hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
船舶運航におけるFunctional Requirementに関する研究

船の運航の安全性の向上を図るにはIM0のISMコードの基本的な観点である安全運航に必要なFunctional Requirementという観点から、船員と操船支援装置を含む船の機能分担を運航実績から検討し、船員と船の操縦システムの双方の持つべき機能を明確にするものである。本研究では第1年度に調査船を建造する機会を得たので、操船における人間の役割の分析に基づき、その機能の相当部分を代わって担いうる統合操船システムを製作し、搭載した。この統合操船システム及びその付加システムによると、船舶運航時における人間による操船システムの使用状況、人間の操作、行動全般が計測可能になった。第2年度においては乗船調査と自動計測、乗員に対する聞き取り調査によって、航行環境、船体運動、アクチュエータの稼働状況、船の内外の情報伝達、また人間の行動、操作等を詳細に記録し、全体として遂行されている作業を把握し、安全上で問題を生じる箇所を分析した。また、この様な調査を実船上のみで実施する困難さを解決するために、広島大学の既存のシミュレータにバーチャルリアルティ方式の操船時の視界情報の提供システムを開発、組み合わせて、港内のような複雑な局面での人間を含む操船状況全体の再現と記録を可能にした。また、以上の操船状況とともに、建造船のMO化された機関室の運転について、機関士の作業内容を詳細に記録し、基本となる操作、定時点検、故障や警報の発生状況と対応等を抽出した。これらの結果から、ワンマン化を実現するに必要な船側のシステムのあり方等を検討したが、膨大なデータを後の各種解析に供試可能なようにデータベース化した。船舶運航におけるFunctional Requirementを分析する場合、人間と船とが安全に運航するために必要とされる機能を分担して遂行することになるから、分析の対象とする船の選択が重要になる。しかし、実際に実験に利用できる船舶を調達することは容易ではなく、本研究の場合には幸いにして研究代表者が推進してきた内航近代化船が2月1日に処女航海に赴くということになり、本船を用いて人間と船とが果たす可能の分析が出来ることになり、本年度は本船に必要な装備を設営して、本船の持つ機能の基本の新い出しを行った。本船の操縦性能、船位の認識と誘導の可能、衝突防止のための支援機能、M0レベルの機関室のモニターとリモートコントローラ等の基本性能の確認を実施した。また、本船での分析を行う場合に、本船に搭載した新たな支援機能を利用する場合と利用しない場合の比較を行えるように本船の機器配置等に工夫を凝らした。また、別途、一連の操船を専門家の補助も得て、分析して要素タスクを抽出しており、平成9年度に実施する実船での分析の準備を行っている。本年度は初めての本格的な実船を用いた試験の準備と言うことで、予想以上に時間がかかったことと、乗組員が近代化装備に慣れるのに大変に苦労するという状況が予想以上であったところから、習熟過程の資料の収集を行い、本格的な実船での調査は9年度に持ち越した。船の運航の安全性の向上を図るにはIMOのISMコードの基本的な観点である安全運航に必要なFunctional Requirementという観点から、船員と操船支援装置を含む船の機能分担を運航実績から検討し、船員と船の操縦システムの双方の持つべき機能を明確にするものである。この統合操船システム及びその付荷システムによると、船舶運航時における人間による操船システムの使用状況、人間の操作、行動全般が計測可能になった。第2年度においては乗船調査と自動計測、乗員に対する聞き取り調査によって、航行環境、船体運動、アクチュエータの稼動状況、船の内外の情報伝達、また人間の行動、操作等を詳細に記録し、全体として遂行されている作業を把握し、安全上で問題を生じる箇所を分析した。

また、この様な調査を実船上のみで実施する困難さを解決するために、広島大学の既存のシミュレータにバーチャルリアルティ方式の操船時の視界情報の提供システムを開発、組み合わせて、港内のような複雑な局面での人間を含む操船状況全体の再現と記録を可能にした。また、以上の操船状況とともに、建造船のM0化された機関室の運転について、機関士の作業内容を詳細に記録し、基本となる操作、定時点検、故障や警報の発生状況と対応等を抽出した。これらの結果から、ワンマン化を実現するに必要な船側のシステムのあり方等を検討したが、膨大なデータを後の各種解析に供試可能なようにデータベース化した。
超高感度マイクロ磁化測定装置によるフラストレートした磁性体の量子現象の解明

Yb系重い電子超伝導体β-YbAlB_4およびその類縁物質について、0.3mTから7Tに及ぶ幅広い磁場範囲と0.02Kから室温に至る幅広い温度域において、精密磁化測定を行った。これらの測定から、特にβ-YbAlB_4の磁化が発散的な温度依存性を示し、さらにその温度微分がT/Bスケーリングを満たすこと、またさらに、このことから、この系が非従来型の量子臨界性を示し、零磁場量子臨界点が実現していることを明らかにした。磁化は磁性体の研究において最も基本的な物理量に一つである。特に、幾何学的にフラストレートした磁性体の新奇な磁気基底状態の探索および解明には、純良な単結晶試料を用いた極低温、高磁場での磁化測定が必要になる場合が多い。このとき純良な単結晶試料は、多くの場合、非常に小さい為、高感度な測定が必要になるが、SQUID素子を用いた磁化測定装置は、低磁場で高い感度(10-8emu)を有するものの、高磁場では急速に感度を失うという欠点を持つ。一方、ファラデー法は高磁場でも感度を失わず、極低温での測定も可能であるが、感度は10-4emu程度にとどまっている。そのため、本研究では極低温、高磁場で超高感度を有するファラデー型マイクロ磁化測定装置の開発以下を研究目的としている。初年度は、希釈冷凍機の立ち上げを主に行った。特に架台やシールドルームの整備に重点を置き、さらに極低温での測定を実現するために、抵抗温度計用のレジスタンスブリッジ、また2位相ロックインアンプを購入した。希釈冷凍機は冷却試験の結果最低温度11mKを記録し、十分な性能を示した。また、東大物性研究所・榊原グループと共同で、常圧、零磁場近傍で量子臨界性を示す重い電子超伝導体ベータ型YbA1B4についてファラデー法磁化測定を行い、実験技術を学ぶとともに、この新奇な系の磁化がスケーリングを示すことを明らかにした。マイクロ磁化測定装置を希釈冷凍機に実装するとともに、これを用いたパイロクロア型金属磁性体Pr2Ir2O7における金属スピンアイス状態の検証および2次元三角格子、カゴメ格子磁性体の新奇な磁気基底状態の探索に進みたい。特に、フラストレーション磁性体の新奇な基底状態の研究や、重い電子系における量子臨界現象の詳細な議論には、純良な単結晶試料を用いた、極低温での精密磁化測定が必要になる場合が多い。我々は今回、我々のグループにより発見された新物質のYb系重い電子超伝導体β-YbAlB_4およびその類縁物質について精密磁化測定を行った。測定は0.3mTから7Tの4桁に及ぶ幅広い磁場範囲と0.02Kから室温に至る幅広い温度域において、種々の測定手法を組み合わせて行った。β-YbAlB_4は零磁場近傍の常伝導状態において、電気伝導度、比熱、磁化が顕著な非フェルミ液体性を示すことが分かっているが、今回の測定から、磁化が零磁場近傍で絶対零度に向かいT^<-0.5>の冪乗則に従う発散的な温度依存性を示すこと、さらに磁化の温度微分がT/Bスケーリングを示すことが明らかになった。この結果から、この系の量子臨界性が、スピン揺らぎの理論で説明のできない非従来型であり、加えて、実験精度の範囲内で実質的に零磁場量子臨界点が実現していることが分かった。また、零磁場での基底状態がフェルミ液体である類縁物質α-YbAlB_4についても、3T程度の磁場下でメタ磁性を示すこと、さらに、AlサイトにFeをドープした場合、1%程度のドープ量で、常圧下のβ-YbAlB_4と同様の発散的な磁化の温度依存性が観測されるなど、ドーピングにより量子臨界点が実現することが分かってきた。これらの結果は、β-YbAlB_4における零磁場量子臨界点の起源を明らかにする上で重要な結果と考えられる。
細菌の腸管外への移行による術後臓器障害と免疫能の関連性について研究

