hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
都市における小児歯科保健事業の時系列的評価

我々は名古屋市における1歳6か月児健診時点の問診を中心としたスクリーニング基準と, 3歳児健診時点のう蝕経験状況との関係について検討し,小児歯科保健事業の評価と今後の公衆歯科衛生的な事業の展開について模索して来た. 1981年度の研究結果から1歳6か月児健診時の重点的指導項目は(1)母乳の飲用,(2)哺乳瓶の使用,(3)間食摂取不規則,(4)間食回数1日3回以上,の4項目が3歳時のう蝕発生に最も関係していたことが認められた.このことから,名古屋市では1982年度より上記の4点を重点的に指導することを各事業で実践してきた.今回はこの指導を受けた小児とそれ以前の小児の歯科保健行動と3歳時点のう蝕経験状態の変化を比較することで事業の評価を行った.また1981年度と1985年度に行った1歳6か月児と3歳児のコホート分析調査から,スクリーニング項目の撰定について,特異度,敏感度,相対危険度,人口寄与危険度割合を用い検討した.その結果, 1981年時点に比べ,歯科保健行動では重点的に指導を行った項目での明確な改善が認められた.ことに1歳6か月時点での離乳完了者の割合の増加は著るしかった.また1983年から1984年にかけ3歳時のう蝕経験者率が明確に減少したが,これは歯科保健行動の変化がかなり反映したものと考えられた.またこの保健行動の変化は, 1歳6か月健診時の保健行動によるスクリーニング基準の敏感度と特異度に影響したことが認められた.すなわちスクリーニング項目の陽性率の増加は敏感度を高め,特異度を下げる傾向にあった.また重点指導項の相対危険度にはそれほどの変化は無く,各項目のう蝕発生に対する危険度は一定のものであることが明らかとなったが,人口寄与危険度割合で見た場合は各項目の減少は明確であった.但し間食摂取不規則の項目は1985年時点でも高い値を示しており今後の対策が重要であると思われた.昨年我々は名古屋市における3歳児う蝕経験状況の変化を16の区別に高次多項式による時系列解析を行い、う蝕の減少の開始した時期、減少に加速のついた時期、減少が鈍化した時期について報告した。今回は各区を減少傾向の型により4つの群に分類し、群別に1歳6か月児健診時点の問診を中心としたスクリーニング基準と3歳児健診時点のう蝕経験状況との関係(予測性)について分析し,地域差を考慮したスクリーニング基準について検討したので報告する。方法.昭和60年12月から61年4月までの間3歳児健診を受診した3279名中1歳6か月児健診時に健全者であって、その時の問診が完備していた1809名を分析対象とした。名古屋市16区を3歳児う蝕経験者率及びdeftの変化のいずれもう蝕減少傾向が安定した群と減少傾向にある群、さらにう蝕の多い群、少ない群と4群に分け、1歳6か月児健診の調査項目から、A歯口清掃していない,B離乳未完了,C間食回数1日3回以上,D間食摂取不規則,E歯垢多い,F悪い間食1日8品目以上G主な保育者母親以外の7項目について、その各組合せも加えスクリーニング規準とし、3歳児時点のう蝕経験状況を敏感度+特異度で評価した。結果、う蝕が現在も減少傾向にあり、かつ有病状況も低い群に比べう蝕が多くかつ減少傾向が安定している群の方が敏感度+特異度が高い傾向にあり、口腔内状況の悪い地区ほど1歳6か月児時点の保健行動による予測性が高いことが認められた。全体で離乳未完了,間食回数,間食摂取状況の保健行動による予測性が高かったが、口腔内状況の悪い地区では離乳による予測性が高かったのに対し、口腔内状況の良い地区ではそれは低く、歯垢の予測性が相対的に高くなる傾向にあった。以上の点から幼児歯科保健対策における地域差の考慮の重要性が示唆された。我々は名古屋市における1歳6か月児健診時点の問診を中心としたスクリーニング基準と, 3歳児健診時点のう蝕経験状況との関係について検討し,小児歯科保健事業の評価と今後の公衆歯科衛生的な事業の展開について模索して来た. 1981年度の研究結果から1歳6か月児健診時の重点的指導項目は(1)母乳の飲用,(2)哺乳瓶の使用,(3)間食摂取不規則,(4)間食回数1日3回以上,の4項目が3歳時のう蝕発生に最も関係していたことが認められた.このことから,名古屋市では1982年度より上記の4点を重点的に指導することを各事業で実践してきた.今回はこの指導を受けた小児とそれ以前の小児の歯科保健行動と3歳時点のう蝕経験状態の変化を比較することで事業の評価を行った.また1981年度と1985年度に行った1歳6か月児と3歳児のコホート分析調査から,スクリーニング項目の撰定について,特異度,敏感度,相対危険度,人口寄与危険度割合を用い検討した.その結果, 1981年時点に比べ,歯科保健行動では重点的に指導を行った項目での明確な改善が認められた.ことに1歳6か月時点での離乳完了者の割合の増加は著るしかった.

また1983年から1984年にかけ3歳時のう蝕経験者率が明確に減少したが,これは歯科保健行動の変化がかなり反映したものと考えられた.またこの保健行動の変化は, 1歳6か月健診時の保健行動によるスクリーニング基準の敏感度と特異度に影響したことが認められた.すなわちスクリーニング項目の陽性率の増加は敏感度を高め,特異度を下げる傾向にあった.また重点指導項の相対危険度にはそれほどの変化は無く,各項目のう蝕発生に対する危険度は一定のものであることが明らかとなったが,人口寄与危険度割合で見た場合は各項目の減少は明確であった.但し間食摂取不規則の項目は1985年時点でも高い値を示しており今後の対策が重要であると思われた.
嗅覚感応デジタルゲームを応用した認知症予防プログラムの国際共同研究

健常な高齢者あるいはMCIの段階からの、効果的・実用的な認知症予防プログラム開発が、わが国のみならず世界的にも喫緊の課題である。本研究では、1日本・スウェーデン共同で「嗅覚感応デジタルデバイスゲームを応用した認知症予防プログラム」を開発すること、2開発した認知症予防プログラムの高齢者に対する効果を縦断的に測定すること、を目的とする。そのために、スウェーデンで構築されている「嗅覚ゲーム」の研究チームに、日本から認知症診療・ケアを専門とする医学・看護学の研究者および「嗅覚」を専門とする研究者グループが参画し、認知症の人の特性等を考慮した予防プログラムの開発及び効果測定に主導的な役割を果たす。
作業学習の授業における地域資源活用型学習システムの構築

