hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南インドの伝統灌漑に学ぶ持続的灌漑農法のパラダイムシフト～塩集積は絶対悪か？

本研究では、南インド・畑作地帯の数千年の歴史を持つ伝統的な小規模井戸水灌漑農業の持続性成立要因に関して、申請者が同地帯で発見した炭酸カルシウム岩層(CaCO3岩層)の生成機構とその農学的意義に着目して解明するものである。研究初年度であった昨年度は、複数回にわたる現地調査を実施し、現地で営まれている伝統灌漑に着目した土地管理がもたらす土壌中の物質循環を解明するための予備試験を開始した。またCaCO2岩層の生成要因を空間的に検討するための定期的な広域調査も共同研究者の協力を得つつ開始した。研究2年目である今年度は、CaCO3岩層の生成機構の解明(課題1および2)のために、南インド・タミルナードゥ州に存在するCaCO3岩層地帯において、昨年度にあらかじめ準備しておいた圃場試験区において、CaCO3岩層の除去作業を行い、CaCO3岩層の有無が当該地域の土壌水分動態および作物生育に与える影響に関する圃場試験(作物の栽培試験を含む)を実施した。栽培期間中は複数回にわたって現地調査を実施し、土壌試料などの採取とともに、昨年度に設置した気象ステーションの保守管理を実施した。現在、得られた各種データの解析を実施している。以上の定点調査に加え、現地共同研究者とともに、南インド・タミルナードゥ州一体を網羅する形になるように、25地点において表層土壌50点、灌漑水25点を昨年度から継続して都合4回採取し、pHおよびECの測定を行った。昨年度に選定した圃場において、予定通りCaCO3岩層の有無が土壌水分動態および作物生育に与える影響について解析するための圃場試験を開始できており、現在までに必要な実験データの採取は順調に進んでいる。また昨年度に実施できなかった現地農民への各種聞き取り調査を計画通り今年度に実施できた。加えて、計画していた広域25地点における土壌試料や灌漑水の採取も計画通りに実施でき、実験も現在までに順調に進んでいる。以上のことから、(2)おおむね順調に進展している、と判断した。当初の計画通り、CaCO3岩層の有無が土壌水分動態および作物生育に与える影響を解析するための圃場試験(2年目)を実施する。得られた2年分の土壌水分データおよび作物収量の結果から、課題12に相当するCaCO3岩層の生成機構の解明とその農学的意義の解明を、それぞれ水分動態と生産性の観点から検討する。とともに、広域調査で得られた実験データを面的に解析することで、CaCO3岩層が当該地域においてどれくらい分布しているのかを検討するとともに、各地点での農業生産の持続性に関する聞き取り結果をもとに、CaCO3岩層の意義を面的に検討する。加えて、得られた研究成果をそれぞれ取りまとめ、国内外の学会において発表するとともに、投稿論文のとりまとめと投稿を行う。初年度である今年は、CaCO3岩層の生成機構の解明(課題1)のために、南インド・タミルナードゥ州に存在するCaCO3岩層地帯において、次年度以降に実施するための現地試験のための候補地を選定するための現地調査の実施、および選定した場所での予備試験の開始作業を、H29年9月に実施した。予備試験としては、現地に気象ステーションを新規に設置し、降水量・気温・地温・土壌水分などのデータを経時的に採取した(現在も継続中)。加えて、現地での土壌調査も実施し、CaCO3岩層の存在を現地で再確認するとともに、次年度以降に実施予定のCaCO3岩層の農学的意義の解明(課題2)のための現地試験を開始することを土地保有者と協議し、その承諾を得ることができた。以上の定点調査に加えて、現地共同研究者の協力を仰ぎ、南インド・タミルナードゥ州一帯における小規模井戸水灌漑の実態を把握するために、州内の25地点において、表層土壌計50点、灌漑水計25地点を、H29年11月およびH30年1月にかけて2回採取し、pHおよびECの測定をおこなった。これまでの分析結果から、ほぼ全ての土壌が塩基性であり、かつ灌漑水のECが非常に高い地点が多いことが判明している。圃場の選定や広域での塩類集積状況の概要を把握するための現地調査は順調に進んでいる。次年度以降に実施予定の圃場試験予定地も順調に確保できており、加えてそこでの気象ステーションの設置・管理に関しても現在までに大きな問題がおきていない。これらのことから、次年度に実施予定の、栽培試験も含めた圃場試験を順調に進められると考えている。当初計画では1年目に予定していた、現地農民への、CaCO3岩層の有無や、伝統的な灌漑水量に関する広域での聞き取り調査については、現地での農繁期と本研究プログラムの内定が出た時期とのずれの問題から、本格的な聞き取り調査は次年度にスライドしている。しかし各地の調査地点の選定とそこでの土壌・水試料の採取は既に先行して進めており、研究の進捗に大きな問題は無いと考えている。

研究初年度であった昨年度は、複数回にわたる現地調査を実施し、現地で営まれている伝統灌漑に着目した土地管理がもたらす土壌中の物質循環を解明するための予備試験を開始した。またCaCO2岩層の生成要因を空間的に検討するための定期的な広域調査も共同研究者の協力を得つつ開始した。研究2年目である今年度は、CaCO3岩層の生成機構の解明(課題1および2)のために、南インド・タミルナードゥ州に存在するCaCO3岩層地帯において、昨年度にあらかじめ準備しておいた圃場試験区において、CaCO3岩層の除去作業を行い、CaCO3岩層の有無が当該地域の土壌水分動態および作物生育に与える影響に関する圃場試験(作物の栽培試験を含む)を実施した。栽培期間中は複数回にわたって現地調査を実施し、土壌試料などの採取とともに、昨年度に設置した気象ステーションの保守管理を実施した。現在、得られた各種データの解析を実施している。以上の定点調査に加え、現地共同研究者とともに、南インド・タミルナードゥ州一体を網羅する形になるように、25地点において表層土壌50点、灌漑水25点を昨年度から継続して都合4回採取し、pHおよびECの測定を行った。昨年度に選定した圃場において、予定通りCaCO3岩層の有無が土壌水分動態および作物生育に与える影響について解析するための圃場試験を開始できており、現在までに必要な実験データの採取は順調に進んでいる。また昨年度に実施できなかった現地農民への各種聞き取り調査を計画通り今年度に実施できた。加えて、計画していた広域25地点における土壌試料や灌漑水の採取も計画通りに実施でき、実験も現在までに順調に進んでいる。以上のことから、(2)おおむね順調に進展している、と判断した。当初の計画通り、現地での栽培試験を含めた圃場試験を実施する。加えて、各種聞き取り調査を、既に進行させている水質分析などと並行して実施する。当初の計画通り、CaCO3岩層の有無が土壌水分動態および作物生育に与える影響を解析するための圃場試験(2年目)を実施する。得られた2年分の土壌水分データおよび作物収量の結果から、課題12に相当するCaCO3岩層の生成機構の解明とその農学的意義の解明を、それぞれ水分動態と生産性の観点から検討する。とともに、広域調査で得られた実験データを面的に解析することで、CaCO3岩層が当該地域においてどれくらい分布しているのかを検討するとともに、各地点での農業生産の持続性に関する聞き取り結果をもとに、CaCO3岩層の意義を面的に検討する。加えて、得られた研究成果をそれぞれ取りまとめ、国内外の学会において発表するとともに、投稿論文のとりまとめと投稿を行う。交付内定がでた時期の都合上、現地での聞き取り調査を次年度にスライドさせる必要が生じたために、これに必要な金額を次年度使用額として移行させた。次年度の使用計画としては、翌年度分として請求した助成金と併せて、必要な現地調査を実施していく。
多糖の分子設計による分離および不斉認識機能の発現

