年目に製作した光共振器を用いて、真空中でのレーザーコンプトン散乱実験に向けたレーザー光の蓄積実験を進める。また、数値計算を用いた共振器に必要とされるミラー表面の精度、アラインメント精度についての検討を進めていく。3年目はこの光共振器を電子銃のビームラインに設置し、蓄積したレーザー光に電子ビームを衝突させてコンプトン散乱光を発生させ、電子ビームのエネルギー広がりを反映した光が発生していることを確認し、本課題の目的を達成する予定である。光共振器を電子銃試験用ビームラインに設置するために必要な真空部品、放物面鏡の形状計測および評価に必要な光学部品などの消耗品に研究費を使用する計画である。また、、加速器学会、原子力学会などで、それまでの成果について発表する予定であり、このために参加費、旅費などにも研究費を使用する計画である。次年度は、真空中でのレーザー光の蓄積実験を行う予定であり、そのための真空チャンバの製作および真空部品に研究費を使用する計画である。また、加速器学会、原子力学会などで、昨年度までの成果について発表する予定であり、このために参加費、旅費などにも研究費を使用する計画である。
統合失調症における遺伝要因構築の新規認識方法の開発ー失われた遺伝率を求めてー

統合失調症の全ゲノム関連解析では、複数個のリスクとなりうる遺伝子が同定されている。しかし、それらのみでは遺伝率の全てを説明することが出来ず、この「失われた遺伝率」を説明するために、稀な変異の関与が考えられる。本研究では、5000名のサンプルを用いたGWASとターゲットリシークエンスを行った。しかし、頻度の高いSNPあるいは稀な変異においても有意な関連は得られなかった。ポリジェニックを利用した解析を実施した所、本サンプルにおいて、確実に遺伝要因が存在することが示唆されている。したがって、この失われた遺伝率を説明するためには、本サンプル数では検出力不足であり、さらなるサンプル数が必須である。昨年度までにCD-CVに基づく全ゲノムSNP解析を実施し、リスクとなりうる候補遺伝子多型を同定した。これらについて、独立したサンプルを用いた追試を今後行っていく。また、既報の全ゲノムSNP解析から確実なリスクとされている遺伝子および最も可能性が高いと考えら得れるパスウェイの一つであるPost Synaptic Density(PSD)と関連する遺伝子群などのターゲットリシークエンシングを行った(400名の統合失調症と同数の対照者)。その結果、nonsense mutationやframe shiftを起こすins/delを同定した。こられについても今後、追試を行うことでvalidationを図っていく。世界中で多数の統合失調症に対する遺伝子研究が行われているが、全ゲノム解析が立脚するCommon Disease Common Variants(CD-CV)仮説のみでは、統合失調症の遺伝要因の全てを説明できていない。他方、次世代シーケンシング技術の到来を受けて、Common Disease Rare Variants(CD-RV)仮説による研究が推進されている。本研究では、CV、RV双方の観点を検討することで、統合失調症発症メカニズムの遺伝的寄与に迫ることを目的としている。現在までに、Common variantを検討するGenome-wide association study(GWAS)を完了、またrare variantに対するscreeningとして、400名の統合失調症及び同数の正常対照者のtarget resequencingを完了している。さらに、それらの結果で有意な傾向にある多型・変異の追試もほぼ完了している。その中で、CVにおけるHLAの関与が有意な関連を示しており、現在最終確認を行っている。しかし、RVにおいては、追試を含めると有意な変異は消失してしまい、検出力不足が考えられる。今後、これらをまとめ、遺伝的リスクのscoringを行うなど、モデル化を進める。統合失調症のリスクとして、頻度の高いSNP、稀なSNVの関連性を検討する解析を行い、包括的な統合失調症の遺伝的リスクの検討を行った。頻度の高いSNP関連解析として、統合失調症2000名と、正常対照者3000名の全ゲノム関連解析(GWAS)を施行したが、最も有意な関連でも、P-10-7レベルと、ゲノムワイドな有意水準に達するSNPは同定できなかった。他方、500名の統合失調症サンプルを用い、1Mbに渡る候補遺伝子(既報のGWASをもとに選出)のターゲットシーケンスを行い、loss of functionとなりうる50個のSNVとIns/Delについて、2000名の統合失調症と同数の正常対照者で関連解析を行った。しかし、ここでも有意な関連を認めることが出来なかった遺伝的スコアとして、polygenicモデルを用いて、リスクとなりうるSNP/SNVが統合失調症で多いかを検討した。本解析では、2個のデータセットが必要であるため、恣意的にGWASデータを2個に分割し、一つのデータセットでリスク定義、もう一つのデータセットでリスクSNPのエンリッチを調べたところ、有意に統合失調症に高いpolygenic scoreを認めた。