hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
既存建物の耐震改修に適した間柱型耐震壁の設計手順

間柱型耐震壁は,設置位置の自由度が高く開口の多い建物の耐震改修に適しているが,耐震壁の性能は既存建物の耐力と剛性の影響を大きく受けるという問題点がある。そこで,本研究では,木パネルで面外補剛したスリット入り鋼板を間柱型耐震壁として適用することを目指して,既存建物と間柱型耐震壁が相互に与える影響を考慮した耐震壁の設計手順を構築し,1層1スパン骨組の静的載荷実験を実施して設計手順の妥当性を確認した。また,本耐震壁単体の動的載荷実験を行い耐震壁の履歴モデルを作成した後,そのモデルを用いて種々の多層建物の時刻歴応答解析を実施し,耐震壁の応答低減効果の検証と耐震壁の効率的な配置の検討を行った。間柱型耐震壁は,設置位置の自由度が高く開口部の多い建物の耐震改修に適しているが,その性能は既存建物の柔性と耐力の影響を大きく受ける。そこで,本研究では,既存建物と間柱型耐震壁の相互作用を考慮した簡便で実用的な耐震改修設計手順を確立することを目的とする。そこで,初年度である平成27年度は,まず,間柱型耐震壁のスパン内における配置や耐震壁の幅・高さを変化させたモデルにおいて付帯梁と耐震壁が相互に与える影響について検討した。次に,その相互作用と耐震壁に必要なエネルギー吸収能力を考慮して,耐震壁の寸法や耐力,剛性に対する設計制約条件を導出した。耐震壁の左右端で梁が降伏および横座屈しない条件から耐震壁の耐力の上限値を求め,等価粘性減衰定数の最大値の0.8倍以上の減衰定数をもつという条件から剛性の下限値を求めた。その条件をもとに,間柱型耐震壁の耐震改修設計手順を導出した。さらに,汎用解析ソフトOpenseesを用いた数値解析により,種々の多層多スパン骨組に対する設計手順と間柱型耐震壁の応答低減効果を確認した。骨組の層数やスパン数,間柱型耐震壁のスパン内における配置(中央配置,柱近傍配置,千鳥配置),耐震壁の高さ方向における配置(低層に集中配置,分散配置)を変数としたモデルの時刻歴応答解析により,設計手順の有効性および解析変数による応答の違い,間柱型耐震壁の効率的な配置方法,地震波の種類による制振性能の違いを明らかにした。また,平成28年度に実施予定である耐震壁単体の動的載荷実験の計画および試験体と載荷装置の設計を行った。昨年度は,目標に掲げた「既存鋼構造建物の耐震改修を対象とした間柱型耐震壁の設計手順の確立」,「多層多スパン骨組に対する間柱型耐震壁の設計手順の有効性検証」に関する理論検討を行い,汎用性があり実用的な耐震改修設計手順を確立した。また,今年度実施予定である耐震壁の動的載荷実験の計画を行った。最終年度である平成28年度は,まず,木パネルで面外補剛したスリット入り鋼板耐震壁単体の動的載荷実験を行い,載荷速度の影響を調査した。載荷は神戸大学所有の水平一軸振動台を用い,耐震壁の上端を反力フレームに緊結し,下端を水平一軸振動台に固定して,振動台を動的アクチュエータとして利用した。実験結果より,載荷速度の違いが耐震壁の挙動や履歴性能に与える影響はほぼ見られず,既往の静的載荷実験の結果と概ね一致することを確認した。また,この動的載荷実験結果をもとに耐震壁の動的特性の影響を考慮した履歴モデルを作成し,このモデルを用いて,4層4スパン骨組および10層6スパン骨組の時刻歴応答解析を行い,一般化した間柱型耐震壁の設計手順の有効性を検証した。さらに,間柱型耐震壁の配置を変数とした解析を行い,耐震壁の効率的な配置方法と応答低減効果を確認した。以上の検討より,間柱型耐震壁のエネルギー吸収性能を最大限発揮させるための,信頼性の高い設計手順が新たに導出できた。木パネルで面外補剛したスリット入り鋼板耐震壁を間柱型耐震要素として使用することで,低コストで短工期の簡易な耐震改修が可能となり,集合住宅や学校など開口の多い中低層建物の耐震改修が促進される。平成28年度は,耐震壁単体の動的特性の評価を目的とし,振動台を用いて耐震壁の動的載荷実験を実施する。耐力,剛性などの基本特性の把握を行い,間柱型耐震壁の設計条件に合致することを確認する。また歪速度および繰り返しサイクルが履歴特性や耐震壁の挙動に与える影響を評価する。

次に,耐震壁の動的特性の影響を考慮した履歴モデルを作成し,骨組の数値解析を行うことで,耐震壁のスリップ挙動の影響を検討する。建物の地震応答制御
数値流体力学と分子気体力学的手法のカップリングによる液面－液滴非合体現象の解明

