hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細流路の壁面特性が内部を運動する水の粘性及び摩擦に対して与える影響の評価

本研究では分子動力学を用いて微細流路内に生じた液滴が運動する際に生じる固体壁面との間の摩擦力を評価した。最初にせん断応力の温度上昇を考慮したせん断応力モデルを作成し、分子動力学法を用いた計算と比較することで妥当性を評価した。さらに接触線近傍に働く摩擦力の流路幅依存性を評価した。これにより、流路幅や固体壁面との相互作用により粘性が変化するといった現象は見られなかったが、微細流路内部を運動する液滴の温度上昇を予測することが可能になった。また、詳細がわかっていなかった接触線近傍に働く摩擦力の流路幅依存性が明らかにし、ナノスケールにおける液滴の運動を評価する指標を得ることができた。本研究は平行平板で構成されたナノメートルオーダーの微細流路の内部に生じた液滴の粘性係数が微細流路の幅に対してどのように依存しているのかに注目し,分子動力学法に基づく数値計算を用いてこれを明らかにした.また,液滴を構成する原子と壁面を構成する原子の相互作用の大きさを変化させることで滑り長さを変化させ,滑り長さに対する粘性係数の依存性も明らかにした.流路幅は3nmから10nmまで1nm刻みで変化させた8個の微細流路を用いた.粘性係数は固体壁面を動かすことで液滴をせん断し,内部に生じているせん断応力を内部に応じているせん断速度で除して求めた.せん断応力はそれぞれの流路幅で液滴の原子数が異なる10個の液滴を考え液滴-固体壁面の接触面積を変化させ,その時の液滴-固体壁面間の摩擦力を計算し,接触面積に対する液滴-固体壁面間の摩擦力増加率から求めた.液滴を構成する原子は計算量を抑えるためにAr原子とした.せん断によって液滴の温度が上昇することを考慮し,液滴の粘性係数が同じ温度におけるBulk状態の粘性係数との比を評価した.その結果,液滴の粘性係数は流路幅が小さくなるとBulk状態との比も小さくなることを明らかにした.また,その減少量が滑り長さに依存しないことを明らかにした.これにより本研究の骨子の一つである「液滴の粘性係数の流路幅依存性」を示すことが出来き,その依存性が濡れ性などの性質に大きく依存する可能性が小さい事を明らかにした.平成27年度の研究ではテーマの一つであった「液滴の粘性係数の流路幅依存性」に関する計算結果を得ることが出来たためかなり進展しているといえる.しかし,論文を年度内に出版する目標であったが,現在執筆中であり予定がずれ込んでいる.そのため,概ね順調に推移しているという判断とした.壁面モデルにこれまで使っていたものを用いたことや,液滴を水からArに変化させたことにより高速な計算が行えるようになり,研究を効率よくすすめることが出来たものと考えられる.今後は論文執筆を重点的に行い,効率よく研究を行っていきたいと考えている.本研究では微細流路内部に生じた液滴を考え,その液滴の粘性係数を評価した.粘性係数は液滴の温度によって大きく変化することが知られており,内部に生じた剪断応力によって大きく上昇することが知られている.この温度上昇量を推定し粘性の低下を含む剪断応力の予測式を作成し,分子動力学計算による結果と比較した.剪断応力による散逸によって液滴内部の温度が上昇し,液体から固体壁面に熱流が生じる状況を考えた.液体の温度が上昇することで,粘性係数が低下し剪断応力が低下する.剪断応力によって生じた熱と固体壁面に流れた熱が一致した温度を定常状態における液体の温度とし,その温度における剪断応力を評価した.本モデルの特徴として,固体壁面-流体間に生じるスリップの効果及び先行研究で報告されている固体壁面と液体の接触面における温度差の効果を再現するパラメータを導入した.モデルによって得られた剪断応力と比較するために分子動力学シミュレーションを行った.流体としてArを用い計算の簡素化を行った.接触角90度程度に調整しLaplace圧の影響が小さくなるようにした.流路幅を3-10nmまでの8通りに変化させ,分子同士に働く力から圧力テンソル分布を計算し剪断応力を評価した.滑り長さや固体-液体間の熱伝達率も分子動力学シミュレーションで計算し,得られたパラメータと先の式から剪断応力を計算した.我々の式から得られた剪断応力と分子動力学シミュレーションによって得られた剪断応力が一致していることを確認した.本研究では分子動力学を用いて微細流路内に生じた液滴が運動する際に生じる固体壁面との間の摩擦力を評価した。今後は計画の初年度にあたる気液界面のない系における粘性係数の依存性を明らかにする.

気液界面がない系を作成することで表面張力の影響のない状態における粘性係数の依存性を明らかにする.昨年度と同様に固体壁面を動かすことで液体内部にせん断を加えて,得られたせん断応力とせん断速度から粘性係数を求める.また,昨年度と同様に粘性係数の温度依存性を考慮し,Bulk状態との比をとって評価を行う.これにより気液界面が与える影響を評価できる.また,本研究で行ったAr液滴を水液滴に変えて計算を行う.これは,数10MPa以上のラプラス圧や親水性の時に生じる負の大きな圧力が粘性係数に与える影響を明らかにすることを目的としている.昨年度に使用した固体壁面を用いて微細流路を作り,内部に水液滴が生じている状況を考える.それぞれの流路幅を持った微細流路で水分子数の異なる10個の液滴を考え,固体壁面との接触面積を変更する.液滴-固体壁面感に生じる摩擦力の流路幅依存性から液滴に働くせん断応力を計算し,内部に生じているせん断速度で除して粘性係数を求める.これも先と同様に温度への依存性を明らかにするために,Bulk状態との比をとって比較を行う.昨年度に得た結果と本年度に得た結果をまとめて,粘性係数の流路幅依存性を表す式を作成し,せん断応力の式に組み込む.これによりナノメートルにおける摩擦力のより正確な理解が可能になり,今後のナノデバイス設計において非常に有用な知見を得ることができると考えている.熱流体
暗号プロトコルに対する計算論的に健全な安全性検証技術と再設計支援技術の開発

