hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
あいまい情報の計算機処理に関する研究

特に,ファジィ・デ-タベ-スでの質間に相当する論理式について考察し,ファジィ・インタ-バル論理での論理式は本質的には,真,偽,未知,矛盾の4値論理の値によりすべてが決定されることを示し,ファジィ・インタ-バル論理関数は,本質的に4値論理であることを明らかにした。(2)新しいファジィ推論法の提案従来のファジィ推論法に出しては、幾つかの問題点があった。それは,基本的には,ファジィ集合が定義されている全体集合上で,結論のファジィ集合を推論の結果により移動できないことに起因する。これは、ファジィ推論が、真理性によってのみ実行されていたからである。本手法は、ル-ルの前提のファジィ集合と事実のファジィ集合の全体集合上での変化量を用いて、ル-ルの後件記のファジィ集合を修正することにより結論を得るもので、従来の欠点を克服している。この新しいファジィ推論法は,あいまいなデ-タからでも推論結果を得ることができ、ファジィ検索の基本となる。
蝸牛への薬剤直接投与法の確立と肝細胞増殖因子が内耳に与える影響の検討

蝸牛への薬剤直接投与法を用い,肝細胞増殖因子(HGF)の内耳に与える影響をみた。実験ではモルモットを使用し,局所麻酔下に乳突骨胞を開き,蝸牛基底回転鼓室階外側壁からカテーテルを挿入し,浸透圧ポンプで薬液注入し,留置電極を用いて聴覚閾値の変化を測定した。強大音による障害蝸牛に対してHGFを上記の手法を用いて直接投与し蝸牛機能の変化を観察し,生理食塩水投与群と比較した。この実験状態の記録,およびプレゼンテーションのためカメラ(富士フィルム,MX900ACE)を使用した。強大音による障害蝸牛では,障害発生直後の蝸牛機能は対照群と差がないにも関わらず,1週間経過後の蝸牛機能は対照群よりも改善傾向がより強く認められた。HGFは種々の細胞に対して増殖および分化を強力に促す増殖因子であることが認められているが,用いた強大音のレベルは蝸牛有毛細胞の脱落を来す強さではない。一方,有毛細胞の脱落を引き起こす傷害の強さでは,たとえ増殖因子の作用で細胞が再生されたとしても機能を1週間で回復するとは考えにくく,蝸牛機能回復促進の作用機序は現時点では不明である。HGFの多くの生理活性の内の1つとして不可逆性の傷害に至る変化を抑制する作用が想定され,直後投与により強大音に対して蝸牛保護効果を上げることができる可能性が示唆された。今後の課題として,傷害の程度に個体差が大きい原因を究明していくこと,および,HGF群と対照群の間に組織学的にも違いが認められるかをみていく必要がある。本研究の最初の目的である蝸牛への薬剤直接投与法の確立のため,モルモットを使用し局所麻酔下に乳突骨胞を開き,蝸牛基底回転鼓室階外側壁からカテーテルを挿入し,浸透圧ポンプでの薬液注入を試み,留置電極を用いて聴覚閾値の変化を観察した。その結果,投与液が生理食塩水であれば,蝸牛機能(聴覚閾値)にほぼ障害を与えずに直接投与が可能であることが確認された。この蝸牛機能の評価のための測定音を正確に出力する実験装置としてファンクションジェネレータ(NF回路社,FG-163)および周波数カウンタ(岩崎通信,SC-7104)を使用した。また,実験状態の記録,およびプレゼンテーションのためカメラ(キャノン,New EOSKiss)を使用した。上記の研究結果の概要は平成9年10月の日本耳科学会にて報告した。第2の目的である肝細胞増殖因子(HGF)の内耳に与える影響をみるために,正常蝸牛および強大音による障害蝸牛にHGFを上記の手法を用いて直接投与し蝸牛機能の変化を観察した。正常蝸牛においては蝸牛機能への影響は認められず,HGFは正常組織に過形成を起こさないとされている事と矛盾しない結果であった。また,強大音による障害蝸牛では,障害発生直後の蝸牛機能は対照群と差がないにも関わらず,1週間経過後の禍牛機能は対照群よりも改善傾向が強く認められた。用いた強大音のレベルは必ずしも蝸牛有毛細胞の脱落を来す強さではなかったため,禍牛機能回復促進の作用機序は現時点では不明である。HGFの多くの生理活性の内の1つとして障害蝸牛の機能回復作用があり,直接投与により効果を上げることができる可能性が示唆された。以上の研究成果は平成10年10月の日本聴覚医学会において報告した。
耐航性を大幅に向上させる新形式表面効果翼艇の基礎開発

4ヶ年計画の最終年度として,これまでの研究成果を集大成して大型自航模型(鳥取大学)および外翼付自航模型(広島大学)を製作し飛行に成功した。大型模型は全長7.2m,全幅5.0mと2人乗り実船サイズであり無線操縦によって左右旋回を含む1,500m以上の安定した飛行を繰り返し達成した。これによって実船製造の工学的課題は基本的に解決された。外翼付自航模型はロール安定性向上を目指して製作され外翼が表面効果外でも有効であるため空気力中心の移動を少なくする効果が確認された。また,最終年度ながら本研究に参加した横浜国立大学においては鳥取大学で第2年度に製作した小型自航模型「海燕1」を高速曳航水槽で精力的に実験し,推力なしおよびありの状態での空気力の精密測定に成功した。昨年に引き続き前翼付のS字翼の表面効果の精密風洞試験(鳥取大学)を行った。結果は,前翼の安定効果が顕著であることを示している。これらの実験結果を用いて船体運動シミュレーションを行い,前翼型表面効果翼船の巡航安定性特性が定量的に解明された。CFD関係としては,離着水時に艇下面から発生する水飛沫を解析する手法をさらに発展させ,従来の実験結果をより広範に再現することができた(鳥取大学)。これらの成果の幾つかは既に国内および国際学会において発表したが,残りは逐次適当な学会等で発表すべく準備中である。4ケ年計画の第1年度として,標準的な表面効果翼のCFDによる解析を行い(鳥取大学),従来知られていた実験結果と低高度領域での一致が良くないことが示された。この結果は既に発表済みである。このため,精密風洞実験(鳥取大学),曳航水槽実験(東京大学)を行い,従来からの実験結果には修正が必要であることを明らかにした。この結果を用いて前翼型表面効果翼船の運動シミュレーション(鳥取大学)と実船概念設計(東京大学)を行なった。運動シミュレーションでは前翼型表面効果翼船の巡航時耐航性が高いことが示されたが,実船概念設計においては前翼配置に工夫が必要であるとの結果となっている。上記2つの実験とは独立に,波状水面板上の翼の表面効果の風洞実験を行い(広島大学),巡航時耐航性が高いことが確認された。これらの基礎的研究に加えて,全長1.8mの小型前翼型表面効果翼船の自航模型を制作し遠隔操作によって走行実験を繰り返した(鳥取大学)。その結果,この模型は低速航行,高速滑走,ジャンプ,離水および飛行が可能であり,基本的な走行データも計測可能であることが分かったが,未だに定常的な持続飛行には成功していない。その原因の一つは鳥取地方における冬季悪天候があり,他の一つは,遠隔操作の困難さにある。今後これらは順次解消する予定である。加えて,全翼型表面効果翼船の全船風洞試験も実施し,この形式の表面効果翼船が所期の性能を示すことが確認された。この結果も国際学会において発表し強い関心を集めている。未発表の成果は逐次適当な学会等で発表すべく準備中である。来年度は,これらの成果を基にさらに基礎的研究および試験艇試作のための研究を続行する予定である。4ヶ年計画の第2年度として,昨年度の成果をもとに4種の異なった翼型の翼の表面効果の精密風洞試験(鳥取大学)および曳航水槽実験(東京大学)を行った。結果は,標準的な表面効果翼型として下面がほぼ平板のクラークY翼,高揚力翼としてのNACA6409翼,NACA3409翼のキャンバ線を途中で逆転したS字翼およびNACA3409翼の信頼性の高い空力特性が得られた。これは今後の研究において重要なデータとなる。加えて,S字翼が高い揚抗比を示し表面効果翼船の翼型として適していることが判った。CFD関係としては,離着水時に艇下面から発生する水飛沫を解析する手法を開発し,従来の実験結果を再現することができた(鳥取大学)。

