hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流域土砂貯留量の変化に着目した深層崩壊の評価手法の開発

大谷崩での詳細な土石流観測により,大規模崩壊後の流域の土砂動態予測モデルの構築のためには2つの課題があることが示された,1つは土石流の粒度分布の影響で,他方は土石流扇状地上での土石流の首振りである.前者について,微細土砂の液相化と,一部の固相粒子が動的な応力に寄与せず,静的な応力にのみ寄与することが明らかにされた.後者については,同じく粒度分布の影響が大きいことが明らかになった.水路実験では,均一粒径土石流が扇状地上を直線的に流下するのに対して,混合土石流では首振りが生じ,扇状地の最終形状も左右非対称で,実験による差異もあった.扇頂での粗礫の堆積とそれに伴う不飽和堆積物がその要因と考えられる.大谷崩において数度の観測を行った.地上レーザースキャナーによる地形測量結果から,土石流によって生じた地形変動量を求めた.また,インターバルカメラの画像解析から,降雨イベント中に,土石流の発生と崖錐の崩壊などによる地形変化が,連続して複数発生している実態を捉えることが出来た.降雨条件との比較から,同程度の降雨強度でも,土石流が発生する場合としない場合があり,発生する場合にも,土石流が下流域まで到達する場合としない場合があることが明らかとなった.土砂生産・流出に関するモデルの検討を行った.土石流の数値計算手法に関する検討を行った結果,これまで提案されているいずれの浸食速度式を採用しても,河床の起伏が大きな条件で土石流ピーク流量が顕著に増大した.これは,移動床での土石流が平衡状態に遷移する際に現れる非定常性の強い現象によるものであり,大谷崩での観測結果と対応していた.このことから,局所的に複雑な地形条件を有する大規模崩壊地における土石流の発生・流下の予測精度は,数値シミュレーションに用いる地形モデルの分解能によって大きく左右されることが示唆された.また,kinematic waveを仮定した従来の(土石流痕跡に基づく)土石流規模の推定結果に大きな誤差が含まれる可能性が指摘された.井川演習林では,流域内で広域の土砂生産・移動痕跡の調査を行い,合わせて比流量観測と水質分析を行った.結果として,流域によって水文過程が大きく異なることが明らかになった.水文特性の違いは基岩地質等の影響を受けて生じていると考えられ,このことが流域内での土砂移動量の分布に関与している可能性が示された.昨年度に引き続き大谷崩で測量と観測を実施した.従来までの地上レーザー測量に加えて,UAVによる測量を実施することで,高頻度で地形データの取得が可能になり,土石流と地形条件の相互作用を詳細に検討することが可能となった.結果として,土石流の発生・非発生を判定するための最適な地形解像度に関する情報が得られた.すなわち,土石流の流下形態を左右する河床勾配に関しては概ね5m程度の解像度で現象と対応しており,これは基岩のステッププールの構造を反映したものであることが示唆された.一方で,崖錐については解像度0.51mで勾配の標準偏差が収束し,材料特性(粒径)のスケールと対応することが明らかになった.以上を踏まえて流域全体を対象とした斜面安定解析を行ったところ,安定・不安定,および飽和・不飽和の4領域が区分でき,それらの領域に属する地点が土石流の発生によって時系列で変化していることが明瞭に示された.安定・不安定領域の変化について感度分析を実施したところ,地下水深の変化ではなく,局所的な勾配によって変化が生じることが示された.このことは,土砂生産・流動モデルに組み込む水文過程は単純な飽和浸透モデルで十分であることを意味する.流域全体の土砂動態を記述するモデルのうち,上流部における崩壊土石流に関するモデルの構築は概ね終了した.井川演習林では,昨年度から引き続き土砂生産・移動痕跡の調査と,水文・水質調査を実施した.結果として,流域内の湧水点の滞留時間にばらつきが見られることが明らかになり,流域における大規模崩壊を通した土砂生産量の空間的な分布との対応が示唆された.崩壊・土石流と地形条件,水文過程の関係について,詳細な現地観測に基づいて当初の予想を上回る成果が得られた.流域土砂動態のモデル化も順調に進んでいる.一方で下流部でのモデル検証に用いる河床変動の実態調査やダム堆砂との比較は十分に進んでいない.井川演習林での調査で機器の不調(水位センサー)や故障(UAV)が続いたためである.来年度は安倍川流域でも同様の調査ができるよう,静岡河川事務所の協力(データ提供の許諾)を取り付けた.本年度は,地上レーザーなどによって高精細化した地形測量成果によって,土石流発生に地形条件が与える影響を明らかにした.観測結果から,同一の降雨イベント内においても飽和土石流と不飽和土石流が発生し,その区分は単純に雨量や土石流流量だけで行うことはできないことが分かる.そこで,地下水位の上昇に伴う斜面・渓床材料の安定解析から,不飽和・飽和条件下で土砂移動が生じる条件を力学的に求めた.