手術等の侵襲による肝、肺および脾内のMacrophage(Kupffer細胞)の貧食能および殺菌能の低下が門脈血中に進入したmicro-organisumのクリアランスを低下させ、Bacterial Translocationを助長し、臓器障害をきたすのではないかと仮説し、以下の知験を得た。臨床例で、手術によって小腸粘膜のintegrityの指標であるdiamineoxidaseが減少し、手術侵襲によって小腸粘膜が傷害され、術前から小腸粘膜傷害が存在する症例では術後合併症が生じやすく、その傷害の程度は手術侵襲に比例することが明らかとなり、周術期の免疫能の低下が小腸粘膜傷害、bacterial translocation、術後合併症と関連があることが類推された。また,術後合併症が生じた症例では小腸粘膜傷害が遷延することが明らかとなった。また、現在、門脈、全身血のエンドトキシン濃度を測定し、bacterial translocationの臨床実態について検討するとともに、長期絶食時に小腸粘膜の栄養源であるglutamine等の投与による小腸粘膜の萎縮、bacteria translocationの防止硬化について現在、臨床検討中である。また、ラットおよびマウスの肝臓、小腸の虚血再灌流モデルを用いて以下のパラメーター測定中である。ア)小腸粘膜の増生や傷害の程度、肝臓の傷害を組織学的および酵素学的に検討。イ)小腸粘膜の増生の指標である血中diamineoxidaseの活性を測定。ウ)門脈血および動脈血中のエンドキシンを測定。エ)Macrophage活性抑制剤を投与することによる上記傷害の変化。
慢性腎不全で加速される重症心血管疾患発症の分子機序の解明と新しい治療法の開発

慢性腎臓病(CKD)は心血管病(CVD)の独立した危険因子であるが、CVDの発症に係わる分子機序は明らかではなかった。本研究では動脈硬化進展作用を有する胎盤成長因子(PlGF)およびその内因性阻害因子である可溶性Fms-like tyrosine kinase 1;可溶性FLT-1)に着目し、CKD患者における可溶性FLT-1関連分子の動態および動脈硬化病変の進展に寄与するメカニズムの解析を行なった。その結果, CKDの進展に伴う腎での可溶性FLT-1産生低下および血中可溶性FLT-1濃度の低下が, CKD患者における冠動脈病変の重症度を規定する重要な因子であることが判明した.さらにCKD合併動脈硬化マウスモデルを用いた実験により,リコンビナント可溶性FLT-1蛋白の持続投与が動脈硬化病変の進展を抑制することを明らかにし,可溶性FLT-1が新しい創薬標的分子になる可能性を示した.慢性腎臓病(CKD)は心血管病(CVD)の独立した危険因子であるが、CVDの発症に係わる分子機序は明らかではなかった。その結果, CKDの進展に伴う腎での可溶性FLT-1産生低下および血中可溶性FLT-1濃度の低下が, CKD患者における冠動脈病変の重症度を規定する重要な因子であることが判明した.さらにCKD合併動脈硬化マウスモデルを用いた実験により,リコンビナント可溶性FLT-1蛋白の持続投与が動脈硬化病変の進展を抑制することを明らかにし,可溶性FLT-1が新しい創薬標的分子になる可能性を示した.胎盤成長因子(PLGF)が属するVEGFファミリーのサイトカインは強力な血管新生作用を有しており,動脈壁中のvaso vasorumの新生を介して,動脈硬化の進展に促進的に作用する.一方,PLGFの受容体である,Flt-1のalternative splicingで産生される血中の可溶性Flt-1(sFlt-1)は,これらのサイトカインの生物活性を抑制的に制御していることが知られている.そこで,われわれは,予備的な検討によって,sFlt-1が主に腎臓から産生されること,また維持透析患者においてsFlt-1の血液濃度が低下している所見を見出した.本年の検討では,まず冠動脈疾患306例を対象として,腎機能障害の程度と血中sFlt-1の関連性,sFlt-1と冠動脈硬化の重症度との関連性を検討した.その結果,sFlt-1は腎機能障害が中等度以上(GFR30未満)の症例において,腎機能正常群に比して有意に低下することを見出した.さらに,sFlt-1濃度は冠動脈病変枝数およびGensini scoreと負の相関関係を示した.さらに,一部の症例で腎生検組織中でのsFlt-1遺伝子発現と腎機能障害の程度を比較したところ,腎でのsFlt-1遺伝子発現は腎機能障害進展に伴って低下することが明らかになった.以上の成績は,腎臓から産生されて全身循環に放出されるsFlt-1は,腎機能低下に伴って減少すること,sFlt-1の低下に伴って冠動脈疾患の重症度が増大することを示しており,sFlt-1が腎不全患者における動脈硬化性疾患発症の分子機序に深く関与していることを示唆している.次年度においては,この知見に基づいてマウス腎不全モデルを用いた基礎的実験を行って検討を進めたい.慢性腎臓病(CKD)は心血管病(CVD)の独立した危険因子であるが、CVDの発症に係わる分子機序は明らかではない。本研究では動脈硬化進展作用を有する可溶型Flt-1(sFlt-1)に着目し、CKD患者におけるこれら分子の動態とCVDとの関連性を解析した。方法;冠動脈造影検査を受けたCVD患者329例を対象としてPIGFとsFlt-1濃度を腎機能別に評価した。また腎生検を受けたCKD患者65例の腎組織でのsFlt-1 mRNA発現を検討した。さらに、5/6腎摘によりCKD合併ApoE-KOマウスモデルを作成し、CKDの動脈硬化進展に及ぼす影響とsFlt-1投与による治療の可能性を検証した。結果;CVD患者血中sFlt-1濃度およびCKD患者腎組織中sFlt-1 mRM発現量は腎機能低下に伴って共に有意に減少を示した。腎静脈血中のsFlt-1濃度は大動脈、冠静脈洞、肝静脈に比して有意に高値であり、動脈血中濃度と有意な正相関を示したため、腎でのsFlt-1産生が血中濃度の規定要因と考えられた。またCVD患者の血中PIGF/sFlt-1比は腎機能障害の進展に伴って上昇し、さらに冠動脈病変枝数と正相関を示した。5/6腎摘により作成したCKD合併ApoE-KOマウスにおいて、血中sFlt-1はコントロールApoE-KOマウスに比し有意に低値、また腎組織中のsFIt-1 mRNA発現量は有意な低下を示した。

