hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生殖細胞の機械的刺激応答機構および胚発育に及ぼす効果に関する研究

用いた流路の断面は流路Aでは幅3 mm×高さ3 mm、流路Bでは幅0.17 mm×高さ3 mmであった。流路A内の精子運動方向は明視野顕微鏡を用いて評価し、流路B内の精子については共焦点蛍光顕微鏡を用いて観察した。流路Aを用いた際には遡上する精子割合は18%であり、流路Bを用いた場合には60%程度であった。全長0.05 mmの運動精子に流体から負荷されるせん断応力絶対値が流路Bでは大きく、流路Bではせん断応力が大きいために運動精子内に負荷されるモーメントが大きくなっている。その影響が流路AとBを用いた際の結果の違いに反映されたものと考えられる。精子鞭毛運動がせん断応力場の影響を受けることによって、精子が卵管内において卵管内流れの向きに逆らって移動すると考えられる。2)せん断応力負荷時において初期胚の細胞内カルシウム濃度変化([Ca2+]i)を計測することによって、負荷時の初期胚応答を評価した。ICRマウス桑実胚または胚盤胞を流路内に固定可能なマイクロ流体システムに入れた。保持ピペット内を陰圧にすることにより流路内に桑実胚または胚盤胞を固定した。流路にシリンジポンプを接続し培地流量0、20、200 microL/minの定常流によるせん断応力を負荷した。せん断応力負荷時の胚体積変化は桑実胚と胚盤胞で共に認められたが、桑実胚では特に細胞が透明体に圧縮されるような状態にまで細胞体積が増加した。せん断応力負荷時において、桑実胚では蛍光強度が上昇した細胞、および体積増加に伴う蛍光強度が低下した細胞が観察された。一方、胚盤胞では全体的に若干の[Ca2+]i上昇が観察された。胚盤胞と桑実胚では細胞の応答が異なることから、各受精卵のステージごとの受精卵内の構造がせん断応力負荷に伴う応答に関与していると想定される。1:近年の報告では、Transient receptor potential (TRP)チャネルが哺乳類細胞の機械受容チャネルとして機能しているとの報告がある。細胞膜の伸展に伴い、チャネルドメインが開く可能性が示唆されている(図2B)。他の報告されているマウス受精卵のMS応答機構について上記の可能性があるか検討するために、マウスの未受精卵および胚盤胞を蛍光抗体法によってTRPA1, TRPC1, 3, 5, 6, TRPM3, TRPP2, TRPV1, 2, 4の局在を調べた。その結果、胚盤胞の細胞膜上に数種のTRPチャネルの局在が示唆された。2:ホールディングピペットで固定した受精卵内の各細胞を観察することに成功した。その結果、せん断応力の変化に伴い、マウス胚盤胞内の[Ca2+]iの上昇が観察された。一方、桑実胚または未受精卵ではこのような現象は観察されなかった。3:ブタ受精卵の体外成熟および体外培養において、静置培養区に対する超音波照射区における胚盤胞到達率の上昇が観察された。1例だけであるがヒト受精卵においても同様の効果が得られている。振動培養装置(ネッパジーン(株))を用いたマウス胚への効果と胚発生の機構を解明するための検討を行ったところ、振動培養における条件下では、2細胞期からの良好胚盤胞到達率および胚盤胞内細胞数に両区間で有意差は認められなかった。
舶用機関の運転時のヒューマンエラー防止のための支援システムの開発

本研究は船舶機関システムの起動・停止時等における煩雑な作業を音声認識で直接的に支援し、ヒューマンエラー(誤操作、誤判断)に起因する海難事故を少なくすることを目指している。ベテランの機関長の知識に基づく、人間機械協調型運転支援システムの構築を行うことである。本システムをCE-SYS(chief engineer's system)と呼ぶ。CE-SYS構築に先だって予備調査として、実際の船舶の運航状況を把握する必要があった。また開発したプロトタイプシステムの評価実験を行うため、実際の船舶の出入港スタンバイ時に試用して、その有用性の評価をした。1)本研究では"弓削丸"の出入港機関部運転操作の観察調査結果に基づいて、人間-機械協調型運転支援システムプロトタイプの構築を行った。システムの開発用言語はMicrosoft Visual Basic 5.0,また知識データベースの構築はMicrosoft Accessを使用した。2)本システム(CE-SYS)は人間との対話を行うため、ソフトウエアによる音声入出力機能(IBM Via VoiceおよびPro Talker)を搭載した。3)人間(運転員)と対話による確認作業を実行しながら、安全に機関の始動準備および主機関の始動、主軸クラッチ嵌合、回転数の設定、運転異常箇所の有無判定などの音声による知的支援機能を構築したデータベースのインターロック機能等により比較的簡単であることが判明した。4)弓削丸機関制御室での本システムは人間と対話による認識率は声紋登録作業(エンロール)を実行すれば、98.7%となり、実用上問題はないが、航海中の機関室からの直接の連絡では、同時に入力される機関室騒音のために現状では不可能に近い状態である。このため、ノイズコントロールなど騒音環境下における音声認識技術のさらなる開発がなされることが望まれている。船舶の大型化や舶用機関の複雑化や自動化に伴って、舶用機関の故障が及ぼす影響と損害は大きくなってきている。この舶用機関システムの起動・停止時における煩雑な知的作業の大部分を人間が行っているが、運転要の誤操作、誤判断すなわちヒューマンエラーの防止のための運転支援システムの研究開発を行うことは大きな意義がある。1.このため、まず現在の舶用機関システムの統合的安全性を定義して、安全な運航のための用件を明確にし、本研究の主目的である機関長システム(CE-SYS)の開発についての概念設計を行った。この概念設計に基いて現有設備である練習船弓削丸の機関制御室で実際に使用されている機関長と機関部要員の間の音声語彙を収録しさらにこれを、モデル化して人間と機関長システム(CE-SYS)との間のコミュニケーション言語として蓄積すべき語重の選定等について評価・検討した。2.つぎに、練習船弓削丸の機関システムを運転する機関部要員に対しての知的支援を行う機関長システム(CE-SYS)としてのプロトタイプの一部設計・製作を行った。これは、通常運転時にも機関部員や訓練学生の教育に有用な、ベテランの機関長の医有する知識D.Bに基いて製作されている。その主な構成要素は、・ハードウエアノート型パソコン1台・ソフトウエア(1)推論エンジン(2)D6B(3)状態シミュレータ(4)インターフェイス(5)画面表示等である。3.推論エンジンは、インターフェイスを通して入ってくる文字列信号の意味を理解し、その理解した機関状態を直ちに状態シミュレータに引き渡す機能を持たせてある。4.この状態シミュレータの認識と、今回新たに構築・されたサンプルD.Bを利用してコンピュータが理解した機関の現状と操作指示は、現時点では画面表示されている。5.つぎにこのD.Bが具備すべき条件として以下のような見識を得ることができた。(1)使用する言葉と意味との関連に使えるデータ構造を備える必要がある。(2)起動/停止をいくつかの段階に分けてそれそれに満足すべき条件の知識を表すようなデータ構造を備える必要がある。