渓床勾配に関して,土砂移動が生じない条件,不飽和土石流が発生する条件,および飽和土石流が発生する条件を,地上レーザースキャナーによる測量によって得られた数値標高モデル(DEM)に適用したところ,5m程度の解像度のDEMで飽和・不飽和土石流を良好に区分できることが明らかになった.両者が流域の不安定土砂量によってその発生比率を変化させることから,岩盤地形と堆積土砂の関係によって地下水位の上昇に伴う土石流発生メカニズムが評価可能と考えられた.すなわち,基岩形状(数年に一度程度,土石流が頻発する年に測量可能)と堆積土砂量のモニタリングに,分布型水文モデルなどを組み合わせることで,土石流発生条件は,その流動形態まで含めて良好に予測できると考えられた.安倍川流域における航空レーザー測量,空中写真測量,植生調査から,大谷崩末端での扇状地上の土石流の流下経路を推測した.土石流は扇頂に流入し堆積しつつ,下流方向へは複数の流路を取ることが明らかになった.流下方向の変化は単一の土石流の流下中にも発生し,土石流扇状地におけるこのような首振り現象が,流域への長期的な土砂供給量に影響を与えると考えられた.大谷崩での詳細な土石流観測により,大規模崩壊後の流域の土砂動態予測モデルの構築のためには2つの課題があることが示された,1つは土石流の粒度分布の影響で,他方は土石流扇状地上での土石流の首振りである.前者について,微細土砂の液相化と,一部の固相粒子が動的な応力に寄与せず,静的な応力にのみ寄与することが明らかにされた.後者については,同じく粒度分布の影響が大きいことが明らかになった.水路実験では,均一粒径土石流が扇状地上を直線的に流下するのに対して,混合土石流では首振りが生じ,扇状地の最終形状も左右非対称で,実験による差異もあった.扇頂での粗礫の堆積とそれに伴う不飽和堆積物がその要因と考えられる.基本的には計画通りに進んだ.土石流の数値計算に関しては,当初予想していたよりも明確で意義のある結果が得られ,研究の方針の妥当性が確認できた.ただし,井川演習林で予定していた表面流速計や水位センサー,濁度計については,動作確認は出来たものの年度内の設置に至らなかった.これは設置を予定してた橋梁が強度不足から使用不可となったためであり,次年度には設置可能である.本年度は,固定点での連続的な流量観測の替わりに多点での比流量観測を実施した.計画通りに進める.加えて,大谷崩での調査に海外(アメリカ合衆国,ニュージーランド,台湾)からの研究者の参加を得ることが出来たので,将来的には他サイトとの比較・共同研究などの発展が見込める状態となった.また,国土交通省静岡河川事務所とも相互にデータを提供することとなったので,社会還元の方策もより具体的に考えられる状況となった.28年度が最終年度であるため、記入しない。砂防工学,森林水文学計画通り進める.本年度は大谷崩での土砂移動が活発で,それに伴ってUAVによるデータ取得による地形計測に力を入れたため,タイムラプスカメラや水位・水分計測機器のメンテナンスが十分に行えない部分があり,次年度に繰り越すこととした.また,井川演習林の調査でも機器の不調があったため,同様に次年度繰越とした.28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は大谷崩での土砂移動が例年に比較して穏やかだったため調査回数を抑え,本年度堆積した土砂が活発に移動することが予想される次年度に集中的に調査を行うこととしたため.次年度調査の旅費と,それにかかる物品購入やサンプル分析,データ解析に要する費用とする.28年度が最終年度であるため、記入しない。次年度調査の旅費と,それにかかる物品購入やサンプル分析,データ解析に要する費用とする.28年度が最終年度であるため、記入しない。
社会構造と社会過程のフォーマライゼーション

本年度も各班および全体での研究合宿を行ない、古典理論の再構成、マイクロ・マクロ・リンク、シミュレーション、という3つの戦略的視点から、全体の研究枠組をプログラム・ステートメントとしてそれぞれまとめた。また個別の論文も加え、これらの成果を以下の構成の報告書として刊行した。[第1部プログラム・ステートメント]序.フォーマライゼーションの展開/1.古典理論に数理の息吹を/2.数理でつなぐマイクロとマクロ/3.理論創出の方法としてのシミュレーション[第2部数理モデルの探求]4.性差別、不平等と未婚率/5.ソーシャル・サポート過程の階層的差異について/6.構造効果の数理モデル再訪/7.信頼と社会的ネットワーク/8.相対的剥奪現象とそのシステム挙動に関するノート/9.A Note on the Formalization of Rights and Social Closure Theory/10.資源配分原理としての合理的な差別の限界/11.規則の学習、規則の中での学習[第3部シミュレーションの可能性]12.国公立大学入試における複数受験の機会とその効果/13.支配関係の学習モデル/14.代議制における投票のパラドックス/15.Tyrannyas a Cradle of Justice/16.社会シミュレーションの射程[第4部メタ理論の世界]17.合理的選択による社会的合意形成についての一考察/18.相互依存性の合理/19.フレーミングを考慮した合理的選択モデル本年度も各班および全体での研究合宿を行ない、古典理論の再構成、マイクロ・マクロ・リンク、シミュレーション、という3つの戦略的視点から、全体の研究枠組をプログラム・ステートメントとしてそれぞれまとめた。[第1部プログラム・ステートメント]序.フォーマライゼーションの展開/1.古典理論に数理の息吹を/2.数理でつなぐマイクロとマクロ/3.理論創出の方法としてのシミュレーション[第2部数理モデルの探求]4.性差別、不平等と未婚率/5.ソーシャル・サポート過程の階層的差異について/6.構造効果の数理モデル再訪/7.信頼と社会的ネットワーク/8.相対的剥奪現象とそのシステム挙動に関するノート/9.A Note on the Formalization of Rights and Social Closure Theory/10.資源配分原理としての合理的な差別の限界/11.規則の学習、規則の中での学習[第3部シミュレーションの可能性]12.国公立大学入試における複数受験の機会とその効果/13.支配関係の学習モデル/14.代議制における投票のパラドックス/15.Tyrannyas a Cradle of Justice/16.社会シミュレーションの射程[第4部メタ理論の世界]17.合理的選択による社会的合意形成についての一考察/18.相互依存性の合理/19.フレーミングを考慮した合理的選択モデル1.初年度である1994年度には、フォーマライゼーションの戦略ポイントと、研究上の実践のあり方について議論した。最近の研究の概括として、単純系から複雑系へ、線形から非線形へ、個人主義から集合主義へ、という3つのポイントにおいて、モデルの枠組みに大幅な進展がみられ、従来は取り扱えなかった現象もモデルとして分析できる可能性が示された。2.これを踏まえて戦略的切り口として、次の3つのテーマを設定し、それぞれを班として構成した。(A)古典理論の新展開(Neo-Classical Theorizing)、(B)シミュレーションによるモデル構築(Simulation as A Method of For malization)、(C)ミクロ・マクロ・リンク(Micro-Macro Link)。3.各班では次のような点を議論した。(1)「ネオクラシカル・セオライジング」班では、社会学理論と概念のフォーマライゼーションを目標に、既存の理論のエッセンスを大胆に取り出すよう試みた。具体的なテーマとしては、「集団連帯の理論」、「ネットワークの形成メカニズム」、「権利の概念」、「数理と計量の接点」などが議論された。(2)「シミュレーション」班では、「社会過程シミュレーションの可能性」について議論した。個別のモデルとして「つつきの順序生成」、「「いじめ」の発生過程」「主流規範と下層階級の行動」「入試におけるマッチング」などが提示された。また、シミュレーションのソフトウェアを選定して導入し、分析を進めている。(3)「ミクロ・マクロ・リンク」班では、マクロな価値・規範・行動と個人の合理的選択との架橋を中心に議論が進められ、「公式権力の逆機能性」、「連帯集団と集合行動」、「正当性の成立」、「正義の概念と社会的決定関数」などをめぐって議論がなされた。本年度は各班ごとにそれぞれのテーマに沿って研究を進め、各班とも2回の研究合宿を行なった。ネオ・クラシカル班では既存の社会学の理論と概念とのつながりに留意して研究を進め、合宿を行なった(マイクローマクロ班との共同で開催)。以下のようなテーマが、報告された。(1)ウェーバーの「二重の閉鎖」概念のゲーム論的定式化、(2)「構造効果」に対する比較静学的定式化、(3)「相対的剥奪」研究の最前線シミュレーション班の研究合宿における報告テーマは以下の通りである。(1)併願によるチャンスと国公立大学入試制度/学生獲得をめぐる学校間の競合関係、(2)社会構造と遅れのある微分方程式、(3)派閥形成のシミュレーション・モデル、(4)「合理的に差別する社会」の不可能性、(5)ネットワーク外部性モデル再考、(6)ミ-ムの共進化、(7)平等と効率、(8)パレートにおける社会変動に関するシミュレーション、(9)コミュニケーション・ネットワークの成長とダイナミズム。

