hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
渡来系資料からみた東国古墳時代の交流ルートの解明

東国において奈良・平安時代に著しく増加する溝もち掘立柱建物が、古墳時代に伝わった大壁建物の変形である可能性は指摘されてきたものの、未だ集成研究がなかった。そこで今回の研究において東国においてこの種の建物を集成したところ、溝が全周するもの、列状になるもの、柱間を溝でつなぐものがあり、それぞれ45例、43例、164例となった。これらの遺構が官衙関連、寺院関連とその周辺に所在することから、渡来人が東国へと招聘された結果であると考えた。また、奈良時代にはL字竈と呼ばれる朝鮮半島由来の竈が突然武蔵国府と武蔵国分寺周辺で出現することも、同様に理解できると思われる。本研究は、日本列島の古墳時代において、渡来系資料の把握という基礎的研究をおこなうものである。これまでの研究では部分的な集成はおこなわれているものの、全体として渡来系資料がどれだけ出土しているのかということがわかっていなかった。特に東北や関東などの東国地域においての集成はほどんどおこなわれていないのが現状である。まずは、集成作業をおこなうことで、研究の深化をはかりたい。当該年度については関東地域の渡来系資料について実査とともに、情報の集成作業をおこなった。特に遺物としての渡来系資料のみならず、遺構としての渡来系資料という従来あまり注目されてこなかったものについて、集成作業をおこなった。関東地域における集成作業は未完了なので、今後も継続しておこなう。関東地域の考古学関係者と情報交換をおこなうために、栃木、埼玉、東京、千葉などで情報収集をおこなった。当該年度の成果としては大壁建物と呼ばれる朝鮮半島由来の遺構について集成をおこない、現在までのところ90ヶ所を集成しえた。また、移動式竈については現在までのところ182ヶ所を集成しえた。これらは今まで集成をおこなった研究が少ないので、今後の情報収集を経て、まとめていきたい。さらに、研究の成果を発表する機会を3回得ており、その際にも貴重な情報を得ることができた。これらの成果から、渡来系資料が東国にもたらされたルートを解明したい。陸上交通、海上交通などがキーワードとしてあげられるが、渡来系資料以外の文物についての研究動向についても把握に努めている。これまでの研究では部分的な集成研究などはおこなわれているものの、全体として渡来系資料がどれだけ出土しているのかということがわかっていなかった。特に東北や関東などの東国地域においての集成はほとんどおこなわれていないのが現状である。まずは、集成研究をおこなうことで、研究の深化をはかりたい。当該年度については、昨年度に引き続き関東地域の渡来系資料について、実査および情報の集成作業をおこなうとともに、中部地域の事例について集成研究を進めた。遺物としての渡来系資料のみならず、遺構としての渡来系資料という従来あまり注目されてこなかったものについて、集成研究をおこなった。関東地域の考古学研究者と情報交換をおこなうために、栃木、群馬などの情報収集をおこなった。さらに中部地域の集成研究として、長野、山梨などの情報収集をおこなった。当該年度の成果としては、大壁建物と呼ばれる朝鮮半島由来の遺構について集成をおこない、現在までのところ100ヶ所を超えている。移動式竈についても、現在までのところ200ヶ所を超えている。今後も集成作業を進めていきたい。陸上交通、海上交通などがキーワードとしてあげられるが、渡来系資料以外の文物についての研究動向も把握に努めている。各地で出土している渡来系資料の集成作業をおこなった。特に、遺構としての大壁建物に類する資料として溝持ち掘立柱建物を関東および中部地域を中心に集成しているが、まだ見たりないところも多い。また、移動式竈についても同様に集成作業をおこなった。その結果、中部地域(長野・山梨)においても複数確認することができ、ある程度修正作業が進んでいると評価できる。また、学会等において研究発表をおこない、研究者との情報交換をおこなった。特に総合女性史学会や前橋市大室古墳の教室において研究発表・講演を行なった際に貴重な助言を得たので、今後の研究に生かしていきたい。総合女性史学会での研究発表については研究ノートとして公にしている。また、これまで公にしてきた論文をもとにして『東国古墳時代の文化と交流』雄山閣を出版した。このなかで、古墳時代の渡来系資料の概要をまとめて今後の研究の方向性を示しておいた。特に東北や関東などの東国地域においての集成研究はほとんどおこなわれていないのが現状である。当該年度については、昨年度に引き続き関東地域の渡来系資料について、実査および情報の集成作業をおこなうとともに、東北地域の事例について集成研究を進めた。関東および東北地域の考古学研究者と情報交換をおこない、群馬・栃木・千葉・神奈川・福島・宮城などの出土例の情報収集をおこなった。

当該年度の成果としては、昨年度に引き続き大壁建物と呼ばれる朝鮮半島由来の遺構について集成をおこない、現在までのところ115箇所を超えている。移動式竈についても昨年同様追加集成をおこなっており200箇所を超えている。研究成果を発表する機会は口頭発表を4回得ており、論文1本を公にした。また、研究協力者として東京学芸大学大学院の矢内雅之により、「武蔵国分寺の朝鮮半島系瓦」を第9回百済文化国際シンポジウム(於奈良教育大学)において口頭発表する機会を得た。これらの成果から、渡来系資料が東国にもたらされたルートを解明したい。陸上交通、海上(水上)交通などがキーワードとしてあげられるが、渡来系資料以外の文物についても、その研究動向を把握し最終年度に報告書としてまとめあげたい。各地で出土・検出されている渡来系資料の集成作業をおこなった。特に遺構としての大壁建物に類する資料として溝持ち掘立柱建物を関東・中部および東北地域を中心に集成しているが、鋭意集成作業を進める必要がある。移動式竈についても同様に集成作業をおこなった。昨年度の中部地域に加え、東北地域でも一定数確認できることが判明した。おおむね集成作業が進んでいると評価できる。また、学会等や一般の方へ向けての講演等で口頭発表をおこない、研究者との情報交換をおこなうこともできた。口頭発表をおこなうことで新たな発見や指摘も得ているので、最終報告に生かしていきたい。論文として、『大室古墳の教室考古学講演会・講座の記録2』前橋市教育委員会pp.13-20に、「盾持人埴輪の世界古墳をまもる埴輪」を公にした。中国由来の思想が古墳時代の日本列島にもたらされたことを論じたものである。これらの研究成果も最終報告に生かしていきたい。主に集成する資料は大壁建物と呼ばれる朝鮮半島由来の遺構である。これは溝のなかに柱穴が存在する掘立柱建物であるが、近畿地域や西日本では古墳時代に多く確認されるものである。東国では溝もち掘立柱建物と呼ばれるものが存在し、それが、奈良時代や平安時代に確認されるようになる。昨年度までの研究で東北および関東地域について、おおむね集成作業を終えていたが、今年度についても主に群馬県域の事例を調べて追加することができた。その結果、宮城県から長野県・静岡県までで、合計245例の溝もち掘立柱建物を集成することができた。溝もち掘立柱建物は溝と柱穴の関係から、全周溝もち掘立柱建物、列状溝もち掘立柱建物、柱間溝もち掘立柱建物の3種に分けることができ、全周は45例、列状は43例、柱間は164例となった。これらの所在する場所と遺跡の性格をまとめると、確認された遺跡が国衙、郡衙、郷家、寺院あるいはその周辺集落と理解されているものが多いのである。神奈川県域ではその多さゆえ一般的な集落も含まれそうだが、東国全体では官衙関連、寺院関連およびその周辺として理解できるだろう。この他、L字竈の住居、さらには移動式竈についても集成したが、L字竈については溝もち掘立柱建物と同様の傾向を示している。ただし、これらの遺構に伴う遺物としての物質資料については、ことさら渡来系の要素はない。
光学活性軸不斉分子の革新的合成法の開発

