hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
システムシミュレーションを用いた病院防災ベストプラクティスに関する基礎的研究

本研究は、地震と津波災害に対する病院の防災・減災対策について、システムシミュレーションの手法を用いて客観的指標による計画と評価を目指した基礎的な研究として、防災・減災対策のベストプラクティスを提示することを目的とした。災害対策に積極的に取り組み、事業継続計画の策定と修正を実施するモデル病院の対策について、システムシミュレーションの手法を用いて実験を行った。その結果、例えば避難計画では、担送患者の割合が10%増加すると全体の避難時間が2.34倍延長するなど、搬送方法別患者割合による避難時間の変化や昼夜の人員配置の違いによる避難時間への影響など、対策の効果を客観的なデータで示すことが可能となった。本年度は、病院の防災・減災対策の現状把握と要件の抽出を到達目標とした。南海トラフ巨大地震が予測される地域として、これまでの東海地方の病院災害対策調査結果の分析と、近畿2府4県の200床以上の病院を対象とした郵送質問紙調査を実施した。また、東海地域の病院3施設を対象とした個別面接調査を実施した。質問紙調査の結果、回答を得た近畿地方の49施設(回収率17.8%)の平均病床数は369.5(SD±155.2)床で300床以上400床未満の病院が16施設と最も多かった。阪神淡路大震災で被害を受けなかった病院が70.2%を占め、今後起こり得る地震について、自施設の震度・津波高予測を把握している施設は55.3%、東日本大震災以降災害対策マニュアルを改訂した施設は63.8%であったが、マニュアルがない施設も2施設あった。病院職員に対する防災・減災教育を実施している病院は76.6%で災害拠点病院の方がそれ以外の病院よりも有意に多かった。防災訓練は97.9%で実施されており、地震を想定した訓練実施施設は89.4%と最も多かった。東海地方と同様に、災害拠点病院指定を受けた施設と病床数の多い施設は比較的対策がなされているものの、中小規模病院での対策の不備が課題である。そこで200300床程度の医療法人が設置主体である中小規模病院に焦点を絞って、面接調査を行った。予算化や災害対策意識など経営層の考え方によって災害対策に大きな差が見られ、BCPを作成し積極的に訓練を実施している施設もあれば、職員の参集基準や対策本部の設置場所等基本事項が定まっていない施設もあった。以上の結果より、病院災害対策では、1)経営層を含む職員の災害対策意識、2)マニュアルと訓練内容、3)予算・施設・設備・体制、4)災害対策の実施状況の4要素が重要となると考えられる。本年度は、モデル病院を選定し、災害対策の効果表評価するためのシミュレーションモデルの試作を目標とした。昨年度の研究より明らかとなった、1)経営層を含む職員の災害対策意識、2)マニュアルと訓練内容、3)予算・施設・設備・体制、4)災害対策の実施状況の4要件が整っている1病院を選定した。選定した病院は、東海地域で140床を有する病院で、災害対策として自治体の支援を受けてBCPを作成していた。BCPの改善に向け、年に1度の災害対策訓練を実施しており、この訓練の実施が日常の業務改善と職員の意識の向上につながるという副次的な効果も得られていた。この病院では今後の災害対策の課題として、地域の災害拠点病院や他の中小規模病院との連携をあげており、より広範囲で充実した災害対策を模索している状況である。このモデル病院での災害対策と災害訓練の方法評価のためのシミュレーションモデル構築に向け、避難シミュレーションモデルの試作に取り組んだ。病院の複雑なシステムをモデル化するにあたり、構造がより簡素な学校での避難モデルを構築し、シミュレーション実験を実施した。モデルの構築およびシミュレーション実験には、システムシミュレーションソフトウェアArenaを用いた。学校の複数の教室で授業中に発災した想定での避難シミュレーションでは、建物の上階の避難状況、階段の利用方法によって避難時間が有意に異なっていた。垂直方向の避難経路と水平方向の避難経路の設定が避難時間に影響を及ぼす可能性が示された。病院での患者避難の場合は、独歩避難か担送・護送避難かによって患者個々の移動速度や介助するための職員の人数など、独自の要素をモデルに組み込む必要がある。現在これらの要素を含め、モデル病院の診療データに基づくパラメータを設定したモデルを構築している。南海トラフ巨大地震を想定した東海・近畿・九州四国地方の病院を対象とした災害対策の質問紙調査と、複数の中小規模病院の聞き取り調査から、災害対策の重要要素を確認した。また、重要要素の要件を満たすモデル病院を選定した。モデル病院の災害対策を評価するためのシミュレーションモデルの構築を行っている。モデルのパラメータとなる診療情報等について病院からの情報提供を受ける調整まで進んでいる。概ね計画通りに研究を進めている。災害対策に積極的に取り組み、BCP(Business Continuity Plan;事業継続計画)の策定と修正を継続しているモデル病院を抽出し、災害対策の経緯と現状についての聞取り調査を行なった。この病院では、BCPの策定をきっかけとして、職場の災害に対する意識の向上や日常的な業務の改善につながる波及効果が認められていた。モデル病院の災害対策の中で、避難計画について、システムシミュレーションの手法を用いて実験を行った。139床の内科、リハビリテーション科、産婦人科の外来と入院病床を持つ病院で、4階病棟60床の入院患者の避難を昼間のシフトと夜間シフトで想定し、看護師の人員配置、担送・護送・独歩の患者割合の変化による避難時間への影響を分析した。

