hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サーバ・クライアント構造によらない分散型リソース配分制御システムの研究

本研究は,限られた共通資源を複数の構成要素でシェアする系における資源マネジメントの研究であり,それを従来の集中型の制御とは異なる,同報送信を使用した分散型の制御方式で実現することを目標としている.独立分散方式では各個体が独立に電力使用量の計算を行うが,全体の消費電力情報が各個体に同報し制御を行う.各個体は,自身の保存したい温度との逸脱量および同報された消費電力情報から,自身の逼迫度を計算し,ヒータのON/OFFを独立に決定する.平成30年度は,まず分散型制御アーキテクチャおよび制御ロジックの検討,設計を実施した.PC上にフルソフトシミュレーションの環境を整備し,温度制御ロジックを実装し,シミュレーションによって制御ロジックの妥当性および性能の確認を行った.結果は良好であり,消費電力のピークを抑えつつ,各個体が温度制御することが確認された.本研究では,最終的には実機搭載を意識したヒータユニットを完成させることを目的としている.本研究では,同報と親和性の高い無線機能を導入することとし,過去に試作したヒータ制御モジュールについて,無線同報機能を付加し,無線同報の機能を含む基本組み込みソフトウェアの試作を行った.具体的には,周期的な同報機能に加えて,各個体からのポーリングレポートの機能,さらに温度設定やゲイン,総個体数等,可変とする制御パラメタも各個体に配信できるようなソフトウェアを試作し,その機能確認まで完了した.今年度では,元々予定していたフルソフフトシミュレーションによるロジックの確認について問題なく完了している.電力供給が十分な場合,不十分な場合等のケースや,各個体に個性がある場合等の挙動についても確認しており,制御が十分な性能を持って行われていることは確認できている.また,ヒータモジュールの試作を行う予定であったが,ヒータモジュールについては,先行研究で使用したものを活用することにし,それに搭載する基本ソフトウェアを作成し,基本機能の確認まで完了している.本年度開発したソフトウェアをベースに今後改良していくことが可能である.上記から元々の計画に対し概ね順調に進展していると考えている.来年度以降については,今年度試作したソフトウェアを搭載したヒータモジュールを使用した,各種性能試験を実施し,現時点での問題点や改良点を洗い出すとともに,ハードウェアおよびソフトウェアの改修について検討し,可能な改修を実施し,実用に向けて完成度を向上させることを基本方策としたい.そこには,個体故障や無線通信のエラー等の検知,処理等動作の頑強化や,ソフトウェアの割り込み処理等の最適化を含めた動作の安定化等についても入れ込みたい.また,温度制御だけではなく,情報処理量(データフラックス)の規制を満たす,独立分散方式のPeripheral Interface Moduleへの拡張について検討を開始したい.本研究は,限られた共通資源を複数の構成要素でシェアする系における資源マネジメントの研究であり,それを従来の集中型の制御とは異なる,同報送信を使用した分散型の制御方式で実現することを目標としている.独立分散方式では各個体が独立に電力使用量の計算を行うが,全体の消費電力情報が各個体に同報し制御を行う.各個体は,自身の保存したい温度との逸脱量および同報された消費電力情報から,自身の逼迫度を計算し,ヒータのON/OFFを独立に決定する.平成30年度は,まず分散型制御アーキテクチャおよび制御ロジックの検討,設計を実施した.PC上にフルソフトシミュレーションの環境を整備し,温度制御ロジックを実装し,シミュレーションによって制御ロジックの妥当性および性能の確認を行った.結果は良好であり,消費電力のピークを抑えつつ,各個体が温度制御することが確認された.本研究では,最終的には実機搭載を意識したヒータユニットを完成させることを目的としている.本研究では,同報と親和性の高い無線機能を導入することとし,過去に試作したヒータ制御モジュールについて,無線同報機能を付加し,無線同報の機能を含む基本組み込みソフトウェアの試作を行った.具体的には,周期的な同報機能に加えて,各個体からのポーリングレポートの機能,さらに温度設定やゲイン,総個体数等,可変とする制御パラメタも各個体に配信できるようなソフトウェアを試作し,その機能確認まで完了した.今年度では,元々予定していたフルソフフトシミュレーションによるロジックの確認について問題なく完了している.電力供給が十分な場合,不十分な場合等のケースや,各個体に個性がある場合等の挙動についても確認しており,制御が十分な性能を持って行われていることは確認できている.また,ヒータモジュールの試作を行う予定であったが,ヒータモジュールについては,先行研究で使用したものを活用することにし,それに搭載する基本ソフトウェアを作成し,基本機能の確認まで完了している.本年度開発したソフトウェアをベースに今後改良していくことが可能である.上記から元々の計画に対し概ね順調に進展していると考えている.来年度以降については,今年度試作したソフトウェアを搭載したヒータモジュールを使用した,各種性能試験を実施し,現時点での問題点や改良点を洗い出すとともに,ハードウェアおよびソフトウェアの改修について検討し,可能な改修を実施し,実用に向けて完成度を向上させることを基本方策としたい.そこには,個体故障や無線通信のエラー等の検知,処理等動作の頑強化や,ソフトウェアの割り込み処理等の最適化を含めた動作の安定化等についても入れ込みたい.また,温度制御だけではなく,情報処理量(データフラックス)の規制を満たす,独立分散方式のPeripheral Interface Moduleへの拡張について検討を開始したい.物品購入費において少額の未使用額が発生したが,ほぼ使用計画通りである.来年度のハードウェアもしくはソフトウェアの改修等に使用する.
新規な有機スズエノラート発生法の開発

トリブチルスズヒドリドは代表的なラジカル試薬として広く用いられているが、ハロゲン元素をスズ上に導入したスズヒドリド(Bu_2SnXH X,F,Cl,I)はスズ上のルイス酸性度が向上しているためにイオン的な試薬としての挙動が予想される。しかしながら、これらのスズヒドリドは殆ど合成化学的に用いられていない。本研究ではα、β-不飽和ケトンを基質として還元反応を行った結果、位置選択性を制御できることを見いだし、さらに炭素-炭素結合形成反応へと展開が可能となった。まず、フッ化ジブチルスズヒドリドは今までに合成が困難であり、試薬として用いられた例はないが、HMPA存在下、Bu_2SnH_2とBu_2SnF_2を再配分させると容易に調製することができる。系中で発生させた本試薬を用いて、不飽和ケトンの還元を行うと室温にて選択的に1,2還元反応が進行し、生成物としてアリルアルコールが得られた。これとは全く対照的に、スズ上のハロゲン種を変えた試薬塩化ジブチルスズヒドリドやヨウ化ジブチルスズヒドリドは再分配反応で容易に合成できるが、これらを用いて不飽和ケトンの還元を行うと1、4還元が選択的に進行した。反応は0度から室温という非常に温和なものである。さらに塩化ジブチルスズヒドリドを用いた1、4-還元反応において、中間体の有機スズエノラートをさらにアルデヒドと反応させたところ、アルドール生成物が得られた。また。この際に、生成物の立体化学はエリスロ選択的となり、この傾向は種々のアルデヒドを用いた反応においても確認できた。また。
インナーシティにおけるNPO法人によるコミュニティ実践の位置とその特色

