hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
集積回路用GHz駆動磁性薄膜インダクタの開発

また、Si-MMIC用外部コイル形磁性薄膜インダクタの試作準備として、(a)コイル導体としてCu膜を用いる場合のプロセス方法を立案し、実験により妥当性を明らかにしたこと、(b)コイルと磁性層の間の絶縁層として使用する膜厚6μmのポリイミド層について平坦化処理条件を明らかにしたこと、さらにまた、軟エッチング材料として知られる磁性薄膜をエッチングするためのイオンミリング装置を購入し、テストエッチングと、事項のインダクタ試作を行った。(3)インダクタ試作イオンミリング装置が早期に導入できたため、スパイラルコイルの下部にも磁性膜を配置した「サンドイッチ型インダクタ」を試作した。磁性膜には(1)で検討したマイクロパターン化膜を適用し、コイル材料には(2)項で検討したCuを用いた。その結果、2GHzにおいてL=7.9nH、Q=13を200x400μm^2で実現できた。これは従来に比べて周波数を2倍にし、寸法を半減させ、Q値を約2倍に出来たことを意味している。1. GaAs-MMIC用として,SiO_2絶縁層を介してスパイラルコイルを電気めっき法により製作し,ポリイミド層による絶縁平坦化の後,磁性薄膜を0.1μm1μmスパッタ製膜し,イオンミリングによりパターニングする.2GHz, 8nH, Q=5を350x350μm^2以得た.年度当初目標とした数値の約半分に留まった.その主な理由は,スパイラル中央からの引き出し部における抵抗増加である.次年度は,これを改良すれば所期の性能が得られる見通しである.2. Si-MMC用として,外部コイル形磁性薄膜インダクタ構造"によって,従来のスパイラルインダクタと同面積で5倍のインダクタンスが得られることを2GHz帯で実証すべく,構造設計とプロセス設計を行った.構造は薄膜コイルが磁性体の外部を周回する構造となっており,GaAs-MMIC用に提案した構造に比べて複雑ではあるが,大きなインダクタンスと高いQ値が期待できる.この構造では磁性膜は長手方向のみに励磁されるので,スパイラルコイル用磁性膜とは異なり,スリットは1方向のみに入れる.プロセスはまず薄膜コイルのうち磁性薄膜の下層の辺をCuめっき法で形成する.膜厚はCuの2GHzにおける表皮厚さを考慮し2μmとする.次いでSiO2により絶縁層を形成,ダマシン法による平坦化を行い,下地層を介して磁性膜をスパッタ法で製膜し,イオンミリングによりマイクロパターン化する.その膜厚はスパイラルインダクタと同様に0.1μm1μmである.再びSiO2を性膜し,コイル上層ならびにコイル下層とのビアホール接続を,ともにCuめっき法により行い,完成に至る.3月中に試作完成し特性評価を終える予定である.本年度導入した薄膜インダクタ微細加工装置用クリーンブースの中に昨年度導入したイオンミリング装置ならびに回転磁場中熱処理炉を設置し,クリーンな環境下でデバイス微細加工を行った.本年度は研究の最終年度であり,まずGaAs-MMIC用スパイラルインダクタについては,昨年度の結果に基づいて,シミュレータを駆使して最適設計を行い、単位面積あたりのインダクタンスを現用のスパイラルインダクタの2倍に、Q値をQ【greater than or equal】15にできることを示した。
光交流式ヘテロダイン干渉法の提案と宇宙用超低熱歪材のナノスケール熱的寸法安定評価

高度な熱歪設計を達成するため,線膨張係数と熱拡散率を同時に計測する手法を新たに提案し,その実現性を検証した。光ヘテロダイン干渉法と周期加熱法を融合した新しい装置を新たに構築し,物性が既知の単結晶シリコンにより高精度線膨張係数測定の有効性を確認した。CFRPの線膨張係数の温度依存性を明らかにするとともに,アルミニウムの線膨張係数,熱拡散率の同時測定を行い,高い精度での測定を実証した。高度な熱歪設計を達成するためには,高精度な「線膨張係数」と「熱伝導率」とその温度依存性情報に基づくナノメートルオーダーの熱的寸法安定性評価が不可欠となる。しかし,これまで材料自身の熱的寸法安定性を広い温度範囲で総合的に評価する手法は無く,線膨張係数と熱伝導率は個別に求められてきた。そこで本研究は,光ヘテロダイン干渉法と周期加熱法を融合した全く新しい手法により,ナノメートルオーダーの熱的寸法安定性を総合的に評価できる技術を確立し,宇宙観測機器や精密光学素子などの熱歪解析・設計・制御の高度化,技術革新をもたらすことを研究目的とする。一年目は,本研究の主軸となる,線膨張係数,熱拡散率,比熱を同時に測定する干渉計と光学システムの構築ならびに大気・室温環境下における実現性確認を行った。まず大気雰囲気で室温用の光ヘテロダイン干渉計を構築し,新たに周期加熱理論を導入し,熱拡散率の測定ができるシステムを構築した。次に線膨張係数と熱伝導率を同時に測定できるように,試料ホルダーの設計,製作を行った。2相式の高精度ロックインアンプおよびナノボルトメータを用いて,室温付近,大気環境下で線膨張係数と熱拡散率の予備的測定を行った。標準材料として,単結晶シリコンを用いた計測を室温100°Cの温度範囲で線膨張係数の測定を行った。その結果,50°C以上では推奨値と良好な一致が見られた,一方で室温付近では20%程度の差が生じた。計測の不確かさの原因について調査し,試料とミラーの平面度,大気の揺らぎ,ならびに温度測定誤差に起因するものとの結論に至った。年度目標である基本装置を構築し,測定が実施できたため。平成28年度は線膨張係数と熱拡散率,比熱同時測定構築,実現性の確認を中心に行った。大気雰囲気で室温用の光ヘテロダイン干渉計を構築し,新たに周期加熱理論を導入し,熱拡散率の測定ができるシステムを構築した。また,線膨張係数と熱伝導率を同時に測定できるように,光干渉用の光路と周期加熱用光路を設けた平行バネ式試料ホルダーを考案,設計,製作を行った。次に,標準材料として単結晶シリコンを選定し,室温付近,大気環境下で線膨張係数と熱拡散率の予備的測定を行い,その有効性を確認した。平成29年度は真空加熱冷却システム導入,健全性評価・最適化への検討を中心に行った。高真空で広い温度での実験が可能なように真空排気システムを新たに導入した。また液体窒素導入可能な試料ホルダー構成に改良した。単結晶シリコンを標準試料として,線膨張係数,熱伝導率の温度依存性測定評価を行い,装置健全性を確認した。次に,次期天文衛星の望遠鏡候補材料として検討されているスーパーインバー,SiC,ピッチ系CFRP,ゼロテュア等の低熱歪材料を対象とし,熱的寸法安定性を測定し,高い精度での測定可能性を示した。真空環境下で広い温度範囲で測定を行うための真空加熱冷却システムを構築し,本装置を用いた計測システムを完成させ,低熱歪材料を用いた実測を行う。その後宇宙用低熱歪候補材料への適用を図り,その有効性の確認を行う。航空宇宙工学、熱工学、熱設計、二相流物品費に端数が生じたため.少額のため併せて使用する.
工学的手法による鳥類胚培養法の確率とトランスジェニック動物の作出への応用

