hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合構造物の信頼性評価と限界状態設計法に関する研究

複合構造物のような,新しい形式の構造物を計画するにあたっては,まず材料そのものの強度のばらつきに加えて,合成や混合構造物の強度の分布を検討しておく必要がある.さらにこれらの構造物の終局限界状態を実験的に把握するとともに,構造物全体としての信頼性を算出しておくことが要求される.また設計にあたっては,使用性限界と終局限界との2段階において検討を行う限界状態設計法の適用が妥当であろうと考えられる.本研究では,いわば境界領域に属すると考えられる上記の諸問題を専門分野および所属研究機関の異なる研究者が,有機的に協力し複合構造物を設計する際の有用な資料の提供を試みた.得られた成果の概要は次のとおりである.まず高性能複合材料の評価と応用に関する研究では,プラスチックを母材とする高性能複合材料の耐環境性の試験法ならびに用途開発の検討を行った.限界状態設計法の提案と荷重系数の決定に関する研究では,建築物を対象とした鉄骨鉄筋コンクリート構造の部材,柱はり接合部,柱脚,継手および耐震壁の実験値を基礎として,鉄骨鉄筋コンクリート構造計算規準に示される,それぞれの終局耐力式の精度検証を行った.複合斜張橋の設計法に関する研究では,鋼部材とコンクリート部材の組み合せ方や,静および動力学特性に及ぼす影響を検討すると共に,従来独自に発展して来たコンクリート橋と鋼橋の設計フォーマットのキャリブレーションを行った.また複合構造物の接合部に関する研究では,鋼部材とコンクリート部材を連結するスタッドシャーコネクターの載荷実験を行いその力学的挙動を解明するとともに設計式の提案を行った.一方修復RC部材のハイブリッド地震応答載荷実験では,主鉄筋の添接や鋼板の接着により修復・補強された部材の強度の回復度に関する検討を行った.以上の研究とその他の研究成果の詳細については,研究成果報告書を参照されたい.複合構造物のような,新しい形式の構造物を計画するにあたっては,まず材料そのものの強度のばらつきに加えて,合成や混合構造物の強度の分布を検討しておく必要がある.さらにこれらの構造物の終局限界状態を実験的に把握するとともに,構造物全体としての信頼性を算出しておくことが要求される.また設計にあたっては,使用性限界と終局限界との2段階において検討を行う限界状態設計法の適用が妥当であろうと考えられる.本研究では,いわば境界領域に属すると考えられる上記の諸問題を専門分野および所属研究機関の異なる研究者が,有機的に協力し複合構造物を設計する際の有用な資料の提供を試みた.得られた成果の概要は次のとおりである.まず高性能複合材料の評価と応用に関する研究では,プラスチックを母材とする高性能複合材料の耐環境性の試験法ならびに用途開発の検討を行った.限界状態設計法の提案と荷重系数の決定に関する研究では,建築物を対象とした鉄骨鉄筋コンクリート構造の部材,柱はり接合部,柱脚,継手および耐震壁の実験値を基礎として,鉄骨鉄筋コンクリート構造計算規準に示される,それぞれの終局耐力式の精度検証を行った.複合斜張橋の設計法に関する研究では,鋼部材とコンクリート部材の組み合せ方や,静および動力学特性に及ぼす影響を検討すると共に,従来独自に発展して来たコンクリート橋と鋼橋の設計フォーマットのキャリブレーションを行った.また複合構造物の接合部に関する研究では,鋼部材とコンクリート部材を連結するスタッドシャーコネクターの載荷実験を行いその力学的挙動を解明するとともに設計式の提案を行った.一方修復RC部材のハイブリッド地震応答載荷実験では,主鉄筋の添接や鋼板の接着により修復・補強された部材の強度の回復度に関する検討を行った.以上の研究とその他の研究成果の詳細については,研究成果報告書を参照されたい.昭和61年度は研究初年度であるから、研究担当者が集まり、本研究の目的や研究実施計画の再確認を行なった。とくに鋼構造とコンクリート構造のこれまでの進歩の過程から見た設計法の違いや、土木構造と建築構造の構造設計に対する考え方の相違について検討した。土木学会のコンクリート標準示方書の改定が行なわれ、本研究の分担者の何人かはこの改定作業に当ったので、新しい示方書からみた構造設計のあり方についても討議検討した。新示方書では限界状態設計法が全面的に取り入れられており、他の示方書や基準との間に大きい相違がある。複合構造の場合には、コンクリート構造と鋼構造が同一構造物の中で用いられるため、設計法の統一が非常に重要になる。とくに耐震設計に対するコンクリート示方書の考え方はユニークなものであり、今後の検討が必要とされる。この研究では、これまでの研究成果をふまえ新しい設計法のあり方について検討した。建築関係では、とくに昨年度新しい鉄骨鉄筋コンクリートの指針が作られたが、土木構造物のこれまでの考え方とはかなり異っている。これらの点について討議を行なったが、今年度中には十分な成果は得られなかった。コンクリート構造と鋼構造の接合部の強さについては、実験的・理論的解析が行なわれた。この成果は接合部の設計法や、構造詳細の検討に対して重要な資料となるものである。鉄筋コンクリート構造の耐震実験に、オンラインハイブリッド地震応答実験システムを応用する研究は、実際の実験を行なうとともに、耐震性の評価に新しい知見を加えた。さらに複合構造に本実験の成果を利用することについては、基本的な考え方がまとめられた。
インスリンシグナル伝達における蛋白質高次構造認識機構

インスリンは標的細胞表面上のインスリンレセプターと結合することにより細胞内での情報伝達が開始される。インスリンレセプターは細胞外にあるαサブユニット(135kd)と膜貫通部位をもつβサブユニット(95kd)からなるS-S結合で結びついたヘテロテトラマ-である。インスリンはαサブユニットに結合すると細胞内βサブユニットのチロシンキナーゼが活性化され、インスリンシグナルを細胞内へ伝達する。しかしその結合部位はある1つの狭い領域に限定されず、αサブユニットのいくつかの部位がインスリン結合ポケットを形成すると考えられている。αサブユニットは糖タンパクであり、このαサブユニットにはS-S結合、糖鎖が存在するため大腸菌やバキュロウイスルの系では活性あるタンパクが産生されない。我々は、インスリンレセプターcDNAをtruncateさせ、インスリンレセプターαサブユニットのみを培養液中に放出するCHO細胞のクローンを確立している。このCHO細胞は無血清培地で浮遊細胞として培養できるので、培地中から大量精製が可能である。WGAカラム、インスリンレセプター抗体カラムを利用し、約100mlの培養液より精製したが約10μgのαサブユニットしかとれなかった。企業などとの共同研究により100リットル位のタンクで大量培養すれば10mg程度のαサブユニットはとれ、高次構造の解析も可能であると思われるが、発現ベクターを変えたり、またミエローマなどの分泌細胞を使用したりしてもっと効率の良いαサブユニット産生系を作る必要が生じた。
OABの発生:尿道上皮由来のATP/PG/NGFはkey mediatorか

