hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化学物質のPOPs特性評価のための構造物性相関-多媒体結合モデルの開発

残留性有機汚染物質(POPs)の特性として、長距離移動性と残留性が重要と考えられているが、これらは、化学物質の各種の物性の組み合わせによって決定される。これまで、多媒体動態環境動態モデルを基礎とした長距離移動性評価指標(LRTP:Long-Range Transport Potential)および残留性(Pov:Overall persistence)に関する検討が広く行われているが、環境動態モデルによるLRTPおよびPov指標の導出には対象物質の物性値が必要となる。多くの場合、完全な物性値は利用できず、一部の物性値かQSPR(構造物性相関)による推定値を用いることが必須となる。しかし、QSPR推定の不確実性が、導出されるLRTPおよびPovにどのような影響を与えるかの検討はまだ不充分であり、導出されたLRTP等の指標の信頼性確立のための検討が急務である。本研究では、QSPRと多媒体動態の複合モデルの開発を行うとともに、この過程で化学物質の構造特性がどのような形でPOPs的な特性に寄与するかを明らかにすることを目標とする。研究後半である本年度は、昨年度までに検討した臭素化難燃剤、臭素および臭素・塩素混合ダイオキシン類を対象として、動態モデルにおいて必要となる物理化学的定数のQSPR推定の方法に基づき、実際の関連物質のQSPR推定を行った。また、昨年度後半に新たにOECDによる公式の特性評価モデル(OECD-The Toolモデル)が公表されたので、このモデルに対する入力データおよびデータインターフェースについて検討を行った。これらの成果をあわせて、研究発表(査読つき論文)の取りまとめを行った。研究前半である本年度は、対象物質として臭素化難燃剤、臭素および臭素・塩素混合ダイオキシン類を対象として、動態モデルにおいて必要となる物理化学的定数のQSPR推定の方法について検討した。臭素化難燃剤および臭素および臭素・塩素混合ダイオキシン類については、本年度は数千の多数に上る対象物質の分子パラメーターの推定手法と確定することをまず試みた。研究では物性値の存在する既存物質についてB3LYP法とPM6,RM1法のそれぞれで同一の各種分子パラメーターの推算を行い、相互の結果により得られた蒸気圧、溶解度、オクタノール水分配定数、オクタノール空気分配定数の比較を行った。この結果、近年提案されたばかりのPM6およびRM1法による推定結果は、従来のAM1およびPM3法に比較して明らかにB3LYP法と良い相関を示し、一方で、計算時間は1/100のオーダーで迅速に可能であることが示され、次年度においてこれら関連物質のQSPR推定を行うための準備を確立したと考えている。
肢体不自由者(児)の日常生活における動作およびエネルギー消費の計測

【目的】本研究の目的は,肢体不自由者(児)の日常生活における動作およびエネルギー消費の計測方法を開発することである.これが可能となれば,リハビリテーションの効果判定をより日常生活レベルに即して行うことができる.本研究期間内においては,既存の機器を用いて有効性と妥当性を検討した.【対象】健常成人および健常乳児【方法】健常成人3名で15分間の平地歩行,平地走行,車いす平地自走を行い,エネルギー消費を計算した.エネルギー計測装置として(1)POLAR社RUNNING,(2)MICROSTONE社スポーツメモリー,(3)GMS社製AC201を用いた.健常乳児では寝返り動作をVICON社動作分析装置で計測した.【結果】歩行では被験者3名(A,B,C)の消費エネルギーは,機器(1)(2)(3)それぞれでA(1)58kcal,(2)117kcal,(3)114kcal.B(1)55kca1,(2)92kcal,(3)84kcal.C(1)88kcal,(2)60kcal,(3)107kcal.走行ではA(1)137kcal,(2)114kcal,(3)190kcal.B(1)109kcal,(2)88kcal,(3)167kcal.C(1)180kcal,(2)124kcal,(32)191kcal.車いす自走はA(1)32kcal,(2)48kcal,(3)31kcal.B(1)28kcal,(2)43kcal,(3)38kcal,C(1)44kcal,(2)48kcal,(3)29kcalであった.乳児の寝返り動作は柔軟で,剛体モデル化が困難であった.【考察】エネルギー消費の算出に関し,機器(3)は歩行,走行,車いす自走で有効性と妥当性が確かめられ,計算原理も公開されている.(1)は心拍で,(2)は腕の振りから計算するが,その計算原理は公開されていない.今回(1)(2)(3)はかなり差があり,(1)や(2)に有効性や妥当性があるとは言い難い.今後はこれらを考慮した製品開発が必要と考える.本研究は日常生活における動作およびエネルギー消費の計測法開発を目的としている。計測対象を(1)ヒトを一まとまりの物体と考えたときの、時間に対する位置(重心位置)の変化、(2)酸素消費、心拍数の変化など、と設定し、利用できうる機器を過去の文献、カタログ等を参考にして検討の上、次の15を選定した。1.小型三次元加速度計3軸の高精度加速度センターを内蔵した機器で、腰ベルトに固定することにより最大37日の3次元加速度変化を連続で記録し、歩行数、カロリー消費も計算することができる。2.腕時計型スポーツメモリ加速度センサー・ジャイロセンサーを内蔵した機器で、腕時計型。運動パターンを判別し、歩数、消費カロリーも記録することができる。3.ランニングコンピューター腕に本体、胸部に心拍計、靴にストライドセンサーを取り付けることにより、心拍数・速度・距離・ペース・ケイデンス・ストライド・高度を測定することができる。4.サイクリングコンピューター本来自転車用の機器であるが、車椅子にも装着可能である。胸部に心拍計を装着することで、スピード、心拍、傾斜角度などを測定することができる。5.高感度GPSナビゲータGPS(Global Positioning System、汎地球測位システム)を用い、屋外の行動を記録することができる。腰ベルトに装着可能。これらはいずれも、広い範囲での行動を記録することが可能であるが、それぞれに利点・欠点がある。平成19年度は正常者(児)を対象にこれらの機器の試用を開始した。しかし対象数がまだ少なく、当初計画していた、計測法としての有効性と妥当性の検討は次年度に行うこととした。本研究は日常生活における動作およびエネルギー消費の計測法開発を目的としている。昨年度は計測対象を(1)ヒトを一まとまりの物体と考えたときの、時間に対する位置(重心位置)の変化、(2)酸素消費、心拍数の変化など、と設定し、利用できうる5種類の機器を選定した。今年度はこれらを正常人に実際に装着し試用した結果、計測機器を以下の3種類に絞り込んだ。1)小型三次元加速度計3軸の高精度加速度センターを内蔵した機器で、腰ベルトに固定することにより最大37日の3次元加速度変化を連続で記録し、歩行数、カロリー消費も計算することができる。2)腕時計型スポーツメモリ加速度センサー・ジャイロセンサーを内蔵した機器で、腕時計型。3)ランニングコンピューター腕に本体、胸部に心拍計、靴にストライドセンサーを取り付けることにより、心拍数・速度・距離・ペース・ケイデンス・ストライド・高度を測定することができる。今年度はさらに実際の障害を持った小児(義足歩行をしている先天性下肢形成不全患者、二分脊椎による両下肢不全麻痺患者、下肢長不等の患者)を対象に、三次元動作解析装置、圧センサーを用いた歩行解析装置を用いて分析を行い、上記の日常生活における動作の分析との関連性検討に備えた。また、二分脊椎患者、骨系統疾患の患者、脳卒中後の片麻痺患者を対象に、下肢運動機能評価、姿勢コントロール、移動能力の推移、日常生活動作に関する検討など、上記研究を補強するデータを得た。来年度は研究の最終年度として、健常人、障害者ともに対象者数を増やし、日常生活における動作およびエネルギー消費の計測に最適な手法を検討する予定である。

