hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
創発的考え方に基づく逆問題解析に関する研究

最近,逆問題解析に関する研究が活発となってきている。たとえば運転中の機械が発生する音を測定して振動状態を同定する問題は,音響・振動系の境界値逆問題といえる。そのような境界値逆問題を境界要素法を用いて解く場合を考えると,境界要素法によって得られた係数マトリックスの不適切性が解の精度や安定性に影響を及ぼすので,適切化のための種々の方法が提案されている。本研究では,境界要素法の定式化で用いる基本解を問題に応じて適切に選択することで係数マトリックスの適切化を行う手法を提案した。具体的には以下の通りである。1.例として二次元ラプラス方程式及び二次元重調和方程式を取り上げ,境界要素法で定式化する際の基本解を変えた場合の係数マトリックスの条件数の変化を数値的に解析した。2.解析する問題に応じた適切な基本解の探索方法について検討し,一つの方法を提案した。3.その手法に基づいて適切な基本解を選択したところ,従来の基本解を用いる場合に比べて,得られる解の安定性が優れていることがわかった。4.さらに適切な基本解の創発的探索方法について検討し,ニューラル・ネットワークを適用することが可能であることがわかった。5.次の例として,音響・振動系の逆問題を扱い,上記の手法,で適切な基本解を選択できることがわかった。この問題設定に対して,現在,実験的にも検討中である。境界値逆問題を境界要素法を用いて解く場合を考えると,境界要素法によって得られた係数マトリックスの不適切性が解の精度や安定性に影響を及ぼすので,適切化のための種々の方法が提案されている,本研究では,境界要素法の定式化に用いられる基本解を変化させて係数マトリックスの適切化を行う手法を提案することを目的とする.そして解析対象の問題に対して最適な基本解を創発的に探索する方法も考える.平成9年度は主に理論的に研究を進めた.具体的には以下の通りである.例として二次元ラプラス方程式及び二次元重調和方程式を取り上げ,境界要素法で定式化する際の基本解を変えた場合の係数マトリックスの条件数の変化を数値的に解析した.そして解析する問題に応じた適切な基本解の探索方法について検討し,一つの方法を提案した.その手法に基づいて適切な基本解を選択したところ,従来の基本解を用いる場合に比べて,得られる解の安定性が優れていることがわかった.また,基本解の創発的探索方法について基礎知識の収集を行った.具体的にはニューラル・ネットワークを適用する方法の可能性を探った.この点については,来年度もさらに検討する必要がある.さらに,音響・振動系逆問題解析を実験的に行うための準備を開始した.最近,逆問題解析に関する研究が活発となってきている。
生体組織傾斜構造に類似の細胞培養床の作成

ヒト生体組織、例えば血管壁ではコラーゲンの種類としてはIV型コラーゲン、V型コラーゲン・III型コラーゲン、I型コラーゲンが主体の傾斜構造をしており、分化細胞も血管内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞の傾斜になっている。これはたまたまなっているだけであるのか。それとも、生体組織あるいは臓器として機能し、それらを維持する上で作用しているのであろうか。細胞の形態、増殖、分化などの基本的な細胞の分化機能が細胞環境によって誘導・維持・再生されること、そして、細胞外固相環境と分化細胞からなる組織が傾斜をしていることにより、より高次の組織・器官が維持されているとするとの作業仮説を基に本研究を遂行した。この仮説を検証するための方法として再構成したコラーゲン会合体を培養細胞の基質として用い、コラーゲンの種類あるいは会合体構造と分化細胞の機能発現・維持との関係を検討した。IV型コラーゲンゲル上では肝臓星細胞、血管平滑筋細胞、メサンジウム細胞だけでなく、骨格筋肉腫細胞でも特異な突起の形成、細胞間接合および増殖の停止が見られた。動脈血管由来の平滑筋細胞を血清存在下で継代培養し、筋線維芽細胞様に変化した細胞をIV型コラーゲンゲル上で培養し、正常な細胞に戻すことが可能との知見が得られた。先行研究では、一旦、線維芽細胞様に変化すると、収縮する平滑筋細胞へ戻すことは不可能と一般に考えられていた。IV型コラーゲンゲル上で培養した筋線維芽細胞はエンドセリンを添加すると、収縮した。各種臓器の線維症(例えば、動脈硬化)は、コラーゲン超構造の傾斜が崩れている状態である可能性を本研究の成果は示唆している。このような病態組織についての新しい考えを世界にさきがけ初めて提唱したい。薬剤の開発、新しい治療法の展開につながる可能性があり、それを具体的に展開する基盤となりうる成果が得られた。
定位的脳深部局所加温装置の開発ならびに深部悪性脳腫瘍に対する区別低体温療法の応用

区別低体温処置の局所脳血流量(l-CBF)に及ぼす影響と加温脳の病理組織学的変化を明らかにする目的で以下の実験を行った。方法:成熟日本ザル5頭を用いた。全身麻酔下に、気管内挿管を行い調節呼吸とし、サルの頸部以下を氷水槽に漬け食道温30°Cの全身低体温とした。開頭術を行い、直径1.5mmのマイクロウェーブアンテナを脳表から2cm刺入した。2450MHzマイクロウェーブ照射により加温し、アンテナ周囲に刺入した温度センサー(銅-コンスタンタン熱電対)により温度測定を行った。温度センサーのすぐそばに水素クリアランス電極を刺入し、加温前後のl-CBFを測定した。実験直後2簸月後に実験動物を屠殺し、脳を取り出しホルマリン固定し、ヘマトキシリン・エオジン染色で、加温脳組織の組織学的変化を検討した。結果:脳内計20簸所で加温前後のl-CBFを測定し、加温前の30°Cでの平均値は18.7±9.8ml/100g・脳組織/分であった。加温脳の温度変化と加温前後のl-CBFの比(加温後CBF/加温前CBF)の間には、強い相関が見られ、相関係数は0.91、回帰芳線はY=0.14×f0.98であった。これは、脳組組が30°Cの低温から37°Cの正常体温まで加温された場合、l-CBFは約2倍に増加する計算になる。1時間の区別低体温処置をした脳組織について検討をした。アンテナ刺入部位の比較的高温に保たれた部位の脳組織は完全に破壊されていたが、42°Cに1時間保たれた部位には病的変化を認めず、42°C、1時間の区別低体温処置は正常脳組織に対しては安全と考えられた。
江戸幕府大目付の政治史的研究