ウズラ胚培養によって孵化率を低下させている原因を究明し、自然孵卵に匹敵する胚培養法を確立することを目的に検討を行った。また、その結果をもとに、卵殻の機能を代替可能な人工培養器の開発も行った。まず何も操作を施していない自然孵卵による胚と、卵殻から取り出して培養状態にある胚で、生存率の低下が著しい3日目胚から孵化までの期間における卵黄、卵白、羊水、尿のう液中の各種無機イオンや代謝物濃度の経時変化を測定したところ、培養胚では、羊水や尿のう液中の乳酸濃度が異常に高くなっているものがみられ、酸素の供給不足が胚発生の停止の原因の1つになっていることがわかった。また、培養胚では4日目胚と7日目胚の時期に卵黄中のCa,Mgといった無機イオンが非常に低下していることも判明した。これらの結果から、卵殻培養器による胚培養において酸素通気を行ったところ、30%近くまで孵化する胚がえられるようになり、さらにCa,Mgといった無機イオンを供給するために卵殻粉末や乳酸カルシウムを添加することによって孵化率を4580%にまで増加させることができた。特に乳酸カルシウムの適当量の添加は効果的であり、自然孵卵に匹敵する80%の孵卵率をうることができた。実際に遺伝子導入処理を施した胚培養へ適用した場合おいても42%の孵化率をうることができた。この結果をもとに、通気性テフロン膜を用いた人工培養器を作製しウズラ胚を培養したところ、酸素通気を行わなくても15日目胚の段階までほぼ100%の生存率を保つことができ、さらに卵殻粉末と乳酸カルシウムを添加したところ、卵殻を用いない完全な人工培養器によっても孵化させることが可能になった。今後の改良によって卵殻培養器同様、自然孵卵に匹敵する高孵化率が可能となれば、ロット差のある卵殻培養器にかえて、再利用の可能性もある人工培養器での培養が、工業的な利用に役立つものと思われる。
指定難病「IgG4関連疾患」の自己抗原同定による病態解明と新しい診療体系の確立

IgG4関連疾患は、血清IgG4高値に加え、IgG4陽性の形質細胞浸潤による全身臓器の腫大と線維化をきたす原因不明の難病である。最近申請者らは、IgG4関連疾患の膵病変である自己免疫性膵炎において、その病因自己抗原がラミニン511であることを発見した。本研究では、IgG4関連疾患の各臓器病変における自己抗原を同定し、同疾患の全体像の病態解明を目指す。本研究により、我が国から世界へ発信してきた難病の病態解明が進み、新たな診断基準・診療体系の確立につながるものと期待される。
思考と学習の霊長類的基盤

人間を特徴づける思考やその背後にある学習の特性を知るうえで、それらがどのように進化してきたかという理解が必要不可欠だ。そのために、「進化の隣人」と言えるチンパンジーを対象に、「思考と学習の発達的変化」について、「子ども期(4歳以上-8歳未満)」に焦点をあてた研究をおこなってきた。本年度は、対象児が6歳後半から7歳を迎える時期だ。この時期の学習と思考を3つの場面で検討した。1)社会的場面:屋外運動場やプレイルームやテスト室で繰り広げられるチンパンジーのコミュニティーを研究単位とした社会的場面において。道具のやり取りなどの実験を行い、互恵的利他行動がチンパンジーでは比較的起こりづらいことを見出した。また、屋外放飼場における道具使用場面での資源をめぐる個体間の駆け引きの発達的変化を縦断的に観察した。2)対面検査場面:これまでの「参与観察研究」を継続して、対象操作を通じての物理的特性の理解の発達過程を検討した。3)個体学習場面:1個体を対象にした思考と学習の研究を発展させた。その結果、チンパンジーの子どもは直観像的な視覚的記憶においてヒト成人やチンパンジーのおとなを凌駕する能力があることを詳細な実験によって明らかにした。また、チンパンジーにおける情動的事象の記憶の研究を行った。さらに、顔認識や視線認識、奥行き知覚や注意などの基礎的な知覚認知過程の比較研究を行った。チンパンジーやヒトの音声と発信者の映像をマッチングさせる課題を継続的に訓練したが、この種の課題尾はきわめて困難であった。さちに、年度後半には新たな研究の展開を目指して、トラックボール、非拘束型視線記録装置、大型液晶タッチパネルなどを導入し、これらを実装したあらたな実験用ブースを設置した。また、野外実験と行動観察を組み合わせた手法で、ギニアの野生チンパンジーを対象にした比較認知研究を実施した。その中で、非血縁個体間での興味深い食物分配の事例を発見した。さらに種間比較として、ヒト定型/非定型発達児、テナガザル、ニホンザル、オマキザル、さらにはイルカ類を対象にして、比較認知科学の視点から研究を進めた。人間を特徴づける思考やその背後にある学習の特性を知るために,チンパンジーを対象に、「子ども期(4-8歳)」(人間でいえば6歳から12歳の学童期にあたる時期)に焦点をあてた比較認知科学的研究をおこなうことを目的とした。主要な研究対象は、京大霊長類研究所に暮らす3母子とそれを含めた1群15個体のコミュニティーである。本年度は、対象児が3歳後半から4歳を迎える時期で、ようやく離乳してまさに「あかんぼうから子どもへ」の移行時期だった。以下の3つの課題場面を新たに確立した。1)1個体を対象にした思考と学習の解析を開始した。「タッチパネル付きコンピュータの学習場面」である。おとなたちが獲得してきた知識や技術をさらに発展させ、思考や学習過程の多様な側面の解析をおこなった。系列情報処理と記憶過程の解析から、4歳児でもおとなと同様の記憶容量のあることが実証された。運動知覚・因果知覚・視線理解・表情認知・プライミング効果・メタ認知・概念形成・描画行動なども検討した。2)「参与観察研究」法を発展させ、ツインブースを利用して、チンパンジーの子どもが母親の付き添いなしで「1人だけで研究者と対面して認知検査を受ける対面テスト場面」を導入した。対象操作にみる物理的理解と行為の文法を検討した。3)道具使用などの知識や技術が水平・垂直・斜行・逆行の4つの側面でどのように伝播するかを解析するために、「複数のチンパンジー同士のやりとりの実験的場面」を確立し、協力、欺き、他者理解などの社会的知性を検討した。こうした実験室研究と対応するものとして、アフリカ・ギニアのボッソウとニンバのチンパンジーを対象に、道具使用と親子関係の発達の野外研究を実施した。また種間比較として、人間の子ども(健常児と自閉児)、テナガザルの子ども、ニホンザルの子ども、オマキザルなどを対象にして、比較のための思考と学習の実験をおこなった。チンパンジーの認知発達について、比較認知科学の視点からの研究をおこなった。主要な対象となったのは京都大学霊長類研究所に暮らす1群15個体である。祖父母・父母・子どもたち、仲間たちのそろったコミュニティーで、高さ15mのタワーや樹木の整備された環境で暮らしている。そこから彼らの自発的な意思によって、各検査課題のおこなわれる勉強部屋までやってくる。1)各自がブースでおこなうコンピュータ課題、2)人間の検査者が対面する検査場面、3)複数のチンパンジーが同居する社会的場面、4)屋外運動場ですごす自由場面という4つの場面で認知機能を調べた。チンパンジーの母子のきずなは深く約5歳まで授乳をしていた。夜も一緒に眠る。親が社会的学習の基盤であり学習の機会そのものを用意している。また子どもの側には親や仲間の行動をまねるという本来的な動機付けが認められた。しかし、社会的参照、視線の理解、相互のみつめあい、微笑のやりとりなどは、チンパンジーではその萌芽はあるがきわめて乏しいことが実証された。こうした表情と声としぐさによる対面コミュニケーションは、人間を特徴付ける社会的コミュニケーションだといえる。17年度の具体的な研究の成果としては、個別学習における数列記憶においてチンパンジーが優れていることを示した。また陰影の処理、運動の知覚、視線や表情の理解、物の操作と因果の理解についての実験研究を進めた。