本研究の基本構想である前翼型表面効果翼船の全機模型を固定平板および波板の上で曳航水槽試験した(広島大学)。結果は,圧力中心の移動が微小であることおよび進行波面での特性も良好であることを示しており,基本構想の正しさを裏付ける結果となっている。この現象を時間領域BEMによってシミュレーションした結果(広島大学)も,現象を正しく再現しており,設計ツールとしての有効性も確かめられた。最後に,小型自航模型は垂直尾翼改修,前翼取付部改修,モーター出力強化を行い,主翼にはクラークY翼に外翼を付けたものとS字翼のものの実験を行った。S字翼のものが良い性能を示している。さらに,小型模型の2倍サイズの中型模型を試作した。これらの成果は逐次適当な学会等で発表すべく準備中である。来年度は,これらの成果を基にさらに基礎的研究および試験艇試作のための研究を続行する予定である。4ヶ年計画の第3年度として,昨年度の成果をもとにNACA3409翼のキャンバ線を途中で逆転したS字翼の表面効果の精密風洞試験(鳥取大学)および曳航水槽実験(東京大学)をより広い迎角範囲で行った。結果は,昨年度よりも自航模型実験結果に見合った空力特性が得られた。S字翼が高い揚抗比を示し表面効果翼船の翼型として適していることが再確認された。CFD関係としては,離着水時に艇下面から発生する水飛沫を解析する手法をさらに発展させ,従来の実験結果をより広範に再現することができた(鳥取大学)。最後に,小型模型の2倍サイズの中型自航模型を製作し実験を行い,航跡,対地速度,対気速度,加速度,プロペラ回転数,総出力,舵角および操縦席視界の計測を行った(鳥取大学)。広島大学でも全長1.6mの自航模型を製作・飛行させた(広島大学)。4ヶ年計画の最終年度として,これまでの研究成果を集大成して大型自航模型(鳥取大学)および外翼付自航模型(広島大学)を製作し飛行に成功した。大型模型は全長7.2m,全幅5.0mと2人乗り実船サイズであり無線操縦によって左右旋回を含む1,500m以上の安定した飛行を繰り返し達成した。これによって実船製造の工学的課題は基本的に解決された。外翼付自航模型はロール安定性向上を目指して製作され外翼が表面効果外でも有効であるため空気力中心の移動を少なくする効果が確認された。また,最終年度ながら本研究に参加した横浜国立大学においては鳥取大学で第2年度に製作した小型自航模型「海燕1」を高速曳航水槽で精力的に実験し,推力なしおよびありの状態での空気力の精密測定に成功した。昨年に引き続き前翼付のS字翼の表面効果の精密風洞試験(鳥取大学)を行った。結果は,前翼の安定効果が顕著であることを示している。これらの実験結果を用いて船体運動シミュレーションを行い,前翼型表面効果翼船の巡航安定性特性が定量的に解明された。
光学的非整数次フーリエ変換を利用した高速高精度高秘匿な指紋認証機器の研究開発