貧困、外国籍、高齢化などの生活課題が複合的に絡み合ったインナーシティ京都市東九条地区において2つのNPO法人がそれぞれ旧不法占拠地区住民および在日コミュニティに寄り添い、東九条の支えあい文化、住民団体・セツルメント・社会福祉法人のネットワークを基盤にメンバーの生活支援をおこないながらコミュニティ独自の文化を理解、保持、再形成することにより、メンバーのコミュニティへの参加・包摂を促す実践を行っていることが明らかになった。2007年度の研究においてはインナーシティである東九条でもっとも過酷な差別をうけてきた旧40番地住民の移転先として建設された東松ノ木団地を基点に生活支援事業をおこなうNPO法人東九条まちづくりサポートセンターによる実践に着目し、東九条という地域が意味するもの、地域が求めた実践を探索するため関係者にインタビューをおこなった。その結果、改めて全住民のうち外国籍住民が66.7%をしめ、65歳以上の住民が43%と高齢化し、生活困難を抱える住民が増加していることがわかった。そして、在日1世と2世、オールドカマーとニューカマー、団地の自治活動への参加の異なりなど多様なサブグループの存在していること、情緒的サポート・日常的援助・緊急時対応・金銭管理が常時必要とされるなど生活課題が深化していく傾向があることがわかった。これらの課題に対する具体的な生活支援事業内容としては(1)高齢住民などへの個別生活支援(家族、他機関との連携を含む)、(2)集会所事業、(3)団地自治会のサポートなどが行われていたが、なかでも個別生活支援事業が大きな役割を果たしていることがわかった。家族機能の低さを補い、特に困難事例へのアプローチに際しては他の援助専門職の強力なパートナーとなっている。また老いゆく住民を他の住民がどのように受けとめるのかについても実践をおこなっているおり、社会的排除をうけてきた住民を小地域におけるケアサービスネットワークに包摂していく役割をしていることがわかった。2008年度は当事者の立場からコミュニティ実践をおこなっている在日コリアン実践者、中でもNPO法人京都コリアン生活センターエルファに焦点をあてインタビュー及びフィールドワークをおこなった。その結果、まずエルファだけでなく多くの在日コリアン実践者の原点に日本社会がもつ制度的および非制度的な排除を正面からうけてきた被差別体験があり、権利を自己獲得せざるを得なかった状況が東九条の脈絡の上で改めて明らかになった。これに対し京都府下最大の在日コリアン集住地である東九条においては1950年代より民団および総連が小学校区より細かな町内レベルに分会を組織化し、識字活動や特に生活が厳しい世帯への支援などの地域ベースドな相互扶助活動をおこなっていた。エルファではこれらを底流としながら1990年代以降課題となった在日1世の介護問題に対して以下のような意味を持つ実践をおこなっていることが明らかになった。まず(1)"ウリ(私たち)"という当事者コミュニティによる介護を通して在日コリアン高齢者の尊厳とアイデンティティを取り戻していること、(2)無年金訴訟の支援を通して在日コリアンの尊厳を回復するためのソーシャルアクションをおこなっていること、(3)在日コリアン高齢者を在日コミュニティの中の社会的・歴史的存在としてとらえ、新たな在日コミュニティを模索していることである。これまでの日本社会の中で様々な排除をうけてきた在日コリアン高齢者が、脅かされた尊厳・アイデンティティを取り戻し、在日コミュニティの源とする多面的な包摂活動をおこなっているともいえる。また、その一方で在日コミュニティが東九条の公的コミュニティに正式に位置づけられないという課題もあるが、活発な福祉学習・交流の拠点となっていくことによって、東九条の福祉コミュニティ形成および京都市の多文化共生のまちづくりに貢献していることも明らかになった。
局所進行子宮頸癌の同時化学放射線療法における最適放射線治療スケジュールの開発

局所進行子宮頸癌に対する標準治療の同時化学放射線療法(CCRT)において、日本の放射線治療量(線量)は米国が提唱する世界標準よりも少なく、治療効果に関して疑念がもたれていた。そこで全国の婦人科腫瘍医及び放射線腫瘍医とともに多施設共同前向き臨床試験(JGOG1066)を実施し、日本の線量の安全性と有効性を科学的に明らかにした。多施設共同前向き臨床試験(JGOG1066)の遂行を通じて、局所進行子宮頸癌に対する同時化学放射線療法(Concurrent chemoradiotherapy : CCRT)における本邦の標準放射線治療スケジュールの有効性を検証するための一連の研究作業を進めた。1.JGOG1066の予定症例数(72例)の登録を終了した。2.JGOG1066のモニタリングレポートを行った(第2回:平成21年7月14日、第3回:平成22年1月27日)。3.JGOG1066登録症例について放射線治療規定の遵守状況評価作業をJGOG放射線治療委員会にて行った(第1回:平成21年4月24日)。JGOG1066試験(局所進行子宮頸癌に対する高線量率腔内照射(HDR-ICBT)を用いた同時化学放射線療法(CCRT)に関する多施設共同第2相試験)に関して以下の研究を行った。1)登録症例の追跡調査データセンター(北里大学臨床薬理研究所)において、臨床経過の追跡調査を継続した。2)放射線治療品質評価(QA)全登録患者72例中、登録後不適格とされた1例と毒性により試験治療中止となった2例を除く69例について、実施計画書に記載された規定に遵守した治療が行われたかどうかのコンプライアンスを評価した。全例の放射線治療資料、治療計画画像、治療照合画像、腔内照射関連資料を収集し、QA委員会にてあらかじめ作成した基準に従い18項目について評価を行った。本年度は5月に第3回目のQA委員会を開催し、最終集計を行った。その結果、逸脱64件(5%)、違反4件(0.3%)であった。外部照射のブースト適用に関する逸脱が32件と最も多く認められた。腔内照射に関する逸脱は少なかった(Int J Clin Oncolに掲載予定..in press)。3)早期有害事象、治療完遂割合の解析登録後不適格と判断された1例を除く71例について解析を行った。グレード3以上の早期有害事象は好中球減少44%、ヘモグロビン減少14%で、他は5%以下であった。放射線治療完遂割合は96%(68/71)、化学療法も含めたプロトコル治療完遂割合は90%(64/71)であった。以上より、早期の安全性が確認された(日本婦人科腫瘍学会学術講演会ワークショップにて発表)。4)最終解析準備平成23年1月にて予定追跡期間の2年を経過し、最終追跡のCRF収集を終了した。解析計画書を完成した。局所進行子宮頸癌に対し同時化学放射線療法(CCRT)は標準治療である。放射線治療の線量に関して米国は本邦のものと比較して著しく高い。本邦の線量で同等の有効性を示唆する遡及的解析は多いが米国研究者の理解を得られていない。本研究の目的は、本邦の線量の妥当性(有効性と安全性)を前向き臨床試験により明らかにすることである。JGOG1066試験(局所進行子宮頸癌に対する高線量率腔内照射(HDR-ICBT)を用いたCCRTに関する多施設共同第2相試験)を計画立案、実施した。本年度は前年度までに収集した追跡データをもとに解析計画書に従い最終解析を行った。登録72例中71例をEligibleとして解析した。年齢中央値は57才、PSOは63例(89%)であった。Stage工IIA:3例、IIIB:64例、IVA:4例で、扁平上皮癌66例(93%)であった。観察期間中央値28ヶ月にて、2年無増悪生存割合(PFS)は66%(95% CI,54-76%)であった。2年PFSの95%信頼区間の下限が閾値2年PFS40%を越えたため、試験治療の有効性(放射線治療単独と比較してPFSを改善)が示された。2年骨盤内無増悪割合(PDPF)は73%(95% CI,61-82%)、2年遠隔転移発生割合(DM)は25%(95% CI,16-37%)であった。腫瘍径が大きいほど、PFS、PDPFは低下し、DMは増加した。Grade 3以上の晩期合併症は3例(膀胱炎1例、尿管閉塞1例、血清クレアチニン上昇1例)のみであった。試験治療は米国で行われた臨床試験と同様の有効性をもちより安全であった。以上の結果より本邦の放射線治療スケジュールは米国治療スケジュールと同等の有効性をもち、より安全であることが示唆された。
Sexual orientationの脳制御システム形成過程