【目的】本研究の目的は,肢体不自由者(児)の日常生活における動作およびエネルギー消費の計測方法を開発することである.これが可能となれば,リハビリテーションの効果判定をより日常生活レベルに即して行うことができる.本研究期間内においては,既存の機器を用いて有効性と妥当性を検討した.【対象】健常成人および健常乳児【方法】健常成人3名で15分間の平地歩行,平地走行,車いす平地自走を行い,エネルギー消費を計算した.エネルギー計測装置として(1)POLAR社RUNNING,(2)MICROSTONE社スポーツメモリー,(3)GMS社製AC201を用いた.健常乳児では寝返り動作をVICON社動作分析装置で計測した.【結果】歩行では被験者3名(A,B,C)の消費エネルギーは,機器(1)(2)(3)それぞれでA(1)58kcal,(2)117kcal,(3)114kcal.B(1)55kca1,(2)92kcal,(3)84kcal.C(1)88kcal,(2)60kcal,(3)107kcal.走行ではA(1)137kcal,(2)114kcal,(3)190kcal.B(1)109kcal,(2)88kcal,(3)167kcal.C(1)180kcal,(2)124kcal,(32)191kcal.車いす自走はA(1)32kcal,(2)48kcal,(3)31kcal.B(1)28kcal,(2)43kcal,(3)38kcal,C(1)44kcal,(2)48kcal,(3)29kcalであった.乳児の寝返り動作は柔軟で,剛体モデル化が困難であった.【考察】エネルギー消費の算出に関し,機器(3)は歩行,走行,車いす自走で有効性と妥当性が確かめられ,計算原理も公開されている.(1)は心拍で,(2)は腕の振りから計算するが,その計算原理は公開されていない.今回(1)(2)(3)はかなり差があり,(1)や(2)に有効性や妥当性があるとは言い難い.今後はこれらを考慮した製品開発が必要と考える.
分光学的特徴を有する機能性フタロシアニン類の創出

今迄報告された色素は殆どが所謂(4n+2)パイ系の化合物であった。動物中の血色素、植物中の葉緑素など生態系で関係するポルフィリン類も99%以上は(4n+2)パイ系に属する。しかしここ10年ほど4nパイ系への関心が高まり、論文としては4nパイ系の化合物が報告されるようになってきた。しかし、合成が難しく例が少なかったためその性質に関しては未だ充分に解析されておらず、現在世界で合成と解析の研究者が共同で4nパイ系化合物の化学を発展させている。今回の研究では分光学的な面から解析が比較的し易いポルフィリン類縁体であるフタロシアニン類に的を絞り、4nパイ系の化合物をデザイン・合成し、解析した。サブフタロシアニンと呼ばれる中心にボロンを含む芳香環は過去30年近く研究されて来たが全て(4n+2)パイ系であった。パイ系骨格を理論的に4nパイ系になるようデザインし、実際合成し、各種測定結果を解析して実際に4nパイ系であることを証明した。吸収スペクトル、NMRデータの化学シフト値は通常の芳香族化合物としては全く説明がつかず、環電流は(4n+2)パイ系芳香族のものとは反対であった。吸収スペクトルの詳しい解析は磁気円偏光2色性スペクトルも用い、更に量子化学的計算も参考にした。結果は1流の国際誌に発表された。また2019年度5月に開催される国際学会で発表される。また拡張ポルフィリン系の化合物として、プロトン添加時と非添加時で共に4nパイ形になる化合物を合成し、解析を進めている。例えば4nパイ系の化合物の吸収スペクトルは6つの軌道で説明されることが理論家により提唱されているが、これは分子の形、サイズにより、当てはまらない事が最近明らかになって来ており、我々の系でも議論する予定である。現在は(4n+2)パイ系と4nパイ系の中間に位置する化合物も合成し解析を進めている。実験は概ね良好に進んでいる。現在4種の4nパイ系の化合物合成に取り組んでおり、2つについては分光学的データを集めている。合成の段階で思ったより2倍の時間がかかったが、毎日データを集め、解析するのが楽しい段階で、2019年度中には2ー3報の論文にまとめる事が可能と思う。また国内外の学会で発表予定である。ただ解析の段階で装置がなくて測定できていない物がある。それは液体窒素温度でのEPR測定である。30年位前は多くの大学・研究所に当たり前に装置があったが、今は殆ど専門家がおらず、室温下の測定は出来ても液体窒素温度で測定可能な所がみつかっていない。液体窒素温度での測定なくして必要な情報が得られず、今後もEPR測定必要な化合物が合成できる度に問題となりそうである。磁化率の装置は自分の所になくとも専門家がおり、サンプルを送り共同研究とする予定である。この研究はあと2年継続の予定である。中心に金属イオンをひとつ含む単核の4nパイ系化合物は2019年度中に最低2つの報告に纏めたい。近赤外領域の分光法など自分の所にない装置を用いる測定は理研に数回出張してデータを集める。液体状と個体状の磁化率の温度変化測定は外部の専門家と共同研究するため、サンプルの再度合成を行う。液体窒素温度でのEPR測定が出来ずに困っているが、これは測定可能な場所をなんとか探す。中心に遷移金属を3つ含有する4nパイ系も合成に着手しており、2019年度中に何とか目処をつけたいと思っている。