さらには、コインをめぐるかけひきの場面で相互利他性の形成を、親子やなかまのあいだで検証した。さらにアフリカ・ギニアの野生チンパンジーで、石器使用などの道具使用や、道を渡る際の相互扶助的行進を解析した。またヒトの子どもやテナガザルやマカクザルで比較認知科学的な対照研究をおこなった。なお、研究成果をまとめ、「チンパンジーの認知発達」と題した英文書籍を松沢・友永・田中の編著としてシュプリンガー社から出版した。チンパンジーの認知発達について、比較認知科学の視点からの研究をおこなった。主要な対象となったのは京都大学霊長類研究所に暮らす1群14個体(5歳から40歳の3世代)である。祖父母・父母・子どもたちや仲間とともに、高さ15mのタワーや樹木の整備された環境で暮らしている。彼らの自発的な意思によって、各検査課題のおこなわれる勉強部屋までやってくる。1)「個体場面」つまり各自がブースでおこなうコンピュータ課題、2)人間の検査者が対面する「対面検査場面」、3)複数のチンパンジーが同居する「社会的場面」、4)屋外運動場ですごす「自由場面」という4つの場面で認知機能を調べた。チンパンジーの母子の絆は深く約5歳まで授乳をしていたが、6歳後半でようやく止まった。そうした絆をもとに、親が社会的学習の基盤であり学習の機会そのものを用.意している。また子どもの側には親や仲間の行動をまねるという本来的な動機付けが認められた。しかし、社会的参照、視線の理解、相互のみつめあい、微笑のやりとりなどは、チンパンジーではその萌芽はあるがきわめて乏しいことが実証された。こうした表情と声としぐさによる対面コミュニケーションは、人問を特徴付ける社会的コミュニケーションだといえる。18年度の具体的な研究の成果としては、個別学習における数列記憶においてチンパンジーの子どもがおとなや人間よりも優れていることを示した。また陰影処理、運動知覚、視線や表情の理解、物の操作と因果理解、描画の発達などについて実験研究を進めた。さらには、相互利他性の形成や、場所をめぐる争いなど、親子やなかまのあいだでみられる社会的知性を実験的に検証した。さらにアフリカ・ギニアの野生チンパンジーを対象に、石器使用などの道具使用や、文化の伝播の実態、人間とチンパンジーの共生のようすを解明した。なお、研究成果をまとめ、Animal Cognition, Developmental Scienceなど学術誌で論文を公表した。人間を特徴づける思考やその背後にある学習の特性を知るうえで、それらがどのように進化してきたかという理解が必要不可欠だ。そのために、「進化の隣人」と言えるチンパンジーを対象に、「思考と学習の発達的変化」について、「子ども期(4歳以上-8歳未満)」に焦点をあてた研究をおこなってきた。本年度は、対象児が6歳後半から7歳を迎える時期だ。この時期の学習と思考を3つの場面で検討した。1)社会的場面:屋外運動場やプレイルームやテスト室で繰り広げられるチンパンジーのコミュニティーを研究単位とした社会的場面において。
フルオロメチレンホスホン酸およびホスフィン酸の核酸医薬への活用

9-(5',5'-difluoro-5'-phosphonopentyl)guanine (DFPP-G)は、グアニンとリン酸ミミック(CF_2P(O)(OH)_2)をアルキルスペーサで連結した構造を有し、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNP)阻害活性を示す。活性発現はDFPP-GがPNP活性中心のpurine binding siteとphosphate binding siteに基質と競合的に結合することによる。DFPP-G・PNP複合体のX線結晶構造解析の結果から、核酸塩基部はpurine binding siteと1分子の水を介する水素結合で結合していることが明らかとなった。そこで、核酸塩基部とpurine binding siteとの水素結合がより強固になることを期待して、核酸塩基部を9-デアザグアニンに置換したDFPP-G類縁体(DFPP-DG)を設計し、その合成法を検討した。その結果、末端に三重結合を有するジフルオロメチレンホスホン酸誘導体と9-ヨード-9-デアザグアニン誘導体のSonogashira反応がDFPP-DGに誘導可能なクロスカップリング成績体を良好な収率で与えることを見いだした。本法を利用して、DFPP-DGおよびそのスペーサー炭素数を増炭あるいは減炭した類縁体(homo-DFPP-DGおよびnor-DFPP-DG)を合成し生物活性を評価したところ、homo-DFPP-DGがDFPP-Gの約2倍のPNP親和性を示すことが明らかとなった。その他、ホスファターゼ抵抗性P2Y_1受容体アンタゴニストの創製を目的に、P2Y_1受容体アンタゴニスト活性を有するビスリン酸エステル型ヌクレオチドアナログ(MRS2216)のリン酸エステル部をフルオロメチレンホスホン酸で置換した類縁体の合成を検討し、MRS2216のフルオロメチレンホスホン酸アナログ合成に有用な中間体の合成に成功した。9-(5',5'-difluoro-5'-Phosphonopentyl)guanine(DFPP-G)は、グアニンとリン酸ミミック(CF_2P(O)(OH)_2)をアルキルスペーサで連結した構造を有し、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNP)の活性中心のpurine binding siteとphosphate binding siteに基質と競合的に結合することによりPNP阻害活性を示す。DFPP-G・PNP複合体のX線結晶構造解析から、アルキルスペーサは疎水性アミノ酸残基で取り囲まれていることが明らかとなった。これらの知見を基盤として新規PNP阻害剤の創製を目的に、DFPP-Gのアルキルスペーサ部にメチル基を導入した類縁体の構造活性相関を検討したところ、スペーサのγ位にメチル基を導入した類縁体(γ-Me-DFPP-G)はPNPとの複合体形成能がDFPP-Gの約2倍に高まることが明らかとなった。そこで、γ位にメチル基以外の疎水基を導入した類縁体のPNP阻害活性を明らかとする目的で、それらの一般的合成法を確立した。一方、DFPP-G・PNP複合体のX線結晶構造解析の結果から、核酸塩基部はpurine binding siteと1分子の水を介する水素結合で結合していることが明らかとなった。末端に三重結合を有するジフルオロメチレンホスホン酸誘導体と9-ヨード-9-デアザグアニン誘導体のSonogashira反応がDFPP-DGに誘導可能なクロスカップリング成績体を良好な収率で与えることを見いだした。今後の展開が期待される。

