hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
琉球を臨界面とする「境界性中国語」の形成について

19)は、ベッテルハイムとその通訳、さらに那覇の通事たちとを取り持った、「官話」のvehicle languageとしての性格について論じたものである。中国における歴史的共通言語「官話」がもつ、正統言語また流通言語としての両側面が、周縁における華化メカニズムの中で、両輪の歯車の如く機能したことを、明清期の周縁地域における官話学習から考察した。特に中国東南域における正統意識の転変が、言語そのものの位置づけに大きく関わったことが、考察の中から明らかになった。琉球士族の家譜に見られる官話語料は、これまでに研究されたことのない新資料であるが、その実態は「境界性中国語」(vehicle languageとしての中国語)と呼ぶにふさわしい特徴を有していることが明らかとなった。また清末の宣教師が、琉球において布教を行った際、現地役人との間の公式のコミュニケーションの場では、完全に中国語を介していたこと、多くの場合は、広東もしくは香港近辺の商人たちが通訳として雇われていたことが、史料調査の中から明らかになった。またその揚で使用された「中国語」も、その破格の特徴からみて、一種の「境界性中国語」であったと見なすことができる。このように、琉球という視座を通して、明清期、中国沿海地域から境外にかけての広範な交易圏において、人的移動と言語の流通を通じて境界性中国語-「官話」-が拡散し変容した事象を具体的に叙述することが可能となった。また、八重山博物館、沖縄県立博物館、沖縄公文書館、琉球大学、また法政大学沖縄文化研究所などに所蔵される、各種琉球「官話」資料及ぴ官話教科書の調査を通して、これら琉球で用いられた「官話」に、福建省で編纂された正音書や白話小説、さらに皇帝聖訓の官話版など通俗書の影響が色濃くうかがえることも、本研究によって明らかとなった。
Active振動系とPassive振動系の動的抗力係数と流体相互作用

本研究計画は、Activeな振動体とPassiveな振動体を統一的に捉える新たな視点に立脚し、非接触の抗力測定法を用いた風洞実験と、実際の鳥や魚の群れの直接観測をとおして、多体の振動体の動的抗力と流体相互作用を現象論レベルで解明する。その結果は、魚や鳥の群れのダイナミクスをより正確に記述するための新たな数値手法の確立,またはエネルギー消費の最小化の観点からみた,陸上・海上輸送個体の隊列最適化問題の解決に繋がる。
筋衛星細胞における機能的不均一性の分子機構の解明

本研究の目的は,マウス骨格筋間あるいは同一筋内でみられる筋衛星細胞(筋サテライト細胞)の機能的な不均一性を分子レベルで理解することであった.1.発生起源の異なる骨格筋間におけるサテライト細胞の機能的不均一性の分子機構の理解本研究では,非体節由来の頭部筋として咀嚼筋を,体節由来の四肢筋として腓腹筋と前脛骨筋を用いた.サテライト細胞の運命決定(増殖,分化,自己複製)について比較検討したところ,咀嚼筋由来細胞は,腓腹筋と前脛骨筋由来細胞に比べ,筋分化および自己複製しにくい反面,増殖能は著しく高いことを確認した.頭部筋と下肢筋由来サテライト細胞間の網羅的遺伝子発現比較解析を行ったところ,特にホメオボックス型転写因子の遺伝子発現パターンに顕著な違いが見られ,サテライト細胞の発生起源特異的な分子特性を明らかにすることができた.2.同一筋内のサテライト細胞における幹細胞様細胞の同定同一筋内のサテライト細胞の機能的不均一性を検討したところ,活性化したサテライト細胞の中には分裂頻度が著しく低い亜集団(低分裂細胞)が存在することがわかった.培養実験および細胞移植実験を行った結果,この低分裂細胞は,長期にわたって自己複製能を維持する「真の幹細胞」であり,分裂頻度の高い(高分裂細胞)集団は一過性に増幅して迅速な筋修復のために運命決定されている筋分化前駆細胞であることがわかった.さらに低分裂細胞の遺伝子発現パターンを調べたところ,Eya2, Syndecan-4, Epha2, Ephb6が高発現することがわかった.以上の結果をまとめて,論文として公表した(Ono et al., J. Cell Sci 2012).本研究の目的は,マウス骨格筋間あるいは同一筋内でみられる筋衛星細胞(筋サテライト細胞)の機能的な不均一性を分子レベルで理解することであった.1.発生起源の異なる骨格筋間におけるサテライト細胞の機能的不均一性の分子機構の理解本研究では,非体節由来の頭部筋として咀嚼筋を,体節由来の四肢筋として腓腹筋と前脛骨筋を用いた.サテライト細胞の運命決定(増殖,分化,自己複製)について比較検討したところ,咀嚼筋由来細胞は,腓腹筋と前脛骨筋由来細胞に比べ,筋分化および自己複製しにくい反面,増殖能は著しく高いことを確認した.頭部筋と下肢筋由来サテライト細胞間の網羅的遺伝子発現比較解析を行ったところ,特にホメオボックス型転写因子の遺伝子発現パターンに顕著な違いが見られ,サテライト細胞の発生起源特異的な分子特性を明らかにすることができた.2.同一筋内のサテライト細胞における幹細胞様細胞の同定同一筋内のサテライト細胞の機能的不均一性を検討したところ,活性化したサテライト細胞の中には分裂頻度が著しく低い亜集団(低分裂細胞)が存在することがわかった.培養実験および細胞移植実験を行った結果,この低分裂細胞は,長期にわたって自己複製能を維持する「真の幹細胞」であり,分裂頻度の高い(高分裂細胞)集団は一過性に増幅して迅速な筋修復のために運命決定されている筋分化前駆細胞であることがわかった.さらに低分裂細胞の遺伝子発現パターンを調べたところ,Eya2, Syndecan-4, Epha2, Ephb6が高発現することがわかった.以上の結果をまとめて,論文として公表した(Ono et al., J. Cell Sci 2012).
外傷記憶に対するEMDRの治療効果の比較-外傷記憶が短期記憶か長期記憶かの差-