近年,各人の生体情報を利用した個人認証システムは,パソコンやスマートフォン等,我々の身の回りの情報機器や携帯端末等で多く使用されている。しかし,各人の生体情報は一度外に情報が漏れてしまうと取り換えることができないため,暗号化や加工などの手法でテンプレートを作成して保存し認証処理を行うことが望ましい。本研究では,指紋情報の加工を安全に行うため,非整数次フーリエ変換を用いた指紋テンプレート作成方法を種々提案し,認証精度を最も高くするための変換次数などの条件を明らかにした。またこの処理を高速かつ高精度に行うため,レーザ光やレンズを用いた光情報処理による手法について提案した。本年度は,FVC2002で使用された指紋データーを用いて,まず,指紋認証における最適な画像サイズを明らかにした。指紋認証においては,指紋登録および指紋認証の高速化,および指紋情報を登録するサーバーへの負荷削減化が望ましい。FVC2002の指紋画像サイズは横388,縦374ピクセルであるが,原画像のコア中心から抽出する画像サイズをさまざま変化させ,抽出された指紋画像間の相互相関関数のピーク値を用いて,指紋認証精度の指標であるEER(Equal Error Rate:等エラー率)を導出した。その結果,抽出された指紋画像のサイズが横96,縦96ピクセルの場合,指紋認証精度が最も高く,EERの値は2.65%と最小値となり,最適な画像サイズであることがわかった。次に,抽出された指紋画像の非整数次フーリエ変換,非整数次コサイン変換,非整数次サイン変換を行い,それぞれの振幅分布および位相分布を用いて指紋画像テンプレートを作成した。そして,作成された各々のテンプレートを用いて,テンプレート間の相互相関関数のピーク値を用いて,EERを導出した。その結果,非整数次コサイン変換および非整数次サイン変換の振幅分布を用いて指紋画像テンプレートを作成した場合,かつ,変換次数の範囲が0.1から1.0とした場合,EERの値を最も小さくすることができることがわかった。具体的なEERの値は10の-6乗のオーダーであり,指紋画像そのものを用いて行う指紋認証に比べて高精度になることがわかった。さらに,生成された指紋画像テンプレートの頑強性について,PSNR(Peak-Signal Noise Ratio)を用いて評価した。その結果,変換前の抽出された指紋画像と指紋画像テンプレートを逆変換して得られた画像間の相互相関関数のピーク値のPSNRは数dBとなり,頑強性が十分高いことが示された。本年度は,研究代表者のサバティカル研修の年度であったため,4月中旬から8月下旬までは米国ウエストバージニア大学コンピューター科学・電気工学科のRoss准教授の下で,8月下旬から翌1月中旬まではノルウェーイョヴィーク大学コンピューター科学・メディア技術学科のBours准教授の下で,研究代表者がこれまで提案してきた非整数次フーリエ変換を利用した指紋テンプレートを利用した指紋認証精度の高度化に関する研究を行った。具体的には,指紋認証時において考慮すべきアライメント問題を踏まえて,Fingerprint Verification Competition (FVC) 2002で使用された指紋データーを用いて数値解析を行った。その結果,指紋認証精度が従来の手法に比べて高くなることを明らかにした。一方,本テンプレートの攻撃耐性に関する研究については,非整数次フーリエ変換により得られた暗号化画像に対して,次数に差異を与えて非整数次フーリエ逆変換を行い復号化画像を得て,指紋原画像と復号化画像間のPSNRを数値解析により求めた。その結果,次数の差異が0.004以上あれば暗号化画像から指紋原画像の復元が非常に困難になることがわかった。さらに,非整数次フーリエ変換に関する検討だけでなく,非整数次コサイン変換,非整数次サイン変換についても,それぞれ振幅分布ならびに位相分布を利用して得られた指紋テンプレートについて再度詳細に検討を行う必要性があることがわかった。なお,光空間周波数相関システムの光学実験に関する検討についてはやや遅れており,本相関システムを実際に光学系により構築している最中である。前年度はまず,指紋認証における最適画像抽出サイズが96×96ピクセルであることを明らかにした。次に,指紋画像の各ラインにおけるグレースケールの非整数次コサイン変換および非整数次サイン変換の振幅分布を用いて指紋画像テンプレートを作成すれば,認証精度が非常に高くEERは10の-6乗オーダーであることを明らかにした。しかし本手法では,本人認証においてIDカードの所持が必要不可欠であり,指紋は従来のパスワードの代用に過ぎない。本年度は,バイオメトリクスの長所を最大限に活かすため,本提案手法において指紋だけで本人認証が可能であるかどうかについて検討を行い,認証精度について前年度得られた結果と比較を行った。その結果,指紋画像テンプレート作成方法については前年度と同様,指紋画像の各ラインにおけるグレースケールの非整数次コサイン変換および非整数次サイン変換の振幅分布を用いればよいことを明らかにした。なお,テンプレート生成条件つまり変換次数の変動範囲が前年度の0.1から1.0とは若干異なり,0.3から1.0とすべきことを明らかにした。また,認証精度は前年度の結果10の-6乗オーダーより低く,EERは1.86%であった。しかし,指紋認証機器においてすべての人に対して変換次数を固定してしまうのではなく,指紋の特徴点情報を利用して変換次数を個人個人でそれぞれ決めることにより,認証精度の高精度化が可能であることを明らかにした。さらに本年度は,本提案手法をレーザー光とレンズ等による光演算処理にて実現すべく光学素子の設計を行ったが,あいにく所望の成果が得られなかった。

【最終年度に実施した研究の成果】今年度は,コンピュータの数値計算に基づいた方法ではなく,処理速度の高速化を図るため,光情報処理システムによる指紋テンプレート生成方法および認証方法について検討を行った。具体的には,指紋原画像のコアを中心に縦96ピクセル×横96ピクセル切り取り,グレースケールを2値化した画像を16等分割し,分割された各々の画像に対して次数の異なる二次元非整数次フーリエ変換を行う方法を提案し検討を行った。その結果,非整数次フーリエ変換によって得られた結果の位相分布を指紋テンプレートとすることにより,また非整数次フーリエ変換の次数範囲を0.1から0.6とした場合,認証誤差は10の-3乗のオーダとなった。この結果は前年度までのコンピュータによる数値計算に基づいた方法より認証精度は劣るものの,現状の指紋認証機器と同程度の認証精度が得られることを明らかにした。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】現状より高速高精度高秘匿な指紋認証機器を実現するため,非整数次フーリエ変換,非整数次コサイン変換,および非整数次サイン変換を利用した方法について検討を行った。その結果,コンピュータの数値計算に基づいた指紋認証においては,一次元非整数次コサイン変換もしくはサイン変換を行い,変換次数範囲を前者では0.0から0.3,後者では0.0から0.5とした場合,得られた結果の位相分布を指紋テンプレートとすることにより,認証誤差を10の-7乗のオーダーとすることができた。一方,指紋認証高速化実現のために導入した光情報処理システムに基づいた指紋認証においては,【最終年度に実施した研究の成果】に記述した通りの結果が得られた。近年,各人の生体情報を利用した個人認証システムは,パソコンやスマートフォン等,我々の身の回りの情報機器や携帯端末等で多く使用されている。しかし,各人の生体情報は一度外に情報が漏れてしまうと取り換えることができないため,暗号化や加工などの手法でテンプレートを作成して保存し認証処理を行うことが望ましい。本研究では,指紋情報の加工を安全に行うため,非整数次フーリエ変換を用いた指紋テンプレート作成方法を種々提案し,認証精度を最も高くするための変換次数などの条件を明らかにした。またこの処理を高速かつ高精度に行うため,レーザ光やレンズを用いた光情報処理による手法について提案した。本研究では,最終的には,レーザー光やレンズ,光学素子等を用いた光演算処理による指紋認証機器の高精度化ならびに高速化を目指している。しかしながら,本手法で提案する指紋画像テンプレートを光演算処理を利用して平易に実現するための光学素子の設計が思うように進んでいないため。光工学,電磁波工学,バイオメトリクス引き続き,昨年度購入した「レーザー・物理光学・光学解析・設計・評価ソフト:GLAD」を用いて,所望の光演算処理を平易に行うための光学素子の設計を行う。さらに,レーザー光とレンズ,本素子等を組み合わせた光演算処理を実際に構築し,試作することを最終的に目指す。
アクティブ・ラーニング授業における学校適応感, 学力, 批判的思考態度との関連

問題と目的平山・楠見(2004)は,情報を適切に取捨選択し,よりよく生活するためには,ものごとを客観的に捉え,多角的・多面的に検討し適切な基準に基づき判断する,批判的思考が重要であると述べており,長年欧米で注目されてきた思考でもある(e. g. Halpern, 1998)。一方で,子どもたちが積極的にお互いの考えを出し合い,吟味・検討し,新たなものを創り出していくような話し合いを中心と学び合う授業づくりが高まっている(e. g.松尾・丸野, 2007)。社会で求めている力の一つに,他者との関わりの中で話し合ったり,解決をしたりする能力がある。こうした力の育成には,協働学習が大きな働きをするとの認識が広がってきていると考えられる。ところが,先行研究において協働学習の効果や評価はほとんどみられない。本研究の目的は,協働学習を取り入れた授業の積み重ねの中で,生徒の協働学習認識と,学校適応感や学校生活要因が批判的思考にどのような影響を及ぼしているかを検討することである。研究方法質問紙調査研究質問紙項目の構成1協働学習における効用感や互恵懸念について:協働学習効用感認識尺度(石橋他, 2016)を利用する。2批判的思考について:批判的思考態度(平山・楠見, 2004)の尺度を用いる。3学校適応感について:学校への適応感(大久保, 2005)を用いる。4学力について:学力は,学校生活要因尺度(水津・児玉, 2016)の中の学業を用いる。研究対象:都内中学高校一貫校に在学する中学生・高校生とする。勤務校は国立大学法人の中等教育学校(研究校)であり,中高一貫校である特色を活かし,中学生から高校生まで様々な教科で協働学習が取り入れられて10年となる学校であり,協働学習への理解・活用が進んでいる。倫理的配慮東京大学ライフサイエンス研究倫理支援室に倫理審査を申請し,審査の結果,承認されている(承認番号16-240)。結果批判的思考態度の各側面を目的変数,その他の尺度の因子を説明変数としてステップワイズ法で重回帰分析を行った。その結果,協働効用感が批判的思考態度の論理的思考への自覚を除く他の因子に正の影響を及ぼしていることが分かった。また,論理的思考への自覚には,学校適応感のうち被信頼・受容感及び劣等感の無さと学校生活要因の中の学業が正の影響を及ぼすことが分かった。考察協働学習の良さを実感できるような授業を重ねることと,学業の意識を高めることで,批判的思考態度の育成に効果があると考えられた。
光合成酸素発生中心の機能を模倣した二核ルテニウム錯体による水の酸化反応