コオロギを用いて、次の成果をあげた。1-1.sexual orientationの変化:雄コオロギの雌に対する行動は性成熟過程において攻撃行動から求愛行動に変化していることと、正常なsexual orientationは羽化してから約1週間後に発現開始することを明らかにした。1-2.脳構造の変化:性成熟過程においてcentral bodyのセロトニンニューロンが増殖している可能性を示唆した。以上の成果から、正常なsexual orientationの発現をコントロールする脳(おそらくcentral bodyを中心とする)ニューロンネットワークは性成熟過程で完成すると考えた。従来の報告から考えると、このネットワークの形成過程ではニューロンの増殖とともに、アポトーシスが起こっているのかもしれない。2.aggressive songの意義:2匹のコオロギ雄成体ではdominantとsubordinateの関係を確立し、dominantはsubordinateを繰り返し攻撃することに加えて、aggressive songを発する。この状況において、dominantが発するaggressive songはdominant自身の脳セロトニンレベルの低下を抑える可能性が高いことを示した。これは、aggressive songが同種間でのコミュニケーションの手段として用いられているだけでなく、aggressive songを発している個体自身の脳機能にまで影響を及ぼしていることを意味する。またdominantとsubordinateの関係を維持するうえでaggressive songは必要ではないことを明らかにした。コオロギ(Gryllus bimaculatus)の雄個体を用いて、以下の成果をあげた。1.性成熟過程における行動変化:羽化直後の雄コオロギは雌に対してのみ攻撃行動を発現するのに対して、性成熟後(羽化してから約1週間後)の雄は雌に対して求愛行動を発現開始し、雌に対して攻撃行動を示さないことを発見した。この現象は、雄コオロギの雌に対する行動は性成熟過程において攻撃行動から求愛行動に変化していることを示す。2.性成熟過程における脳構造の変化:雄コオロギでは羽化する直前の幼虫の脳のcentral bodyにおけるセロトニン神経の数が性成熟後の個体と比較して少ない傾向を示した。3.aggressive songの意義:既に報告されているように、2匹のコオロギ雄成体を同じ容器に入れると、直ちに戦いを開始した。数十秒間の戦いの後、雄間においてdominantとsubordinateの関係を確立した。その後、dominantはsubordinateに対して繰り返し攻撃した。加えてdominantはaggressive songを発した。この状況において、dominantが発するaggressive songはdominant自身の脳セロトニンレベルの低下を抑えることを発見した。この結果は、aggressive songが同種間でのコミュニケーションの手段として用いられているだけでなく、aggressive songを発している個体自身の脳機能にまで影響を及ぼしていることを意味する。1.性成熟過程における行動と脳構造の変化:1-1.行動の変化:羽化直後の雄は雌に対してのみ攻撃行動を発現するのに対して、性成熟後(羽化してから約1週間後)の雄は雌に対して求愛行動を発現開始し、雌に対して攻撃行動を示さないことを発見した。また、正常なsenal Orientation(雄は雌に対してのみ求愛行動を示すという現象)は羽化してから約1週間後に発現開始すると考えられる。1-2.脳構造の変化:雄では羽化する直前の幼虫の脳のcentral bodyにおけるセロトニンニューロンの数が性成熟後の個体と比較して少ない傾向を示した。したがって、性成熟過程においてcentral bodyのセロトニンニューロンが増殖している可能性が示唆される。現在、この可能性を検証している。以上の1-1と1-2の成果から、正常なsexual orientationの発現をコントロールする脳(おそらくcentral bodyを中心とする)ニューロンネットワークは性成熟過程で完成すると考えた。また、従来の報告から考えると、このネットワークが完成するためには、ニューロンの増殖とともに、アポトーシスが起こっているのかもしれない。

そこで、Central bodyを中心とするニューロンネットワークに焦点を絞って、ニューロンの増殖とアポトーシスを調べてることを計画している。既に報告されているように、2匹のコオロギ雄成体を同じ容器に入れると、直ちに戦いを開始した。数十秒間の戦いの後、雄間においてdominantとsubordinateの関係を確立した。その後、dominantはsubordinateに対して繰り返し攻撃した。加えてdominantはaggressive songを発した。この状況において、dominantが発するaggressive songはdominant自身の脳セロトニンレベルの低下を抑える可能性が高いことを示した。これは、aggressive songが同種間でのコミュニケーションの手段として用いられているだけでなく、aggressive songを発している個体自身の脳機能にまで影響を及ぼしていることを意味する。またdominantとsubordinateの関係を維持するうえでaggressive songは必要ではないことを明らかにした。
重度障害者のための環境制御装置の開発

