hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウイルス誘導細胞融合の分子制御機構

本研究では、ウイルス誘導細胞融合を制御する宿主側因子、Fusion Regulatory Factor-1(FRP-1)、の分子的実体の解明を主目的にした。1。抗FRP-1抗体を用いたアフィニテイー・力ラムを使用してFRP-1を精製した。2。精製したFRP-1のN-末端のアミノ酸のシークエンシングを行い、N-末端のアミノ酸のシークエンスを決定したところ,CD98/4F2分子とかなりの一致をみた。3。抗CD98/4F2抗体の生物活性を調べたところ、抗FRP-1抗体の生物活性と一致した。4。CD98/4F2分子に対するcDNAをPCRを用いて作製し、発現ぺク夕一に挿入し、マウス由来細胞L_<929>細胞にそのぺク夕一をトランスフェクトした(L_<929>-CD98細胞)。L_<929>-CD98細胞は抗CD98/4F2抗体と抗FRP-1抗体の両方に反応する分子を細胞表面に発現していた。6。抗FRP-1抗体のなかにはenhancing antibodyとinhibitory antibodyが存在していることが明らかになった。7。FRP-1システムとFRP-2システムとの問にはcross-talkが存在していること明らかにした。8。ヒト生体内でのFRP-1とFRP-2分子発現細胞の組織分布を明らかにした。1。2。3。4。6。7。8。
薬物動態の分子基盤:解毒(代謝・排泄)能力の予測

本研究では、「薬物代謝酵素、輸送担体の生化学、分子生物学」、「薬学動態学、薬物速度論」、「臨床薬理学」の第1線の研究者の相互協力が必須となる。従って、企画調査は以下のような方法に従って行った。(1)現在、国の内外で実施されている研究を調査した。この調査は各分野の専門家のよりなされ、文献調査の他に国内外の学会に参加し最新の情報を集めた。薬物動態学会、生化学会、臨床薬理学会、実験動物代替法学会などの国内学会の他に、1994年、インドで開かれた国際生化学会や、トロントで開かれた“International Symposium on Microsomes & Drug Oxidation",広島で開かれた“Japanese-American Conference on Pharmacokinetics & Biopharmaceutics"などに参加した。(2)研究班会議:調査結果の報告および各研究班の研究企画の提案を兼ねて開催した。また、今後充実発展させるべき各分野での重点研究課題、異なる研究分野で相互援助しあえる研究課題について、議論を重ね選択した。(3)公開シンポジウム:平成7年1月12日、東大安田講堂にて公開シンポジウムを開催した。約500名の参加者が集まり約7時間にわたり熱心な発表と討論が行われ、進めるべき研究方向について最終的に次のような結論に到った。1)薬物代謝酵素の解析(第1相反応、第2相反応)(1)酵素の多様性、実験動物とヒトとの相同性に関する蛋白科学的、分子生物学解析(2)遺伝子発現の調節機構の解析(3)ヒトでの代謝能力を予測するための代替法の開発とその評価:(4)各種酵素の遺伝的多型の解析および遺伝子診断法の確立2)薬物輸送担体の解析:肝、腎、小腸における薬物の取り込み、排泄、吸収などに関与する輸送担体に関して代替酵素と類似の研究。3)薬物体内動態の速度論的解析:(1),(2)の主に試験管内(in vitro)で得られたデータとin vivoでの薬物動態データを定量的に連結する方法論の開発。実態に基づいた生理学的薬物速度論の手法を用い、真の意味での代替法の確立。
鳥類刻印付け記憶の固定化に関わる神経回路の解析

鳥類刻印付けは孵化直後に親を覚える学習である。本研究では、刻印付けに必須の二つの領域、大脳連合野IMMと大脳背側部IMHA、の間の神経投射の遮断をすることによって、その神経投射が記憶の固定化に必用であることを明らかにした。また、cDNAマイクロアレイ解析によりWntを見出し、薬理学的実験からIMHA領域でのWntシグナルの働きを明らかにした。これにより、記憶形成に関わる神経回路と分子基盤の一端を明らかにすることができた。鳥類刻印付け(刷り込み)は孵化後間もないヒナが親を追随して覚える学習である。刻印付けの初期記憶の形成に必須な脳領域は大脳連合野に相当するIMM領域であり、視床経由で視覚情報を受ける。このIMM領域は刻印付け記憶が形成された直後に思い出す(想起)には必要だが、24時間後に思い出すのには必要でなくなる。このことから、刻印付けの記憶はIMM領域で形成された後、他の領域に移って長期記憶として固定化(consolidation)されることが予想されていたが、その領域は長く不明であった。その領域として我々はIMHA領域に着目して研究を行ってきた。これまでに、このIMHA領域はIMMからの投射があり、刻印付け記憶の獲得24時間後に破壊すると想起できなくなることが明らかとなっている。本研究の目的は(1)このIMMーIMHA経路が刻印付け記憶の固定化に必要であるか、(2)他の学習の記憶の固定化においても同様に必要であるか、(3)記憶の固定化に関わる分子基盤を明らかにすることである。ウイルスベクターの二重感染による経路選択的伝達遮断を用いて、(1)及び(2)を行い、cDNAマイクロアレイ解析を用いて(3)を行う。当該年度において、(1)及び(2)の実験を行った。(1)において、刻印付け記憶の獲得をテストで確認した群であっても、IMHAーIMHA経路を記憶獲得の24時間後に遮断すると、嗜好スコアが低くなった。この遮断した群の嗜好スコアは遮断していない群と比べて有意に低かった。これは、刻印付け記憶の獲得24時間後に起こると考えられる記憶の固定化に、IMHAーIMHA経路が必要であることを示唆している。(2)においては、統計的な有意差は得られていないが、同様の結果が得られている。これらのことから、学習の種類に関係なくIMHAーIMHA経路は記憶の固定化に必用であると予想される。本研究の目的の(1)IMMーIMHA経路が刻印付け記憶の固定化に必要であるかを明らかにする、(2)IMMーIMHA経路が他の学習の記憶の固定化においても同様に必要であるかを明らかにする、(3)記憶の固定化に関わる分子基盤を明らかにする、の内、当該年度において、(1)及び(2)の実験を行った。「研究実績の概要」で記した通り、(1)において、行動実験で統計的には有意な結果が得られた。しかし、IMHAーIMHA経路を伝達遮断できたかどうかを形態学的に確認することには至っていない。二重感染した神経細胞が発現する蛍光物質GFPの所在によって確認をお試みている。IMM領域の細胞でGFPによって細胞体及びIMHAへ延びる軸索が確認できれば、IMHAーIMHA経路が伝達遮断できていると考えられる。(2)においては、統計的な有意差を得るためには例数を増やす必要がある。(2)においても伝達遮断の形態学的な確認を試みている。刻印付けの初期記憶の形成には大脳連合野に相当するIMM領域での甲状腺ホルモン(T3)の働きが必須である。また、刻印付け記憶はT3の働きによりIMM領域で形成された後、他の領域に移って長期記憶として固定化(consolidation)される。我々はその領域としてIMHA領域に着目して研究を行ってきた。これまでに、このIMHA領域はIMMからの投射があり、刻印付けの24時間後に破壊すると想起できないことを明らかにした。本研究の目的は、(1)このIMMーIMHA経路が刻印付け記憶の固定化に必要であるか、また(2)IMMーIMHA経路を繋ぐ分子を明らかにすることである。(1)において、ウイルスベクターの二重感染による経路選択的伝達遮断を用いた。刻印付け記憶を獲得したことをテストで確認した群であっても、IMHAーIMHA経路を記憶獲得の24時間後に遮断すると、嗜好スコアが低くなった。これは、刻印付け記憶の固定化に、IMHAーIMHA経路が必要であることを示唆している。(2)においては、cDNAマイクロアレイ解析により、T3の静脈注射により大脳で発現が上昇する遺伝子を網羅的に解析した。その結果、複数の遺伝子が見出され、その中でWnt-2bに着目した。In situ hybridizationの結果、Wnt-2b mRNAはIMHA領域で発現上昇が見られた。また、薬理学的なIMHA領域でのWntシグナル伝達の阻害により、刻印付けが阻害された。これらのことから、(1)IMHAーIMHA経路は記憶の固定化に必用であり、(2)IMHAーIMHA経路を通して、IMHA領域でWntシグナルが重要な働きをしていると考えられる。(2)の成果は、Hormones and behaviorに掲載される。