本年度は下記のごとく、3本の論文を発表し、2度の口頭報告を行った。論文(1)「一九世紀初頭の幕藩関係.留守居-件を素材として-」論文(2)「領知判物・朱印状の作成と殿中儀礼-家慶期を事例として-」論文(3)「八王子千人頭・同心の身分について-近世前・中期を中心に-」報告(1)「近世後期の内願と幕藩関係-熊本細川家の対鑓・先箱願一件を素材として-」報告(2)「仙石騒動における御預人の処遇と幕藩関係-岡山藩を素材として-」論文(1)と(2)は昨年度、それぞれ当該学会の編集委員より「修正の上、掲載」という回答を得ていたものである。論文(1)・(2)ともに、編集委員からの「修正」要望になかなか応えられず、修正に多くの日数を要したが、粘り強く修正を繰り返し、「掲載」という結果を得ることができた。なお論文(1)・(2)は、何度も修正したものの、大枠については変わりない。そのため論文(1)・(2)で明らかにした成果については、昨年度の「研究実績の概要」を参照されたい。また論文(3)は、昨年度より参加している『八王子市史』編纂事業について、その成果の一端をまとめたものである。論文(3)では、千人頭の身分は旗本だが、旗本としての格式は先行研究が指摘する明暦3年(1657)以前から与えられていなかったこと、千人同心を務める者は在職中、抱席の御家人(1代限り)として扱われたが、離職と同時に百姓など元の身分に戻る存在であったこと、などを明らかにした。報告(1)は、熊本細川家が対鑓と先挟箱の所持を幕府に認めてもらうため、幕府役人に対してどのような政治工作を行ったのか、その実態について検討したものである。また報告(2)では、岡山藩が未決囚の拘束機関として、どのように機能していたのかについて分析した。報告(1)と(2)は、大目付が幕政上においてどのような役割をはたしていたのか、それを明らかにするため、幕政上の最重要案件である幕府と藩との関係について考察を加えたものである.2012年12月、申請者の研究を総括した『江戸幕府大目付の研究』(吉川弘文館)を出版し、大目付の組織と職務について、現時点における申請者の見解を提示した。今年度はその成果にもとづき、大目付が幕政上においてどのような役割をはたしていたのか、という点について、拙稿「一九世紀初頭の幕藩関係-留守居一件を素材として-」などで明らかにできたからである。引き続き、大目付が幕政上においてどのような役割をはたしていたのか、という点について検討を加える。具体的には、今年度に収集した奥右筆の記録などを分析し、他職が大目付をどのように把握していたのか、という点から考察を試みる。申請者の研究は、大目付を務めた旗本の日記や大目付の職務記録を網羅的に収集・分析し、大目付の組織と職務および大目付の機構(=制度)上・幕政上における位置づけを明確にすることである。この課題を達成するため、特別研究員としての1年目は、国立公文書館に架蔵される大目付日記の分析を継続するとともに、東京大学史料編纂所に架蔵される老中や奏者番など幕府役人の関係史料を収集した。また申請者の博士学位請求論文の修正に着手する一方、下記の論文を執筆した。論文(1)「大目付兼任宗門改役の組織と職務」論文(2)「寛政・享和期における大目付日記掛の勤務実態」論文(3)「領知判物・朱印状の作成と殿中儀礼-家慶期を事例として-」論文(4)「寛政改革期の幕藩関係-享和2年留守居一件を素材として-」(仮題)上記の論文(1)(4)のうち、(1)と(2)は修正を加えた博士学位請求論文とともに、著書『江戸幕府大目付の研究』として、2011年11月に吉川弘文館より出版した。これにより、大目付の組織と職務および機構上の位置づけについては、申請者として一定の結論を出すことができた。また論文(3)と(4)は、それぞれ査読付の学術雑誌に投稿し、ともに当該学会より「修正のうえ掲載」という回答を得ている。そのため2年目は、論文(3)・(4)の修正を速やかに行い、当該学会誌への掲載を決定させたい。この他、申請者は著書において、幕府官僚機構の実態を解明するためには今後、老中-老中支配の諸役人-諸役人の下役と編成される幕府職制のうち、諸役人の下役に関わる研究を蓄積することが重要であると問題提起した。そのため、アウトリーチ活動の一環として『八王子市史』の編纂事業に参画し、幕府職制において諸役人の下役に該当する八王子千人同心の分析を開始した。論文(1)「一九世紀初頭の幕藩関係.留守居-件を素材として-」論文(2)「領知判物・朱印状の作成と殿中儀礼-家慶期を事例として-」論文(3)「八王子千人頭・同心の身分について-近世前・中期を中心に-」報告

(1)「近世後期の内願と幕藩関係-熊本細川家の対鑓・先箱願一件を素材として-」報告(2)「仙石騒動における御預人の処遇と幕藩関係-岡山藩を素材として-」論文(1)と(2)は昨年度、それぞれ当該学会の編集委員より「修正の上、掲載」という回答を得ていたものである。論文(1)・(2)ともに、編集委員からの「修正」要望になかなか応えられず、修正に多くの日数を要したが、粘り強く修正を繰り返し、「掲載」という結果を得ることができた。なお論文(1)・(2)は、何度も修正したものの、大枠については変わりない。そのため論文(1)・(2)で明らかにした成果については、昨年度の「研究実績の概要」を参照されたい。また論文(3)は、昨年度より参加している『八王子市史』編纂事業について、その成果の一端をまとめたものである。論文(3)では、千人頭の身分は旗本だが、旗本としての格式は先行研究が指摘する明暦3年(1657)以前から与えられていなかったこと、千人同心を務める者は在職中、抱席の御家人(1代限り)として扱われたが、離職と同時に百姓など元の身分に戻る存在であったこと、などを明らかにした。報告(1)は、熊本細川家が対鑓と先挟箱の所持を幕府に認めてもらうため、幕府役人に対してどのような政治工作を行ったのか、その実態について検討したものである。また報告(2)では、岡山藩が未決囚の拘束機関として、どのように機能していたのかについて分析した。報告(1)と(2)は、大目付が幕政上においてどのような役割をはたしていたのか、それを明らかにするため、幕政上の最重要案件である幕府と藩との関係について考察を加えたものである.特別研究員の3年目に計画していた著書『江戸幕府大目付の研究』(吉川弘文館、2011年)の出版を、1年目に達成することができた。これにより、大目付の組織と職務および幕政上における位置づけについて申請者の見解を整理でき、大目付からみた幕府政治史研究に着手するための基礎が固まった。2012年12月、申請者の研究を総括した『江戸幕府大目付の研究』(吉川弘文館)を出版し、大目付の組織と職務について、現時点における申請者の見解を提示した。今年度はその成果にもとづき、大目付が幕政上においてどのような役割をはたしていたのか、という点について、拙稿「一九世紀初頭の幕藩関係-留守居一件を素材として-」などで明らかにできたからである。特別研究員としての2年目も、大目付が記した職務日記の分析を継続する。その際、1年目が日記上にあらわれる大目付の日常的な職務に関わる記事を重視したのに対し、2年目は事件に関わる記事を取り上げる。分析にあたっては、大目付の日記のみならず、1年目に収集した老中や奏者番の同時代史料も使用する。それにより、幕府の諸役人は重大事件に接したとき、どのような議論を戦わせつづ事件に対処していたのか、その実態が大目付の動向を含めて明らかになる。2年目は、著書『江戸幕府大目付の研究』(吉川弘文館、2011年)において解明した大目付の機構(=制度)上の位置づけのみならず、幕政上の位置づけについても明確にする所存である。引き続き、大目付が幕政上においてどのような役割をはたしていたのか、という点について検討を加える。具体的には、今年度に収集した奥右筆の記録などを分析し、他職が大目付をどのように把握していたのか、という点から考察を試みる。
在宅家族介護者の肯定的介護体験の日本とスウェーデン、フィンランド、英国の比較研究