軸不斉を有するビアリール類は、医薬品等の生物活性分子、不斉配位子等に広く利用される。しかし、その合成は未だラセミ体の光学分割が主であり、一般的に立体選択的合成は困難とされる。申請者は、従来法と全く異なる革新的な二つの軸不斉ビアリール合成法を開発する。一つ目は、二つの芳香環を連結する炭素ー窒素結合を立体選択的に構築し、軸不斉ビアリールを合成する方法、もう一つは、ビフェニレン誘導体の炭素ー炭素結合の一つを位置選択的に活性化し、官能基を立体選択的に導入することで軸不斉ビアリール類を構築する方法である。これら手法は、ビアリール類の効率合成及び多様性の拡大の両面において重要である。
米価下落期における水田農業構造改革の条件に関する地域比較研究

我が国の水田農業は現、急速な構造変動に見舞われている。構造変動のメカニズムを解明することは、農業経済研究における中心的課題である。本研究では、米需要構造の転換が水田農業構造変動に影響を与える、という仮説に立って分析を進めた。米需要構造が水田農業構造に影響を与える経路について、以下の2点を設定した。(1)価格の下落、(2)取引ロットの拡大これまでの研究で得られた知見は、以下の4点である。1)最終消費者段階における低価格志向への転換と中食・外食消費の拡大1997年を起点とする日本経済の危機と大規模な雇用調整の影響を受けて、消費者の購買力は低下した。その結果、特に低所得層を中心として低価格志向が深化し、低価格志向を貫徹しやすい中食・外食消費を増大させた。2)食品小売業及び中食・外食産業における低価格・ロット志向の強まり消費者の低価格志向の深化を受けて、食品小売業及び中食・外食産業は仕入れにおいてロット志向を強めた。3)米価下落による農家の離農の促進と大規模個別経営の形成昭和一桁世代の引退期に米価下落が直撃し、従来の稲作機械作業委託から、耕作権自体を貸し付ける通年賃貸借によって離農が進んだ。離農した農家の農地は特定の経営に集積され、大規模個別経営が層として形成された。4)農業経営・JA系統の販売戦略とロット確保・安定供給志向への転換米需要構造の転換を受けて、農業経営・JAの販売戦略は以前の【良食味米作付拡大・高価格販売】から、各主体が確保できるロットに応じて、そのロットをいかに安定的に売っていくかという【ロット確保・安定供給志向】へと転換した。以上得られた知見をもとに、東京大学大学院農学生命科学研究科に学位申請論文「米需要構造の変化と水田農業-1997年以降の米穀市場の展開-」を提出、平成22年7月2日に学位(博士(農学))が認定された。また、複数の研究発表を行い、研究成果を発信した。本研究では、日本農業の抱える愁眉の課題である水田農業の構造改革について、地域性に注目しながらその達成条件を検討することを課題とする。その際に、本格化した米価下落が水田委託者の採算と、受託者の経営収支、さらにはJA系統共販に与える影響に注目する。研究対象地域は、茨城県筑西市、山形県鶴岡市とする。今年度の研究によって、以下の点が明らかになった。1.90年代後半以降の米価下落を深部で規定しているのは一般経済の停滞を背景とした消費者の低価格志向であり、それに対応して食品小売業、中食・外食産業の大規模化、ロット志向が強まった。2.米価下落の影響でJA系統共販は動揺を強め、単位農協による独自販売が増大した。単位農協は均質なロットを揃えてマーケティングの幅を広げるために、生産者への生産管理を強めつつあった。3.米価下落によって水田委託者は作業委託では採算が合わなくなり、利用権設定を中心とした通年賃貸借へと移行をした。一方で、局額の転作奨励金の存在がさらなる農地流動化を阻むとともに、米価下落が大規模経営の収益性を悪化させていることも懸念材料として指摘された。4.規模拡大を成し遂げた大規模経営は必ずしもJA系統共販から離脱して生産者直販を本格化させるのではかかった。生産者直販とJA系統共販の選択を規定する要因は、(1)規模拡大の速度(2)確保できるロット(3)より高次の生産力段階への移行の可否の3者であった。以上明らかにした内容について、雑誌3本に発表した。

以上得られた知見をもとに、東京大学大学院農学生命科学研究科に学位申請論文「米需要構造の変化と水田農業-1997年以降の米穀市場の展開-」を提出、平成22年7月2日に学位(博士(農学))が認定された。また、複数の研究発表を行い、研究成果を発信した。
九州における地熱地質構造の研究

九州地方における地熱地質構造の研究として、本年は九州の基盤地質と後期新生代火山岩類との関係を検討し、この両者は密接に関係していることを明らかにした。その概要を列記すれば次の通りである。1.北中部九州では既に提唱した別府-島原地溝の北側に、これと平行するように国束-英彦山,津江-鯛生,多良岳の各地域に後期新生代火山岩類分布域があり、それぞれ陥没構造域を形成している。これらと別府-島原地溝の間には、最大15kmの幅の隆起地帯が存在する。2.南部九州では霧島-鹿兒島湾地溝の西側に肥薩、北薩および南薩地域の後期新生代火山岩類分布域が存在し、各地域の陥没構造域が推定され、霧島-鹿兒島湾地溝との間に隆起域が存在する。3.1,2の後期新生代火山岩類分布域には後火山作用としての低温の温泉はあるものの、活動的地熱帯は全く存在しない。4.別府-島原地溝の南側、霧島-鹿兒島湾地溝の東側においては、局地的に中新世の花崗岩類と火山岩類(大野,大崩山祖母山,高隈山,大隅)と、おそらく鮮新世の三角半島の火山岩類が分布するが、地熱活動としては見るべきものがない。5.別府-島原地溝内には、中部九州の活動的火山の由布・鶴見,九重,阿蘇,雲仙の各火山群のすべてがこの中に分布し、外側には分布しない。また地溝内には東西性、それに近い断層が多く発達する。6.南部九州の活動的火山の霧島,櫻島,指宿,開聞などは、すべて霧島-鹿兒島湾地溝内に分布し、地溝外における活動的火山は全く存在しない。7.九州における地熱変質と比較するため、北海道豊羽鉱山における変質鉱物を検討し、九州大岳地熱帯における変質【III】型、または【IV】型の存在が推察される。8.以上をまとめると、別府-島原地溝、および霧島-鹿兒島湾地溝内には、活動的火山とともに、高温の温泉,地嶽,噴気,および地熱通路となる断層を含めて地熱活動度が高く、有望な地熱鉱床はこの両地溝内に限定される。
骨髄間葉系幹細胞移植およびリハビリによって誘導される虚血脳の可塑性の基礎的解析

