hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域防災計画に基づく洪水災害対応シミュレーションシステムの開発

社会システムの防災力を正しく評価するためには、災害の規模に応じてシステムの構成要素がどのような対応行動をし、その結果どの程度被害を軽減できるかを明らかにしなければならない。ところで、災害時の防災団体の行動は地域防災計画によって規定されているものの、様々な条件の下で所定の行動を円滑に行いうるか、その効果はどの程度かといったことを系統的に分析する方法は碓立されていない。そこで、防災団体が地域防災計画に定められた行動を取る過程を計算機上でシミュレートすることによって、計画で規定される防災社会システムの評価と問題点の抽出を行うことを計画した。すなわち、現在複雑かつ大部なものになりつつある地域防災計画が規定する防災社会システムの構造および性能を、計算機シミュレーションを駆使して評価するソフトウエアシステムを開発することを目的としている。本研究で得られた主な成果は次の通りである。1.地域防災計画に記述されている防災団体の行動規定やデータを、防災団体毎に人工知能技術を用いてルールベース化する方法について検討を行い、プロダクション・ルール形式で災害対応行動を記述し、また、外部から与えられる情報に合敦するルールをルールベース内から検索し、実行する機構を開発した。2.開発したルールベースをもとに、計算機上に複数の防災団体モデルを発生させ、災害条件に応じて各防災機関がとる行動や機関相互の情報伝達過程を計算機上でシミュレートするシステムを開発した。3.開発したシステムを用いて、いくつかの災害シナリオのもとで、防災団体の災害時情報伝達シミュレーションを行うことによって、地域防災計画によって規定される防災社会システムが災害に対してどの程度の防災力を有するかを定量的に示す指標について考察した。防災機関が災害時に行う対応行動を様々な条件のもとでシミュレーションできるモデルを開発することができれば、地域の防災システムの設計や問題点の抽出に大きく役立つ。本研究はこのような観点から、現在複雑かつ大部なものになりつつある地域防災計画が規程する防災社会システムの構造および性能を、計算機シミュレーションを駆使して評価するソフトウエアシステムを開発することを目的としている。この目的を達成するため、平成11年度は計画の初年度として、地域防災計画のルールベース化手法とシミュレーションシステムの大枠の設計を行った。具体的には、1.散文形式で記述されている地域防災計画を計算機可読なルールベースとするため、複数の自治体の地域防災計画を比較検討し、共通に用いられる用語や記法を抽出した。さらに、これらの意味や記法を人工知能技術を用いて計算機上に表現することにより、地域防災計画全体をルールベース化するための基本システムを設計した。2.計算機上に多数の防災機関を発生させ、その行動や相互通信を再現するためには、オブジェクト指向プログラミングと事象駆動型シミュレーション手法が有効であることは、すでに予備検討で明らかになっている。そこで、これら両手法を用いて、防災機関の計算機上での定義方法や情報通信の制御方法について、システムが大規模化した場合を念頭におきつつ検討した。3.特に、防災機関の初動体制移行過程に着目し、地域防災計画中にまとめられているデータをもとに、人員の動員過程をそれにかかる時間も含めてシミュレーションする方法を検討した。本研究では,災害の発生する空間が自然・住民・防災機関の3つの場から構成されているととらえ,特に地域防災計画に規定される防災機関の災害対応行動を中心にしつつ災害事象全体のシミュレーションを行うシステムを開発する。平成12年度は研究計画の2年目として、実際に地域防災計画に規定された災害対応行動をルールベース化することを中心に検討を進めた。具体的には、1.災害対応の具体的な行動をモデル化するため、水防訓練記録に着目し、訓練を構成するタスクを抽出した。さらに、抽出したタスクを、(1)地域防災計画レベルの表現で記述される災害対応タスク、(2)災害対応タスクを構成する要素で訓練要綱レベルで表現される災害対応要素タスク、(3)災害対応タスクおよび要素タスクを構成するが、特に災害と関連しない表現で記述される常識的行為、にまで分解し、災害対応行動の行動様式を分析した。

2.1.で分析した行動様式を計算機上で再現するために必要な機能を持つ個々の職員に着目し、汎用性のある災害対応要素行動モデルを開発した。すなわち、地域の防災システムの災害対応能力を検証するためのシミュレーションモデルの雛型を完成させた。3.災害対応行動と自然外力の関係を明らかにするとともに、防災機関が災害対応を開始するための情報取得の過程を分析し、それらをモデルに取り入れた。4.滋賀県水防訓練要領の職員の行動規定の記述内容を防災機関の職員ごとにルール化し、災害対応行動シミュレーションを行った。シミュレーションの結果から、より拡張的な災害対応行動シミュレーションの可能性の検証を行った。本研究の目的は,災害の発生する空間が自然・住民・防災機関の3つの場から構成されているととらえ,特に地域防災計画に規程される防災機関の災害対応行動を中心にしつつ災害事象全体のシミュレーションを行うシステムを開発することにある。平成13年度は計画の最終年度として、前年度までに開発した各種サブシステムを結合し、実際の災害事例やシナリオを与えて災害対応シミュレーションを行なうとともに、その結果をもとに、情報の伝達性や初動体制が確立されるまでの時間といった具体的指標をもちいて、地域防災計画の性能評価を行なった。最後に、研究成果を報告書にまとめるとともに開発したソフトウエアを整理した。具体的には、1.前年度までに開発を進めてきた各種防災機関毎の災害対応行動模擬システムを結合することにより、防災組織全体の災害対応行動をミクロなレベルでシミュレートできるシステムとした。2.防災組織は、関連する機関も含めると非常に大きなものになり、シミュレーション過程で扱う情報量も膨大になる。そこで、シミュレーション結果をユーザが理解しやすくなるような結果表示システムについて検討を行った。3.各サブシステムの挙動をよりリアルにするために、水防訓練記録に着目し、訓練記録より災害対応行動を抽出することを試みた。さらに、抽出された災害対応の要素行動を、基本的なタスクの組み合わせとして表現することで、水防行動をシミュレートするシステムを設計した。
血管新生制御に基づく肝癌・肝線維化の個別化医療:遺伝子診断による最適化の試み