その結果、病棟内の水平非難は、日中シフトの看護師12人体制では、病棟を出て階段までの搬送に平均28.17分であり、夜間シフトの4人体制では、33.33分であった。1搬送に携わる看護師数が5名以上では搬送時間は30分を切り、この病棟では搬送人員最低5名を確保すれば比較的早く搬送が可能となり、逆にそれ以上人数を配置しても避難時間は大きく変わらないことがわかった。担送患者の割合を変化させた実験では、日中シフトでは割合の変化が避難時間にほとんど影響しないが、夜間の職員配置では、担送患者が10%増加すると避難時間は2.43倍延長することが明らかとなった。担送患者と護送患者の搬送優先度を変化させても避難時間には大きく影響しないこともわかった。このように、システムシミュレーションの活用は、複数の避難計画の検証と最適案の提示など、ベストプラクティスを客観的な指標に基づいて示すに有効な方法である。今後は多様な施設のデータ収集と分析により、例えば避難時間の影響要因や、共通法則などを明らかにすることで、病院防災のエビデンスの構築につながると考える。本研究は、地震と津波災害に対する病院の防災・減災対策について、システムシミュレーションの手法を用いて客観的指標による計画と評価を目指した基礎的な研究として、防災・減災対策のベストプラクティスを提示することを目的とした。災害対策に積極的に取り組み、事業継続計画の策定と修正を実施するモデル病院の対策について、システムシミュレーションの手法を用いて実験を行った。その結果、例えば避難計画では、担送患者の割合が10%増加すると全体の避難時間が2.34倍延長するなど、搬送方法別患者割合による避難時間の変化や昼夜の人員配置の違いによる避難時間への影響など、対策の効果を客観的なデータで示すことが可能となった。病院の防災・減災対策に関する質問紙調査と個別面接調査を行い、災害対策の概要や病院の特徴による対策実施状況の相違等現状について明らかにすることができた。また、両調査から、病院の災害対策の重要要素を検討した。今後この重要要素を柱としたベストプラクティス案の抽出につなげる基盤をつくることができたと考える。病院を対象とした災害対策に関する質問調査の結果を総合的に分析し、また分析方法を変更してさらに災害対策の重要要素となる事項を抽出できないか検討する。これまでに抽出した重要要素を含め、システムシミュレーションの専門家の支援を得て、モデル病院におけるシステムモデルを構築する。モデルによるシミュレーション実験を実施し、結果をまとめる予定である。臨床看護学平成27年度は、第一に、より広範囲な地域での病院災害対策の現状を把握するため、四国・九州地方の病院を対象とした郵送質問紙調査を実施する。この調査結果を、これまでのデータと合わせて分析し、立地条件・構造・診療機能類型による災害対策の傾向と問題点を明らかにする。また、前年度の調査結果では、中小規模病院の災害対策の不備が明らかとなった。
ゲノム情報処理に用いるデータベースの構成に関する研究

近年,各種生物のゲノムを実験的に解析することが可能となり,各国におけるゲノム解析プロジェクトの推進によって,ゲノムに関する情報が著しく増加している。これらのデータをデータベース化が行われつつあるが,ゲノム情報は,従来のデータベースで扱われてきた事務データやエンジニアリングデータとは異なる性質を少なからずもっている。また,ゲノム情報は解析途中の実験データもあり,データ管理を目的とした従来のデータベース技術だけで対処することは困難である。本研究では,ゲノム情報を解析する際のゲノム情報処理に用いるデータベースの構成およびデータベースの持つべき機能として,データの解析を支援するデータベースについて考察した。データを解析する際にデータの分類を行うが,それには(1)統合による方法,(2)分割による方法がある。(1)はデータのもつ性質から細かくデータを分け,できた集合を統合することにより,より大きな集合を作るものである。(2)はデータをその性質で分け,その集合をさらに分けていくものである。このようにしてできる集合の階層をそれ自体をデータとみなし,データベースに保存できるような機能の実現法を開発した。解析過程で集合を作る操作は,データベース質問で集合を記述できる内包的な方法,その集合にどのデータが属しているかをプログラム等で指示する外延的な方法がある。できた集合階層の記憶法として,(1)データがどの集合に含まれるかを記憶する索引による方法,(2)子集合で集合の要素を代表させる間接法,(3)集合の性質で記憶する述語法を提案した。それぞれの組合せを検索効率,記憶効率から検討している。また,組合せによっては正しくデータを記憶できない場合があり,記憶方法が健全であることの条件を示している。
四次元開多様体上のゲージ理論の大域解析学的研究と無限次元の幾何学

今年度はブローディ曲線の全体がなす空間の平均次元を研究した.京都大学の塚本真輝氏との共同研究である.プローディ曲線とは,複素平面から複素射影空間へのリプシッツ正則写像のことであり,その全てを集めた空間は無限次元になる.この無限次元空間の幾何学を研究した.正則写像とはコーシー=リーマン方程式の解のことであるが,コーシー=リーマン方程式とゲージ理論における反自己双対方程式には様々なアナロジーが成り立つ.この研究もそのアナロジーの一環として捉えることができる.平均次元とは,「無限次元空間の次元」としてグロモフが1999年に導入したコンパクト力学系の位相不変量である.例えば,N次元閉球の両側無限直積にはコンパクト離散力学系の構造が自然に入るが,その平均次元はちょうどNになる.コンパクト力学系の位相不変量には位相的エントロピーもあるが,平均次元はその位相的エントロピーの拡張になっている.位相的エントロピーが数え上げの力学系化だとすれば,平均次元は次元の力学系化である.さて,ブローディ曲線の全体がなす空間には,広義一様収束の位相を入れる.このとき,函数論における一様族の議論によって,この空間はコンパクトになるとわかる.また,ブローディ曲線の全体がなす空間には,複素数のなす群が,定義域へのずらしとして,自然に作用する.従って,ブローディ曲線の全体がなす空間はコンパクト力学系である.よって,その平均次元を考えることができる.我々の主定理は,その評価であり,有理型函数の場合には正確な値を求めた.これはリーマン=ロッホの定理の無限次元版と言うことができる.研究の目的であるモジュライ空間の平均次元の評価が順調に得られたから.今後は今年度の研究のゲージ理論版を整備したい.今年度はブローディ曲線の全体がなす空間の平均次元を研究した.京都大学の塚本真輝氏との共同研究である.プローディ曲線とは,複素平面から複素射影空間へのリプシッツ正則写像のことであり,その全てを集めた空間は無限次元になる.この無限次元空間の幾何学を研究した.正則写像とはコーシー=リーマン方程式の解のことであるが,コーシー=リーマン方程式とゲージ理論における反自己双対方程式には様々なアナロジーが成り立つ.この研究もそのアナロジーの一環として捉えることができる.平均次元とは,「無限次元空間の次元」としてグロモフが1999年に導入したコンパクト力学系の位相不変量である.例えば,N次元閉球の両側無限直積にはコンパクト離散力学系の構造が自然に入るが,その平均次元はちょうどNになる.コンパクト力学系の位相不変量には位相的エントロピーもあるが,平均次元はその位相的エントロピーの拡張になっている.位相的エントロピーが数え上げの力学系化だとすれば,平均次元は次元の力学系化である.さて,ブローディ曲線の全体がなす空間には,広義一様収束の位相を入れる.このとき,函数論における一様族の議論によって,この空間はコンパクトになるとわかる.また,ブローディ曲線の全体がなす空間には,複素数のなす群が,定義域へのずらしとして,自然に作用する.従って,ブローディ曲線の全体がなす空間はコンパクト力学系である.よって,その平均次元を考えることができる.我々の主定理は,その評価であり,有理型函数の場合には正確な値を求めた.これはリーマン=ロッホの定理の無限次元版と言うことができる.研究の目的であるモジュライ空間の平均次元の評価が順調に得られたから.今後は今年度の研究のゲージ理論版を整備したい.
活動性が高い血管内皮前駆細胞の網膜色素変性症モデルマウスへの硝子体注の効果の検討

