hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微視構造を考慮したニッケル基単結晶合金のクリープ解析

ニッケル基単結晶合金はγ相とγ′相からなり,γ′相は転位の運動を妨げる.特に850°C以上の高温では,転位は,γ′相をほとんどせん断せず,γ相中のみを運動する.つまりニッケル基単結晶合金は,微視的にはγ相とγ′相が周期的に配列した複合材料であるから,この材料のクリープを解析するためには,上述のような微視構造を考慮する必要がある.周期構造を有する複合材料のクリープを解析し得る理論としては,いわゆる均質化理論が考えられる.しかし,この理論によるクリープ解析の手法は,定常クリープを除けば,まだ定式化されていない.そこで本研究では,均質化理論による非定常クリープの解析手法を定式化し,次のような結論を得た.1.変位速度の擾乱を弾性項と粘性項に分離することにより,巨視的応力速度と巨視的ひずみ速度の関係式およぴ微視的応力の発展式がこれらの項に含まれる2種類のY-periodic関数によって表された.2.上に述べた2種類のY-periodic関数を求めるための2つのユニットセル問題を導いた.これら2つの問題は有限要素法により解くことができる.3.本理論は,巨視的ひずみか巨視的応力のいずれかが規定される場合だけでなく両者が混合して規定される場合にも有効である.4.上に述べた理論をニッケル基単結晶合金の多軸クリープ問題に適用したところ,微視的構造への顕著な依存性が明らかとなった.ニッケル基単結晶合金はγ相とγ′相からなり,γ′相は転位の運動を妨げる.特に850°C以上の高温では,転位は,γ′相をほとんどせん断せず,γ相中のみを運動する.つまりニッケル基単結晶合金は,微視的にはγ相とγ′相が周期的に配列した複合材料であるから,この材料のクリープを解析するためには,上述のような微視構造を考慮する必要がある.周期構造を有する複合材料のクリープを解析し得る理論としては,いわゆる均質化理論が考えられる.しかし,この理論によるクリープ解析の手法は,定常クリープを除けば,まだ定式化されていない.そこで本研究では,均質化理論による非定常クリープの解析手法を定式化し,次のような結論を得た.1.変位速度の擾乱を弾性項と粘性項に分離することにより,巨視的応力速度と巨視的ひずみ速度の関係式およぴ微視的応力の発展式がこれらの項に含まれる2種類のY-periodic関数によって表された.2.上に述べた2種類のY-periodic関数を求めるための2つのユニットセル問題を導いた.これら2つの問題は有限要素法により解くことができる.3.本理論は,巨視的ひずみか巨視的応力のいずれかが規定される場合だけでなく両者が混合して規定される場合にも有効である.4.上に述べた理論をニッケル基単結晶合金の多軸クリープ問題に適用したところ,微視的構造への顕著な依存性が明らかとなった.
国際協働学習に連携した授業設計とICT活用に関する研究

世界的なICTの利活用が進む中、「国際協働学習」のあり方を明らかにすると共に、それを支えるICT活用の方法やシラバスのあり方を明らかにした。3年間にわたり「国際協働学習」(International Collaborative Project)を実施し、インターネットを活用した事前の交流、直接交流、事後の交流によって、オーセンティックな場面としての学習環境を構築した。「ファシリテーション力」「マネジメント力」「英語活用能力」「達成感・充実感」を現実世界に連動して獲得させた。このようなデザインをベースにシラバスを開発することによって、大学の多様な入学者に満足のいく教育活動をもたらした。本研究では、大学生における「国際協働学習」のあり方を明らかにすると共に、それを支えるICT活用の方法やシラバスのあり方を明らかにする。学習をとおして、「ファシリテーション力」「マネジメント力」「英語活用能力」「達成感・充実感」を現実世界に連動して獲得する。21年度はこれらの実践のため次の3つの柱を設定し研究を行った。1.国際協働学習を実現するICT活用Webページ、コンテンツサーバ、SNSを活用し、交流を促進させると共に、年に1度交流成果を持ち寄る「場」を設定することにより、日常的なコミュニケーションを活性化させた。データはwww.japannet.gr.jpに蓄積。2.国際協働学習環境に連動した「授業シラバス」の開発ファシリテーション力は英語コミュニケーション力、マネジメント力、英語ドキュメント作成力、ICT活用能力に支えられる。これらを育て、体験的に学びが行動、達成感につながる「授業デザイン」を考え「国際交流ファシリテーション」という科目の中で実践した。この授業においては、基本的なファシリテーション手法をワークショップなどで学ぶと同時に、実際にインビテーションレターなどの作成を行い、海外に送った。学習要項も作成した。3.国際協働学習を活性化させる海外連携連携はインターネットなどを活用した共同プレゼンテーション作成や、日本での交流イベントにむけたプログラム作成などネットワーク上で論議を重ね「場」を共に作り上げいった。国際連携の中で学生達が作り上げるドキュメントやプレゼンテーションは、そのまま次年度の資料となり、なおかつ交流イベントへのステップとなる。作品は科研サーバーにアップロードし、公開している。本研究では、実際に世界7ヶ国の学生を日本福祉大学に招聘し、交流の場を設定する授業デザインをもとに、大学生における「国際協働学習」のあり方を明らかにする。またそれを支えるICT活用の方法やシラバスのあり方を検討する。「ファシリテーション力」「マネジメント力」「英語活用能力」「達成感・充実感」を現実世界に連動して獲得する。22年度はこれらの実践のため次の3つの柱を設定し研究を行った。1.国際協働学習を実現するICT活用NingなどWeb2.0のシステムを設定し、成果物である英語プレゼンテーション動画を世界の参加者、英語教育担当者、ISD研究者と共有した。また参加意欲を高め、到達レベルを効果的に提示することが可能となった。Webページ、コンテンツサーバ、SNSを活用し、交流を促進させることによって、国際協働学習に必要なICTプラットフォームのあり方を明確にした。2.国際協働学習環境に連動した「授業シラバス」の開発国際交流ファシリテーション学習要項を作成し、150名の学生に配布し、指導した。社会構成主義の理論に基づき、現実社会に連動した学習環境をベースにデザインした。ファシリテーション力は英語コミュニケーション力、マネジメント力、英語ドキュメント作成力、ICT活用能力に支えられる。「国際交流ファシリテーション」という科目の中で実践した。またWEB上から取り組むKJ法もとりいれた。3.国際協働学習を活性化させる海外連携フェースブックの活用により、研究者、教員だけでなく、参加者相互の連携も深めていった。国際連携の中で学生達が作成した英語プレゼンテーションは、そのまま次年度の資料となり、なおかつ交流イベントへのステップとなる。作品はサーバーに保存され、日常的に活用されている。23年度は本研究の最終年度に当たる年であった,本研究では、実際に世界7ヶ国の学生を日本福祉大学に招聘し、交流の場を設定する授業デザインをもとに、大学生における「国際協働学習」のあり方を明らかにする。1、国際協働学習を実現するICT活用Web2.0の教育利用を促進した。主には国際交流学習に参加する7カ国の学生の相互理解に役立てた。新たに普及したFacebookのCommunityも活用し、事前の交流においては協働プレゼンテーションの打合せ、コンセプトのすり合わせに活用した。事後の報告書作成においても、その項目など話し合われた。