この他に、シミュレーション研究の動向についての報告ならびに社会学研究におけるシミュレーション研究の意義に関しても議論を行った。マイクローマクロ・リング班では、ネオクラシカル・セオライジング班と共催して研究合宿を行なった。社会学におけるマイクローマクロ・リンクの課題について理解を共有した上で、各自が以下のテーマを取り上げてフォーマライゼーションを試みた。(1)個人合理性と社会的ネットワーク、(2)個人合理性と社会的モラリティ(規範的社会学理論)、(3)規範のミクロ性とマクロ性、(4)ヒュームの「黙契」・「同感」概念のフォーマライゼーション、(5)合理的差別の可能性、(6)階層と意識・行動(性別役割意識・ボランティア活動など)との関係に関する集計データのミクロ的説明。本年度も各班および全体での研究合宿を行ない、古典理論の再構成、マイクロ・マクロ・リンク、シミュレーション、という3つの戦略的視点から、全体の研究枠組をプログラム・ステートメントとしてそれぞれまとめた。また個別の論文も加え、これらの成果を以下の構成の報告書として刊行した。〔第1部プログラム・ステートメント〕序.フォーマライゼーションの展開/1.古典理論に数理の息吹を/2.数理でつなぐマイクロとマクロ/3.理論創出の方法としてのシミュレーション〔第2部数理モデルの探求〕4.性差別、不平等と未婚率/ 5.ソーシャル・サポート過程の階層的差異について/ 6.構造効果の数理モデル再訪/ 7.信頼と社会的ネットワーク/ 8.相対的剥奪現象とそのシステム挙動に関するノート/ 9.A Note on the Formalization of Rights and Social Closure Theory / 10.資源配分原理としての合理的な差別の限界/11.規則の学習、規則の中での学習〔第3部シミュレーションの可能性〕12.国公立大学入試における複数受験の機会とその効果/13.支配関係の学習モデル/ 14.代議制における投票のパラドックス/ 15.Tyrannyas a Cradle of Justice / 16.社会シミュレーションの射程〔第4部メタ理論の世界〕17.合理的選択による社会的合意形成についての一考察/ 18.相互依存性の合理/ 19.フレーミングを考慮した合理的選択モデル
ライフサイクル健全性監視用分散知能化インタフェース技法研究

原子力発電所、宇宙ロケット、大型航空機などに代表される大規模機械システムの信頼性,安全性の一層の向上を目的として本研究は1997年から開始された。本研究では、予防保全技術の高度化とりわけライフサイクル全般を視野に入れた状態監視保全の積極的導入がプラント運転安全上一層重視されねばならないとの見解を出発点としている。そして、デークベースによる情報管理と状態監視保全のための情報提供の本質的要素は知的レベルの高いインタフェース技術であるとする基本的な見解に基づき本研究では、状態監視保全高度化を実現するための重要な要素技術集合として(a)状態監視保全用進化型ライフサイクルデータベース技術(b)予兆監視診断のためのモバイルエージェント技術(c)知的情報獲得のための目的指向センシング技術を取り上げ、これらの技術開発を行うことを直接の目的として研究を進めた。テーマ(a)では、部分類似度と階層型類似度という自由度の高い事例データ検索方式が導入されこれに基づいて異常診断や保全に関する意思決定を支援でき、さらに組み込み機能を容易に更新できる進化型データベース技術が開発された。テーマ(b)では、このデータベース実装のひとつの形態が分散協調型となることを前提として、その分散データベースと協調して要求されるタスクを非同期的に分散処理するための応用ソフトウエア構築技術がモバイルエージェント技術をベースとして開発された。テーマ(c)では、目的や状況に応じて計測位置や測定対象物理量を変更しそれによって在来計装に対して相補的な役割を果たす移動計測を併用する目的指向センシングという方式を提唱し、ベイジアンネットという事象因果モデル表現を利用してシステム実現を行ってその有効性を検証している。これらの要素技術を統合的に利用することで、本研究が目的とするプラントライフサイクル全体を見通した健全性監視と状態監視保全が実現でき、故障生起の未然防止、ひいては安全性の向上に大きな貢献をできる可能性を確認することが出来た。大規模機械システムを想定した試験装置を対象として、常設監視系と、自律性の高い遠隔操作機能を備した能動監視系との統合化、とりわけライフサイクル全体にわたる目的指向型のシステム統合化方の確立とを目的として本研究を実施した。具体的には実験用水ループをテストベンチとして、その構要素機器、センサー配管などに各種の模擬異常を組み込み、こでまで開発してきた信号処理手法をベスとする予兆監視専用計装系を実装すると共に、新しい概念に基づく移動マニピュレータに搭載した動型随時・能動監視計装を導入し、両種の計測系を相互補完的に統合利用する方式の確立を図る。こために必要となる要素技術と、統合化監視技術の両面から研究を進めた。平成9年度は初年度にあたり、以下の中心的サブテーマにつき研究開発を行っている。〇テストベンチ用水ループ設計、製作、常設計装系整備〇振動場遠隔監視用レーザー振動計導入、実装〇遠隔監視計装系搭載用マニピュレータ導入、ソフトウエア開発、実装〇監視情報ローカル処理系の導入、ソフトウエア開発、実装〇自律能動監視系遠隔操作システムの設計、基本ソフトウエア開発、実装〇監視情報管理データベースシステムの設計、基本ソフトウエア開発、実装以上により、個別監視の要素技術と、機器の知的エージェント化による分散型データ管理機構、さら統合化監視技術の枠組みを構築することが出来た。これらの結果の一部は既に国際学会等で報告も行て高い評価を受けている。平成10年度以降は、これらの技法の一層の機能高度化を図るに加えて〇遠隔監視画像データ処理システムの導入、ソフトウエア開発、実装〇分散協調型保守関連情報管理システムのネットワーク環境整備〇ネットワーク対応データベースならびにインタフェース知能化などを重点的に行う計画である。

