hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
独立型自然エネルギー発電・負荷システムにおける電力変動に対応した電力変換器群制御

電力制御手法の提案変動の激しい自然エネルギーの発電量に対し、熱負荷の瞬時消費電力を調整する制御機構をファジィ制御で表現した。熱負荷の温度変化をファジィによって多少許容しつつ消費電力を調整することにより、短時間の需給ミスマッチが小さくなり、ミスマッチを補償するキャパシタ・バッテリ・燃料電池等の出力を小さくできることを示した。特に、バッテリの場合、瞬時電力に対する要求が楽になり、安価な鉛バッテリでも対応可能であるという見通しを得た。(2)自然エネルギー発電用最大電力追従制御(MPPT)の低コスト化の実現Particle Swarm Optimization法を用いることで、単一の電圧・電流センサで複数のコンバータを同時に制御する低コストな方式を開発した。前年度はシミュレーションのみの確認であったが、本年度は制御パラメータのチューニング等を行い、遂に実験での実証に成功した。特に、太陽光発電においてアレイの一部に陰がかかり最大電力点が探しにくい場合でも、正しく制御できていることが確認できた。しかも、この方法は演算自体もあまり複雑ではなく、制御器も含めたコストでも優位性が期待される方式である。さらに、特性の異なる太陽電池アレイを同時に制御してもうまく制御できることから、様々な自然エネルギー発電装置の一括制御にも適用可能性があると思われる。(1)と(2)の一部については既に学会発表済で、(2)の実験結果についても本年度末の学会で発表をした。(2)の内容については、追加実験を行った後、論文誌に投稿した。
東ドイツ社会国家にみるセクシュアリティと政治の関係性

サブテーマ1「ソ連占領地域での性病問題への対応と性規範の形成」では、昨年度に引き続き、占領期および1950年代前半の性病蔓延防止対策および性暴力に関する史料収集を、ベルリン連邦公文書館、ベルリン国立図書館、ドレスデン州立中央文書館、ドレスデン州立図書館で行った。その成果の一部を第50回「ドイツ社会国家研究会」(2019年3月18日,慶応義塾大学)にて、「戦後復興期にみる“占領軍兵士とドイツ人女性"の国家管理:性病対策と性規範の形成を中心に(仮題)」というタイトルのもと報告した。サブテーマ2「東ドイツにみるセクシュアリティの管理・監視体制からの解放」では、ドレスデン州立図書館、ベルリン国立図書館等で史料・文献収集を行いながら、昨年に引き続き、占領期からドイツ再統一までの東ドイツ時代のライフコースの変容、公権力側と国民の間での家族観・性道徳観の相違、産児制限と性教育の状況とそれらに関する政策や制度の推移、性に関する法律改正とその理由について明らかにした。その際、東ドイツの状況について明確化するために東西ドイツ比較を行った。さらに2016年度に150人を対象にドレスデンで実施したアンケート調査(回答数120件)の結果をまとめた。これらの内容の一部について、2018年8月24日にドイツ・ドレスデン衛生博物館(Deutsches Hygiene-Museum Dresden)にて、「Repr&auml;sentativ-Umfrage: Sexualit&auml;t in der ehemaligenDDR(代表調査:旧東ドイツのセクシュアリティ)」というタイトルで研究報告を行った。1本研究が2016年度10月に開始したため22017年度に体調を崩したため3別の研究テーマ「ドイツ・ヴィルヘルム期のセクシュアリティと政治の関係性」に研究時間を要したためサブテーマ1「ソ連占領地域での性病問題への対応と性規範の形成」に関する史資料調査をベルリン、ドレスデン、ハイデルベルクで行う。その目的は1ソ連占領軍、ドイツ中央行政管理局、専門家集団は、ソ連占領軍兵士による性暴力と妊娠中絶の問題をどのように解決したのか、2占領期に形成された性規範と東ドイツ国家における家族観や性道徳観との間の連続性・断絶性、3これらの内容と旧西ドイツのケースとの共通点・相違点、について考察することにある。2020年3月までに論文「戦後復興期にみる“占領軍兵士とドイツ人女性"の国家管理:性病対策と性規範の形成を中心に(仮題)」にまとめ、辻英史・北村陽子編『ドイツ社会国家の歴史:閉ざされざる環』(日本経済評論社)に寄稿する。また2019年度より「1960-70年代、東西ドイツにみる産児制限の広がり:プロ・ファミリア(西)のH.ハルムゼンと家族・結婚・性相談所(東)のK.H.メーランの議論を例に」をテーマに、石井香江氏(同志社大学)代表の研究プロジェクト「日本とドイツのケア労働と男性性の変容をめぐる学際的共同研究」に参加している。1)サブテーマ1「ソ連占領地域での性病問題への対応と性規範の形成」では、占領期および50年代前半の性病蔓延防止対策に関する史料収集を、主にベルリン連邦公文書館、ベルリン州立公文書館、ベルリン国立図書館で行った。2)サブテーマ2「東ドイツにみるセクシュアリティの管理・監視体制からの解放」無宗教者が多くカトリック教徒が極端に少ない東ドイツでは、「性の解放」は西ドイツ以上に社会国家の支柱である近代家族形態を揺るがし、国家崩壊へと導く重要なファクターになったという推論のもと、占領期からドイツ再統一までの東ドイツにみるライフコースの変容、公権力側と国民の間での家族観・性道徳観の相違、産児制限と性教育の状況とそれらに関する政策の推移、性に関する法律改正とその理由を明らかにすることを目的に、史料・文献収集および社会調査を行った。社会調査については、60年代半ばからのセクシュアリティの解放(婚前婚外性交、産児制限の広がり)、ライフコースの変化と非標準的家族の広がり(婚姻率・出生率の低下、離婚率の上昇・婚外子数の増加)に関する当時の人たちの見解をより鮮明にするため、在外研究中の所属機関であるドレスデン工科大学の同僚3人の協力のもと、ドレスデン近郊に住む55-85歳の男女を対象に、150件のアンケート調査(回答数約120件)および4人にインタビュー調査を行った。アンケート内容は、結婚・離婚、性行動・性意識、性規範・性教育、性の商品化等に関するもので、本アンケートは概要を含み総頁数10頁、65項目の質問により構成される。本研究の採択は2017年10月と、通常より半年遅れての追加採択であったため、計画通りに作業を進めることができなかった。とはいえ社会調査(アンケート・インタビュー)については、予定通りほぼ終わらせることができた。サブテーマ1「ソ連占領地域での性病問題への対応と性規範の形成」では、昨年度に引き続き、占領期および1950年代前半の性病蔓延防止対策に関する史料収集を、ベルリン連邦公文書館、ベルリン国立図書館、ドレスデン州立図書館で行った。そのうえで、東西ドイツ比較の可能性、いわば比較研究の方法について考察しながら、論文の一部を執筆した。サブテーマ2