本研究の目的は,暗号プロトコルに対して,現状において最も望ましい強さの安全性である汎用的結合可能安全性をもつことを検証するための基盤技術と,それに基づく再設計の支援も含めた検証技術を開発することである.本研究の目的は,暗号プロトコルに対して,現状において最も望ましい強さの安全性である汎用的結合可能安全性をもつことを検証するための基盤技術と,それに基づく再設計の支援も含めた検証技術を開発することである.本研究では,暗号プロトコルの最も望ましい強さの計算量的安全性であるUC安全性を形式的に検証するための基盤技術と,検証システムの開発を目的とする.本年度は具体的には以下の研究を行った.1. UC安全に対する新たな記号論的モデルの定義UC安全性のモデルのうち,多くの暗号プロトコルの機能の定式化に利用されている最初に提案されたUCモデルと最も拡張されたGUCモデルを対象とし,それぞれに対する記号論的モデルを定義した.その特徴は,UC/GUCモデルにおける各種概念を記号論的に対応する形で定義したことである.これによって,暗号プロプロトコルとUC安全性の記号論的定義が直観的となる.2.定義した記号論的モデルに基づく検証法の設計と計算論的健全性の証明検証法では,まず検証対象プロトコルとその計算論的安全性を記号的記述に変換する必要がある.従来の検証対象に加えて,新たな種類のプロトコルとその計算論的安全性を記号的記述に変換する手法を提案した.これによって,多くのプロトコルの基となる非常に重要なプロトコル(コミットメントプロトコル)も検証できるようになった.さらに,記号論的安全性が健全となるための十分条件を示した.これによって,検証における最初の処理の自動化方針が定まった.本結果は検証における手間の大幅な削減に繋がる.3.検証技術の主要部の試作検証では,記号的記述への変換後,記号的プロトコルが記号的安全性を満たすか否かを判定する.その判定で繰り返し実行される部分処理を試作し,代表的な検証例に対して実行時間を計測した.その結果,数分以内で判定が終了することが分かり,十分実用的であることを確認できた.本研究では,暗号プロトコルにとって望ましい強さの計算量的安全性を保証するUC安全性を形式的に検証するための基盤技術と,検証システムの開発を目的とする.本年度は具体的には以下の研究を行った.1.記号論的モデルと計算論的に健全な検証法の拡張UC安全性のモデルのうち,昨年度定式化したGUCモデルの等価な簡易版であるEUCモデルを対象とし,記号論的モデルを定義した.EUCモデルは,GUCモデルと同様にPKI環境下の強固な安全性を保証しつつ、各種概念が簡明となっている.それらの概念を記号論的に対応する形で定義した.さらに,インターネットにおいて必須となる鍵交換プロトコルと認証プロトコルの安全性判定問題が決定可能となるための十分条件を導出し,その十分条件下で計算論的に健全な検証法を設計した.2.再設計支援に有用となる攻撃の検討と攻撃導出法の設計暗号プロトコルの計算量的安全性の根拠として,様々な数学問題の困難性が仮定されている,安全性を保証するためには,基となる数学的構造を理想化したGeneric model(GM)において困難性仮定に対する攻撃の有無を判定する必要がある.そこで,GMにおける攻撃の有無判定・導出法を設計した.3.検証技術の主要部分の試作攻撃有無判定・導出法を数式処理システムMapleにより実装した,さらに,暗号分野における代表的な論文アーカイブであるCryptology ePrint Archiveへ最近1年間に投稿された論文(713本)で言及された困難性仮定に適用し,攻撃の有無を確認した.これにより,査読による検証が行われていないePrint上の困難性仮定の信頼性向上に寄与した.本年度は,まず汎用的結合可能な安全性(UC安全性)のモデルの中で最も強力で,かつ今後の暗号プロトコルの実行環境に適した計算論的モデルを調査し,記号論的モデルと計算論的に健全な検証法を拡張した.具体的には,インターネット上の情報通信システムでは必須となった認証局や証明書等,公開鍵暗号基盤を想定した,Generalized UC安全性を検証対象とした.そのために,昨年度の記号的モデルを拡張し,GUC安全性のモデルにおける認証局や証明書を,記号論的モデルに含めた形で定義した.次に,拡張した記号論的モデルにおいてGUC安全性を定式化し,安全性判定問題が決定可能となる十分条件を導出し,その十分条件の下での計算論的健全な検証法を設計した.検証対象プロトコルはインターネット上の安全な通信に不可欠な鍵交換・認証プロトコルである.さらに検証法の設計で得た知見を元に;GUC安全なコミットメントプロトコルを設計した.コミットメントプロトコルは,様々な暗号プロトコルの基となる重要な要素技術であり汎用的結合可能性は不可欠である.また,暗号プロトコルの構成を考えた場合,認証局や証明書はセッション間で共有出来ることが望ましい.GUC安全性は,認証局や証明書をセッション間で共有したとしても,プロトコルが意図した通り機能することを保証する.よって,本成果によって実用的な実行環境において安全かつ効率的な暗号プロトコルを実現できるようになったといえる.
がん治療のための重荷電粒子線・照射野平担化の研究

重荷電粒子線を使ったがん治療では、照射標的に一様な線量を付与し周辺線量を減らすことが求められる。照射野形成には粒子線の飛程を標的体積深部境界に一致させるために飛程補償器Bolusを使用する。Bolus挿入で生ずる線量分布の悪化をBi-materialbolusを使い改善した。Bi-materialbolusは低原子番号物質と高原子番号物質を組み合せて粒子の散乱を制御し、各Bolus要素を通過するペンシルビームが作る線量分布の横拡がりの大きさを一致させ線量分布の均一化を図る。Bi-materialbolusを通過した160MeV陽子線が水中で作る2次元線量分布(水平方向と深さ方向)を測定した。Bi-materialbolusの設計を、新しに開発した詳細な線量分布計算モデルに基づき行い、16個の異なる底厚を持つ要素からなるBi-materialbolus(高原子番号物質は真鍮、低原子番号物質はCycowood)を製作した。これを使い線量分布を測定した結果、Bolus要素間に大きな段差があっても通常のBolusの場合に見られる大きな線量のdipandbumpは見られず一様なLateral分布が得られた。照射標的の深部方向に一様に線量を付与するために拡大ブラッグピークを作る目的でRidgefilterを使う。中・低エネルギー領域で見られるA1合金製のRidgefilterの挿入による線量分布の悪化をMonteCarlo計算コードGEANT4を使って調べた。分布の悪化の原因である散乱を小さくする目的で、新たにアクリル製のConeを多数面上に敷き詰めたConefilterを開発し、実際にConefilterを作成した。その効果をGEANT4で検証した。Bous挿入で生じる線量分布の悪化をBi-material bolusを使い改善することを試みた。Bolusを通過した290MeV/u炭素線や160MeV陽子線のBroad beamが作る水中での2次元線量分布(水平方向と深さ方向)をHIMACのビームを使って測定した。線量分布測定は2mmピッチの平行平板電離箱が96ch並んだ同時多点計測可能な測定器を水中で深さ方向に動かすことで行った。炭素線についての測定の結果、従来型のSingle-material bolusを使った場合には、計算による予測通り線量のdip and bumpによる大きな線量の不均一(著しい場合には10%p-pを越える)が観測された。一方、同一深さにおける散乱を制御したBi-material bolusを使った場合には、線量の不均一は大幅に少なくなることが観測された。このような線量分布の不均一は厚さの差が異なるBolusの各要素の境界付近で著しく、厚さの差が大きいほど大きくなる。我々は、段差の異なるBolus要素境界をもつ4x4の行列型幾何学ファントムを使って定量的にその依存性を求めた。その結果、Bi-material bolusの使用により線量のdip and bumpは約1/3以下に抑えられることが示せた。陽子線については、実験に使用するWobbler法に最適なリッジフィルタを製作することから始めた。そして平坦度が得られることを確認した後、これを使って測定したBolus挿入による線量分布を測定した。その結果、線量不均一については、炭素線の場合と同様の傾向が得られた。(2)[リッジフィルタ/2次元ハニカムコーンフィルター]低エネルギー領域で見られるRidge filterの挿入による線量分布の悪化の様子を調べるために、155MeV陽子線に対しMonte Carlo計算を行い、Ridge filter材質としてアルミ合金を使った場合には散乱効果によるProximal側の線量低下が見られた。これに対しアクリル製の2次元ハニカムコーンフィルターを使用した場合には、その効果が低減され線量分布が改善することが示された。GEANT4による計算は時間がかかるため、散乱モデルを取り入れたより簡単な計算コードを開発し、GEANT4と併用した。