PIGF/sFlt-1比はCKD合併ApoE-KOマウスで有意に高値であった。CKD合併ApoE-KOマウスではコントロールApoE-KOマウスに比し胸腹部大動脈およびバルサルバ洞内の動脈硬化プラーク面積が有意に増大、バルサルバ洞プラーク内へのマクロファージ浸潤も有意に増大していた。リコンビナントsFlt-1タンパクを、12週齢から22週齢まで週3回の腹腔内反復投与を行ったところ、プラーク面積はsFlt-1投与群でPBS投与群に比し有意に退縮し、さらにバルサルバ洞プラーク内へのマクロファージ浸潤も有意に減少した。総括;腎機能障害時のsFlt-1産生低下はPIGF活性の上昇を介して、動脈硬化の進展に寄与すると考えられた。さらにマウスに対するリコンビナントsFlt-1投与が腎機能低下に関連する動脈硬化巣の進展を抑制したことより、sFlt-1は心腎連関の分子機序に係わる重要な因子であると考えられる。
高血圧症患者のセルフケア行動に向けた生活指導における教育効果の検証

本研究では高血圧症患者に対して日常生活行動自己管理表を活用してセルフケア行動に向けた生活指導を行うことによる教育効果の検証を目的とした。対象は本態性高血圧症患者22名である。方法として、日常生活行動の自己管理及び慢性病者のセルフケア能力に関する質問紙調査を実施した。自己管理表(食事・運動・ストレス・服薬・飲酒・喫煙の側面)を基に生活指導を行い、12か月後に同様の調査を実施した。結果として、自己管理得点及びセルフケア能力の得点は、指導前よりも指導後において高かった。このことから、自己管理表の活用による生活指導は患者のセルフケア能力を高め、セルフケア行動を促進すると考えられた。高血圧症患者は降圧治療を受けていても約半数の者は血圧が高値を示しており、血圧のコントロールが不十分な現状がある。血圧をコントロールしていくには日常生活を見直し、服薬の管理も含めたセルフケア行動をとることが重要となる。本研究では高血圧症患者において、セルフケア行動に向けた「自己管理表」を活用した生活指導を行うことによる教育効果の検証(自己管理得点が指導後において高くなるのか)を目的とした。本研究に先立って作成した「自己管理表」は血圧の安定化のために必要とされる行動内容を示した6つの管理側面(食事、運動、ストレス、服薬、飲酒、喫煙)で構成されている。また、自己管理表は血圧値及び喫煙本数との関係性が確認されている。本研究の意義としては、自己管理表を活用した生活指導により自己管理得点が高くなれば、セルフケア行動を支える教育の方法を実証することができると考える。研究方法は、外来に通院する本態性高血圧症患者を対象として、現在の自己管理の程度を把握するために「自己管理表」を用いて調査を実施した(4段階の選択肢より回答してもらう)。次に、現在の得点を記した自己管理表を患者に渡し、家庭で日常生活において参考にして過ごしてもらうよう伝える。自己管理表を渡す際には、自己管理表の項目内容は血圧によい効果をもたらす行動内容が示されていることを記載するとともに伝え、さらに、現在の得点を患者とともに確認し、得点の低い項目を中心に行動内容を確認した。今後は12か月後の再診日に自己管理得点の変化を確認していく予定である。高血圧症患者にとって血圧をコントロールしていくには日常生活を見直し、セルフケア行動をとることが重要となる。日常生活において目標となる行動を示した「高血圧症患者の日常生活行動自己管理表」を本研究に先立って作成した。本研究では高血圧症患者に対して「自己管理表」に基づいてセルフケア行動に向けた生活指導を行うことによる教育効果の検証を行うことを目的とした。対象は外来に通院する本態性高血圧症患者22名である。方法として、「高血圧症患者の日常生活行動自己管理表」及び「慢性病者のセルフケア能力を査定する質問紙」に関する質問紙調査を実施した。自己管理表は食事、運動、ストレス、服薬、飲酒、喫煙管理の6つの側面で構成され、回答の選択肢は4段階評定であり、得点が高い程自己管理ができていることを表す。次に、望ましい生活行動を示した「自己管理表」に患者の自己管理の得点を書き写し、患者と一緒に低い項目の内容について改善できそうな所があるかを確認した。そして、家庭で自己管理表を参考にして生活を過ごしてもらえるよう渡した。12か月後に同様の質問紙調査を実施した。データの分析においては、指導前後の得点を比較した。本研究は研究者が所属する大学の倫理審査委員会の承認を得て行った。結果として、「日常生活行動自己管理表」の得点は、食事・運動・ストレス・服薬・喫煙の各項目において、指導前よりも指導後において有意に得点が高かった。また、「セルフケア能力を査定する質問紙」の得点において、指導前よりも指導後の方が有意に高かった。自己管理表の活用による生活指導において、指導前と比較し指導後の方が自己管理得点及びセルフケア能力の得点が高かったことから、自己管理表の活用は患者のセルフケア能力を高め、セルフケア行動を促進すると考えられた。基礎看護学高血圧症患者において、計画に沿って「自己管理表」を活用した生活指導を行うことができており、今後は対象数を増やしていくとともに、再診日には指導後の自己管理状況を確認していく準備ができているため。生活指導後の自己管理状況を把握するために、再診日に自己管理表を再度記入してもらう。生活指導において「自己管理表」を活用することの効果を検証するために、対象者全体の自己管理表の1回目と2回目の得点の変化について、統計処理を行い有意な得点の変化がみられるかを確認していく。また、自己管理表の活用に関してのアンケートを行い、自己管理表を見た頻度、得点の低い項目を意識して生活できていたか、項目は参考になったかなどを尋ね、今後の活用方法を検討していきたいと考えている。