EMDR(Eye Movement Desensitization and Reprocessing:眼球運動による脱感作と再処理法)は、1987年にShapiroによって発見された心理療法である。EMDRの治療効果は主観的な評価が用いられることが多く、客観的な評価が必要である。本研究では、外傷刺激が呈示された時の事象関連脳電位(ERP)を測定する。ERPのなかでも、認知情報処理の過程を直接反映すると考えられているP3の振幅や潜時が、EMDRの前後でどのように変化するのかを検討した。また、外傷記憶が短期記憶か長期記憶かによって、EMDRの治療効果が異なるのか検討した。まず、EMDRによって不快な記憶が脱感作されるかを精神生理学的な指標であるP3を用いて検討した。その結果、EMDR群においてP3振幅が有意に低下し、SUDSの値も低下した。このことから、EMDRの有効性を主観的評価のみならず、客観的指標である事象関連電位においても明らかにすることができた。次に、外傷体験が2年以内の場合(短期記憶)と、2年以上の場合(長期記憶)を変数として、EMDRの効果発現に差があるのかについて検討した。その結果、短期(2年以内)の外傷記憶に対するEMDRの効果発現ついては、両側性刺激の呈示によって脱感作され、関連刺激に対するP3振幅は低下し,またEMDR施行後のSUDSの値は施行前の値よりも低下した。また、長期記憶に対するEMDRの効果発現については、両側性刺激の呈示により関連刺激に対するP3振幅は減少し、SUDS値も低下した。以上のことから、外傷体験が短期記憶であっても長期記憶であっても、EMDRの治療効果は同じであることが明らかとなった。クライエントは、外傷記憶を想起しながら、治療者が眼前で左右に動かす指を追うように目を左右に動かす。この手続きのくり返しで外傷記憶に関する不安が急速に消失する。EMDRの治療効果は口頭報告による主観的な評価が用いられることが多く、客観的な評価が必要である。ERPのなかでも、認知情報処理の過程を直接反映すると考えられているP3の振幅や潜時が、EMDRの前後でどのように変化するのかを検討する。また、治療の対象となる外傷記憶が短期記憶か長期記憶かによって、EMDRの治療効果が異なるのかを明らかにする。そこで、まず本研究ではEMDRによって不快な記憶が脱感作されるかを精神生理学的な指標であるP3を用いて検討した。被験者は41名の大学生である。まず、重度に不快な記憶を持つ被験者を3群に割り当てた。EMDR群では不快な記憶を想起しながら眼球運動を行い、Image群では視覚刺激を凝視しながら不快な記憶の想起を行い、EM群では眼球運動のみ行った。また、軽度に不快な記憶を持つ被験者を低SUDS(主観的障害尺度)群に割り当て、軽度に不快な記憶を想起しながら眼球運動を行わせた。本実験では、不快な記憶に関連する人物の姓(関連刺激)を刺激に用いて脳波の測定を行い、関連刺激に対して生起したP3の振幅を、眼球運動あるいは視覚刺激を凝視した前後で比較した。その結果、EMDR群のP3振幅が有意に低下していた。また、SUDSの値はEMDR群と低SUDS群で低下した。この結果は、EMDRの有効性を示すものといえる。

EMDR(Eye Movement Desensitization and Reprocessing:眼球運動による脱感作と再処理法)は、1987年にShapiroによって発見された心理療法である。EMDRはPTSDや恐怖症、不安障害などに有効な心理療法として注目されている。EMDRの治療効果は口頭報告による主観的な評価が用いられることが多く、客観的な評価が求められている。本研究では、1)EMDRの効果を精神生理学的な指標である事象関連脳電位(ERP)を用いて明らかにすること、2)外傷体験が短期記憶として保持されている場合と、長期記憶として保持されている場合とでEMDRの治療効果が異なるのかを検討することを目的とした。1、EMDRによって不快な記憶が脱感作されるかを、認知情報処理の過程を直接反映するといわれているP3の振幅や潜時を指標として用いて検討した。その結果、EMDRにより、P3振幅が有意に低下し、SUDS値も低下したことから、P3がEMDRの治療効果を評価する客観的指標であることを明らかにした。2、外傷体験が2年以内(短期記憶)、2年以上(長期記憶)の場合を変数として、EMDRの効果発現に差があるのかについて検討した。その結果、短期記億に対するEMDRの効果発現については、両側性刺激の呈示によって脱感作され、不快刺激に関するP3振幅は低下し,SUDS値も低下した。また、長期記憶に対するEMDRの効果発現については、両側性刺激の呈示により不快刺激に対するP3振幅は減少し、EMDR施行後のSUDSの値は施行前の値よりも低下した。以上のことから、外傷体験が短期記憶として保持されている場合においても、長期記憶として保持されている場合においてもEMDRの治療効果が発現することが明らかとなった。
立体選択的光触媒反応-反応場制御による新規有機合成反応系の開拓

半導体粉末を用いる光触媒反応は、反応系と条件を制御すればファインケミカルズの合成などに十分な選択性を示し、既存の手法では得られない特異な反応が進行する。ここでは、光触媒の活性点に着目し、その制御と新規反応系への応用をめざして、代表的な酸化チタン(TiO_2)と硫化カドミウム(CdS)を用いる有機反応系について活性点構造と選択性の関係を調べた。リシン水溶液にTiO_2を懸濁させてで光を照射すると、正孔による酸化と励起電子による還元が複合して起こり、環化生成物であるピペコリン酸が生成する。白金は励起電子による還元サイトとして機能する。白金微粒子の粒径をほとんど変化させないで、数だけを変化させたTiO_2(TiO_2粒径20-40nm)を用いると、2-プロパノール脱水素反応系では1個のTiO_2粒子に1個の白金粒子が把持されていれば活性が発現し、2個以上でも活性は変化しなかった。一方、ピペコリン酸系では転化率は脱水素と同様の傾向を示したが、ピペコリン酸生成選択率は1個の粒子に複数個の白金粒子が担持された状態で最大となった。これは、正孔による酸化と励起電子による還元の両活性点間の距離に最適値があることを示している。次に、2,6-ジアミノピメリン酸の立体選択的環化反応につて検討した。この系では、白金担持触媒ではシス体が、高温熱処理したCdS粉末ではトランス体が立体選択的に合成できた。これは、熱処理することにより硫黄欠陥が生じ、光照射によって微量の金属カドミウムが析出して活性点が形成されるためである。硫黄欠陥および金属カドミウムの生成機構を解析するとともに、析出した金属カドミウム上でトランス体が生成する機構について検討し結果、白金とカドミウムの立体選択性の違いは、金属としての水素過電圧の相違に見られるように、吸着水素を生じやすいか否かに依存することが明らかになった。
腎尿路系奇形発生の生物学