コーヒーをドリップすると、液滴が液面上で浮遊する現象が観察される。この現象は水などの同種液体の間でも見られるが、同種の液滴と液面が合体しないという事実は驚くべきことである。この現象は学術的に興味深いだけでなく、工業的にも重要である。およそ140年にわたり研究されて来たが、そのメカニズムは明確ではない。数値シミュレーションによりこの現象を再現し、そのメカニズムを解明することが本研究の目的である。本研究では液滴と液面の間の気体膜に注目し、液滴を振動液面に落とした場合、接触の直前に気体膜に高圧が発生し、両面の接触を妨げ、振動面の下降に合わせて液滴が跳ねて非合体が安定的に継続することを明らかにした。平成26年度は、分子気体力学的な潤滑理論に基づき液滴ー液面間の気体膜における圧力発生および気体流れを求める計算コードを開発した。そして第一段階として、液滴と液面の変形や液体内の流動を無視して現象を簡単化し、上述の液滴ー液面間の分子気体潤滑膜の圧力発生解析と連成させながら、液滴と液面の運動をラグランジュ的に追跡するシミュレーションコードを開発した。過去の実験において、振動する液面上に同一種類の液滴を滴下した場合に長時間にわたって液滴が液面と合体せずに、液面上で維持される現象が報告されている。26年度は上述のシミュレーションコードを用いて、液滴を円形の平板、液面を無限平板で模擬し、液滴を振動液面に落下させて、液滴ー液面間における圧力発生、液滴の運動、両面の接触までの現象を調べた。液滴が落下して、両面間の距離が10ミクロンを切ると、圧力発生が顕著となり、液滴は急減速され、液面とほぼ同じ速度となって、液面に乗るように運動し、液面振動が最高点に達したあたりで、再び離れ、液面からみると相対的に浮上して、またさらに液面への落下を繰り返す様子が再現された。この繰り返しのうちに、両面間の距離が減衰し、やがて接触し合体に至るパターンと、この繰り返しが安定的に持続し非合体が保たれるパターンがみられた。この結果を詳細に解析し、現象のメカニズムについて考察して、合体・非合体を分ける理論を構築した。一方、より現実的な液滴、液面の運動を追跡するためにFront-tracking法を用いて界面活性剤が吸着した系のシミュレーションも行った。アダプティブメッシュを用いることで、液滴・液面の狭い間隙を表現でき、液滴の浮遊が再現出来た。計算で得られた情報をマクロな潤滑方程式の境界条件として使用し妥当な間隙圧力が再現できるか調べ、計算結果の妥当性と上述の気体潤滑膜モデルの組み込みの可能性について検討した。平成26年度に、液滴と液面の変形や液体内の流動を無視して現象を簡単化し、液滴ー液面間の分子気体潤滑膜の圧力発生解析と連成させながら、液滴と液面の運動をラグランジュ的に追跡するシミュレーションコードを開発したが、27年度はその計算コードを用いて、現象の分析を進めた。計算では、液滴が落下して、振動する液面に接近すると急減速され、その後、振動する液面とともに動き、液面が下に振れる時に、再び離れ、また液面に落下するという繰り返しに移行した。この繰り返しは実験による観察と整合している。シミュレーションでは、この繰り返しが定常的に持続して、非合体を続ける液滴と、液面と接触して合体する液滴に別れた。その結果から合体・非合体を分ける要因を考察して、その分かれ目を理論的に予測した。液滴の質量、大きさ、液面の振動数、振幅が異なる場合について数多くの数値計算を実施したところ、合体・非合体の分離は理論的予測と概ね一致した。一方、現実的な液滴ー液面の系で現象を再現するため、液面の運動を追跡するFront-tracking法と液滴・液面間の狭い間隙を表現するアダプティブメッシュを用いた数値シミュレーションを行い、その結果について検討した。その結果、現状の手法では、計算格子の解像度に依存し収束性を示さないことが確認された。この解像度依存を解消するため、液面・液滴間の狭い間隙に潤滑理論を適用することを考え、データの検証を試みた。まず、高解像度計算の結果を潤滑理論で再現できるか確認するため、シミュレーションで得られたデータより、上下速度を入力として圧力が再現できるか、圧力を入力としてマランゴニ応力が再現できるか、マランゴニ応力を入力として圧力が再現できるか、を検討した。その結果、速度のみでは不十分で、圧力からマランゴニ応力か、マランゴニ応力から圧力であれば、妥当な結果が得られることが分かった。液滴、液面を簡単化したモデルの上ではあるが、液滴と振動液面の運動と、両面間の気体膜での圧力発生を同時に追跡しながら、合体、非合体を再現し、詳細に分析して、合体・非合体を分ける理論を構築するなど、現象の理解が大いに進んだため。27年度までに、液滴と液面の変形や液体内の流動を無視して現象を簡単化し、液滴ー液面間の分子気体潤滑膜(マイクロ・ナノ気体流れ)の圧力発生解析と連成させながら、液滴と液面の運動をラグランジュ的に追跡する数値解析を行い、液滴が振動液面上で浮上落下を繰り返し、非接触を保って安定的に持続する現象と、液面と接触して合体する現象を確認した。その結果をもとに液滴が安定的に持続する条件を理論的に予測したところ、数値解析結果と良く一致した。

28年度はこの気体膜の圧力および流動の計算と、液滴、液面および周囲気体の流動の計算と連成させるカップリング手法を考案した。液滴ー液面間の分子気体潤滑膜のマイクロ・ナノ気体流れの支配方程式がボルツマン方程式であるのに対し、周囲流体の流れの支配方程式はナビエ・ストークス方程式である。さらに分子気体潤滑膜領域が周囲流体領域に内包され、かつ、流動により変形してしまうために特別な取り扱いが必要となるのである。本研究では、界面活性剤が吸着した液滴が液面上で浮遊する系をシミュレートするため、移動界面を追跡するFront-tracking法と液滴ー液面間の狭い間隙に格子点を効率的に配置するアダプティブメッシュを用いた手法を検討していたが、現状のデータを詳細に検討したところ、Front-tracking法では界面張力の効果を数格子幅でぼかして表現するため、狭い間隙の流れを表現するには別の手法を用いる必要があると判断するに至った。そこで、Front-tracking法で界面を追跡しつつ、界面張力の効果をぼかさず表現するghost fluid法に基づくシャープインターフェース型Front-tracking法を開発した。この手法に、上述の分子気体潤滑計算を組み込めば、気体膜が1格子以下になっても妥当な結果が得られることが期待される。現在、学会発表に向けてデータを検討中である。コーヒーをドリップすると、液滴が液面上で浮遊する現象が観察される。この現象は水などの同種液体の間でも見られるが、同種の液滴と液面が合体しないという事実は驚くべきことである。この現象は学術的に興味深いだけでなく、工業的にも重要である。およそ140年にわたり研究されて来たが、そのメカニズムは明確ではない。数値シミュレーションによりこの現象を再現し、そのメカニズムを解明することが本研究の目的である。本研究では液滴と液面の間の気体膜に注目し、液滴を振動液面に落とした場合、接触の直前に気体膜に高圧が発生し、両面の接触を妨げ、振動面の下降に合わせて液滴が跳ねて非合体が安定的に継続することを明らかにした。液滴、液面を簡単化したモデルの上ではあるが、液滴と振動液面の運動と、両面間の気体膜での圧力発生を同時に追跡しながら、合体、非合体を再現し、詳細に分析して、合体・非合体を分ける理論を構築するなど、現象の理解が大いに進んだため。界面活性剤が吸着した系のシミュレーションの解像度依存を解消する手法として、液面ー液滴間の間隙に潤滑理論を併用して圧力情報を元にマランゴニ応力を与えて間隙の空気排出抑制の表現精度を上げる、もしくは、マランゴニ応力を元に圧力を与えて間隙空気による反発力の表現精度を上げる、といった数値計算モデルを開発し、検証を行う。流体工学26年度には簡単化したモデルの上ではあるが、潤滑理論に基づいて液滴と液面の非合体を安定的に持続させるパターンを支配している要因を考察し、合体・非合体を分ける理論を構築した。今後は、液滴のサイズ、質量、密度や液面振動の周波数、振幅などのパラメータを変えてシミュレーションを行い、構築した理論の妥当性を検証する。また26年度には現実的な液滴ー液面の系を再現するためにFront-tracking法を用いたCFDシミュレーションも行ったが、アダプティブメッシュを用いずとも解像度に依存せず、狭い間隙の影響を表現できるように潤滑理論を援用したマクロシミュレーションのモデルを構築する。平成26年度は効率的に研究を進めたために32万円の次年度使用額が生じた。平成26年度は効率的に研究を進めたために34万円の次年度使用額が生じた。
殺菌ペプチドβ-デフェンシンとLL-37のマスト細胞やケラチノサイトに対する作用

