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需要モデルを内包した動的配分理論

本研究では需要モデルを内包した動的配分理論を構築した.動的配分理論は交通需要を既知のものとして道路交通網を評価するが,その際は詳細な交通需要データが必要であり,それを外性的に与えるのは一般的には難しい.本研究では動的配分理論に需要モデルを内包させるために,車両を離散化した動的配分理論と,社会ネットワークを組み込んだ需要モデルをそれぞれ構築した.これらと,これらを組み合わせた融合モデルについてその特性を分析した.本研究では需要モデルを内包した動的配分理論を構築した.動的配分理論は交通需要を既知のものとして道路交通網を評価するが,その際は詳細な交通需要データが必要であり,それを外性的に与えるのは一般的には難しい.本研究では動的配分理論に需要モデルを内包させるために,車両を離散化した動的配分理論と,社会ネットワークを組み込んだ需要モデルをそれぞれ構築した.これらと,これらを組み合わせた融合モデルについてその特性を分析した.本研究は需要モデルを内包した動的な交通量配分理論(動的配分理論)を構築することを目的としている.この理論は,動的配分理論において外生的に与える必要がある需要パターンの一部を,動的配分理論に適した需要モデルを組み込むことによって内生的に決定する枠組みを提供することを意図している.交通量配分問題を動的に扱うことは,交通量の持つ動的な特性を考えれば必須のことであるが,一方で,これを実務的応用の面から見た際の問題点として「需要パターンをどのように知るか」ということが挙げられる.動的配分理論では需要の時間的集中が混雑に大きく影響するため,分単位での需要の時間変動を知る必要が出てくる.しかしこのような詳細な時間精度での交通需要を知ることは簡単ではない.本研究では,この問題を解決するために,需要パターンに関する限られた情報から交通網の整備運用計画の評価する指標を推定する「需要モデル内包型の動的配分理論」を構築することを目指している.平成20年度は「A.動的配分理論のための需要モデルの構築」「B.動的配分理論の拡張および最新動向の調査」の2つを行った. A.では,「需要モデル内包型の動的配分理論」で用いる需要モデルの構築を行うため,既存の交通行動理論の調査を行い,その成果を応用して確率的な需要モデルの構築を行った.B.では,一般的な動的配分理論を需要モデル内包型に適するように拡張することを行った.拡張の際には,特に,確率的な需要モデルとの整合性をとるために,車両を離散化したうえでの理論の構築を行った.動的配分理論の最新の研究動向調査のために,動的配分問題の分野に特化した国際会議である2^<nd> Symposium on Dynamic Traffic Assignmentに参加した.それにより,自身および海外の研究者と,研究情報の交換と議論を行い,本研究課題の遂行のために有用な情報を得ることができた.本研究は需要モデルを内包した動的な交通量配分理論(動的配分理論)を構築することを目的としている.この理論は,動的配分理論において外生的に与える必要がある需要パターンの一部を,需要モデルを組み込むことによって内生的に決定する枠組みを提供する.交通量配分問題を動的に扱うことは,交通量の持つ動的な特性を考えれば必須のことである.一方,その際の需要パターンをどのように知るかということは実務的応用の面から見た重要な問題点となっている.本研究では,この問題を解決するために,需要パターンに関する限られた情報から交通網の整備運用計画の評価する指標を推定する「需要モデル内包型の動的配分理論」を構築することを目指している.平成21年度は平成20年度に上げた成果をもとに,動的配分理論に適した需要モデルの構築を行った.交通需要を記述するモデルを構築する際に,社会ネットワークの概念を導入した.社会ネットワークを用いることにより,ある人と別の人が協同して同じ選択肢をとる行動や,同じ時刻(ピーク時刻)に多数の人が同一の目的地へ向かう行動を内生的に表現することが可能になる.このような需要モデルは,時間方向の集中が混雑の大小に大きく影響する動的配分理論に対しての親和性が高い.また,平成20年度から行っている動的配分理論のゲーム理論的アプローチともよく適合する.これらの需要モデルを,まず,混雑がない場合や,静的な交通ネットワークに対して適用してその特性をチェックした.その結果,需要の集中する現象をこれらのモデルで表現可能なこと,また,需要集中と混雑の双方の影響が均衡解の安定性に影響を及ぼすことがわかった.これらの成果をベースと誌,社会ネットワークをベースとした需要モデルを動的均衡配分の枠組みにとりこみ,その特性と,施策評価能力の評価を行った.
作物用マニピュレータ・グリパックに関する研究