網膜色素変性症は、日本において中途失明の三大原因の一つであり難病特定疾患に認定されている遺伝病であるが、現在確実な治療法が存在しない。視細胞の一つである杵体細胞が主に障害される。また同時に網膜血管の委縮も徐々に進行していく。現在、血管内皮前駆細胞(EPC)を用いた虚血性疾患に対する細胞治療の有効性について報告されている一方で、期待したほどの効果が得られていないとの報告もなされている。即ちEPCは、均一の集団ではなく、その中に虚血改善能の低いEPCも含まれていることを示唆するものである。Aldehyde dehydrogenase (AJDH)活性を指標とし、機能性の高いEPCの分離を試み、ALDH活性の低いEPC (Alde-Low EPC)において増殖能・虚血改善能が高いことを明らかにした。この機能性が高いAlde-Low EPCを用いて、神経変性疾患であるとともに血管委縮性疾患でもある網膜色素変性モデルマウスへ投与し、血管・神経保護作用について検討を行ったところ、Alde-Low EPC投与群では、有意に血管委縮及び神経変性に至る速さを抑制した。さらに視細胞層におけるアポトーシスを有意に抑制した。さらに、機能性が高い組de-LowEPCによる血管・神経保護作用はCCL2の分泌およびマクロファージの遊走が関与している可能性が示唆された。Alde-Low EPCによる血管保護作用が、将来的にiPS細胞などから作製した視細胞前駆細胞移植時の生着率に対する影響について検討するため、事前にAlde-Low EPCおよびPBSを、1ヶ月後に視細胞前駆細胞を投与した。事前に視細胞前駆細胞を投与していた網膜では視細胞前駆細胞の生着率が向上している事が明らかとなった。網膜色素変性症は日本において中途失明の三大原因の一つで、難病特定疾患に認定されている遺伝病であり、現在確実な治療法がない。視細胞の一つである杆体細胞が主に障害される。初期には夜盲を自覚し、徐々に視野狭窄を示し失明に至る場合もある。また、網膜色素変性症は視細胞と共に網膜血管も徐々に委縮していく。現在血管内皮前駆細胞(EPC)を用いた虚血性疾患への有効性が報告される一方、期待したほどの効果が得られないとの報告もある。EPCは均一の集団ではなく、中に虚血改善能の低いEPCも含まれている事が示唆される。我々はAldehyde dehydrogenase(ALDH)活性を指標とし機能性の高いEPCs(Alde-Low EPCs)を分離した。この機能性の高いAlde-Low EPCsを用いて神経変性疾患と共に血管委縮性疾患でもある網膜色素変性マウスへ投与し、血管・神経保護作用について検討した。機能性の高いAlde-Low EPCs、機能性の低いAlde-High EPCs、HUVEC、PBSを生後6日網膜色素変性症マウスの硝子体内・網膜下に注入し、病理学的組織解析及び免疫染色を用いて視細胞層、網膜深層血管評価を行った。網膜色素変性症マウスは生後約4週で視細胞消滅および網膜深層血管委縮を認めた。Alde-Low EPCs投与群では、Alde-High EPCs、HUVEC、PBS投与群に比べ有意に血管委縮及び神経変性に至る速さを抑制した。関連因子をreal time PCRで検討したところAlde-Low EPCsにおいてマクロファージの遊走に関わるCCL2がAlde-High EPCにくらべ有意に高く発現していた。また、免疫染色によりAlde-Low EPCsを投与した網膜において数多くのマクロファージが遊走してきている事が明らかとなった。マクロファージの遊走を抑制する薬剤(clodronate liposome)、またはAlde-Low EPCsにおけるCCL2の発現をshRNAにて低下させてやるとマクロファージの遊走は抑制され血管および神経保護効果は認められなくなった。以上の事より機能性が高いAlde-Low EPCsは、マクロファージを介して網膜色素変性症における血管委縮及び神経変性に対して抑制性に作用させる可能性が示唆された。Aldehyde dehydrogenase(ALDH)活性を指標とし、機能性の高いEPCの分離を試み、ALDH活性の低いEPC(Alde-Low EPC)において増殖能・虚血改善能が高いことを明らかにした。また、組織学的解析によりAlde-Low EPCを投与した網膜には大量のマクロファージが遊走してくる事が明らかとなった。

機能性の高いAlde-Low EPCsは単球遊走因子であるCCL2を高発現していた。機能性が高くCCL2の発現が高いAlde-Low EPCsに対しshRNAを用いてCCL2の発現を低下させた。一方、機能性が低くCCL2の発現が低いAlde-HighEPCsに対しCCL2を過剰発現させた。マクロファージの機能を低下させるためにLiposomeを用いAlde-Low EPCsと共に注入した。shRNAを用いてCCL2の発現を低下させたAlde-Low EPC投与、LiposomeおよびAlde-Low EPC投与群ではそれぞれ血管・神経保護作用は低下した。CCL2を過剰発現させたAlde-High EPC投与では血管・神経保護作用が回復した。以上より、機能性が高いAlde-Low EPCによる血管・神経保護作用はCCL2の分泌およびマクロファージの遊走が関与している可能性が示唆された。網膜色素変性症は、日本において中途失明の三大原因の一つであり難病特定疾患に認定されている遺伝病であるが、現在確実な治療法が存在しない。視細胞の一つである杵体細胞が主に障害される。また同時に網膜血管の委縮も徐々に進行していく。現在、血管内皮前駆細胞(EPC)を用いた虚血性疾患に対する細胞治療の有効性について報告されている一方で、期待したほどの効果が得られていないとの報告もなされている。即ちEPCは、均一の集団ではなく、その中に虚血改善能の低いEPCも含まれていることを示唆するものである。Aldehyde dehydrogenase (AJDH)活性を指標とし、機能性の高いEPCの分離を試み、ALDH活性の低いEPC (Alde-Low EPC)において増殖能・虚血改善能が高いことを明らかにした。この機能性が高いAlde-Low EPCを用いて、神経変性疾患であるとともに血管委縮性疾患でもある網膜色素変性モデルマウスへ投与し、血管・神経保護作用について検討を行ったところ、Alde-Low EPC投与群では、有意に血管委縮及び神経変性に至る速さを抑制した。さらに視細胞層におけるアポトーシスを有意に抑制した。さらに、機能性が高い組de-LowEPCによる血管・神経保護作用はCCL2の分泌およびマクロファージの遊走が関与している可能性が示唆された。Alde-Low EPCによる血管保護作用が、将来的にiPS細胞などから作製した視細胞前駆細胞移植時の生着率に対する影響について検討するため、事前にAlde-Low EPCおよびPBSを、1ヶ月後に視細胞前駆細胞を投与した。事前に視細胞前駆細胞を投与していた網膜では視細胞前駆細胞の生着率が向上している事が明らかとなった。現在実験がほぼ終了し論文投稿直前である。論文投稿直前であり、必要に応じて追加実験を行う予定である。
複数刺激の同時呈示による手掌部への温冷刺激呈示法に関する研究