本研究では、前回までの基盤研究で明らかにしてきた主要な血管新生因子であるVEGF(vascular endothelial growth factor)の慢性肝疾患進展過程、即ち肝線維化や肝発癌過程における重要性に関する研究をさらに発展させ、他の血管新生因子との関連や既に臨床で使用されている各種薬剤を用いたVEGFを分子標的とした肝疾患治療の可能性について以下の成果を得た。生体内で遺伝子発現を自由に制御可能なTet-systenlとplasmid vectorを同一肝癌細胞に導入することによりVEGFとangiopoetin-2の協調が肝癌発育進展過程において極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。またこのVEGFを中心とした血管新生が慢性肝疾患進展のみならず、急性肝不全後の肝再生においても重要な役割を果たしていることを見いだした。VEGFはVEGFR-2を介して主な生物学的活性作用を示すとされていたが、近年の研究からVEGFR-1も重要な役割を果たす可能性が報告されている。本研究で我々はVEGFR-1がR-2と協調して肝癌の発育においても重要な役割を有することを初めて明らかにした。加えて、近年注目されている非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の進展過程においてもVEGFと協調したleptinを介する血管新生が重要な役割を有することを見いだした。さらにVEGFに対する分子標的治療のtranslational researchとしてAngiotensin-II(AT-II)がVEGFの産生を強く誘導することに着目し、臨床で広く使用されているAT-II阻害作用を有するACE阻害薬などをIFNやビタミンKと併用することで肝線維化進展や肝発癌を抑制し得ることを基礎的・臨床的に確認した。これらの成果についてHepatology,Gutなどの雑誌に論文発表した。1.Angiotensin-II (AT-II)の肝発癌過程における関与に付き血管新生因子であるVEGFとの関連を中心に検討し、肝発癌過程において発癌につれて血管新生が増加することを確認した。2.GST-Pを指標として前癌病変と血管新生との関連を検討し、前癌病変の発生と血管新生が相関していることを確認した。3.VEGFの発現量と前癌病変発生が相関することを確認した。4.VEGFと相互作用を有するANGIOPOIETIN-2の血管新生作用はVEGFの存在下でのみ発現され、両者による相互増強作用はVEGFのシグナルを遮断することでほぼ抑制されることを確認した。5.VEGFとANGIOPOIETIN-2の血管新生増強作用にはMMPが重要な役割を果たしていることを確認した。以上4,5の結果をGUT 54:1768-1775,2005に発表した。6.臨床で使用されている用量のACE阻害剤とインターフェロンの併用によりAT-II阻害とIFNとの併用により血管新生阻害を伴って肝腺維化進展や肝発癌が抑制されることを確認してOncology Reports 13:491-195,2005; Liver International 25:153-161,2005に発表した。1.H17年度の研究にて明らかになった肝発癌過程における血管新生因子VEGFとAngiotensin-II (AT-II)の関与を臨床に外挿するための基礎的研究として、ACE阻害薬とビタミンK (VK)の同時投与による効果を検討し、併用により単剤より強く肝発癌を抑制することを確認した。2.ACE阻害薬とVKの併用投与は血管新生とVEGFの抑制効果とほぼ平行するように推移していた。3.非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)のラット動物モデルを用いてNASHの肝線維化進展過程に血管新生が必須であることを確認し、Hepatology 44:983-991,2006に発表した。

4.AT-IIとVEGFが相互作用を示しつつ肝線維化進展過程に重要な役割を果たしていることを確認し、そのシグナル伝達経路として血管新生において重要であるとされているPKCを介することを示し、結果をHepatology Research 36:124-129,2006に発表した。さらに、多数症例(計50例)での検討を行い、RFA後の肝癌再発を非投与群に比べて有意に抑制し得ることを見いだした。この臨床効果は血管新生因子VEGFの低下およびlatent cancer cellのマーカーと考えられているAFP-L3の抑制とほぼ平行して推移していたことから血管新生阻害による臨床効果の発現が初めて示唆された。また各薬剤単独投与ではこれらの臨床学的効果は認められないことを確認し、作用機序の異なった血管新生阻害剤を組み合わせることで初めて効果を認めることについて臨床的に証明した。2.ACE-Iに肝癌に対して広く用いられている抗癌剤である5-FUを併用投与することにより、肝癌発育および肝発癌が血管新生阻害を伴って有意に抑制されることを見いだし、Oncol Rep2007;17:441に報告した。3.肝線維化過程において高分子adiponectinが特異的受容体であるT-cadherinと協調して重要な役割を果たしていることを見いだし、Int J Mol Med 2007;20:725に報告した。これらの本研究により血管新生制御に基づく肝癌・肝線維化医療の可能性について基礎的検討に基づいたtranslational researchの可能性が高まったと考える。
非正規雇用者のメンタルヘルス支援モデルの開発

中小企業勤務の非正規雇用者の職業性ストレスやQOLの特徴、関係を明らかにするためアンケート調査を行った。調査票は680名に配布、589名から回答を得た(非正規雇用者140名,正規雇用者449名)。職業性ストレスを非正規雇用者と正規雇用者で比較したところ、男性では「職場のストレス要因」に関する内容,女性では,「職場のストレス要因」,「修飾要因」に関する内容で差が認められ,その多くで正規雇用者の方がストレス度が高いことが示された。QOLにおいて、男女共に非正規雇用者と正規雇用者の間で差は認められなかった。これらより,雇用形態の区別無く,中小企業労働者全体への支援が必要と考えられた。平成25年度は前年度に実施したpre-testの結果を精査し,本調査に向けての課題や調査項目の精選を行った。その際、産業医や産業保健師に内容確認を依頼し,雇用者が戸惑い無く解答できるよう修正を行った。本調査では,産業医の協力を得て非正規雇用者を雇用している中小企業の紹介を得て,調査への協力の意思を示した企業を対象に調査を実施した。調査内容は,WHOQOL26,職業性ストレス簡易調査票(BJSQ),SOC(首尾一貫感覚に関する尺度)などで構成されている。集計の結果,WHOQOL26においては,身体的領域に関するスコアが男性雇用者で低い傾向にあった。雇用形態にかかわらず,疲労を感じていたり,生活の基礎となる休養の質が保たれていない可能性が示された。また,心理的領域においては,女性雇用者に比べ男性雇用者で低い傾向にあり,男性雇用者の方が精神的健康度が低い傾向にあった。正規雇用,非正規雇用の間の差は認められなかった。BJSQの結果から,女性雇用者で「仕事のストレス要因」「修飾要因」に関する項目で有意差が認められており,非正規雇用者よりも正規雇用者の方がストレス度が高い傾向にあった。男性雇用者では差は認められなかった。SOCのスコアにおいは女性雇用者より,男性雇用者の方が低い傾向にあった。また,正規雇用,非正規雇用で比較すると,男性雇用者において,非正規雇用者の方が低い傾向にあり,正規雇用者と比較して健康保持能力が低い可能性が示された。また,中小企業の衛生管理者,産業医などから雇用者の健康度について聞き取りを行ったところ,雇用形態にかかわらず,ストレス度が高い状況にあると共に,生活習慣病なども併せ持った雇用者も多いが,保健指導を行う余裕はなく自己管理に任せざるを得ない状況であり,雇用者の健康管理には厳しい状況が続いているとのことであった。平成24年度は平成25年度以降実施するアンケート調査の為の項目の精選や検討を行う為、産業保健師や産業医を対象に非正規雇用者の雇用実態、雇用形態の違いによる支援体制の差の有無や非正規雇用者の特徴等について職場での実感や課題などを中心に聞き取りを行った。結果、非清雇用者では、職場環境や職場の人間関係への不満などを訴える傾向にあり、正規雇用者では自身に課せられた業務への責任へのストレスが強い傾向にあるという意見が聞かれた。この事からも雇用形態の違いによってストレスと感じている部分に違いがある可能性が考えられ、今後の調査内容の検討に寄与する資料が得られた。また、中小企業に勤務する非正規雇用者と正規雇用者のストレス状況の違いの有無の把握と調査票の課題抽出の為、職業性ストレス簡易調査票およびQOL尺度を用いたpre-testを実施した。結果、QOL尺度については雇用形態による差は認められなかった。また、そのスコアを見ると、身体的なQOLは高いのに対して、精神的なQOLが非常に低い傾向にある事が示された。職業性ストレスについては、男性雇用者においてほとんど差が見られなかったのに対して、女性雇用者においては、複数の項目で差が認められた。それらの項目の多くは正規雇用者の方がストレス度が高くなっていた。Pre-test実施にあたり、非清雇用者の方がストレス度が高いのではないかと仮定していたが、それとは異なる結果となった。要因として、女性の非正規雇用者のほとんどがパートであった事から、自らのライフスタイル等を考慮し、自らが望んだ雇用形態である可能性が高く、差が生じている可能性があり、雇用形態をより細分化した調査・分析の実施の必要性がある事が示され、今後の調査に寄与するものであった。平成26年度は前年度実施の調査に対して追加協力企業があり,それらのデータを加え,正規雇用労働者の置かれているストレス状況やQOLの検討を行った。非正規雇用と正規雇用労働者との比較では,職業性ストレスの多くの項目で正規雇用労働者のストレス度が高いことが示された。WHOQOL26において差は認められなかった。