本研究は,組織培養における無菌苗生産プロセスのうちでも特にその無菌的作業が強く要望されている,カルス培養ステージにおける植え継ぎ作業を取り上げ,カルス塊の培地への移植操作の無菌的作業を,ロボットにより自動化しようと試みたものである.微なうえ極めて軟弱な物性の植物組織の培養カルスを,無菌的に,傷つけることなく自動的に植え継ぎ・移植作業のできる,カルスハンドリングシステムを試作して,その作業性能を調べた.1.システムの構成システムは,ロボットマニピュレータ・グリッパ系,画像処理系及びコンピュータ制御系よりなる.ロボット系及び画像入力装置はクリーンベンチ内に収容され,外部のコンピュータにより制御した.2.制御のアルゴリズムカルス画像の取り込みは,モノクロTVカメラによる画像入力システムを使用した.画面の分解能は横320×縦200ピクセルである.この画像データをコンピュータで解析し2値画像化した後,カセルである.この画像データをコンピュータで解析し2値画像化した後,カルスの面積,図心,左右長及び上下長を求める.画像座標系の図心座標をマニピュレータ座標系に変換し,マニピュレータ各関節の回転角度を指令してロボット指先をその位置へ誘導する.つぎに,圧覚センサを用いてカルスを狭む力を測りながらグリッパを狭めて行き,一定の力にセンサフィードバック制御にしてカルスを摘み上げ,新しい培地の入ったシャーレへ置床する.3.システムの性能コンピュータによる指先の狭持力制御により, 510gの力で,大きさ10mm,重量200mg程度のカルス個体を安定して把持することができた.単一カルス個体の場合では, 20秒程度の時間でカルス認識と移植動作を実行できたが,複数のカルス個体を認識するケースでは,計算にかなりの時間を要した.一貫したカルス植え継ぎ作業を自動化するためには,さらにカルス分割工程を組み込むとともに,画像処理のアルゴリズムを改良し,高速化が必要がある.本研究は,組織培養における無菌苗生産プロセスのうちでも特にその無菌的作業が強く要望されている,カルス培養ステージにおける植え継ぎ作業を取り上げ,カルス塊の培地への移植操作の無菌的作業を,ロボットにより自動化しようと試みたものである.微なうえ極めて軟弱な物性の植物組織の培養カルスを,無菌的に,傷つけることなく自動的に植え継ぎ・移植作業のできる,カルスハンドリングシステムを試作して,その作業性能を調べた.1.システムの構成システムは,ロボットマニピュレータ・グリッパ系,画像処理系及びコンピュータ制御系よりなる.ロボット系及び画像入力装置はクリーンベンチ内に収容され,外部のコンピュータにより制御した.2.制御のアルゴリズムカルス画像の取り込みは,モノクロTVカメラによる画像入力システムを使用した.画面の分解能は横320×縦200ピクセルである.この画像データをコンピュータで解析し2値画像化した後,カセルである.この画像データをコンピュータで解析し2値画像化した後,カルスの面積,図心,左右長及び上下長を求める.画像座標系の図心座標をマニピュレータ座標系に変換し,マニピュレータ各関節の回転角度を指令してロボット指先をその位置へ誘導する.つぎに,圧覚センサを用いてカルスを狭む力を測りながらグリッパを狭めて行き,一定の力にセンサフィードバック制御にしてカルスを摘み上げ,新しい培地の入ったシャーレへ置床する.3.システムの性能コンピュータによる指先の狭持力制御により, 510gの力で,大きさ10mm,重量200mg程度のカルス個体を安定して把持することができた.単一カルス個体の場合では, 20秒程度の時間でカルス認識と移植動作を実行できたが,複数のカルス個体を認識するケースでは,計算にかなりの時間を要した.一貫したカルス植え継ぎ作業を自動化するためには,さらにカルス分割工程を組み込むとともに,画像処理のアルゴリズムを改良し,高速化が必要がある.野菜の幼苗のように軟弱で複雑な構造をした植物体を、ロボットを使って取り扱う場合、極めて高精度の制御が要求される。ロボットの指でウリ科の接き木苗を把持するような場合には、センサフィードバック方式で制御する方法が有効である。本年度の研究では、ロボットの指先を対象物の苗木に誘導するための方法として超音波の反射エコーを利用した物体認識と距離計測について実験した。この方法は、小型軽量のセンサで、比較的広い範囲に存在する物体を非接触で測定できるため、ロボットの視覚センサの一部として使用するのが効果的である。パルスエコー反射時間を利用した方法でもゼロクロス点測距方式のように信号処理を工夫することにより0.10.2mm程度の精度でセンサと対象物間の距離測定ができた。これを2次元画情報と組み合わせることにより能率の良い3次元的アプローチが可能となる。実験に用いた超音波受波器は、市販のセラミックバイモルフ型振動子で、その中心周波数が40KHzのものである。40KHzの発信波を100μs幅のパルスで変調して送波器より送信されたパルス状送信波は対象物に当たった後、反射して受波器に到達する。送波器と受波器はそれぞれのビーム方向を平行に30mmの距離だけ離して置いた。受波器で受信した反射エコー信号波形は増幅器(200倍)を経た後、高速A/D変換され、コンピュータのメモリに記憶される。送信波が発信されてから反射エコーが受波器に受信されるまでの経過時間(反射時間)を測定すれば、超音波の空気中での音速が既知であるので、超音波の反射経路長を求めることが出来る。

反射時間は、受信波形が負から正の方向へゼロと交差する最初の点をA/D変換データより内挿して求めた上1波長分の補正を行った。接き木や挿し木の苗木を想定して直径25mmのプラスティック丸棒を資料として測定した結果、350mm以下の距離範囲では極めて正確な検出が可能であった。
飼料価値に関する新評価システムの構築

本研究は、飼料の栄養価値を消化管部位別消化の面から評価することを目的として、第一胃、十二指腸上部、回脹末端にカニューレを装着した去勢牛に対して、大麦を対照区として、各種食品製造副産物を配合した飼料を給与し,反芻胃・小腸・大腸ならびに全消化管での栄養成分の消化性、反芻胃内性状、反芻胃での微生物蛋白質合成量およびナイロンバックを用いたin situでの分解性について3つの試験を通して測定したものである。1.試験1で、生米糠、加熱米糠、脱脂米糠、フスマを給与した結果、(1)米糠の脱脂処理は未脱脂米糠に比べてin situでの分解性を高めるが、反芻胃液のプロピオン酸濃度を低下させる。(2)米糠の加熱処理は生米糠に比べて、微生物蛋白質合成や栄養成分の消化性に影響を与えないが、これら未脱脂米糠は反芻胃での繊維消化を抑制し、また小腸内での脂質消化も低い。(3)全米糠給与区で澱粉を除いた非構造性炭水化物の反芻胃内消化率は30%以下であった。2.試験2で、ビ-トパルプ、サイトラスパルプ、大豆皮を給与した結果、(1)in situ分解性は大豆皮で低かった。(2)反芻胃内酢酸濃度は大麦区に比べて、各副産物区で高くなった。(3)微生物蛋白質合成量はビ-トパルプ区、サイトラスパルプ区で多くなった。(4)非構造性非澱粉分画の反芻胃内消化率は澱粉よりも低く、かつ飼料源によって変動した。3.試験3で、加熱米糠とビ-トパルプの配合割合の違う高副産物飼料を調製給与した結果、(1)米糠割合の増加によって、反芻胃でのプロピオン酸濃度が高くなり、繊維消化と微生物蛋白質合成が抑制されるだけでなく、可消化エネルギー摂取量も低下した。(2)脂肪と非構造性炭水化物の消化性は米糠割合の影響を受けなかった。4.3つの試験を総括した結果、反芻胃内での消化性と微生物蛋白質合成はin situでの飼料分解性と有意な相関関係にあり、飼料の新しい価値評価に利用できることを明らかにした。反芻家畜用飼料の栄養価値を消化管各部位における消化性の面から評価することを目的として、第一胃・十二指腸上部・回腸末端にカニューレを装着した4頭のホルスタイン去勢牛を用いて、糟糠類(生米糠、加熱米糠、脱脂米糠ならびにフスマ)の給与に伴う反芻胃・小腸・大腸での栄養素の消化性、反芻胃内でのin situ分解(ナイロンバック法,48時間まで)および十二指腸への微生物蛋白質の移行質の移行量を比較検討した。各糟糠類を35%、乾草を40%、他の補足飼料を25%を配合した4種類の飼料を供試し、各飼料の蛋白質含量は14%、飼料給与量は維持可消化エネルギーの1.8倍相当量とした。以下の結果を得た。

