hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インタラクションにおける感情誘導過程のモデル化

(2)フィールドで観察された感情誘導現象のモデル化:観察された感情誘導過程を定量的に記述するには,その記述用語としてのオントロジが必要であり,その構築と記述の試行による妥当性の検証と感情誘導過程の定量的分析が求められる.次に本研究では,各記述用語が表す感情誘導の要素現象の内部過程を考慮した定性的モデル化を行い,現象分析を通じてその妥当性検討を行う.(3)フィールドで観察された感情誘導過程の計算論的解明:保育士は子どもに対して日々に感情誘導を行っており,観察されたその過程を上記の計算モデルにより説明することを試みる.誘導とは相手に働きかけるプロセスのプランニングが本質であり,感情の変化を導く行為のシーケンスを探索する過程としての感情誘導の理解が求められる.感情システムのモデル化と幼稚園での予備的行動調査とその分析を受けて,以下の研究を行っていく.1.感情=価値システム仮説の計算モデル化として,計算モデルが不十分な前頭葉の推論システムについて,Particle Filterモデルに基づき,計算モデル構築とトイモデルによるシミュレーションを行い,意図した特性が出ることを確認する.2.感情モデルにおける価値の要因と,子どもの行動調査による心的状態のダイナミクスの要因とのマッピングを行う.そしてその要因を観測可能なタスクをデザインし,幼稚園での行動観察のためのシステム開発を行う.3.幼稚園での子どもの成長に合わせて縦断的な行動調査を行い,その過程で上記のモデルに必要な情報の抽出と計算モデル化のため蓄積を行う.4.不十分ではあるが蓄積された子どもの心的状態のダイナミクスのデータを用い,予備的な行動誘導のための働きかけを探索する計算モデル構築と,行動調査においてその評価を行う.申請者自身が行動調査および働きかけの場に参加することで,モデルの評価改良のサイクルが短縮されることが期待される.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。
比較ゲノム解析に基づくヒトMHC領域の進化形成過程の解明

本研究課題では上記の研究背景をさらに発展させると同時にこれまでおこなってきたMHC領域における比較ゲノム解析を完結させることを目的として、(1)ヒトと比較的近縁である霊長類サル(マーモセット)ならびに海棲ほ乳類(オキゴンドウ)のMHC領域のゲノム配列を決定し、(2)得られたゲノム配列とヒト、アカゲザル、ラットなどの既知のゲノム配列情報を含めて、比較ゲノム解析に必要な情報を抽出した。その結果より、ほ乳類祖先MHC領域の推定ならびにその祖先領域から現在のヒトのMHC領域に至るまでの進化形成の過程、MHC領域のゲノム進化と疾患感受性遺伝子生成との関連性や生活環境がゲノム構造に及ぼす影響を明確にした。また比較ゲノム解析の先には、ゲノム多様性解析が必要であると考えられることから、ヒトMHC領域3.8MbにおけるHLA領域ゲノム配列決定法の開発を進めた。具体的には、MOG遺伝子KIFC1遺伝子の約3.8Mbを網羅する403カ所のプライマーセットをヨーロッパ人に頻度の高いゲノム配列に基づいて設定した。日本人に頻度の高いヒトMHCホモ接合DNAを用いたPCR増幅の結果、403カ所のうち400カ所のプライマーセットに明瞭なPCR産物が確認され、ヒトMHC領域の約99.2%を存網羅することに成功した。したがって、本PCR増幅システムと次世代シーケンサーの組み合わせは、各生物種におけるゲノム多様性解析に有効なゲノム配列決定法であると考えられた。本研究課題では、多種におけるMHC領域のゲノム配列を決定すること、得られたゲノム配列と既知のゲノム配列情報を含めて、比較ゲノム解析に必要な情報を抽出することにより、現在のヒトのMHC領域に至るまでの進化形成の過程を明確にすることを目的とする。本年度における成果を以下に記す。1、オキゴンドウMHC領域の遺伝子マッピングから、134個の遺伝子が他のほ乳類と同様に同定された。ところがMHCクラスI遺伝子において、ヒトで偽遺伝子を含めて18個が位置するが、オキゴンドウでは6個のみが同定された。さらにヒトのMHC領域近傍に位置する嗅覚レセプター遺伝子群を含む約580kbがオキゴンドウでは認められなかったことから、鯨類は水中生活に適応していく過程で嗅覚が退化したためこれら遺伝子が欠失したものと考えられた。本研究で得られたゲノム情報は、感染症やPOPsなどの環境要因に対する感受性のヒトとの比較に大いに資するものである。2、ニワトリMHC領域全長59kbの塩基配列を14種類の主要MHCハプロタイプを用いて決定、比較することでSNP、Indel、リピート配列およびコピー数多型などの多型情報を整理した。その結果、B領域の遺伝子構成はハプロタイプ間で保存されていた。またMHC領域のゲノム多様性は交叉および遺伝子変換により形成され、その時期は家禽化以前であると推測された。現在、この多型情報を用いてマレック病責任遺伝子の絞り込みを進めている。3、原始的な形態・運動能力を有するなど板鰓類で比較的古い形態を有するラブカに着目し、そのBACライブラリーとcDNAライブラリーの作製に成功した。獲得免疫系ゲノムを明らかにするためにそれらライブラリーのPCRスクリーニング系の構築を進めている。
システム神経解剖学による運動失調の理解