本結果により、頻度の高いSNPは、統合失調症のリスクは現時点で確実に存在することが判明したが、その寄与率からは、予測が将来的に可能とすることは、莫大なサンプル数が必要となることが推測された。また、稀なSNVなどによるrare variantの寄与は、現在のところ不明であり(我々のSNV/CNVの発見自体が検出力不足の可能性が高いため)、さらなるサンプル数を用いたhigh effect sizeを持つ稀な変異を同定することが必要である。GWAS、target resequencingにおいて、追試もほぼ完了している。27年度が最終年度であるため、記入しない。精神科遺伝学GWAS、target resequencingの追試を確定させ、どの遺伝子がリスクとして確実かを同定する。また、それらの結果を利用し、疾患と正常対照者をわける遺伝的リスクのスコア化を行い、遺伝的差異の有無を明確化したい。日本人サンプルを用い、CD-CVに基づく全ゲノムSNP解析を実施した。サンプル数は2000名の統合失調症と、6000名の対照者と大規模なものである。

その結果、単独で「確定的有意水準(genome-wide significance: P<5E-8)」を示す遺伝子多型は同定できなかったが、PがE-7レベルのシグナルを複数同定している。その中のシグナルの一つは、過去に行われた白人サンプルを用いた研究でも同定されているMHC領域であった。27年度が最終年度であるため、記入しない。残額は、必要な消耗品(遺伝子解析用)を購入するには足りないため27年度が最終年度であるため、記入しない。今後、全ゲノムSNP解析で同定されたトップヒットSNPに関して、独立したサンプルでの追試を行い、確定的有意水準を示すかを検討し、日本人独自の統合失調症リスク遺伝子同定を目指していくと同時に、「真のリスク遺伝子多型」同定を目指したdense mappingも行っていく予定である。さらに、候補領域から同定されたrareなvariantについても、common variant解析と同様に追試を行い、CD-CVのみならず、CD-RVを考慮した「リスク遺伝子」同定を目指していく。これらの解析で同定された結果より、リスクとなりうる対立遺伝子の数などから算出し、scoringするなど、疾患の有無を予測されるためのモデル構築を目指す。本年度の予算と合わせ、試薬を購入する27年度が最終年度であるため、記入しない。残額予算では、追試解析に使用する消耗品予算を超えてしまうため、平成26年度予算と合算して目的とする試薬を購入する。合算した予算で、消耗品を購入する予定。
末稍血による頭頸部扁平上皮癌転移の予測法の開発

本研究の主旨を説明し、同意が得られた口腔癌患者の原発巣癌細胞および末梢血中癌細胞を採取し、サイトケラチン19、CD44とそのバリアントフォーム(s,v6,v9)、およびMMPの遺伝子発現をRT-PCR法で比較した。なお、原発巣癌細胞は、手術材料の薄切切片からlaser-captured microdissection法で採取した。得られた結果は以下の通りであった。1抗上皮抗体でラベルした磁気ビーズで血中癌細胞の捕捉を行い、5mlの全血から50個の癌細胞の検出が可能であった。2サイトケラチン19mRNAは、原発巣癌細胞および血中癌細胞の半数にその発現が見られた。3CD44mRNAは、原発巣癌細胞には発現していなかった。一方、血中癌細胞ではCD44およびそのバリアントフォームのいずれもmRNAの発現が多くの症例で観察された。4MMP(2,7,9)mRNAの発現は原発巣癌細胞で発現していたが、血中癌細胞には発現していなかった。5ヌードラット背部皮下に高転移能をもつ舌癌由来細胞株SCCC,SAS,N2NAを移植し、所属リンパ節、肺などに転移巣を作成した。現在、原発巣、転移巣、および血中癌細胞における上述の遺伝子発現を比較検討中である。以上の結果から、原発巣癌細胞と末梢血中癌細胞のそれぞれの遺伝子発現様式は異なっていることが示唆された。口腔扁平上皮癌細胞株NAおよびHSC4を用い,磁気ビーズを用いて末梢血中扁平上皮癌細胞の検出について基礎的な検討を行うとともに,同意の得られた口腔扁平上皮癌患者8症例についてこのシステムによる末梢血中癌細胞の検出とその性状解析を行い,以下の結果を得た。1.ヒトの末梢血中に浮遊させた各種細胞数のNAおよびHSC4を抗上皮抗体(Ber-EP4)を付着させた磁気ビーズ(veritas社)で補捉し、poly(A)+RNAを抽出してCD44の各種バリアントの発現をPT-PCR法で解析した。その結果,NA,HSC4両細胞株ともにCD44S,V6,V9を発現しており,これらを標的としたRT-PCR法では5mlの全血中50個の癌細胞が検出可能であった。2.口腔扁平上皮癌患者の末梢血5mlを採取し,磁気ビーズを補捉した細胞のCD44の発現を検討したところ,全症例にCD44S mRNAの発現が,CD44V6においては2症例にcd44V9においては7症例に,そのmRNAの発現が認められた。以上の結果から磁気ビーズを用いた末梢血中扁平上皮癌細胞の検出,およびその性状解析の可能性が示唆された。