1.研究目的「職場体験活動の機会の拡大」(中央教育審議会,2010)が指摘されるなど、特別支援学校(知的障害)高等部の作業学習は、従来のもの作りを中心とした学校内完結型から地域資源活用型への移行が求められている。本研究の目的は、地域資源活用型作業学習の学習システム・モデルを構築する際に有益な知見を得ることであった。2.研究方法研究方法は二つに大別された。研究1では、全国の特別支援学校(高等部のみ単独設置校)及び高等特別支援学校(計75校)に対し、作業に関する授業時の地域資源活用状況についての質問紙調査を実施した。研究2では、校内完結型と地域資源活用型双方の授業観察を行い、授業後、対象生徒2名に働く意義や働く意欲を主とした自己評価に関する聞き取り調査を実施した。4段階のリッカート尺度を用い、回答を得点化し比較検討した。3、研究成果研究1では、44校から回答があり(回収率58.7%)、そのうち42校で何らかの地域資源を活用していた。活用事例数は323事例であり、分析の結果、地域人材を講師として招聘する等の「校内・人的資源活用モデル」、公民館で清掃作業を行う等の「校外・物的資源活用モデル」、名刺作成の受注を受ける等の「校内・物的資源活用モデル」が多くを占めた。また、月1回程度以上の活用頻度が27.9%と全事例の3割弱にとどまった。研究2では、2名とも校内完結型よりも地域資源活用型の授業において、自己評価に関する回答の総得点が高かった。本研究により、地域資源を活用した作業学習において、いくつかの地域資源活用モデルが明らかになった。また、地域資源活用型作業学習では、働く意義や働く意欲について、生徒の自己評価が高まる可能性が示された。
教育現場における発達障害幼児のための視力評価法の開発

本研究は、知的発達の遅れのために視力や屈折等の検査の実施が困難な発達障害幼児にたいする、視機能評価法の開発を目的として行われた。対象児は06歳の発達障害幼児157名であり、小児用レフラクトメータを用いて屈折度を評価した。手続きは、レフラクトメータから1mほど離れた所に対象児を座らせ、レフラクトメータとVTRを接続しモニターの映像を録画した。得られた屈折値から、屈折異常の頻度と、疾患(ダウン症・自閉症・その他)、身体状況、発達状況の要因との関係を分析した。また、発達障害児における屈折度評価の実施可能率、検査の所要時間、測定の成功率から、評価法の有効性を検討した。その結果、発達障害児の屈折異常を伴う頻度については、疾患別ではダウン症児が最も高く、約70%の子どもが何らかの屈折的問題を持っていた。次いでダウン症以外の発達障害児が約40%と高く、自閉症・自閉傾向の子どもは10%以下と低かった。最も頻度の高いダウン症児について詳細に検討したところ、近視を伴う子どもにおいて有意に運動発達(四つばい獲得年齢)が遅く、出生時の体重が低かった。また、今回実施した評価法は、全体で98.7%とほぼ全員に検査の実施が可能であった。検査が可能であった子どものうち、30%は親や先生の介助なしで独りで検査を受けることができた。また、1回の検査の平均所要時間は、約3分であり、安定した測定値が得られた時に示されるアベレ-ジデータが1回の検査中に得られた割合については56%であった。全ての測定についてモニタのVTRから画像のぶれやピントのずれ等がないかを分析した結果、約2回に1回は有効なデータが得られており、3回に1回は両眼とも有効なデータが得られた。以上から、発達障害児、特にダウン症児では屈折異常を伴う頻度が高いことが明らかになった。また、今回の方法が発達障害幼児の視機能評価法として有効であることが示唆された。
環化重合法を用いた刺激応答性カテナンポリマーの創製

本年度は昨年度の研究成果を基に、インターロックトポリマーの創製を継続した。軸分子の存在下、ジアセチレンモノマーの環化重合を行うことで、重合およびロタキサン合成を同時に達成する新規ロタキサンポリマーの合成法を開発した。両末端に嵩高い置換基および中心に二級アンモニウム基を有する軸分子1の存在下、オキシエチレン鎖を有するジアセチレンモノマー2の環化重合を行った。重合は触媒にロジウム(I)錯体を用い、CHCl_3中、0°Cで3日間行った([M]=0.1M;[M]/[I]=100;[1]/[2]=10)。重合停止後、再沈および分取SECにより低分子量体を除去し、黄色のポリマー3を得た。3の^1HNMRスペクトルにおいて、ポリアセチレン主鎖およびオキシエチレン鎖に由来するシグナルに加えて軸分子中のアダマンチル基に由来するシグナルが観察された。また、3のIRスペクトルにおいても1730cm^<-1>付近に軸分子中のエステル基に由来する明瞭な吸収が観察された。これらの結果より、得られたポリマーがロタキサン構造を形成していることが示唆された。ホスト・ゲスト相互作用が成立しない対照実験やモデル化合物を用いた検討などから、生成ポリマーが確実に側鎖型ロタキサンポリマーであることを明らかにした。さらに、温度や溶媒、濃度などの重合条件などを最適化した。本合成法を用いることで、ロタキサン構造の構築と重合という異なる二種類の合成反応を同時に達成することが可能である。従って、本法はインターロックトポリマーの合成に関して革新的なものであり、今後の関連分野の発展に大きく貢献する。本年度は、軸分子の存在下、ジアセチレンモノマーの環化重合を行うことで、重合およびロタキサン合成を同時に達成する新規ロタキサンポリマーの合成法を開発することを目的とした。両末端にアダマンチル基および中心に二級アンモニウム基を有する軸分子1を新規に設計、合成した。次に、1の存在下、オキシエチレン鎖を有するジアセチレンモノマー2の環化重合を行った。重合は触媒にロジウム(I)錯体を用い、CHCl_3中、5°Cで3日間行った([M]=0.1M;[M]/[I]=100;[1]/[2]=8)。また、3のIRスペクトルにおいても1730cm^<-1>付近に軸分子中のエステル基に由来する明瞭な喫糾又が観察された。さらに、重合温度やモノマー濃度などの重合条件を変えて同様の検討を行った結果、温度が低いほど、また濃度が高いはどロタキサン形成率、すなわち軸分子の導入率が高くなることが明らかとなった。以上の結果より、環化重合の系内に軸分子を添加することで、簡便にロタキサンポリマーを合成できることが明らかとなった。本合成法は、これまでのロタキサンポリマーの合成において個別に行っていたロタキサン構造の構築と重合とを一段階で達成することが可能な、新規かつ大変重要な合成法である。
深海環境変化に基づく地球温暖化の解明