本研究課題では人工光合成のボトルネックといわれる水の四電子酸化反応を、平衡電極電位(+1.23 V vs.NHE, pH0)よりも+100mVから+200 mV程度の過電圧で進行させる小過電圧触媒系の実現を目指し、光合成の仕組みを模倣した人工系二核ルテニウム錯体触媒の開発を行った。天然の光合成では、酸素発生中心であるマンガンクラスターの近傍に存在するチロシン残基が電子とプロトンの移動に重要な役割を担っている。本研究ではOECを模倣して、チロシンと同じフェノール骨格を分子内に有する二核ルテニウム錯体の合成について検討した。当初は架橋部位をアントラセノールとした二核化配位子の合成を目指し、多くの合成経路について検討したが、実用的な収率に至らなかった。そこで、アントラセンの1位にルテニウムを結合するターピリジル基、8位にヒドロキシフェニル基を有する配位子の合成を検討した。最終的に、アントラセン-1,8-ジボロン酸とトリフルオロメタンスルホニルターピリジン及びブロモアニソールのワンポット鈴木ー宮浦クロスカップリング反応で良好な収率で合成に成功した。この配位子を用いて単核ルテニウム錯体を合成し、その構造を単結晶X-線構造解析で明らかにした。さらに合成した錯体のCVを測定し、水の酸化に対して触媒活性を示すことがわかった。有機溶媒中ではフェノール部位の不可逆な酸化波が+1.2V(vs. SCE)に観測され、水中ではこの電位近辺から水の酸化に由来する触媒電流が生じた。現在、フェノール部位が水の酸化に与える影響と反応機構について検討を行っている。さらに、非常に強い電子供与性の配位子を有するルテニウム錯体が、小過電圧で水の酸化を触媒することを明らかにした。二核ルテニウム錯体触媒に夜水の酸化反応については、反応活性種が[Ru(IV)=O O=Ru(V)]である明確な証拠を得た。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、天然の光合成酸素発生中心の仕組みを人工系の二核ルテニウム錯体に導入することにより、高活性な水の酸化触媒を開発することを目的としている。平成27年度は、まず、これまでに用いてきたビス(ターピリジル)アントラセンの代わりに、ビス(ターピリジル)アントラキノンを用いた二核ルテニウム錯体を合成した。この錯体も水の酸化反応に対して触媒活性を示し、反応の初期速度はアントラセン錯体を上回った。アントラキノン錯体を電気化学的に酸化しながらラマンスペクトルを測定したところ、Ru(IV)=Oの伸縮振動に由来するラマンバンドが観測された。これを更に一電子酸化すると酸素が発生し、錯体はRu(II), Ru(III)の酸化状態へもどることが分かった。これらの結果から、[Ru(IV)=O O=Ru(V)]が分子内で酸素ー酸素結合を形成し、[Ru(III)-O-O-Ru(IV)]を生じる。[Ru(III)-O-O-Ru(IV)]から酸素分子が発生することともに[Ru(II)-OH HO-Ru(III)]が再生する反応機構が明らかになった。アントラセン架橋錯体では同様の反応条件下でラマン測定すると[Ru-O-O-Ru]のO-O伸縮振動が観測されることから、架橋配位子により反応の律速段階が異なっていることが分かった。次に、酸化還元活性な架橋配位子であるビス(ターピリジル)アントラセノールの合成検討をおこなった。ビス(ターピリジル)アントラキノンを塩化スズで還元した後、メチル化することにより、10-メトキシー1,8ービス(ターピリジル)アントラセンを合成した。この配位子の電気化学測定から+1.2 V (vs. SCE)で不可逆に酸化されることがわかった。この結果に基づいて、電解酸化によるビス(ターピリジル)アントラセノールの合成を行う予定である。平成27年度は酸化還元活性な架橋配位子ビス(ターピリジル)アントラセノールの合成検討を行ったが、実用的な収率で合成できる反応経路を見出すことに苦戦している。しかし、平成27年度に高収率で10-メトキシ-1,8ービス(ターピリジル)アントラセンを合成し、この電解酸化による目的物の合成の可能性が見出された。さらに、10-メトキシ-1,8-ビス(ターピリジル)アントラセンを用いた二核ルテニウム錯体の合成にも成功し、サイクリックボルタンメトリーの測定から、ルテニウム錯体の電解酸化によっても配位子が酸化されることが示唆された。これらの結果に基づいて、現在、配位子ならびにルテニウム錯体の合成を行っている。一方、二核ルテニウム錯体触媒による水の酸化の反応機構の解明については、大きな前進があった。水分子から酸素ー酸素結合を形成する過程において、これまで不明であった分子内カップリングする高原子価ルテニウム-オキソ錯体の酸化数が[Ru(IV)=O O=Ru(V)]であることをラマンと吸収スペクトル測定により明らかにした。この結果から、比較的容易に生成する[Ru(IV)=O O=Ru(IV)]状態を、さらに1電子酸化する段階が反応機構上のキーステップであり、この酸化を負側で行うことが、反応全体の酸化電位を低下させることにつながる。このことからも、酸化還元活性なビス(ターピリジル)アントラセノール