本研究の最終目的は「大規模機械システムのライフサイクル全体にわたる状態監視・予知保全技術の確立」であるが、そのための具体的アプローチとして予兆監視を前提とした専用計装系を備えた実験装置を対象に、これまでに開発を進めてきた個別手法の有効性の実験的確認と、目的指向型のシステム統合化方式の確立とを目指している。ループに固定された常時監視計装と、移動マニピュレータに搭載した移動型随時監視計装の両者を併設し、相互補完的な機能の実現を意図する。研究遂行に際しては、個別要素としての性能に加えて、異種情報統合によるシステムとしての高い性能の実現を図り、以下個別の研究項目に関して行った研究の実績を述べる。a.画像に基づく広域監視環境の開発・実装人間への監視画像提供に関する基礎的な研究として、三次元空間内での複雑対象物に対する画像獲得のためのカメラのポジショニングに関する検討行った。b.テストベンチ用水ループでの目的指向センシングの実現対象となるのテスト用水ループを製作し、計装系を実装した。この対象に対してペイジアンネットを用いた故障の因果モデルを作成し、計装系から得られる実データに基づき、リアルタイムでセンサー配置を更新して効率的に対象システムの状況を推論するシステムを構築し動作を確認した。c.振動場遠隔監視用レーザー振動計の可動化による監視範囲の拡大レーザ振動計をロボット式のマニピュレータに設置し、測定対象の大まかな位置を指定すると、その位置まで移動し、測定可能位置まで自律的に移動するシステムを開発した。d.監視情報提供用のインタフェースエージェントの開発・実装e.監視情報のローカル・集中管理システム間でのOn-demandコミュニケション環境の開発ネットワーク上でのエージェントに関しては、AgentSpaceと呼ばれる枠組みを利用して実際に実装を行い、各ノード上に移動して、監視情報の獲得、異常検知、詳細解析等のOn demandでのタスクの実行が可能であることを確認している。なお、これらの内b.dについては国際学会での講演が、その他の項目については国内学会での発表予定されている。本年度は以下のような研究・開発を行った。a.テストベンチヘの複数模擬異常組み込み既設の熱水力テストベンチを対象として、監視対象の異常状態を模擬するという意味で、漏洩・ポンプ吸い込み圧異常、ヒータ異常等の模擬異常を生起可能となるようにシステムの改良を行い、これらの異常が模擬できることを確認した。b.振動場遠隔監視用レーザー振動計の可動化による監視範囲の拡大監視範囲の拡大のために、既設の異常計装用のロボットマニピュレータを平行移動させるための機構(リニアゲージ)を設計・制作し、その動作を確認した。これにより、横幅のある熱水力テストベンチの全ての機器が監視の対象とすることができた。c.センサー着脱機構に関する検討監視のための移動計装としては、これまでレーザ振動計のみを利用していたが、監視対象を多様な側面から監視するために、赤外線放射温度計を導入し非接触での温度計測を実現しているが、このために状況に応じて複数のセンサーを取り替えらえる必要がある。
上皮細胞における分泌・吸収の細胞内調節の発現機序

1.平成1年の斑員の研究発表は平成2年1月15、16日、仙台で開催した第2回上皮輸迭研究会(要旨集:30演題、53頁作成)で、平成2年度の研究発表は平成3年2月69日、岡崎で開催した国際シンポジウム[Ionic Basis and Energy Metabolism of Epithelisl Transport](英文要旨集:74演題、238頁作成)で行った。3.この研究斑の主要な目的は、分泌、吸収上皮輸迭の細胞内調節機序を解明することである。分担研究者は、それぞれの研究を発展せしめたが、主に新しく得られた知見を述べると下記のようである。(1)ムスカリン受容体刺激時のセカンドメッセンジャ-IP_3ーCa^<2+>、DGーCキナ-ゼ系はホスホリパ-ゼA_2を賦活し、共々受容体活性を抑制する(膵臓)。(2)βー受容体刺激はサイクリックAMPの上昇を介して底側膜のNaーKポンプ、側腔膜のClコンダクタンスを活性化する(唾液腺)。(3)ヒスタミン刺激はサイクリックAMPの上昇を介して、ムスカリン刺激はIP3ーCa系を介して細胞内分泌細管の形成、イオンチャンネルの賦活、H/Kポンプの活性化をもたらす(胃壁細胞)。(4)位相感受性膜容量法を応用して開口分泌、細胞内分泌細管の形成に対応する膜容量の変化が測定される(膵臓、胃壁細胞)。(5)IP_3ーCa、DGーCキナ-ゼ系、ACーcAMP系による細胞内pH調節機構が鮮明となった(涙腺、唾液腺、尿細管)。(6)細胞容積の変化、外圧変化によって活性化されるイオンチャネルの存在とその性質が明かとなった(小腸、尿細管)。膜ATPase、細胞内IP_3受容体の局在ケ所が明らかにされつつある。1.1990年1月15、16日の両日、研究班会議をかねて第2回上皮輪送研究会を開催した(要旨集30演題、53頁作成)。米国アイオア大学皮膚科教授の佐藤賢三氏を招待し、特別講演(エックリン汗腺の分泌機序)を行った。2.1989年度の英文業績集(31編、278頁)を作成した。3.研究分担者は、それぞれの膜輸送の研究を進展せしめたが、細胞内調節機序に限定して新しくえた知見の主なるものは下記のようである。1)ムスカリン受容体受容体刺激による細胞内プ-ルからのCa^<2+>放出には、イノシト-ル3燐酸を介するものの他に未知の因子を介する放出経路がある(膵臓)。2)ムスカリン受容体刺激時、細胞内Ca^<2+>とプロテインキナ-ゼCa^<2+>の上昇が相助的に働いてNa^+-H^+対向輸送を賦活する(涙腺)。3)コレシトキニン刺激時、Ca^<2+>の上昇がプ-ルの近傍から周辺に及ぶ伝播速度を検出した(膵臓)。4)ムスカリン受容体刺激により細胞容積が減少する(唾液腺)。5)β受容体の刺激はサイクリックAMPの上昇を介して底側膜のNa^+-K^+-Cl^-共輸送、Na^+-K^+ポンプおよび腺腔膜のCl^-コンダクタンスを活性化する(唾液腺)。