Bolus挿入で生じる線量分布の悪化をBi-material bolusを使い改善することを試みた。Bolusを通過した290MeV/u炭素線や160MeV陽子線のBroad beamが作る水中での2次元線量分布(水平方向と深さ方向)をHIMACのビームを使って測定した。従来型のSingle-material bolusを使った場合には、厚さの異なるBolus要素境界に対応した場所で大きな線量Rippleが観測された(線量の不均一が10%p-pを越える場合もある)。一方、同一深さにおける散乱を制御したBi-material bolusを使った場合には、線量のRippleは大幅に減ったが緩やかな線量変化が観測された。解析の結果、High-Z物質による散乱効果が大き過ぎることが分かった。Bi-material bolusの散乱による横方向の拡がりを計算する際に、ある深さの線量に寄与する複数のBragg曲線の集合が作る横方向の分布(異なるガウス分布の重ね合わせ)を曲線フィットして求めた拡がりパラメータを用いるべきことが分かった。これにより新たなBi-material bolusの設計指針が得られ、Bi-material bolus通過後の線量均一性の改善に対する見通しを得た。またBolus要素の厚さの変化が2cm以下であれば均一物質で作成された従来のBolusでもさほど大きな線量不均一が生じないことも確認された。(2)[リッジフィルタ/2次元コーンフィルター]低エネルギー領域で見られるRidge filterの挿入による散乱効果で線量分布が悪化するのを緩和するには低原子番号物質(アクリル等)を用いることが有効だが、SOBP幅が大きくなると工作限界により実現が難しい。そこで2次元コーンフィルタでこれを実現することを目指し、GEANT4を使ったMonte Carlo計算により線量分布の改善などその実現可能性を示した。実際に2次元コーンフィルターの設計製作を行い実現できることを確認した。また散乱効果を含めた場合の、3次元線量分布の最適化(照射野の中心部分だけでなく周辺部分も含めて3次元線量分布の不均一の平準化)のための、SOBPフィルタ設計法を明らかにした。更に、3次元線量分布の最適化には、2重散乱体パラメータも含めた最適化が効果的であることを示した。
口腔乾燥症患者に適する保湿性軟質義歯裏装材の開発

高齢者では、口渇感、咽頭部の乾きや口腔内の粘着感などを訴えるものが多く,いわゆる口腔乾燥症(ドライマウス)が高い頻度で認められ、疫学的には65歳以上の高齢者のうち56.1%が口腔乾燥症を自覚しているという報告があり、早急な対策が望まれている。口腔乾燥症を有する義歯患者では通常の床用レジンおよび軟質義歯裏装材を用いても、唾液による義歯の維持・安定不良および咀嚼時疼痛のため、臨床的に満足のいく結果が得られない症例が多い。本研究では、今後ますます増加すると考えられる口腔乾燥症ならびに高度に吸収した顎堤を有する患者に適する保湿性軟質義歯裏装材の開発を目的とする。平成16年度は市販義歯安定材、口内保湿剤の動的粘弾性および床用レジンとの接着力について検討した。暫間軟質義歯裏装材については、どくにゲル化挙動に及ぼす粉末分子量、可塑剤の種類、エチルアルコール含有量および粉液比の影響についても検討した(Journal of Dental Research,2005)。平成17年度は暫間軟質義歯裏装材の上述した組成構造的因子とゲル化後の動的粘弾性との関係について検討した。直接法用の常温重合型アクリル系軟質義歯裏装材については、モノマーの種類と粘弾性的性質に関する追加実験を終了し、現在投稿準備中である。また、軟質義歯裏装材の粘弾性的性質と機能的効果との関係を検討した結果弾性的な材料よりも粘性要素を多く有する材料のほうが有効であることがわかった。これまでの研究結果をもとに、保湿性軟質義歯裏装材の化学組成および構造的因子を決定し、現在、理工学的性質および機能的効果の評価を行っているところである。平成16年度は、市販義歯安定材および口内保湿剤の理工学的性質、とくに動的粘弾性の周波数特性および床用レジンとの接着力について検討した。市販暫間軟質義歯裏装材(ティッシュコンディショナー)については、硬化挙動、動的粘弾性およびその経時的変化、石膏との適合性、表面性状の変化、蒸留水中浸漬保管中の重量変化について測定を行った。また本材のゲル化挙動に及ぼす粉末分子量、可塑剤の種類、エチルアルコール含有量および粉液比の影響についても検討した。本材のゲル化速度は粉末分子量およびとくにエチルアルコール含有量に影響されることが示唆された。これらの研究成果の一部はJournal of Dental ResearchおよびJournal of Prosthetic Dentistryに掲載された。直接法用の常温重合型アクリル系軟質義歯裏装材については、モノマーの種類と粘弾性的性質および床用レジンとの接着性についての実験を終了し、現在投稿準備中である。

口腔乾燥症を有する義歯患者では通常の床用レジンおよび軟質義歯裏装材を用いても、唾液による義歯の維持・安定不良および咀嚼時疼痛のため、臨床的に満足のいく結果が得られない症例が多い。本研究では、今後ますます増加すると考えられる口腔乾燥症ならびに高度に吸収した顎堤を有する患者に適する保湿性軟質義歯裏装材の開発を目的とする。前年度は市販義歯安定材、口内保湿剤の動的粘弾性および床用レジンとの接着力について検討した。暫間軟質義歯裏装材については、とくにゲル化挙動に及ぼす粉末分子量、可塑剤の種類、エチルアルコール含有量および粉液比の影響についても検討した(Journal of Dental Research,2005)。平成17年度は暫間軟質義歯裏装材の上述した組成構造的因子とゲル化後の動的粘弾性との関係について検討した。直接法用の常温重合型アクリル系軟質義歯裏装材については、モノマーの種類と粘弾性的性質に関する追加実験を終了し、現在投稿準備中である。また、軟質義歯裏装材の粘弾性的性質と機能的効果との関係を検討した結果、弾性的な材料よりも粘性要素を多く有する材料のほうが有効であることがわかった。これまでの研究結果をもとに、保湿性軟質義歯裏装材の化学組成および構造的因子を決定し、現在、理工学的性質および機能的効果についての実験を行っている。
16・17世紀日本における人身売買と南蛮貿易の関係