男女比較では男性の方が身体的領域,心理的領域のスコアが低く,性差の影響が示唆された。SOCは雇用形態の違い,性差は認められなかった。SEMを用い各要因の関係を確認したところ,QOLにはストレス反応が影響を及ぼしている事が示された。中小企業の衛生管理者に,労働者の健康管理の状況や雇用形態に違いの影響などについて聞き取りを実施した。結果,景気回復の兆しはあるものの,中小企業にまで十分届いておらず,現状では健康管理に時間やコストをかけることは難しく,雇用者の自己管理に委ねている状況にあった。本研究により,非正規雇用労働者のストレス状況やQOLが正規雇用労働者に比べ,必ずしも悪い状態にあるとは言えない結果となった。職業性のストレスは,社会情勢や家庭環境,個人の思考や健康状態など様々なものから影響を受けることや,雇用形態に応じたストレスが存在していることから,雇用者自身が様々なストレスにさらされている事,それらがQOLにも影響を及ぼす可能性がある事を理解し,ストレス反応を軽減できるようセルフケア能力を高められる支援・関わりが重要と考える。また,ライフステージの中で長い時間を過ごす職域での健康管理には,短期的な評価指標だけでなく,長期的な評価指標が不可欠である。調査結果から,職業性ストレスがQOLに影響を及ぼしている事が示されており,職業性ストレスの把握にとどまらず,支援の結果指標としてQOL向上に目を向けた支援が必要と考える。公衆衛生看護平成25年度は中小企業の雇用者を対象にアンケート調査を実施することができ,当初計画に準じた進行状況である。また,分析に必要なデータの収集は順調に進んでいる。しかし,調査協力企業ごとの都合により調査日・調査票回収日が異なった為,全データを使用した分析が不十分であり,非正規雇用者,正規雇用者の特徴や課題の抽出が十分ではない。しかし,分析については平成25年度の単年で終わるものではなく,雇用者の状況を詳細に読み解くには平成26年度もひき続き分析・検討が必要なものであり,本研究全体の進行状況については,大きな遅れは無く進行している。平成24年度は平成25年度以降実施予定であるアンケート調査に向けた項目の精選や検討という意味合いが強く、それらを達成する事はできた。しかし、研究目的の1つである非正規雇用者のメンタルヘルスのサポート体制に関する実態については、インタビューを通しても不明瞭な点が多く、十分な情報が得られていない為、更なるインタビューの実施などが必要である。また、当初計画には組み込まなかったQOLや職業性ストレスに関してPre-testを実施でき、課題の抽出等が早い時点から実施出来ており、今後の調査・研究を遂行するにあたり、有用な資料を得る事ができている。当初計画に基づき,今後は企業からの視点で非正規雇用者へのメンタルヘルスおよび生活習慣病対策などの健康管理・支援をどのように実施・考えているかについて,企業の健康管理担当者や人材派遣を行う企業を対象にアンケート調査を実施し,課題の有無について検討を行う。また,平成25年度に実施した雇用者への調査結果について,ひき続き分析を継続し,雇用者の置かれている状況や課題について検討を行う。これら両者の結果を基に,非正規雇用者を中心とした健康支援モデルの検討を行うものとする。
グルタメイトによる骨形成と骨吸収のバランシング機構解明に関する研究

Gluは普遍的に存在し、細胞内代謝機構やタンパク合成機構に必須である。中枢神経系において各種神経伝達物質を遊離する細胞を決定付ける最も重要な特徴はエキソサイトーシスであり、それは分泌ベジクルへの伝達物質の輸送を必要とする。Gluのvesicular glutamatetransporter(VGLUT)はこれまでVGLUT1、VGLUT2およびVGLUT3の3種類が報告されている。これらのうちいずれかのベジクル型Gluトランスポーターが発現していることが神経細胞においてGlu作動性細胞の表現系を決定するのに十分である。これまで骨芽細胞におけるベジクル型Gluトランスポーターの発現やGlu遊離のプロファイリングは現在のところ十分明らかとなっていない。したがって、ラット頭蓋骨由来培養骨芽細胞において特定のiGluRおよびベジクル型Gluトランスポーターの発現の可能性とiGluRによる内在性Glu遊離の調節の可能性について検討した。まず、RT-PCRにより初代培養骨芽細胞のiGluRおよびVGLUTの発現を検討したところ、GluR3、KA1、KA2およびVGLUT1の恒常的なmRNA発現が確認された。骨芽細胞においてはAMPA刺激では有意なGlu放出はみられなかったものの、AMPAレセプター脱感作阻害剤CTZとAMPAの同時刺激により顕著なGlu放出が見られた。さらにこのGlu遊離はAMPAレセプターアンタゴニストNBQXにより有意に阻害された。以上の結果から、中枢神経系で興奮性神経伝達物質として働くGluが骨芽細胞においてはGlu作動性神経由来の全身性因子として骨芽細胞に働くだけでなくオートクラインあるいはパラクラインのように局所的因子として骨芽細胞の成長を制御している可能性が示唆される。
空中磁場探査用自律型小型無人飛行機と搭載観測機器の開発研究

