hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高性能を有するデータマイニング複合モデルの構築と最適化

本研究の目的は,先行研究の成果として得られた複数のデータマイニング・モデルについて,各々の特長を活用し,それらを複合的に組み合わることにより高性能を実現するような,新しいデータマイニング・モデルの構築を行うことであった.そうした観点から,研究目的を達成するための基礎となり,複合モデルの最適性を保証するために必要となる,数理最適化手法についての理論研究とアルゴリズム開発を実施した.結果として,確率感度解析理論の応用による,新しい確率的最適化手法の数学的導出を行ない,多峰性のような複雑形状を有する目的関数に対して,局所的な情報を用いて最適値を探索できる確率的探索アルゴリズムを提案した.さらに,本研究に関連して民間企業から提供を受けた実データに対して事例研究を実施し,データマイニング複合モデルの構築についても考察を行った.その結果,複合モデル構築の理論的フレームワークを提案し,得られた技術の適用により,データマイニングに関して高性能を有する複合モデルを構築可能であることが示された.こうした研究と合わせて,データマイニング技術の高度産業応用についても一連の考察を行い,データマイニングにより発見された知識を,最終的には智慧にまで昇華させるような,ナレッジ・マネジメント(Knowledge Management)の技術基盤を構築するための新しい方法論を提案した.さらに高度なインテリジェンスを有するデータマイニング技術の開発と総合を行うためには,知識発見性能の一層の向上を図る必要があることも示された.本研究の目的は,先行研究の成果として得られた複数のデータマイニング・モデルについて,各々の特長を活用し,それらを複合的に組み合わることにより高性能を実現するような,新しいデータマイニング・モデルの構築を行うことであった.そうした観点から,研究目的を達成するための基礎となり,複合モデルの最適性を保証するために必要となる,数理最適化手法についての理論研究とアルゴリズム開発を実施した.結果として,確率感度解析理論の応用による,新しい確率的最適化手法の数学的導出を行ない,多峰性のような複雑形状を有する目的関数に対して,局所的な情報を用いて最適値を探索できる確率的探索アルゴリズムを提案した.さらに,本研究に関連して民間企業から提供を受けた実データに対して事例研究を実施し,データマイニング複合モデルの構築についても考察を行った.その結果,複合モデル構築の理論的フレームワークを提案し,得られた技術の適用により,データマイニングに関して高性能を有する複合モデルを構築可能であることが示された.こうした研究と合わせて,データマイニング技術の高度産業応用についても一連の考察を行い,データマイニングにより発見された知識を,最終的には智慧にまで昇華させるような,ナレッジ・マネジメント(Knowledge Management)の技術基盤を構築するための新しい方法論を提案した.さらに高度なインテリジェンスを有するデータマイニング技術の開発と総合を行うためには,知識発見性能の一層の向上を図る必要があることも示された.本研究の目的は,これまでの研究で得られた複数のデータマイニング・モデルについて,各々の特長を活用し,それらを複合的に組み合わることにより高性能を実現するような,新しいデータマイニング複合モデルの構築を行うことである.本年度において,研究代表者(香田)は,この研究目的を達成するための基礎となり,複合モデルの最適性を保証するために必要となる,数理最適化手法についての理論研究とアルゴリズム開発を実施した.その結果,確率感度解析理論の応用による,新しい確率的最適化技法の数学的な導出を行ない,多峰性のような複雑形状を有する目的関数に対して,局所的な情報を用いて最適値を探索できる確率的探索アルゴリズムの定式化に成功した.研究成果の一部は,学術論文"An Optimization Algorithm Based On Stochastic Sensitivity Analysis"(共著)として,2001年の国際会議(SAMO2001)に受理され発表を行なった.さらに,提案手法を理論的に拡張して学術論文にまとめ,"An Optimization Algorithm Based On Stochastic Sensitivity Analysis For Noisy Objective Landscapes"(共著)として京都大学数理解析研究所の短期共同研究「確率数値解析における諸問題V」で発表し,同論文は数理解析研究所講究録1240号に採録された.研究分担者の吉田武稔助教授(北陸先端科学技術大学院大学知識科学研究科)とは,複合モデル構築についての知識科学的アプローチと基礎技術開発について,共同研究を実施中である.また,研究分担者の鈴木秀男講師(筑波大学社会工学系)とは,複合モデルの応用とシミュレーション技術について,共同研究を実施中である.本研究の目的は,これまでに得られた研究成果等に基づき,高性能が実現されるデータマイニングの新しい複合モデルを構築することである.研究代表者(香田)は平成13年度の成果を拡張して,この研究目的を達成するのに必要なモデルの最適性を保証するために,確率感度解析理論の応用による新しい最適化手法の数学的導出を実施した.その結果,多峰性のような複雑形状を有する目的関数に対して,局所的な情報を用いて最適解を探索できる確率的探索アルゴリズムを提案した.研究成果は学術論文"An optimization algorithm based on stochastic sensitivity analysis fornoisy objective landscapes"(共著)として国際学術論文誌Reliability Engineering and System Safety(Vol.79,pp.245-252,2003)に受理・掲載された.

本研究に関連して民間企業から提供を受けたカタログ通信販売の履歴データに対しては,研究代表者が指導中の大学院生等と共同でCRM用の複合モデル構築のための事例研究を実施して,研究成果を学術論文「データマイニング手法によるスコアリングモデルの開発-リレーションシップ・データによる顧客のレスポンス予測-」(共著)として,日本ダイレクトマーケティング学会論文誌Direct Marketing Review(Vol.1,pp.19-32,2002)に受理・掲載された.また,日本OR学会からの依頼により,同学会機関誌「オペレーションズ・リサーチ」のデータマイニング特集号(2002年9月号)を編集するとともに,解説論文「リレーションシップ・データへのデータマイニングの適用」(共著)(同機関誌Vol.47,pp.581-587)を掲載した.研究分担者の吉田武稔助教授(北陸先端科学技術大学院大学)及び鈴木秀男助教授とは,複合モデル構築についての知識科学的アプローチと基礎技術開発について共同研究を実施した.
配向性の自由制御による新奇な高強度ゲルの創製および生物分野への応用探索