6)ヒスタミン刺激は細胞内サイクリックAMPの上昇を介して分泌細管小胞の膜融合をもたらし、ムスカリン受容体の刺激は細胞内Ca^<2+>上昇を介してイオンチャンネルも活性化する(胃壁細胞)。7)細胞内Ca^<2+>の上昇を介する刺激は細胞内pHを酸性化し、Na^+-H^+対向輸送を活性化してNaClと水の再吸収を促進する。細胞内サイクリックAMPの上昇を介する刺激は細胞内pHをアルカリ化し、Na^+-H^+輸送を抑制して電解質と水の再吸収を抑制する(腎近位尿細管)。8)低張液にさらされた際の細胞容積の調節は細胞外液からのCa^<2+>イオンの流入とCa^<2+>プ-ルからの放出、さらにCa^<2+>依存性K^+およびCl^-チャネルによって行われる(小腸培養細胞)。2.平成2年度の英文業績集(34編、306頁)および研究報告書を作成した。3.研究分担者は、それぞれの研究を進展せしめた。新しくえられた知見の一部を紹介する。(1)唾液腺のβ_<1ー>受容体の刺激はサイクリックAMPの上昇を介して腺腔膜のClチャネルを賦活し、Clイオンを分泌する。また底側膜のNaーKーCl共輸送系を賦活し、間質液からNaClを摂取する。摂取されたClイオンは分泌によって減少したイオン量を補充する。流入したNaイオンは起電性NaーKポンプにより間質液に排出される。ムスカリンあるいはα_<1ー>受容体は刺激すると、細胞質Caイオン濃度の上昇を介して、腺腔膜のClイオンチャネル、底側膜のKイオンチャネル、NaーKーCl共輸送、NaーKポンプを賦活する(唾液腺)。(2)ムスカリン受容体刺激はIP_<3ー>Ca系の他にCキナ-ゼ、ホスホリパ-ゼA_2(アラキドン酸産出)を賦活し、それらは共に受容体の活性を抑制する(膵臓)。(3)開口分泌、細胞内分泌細管の形成に対応する細胞膜と細胞内小胞膜の融合を位相感受性膜容量検出法で測定しえるようになり、その細胞内調節機序も明らかになりつつある(膵臓、胃壁細胞)、(4)細胞内pHに細胞内調節機構、つまりNa^+ーH^+対向輸送の調節機構が鮮明となった(唾液腺、涙腺、尿細管細胞)。(5)細胞の容積変化、細胞膜への圧変化によって賦活されるイオンチャネルの存在とその性質が明かとなった。(6)ATP ase、IP_3受容体の局在がある種の細胞で明らかになりつつある。
素粒子標準模型を超えるＴｅＶスケール新物理の理論的解明とＬＨＣ実験

超対称素粒子模型のLHC実験でのシグナルは、模型の詳細、特に、最も軽い超対称粒子(LSP)が何であるかに大きく依存する。LSPが重力子の超対称パートナーのグラビティーノである場合、特にその質量がおよそ10eV程度の場合、宇宙論的観測となんら矛盾しないことが知られており、非常に興味深い可能性の一つである。この模型では、超対称粒子からグラビティーノへの崩壊過程が非常に狭い幅をもち、およそ100μm程度の崩壊長を持つ新粒子が現れる。そのような新粒子の存在をLHC実験で確認するため、更には、新物理模型を検証するための手法として、インパクトパラメータを用いた解析手法を提案し、数値シミュレーションに基づいてこの手法の有効性について研究した。インパクトパラメータは、既にその存在が確立している粒子(タウ粒子や重いメソン等の標準模型粒子)を同定するための解析手法として広く用いられている量であるが、これを素粒子標準模型を越える物理模型の新粒子探索および模型の検証に応用できないか、という観点から研究を行った。より具体的な内容としては、長寿命なスカラータウ粒子がLHC実験にて生成され、この粒子がタウ粒子とグラビティーノへと崩壊するイベントをシミューレーションし、このタウ粒子のインパクトパラメータ情報を用いることで、バックグラウンドを軽減しつつ、新粒子の質量を測定する手法について解析した。また、タウ粒子のインパクトパラメータ分布からスカラータウ粒子の崩壊寿命を決定できないか、ということについても解析を行った。超対称粒子の質量測定や、崩壊寿命の測定から、間接的にグラビティーノの質量についても情報が得られるが、グラビティーノ質量は超対称性の破れのメカニズムとも関連しており、超対称模型パラメータの中でも重要なものの一つである。今回我々が行った研究から、LHC実験によって十分に良い精度でグラビティーノ質量も決定されると期待される。本研究ではLHC実験における新物理模型の発見・検証のための手法開発を主な目的としているが、具体的にインパクトパラメータを用いた解析手法を提案し、論文として公表できる段階まで研究できたため、この点からは現在まで順調に研究を遂行していると言える。一方で、この解析手法自体はより広範に応用できるのではないか、という可能性がでてきた。例えば、本年度は、長寿命スカラータウレプトンがタウ粒子とグラビティーノへと崩壊する場合について研究を行ってきたが、一方で、この解析手法自体は他の場合にも応用できると考えられる。また、質量や寿命と言った性質測定のみならず、新物理模型の発見手法としても効果的であるかもしれない。このような展望が開けてきたことから、本研究課題について極めて順調に進んでいると思う。インパクトパラメータを用いた解析手法は、原理的には他の荷電粒子(長寿命な新粒子)の場合に対しても有効だと考えられるが、実際には個々の場合に応じて背景事象が異なるため、これは必ずしも自明ではない。また、この解析を新物理模型の発見手法としても応用できる可能性がある。これらの点について更に詰めた議論を行っていきたい。一方、稼働中のLHC実験により、新物理模型に対する新たな制限が得られてきている。それと同時に、実際に新物理模型がLHC実験で探索可能なエネルギー領域に存在するのであれば、これは近い将来に発見できるはずである。このような現状を踏まえ、近い将来に実際に標準模型を越える物理の兆候があった場合に、それは素粒子模型に対してどのようなインパクトを与えるか(例えば、実験結果を満足に説明できる素粒子模型が満たすべき条件はどのようなものか、あるいは新物理模型に基づく初期宇宙進化シナリオにどのような制限が得られるか)といった点を明らかにすることは重要だと考えられ、これについても研究を行いたいと考える。

本研究ではLHC実験における新物理模型の発見・検証のための手法開発を主な目的としているが、具体的にインパクトパラメータを用いた解析手法を提案し、論文として公表できる段階まで研究できたため、この点からは現在まで順調に研究を遂行していると言える。一方で、この解析手法自体はより広範に応用できるのではないか、という可能性がでてきた。例えば、本年度は、長寿命スカラータウレプトンがタウ粒子とグラビティーノへと崩壊する場合について研究を行ってきたが、一方で、この解析手法自体は他の場合にも応用できると考えられる。また、質量や寿命と言った性質測定のみならず、新物理模型の発見手法としても効果的であるかもしれない。このような展望が開けてきたことから、本研究課題について極めて順調に進んでいると思う。インパクトパラメータを用いた解析手法は、原理的には他の荷電粒子(長寿命な新粒子)の場合に対しても有効だと考えられるが、実際には個々の場合に応じて背景事象が異なるため、これは必ずしも自明ではない。また、この解析を新物理模型の発見手法としても応用できる可能性がある。これらの点について更に詰めた議論を行っていきたい。一方、稼働中のLHC実験により、新物理模型に対する新たな制限が得られてきている。それと同時に、実際に新物理模型がLHC実験で探索可能なエネルギー領域に存在するのであれば、これは近い将来に発見できるはずである。このような現状を踏まえ、近い将来に実際に標準模型を越える物理の兆候があった場合に、それは素粒子模型に対してどのようなインパクトを与えるか(例えば、実験結果を満足に説明できる素粒子模型が満たすべき条件はどのようなものか、あるいは新物理模型に基づく初期宇宙進化シナリオにどのような制限が得られるか)といった点を明らかにすることは重要だと考えられ、これについても研究を行いたいと考える。
眼球運動の前後での視覚世界の統合および照合にかかわる神経機構の解明

