hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
染料を教材とした，学習内容と実生活を関連づける探究的な理科授業プログラムの開発

高校生十数名を対象として授業実践をおこない,現在ワークシートや授業実践前後の質問紙調査などからこのプログラムの有効性を調査している.昨年度ほぼ確立したインジゴ誘導体の合成法についてさらに改良を加え,安価で水素ガスが発生しない経路を確立した.さらに,芳香環にハロゲン原子だけでなく置換ベンゼン導体を導入する方法も検討した.導入するベンゼン環の置換基によって反応性はことなるもの,4種類の新しい誘導体も理科室で合成できる経路を確立できた.昨年懸案となっていた,ろ過時間の問題については,簡単な再結晶操作をすることで解決することができた.教材開発の一方で,授業プログラムの開発にも着手した.インジゴ誘導体の色と化学構造の関係(構造-機能相関)を,合成した誘導体の色データから生徒に仮説をたてさせ,それを検証する授業プログラムを立案した.本研究では身近で視覚的にも興味深い染料を教材とし,授業で学ぶ内容を参照しながら高等学校化学の授業で探究的な学習活動が行える授業プログラムを開発することを目的とした.昨年度までに,インジゴの芳香環の任意の位置にハロゲン原子を導入した誘導体を高等学校の理科室で合成可能な経路を確立することができた.本年度はそれをさらに発展させ,ハロゲン原子を足掛かりにフェニル基を導入する方法を検討した.ブロモアントラニル酸を出発原料とし,アルキル化,鈴木ー宮浦カップリング,分子内クライゼン縮合,脱炭酸,空気による酸化カップリングを経て,5,5′位あるいは6,6′位に芳香環を有するフェニルインジゴ誘導体へ導くことに成功した.この方法は専門的な実験器具を必要とせず,空気中で,試薬の投入,加熱,ろ過を3回繰り返すだけで目的物を得ることができるので,高等学校理科室で簡単に実施することができる.合成方法が確立したので,これらインジゴ誘導体の合成と染色を通して生徒自身が化学構造と色の関係性をみいだす授業プログラムを作成した.実際に県内の高等学校2校で6時間の授業を行いそのプログラムの有効性を評価した.生徒は手分けして8種類の色素の合成と布の染色を行い,色合いの変化から,6,6′位を修飾すると色合いに大きな変化がみられるが,それ以外に位置を修飾しても元のインジゴと色はほとんど変化しないことを見出した.さらに6,6′位を置換した場合でも同族元素である塩素原子と臭素原子で置換したものはほぼ同じ色となるが,芳香環で置換すると異なった色になること,空気酸化の起きやすさにも規則性があることなど,多くの構造ー機能相関を明らかにした.このことから本プログラムは化学分野における探究的な学習プログラムとして有効であることが明らかとなった.理科室で実施可能な合成経路については,ほぼ確立したが,授業時間内で生徒が仮説の設定,実験の計画,実験による検証,実験データの分析・解釈といった一連の探究的な学習活動を行うためには,実験条件のさらなる検討が必要である.本年度はこれと並行して,学習テキストの作成に取りかかる.本プログラムに関連する学習内容は,官能基の性質,有機化学反応,触媒,酸と塩基,物質量,物質の三態,酸化と還元,酸と塩基,化学平衡,光とエネルギーなど多岐にわたる.これらが本プログラムを通して実社会・実生活とどのように関わっているのか明らかになるようなテキストとしたい.教材となる染料の合成については,さらに多くのインジゴ誘導体が合成できるようさらに検討を行う予定である.
フレキシブル衝撃力センサの検出原理の構築と一構成案の提示

フレキシブル衝撃力センサとは、センサ自身が柔軟性を有しており、曲面あるいは負荷によって凹凸変形する柔軟面に設置可能なセンサのことである。フレキシブルセンサは、ロボット表皮やダミー人形、身体表面などで衝撃力を計測したいという要求に答えるものである。しかしながら、現状のフレキシブルセンサは、接触の有無の検出など触覚センサに相当するものに限られている。フレキシブルセンサの構成の難しさは、柔軟面に設置できる適当な圧力検出素子が無いことにある。筆者らは長年、圧電フィルムを用いたセンサ開発を進めてきたが、本研究ではこれを応用して、球面等の3次元的湾曲面や身体表皮等の圧力で凹凸変形する面に設置可能な「フレキシブル衝撃力センサの構成に必須の力学要件と、その要件を満たす構成案を見つけること」を目的とした。また、その構成案の中からプロトタイプを試作して性能と問題点を明らかにすることを目的とした。本研究で得た成果は次の2種類のフレキシブルセンサの試作品である。(1)「硬い表面を有する3次元曲面(例えば球面)に設置できるフレキシブル衝撃力センサ」の特徴は、小寸法の圧電フィルム片を多数分布配置して、センサの電極に微細金属メッシュを使用して、センサ全体の柔軟性を確保するとともにメッシュを信号取得手段としたこと、および、圧電フィルム片を2層に対向配置することでノイズ原因の侵入防止に成功したことである。(2)「衝撃力を受けると凹凸変形する柔軟表面に設置できるフレキシブル衝撃力センサ」の特徴は、マトリクス配置した小寸法の剛性検出素子の接続部分を柔軟に接続してセンサ全体の柔軟性を確保したこと、柔軟性確保に柔軟なステンレス薄板と導電布を用いるとともに信号取得手段としたこと、および、各素子の圧電フィルムを2層に対向配置することで、ノイズ侵入防止に成功したことである。自動車衝突、安全工学、福祉機器やロボット分野で、身体表面での衝撃力計測への要求が高まっている。しかし、身体のような柔軟表面で衝撃荷重を計測できるセンサは現在無い。柔軟表面では衝撃力によってセンサの設置面が凹凸変形する。フレキシブルセンサの実現には、この変形に追従可能で、かつ高速な衝撃力耐えるセンサ構造の開発が課題である。本研究は、柔軟表面で衝撃力を計測できるセンサの実現には、「どのようなセンサ構造が必要なのか」を数値解析および実験的に考察し、「フレキシブル衝撃力センサ」に必須の力学要件を解明することを目的とする。また、そのプロトタイプを試作してその性能と問題点を明らかにすることを目的とする。センサ素子には高速応答性に優れる圧電フィルムを使用する。筆者らの従来の研究で、面外変形する柔軟素子を用いると、素子の曲げ、擦り変形によって計測精度が得られないことが明らかになった。そこで本年度は、検出要素に剛性板状の素子を用い、マトリクス状に分布配置した素子同士を導電布で柔軟に接続することでフレキシビリテイを確保するセンサを構想した。プロトタイプとして一辺20mm四角の素子を5x5または3x3に分布配置した3種類のセンサを試作した。そして、ハンマ叩き、サンドバッグでのボクシング打撃,椅子の着座衝撃および剣道竹刀の打撃実験などでセンサの性能と問題点を明らかにした。試作したセンサの工夫点は検出素子に高速応答に優れる圧電フィルムを使用したこと,衝撃力によって電気配線の断線が生じにくい構造にしたこと、および、計測波形の精度向上のため静電気影響の除去手段を明らかにしたことである。幾つかの課題についての解決手段が得られたが、現時点での最大の課題は、衝撃力によって素子がセンサ内部で高速振動することにより侵入する種々の誤差信号の排除である。おおむね順調に進行している。平板状の小寸法の検出素子を分布配置して、素子の縁部分を相互に柔軟に接続したフレキシブルセンサの検出原理はほぼ解明できたと考えている。現在の課題は次の2点である。(1)分布型の衝撃力センサを柔軟に作製した場合、衝撃力によって、内部の素子が複雑に振動または運動して、計測波形に悪影響を及ぼすことが明らかになった。この問題を解決すべく種々の方法を試している。(2)平板上の素子を剛性板状に作製した場合、どうしても素子厚が増加して、素子相互の接続部分のみに柔軟性を持たせる構造になる。これを解決すべく素子自身にも所定の柔軟性を持たせる構造ができないかを検討している。しかし、身体のような柔軟表面での衝撃荷重を計測できるセンサは現在ない。柔軟表面では衝撃力によってセンサ設置面が凹凸変形する。フレキシブルセンサの実現には、この変形に追従可能で、かつ高速な衝撃力に耐えるセンサ構造の開発が課題である。本研究は、柔軟表面での衝撃力計測には、「どのような構造のセンサが必要なのか」を数値解析および実験的に考察し、「フレキシブル衝撃力センサ」に必須の力学要件を解明することを目的とする。また、そのプロトタイプを試作して、その性能と問題点を明らかにすることを目的とする。筆者らの従来の研究で、面外変形する柔軟素子を用いると、素子の曲げ、擦り変形によって計測精度が低下することが明らかになった。そこで個々の検出要素に剛性板状の素子を用い、マトリクス状に分布配置した素子同志を導電布で柔軟に接続することでフレキシビリテイを確保するセンサを構想した。プロトタイプとして一辺20mm四角の素子を5x5に分布配置したセンサを試作した。