本研究では申請者らが提案した新規な可視光照射により三次元網目構造ゲルを作製し、引張などによりゲルを配向させたまま、セルロース間の水素再結合を引き起こす温度で乾燥させる。その水素結合の不可逆特性を利用して、再度吸水させ、乾燥前の配向ゲルの状態まで回復させる。この新奇な創製方法は配向度を自由に制御できる疑似生体組織の高強度ゲルの作製が可能である。また、作製したゲルに対し、その三次元網目構造におけるセルロース誘導体の役割、力学特性に及ぼす水素再結合や配向度の影響およびゲルの生物適合性と生物学的足場材料への応用を検討する。
明治期学校英語教育史研究

本研究では,主として,2つの視点から明治期における学校英語教育史の実態を明らかにしようとした。その第一は,英語教師研究である。とりわけ,すぐれた英語教師を発掘し,その特色,特質を明らかにしようとした。研究代表者は,これまでにも長年にわたってこの方面の研究に力を注いできた。外山正一,岡倉由三郎,神田乃武,高橋五郎,定宗数松などはその一例である。本研究の一部として本年度は,明治期英語教育の先史に位置づけられるものとして本邦ドイツ学の先駆者市川斎宮について日本英学史学会広島支部例会で発表した。(「洋学者市川斎宮について」)また、中国四国教育学会では「種田織三に関する報告」を発表した。種田は,明治3年から4年にかけて大学南校で行なわれた貢進生の教育プロジェクトに北海道から推挙されたが,貢進生以後の動静が不明であると,唐沢富太郎博士に指摘されていた人材である。なお,明治期以後のものとして「実践者としての飯野至誠」「垣田直巳先生の生涯と業績」を活字化した。これらの研究を通して,すぐれた英語教育の資質には時代を超えた共通性があることが確認されつゝある。第二は英語授業の形成と展開についてである。集成し得た文献の調査から,あらたに加え得た英語教授要旨,授業実践例はなかった。そのため,主力を英語教授・学習の用語・概念の出現状況の調査に移すことにより第二の分野にアプロ-チした。用語としての「英語教育」については中国地区英語教育学会で口頭発表した。その他に,たとえば「復習」という用語は明治9年から,「習熟」は明治14年から,英語教育界では使用され始めていることなどを見出している。
インタラクティブなビジュアルシステム生成系とその応用

既存のテキストによるプログラミングの世界では、作成されたプログラムを解析するために構文解析という概念があり、構文規則を与えると構文解析器を作るYaccに代表される構文解析生成系がよく知られている。しかしながら、グラフィカルな世界においては、構文解析という概念は定着しておらず、構文解析のためのビジュアルシステム生成系(Visual System Generator)についてもほとんど研究がなされてこなかった。本研究の成果は以下のとおりである。(1)グラフィカルな世界において構文解析に相当するビジュアルシステム生成系(Visual System Generator)の研究をおこなった。(2)ビジュアルシステム生成系の実用化に向けて、手書きの入力やジェスチャをビジュアルシステム生成系と統合の研究を行った。(3)ビジュアルシステムの図式表現を直接操作することによりグラフィカルに図形言語を定義し、同時にビジュアルシステムを実行することが可能な空間解析器生成系を作成した。これらにより、図形文法の定義と生成したビジュアルシステムの実行を一貫した一つの図形エディタ上で行えるようになり、ビジュアルシステムの実行結果を確認しながら文法の定義を行うことが可能となる。これらの結果、空間解析器生成系を用いたビジュアルシステムの開発作業を効率よく行うことが可能となった。「ビジュアルシステム生成系と手書き入力、ジェスチャとの統合」ビジュアルシステム生成系の中に手書き入力やジェスチャの解析の機能を組み込んだ。ペンやマウスの軌跡を取得し取得した軌跡を解析するためにSATINツールキットを使用した。解析された軌跡はGestureトークンという拡張CMGのトークンとして扱えるようにし、トークンの属性として、入力された軌跡のパターンへの適合度や位置情報などの情報を格納するようにした。「高速な制約解消系や高度な制約解消の利用」制約解消系として、Skyblueだけではなく、ワシントン大のAlan BorningらによるCassowary、国立情報研の細部によるHiRiseなどのより高速な制約解消系が作られている。これらの制約解消系をビジュアルシステム生成系で利用できるようにした。「空間解析器生成系Violaの作成」ビジュアルシステムの図式表現を直接操作することにより図形文法を定義し、同時にビジュアルシステムを実行することが可能な空間解析器生成系Violaを作成した。Violaでは、図形文法の各要素を視覚的に表現し、それらの要素に対して直接操作を行うことで、図形文法の定義を行うことができる。また図形言語の定義と生成したビジュアルシステムの実行を一貫した一つの図形エディタ上で行うため、ビジュアルシステムの実行結果を確認しながら文法の定義を行うことができる。Violaを用いることで、空間解析器生成系を用いたビジュアルシステムの開発作業を効率よく行うことが可能になった。
盲学校の専門性に立脚した視覚障害教育支援センター設立のための研究