成果物である英語プレゼンテーション動画を世界の参加者、英語教育担当者、ISD研究者と共有した。SNSを活用し、交流を促進させると共に、日常的なコミュニケーションを活性化させた。データはwww.japannet.gr.jpに蓄積。2、国際協働学習環境に連動した「授業シラバス」の開発座学としての授業「国際ファシリテーション」とオーセンティックな学習場面「国際交流イベント」との連携を図り、シラバスの開発を行った。毎年改訂を重ね「学習要項」として完成させた。3、国際協働学習を活性化させる海外連携文部科学省の後援など得て、毎年日本の夏休みに世界7カ国の大学と連携して国際交流イベントを開催した。ICT活用によるテレビ会議、SNSによる交流を深めた。共同プレゼンテーション作成や、日本での交流イベントにむけたプログラム作成などネットワーク上で論議を重ね「場」を共に作り上げいった。国際連携の中で学生達が作り上げるドキュメントやプレゼンテーションは、そのまま次年度の資料となった。
層間有機修飾無機化合物を用いた水系の新規汚染防御技術

本研究では、排水中の汚染物質の濃度を低くすることに重点を置く現行の排水処理方法を総括的に見直し、有害元素の水溶液からの除去プロセスの改善や新たな除去技術・汚染防御技術を確立するための基礎研究を行った。具体的には、層状複水酸化物の層間を有機物イオンで化学修飾することにより、水溶液から重金属イオン(カチオン)や有害有機物質(非イオン性)を捕捉できることを見出した。キレート錯体形成能を持つ有機酸アニオンを層間にインターカレートした層状複水酸化物(Mg-Al LDH)による、排水中重金属イオンの除去に関する基礎研究を行った。[クエン酸(citrate)イオンをインターカレートしたMg-Al LDHの合成]0.5M citrateイオン含有溶液250mlを30°C、300rpmで攪拌し、そこにMg/Alモル比3.0の0.375M Mg(NO_3)_2-0.125M Al(NO_3)_3溶液を10ml/minで滴下し、さらに1h攪拌した。攪拌中、溶液のpHが10.5で一定になるように、0.5M NaOH溶液を適宜滴下した。攪拌後、得られた懸濁粒子は、ろ別、水洗し、40h減圧乾燥して沈殿物を得た。分析の結果、沈殿物は、3価のcitrateイオン(citrate^<3->)を層間にインターカレートしたMg-Al LDHであることがわかった。また、citrate^<3->は、Mg-Al LDHの粒子表面にも吸着したと考えられた。[水溶液からのCu^<2+>、Cd^<2+>の捕捉]1.0mM Cu^<2+>又はCd^<2+>溶液500mlに、Mg-Al LDH中のcitrate^<3->と、溶液の重金属イオンのモル比が1:1となるようにMg-Al LDHを加え、30°C、300rpmで2h攪拌した。攪拌中の溶液pHは、0.1M HNO_3により5.0に保つようにした。所定時間毎に、溶液を5ml分取、0.45μmメンブランフィルターで固液分離して、ろ液のCu^<2+>又はCd^<2+>を定量した。時間の経過と共に、Cu^<2+>及びCd^<2+>濃度は急激に低下し、10min以降、Cu^<2+>では徐々に低下し、Cd^<2+>では徐々に上昇した。一方、層間にCO^<2->_3層がインターカレートしたMg-Al LDHでは、Cu^<2+>、Cd^<2+>濃度はほとんど低下しないことが知られている。従って、Cu^<2+>、Cd^<2+>濃度の低下は、Mg-Al LDH層間でcitrate^<3->とCu^<2+>、Cd^<2+>がキレート錯体(Cu(citrate)^-、Cd(citrate)^-)を形成し、重金属イオンを捕捉したためと考えられる。また、LDH粒子表面に吸着したcitrate^<3->も、重金属イオンの捕捉に寄与した可能性がある。各時間において、Cu^<2+>の残留濃度は、Cd^<2+>よりも低かった。Cu(citrate)^-及びCd(citrate)^-の錯体安定度定数は、各々、14.5及び7.5であることが知られている。Cu(citrate)^-の方が安定であることから、Mg-Al LDH中のcitrate^<3->が、Cd^<2+>よりも容易にCu^<2+>と錯体を形成するものと考えられる。以上、citrate・Mg-Al LDHが、水溶液から重金属イオンを捕捉し、また錯体の安定度に起因する捕捉選択性を有することがわかった。環状構造を有する有機酸アニオンを層間にインターカレートした層状複水酸化物(Mg-Al LDH)による、排水中難分解性有害有機物質の捕捉に関する基礎研究を行った。[2-ナフタレンスルホン酸イオン(2-NS^-)及び2,6-ナフタレンジスルホン酸イオン(2,6-NDS^<2->)をインターカレートしたMg-Al LDHの合成]2-NS^-又は2,6-NDS^<2->含有溶液250mlを30°C、300rpmで撹拌し、そこにMg/Alモル比3.0のMg(NO_3)_2-Al(NO_3)_3溶液を10ml/minで滴下し、さらに1h撹拌した。撹拌中、溶液のpHが10.0で一定になるように、0.5M NaOH溶液を適宜滴下した。撹拌後、得られた懸濁粒子は、ろ別、水洗し、40h減圧乾燥して沈殿物を得た。

