hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管からの脂質吸収と脂肪肝・インスリン抵抗性の病態形成に関する研究

【目的】2型糖尿病や動脈硬化性疾患等の生活習慣病の発症要因として、食生活の欧米化に伴う脂質摂取量の増加が挙げられる。これまで、脂質摂取が肝臓及び血管などで炎症を誘発する報告が挙がっているが、脂質が吸収される小腸部位を標的とした報告は、数少ない。我々は、脂質が小腸で吸収された時点で炎症を惹起させると仮定し、脂質吸収の変化が腸管リンパ液中の組成に与える影響について検討を行った。【研究方法】SD系ラット(雄、16週齢)の胃底部に高濃度の脂質(10%大豆油含有脂質栄養剤)を負荷、腸間膜リンパ管から腸管リンパ液を経時的に回収し、腸管リンパ液中の白血球数を血球計算盤法にて測定、またリンパ液上清に含まれる炎症性サイトカインについて網羅的に解析した。【研究成果】腸管リンパ液1ml中の白血球数を脂質栄養剤投与前と投与2時間後で比較検討した所、投与2時間後の白血球数が投与前と比べて2.7±0.4倍(p<0.05)と有意に増加した。脂質栄養剤投与前と投与後の腸管リンパ液上清に含まれる炎症性サイトカインをサイトカインアレイで測定した。その結果、IL-1β、Adiponectin/Acrp30、AMPKαが脂質栄養剤投与後で増加していることが分かった。一方、VEGF-Cは、脂質栄養剤投与後で発現量が減少していた。【今後の展望】今回の検討から、脂質吸収時の腸管リンパ液の応答として、総白血球数の増加と特定のサイトカインの増減が確認された。今後は、白血球数の増加を誘発する脂質の種類の同定と、白血球活性化の有無を検討する予定である。
ドキュメンテーションを活用したものづくり・造形活動プロセスの可視化と協働的省察

本研究は、ものづくり・造形教育の制作プロセスに着目し、1エピソード記録等の現象学的手法を用いて参加観察・分析を行い、制作プロセスの解明を行うこと、2ものづくり・造形教育のプロセスに欠かせないもの・ひと・こととの対話をより促すための仕組み(教育的仕掛け)を提案すること、3その仕組みを導入した教育実践を行い、仕組みの有効性について検討すること、を目的とする。教育的仕掛けの提案においては、ポートフォリオ、作品、観察者の参加観察記録をドキュメンテーション化し、それらを活用して自他の制作・表現過程における学びを共有することを制作活動に位置づけ、学習者・授業者・観察者による協働的省察の場を開発する。
新型の小胞体脱ユビキチン化酵素の細胞機能と制御機構

本研究では最近同定された小胞体に局在する膜貫通型の脱ユビキチン化酵素USP19の機能解析を行った。その結果,(1) USP19は脱ユビキチン化酵素反応を介して小胞体関連分解の基質である不安定膜タンパク質および小胞体関連分解に関与するユビキチン化酵素の安定化決定にはたらくことを認めた。(2) USP19の酵素活性はUSP19がもつドメイン構造や自己プロセシングによって影響を受けることが分かった。USP19が小胞体関連分解における役割およびその酵素活性制御機構の一端を明らかにすることができた。USP19は近年同定された小胞体脱ユビキチン化酵素であり,小胞体関連分解(ERAD)により分解を受ける膜タンパク質のターンオーバーを調節していることが報告されている。しかしながら,小胞体におけるUSP19の活性調節や細胞機能の分子メカニズムについては明らかにされていない。私は,USP19がHSP90と結合すること,USP19のN末領域が自己プロセシングにより切断されることを見出していたので,これらの特性がUSP19の機能にどのような影響を及ぼすかについて解析を行った。まず,ERADに関与する小胞体ユビキチン化酵素であるTEB4がUSP19の基質であることを明らかにした。TEB4はERAD基質であるが,USP19の脱ユビキチン化によっでTEB4の分解が抑制され,タンパク質発現量が上昇することが分かった。さらにこの脱ユビキチン化はp97/VCPによる細胞質への逆向輸送が起こる前で行われることを示唆する結果を得た。USP19とHSP90との相互作用はUSP19のN末領域に存在するCSドメインを介して行われる。このN末領域を欠失させた場合,TEB4の分解抑制効果が弱まることを認めた。この場合,TEB4の脱ユビキチン化にはほぼ影響がないことが分かった。USP19の自己プロセシングは自身の酵素活性に依存し,CSドメインより少しC末側に位置する保存されたGly-Gly配列を認識して切断することを明らかにした。この認識配列に点変異を導入してプロセシングを抑えたところ,TEB4の分解抑制効果が高まることを認めた。以上の結果から,USP19はTEB4のユビキチン化を負に調節してERADから回避させていることが示された。また,この機能はHSP90との結合や自己プロセシングによって制御されている可能性が示唆された。前年度の研究により,USP19がERADに関与する小胞体ユビキチン化酵素であるTEB4がUSP19の基質であることを明らかにした。USP19による脱ユビキチン化によりTEB4の分解が抑制され,タンパク質発現量が上昇することが分かった。USP19がERADを調節している可能性が示されたがTEB4以外のERADに関与する小胞体ユビキチン化酵素の発現がUSP19によって調節を受けているかは分かっていない。そこで本研究ではパルスチェイス法により検討したところ,USP19により小胞体ユビキチン化酵素HRD1が脱ユビキチン化酵素活性依存的に安定化することを見出した。他のERADユビキチン化酵素であるGp78でも安定化が認められたがその効果は非常に小さいことが分かった。また,RNF170ではほとんど安定性に影響が見られないという結果が得られた。このことから,USP19は特定のERADユビキチン化酵素のタンパク質分解を負に制御しているはたらきをもつというERADの制御機構の新たなメカニズムの一端を明らかにすることができた。また,USP19の発現により変動する遺伝子を同定するため,USP19を過剰発現させた培養細胞とコントロール細胞を用いてDNAマイクロアレイ解析を行ったところ,シグナル伝達やタンパク質分解に関係する遺伝子の発現に変化があることを認めた。USP19は翻訳後レベル以外にも転写レベルで何らかのタンパク質発現調節を行っている可能性が考えられる。
単細胞生物の危機避難機構が準備した動物多細胞性の進化

我々動物は多数の細胞からなる多細胞生物であるが、その多細胞体制はどのように進化してきたのか?その分子レベルのメカニズムを探るため、独自に確立したモデル生物2種(カプサスポラ及びクレオリマックス)を使用し、動物特有とされてきた3つのシステム、受容体チロシンキナーゼ、Notch、細胞外マトリクスが、単細胞の時代にはどのような目的に使われていたのかを調べる。我々の仮説は、「単細胞体制において危機的状況に対応するために進化したメカニズムが、動物の祖先において転用され、多細胞体制の構築に使われた」というものである。この仮説が正しいかどうか、分子生物学的手法を用いて確かめる。
人工代謝系を用いたキネティクソーム解析技術の開発と大腸菌中心炭素代謝系への応用