その他、DNAのリン酸ジエステル結合のエステル酸素をCF_2で置換した類縁体(CF_<2->DNA)の合成法の確立に向けて、フルオロメチレンホスフィン酸誘導体の反応性についてデータを蓄積した。9-(5',5'-difluoro-5'-phosphonopentyl)guanine(DFPP-G)は、グアニンとリン酸ミミック(CF_2P(O)(OH)_2)をアルキルスペーサで連結した構造を有し、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNP)阻害活性を示す。活性発現はDFPP-GがPNP活性中心のpurine binding siteとphosphate binding siteに基質と競合的に結合することによる。DFPP-G・PNP複合体のX線結晶構造解析の結果から、核酸塩基部はpurine binding siteと1分子の水を介する水素結合で結合していることが明らかとなった。そこで、核酸塩基部とpurine binding siteとの水素結合がより強固になることを期待して、核酸塩基部を9一デアザグアニンに置換したDFPP-G類縁体(DFPP-DG)を設計し、その合成法を検討した。その結果、末端に三重結合を有するジフルオロメチレンホスホン酸誘導体と9-ヨード-9-デアザグアニン誘導体のSonogashira反応がDFPP-DGに誘導可能なクロスカップリング成績体を良好な収率で与えることを見いだした。本法を利用して、DFPP-DGおよびそのスペーサー炭素数を増炭あるいは減炭した類縁体(homo-DFPP-DGおよびnor-DFPP-DG)を合成し生物活性を評価したところ、homo-DFPP-DGがDFPP-Gの約2倍のPNP親和性を示すことが明らかとなった。その他、ホスファターゼ抵抗性P2Y_1受容体アンタゴニストの創製を目的に、P2Y_1受容体アンタゴニスト活性を有するビスリン酸エステル型ヌクレオチドアナログ(MRS2216)のリン酸エステル部をフルオロメチレンホスホン酸で置換した類縁体の合成を検討し、MRS2216のフルオロメチレンホスホン酸アナログ合成に有用な中間体の合成に成功した。
Therapeutic potential of the metabolic relationship between the product of two genetic markers for pain (gch1 and mthfr)

BH4は、痛覚に関与する神経伝達物質の生合成のために必要な補因子である。GCH1はBH4de novo経路における生成経路の律速酵素である。また、BH4salvage経路は、メチルテトラレダクターゼ(MTHFR)を介して葉酸代謝経路に関連している。GCH1、MTHFRが慢性疼痛に関連しているBH4で疼痛マーカーおよび可用性として知られているので、痛みのそれらの代謝経路の可能性を評価した。代謝経路の関与は、内臓の痛み動物モデルで評価されました。これらの代謝経路の進化的保全を無脊髄動物モデルで評価されました。観察は、代謝経路は、種間で保全されていると、痛みのあるBH4の利用可能性に関与している。麻酔・蘓生学
中枢神経系におけるCRFを中心とするストレス反応調節機構の解析

テイルピンチによる摂食増加機序へのcorticotropin releasing factor(CRF)の関与の有無を明かにした。1分間のテイルピンチをラットにかけるとその後30分間の摂食量は有意に増加し、この変化はCRF1型受容体の選択的拮抗薬により阻止された。2ngのCRFの脳室内投与は摂食量を増し、逆に1μgのCRF投与は従来の報告通りに摂食量を減らした。したがって、テイルピンチによる摂食促進には軽度のCRFの分泌促進が関与していると推測される。さらにこの機序にはドーパミン受容体やオピオイドも関与していることを明かにした。次に、CRFファミリーに属しCRF2型受容体のリガンドと考えられているウロコルチンの摂食調節機序への関与について検討した。ウロコルチンのラット視床下部腹内側核への投与は摂食行動を抑制し、この作用はCRF1型受容体拮抗薬による影響を受けなかった。抗ウロコルチン家兎γ-グロブリンの両側腹内側核への投与は、摂食量を増加させた。したがって、視床下部腹内側核のウロコルチンは摂食行動に抑制的に作用し、この機序へのCRF1型受容体の関与はないと考えられる。条件性恐怖ストレスをラットにかけると室傍核内のノルアドレナリン分泌は増加し、その変化はCRF1型受容体拮抗薬により阻止された。よって、条件性恐怖ストレス時の視床下部室傍核内のノルアドレナリン分泌にはCRF1型受容体が関与していると考えられる。CRF(corticotropin-releasing factor、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)放出因子)は視床下部を始めとし脳内に広く分布し、ストレス下でACTHの分泌を促進するのみならず様々なストレス反応の生じる機序で重要な働きを行っている。しかしながら脳各部位でのCRFの機能の詳細は解明されていない。近年CRF受容体のサブタイプ(CRFR1、CRFR2)がクローニングされ、その脳内分布が明らかにされたが、それぞれのサブタイプの機能については不明点が多い。このため申請者らは本研究において、ストレス時の摂食抑制、行動量の変化、覚醒亢進、視床下部室傍核のノルアドレナリン分泌促進におけるCRF受容体サブタイプの関与様式を解析した。Wistar系雄ラットにコミュニケイションボックスを用いて心理ストレスを1時間負荷すると、その後1時間の摂食量は非ストレス群に比べ有意に減少し、行動量は有意に増加した。これらの変化はストレス負荷15分前に非ペプチド性CRFR1選択的拮抗薬を腹腔内投与することにより消失した。ラットに拘束ストレスを1時間かけ、その直後にペントバルビタール麻酔をかけると麻酔時間は有意に短縮し、この短縮効果はCRFR1選択的拮抗薬により阻止された。ラットに条件性恐怖ストレスを負荷し視床下部室傍株のノルアドレナリン分泌をマイクロダイアリシス法とHPLCの組み合わせで測定すると、分泌が亢進することが明らかになり、その分泌亢進はCRFR1選択的拮抗薬の前投与により阻止された。これらの結果から、ストレスによる摂食抑制、行動量の増加、覚醒亢進、視床下部室傍核のノルアドレナリン分泌亢進にはCRFR1が関与していることが明らかになった。CRF(corticotropin-releasing factor、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH))は視床下部を始めとし脳内に広く分布し、ストレス下での下垂体からのACTH分泌に関与するのみならず、種々のストレス反応の成立機序に関与している。しかしながら脳各部位でのCRFとCRF受容体サブタイプの機能に関しては未知な点が多い。幾つかのストレスが摂食行動を抑制し、その機序にCRFが関与している。一方、テイルピンチストレスは摂食量を増すことが知られているが、その摂食促進機序へのCRFの関与については不明であるため、この点を検討した。1分間のテイルピンチをラットにかけるとその後30分間の摂食量は有意に増加し、これはCRF1型受容体の選択的拮抗薬により阻止された。