分析の結果、沈殿物は、2-NS^-又は2,6-NDS^<2->を層間にインターカレートしたMg-Al LDH(2-NS・Mg-Al LDH又は2,6-NDS・Mg-Al LDH)であることがわかった。[水溶液からのビスフェノールAの捕捉]100mg/lビスフェノールA溶液20mlに、0.1gの2-NS・Mg-Al LDH又は2,6-NDS・Mg-Al LDHを加え、20°Cで10360分間振とうした。所定時間後、懸濁液を固液分離して、ろ液の残留ビスフェノールAを定量した。両LDHにおいて、時間の経過と共に、ビスフェノールA濃度は急激に低下し、360分で1mg/lのレベルまで低下した。ビスフェノールAは非イオン性物質であるため、アニオン捕捉能を有するMg-Al LDHでは、水溶液からビスフェノールAを除去することはできない。しかし、層間を有機修飾することにより、層間の2-NS^-又は2,6-NDS^<2->のナフタレン環とビスフェノールAのベンゼン環が会合し、水溶液からビスフェノールAを除去できることを明らかにすることができた。直鎖構造を有する有機酸アニオンを層間にインターカレートした層状複水酸化物(Mg-Al LDH)をカラムに充填し、難分解性有害有機物質を含有した水溶液の連続処理に関する基礎研究を行った。現在までに、ドデシル硫酸イオンで修飾したMg-Al LDH(DS・Mg-Al LDH)が、バッチ式試験において、水溶液からビスフェノールA(BPA)を捕集でき、その後エタノールによる抽出処理を行うことにより、エタノール中に高濃度で有機物を濃縮できることを明らかにしている。そこで本研究では、DS・Mg-Al LDHをカラム内に充填し、BPA水溶液とエタノール溶液を交互に流すことにより、BPAの捕集及び抽出処理を連続的に行うことを検討した。グラジエントポンプを利用し流通条件に従って、イオン交換水、エタノール及びBPA溶液を、カラム(DS・Mg-Al LDH充填量0.5g、カラム容量φ4.6×48mm)に合計流量が1.5ml/min.となるように流通させた。また、カラム流通後の吸光度(280nm)を測定することによりBPA存在量を確認した。BPAが流通しているとき、カラム無しでは、BPAの流通に従い吸光度が測定された。しかし、DS・Mg-Al LDH充填カラムを通過させた場合、吸光度は0のままであり、BPAの存在が確認されなかったため、カラム内のDS・Mg-Al LDHに捕集されていることが示唆された。また、エタノールを流通させるとカラム無しでは吸光度が確認されなかったが、カラムを通過させた時は強い吸光度が確認された。これは、エタノール流通により、カラム内DS・Mg-Al LDHに捕集されたBPAが抽出されたことを示している。以上より、DS・Mg-Al LDHを充填したカラムにBPA溶液とエタノールを交互に流通させることで、BPAの捕集と抽出を連続的に行えることがわかった。
レーザー励起蛍光法による周期信号発生とフーリエ変換を利用する起高感度分析法の開発

蛍光色素であるフルオレセインナトリウムを試料として用い、開発したアダマール変換キヤピラリー電気泳動法の定量性や検出限界について検討した。定量分析における操作を簡単化するため、従来の装置を改良し、より短い全長14cm(有効長4.5cm)のキヤピラリーを用いて測定を行なった。泳動溶液には、30mM炭酸緩衝溶液(pH9.3)を用い、試料である蛍光色素のフルオレセインナトリウムを、アダマール変換コードに従って、光ゲート法により導入した。試料導入用光ゲート及び蛍光検出には、波長488nmのアルゴンイオンレーザーを用いた。キャピラリーを短くすることにより、分析時間は以前の実験装置を用いたときの約半分に短縮された。この装置を用いてアダマール変換の定量性を調べるために、検量線を作成した。この結果、2.0×10^<-12>1.5×10^<-7>Mの領域において良好な直線性(R=0.997)が得られ、アダマール変換法において優れた定量性が得られることが確認できた。さらに高感度化を目指してレーザー出力を250mWに上げて測定を行なったところ、5×10^<-13>Mの濃度においても明瞭に試料ピークが認められた。単一注入での検出限界は3.0×10^<-11>Mであった。したがって、アダマール変換を利用することにより60倍の感度向上が達成できた。1セグメント当たりの注入時間(0.5s)で、キヤピラリー内に導入される試料体積は0.55nlである。この中には166個の試料分子が存在する。これは従来の単一注入方式のレーザー励起蛍光検出法を用いたキヤピラリー電気泳動法と比較して、極めて高感度であることを示す値である。今後、より高感度な蛍光検出素子、高出力レーザーの使用等により、従来の方法では不可能である数桁以下の濃度で分析が可能であると期待される。レーザー励起蛍光法による周期信号の発生のために、サンプルゲーティング法を用いるキャピラリー電気泳動・レーザー励起蛍光検出装置を開発した。光源であるアルゴンイオンレーザー(5145nm)をウェッジ板によりゲーティング光とプローブ光とに分岐させ、キャピラリー上に集光した。ゲーティング光の光路にはコンピューターにより制御されたオートシャッターを置き、シャッターの開閉を行うことで試料導入を制御できるようにした。キャピラリー中を流れる蛍光物質は、シャッターが開いているときにはゲーティング光により光分解され、シャッターを閉じたときのみ試料導入され検出部に達する。周期的にシャッターの開閉を行うことで、周期信号を発生させることに成功した。そこで、1×10^<-8>Mフルオレセインを含む5×10^<-3>M炭酸緩衝溶液(pH9.3)を流し、0.5秒間単一の試料導入を行った場合とアダマール変換(n=2.55)を用いた場合の結果について比較を行った。アダマール変換のためのコードに従って試料を導入し、疑似ランダムな配列で試料導入を行い、得られた信号をアダマール変換したところ、単一の試料導入を行った場合に比べ、約8倍S/N比を向上できた。アダマール変換によるS/N比の改善率は次式で表される。実験により得られた結果は理論値(8.02)とよく一致している。すなわち、試料の導入回数、nを増加させることで、S/N比を大きく向上できることを示している。以上の結果は本研究で開発したアダマール変換・キャピラリー電気泳動法の有用性を示すものである。

今後、より高感度な蛍光検出素子、高出力レーザーの使用等により、従来の方法では不可能である数桁以下の濃度で分析が可能であると期待される。
椎間板および後縦靭帯における感覚受容器の電気生理学的研究