本研究では、刻印付けに必須の二つの領域、大脳連合野IMMと大脳背側部IMHA、の間の神経投射の遮断をすることによって、その神経投射が記憶の固定化に必用であることを明らかにした。また、cDNAマイクロアレイ解析によりWntを見出し、薬理学的実験からIMHA領域でのWntシグナルの働きを明らかにした。これにより、記憶形成に関わる神経回路と分子基盤の一端を明らかにすることができた。当該年度において、(1)及び(2)の実験を行った。「進捗状況」で記した通り、(1)において、行動実験で統計的には有意な結果が得られたが、IMHAーIMHA経路を伝達遮断できたかどうかを形態学的に確認することには至っていない。伝達遮断は抗生物質ドキシサイクリン投与で期間がコントロールされており、標識となるGFPもその期間のみ発現する。そのためGFPの量は少なく、確認を難しくしている。GFPを免疫染色で標識する、脳切片を厚くして軸索を検出しやすくする等を試みている。また、より広範囲の視野で確認するためにバーチャルスライドスキャナ(Nanozoomer-XR)を用いている。(2)においては、統計的な有意差を得るためには例数を増やし、伝達遮断の形態学的な確認も(1)と同様に試みる。(3)の記憶の固定化における分子基盤の解析も並行して進める。まず、刻印付け記憶獲得から3時間後と24時間後のIMHA領域を大脳から切り出し、mRNAを抽出してcDNAマイクロアレイ解析を行う。3時間後にくらべて24時間後のIMHA領域で、より発現が高い遺伝子が記憶の固定化に関わると考えられる。それらの遺伝子の組織レベルでの発現変動を知るために、定量PCRとin situハイブリダイゼーションを行う。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を使用してきたため、研究計画に変更はないが、当初の見込み額と使用額が異なったため。本年度も実験計画上、多数の動物や試薬・抗体を必要としており、前年度の研究費も含めて、当初予定していた通りに研究計画を進めていく。
ピロリドン固定解剖体の特性の解明と解剖学研究・教育・研修への応用法の構築

昨今、ホルマリン代替固定液の開発が急務となっている。本研究では、研究代表者が大分大学と共同で開発したピロリドン固定法を解剖学研究・研修・教育へ応用するストラテジーを確立することを目的とし、以下の研究を行った。目標1ピロリドン固定法の特性の解明と至適条件の決定:ピロリドン投与量、希釈液、保存液、大腿静脈からの脱血、溶血処置追加などの改良を加えた。10%ピロリドン全身灌流では脳の固定には不十分であったが、頭蓋内への局所注入を追加することにより適度な硬度が得られた。組織学的にピロリドン固定群はホルマリン固定群と類似していた。目標2従来法では剖出・観察が困難であった構造の精査:骨盤臓器、特に仙骨神経叢や骨盤神経叢へアプローチしやすく、精査を進めている。頭蓋底外科手技手法の検討や耳鼻科領域での発声の解析において、ホルマリン法に比べ優れていた。目標3ピロリドン固定解剖体を用いた医学教育法の構築:従来の解剖学教育では、胸腹壁を開放した状態で外から臓器を観察するのみであったが、腹腔鏡を用いた中からの解剖学も臨床的には重要で、教育ツールを作製すべく精査を行った。目標4ピロリドン固定解剖体を用いた臨床手技修練ストラテジーの構築:ピロリドン固定法を腹腔鏡手術手技修練に応用できるか否かの最初の検討として、外科手術用腹腔鏡システムを用いてご遺体(ピロリドン固定とホルマリン固定)の腹部にトラカールを挿入して気腹を作り、腹腔内構造を腹腔鏡カメラで観察した。ピロリドン固定遺体の腹壁や柔らかく、十分な気腹状態が得られた。腹腔鏡カメラを挿入すると、腹腔鏡を腹腔内の全方向に進めることができ、腹腔内臓器を生体に近い形でクリアに観察することができた。鉗子操作も生体に近く、臨床的に重要な膜構造も比較的保たれていた。以上より、ピロリドン固定解剖体の臨床解剖学的研究・修練への応用が大いに期待される。本研究は、研究代表者が開発したピロリドン固定法を解剖学研究・研修・教育へ応用するためのストラテジーを構築することを目的として計画した。ピロリドン法はホルマリン法と異なり、臓器が硬化せず柔らかく保たれる。この特性を活かして、初年度はまず、臨床手技修練、特に腹腔鏡下手術手技修練への応用の実現可能性を探った。その結果、気腹操作で腹腔が十分に広がり、内視鏡カメラで腹腔臓器をクリアに観察できた。鉗子操作も生体に近く、膜構造も比較的保たれており、実際の手術に近い環境が再現できた。その結果を第124回日本解剖学会総会で発表し、現在英文論文投稿中である。さらに杏林大学の消化器外科、脳神経外科、麻酔科、呼吸器外科、泌尿器科、循環器内科の医師とともに、具体的な手技に関するストラテジー確立を目指し共同研究に着手した。ピロリドン固定法の特性の解明と至適条件の決定としては、ピロリドン投与量、希釈液、保存液、大腿静脈からの脱血、溶結処置追加などの改良を加えた。ピロリドン固定動物モデルを作製・解析した。解剖学研究への応用では、従来法では剖出・観察が困難であった構造の精査として、骨盤内臓器、特に仙骨神経叢や骨盤神経叢へアプローチしやすく、精査を進めている。本研究では、研究代表者が大分大学と共同で開発したピロリドン固定法を解剖学研究・研修・教育へ応用するストラテジーを確立すべく、以下の研究を行う。目標1ピロリドン固定法の特性の解明と至適条件の決定:ホルマリン固定法やThiel法と比較し、ピロリドン固定の特性を解明する。血管内や心臓内に凝血塊が残らないような固定条件を探索する。全身解剖を行い、剖出の実際をビデオ、写真撮影する。抗感染性、病原体不活化能の有無を解析する。ピロリドン固定組織の組織学的形態、免疫組織染色の染色性、抗原性の保持性につき精査する。目標2従来法では剖出・観察が困難であった構造の精査:骨盤臓器、特に仙骨神経叢や骨盤神経叢、心臓刺激伝導系のマクロ解剖所見を精査する。目標3ピロリドン固定解剖体を用いた医学教育法の構築:中からの解剖学を確立すべく、観察精査を行う。臨床基本手技のプロトコール作り、教育用標本作製(臓器の3Dモデル、透明化技術と動静脈からの色素注入、Sihler染色、whole mount免疫染色など)目標4ピロリドン固定解剖体を用いた臨床手技修練ストラテジーの構築:腹腔鏡下臨床手技研修のストラテジー開発、エコーガイド下神経ブロック、中心静脈カテーテル挿入、挿管、マイクロサージェリーなど、杏林大学の消化器外科、脳神経外科、麻酔科、呼吸器外科、泌尿器科、循環器内科の医師とともに、具体的な手技に関するストラテジー確立を目指し共同研究を行う。