女性混合性尿失禁、男性の前立腺肥大症といった病態において尿道はその蓄尿症状を発生、もしくは修飾している可能性がある。また蓄尿症状は尿道上皮由来mediatorを介している可能性もある。尿道上皮由来mediatorをモニターする目的で新しい実験系を構築した。雌性ラットに下部尿路閉塞(bladder outlet obstruction : BOO)を作成し、病態下における尿道のmediator放出能と、COX-1/2 inhibitor、prostaglandin受容体であるEP1/3 antagonist、α受容体遮断薬の効果について検討した。尿道伸展により、尿道上皮より放出されるATP・PGE_2は有意に増加した。BOOラットでは、sham手術ラットに比べその放出量は少なく有意差が認められた。また、α_1A/Dの遮断薬のtamusulosinではATP、PGE_2を抑制することはできなかった。また、tamusulosinは膀胱上皮由来のATP/PGE2の放出を抑制することはできなかったが、同じα1A/Dの遮断薬のnaftopidilはBOOラット膀胱伸展によるATP/NGFの放出を有意に抑制した。したがってα_1A/D遮断薬の蓄尿機能改善効果は尿道上皮由来mediatorを介しているとは考えにくく、膀胱上皮由来mediatorを介して求心性入力の遮断を行っている可能性がある。Non-selective COXinhibitorであるIndomethacinとKetoprofenはそれぞれ48%、70%の有意なPGE_2放出量の減少を認めた。またIndomethacinはATP放出も有意に減少させた。しかし、EP antagonist(ONO-8711 : EP1 antagonist、ONO-AE5-599 : EP3 antagonist)はPGE_2放出量を変化させなかった。EP3 antagonistはATP放出を減少させた。以上の結果から尿道上皮からは膀胱上皮と同様にATPやPGE2のmediator放出がみられ、α遮断薬では抑制できなかったが、COX inhibitorではPGE2放出抑制と、ATPの抑制も観察された。今後新薬としての可能性が期待される。女性混合性尿失禁、男性の前立腺肥大症、下部尿路の虚血(再還流)、加齢、炎症といった病態において尿道はその蓄尿症状を発生、もしくは修飾している可能性がある。今年度、尿道上皮由来mediatorをモニターする目的で新しい実験系を構築した。ハロセン麻酔下でラット下腹部正中切開を行い、膀胱を露出。三角部から尿道括約筋までを閉鎖腔として膀胱側と尿道側にカテーテルを装着した。膀胱側よりKrebs液150μLで尿道を潅流した(control)後、尿道側カテーテルを閉塞させ、再び150μL注入して尿道拡張を起こした。Krebs液を回収し、ATP濃度やPGE_2濃度をluciferin-luciferase法ならびにELISA法にて測定した。ラットの尿道上皮を伸展することで上皮から放出されるATP、PGE_2は正常の10倍以上であることを確認し、尿道上皮の伸展あるいは侵害刺激がこれらmediatorを介して排尿反射を惹起する可能性は十分にあると考えられた。また、現在COX-1/2 inhibitor、prostaglandin受容体であるEP14 antagonist、adrenalin受容体であるα1A/B/Dの遮断薬のmediator放出に対する影響を解析している。

とくにCOX inhibitorはPGE_2のみならずATPの放出抑制効果も有しており、尿路上皮においては、ATPとPGE_2は相互に放出を促進していることが解明された。α1A遮断薬はATPとPGE_2放出に影響を与えなかった。前立腺肥大症において尿道はその蓄尿症状を発生、もしくは修飾している可能性がある。また蓄尿症状は尿道上皮由来mediatorを介している可能性もある。今年度、雌性ラットに下部尿路閉塞(bladder outlet obstruction : BOO)を作成し、病態下における尿道のmediator放出能と、adrenalin受容体であるα受容体遮断薬の効果について検討した。BOO作成1カ月後、ハロセン麻酔下でラット下腹部正中切開を行い、膀胱を露出。三角部から尿道括約筋までを閉鎖腔として膀胱側と尿道側にカテーテルを装着した。膀胱側よりKrebs液150μLで尿道を潅流した(control)後、尿道側カテーテルを閉塞させ、再び150μL注入して尿道拡張を起こした。Krebs液を回収し、ATP濃度やPGE2濃度塗luciferin-luciferase法ならびにELISA法にて測定した。ラットの尿道上皮を伸展することで上皮から放出されるATP、PGE2は放出されるが、sham手術ラットに比べその放出量は少なく有意差が認められた。また、α1A/Dの遮断薬のtamusulosinではATP、PGE2を抑制することはできなかった。したがってα1A/D遮断薬の蓄尿機能改善効果は尿道上皮由来mediatorを介しているとは考えにくく、尿道平滑筋の弛緩作用に伴う求心性入力の遮断ついて今後検討する予定である。Krebs液を回収し、ATP濃度やPGE_2濃度をluciferin-luciferase法ならびにELISA法にて測定した。BOOラットでは、尿道上皮を伸展することで尿道上皮から放出されるATP、PGE_2は、sham手術ラットに比べ少なく有意差が認められた。また、α1A/Dの遮断薬のtamusulosinではATP、PGE_2を抑制することはできなかった。また、tamusulosinは膀胱上皮由来のATP/PGE2の放出を抑制することはできなかったが、同じα1A/Dの遮断薬のnaftopidilはBOOラット膀胱伸展によるATP/NGFの放出を有意に抑制した。
サイバー攻撃下でもコントロールサービスを継続するための制御ネットワーク構造の開発