太平洋海盆規模の深層水の水温、塩分、溶存酸素の長期変化を調べるために、南・北太平洋で実施された大洋横断高精度船舶観測(WOCE再観測)データの解析を行った。北太平洋で見られた低酸素化や太平洋を北上する底層水の流量減少が南太平洋においても確認できた。これは、北太平洋深層で見られた低酸素化などの長期変化が、局所的な変化によるものではなく、南極周辺で沈み込み太平洋全体の底層に広がる深層水の長期変化であることを示唆する。伊豆・小笠原海溝など日本周辺の海溝内の海水は海溝と接続する海盆の底層の海水で満たされているので、海溝内の海水特性を高精度に測定できれば、太平洋全体の深層循環の変化を検出できる可能性があることを示している。そこで、塩分および溶存酸素の高精度な比較可能性を確保するための密度・溶存酸素測定用標準海水を製造した。超大容量(500 L)オートクレーブを用いることで過去に試作した標準海水よりも均質性を大きく向上させた。また、標準海水容器の内蓋サイズの微調整と外蓋全体をブチルゴムで覆うことで水蒸気・ガスバリア性能向上を目指した。この標準海水を用いることで、海洋研究開発機構や気象庁で実施している塩分・溶存酸素の高度な比較可能性の確保が可能になる。また、実験室、および、現場海洋(最大10,000 m)で海水密度を超高感度に測定可能な屈折率密度計を整備した。この屈折率密度計を密度・溶存酸素測定用標準海水で校正して用いることで、塩分測定用標準海水(IAPSO標準海水)のロット間のオフセットの精密な評価、海溝を含む現場海洋での密度(塩分)の精密な評価が可能になる。本研究の推進に必要な密度・溶存酸素測定用標準海水、および、屈折率密度計の開発が順調に進んでいる。標準海水の塩分の均質性は高く(0.0002 g/kg)、長期間の保管を模した加速試験(40°Cの環境で1ヶ月保管)でも塩分値とそのばらつきに変化は見られなかった。また、屈折率密度計については、密度測定の標準偏差が極めて小さい(0.0001 kg/m3程度)。密度・溶存酸素測定用標準海水を用いて屈折率密度計を校正することで、現状の電気伝導度・水温・深度計の測定精度・分解能では検出が困難な北太平洋底層の塩分変化を検出できるかもしれない。海水密度を最も高感度に測定できる密度計として論文を投稿した。2019年度は、大洋横断観測に比べ多くの観測データが利用できる太平洋の各海溝域で、高精度船舶観測(WOCE再観測)データに加え、海洋研究開発機構や気象庁で実施している高精度データを収集・整理し、海溝内の水温、塩分、溶存酸素の長期変化を調べる。海洋研究開発機構や気象庁が実施する定線観測航海等を利用し、日本周辺の海溝内での高精度観測データを蓄積する。伊豆・小笠原海溝において、塩分・溶存酸素の超高精度観測を実施する。具体的には、密度・溶存酸素測定用標準海水、および、屈折率塩分計による絶対塩分の超高精度測定を導入する。現状の電気伝導度塩分計(測定精度は1 mg/kg程度)よりも高い精度での測定が期待できる屈折率塩分計(分解能は0.12 mg/kg)を密度(絶対塩分)測定用の標準海水で校正して使用する。溶存酸素については、密度・溶存酸素測定用標準海水を各航海で測定し、ヨウ素滴定分析の不確かさ要因を精査し、さらなる高精度化を検討する。2020年度は、蓄積した観測データを元に、南・北太平洋における海盆規模の深層水の長期変化と各海盆に接続する海溝内の水温、塩分、溶存酸素の長期変化の関係を明らかにする。水温の変化から深層水の量の変化(南方への深層水の後退)を求め、溶存酸素の変化からその影響を差し引き深層水の滞留時間の変化を求め、深層循環弱化を検証する。塩分の超高精度観測から、北太平洋底層における南極氷床融解の影響の検出可能性を検討するとともに、将来の影響評価に向けた基礎データを蓄積するとともに、得られた成果を公表する。

また、実験室、および、現場海洋(最大10,000 m)で海水密度を超高感度に測定可能な屈折率密度計を整備した。この屈折率密度計を密度・溶存酸素測定用標準海水で校正して用いることで、塩分測定用標準海水(IAPSO標準海水)のロット間のオフセットの精密な評価、海溝を含む現場海洋での密度(塩分)の精密な評価が可能になる。本研究の推進に必要な密度・溶存酸素測定用標準海水、および、屈折率密度計の開発が順調に進んでいる。標準海水の塩分の均質性は高く(0.0002 g/kg)、長期間の保管を模した加速試験(40°Cの環境で1ヶ月保管)でも塩分値とそのばらつきに変化は見られなかった。また、屈折率密度計については、密度測定の標準偏差が極めて小さい(0.0001 kg/m3程度)。密度・溶存酸素測定用標準海水を用いて屈折率密度計を校正することで、現状の電気伝導度・水温・深度計の測定精度・分解能では検出が困難な北太平洋底層の塩分変化を検出できるかもしれない。海水密度を最も高感度に測定できる密度計として論文を投稿した。2019年度は、大洋横断観測に比べ多くの観測データが利用できる太平洋の各海溝域で、高精度船舶観測(WOCE再観測)データに加え、海洋研究開発機構や気象庁で実施している高精度データを収集・整理し、海溝内の水温、塩分、溶存酸素の長期変化を調べる。海洋研究開発機構や気象庁が実施する定線観測航海等を利用し、日本周辺の海溝内での高精度観測データを蓄積する。伊豆・小笠原海溝において、塩分・溶存酸素の超高精度観測を実施する。具体的には、密度・溶存酸素測定用標準海水、および、屈折率塩分計による絶対塩分の超高精度測定を導入する。現状の電気伝導度塩分計(測定精度は1 mg/kg程度)よりも高い精度での測定が期待できる屈折率塩分計(分解能は0.12 mg/kg)を密度(絶対塩分)測定用の標準海水で校正して使用する。溶存酸素については、密度・溶存酸素測定用標準海水を各航海で測定し、ヨウ素滴定分析の不確かさ要因を精査し、さらなる高精度化を検討する。2020年度は、蓄積した観測データを元に、南・北太平洋における海盆規模の深層水の長期変化と各海盆に接続する海溝内の水温、塩分、溶存酸素の長期変化の関係を明らかにする。水温の変化から深層水の量の変化(南方への深層水の後退)を求め、溶存酸素の変化からその影響を差し引き深層水の滞留時間の変化を求め、深層循環弱化を検証する。塩分の超高精度観測から、北太平洋底層における南極氷床融解の影響の検出可能性を検討するとともに、将来の影響評価に向けた基礎データを蓄積するとともに、得られた成果を公表する。
凝固カスケード制御による頭部外傷後の肺障害に対する新規治療戦略の開発