インターネットのトラヒック源のモデル化と測定による検証

1.Eコマースサイトのウェッブページのデザイン評価ウェブページに表示されるリンクを逐次選択しながらターゲット情報が提供されているページにたどり着く過程をMarkov連鎖確率過程としてモデル化した。各リンクが選択される確率は、認知工学の技法を用いて計算された百科事典の見出し語間の類似度データベースの検索から自動的に計算して決めることにした。例として、現実の3つの航空会社のiモード航空券予約サイトをMarkov連鎖でモデル化し、予約完了までに要する平均クリック数と操作時間を計算した。その結果、ユーザの習熟度に応じて、3社のサイトの効率の特徴に違いがあることを示した。2.セルラ移動体通信網におけるハンドオーバ数の評価と最適端末位置管理セルラ移動体通信網において、1つの通話中に横切るセルの数(ハンドオーバ数)を評価するモデルを再生過程という確率過程の理論を応用して構築した。また、セルラ移動体通信網においては、基地局が移動端末の位置を時々刻々に記録しておくことが必要であるが、そのコストを節約するために、端末が一定数のセルを横断するごとにページングにより位置を報告させるものとする。端末が通話中に横断するセルの数を遅延再生確率過程でモデル化し、位置管理のコストを最小にするような更新頻度を決定する方法を研究した。3.波長分割多重方式の光通信網における波長割り当てと経路選択の高速解法大規模な波長分割多重方式の光通信網において、送受信の要求が静的に与えられていると仮定するとき、波長割り当てと経路選択を高速で行なう2つのアルゴリズムを開発した。これらを、茨城県および関東地方のNTT電話局の位置から構成した仮想網に対して適用し、既存のアルゴリズムと比較すると、実行速度が格段に短いことが示された。1.セルラ移動体通信網におけるハンドオーバ数の評価モデルセルラ移動体通信網において、1つの通話中に横切るセルの数(ハンドオーバ数)を評価するモデルを再生過程という確率過程の理論を応用して構築した。通話時間とセル内滞在時間に対するいつくかの確率分布について計算した結果、最近の業務によく現れる裾の長い通話時間分布の場合には、ハンドオーバ数の分布も裾が長くなることが分かった。また、同様のモデルを用いて、移動体の位置管理における位置情報の最適更新時間を計算した。2.Eコマースサイトのウェッブページのデザイン評価ユーザにとってのウェッブページからの入力効率を数値的に評価する方法を開発するために、例として3つの航空会社のiモード航空券予約サイトをMarkov連鎖でモデル化し、予約完了までに要する平均クリック数と操作時間を計算した。3.待ち行列システムの解析通信トラヒックの性能解析の基礎となるいくつかの待ち行列モデルを、確率過程論の応用により解析した。特に、MPEGフレーム列の入力を表す半Markov集団到着とそれに干渉するPoisson到着をもつ複数サーバの待ち行列システムについて、応答時間を評価した。また、波長分割多重方式光通信網における回線使用の効率評価のために、サーバの休止時間中も一定の割合でサービスが行われる待ち行列システムを、部分Markov過程の理論を応用して解析した。1.ウェッブページナビゲーションの確率モデルウェブページに表示されるリンクを逐次選択しながらターゲット情報が提供されているページにたどり着く過程をMarkov連鎖確率過程としてモデル化した。各リンクが選択される確率は、認知工学の技法を用いて計算された百科事典の見出し語間の類似度データベースの検索から自動的に計算して決めた。そして、ウェブサイトのリンク構造全体の推移確率行列、ターゲットページへの到達確率、および平均到達クリック数等を、数値計算により求める方法をプログラム化し、実際のサイトに適用した。2.セルラ移動体通信網における最適端末位置管理セルラ

移動体通信網においては、基地局が移動端末の位置を時々刻々に記録しておくことが必要であるが、そのコストを節約するために、端末が定数のセルを横断するごとにページングにより位置を報告させるものとする。端末が通話中に横断するセルの数を遅延再生確率過程でモデル化し、位置管理のコストを最小にするような更新頻度を決定する方法を研究した。3.波長分割多重方式の光通信網における波長割り当てと経路選択の高速解法大規模な波長分割多重方式の光通信網において、送受信の要求が静的に与えられていると仮定するとき、波長割り当てと経路選択を高速で行なう2つのアルゴリズムを開発した。これらを、茨城県および関東地方のNTT電話局の位置から構成した仮想網に対して適用し、既存のアルゴリズムと比較すると、実行速度が格段に短いことが示された。
パラリンピック選手の競技力強化のためのロボットスーツを用いたトレーニング法の開発