2ngのCRFの脳室内投与は摂食量を増し、逆に1μgのCRF投与は従来の報告通りに摂食量を減らした。したがって、テイルピンチによる摂食促進には軽度のCRFの分泌促進が生じ、それにより摂食行動が惹起されると推測される。さらにこの機序にはドーパミン受容体やオピオイドも関与していることを明かにした。次に、CRFファミリーに属しCRF2型受容体のリガンドと考えられているウロコルチンの摂食調節機序への関与について検討した。ウロコルチンのラット視床下部腹内側核への投与は摂食行動を抑制し、この作用はCRF1型受容体拮抗薬による影響を受けなかった。抗ウロコルチン家兎γ-グロブリンの両側腹内側核への投与は、摂食量を増加させた。したがって、視床下部腹内側核のウロコルチンは摂食行動に抑制的に作用し、この機序へのCRF1型受容体の関与はないと考えられる。条件性恐怖ストレスをラットにかけると室傍核内のノルアドレナリン分泌は増加し、その変化はCRF1型受容体拮抗薬により阻止された。よって、条件性恐怖ストレス時の視床下部室傍核内のノルアドレナリンの分泌にCRF1型受容体が関与していると考えられる。
アリールグリシン不斉構築と非天然アミノ酸含有ペプチド効率的合成への展開

メチルアミド構造を有するN-Fmoc-O-Meアミナールをモデル基質として用いフェニルホウ酸とのアリール化反応を検討した。その結果、本基質とフェニルボロキシンとの不斉反応においてピリジンーオキサゾリン構造を持つキラル配位子と酢酸パラジウムからなる不斉触媒を20mol%用いることで、91%eeで目的の付加体を得ることができた。しかし本反応は収率が21%と低調であり、加えた触媒量をこえる収率を得ることはできなかった。そこで基質の求電子部位を代表者が以前の研究で利用したN-Npsイミンに変更して同様の反応を検討した。その結果、eeは61%と中程度の値にとどまったが収率は使用した触媒量より高い33%まで向上した。次に、ペプチド性基質への適用を指向し基質のメチルアミド部位をアミノ酸構造をもつジペプチド型基質に替え反応条件のさらなる検討を行った。その結果、アミド体を用いた場合と同様に反応が進行することが確認され、反応溶媒の変更によって立体選択性を損なうことなく収率を62%まで向上させることができた。当初の計画で用いる予定であったN,O-アミナールによるペプチド合成への展開は困難であったが、替わりにN-Npsイミンを利用することで、それが可能であることを新たに見出だした。当該構造は代表者の過去の研究ですでにペプチド鎖へのNpsイミン構造の導入に成功しているため、本来は本年度に行う予定であった疎水性アンカー担持ペプチドへの基質部位導入検討を行う必要がなくなったため。まずN-Npsイミンとアリールホウ酸の不斉反応の更なる最適化を行い、収率、立体選択性の更なる改善を図る。次にペプチド合成において利用できるアミノ酸残基の適用範囲を探る。最後に芳香族アミノ酸が活性発現に重要な既知の生物活性ペプチドの配列をもとに、本戦略によって当該残基をアリールグリシンに置換した誘導体ペプチドを合成に展開する。<理由>3月納品となり、支払いが完了していないため。<計画>4月に支払いが完了する予定である。
日本の小学校英語の教科化への対応に関する研究－韓国の小学校英語教育を通して－