腰椎後縦靭帯に12個の機械的感覚受容器を同定した。同定された受容器の存在高位は、椎間板高位に3個、椎体高位近位1/3に8個、中央に1/3に1個同定され、遠位1/3には同定されなかった。機械的閾値は20.90g67.80g(平均45.40g)で、全て受容器が7.0g以上の高閾値受容器であった。受容器を電気的に刺激し得られた誘発電位から得た支配神経線維の伝導速度は平均7.16m/sec.で、1個がIV群神経線維に属し、他の11個はIII群神経線維に属した。III群およびIV群神経線維に支配され,7.0g以上に高い閾値を有する受容器は侵害受容器として機能するとされている。腰痛後縦靭帯に同定された受容器の全てが7.0g以上の高閾値受容器であった。また、伝導速度の計測ではIII群およびIV群神経線維に支配されていた。全てが侵害受容器と考えられ、腰椎後縦靭帯は、固有感覚受容の機能は乏しく、侵害受容に関与していると考えられた。同定された機械的感覚受容器12個のうち11個(91.7%)は、椎間板高位あるいは近位椎体高位、すなわち、椎間板の周囲に多くは同定された。変形性脊椎症、変性すべり症、椎間板ヘルニアなどの疾患において、椎間板周囲に機械的・化学的ストレスが発生すると考えられ、腰椎後縦靭帯は、これら各腰椎疾患により惹起されるストレスに反応し、腰痛発生メカニズムに関与することが推測された。また、これまでに同様の研究を腰椎椎間関節および椎間板について行ってきた。機械的閾値の平均値は、後縦靭帯は椎間関節と比べると大きな値であった。この結果、腰椎後縦靭帯は椎間関節と異なり、固有感覚受容の機能は乏しいと考えられた。腰痛の主要な発生源の一つとされている仙腸関節および周囲組織の感覚受容器の電気生理学的検索を行った。実験には、雄の成熟ネコを用いた。腰椎に椎弓切除術を施行し、細胞外電極法により後根線維から求心性電位を記録した。下肢からの電位を除外するために坐骨神経を切断した。仙腸関節とその周囲組織をグラスプローブを用いて機械的に刺激し感覚受容野を検索した。受容野を同定した後、Semmes-Weinstein Monofilamentを用いて機械的閾値を決定した。さらに受容野を電気的に刺激し、支配神経の伝導速度を測定した。仙腸関節と周囲組織に計20個の感覚受容器が同定された。このうち、17個は仙腸関節後方の靭帯組織に、3個が関節の周囲筋に認められた。受容器は関節の頭側部に多く分布していた。感覚受容器の支配神経の伝導速度は平均8.2m/secで、全ての受容器がIII群神経線維により支配されていた。感覚受容器の機械的閾値は平均69.5gであった。20個中、19個が7g以上の高閾値を有し、7g以下の低閾値受容器は1個のみであった。本研究の結果より、仙腸関節とその周囲組織には侵害受容器が多く分布していることが示され、仙腸関節が腰痛の発生源であることが支持された。

一方、仙腸関節に固有感覚受容器の密度が低いことは、仙腸関節が動きに乏しいことに関連しているものと思われた。椎間板および後縦靭帯は、脊髄や神経根などの神経組織に接しているため、感覚受容器の同定が従来の実験システムでは十分に行えない。このため現在実験システムの改良を行い、更なる検索を遂行中である。近年,腰痛の発生メカニズムの検索が盛んに行われ.腰椎後縦靭帯の感覚神経支配に対しても組織学的手法や免疫組織化学的手法を用いた研究が報告されている.しかしながらその感覚神経支配についてはいまだ一定の見解が得られていない.今回われわれは後縦靭帯における疼痛発生メカニズム解明のため,ネコの後縦靭帯における感覚神経支配を電気生理学的手法を用いて分析した.実験には,体重2.73.4(平均3.1kg)の成熟したネコを使用した.気管カニューレを挿入し人工呼吸をおこない,動物を非動化した.腰椎を展開し,L2-L7の椎弓切除を行って,脊髄および後根を露出した.この後根をさらに細い線維に分割し,双極性記録電極にかけ,後縦靭帯からの求心性電位を記録することで,機械的感覚受容野を同定した.同定後,Semmes-Weinstein-Monofilamentを用いて機械的閾値を決定した.さらに受容野を電気的に刺激し,支配神経の伝導速度を測定した.後縦靭帯に5個の機械的感覚受容器を同定した.そのうち2個は腰椎高位に認め,他の3個は椎間板高位に認めた.受容器の伝導速度は平均3.00m/sであった.機械的閾値は20.90g164.32g(平均80.30g)で5個の受容器全部が7.0g以上の高閾値受容器であった.感覚神経線維はIIV群に分類され.このうちIII群およびIV群線維に支配され,7.0g以上の高い閾値を有する受容器は侵害受容器として機能する.一方7.0g以下の低い閾値を有する受容器は固有感覚受容器として機能する.今回,ネコの腰椎後縦靭帯に同定された受容器は侵害受容器がほとんどであった.本研究の結果から,腰椎後縦靭帯の受容器がinstabilityやstressに鋭敏に反応し,疼痛発生メカニズムに関与することが推測された.腰椎後縦靭帯に12個の機械的感覚受容器を同定した。同定された受容野の存在高位は、椎間板高位に3個、椎体高位近位1/3に8個、中央に1/3に1個同定され、遠位1/3には同定されなかった。機械的閾値は20.90g67.80g(平均45.40g)で、全ての受容器が7.0g以上の高閾値受容器であった。受容器を電気的に刺激し得られた誘発電位から得た支配神経線維の伝導速度は平均7.16m/sec.で、1個がIV群神経線維に属し、他の11個はIII群神経線維に属した。III群およびIV群神経線維に支配され,7.0g以上の高い閾値を有する受容器は侵害受容器として機能するとされている。腰椎後縦靭帯に同定された受容器の全てが7.0g以上の高閾値受容器であった。また、伝導速度の計測ではIII群およびIV群神経線維に支配されていた。全てが侵害受容器と考えられ、腰椎後縦靭帯は、固有感覚受容の機能は乏しく、侵害受容に関与していると考えられた。同定された機械的感覚受容器12個のうち11個(91.7%)は、椎間板高位あるいは近位椎体高位、すなわち、椎間板の周囲に多くは同定された。変形性脊椎症、変性すべり症、椎間板ヘルニアなどの疾患において、椎間板周囲に機械的・化学的ストレスが発生すると考えられ、腰椎後縦靭帯は、これら各腰椎疾患により惹起されるストレスに反応し、腰痛発生メカニズムに関与することが推測された。また、これまでに同様の研究を腰椎椎間関節および椎間板について行ってきた。機械的閾値の平均値は、後縦靭帯は椎間関節と比べると大きな値であった。この結果、腰椎後縦靭帯は椎間関節と異なり、固有感覚受容の機能は乏しいと考えられた。
アルツハイマー病治療戦略へ向けた新たな試み　－ＡＩＣＤの転写制御機構の解明－