2013年は、マカオとリスボン両市で国際学会に参加し、ヨーロッパや中国の研究者からとても有意義な様々なアドバイスを頂いた。そしてポルトガルではリスボン市を始め、エヴォラ市とポルト市でも史料調査を行うことが出来た。その結果、アジアだけではなく、ヨーロッパまで連行された日本人・中国人奴隷に関する史料も集めることができた。そしてポルト市では、マカオと深い関わりのある商人たちの親戚の記録を見つけ、マカオを本拠としたポルトガル商人のネットワークの規模を改めて実感させられた。そして、ポルトガルで知り合った研究者との交流を深めたことによって、ヨーロッパだけではなく、メキシコやペルーの史料をも数多く紹介していただき、アジアとヨーロッパの関係の中にアメリカ大陸に居住していた中国と日本ばかりでなく、インドや東南アジア出身奴隷の様々な様子が見えてきて、研究の視野がとても広がることができた。これまで確認が出来た史料では、日本で売却されるときは奉公人と同様に、人びとが決まった年季と条件付きの契約で売られるが、マカオやマニラなどではみな奴隷として扱われる、という仮説が考えられる。それを試すために、本研究は長崎・マカオ・マニラ・ゴア等というアジア人社会とヨーロッパ人社会が接触する場の社会史に貢献しながらこの人びとの移動によって生じられる社会的役割と法的身分の変化を明かにする目的がある。現在、論文は執筆中である。(抄録なし)これらの文献リサーチの結果、明らかになった点は、次の三点である。第一に、日本では「東人(あずまひと)」「蝦夷(えぞ)」「蝦夷(えみし)」「熊襲(くまそ)」「隼人(はやと)」などの言葉が、異民族という意味をもつものの、ヨーロッパや東南アジアのように「奴隷」という意味をもたないことがわかった。このような言葉のあり方は、日本列島という閉ざされた空間に形成された社会においては、異民族・異文化、あるいは見ず知らずの人間を奴隷にする習慣があまりなかったことを示しているのではないと推測されていることが判明した。第二に、日本における取引を通じてヒトを流通する制度、いわゆる人身売買は、売買の自由度、流通する地域の広さ、用途の多様性など流通性の度合いは一様ではないと分かった。その中に、もっとも注目すべきなのは、藤木久志著『雑兵たちの戦場中世の傭兵と奴隷狩り』が解明する雑兵たちによる奴隷狩りである。南蛮貿易が始まった1540年代よりかつてあった戦場における奴隷狩りという活動が大阪の陣までに続き、その中の捕虜たちがポルトガル人にも買われていたと言うことが推測されている。しかし、未だその事実関係を決定的に示す史料が発見されておらず、今後の調査対象とすることにした。また、藤木氏によって日本における奴隷制度の在り方は解明されたものの、その奴隷貿易がどのように行われていたかなどについてはいまだ不明点が多くあり、奴隷制度に関わる人身売買の有り様を明らかにする必要性を痛感した。第三に、日本人とポルトガル人の間で行われていた人身売買の対象となっていた人々を識別することができた:倭寇の被虜人、文禄・慶長の役の捕虜、戦国の戦場にて生捕りされた人びと。文献分析の結果で、このような捕虜らは日本の港町でポルトガル人に買われていたと推測ができ、その事実性を史料で確かめることが今後の課題であると認識した。昨年ヨーロッパにおいて5カ月半、リスボン・セビリヤ・マドリードで調査した結果、イエズス会に関する史料を大量に集めることができた。リスボンでは、見つけた商人たちの遺言書を始め、様々な形をとったアジア各地の紀行文からアジアの中だけではなくポルトガル本国でもポルトガル人社会におけるアジア人奴隷制度の多彩な面が見えてきた。スペイン・セビリア市の調査では、フィリピンだけではなく、アメリカ大陸のメキシコやペルーにも存在していたアジア人奴隷に関する史料を収集して分析し、アジア人奴隷に対するスペイン王室の対応や政治的姿勢を把握できた。マドリードでは、当該期在日イエズス会士たちの史料原本の存在が確認でき、在日本宣教師たちの奴隷制に対する日常の姿勢が見えてきた。そしてマカオ市立文書館のサイトでは、マカオのミゼリコルディア(キリスト教徒組合)の記録が発見された。その史料には、当会に関する遺言書の記録があり、その中に合計71人の奴隷の名前が確認された。そのうち多数(43人)は出身地不明であるが、中国人が13人、日本人が2人、韓国人2人、その他は11人。これらの遺言記録では、多くの女性奴隷が結婚相手として育てられてきたことが確認できた。つまり、マカオ社会では奴隷がただの労働力としてではなく、本国から離れ、ポルトガル出身の結婚相手がほとんどいなかった商人たちの結婚相手として、商人家の存続の手段の一つでもあったと考えられる。

これまで確認が出来た史料では、日本で売却されるときは奉公人と同様に、人びとが決まった年季と条件付きの契約で売られるが、マカオやマニラなどではみな奴隷として扱われる、という仮説が考えられる。それを試すために、本研究は長崎・マカオ・マニラ・ゴア等というアジア人社会とヨーロッパ人社会が接触する場の社会史に貢献しながらこの人びとの移動によって生じられる社会的役割と法的身分の変化を明かにする目的がある。現在、論文は執筆中である。日本・欧米文献分析と日本地方資料調査が計画通り進んだものの、計画作成の時点で未知だった文献と資料を見いだした理由でこの事業はまだ続くことである。今年度中に長崎などの地方図書館で資料調査することにした。ヨーロッパで調査の結果、大量の史料を集めることができ、日本とポルトガルの関係だけではなく、アジアとヨーロッパの関係の中に奴隷制度や人身売買の様々な様子が見えてきて研究の視野がとても広がることができた。今年度は2月下旬、二週間長崎県立図書館と佐賀県立図書館で、6月から11月の間にはスペイン・ポルトガルで史料調査を行う予定である。そして今年中と来年にポルトガルで行われる三つの学会(2012年9月2728日、同年11月1617日、2013年5月810日)において口頭報告を行い、修士論文の成果と、その後行なっている研究成果と課題を発表し、ポルトガルの研究者による指導とアドバイスを受けたいと考えている。今年度は、マカオとポルトガルで今までの結果や仮説を口頭報告をして、現地の研究者の意見を参考にして分析や論文の方向を調整したいと思う。そして後期は、ポルトガル関係史料が未だ大量が保蔵されているインドやマカオの史料館で調査を行い、論文を書上げる予定である。(抄録なし)
プロスタグランジン受容体による細胞特異的シグナリングの分子機構