そして、ハンマ叩き、サンドバッグでのボクシング打撃、剣道竹刀の打撃実験などでセンサの性能と問題点を明らかにした。試作センサの工夫点は、素子に高速応答に優れる圧電フィルムを用いたこと、衝撃力による断線が生じにくい構造にしたこと、および、精度向上のために静電気影響の除去手段を明らかにしたことである。また本研究を通じて、硬い球面などの曲面に設置可能なセンサ構造を考案したので、球面センサの開発も合わせて研究を進めている。剛性板状の小寸法の検出素子を分布配置して、各素子を相互に柔軟に接続することで構成するフレキシブルセンサの検出原理はほぼ解明できたと考えている。現在の課題は次の3点である。(1)フレキシブルセンサの強度、劣化の懸念、断線など実用化において生じる課題の克服。(2)センサが使用可能な条件(設置面の柔軟さ、耐荷力)を明らかにすること。(3)現在のセンサ厚さを、性能を落とすことなくできるだけ薄く製作する工夫。また、本研究を通じて気が付いた球面センサの試作、実験も並行して進めており、自動車ダミー頭部などで設置可能な球面センサ(曲面センサ)実現を目指して開発を続けている。フレキシブル衝撃力センサとは、センサ自身が柔軟性を有しており、曲面あるいは負荷によって凹凸変形する柔軟面に設置可能なセンサのことである。フレキシブルセンサは、ロボット表皮やダミー人形、身体表面などで衝撃力を計測したいという要求に答えるものである。しかしながら、現状のフレキシブルセンサは、接触の有無の検出など触覚センサに相当するものに限られている。フレキシブルセンサの構成の難しさは、柔軟面に設置できる適当な圧力検出素子が無いことにある。筆者らは長年、圧電フィルムを用いたセンサ開発を進めてきたが、本研究ではこれを応用して、球面等の3次元的湾曲面や身体表皮等の圧力で凹凸変形する面に設置可能な「フレキシブル衝撃力センサの構成に必須の力学要件と、その要件を満たす構成案を見つけること」を目的とした。また、その構成案の中からプロトタイプを試作して性能と問題点を明らかにすることを目的とした。本研究で得た成果は次の2種類のフレキシブルセンサの試作品である。(1)「硬い表面を有する3次元曲面(例えば球面)に設置できるフレキシブル衝撃力センサ」の特徴は、小寸法の圧電フィルム片を多数分布配置して、センサの電極に微細金属メッシュを使用して、センサ全体の柔軟性を確保するとともにメッシュを信号取得手段としたこと、および、圧電フィルム片を2層に対向配置することでノイズ原因の侵入防止に成功したことである。(2)「衝撃力を受けると凹凸変形する柔軟表面に設置できるフレキシブル衝撃力センサ」の特徴は、マトリクス配置した小寸法の剛性検出素子の接続部分を柔軟に接続してセンサ全体の柔軟性を確保したこと、柔軟性確保に柔軟なステンレス薄板と導電布を用いるとともに信号取得手段としたこと、および、各素子の圧電フィルムを2層に対向配置することで、ノイズ侵入防止に成功したことである。身体表面や自動車のダミー人形の表皮に設置して衝撃力を計測できるフレキシブル衝撃力センサの開発を目指す。
博物館標本の遺伝情報に基づいた絶滅危惧種の保全単位の設定

博物館などに収蔵されている標本及び現在の野生個体の集団遺伝解析から、絶滅危惧種の過去(19802000年代)と現在(2010年代)の遺伝的情報(遺伝的多様性・構造)を明らかにする。こうした情報をもとに、各絶滅危惧種の保全単位(遺伝的な撹乱を起こさずに遺伝的多様性を保持できる地理的範囲)を設定する。対象種には、近年人間活動の変化により環境が悪化している生態系(湿原・草原)に生育する植物種を用いる予定である。標本の遺伝解析は、DNAの断片化により遺伝解析が難しかった。そのため、本研究では劣化したDNAの解析にも対応できるMIG-seq法を用いる予定である。
公共政策大学院の質保証システムの日米欧比較を通じた実証的研究