脳の研究が社会に必要とされる理由のうちの一つは,脳疾患の理解と治療に貢献するからであろう.しかしながら,脳疾患は,たとえそれが限られた部分の病変に起因していたとしても多様な病態を示すので,なぜそのような病態が生じるのかを理解することは難しい.本研究では,これまで未整理であった,脳の疾患によって運動失調が現れる計算論的メカニズムを,確率最適制御理論を用いた枠組みによって,統一的に理解する.この研究によって,脳の各部位の運動制御に関係する計算機構が明らかになると共に,運動失調の生成メカニズムを理解することができる.例えば,運動学習に関わる脳の部位には,小脳,基底核,皮質等の様々な部位が含まれると考えられるが,それぞれの部位がどのような計算機構を担っているのかはまだ明らかになっていない.運動学習における脳の各部位の機能とこれらを統合する原理が明らかになれば,脳の各部位の変性がどのような運動失調を生み出すのか予測することが出来,さらに,損傷を受けていない部位が損傷を受けた部位の計算機構を補完する可能性も明らかになるだろう.本年度は、このような研究の基礎を作るため,脳における運動学習の計算原理を検討し,心理物理実験によって妥当性を確認した.特に,本研究では学習の最適性に着員した.日常生活に頻繁に現れるような不確実な環境下における最適な運動学習機構は,環境と体の状態が自身の運動指令によってどのように推移するかを特徴づける環境パラメータの推定と,この推定した環境パラメータに対する運動指令決定政策の,二つの相互作用する独立した学習機構によって担われることを導いた.このモデルは被験者が運動学習を行った後の記憶の空間的な汎化パターンを観測することで検証した.さらに,小脳失調を持つ患者に対して同様の実験を行い詳細なデータを取得し始めた.その結果,小脳が環境パラメータの推定を担っていることが明らかになってきた.脳の研究が社会に必要とされる理由のうちの一つは,脳疾患の理解と治療に貢献するからであろう.しかしながら,脳疾患は,たとえそれが限られた部分の病変に起因していたとしても多様な病態を示すので,なぜそのような病態が生じるのかを理解することは難しい.本研究では,これまで未整理であった,脳の疾患によって運動失調が現れる計算論的メカニズムを,確率最適制御理論を用いた枠組みによって,統一的に理解する.この研究によって,脳の各部位の運動制御に関係する計算機構が明らかになると共に,運動失調の生成メカニズムを理解することができる.例えば,運動学習に関わる脳の部位には,小脳,基底核,皮質等の様々な部位が含まれると考えられるが,それぞれの部位がどのような計算機構を担っているのかはまだ明らかになっていない.運動学習における脳の各部位の機能とこれらを統合する原理が明らかになれば,脳の各部位の変性がどのような運動失調を生み出すのか予測することが出来,さらに,損傷を受けていない部位が損傷を受けた部位の計算機構を補完する可能性も明らかになるだろう.本年度は、このような研究の基礎を作るため,脳における運動学習の計算原理を検討し,心理物理実験によって妥当性を確認した.特に,本研究では学習の最適性に着員した.日常生活に頻繁に現れるような不確実な環境下における最適な運動学習機構は,環境と体の状態が自身の運動指令によってどのように推移するかを特徴づける環境パラメータの推定と,この推定した環境パラメータに対する運動指令決定政策の,二つの相互作用する独立した学習機構によって担われることを導いた.このモデルは被験者が運動学習を行った後の記憶の空間的な汎化パターンを観測することで検証した.さらに,小脳失調を持つ患者に対して同様の実験を行い詳細なデータを取得し始めた.その結果,小脳が環境パラメータの推定を担っていることが明らかになってきた.
青少年の愛他行動と課題達成行動の関連性と媒介要因の研究

本研究は課題達成行動24問、愛他行動60問、それに媒介変数として価値観、認知されたコンピテンス尺度(修正日本語版)、自己過程に関わる生き方、共感性の4変数合計77問にフェイスシ-トよりなる調査票を作成実施した。調査対象は中・高あわせて260人に実施した。課題達成行動は達成(AI)基準として長期的展望、失敗回避、卓越基式、独自の方法の4つ、達成行動の課題領域として技能・スポ-ツ、音楽・芸術、学校・職業、対人・社会活動の4つ、達成行動が担う対象の広がりとして個人的、家族・友人、社会一般・未知の人を含めての3つを枠組みとして作成した。因子分析の結果、5因子が抽出された(票本数570、変量24、5因子の累積寄与率43.3)。回転後(回転基準はバリマックス回転)の因子と変量の関係から、第1因子は学校課題、第2因子は社会貢献、第3因子は友人関係課題、第4因子は独自性課題、第5因子は個人的スキルと仮に命名した。愛他行はこれまでに、幼稚園児の母親の愛他性調査や、国際比較等の因査に使用したもので、現在分析中であるが、以前の分析では、第1因子は援助(バスの座席譲り)、第2因子は緊急援助(道で倒れた人を助ける)、第3因子は分与(登山中に水を分ける)、第4因子はボランティア(水泳の指導)、第5因子は募金(発展途上国の恵まれない子)と命名されている。そこで、取り合えず、愛他性総合と課題達成の5因子各々とのクロス集計を行った。結果は第1因子(学校課題)は危険率5%、第2因子(社会貢献)5%、第3因子(友人関係課題)0.1%、第4因子(独自性課題)5%、で何れも愛他行動する人が達成行動も行うという関係が有意に認められた。第5因子(個人的スキル)は関係が認められなかった。他の媒介項目等との関連については現在分析中である。
形態的および化学的特徴に基づいた先カンブリア時代微化石分類

今年度は本研究で得られた成果をまとめ、前年度に投稿した論文を修正し投稿することを目標とした。投稿論文は、2報投稿し、1報は査読結果を受けて修正中で、1報は却下されたので改定して別誌に投稿予定である。また、本研究の目的を達成するために、以下のように微化石試料・現生微生物試料の分析を推進した。微化石試料の顕微ラマン分光分析では、海洋研究開発機構に新しく導入された顕微ラマン分光装置を用い、1μm以下の空間分解能で原生代の糸状化石・球状化石のラマンスペクトルを得ることに成功した。糸状化石・球状化石から得られた炭質物に特徴的なG bandに着目し、炭質物の2次元分布・3次元分布を得て、炭質物が細胞構造状に分布することを確認した。顕微赤外分光分析においては、約35億年前のDresser累層から産した黒色チャート中の塊状炭質物を測定した。同試料からは、原核生物様の糸状微小構造が報告されたが、分析に用いた薄片試料ではそのような微小構造は観察されなかったので塊状炭質物を測定対象とした。約500点の塊状炭質物を測定し、1点から脂肪族炭化水素のシグナルを得た。これまでに測定してきた原生代微化石試料に比べ、当該地域の炭質物の脂肪族炭化水素含有量が極めて低い。これは当該地域の炭質物が低緑色片岩相の変成作用を被っており、前述の原生代微化石試料より熟成度が高いことと調和的である。今回の結果と前年度までに得られた結果から、赤外スペクトルの脂肪族炭化水素のCH3/CH2ピーク高さ比に基づくと、本地域の炭質物は主にバクテリア由来の脂肪族炭化水素鎖を保存するが、アーキア由来の脂肪族炭化水素鎖も含むと考えられる。このことは、約35億年前の海底熱水系においてバクテリアとアーキアの両者とも存在したことを示唆する。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,南中国の貧安地域から採取した約5.8億年前の動物胚化石と考えられる微化石(以下,胚化石とする)の起源に制約を与えることを目的とする.本年度,これまでに既に分析した胚化石と藻類化石の顕微赤外分光面分析データの再解析を行った.微化石の形態と化学構造の関係を調べるために,薄片の顕微鏡観察により胚化石の外膜と内部の部位を定義し,同一個体で部位によって赤外スペクトルが異なるか,また、異なる個体間の同一部位で赤外スペクトルが異なるか調べた.再解析した試料は胚化石5試料と藻類化石3試料である.8試料の微化石の顕微赤外分光面分析から得られた合計3万個以上のスペクトルデータに対し,スペクトル解析ソフトを用い,脂肪族炭化水素CH_2結合とCH_3結合、芳香族炭化水素C=C結合などのピーク高さを算出した.得られた脂肪族炭化水素CH_2結合とCH_3結合のピーク高さ比(CH_3/CH_2比),脂肪族炭化水素CH_2結合と芳香族炭化水素C=C結合のピーク高さ比(C=C/CH_2比)を各個体の外膜,内膜ごとに手作業でまとめた.その結果,1)胚化石において同一個体では部位による差は観察されず,2)同一部位で比較すると異なるピーク高さ比を示す個体があることが分かった.このことは,形態的に同一でも化学組成的には異なる胚化石が存在することを示す.また胚化石と藻類化石のCH_3/CH_2比,C=C/CH_2比を比較すると,一部の胚化石は藻類化石のそれに類似する.先行研究との比較により胚化石がバクテリア起源である可能性は否定されるが,動物起源であることは否定できない.以上のことから,胚化石の起源として一部は藻類,一部は動物胚であることが支持される.微化石が保持する有機物を探索するために,原生代微化石試料の顕微赤外・ラマン分光分析を行った。その結果,顕微ラマン分光分析により,これまでに確認した微化石が炭質物から構成されることを確認した。また,顕微赤外分光分析により, 11試料中9試料から脂肪族炭化水素C-H結合を検出した。現在も分析を進めているが,今のところそれ以外の有機官能基による吸収は観察されていない。一方で,顕微赤外分光分析から得られた脂肪族炭化水素のシグナルが熱変質によってどのように変化するか考察した。無機物(非晶質シリカ)存在下で熱変質させた場合における現生シアノバクテリア細胞の加熱実験データの再解析を行った。主要な実験はこれまでに既に行っていたので,それらのデータに対し速度論的解析を行い, Igisu et al (2009)で提案した指標(CH_3/CH_2比)の変化を調べた。その結果,シリカの有無にかかわらず脂肪族炭化水素は加熱と共に減少するが,シリカ存在下では減少速度が小さくなることが明らかになった。また,シリカの有無にかかわらず加熱生成物のCH_3/CH_2比は出発物質に比べ増加あるいは殆ど変化を示さなかった。加熱生成物のラマンスペクトルは約8.5億年前と約19億年前の細菌化石と類似した特徴を持つことから,シアノバクテリア細胞は両化石と同程度に炭化したと考えられる。