(3)将来のカスタマイズ性を考えて運転操作の知識を表すデータ構造を容易に拡張できるような構造を備える必要がある。本研究の目的は、船舶機関システムの起動・停止時のような非定常時における煩雑な知的作業を支援し、機関運転員の誤操作、誤判断を防止するシステムを構築することである。近年、船舶の運航形態は、その効率化を求めるあまり、自動化・近代化が急激に進んでいて、少数の乗組定員の受けている責務は、ますます甚大となっている。そのうえ経済的な理由から外国人船員との混乗によって、総体的な技術力やコミュニケーション等の低下による人的要因(ヒューマンエラー)による事故が懸念されている。1.このため、平成10年度より引き続いてベテランの機関長のもつノウハウを単純化して知識ベースとしてモデリングを行い、これをプログラミング化して機関システムの起動・停止時の意思決定などの知的判断を伴う作業の支援をするシステム、いわゆるエキスパートシステムの構築を目指して検討をした。2.昨年度開発の機関長システム(CE-SYS)プロトタイプは、ある一定の条件下での練習船弓削丸の機関の起動時の支援を行うことができるが、異常になった場合の問題点を解決する能力は無い。つまり故障に至るシナリオが少ない。これを補うため、各ステップにおける正常時の判断と異常事態発生時の判断機構を明白にする必要が生じている。一つの解決法としてFTA手法を用いて、データーベースの階層化を試みている。3.今年度は、弓削丸主機関の起動時の知識データベースを、階層化したプログラムミングを試作したが、さらにこの階層化された一次的プログラムをコントロールするプロトコルの開発の必要性がある。尚、このプロトコルは、ベテランの機関長の意思決定の能力に近いものでなければならない。つまり人間のような意思(思想)を持って明確に周囲の状況から最適な決断を選択させる必要がある。本研究の目的は、舶用機関システムの起動・停止時のような非定常時における煩雑な知的作業を支援し、機関運転員の誤操作、誤判断を防止するシステムを構築することである。最近この種のエキスパートシステムの構築が望まれている理由の一つに、近年の船舶の運航形態は、その効率化を求めるあまり、自動化・近代化が急激に進んでいて、少数の乗組定員の受けている責務はますます大きくなってきていることである。さらに、経済的な理由から外国人船員達との混乗船舶が増加し、このことが総体的な技術力やコミュニケーション等の低下による人的要因(ヒューマンエラー)による事故が懸念されるようになってきている。このような状況を踏まえて、音声入出力インターフェイスを搭載した支援システムやその機能としてのヒューマンインターラクションのあり方、人間と機械との間のコミュニケーションや協力・協調体制、その間の信頼性・安全性、および人間に対するメンタル支援を含むエキスパートシステムの構築を目指している。
アサガオのトランスポゾン、Tpnの自律型因子の単離・解析

アサガオの突然変異体のほとんどを誘発しているTpn1ファミリーはトウモロコシのEn/Spmに類似のトランスポゾンであり、全て共通の、両端の28塩基対からなるTIR、その内側の多数の反復配列を含むsubterminal領域、またその内側の自律型因子に由来すると考えられる配列を含んでいる。Tpn1ファミリーは、さらに内部にアサガオゲノム由来の種々の遺伝子、例えばミオシン、βガラクトシダーゼ、AP2B等を持っており、これらの配列から複数のグループに分類される。これらのTpnトランスポゾンは体細胞、生殖細胞を通じて現象レベル、分子レベルにおける解析によって転移している証拠が得られており、Tpnファミリー共通の末端配列を認識して転移を起こすトランスポゼースをコードしている自律型のトランスポゾンを含むと考えられるが、現在まで同定されていない。この自律型のトランスポゾンを単離するために、他の、En/Spmファミリーで保存されている部分のプライマーを設計し、易変性を示す系統由来のmRNAからRT-PCRによって増幅される断片を得た。自律型因子はこれまで得られているTpn1ファミリーより大型の可能性があるため、新たにコスミドライブラリーを作成し、このPCR断片をプローブに、対応するクローンを複数得た。分子構造・塩基配列を解析したところ確かに、En/Spmトランスポゾンで保存されている配列を保持していたが、不思議なことに、その外側にTpn1ファミリー固有のsubterminal配列を持たなかった。そのため、アサガオの自律型の因子は他の植物で明らかになっているようにゲノムに組み込まれている可能性もある。他の方法として、網羅的に解析したTpn1ファミリーの中で長いORFを持ち、他の植物遺伝子と相同性の無いグループが存在し、これが自律型因子またはその欠失型の可能性があり、この内部配列をプローブにしてより長いTpn__-を探索している。アサガオの突然変異体のほとんどはトウモロコシのEn/Spmに類似のトランスポゾンによって誘発されていることが明らかになってきた。これまでの研究で、Tpnlファミリーは全て共通の、両端の28塩基対からなるTIR、その内側の多数の反復配列を含むsubterminal領域、またその内側の自律型因子に由来すると考えられる配列を含んでいた。Tpnlファミリーは、さらに内部にアサガオゲノム由来の種々の遺伝子、例えばミオシン、βガラクトシダーゼ、AP2等を持っており、これらの配列から複数のグループに分類される。自律型因子はこれまで得られているTpnlファミリーより大型の可能性があるため、新たにコスミドライブラリーを作成し、このPCR断片をプローブに、対応するクローンを複数得た。分子構造・塩基配列を解析したところ確かに、En/Spmトランスポゾンで保存されている配列を保持していたが、不思議なことに、その外側にTpnlファミリー固有のsubtermnal配列を持たなかった。そのため、別の保存部位にもプライマーを設計し、複数の共通ドメインをもつクローンを選び出し、現在解析を行っている。

Tpn1ファミリーは、さらに内部にアサガオゲノム由来の種々の遺伝子、例えばミオシン、βガラクトシダーゼ、AP2B等を持っており、これらの配列から複数のグループに分類される。これらのTpnトランスポゾンは体細胞、生殖細胞を通じて現象レベル、分子レベルにおける解析によって転移している証拠が得られており、Tpnファミリー共通の末端配列を認識して転移を起こすトランスポゼースをコードしている自律型のトランスポゾンを含むと考えられるが、現在まで同定されていない。この自律型のトランスポゾンを単離するために、他の、En/Spmファミリーで保存されている部分のプライマーを設計し、易変性を示す系統由来のmRNAからRT-PCRによって増幅される断片を得た。自律型因子はこれまで得られているTpn1ファミリーより大型の可能性があるためterminal配列を持たなかった。そのため、アサガオの自律型の因子は他の植物で明らかになっているようにゲノムに組み込まれている可能性もある。他の方法として、網羅的に解析したTpn1ファミリーの中で長いORFを持ち、他の植物遺伝子と相同性の無いグループが存在し、これが自律型因子またはその欠失型の可能性があり、この内部配列をプローブにしてより長いTpnを探索している。
プラズマ生成した超活性種を用いる有機合成反応