本研究では、研究代表者が大分大学と共同で開発したピロリドン固定法を解剖学研究・研修・教育へ応用するストラテジーを確立することを目的とし、以下の研究を行った。目標1ピロリドン固定法の特性の解明と至適条件の決定:ピロリドン投与量、希釈液、保存液、大腿静脈からの脱血、溶血処置追加などの改良を加えた。10%ピロリドン全身灌流では脳の固定には不十分であったが、頭蓋内への局所注入を追加することにより適度な硬度が得られた。組織学的にピロリドン固定群はホルマリン固定群と類似していた。目標2従来法では剖出・観察が困難であった構造の精査:骨盤臓器、特に仙骨神経叢や骨盤神経叢へアプローチしやすく、精査を進めている。頭蓋底外科手技手法の検討や耳鼻科領域での発声の解析において、ホルマリン法に比べ優れていた。目標3ピロリドン固定解剖体を用いた医学教育法の構築:従来の解剖学教育では、胸腹壁を開放した状態で外から臓器を観察するのみであったが、腹腔鏡を用いた中からの解剖学も臨床的には重要で、教育ツールを作製すべく精査を行った。目標4ピロリドン固定解剖体を用いた臨床手技修練ストラテジーの構築:ピロリドン固定法を腹腔鏡手術手技修練に応用できるか否かの最初の検討として、外科手術用腹腔鏡システムを用いてご遺体(ピロリドン固定とホルマリン固定)の腹部にトラカールを挿入して気腹を作り、腹腔内構造を腹腔鏡カメラで観察した。ピロリドン固定遺体の腹壁や柔らかく、十分な気腹状態が得られた。腹腔鏡カメラを挿入すると、腹腔鏡を腹腔内の全方向に進めることができ、腹腔内臓器を生体に近い形でクリアに観察することができた。鉗子操作も生体に近く、臨床的に重要な膜構造も比較的保たれていた。以上より、ピロリドン固定解剖体の臨床解剖学的研究・修練への応用が大いに期待される。本研究は、研究代表者が開発したピロリドン固定法を解剖学研究・研修・教育へ応用するためのストラテジーを構築することを目的として計画した。ピロリドン法はホルマリン法と異なり、臓器が硬化せず柔らかく保たれる。この特性を活かして、初年度はまず、臨床手技修練、特に腹腔鏡下手術手技修練への応用の実現可能性を探った。その結果、気腹操作で腹腔が十分に広がり、内視鏡カメラで腹腔臓器をクリアに観察できた。鉗子操作も生体に近く、膜構造も比較的保たれており、実際の手術に近い環境が再現できた。その結果を第124回日本解剖学会総会で発表し、現在英文論文投稿中である。さらに杏林大学の消化器外科、脳神経外科、麻酔科、呼吸器外科、泌尿器科、循環器内科の医師とともに、具体的な手技に関するストラテジー確立を目指し共同研究に着手した。ピロリドン固定法の特性の解明と至適条件の決定としては、ピロリドン投与量、希釈液、保存液、大腿静脈からの脱血、溶結処置追加などの改良を加えた。ピロリドン固定動物モデルを作製・解析した。解剖学研究への応用では、従来法では剖出・観察が困難であった構造の精査として、骨盤内臓器、特に仙骨神経叢や骨盤神経叢へアプローチしやすく、精査を進めている。本研究では、研究代表者が大分大学と共同で開発したピロリドン固定法を解剖学研究・研修・教育へ応用するストラテジーを確立すべく、以下の研究を行う。目標
自己過程としての巡礼行動の社会心理学的研究

本研究では、聖地を巡礼する行動を自己過程の変容という視座から社会心理学の方法を用いて明らかにした。主に調査対象となった巡礼は、日本の四国八十八ヵ所遍路とスペインのサンチャゴ・デ・コンボステラ巡礼であった。また、フランスのルルド巡礼、ポルトガルのファティマ巡礼、そしてスペインのアンダルシア地方のエル・ロッシオ巡礼も考察の対象として取り上げた。1文献的研究歴史的、比較文化的視点から、各巡礼行動の類似点としては、巡礼が自己にとっての自己認識の実存的行為であること、巡礼にも個人の思想発達に対応した、美学的、倫理的、宗教的の三つのタイプがあること、相違点としては、日本も含めた東洋の巡礼行動の形態は、循環型、西洋の巡礼は往復型が多いことが明らかになった。2巡礼行動による自己過程の変容を質問紙調査でもって明らかにした。調査対象者は四国八十八ヵ所遍路者184名。調査内容巡礼者のデモグラフィック要因(性、年齢、職業、居住地、健康状態)巡礼の心理的側面(巡礼の回数、動機、巡礼の効用、巡礼中の心理・生理状態、宗教に対する態度、自己意識)。その結果、巡礼の効用として自己の「イキイキ感」の増大や「イラオド感」の減少等、興味ある結果が得られた。3巡礼者の深層をインタビュー法で明らにした。面接対象者四国八十八ヵ所の巡礼者のうち、僧籍にある徒歩巡礼者7名。その結果、巡礼期間中の時間的変容軸で、宗教心を深めた人と一個人として自己を探求した人という分類が可能となった。4巡礼行動の次元として、個人的-集団的、父性的-母性的、自己完結的一手段的の三つが主要な軸であることが明らかになり、種々の巡礼行動を社会心理学的な観点から分類することが可能となった。主に調査対象となった巡礼は、日本の四国八十八ヵ所の遍路とスペインのサンチャゴ・デ・コンポステラへの巡礼であった。また文献研究の対象として、スペインのサンチャゴ・デ・コンポステラへの巡礼、イギリスのキャンタベリ-への巡礼、ポルトガルのファティマへの巡礼、そしてスペインのアンダルシア地方のエル・ロッシオ巡礼を取り上げた。1文献的研究種々の巡礼を取り上げ、歴史的、比較文化的視点から、各巡礼行動の類似点、相違点を明らかにした。類似点としては、巡礼が自己にとっての自己認識の実存的行為であること、巡礼にも個人の思想発達に対応した、美学的、倫理的、宗教的の三つのタイプがあること、相違点としては、日本も含めた東洋の巡礼行動の形態は、循環型、西洋の巡礼は往復型が多いことが明らかになった。その結果、巡礼の動機に性差や年齢差がること等、興味ある結果が得られた。その結果、巡礼期間中の時間的変容軸で、宗教心を深めた人と一個人として自己を探究した人という分類が可能となった。
大阪平野で励起される表面波による線状土木構造物の耐震評価

