hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性咳嗽時の咳感受性亢進機序におけるCdk5シグナルの関与

慢性咳嗽のすべてではないものの咳感受性が亢進している病態においてはTRPV1を介する経路と介さずに直接的にC線維を興奮させる機序が関与しており、TRPV1を介した経路においてはCdk5が重要な役割を果たしていることが考えられる。4週令の雄性ICR系マウスにovalbumin(OVA,4mg/kg)を1週間間隔で2回腹腔内投与しその翌週からOVAを10mg/50mlの用量で連日6日間処置することにより、マウスアレルギー性気道炎モデルを作成した。本モデルを用いてカプサイシン誘発咳嗽数を非気道炎モデルマウス(対照マウス)と比較したところ、その咳嗽数は有意に増加しており、アレルギー性気道炎モデルにおいて咳嗽亢進が引き起こされていることを確認できた。アレルギー性気道炎モデルにおけるカプサイシン誘発咳嗽数の増加はC線維の脱感作により、消失した。また、本モデルマウスの肺胞洗浄液中の一酸化窒素(NO)濃度は、対照マウスに比べ有意に増加していた。しかし、肺胞洗浄液中のsubstance P量に対しては有意な変化が認められなかった。一方、アレルギー性気道炎症モデルマウスにおいて認められたカプサイシン誘発咳嗽数の増加と肺胞洗浄液中のNO濃度の増加はCysteinyl-leukotriene(Cys-LTs)受容体拮抗薬であるmontelukastにより、対照マウスで認められたレベルにまで抑制された。これらのことより、アレルギー性気道炎症時に認められる、咳嗽反射亢進にはCys-LTs受容体を介したNO産生亢進がの一部関与していることが明らかとなった。また、アレルギー性気道炎症時に認められる咳嗽反射亢進にC線維が関与していることは明らかであるにも関わらず、肺胞洗浄液中のsubstance P量の遊離量に変化が認められなかったことより、本モデルにおける咳嗽反射亢進にはsubstance P以外のタキキニン類が関与している可能性が考えられる。今後、Cys-LTsによるNO産生亢進機序ならびにそれら亢進機序に対するCCdk5の影響をさらに検討する。慢性あるいは遷延性咳漱に対する有用な治療薬の探索につながる糸口を見出すことが本研究の最終目的であり、これまで慢性あるいは遷延性咳漱における咳感受性におけるC線維の関与を検討してきたが、本年度はC線維の活性亢進におけるNa^+チャネルの関与を検討した。Type IIpyrethroid系殺虫剤であるフェンバレレートはそのNa^+チャネルオープナーとして作用しその活性を示す事が知られている。フェンバレレートをマウスに吸入させることで濃度依存的に咳漱数を増加させることを見出した。フェンバレレートにより誘発される咳漱はテトロドトキシン(TTX)の投与により有意に減少したが、その抑制程度は非常に小さいものであった。一方、TTX抵抗性Na^+チャネル阻害作用を持つことが最近見出された去痰薬のアンブロキソールおよびTTXを同時に投与することで、フェンバレレートにより誘発される咳漱反射は完全に消失した。これらのことからフェンバレレートはTTX抵抗性Na^+チャネルの活性化により咳漱反射を誘発することが明らかとなった。一方、Cdk5の活性化によりC線維の活性化が亢進することを明らかにしているovalbmin感作により作成した気道炎症モデルマウスにおいて、フェンバレレート誘発咳漱数が、非感作マウスに比べ有意に増加することも明らかとなった。これらのことから、慢性あるいは遷延性咳漱時における咳漱感受性亢進にTTX抵抗性Na+チャネルの活性化を介した、C線維の活性亢進が関与していることが示唆された。慢性あるいは遷延性咳嗽に対する有用な治療薬の探索につながる糸口を見出すことが本研究の最終目的であり、これまで慢性あるいは遷延性咳嗽における咳感受性におけるC線維の関与を検討し、昨年度はCdk5の活性化によりC線維の活性化が亢進することを明らかにしているovalbmin感作により作成した気道炎症モデルマウスにおける咳嗽感受性亢進にテトロドトキシン(TTX)抵抗性Na^+チャネルが関与していることを明らかにした。本年度はC線維の活性亢進におけるTTX感受性Na^+チャネルの関与を検討した。TTX感受性Na^+チャネルのαサブユニットNav1.7に対して選択性の高いNa^+チャネルオープナーであるveratridineをマウスに吸入することにより濃度依存的に咳嗽数が増加し、その咳嗽はNav1.7の選択的阻害薬であるProTXIIにより抑制された。また、veratridine誘発咳嗽はTRPV1の選択的阻害薬であるcapsazepineにより抑制された。さらに、C線維を脱感作させたマウスにおいてveratridine吸入よる咳嗽数の増加は認められなかった。これらの結果より、TTX感受性Na^+チャネルのαサブユニットNav1.7はTRPV1を間接的に活性化することでC線維の活性を亢進し、咳嗽反射に関与する受容体の感受性増強に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。

これまでの研究成果を総合すると慢性咳嗽のすべてではないものの咳感受性が亢進している病態においてはTRPV1を介する経路と介さずに直接的にC線維を興奮させる機序が関与しており。TRPV1を介した経路においてはCdk5が重要な役割を果たしていることが考えられる。
マゼラン銀河における星・星団形成についての観測的研究