近年、リハビリテーションにおけるロボットの活用は発展している。本研究では車椅子スポーツ選手のためのロボットを用いたトレーニング方法を提案する。本研究では,動作解析システムを使用し、運動前後の投球パフォーマンスを比較した。生体電位をトリガーとする外骨格ロボットであるHAL(Hybrid Assistive Limb)を用い,500回の繰り返し運動を実施した。即時効果として体幹の安定性増大,肩関節可動域の拡大,投球速度の増大がみられた。本研究の結果は、ロボットを用いたトレーニング方法の有効性を示すと考えた。平成26年11月に動作筋電計が納入され,12月に動作解析システムとの同期計測を確認した.平成27年3月,4回にわたり大阪にて脳性麻痺者ボッチャ選手へのHALを用いたトレーニング方法のデモと打ち合わせを実施した.対象:ナショナルレベルのボッチャ選手1例(21歳,男子,脳性麻痺痙直型両麻痺,電動車椅子使用)ロボットスーツHALを用いたエクササイズの実施,効果の検証:モーションキャプチャ装置(vicon612)を用いて運動計測を行い,即時効果としてHALを用いたトレーニング前後の比較,さらに短期効果としてエクササイズ期間(毎週1回,5週間計5回,1回につき1時間)前後の比較を行った.仮説:車椅子使用者の投擲競技において重要な点は,座位でのバランス機能である.このバランス機能は骨盤を制御する股関節周囲の筋機能に依存する.一方,長期間の車椅子上での生活は,股関節周囲筋の活動を必要としない.従って,股関節周囲の筋収縮を学習することで,バランス機能,投擲能力が向上すると考えた.しかし,股関節周囲筋の活動を最も必要とする姿勢動作は立ち上がり,立位,歩行であり,自重を支持することが困難な車椅子使用者にとって筋活動を学習する機会はほとんどない.本研究ではロボットスーツHALを用い,自重の支持を軽減させ,さらに筋収縮により関節運動が起こるフィードバックを増強させた.また,負荷の軽減により,運動学習に必要な繰り返し回数(500回)が実現できると考えた.結果: 1例ではあるが,即時効果,短期効果共に発現が確認できた.また,エクササイズの後に開催された競技会においてエクササイズ前と比較して,目覚ましい成績向上を示した.選手と研究分担者のスケジュールが合わなかったため.目的:重度障害を持ったボッチャ選手に対するロボットスーツHALを用いたエクササイズ効果の検証対象:ナショナルレベルのボッチャ選手1例(21歳,男子,脳性麻痺計直型両麻痺,電動車椅子使用).方法:ロボットスーツHALを用いたエクササイズの実施,効果の検証,モーションキャプチャ装置(VICON 612)を用いて運動計測を行い,即時効果としてトレーニング前後の比較,さらに短期効果としてエクササイズ期間(毎週1回,5週間計5回,1回につき1時間)前後の比較を行った.仮説:車椅子使用者の投擲競技において重要な点は,座位でのバランス機能である.このバランス機能は骨盤を制御する股関節周囲筋の機能に依存する.一方,長期間の車椅子上での生活は,股関節周囲筋の活動を必要としない.したがって股関節周囲筋の筋収縮を学習することで,バランス機能,投擲能力が向上すると考えた.しかし,股関節周囲筋の活動を最も必要とする姿勢動作は立ち上がり,立位,歩行であり,自重を支持することが困難な車椅子使用者にとって筋収縮を学習する機会は殆どない.本研究ではロボットスーツHALを用い,自重の支持を軽減させ,さらに筋収縮により関節運動が起こるフィードバックを増強させた.また,負荷の軽減により運動学習に必要な繰返し回数(500回)が実現できると考えた.結果:1例ではあるが,即時効果,短期効果ともに発現が確認できた.また,エクササイズ期間の後,開催された日本選手権ではメダル獲得という目覚ましい成績向上を示した.さらにエクササイズ前は全介助で行っていた立ち上がり動作が1年後に独力で可能となった.近年、リハビリテーションにおけるロボットの活用は発展している。実験機材の納品が遅れたため.対象となる強化選手がパラリンピック出場先行を兼ねた大会とのスケジュール調整に時間を要しているため.リオパラリンピックの出場選手の選考は終了したため,本研究の対象者を東京パラリンピックにむけた10代の若手に限定し,強化合宿の際,実験を行う.障がい者スポーツバイオメカニクス平成27年7月に主要大会が終了し,8月に集中的なトレーニングが可能となるため,特に学齢期のジュニアを中心に実施を計画している.当初,強化合宿の際,機材を持ち込み実験を実施する予定だったが,合宿のスケジュールが過密となるため実施が困難であった.そのため鈴鹿医療科学大学に通うことのできる愛知県在住の選手1名のみの実験を実施した.昨年度,実験機材納入遅れと選手の大会スケジュール調整のため,実験の開始が遅れており,実験の実施が延期されているため.対象者を東京パラリンピックにむけたジュニア,若い選手とし,当初の予定通り,大阪で合宿の際,HALでのエクササイズ,大阪府立大のモーションキャプチャ装置による計測を実施する.平成27年8月に集中的にトレーニングと計測を実施する.