頭部外傷患者では遠隔臓器において全身性合併症をきたすことがよく知られており、中でも肺障害は重症頭部外傷において比較的高率に合併し、予後に直結する重要な合併症であることが以前より知られている。頭部外傷後の肺障害に関する発症機序は不明点が多く、ノルエピネフリンなどのカテコラミンの過剰産生が主因であると考えられてきたが、我々の先行研究において、頭部外傷動物モデルにおいて血漿中のノルエピネフリン上昇は確認されず(Yasui H, etal. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016)、臨床の現場においてもノルエピネフリン上昇を伴わない頭部外傷後の肺障害症例を経験し、2018年度に論文化した(Yasui H, et al. Inten Med 2018)。一方で肺障害合併症例では頭部外傷直後から過剰なトロンビン産生が確認され、発症機序として脳内に多量に含まれる組織因子(TF)を開始因子とした外因系凝固カスケードの活性化が主因であることが推測された。本仮説の証明のために頭部外傷後の血漿を用いたプロトロンビン時間(PT)、活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT)などの凝固活性、thrombin/antithrombin (TAT)、TFマイクロパーティクルなどの凝固因子の測定を行っている。また凝固カスケードや凝固カスケードの下流に位置するトロンビンの活性化と肺障害との関連性を証明するために浜松医科大学医生理学教室の浦野教授の助言のもと、頭部外傷動物モデルを作成し、血漿中の凝固活性とTATなどの凝固因子を測定、頭部外傷後に血漿中のTAT値の有意な上昇が確認され、肺障害の出現とともに全身におけるトロンビン活性の上昇が確認された。動物一匹から採取できる血液量が少なく、血漿を用いて複数の項目を評価することが困難であり、凝固活性や凝固因子の解析に時間を要している。頭部外傷後に脳由来TFマイクロパーティクルが体循環へ流入することで、外因系凝固カスケードが全身性に活性化することが急性肺障害の発症要因であるという仮説のもとに、血漿中のTFマイクロパーティクルの測定を実施する。並行して、マイクロパーティクルの起源が脳由来であることを確認するために、フローサイトメトリーを用いて脳由来TFマイクロパーティクルがどの程度の割合を占めるのか検討する。次に外因系凝固カスケードの活性化が肺障害の主因であることを確認するためTF中和抗体もしくはFVII阻害薬を外傷前投与し、トロンビン阻害薬を使用した場合と比較して採取した肺組織の肺障害の程度を比較検討する。最後に凝固カスケードの下流に位置するトロンビンの凝固活性を抑制するリコンビナントのトロンボモジュリン製剤を外傷前に投与し、肺障害の予防が可能か肺組織を用いて評価する。

最後に凝固カスケードの下流に位置するトロンビンの凝固活性を抑制するリコンビナントのトロンボモジュリン製剤を外傷前に投与し、肺障害の予防が可能か肺組織を用いて評価する。血漿中の凝固因子、蛋白をELISAキットを購入して測定する予定であったが、測定予定の血漿サンプルの数に達しておらず、翌年度に繰り越しとなった。
生産コスト低減に向けた農地集積のマーケットデザイン

30年度は、農地集積のマーケットデザインについて分析を行った。分析は、以下の手順で実施した。1有本・中嶋・富田(2014)の区画交換のアルゴリズムを援用しつつ、最適な農地集積のアルゴリズムを検討した。その際、新たな経済理論の潮流として注目されているマーケットデザインの手法を援用した。2アルゴリズムに基づくシミュレーションに際しては、エージェントベースシミュレーションを用いた。エージェントベースシミュレーションは、多様な主体をエージェントとして捉え、その行動原理を柔軟に仮定できる点にメリットがある。そして多様なエージェント間の相互作用をコンピュータの中で再現することで、予測を行うことも可能となる。また、29年度の課題である農地政策の政策評価に関わって、農業補助金が農業構造に及ぼした影響について検討した。日本の農業政策は、2000年以降、価格支持か直接支払いへ大きく転換していく中で、直接支払いの政策評価は今後の農業政策を考えるうえで大きな論点となっている。そこで、『農業経営統計調査』個票パネルデータ(都府県、2004年から2014年)を用いて、1補助金の地代化の程度、2補助金の経営規模拡大への影響を定量的に明らかにした。分析の結果、補助金の地代化の程度は数%程度で、農業構造への影響は小さいと考えられること、ただし、地代化の程度には地域性があり、平地農業地域で特に影響が大きく、北陸、東海地域でも地代化の影響がみられることが明らかとなった。農業補助金の地代化の影響については、学会報告は行っているものの、まだ学術雑誌に公表されていないため、今年度中に論文投稿する。農地集積のマーケットデザインについて、アルゴリズムの再検討とシミュレーションの精緻化を行う。平成28年度は、農地集積のマーケットデザインの事前準備として、大規模経営の稲作生産費の実態を把握した。「日本再興戦略」や「農林水産業・地域の活力創造プラン」において、「今後10年間で、資材・流通面等で産業界の努力も反映して担い手の米の生産コストを現状全国平均比4割削減」することが明記されているが、必ずしも農業地域類型別、経営類型別の大規模経営の稲作コストが正確に把握されているとは言い難い。そこで、大規模経営の詳細な実態調査から、稲作生産費低減の課題を抽出する。平成28年度は、大規模経営の稲作生産費を正確に把握することと同時に、次年度以降の研究課題である交換分合のマーケットデザインに関わって、農地集積にともない、どの程度稲作コストの低減が可能なのか検証することに分析の狙いがある。具体的な分析の結果は、以下の通りである。農地集積に伴って顕在化する畦畔・水管理(圃場巡回)作業に焦点を当てて、巡回セールスマン問題(Traveling Salesman Problem:TSP)を援用しながら、効率的な水資源の利用の在り方について検討した。研究の対象となる経営体は、石川県羽咋市で水稲作を中心に農業経営を行う農業法人Nである。シミュレーションの結果、ランダムに農地集積した場合には、新規借入農地数に連動して増加する総移動距離の増加傾向は逓減する一方、総移動時間は異なった増加パターンを示すことが明らかとなった。基礎的な分析であるが、将来的な農地集積が進展した際に予想される状況に関する有用な知見が得られた。平成28年度の研究課題である大規模経営の稲作生産費の実態把握については、分析が完了しているものの、まだ学術雑誌に公表されていないため、平成29年度中に論文投稿する。29年度は、圃場整備事業と農地・水・環境保全向上対策(以下、向上対策)の地域農業への影響評価について分析を行った。分析の対象地域は、向上対策の先進事例である山形県である。分析は、以下の手順で行った。1まず、「農業基盤情報基礎調査」のGISデータと『世界農林業センサス・農業集落カード』を利用してデータセットを構築した。2次に、如何なる地域で圃場整備事業、向上対策に取り組んでいるのか、プロビットモデルから明らかにした。3最後に、圃場整備事業、向上対策の政策評価を行った。インパクトの評価は、圃場整備事業、向上対策の内生性を考慮して、傾向スコアマッチング(Propensity Score Matching: PSM)による差の差(Difference in Differences: DID)推定を用いた。また、Spatial Matchingという空間計量経済学の新たな手法を用いて、空間的な要因を考慮したマッチングを行った。推定に用いるデータは、2005年、2010年、2015年の『世界農林業センサス・農業集落カード』のパネルデータである。分析結果から、圃場整備事業、向上対策の地域農業への影響をエビデンス・ベースで評価した。平成28年度の研究課題である大規模経営の稲作生産費の実態把握に関しては、平成29年に学術雑誌に公表した。農地政策の政策評価については、農地・水・環境保全向上対策の地域農業への影響評価に関する分析は完了しているものの、まだ学術雑誌に公表されていないため、平成30年度中に論文投稿する。

