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新たな工学教育法OJE法の人材育成効果の分析とさらなる進化の試み

工学研究科の専任教員が開発し教育学の研究者の評価助言を得ながら実施している演習と、それに適用した新たな工学教育法、OJE: On the Job Education、の内容と効果の評価分析を行った。過去数年の報告書等の実績の調査と教員や受講生や卒業生へのアンケートやインタビューを手段とした。工学の院生が、激変する社会や産業界に柔軟に対応できるような、自律的な学びの態度を涵養する効果が明確になった。「プロセス重視」「すぐに教えない」等の工夫や、教員団の演習課題の立案などのマネジメントが功を奏している。成果は書籍として出版しOJE法を導入する際の検討材料となるよう、実施手順にも詳しく触れている。過去のOJE法での実施内容と効果との相関を整理分析を行うため、ここまでの成果である、過去8年間のOJE演習の報告書とそれを受講した院生たちのアンケート報告書を資料として、実施した課題の属性や彼らが導いた成果の分析を、指導に当たった専任教員や連携教員が行った。分析の視点は、課題追求中の検討や判断の過程・経緯、それに及ぼす指導教員の役割、それによって院生たちが何を経験し人材形成に役立ったのか、などであった。当事者である院生からのインタビュー調査を行った。これらを反映させた本教育法のラーニングポートフォリオを作成した。これらのインタビュー調査等を分析する議論を指導教員連絡会で行い、成功や失敗の要点を抽出を試みた。これらの議論のの成果は、専攻が継続的に開催している公開シンポジウムで報告しパネルディスカッションで議論を深めた(2014年2月22日、阪大吹田銀杏会館、ビジネスエンジニアリングシンポジウム==大学院におけるこれからの工学教育を探る==)。OJEを進化させるための新機軸として、これまで実施してきたOJEのプロトコルに囚われない試行的な新形態の課題を企画した。「開発途上国の生活環境の改善に貢献するものづくりを提案する」でありバングラデシュの現地訪問や稲刈り機の試作などを含んで25年度に実施したが、26年度にも継続し完成度を高める課題とする。これらの新形態の課題での演習の進行過程での院生の成長の様子や、導かれる結果を観察している。初年度に始めた、過去のOJEの実施法での実施内容と効果との相関の整理分析を継続した。これまでの成果である、過去9年間のOJE演習の報告書とその受講院生達のアンケート報告書を資料とした。実施課題の属性や彼らが導いた成果を、指導した専任・連携教員が分析している。着眼点は、課題追求中の検討や判断の過程・経緯、それに及ぼした指導教員の役割、そこで院生が経験したこと等であり、これらが人材形成にどう役立ったかに集約することを目指した。院生の受講修了時点で米谷がインタビュー調査を行い、その結果を纏め専攻教員に対するFDセミナーという形で報告しその後の議論の土台とした。また、連携教員を含めた指導教員連絡会でも議論を行い、成功や失敗の要点を抽出を試みるとともに、次の年度の演習課題や演習指導の方向性を定めるヒントとした。これらの議論の成果やOJE法の方法論については、米谷と山本が8月に工学教育協会で二件の講演として発表した。これらも反映させながら、継続的に専攻が開催している公開シンポジウムでの報告とパネルディスカッションを行い、議論を深めた(2015年2月14日、阪大吹田銀杏会館、ビジネスエンジニアリングシンポジウム==多様な分野で活躍するBE専攻の卒業生==)。OJEを進化させる新機軸として、従前からのOJEのプロトコルに囚われない試行的課題として、あるテーマを複数年度継続し受講生は年度変わりしながら追求する演習班を設定した。「開発途上国の生活環境の改善に貢献するものづくりを提案する」もので、バングラデシュの現地訪問や簡単な農耕機具を試作した。25→26年度に継続し完成度を高める試みをした。これは27年度も継続する。以上を反映させ、OJE法の内容の解説と分析を行い他機関での実施にも参考となる書籍を出版すべく準備を進めた。目指す書籍の目次と執筆分担を定めた。本研究の初年度に開始した、過去のOJEの実施法での実施内容と効果との相関の整理分析を終えた。過去十年間の成果である演習報告書とその受講した院生達のアンケート報告書や、米谷が受講した院生や指導した教員に対して行ったインタビュー記録を資料とした。実施課題の属性や彼らが導いた成果を、指導した専任・連携教員が分析した。課題追求中に院生達が検討し判断をした過程や経緯と、それに及ぼした指導教員の助言の役割等を振り返り、これらが人材形成(本演習のアウトカム)にどう貢献したか、の視点から纏めた。また、専攻外・学外の連携教員を含めた指導教員の連絡会でも議論を行い、成功や失敗の要点を抽出した。本法を進化させる新機軸として、OJEの従来プロトコルに囚われない試行的課題として、ある領域内でのテーマを複数年度継続して追及を深めて行く演習班を設定した。三年間で次の2セットの試行班を運営した。「開発途上国の生活環境の改善に貢献するものづくりを提案する」→「バングラデシュの農作業効率化に貢献するものづくり提案」→「バングラデシュの農作業効率化に貢献するものづくりとその普及の提案」と「大阪環状線を行ってみたい線区に」→「都市全体から密集市街地を考える」→「大阪全体から密集市街地を考える」である。以上の試行と定常的演習の実績を比較分析した結果を工学教育協会で報告した。

