hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形動力学的観点からの社会性昆虫の数理モデル化と群ロボットへの応用

本研究の成果は大きく分けて3つあげられる(1)アリの行動を解析し、単体にはリズム現象がみられ、複数個体ではそのリズムのカップリングが見られる傾向があることを示した。比較的単純な数理モデルを通して、その現象の理解につなげることを試みた。(2)女王のパトロール行動にみられるワーカー密度依存性について基本的な実験結果を得た。(3)パトロール行動のモデル化により分散物収集群ロボットシステムへの応用を行った。(1) 2個体の行動にみられるリズム現象社会性昆虫の集団行動の基本は2個体間(もしくは少数個体間)の局所的な相互作用にある。そこで、何もない実験空間内でのトゲオオハリアリのワーカーの行動に焦点を当て解析した。移動軌跡の計測から空間的な分布に偏りが生じることを明らかにした。また、移動速度の計測からactive-inactiveの繰り返しが生じることを示した。active-inactiveが相互に現れる傾向があることから、アリの内部状態における「周期性の存在」と「引き込み的な相互作用」が存在することが示唆された。そこで、この現象を理解へ向けて簡単な引き込みモデルを仮定し、シミュレーションによる定性的な理解を試みた。(2)パトロール行動のモデル化トゲオオハリアリの女王は移動と休止を繰り返しながら全ワーカーと接触する行動(パトロール行動)を示す。このときパトロール時間はコロニーサイズに依存することが報告されている。この行動において、女王はどのようなメカニズムでコロニーサイズを知るのであろうか?この行動を局所的な相互作用をベースとして理解できないだろうか?我々は女王、ワーカーそれぞれに簡単な内部状態を導入し、接触によりそれらが相互作用するモデルを構築して、本現象の再現を試みた。女王アリの内部状態、ならびにワーカーの卵巣の発達具合を表す内部状態を導入し、接触によりそれらの内部状態が相互作用するモデルを構築した。このモデルに基づいたシミュレーションを行った結果、コロニーサイズが大きくなるにつれてパトロール回数、パトロール時間が増える特性が得られた。この結果は実験により得られている事実と定性的に合うものとなっている。(1)個体の行動にみられるリズム現象昨年度に引き続き、何もない実験空間内でのトゲオオハリアリの個体1匹、ならびに2匹の行動に焦点を当て解析した。本年度は、女王の他、働きアリにおいて、主に巣外で行動する「外役」、巣内で行動する「内役」を区別して実験を行った。得られた結果は以下の通りである。(1)1匹の行動において、活発・不活発の周期的行動が見られるが、その周期を計測した結果、女王≒内役>外役であることが明らかになった。(2)2匹の行動において、外役ー外役の組み合わせでは、活発・不活発の周期性において、同位相になる傾向が見られた。また、内役ー内役の組み合わせでは、その周期性が逆位相になる傾向がみられた。(2) 2つの部屋をもつ巣内における女王のパトロール行動トゲオオハリアリの女王は移動と休止を繰り返しながら全ワーカーと接触する"パトロール行動"を示すことが知られている。しかし、その行動パターンを詳細に調べた先行研究がない。そこで以下の実験を行った。(1)簡易巣内における女王のパトロール行動の解析を行った。その結果、女王の周囲に存在するワーカー数が多いほど、女王の移動速度が遅くなる傾向が見られた。(2)この結果が、ワーカー数に依存しているのか、ワーカー密度に依存しているのかを明確にする実験を行った。2つの部屋をもつ人工巣を作り、女王のみが両部屋を行き来できるような環境を作った。各部屋のワーカー数や部屋のサイズを変化させた結果、ワーカー密度に依存することが明らかになった。また、ワーカーを取り除く実験を通して、密度の認識には個体間の直接接触と、場に残っている間接的な情報の両者に依存していることが分かった。本年度の主な実績として、トゲオオハリアリの行動特性を定性的に理解することを目的とした数理モデルの構築があげられる。(1)個体の行動にみられるリズム現象の数理モデル化申請者らがこれまでに行ってきた実験から、均質な閉空間内に単体あるいは少数でおかれたトゲオオハリアリは「動き回る活発な状態」と「ほとんど動かない不活発な状態」をある程度周期的に示すことが分かってきた。特にワーカーに焦点を当て、主に巣外で活動する「外役」と、主に巣内で活動する「内役」に大別して、それらの組み合わせによって活発・不活発の周期性を計測したところ、1外役ー外役の組み合わせでは、活発・不活発が同位相の周期性を示しやすい、2内役ー内役の組み合わせでは、逆位相の周期性を示しやすい、という傾向が見られることが明らかになった。そこで、この現象を数理的に理解すべく、簡単な振動子の位相引き込みモデルを構築した。「単純な振動子に閾値を導入し、それを超えている間だけ移動するものとする」「一定の確率で出会うものとする」「出会ったときに結合定数に応じて位相が修正される」という仮定のもので数値計算を行い、実験結果に相応する計算結果を示すことができた。

(2)パトロール行動の数理モデル化トゲオオハリアリはコロニー統制のためにパトロール行動を示すことが知られている。別の研究グループからの報告により、「コロニーからしばらく隔離された個体群を再びコロニーに戻した際、その個体群の割合に応じて女王のパトロール時間が変化する」ことが明らかになった。そこでこのグループと共同で、この実験結果を定性的に理解することを目的とした数理モデルの構築を行った。女王、ワーカーに内部状態を導入し、接触によって内部状態量が変化することをベースとした単純なモデルであるが、定性的な理解につながるモデルとすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
性ホルモン関連歯周疾患の細胞生物学的解析

歯根膜線維芽細胞に対する性ホルモンの影響を細胞の代謝機能の面から調べ,以下の結論を得た.材料および方法1.線維芽細胞:健康な成人の抜去歯の根面から調製した.2.性ホルモン:シグマ社製のエストラジオールおよびプロゲステロン3.細胞代謝機能:1)細胞形態変形能, 2)細胞増殖能, 3)DNA合成能, 4)RNA合成能, 5)コラーゲン合成能を調べた.知未1.性ホルモン(エストラジオールおよびプロゲステロン)は線維芽細胞の形態を変形させる.2.性ホルモンは細胞増殖を遅延させる.3.エストラジオールは,ある条件下ではDNA合成を抑える.4.エストラジオールはコラーゲン合成を抑える.しかし,プロゲステロンには,この作用がない.5.エストラジオールとプロゲステロンともに,非コラーゲン性タンパクの合成能を抑える.展望歯根膜線維芽細胞の代謝機能は,それを調べる系の条件を変えることによって微妙に異なった結果として発揚される.代謝機能の検定系に血清が添加されるか否かによって, DNA合成能やRNA合成能は著明に異なる.本研究は,線維芽細胞の代謝を変動させる性ホルモン機作を説明するものではない.しかし,研究を発展させ,上述のメカニズムを検討する際には,血清成分との関わりにおいて考慮しなければならない.歯根膜線維芽細胞に対する性ホルモンの影響を細胞の代謝機能の面から調べ,以下の結論を得た.材料および方法1.線維芽細胞:健康な成人の抜去歯の根面から調製した.2.性ホルモン:シグマ社製のエストラジオールおよびプロゲステロン3.細胞代謝機能:1)細胞形態変形能, 2)細胞増殖能, 3)DNA合成能, 4)RNA合成能, 5)コラーゲン合成能を調べた.知未1.性ホルモン(エストラジオールおよびプロゲステロン)は線維芽細胞の形態を変形させる.2.性ホルモンは細胞増殖を遅延させる.3.エストラジオールは,ある条件下ではDNA合成を抑える.4.エストラジオールはコラーゲン合成を抑える.しかし,プロゲステロンには,この作用がない.5.エストラジオールとプロゲステロンともに,非コラーゲン性タンパクの合成能を抑える.展望歯根膜線維芽細胞の代謝機能は,それを調べる系の条件を変えることによって微妙に異なった結果として発揚される.代謝機能の検定系に血清が添加されるか否かによって, DNA合成能やRNA合成能は著明に異なる.本研究は,線維芽細胞の代謝を変動させる性ホルモン機作を説明するものではない.しかし,研究を発展させ,上述のメカニズムを検討する際には,血清成分との関わりにおいて考慮しなければならない.
量子群の非可換幾何