視覚の安定性を保つためには、眼球運動の結果生じた視覚像のブレを補正するだけではなく、サッケード眼球運動の前後で生じる大きな視覚的ギャップも補正し、新たな視覚世界を脳内で連続的に再構成する必要がある。本研究課題では、サルMT野およびMST野からニューロン活動を記録し、MST野には、サッケード後に、MT野から供給される「眼が動いた後の視覚情報」のみならず「サッケード前の視覚情報を記憶してサッケード後に想起する神経活動」を示すニューロンが存在することを明らかにした。本研究により示されたMST野で観察された過去の視覚情報の記憶痕跡に対する活動は、サッケード抑制によって生じる視覚の遮断を埋め戻し、情報の空白が知覚されないことに役立っていると考えられる。しかし、MST野で、眼が動く前の視覚情報を眼が動いた後に呼び起こすことができたとしても、眼球運動前後の視覚像は眼が動いた大きさ分だけずれているので、眼の動きの前後で視覚世界のギャップが生じてしまう。「眼が動いても安定した視覚世界」を維持するためには、この2枚の網膜像を、眼の位置にかかわらず一定の外部座標上にあてはめて、正しく対応付けなくてはならない。そこで、さらに、眼の位置によってMSTニューロンの視覚受容野の応答感度にどのような変化が生じるのかを調べた。その結果、MST野のニューロンの多くが、サッケード前の視覚情報の記憶痕跡と同時に、サッケード後の眼球位置の情報を併せ持つことがわかった。この結果は、MST野が、眼の動きの前後で生じる2枚のずれた網膜像を、眼が動く前と後の眼球位置情報を使うことにより補正し、統合している可能性を示唆している。「眼球運動中の視空間の知覚を安定的に維持する脳内メカニズム」を解明するため,サルの大脳高次視覚野から神経活動を記録・解析し,これまでに,大脳皮質後頭・頭頂連合野の一部であるMST野が,サッケード眼球運動を起こす前の視覚情報の記憶を眼が動いた後に呼び起こし,眼の動きにより途切れた視覚情報を埋める仕組みに関与することを明らかにしてきた。しかし,眼が動く前の視覚情報を眼が動いた後に呼び起こすことができたとしても,眼球運動前後の視覚像は眼が動いた大きさ分だけずれているので,眼の動きの前後で視覚世界のギャップが生じてしまうと考えられる。本研究では,眼の位置によって神経細胞の視覚受容野の応答感度にどのような変化が生じるのかを調べ,MST野の神経細胞が,眼が動いた後に呼び起こされる過去の視覚情報の記憶痕跡と同時に,現在の眼球位置の情報を併せ持つことを明らかにした。この結果は,MST野の神経細胞が,眼の動きの前後で生じる2枚のずれた網膜像を,眼が動く前と後の眼球位置情報を使うことにより補正し,統合することで,滑らかで連続した視覚世界の維持に関与している可能性を示唆している。現在までのところ、サッケード後にMST野で観察される活動が、眼球位置による修飾を受けることが明らかになった。この成果はScientific Reports誌に掲載された。「眼球運動中の視空間の知覚を安定的に維持する脳内メカニズム」を解明するため、サルの大脳高次視覚野から神経活動を記録・解析し、これまでに、大脳皮質後頭・頭頂連合野の一部であるMST野が、サッケード眼球運動を起こす前の視覚情報の記憶を眼が動いた後に呼び起こし、眼の動きにより途切れた視覚情報を埋める仕組みに関与することを明らかにしてきた。しかし、眼球運動前後の視覚像は眼が動いた大きさ分だけずれているので、眼球運動前後の視覚世界の安定性を維持するためには、眼が動く前の視覚情報を眼が動いた後に呼び起こすことができるだけでは不十分である。そこで本研究では、眼球運動の前後の眼位によって神経細胞の視覚受容野の応答感度にどのような変化が生じるのかを調べた。その結果、MST野の神経細胞が、眼が動いた後に呼び起こされる過去の視覚情報の記憶痕跡と同時に、現在の眼球位置の情報を併せ持つことが明らかになった。この結果は、MST野の神経細胞が、眼の動きの前後で生じる2枚のずれた網膜像を、眼が動く前と後の眼球位置情報を使うことにより補正し、統合することで、滑らかで連続した視覚世界の維持に関与している可能性を示唆している。また、色と運動視の情報は、それぞれ小細胞系と大細胞系によって独立に処理され、色運動は運動視にはあまり役立っていないと考えられてきた。しかしサルの追従眼球運動を手がかりとすることで、輝度に変化がなく、色度のみに変化がある生理的等輝度点を求められることを示した。加えて、生理的等輝度色正弦波刺激と輝度正弦波刺激の動きで誘発される運動とを比較し、それぞれの時空間周波数特性の違いを明らかにした。現在までのところ、サッケード後にサルMST野で観察される活動が、眼球運動後の眼位による修飾を受けることが明らかになった。この成果は、Scientific Reports誌に掲載された。また、サルの追従眼球運動を手がかりに、輝度に変化がなく、色度のみに変化がある生理的等輝度点を求めた。さらに、生理的等輝度色正弦波刺激と輝度正弦波刺激の動きで誘発される運動とを比較し、それぞれの時空間周波数特性の違いを明らかにした。この成果はEuropean Journal of Neuroscience誌に掲載された。