例えば4nパイ系の化合物の吸収スペクトルは6つの軌道で説明されることが理論家により提唱されているが、これは分子の形、サイズにより、当てはまらない事が最近明らかになって来ており、我々の系でも議論する予定である。現在は(4n+2)パイ系と4nパイ系の中間に位置する化合物も合成し解析を進めている。実験は概ね良好に進んでいる。現在4種の4nパイ系の化合物合成に取り組んでおり、2つについては分光学的データを集めている。合成の段階で思ったより2倍の時間がかかったが、毎日データを集め、解析するのが楽しい段階で、2019年度中には2ー3報の論文にまとめる事が可能と思う。また国内外の学会で発表予定である。ただ解析の段階で装置がなくて測定できていない物がある。それは液体窒素温度でのEPR測定である。30年位前は多くの大学・研究所に当たり前に装置があったが、今は殆ど専門家がおらず、室温下の測定は出来ても液体窒素温度で測定可能な所がみつかっていない。液体窒素温度での測定なくして必要な情報が得られず、今後もEPR測定必要な化合物が合成できる度に問題となりそうである。磁化率の装置は自分の所になくとも専門家がおり、サンプルを送り共同研究とする予定である。この研究はあと2年継続の予定である。中心に金属イオンをひとつ含む単核の4nパイ系化合物は2019年度中に最低2つの報告に纏めたい。近赤外領域の分光法など自分の所にない装置を用いる測定は理研に数回出張してデータを集める。液体状と個体状の磁化率の温度変化測定は外部の専門家と共同研究するため、サンプルの再度合成を行う。液体窒素温度でのEPR測定が出来ずに困っているが、これは測定可能な場所をなんとか探す。中心に遷移金属を3つ含有する4nパイ系も合成に着手しており、2019年度中に何とか目処をつけたいと思っている。通常当該年度の予算は4月から翌年の3月まで使う。実験計画もその予定でたてたが、2018年度は外国からの博士課程学生が10月から配属になり、その実験が遅れた分の予算(約56000円)が浮いた形となった。実験が順調に進んでいるため、2019年度の旅費等に使用する。また本大学にない装置を使う予定があり、その為に学生か小職が和光市の理研、および名古屋大学に測定に出かける旅費(もしくは使用料)等に使用する。
生産効率を最大化する倉庫機能の設計・運用を考慮した工場レイアウトの総合的研究

本研究では,オーダーピッキングが主たる業務となる倉庫において,生産性を最大化するための研究を行い,主に以下3点の研究成果を得た.(1)倉庫レイアウトとピッキング経路の組合せは通路幅およびピッキング作業者数によって異なる.(2)アイテム総数とアイテム種類数の比率は最適な出荷作業方法の決定に大きな影響を及ぼす.(3)ピッキング工程における各アイテムの在庫補充方策決定には数理計画法の適用が有効であり,需要変動に対応するためは適切な間隔で補充方策の見直しが必要である.本研究では,オーダーピッキングが主たる業務となる倉庫において,生産性を最大化するための研究を行い,主に以下3点の研究成果を得た.(1)倉庫レイアウトとピッキング経路の組合せは通路幅およびピッキング作業者数によって異なる.(2)アイテム総数とアイテム種類数の比率は最適な出荷作業方法の決定に大きな影響を及ぼす.(3)ピッキング工程における各アイテムの在庫補充方策決定には数理計画法の適用が有効であり,需要変動に対応するためは適切な間隔で補充方策の見直しが必要である.本研究は生産性の高い倉庫の設計をすることが目的である.本研究テーマの初年度となる平成22年度は,倉庫の設計・運用法に関する国内外の様々な文献を調査し,当該分野の研究状況を把握した.倉庫は,受入・保管・ピッキング・包装・出荷の各作業から構成されるが,これらの中でもとりわけ,ピッキング作業には大きなコストがかかり,倉庫全体の生産性向上を実現するためにはこのピッキング作業を如何に行うかが非常に重要であることが明らかになった.次に,このピッキング作業の現状を調査するために,日用雑貨品を扱う大手卸業者の大規模倉庫を調査対象として実態調査を行った.この倉庫では,毎日数万点の商品を約100名のピッキング作業者がカートを使いピッキングしている.ここでは,納品先ごとの必要な商品を一人の作業者がすべてピッキングするバッチピッキングと呼ばれる方法でピッキング作業を行っているが,倉庫内の通路で作業者間の干渉による停滞(ブロッキング)が頻発しており,生産性を大きく低下させていることが明らかとなった.そこで,このブロッキングのメカニズムを明らかにするためのシミュレーションモデルを作成し,曜日や時間帯,また倉庫内のどのような通路でブロッキングが発生しやすいか,またピッキング商品のレイアウトやピッキングすべき商品の組合せがピッキング効率に及ぼす影響などを解析した.この成果は平成23年度に開催される学会にて発表を行う予定である.昨年度は効率的な倉庫機能の設計・運用の方法に焦点をあてた研究を行った.倉庫業務は部品や商品の受入から保管,ピッキング,包装,出荷まで様々な要素から構成されるが,これらの中でもとりわけ大きな時間とコストがかかるとされているのがピッキング作業である。ピッキングは倉庫に保管されている数多くのアイテムの中から目的とするアイテムを見つけて運び出す業務のことであるが,倉庫建屋のサイズが大きくアイテム数が多くなると,どのようにピッキングをするかによってピッキングに要する作業者の数や時間など,その総工数には大きな開きが出てくる.本研究におけるピッキング作業は作業者が倉庫内を巡回してアイテムをピッキングするタイプを前提として研究を進めている.各作業者が必要なアイテムをすべてピッキングするバッチピッキングが多くの倉庫で採用されているが,研究代表者が行った倉庫の実態調査によれば,非常に狭い倉庫内の通路で多数の作業者がピッキングを行っているため,作業者の歩行に支障がでるブロッキングが頻発していた.そこで,各作業者のピッキング作業範囲を区切ってピッキング作業を行うゾーンピッキングの活用を検討したが,単純にゾーンを区切るだけでは,ピッキングしたアイテムのゾーン間の受け渡しやゾーン内の無駄な移動が増加し,バッチピッキングと比較して効率的なシステムとするのは容易ではなかった.そこで,昨年度はバッチピッキングとゾーンピッキングの長所をうまく融合し,逆に短所を補い合うような統合的ピッキング方法を検討した.また,これまでの検討ではアイテムの保管場所や棚のレイアウトさらにはどのようなアイテムを同時にピッキングするかというバッチングについては特に考慮してこなかったので,昨年度はこれらについても新たなモデルの考案,シミュレーション実験,そして実データなどを用いた有効性の検証などを行った.本年度は次の3つのテーマに取り組んだ.1ピッキング作業の効率化,2出荷作業の効率化,3ピッキングエリアの適切な在庫量設定.1ピッキング作業の効率化については,複数のオーダー(注文)のまとめ方(オーダーバッチング),その各バッチのピッキング順序(シークエンシング),そして各バッチのピッキング経路決定(ルーティング)を決定するためのモデル化および最適化アルゴリズムの開発を行った.厳密な最適解を求めるアプローチではなく,大規模倉庫でも短時間で実用性の高い解を求めること可能な近似解法を提案した.数値実験では2ブロックレイアウトとLargest Gap Routingの有効性についての比較考察を行った.2出荷作業の効率化については,ピッキングから出荷に至る各工程の総費用を目的関数,作業の構成単位としてのバッチ作成および各バッチの出荷作業方法を決定変数とした数理計画問題としての定式化を行った.その結果,総ピース数に対する総アイテム種類数の比率によって最適な出荷作業方法が異なるという知見が得られた.店舗数が多くなると求解に時間がかかることが問題点であり,大規模問題に対応した近似解法の提案が今後の課題である.