また専攻主催の公開シンポジウム(2016年2月14日、阪大コンベンションセンター、ビジネスエンジニアリングシンポジウム=イノベーション創出を担うリーダーシップ=)を開催して報告し、パネルディスカッションで議論を深めた。また、これらの三年間の研究の集大成として、OJE法の内容の解説と分析を行い他機関での実施にも参考となる書籍(うまくやれる工学のアクティブラーニングOJE、大阪大学出版会、ISBN978-4-87259-518-5)を出版した。工学研究科の専任教員が開発し教育学の研究者の評価助言を得ながら実施している演習と、それに適用した新たな工学教育法、OJE: On the Job Education、の内容と効果の評価分析を行った。過去数年の報告書等の実績の調査と教員や受講生や卒業生へのアンケートやインタビューを手段とした。工学の院生が、激変する社会や産業界に柔軟に対応できるような、自律的な学びの態度を涵養する効果が明確になった。「プロセス重視」「すぐに教えない」等の工夫や、教員団の演習課題の立案などのマネジメントが功を奏している。成果は書籍として出版しOJE法を導入する際の検討材料となるよう、実施手順にも詳しく触れている。計画した内容(インタビュー、院生アンケート調査、新機軸OJEの実施の実施)が順調に進んでいる。これらを集約して本研究の最終目標のひとつであるOJE法の紹介・頒布のための出版に反映することを目指し、当初目的のH27年度に出版完了の計画を前倒ししてH26年度中に原稿を取り纏め出版社での編集作業に入る予定であった。しかし、H26年度に実施担当者が二名の人事(愛媛大転出、経産省出向)があり作業が一次停滞したため、この前倒しの予定が崩れた。しかしこの二名も、研究分担者として継続可能であり人事異動の過渡状態を過ぎたため、当初計画のとおり最終年度であるH27年に編集出版を行う予定で進行している。工学教育インタビューやアンケート、新機軸OJEの実施を継続的に進める。定期的指導教員連絡会を開催し、出版企画会議も兼ねて具体化を進める。途中経過的な成果を集約して、継続している工学教育協会での研究発表を行う。これらの成果は年度末に行う、公開シンポジウムに反映させる。OJE法の紹介・頒布のための書籍のための原稿の完成と編集作業を進め出版する。計画していた内容(院生インタビュー、院生アンケート調査、新機軸OJEの実施)が順調に進んでいるだけでなく、これらは集約されて本研究の最終目標のひとつであるOJE法の紹介・頒布のための出版に反映されることを目指して来たが、その検討が具体化し始めている。当初計画では、出版物の概念企画だけの予定であったが、素案としての目次やアブストラク、執筆分担が提案されるに至っている。【現在までの達成度】の欄に記したように、H26年度に執行予定であった編集出版費の一部の作業が遅れたため、これをH27年度に執行せざるを得なくなったため。インタビューやアンケート、新機軸OJEの実施を継続的に進めるとともに、H25年度にキックオフされたOJE法の紹介・頒布のための出版計画を進める。定期的に指導教員連絡会を開催し、出版企画会議も兼ねて具体化を進める。
リン脂質平面膜法によるタンパク質膜透過機構の解析

大腸菌細胞膜におけるタンパク質膜透過に関与するSecA、Y、Eなどの因子がどのような機構で膜透過反応を進行させているか、それが単純な孔(チャンネル)を構成しているのかイオンポンプであるのかまだ不明である。本研究はこれらを明らかにすることを目的に行われた。また、新たに精製された因子SecGの作用機構についても検討を行った。asolectinによって作製したリン脂質平面膜に、SecY/E大量発現株の細胞膜をオクチルグルコシドで可溶化した標品を直接挿入法でcis側から再構成し、SecY/Eチャンネルの性質を解析したところ、次のような結果が得られた。1.SecY/Eチャンネルは約250pSのコンダクタンスをもつチャンネルであり、それのみではほぼ常時開状態を保つ。2.このチャンネルはゆるい整流性を示し、また、Na^+イオンやK^+イオンなどの無機陽イオンを透過させるが、cholineやTrisなどの有機陽イオンは透過させない。このようなSecY/Eチャンネルに対してcis側からSecA、SecB+proOmpAおよびATPを加えていくとチャンネルは順次閉鎖してゆき、最終的には完全に閉口する。5.SecY/Eチャンネルには整流性とともに方向性があり、SecAと相互作用するのはcis側からのみである。これらの結果から現時点で下のようなモデルが考えられた。今後は精製タンパク質を用いてより詳細な解析を進める必要がある。
エスチュアリ英語の拡がりが及ぼす英語意識の変容を探る

1980年代にイギリス英語における容認発音の威信が低下し、ロンドンの若年層の間にエスチュアリという新たな社会変種が浸透した。本研究は、エスチュアリがリンガ・フランカとしての英語のモデルとなり得るかどうかを調査する目的で行われた。2011年にロンドン大学で20歳代女性から言語資料を採取して分析した結果、日本語話者にとって望ましくない音韻変化が生じていることが明らかになり、エスチュアリ英語はリンガ・フランカのモデルには適していないと結論付けた。さらに2013年にシェフィールド大学で開催された社会言語学会では、エスチュアリ英語がすでに過去の流行となっていることが確認された。平成23年度に代表研究者がロンドンで採取した言語資料を分析した結果を検証した。1980年代半ばからロンドンの若年層の間に浸透してきたエスチュアリと呼ばれる方言は、英国ではかつての威信言語である容認発音(RP)にとって代わる可能性が予測されているが、日本の教育現場でモデルとして使用するには適していないという結論に至った。主な理由は、母音体系の歪みにある。エスチュアリ方言では、オーストラリアやニュージーランドといった南半球の英語と同様に、二重母音が連鎖的に推移しており、綴り字との乖離がますます拡大している。これは、英語の通時的変化としては自然であるが、英語を母語としない学習者から見ると透明性が低く、習得が困難である。一方、平成23年度におけるロンドン大学訪問の成果として、RPとエスチュアリの中間に存在するNon-regional Pronunciation (NRP)という方言が、教育を受けた人々の間に定着していることが確認された。NRPの母音体系は短母音・長母音・二重母音とも6音素から成っており、5母音に長短の区別がある日本語の母語話者にとって理解しやすく、かつ学習しやすいと考えられる。平成25年2月に出版した論文では、長短の区別がない9音素から成る一般米語の母音体系よりも、NRPの母音体系の方が日本語を母語とする学習者が習得するのに適していることを主張している。自然言語としての英語は変化を免れないが、外国語としての英語にはモデルが必要であることを今後も提言していく。英語を母語としない人々がリンガ・フランカとしての英語(ELF)を通してコミュニケーションをはかるとき、それぞれの母語の影響を可能な限り排した英語とはどのような言語であるべきか、そのモデルを探すために、1980年代からロンドン周辺で普及しているエスチュアリ英語(Esturary English)の現状を調査することにした。イギリス英語の標準とされてきた容認発音(Received Pronunciation: RP)は、かつて担っていた威信言語としての役割を失いつつある。そこで、30年ほど前からロンドン周辺の若年層に浸透してきたエスチュアリ英語がELFのモデルとなり得るかどうか、2011年から現地での調査を開始した。まず、ロンドン大学で20歳代の女子大学院生3名から言語資料を採取し、音声分析ソフトウェアで分析したところ、以下の分析結果が得られた。(1)高舌母音/i/, /u/が中舌化しながら二重母音化しつつあり、その結果として単数形のgooseと複数形のgeeseは音声上の区別がなくなっている。(2)複母音の一部が単母音化し、外来語として日本語に借入された語形との差が拡大しつつある。(3)日本語話者にとって最も弁別が困難な後舌中母音と後舌低母音は、それぞれ日本語の「ア」と「オ」に近い音になっている。以上の3点のうち、(1)と(2)はELFのモデルとしては望ましくない変化であり、エスチュアリ英語は英語の標準に適していないと結論付けた。2013年には、英国中部のシェフィールド大学で開催された「言語の変化と変異」に関する学会に参加し、エスチュアリ英語はすでに過去の流行となったことを確認した。結論としては、General Britishに基づき、日本語話者にとって学習可能な長短の区別のある母音体系を採用することが最も現実的な方策である。平成23年8月、代表研究者がロンドン大学へ赴き、ロンドン出身の20歳代の女子学生からエスチュアリ英語の言語資料を採取した。一方、大学内外でロンドン在住・在勤者の自然発話を観察したところ、予測していた長母音の二重母音化とは反対に、二重母音の単母音化という変化が進行していることが判明した。採取した言語資料にも、明らかにこの変化が表れている。帰国後、採取した言語資料を音声分析ソフトウェアを用いて分析したところ、二重母音化した長母音の第1フォルマントは直線を描いており、弟2フォルマントに上下動があることが明らかになった。これは、単母音が割れる(二重母音化する)際には、舌が上下に動くのではなく、前後に動いていることを示している。