「東ドイツにみるセクシュアリティの管理・監視体制からの解放」では、昨年度と同様、キリスト教の影響力が薄い東ドイツでは、セクシュアリティの解放は西ドイツ以上に社会国家の支柱である近代家族形態を揺るがし、国家崩壊へと導く重要なファクターになったという仮説のもと、占領期からドイツ再統一までの東ドイツ時代のライフコースの変容、公権力側と国民の間での家族観・性道徳観の相違、産児制限と性教育の状況とそれらに関する政策や制度の推移、性に関する法律改正とその理由を明らかにすることを目的に、主にドレスデン州立図書館、ベルリン国立図書館で史料・文献収集を行った。それと並行して、2016年度に150人を対象にドレスデンで実施したアンケート調査(回答数120件)の分析を開始し、史料・文献によって描かれる東ドイツ人のセクシュアリティの実情と、本アンケート調査が明らかにする東ドイツ人のセクシュアリティ観との共通点・相違点をメモにまとめ、またそのことが示す東ドイツセクシュアリティ史研究上の意義について考察した。本研究テーマ以外の研究テーマ「近代ドイツのセクシュアリティをめぐる政治」に関する論文を2本執筆したため。また、2018年2月28日3月12日にドレスデンで研究を進める予定であったが、体調不良(前庭神経炎)により渡独を断念し、約2カ月間静養していたため。サブテーマ1「ソ連占領地域での性病問題への対応と性規範の形成」では、昨年度に引き続き、占領期および1950年代前半の性病蔓延防止対策および性暴力に関する史料収集を、ベルリン連邦公文書館、ベルリン国立図書館、ドレスデン州立中央文書館、ドレスデン州立図書館で行った。その成果の一部を第50回「ドイツ社会国家研究会」(2019年3月18日,慶応義塾大学)にて、「戦後復興期にみる“占領軍兵士とドイツ人女性"の国家管理:性病対策と性規範の形成を中心に(仮題)」というタイトルのもと報告した。サブテーマ2「東ドイツにみるセクシュアリティの管理・監視体制からの解放」では、ドレスデン州立図書館、ベルリン国立図書館等で史料・文献収集を行いながら、昨年に引き続き、占領期からドイツ再統一までの東ドイツ時代のライフコースの変容、公権力側と国民の間での家族観・性道徳観の相違、産児制限と性教育の状況とそれらに関する政策や制度の推移、性に関する法律改正とその理由について明らかにした。その際、東ドイツの状況について明確化するために東西ドイツ比較を行った。さらに2016年度に150人を対象にドレスデンで実施したアンケート調査(回答数120件)の結果をまとめた。これらの内容の一部について、2018年8月24日にドイツ・ドレスデン衛生博物館(Deutsches Hygiene-Museum Dresden)にて、「Repr&auml;sentativ-Umfrage: Sexualit&auml;t in der ehemaligenDDR(代表調査:旧東ドイツのセクシュアリティ)」というタイトルで研究報告を行った。1本研究が2016年度10月に開始したため22017年度に体調を崩したため3別の研究テーマ「ドイツ・ヴィルヘルム期のセクシュアリティと政治の関係性」に研究時間を要したため1)サブテーマ1「ソ連占領地域での性病問題への対応と性規範の形成」に関する史料をシュタージ公文書館、ドレスデン衛生博物館図書館等で収集する。ソ連占領軍、ドイツ中央行政管理局、専門家集団は、レイプとその結果生じた妊娠・出産、また売買春をどのように問題化し、その解決のためにどういった政策や制度を考案し、実施したのか。
NAFLDにおける免疫調節機構の役割と栄養因子の影響

我々は慢性肝疾患進展ではリスクファクターとなる肥満者での腸内細菌叢の変化に着目した。そこで、プロバイオティクスでの抗肥満効果、肝炎症スコアや線維化などの指標を用いて脂肪性肝疾患進展抑制効果の検討を行った。本研究では肥満モデル動物に乳酸菌L.plantarumおよびプレバイオティクスの同時投与したところ抗肥満および肝組織学的指標の低下を認め、肝炎症への保護効果が示唆された。また高n-3系脂肪酸含有油脂であるシールオイルをNASHモデルマウスに投与したところNASの低下が観察された。今後さらに慢性肝疾患進展予防への影響についてこれらメカニズムの検討が必要と考えられた。近年,消化管由来の要因として腸管から流入するエンドトキシンや内因性エタノールが炎症性サイトカインの産生亢進,インスリン抵抗性,慢性炎症の惹起をもたらし,メタボリックシンドロームにかかわることが注目されている。これまでプロバイオティクス投与が肝臓における免疫細胞活性化を介して脂肪肝およびインスリン抵抗性を改善するという報告や、n-3系脂肪酸由来脂質メディエータの炎症収束への役割ついても報告があることからプロバイオティクス等各種食事由来栄養成分がNASHでの肝炎症における効果が期待される。今年度はNASHモデルマウスを用いて各種栄養成分の投与による肝炎症や血中炎症性マーカーの程度に及ぼす影響の検証を行うために、まずプロバイオティクスLactobacillusplantarum培養の確立を行った。そして予備実験としてNASHモデルのひとつであるSTAMマウスにおいて試験菌株はヨーグルトとしてマウス体重当たりの投与量を設定し,8週間の投与期間の検討を行った。しかし今回の検討ではスキムミルクのみ投与したコントロールマウスとの比較で体重等の違いはないことは確認できたものの、肝障害の血中生化学マーカー,エンドトキシン値、NASスコアについてもプロバイオティクス乳酸菌投与による有意な差は認めらなかった。一方n-3系脂肪酸を多く含むシールオイルを用いて同様に行ったところ,肝臓の組織学的評価と血中炎症性マーカーの検討において、肝小葉炎症度が低下傾向を示し、NASスコアの有意な低下が認められた。今後は高脂肪LPS投与マウスのモデルを作成し、投与期間および投与方法の検討と確立を行い、プロバイオティクス乳酸菌あるいは高不飽和脂肪酸と抗酸化物質等における影響を検討する。消化管由来のエンドトキシン流入や内因性エタノール産生がNASH進行に関わる可能性が注目されている中、我々は高脂肪・低容量エンドトキシン負荷の方法にて行うNASHモデルマウスを確立し、プレ/プロバイティクス、あるいはn-3系脂肪酸含有油脂等栄養機能成分の影響を検討している。平成26年度ではモデル作成のための予備実験として高脂肪食投与による肥満モデルマウスに対してプロバイオティクスまたはプレバイオティクスの影響について検討を行った。4週間の投与で最終体重に明らかな差は認められなかったものの、内臓脂肪量においてプロバイオティクス投与は肥満モデルコントロールに比して低下する傾向が認められた。一方プレバイオティクスでは明らかな傾向は認められなかった。また肝組織学的解析においても、今回の検討では明らかな傾向は認められなかった。しかしながら肥満モデルマウスでの本研究で用いたプロバイオティクス株は脂肪量増加抑制に影響する可能性は示唆されたことから今後作成するNASHモデルマウスにおいて肥満および脂肪蓄積に伴う慢性炎症を低減させる効果が期待された。今後は脂肪組織における慢性炎症の惹起等の検討を炎症性サイトカイン発現や血中マーカーの測定等によりプロバイオティクスにおける脂肪組織低減がNASH進行において影響するか、さらには高脂肪・低容量エンドトキシン負荷のNASHモデルマウスを用いての肝組織像を観察しその影響を検討する。近年、食生活などライフスタイルの欧米化に伴い、肥満・脂肪肝患者が増加しつつある。また、昨今では腸内差菌叢と肥満との関わりが示唆されており、脂肪肝に対するプロバイオティクスの影響も注目を浴びている。本研究では肥満モデルマウスを作成し、肥満や脂肪肝に及ぼす影響をプレ/プロバイオティクス、あるいはn-3系脂肪酸含有油脂等栄養機能成分の影響を検討した。平成27年度では用いるモデル作成のための予備実験として高脂肪食投与による肥満モデルマウスにおけるプロバイティクスLactobacillus plantarum 301102およびフルクトオリゴ糖の影響について検討を行った。プレ/プロバイオティクス投与群はコントロールやプロバイオティクス群に比し内臓脂肪重量と血清コレステロール値の低値、肝組織学的検討によりNASスコアにおいても有意に低値を示したことから、同時投与の効果が確認された。また、加熱殺菌した菌においても内蔵脂肪量、肝臓の脂肪化スコアの低下を示したことから、不活化した菌においても何らかの影響による可能性が示唆された。今後は炎症性サイトカインや血中マーカーの測定等により慢性炎症の惹起等の検討を行う。またプロバイオティクス投与における脂肪組織低減がNASH進行において影響するか、さらには高脂肪・低容量エンドトキシン負荷のNASHモデルマウスを用いての肝組織像を観察しその影響を検討する。平成25年度において研究代表者の産前産後育児休暇の取得、あるいは休暇後の業務調整により大幅な遅れが生じている。実験計画においても全体的に変更され検討事項の持ち越しとなったため。申請者はNASHモデル動物をもちいてプロバイオティクス等栄養機能性物質の投与が炎症スコアや線維化の程度,あるいは肝マクロファージ細胞等での免疫応答に及ぼす影響の検証を行い,脂肪肝からNASH進展抑制を目指した機能性食品の開発の基礎資料とすることを目的とした。そこで、今年度は肥満・脂肪肝モデル動物でのプロバイオティクス投与による組織学的,生化学的手法による炎症評価の検討を行った。