対象数が当初予定していた期間では予定人数に達しなかったため、調査期間が当初予定していたよりも長くなっている。統計処理では全対象者を同時に分析するため、購入を考えている統計ソフトは遅くに購入した方がバージョンもより新しいものを購入できると考え、分析に入る平成26年度に購入することとしたため。平成26年度には統計処理を行っていくため、統計ソフトを購入する。また、成果の発表を行っていく際の旅費が必要になると思われる。さらに、研究成果について報告書を作成するための製本費用がかかると思われる。
ＩoＴ活用のための「場所単位での統合的機能調整システム」に関する実験的研究

本研究期間中に、ICT系企業や、住宅生産・部材設備供給企業が、それぞれ別個にIoTにかかわるプライベート・クラウドを急速に形成する動きが進行したが、本研究は、将来においては、複数のプライベート・クラウドを連携させる必要が高まると予見し、複数のプライベート・クラウドを普遍的に相互接続できるように、過年度に構想した、「場所単位での統合的機能調整システム(local Integrator)」のシステム構成を見直し、「IoT-Hub」とも呼ぶべき相互接続方法を考案した。複数のIoTアプリケーション及び状況の不都合な組み合わせについて、事例収集・整理を進め、これらの不都合な組み合わせが生じた際には、コマンドの実行を中止する「関所システム」を「IoT-Hub」の枠組みを前提に試作することで、そのアルゴリズムをどのように組めばよいのかについて知見を得た。住宅・建築のライフサイクル期間にわたる設備・部材などが付加、交換・更新されていることを想定し、「IoT-Hub」の枠組みを前提に、単位空間に所在するThingsのインベントリを作成更新していくことで、「場所単位での統合的機能調整システム」を適応させていく方策について検討した。加えて、ICT技術の進展速度と、設備・部材などが交換・更新される速度とが異なることにより生じうる問題を「世代管理問題」と命名したうえで、「場所単位での統合的機能調整システム」を住宅・建築のライフサイクルにわたって活用するための世代管理のあり方に関する指針を「IoT-Hub」の枠組みを前提にとりまとめた。実験住宅への見学者等を擬似的居住者と見立ててインタビューすることで、人間が制御する範囲と、「場所単位での統合的機能調整システム」による自動制御に委ねる範囲をどのように仕分ければよいのかについて検討しようとしたが、系統的・統計的に分析するまでには至らなかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。人工的環境(built environment)を構成する建築部材・設備、家具家電などを特定したうえで、1個別識別性、2設置可能なセンサー、3ネットワークへの接続可能性(通信仕様や使用プロトコルの現状など)、4作動様態及び制御性の観点から、将来IoTに組み込まれていく可能性のあるThingsをリストアップした。これをもとに、人工的環境にどのようなIoTのアプリケーション・ソフトウエアが導入されてくる可能性があるのかシナリオ群を作成した。描き出された個々のシナリオをもとに、建築空間内のThingsを作動させるIoTのアプリケーション・ソフトウエアが作動するためには、どのような「場の状況」を認識することが前提となるのかを整理した。そのうえで、1如何なるセンサーを配置して、2如何なるデータを集め、3如何に解析すれば、「場の状況」を推定できるのかを検討し、推定のための情報プロセス・モデルを作成した。この情報モデルをもとに、実験住宅内の各Thingsに付帯したセンサーに加えて、住宅構成材にもセンサーを配置し、1在宅状況、2居住者が体感する室内気候状況など、「場の状況」が実際に推定できるのかを検証した。建築の同一空間内に所在するThingsに複数のアプリケーション・ソフトウエアが作用することによって混乱が生じるおそれがある。そこで、作成したシナリオ群をもとに、おこりうるアプリケーションから発せられるコマンドの組み合わせを整理したたうえで、その優先度づけをどのように論理づければよいのかを検討した。以上の「場の状況」の推定方法、コマンドの優先度付け原則をもとに、「場所単位での統合的機能調整システム」のための基本的アルゴリズムを構成した。当初の研究計画で予定した成果を概ね達成している。室内環境に係わる場所単位での統合的機能調整について検討した。まず、空調機と、別置された温湿度センサーという二つのThings間での相互調整にかかわるアルゴリズムについて、研究代表者らが手がけた小規模店舗などでの制御実績データなどを分析することにより、場所単位での統合的機能調整システムのための基本的アルゴリズムが有効性であるかを検証した。また、それぞれのThingsが独自に用いているプロトコルに依存せずに接続され、かつ空調機を制御する方法として、Web-API方式にて接続する方式を設定し、これにより、Thingsが協調的に連携制御できることを確認した。以上を踏まえて、評価・改良のフィードバック・プロセスを繰り返し、期待利益最大化・リスク最小化のためのシステム構成について知見を得ることを試みた。次に、日照調整機構をもった開口部装置、照明、空調機器をセンサー情報をもとに統合的に機能調整するシステムの実績データなどを分析することにより、三種類間のThingsにかかわる場所単位での統合的機能調整システムの構成及び基本的アルゴリズムの評価を行ない、改良すべき点を検証した。これと並行して、Thingsの付加・交換・更新への対応について検討し、以下の三つの課題を特定し、次年度にその解決を図ることとした。課題1現時点でのThingsの付加・交換・更新については、前記のWeb-API方式の普遍性を検証する必要がある。課題2単位空間内に複数のアプリケーションが働く場合、それらの働きに相互矛盾が発生する場合があり、これに対して統合的機能調整が働く必要がある。課題3建築のライフサイクルにわたって順次Thingsの付加・交換・更新していく場合は、ソフトウエアとハードウエアの交換間隔が異なることが想定され、これらの世代管理も統合的機能調整を働かせる必要がある。当初計画で想定した、期待利益最大化・リスク最小化のためのシステム構成について知見についてはまだ改良の余地があるが、概ね順調に進んでいる。