アルツハイマー病の原因遺伝子として知られているアミロイド前駆蛋白質(APP)の細胞内領域(AICD)59アミノ酸残基をクローニングし,AICD強制発現系を構築した。このAICDプラスミドを一過性に導入したマウス胚性腫細胞P19細胞株において,レチノイン酸誘導下におけるAICD領域の神経分化への影響を,神経分化マーカーとして知られているTuJ1ならびにMAP2遺伝子の発現量の差を定量PCR法により検討したところ,AICD導入細胞においてTuj1,MAP2が減少することを明らかにし,その途中過程において,幹細胞マーカーであるOct4の発現上昇による可能性を示唆した。【研究目的】アミロイド前駆タンパク質(APP)は神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)の原因遺伝子として知られている。近年APPから産生されるAPP intracellular domain (AICD)もADの病理的特徴を引き起こす可能性があることが示唆されており、AD患者脳での蓄積も報告された(Kaushik Ghosal et al., 2009)。本研究では、1マウス胚性腫瘍(EC)細胞であるP19C6細胞を用いて、AICDの産生を調節する薬剤の探索及び2レチノイン酸(RA)処理下における各種分化関連遺伝子発現との関連性を検討した。【対象・方法】1レチノイン酸(RA)処理下におけるAICD産生の変化についてWestern blot法により検討した。コントロールとして,イブプロフェン(AICDを増加させる報告がある)を使用した。2P19C6細胞分化過程においてAICD安定発現株の作製を行った。【結果】1イブプロフェン処理下でAICDが増加する傾向が見られ、レチノイン酸処理下でAICD(&#61537;-CTF)に減少傾向がみられた。2未分化状態のP19C6細胞において、APP及びAICDが発現していることを確認した。AICD安定発現株は構築できなかった。【考察及び結論】P19C6細胞にAICD遺伝子を導入した安定発現株を構築しようとしたが、細胞導入効率が悪く,細胞に遺伝子が導入できなかった。そこでさまざまな試薬にて導入効率を検討したところ,P19C6細胞への高い遺伝子導入効率を得る事ができ,また一過性発現においても充分導入できることが可能になったことから,神経分化関連遺伝子群の網羅的な解析を進めていきたい。アルツハイマー病(AD)の神経変性の一つの原因としてアミロイドβ(Αβ)の凝集による老人斑の形成が考えられているが、アミロイド前駆蛋白質(APP)のプロセッシングでAβと共に産生される細胞内部分(AICD)の役割については明らかにされていない。近年,Ghosalらの報告により,AICDもADの病理的特徴を引き起こす可能性があることが示唆されており,AD患者脳においてAICDが蓄積されていることが明らかになった(2009)。これらのことから,胎生期から成体への脳形成過程およびAD発症機序においてのAPP(AICD)の役割を解明することが非常に重要である。そこで我々はヒトAPP遺伝子を鋳型にAICD領域177bpについて,pCDNA4ベクターにクローニングし,強制発現系を構築した。この構築したプラスミドをマウス胚性腫瘍細胞であるP19細胞に一過性に導入し,AICD発現を確認したところ,高発現を確認できた。P19細胞は,レチノイン酸(RA)により分化誘導され、神経細胞およびグリア細胞に分化する。定量的RT-PCR法を用いて、RA誘導過程(4日目)における神経幹細胞維持に関わる遺伝子群の発現量の変化,神経分化過程(6日目)における神経分化関連遺伝子群の発現量の変化を空ベクターを導入した細胞(コントロール細胞)とAICD遺伝子を導入した細胞(AICD細胞)とを比較検討した。AICD導入細胞が神経マーカーであるTuj1,MAP2 mRNAが分化過程において減少傾向を示した。また,RA誘導過程において,幹細胞マーカーの一つであるOct4 mRNAが増加した。これらの検討で,AICDがP19細胞の神経分化を抑制する傾向や幹細胞維持を調節するOct4の発現量に関与することが示唆されたことから,今回の結果を基にAICDが関わる神経分化抑制シグナル伝達機構の全貌を今後明らかにしていきたい。【研究目的】アミロイド前駆蛋白質(APP)は神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)の原因遺伝子として知られており、近年、ADの病理的特徴を解明するにはアミロイドβ;(Aβ)の関与のみならず、Aβが産生される過程で同時に産生されるAPP細胞内部分APP intracellular domain (AICD)もADの病理的特徴を引き起こす可能性が示唆された。AD患者脳での蓄積も報告されている(Ghosal et al., 2009)。

本研究では、AICDの生理的機能の解明を目指し、マウス胚性腫細胞であるP19細胞を用いて、神経分化過程における各種分化関連遺伝子の発現との関連を検討した。【対象・方法】P19細胞にAPP cDNAを導入したAPP安定発現細胞株(P19-APP)を樹立し、APPの発現がP19細胞の神経分化に与える影響及び神経分化関連遺伝子の発現に与える影響をreal-time PCR及びウェスタンブロットにより検討した。【結果】APPはP19細胞において若干の発現が認められ、レチノイン酸による分化誘導に伴い発現が上昇した。一方、P19-APP細胞では未分化状態において高いAPP発現と神経分化転写制御因子であるPax6の強い発現が認められた。さらに、下流遺伝子の神経分化誘導因子であるFabp7, Tbr2, NeuroDの発現が上昇していた。一方、Ngn1およびNgn2の発現は変化しなかった。【考察および結論】APPはアルツハイマー病発症に関わる原因遺伝子として注目されているが、本研究から、神経発生においても分化制御因子として重要な役割を担っている可能性が指摘された。今後、APP-Pax6シグナル系を詳細に解析し、神経発生のみならずアルツハイマー病発症機構における生理的役割について詳細な検討が必要である。本年度の研究計画に基づきAICDの安定発現株の樹立を目指したが,細胞への遺伝子導入効率の問題が浮上したため,導入効率の検討を行い,導入の問題はクリアされた。また,低分子AICDの検出方法を検討し,Western blot法によるAICDの検出が可能となった。しかし,研究の進行は遅れ気味である。本年度の研究計画に基づきAICDの安定発現細胞株の樹立を目指したが、AICDは分子量が非常に小さくウェスタンブロット解析での検出が極めて難しいため、まずはAPPの発現細胞株を樹立し、遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。現在、低分子AICDの検出方法の検討を行っている。一方、AICD導入細胞株を用いたマイクロアレイ解析を予定していたが、現段階で細胞株が樹立されておらず、研究の進行は若干遅れぎみである。低分子であるAICD(分子量;約5kDa)の検出方法は確立されたため,AICD産生を調節する薬剤の探索は可能となった。今後AICD安定細胞株の樹立とともに薬剤探索についても精力的に行っていく。今年度の研究費としては,マイクロアレイ解析,ターゲット遺伝子の抗体等の費用を計上する予定である。AICD安定細胞株の樹立ならびにAICD発現の高感度検出法の開発を行う。AICD安定発現細胞株を用いたμアレイ解析を委託し、神経分化ならびにアポトーシス誘導にかかる遺伝子発現について検討する。安定細胞株樹立のための遺伝子導入ならびに細胞培養にかかる費用、マイクロアレイ解析のための費用、シグナル伝達の一環としてチロシンリン酸化抗体を用いた免疫反応一式にかかる費用として研究費を計上する予定である。
日本人の国民意識とそのイデオロギー的特質