本研究では、コントロールシステム全体のセキュリティホールを解析し、24時間操業が必要とされるシステムにおいても、適切なセキュリティパッチ適用の判断が可能になるシステムを開発した。セキュリティホールとなる脆弱性に関しては、アメリカのNIST(National Institute of Standards and Technology)がNVD(NATIONAL VULNERABILITY DATABASE)というデータベースでオープンモジュールの脆弱性情報を公開している。ここに登録されているモジュールは、セキュア開発されたもので、多くのOSやアプリで利用されているが、それでも、高い頻度で、脆弱性が発生している。脆弱性が見つかったら、即、サイバー攻撃を受けるというわけではなく、セキュリティのどの特性が破綻するのか、そのモジュールが含まれるシステムが、コントロールシステム全体のどこに位置するのかで、危険性が異なる。本研究では、OSやアプリケーションのインストーラさえあれば、ソースコードが入手できなくても利用されているオープンモジュールの解析が行えるシステムを利用して、コントロールシステム全体のモジュール利用構成を解析し、生産工程におけるBOM管理できるシステムを開発した。そして、コントロールシステムのネットワーク構造と関連付けた管理をすることで、情報系からの侵入による攻撃や保守点検用PCの感染による攻撃などのリスクを、頻繁に更新されるNVDの情報を用いて評価できるコントロールシステムネットワークの監視システムを開発した。このシステムを本研究で開発を行うFOGに適用することで、脆弱性を適切に管理でき、セキュリティパッチの適切な適用判断も可能になると期待できる。上記の脆弱性評価システムと並行して、次のような開発を行っている。1)STAMP(Systems-Theoretic Accident Model and Process)を用いたインシデント対応設計ここでは、安全確保だけではなく、事業継続という観点で、インシデント対応を検討しており、解析対象を一つの工場のコントロールネットワークに限らず、ステークホルダを広く設定して、代替製造の依頼も視野に入れて、対策モデルの構築を行っている。2017年度の時点では、事業継続の計画をSTAMPのコントロール中心のモデル表現で解析をすすめており、順調に研究は進んでいる。2)多様性を持ち、コントロールサービスを継続しながら自由に切り替えが可能なFOGシステムの開発これは、本研究が開発するシステムの本丸に値する重要なテーマであり、本年度は、UNIXの上に構築した二つの仮想環境に、SCADAを実装し、Super visory Controlをしているオペレータが気づかないうちに、サービスを提供している仮想環境が切り替わるというシステムを開発した。まだ、多様性は確保できていないが、セキュリティパッチをバックアップシステムにあてて、適用が済めば、切り替えて、残りのシステムにも適用するという運用ができるシステムが開発できた。順調に開発は進んでいると考えている。3)想定外のサイバー攻撃にも適切にインシデント対応できることをめざしたレジリエンス向上のための演習設計このテーマは、今回、開発するシステムを運用する人間のインシデント対応能力向上を検討するもので、当初、分担者は、上記テーマ1)を担当する一人であったが、この3)も視野に入れ、さらに二人の分担者を追加した。演習自体は、以前から開発し、すでに、企業や警察など他組織の協力を得て進めており、今回は、FOGを対象とした演習を考慮していく。まず、本年度の実績としてメインに紹介した脆弱性管理システムについては、脆弱性データベースの情報をより詳細に解析することにより、多様なサイバー攻撃のシナリオのリスクを評価し、ネットワークの通信監視システムとリンクすることで、サイバーインシデント発生時に、適切なタイミングで、適切な箇所を通信遮断し、被害を局在化し、復旧を早めることができるような情報提示ができるシステムとしてまとめあげていく。緊急時のインシデント対応としては、上記のように通信の遮断がメインになるが、安全確保だけでなく、生産停止に伴う顧客や関係者への連絡等の対応も検討する必要がある。これらの広い業務にわたる対応をSTAMPで表現し、インシデント発生時に適切に行動できるための支援ができるシステムとしてつくりあげていく。そして、FOG自体の開発については、本年度、スムーズな切換を可能にするシステムが開発できたので、仮想環境自体を異なるシステムで実装し、さらに、SCADAシステムも異なるものを実装し、多様性を持ちながら、利用者からはサービスが継続し、切り替えが意識できないシステムとしてつくりこんでいく。サイバー攻撃には、予想外がつきもので、すべて自動で対応するというのは、ほぼ不可能である。そのため、人間の判断能力が必要となるのだが、混乱時に、いろいろなことを考慮して判断することは人間にとって難しい。そのため、判断を支援するシステムが必要であるので、今後の研究の最初に記述した監視システムの開発を行うのであるが、その監視システムの情報を使いこなせて、想定外の状況にも対処できる人材が必要である。この監視システムが存在するという想定の下で、仮想環境でサイバー攻撃を体験し、対応を考える演習も設計していく。

本研究では、OSやアプリケーションのインストーラさえあれば、ソースコードが入手できなくても利用されているオープンモジュールの解析が行えるシステムを利用して、コントロールシステム全体のモジュール利用構成を解析し、生産工程におけるBOM管理できるシステムを開発した。そして、コントロールシステムのネットワーク構造と関連付けた管理をすることで、情報系からの侵入による攻撃や保守点検用PCの感染による攻撃などのリスクを、頻繁に更新されるNVDの情報を用いて評価できるコントロールシステムネットワークの監視システムを開発した。このシステムを本研究で開発を行うFOGに適用することで、脆弱性を適切に管理でき、セキュリティパッチの適切な適用判断も可能になると期待できる。上記の脆弱性評価システムと並行して、次のような開発を行っている。1)STAMP(Systems-Theoretic Accident Model and Process)を用いたインシデント対応設計ここでは、安全確保だけではなく、事業継続という観点で、インシデント対応を検討しており、解析対象を一つの工場のコントロールネットワークに限らず、ステークホルダを広く設定して、代替製造の依頼も視野に入れて、対策モデルの構築を行っている。2017年度の時点では、事業継続の計画をSTAMPのコントロール中心のモデル表現で解析をすすめており、順調に研究は進んでいる。2)多様性を持ち、コントロールサービスを継続しながら自由に切り替えが可能なFOGシステムの開発これは、本研究が開発するシステムの本丸に値する重要なテーマであり、本年度は、UNIXの上に構築した二つの仮想環境に、SCADAを実装し、Super visory Controlをしているオペレータが気づかないうちに、サービスを提供している仮想環境が切り替わるというシステムを開発した。まだ、多様性は確保できていないが、セキュリティパッチをバックアップシステムにあてて、適用が済めば、切り替えて、残りのシステムにも適用するという運用ができるシステムが開発できた。順調に開発は進んでいると考えている。3)想定外のサイバー攻撃にも適切にインシデント対応できることをめざしたレジリエンス向上のための演習設計このテーマは、今回、開発するシステムを運用する人間のインシデント対応能力向上を検討するもので、当初、分担者は、上記テーマ1)を担当する一人であったが、この3)も視野に入れ、さらに二人の分担者を追加した。
ヒツジ胎仔の長期哺育によるポンプレス人工胎盤システムの安全性評価