大腸菌エネルギー代謝系の幾つかの酵素(Glk,Pgi)について、無細胞合成系で得られたものと、大腸菌細胞内で大量発現させたもので、基質濃度に対する反応速度論的パラメータ(ミカエリス・メンテン定数)がほぼ同じであることを確認した。したがって、無細胞合成系によって得られた純度の高い酵素を用いた酵素反応速度論的解析が基本的に可能であることが明らかとなった。これにより、生細胞から酵素を抽出する際に一部の酵素で問題となる他酵素のコンタミの問題を回避し、効率的に検討が進められることが示された。多量体を形成する酵素(例:PfkA)については、分子量が大きくなるため、無細胞合成用のキット(PURESYSTEM)に記載の標準のプロトコールでは精製できないことがわかった。この場合、リボソーム除去のステップにおいて、通常のフィルタ(分子量10万Da除去)よりもポアサイズの大きいフィルタを用いる必要があった。多量体を形成する酵素は少なくないため、本知見は、無細胞合成系を用いたサンプル取得におけるノウハウとして有用である。無細胞合成品の比活性については、大腸菌細胞内で大量発現させたものよりかなり低い場合が多かった。ウシ血清アルブミン(BSA)を活性測定時に添加することで、ある程度、活性の低下が防げる場合もあったが、それでも大腸菌細胞内で発現させたものには及ばなかった。無細胞合成時に分子シャペロン(DnaK+DnaJ+GroEまたはGroEL+GroES)を添加することも試みたが効果は無かった。酵素反応速度論的解析に無細胞合成品を利用するためには、比活性を向上する汎用的な手法を開発することが今後の課題である。
歯科治療時の術者の心理的ストレス検出モニタリング装置の開発

現在の病院歯科におけるリスクマネージメントは、実際に起こった医療事故のみを対象に調査し、解析されている。しかし、日常臨床上のヒヤリハット等の潜在的要素や、その原因となる心理的ストレスとの関連性まで、考慮されていない。臨床研修医のような経験の浅い術者の場合は本人が自覚することができないため、医療事故の頻発につながる危険性がある。従って、大学付属病院歯科等の臨床研修施設において心理的ストレスを術者本人がモニタリングし、自己のストレスレベルから、その対処方法を学ぶことは事故を未然に防ぐ大きな足がかりとなる。そこで、簡易かつウエラブルな心理的ストレスをモニタリングする装置を開発した。しかし、日常臨床上のヒヤリハット等の潜在的要素や、その原因となる心理的ストレスとの関連性まで、考慮されていないためリスクマネージメントとしては不十分な面もある。本研究は、術者の心理的ストレスをモニタリングする装置を開発し、医療事故に繋がるヒヤリハットとの関連性を明らかにし、新たなリスクマネージメントを提言することを目的としている。過去の研究により心理的ストレスの検出として手指の精神性発汗が有効であることがわかっている。そのため、術者の治療時の心理的ストレス測定に手指の発汗による湿度変化の測定が有効である点に着目した。術者は治療用グローブを装着するため、すでに発汗による湿度変化を測定するための密閉空間となる。計画当初はグローブ内に湿度センサーを内蔵させ測定しようと試みていた。湿度センサーには既製品を用いることを計画していたが、今回新たに開発された皮膚上の湿度変化を測定する装置を採用することにした。その採用理由はグローブ内にセンサーを入れる必要がないため歯科診療時に手指の動きの妨げになることが少なくなると考えたからである。ただし、この装置について信頼性・妥当性の検証はなされていないため、検証の必要がある。当該年度は、新たな装置の信頼性・妥当性の検証を目的に測定を行ってきた。しかし、開発した装置はモニタリング機能が不十分であるため、心電図や呼吸数を測定しモニタリング可能な既存の製品との比較を検討している。本研究は、術者の心理的ストレスをモニタリングする装置を開発し、医療事故に繋がるヒヤリハットとの関連性を明らかにし、新たなリスクマネージメントを提言することを目的とした。特に、臨床研修教育に取り入れることにより、心理的ストレスのマネージメントという重要かつ新たな教育が可能となると考えた。歯科治療時のリスクマネージメントは特に大学病院歯科において系統的に行われるようになり、そこでは、医療事故と術者の心理的ストレスとの関連性についても調査されている。しかし、実際に起こった医療事故の原因究明に主眼が置かれ、日常臨床上のヒヤリハットなどの潜在的要素や、その原因となる心理的ストレスとの関連性まで考慮されているとはいえない。そこで、これらの関連性を明らかにするためには、臨床現場における術者の心理的ストレスの連続評価をモニタリングする装置を開発した。開発した測定装置には、レーザー光を用いたレーザー血流計に、光ピックアップ読み取り技術を応用した高性能小型レーザー血流センサーを使用した。この血流計は、末梢皮膚血流量を計測するものであり、左手第二指や耳介に装着し交感神経性の刺激を加えた場合、血流量が一過性に減少する様子(交感神経性皮膚血流反応)を正確にかつ簡便に計測可能であることが示された。今後は、歯科治療時の術者及び、患者の心理的ストレスが血流に及ぼす影響を明らかにし、ストレスを定量化していく。

その採用理由はグローブ内にセンサーを入れる必要がないため歯科診療時に手指の動きの妨げになることが少なくなると考えたからである。ただし、この装置について信頼性・妥当性の検証はなされていないため、検証の必要がある。当該年度は、新たな装置の信頼性・妥当性の検証を目的に測定を行ってきた。現在、データを解析し、論文製作中である。研究初年度の計画目標である無侵襲・非拘束計測が可能なモニタリングシステムを製作する。これの測定に関しては概ね達成されている。しかし前述したように測定と同時にモニタリングすることが困難となっているため、やや遅れていると判断した。また、予定していた被験者の測定に関してはおおむね達成されていると想われる。しかし、全体としては、やや遅れている状況であると判断した。これに関しては概ね達成されている。ただし、被験者に関しては当初の目的では、被験者として、臨床経験年数の少ない歯科医師5名、10年以上の経験のある歯科医師5名の、歯科治療中の発汗、心拍数を経時的に測定し、アンケートによる主観的評価法も含めその信頼性、妥当性を検証する。以上の計画の実行が遅れている。今回の被験者は診療中の歯科医師ではなく、平常時の歯科医師での予備実験のみを行った状態である。また、心拍数を経時的に測定する方法及びアンケート方法について検討中である。以上により、やや遅れている状況であると判断した。計画当初は発汗を測定する方法として、グローブ内に湿度センサーを内蔵させ測定しようと試みていた。湿度センサーにはスキノス社製の既製品を用いることを計画していたが、新たに開発された皮膚上の湿度変化を測定する装置を採用することにした。また、心拍数の測定についても圧電素子を応用しセンサー使用する予定であるが、装置の組み上げ及び、その信頼性・妥当性の検証も必要である。以上のことを踏まえた上で、測定と同時にモニタリング可能なシステムの構築を考え、必要ならば既存の製品で代用できないかを検討すつ予定である。
高次元類体論から見た数論幾何学

