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中国古代における鉄器生産と都市・集落発展の関係に関する研究

本研究は中国古代における都市・集落と鉄器生産・流通の相関関係を分析し、鉄の都市集落発展に対する歴史的意義を明らかにすることを目的とし、中国河南省を中心に製鉄遺跡・出土鉄器の調査・研究を進めるものである。初年度においては、河南省文物考古研究所所蔵の出土鉄器の調査と製鉄遺跡の調査を行い、漢代の農具等の鉄器だけでなく、各地で出土した製鉄関連資料(炉壁・ふいご・スラグ等)を確認し、同時に近年発見された大量の曹操高陵の出土鉄器や、その墓が位置していた漢代魏郡の製鉄遺跡が河北省武安県に存在することを確認した。よって、第二年目には三回の海外渡航を行い、曹操高陵出土鉄器の整理を進めると同時に、武安県の製鉄遺跡の踏査を進めた。この他初年度には中国社会科学院考古研究所の依頼により、洛陽漢墓群出土鉄器の整理を行い、次年度にはその報告書の作成を完了した。また、当初の計画に従い、次年度の2012年6月に河南省文物考古研究所の劉海旺氏を招へいし、愛媛大学および東京(キャンパスイノベーションセンター)において、二回の研究講演会を実施した。これは、河南省に位置する内黄県三楊荘漢代集落遺跡の発見とその意義について報告するものであるが、ここでは漢代の農村集落が当時の生活の痕跡をそのまま残して沈んだもので、鉄製農具が大量に出土しており、集落と鉄器の流通の状況を知るための好例である。同時に研究代表者自身も曹操高陵・三楊荘集落遺跡の出土鉄器とその生産・流通に関わる問題について2回の研究講演を行っている。以上により、漢代の魏郡における鉄器生産と流通および都市・集落の関係性をより具体的なものとすることができ、また、中国古代における鉄器生産の社会的意義を知るためのモデルを提示することができた。本研究では、中国古代における製鉄、鉄器生産から流通・使用に至る一連のプロセスを明らかにし、それが古代集落・都市の発生・発展にどのような影響をもたらすかを解明することを目的としている。そのため2011年度においては、四回中国に渡航し、主に河南省文物考古研究所所蔵資料の調査をすすめ、データベース化を図った。調査の中心となったのは、安陽市曹操高陵出土鉄器・面池県製鉄遺跡出土鉄器・内黄県三楊荘集落遺跡出土鉄器などである。曹操高陵出土鉄器に関しては、同研究所から報告書作成のための出土鉄器の整理を正式に依頼され、数量・種類等をデータベース化し、基礎整理を行った。また面池県出土鉄器などは4000点以上あることが判明したため、2012年度に同研究所と研究代表者の所属するセンターの間で正式な研究協定を締結し、それを下に本格的な整理・調査・研究を進めることとなった。また、以上の鉄器がどこで作られたかを明らかにするため、文献資料の調査を進め、それに基づき河北省武安県において製鉄遺跡の踏査を進めた。それにより、漢代の大規模な製鉄遺跡を発見することができた。これについては2012年度、河北省文物保護センターの協力の下、調査を継続する予定である。この他、本研究を進める過程で、中国社会科学院考古研究所から依頼を受け、河南省洛陽漢墓群の出土鉄器500点あまりの整理を行った。これにより当地の古代鉄器の概要を知ることができた。この資料についてはRP剤(防腐剤)とエスカル(保存袋)を用いて保存処理を進めている。2011年度においては、おおむね予定していた通り資料調査を進めることができたが、遺跡により資料数が多く、基礎整理の一部が残った部分もある。

また申請時の目的の通り、漢代から魏晋南北朝時代の各時代の資料を見ることもできたが、ただし、より古い戦国時代の資料についてはやや手薄になった感がある。以上の不足分については2012年度においても継続する必要がある。また、当初の目的以上に、河北省武安県製鉄遺跡のように重要な遺跡の発見ができたほか、予定になかった洛陽漢墓群出土鉄器の整理により、漢代に存在したほぼ全ての鉄製品が確認できるなど、目的以上の成果もあった。出土資料整理・遺跡調査を中心に進める。初年度の整理資料のうち、曹操高陵出土鉄器に関しては、選別して図化を進めるとともに、甲冑の復元作業等も行う面池製鉄遺跡出土鉄器は、資料数・数量等についてのデータベース化を継続する。三楊荘集落遺跡の鉄器については、図化を進める。なお、三楊荘集落遺跡については、その発掘担当者を日本へ招へいし、シンポジウムを開催する予定である。新たに発見した河北省武安県製鉄遺跡に関しては、河北省文物保護センターの協力の下、現地調査を継続し、2012年度においては鉄鉱石・鉄滓・炉壁などのサンプルの採取を行い、成分分析などを行う。この他、国内外において学会発表・論文発表を進め、総合的研究に備える。海外渡航3回を予定しているほか、中国より河南省文物考古研究所第三研究室主任である劉海旺研究員を招へいし、愛媛大学と東京においてにてシンポジウムを開催予定である。また、国内において学会発表を予定している。この他、河北省武安県製鉄遺跡のサンプル分析のため経費を計上する。
総合学習カリキュラムの学習効果に関するナラティブ・スタディ