視覚の安定性を保つためには、眼球運動の結果生じた視覚像のブレを補正するだけではなく、サッケード眼球運動の前後で生じる大きな視覚的ギャップも補正し、新たな視覚世界を脳内で連続的に再構成する必要がある。本研究課題では、サルMT野およびMST野からニューロン活動を記録し、MST野には、サッケード後に、MT野から供給される「眼が動いた後の視覚情報」のみならず「サッケード前の視覚情報を記憶してサッケード後に想起する神経活動」を示すニューロンが存在することを明らかにした。本研究により示されたMST野で観察された過去の視覚情報の記憶痕跡に対する活動は、サッケード抑制によって生じる視覚の遮断を埋め戻し、情報の空白が知覚されないことに役立っていると考えられる。しかし、MST野で、眼が動く前の視覚情報を眼が動いた後に呼び起こすことができたとしても、眼球運動前後の視覚像は眼が動いた大きさ分だけずれているので、眼の動きの前後で視覚世界のギャップが生じてしまう。「眼が動いても安定した視覚世界」を維持するためには、この2枚の網膜像を、眼の位置にかかわらず一定の外部座標上にあてはめて、正しく対応付けなくてはならない。そこで、さらに、眼の位置によってMSTニューロンの視覚受容野の応答感度にどのような変化が生じるのかを調べた。その結果、MST野のニューロンの多くが、サッケード前の視覚情報の記憶痕跡と同時に、サッケード後の眼球位置の情報を併せ持つことがわかった。この結果は、MST野が、眼の動きの前後で生じる2枚のずれた網膜像を、眼が動く前と後の眼球位置情報を使うことにより補正し、統合している可能性を示唆している。現在までのところ、サッケード後にサルMST野で観察される活動が、眼球運動後の眼位による修飾を受けることが明らかになった。この成果は、Scientific Reports誌に掲載された。
進化型臨機応変生産指示方式に関する研究

本研究では,多段階生産在庫システムに対する生産指示方式について,需要の非定常な変化に的確に対応する際,事前情報などを必要としない,進化型臨機応変生産指示方式の開発とその有効性の検討を行った.まず,平均ばかりでなく,分散も時間とともに変化する非定常な現象のモデル化について,検討した.また,ニューラルネットワークの関係書などの文献調査から,そのような需要の非定常な変化に対する学習機能について検討した.続いて,事前情報と事前の対応の検討という両方の仮定とも緩和する前段階として,今までの研究において事前情報として与えていた需要の分散を未知の変数として,それに対する検知・調整機能を開発した.さらに,事前情報に加えて,事前の対応の検討も不要とする,すなわち需要の非定常な変化とそれに対する対応の結果を検知し,その状況を適宜学習することにより,事前情報や事前の検討がなくても需要の非定常な変化に対応できるように,需要の変化に対するパラメータ変更・指示方式切替えの学習機能を検討してきた.学習の方法論としては,色々な方法論が検討されているが,ニューラルネットワークの応用を試みた.開発したシステムの有効性は,色々なシナリオに基づき発生させた仮想的な需要系列に対して,開発した学習機能で学習させたときの特性を実験的に明らかにした.また,従来の方式と比較することにより,開発した学習機能の効果を分析した.以上の結果,開発した適応型かんばん方式と適応型コンカレント型指示方式のいずれも,事前情報なしに需要の非定常変動に対応できること,ならびにニューラルネットワークの導入により従来の方式と比較して平均総在庫量を小さく抑えることができ,より有効であることを明らかにした.本研究では,多段階生産在庫システムに対する生産指示方式について,需要の非定常な変化に的確に対応する際,事前情報などを必要としない,進化型臨機応変生産指示方式の開発とその有効性の検討を行った.まず,平均ばかりでなく,分散も時間とともに変化する非定常な現象のモデル化について,検討した.また,ニューラルネットワークの関係書などの文献調査から,そのような需要の非定常な変化に対する学習機能について検討した.続いて,事前情報と事前の対応の検討という両方の仮定とも緩和する前段階として,今までの研究において事前情報として与えていた需要の分散を未知の変数として,それに対する検知・調整機能を開発した.さらに,事前情報に加えて,事前の対応の検討も不要とする,すなわち需要の非定常な変化とそれに対する対応の結果を検知し,その状況を適宜学習することにより,事前情報や事前の検討がなくても需要の非定常な変化に対応できるように,需要の変化に対するパラメータ変更・指示方式切替えの学習機能を検討してきた.学習の方法論としては,色々な方法論が検討されているが,ニューラルネットワークの応用を試みた.開発したシステムの有効性は,色々なシナリオに基づき発生させた仮想的な需要系列に対して,開発した学習機能で学習させたときの特性を実験的に明らかにした.また,従来の方式と比較することにより,開発した学習機能の効果を分析した.以上の結果,開発した適応型かんばん方式と適応型コンカレント型指示方式のいずれも,事前情報なしに需要の非定常変動に対応できること,ならびにニューラルネットワークの導入により従来の方式と比較して平均総在庫量を小さく抑えることができ,より有効であることを明らかにした.本研究では、多段階生産在庫システムに対する生産指示方式について、需要の非定常な変化に的確に対応する際、事前情報などを必要としない、進化型臨機応変生産指示方式の開発とその有効性の検討を行うため、次のように研究を進めてきた。1.対象とする生産システムの検討平均ばかりでなく、分散も時間とともに変化する非定常な現象のモデル化について、時系列解析、統計解析、シミュレーションの関係書などの文献調査から検討した。また、ニューラルネットワークの関係書などの文献調査から、そのような需要の非定常な変化に対する学習機能について検討した。2.生産指示モデルおよび検知・調整機能の開発続いて、需要の非定常な変化の検知機能と、それに対する生産指示方式の切替えや、パラメータ変更を組み込んだ調整機能を開発した。事前情報と事前の対応の検討という両方の仮定とも緩和する前段階として、今までの研究において事前情報として与えていた、需要の分散を未知の変数として、それに対する検知・調整機能を開発した。3.需要の平均と分散の変化に対する検知・調整機能の効果分析開発したシミュレーションプログラムを用いて実験を行い、需要の平均と分散の非定常な変化に対する検知・調整機能の効果を分析した。その際に、生産システムの特性としては、需要の待ち時間、および工程間の在庫量などについて検討した。以上の結果、開発した適応型かんばん方式と適応型コンカレント型指示方式のいずれも、事前情報なしに需要の非定常変動に対応できること、ならびに両者の中では適応型かんばん方式の方が平均総在庫量を小さく抑えることができ、より有効であることを明らかにした。本研究では,多段階生産在庫システムに対する生産指示方式について,需要の非定常な変化に的確に対応する際,事前情報などを必要としない,進化型臨機応変生産指示方式の開発とその有効性の検討を行うため,昨年度の成果を基に本年度は,パラメータ変更・指示方式切替えに対する学習機能の開発とその効果分析について検討してきた.事前情報に加えて,事前の対応の検討も不要とする,すなわち需要の非定常な変化とそれに対する対応の結果を検知し,その状況を適宜学習することにより,事前情報や事前の検討がなくても需要の非定常な変化に対応できるように,需要の変化に対するパラメータ変更・指示方式切替えの学習機能を開発する.