特異な不斉場をもち、しかも化学修飾の点で大きな可能性を有すると期待される高分子素材として天然アミノ多糖であるキチンを選び、機能発現のための基礎研究を行い、ほぼ所期の目的を達成することができた。1.ポリペプチド側鎖の導入:水溶性キチンのアミノ基を利用したアミノ酸NCAのグラフト共重合反応を検討し、ポリ(γ-メチルL-グルタメート)にひきつづき、ポリ(L-アラニン)を高い効率でキチンに導入した。これらのキチン/ポリペプチド複合体の物性は側鎖により大きく影響される。また、側鎖ポリ(L-アラニン)末端に数段階の反応を経て補酵素NADHの活性部位を固定化することに成功した。2.キチン/ポリペプチド複合体の膜透過性:上記のキチン/ポリ(γ-メチルL-グルタメート)複合体を製膜した。得られた膜を1組のセルに挟み、25°Cにおいて尿素および食塩の透過速度を測定し、複合体の膜透党過機能および側鎖ポリペプチドの重合度の影響を調べた。その結果、側鎖重合度が4程度まではほぼ一定の高い透過速度を示したが、それを越すと急激に低下し、重合度10以上では一定になる傾向を示した。側鎖の高次構造による透過性の制御が可能であることが示唆された。3.キチンのヨウ素誘導体の調整とグラフト共重合:不溶性のキチンに対して広範囲な化学修飾を可能にする前駆体を調整した。まず、キチンとトシルクロリドとの反応によりトシル化キチンとした。これをヨウ化ナトリウムで処理してヨウ素化キチンが得られた。ヨウ素化キチンを用いた修飾の一例としてスチレンのカチオングラフト共重合を試みたが、SnCl_4を使うと効率的な共重合が可能であることを明らかにした。多岐にわたる化学修飾の前駆体として有用であると期待される。4.種々の置換基の導入:アミノ基とメルカプト基を各種の方法で導入することを検討した結果、いくつかの有望な方法を見いだした。
体外フォトフェレーシスによる抗原特異的免疫寛容機序の解析

現在世界的に注目が集まっている、顔面や四肢の同種異系間複合組織移植についての研究を行った。ラットをモデルに用いて、BNラットとLEWラットの間で、遊離皮弁移植を行い、移植後の拒絶反応の様子を観察した。移植前に体外フォトフェレーシスを行ったグループではと行わなかったグループとで比較検討を行った。その結果、肉眼的検討および病理組織学的検討、さらにはin vitroの検討としておこなった体外フォトフェレーシスによる検討において、有意差をもって、拒絶反応が抑制されることが分かった。今回の研究では、同種異系間複合組織移植において、体外フォトフェレーシスにて移植後拒絶反応が抑制されるかどうか観察を継続した。同種からの複合組織移植の前に体外フォトフェレーシスを受けた群と、受けなかった群を比較した。In vitroでの観察においては、リンパ球混合刺激試験をおこなった。その結果移植前にフォトフェレーシスを行った群において抗原刺激に対するリンパ球増殖反応の抑制が確認された。しかし、肉眼的観察においては、移植組織の生存期間に有意差を確認することができなかった。しかし、8-MOPの濃度を変更し試みた際、in vitroの検討でもさらに有意な差を得ることができ、肉眼的検討でも同様の結果を得るにいたった。次に体外フォトフェレーシスと免疫抑制剤(CsA 8mg/kg, 7days)の併用を行った群と、免疫抑制剤投与のみを行った群とで、移植後の拒絶反応に差が出るか検討した結果、その結果肉眼的観察において、移植後組織の生存期間が体外フォトフェレーシスと免疫抑制剤投与を併用した群では、有意差を持って生存期間が延長することが昨年度確認された。今回は、ステロイドの量を調整しながら、本検討を行った結果、現在のところ4mg/kgの濃度で使用した場合に、差が認められやすいことが分かった。今後さらに、検討を重ね、同種異系間の複合組織移植において、さらに体外フォトフェレーシスが免疫寛容導入に有効化されるよう、その方法を検討していく。さらに、そのメカニズムについても検討を進めていく予定。体外フォトフェレーシスにて臓器移植ドナー抗原に対する減感作を試みた。移植モデルとしてmBNラットをドナーとし、LEWラットをレシピエントとして利用した。ドナーのBNラットから遊離皮弁を挙上し、それをレシピエントのLEWラットに移植した。移植前に、ドナーであるBNラットから脾細胞を分離採取し、これに8-MOPを添加し、UVB照射を行うことで体外フォトフェレーシスを行った。体外フォトフエレーシス処理細胞は、移植予定のLEWラットに静脈内投与することで、減感作を起こす試みを行った。その結果、体外フォトフェレーシスを行ったグループと、行わなかったグループとの間で、肉眼的観察およびリンパ球混合刺激試験による観察で、移植後の拒絶反応が抑制されることが分かった。しかし、個体により抑制の程度の差が大きいことが分かり、動物モデルの調整や使用薬剤濃度の調整などを行った。その結果、体外フォトフェレーシスを行う際に使用する8-MOPの濃度により結果が左右されることが分かった。そこで、いくつかの濃度を試み、もっとも安定した結果を得やすい濃度を見つけることができた。この、安定したモデルを用いて、そのメカニズムを解明するためにまず、フォトフェレーシス細胞が移植ラットのどの臓器に取り込まれるかを観察した。観察の際は、フォトフェレーシス処理したリンパ球を放射性同位元素にてマーキングを行い移植を行った。移植から3日後にレシピエントのラットから、腸管、心臓、肺、肝臓、脾臓、リンパ節、胸腺などを採取してこれらに取り込まれたフォトフェレーシス処理後の細胞を検索した。その結果、脾臓とリンパ節に多く取り込まれる傾向が分かった。今後は検討症例数を増やして、どの臓器に取り込まれる傾向にあるかどうかさらに追及していく予定としている。研究開始当初は、体外フォトフェレーシスのみを用いて、それを行った場合と行わなかった場合とで、同種間複合組織移植の拒絶反応に差が出るかどうかを検討した。しかし、その場合では拒絶反応が5-7日目におこるため、明らかな有意差を得ることができなかった。そこで、移植初期からステロイド投与を開始して拒絶反応を抑止しながら観察を行った。その場合は、拒絶反応が弱くなり約10日間の移植組織の生着を得ることができた。この場合では、1-2日の差だが、拒絶反応が体外フォトフェレーシスを行った場合において、長期に移植組織が生着することが分かった。さらに、移植10日目に組織を採取して、HE染色を行い観察をしたところ、炎症細胞浸潤や移植組織の真皮の厚さに差が生じており、病理組織学的にも炎症反応に差が出ることが分かった。in vitroの検討として行ったリンパ球混合試験においては、有意差をもって、体外フォトフェレーシスを行った場合において拒絶反応が抑制されることが分かった。これは、体外フォトフェレーシスによって抑制系のT細胞が活性化されたためであると考察した。