そして多様なエージェント間の相互作用をコンピュータの中で再現することで、予測を行うことも可能となる。また、29年度の課題である農地政策の政策評価に関わって、農業補助金が農業構造に及ぼした影響について検討した。日本の農業政策は、2000年以降、価格支持か直接支払いへ大きく転換していく中で、直接支払いの政策評価は今後の農業政策を考えるうえで大きな論点となっている。そこで、『農業経営統計調査』個票パネルデータ(都府県、2004年から2014年)を用いて、1補助金の地代化の程度、2補助金の経営規模拡大への影響を定量的に明らかにした。分析の結果、補助金の地代化の程度は数%程度で、農業構造への影響は小さいと考えられること、ただし、地代化の程度には地域性があり、平地農業地域で特に影響が大きく、北陸、東海地域でも地代化の影響がみられることが明らかとなった。農業補助金の地代化の影響については、学会報告は行っているものの、まだ学術雑誌に公表されていないため、今年度中に論文投稿する。平成29年度の研究課題は、圃場整備事業にともなう農地集積の効果に関する計量経済学的考察である。圃場整備事業の効果として、土地生産性の向上、労働時間の短縮、生産コストの削減、担い手への農地の集積などが挙げられるが、近年は農地集積の促進、担い手の育成等に重点が置かれている。これまで圃場整備事業を実施した地域では農地集積が進展しやすいと指摘されてきたが、圃場整備事業に関する適切なデータが利用できなかったことも影響して、必ずしも計量経済学的な分析による評価は行われてこなかった。この点を考慮して、農林水産省「農業基盤情報基礎調査」のGISデータを用いて、圃場整備事業の事業実施前後のインパクトを計量経済学的に検証する。農林水産省「農業基盤情報基礎調査」のGISデータは、ほ区レベルの詳細な基盤整備の状況を入手できる点に特長がある。分析の手順は、以下の通りである。1まず、「農業基盤情報基礎調査」のGISデータと『世界農林業センサス・農業集落カード』を利用してデータセットを構築する。2次に、如何なる地域で圃場整備事業に取り組んでいるのか、プロビットモデルから明らかにする。3最後に、圃場整備事業の政策評価を行う。インパクトの評価は、圃場整備事業の内生性を考慮して、傾向スコアマッチング(Propensity Score Matching: PSM)による差の差(Difference in Differences: DID)推定を用いる。また、Spatial Matchingという空間計量経済学の新たな手法を用いて、空間的な要因を考慮したマッチングを行う。推定に用いるデータは、2005年、2010年、2015年の『世界農林業センサス・農業集落カード』のパネルデータである。分析結果から、圃場整備事業の地域農業への影響をエビデンス・ベースで評価する。平成30年度は29年度に引き続き、圃場整備事業にともなう農地集積の効果に関する計量経済学的考察を行う。
数値的手法による高周波地震波の散乱・減衰

本研究では、境界積分法を用いて、地球内部(主に地殻)の微細不均質性による高周波地震波の散乱・減衰を決定論的あるいは波動論的に定量化することを目的とした。まず散乱体が局在するような非定常ランダム媒質について考察し、コーダ波の振幅が震源の位置によって大きく異なることがわかった。この結果を兵庫県南部地震の余震のコーダ波振幅に応用した所、14Hzの低周波数領域でのみ、野島断層付近の深さ10kmあたりにコーダ振幅が系統的に大きくなる領域があることがわかり、この部分での不均質性の局在がわかった。さらに防災科学技術研究所のK-netのデータを用いて北海道南東部についても同様の解析を行った所、ここでも12Hzの低周波領域で南西側の観測点のコーダが増幅され、よって1kmほどのスケールの不均質性が局在していることが示された。理論的な側面では、これまでの基準となる媒質が無限一様か半無限媒質という簡単な場合の定式化を、基準媒質が深さ方向に変化する、すなわち水平成層構造中に散乱体が分布するモデルまで境界積分法の理論へと拡張することに成功し、これに基づいて波形合成の計算を行った。まだ2次元SH波の場合のみ確認したものの、不均質性からの散乱波は線震源で、水平境界面からの寄与は平面波分解という折衷した方法によれば、計算量も大幅に増やすことなく、十分な精度で波形が計算できる。得られた波形では、不均質性からの散乱波と水平境界面からの反射・透過波が認められる他に、両者の相互作用(特に不均質性が境界面に近い時)による波が認められた。例えば、コーダ状の波の継続時間が大きくなり、均質媒質中の散乱波とは明らかに異なった様相を示す。さらに、この定式化では不均質性を含む層の境界面がゆるやかに曲がっている場合でも、そのまま適応できる利点があることがわかった。本研究では、境界積分法という手法を用いて、地球内部(主に地殻)の微細不均質性による高周波地震波の散乱・減衰を決定論的あるいは波動論的に定量的に解明することを目的としてきた。本年度は、まず深さごとに散乱体の分布や非弾性減衰が大きく異なる非定常ランダム媒質について考察した。Yomogida et al.(1998)で示されたように、散乱体が局在すると、これまで空間的に一様に観測されると思われていたコーダ波の振幅が震源の位置によって大きく異なる。この結果は、最近、広島大学の鶴我佳代子の博士論文(1998)によって兵庫県南部地震の余震のコーダ波振幅の分布の研究によっても認められ、このような比較を行なうことで、地殻内部の微細不均質性の分布の非一様性が具体的に議論できる可能性を、本研究では示した。さらに、そのような振幅の異常が現われる周波数帯域から、局在する不均質性の大きさも推定できる点が重要である。本年度の後半では、理論的な側面から大きな成果が挙がった。これまでの計算では、基準となる媒質が無限一様か、半無限媒質という簡単な場合しか扱っていなかった。実際の地球内部は第一次近似としては深さ方向に構造が大きく変わるので、観測波形とより定量的に比較するには基準媒質そのものを深さ方向に変化する、すなわち水平成層構造とすることが望ましい。しかし、このような拡張は、単純にこれまでの境界積分法の定式化を用いると、計算量を格段に増やすことになって実用的でない。

ここでは、散乱体が含まれる層については従来の手法を用いる一方、それ以外の部分については従来の平面波分解に基づく水平成層構造の波動伝播理論で表現するという折衷した定式化を導いた。これにより計算量を著しく増やすことなく波形が求まる見込みとなり、次年度は具体的な波形合成に入る予定である。本研究では、境界積分法という手法を用いて、地球内部(主に地殻)の微細不均質性による高周波地震波の散乱・減衰を決定論的あるいは波動論的に定量的に解明することを目的としてきた。観測面については、昨年度の兵庫県南部地震の余震の解析に続いて、防災科学技術研究所のK-netのデータを用いて北海道南東部のコーダ波の振幅の解析を行ない、この地域の微細不均質性の分布の非一様性を調べた。4Hz以上の高周波地域ではほぼコーダ振幅が一定、つまりほぼ一様に分布しているのに対して、12Hzの低周波領域では南西側の観測点のコーダが増幅され、よって1kmほどのスケールの不均質性がこの地域で局在していることが示された。さらに、北海道日高地域の合同集中観測データからより詳細に微細不均質性の空間分布を求めるに至っている。理論的な側面からでは、前年度に定式化した、基準媒質が深さ方向に変化する、すなわち水平成層構造に境界積分法を拡張し、散乱による波形合成の計算を行った。まだ2次元SH波の場合のみ確認したものの、不均質性から散乱波は線震源で、水平境界面からの寄与は平面波分解という折衷した方法によれば、計算量も大幅に増やすことなく、十分な精度で波形が計算できる。得られた波形では、不均質性からの散乱波と水平境界面からの反射・透過波が認められる他に、両者の相互作用による波がはっきりと認められる。特に、不均質性が境界面に近い時にはそのような波が強くなり、例えば、コーダ状の波の継続時間が大きくなり、均質媒質中の散乱波とは明らかに異なった様相を示す。さらに、この定式化では不均質性を含む層の境界面がゆるやかに曲がっている場合でも、そのまま適応できる利点があることがわかった。
中国古代帝国の関東統治について