今年度は「なんてん」によって検出された巨大分子雲に対し、以下にあげる様々な多波長観測を遂行、星団形成に密接に関連した高密度ガスの構造や性質、さらには分子雲中に深く埋もれた誕生したばかりの星団を捉えることを目指した。○なんてんのフォローアップ観測「なんてん」のフォローアップとして観測を行った、より空間分解能の高いSEST15m鏡による観測データを解析した。すでにこの2年間で計400時間もの観測時間を得て、良質のデータを取得した。10pcの分解能で個々の巨大分子雲の内部構造を明らかにした結果、星形成が起きている分子雲日ほど高温・高密度の状態にあること、高い分解能で見ると星形成を起こしている分子雲においても、若い星団やHII領域の位置と分子雲のピーク位置がほとんど一致しないことが明らかになった。現在、これらのデータのカタログ化、さらには理論モデルとの比較なども行い、解析、論文にまとめているところである。速報を2003年9月にスイスで開かれた国際学会にて招待講演として発表した。さらに、このデータをもとにチリのアタカマ高地にある国立天文台のASTE望遠鏡を用いた観測もおこなった。この望遠鏡の分解能は、マゼラン銀河の距離で約1-2pcに相当する。この高い空間分解能で、マゼラン雲からの中性炭素原子スペクトルの検出に成功した。中性炭素原子スペクトル強度の強い位置が一酸化炭素分子スペクトルのピークからずれているなど興味深い結果が得られたほか、小マゼラン雲においてはじめて中性炭素原子スペクトルの検出に成功した。○赤外線観測マゼラン銀河における星団形成機構を理解するためには、星団の形成母体である分子雲の研究を進めるだけではなく、分子雲で誕生したばかりの原始星団を捉え、その性質を明らかにすることも、必要不可欠である。これまでの赤外線観測では、分解能や感度、吸収の影響で検出することができなかった数多くの原始星・星団候補天体が、近年の近赤外線サーベイや、赤外線天文衛星ASTRO-Fによって検出されることが期待される。南アフリカに設置された名古屋大学の近赤外線望遠鏡を用いて、JHKバンドによるディープサーベイを小マゼラン雲のウィング領域に対して行った。大マゼラン雲については、すでに30Dor領域下部について、近赤外線のデータと突き合わせたところ、ほとんどの分子雲には、若い原始星候補天体がみられず、星のない巨大分子雲の存在が改めて際立つようになった。昨年度に引き続いて「なんてん」電波望遠鏡を用い、大小マゼラン銀河に対するCO分子スペクトルによる観測を遂行した。これらの観測の結果、COの強度が弱いことを除けばマゼラン銀河の巨大分子雲の質量やサイズ、スペクトルの線幅といった性質は銀河系のそれとあまり違いがない。それにも関わらず、マゼラン銀河においては、銀河系にはみられない大質量星の活発な集団形成が起きている。したがって、マゼラン銀河における星(団)形成機構を理解するためには、星形成に密接に関連した、より高密度なガスの分布や性質についてよく知る必要がある。今年度は「なんてん」の観測のフォロウアップとして、「なんてん」で検出した巨大分子雲13個に対して、ヨーロッパ南天天文台にあるSEST15m鏡を用い、より空間分解能の高い観測を遂行した。空間分解能約10パーセクで個々の巨大分子雲の内部構造を分解し、星団形成の母胎となる高密度クランプを捉えた。これらクランプのサイズは10-50パーセク、質量は1万-10万太陽質量である。CS, HCO+とういう高密度領域をトレースする分子スペクトルによる観測からはクランプは高密度であり、今後、十分に星団形成を起こす可能性が高いことが示唆された。また、電離水素領域などとの比較からHCO+の強度は大質量星形成活動の活発さの指標と考えることができる。実験室においては、導波管型のクロスガイドカプラーの導入により、複雑であった受信機デュワー周りの準光学系のコンパクト化に成功した。次年度はこの受信機を「新なんてん」に搭載、200GHz帯によるマゼラン銀河の観測を遂行したい。

○赤外線観測マゼラン銀河における星団形成機構を理解するためには、星団の形成母体である分子雲の研究を進めるだけではなく、分子雲で誕生したばかりの原始星団を捉え、その性質を明らかにすることも、必要不可欠である。これまでの赤外線観測では、分解能や感度、吸収の影響で検出することができなかった数多くの原始星・星団候補天体が、近年の近赤外線サーベイや、赤外線天文衛星ASTRO-Fによって検出されることが期待される。南アフリカに設置された名古屋大学の近赤外線望遠鏡を用いて、JHKバンドによるディープサーベイを小マゼラン雲のウィング領域に対して行った。大マゼラン雲については、すでに30Dor領域下部について、近赤外線のデータと突き合わせたところ、ほとんどの分子雲には、若い原始星候補天体がみられず、星のない巨大分子雲の存在が改めて際立つようになった。
建築３次元モデル化に関する問題発見解決型学習方法の開発と整備

BIM: Building Information Modelingは、3次元モデルをコンピュータ上で実際の建物のように組み立てながら設計する手法であり、建築の設計・施工・管理に多面的で多大な革新をもたらしている。本研究では大学におけるBIM教育法の開発を目的とし、具体的な授業方法として、PBL: Problem Based Learning問題発見解決型学習を活用し、学部1年「建築計画I」、学部2年「ファシリティマネジメント」などの科目で行い、学生のBIM利用に関する意識調査を行うとともに、学部3年前期の「建築設計製図3」第2課題「集合住宅」および同後期の「建築設計製図4」第2課題「複合的な医療・福祉施設」において、BIM利用・グループ設計を前提とした課題設計を行い、分析を行った。また、以上についてBIM利用に関する研究発表を日本建築学会の総会と東海支部研究発表会で行った。平成29年度が本研究の最終年度であったが、一部の予算を翌年度に繰り越して、2018年に開催された米国環境デザイン学会総会edra49 Oklahoma Cityへの渡航費用として利用し、下記のフルペーパーを申請したところ、採択されたため、その発表を行った。1.BIMモデルの作成:具体的な建設プロジェクトである「あいち小児保健医療総合センター救急棟増築工事」に参画し、BIMモデルの作成に関与した。2.上記の用いたBIMシステムとしてXEONプロセッサーを搭載したパソコン2台、PBL授業に用いるシステムとしてノートパソコン2台、液晶プロジェクター2台、関連するパソコンパーツなどを購入した。4.BIMに関する米国の主要文献を購入し、輪講を行い、BIM活用に関する知見を高め、上記の米国の学会参加時に大学でヒアリング調査を行った。BIMモデルの作成と活用に関して、株式会社安井建築事務所の設計による「あいち小児保健医療総合センター救急棟増築工事」に参画することができたため、同社が作成したBIMデータを直接に利用して、医療機器や什器・備品のデータを加えて、医療・看護スタッフと施設利用に関する検討を行うことができ、BIMモデルの作成と活用に関する研究発表を行った。また、大学におけるBIM教育に関して、日本ファシリティマネジメント協会総会JFMA Forum 2016で発表し、実務者に向けてBIMの多面的利用の状況やそれを踏まえた教育に関する発表を行った。フルペーパー発表ではないが、実用的な内容を持つ、先進的な研究発表を行えており、当初の計画以上に進展していると考える。1.BIMに関するPBL授業を、学部1年「建築計画I」、学部2年「建築経営工学I」、学部3年「建築経営工学II」で行い、学生のBIM利用に関する意識調査を行った。また、学部3年後期の「建築設計製図4」第2課題「複合的な医療・福祉施設」において、BIM利用・グループ設計を前提とした課題設計を行った。2.前年度に作成したBIMモデルの重要事例である「あいち小児保健医療総合センター救急棟増築工事」の事例と比較研究を行うため、同等の施設である東京都立小児総合医療センター、神奈川県立こども医療センター、兵庫県立こども病院の3病院の調査を行った。3.BIMモデルの作成環境の整備として、液晶モニターやハードディスクなど、各種のパソコン部品や各種のソフトウェアを購入した。4.BIM利用に関する研究発表を日本建築学会の総会および東海支部研究発表会で行い、建築業界のBIM利用者とともに研究会を日本建築協会東海支部で開催した。5.前年度に購入したBIMに関する米国の主要文献について輪講を行い、BIM活用に関する知見を高めた。研究成果について、日本建築学会などの学術団体はもとより、日本建築協会などの業界団体の主催する研究会でも研究発表を行い、BIM利用に関する実務レベルの観点からも評価できる研究内容となっている。1.BIMに関するPBL授業を、学部1年「建築計画I」、学部2年「ファシリティマネジメント」で行い、学生のBIM利用に関する意識調査を行い、昨年の調査結果と比較分析を行った。また、学部3年後期の「建築設計製図4」第2課題「複合的な医療・福祉施設」において、BIM利用・グループ設計を前提とした課題設計を行い、昨年の調査結果と比較分析を行った。2.BIM利用に関する研究発表を日本建築学会の総会および東海支部研究発表会で行った。3.米国環境デザイン学会edra48Madison大会に出席し、関連研究のフルペーパー発表を行うとともに、建築性能評価研究について研究交流を行った。また、建築性能評価研究およびBIM研究について、下記の2冊の英文専門書籍を出版することができた。研究成果について、日本建築学会などの学術団体はもとより、米国環境デザイン学会で研究発表を行い、2冊の英文専門書籍を出版することができた。