1.in situでの乾物消失率は、1)24時間目までは生米糠に比べて脱脂米糠が低かったが、その後、逆転した。2)加熱米糠では生米糠では生米糠に比べて常に低かった。3)しかしin vivoでの反芻胃内乾物消化率の傾向とは一致しなかった。2.可消化エネルギーの実際の摂取量は、生米糠区と加熱米糠区が脱脂米糠区、フスマ区よりも低くなった。これは1)反芻胃内での維持消化率が抑制されるあけでなく、2)小腸内での米糠脂質の消化性が低いことによるものであった。3.1)非構造性炭水化物の消化率は、全消化管では7884%の範囲にあった。2)非構造性炭水化物の内、デンプンの反芻胃内消化率は各飼料区とも90%以上であった。3)しかし非デンプン分画の反芻胃内消化率は40%以下であった。4.1)反芻胃内での可消化炭水化物量は、2.02.8kg/日で、生米糠区と加熱米糠区で少なかった。2)それに対応して、十二指腸への微生物蛋白質移行量も2839g/日の範囲で変動した。5.これらの結果は、1)飼料価値を消化管部位別消化から評価することの重要性と、2)米糠を反芻家畜用飼料として利用するためには、脱脂処理が望ましいことを示している。本研究は、飼料の栄養価値を消化管部位別消化の面から評価することを目的として、第一胃、十二指腸上部、回腸末端にカニューレを装着した去勢牛に対して、大麦を対照区として、各種食品製造副産物を配合した飼料を給与し、反芻胃・小腸・大腸ならびに全消化管での栄養成分の消化性、反芻胃内性状、反芻胃での微生物蛋白質合成量およびナイロンバックを用いたin situでの分解性について3つの試験を通して測定したものである。1.試験1で、生米糠、加熱米糠、脱脂米糠、フスマを給与した結果、(1)米糠の脱脂処理は未脱脂米糠に比べて、in situでの分解性を高めるが、反芻胃液のプロピオン酸濃度を低下させる。(2)米糠の加熱処理は生米糠に比べて、微生物蛋白質合成や栄養成分の消化性に影響を与えないが、これら未脱脂米糠は反芻胃での繊維消化を抑制し、また小腸内での脂質消化も低い。(3)全米糠給与区で澱粉を除いた非構造性炭水化物の反芻胃内消化率は30%以下であった。2.試験2で、ビ-トパルブ、サイトラスパルプ、大豆皮を給与した結果、(1)In situ分解性は大豆皮で低かった。(2)反芻胃内酢酸濃度は大麦区に比べて、各副産物区で高くなった。(3)微生物蛋白質合成量はビ-トパルプ区、サイトラスパルプ区で多くなった。(4)非構造性非澱粉分画の反芻胃内消化率は澱粉よりも低く、かつ飼料源によって変動した。3.試験3で、加熱米糠とビ-トパルプの配合割合の違う高副産物飼料を調製給与した結果、(1)米糠割合の増加によって、反芻胃でのプロピオン酸濃度が高くなり、繊維消化と微生物蛋白質合成が抑制されるだけでなく、可消化エネルギー摂取量も低下した。(2)脂肪と非構造性炭水化物の消化性は米糠割合の影響を受けなかった。4.3つの試験を総括した結果、反芻胃内での消化性と微生物蛋白質合成はin situでの飼料分解性と有意な相関関係にあり、飼料の新しい価値評価に利用できることを明らかにした。
知的障害児・者の自傷行動の分類と対処法選択に関する研究

本研究は、以下の2点について検討することを目的とした。(1)肥後(1994)の提案する自傷行動分類試案に基づく分類チェックリストの信頼性および分類試案自体の臨床的妥当性の検討(2)分類試案と対処技法の関連性の明確化第一の目的を達成するために、分類試案に基づいて作成された自傷行動分類チェックリストを自傷行動を有する知的障害児・者36名に対し評定者2名ずつで実施してもらった。それらの結果を評定者2者間の一致率、チェックリストの項目に当てはまらない例外のケースの分析といった方法で検討をおこなった。その結果、今回使用したチェックリストが評定間の食い違いが1個以下である場合が2個以上である場合よりも5%水準で有意に多いことが明らかになり、信頼性を有するチェックリストであることが示された。しかし、項目によっては、一致率が80%に満たない項目もあり、これらの項目の改善が次の改訂において検討されるべきであることもわかった。また、例外の分析から、評定者がチェックリストに当てはまらないと考えたケースも現在の枠組みで十分対応できることが示された。ただし、より分かりやすいように分類チェックリストの改訂の必要性が示唆された。分類試案の枠組みの妥当性は、上記の研究において示唆されたため、この分類に従い従来の自傷行動の対処法と分類との関連性が考察され、5つの系列に整理された。これらは、まだ、演繹的に検討されただけであるので、今後臨床的な検討をふまえる必要があろう。
成体における新生血管の成熟を決定する分子機構の解明と創薬応用

生体の恒常性維持には機能的な血管網の存在が欠かせない。血管は発達に従って備わるものであるが、成熟個体においても組織障害時に血管網は再形成され、組織の修復・恒常性の回復に貢献する。機能的な血管網の形成には、構造的に脆い微小血管が、より構造的に安定な血管へと成熟していく過程“血管成熟"が重要である。しかしながら、血管成熟は様々な要素が複雑に絡みあった組織応答であり、いまだその制御機構の全容は明らかにされていない。本研究申請は、この血管成熟の機構を解明することで、血管形成不全を伴う多くの疾患に対して有効な治療方法を開発する基盤を目指す。
急冷液体相中の結晶核形成・成長に関するコンピューターシミュレーション

急冷液体相中の核形成・成長に関してはクラスター・クラスター凝集(CCA)機構が重要である。我々はSiO_2のゲル化過程を模倣すべく、CCAモデルに基づいた空間2次元系および3次元系に対する大規模なコンピューターシミュレーションを実行した。具体的には、2官能基および4官能基の2種類のモノマーを用意し、これらを適当な比率で空間的に分散された状態から出発し、拡散律速CCAアルゴリズムに基づくコンピューターシミュレーションを行い、いかなるゲル状態が出現するかを調べた。空間3次元系の結果は、金属材料研究所の三上、鈴木らのX線小角散乱による実験結果を説明する。空間2次元系の結果は、溶液中に成長した結晶表面の2次元テラス上での2次元核形成・成長におけるフラクタルパターン形成を説明出来るはずである。我々は拡散律速凝集(DLA)モデルおよびCCAモデルの連続体平均理論を構築し、DLAの場合は数値解が極めて良く実験値と一致する結果を得た。次に、二次相転移を示す物質の臨界点近傍での不純物効果および結晶表面の効果を議論するために、場の理論に基づく繰り込み群を用いた解析を行い、表面臨界指数を導いた結果について論文発表を行った。また、良溶媒中に溶けたポリマーネットワークの統計力学を論じて、モノマー数密度分布や端点間距離分布を特徴づける臨界指数のスケーリング関係式の導出を行い、論文発表した。星型ポリマーの3次元モンテカルロシミュレーションも実行中であり、論文発表を予定している。最後に、最近話題になっているC_<60>クラスターの構造安定性および分子振動を調べることを目的として、混合基底法による全ポテンシャル第一原理分子動力学法を実行した結果をまとめた。また、Si(100)基板上に2次元配列したC_<60>の電子状態の計算も行い、金属材料研究所の橋詰、桜井らによるSTM、STSを用いた実験結果との比較を行った。
ゲージ理論とシンプレクティック及び接触幾何