我々は、実験的脳梗塞モデルに対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞(MSC)の経静脈内投与の併用療法による治療効果を検討した。MSC療法にリハビリテーションを組み合わせることで、リハビリテーション単独群およびMSC療法単独群と比較して、脳梗塞後の運動機能をさらに改善させることが判明した。脳梗塞体積の減少や脳梗塞周辺領域のシナプス新生が運動機能の改善に貢献していることが推測された。脳梗塞の新しい治療法として骨髄間葉系幹細胞(MSC)移植が注目されている。これまでの基礎研究の知見より、骨髄間葉系幹細胞移植による治療効果のメカニズムは、1サイトカインによる神経栄養作用、2血管新生、3脱髄軸索の再有髄化、4神経再生による脳の可塑性の調節、と多段階的に進むことが分かっており、臨床研究の結果より、臨床上の神経症状の回復も、ほぼこれと平行して進むことが判明した。我々は、既に自己骨髄間葉系幹細胞を脳梗塞患者12例に対して経静脈的に移植する臨床研究を行い、良好な結果を得たため、現在、札幌医科大学では、脳梗塞に対する自己骨髄間葉系幹細胞を用いた医師主導治験(Phase III)を実施している。動物実験では、骨髄間葉系幹細胞移植によって脳梗塞巣の縮小や運動能力の回復が確認されており、失われた運動・感覚機能が回復する過程には、脳の可塑性の変化が大きく関わっていることが明らかになっているが、リハビリテーションとの併用療法によって、脳の可塑性のパターンの変化を検討した研究はない。本研究では、リハビリと骨髄間葉系幹細胞移植の併用によって機能改善をもたらすメカニズムを脳の可塑性の変化に注目して解析することを目的とする。具体的には、脳梗塞モデルラットに骨髄間葉系幹細胞移植とリハビリテーションの併用療法を行い、相乗治療効果が認められるかどうかを検討し、基盤となるそれぞれの治療効果と併用したときの機能回復のメカニズムを、脳の可塑性のパターンの変化に注目して、神経回路の再構築、シナプス新生などの観点から詳細に解析することを目的とする。現在までに、本研究費によって、実験的脳梗塞に対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞移植併用による治療効果の行動学的(運動機能・学習記憶能力など)解析、MRI解析、免疫組織学的解析を行っている。以上のように、補助金は補助条件に従って、有効に使用されている。これまでの基礎研究の知見より、骨髄間葉系幹細胞移植による治療効果のメカニズムは、1サイトカインによる神経栄養作用、2血管新生、3脱髄軸索の再有髄化、4神経再生による脳の可塑性の調節、と多段階的に進むことが分かっている。臨床研究の結果より、臨床上の神経症状の回復も、ほぼこれと平行して進むことが判明した。我々は、既に自己骨髄間葉系幹細胞を脳梗塞患者12例に対して経静脈的に移植する臨床研究を行い、良好な結果を得たため、現在、脳梗塞に対する自己骨髄間葉系幹細胞を用いた医師主導治験(Phase III)を実施している。動物実験では、骨髄間葉系幹細胞移植によって脳梗塞巣の縮小や運動機能の回復が確認されており、失われた運動・感覚機能が回復する過程には、脳の可塑性の変化が大きく関わっていることが明らかになっている。しかし、リハビリテーションとの併用療法による脳の可塑性のパターンの変化を検討した研究はない。具体的には、脳梗塞モデルラットに骨髄間葉系幹細胞移植とリハビリの併用療法を行い、相乗治療効果が認められるかどうかを検討し、基盤となるそれぞれの治療効果と併用したときの機能回復のメカニズムを、脳の可塑性のパターンの変化に注目して、神経回路の再構築、シナプス新生などの観点から詳細に解析することを目的とする。現在までに、本研究費によって、実験的脳梗塞に対するリハビリと骨髄間葉系幹細胞移植併用による治療効果の行動学的(運動機能・学習記憶能力など)解析、MRI解析、免疫組織学的解析を行っている。現在までに、本研究費によって、実験的脳梗塞に対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞移植併用による治療効果を行動学的(運動機能・学習記憶能力など)に評価している。ラット中大脳動脈永久閉塞(MCAO)モデルは、Intraluminal thread methodを用いて作製し、リハビリと骨髄間葉系幹細胞移植の効果を明らかにするために4つの実験群を設定した。(Group 1;コントロール群:Group 2:リハビリテーション群:Group 3:細胞移植群:Group 4:コンビネーション群)。細胞移植を行う群では、脳梗塞発症後急性期に骨髄間葉系幹細胞を経静脈的に移植している。リハビリテーション(運動負荷)は脳梗塞発症後1日後よりトレッドミル走行を行っている。運動機能評価は、limb placement test(LPT)、トレッドミル負荷試験で行い、ラットの運動能力の回復過程を評価する。6種類のテストから構成されるLPTでは損傷半球の対側四肢の機能レベルを計測し、トレッドミル負荷試験ではラットの最大走行速度を測定している。記憶・学習能力評価は、Morris水迷路試験で行い、目標到達までのトレーシング、時間を計測して、ラットの記憶・学習能力の回復過程を評価している。免疫組織学的評価では、脳梗塞周辺領域のシナプスを免疫染色し、定量的に解析を進めている。中大脳動脈永久閉塞モデル(MCAO)ラットを、コントロール群、リハビリテーション群、MSC移植群、併用群の4群に分け、4群間での治療効果を比較検討した。細胞移植群はMCAO作成