本研究は、カリキュラムを経験的にとらえるための方略としてナラティブ・スタディという手法を定義し直し、カリキュラムという経験を主観的な営みをどこまでとらえうるかという課題を追求したものである。これまで自伝的方法や潜在的カリキュラムというような形で試みられてきたアメリカのカリキュラム研究から学ぶところは大きく、カリキュラム概念が公式の記述を超えて主観的な意識の流れとしてとらえられるべきであることを学んだ。このような方法意識から、使われるデータや資料の性質は、これまでの公式のカリキュラムの規定ではなく、そのようなカリキュラムとは別な文脈や背景を抱えたものとなる。たとえば、ポートフォリオは、子どもたちの主観的な意識の流れを集大成し、学習指導に生かすという役割を負っている。さらに、子どもたちの日記は、開示されたときは、まったく主観的な世界の展開を見ることになる。あるいは、主観性は、全く社会構造的に、文化的な背景をもって分析することができる。このような文脈にあるカリキュラムを抽出する装置の開発のみならず、その装置から読み取れる意味や価値についての分析の枠組みそのものが優れた価値を持っている必要がある。具体的には、総合的学習を試みていた先進校の卒業生のナラティブは、他の学校の卒業生のそれと比べて社会に対する能動的で、計画的な働きかけに優れていることが判明した。また、このような主観性の流れの中において個々人の主体性、主導権の発達において優れていることが判明した。本研究を通してこのような発達のレベルを明らかにする方法としてナラティブは、有効であることが検証できた。総合学習を経験した生徒の追跡調査研究に向けて、日本や外国において可能な限り、先行研究のデータをそして、現実の教育実践の結果についての情報を収集し、その分類・整理にあたった。特に、個性化教育を推進してきた学校の紀要や印刷物そしてポートフォリオなど、総合的学習の時間を実践してきた学校の関連資料を収集し、特に単元の構想についての記述から個性化教育に関わる実践としてどのような形があるのか、基礎資料の収集をはかった。理論的には、基礎・基本を重視する立場から総合学習カリキュラムを経験して卒業した生徒の学力をよりバランスのとれた客観的な評価の軸を設定することが可能になった。そして、教科に縛られた学力のみならず、学習における自主性、創造性、社会性などオープンスクールの基本理念に関わり、個々人の人間発達の成長の全体的な構造をモデル化できる手法としてのナラティブ・スタディの応用可能性を追求した。本年度は、カリキュラムのナラティブ・スタディに関する文献と資料を分離し、整理を試みた。その成果の一部を大学の紀要に論文として発表した。その中では、教育における個別事例研究の可能性と実例について論じた。教育学は、「科学」の必要条件である、客観性、予書可能性、そして観察可能性を追求したとき、教育において重要な偶然的な要素すなわち「出会い」のような予見不可能性の重要性は、「蓋然性」に置き換えられ、個別の経験の意味の追究がなおざりにされるようになってしまったのである。教育の「科学」は、教育における「社会的な効率」を追究するグループとしてカリキュラムに関しての科学的な管理を目指していた。心理学による知能測定は、このような効率追求するグループにとって一つの重要な方法であった。たとえばなしの『セーバートゥース・カリキュラム』は、心理学の仮面を被って科学たらんと背伸びする教育学のあがきの姿を描いている統計的な偏差値と科学的な管理が教育において擬似科学として登場し、それが何か教育における万能薬であるかのようにはやり出すとという物語は、個人はもはや主体性をもった人間ではなく、工場で管理される部品のような存在として描かれるのである。カリキュラムづくり(Curriculum-making)が20世紀の前半に盛んになる背景には、実は、このような工場モデルが大きな影響力があった。このような工場モデルのカリキュラムづくりは考え方としては、主要な流れをなしていた。それに対して、個人の自我の可能性をカリキュラムの主要な研究課題として展開した方法論が自伝的方法などによって明らかにされた。その手法の一つとしてある学校の実践事例を描き、その内容を分析評価した。

本研究は、総合的学習のカリキュラムの効果に関する資料を、文献と現場での実践記録、そしてインタビューなどによって収集し、ナラティブ・ストーリーとして再構成することによって、因果関連性を探究した。和書、洋書を含めてこのような方向性を持った先行研究をまとめ、学習効果というものを個人史的な発達構造転換として把握する枠組みを構築した。その枠組みにおいては、個人史的な構造が、単に基本的なスキルや暗記的な知識の量によるものではなく、理解や思考の構造、そして、原理応用の力など多様な能力とさらには、能動的な態度に関わる指標などが抽出されることが明確になった。このような枠組みの中で、資料を整理し、構造化をはかった。その結果、総合学習の効果の多様性、そして標準化された学力発達に与える影響などについて多角的な視点を持つことが可能になった。研究の過程途上において、成果をまとめることができた部分について、少しずつ大学の研究紀要などに研究発表を試みた。しかし、最終的に膨大な資料の整理し論文の形でまとめるには、多くの労力と時間を必要とする。
炎症関連遺伝子修飾からみた運動と5-アミノレブリン酸の併用効果

5-アミノルブリン酸摂取が、うつ病患者、要介護者のインターバル速歩トレーニングの効果と炎症関連遺伝子のメチル化に及ぼす影響を検証することを目的とした。中高年のうつ患者を、ALA摂取、プラセボ摂取の2条件ににわけ、それぞれ6日間のトレーニングを実施した。その後10日間の無介入期間を置いて摂取条件を入れ替え、同様にトレーニングを実施した。要介護者にも同様に実施した。その結果、うつ患者において、ALA摂取が運動実施率、運動効率を増加させ、乳酸産生を抑制し、うつ症状を改善した。要介護者については、現在、結果を解析中である。また、炎症関連遺伝子修飾についても今後実施する予定である。最近、生活習慣病、うつ病、認知症、がんの発症メカニズムについて、運動不足に起因する慢性炎症が指摘されている。さらに、その慢性炎症発症メカニズムについて、ミトコンドリアの機能低下による筋肉とその他の臓器から分泌されるサイトカインによって引き起こされる、という説が有力である。したがって、もし、運動によらなくても、ミトコンドリアの機能を亢進する補助食品があれば、これらの疾患の予防・治療に効果があると考えられる。ところで、5-アミノレブリン酸(ALA)は、ミトコンドリアの電子伝達系のコンプレックスIVの成分であることから、これを含む補助食品は、ミトコンドリア機能の改善に効果があることが、動物実験、in vitro実験で指摘されてきた。そこで、生活習慣病+うつ症状を呈する中高年女性6名について、1週間のALAまたはプラセボ摂取+インターバル速歩トレーニングの介入を行い、その間のトレーニング実施率を測定し、さらに、その前後で持久力測定を実施した。その後、1週間の非介入期間をおいて、再度、同様の介入を行った。その際、最初の介入でALAを摂取したものはプラセボ、プラセボを摂取したものはALAを摂取させた。したがって、実験は二重盲検、クロスオーバー方式で行った。その結果、ALA摂取条件ではプラセボ摂取条件に比べ、介入期間中の運動の実施率の向上、MADRSによるうつ症状の改善が見られた。以上の結果は、ALAには、体内の炎症反応を抑制し、うつ症状をを改善する効果がある、という考えを支持する。5-アミノレブリン酸(ALA)は、ミトコンドリアのcomplexIVの成分で、それを補給することで、ミトコンドリアの電子伝達系を活性化させることが報告されている。そこで、もし、うつ病患者、要介護者に同サプリメントを摂取させれば、運動が容易にできるようになり、運動トレーニングの導入が容易にできるのではないか、と考えた。まず、うつ患者を対象に、ALAの短期間摂取の運動実施率、体力、生活習慣病、うつ症状改善効果を検証した。被験者は、生活習慣病とうつの症状を呈する中高年者9名を対象とした。彼らをALA摂取条件、プラセボ摂取条件の4名、5名の2群に無作為にわけ、インターバル速歩を実施させ、その1週間の運動実施率を測定し、さらにトレーニング前後で自転車エルゴメータを用いて運動漸増負荷を行い、その際の運動効率、最高酸素摂取量、血中乳酸濃度を測定した。そして、それらの変化量と生活習慣病とうつの症状の変化量を条件間で比較した。その後、ALA摂取の影響が消失するとされる1週間をおいて、ALA摂取条件とプラセボ摂取条件の被験者を交替させ、1週間のインターバル速歩トレーニングを実施し、最初の1週間と同様の測定を行い、それぞれの測定値変化量を条件間で比較した。このように実験はクロスオーバー、二重盲験方式で行った。ALA摂取条件では、プラセボ摂取条件に比べ、1週間の運動実施率の増加、運動効率の上昇、乳酸産生の減少、うつ症状の改善が亢進することが明らかとなった。次に同様の実験を、介護度1,2の要介護者10名について行い、現在、結果を解析中である。スポーツ医科学運動不足による全身の炎症反応がうつ症状引き起こすという仮説に基づいて、生活習慣病とうつ症状を併発する患者さんに、ALA(プラセボ)+インターバル速歩トレーニングを実施させた。その結果、6名の被験者について、ALA摂取条件で運動実施率の向上、うつ症状が改善する効果が示唆されたことから、おおむね順調に進展していると判断できる。今後、被験者の人数を増やし、ALAの効果について、持久力(好気的運動能)との関連を踏まえ、解析する予定である。さらに、うつ患者に加えて、要介護1,2レベルの後期高齢者についても、ALAの摂取効果を検証し、その際、炎症を促進する遺伝子のメチル化についても測定する。以上の結果から、ミトコンドリアの機能亢進は、運動トレーニング導入困難な、うつ病患者、体力的に虚弱な高齢者に有効であることを立証する。
脳卒中のリハビリを目指した粘弾性の予測と制御ができるパワーアシストと臨床応用