大阪平野における表面波の震動特性を明らかにするために大阪市福島区内に地震計を設置して2018年度より観測を開始した.地震計を設置以降、中小地震の観測はできたものの、中々大阪平野で震度4を超える地震が発生していなかった。2018年6月18日に発生した大阪府北部における地震で3つの地震計全てで本震の地震波とその後の余震の地震波を観測することができた。観測された地震記録から表面波の伝播特性と地盤ひずみについて分析を行った。大阪府北部の地震では本震のみで周期110秒の明瞭な表面波が含まれ,実体波の到来直後から70秒近く継続して明瞭な実体波を確認することができた。その後に発生した余震ではそれらを確認することができなかった.余震についてはSN比が小さいため十分な検討はできなかったと考えられる。分析の結果、震源から約20km南西に位置する福島の観測点では,震源方向よりもやや東よりの方向から表面波が到来していることが明らかになった.これは地震計の東側に南北に走行する上町断層帯による深い地盤構造の影響を強く受けていることが考えられる.上下成分の到来方向から表面波の到来方向を推定し,その方向に近い地震計の測線において二点間の変位時刻歴からひずみを算定したところ,実体波によるひずみの方が全て大きいわけではなく,表面波によるひずみとほぼ同じ大きさであることがわかった.上記は比較的広い周波数帯域での検討のため、今後、狭い周波数帯域に絞ってさらに表面波の震動特性と明らかにしていく必要がある。地震計を設置してから半年ほどで、これまで大阪府下で観測された地震記録では非常に大きな地震の記録が観測できた。このことから、当初予定していた表面波の震動特性に関する研究も可能になった。平成29年度に設置した地震計については継続して観測、分析を進める。また、中小地震の観測波形を用いて、表面波の伝播特性に関する研究を進める。(1)大阪盆地の地震観測波を用いた波形分離と表面波の特徴解明1新規観測点での地震観測大阪平野に設置されている(独)防災科学技術研究所の強震観測点や関西地震観測協議会の観測点の他に、新たに大阪市福島区の小学校2箇所と下水処理場1箇所の合計3箇所に地震計を設置し、2017年10月から観測を開始した。これらの観測箇所は、既存観測点を含めてアレイ状に配置されているため、あらゆる方向から伝播する地震動も評価できる体制になっている。2観測記録による表面波の分析地震観測点での常時観測波形と周辺での常時微動観測を実施した観測波を解析し、周辺ボーリング資料から得られる表層地盤の増幅特性を評価できることを確認した。また、新たに地震観測点を設置したが、2017年度には大阪市内で震度1以上の地震が多く発生しなかった。そこで、2004年の紀伊半島地震での大阪市内での観測記録を用いて、アンサンブル分析を実施し、ラブ波やレイリー波の到来方向と時刻、位相速度について明らかにした。地震計の購入から設置計画、設置までの過程において、様々な手続きや検査の必要があり、場合によっては次年度以降の設置も見込まれたが、既存の地震計の校正し、新たにロガーを装備することで研究費の予算で3台の地震計を設置することができた。また、地震記録を24時間観測し、モニタリングできる体制を構築することができたので、常時の微小振動記録を用いた研究も可能になった。

平成29年度に設置した地震計については継続して観測、分析を進める。また、中小地震の観測波形を用いて、表面波の伝播特性に関する研究を進める。地震計設置にかかわる電気代の当年度の請求が次年度になるため、翌年分に残した。地震計設置にかかわる電気代と施設利用費の当年度の請求が次年度になるため、翌年分に残した。
人間の身体表現発達の理解へ向けたロボットの感覚運動統合による構成的表現獲得モデル

近年の脳科学や認知科学の取り組みにより、人間の脳内には複数の感覚を統合した自己の身体に関する表現があり,それは成長や疾患による身体構造の変化に応じて,柔軟に再学習されることが示されている.申請者は,ヒューマノイドロボットを用いての構成的な手法の提案を通して,この身体表現を獲得するための情報処理メカニズムへの理解を深める事を日的としている。これまでの成果に加え申請者は,ロボットが事前知識がなくとも画像内から腕(身体)の運動に関連する領域(手先/道具)に注意を向けその位置を抽出し,姿勢情報(関節角度)との統合を自律的に学習する手法を提案した、実際この2つの情報を統合した表現が生物の脳内に存在する事は,サルの脳のニューロン活動計測により分かっており,環境中に存在する道具の利用を学習するために重要であるとも言われている提案手法においてはロボットが運動中に,入力画像の中で様々な視覚特徴量に基づいて,最も顕著な座標を決定するというボトムアップ的な注意システム(セイレンシーマップアルゴリズム)を用いて決定された視覚情報と,同期して反応した姿勢情報の結合を強化することによって学習を実現する.申請者は既存の研究にて,顔表面上の触覚センサの空間上の配置を,自信の腕を用いたダブルタッチ行為を通して学習する手法を提案していたが,そのモデルではロボットが事前に腕の視覚体性感覚統合を獲得していることが前提となっていた。しかし,今回提案した手法によりこの前提となっている機能自体も学習可能となる.また,更には実際に脳内で発見されているニューロン(VIP)の機能も,腕の視覚体性感覚統合を利用することにより,自律的に獲得可能であることをジャーナル論文にて発表した.近年の脳科学や認知科学の取り組みにより、人の脳内には複数の感覚を統合した自己の身体に関する表現があり,それは成長や疾患による身体構造の変化に応じて,柔軟に再学習されることが示されている.申請者は,構成的手法により,この身体表現の発達過程への理解を深める事を目的とする.これまでは感覚統合の学習に重点がおかれてきたが、触覚や体性感覚と統合される視覚的"位置"も,実は網膜情報や眼球,首の角度等の体性感覚等を自己組織化し,階層的に処理することで獲得されたものであると考えられる.そこで申請者は,本年度の目標としては,シミュレーション環境を用いて,異種感覚を統合することによる様々な座標系に基づく視空間表現および身体表現の概念を確立する手法を提案することと設定していた。実際の成果としては,まず第一歩として,"頭部中心座標系"の視空間表現,顔の視触覚表現の自律的獲得のためのモデルの提案を行った.人間の脳内の頭頂葉には,どこに視線を向けているかに関わらず,顔に接近する物体を網膜で捉えた時とその物体が将来衝突する触覚が刺激された時との両方に,反応するようなニューロンが発見されている.このニューロンは,空間に存在する物体と身体との関係を表していると考えられ,障害物回避にも役立つとされている,私は,環境中の物体の"同じ位置"を表すカメラ画像(網膜)の位置と眼球角度の複数の組み合わせを学習可能な手法を,自己組織化マップやヘブ学習等生体で発見された知見に基づいたアルゴリズムを用いて提案した.更に自分の手先をプローブとして用いて顔を繰り返し触り,接近する視覚刺激の軌道と触覚刺激の結合を獲得する手法を示した.結果,ロボットは眼球角度によらず衝突するであろう触覚センサの予測が可能となることを確認し,実際に工学だけでなく脳分野の学会にて発表を行い,高い評価を得た.近年の脳科学や認知科学の取り組みにより、人間の脳内には複数の感覚を統合した自己の身体に関する表現があり,それは成長や疾患による身体構造の変化に応じて,柔軟に再学習されることが示されている.申請者は,ヒューマノイドロボットを用いての構成的な手法の提案を通して,この身体表現を獲得するための情報処理メカニズムへの理解を深める事を日的としている。しかし,今回提案した手法によりこの前提となっている機能自体も学習可能となる.また,更には実際に脳内で発見されているニューロン(VIP)の機能も,腕の視覚体性感覚統合を利用することにより,自律的に獲得可能であることをジャーナル論文にて発表した.
マイクロチップ化キャピラリー電気泳動によるがんの高性能遺伝子診断システムの開発