必ずしもコンパクトでない量子群を扱うための新しいカテゴリーとして、Woronowicz環なる概念が定義され、すでに、局所コンパクト群の場合と同じような双対性が示されている。この多元環はKac環に変形自己同型と呼ばれる1径数自己同型群を与えた形に定式化されており、変形が自明になると、元のKac環に戻る仕組みになっている。つぎに、概知の量子群のうち、このカテゴリーに適合するものを問題にし、量子群SU_q(n),n【greater than or equal】2がこのカテゴリーに属することを示した。この結果から、一般のコンパクトな量子群もこのカテゴリーで論じられることが推測される。つぎには、必ずしもコンパクトでない場合の例として量子ローレンツ群を考えてみた。Lie環sl(2,C)はLie環su(2)の複素化と同一視できるので、量子Lorentz群SL_q(2,C)を量子群SU_q(2)のQuantum doubleとして考えることができる。この量子群に対してはDrinfeldや神保によるHopf環としての捉え方と、Podles-WoronowiczによるHopf^*環としての捉え方とがあるが、ここでは後者の考え方を借用した。その結果、一般のコンパクト量子群に対しても、このQunatum doubleの方法が適用でき、その特殊な場合として量子ローレンツ群が捉えられることが判明した。また、量子包絡環U_q(sl(n,C))のHopf^*環としての定義を与える基本関係式をWoronowicz環の構造を用いて求めたところ、きわめて自然な構造をもつことが判明した。さらに、上のWoronowicz環の双対とこれら包絡環の間には自然な関係があるはずであるから、その対応関係を調べておく必要がある。そのためには、A_q(SU(n))とL_q^∞(SU(n))、U_q(su(n))とL_q^∞(SU(n))^、A_q(SL(n,C))とL_q^∞(SL(n,C))の対応関係を調べてから、最後にU_q(sl(n,C))とL_q^∞(SL(n,C))^の関係を調べなければならない。前の3組みに関しては一応自然な対応関係を得ることができたが、最後の関係に関してはまだ決着がついていない。また、量子群の位相群的な性質を研究するためには、量子群をC^*環の枠組みで定式化できると好都合である。そこで、上記のWoronowicz環を弱閉包としてもつようなC^*環の枠組みの定式化を試みている。技術的に難しい問題は沢山あったが、ほぼ解決の見通しが得られるようになってきている。つぎには、この枠組みに納まる、量子群の例を検討する問題が残っている。
ヒト癌組織の分化多様性機構の分子病理学的解明 : 肝様腺癌をモデルとして

ヒトに発生する癌の分化の方向はその癌の生物学的性質に大きく影響する場合がある。肝様腺癌は異所性の肝細胞形質発現のためと考えられる著明な血管親和性をを有し予後不良な癌であることが、これまでの我々の研究で明らかになってきた。本研究では肺、胃、膵、および子宮内膜に発生した肝様腺癌における肝細胞の産生する血漿タンパク質および肝細胞形質発現に関与すると考えられる核内転写因子の発現をRT-PCRおよび定量的RT-PCRにて検討した。肝様腺癌におけるalbuminの発現をそれぞれの臓器の通常型腺癌、正常組織と比較した場合、いずれの臓器でも肝様腺癌では役1000倍の強い発現が認められた。Albuminの発現に関するhepatocyte nuclearfactor(HNF)-1α、HNF-4の発現を検討したところ、HNF-1αの発現はすべての肝様腺癌で認められた。HNF-4は、肺、膵では肝様腺癌でのみ発現の上昇が認められた。これらの臓器ではHNF-4の発現が腺癌が肝細胞形質獲得に重要な意味をもつ可能性が示唆された。胃、子宮内膜では、通常型癌で既にHNF-4の高発現が見られ、肺、膵とは異なったメカニズムの関与が考えられた。本研究によって、ヒト癌細胞におけるHNFの高発現が癌の肝細胞への異分化に関与する可能性を示した。肝様腺癌は異所性の肝細胞形質発現のためと考えられる著明な血管親和性を有し予後不良な癌であることが、これまでの我々の研究で明らかになってきた。肝様腺癌におけるalbuminの発現をそれぞれの臓器の通常型腺癌、正常組織と比較した場合、いずれの臓器でも肝様腺癌では約1000倍の強い発現が認められた。Albuminの発現に関与するhepatocyte nuclear factor(HNF)-1α、HNF-4の発現を検討したところ、HNF-1aの発現はすべての肝様腺癌で認められた。
人工知能（AI）を利用した放射線治療の影響予測に関する基盤的研究

人工知能技術を利用し,がんの放射線治療における「腫瘍の制御確率の予測プログラム」,および「正常組織の有害事象予測プログラム」に関する基盤的研究を行い,臨床で利用可能なプログラムの開発につなげるためのトランスレーショナルリサーチを行う.治療効果予測は,実験腫瘍およびヒト腫瘍組織の放射線照射による変化の機械学習から効果予測プログラムを作成する.正常組織への影響はこれまでの小児がんの放射線治療例の画像所見の変化の機械学習から,骨の変形など小児の成長過程を考慮した有害事象予測プログラムを作成する人工知能技術を利用し,がんの放射線治療における「腫瘍の制御確率の予測プログラム」,および「正常組織の有害事象予測プログラム」に関する基盤的研究を行い,臨床で利用可能なプログラムの開発につなげるためのトランスレーショナルリサーチを行う.治療効果予測は,実験腫瘍およびヒト腫瘍組織の放射線照射による変化の機械学習から効果予測プログラムを作成する.正常組織への影響はこれまでの小児がんの放射線治療例の画像所見の変化の機械学習から,骨の変形など小児の成長過程を考慮した有害事象予測プログラムを作成する
幼児・学童期の協調運動評価法の開発と発達障害児への臨床応用に関する研究