研究目的:長崎県内で重度障害により四肢麻痺となり、自立した生活が困難となっている人のために病院・施設や患者ざん宅を訪問し、コンピュータやメカトロニクス技術を応用して意思伝達装置や環境制御装置等の自立を支援する装置を製作し提供する。研究成果1、電動車イス利用の脳性マヒ患者の依頼により独自のカメラ操作装置を製作し、電動車イスに取り付けて、どこでも自由に写真を撮影する装置を製作した。四肢は全く使えず、カメラをあごで動かすことを前提とする。本操作装置は電動車イスのフレームに取り付けられ、その上下の向きをアゴで調節できるようにした。また、カメラのシャッターの電源スイッチのON/OFFとシャッターのONを行う操作スイッチも製作し取り付けられている。2、重度障害者用のためにタッチセンサを利用して家電製品のON/OFF操作ができる装置を製作し提供した。タッチセンサ回路は人間がタッチセンサ部に触れると、タッチセンサーとGND間にわずかな電流(数μA)が流れ、そのわずかな電流を数Vの電圧に増幅する。この信号をワンチップCPUで処理することで、センサを触れているかどうかを確認することができる。その信号を検知すると、ナースコールの押しボタンをONとするようにワンチップCPUとリレーで装置を製作した。3、脳梗塞で上肢に障害があり細かい動作ができないので、TVのリモコンを操作できるようにして欲しいとの依頼があり、タッチスイッチを製作し提供した。学習リモコンと大型押しボタンで患者さんは操作したいスイッチを軽くタッチすることにより接点が閉じて電源のON/OFFや、チャンネルをUPし好きなチャンネルで停めることができる。使用者の現状カメラ操作装置は、適度のメンテナンスをしながら現在患者さんが使用中で大変満足しています。タッチセンサ回路は、長崎県内の障害者が福祉施設・病院・自宅等で使用中です。タッチスイッチは提供後、作業療法士さんから次のようなコメントがありました。「センサありがとうございます。笑顔がとても印象的です。満足されています。」と報告がありました。今回の研究実績は平塵20年度京都大学総合技術研究会で報告しました。満足されています。
フェムトパルストレインビームを用いたコヒーレント振動制御による原子加工

フェムト秒レーザなどの超短パルスレーザを用いた加工では,レーザの強い電場により,自由電子の温度が,格子イオン温度よりも十分に高い非平衡状態を経て,レーザ照射後に格子イオンの加熱が始まる.この時,非平衡状態において電子が,原子,分子から直接取り去られる原子の直接加工が実現すると考えられている.本提案では,フェムト秒レーザを波形成形して数ピコ秒の間に複数のフェムト秒パルスが連結されるパルストレインビーム(1fs=10-15s)を試料表面に照射し,格子振動の光コヒーレント励起を時間分解制御し,原子を直接加工する技術を確立することをめざす.フェムト秒レーザなどの超短パルスレーザを用いた加工では,レーザの強い電場により,自由電子の温度が,格子イオン温度よりも十分に高い非平衡状態を経て,レーザ照射後に格子イオンの加熱が始まる.この時,非平衡状態において電子が,原子,分子から直接取り去られる原子の直接加工が実現すると考えられている.本提案では,フェムト秒レーザを波形成形して数ピコ秒の間に複数のフェムト秒パルスが連結されるパルストレインビーム(1fs=10-15s)を試料表面に照射し,格子振動の光コヒーレント励起を時間分解制御し,原子を直接加工する技術を確立することをめざす.フェムト秒レーザなどの超短パルスレーザを用いた加工では,レーザの強い電場により,自由電子の温度が,格子イオン温度よりも十分に高い非平衡状態(2温度状態)を経て,レーザ照射後に格子イオンの加熱が始まる.この時,非平衡状態において電子が,原子,分子から直接取り去られる原子の直接加工が実現すると考えられているが,原子加工を可能にする技術は未だ確立していない.本提案では,原子オーダーの加工を実現するためのパルストレインビームによるレーザ加工技術を新たに提案している.パルストレインビームは,複数のフェムト秒パルスが連結されるビームであり,数ピコ秒の間に複数のフェムト秒パルスを連結することも可能である.本年度は,フェムト秒レーザを波形成形して数ピコ秒の間に複数のフェムト秒パルスが連結されるパルストレインビーム(1fs=10^<-15>s)を発生させる装置の設計を行った.装置の基本構成を以下に説明する.設計した装置では,光源にフェムト秒レーザを用いる.さらに,フェムト秒レーザを回折格子で分光し,分光されて空間的に広がったビームに,それぞれ場所毎に異なる位相差を与え,さらに,もう一度回折格子を用いて,分光したビームを一本のビームに重畳させる.この時,与えられた位相のずれが,複数のパルス間の時間差となって,フェムト秒単位のパルス幅を持つビームを連続して作り出すことができる.今後は,原子の直接加工を実現するため,格子振動から熱拡散に至るまでの数ps(1ps=10^<-12>s)に発現する非平衡状態[2]を制御することを目指す.フェムト秒レーザなどの超短パルスレーザを用いた加工では,レーザの強い電場により,自由電子の温度が,格子イオン温度よりも十分に高い非平衡状態(2温度状態)を経て,レーザ照射後に格子イオンの加熱が始まる.この時,非平衡状態において電子が,原子,分子から直接取り去られる原子の直接加工が実現すると考えられているが,原子加工を可能にする技術は未だ確立していない.本提案では,原子オーダーの加工を実現するためのパルストレインビームによるレーザ加工技術を新たに提案している.パルストレインビームは,複数のフェムト秒パルスが連結されるビームであり,数ピコ秒の間に複数のフェムト秒パルスを連結することも可能である本年度は,フェムト秒レーザを波形成形して数ピコ秒の間に複数のフェムト秒パルスが連結されるパルストレインビーム(1fs=10^<-15>s)を発生させる装置の構築を行った.同装置は,フェムト秒レーザーの波長を回折格子によって,分光し,各波長に対し,それぞれ適切な位相差を与えることで,パルス波形を整形するものであり,位相の調節によってパルスの波形を整形することで,加工用のレーザ光の強度の減衰を低減している.さらに,オートコリレータと呼ばれる光パルスの波形測定器の計測原理にもとづき,複数のピークを持つ超短パルス波形を測定する装置を設計構築し,整形したパルスの時間分解波形計測システムをあわせて構築し(時間分解能,10fs)構築した波形のモニタリング実験を行った基礎実験の結果,設計した装置に置いて,パルス幅100fsの2連パルスの整形および,そのパルス波形の観察が行えることを実験的に確認した単一のフェムト秒パルスビームを時間的に分割し,フェムト秒パルスが列状に連なるパルストレインビームを出力するには,フェムト秒レーザ(現有;Ti:SapphireレーザTunami,スペクトラフィジックス社)から発生する多波長の光が重畳した超短パルス波をホログラフィック回折格子を用いて空間的な波長スペクトルに分解し,例えば0,π/2のように2種類の位相差を与えた周期的な位相マスクを通過させてから,再びホログラフィック回折格子を用いて,単一の光線に重畳させる必要がある.この時,単一の位相を持ったパルス波は,2つのそれぞれ異なる位相を持つパルス波に分割される.