そのメカニズムを解明するために、移植後のラットの血液を採取して、抑制系のT細胞の数の差を調査した。しかし、今回の検討では、体外フォトフェレーシスを行った群と行わなかった群とで比較して、明らかな差を見ることができなかった。さまざまな条件を変えてみたが、確認できなかった。現在原因として、ステロイド投与により抑制系のT細胞の活性が抑えられたため、有意な差が出なかったと考えている。今後は、別の方法で観察期間を長くし、そのうえで再度同じ検討を行う予定である。再建外科フォトフェレーシスの方法論に時間がかかっており、メカニズム解明に至っていない。体外フォトフェレーシスによる拒絶反応抑制の程度に個体差が多く、その原因究明に時間がかかった。現在のところ添加する8-MOPに原因があると考えられ、至適濃度に調整する試みを行った。その際使用する8-MOP濃度により実験グループを分け、各々のグループ間で、どのグループが安定した拒絶反応抑制結果を得られるか検討した。その結果、至適濃度が判明したため、この濃度の8-MOPを用いて実験を再スタートさせた。これまでの作業に時間を要したため、予定よりやや遅れる進行状況となった。8-MOPの濃度調整により、安定した結果を得るモデルが完成したため、まず、これを用いてフォトフェレーシス処理細胞の取り込み臓器の検討を行う。観察の際は、フォトフェレーシス処理済みの細胞を移植床ラットに移植し、数日後各臓器を取り出して、アイソトープを用いてどの臓器に多くフォトフェレーシス処理済み細胞が選択的にとりこまれていうかどうかを調査する。さらに本処置にて制御性T細胞の誘導が起こっているのかどうか確認を移植床ラットの血液をもちいて行う。そして、フォトフェレーシス細胞の各サブタイプについてautoMACSシステムを用いて検討する。実験のためのラット購入のための予算であったが、他業務などにより、予定していたラット手術が行えず、ラット購入キャンセルになった分があります。前回延期になったラット手術の際に、ラット購入のための費用に充てます。平成24年度にautoMACSシステムを購入して、各サブタイプの検討に利用する予定であったが、観察モデルの免疫寛容導入の安定化に時間を要し、上記検討まで至らなかった。その為、予定していた利用額に達しなかった。しかし、24年度に安定した観察モデルが完成したため、本年度autoMACSシステムを購入し、この感作モデルを利用して検討を進めていく予定である。
アディポサイトカインによる生活習慣病予防パラダイムの展開

愛知県内の某自治体に勤務する35歳以上の男性職員で、2002年のベースライン(BL時)生活習慣アンケート及び健診成績のある4,317名から、がん、虚血性心疾患、脳卒中の既往(59名)、糖尿病、高血圧、高脂血症の治療歴(476名)、BL時食事アンケートから推定される摂取エネルギー量が500Kcal未満あるいは3500Kcal以上の者(181名)を除外した3,601名のうち、1,920名が2005年の追跡調査に参加した。このうち、BL時脂質異常(HDLC<40/TG≧150mg/dl)、空腹時高血糖(≧110mg/d)、血圧高値(≧130/85mmHg)のうち2個以上の異常を有さず(1,688名)、かつBL時アディポネクチン濃度の測定値のある1,248名を解析対象者とした。メタボリックシンドローム(MS)発症は2005年に腹囲が85cm異常で、脂質異常、空腹時高血糖、血圧高値のうち2つ以上有する者とした。3年間の追跡期間中96名(7.7%)にMSが発症した。BL時アディポネクチン濃度は非発症者で6.45μg/ml、発症者で5.31μg/mlであった(P<0.001,t-test)。BL時のアディポネクチン濃度の四分位(低い群からQ1Q4)を説明変数、3年後のMS発症を目的変数とした多重ロジスティック回帰分析から最もアディポネクチン濃度の高いQ4群を基準とするとQ1、Q2、Q3群のMS発症オッズ比(95%信頼区間)はそれぞれ3.06(1.41-6.61)、2.24(1.01-4.96、2.15(0.95-4.85)であった(年齢、BMI、HOMA-R、n3系脂肪酸摂取量、不飽和/飽和脂肪酸比、食物繊維摂取量、身体活動、喫煙、飲酒を補正)。4213名の血清測定値を得た。血清測定値の平均値はそれぞれ男女別にアディポネクチンが6.7μg/ml、10.7μg/ml、TNF-αが13.5pg/ml、12.5pg/ml、IL-6が2.22pg/ml、1.81pg/ml、高感度CRPが0.10mg/dl、0.08mg/dlであった。Body mass index (BMI)が25kg/m^2以上で判定した肥満の割合は男性25.4%、女性12.9%であり、腹囲の代わりにBMIを用いたNCEP ATP-III基準によるメタボリックシンドローム(MS)の有病率は男性11.5%、女性4.2%であった。男性において、MSの構成要素数が増えるに従い、アディポネクチン濃度は有意に低下、高感度CRP濃度は有意に増加した。TNF-α、IL-6とMS構成要素数との間には統計学的に有意な線形の関連は認められなかった。MSの構成要素について何ら異常を有さない714名の男性において、アディポネクチンと高感度CRPの間に統計学的に有意な負の関連性が認められ、アディポネクチンの抗炎症作用を示唆する結果と考えられた。また、アディポネクチンと出生時体重との関連を検討したところ、低出生時体重の者では成人期における血清アディポネクチンが低値となる傾向が認められた。腹囲調査は6409名(男性5269名、女性1140名)から有効回答が得られた(調査用紙配布数の65%)。腹囲の平均値(標準偏差)は男性84.7(7.5)cm、女性74.0(9.2)cmであった。日本肥満学会基準による腹部肥満者(男性85cm以上、女性90cm以上)は、男性2655名(50.4%)、女性77名(6.8%)であった。なお、75パーセンタイル値は男性で89cm、女性で80cmと、世界保健機構西太平洋事務局(WPRO)基準によるアジア人の腹部肥満の基準値である男性90cm、女性80cmにほぼ一致した。