1.単純特異点C^2/Γの特異点のまわりのリンクS^3/Γ上に標準的なfillable接触構造を固定した時、それをシンプレティックの意味でfillする任意の4次元多様体の交叉形式は常に負定値であることをSeiberg-Witten不変量のある消滅定理を示すことにより証明した。特に、Γ=E_8の場合にシンプレティックの意味でfillする極小4次元多様体の標準束は常に自明であることを示し、これよりその交叉形式はE_8に限ることを示した。以上は研究分担者小野薫氏(北海道大)との協同研究である。2.一般のラグランジアンおよびシンプレクティック多様体に対してラグランジアン交叉に関するFloerホモロジーが定義できるための障害を徹底的に追求し、ラグランジアンのQ係数ホモロジー類に値をとる障害類の系列が定義できることを示し、Floerホモロジーが定義できるための条件をその障害類の消滅という形で求めた。その際、境界つき擬正則リーマン面のラグランジアン境界条件をもつもののモジュライ空間(これは必ずしも向き付け可能ではない)の向き付け可能性の条件およびその向きについての精密な結果も得た。以上の結果をラグランジアン交叉に関するArnold予想、Arnold-Givental予想、およびC^nの中のラグランジアンに関するMaslov指数予想などの具体的な問題に応用した。これは、深谷賢治氏(京都大)、小野薫氏(北海道大)(共に研究分担者)M.Kontsevich氏(I.H.E.S)、Y.G.Oh氏(Wisconsin大)との協同研究であり、論文を執筆中である。1.単純特異点と接触・シンプレクティック幾何。単純特異点C^2/Γの特異点のまわりのリンクS^3/Γ上に標準的なfillable接触構造を固定した時、それをシンプレティックの意味でfillする任意の4次元多様体の交叉形式は常に負定値であることをSeiberg-Witten不変量のある消滅定理を示すことにより証明した。以上は小野薫氏(北海道大)との共同研究である。2.ラグランジアン交叉に関するFloerホモロジー群の障害理論とその応用。一般のラグランジアンおよびシンプレクティック多様体に対してラグランジアン交叉に関するFloerホモロジーが定義できるための障害を徹底的に追求し、ラグランジアンのQ係数ホモロジー類に値をとる障害類の系列が定義できることを示し、Floerホモロジーが定義できるための条件をその障害類の消滅という形で求めた。我々のFloerホモロジーは、障害類をバウンドするQ-チェインのとり方に依存する(いわゆるwall crossingの状況)が、その依存の仕方はfilterd A_∞algebraを用いて表現される。これは、深谷賢治氏(京都大)、小野薫氏(北海道大)M.Kontsevich氏(I.H.E.S)、Y.G.Oh氏(Wisconsin大)との共同研究であり、論文を執筆中である。1.単純特異点C^2/Γの特異点のまわりのリンクS^3/Γ上に標準的なfillable接触構造を固定した時、それをシンプレティックの意味でfillする任意の4次元多様体の交叉形式に常に負定値であることをSeiberg-Witten不変量のある消滅定理を示すことにより証明した。

特に、Γ=E_8の場合にシンプレティックの意味でfillする極小4次元多様体の標準束は常に自明であることを示し、これよりその交叉形式はE_8に限ることを示した。以上は研究分担者小野薫氏(北海道大)との共同研究である。2.一般のラグランジアンおよびシンプレクティック多様体に対してラグランジアン交叉に関するFloerホモロジーが定義できるための障害を徹底的に追求し、ラグランジアンのQ係数ホモロジー類に値をとる障害類の系列が定義できることを示し、Floerホモロジーが定義できるための条件をその障害類の消滅という形で求めた。その際、境界つき擬正則リーマン面のラグランジアン境界条件をもつもののモジュラィ空間(これは必ずしも向き付け可能ではない)の向き付け可能性の条件およびその向きについての精密な結果を得た。以上の結果をラグランジアン交叉に関するArnold予想、Arnold-Givental予想、およびC^nの中のラグランジアンに関するMaslov指数予想などの具体的な問題に応用した。これは、深谷賢治氏(京都大)、小野薫氏(北海道大)(共に研究分担者)M.Kontsevich氏(I.H.E.S)、Y.G.Oh氏(Wisconsin大)との共同研究であり、論文を執筆中である。
3次元培養系でのソノポレーションの機序解明とシスプラチンの抗腫瘍効果増強