プレバイオティクスとして乳酸菌株(L. plantarum 301102)は培養後集菌し凍結乾燥、不活化菌体はオートクレーブ処理し比較に用い、またプレバイオティクスにはフルクトオリゴ糖を使用した。5週齢の雄性C57BL/6Jマウスは各試料をHFD32に混合し4週間自由摂食させ、実験に供した。内臓脂肪重量においてコントロール群と比べてプロバイオティクスとプレバイオティクスの同時投与で有意に低い値を示した。また総コレステロール値はコントロール群と比較して同時投与群で有意に低い値を示し、また肝組織評価であるNAFLD activity scoreにおいてコントロール群と比較して有意に低値を示した。今回の検討では、肥満モデルマウスを用いてL. plantarum301102およびフルクトオリゴ糖を用いて投与することでプロバイオティクスとプレバイオティクスの影響を検討したところ、これらを同時に投与することで内臓脂肪蓄積低下や肝組織学的指標での肝炎症への保護効果をもつことが示唆された。我々は慢性肝疾患進展ではリスクファクターとなる肥満者での腸内細菌叢の変化に着目した。そこで、プロバイオティクスでの抗肥満効果、肝炎症スコアや線維化などの指標を用いて脂肪性肝疾患進展抑制効果の検討を行った。本研究では肥満モデル動物に乳酸菌L.plantarumおよびプレバイオティクスの同時投与したところ抗肥満および肝組織学的指標の低下を認め、肝炎症への保護効果が示唆された。また高n-3系脂肪酸含有油脂であるシールオイルをNASHモデルマウスに投与したところNASの低下が観察された。今後さらに慢性肝疾患進展予防への影響についてこれらメカニズムの検討が必要と考えられた。平成25年度において研究代表者の産前産後育児休暇の取得、あるいは休暇後の業務調整により大幅な遅れが生じている。動物実験、細胞レベルの実験等にかかる計画においても全体的に変更が必要となり、次年度への計画の持ち越しが必要となった。NASHモデルマウスの作成と栄養機能成分の検討は継続するものの、栄養機能食品を用いた健常者での検討は予備的に行うものとする。栄養学高脂肪・低容量エンドトキシン負荷の方法にて行うNASHモデルマウスの作成および栄養機能成分の検討を行う。マウスでの高脂肪食を12週間摂取させ,飼育終了6時間前にLPS(リポ多糖)を低容量1回投与による,肝の脂肪化および肝の炎症,細胞浸潤や脂肪化等組織学的評価にてコントロール(通常飼料摂取)と比較する。また、J744A.1細胞株を用いて各種脂肪酸を添加培養し既知のTLR4リガンドである飽和脂肪酸との比較を行う。細胞浸潤・移動アッセイで形成し浸潤性を測定する。市販食品および栄養機能食品を用いて飲料の開発と健常者での試験により効果の検討を試みる。
心臓原始形態モデルを用いた循環器システムの開発とエネルギー変換機構のモデル化