平成29年度が本研究の最終年度であったが、一部の予算を翌年度に繰り越して、2018年に開催された米国環境デザイン学会総会edra49 Oklahoma Cityへの渡航費用として利用し、下記のフルペーパーを申請したところ、採択されたため、その発表を行った。平成28年度より、ファシリティマネジメントやBIMを主要テーマとする学部2年後期の授業を開始する予定であり、これまでのBIM利用に関する分析をもとに、ビデオ観察調査、電子黒板活用調査、グループワーク時間分析など、学生の学習に関する調査研究を推進する予定である。また、学部3年後期の「建築設計製図4」第2課題「複合的な医療・福祉施設」において、BIM利用・グループ設計を前提とした課題設計を行う。グループの構成では、意匠・構造・設備といった担当や設計者・施工者・管理者といったロールプレーなどを導入し、前述のグループワーク分析の成果を踏まえた、コラボレーション活動の分析を行い、ポイントを抽出する。また、以上を踏まえて郵送アンケート調査による分析・考察を行い、施設整備指針の策定に向けた準備を行う。最終年度であり、一連の研究成果を踏まえて郵送アンケート調査による分析・考察を行い、施設整備指針の策定に向けた準備を行う。英文専門書籍に関連して、米国環境デザイン学会edra49OklahomaCity大会で出版記念シンポジウムを開催し、研究発表を行う予定である。パソコン部品などの消耗品の購入の際に差額が生じたため。当初の使用計画より少なく済んだため。平成29年度に行う予定であったが、英文専門書籍に合わせて、次年度の米国環境デザイン学会edra49OklahomaCity大会で出版記念シンポジウムを開催し、研究発表を行うこととしたため、渡航費用として使用する計画である。パソコン部品などの消耗品の購入に利用する予定である。消耗品費の一部として利用します。
単性生殖を営むシオミズツボワムシの世代間で変化する現象の解明

軽度の酸化ストレス処理によってシオミズツボワムシの酸化ストレス耐性は向上し,その際,ペルオキシダーゼやセリンプロテアーゼの遺伝子転写産物量の発現が増大することが分かった.また,ツボワムシ属の複数種には,それぞれ特異的な酸化ストレス耐性があることを明らかにした.さらに,高い水温条件下において次世代の繁殖能が抑制されうることを発見した.これらの成果は,単性生殖を営む個体の一生および世代間で変化しうる生活史特性やストレス耐性を理解する上で重要である.軽度の酸化ストレス処理によってシオミズツボワムシの酸化ストレス耐性は向上し,その際,ペルオキシダーゼやセリンプロテアーゼの遺伝子転写産物量の発現が増大することが分かった.また,ツボワムシ属の複数種には,それぞれ特異的な酸化ストレス耐性があることを明らかにした.さらに,高い水温条件下において次世代の繁殖能が抑制されうることを発見した.これらの成果は,単性生殖を営む個体の一生および世代間で変化しうる生活史特性やストレス耐性を理解する上で重要である.シオミズツボワムシBrachionus plicatilisは,海産仔稚魚の初期餌料生物として不可欠である.一方,本種の大量培養では増殖不良や大量発死の問題が残されている.シオミズツボワムシの増殖様式は,周期的に単性生殖世代と両性生殖世代が出現する複雑なものである.単性生殖世代は,母虫が単性生殖によって遺伝的に同一な娘虫を産む.一方,世代間で遺伝的な変異は起こらないのにも関わらず,母虫と娘虫の飢餓耐性やその他の生活史特性が異なることが分かってきた.そこで,本課題では単性生殖世代を対象として,世代間で表現型が変化する機構を分子レベルで明らかにすることを目的とした.本年度に得られた成果は以下の通りである.(1)軽度の酸化ストレス処理によって,シオミズツボワムシの酸化ストレス耐性が向上することを発見した.これは,ホルミシス効果として知られる現象である.続いて, cDNAサブトラクション法によってホルミシスを引き起こす分子機構を調べた.その結果,ペルオキシダーゼ,セリンプロテアーゼ,未同定の転写因子などの遺伝子転写産物量の発現が増大することが分かった.(2)酸化ストレス耐性を比較するための手法を開発し,種に特異的な酸化ストレス耐性があることを明らかにした.シオミズツボワムシ(温帯産)と,その近縁種であるB. rotundifomis(熱帯産)の酸化ストレス耐性を比較し,熱帯種の方が酸化ストレス耐性が高いことを明らかにした.これは,もともとの生息域における代謝率の違いを反映しているものと考えられた.シオミズツボワムシBrachionus plicatilisは,海産仔稚魚の初期餌料生物として不可欠である.一方,本種の大量培養では増殖不良や大量斃死の問題が残されている.シオミズツボワムシの増殖様式は,周期的に単性生殖世代と両性生殖世代が出現する複雑なものである.単性生殖世代は,母虫が単性生殖によって遺伝的に同一な娘虫を産む.一方,世代間で遺伝的な変異は起こらないのにも関わらず,母虫と娘虫の飢餓耐性やその他の生活史特性が異なることが分かってきた.そこで,本課題では単性生殖世代を対象として,世代間で表現型が変化する機構を分子レベルで明らかにすることを目的とした.本年度に得られた成果は以下の通りである.本年度は,親世代が経験する水温の影響を検討した.その結果,まずシオミズツボワムシは広い水温で繁殖しうる能力を有し,寿命や繁殖といった生活史特性値が変異しつつも,生涯産仔数には差がみられないことが分かった.,一方,親世代が経験した水温は,次世代の生活史特性に影響しうることも分かった.特に,高い水温でシオミズツボワムシを培養した場合,次世代は低い水温の条件下で繁殖が抑制される傾向が認められた.この場合でも生涯産仔数は一定に保たれるものの,高い水温条件下における高い繁殖率(1日あたりの産仔数)は,ワムシの生理状態になんらかの負の影響を及ぼす可能性が示唆された.シオミズツボワムシの生息域において,水温は季節的および日周的に変化しうる.こうした水温の変化が,世代間で表現型や生活史特性を変異させる原因になり得るものと考えられた.
閉ループ内に時変非線形要素を含むシステムのオンライン同定