ドラッグデリバリーはガン組織での抗がん剤濃度を高め、正常な組織を保護することのできる技術である。超音波と微小気泡を用いる「ソノポレーション」もその1つである。この組み合わせは既に診断法として普及しているため、安全であり臨床応用に近い。これまで、抗がん剤がどのくらいの距離までデリバリーできるか、抗がん剤がデリバリーできる時間は不明であった。本研究では動物を使わない3次元培養使い、1回のソノポレーションによって100 μmまでデリバリー可能であり、なおかつデリバリー可能時間は1時間と明らかにした。今後、この結果に基づき、臨床応用するための治療プロトコールを作成することができる。超音波とマイクロバブルによるドラッグデリバリー技術、ソノポレーションは非侵襲的な手法として臨床への応用が期待されている。本研究では生体を模した3次元培養系を用いてソノポレーションのメカニズムを解明し、その臨床応用の加速を目的とする。まず腫瘍細胞と細胞外基質としてコラーゲンを混ぜた3次元培養系を使用し、ソノポレーションが効果を示す厚みを検討した。白金系抗がん剤であるシスプラチンを厚みの異なる3次元腫瘍細胞培養系に対してデリバリーし、その殺細胞効果を評価した。また、殺細胞効果のメカニズムを探るため、誘導結合プラズマ質量分析計(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS)を用い、細胞内および細胞外白金濃度を測定した。その結果、単回のソノポレーションによって厚さ100 μmまで殺細胞効果、および細胞内白金濃度が増加した。また、30分間隔で3回ソノポレーションした場合、効果の及ぶ厚さは200 μmまで伸長した。続いて、ソノポレーションの持続時間を明らかにするため、超音波照射とシスプラチン添加の間隔を変化させ、殺細胞効果の持続時間を検討した。その結果、ソノポレーションの効果は1時間まで持続していた。生体を模した3次元培養系を用いることで、ソノポレーションによって細胞内の薬剤濃度が上昇して殺細胞効果の高まることが示された。また、1回のソノポレーションで効果が及ぶ距離、また効果の持続時間が明らかとなった。これらは、今後、ソノポレーションの効果を臨床応用に耐えうる程度に高めるために、必須の基礎データとなる。本研究の特色は、ソノポレーションされる薬剤の定量ならびに距離の解析を行う点、それによってソノポレーションのメカニズム解明を行う点である。これまでに、簡便な3次元培養を用いて薬剤の定量と距離の解析を行い、細胞内薬剤濃度上昇が殺細胞効果の増強のメカニズムであることを示した。本研究では非筋層浸潤膀胱癌の非侵襲的局所コントロール法として、超音波とマイクロバブルによるドラッグデリバリー技術、ソノポレーションの臨床応用を加速させることを目的としている。そのために前臨床的かつ定量的なデーターを収集してきた。前年度には生体を模した3次元培養系を使用し、ソノポレーションによる白金系抗がん剤シスプラチンドラッグデリバリーを時間的および空間的に定量した。また、シスプラチンの殺細胞効果も時間的および空間的に解析した。それらの結果からシスプラチンの細胞内デリバリーが殺細胞効果に結びつくことが解明できたため、本年度は臨床応用へ向け、摘出した犬の膀胱を用いてシスプラチンのソノポレーションを行った。ソノポレーション後、誘導結合プラズマ質量分析計(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS)を用い、粘膜内の白金濃度を測定した。ソノポレーションをした部位の膀胱粘膜内の白金濃度、すなわち抗がん剤シスプラチン濃度は他の膀胱粘膜より高い傾向にあった。しかし、超音波照射を行わなかった部位でも粘膜内の白金濃度の上昇が認められた。本研究により抗がん剤シスプラチンの膀胱内ソノポレーションが証明され、ソノポレーションの膀胱癌への応用が大きく前進した。一方、今回の投与条件をそのまま臨床応用した場合には正常膀胱粘膜への障害や全身循環への抗がん剤流入の可能性が示唆された。ソノポレーションを非侵襲的ながん治療法として臨床応用して行くために、今後は抗がん剤濃度など、より臨床的なパラメーターの最適が必要とされている。当初の3次元培養系は腫瘍細胞と細胞外基質を混ぜたタイプである。しかし、抗がん剤は全身投与されることが多いため、生体でのメカニズム解明のためには血管内皮細胞を併せ持つ3次元培養系がより有用である。現在の3次元培養系に血管内皮細胞層を載せた3次元培養系を作成している。腫瘍細胞および血管内皮細胞の変化を比較検討する予定である。獣医学研究はおおむね順調に推移しており次年度使用額が生じる予定はなかったが、年度末に一部の実験機器の修理が必要となった。修理を次年度に行うため、残金を繰り越した。実験機器の修理に補填する予定である。
近代日本における科学言説の浸透と変容をめぐる文化研究

本研究プロジェクトは、科学言説と文学言説を中心とする他の言説群との相互関連性を問題とし、文学研究の内側に止まるのではなく、科学史・科学思想の領域の研究者と共同して情報データベースを作成し、脱領域的なレベルでの積極的な議論を行える場所をつくることを通して、文化研究の新たな地平をひらこうとするものであった。研究期間中には特に近代日本の「動物学雑誌」等の学術雑誌、啓蒙的な大衆科学雑誌、少年向け雑誌、1970年代の各種メディアにおけるオカルト(疑似科学)に関する言説等を調査し、科学言説の非専門家層への伝播とその過程での変容や屈折を分析した。また、年1回ペースで公開研究会を開催し、脱領域的な研究ネットワークを構築することを目指した。第1回(2005年2月11日)は奈良崎英穂氏、松永俊男氏、第2回(2006年2月19日)は溝口元氏、曾根博義氏、第3回(2006年12月16日)は安齊順子氏、竹内瑞穂氏、小倉めぐみ氏、井山弘幸氏、第4回(2007年12月9日)は下坂英氏、伊藤龍平氏に報告をお願いし、コメンテーターを始め多くの参加者を交えて活発な議論を戦わせた。近代日本の文学言説がいかに様々な科学言説と交差することで生成展開していったか、その全貌を明らかにすることは研究期間内にはとても叶わなかったが、従来の文学史・科学史・文化史の枠組に囚われない新たな史的叙述の可能性を確信し、これまで学問的に注目されることの乏しかった分野の資料を博捜することで多くの知見を得ることができた。本共同研究プロジェクトの目的は、科学言説と文学言説との相互関連性を問題とし、従来の文学研究の枠内に収まりきらない文化研究の新たな地平をひらくことにある。それゆえ初年度は、研究計画書に記した通り、以下の点に力点を置いた。一つは、科学言説のデータベース化をすすめるための土台作りである。データを集積するためのデスクトップ型パソコンを設置すると共に、資料収集のためのノート型パソコンとデジタルカメラを購入した。膨大なデータを単に網羅するのではなく、近代日本の言説空間における様々な言説間の配置を問題化するためにはどうすべきかが次年度以降の課題となる。もう一つは、公開研究会の立ち上げである。準備に思いのほか時間がかかったが、2005年2月11日に以下の2本の発表を軸として、第1回を工学院大学新宿校舎にて開催することができた。奈良崎英穂「感染文学論-科学は文学の糧たり得るか」松永俊男「進化論の成立と日本における受容」当日は40名をこえる、文学や科学史の研究者に止まらない参加者があり、コメンテーターをお願いした谷口薫、慎蒼健両氏を始め、多くの方から積極的な発言があった。この公開研究会は、次年度以降も継続する予定である。これらに加え、研究代表者・研究共同者の3名はそれぞれの研究を継続した。一柳廣孝は江戸川乱歩や川端康成における心理学・精神医学および心霊学の受容を問題とした。林真理は日本における動物学の成立に関する書誌的研究を続ける一方、メディア論的な視座から遺伝子概念の受容を論じた。吉田司雄は戦中期上野動物園での猛獣処分を題材とした土家由岐雄の「かわいそうなぞう」についての研究発表を日本文学協会研究発表大会(2004年7月18日)、日本児童文学学会例会(12月11日)で行ない、また資料収集のための海外調査を実施した。第2年次にあたる本年度は、科学言説のデータベース化をすすめ、ウェヴ上で公開するための具体的な準備作業に入った。