哺乳類の上皮細胞は、幾つかの殺菌ペプチドを発現して、侵入してくる微生物を殺菌することによって、生体防御に役立っている。その殺菌ペプチドの中、ヒトβ-デフェンシン(hBD)とcathelicidin LL-37が乾癬やアトピー性皮膚炎の病巣に大量に発現し、近年、これらのペプチドが注目されている。また、マスト細胞はケラチノサイトと共に、乾癬やアトピー性皮膚炎の病態に関与していることから、hBDやLL-37がマスト細胞やケラチノサイトに作用する可能性があると考えられる。しかしながら、hBDやLL-37のこれらの細胞に対する効果の詳細な検討はなされていない。そこで、hBDとLL-37のマスト細胞やケラチノサイトに対する作用について検討した。その結果、hBD-2,-3,-4とLL-37がケラチノサイトのIL-8,IL-18,IL-20,IP-10,MIP-3α,MCP-1とRANTESのmRNA発現と蛋白産生を誘導した。一方、hBD-1の作用はなかった。また、hBD-2,-3,-4とLL-37がケラチノサイトの細胞内Ca^<2+>動員を惹起した。さらに、これらペプチドがケラチノサイトの遊走を誘導したことから、創傷治癒に関与する可能性あると考えられる。また、hBD-2,-3,-4とLL-37によるケラチノサイトのサイトカインやケモカインの産生と遊走能は百日咳毒素とU-73122で抑制されたことから、これらのペプチドがG蛋白とホスホリパーゼCの経路を介して、ケラチノサイトに作用することを示す。さらに、hBDのマスト細胞に対する作用を調べたところ、hBD-3とhBD-4はマスト細胞の脱顆粒と遊走を惹起した。また、これらのペプチドが、MAPキナーゼp38とERKのリン酸化を誘導するとこがわかった。hBD-3とhBD-4のマスト細胞に対する作用を百日咳毒素、U-73122とMAPキナーゼp38とERKのそれぞれの阻害剤で抑制されたことから、これらペプチドがG蛋白、ホスホリパーゼCとMAPキナーゼの経路を介して、マスト細胞を活性化すると思われる。よって、hBDやLL-37は、感染部位において殺菌作用を示すだけではなく、ケラチノサイトやマスト細胞を刺激することによって皮膚における炎症反応と自然免疫に関与していると思われる。最近、殺菌ペプチド・ヒトβ-デフェンシン(hBD)とcathelicidin LL-37が注目され、乾癬やアトピー性皮膚炎(AD)の病態に関与することが知られている。また、マスト細胞やケラチノサイトが乾癬やADに関与していることから、hBDやLL-37がこれらの細胞に作用すると思われる。さらに、乾癬やADにおいて、IL-18等のサイトカインが過剰に発現しているという報告がある。その結果、hBD-2,-3,-4とLL-37がIL-18放出を誘導することがわかり、これらのペプチドの相乗効果も確認した。一方、hBD-1のケラチノサイトに対する作用はなかった。しかし、角化したケラチノサイトには、hBD-2,-3,-4とLL-37だけではなく、hBD-1によるIL-18の放出量はさらに増大した。また、hBDとLL-37はIL-18のmRNA発現を増強した。hBDとLL-37がMAPキナーゼp38とERKのリン酸化を惹起し、さらに、p38とERKの阻害剤はhBDとLL-37によるIL-18放出を抑制した。よって、hBDとLL-37はMAPキナーゼp38とERKを介してIL-18放出を誘導すると思われた。hBDやLL-37のケラチノサイトに対するIL-1β、GM-CSF、RANTESやMCP-1産生の作用を認められなかった。また、hBDのマスト細胞に対する作用を調べたところ、hBD-3とhBD-4はマスト細胞の脱顆粒、細胞内Ca^<2+>動員とPGD_2産生を誘導した。しかし、hBD-3だけがマスト細胞の遊走作用を誘導した。したがって、hBDやLL-37は、感染部位において殺菌作用を示すだけではなく、ケラチノサイトやマスト細胞を刺激することによって炎症反応と自然免疫に関与していると思われます。また、hBD-

2,-3,-4とLL-37がケラチノサイトの細胞内Ca^<2+>動員を惹起した。さらに、これらペプチドがケラチノサイトの遊走を誘導したことから、創傷治癒に関与する可能性あると考えられる。また、hBD-2,-3,-4とLL-37によるケラチノサイトのサイトカインやケモカインの産生と遊走能は百日咳毒素とU-73122で抑制されたことから、これらのペプチドがG蛋白とホスホリパーゼCの経路を介して、ケラチノサイトに作用することを示す。さらに、hBDのマスト細胞に対する作用を調べたところ、hBD-3とhBD-4はマスト細胞の脱顆粒と遊走を惹起した。また、これらのペプチドが、MAPキナーゼp38とERKのリン酸化を誘導するとこがわかった。hBD-3とhBD-4のマスト細胞に対する作用を百日咳毒素、U-73122とMAPキナーゼp38とERKのそれぞれの阻害剤で抑制されたことから、これらペプチドがG蛋白、ホスホリパーゼCとMAPキナーゼの経路を介して、マスト細胞を活性化すると思われる。よって、hBDやLL-37は、感染部位において殺菌作用を示すだけではなく、ケラチノサイトやマスト細胞を刺激することによって皮膚における炎症反応と自然免疫に関与していると思われる。
植物ゲノムに潜む内在ウイルス配列による病徴発現メカニズムの解明

近年の次世代シーケンス解析により、植物ゲノム中にウイルスに似た配列が含まれていることが明らかになりつつある。この内在ウイルス配列は環境の変化や他のウイルスの感染によって発現し、病徴に関与すると考えられているが、発病メカニズムや防除法は不明である。そこで本研究では、内在ウイルス配列を持つ植物を用いて、(1)内在ウイルス配列の性状解析、(2)内在ウイルス配列の発現条件の探索、(3)薬剤を用いた内在ウイルス配列による病徴発現の抑制、という手順で研究を遂行し、内在ウイルス配列の発病メカニズムの解明及び防除法を確立する。
形状最適化理論の深化と応用