6時間後に大腿静脈からMSCを投与した。リハビリテーションとして運動を付加する群には、MCAO作成1日後よりトレッドミル走行を毎日行った。運動強度は毎分3mから開始し、1週ごとに毎分3m増加する比較的低強度のプロトコールで進めた。治療効果の検討は、四肢機能評価としてLimbplacement testを継時的に行った。また、画像診断学的評価として脳梗塞体積の継時的定量と脳梁の厚さの定量、組織学的評価として脳梗塞周辺領域のシナプス数の定量を行った。四肢機能における結果では、併用群において最大の改善を認めた。その改善は、MCAO作成35日後においてMSC移植群と比較し、優位な改善を示す結果が得られた。脳梗塞体積においても、併用群において最も脳梗塞体積の減少を認め、MCAO作成35日後にはMSC移植群よりも優位に減少していることが判明した。また、脳梗塞周辺領域のシナプスを免疫組織学的に検討した結果、MCAO作成50日後におけるシナプスが併用群において増加していることを認めた。さらに、脳梁の厚さも増加していることを認められた。シナプス数や脳梁の厚さは、運動機能の改善と高い相関を示していた。上記の結果を受け、経過観察後にELISA法により、脳組織、血液などのBDNFの定量解析を行った。各組織のBDNF定量解析を行った結果、脳組織、血漿でのBDNFがコントロール群と比較してMSC移植群において増加していることが判明した。我々は、実験的脳梗塞モデルに対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞(MSC)の経静脈内投与の併用療法による治療効果を検討した。MSC療法にリハビリテーションを組み合わせることで、リハビリテーション単独群およびMSC療法単独群と比較して、脳梗塞後の運動機能をさらに改善させることが判明した。脳梗塞体積の減少や脳梗塞周辺領域のシナプス新生が運動機能の改善に貢献していることが推測された。現在までに、本研究費によって、実験的脳梗塞に対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞移植併用による治療効果を行動学的(運動機能・学習記憶能力など)に評価している。ラット中大脳動脈永久閉塞(MCAO)モデルは、Intraluminal thread methodを用いて作製し、リハビリと骨髄間葉系幹細胞移植の効果を明らかにするために4つの実験群を設定した。(Group 1;コントロール群:Group 2:リハビリテーション群:Group 3:細胞移植群:Group 4:コンビネーション群)。細胞移植を行う群では、脳梗塞発症後急性期に骨髄間葉系幹細胞を経静脈的に移植している。リハビリテーション(運動負荷)は脳梗塞発症後1日後よりトレッドミル走行を行っている。運動機能評価は、limb placement test(LPT)、トレッドミル負荷試験で行い、ラットの運動能力の回復過程を評価する。
画像列からの術中臓器モデル推定による次世代内視鏡手術支援システムの開発

当該研究は,対象臓器を肝臓とし,術前に作成した患者の肝臓メッシュモデルと,術中に得られる内視鏡画像列を用いて,精緻な術中肝臓モデルを実時間で推定する手法の構築,およびその処理を組み込んだ次世代内視鏡手術支援システムの開発を行った.当該研究は,対象臓器を肝臓とし,術前に作成した患者の肝臓メッシュモデルと,術中に得られる内視鏡画像列を用いて,精緻な術中肝臓モデルを実時間で推定する手法の構築,およびその処理を組み込んだ次世代内視鏡手術支援システムの開発を行った.当該研究は,対象臓器を肝臓とし,術前に作成した患者の肝臓モデルと,術中に得られる内視鏡画像列を用いて,精緻な術中肝臓モデルを実時間で推定する手法の構築,およびその処理を組み込んだ次世代内視鏡手術支援システムの開発を目的とする.平成19年度では,力学的・幾何学的境界条件を入力信号とし,基本変形モードの組み合わせによって,患者の肝臓モデルの任意の変形を推定するシステムの構築を目的として,以下の研究項目に沿って研究を実施した.ここで,この肝臓モデルは,MRIやCTで撮像した医用画像から予め作成する.まず,外力パラメータを,力の作用点の位置,大きさ,向きベクトルの3つの要素で構成し,並列計算機を使って,与えられた外力に対する肝臓モデルの変形を非線形FEMでシミュレートするシステムを構築した.次に,モデルの表面上の点を作用点として用い,外力パラメータの値を変えながら,その外力に応じて変形した肝臓モデル(以後,変形モードと呼ぶ)を多数生成し,外力とそれにより得られた変形モードの組をトレーニングデータとした.そして,多数のトレーニングデータを用いて,外力を入力して与えると,それにより得られる変形モードを出力するシステムを,ニューラルネットワークを用いて作成した.得られたニューラルネットワークを,neuroFEMと呼ぶ.任意の外力を入力として,neuroFEMで出力したモデルと,その外力を使って非線形FEMで推定したモデルの形状を比較した.その結果,モデル間の誤差は,肝臓の大きさに対して0.09であり,良好な結果が得られた.来年度では,この精度を更に高めると共に,画像列を用いたシステムへ拡張することを研究課題として,研究を行う。当該研究は,対象臓器を肝臓とし,術前に作成した患者の肝臓モデルと,術中に得られる内視鏡画像列を用いて,精緻な術中肝臓モデルを実時間で推定する手法の構築,およびその処理を組み込んだ次世代内視鏡手術支援システムの開発を目的とする.平成20年度では,前年度開発した臓器変形推定システム(neuroFEM)をより汎用性の高いものに拡張した.実際の手術で,肝臓をはく離する際,はく離された肝臓表面上の点は固定された状態から自由に動かせる状態に変化する.この状態変化は,シミュレーション上では,初期条件である固定点が変化することに対応する。そこで,まず,様々な初期条件下でのneuroFEMを複数構築する.そして,これらのneuroFEMをノードとし,各ノード間を確率変数を重みとして持つエッジで連結した状態遷移図を作成する.これにより,初期状態の変化に対応したneuroFEMを構築することができた.次に,内視鏡画像を使って手動で追跡点を定め,その点の位置を入力情報としてneuroFEMによる臓器変形処理を検証した.今年度はオフラインでの内視鏡画像を使った臓器変形システムを構築した.今後は,追跡点決定の自動化や,実際の内視鏡下外科手術で実用できるようneoruFEMを拡張する必要がある.
テレワーク従事者の夜間労働における月経周期と生体負担の関連