研究課題に基づき、次のように研究1研究3を設定した。研究1:盲学校教育現場で構築された指導法の体系化筑波大学附属盲学校において、数学、理科(物理、化学)、体育の授業をビデオで記録した。その記録を編集し分析した結果、授業では、「保有する感覚を活用した実体験」「実体験に基づくイメージ形成」、「そのイメージの言語化」の3段階が意識的に指導されていること、その各段階に関わる「学習に必要な技術(スキル)」が系統的に指導されていることがわかった。各授業から具体事例を抽出し、教科ごとに指導法の原則をまとめた。研究2:通常の学校で学んだ視覚障害児童生徒のニーズに関する面接調査通常の小学校に在籍し、その後、盲学校に進学した経験を有する点字使用者(現在は成人)に対して半構造化面接を実施した。その結果、居住した地域や学校によって支援体制には差があるが、小学校の教員に視覚障害に関する知識がない事例がほとんどであり、視覚障害児の特性がほとんど考慮されなかったことが明らかになった。対象者は、通常学校での視覚障害児の学習に最も必要な支援として、視覚障害児の特質に基づく必要十分な支援を提供できる専門家の関わりを挙げた。研究3:諸外国のインクルージョン教育の実態と、視覚障害教育の専門性に関する調査平成15年と平成16年に、イギリスを訪問し、視覚障害児の教育形態と支援体制を視察した。その結果、イギリスにおいては、通常学校で学ぶ視覚障害児に対する支援体制が充実しており、支援の中核は、視覚障害教育の専門家として認定されているQTVIであることがわかった。また、イギリスの視覚障害児の特別支援教育に関する報告書である「Shaping the Future」を翻訳した。研究報告書の作成と成果の発表:日本特殊教育学会(平成17年)、ICEVI(国際視覚障害教育委員会)東アジア大会(平成17年、タイ)において口頭発表を行った。また、研究3の翻訳物を刊行した。研究の目的に沿って、次の研究1研究3が設定されている。それぞれの研究ごとに、今年度(3年間の継続研究の第1年目)の実績の概要を示す。研究1:盲学校教育現場で構築された指導法の体系化実績:(1)附属盲学校の研究授業を、小、中、高等部の全教科についてビデオで記録した。(2)授業分析の観点を以下の2点とした。この観点で、今後、ビデオを分析する。(1)指導内容の本質にどのように迫ったか。(2)視覚障害児童生徒のためにどこに工夫があるか(全体像の把握、動作の獲得、全体の流れの把握、教材教具の工夫等)。研究2:通常の学校で学んだ視覚障害児童生徒のニーズに関する面接調査実績:半構造化面接の予備調査として、統合教育の経験者(現在は成人) 3人から、通常の学校でのニーズについて聞き取り調査を行い、質問紙を作成した。また、面接調査の対象者のリストを作成し、協力を依頼した。次年度は、この対象者に対して面接調査を行う。研究3:諸外国のインクルージョン教育の実態と、その中での視覚障害教育の専門性に関する調査実績:平成15年10月6日16日に、英国に出張し、ウースター盲学校のアウトリーチ(通常学校の支援)、通常学校に設置された視覚障害児のためのリソースユニット(シェフィールド市内、タプトンスクール他)、英国盲人協会(RNIB)の視覚障害教育への支援体制等を視察した。このことから、盲学校の特別支援のあり方、および通常学校における視覚障害児の支援について、多くの示唆を得た。

盲学校の専門性に立脚した視覚障害教育支援センターの設立についての研究するために、次の研究1研究3が設定されている。それぞれの研究ごとの今年度の研究実績概要は以下のとおりである。研究1:盲学校教育現場で構築された指導法の体系化筑波大学附属盲学校の授業の中から、特に視覚障害教育の専門性の要素が具体的に表れている教科として、数学、理科(化学・物理)、体育の3教科(4科目)を選び、各授業を継続して観察し、ビデオを主体にして業記録を撮った。現在、記録の分析を進めている。分析の観点、すなわち、視覚障害生徒に対する教科教育の専門性として、「実体験に基づくイメージ形成」、「言語化」「学習に必要な技術」の3点をまとめた。後は、これらの観点に沿って、まとめていく予定である。研究2:通常の学校で学んだ視覚障害児童生徒のニーズに関する面接調査聞き取り調査を進めており、授業における専門的な支援が得られなかったことが明らかになってきている。研究3:諸外国のインクルージョン教育の実態と、そのなかでの視覚障害教育の専門性に関する調査昨年度はイギリスの実態について現地調査を行った。今年度は、その際に収集した文献を研究した。特に、王立盲人協会(RNIB)によって継続して発行されている「Curriculum Close Up」及び、王立盲人協会によって発行されている図書、「One of the Class」は、ともに、通常学校における視覚障害児童生徒の教科教育の配慮事項をまとめたものであり、我が国の視覚障害教育支援センターの役割を考える上で多くの示唆が得られた。研究課題に基づき、次のように研究1研究3が設定されている。最終年次である平成17年度において、各研究の実績概要は以下のとおりである。研究1:盲学校教育現場で構築された指導法の体系化平成16年度に引き続き、筑波大学附属盲学校において、数学(中1、中2)、理科(高1理科総合、高2化学、高2物理)、体育(中全学年、高1)の授業のビデオによる記録を10月まで実施した。その作業と併行して、記録の分析を行った。分析の観点は、「保有する感覚を活用した実体験」「実体験に基づくイメージ形成」、「そのイメージの言語化」の各プロセスと、その各段階に関わる「学習に必要な技術(スキル)」とした。研究2:通常の学校で学んだ視覚障害児童生徒のニーズに関する面接調査平成16年度に引き続き、通常の学校と盲学校の両方の修学経験を持つ点字使用者(現在は成人)に対して半構造化面接を実施し、通常学校での学習を回想して回答してもらった。その結果、対象者の居住した地域や通学した学校によって支援体制には大きな差があることがわかった。また、対象者はいずれも通常学校での教育の後に盲学校へ進学した共通の経験を有しているが、通常学校での支援体制や友人関係などの差が大きいにもかかわらず、盲学校への進学・転学時の期待には共通点が多いことが明らかになった。研究3:諸外国のインクルージョン教育の実態と、インクルージョンにおける視覚障害教育の専門性に関する調査平成17年度は現地調査は実施せず、文献研究を進めた。
無限回のBianchi-Baecklund変換によるCMCトーラスの構成

本年度は、特殊なBianchi-Baecklund変換を用いた「新しい平均曲率一定(CMC)曲面の構成」を目標とした。Bianchi-Baecklund変換は、複素接線叢によるCMC曲面の変換として知られている。Bianchi-Baecklund変換は、自明なCMC曲面であっても変換後のCMC曲面は非自明なものとなり、簡単な例から複雑なCMC曲面を構成できる利点がある。また、この変換は幾何学だけでなく、可積分系理論においても有名な変換であり、ソリトン解と呼ばれるsinh-Gordon方程式の重要な解を与えることが知られている。本研究では、無限次元リー群であるループ群の手法を用いて、ある特殊なドレッシング作用を適用することで「特殊なBianchi-Baecklund変換」を定式化し、この変換を既知のCMC曲面に適用し、新しいCMC曲面の構成を行った。ソリトン解の構成において重要であった「Bianchiの可換律」を許容しない変換として、本研究の「特殊なBianchi-Baecklund変換」は定式化されており、通常のBianchi-Baecklund変換とは違った性質をもっていると期待される。また、この特殊なBianchi-Baecklund変換を用いることで、ソリトン解とは異なる性質をもつ「ポジトン解」と呼ばれるsinh-Gordon方程式の重要な解の構成も行った。例えば、sinh-Gordon方程式のソリトン解は周期性を持つが、ポジトン解は、周期性を持たないことを示した。ポジトン解は、他の可積分方程式(sin-Gordon方程式やKdV方程式など)では、その解の性質がよく研究されてきたが、sinh-Gordon方程式のポジトン解の性質は未解明な部分が多く、次年度以降の研究で詳しい性質を明らかにしたい。今後の研究の足掛かりとして必要であった「特殊なBianchi-Baecklund変換の定式化」が終わり、いくつかCMC曲面の具体例の構成も行った。また、本研究については口頭発表を行い、論文も執筆中なので、おおむね順調に進展している。昨年度の研究では、特殊なBianchi-Baecklund変換を用いた「新しいCMC曲面の構成」を行った。この特殊なBianchi-Baecklund変換は、「可換律を満たさない」など異質な性質をもつ曲面変換になっており、更なる解析が求められる。今年度は、この特殊なBianchi-Baecklund変換を複数回用いることで、変換によるCMC曲面の移り変わりを考察したい。また、この特殊なBianchi-Baecklund変換の「無限回の適用」にも研究を進めていけば、CMCトーラスとの関係も見えてくると期待される。現状では、複数回の曲面変換を考えた先行研究は少なく、「無限回の変換」を研究する当該研究テーマは、新しい研究分野開拓の可能性を秘めている。当該研究を通して「無限回の曲面変換による曲面理論」という新しい研究分野の創出を目指し、研究活動を遂行していく。今年度は、研究計画の最終年度であるので、講演や論文執筆による自身の研究成果の発信にも力を入れていきたい。