さらに,最初のパルスに対して,次のパルスは与えられた位相差分の時間遅れを生じることから,時間軸において,非常に接近した2本のピーク強度を持つパルス列を発生させることができる.本研究では,パルストレインビームのパルス幅やパルス間の時間間隔を制御するため,上図の構成において,位相マスクに液晶空間光変調機(SLM-128-P-VN,CRI社)を適用しフェムト秒レーザ波形成形システムを設計,構築し,所望の時間波形を持つフェムトパルスビームを形成できることを確認した.また,形成したフェムトパルストレインビームによって,Si基板に対する加工基礎実験を行い,コヒーレントフォノン励振状態で,フェムトパルスビームによる加工が可能であることを実験的に確認した.
オンライン外国語学習における学習行動ログデータの構成概念化に関する基礎研究

タブレット端末などのICT機器を利用したオンライン学習環境が大きな広がりを見せている中、学習過程で生じるページめくりやノートテイキングなどの学習行動はログデータとして保存される。これらのデータを分析することで、学習者や教員にデータに基づくフィードバックを与えることが可能になる。この分野は学習分析(Learning Analytics)と呼ばれ、近年特に盛んになってきている。しかし、これらのログデータが教育的心理学的構成概念に結び付けられていないため、実際の「指導」においては十分に利用されていない。本研究では、各種学習ログデータが、どのような構成概念と関連づけられるのかについて検討する。
産業系副産物によるバインダーレス型ジオポリマーコンクリート

バインダーレス型ジオポリマーの創製を目指して昨年度からの研究を継続した。昨年度までの検討で,ポゾラン材料と称される材料である石炭灰(フライアッシュ)に対して同じくポゾラン材料であるシリカフュームを添加したペースト硬化体を試作したところ,加熱養生段階で大規模な膨張現象を示し,強度を有する硬化体を得ることができなかったことから,反応性の早い(ポゾラン活性の高い)シリカフュームの添加量を減じた系にて再度検討を行った。その結果,従来よりも膨張量は少ないものの硬化体の形成が困難であることが判明した。この原因として,活性の高いシリカフュームの反応性を単独で検討したところ,やはり加熱養生時における膨張現象が確認されたことから,主にこれが硬化体を初期に大膨張させる要因であることも分かった。ただし昨年度と同様,養生時に体積の膨張を抑制するために「完全密閉」した状況下で養生を実施すれば,セメントを用いた時ほどではないが,強度を有する硬化体を得ることは可能であることも分かった。以上のことからシリカを主要成分とする材料から硬化体を得るには,反応初期(特に加熱養生時点)において硬化体のマトリックス(骨格)を速やかに形成する何らかの材料の添加が必要であると判断した。本研究ではセメント及び水ガラスのような明らかにバインダー(結合材)として働く材料の添加を検討から外していることから,現実的には高炉水砕スラグのような材料の添加が望ましいと考えられる。またその一方で,将来的に(バインダーレス型)コンクリート配合にて硬化体を作製する際に必要となる「骨材」の検討を別途実施した。こちらも産業系の副産物を有用再資源化する必要性から,転炉スラグや高炉徐冷スラグのような水和活性の低い(化学反応を起こさない川砂のような)材料について,その性質を検討しており,骨材としての可能性を見出した。本年度中にフライアッシュとシリカフュームのみで構成される「ペースト硬化体」の最適配合を決定する見込みであったが,加熱養生時のシリカフュームのポゾラン反応は思いのほか早く,硬化体のマトリックスを形成する前に膨張が始まることから,強度を有する硬化体を得るに至らなかった。本年度はこのメカニズムの解明に時間を要したことが進捗状況の遅延の要因である。現在検討している配合でも,型枠中で完全に密閉されるのであれば硬化体を得ることが可能であるため,コンクリート二次製品等への適用は可能であると考えられるが,通常の大規模施行においては,養生初期の膨張は致命的である。本年度の検討結果において,その原因がシリカフュームの極めて高い活性にあることが判明した。このことから養生初期におけるマトリックス形成能を有する第3の材料の添加が必須であるとの結論に至った。また,膨張因子を含む材料の配合においては,その体積増加分を骨材間に存在する空隙で相殺できる可能性が,別途,骨材における検討からの検討で新たな知見として得られた。研究の最終年度にあたり,現在までの進捗状況から判断して,「コンクリート配合」におけるジオポリマーコンクリートの評価まで完全に実施するには至らないことが予想される。ただし「モルタル配合」さらにその先の「コンクリート配合」に必要な「骨材」の検討は進んでいることから,今後の検討としては,1例えば高炉水砕スラグ微粉末を配合し初期の膨張を抑制できる「ペースト配合」の検討,さらに2骨材に転炉スラグをはじめとした有効活用に至っていない徐冷系スラグを配合した「モルタル配合」の硬化体の試製を重点的に検討する予定である。ただし骨材における検討から,骨材間に存在する空隙において,その膨張因子を相殺することができる(全体としては膨張を抑制できる)可能性も残されており,3フライアッシュ+シリカフュームのみ(高炉水砕スラグを使用しない系)において,骨材を用いた「モルタル硬化体」の理想的な材料配合の検討を別途実施予定である。結合材無添加(バインダーレス)型のジオポリマー作製にあたり,本年度は基本的な材料配合(フライアッシュ(以下FA)+シリカフューム(以下SF))の検討を行った。それぞれの粉末をFA:SFの質量比「100:0」,「99:1」,「90:10」,「75:25」および「50:50」にて混合し,10Mの水酸化ナトリウム水溶液にて水/粉体比=0.5のペーストを練り,密封容器中で80°Cにて所定材齢まで養生を行った。この結果,粉体混合比が「75:25」および「50:50」の2配合については材齢28日をもっても全く固化しなかった。(得られた固化体は手で軽く粉砕できる程度の強度しか有せず)一方,SF配合比率が10%以下であれば材齢56日時点でかなりの強度を有する固化体が得られることが判明し,SFの過度な混合(質量比で10%以上)はジオポリマー硬化体の作製には適さない配合条件であると確認できた。そこで,水酸化ナトリウム水溶液の濃度および水粉体比は変化させず,SFの粉体混合比を最大で10%とし,「100:0」から「90:10」まで2%刻みの計6配合を再設定し硬化体の試製を試みた。この結果,いずれの粉体配合においても材齢7日14日である程度の強度を有する硬化体が得られたため,硬化体を微粉砕し生成相を分析した。