本研究は皮質脳波から念じた運動に関する各関節の運動情報(関節角度、角速度など)と力学情報(関節トルク、関節の粘弾性など)を同時に予測する手法を提案し、それを用いてパワーアシストの粘弾性を制御する新たなリハビリテーションの基盤技術の構築することである。平成28年度では大阪大学病院から患者のデータを入手して解析を行い、皮質脳波から運動情報と力学情報を同時に予測することに成功した。3人の被験者は重さが異なる3種類のペットボトルを指定した経由点を通過する2点間の到達運動を行なった。提案手法を用いて皮質脳波から力学情報(筋電信号)と運動情報(軌道)を再現することができた。この結果をScientific Reports誌に発表した。平成29年度では物体とのインタラクションが可能なパワーアシストの製作を行った。3Dプリンターを導入することでロボットアームの設計とプロトタイプのパワーアシストが製作できた。パワーアシストに人間のような粘弾性の性質を持たせるため、空気圧の人口筋肉とリニアモータが直列で繋がっているシリアル型ハイブリッド人工筋肉を考案した。この人工筋肉は空気圧によって粘弾性の調節を、リニアモータによって筋肉の長さを制御する。さらに、パワーアシストに筋電信号の電極を埋め込む必要があるため柔らかい電極の開発もパワーアシスト製作と同時に設計を行った。この結果を国内外に発表を行った。平成30年度では患者の皮質脳波は治療の目的で1週間しか入れないことと、運動野まで電極を入れるケースがかなり少ないため、サルの皮質脳波を用いて関節角度を推定し、4DOFのロボットアームの制御を行った。この結果をComputational Intelligence and Neuroscience誌に発表した。さらに、皮質脳波の代わりに定常状態視覚誘発電位(SSVEP)を用いてロボットアームの制御も行った。提案したデコーディング手法はz-scoreを用いた特徴抽出法と変分ベイズ法を用いた線形回帰手法(sparse linear regression)を使って筋電信号を予測することである。これまで同手法を用いてサルと人間の皮質脳波からそれぞれ手先位置、手首や肘関節の軌道、筋電信号、握力などを再現してきた。しかし、物体とのインタラクションが可能なパワーアシストを製作するためには力学情報と運動情報を同時に予測する必要がある。さらに、これまでの論文では重い物体を手に持って2点間の到達運動を行うなど物体とのインタラクションに対してデコーディングした論文は私が知る限りなかった。平成28年度では大阪大学病院から3種類の重さに関する患者のデータを入手して解析を行った。癲癇患者の治療目的で硬膜下に置いた電極から皮質脳波(ECoG)データとkinectシステムから運動データを記録した。このデータを提案手法を用いて異なる重さに対して力学情報(筋電信号)と運動情報(軌道)をそれぞれ再現し実際のデータと比較を行なった。その結果、精度よく再現できた。そして、重みパラメータの分析を行い、運動前野と第1運動野に置いた電極には運動情報に寄与度が高いことと第1運動野に置いた電極は力学情報に高いことが分かった。この結果を学術論文誌(Scientific Reports)に発表した。物体とのインタラクションが可能なパワーアシストを製作するためには力学情報である筋電信号と運動情報である軌道を同時に予測する必要がある。提案手法の特徴抽出法を用いて皮質脳波の特徴量を計算すると膨大なデータになるため、ビックデータの解析が必要になる。さらに、線形回帰手法を使った機械学習を行うためGPUマシンとMATLABソフトを購入した。今年度はこのシステムを利用いて3種類の重さ(25g, 250g, 500g)のペットボトルを移動させる時の患者データを解析して運動軌道と筋電信号の再構築を行った。その結果、皮質脳波から重い物体とインタラクションを行う運動を精度よく再現することに世界初めて成功した。このように提案手法が物体とインタラクション時も有効であることが確認できたため、最初に建てられた研究計画通りパワーアシストやロボットアームへの適用が順調に発展しているところである。一方、3Dプリンターを導入することによりロボットアームの設計とプロトタイプが製作できる環境を作った。成人の筋肉骨格系は約206個の骨と約600本の骨格筋によって構成されている。我々は日常生活の様々な作業に対して,筋肉を収縮させることによって関節を回転させ、手先や対象物体を作業空間内で操作を行う。このように、物体とのインタラクションが可能なパワーアシストを製作するためには筋電信号の情報と軌道情報を同時に予測する必要がある。本研究の目的は皮質脳波から念じた運動に関する各関節の運動情報(特に、関節角度)と力学情報(特に、関節の弾性)を同時に予測する手法を提案し、それを用いてパワーアシストの粘弾性を制御する新たなリハビリテーションの基盤技術の構築することである。平成28年度では大阪大学病院から3種類の重さに関する患者データについてz-score法を用いた特徴抽出法と変分ベイズ法を用いた線形回帰手法(sparse linear regression)を用いて筋電信号を予測するデコーディング手法を提案した。平成29年度では提案手法で予測した筋電信号を用いて制御するパワーアシストを開発するため主に人口筋肉の開発を行なった。