本研究課題の第一の目的は、iPS細胞由来心筋細胞(以下iPS心筋細胞)を用いて作製した細胞シートと、生体適合性ポリマーを用いて作製した足場構造とを組み合わせて、1心房、1心室および弁から構成される基本的な原始心臓モデルを開発することである。次に生体内の循環器を模擬した実験システムを構築し、細胞内で生成された化学エネルギーが心臓モデルの拍動および流体の循環という機械的エネルギーへと変換されるエネルギー変換機構を実験的に評価するとともに、理論モデルを用いてその詳細について理解することである。研究の初年度である2018年度では、心臓モデル構築のための基礎研究として、iPS心筋細胞の集合体の開発と、その拍動挙動の確認および定量的評価を行った。また、動的有限要素法と心筋モデルを組み合わせたシミュレーション法を用いて、心筋組織モデルの拍動解析を試みた。得られた研究成果は以下の通りである。(1)心筋細胞の集合体としてスフェロイドを作製し、自律的に拍動する心筋集合体の作製に成功した。(2)本年度の研究費で導入した高速撮影装置と画像解析装置を組み合わせることで、動的心筋拍動解析システムの構築を行い、本システムを応用して、心筋細胞集合体の拍動挙動の定量的評価に成功した。さらに、心筋細胞の拍動メカニズムにおいて重要な役割を担うカルシウムイオンを定量的に評価するために、特殊な遺伝子を導入したiPS心筋細胞を用いて作製した集合体の実験から、拍動にともなうカルシウムイオン変動の定量的評価に成功した。(2)球状の心筋数値モデルを作成し、心筋モデルを組み込んだ動的有限要素法を行った結果、自律的な収縮挙動の再現に成功した。iPS細胞由来心筋細胞を用いて、その集合体を作製することで、自律的に拍動する心筋組織様集合体を作製する技術を確立することができた。さらに、本研究課題の研究費で導入した高速撮影装置と画像解析技術を用いることで、心筋組織の拍動挙動を定量的に測定する動的心筋拍動解析システムを構築することができた。また、動的有限要素法とサルコメア力学に基づく心筋モデルを組み合わせたシミュレーション法を用いることで、球状心筋モデルが自律的に圧縮変形する挙動を再現することができた。これらの成果は、本研究課題の最終目標を達成するために必要不可欠な要素であり、初年度にこれらの成果を得られたことから、本研究はおおむね順調に進展していると言える。2年目の最大の目標は、iPS細胞由来心筋細胞と、生体適合性ポリマーを用いて作製した原始心臓形態の構造を模擬した足場構造体を複合化させることで、自律的に拍動する原始心臓様構造体を開発することである。そのための第一段階として、ポリマーを用いて球状あるいは円筒状の3次元構造体を作製する。次に、iPS細胞由来心筋細胞に細胞シート工学の技術を応用して心筋細胞シートを作製し、足場構造体を組み合わせることで、拍動する3次元構造体の作製を試みる予定である。また、初年度に構築した動的心筋拍動解析システムを用いて、拍動挙動の定量的評価を試みる。一方、数値解析については、3次元中空心臓様モデルの作成と拍動挙動(収縮と弛緩)の再現を行う。さらに、実験から得られた結果とシミュレーション結果を比較検討し、数値解析で必要となる各パラメータを調整して、実験結果との整合性が保てるようなモデル開発を検討する。

また、動的有限要素法とサルコメア力学に基づく心筋モデルを組み合わせたシミュレーション法を用いることで、球状心筋モデルが自律的に圧縮変形する挙動を再現することができた。これらの成果は、本研究課題の最終目標を達成するために必要不可欠な要素であり、初年度にこれらの成果を得られたことから、本研究はおおむね順調に進展していると言える。2年目の最大の目標は、iPS細胞由来心筋細胞と、生体適合性ポリマーを用いて作製した原始心臓形態の構造を模擬した足場構造体を複合化させることで、自律的に拍動する原始心臓様構造体を開発することである。そのための第一段階として、ポリマーを用いて球状あるいは円筒状の3次元構造体を作製する。次に、iPS細胞由来心筋細胞に細胞シート工学の技術を応用して心筋細胞シートを作製し、足場構造体を組み合わせることで、拍動する3次元構造体の作製を試みる予定である。また、初年度に構築した動的心筋拍動解析システムを用いて、拍動挙動の定量的評価を試みる。一方、数値解析については、3次元中空心臓様モデルの作成と拍動挙動(収縮と弛緩)の再現を行う。さらに、実験から得られた結果とシミュレーション結果を比較検討し、数値解析で必要となる各パラメータを調整して、実験結果との整合性が保てるようなモデル開発を検討する。
CSA農業にみる持続可能な産消連携システムに関する実証研究

本研究は、米国の地域支援型農業であるCSA(Community Support Agriculture)に着目し、とりわけCSAの特徴である、農産物に関するリスクとベネフィットを農家と消費者がシェアするという点に焦点をあて、日本の産消連携の取り組みとの比較を試みた。結果、日本では、消費者が生産者からの直接購入に対して、実利的なメリットを意識している傾向がある一方、米国では、CSA農家と消費者と共感を生み出す社会的基盤があることが示唆された。具体的には、非営利組織による消費者への食育(食のリテラシー)のサポートが少なからずCSAの関係構築に寄与していることが伺えた。本研究の目的は、自給率向上の実践として期待される産消連携の取り組みに関して、そのネットワークの強さと広さに着目し、生産者と消費者の間に存在する共感の構造を分析する事により、産消連携がいかに継続できるかというシステムを実証研究により明らかにすることである。具体的には、米国の地域支援型農業であるCSA(Community Support Agriculture)に着目し、とりわけCSAの特徴である、農産物に関するリスクとベネフィットを農家と消費者がシェアするという点に焦点をあて、日本の産消連携の取り組みとの比較を試みる。土地条件等の違いはあるものの、生産者と消費者のコミュニティが作り出している関係性は共通項を多く包含している。米国では1990年代からCSA運動が拡大しており、産消連携が持続的に継続できる要因を検討することは、今後の日本の地域農業の発展に向けても有意義であると考え、本研究課題に取り組んでいる。H22年度は、まずこれまで先行研究のこれまでのレビューに漏れがないかを検討した。そして、USDAのウェブサイトおよび海外オンライン電子ジャーナル等から、海外における関連文献、統計資料などを収集した。さらには、米国2007年センサス(USDA)を用いて関連するデータの分析を行い、次年度のフィールド調査に向けた調査設計の基礎資料を整備に着手した。また、国内において、消費者と直接農産物の販売を行っている生産者に関するデータベースを作成するため、ウェブ検索を主として生産者名、所在地、取り扱い品目、注文方法、価格などの産消連携情報を収集した。本研究の目的は、自給率向上の実践として期待される産消連携の取り組みに関して、そのネットワークの強さと広さに着目し、生産者と消費者の間に存在する共感の構造を分析する事により、産消連携がいかに継続できるかというシステムを実証研究により明らかにすることであった。具体的には、米国の地域支援型農業であるCSA(Community Support Agriculture)に着目し、とりわけCSAの特徴である、農産物に関するリスクとベネフィットを農家と消費者がシェアするという点に焦点をあて、日本の産消連携の取り組みとの比較を試みた。まず、2007年センサス(USDA)の分析を行い、米国におけるCSAの状況を明らかにした。さらに、米国では、CSAが盛んなカリフォルニア州において、CSA農家の協力を得てヒアリング調査を行った。また、調査対象のCSA農家が消費者との交流機会として重視しているファーマーズマーケット(カリフォルニア州バークレー市)において市場調査を行った。日本では、生産者から農産物を直接購入経験の有る消費者を対象にアンケート調査を行った。それにより、消費者が生産者と繋がる上で、どのような点に価値(バリュー)を見いだしているのかを明らかにした。本研究において、産消連携が持続的に継続できる要因を検討したことは、今後の日本の地域農業の発展に向けても有意義であると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。
アレルギーは骨減少のリスク因子か