近代英語期に生じた大母音推移も、高母音の中舌化に端を発しており、母音の中舌化が二重母音化の前兆であることを示唆している。二重母音の推移は、エスチュアリやコクニーといったロンドン英語の特徴とされている。しかしながら、イギリスの威信言語である容認発音(PR)の話者にも、特定の音節に強い強勢を置いて発話する際には、高母音の割れが観察される。英語の母音は中英語期に長短の対立を失い、二重母音が長母音の機能を果たすようになったことからも、二重母音化という過程が強勢音節の長さを維持するために必要とされることが推察される。他方、分担研究者は日本国内に在住するイギリス英語話者から言語資料を採取した。必要な音声処理を施した後に同様の分析を行い、比較対照する計画である。柴田知薫子(2013)「イギリス英語の現状と英語教育の方向性」群馬大学教育学部紀要人文・社会科学編第62号,97ー103.平成23年度における「研究の目的」は言語資料の収集と基礎的な分析にあった。この目的は、ロンドン在住の若年層から言語資料を収集し、音声波形分析ソフトウェアを用いて第1フォルマントと第2フォルマントを分析することによって達成できた。2013年9月にシェフィールド大学で開催されるLanguage Variation and Change Conferenceに出席した後、指導助言をもとにヨークシャー地方で言語資料を採取し、帰国後に音声分析を試みる。国内学会での発表を視野に入れ、論文を執筆する。第2フォルマントには変化が見られたものの、第1フォルマントには予想に反して変動が観察されなかったので、第1・第2フォルマント以外の音声特性に何らかの変化が見られないか、さらに分析を続ける計画である。ロンドン在住者と比較対照するために、分担研究者が日本在住歴の長いイギリス英語話者の言語資料を収集する予定である。2012年8月にはロンドンでオリンピックが開催されたため、混乱を避けるために渡航を自粛した。2013年9月にシェフィールド大学で行われる社会言語学の学会に出席した後、英国中部のヨークシャー地方で言語資料の採取にあたる予定であり、そのための渡航費および滞在費として支出する計画である。2012年はウィンドウズ8への移行期であったため、パソコンの購入を見合わせた。2013年度にはモバイル型パソコンを購入し、国内学会での発表に備える。そのパソコンに、2012年度にアカデミックライセンスで購入したソフトウェアを導入する。平成23年度は上記の音声波形分析ソフトをアカデミック・ライセンスで購入したので、平成24年度は音声分析専用のモバイルパソコンを購入し、このソフトを導入する計画である。これにより、平成25年度は現地で収集した言語資料を即座に分析することができるようになる。分担研究者は、言語資料収集のための国内旅費を必要とする。
界面化学的モダリティに基づいたCAD/CAM用レジン冠の接着技法確立

CAD/CAM用ハイブリッドレジン表面における唾液汚染および表面処理の影響を,各表面処理後のCAD/CAM用ハイブリッドレジンにおける表面自由エネルギーを指標として検討,併せて接着強さ試験およびCAD/CAM用ハイブリッドレジン表面の形態学的な検討をするためにSEM観察を行うことで,唾液汚染後のCAD/CAM用ハイブリッドレジンに適した表面処理方法を界面科学的な観点から評価を行った。これらの結果からCAD/CAM用ハイブリッドレジン表面における唾液等の汚染はレジンセメントの接着性に影響するだけでなく,直接修復物であるコンポジットレジンにも影響するという懸念が生まれた。修復操作の最終段階に行われる形態修正および研磨操作は,審美性の獲得のみならずプラークなどの付着抑制など,修復の予後に影響を及ぼす重要なステップである。そのためコンポジットレジン修復のために多くの研磨システムが開発,臨床応用されている。これまで,研磨システムの評価については表面粗さ,電子顕微鏡観察あるいは光沢度などからの検討が広く行われてきた。しかし,プラークあるいは着色物などの研磨表面への付着性についての解明には,界面科学的なアプローチからの検討も必要と考えた。そこで,異なる研磨操作によって得られたコンポジットレジン表面の違いを表面粗さおよび表面性状観察とともに表面自由エネルギーを指標とした界面科学的観点から検討を行うという着想を得た。これらを検討することは旧修復物に対する補修修復や修復物を長期に渡って管理していく上では重要な要素であると考えられる。その結果,国内外の学会において研究成果の発表を行い,論文として発表するに至った。CAD/CAM用ハイブリッドレジンへの唾液汚染の影響に関する界面科学的検討の一環として,CAD/CAM用ハイブリッドレジン表面における唾液汚染および表面処理の影響を,各表面処理後のCAD/CAM用ハイブリッドレジンにおける表面自由エネルギーを指標として検討,併せて接着強さ試験およびCAD/CAM用ハイブリッドレジン表面の形態学的な検討をするためにSEM観察を行った。その結果,CAD/CAM用ハイブリッドレジンにおける表面自由エネルギーは,唾液汚染によって低下するものの,各表面処理によって正の値を示した。このことから,唾液汚染されたCAD/CAM用ハイブリッドレジン表面は,各表面処理によって清掃効果を得たと考えられた。表面自由エネルギーの各構成成分で比較すると,いずれの条件においても分散成分が支配的であるものの,唾液汚染により有意に低い値を示した。一方,極性成分はいずれのCAD/CAM用ハイブリッドレジンにおいても唾液汚染が生じることで消失したが,表面処理によって高い値を示した。また,水素結合成分はいずれのCAD/CAM用ハイブリッドレジンにおいても唾液汚染によって有意に低下し,表面処理を行うことによって向上した。これらのことから,CAD/CAM用ハイブリッドレジンに対する唾液汚染および表面処理は,CAD/CAM用ハイブリッドレジン表層の界面科学的特性を改質させたものと考えられた。また,SEM観察からも形態学的な差を確認することができた。CAD/CAM用ハイブリッドレジンに対するレジンセメントの24時間後の接着強さは,いずれのハイブリットレジンにおいても唾液汚染によって有意に低下するものの,各表面処理を行うことによって向上した。このような唾液汚染の除去法の違いによって,CAD/CAM用ハイブリッドレジンのレジンセメントに対する接着耐久性が影響を受けた可能性が考えられた。平成29年度の研究計画であるCAD/CAM用ハイブリッドレジンへの唾液汚染の影響に関する界面化学的検討を行い,表面処理後のCAD/CAM用ハイブリッドレジンにおける表面自由エネルギーの成分分析から,界面におけるレジンセメントとの相互作用については十分な結果が得られている。また,CAD/CAM用ハイブリッドレジンへの唾液汚染後の表面処理によるレジンセメントの接着性についても接着強さ試験との相関性も判明しており,これらの検討による接着機構の評価の重要性も明らかとなった。当初予定していた実験が予想より順調に遂行されており,これらの検討とともに,長期接着耐久性についての結果も得られているため当初の計画以上に研究は進展している。平成29年度に実施した研究結果に基づいて,表面処理後のCAD/CAM用ハイブリッドレジンにおける表面自由エネルギーの成分分析から,界面におけるレジンセメントとの相互作用について検討する。