研究成果の概要(和文):主に以下の成果が得られた.(1)混標数で十分たくさん1の冪根を含むような完備離散付値体に対するMilnor K群の構造の計算(2) p進体上の楕円曲線の積に対するサイクル写像の像及びChow群の構造の計算(3)可換代数群に付随するMilnor型K群の構成と応用研究成果の概要(和文):主に以下の成果が得られた.(1)混標数で十分たくさん1の冪根を含むような完備離散付値体に対するMilnor K群の構造の計算(2) p進体上の楕円曲線の積に対するサイクル写像の像及びChow群の構造の計算(3)可換代数群に付随するMilnor型K群の構成と応用本年度は主に次の3つの研究成果が得られた。1. p進体上の曲線の類体論に関する研究:p進体上の曲線に対するイデール類群と相互写像を定義しその核と余核を決定することが出来た。の論文は執筆・投稿しMath. Z.に受理された。局所体上の類体論はこれまで、properな多様体を主に対象としていた。しかし古典的な類体論と同様に、今回の結果から開多様体でも同様の理論が展開できることが分かった。2.頂切付値環の分岐理論(田口雄一郎氏との共同研究):Groebner基底を用いたtruncated dvr上の加群の平坦性を特徴付ける、という論文を完成させ投稿した。Interdisciplinary of Information Sciencesに受理済み。また完備離散付値環とそのtruncationの拡大の成す圏がそれぞれ分岐を制限すれば圏同値になるというDeligneの定理(1984)を剰余体が完全で無い場合へ一般化した。この結果に関する論文を執筆し、現在投稿中。これは例えばノルム体の構成と言った局所体の分岐理論への応用が見込まれている。3.負の代数的K理論の研究(望月哲史氏との共同研究):本年度後半は主に、負の代数的K理論に関する研究を行った。当初の目的であったAbel圏に対する負のK群は自明、と言う予想(Schlichting予想)の解決には未だ至っていない。しかしある種のWaldhausen圏の弱同値から「擬弱同値」を定義してGillet-Waldhausen型の定理が新たに得られた。これにより完全圏の導来圏を「高次化」した三角圏が得られ、この「高次導来圏」のGrothendieck群でもって負のK群を記述することができた。この結果をフランス・ボルドーで行われた研究集会Sakura Workshop "Torsion of abelian schemes and rational pointson moduli spaces"で発表した。また現在論文を執筆中。本年度は主に次の研究成果が得られた。1.p進体上の楕円曲線の積に対するChow群の構造について:多様体の0次Chow群は,代数体のイデアル類群の一般化と考えられて,この群について知ることは数論幾何に於いて大きな問題であって,これまでに様々な研究が成されてきた.ある種のAbel多様体の場合,この群の「有限性」については良く知られていたのだが,今回は特に楕円曲線の積に限って考えることでより詳しく,このChow群のAbel群としての構造を記述することが出来た.これには川内氏の形式群に付随するKummer写像の像に関する結果を一般化して得られたもので,これ自体,楕円曲線のSelmer群の計算といった別の応用が見込まれている.2.MilnorK群に付随するフィルトレーションについて:上の1.の形式群の像の計算の過程である種の形式群に付随するフィルトレーション(の次数商)の計算が出来るようになった.これと同様な手法をMilnor K群に付随するフィルトレーションにあてはめることで,これまで知られていない場合のフィルトレーションの次数商を計算することが出来た.このMilnor K群とそのフィルトレーションは高次元局所類体論に密接に関わる群であって,今回の結果はそうした観点からも重要かと考えられる.もう少し詳しく述べると、1のp^n乗根を含む混標数Henselian discretevaluationfieldで付随するMilnor K群のフィルトレーションの次数商を剰余体の微分加群の言葉で記述することが出来た.これは正標数の場合は完全に解決していて,混標数で特に体が絶対分岐している場合が未解決であった.本年度は主に次の研究成果が得られた。1.p進体上の楕円曲線の積に対するChow群の構造について:多様体の0次Chow群は,代数体のイデアル類群の一般化と考えられて,この群について知ることは数論幾何に於いて大きな問題であって,これまでに様々な研究が成されてきた.今回はサイクル写像の像と核をp進体上の楕円曲線の積の場合に考察した.とくに或る場合にはこの核が自明になりChow群の構造を具体的に決定することが出来た.また同様の手法を持って考察した、完備離散付値体に対するMilnor K群に付随するフィルトレーションの構造についての論文を完成させることができた。2.加法的Chow群と染川K群の拡張について:半abel多様体(=abel多様体のトーラスによる拡大)に対して定義されていたMilnor型のK群を一般の可換代数群に拡張して定義を与え、特に加法群と乗法群に対するこのMilnor型のK群は絶対Kahler微分のなす空間と一致することが解った.

これはふたつの乗法群に対するMilnor型のK群は体のMilnorK群と同型になるという染川氏の結果の「additive version」とみなすことができる.実際,MilnQrK群はmotivic cohomology群や高次Chow群の主要部分であったが,絶対'Kahler微分のなす空間もまたBloch-Esnault等による加法的Chow群の主要部分であった。今回の結果からこの両者の類似を明示的に表すことが出来た、と言える.3.∞-categoryにづいて:J.Lurieによる∞-category及び∞-toposはこれから数論や数論幾何学への応用がみこまれる分野である.2011年4月に京都大学にて∞-categoryの研究集会を開催し、初学者向けの入門的講義を行った.今年度は,ドイツのDuisburg-Essen大学に半年間(3月21日-9月22日)滞在し,主に代数群に付随するMilnor型K群(=染川K群の拡張)を対象に研究を行った.もともと染川K群とは半Abel多様体に付随する群で,古典的なMilnor K群の拡張であり,またMilnor K群のもつ関手性などをもっていた.ここでは,完全体上でresidue mapの定義を見直すことによって, unipotent partを含むような一般的な可換代数群に対してMilnor型K群を定義することができた.更に特別な代数群をとったときのKaehler微分加群やMilnor K群,及び加法的Chow群との関係を調べることができ,高次Chow群やMilnor K群に対して知られていた幾つかの定理の興味深い加法的類似が得られた.また完全体上の曲線の積に対するgeneralized Albanese varietyとの関係や(分岐を許した)高次元類体論への応用についても研究した.ひとつの応用としては,有限体上の曲線の積に対する相対的Chow群や分岐制限付き基本群の有限性が得られた.また加藤,染川等によって提出されたBloch-加藤予想の楕円曲線版で,とくに局所体や代数体といった数論的な体上の場合を考察した.暴分岐を記述するべきモチーフ理論の雛形となるものが見つかり、今後の展開が大いに見込まれるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。可換代数群に付随するMilnor型のK理論を用いて加法的Chow群の理論を研究し、高次元類体論の暴分岐の部分との関連を調べる。
レーザ誘起蛍光を用いた気体分子の速度と圧力の複合計測法の開発