2018年度の理論的な成果として,Hesse勾配とよぶことができるような新しい2階微分の概念を提起した.その概念を基にして,本研究で注目する2つの問題(密度変動型位相最適化問題と領域変動型形状最適化問題)に対してHesse勾配を評価する方法を明らかにして,数値例によって本来のHessianに相当する量になっていることを確認した.実問題への応用に関しては,次のような論文が掲載された.(1)弾性体の密度変動型強度最大化問題に対して,Mises応力のKreisselmeier-Steinhauser関数の2階微分を用いた計算法に関する論文(10.1007/s00158-018-1937-z)(2)ギターの形状最適化問題に関する論文(10.14495/jsiaml.10.29)(3)流れ場の安定性を向上させる形状最適化問題に対する論文(10.1080/10618562.2018.1500692)(4)線形弾性体の振動モードを魚の泳ぎモードに近づける形状最適化問題に対する論文(10.14495/jsiaml.10.65)(5)部分的なCauchyデータから内部の穴形状を同定する形状逆問題に対する論文(10.1007/s13160-018-0337-5)さらに,次のような成果を得た.(1)嚥下運動における筋活動同定問題に対して,嚥下時の観測データを用いて,舌内部の筋肉の収縮量を示すマップを得ることができた.(2)スポーツシューズの設計においては,実験により観測されている力が加わったときの変形が理想的な変形に近づくような形状最適化問題を定式化し,それを解くためのプログラムを作成し,シューズに適用し,期待された結果を得た.(3)最適化計算を高速化させるために,有限要素法によって構成された大規模連立1次方程式を特異値分解によって縮退する方法に関する理論をまとめ,数値例を得た.理論的な研究に対して,次のような進捗状況にある.一般的な等式制約付き最適化問題において,評価関数の2階微分は,設計変数が制約を満たす許容方向集合(接面)上を変動することを仮定して,探索ベクトル(設計変数の変動ベクトル)の2次形式としてHessianを求めていた.それに対して,本研究では,前のステップで得られた探索ベクトルが得られていれば,それを固定したときの1階微分(実数値関数)に対してLagrange乗数法を適用することによって,Hessianに相当する量を計算する方法を発見した.その量は1つの探索ベクトルを固定しているので,任意の探索ベクトルに対する1次形式となり,Hesse勾配とよばれるような量になっている.従来,このような用語は使われたことがなく,新しい概念であると考えられる.現在,その概念をさまざまな最適化問題に適用しようとしている.「研究実績の概要」でかいた実問題への応用に関する成果に対して,次のような進捗状況にある.(1)嚥下運動における筋活動同定問題に対して,これまで理論とプログラムの開発を進めてきたが,簡単なモデルでの検証を終え,実際の医用データから構築された舌の3次元形状の表面データを用いた解析を行うまでに至っている.現在までに得られた結果から,医師らが当初予想していた筋活動とは異なる結果が得られ,本解析法の有用性が認識された.(2)スポーツシューズの形状最適化問題に対して,理論とプログラムがほぼ完成した.そのプログラムを用いて企業の研究協力者が実際のシューズモデルし,期待された結果を得た.(3)形状最適化問題の数値解析を高速化するために,有限要素法によって離散化された大規模連立1次方程式を特異値分解によって縮退する方法について,3次元線形弾性体の剛性最大化問題に適用し,計算時間が短縮される結果を得た.2018年度において得られた次の成果について,国際会議で発表し,論文を学術誌に投稿する予定である.(1)嚥下運動における筋活動同定問題に関する理論と舌への応用事例(2)スポーツシューズの形状最適化問題に対する理論と実際のシューズモデルへの適用例(3)特異値分解を用いた形状最適化問題に対する数値解析の高速化上記の研究のほかに,次のような研究を進めたい.(1)部分的なCauchyデータから内部の穴形状を同定する形状逆問題に対して,境界積分によって与えられた評価関数の2階微分の評価方法に関して,応用事例を増やしたい.(2)密度変動型位相最適化問題や領域変動型形状最適化問題を解析する際にステップサイズや解の正則性を適切にするために様々なパラメータで調整されている.これまで,それらのパラメータは経験に基づく勘と試行錯誤におって決定されてきた.本研究では,今後,これらのパラメータを適切に決めるための理論的な枠組みについて検討したい.また,適切なアルゴリズムについて検討したい. (3)脊柱側弯症のCT画像データに適合するように正常な脊柱有限要素モデルを変形させる問題について,理論に関しては見通しを得ているが,実際にプログラムを開発し,医用画像データから得られた脊柱の境界形状データを用いて,実際に動かしてみて,その方法が実際に有効なのかを確かめたい.(4)筋活動同定問題を嚥下運動以外にも適用してみたい.

例えば,腸の蠕動運動において器官の内部で筋がどのように活動しているのかについては直接観測する方法は知られていないようである.必要に応じて専門家らにアドバイスを求めながら,腸の数値モデルを構築し,観測されている形状変化を与えたときに内部でどのような筋活動が起こっているのかを可視化することに挑戦したい.本研究では,主に偏微分方程式の係数関数や偏微分方程式の境界値問題が定義された領域の形状を設計対象にしたいわゆる密度変動型位相最適化問題と領域変動型形状最適化問題に対して,一般的な問題の定式化とその解法をより精密なものにして,それらを実用的な問題に応用することを目的としている.初年度を終えた現時点の理論的な成果として,次の2つがあげられる.(1)両問題における評価関数の2階微分の評価法が確立し,その数値例を示すことができた.(2)境界積分が評価関数に含まれる場合,その形状微分の中に平均曲率が現れ,区分的C^2級の境界においてその計算法が課題となっていたが,法線を非同次Neumann条件とする楕円型偏微分方程式の境界値問題の解を用いて,その発散によって平均曲率を計算する方法を見つけることができた.その方法は,これまで筆者らが開発してきたH^1勾配法を法線に適用した方法に相当し,プログラミングは容易である.その数値例は,部分的なCauchyデータから内部の穴形状を同定する形状逆問題に対して使われ,期待されたとおりの結果が得られている.実問題への応用においては,次の3つの課題に対して成果があった.(1)弾性体の強度が最大化するような密度変動型問題に対して,Mises応力のKreisselmeier-Steinhauser関数を評価関数とおいた問題を定式化し,評価関数の2階微分の計算法を示し,この2階微分を使うことで収束性が改善されることを数値例で示した.(2)放射音圧が最大化するように線形弾性体の形状を決定する領域変動型問題の定式化と解法を示し,ギターの最適設計に応用した数値例を示した.(3)流れ場の安定性を向上させる領域変動型問題に対して,一様流れ場におかれた孤立物体や段付き流れ場の形状に対していくつかの局所解が存在することを数値解で示した.「研究実績の概要」でかいた理論的な課題に対する2つの成果に対して,次のような進捗状況にある.(1)領域変動型問題の2階微分の評価法に関しては講演論文をまとめた本の中に掲載された(10.1007/978-981-10-6283-4).その中で,抽象的最適設計問題における2次の最適性条件を定理の形式で示した.また,密度変動型の2階微分に対しては,実問題への応用の中で取り上げた線形弾性体の最大Mises応力最小化問題において,次のような成果があった.Mises応力のKreisselmeier-Steinhauser関数の2階微分を従来の手順で評価しようとしたところ,等式が成り立たない箇所がでてきた.そこを最適な状態において成り立つ関係をあらかじめ仮定することで切り抜けることができた.この成果は国際会議(構造および複合領域最適化世界会議,WCSMO-12)で発表され,論文が学術誌に掲載された(10.1007/s00158-018-1937-z).(2)平均曲率の計算法に関しては,部分的なCauchyデータからの形状逆問題に対する数値解法に組み込んで,国際会議(力学における移動境界問題に関するIUTAM Symposium)において発表した.また,その内容は,現在,学術誌に投稿中である.「研究実績の概要」でかいた実問題への応用に対する3つの成果に対して,次のような進捗状況にある.
脊椎動物の陸上進出を促した精子・生殖様式の多様化機構の解明：カジカ魚類の比較から