BL時のアディポネクチン濃度の四分位(低い群からQ1Q4)を説明変数、3年後のMS発症を目的変数とした多重ロジスティック回帰分析から最もアディポネクチン濃度の高いQ4群を基準とするとQ1、Q2、Q3群のMS発症オッズ比(95%信頼区間)はそれぞれ3.06(1.41-6.61)、2.24(1.01-4.96、2.15(0.95-4.85)であった(年齢、BMI、HOMA-R、n3系脂肪酸摂取量、不飽和/飽和脂肪酸比、食物繊維摂取量、身体活動、喫煙、飲酒を補正)。
誤概念の観点による教科書分析と教材開発

我が国の中学校理科で学ぶ最初の物理分野である光学について、学習者がどのような誤解や困難を抱くのかに関する「誤概念」の研究に基づき、教科書の内容、配列、記述を調べ、そのような指導を受けてきた学生を想定した教材とカリキュラムを開発し、実践、評価を行った。光学分野の概念テストの結果、受講前には想定通りの誤概念を持つことや、学習者同士で議論して学ぶアクティブ・ラーニングで一定の科学的な概念形成が得られることが明らかとなった。2012年度は、初等光学(主に幾何光学)の分野に関する米国PER(物理教育研究)の誤概念調査と教材開発の状況、及び我が国の理科教科書、参考書における取扱い上の問題点を明らかにし、これを踏まえて、アクティブ・ラーニングの手法に基づく指導法と教材とを開発し、共通教育(一般教養)の授業を開講し、実践を行った。この中で扱われる問題にはPER教材を踏まえてさらに発展させたもの(光の直進性に関する光源とスクリーン上の明点の運動の対応など)や、独自に新しく開発したもの(レンズにおける光線図の段階的な作図練習など)が含まれている。開発したグループ学習ワークシート教材においては、事前事後テストの結果や学生の記述からその有効性が確認された。この評価もまた米国PER教材の一つであるRealTime PhysicsやInteractive LectureDemonstrationsに伴い開発された評価テストであるLOCE(Light and Optics Concept Evaluation)から用いており、国際的な標準となりうる問題の候補である(ただし妥当性の詳細な吟味は今後の課題である)。これらの内容について、2013年3月の日本物理学会で発表を行った。事前事後テストによる教育効果の評価指標であるgainの値は0.4と良好であるが、今回の実践研究において受講学生が記入したワークシートをほぼ全てコピーしており、そこでの記述を詳細に検討すると、概念形成上や協働学習上の困難がいくつか見出される。定量的な教育評価のみでは、これらの点は見落とされてしまうが、1年間の研究期間延長により、この点を踏まえた改善を開発教材に施す。本研究の目的は中学校の理科教科書を、先行する誤概念研究の観点から分析し、問題点を洗い出し、困難を乗り越える教材を開発することである。中学校理科物理分野最初の単元である光学に関して検討を行い、F. Goldberg & L. McDermott、またI. Galili & A. Hazanによる光学に関する誤概念調査の集積をもとに、Tutorials in Introductory Physics、Physics by Inquiry、Tutorials in Physics Sense-Making、Realtime Physics、Interactive Lecture Demonstrations等の先行アクティブ・ラーニングカリキュラムを下敷きに、我が国の中学校カリキュラムを履修してきた(そして多くの誤概念や困難を抱える)大学生に対する光学のアクティブ・ラーニングカリキュラム、授業形式とワークシートを開発し、実践を行い、アクティブ・ラーニングとしての有効性を評価した。授業評価の結果、効果とともにいくつかの問題点が明らかとなり、ワークシート教材の改訂を行い、再実践をさらに行った。これにより授業離脱者の数を大幅に減らすことができた。授業離脱者数は初年度は34名中7名であったが、次年度は40名中4名となった。また、授業効果の客観的な指標となる規格化ゲイン(同一のプレ-ポストテストにおける点数の伸び平均÷可能な伸びしろ)の値は0.40となり、アクティブ・ラーニングにおける典型的な値を保持することができた(用いたテストはLight and Optics Concept Evaluationである)。昭和29年度版から平成23年度版に至る中学校理科教科書の物理分野を調査した。また、米国メリーランド大学の物理教育研究グループを訪問し、PER(Physics Education Research)と呼ばれる研究動向の現場を視察した。そこで得られた知見は、物理学科内の物理教育領域と教育学部内の理科教育領域による共同研究体制、教員養成過程における構成主義的な理科教育法の授業、従来の演習に変わる「チュートリアル」授業や刷新された基礎物理学実験授業などである。これらはもちろん誤概念研究に基づいて設計されており、いくつかの教材のエッセンスを取り入れた教材開発に役立てることが可能である。これらの知見について、2012年4月29日に科学教育若手研究会で発表を行った。また、5月27日にもアドバンシング物理研究会で講演を行う予定である。教材開発、実践、評価まで一通り行ない、一定の成果を得てはいるが、学生のワークシートの詳細な検討により、改良の余地が見出されている。このため、1年間の研究期間延長を行い、更なる改良を施し、より質の高い教材を公開する。本研究の内定と同時期に補正予算の申請が受理され、実験器具や教材などの大規模な購入が可能となった。このため、与えられた予算を最大限に活用するために予算計画を大幅に見なおしする必要性が生じた。ワークシートの改良、授業実践、再評価を行う。米国メリーランド大学視察の成果として得られた誤概念研究文献とそれらに基づく教材の購入、検討を行う。そして我が国の中学校理科教科書の誤概念分析を踏まえた上で、独自教材への引用と開発を行う。また、当大学の共通教育授業で実践し、成果を報告する。消耗品、成果報告書の印刷に用いる。
水素利用機器用金属材料の高圧水素ガス環境中における疲労強度特性に関する研究