本課題では、『アレルギーは骨減少のリスク因子か』というテーマで研究を行なった。アレルギーモデルマウスを用いて実験を行い、アレルギー惹起による全身的炎症性サイトカインの上昇および、長期にわたるアレルギーにより骨減少が起こることが示唆された。また、アレルギーによる骨減少メカニズム解明に関わるサイトカインや脂質メディエーターについても研究することで、アレルギーと骨との関係へ新しい理解を発展させ、新たな観点からの治療ターゲットを見いだすことにも繋がると考える。これまで、アレルギー疾患を持つ患者では、矯正歯科治療に伴う歯根吸収の頻度が高いことが報告されている。また、アレルギーモデルラットの実験では歯槽骨吸収と歯根吸収が亢進することが報告されている。歯の移動に伴う機械的刺激だけではなく、アレルギー自体が骨減少を引き起こすリスクファクターとなりうるか調べるため、卵白アルブミン、水酸化アルミニウムを用いてアレルギーモデルマウス作成し、アレルギー感作後9週まで経過を追った。まずアレルギーモデルマウスにおける骨減少の有無を、micro-CTを用いて脛骨の三次元定量解析を行なった。また、感作9週までのアレルギーモデルマウスの大腿骨を用いて、HE染色、TRAP染色等の組織化学的解析を行った。さらに、アレルギーによる骨減少機構の分子メカニズムを明らかにするために、脛骨よりRNAを抽出し定量的PCRを行なった。炎症性サイトカイン群であるIL-1、IL-6、IL-10、また、脂質メディエーターである5-lipoxygenase、ロイコトリエン受容体、さらに骨吸収及び骨形成因子であるRANKL、ALP、Runx2、OPG、Osterix、Col1等の定量的PCRを行なった。脂質メディエーターをより定量するため、大腿骨より脂質を抽出し、ELISA法にてロイコトリエン、ロイコトリエン受容体量を測定し、比較検討を行なった。平成25年度の上記研究により、長期間抗原に暴露されることにより、アレルギーモデルマウスでは対照群に比べ、有意に骨量が少ないことが示唆された。また、その現象を探るべく各種サイトカイン、脂質メディエーター、骨代謝関連因子のRNA発現量を測定したところ、アレルギーを惹起することで有意に各因子動態が変化していることが示唆された。これまでの実験でアレルギー自体が骨減少を引き起こす可能性を支持するデータが得られてきており、アレルギーと骨との関係解析が進む事で、新たな観点からの治療ターゲットを見いだすことに繋がる可能性がある。平成26&#12316;27年度の研究では、『アレルギーは骨減少のリスク因子か』というテーマでケンキュを行なった。具体的には、まずアレルギーモデルマウスの作成を行なった。さらにELISA法を用いて血清における血液動態変化の確認、肺組織の免疫染色による好酸球発生の確認を行なうことで、アレルギー発症の確認を行なった。また、硬組織への影響を確認するために、microCTを用いて大腿骨骨密度等を測定、3点曲げ測定による易骨折性の確認や組織学的観測、さらに骨髄細胞を採取し、破骨細胞形成を確認することにより骨減少が示唆された。骨減少が何に起因するのかを確認するため、脛骨よりRNAを採取し、炎症性サイトカイン関連因子や骨代謝関連因子、脂質代謝関連因子群のreal time PCRを行なった。そこで骨代謝との関連が示唆された脂質代謝関連因子をELISA法により定量化を行なった。これまで、慢性関節リウマチや慢性肺疾患などの全身疾患が続発性の骨粗鬆症に繋がることが報告されている。アレルギーの慢性的な罹患が骨減少や骨粗鬆症のリスクファクターとなり得ることを示唆できる本研究は、歯科領域に留まらず、アトピー性皮膚炎や喘息などのアレルギー炎症の適正なコントロールが骨の恒常性を考える上でも重要であることを広く訴える一つの根拠となる。本課題では、アレルギーによる骨減少メカニズム解明に関わるサイトカインや脂質メディエーターについても調べることから、アレルギーと骨との関係へ新しい理解を発展させ、新たな観点からの治療ターゲットを見いだすことにも繋がると考える。研究期間内に、1アレルギーモデルマウスの脛骨、大腿骨の三次元定量解析、2骨の組織科学的解析、3骨及び全身における骨代謝関連分子、炎症関連分子群の発現量解析、4免疫化学的背景の解析を予定している。これまでの研究で1、2、3は概ね遂行しており、順調に研究が推移していると考える。骨計画上では次に免疫化学的背景を探るため、末梢血液より単核細胞を分離し、フローサイトメトリー解析を行なう予定であったが、それに先立って、in vitroにおける破骨細胞の分化形成能やその活性を確認することとした。その研究により、アレルギー惹起により発現量が上昇した分子群と破骨細胞分化、活性に関連を探ることとした。今後、さらに研究を行い、論文制作および科学雑誌に提出する予定である。抗体やPCRのためのプローブをこれまで行なっていたものを用いており、今年度購入予定だった高額な試薬は次年度に購入するため、費用が残ったと考える。時期の試薬等を購入し、検討を薦める予定です。
若材齢時のコンクリートのクリープモデルの構築に関する研究

マスコンクリートでは、セメントの水和熱に起因する温度応力がコンクリート打込み直後から生じる。打込み直後は、コンクリートがフレッシュな状態から硬化していく過程にあり、応力が小さくてもクリープひずみはかなり大きくなる可能性がある。そして、水和反応による温度履歴とともに、生じる応力も圧縮から引張へ転じるため、非常に複雑な挙動を示す。こで本研究では、若材齢時のコンクリートのクリープ挙動を解明するために、コンクリートの配合、載荷応力および載荷材齢をパラメータとして、圧縮クリープ試験および引張クリープ試験を行った。さらに、若材齢時のコンクリートのクリープモデルを構築し、これらの実験結果と比較することにより、モデルの妥当性を検討した。その結果、以下の知見が得られた。(1)圧縮クリープ、引張クリープのいずれにおいても、コンクリートの配合に関しては水セメント比が大きいほど、また強度に関してはその発現が遅いほど、specific creepが大きくなることが明らかとなった。(2)圧縮クリープは、応力強度比50%以下で載荷応力とクリープひずみの線形性が成り立ち、それ以上では載荷応力の影響を受ける。一方、引張クリープは、載荷材齢3日、5日では、応力強度比20%以上については載荷応力とクリープひずみの線形性は成り立たない。また実験の範囲内では、同一応力強度比の引張クリープひずみは、載荷材齢に関わらずほぼ等しいことが明らかとなった。(3)クリープ試験の結果をもとに、若材齢コンクリートのクリープひずみを5要素レオロジーモデルで表すことを試みた。圧縮クリープひずみは載荷期間、応力強度比、載荷材齢をパラメータに、一方、引張クリープひずみは、載荷期間、応力強度比をパラメータにして表すことにより、クリープ挙動を精度よく推定することが可能となった。若材齢時のコンクリートは温度が変化し、ヤング係数が時間の経過にともなって増加し、かつ応力が圧縮から引張に転じるため、クリープの予測は非常に難しく、また実際にクリープの影響を測定したデータもほとんどない。そこでマスコンクリートの温度応力解析に適用できるクリープモデルの構築を目的として、以下の3種類のケースについてクリープ試験を行い、若材齢時のクリープ特性の把握を試みた。1.温度に関する試験は、供試体温度を20,30,40°Cの3種類とし、圧縮載荷を温度60°Cで材齢1日とし、材齢2日で除荷後、材齢3日で引張応力を作用させた。その結果、温度が高くなるにしたがって、引張クリープひずみが大きくなることが明らかとなった。2.載荷荷重に関する試験は、温度一定、圧縮および引張の載荷応力比を圧縮は7,14%引張は10,20%で行った。その結果、若材齢コンクリートにおいて応力強度比が40%以下では、クリープひずみと応力の関係が線形であることが明らかとなった。また、引張クリープ係数は圧縮クリープ係数より小さくなることが明らかとなった。3.配合に関する試験は、温度一定、水セメント比を45,55,65%の3種類で行った。その結果、圧縮および引張とも、水セメント比が大きいほどクリープひずみが大きくなることが明らかとなった。さらに、温度および作用荷重を実際のマスコンクリートの挙動に合わせて変化させ、クリープひずみを測定した結果、材齢初期の圧縮時の温度が高いほど、水セメント比が小さいほど、クリープひずみが小さくなることが明らかとなった。平成8年度は、これらの実験結果を基にして若材齢時のコンクリートのクリープモデルを構築し、温度応力解析に組み込むとともに、実構造物の温度応力測定結果との比較からモデルの妥当性を検討する。