幼児期から学童期における協調運動機能や平衡機能を評価するために、1.ムーブメントABC(MABC)テストによるスコア算定、2.三軸加速度センサーを用いたバランステスト、を健常児96名(5歳8歳男児45名、女児51名)に実施し、年齢別、男女別に検討した。平衡機能は年齢とともに向上したが、幼児期では女児が男児より有意に優れていた。しかし、学童期になるとその差は消失した。今回の研究により新しい定量的平衡機能評価法を開発できた。発達障害を持つ子どもではしばしば、姿勢の悪さや、書字などにおける不器用さが合併する。従って、これらの子ども達を早期から診断・支援するためには、幼児期から学童期における微細運動機能やバランス能力を正確に評価できる方法を確立する必要がある。本研究では、評価法として、1.ムーブメントABCテストを用いたスコア算定、2.グラフィックタブレットを用いた線引きテスト(専用ソフトを用いた筆圧、動作時間、直線の長さの解析)、3.三次元加速度センサーを用いたバランス課題テスト、を導入した。バランステストでは、10秒間の開眼片足立ち、5mのつま先立ち歩きを2回行い、前後、左右、上下方向への揺れ具合を体軸上に設置した加速度センサーからコンピューター上に送信して、バランス能力を算定した。平成19年度では、1.診断機器の準備と実施方法の確立、2.教育委員会、倫理委員会での研究実施に対する承認と個人情報保護に基づいたデータ処理法の確立、3.若年成人及び正常な発達を示す5歳8歳までの子ども達での測定法の確立、を中心に研究を進めた。倫理委員会での承認を得たのち、20歳代の健康成人13名、5歳から8歳までの子ども10名について予備テストを実施し、個々のテストの具体的手順、再現性、年齢に伴う発達について検討した。これらの結果から、1.本評価法が再現性に優れていること、2.従来の定性的評価とは異なり、定量的評価として発達を捉えることが可能であることが明らかとなった。一方で、成人においても個人差がかなり大きいことが認められた。平成20年度には、19年度に確立した本方法を用いて、1.正常な発達を示す子どものサンプル数を増やし男女別の標準値を確立すること、2.高機能広範性発達障害児、早期産児における協調運動機能の発達特徴を明らかにすること、を目指す予定である。本研究を通じて、発達障害児に対し、より適切な支援方法とその評価方法が開発できるものと考えている。幼児期から学童期における協調運動機能やバランス能力を正確に評価できる方法を確立するために、1.ムーブメントABC(M-ABC)テストを用いたスコア算定、2.三軸加速度センサーを用いたバランス課題テストを導入し、年齢別、男女別に比較検討した。平衡試験では、10秒間の開眼片足立ち、5mのつま先立ち歩きを2回行い、前後、左右、上下方向への揺れ具合を体軸上に設置した加速度センサーからコンピューター上に送信して、動揺幅を算定した。A市の幼稚園及び小学校に通う健常児96名(5歳8歳男児45名、女児39名)を対象に測定を行ったところ、三軸加速度計を用いた定量的な測定結果はM-ABCのスコアと有意に相関した。また、動揺幅は男女とも加齢に伴なって小さくなったが、幼児期では女子の動揺が有意に少なく、性別により発達が異なることが明らかとなった。男女における動揺の違いは、学童期になると次第に縮小・消失した。今回の一連の研究から、本検査を用いることにより、非侵襲的に幼児・学童期の平衡機能が定量的に測定できることが確認でき、5歳8歳までの男女別の標準値を得るとともに定量的な平衡機能評価法をほぼ確立できた。現在、同年齢の発達障害児についての測定を継続しており、健常児との差異を明らかにできると考えている。これらの結果を知ることにより、今後、より効果的な支援プログラムの作成が期待できる。さらに、小児の動的、静的バランス評価法としても小児神経学的領域に広く応用が可能と考えられた。一方、上肢微細運動機能の測定については、筆圧,描画速度の算定には、私達が試みたよりも一層精密な曲面圧センサーが必要であることが分かり、工学研究科の研究者と協力して改良を試みている。
肺の枝分かれ構造形成における細胞集団運動のメカニズムの解明

哺乳類胎児肺は、枝分れ構造を形成する。この枝分れ構造の形成時に、肺の上皮はシート状の組織構造を保ったまま移動する。細胞の運動に使われる遺伝子群と、細胞シートの組織構造を保つために使われる遺伝子群は共通のため、どのようにして細胞が上皮シートのまま運動するのかは謎なままであった。我々はまず、上皮の先端が間葉となって残りの組織を牽引している可能性を考え、上皮間葉転換のマーカーで発生段階の胎児肺の免疫染色を行った。しかし、枝分れ構造を形成している最中の肺の上皮でも、上皮間葉転換を示す聴講は全く見られなかった。次に我々は、生体内での肺の上皮組織を単離した肺上皮細胞の一部の細胞骨格を可視化することで、細胞の基底膜側で実際には葉状仮足が伸びて動いていることを見いだした。さらに、伸長する肺上皮の周辺部でのゲルの変形を観察することで、伸長する肺上皮の側面が実際には力学的な推進力を生み出していることを明らかにした。また、この運動を誘導する細胞外のシグナル因子であるFGF10の蛍光蛋白を作製し、その拡散ダイナミクスをMatrigel内、組織内で計測した。Matrigel内での拡散はモデルで予測しているのとほぼ同じ早さだったが、生体の間葉組織内ではFGF10はほとんど拡散しないことが明らかになった。生体内の場合、FGF10の分布はタンパク質とmRNAでほとんど変わらないことがわかったため、FGF10そのものの拡散ではなく、一つ上流の因子の濃度勾配によって形態形成が起こることがわかった。これらの実験および数理解析は、肺の枝分れ形成の基本メカニズムの解明という意味で科学的な意義が大きい。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、肺上皮がFGF10の濃度勾配を感知して集団で移動するメカニズムの検証を行った。これまで、in vitroの系を用いて、単離した上皮周辺のゲルの変形によって運動メカニズムを推定していたが、実際のin vivoでの挙動の観察を行った。これまで、腎臓の上皮の類推かち、肺の上皮でも、枝の長軸方向にそった細胞全裂が起こることによって枝の伸長が起こるとされていたが、名古屋大学の宮田卓樹研究室でLyn-EGFPマウスを用いて肺の器官培養系での上皮の挙動を観察し、細胞分裂にはApical-Basal方向への運動以外は特定の方向性が見られないことがわかった。また、Cortactinのwhole mount免疫染色の結果から、生体内の状態でも上皮細胞がlamellipodiaを隣りの細胞の基底膜と細胞膜の間にのばしていることがわかった。これらの観察結果は、in vivoでもin vitroと同様、肺の上皮細胞が細胞間の結合を保ちつつbasal面でlamellipodiaを用いて集団的に移動している、という仮説を支持する。また、FGF10の濃度勾配に肺の上皮がどのように反応するかを見るために、蛍光FGF10の作成を行った。現在のところ、EGFP融合FGF10タンパクを作成し、COS細胞で発現させたところ、狙った分子量のFGF10が高発現していることを確認した。また、このCOS細胞と肺の上皮細胞を共培養したところ、FGF10を発現しているCOS細胞に向かって肺の上皮細胞が動いていく様子が観察され、活性のあるFGF10が産生されていることが確認された。しかし、産生量が少なく、細胞外でのFGF10の分布はまだ確認できていない。交付申請書に記載した項目のうち、細胞運動に関する項目はほぼ順調に推移している。