3ピッキングエリアの在庫量設定については,発注点・補充点方式を前提として,各アイテムの発注点・補充点を決定変数,ピッキング作業効率の低下を招く緊急補充の防止を制約条件,そして在庫量の最小化を目的関数する数理計画問題としての定式化を行った.また,この発注点・補充点を需要の変動に合わせて見直す際の最適なタイミングについても合わせて検討を行った.本年度は以上の各テーマについて大規模な倉庫(物流センター)における実データを入手し,数多くの数値実験を行い提案モデルの有効性を検証した.1については国際論文誌への投稿,23については国内学会・春季大会における研究発表を行った.当該分野の文献調査,実際の企業倉庫・物流センター等における現場の実態調査,以上を踏まえた数理モデルの構築およびそのシミュレーション解析,最適化アルゴリズムの構築,数値実験などを進めてきており,おおむね順調に進展していると判断できる.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,研究最終年度となるのでこれまでの研究成果を活用しつつ,具体的には次の3つのテーマに取り組む計画である.(1)ピッキング作業の効率化,(2)出荷作業の効率化,(3)ピッキングエリアの適切な在庫量設定.本年度は以上の各テーマについて企業における実データを利用し,種々の現実的評価尺度および制約条件を考慮しながら実用的なアプローチを行う.従来研究を十分踏まえたうえで,学術的にも新規性のあるモデルの考案そしてシミュレーション実験,そして実データを用いた有効性の検証などを進めていきたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
乳幼児および学童における子育て支援の実態と有効性に関する研究

○幼稚園の子育て支援の実1青と影響について,全国の国公私立幼稚園91園(初年度)に4年間にわたり,31度の質問紙調査と1回のインタビュー調査を行った。主な結果としては,預かり保育を利用している母親は,利用の必要性を感じていない母親よりも育児への負担感が高いこと,子育て相談実施園は3年間で増加し,対象も幼稚園児の親に限らず地域に開いており,カウンセラーなどの専門家が担当している園の割合も増加していた。就園前の親子への視点も調査した3年間で実施園が増加し,開催時期も1年間を通した開催に広がっていた。○親子関係の発達と子育て支援ニーズについて,3種類の妊娠期からの縦断調査を行った。第1子妊娠期と出産後における抑うつと夫婦間親密性との因果関係についての検討を目的とした、400組の夫婦を対象とした、妊娠期228組対象の調査では,妻では妊娠期の抑うっが産後6ヶ月の親密1生へ、そして産後6ヵ月の親密性が産後1年における抑うつへと影響していた。一方、夫では、妻からのパスがいずれの時点でも有意であり、妻の妊娠期の抑うっが夫の産後6ヵ月の抑うつへ、また妻の親密性が夫の親密性へと、いずれの時点でも影響を及ぼしていた。親になる移行期の心理的健康の推移やそれに影響を及ぼす要因についての縦断的な検討を行った調査において,本年度は5回目調査(3歳時点)を行い、2006年度末時点で父親220名、母親290名から回答を得た。分析の結果,妊娠期における夫婦間の葛藤的な関係が、生後1年時点の父母双方の抑うつ度に有意に関連していた。産後の抑うつのリスク要因の検討を行った、妊婦527名(最終的には287名)の縦断研究では、産後抑うつの危険要因は時期により異なっており、一貫して寄与していたのは妊娠期の抑うつであり、妊娠希望の有無、就労の選択への納得といった出産準備性は特に産後初期の抑うつに影響があったことが示された。本年度は、幼児教育の成果を整理し、乳幼児期の子育て支援の可能性の基礎資料を収集した。1)妊娠期からの親の縦断調査:妊娠期における夫婦800組を対象に、特に妊娠期の夫の変化に対する夫婦の意識の違いについて分析した。その結果、妻の妊娠によって夫自身は仕事役割を縮小し、妻への情緒的サポートが増えたと感じているのに対して、妻は夫からの物理的サポートは増えたものの、情緒的サポートはあまり増えているとは感じていないことが示された。生後6ヶ月時点での縦断調査を引き続き行っている。2)妊娠期から産後1年までの質問紙による縦断調査:母親や母親を囲む状況のどのような特徴が産後の抑うつやその緩和・回復に関係するか等について検討する。現在約200名の協力者に調査継続中であり、平成16年中協力者を募る。3)幼稚園100園あまりに依頼し、その園の子育て支援の活動の実態と、園の保護者の子育て支援ニーズとその充足等について尋ねた。6千名ほどの保護者のアンケートを収集し、分析している。子育て支援の充実と親の子育てへの満足感や不安感との関連を検討する。4)幼稚園の保護者400名と保育所の保護者400名程度について、質問紙により育児不安感と育児負担感を尋ね、配偶者、親、友人、園からの支援等との関連を検討した。

幼稚園の保護者が保育所と比べ、特に、育児負担感が高く、それが配偶者からの支援・園からの支援で軽減することが示された。5)育児サークル等の影響を見るために、幼児を持つ親で育児サークル(対面の)に参加している者300名ほどとインターネットの育児掲示板を利用している親300名ほどに質問紙調査を行った。育児サークルが親のうつ傾向を軽減すること、インターネットは主に情報機能を持つことを見いだした。6)東京都の子育て支援の中心である「子ども家庭支援センター」40あまりの活動実態を調べ、特に、「子育て広場」の利用の親の悩みにある程度応えている様子を取り出した。1)昨年度に引き続き、乳幼児を持つ父母を対象とした縦断調査の3回目の調査を実施した。第1回調査協力者の夫925人、妻1147人から調査用紙を郵送で回収し、本年度3月末時点で3回目のデータ収集が終了する。この調査は、生後1年の時点に該当するが、主に産前・産後の育児支援や育児休暇の取得に焦点をあてた。また、第1回目調査について妊娠期の夫婦関係と経済状況との夫の変化に対する夫婦の意識の違いを中心に分析した。その結果、特に夫が主な稼ぎ手である専業主婦世帯やパートタイム就労世帯で、経済的満足度の低さと夫婦関係の葛藤の高さが有意な関連を示し、妊娠期からの経済的支援の重要性が示唆された。2)幼稚園における子育て支援活動に対する園と保護者の評価を比較検討するため、複数地域の幼稚園に対して質問紙調査を行った(2004年23月)。公・私立及び国立附属幼稚園の園長計91名(回収率81%)と,その園に子どもを在籍させている保護者6558名に、(1)預かり保育,(2)就園前の親子向けの2つの活動に対する,1)職員の能力,2)親への効果,3)子どもへの効果の3側面の評価を尋ねた。その結果、預かり保育,就園前の親子向けの活動において共に,園が保護者に対する効果を最も高く評価しているのに対し,保護者は子どもへの効果を最も高く評価していた。また、幼稚園における「預かり保育」と「子育て相談」の利用状況と育児不安との関連についての分析では,育児不安の高い母親の方が,これらを「利用している」・「利用したいと考えている」ことが明らかになった。3)産前産後の抑うつ状態の変化、及びそれに寄与する要因を検討することを目的に、538名の既婚女性を対象に、妊娠中、産後5週、産後3ヶ月、産後半年、産後1年の追跡調査を郵送にて実施している。現在産後5週までの回収を終えており、今後順次分析、発表する予定である。○幼稚園における子育て支援活動に対する園と保護者の評価を経年比較検討するため、2003年度、2004年度に園長(91園,28園)及び保護者(65園,46園)を対象にアンケート調査を行った。預かり保育は,対象児は幅広く,実施日はより多くなる傾向にあり,幼稚園側も積極的に広報活動を行ない,また利用する子どもの数も増加するなど,全体的に事業が拡大する傾向にあった。子育て相談も実施園の割合,利用者数は増加していた。未就園児対象子育て支援は、利用者は満足しており、成果は上がっている様子が伺える一方、実施園や、積極的に進めようとする園は減っていた。これらの結果をふまえ、2005年度はアンケートに協力を得た幼稚園のうち38園の園長に対する半構造化面接を実施し、「預かり保育」や「子育て相談」「未就園児支援」の実施前に期待していた成果や危惧、実施後のそれらの変化、また、具体的な成果などについてたずねた。○入園による,子育て環境や子育てへの意識の変化を明らかにし,また,変化の規定要因を明らかにする目的で入園を控えた未就園児を持つ母親292名を対象に入園前の第1次調査を行った。
学習意欲の継続を可能とするオンライン協学教材の生成モデルの構築