研究目的...関中平原に首都を置いた秦・前漢が、関東(黄河下流域を中心とする広大な平原地帯)をいかにして統治したかを、いわゆる「強幹弱枝」(首都の人口・経済を充実させ、地方のそれを弱めることで中央集権の確立に資する)政策の分析を通じて解明する。研究方法...『史記』『漢書』など基本的な伝世資料の精査に加え、地方誌資料や近年発見が相次ぐ出土資料も参照し、研究を進めた。研究成果...秦・漢時代にはさかんに徒民(人民の強制移住)が行われた。特に前漢期には、首都圏たる関中への「帝陵徒民」が元帝期まで連綿と継続された。しかし、徒民政策についての従来の解釈には疑問な点があった。徒民によって地方有力者層の勢力を削ごうとする一方、彼らの財力・軍事力をもって匈奴の侵攻や諸侯(主に「関東」のそれ)の反乱に備えるという目的も資料には見える。しかし疲弊した徙民たちが「強幹」や対匈奴防衛に役だったとは思われないし、一方彼らが首都圏において勢力を維持・拡大したならば、かえって王朝の存続を脅かす存在ともなり得。実は、徙民に際して田宅や莫大な金銭を賜うなど、相当な反対給付があった事実も史料に見える。「強幹弱枝」という目的は確かにあったにせよ、その実現のためには利益誘導による懐柔が要されたという社会的事情は無視できない。本研究により、従来考慮されてこなかった利益誘導として、匈奴や西方オアシス都市国家との貿易に伴う利益供与もあった可能性が判明した。そうした利益誘導があって初めて、関東の多数の人々が唯々諾々と先祖の地を離れ、新天地に移住したのである。秦・漢帝国の「中央集権的」な「専制帝国」というイメージは、本研究によりある程度以上相対化されたと言えよう。
水溶液中における単一DNA分子のキラリティ変化の超高感度リアルタイム測定法の開発

市販の円二色性(CD)の測定装置の検出方法を変更し,励起波長を変えながら蛍光強度を検出する蛍光検出円二色性測定(FDCD)の基礎検討を行った。平成25年度に,タンパク質のFDCD検出では,偽シグナルが現れることがわかった。平成26年度の検討により,偽シグナルの強度は,検出器の設置場所に依存することがわかった。以上の結果に基づき,偽シグナルの出にくい検出器の設置場所を選んだ。その結果,蛍光ラベル化したアミノ酸では,LとDで互いに正負が鏡像関係のFDCDシグナルが測定され,測定方法の正当性が確認できた。さらに,蛍光ラベル化したタンパク質でも本来のFDCDシグナルを測定することが可能であった。平成25年度は,市販の円二色性(CD)の測定装置を用いて,蛍光を検出する蛍光円二色性測定(Fluorescence Detected Circular Dichroism; FDCD)に着手した。この装置は,通常,光吸収の円二色性(以下,吸収CD)のスペクトルを測定するものであるが,検出方法を変えることで,励起波長を変えながら蛍光強度を検出することができるようになる。そこで,まず蛍光を示すキラルな物質の代表的なものとして,タンパク質を用いて,紫外領域において吸収CDとFDCDの測定を行い,比較した。その結果,両者はほぼ同程度の感度を有していることが分かった。通常の分光測定においては,吸収測定よりも蛍光測定のほうが100倍から10000倍もの高い感度を有しているが,今回使用した市販の測定装置では,吸収CDとFDCDには感度にあまり違いがないことがわかった。また,吸収CDやFDCDの結果には,しばしば偽シグナルが現れることが知られている。そこで,いくつかのキラルな物質(蛍光性のアミノ酸など)のエナンチオマーを用いて,シグナルが互いに鏡像関係になるかを検討した。その結果,吸収CDではほとんどの系で鏡像関係のスペクトルが得られたが,逆にFDCDでは,ほとんどの系で鏡像関係のスペクトルが得られなかった。以上の検討から,市販の測定装置では,有効なFDCDのデータが得られないことが明らかになった。平成26年度は,平成25年度に引き続き,市販の円二色性(CD)の測定装置を用いて蛍光を検出する蛍光検出円二色性測定(Fluorescence Detected Circular Dichroism; FDCD)の基礎検討を続けた。この装置は,通常の光吸収の円二色性(吸収CD)のスペクトルを測定するものであるが,検出方法を変えることで,励起波長を変えながら,蛍光強度を検出することができる。平成25年度に,タンパク質のFDCD検出では,偽シグナルが現れることがわかったので,平成26年度はその原因と解決法についてより詳しく検討した。そのために,蛍光物質であり互いにキラルなキニーネとキニジンをまず用いた。その結果,偽シグナルが現れる最大の原因は,分子回転が遅いことによる蛍光異方性であることがわかった。さらに,偽シグナルの強度は,検出器の設置場所にも依存することがわかった。上記の結果に基づき,偽シグナルの出にくい検出器の設置場所を選び,蛍光ラベル化したアミノ酸およびタンパク質のFDCD測定を行った。その結果,蛍光ラベル化したアミノ酸では,LとDのアミノ酸で互いに正負が胸像関係のFDCDシグナルが測定され,測定方法の正当性が確認できた。このように,平成26年度は,FDCD測定における偽シグナルの原因と解決法を明らかにした。この成果を基に,今後より高い感度でCD測定を行うことが可能になる。分析化学上記のように,予想に反して,市販の円二色性の測定装置では,有効なFDCDスペクトルが測定できなかったためである。平成25年度は,市販の円二色性の測定装置を用いてFDCDのスペクトルを測定したが,高感度かつ正確さを持って測定することができなかった。市販の円二色性の測定装置は,本来,吸収CDスペクトルを測定するための装置であるため,今回のように,低感度であったり,偽シグナルが出たりしている可能性が高い。そこで,平成26年度は,自作のFDCD装置の作製に着手する。FDCD装置に適した光学部品類を組み合わせることで,本来のFDCDスペクトルを取得できるものと期待している。また,その後,蛍光顕微鏡と組み合わせることで,最終的な目的である単一DNA分子のキラリティのリアルタイム測定を可能にする。
水素ラジカルによって誘起される水素終端Si(111)表面及びSi原子層の構造変化