すなわち,臨床操作を考慮し唾液およびシリコーンゴム適合検査材による表面汚染を行った後,各表面処理を行い,それぞれの固有な表面自由エネルギーを求め,接着試験およびSEM観察から考察を行う。これらの検討に平成29年度の研究結果を加えて検討し,CAD/CAM用ハイブリッドレジンに対する表面汚染後の汚染物質の除去法および表面処理後のレジンセメントの接着性について考察する。このことによって,CAD/CAM用ハイブリッドレジンに対する表面汚染後の汚染物質の除去法および表面処理後のレジンセメントの接着性について新たな知見を加える。
マイクロRNAによる消化器癌の未分化性獲得と新規分化誘導療法の開発研究

消化器癌に対する現在の治療成績は十分なものではない.本研究では,マイクロRNA(miRNA)に焦点をあてて研究した.miRNAは小さなRNAとしてターゲットとなるmRNAと結合して遺伝子発現を抑制し,正常における発生・分化・増殖など様々の生命現象に関わり癌においても重要な役割を果たす.本研究ではmiRNAの消化器癌細胞に導入し効果を調べた.フローサイトメトリーによる細胞周期解析,細胞増殖能の評価,細胞形態評価,エピジェネティックな変化の程度の評価,各種未分化関連遺伝子の発現状況の解析,網羅的遺伝子発現解析によるES細胞との類似性の評価を実施し、miRNAの重要な働きを明らかにした.今後この調査研究の目指すところが達成出来れば癌幹細胞をターゲットとした有効で安全な創薬開発が進むと期待される.消化器癌に対する現在の治療成績は十分なものではない.本研究では,マイクロRNA(miRNA)に焦点をあてて研究した.miRNAは小さなRNAとしてターゲットとなるmRNAと結合して遺伝子発現を抑制し,正常における発生・分化・増殖など様々の生命現象に関わり癌においても重要な役割を果たす.本研究ではmiRNAの消化器癌細胞に導入し効果を調べた.フローサイトメトリーによる細胞周期解析,細胞増殖能の評価,細胞形態評価,エピジェネティックな変化の程度の評価,各種未分化関連遺伝子の発現状況の解析,網羅的遺伝子発現解析によるES細胞との類似性の評価を実施し、miRNAの重要な働きを明らかにした.今後この調査研究の目指すところが達成出来れば癌幹細胞をターゲットとした有効で安全な創薬開発が進むと期待される.消化器癌に対する治療には様々なものがあるが,その治療成績は十分なものではない.癌に対する治療成績向上のためには,このような転移・再発を含めた疾病制御が必須である.本研究では,マイクロRNA (micro RNA : miRNA)に焦点をあてて研究した.miRNAは,長さ20-25塩基から成るタンパク質へ翻訳されない小さなRNAであり,ターゲットとなるmRNAと結合することによって遺伝子の発現を抑制し,正常における発生・分化・増殖など様々な生命現象に関わっているのみならず,癌においても重要な役割を果たす.最近,一群のmiRNAがヒトの皮膚癌において,未分化性の獲得を誘導したという報告があることから(Lin SL et al. RNA 2008), miRNAは消化器癌においても未分化性の誘導・治療応用を実現できる可能性が示唆される.本研究では上記のmiRNAを消化器癌に導入することで,消化器癌における未分化性の獲得を目的とし,幾つかのmiRNAを導入することで未分化性の獲得や細胞の形質変化を誘導できるか否かを,試験管内の遺伝子導入後に以下の如く追跡調査した.フローサイトメトリーによる細胞周期解析,細胞増殖能の評価,細胞形態評価,エピジェネティックな変化の程度の評価,実際に未分化性の誘導・維持を行うとされている各種遺伝子(c-myc, sox2, oct3/4, klf4, lin28, Nanogなど)の発現状況の解析,網羅的遺伝子発現解析によるES細胞との類似性の評価を実施した.今後,この方法で未分化性を誘導する方法が完成出来れば,創薬を通じた医学応用に向けて,癌治療で注目されている癌幹細胞をターゲットとした治療方法等の開発が進むと期待される.前年度より継続してマイクロRNA(micro RNA:miRNA)の発現を調節した消化器癌の性質の評価を行った.本年度は,具体的には,癌に関連するmiRNAの1つであるmiRNA-21の発現をヒト肝癌細胞株において導入または抑制して,発現調整後の癌細胞株の化学療法に対する感受性の評価を行った.ヒト肝癌細胞株としてPLC/PRF/5,HepG2を用い,化学療法の薬剤としては,インターフェロン-α(IFN-α),5-フルオロウラシル(5-FU)を用いた.miRNA-21の発現を増強させ,IFN-α,5-FUに対する耐性をMTTアッセイにて評価したところ,耐性の増強が確認された.このような耐性の増強は2剤併用治療においても確認された.またこれらの薬剤により誘導されるアポトーシスの量をAnnexin Vアッセイにて評価したところ,アポトーシス量は減少していた.次に,逆に,miRNA-21発現を減弱させるとIFN-α,5-FUに対する耐性が減弱した.2剤併用治療でも同様に耐性が減弱した.またこれらの薬剤により誘導されるアポトーシスの量は増加していた.miRNA-21が直接の標的としているPTENやPDCD4の発現をwestern blot法にて評価すると,miRNA-21の発現を増強させた癌細胞株ではこれらの蛋白の発現が低下していたことから,薬剤耐性の変化の原因としてこれらの蛋白が関与している可能性が示唆された.次に,これらの薬剤に対する治療効果が既に明らかである臨床検体におけるmiRNA-21の発現を評価し,その発現レベルと治療効果との関連について調べたところ,miRNA-21の発現が低い群では,発現が高い群と比較して,より良好な治療効果を認めた.これらの結果から,miRNA-21の発現とこれらの薬剤による治療効果には有意な相関があることが示唆された.この知見によって,miRNA-21の発現を低下させることが出来る薬剤が開発されれば,化学療法に対する感受性を低下させることで,癌に対する治療をより有効なものにすることが出来る,可能性が示唆された.
造血系生成過程における低分子G蛋白シグナル系の関与