時間や場所を気にせずに学習可能なオンライン映像教材は,学習意欲が継続せず,登録者数に対する修了者数の割合が著しく低いという問題がある.この原因として,大学などの講義における講師と受講者の間の協調的な双方向コミュニケーションに基づく学習の過程(協学過程)を,オンライン映像教材を用いた学習では把握することができず,講義に参加しているという臨場感や他の受講者の存在感が得にくいことで,学習の当事者であるという意識が低くなってしまうからではないかと考えられる.そこで本研究課題では,当事者意識の向上に重要な役割を果たす,学習者が感じる臨場感や存在感を向上させることで学習意欲の継続を可能とするオンライン映像教材を生成する手法の構築を目的とする.研究目的の達成のため,オンライン映像教材に拡張現実技術を応用した没入型講義映像の視聴機能と,協学過程の共有・可視化機能を持たせたオンライン協学教材を生成するためのモデルを構築する.本研究課題では,この実現のため,以下の3つのサブテーマを設定している.【1】講義中に観測される講義状況に基づく協学過程推定モデルの構築,【2】複数の学習者の行動を観測した学習状況に基づく協学過程推定モデルの構築,【3】没入型講義映像の視聴機能と協学過程の共有・可視化機能を持つオンライン協学教材の構築.2018年度は,サブテーマ【1】を実施した.協学過程は,講義に出席している各受講者でも把握し難い情報であるため,非常に重要な情報であり,講義中に観測される講義状況から,講義空間の受講者全体の注目対象や受講者個々の注目対象を分析する手法を構築した.また,講師の指示行動などに応じた受講者の同調反応の程度などの協学過程を推定する手法を構築中である.大学などの授業改善(FD)の方法の一つとして,講義における講師や受講者を撮影し,講義後に講師や受講者の姿勢や振る舞いを観察・分析して振り返る,授業リフレクションという取り組みがある.しかしながら,1回分の講義映像全体をすべて見返して分析するのにかかる時間や労力の点から継続的な実践は困難であるという問題がある.そこで我々は,その自動化を目指し,あらゆる方向を同時に撮影することが可能な全天球カメラで講義を撮影した映像から講師や受講者の姿勢を推定する手法について提案してきた.一方,この方法では,受講者を正面から撮影した映像ではないことや,解像度が低いことから,授業改善に有用な,講義に参加している複数の受講者の視線情報を獲得することは困難である.そこで本研究では,講義室内の受講者視点に設置した全天球カメラで撮影した講義映像を没入型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)で視聴することで臨場感の高い受講体験が可能な枠組みを活用し,没入型講義映像を視聴する学習者の視線情報を獲得することで,各視聴者の視聴傾向や複数の視聴者間での視線の同期性を分析する手法について提案した.2019年度は,2018年度に実施した【1】講義中に観測される講義状況に基づく協学過程推定モデルの構築を踏まえ,【2】複数の学習者の行動を観測した学習状況に基づく協学過程推定モデルの構築を進める.【2】では,オンライン協学教材を利用する複数の学習者の行動を観測した学習状況から,他の学習者の参照箇所や視聴パターンなどの協学過程を推定するモデルを構築する.このような協学過程は,講義を実施した講師による振り返りによる重要ポイントの設定なども含め,オンライン協学教材の学習者にとって,重要なシーンの選択等の指標となる情報であるため,学習時のどのような協学過程を推定してフィードバックすればよいかを検討する.時間や場所を気にせずに学習可能なオンライン映像教材は,学習意欲が継続せず,登録者数に対する修了者数の割合が著しく低いという問題がある.この原因として,大学などの講義における講師と受講者の間の協調的な双方向コミュニケーションに基づく学習の過程(協学過程)を,オンライン映像教材を用いた学習では把握することができず,講義に参加しているという臨場感や他の受講者の存在感が得にくいことで,学習の当事者であるという意識が低くなってしまうからではないかと考えられる.そこで本研究課題では,当事者意識の向上に重要な役割を果たす,学習者が感じる臨場感や存在感を向上させることで学習意欲の継続を可能とするオンライン映像教材を生成する手法の構築を目的とする.研究目的の達成のため,オンライン映像教材に拡張現実技術を応用した没入型講義映像の視聴機能と,協学過程の共有・可視化機能を持たせたオンライン協学教材を生成するためのモデルを構築する.本研究課題では,この実現のため,以下の3つのサブテーマを設定している.【1】講義中に観測される講義状況に基づく協学過程推定モデルの構築,【2】複数の学習者の行動を観測した学習状況に基づく協学過程推定モデルの構築,【3】没入型講義映像の視聴機能と協学過程の共有・可視化機能を持つオンライン協学教材の構築.2018年度は,サブテーマ【1】を実施した.協学過程は,講義に出席している各受講者でも把握し難い情報であるため,非常に重要な情報であり,講義中に観測される講義状況から,講義空間の受講者全体の注目対象や受講者個々の注目対象を分析する手法を構築した.また,講師の指示行動などに応じた受講者の同調反応の程度などの協学過程を推定する手法を構築中である.大学などの授業改善(FD)の方法の一つとして,講義における講師や受講者を撮影し,講義後に講師や受講者の姿勢や振る舞いを観察・分析して振り返る,授業リフレクションという取り組みがある.しかしながら,1回分の講義映像全体をすべて見返して分析するのにかかる時間や労力の点から継続的な実践は困難であるという問題がある.