Si(111)-7×7基板表面上に水素ラジカル(水素分子をタングステンフィラメントによって加熱して生成する)を供給して,(ア)基板表面の7×7構造が1×1構造に変化する過程,(イ)その1×1構造の上に水素ラジカルを供給したときに誘起される構造変化,(ウ)また,Si原子層を水素ラジカルを供給しながら成長させたときに起こる構造変化を観察して水素ラジカルの役割を考察することを目的とした。そのために,平成6年度までに調べていたSi(111)-7×7基板表面上に直接Si層を成長させた場合の結果と逐一比較・考察することを意図した。そこで,その再現性を確認している際に成長中の構造緩和過程を明りょうに示す結果が得られたので,本研究の最終目標である成長中の構造緩和過程を解明するためにそれらの結果を集積することに努めた。成長をRHEEDの鏡面反射強度を監視しながら380°Cに維持したSi(111)-7×7表面上に約0.1BL(1BL=0.31nm)の厚さのSi層を成長させた後に時間t_Rだけその温度に維持した。その後室温に下げ表面構造をSTMで観察した。t_R≒0,30s,60s,600sの条件で作成した表面を観察し,次のような結果が得られた;すべて<110>で縁取られた三角形状の二次元の島に加えてそれよりサイズの小さな島が成長;サイズの小さな島はt_Rが小さいほど形に規則性が見られないが1BLの高さをもち,7×7構造の[112]方向に沿ったダイマー列のほぼ中央に成長し,t_R=600sでは7×7構造の一つのコーナーホールを中心に3つの5×5構造から構成される円形状の島に成長する。このような島の形状の変化は,島を構成している原子の島からの脱離とその表面拡散が起こっていることを示唆するが,そのような動的過程は成長中は供給される蒸発Si原子が構造形成に関わるために環境温度に応じて凍結される,ことがあるものと考えられる。水素終端表面では,その凍結が解除される役割を果たすものと考えて現在研究を続けている。
大気中活性窒素の細胞増殖バイタリゼーション作用の分子生理学的実態と分子種の解明

これまでに、大気中窒素酸化物NOx(NOとN0_2、100-200 ppb)が、植物のシュートバイオマス、総葉面積、細胞成分含量を非処理区の1.7-2.0倍増加させることを初めて発見した。NOx由来の窒素は植物体中の全窒素の5%以下を占めるに過ぎず、NOxは付加的窒素源としてではなく、シグナルとして作用すると結論された。この大気中NOxの作用を植物バイタリゼーションシグナル作用と命名した。その後、シロイヌナズナでも同様な植物バイタリゼーションシグナル作用が確認された。シロイヌナズナの形態学的観察から、大気中NOxによる植物バイク、リゼーションシグナル作用は細胞増殖促進効果に帰着された。本研究では、シロイヌナズナを材料として大気中NOxの植物バイタリゼーションシグナル作用の分子生理学的実態の解明と大気中NOxの植物バイタリゼーションシグナルの実態の解明(分子種の同定)を研究目的とした。これまでの栽培法では、植物の生育の個体間のバラツキが大きかったので、l細胞レベルでの解析が困難であった。平成19年度は、屋内に設置した暴露チャンパー内で、個体間を離して、個体間のバラツキを少なくする栽培方法を確立した。次いで至適栽培条件(濃度、栽培期間)を確立した。平成18年度に主要作物のヒマワリ、レタス、カボチャ、キュウリにおいても植物バイタリゼーションシグナル作用が確認されることを確認したが、本年度はさらにぞロヘイヤにおいてもこの作用が確認され、さらに種子の収量が増加することを見出した。大気中窒素酸化物NOx(NOとNO_2、100-200ppb).は、シュートバイオマス、総葉面積、細胞成分含量を非処理区の1.7-2.0倍増加させること(植物バイタリゼーションシグナル作用)を初めて発見した。NOx由来の窒素は全窒素の5%以下を占めるに過ぎず、NOxは付加的窒素源としてではなく、シグナルとして作用すると結論された。シロイヌナズナの形態学的観察から、大気中NOxによる植物バイタリゼーションシグナル作用は細胞増殖促進効果に帰着された。本研究では、シロイヌナズナを材料として大気中NOxの植物細胞増殖バイタリゼーションシグナル作用の分子生理学的実態の解明と大気中NOxに由来する植物バイタリゼーショシシグナルの実態の解明(分子種の同定)を研究目的とした。平成18年度は、細胞増殖が促准される発生段階、組織を明らかにするために、発生段階を追って形態学的に観察することにより大気中NOxによって細胞増殖が促進される葉の発生段階(葉原基and/or幼葉)を特定することを目的とした。当初、屋外に設置した2台の暴露チヤンバーで栽培を行なう予定であったが、NO2のみ存在下での栽培が(NOが発生するため)困難であることより屋内に設置したチャンバーでの栽培に切り替えることにした。また、植物体を密集させて生育させるのではなく、個体間を離して個体間の影響を少なくする栽培方法の検討を行った。一方で、シロイヌナズナ以外の植物(ヒマワリ、レタス、カボチャ、キュウリ)における植物バイタリゼーションシグナル作用の確認の実験を行なった。その結果これら4種の植物種においても植物バイタリゼーションジグナル作用が確認され、さらに至適濃度が植物種により異なること。組織特異性があることを見出した(現在投稿中)。
蛍光撮影技術を用いた簡便な海洋生物マッピングと漁場環境計測の基礎的研究