本研究では、公共政策大学院の質保証装置を対象に、我が国と欧米の比較研究を行い、我が国質保証の現下の改善方策を探り出すことができた。具体的には、同分野において、学習アウトカムを軸にアクレディテーションを展開する米国NASPAAの質保証並びに欧州で同様の活動を展開するEAPAAの質保証の現況把握を踏まえ、それが如何なる機能的有効性と国際的通用性を備えているかを考究した。その調査研究の結果を基に、同分野におけるアウトカムベースに基づく我が国公共政策大学院質保証の有為性を高める方途を明らかにした。加えて、欧州に本拠を置くIASIAの国際アクレディテーションの実施計画を具体的に把握することもできた。我が国の公共政策系教育プログラムの質保証活動については、「地域公共人材開発機構」のプログラム審査委員長を務める早田(本科研研究代表者)が、同機構の評価実務の責任者としての立場からその実相を把握した。当該年度の中心的な教育研究は、「研究実施計画」によれば、「全米公共政策大学院協会(NASPAA)」のアクレディテーションを受審する米国西海岸の公共政策大学院の訪問調査を通じ、NASPAAの評価基準が、傘下の公共政策大学院でどう運用されているかを把握することにあった。この計画に則って、当該年度は、米国西海岸に所在するカリフォルニア州立ポリテクニック大学ポモナ校、カリフォルニア州立大学ロングビーチ校、カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校の各公共政策大学院プログラムを訪問し、NASPAAの評価基準に基づいて各公共政策大学院で実施している自己点検・評価の実施状況、とりわけアウトカム・ベースに立脚した学習成果の測定指標並びにそうした指標を用いた学習成果の測定・評価の状況を把握し、アウトカム・アセスメントの有為性についての検証を行った。この訪問調査と並行させて、NASPAAのアクレディテーション・システムの検討を書面調査を通じて行った。同調査は、NASPAAがウェブを通じて公にしている政策文書を把握・吟味するという手法で実施した。また、当該年度の書面調査では、NASPAAの現行の評価基準の意義を再確認する目的で、旧基準である“Pre-2009 NASPAA Standards"の詳細をあらためて考察し、その結果を文書に取りまとめ公表した。加えて、後述するNASPAA本部事務局から届いた公共政策教育の質保証に関する日米2国間連携の提案書の検討を行うとともに、関係機関ともこの提案を巡り情報交換を行った。公共政策教育分野の質保証の衛に当る大学基準協会、地域公共人材開発機構の評価活動を対象に、これら評価機関によるシステムの運用状況や受審者側の対応も含め、同評価の有効性について引き続き調査を行い、その各々の評価の特質を明らかにし両者の比較分析をした。そしてこのことを踏まえた上で、学習アウトカムの視点から同領域における在るべき質保証の姿を展望した。本年度重点的な注力を施した欧米調査では、EAPAAのアクレディテーションシステムの再確認を行うとともに、EAPAAのアクレディテーションを受審した公共政策大学院の訪問調査を通じ、公共政策教育分野を対象とした外部質保証体制の機能的有効性の検証を行った。大学基準協会が担う公共政策専門職大学院認証評価のシステムの有効性の把握を、その実施責任者に対する聴き取り調査を通じて行った。併せて受審校に対しても、同システムの有効性への評価や、受審校側が具体的に進めるプロセスの中身についての聴き取り調査を、京都大学公共政策大学院、一橋大学国際・公共政策大学院を対象に行った。また、非専門職公共政策系大学院である中央大学大学院公共政策研究科に対し、非専門職大学院の立場から、上記の認証評価システムの有為性についての評価や、同研究科が取り組むべき教育質保証の営為の方向性について意見聴取を行った。一方、平成22年度より、地域公共人材開発機構が「地域公共政策士」資格に直結する適格認定活動を始動させたことに伴い、同システムの有効性の把握を、書面調査を通じて行った。併せて、上記適格認定を受けた同志社大学大学院総合政策研究科、京都府立大学大学院公共政策研究科、龍谷大学大学院政策学研究科を対象に聴き取り調査を行った。海外調査に関しては、「全米公共政策大学院協会(NASPAA)」が先導的に実践するアウトカム評価を軸とする公共政策大学院アクレディテーションの実施方針の検証を書面調査を通じて行った。関連して、米国の専門職大学院アクレディテーションの在り方や同分野におけるアクレディテーション団体と連邦政府の関わりについての把握を、「専門職アクレディテーション団体連合会(ASPA)」や「高等教育アクレディテーション協議会(CHEA)」が公にしている公文書の検討を通じて行った。このほか、東アジア圏の大学間交流の質保証枠組み構築の動きに関連して、今年度、「韓国大学教育協議会・大学評価院」を訪問し、同国の質保証システムの把握と同時に、日・韓が連携して大学教育の質保証を行う可能性の可否についての模索を行った。

交付申請書に記載した「研究の目的」の達成度については、当初の目的・計画通り順調に進むともに、これを上回る成果も産出し得た、と自己評価できる。その理由は次のとおりである。過年度の調査研究を通じて、所期の目的・計画通り、大学基準協会と地域公共人材開発機構の評価基準を把握・分析するとともに、それが我が国公共政策大学院の質保証にどう活かされているかを確認するために、複数の公共政策大学院の訪問調査を行った。また当該年度も、所期の目的・計画に基づいて、NASPAAの評価基準が、公共政策大学院プログラムの質保証にどう貢献し得ているかの把握を実体調査を通して行った。とりわけ、そこでは、ラーニング・アウトカム・アセスメントの実施状況の確認とその有為性の検証に意を払った。次に、調査研究の進捗状況が、「当初の計画以上」である理由を2点に亘って説明する。第1点は、NASPAAの現行の評価基準とアクレディテーション・システムの的確な把握を目的に、あらためて“Pre-2009 NASPAA Standards"の内容を細部にわたり検証した後これを文書に取りまとめて公表できた、ということである。第2点は、本研究の進捗に併せて交流を深めていたNASPAA本部事務局より、我が国の質保証機関その他の関係者と質保証の国際的相互取組の実施に向け、連携関係を深めたいとの具体的な提案がなされ、当方として所要の対応をとったことである(この点については、改めて後述)。特に第2点目については、米国を代表する専門分野別アクレディテーション団体の一つから、質保証の国際連携の提案が当科研チームに対してなされたことは、極めて大きな成果であったといえる。公共政策大学院の認証評価を稼働させた大学基準協会に対する同システムの調査を予定していたが、計画通りに訪問調査を実施した。また、受審する側の公共政策大学院の調査も計画していたが、当初計画通り、東北大学、一橋大学、京都大学の各公共政策大学院の実地調査も行うことができた。このほか非専門職系公共政策大学院の訪問調査についても、中央大学大学院公共政策研究科を対象に実施し、質保証の取り組みに関わる専門職大学院との比較検討を行うこともできた。公共政策分野における資格直結型の教育プログラムの適格認定事業を行っている「地域公共人材開発機構」の評価システムならびに同機構の適格認定を受審した公共政策系大学院プログラムの訪問調査を行うことも当初計画に挙げていたが、計画通り、同志社大学、京都府立大学、龍谷大学の各大学院の該当の教育プログラムの訪問調査を行うことができた。また、海外調査については、「米国公共政策大学院協会(NASPAA)」の公共政策大学院の最新動向を書面調査することを当初予定していたが、同計画に従いこれを行ったほか、米国の専門職大学院における「アウトカム・アセスメント」の実施状況の調査も併せて行った。なお、欧州圏の公共政策大学院の質保証システムの動きの書面調査を予定していたが、本年度は、この課題を含むボローニャ・プロセスの直近の状況等、欧州圏の高等教育質保証枠組の書面調査を重点的に行った。
可変絞り要素のマイクロ化による高速応答型無限大剛性静圧軸受の開発