そこで我々は,その自動化を目指し,あらゆる方向を同時に撮影することが可能な全天球カメラで講義を撮影した映像から講師や受講者の姿勢を推定する手法について提案してきた.一方,この方法では,受講者を正面から撮影した映像ではないことや,解像度が低いことから,授業改善に有用な,講義に参加している複数の受講者の視線情報を獲得することは困難である.そこで本研究では,講義室内の受講者視点に設置した全天球カメラで撮影した講義映像を没入型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)で視聴することで臨場感の高い受講体験が可能な枠組みを活用し,没入型講義映像を視聴する学習者の視線情報を獲得することで,各視聴者の視聴傾向や複数の視聴者間での視線の同期性を分析する手法について提案した.2019年度は,2018年度に実施した【1】講義中に観測される講義状況に基づく協学過程推定モデルの構築を踏まえ,【2】複数の学習者の行動を観測した学習状況に基づく協学過程推定モデルの構築を進める.【2】では,オンライン協学教材を利用する複数の学習者の行動を観測した学習状況から,他の学習者の参照箇所や視聴パターンなどの協学過程を推定するモデルを構築する.このような協学過程は,講義を実施した講師による振り返りによる重要ポイントの設定なども含め,オンライン協学教材の学習者にとって,重要なシーンの選択等の指標となる情報であるため,学習時のどのような協学過程を推定してフィードバックすればよいかを検討する.次年度使用が生じた理由として,情報収集や成果発表のために参加を予定していたいくつかの学会について,スケジュールの都合により,参加できなかったり,参加日数を短くしたりしたことなどが挙げられる.次年度使用額は,研究成果の発表や情報収集のための参加費・旅費,および,プロトタイプシステム開発のための消耗品等に使用する計画である.
新学習指導要領実施を見据えた中学校物理単元の指導法の改善

永年にわたって内外の研究者が指摘し続けているにもかかわらず,未だに「力」概念の学習は中学生にとって困難であり,理解されていない実態が改めて明らかとなった.「力」概念の獲得を促進するため本研究代表者らが開発した力表示器「Fi-Cube」の機能の検討を行い,理科授業でより使いやすいものに改良することができた.「Fi-Cube」を実際に授業で使用してその効果を検討した結果,「Fi-Cube」を用いた指導法が中学生の「力」概念の獲得を促進する上で大きな効果を持っていることが示された.永年にわたって内外の研究者が指摘し続けているにもかかわらず,未だに「力」概念の学習は中学生にとって困難であり,理解されていない実態が改めて明らかとなった.「力」概念の獲得を促進するため本研究代表者らが開発した力表示器「Fi-Cube」の機能の検討を行い,理科授業でより使いやすいものに改良することができた.「Fi-Cube」を実際に授業で使用してその効果を検討した結果,「Fi-Cube」を用いた指導法が中学生の「力」概念の獲得を促進する上で大きな効果を持っていることが示された.1)中学生が学習内容に関連する物理諸概念をどの程度習得しているかを、独自の基準によって調査した。調査内容と結果は以下のとおりである。・従来から問題が指摘されている「力の矢印の表記法」についての調査結果から、力の表記法を学習後の中学生であっても、表記法を理解していない中学生が多数存在すること、また、その原因は、「力を矢印で表わす時には決まった表記法がある」ことを理解していないことにあることを明らかにした。・平成20年度の学習指導要領改訂に伴って新たに学習内容として加わった「仕事とエネルギー」に関連して、中学生および大学生のエネルギー概念を調査した。その結果、被験者の多くがエネルギーと仕事に対する明確なイメージを持っておらず,中学校での学習も困難であったとの回答を得た。2)前年度までの基盤研究(C)において研究代表者らが開発した力表示器「Fi-Cube」を用いた授業実践を繰り返し、「Fi-Cube」の効果的な使用法について検討を続けた。その結果、「Fi-Cube」の使用が生徒の正しい力概念の獲得に大きな効果があることが明らかとなった。一方、「Fi-Cube」にはいくつかの使用上の制約があり、これが「Fi-Cube」の利用を困難にしていることが指摘された。この結果を受けて「Fi-Cube」の改良を行い、「Fi-Cube」を動かす時に特定の方向の運動のみが許されるという制約をほぼ解消することが可能となった。これによって、「Fi-Cube」の性能が格段に向上し、授業で使用する際の使いやすさが大幅に改善された。この成果については、現在特許出願の準備を行っている。1.力学概念に関する標準調査問題の開発アメリカで作成されたFCI,FMCEなどの力学概念調査標準問題を参考に,中学生の力と運動に関する概念形成の実態を調査するための標準調査問題を開発し,試行調査を行った.その結果,中学生の力学概念を調査するために必要な最小限の調査項目を特定することができ,同時に,中学生の持つ力学概念の問題点も明らかにすることができた.2.力概念の形成を促進する新教材の開発力表示器「Fi-Cube」の改良を行い,従来存在した使用上の制約をほとんど取り除くことに成功した.これによって,理科授業においてより利用しやすい教材となった.また,学校における普及をめざし,制作会社と共同研究を立ち上げ,市販化に向けた低価格化およびさらなる性能向上をめざした改良を実施した.3.中学校における授業改善を目指した実験授業の実践上記の「Fi-Cube」を用いた試行授業を中学校において5回実施した.事前調査と事後調査の比較から「Fi-Cube」の使用が中学生の力概念の形成に大きな効果を持つこと,また,その効果は2か月後においても持続していることなどを明らかにした.また,電圧概念の形成をめざした新しい教材「電位測定回路」を用いた試行授業を行った.事前事後調査の比較から,従来の授業では電圧概念の形成が不十分であること,「電位測定回路」を用いた授業が電圧概念の形成に有意な効果を持つことが確認できた.4.学習指導要領の変更点に関する検討大学生を対象とした概念調査から,新指導要領に新たに加えられた「重さと質量の違い」の扱いに関する問題点を明らかにした.ほとんどの学生が,「重さと質量は違う」と教えられたことにより,質量とは何かという問いに答えられなくなってしまい,この件に関する指導要領の記述の修正が急務であることが示された.平成23年度の研究目的,実施計画に基づき,中学生の「力と運動」単元の理解度向上をめざし,これまでの研究過程で開発した教材のより有効な利用方法を考案し,その効果を実証することを目指した.まず,前年度までに完成させた教材「Fi-Cube」を実践場面で活用するため,株式会社計測技研と共同研究をスタートし,合計300台の「Fi-Cube」を制作して全国の中学校・高等学校に貸与した.貸与は日本理科教育学会における発表等を通して,応募校を募集して実施した.平成23年度の貸与実績は,33校270台であった.貸与した学校からは実践記録を提出してもらった.「Fi-Cube」を利用した感想はおおむね好評であり,生徒からも「分かり易い」などの感想が寄せられた.また,栃木県内の中学校において,「Fi-Cube」を利用した中学校3年生「運動とエネルギー」単元の指導計画を立案し,その指導計画に基づく授業実践を実施した.