本研究は散乱粒子を流体中に混入したりプローブを挿入せずに流体の速度及び圧力を光により励起される気体分子の蛍光より測定する方法を開発することを目的とし、理論および実験の両面から測定感度や特性について検討を行なった。得られた結論は以下のとおりである。気体分子の流速測定では、ヨウ素の気体分子が吸収する514.4nm発振波長をもつアルゴンイオンレーザの周波数が流速のドップラー効果によりヨウ素の吸収帯の方へ近づくためにレーザ誘起蛍光強度が増加する減少を用いた流速測定法についてレート方程式を用いた理論計算および容器内噴流の実験により検討した。その結果、圧力の低い範囲では蛍光強度の流速依存性が強く、測定が比較的容易であるのに対して、圧力の増加にともなって測定感度が鈍化すること、また容器内噴流の実験において得られる蛍光強度の速度依存性が予測値とよく対応した結果となることが明らかになった。気体の圧力測定では、UV光により励起されるヨウ素の蛍光発光スペクトルに圧力の増加にともない蛍光強度が増加する波長領域と逆に減少する領域が共存する特徴的な圧力依存性があることを用いた新しい測定法について提案し、実験により検証した。その結果、従来の方法で圧力を絶対的に測定するには、吸収帯の勾配の大きな部分にレーザ光を同調させて測定する複雑な方法をとる必要があるのにたいして、本研究において提案する方法はUV光をヨウ素に照射して得られる蛍光の発光スペクトルの圧力依存性を用いるため、容易に測定できる事を実験により確かめた。また大気圧近くの圧力でも蛍光強度が増加する特徴を有し、従来の方法にはない利点をもつことがわかった。これらの測定法はさらに発展するものと期待される。UV光で励起した気体分子からの蛍光のスペクトルに圧力依存性のあることを用いた新しい局所的圧力測定法を提案し、実験を行いその測定法の有効性を検証した。従来の方法として(1)レーザ誘起蛍光強度の圧力に対する変化を測定する方法(2)吸収帯分布の勾配の圧力に対する変化を測定する方法があるが、(1)の方法は蛍光強度の圧力に対する相対的な値しか得ることができず、また(2)の方法は圧力の絶対的な測定が可能であるが、2本の微小に波長の異なるレーザを吸収帯の勾配の大きい部分に同調させて測定を行うために光学系が複雑なものとなり、また高圧での測定精度がよくないと予想された。本研究において提案した方法は、190nm付近に波長ピークをもつUV光をI_2分子に照射すると蛍光放射の過程において圧力が高くなると消光の作用によって蛍光強度が低下する波長域と、逆に圧力が高くなるとI_2分子の他の電子準位への遷移が増大するため蛍光強度が増加する相反する特性を利用したものであり、これらの異なった圧力依存性を示す過程の2つの波長域の蛍光強度の比を得ることで圧力の絶対的な測定が可能になる。重水素ランプから発せられるUV光をI_2分子に照射することによって得られる蛍光の波長スペクトル分布の圧力依存性を実験により検討した。実験からは圧力の増加にともなって、431nm付近の蛍光強度が減少するのに対して、342.5nm付近や505nm付近の蛍光強度が増大する特徴的な波長スペクトルが得られ、圧力測定が可能であることを示した。また、大気圧近くの圧力でも蛍光強度が増加する特徴を有し、従来の方法にはない利点をもつことがわかった。
体細胞ゲノム解析に基づく子宮頸がんの本態解明・治療標的の同定を目指す研究

当院で広汎子宮全摘を行った子宮頸がんのうち、再発高リスク群に該当したために術後放射線治療を行った患者を対象にCancerPannelを用いて代表的な50個の体細胞遺伝子変異の有無を検索し、それらの変異の有無と予後との関係を調べた。現在データが揃ったところであるため、結果をまとめて英語論文を作成中である。初年度のうちに結果はそろい、現在英語論文を作成中です。研究は順調に進んでいます。今回構築した研究グループで次のテーマを探し、更に新しいことを発見できればと考えています。研究結果を該当する学会にて発表を予定していますので、研究費の一部を旅費に当てることを考えています。また英文誌に投稿する際に必要となる投稿費に一部の研究費を充てることを考えています。
「後期若者」の教育社会学