先天性腎尿路奇形(CAKUT)の発症機序を明らかにする目的でいくつかのCAKUT発症マウスモデルを検討した。Bmp4+/-、Foxc1-/-、およびAgtr2-/Yの変異マウスではヒトCAKUTに形態的に類似した異常形質が認められ、胎生期にさかのぼって解析したところ、このすべてにおいて初期尿管芽形成の位置異常が認められた。特にBMP4を用いて初期尿管芽形成の位置決定機序を解析したところ、BMP4は尿管芽形成の最も重要な誘導因子であるGDNFの作用を拮抗阻害することにより、異所性尿管芽の形成を抑制することが明らかとなった。これまで異所性の初期尿管芽形成こそがCAKUTの多様な形態異常の原因であるという仮説が提唱されてきたが、この仮説を検証する目的で、同一個体内に異所性尿管芽と正常尿管芽を同時に有するFoxc1の変異マウスの解析を行った。その結果、異所性尿管芽は尿管の形態異常と腎の低形成の原因となりうるが、CAKUTに特徴的な多嚢胞性異形成腎の原因とはなり得ない事がわかった。Bmp4+/-では多嚢胞性異形成腎、尿管形態異常や重複腎尿路等の多彩な腎尿路奇形を呈する。これらの異常発症機構を解析した結果、BMP4は尿管芽形成の位置決定以外にも、実に様々な腎尿路の発生調節機能を有することが明らかとなった。すなわちBMP4は1)尿管芽の形成を抑制する一方で、形成された尿管芽に対してはその伸張反応を刺激する。2)後腎間葉組織に作用し、その細胞死を抑制し後腎間質間葉細胞の成長を促進する。3)尿管周囲間葉細胞に作用し、尿管平滑筋の誘導に寄与する。4)さらに糸球体上皮細胞に発現するBmp4は糸球体血管係蹄の形成に関与する。したがってBMP4は尿排出器官形成の多機能調節因子と理解することができ、この機能の多様性がCAKUTにおける解剖学的多様性に通ずると理解された。I.腎尿路発生におけるBMP4の機能解析BMP4欠損マウスのヘテロ接合体(Bmp4+/-)における腎尿路異常を解析した。胎齢10日、正常尿管芽萌出に加えてより頭側に異所性萌出が観察され、重複腎盂尿管の発生機序と考えた。また既に第1分岐を終えた尿管芽の茎部から新たな尿管芽萌出も観察され、不完全重複尿管の発生機序と考えられた。また、尿管芽分岐がBmp4+/-マウスで少なく、腎低形成に関連すると考えた。新生仔腎は水腎症に加え、異形成も認めた。以上よりBMP4は尿管芽の萌出・分岐、その後の後腎組織の分化成熟に関わると考えられた。BMP4はウォルフ管周囲および尿管芽の茎部周囲に発現し、正常尿管芽萌出後の異所性萌出を抑制すると考えた。事実、後腎組織の器官培養にてBMP4ビーズ周囲の尿管芽分岐は抑制された。同部位の尿管でWnt11(GDNF-ret系の標的分子)の発現は局所的に低下し、BMP4はGDNFのシグナルをWnt11発現低下を介して抑制することが示された。一方、後腎組織器官培養にてBMP4ビーズは尿管芽伸長を促進した。

さらに、BMP4添加は、後腎組織における間葉系細胞の中でも、Pax2発現陰性のいわゆるperipheral stromal compartment(尿管芽分岐に引き続く腎組織の分化成熟に重要)の形成を促進した。これらの作用不全がBmp4+/-マウスにおける腎異形成の発生に関与していると考えた。ホモ型Foxc1欠損変異マウスの解析による腎臓の初期形態発生についての検討:Foxc1-/-における重複腎尿管の発生は約60%であった。Foxc1-/-を使用する利点として、重複腎であるため、同一個体内にて下(正常尿管芽由来)の腎臓をコントロールとし、それに対する上(頭側尿管芽由来)の腎臓について比較できることである。まず、出生直後において重複腎の上下を比較すると、上の腎臓の方が、下の腎臓よりも糸球体数、体積ともに低値を示した。この傾向は尿産生直前(E14.5)においても同様であった。Pax2をプローブとし、whole mount in situ hybridization法にてE12.5の胎児の尿管芽分枝数、induced mesenchymeを観察した。すると、上の腎臓の方が下の腎臓に比べて尿管芽分枝数の遅延、induced mesenchyme数の低値が認められた。Eya1をプローブとしE11.0について検討したところ、上の腎臓は、uninduced mesenchymeの疎な部分にureteric budが結合して形成されることが明らかとなった。腎の組織学的検索では、上下いずれの腎臓においても、正常の発達過程にある腎組織像を呈していた。以上より、Foxc1では腎臓の初期発生、分化はureteric budの発現位置により既に決定されていることが示された。また、ureteric budの発現位置の異常のみでは、腎は異形成ではなく低形成を呈するものと考えられた。1.腎尿路発生におけるBMP4の関与(マウスにおける解析)BMP4の腎尿路系発生における関与を、(+/-)マウスの胎生期における後腎組織をもちいてまず検討し、さらに器官培養した正常マウスの後腎組織を用いても検討をおこなった。BMP4(+/-)マウスでは、胎生14.5日において、正常対照に比べて多くのアポトーシスを認め、胎生16.5日には腎臓の形態異常を認めた。BMP4が未分化間葉系細胞のアポトーシスに及ぼす影響を、器官培養した正常マウスの後腎組織を用い、培養液中にBMP4を添加、あるいはBMP4をしみ込ませたビーズとともに培養し、その影響を検討した。その結果、培養液中に添加したBMP4は尿管芽の分岐を抑制し、後腎未分化間葉系細胞の凝集を抑制したが、stromal mesenchymeに関してはその領域が拡大していることが示された。また、BMP4をしみ込ませたビーズ存在下での未分化間葉系細胞の培養により、BMP4がアポトーシスを抑制し、細胞の生き残りを促進していることが確認された。さらに、BMP4が発生初期の尿管に発現していることから、その意義を検討した。BMP4は尿管周囲に未分化間葉系の細胞を終結させるchemoattractantとして作用することで尿管周囲の平滑筋細胞の分化誘導を促進していることが示された。このように、BMP4は腎臓の発生において、尿管芽の分岐のみならず、間葉系細胞のアポトーシス抑制、尿管平滑筋の形成といった様々なステージでその生物学的作用を発揮していることが示された。2.ヒト腎尿路奇形におけるBMP4およびFOXC1遺伝子異常の解析BMP4蛋白はエクソン3,4にコードされており、ヒトBMP4遺伝子のエクソン2,3,4について、前後のイントロンの一部を含めて増幅が可能なプライマーを独自に設定し、各エクソンおよび、エクソン・イントロン接合部の配列を検討した。ヒトFOXC
昇圧反射の中枢性メカニズムにおけるカルシトニン遺伝子関連ペプチドの役割

【背景】カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は中枢神経内に多く分布していることが知られているが、その生理作用、特に循環制御に関しては明らかにされていない。【目的】本研究は圧受容器反射の中枢性メカニズムにおけるCGRPの関与を調べるため、CGRP受容体レベルでの拮抗作用を有するhCGRP(8-37)の大曹内前投与による圧受容器反射感受性(BRS)への影響を検討することである。【方法】実験I(頻脈反射への影饗):12週齢の雄性Wistarラットに麻酔下で大曹内にガイドカニューレを装着する。5-7日後、左大腿動脈と右頚静脈にカテーテルを挿入し、翌日、覚醒下で平均血圧(MAP)、心拍数(HR)をモニターしながら、溶媒(0.9%生理食塩水)、hCGRP(8-37)1、2.5、5nmolの大曹内前投与のニトロプルシド(SNP)10μg/kg静注によるMAPとHRの変化に及ぼす影響を観察した。実験II(徐脈反射への影饗):実験Iと同様な方法を用い、hCGRP(8-37)1、2.5、5nmolの大曹内前投与のフェニレフリン(PE)5μg/kg静注は有意にMAPの低下(97±2mmHg→75±2mmHg,n=10)とHRの上昇(386±9bpm→456±10bpm)を惹起した。2)hCGRP(8-37)の前投与はMAPの低下には影響しなかったが、HRの上昇を有意に増加させた(△HR;vehicle69±6;1nmol82±6,p<0.05;2.5nmol86±6,p<0.01;5nmol91±7,p<0.01,n=10)。3)SNP静注によるBRSはhCGRP(8-37)の前投与により有意に上昇した(vehide3.2±0.3bpm/mmHg:1nmol3.9±0.4,p<0.05;2.5nmol4.4±0.3,p<0.01;5nmol4.6±0.4,p<0.01,n=10)。【考察】以上の結果より、中枢内CGRPは圧受容器反射、特に降圧による頻脈反射に抑制的に関与している可能性が考えられた。徐脈反射系に対する実験は現在進行中である。
自閉スペクトラム症児への複数ロボットを用いた集団療法の開発