配位子が有効に機能する期待される。本研究課題では人工光合成のボトルネックといわれる水の四電子酸化反応を、平衡電極電位(+1.23 V vs.NHE, pH0)よりも+100mVから+200 mV程度の過電圧で進行させる小過電圧触媒系の実現を目指し、光合成の仕組みを模倣した人工系二核ルテニウム錯体触媒の開発を行った。天然の光合成では、酸素発生中心であるマンガンクラスターの近傍に存在するチロシン残基が電子とプロトンの移動に重要な役割を担っている。本研究ではOECを模倣して、チロシンと同じフェノール骨格を分子内に有する二核ルテニウム錯体の合成について検討した。当初は架橋部位をアントラセノールとした二核化配位子の合成を目指し、多くの合成経路について検討したが、実用的な収率に至らなかった。そこで、アントラセンの1位にルテニウムを結合するターピリジル基、8位にヒドロキシフェニル基を有する配位子の合成を検討した。最終的に、アントラセン-1,8-ジボロン酸とトリフルオロメタンスルホニルターピリジン及びブロモアニソールのワンポット鈴木ー宮浦クロスカップリング反応で良好な収率で合成に成功した。この配位子を用いて単核ルテニウム錯体を合成し、その構造を単結晶X-線構造解析で明らかにした。さらに合成した錯体のCVを測定し、水の酸化に対して触媒活性を示すことがわかった。有機溶媒中ではフェノール部位の不可逆な酸化波が+1.2V(vs. SCE)に観測され、水中ではこの電位近辺から水の酸化に由来する触媒電流が生じた。現在、フェノール部位が水の酸化に与える影響と反応機構について検討を行っている。さらに、非常に強い電子供与性の配位子を有するルテニウム錯体が、小過電圧で水の酸化を触媒することを明らかにした。二核ルテニウム錯体触媒に夜水の酸化反応については、反応活性種が[Ru(IV)=O O=Ru(V)]である明確な証拠を得た。平成27年度の結果を踏まえて、ビス(ターピリジル)アントラセノールの合成を行う。すでに合成に成功している10-メトキシ-1,8-ビス(ターピリジル)アントラセンの電解酸化、あるいは(NH4)2[Ce(NO3)6] (CAN)による化学的酸化について検討する。また、ビス(ターピリジル)アントラセノールの二核ルテニウム錯体を合成して、酸化還元挙動と水の酸化反応に対する触媒活性について、これまでに合成してきた二核ルテニウム錯体との比較検討をおこなう。特に、反応中にアントラセノール部位の酸化が起きていることを証明するために、反応中間体のESR測定によるフェノキシルラジカル種を同定する。平成27年度に、アントラセンおよびアントラキノンを架橋部位とするルテニウム錯体による水の酸化の反応機構の詳細を明らかにすることができた。ラマンスペクトルによる反応中間体を同定する手法も確立できているので、これらの手法を用いて、アントラセノール錯体の反応機構を解明する。特に2つの水分子から酸素ー酸素結合が形成される過程が、これまでに用いてきたアントラセン錯体やアントラキノン錯体と比べて、アントラセノール錯体では、どのように異なるのか明らかにしていく。これらの検討は、反応中心となる金属錯体の近傍に存在する酸化還元活性な有機基の役割を明らかにするものであり、天然の光合成の反応機構に対しても知見を与えるものであると考える。28年度が最終年度であるため、記入しない。
土木工学用語標準化の調査研究

昭和59年度に定めた研究の基本方針に従い、各研究分担者を主査とする16の小委員会ごとに、各専門分野の保憎用語、改訂用語、新規採録用語、およびそれらの優先順位に関する調査研究を実施した。その結果(第1次案)をもって、学術用語としての評価・選定を行って、対英訳等を入れた第二次案、さらにこれを評価・再検討を行った小委員会最終案を得つつある。これら16小委員会の調査研究状況は次のとおりである。【◯!1】小委員会最終案完成のもの:橋梁工学等(850語),海岸港湾(1,100語),トンネル工学(1500語),都市計画・地域計画(1000語),道路工学(800語),測量学(900語)の6部門(計約6150語)【◯!2】第二次案の段階のもの:水理・水文・河川工学(約1500語),発電工学(約800語),土質・基礎・岩盤(約1300語),コンクリート工学(約2500語)の4部門(計約6100語)【◯!3】第一次案の段階のもの:耐震工学(約200語),材料力学・構造解析(約600語),鉄道工学(約1,100語),土木計画・交通計画(約2,000語),衛生工学(約1,000語),施工学(約9000語)の6部門(計約14,000語)なお、上記【◯!1】および【◯!2】の段階では、各分野とも関連する学協会との連絡をとりながら作業を進めている。今後、16分野相互の調整および削除を行うと共に、再度、対英訳のチェック等を行う予定である。
加速度孔内傾斜計を用いた火山灰被覆斜面の動的観測と崩壊発生機構の解明

平成24年九州北部豪雨による土砂災害や平成25年台風16号の豪雨による伊豆大島の土砂災害など,火山体周辺で発生する土砂災害が頻発している.これらの災害の原因となった崩壊に共通して言えるのは,降下火山灰とレス(風成塵起源の堆積物)が互層する斜面物質が崩壊に関与していることである.本研究は,Micro Electro Mechanical System(MEMS)加速度センサを搭載した孔内傾斜計(以後,MEMS孔内傾斜計)を用いて,火山灰被覆斜面のクリープと崩壊の動きを検出することともに,地形・地質調査結果および地盤調査結果そして間隙水圧計による観測結果を組み合わせることで,火山灰被覆斜面の崩壊発生機構を説明することを目的としている.調査地は阿蘇カルデラ内,中岳の北東斜面に位置あり,降下スコリアと主としてクロボク土からなる土層で構成されている.(孔内傾斜計の設置と観測)2017年11月5日以降,孔内傾斜計と間隙水圧計を設置し継続して観測を実施できている.現地では2つの地点(斜面の上下)で観測を行っているが,2019年6月19日に同時に変動が認められた.当日の24時間雨量は187 mmあり,微量ではあるが豪雨により斜面全体が変動することが観測できた.(地盤調査結果)2017年度は土層観察から相対的に透水性の低いスコリア層の上位のクロボク土層が流動しいる構造(load markなど)を読み取ることに成功した.これを受け,現地でのベーンコーン試験や各種土質試験を行い,クロボク土層が流動タイプの重力変形をすると,その強度が低下し,今後の豪雨を誘因に再び流動し崩壊に至る可能性が高くなることを示せた.設置した孔内傾斜計のケーブルが破損(断線)したため,一時的にデータの欠損が生じたが,修復後は順調に観測を進めることができている.また,2017年度は2地点の観測孔それぞれで微量の変動イベントを観測してきたが,2018年6月19日に,斜面の上下で設置しているそれぞれの観測孔で同時に斜面変動を捉えることができた.また,研究実績の概要に記したように,ベーンコーン試験や各種土質試験を行った.クロボク土層が流動した場合,クロボク土層の土粒子間の結合が弱まることで強度低下すること,もしくはクロボク土が流動後に再堆積する過程で土粒子が再配列するとともに上載荷重による圧密で強度が逆に大きくなることが想定されるが,試験の結果,前者であることを明らかにすることができた.この成果は日本地すべり学会誌に投稿し受理され,印刷中の状況である.今後も継続して観測を行う.2017年の設置以降,孔内傾斜計および間隙水圧計は1時間ごとに計測している.降雨イベントと斜面変動との関係について議論を進めていく.2019年度中にも豪雨による斜面変動が継続的に認められれば,その成果を学会誌に投稿する予定である.平成24年九州北部豪雨による土砂災害や平成25年台風16号の豪雨による伊豆大島の土砂災害など,火山体周辺で発生する土砂災害が頻発している.これらの災害の原因となった崩壊に共通して言えるのは,降下火山灰とレス(風成塵起源の堆積物)が互層する斜面物質が崩壊に関与していることである.本研究は,Micro Electro Mechanical System(MEMS)加速度センサを搭載した孔内傾斜計(以後,MEMS孔内傾斜計)を用いて,火山灰被覆斜面のクリープと崩壊の動きを検出することともに,地形・地質調査結果および地盤調査結果そして間隙水圧計による観測結果を組み合わせることで,火山灰被覆斜面の崩壊発生機構を説明することを目的としている.調査地は熊本県阿蘇市,中岳の北東斜面に位置する.(孔内傾斜計の設置と観測)調査地において2017年11月5日に孔内傾斜計と間隙水圧計を設置し観測を開始した.孔内傾斜計のデータは,15 cm毎に深度180 cmまで得られている.観測開始以降,それぞれのデータは変動量0.2 mmの範囲に収まっているが,1月23日ー24日に深度45 cm以浅で最大2.2 mmの変動量が認められた.(地形地質調査)観測サイトの露頭観察を行ったところ,テフラとクロボク土からなる互層が複雑に重力変形していることが明らかになった.スコリア層とその上位のクロボク土層との境界付近にせん断面が形成されるとともに,クロボク土層内には荷重痕(load mark)に類似する構造が認められた.相対的に透水性の低いスコリア層の上位のクロボク土層が流動することで形成されたと解釈した.土層強度検査棒を用いて粘着力(c)・内部摩擦角(φ)を用いて変形・非変形層の比較をしたところ,前者のcの強度低下が認められた.本研究の鍵は孔内傾斜計を設置し順調に観測できるかにある.観測孔は隣接して2本設置し,30 cm毎に深度1.8 mまで加速度センサで観測することで,15 cm間隔での変動量が計測できるよう設計してある.「研究実績の概要」に記した4月23日に発生したイベントまでに,各センサの変動量は0.7 mm内に収まることから,11月5日の設置以降,順調に計測がなされていることが分かる.また,露頭観察による堆積相の記載,土壌検査棒を用いた土質試験も併せて行うことができている.