社会学的研究において若者期の拡散や溶解といった現象ーすなわち若者期がその境界を曖昧にしながら拡大していることーが指摘されているものの、その実態は実証的には明らかにされていない。そこで本研究では、おもにインターネット・サーベイを通じて、若者文化からの<卒業>(次の段階への移行)がどうなされるのか(日本社会において「人はどう若者でなくなるのか」)を中心に「後期若者」の価値観やライフコースのあり方を調査した。ここでは、40歳代でも完全に自分が若者でないとする者が4割以下にとどまることや若者認識と学歴・職業に関連性があることがみえてきた。〇理論的研究では、「後期若者」に関連するものとして、アイデンティティ論、リカレント教育、労働研究、ライフワークバランスなどに関連する文献を渉猟しつつ、「後期若者」を教育学の対象に据える枠組みを作成を試みている。◯「後期若者」実態調査(インターネット・サーベイ):この調査は、若者文化からの<卒業>がどうなされるのかを中心に「後期若者」の価値観やライフコースのあり方をサーベイ調査で明らかにするもので、サンプリング等調査の設計と調査会社の選定に資する情報収集を行った。その結果、比較的大規模なサーベイを行うべくH26年度の予算をH27年度に繰り越すこととした。〇「後期若者」聞き取り調査:パイロット調査的に「後期若者」への聞き取りを行った。事例は多くないが1ライフワークバランスについて、2いわゆる「SNEP」といわれるケースの日常生活と生活上の問題点について聞き取りを行った。◯「後期若者」の若者文化への関与に関する調査(アクション・リサーチ):「後期若者」が関与する若者文化の場がどのようなものになっているのか、計画に示したとおり、ネット上での音楽製作サークルにかんする調査を始めた。30代、40代が参加するサークルにおけるをウォッチするとともに、アクション・リサーチとしてそうしたサークルへの参加の準備を行っている。◯理論的研究では、「後期若者」を捉える枠組みを検討した。具体的には、単純に子どもから青年期(若者期)を経て「大人」になるのではなく、「大人」と「若者」が混在する形での移行があること、そして、そのありようや「大人」と「若者」切り分け方には消費文化への関与のみならず労働形態等が関係しているというモデルを模索している。◯「後期若者」実態調査(インターネット・サーベイ:質問紙調査)では、枠組みとの関係で対象をどこに設定するのかという課題に時間を割いた。本課題は、アイデンティティ、リカレント教育、ライフワークバランス、消費文化・若者文化、など幅広い問題性を有しており、幅広い年齢層を対象とする調査では予算の関係もありこれら全てを網羅するのは不可能である。そこで、本調査では20歳代50歳代の男性を対象として行うこととした(女性の問題は、男性とは異なった枠組みが必要であり、今回は扱わないこととした)。◯「後期若者」聞き取り調査を引き続き行った。本年度は、上記の実態調査のパイロットスタディを兼ねて、働き方と「若者性」の関連をさぐるような事例を数例調査した。また、前年度より聞き取りに協力いただいている40歳代のフリーターや「SNEP」と呼ばれる人に対するインタビューを本年度も継続実施した。◯「後期若者」の趣味サークルへの調査:30代・40代が多く参加するネット上の音楽サークルに実際に加わり、アクション・リサーチを開始した。本来ならば本年度は、「後期若者」実態調査(インターネット・サーベイ:質問紙調査)を実施する予定であった。しかしながら、調査委託業者と予算面で折り合わないなど、より調査項目を焦点化させて(質問項目を減らして)実施することが必要となった。それを受けて、20歳代50歳代の男性を対象とし、現代男性の「後期若者」のあり方を浮き彫りにするような枠組みの理論的検討を行った。ネット調査は本研究の中核をなすものであり、それが行われないことは本研究の進捗の順調ならざる状況を示している。ただし、2016年度には、予算内で実施できることが見込まれているため、進捗状況を「やや遅れている」とした。本年度は、前年度から繰り越された課題であるインターネット・サーベイ:「後期若者の生活とライフコース調査」にとくに取りかかった。これは研究課題に明記したように若者文化からの<卒業>がどうなされるのか(日本社会において「人はどう若者でなくなるのか」)を中心に「後期若者」の価値観やライフコースのあり方をサーベイにて調査するものである。一定のバイアスがかかるものの、サンプリングや回収などの効率を考え、インターネットの調査会社に登録したモニターを対象としたサーベイを行った。年齢、性別、地域などに配慮し、全国の幅広い年齢層を対象としてサンプル取得を試みた結果、2024歳:222人、2529歳:378人、3034歳:287人、3539歳:343人、4024歳:317人、4539歳: 283人、5054歳:600、5559歳:600人、6069歳:600人の合計3000人(男女比は2:1で男をオーバー・サンプリングした)、地域の偏りも最小限にとどまるデータを収集することができた。

分析は、現在も継続実施しているが、実績報告書で明らかにできることとして、1いつまで若者であるのかについては、年齢ベースで見た場合に約40歳まで若者期が拡大していること、2若者でのあり方には男女差がみられること、3現在の仕事の状況と後期若者期のあり方には関係がみられること、同時に4後期若者期のあり方といきづらさ・不安が関係していることがみえてきた。実施がずれ込んだ分、年度内の実績は少なくなってしまったものの分析を継続し、新書などの媒体に発表することを試みるつもりである。社会学的研究において若者期の拡散や溶解といった現象ーすなわち若者期がその境界を曖昧にしながら拡大していることーが指摘されているものの、その実態は実証的には明らかにされていない。そこで本研究では、おもにインターネット・サーベイを通じて、若者文化からの<卒業>(次の段階への移行)がどうなされるのか(日本社会において「人はどう若者でなくなるのか」)を中心に「後期若者」の価値観やライフコースのあり方を調査した。ここでは、40歳代でも完全に自分が若者でないとする者が4割以下にとどまることや若者認識と学歴・職業に関連性があることがみえてきた。〇理論的研究については、「後期若者」に関連するものとして、アイデンティティ論、リカレント教育、労働研究、ライフワークバランスなどに関連する文献を渉猟しており、概ね順調に進んでいる。◯「後期若者」実態調査(インターネット・サーベイ):調査内容については、まだ不確定であるが、サンプリング等調査の設計と調査会社の選定を進めており、27年度の実施に向けて概ね順調といえる。〇「後期若者」聞き取り調査:本来は、ネット・サーベイの際に事例収集する予定であったが、すでに事例こそは多くないが1ライフワークバランスについて、2いわゆる「SNEP」といわれるケースの日常生活と生活上の問題点について聞き取りを行っており、概ね順調といえる。◯「後期若者」の若者文化への関与に関する調査(アクション・リサーチ):本格的な参与観察まで至っていない。ただし、ネット上での音楽製作サークルにかんする調査を始めた。30代、40代が参加するサークルにおけるをウォッチするとともに、アクション・リサーチとしてそうしたサークルへの参加の準備を行っている。この点についてはやや遅れている。以上の点から概ね順調に進捗していると考えられる。今後の研究の推進方法としては、今年度実施できなかった「後期若者」実態調査(インターネット・サーベイ:質問紙調査)に注力して研究を行う。最終年度でもあるため第二四半期には調査を実施し、年度内には基礎的な分析を行う必要がある。計画年度内に学会発表を行うはずであったが、2017年度の教育社会学会等で発表を行う予定である。教育社会学〇理論的研究については、さらに「後期若者」に関連する文献に当たるとともに、「「後期若者」実態調査」の調査枠組みを作成していく。◯「後期若者」実態調査(インターネット・サーベイ):ネットサーベイの単価が高くなっており、焦点化した調査票づくりが求められる。その点で、意味のある調査にするためにH27年度第4四半期に実査を行うこととした。大規模調査のため、慎重を期して行うことを予定しており、場合によっては28年度に食い込むこともあるのではないかと考えている。〇「後期若者」聞き取り調査:本来は、ネット・サーベイの際に事例収集する予定であったが、むしろサーベイの枠組みを作成するためのパイロット調査として引き続き聞き取りを行っていく。◯「後期若者」の若者文化への関与に関する調査(アクション・リサーチ):本格的な参与観察を開始する。
第一原理・古典連成分子動力学法の開発とセラミックスの機械的特性評価への適用