授業前,授業後の生徒の理解度調査を実施し,新教材及びそれを用いた指導計画の有効性を調査した.その結果,従来通りの授業を行ったクラスにおいては,慣性の法則に関する理解が全く向上しなかったのに対して,新教材を用い新指導計画に基づく授業を実践したクラスにおいては,慣性の法則に関する設問の正答率が大幅に上昇したことが認められた.この理解度の上昇は,授業実践から1か月後の保持調査においても全く低下することはなかった.さらに,授業ではほとんど触れることがなかった応用的な設問に対しても正答率の有意な上昇が認められた.これらの結果から,新教材を用いて力概念の獲得が大きく進められることが明らかとなった.
生殖巣分化制御遺伝子の応用動物科学分野における利用に関する研究

本研究の目的は、現在、わが国で活発な研究が行われている、生殖巣分化制御遺伝子群の中で、研究の進展が特に著しいものを中心に、応用動物科学の立場から研究を推進することであり、以下の研究を行った。1)シバヤギを反芻類家畜のモデルとして用い、性決定遺伝子であるSRY遺伝子のプロモーター部、3'側非翻訳部を含む4.9KBのゲノムDNA全域の構造決定を完了した(舘、東條、田中、山内)。2)マウスセルトリ細胞起源の培養細胞株TM-4に、ヒトおよびマウスのSRY遺伝子を導入し、SRYカスケード下流の遺伝子発現に対する影響の解析を行った結果、マウスSryは、ミュラー管抑制因子(SRY)遺伝子、および、P450Aromatase遺伝子の発現を促進する一方、ヒトSRYはMIS遺伝子発現を抑制する傾向のあることが示された(舘、東條、田中、山内)。3)ヒトの性分化異常症の多くの症例について性決定支配遺伝子、精子形成支配遺伝子について研究を進めた。また、Y染色体上の新規遺伝子として、成長に関与する遺伝子の存在を示唆する結果を得、解析を継続している(中堀)。4)Y染色体特異的遺伝子を用いた家畜初期胚の性判別技術の改良と開発に関して、従来の実用レベルの研究をさらに推進した(内海)。5)ウシ胎児精巣cDNAライブラリーから単離したSRYは、マウスSryと同様、円形らしいことが推測された。さらにウシSRY遺伝子の構造解析を継続している(内海)。6)マウス突然変異系統W^fやW^<sh>、の発現機構について重要な研究の進展が見られた。特に、家畜や野生動物のW遺伝子のmutantと思われるものとの、表現型の比較が、今後興味深い(北村)。7)ヤギおよびヒツジのc-kitの、細胞内ドメインにはヤギ・ヒツジ属に特異的なalanineの単一アミノ酸残基挿入があることが明らかになった。優生黒眼白色形質との関連は不明であるが、今後機能解析を行い、応用動物科学分野での利用を目指す(舘、東條、田中)。8)fos、及び、fes遺伝子の卵胞顆粒膜細胞における発現機構解明と、卵胞閉鎖予防技術の開発に関し多くの興味深い成果が得られた(佐藤)。9)新成黄体と退化黄体の発現RNAの差を取り、アポプトーシスに関わると思われる未知の遺伝子がクローニングされた。その同定と、機能の解明に向けた研究を継続中である(高橋)。10)卵細胞形成過程におけるcyclinの発現調節機構の解明に関する研究成果が得られた。特にcdcタンパク質、cyclin B1,B2などの細胞分裂、減数分裂における機能解明が、今後の課題である(河本)。11)WAPプロモーターの乳腺特異性が弱いことが確認され、実用上の特性について、重要な知見が得られた。また、従来、機能の不明なWAPタンパク質を高発現するトランスジェニックマウスの作出に成功した(東條、舘)。12)家畜胚へのトランスジーンの導入効率の改善を図る試みの一つとして、エキソニュクレアーゼとPCRを併用したトランスジェニック胚の選別法の開発を試み、従来報告されている予備的な成績を著しく改良し、実用化に近づけた(東條、舘)。

8)fos、及び、fes遺伝子の卵胞顆粒膜細胞における発現機構解明と、卵胞閉鎖予防技術の開発に関し多くの興味深い成果が得られた(佐藤)。9)新成黄体と退化黄体の発現RNAの差を取り、アポプトーシスに関わると思われる未知の遺伝子がクローニングされた。その同定と、機能の解明に向けた研究を継続中である(高橋)。10)卵細胞形成過程におけるcyclinの発現調節機構の解明に関する研究成果が得られた。特にcdcタンパク質、cyclin B1,B2などの細胞分裂、減数分裂における機能解明が、今後の課題である(河本)。11)WAPプロモーターの乳腺特異性が弱いことが確認され、実用上の特性について、重要な知見が得られた。また、従来、機能の不明なWAPタンパク質を高発現するトランスジェニックマウスの作出に成功した(東條、舘)。12)家畜胚へのトランスジーンの導入効率の改善を図る試みの一つとして、エキソニュクレアーゼとPCRを併用したトランスジェニック胚の選別法の開発を試み、従来報告されている予備的な成績を著しく改良し、実用化に近づけた(東條、舘)。1)シバヤギSRY遺伝子のクローニングと、塩基配列決定は予想外に難航したが、HMG boxの上流域で、プロモーター領域を含む部分の塩基配列の決定が完了した。現在、HMG boxの下流域の、クローニングと配列決定を行っている。また、マウスのセルトリ細胞起源の培養細胞株TM-4に、ヒトおよびマウスのSRY遺伝子を導入し、SRYカスケード下流の遺伝子発現に対する影響の解析を行った。その結果、マウスSryはTM-4細胞において、ミュラー管抑制因子(MIS)遺伝子、および、P450AROMATASE遺伝子の発現を促進する一方、ヒトSRYは、むしろMIS遺伝子発現を抑制する傾向のあることを示唆する結果が得られた(舘)。2)ヒトの性分化異常症において、興味深い症例が得られており、さらに、詳細な解析を行っている(中込)。3)ウシ胎児精巣cDNAライブラリーから取り出したSRYは、マウスSRYと同様、円形であるらしいことが推測された。さらにウシSRY遺伝子の構造解析を継続している(内海)。4)シバヤギのc-kit遺伝子の、細胞内ドメインにはヤギ特異的なalanineの単一アミノ酸残基の挿入があることが明らかになったが、優性黒眼白色(dominant black-eyed white)形質との関連はつけることができなかった(舘)。5)マウス突然変異系統W^fやW^<sh>と、ヤギc-kit細胞内ドメインの比較は興味深いが、最終的には、遺伝子ターゲティングにより、機能解析を行う必要がある。(北村、舘)。5)卵巣における卵細胞の死滅の過程では、多数のproto-oncogenesが発現される。それらの発現調節機構と、卵胞閉鎖との関係を解析中である。横体については発現RNAの差を取り、多くのアポプトーシスに関わると思われる、未知の遺伝子がクローニングされた。その同定と、機能を知るには、遺伝子ターゲティングなどによることになろうが、長期の実験計画になりそうである。(高橋、佐藤)。6)cyclin B1,B2,それぞれの細胞分裂における機能解明が、今後の重要な課題であろう。(河本)。7)WAPプロモーターの乳腺特異性が弱いことが確認されたことで、このプロモーター用途も限定されることになった。
格子ボルツマン法を用いた固液混相流の数値解析法の開発