今年度は、この特殊なBianchi-Baecklund変換を複数回用いることで、変換によるCMC曲面の移り変わりを考察したい。また、この特殊なBianchi-Baecklund変換の「無限回の適用」にも研究を進めていけば、CMCトーラスとの関係も見えてくると期待される。現状では、複数回の曲面変換を考えた先行研究は少なく、「無限回の変換」を研究する当該研究テーマは、新しい研究分野開拓の可能性を秘めている。当該研究を通して「無限回の曲面変換による曲面理論」という新しい研究分野の創出を目指し、研究活動を遂行していく。今年度は、研究計画の最終年度であるので、講演や論文執筆による自身の研究成果の発信にも力を入れていきたい。
都市型人工塩性湿地における生物圏と環境圏間の炭素フラックスの実態と機序解明研究

大阪南港野鳥園北池の優占海藻は変化し、この現象に関わる要因として高水温化、藻類増殖期における淡水流入による低塩分化などの影響が考えられた。また海藻の増殖が著しい6、7月に干出時間を約6時間設け、淡水を湿地内に導入して塩分を20psuに下げることでグリーンタイドを低減できる可能性が示唆された。潮汐変動に伴う湿地堆積物のCO2フラックスを現地調査と室内実験で検討した。湿地でのCO2フラックスは潮汐変動に伴って変化し、干出時には地下水位が下がるほどCO2フラックスが大きくなった。また、冠水時には干出時に比べCO2フラックスが1/51/40に小さくなることがわかった。目的:ポアーフロンチューブを用いたチャンバー法により現地干潟にて干出時とともに冠水時も測定を行い、潮汐による水位の変動とCO2フラックスの関係を検討した。結果:大阪南港野鳥園湿地における干出時のCO2フラックスは3.510.0 mgCO2/m2/minであったが、一日のうちでも変化がみられ、干出時のCO2フラックスと地下水位との間には明瞭な負の線形関係が見られた。これは地下水位の低下に伴い堆積物内に酸素が供給され、好気的分解が促進したためと考えられた。また、冠水時については、CO2フラックスの平均値は0.7mgCO2/m2/minで、干出時と比べて1/51/40であり、時間および水位による変化は見られなかった。これは堆積物内に海水が満たされ酸素の供給量が少なくなり、有機物分解速度が小さくなったためと考えられた。次に、現地堆積物を持ち帰り、実験室にて温度一定のもと、上げ潮1、下げ潮1、上げ潮2、下げ潮2の2潮汐間を模してCO2フラックスを測定した。その結果、干出時は地下水位が下がるにつれてCO2フラックスが大きくなり、現地と同様の特徴が認められた。また、全ての地下水位において上げ潮時の方が下げ潮時よりCO2フラックスが大きいという結果が得られた。冠水時は水位の変化にかかわらず堆積物からのCO2フラックスの変化はほとんど無く、CO2フラックスは干出時のそれと比較すると、冠水時の方が1/81/15小さい値となった。また、冠水直後のCO2フラックスは大きく、時間の経過とともに小さくなる現象が見られた。以上のことから、干潟のCO2フラックスは、一日の潮汐変動に伴って変化し、干出時には地下水位が下がるほどCO2フラックスが増加し、さらに上げ潮時は下げ潮時よりも値が大きくなること、また冠水時は干出時に比べCO2フラックスが1/81/15小さくなることが明らかになった。目的:近年,CO2などの温室効果ガスの吸収に関して,IPCCは2000年2005年において,年間22億トンのCO2が海洋で吸収されていると報告した.中でも,干潟などの浅場の寄与が大きく,その重要性が指摘されている.しかし,このことに関してCO2を指標として定量的に評価した例は少ない.本研究では,都市近郊の富栄養な人工塩生湿地である大阪南港野鳥園を対象とし,堆積物表面でのCO2吸排出特性および吸排出速度に関して検討した.2.方法:大潮の干出時にチャンバー法を用いた調査を行った.明チャンバーでは光合成,有機物分解,呼吸が計測され,CO2吸排出速度がわかる.暗チャンバーでは有機物分解と呼吸のみが計測され,CO2排出速度がわかる.よって両者の差からCO2吸収速度が算出できる.結果と考察:干出地点のCO2排出速度の増加原因として,地下水位の低下に伴い,堆積物間隙中に空気が供給され,有機物分解が促進されたことが考えられた.また,CO2吸収速度の増加原因は堆積物温度の上昇に伴う生物活性の増加に起因した.一方で冠水地点では吸収・排出速度ともに時間的な変化はなく,若干ながらCO2は吸収されていた.測定日ごとのCO2吸収および排出速度と,堆積物温度との関係を見ると,吸収速度に関してはQ10=1.95,排出速度に関してはQ10=2.25が得られた.また,吸収速度は堆積物温度とChl-a,排出速度は堆積物温度の関数として得られた.これらのことにより,底質調査のみで吸収および排出速度の日変化の予測が可能と考えられた.排出速度の変化に関して,潮汐を模した室内実験を行った.干出時は下げ潮時よりも上げ潮時の方がCO2排出速度は大きいが,冠水時は潮汐によるCO2排出速度の変化がなかった.また,堆積物温度・水位・光量を一定とした場合,干出時のCO2吸収速度は大気中のCO2濃度が律速要因であることが分かった.大阪南港野鳥園北池の優占海藻は変化し、この現象に関わる要因として高水温化、藻類増殖期における淡水流入による低塩分化などの影響が考えられた。干潟(塩生湿地)は生物活性が高く有機物分解能が高いと言われている。