本年度研究において、我々が単離したSPA-1分子およびRap1について以下の点を明らかにした。1.昨年明らかにしたRap1による接着亢進は、integrin分子の直接的活性化によるものあること、またこの活性化機構はH-RasやRacによる活性化とは異なり、Pl3キナーゼを介さない経路によるものであることが明らかとなった。2.SPA-1/Rap1系の生体内での役割を明らかにする目的でSPA-1遺伝子破壊マウスの作成を行った。SPA-1(-/-)マウスは正常に生まれ、外見上全く健康であった。このマウスの免疫系について解析を行ったところ、T細胞、B細胞の分化は全く正常であり、生後2ヶ月までその機能も何ら異常が認められなかった。しかし、生後78ヶ月令のマウスでは、T細胞は正常に存在しているにも関わらず、ConAに対する反応は消失していた。一方、LPS反応性は正常であった。この時点におけるノックアウトマウスの脾細胞における活性化型Rapl(GTP結合型Papl)の量を調べたところ、正常マウスの比べはるかに多い量の活性化型Raplの蓄積が認められた。以上の結果から、活性化型Raplは免疫系、特にT細胞の機能に対し負に働くことが示唆された。今後、同マウスの他の造血系細胞の解析ならびに免疫系についても2次応答の有無を中心にさらに解析を進めていく予定である。
公共交通機関の整備と都市再生効果の相関に関する実証研究

公共交通のバスやLRT(LIGHT RAIL TRANSIT、新型路面電車)の整備が都市再生にいかに効果があるか、効果をもたらすための条件にはどのようなものがあるかを、ヨーロッパ、アジアの事例研究と日本の地方自治体およびタウン・マネジメント機関の施策との対比検討で実証的に明らかにした。日本ではLRT導入で都市再生に積極的に取り組もうとしている富山市を重点的に調査研究した。西日本旅客鉄道株式会社は2003年2月、富山港線と岡山県の吉備線をLRT化する構想を明らかにした。同線はJR西日本から経営が切り離され、2006年4月29日から第3セクター富山ライトレール株式会社がLRTで運行を開始している。富山市では21世紀のまちづくりとして、LRT転換を起爆剤にしてコンパクト・シティ建設の構想をうちだした。JR富山港線のLRT化の意義は極めて大きいと考え現地調査を数回実施し、富山港線のLRT化の経緯と事業計画を把握した。その上で第3セクター・富山ライトレールの課題として、市民参画のまちづくりを原点に計画・運営両面で再構築が必要であると指摘した。日本で最初の本格的なLRT運行が、果たしてクルマ社会で中心市街地空洞化が顕著な富山市の都市再生の起爆剤となるかが、大いに注目される。海外では、ドイツのカールスルーエやケルン等の実態調査および、韓国釜山とソウルの調査を実施した。ソウルの清渓川復興計画とバス交通改革は都心再生に大きな効果があったことを確認した。ソウルの中央走行専用バスレーン実施と富山市でのLRT導入の、それぞれの施策がどれだけ都市再生に寄与するか、効果の定点観測と評価・課題提起が今後の研究課題と考える。今年度の研究実績として、まず台北市の調査実施が挙げられる。クルマ社会に突入した中において、1997年に開業した都市鉄道システムをはじめとするネットワーク形成が都市再生に成功したと評価される台湾の台北市の実態調査を実施した。台北では地下鉄・高架のこの鉄道システム以外に、一方通行道路のバス逆行レーン等を大胆に導入したバス専用レーンの活用等公共バスシステムの積極的な改善が行われている。ここ近年、公共交通機関の整備、特にLRT導入により、都市再生とりわけ中心市街地活性化に積極的に取組んでいる欧米諸都市の事例は幅広く紹介されている。しかしアジア、とりわけ東南アジアについては、首都圏への一極集中が進んでいる中、自動車社会に突入し都市自体が交通混雑で機能マヒに陥っている状況が続き、解決が手詰まりと紹介されてきたが、新しい動きが見られる。台北における公共交通機関の整備と都市再生効果の相関について、調査の際入手した諸資料や聞き取りで得られた知見の分析作業が必要であるが、欧米諸都市の都市再生との対比で行いたい。国内では岡山市や金沢市でのLRV(新型路面電車の車両)やコミュニティバス導入の実態調査を実施したので、その分析作業を行うことで知見が得られよう。岡山ではLRVの「モモ」が2年前に導入されたことの効果が大きい。金沢市では、「ふらっとバス」の路線が2路線となり、市民の足としてすっかり定着している。行政が実施した効果分析を援用して公共交通機関の整備と都市再生効果の相関に関する研究を深めて行きたい。今年度の研究実績として、まず第1にJR富山港線の調査が挙げられる。西日本旅客鉄道株式会社(JR西日本)は2003年2月、富山港線と岡山県の吉備線を路面電車化(LRT化)する構想を明らかにした。導入を想定しているLRT(Light Rail Transit/新型路面電車)は従来の電車よりも軽量なため、線路補修費などのコスト低減が可能としている。この構想を積極的に受け入れる意向を表明した富山市はJR西日本と2003年5月から協議を開始し、沿線の自治会組織も支持した。2006年2月にはJR西日本から経営が切り離され、第3セクター富山ライトレール株式会社が経営をすることになる。

これまでは、もっぱら都市交通再生の主役と期待されてきた、LRTが、「赤字ローカル鉄道線」再生にも可能かが焦点となる。この方向が打ち出されたJR富山港線のLRT化の意義は極めて大きいといえる。そこで現地の聞き取り調査を2回実施し、富山港線のLRT化の経緯と事業計画を把握した。その上で第3セクター・富山ライトレールの課題として、市民参画のまちづくりを原点に計画・運営両面で再構築が必要であると指摘した。第2は、韓国釜山とソウルの調査を2004年8月に5日間実施した。今回ソウルで日韓両国の交通研究所者が参集する国際セミナーがあり、ソウル市政開発研究院の配慮で清渓川復興計画とロード・プライシング徴収所の現地調査の機会を得た。韓国では、鉄道ルネッサンスといわれ、とりわけ高速鉄道が2004年4月に開通し、鉄道への関心が一般に高まってきた点を実感し、また世界発信したソウルのバス改革の理解を深めることができた。セミナーの開催報告等は、運輸調査局編刊の『運輸と経済』誌2004年11月号の55-61ページに「学会報告」として掲載されている。来年度は公共交通機関の整備と都市再生効果の相関に関する研究を深めて、まとめて行きたい。今年度の研究実績として、まず第1にJR富山港線のライトレール化調査のまとめがある。1昨年来現地調査を重ねてきたが、その成果を『立命館経営学』に掲載した。2006年2月28日にJRはこの線を廃止した。4月29日から第3セクター富山ライトレール株式会社が経営するLRT(Light Rail Transit Systems/新型路面電車)として新出発することになる。日本で最初の本格的なLRT運行が、果たしてクルマ社会で中心市街地空洞化が顕著な富山市の都市再生の起爆剤となるかが、大いに注目される。第2に、昨年の韓国ソウル市の現地調査に続き、今年度もバス交通改革を現地調査し、まとめた(「ソウル交通改革の進展と評価・課題」『韓国ソウル交通視察報告集』京交運(交通運輸労働組合京都地方協議会)2006年2月刊)。人口1000万人を超える大都市で高架都市高速道路を撤去し、地表道路も削減し、その中央に10月から清渓川が復元したが、都心再生に大きな効果があったことを確認した。ソウル市はこうした都心交通体系の改編をバス、地下鉄および駐車場改革で実施した。8月に国立ソウル市政開発研究院を訪問し、今回のバス改革実施で中心的役割を果たした大衆交通研究団団長金敬〓博士から「ソウルにおけるバス交通体系の改編」についてプレゼンテーションを受け、意見交換と現地視察をした。この改革は現在進行中で、まだまだ完成したものではないが、公共交通機関の整備と都市再生効果の相関に関する研究を深める上で大きな材料となった。中央走行専用バスレーン実施とLRT導入の、それぞれの公共交通機関が具体的にどれだけ都市再生に寄与するか、効果測定と評価が今後の研究課題と考える。
プロトン導電性メタリン酸ガラスを用いる固体電解質燃料電池