学習の方法論としては,色々な方法論が検討されているが,最近ではニューラルネットワークによる学習が注目されている.不確定要素が多く存在し,問題そのものが複雑な状況において,ニューラルネットワークによる学習機能の優れていることが報告されている.ここでは,その応用を試みた.開発したシステムの有効性は,色々なシナリオに基づき発生させた仮想的な需要系列に対して,開発した学習機能で学習させたときの特性を実験的に明らかにすた.その際,十分な学習を経た後の定常的特性ばかりでなく,それに至る過渡的特性についても分析することにより,開発した学習機能の効果を分析した.以上の結果,開発した適応型かんばん方式と適応型コンカレント型指示方式のいずれも,事前情報なしに需要の非定常変動に対応できること,ならびにニューラルネットワークの導入により従来の方式と比較して平均総在庫量を小さく抑えることができ,より有効であることを明らかにした.本研究では,多段階生産在庫システムに対する生産指示方式について,需要の非定常な変化に的確に対応する際,事前情報などを必要としない,進化型臨機応変生産指示方式の開発とその有効性の検討を行うため,昨年度までの成果を基に本年度は,パラメータ変更に対する学習機能の開発と従来の方式との比較分析を行い,成果を報告書にまとめた.事前情報に加えて,事前の対応の検討も不要とする,すなわち需要の非定常な変化とそれに対する対応の結果を検知し,その状況を適宜学習することにより,事前情報や事前の検討がなくても需要の非定常な変化に対応できるように,需要の変化に対するパラメータ変更・指示方式切替えの学習機能を検討してきた.学習の方法論としては,色々な方法論が検討されているが,最近ではニューラルネットワークによる学習が注目されている.不確定要素が多く存在し,問題そのものが複雑な状況において,ニューラルネットワークによる学習機能の優れていることが報告されている.ここでは,その応用を試みた.開発したシステムの有効性は,色々なシナリオに基づき発生させた仮想的な需要系列に対して,開発した学習機能で学習させたときの特性を実験的に明らかにした.また,従来の方式と比較することにより,開発した学習機能の効果を分析した.以上の結果,開発した適応型かんばん方式と適応型コンカレント型指示方式のいずれも,事前情報なしに需要の非定常変動に対応できること,ならびにニューラルネットワークの導入により従来の方式と比較して平均総在庫量を小さく抑えることができ,より有効であることを明らかにした.
感染性処理因難廃棄物「紙おむつ」処理システムの検討

2年度計画における最終年度は、前年度のヒアリング・アンケート調査の結果を総合的に解析するために特定施設にターゲットを絞った聞き取り調査と実地調査を実施し、感染性廃棄物の数量的な面とその廃棄処理における問題点を中心に解析した。紙おむつはこの調査期間においても月例的に増加傾向を示すことが確認された。このことから、高分子吸収材のパット使用による紙おむつ廃棄物の減量化を目指した臨床現場での試験を実施し廃棄物量削減への検討を行った。この試みは、高次機能障害患者による紙おむつの減量では効果が統計的有意差をもって確認されたが、加齢に伴う痴呆症の患者などでは身体の動きによる汚物のパット外への漏れやおむつギャザーからの尿漏れを誘発してしまい介護面からの問題点が散見されたともに、量的削減は達成されなかった。次に本研究において開発を目指した感染性微生物の増殖抑制を目的とした抗菌剤は、成分的に安全性が高く皮膚刺激性や炎症を惹起しない物質であることが、前臨床試験および安全性試験から確認された。このことから、紙おむつ製品への塗布・練りこみを検討すれば、紙おむつ使用者の皮膚系感染症の抑制とともに介護者および介護者から他の被介護者への紙おむつを介しての感染を抑制することが可能であることが示唆された。昨年度の研究からキノコの酵素が紙おむつ原材料のポリマーを分解し廃棄の際の脱水に貢献することが確認されたことから、ポリマー成分であるベンゼン環の環開裂に有用なキノコの品種の開発とともにモデル化合物を用いた分解評価の試験そ実施し、ポリマー分解能を有する有用株の育種とスクリーニングによる選抜に成功した。上述の成果をもとに実用化への試作に展開することを組織するに至った。2年度計画に於ける初年度は、はじめに事業所(病院・施設)及び家庭から発生する紙おむつの現況とそれに伴う諸問題について、アンケート調査とヒアリングを実施して詳細に情報を収集する作業を行った。その調査の結果から、高齢者・乳幼児に拘わらず医療機関から廃棄される紙おむつは、感染性廃棄物として指定業者によってマニフェストに乗っ取って処理されているが、施設や家庭からの廃棄時には一般廃棄物や自治体回収の廃棄物「家庭ゴミ」として廃棄されていることが一般的であることなどがわかった。しかしながら、病院と老人介護施設などが併設してある場合は、発生される紙おむつが「感染性」なのか、「一般ゴミ」なのか明確な区別を怠ったまま、集積され処理されていることなども散見され、処理システムのスタンダード化とともに、発生事業所の分別に対する意識改革と法律や条例に則った行動を啓蒙する必要性が示唆された。紙おむつは感染性廃棄物及び一般廃棄物として処理される際には、焼却処分されることが一般的であり、燃焼炉への大量投棄は温度低下や燃焼変化を及ぼすことを調査の結果、再認識した。上記問題点解決のため、本研究プロジェクトでは、紙おむつ使用者の感染症の悪化や免疫低下に伴う予期せぬ二次的害作用を防止する観点と介護者および処理業者などへの感染を防止することを目的として、紙おむつへの新規抗菌剤塗布・練り込み加工処理技術の開発と新規抗菌剤の安全性試験などを前臨床・臨床試験を実施して解析した。新規抗菌剤は、抗菌スペクトル解析の結果、一般的に紙おむつに発生する多くの微生物・細菌類の繁殖を有効的に抑制することが確認された。さらに、前臨床試験における成績から急性毒性・亜急性毒性に関する基準をクリアしたとともに、皮膚刺激や皮膚炎症系培養細胞試験においても安全性・安定性が評価され「寝たきり」などによる免疫低下に伴う皮膚炎症に対しても問題がないものと評価された。さらに、焼却時の火力低下防止策として燃焼炉投棄前処理として紙おむつのポリマー架橋重合を開裂する前処理の研究に着手し、これまでに1025%の含水物を離脱させることに実験的に成功した。次年度は、これまでの問題を社会的に整備するシステムづくり、啓蒙活動のマニュアル作製を実施すると共に、実用化にむけた抗菌処理開発と脱水技術の開発に全力を注ぎ、本研究の成果を活用できるようにしたいと考えている。

昨年度の研究からキノコの酵素が紙おむつ原材料のポリマーを分解し廃棄の際の脱水に貢献することが確認されたことから、ポリマー成分であるベンゼン環の環開裂に有用なキノコの品種の開発とともにモデル化合物を用いた分解評価の試験そ実施し、ポリマー分解能を有する有用株の育種とスクリーニングによる選抜に成功した。上述の成果をもとに実用化への試作に展開することを組織するに至った。