最終年度である平成30年度は、海産カジカ科魚類における(1)分子系統樹の作成、(2)タイドプールに生息するカジカ科魚類の産卵場所調査、(3)系統種間比較解析を行った。(1)分子系統樹の作成:当初はミトコンドリアゲノム配列(16kbp)を決定する予定であったが、核ゲノムも含めた解析がより有効だとの結論に至り、RNAseqを利用した系統解析を行った。その結果、ミトコンドリアゲノム配列16kbpでは正確な系統樹の構築に至らないが、核ゲノムも含めた100kbp以上の配列を使うと非常に正確な系統樹が得られることが分かった。(2)タイドプールに生息するカジカ科魚類の産卵場所調査:茨城に生息するイダテンカジカやムツカジカについては、未だに産卵場所が不明であった。そこで、同じ場所で時期を変えて調査した。成熟した個体は多数見つかったが、人間が近づけないような波の荒い場所で産卵しているためか、産卵場所の特定には至らなかった。しかし、2種については精子のデータを十分揃えることができた。この他、佐渡島で希少なフタスジカジカの採集に成功し、繁殖様式と精子特性を明らかにすることができた。(3)系統種間比較解析:正確な系統樹はまだ未完成ではあるが、ミトコンドリアと核の部分配列の分子系統樹を用いた系統種間比較解析により、大きく次のことが明らかとなった。1.精子の鞭毛の長さや遊泳速度は交尾行動とは関係なく、精子競争がより長くて速い精子を進化させる。2.交尾種の雄では外部交尾器を発達させること、精子の頭部が伸長すること、精子は海水での運動能力を失い、雌の体内の環境である等張液のみで遊泳すること、が分かった。3.ホヤやカイメンに産卵する卵寄託種は、利用する宿主種やサイズに応じて産卵管や産卵行動を進化させていた。本研究で得られた一連の成果は、国内外の学会で発表した。また、投稿論文としても発表を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、カジカ科魚類における(1)交尾および卵保護様式の進化に伴う精子の進化、(2)卵寄託種の宿主と産卵管形態の種内変異について研究を行った。(1)繁殖様式の異なるカジカ種の精子の形態や運動性を計測するため、国内では北海道および宮城県で潜水採集を行い、交尾・雄保護種のラウスカジカ、非交尾・雄保護種のアイカジカ、ギスカジカ、シモフリカジカ、交尾・雌保護種のセトカジカについて精子計測を行った。国外では、予定通り、カナダ・バンクーバー島で潜水調査を行い、11種の精子計測を行った。この中には同じ属の中に交尾種と非交尾種が見られるArtedius属やEnophrys属、タイドプールで繁殖するOligocottus属が含まれる。国内外の精子計測の結果から、精子形態や運動性は種間で大きく異なるが、繁殖様式の違いによって説明できることが明らかとなった。(2)これまでの佐渡島(日本海側)での研究から、卵寄託を行うカジカ科魚類8種がホヤやカイメンに産卵すること、そして、利用する宿主の種類やサイズに応じて産卵管が適応進化したことが明らかとなっていた。しかし、異なる海域での卵寄託カジカの産卵管形態についての情報は皆無であったため、伊豆(太平洋側)の卵寄託カジカの産卵場所と産卵基質について調査を行った。その結果、伊豆のオビアナハゼはザラカイメンを産卵場所として利用しているのに対し、佐渡のオビアナハゼはリッテルボヤを利用しており、産卵管の長さや形態が大きく異なっていた。このことから、同種であっても宿主の種類やサイズに応じて産卵管形態が変異することが示された。「カジカ科魚類では雄保護から雌保護もしくは卵寄託へと進化すると精子競争が激化する」という仮説を検証するため、異なる繁殖様式を持つカジカ種2種の卵塊を収集した。次年度以降に精子競争の指標となる1卵塊当たりの父親数の推定を行う。研究内容の(1)交尾および卵保護様式の進化に伴う精子の進化については、現地での調査が順調に進んだことから、カジカ科魚類の精子の進化解明に向けて研究が大きく前進した。特に、同じ属の中に交尾種と非交尾種が見られるArtedius属やEnophrys属、Icelus属の精子データが今年度までの調査で揃ったことが大きい。また、北米では種数の少ない交尾・卵寄託種の精子データが2種計測できたことやカジカ科魚類の中でも種数の最も少ない交尾・雌保護種のデータが1種増えたことも大きな進展である。一方で、北海道に生息する種や北米に生息する種の中で、本研究に重要な種であるが採集に成功していない種もおり、これは今後の課題である。研究内容の(2)卵寄託種の宿主と産卵管形態の種内変異については、佐渡(日本海)と伊豆(太平洋)の両地点で見られる3種(アナハゼ、オビアナハゼ、アヤアナハゼ)の産卵基質(ホヤ類もしくはカイメン類)を特定した。また、3種の産卵管長が個体群によって異なることを明らかにした。本研究により、同種であっても宿主の種類やサイズに応じて産卵管形態が変異することを海産魚で初めて明らかにした。「カジカ科魚類では雄保護から雌保護もしくは卵寄託へと進化すると精子競争が激化する」という仮説を検証するための研究については、やや遅れている。

1卵塊当たりの父親数の推定するためのDNA分析が進んでいない。一方で、野外での卵塊の採集がほぼ終了したため、すぐにDNA分析に移行できる状況にある。以上より、進行の遅れているテーマはあるものの、おおむね順調に進んでいると判断される。本年度は、海産カジカ科魚類における1.交尾・卵寄託種の産卵場所と産卵管形態、2.交尾および卵保護様式の進化に伴う精子の進化について研究を行った。1.交尾・卵寄託種の産卵場所と産卵管形態:日本沿岸に生息する8種の卵寄託カジカ科魚類は、ホヤに産卵するために非常に長い「ホヤ用の産卵管」を持つ種と短めの「カイメン用の産卵管」を持つ種に分けられることが、一連の研究により明らかとなっている。今年度は、系統の異なる北米のカジカ科魚類やカジカ科魚類ではない種であってもホヤやカイメンに産卵することが知られている種を対象に、産卵場所と産卵管形態を調査した。まず、アメリカ・モントレー湾でホヤへの産卵が示唆されているOrthonopias triacisの産卵管を調べた結果、予想通り、ホヤ用の産卵型を有していた。また、北海道でカイメンへの産卵が報告されているイソバテング(ケムシカジカ科)とヤギウオ(トクビレ科)の産卵管を調べた結果、大型種にも関わらず短い「カイメン用の産卵管」を持っていた。今年度の研究結果より、系統的な近縁性に関係なく、利用する卵寄託場所の無脊椎動物の種類や大きさが産卵管の長さと強く関係しており、卵寄託行動や産卵管は様々な系統で独立して平行進化したことが示された。2.交尾および卵保護様式の進化に伴う精子の進化:アメリカ・モントレー湾で潜水調査を行い、7種の海産カジカ科魚類の精子計測を行った。この中には、同じ属の中に交尾種と非交尾種が見られるArtedius属2種やタイドプールで繁殖するClinocottus属が含まれる。また、3種の精子データを新規に収集することができたほか、トクビレ科やアイナメ科など、外群に含まれる種の精子データも収集することができた。精子形態や運動性はこれまでの予測と完全に一致し、交尾行動や精子競争は精子の進化の原動力であることが示された。研究内容の1.交尾・卵寄託種の産卵場所と産卵管形態については、アメリカ・モントレー湾の海産カジカ科魚類およびホヤやカイメンに産卵することが知られている北海道産のイソバテング(ケムシカジカ科)とヤギウオ(トクビレ科)の産卵管について調査した。これらの種の産卵管の長さや形態についてはこれまで知られておらず、本研究で初めて明らかにした。特に、卵寄託行動や産卵管が様々な系統で独立して平行進化したという仮説の検証は、大きな成果と言える。一方で、産卵に利用されるカイメンやホヤの大きさについてはデータが十分とは言えず、これは今後の課題である。研究内容の2.交尾および卵保護様式の進化に伴う精子の進化については、アメリカ・モントレー湾で、海産カジカ科魚類の繁殖期に予定通りに調査を実施し、十分な精子のデータを取ることができた。特に、これまで採集されていなかったArtedius属、Clinocottus属、Icellinus属の3種について、精子のデータを初めて収集できた成果は大きい。これで予定とする42種のデータがほぼ揃ったことになる。一方で、茨城に生息するイダテンカジカやムツカジカ、北米のタイドプールに生息するOligocottus属については、未だに産卵場所が分かっておらず、今後、時期を変えて調査するなどの対策を講じる必要がある。
弾力性低下を引き起こす紫外線の作用波長の研究と紫外線遮蔽効果の新評価法の開発