平成29年度の研究では、多くの自閉スペクトラム症(Autism Spectrum Disorder: ASD)児が複数体の小型ロボットであるCommUとのコミュニケーションに集中できるように複数体のCommUの動きを調整したが、それを受けて平成30年度は、二体のCommUとコミュニケーションを行う群と、一体のCommUとコミュニケーションを行う群に分けて二体のCommUとコミュニケーションを行うインタラクションの質について評価した。ASD児を対象とした。各群は約15分のインタラクションを実施した。二体のCommU及び一体のCommUはそれぞれあらかじめプログラムされたスクリプトに添って、実験補助者が遠隔操作を行いながらコミュニケーションを行った。被験者にはあらかじめCommUが遠隔操作されていることをお伝えした。うなずき、瞬きはランダムなタイミングで対象物を見つめる設定とした。被験者がロボットとインタラクションしている中で、ロボットが対象物を見た際にASD児が対象物を見つめるまでの時間を評価し両群を比較した。また1対象物への注視時間の割合、2うなずきと首を振る回数、3笑いの回数、4発話量、間主観測度として5情動的なつながり感、6やりとりのスムーズさについても併せて評価した。二体のCommUとコミュニケーションを行った際のインタラクションの質については一体のCommUとコミュニケーションした際のインタラクションの質と大きな違いはなかった。ASD児が二体のCommUとも負担なくインタラクションできることが示唆された。また他のロボットを二体使用した際の負担についても検証した。現在まで、自閉スペクトラム症(以下ASD)児への複数のロボットを用いた介入についての報告はない。応募者と長年共同研究を行っている連携研究者の吉川らが開発したヒト型ロボットであるCommUは、複数ロボットと人間との集団コミュニケーションを研究するためのプラットフォームである。複数の聞き手ロボットが同時に反応を提示することにより、その場を共有する人に存在感や一体感を実感させ、円滑なコミュニケーションを支援するシステムとなっている。CommUを用いた集団療法の確立が目的となる。平成29年度は特に「集団コミュニケーションの質を上げる複数体のCommUを用いた集団療法プログラムの作成」に取り組んだ。集団への参加が難しい児童の分析・支援が専門の応募者と動き・自律動作の人間らしさが調節可能なロボットの遠隔操作システムの開発に従事してきた工学者の松本・吉川が実験中の経時的変化を詳細に検討し、CommUに対する児童の反応の分析に取り組んだ。ビデオカメラから被験者の実験中のノンバーバルな様子について評価した。さらに応募者がASD児及び児の両親と面談を行い、児の主観的体験を評価した。児の反応が乏しかった場合に、応募者が児童精神科医の立場でその原因を分析し、吉川がロボットの視線提示において目/首/体の向きのどの要素を組み合わせるかを色々と変える等、ロボットを含めた装備配置の微修正を行い、ASD児の複数体のCommUに対する反応が向上するように環境調整した。スクリプトも必要に応じて修正した。その後別の対象者に実験を再開し、多くのASD児が複数体のCommUとのコミュニケーションに集中できるようになるまで予備実験を繰り返し、複数体のCommUを用いた集団療法のスクリプトを作成した。当初の予定通り多くのASD者が集中して参加することができるスクリプトを作成することができた。平成30年度は我々が作成したスクリプトに対する自閉スペクトラム症者及びコントロール群の行動を分析し、スクリプトの完成度を評価する予定である。共同研究者の都合、実験計画の変更により本年度は予定使用額の使用が行われなかった。今年度は共同研究者との打ち合わせもついており、昨年度できなかった研究については今年度行い、予算も使用する予定である。
ビデオ画像のフレーム間対応づけ処理とそれを用いたシーン解析の高度化

1.画像間の自動対応づけ2画像から特徴点を自動的に抽出し,幾何学的な拘束条件に基く投票と大域的な条件を組み合わせて特徴点間の対応を自動的に定める方法を開発した.そして,それを3次元形状復元や画像モザイク生成に応用し,有効性を検証した.また,より密な特徴点を生成するテンプレートマッチングの手法や,仮の3次元復元形状から誤対応を検出する手法を開発した.2.ビデオ画像からの運動物体の分離ビデオ画像上の特徴点を追跡した軌跡が途切れた場合にそれを推定する方法や,それらを背景部分と移動物体部分に分離する方法を開発した.これは追跡した特徴点のみの分離であったが,さらに特徴点の追跡から背景部分の運動を推定して背景部分を引き去り,移動物体部分のみを画像として抽出する手法を開発した.3.画像からの3次元復元まず,ビデオ画像を用いる方法と2画像を用いる方法について,データの誤差に左右されにくい3次元復元手法を開発した.また,シーン中の線分の平行性や直交性を利用して1枚の画像からの復元する方法についても,データに誤差があっても安定に3次元形状が計算できる手法を導出した.さらに,シーンの真の形状の特徴を保存するような多面体による表現手法を開発した.4.幾何学的推論のための最適推定とモデル選択画像からの特徴点抽出の不確定性を理論化し,最適推定やモデル選択の数学的な解析を進めた.その結果,研究代表者が導出したモデル選択基準(幾何学的AIC,幾何学的MDL)や最適推定の精度の理論限界(KCR下界)の意味が明らかになり,応用範囲が広がった.1.画像間の自動対応づけ2画像から特徴点を自動的に抽出し,幾何学的な拘束条件に基く投票と大域的な条件を組み合わせて特徴点間の対応を自動的に定める方法を開発した.そして,それを3次元形状復元や画像モザイク生成に応用し,有効性を検証した.また,より密な特徴点を生成するテンプレートマッチングの手法や,仮の3次元復元形状から誤対応を検出する手法を開発した.2.ビデオ画像からの運動物体の分離ビデオ画像上の特徴点を追跡した軌跡が途切れた場合にそれを推定する方法や,それらを背景部分と移動物体部分に分離する方法を開発した.これは追跡した特徴点のみの分離であったが,さらに特徴点の追跡から背景部分の運動を推定して背景部分を引き去り,移動物体部分のみを画像として抽出する手法を開発した.3.画像からの3次元復元まず,ビデオ画像を用いる方法と2画像を用いる方法について,データの誤差に左右されにくい3次元復元手法を開発した.また,シーン中の線分の平行性や直交性を利用して1枚の画像からの復元する方法についても,データに誤差があっても安定に3次元形状が計算できる手法を導出した.さらに,シーンの真の形状の特徴を保存するような多面体による表現手法を開発した.4.幾何学的推論のための最適推定とモデル選択画像からの特徴点抽出の不確定性を理論化し,最適推定やモデル選択の数学的な解析を進めた.その結果,研究代表者が導出したモデル選択基準(幾何学的AIC,幾何学的MDL)や最適推定の精度の理論限界(KCR下界)の意味が明らかになり,応用範囲が広がった.1.2画像の特徴点の自動対応づけ独立に撮影した2画像のそれぞれに特徴点抽出処理を行い,得られた特徴点を2画像間で対応づける処理を自動的に行う方法を開発した.これは仮の対応を計算してはそれを種々の大域的な条件から修正する多段階の方法である.そして,これを用いればモザイク画像生成や3次元形状復元を自動的に行えることを実証した.2.ビデオ画像からの運動物体の分離ビデオ画像の初期画像フレームから抽出した特徴点を以降の連続フレーム上に追跡し,得られる特徴点軌跡を背景部分と移動物体部分とに自動的に分離する手法を開発した.まず誤った軌跡を自動的に除去する手法を考案し,さらに分離を最適化する新しい統計的手法を導入した.我々が以前に開発した方法では分離の精度が8090%であったが,新しい方法ではほとんどすべての場合に精度が100%となった.3.その他画像からの特徴点抽出の不確定さを確立・統計論の立場から理論化し,それに基づく推定やモデル選択の数学的根拠を与えた.また,2画像から3次元復元を行う際のカメラの焦点距離の算出計算を安定化する手法,ビデオ画像上の特徴点追跡の途切れを補う方法,画像列からの3次元形状復元や侵入者検出をより高度化する方法など,多くの有効と思われる方法を発見した.これらについては現在,その有効性についての実験的検証を進めている.1.画像間の自動対応づけ昨年度は2画像から特徴点を自動的に抽出し,幾何学的な拘束条件に基く投票と大域的な条件を組み合わせて特徴点間の対応を自動的に定める方法を開発した.今年度はそれを3次元形状復元や画像モザイク生成に応用し,有効性を検証した.そして,より密な特徴点を生成するテンプレートマッチングの手法や,仮の3次元復元形状から誤対応を検出する手法を開発した.2.ビデオ画像からの運動物体の分離昨年度はビデオ画像上の特徴点を追求した軌跡が途切れた場合にそれを推定する方法や,それらを背景部分と移動物体部分に分離する方法を開発した.これは追跡した特徴点のみの分離であったが,今年度は特徴点の追跡から背景部分の運動を推定して背景部分を引き去り,移動物体部分のみを画像として抽出する手法を開発した.