【研究目的】在宅療養高齢者の家族介護者の肯定的介護体験の日本と諸外国との共通性や相違を明らかにし、家族介護者支援の方向性を検討するために、日本とフィンランド、スウエーデン、イギリスの比較研究を行った。【研究方法】1.平成13年から平成15年に、日本、フィンランド、スウエーデン、イギリスの在宅療養高齢者の家族介護者を対象に調査(配布は、専門職者、回収は郵送法)を実施し、日本、230人、フィンランド290人、スウエーデン33人から有効回答を得た。これらの結果を分析し、イギリスの結果を比較した。肯定的介護体験は、ノーランらのCASI(介護満足感指標)を使用した。2.日本、フィンランド、スウエーデン、イギリスの現地の在宅ケアサービスシステムを調査し、介護者の肯定的介護体験の背景を考察し、家族介護者の支援方法を検討した。【結果および考察】介護満足感は、被介護者に関する項目、介護者自身に関する項目、人と人との関わりに関する項目に分類できた。介護者が被介護者自身の尊厳や快適性を保つことに介護満足感を得るのは、各国に共通していた。被介護者に関する項目は国毎に違いがみられ、スウエーデンのように24時間在宅ケアサービス体制が充実している国では、介護者が介護者白身に関する項目について介護満足感を感じるのは、低い傾向がみられた。人と人とに関する項目では、日本が介護満足感を感じる割合が高く、ついで、フィンランド、イギリス、スウエーデンの順であった。日本では、被介護者と同居して介護をしている割合が高く、介護を一種の'仕事'として捉え、自分自身の自己役割遂行意識に関連し介護を通して、介護者自身が成長・発達していることが考えられる。しかし、未だ介護負担の重い状況もみられ、さらに、被介護高齢者と家族介護者双方のQOLを視野に入れた支援のために在宅ケアサービスを充実していく必要性が示唆された。【研究目的】在宅療養高齢者の家族介護者の肯定的介護体験の日本と諸外国との共通性や相違を明らかにし、家族介護者支援を行うために、平成13年度はスウエーデン、フィンランドと比較検討を行った。また、イギリスの介護者支援政策について検討した。2.フィンランド、スウエーデンの介護者調査と共に、イギリスを含む現地の介護支援体制の調査を実施し、家族介護者の支援方法を検討した。【結果】1.肯定的介護体験をCASI(介護満足感)の感じる割合でみると、主に、被介護者に関連する項目、介護者自身に関連する項目、人と人とのかかわりに関する項目に分類できた。2.被介護者に関する項目では、全体的にフィンランドが多く回答していた。いずれの国でも、多かった項目は、「介護により高齢者が身奇麗で快適になること」「高齢者の尊厳を保つこと」であった。3.介護者自身に関する項目では、「介護により必要とされ、望まれている」は、どの国も多いが、「人間として成長・発展できる」は、フィンランドと日本が多かった。4.人と人との関係に関する項目は、各国により違いが見られ、「介護は愛情を示す方法である」は、フィンランドが多く、ついで、スウエーデン、日本の順であった。「家族の絆を強くする」は、スウエーデンは低く、日本、フィンランドに多かった。【まとめ】肯定的介護体験は、被介護者に関する項目は共通することが多いが介護者自身についての項目は違いが大きい。これは、高齢者に対する社会サービスのあり方(充実度)の違いが反映していることが推察される。平成14年度以降も継続調査を実施し、事例数を増やして分析を深める予定である。

【研究目的】在宅療養高齢者の家族介護者の肯定的介護体験の日本と諸外国との共通性や相違を明らかにし、家族介護者支援を行うために、平成14年度はスウエーデン、フィンランドの実態調査の継続と日本の実態調査を実施した。また、イギリスの介護者支援政策について検討した。【研究方法】1.平成14年に、在宅療養高齢者の家族介護者を対象に日本340人、フィンランド580人介護者調査を実施し、フィンランドの介護者調査結果を分析した。また、スウエーデンにおける介護者実態調査の継続調査に着手した。肯定的介護体験は、ノーランらのCASI(介護満足感指標)を使用した。このうち平成14年は主にフィンランドの介護者調査結果を分析した。2.フィンランド、スウエーデン、イギリスを含む現地の介護支援体制の調査を実施し、家族介護者の支援方法を検討した。【結果】フィンランドの介護者調査で得られた回答は、290人(回収率50%)であった。この回答を分析した結果、以下のことが得られた。1.肯定的介護体験をCASI(介護満足感)の感じる割合でみると、主に、被介護者に関連する項目、介護者自身に関連する項目、人と人とのかかわりに関する項目に分類できた。2.被介護者に関する項目では、「介護により高齢者が身奇麗で快適になること」が多かった。3.介護者自身に関する項目では、「介護により必要とされ、望まれている」が多かった。4.人と人との関係に関する項目は、「介護は愛情を示す方法である」が多かった。これらの肯定的介護体験の結果は、先行研究である、日本、イギリス、スウエーデンの介護者調査結果と同様の傾向であった。5.高齢者の性、介護者の年齢、介護負担、生活の満足度が、肯定的介護体験(介護満足感)と関連していた。【研究目的】在宅療養高齢者の家族介護者の肯定的介護体験の日本と諸外国との共通性や相違を明らかにし、家族介護者支援を行うために、平成15年度はスウェーデン、フィンランド、イギリスの実態調査の継続と日本の実態調査の分析を行った。【研究方法】1.平成14年に、在宅療養高齢者の家族介護者を対象に日本340人、フィンランド580人を対象に介護者調査を実施し、フィンランドの介護者調査結果を分析した。また、スウェーデンにおける介護者実態調査の継続調査に着手した。このうち平成15年は主に日本の介護者調査結果を分析し、フィンランド及び先行研究のイギリス、スウェーデンの結果と比較した。2.フィンランド、スウェーデン、イギリスを含む現地の介護支援体制の調査を実施し、家族介護者の支援方法を検討した。【結果】日本の介護者調査で得られた回答は230人(回収率67.6%)フィンランド290人(回収率50%)であった。これらの回答を分析した結果、以下のことが得られた。1.肯定的介護体験をCASIの感じる割合でみると、主に、被介護者に関連する項目、介護者自身に関連する項目、人と人とのかかわりに関する項目に分類できた。2.被介護者に関する項目では、日本、フィンランドとも「介護により高齢者が身奇麗で快適になること」が最も多かった。
畑地の土壌侵食を伴う表面流による富栄養化成分の流出特性と流出負荷の予測