また、第2回の公開研究会を2006年2月19日に工学院大学新宿校舎にて、以下の2本の発表を軸として開催した。溝口元「林髞(木々高太郎):パブロフ学説の導入と頭のよくなる法」曾根博義「昭和初年のフロイト・ブームについて」昨年度を上回る50名以上の参加者があり、コメンテーターをお願いした住家正芳、小松史生子両氏を始め、多くの方から積極的な発言があった。参加者にはリピーターも多く、文学研究や科学史といったジャンルを超えた情報共有と議論の場を作ろうという目論みはある程度果しつつあるように考えている。この公開研究会は、次年度以降も継続する予定である。第3年次にあたる本年度は、科学言説のデータベース化をすすめ、ウェヴ上で公開するための具体的な準備作業を推進した。また、第3回の公開研究会を2006年12月16日に工学院大学新宿校舎にて開催した。今回は、研究分野を超えた学問的ネットワークを作るという本研究プロジェクトの主旨から、過去2回の公開研究会出席者から発表希望を募り、3人の方に研究報告をしていただいた。あわせて、本研究と密接に関わる研究を精力的に展開されている科学史家の井山弘幸氏に講演をお願いした。以下が、当日のプログラムである。安斎順子「犯罪者と科学的まなざし-寺田精一と心理学-」竹内瑞穂「存在証明としての「変態」-『変態心理』『変態性欲』読者とそのモチベーションー」小倉めぐみ「1920年代アメリカ大衆社会におけるフロイト及び精神分析の受容について」井山弘幸「科学者の虚像と実像-文学のなかの科学者像」本年度も約40名の参加者があり、熱心な議論が交されたことから、本研究プロジェクト主催の公開研究会の試みは相応の成果をあげ、定着しつつあるように考えている。これらに加え、研究代表者・研究共同者の3名はそれぞれの研究を継続した。青弓社から刊行された4冊の論文集に含まれる研究代表者の論考は、いずれも本研究プロジェクトの研究成果の一部を構成するものであり、とりわけ『機械=身体のポリティーク』は、2006年6月2日にパリ大学ドフィーヌ校舎内にあるINALCO(フランス国立東洋言語文化大学)で開催されたワークショップ「加工/仮構される身体-ロボット・女性表象・断片の政治学」(Corps fabrique, corpsfabule-Discoursdes corps dans la culturejaponaise moderne)での報告内容をまとめたものである。最終年次にあたる本年度は、これまでの研究成果を集約化しつつ、新たな課題を検討する方途を模索することに努めた。今後取り組まなければならない分野として浮上してきたのは、大正から昭和前期にかけて広く読まれた大衆向け科学雑誌-「科学知識」「科学画報」「科学ペン」「科学思潮」などの調査である。次年度以降、研究会を新たに組織し多角的な検討を加えるべく、資料の収集と整理を進めた。これまで専門家以外の科学理解に関する研究はほとんどなされていなかったが、これら大衆向け科学雑誌の研究はその端緒を開くのみならず、文学者との関連も多く見出し得るからである。まず各誌の目録を作成し、順次公開していく予定である。また、第4回の公開研究会を日本科学史学会生物学史分科会と共催の形で2007年12月9日に工学院大学新宿校舎にて開催した。「UMA(未確認動物)のいる科学史」という特集タイトルのもと、下坂英氏(東洋英和女学院大学)に「未発見動物の歴史-大海蛇殺しとしてのリチャード・オーウェン」、伊藤龍平氏(南台科技大学)に「未確認動物の民俗学-忘れられたツチノコたち-」という題で発表をお願いし、コメンテーターの齊藤純氏(天理大学)、菊地原洋平氏(九州工業大学非常勤)の発言を受ける形で活発な議論を戦わせた。
画像診断における認識・思考過程の分析とそれによる臨床有効度の最大化に関する研究

(1)画像診断における認識と思考過程を客観的に記述できるように工夫した調査用ワークシートを作成し,放射線医と主治医側にアンケート調査を行い,全国国立大学13施設よりCTとMRIの診断についてそれぞれ130症例,合計260症例のデータを収集した。(2)その結果,読影のプロセスでは直感よりも認識と思考の過程のケースが圧倒的に多いなど,その他22項目にわたる所見が得られた。(3)画像診断のプロセスの中の思考過程のみならず,その成果が主治医のデシジョンメ-キングでの思考に大きく影響を与えることに着目した。画像診断の臨床有効度を医療判断学の最近の研究成果を応用しながら分析する方法を検討した。(5)直感の後に認識・思考というプロセスに集中し主治医と放射線診断医にインタビューを行った。(6)画像診断の有効度を最大化するにはどうしたらよいかという問題点を追求するためにあらたに次のような目的の設定を行い,データ分析を行った。(イ)主治医による医療判断に与える影響を測定することにより画像診断の定量的評価を行う手法をみつける。(ロ)それにより画像診断の有効性を最大化する。(7)画像診断の有効性を最大化するには次の事柄が実行されることが効果的である。(イ)主治医側は診断以来の目的をできるだけ正確に記載すること,と逆に放射線医側に自分の意志決定に与えた影響の度合をできるだけ正直にかつ定量的に述べること。(ロ)診断医側は自分の診断の精度についてできるだけ正直にかつ定量的に述べる事。(1)画像診断における認識と思考の結果が臨床的有効度に強く影響を与えている臨床上のケースの組み合わせを、モダリティとしてCTとMRIを選び、部位・疾患についてデータ収集した。(2)画像診断の臨床有効度(Efficacy)の測定方法の調査を行い、6層モデルとその実施方法を検討した。(3)画像診断における認識と思考過程を客観的に記述できるように工夫した調査用ワークシートを作成し、放射線医と主治医側にアンケート調査を行い、全国国立大学13施設よりCTとMRIの診断についてそれぞれ130症例、合計260症例のデータを収集した。(4)その結果、読影のプロセスでは直感よりも認識と思考の過程のケースが圧倒的に多いなど、その他22項目にわたる所見が得られた。(5)画像認知に関する最近の研究成果の調査では直感能力の育成による画像診断の精度向上の方が強い事を伺わせられた。研究分担者の中からもそれを支持する討論もあり、直感ののち思考を辿るプロセスについて更に研究を進める事とした。(6)画像診断のプロセスの中の思考過程のみならず、その成果が、主治医のデシジョンメーキングでの思考に大きく影響を与えることに着目した。画像診断の臨床有効度を医療判断学の最近の研究成果を応用しながら分析する方向を検討した。(8)PACSの臨床有効度は(2)で述べた画像診断の臨床有効度の6層モデルと深く関わりがあることを踏まえて研究を進める。前年度のアンケート調査に引き続き今年度は詳細な調査を行いより深い解釈を得るとともに前年度のアンケート調査の生データを更に深く分析しなおした。(1)直感の後に認識・思考というプロセスに集中し主治医と放射線診断医にインタビューを行なった。(2)画像診断の有効度を最大化するにはどうしたらよいかという問題点を追求するためにあらたに次のような目的の設定を行ない、データ分析を行なった。(イ)主治医による医療判断に与える影響を測定することにより画像診断の定量的評価を行なう手法をみつける。(3)放射線医側の思考が深い程主治医側の思考が大きな影響を受けている事が判った。(4)放射線医の振舞いと主治医側の意志決定の間の関係のパターンは各病院状況に強く依存する(5)技術的なエフィカシーの達成度のレベルと放射線医側の診断精度向上への注意力の集中の2つが主治医側の診断上の思考に大切に影響を与えている。