本研究では、大きな固体粒子が混在した固液混相流の流動特性および熱・物質移動特性を明らかにすることを目的とした。まず、格子ボルツマン法を用いて固液混相流の流動および熱・物質移動解析に適用できる新しい数値解析法を開発した。次に、それを用いて管内の固液混相流の数値シミュレーションを行い、これまでに得られている実験結果と合わせて考察した。本研究で得られた成果は下記の通りである。1.多くの固体粒子が混在した固液混相流を解析する格子ボルツマン法を開発した。2.平行平板間の固液混相流の数値シミュレーションを行い、既存の実験結果と比較し妥当な結果が得られた。3.管内を流れる球状粒子を含んだ固液混相流を解析し、既存の実験結果と比較し手法の妥当性を検証した。4.上記解析において、粒子と管径との比、粒子の体積分率、および流速を変化させて行い、流動機構と各パラメータとの関係を明らかにした。5.2成分系の格子ボルツマン法を固液混相流解析に適用できるように拡張した。6.2成分流体中に球状粒子を含んだ固液混相流シミュレーションを行い、粒子-流体間および壁-流体間の物質移動係数を求め、既存の実験結果と比較し手法の妥当性を検証した。7.パラメータ(粒子と管径との比、粒子の体積分率、および流速)を変化させた解析を行い、熱・物質移動機構と各パラメータとの関係を明らかにした。大きな固体粒子が混在した固液混相流の流動特性および熱・物質移動特性を明らかにすることを目的として、まず、格子ボルツマン法を用いて固液混相流に適用できる新しい数値解析手法を開発した。次に、それを用いて管内の固液混相流の数値シミュレーションを行い、これまでに得られた実験結果と合わせて考察した。本年度得られた成果は下記の通りである。1.多くの固体粒子が流体に混在した流れを解析する格子ボルツマン法を開発した。2.平行平板間の固液混相流をシミュレーションし、既存の実験結果と比較検討し妥当な結果が得られた。4.上記解析で、粒子と管径との比、粒子の体積分率、および流速を変化させて行い、流動機構と各パラメータとの関係を明らかにした。6.2成分流体中に球状粒子を含んだ固液混相流シミュレーションを行い、粒子-流体間および壁-流体間の物質移動係数を含め、既存の実験結果と比較し手法の妥当性を検証した。
幼児の咀嚼機能発達支援のための口呼吸改善トレーニングの有効性

子どもの小児期は歯、顎骨および咬筋や側頭筋などの咀嚼筋群が成長途上にあるため、特に咀嚼機能の発達支援が重要である。「かめない、丸呑みする」など食べ方に問題を抱えている子どもが増えていることから、食育の必要性が指摘されている。また、口呼吸の子どもは咀嚼機能への影響があるという問題が指摘されている。食べ物を良くかむという指導が多く、口呼吸の改善という口腔機能の向上という視点からの取り組みは少ない。本研究では幼児の口呼吸の改善にむけた呼吸および舌筋力向上トレーニング教室を開催し、咀嚼能力測定と舌圧測定による客観的指標を用いて評価し、咀嚼機能の発達支援のプログラムの有効性を検討する。
オールスパイスの抗酸化特性とその活性発現因子の解明

本研究は、フトモモ科の香辛料であるオールスパイスに含まれる成分を単離、構造決定してその抗酸化特性を明らかにするとともに、活性発現因子を解明することを目的とした。オールスパイスの乾燥果実をヘキサン、塩化メチレン、70%アセトン水溶液で順次抽出し、70%アセトン水溶液抽出物については、さらに塩化メチレン、酢酸エチル、水可溶部に分画した。DPPHラジカル捕捉活性、油系での抗酸化活性がともに高かった酢酸エチル可溶部を各種クロマトグラフィに繰り返し供し、20種の化合物を単離した。各種機器分析を行った結果、フェニルプロパノイド2種、フラボノイド11種、没食子酸関連化合物7種を構造決定した。これらのうち5種の没食子酸関連化合物は新規化合物であり、既知化合物15種のうちの10種は今回オールスパイスから初めて単離された。今回単離した20種の化合物および以前にオールスパイスから単離した化合物17種をあわせて各種抗酸化試験に供した。その結果、DPPHラジカル捕捉活性は1分子中のオルトジフェノールの数が大きく活性に寄与しており、O_2^-ラジカル捕捉活性は1,2,3-トリヒドロキシフェニル基を有する化合物が1,2-ジヒドロキシフェニル基を有する化合物より高い活性を示した。油系における自動酸化抑制活性にはオルトジフェノール構造が寄与したが、90°Cで測定した場合配糖体など高極性の物質で顕著に活性が低下した。40°Cで測定した場合には抗酸化物質の極性が活性を顕著に左右するような現象は認められなかった。リポソーム膜酸化に対する抑制活性を測定した結果では1分子中に5分子のガロイル基を有するタンニンの活性が最も強かった。フラボノイドではミリセチン骨格を有するフラボノイドよりケルセチン骨格を有する化合物の方の活性が高かった。また、脂質含有食品としてドレッシングを調製し、オールスパイス中に比較的多く含有されている6種の化合物の20°Cで保存したドレッシングに対する抗酸化性を測定したところ、活性の強弱はラジカル捕捉能と対応しており、化合物の極性は活性の強弱に影響を与えなかった。以上、オールスパイスの抗酸化性は主にオルトジフェノール構造を有する化合物に起因しており、活性物質の抗酸化特性は、化合物のもつラジカル捕捉能と基質油脂との親和性(化合物の極性)が関与していることが示唆された。本研究は、フトモモ科の香辛料であるオールスパイスに含まれる成分を単離、構造決定してその抗酸化特性を明らかにするとともに、活性発現因子を解明することを目的としている。本年度は、オールスパイスを大量抽出し、含有成分の単離、構造決定を行うとともに、単離化合物の各種抗酸化試験を行った。