本研究の目的は、時間的に変動するシステムや非線形動的要素を閉ループ内に含むシステムのパラメータをいかに同定していくかという閉ループ同定問題の幾つかの未解決問題に取り組み、解決策を見出し、有効な同定アルゴリズムを与えることであった。このような問題は、制御、通信、信号処理分野ではよく見られる課題であり、これまで有力な方法が知られていない。今年度で得られた研究成果は以下の通りである。(1)主騒音を参照マイクロフォンで検出し、2次音源から制御音により目標点の騒音を能動的にキャンセルする制御方式では、2次経路の不確かさを同定により解決する方式がこれまで主流であり、可同定性が満たされないための問題点が長い間未解決であった、本研究では、2次経路を同定することなく経路変動に対して完全に適応的に対応できる能動騒音制御を実現する新しいオンライン適応アルゴリズムを開発することに成功した。(2)軸ねじれ2慣性系の速度制御において、モータおよび負荷の時定数や粘性抵抗係数、軸ねじれ時定数、速度の2乗に比例する抵抗係数、クーロン摩擦など、非線形パラメータを含むこれらの物理パラメータを、閉ループ速度制御の状況下でも安定にオンラインで同定する方法を開発し、数値シミュレーションおよび同期モータを利用した制御実験により、その有効性を明らかにした。物理変数をフィードファワードモデルの中に生成する新しいアイデアにより、閉ループ同定を開ループ同定に近い形で実現しており、これらのパラメータの同時同定は初めて成功したものである。さらに、3慣性系に関しては、出力オーバサンプリングを利用した閉ループ同定を行い、公称系とその不確かさを同時に同定する手法を提案し、速度制御実験を通してその有効性を検証した。(3)高出力増幅器の非線形歪みを増幅器の前におくプレディストータにより適応的にオンラインで補償するための3つの方法を開発し、これらの有効性を明らかにした。一つは、非線形増幅器をブロック志向型モデルで表現することにより、非線形パラメータ同定を行う反復的な手法である。二つ目は、高出力増幅器を、非線形部+線形部からなるモデルで表現をし、適応モデルマッチングの立場から適応プレディストータをオンラインで実現するというこれまでにはない制御アプローチによるもの、3番目は、逆に線形部+非線形部からなるモデルで記述することにより、適応同定の立場から時間域および周波数域の同定アルゴリズムを与え、直接プレディストータを構成する方法を与えた。いずれも数値シミュレーションによりこれらの有効性を検証した。(4)OFDM伝送系における中継局の回り込み効果を適応的かつ安定にキャンセルする新しい手法を開発した従来の手法はキャンセリング能力を高めるためにステップサイズを大きくとるために不安定になりやすい問題点をもっているが、提案法では低域外の特性も同定しつつその上界を評価しながら適応キャンセリングを行うため高速でかつ安定性が保証される大きな特徴をもつものである。

時間的にパラメータや構造が変動する時変システムや,入力部や出力部に非線形特性をもつダイナミカルシステムを入手可能なデータのみを用いてパラメータや構造を決定する問題,および上記のシステムを閉ループ内にもつ場合の閉ループ同定問題は,制御分野や信号処理・通信の分野にはよく遭遇する問題であり,有力なオンラインの同定法はないという現状である.上記の目的のもとで本年度では下記の研究実績が得られた.(1)ダイナミカルシステムの係数が時間的に変動する場合に,時変係数の生成モデルを時間多項式としこれを内部モデルに含む適応パラメータの誤差システムの閉ループシステムを安定化する時変システムの適応同定アルゴリズムを導出することができた.この適応アルゴリズムはパラメータの数は多項式の次数によらないので計算量が格段に低減化されている点に特徴がある.部分空間法により高速移動体の到来波方向を実時間で追跡する適応アルゴリズムの有効性をシミュレーションと電波暗室での追跡実験により有効性を明らかにした.(2)線形動的系の入出力部に非線形特性を含むブロック表現形の非線形システムの閉ループ同定に関して,オフライン形およびオンライン形の閉ループ同定方法を与えることができた.出力を入力よりも高速なオーバーサンプリングをすることにより,閉ループ同定を1入力多出力系の開ループ同定に変換して,閉ループ内の非線形系を同定する方法を与えた.この際に線形系の出力からその入力信号を復元するブランド同定を併用している.(3)高出力増幅器の非線形歪みを線形化補償するためにデータベース形のサポートベクトル回帰法(SVR)をオンライン形で実時間で計算するためのアルゴリズムを明らかにし,OFDM伝送方式の中で採用される増幅器の非線形歪み補償に適用しその有効性を明らかにした.RBFNをカーネルに選び拘束条件のもとでも逐次的に非線形予測器を更新できる点に大きな特徴をもつ.またこのアルゴリズムは熱間圧延の鉄鋼プロセスの板圧予測において従来のテーブル学習方式よりも予測誤差の標準偏差半減することにも成功した.(4)OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送方式は周波数利用効率が高くマルチパス耐性に優れている点から,地上波ディジタルテレビ放送や次世代移動通信で採用される.
変異理論を用いた方言接触と言語消滅の研究-旧南洋群島パラオ島の日本語

3ヵ年計画の最終年度の研究として、本年度はこれまでの調査・研究を総括しつつ、比較研究も織り交ぜながら、次なる研究に向けての土台を整備した。そもそも本研究は、20世紀前半にパラオで形成された「パラオ日本語」の特徴を方言接触の観点から掘り下げ、その後の言語消滅のプロセスを解明することを目指したものであり、本年度はこれまでの研究内容を補足・充実させるとともに、総括的かつ総合的な分析・研究を展開した。具体的には、(1)本年度前半は、昨年度の調査で得られたパラオからの引揚者の会話データを分析した上で、パラオの日本語流暢話者(fluent speaker)との比較研究を行いながら方言接触理論のひとつであるFounder Principleを再検証し、(2)本年度後半は、あらたに2つの話者タイプ(former speakerとrememberer)の会話データを分析し、fluent speakerとsemi-speakerとの比較研究を行いながら言語消滅過程に関する仮説であるRegression Hypothesisを重点的に検証した。(1)の研究成果は、来る7月の「16th Sociolinguistics Symposium」および「16th World Congress of Sociology」にて報告する予定であり、また(2)に関しては、すでに「2nd International Conference on First Language Attrition」にて報告した。なお、この3年間の研究成果の一端は、「2nd International Symposium on Language in Society and the Classroom : Preserving Heritage and Supporting Diversity(UNESCO Linguapax Project)」においても活用したところである。一方、本年度後半は主として同国におけるsemi-speakerに焦点をあて、言語消滅のプロセスおよび要因分析に力点を置き、研究を展開した。先行研究では、とりわけsemi-speakerの言語使用が言語消滅過程を明らかにする上で重要視されているからである。このため、1月にはD.ブリテン博士をはじめ、英国における関係専門家より本研究の今後の調査・分析方法、さらに変異理論の応用等に関する貴重な助言を受け、2月・3月のパラオでの現地調査では、30名近いsemi-speakerからのべ35時間におよぶ会話データをMDレコーダーおよびビデオを用いて収集し、目下その会話データの分析に着手しつつある。なお、その内容は来る7月のInternational Conference on Oceanic Linguisticsにおいて報告する予定である。一方、本研究の精緻を高めるため、本年度後半は、パラオからの引揚者に調査対象を拡げ、同国における言語消滅の言語内的・外的要因の解明に向けた研究を展開した。具体的には、言語消滅のプロセスは言語習得のプロセスと回帰的な関係であるとするRegression Hypothesisを検証・応用するため、パラオからの引揚者(特に、北海道・東北出身者)の開拓集落である宮城県北原尾(北パラオ)にて、去る2月より現地調査を開始し、会話データの収集に着手しつつある。
人工チラコイド膜再構成系イメージング解析