本研究において、4種類の空中磁場探査用の小型無人航空機、Ant-Plane3号機、4号機、5号機、6号機と、無人機に搭載する三成分磁気抵抗型(MR)磁力計と三成分フラックスゲート磁力計の開発を行った。小型無人機は最大1108kmの連続飛行と、高度5700mまでの上昇を記録した。オーストラリアでは10x10kmの範囲をMR磁力計により高度500mで空中磁場探査を行い、実機による観測結果と同様の磁気異常を測定することに成功した。この結果、安全、経済的、即応性に富んだ空中磁場観測が研究者自身で行うことが可能になった。本年度の研究は、インドで行う予定だった長距離飛行実験をオーストラリアに変更したほかは、概ね当初の計画通り遂行した。1.本年度は、(1)4サイクルガソリンエンジン機(最大飛行距離:700-1000km)、(2)4サイクルデイーゼルエンジン(250-400km)、(3)4サイクルガソリンエンジン(150km)、(4)電動機(30km)の製作を行い、基礎的な飛行性能を調べた。これらの機体の飛行実験を紋別市、大利根飛行場、龍ヶ崎飛行場、阿蘇山など行った。(1)(3)それに(4)は電磁ノイズの除去、(2)は防振対策が重要であることが判明した。2.インドで長距離飛行実験を行うべく、インド地質調査所の研究員(V.Rao博士)を招聘し、飛行実験計画の打ち合わせと飛行許可申請書の作成を行った。しかし、インドで発生したテロ等の理由で、H18年3月31日までにインド国土安全局から飛行許可が出なかった。3.インドでの飛行実験を断念しオーストラリアで実験することに変更した。これに伴い、研究代表者がオーストラリアを訪問し、国立地球科学研究所の地球物理研究者(P.Milligan博士)、西オーストラリア州地質調査所と研究計画の検討を行い、航空安全局から飛行許可を取得した4.H16年度に製作した機体(Ant-Plane4号機)をH18年3月に西オーストラリア州のKalgoorlie北方の砂漠に持ち込み、500kmの連続飛行実験を行い、予定通りの長距離飛行が可能であることを実証した。しかし、飛行中10m/s前後の風が吹いていたため、磁場データは所定の精度が出なかった。5.Ant-Plane4号機を5700mまでの上昇させ、高高度飛行の可能性を明らかにした。6.AntPlane7号機(ディーゼルエンジン機)は飛行実験中に強風のため墜落破損した。8.当初小型フラックスゲート磁力計を開発するため、ブラジル国立観測所から研究者1名を招聘する予定だったが、開発が遅れたため、招聘をH18年度に変更した。Ant-Plane3号機に4サイクルガソリンエンジンと搭載し、九州大学の開発した自動飛行装置で飛行実験を行った。また同機に4サイクルディーゼルエンジンと発電機を搭載し、マニュアルでの飛行実験を行った。Ant-Plane4号機と5号機を用い、長崎県上五島空港において1000kmの連続飛行実験を行った。4号機は1108kmの連続飛行に成功したが、磁気抵抗型磁力計の磁場データは記録されていなかった。5号機は離陸直後、操作ミスで墜落し実験に失敗した。第48次南極観測隊にAnt-Plane3号機と4号機を託し、昭和基地近郊の大陸で飛行実験を行った。4号機はウエイポイントの転送ミスで離陸後墜落、3号機は悪天候で実験できなかった。1000kmの飛行実験地を行う飛行場として、大島、八丈島、南大東島、それに南鳥島の調査を行ったが、関係航空事務所から飛行許可が取れなかった。9月に第三回小型無人航空機の現状と科学観測への応用に関する研究会を日大船橋キャンパスで開催し200名の参加があった。インド地質調査所の所長交代に伴い、提案中のインドでの磁場探査実験の説明と滑走路の偵察のため、インドへ出張した。チェッコで行われた国際会議でHl7年度に行った500kmの連続飛行実験結果を発表し、その折にドイツを訪れ、ミューヘン大学の研究者とリース限石クレーターでの磁場探査についてドイツ航空局と飛行許可の可能性を調べた。無人航空機研究会、AGUや航空機学会等で今までの研究成果を発表した。10月に長崎県上五島空港においてAnt-Plane4-1号機にフラックスゲート磁力計を搭載し、1000kmの飛行実験を行ったが、台風20号が急に発達・接近し、上空ではその影響を受け、980km飛行した段階で、燃料切れにより機体は海上にパラシュートにより不時着した。その結果、機体と磁力計を失った。簡易カタパルトの製作に取り掛かり、レールとウインチの製作を行った。またパラシュートについては米国から購入した。Ant-Plane6号機を2機製作したが、電磁ノイズが大きく、ノイズ除去に多大の労力と時間を通やした。

全てのケーブルをアルミフォイルで覆うことにより、この問題を解決した。機体搭載用三成分フラックスゲート磁力計を製作し、より精度良い磁気観測ができるようになった。昨年度まで使用していた磁気抵抗型磁力計と比べ、1桁精度良い磁気観測が可能になった。Ant-Plane6号機を設計した。この機体は飛行制御部と観測装置搭載部を切り離し、All in Oneの機体である。しかし、Ant-Plane6-1号機は自動飛行チューニング中に、エレベーターの動作不良が発生し、墜落し機体を失った。この事故の解明のため、2月にサロマ湖で計画していた飛行実験を中止した。3月に桜島でAnt-Plane3号機による磁場探査を計画した。自動飛行実験は成功したが、天候悪化で磁場探査は中止となった。研究成果を国外では韓国極地研究所と米国航空協会の研究会で、国内では関係所学会で発表した。また、第49次南極観測隊で昭和基地でAnt-Plane4-3と4-4号機で磁場探査を試みるため、隊員の訓練や物資の調達に協力した。無人航空機Ant-Plane3号機(離陸重量6kg)のゴム式カタパルトを製作し、離陸実験を行い成功した。6号機(離陸重量25kg)の12mカタパルト用レール(アルミ製)と架台(炭素繊維)を製作し、ダミー機の切り離し実験(切り離し時速度:12m/s)に成功した。切り離し時に機体の姿勢が変化するため、6号機の離陸実験に至らなかった。この機体のパラシュートを高度100mで開傘させ着陸させた。機体の脚が変形したが、大きな損傷を与えず、パラシュート回収に成功した。全ての機体と基地局との通信を2.4Hzに切り替え、電磁ノイズの影響を軽減させた。また観測部と機体制御部を切り離し、装置の除振を行った結果、磁力計の搭載が容易になり、観測精度や装置の故障も軽減した。Ant-Plane3号機にフラックスゲート磁力計を搭載し桜島で空中磁場観測を試みたが、ウェイポイントの送信ミスで観測途中に失速した。この結果、機体と磁力計を失った。2月に5号機によりサロマ湖で空中磁場と流氷観測を試みた。磁場観測は急激な天候悪化のため、途中で断念した。流氷が着岸しない状況とサロマ湖の結氷状況の観測を高度250mで成功した。この実験で車輪と橇では飛行抵抗が大きく異なり、自動飛行のチューニング係数が大きく変わることが判明した。12月に昭和基地で4-4号機による磁場探査と気象観測を行った。磁場観測は自動飛行中に燃料系統にトラブルが発生し、エンジン停止し機体を失った。4-3号機で行った実験では、飛行距離110km、高度1000mの自動飛行には成功し、南極での空中磁場観測が可能になった。5月に開かれた地球科学連合大会の展示ブースにおいて、本研究で開発したAnt-Planeと磁場探査結果等を展示し、小型無人航空機を用いてどのような観測が可能か参加者と討議し、将来の研究の展望について検討した。10月にドイツのネルドリンゲンで行われたPaneth-Kolloquimにおいて無人機によるRies Craterの空中磁場探査の意義について報告した。
ノンフロン自然冷媒に適用される超音速二相流エジェクタの開発