早産児を後遺症なく生存させることは周産期新生児医療の喫緊の課題である.現行の新生児医療は出生直後から人工呼吸管理を開始して,早産児に胎児循環から成人循環への適応を強制している.そのため,妊娠24週未満で生まれた成育限界児は左心不全や動脈管開存に陥りやすく,しばしば脳出血,脳白質損傷,壊死性腸炎を併発する.そこで我々は,ヒト胎盤循環を模したポンプレス人工胎盤システムを,ヒツジ胎仔を用いた動物実験で開発した.このシステムを臨床応用すれば,現行の保育器で育てる新生児医療を人工子宮で育てる新生児医療へと転換させ,成育限界児の後遺症なき生存を可能にするかもしれない.開発と並行して欠かせないのは安全性の評価である.そこで本研究期間には,妊娠満期までの10日間を人工胎盤システムで成育させたヒツジ胎仔が,その離脱後に補助人工換気を要さず,自発呼吸のもと自立歩行が可能であることを検証する.平成30年度には妊娠135-138日のヒツジ胎仔に人工胎盤システムを装着し,満期までの成育を試みる実験を9回予定した.しかし,2例は術中に出血性ショックとなり中止となった.そのため実際に人工胎盤システムを装着し,養育を試みたのは7例であった.そのうち3例は人工胎盤システムを9-10日間装着したのちに,人工子宮から娩出し,2例は自発呼吸により十分な換気が可能であった.1例は人工子宮から娩出をしたが重症肺炎で抜管は不可能であった.また対照群として妊娠145-146日のヒツジ胎仔を帝王切開で娩出し,呼吸生理学的データを収集し,剖検組織による病理切片を作成した.早産児を後遺症なく生存させることは周産期新生児医療の喫緊の課題である.現行の新生児医療は出生直後から人工呼吸管理を開始して,早産児に胎児循環から成人循環への適応を強制している.そのため,妊娠24週未満で生まれた成育限界児は左心不全や動脈管開存に陥りやすい.そこで我々は,ヒト胎盤循環を模したポンプレス人工胎盤システムを,ヒツジ胎仔を用いた動物実験で開発した.このシステムを臨床応用すれば,現行の保育器で育てる新生児医療を人工子宮で育てる新生児医療へと転換させ,成育限界児の後遺症なき生存を可能にするかもしれない.開発と並行して欠かせないのは安全性の評価である.そこで本研究期間には,妊娠満期までの1-3週間を人工胎盤システムで成育させたヒツジ胎仔が,その離脱後に補助人工換気を要さず,自発呼吸のもと自立歩行が可能であることを検証し,その後も正常に成長発達することを確認する.これまでの人工胎盤を用いた成育実験では人工羊水の汚染による胎仔の敗血症が難題であった.そこで我々は0.2 μmの物理的フィルターと紫外線照射を備えた人工羊水の持続循環装置を作成し,平成28年度はまずヒツジ胎仔5例(妊娠102日,剖検時体重1.06 ±0.15 kg,平均体重±SD)を用いて人工子宮内で平均67.8時間の成育を実施した.その結果,胎仔の敗血症を予防することに成功した.しかし羊水の培養検査ではグラム陰性桿菌(おもに緑膿菌)が検出され,無菌な環境を作ることはできなかった.そこで電解塩素を用いた浄化装置を新たに設置し,平成29年3月から妊娠138日のヒツジ胎仔に人工胎盤システムを装着し,満期までの成育を試みた.しかし1例は実験前に胎仔が母獣の子宮内で敗血症に陥り,胎仔死亡となった.もう1例は不受胎により実験は実施できなかった.そのため人工胎盤システム離脱後の胎仔の評価を実施できなかった.平成28年度は人工羊水の汚染による胎仔の敗血症を克服することに時間を要した.そのため妊娠満期までの1-3週間を人工胎盤システムで成育させたヒツジ胎仔が,その離脱後に補助人工換気を要さず,自発呼吸のもと自立歩行が可能であることの検証実験は年度末からの開始となった.しかし計画した2例は,胎仔の子宮内死亡と不受胎により実施できなかった.早産児を後遺症なく生存させることは周産期新生児医療の喫緊の課題である.現行の新生児医療は出生直後から人工呼吸管理を開始して,早産児に胎児循環から成人循環への適応を強制している.そのため,妊娠24週未満で生まれた成育限界児は左心不全や動脈管開存に陥りやすく,しばしば脳出血,脳白質損傷,壊死性腸炎を併発する.そこで我々は,ヒト胎盤循環を模したポンプレス人工胎盤システムを,ヒツジ胎仔を用いた動物実験で開発した.このシステムを臨床応用すれば,現行の保育器で育てる新生児医療を人工子宮で育てる新生児医療へと転換させ,成育限界児の後遺症なき生存を可能にするかもしれない.開発と並行して欠かせないのは安全性の評価である.そこで本研究期間には,妊娠満期までの10日間を人工胎盤システムで成育させたヒツジ胎仔が,その離脱後に補助人工換気を要さず,自発呼吸のもと自立歩行が可能であることを検証する.平成29年度には妊娠137日のヒツジ胎仔に人工胎盤システムを装着し,満期までの成育を試みる実験を4回予定した.しかし,1例は実験前に子宮内胎仔死亡となり中止となり,もう1例は術中に出血性ショックとなり中止となった.

そのため実際に人工胎盤システムを装着し,養育を試みたのは2例であった.そのうち1例は人工胎盤システムを10日間装着したのちに,人工子宮から娩出し,自発呼吸により十分な換気が可能であった.もう1例は人工胎盤システムを装着して6日目に敗血症性ショックとなり死亡した.平成29年度は人工胎盤システムによる養育によって肺組織の成熟を得られ,人工子宮から娩出後に自発呼吸による換気が可能であることが示された.しかし予定した4例のうち,2例しか実験が実施できなかった.1例は実験前に子宮内胎仔死亡となり中止となり,もう1例は術中に出血性ショックとなり中止となった.早産児を後遺症なく生存させることは周産期新生児医療の喫緊の課題である.現行の新生児医療は出生直後から人工呼吸管理を開始して,早産児に胎児循環から成人循環への適応を強制している.そのため,妊娠24週未満で生まれた成育限界児は左心不全や動脈管開存に陥りやすく,しばしば脳出血,脳白質損傷,壊死性腸炎を併発する.そこで我々は,ヒト胎盤循環を模したポンプレス人工胎盤システムを,ヒツジ胎仔を用いた動物実験で開発した.このシステムを臨床応用すれば,現行の保育器で育てる新生児医療を人工子宮で育てる新生児医療へと転換させ,成育限界児の後遺症なき生存を可能にするかもしれない.開発と並行して欠かせないのは安全性の評価である.そこで本研究期間には,妊娠満期までの10日間を人工胎盤システムで成育させたヒツジ胎仔が,その離脱後に補助人工換気を要さず,自発呼吸のもと自立歩行が可能であることを検証する.平成30年度には妊娠135-138日のヒツジ胎仔に人工胎盤システムを装着し,満期までの成育を試みる実験を9回予定した.しかし,2例は術中に出血性ショックとなり中止となった.そのため実際に人工胎盤システムを装着し,養育を試みたのは7例であった.そのうち3例は人工胎盤システムを9-10日間装着したのちに,人工子宮から娩出し,2例は自発呼吸により十分な換気が可能であった.1例は人工子宮から娩出をしたが重症肺炎で抜管は不可能であった.また対照群として妊娠145-146日のヒツジ胎仔を帝王切開で娩出し,呼吸生理学的データを収集し,剖検組織による病理切片を作成した.平成28年度に導入した羊水持続循環装置により,胎仔の敗血症は予防が可能となった.長期の成育で人工羊水の汚染が問題になる場合には人工羊水の入れ替えも検討する.それにより平成29年度は安全性の検証実験が実施可能である.平成29年度に導入した羊水持続循環装置によっても,長期の成育中には人工羊水の汚染を防ぐことは不可能であった.そのため人工羊水の入れ替えや"かけ流し"による羊水の浄化を検討する必要がある.平成28年度には妊娠138日のヒツジ胎仔に人工胎盤システムを装着し,満期までの成育を試みる実験を2回計画した.しかし1例は実験前に胎仔が母獣の子宮内で敗血症に陥り,胎仔死亡となった.もう1例は不受胎により実験は実施できなかった.不受胎であった実験で使用する予定であった試薬やカテーテルなどの消耗品代金(約12万円)は次年度に繰り越すこととした.平成29年度には妊娠137日のヒツジ胎仔に人工胎盤システムを装着し,満期までの成育を試みる実験を4回計画した.しかし1例は実験前に子宮内胎仔死亡となり中止となり,もう1例は術中に出血性ショックとなり実験を実施できなかった.実施できなかった実験の試薬やカテーテルなどの消耗品代金は次年度に繰り越すこととした.平成28年度に不受胎により実施できなかった実験を平成29年度に行う際の試薬やカテーテルなどの消耗品代金として使用する予定である.
エレクトロ・アコースティック場を駆使した多分散ナノ粒子の新規膜分級プロセスの開発