本研究期間中に、ICT系企業や、住宅生産・部材設備供給企業が、それぞれ別個にIoTにかかわるプライベート・クラウドを急速に形成する動きが進行したが、本研究は、将来においては、複数のプライベート・クラウドを連携させる必要が高まると予見し、複数のプライベート・クラウドを普遍的に相互接続できるように、過年度に構想した、「場所単位での統合的機能調整システム(local Integrator)」のシステム構成を見直し、「IoT-Hub」とも呼ぶべき相互接続方法を考案した。複数のIoTアプリケーション及び状況の不都合な組み合わせについて、事例収集・整理を進め、これらの不都合な組み合わせが生じた際には、コマンドの実行を中止する「関所システム」を「IoT-Hub」の枠組みを前提に試作することで、そのアルゴリズムをどのように組めばよいのかについて知見を得た。住宅・建築のライフサイクル期間にわたる設備・部材などが付加、交換・更新されていることを想定し、「IoT-Hub」の枠組みを前提に、単位空間に所在するThingsのインベントリを作成更新していくことで、「場所単位での統合的機能調整システム」を適応させていく方策について検討した。加えて、ICT技術の進展速度と、設備・部材などが交換・更新される速度とが異なることにより生じうる問題を「世代管理問題」と命名したうえで、「場所単位での統合的機能調整システム」を住宅・建築のライフサイクルにわたって活用するための世代管理のあり方に関する指針を「IoT-Hub」の枠組みを前提にとりまとめた。実験住宅への見学者等を擬似的居住者と見立ててインタビューすることで、人間が制御する範囲と、「場所単位での統合的機能調整システム」による自動制御に委ねる範囲をどのように仕分ければよいのかについて検討しようとしたが、系統的・統計的に分析するまでには至らなかった。本年度に構築した「場所単位での統合的機能調整システム」にかかわる基本的なアルゴリズムを、同一単位空間内にある複数のThingsの相互機能調整に適用することで、その有効性を検証し、かつ改良を加え、その実効性を高めていく。複数のIoTアプリケーション及び状況の不都合な組み合わせについて、さらに事例分析を進め、不都合な組み合わせの予防をするための知見をさらに得ていく。今年度特定した課題を踏まえ、場所単位での統合的機能調整システム(local Integrator)を建築のライフサイクルにわたって活用するための世代管理のあり方に関する考察をすすめていく場所単位での統合的機能調整システム(local Integrator)」に対する居住者の受容性に関する知見を得ていく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
胎生期レパトアの機能解析と自己免疫疾患に及ぼすN領域の影響

TdTはagc dependentおよびstage specificな発現調節によりT細胞、B細胞レパトアの形成に多大な影響力を持つが、これがいかなる意味をもつかを明らかにするためジーンターゲティングの手法を用いTdTのプロモーターのみをE_μV_H(IgのV_H遺伝子のプロモーターとH鎖μ領域のエンハンサー)あるいはT細胞特異的なlckプロモーターで置換しTdTの発現パターンを変え、全く新しいT細胞、B細胞レパトアを持ったマウスを作製した。TdTのプロモーターをE_μV_Hで置換したマウスでは、正常と同程度のTdTの発現を胸腺で見るほか正常では検出できない脾臓、骨髄、リンパ節、胎生期胸腺、胎生期肝臓でも強い発現がみられる。実際IgのIgH鎖、TCRのβ鎖、γ鎖遺伝子の約9割の塩基配列にN領域を認めた。正常ではIgL鎖にN領域はほとんど見られないが、E_μV_Hで置換したマウスのIgL鎖では2/3の塩基配列にN領域を認めた。したがって本来N領域を持たず多様性の制限されたIgL鎖にも新たな多様性を付加できたことになる。これらのヘテロおよびホモ変異マウスの骨髄ではB220^+IgM^+細胞が半分に減少しており、しかも脾臓におけるN領域の頻度は骨髄に比べ明らかに減少していた。この事はIgL鎖にN領域が付加されたB細胞は自己反応生を獲得し骨髄において選択的に除去される可能性を示唆する。胎生期にもTdTを発現するE_μV_H^<+/+>マウスおよびlck^<+/+>マウスは、胎生期レパトアの意義、N領域の胸腺選択に及ぼす影響、種々のγδT細胞の起源及び皮膚、粘膜への生着機序の解明にも役立つものと考える。
マウス板間静脈の発達における骨代謝と血管新生の相関

頭蓋骨内に存在する「板間静脈」は、骨内の血管網であるにも関わらず、in vivoでほぼ生理的な状態の微小循環動態が観察可能な稀少部位である。このため、骨代謝研究における非常に汎用的なモデルとして活用できる可能性があるにもかかわらず、板間静脈の循環特性や形態発達についての詳細な検討やモデル化は為されていなかった。当研究では、所属研究室にて構築された脳微小循環解析系を板間静脈に適用し、その特徴的な構造発達の定量化と微小循環動態解析を実現し、広く骨代謝研究に資するモデルを確立した。該年度、マウスを使用し、頭蓋骨内に存在する板間静脈(Diploic veins)について、週齢に伴うその形態発達と血流動態の相関について、静脈網の形態学的な解析とその微小循環動態解析を統合した研究を行った。頭蓋骨内の骨腔と、その中の血管構造が共に発達していくDiploic veinsは、骨の形態変化(Remodeling)と血管新生(Angiogenesis)が相関して発達しているのが明らかな部位であり、この両者をつなぐ候補として、血管内皮に加わるシェアストレスとそれを惹起する微小循環動態が想定される。これは、現在あまり注目されていない骨内微小循環計測を骨代謝研究と結び付ける非常に意義のある研究であり、今後骨粗鬆症など骨代謝疾患の研究に新しい局面を開く可能性のある重要なものである。本年度の研究の具体的内容であるが、形態的解析については共焦点レーザー顕微鏡を用いた3D画像の構築を行い、脳硬膜と頭蓋骨内の血管網の連結様相を、詳細に描写することに成功した。これは、第37回日本頭痛学会総会において報告した。また、脳表面の血管構造とその血流動態についての考察を加え、これを英文誌に掲載した。微小循環の解析は非常に複雑な流体力学的なファクターを処理せねばならないもので、現在十分に分子生物学的な検討とのリンクが為されているとは言えない状況であるが、血管新生を研究する上で、血管内皮への血流の効果を定量的に評価していく事は非常に重要な懸案であり、我々の「血管構造解析」とその血管内の「血流動態解析」を連結した検討手法は、非常に発展性がある。また、検討部位として頭蓋骨内の静脈叢を設定したことで、血管新生と骨代謝の相関を検討可能な野心的実験系を構築する事に成功した。このため、骨代謝研究における非常に汎用的なモデルとして活用できる可能性があるが、現在のところ板間静脈の循環特性や形態発達についての詳細な検討は加えられていなかった。当研究においては、所属研究室にて構築された脳微小循環解析系を板間静脈に適用し、その特異的な微小循環動態を解析して、広く骨代謝研究に資する事を目的とした。初年度は、共焦点レーザー顕微鏡を使用して、麻酔下のマウス板間静脈から、脈管中の微小循環インディケータ(蛍光標識赤血球)を検出することと、その検出精度を上昇させることに研究の主眼を置いた。骨組織におけるレーザーの散乱や透過性特性を解析ソフト上で処理することにより、微小循環解析の為に充分な検出精度が得られた。次年度は、板間静脈の構造的解析に重点を置き、蛍光標識デキストランの投与法と検出系の工夫により、骨内の特異的な静脈網を、微小血管のレベルまで描出可能な系を確立した。これにより、板間静脈が、週齢に依存した非常に特徴的な拡大を示すことを明らかにした。また、板間静脈の微小血管構造とその中から検出された微小循環解析データとの相関をまとめ、英文誌(Microvascular research)に掲載した。板間静脈の特徴的な構造発達は、骨と血管両者の相互作用によるリモデリングがその主体であり、この構造発達の定量評価と発達部位における骨内微小循環解析を合わせて行った本研究は、今後の骨代謝研究に資する重要なものとなり得たと考える。
小胞体品質管理機構を担う2種の新規分子シャペロンの研究