マイクロチップ化したキャピラリー電気泳動によるがんの超高性能遺伝子診断システムの開発を目的として研究を進め、以下の点について明らかにした。1.マイクロチャンネルを泳動するDNAを高感度検出するためのレーザー蛍光検出装置を開発し、DNAの単一分子検出に成功した。さらに、この装置により、泳動中のDNAダイナミクスを詳細に検討し、DNAの高速解析のための条件を確立した。2.シンクロトロン放射光を利用したLIGAプロセスにより、nLオーダーのPCRを可能にするマイクロチャンバーを形成し、マイクロチャンバーで増幅されたDNAを高速に解析するために、わずか1mmの幅に20本のマイクロチャンネルアレイを形成した。この新たなマイクロチップにより、多数の遺伝子を同時に検出することが可能になった。3.さらに、F-SSCPとマイクロチップ化キャピラリー電気泳動システムを有機的に結合したシステムを開発するために、種々の1本鎖DNAを解析し、その最適条件を検討した。これらの検討を基礎に、超高速・高精度なDNA解析システムの開発に成功した。これらの成果は、がんの遺伝子診断を高速化・高精度化する上で重要な貢献をなすものである。以上の研究成果を基礎に、研究の次の段階においては、多数のがん遺伝子・がん抑制遺伝子を同時に解析できる1000本のマイクロチャンネルアレイシステムを開発することにより、1000種の遺伝子サンプルをわずか30秒程度で同時に測定可能なシステムの開発に着手する。さらに、従来、誰も開発に成功していない、小型レーザーおよびチップ型検出装置を開発し、手のひらサイズの携帯型超高性能遺伝子診断システムの開発に着手する予定である。
微弱電流検出可能な近接場光学顕微鏡の開発と光機能性材料の観察

近接場光学顕微鏡(Scanning Near-field Optical Microscopy : SNOM)は近接場光を利用することで光の回折限界を超える高分解能を有する新しい光学顕微鏡である。SNOMは今日,有機分子,半導体、生物と様々な分野で活用されている。また、次世代の光エレクトロニクスデバイスの開発において光子と電子が相互作用する光機能材料の評価は重要である。得にナノメートルスケールの局所領域での光と電子の相互作用を解明することは大変重要な課題である。本研究では光機能性を有する半導体や導電性高分子の光励起電流や電界発光特性を局所的に観察できる新しい近接場光学顕微鏡システム(SNOM)を開発し、光機能材料や光機能エレクトロニクスデバイスにおけるナノスケール計測を行うことを目的とした。具体的には微弱電流が測定可能な新たな近接場光学顕微鏡(SNOM)を開発し、そのパフォーマンスを確認する実験を行った。SNOM探針の製作においてITO薄膜等の導電性透明電極を作製する光ファイバ探針先端や、金属プロープによる電場増強効果を利用したアパーチャレスタイプの近接場光学顕微鏡を応用した。これらのシステムを用いることで光導電性を有する材料ではファイバ探針から照射される近接場光により局所的に励起される光電流をその導電性ファイバ探針で直接測定でき、フォトキャリア分布像を取得できた。また、これらのシステムを用いて電圧印加により着消色する薄膜試料(エレクトロクロミック材料)のナノスケール局所発光及び着消色現象を観察し、新たなメカニズムや新しい光エレクトロニクスデバイス開発における知見を得た。また、次世代の光エレクトロニクスデバイスの開発において半導体や導電性高分子といった光機能性材料に関する研究が盛んに行われている。これらの材料開発や薄膜の評価ではナノメートルスケールの局所領域での光と電子の相互作用を解明することは大変重要な課題である。本研究では光機能性を有する半導体や導電性高分子の光励起電流や電界発光特性を局所的に観察できる新しい近接場光学顕微鏡システム(SNOM)の開発を行った。平成13年度研究成果これまでに走査型プローブ顕微鏡(SPM)の研究として装置本体、電子回路及びソフトウェアを開発してきた。本研究ではこれらのSPM技術を利用し、微弱電流が測定可能な新たな近接場光学顕微鏡(SNOM)を開発し、励起光源としての各種レーザと組み合わせることで光機能性を有する半導体や有機薄膜の観察を行った。SNOM探針の製作において光ファイバ探針先端にはITO薄膜等の導電性透明電極を作製することにより近接場光と同時に電流検出を可能にした。また探針形状をAFMのカンチレバ型に製作することでコンタクトモードによる制御を可能にし、試料表面において安定した電流検出や電界印加を可能にした。更に金属探針を用いた電場増強効果による電流検出型SNOMも開発した。これらのシステム構築に関して申請した備品であるロックインアンプにより高精度な測定を実現した。製作したこれらのシステムを用いることで銅フタロシアニンのフォトキャリア分布像やWO_3のエレクトロクロミック現象を表面形状像、近接場光学像に付け加えて光電流分布像を同時取得することで装置のパフォーマンスを確認した。
地域の繋がりを重視した更年期ケア提供モデルの開発