計算論的アプローチにおいては、前年度までの質問紙調査結果をもとに構築したエージェント間の影響過程、および主要政党のイデオロギー的主張からの影響過程を並列分散処理モデル(Talking Nets)を用いてモデリングし、そこから予測される投票行動意図をシミュレーションした。結果、話者間のイデオロギー的態度の類似性が投票行動意図に影響する一方、聞き手の国民意識態度がそれを調整するメカニズムが示唆された。また、モデル上において国民意識を処理するシステムと、イデオロギー的態度を処理するシステムとの間に直接経路を設定し、情報をダイレクトに相互作用させることで、データの説明力があがることがわかった。また、調査研究の仕上げ作業として、過年度に実施したオンライン調査のデータを分析し、「自国第一主義/国際主義」「閉鎖/解放」といった国民意識態度が保守ーリベラルという軸上にある政策への賛否という形で具体的に表出されていることが明らかになった。ただし、国民意識と経済政策への態度の関連は、他の領域(移民、ジェンダー、軍事)と比較して弱く、政策が個人の生活に与える影響の度合いが、国民意識とイデオロギー的政策態度との関連を調整していることも予測された。この可能性に関しては、今後の更なる検証課題といえる。実験研究においては、外国人の増加が日本社会の現状というシステムに対する脅威となっシステム正当化過程を喚起するという可能性を、道徳違反行動に対する懲罰傾向などによって検証した。国民意識4因子のうち、ナショナリズム傾向がこの過程に関わる可能性が示唆された。この他の探索的調査においても、4因子構造は繰り返し再現されており、尺度の妥当性について安定した結果を得ることができた。以上の成果は2019年度以降の国際学会等において引き続き発表していくことが決定している。日本で行われた国民意識(ナショナル・アイデンティティー)に関する社会心理学的研究の数少ない例としてあげることのできるKarasawa (2002)で見出された因子構造が、現在の日本においても観察されるかどうかを、調査研究により検討した。大学生を対象とする予備的研究において、「国家遺産へのコミットメント」「国家主義」「愛国心」国際主義」という4因子構造が再現された。また、短縮版のナショナル・アイデンティティー尺度を開発することができた。これらの結果を総合して、上述の4因子のうち第1因子はジェンダー、移民、軍事、原発などに関するイデオロギー関連態度との相関において保守的傾向を強く示したのに対し、第2因子はジェンダーと軍事、第3因子は移民問題においてのみ、それぞれ保守性を表すという差異があったと結論づけられた。一方、実験研究では、動機過程としてシステム正当化過程に焦点を当て、これと国民意識との関連を調べた。実験参加者はオンライン・モニターとして登録された日本人一般市民であった。結果は、国家主義的態度と政治イデオロギーとの関連が実験的文脈においても見られることを示したものの、システム正当化過程との関連を調べるためには、実験操作や題材についてさらに洗練化を図る必要があることを示した。次年度への継続的課題が明らかになったと言える。シミュレーション研究では、国民意識とイデオロギー関連態度を備えたエージェントを構築し、これが他のエージェントと接触することにより、各種政治的態度を形成する過程をシミュレートするというパラダイムを考案した。年度当初の交付申請書に記載して予定していた、調査、実験、シミュレーションの各プロジェクトを進めていくための準備的作業を、ほぼ順調に進めることができている。初年度から、ナショナル・アイデンティティー尺度の開発で重要な進捗が見られたほか、オンライン・モニターの参加によるウェブ実験も実施することに成功し、データ収集が着実に進行している。シミュレーション研究においても、複数の研究パラダイムを構築し、エージェントによる学習過程の開始に向けて着実な進捗が見られる。日本人の国民意識(ナショナル・アイデンティティー)の因子構造の解析と、それにより開発された尺度を用いた調査研究および実験研究を継続して、研究の進展に成功した。短縮版尺度を用いた研究では繰り返し同様の因子構造が確認され、結果の頑健性を確立することができた。また新規調査により、各因子とイデオロギー的態度および政党支持との関連を調べ、国民意識のイデオロギー的性質の解明を前進させた。さらに、自身の態度だけでなく、他者の態度に関する推測に及ぼす投影的影響等の分析の可能性も示され、新たな研究課題の発掘ができた。実験研究では、日本の関与する国際関係システムに関する脅威を喚起することで、ナショナリズムの持つ保守的性質と、その影響が助長されることが示された。またこれが正当化過程の反映であるという示唆を得た。加えて、システム正当化が純潔道徳基盤の発動に関与する可能性も示唆された。シミュレーション研究では、前年度まで進めていたモデル(国民意識とイデオロギー関連態度を備えたエージェントらを構築し、互いに接触する並列分散処理モデル)から、メディアを通じて各政治政党への接触を含むモデルへの拡張を行った。この拡張により、メディアを通して各政治政党のイデオロギー関連態度を認知し、意見変容が起きるプロセスのシミュレーションが可能となった。なお、このモデル拡張のため、各政治政党のイデオロギー関連態度や、各エージェントのメディア接触頻度を質問紙調査によって事前に測定し、そこから得られた値をシミュレーションに組み入れた。調査研究および実験研究は順調に進展し、当初予想しなかった新たな知見にも至っている。シミュレーション研究も進行中で、最終年度での完成をめざしている。現在も進行中である理由は、今年度のシミュレーション実施、及び議論の結果、さらなる調査研究の必要性(上記の質問紙調査)が示唆されたためである。その調査は既に終了し、そこから得られたデータをシミュレーションに組み入れている。これにより、よりよいシミュレーション結果を得られることが期待される。