室内実験での干潟の有機物分解に関する研究は数多く行われているが、水位や温度など時々刻々と変化する現場環境を再現できていないという課題がある。また干潟現地にて有機物分解を測定する方法は確立しておらず、世界的にも測定例が少ない。さらに、浅場や干潟には海水中の炭素を固定する「ブルーカーボン機能」が注目されており、干潟の炭素固定量の把握と評価が急がれている。本研究では、現地実験で干潟堆積物からの排出または吸収される二酸化炭素量の測定を行い、炭素の吸収・固定・排出に及ぼす温度、干出・冠水特性、地下水位、ならびに底生生物(海藻や底生微細藻類、小型底生動物)の影響を定量的に評価し、都市型人工塩性湿地における有機物分解と光合成活性の特徴を明らかにすることを目的とした。測定に際してはチャンバー法を採用し、干出時に干潟堆積物にチャンバーを被せ、容器を出入りする気体の二酸化炭素の濃度変化から堆積物から排出または吸収される二酸化炭素量を算出した。なお、チャンバーへの気体の流入量と流出量は等しく、チャンバー内の圧力が陽圧および陰圧にならないよう注意した。チャンバーは、完全に光を遮断する暗チャンバーと透明で光を通す明チャンバーの二つを用いた。ここで、暗チャンバーによる二酸化炭素の排出を有機物分解によるもの、暗チャンバーと明チャンバーとの差を光合成による二酸化炭素の吸収とした。測定を行った結果、有機物分解速度は温度依存性が強く、また、底生生物量が大きい夏季に最も大きくなった。一日の変化では、地下水位が下がるにつれて有機物分解が大きくなった。一方、光合成量は底生微細藻類量が大きく光量の高いときに大きくなり、地下水位との関係は見られなかった。学会発表や海外の学術ジャーナルに研究成果の一部が記載されたため。また、暗チャンバーにおける測定手法上の問題が解決したことと、明チャンバーでの測定手法の課題が明確になったことなどから、概ね順調に進展していると判断した。学会発表や学会誌に研究成果の一部が記載されたことによる現地実験において正確な測定の障害要因となる、チャンバー開閉時の短時間の光入射の影響については、現地実験前に測定点を約30分以上暗幕で覆うこと、およびチャンバー開閉時に光の入射を防ぐことによって解決できた。また、明チャンバーでの測定についても、底生微細藻類の光合成に基づくCO2の吸収のため、測定環境がCO2律速の状況になりやすいことがわかった。適正な大気流入量、堆積物表面積、チャンバー開閉頻度についての知見も得られたので、これに基づき正確な干潟堆積物のCO2フラックスを測定する。現在、暗チャンバーを用いて人工塩性湿地におけるCO2フラックスの動態を究明しているが、今後は暗チャンバーとともに底生微細藻類や短年生緑藻の光合成の影響を受ける明チャンバーを用いた現地実験を展開する。解析の障害要因となる短期間の光照射が暗条件での光合成に及ぼす影響については室内実験で検討する。大阪湾圏における複数の自然および人工干潟で観測を展開する。そのため資材費・消耗品費や機器運搬費に研究費を充てる。また、得られた成果を国内外の学協会に発表するための旅費に使用する。今年度CO2アナライザーを購入したため、既存の1台と併せ2台となった。そのため、現地において同時に複数の地点あるいは方法(明・暗条件など)での観測が可能となった。次年度は、この機器を用いた現地観測を複数回行い、そのための試薬・ガラス機器・資材等の購入ならびにレンタカーなどによる機材と試料の運搬に研究費を使用する。また、得られた成果を国内の学協会に発表するための旅費に使用する。
歩容解析に基づくRedirected Walkingの客観評価指標の確立と応用

本研究の目的は,空間知覚をユーザに悟られない範囲で操作することで狭い実空間でも広大なバーチャルリアリティ(VR)空間での歩行移動体験を可能にするRedirected Walking(RDW)技術について,歩容解析に基づく効果の客観評価指標を確立するとともに,効果の個人差の要因を解明することである.これらを元に,ユーザに与えているRDWの効果をオンラインで解析しながらリアルタイムにパラメータを調整し,ユーザごとに最適化されたRDWを実現可能なRDW制御器を実現する.本研究の目的は,空間知覚をユーザに悟られない範囲で操作することで狭い実空間でも広大なバーチャルリアリティ(VR)空間での歩行移動体験を可能にするRedirected Walking(RDW)技術について,歩容解析に基づく効果の客観評価指標を確立するとともに,効果の個人差の要因を解明することである.これらを元に,ユーザに与えているRDWの効果をオンラインで解析しながらリアルタイムにパラメータを調整し,ユーザごとに最適化されたRDWを実現可能なRDW制御器を実現する.
不連続面の力学的不安定現象に関する理論的研究