本研究において次の成果を得た。1)古典分子動力学に使用するポテンシャルを決定するにあたり、まず、第一原理分子動力学法により窒化ケイ素の引張りおよびせん断変形解析を行なった。この解析により今まで実験では求められていなかった単結晶の理想強度によるデータを得ることができ、精度の高いポテンシャルを構築するために必要なデータが揃った。そして、この結果をもっとも良く再現する古典分子動力学用原子間ポテンシャルを選定した。選定したのは3体ポテンシャルであり、このポテンシャルより計算される格子定数、弾性定数、結晶構造は第一原理計算より得られるこれらの結果と一致した。さらには、理想引張り強度、理想せん断強度も十分な精度で第一原理計算の結果ともほぼ一致することを確認した。これにより本連成手法に用いるポテンシャルが完成したと言える。なお、本ポテンシャルでは長距離クーロン相互作用を近似的に7Åで打ち切っている。2)つぎに、第一原理計算領域と古典分子動力学計算領域の間の遷移領域での相互作用の計算手法について検討した。この領域の原子に働く力は、同一原子に対して第一原理分子動力学計算と古典分子動力学計算の両方で計算し、原子位置がどちらの領域に近いかで、これらの領域間でなめらかに変化する関数に従う割合で、それぞれの計算結果より得られる力を足し合わせることにより決定した。本研究で検討した第一原理計算結果を良く表現する3体ポテンシャルを用いた場合、両領域間の力の整合性が十分であることを確認した。3)第一原理計算領域自動設定のためのアルゴリズムについて検討した。与えられたモデルの原子配置に対して原子の配位数解析を行い、配位数が完全結晶のそれと異なる場合、その周り7Åを第一原理計算領域として設定する。このアルゴリズムを使用することにより、原子構造の乱れた領域を第一原理分子動力学計算で扱うことができた。4)以上の連成手法を用いて試験的にき裂先端近傍の解析を行って、全体的な動作が正常であることを調べた。平成12年度の研究において次の成果を得た。1)第一原理分子動力学法により窒化ケイ素の引張りおよびせん断変形解析を行い、その結果を良く再現する古典分子動力学用原子間ポテンシャルを構築した。構築したのは3体ポテンシャルであり、このポテンシャルより計算される格子定数、弾性定数、結晶構造は第一原理計算より得られるこれらの結果と十分な精度で一致した。さらには、理想引張り強度、理想せん断強度も十分な精度で第一原理計算の結果と一致することを確認した。これにより本連成手法に用いるポテンシャルが完成した。ただし、本ポテンシャルでは研究の第一段階として長距離イオン性相互作用を7Åに限定している。2)第一原理計算領域と古典分子動力学計算領域の間の遷移領域での相互作用の計算手法について検討した。本研究で検討した第一原理計算結果を良く表現する3体ポテンシャルを用いた場合、このようにして決定した力でシミュレーションを実行し、両領域間の力の整合性が十分であることを確認した。このアルゴリズムを使用することにより、原子構造の乱れた領域を第一原理分子動力学計算で扱うことができるため、解析全体の精度を高めることにつながる。
時間分割X線解析法によるUDP-Glcピロホスホリラーゼの反応機構の可視化

実験に用いたのUDP-GPPは生物界に広く分布する糖代謝に重要な役割を果たしている酵素で、UDP-GLC(ウリジル2リン酸グルコース)からPPI(無機ピロリン酸)へUMP基を転移する反応および、その逆反応を触媒している。本研究で用いたのはジャガイモ塊茎由来のUDP-GPPで分子量約52KDAの単量体蛋白質である。NATIVE型酵素の立体構造は、すでに大阪大学蛋白質研究所において2.2A分解能で明らかにされている。まず、時間分割X線解析法による回折強度データの質をチェックする目的で、基質フリーのNATIVE型酵素の結晶を用いて、2.8A分解能のデータを得ることが出来た。白色X線によるデータ収集は高エネルギー加速器研究機構・放射光実験施設(BL-18B)において行った。大型イメージングプレート16枚を使用し、100msecのX線露光時間でデータを収集した。16枚のイメージングプレートを使用したことにより、測定データは全反射の68.1%まで測定することが出来た。あわせて多数の回折点を収集したことによりデータの多重度が増し、正確な波長校正曲線を見積もることが可能となった。Index,intlaue,lauenormの一連の処理ソフトを使いデータの処理を行ったところ、データの精度を示すR-mergeは9.2%であった。この回折データに対して構造精密化プログラムCNSをもちいて精密化計算を行ったところ、単色X線のデータと遜色ない電子密度を得ることができた。本実験により100msecという極めて短い短時間のデータ測定にもかかわらず、蛋白質の構造解析が可能であることが示された。我々は、フローセルによる反応開始を念頭に置いてUDP-GPPの基質であるUTPのソーキングを試みた。30MUTP複合体結晶を得ることが出来たので、本結晶を使って白色X線と単色X線によるデータ収集を試みた。白色X線によるラウエ法では結晶性の低下に伴い回折点の形状が悪く解析に用いることは出来なかった。本実験により、白色X線によるデータ収集は基質を含む結晶性の低下した条件では困難であることが確認された。蛋白質や核酸などの生体高分子の立体構造は、機能発現の機構を考える上で重要である。UDP-Glcピロホスホリラーゼ(UDP-GPP)は生物界に広く分布する糖代謝に重要な役割を果たしている酵素であり、本酵素はUDP-Glc(ウリジン2リン酸グルコース)からPPI(無機ピロリン酸)へUMP基を転位する反応およびその逆反応を触媒している。本研究で用いるジャガイモ塊茎UDP-GPPは52kDaの単量体蛋白質であり、Native型酵素の立体構造は大阪大学たんぱく質研究所において2.2Å分解能で明らかにされている。本研究課題では放射光を利用する時間分割X線構造解析法によりUDP-GPPの酵素反応に関わる基質結合の各ステップの様子や寿命の短い反応中間体の構造をミリ秒のオーダーで電子密度の変化としてとらえ、酵素反応を時間軸も含めた4次元の構造として議論することを目的としている。まず本年度は基質フリーのNative型酵素の結晶を使って白色X線照射に対する結晶の挙動を確認した。時間分割X線解析法による回折強度データの質をチェックする目的で、高エネルギー加速器研究機構、放射光研究施設BL-18Bに於いて回折強度データの収集を行った。その結果、強力な白色X線の照射により放射線損傷を起こして2.8Å分解能程度のデータしか収集できないことが判明した。現在までに2.8Å分解能でのデータの完全性を高めるために露光時間100msecで約40枚のX線イメージデータを収集している。現在、すベてのイメージデータを使って完全なデータセットにするために処理を進めているところである。本結晶での実験と並行して白色X線を用いてさらに高分解能の回折を与える結晶化条件の検索も併せて行っている。