3.画像からの3次元復元昨年度はビデオ画像を用いる方法と2画像を用いる方法が中心であったが,今年度はシーン中の線分の平行性や直交性を利用して1枚の画像からの復元する方法を研究した.そして,誤差があっても安定に3次元形状が計算できる手法を導入した.さらに,シーンの真の形状を保存するような多面体による表手法を開発した.4.幾何学的推論のための最適推定とモデル選択昨年度に引き続き,画像からの特徴点抽出の不確定性を理論化し,最適推定やモデル選択の数学的な解析を進めた.その結果,研究代表者が導入したモデル選択基準(幾何学的AIC,幾何学的MDL)や最適推定の精度の理論限界(KCR下界)の意味が明らかになり,応用範囲が広がった.
日本のアニメを活用した年少者日本語教育に関する実践研究

海外の年少学習者の日本語に対する学習意欲の喚起を主な目的として、日本のアニメを「日本語学習活動のための素材」として活用する活動手法を開発した。国内外の年少学習者に対する実践研究によって、当該活動手法の動機づけの有効性が確認されたことから、そのさらなる普及を目指してオリジナルのアニメ作品を制作した。そして世界の日本語教員の利用に供せられるよう、オリジナルアニメをサンプルとした日本語活動のアイデアを種々考案し、その集約化を図った。海外の日本語学習者約365万人のうち、その約6割を初等中等教育機関に属する年少学習者が占めているが、彼らの日本語学習上の問題点の1つとして、「学習者不熱心」が挙げられている。本研究者はその問題に対処するために、世界の青少年層に広く受け入れられている日本のアニメを「日本語コミュニケーション活動のための素材」として活用する手法を考案した。当該学習手法「アニメで日本語」は、学習者がアニメの視聴後に、仲間同士の「アニメ世界の共通体験」に基づき、様々なコミュニケーション活動を行うものである。平成23年度には、国内外の年少学習者に対する授業実践研究によって、「アニメで日本語」の動機づけに関する有効性が確認された。そこで平成24年度には、「アニメで日本語」の世界的な普及を目指して、オリジナルのアニメ作品を開発することにした。その際、特に以下の4点について留意をしながら開発を進めていった。1海外の日本語学習者の過半数を占めている、中等教育段階の学習者(中学・高校生)を念頭に置いた作品とすること。2日本語等を教えるための教材」というよりも、年少学習者が純粋に楽しめる、1篇のアニメ作品として仕上げること。3アニメ作品の中に出てくる日本語表現・語彙は、できるだけ多様なものとなるよう心がけること。4日本ならではの文化的要素を取り入れるようにすること。オリジナルアニメの開発にあたっては、本研究者は多くの国内関連施設を回り、アニメ開発の工程や日本のアニメ作品の特徴等に関する情報収集に努めた。当該オリジナルアニメ作品の開発によって、今後は著作権の問題を気にすることなく「アニメで日本語」の普及活動を進めていくことが期待できる。平成25年度には、日本のアニメを活用した日本語学習活動の手法(『アニメで日本語』)を紹介するために開発したオリジナルアニメ作品『The SEASONSニッポンの空Nippon no Sora』(日本語音声)の映像データに、6つの外国語(英語・中国語・韓国語・インドネシア語・スペイン語・ポルトガル語)による字幕挿入作業を進めた。英語は世界の人々に幅広く視聴してもらうためであり、中国語・韓国語・インドネシア語は、日本語学習者数上位の国々の言語であることから字幕用言語として選定した。また、国内の年少日本語学習者にはスペイン語とポルトガル語の話者が多いことから、この両言語の字幕も準備することにした。日本語音声を各言語に翻訳し、それらを字幕として映像データに挿入する作業を進める一方で、当該オリジナルアニメの「作品としての面白さ」を評価してもらうために、大学学部留学生および外国人学校の生徒(小学校5年生高校3年生)を対象に、当該アニメの視聴と事後のアンケート調査を実施した。その結果、どちらからも概ね「アニメ作品として面白い」という評価が得られていたことがわかった。以上の当該オリジナルアニメ開発の経緯に関する論考については、平成25年度の静岡大学国際交流センター紀要において発表することができた。また、26年度に開催される異文化間教育学会においては、主に年少学習者からの評価を交えた研究成果の発表を行う予定である。日本の将来の発展や良好な国際関係の構築を考えたとき、市民レベルにおける日本のよき理解者を世界的に増やすことが重要である。そのためには、海外における日本語教育の振興は欠かせない。特に世界の日本語学習者の約6割を占める年少学習者(小学生高校生)が、日本語および日本文化に興味を持って学習を続けていければ、やがて日本と世界との架け橋となる人材が育つ可能性は高まっていく。しかし、海外の年少学習者の日本語学習上の大きな課題として「学習者不熱心」が指摘されている。その課題に対処するため、本研究者は世界の青少年層に広く受け入れられている日本のアニメを「日本語コミュニケーション活動のための素材」として効果的に活用する手法を開発した。本研究は、国内外での実践研究をもとに当該活動手法「アニメで日本語」の有用性について検証を試みるものである。まず、国内においては1年間にわたり、ブラジル人学校において月1回程度、当該校の日本語教員に小中学生に対する「アニメで日本語」を用いたアニメ授業を実践してもらった。一定期間授業を行った後、授業を受けた生徒たちに対して動機づけに関するアンケート調査を実施した。その結果、90%以上の生徒たちから「普段の日本語授業と違ってとても楽しい」「日本語の勉強にも役に立つ」「これからもアニメ授業を受けたい」等の肯定的な評価が得られた。海外では、スペインと中国において現地の日本語教員を対象としたワークショップ研修会を数回開催し、当該手法の普及に努めた。また、中国においては高校生を対象に本研究者および現地日本語教員が当該アニメ授業を実践した。教員研修会およびアニメ授業の事後には、国内同様のアンケート調査を実施した。