本研究は女性テレワーカーの健康的な生活マネジメントのための基礎実験として、夜間労働における月経周期により生じる影響を明らかにすることが目的である。平成30年度は、1女性テレワーカーの生活に関するインタビュー調査の実施、2昨年度実施の予備実験の結果分析、3昨年度実施の「子育て中の女性の在宅勤務を想定した仕事と生活アンケート調査」の結果分析、4上記2と3に基づき修正した「月経周期による夜間労働に生じる生体の負担」の本実験を開始した。1現在、インタビュー内容を分析中で、テレワーカーの生活実態を明らかにする。2予備実験:対象者は20歳代の女性13人で、月経周期の卵胞期と黄体期に各1回実験を行った。課題は加算作業と記憶作業の複合で、21時から1時間の作業を課した。測定項目は、心拍変動(HF、LF/HF)、唾液アミラーゼであった。全項目において月経周期による有意差は認められなかったが、作業前・後の分析において、作業後に、HFが有意に高値となり、唾液アミラーゼ値が有意に低値となった。つまり、作業後にストレスは減少し、リラックスしたことが推察され、実験課題による負荷が不十分であった可能性が示唆された。3アンケート調査:アンケートは232部配布し、73部を回収した。在宅勤務に対する認識、在宅勤務を想定した1日の活動について分析した。対象者の約80%は在宅勤務を知らないと回答し、認知度が低かった。在宅勤務を利用するか否かは〔家事・育児と仕事の両立〕〔マネジメント〕〔効果〕に影響されることが明らかとなった。夜間勤務を想定する者は約45%で、平均20時44分から仕事を開始することを想定していた。夜間勤務ありの者は、なしの者に比べ、有意に就寝時刻が遅くなり、睡眠時間が短くなることが認められた。4実験の開始:課題を変更し、実験日の睡眠時間および睡眠の質を測定する項目を追加し、実験を開始した。予備実験の結果およびアンケート調査の結果を検討し、本実験に着手していることから、おおむね順調に進展していると判断した。インタビュー調査においても調査は終了し、現在、分析中であり、女性テレワーカーの生活実態と健康課題が抽出できると考えている。インタビュー調査の内容は、質的記述的に分析し、テレワーカー女性の生活と健康上の課題を明らかにする。実験は、実験計画に従いデータを収集し、分析を進める。アンケート調査、インタビュー調査、実験の成果から、女性テレワーカーの健康上の課題と対策を考察する。それらの成果は論文にまとめ、学会発表及び論文投稿へ向けて準備を進める。本研究はテレワークに従事する女性の健康的な生活のマネジメントを目指すための基礎的実験として、夜間労働において月経周期により生じる影響を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、テレワーク従事女性の生活スタイルの実態を明らかにする調査及び月経周期による夜間労働時に生じる生体負荷を明らかにする予備実験を行った。テレワーク従事女性の生活スタイルに関する調査はアンケート調査とインタビュー調査を計画した。アンケート調査は子育て中の母親に実施し、在宅勤務を想定した仕事と家庭生活について回答を得た。平成30年度に引き続き、対象者を追加し分析を進める計画である。インタビュー調査は平成30年度に実施し、生活スタイルと同時に健康課題も聞き取りをする計画である。月経周期による夜間労働時に生じる生体負荷を明らかにする予備実験は、20歳代の健康女性13人を対象者に実験を行った。対象者には基礎体温を測定してもらい、各々の月経周期を確認した上で、卵胞期(基礎体温の低温期)と黄体期(基礎体温の高温期)に各1回実験を行った。夜間作業はパソコン作業とし、21時から22時の1時間の作業とした。作業内容は、加算作業と記憶作業を組み合わせた自作の課題とした。生体負担の指標として、唾液アミラーゼ、心拍変動、フリッカー値、疲労調査等の測定を行った。測定時期は作業の前後とした。現在、月経周期による違いを分析中である。予備実験の結果を元に今後は、測定指標、実験プロトコールを吟味し、月経周期による生体負担の特性を明らかにする計画である。テレワーク従事女性の生活スタイルに関するアンケート調査は、平成29年度に実施した対象施設からの回答率が低かったため、回答者数を増やすために平成30年度も継続して調査を行う。なお、平成30年度に実施するインタビュー調査の結果と合わせて、仕事、家庭生活等の生活スタイルと健康課題を検討する。月経周期による夜間労働時に生じる生体負担に関する予備実験は、計画通りであったが、対象者の月経周期と実験日が合致せず、対象者数が十分でなかった。このような理由からやや遅れているとした。

測定項目は、心拍変動(HF、LF/HF)、唾液アミラーゼであった。全項目において月経周期による有意差は認められなかったが、作業前・後の分析において、作業後に、HFが有意に高値となり、唾液アミラーゼ値が有意に低値となった。つまり、作業後にストレスは減少し、リラックスしたことが推察され、実験課題による負荷が不十分であった可能性が示唆された。3アンケート調査:アンケートは232部配布し、73部を回収した。在宅勤務に対する認識、在宅勤務を想定した1日の活動について分析した。対象者の約80%は在宅勤務を知らないと回答し、認知度が低かった。在宅勤務を利用するか否かは〔家事・育児と仕事の両立〕〔マネジメント〕〔効果〕に影響されることが明らかとなった。夜間勤務を想定する者は約45%で、平均20時44分から仕事を開始することを想定していた。夜間勤務ありの者は、なしの者に比べ、有意に就寝時刻が遅くなり、睡眠時間が短くなることが認められた。4実験の開始:課題を変更し、実験日の睡眠時間および睡眠の質を測定する項目を追加し、実験を開始した。予備実験の結果およびアンケート調査の結果を検討し、本実験に着手していることから、おおむね順調に進展していると判断した。インタビュー調査においても調査は終了し、現在、分析中であり、女性テレワーカーの生活実態と健康課題が抽出できると考えている。テレワーク従事女性の生活スタイルに関する調査は、アンケート調査においては対象者数を増やすとともに、平成30年度に実施するインタビュー調査は、テレワーカーの生活スタイルを明らかにできるようインタビューを行う。生活スタイルを明らかにした上で、テレワーカーが主に作業する夜間帯を想定し、実験を継続する。インタビュー調査の内容は、質的記述的に分析し、テレワーカー女性の生活と健康上の課題を明らかにする。実験は、実験計画に従いデータを収集し、分析を進める。アンケート調査、インタビュー調査、実験の成果から、女性テレワーカーの健康上の課題と対策を考察する。それらの成果は論文にまとめ、学会発表及び論文投稿へ向けて準備を進める。消耗品費で購入を予定していた睡眠計が製造中止となったため、計画を一部変更し、購入を見合わせた。人件費・謝金のうち、データ入力等の人件費は、研究者において入力を実施し、予算の執行が抑えられた。また旅費のうち、打ち合わせ会議等で計上した国内旅費は、メール会議にて実施できたため予算を執行しなかった。実験計画は、平成30年度に所属機関の研究倫理審査を受審し承認を得た。その後、継続的に対象者を募集している。現在、研究参加の同意が得られた対象者には基礎体温の測定を依頼している。月経周期が確認できた後、夜間の実験を行う計画である。そのため夜間の実験は令和元年度に実施することとなり、実験に伴う謝礼等の支払いは実験終了時に予定している。以上の様な理由から、謝礼等の支払いが今年度中に執行できず、翌年度での執行予定となった。令和元年度の予算使用は、対象者への謝礼、対象者の追加の際に必要となる基礎体温計、活動量計、検査用紙等の購入である。
保型形式論と二次形式論の研究