盲ろう者のコミュニケーション支援のため触覚ディスプレイの基礎研究を行った.(1)冷覚刺激と温覚刺激を同時に提示する際の刺激条件を求めたところ,39°Cと20°Cの組み合わせが最適と考えた.次に,温冷覚同時刺激による仮現運動の生成率を求めた結果,生成率が約70[%]となり,冷覚刺激のみを用いた場合に比べ有意に高くなった.(2)電気刺激を用いて,冷覚・温覚の知覚される刺激の大きさの制御を試みた.様々な実験条件で試した結果,温覚が強調された場合があったものの,再現率が悪いため,今後の更なる研究が必要となった.盲ろう者のコミュニケーション支援のため触覚ディスプレイの基礎研究を行った.(1)冷覚刺激と温覚刺激を同時に提示する際の刺激条件を求めたところ,39°Cと20°Cの組み合わせが最適と考えた.次に,温冷覚同時刺激による仮現運動の生成率を求めた結果,生成率が約70[%]となり,冷覚刺激のみを用いた場合に比べ有意に高くなった.(2)電気刺激を用いて,冷覚・温覚の知覚される刺激の大きさの制御を試みた.様々な実験条件で試した結果,温覚が強調された場合があったものの,再現率が悪いため,今後の更なる研究が必要となった.盲ろう者のコミュニケーション支援のため,冷覚刺激による情報提示方法の研究を行ってきた.刺激知覚時間,刺激強度,刺激部位依存性が問題となっており,解決するため,次の二つを実施した.(1)冷覚刺激と温覚刺激を同時に呈示することによって惹起される熱覚を用いて知覚されるまでの時間の短縮と知覚の部位依存性の減少を試みた.温覚刺激として3通り,冷覚刺激として4通りの計12通りの温度条件に対して,温覚刺激と冷覚刺激を同時に提示し,惹起される温度感覚を形容詞群から選ばせた,その結果,痛覚関連の形容詞が選択されていないこと,温覚関連の形容詞の選択率が高いこと,部位依存性のなさから,39°C,20°Cの組み合わせを最適と考えた.次に,ペルチェ素子を二つ並べたものを4[mm]間隔で並べ,温冷覚同時刺激による仮現運動の生成率を求めた.その結果,生成率が約70[%]となり,冷覚刺激のみを用いた場合に比べ有意に高くなった.ただ,今回は,熱覚が惹起される時間を正確に計ることができず,時間短縮の効果の有無については今後の課題となった.(2)電気刺激を用いて,冷覚・温覚の知覚される刺激の大きさの制御を試みた.用いた実験条件は次の通りである.刺激面積:6.4[mm]角のペルチェ素子の周囲や素子上に刺激電極とグランドを様々なパターンで配置.刺激電圧:閾値下の最大電圧.刺激時間:任意.刺激波形:矩形バースト波,搬送周波数:100から2000[Hz].刺激周期:10から40[ms].刺激幅:刺激周期の10から100[%].刺激部位:母指球,各指先,小指側の側面.温度条件:皮膚表面温度から-10,0,+5[°C].実験では,ペルチェ素子が設定温度になった後,刺激部位をあて,その後,電気刺激を提示し,電気刺激の提示前後で温度感覚に変化が生じたかを尋ねた.その結果,温覚が強調された場合があったものの,再現率が悪いため,今後の更なる研究が必要となった.
気候変動要因推定の物理パラメータ不確実性に関する研究

我々は、気候モデルMIROC5を用いて、過去の気候変動の要因推定と将来予測にどの程度の物理パラメータ不確実性があるのかを調べた。まず大気モデルを用いてパラメータ摂動実験(PPE)を実施することで、大気海洋結合モデル(AOGCM)用のパラメータセットを決めた。AOGCMでもPPEを実施することで、過去の気温変化に関しては、エアロゾルのパラメータ不確実性が最も大きいことがわかった。また、将来予測に関しては、エアロゾル不確実性は減少する一方で、温室効果ガス不確実性が増加することがわかった。本課題では、日本発の最先端の気候モデルMIROC5を用いて、物理パラメータを走査した物理アンサンブル実験を行う。特に温室効果ガスや人為起源エアロゾルなど、異なる外部強制要因に対する気候応答の違いの物理パラメータ不確実性を明らかにすることを目的としている。マルチモデルアンサンブルの過去気候再現実験において、気候感度(CO2に対する気候応答の強さを示す指標)とエアロゾル放射強制力の間に弱い負の相関関係があり、お互いの効果を一部打ち消しあうことが先行研究によって示唆されている。その場合、CO2に対する気候応答の不確実性とエアロゾルに対する気候応答の不確実性の間に線形加法性がなりたたないことになり、問題はより複雑になる。昨年度、我々はMIROC5のエアロゾルに関係したパラメータを摂動させて、下記の条件で小規模なパラメータ・アンサンブルを実行し、線形加法性の問題を調査した。(1)産業革命前の外部強制要因を与えたコントロール実験。(2)2000年条件の人為起源エアロゾル排出量を与えたエアロゾル実験。(3)産業革命前条件からCO2濃度を突然4倍増する実験。(4)温暖化時の海面水温と海氷をMIROC5に与えて気候応答を調べる実験。これらの実験の出力データを分析したところ、エアロゾルの気候応答に関する物理パラメータ不確実性と、気候感度の物理パラメータ不確実性の間には明確な相関関係はみられず、線形加法性の破れを示す証拠は見つからなかった。過去の気候変動における人間活動や太陽活動、火山噴火などの外部要因の寄与を分析する研究分野は「気候変動の検出と要因分析(D+A)」と呼ばれ、気候変動科学において重要な位置を占めている。D+Aの結果が、使用する気候モデル(GCM)の違いにどの程度依存するかに関する研究は、数多く行われてきた。一方、GCMの物理パラメータ値を変えた場合のD+Aの依存性に関しては、調べられてこなかった。本課題では、日本で開発された最先端のGCMを用いて、物理パラメータを走査した上で、過去の全球地上気温変動を再現する実験と、各外部要因だけ与える感度実験を行う。これらの実験データを解析することで、異なる外部要因に対する気候応答の違いを理解するとともに、気候変動要因推定のパラメータ不確実性を議論することを目的とする。平成27年度は、まず大気モデルを用いて100メンバのパラメータ摂動アンサンブル実験を実行した。その実験データを分析することで、「気候感度と2000年条件のエアロゾル放射強制力が大きくばらつきながら、産業革命前条件コントロール実験の大気上端放射収支が0に近いパラメータ値の組み合わせ」を14セット見つけ出した。その14セットのパラメータ値の組み合わせを大気海洋結合モデルに与えて産業革命前条件コントロール実験を行ったところ、狙い通り気候ドリフトは生じなかった。次に、同じパラメータセットを与えて、1メンバの歴史実験、温室効果ガス歴史実験、エアロゾル歴史実験、自然起源外部因子歴史実験を行った。その結果、全外部因子をいれた歴史実験と各外部要因をいれた切り分け実験の両者の気温変化に、大きなパラメータ不確実性が生じた。交付申請書に示したとおり、気候感度とエアロゾル放射強制力に大きなバラツキをもちながら、気候ドリフトしないパラメータセットを見つけることに成功した。その上で、歴史実験を行い、気温変化に大きなパラメータ不確実性が生じることが分かった。そのため、おおむね順調に進展していると自己評価した。過去の気候変動における人間活動などの外部要因の寄与を分析する研究分野は「気候変動の検出と要因分析(D+A)」と呼ばれ、気候変動科学において重要な位置を占めている。これらの実験データを解析することで、異なる外部要因に対する気候応答の違いを理解するとともに、気候変動要因分析のパラメータ不確実性を議論することを目的とする。昨年度は、同じパラメータセットを与えて、複数メンバの歴史実験、温室効果ガス歴史実験、エアロゾル歴史実験、自然起源外部因子歴史実験を行った。さらに将来予測実験も行うことで、過去実験と同様に、将来予測実験にも大きなパラメータ不確実性が生じることを明らかにした。