(6)診断レポートが主治医に与える貢献度と画像そのものが主治医に与える貢献度のちがいは,これもまた病院により大きく異なる。(7)主治医は放射線医からの追加的な情報を有難く評価する。(8)画像診断の有効性を最大化するには次の事柄が実行されることが効果的である。(イ)主治医側は診断依頼の目的をできるだけ正確に記載すること,と逆に放射線医側に自分の意志決定に与えた影響の度合をできるだけ正直にかつ定量的に述べること。(ロ)診断医側は自分の診断の精度についてできるだけ正直にかつ定量的に述べること国内外において様々な形のPACSが普及してきている。放射線部内のlocal filing system、radiology information sysytem(RIS)を重視したもの、全病院的で且つPACSを総合医療情報システムの一端と捉えるもの、等である。この間PACSの臨床的有効性、周辺機器の性能、経済的効果などについての定量的な評価が研究されてきたが、具体的、客観的な効果判定には至っていない。本研究ではこれを受けてPACSの臨床導入とその効果について一歩研究を促進せしめた。重要課題である電子保存画像の有効利用に関しては卒前・卒御教育手段としてのテイーチングファイル作成、診断レポート作成などについてかなりの成果を得る事ができた。又、画像の電子保存を行う上での問題点が明らかにされ、効率的画像管理の手法の研究が前進し、PACS導入前後の効果が定量的に測定・比較された。加えて、地域間ネットワーク利用による診療、教育についての効果が明らかになった。更に画像診断の臨床有効度とPACSの関連について調査研究が行われ画像診断の臨床有効度の最大化対策についてある程度の結論を得る事ができた。画像の電子保存への道が開かれ、向後マルチメデイア時代に対応した画像保管方法、画像表示方法、標準化、画像の統合と情報化の研究が進められていくであろう。PACS研究当初はそのゴールがおぼろであったが、着実な研究により問題点が明瞭となり、PACS導入が現実的なものになってきている。
インプラント治療後における天然歯移動の3次元的解析

口腔インプラントを用いた補綴治療後に発生するコンタクトロスや低位咬合と,他の因子との関連を検討し,天然歯の移動の有無やその実態を調査した.大阪大学歯学部附属病院咀嚼補綴科にて過去にインプラント治療を行った患者122名(男性50名,女性72名,平均年齢58.3歳)を対象者とした.2017年4月から2018年12月までの期間にメインテナンス来院した際に機能しているインプラント387本のうち,天然歯と隣接している197部位を対象とし,隣在する天然歯との接触状況,対合歯との接触状況を調査した.厚さ50μmのコンタクトゲージが挿入できるものをコンタクトロス有りとした.なお,すべてインプラント上部構造は,装着時に厚さ30μmのコンタクトゲージが抵抗をもって挿入できる状態に調整されていた.また,一部の対象者については,メインテナンス来院時の歯列模型と上部構造製作時の作業用模型との比較を行った.調査部位のうち,48部位(24.4%)にコンタクトロスが認められたが,低位咬合は認められなかった.コンタクトロスの有無と,年齢,性別,観察期間,埋入部位,残存歯数,咬合力,パラファンクションの有無,歯周病の既往,補綴様式,喫煙習慣との関連を検討したところ,いずれも有意な関連は認められなかった.また,歯列模型の比較において,天然歯の位置移動が明確に認められるものがあった.今後は,さらに対象者を増やし,コンタクトロスや低位咬合,天然歯の位置移動と他の因子との関連をより包括的に分析する必要があると考えられる.大阪大学歯学部附属病院咀嚼補綴科において,インプラント治療を受けた患者のうち,同一の歯列内においてインプラントと天然歯が存在し,メインテナンス来院を継続しており,研究の趣旨に同意の得られた者を対象とするメインテナンス来院時に,本研究についてのインフォームドコンセントを取得し,以下のデータを収集した.(1)臨床的なコンタクトロス・低位咬合の発生を確認するため,隣在天然歯との接触強さを,歯科用コンタクトゲージにて測定した.(2)天然歯の挺出・移動を定量的・経時的に評価するために,歯列全体の印象採得を行い,歯列模型を製作した.大阪大学歯学部附属病院総合技工室が運用している3次元デジタイザ(3shape社D800)を用いて3次元模型データを作成し,インプラント補綴物製作時の作業用模型(治療終了後も院内にて保管している)から同様に製作した3次元データと,コンピュータ上で重ねあわせを行った.その際にインプラント埋入部位を定点として重ね合わせを行った.現在,さらなるデータの収集並びに解析を行っている.(3)コンタクトロス・低位咬合の発生に関連する因子を検討するため,関連因子についてのデータ収集を行った.診療録の記載,レントゲン写真,口腔内写真などからデータを収集した.患者の年齢,性別,口腔衛生状態,歯周組織の状態,咬合力,口腔習癖,全身状態,喫煙習慣,コンプライアンスなど.インプラント埋入部位と本数,埋入部位の解剖学的条件,骨質,骨移植の有無,軟組織の状態など.手術方法(1回法・2回法),埋入角度,埋入トルク値など.インプラントの種類,荷重開始時期,暫間補綴の状態,フレーム形態・材料,咬合接触様式など.対合歯,隣在歯の状態など.インプラント治療後の定期受診患者において,当初の想定と比較してコンタクトロスの発生頻度が低く,3次元重ね合わせにおいて差のある症例が少なかったこと.また,3次元重ね合わせにおいて当初想定した精度を達成するまでにソフトの操作等の習熟に時間がかかったことが挙げられる.口腔インプラントを用いた補綴治療後に発生するコンタクトロスや低位咬合と,他の因子との関連を検討し,天然歯の移動の有無やその実態を調査した.大阪大学歯学部附属病院咀嚼補綴科にて過去にインプラント治療を行った患者122名(男性50名,女性72名,平均年齢58.3歳)を対象者とした.2017年4月から2018年12月までの期間にメインテナンス来院した際に機能しているインプラント387本のうち,天然歯と隣接している197部位を対象とし,隣在する天然歯との接触状況,対合歯との接触状況を調査した.厚さ50μmのコンタクトゲージが挿入できるものをコンタクトロス有りとした.なお,すべてインプラント上部構造は,装着時に厚さ30μmのコンタクトゲージが抵抗をもって挿入できる状態に調整されていた.また,一部の対象者については,メインテナンス来院時の歯列模型と上部構造製作時の作業用模型との比較を行った.調査部位のうち,48部位(24.4%)にコンタクトロスが認められたが,低位咬合は認められなかった.コンタクトロスの有無と,年齢,性別,観察期間,埋入部位,残存歯数,咬合力,パラファンクションの有無,歯周病の既往,補綴様式,喫煙習慣との関連を検討したところ,いずれも有意な関連は認められなかった.また,歯列模型の比較において,天然歯の位置移動が明確に認められるものがあった.