小胞体品質管理機構には、正しいフォールディングを促進するproductive foldingが行われる他に、もし変性タンパク質が蓄積されると、1)分子シャペロンを合成誘導して、変性タンパク質の再生を促す、2)作っても変性タンパク質ができてしまう状況下では、多くのタンパク質の翻訳を停止して、変性タンパク質の量を減少させる、3)変性したタンパク質を分解処理する、4)アポトーシスによって、変性タシパク質を生じるような細胞ごと死滅させる、という4つの戦略を備えている。当研究室では小胞体品質管理機構に関与する2種の新規分子シャペロンについて研究を進めてきたが、この3年間のあいだに、以下の成果を得た。小胞体関連分解を通じて、新生タンパク質の品質管理機構に関わる新規タンパク質EDEMは小胞体膜に局在するタンパク質であり、Mannose8型糖鎖を特異的に認識し、分解されるべき基質タンパク質の分解を促進する。EDEMは、小胞体中の別のシャペロン・カルネキシンと相互作用し、ミスフォールドしたタンパク質のみを特異的に認識して分解へまわすことを明らかにした。また、EDEMの相同遺伝子をさらに2種発見し、その機能解析を進めた。小胞体におけるコラーゲンのproductive foldingに関与する分子シャペロンHSP47について、その機能解析を行った。HSP47をノックアウトすると、コラーゲン繊維を形成するI型コラーゲンの3重らせん構造形成に異常が起こる他、動物の発生に基本的に重要な基底膜形成に重要な役割をもつIV型コラーゲンの分子成熟にも異常が起こり、HSP47がコラーゲンのなかでもっとも重要なI型およびIV型コラーゲンの形成に必須の役割を担っていることを明らかにした。1.コラーゲン特異的分子シャペロンHSP47によるコラーゲンの分泌促進効果を調べるため、hsp47-/-ES細胞を分化誘導し、その際に合成されるIV型コラーゲンの分泌速度について検討した。hsp47-/-ES細胞から分泌されるコラーゲンの分泌速度は、hsp47+/+ES細胞における分泌速度に較べて顕著に遅くなっていることが明らかになり、また分泌されるコラーゲンの物性にも差のあることが明らかになった。さらに、embryoid bodyを作成して、IV型コラーゲンを主構成成分とする基底膜形成を調べたところ、基底膜の形成においても、hsp47-/-ES細胞のembryoid bodyにおいては欠陥のあることが明らかになり、これらはいずれもコラーゲンの品質管理にHSP47が必須の役割を持っていることを示唆している。2.小胞体品質管理に重要な役割をもつEDEMの作用機構を明らかにするため、EDEMの上流因子の解析を行った。その結果、小胞体マンノシダーゼI (ER ManI)がEDEMと同じく小胞体関連分解を促進することを見いだした。ER ManIによる分解はEDEMと相加的な効果を持っており、また両者は小胞体において別々のコンパートメントに存在していることも明らかにした。現在EDEMと相互作用する小胞体内シャペロン様因子の同定を進めている。小胞体品質管理機構には、正しいフォールディングを促進するproductive foldingが行われる他に、もし変性タンパク質が蓄積されると、1)分子シャペロンを合成誘導して、変性タンパク質の再生を促す、2)作っても変性タンパク質ができてしまう状況下では、多くのタンパク質の翻訳を停止して、変性タンパク質の量を減少させる、、3)変性したタンパク質を分解処理する、4)アポトーシスによって、変性タンパク質を生じるような細胞ごと死滅させる、という4つの戦略を備えている。当研究室では小胞体関連分解を通じて、新生タンパク質の品質管理機構に関わる新規タンパク質EDEMの機能解析を進めている。EDEMは小胞体膜に局在するタンパク質であり、Mannose8型糖鎖を特異的に認識すると考えられている。

EDEMを導入すると、分解されるべき基質タンパク質(われわれの実験系ではα1アンチトリプシンの変異体)の分解が促進され、この分解がプロテアソームによって担われていることを明らかにした。本年度は、EDEMが、小胞体の別の分子シャペロンカルネキシンと相互作用することを示し、その結合がカルネキシンの膜貫通ドメインを介していることを明らかにした。さらに、正しくフォールディングできず、分解されるべき基質は、まずカルネキシンと相互作用し、カルネキシン上でフォールディングを試みるが、それでも正しくフォールディングできない場合は、カルネキシンからEDEMへ受け渡され、その後、トランスロコンを通してサイトゾルへ逆輸送され、プロテアソームで分解されることを明らかにした。また、EDEMの発現調節機構についても明らかにし、小胞体ストレスによって発現が誘導される際の転写因子による情報の伝達機構を明らかにした。小胞体品質管理機構には、正しいフォールディングを促進するproductive foldingが行われる他に、もし変性タンパク質が蓄積されると、1)分子シャペロンを合成誘導して、変性タンパク質の再生を促す、2)作っても変性タンパク質ができてしまう状況下では、多くのタンパク質の翻訳を停止して、変性タンパク質の量を減少させる、3)変性したタンパク質を分解処理する、4)アポトーシスによって、変性タンパク質を生じるような細胞ごと死滅させる、という4つの戦略を備えている。当研究室では小胞体関連分解を通じて、新生タンパク質の品質管理機構に関わる新規タンパク質EDEMの機能解析を進めている。EDEMは小胞体膜に局在するタンパク質であり、Mannose8型糖鎖を特異的に認識すると考えられている。EDEMを導入すると、分解されるべき基質タンパク質(われわれの実験系ではα1アンチトリプシンの変異体NHK)の分解が促進され、この分解がプロテアソームによって担われていることを明らかにしてきた。今年度、我々は、EDEMと部分的に相同性を持つ新規蛋白質のクローニングに成功し、その機能解析を行った。この新規蛋白質は、α-マンノシダーゼ様ドメインにおいてEDEMと約40%のアミノ酸配列相同性を示す小胞体内タンパク質で、小胞体ストレスによる誘導を受けることがわかった。この新規タンパク質は、EDEMと同様にNHKの分解を促進したが、結合したNHK上の糖鎖のパターンはEDEMの場合とは異なっていた。したがって、EDEMとこの新規蛋白質は、異なる糖鎖認識の特異性をもつと考えられた。さらに、この新規蛋白質は、NHK以外にもTCRαの分解も促進したので、様々なタンパク質の品質管理に働いていることが考えられる。以上の結果は、新たな小胞体関連分解促進タンパク質を発見したものである。また、インスリンフォールディング異常マウス(アキタマウス)膵β細胞株を用いた解析から、チオレドキシンスーパーファミリーに特徴的なモチーフをもち、SH基の酸化還元により品質管理に寄与すると予想されるタンパク質をクローニングした。
白色光再生多重断層ホログラムによる計算機画像のカラー立体像表示