本研究では、可変絞り型静圧軸受の動的な応答特性を高めるために、可変絞り要素を微小化する手法を提案し、理論的、実験的な検討を試みた。可変絞り要素としては、研究者がすでに提案した可動物体を用いた可変絞り要素をもとにして、直径3mmのものを設計製作した。そして製作した可変絞り要素を油静圧スラスト軸受に組み込み、その静的特性および動的特性(ステップ応答特性)を、非接触変位計、FFTを用いて実験的に求めた。その結果、次のような結論を得られた。1.提案した可変絞り型静圧スラスト軸受は、静的に加わる荷重に対しては、広い荷重範囲にわたって一定の軸受すきまを維持することができ、きわめて高い静剛性を得ることができる。2.提案した軸受にステップ荷重を負荷した場合、従来の大きな可動物体を用いた可変絞り型軸受に比べ、軸の最大変位を著しく減少させることができる。また整定時間についても、従来の軸受の0.35secに対し、提案した軸受は0.1sec以下という短い時間で整定することが分かった。3.理論計算結果と実験結果との比較を行った結果、理論計算結果は実験結果と比較的よく一致することが分かった。これにより本計算法を用いて静的には無限大に近いきわめて高い静剛性を持ちかつ動的には速い応答特性が得られる可変絞り型静圧スラスト軸受の設計手法を確立できることが示された。
Ｃ型小惑星の含水量の定量的評価

原始的小惑星に含まれる水分量を定量化する目的で、含水C型小惑星から飛来したマーチソン隕石の加熱実験を行い、加熱に伴う含水量や鉱物学的特性の変化を調べた。その結果、約600°Cの加熱でC型小惑星の物質は脱水し、鉱物学的には無水ケイ酸塩が主体になることがわかった。加熱した隕石の3ミクロンバンドの吸収深さと水分量の相関関係が求まった。この関係をもとに、小惑星の含水量をスペクトルから推定することが可能になる。含水小惑星の反射スペクトルから、小惑星表層物質の含水量を求めるのが最終目標である。本年度は、隕石試料を段階加熱し、カールフィッシャー水分計を用いて水分量を測定する手法の確立、および反射スペクトルが既知の始原隕石の水分量の予備測定を行うことを目標とし、研究を進めた。隕石試料を100°Cから約100°C刻みに1000°C程度まで加熱し、各温度で抽出される水分量を正確に見積もるために、地球のサーペンティン試料を繰り返し測定し、再現性のある測定手法を確立した。隕石試料の測定に関しては、カールフィッシャー水分計の測定法を確立した後に、熱変成度が異なり、そのため水分量が異なると考えられる含水炭素質隕石3試料を測定した。その結果、水分量は熱変成度が上がると少なることがわかり、またそれぞれの隕石の反射スペクトルの3ミクロンバンドの吸収の深さと相関することがわかった。本年度は、酸素分圧をIWに固定してマーチソンCM炭素質隕石試料を400°C、600°C、900°Cに加熱し、加熱による水分量変化、鉱物学的変化、反射スペクトルの変化を調べた。その結果、400°C加熱でPCPの分解に伴い水分量が減少し、600°C加熱で含水ケイ酸塩分解に伴いほぼすべての水分が失われることがわかった。反射スペクトルも鉱物学的変化、水分量変化と相関して変動していくことが確認できた。一方で、加熱実験後に大気に曝すことにより、大気中の水分が腹水することがわかった。腹水した水分は、吸着水と異なり、400°C程度の高温に加熱しないと脱水しないことがわかった。腹水分を補正することで、3ミクロンバンドの吸収深さと水分量の関係を定量化することができた。今後は小惑星観測のあかり衛星のデータを用いて、実際の小惑星表層の水分量を定量化することを試みる。水分量を測定する手法を確立し、実際に隕石試料の分析を行い、水分量を定量化することができた。このため研究計画は順調に推移していると考える。惑星科学今年度に引き続き、反射スペクトルを測定した炭素質隕石試料の水分量決定を行う。測定終了後、水質変成度、熱変成度が異なる炭素質隕石の3ミクロンバンドの吸収深さ、および含水量を定量し、両者の相関関係を推定する。また、約2gのマーチソンCM含水炭素質隕石を真空加熱炉を用いて加熱実験を行う。これにより実験的に隕石中の層状ケイ酸塩(サーペンティンやトチリナイト)を脱水分解させる。加熱温度は3001000°Cで、各温度に200mg程度のマーチソン粉末を用いる。加熱後すぐに反射スペクトルの測定を行い、その後に水分量を定量し、加熱温度と脱水量の関係を調べる。隕石試料の分析結果を統合して、C型小惑星の反射スペクトルに適用し、小惑星表層物質の含水量の推定を試みる。始原隕石炭素質コンドライトから水を分離する真空加熱ガラスラインを作成する予定であったが、一部の部品の不具合があり計画が遅れた。そのため真空加熱ガラスラインの作成指導を依頼した富山大学・日下部名誉教授がお越しになる日程が4月にずれ込んだ。以上の理由により、一部の予算を繰り越して使うことになった。繰り越し分と次年度分を計画的に使うことにより、科研費研究計画全体に対する遅れは生じない。繰越金の使用内訳は隕石から水を分離する真空加熱ガラスラインの部品購入に60%程度を使用し、残りは日下部名誉教授の旅費などに使用する。
反射特性の空間的変化を伴う少数画像からの光学情報復元に関する研究