平成29年度に超音波照射は大小2粒子の分画精度と分画速度を共に向上させる有効な手段であることを明らかにしたので、平成30年度も超音波照射の検討を継続し、2成分を効果的に分画するための照射条件や照射方法を探索した。濾過器の材質をこれまでのステンレスからポリプロピレンに変更することにより、音波透過率が顕著に増加して分画性能を向上させることができた。濾過器の位置や超音波水槽の水位を適切に調節して、膜面の位置を定在波の腹と一致させることにより、最大の分画性能が得られた。3種の周波数28kHz、45kHz、100kHzの効果を比較し、キャビテーションによる衝撃力がより顕著な低周波の28kHzにおいて最も高い分画性能が得られた。平成29年度に膜に大気圧プラズマを照射することで膜ファウリングを極限的に抑制できることを明らかにしたので、平成30年度も大気圧プラズマ照射の検討を継続し、最も表面改質効果の高いガス種や照射条件を探索した。N2プラズマでは改質効果がほとんど見られなかったが、ArプラズマとO2プラズマを照射したときに顕著な膜性能の向上が確認された。発光分光分析により、Ar、O2プラズマでは酸化能力の高いOHラジカルなどの酸素由来のピークが検出されたが、N2プラズマでは確認されなかった。さらにpHを中性域からアルカリ性域に移行することにより、粒子と膜の負のゼータ電位が増加し、膜性能の向上につながった。膜面上に形成される大粒子堆積層が小粒子の膜透過に対して予想以上に大きな障壁となったので、撹拌型濾過器を用いて膜面に剪断流を作用させる手法の適用を試みた。平成30年度はその基礎特性として、超音波を照射しない条件下で撹拌の効果を調査した。撹拌による剪断力の付与により大粒子堆積層が効果的に排除され、小粒子の膜透過が促進されることを明らかにした。また、撹拌速度には最適値があることも判明した。アコースティック場の利用は期待通りの成果が得られたが、エレクトロ場の利用は予想より効果が低く、特に両者の効果を同時に得る条件の探索が困難であった。一方、プラズマ照射が本法の付加技術として有効であることを見いだしたので、エレクトロ場の代替技術としてプラズマ照射の有用性を追求していく予定である。加えて、撹拌による剪断流の付与も代替技術として有望であることを明らかにしたので、さらに検討を深めていく予定である。主として、次の5点より研究を進める。(1)2成分系ナノコロイドの分画性能に及ぼす超音波照射の影響:超音波の照射により2成分系の分画性能を改善できることを明らかにし、2成分を効果的に分画するための照射条件や照射方法を究明したので、今年度も引き続き超音波照射の有効な適用方法について検討する。(2)プラズマ表面改質による膜の超親水化の影響:大気圧プラズマの照射により膜ファウリングを極限的に抑制できることを明らかにし、最も表面改質効果の高いガス種や照射方法・照射条件を究明したので、今年度も引き続き大気圧プラズマの有効な活用方法について検討する。(3)膜面剪断流による分画の高性能化:撹拌型濾過器を用いて膜面に剪断流を作用させる手法が極めて有望であることを明らかにしたので、今年度は撹拌による剪断力と超音波による衝撃力との相乗効果による分画のさらなる高性能化を図る。(4)多分散ナノコロイドの分級操作への応用:多分散ナノコロイドの分級操作に対して、超音波、プラズマ、剪断流の各技術を複合的に適用し、ナノ粒子の分級性能に及ぼす各技術の適用条件の影響を明らかにする。これらのデータに基づき、分級性能を自由自在に制御するための操作方法について種々探求する。(5)最適操作指針の提出:これまでの研究成果を総括し、また、速度的な観点からの検討も加え、目的の分級精度と高い分離速度を両立する最適な操作指針を提出する。粒度分布をもったナノ粒子分散系コロイドを大粒子群と小粒子群に精度良く分離する手法として、分離膜のふるい機能を利用した湿式分級法に注目した。しかし、膜面上への粒子堆積層の形成や膜細孔内部の目詰まりなどが障害因子となり、膜細孔径より小さな粒子群の膜透過が妨げられ、分級操作が困難になる点が問題である。そこで平成28年度は、1試料調製方法の標準化及び分離膜の最適選定、2ナノコロイドの物性及び液中挙動の測定、3ナノコロイドの捕捉及び透過特性に及ぼす溶媒環境の影響について、それぞれ実験による検討を行った。1ナノコロイドの特性がわずかに変化するだけで膜分離特性が変化する場合があり、濾過試験データの再現性に問題が生じることがある。この点をあらかじめ解決しておくため、ナノコロイドの調製方法を検討し、高い再現性が得られる標準的な調製方法を決定した。また、ナノ粒子の種類と粒子径、並びに、膜の材質と細孔径の最適化を図り、粒子径が54nmと103nmの2種類の単分散ポリスチレンラテックス(PSL)標準粒子と、公称孔径100nmのセルロース混合エステル製精密濾過膜を使用することに決定した。2実験試料として用いる2種類のPSL粒子の基礎物性として、広範なpH条件下でのゼータ電位をレーザードップラー方式ゼータ電位測定装置により測定した。また、PSL粒子の分散・凝集状態を動的光散乱光度計及び電子顕微鏡により評価した。