多発性嚢胞腎におけるWNKキナーゼを介した高血圧メカニズム

PHAIIを起こすWNK4R1185C変異において、1190Sの過剰リン酸化を発見し、これが培養細胞系、さらには動物においてもインスリンによって制御されることを解明し、高インスリン血症の塩分感受性高血圧の原因の一因を担っている可能性を発見した。多発性嚢胞腎におけるWNK-OSR1/SPAK-NCCカスケードの破綻は明らかではなかったPHAIIを起こすWNK4R1185C変異において、1190Sの過剰リン酸化を発見し、これが培養細胞系、さらには動物においてもインスリンによって制御されることを解明し、高インスリン血症の塩分感受性高血圧の原因の一因を担っている可能性を発見した。多発性嚢胞腎におけるWNK-OSR1/SPAK-NCCカスケードの破綻は明らかではなかった本研究は常染色体優性多発性嚢胞腎(以下ADPKD)の合併症であり、死因と大きく関わっている高血圧のメカニズムをPKD1ノックアウトマウスを用いて解明しようとする研究である。1:ADPKDマウスにおける高血圧の研究帝京大学泌尿器科堀江重郎教授より供与されたPkd1ノックアウトマウスをB6マウスと交配し、ヘテロマウスを作製した。同腹の野生型とヘテロのマウスに高塩分食、通常食、低塩分食を負荷し、テイルカフ法による血圧測定を行った。高塩分食による血圧上昇傾向を認め、ヒトと同様に塩分感受性高血圧を呈する可能性を示した。今後、さらにデータを取り、必要に応じてテレメトリー法での血圧測定を検討する。Pkd1ヘテロマウスにおいてWNK4-OSR1/SPAK-NCCリン酸化カスケードが野生型と比較してどのように変化しているかを観察した。Pkd1ヘテロマウスにおいてリン酸化NCCの発現は野生型と比べて高塩分食による減少を認めなかった。これはPKDモデルの本マウスにおける高血圧にNCCの過剰リン酸化が関わっている可能性を示している。今後、OSR1、SPAK、NCCの発現量とリン酸化の評価を行い更なるメカニズムの解明を行う。3:管腔形成におけるWNK1の働きの研究C.elegansにおいてWNK1の発現を抑制したところ、尿管の形成不全が起きたという報告があり、尿路における管腔形成にはWNK1が必要である可能性が示唆された。そこで、WNK1強制発現MDCK細胞を作成し、3Dコラーゲンジェルを用いてtubulogenesis assayを行ったが、管腔形成に大きな差は認めなかった。1:常染色体優性多発性嚢胞腎(以下ADPKD)の合併症であり、死因と大きく関わっている高血圧メカニズムへの関与をPKD1ノックアウトマウスを用いて解明しようとした。Pkd1ノックアウトマウスをB6マウスと交配し、ヘテロマウスを作製し、高塩分食によるNCCリン酸化の差異を評価したが、平均して増加傾向ではあったが有意な差ではなかった。2:同時に行った、偽性低アルドステロン症II型の研究により、我々の研究しているWNK4-OSR1/SPAK-NCCリン酸化カスケードがインスリンによって制御されていることを細胞とマウスで確認をした。これは、メタボリックシンドローム等、高インスリン血症を来す疾患群において、同カスケードの亢進によって塩分感受性高血圧を来す可能性を示しており、研究を発展させることにより、新しい肥満高血圧患者の治療戦略の指針を示すものである。結果として、平成21年度は査読付き英文誌への論文4報、海外学会発表2例、国内学会発表1例を行うことができた。
小学校国語科における活用力を育てる授業のあり方に関する研究

活用型授業を「既習事項明示型」「活用状況設定型」「活用場面付加型」「授業内活用確認型」「関連学習型」の5類型に整理して実践事例を分析した結果、活用実行型が多く活用想定型が少ないことを明らかにした。既習事項明示型とは当該単元または当該授業の学習において活用される既習事項を学習者に提示して行うものである。活用状況設定型とは実際には活用まで行わないが仮に当該の学習内容を活用するとしたらどのような状況が考えられるか学習者に提示するものである。活用場面付加型とは実際に単元の終末の時間に学習内容を活用する活動を行うものである。これを単位時間内に行うものが授業内活用確認型である。関連学習型はたとえば読解学習で習得した文章構成に関する知識を自らの表現活動で使用すると言った「読み書き関連学習」などである。さて、分析の結果他にも教科内活用型が多く、他教科活用型や実生活活用型が少ないことが明らかになった。さらに、技能活用型が単元をまたぐ長いスパンに見られ、内容活用型が単元内などの短いスパンに見られることも明らかにした。これは、いわゆる活用型授業を実践する際の現場の指針になる基礎情報であり、言語活動の充実のあり方に対する示唆でもある。初年度の研究開始後まもなく研究分担者の大熊徹の編著『小学校国語科「活用型」学習の授業モデル』『中学校国語科「活用型」学習の授業モデル』が刊行(2009年8月)された。同書で示された「活用力」の概念規定と「活用型学習」の3類型(実生活に活用・国語科で活用・他教科で活用)と、研究代表者の提案する5類型(既習事項明示型・活用状況設定型・活用場面付加型・授業内活用確認型・関連学習型)及び「活用力」を育てる単元・授業の要件(仮説)を整理して、研究のコンセプトや研究の方向性を明らかにすることができた。このコンセプトを基準にして、研究メンバーごとに実践資料を収集・分析し、実証的に研究を進めた。研究代表者の成田雅樹は、秋田市立東小学校の協力を得て1年間継続的に授業づくり・実践検証にかかわって資料収集・分析及びコンセプトの修正をはかった。