少数枚の画像列から光源状況と物体表面の反射特性を推定ることは重要であるが,本質的にす不良設定問題である.特に表面の材質特性の空間変動を考慮したい場川,この問題はいっそう困難である.本研究では,偏光を用いて反射成分分離を行った鏡面反射のみの画像から,物体表面の幾何形状を既知として,光源分布と空間的に不均一な鏡面反射特性を推定する手法を提案した.従来手法と異なり,各点光源に対応する鏡面反射が観察されていれば,単一の場合も含めて複数光源に適応可能である.鏡面反射をある球面上確率分布でモデル化し,この空間変動を放射基底関数ネットワークを用いて符号化した.これにより,空間的に不均一な鏡面反射特性と光源状況を同時推定する問題をIダイバージェンスに基づく制約付き最適化として定式化することが可能になった.そして,この問題を解くための期待値最大化アルゴリズムを導いた.また,放射基底関数の中心・幅とその個数の学習により,鏡面反射特性の最適符号化を行った.合成シーンと実世界シーンに対して本手法の有効性を示した.少数枚の画像列から光源状況と物体表面の反射特性を推定ることは重要であるが,本質的にす不良設定問題である.特に表面の材質特性の空間変動を考慮したい場川,この問題はいっそう困難である.本研究では,偏光を用いて反射成分分離を行った鏡面反射のみの画像から,物体表面の幾何形状を既知として,光源分布と空間的に不均一な鏡面反射特性を推定する手法を提案した.従来手法と異なり,各点光源に対応する鏡面反射が観察されていれば,単一の場合も含めて複数光源に適応可能である.鏡面反射をある球面上確率分布でモデル化し,この空間変動を放射基底関数ネットワークを用いて符号化した.これにより,空間的に不均一な鏡面反射特性と光源状況を同時推定する問題をIダイバージェンスに基づく制約付き最適化として定式化することが可能になった.そして,この問題を解くための期待値最大化アルゴリズムを導いた.また,放射基底関数の中心・幅とその個数の学習により,鏡面反射特性の最適符号化を行った.合成シーンと実世界シーンに対して本手法の有効性を示した.少数枚の画像列から光源状況と物体表面の反射特性を推定することは重要であるが、本質的には不良設定問題である。特に表面の材質特性の空間変動を考慮したい場合、この問題はよりいっそう困難になる。本年度は、表面の鏡面反射のみを含む鏡面反射画像一枚のみから形状が既知の物体表面の空間不均一な鏡面反射特性と光源状況を推定する手法を開発した。このような画像は、たとえば偏光フィルタを用いた反射成分分離などで得ることができる。残りの反射特性、すなわち拡散反射は、ランバート反射を仮定したうえで光源状況の推定値を用いて、あらかじめ分離した拡散反射のみの画像から陰影を除去することにより推定できる。目的は同じでも多数枚の画像を入力とする従来手法とは異なり、提案手法は単一の点光源を仮定しない。鏡面反射をある球面上確率分布でモデル化し、この空間変動を擬似radial basis function(擬似RBF)を用いて符号化する。これにより、空間的に不均一な鏡面反射特性と光源状況の同時推定を確率的推論問題として定式化することが可能になる。特に、ここでは、I-divergenceと呼ばれる統計的な誤差尺度に基づく制約付き最適化としてロバストな同時推定アルゴリズムを導き、これを解くためのEMアルゴリズムを考案した。合成シーンと実世界シーンに対して本手法の有効性を示した。しかし、この方法で物体全周の反射特性が密に推定できるわけではない。したがって、光源状況や視点を変えて取得した複数枚の画像を利用する方法について調べる予定である。現実シーンの見えは、三つの因子、すなわち反射特性、光源状況、幾何形状により決定される。現実物体の画像が与えられたとき、その見えをこれらの構成要素に分解することは興味深い問題である。ここでは、局所的な光伝播(local light transport)を中心に取り扱うため、基本的には点ごとの表面法線が幾何形状を意味する。特に、我々は、インバースレンダリングやリライティングのために反射特性と光源状況を同時推定することを主目的としている。反射特性と光源状況の同時推定に向けた展開は、反射特性が空間的に不均一であるか均一であるか、そして光源状況が単一光源であるか任意の光源環境であるかに某づいて分類することができる。もうひとつの決定的な因子は、複数画像であるか単一画像であるかという点である。複数画像入力においても、異なる単一光源下において同一視点から撮影された画像であるか、同一の単一光源または任意光源下において異なる複数の視点から撮影された画像であるかで、差異が牛じる.あるいは、視点ごとに単一光源または任意光源が変動するという状況もありうる。本研究の目標は、これらの問題の各々が共通の設定の特殊な場合として位置づけられるような数学的に妥当かっ厳密な統一的な定式化を導出することである。特に、今年度は、推定に関与する因子、すなわち反射特性、光源状況、幾何形状の各々に事前情報が十分に利用されるような統計的定式化の導出を方向統計BRDF(directional statistics BRDF)とMRF(Markov random fields)モデルに基づき、試みた。現実世界の物体やシーンは、入射照明、幾何形状、物体表面の反射特性が複雑に絡み合ってさまざまな見えを生じる。

コンピュータビジョンの多くの応用を成功に導くために、この複雑な相互作用を解消し、構成要素、すなわち、照明、幾何形状、反射特性のいずれか、あるいはすべてを抽出することが非常に重要であった。本年度は、表面の鏡面反射のみを含む鏡面反射画像一枚のみから形状が既知の物体表面の空間不均一な鏡面反射特性と光源状況を推定する手法を開発した。このような画像は、たとえば偏光を用いた反射成分分離などで得ることができる。残りの反射特性、すなわち拡散反射はランバート反射を仮定したうえで光源状況の推定値を用いて、あらかじめ分離した拡散反射のみの画像から陰影を除去することにより、推定することが可能になる。目的は同じでも多数枚の画像を入力とする従来手法とは異なり、提案手法は単一の点光源を仮定しない。鏡面反射をある球面上確率分布でモデル化し、この空間変動を擬似radial basis function(擬似RBF)を用いて符号化した。これにより、空間的に不均一な鏡面反射特性と光源状況の同時推定を確率的推論問題として定式化することが可能となった。特に、ここでは、I-divergenceと呼ばれる統計的な誤差尺度に基づく制約付き最適化としてロバストな同時推定アルゴリズムを導き、これを解くためのEMアルゴリズムを考案した。これと同時に、擬似RBFの中心・幅とその個数の学習により、鏡面反射特性の最適符号化を行った。合成シーンと実世界シーンに対して本手法の有効性を示した。
開発途上国の学業不正に関する研究：大学生のライフストーリーから

開発途上国の学校では、カンニングや盗用などの学業不正行為が日常的に行われていることがある。学校教育の質や援助の効果・効率を低下させているが、その実態の解明は進んでいない。本研究は、開発途上国の初中等教育現場における学業不正について、大学生のライフストーリーから、その実態と背景を明らかにし、防止策について考察することを目的とした。2年目となる2018年度は、昨年度、カンボジアの現地調査で収集した情報の整理と分析を行った。具体的には、(1)19名のプノンペン市内に通う大学生を対象にしたインタビューのトランスクリプトの作成と翻訳作業を行った。(2)特に、特徴的であった男性2名、女性2名のライフストーリーから、不正のトライアングル理論を用いて、カンニング行為を行ってきた要因について考察した。(3)この予備的考察について、日本比較教育学会と東南アジア教育研究フォーラムにおいて報告した。(4)この報告を通じて得られたフィードバックをもとに、現地の研究アシスタントを通じて、再度、カンボジアの大学生と連絡を取り追加情報を得た。また、文献及びカンボジア教育省スタッフとのメールのやり取りから、カンボジアの試験制度に関する、詳細な情報を収集した。(5)19名全員の事例を対象とし、異なる理論的枠組みを用いて分析を進めた。また、カンボジア以外の開発途上国の学業不正に関する文献と、学業不正の研究がすすんでいるアメリカの文献を収集し、批判的検討を行った。当初計画通り、(1)カンボジアの現地調査で収集した情報の整理と分析を行った。(2)カンボジア以外の開発途上国の学業不正に関する情報を、ある程度、得ることができた。最終年度となる2019年度は、学業不正行為に関し、カンボジアと他の開発途上国との、比較考察を行っていきたい。また、国内外の関連学会・学会誌で、研究成果を広く発表していきたい。初年度の2017年度は、準備期間と位置づけ、まず、先行研究の批判的検討を行った。学業不正に関する研究、カンボジアの不正行為や汚職に関する研究や新聞記事、ライフストーリー研究などの文献・資料を収集し整理した。また、先行研究のレビューについて、日本比較教育学会やWorld Assembly of International Council on Education for Teachingなど、関連学会・研究会で報告を行った。次に、先行研究のレビューをもとに、調査方法を検討しカンボジアで情報収集を開始した。2018年1月より、現地の研究協力者と連絡をとりながら、研究アシスタント4名を採用して調査チームを編成し、研究対象者である大学生を募った。研究代表者が2月10日ー19日の日程でカンボジア(プノンペン)を訪問し、研究アシスタントを対象に調査方法(特に研究倫理)について研修を行い、調査チームを2組に分けて大学生19名にインタビューを行った。また、現地ではインフォーマルインタビューを数名の教員に対して行い、追加情報を得た。インタビューのトランスクリプトを作成する作業を開始した。当初研究計画通り、(1)先行研究を批判的に検討する作業が進んでいる、(2)カンボジアの現地調査を実施できた、(3)関連学会・研究会で研究成果を報告できた。2018年度は、カンボジアで収集した情報の整理と分析を行う予定である。現地の研究協力者・研究アシスタントと連絡を取りつつ、インタビューのトランスクリプトを完成させ、補足情報を得る。質的データ分析ソフトを使用して効率よく分析作業をすすめたい。カンボジア以外の開発途上国に関する情報の収集についても力を入れ、比較考察を行う。