その結果、当初の期待以上にシミュレーションの質が高まっているといえる。計算論的アプローチにおいては、前年度までの質問紙調査結果をもとに構築したエージェント間の影響過程、および主要政党のイデオロギー的主張からの影響過程を並列分散処理モデル(Talking Nets)を用いてモデリングし、そこから予測される投票行動意図をシミュレーションした。結果、話者間のイデオロギー的態度の類似性が投票行動意図に影響する一方、聞き手の国民意識態度がそれを調整するメカニズムが示唆された。また、モデル上において国民意識を処理するシステムと、イデオロギー的態度を処理するシステムとの間に直接経路を設定し、情報をダイレクトに相互作用させることで、データの説明力があがることがわかった。また、調査研究の仕上げ作業として、過年度に実施したオンライン調査のデータを分析し、「自国第一主義/国際主義」「閉鎖/解放」といった国民意識態度が保守ーリベラルという軸上にある政策への賛否という形で具体的に表出されていることが明らかになった。ただし、国民意識と経済政策への態度の関連は、他の領域(移民、ジェンダー、軍事)と比較して弱く、政策が個人の生活に与える影響の度合いが、国民意識とイデオロギー的政策態度との関連を調整していることも予測された。この可能性に関しては、今後の更なる検証課題といえる。実験研究においては、外国人の増加が日本社会の現状というシステムに対する脅威となっシステム正当化過程を喚起するという可能性を、道徳違反行動に対する懲罰傾向などによって検証した。国民意識4因子のうち、ナショナリズム傾向がこの過程に関わる可能性が示唆された。この他の探索的調査においても、4因子構造は繰り返し再現されており、尺度の妥当性について安定した結果を得ることができた。以上の成果は2019年度以降の国際学会等において引き続き発表していくことが決定している。各プロジェクトにおいて、準備段階から本格的な研究実行段階へと移る一段の進捗を目指して、進展を図る。また、相互の連携を本格化させるため、研究会・打ち合わせ検討会を頻繁に実行する。成果の得られたものから順に、その公表作業にも次年度以降は本格的に取り組む。調査研究の結果についてさらに精緻な分析を進め、前年度に引き続き諸学会等で積極的に発表を行う。実験研究については、操作が不十分であった部分を修正し、さらに実施を進め、結果の取りまとめを図る。シミュレーションについては、上記のモデルを用いて、エージェント間、及び各政治政党(メディア)との接触の結果として起きる政治政党選択をシミュレートする。そして、その際、国民意識がその意見変容にどのように影響するかを明らかにする。
巨大クラスターイオン慣性核融合シナリオ研究

巨大クラスターイオン慣性核融合ドライヴァーシステムを構成する入射器である誘導加速マイクロトロンの基本設計を終えた。理論的基礎となるビーム力学体系を構築した。また、主加速器である双方向・多重構成誘導シンクロトロンのLattice設計の叩き台を完成させた。主加速器からDT標的までに配置するビームパルス圧縮装置と200個のバンチの同時照射を可能にするpath-adjusterのプロトタイプを考案した。従来提案されてきた物質の阻止能増加の効果(クラスター効果)は存在しないのではないかとの結果を得た。照射イオンビーム軸の振動でより安定な爆縮と大きなエネルギーゲインが得られることを提案。ターゲット爆縮のシミュレーションに用いた空間2次元の爆縮コードを公表。ビーム長圧縮模擬実験装置Malmberg-Penningトラップにエネルギー分布関数の新たな計測法(電子プラズマが円筒導体壁に誘起する鏡像電荷由来の電場と閉じ込め磁場によって駆動される容器軸周りのExBドリフトを利用し,分布関数導出のための電子のエネルギー選択を1ショットで空間分解にて取得)を開発。このメカニズムを解明する数値シミュレーションを開発し実験との対比を実施。複数イオンバンチのパルス圧縮と同時照射システムの提案と妥当性の検証を実施。ソレノイド磁場を用いた電子ビーム照射系を開発し,フラーレンイオン源に導入した。ノズルから噴出したフラーレン分子ビームの進行方向と同軸に配置したソレノイドコイルにより最大で15 mTの収束ガイド磁場を約10 msにわたり発生した。タングステンフィラメントから放出された電子をソレノイドコイルに印加したバイアス電圧により引き出しながら収束・加速することで,フラーレン分子ビームに最大で約3mA/cm^2の電子ビームを照射した。数&micro;Aのフラーレン正イオンビームを発生することに成功した。3つの研究グループで分担して来た。適時Video Conferenceを交え、ほぼ4か月に一回程度の合同のmeetingを行って相互の進捗を確認。初年度に提示の巨大クラスターイオン慣性核融合システムの鍵となる各要素の研究進捗に伴い、課題も見出されてきた。高電離クラスター源開発では既存のレーザーアブレ-ションイオン化法により金属クラスターイオン生成を念頭に試みられたが、目的のフラーレンのイオン化はまだである。フラーレンの電子衝突を用いたイオン源開発も試みられている。十分なイオン電流ではないが3価イオン生成を確認。衝突電子エネルギーの増大で高価数イオンの生成が期待できる。研究開始時点で提案されていた入射器(誘導加速マイクロトロン)の設計はその建設が可能な程度に進捗。加速可能なビーム電流を評価する手法が確立。受け入れ可能なビーム電流を増やす方法と入射器の必要台数を知る事が可能になった。2年間の研究を通じ、双方向・多重構成誘導加速シンクロトロンの妥当なLattice構成の成案を得た。ビーム取り出し部の設計を実施。主加速器から異なる時間に取り出される100個の複数バンチをDT標的に同時に照射するかが懸案であった。path-length adjusterと呼ばれるビームトランスポートラインの発明・提案により、課題は原理的には解決。併せて、その磁石構成などの成案を得る。標的物理班はクラスターイオンのDT標的内での物理素過程研究に集中。既存コードで仮定された相互作用モデルではクラスター効果の顕著な影響を見出さなかった。相互作用モデルの更なる検証の必要性を示唆。ビームパルス圧縮の実験的な等価モデルとしての電子閉じ込め装置の有効性を検証する実験とシミュレーションコードの構築、鍵となるビームパラメーター観測装置の開発が順調に進捗している。2年目に研究代表者がクラスターイオン源開発で共同研究を組んでいるIPNーOrsayフランスでの講演と、共同研究進捗についての議論と今後方針決定のため、当地を訪れることになっていたが、双方のスケジュールが合致せず訪問する事が出来なかった。そこで延長した最終年度の6月に当地を訪れ、これまでの進捗に関する報告と、巨大クラスターイオン用円形加速器に関するセミナーを行うと共に、当地のイオン源開発現場の見学を予定している。又、共同研究者であるClaude Deutschとは40 MeV/u巨大クラスターイオンのDT標的通過に伴うエネルギー損失機構の検証について、これまで提案されているモデルの妥当性について議論をする。延長した最終年度では、これまでの研究成果の論文化に全力をあげる予定である。空間電荷評価手法についてはPhysics Letters Aに、巨大クラスターイオン慣性核融合シナリオの全体像についてはReview of Modern Physicsを想定している。巨大クラスターイオン源開発は研究費の不足を、何か別手段で補い、更なる高電価数クラスターイオン源の実証を試みる予定である。(1)巨大クラスターイオン慣性核融合ドライバーシステム設計研究:入射器としての誘導加速マイクロトロンの設計は順調に進展、蓄積リングと主加速器である3km長双方向・多重構成誘導加速シンクロトロンのラッティス設計の骨格が仕上がった。この他それぞれ5本のforward/backward beam用多重偏向電磁石の磁場計算が実施された。(2)巨大クラスターイオン源開発研究:C60イオン源の改良に向け,フラー電子衝突による電離・解離断面積データをもとにレート計算を行い,高価数C-60イオン生成条件を調べ、照射電子エネルギーが1keVで7価のC-60生成量を最大にするには,10^14程度の面密度の電子ビーム照射領域の必要性を見出す。