研究課題にかかわって、この1年の研究過程で見いだされた課題は以下の通りである。(1)学習者の活用意識に基づく活用状況の自己確認の必要(機能評価・自己総括的評価)。(2)思考力・判断力の発揮状況を教師が評価するための言語活動と表現力との関係の整理。(3)国語学力が必要になる日常生活場面・他教科の学習場面・国語科の学習場面の洗い出し。(4)国語科内の領域関連学習型の単元・授業(横の関連・共時的関連)と同一領域内での系統的積み重ねにおける単元・授業(縦の関連・通時的関連)の整理。(5)教材や学習者の実態に即した思考力・判断力・表現力の具体例の集積。(6)思考力・判断力・表現力の大まかな発達段階の設定。また、予想していたことであるが実践資料が「C読むこと」領域に偏っている。さらに学校現場との連携を要する研究であるため、資料収集が計画通りに進まないことがあった。そこで、次年度は収集が遅れている領域・学年について、現場教師から過去の実践資料の提供を受けることを考慮する。平成22年度は、21年度の研究課題6点を念頭に置きながら、活用型単元・授業の実践事例の収集と分析を進め、次のような成果を得た。すなわち活用型授業の成立を判断する際の5つの観点(活用実行か否か/活用のフィールドの別/習得と活用との相対的関係/活用を含む時間スパンの別/習得と活用の言語活動)と、これに該当する13の型、及び型を組み合わせたタイプである。また活用構造を分析する際の4つの要素(活用資源である既習事項/活用の目的/既習時と活用時の言語活動/活用の過程で働く思考力・判断力・表現力)も明らかにすることができた。以上の成果は、C領域の活用型授業成立要件の考察として、研究代表者が論文にまとめた。

また秋田県横手市立大森小学校の協力を得て、研究代表者がA領域の分析を進め、同校の公開研究会における全体講評や秋田県教育委員会北教育事務所主催の実践研究発表会における講演のための資料として整理した。一方、研究の最終年度である23年度に向けた課題も明らかになった。第1に、収集事例が乏しいB領域と言語事項の分析・考察につとめること。第2に、思考力・判断力・表現力を指導案に明示する方法の提案と事例を通して分析すること(これは評価論から活用型授業の成立要件を考察することに通じる)。第3に、教材論・学習形態論の視点からの分析を進めること(これは新しい学習指導要領に準拠した改訂教科書の学習の手引きにおける、活用型単元・授業の反映の工夫を考察することでもある)。本研究は、基礎的・基本的な知識や技能を活用する力の育成を目指している平成20年改訂学習指導要領が本格実施される(小学校が平成23年度から、中学校が平成24年度から)平成23年度末をもって研究成果をとりまとめる計画で進めてきた。目指すところは、活用する力を育てるための単元や授業の構成、および具体的な指導法に関する条件を明らかにすることであり、かつその条件にあてはまる実践事例を収集することである。これについては、平成24年3月に発行した成果報告書にあるように、「既習事項明示型」「活用状況設定型」「活用場面付加型」「授業内活用確認型」「関連学習型」の5類型と、これを観点にした事例分析の結果をまとめた。個々の実践事例については、該当する5類型の組み合わせによって特徴を把握し、全体的には、活用実行型が多く活用想定型が少ないことを明らかにした。また、教科内活用型が多く他教科活用型や実生活活用型が少ない実態も明らかになった。さらに、技能活用型が単元や学年をまたぐ長いスパンで実施される傾向があるのに対して、内容活用型は単元内の短いスパンの実践が多いことも明らかになった。以上の研究目的に関わる成果の他に、研究過程において「活用の資源(内容か技能か)」「活用の目的設定(課題解決か新規学力習得か)」「活用のための言語活動(領域と具体的な形態)」「活用の過程で発動する思考力・判断力・表現力」という4つの着眼点を開発したことも成果といってよいであろう。
新教育行政基本法制下における地方教育行政改革に関する理論的・実践的研究

2006年の教育基本法改正及び2007年地方教育行政の組織及び運営に関する法律・学校教育法の改正は、地方教育行政及び学校管理への目標管理システムの導入を促進する意味をもっていた。全国学力テストの実施や学校評価・教員評価はその一環を成すものであることが確認された。他方、教育振興基本計画による目標管理は当初予想されたほど強い統制力は発揮していないことが確認された。教育基本法及び地方教育行政の組織及び運営に関する法律の改正によって形成された新たな教育行政に関する基本法制の下で現実の地方教育行政がいかに変質・変容するかを調査分析し、また海外における先行事例との比較分析を通して、今後における地方教育行政改革の課題と問題点を解明しようとする2006年の教育基本法改正及び2007年地方教育行政の組織及び運営に関する法律・学校教育法の改正は、地方教育行政及び学校管理への目標管理システムの導入を促進する意味をもっていた。本研究は、教育基本法及び地方教育行政の組織及び運営に関する法律(以下、地方教育行政法)の改正によって形成された新たな教育行政基本法制の下で現実の地方教育行政がいかに変質・変容するかを調査分析し、また海外における先行事例との比較分析を通して、今後における地方教育行政改革の課題と問題点を解明しようとするものである。