また、国内外の関連学会・学会誌で、研究成果を広く発表していきたい。現地調査にかかわる旅費・人件費が予想より安く抑えられたため。広く成果を発表する活動に使うことを検討したい。データ分析にかかわる人件費が生じなかったこと、予定していた国際学会に参加できなかったことにより、2019年度の使用額が生じた。広く研究成果の発表を行う活動に使用する。
X線全反射法による成長表面の直接観察

金属融体を十分に速い速度で急冷すると,結晶化は抑制され非晶質金属が生成することはよく知られている.これらの非晶質合金は一般に熱的に非常に不安定で加熱すると結晶化温度を示し結晶化する.しかしながら,最近新たに発見されたLa-Al-NiやZr-Al-Niなどの3元金属非晶質合金は熱的に非常に安定で,加熱しても結晶化する前に,明瞭なガラス遷移を示し過冷却融体状態になることが知らとれている.本研究ではこの事実に注目し,この熱的に安定な非晶質合金を使って,過冷却融体の原子構造と過冷却融体から晶出する結晶相の原子構造をX線的に決定し比較検討することにより,過冷却融体とそれから晶出する結晶構造との関係について考察することを主目的とした.X線異常散乱法による非晶質La_<55>Al_<20>及びZr_<60>Al_<15>Ni_<25>合金の測定の結果,過冷却融体と結晶相とで,La_<55>Al_<25>Ni_<20>合金中のNi原子の周りのLa原子の配列,Zr_<60>Al_<15>Ni_<25>合金中のZr原子の周りのAl原子の配列が大きく異なることが分かった.すなわち,過冷却融体と結晶との局所構造の大きな相違が,結晶の晶出を抑制し過冷却融体を熱的に安定にしていることが分かった.Zr_<70>Ga_<10>Ni_<20>とLa_<50>Ga_<15>Ni_<25>非晶質合金は,共に熱的に安定な非晶質合金で,明瞭な過冷却融体領域を示すが,過冷却融体領域での熱処理に伴ってZr_<70>Ga_<10>Ni_<20>合金は熱的に不安定になるが,La_<50>Ga_<15>Ni_<25>合金は熱的に変化しないという対照的な性質を示す.この対照的な非晶質合金を用いて,過冷却融体の焼鈍に伴う構造変化をX線的に調べた.その結果,過冷却融体が熱的に安定なしLa_<50>Ga_<15>Ni_<25>合金では,過冷却融体領域での焼鈍に伴う原子構造変化はほとんど観察されないが,熱的に不安定なZr_<70>Ga_<70>Ni_<20>合金では,大きな局所構造変化が観察された.これは,過冷却融体の熱的安定性が,原子レベルでの熱的安定性と密接に関係していることを実験的に示しており興味深い.金属融体を十分に速い速度で急冷すると,結晶化は抑制され非晶質金属が生成することはよく知られている.これらの非晶質合金は一般に熱的に非常に不安定で加熱すると結晶化温度を示し結晶化する.しかしながら,最近新たに発見されたLa-Al-NiやZr-Al-Niなどの3元金属非晶質合金は熱的に非常に安定で,加熱しても結晶化する前に,明瞭なガラス遷移を示し過冷却融体状態になることが知らとれている.本研究ではこの事実に注目し,この熱的に安定な非晶質合金を使って,過冷却融体の原子構造と過冷却融体から晶出する結晶相の原子構造をX線的に決定し比較検討することにより,過冷却融体とそれから晶出する結晶構造との関係について考察することを主目的とした.X線異常散乱法による非晶質La_<55>Al_<20>及びZr_<60>Al_<15>Ni_<25>合金の測定の結果,過冷却融体と結晶相とで,La_<55>Al_<25>Ni_<20>合金中のNi原子の周りのLa原子の配列,Zr_<60>Al_<15>Ni_<25>合金中のZr原子の周りのAl原子の配列が大きく異なることが分かった.すなわち,過冷却融体と結晶との局所構造の大きな相違が,結晶の晶出を抑制し過冷却融体を熱的に安定にしていることが分かった.Zr_<70>Ga_<10>Ni_<20>とLa_<50>Ga_<15>Ni_<25>非晶質合金は,共に熱的に安定な非晶質合金で,明瞭な過冷却融体領域を示すが,過冷却融体領域での熱処理に伴ってZr_<70>Ga_<10>Ni_<20>合金は熱的に不安定になるが,La_<50>Ga_<15>Ni_<25>合金は熱的に変化しないという対照的な性質を示す.この対照的な非晶質合金を用いて,過冷却融体の焼鈍に伴う構造変化をX線的に調べた.その結果,過冷却融体が熱的に安定なしLa_<50>Ga_<15>Ni_<25>合金では,過冷却融体領域での焼鈍に伴う原子構造変化はほとんど観察されないが,熱的に不安定なZr_<70>Ga_<70>Ni_<20>合金では,大きな局所構造変化が観察された.これは,過冷却融体の熱的安定性が,原子レベルでの熱的安定性と密接に関係していることを実験的に示しており興味深い.本研究の目的は2つある。