以上の結果から,シリカと埋包は細胞中C-H結合の熱変質を遅くするが, CH_3/CH_2比を減少させることはないことが分かった。先行研究で示した化石のCH_3/CH_2比を説明するのは熱変質以外のプロセスであると考えられる。以上の内容を投稿論文にまとめ投稿した。平成26年度に実施したのは、1微化石試料の顕微赤外分光分析、2微生物の変質実験の予備実験である。微化石試料の顕微赤外分光分析は、前年度までに両面研磨薄片を用意したTinder Group産チャート2試料中の糸状微化石、球状微化石および不定形炭質物に対して行った。その結果、いずれの試料からも有機物のシグナルを検出することが出来なかった。前年度までに行った顕微ラマン分光分析から、炭質物の熟成度は他の原生代微化石と同等に低いと見積もられる。そのため、赤外分光分析の結果は微化石を構成する有機物濃度が低いことが理由と考えられる。微生物の変質実験では、微生物細胞を水熱した場合の変化を調べるための水熱セル装置の立ち上げと、実験条件の設定を予察的に行った。水熱セルを用いたシアノバクテリア細胞の水熱実験を温度80°C、加熱時間4日間の条件で行い、その場赤外分光測定およびその場紫外可視分光測定を行った。その結果、赤外分光測定では水の吸収帯により、水熱中のシアノバクテリア細胞の変化を追跡することが出来なかったが、水熱前後の赤外スペクトルを得ることに成功した。共同研究者らの経験によると、本実験で使用する水熱セルに試料(主に水溶液)を封入し水熱すると、加熱中に試料室内の水がセルから抜け出ていく問題があるとのことであったが、本予備実験では、加熱後も試料室内の水は約8割の量が保持された。本予備実験で水が保持された理由が不明だが、出発物質(微生物細胞)が保水に適していたのかもしれない。紫外可視分光測定では、実験中に分光装置に不具合が生じたため、途中までしかデータを得ることが出来なかった。今後、実験の再現性等を確認し、試料のマウント法や実験温度、時間等の詳細な条件を決定する予定である。今年度は本研究で得られた成果をまとめ、前年度に投稿した論文を修正し投稿することを目標とした。投稿論文は、2報投稿し、1報は査読結果を受けて修正中で、1報は却下されたので改定して別誌に投稿予定である。また、本研究の目的を達成するために、以下のように微化石試料・現生微生物試料の分析を推進した。微化石試料の顕微ラマン分光分析では、海洋研究開発機構に新しく導入された顕微ラマン分光装置を用い、1μm以下の空間分解能で原生代の糸状化石・球状化石のラマンスペクトルを得ることに成功した。糸状化石・球状化石から得られた炭質物に特徴的なG bandに着目し、炭質物の2次元分布・3次元分布を得て、炭質物が細胞構造状に分布することを確認した。顕微赤外分光分析においては、約35億年前のDresser累層から産した黒色チャート中の塊状炭質物を測定した。同試料からは、原核生物様の糸状微小構造が報告されたが、分析に用いた薄片試料ではそのような微小構造は観察されなかったので塊状炭質物を測定対象とした。約500点の塊状炭質物を測定し、1点から脂肪族炭化水素のシグナルを得た。これまでに測定してきた原生代微化石試料に比べ、当該地域の炭質物の脂肪族炭化水素含有量が極めて低い。これは当該地域の炭質物が低緑色片岩相の変成作用を被っており、前述の原生代微化石試料より熟成度が高いことと調和的である。今回の結果と前年度までに得られた結果から、赤外スペクトルの脂肪族炭化水素のCH3/CH2ピーク高さ比に基づくと、本地域の炭質物は主にバクテリア由来の脂肪族炭化水素鎖を保存するが、アーキア由来の脂肪族炭化水素鎖も含むと考えられる。このことは、約35億年前の海底熱水系においてバクテリアとアーキアの両者とも存在したことを示唆する。
PVモジュールから発するノイズの低減を目的とした吸収材およびアンテナ技術の応用

本研究の目的は、太陽光発電における電波障害を改善するためにPVモジュールから放射されるノイズ(磁界)の抑制法を提案することである。2018年度は、1異なるバスバー形状のPVモジュールが放射するノイズの解明、2MPPTのスイッチング動作がPVモジュールから放射されるノイズに与える影響、3PVモジュールから発生するノイズの抑制に向けたノイズ吸収法の検討(電磁誘導を用いた抑制法の提案)を中心に取り組んだ。1においては、PVモジュールのバスバー形状に着目し、バスバー形状が電磁波の放射効率に与える影響を調査した。その結果、バスバーの折り曲げ段数が奇数と偶数の場合で放射効率が大きく異なることがわかった。2においては、MPPT機能を付加したDC-DCコンバータとして基本的な降圧チョッパ回路と電流共振スイッチを参考にして構成した降圧チョッパ回路を比較した。その結果、kHzオーダのノイズレベルが高くなったが、MHzオーダのノイズレベルが低下することを明らかにした。3においては、電磁誘導を用いてモジュールごとにノイズ対策ができる抑制法を考案した。本抑制法のメリットは、発電システムの設置環境(発電規模、配線長等)に依らず対策が実現できることである。考案した抑制法は、バスバーの裏面に銅線(抑制線)を設置するものである。設置する銅線は両端同士を短絡させ、バスバーに沿うような形で設置する。実験の結果、本抑制法が磁界の抑制に有効であることを明らかにした。今年度も、引き続き研究を進め、定期的に論文等にまとめていく予定である。ほぼ予定通り「研究実績の概要」で述べた進捗で進んでいる。今年度も引き続き研究を進め、定期的に論文等にまとめていく予定である。本年度は、2018年度の内容を継続していく。1異なるバスバー形状のPVモジュールが放射するノイズの解明においては、2018年度の結果を受けて、電磁界シミュレーションによってノイズ放射の少ないPVモジュールのバスバー形状を設計する。2MPPTのスイッチング動作がPVモジュールから放射されるノイズに与える影響においては、スペクトラム拡散技術を応用することでPVモジュールから放射されるノイズの低減を試みる。3電磁誘導を用いたノイズの抑制法においては、抑制線を単芯線からリッツ線に変更し、高周波における特性の向上を試みる。以上の内容を適宜、論文等でまとめていく。
世界遺産「紀伊山地の霊場と参詣道」における風水害に伴う遺産劣化モニタリングと保全