従来の空気圧人口筋肉では軽量で柔軟性があり、人間の筋特性と同様の特性を持っていることでパワーアシストや医療・リハビリテーションシステムに使われた。しかし、空気圧人口筋肉は入出力の非線形性や負荷等の他の環境の影響を受けやすいので制御が難しい問題点がある。また,柔軟性に起因して振動が生じやすいため,物体とのインタラクションするパワーアシストの操作性の観点から十分な検討が必要である.そこで、我々はゴムの空気圧とリニアモータを組み合わせた新たなる人工筋肉を提案し、筋張力の特性評価を行った。物体とのインタラクションが可能なパワーアシストを製作するためには筋電信号の情報と軌道情報を同時に予測する必要がある。既存に市販の空気圧人口筋肉ではトルク-長さの特生が非線形であり、反応速度が遅い短点がある。また、市販品の人口筋肉は種類が少ないためパワーアシストのサイズに合わせることが難しい。さらに、筋電信号から得られた関節のトルクや平衡位置や関節のスティフネス(硬さ)を生かした新たな人口筋肉が必要になった。そこで、我々は筋電信号から得られたスティフネスを用いて空気圧ゴムの制御を、平衡位置を用いて長さを制御する新たな人口筋肉を提案した。提案した人工筋肉は空気圧ゴムとリニアモータが直列で構成されている。まず、空気圧ゴム部は従来のMcKibben型を採用し、ゴムチューブに網目状のスリーブを覆った構造になっている。人腕の関節は骨や屈筋と伸筋のペアの筋肉で構成されており、伸筋・屈筋の同時活性化によって腕の硬さを変化させる。この人腕のように、屈筋部・伸筋部のゴムチューブに同じ空気圧で同時に活性化すると印加する空気圧の量によってパワーアシストの硬さを調節することができる。同量の空気圧による同時活性化ではパワーアシストは動かない状態になるのでリニアモータを用いて人工筋肉の長さを操作すればパワーアシストの等長性運動と等尺性運動が再現可能になる。現在は色々な種類のゴムの特性を調べてアメゴムとナイロンスリーブの組合と小型リニアモータを持つ人口筋肉を開発し、特性を調べている。そして、柔らかいアクティブ筋電センサもプロトタイプが完成できた。最初に建てられた研究計画よりやや遅れているがパワーアシストの適用が順調に発展しているところである。本研究は皮質脳波から念じた運動に関する各関節の運動情報(関節角度、角速度など)と力学情報(関節トルク、関節の粘弾性など)を同時に予測する手法を提案し、それを用いてパワーアシストの粘弾性を制御する新たなリハビリテーションの基盤技術の構築することである。平成28年度では大阪大学病院から患者のデータを入手して解析を行い、皮質脳波から運動情報と力学情報を同時に予測することに成功した。3人の被験者は重さが異なる3種類のペットボトルを指定した経由点を通過する2点間の到達運動を行なった。提案手法を用いて皮質脳波から力学情報(筋電信号)と運動情報(軌道)を再現することができた。
自然環境・人工環境・情報環境への探索的接触体験と理数系学問への関心との関連を探る

平成16年度には2つの調査を行った。一つは、奈良県下4つの小学校5・6年生計418名へのアンケート調査である。自然環境、人工環境、情報環境の様々な項目について、「興味があるか」・「さらに深く学びたいか」について、尋ねた。重回帰分析の結果、「理科が好き」「算数好き」という意識には、「機械工学的嗜好」因子、「自然ロマン主義嗜好」因子、「生物嗜好」因子が有意な寄与をしており、「IT嗜好的」因子は有意な影響が認められなかった。コンピューターやパソコンへの関心が「理科好き」と関連しなかった点や、「自然ロマン主義嗜好」や「生物嗜好」の因子得点の高いものが必ずしも「科学の進歩」に肯定的ではなかったことは興味深いことである。もう一つは、附属中等学校の生徒597名(中学1年から高校2年まで全生徒)と附属小学校の児童240名(小学3年から6年生まで全児童)へのアンケート調査である。この調査では、理数的センスにからむと思われる34の遊びについての「好みの程度」・「体験の程度」や、21項目の自然事象についての「不思議に思った程度」や、「科学観」や「教科の好き嫌い」や将来の「希望職業」などについて尋ねた。「好む遊び」にも「遊びの体験頻度」にも、因子分析の結果、男女には興味深い相違が認められた。「不思議感」の因子構造にもかなり大きな違いがあった。重回帰分析の結果、女子においては「自然物の姿や成りたち」「存在のサイクル」「物象変化」などに不思議感を抱くことが、「生きものへの関わり(遊び)志向」の強さと強く関連していた。男子においては、そのような明瞭な結果は出なかった。平成15年度に私たちが行った研究は、以下の6カテゴリーに分けることができる。I.「理数系大学教員へのインタヴィュー」:物理1名、数理物理1名、物理・情報科学1名、情報科学1名、生物学1名、生態生物学1名、数学2名、化学1名の計9名に、1人約1時間半ほどインタヴィューを行いその逐語記録を作成した。インタヴィューの内容は、主として2つの部分からなる。1つは、幼少時から大学に至るまでの理数系への関心がどのように生じてきたか、自然環境・人工環境・情報環境への探索的接触体験との関係についてふれながら述べてもらうことである。2つ目は、理数系離れについての認識と対策についての考え。II.「附属中等学校・小学校・幼稚園理系教員へのインタビュー」;数学2名、生物1名、算数1名、理科2名、幼稚園1名の計7名の教員についてインタヴィューを行った。1人約1時間30分ほど。基本的に大学教員に対するインタビューとほぼ同じである。III.「幼小中高大学教員によるブレーンストーミング」;大学理数系教員4名、附属幼小中等学理数系教員7名、大学心理系教員3名、歴史系教員1名の計15名による一泊のブレーンストーミングを2003年12月21日に行った。理数系離れについての認識やそれぞれの問題意識にさまざまなずれがあることが明らかになった。IV.「附属中等教育学校の生徒へのインタビュー」:附属中等教育学校の1年生から5年生(高校2年に相当)まで各学年4名の理数系の好きな生徒計20名にインタヴィュー調査を行った。この結果は、まだ分析中である。V.「奈良県下の小学5.6年生400名にアンケート踏査」;自然環境、人工環境、情報環境への興味の度合いや、さらに追求したくなる深い関心の度合いなどについてアンケート調査した。現在まだ、結果を分析中であるが、男女差がかなり強くでているなど、自然環境のとらえ方について興味深い傾向が見いだされている。VI.「その他、創造性を生み出す環境要因についての実験的研究など」;実験的な研究、フィールド的な研究でテーマの脇を固める研究を複数行いつつある。
離婚後共同親権・面会交流の執行と福祉的支援に関する日独比較法研究