本年度は、遺伝子改変した集光アンテナタンパク質を大腸菌タンパク質発現システムを用いて精製し、得られた精製タンパク質と色素を再構成することで人工的に集光アンテナタンパク質を創り出すことを目指した。陸上植物シロイヌナズナには集光アンテナタンパク質をコードする複数の遺伝子が存在しており、それら全ての遺伝子のリン酸化部位を改変することを行った。これまでに報告されているリン酸化修飾されるアミノ酸残基と報告はされていないがリン酸化修飾の可能性があるアミノ酸残基をそれぞれ恒常的にリン酸化、もしくは脱リン酸化するようにアミノ酸置換を行い、それらを個別に大腸菌タンパク質発現ベクターに組み込むことに成功した。次に、それぞれの大腸菌で発現した遺伝子改変型集光アンテナタンパク質のHisタグ精製を行い、目的の集光アンテナタンパク質を大量に得ることに成功した。そして、得られたタンパク質と各光合成関連色素(クロロフィルやカロテノイド)を混合し、in vitro再構成を行うための条件検討を行った。その結果、精製タンパク質と色素がうまく組み込む条件を見出し、それらをショ糖密度勾配超遠心法で精製することにも成功した。しかし、現段階では精製した集光アンテナタンパク質の機能的な性質についての解析が必要である。今後、これらの精製タンパク質とチラコイド膜の性質と同様の脂質を混合し、それらを融合することで集光アンテナプロテオリポゾームの形成、そして、その後のタンパク質イメージング解析へと繋げる必要がある。
異族半導体多層構造の作製と界面物性に関する研究

本研究は、従来にない新しい構造である異族半導体ヘテロ構造を作製し、その界面の物性を電気、構造的に評価したものである。以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。1.ZnSeへのGaAsが成長条件によって非常に異なった成長姿態を示すことを利用した(ここまでは我々の従来の研究によって明らかにされていた)、ZnSe-GaAs低次元構造の作製を行った。すなわち、二次元成長GaAsを利用した多重量子井戸構造、三次元成長GaAsを利用したZnSe中に埋め込まれたGaAsを作製し、その構造を透過型電子顕微鏡、X線回折により評価した。その結果、結晶性に優れた欠陥等の少ない構造であることが分かったが、現在のところ発光現象など低次元構造に起因した物性の発現に至っておらず、その点は今後の課題として残っている。2.低次元構造による物性発現の妨げとなっている原因の一つとして、構成材料の原子価の違いにより生じる界面物性の制御の難しさが考えられる。この様な観点から、n-ZnSe/p-GaAsヘテロ接合ダイオードの電気的評価により界面物性の解明を試みた。その結果、下地材料であるGaAs表面の状態により電流-電圧特性、容量-電圧特性、深い準位の形成に著しい違いがみられ、下地材料の表面状態がヘテロ構造の特注を大きく左右することが明らかになった。このGaAs表面状態の違いによる界面物性の違いは再現性よく観察されており、界面物性を人為的に制御する可能性を示唆する結果であると考えられる。今後は、人為的に界面物性を制御することにより、さらに多層構造の物性までも制御することを目指した研究が期待される。
蛋白質のハイブリッド化による成長因子受容体を標的とする細胞増殖阻害分子の構築

標的細胞に対して選択的な増殖阻害分子を構築する目的で調製したヒト塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)とヒト膵臓RNase1の融合蛋白質は、約3μM濃度でFGF受容体高発現マウス黒色腫B16/BL6細胞株の増殖を50%阻害することを先に明らかにしたが、より強力な細胞増殖阻害分子を構築するために、毒素ドメインであるRnaseそのものの機能強化を試みた。通常無毒なRnaseに細胞毒機能を発現させるためにはI)細胞に取り込まれやすくすること,ii)細胞内のインヒビターによってRNA分解活性が阻害されないようにすること,iii)細胞内での寿命をのばすこと等が求められる。そこでI)を達成するためにカルボキシル基をアミド化し,プラスの実効電荷を種々に変化させたウシRNaseA誘導体を調製した。その結果,アミド化したRnaseはインヒビターで阻害されず,すべて細胞毒性を示すこと,またプラスの実効電荷の大きいものほど細胞によく取り込まれ,その結果より強い細胞毒性を示すことがわかった。すなわちカルボキシル基のアミド化はI)のみならずii)の達成にも有効であった。正電荷の増大により細胞表面の負電荷との相互作用で細胞に取り込まれやすくなったことに加えて,カルボキシル基の修飾によりインヒビターとの相互作用も低下したものと考えられる。一方ダイマー化によりii)を達成する目的で5種類のヒトRnaseを用いてドメイン交換ダイマーの形成能を調べた結果,Rnase1とRnase4が効率よくダイマー化することがわかった。さらにRNaseAのドメイン交換ダイマーの不安定な四次構造を二価性架橋試薬により固定することにも成功した。今後これらの潜在的機能を強化したRnase分子に細胞標的能を付与し,標的細胞に対して選択的で強力な増殖阻害分子を構築する計画である。
菌従属栄養進化過程での光合成機能喪失の機序に迫るーサカネラン属を用いた解析―