I.土壌流亡に伴う富栄養化成分の表面流出畑地圃場にUSLE標準試験枠を作り,降雨に伴って表面流が発生する度に流亡土量と水質を観測した。採取した懸濁水のサンプルを濾過または遠心分離して上澄み水を得て,懸濁水および上澄み水に含まれる窒素,リン成分を比較して,土壌侵食が富栄養化成分の表面流出に与える影響について検討した。本研究の結果,懸濁水中の全窒素および全リン濃度は浮遊物質と相関を示し,上澄み水中の全窒素および全リン濃度を大きく上回った。無機態窒素については浮遊物質との相関はほとんど見られなかった。しかし,全ての窒素およびリン成分の流出負荷は流亡土量と正の相関を示した。また最も多量の施肥(628.5kg/10a)を行った試験枠における窒素およびリンの流出負荷は,他の試験枠を大きく上回った。これらの結果より,土壌流亡に伴って窒素およびリン成分の流出負荷が増大し,とくに多施肥試験枠においてこの傾向は顕著であることが明らかとなった。II.侵食過程における富栄養化成分の流出負荷予測土壌侵食試験枠における観測の結果,流亡土量から富栄養化成分の流出負荷を求める関係式が下記で示され,相関係数0.780.98の範囲内で相関が見られた。但し,loadsは懸濁水および上澄み水中の全窒素,全リン,および上澄み水中のアンモニア態窒素,硝酸態窒素,亜硝酸態窒素における各負荷量[g/frame]で,Soil Lossは流亡土量[g/frame]である。αとβは各成分項目に対応した係数である。また汎用土壌流亡式(USLE)によって流亡土量[Mg/ha]は下式で表される。但し,Rは降雨係数[KN・m^2/ha・h],Kは土壌係数[Mg・h/m^2・KN],LSは地形係数[無次元],Cは作物管理係数[無次元],Pは保全係数[無次元]である。各対象降雨について(1)式から流亡土量を求めて,(2)式の関係式に代入する。求まった流出負荷量を積算することによって,年間における流出負荷Loads[kg/ha・year]が算出できる。この土壌流亡に伴う富栄養化成分の流出負荷予測式は下式で示される。今後,(3)式で示された流出負荷予測式の妥当性と適用範囲について検討する必要がある。東京都八王子市に位置する試験圃場に幅1.8m,長さ22.1mのUSLE試験枠を4連作成した。平成9(1997)年6月20日の台風上陸時,一定時間毎にその水質特性と土壌流亡量を観測し,施肥量の異なる各試験枠における窒素およびリンの流出特性と流出負荷について検討した。試験枠Iは無施肥,IIには5kg施肥(125.7kg/10a),IIIには10kg施肥(251.4kg/10a),IVには25kg施肥(628.5kg/10a)を行った。使用した肥料は窒素8%,リン8%,カリ8%である。なお,各試験枠とも裸地状態であった。水質測定項目は,懸濁液中の全窒素,全リン,浮遊物質,上澄み液中の全窒素,全リン,アンモニア態窒素,硝酸態窒素,亜硝酸態窒素である。上澄み液は採水した懸濁状態のサンプルを遠心分離して得た。全窒素はアルカリ性ペルオキソ二硫酸カリウム分解-紫外線吸光光度法,全リンはペルオキソ二硫酸カリウム分解法,浮遊物質は光度法,アンモニア態窒素はネスラ-法,硝酸態窒素はカドミウム還元-ゲンチシン酸吸光光度法,亜硝酸態窒素はジアゾ化法で各々分析した。観測の結果,濃度で表示した流亡土量と浮遊物質は同様の流出傾向を示した。また懸濁液中に含まれる全窒素濃度および全リン濃度は上澄み液中の濃度を大きく上回った。このことから土壌粒子や浮遊物質に伴って富栄養化成分が流出したと推定できた。さらに無機態窒素の流出特性から,流出初期はアンモニア態窒素濃度が高く,他の無機態窒素を大きく上回るが,経時的に低下傾向を示した。流出から3時間後には硝酸態窒素濃度がアンモニア態窒素を上回った。その後無施肥枠における硝酸態窒素は一定濃度を示すが,10kgおよび25kg施肥枠では経過時間とともに硝酸態窒素濃度は上昇し続けた。流亡土量および富栄養化成分の流出負荷についても検討を行った。6月20日の降雨期間中,5kg施肥枠における流亡土量は509kgで最も多く,施肥量の増加に伴って流亡土量は減少した。対して懸濁液の全窒素負荷および全リン負荷は,施肥量に伴って増加する傾向を示した。上澄み液における全窒素および全リン負荷については顕著な傾向はなかった。有機態窒素についても施肥量に伴い流出負荷は増大した。さらに無機態窒素のなかでは硝酸態窒素の流出負荷が最も大きかった。本研究の結果より,畑地土壌の侵食過程において,土壌粒子に伴い富栄養化成分が流出することが明らかとなり,これらの富栄養化成分の流出は多施肥枠において顕著であった。下流域における水環境保全上も畑地の土壌保全対策が重要であると考察した。

採取した懸濁水のサンプルを濾過または遠心分離して上澄み水を得て,懸濁水および上澄み水に含まれる窒素,リン成分を比較して,土壌侵食が富栄養化成分の表面流出に与える影響について検討した。本研究の結果,懸濁水中の全窒素および全リン濃度は浮遊物質と相関を示し,上澄み水中の全窒素および全リン濃度を大きく上回った。無機態窒素については浮遊物質との相関はほとんど見られなかった。しかし,全ての窒素およびリン成分の流出負荷は流亡土量と正の相関を示した。また最も多量の施肥(628.5kg/10a)を行った試験枠における窒素およびリンの流出負荷は,他の試験枠を大きく上回った。これらの結果より,土壌流亡に伴って窒素およびリン成分の流出負荷が増大し,とくに多施肥試験枠においてこの傾向は顕著であることが明らかとなった。II.侵食過程における富栄養化成分の流出負荷予測土壌侵食試験枠における観測の結果,流亡土量から富栄養化成分の流出負荷を求める関係式が下記で示され,相関係数0.780.98の範囲内で相関が見られた。但し,loadsは懸濁水および上澄み水中の全窒素,全リン,および上澄み水中のアンモニア態窒素,硝酸態窒素,亜硝酸態窒素における各負荷量[g/frame]で,Soil Lossは流亡土量[g/frame]である。αとβは各成分項目に対応した係数である。また汎用土壌流亡式(USLE)によって流亡土量[Mg/ha]は下式で表される。但し,Rは降雨係数[KN・m^2/ha・h],Kは土壌係数[Mg・h/m^2・KN],LSは地形係数[無次元],Cは作物管理係数[無次元],Pは保全係数[無次元]である。各対象降雨について(1)式から流亡土量を求めて,(2)式の関係式に代入する。求まった流出負荷量を積算することによって,年間における流出負荷Loads[kg/ha・year]が算出できる。この土壌流亡に伴う富栄養化成分の流出負荷予測式は下式で示される。今後,(3)式で示された流出負荷予測式の妥当性と適用範囲について検討する必要がある。
三叉神経終末メカノレセプターの機能再生を指標とする矯正治療開始最適時期の決定