打込み直後は、コンクリートがフレッシュな状態から硬化していく過程にあり、応力が小さくてもクリープひずみはかなり大きくなる可能性がある。そして、水和反応による温度履歴とともに、生じる応力も圧縮から引張へ転じるため、非常に複雑な挙動を示す。したがって本研究では、若材齡時のコンクリートのクリープ挙動を解明するための実験を行うとともに、温度応力解析に適用できるクリープモデルを構築した。実験では応力強度化、載荷材齡をパラメータとして、水セメント比55%の若材齡コンクリートの圧縮および引張クリープ試験を行った。その結果、以下の知見が得られた。圧縮クリープは、応力強度比50%以下で載荷応力とクリープひずみの線形性が成り立ち、それ以上では載荷応力の影響を受ける。これは、従来言われている線形性の成立範囲である40%よりも大きい。一方、引張クリープは、載荷材齡3日、5日では、応力強度比20%以上については載荷応力とクリープひずみの線形性は成り立たない。しかし、載荷材齡7日以降には線形性が成り立つ傾向にある。また実験の範囲内では、同一応力強度比の引張クリープひずみは、載荷材齡に関わらずほぼ等しいことが明らかとなった。これらの結果をもとに、若材齡コンクリートのクリープひずみを5要素レオロジーモデルで表すことを試みた。圧縮クリープひずみは載荷期間、応力強度比、載荷材齡をパラメータに、一方、引張クリープひずみは、載荷期間、応力強度比をパラメータにして表すことにより、クリープ挙動を精度よく推定することが可能となった。
不死化ヒト卵管上皮細胞による受精卵培養システムの開発

ヒト卵管上皮細胞培養と癌遺伝子導入を試みたものの,ヒト上皮細胞の不死化は困難であり,いのまところ株化には成功していない.そこで,本研究では卵管細胞からのアプローチとともに,胚細胞における増殖因子の作用について検討した.その結果,basicfibroblast growthfactor (bFGF)がマウス着床前初期胚のRNAおよび蛋白合成を促進することを初めて明らかにした.また,RT-PCRを用いてマウス初期胚と子宮内膜細胞におけるbFGFおよびFGF受容体1 (FGFR1)遺伝子の発現を検討した.初期胚自身はbFGFを発現していないが,FGFR1遺伝子を発現し,子宮内膜はbFGF遺伝子を発現していることを見いだした.従って,胚に発現するFGFR1が重要な役割を担うことが示唆された.そこで, FGFR1遺伝子の発現制御機構を知るためにFGFR1を発現しているマウスNIH3T3細胞,乳癌細胞株SC3を用いてFGFR1遺伝子上流領域のゲノム構造とpromoter活性について解析した.その結果, FGFR1遺伝子は14kbの長い第一イントロンを持つこと,FGFR1の亜分子種はすべてalternative splicingによって作成されること, FGFR1のmRNAは5'領域にもう一つのopen reading frameを持つことが明らかとなった.basal promoter活性は5'上流領域の-89から-43に同定された.さらに, DNase I protection assayならびにgel ahift assayによって, promoter活性と核蛋白の結合は-62から-42の領域に限定された.以上の検討から,初期胚発生は胚に存在するFGF受容体を介してbFGFによってパラクリンコントロールを受けること,FGFR1遺伝子はそのユニークなゲノム構造から特異な転写制御を受け,基本転写は未知の核蛋白によってコントロールされていることが判明した.今後は,初期胚自身におけるFGFR1遺伝子の発現動態および制御についての検討が必要である.ヒト卵管上皮細胞培養と癌遺伝子導入を試みたものの,ヒト上皮細胞の不死化は困難であり,いのまところ株化には成功していない.そこで,本研究では卵管細胞からのアプローチとともに,胚細胞における増殖因子の作用について検討した.その結果,basicfibroblast growthfactor (bFGF)がマウス着床前初期胚のRNAおよび蛋白合成を促進することを初めて明らかにした.また,RT-PCRを用いてマウス初期胚と子宮内膜細胞におけるbFGFおよびFGF受容体1 (FGFR1)遺伝子の発現を検討した.初期胚自身はbFGFを発現していないが,FGFR1遺伝子を発現し,子宮内膜はbFGF遺伝子を発現していることを見いだした.従って,胚に発現するFGFR1が重要な役割を担うことが示唆された.そこで, FGFR1遺伝子の発現制御機構を知るためにFGFR1を発現しているマウスNIH3T3細胞,乳癌細胞株SC3を用いてFGFR1遺伝子上流領域のゲノム構造とpromoter活性について解析した.その結果, FGFR1遺伝子は14kbの長い第一イントロンを持つこと,FGFR1の亜分子種はすべてalternative splicingによって作成されること, FGFR1のmRNAは5'領域にもう一つのopen reading frameを持つことが明らかとなった.basal promoter活性は5'上流領域の-89から-43に同定された.さらに, DNase I protection assayならびにgel ahift assayによって, promoter活性と核蛋白の結合は-62から-42の領域に限定された.以上の検討から,初期胚発生は胚に存在するFGF受容体を介してbFGFによってパラクリンコントロールを受けること,FGFR1遺伝子はそのユニークなゲノム構造から特異な転写制御を受け,基本転写は未知の核蛋白によってコントロールされていることが判明した.今後は,初期胚自身におけるFGFR1遺伝子の発現動態および制御についての検討が必要である.(1)ヒト卵管上皮細胞培養と癌遺伝子導入を試みているものの,ヒト上皮細胞の不死化は困難であり,いまのところ株化には成功していない.ヒト卵管細胞は,婦人科良性腫瘍の患者から同意のもと採取するため,検体量が限定され実験回数も限られる.そこで,マウス卵管および子宮上皮細胞の株化を検討中である.マウス子宮内膜細胞は,過排卵処理後の妊娠初期マウス子宮をトリプシン処理することにより細胞を回収する.培養液はDMEM+10%FCSを用いて23回の継代培養が可能である.マウス卵管上皮細胞は子宮内膜と同様の方法を用いて採取可能であるが,得られる細胞数が少なく,現在採取法を改良中である.(2)我々は種々の増殖因子が着床前初期胚に及ぼす効果を検討した結果,basicfibroblast growthfactor(bFGF)がマウス着床前初期のRNAおよび蛋白合成を促進作用を有することを初めて明らかにした.また,マウス胚盤胞および子宮内膜細胞から全RNAを採取しReverse transcriptionpolymerase chain reaction(RT-PCR)を用いて初期胚と子宮内膜細胞におけるbFGFおよびFGF受容体1遺伝子の発現を検討した.その結果,マウス初期胚自身はbFGFを発現していないが,FGF受容体1遺伝子を発現し,子宮内膜はbFGF遺伝子を発現していることを見いだした.さらに,マウス卵管および子宮組織においてbFGF蛋白の発現を免疫組織染色によって明らかにした.これらの結果は,受精卵の発育の場である卵管および子宮で,bFGFが初期胚発生に関与することを強く示唆するものである.ヒト卵管