その結果、現地の日本語教員からも、授業を受けた生徒たちからも、上述したブラジル人学校と同様の肯定的な評価が得られていたことがわかった。平成23年度には、日本のアニメ作品に関する情報収集を行うと同時に、『アニメで日本語』の活動手法が特に年少者の動機づけの面でどのような有効性が見られるかを検証することを目的に、国内外の教育現場において授業実践に基づく調査を実施した。同24年度には、『アニメで日本語』の普及を目指すうえで著作権の問題が払拭できないことから、オリジナルのアニメ作品を開発した。同25年度には、そのオリジナルアニメを国内外での利用に供することを目的として、英語・中国語・インドネシア語・ポルトガル語・スペイン語・韓国語への字幕の翻訳作業を行い、各言語によるDVD映像資料を作成した。研究期間を延長して最終年度となった同27年度には、これまでの研究成果をまとめる活動を行った。まず、6月の異文化間教育学会では、前年度に最終的な完成を見たオリジナルアニメの評価に関する研究発表を行った。国内の外国人学校において年少の学習者を対象に当該アニメ作品を見てもらい、アンケート調査を行った結果、「全体の面白さ・ストーリー性・キャラクター設定・声優・効果音・音楽」等の面で高い評価が得られていることがわかった。その一方で、「ワクワク感・感動の度合い・共感性・アニメ映像の動き」の面では、比較的低い評価となっていたことがわかった。また、『アニメで日本語』の活動手法については、中国の年少者教育現場において、日本語学習の経験がない児童に対して行った当該活動実践の調査結果を研究論文としてまとめた。そこでは、『アニメで日本語』の授業実践を行うことによって、児童らの「日本・日本語・日本人」に対する意識がより良いものへと変容していることがわかり、将来的な「言語意識教育」への応用が期待されるとした。そして年度末のベトナムにおける実践研究結果も踏まえて、オリジナルアニメを基にした日本語学習活動50のストラテジーの精選化を図った。年少者日本語教育より良い作品にしたいという思いから、アニメ制作会社のスタッフと脚本や映像、音声等に関して頻繁に議論を行った結果、オリジナルアニメの完成が大幅に遅れてしまったことによる。そのため、年度内に予定していた各国語版字幕の翻訳作業や作品をもとにした教材作成等を行うことができなかった。オリジナルアニメを開発後、海外に向けた『アニメで日本語』の普及活動を行うために6言語(英語・中国語・韓国語・インドネシア語・スペイン語・ポルトガル語)による字幕挿入作業を進めたが、予想以上にその翻訳業務その他に時間を要した。また、字幕をつけたオリジナルアニメ作品を用いて、海外の年少者を対象とした日本語教育現場において、『アニメで日本語』の授業実践や教員向けワークショップを実施する予定であったが、諸事情により、海外への渡航を計画どおり遂行することができなくなったことから、研究の達成度に遅れが生じる結果となった。
アルフベン固有モードと高速粒子の相互作用に関するシミュレーション研究