まず第1の目的は,物質表面の数ナノメ-タ程度からの構造情報を取り出すことのできるX線全反射法を使って,融点直下の固体表面での格子振動の大きさや,原子の平均的格子位置からのズレに関する定量的情報を決定することにより,固液界面における原子の構造を解明することである。このために,平成3年度は既設のゴニオメ-タを全反射専用装置に改造し,赤外線による表面加熱装置を用いてX線全反射測定用の加熱炉を設計,作製した。現在,この改造した装置を用いて測定を行うための準備中である。第2の目的は,原子レベルでの粒子表面の原子構造を解明し,焼結に伴う結晶粒子の粗大化による結晶粒成長の機構を解明することである。この目的のために,表面原子の割合が極端に大きいナノメ-タサイズの亜鉛フェライトの超微粒子を使い,X線による表面の原子構造の定量解析を行った。測定された一連の非常に広がった回析ピ-クを用いたピ-クブロ-ドニング解析の結果,これらの微粒子は歪をほとんど含まず,その平均粒径が約4nmであることが分かった。この結果から4nmの結晶粒子を仮定し,散乱強度を計算したが,測定された散乱強度バックグラウンドを全く説明できなかった。そこで,最も単純なモデルとして粒子表面から0.2nm程度の深さに存在する表面原子の状態が,内部のバルクの原子と異なっているという粒子の原子構造を仮定し散乱強度の計算を試みた。この結果,内部の原子は結晶構造を保持しているが,表面の原子がどちらかと言えばガラス的な原子構造をしていることが分かった。また,このモデルからFe及びZn原子の周りの環境構造を反映した散乱強度を見積もったが,これらは実際にFe及びZn原子のK吸収端でのX線異常散乱法により決定した散乱強度をとよい一致を示した。この結果,さらにこのモデルの妥当性が確認された。
素粒子研究の未来開拓を目指す百トン級水チェレンコフ検出器の開発とその国際的展開

素粒子の統一理論や物質支配宇宙の解明を目指した、次世代の陽子崩壊・ニュートリノ検出器の実現可能性を調べた。また世界中の熾烈な競争環境の中、互いの調査結果の情報交換や協力関係構築を行ってきた。宇宙線ノイズを避けるため地下に100万トン規模の巨大な実験装置を設置する実験計画となるが、大空洞掘削に適した強固な岩盤の場所の地質学的調査や、空洞の形の最適化、装置内部にとりつける光センサーの必要数の検討を行ってきた。実験を断念させるような困難はなく、百万トン級水チェレンコフ検出器の概念設計が完了した。100万トン級の水チェレンコフ検出器の設計を進めるために必要な諸事項のスタディーに関しては、本科研費で週20時間のパートタイム研究員1名を半年間雇用し、中村および塩澤の指導の下に次の研究を行った。(1)土被り600700mと想定されるハイパーカミオカンデ建設予定地における宇宙線ミュー粒子の方向分布や計測頻度を候補地の地形を考慮に入れて計算した。宇宙線ミュー粒子によるバックグラウンドは、陽子崩壊探索や超新星ニュートリノの検出等、ハイパーカミオカンデで実施可能なあらゆる研究の感度に影響する基本的かつ重要なファクターである。(2)数メガパーセク離れた遠方で超新星爆発によるニュートリノバーストが発生した場合のハイパーカミオカンデによる真の検出効率および、大気ニュートリノと宇宙線ミュー粒子に起因する偽の検出効率を計算し、どのようなカットを行えばfigure of meritを最大としつつ現実的な検出効率を得るかを検討した。(3)GEANT4およびC^<++>をベースとしたハイパーカミオカンデ測定器のシミュレーションソフトの開発をめざし、基礎的な検討を開始した。ハイパーカミオカンデのデータ取得用電子回路開発については、研究分担者(塩澤)がスーパーカミオカンデのデータ取得電子回路upgradeを主導しており、平行してハイパーカミオカンデで必要となる仕様の検討を行いつつある。100万トン級水チェレンコフ検出器R&Dの国際協力については、中村、塩澤が関連する国際会議NNN06(米国ワシントン大学で開催)に参加し、各地のR&Dの進行状況に関する情報交換を行った。また、中村はハイパーカミオカンデ構想について講演した。さらに中村はUNOの建設候補地であるヘンダーソン鉱山について、米国の国立地下研究所とする構想の諮問委員会委員を依頼され、5月に行われた委員会に参加した。本研究では、素粒子研究の未来開拓を目指し、百万トン級の水チェレンコフ検出器建設を立案するにあたり、期待される物理の成果を最大限保ちつつコスト及び建設期間を縮小するために、必要な測定器のデザインの最適化を行うことを目的にする。また国際会議等において、世界中の同様のR&Dに関する情報交換を行い、デザインにフィードバックをかける。得られた成果を以下に箇条書きする。(1)陽子崩壊モード、特に超対称性理論が予言するp-->nuK+崩壊に対する感度をできるだけ損なわずにどこまで光検出器の量を減らせるか調べ、光検出器を半分の数(検出器壁の光検出器の被覆率20%)にしても、検出効率やバックグラウンドがほぼ変わらないよう解析の改善をすることに成功した。これにより、5メガトン年の観測データにより、期待される陽子崩壊の寿命感度が2x1034年に達することがわかった。(2)陽子崩壊のさらなる感度工場とバックグラウンド低減を目指し、コンパクトで可動な水透過率測定装置の開発を行った。長期安定性が期待される半導体レーザーを光源の候補として選択し、安定性を確認した。(3)電子回路の設計を、平行して開発していたスーパーカミオカンデ実験の新電子回路開発を参考にして進めた。その結果、大型の水チェレンコフ検出器においても、ハードウエアによるトリガーを用いずに、全ヒットデータを計算機に取り込み、並列計算機システムにより、データの取捨選択(ソフトウエアトリガー)を行うことが可能であることが確かめられた。(4)国際会議において、各国のR&Dの情報収集と情報交換を行った。ヨーロッパでは、電子回路を水中にしずめ、光検出器近傍でAD変換を行うためのR&Dが開始された。このデザインは日本においても検討する価値があるものと考える。本研究では、素粒子研究の未来開拓を目指し、百万トン級の水チェレンコフ検出器建設を立案るにあたり、期待される物理の成果を最大限保ちつつコスト及び建設期間を縮小するために、必要な測定器のデザインの最適化を行うことを目的にする。また国際会議等において、世界中の同様のR & Dに関する情報交換を行い、デザインにフィードバックをかける。昨年度は陽子崩壊のさらなる感度向上とバックグラウンド低減を目指し、コンパクトで可動な水透過率測定装置の開発を行った。長期安定性が期待されるレーザーダイオードを光源として選択し、測定装置のデザインを行い、実際にプロトタイプの製作を行った。

今年度にはスーパーカミオカンデ検出器にプロトタイプを導入し、大型検出器において要求される高精度透過率測定の可能性を示したい。並行して検出器建設候補地(地下)における岩盤の応力分布の測定と、検出器を設置する大空洞の安定性解析の見直し、掘削ずり(掘り出した岩盤)の運搬方法・廃棄場所の検討、水槽の建設手順の検討も行った。いずれも技術的な大問題はなく、本計画の実現可能性は高まったといえる。また国際会議や米国での同様の実験計画(DUSEL計画)の視察と情報交換も行ない、より激化する競争の現実を認識した。以上を総合して、百万トン級水チェレンコフ検出器の概念設計のベースが揃ったと言える。今後は細部を詰めながら具体的な実験計画を早急に文章化していく予定である。
都市圏における固形廃棄物の動態とその管理