今年度は主としてエルミート形式のGross-Keating不変量について研究した。エルミート形式のSiegel級数はGross-Keating不変量,変形Gross-Keating不変量,および補助的なHasse不変量で決定されると考えられる。今年度は室蘭工業大学の桂田氏との共同研究により,これらの三つ組(GK三つ組)を公理的に特徴づけ,GK三つ組の理論を整備した。この研究は現在論文を準備中である。さらにGK三つ組に対してある種のLaurent多項式を定義することができる。このLaurent多項式が与えられたエルミート形式のSiegel級数と一致すると考えられるが、現時点ではまだ証明は完了していない。今年度は6月にシンガポールで開催された国際研究集会「Pan Asia Number Theory Conference 2018」に主催者として参加し,エルミート形式のGross-Keating不変量について講演を行った。9月には長野県白馬村で第21回整数論オータムワークショップに主催者として参加し,保型形式・保型表現論の研究者の間で広く研究成果を交換して討論を行った。また,この研究集会でヒルベルトジーゲル保型形式について講演を行った。2019年1月に数理解析研究所で開催された研究集会「保型形式,保型表現とその周辺」に参加し,内外の研究者と討論を行った。2019年3月には東京大学で開催された国際研究集会「Representation theory of reductive Lie groups and algebras」において二次形式のジーゲル級数の明示公式について講演を行った。前年度に引き続きエルミート形式のGross-Keating不変量の研究で進展があった。エルミート形式のGross-Keating不変量の研究において、エルミート形式にはGross-Keating不変量の他に変形Gross-Keating不変量の導入が必要であるが,実は変形Gross-Keating不変量の方が定義が簡単であり,より扱いやすい対象であることが明らかになった。これによりエルミート形式のGross-Keating不変量の研究がさらに大きく進展した。また,二次形式の場合にも変形Gross-Keating不変量を定義することができるが,エルミート形式の場合と異なりこれはGross-Keating不変量と一致すると考えられる.これにより二次形式のGross-Keating不変量の理論を見直すことも可能であるかもしれない。これらは室蘭工業大学の桂田英典氏との共同研究であり、当初の研究目標のおよそ4分の3程度を達成したと思う。今後の研究においては引き続き桂田英典氏との共同研究によるエルミート形式のジーゲル級数の理論を完成させ、研究成果の発表を行うことを目標にする。令和元年度は長野県白馬村で開催される整数論オータムワークショップの参加し最新の研究成果の発表および情報交換・ディスカッションを行う予定である。また令和元年12月にオーバーヴォルファッハ(ドイツ)で開催される保型形式の国際研究集会にオーガナイザーとして参加し,関連分野の研究者と討論を行い最新の研究成果について情報交換を行う。また、これらの研究集会に参加する若手の研究者の旅費を補助し、この分野の研究の発展を支える。今年度はGross-Keating不変量の研究で進展があった。まず、2次形式のGross-Keating不変量については論文がAmerican Journal of Mathematicsに掲載された。この研究成果については2017年8月にベトナムで開かれた研究集会「Automorphic forms and related topics」および2017年9月に大阪市立大学で開かれた研究集会で口頭発表を行った。また、エルミート形式のGross-Keating不変量とSiegel級数の研究に進展があった。とくにエルミート形式の簡約定理に基づき,変形Gross-Keating不変量を定義することができ、Gross-Keating不変量、変形Gross-Keating不変量とさらに補助的な不変量でSiegel級数が定まるという予想を定式化することができた。この予想は二次形式のSiegel級数の理論より複雑な理論を必要とするもので、これにより二次形式の理論とエルミート形式の理論違いがより明らかになったものと思われる。これらの結果は室蘭工業大学の桂田英典氏との共同研究であり、この研究成果については2018年1月に数理解析研究所で開かれた保型形式シンポジウムで口頭発表し、現在論文を執筆中である。また、桂田氏、外国人特別研究員のSungmun Cho氏、東北大学の山内卓也氏らと2次形式のGross-Keating不変量を具体的に計算するアルゴリズムを研究し、これについて現在論文を投稿中である。また、ヒルベルト・ジーゲル保型形式のリフティングに関するリフティングの構成に関しては京都大学の山名俊介氏との共同研究による論文を現在投稿中である。今年度はエルミート形式のGross-Keating不変量の研究で進展があり、エルミート形式のジーゲル級数の理論の大枠を構成することができた。このエルミート形式のGross-Keating不変量の研究において、エルミート形式には変形Gross-Keating不変量の導入が必要であることがわかり、これによりエルミート形式のGross-Keating不変量の研究が大きく進展した。とくにエルミート形式のジーゲル形式が変形Gross-Keating不変量にも依っていることは二次形式の場合と大きく異なる点であり、このことが明らかになったという点でも興味深い成果であると思われる。これらは室蘭工業大学の桂田英典氏との共同研究であり、当初の研究目標のおよそ7割を達成したと思う。

エルミート形式のSiegel級数はGross-Keating不変量,変形Gross-Keating不変量,および補助的なHasse不変量で決定されると考えられる。今年度は室蘭工業大学の桂田氏との共同研究により,これらの三つ組(GK三つ組)を公理的に特徴づけ,GK三つ組の理論を整備した。この研究は現在論文を準備中である。さらにGK三つ組に対してある種のLaurent多項式を定義することができる。このLaurent多項式が与えられたエルミート形式のSiegel級数と一致すると考えられるが、現時点ではまだ証明は完了していない。今年度は6月にシンガポールで開催された国際研究集会「Pan Asia Number Theory Conference 2018」に主催者として参加し,エルミート形式のGross-Keating不変量について講演を行った。9月には長野県白馬村で第21回整数論オータムワークショップに主催者として参加し,保型形式・保型表現論の研究者の間で広く研究成果を交換して討論を行った。また,この研究集会でヒルベルトジーゲル保型形式について講演を行った。2019年1月に数理解析研究所で開催された研究集会「保型形式,保型表現とその周辺」に参加し,内外の研究者と討論を行った。2019年3月には東京大学で開催された国際研究集会「Representation theory of reductive Lie groups and algebras」において二次形式のジーゲル級数の明示公式について講演を行った。前年度に引き続きエルミート形式のGross-Keating不変量の研究で進展があった。エルミート形式のGross-Keating不変量の研究において、エルミート形式にはGross-Keating不変量の他に変形Gross-Keating不変量の導入が必要であるが,実は変形Gross-Keating不変量の方が定義が簡単であり,より扱いやすい対象であることが明らかになった。これによりエルミート形式のGross-Keating不変量の研究がさらに大きく進展した。また,二次形式の場合にも変形Gross-Keating不変量を定義することができるが,エルミート形式の場合と異なりこれはGross-Keating不変量と一致すると考えられる.これにより二次形式のGross-Keating不変量の理論を見直すことも可能であるかもしれない。これらは室蘭工業大学の桂田英典氏との共同研究であり、当初の研究目標のおよそ4分の3程度を達成したと思う。今後の研究においては桂田英典氏との共同研究によるエルミート形式のジーゲル級数の理論を完成させ、研究成果の発表を行うことを目標にする。平成30年度は長野県白馬村でヒルベルト・ジーゲル保型形式に関する研究集会を開き、国内外から関連分野の研究者を招いて最新の研究成果の発表および情報交換・ディスカッションを行う予定である。
ｉＰＳ　細胞から角膜内皮細胞への分化誘導および新規角膜再生医療法の開発