日本では離婚後単独親権制度の不都合と面会交流をめぐる紛争から結果として親子(多くの場合父子)の交流断絶に至ることが多い。1998年親子法改正により、共同配慮(日本法の共同親権に相当)制度を導入し、また面会交流規定を整備したドイツ配慮法を比較法の対象として、離婚後の子の共同配慮制度成立の背景、および離婚後の面会交流制度と実際の交流を可能にする福祉的支援を探求した。本年度は、当初予定していた国外調査の予定が相手方の都合により次年度に延期となったため、文献の収集ならびに文献研究に主たる力を注いだ。ドイツ民法の面会交流に関する制度の概要を把握するとともに、葛藤の強い別居・離婚した夫婦(父母)の場合に、いかに子と非監護親との面会交流を確保するのかという視点から、付添いつき面会交流についての研究を進めた。付添いつき交流には、父母の葛藤状況等によって3つの類型のものが存在する。(1)「監視された交流」:交流権をもつ父母の一方による子の直接的な危険が存在するもしくはその危険が排除されえない状況があるとき。(2)「狭義の付添いつき交流」:父母の強い葛藤により、子の間接的な危険が排除されえない状況があるとき。(3)「支援された交流」:子にとっての直接的な危険がない、もしくは子にとっての危険が少ないのが明白であるが、機能不全に陥っている家庭の場合。以上のような区分での付添いつき面会交流の実施にあたっての具体的基準の作成がドイツでは進んでいる。他方、日本では付添いつき交流は民間団体により細々と行われているにすぎず、その実態も明確ではない。日本での実態の把握も必要であるということが明らかになったが、この点は次年度の課題のひとつである。今年度の大きな特色は、2009年9月1日からドイツで新しい家事手続法(Das Familienverfahrensrecht---FamFG)が施行されたことである。本法により、従来、後見裁判所と家庭裁判所とに分かれていた事件手続が、家事事件については家庭裁判所に集約され、後見裁判所は廃止されるに至った。この手続法改正の目的の一つに、父母離婚後の面会交流紛争の解決の迅速化があげられていた。日本での紛争の長期化傾向に比較すると、紛争解決期間は短かったにもかかわらず、法改正によって制度上の対応をしたのである。この背景には、子どもの時間感覚の尊重という考え方と、この考え方に基づくと親子関係を断ち切らないようにするためには別居している親との交流を保ち続けることが重要だという発想が存在する。上記の考え方に基づくならば、できるかぎり親子間の交流を確保するために、交流を補佐する制度も重要である。いわゆる付添いつき面会交流である。個別の事例ごとに面会交流が子の福祉に合致するかを判断する日本法と、まずは面会交流を前提にして子の福祉が危険にさらされるときにのみ面会交流を制限するドイツ法のいずれが子の発達にとって好ましいかを検証するのが次年度の課題である。また、裁判所の下した判断の執行方法についての比較検討も行わなくてはならない課題であることが明らかになった。本年度は、日本における面会交流の実情および面会交流実施に伴う福祉的支援の必要性の切実さを聞取り調査した。離婚した夫婦が高葛藤であればあるほど非監護親と子との面会交流は難しくなる。そのような事例では、例えば東京のFPICのように面会交流を支援する民間団体も存在する。しかし、FPICのように実績がある団体であればともかく、面会交流支援能力や実績がよくわからないような団体・個人も存在する。また、FPICであれば1時間5千円といった料金設定がされているが、この金額は当事者にとって高額と感じられる=支払えないことが多い。そうすると、一定の水準をもった面会交流支援を受けられない、その結果親子関係が疎遠になる事例が相当数存在することが推測される。これらのことから、面会交流支援団体の水準を確保するために一定の許可基準の法定(許可制にするのか届出制にするのかという問題および監督官庁はどこにするのか)と、離婚当事者の経済的負担を軽減するための財政上の支援を保証する福祉法的規整を置くことが必要である。また、親子関係の調整や統合・維持について参考に資するために、熊本大学医学部・熊本学園大学社会福祉学部・熊本県中央児相担当者への聞取り調査も実施した。親自身が相談できる、あるいは子が親の離婚に関してもしくは親の離婚に巻き込まれることに関して相談する機関が存在しないので、相談機関の設置も考えなくてはならない。
英語コーパスのパソコンによる文章解析

研究成果としては、以下のとおりである。多変量統計解析法を用いることによって、LOB Corpusのタグの接続状況に注目し、カテゴリー(論述文、小説等の文章区分のこと)間にどのような文体的特徴の差異が現れるのかを分析して、文法範疇標示コーパスの有用性について明らかにするものであった。その結果を簡単にまとめると、動詞と接続する品詞との関係が文体の特徴を如実に示すことが明かとなった。すなわち、論述傾向の文章表現では述部の内容の複雑さが特徴であるといえるが、物語傾向の文章表現では比較的簡単な動詞と副詞辞による動詞句の表現が多い。特に物語文中での過去形はより単純で文末に置かれるか、副詞が伴うといった特徴をなす。また、be動詞(is)でも論述文では受動態に代表される複雑な文章形態であり、補語の構文も多いが、同名詞の補語あるいは進行形は物語文の特徴である。また、前置詞が接続する場合について差異は現れず、むしろ前置詞の目的語の部分に不定冠詞や所有限定詞が多いのが物語文の特徴といえる。名詞との接続では、論述文がより複雑な文章形態であるという一般的傾向として、前置詞句や過去分詞による限定的用法が多いが、固有名詞にはその傾向はないということが数値的に明確になり、このように高度な統計処理を活用する有効性が示された。
リー代数の表現論と概均質ベクトル空間のｂ─関数

いくつかの種類の可約概均質ベクトル空間のb-関数を、リー代数の表現論を応用して計算したり、部分的ではあるが群軌道との関係などのb-関数の性質を調べた。特に、古典型の放物型概均質ベクトル空間について、対応するCapelli恒等式を見出し、それを用いてb-関数を計算した。また、これと関連して、対称空間の冪零軌道の組合せ論的・表現論的性質を明らかにし、鏡映群の余不変式環については、そのレフシェッツ性などの性質を明らかにした。1. b-関数、Capelli恒等式に関する研究成果:平成24年度は平成23年度に引き続き、概均質ベクトル空間のb-関数と関わるCapelli恒等式の研究を主に進めた。成果としては、ある種の可約概均質ベクトル空間のb-関数と関わるCapelli恒等式に対して、そのCapelli恒等式に現れる微分作用素が、リー代数のある最高ウェイト表現の表現作用素として現れることを得た。これは、平成23年度に得た成果とは、別の型における同様の結果である。可約概均質ベクトル空間に付随するCapelli恒等式が、リー代数の表現と関連することが再び得られ、このCapelli恒等式の表現論的重要性が強まったと言える。また、これについて、平成24年6月に南開大学(中国天津市)、平成24年9月に日本数学会秋季総合分科会で発表を行った。2.対称対の冪零軌道に関する研究成果: b-関数との関連が期待される対称対の冪零軌道について、西山享氏と研究打合せを実施し、有益な情報交換を行い、また、平成25年度の研究の計画を立てることもできた。しかし、研究成果としては、平成24年度は目立った成果は得られなかった。3.平成24年度の研究費の使用:旅費については、日本数学会秋季総合分科会・年会、表現論シンポジウム等の研究集会、関連研究者との研究打合せとして使用した。さらに、冪零軌道の組合せ論と関連する、ワイル群の余不変式環や、一般線型群の既約表現次元公式について、そのq-類似も含めた概観について、ハワイで行われた研究集会で講演を行い、その旅費を支出した。また、組合せ論的表現論に関係する図書を購入した。1. b-関数、Capelli恒等式に関する研究成果:平成25年度も,平成23,24年度に引き続き,概均質ベクトル空間のb-関数に関係するCapelli恒等式(奇数型Capelli恒等式)の研究を中心に行った.前の2年間に結果の出ていた型とは別の型において,奇数型Capelli恒等式が得られた.これは,交代行列の現れる恒等式であり,一般にはCapelli恒等式が複雑な形になったり,証明が困難であったりするものである.しかし,当年度に得られた奇数型Capelli恒等式は,これまで知られているものと同様シンプルな形をしている点は注目すべきである.また,これにより,エルミート対称空間に対応する放物型概均質ベクトル空間に付随する最高ウェイト表現のうち,古典型であるものについては,表現作用素と奇数型Capelli恒等式が深く関係することがわかったことになる.この結果は年度末に得られたこともあり,集会での発表はまだであるが,論文投稿を準備中である.2.対称対の冪零軌道に関する研究成果: b-関数との関連が期待される対称対の冪零軌道について,西山享氏と研究打合せを実施し,現在まで得られた結果を他の型に拡張することが困難であることが判明したため,一旦現在までの成果を論文にまとめたものを雑誌に投稿することとなった.3.平成25年度の研究費の使用:旅費については,日本数学会秋季総合分科会,表現論シンポジウム等の研究集会や,関連研究者との研究打合せとして使用した.また,リー代数や組合せ論に関する図書の購入にも使用した.1. b-関数、Capelli恒等式に関する研究成果:平成23年度は概均質ベクトル空間のb-関数と関わるCapelli恒等式の研究を主に進めた。特に、当年度4月以降、国内外の研究者により、これまでにない種類のCapelli恒等式に類する恒等式が発見されたことがあり、注意を払いながら研究を進めた。従来は不明だったこのような表現論的意味付けを得たことは、種々の概均質ベクトル空間に付随するCapelli恒等式と、リー代数との表現の関連を解明する基盤になる成果といえる。2.対称対の羃零軌道に関する研究成果: b-関数との関連が期待される対称対の羃零軌道についての研究打合せを、主に西山享氏と行った。リー代数の無限次元表現の随伴多様体と対称対の羃零軌道の両者において、「誘導」がちょうど対応することの証明を与え、また対応の様子を深く理解できた。3. 23年度の研究費の使用:旅費については、日本数学会年会への参加や研究打合せの旅費として使用し、新しい種類のCapelli恒等式の知見を得るなどした。物品として購入したコンピュータは、Capelli恒等式の具体例の計算や、得られた結果の検算などを行い、研究の推進に利用した。また、必要に応じた購入を予定していた図書については、当年度は購入はしなかった。