都市圏における固形廃棄物の処理が限界に達しつつあり、新たな観点からの対処が必要な時期となっている。本研究では、現実に行われている処理の実態、廃棄物の過去から現在に至る発生の動向を解析し、都市を人間ー環境系としての一つの生態系と認識し、今後の固形廃棄物処理システムの在り方を検討した。(1).都市生態系からみた固形廃棄物処理の問題点は、都市に流入する大量の物質が一方向的に流れていることで、従来蓄積、循環型の物質までがこれに乗って流れているところにある。今後は製品循環、資源循環、自然循環といった循環系を最大限に利用する、循環型社会システムとライフスタイルを構築することが必要である。本質的には廃棄物問題も資源問題の一部として、理・工学的、経済、社会学的に検討することが重要である。(2).廃棄物の効率的処理としては下水汚泥を含めて一括処理し、発生するエネルギーを有効に利用するシステムであることが望ましい。個々の処理場での分散処理はエネルギーの有効な利用ができず、いくつかの処理場を管で結ぶことで輸送の問題を解決し、さらにエネルギーを有効に利用することが可能である。つぎに、処理場からの物質の排出を管理するモニタリングシステムとしてミクロ連続フロー分析法を開発し、現場への応用を試みた。(3).一般廃棄物の発生源である人間の行動パターンは気象条件に大きく左右されるが、各家庭に固有な生活パターンがあり、廃棄物の排出行動もこれに左右されることがモニター調査の結果明らかになった。製品のリサイクル、再資源化についても、これらの生活パターンを使い捨て経済そのものを制御する方向に向けることが必要であり、ごみ問題を処理問題から、管理の問題へと高めることが重要であると解析された。都市ごみの発生構造については、計画収集ごみを対象として(1)厨介類紙類の内容別細分類、(2)ごみ分析値の変動量把握、(3)回収、再利用率の変動巾、サンプリング量についての研究が行われた。廃棄物の有効利用に関連しては(1)処理場から排出される汚泥の問題点となる衛生上の観点からのチェックを行い、コンポスト処理の場合に行われる程度の熱処理でウィルスが充分不活化されていることを検証した。エネルギー収支に基づく廃棄物の処理、処分に関する研究として、川崎市を例として具体的なデータに基づく検討が行われた。結果として固形廃棄物処理と下水汚泥処理を統合した形での統合焼却型システムがもっともエネルギー収支が良く、現状分散型システムのエネルギー消費を約50%近く節減しえることを明らかにした。処理場からの排水のモニタリングについては、水銀を指標物質として、エネルギー分散型蛍光X線分析法の適用を検討し、排水中の他の元素との同時定量の可能性について一応の結果を得た。固形廃棄物処理の社会的、経済的課題については、廃棄物の処理あるいは社会的制御のための費用の評価とその負担原理について検討する必要がある。そこで、諸外国の事例としてアメリカ合衆国における有害廃棄物管理のシステムを素材として実証的、理論的検討を行った。同時に事業系一般廃棄物の増加が顕著な大都市についてヒヤリング調査を実施し、その原因解明のためのモデルの構築を行った。大都市での固形廃棄物処理計画を策定するうえで問題となる事業系ごみについては情報の収集を行い、管理計画策定の方策を検討した。川崎市を例にとれば、事業所が関係する地域では1人1日当たり1.31.5kgのごみ排出量となっているが、住宅地区では0.88kgと減少する。この差が事業系廃棄物の寄与とする場合、大都市での処理計画にあらかじめ組み込む必要があり、最終年度作成予定のシステムの検討課題となる。
シナプス開口分泌関連タンパクを用いた末梢神経損傷に対する新たな薬物療法開発の研究

による、神経突起伸長への促進的作用の解明のため、以下の実験を行った。まず、後根神経節の初代培農系の確立および実験系の条件設定を行った。この過程で、胎児の摘出時期が胎生20日が最も良好な条件であったこと、およが薬剤の投与時期を培養14日目が適していることを明らかにした。次に、末梢神経再生に深く関連している神経栄養因子(NRG,NGF,BDNF,NT3,CNTF,GDNF,IGF)のリガンドを培養系に添加するため、各プライマーを入手し、神経細胞に添加した。この結果、NGFで良好な神経突起伸長が観察できた。しかし、他の因子に関しては効果判定が難しく、実験を継続中である。さらに、SNAREとの相互作用を検討するため、SNAREのRNAを入手し、添加時期の条件設定を現在行っている。今後SNAREと神経栄養因子の相互作用を明らかにする予定であった。神経の再生において、シュワン細胞との相互作用が欠かせない。そこで、シュワンの化段階で発現すそ転写因子(STAT3,SOX2&10,Krox20,ATF-3)の遺伝子発現を、SNAREのリガンドを添加し、リアルタイムPCR法で解析する計画であった。現段階として、SNAREによる神経突起伸長解明のための基礎的研究が前進できたという点で、意義のある研究であった。
角膜、結膜、眼瞼におけるアポトーシス関連遺伝子の局在解明-眼表面疾患の治療に向けて-

研究代表者は、眼科領域におけるアポトーシス研究の第一人者であるマイアミ大学のAndrew Huang博士(マイアミ大学バスコンパルマー眼研究所、眼科助教授)の協力を得て、マウスの角膜輪部においてbcl-2のみならず、bcl-xが特異的に発現していることを免疫染色法によって明らかにし、角膜輪部幹細胞のマーカーとしての可能性を見出した。また、bcl-2のトランスジェニックマウスとノックアウトマウスを用いて、アポトーシス関連遺伝子(bcl-2、bcl-x、bax)の角結膜における発現を調べ、成果を1999年ARVOmeeting(The Association for Research and Vision in Ophthalmology, Fort Lauderdale, USA)において報告した。また、再発翼状片においてのアポトーシス関連遺伝子(bcl-2、bcl-x、bax、p53)などにつき、免疫染色法を用いて調べ、その局在について明らかにした。さらに、色素性乾皮症に生じた難治性の翼状片についてもアポトーシス関連遺伝子をしらべ、現在その結果について解析中である。研究代表者は、眼科領域におけるアポトーシス研究の第一人者であるマイアミ大学のAndrew Huang博士(マイアミ大学バスコンパルマー眼研究所、眼科助教授)の協力を得て、マウスの角膜輪部においてbcl-2のみならず、bcl-xが特異的に発現していることを免疫染色法にて明らかにし、角膜輪部幹細胞のマーカーとしての可能性を見出した(未発表)。また、bcl-2のトランスジェニックマウスとノックアウトマウスを用いて、アポトーシス関連遺伝子(bcl-2,bcl-mx,bax)の角結膜における発現を調べ、成果を1999年ARVO meeting(The Association for Research and Vision in Ophthalmology,FortLauderdale,USA)にて発表した。