1人工衛星データと現地踏査等による参詣道の被害解明では、参詣道の被害解明を実施した。2気象観測モニタリングポイントの設置・運用によるリアルタイム気象解析では、リアルタイム気象解析を行い、多雨地域における降水特性を明らかにした。3長期間・高密度データセットの作成による豪雨解析では、雨量観測データの入力を行い、1929年からの雨量データセットを完成させ、紀伊山地で発生した豪雨の解析を試みた。4林床画像や分光測定による世界遺産「参詣道」の劣化、被害回復の調査・解析では、現地踏査による参詣道の遺産劣化調査・解析に基づき、和歌山県を中心に現地踏査による遺産被害回復の調査を実施した。和歌山県・奈良県・三重県の2011年台風12号による世界遺産の被害資料を基礎とし、踏査調査により熊野参詣道および周辺地域における森林・林床・斜面等の劣化程度を評価した。熊野川下流域では大量の降雨が流入したことにより、洪水被害や土砂崩れによる被害が多く認められた。熊野参詣道中辺路の大雲取越では、土砂崩れによる倒木が目立ち、複数の場所で崩落が見受けられた。国土数値情報を用いて流入する流域毎に抽出した稜線に沿って流域ポリゴンを作成した結果、河川データから熊野川への流入が確認できた流域数は126個であり、流域面積が小さいものは算定が難しく、それらを除くと74個となった。この作成した流域ポリゴンを基礎として、1kmメッシュ間隔の気象庁のレーダーアメダス解析雨量から算定した2011年9月1日8時から9月5日8時までの熊野川流域における流域平均雨量は、最大値は1607mm、最小値は605mであり、流域雨量平均は1051mmであった。熊野川上流域では流域雨量の少ない箇所が、また今回の台風12号で被害の大きかった田辺市周辺(旧本宮町)や紀伊山地の南東斜面に位置する上北山地域においては、流域雨量の多い地域が数多く認められた。那智勝浦町の浄水センターに気象観測システムを設置し、雨量・風向風速・気温等の気象要素を自動測定して、データをWeb上で閲覧できるシステムを構築し、2013年1月から一般へ公開した。本年度は、「1人工衛星データと現地踏査等による参詣道の被害解明」では、初年度で得られた衛星データ・空中写真による解析結果に基づいて参詣道の被害解明を実施した。「2気象観測モニタリングポイントの設置・運用によるリアルタイム気象解析」では、初年度末に本格稼動した気象観測システムから得られるデータ基づいて、リアルタイム気象解析を行い、多雨地域における降水特性を明らかにした。「3長期間・高密度データセットの作成による豪雨解析」では、初年度に引き続き雨量観測データの入力を行い、1929年1975年までの長期間データセットの完成、さらには1976年以降のアメダスデータと統合し、紀伊山地80年間雨量データセットを完成させた。データセットに基づき、紀伊山地で発生した豪雨の解析を試み、その特徴を類型的に分類し、豪雨災害の予知・予測に役立てるシステムを開発した。「4林床画像や分光測定による世界遺産「参詣道」の劣化、被害回復の調査・解析」では、初年度の現地踏査による参詣道の遺産劣化調査・解析に基づき、引き続き、現地踏査(和歌山県内を重点的に実施)による遺産被害回復の調査を実施した。最終年度の本年度は、「1人工衛星データと現地踏査等による参詣道の被害解明」では、初年度で得られた衛星データ・空中写真による解析結果に基づいて参詣道の被害解明を実施した。データセットに基づき、紀伊山地で発生した豪雨の解析を試みた。本研究で得られた3ヶ年の研究成果を、研究代表者が編著者となり、「風水害と観光客の増大による世界遺産の劣化と保全」のタイトルで取りまとめを行い、平成27年度科学研究費補助金研究成果公開促進費(学術図書)に申請を行った。その結果、申請した学術図書が採択され、平成28年2月末までに書籍(A5版、260頁)として出版されることが決定した。26年度が最終年度であるため、記入しない。環境情報学26年度が最終年度であるため、記入しない。

実施計画に記載された内容をおおむね順調に達成したため。平成25年度において、「1人工衛星データと現地踏査等による参詣道の被害解明」、「2気象観測モニタリングポイントの設置・運用によるリアルタイム気象解析」、「3長期間・高密度データセットの作成による豪雨解析」、「4林床画像や分光測定による世界遺産「参詣道」の劣化、被害回復の調査・解析」の各項目で掲げた目標を達成している。このことから、研究はおおむね順調に進展していると判断した。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者の山本が研究総括・風水害解析等、研究分担者の荊木が植生画像調査、高山が衛星データ解析を分担して推進する。研究分担者の吉越恒が異動し、研究分担が困難となったため、研究分担者から外した。これにより、研究分担者の研究内容である世界遺産被害調査は、研究代表者(山本)、研究分担者(高山)が分担して実施することとした。最終年度の平成26年度は、「3長期間・高密度データセットの作成による豪雨解析」において、平成25年度に完成した「紀伊山地80年間雨量データセット」を、Web上で配信・閲覧できる気象サイトの構築を行う。研究協力者等への活用により、改良箇所の指摘に基づいて最終版を完成させ、風水害の予知・予測に役立つサイト配信を行う。「4林床画像や分光測定による世界遺産「参詣道」の劣化、被害回復の調査・解析」では、平成25年度に実施した現地踏査による遺産被害回復の調査・解析を引き続き実施し、劣化、被害回復の調査・解析の最終的な取り纏めを行う。得られた研究成果は総合的に分析し、甚大な風水害を受けた「紀伊山地の霊場と参詣道」の持続的保全と風水害の遺産劣化の回避の取り組みを地域と協働で実施する。平成27年3月には、本研究の成果を書籍ににまとめ、『観光客の増大と風水害による世界遺産に劣化と保全ー紀伊山地の霊場と参詣道を事例としてー』の出版を予定している。研究分担者の吉越恒が異動し、研究代表者(山本)、研究分担者(荊木、高山)が分担して課題を担当するため、人件費から研究補助者を雇用する経費を増額し、また効率的な研究の遂行に努め、研究目標を達成することとした。山口大学が設置している「熊野那智気象観測モニタリング」のシステムについて、メンテナンス、故障計器費用が生じなかったこと、研究成果の論文掲載が翌年度にずれこんだこと、被災後の植生回復を検出するためのリモートセンシング画像の購入を翌年度に繰り越したため、次年度使用額が生じた。「熊野那智気象観測モニタリング」のシステムについては、3年目になるため、メンテナンス、故障計器費用が生じる。研究成果の論文掲載が生じるため掲載費用、カラーページ代が発生する。被災後の植生回復を検出するためのリモートセンシング画像の購入を行う。
マルチフィジクス効果を利用した流体デバイスの最適構造創成設計法の開発