ヒト角膜内皮細胞(HCEC)はポンプ機能とバリア機能によって角膜の透明性を保持している。HCECは胎生期の神経堤幹細胞(NCSC)に由来し、損傷を受けると不可逆的に減少してしまい、失明にも至る水疱性角膜症という病態に陥る。水疱性角膜症に対して従来献眼による角膜移植が行われてきたが、ドナー不足と術後の拒絶反応が大きな問題となっている。本研究の目的は患者自身の末梢血単核球から樹立したiPS細胞をHCECに分化誘導し、移植可能な細胞シートを作製して移植に供するという画期的な角膜再生治療法を開発することである。本研究ではまず末梢血単核球からのiPS細胞の樹立および多能性確認、iPS細胞からHCECの前駆細胞であるNCSCへの分化誘導および確認、誘導されたNCSCの純化、NCSCからHCEC様細胞への誘導を成功させた。また、ATRA、Asc-2P、TGF- β2、bFGF、SB431542、Y27632等HCECの分化・増殖に関わるサイトカインや化合物を添加した培地でHCECの前駆細胞であるNCSCを培養することにより、NCSCからHCEC様細胞への分化誘導条件を成功させた。さらに誘導されたHCEC様細胞の角膜内皮マーカーの発現をrealtime PCRで確認したところ、一部の細胞においてCol8A2、Col4A2、SLC4A4、CDH2の遺伝子発現を認めた。また抗ZO-1抗体、抗Na+/K+ ATPase抗体、抗SLC4A4抗体、抗Col8A2抗体を用いる免疫染色を行ったところ、一部の細胞において陽性発現を認めた。誘導されたHCEC様細胞の懸濁液を用いて誘導HCEC様細胞シートを作製し、コラーゲンシート、培養角膜内皮シートとNa/K ATPaseポンプ機能を比較した。誘導HCEC様細胞シートはコラーゲンシートより高いポンプ機能が認められたが、培養角膜内皮シートより有意に低かった。28年度が最終年度であるため、記入しない。HCECは胎生期の神経堤幹細胞(NCSC)に由来し、生体内では増殖できない特徴をもっているため、様々な要因によって損傷を受けると不可逆的に減少してしまい、失明にも至る水疱性角膜症という病態に陥る。水疱性角膜症に対して従来献眼による角膜移植が行われてきたが、深刻なドナー不足と術後の拒絶反応が大きな問題となっている。本研究の目的は、これまでの角膜再生医療の欠点を克服し、最新のiPS作製法を用いて、患者自身の末梢血単核球から樹立したiPS細胞をHCECに分化誘導し、移植可能な細胞シートを作製して移植に供するという、ドナー不足と拒絶反応を同時に解決しうる画期的な角膜再生治療法を開発することである。これまでに、末梢血単核球からのiPS細胞の樹立および多能性確認、iPS細胞からHCECの前駆細胞であるNCSCへの分化誘導および確認、誘導されたNCSCの純化、NCSCからHCEC様細胞への誘導を成功させた。H27度ではATRA、Asc-2P、TGF- β2、bFGF、SB431542、Y27632等HCECの分化・増殖に関わるサイトカインや化合物を添加した培地でHCECの前駆細胞であるNCSCを培養することにより、NCSCからHCEC様細胞への分化誘導条件を成功させた。誘導されたHCEC様細胞の角膜内皮マーカーの発現をrealtime PCRで確認したところ、一部の細胞において、Col8A2、Col4A2、SLC4A4、CDH2の遺伝子発現を認めた。また誘導されたHCEC様細胞について、抗ZO-1抗体、抗Na+/K+ ATPase抗体、抗SLC4A4抗体、抗Col8A2抗体を用いる免疫染色を行ったところ、一部の細胞において、陽性発現を認めた。ほぼ予定通りに進行していると考えられる。今後はこれまでの結果の再確認と方針検討を積み重ね、さらなる進展を図る予定である。

さらに誘導されたHCEC様細胞の角膜内皮マーカーの発現をrealtime PCRで確認したところ、一部の細胞においてCol8A2、Col4A2、SLC4A4、CDH2の遺伝子発現を認めた。また抗ZO-1抗体、抗Na+/K+ ATPase抗体、抗SLC4A4抗体、抗Col8A2抗体を用いる免疫染色を行ったところ、一部の細胞において陽性発現を認めた。誘導されたHCEC様細胞の懸濁液を用いて誘導HCEC様細胞シートを作製し、コラーゲンシート、培養角膜内皮シートとNa/K ATPaseポンプ機能を比較した。誘導HCEC様細胞シートはコラーゲンシートより高いポンプ機能が認められたが、培養角膜内皮シートより有意に低かった。誘導HCECシートを構築する:誘導HCECの懸濁液を高分子膜(アテロコラーゲンシート)上で培養し、誘導HCECシートを作製する。誘導HCECシートのポンプ機能を解析する: Ussing chamberを用いて、コラーゲンシート、培養角膜内皮シート、および誘導HECEシートのNa/K ATPaseポンプ機能の解析を行い、比較検証する。動物モデルを用い、誘導HCECシートのin vivoにおける生理的機能を検証する:ウサギの片眼デスメ膜を破壊・除去し、内皮障害モデルを作製する。ウサギをHCECグループ(誘導HECEシート移植)と対照グループ(コラーゲンシート移植)に分け、各グループは4羽のウサギ(8眼)を含む。術後の両眼間およびグループ間の臨床観察および組織学の比較を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
第一原理的計算による表面吸着系のトンネル物性の理論的研究