植物の菌従属栄養性獲得過程における光合成機能の進化を明らかにするのが、この研究の目的である。この目的を達成するには、独立栄養から菌従属栄養に進化した遺伝的に近縁な単系統群を用いることが必要である。申請者らはラン科サカネラン属17種の核と色素体遺伝子の複数座の塩基配列情報を用いて系統関係を解析し、普通葉と葉緑体を有する独立栄養種からこれらの形質を持たない菌従属栄養種へ進化し、さらにその中間段階に普通葉は退化するものの葉緑体を有するカイサカネランが位置することを明らかにしている。初年度は日本産サカネラン属10種の自生個体の炭素と窒素の安定同位体比を調べ、同時に光合成機能を測定した。まず、サカネラン属植物の栄養摂取様式を炭素と窒素の安定同位体比を用いて評価したところ、普通葉を持つ種では周囲の独立栄養植物と同等で、光合成による独立栄養生活を営むことが明らかになった。一方で、葉を持たない種では炭素と窒素の安定同位体比が独立栄養植物より高く、菌従属栄養生活を送っていることが明らかになった。それは植物体が緑色であるカイサカネランでも同様で、栄養を完全に菌に依存していた。同時に行った自生地でのパルス変調時間分解蛍光法による光合成機能測定では、葉を持つ種は普通の光合成機能を有する独立栄養植物と同等の量子収率と電子伝達速度を示し、光合成機能を有した。葉を持たない種は量子収率、電子伝達速度ともにほぼ0で、光合成機能を有さなかった。葉を有しないが植物体が緑色であるカイサカネランでも量子収率、電子伝達速度共に0で光合成機能が無いことが明らかになった。以上のことから、カイサカネランが菌従属栄養性進化の課程での光合成機能変化を追及する上で鍵となることが明らかとなった。次年度以降はこの植物の光合成機能を実験室で詳細に計測した上で、色素体などの光合成機関の形態や機能タンパク質の解析をさらに進める。平成30年度の水害により調査を予定していた地点のうち数ヶ所へ立ち入る際に通行する林道が崩落し、立ち入り禁止となった。そのために調査が行えない場所が数ヶ所生じてしまい、該当地域での採取や実験などを行うことが出来なかった。そのため、予定していた旅費が一部支出できず、また、採取した試料を外部に委託して分析することが出来なかったので、その分、予算が余った。初年度の結果を踏まえ2年目からは昨年実施できなかった研究項目を完了すると共に、従属栄養性が低く正常な光合成機能を有すると推定される種と、従属栄養性が高く光合成機能を有しないと推定される種、及び両形質共に中間的な種、の3種の植物体を実験室内に持ち込み、PAM法と酸素電極を用いた光合成酸素発生速度解析を同時に行って光合成活性を精密に評価する。また、植物の葉や茎などからクロロフィルを抽出し、その量やクロロフィルaとクロロフィルbの存在比から色素体の構成を推定する。上で用いた植物の葉や茎の色素体を透過型電子顕微鏡で観察し、チラコイド膜の形態を調べる。また、チラコイド膜上のタンパク質を抽出し、ウエスタンブロッティング法で光化学系I、光化学系IIのタンパク質の量が菌従属栄養性進化の過程でどのように変化するかを明らかにして、これらのタンパク質の量的または質的変化が光合成活性の喪失と相関するかどうかを調べる。色素体遺伝子配列を次世代シーケンサーで決定し、属内の近縁種との配列比較、および、既に遺伝子地図が明らかになっている種とのゲノム比較を行い、属内の色素体ゲノム上の光合成関連遺伝子の縮小化や偽遺伝子化がどの程度生じているかを明らかにする。また、明らかになった光合成装置の喪失と遺伝子情報喪失の相関を明らかにし、これらから菌従属栄養性進化の過程で光合成機能変化が起こった機序を推定する。以上の実験の結果を総合的に検証し、サカネラン属の菌従属栄養性の進化過程で起こった光合成機能の変化のプロセスを、時間軸に沿って説明できる仮説を提唱する。

葉を有しないが植物体が緑色であるカイサカネランでも量子収率、電子伝達速度共に0で光合成機能が無いことが明らかになった。以上のことから、カイサカネランが菌従属栄養性進化の課程での光合成機能変化を追及する上で鍵となることが明らかとなった。次年度以降はこの植物の光合成機能を実験室で詳細に計測した上で、色素体などの光合成機関の形態や機能タンパク質の解析をさらに進める。平成30年度の水害により調査を予定していた地点のうち数ヶ所へ立ち入る際に通行する林道が崩落し、立ち入り禁止となった。そのために調査が行えない場所が数ヶ所生じてしまい、該当地域での採取や実験などを行うことが出来なかった。そのため、予定していた旅費が一部支出できず、また、採取した試料を外部に委託して分析することが出来なかったので、その分、予算が余った。初年度の結果を踏まえ2年目からは昨年実施できなかった研究項目を完了すると共に、従属栄養性が低く正常な光合成機能を有すると推定される種と、従属栄養性が高く光合成機能を有しないと推定される種、及び両形質共に中間的な種、の3種の植物体を実験室内に持ち込み、PAM法と酸素電極を用いた光合成酸素発生速度解析を同時に行って光合成活性を精密に評価する。また、植物の葉や茎などからクロロフィルを抽出し、その量やクロロフィルaとクロロフィルbの存在比から色素体の構成を推定する。上で用いた植物の葉や茎の色素体を透過型電子顕微鏡で観察し、チラコイド膜の形態を調べる。また、チラコイド膜上のタンパク質を抽出し、ウエスタンブロッティング法で光化学系I、光化学系IIのタンパク質の量が菌従属栄養性進化の過程でどのように変化するかを明らかにして、これらのタンパク質の量的または質的変化が光合成活性の喪失と相関するかどうかを調べる。色素体遺伝子配列を次世代シーケンサーで決定し、属内の近縁種との配列比較、および、既に遺伝子地図が明らかになっている種とのゲノム比較を行い、属内の色素体ゲノム上の光合成関連遺伝子の縮小化や偽遺伝子化がどの程度生じているかを明らかにする。また、明らかになった光合成装置の喪失と遺伝子情報喪失の相関を明らかにし、これらから菌従属栄養性進化の過程で光合成機能変化が起こった機序を推定する。以上の実験の結果を総合的に検証し、サカネラン属の菌従属栄養性の進化過程で起こった光合成機能の変化のプロセスを、時間軸に沿って説明できる仮説を提唱する。次年度は立ち入り禁止措置が解除される見込みなので、当該調査地で調査を行って試料を採取し、解析を行う。
対称性の低下をともなわない奇妙な連続相転移の探求