平成24年九州北部豪雨による土砂災害や平成25年台風16号の豪雨による伊豆大島の土砂災害など,火山体周辺で発生する土砂災害が頻発している.これらの災害の原因となった崩壊に共通して言えるのは,降下火山灰とレス(風成塵起源の堆積物)が互層する斜面物質が崩壊に関与していることである.本研究は,Micro Electro Mechanical System(MEMS)加速度センサを搭載した孔内傾斜計(以後,MEMS孔内傾斜計)を用いて,火山灰被覆斜面のクリープと崩壊の動きを検出することともに,地形・地質調査結果および地盤調査結果そして間隙水圧計による観測結果を組み合わせることで,火山灰被覆斜面の崩壊発生機構を説明することを目的としている.調査地は阿蘇カルデラ内,中岳の北東斜面に位置あり,降下スコリアと主としてクロボク土からなる土層で構成されている.(孔内傾斜計の設置と観測)2017年11月5日以降,孔内傾斜計と間隙水圧計を設置し継続して観測を実施できている.現地では2つの地点(斜面の上下)で観測を行っているが,2019年6月19日に同時に変動が認められた.当日の24時間雨量は187 mmあり,微量ではあるが豪雨により斜面全体が変動することが観測できた.(地盤調査結果)2017年度は土層観察から相対的に透水性の低いスコリア層の上位のクロボク土層が流動しいる構造(load markなど)を読み取ることに成功した.これを受け,現地でのベーンコーン試験や各種土質試験を行い,クロボク土層が流動タイプの重力変形をすると,その強度が低下し,今後の豪雨を誘因に再び流動し崩壊に至る可能性が高くなることを示せた.設置した孔内傾斜計のケーブルが破損(断線)したため,一時的にデータの欠損が生じたが,修復後は順調に観測を進めることができている.また,2017年度は2地点の観測孔それぞれで微量の変動イベントを観測してきたが,2018年6月19日に,斜面の上下で設置しているそれぞれの観測孔で同時に斜面変動を捉えることができた.また,研究実績の概要に記したように,ベーンコーン試験や各種土質試験を行った.クロボク土層が流動した場合,クロボク土層の土粒子間の結合が弱まることで強度低下すること,もしくはクロボク土が流動後に再堆積する過程で土粒子が再配列するとともに上載荷重による圧密で強度が逆に大きくなることが想定されるが,試験の結果,前者であることを明らかにすることができた.この成果は日本地すべり学会誌に投稿し受理され,印刷中の状況である.今後も継続して観測を行う.孔内傾斜計および間隙水圧計は1時間ごとに計測している.また,気象観測装置(雨量計・気温計)による現地観測も開始したので,それらのデータを交えた検討も行う.また堆積相の観察結果と土質試験結果との検討結果を2019年度中に学会誌に投稿する予定である.今後も継続して観測を行う.2017年の設置以降,孔内傾斜計および間隙水圧計は1時間ごとに計測している.降雨イベントと斜面変動との関係について議論を進めていく.2019年度中にも豪雨による斜面変動が継続的に認められれば,その成果を学会誌に投稿する予定である.本年度予定した物品費・旅費等を使用したが若干の残額が生じた.残額は次年度購入予定の旅費として使用する.
高齢者介護サービスにおける資源配分・分配メカニズムについて

高齢化の進展に伴い、医療・介護サービスの需要が増加するにつれて、医療・介護サービスに対する人々の関心は高まりつつあるように思われる。医療・介護サービスは、その固有の性質から、需給を市場原理に任せることが適切でないと考えられてきた。したがって、現実の医療・介護制度には、規制等の公的な介入を広範に見ることができる。本研究では、そうした公的介入の中で、旧来の杜会福祉制度や公的介護保険の要介護認定のプロセスで利用されている、"Tagged System" (Akerlof 1978)の資源配分メカニズム、所得分配メカニズムとしての役割を明らかにすることを目的とした。本研究には、2つの成果がある。第二に、Tagged systemを採用しているサービスを具体的に例に取り上げて、その実態について、理論的に制度評価を試みたことである。筆者の関心は、高齢者介護サービスにあるが、データ収集の可能性から、精神医療・介護をも例に取り上げた。精神医療・介護については、千葉県をデータ採集地として、アンケートに基づいた実証研究を計画した。理論モデルを組み立て、アンケート作成まで行った。しかし、プライバシーに関わる情報も必要なことから、アンケートの精度を高めるために公的機関との共同調査に乗る形で行うことにしており、今後の課題として残った。本研究では、そうした公的介入の中で、旧来の社会福祉制度や公的介護保険の要介護認定のプロセスで利用されている、"Tagged System"(Akerlof1978)の資源配分メカニズム、所得分配メカニズムとしての役割を明らかにすることを目的としている。今年度は、二つの目的を持って、研究プロジェクトを進めた。第一に、Taggedsystemにかかわる文献をサーベイすることである。このサーベイ論文は、近日中にとりまとめる予定である。第二に、Tagged systemを採用しているサービスを具体的に例に取り上げて、その実態について、理論的に制度評価を試みることである。筆者の関心は、高齢者介護サービスにあるが、研究協力者を得たので、精神医療・介護も例に取り上げた。精神医療・介護については、研究協力者(渡辺尚子氏(千葉県立衛生短期大学))とアンケートに基づいた実証研究を計画中である。
生化学診断が困難な原発性副腎皮質機能低下症の分子基盤の解明と新規責任遺伝子の同定