粉末X線回折による分析結果からは養生期間の進行に伴いFAおよびSFの非晶質相を示すブロードなハローが消失する結果が得られ,ポゾラン反応が進行しこれに伴うケイ酸ゲルの生成が促進され,当初の想定通りこれらが粉体粒子間をつなぐバインダーとして機能することが示唆された。しかし,実際に圧縮強度を測定する目的で型枠を用いて硬化体の成型を試みたところ,SF配合量が多くなるに従い硬化体の膨張も大きいことが判明し,材料(特にSF)のポゾラン反応性と硬化のタイミングを見極めた材料配合が必要であることが判明した。原材料(FAおよびSF)の化学反応(ポゾラン反応)が起こる点は想定通りであったものの,双方の材料が強固なマトリックスを形成する(ある程度の強度を発現する段階)前段階におけるSFの反応が想像以上に早く,ケイ酸ゲルの異常生成が硬化体全体の膨張をもたらしたものと考えられる。硬化体の形成時に粉体間の空隙量を超える容量のケイ酸ゲルが生成すると全体として膨張傾向を示すであろうことは想定済みであったものの,生成のタイミングが想定よりもかなり早い点は予想外であった。硬化前の段階におけるこの膨張を極力抑制するため,加熱前の混合粉体に対し,数時間数日間の常温養生期間を設ける検討を試みたが,やはり加熱時の反応促進により膨張が確認され,得られた硬化体の内部にも多量の空隙が発生している状態を確認した。しかしながら混合粉体全体を密封容器内に封入し物理的に拘束を加えることで,これらの空隙は生成する膨張性のゲルに押しつぶされることで消滅し,結果として均一な状態の硬化体が得られることが判明した。また一方で,得られた硬化体は想定以上の強度を有しており,以降の化学分析用に微粉砕するのが困難で,分析の前処理段階でかなりの時間を要する点も判明した。そこで本年度の研究予算において,硬化体試料を粗粉砕するためのダイヤモンドカッターと,さらにこれらを微粉砕化する遊星ボールミルを試料の前処理設備として新規に導入せざるを得なかった。遊星ボールミルの導入において,粉砕時の条件(粉砕用ボールや粉砕容器の回転速度)設定にも多少の検討時間を要したものの,今後は,硬化体が得られた後の化学分析のための前処理時間をかなり削減できる目処がついた。バインダーレス型ジオポリマーの創製を目指して昨年度からの研究を継続した。昨年度までの検討で,ポゾラン材料と称される材料である石炭灰(フライアッシュ)に対して同じくポゾラン材料であるシリカフュームを添加したペースト硬化体を試作したところ,加熱養生段階で大規模な膨張現象を示し,強度を有する硬化体を得ることができなかったことから,反応性の早い(ポゾラン活性の高い)シリカフュームの添加量を減じた系にて再度検討を行った。その結果,従来よりも膨張量は少ないものの硬化体の形成が困難であることが判明した。この原因として,活性の高いシリカフュームの反応性を単独で検討したところ,やはり加熱養生時における膨張現象が確認されたことから,主にこれが硬化体を初期に大膨張させる要因であることも分かった。ただし昨年度と同様,養生時に体積の膨張を抑制するために「完全密閉」した状況下で養生を実施すれば,セメントを用いた時ほどではないが,強度を有する硬化体を得ることは可能であることも分かった。以上のことからシリカを主要成分とする材料から硬化体を得るには,反応初期(特に加熱養生時点)において硬化体のマトリックス(骨格)を速やかに形成する何らかの材料の添加が必要であると判断した。本研究ではセメント及び水ガラスのような明らかにバインダー(結合材)として働く材料の添加を検討から外していることから,現実的には高炉水砕スラグのような材料の添加が望ましいと考えられる。
非中性プラズマ中での磁気リコネクション

本課題の研究目標は非中性プラズマシートでのプラズマ不安定性とその電磁場のエネルギー解放率について明らかにすることである。そのために本年度は、まず電子とイオンの電荷密度がことなる非中性プラズマシートの平衡解について検討を行った。従来の準中性プラズマでの平衡解はハリス解として知られているが、それを非中性プラズマシートへと拡張することから始めた。非中性プラズマシートでの平衡解では静電場と釣り合う電磁場以外の力が必要となるが、今回は問題を簡単化するために、外力としての「重力」を加えることにした。更に「重力」はプラズマシートからの距離の関数としてtanh型を仮定することにした。またプラズマの組成については、パルサー磁気圏の相対論的高温プラズマをターゲットにおいているので、当面は電子と陽電子プラズマについて調べていくことにした。そして次に、上記の平衡解の下でプラズマ第一原理に基づく空間2次元・速度空間3次元の粒子コード(Particle-in-cell)のシミュレーションを行い非線形時間発展を調べた。特にリコネクションとドリフト・キンク不安定の両者の異なるモードについて、従来の準中性プラズマシートと非中性プラズマシートとで、エネルギー解放率がどの程度修正されるかについて調べた。まだ初期結果ではあるが、リコネクションとドリフト・キンク不安定では、大局的な非中性プラズマによる成長および抑制効果(エネルギー解放率へのフィードバック)が異なることわかりつつある。初年度の目標は、非中性プラズマシートでの平衡解を求めることであったが、簡便な方法として外力としての重力を導入することで、粒子シミュレーションで非線形時間発展を調べることに成功した。この初期条件を用いることで、本年度は予定通りに、磁気リコネクションのエネルギー解放率が非中性プラズマシートによる効果でどの程度修正されるかが議論できる段階にある。計画通りに、粒子シミュレーションを実施し、非中性プラズマシートでの非線形時間発展を調べることにしている。また磁気リコネクションだけでなくドリフト・キンク不安定についてもあわえて調べることにする。当初新規購入を予定していた高機能デスクトップPCが、他の予算品目で購入したノートPCでもおおむね研究遂行が可能であることがわかり、現在のデスクトップPCを暫く使い続けることにしたため、また計算機使用料についても、情報基盤センターの初年度トライアルユースに申し込むことで大幅に使用額を抑えることができたため。
大学間連携分散自律型・地理データ基盤システムの開発研究