本年度は、第一に、地方教育行政法改正の主要な論点として、(1)教育委員会評価制度、(2)教育委員会の共同設置、(3)教育長への権限委任を析出し、これらが教育委員会制度を形式的には存続させるものの、その実質においては教育の地方自治の実質を団体自治・住民自治の両側面において有名無実化する可能性があることを明らかにした。また、本年度は当初、上記のことを、地方教育行政法改正による地方教育委員会制度改革の実態調査によって実証的に確認することを予定していたが、予備調査の段階で各地方公共団体における教育委員会評価や教育振興基本計画の実施が進んでいないことが確認されたため、本調査は次年度に繰り延べることとした。第二に、全国学力・学習状況調査の教育行政法制上の位置づけを法的に検討し、行政調査としての合法的になしうる調査内容とその利用の限界を明らかにした。また、同調査が地方教育行政の実態において果たしている役割りを検討し、それが合法的行政調査の範囲を逸脱している可能性があることを論証した。なお、全国学力・学習状況調査が教育委員会の施策改善にいかなる影響を与えているかを実証的に明らかにすることを予定していた。教育振興基本計画を策定したのは2008年度末で11都道県に留まり、現状では同調査が都道府県段階の教育施策改善に生かされていない可能性がある。そこで、次年度以降も引き続き調査を行うこととした。2009年7月の総選挙で民主党を中心とする政権が成立し、旧政権が進めてきた諸改革に変化が生じている。地方教育行政改革もその例外ではなく、地方教育行政の首長部局化、教育監査委員会の新設、学校理事会の設置などが新たな課題として急浮上してきた。また、本研究において主要な分析対象の一つとした教育振興基本計画についても、民主党が事業仕分けを導入したことにより新たな政策環境の下に置かれることとなった。地方公共団体での策定・実施も必ずしも進んでいない。そこで、2009(平成21)年度は、子ども手当・高校無償化を含む子ども・教育政策にも注目しつつ、分析対象を新政権の教育政策とくに地方教育行政制度改革構想の分析に移し、民主党の日本国教育基本法案と地方教育行政の適正な運営の確保に関する法律案が構想する地方教育行政制度を検討した。その際、民主党が2005年に発表した「憲法提言」に示された国家像や同党が主張する「地域主権」及び「新しい公共」の文脈から、同党の地方教育行政改革構想を検討した。また、本研究においては全国学力テストを地方教育行政のコントロール手段の一つと位置づけてきたが、同テストは民主党政権の成立により抽出方式に転換された。これにより、旧政権下が新教育基本法の下で構築しつつあった教育行政体制づくりは頓挫したと考えられる。しかし、同テストには希望利用方式が採用されたため、地方公共団体内部に新たな政治的対抗関係が生まれ、教育行政に対して首長部局や議会が政治的影響力を行使しようとする動きが強まっていることが確認された。本研究は、教育基本法及び地方教育行政の組織及び運営に関する法律の改正によって形成される新たな教育行政基本法制の下で、地方教育行政がいかに変質・変容するかを調査分析し、今後における地方教育行政改革の課題と問題点を解明しようとするものとして出発した。この研究を進める過程で学校教育法改正や全国学力テストが地方教育行政の在り方に大きな変化をもたらしていることが明らかとなったため研究対象を拡張する一方、政権交代により教育基本法・地方教育行政法改正以後の教育行政改革のペースがダウンしており、研究開始時に地方教育行政改革の推進装置となると予想された教育振興基本計画の策定が遅延していることから、教育振興基本計画に関する調査研究を見合わせてきた。他方、子育て世帯の相対的貧困率の上昇を受けて、それに対応する子育て・教育条件整備が地方教育行政の重要課題と認識され、今後の地方教育行政の在り方にも大きなインパクトをもたらす可能性があるため、これらを本研究の対象に組み込んで研究を進めた。2010年度の研究成果は次のように要約される。

(1)全国学力テストの実施とこれに基づく教育評価システムが形成されつつあり、これにより学校教育及び地方教育行政の目的・目標が一元的に管理される傾向が強まっており、かつそれが「中央集権」ではなく「地方分権」の拡大と認識されていること。(2)子どもの貧困が国政及び地方行政の重要課題の一つと捉えられ子ども手当・高校授業料実質無償化が制度化された反面、これらへの国民的合意は充分ではなく、格差・貧困政策への公財政支出は不安定な状態にあること。この点について、イギリス子ども貧困法の成立過程における合意形成過程や教育行政施策の解明が有益な示唆を与えていること。(3)近年の教育行政研究は制度改革とそのアクターに焦点を当てているが、地域・学校における民主主義の諸過程への着目が重要であること。本研究は、新教育基本法及び地方教育行政の組織及び運営に関する法律の改正によって形成された新たな教育行政に関する基本法制の下で、地方教育行政がいかに変質・変容するかを調査分析し、今後における地方教育行政改革の課題と問題点を解明しようとものであった。その際、本研究は都道府県における教育振興基本計画(新教育基本法第17条)に着目する研究計画を立てたが、都道府県における同計画の策定は大幅に遅れ、今日に至っても未策定の府県が存在する。このため、本研究も途中の年度においては研究計画の変更を余儀なくされたが、本年度は策定済みの計画を収集し分析した。この分析を通じて次のことが明らかになった。(1)いずれに都道府県の教育振興基本計画(名称は区々である)も、その施策実施の裏付けとなる教育予算の確保についてはほぼ沈黙していることである。この策定にあって都道府県財政を司る知事部局との折衝を行ったか形跡のあるものと、教育委員会単独で策定したものとがあるが、いずれの場合も教育財政の確保の点で同計画中の施策の実施について不確実性を残している。(2)12の基本計画に、教育内的事項に踏み込んだ教育目標の設定が見られた。たとえば、国立大学入学者数(率)や全国学力テストにおける正答率などがその代表的な例であるが、ある特定の数値を上げてその達成を求める記述が見られた。教育振興基本計画が教育条件整備にかかる行政計画文書である点を踏まえれば、また教育と教育行政の峻別といった公教育の組織原理に照らして問題を含んでいる。