本研究では,流体の流速ならびに圧力に応じて最適な形状へと自動的に変化する潜在的機能を持ったスマート翼構造の創成設計法を開発する一環として,流体領域と構造領域の物理的変化とその連成関係を同時に考慮できるトポロジー最適化の方法の基礎理論をMoving Particle Semi-implicit(MPS)法に基づき構築した.なお,構造問題については,本研究の開始以前にほぼ基礎理論の検討を終了したいたので,流体問題に焦点を置き,トポロジー最適化の理論とその実装法について構築した.また,粒子法による流体解析手法と比較検討を実施するために,オイラー法に基づく手法についても検討を行った.本研究では,流体力発電システムにおける発電効率の抜本的改善を目的として,流速に応じた最適な形状へと自動的に変化する潜在的機能を持ったスマート翼構造の創成設計法を粒子法とレベルセット法に基づいて開発する.すなわち,流体力による構造物の力学的変形を積極的に利用し,時々刻々,最適な形状へと自動的に変形する構造を創成設計するために,流体力学の領域と構造力学の領域の物理的変化とその連成関係を同時に考慮可能なトポロジー最適化の方法論を構築する.本年度は,流体解析において粒子法による解析手法の基礎検討を行った.粒子法は,連続体を剛体粒子の集合として模擬し,それらの相互関係の変化によって連続体の変形を記述する.粒子法の利点は,ラグランジュ法に基づく手法であるため支配方程式に対流項が存在しない.したがって,有限要素法や有限体積法のような離散化の過程で生じる複雑な手続きは一切必要としない.また,自由表面を扱えるという利点があり,粒子法による状態場および随伴場の解析が可能になることで,最適化の対象領域はより広くなることが期待できる.粒子法の代表的な手法としてはSmoothed Particle Hydrodynamics法(SPH法)やMoving Particle Semi-implicit法(MPS法)がある.本年度はこれら2つの粒子法による流体解析に基づくポロジー最適化の方法について方法論の構築および実装の可能性も含め検討を行った.また,粒子法による流体解析手法と比較検討を実施するために,オイラー法に基づく手法についても検討を実施した.この検討に際しては流体解析には有限体積法を採用した手法を提案し,大規模問題や乱流モデルの適用を含めた方法論への展開もはかった.本研究では,流体力による発電システムにおいて発電効率を抜本的に改善することを目的として,流体の流速ならびに圧力に応じて最適な形状へと自動的に変化する潜在的機能を持ったスマート翼構造の創成設計法を開発する.すなわち,流体力による構造物の力学的変形を積極的に利用し,時々刻々,最適な形状へと自動的に変形する構造を創成設計するために,流体力学の領域と構造力学の領域の物理的変化とその連成関係を同時に考慮できるトポロジー最適化の方法論を構築する.本年度も引き続き,流体解析において粒子法による解析手法の検討を実施した.粒子法は,連続体を剛体粒子の集合として模擬し,それらの相互関係の変化によって連続体の変形を記述する.粒子法の利点は,ラグランジュ法に基づく手法であるために支配方程式に対流項が存在しない.したがって,有限要素法や有限体積法のような離散化の過程で生じる複雑な手続きは一切必要としない.また,自由表面を扱えるという利点があり,粒子法による状態場および随伴場の解析が可能となることで,最適化の対象領域は,より広くなることが期待できる.粒子法の代表的な手法としては,Smoothed Particle Hydrodynamics法(SPH法)やMoving Particle Semi-implicit法(MPS法)がある.本年度は,解析対象を非圧縮性粘性流れとして,その対象に対して妥当なMPS法を用いた実装法について文献調査により具体的に調査検討を実施した.また,粒子法による流体解析手法と比較検討を実施するために,オイラー法に基づく手法についても検討を実施した.この検討に際しては流体解析には有限体積法を採用した手法を提案し,大規模問題や乱流モデルの適用,さらには複数の目的関数も扱える方法論への展開も図った.流体解析に粒子法を用いたトポロジー最適化の方法論を構築するために,粒子法の理論について文献調査を実施し,全般的に理解できた.トポロジー最適化の過程において,流体解析のみならず,感度解析に必要な随伴場を計算するために随伴方程式の数値解析が必要となる.この随伴方程式が粒子法での解析の可否が本研究における一つの課題となるが,文献調査,理論検討により概ね解析が可能であるという結論が得られた.さらに実装及び検証を簡単にするために非圧縮性粘性流れに限定し,それの解析により適しているMPS法による実装を検討した粒子法に基づく流体解析手法については,フリーの連続体解析ライブラリOpenFOAMを用いることにより,その手法の有効性を検証するための実装を効率よく進めている.また,ほかの数値解析手法との比較検証を実施することを目的とし,オイラー法に基づく方法論を構築してシステムへの実装をすることができた.このオイラー法に基づく手法については,学会を通じて手法の適用範囲や有効性について十分に議論できた.