地図データ、地域別統計データ、リモートセンシングデータなどのディジタルな地理データを使って行う研究は、人文地理学、自然地理、経済地理を始めとして、地理学に関連する広い分野で行われている。しかし、この種の研究を行う際、現状では、研究に必要な地理データがどこにあるかを知るのが困難であり、また高価な地理データを大学間で共有する仕組みは不十分であり、さらには、地理データのみならずソフトウェアなどの高度な研究情報を大学間で共有するシステムがないという困難がある。これらの困難を解決するのが、当研究の目的であり、その目的を、ほぼ達成することができた。すなわち、当研究の主な成果は、次の通りである。(1)カタログサーバシステム:従来、地図データの検索は、クリアリングハウスというシステムが利用されていた。しかしこのシステムは、このシステムの担当技術員のいる大きな組織でしか運営できないシステムであり、大学では運営できないものである。そこで、大学の研究者が容易に運営できるシステム「カタログサーバ」を開発した。現在、東京大学空間情報科学研究センター(CSIS)がこのシステムの運営を行っており、研究者が利用可能となった。近々他の拠点校でも運営を始める。(2)カタログコンテンツ作成システム:一般の研究者が容易にカタログコンテンツを作成できるソフトを開発した。(3)カタログコンテンツ作成:CSISで利用頻度の多い「数値地図」、「国勢調査」、「Zmap」、さらにはバーチュアル国立地図博物館を目指して各種地図のカタログコンテンツを作成した。(4)データ共用システム:カタログサーバで探したデータをネットでダウンロードするシステムを開発し、探したデータをすぐ手に入れられるようになった。(5)ソフトウェアツールボックス:データのみならず、フリーのソフトウェアを検索するシステム、必要なソフトをダウンロードするシステムを開発し、運用している。大学間連携分散自立型・地理データ基盤システムの根幹的システムである空間カタログシステムの構築を行った。空間カタログシステムとは、大学間の空間データ流通促進と公開する側の利益(公開者が見えるシステム)を目的としたもので、空間データを視覚的に説明するメタデータ(XMLの内部形式、HTMLの表示形式、サムネール画像)、空間データを読み込みサムネール画像やカタログを作成するカタログメーカ、カタログを集積しインターネット上に分散するカタログへの統合検索を実現するカタログサーバからなるシステムである。すでにベータ版が完成し、共同研究者に配布して運用試験をする予定になっている。また、地理情報科学の学術データベースサービスの開発を行った。これは、地理情報科学関連の論文のメタデータをディジタル化し、検索や研究動向分析などが可能になるシステム構築をねらっている。ただし、このようなシステムの運用に際しては、運用の手間を最小化することが重要であり、学会における論文投稿のシステムとうまく連携できるシステム構築が必要となる。さらに、各大学において所有する空間データを分散型利用を前提として、データ整備やシェアリングシステム構築実験を行った。具体的には、(1)珊瑚礁、活断層、里山などの環境関連情報の整備、(2)自律分散型空間情報基盤システムを構築し、研究室内での拠点運用の実証実験を行い、システムの改良を行った、(3)尾張絵図など古地図のデータや村境界のポリゴンデータなどの公開可能性の検討、(4)地理情報データ共有インフラストラクチャシステムの構築(神奈川県全域の諸地理データをデータベース化し、メタデータの作成、クリアリングハウスの立ち上げなど)、(5)官庁統計WebGISの構築および全国市区町村の境界データを出力するソフトの構築。これらを共同研究者で使用実験を行う。

しかし、この種の研究を行う際、現状では、研究に必要な地理データがどこにあるかを知るのが困難であり、また高価な地理データを大学間で共有する仕組みは不十分であり、さらには、地理データのみならずソフトウェアなどの高度な研究情報を大学間で共有するシステムがないという困難がある。これらの困難を解決するのが、当研究の目的であり、その目的を、ほぼ達成することができた。すなわち、当研究の主な成果は、次の通りである。(1)カタログサーバシステム:従来、地図データの検索は、クリアリングシステムというシステムが利用されていた。しかしこのシステムは、このシステムの担当技術員のいる大きな組織でしか運営できないシステムであり、大学では運営できないものである。そこで、大学の研究者が容易に運営できるシステム「カタログサーバ」を開発した。現在、東京大学空間情報科学研究センター(CSIS)がこのシステムの運営を行っており、研究者が利用可能となった。近々他の拠点校でも運営を始める。(2)カタログコンテンツ作成システム:一般の研究者が容易にカタログコンテンツを作成できるソフトを開発した。(3)カタログコンテンツ作成:CSISで利用頻度の多い「数値地図」、「国勢調査」、「Zmap」、さらにはバーチュアル国立地図博物館を目指して各種地図のカタログコンテンツを作成した。(4)データ共用システム:カタログサーバで探したデータをネットでダウンロードするシステムを開発し、探したデータをすぐ手に入れられるようになった。(5)ソフトウェァツールボックス:データのみならず、フリーのソフトウェアを検索するシステム、必要なソフトをダウンロードするシステムを開発し、運用している。
栽培養物に窒素固定力を付与する試み

本年度の成果a)茎粒菌の茎粒形成遺伝子の分離接種系統として育種する予定である茎粒菌(Azorhizobium caulinodans)の基準株であるORS571株を用い、根粒形成遺伝子群の分離を試みた。方法は、第一に茎粒菌にTn5を接合伝達で導入し、ミュータントを作製し、これらより接種試験で根粒形成に異常の生じるものを選抜した。接種試験は無菌植物を試験管の中で発芽させ、1週後に接種し、1カ月の間根粒の着生状況を観察して判断した。なお、接種は再現性を見るため、2回ないし3回繰り返し行った。結果、分離された260株のミュータントの内で茎粒形成に異常の見られるものは約10株が分離された。これらの内訳は茎粒形成遅延株1株、茎部の側根の異常な成長の見られる株2株、茎粒は形成するが根粒は形成しないもの5-6株であった。ミュータントによる分離とは別に、DNAの相同性により分離することも試みた。ダイズ根粒菌およびアルファルファ根粒菌はその根粒形成遺伝子群がよく研究されている。茎粒菌はこれらとは大きく系統の異なるプロテオバクテリアであるが、DNAデータベースから判断すると一部の根粒形成遺伝子には3者で共通性が見られると予想された。そこで、まずnodM相同部分の分離をnodMプローブを用いて行った。結果、相同部分を含むEcoRI4.7Kb断片が分離され、その約半分の塩基配列を決定した。b)植物側根粒形成遺伝子群の分離マメ科植物の根粒形成遺伝子を分離する方法としてタギングが最も有効な方法と考えられた。そこで、まずダイズ、ミヤコグサ、アルファルファ、クローバー、エビスグサの複数の品種を用い、組織片からの芽の分化能を調べた。調べたほとんどの植物で芽の分化はほとんど観察されなかった。一部、ダイズでは子葉から低い頻度で発芽が見られ、アルファルファの一部の品種でも茎から分化が見られた。以上の結果、植物体の大きさ等を考え、アルファルファをタギングの対象とすることが最もよいと判断した。c)茎粒形成の植物の成長に対する影響茎粒形成は、植物の栄養吸収にどのような影響を与えるかをリン吸収に焦点を絞って試験した。リン酸カルシウムをリン源として栽培すると、宿主であるセスバニアは成長が非常に悪くなる。そこで、このような条件で栽培した植物体に茎粒を接種し、成長を対照と比較した。結果、茎粒接種植物は対照と比較してほぼ同等の成長を示した。この原因は現在解明中である。
汽水性二枚貝の環境ストレスに対する総抗酸化力の応答と成長余力の関係