プラズマ、特に低温プラズマを利用することによって従来の手法では生成が容易でない種々の高次励起種をはじめとするいわゆる超活性種を連続的かつ効率的に作り出すことができるが、これを有機合成反応に応用しようという試みは、ごく最近始まったばかりである。本研究はプラズマと液相との相互作用及びそれから誘起される溶液内反応を積極的に活用することにより活性種の反応性の制御を実現しようとするものである。平成4年度は無機ガスからのプラズマ生成活性種を用いる有機反応を試みた。プラズマ-液相反応に使用される溶媒としては、グルタル酸ジメチルが最も適切であり、芳香族アルケン及びアルキン類を含む溶液上に酸素プラズマを照射するとすみやかに基質が酸化され、またこのときアルケンからの生成物であるエポキシドの立体選択性は保持されないことなどを見出した。平成5年度は主にグロー放電電解法を用いて水中有機物質の酸化分解を検討した。たとえば、フェノールの場合にはヒドロキノン、シュウ酸、蟻酸及び無機炭素(HCO_3^-)の生成が確認された。有機基質が存在しないときは過酸化水素がほぼ定量的に得られることなどからこの酸化における一次的な活性種はヒドロキシルラジカルであることが強く示唆されたが、化学的に生成したヒドロキシルラジカルによる酸化とはかなり様相を異にしている事が明らかとなった。平成6年度はグロー放電電解法を有機溶媒系に拡張した。アセトニトリル溶媒では放電極を陽極としたときには400V450V以上の電圧を印加することにより安定な放電が持続し生成物としてアクリロニトリル、プロピオニトリル、サクシノニトリルが得られた。これらの前駆体としてアセトニトリルのホモリティックな解裂によるシアノラジカル、シアノメチルラジカルの生成が推定された。低温プラズマは熱的作用によることなく高エネルギー電子との衝突を利用して分子を高度に活性化しうる手法として近年、急速に注目を集めている。酸素や窒素などの無機ガスをプラズマ化すると、従来の手法では生成が容易でない種々の高次励起種をはじめとするいわゆる超活性種を連続的かつ効率的に作り出すことができるが、これを有機合成反応に利用しようという試みは、ごく最近始まったばかりである。従来このような高エネルギー条件下での反応は選択的に乏しいという見方が一般的であったが、本研究はプラズマと液相との相互作用及びそれから誘起される溶液内反応を積極的に活用することにより活性種の反応性の制御を実現しようとするものである。本年度は酸素や窒素などの無機ガスからのプラズマ生成活性種を利用する有機反応を試みた。プラズマー液相反応に用いる溶媒としては二塩基酸エステルを中心に種々検討した結果、グルタル酸ジメチルが最も適切であることを見出した。芳香族アルケン及びアルキン類を含む溶液上に酸素プラズマを照射させるとすみやかに基質が酸化される。アルケンからの生成物はエポキシドが主で、ケトンが副生した。このときのエポキシドの立体選択性は保持されなかった。たとえばシスおよびトランスースチルベンからはともにシス体とトランス体のエポキシドの混合物が得られた。またアルキンからはケトンやアルデヒドなど多種類の酸化生成物がGC分析により検知されたが反応液をIRを用いて解析することによりケテンが一次生成物として得られていることが明らかになった。窒素プラズマを用いた場合には基質からの水素引抜が進行することが判明し、例えばベンズアルデヒドからはベンゼン、ビフェニルが生成した。一方有機基質中への窒素の導入は認められなかった。

酸素や窒素などの無機ガスをプラズマ化すると、従来の手法では生成が容易でない種々の高次励起種をはじめとするいわゆる超活性種を連続的かつ効率的に作り出すことができるが、これを有機合成反応に利用しようという試みは、ごく最近始まったばかりである。従来このような高エネルギー条件下での反応は選択的に乏しいという見方が一般的であったが、本研究はプラズマと液相との相互作用及びそれから誘起される溶液内反応を積極的に活用することにより活性種の反応性の制御を実現しようとするものである。平成4年度は酸素や窒素などの無機ガスからのプラズマ生成活性種を利用する有機反応を試みた。プラズマ-液相反応に用いる溶媒としては二塩基酸エステルを中心に種々検討した結果、グルタル酸ジメチルが最も適切であり、芳香族アルケン及びアルキン類を含む溶液上に酸素プラズマを照射させるとすみやかに基質が酸化され、アルケンからの生成物はエポキシドが主であるが、このときのエポキシドの立体選択性は保持されないことなどを見出した。平成5年度は主にグロー放電電解法を用いて水中有機物質の酸化分解を検討した。例えば、フェノールの場合にはヒドロキノン、シュウ酸、蟻酸および無機炭素(HCO_3^-)の生成が確認された。有機基質が存在しないときは過酸化水素がほぼ定量的に得られることなどからこの酸化における一次的な活性種はヒドロキシルラジカルであることが、強く示唆される。ただ酸化速度は雰囲気ガスの種類に依存せず、ヒドロキノン以外の二価フェノールが生成しないなど化学的に生成したヒドロキシルラジカルによる酸化とはかなり様相を異にしていることもあわせて明らかになった。プラズマ、特に低温プラズマを利用することによって従来の手法では生成が容易でない種々の高次励起種をはじめとするいわゆる超活性種を連続的かつ効率的に作り出すことができるが、これを有機合成反応に応用しようという試みは、ごく最近始まったばかりである。本研究はプラズマと液相との相互作用及びそれから誘起される溶液内反応を積極的に活用することにより活性種の反応性の制御を実現しようとするものである。平成4年度は無機ガスからのプラズマ生成活性種を用いる有機反応を試みた。プラズマ-液相反応に使用される溶媒としては、グルタル酸ジメチルが最も適切であり、芳香族アルケン及びアルキン類を含む溶液上に酸素プラズマを照射するとすみやかに基質が酸化され、またこのときアルケンからの生成物であるエポキシドの立体選択性は保持されないことなどを見出した。たとえば、フェノールの場合にはヒドロキノン、シュウ酸、蟻酸及び無機炭素(HCO_3^-)の生成が確認された。有機基質が存在しないときは過酸化水素がほぼ定量的に得られることなどからこの酸化における一次的な活性種はヒドロキシルラジカルであることが強く示唆されたが、化学的に生成したヒドロキシルラジカルによる酸化とはかなり様相を異にしている事が明らかとなった。平成6年度はグロー放電電解法を有機溶媒系に拡張した。アセトニトリル溶媒では放電極を陽極としたときには400V450V以上の電圧を印加することにより安定な放電が持続し生成物としてアクリロニトリル、プロピオニトリル、サクシノニトリルが得られた。
相界面析出ナノ炭化物を利用した低炭素鋼の高強度化