本研究では,流体力による発電システムにおいて発電効率を抜本的に改善することを目的として,流体の流速ならびに圧力に応じて最適な形状へと自動的に変化する潜在的機能を持ったスマート翼構造の創成設計法を開発する.すなわち,流体力による構造物の力学的変形を積極的に利用し,最適な形状へと自動的に変形する構造を創成設計するために,流体力学の領域と構造力学の領域の物理的変化とその連成関係を同時に考慮できるトポロジー最適化の方法の基礎理論を構築する.本年度も引き続き,流体解析において粒子法による解析手法の検討を実施した.粒子法は,連続体を剛体粒子の集合として模擬し,それらの相互関係の変化によって連続体の変形を記述する.粒子法の利点は,ラグランジュ法に基づく手法であるために支配方程式に対流項が存在しない.したがって,有限要素法や有限体積法のような離散化の過程で生じる複雑な手続きは一切必要としない.また,自由表面を扱えるという利点があり,粒子法による状態場および随伴場の解析が可能となることで,最適化の対象領域は,より広くなることが期待できる.本年度は,解析対象を非圧縮性粘性流れとして,その対象に対して妥当なMoving Particle Semi-implicit(MPS)法を用いた実装法に検討した.また,最適化の過程においては感度解析が必要となるが,随伴変数法による感度解析を実施するためにラグランジュ法に基づく随伴方程式の導出法を開発し.さらに随伴方程式を実装し,数値解析により検証した.また,粒子法による流体解析手法と比較検討を実施するために,オイラー法に基づく手法についても検討を実施した.この検討に際しては流体表面の取り扱いで壁関数の取り扱いを可能として乱流モデルの適用が可能となり,MPSに基づくトポロジー最適化の手法による解の検証はより広い適用範囲で可能となった.本研究では,流体の流速ならびに圧力に応じて最適な形状へと自動的に変化する潜在的機能を持ったスマート翼構造の創成設計法を開発する一環として,流体領域と構造領域の物理的変化とその連成関係を同時に考慮できるトポロジー最適化の方法の基礎理論をMoving Particle Semi-implicit(MPS)法に基づき構築した.なお,構造問題については,本研究の開始以前にほぼ基礎理論の検討を終了したいたので,流体問題に焦点を置き,トポロジー最適化の理論とその実装法について構築した.また,粒子法による流体解析手法と比較検討を実施するために,オイラー法に基づく手法についても検討を行った.流体解析に粒子法を用いたトポロジー最適化の方法論を構築するために,粒子法の理論について文献調査を実施し,全般的に理解できた.特に,トポロジー最適化の過程においては,流体解析のみならず,感度解析に必要な随伴場を計算するために随伴方程式の数値解析が必要となる.この随伴方程式が粒子法での解析の可否が本研究におけるひとつの課題となるが,文献調査により概ね解析が可能であるという結論が得られた.粒子法に基づく流体解析手法については,フリーの連続体解析ライブラリOpenFOAMを用いることにより,その手法の有効性を検証するための実装を効率よく進められた.また,他の数値解析手法との比較検証を実施することを目的とし,オイラー法に基づく方法論を構築し,システムへの実装することができた.
特異的な領域変形と電磁気におけるスペクトル摂動問題

マクスウェル方程式の主要部をなす楕円型作用素にたいして境界条件と関数空間の中に適切な定義域を与え扱いやすい自己共役作用素のスペクトル問題として定式化した.この作用素のスペクトルをヒルベルト空間論の枠組みで解析し離散性を示し固有振動数の摂動問題を設定した.従来の楕円型作用素の固有値の摂動理論を同様にミニマックス法による固有値の特徴付けを行い,さらに精密な固有関数を作成して固有値の摂動公式を弱形式の方程式から導く方法によって研究した.(i)3次元の場合に領域に球状の穴がある揚合に固有振動がシンプルのとき摂動公式を証明に成功し現在論文を作成中.次に欠陥部分の次元を上げて曲線の細い管状近傍を取り除いた領域上で同じ問題を考え,固有振動数の第ゼロ近似を示した.以上はシンプルの場合であるが重複の場合は関数空間の近似固有空間を構成して同様の問題をブロック毎に行えば良いことが判明した.(ii)領域が部分退化する場合の同じ問題を扱った.この場合はまずダンベル型領域およびパンケーキ+ドーナツ領域の場合に上記と同様に第ゼロ近似の収束を証明した.(i)と同様の方程式の弱形式の方法で摂動公式を得る見通しを得た.本研究と関連して行っているラプラシアンのノイマン条件のスペクトル摂動問題であるが,領域退化に関して共鳴型固有値の摂動公式をほぼすべての場合について完全に証明したことが大きな成果である.これについても論文作成中であるが分量が大きくまだ完成していない.この成果で得た方法は本研究(i),(ii)についても適用できる公算が大きく、さらなる発展に結びつくことが予見される.マクスウェル方程式の主要部をなす楕円型作用素にたいして境界条件と関数空間を適切に設定することでの定義域を定式化した.これによって有界領域における自己共役作用素を作りレゾルベントのコンパクト性を示しスペクトルの離散性を得,この作用素の固有値問題の研究を立ち上げた.まず領域に穴がある場合の問題の固有値摂動の解析を始めた.カットオフにより近似固有関数を作成して固有値の第ゼロ近似を行った.これによりラプラシアンの研究と同様のスペクトル摂動解析の道筋を得た.2次元の場合について単純な摂動固有値の特徴付けを行った.部分退化領域におけるノイマン境界条件をもつラプラシアンについては非共鳴的な固有値の1次までの漸近公式を得た.これは全ての場合を尽くしている.また,共鳴的固有値については余次元1の退化の場合でログオーダーをもつ摂動公式を得た.固定領域場の固有値と退化領域場の固有値の協働の様子が理解できた.高余次元の場合については近似固有関数の作成により固有値の変分によるマックスミニ特徴付けを援用して上からの評価を得た.これは余次元1の場合の結果からの類推により正しい予想と考えられ,次の目標が明確化された.領域に欠陥のある場合のラプラシアンについては変数係数の場合を検討中である.3次元領域中の1次元欠陥の場合は結果が得られているが,一般の場合を得るための近似固有関数を検討した.マクスウェル方程式の主要部をなす楕円型作用素にたいして境界条件と関数空間を与えスペクトル問題を定式化した.有界領域における自己共役作用素の理論を援用してスペクトルの離散性を示し固有値の摂動問題を設定した.従来の楕円型作用素の固有値の摂動理論を同様にミニマックス法による固有値の特徴付けを行い,さらに精密な固有関数を作成して固有値の摂動公式を弱形式の方程式から導く方法が通用することの見通しを付けた.(a)領域に穴がある場合に近似固有関数を構成して固有値の第次ゼロ摂動公式を得る.さらに漸近展開による精密な近似固有関数を得て第1次摂動公式を得る.次に次元を上げて曲線の細い管状近傍を取り除いた欠陥領域上で同じ問題を考えた第ゼロ次および第1次近似固有関数を構成した.以上は単純固有値の場合であるが重複固有値の場合は関数空間の近似固有空間を構成して同様の問題をブロック毎に行えば良いことが判明した.(b)領域が部分退化する場合の同じ問題を扱った.この場合はまずダンベル型領域の場合を扱い上記と同様に第ゼロ次および第1次の近似固有関数を構成した.レーリー商によるエネルギー計算を行い近似固有値を予想した.(a)と同様の方程式の弱形式において極限を取る方法で摂動公式を得る見通しを得た.本研究と関連して行っているラプラシアンのノイマン条件のスペクトル摂動問題であるが,領域退化に関して共鳴型固有値の摂動公式をほぼすべての場合について完全に証明したことが大きな成果である.この成果で得た方法は本研究(a),(b)についても適用できる公算が大きくさらなる発展に結びつくことが予見される.マクスウェル方程式の主要部をなす楕円型作用素にたいして境界条件と関数空間の中に適切な定義域を与え扱いやすい自己共役作用素のスペクトル問題として定式化した.この作用素のスペクトルをヒルベルト空間論の枠組みで解析し離散性を示し固有振動数の摂動問題を設定した.従来の楕円型作用素の固有値の摂動理論を同様にミニマックス法による固有値の特徴付けを行い,さらに精密な固有関数を作成して固有値の摂動公式を弱形式の方程式から導く方法によって研究した.(i)3次元の場合に領域に球状の穴がある揚合に固有振動がシンプルのとき摂動公式を証明に成功し現在論文を作成