本年度は、横断調査において調査方法および測定用具を修正し、地域の特性と地域の人の繋がりをより明確に把握することを強化し、地域のソーシャルキャピタルと中高年女性の更年期障害の発現頻度、ヘルスリテラシーとの関連性を検出する研究方法を追加した。(1)システマテイックレビューを用いて、中高年女性の更年期障害に対するソーシャルキャピタルの効果を分析した。分析の結果、ソーシャルキャピタルの多様な側面のなかでも近隣の人の繋がりや環境などの近隣レベルのソーシャルキャピタルが中高年女性の不安、不眠、抑鬱症状の発現頻度に関連することを抽出した。(2)本年度の調査では、特に近隣レベルのソーシャルキャピタルを把握し、女性の更年期症状とヘルスリテラシーの関連性を明らかにすることを強化し、測定尺度の修正と調査項目を再構築を行った。(3)更に、近隣の地域の繋がりが更年期症状の発現頻度に関連するかを検証するために、更年期症状の発現頻度に空間集積性があるかを解析することを調査方法に追加した。空間疫学が看護学に応用された研究は少なかったため、解析に必要なデータ数と地域ごとにデータ収集の見込みについて調整を行った。以上、地域の繋がりの特性をより明確にするために、地域の人の繋がりと共に地理的データを追加して解析手法を整理した。新たな測定尺度や研究手法を追加することについて検討を重ねることに時間を要したため、調査期間の延長を行なった。現在、データ収集段階にある。調査内容について新しい測定尺度が開発されたため、当初予定の本調査の調査項目を変更したこと、新たな空間疫学手法を追加したことによって、調査項目を全体を見直す必要性とWEB調査の費用を再調整する必要が生じたため、調査の実施が遅延した。調査期間を延長させていただき、データ収集と解析を急ぐ。調査の進行が遅れているため、量的調査のデータ収集と解析を急ぐ。研究協力者の人数を確保する見込みがあること、WEB調査法を用いることによってデータ収集期間が短期間でデータ収集の見込みがあること、以上から、データ収集と解析を急ぎ、ソーシャルキャピタル、中高年女性のヘルスリテラシー、更年期障害の発現頻度との関連性を明らかにする。平成28年度は初年度に該当し、文献検討と大規模調査へ向けて調査内容の精査と調査地区の選定を行った。文献検討は、3つの視点から課題と対策を明確にした。1)地域の繋がりと中高年女性の健康との関連性について、ソーシャルキャピタルの概念が中高年女性の健康課題の解決に適応できるか、地域との繋がりと中高年女性に特有な更年期症状の発現との関連性を整理した。2)中高年女性の更年期症状に対する対処行動について、ヘルスリテラシーの観点から、1更年期症状に関する情報の収集と活用、2情報の選択における迷いや葛藤の状況、3情報の選択における地域や家族の影響について整理した。3)中高年女性のヘルスリテラシーとストレス対処力との関連性を検討した。先行研究より、ソーシャルキャピタルが中高年女性の健康の自覚に関連すること、ヘルスリテラシーについて、中高年女性は更年期症状の対処として生活の工夫が有益と認識しているが、実践をするためにはどのような情報が確かなのか情報の選択と活用について専門家からの支援を求めていること、女性が情報を選択し活用する際には地域の規範や家族による影響がある等の課題が詳細となった。これらの検討に基づき、量的調査および質的調査の内容を精査した。調査方法および調査地域の選定および確保について、当初は平成28年度中に調査実施の予定であったが、地域特性に応じた量的調査を実施するためには、人口が少ない地域からも調査協力者を募集する必要があることや、多数の協力者を募集する必要性が明らかとなり、実施可能な調査方法および対象地区の選定を行った。また、調査に必要な人員および費用の確保を行ない、平成29年度に調査開始ができる状態を整備した。量的調査および質的調査における調査内容の精査を行い、実施が可能な地域の選定や調査方法の明確化と費用試算について、より明確にすることができた。次年度になり次第、調査実施に取り掛かることができるため、おおむね順調に進展している。具体的には、大規模な量的調査へ向けて調査内容を精査することができた。先行研究より、ソーシャルキャピタルの多様な側面のなかでどの要素が中高年女性の健康と関連するかを特定したこと(担当:島、河原田)、対処行動についてはヘルスリテラシーの構成要素をもとに更年期症状に特有な課題を詳細にしたこと、更に、女性のニーズがある食事の側面から情報の選択と活用についての課題を特定したこと(担当:島、高野)によって、調査内容を精査し、調査方法および調査対象地域の選定をすることができたため、次年度の調査実施体制が整った。本調査は女性のQOLを低下させる更年期症状について、中高年女性が地域の資源を活用し、氾濫する健康情報の中から自己の状態に応じた情報を選択し対処するには地域でどのような更年期ケアが必要かを明らかにすることが最終目標である。平成29年度は、地域の繋がりとしてソーシャルキャピタル、健康情報を活用する力としてヘルスリテラシーを設定し、中高年女性の更年期症状との関連性を明らかにするため量的調査の修正を行った。更に、中高年女性のヘルスリテラシーの向上を目的とした更年期ケアの試案作成を行った。1)量的調査:地域の繋がりをソーシャルキャピタルの視点から把握し、更年期症状の発現頻度との関連性を検証することを目標とした。

ソーシャルキャピタル指数別に大規模調査を予定していたが、コストの側面から昨年度に準備した対象地区の範囲、調査項目を再修正し、対象地区の選定とソーシャルキャピタルの測定方法について研究方法上の問題を改善した。再評価の結果、メタアナリシスによって女性の健康に関連するソーシャルキャピタルを特定し、ソーシャルキャピタルの多様な側面のうち、近隣の影響、人の結びつき型、顔見知り程度の人の繋がりの範囲(リソースジェネレーター)に焦点化して精査した。分担研究においては、ソーシャルキャピタルは抑鬱症状や肥満の発現頻度との関連性があるとの指摘があるため、栄養学の視点から、中高年女性の食事と肥満、ソーシャルキャピタル、更年期症状、ストレス対処力との関連性を検証するために食事調査票を再修正した。2)中高年女性の更年期に関する情報の選択や対処法の選択が課題となっているため、地域に在住する中高年女性の更年期症状に対するヘルスリテラシーの向上を目的として、更年期症状の対処における情報の評価、情報の選択についてプログラムの骨子を作成した。当初はソーシャルキャピタル指数別に大規模調査を予定していたが、コストとのバランスの調整に時間を費やしたため調査が遅れた。調査地区、ソーシャルキャピタルの調査項目の再評価と修正を行い、量的調査においてはWEB調査をすぐに開始する段階にある。プログラム試案作成については、個人が健康情報を判断し治療法を選択するために開発された尺度であるDISCERN: An instrument for judging the quality of written consumer health information on treatment choicesの構成要素と中高年女性の更年期症状の対処の特性に基づき、情報の評価と選択について素案を作成した。本年度は、横断調査において調査方法および測定用具を修正し、地域の特性と地域の人の繋がりをより明確に把握することを強化し、地域のソーシャルキャピタルと中高年女性の更年期障害の発現頻度、ヘルスリテラシーとの関連性を検出する研究方法を追加した。(1)システマテイックレビューを用いて、中高年女性の更年期障害に対するソーシャルキャピタルの効果を分析した。分析の結果、ソーシャルキャピタルの多様な側面のなかでも近隣の人の繋がりや環境などの近隣レベルのソーシャルキャピタルが中高年女性の不安、不眠、抑鬱症状の発現頻度に関連することを抽出した。(2)本年度の調査では、特に近隣レベルのソーシャルキャピタルを把握し、女性の更年期症状とヘルスリテラシーの関連性を明らかにすることを強化し、測定尺度の修正と調査項目を再構築を行った。(3)更に、近隣の地域の繋がりが更年期症状の発現頻度に関連するかを検証するために、更年期症状の発現頻度に空間集積性があるかを解析することを調査方法に追加した。空間疫学が看護学に応用された研究は少なかったため、解析に必要なデータ数と地域ごとにデータ収集の見込みについて調整を行った。以上、地域の繋がりの特性をより明確にするために、地域の人の繋がりと共に地理的データを追加して解析手法を整理した。新たな測定尺度や研究手法を追加することについて検討を重ねることに時間を要したため、調査期間の延長を行なった。現在、データ収集段階にある。
農地からの農薬の降雨流出および土壌残留評価システムの開発