プロスタグランジン(PG)受容体は、発現する細胞の種類や分化・成熟度合いにより共役するシグナル伝達経路を変化させ、これがPGの炎症性応答を決定する。しかしPG受容体によるシグナル伝達共役の相違が各細胞のどのような差違に起因するのかは不明である。そこで研究代表者は、(1)PG受容体の相互作用タンパク質を分子生物学的に単離することで細胞特異的シグナルにおける意義解明をめざすとともに、(2)研究代表者の有するin vivoならびにin vitro解析系を駆使することで、PG受容体による新たな細胞特異的シグナル伝達の分子機構の解明を試みた。本研究の目的は、細胞特異的な受容体シグナリングの分子機構を明らかにし、生体におけるPGの炎症病態作用の発現における意義を明らかにすることである。当該年度の研究成果は以下の通りである。(2)アラキドン酸炎症モデルを用いて、PGE_2とPGI_2が急性炎症を惹起すること、さらに前者の作用はEP3受容体-Gi/o-細胞外Ca^<2+>流入を介してマスト細胞の脱穎粒とサイトカイン産生を介し、後者の作用はマスト細胞以外のIP受容体を介することを明らかにし、PGによる炎症惹起作用が細胞特異的な二つの受容体シグナリングを介して発揮されることを見いだした。(3)マスト細胞において、PGI_2-IP受容体は、IL-33誘導性サイトカイン産生を抑制すること、IP受容体の作用は、cAMP-PKAシグナル経路を介することを初めて明らかにした。プロスタグランジン(PG)E_2受容体は、発現する細胞の種類や分化・成熟度合いにより共役するシグナル伝達経路が変化し、これがPGE_2の炎症性応答を決定する。しかし、PGE受容体によるシグナル伝達共役の相違が各細胞のどのような差違に起因するのかは全く不明である。そこで研究代表者は、「PG受容体には、細胞特異的な相互作用タンパク質が存在し、これが足場として働き、細胞や分化度合いに依存したシグナル伝達を実現する」と仮説をたて、PG受容体の相互作用タンパク質の単離をめざした。本研究の目的は、PG受容体細胞特異的な受容体シグナリングの分子機構を明らかにし、生体におけるPGの炎症病態作用の発現における意義を明らかにすることである。平成22年度は、酵母Two-Hybrid法を用いて、EP1、EP2、EP3、EP4、FP、IPの6種類の受容体のC末端細胞内ドメインをbaitとし、骨髄library(10^5種類)に対して相互作用するタンパク質の予備的なスクリーニングを行った。その結果、28種類の候補遺伝子をえたが、いずれも相互作用が弱く、ヒト・マウスのPG受容体いずれにおいても再現良く相互作用を示すものはみられなかった。現在、GPCRのC末端をbaitとして同定された複数の結合タンパク質を相互作用の指標とし、10^6以上の骨髄libraryに対するスクリーニングを実施している。一方、研究代表者は、PGE_2が、単独でマスト細胞を活性化し、脱顆粒とサイトカイン産生を引き起こすことで血管透過性を亢進させること、さらにこのPGE_2作用はマスト細胞上のEP3受容体を介し、Gi-PLC経路を介した細胞外Ca^<2+>流入を必要とすることを明らかにした。そこで研究代表者は、「PG受容体には、細胞特異的な相互作用タンパク質が存在し、これが足場として働き、細胞や分化度合いに依存したシグナル伝達を実現する」と仮説を立て、PG受容体の相互作用タンパク質の単離をめざした。今年度は、EP1、EP2、EP4、FPの各受容体のC末端ドメインをbaitとした酵母Two-Hybrid法により、骨髄ライブラリーから相互作用タンパク質を探索した。その結果、EP2と相互作用するクロンとしてHSPA5(heatshock 70k Daprotein 5)のC末端約1/3をえた。またこの相互作用はEP1-EP4の内、EP2に対して選択的であった。HSPA5は従来、小胞体における分子シャペロンと捉えられてきたが、近年、細胞質や細胞質膜へも局在することが見出され、細胞膜受容体と相互作用する可能性は興味深い。またこの他にも興味深い相互作用タンパク質の候補を見出している。一方、代表者は、アラキドン酸炎症モデルを用いて、PGE_2とPGI_2が急性炎症を惹起すること、さらに前者の作用はEP3受容体を介してマスト細胞の脱顆粒とサイトカイン産生を介し、一方後者の作用はマスト細胞以外のIP受容体を介することを明らかにし、PGによる炎症惹起作用が細胞特異的な二つの受容体シグナリングを介して発揮されることを見出した。

そこで研究代表者は、(1)PG受容体の相互作用タンパク質を分子生物学的に単離することで細胞特異的シグナルにおける意義解明をめざすとともに、(2)研究代表者の有するin vivoならびにin vitro解析系を駆使することで、PG受容体による新たな細胞特異的シグナル伝達の分子機構の解明を試みた。本研究の目的は、細胞特異的な受容体シグナリングの分子機構を明らかにし、生体におけるPGの炎症病態作用の発現における意義を明らかにすることである。当該年度の研究成果は以下の通りである。(2)アラキドン酸炎症モデルを用いて、PGE_2とPGI_2が急性炎症を惹起すること、さらに前者の作用はEP3受容体-Gi/o-細胞外Ca^<2+>流入を介してマスト細胞の脱穎粒とサイトカイン産生を介し、後者の作用はマスト細胞以外のIP受容体を介することを明らかにし、PGによる炎症惹起作用が細胞特異的な二つの受容体シグナリングを介して発揮されることを見いだした。(3)マスト細胞において、PGI_2-IP受容体は、IL-33誘導性サイトカイン産生を抑制すること、IP受容体の作用は、cAMP-PKAシグナル経路を介することを初めて明らかにした。yeast two hybridは本来、可溶性タンパク質に対して用いられる手法であり、今回の様に膜タンパク質に適用する場合は細胞内ドメインのみを用いざるを得ない。しかし、こうした部分配列を用いた場合、相互作用は弱くなりがちであるり、意味のある相互作用なのかの判断が困難であった。HSPA5の全長配列を単離し、全長での相互作用を酵母Two-Hybridおよび発現細胞での免疫沈降を用いて確認する。その上で、受容体膜発現、リガンド刺激による相互作用の変化、cAMPおよびPI-3Kシグナルに与える影響等を中心に解析を進める。
マルチレーザー粒子画像流速測定手法を用いた実大空間の定量的可視化測定法の開発