咀嚼機能の獲得には歩行や楽器演奏のように学習が必要であり、成長発育の過程で環境に適応して発達することが知られている。しかしながら、成長発育期における咀嚼環境の阻害が惹起する障害とその生理学的機序、さらには咀嚼環境の改善がもたらす効果を機能的観点から評価した報告は少ない。そこで本研究では、咀嚼神経システムを構成する三叉神経感覚終末の一つである顎関節機械受容器の機能を指標とし、成長発育期における咀嚼環境の阻害が咀嚼神経システムに与える影響を明らかにするとともに、咀嚼環境の改善が与える影響を電気生理学的手法を用いて検討した。咀嚼運動は後天的に獲得されるが、その前段階として咀嚼神経系システム(三叉神経終末)の機能成熟が必要である。また咀嚼機能獲得後、生涯を通して咀嚼神経系システムを介した咀嚼運動に付随するメカニカルストレスが顎口腔器官の機能形態維持に必要不可欠である。発育期に顎関節へのメカニカルストレスが低下すると三叉神経終末の一つである顎関節メカノレセプターの機能は低下することが報告された。本研究では成長期に一度機能変性した顎関節メカノレセプターに対し再び適切なメカニカルストレス負荷を再開した場合機能回復するのか、また再開時期により回復量の違いはあるのかを明らかにし、機能回復の臨界期を求める。その結果最適な治療開始時期を明確にする。平成22年度は実験モデル作製刺激および記録を行った。一部解析が間に合ったため学会発表等を行った。離乳直後のWistar系雄性ラットを、固形飼料飼育群と液状飼料飼育群の2群に分け、さらに液状飼料飼育群を、5週齢から固形飼料に変える回復群、固形飼料に変えない群に分けた。それぞれの群で3、5、7、9、11、13週齢において麻酔下でラットを腹臥位にて固定し、受動的下顎開閉口運動(最大開口量5.0mmのramp-and-holdの顎運動)による間接的な刺激を与えた際の顎関節メカノレセプターの単一ユニット活動を記録した。記録部位は顎関節メカノレセプターの三叉神経感覚ニューロン細胞体が存在する三叉神経節とした。顎関節メカノレセプター由来の単一求心性神経活動における最初のスパイクが生じた時点の開口量を発火閾値として、また発火頻度の最大値を最大発火頻度として算出し、実験群と対照群を比較した。その結果昨年は早期に負荷を再開した場合の記録分析が完了し、一度機能変性した神経はメカニカルストレス負荷を早期に再開した場合遅くても9週齢において機能回復することが認められた。今年度は成長期後期に負荷を再開したが回復には至らなかった。これらをもとに学会発表を行った。さらに長期的観察ののちには回復する可能性もあり引き続き実験継続中である。
高度収縮能を有する骨格筋培養系の構築とバイオアッセイ

当研究室では、フィブリンゲルを培養基板とする骨格筋細胞培養法を確立している。本研究では、培養シャーレを用いた従来の2次元培養法と比較し、フィブリン培養系における骨格筋の分化促進、筋力向上効果をタンパク質発現レベルで調査することを当該年度の目的とした。目標達成に向けて以下の実験を行い、成果を得た。1,フィブリンゲル培養骨格筋細胞からのタンパク質抽出法の確立ウエスタンブロットによる筋分化マーカータンパク質(αサルコメリックアクチニン、ミオシン重鎖など)の発現量評価を実施したが、定量性が低かった。原因は、タンパク質であるフィブリンの抽出サンプルへのコンタミによるバックグラウンドシグナルの増加であった。本年度は、細胞破砕、精製工程を独自に最適化することでフィブリン由来のタンパク質の混在を減らすことに成功した。2, 2.5次元培養系の確立昨年度までの骨格筋は、平板ゲル表面に2次元培養されたものであった。その細胞表面をさらにゲル薄膜で覆うことで2.5次元様培養系の構築を本年度実施し、更なる分化促進、筋力向上を目指した。被覆ゲルの薄層化は、(1)で記載したように、後のウエスタンブロットへのコンタミの影響を低減するためである。フィブリン薄膜をあらかじめシャーレで作製し、それを筋細胞培養ゲル表面に転写(接着)するというゲル特性を生かした手法で本培養系を確立した。今後、性,の手法で本培養系の効果を評価する。本研究では、培養骨格筋細胞の筋力向上とそのメカニズム解明に向け、本年度はタンパク質発現評価法の確立と高次培養系の構築を達成した。これらは本研究の目的実現に必須の基盤技術であり、それを本年度確立できたことは今後の研究伸展に大きく寄与する。以上より本研究の進捗は、おおむね順調と言える。本年度確立したタンパク質発現評価法により、筋力向上に対するフィブリン培養系の影響を定量的に評価する。これにより培養基板に依存した筋力向上メカニズムの解明を目指す。また、筋収縮運動のみならず、いわゆるストレッチ運動の筋力向上への影響も合わせて評価するため、柔軟かつ伸展可能なハイドロゲル培養基板の構築とその影響評価にもトライする。当研究室では、フィブリンゲルを培養基板とする筋細胞培養法を確立しており、申請者は、この培養筋細胞の更なる筋力向上を当該年度の目的とした。目的達成に向け以下の実験を行い、成果を得た。(1)ゲル転写培養細胞の筋力に対するフィブリン組成の影響評価濃度を変えて作製したフィブリン基板上での筋細胞の収縮運動変位量を計測した結果、変位量が増加する最適濃度が存在することが示された。(2)免疫染色によるゲル培養筋細胞の筋分化マーカータンパク質の発現量評価(1)の原因を調べるため、最適フィブリンゲルでの培養筋細胞と、シャーレを用いた従来の2次元培養筋細胞とで、筋分化マーカーの発現量を比較した。結果、フィブリン転写培養筋細胞でαサルコメリックアクチニン、ミオシン重鎖の発現向上を確認し、本ゲル転写培養の筋力向上効果をタンパク質レベルで示すことができた。(3)電気刺激による筋細胞の運動制御電気パルス刺激条件(電圧、パルス幅、振幅)を変えた筋細胞の運動制御を実施した。生体筋同様の強縮運動、痙攣様の単縮運動を誘導することができ、フィブリン転写筋細胞の運動を人為的に制御可能であることが示された。本結果は、例えば生体の健康維持に対する筋細胞の運動効果のバイオアッセイに重要な技術となり得る。以上、当該年度ではフィブリンゲルに着目した筋力向上策を実施し、その効果を得ることができた。本研究の目的である「血管網を備えた収縮性の筋組織モデル構築」に向けた基盤技術が確立できたと言える。申請者は、培養筋細胞の筋力向上に向け、細胞の収縮運動量、筋力関連タンパク質発現に対するフィブリン組成の影響を調べ、わずか半年で運動、筋力向上に必要なゲル組成を明らかにした。また人為的な細胞運動制御も達成し、バイオアッセイ系として必須の技術を揃えつつある。