本研究の目的は,ノンフロン冷媒を使用した高効率の二相流エジェクタサイクルを開発し,空調および冷凍サイクルの効率を向上させることである.本年度は,.特に,二相流エジェクタの内部流動を解明するため,エジェクタ混合部などにおける流動形態である低クオリティ域超音速ミスト流れ場中に発生する衝撃波や膨張波などの現象に焦点を当てた.主な研究内容として、二相流エジェクタを用いた冷凍サイクルの実験装置の製作および高速圧縮性二相流の数値解析を並行して行った.数値解析は,気液相間で行われる熱輸送および質量輸送を考慮した解析モデルを提案し,二相流エジェクタ内に発生する衝撃波や膨張波の特性を調べた.まず,熱緩和現象を伴う流れ場中に発生する空気-水系二成分二相流の斜め衝撃波の特件をCIP法によって解析を行った。熱緩和現象を伴う二相流斜め衝撃波は,輸送過程が凍結および平衡状態の衝撃波角の間に常に存在することなどが明らかにされ,これら結果は,日本冷凍空調学会論文集にて出版された.また,相変化を伴う解析は自然冷媒として実用化が始まっている炭酸ガスを実在気体として扱い,解析を行った.この研究によって,ミスト流中に発生する相変化を伴う二相流斜め衝撃波の基礎的性質が明らかになった.この相変化を伴う圧縮性ミスト流れの解析コードを用いて,二相流エジェクタ内に設置されたノズルより噴出される超音速ミスト流の基礎的性質を数値解析により調べた.この解析により,分散相となる液滴が引き起こす非平衡の効果が噴流に及ぼす影響を明らかにし,この研究結果は機械学会にて発表された.本研究の目的は,ノンフロン冷媒を使用した高効率の二相流エジェクタサイクルを開発し,空調および冷凍サイクルの効率を向上させることである.本年度は,.特に,二相流エジェクタの内部流動を解明するため,エジェクタ混合部などにおける流動形態である低クオリティ域超音速ミスト流れ場中に発生する衝撃波や膨張波などの現象に焦点を当てた.主な研究内容として、二相流エジェクタを用いた冷凍サイクルの実験装置の製作および高速圧縮性二相流の数値解析を並行して行った.数値解析は,気液相間で行われる熱輸送および質量輸送を考慮した解析モデルを提案し,二相流エジェクタ内に発生する衝撃波や膨張波の特性を調べた.まず,熱緩和現象を伴う流れ場中に発生する空気-水系二成分二相流の斜め衝撃波の特件をCIP法によって解析を行った。熱緩和現象を伴う二相流斜め衝撃波は,輸送過程が凍結および平衡状態の衝撃波角の間に常に存在することなどが明らかにされ,これら結果は,日本冷凍空調学会論文集にて出版された.また,相変化を伴う解析は自然冷媒として実用化が始まっている炭酸ガスを実在気体として扱い,解析を行った.この研究によって,ミスト流中に発生する相変化を伴う二相流斜め衝撃波の基礎的性質が明らかになった.この相変化を伴う圧縮性ミスト流れの解析コードを用いて,二相流エジェクタ内に設置されたノズルより噴出される超音速ミスト流の基礎的性質を数値解析により調べた.この解析により,分散相となる液滴が引き起こす非平衡の効果が噴流に及ぼす影響を明らかにし,この研究結果は機械学会にて発表された.
小型玉軸受の損傷におよぼす外部振動の影響の定量的解明

試験玉軸受608VVについて、外部ラジアル振動(周波数は24.75±0.5Hz、振動加速度10m/s2まで)を与えた範囲では、寿命に至るほどではないが、外部振動が大きくなると、試験軸受から発生する振動が大きくなる頻度が高くなる傾向が見られた。外部ラジアル振動を加えると、固定輪である外輪負荷圏の軌道面には、走行跡が目立つようになり、外部振動がおおきいほど走行跡は太く、顕著になることが確認できた。外輪の負荷圏における軌道面の表面疲労は、外部振動にともなって大きくなる傾向があるが、疲労インデックスの値としては小さく、表面疲労を問題にするレベルには至らないことを確認した。補助金額が減額されたため、申請時の計画では合計10台(平成26年度は5台)の実験装置を製作する予定は、変更せざるをえなくなり、結果として、3台の実験装置を製作した。試験軸受として、単列深溝型転がり玉軸受608VV(試験後に、簡単に分解でき、内外輪・転動体の表面状態を観察できる)を使用し、定格荷重の2割の軽荷重(ラジアル方向)をかけ、そのことから計算できる規格上の寿命の3倍の時間(1560時間=65日間)について連続的に稼働させた。なお、試験軸受の回転数は4400rpmとし、ラジアル方向の外部振動数として、転動体の公転回転数である1470rpmを設定した。初期の外部振動加速度として、自動車エンジン(シリンダヘッド)のアイドリング時と同等の1m/s2を設定し、第1回目の実験を平成26年12月中旬に開始した。なお、費用の関係もあり、平成26年度はラジアル方向のみの外部振動を加える実験だけを対象とした。1560時間が経過する(平成27年2月下旬)までに、軸受の故障(寿命)と見なされるまでの現象は生じず、3台の共に回りきった。振動加速度および温度のデータについて、3台共に同じ傾向を示すとは言い難い結果であったが、1台のみ、振動加速度および温度の上昇が大きい軸受があった。その軸受を分解して、内輪・外輪・転動体・グリースの状態を観察したところ、内・外輪および転動体の表面に損傷は認められなかったが、グリースについては黒色化(金属粉の混入による)が認められた。一方、共同研究者(他大学)でも、従来の実験装置を流用して、同一あるいは異なる実験条件を設定して、実験を開始していることを書き添えておく。さらに、無加振状態では何ら異常が生じない試験軸受が、外部振動を作用させることによって、振動加速度および温度が上昇した例が確認できたので、外部振動の影響があることが検証できている。試験軸受608VVの外部加振状態での寿命試験(1560時間)が継続している。当初のラジアル方向の初期外部振動加速度として設定した1m/s2では、定格寿命には影響が出ない傾向が強いことが、データの蓄積から判明しつつある。この背景から、ラジアル初期外部振動加速度の値を大きくした条件で寿命試験を実施したところ(最大で10m/s2)、値を大きく設定すればするほど、外輪側に摩耗痕が発生する事例が多くなることが確認できた。これを放置すると、軸受性能(換言すれば、寿命)に大きな影響をおよぼすことは必至であると考えられる。したがって現時点では、ラジアル方向の初期振動加速度値を大きくした場合の実験結果の蓄積をしているところである。また、摩耗痕が発生する要因についても、究明することにしている。平成28年度には、アキシアル方向における外部振動の影響をみる実験を開始する計画となっている。ただし、試験軸受以外の回転部品(回転用モータの軸受、ベアリングホルダ内の軸受など)に、長期にわたる外部振動を加えていることによる不具合が発生するようになっているので、このことにも留意しておく必要がある(これは、外部振動が寿命に影響することを示している、とも言える)。前述(研究実績の概要)のように、ラジアル方向については、寿命に影響してきそうな条件も定量化できつつある。今後、実験装置自体に大きな問題が発生しない限り、寿命試験を繰り返して、データを蓄積することが残された課題となっている。アキシアル方向については、今後の実験の蓄積に依るところがあるが、実験装置に異常が生じなければ、ある程度の実験結果の蓄積は可能であると考えている。試験軸受608VVの外部からの加振状態での寿命試験(実験装置を3台同時稼働で、各1560時間)を継続している。ラジアル方向の振動加速度(m/s2)の初期設定値として、1.0から始めた実験も、2.5、5.0、10.0の条件まで、試験軸受個数は多くはないものの、終了した状態である。今年度の中頃から、加える振動方向をアキシアル方向に変え、その振動加速度(m/s2)の初期値を、上述同様の1.0から始め、2.5、5.0、10.0と増大させて、実験を継続しているので、その結果は、今後まとめる予定である。ラジアル方向加振動については、定量的ではあるが、次のようなことが明確となった。なお、今回設定した振動条件は、自動車、輸送機器、FA機器等の稼働環境に近いが、今後は、より大きな振動環境での実験を実施した上で傾向をつかみ、寿命規格への反映ができればと考えている。