交付申請書に示したとおり、気候感度とエアロゾル放射強制力に大きなバラツキをもちながら、気候ドリフトしないパラメータセットを見つけることに成功した。その上で、歴史実験と将来予測実験を行い、気温変化に大きなパラメータ不確実性が生じることが分かった。そのため、おおむね順調に進展していると自己評価した。過去の気候変動に関する要因推定が、気候モデルの物理パラメータの値にどの程度依存するかに関しては、これまで殆ど調べられてこなかった。また将来予測のパラメータ不確実性に関しても、十分な知見は得られていなかった。本研究では、昨年度に引き続き、大気海洋結合モデルMIROC5を用いて、対流過程、雲過程、硫酸性エアロゾル、炭素性エアロゾルなどの物理パラメータに摂動を与えた上で、過去の気候変動要因を切り分ける実験(全外部因子、温室効果ガス、太陽+火山活動の寄与を切り分ける実験)と、将来予測実験を行った。それぞれ14組のパラメータセットを用いて、異なる初期値から始めた3メンバづつのアンサンブル実験を積分した。過去の要因切り分け実験のデータを分析することで、過去の世界平均地上気温変化のパラメータ不確実性に関しては、エアロゾルの気候応答のパラメータ不確実性の寄与が最も大きいことがわかった。さらに将来予測実験を分析することで、エアロゾル気候応答のパラメータ不確実性は減少する一方で、温室効果ガス気候応答のパラメータ不確実性が増加することがわかった。過去の気候変動要因を分析する切り分け実験と、将来予測実験の物理パラメータ不確実性を分析する実験は、世界的にも非常に珍しく、気温の変化に関するパラメータ不確実性に関する新しい知見が得られた。今後は、降水量や極端気象現象などの気候変化に関するパラメータ不確実性を明らかにしていくことが期待される。我々は、気候モデルMIROC5を用いて、過去の気候変動の要因推定と将来予測にどの程度の物理パラメータ不確実性があるのかを調べた。まず大気モデルを用いてパラメータ摂動実験(PPE)を実施することで、大気海洋結合モデル(AOGCM)用のパラメータセットを決めた。AOGCMでもPPEを実施することで、過去の気温変化に関しては、エアロゾルのパラメータ不確実性が最も大きいことがわかった。また、将来予測に関しては、エアロゾル不確実性は減少する一方で、温室効果ガス不確実性が増加することがわかった。交付申請書にも示したとおり、エアロゾルの気候応答に関する物理パラメータ不確実性と、気候感度の物理パラメータ不確実性の間に線形加法性加法性が保たれるかどうかによって、今後の実験デザインを調整する必要がある。昨年度は、小規模なアンサンブル実験で線形加法性が保たれることを確認できたため、おおむね順調に進展していると自己評価した。昨年度は、1メンバの歴史実験と切り分け実験を行い、狙い通りに気候変化にパラメータ不確実性による差が生じることを確認した。
ナノインプリントにおける樹脂流動挙動の解明とロールナノインプリントへの応用

本研究では、ナノインプリントモールド内における樹脂の微小領域流れの把握を目的としている。本年度は、昨年度フィンランド・VTT Technical Research Centre of Finland(以下VTT)において熱ロールナノインプリント応用に関する研究を行った結果を精査し取りまとめた。原子間力顕微鏡による観察の結果、ナノスケール寸法のモールドとマイクロスケール寸法のモールドを用いた際の熱ロールナノインプリント転写結果にはパターンの充填特性に大きな違いが見られることを明らかにした。これらの結果は、Journal of Vacuum Science & Technology Bに投稿の結果、査読付き論文として受理された。当初は、熱ナノインプリントに対してもmicro-DHPTV法を応用する予定であったが原子間力顕微鏡による観測によって上記の傾向を明らかにすることに成功したので、本年度は更にUV硬化性樹脂流動挙動を詳細に観察することとした。具体的には、UVナノインプリント時において基板と樹脂を加熱することによってその流動がどのように変化するのかを調べた。結果、基板温度が高いほど同荷重にてナノインプリントした際に膜厚が薄くなる傾向が確認できた。これらの結果は査読付き国際会議であるThe 15th International Heat Transfer Conferenceにて採択され発表を行った。加えて、より小さな粒子直径のPTV観察手法として全反射蛍光顕微鏡に着目し、その3次元位置特定に必要な校正プレートの新たな作製手法を確立した。こちらの結果も、査読付き論文誌Microelectronic Engineering投稿後受理された。以上を含め、本年度は査読付き論文誌計3報と、国内学会4件、国際学会2件の計6件の発表を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、リアルタイムに3次元的流動場を可視化できる技術であるMicro digital Holographic particle tracking velocimety(micro-DHPTV)を用いて、ナノインプリントモールド内における樹脂の微小領域流れを把握し、ナノインプリント時の転写欠陥の原因解明とその解決を目指すことを目的としている。本年度は、UVナノインプリント圧着過程における光硬化性樹脂の流動の様子を捉えることを目的とした。特に、モールドに施されるフッ素系シランカップリング剤による処理に着目し、樹脂流動に及ぼす影響を調べた。モールド側には本来ナノパターンが刻まれるが、流動のパターン依存性を除外するために平坦なガラス基板を用いた。まず、ガラス基板を純水にて超音波洗浄を行って乾燥させた。純水洗浄後そのまま用いる基板を親水性基板と呼ぶ。一方で、純水洗浄後にフッ素系シランカップリング剤による処理を行った基板を疎水性基板と呼ぶ。DHPTVによる圧着時観察実験の結果、上下面を親水性基板とした場合と、上面を疎水性基板かつ下面を親水性基板とした場合では、圧着軸方向の速度分布に違いがあることが明らかになった。更に、今回の用に系全体が動く場合にも、DHPTVは有用な計測手法であることを示した。また、熱ナノインプリント時の熱可塑性樹脂の流動可視化に向けてポリエチレンテレフタレート基板上にナノプリント法により微細金パターンを配置後、PET基板を熱変形させた場合に金パターンが破壊されないかを調べた。実験の結果、微細な金パターンであれば引っ張り加工を行っても微細金パターンは変形しないことがわかり、熱ナノインプリント時の標点として使用できうることを示した。本研究では、リアルタイムに流動場を3次元的に可視化できる技術であるMicro digital Holographicparticle tracking velocimety (micro-DHPTV)を用いて、ナノインプリントモールド内における樹脂の微小領域流れを把握し、ナノインプリント時の転写欠陥の原因解明とその解決を目的としている。本年度は、DHPTV観察系を用いて微細ステップパターンを通過する際の流動が取得できるか検討した。結果、予め光硬化樹脂によって微細ステップパターンを作製したガラス基板を用いることで、ナノインプリント圧着プロセス時の樹脂の流動を3次元的に撮影することに成功した。また、micro-DHPTV観察技術を熱ナノインプリント方式にも発展させるべく、熱ナノインプリントに関する知見を深めるため2013年10月7日より2014年3月14日までの間、フィンランド・VTT Technical Research Centre of Finland(以下VTT)において研究を行った。ここではニッケルレプリカモールドの作製手法の検討と、作製したニッケルレプリカモールドを用いた熱ロールナノインプリントに関する研究に取り組んだ。転写結果はAFMや光学顕微鏡等により測定し、転写時温度が転写パターン高さに及ぼす影響を詳細に調べた。その結果、熱ロールナノインプリントにおける最適な転写温度、すなわち最も転写パターンがニッケルレプリカモールド形状に近くなる条件を明らかにした。