また、細胞外のシグナル因子の濃度勾配の形成に関しても、蛍光蛋白の作成が進みつつある。マイクロデバイスを用いた勾配形成系の開発が少し遅れているが、当初の設計とは異なるデザインのデバイスの動作チェックを行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究のうち、肺の上皮の運動様式に関しては、最初の仮説を支持する実験結果が集積しつつあるので、適宜論文にまとめる。外場の濃度勾配に関しては、活性があって、観測可能なFGF10蛋白の生成が成功し次第、拡散係数、取り込みダイナミクスの計測および、数理モデルとのパラメータフィッティングを行う予定である。
唐代著述考

本研究は、国内外において、唐代著述と関係研究資料を幅広く調査・収集・整理し、經部・史部・子部・集部の四部にわけて、各著述の成立・構成内容及び著者の履歴などを究明し、解題を作成している。(1)本研究の目的は、唐代の著述についてその全貌を究明することである。(2)研究範囲は上限が紀元618年(唐高祖武徳元年)唐王朝建国、下限が紀元907年(唐哀帝天祐四年)唐王朝終焉とする。すなわち、唐王朝その時代に絞り、唐代の人の手になる全ての専著・専集を収集する。(3)研究の重点は、唐代著述及び関係著者の調査・考証に置かれる。19年度は上記の研究を実施し、基本的には事前に定めた計画・方法に即して研究を進めてきた。以下がその概要と実績である。(一)日中両国において、本研究に関する漢籍・研究資料を幅広く収集している。(1)本研究に必要な基本図書・資料を収集し、資料整理を行っている。(2)唐・宋代の典籍(中国の経典・史書・諸子書・文集詩集・総集・地方志・墓志・石刻・敦煌文献・類書・叢書・譜牒・史料価値のある随筆など)に現れる唐代の著述に関する記述を調査している。(3)日本における唐代の著述を調査している。(4)日中出土古文献を調査している。(5)近代以降の学者が著した唐代の著述に関する論文・著述を収集している。(二)それまでの蓄積(主に『日本・中国における唐代の著述に関する総合目録作成のための基礎的研究』の研究成果)を基盤として、『新唐書』芸文志を中心に、『日本国見在書目』などの目録などに依拠しつつ、仏典・道教典書目や敦煌選書総目なども参考としながら、『唐代著述考』総目(草案)を作成している。(三)『唐代著述考』総目(草案)の一部について各分野の専門家に意見を求めている。(四)本研究に必要な設備備品・図書を購入した。20年度は上記の研究を実施して、基本的には事前に定めた計画・方法に即して研究を進めた。(2)唐・宋代の典籍(中国の経典・史書・諸子書文集詩集・総集・地方志・墓志・石刻・敦煌文献・類書・叢書・譜牒・史料価値のある随筆など)に現れる唐代の著述に関する記述を調査している。代表者・孫猛が日本国内・中国国内・アメリカで、協力者が中国国内で、研究に必要な基本図書・資料を収集し、資料整理を行った。(二)それまでの蓄積(主に『日本・中国における唐代の著述に関する総合目録作成のための基礎的研究』の研究成果)を基盤として、『新唐書』芸文志を中心に、『日本国見在書目』・『宋史』芸文志など39種目録などに依拠しつつ、仏典・道教典書目や敦煌遺書総目なども参考としながら、『唐代著述考』総目と經部・史部・子部(一部)の解題を作成している。(三)『唐代著述考』総目と經部・史部・子部(一部)の解題について各分野の専門家に意見を求めている。(四)収集した資料を入力した。(五)本研究に必要な設備備品・図書を購入した。21年度は上記の研究を実施して、基本的には事前に定めた計画・方法に即して研究を進めた。(2)唐・宋代の典籍(中国の経典・史書・諸子書文集詩集・総集・地方志・墓志・石刻・敦煌文献・類書・叢書・譜牒・史料価値のある隨筆など)に現れる唐代の著述に関する記述を調査している。代表者・孫猛が日本国内・中国国内で、協力者・陳尚君などが中国国内で、研究に必要な基本図書・資料を収集し、資料整理を行った。

(二)それまでの蓄積(主に『日本・中国における唐代の著述に関する総合目録作成のための基礎的研究』の研究成果)を基盤として、『新唐書』芸文志を中心に、『日本国見在書目』・『宋史』芸文志など39種目録などに依拠しつつ、仏典・道教典書目や敦煌遺書総目なども参考としながら、『唐代著述考』総目と子部の解題を作成している。今までに作成された經部・史部の内容を補正している。(三)『唐代著述考』総目と子部の解題について各分野の専門家に意見を求めている。(四)収集した資料を入力した。(五)本研究に必要な設備備品・図書を購入した。22年度の研究実績の概要は、次の通りである。1、日中両国において、本研究に関する漢籍・研究資料を幅広く収集している。(1)本研究に必要な基本図書・資料を収集し、資料整理を行っている。(2)唐・宋代の典籍(中国の経典・史書・諸子書文集詩集・総集・地方志・墓志・石刻・敦煌文献・類書・叢書・譜牒・史料価値のある随筆など)に現れる唐代の著述に関する記述を調査している。(3)出土古文献資料を調査している。(4)近代以降の学者が著した唐代の著述に関する論文・著述を収集している。2、それまでの蓄積(主に『日本國見在書目録』研究・『日本・中国における唐代の著述に関する総合目録作成のための基礎的研究』の研究成果)を基盤として、『新唐書』芸文志を中心に、各目録などに依拠しつつ、仏典・道教典書目や敦煌遺書総目なども参考としながら、子部と集部(一部)の解題を作成している。今までに作成された經部・史部・子部(一部)の内容を補正している。解題の内容は、主に、各著述について、(1)成書経緯とその構成内容、(2)各書の真偽、(3)各書の流伝状況(存・佚・殘・不明)と伝本、(4)その著述に対する前人の研究成果及び意見などが含まれる。著者については、(1)生卒年、(2)籍貫及び郡望、(3)登第及び任官、(4)主要活動、(5)著述などである。3、作成した解題について協力者・各分野の専門家に意見を求めている。4、収集した資料を入力している。本年度は基本的には事前に定めた計画・方法に即して進めているが、経費・天候・国籍などの原因で未調査部分があるので、本研究を今後も継続する必要があると思う。台湾に関係圖書・資料が大量に所蔵されているが、未調査となっている。来年度から大陸の所蔵を引き続き調査する同時に、台湾の所蔵を調査する予定がある。
Ｍｉｎｄ－Ｂｒａｉｎ－Ｈｕｍａｎ－Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ技術開発に向けての基盤研究