1. b-関数、Capelli恒等式に関する研究成果:平成23年度から25年度までに引き続き、平成26年度も概均質ベクトル空間のb-関数に関係するCapelli恒等式(奇数型Capelli恒等式)の研究を中心に行った。平成25年度までに、普通の(成分に関係式のない)行列や、対称行列の現れる奇数型Capelli恒等式を得ていたが、平成26年度には、交代行列の現れる奇数型Capelli恒等式を得た。平成26年度に、この結果を含む論文を投稿し受理・出版された。2.対称対の冪零軌道に関する研究成果: b-関数との関連が期待される対称対の冪零軌道について、西山享氏と研究打合せを実施した。平成25年度までは、A型のリー代数で得られている結果を他の型に拡張することは困難だろうと認識していたが、打合せの結果、specialな冪零軌道を考えれば他の型にも拡張可能かも知れないという結論に至り、今後その研究を行うこととした。3.一般線型リー代数の表現に関する研究成果:対称群と一般線型リー代数の表現の対応を与えるSchur-Weyl双対性が知られている。平成26年度には、これを複素鏡映群に一般化し、さらに表現空間に次数を入れたSchur-Weyl双対性を得た。この結果は、ドイツのゲッチンゲン大学で開催された集会で発表した。4.平成26年度の研究費の使用:旅費については、表現論シンポジウム、日本数学会年会、ゲッチンゲン大学の集会への参加や、関連研究者との研究打合せのために使用した。また、リー代数の表現論に関する図書1冊の購入にも使用した。1. b-関数、Capelli恒等式に関する研究成果:平成23年度から26年度までに引き続き、平成27年度も概均質ベクトル空間のb-関数に関係するCapelli恒等式(奇数型Capelli恒等式)の研究を中心に行った。平成26年度までに、普通の(成分に関係式のない)行列や、対称行列、交代行列の現れる奇数型Capelli恒等式を得たが、平成27年度には、これらを放物型概均質ベクトル空間に付随するCapelli恒等式、および、これを用いたb-関数としてまとめた。これまで、b-関数をCapelli恒等式を用いて計算する結果は散発的にはあったが、リー代数の表現論の視点から見て重要な系列に対して、まとまった結果である点が重要である。この結果は鹿児島大学での集会で発表し、また、この結果を含む論文の投稿を準備中である。2.対称対の冪零軌道に関する研究成果: b-関数との関連が期待される対称対の冪零軌道について、軌道の隣接関係や、数え上げなどの組合せ論的性質、既約加群の随伴多様体との関係など、これまでの結果をまとめた共著論文が受理された。3.複素鏡映群に関する研究成果: sl(2)の表現と深く関わる、可換環におけるレフシェッツ性という性質があるが、複素鏡映群の余不変式環のレフシェッツ性についての研究が進展した。初めは計算機を用いてレフシェッツ性を持つことの証明を与えていたが、代数的に証明を与える目途がたちつつある。4.平成27年度の研究費の使用:旅費については、表現論シンポジウム、日本数学会秋季総合分科会をはじめとする研究集会への参加のために使用した。また、表現論に関する図書の購入にも使用した。いくつかの種類の可約概均質ベクトル空間のb-関数を、リー代数の表現論を応用して計算したり、部分的ではあるが群軌道との関係などのb-関数の性質を調べた。特に、古典型の放物型概均質ベクトル空間について、対応するCapelli恒等式を見出し、それを用いてb-関数を計算した。
総レニン濃度の診断的意義に関する臨床的ならびに病理組織学的研究