PIV解析において重要なパラメータである検査領域と探査領域に関して、建築分野の流れを対象として体系的に検討された例は少なく、これらのパラメータの設定方法を検討する必要がある。最終年度では、新潟大学所有の可視化用風洞を用いてPIV測定を行い、解析パラメータの最適な設定方法の検討を行った。検査領域は大きい程、空間内の情報が増加するため誤ベクトルが減少するが、空間分解能が低下し、細かい気流性状の把握が困難になるため、測定対象に応じた適切な解析パラメータの設定が重要である。検査領域は50%オーバーラップするように設定する。探査領域は風洞内の設定風速とキャリブレーション値を基に設定する。検査領域と探査領域を5pixelずつ変化させて計25caseの解析を行った。今回の実験対象では検査領域が15×1535×35pixelの範囲で必要な探査領域は、±30×±30pixelであり、それ以上の探査領域であれば平均風速の値に差はみられない。探査領域が±15×±15±35×±35pixelの範囲で必要な検査領域は、25×25pixelであり、それより小さい検査領域であれば平均風速の値に大きな差はみられない。検査領域が大きくなるにつれてモデル壁面付近では、風速が遅く算出される。以上の結果を基に適切なPIV測定パラメータの設定方法の検討を行った。期間全体を通して実大室内空間を対象に気流性状のPIV測定を行い、建築分野において従来では測定することが困難であった1m角以上の範囲において時間的・空間的に連続な気流速度分布の測定方法の検討を、主にレーザーライトシートの配置方法とトレーサ供給方法(シーディング)、解析パラメータの設定方法に関して行った。単一の光源では障害物が存在し影が生じるような空間内でも複数のレーザーライトシートを使用することで概ね全ての位置で風速ベクトルを取得する方法を構築した。平成28年度はLarge Scale PIVシステム(LSPIV)を構築する上で、重要な良好な可視化画像の取得方法に関して、1.トレーサー粒子の選定及び発生方法、2.レーザーライトシートの配置方法、3.可視化画像の撮影方法の検討を行った。床面積12.15[m2]のダイニングキッチンを再現した実大模型を対象とし、実大模型内にはエアコン、テーブル、椅子、常時換気口、ドアにアンダーカットを設ける。厨房はペニンシュラ型とし、IHレンジ上部には、整流板を有するフラット型レンジフードを設置する。IHヒーター1口で鍋を加熱し、鍋の水が沸騰した状態を保つ。レンジフード排気量はレンジフードから一定の風量となるよう排気用シロッコファンをインバータで制御する。給気はレンジフード排気量と同じ風量に制御する。可視化対象領域は鍋中心の鉛直断面とし、3[W]レーザ2台を可視化対象領域全体に照射し、1[W]と2[W]のレーザを相対的に暗い部分に照射することで輝度分布を均一にする。可視化に用いるトレーサには難燃性のスモーク(DAINICHI PORTA SMOKE PS-2002、粒径:数10[μm])を使用し、シーディングを行う。実大室内空間を対象に室内気流性状の測定を行い、1m角以上の測定範囲において、時間的・空間的に連続な気流速度分布を測定した。鍋上の上昇気流はアンダーカットからの給気により生じる調理台上をダイニング側からキッチン側へ向かう水平方向の0.25[m/s]程度の気流によって偏流され、レンジフードに捕集される前にキッチン側へ漏出する気流性状が明らかとなった。同様のモデルを数値流体解析(CFD)で再現し解析を行い、PIV測定結果と比較し、両者の気流性状が一致することを確認した。熱上昇気流と空調気流が混在する実大室内空間を対象にLSPIVシステムの検討を行い、1m角以上の測定範囲において比較的均一に可視化を行うことが可能なトレーサ、レーザ配置、撮影機材の検討し、実大室内空間を対象に気流性状の測定を行うことができた。実際の室内空間には様々な家具が存在し、可視化の際にレーザの影となり、粒子画像の撮影が困難となる問題が生じるが、複数台のレーザを用いることにより、広範囲を均一な輝度分布として可視化を行う方法を確立した。レーザが重なり合うことによって、輝度値の離散的な変化による画像解析への影響が懸念されたが、画像解析結果への影響は概ね確認されず、単体のレーザと同様の解析方法により、解析を行うことが可能であることが明らかとなった。H28年度はこれらの検討に加え、床から天井までの範囲(3m角)を可視化、撮影する方法へ展開させる予定であったが、トレーサの供給方法、濃度分布の撮影方法に課題が残り、測定範囲を拡大するに至らなかった。H29年度は実大室内空間の可視化方法の検討として、レーザーライトシートの配置方法とトレーサ供給方法(シーディング)の検討を行った。可視化方法の検討では、レーザーの配置によっては測定対象断面内に物体の影が生じ、影の部分では流れの可視化が困難となるため、この点の検討は極めて重要である。更に、PIV測定では測定対象断面上で均一な輝度分布とする必要があるため、シーディング方法の検討が必要である。特に熱上昇流など流れが比較的遅い空気流動現象を対象とした場合、シーディング方法によってはトレーサが測定領域に到達しない場合がある。これら点を検討することで、実大室内空間の可視化方法の構築を行った。

測定対象は高さ2.4m、横幅4.5mの実大の住宅用厨房空間を再現した実験室とし、レンジフードとIHレンジ、エアコン、給気口が設置されている。IHレンジで水を入れた鍋を加熱した場合にレンジ上に生じる気流性状の測定を行った。エアコンの吹出風量や給気口の位置をパラメトリックに変化させ、熱上昇流と強制対流が混在している比較的風速の変化が大きい気流場を対象として実験を行った。昨年度との変更点として、ダクト型トレーサ供給装置を製作してトレーサの供給方法を改善し、より広範囲を可視化する方法の検討を行った。可視化可能範囲は約1.2mであり、空間内のほぼ全ての範囲で風速ベクトルを取得することができた。室内で生じる様々な気流によってIHレンジ上における気流性状は大きく変化することが明らかとなった。当初の予定では本研究で使用する実大室内空間の模型を独自に作成する予定であったが、研究代表者が所属する研究室で他の研究により実大の住宅用厨房模型を作成することとなったため、これを借用し、そこに可視化実験用器材を加えてLSPIVシステムの実験を行うこととした。そのため、厨房模型の完成を待ってから研究計画を進めた。更に、H29年度の実験途中でレーザーの一台が故障し、可視化用光源として機能しなくなったため、実験の遂行に支障をきたした。修理には約3か月を要した。以上の理由から実験のスケジュールが遅れている。PIV解析において重要なパラメータである検査領域と探査領域に関して、建築分野の流れを対象として体系的に検討された例は少なく、これらのパラメータの設定方法を検討する必要がある。最終年度では、新潟大学所有の可視化用風洞を用いてPIV測定を行い、解析パラメータの最適な設定方法の検討を行った。検査領域は大きい程、空間内の情報が増加するため誤ベクトルが減少するが、空間分解能が低下し、細かい気流性状の把握が困難になるため、測定対象に応じた適切な解析パラメータの設定が重要である。検査領域は50%オーバーラップするように設定する。探査領域は風洞内の設定風速とキャリブレーション値を基に設定する。検査領域と探査領域を5pixelずつ変化させて計25caseの解析を行った。今回の実験対象では検査領域が15×1535×35pixelの範囲で必要な探査領域は、±30×±30pixelであり、それ以上の探査領域であれば平均風速の値に差はみられない。探査領域が±15×±15±35×±35pixelの範囲で必要な検査領域は、25×25pixelであり、それより小さい検査領域であれば平均風速の値に大きな差はみられない。検査領域が大きくなるにつれてモデル壁面付近では、風速が遅く算出される。以上の結果を基に適切なPIV測定パラメータの設定方法の検討を行った。期間全体を通して実大室内空間を対象に気流性状のPIV測定を行い、建築分野において従来では測定することが困難であった1m角以上の範囲において時間的・空間的に連続な気流速度分布の測定方法の検討を、主にレーザーライトシートの配置方法とトレーサ供給方法(シーディング)、解析パラメータの設定方法に関して行った。単一の光源では障害物が存在し影が生じるような空間内でも複数のレーザーライトシートを使用することで概ね全ての位置で風速ベクトルを取得する方法を構築した。H28年度はトレーサの供給方法に課題が残り、当初目標としていた3m角の範囲をPIV測定するに至らなかった。
契約のモードに基づく労働契約論の構築―労働契約の変動の基礎理論研究