前年度までに実施してきた韓国での調査から得られた研究成果を基盤として、日本の小学校英語教育の教科化に対する現状と課題という観点から、最終年度としてこれまでの調査結果に関する議論を日本・韓国の研究協力者とともに行い、検討を重ねてきた。具体的には、以下の内容を実施し、本研究課題を遂行した。1.日本の小学校英語教育が教科化されることについて、教員の意識調査の結果から得られた現状と課題に着目し、特に授業実践に関する調査と文献による研究を行った。2.1.による調査の結果を受け、韓国の小学校で行われている授業実践について、4技能に関する活動の導入方法と、小学校英語教育における外国人教師の位置づけおよび授業での指導方法の在り方に関する観点から、授業分析を行った。その研究成果の一部を学会で発表した。3.韓国の研究者および小学校教員である研究協力者へのインタビュー調査により、韓国における英語教育の現状および課題について、最新の情報提供を受けるとともに、日本の英語教育に関する情報交換と今後の小学校英語教育の課題について議論を行った。4.本研究課題の総括として、報告書の冊子の作成を行った。韓国の研究協力者による、英語教育の近年の動向として特に児童のリーディングに焦点をあてた教授法の視点からの研究論文、また、英語教育制度の変遷におけるカリキュラムの変容の視点から検討された論文の寄稿を受け、研究代表者と日本の研究協力者による論文を合わせて本研究課題の成果報告としてまとめた。本研究課題は、日本の小学校英語の教科化としての導入にあたり取り組むべき課題を抽出し、先行する韓国の小学校英語教育の検証を通じて、日本の小学校英語の教科化を有効に実施するための対応策を検討することが目的である。本研究課題を遂行するにあたり、平成28年度については、本研究課題の基盤を構築するために以下の内容を実施した。1.日本の小学校英語教育研究について1日本の小学校英語教育に関する文献・資料の収集による、小学校英語教育の現状と課題の整理2小学校英語の授業・指導内容・教材を取り巻く諸問題の検討3教員アンケート調査による、小学校英語教育をめぐる教員の意識と課題の検討。3については、小学校英語の教員研修の観点から、本研究の軸となる教科化に対応するための日本の小学校英語教育における課題の抽出と、分析枠組みを構築する基盤ができた。2.韓国の小学校英語教育研究について1韓国の小学校英語教育に関する文献・資料の収集2韓国における小学校英語教育研究に関する研究協力者とのネットワーク構築および情報の収集3韓国の小学校訪問および授業視察と教員のインタビューによる、小学校英語教育の課題の検討。3については、本研究課題の対象である韓国の小学校英語教育について、研究協力者の協力を得て、2016年9月にソウル市内の小学校の授業視察を行った。また、英語教授法と教員研修を専門とする研究者より、韓国における小学校英語教育の課題および小学校英語における教員研修制度についての情報の収集ができた。平成28年度の研究計画をもとに、文献・資料により日本の小学校英語教育の課題の抽出と検討が進められている。また、韓国の小学校英語教育研究における協力者として、韓国の小学校の教員および研究者とのネットワークを構築しつつ、情報収集と学校視察の実施に至っている。本研究課題の軸となる韓国の小学校英語教育の現状と課題について焦点をあて、分析・検討を進めている。文献・資料の収集と研究協力者からの情報提供が得られたことで、その内容について検討を進めてきた。前年度に引き続き韓国での調査を実施し、基礎調査とデータの分析を合わせて実践的な視点からの検討も進めている。本年度は以下の内容を実施した。1.日本の小学校英語教育研究に関する研究(1)文献・資料の収集と検討(2)小学校英語の教科化に関する基礎調査の分析(3)小学校英語教育と教科化に関する課題の検討文献研究及び教員のアンケート調査の分析から、日本の小学校英語教育について特に教科化を見据えた現状について、問題の所在と今後の課題について検討をした。2.韓国の小学校英語教育に関する研究(1)文献・資料の収集と検討(2)小学校英語教育の研究者からの情報提供と助言に基づく課題の検討(3)教員研修制度及び研修プログラムに関する情報の収集と研修機関の訪問(4)授業実践の研究小学校訪問(大邱市、世宗市)を実施し、授業観察及び指導を行う教員のインタビューを通じて、韓国の小学校英語教育の現状における課題についての知見を得られた。また、小学校英語の教員研修を行う専門の機関(大邱市)を訪問し、研修制度及びプログラムについて実践的な内容の検討に至った。韓国での調査における授業観察に関しては、小学校の英語の授業実践について4技能と活動の観点から分析を行い、論文として成果を発表した。韓国の小学校英語教育の調査として、文献・資料の収集を行い、研究協力者より情報提供を受けた。また、韓国の研究協力者のコーディネートにより、学校訪問と教員研修を行う機関への訪問が実現した。授業観察と教員のインタビュー調査を通じて、韓国国内における小学校英語教育の現状と課題について分析と検討を進めている。

その研究成果の一部を学会で発表した。3.韓国の研究者および小学校教員である研究協力者へのインタビュー調査により、韓国における英語教育の現状および課題について、最新の情報提供を受けるとともに、日本の英語教育に関する情報交換と今後の小学校英語教育の課題について議論を行った。4.本研究課題の総括として、報告書の冊子の作成を行った。韓国の研究協力者による、英語教育の近年の動向として特に児童のリーディングに焦点をあてた教授法の視点からの研究論文、また、英語教育制度の変遷におけるカリキュラムの変容の視点から検討された論文の寄稿を受け、研究代表者と日本の研究協力者による論文を合わせて本研究課題の成果報告としてまとめた。小学校英語の教科としての導入にむけて、日本の小学校英語教育の現状の把握と課題をより明らかにすることを目的として、授業視察による調査、また、アンケート調査の分析を進める。韓国の小学校英語教育については、小学校英語教育の研究者、小学校の教員および英語教員研修の機関の協力を通じて現状と課題を把握し、その対応策について実践的な側面から研究を進める。研究の成果は論文にまとめ、学会誌または大学紀要に投稿する予定である。これまでの韓国の小学校英語教育に関する調査で得られたデータについて、以下の内容において日本の小学校英語教育の教科化を見据えた視点から検討を行う。1.韓国の小学校英語教育の現状と課題2.授業実践3.教員研修プログラム韓国での調査は学校訪問と授業視察を引き続き実施する予定である。また、韓国の英語教育の研究者より情報の提供等を受けたうえで、本研究課題について検討を進め、研究の総括を行う。研究の成果は、学会発表及び研究紀要での論文として発表を行う予定である。旅費について、韓国の小学校訪問・視察は実施したが、予定していた日本国内の小学校訪問および視察を実施できなかったために生じた。海外調査において、滞在日数と学校訪問が予定よりも限られたことにより、旅費、一部通訳の費用や謝礼が必要とならなかったために、次年度使用額が生じた。韓国の小学校英語教育に関する資料の検討及び文献研究に伴う翻訳、英語教育の研究者の訪問と韓国国内の小学校訪問、研究成果としての報告書作成に関する諸費用として使用する予定である。日本の小学校英語の実践の観点から分析を進めることを目的として、日本国内の小学校視察を行う。また、韓国での小学校英語教育の現状・課題を明らかにすることを目的として、韓国の小学校視察、大学訪問、小学校英語の教員研修機関の訪問を行うための旅費、現地コーディネイトおよび通訳、文献・資料の翻訳等を含めた協力者への謝金に使用する予定である。
顔に正対していないカメラから撮影された画像における表情解析