リン酸燃料電池の寿命特性を改善するため、リン酸電解質の固体化が求められている。本研究はオルトリン酸の縮合物であるポリリン酸塩を母材とするプロトン導電性固体電解質を作製することを目的とする。まず、ポリリン酸(HPO_3)に尿素を反応させることによってアンモニウム塩(NH_4PO_3)とした。これをN_2中で加熱分解することにより、NH_4^+の一部をプロトンに変えた。かくして得られた(HPO_3+NH_4PO_3)混合体はかなりの伝導率(300°Cで5×10^<-3>S/cm)を示したが、300°C以下で軟化するという難点があった。この低い軟化点を改善するため、Siを含んだ(NH_4)_2SiP_4O_<13>を同様の熱処理により、固体電解質にすることを試みた。得られた試料は400°C以上でも軟化しない高融点物質であったが、伝導率は400°Cで9×10^<-3>S/cmとかなり低い値しか得られなかった。高い融点と高い伝導率を両立させるため、NH_4PO_3中に(NH_4)_2SiP_4O_<13>が分散した複合電解質の作製を試みた。まず溶融したNH_4PO_3中にSio_2・3H_2Oを溶かし込み、これを成形金型に流し込むことによってペレットに成形した。NH_3ガス中で加熱することによって表面をNH_4PO_3として吸湿性をなくし、Pt黒電極を焼き付けた。これをH_2中で直流通電し、導電率を測ったところ、400°Cでその値が最高になり、0.1S/cmに達した。それ以上の温度では脱水が進み、プロトン濃度が減少し、伝導率は低下した。同様の試みをAl(PO_3)_3-NH_4PO_3系で行った結果、400°Cで3×10^<-2>S/cmの伝導率が得られた。H_2濃淡電池を組み、起電力を測定したところ、ほぼ理論起電力に近い値が得られた。このことから、この物質はプロトン導電性であることが確かめられた。リン酸燃料電池は最も研究の進んだ燃料電池であるが、電解質が液体であるため、信頼性と寿命特性に改善の必要がある。電解質を固体化すれば、これらの技術的問題は解決されるが、リン酸電池の作動温度で使える固体電解質は知られていない。本研究は燃料電池の全固体化を目指して、ポリリン酸を主成分とするプロトン導電性固体電解質の開発を目的としたものである。ポリリン酸の一種であるメタリン酸はメタリン酸アンモニウム(NH_4PO_3)を加熱してアンモニアガスを飛ばして作製した。得られた粉末に軟化点を上げるためAl(H_2PO_4)_3を約20mol%加え、予備加熱した後、加圧成形してペレットにした。ペレットの両面に白金電極を加圧圧着し、さらに金蒸着した後、金線を取付けてリード線とした。これを管状電気炉に挿入し、直流電導率と交流電導率を測定した。

直流伝導率測定には補助金により購入した定電圧電源とディジタルマルチメータを用い、一定時間間隔毎に経時変化を測定した。さらに電極ー電解質界面の分極抵抗、およびペレット内部の粒子間の接触抵抗を測るため補助金により購入した定電流パルス発生器、関数発生器およびポテンシオスタットを用いて矩形波電流に対する電極間の電圧の応答を測定した。200°Cで0.01S/cmの比較的高い伝導率を持つプロトン導電性固体が得られた。伝導率は水分の含有率に敏感で300°C以上の高温状態又は300mA/cm^2以上の高電流密度を長時間にわたって継続すると導電率が徐々に低下する傾向が認められた。またAl(H_2PO_4)_3を添加した方が無添加のものより伝導率が高いという興味深い知見も得られた。平成4年度の研究結果から次のことが明かとなった。ポリリン酸アンモニウム(NH_4PO_3)の部分熱分解によって作製した(NH^4PO_<3_<HPO_3)混合体はプロトン導電性を示したが、300°C以下の比較的低温で溶融した。そこで、Siを含んだ(NH^4)_2SiP_4O_<13>を同様の部分熱分解処理したところ、400°C以上で固体状態を保持できるプロトン導電性固体電解質が得られた。しかしながら導電率はNH_4PO_3から得られた物よりかなり低いことが分かった。そこで高い融点と高い導率を両立させるため、本年電度は(NH_4)_2SiP>4>O_<13>を骨格構造としNH_4PO_3を導電成分として含む固体電解質の作製を目指すことにした。まず、溶融したNH^4PO^3にSiO_2・3H_2Oを加えてよく撹拌した。得られた溶融物を直径15mmのステンレス製シリンダーに流し込むことによって固化成形した。得られたペレットは表面が吸湿性のため、これをなくするために、NH┣D23┣D2ガス気流中で加熱処理して表面をNH┣D24┫D2PO┣D23┫D2として安定化させた。ペレット両面にPt黒電極を焼き付け、水素気流中で直流伝導率を測定した。400°Cで最高値が得られ、その値は0.1S/cmであった。400°C以上に加熱すると、いったん生成したHPO┣D23┫D2が脱水してP┣D22┫D2O┣D25┫D2になるため、伝導率は減少した。プロトン伝導性をあることで確かめるため、この電解質を電池に組み、起電力をネルンスト式から得られる理論値と比較したところ、ほぼよい一致が得られた。これは、この固体電解質がプロトン導電性であることを示すものである。
去勢抵抗性前立腺癌に対するARBの治療効果およびその分子メカニズム解析