前年度までの研究結果からBCC鉄鋼材料の水素ガス中疲労き裂進展特性への影響が示唆される,温度・周波数・固溶炭素量という3つの因子の中で,当該年度は特に固溶炭素量の影響に着目した.これまでに供試材として用いていた工業用純鉄には製造過程で除去できない微量の炭素が含まれているが,これに対して本年度は少量のTi添加によって材料中の炭素をTiCとして析出させたIF鋼を用い,固溶炭素量を極限まで低減させたフェライト組織における疲労き裂進展特性の評価を可能とした.0.790 MPa水素ガス中における疲労き裂進展試験から,マクロな疲労き裂進展速度およびミクロな破壊形態ともにIF鋼の挙動は工業用純鉄が示すものと全く同様であり,水素ガス中疲労き裂進展特性に対する固溶炭素の有無の影響は無視できるほど小さいことを明らかにした.この結果は,前年度までに純鉄を用いて得られた知見を,より多量の炭素を含有する実用鋼中の挙動へと展開させるに際して極めて重要な事実である.また,最終年度である本年度は,対象材料をBCC鋼からFCC鋼へと拡大させ,水素ガス中(外部水素)および水素チャージ状態(内部水素)におけるオーステナイト系ステンレス鋼の疲労き裂進展挙動の解明にも取り組んだ.従来から,FCC鋼ではき裂先端部におけるひずみ誘起マルテンサイト変態が疲労き裂進展加速の支配要因であることが提案されてきたが,本研究では同理論を明確化するとともに,内部水素がオーステナイトの相安定性を向上させ,外部水素の場合よりもき裂進展加速を低減させる効果を持つことを明らかにした.水素チャージに伴うオーステナイトの安定化は近年の水素脆化研究でも数例の報告があるが,本研究では同様の現象がマルテンサイト変態に起因した水素脆性破壊に対し,極めてポジティブな役割を発揮することを世界で初めて実証した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。高圧水素ガス環境下における鉄鋼材料の疲労限度近傍でのき裂進展・停留挙動、および疲労特性に及ぼす諸因子(温度、周波数、強度レベル)の影響解明のため,当該年度は炭素鋼と純鉄を用いて水素ガス中き裂進展機構に関する基礎的知見の構築を行った.上記2種の材料について0.7115MPaの幅広い水素圧下において疲労き裂進展試験および破壊靭性試験を実施し,試験後の破面解析に加えて,き裂先端近傍の変形組織解析を電子線後方散乱回折法(EBSD),電子チャネリングコントラスト法(ECCI)および透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察した.通常,き裂先端では応力集中に起因した強力な塑性変形のため,転位セル組織等が発達した中をき裂が進展していくことが知られているが,本研究で実施した複数手法での観察により,水素ガス環境下では転位組織の発達が抑制され,それに伴うき裂先端の鋭化が生じていることが明らかとなった.当研究グループでは以前より水素ガス環境下での疲労き裂進展が大気中と比較して数十倍に加速されることを報告してきたが,この加速は上述したき裂先端での変形組織の変化によるものであることを本研究で解明した.また,この機構は疲労き裂進展のみならず,破壊靭性試験中のき裂進展においても同様であった.これらのミクロな視点に加え,本研究ではマクロな破壊力学的パラメータを用いた水素ガス中き裂進展機構の考察も行い,水素ガス中では疲労き裂破壊靭性き裂が応力拡大係数支配の統一されたき裂進展則により整理できることを解明した.これは通常の大気中のき裂進展では生じえない現象であり,上述のミクロな破壊形態の変化がマクロなき裂進展特性を劇的に変化させることが本研究により示された.水素ガス中における鉄鋼材料の疲労き裂進展特性については複数の研究機関によって過去数十年間に膨大なデータが蓄積されている一方,その解釈に関しては多くの不明点が残されており,ミクロレベルで破壊現象のメカニズムに迫るような研究は未だに見当たらない.そのような背景の中,本研究では破壊力学的パラメータによるマクロスケールなアプローチから走査型電子顕微鏡レベルのメゾスケール観察,さらには透過型電子顕微鏡を用いたミクロスケールでの転位組織の観察というマルチスケールな解析手法を導入することにより,マクロ特性とミクロ特性を融合させた革新的な知見を取得することに成功している.現在までの進捗により得られた水素ガス中き裂進展に関する基礎的知見は,本研究課題の当初の目的である疲労限度近傍における疲労き裂の進展・停留挙動に及ぼす水素の影響の解明,およびき裂進展特性への諸因子の影響とメカニズム解明に向けた,大きな一歩であると考える.前年度と同様に純鉄を用い,水素ガス中での疲労き裂進展を支配するミクロな機構について引続き検討を行った.また,本研究課題の当初の目的である疲労限度近傍でのき裂進展挙動解明へのアプローチとして,低応力拡大係数域における破壊現象にも着目した.昨年度までの研究において特に中高応力拡大係数域では,水素ガス環境下で疲労き裂先端の塑性変形発達が劇的に抑制され,き裂が鋭利な形状を保ったまま進展することが既に明らかとなっている.この理由を明確にする目的で,当該年度は電子線後方散乱回折法(EBSD)と透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた破面直下の転位組織観察を実施した.その結果,上述のように塑性変形の発達レベルが低い場合においては,き裂が結晶のへき開面,すなわち原子間結合力が最も小さい特定の面に沿うこと,また破面直下の転位密度が大気中と比べて著しく低いことを発見した.