相界面析出で生成したナノサイズの炭化物は近年自動車用鋼板の高強度化に使われている。これにより、車体の軽量化と燃費の改善が期待される。合金炭化物の分布は温度や合金添加などに強く影響されるということは昔から知られているが、その詳細は分かっていない。本研究はその分布を支配する諸因子の影響およびそれが強度に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。前年度にV添加鋼の結果を踏まえ、NbおよびTi添加鋼の相界面析出に及ぼす変態温度や合金添加量の影響を調べた。簡単にまとめると、Vよりも比較的に少ない量のNbとTiを添加しても、VCと同様な分布のNbC、TiCが相界面で析出し、同程度の硬化が得られる。今年度にVとNb、Tiを複合添加した合金の相界面析出挙動を調べた。三次元アトムプローブの結果によると、析出した炭化物中にVとNb、Tiが均一に分布していることがわかる。また、複合添加鋼のナノ炭化物の分布とその硬化がそれぞれ単独添加鋼の中間にある。これは前年度および前々年度の知見、つまり相界面析出ナノ炭化物の分布は主にフェライト変態中相界面で析出の駆動力によって決まることで説明できる。一方で、炭化物の数密度はその種類と添加量にも依存することがわかる。以上の結果を平成29年ISIJ春学会で報告した。また、結果の一部をActa Materialia誌で発表する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。相界面析出とは、Nb、Ti、Vなどの炭化物生成元素を含む鋼が冷却中オーステナイトからフェライト変態する時に、相界面で合金炭化物が周期的に核生成することによって、繰り返し微細に析出する現象である。合金炭化物の分布は相界面の性質に強く影響されるが、その詳細は分かっていない。研究計画としては、分解能がナノレベルの三次元アトムプローブを用い、それぞれの変態温度、合金元素添加量での相界面析出ナノ炭化物を観察する。また、硬度測定及び引張試験を行い、炭化物が強度に及ぼす影響を調べる。今年度にはVC相界面析出に及ぼす変態温度および合金元素、特に一般的に鉄鋼材料に含められるMn、Si、Nの添加量の影響を調べた。簡単にまとめると、変態温度が低いほど、Mnの添加量が低いほど、炭化物がより高密度且つ微細に分布する傾向がある。一方で、SiとN添加の影響は比較的に小さい。これらの因子の影響は相界面での合金炭化物析出の駆動力で説明がつくことがわかった。析出強化されたフェライト粒の硬度は合金炭化物の数密度と同じ傾向を示す。今後はVよりさらに強い炭化物形成元素NbおよびTiなどの相界面析出を調査する予定である。今年度にはVCの他、NbCおよびTiC相界面析に及ぼす添加量および変態温度の影響を調べた。Vの場合と同様、NbおよびTiの添加量が多いほど、変態温度が低いほど、炭化物の分布は高密度かつ微細になり、材料全体の硬度が高くなる。一方で、比較的に少ない量のNbとTiを添加しても、VCと同様な分布を得られることがわかる。これらの因子の影響は相界面での合金炭化物析出の駆動力と析出した量で説明することができる。今後はこの結果を踏まえて、析出駆動力が高いNb、Tiと固溶温度が低いVを複合添加することによって、より多い量かつ微細分散の相界面析出ナノ炭化物の析出強化によって、鉄鋼材料のさらなる高強度化を目指し、最適な合金設計と熱処理条件を調査する予定である。当初の研究目的は相界面析出ナノ炭化物に及ぼす諸因子の影響を解明することであった。相界面析出ナノ炭化物の分布に及ぼす変態温度、合金元素添加量の影響は相界面で析出駆動力の観点から理解できる。一方、同様な析出の駆動力であっても、添加量が多いほうが、炭化物の分布はより微細になる。つまり、適当な熱処理および合金設計することによって相界面析出の分布を制御できるということがわかった。従って、当初の計画以上進展していると考えられる。

合金炭化物の分布は温度や合金添加などに強く影響されるということは昔から知られているが、その詳細は分かっていない。本研究はその分布を支配する諸因子の影響およびそれが強度に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。前年度にV添加鋼の結果を踏まえ、NbおよびTi添加鋼の相界面析出に及ぼす変態温度や合金添加量の影響を調べた。簡単にまとめると、Vよりも比較的に少ない量のNbとTiを添加しても、VCと同様な分布のNbC、TiCが相界面で析出し、同程度の硬化が得られる。今年度にVとNb、Tiを複合添加した合金の相界面析出挙動を調べた。三次元アトムプローブの結果によると、析出した炭化物中にVとNb、Tiが均一に分布していることがわかる。また、複合添加鋼のナノ炭化物の分布とその硬化がそれぞれ単独添加鋼の中間にある。これは前年度および前々年度の知見、つまり相界面析出ナノ炭化物の分布は主にフェライト変態中相界面で析出の駆動力によって決まることで説明できる。一方で、炭化物の数密度はその種類と添加量にも依存することがわかる。以上の結果を平成29年ISIJ春学会で報告した。また、結果の一部をActa Materialia誌で発表する予定である。当初の研究目的は相界面析出ナノ炭化物に及ぼす諸因子の影響を解明することであり、それに関しては大体完成した。また、相界面析出ナノ炭化物の分布に及ぼす変態温度、合金元素添加量の影響は相界面で析出の駆動力を変化させることである。つまり、適当な熱処理および合金設計することによって相界面析出の分布を制御できるということがわかった。従って、当初の計画以上進展していると考えられる。今までの調査は全部V、NbおよびTiの単独添加のものである。最近の研究結果によりますと、TiとMoを複合添加することによって、Ti単独よりも微細に分布した炭化物が生成し、優れた力学特性を得られた。しかし、V、Nb、Tiの複合析出挙動はまだ明らかになっていない。今後はVとNb、Tiを複合添加した合金中の炭化物の分布を定量分析することによって、V、NbおよびTiの複合析出挙動を解明し、それに基づいて実用鋼の更なる高強度化を達成することを期待している。28年度が最終年度であるため、記入しない。今までの調査は全部V添加低炭素鋼に対するものであるが、今後はVよりさらに強い炭化物形成元素NbおよびTiなどの相界面析出を調べることによって、相界面析出ナノ炭化物の分布の支配因子、つまり相界面での析出の駆動力の影響を系統的に調べる予定である。この知見を得ることによって、実用相界面析出強化鋼に含まれる希少且つ高価なVをより少量且つ安価の合金元素で置換することができると考えられる。
小アジアとその周辺地域における大規模な組積造建築の構造と修復に関する学術調査