そのため本研究の進捗はおおむね順調と言える。本研究では、培養骨格筋細胞の筋力向上とそのメカニズム解明に向け、本年度はタンパク質発現評価法の確立と高次培養系の構築を達成した。これらは本研究の目的実現に必須の基盤技術であり、それを本年度確立できたことは今後の研究伸展に大きく寄与する。以上より本研究の進捗は、おおむね順調と言える。筋力向上に対するフィプリンゲル組成の影響をより定量的かつ詳細に調べるため,ウエスタンブロットによる分化マーカーの定量、細胞形態変化の観察等を実施し、筋力向上メカニズムの解明を目指す。また、血管内皮細胞(血管様構造を形成する培養細胞)の筋細胞培養フィブリンへの追加転写法を新規に確立し、血管網を備えた培養筋細胞の構築を目指す。本年度確立したタンパク質発現評価法により、筋力向上に対するフィブリン培養系の影響を定量的に評価する。これにより培養基板に依存した筋力向上メカニズムの解明を目指す。また、筋収縮運動のみならず、いわゆるストレッチ運動の筋力向上への影響も合わせて評価するため、柔軟かつ伸展可能なハイドロゲル培養基板の構築とその影響評価にもトライする。
侵害受容体を介した病態痛発現メカニズムの解明と疼痛緩和への応用

炎症や癌などの病態や刺激性化学物質によって生じる病態痛の分子基盤として、近年種々の侵害受容チャネルの関与が示唆されている。痛み刺激を受容する代表的なチャネル分子としてTRPV1及びTRPA1チャネルがあり、申請者らはこれまで、これら侵害受容チャネルに対する薬物応答やその制御作用について検討してきた。本年度は炎症性疼痛や侵害受容性疼痛の発現に重要な役割を果たしている侵害受容性TRPA1チャネルと低閾値型Caチャネルとの機能的関連性について、知覚神経細胞を用いて解析した。その結果、TRPA1チャネルが低閾値型Caチャネルを介したCaイオンによって調節性に制御されていることを明らかにした。野生型マウス及びTRPA1遺伝子欠損マウスから知覚神経細胞を単離し、細胞内Ca濃度変化を蛍光イオンイメージング法を用いて検討した。静止レベルより若干高いカリウム濃度溶液(15mM)により知覚神経細胞の細胞内Ca濃度が増加し、この反応は低閾値型Caチャネル阻害薬によって抑制され、このカリウム濃度でのCa増加に低閾値型Caチャネルの活性が関与することが分かった。更に、リアルタイムPCR及びウエスタンブロット解析により知覚神経細胞にはTRPA1に加えて、低閾値型Caチャネルが発現していることが示された。選択的TRPA1阻害薬は15mMカリウムによるCa増加反応を可逆的に抑制した。一方、TRPA1阻害薬によるこの抑制作用は、TRPA1遺伝子欠損マウス由来細胞では見られなかった。起炎性物質の適用による亜急性炎症病態モデル動物では15mMカリウムによる細胞内Ca増加反応は増大し、その作用はTRPA1の活性増加に依存していた。これらの成績から、知覚神経では、軽度脱分極反応による細胞内Ca増加により、TRPA1チャネル活性が増強されることから、両チャネルが機能的な相互作用していることが示唆された。また、両チャネルを介する作用は炎症病態における疼痛伝達の増大に寄与することが示された。これまで明らかにされていなかった侵害受容性TRPA1チャネルと低閾値型Caチャネルの機能的相互作用の可能性、並びに両チャネルの病態痛における役割について明らかにすることが出来た。侵害受容体に作用する薬物反応とその機序の検討および急性及び亜急性疼痛状態における侵害受容体と他のイオンチャネルとの相互作用を更に検討することにより、疼痛メカニズムの基礎的知見を得て、疼痛治療への応用へと研究を進めて行く予定である。
網羅的遺伝子解析手法を用いたゲフィチニブ耐性化の機序の解明

EGFR遺伝子変異を有する非小細胞肺癌細胞はEGFR-TKIに対して高度感受性を示すが、長期間の同薬剤への曝露で耐性獲得が生じることが知られている。その機序の約30%程度は依然不明である。我々はEGFR遺伝子変異を有する非小細胞肺癌細胞株(PC9)に対してEGFR-TKIの一種であるゲフィチニブを低濃度から漸増して長期間曝露することで、耐性細胞株を樹立した。次にその耐性細胞株と従来の感受性細胞株より採取したRNAを用いてcDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、肺癌細胞におけるEGFR-TKIへの耐性獲得の新たな機序としてFGF2-FGFR1経路の活性化の関与が示唆された。肺癌細胞株のEGFR-TKIへの耐性獲得の新たな機序を調べるために、EGFR遺伝子変異を有し、EGFR-TKIに対して感受性のあるPC9肺癌細胞株を用いて実験を行った。まず、PC9をEGFR-TKIの1種であるゲフィチニブを低濃度より徐々に濃度を上げながら約半年間曝露することにより耐性株(PC9-GR)を作成。その耐性株をクローン化してPC9-gr1とPC9-gr3を作成。これら4種類の細胞株より抽出したRNAを用いて網羅的な発現解析を行った結果、FGF2およびFGFR1のmRNAの発現が、耐性株においてPC9-NAと比較して亢進していた。この変化は、Taqman primerを用いた定量的PCR、さらにFGFR1はWBを、FGF2はELISAを用いた蛋白レベルでの解析でも確かめられた。耐性株では、FGFR阻害剤の一種であるPD173074と併用することでゲフィチニブへの感受性が回復した。また、これらの耐性株ではFGF2もしくはFGFR1に対するsiRNAを用いた遺伝子発現抑制によってもゲフィチニブへの感受性が回復。PC9-GRを用いたWBでは、ゲフィチニブ単独では抑制されなかったAKTやERKのリン酸化が、PD173074を同時に加えることで抑制されることが確かめられた。また、FACSを用いた解析でも、PC9-GRにおいてはゲフィチニブ単独と比較してPD173074を同時に加えることで、アポトーシスが強く誘導されることが判明。以上から、EGFR遺伝子変異を持つ肺癌細胞株において、EGFR-TKIへの耐性獲得機序の一つとしてFGF2-FGFR1経路の活性化が存在しうることを示した。これらの成果に関して、2013年AACR、Molcular Cancer Research; 2013; 759.にて報告。さらに、同細胞株において、DNAメチル化の変化を網羅的に解析。ゲフィチニブ耐性と共に変化していることが疑われる候補遺伝子を同定。それら候補遺伝子に関してさらに解明をすすめている。EGFR遺伝子変異陽性肺腺癌細胞株であるPC9細胞株の耐性株の樹立及びその耐性株において、既存の耐性化とは異なるFGF2-FGFR1のautocrineによるEGFR-TKI耐性化が起こっていることを示した。具体的には、耐性PC9細胞株においては、0.1-1uM程度のGefitinibのみでは細胞の増殖抑制がほとんど認められなくなっているが、FGFRの阻害剤であるPD173074やFGFR1やFGF2をknock downした際に、Gefitinibへの感受性が回復した。特にFGFR1をknock downした際には、通常の感受性株に近い程度まで感受性が回復することを確認した。また、Gefitinibのみでなく、PD1773074を同時に加えることで、EGFRの下流に当たるERKのりん酸化が阻害されることが分かっている。別な新たな耐性化の機序として、DNAメチル化による遺伝子抑制との関係についても調べており、これまで、klotho、S100P、ALDH3A1といった候補遺伝子がcDNAマイクロアレイを用いた網羅的なmRNA解析とInfiniumを用いた網羅的なDNAメチル化解析の統合解析結果から得られている。このうち、klothoはこれまで膵癌の薬剤感受性との関係が知られている遺伝子であり、耐性株においてもklothoのknock downにおいてわずかであるが、PC9感受性株がGefitinibに対して耐性化することが確認できている。当初予定していたPC9耐性細胞株におけるFGF2-FGFR1のautocrineの機序に関しては既にpaperにacceptされている。また、DNAメチル化とEGFR-TKI耐性化との関与に関してはklothoをはじめとした候補遺伝子に対する解析がすすみ、また、他の研究者が行っているHCC827の耐性株における同様な実験の結果と統合して解析することで、候補遺伝子の効率よい絞り込みが可能となっている。PC9のEGFR-TKI耐性株及びHCC827のEGFR-TKI耐性株という2種類の細胞株を用いて解析を進めていく。