結果、基板温度が高いほど同荷重にてナノインプリントした際に膜厚が薄くなる傾向が確認できた。これらの結果は査読付き国際会議であるThe 15th International Heat Transfer Conferenceにて採択され発表を行った。加えて、より小さな粒子直径のPTV観察手法として全反射蛍光顕微鏡に着目し、その3次元位置特定に必要な校正プレートの新たな作製手法を確立した。こちらの結果も、査読付き論文誌Microelectronic Engineering投稿後受理された。以上を含め、本年度は査読付き論文誌計3報と、国内学会4件、国際学会2件の計6件の発表を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノインプリント圧着時の瞬間を捉えるのに最も難しいことは、数十ミリ秒の精度で撮影開始時刻を制御する必要があることであった。今回、ナノインプリント装置全体の制御系を見直し、荷重値制御トリガーとしたことでこれを克服し、基板間の内部流動を可視化することに成功した。光硬化樹脂パターンを付したガラス基板を用いてもmicro-DHPTVが可能なことを新たに明らかにし、その結果を国際会議にて発表を行った。また、フィンランドVTTにおける熱ロールナノインプリントに関する研究も順調に進展し、国際会議にて発表予定である。本年度の成果により、ナノインプリント圧着時の瞬間を的確に捉える系を構築することができた。今後は、樹脂流動場のパターン依存性や、樹脂粘度による流れの違いなどを明らかにしていきたい。一方で、モールドに施される離型処理は転写回数を重ねると劣化することが知られている。この劣化の影響を明らかにするため、予め転写し劣化させた基板を用いての流動場観測も必要であると考えている。ステップパターン以外の光硬化樹脂パターンを付したガラス基板上においても樹脂の流動を取得していく。また、ナノインプリント離型剤の影響についても引き続き調べていく。
日本の対フィリピン経済援助事業における政策意図・実施過程・インパクトの比較研究

1 [方法]現地調査(199198年のさまざまな時期)でビデオ等に記録された各ODA事業等関係者インタビュー等の整理、および専門的助言をも参考にしたそれら資料の本研究における分析を完了した。並行して関連する調査の筆記記録・収集文書およびビデオ資料を含め、整理とデータベース入力をさらに進めた。2 [知見]管理上の諸問題:事業目的にそった効率的な運営が必ずしも実施されていない。(2)人権上の諸問題:地元住民の健康・生活環境・就業状態などに事業実施がもたらす変化への配慮が不十分。(3)地方分権との関連:新地方自治法にもとづく分権化により各地域がバラバラに開発計画を進め、総合調整力坏十分。3 [事例]本研究において具体的に取り上げたのは下記の諸事例であった。(1)ルソン島マニラ首都圏に南接のカラバルソン地域総合開発計画関連ODA諸事業。(2)漁業基地建設円借款諸事業のうち、主としてルソン島部分(3か所)。(3)北部ルソン地方サンロケ・ダム建設事業、ほか。4 [結論]NGOと協力しつつ中小規模の事業優先実施を。管理上の諸問題は地方分権化によって拡散した。自治体の事業管理能力向上を主目的とする人的協力が必要。地元社会の権力構造が人権問題に直結しているので、信頼されているNGOとの協力が重要。総合調整は中央政府に期待されるが、十分な調整を経た事業以外は当面ODAの対象とすべきではない。むしろ分権化に対応して、中小規模の事業実施を今後は優先すべきである。なお本研究については、研究発表欄に記入したほか、アジア社会研究会(98年11月21日、神戸大学)で報告する機会を得た。また本研究の成果を論文として目下まとめつつあり、日本平和学会の学会誌「平和研究」24号(99年11月刊)に掲載の予定である。本研究の目的はODA事業における当初の政策意図、実施の経過、地元社会へのインパクトの三者をつないで日本の対フィリピンODA事業の総合評価を試みることにある。本年度は主として本研究の基礎的作業にあたった。すでに入手済みの関係資料(主として英語とタガログ語)の整理・抄訳、その他の和文資料の整理から作業を開始し、整理完了分から項目分類・データベース入力を行なった。多くの事業をできるだけ網羅的に取り上げ、データベース化していくために、具体的には「ロドリゲス文書」をまず用いた。同文書はマルコス政権時代後期の197786年に実施された円借款54事業にかんして、フィリピン政府側担当者であった元円借款事業執行官ロドリゲスが作成した約1400ページの重要資料(共編書『日本・フィリピン政治経済関係資料集』参照)だからである。つぎに多くの円借款事業が実施されてきた南部タガログ地方で展開中のカラバルソン計画関連の資料・データの整理に着手した(現在も継続中)。同計画関連のODA事業は1980年前後からのものも含まれるが、多数は現在進行中である。しかも完了した事業のフォローアップ事業の存在や、過去の事業のインパクトが積み上げられて現状を規定しているなど、諸事業の間は複雑な相互関連性で結ばれていることが、この作業から判明してきた。この間、4月にハワイ・ホノルルで開かれた国際フィリピン学研究大会での研究成果中間報告、12月に本研究の理論的側面の整理を共編著書『ポスト冷戦とアジア』として公刊、さらには近刊共著書『国家を超える視角』への関連論文執筆(現在校正中)など、研究成果の公開にも努めてきた。次年度以降も当初の計画通りに作業を進め、ODAにかんする政策提案の基礎的情報として本研究をまとめていく予定である。本年度においては、前年度に引き続き、現地調査(199197年のさまざま時期)でビデオ記録された各ODA事業等関係者インタビュー等の整理、および専門的助言をも参考にしたそれらの分析を主としておこない、並行して関連する調査の筆記記録・収集文書およびビデオ資料を含め、データベース入力をさらに進めた。そこから、ルソン島マニラ首都圏に南接するカラバルソン地域総合開発計画を主とした日本のODA関連事業において、当初の目標・期待と現実とのギャップの存在がいっそう明らかにされてきた。カラバンソン計画における主要事業のひとつ、バタンガス国際港拡張事業の場合は、事業地住民が強力な移転反対運動を展開し、強制収用後も隣接地に主住している。裁判係争中であり、問題は解決していない。政府港湾局は移転住宅地を用意したが、住民の生業を保障する視点を欠いていた。彼らの生業の場である港から遠すぎたのである。同様の問題は、パグビラオ火力発電所建設などの場合にも生じている。漁民を別の場所への移転させたが、彼らの協同組合経営は破錠し、生業の成り立つ見通しはついていない。事業用道路建設が海流に澱みを生じて、環境破壊との批判も受けている。これらのように、フィリピン政府・地元事業関係者は政策を講じているのだが、事業で影響を受ける住民への配慮において、適切性を欠く、あるいは不十分な例が見受けられる。このギャップにかんする諸要因の検討および総合的分析は来年度に継続される研究の主要課題となろう。なお本研究についてはすでに昨年度4月にホノルルの国際フィリピン学研究大会において中間報告したが、さらに論文「フィリピンにおける『開発』という名の暴力」(共著暑・太田一男編『国家を超える視覚-次世代の平和-』所収、法律文化社、1997年6月30日発行)として中間発表した。