(1)本実験装置の構成において、外部ラジアル振動(振動加速度10m/s2まで、周波数24.75±0.5Hz)を与えた範囲では、寿命に至るほどではないが、外部振動が大きくなると振動が大きくなる試験軸受の頻度が上昇する傾向がみられた。(2)外部ラジアル振動を加えると、固定輪である外輪負荷圏の軌道面には、走行跡が目立つようになり、外部振動が大きいほど走行跡は太く、顕著になることが確認された。(3)外輪の負荷圏における軌道面の表面疲労は、外部振動にともなって大きくなる傾向があるが、疲労インデックスの値としては小さく、表面疲労を問題にするレベルには至らないことを確認した。試験玉軸受608VVについて、外部ラジアル振動(周波数は24.75±0.5Hz、振動加速度10m/s2まで)を与えた範囲では、寿命に至るほどではないが、外部振動が大きくなると、試験軸受から発生する振動が大きくなる頻度が高くなる傾向が見られた。外部ラジアル振動を加えると、固定輪である外輪負荷圏の軌道面には、走行跡が目立つようになり、外部振動がおおきいほど走行跡は太く、顕著になることが確認できた。外輪の負荷圏における軌道面の表面疲労は、外部振動にともなって大きくなる傾向があるが、疲労インデックスの値としては小さく、表面疲労を問題にするレベルには至らないことを確認した。実験装置の製作に要する部品・素材が揃うまでに、予定以上の時間が経過したこと、実験装置の設計図に若干の不備があり、再加工を余儀なくされたこと(授業期間中ということもあり、実習工場を利用できる時間にも制限があった)などが重なった。さらに、実験装置の配線の不具合による補修作業も含めて予期せぬ時間もかかってしまった。これらの背景によって、実験開始が2014年12月中旬になってしまった。また、申請時には、外部振動を作用させる方向として、ラジアル方向およびアキシャル方向の2方向としていたが、アキシャル方向用のモータおよびモータドライバを購入する費用の余裕がないことから、当面はラジアル方向だけに限り、実験を重ね方針とした。1回の実験完了に1560時間(65日間)を要することから、問題が発生しない限り、今後の1年間(1年度)では5回前後の回数しか熟せないことを念頭にして、今後の計画を進める必要がある。全体的には、複数台の実験装置が完成し、順調に実験が進行しており(現時点では、後述のように、2回目の実験を実施中である)、研究実績の概要に記述した通り、外部振動の影響があることが明確になった。ラジアル方向に大きな振動加速度を加えて実験した際の外輪の摩耗痕の観察には、外輪を切断する機械とともに、実体顕微鏡などが必要になる。対象物が鏡面に近い面で、かつ曲率を有している面であることから、観察に一工夫が必要になるものと思われる。また、アキシアル方向の外部振動を加えた実験を、時間が許す限り繰り返し、アキシアル方向外部振動の軸受寿命への影響を定量化していく。さらに、ラジアル方向およびアキシアル方向の混合加振の条件においても、実験の実施を検討する。精密測定、機械要素設計、規格開発アキシャル方向の外部振動およびラジアル・アキシャル合成外部振動については将来的な課題とし、本研究課題では一方向(ラジアル方向)の外部振動による寿命への影響を定性化・定量化することを、まずは重要ということにした。また、平成26年度に得られた1回分(3台)の実験結果からも分かるように、すべての実験装置での結果が、同じ傾向を示すものではないことが明らかである。したがって、より多くのデータ(事例)の蓄積がない限り、結果を一般化することも困難である。現時点では、1回に1560時間を要する実験を可能な限り繰り返し、結果を蓄積することが先決である。
衛星データを用いたボルネオ熱帯降雨林生態系サービスの評価