具体的には、DNAメチル化による薬剤耐性との関与が考えられるklothoをはじめとした遺伝子群に関して、knock downや高発現モデルを作成することでその薬剤耐性化における役割について検討する。臨床検体を用いたFGF2-FGFR1のautocrine機序についての調査については、臨床検体を得られる機会が少ないことから、他施設との連携についても視野に入れている。DNAメチル化解析に必要な試薬の購入費。細胞継代や薬剤感受性確認のため、遺伝子knock downのために必要な試薬の購入費。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品購入にあてる予定である。
マクロ構造へのフィードバックを考慮した生活行動シミュレーションモデルの開発と適用

集約型都市構造の実現及びそれに伴う交通システムの再編の必要性が指摘されている一方,我が国では既に郊外に住宅団地が広がっているケースが多く,各種施策を実施する際には,集約の過程で生じうる負の影響を最小限に抑えつつ集約化を図ることが重要になる。そこで本研究では,集約を試みる各種施策が住民の生活に与える影響を可能な限り正確に把握しておく必要があるとの認識のもと,(1)集約の過渡期において生じうるモビリティの問題に世帯が適応的に対応する状況を記述するモビリティ保有モデルの構築,(2)住区単位で人口減少の問題に適応的に対応する状況を記述する買物需給モデルを構築し,その政策的示唆について整理した。本研究は,土地利用や施設配置へのフィードバックメカニズムを組み込んだ生活行動シミュレーションモデルを構築することを目的としている.本年度は,買物目的地選択モデル,自動車利用モデルの2つの需要側サブモデルの構築を試みた.1つ目のサブモデルとして,郊外部ニュータウンにおける近隣小売店の存続可能性を検討することを念頭においた買物目的地選択モデルを構築した.具体的には,市場的/非市場的相互作用により発生する近隣小売店の魅力度を内生化した地域住民の買物目的地選択行動をモデル化した.また,広島市の郊外ニュータウンを対象とした実証分析を行った.本研究の主な成果は,(1)周囲からの平均的行動ではなく,集計的行動に影響を受ける形で非市場的相互作用をモデル化した点,(2)外生・相関効果を考慮してもなお,内生効果が有意に存在していることを実証的に示した点,(3)分析対象地域においては,複数均衡は存在しない可能性が高いことを示した点にあると考えている.2つ目のサブモデルとして,自動車利用モデルを構築した.具体的には,定年退職が自動車利用に及ぼす影響を実証的に把握することを念頭に,地域(都道府県)毎の(1)定年退職の発生に先行して生じる影響(先行効果),(2)定年退職の発生時に生じる影響(同時効果),(3)定年退職の発生後に生じる影響(遅れ効果)を考慮した世帯年間総走行距離モデルを構築し,定年退職が自動車走行距離に及ぼす影響を定量的に示すことのできるモデルを提案した.実証分析の結果,都市部と地方部の自動車走行距離の地域間差異の傾向として,自動車の平均走行距離では地域間差異が観測されたが,ライフイベントの発生が自動車走行距離に及ぼす影響の地域間差異は観測されなかった.本研究は,土地利用や施設配置へのフィードバックメカニズムを組み込んだ生活行動シミュレーションモデルを構築することを目的としている.本年度は,昨年度構築したモデルの理論面を強化し,広域(広島市全域)の実証分析を行うためのデータ整備を進めた.モデルの改善点としては,市場的相互作用と非市場的相互作用を明示的に分離してモデル化できるようにした.これによって,「非市場的相互作用の均衡が市場的相互作用の均衡に先立って生じる」という仮定のもとでは,市場メカニズムの観点からは明らかに存続し得ないような小規模小売店であっても,非市場的な相互作用を通じて存続が可能になる状況がモデル化できるようになった.また,改善したモデルを用いた実証分析を行うため,新たに商業統計調査データの整備を進めた.商業統計調査では,床面積や売り上げ情報等が含まれており,今回の実証分析を行うに当たって適切なデータと判断した.簡単な実証分析を試みた結果,市場的相互作用(変数:床面積),非市場的相互作用(変数:当該施設[地域]の買物需要)ともに買物目的地選択行動に有意な影響を与えていることが確認された.今後の課題として,(1)構造推定等により理論と整合的な推定結果を得ること,(2)非観測異質性等の他の影響要因を制御すること,(3)選択肢集合の設定を精緻化すること(現段階ではすべてのゾーンが選択肢集合に含まれると仮定),(4)買物トリップ発生量,消費金額のモデル化等についても検討を進めること,等が挙げられる.本年度は,モデルの精緻化,及び,データの整備を進め,最終年度に予定しているシナリオ分析に向けた準備を進めた.シナリオ分析に必要な分析ツール,データは概ね揃ったことから,概ね順調に進展していると判断した.本研究は,土地利用や施設配置へのフィードバックメカニズムを組み込んだ生活行動シミュレーションモデルを構築することを目的としている。市場的相互作用に加えて,非市場的相互作用を明示的に組み込んでいる点が提案モデルの特徴である。本年度は,まず,非市場的相互作用の解釈を包括的に整理し,実証分析の対象とした買物行動の文脈における非市場的相互作用の表現方法を詳細に検討した。その結果,非市場的相互作用の数学的記述が同一であっても相互作用の解釈は多岐に渡ることが明らかとなった。また,買物施設立地の文脈においては,他主体の平均的行動に影響を受けるケース(解釈例:規範・同調を通じた相互作用)と,他主体の集計的行動に影響を受けるケース(解釈例:賑わいを通じた相互作用)の双方があり得ることを確認した。次に,昨年度整備したデータを用いて広島市全域を対象とした実証分析を行った。分析の結果,(1)買物目的地選択行動に対して交通費用が負で有意に働くこと,(2)非市場的相互作用については,他主体の集計的行動からの影響として記述される「賑わい」よりも,他主体の平均的行動からの影響として記述される「同調・規範」が買物目的地選択行動に影響すること等が明らかとなった。また,実証分析においては幾つかの異なる構造推定手法の比較を行い,計量分析の方法論的課題についても考察を加えた。多数の課題が残るが,とりわけ重要な今後の課題として,まず,事業者行動モデルの改善(特に郊外型ショッピングモールと地元密着型スーパーの区別)が挙げられる。