1 [方法]現地調査(199198年のさまざまな時期)でビデオ等に記録された各ODA事業等関係者インタビュー等の整理、および専門的助言をも参考にしたそれら資料の本研究における分析を完了した。並行して関連する調査の筆記記録・収集文書およびビデオ資料を含め、整理とデータベース入力をさらに進めた。2 [知見]管理上の諸問題:事業目的にそった効率的な運営が必ずしも実施されていない。(2)人権上の諸問題:地元住民の健康・生活環境・就業状態などに事業実施がもたらす変化への配慮が不十分。(3)地方分権との関連:新地方自治法にもとづく分権化により各地域がバラバラに開発計画を進め、総合調整力坏十分。3 [事例]本研究において具体的に取り上げたのは下記の諸事例であった。(1)ルソン島マニラ首都圏に南接のカラバルソン地域総合開発計画関連ODA諸事業。(2)漁業基地建設円借款諸事業のうち、主としてルソン島部分(3か所)。(3)北部ルソン地方サンロケ・ダム建設事業、ほか。4 [結論]NGOと協力しつつ中小規模の事業優先実施を。管理上の諸問題は地方分権化によって拡散した。自治体の事業管理能力向上を主目的とする人的協力が必要。地元社会の権力構造が人権問題に直結しているので、信頼されているNGOとの協力が重要。総合調整は中央政府に期待されるが、十分な調整を経た事業以外は当面ODAの対象とすべきではない。むしろ分権化に対応して、中小規模の事業実施を今後は優先すべきである。なお本研究については、研究発表欄に記入したほか、アジア社会研究会(98年11月21日、神戸大学)で報告する機会を得た。また本研究の成果を論文として目下まとめつつあり、日本平和学会の学会誌「平和研究」24号(99年11月刊)に掲載の予定である。
新規環状ジヌクレオチド合成酵素の構造基盤の解明