遺伝子A微細欠失の同定:2000年より我々の研究室は原発性副腎皮質機能低下症の63症例を集積し、遺伝学的検査で病因の特定を行ってきた。既知責任遺伝子変異陰性例を対象にオリゴアレイCGH(Agilent 180K, 1M)を行い、3例に同一遺伝子(遺伝子A)エクソン2を含む微細欠失を同定した。3例中2例において欠失特異的PCRを行い、欠失領域(切断点)を同定した。最終年度に同定不可能であった残りの1例において次世代シークエンサーを用いた全ゲノムシークエンス解析を行い、切断点と約4kb挿入を同定した。遺伝子Aの発現:成獣および新生仔マウス副腎組織切片を用いて遺伝子Aのin situ hybridizationを行い、副腎皮質被膜下で遺伝子A発現を確認した。遺伝子Aのin vitro機能解析:薬剤誘導性安定発現株を樹立後、1か月を超過すると薬剤誘導なしでも、変異体のみWnt3a・RSPO1添加後のβカテニン産生が低下すると判明したため、安定発現株での解析を行う方針とした。最終年度にHEK293細胞の遺伝子A(野生型・欠失型)安定発現株を樹立し、機能解析を行った。TCF/LEFレポーターを用いたルシフェラーゼアッセイを行った結果、リガンド(Wnt3a, RSPO1)添加下で欠失型遺伝子A安定発現株は野生型遺伝子A安定発現株と比較し、βカテニン産生能が50%以下に低下していることを明らかとした。以上より、遺伝子Aが副腎低形成症をきたす新規責任遺伝子であり、その分子機構はWnt-βカテニン系のシグナル伝達の低下であると考えた。原発性副腎皮質機能低下症の中で、21水酸化酵素欠損症などの酵素欠損症は17αOHP測定や尿ステロイドプロフィル上の特徴的な生化学所見により診断可能である。一方、「生化学診断が困難な原発性副腎皮質機能低下症」は、1先天性リポイド副腎過形成症(責任遺伝子:CYP11A1,STAR)、2先天性副腎低形成症(NR0B1,NR5A1)、3家族性グルココルチコイド欠損症(MC2R,MRAP,NNT,TXNRD2)に大別される。その他副腎低形成を伴う症候群としてtriple A症候群(AAAS)、IMAGe症候群(CDKN1C)、MCM4異常症(MCM4)が報告されている。「生化学診断が困難な原発性副腎皮質機能低下症」54例を対象に遺伝子解析を行い、37例で遺伝子変異を同定した(STAR 16例、NR0B1 16例、NNT 2例、AAAS 2例)。さらに遺伝子A内に微細欠失を有する先天性副腎低形成症2例を経験した。先行研究で遺伝子AがWnt-βカテニン系に関与する分子であると報告されている。我々はマウス副腎皮質由来Y1細胞およびヒト成人副腎cDNAにおいて遺伝子Aの発現を確認した。さらに成獣および新生仔マウス副腎を用いてin situ hybridizationを行い、副腎皮質被膜下における遺伝子Aの発現も確認した。遺伝子Aの一過性強制発現系(HEK293細胞、CMVプロモーターによる遺伝子A過剰発現下)におけるWnt-βカテニン機能解析系を確立し、野生型および変異体(該当領域欠失)のβカテニン産生能を比較したところ、遺伝子Aの過剰発現は、野生型・変異体ともにβカテニン産生を抑制した。この結果より、強制発現下の機能解析では検討困難と判断し、薬剤誘導性安定発現下の機能解析系を確立する方針とした。1)最終的に「生化学診断が困難な原発性副腎皮質機能低下症」の対象症例は9症例増加し、63例となった。解析遺伝子は最近報告されたMIRAGE症候群(責任遺伝子:SAMD9)も含む12遺伝子(AAAS, CYP11A1, CDKN1C, DAX1, MC2R, MCM4, MRAP, NNT, SAMD9, SF1,STAR, TXNRD2)とした。全63例中54例で遺伝子変異を同定した(STAR 19例、NR0B1 20例、SAMD9 8例、AAAS 3例、NNT 2例、MC2R 1例、CDKN1C 1例)。対象症例の臨床データを用いて各単一遺伝子疾患の臨床的特徴および遺伝子型ー表現型関連について検討を加え、現在論文投稿中である。2)切断点未確定1例の切断点同定を目的として、カスタムアレイを行った。切断候補領域をさらに狭め、PCR-シークエンス法で切断点同定を試みたが、不可能であった。3)既知責任遺伝子変異陰性例を対象に、遺伝子Aを含む領域のカスタムアレイを行い、1例に微細欠失を同定した。PCR-シークエンス法により切断点同定を行い、最終的に8kbの欠失であることを確認した。4)遺伝子A cDNAを薬剤誘導性安定発現ベクター(具体的にはcumate誘導性PiggyBacトランスポゾン発現ベクター)に制限酵素処理で組み込んだ。さらに該当領域を欠失した遺伝子A薬剤誘導性安定発現ベクターも同様に作成した。HEK293細胞に導入し、遺伝子Aの薬剤誘導性安定発現株の樹立を行った。1)「生化学診断が困難な原発性副腎皮質機能低下症」の対象症例は63例について遺伝子解析を行った。