前年度からの研究を継続し、熱帯降雨林の劣化状況を把握するため、衛星データ解析を使ったアルゴリズム開発を目標とした。このために、まずボルネオ島サバ州の各地に置かれた既存の森林試験地の情報を収集し、データベースを構築した。データベースは森林の林冠開閉度、地上部バイオマス、平均林冠高、座標情報から成る。マレーシアサバ州のデラマコット、タンクラップ、サプルット森林管理区を訪れ、先行研究により設置された78箇所の試験区の位置座標をGPSを用いて計測した。また、試験区の森林劣化度の判定を行った。さらに、ヘリコプターによる上空からの林冠状況の把握を行った。これらの情報に基づき、ランドサット衛星データの中間赤外及び近赤外の組み合わせによる分光反射特性と地上バイオマスや森林劣化度のモデルを開発した。分光反射特性と地上バイオマスの間の相関係数は0.66と高い値を示し、このモデルが景観レベルでの地上部バイオマス評価に有効であることが示された。このモデルを景観に適用して持続的森林管理区と従来型の森林管理区を比較したところ、管理方法を改善し持続的森林管理を徹底した森林管理区では平均地上部炭素が年間11ton/haで増加したことが確認された。さらに、このモデルにより得られた地上部バイオマスを教師として、ボルネオ島全域について熱帯降雨林の劣化状況を把握するためのアルゴリズムを検討した。森林劣化の評価を精度よく行うために、高解像度と中解像度の光学センサー(Landsat, MODIS, MERIS)を用い、異なる解像度による相補性を高めた複数のアルゴリズムを検討した。これらの研究により、熱帯林の重要な生態系サービスである炭素貯留量を広域に評価できる可能性が示された。本研究の目的は、人工衛星のデータを用いて熱帯降雨林生態系サービスの評価手法を確立することである。熱帯降雨林生態系は急激に減少・劣化しており、その生態系サービスの供給機能の劣化も懸念されている。熱帯降雨林の生態系サービス(機能)として、地球規模で重要な意義を持つものに、純一次生産、炭素貯留(バイオマス)、生物多様性の保護(生物種のハビタット形成)が挙げられる。原生状態での林冠木の光合成活性や種多様度は、林冠からの分光反射に反映される。また、森林が伐採などによって劣化すると、林冠の一部が開放し地表の土壌が反映されて分光反射特性が変化する。そこで本研究では、衛星から捉えた分光反射と地上で測定した生態系の属性の関係に基づいて、これらの生態系サービスやその劣化度を評価するアルゴリズムを開発する。マレーシア・サバ州(ボルネオ島北部)内陸部にある、伐採によって劣化状況が様々に異なる熱帯降雨林試験地を訪れ、ここに置かれている多数の地上調査区の位置情報をGPSにより入手した。これらの調査区の光学衛星データ(ALOS AVNIR-2)を用い、異なる分光反射バンドを組み合わせた指数と他の研究者によって得られた森林地上部バイオマスや森林劣化度との関係性を解析した。その結果、林冠の開閉度を赤と中間赤外のバンドを用いて指標し、森林の健全度を中間赤外で指標し、さらにこれらの指標の組み合わせから森林劣化度を算出した。森林劣化度と地上部バイオマスの間には高い相関関係が認められ、ここで開発した森林劣化度を用いると熱帯降雨林生態系サービスの評価を広域に実施できる可能性が示された。これらの成果は日本生態学会において発表した。
動物硬組織中の金属含量と環境指標への適用

動物の硬組織、すなわち骨,歯,体毛,爪等はその個体の栄養状態、病変の情報源になるが、環境指標として用いられるかどうかについての検討を行った。骨,歯については現在収集の段階にあり、結果を出すまでには至っていないが、本年度は主として前年度より継続している人頭髪中の元素濃度の統計解析を行った。またニホンザルとカニクイザルの体毛について高周波プラズマ発光分光分析法により分析を行い、その結果の検討を行った。それらまとめるとつぎのとおりである。人頭髪や爪を環境指標とするには試料を正しく洗浄し、最良の方法で溶液化し、それらを高周波プラズマ発光分光分析法を用いて分析を行うこと、そして得られた値より正常値を求める際に平均値は幾何平均値で示すこと、さらに性差,年令差,地域差を加味した値を示すことが重要である。ニホンザル等の体毛については、人頭髪に準じて分析を行うが、結果は人頭髪の場合と異っている。一つは性差を示さないこと、他は人頭髪中の元素含量と大きく異なり、かつ地域差が大きいことである。すなわち、元素含有量についての分布状態、各元素間の相関については、同一地域の個体間において非常に良好なものが多いが、地域差が強く、異なる地域において、その濃度を異にしているものが多い。このことは個体が経口的に摂取する食餌等の物質に体毛中の元素含量が影響を受けるものであれば、遊動域を異にする群において、その環境における元素含量、およびそのパターンあるいは特徴が反映されていると考えられる。以上述べた事実および観点から、国により食習慣の違いはあっても比較的均等性が強い人の頭髪は広域的な環境指標、その個体の栄養状態、病変の指標に用いられ、ニホンザルのような野性動物の体毛は狭域的であり、地域の環境指標として用いられる可能性が非常に大きいと考えられる。
サクラ属植物における種間交雑障壁の特性化と打破

前年度までに行ったスモモウメ由来の葯におけるトランスクリプトーム解析によって、ウメ・スモモ交雑間で生じる非相加的発現調節因子を同定している。この因子群の詳細な解析を行ったところ、多くのものがミトコンドリア・葉緑体関連遺伝子であり、両親のゲノムインバランスによってオルガネラゲノムとの同調性が維持できず、雄性不稔性が生じる原因となる可能性が考えられた。この非相加的調節発現に関わる要因の一端として、両親間のエピジェネティック状態の差異および、種間交雑時におけるエピゲノムの再編成が考えられたたため、スモモウメおよびその両親系統であるソルダム・地蔵梅の同発達時期の葯においてDNAメチローム解析を行った。その結果、ゲノム全体において、スモモウメのDNAメチル化レベルはソルダム・地蔵梅の中間値ではなく、両親のいずれよりも有意に低い値を示した。これは遺伝子周辺においても同様の傾向を示しており、特にgene bodyにおいては種間交雑体であるスモモウメにおいて、CG, CHG, CHHいずれのシトシンメチレーションマークも有意に低下の傾向が見られた。スモモウメ特異的に見られる非相加的調節因子について、DNAメチレーションレベルを調査したところ、両親のDNAメチル化パターンから著しく逸脱しているものがあり、発現に対しての何らかの影響が考えられたが、詳細な機能は特定できなかった。一つの要因として、発現パターンでは交雑体における両親寄与を特定可能であるが、メチレーションパターンにおいてはスモモ・ウメ間のシトシン残基の比較は難しいという点が考えられた。サクラ属の種間交雑の組み合わせのうち、スモモxウメおよびウメxモモの正逆交雑を実施し、その後代系統の稔性に関する調査および稔性に関与する遺伝的因子の同定を試みた。スモモxウメでは正常な個体が発生するが、花発達段階において種間交雑個体の雄機能に異常が生じることが分かっている。本研究では、複数のスモモウメ品種・系統を収集し、両親であるウメ・スモモ品種とともに花発達段階における継時的な形態学的調査を行った。その結果、スモモウメでは総じてタペート発達段階及びタペート崩壊段階において致命的な異常が生じ、粘性のある花粉形成に至らないことが明らかになった。この異常発生時点における葯サンプルからRNAを抽出し、トランスクリプトーム解析を行う事によって、両親系統との比較においてスモモウメにおける特異的な発現パターン因子の同定を試みた。その結果、スモモウメでは多くのミトコンドリアなどオルガネラゲノムの発現に異常を生じていたことに加え、葯器官内において各小器官間の発達ステージ(フェイズ)のずれが生じて正常な花粉発達プロセスに従っていないことがこの不稔性の原因であると考えられた。さらに、両親系統のアレルはスモモウメにおいて均等には発現せず、多くの非相加的調節因子が検出された。ウメxモモの交雑においては、ウメを種子親として用いた時にのみ交雑は成功するが、種子形成の途中段階で発生異常を示すことが明らかになった。この種子発生段階の各時期においてサンプリングを行い、正常な発生を示すウメの種内交雑サンプルとともにトランスクリプトームライブラリを作成した。スモモウメの不稔特性化については計画以上に進展しており、多くのトランスクリプトーム解析データから、不稔に至るプロセス及び原因因子候補の同定にまで至っている。さらに、予期せずして、多くの非相加的調節遺伝子が種間交雑体から得られていることから、次年度は大規模なエピジェネティック解析(メチローム解析など)を実行する計画を盛り込むことが出来た。さらに、ウメxモモの交雑後代において、その胚発生異常の予備的データを得ることが出来ており、次年度に向けて実際の遺伝的因子同定に向けたトランスクリプトームライブラリの作成なども既に終了している。一方で、スモモウメの正逆交雑(ウメxスモモ)では受精が成立せず、この要因を探索するためにウメやスモモにスモモウメ(種間交雑体)を受粉して、遺伝学的観点からこのprezygoticな障壁原因を突き止めようと試みているが、上述の通り、スモモウメ自身の花粉発芽能はほとんどのもので無く、一部の限られた系統でも非常に低い事から、解析系に再検討を要する可能性がある。スモモウメ