海洋生物のマッピング手法を構築することは,海洋生物の多様性,分布,個体数を知る上で重要である。本研究の目的は,サンゴが発する蛍光を面的に映像として捉え,海底地形図および環境データとを併せて,蛍光画像を用いた海洋生物マッピングの基礎を構築することである。そのために,〔1〕海洋生物の蛍光スペクトルの計測,〔2〕蛍光スペクトルに基づく励起光フィルター・カットフィルターの開発,〔3〕ハンディマルチ蛍光カメラの開発〔4〕小型ROV用マルチ蛍光カメラユニットの開発,〔5〕実海域撮影試験と海洋生物マッピング解析(データ解析および画像解析)を行った。本研究の目的は,海洋生物が発する蛍光を小型ROVで面的に捉え,蛍光画像を用いた海洋生物マッピングの基礎を構築することである。本研究の1年目にあたる平成25年度は,海洋生物の蛍光画像を得るために必要不可欠な,可視光域の波長帯の異なる励起光フィルターとカットフィルターを開発するために,サンゴを中心とした多種にわたる海洋生物が発する蛍光スペクトルを実海域や水族館で計測した。蛍光スペクトルの計測には,小型分光器(Jaz, Ocean Optics, Inc.)を用いた。また,実海域における蛍光スペクトルの計測は,一般財団法人沖縄美ら島財団の研究者の協力を得て,主に沖縄県の瀬底島,山川港,備瀬崎周実海域における30種以上の海洋生物を対象に実施し基礎データを得た。各種海洋生物の蛍光スペクトルの主なピークは,490nm付近の緑色域,570nm付近の黄色域および720nm付近の赤色域に見られた。これらの結果を基に,近紫外,青色,緑色,黄色,赤色,近赤外の各波長帯での蛍光画像が撮影可能な励起光フィルターとカットフィルターの組合せ(6種)を開発することとし制作に着手した。各海洋生物と蛍光スペクトルの関係については,とりまとめ公表する予定である。また,本蛍光撮影の技術開発は,非破壊の光学的なイメージングとして非常に良い方法であると考えているが,海洋生物の蛍光は,未解明な点が多々ある。ゆえに,開発しようとしている現場蛍光撮影装置が,多岐にわたる海洋生物研究に利用できるのか,不足している技術や調査は何かについての議論が必要であると考え,第16回サンゴ礁学会において「蛍光撮影技術を生かした海洋生物のイメージングとモニタリング」と言うテーマで自由集会を主催し,海洋物理,海洋生物,水産学等の多分野にわたる研究者との議論の場を持った。本研究の目的は,海洋生物(サンゴ)が発する蛍光を面的に画像・映像として捉え,海洋生物マッピングの基礎を構築することである。平成26年度は,多波長励起光と多波長カットフィルターを装備したハンディマルチ蛍光カメラと小型ROV搭載用のマルチ蛍光カメラユニットの開発および製作を行った。多波長励起光の光源は,開発当初はフィルター交換式を検討していたが,海中での操作性や小型ROVへの装備を鑑みて,6種類の波長の異なるLEDライトを励起光源とした(昨年度得た各種海洋生物が発する蛍光スペクトルのデータを基にLEDライトを作成)。これにより,6種の励起光源各種の強弱や光源の変更が容易に操作できるユニットが開発できた。ハンディマルチ蛍光カメラ(アクリル製の水中ハウジング:耐圧30m)では,カットフィルターアタッチメントによって手動でフィルターを変えることにより,多波長励起による海洋生物の蛍光撮影が可能になった。一方,小型ROV搭載用のマルチ蛍光カメラユニットでは,励起光光源はハンディマルチ蛍光カメラのLEDライトを使用するが,多波長カットフィルターのアタッチメント装備に工夫が必要となり開発・製作を継続している。ハンディマルチ蛍光カメラに用いた励起光と各フィルターを組合わせた蛍光撮影試験は,国際海洋環境情報センターと筑波大学下田臨海実験センターの海洋生物(サンゴ等)を対象に実施した。その結果,波長の違いによる海洋生物の蛍光撮影では,蛍光を発する部位波長によって異なる等の結果(画像)を得ることができた。また,サンゴ礁学会(第17回)において「蛍光撮影技術を生かした海洋生物のイメージングとモニタリングII」と言うテーマで自由集会を主催した。非破壊の光学的なイメージングを基盤にした本研究で開発中の蛍光撮影装置の有効性や,海洋生物の蛍光について多分野にわたる研究者との議論の場を持った。本研究の目的は,海洋生物(サンゴなど)が発する蛍光を面的に画像・映像として捉え,海洋生物マッピングの基礎を構築することである。最終年度にあたる平成27年度は,昨年度開発した多波長励起による簡便なハンディマルチ蛍光撮影装置を用いて,実海域における海洋生物の蛍光撮影試験を実施し,海洋生物マッピングへの可能性を検討した。平成27年度当初は,昨年度の撮影試験時に得られた装置の操作性の不具合(カットフィルターアタッチメントの取付など)を改良した。その後,筑波大学下田臨海実験センターのSylvain Agostini助教の観測定点,および屋外飼育水槽の海洋生物(サンゴや海藻類)を対象に,ハンディマルチ蛍光撮影装置による撮影試験とスペクトル計測を行った。励起光とカットフィルターを可変式にすることにより,従来の蛍光撮影装置で撮影できた波長と異なる波長での蛍光撮影が可能となった。また,励起光を可変式にすることにより,GFPによる蛍光,クロロフィルによる蛍光や色素などの撮影が可能になることが示唆された。さらに,蛍光の役割や生理状態との関係などが明らかになれば,本装置で得られた結果は,より効果的な海域管理や環境影響評価に繋げられるのではないかと考察できた。これらの成果は,サンゴ礁学会(第18回)にて報告を行った。

さらに,13th International Coral Reef Symposiumにおいて公表予定である(2016年6月)。装置開発と併せて,我々の蛍光研究を発展させるために,昨年と同様にサンゴ礁学会(第18回)において「蛍光撮影技術を生かした海洋生物のイメージングとモニタリングIII」と言うテーマで自由集会を主催した。非破壊の光学的なイメージング手法として本研究で開発した多波長励起による蛍光撮影装置の有効性や,海洋生物の蛍光について多分野にわたる研究者との議論の場を持った。海洋生物のマッピング手法を構築することは,海洋生物の多様性,分布,個体数を知る上で重要である。本研究の目的は,サンゴが発する蛍光を面的に映像として捉え,海底地形図および環境データとを併せて,蛍光画像を用いた海洋生物マッピングの基礎を構築することである。そのために,〔1〕海洋生物の蛍光スペクトルの計測,〔2〕蛍光スペクトルに基づく励起光フィルター・カットフィルターの開発,〔3〕ハンディマルチ蛍光カメラの開発〔4〕小型ROV用マルチ蛍光カメラユニットの開発,〔5〕実海域撮影試験と海洋生物マッピング解析(データ解析および画像解析)を行った。小型ROV用マルチ蛍光カメラユニットの開発では,ハンディマルチ蛍光カメラの多波長励起光を使用するが,同時に装備する多波長カットフィルターのアタッチメントユニットに工夫が必要となり,開発・製作を継続している。これにともない,平成26年度計画していた,海洋研究開発機構(横須賀本部)の岸壁における小型ROVによる蛍光撮影試験は,平成27年度の前期に行うこととした。また,平成26年度に取得した各海洋生物の蛍光スペクトルの取りまとめ(公表)がやや遅れている。しかしながら,ハンディマルチ蛍光カメラの開発および蛍光撮影試験が完了していることを鑑みると,概ね本研究開発は順調に進展している。水産海洋学最終年度は,ハンディマルチ蛍光カメラと小型ROV用マルチ蛍光カメラユニットを用いた実海域撮影試験と海洋生物マッピング解析の基盤構築を前期に実施する。後期は,本研究の研究成果まとめを行う。小型ROV用マルチ蛍光カメラユニットは8月までに完成させ,その後,ハンディマルチ蛍光カメラと併せて蛍光撮影試験を実施する。具体的には,詳細な海底地形が分かっている海域においてモザイク蛍光撮影を波長帯毎に行いマッピングの方法を探る。また,多種の海洋生物の蛍光撮影を行い,その蛍光画像から生死の判別等が可能か否かを検討する。蛍光撮影試験は,当初は石西礁湖(沖縄県石垣島)を想定していたが,複数回にわたる撮影試験を実施しデータ量を増やした方が装置の開発に有効であると考え,国際海洋環境情報センターあるいは筑波大学下田臨海実験センター付近の海域で実施する予定である。研究成果については,ハンディマルチ蛍光カメラおよび小型ROV用マルチ蛍光カメラユニットの開発,それを使った現場における蛍光撮影試験,蛍光画像を用いた海洋生物マッピングの可能性等について学会(サンゴ礁学会等)や誌上を通じて公表することを考えている。実海域にて,数多くの海洋生物のけいこうスペクトルデータを計測することができた。