日本各地で起こり得る地震、斜面崩壊、トンネル崩落などの現象は周囲に甚大な人的、物的被害をもたらすため、その発生機構の解明および影響の定量的評価が急務となっている。このような災害の多くは、断層や節理など地質学的不連続面のすべり(力学的不安定現象)により引き起こされるが、不連続面の力学的性質そのものについては未だ不明な点が多い。特にすべりが比較的安定な準静的成長段階から動的状態へと遷移する過程に関する研究は、世界的にみても未だ初期段階、着手段階であり、解明すべき問題が多い。本研究では、まず、準静的に増加する不均一応力下にあり、非線形すべり軟化則に従う二次元不連続面の安定性についてエネルギ解法に基づき解析的に考察、上記遷移過程のリンクの一端を明らかにした。次に三次元的に広がる不連続面のすべり安定性を評価し、不安定現象を起こす最小すべり領域の縦横比と媒質のポアソン比との関係などを明らかにした。すべりや亀裂の問題に関する理論解析の多くは、特異積分で表された力学的平衡条件式をそのままの形で解こうとするため、特にすべり領域端において自ずと解析が煩雑となる。しかしながら、今回行ったように系全体のエネルギのバランスを考え、その安定条件(変分)を評価すれば、特異積分を直接評価する手間を省略することができ、非線形すべり軟化則に従う三次元不連続面の安定性という複雑な問題も非常に容易に解析可能となる。得られた結果(すべり領域の臨界条件)も至極簡単な数式で表されており、各種計測現場などでもすぐに適用可能である。特にすべりが比較的安定な準静的成長段階から動的状態へと遷移する(以下「準静→動」遷移と記す)過程に関する研究は、世界的にみても未だ初期段階、着手段階であり、解明すべき問題が多い。本研究では、まず、準静的に増加する不均一応力下にあり、非線形すべり軟化則に従う二次元不連続面の安定性についてエネルギ解法に基づき解析的に考察、「準静→動」のリンクの一端を明らかにした。次に三次元的に広がり、異種材料間に位置する不連続面のすべり安定性を評価し、不安定現象を起こす外部応力の最小作用領域の縦横比などを求めた。
血管内皮伸展刺激に着目した肝再生メカニズムに関する基礎実験的研究

我々は以前、門脈塞栓術による血流変化に伴い非塞栓葉の類洞内皮細胞が約150%に持続伸展されることにより、NF-kBが活性化され、肝再生に重要なトリガーであるIL-6が分泌されることを報告した。そこでシリコン製のチャンバーに内皮細胞を培養し、持続伸展刺激を加えIL-6産生に至るシグナル伝達経路を調べた。持続伸展刺激による内皮細胞からのIL-6の産生は、インテグリンのoutside-in signalingに始まり、PI3-K/PLC-gamma/PKC/NF-kBによるシグナル伝達経路であることをつきとめた。従来の門脈結紮モデルでは開腹による各種因子の発現への影響を否定できず、非侵襲下における肝再生のメカニズムを解明するため、surgical non-stressラット門脈結紮モデルを確立した。全身麻酔下に開腹し、結紮糸を門脈左枝の周りに結紮せずに通しておき、手術の侵襲が無くなる一週間目に皮下から出してある糸を引っ張り門脈結紮を行う。この非侵襲下門脈結紮モデルを用いて、門脈結紮後、非塞栓葉におけるNF-kBの活性は0.5-1時間に認め、IL-6mRNAの発現は3時間で有意に上昇した事を確認した。なおIL-6mRNAの発現はperlportal領域の類洞内皮細胞で優位に認められた。血清IL-6は3時間以内に速やかに上昇し6時間まで上昇し続けた。更にSTAT3の活性は3-6時間にピークをみた。以上の結果より、門脈塞栓術→非塞栓葉の類洞内皮細胞のstretch→NF-kBの活性→IL-6産生→肝細胞内でのSTAT3の活性→肝再生というcascadeの存在を示唆していると考えられた。Surgical non-stressラット門脈結紮モデルにおける肝再生signaling pathwayの検討:肝再生早期には各種転写因子(NF-kB、STAT3)が発現、活性化することが報告されているが、従来の門脈結紮モデルでは開腹による各種因子の発現への影響を否定できない。臨床の場で非侵襲的に施行される、経皮経肝門脈塞栓術後における肝再生のメカニズムを解明するため、surgical non-stressラット門脈結紮モデルを確立した。全身麻酔下に開腹し、結紮糸を門脈左枝の周りに結紮せずに通しておき、手術の侵襲が無くなった一週間目に皮下から出してある糸を引っ張り門脈結紮を行う。この非侵襲下門脈結紮モデルを用いて、経時的に非塞栓葉の肝組織を採取、解析しシグナル伝達系を解明した。門脈結紮後、非塞栓葉におけるNf-kBの活性は0.5-1時間に認め、IL-6mRNAの発現は3時間で有意に上昇した。なおin situ hybridization法により、IL-6mRNAの発現はperiportal領域の類洞内皮細胞で優位に認められた。以上の結果より、門脈塞栓術→非塞栓葉の類洞内皮細胞のstretch→Nf-kBの活性→IL-6産生→肝細胞内でのSTAT3の活性→肝再生のcascadeの存在を示唆していると考えられる。
ループス腎炎における自然免疫系を介するPAI-1発現の解明と治療への応用

Plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1)は、抗リン脂質抗体陽性の全身性エリテマトーデス(SLE)患者の血栓形成やループス腎炎(LN)の進展に関わるという報告がある。申請者は、ヒト培養腎糸球体内皮細胞(GECs)におけるToll様受容体3 (TLR3)を介するPAI-1産生について報告した。今回、GECsにおけるTLR3, TLR7, TLR9を介するPAI-1の発現とI型IFNの関連性、既存の治療薬やSLE患者血清添加によるPAI-1発現の変化、SLE患者の尿,血液検体中のPAI-1の濃度と疾患活動性との関連性について検討する。
高齢者施設におけるケアワーカーによる看取り介護の実践と課題