環状ジヌクレオチド(CDN)は細胞内シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして多様な生理活性を担っている.脊椎動物では,環状GMP-AMP合成酵素(cyclic GMP-AMP synthase; cGAS)が細胞質内DNAセンサーとして同定された. cGASはATPとGTPからCDNであるcyclic GMP-AMP (cGAMP)を産生し,下流の免疫応答を惹起することが知られている.近年,新規のcGAMP産生酵素として,ジヌクレオチド環化酵素(dinucleotide cyclase; DncV)が真性細菌Vibrio choleraeより同定された.DncVはコレラ菌の病原性に強く関与していることが示唆されているがその詳細な役割はわかっていない.cGASによって産生されるcGAMPはリン酸ジエステル結合が2'-5'および3'-5'で結合する非標準的な環状構造をとるのに対し,コレラ菌由来DncVによって産生されるcGAMPは両方のリン酸ジエステル結合が3'-5'で結合する標準的な環状構造をとる.本研究ではDncVによるCDN産生機構を解明することを目指し,V. cholerae及びE. coli由来DncVの結晶構造解析を行なった.平成26年度には,単体および反応前に相当するpre-reaction状態のヌクレオチドとの複合体について1.62.3オングストローム分解能で構造決定に成功した.本年度はより詳細な反応機構を明らかにするために,反応中間体の構造取得を目指して,DncVと様々なヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログとの共結晶構造解析を行ったが,中間体を反映した構造は得られなかった.環状ジヌクレオチド(CDN)は細胞内シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして多様な生理活性を担っている.脊椎動物では,ウイルス由来DNAによってcGASが活性化され,ATPとGTPからcyclic GMP-AMP (cGAMP)が産生され免疫応答が惹起される.近年,真性細菌における新規のcGAMP産生酵素として,ジヌクレオチド環化酵素(dinucleotide cyclase; DncV)がVibrio choleraeより同定され,DncVはコレラ菌の病原性に強く関与していることが示唆された.脊椎動物由来cGASによって産生されるcGAMPはリン酸ジエステル結合が2'-5'および3'-5'で結合する非標準的な環状構造をとるのに対し,コレラ菌由来DncVによって産生されるcGAMPは両方のリン酸ジエステル結合が3'-5'で結合する標準的な環状構造をとる.本研究ではDncVによるCDN産生機構を解明することを目指し,V. cholerae及びE. coli由来DncVの結晶構造解析を行なった結果,単体および反応前に相当するpre-reaction状態のヌクレオチドとの複合体について1.62.3オングストローム分解能で構造決定に成功した.DncVはATPおよびGTPをそれぞれアクセプターおよびドナーポケットで好んで結合することが明らかになった.ごく最近,報告された中間状態の構造と比較することでDncVによるcGAMPの生産機構を解明することが可能になった.また,cGASのpre-reaction stageの構造と比較すると,両者はアクセプターヌクレオチドの配向が違い,これが2'-5'および3'-5'の結合特異性を決定していることが示唆された.環状ジヌクレオチド(CDN)は細胞内シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして多様な生理活性を担っている.脊椎動物では,環状GMP-AMP合成酵素(cyclic GMP-AMP synthase; cGAS)が細胞質内DNAセンサーとして同定された. cGASはATPとGTPからCDNであるcyclic GMP-AMP (cGAMP)を産生し,下流の免疫応答を惹起することが知られている.近年,新規のcGAMP産生酵素として,ジヌクレオチド環化酵素(dinucleotide cyclase; DncV)が真性細菌Vibrio choleraeより同定された.DncVはコレラ菌の病原性に強く関与していることが示唆されているがその詳細な役割はわかっていない.cGASによって産生されるcGAMPはリン酸ジエステル結合が2'-5'および3'-5'で結合する非標準的な環状構造をとるのに対し,コレラ菌由来DncVによって産生されるcGAMPは両方のリン酸ジエステル結合が3'-5'で結合する標準的な環状構造をとる.本研究ではDncVによるCDN産生機構を解明することを目指し,V. cholerae及びE. coli由来DncVの結晶構造解析を行なった.平成26年度には,単体および反応前に相当するpre-reaction状態のヌクレオチドとの複合体について1.62.3オングストローム分解能で構造決定に成功した.本年度はより詳細な反応機構を明らかにするために,反応中間体の構造取得を目指して,DncVと様々なヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログとの共結晶構造解析を行ったが,中間体を反映した構造は得られなかった.当初の予定では平成26年度に発現系の構築,単体の構造決定を行い,27年度に複合体の構造解析を行う予定であった.単体の高分解能結晶と共に,共結晶化法や湿潤法によりpre-reaction状態でのヌクレオチドとの複合体の構造決定に成功し,論文採択までが26年度内に終了した.
本研究では,近赤外光によるDNA組換え反応の光操作技術を開発する.本研究で開発するツールは,近赤外光による光照射を施して,生体深部で極めて高い効率で任意の遺伝子の働きを光操作する目的に利用できるため,その応用範囲は生命科学や医学のほとんどの領域をカバーし,合成生物学等のゲノムの制御に立脚した新しい学問にも大きな波及効果を有する.本研究で開発する近赤外スイッチタンパク質の応用は,ゲノムを含めた様々な細胞内外の分子過程の光操作に応用可能である.本研究では,近赤外光によるDNA組換え反応の光操作技術を開発する.本研究で開発するツールは,近赤外光による光照射を施して,生体深部で極めて高い効率で任意の遺伝子の働きを光操作する目的に利用できるため,その応用範囲は生命科学や医学のほとんどの領域をカバーし,合成生物学等のゲノムの制御に立脚した新しい学問にも大きな波及効果を有する.本研究で開発する近赤外スイッチタンパク質の応用は,ゲノムを含めた様々な細胞内外の分子過程の光操作に応用可能である.
教育情報ナショナルセンターの構築と評価に関する研究

本研究では、わが国おけるあらゆる教育学習情報を扱う「教育情報ナショナルセンター(NICER)」の機能立ち上げに関する研究開発を行った。本研究のもっとも特徴的な成果は、学習オブジェクトメタデータ(Learning Object Metadata, LOM)による検索方式を開発したことである。これにより各地に散在するサーバに蓄積されている教育情報にLOM(タイトル、概要、キーワード、学習指導要領の関係、開発者、権利関係など)をNICERに登録し、LOMデータベースを検索した後にそれぞれのサーバから表示することができるようにした。また、教育用情報は学習指導要領によって分類し、教科書の目次からも検索できる。また、本研究では「かな」や「漢字かな混じり文字列」を入力しても、その文字列と同じ意味の漢字も一緒に検索できる「学習用語支援検索システム」を完成させた。このシステムでは漢字を1字、あるいは2字間違えて入力しても、正しい漢字をアドバイスしてくれる。さらに、NICERの英語ページを作成し、外国からの利用を可能とした。NICERが扱うカテゴリーを初等中等教育から、高等教育、生涯学習までを追加し、これとは別に「日本を学ぶ」、「世界を学ぶ」、「著作権・情報モラル」のカテゴリーを設けている。そして、各種の学習支援システムを開発して運用している。本研究では、教育用コンテンツの充実について精力的に行った結果、5年間の目標値であった10万件を超える14万件の教育情報を登録することができた。また、平成17年度の利用アクセス数が300万アクセスを超えることができた。そして、任意に抽出した5,000校にアンケート調査表を送り、NICERの利用実態調査を実施した。その結果、多くの教員に利用されていることを明らかにした。以上、本研究の成果はわが国における教育の情報化の推進に大きく寄与することができた。本研究では、我が国における教育・学習に関するあらゆる情報を扱う情報ネットワーク拠点となる「教育情報ナショナル・センター」の機能の立ち上げに関する研究を進めている。この教育情報ナショナル・センターNICERでは、学校教育から高等教育、生涯学習に至る教育に関わる情報をインターネットで提供し、お互いに共有するシステムを構築することを目指している。研究の第1年度である今年度は、まず教育情報ナショナル・センターのサイトhttp://www.nicer.go.jp/の立上げを行った。次に、ポータルサィトとして根本的な在り方を明確にすると共に、事前にキーワード登録しておけば、それに関連する情報が登録された際に自動的にメールで通知するシステムを開発した。また、既に本研究グループが開発してきた「学年に合わせた漢字かな自動変換システム」を上記サイトと融合させて、子どもが読めない漢字にふりがなを自動的に付けるシステムをMCERのサイトで運用できるようにした。さらに、映像学習ファイルの自動インデックス化手法の検討をおこない、画像シーンの変化とナレーション分析から、映像内容を評価できるシステムの在り方の検討をすると共に、それに必要な特別のソフトウエア開発の準備を行った。そして、学習コンテンツの自動カテゴリー化システムの開発に関しては、学習指導要領と授業で使われる用語の抽出することから研究を開始している。また、Webページに提供されている情報がどの学年、教科、単元に最も関係が深いかについて抽出するために必要となるLOM(学習オブジェクトメタデータ)の基本的な構造を開発した。教育情報ナショナルセンターのWebサイト(http://www.nicer.go.jp/)は本研究の初年度(平成13年8月30日)に開設した。本年度は、学習オプジェクトメタデータ(Learning Object Metadata, LOM)による検索方式を開発し、平成14年度9月7日にサイトのリニューアルをした。このLOM検索方式は、各地に散在するコンテンツサーバに蓄積されていろ。