本研究は、労働契約の法的状態をとらえることで、労働契約の変動の際の当事者の権利義務関係を明確化し、法的安定性を高めるための基礎理論を提示することを目的とするものである。そして、初年度である2018年度においては、イギリス法とドイツ法における労働契約上の義務の履行に関する基礎理論の検討と分析を行った。イギリス法においては、労働契約上の権利義務の変動の構造について確認するために、契約法の基礎理論である契約上の義務の履行、義務違反の概念とその効果、契約の基礎が消滅した場合のフラストレーションの法理について検討した。ドイツ法においては、労働契約上の権利義務の変動の場面で、労働者と使用者の権利義務がどのように把握されるのかを考察する目的で、特に近時問題となっている健康上の理由により不就労となった場面における労働者および使用者の義務について、判例を考察した。判例においては、そのような場面で、使用者の受領遅滞に起因する賃金請求権および使用者の契約調整義務違反に基づく損害賠償請求権が争われている。判例の考察から、労務給付義務の履行過程における労働者が提供すべき労務給付の内容および使用者の協力行為の範囲が明らかになった。この判例の展開については、論文を公表した。さらに、上記の判例の考察から、前提となる労務給付義務の履行の構造を明らかにする必要があると考え、労務給付義務の履行における労働者と使用者の義務の連関構造について検討を進めた。2018年度は、イギリス法およびドイツ法における労働契約の履行に関する基礎理論の分析を行った。ドイツ法に関しては、健康上の理由による不就労の場合の受領遅滞と契約調整義務に関して、主に2000年代以降の判例の展開を分析し、公表することができた。さらに、その考察結果を受けて、労働契約の履行における労働者の労務給付の提供とそれに必要とされる使用者の協力行為の関係をさらに検討する必要があると考え、民法学における履行の法的性質論の展開過程および債務構造論についても検討を行った。2019年度は、ドイツ法のさらなる検討と研究成果の理論的統合に重点を置く。これまでの研究において、労働契約の変動の際の労働契約上の権利義務の状態の変化を解明するために、前提となる労働契約の履行過程および履行の基本構造を研究した。そこでは、労働契約の履行過程における使用者の協力行為と労働者の労務給付の提供という基本構造を確認した。もっとも、使用者の協力行為の抽象的内容は、判例・学説において確認できたものの、その労働契約論上の位置づけは未解明である。そのため、使用者の協力行為が重要な意義を有するに至った経緯を、立法時から現在までの判例・学説を考察することにより、検討する。そして、これまでの研究成果の理論的統合を試みる。
宇宙電磁環境を利用した地球衝突小惑星の軌道変更に関する研究

本研究は,地球に衝突する恐れのある小惑星に対し,宇宙電磁環境に由来する力を利用した効果的な軌道変更手法を検討するものである.特に,太陽風を高電位のテザーで受け止めて推進する帯電セイルを用いて宇宙機を加速し,小惑星に衝突させて軌道変更する帯電セイルKinetic Impactor (KI)と,小惑星と宇宙機を人工的に帯電させ,両者の間に働くクーロン力で小惑星を牽引するクーロン力・アトラクタの2手法に取り組んだ.本年度はまず,KIにおける宇宙機の衝突効果を解析する手法の提案と検証に取り組んだ.本手法は,小惑星と宇宙機の軌道が同一平面上にあるとの仮定の下,衝突の効果が最大となる軌道交点を探索し,衝突による小惑星のエネルギー変化の最大値を可視化するものである.本概念は,設計した宇宙機の衝突軌道を解析する上で非常に効果的であった.次に,帯電セイルKIについての検討を行った.本年度は,実際の地球接近小天体を元にしたより現実的な架空小惑星に対するシミュレーションを実施し,十分な軌道変更距離が達成可能であることを確認した.また,小惑星に衝突させる質量を最大化するため,テザーなどの各構成要素の質量を最適化する手法に関しても併せて提案した.クーロン力・アトラクタについては,昨年度に開発した小惑星の帯電解析モデルの改良に取り組んだ.人工的な小惑星の帯電によって生じる二次電子,太陽光の照射によって生じる光電子の放出モデルを実際の実験データと理論式を用いたものに変更した.また,様々な小惑星に対して達成される軌道変更距離を計算することで,クーロン力・アトラクタを用いることが特に効果的な小惑星の性質を解析した.結果として,低質量かつ低離心率の軌道を持つ小惑星は,クーロン力・アトラクタを用いた軌道変更が特に効果的であることを明らかにした.また,得られた成果を筆頭著者として論文化し,2報が出版された.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,地球に衝突する恐れのある小惑星に対し,宇宙電磁環境を利用した効果的な軌道変更手法を検討するものである.本年度は,帯電させた導電性テザーで太陽風を受け止めることで推進する,帯電セイルを用いて宇宙機を加速し小惑星に衝突させる,帯電セイルKinetic Impactor (KI)を検討した.まず,実在する小惑星の軌道要素を元に,15年後に地球と衝突する質量100万tの架空小惑星を作成した.次に,1 tの質量を衝突させる帯電セイルKIを仮定し,その軌道変更能力を調査した.結果として,1 AUよりも大きな半長径を持つApollo群小惑星に対しては十分な軌道変更距離が達成可能である一方,より小さな半長径のAten群小惑星には,軌道変更距離が小さくなることを明らかにした.また,薄膜鏡で太陽光を反射することで推進する,ソーラーセイルを用いたKIについても検討し,結果の比較と,推力特性に基づく考察を行った.また,これらの成果を筆頭著者として論文化し,今年度1月に出版された.これらと平行して,小惑星と宇宙機を人工的に帯電させ,発生するクーロン力を用いて小惑星を牽引し軌道変更する,クーロン力・アトラクタについての検討も行った.まず,昨年度までに定式化した,一般的な回転座標系における宇宙機の運動方程式を,より小惑星の軌道変更ミッションに適した形に変形した.これは,宇宙機と小惑星との距離,回転座標系に対する位置を表す角度を変数とするものである.更に,得られた運動方程式を小惑星近傍で線形化し,宇宙機のダイナミクス解析と,制御則の構築を行った.ダイナミクスの解析から,各変数間のカップリングが無視できるほど小さく,独立であるとみなせることを明らかにした.更に,構築した制御則を非線形方程式に適用し,制御則が適用可能となる条件を示した.また,以上の成果を筆頭著者として論文化し,現在査読中である.帯電セイルKIについては,複数の小惑星に対する解析を行うことで,小惑星の軌道要素と達成可能な軌道変更距離の関係を明らかにした.また,当初は28年度に実施予定であったソーラーセイルKIの解析についても本年度に一部実施し,帯電セイルKIとの結果比較及び性能評価を行うことができた.更に,この成果に関する論文の出版も行っており,研究が順調に進んだと判断する.一方で,当初予定していた太陽風の緯度構造の軌道計算モデルへの反映は,現在のところ行っていない.これは,最適化された帯電セイルの軌道が緯度構造の影響を受けない領域を飛行するもののみであったことから,今後の計算結果を考慮して,その必要性を改めて判断する方が効率的であると判断したためである.クーロン力・アトラクタについては,運動方程式の導出と線形化,更に制御則の構築と数値シミュレーションによる検証までを終えた.同成果の国際会議での発表と論文投稿も行い,研究は順調に進展している.これに加えて,英国Strathclyde大学において3か月間の海外研修を行い,小惑星の帯電現象解明のためのモデルを作成した.これは,実際の小惑星の形状を表す3次元モデルを元に,小惑星の周辺プラズマとの相互作用及び内部の電位構造を計算するものである.本検討は当初予定していたものではないが,現実的な形状及び構成物質からなる小惑星が帯電可能であることが明らかとなり,クーロン力・アトラクタの基礎的な検討の進展に大きく貢献した.以上の成果を勘案し,27年度の研究が順調に進展したと判断する.本研究は,地球に衝突する恐れのある小惑星に対し,宇宙電磁環境に由来する力を利用した効果的な軌道変更手法を検討するものである.