コラーゲン線維モデルにUVAを照射すると弾力性が低下し、硬くなることを見出した。作用波長を検討した結果、320nm付近に硬度・弾力性に変化がみられた。また、コラーゲンゲルに320nm付近のUVB+UVA2を照射してから線維芽細胞を培養すると、細胞生存率が低下することを見出した。この作用はUVA1を照射することやカタラーゼを培地に添加することによって抑制された。UVA1を照射することによって細胞内のカタラーゼ活性が増加することが、UVA1がUVB+UVA2を照射したコラーゲンゲルでの細胞生存の低下を抑制する機序の一つと考えられた。これらの結果はinvivoにUVB+UVA2を照射し続けたときに引き起こされる皮膚の光老化メカニズムの一端を説明していると考えられ、紫外線防止製品の新評価法として利用できる。紫外線によるコラーゲン弾力性低下の作用波長の解析とそのメカニズム【目的】日常的に太陽光線を浴びる顔などでは、紫外線の影響により皮膚が硬くなり、弾力性が低下して、シワができやすくなる。紫外線で引き起こされるコラーゲン弾力性低下の作用波長の解析と弾力性低下のメカニズムについての研究を行った。【方法】バンドパスフィルタを用いて紫外線を10nm間隔でコラーゲンゲルと豚皮に同エネルギー量ずつ照射し、異なる測定機器で硬度・弾力性を測定した。次に、コラーゲンゲルに紫外線を照射したときの酢酸可溶性コラーゲンと酢酸不溶性コラーゲン中のジチロシンをHPLCで測定した。さらに、ヘアレスマウスに長期間紫外線を照射した光老化皮膚においても、同様に測定した。【結果】コラーゲン弾力性低下の作用波長を解析した結果、弾力性低下を引き起こす作用波長は320nm付近の紫外線であり、300nm、350nm以上の紫外線には弾力性低下の作用はほとんどなかった。また、コラーゲンゲルに紫外線を照射すると酢酸不溶性コラーゲンが増加し、不溶性コラーゲンにチロシンの架橋物であるジチロシンが増加していた。ヘアレスマウスに長期間紫外線を照射した光老化皮膚でも、不溶性コラーゲンが増加していた。【考察】コラーゲンは代謝回転が遅いタンパク質なので、長期間の日光曝露によってコラーゲンに障害が蓄積して、弾力性が低下すると考えられる。320nm付近の紫外線によってコラーゲン中にチロシンの架橋物であるジチロシンが形成されることによって、コラーゲンの弾力性が低下し、光老化皮膚に特徴的な弾力性低下が引き起こされると考えられた。皮膚のコラーゲンは代謝回転が遅いので、太陽光線に含まれる紫外線による障害が蓄積されやすいと考えられる。紫外線をコラーゲン線維モデルに照射して、弾力性を評価する実験系を用いて、弾力性低下を引き起こす作用スペクトルの解析研究を行った結果、ある波長にコラーゲン線維モデルの弾力性を低下させ、皮膚を硬くする作用があることがわかった。平成23年度は、紫外線照射によるコラーゲン線維モデルの弾力性の低下と架橋物質の量の増加に関係があるかを調べた。まず、紫外線を照射したコラーゲン線維モデルと未照射のコラーゲン線維モデルの励起・蛍光強度スペクトルを測定した結果、紫外線照射によってコラーゲン線維モデルの蛍光強度が増加することがわかった。この結果は長期間紫外線を照射したマウスの皮膚のコラーゲンの蛍光強度と同様のスペクトル特性を示した。次に、紫外線を照射したコラーゲン線維モデルを酢酸可溶性コラーゲンと酢酸不溶性コラーゲンに分け、それらの蛍光強度を測定した結果、酢酸不溶性コラーゲンの蛍光強度が著しく高かった。さらに塩酸で加水分解後、高速液体クロマトグラフィーで蛍光強度を測定した結果、酢酸不溶性コラーゲンではジチロシンが増加していることがわかった。本研究により、コラーゲンゲルに、紫外線を照射した時に起こるコラーゲン硬化メカニズムに、ジチロシンが関与していると考えられた。コラーゲン線維中のチロシン同士が結合してジチロシンが生じることが報告されている。ジチロシンは紫外線、放射線、過酸化水素、ペルオキシダーゼによりチロシルラジカルを中間体として形成される。皮膚のコラーゲンは代謝回転が遅く、一度形成された架橋は蓄積するので、紫外線によってジチロシンがコラーゲン線維中に形成された場合、線維芽細胞の増殖や機能に影響を与え続けると考えられる。光老化した皮膚では、真皮に変性したコラーゲンが蓄積していることがin vivoの実験で明らかにされている。これは、コラーゲン線維が代謝回転の遅いタンパク質であるからである。したがって、このような光老化した皮膚に対しては、変性コラーゲンを分解して、新しいコラーゲンの生成を促進させることが重要である。