また,本研究で採用した構造型のモデルを実際の交通計画や都市計画,地区計画において利用する場合,モデルの妥当性(特にモデルの前提条件の妥当性)の確認が重要になる。この点についても体系的な整理が必要と思われる。集約型都市構造の実現及びそれに伴う交通システムの再編の必要性が指摘されている一方,我が国では既に郊外に住宅団地が広がっているケースが多く,各種施策を実施する際には,集約の過程で生じうる負の影響を最小限に抑えつつ集約化を図ることが重要になる。そこで本研究では,集約を試みる各種施策が住民の生活に与える影響を可能な限り正確に把握しておく必要があるとの認識のもと,(1)集約の過渡期において生じうるモビリティの問題に世帯が適応的に対応する状況を記述するモビリティ保有モデルの構築,(2)住区単位で人口減少の問題に適応的に対応する状況を記述する買物需給モデルを構築し,その政策的示唆について整理した。本年度は,予定していた需要側のサブモデルを2つ構築した。また,集約のプロセスに伴う郊外部の縮退が問題となっているニュータウンを対象とした実証分析を行うことができた。以上より,概ね順調に進展していると判断した。引き続きモデルの改良を及びデータの整備を進め,シナリオ分析を実施する予定である.特に,人口減少時の買物施設の立地パターンに着目したシナリオ分析を進めていきたいと考えている.土木計画学来年度は,計画通り供給側のサブモデルの構築に取り組む予定である。また,需要側のサブモデルとの統合についても検討し,施設配置と生活行動の相互作用を記述可能なモデルのプロトタイプを作成する.
循環型社会を支える社会資本のアセットマネジメントシステムの高度化に関する研究

循環型社会を支える社会資本のアセットマネジメントシステムの高度化に関する研究を行い、以下の成果を得た。(1)「材料劣化」と「部材の力学劣化」との関連付けコンクリート構造物における部材の力学性能は、その部材の供用性能(使用性能、安全性能)と密接に関係することから、補修・補強効果を客観的に評価し、長期にわたって信頼性のある維持管理を進めるためには、「材料劣化」と「部材の力学劣化」を合理的に関連づけておくことが極めて重要である。そこで、実構造物の調査結果から鉄筋の機械的性質に着目し、両者を定量的に関連付けた。(2)性能評価手法外観調査(打音調査を含む)から得られる情報をもとに、外観変状と鉄筋腐食の関係をデータベース化することによって、今後、コンクリート内部の腐食鉄筋の状況を推定し、大まかな性能が評価できる手法が開発可能であることを示した。(3)各補修(補強)工法の適用性の検討各種補修(補強)工法の設計上の留意点を整理し、材料劣化に対応した適用時期をまとめ、施工上の留意点を整理し、適用環境をまとめた。(4)社会資本のアセットマネジメントモデルの提案一般的な陸上の構造物に比較して過酷な条件に位置する港湾構造物に対し、これまで適用されてきた「事後保全」から、ライフサイクルコストの低減や予算配分の均等化など多くのメリットがある「予防保全」に立脚したアセットマネジメントモデルを提案した。(1)実態調査および促進試験(1)コンクリートに浸透する塩分の挙動を再現するモデルを構築するため、自然環境下で長期間供用されてきたコンクリート構造物中のコンクリートの変質の分析、さらに供試体による促進試験を行った。(2)我が国で長期間供用されてきたコンクリート港湾構造物を対象に、劣化状況と使用状況データ、補修要否の緊急性に関する情報などを収集し、分析を行った。(2)劣化進行モデル(1)コンクリート構造物における塩害と中性化の複合劣化に関する実態調査の結果より、中性化の進行と表面水分量の関係、中性化進行予測モデル、中性化深さと含有塩分量と劣化度の関係、腐食進行予測モデルの開発を開始した。(2)コンクリート構造物の建設で避けることができず、また耐久性上の弱点となる打継ぎ目における塩分浸透速度を、一体打設コンクリートの場合と比較した。さらに塩分浸透性状を、フィックの拡散方程式の逆解析によって分析し、拡散係数で評価した。(3)社会資本のアセットマネジメントモデルの提案一般的な陸上の構造物に比較して過酷な条件に位置する港湾構造物に対し、これまで適用されてきた「事後保全」から、ライフサイクルコストの低減や予算配分の均等化など多くのメリットがある「予防保全」に立脚したアセットマネジメントモデルを提案した。
科学技術の応用・開発事例を活用した慣性概念についての学習コンテンツの開発

<研究目的>豊かな生活を支える科学技術の事例は、学習者の興味や関心を喚起するとともに、科学技術と関連する基本的な科学的概念の有用性を感得させる最適な教材である。本研究では、中学校・高等学校の「物体の運動」に関する学習内容において、基本的な科学的概念の意味とその有用性が生かされている科学技術の応用事例や開発事例を探求し、科学的概念の理解を促進するための学習コンテンツを開発する。目的1:慣性概念の有用性が感得できる科学技術の応用・開発事例を設定する。目的2:慣性をとらえるセンサのしくみ(瞬間的な変位)を高速度カメラを用いて分析する。目的3:慣性についての学習コンテンツを開発し、学習モデルを構築する。<研究成果>(1)3軸加速度センサ(MMA7260Q)を搭載したモジュール(MM-2860)と「キックディス(気体潤滑運動体)」を使って、等速度直線運動の装置を製作した。(2)センサが物体の動きや傾きを感知する実態を視覚化するため,汎用箔ひずみゲージ.(KFG-2-120-C1-11)を用いた一次元(前後のみ)のスケルトン型の簡易加速度センサを製作した。(3)自作の加速度センサが慣性をとらえるようす(瞬間的な変位)を高速度カメラを使って可視化し、瞬間的な変位の詳細をリアリティーの高いスロー映像で記録した。(4)物体の慣性をもとにセンサが機能している実態を具現化し、慣性概念の有用性を明らかにするため、物体の運動事例とそれぞれのセンサ(モーションセンサーとスケルトン型の簡易加速度センサ)との相関関係を、映像データをもとに解析した。(5)中学校3年生を対象の理科授業において、慣性の法則によるモーションセインサのしくみの推測、科学概念の有用性などの意識調査を実施した。