本研究の主目的は、農地特に畑土壌からの農薬の降雨流出とそれに伴う土壌残留の評価システムを構築し、畑土壌での農薬動態の予測・評価のためのツールおよび手法を開発することである。今年度は,前年度開発した装置を使用し,供試農薬殺虫剤のイミダクロプリド,クロチアニジン,フィプロニルとして、以下の試験およびモデル解析を行った。1.圃場および室内試験による農薬の畑地からの降雨流出と農薬動態モニタリング:小型移動式降雨流出試験装置および圃場スケール移動式降雨流出試験装の2種類を用い,供試農薬3薬剤の流出水および流出土壌由来の流出,農薬流出後の土壌中農薬残留をモニタリング調査した。一連の実験では,共通して3供試農薬のうち土壌吸着性が高く移動性が低いとされる殺虫剤(フィプロニル)が降雨流出による移動が最も顕著であるという結果を導きだし,農薬動態モニタリングにおける小型および圃場スケールの降雨流出装置の有用性が示唆された。2.農薬の土壌中での挙動および土壌残留評価のための室内試験:3供試農薬の畑土壌中分解試験を行い,土壌温度そして土壌水分と農薬分解の関係を明らかにした。土壌水分が多く,土壌温度が高いほど農薬分解速度が速い結果となった。また供試農薬の土壌吸着試験を行い,土壌吸着係数の定量を行った。3.農薬動態評価モデルの構築・検証・評価:開発された農薬動態予測モデルSPECを用い,本研究の実験結果により得られた土壌分解速度定数や土壌吸着係数を入力値とした,供試3農薬の動態シミュレーションを行った。開発したSPECモデルは,農薬動態解析に有用なツールであることが示唆された。本研究の成果の一部および共同研究の成果を国際誌の査読付き論文に6報,国際シンポジウム会議にて5報,国内学会にて5報,報告した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究は,まず1.農薬の降雨流出の評価のための人工降雨装置の開発および降雨流出試験設計をおこなった。移動式小型人工降雨装置に流出水採水器を備えた室内試験用土壌コンテナとの流出水採水器を備えた圃場流出試験用型枠を構築し、東京農工大学付属農場土壌を用いて降雨流出試験を降雨が30mm/hrおよび50mm/hr,地面の傾斜が3%,5%,10%,を組み合わせて行い,流出特性を解析した。次に2.農薬の畑地からの流亡と農薬消長モニタリングでは,東京農工大学付属農場での圃場スケールの散水式降雨流出装置による農薬の降雨流出試験および農薬残留モニタリングを行った。流出水中および流出土壌中の最高農薬濃度は約496ug/Lおよび約707ug/kgで,降雨後の表層土壌中1cmの残留農薬濃度は最高で0.915mg/Kgあった。また3.農薬の土壌中での残留評価のための室内・野外試験においては,今年度上記試験で使用した除草剤および殺菌剤を対象に農薬の畑土壌中での分解プロセスのパラメータを定量する室内実験を行った。このうち殺菌剤の土壌中半減期は63日から87程度で温度依存性があることが確認された。最後に4.土壌残留予測モデルの開発・改良に関して,土壌残留の評価システムの主要ツールとして土壌残留予測モデル(SPECモデル)を開発中である。今回,畑土壌の水分動態および農薬分解の温度依存性に関してモデルプログラムの改良を行った。SPECモデルの評価は,前年度行われた未発表データおよび今年度行った上記の圃場試験および室内実験の結果を用いた。今年度の研究成果のうち項目2.,3.,4.は日本農薬学会第40回大会にて報告した。

本研究の成果の一部および共同研究の成果を国際誌の査読付き論文に6報,国際シンポジウム会議にて5報,国内学会にて5報,報告した。本研究がおおむね順調に進展している理由としては,降雨装置の開発はほぼ完了し,降雨試験の設定に関しても,降雨および土壌の流出特性を解析を経て,標準シナリオ50mm/hr降雨,5%傾斜を標準シナリオと設定した。標準シナリオにおける除草剤を用いた圃場スケール降雨流出試験において,流出水量および流出土壌量の解析,資料中の農薬濃度の分析,検出状況及び農薬流出特性を確認することができた。これらのデータを基に現在,移動式小型人工降雨装置および圃場スケールの散水式降雨流出装置によるネオニコチノイド系供試農薬を用いた降雨流出試験および農薬残留モニタリングの試験準備に取り掛かっている。また,室内試験においても,除草剤,殺菌剤のプロトコルを踏襲し,ネオニコチノイド系供試農薬を用いた土壌分解試験が継続中である。土壌残留の評価システムの主要ツールとして土壌残留予測モデル(SPECモデル)に関しては,土壌水分動態と土壌中の農薬動態を予測するモデルの初版Ver.1.0を完成させた。今年度の成果の一部を国際誌の査読付き論文に2報,日本農薬学会第40回大会にて4報報告した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主目的は、農地特に畑土壌からの農薬の降雨流出とそれに伴う土壌残留の評価システムを構築し、畑土壌での農薬動態の予測・評価のためのツールおよび手法を開発することである。本研究で構築する畑土壌における農薬動態評価システムは、移動式小型降雨流出試験装置、圃場スケール降雨流出試験装置、農薬動態予測モデルからなり、室内実験および圃場試験データの解析を通して、開発された農薬動態予測モデルを検証し、農薬残留評価および水系への流亡による環境影響評価の手法を開発する。供試農薬は殺虫剤のイミダクロプリド,クロチアニジン,ジノテフラン,フィプロニルとして、今年度,具体的には以下の3項目の実験・解析および環境影響評価を行う。1.圃場試験による農薬の畑地からの降雨流出と農薬動態モニタリング:移動式小型降雨流出試験装置および圃場スケール降雨流出試験装置を用いた室内試験および圃場試験と残留農薬モニタリングを行う。2.農薬の土壌中での挙動および土壌残留評価のための室内・野外試験:供試農薬において土壌中分解試験,土壌吸着試験,土壌カラム浸透試験を行い,農薬の土壌中動態予測モデルに使用するパラメータを定量する。3.農薬動態評価モデルの構築・検証および環境影響リスク評価:開発中の土壌残留予測モデル(SPECモデル)に降雨流出予測サブモデルを構築し,降雨流出試験・農薬動態モニタリングの結果を用いて検証・評価を行う。さらに供試農薬の環境影響リスク評価を行う。
科学技術分野における数値解法の総合的研究