上皮細胞培養と癌遺伝子導入を試みたものの,ヒト上皮細胞の不死化は困難であり,いまのところ株化には成功していない.そこで,本研究では卵管細胞からのアプローチとともに,胚細胞における増殖因子の作用について検討した.その結果,basicfibroblast growthfactor(bFGF)がマウス着床前初期胚のRNAおよび蛋白合成を促進することを初めて明らかにした.また,RT-PCRを用いてマウス初期胚と子宮内膜細胞におけるbFGFおよびFGF受容体1(FGFR1)遺伝子の発現を検討した.初期胚自身はbFGFを発現していないが,FGFR1遺伝子を発現し,子宮内膜はbFGF遺伝子を発現していることを見いだした.したがって,胚に発現するFGFR1が重要な役割を担うことが示唆された.そこで,FGFR1遺伝子の発現制御機構を知るためにFGFR1を発現しているマウスNIH3T3細胞,乳癌細胞株SC3を用いてFGFR1遺伝子上流領域のゲノム構造とpromoter活性について解析した.その結果,FGFR1遺伝子は14kbの長い第一イントロンを持つこと,FGFR1の亜分子種はすべてalternative splicingによって作成されること,FGFR1のmRNAは5'領域にもう一つのopen reading frameを持つことが明らかとなった.basal promoter活性は5'上流領域の-89から-43に同定された.さらに,DNase I protection assayならびにgel shift assayによって,promoter活性と核蛋白の結合は-62から-42の領域に限定された.以上の検討から,初期胚発生は胚に存在するFGF受容体を介してbFGFによってパラクリンコントロールを受けること,FGFR1遺伝子はそのユニークなゲノム構造から特異な転写制御を受け,基本転写は未知の核蛋白によってコントロールされていることが判明した.今後は,初期胚自身におけるFGFR1遺伝子の発現動態および制御についての検討が必要である.
地震波干渉法による堆積平野の3次元S波速度構造モデルのバリデーション

長周期地震動評価のための深部地盤構造モデルの検証のための地震波干渉法の適用性を検討した。首都圏および駿河湾周辺地域において連続微動観測記録を取得し、各2地点の間の相互相関関数を求めた。相互相関関数から2点間のグリーン関数の表面波成分の群速度を抽出し、表面波トモグラフィ解析から3次元S波速度構造モデルを修正した。さらに、長周期地震動のシミュレーションを行い、モデル修正により地震動説明能力が向上することを明らかにした。今年度は,駿河湾相模湾地域の堆積平野部において,微動観測を実施し,地震波干渉法に基づく処理によって2つの観測点間のグリーン関数を抽出し,その表面波成分の分散性状から地下構造の影響を評価した。具体的な成果は以下のとおりである。(1)微動の長期連続観測の実施相模湾および駿河湾沿岸地域における24地点において微動長期連続観測を継続し,データを蓄積した。(2)地震波干渉法による表面波の抽出(1)の観測のうちで関東平野で得られたデータに地震波干渉法に基づく処理を行いの各2地点の間のグリーン関数を求め、そのマルチプルフィルター解析によって分散性を有したレイリー波およびラブ成分の抽出を行った。(3)群速度の推定と既往の地下構造モデルとの比較上記(2)の検討から得られるグリーン関数のレイリー波およびラブ波成分の群速度を周期26秒の周期帯域で求め、既往のS波速度構造モデルから推定される理論値と比較した。その結果,関東平野中央部では観測値が理論値で説明できるが,平野端部や相模湾域では既往のモデルによって説明できない部分もあり,モデル修正の必要性を指摘した。(4)3次元地震波動伝播シミュレーション関東平野での既存の3次元地下構造モデルでの表層部分の'S波速度の不均質を考慮した地震動シミュレーションを行った。その結果は,観測された長周期地震動の特徴をより説明できるものであり,深部地盤の表層部分も長周期地震動の評価には重要であることがわかった。昨年度に引き続き、駿河湾相模湾地域の堆積平野部において,微動観測を実施し,地震波干渉法に基づく検討のためのデータの蓄積を行い、2つの観測点間のグリーン関数を抽出し,その表面波成分の分散性状から地下構造の影響を評価した。さらに、既存の3次元モデルでのグリーン関数のシミュレーションも行った。(1)D微動の長期連続観測の実施相模湾および駿河湾沿岸地域における24地点において微動長期連続観測を継続し,データを蓄積した。(2)地震波干渉法による表面波の抽出関東平野で得られた微動データに地震波干渉法に基づく処理を行いの各2地点の間のグリーン関数を求めた。さらに、南関東地域を10km四方のセルに分割し、表面波の走時のトモグラフィ解析を実施し、南関東の群速度のマッピングを行った。(3)既往の地下構造モデルとの比較上記(2)で求めた南関東の各セルの表面波の周期26秒の群速度の逆解析を行い、深部地盤の1次元モデルを推定した。平野の端部では、セルの大きさが大きすぎ、1次元構造の仮定の不適切さがあり、既往のモデルとの差異が大きかった。(4)グリーン関数のシミュレーション関東平野での既存の3次元地下構造モデルを用いて2地点間のグリーン関数のシミュレーションを行った。多くの観測点ペアでは、表面波の顕著な振幅の位相は再現できた。しかし、一部の観測点ペアではシミュレーションで説明できない部分もあり、モデルが適切ではない可能性を指摘した。(5)関東平野北東部での臨時微動観測関東平野北東部で微動観測を行い、本研究で開発した手法を適用し、地下構造を推定した.昨年度までに取得した微動の連続観測データを用いて,地震波干渉法における新しいデータ処理方法を提案した。この方法は,データ長さに対して,信号成分とノイズ成分が異なる変動を示すことを利用するもので,客観的に周波数範囲を決定できるという利点がある。つぎに,既存の首都圏の3次元地下構造モデルを用いて、上記の各2地点ペアの間の3次元グリーン関数を計算した。この計算結果と地震波干渉法による観測結果とを比較し,3次元モデルの妥当性を検討した。その結果,観測結果を十分に説明できない地域がることを指摘した。さらに,地震波干渉法により得られた表面波走時のトモグラフィー解析の結果を考慮して,長周期地震動評価用の地下構造モデルを修正する方法を提案した。修正した関東平野の深部地盤の3次元モデルを用いて中小地震による地震動のシミュレーションを行い,観測記録がより説明できるようになったことを示した。しかし,一部の点では,修正モデルでも観測記録が十分に説明できないこともあり,修正方法のさらなる改良も必要であることがわかった。予定していた研究項目については、ほぼ計画どおりに実施できた。さらに、東北地方太平洋沖地震の余震および微動観測を関東平野北東部で実施し、本研究で開発した手法を適用して、深部地盤のモデルを推定できた。