平成30年度の研究計画では、1)自然影響・人為影響に対するヤマトシジミの総抗酸化力、成長力の関係評価、2)ヤマトシジミの総抗酸化力と細胞損傷の関係評価の実施を予定していた。1)については、ヤマトシジミの餌源としてSSに着目しながら、塩分濃度と総抗酸化力(ORAC)との関係を調べた。その結果、同じ塩分濃度でも摂餌量により総抗酸化力に及ぼす影響が異なることが明らかとなった。また、汽水域における貧酸素水塊発生時の水質を模擬して室内実験を行ったところ、ヤマトシジミの総抗酸化力は応答しないことがわかった。しかし、このような水質環境下でさらに下水による外乱が付加されると、単に下水に曝されるよりも著しく総抗酸化力に影響することが見出された。さらに、平成29年度に構築した炭素収支に基づく成長力(SFG)の評価手法を適用し総抗酸化力との関係を調べたところ、両者には負の相関がみられた。つまり、総抗酸化力の絶対値を成長力の観点から解釈できる可能性が示された。2)については、細胞損傷の指標として当初予定していたコメットアッセイに加えて、過酸化脂質(LPO)を評価した。その結果、ORACが著しく変化しても、ヤマトシジミの細胞損傷に至る場合と至らない場合があることがわかった。以上の結果から、ヤマトシジミのバイオマーカーから汽水域の水質環境のあり方を検討する場合には、総抗酸化力だけでなく、摂餌活性が反映される代謝活性(ATP、NADH)や細胞損傷(LPO)を評価可能な指標も併用して多角的に解析することが重要になることがわかった。研究計画で予定していた二つの検討内容は問題なく実施することができ、順調に研究が進んでいる。また、審査付論文を三編、国際会議論文を二編公表することができた。平成31年度(最終年度)は、当初の計画どおり以下の二つの内容を検討する。1)ヤマトシジミの成長に対する人為影響の許容限界のORAC評価手法の構築これまでの知見を踏まえて、ヤマトシジミの成長に対する人為影響に対する許容限界をORAC法で明らかにする手法を開発する。2)ヤマトシジミ保全の観点から汽水湖環境のあり方や水質環境基準の考え方を総括フィールド調査を実施し、ヤマトシジミの汚濁耐性の分布の空間依存性を明らかにする。そして、流入河川などの配置を考慮した空間分解能の高い湖沼管理を見据えて本研究を総括する。平成29年度の研究計画では、1)ヤマトシジミのサイズ別の総抗酸化力応答の評価、2)ヤマトシジミの成長力の評価手法の構築の実施を予定していた。1)については、ヤマトシジミの総抗酸化力の評価に適した個体サイズを調べたところ、採取した個体の67.3%を占める殻長19mmから25mmの個体では、溶解性タンパク量のばらつきが相対的に小さいことがわかった。ヤマトシジミの鰓のORACは、軟体部よりも約4倍大きく、都市下水に曝露した場合には、鰓の方が軟体部よりも抗酸化応答の継続性が高いことが明らかとなった。つまり、都市下水に対しては軟体部よりも鰓の方が総抗酸化力の応答を捉えやすいことが示された。2)については、ヤマトシジミの摂餌実験、排泄実験、呼吸実験を行い、摂餌炭素量、排泄炭素量、呼吸による排出炭素量をTOC計のみで測定し、成長に利用可能な炭素量(成長力)を簡便に評価する手法を確立した。摂餌実験では、ヤマトシジミをプランクトンネットに入れることにより、擬糞の排出量を見積もったうえで、真の摂餌量を評価する有効性が示された。排泄実験では、細菌等による分解にともなう炭素消失を抑えるために、排泄物からの炭素溶出に留意して排泄量を評価した。呼吸実験では、サンプルにCO2が混入しないように流動パラフィンを重層してDIC測定を行い、呼吸量を評価した。本手法を5、10、20psuの塩分条件に曝したヤマトシジミに適用したところ、5psuでは成長力が相対的に大きく、20psuでは逆に小さく見積もられた。高塩分では成長が抑制するという既存の知見と対応が見られた。また、審査付論文を二編公表することができた。

2)については、細胞損傷の指標として当初予定していたコメットアッセイに加えて、過酸化脂質(LPO)を評価した。その結果、ORACが著しく変化しても、ヤマトシジミの細胞損傷に至る場合と至らない場合があることがわかった。以上の結果から、ヤマトシジミのバイオマーカーから汽水域の水質環境のあり方を検討する場合には、総抗酸化力だけでなく、摂餌活性が反映される代謝活性(ATP、NADH)や細胞損傷(LPO)を評価可能な指標も併用して多角的に解析することが重要になることがわかった。研究計画で予定していた二つの検討内容は問題なく実施することができ、順調に研究が進んでいる。また、審査付論文を三編、国際会議論文を二編公表することができた。平成30年度(二年目)は、当初の計画どおり以下の二つの内容を検討する。1)自然影響、人為影響に対するヤマトシジミの総抗酸化力、成長余力の関係評価自然影響としては、ヤマトシジミの生育に感度が高いと報告されている水温、塩分、底質、人為影響としては、現地で問題となっている生活排水や農薬に着目する。室内で飼育したヤマトシジミを用いて、水槽内でそれぞれの環境ストレスを与え、ORACの応答や成長力をモニタリングする。その際、餌源となる珪藻の添加量を変えたり、暗条件で珪藻を数日間放置することにより生きている藻類と死滅した藻類の割合を変え、ヤマトシジミの餌源の量・質が総抗酸化力の応答にどのように関係するかも併せて評価する。2)ヤマトシジミの総抗酸化力と細胞損傷の関係評価ORAC法による総抗酸化力の評価だけでは、実際に活性酸素種から細胞を防御できているかどうかは判定できない。そこでコメットアッセイを実施する。ヤマトシジミのエラは粘着性があるので、細胞の回収率が低下する恐れがある。遠心分離等の分析条件を最適化する。平成31年度(最終年度)は、当初の計画どおり以下の二つの内容を検討する。1)ヤマトシジミの成長に対する人為影響の許容限界のORAC評価手法の構築これまでの知見を踏まえて、ヤマトシジミの成長に対する人為影響に対する許容限界をORAC法で明らかにする手法を開発する。2)ヤマトシジミ保全の観点から汽水湖環境のあり方や水質環境基準の考え方を総括フィールド調査を実施し、ヤマトシジミの汚濁耐性の分布の空間依存性を明らかにする。そして、流入河川などの配置を考慮した空間分解能の高い湖沼管理を見据えて本研究を総括する。端数が生じたため、繰り越した。H30年度に物品費として使用する。執行上の端数として未使用額が生じた。平成31年度にガラス繊維ろ紙を購入するための物品費として使用する。