自然界によく見られる連続相転移現象は一般にランダウ・ギンツブルグ・ウィルソンのパラダイムで説明されるが、それに属さない対称性の低下をともなわない奇妙な連続相転移現象を探求するために、高効率な計算アルゴリズムの研究を行い、それを用いた準1元SU(N)モデルの大規模な量子モンテカルロシミュレーションを行った。その結果、SU(3)モデルとSU(4)モデルでValence-bond-solid相とSU(N)対称性の破れた相の間の量子相転移があり、それが対称性の低下を伴わない連続相転移である可能性を明らかにした。低次元量子系における対称性の低下をともなわない連続相転移現象に関連して2つの進展があった。1つ目は量子相転移を示す候補モデルの四重極相互作用を持つS=1反強磁性ハイゼンベルグ(BLBQ)モデルの数値実験において、緩和時間の発散問題に対して量子拡張アンサンブル法が有効であることを示したことである。2つ目は、量子拡張アンサンブル法自身の普遍的な性質の導出したことある。後者は、結合定数展開をもとにした拡張アンサンブル法一般に見られる特性で、平均初期通過時間(拡張アンサンブル空間の端から端まで移動する平均時間)を局所拡散係数が変化するフォッカー・プランク方程式を用いて議論した。結果、両方向の初期通過時間の和を最小にする拡張アンサンブルは、フラット分布ではなく、展開次数の平方根の逆数に比例する分布であることがわかった。前者については、準一次元BLBQモデルにおいて、温度に関する拡張アンサンブルによってVBS相内における緩和時間の発散問題を解決でき、精度の大幅な向上が可能であることを明らかにした。SU(2)反強磁性ハイゼンベルグモデルを拡張したSU(N)反強磁性ハイゼンベルグモデルの量子相転移現象に関して、量子モンテカルロ法を用いた数値的研究を、おこなった。特に、1次元系で2次元系で基底状態がVBSとSU(N)磁性相と異なるSU(3)モデルとSU(4)モデルを取り上げた。SU(3)モデルは、S=1Bilinear-Biquadraticモデルと最も対称性が高い点で一致することがわかっている。本研究の成果として、拡張アンサンブル法のSU(N)モデルへの有効性の確認と、量子相転移付近での相関比の詳細な解析があげられる。SU(N)モデルに対しては、Non-binary loopアルゴリズムという高速な量子モンテカルロ法をすでに提案していたが、本研究では、このアルゴリズムと拡張アンサンブルを組み合わせた手法を開発し適用した。また、鎖間の結合の強さに関する拡張アンサンブルを定義することで、1度のシミュレーションから、絶対零度における任意の鎖間結合の結果を得る事ができた。これらの手法を用いた大規模計算により、SU(3)モデルとSU(4)モデルの量子相転移点付近の精度の高い数値結果を得る事ができた。その結果、両モデルともVBS秩序相関比やSU(N)磁化秩序相関比に大きな有限サイズの補正項が存在し、そのままでの有限サイズスケーリング解析に適さないことがわかった。準1次元SU(N)反強磁性ハイゼンベルグモデルの量子相転移現象について、世界線量子モンテカルロ法を用いた大規模な数値的研究を行った。前年度の拡張アンサンブル法を用いた相関比に関する高い精度の数値実験結果より、N=3とN=4の場合に鎖間の相互作用の強さを変えて起こるVBS相とSU(N)磁性相の間の量子相転移現象は連続転移的な振る舞いを示すことが示されたが、相関比には強い有限サイズの補正項が存在し、通常の有限サイズスケーリング解析に向いていないこともわかった。そこで、本年度は、VBS秩序とSU(N)磁性秩序の相関比から求まるシステムサイズに依存した転移点を用いた解析をおこなった。その結果、有効転移点上のワインディングナンバーはN=3、N=4ともに連続的転移と矛盾しない振る舞いを示すことがわかった。また、さらに、SU(N)磁性秩序に関するクラスター数の分布関数の解析結果から臨界指数ηを導出し、1次転移を示す負の値ではなく正でかつ通常の値よりも大きいことや、SU(N)帯磁率から求まるηと矛盾しないことなどを示した。これらの大きなηは非閉じ込め臨界転移の理論的予想と一致している。
音響及び光学画像を用いた港湾係留施設の劣化診断検査システムの開発

本研究では、水中超音波による形状計測と光学画像を融合した新たな港湾係留施設の点検手法開発の一部を実施した。水槽にて超音波計測機器で測定した3次元の形状情報と光学カメラで取得した画像を合成し、色彩を保有した水中三次元像の構築を行なった。また、岸壁エプロン部に関して、画像モザイク図の作成し、変状検出手法の検討を行なった。本研究の成果は、現存の施設状況を正確に把握する検査手法開発の一助となるとともに港湾水中施工技術開発の補助としても期待できる。本研究では、光学カメラと音響機器を搭載した簡易計測システムによって係留施設水中部の形状計測を行うことで半リアルタイムに係留施設検査を実行するシステム構想に向け、音響計測と光学画像の融合システムと変状自動検出検査プログラムの開発を行う。本年度の研究実績は以下の通りである。1光学画像取得システムの構築の研究計画では、工業用カメラに耐水・耐圧化を施し、構築する予定だった。しかし、本研究の目的は、正確に効率よく安価で計測することである。そこで、市販品のウェアラブルカメラ(GoPro)に注目し、システム構築を行うこととした。水中にあるカメラから陸上部へのデータ通信は、超近距離水中Wi-Fiを使用することにより解決している。2画像モザイキングプログラム手法の検討および作成を行った。はじめに、特徴点検出のみでモザイキングを行った。市販(フリー)のモザイキングアプリケーションでテストデータ(岸壁エプロン部の画像)を実施したところ、当初研究計画にあったように、類似の特徴点が多く正確なモザイキングが出来なかった。次に、画像に位置データを付加し、位置データを用いてモザイキングを行ったところ、位置計測のGPSデータ・動揺データ誤差の影響によりずれが発生することを確認した。次に、位置データと特徴点検出を用いたモザイキングプログラムの作成を行った。3変状自動検出検査プログラムの開発では、画像モザイキング手法の検討で使用したテストデータを用いてプログラム開発に着手するともに、ひび割れの判定基準について検討を行った。ひび割れの判定基準は、A・B・C・Dと4段階に分かれている。しかし、現場でのBとCの判断は難しく、Bとして判定されている。そこでまずは、A(欠損、穴あき)・B(ひび割れ)・D(変状無し)を判断するアルゴリズムの作成を行うこととした。本年度の研究実績は光学画像取得システムの構築、画像モザイキングプログラムの検討、変状自動検出検査プログラムの開発の3つである。当初計画では、光学画像と音響計測データ合成用実験と合成プログラム開発を平成27年度中に行う予定であった。しかし、使用する音響機器(マルチビーム測深機)の変更により、平成27年度に手配できなかった。試験用の音響機器は、最近日本に入ってきた小型で安価な音響機器と選定した。光学画像と音響計測データ合成用実験と合成プログラム開発に着手することが出来なかったため、変状自動検出検査プログラムの開発を前倒しに着手している。近年、港湾岸壁の急速な老朽化が問題視されている。急速な老朽化の進行による課題として、維持管理費や更新費の急増、重大な事故や致命的な損傷等が発生するリスクが飛躍的に高まることがあげられる。このような被害を未然に防ぐためには、アセットマネジメントが必要不可欠で,が求められているが、港湾施設の外部状況を正確に効率よく安価で客観的に計測する有効な技術は未だない。問題解決のため,簡易な計測システムに、光学カメラと音響機器を搭載し、係留施設水中部の形状計測を行うことで半リアルタイムに係留施設検査を実行するシステムを考えている。本研究では、この構想に向け、音響形状計測と光学画像による劣化度判定を融合した新たな港湾係留施設の点検手法開発の一部を実施した。光学画像取得システムと音響計測データを合成することにより、音響機器で取得した水中3次元座標に色彩情報を付加した3Dモデルを作成した。色彩情報を付加する事により、解釈しにくい音響画像が解釈しやすくなるとともに音響画像では判別しにくい情報が判別しやすくなった。また、変状自動検出検査プログラムの検討を行った。これらの成果は、現存の施設状況を正確に把握する検査手法開発の一助となるとともに港湾水中施工の補助として使用可能である。今後は、これらの技術を統合して、3Dモデルからの劣化判断手法を検討するとともに、実海域でROV等の水中ロボットに搭載し現場実験を実施し、点検手法としての検証を行ないたい。今後は、昨年度着手できなかった光学画像取得システムと音響機器(予定ではマルチビーム測深機)を用いて光学画像と音響計測データ合成プログラムの開発、及び、データ取得実験を行う。実験及びプログラム開発後、要求仕様項目(検査に必要な精度等)を満たしているか評価する。変更後の研究計画では、年度半ば頃に当初保有の水槽にて光学画像と音響計測データ合成プログラムの開発データ取得実験を行う予定である。音響機器は手配済みである。さらに、プログラム開発をスムーズにするため、過去に当所で取得した実験データを下に事前に作成準備を進める。また、変状自動検出検査プログラムの開発し、課題の抽出及び改良を行う。