ウイルムス腫瘍に関し、特異的腫瘍マーカーと呼ぶべきものは知られていない。レニンには、活性型レニンのほかにその前駆体である不活性型レニンがあり、血漿中、不活性型レニンは総レニン(活性型+不活性型)の7090%を占めている。1985年に不活性型レニンが本腫瘍の腫瘍マーカーになり得るとの報告があるので、ヒトレニン特異モノクローナル抗体によるRIA法にて血漿中の総レニン濃度を測定し、これが本腫瘍の腫瘍マーカーとなり得るか否かについて検討した。まず、予備研究により西浦らが開発したRIA系が総レニン濃度の測定系であることを、酵素法則値との比較、並びに、免疫組織染色により確認した。小児期における血漿中総レニン濃度の正常範囲上限を301pg/mlと定めたが、ウイルムス腫瘍患者13例における血漿総レニン濃度は231pg/mlから1289pg/mlの範囲に分布、13例中9例が正常範囲上限を越える値を示した。術前術後で血漿総レニン濃度を比較したら5症例では、全例、術後にその値の低下がみられた。本腫瘍の病期と血漿総レニン濃度との間に関係は見られなかった。先天性間葉芽腎腫の2例はいずれも正常範囲上限を大きく越える異常高値を示した。この2症例のうちの1例について免疫組織染色を行ったところ、腫瘍に取り込まれた遺存傍糸球体装置のみが特異的に染色され、先天性間葉芽腎腫におけるレニン産生の機序はウイルムス腫瘍の場合と若干異なるのと考えられた。多嚢腎の2症例において血漿総レニン濃度は異常高値を示した。本疾患においては、高血圧症や血漿レニン活性の高値がしばしば報告されているが、血漿総レニン濃度としての測定は本研究がはじめてである。神経芽細胞腫16症例はいずれも正常範囲内の血漿総レニン濃度を示した。尚、肝芽腫の5例中3例と、奇形腫の10例中1例が異常高値を示し、腎外性レニン産生の例と考えられた。1.小児腎腫瘍患児における血漿総レニン濃度の測定計15例の小児腎腫瘍患児(ウィルムス腫瘍14例、先天性間葉芽腎腫1例)について、術前血漿を採取し、われわれが開発した総レニン測定法(抗ヒト総レニン特異モノクローナル抗体を用いたRadioimmunoassay(RIA)法)により、血漿中総レニン濃度(=活性型レニンと不活性型レニンの和)を測定した。術前検体採取はEDTA採血とし、遠沈後に上清血漿を分離し、-20°Cで凍結保存した。測定時には1回測定分として解凍血漿50ulを用い、各検体について2回(duplicate)測定し、その平均値を求めた。(1)対照群における血漿総レニン正常値域の検討血漿総レニン濃度の正常値域を設定する目的で、小児鼠径ヘルニア患児50例の術前血漿総レニン濃度を測定した。測定値は、最小値51pg/mlから最大値320pg/ml(平均値182pg/ml)であり、統計処理により正常上限値は301pg/mlと設定された。

(2)ウィルムス腫瘍患児における血漿総レニン濃度測定14例における総レニン濃度は、最小値231pg/mlから最大値1289pg/mlの範囲(平均値452pg/ml)を示し、正常値上限を超えるものが14例中9例をかぞえた。(3)先天性間葉芽腎腫における術前・術後の総レニン濃度の変化本症例は生後39日の男児で、左側腹部腫瘤を主訴に来院時に最高血圧130mmHgの高血圧を呈していた。本例の術前血漿総レニン濃度は、1458pg/mlと極めて高い値を示し、腫瘍摘出術後の総レニン濃度は130pg/mlで正常値域に復してした。2.先天性間葉芽腎腫の免疫組織化学的研究異常高値を示した先天性間葉芽腎腫の1例において、そのレニン産生を有する組織を組織学的に同定する目的で、凍結同組織切片(厚さ5um)と抗ヒトレニンウサギ抗血清を用いて間接酵素抗体法による組織化学染色を施行した。その結果、レニン陽性細胞は腫瘍細胞自体には一切認められず、逆に腫瘍に取り囲まれた遺残腎糸球体の傍糸球体装置の構成細胞がレニン強陽性を示した。1.免疫組織化学的研究われわれが開発した総レニン濃度測定法(抗ヒト総レニン特異モノクローナル抗体を用いたラジオイムノアッセイ(RIA)法)に用いられている抗ヒト総レニン特異モノクローナル抗体を用いて正常腎組織(厚さ5μl)の免疫組織染色を間接酵素抗体法にて行った。その結果、腎の傍糸球体装置(juxtaglomerular apparatuses)のみが染色された。これにより、モノクローナル抗体のレニン特異性を確認することが出来た。2.小児腎腫瘍患児における血漿総レニン濃度の測定血液中のレニン濃度の測定には血漿が用いられてきており、血清での値が測定されることは通常あり得ない。しかし、その他の領域の日常臨床では、血清が採血され、種々の血液生化学的データが測定されるのが通例である。今回、同一患者から同時に血清・血漿検体を採取し、総レニン濃度の測定値を比較した。血液を採取した後、一部はそのまま血清分離に回し、他はEDTA含有の試験管に収めた。血清と血漿を-20°Cで凍結保存の後、解凍し、それぞれの50μlを用い、duplicateにて上記RIA系にて測定を行った。両者はr=0.999で高い相関を示し、血漿総レニン濃度に0.90を乗じたものが血清総レニン濃度となることが明らかとなった。本年度、先天性間葉性腎腫の他の1例について、血漿総レニン濃度を測定したところ、この例も昨年度の症例と同様異常に高い血漿総レニン濃度を示した。
頭頸部扁平上皮がんの悪性度診断に関する免疫組織化学的研究

1.増殖関連因子について1)S期細胞標識指数について検討した結果(1)粘膜下進展度と正の相関があることを確認した(2)予後因子になりうることを確認した(3)発生部位別に差を認めなかった(1)下咽頭癌において最も高率(90%)に発現することを確認した3)変異型p53産生蛋白の発現性について検討した結果(1)下咽頭癌において最も高率(42%)に発現することを確認した2.転移関連因子について1)4型コラゲンについて検討した結果(1)癌巣周囲膜における発現性と頸部リンパ節転移との関係を確認した。(2)下咽頭癌はほぼ全例で発現性を認めず、頸転移頻度の高いことを示す結果であった。2)メタロプロティナーゼについて検討した結果(1)4型コラゲナーゼおよびカテプシンDは癌細胞によって産生されることが示された。(2)カテプシンBは間質多核巨細胞に発現した。(3)カテプシンGは間質毛細血管内白血球に発現した。(4)カテプシン発現性と頸転移との間に相関性を認めなかった。(1)頭頚部がん転移関連因子の免疫組織学的研究がん巣周囲膜構成成分としての4型コラゲン発現性について、すべての頭頚部扁平上皮がん初診時生檢材料を対象に、モノクローナル抗体を用いて免疫組織学的に調べ、頚部リンパ節転移との関係について檢討した結果、発現性を認めないもののほとんど全てに頚部リンパ節転移を認める一方、連続性発現のあるもののほとんど全ては転移を認めないことが判り、頚転移の指標として臨床応用できることを確認した。そこで4型コラゲンに影響する因子として、4型コラゲナーゼ、プラスミノーゲンアクチベータ、カテプツンG,Eについて檢索を開始した。(2)4型コラゲナーゼ、カテプシンなどのプロテアーゼに関する生化学的計測比色蛍光法およびソルーションアッセイ法によってがん組織のプロテアーゼ活性を計測した結果、頚部リンパ節転移を伴うがん組織において、4型コラゲナーゼおよびカテプシンB、Lの活性が高いことが判明し、これらの組織では4型コラゲン発現性に連続性がみられないことも判明した。そこで、がん組織について、4型コラゲンおよび4型コラゲナーゼまたはカテプシンの免疫組織学的重染色によって、これらの関係を明示することに着手した。(3)次年度計算予定通りに行うこととした。癌巣周囲膜における4型コラゲン発現性と頸部リンパ節転移との相関について、喉頭癌39例、下咽頭癌32例、合計71例について検索し、統計処理して、両者が著しい相関を持つことを確認した。次に4型コラゲンに対するメタロプロテイナーゼとして、4型コラゲナーゼ、カテプシンB,D,Gについて同様に検索した。4型コラゲナーゼおよびカテプシンDは癌細胞質に発現性を認めたのに対し、カテプシンBは癌間質多核巨細胞に、カテプシンGは癌間質毛細血管内白血球に発現性を認めた。しかし、これらのメタプロテイナーゼ発現性と4型コラゲン発現性の間に相関性を認めなかった。癌遺伝子産生蛋白変異型p53および、EGF-Rについて多数例を検索し変異型p53は下咽頭癌で42%,喉頭癌で23%の発現率であった。EGF-Rは下咽頭癌で90%,喉頭癌で80%の発現率であった。(1)SLIと粘膜下進展度との関係について症例をふやして検討し、著しい正の相関のあることを確認した。(2)SLIが予后因子になりうることを確認した。(3)がんの発生部位との関係を検討したが、有意差を認めなかった。(1)下咽頭癌において最も高率であることを確認した(90%)3)変異型p53産生蛋白発現性について(1)下咽頭癌において最も高率であることを確認した(42%)4)4型コラゲン(1)癌巣周囲膜4型コラゲン発現性と頸転移との関係を確認した。(2)下咽頭癌のほぼ全例で癌巣周囲膜4型コラゲン発現性のないことを確認した。5)メタロプロティナーゼ発現性について検討した。
小型アーク加熱風洞を用いた再使用型宇宙往還機熱防御システムの動的酸化試験