従来,特に低強度材料中の水素脆化現象は,水素がき裂先端でのミクロな延性破壊を助長する結果であると解釈されてきた.しかしながら,本研究で得た結果が示すのは,き裂先端での水素の役割はむしろミクロな脆性破壊を助長することであるという事実であり,これまでの常識的見解を大きく覆すものである.また,そのようなミクロな脆性破壊に伴った大幅なき裂進展の加速が生じる高応力拡大係数域に対し,低応力拡大係数域ではき裂の加速が抑制され,水素が結晶粒界に沿う破壊を助長することを解明した.この粒界破壊は水素による転位運動の助長とそれに伴う粒界へのダメージ形成であることがEBSDとTEMを用いた観察から確認されている.すなわち,同じ純鉄中であっても,応力拡大係数の大きさにより,転位運動の助長または抑制という相反する側面を持って水素がき裂先端での変形挙動へと影響し,この2面性がマクロなき裂進展の加速挙動に対して重要な役割を担うことが本研究により新たに示された.昨年度の研究において解明したマクロメゾスケールでのき裂進展挙動と併せて,当該年度はよりミクロなスケールでの破面直下転位組織,並びに水素誘起破面の結晶学的方位を明らかにできたことにより,BCC結晶の水素ガス中疲労き裂進展加速機構に対する理解は大きく進展したと言える.また,本研究課題の最終目標である水素ガス中における疲労限度近傍での停留き裂発現メカニズムの解明に向けて低応力拡大係数域に目を向け,き裂進展の加速が著しい高応力拡大係数域とは全く異なる材料挙動が見られるという従来にない新たな実験事実を得ることができた.以上のように低高応力拡大係数域までのき裂進展挙動を包括的に理解するための重要な知見を得ることができ,昨年度に掲げた研究推進方策を着実に進展させられていることを踏まえ,「おおむね順調に進展している」の評価とする.前年度までの研究結果からBCC鉄鋼材料の水素ガス中疲労き裂進展特性への影響が示唆される,温度・周波数・固溶炭素量という3つの因子の中で,当該年度は特に固溶炭素量の影響に着目した.これまでに供試材として用いていた工業用純鉄には製造過程で除去できない微量の炭素が含まれているが,これに対して本年度は少量のTi添加によって材料中の炭素をTiCとして析出させたIF鋼を用い,固溶炭素量を極限まで低減させたフェライト組織における疲労き裂進展特性の評価を可能とした.0.790 MPa水素ガス中における疲労き裂進展試験から,マクロな疲労き裂進展速度およびミクロな破壊形態ともにIF鋼の挙動は工業用純鉄が示すものと全く同様であり,水素ガス中疲労き裂進展特性に対する固溶炭素の有無の影響は無視できるほど小さいことを明らかにした.この結果は,前年度までに純鉄を用いて得られた知見を,より多量の炭素を含有する実用鋼中の挙動へと展開させるに際して極めて重要な事実である.また,最終年度である本年度は,対象材料をBCC鋼からFCC鋼へと拡大させ,水素ガス中(外部水素)および水素チャージ状態(内部水素)におけるオーステナイト系ステンレス鋼の疲労き裂進展挙動の解明にも取り組んだ.従来から,FCC鋼ではき裂先端部におけるひずみ誘起マルテンサイト変態が疲労き裂進展加速の支配要因であることが提案されてきたが,本研究では同理論を明確化するとともに,内部水素がオーステナイトの相安定性を向上させ,外部水素の場合よりもき裂進展加速を低減させる効果を持つことを明らかにした.水素チャージに伴うオーステナイトの安定化は近年の水素脆化研究でも数例の報告があるが,本研究では同様の現象がマルテンサイト変態に起因した水素脆性破壊に対し,極めてポジティブな役割を発揮することを世界で初めて実証した.
解剖時CTを用いた頭頸部動脈造影法の確立と同法を用いた椎骨動脈損傷の検討

当研究は、椎骨動脈損傷に対する死後血管造影CTの有用性の検討を目的としている。平成30年度は初年度から引き続き、エンバーミングポンプを用いた死後血管造影法の確立を目指した。当初の計画に沿って、開胸後、大動脈にカニューレを挿入、大動脈基部および左右鎖骨下動脈をクランプし、造影剤を注入し、良好な画像が得られるかどうかを評価した。結果、造影剤が頭頸部血管に適正に注入されず、大動脈にとどまる事例が散見された。これは、開胸時や縦隔臓器処理の際に、小血管が損傷され同部から造影剤が漏出してしまうことが原因と考えられた。そこで、当初の計画を変更し、直接椎骨動脈にカテーテルを挿入し、同部から造影剤を注入する方法を採用することとした。解剖所見にて頸椎骨折が確認された5例と頭蓋内損傷が確認された2例に対し椎骨動脈造影を行った。また、頸椎骨折事例の3事例に対しては椎骨動脈を剖出し組織学的な検討も加えた。結果、頭蓋内損傷事例においては造影CT所見上、異常所見は認めなかった。頸椎損傷事例2例においては造影CT所見上、異常所見は認めなかった。2か所の椎間板離開を認めた1例においては、造影CT所見上、同損傷部に狭窄が確認され、病理組織を確認したところ、内膜の破綻と解離が確認された。また、第2頸椎椎体骨折が確認された1例においては、造影CT上、骨折部に対応した血管に異常所見を認めないものの、頭蓋内の椎骨動脈内腔に陰影欠損が確認され、病理組織では、骨折部に対応した椎骨動脈に解離を疑わせる病変を認めたことから、同損傷から血栓が形成され、頭蓋内に移動した可能性が示唆された。一方、残りの1例は剖出時の際に血管が損傷され正確な評価が困難であった。以上のことから、死後造影CTは、椎骨動脈損傷を検出できる場合と、検出できない場合があることが明らかになった。今後も事例数を重ね、その診断価値を評価する予定である。当初の計画では、カテーテルを大動脈よりアプローチし、エンバーミングポンプを用いて頭部血管造影する方法を確立し、椎骨動脈を造影する予定であったが、同方法での造影に難儀し、造影法の変更を余儀なくされた。また、想定したよりも対象事例となり得る頸部損傷を伴う事例の数が少なかった。そのため、期間内に予定していた事例数に対する椎骨動脈造影を行えていない。本年度は、十分な事例数が確保できなかったものの、研究の結果は、死後血管造影が椎骨損傷の検索に有用である可能性を示唆している。引き続き、椎骨動脈損傷を有する可能性のある頭部外傷事例に対して死後造影CTを実施し、画像所見と組織学的所見を比較することにより、造影CTの椎骨動脈損傷に対する有用性を検討していく予定である。適宜事例数が集まった時点で、検討課題について、知見をまとめ、学会発表や論文報告を行っていく予定である。平成29年度は、椎骨動脈損傷が疑われる事例に対し、従前より当教室で行っている、加圧バッグや、インジェクターポンプを用いた方法で頭頸部血管を造影し、椎骨動脈を評価する予備的調査の実施に加えて、より発展性の望めるエンバーミングポンプを用いた死後頭頸部血管造影法の確立を目標とした。後者においては、生前の情報から頭頸部損傷が疑わしくない数事例に対して、エンバーミングポンプの設定を、圧力:生体血圧(200mmHg程度)を超えない圧力を上限、実質流量:50100ml/minとし、造影剤注入後から、120秒間で5回撮影を行い、それぞれの画像において、椎骨動脈および内頸動脈・ウィリス動脈輪を含む頭蓋内血管が良好に描出できているか否かを確認した。結果、予備的造影では、頭蓋内の椎骨動脈破綻部が同定できたことに加え、頭蓋外の椎骨動脈においても、椎体損傷部に一致した狭窄や陰影欠損が確認できた。また、エンバーミングポンプを用いた造影法では、造影後期相において頭蓋内外の椎骨動脈を含む頭頸部血管が概ね良好に描出された。以上より、予備的調査の結果も併せて、新たな死後頭頸部造影法においても、椎骨動脈損傷が評価できることが期待される。一方、動脈硬化が著しい事例に関しては、カテーテル挿入部位での結紮がしっかりと固定されず、同部から造影剤が漏出し、頭頸部血管内に造影剤が適切に注入されない事例も認められた。事例に応じてカテーテル挿入部を変えるなどの工夫が必要と考えられた。当初の計画では、本年度中にエンバーミングポンプを用いた頭頸部血管造影法を確立し、実際に椎骨動脈損傷が疑われる事例に対しても、同法で造影CTを実施する予定であった。しかしながら、機器搬入の遅れや、研究対象に該当する造影を実施するための適切な事例数が期間内において少なく、本年度は造影法の確立にとどまり、同法を用いて得られた画像からの、頭頸部損傷事例における椎骨動脈の評価には至っていない。