他にも、学会発表および報告書の作成を行う。平成28年5月19日に開催された海洋音響学会論文発表会にて、本研究内容について発表している。今後は国際学会にて発表予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。水中音響、計測工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
中山間地など条件不利地の情報通信基盤となる森林エリアネットワークの構築

日本国土の70%弱を占める中山間地域と呼ばれる傾斜地や山林周辺には多数集落が存在し,多くの地域固有の課題を抱えています.これら課題解決にICTが活用される事例は多いのですが,中山間地域では,通信インフラ,電力インフラが不十分な地域が多く,課題解決にICTを有効活用することが難しいのが実情です.そこで,条件不利地で利用可能な「森林内ネットワーク(Forest Area Networking)」を提案し,森林内における通信性能特性の明確化とともに,森林内ネットワークの実現・実用可能性を評価しました.(1)地域課題への適用可能性検証:2017年の台風の影響による実験機器の破損を2018年度に修理予定でしたが,2018年7月8月にかけて大型台風が相次いだだめ,実験機器の完全回復には至りませんでした.しかし,自治体と連携してバイオマスエネルギーの導入に対する意識調査と具体的な導入設計を試み,住民レベルでの意識変化を確認することができました.(2)森林内における無線通信による情報配信手段:当初計画では完了した部分についても,継続して新たな情報配信手法の提案を試み,そのシミュレーション評価を実施しました.(3)全体総括:当初計画3年と期間延長1年の4年を通じ,和歌山県内でのフィールドにおいて技術的,社会的観点から実現・実用可能性の評価を実施してきました.しかし,解決すべき課題も地域固有であり,森林内ネットワークの利用環境も地域毎に多様です.そこで,今後は異なる環境下での実現・実用可能性を探るべく,北海道内にフィールドを設けて継続して取り組んでいきます.日本国土の70%弱を占める中山間地域と呼ばれる傾斜地や山林周辺には多数集落が存在し,第一次産業の衰退,高齢・過疎化,自然災害の脅威等多くの地域固有の課題を抱えています.社会的課題の解決にICTが活用される事例は多いのですが,中山間地域では,通信インフラ,電力インフラが不十分な地域が多く,課題解決にICTを有効活用することが難しいのが実情です.そこで,森林地域等の条件不利地で利用可能な地域情報通信インフラ「森林内ネットワーク(Forest Area Networking)」を提案します.森林内における通信性能特性の明確化とともに,長期の定点運用調査によって実運用を前提とした課題を明確にし,森林内ネットワークの実現・実用可能性を評価します.(1)森林内における無線通信性能特性の測定:一般に入手可能で,免許不要で使用可能な各種無線デバイスを用いて,森林内での通信性能特性を測定しました.2.4GHz帯(無線LAN,IEEE802.15.3)の各方式について通信性能特性を評価しました.(2)森林内における太陽光発電特性の測定:森林内の実験設備を3ヶ所で日射量計,気温,バッテリ充電電圧等を通年で観測しています.2015年夏に誘導雷の影響により一部機材が焼損したため,継続測定が一時中断していましたが,2015年度中に機材交換を実施し,一部で測定を再開しています.(1)森林内における無線通信性能特性の測定当初計画どおりに実施することができた.(2)森林内における太陽光発電特性の測定実験機材の設置場所が山岳部であるため,夏季に誘導雷の影響により機材が焼損したため測定ができず,計画通りの実施ができていない.2015年度中に機材は復旧させることができたので,2016年度に継続して実施する.(3)地域住民の地域情報通信インフラに対する意識調査地元との日程調整の結果をふまえ,2015年度の調査実施は見送り,2016年度の実施に向けて調整中である.日本国土の70%弱を占める中山間地域と呼ばれる傾斜地や山林周辺には多数集落が存在し,第一次産業の衰退,高齢・過疎化,自然災害の脅威等多くの地域固有の課題を抱えています.社会的課題の解決にICTが活用される事例は多いのですが,中山間地域では,通信インフラ,電力インフラが不十分な地域が多く,課題解決にICTを有効活用することが難しいのが実情です.そこで,森林地域等の条件不利地で利用可能な地域情報通信インフラ「森林内ネットワーク(Forest Area Networking)」を提案します.森林内における通信性能特性の明確化とともに,長期の定点運用調査によって実運用を前提とした課題を明確にし,森林内ネットワークの実現・実用可能性を評価します.(1)森林内における無線通信による情報配信手段の提案:2015年度に実施した森林内での通信性能特性の測定結果をもとに,森林内におけるセンサー情報収集手法の提案とシミュレーションによる有効性評価を実施しました.(2)森林内における太陽光発電特性の測定:森林内の実験設備を3ヶ所で日射量計,気温,バッテリ充電電圧等を通年で観測しています.2016年度は新たな実験設備の増設に向けての準備を実施しました.2017年度前半に設置,運用開始を目指します.(3)実験フィールドがある和歌山県古座川町平井区の住民の方々に,研究内容,成果についての報告会を開催しました.また,その場で中山間地域における地域固有の課題についての意見聴取を実施しました.(1)森林内ネットワークのプロトタイプ実装2015年度に誘導雷で機材が故障した影響で,センサー情報収集手法のシミュレーションによる性能評価は完了しているが,フィールドで性能評価をするためのプロトタイプ実装作業が遅れている.また,使用する機材により,消費電力も大きく異なってくるため,機種選定に時間を要した.(2)地域課題の明確化当初計画通り実施できた.