中.次に欠陥部分の次元を上げて曲線の細い管状近傍を取り除いた領域上で同じ問題を考え,固有振動数の第ゼロ近似を示した.以上はシンプルの場合であるが重複の場合は関数空間の近似固有空間を構成して同様の問題をブロック毎に行えば良いことが判明した.(ii)領域が部分退化する場合の同じ問題を扱った.この場合はまずダンベル型領域およびパンケーキ+ドーナツ領域の場合に上記と同様に第ゼロ近似の収束を証明した.(i)と同様の方程式の弱形式の方法で摂動公式を得る見通しを得た.本研究と関連して行っているラプラシアンのノイマン条件のスペクトル摂動問題であるが,領域退化に関して共鳴型固有値の摂動公式をほぼすべての場合について完全に証明したことが大きな成果である.これについても論文作成中であるが分量が大きくまだ完成していない.この成果で得た方法は本研究(i),(ii)についても適用できる公算が大きく、さらなる発展に結びつくことが予見される.
都市域における環境用水とその創生に関する研究

本研究では、居住環境のアメニティーを確保するための用水を環境用水と称し、都市域で必要な環境用水量を定量的に表示するとともに、その水源の確保・創生法を技術的に明らかにすることを目的としている。1.環境用水の実態調査潤いのある町として知られている島根県鹿足郡津和野町及び滋賀県琵琶湖東北部広域市町村圏、地方生活圏、モデル定住圏において、環境用水及び水需要特性・水管理の実態調査を実施した。津和野町での調査結果は昨年度とほぼ同等であったので省略する。滋賀県下の工業用水使用量は、この10年間で50%余りの増加を示したが、工業用水道が整備されている地域(例えば彦根市)では需給はそれほど逼迫することなく回収率(再利用率)は低い。一方、工業用水道がない地域(長浜市)では、水需要の増大の大半を回収率の上昇で補っている。したがって、回収率の低い地域では回収率の改善により環境用水の確保の可能性がある。しかし、いずれの地域についても、水資源は十分でなく、また上流域からの汚濁負荷の流下に対して下流に位置する都市単独での対応には問題があり、広域的な枠組みの中で水管理・環境用水の確保を考えていく必要がある。2.雨水浸透処理による地下水涵養強化と揚水利用雨水の一部を埋管浸透法を用いて地中に浸透させ地下水涵養を促進したのち、それを揚水して環境用水として用いることを提案している。本年度は、数値実験的に、埋管浸透量と埋管圧力・初期土壌水分量・降雨条件との関係を明確にするとともに、埋管よりの浸透量の実用的推定法を提案した。この方法により実流域で試算したところ、飽和透水係数が10^<-4>cm/s以上の地盤では、埋管浸透法は有効であるが、透水係数がそれ以下の地盤では、他の方法を併用して地下水の涵養強化を計る必要があることなどが明らかになった。併用する方法として、礫間貯留法を検討中である。
マダラチョウのメスとモンパノキとの相関に関する研究

1.モンパノキからマダラチョウのメスの摂食刺激物質の単離-モンパノキの小枝を蒸留水で抽出後、得られた水抽出物をスジグロカバマダラのメスに対する摂食刺激活性を指標にゲルろ過およびシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画し、スジグロカバマダラのメスに対して強い摂食刺激活性を示す塩基性の画分を得た。この塩基性の画分をさらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画し、6種のピロリチジンアルカロイド(1-6)を単離した。化合物1-6の構造を分光分析学的常法を用いて、それぞれ3'-acetylindicine(1),indicine(2),3'-acetylindicine N-oxide(3),indicine N-oxide(4),6'-methylindicine(5)および6'-methylindicine N-oxide(6)と決定した。2.マダラチョウのメスに対するピロリチジンアルカロイド(1-6)の摂食刺激活性試験結果-沖縄に棲息する5種のマダラチョウ(スジグロカバマダラ、リュウキュウアサギマダラ、カバマダラ、ツマムラサキマダラおよびアサギマダラ)のメスに対する1-6の摂食刺激活性試験を行った結果、スジグロカバマダラに対して4に、リュウキュウアサギマダラに対して3および4に、ツマムラサキマダラに対して1-4に、アサギマダラに対して3および4に、それぞれ摂食刺激活性が観測された。カバマダラのメスに対してはいずれの化合物でもその活性が観測されなかった。以上の結果から、モンパノキに含まれるマダラチョウのメスに対する摂食刺激物質はマダラチョウの種によって異なることが明らかとなった。また、マダラチョウのオスに対するモンパノキに含まれるpharmacophagous behavior刺激物質を調べ比較した結果、モンパノキに含まれるオスのpharmacophagous behavior刺激物質とメスの摂食刺激物質とは同種間でも異なることが明らかとなった。マダラチョウの雌によって摂取されたピロリチジンアルカロイドの行方については2種のチョウについて明らかになりつつあるが、マダラチョウ全体としての結論を得ることはまだできず、なお現在研究中である。1.モンパノキからマダラチョウのメスの摂食刺激物質の単離モンパノキの小枝を蒸留水で抽出後、得られた水抽出物をスジグロカバマダラのメスに対する摂食刺激活性を指標にゲルろ過およびシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画し、スジグロカバマダラのメスに対して強い摂食刺激活性を示す塩基性の画分を得た。この塩基性の画分をさらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画し、4種のピロリチジンアルカロイド(1-4)を単離した。化合物1-4の構造を分光分析学的常法を用いて、それぞれ3'-acetylindicine(1),indicine(2),3'-acetylindicine N-oxide(3),indicine N-oxide(4)と決定した。2.マダラチョウのメスに対するピロリチジンアルカロイド(1-4)の摂食刺激活性沖縄に棲息する4種のマダラチョウ(スジグロカバマダラ、リュウキュウアサギマダラ、カバマダラおよびツマムラサキマダラ)のメスに対する1-4の摂食刺激活性試験を行った結果、スジグロカバマダラに対して4に、リュウキュウアサギマダラに対して3および4に、ツマムラサキマダラに対して1-4に、それぞれ摂食刺激活性が観測された。