基盤研究A3年間にわたる調査研究の最終年度として、2000年12月後半から2001年1月前半にかけて、現地調査を実施するとともに、2001年3月20日に海外の研究分担者、研究協力者を招聘して、研究成果報告会を開催した。1)現地調査では、研究成果の取りまとめを意識し、継続中の作業の完了、補完すべきデータの整備を重点目標として、大聖堂外壁内側の傾斜測量、バットレスの傾斜測量、堂内円柱の傾斜測量および細部記録、堂内内装の材料調査を実施した。昨年度同様、夏季、秋季の調査を予定していたが、トルコ政府の都合で、調査許可到着が遅れ、冬季の実施となり、効率低下を心配したが、所期の目的をすべて達成することができ、満足すべき成果が得られた。特に、実測と細部記録に関しては、堂内に2台の可動足場を設置することができ、作業能率はきわめて高かった。当初予定の作業のうち、側廊ヴォールトの写真測量は、時間的制約から実施できなかったが、ヴォールトの細部調査と内装材料の詳細記録が今年度の大きな成果として得られた。2)研究成果報告会は、9:0018:00という長時間にわたり研究発表16題とシンポジウムを行うという内容豊富なスケジュールで、本研究の研究成果報告書を兼ねる形で「ハギア・ソフィア学術調査報告会報告集」(本文222ページ、カラー図版12ページ)を編集し、当日の来場者に無料配布した。研究発表では、歴史、実測、構造、修復、関連建築などについて詳しい報告がなされ、シンポジウムでは、本調査研究の位置付けと今後の展望について、ハギア・ソフィア博物館館長、外国人招聘研究者、国際機関関係者を交えて、積極的な討論が行われ、本研究の将来像が議論され、実りある機会となった。今後は、研究体制を組みなおし、修復計画策定に向けて、さらに基礎調査を積み上げてゆく予定である。本年度の活動は、トルコ文化省およびアヤソフィア博物館当局への調査開始挨拶と調査計画説明に始まり(10年5月)、まずハーヴァード大学付属ダン・バートン・オークス研究所で、ファン・ナイスによる194060年代のハギア・ソフィア大聖堂実測図および実測資料の調査を行った。昨年高齢で逝去したファン・ナイス私蔵の各種資料が上記研究所に寄贈され、調査が可能になったため、夏季調査に先立って急遽実施したこの調査では、ドーム上部の測量方法とその誤差計算、6世紀に刻された施工線の曲率および中心決定に関わる実測値確認することができ、約40年を経て実施されている我々の実測との精度差を確定する上で重要な成果があった。夏季調査(10年810月)では、新規参加メンバーに過去の調査概要の説明を行うとともに、ドーム支持部の実測を行い、方形の支持部が従来観測されていたように南北辺で対称的に外側に膨らむのではなく、その膨出が北辺では西に偏り、南辺では逆に東に偏っていることが明らかになった。現在、この偏りの原因をドーム施工線の膨らみと関係づけて考察中である。ピアを繋ぐ大アーチの頂部も同様の偏りを示しており、11年度には、イタリア人共同研究者を加えて、この変形と直接関連する南北大アーチの外側周縁線の3次元座標の実測を行う。また、美術史班は、ドーム内面の幾何学文様の記録のための基礎調査を行った。調査の最後に、関連遺構の劣化および修復について知見を広げるため、イタリア、クロアチアの各地の初期キリスト教建築の目視調査を行い、現地で組石造構造の保存と補強に関して活発な意見交換を行った。

現地調査終了後、研究代表者を含む数名は、来年度研究内容の説明、およびユネスコ世界遺産関連のミッションに対する現状説明(今後の現地調査活動にとってユネスコとの協力関係は本質的に重要である)のため、イスタンブールを訪れている(11年2、3月)。本年度は、(1)ドーム基部を指示する方形ドーム・ベースの東西辺の変形測量、(2)堂内地上階床面とギャラリー階床面の水準測量、(3)円柱の傾斜測量、(4)円柱の細部記録作成、(5)第二コーニスの細部調査、(6)南北大アーチ端部の立体形状測定(以上イスタンブール)、(7)シリア、ヨルダンにおける関連遺跡の目視調査を実施した。(1)では、ドーム・ベース東西辺が中央部に向かって内傾する様子が実測でき、外側に膨らむ南北辺(昨年度の実測)とともに、ドームの変形を直接反映するドーム・ベースの変形実測が完成した。今後はこの実測値にもとづき、メインストーンの考察・推定を検証する。(2)、(6)、(7)は現在整理中である。(3)、(4)は堂内のすべての円柱を対象としており、一種の「コルプス(集大成)」をなす貴重な記録であるが、記述方法、図示と視覚化、隣接部位(アーチ、壁面、腰壁等)との関係など、検討項目が多く、補足調査も必要であり、作業は進行中である。(5)では、既往研究(バトラー)の成果と限界をふまえつつ、詳細なビデオ撮影の結果を現在整理中である。観測・実測データの整理に時間を要するため、今年度の調査活動は現段階で具体的成果に達していないが、去年度調査の結果は別記のように施工線に関する論文としてまとめ、2000年度にイスタンブールで開かれる国際学会で発表する。2000年度発行の研究成果報告書の準備、2000年度末に開催する研究成果報告会の準備も進めている。3年間にわたる調査研究の最終年度として、2000年12月後半から2001年1月前半にかけて、現地調査を実施するとともに、2001年3月20日に海外の研究分担者、研究協力者を招聘して、研究成果報告会を開催した。1)現地調査では、研究成果の取りまとめを意識し、継続中の作業の完了、補完すべきデータの整備を重点目標として、大聖堂外壁内側の傾斜測量、バットレスの傾斜測量、堂内円柱の傾斜測量および細部記録、堂内内装の材料調査を実施した。昨年度同様、夏季、秋季の調査を予定していたが、トルコ政府の都合で、調査許可到着が遅れ、冬季の実施となり、効率低下を心配したが、所期の目的をすべて達成することができ、満足すべき成果が得られた。特に、実測と細部記録に関しては、堂内に2台の可動足場を設置することができ、作業能率はきわめて高かった。当初予定の作業のうち、側廊ヴォールトの写真測量は、時間的制約から実施できなかったが、ヴォールトの細部調査と内装材料の詳細記録が今年度の大きな成果として得られた。2)研究成果報告会は、9:0018:00という長時間にわたり研究発表16題とシンポジウムを行うという内容豊富なスケジュールで、本研究の研究成果報告書を兼ねる形で「ハギア・ソフィア学術調査報告会報告集」(本文222ページ、カラー図版12ページ)を編集し、当日の来場者に無料配布した。研究発表では、歴史、実測、構造、修復、関連建築などについて詳しい報告がなされ、シンポジウムでは、本調査研究の位置付けと今後の展望について、ハギア・ソフィア博物館館長、外国人招聘研究者、国際機関関係者を交えて、積極的な討論が行われ、本研究の将来像が議論され、実りある機会となった。今後は、研究体制を組みなおし、修復計画策定に向けて、さらに基礎調査を積み上げてゆく予定である。
表面起伏の精密計測による変位型および拡散型相変態の変態歪測定