3膜細孔によって捕捉される103nmのPSL粒子を用いて、種々のpH条件下で定圧濾過試験を行い、膜面上に堆積した粒子層の構造と溶媒環境との関係を明らかにし、膜面上でのPSL粒子の捕捉メカニズムを解明した。また、膜細孔径より小さな粒径をもつ54nmのPSL粒子を用いて定圧濾過試験を行い、膜細孔の閉塞挙動に及ぼす溶媒環境の影響を明らかにし、PSL粒子による膜ファウリングメカニズムを解明した。試料調製方法の標準化と分離膜の選定、ナノコロイドの物性と液中挙動の測定については、ほぼ計画通り実験的検討が進行し、期待する成果が得られた。一方、大粒子の捕捉特性と小粒子の透過特性に及ぼす溶媒環境の影響についても、現有の膜分離装置を使用して実験を実施し、一定水準の実験結果を得ることができたが、現有装置では実験可能な条件に制限があり、目的の実験条件を網羅するためには新たな膜分離装置を導入する必要があった。しかしながら、装置のスペックの選定に時間を要しているため、購入は平成29年度に見送ることとなった。これにより、実験的検討の一部に遅れを生じている。平成28年度は分級実験を行うための基礎実験をひととおり実施し、準備が十分に整った状況に至ったので、平成29年度は2成分系の分級実験を本格的に遂行した。粒子径の異なる大小2種類のポリメタクリル酸メチル粒子を使用し、大粒子と小粒子の中間の細孔径をもつ高分子精密濾過膜で各種単成分系懸濁液および2成分混合系懸濁液の定圧濾過を行った。超音波照射を施す際は、濾過器を超音波水槽に浸漬させ、周波数28kHz、出力電力600Wの条件で超音波を照射した。小粒子単成分系の濾過における小粒子の透過特性に及ぼす超音波照射の影響を検討した結果、超音波非照射では小粒子による膜細孔内の閉塞に伴い、濾過速度および小粒子透過率が急激に減少したが、超音波を照射することにより濾過速度および小粒子透過率の顕著な改善がみられた。これは、超音波照射によって懸濁液中の小粒子が振動し、精密濾過膜への付着を抑制したためと考えられる。この結果から、精密濾過での超音波照射は、膜孔径より小さな粒子の透過性能を大幅に向上させる効果があることが明らかとなった。一方、大粒子単成分系の濾過における大粒子の透過率は、超音波照射の有無によらず常に0であった。超音波照射によって小粒子透過特性が変化したため、分級操作においても効果を示すことが期待される。そこで、小粒子および大粒子の2成分混合系における濾過実験を超音波照射・非照射の各条件で行ったところ、分級操作においても超音波照射による濾過速度および小粒子透過率の改善がみられた。この結果から、超音波照射は大小2成分の分級性能を向上させる非常に有効な手段であることが明らかとなった。また、精密濾過膜に大気圧プラズマを照射することで膜の表面及び内部に超親水基を形成することができ、これにより膜表面での大粒子の閉塞及び細孔内部での小粒子の付着・滞留を極限的に抑制することができることも明らかにした。超音波照射による分級の高性能化とプラズマ表面改質による膜の超親水化については、ほぼ計画通り実験的検討が進行し、期待する成果が得られた。一方、電場印加の影響の検討については、現状期待通りの実験結果が得られておらず、実験装置や実験方法、電場印加条件などの見直しの必要性に直面している。これまでの実験結果から、期待する効果を得るための方策をいくつか得ているので、平成30年度当初に当該研究項目の遅れを取り戻す予定である。
肝線維嚢胞性疾患における肝線維化の分子機構

PCKラットの拡張肝内胆管を構成する胆管細胞には、病理組織学的に2種類の異なる形質を有するものがあることを見出した.すなわち、PCKラットの肝組織切片を用いた免疫染色で、通常の胆管細胞と同様の上皮系形質を有するものに加えて、胆管上皮マーカー(cytokeratin19, CK19)の発現が低下し、代わって間葉系マーカー(vimentin, fibronectin)が陽性を示す胆管細胞があることを明らかにした.さらに、PCKラットの培養胆管上皮細胞をTGF-β1で刺激すると、間葉系マーカー(vimentin)と細胞外マトリックス(fibronectin、collagen)の発現が著明に亢進し、一方、胆管上皮マーカー(CK19)の発現は低下した.一方、E-cadherin、タイトジャンクション蛋白(zonula occludens-1)の発現や細胞形態に変化はなく、α-SMA(筋線維芽細胞マーカー)の発現誘導も認めなかった.以上の成績から、PCKラットの胆管細胞はTGF-β1により脱分化を起こし間葉系細胞の性質を獲得することで、肝線維化に関与している可能性を示した.この胆管上皮細胞の性質の変化は筋線維芽細胞への分化ではなく、いわゆるepithelial to mesenchymal transition(EMT)とは異なる現象と考えられた.さらに、ヒト先天性肝線維症、カロリ病の肝組織切片でTGF-β1の細胞内シグナル伝達分子であるリン酸化Smad2の免疫染色を行った結果、胆管細胞におけるリン酸化Smad2の発現は対照群と比較して有意に増加していた.この結果から、ヒト先天性肝線維症、カロリ病においても胆管細胞が肝線維化に関与している可能性が示唆された.肝線維嚢胞性疾患の代表である先天性肝線維症(CHF)+カロリ病では、肝小葉内での肝星細胞(HSC)の活性化はなく、活性化HSC(筋線維芽細胞)が線維化の主体をなす慢性ウイルス性肝炎等とは線維化の機序が異なることが予測される.本年度は、CHF+カロリ病のモデル動物であるPCKラットを用い、CHF+カロリ病における肝線維化の機序を、特に胆管病変との関連から検討した.【成績】(1)病理組織学的に、PCKラットの拡張肝内胆管を構成する胆管細胞には、2種類の異なる形質を有するものがあった.すなわち、肝組織切片を用いた免疫染色で、通常の胆管細胞と同様の形質(CK19,E-cadherinが強陽性)を有するものに加えて、これら上皮系マーカーの発現が低下し、代わって間葉系マーカー(vimentin, N-cadherin, fibronectin)が陽性を示す胆管細胞がみられた.PCKラットの肝内において、この間葉系の形質を有する胆管細胞は,週齢とともに発現頻度が増加した.(2)PCKラットの培養肝内胆管上皮細胞をTGF-β1で刺激すると、vimentinとfibronectinの発現が著明に亢進した.しかし、TGF-β1単独刺激では、培養胆管細胞における上皮系マーカー(CK19、E-cadherin)の発現低下はみられなかった.【考察と今後】肝線維嚢胞性疾患の代表である先天性肝線維症+カロリ病における肝線維化機序を解明する目的で、そのモデル動物として確立されたpolycystic kidney(PCK)ラットを用い、特に胆管上皮細胞に着目して検討を行った.本年度は、胆管上皮細胞が間葉系細胞へと形質転換(epithelial to mesenchymal transition, EMT)しうる可能性、およびこの胆管細胞のEMTが進行性の肝線維化に関与しうるか否かを検証した.1型コラーゲンゲル上で培養したPCKラットの培養胆管上皮細胞をTGF-β1(EMT誘導因子)で刺激すると、間葉系マーカー(vimentin)と細胞外マトリックス(fibronectin、collagen)の発現が著明に亢進した.しかし、上皮系マーカー(CK19、E-cadherin)の発現低下はみられなかった.次いで、PCKラット胆管細胞を基底膜構成成分である4型コラーゲン上で培養し、これをTGF-β1で刺激したところ、胆管上皮マーカーであるCK19の発現は有意に減少した.しかし、E-cadherinの発現に変化はなく、α-SMA(筋線維芽細胞マーカー)の発現誘導も認めなかった.さらに、TGF-β1刺激前後でEMTに特徴的な細胞形態の変化(epithelioidからfibloblastoidな細胞への形態変化)はみられず、タイトジャンクション蛋白(zonula occludens-1)の発現も保たれていた.以上の結果から、PCKラットの胆管細胞はTGF-β1により脱分化を起こし、間葉系細胞の性質を獲得することで、肝線維化に関与している可能性が示された.この胆管上皮細胞の性質の変化は筋線維芽細胞への分化ではなく、EMTとは異なる現象と考えられた.PCKラットの拡張肝内胆管を構成する胆管細胞には、病理組織学的に2種類の異なる形質を有するものがあることを見出した.すなわち、PCKラットの肝組織切片を用いた免疫染色で、通常の胆管細胞と同様の上皮系形質を有するものに加えて、胆管上皮マーカー(cytokeratin19, CK19)の発現が低下し、代わって間葉系マーカー(vimentin, fibronectin)が陽性を示す胆管細胞があることを明らかにした.