カバマダラに対してはいずれの化合物でもその活性が観測されなかった。3.マダラチョウのメスのピロリチジンアルカロイドの摂食量マダラチョウのメスに対するピロリチジンアルカロイドの摂食量を調べた結果、摂食刺激活性が観測された3種のマダラチョウとも摂食限度量は4±0.5mgであることが分かった。摂食限界量が判明したので次年度以降から、3種のマダラチョウのメスに個々のアルカロイド4摂食させて、それがどのように代謝または蓄積されていくかを調べる。1.リュウキュウアサギマダラの雌によって摂取しされたピロリチジンアルカロイドの行方リュウキュウアサギマダラの雌に対して強い摂食刺激活性を示した3'-acetylindicine N-oxide(3)をリュウキュウアサギマダラの雌に摂取させて、3がどのように代謝されていくかを摂食1日後、2週間後および4週間後と経過を追って調べた。リュウキュウアサギマダラの雌は3を摂取後すぐに吻を体の上部になすり付ける行動が観察され、摂取したアルカロイあるいはその誘導体を体の表面に塗っていることが予想された。そこで、リュウキュウアサギマダラの雌が3を摂取後、1日後、2週間後および4週間後に胴体部と羽部との分け、胴体上部をメタノールで濯いだ。その後、胴体部を胴体上部、胴体下部に分け、濯ぎ液、胴体上部、胴体下部および羽部について3の代謝の経時変化を調べた。その結果、(1)体内に摂取された3はそのほとんどが胴体上部においてindicine N-oxide(4)へと加水分解されて、そのまま胴体下部で蓄積されていることがわかった。化合物3から4への加水分解はin vitroでは起こりにくいので、リュウキュウアサギマダラの雌の体内で3から4への加水分解が起こっていることは興味ある結果である。(2)リュウキュウアサギマダラの雌が3を摂取後すぐに胴体上部になすり付けていた化合物は摂取した3であることがわかった。化合物3はそのまま胴体上部表面に蓄積され続けていることもわかった。2.モンパノキから新規ピロリチジンアルカロイド(5)の単離と構造決定モンパノキから3および4を単離精製中に、新たに6'-methylindicine N-oxide(5)を単離した。リュウキュウアサギマダラの雌におけるピロリチジンアルカロイドの代謝・蓄積が明らかになったので、他の2種のマダラチョウのメスについても同様に調べる。1.スジグロカバマダラの雌によって摂取されたピロリチジンアルカロイドの行方スジグロカバマダラの雌に対して強い摂食刺激活性を示したindicine N-oxide(4)をスジグロカバマダラの雌に摂取させて、4がどのように代謝されていくかを経時的に調べた。その結果、体内に摂食された4は1日後では、そのほとんどが胴体内部に蓄積されていることがわかった。また、2週間後ではその蓄積量は急に減少していた。さらに、4週間後では4はほとんどの個体で検出されなかった。スジグロカバマダラの雌は4を摂取後すぐに吻を体の上部になすり付ける行動が観察され、摂取したアルカロイあるいはその誘導体を体の表面に塗っていることが予想された。そこで、スジグロカバマダラの雌を胴体部と羽部との分け、胴体上部をメタノールで濯いで、濯ぎ液に含まれる化学成分を調べた。
彩色文化財の劣化と保存に関する実証的研究

文化財の中で彩色を施している建築部材,障壁画,美術工芸品等の遺品は多く、その退色劣化防止と剥落止めは重要な保存対策である。このため劣化程度の診断の調査方法や、それに対応する処置法などを研究するものである。(1)顔料劣化の基礎研究として顔料のX線回折チャートの作成を行い、その標準チャートを作成した。(2)斜光線照明装置を製造した。大画面においても均一な斜光照明により画面上いかなる点においても照明光の入角が一定になるため、光源からの距離に関係なく画面につくる影により正確な凹凸部を記録することができる装置を開発した。この装置の応用により、画面における彩色状況の客観的な記述が可能となり、基礎的記録作成に資することができる。この応用として江戸時代の芝居絵絵馬の修復前後を撮影し、剥離部、歪みの記録、損傷部分の客観的な記録分布図の作成が可能となった。(3)膠や各種合成樹脂を接着剤とした丹彩色について、各種試験片を作成してマウエザーメーターで劣化促進試験を行い、膠量における層状剥離限界が求められ、樹脂濃度の高いものの耐久性が実証された。(4)青色岩料の岩群青、新岩群青、藍などの耐候試験を行った結果その相違が判明し、藍が有効であることを確認した。(5)三千本、鹿、兎など各種膠の中のハイドロキシプロリンに着目し、アミノ酸分析法によりその含有量からそれぞれの膠を同定することが可能になった。(6)妙義神社総門,浅間神社,霊山寺三重塔,吉野水分神社本殿,興福寺三重塔などの建築彩色,岡山県博彩色華鬘,知積院障壁画などの彩色剥落止処置後の現状を調査し、その後の保存環境による影響変化を調査して処置の有効性を確認し、再処置についての示唆を得た。近世の泥下地彩色像は、全く未処置の分野であるが、合成樹脂の接着応用により修復処置の可能性を組立てつつある。これら研究成果の総まとめを行う。1.麻布美術館所蔵芝居絵馬(享保十五年)の修復処置前後を斜光照明装置で撮影した結果顔料層の剥離だけでなく画面の歪みも記録され同照明装置の効果が確認された。画面の剥離の甚しい部分とテカリのある部分の相互位置関係を考察出来、損傷部分の客観的な記録分布図の作成が可能になった。2.各時代別彩色技法の劣化機構解明の一つとして青色顔料の岩群青、新岩群青、藍についての耐候試験を行い、その結果、藍がよいことが判明した。さらに漆塗装部の修理再生法として、摺漆と合成樹脂による比較を行い、ウエザーメーターで劣化後の光沢度と耐久性を比較した結果弗素樹脂クリヤラッカーが最も優れ、パラロイドB72、摺漆の順となり、シラン系合成樹脂としてSS101やゼムラック樹脂処理では漆面が白色化して不適当であることが判明した。3.重文妙義神社総門、浅間神社の建造物彩色に用いられている顔料の材質を螢光X線、X線回折により組成を明らかにし、彩色層セクションの顕微鏡写真を撮影し、下地技法を解明した。また、アミノ酸分析法によって、三千本、鹿、兎など各膠の中のハイドロキシプロリンに着目し、その含有量から文化財彩色に用いられている膠の種類が判明する可能性がわかってきた。また、実体顕微鏡により近世板絵の彩色面を調査し、その技法が確認された。

4.近世以降の膠の強い厚塗り顔料層の浮上り剥落止めは処理法が甚だ困難であった。しかし、エルバックスE40(低重合度ポリエチレン醋ビ重合体)の2030%溶液を剥離面に注入し、そのまま一度乾かしてからシリコンシートを当て、約80°Cの半田ごてで再接着する熱溶融剥落止め材を開発し、人形彩色の層状剥離の接着、剥落止めに用いてよい成果を得た。(1)文化財の彩色顔料は接着力の劣化により、粉状と層状剥離に大別され、その剥落止めには各種接着剤が用いられてきたが、その定性的な効果は不明な点が多い。樹脂濃度と接着力との関連による各種接着剤の特性を検討し、手板を作成して、その濃度,塗布量,粘度,浸透性など相関関係を考察した。その結果粉状剥落顔料には色差の少い「ふのり」は有効性があるが、耐候性耐久性に弱いので応急的処置に適し、アクリルエマルションは耐久性が優れているため、建造物関係の応用に適し、パラロイドB72の場合は溶剤の選択により相異が大なることが判明した。(2)京都智積院の障壁画は昭和45年に収蔵庫を新設して収納しているが、顔料の剥落が進行しており、その原因を調査した。これは公開による環境変化と、内外空気調節の影響が大きいためで、庫内の内装剥れや釘錆が目立っている。扉の開閉と前室設置により外気の影響を減少する必要があると思われた。