本研究では,再使用型宇宙往還機の再突入時に使用される熱防御システム(TPS)の動的酸化挙動の解明のため,酸素を含むガスを作動流体としたアーク加熱風洞の改良及び再使用可能なTPSの開発を行っている.アーク加熱風洞については,高温の酸素が接触する金属製電極は酸化による損耗が著しく,溶けた電極材がTPS供試体を汚染するため,電極の損耗を減らす試みを行ってきた.TPSについては,SiCに加えてZrB2-SiCサンプルを熱放電加工(SPS)により作製し,19002700KといったSiCのActive/Passive酸化の遷移境界温度域での動的酸化試験を行った.今年度は酸化抵抗力を増やすためにZrB2-SiC-ZrCについても酸化実験を開始した.今年度は特にレーザー駆動風洞を用いたTPS材料の動的酸化についての研究が中心になった.レーザー吸収分光によって,レーザー駆動風洞のアルゴン流の気流診断を行い,直径10mmのサンプルに対しては十分なエンタルピーを供給できることが分かった.また,様々な酸素分圧下で実験を行うために,LSPの維持条件をについて新たに研究を行った.レーザー維持プラズマ(LSP)の維持条件を明らかにすることを目的としてレーザー駆動風洞を用いて酸素の割合を変更した場合と総流量を変更した場合のLSP維持の評価実験を行なった.その結果,作動ガスの総流量を変更した場合はアルゴンに酸素を混合させると酸素のみを作動ガスとして供給した場合よりLSPが維持されにくいことを示す結果となった.TPS酸化実験については,作動時間中はクリーンな気流で加熱試験を行えることがわかった.ZrB2-SiCについては,再使用型TPSとして有望な材料であると言える.今後酸素分圧を高めて作動させることで,より広い範囲でA/P酸化試験を行うことが期待される結果となった.今年度は昨年度に引き続き,東京大学から東京都市大学へアーク加熱風洞のアークジェット部分の移設を行ったが,東京都市大学での設置場所について要求を満たす環境をなかなか得られなかったため,今年度はアーク加熱風洞の電極の改良の研究は行うことが出来なかった.そのため,1年間の研究期限の延長の申し出を行って承認された.最近幸い設置場所が決定し,必要な設備の購入も目途がついたため,現在セットアップ中である.また,アーク加熱風洞の研究に代わって行っているレーザー駆動風洞を用いたTPS材料の動的酸化についての研究について,レーザー吸収分光によってレーザー駆動風洞のアルゴン酸素流の気流診断を行ったほか,レーザー駆動風洞を用いて酸素の割合を変更した場合と総流量を変更した場合のレーザー維持プラズマ(LSP)の維持条件の評価実験を行なった.さらに,TPSの動的酸化実験については,酸素混合率20 %の条件でZrB2-SiC系セラミックの耐熱耐酸化試験を行った.半導体レーザーでTPS材料の表面温度を変化させて試験したところ, TPS材料は表面温度によって3種類の酸化挙動を示し,2300K程度まではPassive酸化が生じ,約2500 K以上になるとActive酸化が起こり始めることが分かった.これは、SiC系セラミックと比べると,Passive酸化領域は大きく広がり,再使用型TPS材料として有望な材料であるということが明らかになった.今後、酸素分圧を高めて作動させることで,より広い範囲でA/P酸化試験を行うことが期待される結果となった.最終年度となる来年度は,アーク加熱風洞のセットアップが済み次第,改めてこれまでの成果を踏まえてアークジェット本体の再設計を行う.セットアップ後は引き続き電極の改良を行うほか,半導体レーザーの照射によるアシストなしに再突入環境温度まで試験片の加熱が可能であるか検討する.TPS材料の酸化実験については,レーザー駆動風洞を用いてZrB2-SiCおよびZrB2-SiC-ZrC系についての動的酸化試験を行い, Active-Passive酸化遷移境界の検証をおこなうことを目標とする.国外研究者とのディスカッションは6月にドイツ・シュツットガルト大学のMr. GallaおよびDr. Herdrichと行う他、アーヘン工科大学のProf.Telleを訪問して行う予定である.研究成果の発表については,今年度は2019年3月に行われるIAPS meetingにおいて発表を行ったが,来年度は2019年9月に行われるISAPS及び2020年3月に行われるIAPS meeting,宇宙輸送シンポジウムで報告を行う他,研究成果をまとめて論文の投稿も行うつもりである.超高温耐熱セラミックス(UHTC)の酸化挙動の解明のため,O2を含むガスを作動流体としたアーク加熱風洞の改良を行った.高温の酸素が接触する金属製電極は酸化による損耗が著しく,溶けた電極材が供試体を汚染するため,各電極に耐酸化性被膜を施すことで損耗を減らす試みを行っている.陽極については,新たなコーティング手法として,固相のまま母材に衝突させて被膜を形成するコールドスプレー方式について試した.被膜はコンストリクタ部(アノードの中心孔)の側面にも達することを期待し,表と裏の両面にスプレーを行った.陰極についてはマイクロ波放電管により作製したZrNコーティングカソードの他に,新たにイオンプレーティング法によりTiN及びTiCNコーティング陰極の作成を行い,両陰極の損耗を比較した.イオンプレーティング法はコーティング回数を変えることでコーティング厚さを変化させた.上記の電極を用いたアーク加熱風洞を作動させ,電極の損耗について各電極の質量変化の測定および加熱試験後の損耗電極を切断し,SEMとEDXを用いて分析を行うことで評価した.