特異的に見られる非相加的調節因子について、DNAメチレーションレベルを調査したところ、両親のDNAメチル化パターンから著しく逸脱しているものがあり、発現に対しての何らかの影響が考えられたが、詳細な機能は特定できなかった。一つの要因として、発現パターンでは交雑体における両親寄与を特定可能であるが、メチレーションパターンにおいてはスモモ・ウメ間のシトシン残基の比較は難しいという点が考えられた。スモモウメを中心とした花発達段階で生じる交雑不和合性(不稔原因)については、モデル植物群を用いた原因因子の機能調査を行う。非相加的調節因子の原因について、エピジェネティックな制御が疑われるものが多く、ウメ・スモモの両親とスモモウメの葯を花発達期ごとにサンプリングし、DNAメチローム解析を行う予定である。また、スモモウメでは葯内の発達ステージのずれが原因である可能性が示唆されているため、気温調節などによって人為的に不稔性を解除する方法を検討している。これによって不稔性の解除が可能になれば、ウメxスモモにおけるprezygotic種間障壁因子の遺伝的解析も計画通り進めることが出来ると考えられる。ウメxモモを中心とした胚発生段階で生じる交雑不和合性については、現段階でサンプリングしてある胚の継時的なRNAからトランスクリプトームライブラリを作成して解析することによって、種間交雑特異的に生じる遺伝子発現異常を同定する。これについても、非相加的調節因子が多く得られることを予想しており、状況に応じて、メチローム解析などを行う予定である。トランスクリプトーム解析に係る費用が想定より大幅に安価になったことにより、計画枠は変わらないまま、次年度へと大きな額を持ち越すこととなった。この使用については、本年度の結果より得られた非相加的調節遺伝子群の調査として、DNAメチローム解析を行う予定であり、このライブラリ作成費用および解析費用へと充てる。
階層構造型マルチプロセッサに対するプログラムの最適並列化技法

本研究では,操作型プログラムを対象として,階層構造型のメモリをもつマルチプロセッサ,すなわち分散共有メモリマシンおよび分散メモリマシンに対するデータの最適配置法およびデータ転送の最適化手法を開発し,その効果を実験によって評価した.まず,多重ループにおける配列へのアクセスをパターンとして簡潔に表現するために,ステンシル構造とよぶ概念を導入し,ステンシル構造を用いてメモリアクセスに要するプロセッサ間のデータ通信量を定式化した.その定式化をもとに通信量を最小にするためのデータの分割法を示した.最適分割のあと,各プロセッサについて,ループにおけるデータアクセスの特徴によって,分割されたデータ領域をキャッシュメモリ,ローカルメモリ,またはリモートメモリの各層に配置するための方法を提案した.この方法を用いた場合と用いない場合とについて,ワークステーション上でのシミュレーション,および分散共有メモリ型のマシンASPIRE上でのプログラム実行の実験から,本手法の有効性が確かめられた.最適なデータ分割配置に続いて,分散メモリマシンを対象に個々のプロセッサ上での冗長なデータ転送をデータフロー解析によって検出するためのアルゴリズムを考えた.他のプロセッサのメモリ中にある配列要素への参照が起ったとき,その値がそれ以前の実行によってすでに得られていることが保証できれば,データ転送を避けることができる.この点に着目して,プロセッサと,そのプロセッサにとって値が再利用できる部分配列の対を未知数としたデータフロー方程式を作り,区間解析によってその解を求める方法を提案した.この解析結果を利用した場合の効果についても,分散並列マシンAP1000上でのプログラム実行によって確認した.本研究では,操作型プログラムを対象として,階層構造型のメモリをもつマルチプロセッサ,すなわち分散共有メモリマシンおよび分散メモリマシンに対するデータの最適配置法およびデータ転送の最適化手法を開発し,その効果を実験によって評価した.まず,多重ループにおける配列へのアクセスをパターンとして簡潔に表現するために,ステンシル構造とよぶ概念を導入し,ステンシル構造を用いてメモリアクセスに要するプロセッサ間のデータ通信量を定式化した.その定式化をもとに通信量を最小にするためのデータの分割法を示した.最適分割のあと,各プロセッサについて,ループにおけるデータアクセスの特徴によって,分割されたデータ領域をキャッシュメモリ,ローカルメモリ,またはリモートメモリの各層に配置するための方法を提案した.この方法を用いた場合と用いない場合とについて,ワークステーション上でのシミュレーション,および分散共有メモリ型のマシンASPIRE上でのプログラム実行の実験から,本手法の有効性が確かめられた.最適なデータ分割配置に続いて,分散メモリマシンを対象に個々のプロセッサ上での冗長なデータ転送をデータフロー解析によって検出するためのアルゴリズムを考えた.他のプロセッサのメモリ中にある配列要素への参照が起ったとき,その値がそれ以前の実行によってすでに得られていることが保証できれば,データ転送を避けることができる.この点に着目して,プロセッサと,そのプロセッサにとって値が再利用できる部分配列の対を未知数としたデータフロー方程式を作り,区間解析によってその解を求める方法を提案した.この解析結果を利用した場合の効果についても,分散並列マシンAP1000上でのプログラム実行によって確認した.