本研究は原子間力顕微鏡を使って試料表面の起伏形状を精密に測定することにより、相変態生成物の変態歪を求めることを目的としている。ここで試料としては金属または合金を想定している。相変態は大きく分けて変位型と拡散型の二つに分けられるが、そのうち変位型では相変態に際して多数の原子が同時に協力的に変位することによって原子配列が変化する。拡散型では個々の原子が独立に移動することによって新しい原子配列が作られると考えられてきた。変位型相変態は必然的に変態歪を伴うが、これは変態前後の結晶構造パラメータを使って計算で求めることも出来る。一方、拡散型変態では変態歪は存在しないと考えられてきたが、実際には表面起伏の報告例があり、変態歪の存在が暗示されている。この場合、変態歪の精密測定によって変態に際しての原子移動に関する知識が得られるはずである。本研究においては、銅合金におけるマルテンサイト変態(変位型)とベイナイト変態(拡散型)の変態生成物について観察をおこなった。変態歪を求めるためには、表面起伏のデータと変態生成物の結晶学的方位のデータとが必要である。表面起伏の測定には原子間力顕微鏡を使い、結晶学的方位の決定には電子後方散乱回折法という新しい方法を試みた。また、測定誤差の軽減を測るため変態生成物の双晶の利用を試みた。双晶では水平面決定に関する誤差が二つの結晶について逆符号となるので、互いに相殺されて精度があがる。このような方法で測定を行い、高温ベイナイトの変態歪みとして、マルテンサイトと同程度の値を得た。これより、ベイナイト変態の原子的機構にはマルテンサイトと同様な協力的原子移動が含まれていることを結論した。本研究は原子間力顕微鏡を使って試料表面の起伏形状を精密に測定することにより表面に生じた相変態生成物の変態歪を求めることを目的としている。これらの相変態は大きく分けて変位型と拡散型の二つに分けられる。変位型では相変態に際して多数の原子が同時に協力的に変位することによって原子配列が変化する。拡散型では個々の原子が独立に移動することによって新しい原子配列が作られると考えられている。この場合、実験で求めた見かけの変態歪との比較から、変態に伴う結晶の内部組織を調べることができる。拡散型では変態歪は存在しないはずであるが、実際には表面起伏が報告されており、変態歪の存在が暗示されている。この場合、変態歪の精密測定によって変態に際しての原子移動に関する知識が得られる。本年度の研究においては、銅合金におけるマルテンサイト変態(変位型)とベイナイト変態(拡散型)の変態生成物について表面起伏の定性的観察をおこなった。本年度は電子逆散乱回折法という新しい方法によって表面微小部の方位決定を試みた。この方法を本研究に適用する見通しが立ったので、来年度はこれを利用して変態歪を求める。

一方、拡散型変態では変態歪は存在しないと考えられてきたが、実際には表面起伏の報告例があり、変態歪の存在が暗示されている。この場合、変態歪の精密測定によって変態に際しての原子移動に関する知識が得られるはずである。前年度に引き続き、銅合金におけるマルテンサイト変態(変位型)とベイナイト変態(拡散型)の変態生成物について観察をおこなった。変態歪を求めるためには、表面起伏のデータと変態生成物の結晶学的方位のデータとが必要である。表面起伏の測定には原子間力顕微鏡を使い、結晶学的方位の決定には電子後方散乱回折法という新しい方法を試みた。また、測定誤差の軽減を測るため変態生成物の双晶の利用を試みた。双晶では水平面決定に関する誤差が二つの結晶について逆符合となるので、互いに相殺されて精度があがる。このような方法で測定を行い、高温ベイナイトの変態歪みとして、マルテンサイトと同程度の値を得た。これより、ベイナイト変態の原子的機構にはマルテンサイトと同様な協力的原子移動が含まれていることを結論した。
境界条件に微分を含むストークス作用素の解析とその応用