本研究では、特別養護老人ホームのケアワーカーがどのような看取り介護を行っているのか、看取り介護に対してどのような意識を持っているのか、どのような教育研修を受けているのかを明らかにし、看取り介護の意識や教育研修が実践にどのような影響を与えるかを検証した。さらに、ケアワーカーが看取り介護によって経験するグリーフとその対応を明らかにし、経験年数によってどのように変化してきたのかを考察した。近年、福祉現場において看取り介護の中心的な役割を担っているケアワーカーの実践や彼らが日々の実践で感じていることを明らかにし、看取り介護現場に対する理解を深め、ケアワーカーをサポートする教育体制や職場環境を整えていくことが必要だと考える。そこで、本研究では、まず看取り介護に関する文献研究を行い、この先行研究をもとに聞き取り調査において問う内容を検討した。そして、1看取り介護を経験したケアワーカーについて個別に聞き取り調査(プレ調査)を行い、看取りケアを行うケアワーカーが行うケアの実際と役割、必要と考えられているケアの内容、ケアワーカーが感じる看取りの難しさ、必要と考える知識や研修内容、ワーカー支援の状況等を質問した。次に、このプレ調査と文献研究を踏まえて調査票を作成し、ケアワーカーの看取りケアの実践状況と課題を把握するための基礎的な統計データを得ることを目的として、2全国の特別養護老人ホームに従事するケアワーカーを対象とした量的調査を実施した。1聞き取り調査は、調査協力への了解が得られた関西の政令指定都市にあるA特別養護老人ホームに従事するケアワーカー8名(若年層4名、ベテラン層4名)を訪問し、1時間程度の半構造化面接調査を実施した。調査期間はH26年7月であった。2量的調査は、全国の特別養護老人ホームから47都道府県ごとに各25施設を無作為抽出し、1175施設に調査票を2部ずつ配票し、介護職員2名(介護主任および他1名)への調査協力依頼を行った。回収された調査票は483部であり、回収率は20.6%であった。調査期間はH26年12月H27年1月であった。調査票に含まれる項目は、(1)ケアワーカーの看取りに対する思いや意識、(2)ケアワーカーの実践内容、(3)ケアワーカーが必要と感じているケアや教育研修内容、(4)仕事の満足度などであった。本研究は、昨年度に続き、ケアワーカーの看取り介護実践の状況を明らかにし、看取り教育・研修の現状と現場ニーズを把握すること、看取り介護の中心的な役割を担うケアワーカーをサポートする教育体制や職場環境を検討することを目的とした。アンケート調査については、研究計画に沿って、昨年度末(平成26年12月平成27年年1月)に、全国の特別養護老人ホームに従事するケアワーカーを対象に実施し、調査によって得られたデータの集計と分析を実施した。調査票に含まれた項目は、基本属性に加え、1ケアワーカーの看取りに対する思いや意識、2ケアワーカーの実践内容(実践状況と必要度)、3ケアワーカーが必要と感じている研修内容と実際の研修内容、4ケアワーカーの職務満足度、5ケアワーカーのストレスなどであった。分析のテーマは、主に以下の二つであり、(1)看取り介護の実践と教育の実際に関する記述統計量に関する分析からは、ケアワーカーの看取り介護の中心は「本人の体調管理」であることや、臨終に近い終末期の実践スキルに関する研修が強く求められていることなどが明らかにされた。また、(2)看取り介護の実践に影響を与える要因に関するモデルを検討した重回帰分析からは、看取り教育・研修を受けていること、ケアマニュアルがあること、看取り介護の経験人数が多いことが、看取り介護実践に影響を与えているという知見が得られた。看取りにおける実践には、死生観や援助観といった看取り介護に対する意識やスーパーバイザーの存在は影響しておらず、教育や経験を通した看取り介護に関わる具体的な知識や技術の習得、経験の積み重ねが実践に結びつく可能性が示唆されたと言える。また、インタビュー調査については、すでに4名のケアワーカーからの聞き取り調査を終え、他に2施設からの内諾を得ている。今年度は、1昨年度に実施したケアワーカーを対象とした看取りに関するアンケート調査結果の分析と発表準備を行うとともに、2ケアワーカーへのインタビュー調査を開始した。1アンケート調査結果の分析から、ケアワーカーは身体的ケア中心の看取りとなっており、研修も主に身体的ケアを受講していた。しかし、ケアワーカーの要望は、利用者の危篤時にどのような対応をしたらよいかという具体的なマニュアルや研修が求められており、ケアワーカーが求めているものと実際に提供されている研修が希望にかなっていない実態が明らかとなった。2のインタビュー調査では、すでに4名のケアワーカーからの聞き取りを終え、他に2施設からの内諾を得ている。今後、インタビュー調査を中心に研究を進めていく予定である。本研究の目的は、1高齢者施設におけるケアワーカーによる看取り介護の実践を明らかにすること、2ケアワーカーが看取り介護の場面で抱えている不安・戸惑い・悩みを明らかにすること、3組織における看取り介護体制を明らかにし、ケアワーカーが看取り介護を実践していく上での職場環境のあり方を検討すること、4ケアワーカーが看取り介護に関してどのような教育や研修を受けているのか、また、どのような教育や研修を求めているかを明らかにし、看取り介護において必要な教育や研修を検討することである。最終年度は下記を中心に研究を行った。1つは、インタビュー調査の実施である。

インタビューでは、1職場における看取り場面で不安・戸惑い・悩みを抱いた経験があるかどうか、2その時にどのように対処していたか、3不安・戸惑い・悩みを誰かに伝えたことがあるかどうか、4これまで組織内外において、看取りに関する教育・研修を受けてきたかどうか、5今後必要だと思う教育・研修はどのようなものであるかについてお話しをうかがった。2つめは、インタビュー調査で得られたデータの分析と考察である。そこでは、経験年数によってケアワーカーの不安・戸惑い・悩みやその対応に共通性や相違性があることが明らかとなった。3つめは、アンケート調査の結果を分析し、その内容を日本ソーシャルワーク学会および日本社会福祉学会で発表したことである。前者では、ケアワーカーがどのような看取り介護を行い、どのような教育研修を受けているのか、どのような看取り介護や教育研修を必要としているのか、看取り介護に対するケアワーカーの教育研修が看取り介護の実践にどのような影響を及ぼしているかを発表した。後者では、ケアワーカーを対象とした質問紙調査を実施し、先行研究より看取り介護に対する意識や教育・研修が看取り介護の実践に影響を与えるという仮説を立てて検証した内容を発表した。本研究では、特別養護老人ホームのケアワーカーがどのような看取り介護を行っているのか、看取り介護に対してどのような意識を持っているのか、どのような教育研修を受けているのかを明らかにし、看取り介護の意識や教育研修が実践にどのような影響を与えるかを検証した。さらに、ケアワーカーが看取り介護によって経験するグリーフとその対応を明らかにし、経験年数によってどのように変化してきたのかを考察した。研究計画において予定していた平成26年度の看取り介護に関する文献研究、プレインタビューの実施、調査の設計については、当初の予定通り、すべて実施することができた。また、平成27年度に予定していた量的調査についても、すでに実施を終えており、現在はデータ入力を終え、データ整理と確認を行っている段階である。今後はこれらの統計データの分析を実施していく予定であり、この量的調査によって明らかとなったケアワーカーの看取り介護の実践課題や看取りに対する不安の背景を分析し、より具体的な事例を分析していくために質的調査を行い、看取り介護における課題の導出を行っていく。調査の進捗状況は、非常に順調に進行しているといえる。これまでの研究で、アンケート調査については、全国の特別養護老人ホームから47都道府県ごとに各25施設を無作為抽出し、1175施設に調査票を配布し、介護職員2名への調査を実施し、その結果について分析を行った。今後は、日本ソーシャルワーク学会第33回大会(2016年7月、発表標題:特別養護老人ホームにおけるケアワーカーの看取り介護の実践と教育の実態に関する量的調査研究)、日本社会福祉学会第64回大会秋季大会(2016年9月、発表標題:特別養護老人ホームにおけるケアワーカーの看取り介護の実践と影響要因に関する実証的研究)において研究成果を報告する予定である。インタビュー調査については、3つを中心に行っていく予定である。(1)これまでに行ったインタビュー(大阪府の特別養護老人ホームにおいて2名のケアワーカーおよび東京都の特別養護老人ホームにおいて2名のケアワーカーに実施)の逐語記録の分析、
準結晶の構造と成長機構