研究課題であるMind-Brain-Human-Interfaceの開発に向けて、ヒトの快や不快といった情動と呼ばれる精神活動をとらえる技術の確立が必要である。しかし、精神活動は個人差が大きいため、各個人に合わせて動的に変化するシステムを構築する必要がある。本研究では、この課題に対し、2つのアプローチ方法を試みた。一つは個人差が大きくなるように抽象的な光や音を刺激として用い、それらの感覚刺激を与えられた際のヒトの精神活動を脳波から捉えようとするものである。女性被験者10名を対象に実験を行った。視覚刺激にはより純粋な色のみの刺激とするため、LED照明を曲面に投射したものを採用した。また、聴覚刺激にはピンクノイズを使用した。LED照明は色を、ピンクノイズはイコライザをランダムに変化させることで、各個人によって評価の異なる空間を構築した。この空間で一定時間刺激を与え、その際の脳波を測定した結果、前頭における脳波の左右不均等な賦活と、刺激に対する主観的な評価に関連が見られた。また、この結果を応用したメディアアート作品「rendezvous」の製作、展示に携わり、鑑賞者個人に合わせて動的に変化するシステムの構築を試みた。もう一つのアプローチ方法は、日常生活における精神活動を可視化するために、その状況の一つとして車両運転中のドライバーを対象として、実験を行った。若年者、高齢者それぞれ10名を対象にドライビングシミュレータを用いた仮想運転中にN-backタスクという課題を与えた際の脳血流と脳波を測定したところ、課題の難易度の応じて脳血流や脳波の変化が確認できた。この結果から、運転への集中の程度が定量的に計測できる可能性が示され、ドライバー個人に合わせた情報提示や運転補助技術などの展望が開かれた。26年度が最終年度であるため、記入しない。(1)メディアアートとの融合ヒトの感情や情動といった精神活動は、他人との関わり合いの中で活発になるものがあると考えられる。その一つに、共感がある。ここでは、共感とは「他人の表情や言動から、その人の心情を理解しようとする精神活動である」と定義した。これをメディアアート作品に応用したものが「E-motion」である。この作品では、まず様々な表情を提示した際の脳波を記録し、次にK近傍法を用いたパターン認識により、再度提示した表情の中から最も再現性の高い表情を判別し、この表情を「最も反応した表情」として最後に再度提示するものとなっている。この作品は成安造形大学内のキャンパスが美術館で、2013年5月18日から6月16日まで展示し、一般公開した。インフォームドコンセントを頂いた実験参加希望者の方を被験者とした。被験者数は100名を超え、老若男女問わず、広くアウトリーチ活動を行うことができた。実験で得られたデータを解析した結果、いくつかの改善点が明らかになった。これを踏まえ、平成26年度も作品の展示を行う予定である。(2)運転時のドライバーの心理状態を脳機能計測や生理的指標から推定する技術開発この研究は、国土交通省国土技術総合研究所の委託を受けた京都大学大学院工学研究科との共同研究である。目的は、運転時のドライバーの心理状態を機能的近赤外分光法(fNIRS)と心電図、視線計測などの生理的指標から推測することであり、シミュレータを用いて、単純な環境下で実験を行った(写真右は被験者と計測装置)。運転時におけるカーブでの膨らみや壁への衝突などといったミスの回数と、脳血流変化、視線移動に関連が見られた。これらの結果を踏まえ、さらに詳細な検討を行うために平成26年度も継続して研究する予定である。

26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していたメディアアートとの融合研究に加え、運転時のドライバーの心理状態を脳機能計測や生理的指標から推定する技術開発を進めており、いずれも成果が挙げられたため。前年度に得られた結果を基に、さらに研究を進め、ヒトの情動や感情といった精神活動を生理的データから推測する技術開発を推進する。
SOCS遺伝子改変アレルギーマウスモデルにおける中耳局所粘膜免疫応答の解明

アレルギー感受性を規定するIgE抗体が高値を示す遺伝子改変アレルギーマウス(CD19Cre-SOCS1 flox)を用いて、アレルギー性鼻炎合併中耳炎における病態の詳細な分析を行った。アレルギー性疾患においては通常IL-4やIL-5といったTh2系サイトカインの上昇が中心と考えられるが、アレルギー性鼻炎合併型中耳炎では中耳内においてTh2のみならず、Th1系サイトカインやケモカインの著明な上昇が見られた。中耳炎の病態は通常鼻腔からの細菌やウイルス感染から中耳内の炎症が惹起されると考えられているが、アレルギー性鼻炎の合併は中耳内での炎症病態の著明な増強効果が認められることが示唆された。アレルギー性鼻炎による鼻腔粘膜の腫脹は経耳管感染を基礎病態とする中耳炎の遷延化につながり、鼻アレルギーの治療が中耳炎遷延化防止に有効であるとの報告もある。これを実験的に検証することを目的とし、IgE抗体レベルが有意に上昇するアレルギー性疾患モデルマウスを用いて、マウス中耳炎モデルを作製する。IgE産生が促進した状態で、アレルギー性鼻炎・中耳炎の病態を形成させ、アレルギー関連性慢性感染中耳炎の増悪化について、その分子病態を明らかにすることを目的にする。B細胞から作られるIgE抗体は、肥満細胞や好塩基球を刺激して炎症性メディエーターを放出することで気管支喘息やアレルギー性鼻炎などのI型アレルギーに関与する。IgE産生は多くのサイトカインによって直接的にまたは間接的に制御されているが、とりわけTh2細胞が産生するIL-4は転写因子STAT6の活性化を通じてIgEへのクラススイッチを誘導する重要なサイトカインである。一方、サイトカインシグナル伝達経路いわゆるJAK/STAT経路を抑制する内在性分子としてSuppressor of cytokine signaling 1(SOCS1)が知られており、これをB細胞特異的に欠損するマウスには過剰なIL-4/STAT6シグナルによる血清IgEの有意な上昇とアレルギー感受性の亢進が認められている。アレルギー感受性を規定するIgE抗体が高値を示す遺伝子改変アレルギーマウス(CD19Cre-SOCS1 flox)を用いて、アレルギー合併中耳炎モデルを作製し、中耳や鼻腔などの局所アレルギーが中耳における炎症病態にどのような影響を与えるか解析した。コントロール群、アレルギー性鼻炎群、中耳PBS投与群、中耳オボアルブミン投与群の鼻腔、中耳粘膜組織をHE染色し炎症細胞や中耳粘膜の組織学的変化を観察した。SOCS1グループマウスでは明らかな粘膜肥厚や炎症細胞の浸潤が見られた。また中耳粘膜においてはSOCS1グループで著明な中耳粘膜への炎症細胞浸潤や中耳腔への好酸球の増加を認めた。SOCS1群ではTh2系のサイトカインであるIL-5、IL-13、Th1系ではIL-1b、IL-12(p40)、IL-12(p70)の著明な上昇を認めた。またケモカイン解析ではG-CSF、GM-CSF、MCP-1においてSOCS1群において有意な上昇を認めていた。またアレルギー性鼻炎合併中耳炎における病態の詳細な分析を行った。本実験では中耳炎病態を考える上で、昨今増加しているアレルギー性鼻炎の合併を考慮することが非常に重要であること示した。今後は難治性中耳炎においてアレルギー病態を抑制することが中耳炎の改善にどう影響するのか、またその方法論について基礎医学的に解析していく予定である。耳鼻咽喉科・頭頸部外科B細胞特異的にSOCS1を欠損させたマウス(CD19Cre-SOCS1 flox)を用いて、アレルギー疾患モデルマウスの急性中耳炎症病態における詳細な解析を実施する。アレルギーマウスの作成後血清IgEをELISAにて測定したところSOCS1グループが5306ng/mlに対しコントロールであるBALB/cグループでは39ng/mlと有意にSOCS1が高い傾向にあった。アレルギーマウスの鼻腔にオボアルブミン(OVA)の抗原感作を行い、アレルギー性鼻炎モデルを作製した。アレルギー感受性を規定するIgE抗体が遺伝的に高値を示す遺伝子改変アレルギーマウスを用いて、アレルギー鼻炎合併中耳炎モデルを作製し、中耳や鼻腔などの局所アレルギーが中耳粘膜における炎症病態にどのような影響を与えるか解析し報告する。初年度にてアレルギー性鼻炎