さらに、PCKラットの培養胆管上皮細胞をTGF-β1で刺激すると、間葉系マーカー(vimentin)と細胞外マトリックス(fibronectin、collagen)の発現が著明に亢進し、一方、胆管上皮マーカー(CK19)の発現は低下した.一方、E-cadherin、タイトジャンクション蛋白(zonula occludens-1)の発現や細胞形態に変化はなく、α-SMA(筋線維芽細胞マーカー)の発現誘導も認めなかった.以上の成績から、PCKラットの胆管細胞はTGF-β1により脱分化を起こし間葉系細胞の性質を獲得することで、肝線維化に関与している可能性を示した.この胆管上皮細胞の性質の変化は筋線維芽細胞への分化ではなく、いわゆるepithelial to mesenchymal transition(EMT)とは異なる現象と考えられた.さらに、ヒト先天性肝線維症、カロリ病の肝組織切片でTGF-β1の細胞内シグナル伝達分子であるリン酸化Smad2の免疫染色を行った結果、胆管細胞におけるリン酸化Smad2の発現は対照群と比較して有意に増加していた.この結果から、ヒト先天性肝線維症、カロリ病においても胆管細胞が肝線維化に関与している可能性が示唆された.
ギメラシルのDNA損傷応答を標的とした放射線増強効果とその治療応用への基礎的検討

口腔癌治療において、口腔の形態・機能温存の点から放射線治療は、患者のQOLを損なわない治療法としてその発展が期待されている。ギメラシルは口腔癌治療に使用されている抗癌剤S-1の構成成分の一つである。ギメラシル単独では抗腫瘍効果は示さないものの、放射線および抗癌剤と併用することで、口腔癌細胞において有意に抗腫瘍効果を増強した。以上より、ギメラシルの併用により、より低侵襲で,効果的な放射線治療の可能性が示唆された。本年度は、細胞株(口腔癌細胞株および不死化正常上皮細胞株)におけるギメラシルの影響について検討を行った。1.口腔癌細胞株および不死化正常上皮細胞株におけるギメラシルの影響現在所有している口腔癌細胞株および正常上皮細胞株に、0-1000uMのギメラシルを作用させ細胞増殖能への影響を検討した。色素排除法を用いた検討においては、ギメラシルの濃度により細胞増殖能に明らかな差はなく、また、高濃度のギメラシルを作用させてもapoptosisは認めなかった。2.正常細胞株および口腔癌細胞株におけるギメラシル併用による放射線増強効果の影響上記の検討において、ギメラシルの濃度を0.500,1000uMに設定し、放射線との増強効果について検討した。その結果、ギメラシル併用により放射線によると思われるapoptosisの誘導が認められた。一方、正常上皮細胞株では放射線単独でも顕著にapoptosisを誘導するたあ併用による差は明らかではなかった。3.各細胞株におけるギメラシルのシスプラチン感受性増強効果への影響放射線と同様にDNA損傷を誘発して細胞死を誘導するシスプラチンを用いて上記2と同様にギメラシル併用による感受性への影響を検討した。その結果、ギメラシルにはシスプラチン感受性増強効果を認めた。感受性増強因子の検討についてはマイクロァレイ解析を用いて詳細に検討を行っている。本年度は、口腔癌細胞株におけるギメラシルの放射線および抗癌剤抵抗性への影響について検討を行った。1.放射線、および抗癌剤に耐性を示す細胞株を用いたギメラシルの感受性増強への影響(p53の影響)チェックポイント機構の最重要制御因子であるp53の変異型ならびに野生型遺伝子導入口腔癌細胞株を用いて、放射線および抗癌剤(シスプラチン)に対するギメラシルの増強効果について検討を行った。p53変異株は野生型の細胞株に比較して、放射線およびシスプラチンに関して抵抗性を示した。ギメラシル併用における放射線およびシスプラチン感受性への影響においては、野生型細胞株では併用による明らかな感受性増強は認めなかったものの、p53変異株においてはギメラシルの併用により、放射線およびシスプラチン感受性の増強を認めた。他のp53変異口腔癌細胞株においても、ギメラシルによる感受性増強効果を認め、一般的に放射線、抗癌剤に耐性を示す細胞株においてギメラシルの感受性増強の可能性が示唆された。2.ギメラシルの感受性増強因子の検討ギメラシルによる感受性増強因子を網羅的に検討するために、各細胞株を用いてマイクロアレイ解析を行つた。その結果、アポトーシス関連因子、DNA修復関連因子の一部に発現の増強および減弱を認めた。さらに詳細に検討するため、Western Blot法、免疫沈降法、蛍光細胞染色法を用いて検討を行った。その結果、ギメラシル併用により相同組換え修復関連因子の機能低下を認め、DNA修復関連阻害がギメラシルの感受性増強に影響を与えている可能性が示唆された。
急増する母親の就労に伴う家庭生活の変動・家庭・地域社会の次世代育成力の活性化に関する総合的調査研究