今後は,さらに対象者を増やし,コンタクトロスや低位咬合,天然歯の位置移動と他の因子との関連をより包括的に分析する必要があると考えられる.引き続き,対象患者のデータ収集を継続する.コンタクトロス・低位咬合の発生に関連する因子を検討するため,関連因子についてのデータ収集を行う.診療録の記載,レントゲン写真,口腔内写真などからデータを収集する.蓄積されたデータを統計処理し,コンタクトロスや低位咬合の発生率や,発生に関連すると考えられる種々の因子との関連を,多変量解析を用いて検討する.研究を遂行するための材料の選定やデータ収集の開始まで当初の予定より時間を要したため,計画段階では初年度に購入する予定であった物品の購入を次年度へ繰り越した.次年度において物品の購入を行うとともにさらなるデータ収集を行う予定である.
構造物の不確定モデリングと信頼性評価に関する研究

本研究は、地震外乱の不確定性・不規則性と設計の対象となる構造物系の動力学特性の不確定性と履歴形非線形性に注目して、履歴型非線形構造物系の不確定モデリングの方法と確率論的地震応答解析法および信頼性評価法を導出し、合理的な耐震設計法を策定することを目指している。先ず、地震入力や構造物系に含まれる重要な不確定パラメータについて、それらの不確定構造を明らかにし、適切なモデル化を行った。次いで、不確定構造物形の部分的な地震応答観測記録から不確定パラメータの確率論的同定ならびに応答推定評価法に発展させた。地震外乱および履歴型構造物の動的特性や破壊規範に対する不確定モデルに基づいて、構造物損傷過程の不確定パラメータを条件とする条件付き確率密度関数の近似解析表現を得た。次いで、この近似確率密度関数の構成に必要な基本統計量に関する応答曲面を実験計画法を用いて構成し、これにより構造物系全体および各部の信頼度関数あるいは破壊確率を評価する方法を導いた。本手法は、モンテカルロ法にような長大な計算量を要することなく、不確定構造物の動的信頼性を評価し得る特徴を有する。阪神・淡路大震災では、建物の多くが甚大な被害を受けた。ここでは、建物棟数の多い鉄筋コンクリート造や木造について、外観やアンケートに基づく被害調査を行った。鉄筋コンクリート造については、設計ベースシヤ-係数、壁量など、木造については壁量と被害との関係を調べた。特に、木造建物は不確定性が強く、振動特性や変形性能、耐力等に不明な点が多いので、微動計測や水平載荷による破壊実験を行っている。今後、信頼性評価や被害調査結果を、現行の静的な耐震設計法の枠組みに取り組んで、構造物の適正な設計法をどのように構成するかについて検討する必要がある。本研究は、地震外乱の不確定性・不規則性と設計の対象となる構造物系の動力学特性の不確定性と履歴形非線形性に注目して、履歴型非線形構造物系の不確定モデリングの方法と確率論的地震応答解析法および信頼性評価法を導出することを目的とする。不確定構造物の確率論的応答解析法および信頼性評価法を導くことを目的とする本研究は、以下のように3つの分担課題I)不確定構造物の信頼性評価、II)不確定構造物の応答評価およびIII)不確定構造物の耐震設計に分類される。本年度は、主として構造物に含まれるパラメータの不確定性を明らかにした上で、不確定パラメータを有する構造物の地震応答性状について研究を行うとともに、構造物の破壊現象に含まれる不確定性を考慮した破壊規範モデルを構成に関する研究を進めた。履歴型非線形構造物系に含まれる剛性、強度、滅衰などの不確定諸量が地震応答に及ぼす影響について感度解析等により明らかにした上で、重要な不確定性のモデル化を行った。次いで、構造物の動的破壊規範の適切な構成とそれに含まれる不確定性のモデル化を行う。さらに破壊規範に対応する構造物損傷の尺度について、不確定性を条件とする確率分布関数の近似表現を求めた。上記の不確定構造物系のモデリングによって設定される仮想構造物と地震外乱を対象とした数値シミュレーション実験を行ない、上記の近似確率分布の妥当性を検証した。本研究は、構造物の不確定性と履歴形非線形性に注目して、履歴型非線形構造物形の不確定モデリングの方法と確率論的地震応答解析法および信頼性評価法を導出することを目指している。平成8年度では、前年度の不確定構造物の地震応答評価法をさらに発展させ、不確定構造物の信頼性評価法を確立している。1)先ず、構造物系に含まれる重要な不確定パラメータについて、それらの不確定構造を明らかにし、適切なモデル化を行う。

次いで不確定系の条件付き非線形近似解析法を開発し、不確定構造系の部分的な地震応答観測記録から不確定パラメータの確率論的同定ならびに応答推定評価法に発展させた。2)地震外乱および履歴型構造物の動的特性や破壊規範に対する不確定モデルに基づいて、構造物損傷過程の不確定パラメータを条件とする条件付き確率密度関数の近似解析表現を得た。次いで、この近似確率密度関数の構成に必要な基本統計量に関する応答曲面を実験計画法を用いて構成し、これより構造物系全体および各部の信頼度関数あるいは破壊確率を評価する方法を導いた。本手法は、モンテカルロ法にような長大な計算量を要することなく、不確定構造物の動的信頼性を評価し得る特徴を有する。3)阪神・淡路大震災では、建物の多くが甚大な被害を受けた。ここでは、建物棟数の多い鉄筋コンクリート造や木造について、外観やアンケートに基づく被害調査を行った。鉄筋コンクリート造については、設計ベースシヤ-係数、壁量など、木造については壁量と被害との関係を調べた。特に、木造建物は不確定性が強く、振動特性や変形性能、耐力等に不明な点が多いので、微動計測や水平載荷による破壊実験を行っている。上記の信頼性評価や被害調査結果を、現行のような動的な耐震設計法の枠組みに取り込んで、構造物の適正な設計法をどのように構成するかについては今後とも検討する必要がある。