核融合プラズマにおけるアルフベン固有モードと高速粒子の相互作用に関するシミュレーション研究を行った。高速粒子-電磁流体連結シミュレーションを実行し、トロイダルアルフベン固有モード(TAEモード)および反転磁気シアアルフベン固有モードと高速イオンの相互作用特性、TAEモード不安定性の時間発展とTAEモードバーストにおける非線形MHD効果、高速粒子駆動型測地的音響モードの線形特性と非線形周波数変調、およびITERにおけるアルフベン固有モードと高速イオン輸送を解明した。(1)研究代表者が開発した高速粒子-電磁流体(MHD)連結シミュレーションコードMEGAを用いて、核燃焼プラズマ研究の重要課題であるアルフベン固有モードと高速粒子の相互作用を研究する。具体的には以下の課題について、シミュレーション研究を推進する。(1)高速粒子によるトロイダルアルフベン固有モード(TAE)および反転磁気シアアルフベン固有モード(RSAE)などの不安定化およびそれらの固有モードによる高速粒子の輸送(2)アルフベン固有モードの時間発展における非線形MHD効果(3)アルフベン固有モードのバースト的時間発展とそれに伴う高速粒子の輸送と損失(2)将来の核燃焼プラズマにおけるアルフベン固有モードと高速α粒子の挙動予測に向けて、新しいシミュレーション手法とシミュレーションコードを開発し予測信頼性を向上させる。ヘリカルプラズマにおける高速粒子とアルフベン固有モードの相互作用を計算する摂動論的シミュレーションコードを開発した。このシミュレーションコードでは、アルフベン固有モード空間分布はモード振幅に依存せず時間的に一定と仮定され、モード振幅と位相の時間発展および高速粒子分布時間発展が相互に整合性を保ちながら計算される。摂動論的シミュレーションの利点は高速粒子輸送時間スケールの長時間シミュレーションが可能なことである。HINTコードを用いて計算したLHD実験#47645のMHD平衡データおよびAE3Dコードによって計算された二つのアルフベン固有モードを用いて、アルフベン固有モードバーストのシミュレーションを行った。磁力線回転変換に対応する仮想的プラズマ電流に関する順進行方向と逆進行方向の中性粒子ビーム入射加熱パワーをそれぞれ2.5MWに設定し(合計5MW)、高エネルギー粒子減速時間を100ms、TAEの減衰率と角周波数の比を3%とした場合に、約3ms間隔でバーストが発生することを見出した。実験で観測されたバースト時間間隔は約9msである。シミュレーション結果のアルフベン固有モード振幅は、事前に行ったアルフベン固有モードによる高速粒子輸送解析と実験結果の比較から推定した振幅とほぼ同じであった。バースト時間間隔および高速粒子輸送などの実験結果をシミュレーションで詳細に再現し、高速粒子損失の物理機構を解明することが今後の課題である。テキサス大学のH.L.Berk, B.N.Breizmanと協力して、トロイダルアルフベン固有モード(TAE)不安定性の飽和振幅に対する非線形MHD効果についてシミュレーション研究を行った。MHD方程式を非線形のまま解く通常の高エネルギー粒子・MHD連結シミュレーションに加えて、線形MHD方程式を用いたシミュレーションを実行し、両者の時間発展を比較することにより非線形MHD効果が明らかになった。TAEの磁場揺動振幅が平衡磁場の1%程度に達すると、非線形MHDシミュレーションの飽和レベルが線形MHDシミュレーションの1/2に抑制されることがわかった。一方で、磁場揺動振幅が0.1%の場合には、線形MHDシミュレーションと非線形MHDシミュレーションの結果はほぼ同じである。この飽和レベル低減の物理機構を理解するため、各トロイダルモード数のエネルギーとエネルギー散逸を解析し、それらかち定義される各トロイダルモード数減衰率の時間発展を解析した。その結果、非線形モードから生じる散逸が増大することにより、減衰率が線形MHDシミュレーションの場合よりも顕著に大きくなることがわかった。従って非線形モードから生じる散逸がTAEの飽和レベルを低減すると結論することができる。また、散逸は粘性係数および電気抵抗に依存するが、これらの散逸係数が異なる場合でも、非線形モードによる散逸は同様に増大するので、散逸係数が現実の核融合プラズマと同程度の小さな値の場合においても、非線形MHD効果によるTAEモードの飽和レベル抑制が同様に予想される。さらに、非線形MHDシミュレーション結果において、TAE不安定性の飽和後、測地線音響モード(GAM)が励起されることを見出した。アルフベン固有モードの飽和レベルが、非線形MHDモードから生じる散逸の増大によって抑制されることを明らかにした。非線形高波数モードの空間分布をポロイダルモード数ごとに解析したところ、連続スペクトル上で振幅が最大となることがわかった。これは非線形高波数モードの散逸機構が連続スペクトル減衰であることを実証している。高速粒子-MHD連結シミュレーションコードMEGAを、NBI、高速イオン減速過程、高速イオン損失を取り扱えるように拡張し、TFTRの実験に近いパラメータを用いてアルフベン固有モードバーストのシミュレーションを行った。複数のアルフベン固有モードが同期してバースト的に繰り返し成長し、バースト時には高速イオン損失が発生するという実験と同様の結果が得られた。MHD非線形性を無視したシミュレーションと比較することにより、非線形MHD効果によりアルフベン固有モードの飽和振幅と高速イオン損失が抑制されることを示した。MEGAコードを用いて、反転磁気シアトカマクプラズマにおけるアルフベン固有モードのシミュレーションを行った。

異なる安全係数極小値についてシミュレーションを実行し、反転磁気シアアルフベン固有モード(RSAE)が現れる場合とトロイダルアルフベン固有モード(TAE)が現れる場合があることを示した。この結果は安全係数極小値が時間とともに低下すると、観測されるアルフベン固有モードがRSAEからTAEに遷移することを示唆している。RSAEとTAEによる高速イオン輸送を比較し、RSAEはプラズマ電流に対して順進行粒子のみを輸送するのに対して、TAEは順進行粒子と逆進行粒子の双方を輸送することを明らかにした。高速粒子-MHD連結シミュレーションコードMEGAに、EFITコードを用いて作成されたMHD平衡データを読み込むためのデータインタフェースを開発し実装した。さらに、プラズマ内部でMHD波動の擾乱を加えてアルフベン固有モードを励起できるようにMEGAコードを拡張し、国際トカマク物理活動(ITPA)高エネルギー粒子課題グループで実施されたベンチマーク問題を計算した。このベンチマーク問題はJETトカマクにおけるアンテナを用いたアルフベン固有モードの励起実験に基づいており、シミュレーション結果によって得られたアルフベン固有モードの空間分布は線形解析コードの結果とよく一致した。MEGAコードを用いてアルフベン固有モードバーストのシミュレーションを行った。高速イオンを連続的に入射する条件下でMHD散逸係数(粘性、電気抵抗、拡散)が異なる場合について、トロイダルアルフベン固有モード(TAEモード)の時間発展を比較した。散逸係数が小さい場合にはTAEモードの振幅は時間的にほぼ一定となるが、散逸係数が大きい場合にはTAEモードのバースト的な成長と減衰が繰り返し発生した。TAEバーストの磁場揺動振幅はプラズマ内部のピーク位置においてトロイダル磁場の0.5%程度であり、バーストごとに10%程度め高速イオンが損失する。このときの高速イオン損失率が磁場揺動振幅の2乗に比例することを明らかにした。LHDにおけるアルフベン固有モードの摂動論的シミュレーションを実行するとともに、LHDと同等のトカマク平衡を用いて測地音波モードのシミュレーション研究を推進した。ITERにおけるアルフベン固有(AE)モードと高エネルギー粒子輸送、大型ヘリカル装置(LHD)における高エネルギー粒子駆動型測地的音響モード(EGAM)の線形成長局面での性質と非線形周波数変調、およびLHDにおけるAEモードによる高エネルギー粒子輸送についてシミュレーション研究を推進した。ITERの定常運転プラズマのシミュレーション
沈み込み帯の断層レオロジーとスロー地震の発生機構