我々は、フローセルによる反応開始を念頭に置いてUDP-GPPの基質であるUTPのソーキングを試みた。30MUTP複合体結晶を得ることが出来たので、本結晶を使って白色X線と単色X線によるデータ収集を試みた。白色X線によるラウエ法では結晶性の低下に伴い回折点の形状が悪く解析に用いることは出来なかった。本実験により、白色X線によるデータ収集は基質を含む結晶性の低下した条件では困難であることが確認された。
ナノ粒子懸濁による核沸騰限界熱流束向上機構解明と沸騰素過程に関する研究

銅プリント基板製の10 mm×10 mm伝熱面に直接通電加熱し、圧力0.1MPaの下でプール沸騰熱伝達実験を行った。清浄純水実験では、限界熱流束点では三相界線は観察されず、伝熱面に小さな高温乾き面が現れ、それが拡大、縮小を繰り返して伝熱面の物理的焼損に至っていた。ナノ粒子懸濁液では、沸騰熱伝達率は低下していたものの、限界熱流束は1.5倍に向上化していた。清浄純水の場合に比べ、乾き伝熱面拡大領域は狭く、短時間に焼損に至っていた。伝熱面はナノ粒子析出層で被われ、そのため乾き面形成拡大が抑制され、限界熱流束は向上化したものと考えられた。銅プリント基板製の10 mm×20 mm伝熱面を用い、大電流を直接通電して加熱し、圧力0.1MPaの下でプール沸騰熱伝達実験を行う。電流、電圧と求まる銅電気抵抗から、伝熱面熱流束と伝熱面平均温度を求める。更に、伝熱面中央の裏面ベークライトを径6 mm円形に取り除く。この部分の伝熱面裏面温度を赤外線放射温度計を用いて撮影測定する。これにより、伝熱面温度を、瞬時、局所の温度を面の広がりとして、時系列的に測定する。実験は、径25 nmのTiO2ナノ粒子を0.01 wt%迄の範囲で懸濁させた流体、及び清浄純水を試験液とする。高速度カメラにより沸騰状況撮影をする。近接してセットにしたマイクロ熱電対を伝熱面近傍に入れ、液温度と、相関法により液体流速度を求める。以上から、ナノ粒子懸濁率と限界熱流束向上化の関係、また、それをもたらす三相界線密度、伝熱面上液幅(三相界面)と薄液膜部広がり幅との関係を把握する。合わせて、沸騰素過程に関する諸情報を入手する。平成25年度は清浄蒸留水による比較基礎プール沸騰実験を主として実施した。試験液を清浄蒸留水として、プール沸騰実験を行った。低熱流束時の孤立気泡沸騰領域では、伝熱面からの熱は相変化で約2割、対流で約8割の伝熱割合であり、対流伝熱の重要性を確認した。また、気泡生成開始から、成長、気泡離脱、沸騰休止の各期間における伝熱面温度変化から伝熱面熱流束に変換し、各期間の伝熱素過程の把握を行った。中熱流束域、限界熱流束域においても同様に、面温度変化から、面熱流速分布の時系列的変化を求めることができた。従来言われているような三相界線の存在を限界熱流束点では確認できなかった。また、沸騰気泡域と平均伝熱面熱流束の差は、従来言われているほどの大きさはない事を確認した。以上、重要な結果を得ることができている。銅プリント基板製の10 mm×10 mm伝熱面を用い、大電流を直接通電して加熱し、圧力0.1MPaの下でプール沸騰熱伝達実験を行う。高速度カメラにより沸騰状況を撮影する。近接してセットにしたマイクロ熱電対を伝熱面近傍に入れ、液温度と、相関法により液体流速を求める。平成25、26年度は清浄純水による比較基礎プール沸騰実験を主として実施した。中熱流束域、限界熱流束域において、面温度変化から、面熱流束分布の時系列的変化を求めることができた。限界熱流束点では、始めに伝熱面のある部分に小さな高温乾き面が現れ、それが拡大、縮小を繰り返しつつ次第に大きくなり、ついには伝熱面全体に高温乾き面が一気に拡大し、伝熱面の物理的焼損に至る、一連の過程を把握することができた。銅プリント基板製の10 mm×10 mm伝熱面に直接通電加熱し、圧力0.1MPaの下でプール沸騰熱伝達実験を行う。電流、電圧と銅電気抵抗から、伝熱面熱流束と伝熱面平均温度を求める。この部分の伝熱面裏面温度を赤外線放射温度計を用いて測定する。これにより、伝熱面温度を、瞬時、局所の広がりとして、時系列的に測定する。

ナノ粒子を懸濁させたナノ流体、及び清浄純水を試験液とする。高速度カメラにより沸騰状況を撮影する。以上から、ナノ粒子懸濁と限界熱流束向上化の関係、また、沸騰素過程に関する諸情報を入手する。平成25、26年度は清浄純水による比較基礎プール沸騰実験を実施した。孤立気泡沸騰領域では、対流伝熱の重要性を確認した。三相界線の存在を限界熱流束点では確認できなかった。始めに伝熱面のある部分に小さな高温乾き面が現れ、それが拡大、縮小を繰り返しつつ次第に大きくなり、ついには伝熱面全体に高温乾き面が一気に拡大し、伝熱面の物理的焼損に至る、一連の過程を把握した。平成27年度はTiO2ナノ粒子を蒸留水に添加したナノ流体(0.04 g/L,0.4 g/L,4 g/L)のプール沸騰実験を行った。実験後伝熱面上には、ナノ粒子の析出層が形成されていた。析出層厚さは10数μmと薄く、析出層表面には幅数μm、深さ510μmの不規則な多数の溝が認められた。核沸騰熱伝達率は蒸留水の場合に比べて低下していた。一方、限界熱流束は、蒸留水の場合に比べて向上していた。伝熱面に局所的に乾き面が発生し、拡大して伝熱面焼損は発生していた。但し、蒸留水の場合に比べ、乾き伝熱面拡大領域は狭く、短時間に焼損に至っていた。ナノ粒子析出層表面に形成される無数の微細溝によって、乾き面形成拡大が抑制され、限界熱流束は向上化したものと考えられる。銅プリント基板製の10 mm×10 mm伝熱面に直接通電加熱し、圧力0.1MPaの下でプール沸騰熱伝達実験を行った。清浄純水実験では、限界熱流束点では三相界線は観察されず、伝熱面に小さな高温乾き面が現れ、それが拡大、縮小を繰り返して伝熱面の物理的焼損に至っていた。ナノ粒子懸濁液では、沸騰熱伝達率は低下していたものの、限界熱流束は1.5倍に向上化していた。清浄純水の場合に比べ、乾き伝熱面拡大領域は狭く、短時間に焼損に至っていた。伝熱面はナノ粒子析出層で被われ、そのため乾き面形成拡大が抑制され、限界熱流束は向上化したものと考えられた。研究は順調に進んでいる。本研究の特徴である、或る面の広がりとして瞬時局所の測定をなし、伝熱主要部分の明確化を進めることができている。従来知見とは異なる新たな発見を為すことができている。成果を、2014年8月10日15日に京都において開催された第15回国際伝熱会議で、また、同じく2014年11月14日20日、カナダモントリオールで開催される米国機械学会の2014年International Mechanical Engineering Congress and Exhibitionで、講演発表を行った。更に、2015年4月26日29日、米国ボウルダー市で開催予定の第9回沸騰と凝縮熱伝達国際会議で、また、2015年6月3日5日に福岡国際会議場で開催予定の第52回の本殿熱シンポジウムで、講演発表を予定している。十分まとまった講演発表ができるまでに、研究を進めることができている。伝熱工学、原子力工学、蒸気工学、ボイラー、蒸気タービン、原子炉平成26年度に引き続いて、実験を実施する。結果が出次第、学会、学術誌への公表に努力する。具体的実験は、26年度同様、以下に示す通りである。(1)ナノ粒子混入によるプール沸騰限界熱流束向上実験ナノ粒子濃度は、0.0005 0.01 wt%の範囲5種類とする。鏡面仕上げシリコンウエハー上にナノ粒子懸濁液の液滴を置き、画像撮影を行い、液表面張力を求める。次に、熱流束5×105 W/m2の範囲まででナノ粒子予備沸騰実験を行い、伝熱面上にナノ粒子析出層を形成させる。次いで、本実験を実施する。限界熱流束発生点まで実験は行う。実験終了後、伝熱面を取り出し、伝熱面上にナノ粒子懸濁液の液滴を置き、画像からその面上液接触角を確認する。
多種反応拡散系に現れる解構造の新展開と制御