この結果は、この地震での同地域における長周期地震動の評価のためには有益な情報になると期待され、本研究での地盤モデルの推定方法の有用性を示す実例となると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、地震波干渉法に基づく深部地盤のモデル化手法の検討を中心にして行っている。その結果、本手法によって今までにない地盤のモデル化のための有益な情報が得られる可能性が高いことが示されつつある。現時点では、本研究では長周期地震動の評価に関わる地盤のモデル化のみを対象としているが、今後は地震波干渉法をより広範囲に地震工学的目的に使うことを検討する必要がある。この検討項目の追加には、研究遂行上の大きな支障はないと考えられる。
3次元ライダーによる農業水利施設の機能モニタリング

本研究では、可搬型3次元ライダーを用い、ため池の3次元構造計測を行い、そのデータをもとにため池の3次元モデルを作成し、そのモデルがため池の現況構造把握に有効であることを明らかにした。得られた3次元モデルから、ため池の水位毎の貯水量推定を行い、正確な貯水量推定が可能であることを明らかにした。さらに、ため池がある郊外エリアでの無線機器による貯水量遠隔モニタリングの検証を行い、モニタリングのための基礎的知見が得られた。兵庫県のため池を対象とし、可搬型3次元ライダーによる計測を行った。まず、ため池の水抜きを行い、底面が完全に露出する状態にした。次にため池の周囲を取り囲む複数の位置に計測点を設置し、可搬型3次元ライダーによる3次元計測を行った。その際、後のレジストレーション(位置合わせ)の目印になるよう、ため池周辺に杭を打ち込み、ため池の3次元画像にこれら杭が入りこむようにした。ライダー計測位置の緯度・経度をRTK-GPSで測定しておき、後に絶対座標系にも対応できるようにした。得られた3次元点群データは、それぞれが独立した座標系をもっていたため、一つの共通座標系になるようレジストレーション(位置合わせ)を行った。得られたため池の3次元点群データの視認性をあげ、解析をよりしやすくするために、点群データの各点を三角形で結んでメソシュ化し、サーフェスを生成するポリゴン化処理を施した。この処理により、ため池の崩落個所や澪筋なども容易に識別できるほど精緻な3次元モデルが生成された。また、ため池周辺の樹林帯に覆われた地表面に、可搬型3次元ライダーのレーザービームが届いていたため、樹林帯の下の目視することができない地表面まで、3次元モデルとして再現することができた。ポリゴン化後のため池の3次元モデルをもとに、貯水量の算出を試みた。ある水位の仮想水面を設定し、この状態でため池各部の垂直断面を抽出し、それぞれの垂直断面に占める水の面積を計算し、それを水平方向に積算することで、水の体積、すなわち貯水量を計算した。この方法では任意の水位の貯水量が算出でき、その結果、対象としたため池の貯水量は水位1m、2m、3mでそれぞれ445m^3、1216m^3、2141m^3であった。前年度に引き続き、ため池の可搬型3次元ライダーによる現況構造計測とそのデータからの3Dモデリングの検討、貯水量算出プログラムの作成、ネットワークカメラ等を用いた遠隔水位モニタリングのための予備実験を行った。可搬型3次元ライダーの計測地点の数やライダーからため池までの距離によって、得られるため池の3次元点群データの密度が異なったため、3Dモデリング時に行うポリゴン化処理時にポリゴンの数を増やし、その後のスムージング処理においてより滑らかな3次元曲面が形成されるようにし、実際の地形を忠実に再現できるようにした。これにより、ため池の構造計測、及び3Dモデリングについてはめどがついた。貯水量の算出プログラムついては、離散化誤差の影響を少なくするため、実際のライダーのスキャン間隔とデータの点群間隔を精査し、計算速度、計算機のメモリ量、離散化による誤差がバランスする離散化条件を見出した。これにより、貯水量算出プログラムについても一応のめどがついた。ネットワークカメラ等を用いた遠隔水位モニタリングについては、予備実験として、実際に3G及びモバイルWiMAX方式のWiFiモバイルルーターを用い、東京大学に比較的近くアクセスの容易なエリアにてネットワーク機器によるデータ通信の検証実験を行った。この実験により、データ量の大きい画像信号の送受信と、機器の遠隔操作信号の送受信では必要な通信速度が異なり、必要とされるネットワークシステムの仕様が異なっていた。これにより、データの種類に応じ、必要とされるシステム仕様の明確がなされた。また、ため池が多い郊外エリアで通信可能エリアの確認も行い、郊外では通信圏外になってしまう、給電が難しいなど、現場でのネットワークシステム運用の課題もより明確化された。最終年度であるので、ため池の可搬型3次元ライダーによる現況構造計測データからの3Dモデリング及び貯水量算出プログラムの精緻化、効率化の検討、ため池に隣接した樹木に覆われた部分や水田領域についての3Dモデル化、さらに遠隔水位モニタリングのための実験を行った。可搬型3次元ライダーの計測地点の数は少ないほど効率がよくなるので、計測地点の最適化を図った。3Dモデリング時に行うポリゴン化処理時のポリゴン数の最適化も行い、滑らかな3次元曲面の形成とメモリに負担なく、画像処理をすみかに行えるよう工夫した。さらにため池に隣接した樹木に覆われた部分や水田領域について、ライダーのレーザービームを地表面まで貫通させ、地表面の情報を取ることで、精緻な3Dモデルを作成する技術を確立した。貯水量の算出プログラムついては、計算速度、計算機のメモリ量、離散化による誤差について前年度にめどがついていたが、上述した計測及び画像処理のさらなる最適化が加わり、計算速度と精度をさらに高めることができた。