関連中耳炎マウスの作成を行ったが、さらに詳細な局所免疫動態の検索のために必要なELISAキットの購入ができていないために残金が生じた。アレルギー性鼻炎関連中耳炎マウスの作成後、中耳粘膜、鼻腔粘膜、血清を採取しそれぞれ検体のサイトカイン、ケモカインの測定を行うためのELISAキット購入の資金に当てる予定である。また全身的な免疫動態の測定のために必要な抗体購入も行う予定である。
一八世紀イングランド法文献史研究

一八世紀法律図書目録の分析によって、共和制期における法律文献の英語化以来、大衆的法律文献市場が成立していたことが明らかとなった。一八世紀イングランドの法的統治の安定性は、一つには、この大衆化された法知識の地方への浸透によって支えられていたと思われる。他方、学術的著作の販路は狭く、手稿にとどまったが、匿名で出版されたギルバートの遺稿群は『英法釈義』に素材を『英法百科』に範型を提供した。一八世紀法文献の分類、整理、評価方法確立のため、一八世紀法文献史のイングランド法文献史全体の中での位置付けを、予備的に、乃至仮設的に設定しておく必要がある。そのために、平成一九年度は、法文献研究におけるBibliographiesのBibliographyともいうべき、William L.Friend,Anglo-AmericanLegal Bibliographiesを入手して、一八世紀法律文献出版状況を概括的に把握することに努めた。また、法文献カタログの出版史を学ぶと共に、分類方法、出版動向の変化を捉えるために、代表的な法文献出版カタログであるWorall,Bibliotecha Legum Angliaを出版年次別に蒐集した。また、前提としての一七世紀法文献史を概観するために購入を予定していた英語圏初期印刷物文献目録(The English Short Title Cataloguel473-1800)のCD-ROMについては、British Libraryのホーム・ページを利用してアクセス出来るようになったこともあり、法学教育の側面から法文献史の研究を進める方に重点を移し、復刻版で出版されているものも含め、一八世紀法学教育史関係の文献を蒐集した。一八世紀の法文献収集家ハーグレーヴのColIectane Juridicaeにも収められ、法文献による法学習に絶大な影響を与え続けたヘイルのロールズ法要録序文については、現在訳出中である。また、今年度法制史学会ミニ・シンポジウムにおける報告発表の関係で行なった一八世紀法律関係図像資料研究により、法律文献に現れない資料の重要性にも気付かされたが、当面は専門法文献から検討を進めていく予定である。本年度は、マイクロ化された一八世紀法文献の補充を行ない、一八世紀イングランド法文献史の本格的検討に入る予定であったが、予算内で完全な収集が行えず、また、自然法学関係の法文献はもとより、コモン・ローの法律書カタログまでもが、法律以外のユニットに収録されていることが判明した。他方、一八世紀出版英語文献全体がオン・ライン化され、マイクロで収集するより、オン・ラインで収集する方が安価となることが判明したこともあり、他分野の教員と協力し、一八世紀全分野につき、研究設備の私学助成で申請することしし(現在申請中)、当面、本学に収録済のマイクロフィルムの活用の便宜のために、高速マイクロフィルム・スキャナー(スキャンプロ一式)を導入し研究の効率化を図ることとした。English Reportに収録されなかった判例集の調査については、島根大学に非常勤に出かけた機会を利用して表紙のみのプリント・アウトを行ない目録作成の準備作業を行なった。また、高速マイクロフィルム・スキャナーの導入が設置場所等の問題もあり遅れる中、一八世紀の法文献による法曹養成への転換に大きな役割を果したヘイルの『ロール法要録』序文の翻訳と解説に着手し、完成させた。今年度『法と政治』に掲載予定である。また、英国初の法律書カタログであるBassettの法律書カタログを入手し分析を開始している。なお、一八世紀法史研究の巾を広げる上で、図像の文献の重要性を指摘したが、この面では、法制史学会では、ホガース、ギルレイの版画、裁判所建築設計図等を基礎に法制史学会のシンポジウムで法史研究における図像の果す役割について発表を行なった。2009年には、この期の出版文化を本格的に扱ったケンブリッジ・英国出版史、第六巻(1695-1830)が出版された。法律書出版に関しては、プレストが担当しており、この分野の研究への着手が現在の学問状況に適ったものであることを確認すると共に、英国における最新の研究成果を学び、海外における研究の進展と合わせ検討を進めていくことが出来た。二月より、本学でもゲール社の一八世紀出版英語文献がオンラインで利用できるようになり、春休み期間を使った最終段階での追い込みとなったが、必要な文献をアマゾン・キンドルにPDFファイルをダウン・ロードすることによって容易に利用可能で、読み易く、複写や印刷の手間を考えると、マイクロ利用に比し数十倍の効率で研究することが可能となった。オンラインの導入を待つ間、一八世紀法文献史研究の前提として開始したヘイル『ロール』法要録の翻訳解説を脱稿し、関西学院法政学会紀要『法と政治』第60巻2号に発表した。オンライン版導入後、以前に進めていたバセット、ウォラル等の法学関係図書目録の欠落部分の整備と分析を横軸に、大英図書館WebsiteのSTC検索を縦軸に一八世紀の法学文献全体のマッピングを行なうことによって一八世紀法学の全体像の把握に努め、従来見過ごされがちであったヘイルとブラックストンの間を繋ぐ環としてのギルバートやヤコブの業績の意義を発見することが出来た。
polyethylene particleがマクロファージに与える影響について