社会経済の急激な進展、雇用されて働く母親の増加等に伴い、家庭の教育機能の変化、親の役割の再検討、母親の就労が子どもに及ぼす影響などの研究課題が提起され、緊急な対応が迫られている。本研究では、東京都在住の1015歳(昭和61年1月1日現在)の子ども1500名とその父母を対象に調査員による個別面接聴取法により質問紙調査を行った。昭和60年57月に週1回のペースで精力的に調査票作成のための会合を開き、9月中旬までに調査票のプリテストを終了して、10月に調査票を印刷した。実査は昭和60年11月6日12月20日及び1月10日27日の2期にわたった。その1期目の後半と2期目の大部分には父親と面接するための可能な限りの努力が、重ねられた。調査内容は(1)家族の生活実態と意識、(2)地域の次世代育成力活用の実態と意識、(3)子育て・子育ちの実態と意識を含み、母親が就労する家庭と専業主婦の家庭を比較できるよう構成されている。昭和61年3月22日現在、子ども票、母親票、父親票の総体に関する単純集計が出て、研究分担者が一堂に会し、単純集計の共同の読みを行った。4月以降クロス集計を行いながらデータの解釈をめぐる会合を重ねる予定である。なお、大量調査を補足するための事例調査も併行して進行しており、昭和61年10月初旬に開かれる国立婦人教育会館主催の第2回家庭教育国際セミナーにおいて本研究の成果を報告し、国際的な視野の中で本研究を位置づけて行きたいと考えている。本研究は社会学心理学・精神医学・労働経済学・家政学・文化人類学の6領域にまたがる学際的チームによる総合研究であるが、昭和59年以来、国立婦人教育会館の国内・国際家庭教育セミナーの準備や本番での交流の積み重ねの上に、本研究を通じて、研究分担者間に有機的連帯が強まり、相互に学び合いつつ、作業が楽しく進捗しつつある。
防災訓練のための臨場感体験型協調環境とコンセプトマップによる意思決定支援

大規模災害において、退避及び救助活動における意思決定を行うための環境を構築し、質の高い防災訓練の機会及び災害時の活動の支援を提供する基盤を整備する。そのために、1)災害状況を具体的にイメージできる、臨場感を伴った可視化・可聴化を行う提示環境の構築と、2)災害発生時に避難行動を開始する行動を促す環境の探索を行う。前者として音響環境における音像定位の簡易化に取り組んだ。後者としてSNS等、インターネットを使って人々と交流できるサービスに基づく情報から避難行動に結びつく情報を抽出するための検討を行った。高臨場感を実現する音響システムではその演算量が莫大であり、防災訓練としてのシステムの普及を考えた場合に障壁になる。そのため、簡易的な移動音像の提示方法として、音像の座標を離散的に与えて、音像定位の演算量を減らす方法を考案した。しかし、音像定位の離散化が臨場感に与える影響が明らかになっていない。そこで、音と映像の動きの整合度を計測し、音像の移動速度が臨場感の評価に与える影響を調べた。その結果、平均評価値において分割数が少ない場合、移動速度が速いと整合度が低下する傾向があることがわかった。SNSは、デマ拡散などの問題はあるものの、被災地域内の住民同士の情報共有やコミュニケーション、復旧支援活動につながるメディアとして期待されている。一方で、SNSのつぶやきを分析することで、現場で起きている事象や動向を把握する試みが行われている。そこで、Twitterのつぶやきを収集し、分析することにより、その利用者が感じている思いを推定することを検討した。災害状況を具体的にイメージできるようにするため、臨場感を伴った可視化・可聴化の提示環境、適切に避難行動を行う意思決定のための機能の構築に対し、今年度は普及を目指した廉価システムの導入、仮想環境内での行動の履歴機能の設計を主に計画していた。これまで、映像の臨場感に対して検討を行ってきた。没入型投影ディスプレイによる立体視映像の提示の評価実験を実施し、立体視よりは広視野が臨場感にとって重要な要素であることがわかってきた。大規模な震災が発生すると、停電が生じると予想され、特に夜間、闇の中での行動等を想定した場合、音情報が重要になる。しかし、訓練環境の臨場性を考えた場合、映像と音響との整合性がさらに重要な問題になると考えられた。そこで、移動音像の映像との整合性が臨場感に与える影響を評価することにした。その結果、演算負荷を増やさないやり方で適切に移動音像を提示する目処が立ってきた。適切に避難行動を行う意思決定のための機能の構築に対し、防災シナリオの作成を計画していた。しかし、実際に災害を体験した人の中でもその状況によって対応が様々であり、また、大規模災害を体験したことのない人はそもそも緻密なシナリオを作成すること自体が難しいと考えられた。そこで、実際の避難行動の状況を把握するために、インターネットを使って人々と交流できるサービスに基づく情報から避難行動に結びつく情報を抽出するための検討を行うこととした。研究発表には至らなかったものの、情報抽出の一例として、Twitterのつぶやきを分析することにより、その利用者の感情を推定できそうであることは確かめられた。上記のように研究が進んでおり、「おおむね順調に進展している」と判断した。昨年度に引き続き、臨場感を伴った仮想空間による可視化・可聴化の研究を進め、映像音響の臨場性、特に音像定位の映像との整合性に着目すると共に、防災シナリオを作成するための材料として避難行動とそれに関連する情報の探索といった観点で研究を進める計画である。映像の臨場性について、映像の提示システムとして没入型投影ディスプレイで評価してきたが、簡易な提示システムとしてヘッドマウントディスプレイでの評価を検討しており、既存研究との関係を考慮しつつ、実験室環境での利用者評価を実施する。ヘッドマウントディスプレイでの映像コンテンツ提示の課題と解決策の一端を明らかにする。音響の臨場性について、現在進めている音像定位の簡易化を推進する。簡易的な移動音像の提示方法として、音像の座標を離散的に与えて、音像定位の演算量を減らす方法を考案してきたが、その臨場感に与える影響は明確ではない。引き続き、映像と音像との関係を明らかにするべく、移動音像に関する評価実験を行う予定である。今後は提示システムの多様化及び評価、経験知の収集に重点を置いて研究を進める予定である。映像音響の提示の評価では臨場性を保持する条件を明らかにすることを優先して、評価用コンテンツを構築し、評価実験を実施していく。評価用コンテンツでは利用者が自身の視点を移動して、三次元仮想空間内を動き回る機能を実装する。その際、映像と音が整合するように、音像定位機能を組み込む。実際に起きた災害時の行動や防災上役だったこと等をデータとして収集することを継続して進める。災害によって現地との交通が寸断された状況では、現地で起きている事柄や動向を把握する手段としてSNSは有望である。SNSの情報を収集し分析することにより、時間的な流れと空間的関係といった状況を推定する仕組みを構築する。大規模災害のような厳しい条件下では、災害状況が想定できず、退避及び救助活動における意思決定が難しい。そこで、意思決定を行うための環境を構築し、質の高い防災訓練の機会及び災害時の活動の支援を提供する基盤を整備する。そのために、1)災害状況を具体的にイメージできるようにするため、臨場感を伴った可視化・可聴化を行う提示環境を構築する。また、大規模な震災が発生した場合、地上の交通網や停電が生じると予想される。