流体力学に現れる非線形偏微分方程式として,Navier-Stokes方程式とMHD方程式について研究を行った。MHD方程式について,3次元有界単連結領域における定常流の指数安定性の結果を得た。また,全空間においてNavier-Stokes方程式に対する処罰法の数学的正当化について考え,処罰法による近似問題の解が真の解へ収束する事を解析半群の理論を用いて証明した流体力学に現れる非線形偏微分方程式として,Navier-Stokes方程式とMHD方程式について研究を行った。また,全空間においてNavier-Stokes方程式に対する処罰法の数学的正当化について考え,処罰法による近似問題の解が真の解へ収束する事を解析半群の理論を用いて証明した水銀などの液体金属やプラズマの運動の支配方程式であるMHD方程式について,定常流の安定性の観点からの研究を行った。作用素論的定式化を行う際,速度場については粘着条件の下でのストークス作用素が現れ,磁場については完全導体壁と呼ばれる境界条件下でのストークス作用素が現れる.この為,領域の位相幾何学的形状が解の一意性に影響を与える。完全導体壁の下でのストークス作用素の解析は現在のところあまり行われておらず,MHD方程式のみでなく磁場付きギンツブルク・ランダウ方程式などの解析に有用であるまずは,定常問題についての研究を行った。なヴィエ・ストークス方程式に対する儀我・宮川(1985年)に類似の方法で,3乗可積分なルベーグ空間内で小さい定常流を構成する事が出来た。更に,定常流の安定性を調べるために,得られた定常流に微小な撹乱を加えた時に得られる初期摂動問題の解の漸近挙動を調べた。定常流が小さいという仮定の下での線形化作用素のリゾルヴェントを解析し,線形化作用素が解析的半群を生成すること,更にその時刻無限大での減衰は指数関数的であることを示した。生成された半群の正則化・減衰評価を用いて,非線形問題の軟解を構成し,時刻無限大で初期摂動は指数オーダーでゼロに収束する事を示した。即ち,構成した定常解の安定性が示された。本年度に得られた研究成果は,ポーランドで開催された国際研究集会"Regularity Aspects of PDEs"において報告を行った。また,研究雑誌に投稿する論文を現在準備中である。流体の運動方程式であるナヴィエ・ストークス方程式の数値計算をする際には,数値的安定性を担保する為にテマムにより導入された「処罰法」と呼ばれる方法が用いられる。ここでいう処罰法とは,流体の非圧縮条件を流速と圧力について閉じた式に書き直すものである。そこに現れるパラメータをゼロに近づければ,形式的にはナヴィエ・ストークス方程式に一致するため,微小パラメータを伴う処罰法により計算した解はナヴィエ・ストークス方程式の近似解と見ることが出来る。処罰法の数学的な正当化については,定常問題についてはテマム(1968),非定常問題についてはシェン(1995)の結果が知られていたが,いずれも有界領域で,解のクラスとしてはエネルギーが有界なものであった。非有界領域において,また別の解のクラスにおいて処罰法に数学的な正当化を与える事は流れのシミュレーションにおいて重要な意味を持つし,またナヴィエ・ストークス方程式の解析をこれまでとは異なる方法で行うことの出来る可能性を含む。本年度に得た研究成果の一つは処罰法に対するこれまでとは異なる立場からの数学的正当化である。出発点として,本年度は全空間における初期値問題を考えた。全空間ではソレノイダル場へのヘルムホルツ射影と微分作用素が可換となることから,処罰法により得られる近似方程式は速度場のソレノイダル部分に対する発展方程式と,スカラーポテンシャル部分に対する発展方程式との連立方程式へ還元される。得られた発展方程式系に対しては,加藤(1984)の方法で軟解を構成した。鍵となるのは拡散係数付き熱方程式の基本解の評価である。パラメータに関する一様評価に基づき,処罰法の数学的正当化が示された。得られた研究成果は二つの国際会議において報告した。そこでのディスカッションなどで,幾つかの課題や今後の問題が見つかった。これについては,H24年度に改めて考察を行う。また,H22年度に継続してMHD方程式についての考察も行ったが,紙数の都合で割愛する。流体力学に現れる非線形偏微分方程式であるナヴィエ・ストークス方程式について考察を行った。【ナヴィエ・ストークス方程式系に対する処罰法について】ナヴィエ・ストークス方程式等,流体の運動方程式の数値解析において,圧力項から生じる困難を回避する方法の一つとして処罰法と呼ばれる方法がある(Temam(1968))。処罰法により得られる近似方程式は陽に圧力を含まない為,取り扱いが幾分容易になる。これまで,有界領域における処罰法の数学的正当化については幾つかの先行研究があった(Temam(1968),Shen(1995))が,非有界領域においては殆んど結果が知られていなかった。本研究では,非有界領域において処罰法の数学的正当化を行う第一歩として全空間での解析を行った。後に外部問題等を扱うための準備として,ストークス方程式のレゾルヴェント問題についての解析を行った。基本解を第2種変形Bessel関数を用いて表示し,基本解の表示に基づく解析を通して,解のLp-Lq型の評価を示した。

また,得られた評価の帰結として,パラメータ極限として,通常のストークス方程式の解へ収束する事を証明した。また,ナヴィエ・ストークス方程式に対する初期値問題については,線形化問題の解の評価を処罰法から生じるパラメータに依存した形で導出した。特に圧力項の評価を得た部分が新しい結果である。これにより,非線形問題については,加藤(1984)の逐次近似法と同様の手法により構成される軟解については,パラメータ極限として,真の解へ収束する事が証明された。但し,非線形問題については圧力項の評価が未だ得られていない。非線形問題の場合の圧力項の評価や,外部領域や半空間等の境界を伴う場合の解析は今後の課題である。上記の研究成果については一部を数理解析研究所講究録へ投稿した。残りの部分については投稿を準備しているところである。・MHD方程式については,ある程度まとまった研究成果が得られている。H24年度には学術論文として投稿をする事が概ね可能である。・処罰法の正当化についても,ある程度まとまって研究成果が得られている。本年度行ったディスカッションなどに基づき結果を改良し,H24年度中の学術論文の投稿を目指す。24年度が最終年度であるため、記入しない。H23年度に得た処罰法に関連する研究を更に進める事が一つの目標である。非線形問題の場合の圧力項に対する評価を得ること,また初期値を適当なソボレフ空間から選んだ場合に初期層についての評価が得られるかどうか,また初期値・境界値問題の場合に全空間と類似の結果が得られるかどうかを検討する。特に粘着条件の場合には,微分とヘルムホルツ射影は可換でない事が問題を難しくさせる。弱ノイマン問題からヘルムホルツ分解を導く方法などに注目し,境界条件を伴う場合についての考察を行いたい。H24年度は本研究の最終年度に当たるため,MHD方程式やスリップ条件下でのナヴィエ・ストークス方程式,処罰法の正当化などに関する研究成果を幾つかの論文を学術誌へ投稿する予定である。また,本研究と関連し,幾つかの研究集会を開催し,近接分野との研究者とのディスカッションを行う予定である。
災害時における人間の動作を精密に考慮可能な集団避難行動シミュレーションの開発