沈み込み帯で発生するスロー地震には、水が深く関与していると考えられている。本研究では、水の圧力(間隙流体圧)の上昇がスロー地震の発生と密接に関わっているという仮説を、地震発生域の熱水環境を再現した摩擦実験によって検証した。熱水摩擦実験の結果、間隙水圧が大きくなるにつれて、断層の摩擦の速度依存特性が正から負に系統的に変化し、スロー地震が発生するポテンシャルが現れることが明らかとなった。沈み込み帯で発生するスロー地震には,水が深く関与していると考えられている.しかし,スロー地震の物理的発生メカニズムはまだよくわかっていない.本研究では,水の圧力(間隙流体圧)の上昇がスロー地震の発生と密接に関わっているという仮説を,地震発生域の熱水環境を再現した低高速すべり摩擦実験によって検証したい.特に,「断層の摩擦特性が間隙流体圧の変動によってどのように変化するのか」ということを詳細に調べて,物質学的な視点からスロー地震の発生メカニズムの解明を目指したい.平成25年度は,(株)東洋高圧の協力のもと,高知コア研究所に設置されている回転式摩擦試験機に組み込む熱水圧力容器の設計図面をほぼ完成させることができた.平成26年度中に作製に取り掛かり,年度内に予備実験をおこなう予定である.また設計の遅れから研究が滞らないように計画していたガス圧式三軸高温高圧摩擦実験を,連携研究者である高橋美紀博士(独立行政法人産業技術総合研究所)および澤井みち代(広島大学大学院・日本学術振興会特別研究員DC1)と共同でおこなった.実験には,2011年東北地震の震源域に存在すると考えられる藍線石片岩をもちいて,温度100300°C,封圧150 MPaにおいて間隙水圧を10140 MPaに変化させ,摩擦構成則の速度依存性パラメータが有効圧(封圧ー間隙水圧)の変化に応じて系統的に変化することを確認した.また,同様の実験結果を,研究協力者である澤井みち代が,オランダ・ユトレヒト大学の高温高圧回転式試験機をもちいた実験によって確認した.これらの実験結果は,地震のサイクル時に間隙流体圧が変化することによって,地震の発生様式が変化する(スロー地震が発生する条件も現れる)ことを示しており,沈み込み帯における間隙流体圧の推定およびその時系列変化をモニタリングすることの重要性を示唆している.沈み込み帯で発生するスロー地震には,水が深く関与していると考えられている.しかし,スロー地震の物理的発生メカニズムはまだよくわかっていない.本研究では,水の圧力(間隙流体圧)の上昇がスロー地震の発生と密接に関わっているという仮説を,地震発生域の熱水環境を再現した低高速すべり摩擦実験によって検証したい.特に,「断層の摩擦特性が間隙流体圧の変動によってどのように変化するのか」ということを詳細に調べて,物質学的な視点からスロー地震の発生メカニズムの解明を目指したい.平成26年度は,(株)東洋高圧の技術者と共同で,高知コア研究所に設置されている回転式摩擦試験機に組み込む熱水圧力容器内の断熱材等の選定・開発をおこない,設計をさらに詳細に詰めて,本容器が第一種圧力容器として労働基準監督署から認可される手はずを整えた.また,設計の遅れから研究が滞らないように計画していた高温高圧摩擦実験を,研究協力者である澤井みちよ(広島大学大学院)と,オランダユトレヒト大学の回転式熱水摩擦試験機を用いておこなった.実験には,2011年東北地震の震源域に存在すると考えられる藍線石片岩をもちいて,温度20400°C,有効圧および間隙水圧25200MPaの条件下でおこなった.特に実験では,すべり速度を0.1100μm/sの間で急変させて,摩擦構成則の速度依存性パラメータの有効圧(封圧と間隙水圧の差)依存性を調べた.その結果,有効圧が小さくなるにつれて,つまり間隙水圧が大きくなるにつれて,速度依存性パラメータが正から負に系統的にすることを確認した.これらの実験結果は,地震のサイクル時に間隙流体圧が変化することによって,スロー地震が発生する条件が現れることを示唆しており,今後地震のモデリング研究にこのような摩擦の性質を組み込んでいく必要がある.沈み込み帯で発生するスロー地震には、水が深く関与していると考えられている。しかし、スロー地震の物理的発生メカニズムはまだよくわかっていない。本研究では、水の圧力(間隙流体圧)の上昇がスロー地震の発生と密接に関わっているという仮説を、地震発生域の熱水環境を再現した低高速すべり摩擦実験によって検証した。特に、「断層の摩擦特性が間隙流体圧の変動によってどのように変化するのか」ということを詳細に調べて、物質学的な視点からスロー地震の発生メカニズムの解明を目指した。平成27年度は、(株)東洋高圧の技術者と共同で、回転式摩擦試験機に組み込む熱水圧力容器を再設計・作製し、水圧100 MPa、温度450°Cの地震発生域の熱水条件を再現することに成功した。また、労働基準監督署から本圧力容器を第一種圧力容器として認可を受けることができた。さらに、圧力容器の作製の遅れから研究が滞らないように計画していた、2011年東北地震の震源域に存在する藍線石片岩の熱水摩擦実験の結果を、研究協力者である澤井氏らと共同で国際雑誌に公表した。本論文では、断層の摩擦の速度依存特性が、有効圧が小さくなるにつれて、つまり間隙水圧が大きくなるにつれて、正から負に系統的に変化することをはじめて報告した。

この成果は、間隙流体圧の上昇がスロー地震や巨大地震の発生に深く関与していることを明確に示しており、沈み込み帯における間隙流体圧の推定およびその時系列変化をモニタリングすることの重要性を示唆するものである。沈み込み帯で発生するスロー地震には、水が深く関与していると考えられている。本研究では、水の圧力(間隙流体圧)の上昇がスロー地震の発生と密接に関わっているという仮説を、地震発生域の熱水環境を再現した摩擦実験によって検証した。熱水摩擦実験の結果、間隙水圧が大きくなるにつれて、断層の摩擦の速度依存特性が正から負に系統的に変化し、スロー地震が発生するポテンシャルが現れることが明らかとなった。スロー地震の震源域では,プレート固着域浅部で100150°C,プレート固着域深部で350450°Cの高温間隙水が存在すると考えられる.しかし,このような熱水条件下での低高速実験をおこない,摩擦特性を調べることのできる試験機は存在しない.代表者が所属している高知コア研究所に設置されている回転式高速摩擦試験機で高温熱水実験ができるように圧力容器を新たに開発して,スロー地震を実験室で再現することで,スロー地震発生の物理・化学プロセスの解明を目指すことが本研究課題の目標である.平成26年度に計画していた,回転式摩擦試験機に組み込む熱水圧力容器の作製は,(株)東洋高圧の協力のもと設計の最終段階までには到達した.しかし,圧力容器内に設置する断熱材と内熱炉の設計・開発,さらに,所轄労働基準監督署に本容器が第一種圧力容器としての構造規格を満たしていることを説明するのに時間がかかり,圧力容器本体の作製に取り掛かることができなかった.ただ,このような状況においても研究成果が出せるように計画していた,高温高圧摩擦実験は非常に順調に進んでいる.平成27年度は,この実験結果の詳細な解析と回収試料の微細構造観察をおこない,「有効圧が摩擦すべり(地震の発生)に与える影響」に関する論文の公表を目指したい.27年度が最終年度であるため、記入しない。岩石力学・構造地質高知コア研究所に設置されている回転式高速摩擦試験機に圧力容器を組み込み,高温熱水実験ができるように試験機開発をおこない,スロー地震を実験室で再現することで,スロー地震発生の物理・化学プロセスの解明を目指すことが本研究課題の目標である.懸案であった圧力容器内部の詳細設計および所轄労働基準監督署への圧力容器作製説明は完了したので,平成27年5月に正式に発注し圧力容器本体の作製に取り掛かる.さらに,作製完了(10月を予定)後に熱水環境下での予備実験を目指す.予備実験がうまくいった場合は,西南日本弧でのスロー地震発生域に実際に存在すると考えられる緑色片岩を用いて,「スロー地震の発生が間隙水圧の力学的効果によってのみ規定されているのか」,もしくは「物質の持つ摩擦特性が本質的にスロー地震の発生に制約を与えているのか」ということを震源熱水条件下における摩擦実験によって検証したい.緑色片岩は,四国三波川変成帯から採取し,圧力容器が完成するまでに,光学・電子顕微鏡観察と粉末X線解析分析によって物質の同定をおこない,実験が迅速に進められるようにする.高速摩擦試験機に圧力容器を組み込む試みは世界的にも例がない.