平成30年度は初年度から引き続き、エンバーミングポンプを用いた死後血管造影法の確立を目指した。当初の計画に沿って、開胸後、大動脈にカニューレを挿入、大動脈基部および左右鎖骨下動脈をクランプし、造影剤を注入し、良好な画像が得られるかどうかを評価した。結果、造影剤が頭頸部血管に適正に注入されず、大動脈にとどまる事例が散見された。これは、開胸時や縦隔臓器処理の際に、小血管が損傷され同部から造影剤が漏出してしまうことが原因と考えられた。そこで、当初の計画を変更し、直接椎骨動脈にカテーテルを挿入し、同部から造影剤を注入する方法を採用することとした。解剖所見にて頸椎骨折が確認された5例と頭蓋内損傷が確認された2例に対し椎骨動脈造影を行った。また、頸椎骨折事例の3事例に対しては椎骨動脈を剖出し組織学的な検討も加えた。結果、頭蓋内損傷事例においては造影CT所見上、異常所見は認めなかった。頸椎損傷事例2例においては造影CT所見上、異常所見は認めなかった。2か所の椎間板離開を認めた1例においては、造影CT所見上、同損傷部に狭窄が確認され、病理組織を確認したところ、内膜の破綻と解離が確認された。また、第2頸椎椎体骨折が確認された1例においては、造影CT上、骨折部に対応した血管に異常所見を認めないものの、頭蓋内の椎骨動脈内腔に陰影欠損が確認され、病理組織では、骨折部に対応した椎骨動脈に解離を疑わせる病変を認めたことから、同損傷から血栓が形成され、頭蓋内に移動した可能性が示唆された。一方、残りの1例は剖出時の際に血管が損傷され正確な評価が困難であった。以上のことから、死後造影CTは、椎骨動脈損傷を検出できる場合と、検出できない場合があることが明らかになった。今後も事例数を重ね、その診断価値を評価する予定である。当初の計画では、カテーテルを大動脈よりアプローチし、エンバーミングポンプを用いて頭部血管造影する方法を確立し、椎骨動脈を造影する予定であったが、同方法での造影に難儀し、造影法の変更を余儀なくされた。また、想定したよりも対象事例となり得る頸部損傷を伴う事例の数が少なかった。そのため、期間内に予定していた事例数に対する椎骨動脈造影を行えていない。上記確立させたエンバーミングポンプを用いた頭頸部血管造影法による造影CTを、椎骨動脈損傷を有する可能性のある頭頸部外傷事例に対して実施し、画像所見と肉眼的所見・組織学的所見とを比較することにより、造影CTの椎骨動脈損傷に対する有用性を検討する予定である。適宜症例数が集まった時点で、検討課題について、知見をまとめ、学会発表や論文報告を行なっていく予定である。本年度は、十分な事例数が確保できなかったものの、研究の結果は、死後血管造影が椎骨損傷の検索に有用である可能性を示唆している。引き続き、椎骨動脈損傷を有する可能性のある頭部外傷事例に対して死後造影CTを実施し、画像所見と組織学的所見を比較することにより、造影CTの椎骨動脈損傷に対する有用性を検討していく予定である。適宜事例数が集まった時点で、検討課題について、知見をまとめ、学会発表や論文報告を行っていく予定である。本年度は、主に、エンバーミングポンプを使用した頭頸部血管造影が実行できるような環境を作るために研究費を使用した。来年度は造影を実行する事例数の増加、およびそれに伴う組織学的・画像診断学的な検討や、学会発表などの増加が見込まれ、次年度請求額では不足することが予想されるため、その分の消耗品、検査依頼費、旅費などの予算が次年度使用額として計上されている。本年度は、造影法の確立に時間を費やし、当初予定していた事例数に達しなかった。
エナジーハーベストを用いたセキュアな子供の見守りシステムの開発