多様な尖度を考慮した非ガウス性不規則励振を受ける系の解析手法開発と応答特性の解明

平成30年度は,非定常非ガウス性不規則励振モデルの開発に取り組んだ.この励振モデルでは,その確率密度関数の裾の広がりを特徴づける尖度だけでなく,振動系の挙動に大きな影響を与えるパワースペクトルの帯域幅と卓越振動数も可変であることを目指した.さらに,今後の多方面への応用・発展も視野に入れ,振幅非定常性も合わせて考慮した.以上の全ての要素を広い範囲で調節できる励振モデルを,以前に開発した定常非ガウス確率過程モデルを拡張することによって開発した.具体的には,励振モデルF(t)を,振幅非定常性を表す確定包絡関数e(t)と上記の定常非ガウス確率過程モデルU(t)の積F(t) = e(t)U(t)で表す.ここで,U(t)は観測データの尖度に一致する非ガウス分布と,観測データと同じ帯域幅・卓越振動数をもつパワースペクトルの2つにしたがうように与える.以上の方法で,所望の非定常非ガウス性励振モデルを実現した.多様な工学問題に応用できる励振モデルを開発するため,1.強地震動と2.凹凸路面を走る台車に生じる加速度(走行車に生じる加速度を模擬)という全く異なる2種の非ガウス性振動の観測データを用いて,モデルの妥当性と汎用性を検証した.地震動については入手済みの尖度の異なる10通りのデータを使用した.台車振動については荷台中央部に加速度センサーを設置した台車を実際に走らせることで測定した.この際,様々な路面で計測することで,尖度の異なるデータを収集した.これらの観測データとモデルから生成した標本データの確率密度関数およびパワースペクトルは,いずれの場合でも良く一致しており,本モデルが実在する多様な非ガウス性励振を正確に表現できることを確認した.平成30年度に予定していた,「分布の尖度とパワースペクトルの帯域幅・卓越振動数,振幅非定常性を多様に調節できる非定常非ガウス性励振モデルの開発」を予定通り完了したため.また,2つめの実施項目である「上記非ガウス性励振モデルを用いた系の応答解析手法の開発」にも着手し,比較的順調に開発が進んでいるため.平成30年度から継続している「非ガウス性励振モデルを用いた系の応答解析手法の開発」を引き続き進める.実在の励振を参照しながら,励振についての複数の解析条件(尖度,帯域幅,卓越振動数,振幅非定常性)を設定し,解析手法の結果とモンテカルロ・シミュレーション及び一自由度振動系モデルの不規則加振実験の結果を比較することで,解析手法の有効性と適用できる励振のパラメータ領域を検証する.解析精度が不十分な場合,その主原因になると予想される混合ガウスモデルを他のモデルに変更し,精度向上を図る.上記の手法開発完了後,一自由度線形系を対象として,励振モデルの尖度,帯域幅,卓越振動数の3つを広範囲で変化させながら,開発した応答解析手法を用いて,応答の分布と統計量を求める.この結果を基に,1)励振の尖度が応答(系の信頼性に大きく関わる最大応答に特に着目)に与える影響と,2)その影響度合いが帯域幅・卓越振動数の変化によりどのように変化するかを定量的に評価し,知見を体系的にまとめる.平成30年度は,非定常非ガウス性不規則励振モデルの開発に取り組んだ.この励振モデルでは,その確率密度関数の裾の広がりを特徴づける尖度だけでなく,振動系の挙動に大きな影響を与えるパワースペクトルの帯域幅と卓越振動数も可変であることを目指した.さらに,今後の多方面への応用・発展も視野に入れ,振幅非定常性も合わせて考慮した.以上の全ての要素を広い範囲で調節できる励振モデルを,以前に開発した定常非ガウス確率過程モデルを拡張することによって開発した.具体的には,励振モデルF(t)を,振幅非定常性を表す確定包絡関数e(t)と上記の定常非ガウス確率過程モデルU(t)の積F(t) = e(t)U(t)で表す.ここで,U(t)は観測データの尖度に一致する非ガウス分布と,観測データと同じ帯域幅・卓越振動数をもつパワースペクトルの2つにしたがうように与える.以上の方法で,所望の非定常非ガウス性励振モデルを実現した.多様な工学問題に応用できる励振モデルを開発するため,1.強地震動と2.凹凸路面を走る台車に生じる加速度(走行車に生じる加速度を模擬)という全く異なる2種の非ガウス性振動の観測データを用いて,モデルの妥当性と汎用性を検証した.地震動については入手済みの尖度の異なる10通りのデータを使用した.台車振動については荷台中央部に加速度センサーを設置した台車を実際に走らせることで測定した.この際,様々な路面で計測することで,尖度の異なるデータを収集した.これらの観測データとモデルから生成した標本データの確率密度関数およびパワースペクトルは,いずれの場合でも良く一致しており,本モデルが実在する多様な非ガウス性励振を正確に表現できることを確認した.