計算機で作成した架空の被写体の三次元表示を目的として,断層面多重記録ホログラムの自動作成について研究し,以下の項目の様な結果が得られた.1.高分解能2値出力型ハードプリンターを使用した.ホログラム原画用中間調画像の自動作成.(1)高分解能プリンターとして, 240dpiのLED静電プリンターを使用し,ポリエステルフィルムにディザ法で中間調画像を出力した.(2)ディザパターン用マトリクスは,プリンターの微細パターン出力特性の関係から,分散型より集中型の渦巻または網点型の方が,階調性がよい.(3)ディザ表現した画像をフログラムで三次元的に重ねると,重なり合った断層像間にモアレ縞が生じることがある事がわかった.これは, <1>ディザパターンの方向をかえる.<2>ディザのマトリクスサイズをかえる. <3>以下に述べる方法で周期的パターンを消去する,などの対策により解決できた.2.ディザパターンの消去.原画投影光学系に2重回折光学系と空間周波数フィルターを組み入れ,フィルタリングによりディザの周期的パターンを消去する光学系を考察した.3.多重断層ホログラムのための原画の作成.三次元的な被写体を,固定したカメラによりピントを合わせる位置を換えて撮影した数枚の画像から,コンピューテッドトモグラムにおける同時遂次近似法に類似する方法により,被写体の断層像を作成する方法を考察した.この際,被写体を同時に2方向以上から撮影し,それらから断層像をつくれば,収束性が改善されることが示された.これらの断層像からホログラムを作成できる.4.さらに,プリンターにより作成された画像を,ホログラフィックステレオグラムの原画にも適用した.計算機で作成した架空の被写体の三次元表示を目的として,断層面多重記録ホログラムの自動作成について研究し,以下の項目の様な結果が得られた.1.高分解能2値出力型ハードプリンターを使用した.ホログラム原画用中間調画像の自動作成.(1)高分解能プリンターとして, 240dpiのLED静電プリンターを使用し,ポリエステルフィルムにディザ法で中間調画像を出力した.(2)ディザパターン用マトリクスは,プリンターの微細パターン出力特性の関係から,分散型より集中型の渦巻または網点型の方が,階調性がよい.(3)ディザ表現した画像をフログラムで三次元的に重ねると,重なり合った断層像間にモアレ縞が生じることがある事がわかった.これは, <1>ディザパターンの方向をかえる.<2>ディザのマトリクスサイズをかえる. <3>以下に述べる方法で周期的パターンを消去する,などの対策により解決できた.2.ディザパターンの消去.原画投影光学系に2重回折光学系と空間周波数フィルターを組み入れ,フィルタリングによりディザの周期的パターンを消去する光学系を考察した.3.多重断層ホログラムのための原画の作成.三次元的な被写体を,固定したカメラによりピントを合わせる位置を換えて撮影した数枚の画像から,コンピューテッドトモグラムにおける同時遂次近似法に類似する方法により,被写体の断層像を作成する方法を考察した.この際,被写体を同時に2方向以上から撮影し,それらから断層像をつくれば,収束性が改善されることが示された.これらの断層像からホログラムを作成できる.4.さらに,プリンターにより作成された画像を,ホログラフィックステレオグラムの原画にも適用した.
諫早湾における物理・生物環境の総合調査－６．２７諫早湾干拓佐賀地裁判決を受けて－