顔表情は健康状態を反映するため、その画像解析は、非接触、非侵襲的かつ安価で簡易な、安全かつ長期に渡る実施が可能な手段として、予防医療に有効な指標として用いることができると考えられる。しかし従来の表情画像解析では、正面から顔を撮影するのが一般的で、このような用途に必要な、カメラに正対しない顔に関する表情解析技術はなく、またその研究に必要な画像データベースも存在しなかった。そこで本研究では、多視点同期カメラを用い、顔に対して正対しない様々な角度から、あらゆる表情を撮影した顔表情画像データベースを作成した。また、カメラに正対しない顔に特化した表情解析アルゴリズムに関しても検討を行った。従来の顔表情解析は、主に顔に正対したカメラもしくは頁横からのカメラで取得した画像に対して行われてきた。しかし、医療及び福祉の支援、自動車運転の支援、日常生活記憶の支援、マシン・インタフェースといった、主要な応用先で設置されるカメラでは、このような特定の角度で顔を捉えることは稀である。そこで本研究では、特定の視点を仮定することなく表情解析を行えるように、むしろカメラに正対しない顔に特化した表情解析法の開発を行うことを目的とする。まず、多視点同期カメラを用い、顔に正対しない様々な角度から、あらゆる表情を撮影した顔表情画像データベースを作成する。次に本データベースを用いて、斜めから撮影される顔画像に特化した表情解析アルゴリズムを開発する。平成21年度は、カメラに正対しない多くの視点から撮像された顔表情の画像データベースの作成と、並行して、その一部をパイロットデータとして用いてアルゴリズム開発を行う。データベースの設計に関しては、国内外の連携研究者の専門とする、医療及び福祉の支援、自動車運転の支援、日常生活記憶の支援、ユーザインターフェースの各分野への応用の観点から、これらに共通な撮像条件(カメラの角度、カメラと顔の間の距離、照明条件、顔表情の種類)を考慮する。なお、蓄積したデータベースは、非営利目的の学術研究で自由に使えるように整備し、インターネットを介して国内外に公開することを目的とする。平成22年度は、123名の被験者について、9種類の表情を表出させた顔を、カメラに正対しない同期9視点から撮影した画像データベースを作成した。本データベースの作成に当たっては、カメラ配置や表出させる表情の種類、撮影プロトコルに関する検討を行った。またそれと並行して、連携研究者と共に、既に整備した正面顔表情画像データベース(Cohn-Kanade AU Coded Facial Expression Database)について、30度斜め方向から撮影されたVHSビデオデータをすべてデジタル化、正面画像との同期化を行い、2視点データベースとして使用できるように拡張を行った。本データベースは1850歳の両性別、多民族の210名が7種類の表情を表出した画像データを含む。今後、蓄積したデータベースは、非営利目的の学術研究で自由に使えるように整備し、インターネットを介して国内外に公開することを目指す。また、これらのデータベース整備と並行して、正面以外の視点から表情を撮影し、解析に用いる有効性に関する検証を行った。すなわち、正面と上記データベースにおける斜めの1視点とにおいて、それぞれActive Appearance Model(以下、AAM)による表情のパラメータ化を行い、一方の視点においてAAMパラメータの時間軌跡の近接している表情の組について、他方の視点では時間軌跡が分離するものの有無を調査した。AAM時間軌跡間のユークリッド距離を比較した結果、「軽蔑」及び「恐怖」,「うれしい」の表情では、正面視点では軌跡が近接し、斜め視点では分離する、また「怒り」及び「うんざり」,「悲しみ」では,斜めで近接し、正面で分離することが明らかとなった。
企業の異質性に基づく国際貿易・海外直接投資と政策

企業の異質性が存在する場合の貿易・直接投資パターンが経済厚生の観点から効率的か、また、企業の異質性を生じさせる政策が経済厚生を改善するかの2点について検討した。国・地域固有の費用・市場規模格差がある場合、直接投資は厚生の観点から非効率的となるが、企業間に費用格差がある場合、直接投資は効率的となる。企業の異質性を生じさせる人為的低金利政策は、輸出産業へ資金を配分するルールを伴えば、経済厚生を改善することが可能となる。本年度は、主に以下の研究を行った。1.国際貿易・海外直接投資の現状、貿易政策・直接投資政策に関する実態調査および国内外の学術研究の調査近年の国際貿易・海外直接投資の現状、各国における貿易政策・海外直接投資政策に関する実態調査および関連する国内外の学術研究の調査を実施した。特に、各国の生産性、賃金等の比較や合併に関する法律などについて調査した。これらの調査は、今後の研究成果作成の際の背景となるものである。2.費用が異なる2産業(2地域)への参入非効率性産業に固有の限界費用・固定費用が異なる状況において、2産業への参入企業数の非効率性および参入の経済厚生に対する効果に関する分析を行った。通常、低い限界費用を持つ産業には経済厚生を最大化する企業数よりも過剰に企業の参入が起こるという性質がこれまでの研究から示されている。しかし、本研究は、2産業間の固定費用水準の格差によって、低い限界費用を持つ産業においても参入企業数が経済厚生を最大化する企業数よりも過少となる可能性があることを明らかにした。この分析において、「産業」の部分を「地域」あるいは「国」に置き換えることにより、費用が異なる2地域への立地企業数あるいは海外直接投資企業数の非効率性について説明することができる。本研究成果については、現在海外査読誌に投稿中である。なお、予備的研究として、サービス産業の市場規模が異なる2国に対する立地企業数の非効率性および経済厚生に対する効果に関する論文を作成した。この論文については、海外学会で報告し(裏面11)、現在海外査読誌に投稿中である。1.市場規模が異なる2地域への立地の非効率性および経済厚生予備的研究として、サービス産業における、市場規模が異なる2地域への企業立地の非効率性・経済厚生に対する効果に関する論文を作成した。寡占の状態にあるサービス産業における企業立地は、経済厚生の観点から非効率となることがわかった。特に、市場規模の大きい地域には、消費者の観点からは過少、生産者・経済全体の観点からは過剰に立地している。また、サービス産業の特徴から、市場規模格差の拡大は、すべての生産者にとって(規模が大きいほうの生産者にとっても)望ましくならないことを明らかにした。本研究成果は、海外査読誌に掲載の予定である。2.費用が異なる2産業(地域)への参入非効率性2つの産業に固有の限界費用・固定費用が異なる状況における、各産業への参入企業数の非効率性および参入の経済厚生に対する効果に関する分析を行った。2産業間の固定費用水準の格差によって、低い限界費用を持つ産業においても参入企業数が経済厚生を最大化する企業数よりも過少となる可能性を明らかにした。本研究成果については、ワークショップで報告し(裏面11)、海外学術雑誌への投稿に向け改訂中である。1.市場規模の異なる2地域への立地の非効率性及び経済厚生予備的研究として、サービス産業における、市場規模が異なる2地域への企業立地の非効率性及び経済厚生に関する論文を作成した。寡占のサービス産業において、企業は経済規模の大きい地域には、消費者の観点からは過少、生産者・経済全体の観点からは過剰に立地していることがわかった。また、市場規模の拡大が、生産者の直面する市場規模に関わらず、すべての生産者にとって望ましくならないことを明らかにした。本研究成果は、海外査読誌へ掲載された。2.費用が異なる2地域への立地の非効率性サービス産業における、地域固有の費用が異なる2地域への企業立地の非効率性に関する論文を作成した。寡占のサービス産業において、企業立地は、生産者・消費者・経済全体のいずれの観点からも、固定費用格差の水準によって過剰にも過少にもなりうることが示された。固定費用格差の水準が企業立地の非効率性を決定するという結果が特に重要な意味を持つものと考えられる。本研究成果は、現在海外査読誌へ投稿中である。3.費用格差が存在する下での立地の非効率性サービス産業における、各企業の持つサービス提供費用に格差が存在するもとでの2地域へのサービス企業立地の非効率性に関する論文を作成した。3企業による寡占競争の場合、企業間の費用格差に関わらず、企業立地は常に厚生の観点から効率的であることが明らかになった。
衝突、座礁による船体の破壊挙動に関する研究