全63例中54例で遺伝子変異を同定した(STAR 19例、NR0B1 20例、SAMD9 8例、AAAS 3例、NNT 2例、MC2R 1例、CDK N1C 1例)。対象症例の臨床データを用いて各単一遺伝子疾患の臨床的特徴および遺伝子型ー表現型関連についてまとめた学術論文を投稿し、受理された。論文はEuropean Journal of Endocrinologyの2017年8月号に掲載された。2)-1.遺伝子A内に微細欠失を有する先天性副腎低形成症3例を経験した。オリゴアレイCGHとPCR-直接シークエンス法を用いて3例中2例の欠失切断点を同定した。しかし、残りの1例の欠失切断点を同定できていない。2)-2.我々は成獣および新生仔マウス副腎を用いてin situ hybridizationを行い、副腎皮質被膜下における遺伝子Aの発現を確認した。遺伝子Aの一過性強制発現系(HEK293細胞、CMVプロモーターによる遺伝子A過剰発現下)におけるWnt-βカテニンシグナル機能解析系を確立し、野生型および変異体(該当領域欠失)のβカテニン産生量をルシフェラーゼアッセイ(TCF/LEFレポーターアッセイ)により比較したところ、遺伝子Aの過剰発現下において、野生型・変異体ともにβカテニン産生を抑制した。この結果より、一過性強制発現下の機能解析系では検討困難と判断した。そこで、遺伝子Aの薬剤誘導性安定発現株(HEK293細胞、cumate誘導性およびテトラサイクリン誘導性PiggyBacトランスポゾン発現ベクターを使用)を樹立した。樹立した遺伝子A薬剤誘導性安定発現株を用いて機能解析系(ルシフェラーゼアッセイによるβカテニン産生量の定量)を確立した。1)「生化学診断が困難な原発性副腎皮質機能低下症」を対象とした遺伝子解析結果おとび各単一遺伝子疾患の臨床的特徴および遺伝子型ー表現型関連についてまとめた学術論文が、European Journal of Endocrinologyに受理され、2017年8月に掲載された。2)-1.切断点未確定1例について、次世代シークエンス法を用いて全ゲノムシークエンス解析により切断点同定を試みたが、polyA配列存在しており、切断領域の予測範囲を狭めることはできたが、切断点同定には至らなかった。2)-2.遺伝子A薬剤誘導性安定発現株を用いて機能解析系(ルシフェラーゼアッセイによるβカテニンの定量)を行った。遺伝子Aの薬剤誘導型安定発現株にルシフェラーゼ発現ベクター(TCF/LEFレポーター)を導入し、誘導薬剤(cumateおよびテトラサイクリン)とヒトWnt3aとヒトRSPO 1を培養液中に添加後にONE-GLO reagentを添加し、蛍光強度を定量した。誘導薬剤の添加量と添加時間、Wnt3 aとRSPO1添加量と添加時間について条件検討を行った。結果、Cumate誘導システムでもTet-on誘導システムにおいても誘導薬剤量依存的に野生型・変異体ともにWnt3a・RSPO1添加後のβカテニン産生が低下し、両者ともばらつきが大きく有意差を確認できなかった。しかし、さらなる検討で培養期間が1か月を超過すると薬剤誘導なしでも、変異体のみWnt3a・RSPO1添加後のβカテニン産生が低下すると判明した。これは薬剤誘導安定発現株において、リークにより遺伝子Aから発現した野生型と変異体タンパク質Aの機能に差があることを表していると考えた。以上より、遺伝子A安定発現株(薬剤誘導なし)を樹立し、Wnt-βカテニン産生量について追加検討することとした。遺伝子A微細欠失の同定:2000年より我々の研究室は
被覆鋳造法による耐摩耗複合鋳物の製造における炭化物-溶湯界面反応の解析

耐摩耗材料は摩耗を受ける表面層が高硬度であることが要求されるが、同時に靭性を必要とする場合が多い。表面層だけに高硬度の炭化物や各種セラミックスを分散させ、内部は高強度、高靭性であるような複合材料とし、しかも硬化層と厚さを任意にコントロールできれば、多様に変化する実際の摩耗条件に対応しうる上、コストや資源の低減を計れる。本研究では、まず耐摩耗複合材として具備すべき条件を究明するため、接着法による金属表面へのセラミックスの被覆及び分散性の有効性を調査した。すなわち、鋼の表面に【Al_2】【O_3】及びZr【B_2】タイルを接着した材料、熱処理して硬度を変化させた鉄鋼に【Al_2】【O_3】ピンを埋め込んだ材料及び高クロム鋳鉄について、試料-アブレシブ粒子-試料の3body typeの摩耗試験した結果、耐アブレシブ摩耗用複合材料は強靭な金属基地中に微細でち密なセラミツクスを出来るだけ多量に分散させねばならないことが示された。次に、簡便な複合材料製造法と考えられる鋳型内部へセラミックスを塗布して金属溶湯を注入し複合材料を製造する被覆鋳造法の基礎研究として、WC及びZr【O_2】焼結体と鋳鉄溶湯とのぬれ性を静滴法により測定した。鋳鉄の融点に近い1200°Cにおける鋳鉄溶湯のZr【O_2】へのぬれ角度は100110度であったが、WC焼結体に対しては0度であり、金属炭化物と鋳鉄との複合化においてぬれ性に問題はない。WC,VC,【Cr_3】【C_2】,【Mo_2】Cの焼結体及び粉末をC【O_2】砂型内に設置し、球状黒鉛鋳鉄溶湯を鋳造し、各炭化物と鋳鉄溶湯との反応性について調査した。【Cr_3】【C_2】と【Mo_2】Cは鋳鉄溶湯に極めて溶け込み易く、とくに【Cr_3】【C_2】は鋳鉄溶湯の大部分を白鋳鉄に凝固させた。WCとVCは溶湯への溶け込み量が比較的少なく安定した反応層を生じ、VCは球状黒鉛鋳鉄の黒鉛形状に対してもほとんど悪影響を及ぼさない。WC粉末と【Cr_3】【C_2】粉末を量比を変えて混合することにより、反応層の厚さや性状を制御しうることが判明した。
刈敷法による水稲栽培の作物生理学的研究

乾燥した山野草を移植後の水田表面に敷き、その肥効に依存するのみで、水稲栽培をおこなうところの伝統農法である刈敷法の原理に注目し、それを作物栄養生理の面から解析をおこなった。肥沃な客土水田で刈敷法による水稲栽培を無化学肥料で実施すると、単収は580730kg/10aの高収量をあげることができ、単収はアシの刈敷量に比例した。試験用の有底箱水田で、刈敷材料の種類および、これに加えて醗酵なたね油粕による基肥、追肥の効果を検討した結果、アシ,ネザサの効果はワラビ,ススキよりも優れており、アシに醗酵なたね油粕を基肥,穂肥と加用した区の単収は446kg/10aで化学肥料区の309kg/10aを大幅に上廻った。水田表層に施用した刈敷材料の分解率は、ワラビ50%,ススキ30%,ネザサ24%,アシ22%であって、各材料の相当量は収穫後の水田に残存するので、これが土壌と混和、腐熟すれば腐植の補給に効果的である。また、アシ風乾重1tの刈敷による珪酸の供給量は33kg/10a程度であるが、刈敷によって土壌中の珪酸が有効化され、土壌改良資材を用いた区と大差ない吸収量を示した。刈敷法は、その実施にあたって材料の水田搬入に労力を多く要するので、この軽減と刈敷材料の腐熟過程で溶出する汁液の肥効を活用する目的で、温水堆肥を考案した。温水堆肥より溶出すれ汁液の肥効を、実際の水田ならびに実験用箱水田で検証した結果、いずれも増収効果を認めた。アシ,ササ,青刈ムギをそれぞれ温水堆肥とした場合、乾物材料1kgより溶出するN量は917g,P量約2g,K量1435g,【SiO_2】量716gであったが、これらの3分の2は土壌へ吸着、又は空中への脱窒がみられた。刈敷法は、末分解有機物を田面におくことで、分解時におこる土壌還元を防止し、材料から溶出する汁液の肥効を利用するものであることが明らかとなった。