本研究の目的は,開門前の諫早湾内の流動特性,水質底質環境特性を詳細に調査し,開門した後の環境変化を明らかにするためのベンチマークデータを蓄積することにある.本研究によって,諫早湾内の底泥環境特性は,湾奥に向かって悪化しており,その悪化速度も湾奥に向かって増加していることがわかった.また,有明海に流入する河川水が諫早湾内に輸送されることにより,大規模な塩淡成層が形成することを見出し,諫早湾では南南西の風と北北東の風が卓越し,表層の低塩分水塊は,その卓越風によって輸送されることを見出した.さらに,諫早湾内の低酸素水塊は小長井沖付近で発生し,諫早湾全体に大規模化する傾向にあることを明らかにした.本研究の目的は,開門前の諫早湾内の流動特性,水質底質環境特性を詳細に調査し,開門した後の環境変化を明らかにするためのベンチマークデータを蓄積することにある.本研究によって,諫早湾内の底泥環境特性は,湾奥に向かって悪化しており,その悪化速度も湾奥に向かって増加していることがわかった.また,有明海に流入する河川水が諫早湾内に輸送されることにより,大規模な塩淡成層が形成することを見出し,諫早湾では南南西の風と北北東の風が卓越し,表層の低塩分水塊は,その卓越風によって輸送されることを見出した.さらに,諫早湾内の低酸素水塊は小長井沖付近で発生し,諫早湾全体に大規模化する傾向にあることを明らかにした.平成21年度に行った研究と得られた成果は以下の通りである。(1)これまで行われた有明海および諫早湾における物理・生物化学的環境に関する先行研究を取りまとめ、諫早湾干拓事業に関する環境影響評価を行うと共に、諫早湾の開門調査の意義を明らかにした。2000年海苔の色落ち問題により諫早湾の干拓事業と有明海奥部の環境異変との関係が顕在化したが、10年間の研究成果をまとめるとその因果関係ははっきりしないというのが実情である。しかし、諫早湾内の底泥環境は潮受け堤防建設後、悪化していることを確認した。(2)九州農政局の20年間のデータを解析し、諫早湾締め切りを境に、湾奥部と湾央部で底泥環境の著しい悪化が認められた。これは当然の結果であり、潮受け堤防建設により流況が大きく変化したためである。しかしながら、湾口部における経年変化はそれ程大きくなかった。(3)諫早湾における底泥環境の総合調査を行い、底泥粒径、含有有機物量、酸化還元電位、酸揮発性硫化物、クロロフィルa、フェオフィチン、間隙水中の栄養塩濃度等を測定した。諫早湾奥部における底泥中にはかなりの有機物が堆積し、嫌気状態となり硫酸還元反応が進んでいることを明らかにした。(4)アメダスデータの解析により、夏季において諫早湾内では南風が卓越することを明らかにした。諫早湾を吹き抜けるこの南風は、雲仙岳と多良岳によって縮流・加速され、風速が強められることを明らかにした。多良岳と雲仙岳の背後には渦流れが形成され、対岸の白石や岱明では風速が弱まり、風向が安定しないことを明らかにした。密度成層が発達し、海表面に南風が作用する場合、島原半島沿いに貧酸素水塊が湧昇することを見出した。(5)諫早湾および調整池における既存の水質観測データについてGISを用いて整理し、この水域の季節的,空間的な特性を把握した。さらに、2000年と2007年の人工衛星画像による同水域の広域の水質分布を推定し現象を考察した。(1)九州農政局が1989年から諌早湾内において測得している底泥環境特性量を整理し,経年変化を調べたところ,潮受け堤防建設後,諫早湾内の底泥環境は次第に悪化していることが明らかとなった.また,諌早湾内に形成された貧酸素水塊は,有明海で卓越する南南西の風と北北東の風の連吹に応答して移動することが明らかとなった.(2)超音波ドップラー流速計を用いた現地観測によって諫早湾潮受け堤防開門後に大きな変化が予想される諌早湾湾口北部と北部有明海の物質輸送について調査研究を実施し,夏季成層期の大潮・小潮時における諌早湾湾口北部の現況の流動パターンを明らかにした.また,開門調査時に比較可能なデータベースを構築した.(3)諫早湾の潮受け堤防開門の影響を把握するために,現地調査で取得されたデータを用いて3次元流動モデルと海底堆積物モデルの構築を進めた.流動モデルにより,筑後川からの栄養塩を多量に含んだ低塩分水が諌早湾に流れ込む状況が再現された.また,海底堆積物モデルにより湾内2地点の堆積物内の物質循環を調べ,底質の地点差を考察した.(4)諌早湾内に発生する赤潮と水質動態との関連を明らかにするため,2009年度に引き続き2010年夏季の約1か月間にわたり諫早湾北部海域で多項目水質計による塩分,水温,溶存酸素濃度(DO濃度)およびクロロフィルa(Chl-a)等の隔日観測を行った.その結果,2009年と同様にシャットネラ赤潮の発生とともに,高い値のChl-aを水表面近傍で計測することができた.さらに,底層に発生する貧酸素水塊の形成に密度成層が強い影響を及ぼしていることを明らかにした.

(5)衛星画像データから,諫早湾・調整池両水域の水温,Chl-a濃度を求める高精度の推定式を構築した。また,衛星画像データと現地観測データを組み合わせることで,表層並びに水域内部の物質の動態を詳細に把握することができた.さらに,現地観測データとリモートセンシングを組み合わせることで,お互いの長所を活かした水質モニタリング手法を確立した.(6)諌早湾対岸に位置する白川河口干潟での過去10年間の土砂収支を検討し,潮汐と河川出水の相対的な重要度を検討した将来,実施されるであろう諫早湾開門調査を念頭に,湾内の水質・底質環境に関する詳細な実態調査を行い,開門後の変化を解明するためのベンチマークとなり得る環境データ収集し,現況環境特性を明らかにした.1)諫早湾の海底堆積物モデルを開発し,南北排水門近くの2地点の底質鉛直分布を求め観測値と比較した.その結果,有機物の沈降フラックスや分解速度に両地点で差があることを明らかにした.2)九州農政局が測得している水質の同時多点常時観測データを解析し,諫早湾内の低酸素水塊の発生と発達プロセスを調べた.その結果,諫早湾内の低酸素水塊は小長井沖付近で発生し,諫早湾全体に大規模化する傾向にあることを明らかにした.また,小長井沖の水塊が高酸素状態にあれは,約90%の確率で諫早湾全域は高酸素状態にあること,排水門近くの水塊が低酸素状態にある場合,約70%の確率で諫早湾全域は低酸素状態にあることを明らかにした.3)諫早干拓締切り前後での最も大きな変化は,締切り後調整池の水環境が急速に悪化し,その調整池から排水を通じてfluxが諫早湾に流れ込んで環境悪化を引き起こし,更にそれが諫早湾を通して有明海本体部分に定常的に流れ込んでいることである.シミュレーションによりこのfluxが有明海奥部を含む有明海全体に大きな影響を与えていることを確認した.4)本明川流域の過去3050年間の長期的な環境変化を解析し,気温・流量が上昇傾向に,TN負荷が下降傾向にあることを明らかにした.また,潮受け堤防建設後に調整池のCOD,SS,T-N,T-Pの上昇とDINの減少が確認され,浮遊藻類増殖に適した環境が作り出されていることを明らかにした.5)室内移動床実験により,波作用下の特徴的な地形であるトラフやバーを再現し,それら近傍での底質内部の空隙や密度構造の時空間変化をX線CT法により調べた.その結果,底質の撹乱深さを推定することが可能であり,バーとトラフではその大きさが異なること,地形変化が定常に至るまでにその深さは時間変動することを明らかにした.I.九州農政局が諫早湾内で測得した2004年から2012年の水質および風況データを解析し,低酸素水塊の経年変化を調べるとともに,重回帰分析を行うことで底層の溶存酸素(DO)濃度の変動要因について調べた.その結果,低酸素水塊の発生割合は諫早湾中央部と湾口北側で大きい値をとること,また,底層DO濃度の低減には密度成層が,底層DO濃度の増加には底層のChl.a濃度が支配的であることが明らかとなった.II.諫早湾口北部周辺の流動ならびに物質輸送構造を明らかにするために現地観測を実施した.その結果,成層期には湾口北部で流れに層構造が生じており,この構造により湾口北部から諫早湾内で巻き上げられた懸濁物が流出しやすくなっていることが明らかとなった.III.諫早湾の北部海域における水質動態と赤潮発生との関連性を解明するため,小長井港口から竹崎島周辺の7地点において,水温,塩分,濁度,DO,Chl-a等の鉛直分布を隔日で計測した.その結果,赤潮は,3日5日程度の時間スケールで発生・消散すること,赤潮細胞の増殖には栄養塩と日照量に加えて,2530°C程度の水温および2025psu程度の塩分が必要であり,いずれの条件が欠けても赤潮細胞の増殖には至らないことが明らかとなった.