本研究では、UVBを照射したコラーゲンゲルの線維芽細胞への影響ならびにコラーゲン再生に対するUVA1の効果を調べ、UVBを照射した線維芽細胞の細胞外マトリックスに対するUVA1の再構築促進効果とそのメカニズムを明らかにする。UVBを照射したヒト線維芽細胞にUVA1を照射した時のコラゲナーゼ(MMP1)のmRNA発現をReal-time PCRで調べた。また、コラーゲンゲルにUVBを照射した後に細胞を播種して、UVA1を照射した時の細胞数をUVA未照射のものと比べた。さらに、コラーゲンゲルにUVBを照射した時の細胞数減少が、カタラーゼによって抑制されるかを調べた。UVBを照射した細胞にUVA1を照射すると、コラーゲンを分解するMMP1が増加した。また、コラーゲンゲルにUVBを照射してから線維芽細胞を培養すると、細胞生存率が低下することを見出した。この作用はUVA1を照射することやカタラーゼを培地に添加することによって抑制された。UVBを照射したコラーゲンゲルに線維芽細胞を培養してUVA1を照射すると、UVB照射によってダメージを受けた細胞外マトリックスを再構築するために、MMP1のmRNAが増加したと考えられた。また、UVBを照射したコラーゲンゲルで細胞が生育できないのは、過酸化水素が生成したためと考えられた。さらに、UVA1を照射することによって細胞内のカタラーゼ活性が増加することが、UVA1がUVB照射コラーゲンゲルでの細胞生存の低下を抑制する機序の一つと考えられた。特に問題もなく、おおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。各波長の紫外線を照射したコラーゲンゲルでヒト真皮線維芽細胞を培養した際の線維芽細胞の様子(接着・形態・増殖・細胞死等)を観察・測定する。また、紫外線がコラーゲンゲルにどのような影響(変性等)を与えた結果、線維芽細胞の様子が変化したかを考察するための実験を行う。
新たな測定法による多次元行動・脳データに基づく個人の情動知能の推定

従来の研究において、質問紙と行動課題により測定される情動知能の間に相関が得られないことから、両測定が異なる心的過程を対象としている可能性が指摘がされている。この指摘に関連して、従来の情動知能の質問紙測定に加えて、新たに情動知能の課題遂行型測定法を考案し、さらに脳構造・機能測定を加えることで2つの心的過程について多角的な計測を行った。(1)情動に関連する情報を活用する能力・特性を志向した情動知能(表情認知・他者視点取得・共感・行為理解)の課題遂行型測定法を考案し、必要となる情動喚起刺激素材等の収集・作成を行い、当該素材の基本特性を測定してデータベース化した。(2)一般知能・情動知能とともに社会適応に必須とされるプランニング・意思決定・行動制御を担う実行機能を測定し、3つの能力の関係性を検討した。その結果、当初想定されていた以上に情動知能は一般知能や実行機能から独立していることが明らかになった。(3)脳機能・構造のマルチモーダル計測を行い、質問紙計測による情動知能と相関する脳構造部位を特定した。さらに情動知能・一般知能・パーソナリティと灰白質体積との関連を指標として、3つの心理学概念の関係性について検討を行った。その結果、質問紙で測定される情動知能は一部を除き、その多くがパーソナリティと重複している可能性が示された。(4)心理学的データ(種々の質問紙および課題遂行によるデータ)および脳計測データからなる多次元データを入力とし、質問紙により測定された情動知能を正解とした機械学習を行い、分類器(Classifiers)を作成した。この分類器により新たな「個人」の脳計測データを入力として未知の「個人」の情動知能の推定を試みた。今後複数の機械学習アルゴリズムを試す等しながらさらなる精度の向上を目指していく。従来の研究において、質問紙と行動課題遂行で測定される情動知能に相関が得られないことから、両測定が異なる心的過程を対象としているという指摘がなされている。この指摘について、従来の情動知能の質問紙測定に加えて、新たに情動知能の課題遂行型測定法を考案した上で、脳構造・機能測定により得られる第3の指標から2つの心的過程の存在を検証する。これにより、情動知能の統一的な測定法の確立を目指す。平成28年度は、情動知能の新たな測定法の考案と個人の情動知能の推定を以下の通りに進めた。1情動に関連する情報を活用する能力・特性を志向した情動知能(表情認知・他者視点取得・共感・行為理解)の課題遂行型測定法を考案し、必要となる情動喚起刺激素材等の収集・作成および予備的検討を終えた。2一般知能・質問紙による情動知能とともに社会適応に必須とされるプランニング・意思決定・行動制御を担う実行機能を測定し、3つの能力の関係性を検討した。その結果、当初想定されていた以上に情動知能は一般知能や実行機能から独立していることが明らかになりつつある。次年度は課題遂行型測定による情動知能についても同様の検討を行う。この他、情動知能にかかわるパーソナリティ特性が実行機能に及ぼす影響についても検討した。3脳機能・構造のマルチモーダル計測を行い、質問紙計測による情動知能と相関する脳構造部位を特定できた。4さらに心理学的データ(種々の質問紙および課題遂行によるデータ)および脳計測データからなる多次元データを入力とし、質問紙により測定された情動知能を正解とした機械学習研究を開始し、分類器(Classifiers)のプロトタイプを作成している。この分類器により「個人」の種々の心理学・脳計測データの入力から未知の「個人」の情動知能の推定を実現できる。上記研究の一部はすでに学会等で発表し,論文投稿を済ませている。併せて本研究に関連する論文発表も順調に行われている。現在は、本研究で新たに考案した情動知能の客観的測定を実現するテストバッテリーを用いて実験を展開している。これまでに得られている脳機能・構造画像の解析も着々と進んでいる。さらに、種々の質問紙データと課題遂行データに加えて脳構造・機能計測データを加えた多次元データを入力とし、主観報告による情動知能を正解とした機械学習を用いて、入力から正解を導く分類器を試作している。以上より,おおむね順調に進展しているものと判断できる。従来の研究において、質問紙と行動課題遂行により測定される情動知能の間に相関が得られないことから、両測定が異なる心的過程を対象としているという指摘がなされている。この指摘について、従来の情動知能の質問紙測定に加えて、新たに情動知能の課題遂行型測定法を考案し、さらに脳構造・機能測定を加えることで2つの心的過程について検証を行う。平成29年度は、情動知能の新たな測定法の考案と個人の情動知能の推定について以下の通りに進めた。1)昨年度考案した情動関連情報を活用する能力(表情認知・他者視点取得・共感・行為理解)のための課題遂行型測定法の予備的検討結果に基づいて、特に内容的妥当性を高める改良と関連する情動刺激作成を行った。2)脳機能・構造のマルチモーダル計測を行い、質問紙計測による情動知能と相関する脳構造部位を特定した。