人工関節周囲のosteolysisの原因として,ポリエチレン摩耗粉をマクロファージが貧食し,炎症性サイトカインを放出して,破骨細胞が誘導される機序が推測されている.一方,生体材料と細胞の反応には,材料表面に付着する蛋白が重要で,介在する蛋白によって細胞の反応が変化するといわれている。本研究ではマクロファージのポリエチレン粒子貧食と、それに伴う活性化の機序を明らかにする目的で,生体内でポリエチレン粒子周囲に付着していると考えられる蛋白に着目してin vitroで実験を行った.ポリエチレン粒子周囲に付着する血清蛋白のSDS-PAGEによる検討では,アルブミンとγ-グロブリンが検出された.一方,ポリエチレン粒子はその比重と表面荷電のために凝集,浮上してしまい,これまでin vitroの実験系ではほとんど使用することが不可能であった.光散乱法によるポリエチレンの粒子径の検討では,無血清浮遊液では7.2μm,血清浮遊液では3.3μmで,血清浮遊液で粒子径が小さかった.すなわち粒子周囲に血清蛋白を付着させることで,凝集を抑制することができた.さらにマクロファージの付着したチャンバースライドを粒子浮遊液で充填後,プラスチックシートで密閉,倒立し培養を行う倒立培養法を用いることで,マクロファージとポリエチレン粒子を再現性をもって混合,接触させることが可能となった.倒立培養法による検討では,ポリエチレン粒子周囲の付着蛋白により,マクロファージの粒子貧食促進,IL-6,IL-1βの産生増加が観察された.またポリエチレン粒子周囲にアルブミン,γ-グロブリンをそれぞれ付着させて,マクロファージの貧食,サイトカインの産生を検討した結果,γ-グロブリンを付着させた場合に有意に粒子の貧食促進,IL-6,IL-1βの産生増加を認めた.人工関節周囲のosteolysisの原因として,ポリエチレン摩耗粉をマクロファージが貧食し,炎症性サイトカインを放出して,破骨細胞が誘導される機序が推測されている.一方,生体材料と細胞の反応には,材料表面に付着する蛋白が重要で,介在する蛋白によって細胞の反応が変化するといわれている。本研究ではマクロファージのポリエチレン粒子貧食と、それに伴う活性化の機序を明らかにする目的で,生体内でポリエチレン粒子周囲に付着していると考えられる蛋白に着目してin vitroで実験を行った.ポリエチレン粒子周囲に付着する血清蛋白のSDS-PAGEによる検討では,アルブミンとγ-グロブリンが検出された.一方,ポリエチレン粒子はその比重と表面荷電のために凝集,浮上してしまい,これまでin vitroの実験系ではほとんど使用することが不可能であった.光散乱法によるポリエチレンの粒子径の検討では,無血清浮遊液では7.2μm,血清浮遊液では3.3μmで,血清浮遊液で粒子径が小さかった.すなわち粒子周囲に血清蛋白を付着させることで,凝集を抑制することができた.さらにマクロファージの付着したチャンバースライドを粒子浮遊液で充填後,プラスチックシートで密閉,倒立し培養を行う倒立培養法を用いることで,マクロファージとポリエチレン粒子を再現性をもって混合,接触させることが可能となった.倒立培養法による検討では,ポリエチレン粒子周囲の付着蛋白により,マクロファージの粒子貧食促進,IL-6,IL-1βの産生増加が観察された.またポリエチレン粒子周囲にアルブミン,γ-グロブリンをそれぞれ付着させて,マクロファージの貧食,サイトカインの産生を検討した結果,γ-グロブリンを付着させた場合に有意に粒子の貧食促進,IL-6,IL-1βの産生増加を認めた.
強相関系における非平衡量子現象の理論

凝縮系物理において非線形応答領域での非平衡量子現象の研究が急速に進展している。本研究では、強相関効果に焦点をあて、レーザーや直流電場を制御パラメータとして非平衡状態の物性をコントロールする「動的物性制御」に関する理論研究を行う。強相関の非平衡量子現象を対象として、時間駆動系に対するフロケ理論、非平衡動的平均場などの強力な理論手法を駆使した解析を行い、さらに強相関系における散逸・ロスの効果を扱う枠組みとして「強相関非エルミート量子現象」の理論を構築する。固体におけるレーザー誘起相転移、電場誘起の絶縁破壊現象などに加え、冷却原子系における時間依存量子現象の解明を目指す。
病院環境における不眠患者の入眠を促進するフットケアに関する基礎的研究

前年度に考案したフットケア方法の生理的効果について,足浴あるいはマッサージによる単独効果であるのか,足浴とマッサージの相乗効果であるのかを明らかにするために基礎的実験を行った。研究の同意が得られた健康な高齢者10名を対象にして,足浴,マッサージ,フットケア,安静臥床のみ(コントロール)の実験をランダムな順番で行った。ケアの生理的効果の指標として,被験者の心拍数,血圧,口腔体温,下肢深部皮膚温の測定を行った。ケア前の測定値を基準値とし,ケア後の時間経過における変化率を用い,分析を行った。その結果,(1)いずれのケア群においても血圧,口腔体温の変動は少なかった。(2)マッサージ,フットケア群は,コントロール群と比較してケア後有意に心拍数が減少した。足浴群について統計的有意差はなかったが心拍数の増加が認められ,ケア後10分以降に心拍数の急激な減少が認められた。(3)いずれのケア群においても下肢の未梢温が上昇されるが,温熱刺激を利用する足浴,フットケア群はケア直後から下肢温の上昇が認められた。以上より,足浴あるいはマッサージ単独でも効果はあるが,この二つを組み合せによってさらに生理的効果が期待できる。考案したフットケアの睡眠への効果を明らかにするために,入眠困難の訴えがある成人女性2名に対して,就寝前にフットケアを実施し,起床後に質問紙による主観的効果の調査を行い,ケアをしないコントロールと比較した(計5日間)。その結果,フットケアをされることの気持ちよさの主観的評価は高かったが,フットケアをされたからといって常に入眠が促進されなかった。その理由の一つに,被験者の日中の活動の程度,精神的ストレス等の影響が考えられた。平成10年度は、実験室においてフットケアの効果を測定する基礎実験を行った。実験室環境の条件設定は、フットケアを病室で行うイブニングケアの一つとして考え、本研究に先立ち調査を行った府立系2病院の夜間の温湿度の結果に基づいて選定した。まず、フットケア方法の検討を行った結果、本研究におけるフットケアは以下のとおりとした。15リットル用ポリバケツに、40°C、10リットルのお湯を入れ、端坐位で7分間の足浴を行い、足浴後バスタオルで水分を充分に拭いた。その後、仰臥位で左足から(1)足底中央部の指圧、(2)足祉の指圧および揉捏、(3)足鉦の付け根から踵部までの足底の指圧および揉捏、(4)足底全体の軽擦の手順でマッサージを5分間かけて行い、右足にも同様の手順で行った。次に、健康な20歳代の成人女性12名を対象にして、このフットケア方法を用いて、フットケアの生理的効果の検討を行った。フットケアによって、血庄に大きな変動はなく、心拍数が減少し安定しており、血液循環動態での負荷はないと考えられた。また、下肢の深部皮膚温が有意に上昇し、ケア後2時間経過しても維持されていた。睡眠については、被験者の申告と研究者の観察からであるが、全員が入眠していた。さらに、年齢階級別入院構成割合が多い70歳代の健康な高齢者10名(男女各5名)を対象にフットケアを実施した結果、成人女性を対象にしたフットケアの生理的効果と同様の結果が得られた。ただし、高齢者群と比較して、成人女性群の方が、心拍数の減少、安定化が著明で、副文感神経作用がより優位になっていた。来年度は、フットケアの睡眠に対する効果を脳波の測定等で客観的な評価を行い、病院環境における不眠患者の入眠を促進するフットケアの検討を行う。
等温場蒸気吸着体の細孔内拡散抵抗測定と細孔特性を考慮した抵抗値理論予測手法の確立