我々は降圧剤であるアンギオテンシンII受容体阻害剤(ARB)が前立腺癌好発ラット(Transgenic Rat for Adenocarcinoma of Prostate, TRAP)における前立腺癌に対して増殖・進展抑制効果を示すことを見出すとともに臨床介入試験によりヒト前立腺癌症例における術後PSA再発を有意に遅延することを明らかにした。そこで我々は去勢抵抗性癌などの進行性前立腺癌に対するARBの効果について、我々が樹立した種々のラット前立腺癌モデルを用いて検討を行った。TRAPラット浸潤癌モデルを用いてARBの1つであるカンデサルタンの効果を検討したところ、側葉浸潤癌の発生個数および腺房当たりの発生率はいずれも有意に減少した。次に発光タンパクであるルシフェラーゼ遺伝子を導入したラット去勢抵抗性前立腺癌細胞を用いて経尾静脈移植および皮下移植モデル実験を実施し、カンデサルタンの転移に対する効果をin vivoイメージングにより検討した。経尾静脈移植実験における肺転移および骨転移頻度は、対照群、カンデサルタン群でほとんど差はみられなかった。一方、腫瘍の大きさの指標となる発光量は、肺転移巣でほぼ同等の値を示したのに対し骨転移巣では有意差はなかったもののカンデサルタンにより減少傾向が観察された。背部皮下移植実験では、腫瘍体積は対照群に比較してカンデサルタン群で有意に減少していた。また、ルシフェリンを用いた発光量ではカンデサルタン群で減少傾向はあるものの有意差はみられなかった。リンパ節転移は群間で有意差は観察されなかった。これらの結果はヒト前立腺癌の骨転移巣における癌細胞増殖の制御は骨痛による日常生活動作(ADL)低下を防ぐ観点から有益な知見であり、今後はカンデサルタンが骨内における癌細胞増殖を制御しているメカニズムを解明することは急務な課題と考える。当教室で樹立した前立腺癌好発トランスジェニックラット(Transgenic Rat forAdenocarcinoma of Prostate, TRAP)を用いた浸潤癌モデルに対して、アンギオテンシン1型受容体阻害剤(ARB)であるカンデサルタンを1あるいは2mg/kg/day、およびアンギオテンシン2型受容体作動薬であるC21を2mg/kg/dayの濃度で15週間飲水投与し、浸潤性前立腺癌に対する発生抑制、治療効果について検討した。現在、動物実験は終了し、病理組織標本を評価しているところである。PCai1による転移実験をイメージング装置で計測するために、PCai1-luciferase細胞の樹立を行った。常法に従いluciferase遺伝子を導入したPCai1細胞を2株(#5-1, #15-1)得た。3x106個のPCai1-luc-#15-1を去勢したヌードマウス17匹に経尾静脈移植し、接種後1週、8週でluciferinを用いた転移巣検出を試みたが、いずれの個体にもin vivoイメージングでは転移巣は観察されず、解剖を行って全身検索をしたが転移病巣は確認できなかった。このことから、PCai1-luc-#15-1は親株のPCai1とは異なり転移能を喪失している事が判明した。そのため、もう1つのluciferase安定発現株であるPCai1-luc-#5-1を用いて検討した。2匹のヌードマウスに1x106個の細胞を用いて皮下移植、10匹のヌードマウスに3x106個の細胞を用いて経尾静脈移植を行った結果、皮下移植した2個体ではいずれも腫瘍は生着し、移植後14週の時点で腋窩リンパ節への転移を観察した。一方、経尾静脈移植を行った個体では、5匹にリンパ節転移、4匹に肺転移が検出された。今後は転移能が確認できたPCai1-luc-#5-1を用いて転移抑制実験を進めていく。浸潤癌モデル実験については、前立腺癌好発トランスジェニックラット(TRAP)の作出に時間を要してしまったため、遅れがでている。また、luciferase発現安定前立腺癌細胞株を樹立したものの、親株に比較して転移能が減弱あるいは消失しており、転移能を有する細胞株の選択、確認に手間取ってしまった。アンギオテンシン1型受容体阻害剤(ARB)であるカンデサルタン(CS)を1あるいは2mg/kg/day、およびアンギオテンシン2型受容体作動剤であるC21を2mg/kg/dayの濃度で15週間飲水投与し、浸潤性前立腺癌に対する発生抑制、治療効果について検討した。側葉における浸潤癌発生個数は対照群2.7個に対しC21、CS 1あるいは2mg/kg/day投与群でそれぞれ1.7個、1.6個、1.2個、側葉前立腺全腺房数で補正した浸潤癌発生率は対照群1.8%に対し、C21、CS1、2mg/kg/day投与群でそれぞれ1.4%、0.7%、0.6%であり、いずれも群間で有意な差はみられなかった。しかしながら対照群における浸潤癌発生数が低いこと、CS群で発生抑制傾向がみられたことから追加実験を行い、再検証を試みた。その結果、側葉における浸潤癌発生個数は対照群で4.2個に対しCS 2mg/kg/day投与群では1.5個であり、CS投与により有意に抑制された。また、全腺房数で補正後の浸潤癌発生率は対照群、CS2投与群でそれぞれ2.2%、0.7%であり、発生個数と同様に有意な減少が観察された。