その結果、質問紙で測定される情動知能は一部を除き、その多くがパーソナリティと重複している可能性が示された。3)心理学的データ(種々の質問紙および課題遂行によるデータ)および脳計測データからなる多次元データを入力とし、質問紙により測定された情動知能を正解とした機械学習を行い、分類器を作成した。この分類器により「個人」の脳計測データを入力として未知の「個人」の情動知能の推定を実現できる。本研究で新たに考案した情動知能の客観的測定法の考案については内容的妥当性をさらに高める形で改訂版テストバッテリーを作成し、実験を展開している。さらに機械学習を用いて脳構造・機能計測データから質問紙による情動知能を予測する関数・分類器を作成することができた。これらの成果により本研究の目的達成に向けて大きく前進したものと考える。併せて本研究に関連する論文作成も順調に行われている。以上より,おおむね順調に進展しているものと判断できる。従来の研究において、質問紙と行動課題により測定される情動知能の間に相関が得られないことから、両測定が異なる心的過程を対象としている可能性が指摘がされている。この指摘に関連して、従来の情動知能の質問紙測定に加えて、新たに情動知能の課題遂行型測定法を考案し、さらに脳構造・機能測定を加えることで2つの心的過程について多角的な計測を行った。(1)情動に関連する情報を活用する能力・特性を志向した情動知能(表情認知・他者視点取得・共感・行為理解)の課題遂行型測定法を考案し、必要となる情動喚起刺激素材等の収集・作成を行い、当該素材の基本特性を測定してデータベース化した。(2)一般知能・情動知能とともに社会適応に必須とされるプランニング・意思決定・行動制御を担う実行機能を測定し、3つの能力の関係性を検討した。その結果、当初想定されていた以上に情動知能は一般知能や実行機能から独立していることが明らかになった。(3)脳機能・構造のマルチモーダル計測を行い、質問紙計測による情動知能と相関する脳構造部位を特定した。さらに情動知能・一般知能・パーソナリティと灰白質体積との関連を指標として、3つの心理学概念の関係性について検討を行った。(4)心理学的データ(種々の質問紙および課題遂行によるデータ)および脳計測データからなる多次元データを入力とし、質問紙により測定された情動知能を正解とした機械学習を行い、分類器(Classifiers)を作成した。この分類器により新たな「個人」の脳計測データを入力として未知の「個人」の情動知能の推定を試みた。今後複数の機械学習アルゴリズムを試す等しながらさらなる精度の向上を目指していく。平成29年度は,刺激材料の収集および予備的検討を終えた情動知能の課題遂行型測定を可能にするテストバッテリーを運用してデータを蓄積していく。さらに追加する必要があるテストについても随時検討を行う。心理学実験およびMRIデータを順調に収集できているため、機械学習アルゴリズムの入力として新たに今後得られる情動知能の課題遂行データを導入して、複数の機械学習アルゴリズムを試す等しながら精度の向上を目指す。
ヨーロッパ共通の言語政策とチェコおよびスロヴァキアの多言語性マネージメント

言語と言語政策は、ヨーロッパの国民国家群にとって今も昔も重要な政治領域である。しかし近年は、ヨーロッパ統合の進展に伴い、超国家的次元の言語政策が重要性を増している。そこでこの研究では、チェコとスロヴァキアの事例に注目しつつ、ヨーロッパ共通の言語政策における実践や理念の動向について検討を行った。本研究は、21世紀以降のヨーロッパにおいてEUや欧州評議会のイニシアティヴによりヨーロッパ共通の超国家的言語政策が成立していく過程を視野に収め、その本質、成果、問題点を明らかにすることを課題としている。とりわけチェコ共和国、スロヴァキア共和国の事例に注目する。3年計画の初年度となる平成22年度においては、以下の研究活動を行った。2)記シンポの理論的基盤となった「組織的(多様性)管理」というコンセプトを提示するチェコの言語学者イジー・ネクヴァピル氏(カレル大学)を北大に招聘して特別セミナーを開催するとともに、氏の提唱する「言語管理理論」について別途意見交換を行った。また3月にチェコほかで文献資料調査を行った際、氏のゼミナールに参加するとともに、カレル大スタッフとの研究協力の可能性について相談した。3)台湾の国立台湾大学から招聘され、日本の高等教育における複言語教育の現状について発表を行った。4)学内他部局の企画したスロヴァキア関係の特別セミナーに討論者として参加し、スロヴァキア語の複数中心性および超国家性について討議を行った。5)スロヴァキアの初等中等教育関係者とコンタクトし、今後の現地調査の段取りを整えた。21世紀以降のヨーロッパにおいて、EUや欧州評議会などのイニシアティヴにより超国家的な次元でヨーロッパ共通りの言語政策が成立していく過程を視野に収めながら、その本質、成果、問題点を、チェコ共和国、スロヴァキア共和国の事例に則して明らかにするため、今年度は以下の研究を行った:8月:スロヴァキアを訪問し、現時点における社会言語学的状況の調査および文献資料調査を行った。かねてからコンタクトを試みていたドイツ系、ユダヤ系住民は老齢化が進み、調査が困難になりつつあることを確認するとともに、現時点のスロヴァキアにおける多言語性マネージメントの根本的な問題がハンガリー系、ロマ系住民の若年層にあると判断し、今後の調査の段取りを整えた。9月:かねてからコンタクトをとっていたカレル大学(プラハ)の社会言語学者2名を札幌に招聘し、国際シンポジウムを開催した。多言語性研究と言語管理理論との関係を論じる導入的発表を行った。3月:北海道大学スラブ研究センターで開催された日本西スラヴ学研究会研究発表会において、「EU東方拡大と超国家的言語政策」と題して口頭発表を行った。EUの多言語性マネージメントにおける中東の言語の地位、中欧諸国における外国語教育の最新動向、チェコとスロヴァキアの移民統合政策における言語教育について、さまざまなデータを用いて検討した。その他、11月に北海道大学スラブ研究センターと国際スラヴィスト会議スラヴ諸語文法構造研究部会が共同で主催した国際シンポジウム「スラヴ諸語における文法化と語彙化」の大会組織委員として運営にかかわり、また、日本西スラヴ学研究会の企画編集委員長として学会の運営と学会誌の編集を行った。本研究は欧州共通の言語政策に着目し、21世紀以降、EUや欧州評議会のイニシアティヴによって超国家的言語政策が検討され、その存在意義を増していることを確認した。またその際、チェコとスロヴァキアの言語状況、言語問題に特別な関心を向けた。中世以来、多言語性が社会的関心事であり、とりわけ近代以降は突出して政治的、思想的問題であり続けた両地域においても、表記がアクチュアルなテーマとなっていることが見てとれた。加えて21世紀以降、両地域における伝統的多言語性や特徴的と見なされてきた言語問題が劇的に変容しつつあることも確認することができた。ドイツ語というテーマの急速な衰退や、社会統合にむけた新たな課題としての移民問題、あるいはロマ人問題などはその一例である。理論面では、近年関心を集めている言語管理理論にも注目し、チェコの研究者らと交流を行った。最終年度における具体的成果としては以下があった:1)東スロヴァキアの伝統的ユダヤ人コミュニティーに聞き取り調査を行い、従来移民児童の教育に用いられてきた言語ポートレートを利用してデータを入手した。2)同じく東スロヴァキアの若年層の言語ポートレートを入手した。現地の言語教育関係者の協力を得て、多言語性への気づきの授業となるよう腐心した。3)前年度にチェコと協力して実施した国際シンポジウムのとりまとめを行い、また同様の趣旨でシンポジウムを企画開催し、若手研究者にも成果発表を促した。一方、年度内に予定をしていたスロヴァキアのドイツ系コミュニティーへの調査は先方の不幸等により実現しなかった。また、10月には研究代表者自身が重篤な病気となり、年度内の活動が不可能となった。予定していた現地調査のフォローアップ、カレル大との共同作業、新規補助金応募などが実現しなかったほか、執筆中だった成果報告も大幅遅延となった。幸い新年度からは再開に向け鋭意作業中である。