特に,太陽風を高電位のテザーで受け止めて推進する帯電セイルを用いて宇宙機を加速し,小惑星に衝突させて軌道変更する帯電セイルKinetic Impactor (KI)と,小惑星と宇宙機を人工的に帯電させ,両者の間に働くクーロン力で小惑星を牽引するクーロン力・アトラクタの2手法に取り組んだ.本年度はまず,KIにおける宇宙機の衝突効果を解析する手法の提案と検証に取り組んだ.本手法は,小惑星と宇宙機の軌道が同一平面上にあるとの仮定の下,衝突の効果が最大となる軌道交点を探索し,衝突による小惑星のエネルギー変化の最大値を可視化するものである.本概念は,設計した宇宙機の衝突軌道を解析する上で非常に効果的であった.次に,帯電セイルKIについての検討を行った.本年度は,実際の地球接近小天体を元にしたより現実的な架空小惑星に対するシミュレーションを実施し,十分な軌道変更距離が達成可能であることを確認した.また,小惑星に衝突させる質量を最大化するため,テザーなどの各構成要素の質量を最適化する手法に関しても併せて提案した.クーロン力・アトラクタについては,昨年度に開発した小惑星の帯電解析モデルの改良に取り組んだ.人工的な小惑星の帯電によって生じる二次電子,太陽光の照射によって生じる光電子の放出モデルを実際の実験データと理論式を用いたものに変更した.また,様々な小惑星に対して達成される軌道変更距離を計算することで,クーロン力・アトラクタを用いることが特に効果的な小惑星の性質を解析した.結果として,低質量かつ低離心率の軌道を持つ小惑星は,クーロン力・アトラクタを用いた軌道変更が特に効果的であることを明らかにした.また,得られた成果を筆頭著者として論文化し,2報が出版された.これまでの検討で,帯電セイル及びソーラーセイルKIの性能比較を既に行った.そこで28年度は,これらの手法を適用する小惑星を更に増やし,より詳細に両者の性能を比較し,その性質を明らかにする.これにより,ターゲットとする小惑星の軌道要素,質量,地球最接近までの時間を対象とした,パラメトリックな解析を進める.帯電セイルKIを計算する際の太陽風の緯度構造のモデル化に関しては,帯電セイルの軌道最適化の結果,考慮する必要を認めた場合に実施する予定である.また,クーロン力・アトラクタに関しては,制御する宇宙機を複数とし,27年度に構築した制御則を適用したより複雑な制御を検討する.28年度は,宇宙機の数と達成可能な軌道変更距離,更にターゲットとする小惑星質量の関係を明らかにする.また,小惑星の帯電を解析するツールがこれまでに存在しなかったことから,複雑な小惑星の形状や構成物質を考慮した帯電の解析が不可能であった.この点について,27年度に開発した帯電解析ツールを利用することで解決を図る.実在の小惑星に基づいた帯電解析を行う事で,実現可能な帯電量や発生させることのできるクーロン力などを明らかにし,より現実的なクーロン力・アトラクタの検討を行う.最終的には,帯電セイル及びソーラーセイルKIとの比較も行うことで,手法間の性質の違いを明らかにする.28年度の後半には,これまでの検討結果の整理を行う.
炎症侵襲と修復における細胞・基底膜構成高分子物質の分子種変動とその臨床的役割

組識修復に際してみられる細胞間高分子物質の分子変動として、特に着明なものにヒアルロン酸の増加がある。従来この高分子ヒアルロン酸の分別定量についての高速液体クロマトグラフィーによる測定法は確立されていなかった。われわれは新しくカラム樹脂を検討した結果、硫酸化スチレン-ジベニール-ベンゼン構造のものが良いことを知り、1ugのオーダーでヒアルロン酸の構成二糖を他の多糖のものより分離定量することに成功した(J.Chromatogr.,86)この高速液体クロマトグラフィーによるヒアルロン酸のコンドロイチン硫酸との分別定量の成功は、さらにコンドロイチン硫酸異性体のすべてとの鑑別を可能なものとし、細胞基底膜,内膜構成高分子物質の分子種変動の測定を可能にした。この結果を臨床面に応用し、ヒト血管で検討した。ストレス反応の強い高血圧反応内膜部位と正常血管を大動脈で比較し、さらに冠動脈、脳動脈などでの構成二糖を比較することができた。その結果、小血管にヘパラン硫酸が多くなる事実と、正常部位に対し、高血圧部位においてはデルマタン硫酸およびコンドロイチン-6-硫酸が高くヒアルロン酸は減少する分子種差を見出すことができた。生体侵襲反応の一つとして細胞膜はその基底膜が増殖する。この際に見られる細胞間マトリックスの高分子タンパク成分であるコラーゲンの分子種を検討したところ細胞増殖の強い基底膜部分にはタイプ【IV】の著明な増加が観察された。これは同じ基底膜物質であるタイプ【V】の増加とも並行して見られた。なお、初めてヒト大動脈壁にタイプ【VI】の存在することを知った(Atherosclerosis,1986)、以上の結果より生体侵襲に際しその修復反応として、基底膜細胞は増殖しそこにおける高分子物質であるヒアルロン酸および基底膜コラーゲンであるタイプ【IV】,【V】,【VI】コラーゲンは増加するという新しい知見を得た。