昭和61、62年度にわたり組織された総合研究班(A)の中で、我々は準結晶の構造について多角的な研究を行い、各分野で成果をあげたが、63年度より重点領域研究として一層の研究の推進に努めた。以下にその大要を記す。(1)Al-Mn、Al-Mn-Si系の準結晶について高分解能電子顕微鏡法により原子的構造モデルを提案し、転位とフェイゾンひずみの解析を行った。(2)シンクロトロン放射を用いたPd-U-Si準結晶の構造解析、及びX線回折、中性子回折によるAl-Mn-Si、Al-Mn-Ru-Si、Al-Cu-Fe、Al-Vなどにおける準結晶の構造解析を行った。(3)Al-(Fe、Ru、Os)-Cu系において、安定相として準結晶が生成することを世界で初めて見いだすとともに、これらが今までにない高品質な準結晶であることを高分解能電子顕微鏡で明らかにした。(4)原子のポテンシャル分布と電子顕微鏡像との比較から、準結晶の原子配列モデルの妥当性を直接的に検証した。(5)電子線を5回と2回軸方向より入射した場合に、チャンネリング効果が現われることを見出し、それを利用して準結晶中の原子配列分布を解析することができた。(6)蒸着薄膜および蒸発微粒子における準結晶の生成生長機構の研究、メカニカルアロイング法、レーザー照射法による準結晶状態の作製条件の研究についても、多くの新知見を加えた。(7)高温X線異常散乱測定法により、Al-Cu-VおよびAl-V合金の低温における非晶質状態から準結晶への状態の変化を追跡し、両者の局所構造の相違を明らかにした。(8)収束電子回折法により、Al-Cu-Fe準結晶相の局所対称性を研究し、ビーム径、試料厚さ、作製条件との関連を研究した。
異方的2次元量子系における分数粒子

1次元の分数量子数をもつ準粒子が鎖間プロセスによって高次元の整数量子数をもつ準粒子へとどのように移り変わっていくのかを、厳密解と鎖間弱結合理論を用いて調べた。その結果、分数量子数をもつ準粒子は鎖間プロセスによって結合状態を形成することがわかった。こうして得られた準粒子によって、フラストレートした異方的2次元反強磁性体の磁場中で観測されていた異常な動的性質を統一的かつ定量的に説明することができた。本年度は、異方性のある2次元ボーズ粒子系について、斥力が強い極限での分数電荷の密度相関の振る舞いを調べた。具体的には、サイト内および隣接するサイト間の粒子に働く斥力が強い極限で、1次元の厳密解を用いた2次元系の基底を構成し、これらで張られる制限されたヒルベルト空間で、空間的異方性をもつ2次元系の動的構造因子S(k,w)を計算した。波数によって、緩やかな連瘢スペクトルが現れる領域と、デルタ関数のピークが現れる領域とに分かれ、それぞれの領域で、2回の基底変換を通じて、分数電荷間の密度相関の計算を行った。その結果、分数電荷(スピノン)の閉じ込め効果は、通常考えられている緩やかな閉じ込めではなく、波数に強く依存した急激な閉じ込めが起こることが明らかになった。この研究成果は、2008年8月にオランダのアムステルダムで行われた国際会議25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)で口頭発表を行い、プロシーディングスとして出版された。また、ポーズ粒子系の化学ポテンシャルを変化させた場合に対応する、磁場中での磁性体の性質についても研究を行った。磁場中の動的性質は、1次元系でさえも十分に理解されていなかったため、厳密解を用いて1次元量子スピン系の磁場中での動的性質を詳細に調べた。その結果、これまで知られていた準粒子描像では表すことのできないストリングを担う準粒子も、磁場中では重要な役割を果たしていることが分かった。これにより、長年謎であった量子スピン鎖で観測されていた高エネルギーの連続スペクトルの起源を明らかにするとともに、磁場中量子スピン鎖の動的性質の全体像を明らかにすることができた。この研究成果は、2009年1月に出版されたPhysical ReviewLetters誌に掲載された。1次元および1次元鎖が弱く結合した異方的2次元のフェルミ粒子系の動的性質について厳密解を用いて詳細に調べ、ボーズ粒子系の場合との比較を通じて、相互作用するフェルミ粒子系で現れる準粒子の特徴を明らかにした。まず、1次元鎖上で相互作用するスピンレスフェルミ粒子系のスペクトル関数をべーテ仮設法の厳密解を用いて詳細に調べた。その結果をハードコアボーズ粒子であるスピン1/2のスピン鎖の性質と比較したところ、フェルミ粒子とボーズ粒子の統計性の違いによって、ギャップレス点やスペクトル関数の形状が異なることがわかった。また、その違いはべーテ仮設法で現れるベーテ量子数の分布の違いによって簡潔に説明できることが明らかになった。さらに、高エネルギー領域に現れる連続体の性質についても、べーテ仮設法の2-ストリング解を用いた解析によって明らかにすることができた。次に、これらの1次元系の結果が2次元系の性質とどのように関連するのかを調べるために、1次元鎖間にフラストレートした結合を導入した異方的2次元のモデルを考え、鎖間ホッピングによる準粒子描像の変化について、粒子間斥力の強い極限での厳密な解析を行った。その結果、鎖間を移動する際に、1次元系の準粒子が結合状態を形成し、それが通常のフェルミ液体理論で現れるものと同様な準粒子として振る舞うことがわかった。この場合においても、粒子の統計性の違いを反映して、分散関係やスペクトル強度分布などがボーズ粒子系の場合とは異なることが明らかになった。