本年度は走査トンネル顕微鏡(STM)で表面内部が見えるメカニズムを明らかにした。その結果わかったことは、表面水平方向にナノ・スケールの大きさを持ったものはそれが表面内部かなり深くにあってもSTMで見えるということである。その原因は、ナノ・スケールの波は一般に表面内部を減衰することなく伝達する波であることと、多くの物質の仕事関数が45eV程度であるために表面の外の真空領域における減衰の様子がG=0の波とほとんど同じであるためである。具体的な例として、モアレ像について、リカ-ジョン伝達行列法を用いた計算を行った結果、上記のことが確かめられた。さらに、界面の深さ依存性について数値計算を行ったところ表面層が6層程度の厚さであってもモアレ像が得られることがわかった。この結果は次のようにして解釈できる。すなわち、デルタ関数型ポテンシャルを用いた簡単な計算から、フェルミ・エネルギーでの局所状態密度のナノ・スケールの波の成分の大きさは金属の場合[sin(2k_Fl)-(2k_Fl)cos(2k_Fl)]/(2k_Fl)^2のように振る舞うことがわかる。ここで、lは表面層の厚さ、k_Fはフェルミ波数である。つまり、ナノ・スケールの波は振動しながら1/2k_Flで減衰する。数値計算で得られた結果はこの式で良く説明することができた。本研究によってSTMによって表面内部の情報がどのようにして得られるのかが明らかになり、このことにより、STMを表面内部の探索に用いるという新たな可能性が開けた。
窓面に沿う気流の運動量を利用したコールドドラフト防止機器の試作研究

1.目的ペリカウンタは外気の影響による外乱を受けやすく,冬季らはコールドドラフト等の問題が起こることが知られている。そこで、本研究では冬季の窓面におけるコールドドラフトをペリカウンタ上部で防止する装置を開発することを目的としている。2.研究方法"(1)"シミュレーションと実物実験の整合性を取る。"(2)"シミュレーションにより高い性能を持つ仕様を決める。"(3)"機器を試作して実際に使用してその性能を確認する。3.結果と考察"(1)"2次元のシミュレーション結果は、ライン吹出しを持つ実大実験の実測結果とほぼ一致した。次に標準的と思われる室内、室外温度,ガラス厚を想定して、吹出し口・吸込み口の大きさ等をパラメータとして2次元計算を行った。"(2)"ライン吹出しを持つ実大模型実験で2次元的な流れが実現でき、効果が高いと予測された試作機器を用いて効果を確かめた。また、宮城高専内の1F教室・2Fコーナーに機器を設置し冬季に実測した結果、コールドドラフトが窓面で防止できた。"(3)"実験とシミュレーション比較すると、2次元流れでは主流がほぼ同じ様相を示す。2次元計算により実用的な設計がてきる可能性がある。3次元流れを比較すると、煙による可視化等から流れの様相は同じと思われるが、更に検討する必要がある。"(4)"今回試作したコールドドラフト防止装置は、ヒーター出力が最も大きく影響しており、その他については、吸込み口と吹出し口の大きさ、吸込み口の外についてる傾斜板の角度の順に影響する。この際、吸込み口と吹出し口の大きさが窓面に沿って発達する境界層、すなわちコールドドラフトの厚さより大きいと効果が得られることが分かった4.まとめ試作機器を作成し、シミュレーションと実験によりその効果を確認した。ファンを持たないヒーターを設置し,その出力が窓面からの損失熱量の70%程度でドラフト防止ができた。本研究では,冬季に窓面近傍で発生するコールドドラフトのインテリア側への流入を防止するための暖房機の適切な制御方法を明らかにすることを目的としており,ここでは,既存の暖房機のエネルギー消費量を削減する方法として,コールドドラフトのもつ運動エネルギーに着目し,このエネルギーを有効に活用できるようなカバーの形状について測定とシュミレーションに基づいて検討を行う.今年度は,暖房機を備えた実在の空間を対象にした測定を行い,カバーの効果について検討している.平成8年10年の冬季には,宮城高専内の教室棟(RC3階建)2階にある,北向窓面を持ちスチーム式暖房機1台(北壁面下部,幅70cm)を備えた空間(延床面積:21m^2)を対象に,(1)暖房:運転/停止,(2)カバー:有/無,(3)蓄熱体:有/無を組み合わせた計5条件の測定を行った,その結果,暖房機の周囲にカバーや蓄熱体を設置することにより,(1)コールドドラフトは,カバーと壁面の間へと入った後,暖房機近傍へと流れ,そこで加熱され,上昇流としてインテリア側へ流入する様になり,ドラフトの運動エネルギーが有効に活用される.(2)暖房停止後の室温の低下を緩和することができる等の知見を得た.平成10年11年の冬季には,宮城高専内の教室棟(RC3階建)1階にある,南向窓面を持ちスチーム式暖房機3台(南壁面下部,幅70cm)を備えた空間(延床面積:79m^2)を対象に,(1)暖房:運転/停止,(2)カバー:有/無を組み合わせた計4条件の測定を行った.

その結果,暖房機の周囲にカバーを設置することにより,(1)ドラフトの運動エネルギーが有効に活用され,室内空気がより攪拌されるため,室内での温度分布が数°Cと小さく押さえられる.(2)暖房停止後の室温の低下を緩やかにすることができる等の知見が得た.1.目的ペリカウンタは外気の影響による外乱を受けやすく,冬季にはコールドドラフト等の問題が起こることが知られている。そこで、本研究では冬季の窓面におけるコールドドラフトをペリカウンタ上部で防止する装置を開発することを目的としている。2.研究方法(1)シミュレーションと実物実験の整合性を取る。(2)シミュレーションにより高い性能を持つ仕様を決める。(3)機器を試作して実際に使用してその性能を確認する。3.結果と考察(1)2次元のシミュレーション結果は、ライン吹出しを持つ実大実験の実測結果とほぼ一致した。次に標準的と思われる室内、室外温度,ガラス厚を想定して、吹出し口・吸込み口の大きさ等をパラメータとして2次元計算を行った。(2)ライン吹出しを持つ実大模型実験で2次元的な流れが実現でき、効果が高いと予想された試作機器を用いて効果を確かめた。また宮城高専内の1F教室・2Fコーナーに機器を設置し冬季に実測した結果、コールドドラフトが窓面で防止できた。(3)実験とシミュレーション比較すると、2次元流れでは主流がほぼ同じ様相を示す。2次元計算により実用的な設計ができる可能性がある。3次元流れを比較すると,煙による可視化等から流れの様相は同じと思われるが、更に検討が必要である。(4)今回試作したコールドドラフト防止装置は、ヒーター出力が最も大きく影響しており、その他については、吸込み口と吹出し口の大きさ、吸込み口の外についている傾斜板の角度の順に影響する。この際、吸込み口と吹出し口の大きさが窓面に沿って発達する境界層、すなわちコールドドラフトの厚さより大きいと効果が得られることが分かった4.まとめ試作機器を作成し、シミュレーションと実験によりその効果を確認した。ファンを持たないヒーターを設置し,その出力が窓面からの損失熱量の70%程度でドラフト防止ができた。