大規模災害を想定した集団避難シミュレーションの開発およびそれを実験検証した.まず複数の避難者モデルによる引率や搬送などの特殊形態を発現する動作モデルを構築した.ついでこれらを担架や背負いなど主要な搬送モデルへと拡張し,階段登坂を含むシミュレーション手法を開発した.さらにこれを緊急車両等の移動オブジェクトとの安全な連携を考慮した避難モデルへと発展させ,空港における避難シミュレーションとして統合した.この基本機能を確認するため,航空機からの集団避難動作について,約100名の被験者参加による大規模な実証実験を実施し,主な結果は本研究で開発したシミュレーション結果とよく一致することを確認した.当該年度に実施した研究成果:具体的研究内容:研究計画に基づき空港における大規模災害を想定した集団避難シミュレーションの開発およびそれを実験検証した.まず前年度までに構築した3次元建物から避難する健常成人,子供および高齢者,さらには負傷者を搬送する支援者モデル等からなる混合避難モデル,それを統合し集団の一部として扱う集団的な混合避難シミュレーション手法を用いて,災害現場での緊急車両等,避難者以外の移動するオブジェクトとの安全な連携を考慮した避難動作モデルとそのシミュレーションへと発展させるとともに,これを空港における大規模避難シミュレーションとして統合した.この妥当性を確認するため,負傷者搬送含む混合避難および航空機からの集団避難動作について,多数の人間の参加による大規模な実証実験を実施し,これまでにない新たな知見を多数得るとともに,その主な結果は本研究で開発したシミュレーション結果とよく一致することを確認した.意義および重要性:東日本大震災以後,首都直下地震,南海トラフ地震とそれに伴う東海および西日本沿岸への津波襲来からの避難など,災害避難に関する研究および技術の重要性はますます大きくなっている.しかし精密な人間モデルを用いた精緻なシミュレーション手法は国内外でも未だ十分に活用されてはいない.ここで開発した避難者モデル,統合シミュレーションおよび実験的検証結果は,頻発する火災,地震のほか,今期課題であった航空機事故,さらには大津波からの避難など,今後もっとも重要な課題である減災に大きな効果を発揮すると確信している.実際,原子炉安全を対象とする海外の研究者からも本研究は注目されている.以上のように本研究の意義は極めて大であり,今後より一層発展させていくべきものと考える.大規模災害を想定した集団避難シミュレーションの開発およびそれを実験検証した.まず複数の避難者モデルによる引率や搬送などの特殊形態を発現する動作モデルを構築した.ついでこれらを担架や背負いなど主要な搬送モデルへと拡張し,階段登坂を含むシミュレーション手法を開発した.さらにこれを緊急車両等の移動オブジェクトとの安全な連携を考慮した避難モデルへと発展させ,空港における避難シミュレーションとして統合した.この基本機能を確認するため,航空機からの集団避難動作について,約100名の被験者参加による大規模な実証実験を実施し,主な結果は本研究で開発したシミュレーション結果とよく一致することを確認した.本申請課題は,大規模災害時における避難を確実にするため,集団避難行動の高精度な3次元シミュレーション手法の開発を目的としている.このために建物から避難する健常成人,子供および高齢者や負傷者などからなる混合避難モデルの開発(平成24年度),空港における大規模災害を想定した集団避難シミュレーションの開発(平成25年度以降)の研究を計画している.平成24年度の研究においては当初の計画通り,混合避難モデルの開発およびそれの集団避難動作モデルへの応用を実施した.具体的にはデジタルヒューマンモデル作成ソフトウェアCAS-Stationを用い,健常成人だけで無く,負傷者およびそれの搬送者を含んだ階段昇降時の避難動作シミュレーションを構築した.そのシミュレーション結果から混合避難時の時間遅れや,負傷者や搬送者の避難動作による健常成人への影響などを考察した.まず,混合避難モデルの構築のため,デジタルヒューマンモデルに適用する避難動作のパラメータを同定した.具体的には階段昇降および平地移動の健常成人とその他の状態での時間比率をパラメータとし,実地での計測実験を通して同定した.ここで計測対象を脚部負傷時,脚部負傷(松葉杖移動)時,負傷者背負い搬送,負傷者協同搬送(左右),負傷者協同搬送(前後)などを対象とした.なお,これらの搬送状態などは消防庁のガイドラインを参考とした.計測実験により得た動作に基づきデジタルヒューマンモデルを構築し,その移動へ同定したパラメータを適用したシミュレーションを作成した.シミュレーションは階段および平地での移動が含まれる,踊り場が複数有る階段を対象とし,その昇降運動動作の解析,考察をした.想定されるとおり,健常成人と負傷者協同搬送などが複合されると,移動速度の遅い搬送者などがボトルネックとなり,全体の避難時間が延長されることが確認出来た.研究計画に基づき空港における大規模災害を想定した集団避難シミュレーションの開発およびそれを実験検証した.まず複数の避難者モデル相互間をアドホックな仮想リンクで接続し、これにより主要な引率や搬送などの特殊形態を発現する動作モデルを構築した.ついでこれを用いたモデルとして担架搬送、車椅子搬送および背負い搬送など主要な搬送するモデルへと拡張し,複数の混合モデルを考慮可能な階段避難を含む集団避難シミュレーション手法を開発した.

これをベースに、災害現場での緊急車両等,避難者以外の移動するオブジェクトとの安全な連携を考慮した避難動作モデルへと発展させるとともに,これを空港における集団避難シミュレーションとして統合した.この基本機能を確認するため,航空機からの集団避難動作について,約100名の被験者参加による大規模な実証実験を実施し,主な結果は本研究で開発したシミュレーション結果とよく一致することを確認した.最終年度には、避難者モデルに加え,救急などの地上支援者モデル,インフラとして航空機滑走路,消防・救急車両およびトリアージ施設等,これらのインフラと人間との連携モデルとして脱出,搭乗および処置モデルをそれぞれ導入し,すべてのインフラおよびモデルを含むエージェントとする空港災害避難シミュレーションプラットフォームとしてまとめた.このプラットフォームは航空機火災に関するリッチな3Dグラフィクスモデルを使用しているもので、シミュレーション結果をわかりやすく表示することができる.上記の成果、すなわち開発した避難者モデル,統合シミュレーションおよび実験的検証結果は,頻発する地震のほか,今期課題であった航空機事故,さらには大津波からの避難など,今後の重要課題である減災に大きな効果を発揮する.以上のように本研究の意義は極めて大であり,今後より一層発展させていくべきものと考える.シミュレーション,ロボティクス,キネマティクス,ダイナミクス評価の理由:本研究では大規模災害時における集団避難行動の高精度な3次元シミュレーション手法,具体的には健常者,高齢者,子供などに加え,身体不自由者とその介護者・搬送者を含む精密なデジタル人間による動作および避難行動モデルを開発し,これを人,機械,施設などが混合する空港での航空機火災からの集団避難行動シミュレーションにより検証することで,今後想定される大規模災害の高精度な避難シミュレーションに広くかつ簡便に提供可能な技術の開発を目的とした.上記の目的はこれまでにほぼ達成された.さらにこの過程で,3.11で浮上した減災の考え方に基づく津波避難タワーの建設が進んだことから,このための避難シミュレーションと実験的検証を重視して,近い将来に必須となるこの課題も本研究期間に新たに織り込むことができた.以上のことから,研究の目的の達成度としては,当初計画以上の進捗と判断している.本申請課題実施初年度である平成24年度は,研究計画のとおり実施されており,順調に進展していると言える.具体的には計画していた建物から避難する健常成人,子供および高齢者や負傷者からなる混合避難モデルの構築を実現した.実際には負傷者やその搬送者の避難動作モデルを実測に基づくパラメータを用いて作成した.子供や高齢者の避難動作に関しては健常成人の四肢のパラメータを変更する事により実現可能であることが分かっており,これと複合することにより混合避難モデルを構築可能となる.また,これらの混合避難モデルを用いて階段における避難動作シミュレーションを実現した.これについても計画通り実施されている.具体的には負傷者を介助および搬送する健常成人のモデルや負傷者の避難動作モデルを健常成人モデルと統合的に用いる事により混合避難動作シミュレーションを実現した.当初の予定通り,健常成人のみのシミュレーションと比較することにより,狭隈部や階段部などにおいて負傷者やそれを介助および搬送する者の後に健常成人の渋滞が発生するという問題を確認した.