荒海で航行中のタンカが衝突事故および座礁事故に遭遇した場合、積み荷である油の船外流出が地球環境汚染の観点から、社会的に大きな問題と指摘されている。本研究は将来のタンカがどのような船体構造様式で建造すれば、これら事故時の油流出を防止できるかとの判断基準を確立し、全世界に提案するものである。船体が衝突・座礁する際の破壊挙動と形態を把握することが必要不可欠である。初年度は船首構造が他船の船側に衝突する際の挙動を大局的に研究した。実験で得られたデタを解析し溶接部の長さの影響、破壊過程の速度依存性を考察した。その結果、我々の解析が実験結果と良く合っていることが判明した。船体船首部の構造はその必要性から使用する構造部材は多様である。基本的に要求される部材としてL字型、T字型、+型に着目し、崩壊モドを吸収するエネルギ別に分類した上で、有限要素法による解析をより精度良く行なった。これらには単純部材のみでなく、組合わさった複合構造部材としても検討を加え、良い結果を得た。船首構造においては、その断面形状が船の長手方向に対して一様でない。従って、このような断面構造に対する崩壊荷重を求める方法を考察し、簡易計算式を提案した。船首部の解析のみでなく、船側部の崩壊理論も展開した。その理論を実証するために、有限要素法を用いた大変形解析をMSC/DYTRANで実施した。線形重ね合わせ手法を用いて全体の荷重、エネルギを算出する研究を実施し成果を得たが、さらに崩壊荷重推定式とその解析結果に検討を加え、実船での構造様式に適用できる計算式を確立した。また、二重殻タンカや中間デッキタンカの衝突、座礁事故などのケスに対しリスクアナリシスを行なった。近年、高速船が衝突する際の安全性またタンカの衝突事故などの際、油の流出が海洋環境保護の点から全世界的に大きな問題となり、その改善と対策が不可欠となっている。ここで衝突時における被衝突船の破壊規模を考慮する必要があり、衝突船の船首の崩壊挙動と密接な関連がある。本年度は船首構造が衝突する際の挙動を大局的に研究した。また、あわせて実験との比較を行った。船首部の船体構造はその必要性から使用する構造部材が多く、また複雑である。基本的な構造部材として使用されているL字型、T字型、十字型部材に着目し実験および有限要素法による解析を実施した。これら3種類の構造形態に対して、崩壊モドを吸収するエネルギ別で分類し解析を加えた。また、平均崩壊荷重の計算を行った。以上の結果を得た上で、L字型、T字型、十字型の基本要素が、組み合わさった複合構造に関しても検討を加えた。船首構造においては、その断面構造形態が船の長手方向に対して一様でない。従って、ここでは断面構造方式が一様でない構造にたいする崩壊荷重を求める方法を考察し、簡易計算式を提案した。この簡易計算式の有効性を検証するために、大変形の有限要素解析を陽解析による時間積分を用いて行なうMSC/DYTRANを使用した。その結果非常に有効であることが判明した。また、別の角度からも研鑚した、すなわちYang,Cldwellの式の問題点を指摘した上、下記のように改良を加え良好な結果を得た。1.各部の板厚が異なる場合への拡張を行なった2.常に崩壊荷重を最小とするモドを取った3.フレム間での波数の決定法を示した4.断面が一様でない場合の適用法を示した大変形有限要素解析により崩壊荷重推定式を昨年度導いた、本年度はより確度の高い計算法を見出した。

まず、ダブルハル船側の衝突時の崩壊挙動について、剛塑性体解析を用いてモデル化を行い、衝突時の船首突入量に対する吸収エネルギおよび反力を求める簡易式を提案した。このモデル化は有限要素法によるシミュレションおよび既存の実験結果との比較によりその妥当性が得られた。さらに、船首と船側が相互に影響を及ぼしながら崩壊する挙動を考察した。その結果、この解析法を用いればより現実的な衝突における船首部、船側部の崩壊量と九州エネルギの計算が容易に行なえることを示した。船側崩壊の理論を検証するために、有限要素法を用いた大変形解析を行なった。解析にはMSC/DYTRANを使用した。ダイヤモンド形状の剛体に強制変位を与え、船側構造に衝突させた結果外板やウエブの変形形状の仮定が妥当であることが示され、我々の手法の反力と有限要素法の反力と良く一致することを確認した。剛船首を二重殻格子構造の中央に静的に押し込むモデル実験と、剛船首の突入量と反力の関係を求めた。ウエブが格子状に配置された構造に対しても、衝突物が接触していないウエブは崩壊しないと考えることで、我々の提案した手法は適用が可能であることが判明した。そこで、これを先の実験結果と比較解析し、非常に良く一致する事を示した。以上、本年度の研究結果の概略を示した。次年度も引き続き鋭意努力し、船体構造各部に着目し船体衝突事故発生時に対する安全性を高めるための、構造様式を再確認しつつより高度な様式を確立する。荒海で航行中のタンカーが衝突事故および座礁事故に遭遇した場合、積み荷である油の船外流出が地球環境汚染の観点から、社会的に大きな問題と指摘されている。ここでは、将来のタンカーがどのような船体構造様式を採用すれば、これら事故時の油流出を防止できるかとの判断基準を構築する。船体破壊条件が大きな問題点であるが、我々は実験で得られたデータを解析し溶接部の長さの影響、破壊過程の速度依存性を考察した。その結果、我々の解析が実験結果と良く合っていることが判明した。過去二年間で単純な構造部材を組合せ複雑な構造を構築し、これらの線形重ね合わせで全体の荷重、エネルギーを算出する手法を研究しその成果を得たが、さらに崩壊荷重推定式と解析結果に検討を加え、実船の構造様式に適応できる計算式を確立した。また、二重殻タンカーや中間デッキタンカーの衝突座礁など事故のケースに対しリスクアナリシスを行なった。船体船首部の構造はその必要性から使用する構造部材は多様であり、複雑である。基本的に要求される部材としてL字型、T字型、+型に着目し、崩壊モードを吸収するエネルギー別に分類した上で、有限要素法による解析を以前より精度良く行った。これらには単純部材のみでなく、組合わさった複合構造部材としても検討を加え、良い結果が得られた。船首部の解析実証のみでなく、船側部の崩壊理論も展開した。その理論を検証するために、有限要素法を用いた大変形解析をMSC/DYTRANを用い実施した。ダイヤモンド形状の剛体に強制変位を与え船側構造に衝突させた解析を行なったが、外板やウエブの変形形状の仮定が大変良く一致することが確認された。