(3)標的物理とドライバークラスターイオンバンチ圧縮の研究:クラスターイオンが標的材料中に生成する高温電子ガス中に生じるウエーク場の崩壊イオンに与える影響についての理論研究を開始した。パンチ圧縮過程でのビーム動力学について、空間電荷効果が支配的なビームを模擬する小型実験装置を用いて、初期長の1/4まで圧縮した電子プラズマの温度測定をおこない軸・径方向共に温度が増大を検出。3次元MDシミュレーションの結果と定性的な一致を確認する。線形加速器を用いたドリフト圧縮と主加速器でのバリアバケットを利用したパルス圧縮システム提案し全体構成について検討した。(4)仏IPN-Orasayとの共同研究:IPN-Orsayからクラスターイオンを用いた慣性核融合(旧バージョン)をこれまで提唱して来ていた研究者を短期に招聘し、旧バージョンと本計画の違いを認識させた上で標的物理に関する共同研究を開始。又、2名を先方に派遣し、クラスターイオン源共同開発についての検討会議に参加する。(1)研究体制:国内関連研究者をほぼ網羅したスタイルを当初より採用し、研究開始時に研究全体の現状、方向性、個々の研究分担を明確にするためのワークショップを開催し、参加メンバー全員が共通認識を持った上で、個々の研究への取り組みが出来ている。且つ、研究班内ではそれぞれ、定期・不定期のSkype meetingを行い連携して研究進捗を維持してきた。初年度終了時に再度研究会を開催し、相互の進捗を確認。次年度に向けた取り組みについて検討した。(2)研究テーマ自身の進捗度:核融合標的上での要求パラメーターを前提に、ドライバー各コンポーネントの検討を進めている。高価数イオン源開発が難問の一つであるが、先行するINP-Orasayとの連携が軌道に乗ってきた。入射器である誘導加速マイクロトロンの研究は他科研費との連携で、最も検討が進んでいる。鍵となる90度偏向磁石の1/10のスケールモデルの性能テスト結果が本番用偏向磁石設計に反映させられるようになった。一方、蓄積リング、主加速器設計はこれまでの高エネルギー加速器設計のKnow-hoowを駆使し、信頼できる設計に近付きつつある。双方向・多重構成誘導加速装置は電源・加速セルともに必然的に大きな装置になるが、前者は13 kVSiC-MOSFETスイッチ搭載の電源開発が端緒についている。バンチ圧縮過程を担う長大なバンチハンドリングシステムの模擬実験が既存の電子ガス圧縮装置を用いて、有意な実験結果を生み出しつつある。実験結果を再現するシミュレーションコードはそのまま、実規模システム対応コードのひな形であり、見通しは明るい。標的物理は2つのグループが標的物質中でのクラスターイオンの崩壊過程と熱付与後の物質流に着目した研究を連携して進めている。計算機資源が要求される作業であるが、既存コードの改良により、従前と異なる高密度物理現象を示唆している。
manabaを活用したはめあい寸法公差・表面粗さ体験学習教材システムの構築

適切な嵌め合い寸法公差や表面粗さの図面指示や指示どおり加工する方法や工程を導き出すことができるかどうか、manaba(教育支援システム)の小テストを活用し考察した。平均点は、47点という結果であった。その設問中の測定器の読みを解答する正解率が50%という結果となった。そこで、嵌め合い教材の穴教材の設計を変更し、穴基準(H6H9)において、最大許容寸法・中間値・最小許容寸法(計12個)を1枚のプレート材に製作し、測定器による測定練習教材としても活用できるようにした。軸教材は、中間ばめに関してのみ最大許容寸法・中間値・最小許容寸法を製作し、すきまばめ・しまりばめに関しては中間値を製作した。教材を製作した結果、嵌め合い具合が学生自身で体験できるようになり、また、嵌め合いに関する技術データをチェックしながら考察することで、理解度と学習意欲が向上した。穴教材・軸教材共に工作機械や切削工具の違い、切削条件に変化をつけることにより、表面粗さの違いを考察できるようになり、また、表面粗さの技術データと測定データを比較しながら学習できるようになり、理解度と学習意欲が向上した。研究で得られたデータ及び図面に指示されたはめあい寸法公差や表面粗さに加工する方法や工程をデジタルマニュアル化し、manaba上にコースコンテンツとしてアップロードし自学自習できる環境や小テスト・ドリルを準備し、反復学習できる環境を整備した。実験実習工場に無線LANアクセスポイントを構築し、パソコン・タブレット・スマートフォンからmanabaへ接続できるように整備し、学内外から授業以外における学生の自主学習機会の提供や反復学習による理解の定着の促進、リメディアル学習等、更なる教育方法の改善と実践研究を行うことが可能となった。平成30年度から、本研究の成果を設計製図の授業にも使用してもらい教育改善の効果を検証し、学生のものづくり教育へとフィードバックする。