反応拡散系に現れるパターンを制御する方法を理論的・実験的に開発するのが本研究課題の目標である。Activator-Inhibitor系でActivatorにフィードバック制御を印加することがsemi-passivityという性質を持つことから定常パターン、振動パターンの制御が可能になる。光感受性触媒を用いたBZ反応でフィードバック制御を行うとsemi-passivityは成立しないが、定在波パターンが生じることが数理モデルと実験から明らかになった。一般にActivator-Inhibitor系におけるパターンの出現はTuring不安定化の線形理論で理解されるが、縞状のパターンが得られるか、あるいは6角形的に配置されたドットパターンが得られるかは非線形項による。そこで、何らかのフィードバックを与えることにより非線形項によらずに所望のパターンを安定化できるかが問題になる。そこでActivatorから得られる系の出力に対してスペクトル一致のフィードバックを印可して制御ができることを理論的に明らかにした。すなわちActivator-Inhibitor系がActivatorを出力としてsemi-passivityという性質を持つことから可能になった。その意味で反応拡散系の制御は結合振動子の理論とも関連性があることがわかってきた。さらにこのスペクトル一致のフィードバックは、振動パターンの制御にも有効であることも明らかにした。またこの理論的な結果を実験でも再現するべく、まずは光感受性触媒を用いたBZ反応をターゲットにして実験のデザインを行った。すなわち、(1) BZ反応のパターンをビデオカメラで観測し、(2)その情報からスペクトル一致のフィードバックを計算し、(3)それをプロジェクターに出力し、反応プレートに照射するシステムを構築した。簡単な稼働試験を行った結果、若干の技術的な問題はあるものの、BZ反応が比較的遅い反応であるので十分対応可能であることを確かめた。Turing不安定化を引き起こすような2変数系では分岐直後に、六角形的に対称なパターンが現れるか、それともストライプ的な少し対称性の低いパターンが現れるかは非線形項の対称性で決まる。そこで対称性が何であろうと、フィードバック制御を行い所望のパターンを安定化することを考える。初年度は、activator-inhibitor系がactivatorを出力としてsemi-passivityという性質を持つことを明らかにし、例えばスペクトル一致のフィードバックを印可して六角パターンや矩形パターンの安定化が可能なことを示した。また、光感受性触媒を用いた化学反応系で対応する実験システムをデザインした。今年度は、activator-inhibitor系だけでなく、ある種の3変数系で振動パターンを引き起こすいわゆるウェーブ分岐の状況下でも、同様にスペクトル一致のフィードバックにより所望のパターンを安定化できることを示した。一方、3変数系では様々なパターンのオンセットがあり得ることが、広島大学の坂元国望教授たちのグループにより明らかにされた。それによると、「activator」という概念をもう少し広く捉える必要があると考えられる。そこで、3変数系に試行的にフィードバックを加え数値実験を行った結果、幾つかのフィードバックパターンで制御可能であることがわかった。今後は、これらをsemi-passivityの観点から理論的に検証するとともに、実験制御系を構築することを目標にする。反応拡散系に現れるパターンを制御する方法を理論的・実験的に開発するという目標に対し、理論的な部分は着実に理解が進んできている。3変数系でフィードバック変数に使う「activator」をどう捉えるかという部分にもう少し理論的な解釈が必要であるが、その方向性は確認できたと言える。すなわち、数値シミュレーションでのフィードバックパターンの規則性を見極めながらsemi-passiveになる十分条件を探すことはある程度可能だろうと予想される。BZ反応などの化学反応は本来3変数系(あるいはもっと多変数)であるので、実験制御系をデザインできる(はず)なので、興味深い。activator-inhibitor系がactivatorを出力としてsemi-passivityという性質を持つことを明らかにし、例えばスペクトル一致のフィードバックを印可して六角パターンや矩形パターンの安定化が可能なことを示した。この結果は、『反応拡散系における不安定定在波の選択的安定化』2016年度計測自動制御学会論文賞武田賞を受賞した。またこの理論的な結果を光感受性触媒を用いた化学反応系で対応する実験制御系を構築することを目指し光制御BZ反応系を対象とする。ここで、この系では光制御によるフィードバックがactivatorではなくinhibitorに働くので、semi-passivityは成立しないが、数理モデルのシミュレーションから定在波パターンが得られた。これは予想していなかったことだが、分岐構造を調べて見たところ、一様振動解からの倍周期分岐として得られているらしいということがシミュレーションから示唆された。実際、同様の結合振動子系を大域的に抑制結合することにより倍周期分岐から交互的な振動が現れることもわかった。反応拡散系に現れるパターンを制御する方法を理論的・実験的に開発するという目標に対し、理論的な部分はsemi-passivityを用いてパターンの制御の枠組みができた。一方、これに対応する化学反応系での実験制御系の構築を最終目標にしている。