近年,子供が犯罪に巻き込まれる事件が数多く報告されている。見守りシステムでは子供の安全だけでなく,デバイスの偽造・複製,データの盗聴や改ざんなどのセキュリティについても考える必要がある。また組み込みシステムでは,小回路規模・低消費電力などの実用性が要求される。そこで本研究では,エナジーハーベストを用いたセキュアな子供の見守りシステムを開発する。平成30年度の研究では,平成29年度の研究で開発したエナジーハーベストデバイスの耐タンパ性評価システムをベースにエナジーハーベストデバイスの耐タンパ実装を開発した。開発耐タンパ実装では,消費電力の増加を抑えるために,処理時間の増加の少ないハイディング手法であるシャッフリングを利用した。そして,実エナジーハーベストデバイスを用いた評価実験によって,開発耐タンパ実装の有効性を示した。他にもエナジーハーベストで重要となるIoT機器を対象とした軽量暗号の耐タンパ評価手法や耐タンパ実装を開発し,FPGAを用いた評価実験によってその有効性を示した。次に,エナジーハーベストPUFについては前年度の研究では検証できなかった詳細な評価を行った。具体的には,光の入射位置が変化した場合の検証や,エナジーハーベストデバイス内蔵のキャパシタの製造ばらつきによる影響についての検証を行った。その結果,光の入射位置の変化やキャパシタばらつきを利用することで,認証に利用可能な情報を増やすことが可能であり,エナジーハーベストPUFの実用性を向上させることができることを明らかにした。他にもPUFに関して,認証で利用するIDについて,モデリング攻撃への安全性を向上させるために,新たに秘密分散法を利用した認証手法を開発し,評価実験によってその有効性を示した。本年度の研究成果については関連する国際会議や国内学会で発表するだけでなく,学術論文誌で発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年、子供が犯罪に巻き込まれる事件が数多く報告されている。見守りシステムでは子供の安全だけでなく、デバイスの偽造・複製,データの盗聴や改ざんなどのセキュリティについても考える必要がある。また組み込みシステムでは、小回路規模・低消費電力などの実用性が要求される。そこで本研究では、エナジーハーベストを用いたセキュアな子供の見守りシステムを開発する。平成29年度の研究では、エナジーハーベストを用いたPhysical Unclonable Function (PUF)やエナジーハーベストデバイスの耐タンパ性評価手法に関していくつかの要素技術を開発した。まず、エナジーハーベストPUFについては、太陽光発電を対象にデバイス毎の発電時間のばらつきを利用したPUFについて検討した。そして、エナジーハーベストデバイスを用いた評価実験を行い、その有効性について検証した。次に、エナジーハーベストデバイスの耐タンパ性評価手法については、暗号アルゴリズムとして軽量暗号を実装し、デバイスの漏洩電磁波を利用した耐タンパ性評価手法を開発した。そして、実デバイスを用いた評価実験を行い、エナジーハーベストデバイスの耐タンパ性について定量的に評価した。また、エナジーハーベストで対象となるInternet of Things (IoT)機器において、今後重要だと考えられる軽量暗号や認証暗号について、いくつかのサイドチャネル解析手法を開発した。そして、Field Programmable Gate Array (FPGA)を用いた評価実験により、提案解析手法の有効性について評価した。本年度の研究成果については関連する国際会議や国内学会で発表するだけでなく、学術論文誌で発表した。まず、平成29年度の研究で予定していたエナジーハーベストPUFと、エナジーハーベストデバイスの耐タンパ検証環境を開発することができた。しかし、当初の研究計画にあった耐タンパ軽量暗号の開発が達成できていない。一方で、当初の予定にはなかったエナジーハーベストで対象となるIoT機器で、利用が期待される軽量暗号や認証暗号を対象に、いくつかのサイドチャネル解析手法について検討することができた。

平成30年度には、エナジーハーベストPUFの安定性などを向上させる手法について検討する。また、耐タンパ軽量暗号についても研究を進める。耐タンパ軽量暗号については、エナジーハーベストデバイスでの実装を考慮して、低消費電力で利用可能な手法についても検討を進めていく予定である。またこれらの研究成果に関して、国内のセキュリティやLSIシステムに関連した研究会で発表するだけでなく、国際会議でも発表していく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
産業連関分析モデルを活用したサンゴ礁-人間共生系の環境経済学的研究

本年度(22年度)における本研究では、昨年度(21年度)で試作した『2005年石垣市産業連関表』(80年部門・地域内表)に基づいて『2005年石垣市産業連関表』基本表(404部門・地域内表)を作成した。そのうえで『2005年八重山地域産業連関表』基本表(404部門・地域内表)をも作成した。この大型データ・ベースを用いて石垣市を中心とする八重山地域(石垣島、竹富島、西表島)の産業構造の形状を計量的に明らかにした。これによって「自然」に基づいて形成された八重山地域経済の特徴が析出されている。サンゴ礁の保全について、石垣市が行ったサンゴ移植の工事を例にとりサンゴ礁保全に関するデータを整理し、保全工事の実施によって八重山地域にもたらされる経済効果を「費用と便益」の観点から計量分析した。サンゴ礁観光旅行については、沖縄県の観光調査資料に基づいてサンゴ礁観光の関連データを整備し、八重山地域におけるサンゴ礁を観光資源とする観光旅行がもたらす費用と便益を明らかにしている。本年度の研究では、データ作成やデータ精査などの過程において沖縄県統計課、沖縄県八重山事務所、石垣市役所などから多大な協力を得ている。例えば、研究対象地域を計画当初の「石垣市」から「八重山地域」に拡張したのも現地有識者の意見に基づいた変更である。なお、『2005年八重山地域産業連関表』と成果報告書を本研究の研究成果として沖縄県の関係者にも寄贈している。本研究では、八重山諸島石垣島を対象に、産業連関分析の手法を援用することによって、現島嶼民がサンゴ礁から獲得している経済的利潤の程度を明らかにする。また、他島・本島・本土との経済的ネットワークを踏まえたうえで、サンゴ礁を環境資源として活用した経済活動の効果を計量的に分析する。H21年度では、本研究が計画研究B02班との連携をとりながら、八重山諸島石垣島を数回にわたって現地調査し、現地での観光資源としてのサンゴ礁についての維持管理状況を確認した。また石垣島嶼経済の歴史的変遷を把握するために『統計いしがき』を中心に石垣市の統計資料の収集にも努めた。さらに沖縄県産業連関表、沖縄県統計年鑑、工業統計表などを収集したうえで、石垣市在住の歴史研究家、石垣市役所観光課、石垣市観光協会、経済産業省の有識者、民間シンクタンクの有識者から協力を得た上で、『2005年石垣市産業連関表』の試作に成功し、同試作表を用いて石垣市島嶼経済の産業構造の特徴について計量的な分析をも試みた。一部の研究成果を「新学術領域研究」の全体会合で報告した。