PCai1-luc-#5-1を用いた前立腺癌転移病巣に対するARBの治療効果を検討する実験においては、PCai1を経静脈的に移植後16週時点における肺転移頻度は、対照群、CS群でそれぞれ14/30例(47%)、17/32例(53%)、骨転移頻度はそれぞれ2/30(7%)、5/32(16%)であり、有意差はみられなかった。一方、腫瘍の大きさの指標となる発光量(photons/sec)は肺転移巣では群間でほぼ同等の値を示したのに対し、骨転移巣では対照群、CS群でそれぞれ4.3E+08、1.5E+08であり、有意差はなかったものの減少傾向が観察された。TRAPラットを用いた浸潤癌モデル実験は概ね順調に進んでいるが、PCai1前立腺癌細胞を用いた実験では転移頻度がbackground dataに比較して低く、細胞数の調整、観察期間の検討等に時間を要している。我々は降圧剤であるアンギオテンシンII受容体阻害剤(ARB)が前立腺癌好発ラット(Transgenic Rat for Adenocarcinoma of Prostate, TRAP)における前立腺癌に対して増殖・進展抑制効果を示すことを見出すとともに臨床介入試験によりヒト前立腺癌症例における術後PSA再発を有意に遅延することを明らかにした。そこで我々は去勢抵抗性癌などの進行性前立腺癌に対するARBの効果について、我々が樹立した種々のラット前立腺癌モデルを用いて検討を行った。TRAPラット浸潤癌モデルを用いてARBの1つであるカンデサルタンの効果を検討したところ、側葉浸潤癌の発生個数および腺房当たりの発生率はいずれも有意に減少した。次に発光タンパクであるルシフェラーゼ遺伝子を導入したラット去勢抵抗性前立腺癌細胞を用いて経尾静脈移植および皮下移植モデル実験を実施し、カンデサルタンの転移に対する効果をin vivoイメージングにより検討した。経尾静脈移植実験における肺転移および骨転移頻度は、対照群、カンデサルタン群でほとんど差はみられなかった。一方、腫瘍の大きさの指標となる発光量は、肺転移巣でほぼ同等の値を示したのに対し骨転移巣では有意差はなかったもののカンデサルタンにより減少傾向が観察された。背部皮下移植実験では、腫瘍体積は対照群に比較してカンデサルタン群で有意に減少していた。また、ルシフェリンを用いた発光量ではカンデサルタン群で減少傾向はあるものの有意差はみられなかった。リンパ節転移は群間で有意差は観察されなかった。これらの結果はヒト前立腺癌の骨転移巣における癌細胞増殖の制御は骨痛による日常生活動作(ADL)低下を防ぐ観点から有益な知見であり、今後はカンデサルタンが骨内における癌細胞増殖を制御しているメカニズムを解明することは急務な課題と考える。TRAPラット浸潤癌モデルについては、早々に病理学的検討結果が出せると考えている。また、PCai1-luc-#5-1を用いた実験では、手技が安定している皮下移植実験から行い、去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)増殖あるいは転移に対する抑制効果を評価していく。本来の目的である骨転移に対する評価は経尾静脈移植で行う必要があるが、手技的に安定していないためもう少し熟練してから実験を開始する予定である。また、in vitroにおけるARBの増殖抑制効果についてマイクロアレイ解析を行い、抑制に関わる遺伝子群を探索する。
超高密度観測記録に基づく地盤及び構造物の地震時挙動の確率論的同定手法の開発

前年度までに微動の直線アレーを用いて基盤傾斜を同定するにあたって,基盤が深いところで傾斜している場合や,コントラストの高い層が複数あるような場合は必ずしも正しく傾斜を推定できないことが明らかになった。そのため,H30年度は堆積層が複雑な層構造を有する場合に基盤傾斜を推定可能かどうかを改めて検討した。検討にあたっては詳細な地盤構造が明らかとなっている場所での微動の観測記録を用いるとともに,実地盤においてしばしばみられる地盤構造をモデル化して数値解析を行った。その結果,拡散波動場の仮定が満足されないような狭い範囲で閉じた溺れ谷構造や,ミラージュ層を有する堆積地盤においては適用が困難であることを示し,提案手法の適用範囲を明確にした。さらに,構造物の固有モードの同定手法として知られるFDD (Frequency Domain Decomposition)法が地盤の固有振動モードの同定に応用可能であるかどうかを観測及び数値解析によって検討した。拡散波動場の理論が適用できない場合でも、FDD法によって低次の固有モードであればある程度妥当な精度で推定できる可能性を示した。また,地盤震動の空間変動を観測値を用いてベイズ推定の手法を用いて逐次的にモデル化する手法を提案した。一方,構造物については,固有振動数が近接する場合,固有振動数の同定が難しい,という問題がある。そのため,スペクトルの周波数分解能をより高くするために,通常のフーリエ変換以外の方法を用いて周波数特性を求めて相互スペクトル行列を構成する手法についての検討に着手した。また,前年度までに行ってきた構造物での微動観測記録の解析を継続して,設計と実構造物の整合性について検討をすすめ,構造物の連成が固有モードに及ぼす影響を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。これまで十分な検討が行われてこなかった微動アレー観測手法の高効率化に着手した。アレー観測においてもっとも手間を要するのは,観測点の位置の選定と実際にその位置を現場で同定する作業であり,アレーサイズが大きくなるほどこの問題が顕在化し,解決が困難となる。このような問題を軽減しようとするのが平成27年度の目標であった。H27年度には,従来のように円形(または三角形)アレーでなくても直線アレーでも十分な精度で位相速度を推定可能とするための手法の理論について,その理論的背景の精緻化と数値シミュレーションによる検証を行った。その結果,微動が一方向からのみ到来しているという極めて特異な条件下でなければ,十分な精度で位相速度を推定することができることを確認した。しかし,従来のような円形アレーなどのように平面的な広がりを持つアレー形状に比較して,同じサイズの直線アレーでは位相速度を推定可能な周波数レンジが狭くなる傾向があることも明らかとなった。一方,構造物の動的性質の同定については,地盤と構造物の相互作用の影響を考慮すると,構造物への入力波形波形に関する情報を一切必要としない手法が強く望まれている。そこでH27年度には,相互スペクトル比を用いることでモード形状を入力波形に依存することなく精度よく決定できる手法を開発した。この手法により,従来の手法では入力震動について必要であった仮定や波形を必要とせず,観測記録のみでモード形状を推定できる。数値計算によりその手法の妥当性を確認し,実構造物への適用可能性を示した。当初計画では,微動アレー観測の高効率化のための理論的手法の精緻化を行い,数値計算によってその妥当性検証することとしていたが,その目標は十分に達成されている。一方,構造物の地震応答のモデル化に関する研究については,観測に要するセンサーの低コスト化と安定性を確認するために実際の観測システムにセンサーを追加してその性能を評価すると共に,構造物の動的性質の同定を行うにあたって入力震動に関する情報を必要とすることなく構造要素間の伝達関数を同定する手法の開発に着手することを目標としている。観測システムについては,新しいセンサーが完成していないため実際の構造物において運用するには至っていないが,その間に構造物の伝達関数を同定する手法の開発に注力し,新しい手法の理論的背景を明らかにすることに成功した。当初は,H27年度中に手法の開発に着手し,ある程度の時間をかけて開発することを想定していたが,手法の開発にはやくも目処がついたことになり,実際の観測の準備の遅れを相殺するに十分な成果が得られている。これまで十分な検討が行われてこなかった微動アレー観測手法の高効率化の理論を実データに基づく検証に着手した。アレー観測においてもっとも手間がかかるのは,観測点の位置の選定と実際にその位置を現場で同定することであり,アレーサイズが大きくなるとその問題が顕在化することは昨年度指摘したとおりである。H27年度には従来の三角形アレーでなくても直線アレーを用いて位相速度の推定を可能とする理論を構築した。また,提案手法は位相速度の推定だけでなく,任意の二地点で観測された微動の上下動のスペクトル比から基盤の傾斜を推定できる。H28年度は直線アレーに限らず任意形状のアレーにも適用可能かどうかの理論的検討をはじめるとともに,実際の地盤上で観測を行って理論の検証を行った。特に,当初の計画には含まれていなかったが,2016年熊本地震が発生したため,熊本地震によって大きな被害が発生した益城町周辺を対象地域に加えて観測を実施した。一方,構造物の動的性質の同定については,構造物の応答特性については,構造要素間の伝達特性の推定手法において減衰特性を十分な精度で同定できないことが明らかとなってきている。