本研究では、多孔質吸着材内の蒸気の吸着・脱着速度に影響を及ぼすと考えられる細孔内の拡散抵抗値について、その理論予測手法の確立を目的とする。研究期間中に、伝熱板に多孔質吸着材を塗布して一体化した伝熱促進型蒸気吸着体に等温で蒸気を吸着・脱着させて各反応速度を測定する。そして、数値解析と組み合わせて、細孔拡散および表面拡散の各抵抗に分離・同定する。さらに細孔特性の異なる複数の吸着材についても同様に検討し、各抵抗に及ぼす細孔特性(例えば、細孔直径・構造・濡れ性など)の影響を定量化して関係を整理する。理論予測手法の確立により、反応速度を飛躍的に改善する吸着体の最適設計が可能になると考える。
排水からの熱回収を行う集合住宅のエネルギーシステムに関する研究

1.集合住宅の排水系の実態調査集合住宅で排水および排水系の温度・熱量に関する実測値を得た。セントラル給湯を行っている団地ではかなり有望な熱源が無駄に捨てられていることが明らかにした。また、パイプシャフト内気温は屋外気温と異なり、配管からの熱損失に対してこの値の重要性が確認できた。2.排水系からの非定常熱損失に関する研究間欠使用の排水横管、立て管の両者に対し、熱損失に関する実験と解析を行った。その結果、精度の高い近似解析モデルを提案するとともに、熱損失に及ぼす有意要因を明らかにした。有意要因を変数とする単純な回帰式を求め、任意条件の熱損失の容易な推定を可にした。3.排水からの熱回収槽の最適設計に関する研究浮力を活用して温排水と冷排水を分離する、フィルター槽について、実験と解析を行い、妥当な数値解析プログラムを完成した。槽への流入条件、分水板の寸法・設置位置などの影響を数値解析的に検討し、条件によってフィルター機能が複雑に変化することを明らかにした。水温・流量がランダムに変動する現実的な場における槽の最適設計の重要性を明らかにした。4.回収システムの評価に関する研究高層集合住宅において、太陽熱と排水熱回収システムの結合システムのシステムシミュレーションを行い、エネルギーシステムのあり方を考察した。提案システムはエネルギーの流れにマッチしたシステムとして、上層階住戸は屋上に設置した太陽熱集熱器による給湯・暖房、下層階は上層階・中間階からの排水を利用した熱回収システムによる給湯・暖房、中間階は従来型のシステムを設定した。上記2.の結果をも参照して、年間エネルギーシミュレーションを行い、大きな省エネルギー効果の得られること、従来型を無くすための階数などを明らかにした。計画にあげた4課題について、当初の計画と若干の前後はあるが、本年度の目標はほぼ達成された。以下に課題ごとの現状を述べる。(1)排水管系からの熱損失の軽減に関する研究・排水横管に関するデータの再整理と、解析の充実化を行った。結果を論文集へ投稿し、採択され掲載された。・排水立て管からの熱損失に関して、実験と解析を行った。流れと熱伝達にフォーリングフィルムの理論を適用し、配管の非定常熱伝導プロセスを解くモデルで実用上十分の精度の予測ができることを確認した。この理論を用いて、熱損失に及ぼす各種因子の影響の感度解析を行った。現在、投稿論文執筆中。(2)温水フィルター槽の特性解析・温水と冷水が交互に流入する槽の実験を行い、単純なく形波状の入力に対するフィルター機能を確認した。性能アップのための槽の構造に対して考察を行い、実験的に確認した。一部を学術講演会で報告した。・槽の最適設計に用いる数値予測モデルとして、NS式をベースとするモデルに対し、プログラムのプロトタイプを完成させた。現在、バグ除きの作業がほぼ終り、次年度の解析的検討の準備が整いつつある。(3)太陽熱などとの組み合わせによるシステムシミュレーション・蓄熱タンクをもった太陽熱源のシミュレーションプログラムは作成した。全系のシミュレーションは、他の部門の研究待ちの段階である。(4)建物排水系の実態調査・放射温度計を用いて、配管温度のスポット的な観測ができるためのシステムを構成し、大学の暖房戻り配管でその有効性のチェックを行った。1.集合住宅パイプシャフト内環境の実測実際の集合住宅で実測を行った。その結果、(1)スポット型放射温度計による配管温度の計測精度の検証を行い。おおよそ±2°C以内の精度を確認した。(2)パイプシャフト内気温は屋外気温と異なり、配管からの熱損失に対してこの値の重要性が確認できた。2.排水系からの非定常熱損失に関する研究前年度作成した予測プログラムを用いて、排水縦管からの熱損失を対象に実験計画法に基づく一連の数値実験を行った。

数値実験結果の有意要因分析および回帰分析を行い、熱損失率の簡易推定式を作成した。3.排水からの熱回収槽の最適設計に関する研究(1)浮力を活用して温排水と冷排水を分離する、フィルター槽の数値解析プログラムを作成し、前年度実験値との比較により解析プログラムの妥当性を確認した。(2)槽への流入条件、流入方向、分水板の寸法・設置位置などの影響を数値解析的に検討し、条件によってフィルター機能は複雑に変化することを明らかにした。(3)水温・流量がランダムに変動する現実的な場における槽の設計法の確立は、興味ある課題であることがわかった。4.回収システムの評価に関する研究高層集合住宅において、太陽熱と排水熱回収システム(ガスエンジンヒートポンプ)の結合システムのシステムシミュレーションを行い、エネルギーシステムのあり方を考察した。提案システムはエネルギーの流れにマッチしたシステムとして、上層階住戸は屋上に設置した太陽熱集熱器による給湯、暖房、下層階は上層階・中間階からの排水を利用した熱回収システムによる給湯・暖房、中間階は従来型のシステムを設定した。上記2.の結果をも参照して、年間エネルギーシミュレーションを行い、大きな省エネルギー効果の得られること、従来型を無くすために階数、上階から熱を順次使うことの効果などを確認した。