1.軸対称流れ問題の数値計算法の確立.問題が軸対称の状況下では円筒座標系を導入することにより3次元問題が2次元化され計算量が格段に軽減するが,軸上に特異性が生じる.この特異性に対応した要素分割と重み付き関数空間を導入して,混合型有限要素近似,安定化有限要素近似について,最良な誤差評価,収束性を示した.2.物体の揚力・抗力係数の精確な数値計算法を開発.流れ場に置かれた物体に働く力を精確に求めるために,表面積分でなく弱形式を経由して領域積分で求める方法を開発した.この方法では,誤差解析が可能であり,任意形状物体の揚力・抗力係数が精度良く求めることができるようになった.3.渦法によるオイラー方程式の数値計算.渦層は乱流生成の主な素過程のひとつであり,そのメカニズムを知ることは重要である.せん断流を背景流としする2次元渦層の振る舞いを数値的に調べた.渦層の渦の符号とせん断流の渦の符号とによって,現象が大きく異なることを観察した.4.漏洩・透過境界条件を持つ流れ問題の解析.工学や環境問題で提起される現象に現れる漏洩・透過境界条件をもつ流れ問題の定式化を行い,その解析を行った.さらに,その数値解法も開発した.5.数値計算解の最大値ノルムでの精度保証,非線形楕円型偏微分方程式の数値解の最大値誤差評価に,高次要素を用いて残差反復法と組み合わせて,数値解の検証精度を著しく向上させた.6.常微分方程式系への並列アルゴリズムの実装,選点型の2段階ルンゲ・クッタ法を提案した.この方法は次数と安定性を保ち,並列化が容易である.選点の適当な設定によって高次の2段階ルンゲ・クッタ法を構成し,予測子・修正子型の並列化の実装を行い,高性能計算を実現した.1.軸対称流れ問題の数値計算法の確立.問題が軸対称の状況下では円筒座標系を導入することにより3次元問題が2次元化され計算量が格段に軽減するが,軸上に特異性が生じる.この特異性に対応した要素分割と重み付き関数空間を導入して,混合型有限要素近似,安定化有限要素近似について,最良な誤差評価,収束性を示した.2.物体の揚力・抗力係数の精確な数値計算法を開発.流れ場に置かれた物体に働く力を精確に求めるために,表面積分でなく弱形式を経由して領域積分で求める方法を開発した.この方法では,誤差解析が可能であり,任意形状物体の揚力・抗力係数が精度良く求めることができるようになった.3.渦法によるオイラー方程式の数値計算.渦層は乱流生成の主な素過程のひとつであり,そのメカニズムを知ることは重要である.せん断流を背景流としする2次元渦層の振る舞いを数値的に調べた.渦層の渦の符号とせん断流の渦の符号とによって,現象が大きく異なることを観察した.4.漏洩・透過境界条件を持つ流れ問題の解析.工学や環境問題で提起される現象に現れる漏洩・透過境界条件をもつ流れ問題の定式化を行い,その解析を行った.さらに,その数値解法も開発した.5.数値計算解の最大値ノルムでの精度保証,非線形楕円型偏微分方程式の数値解の最大値誤差評価に,高次要素を用いて残差反復法と組み合わせて,数値解の検証精度を著しく向上させた.6.常微分方程式系への並列アルゴリズムの実装,選点型の2段階ルンゲ・クッタ法を提案した.この方法は次数と安定性を保ち,並列化が容易である.選点の適当な設定によって高次の2段階ルンゲ・クッタ法を構成し,予測子・修正子型の並列化の実装を行い,高性能計算を実現した.1.流れ問題に関して,田端らは軸対称流れ問題,流脈線の数値解法の誤差評価を得ることに成功した.前者は軸対称性から生じる特異性を考慮した有限要素法による解析であり,後者はホイン法を中心とする解析である.加古らは構造体と音場の連成系の振動問題に対して,数値解法を提案しスペクトル近似の収束結果を得た.2.反応拡散問題に関して,池田らは双安定反応拡散系のフロント進行波解およびパルス状の定常解や進行波解の存在と安定性についてその大域的構造を調べた.友枝らは拡散効果と吸収効果が作用している問題について解の台の挙動について研究し台が分離するための必要十分条件と界面の収束性を示した.3.非線経常微分方程式に関して,三井らは並列計算を意識した2段階Runge-Kutta法を提唱し効率性を調べ,確率微分方程式の数値解法に関してROW型スキームの構成と安定性の評価について結果を得た.篠原らはある非線形振動に現れる常微分方程式系の準周期解について解の存在と一意性の結果を得た.4.非線形方程式の反復法に関して,山本らはSOR型の解法について研究を行い,多項式根同時解法のSOR-DK法の局所収束性とその特性,ディリクレ問題に対するSOR-Newton法の大域収束性について結果を得た.後者の問題について石原らは最適加速係数を求めることに成功した.5.並列計算と精度保証計算に関して,藤野らはポアッソン方程式の並列計算向き高精度差分公式を提案し,ベクトル計算機および共有メモリー型の並列計算機で性能評価を行い有効性を確認した.中尾らは精度保証付計算を進め,最大値ノルムでの評価,ストークス問題への適応を行った.

6.8月に広島,12月に京都などの研究集会を開催し分担者間の研究連絡,研究討論を行った.1.軸対称流れ問題の数値計算法の確立.問題が軸対称の状況下では円筒座標系を導入することにより3次元問題が2次元化され計算量が格段に軽減するが,軸上に特異性が生じる.この特異性に対応した要素分割と重み付き関数空間を導入して,混合型有限要素近似,安定化有限要素近似について、最良な誤差評価、収束性を示した.2.物体の揚力・抗力係数の精確な数値計算法の開発.流れ場に置かれた物質に働く力を精確に求めるために,表面積分でなく弱形式を経由して領域積分で求める方法を開発した.この方法では,誤差解析が可能であり,任意形状物体の揚力・抗力係数が精度良く求めることができるようになった.3.渦法によるオイラー方程式の数値計算.渦層は乱流生成の主な素過程のひとつであり,そのメカニズムを知ることは重要である.せん断流を背景流としする2次元渦層の振る舞いを数値的に調べた。渦層の渦の符号とせん断流の渦の符号とによって,現象が大きく異なることを観察した.4.漏洩・透過境界条件を持つ流れ問題の解析.工学や環境問題で提起される現象に現れる漏洩・透過境界条件をもつ流れ問題の定式化を行い、その解析を行った.さらに,その数値解法も開発した.5.数値計算解の最大値ノルムでの精度保証,非線形楕円型偏微分方程式の数値解の最大値誤差評価に,高次要素を用いて残差反復法と組み合わせて,数値解の検証精度を著しく向上させた.6.常微分方程式系への並列アルゴリズムの実装.選点型の2段階ルンゲ・クッタ法を提案した.この方法は次数と安定性を保ち,並列化が容易である.選点の適当な設定によって高次の2段階ルンゲ・クッタ法を構成し,予測子・修正子型の並列化の実装を行い,高性能計算を実現した.