hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大量の再生可能エネルギーが導入された電力系統の革新的広域運用・安定化制御システム

再生可能エネルギー電源が大量に連系され不安定化する電力系統を安定に運用にするために,系統内の広域的な計測情報を用いて、発電機設置PSSと送電線設置FACTS機器の制御を統合した適応型系統安定化システム,および大型系統蓄電池と多数の太陽光発電インバータの協調制御手法を提案し,計算機シミュレーションにより有効性を確認した。次に,太陽光発電装置や電気自動車による周波数・電圧安定化制御の実現性を検証するために,送電系統の需給モデルと配電系統の潮流・電圧計算モデルをリアルタイムシミュレータに分担させ,それに,電気自動車等の実機インバータを接続したハイブリッド試験システムを構築し,有効性を確認した。再生可能エネルギーが大量導入され,電力潮流や発電状況の不確定な電力系統において、広域で同期計測される電圧位相角、有効電力潮流のデータ群から定常時・外乱発生時に支配的な動揺モードを抽出する方法を提案した。そして、そのデータから、発電機の同期化力係数、制動力係数を推定する手法を開発した。また、その動揺モードの安定性を向上するために、系統状態に応じてアダプティブに、制御入力情報として最適な基幹系統内の発電機を選択し、その情報を最適な発電機に設置されたPSSに入力し、制御パラメータも最適値に変更する統合型アダプティブ制御系を検討し、ディジタルシミュレーションで有効性を確認した。系統安定性向上のための制御を需要家側の分散型蓄電デバイス(電気自動車搭載を含む)に分担させる場合には、分散型デバイスが連系する配電系統への影響を考慮することも必要となるため、電力系統と配電系統を同時に考慮できる解析の準備を整え、配電系統における位相角計測値を用いた協調制御手法について検討した。そして、系統事故時の短時間電圧不安定現象に対して、電圧上昇幅の最大化を目的とした最適化問題の解に基づいて、太陽光発電システムのインバータの有効電力出力と無効電力電力の双方を制御することによって安定化する手法を開発した。本提案手法では、無効電力のみを制御する従来の電圧安定化手法と比較して、より高い安定化効果を得ることができることを明らかにした。さらに、系統平常時にPVを進み力率で運転することが、短時間電圧安定性の維持に寄与することを明らかにした。平成27年度の研究課題である計測値からのモデリング、広域系統制御方法の設計、多数の需要家制御デバイスとの協調について理論構築、オフラインの計算機シミュレーション研究を実施しており、また、PV大量連系が短時間電圧安定性や過渡安定性に与える影響についても明らかにし、連系インバータの利用による短時間電圧安定性の安定化効果を明らかにしており、おおむね計画通りに順調に進捗している。平成28年度の研究課題に向けて、系統現象をリアルタイムで模擬するリアルタイム系統シミュレータや発電機、制御機器側の端末IED(Intelligent Electronic Device)などのハードウェアの仕様策定とその試用にも着手しており、さらに、系統設置型の大型蓄電池による過渡安定性の安定化手法の開発にも着手している。再生可能エネルギーが大量導入された電力系統において、広域で同時計測される電圧位相角、有効電力潮流のデータ群から定常時および外乱発生時に支配的な特定動揺モードを抽出し、そのモードに対する同期化力係数、制動力係数を数値計算上安定的に推定する手法を開発し、それらをもとに、運用者に簡易的に定態安定度を評価する手法を開発した。また、それらのデータから、発電機PSSだけでなく、送電線に直列に設置されるFATCS機器の一つである可変直列コンデンサ(TCSC)も一緒にアダプティブに協調制御し、定態安定度だけではなく過渡安定度も向上させる手法を開発している。次に、再生可能エネルギーが大量導入された電力系統をリアルタイムシミュレータに模擬・実装し,太陽光発電と分散型蓄電デバイス(電気自動車含む)に対して周波数・電圧安定性向上のための制御指令を生成・送信し,安定化制御の効果を実験的に確認した。システム全体の需給を計算するモデルと,分散制御デバイスが接続される配電系統の局地的な潮流・電圧分布を計算するモデルをリアルタイムシミュレータに分担させ,電力系統と配電系統を同時に考慮した統合制御手法の検証を行う試験環境を整えた。最後に、系統事故時における過渡安定性解析のための蓄電池システムのモデリングを行い,蓄電池モデルを実装した過渡安定度シミュレーションツールを作成した。開発ツールを用いて,過渡安定性向上に寄与する系統側蓄電池の制御システムの開発を進め,シミュレーションによりその安定化効果を明らかにした。さらに,太陽光発電の連系インバータを利用した安定化制御システムと併せて適用した場合にも,互いに干渉しあうことなく安定化効果を得られることを明らかにした。本年度の課題である広域系統の発電機端で計測されるオンライン実測データから特定の動揺モードを推定し、同期化力係数、制動力係数を数値計算上安定的に推定する手法を開発し、それらを用いて、簡易的に定態安定度を評価する手法を予定通り開発できた。また、計測値からのモデリング,制御方法の設計,多数の制御デバイスの協調について研究を実施し,リアルタイムシミュレータを用いた研究も本格実施しており,おおむね順調に進捗している。IEDの納品が大学の事務手続きと輸入手続きにともない2016年11月末に遅れたが,研究進捗には影響のない範囲としている。系統事故時における系統側デバイスの利用が過渡安定性を向上させることを明らかにした他,太陽光発電のインバータによる系統安定化システムとの併用によって,より高い系統安定化効果が得られることを明らかにし,当初の計画通りに進行している。電力系統の定態安定性と過渡安定性の向上を目的とし,広域情報を用いて発電機設置のPSSと送電網内設置の可変直列コンデンサ(TCSC)を適応的かつ協調的に制御する手法の開発を行った。

系統状態の変化に対して,どのTCSCを制御に選択するか決定し,そのTCSCが入った状態で適応型PSSの制御を最適化するというもので, TCSCはエネルギー関数を用いて過渡安定性の向上を目的として制御され,適応型PSSは系統状態に対して入出力を適応的に変化させ,支配的な固有値を選択的に安定領域に移動するように制御されている。その結果,全体として定態安定性と過渡安定性の両方が効果的に向上できることを明らかにした。次に,太陽光発電の連系インバータによる無効電力注入が過渡安定性に与える影響について解析を進めるなかで,系統事故時の電圧低下に応じた無効電力注入が必ずしも過渡安定性に寄与しないことを見出した。そこで,各々の太陽光発電による無効電力注入が,系統内の各々の同期発電機の出力変化に与える感度を算出する方法を開発し,系統事故時における感度係数の解析を行った。その結果,太陽光発電による過渡安定性の安定化効果は,無効電力注入地点と脱調発電機の位置関係に左右されることを明らかにした。最後に,電力システム全体の需給を計算するモデルと,太陽光発電・電気自動車などの分散制御デバイスが接続される配電系統の潮流・電圧分布を計算するモデルをディジタルリアルタイムシミュレータに分担させ,そこに,太陽光発電・電気自動車の実機インバータを連系し,送電系統と配電系統を同時に考慮した周波数・電圧の安定化制御のハイブリッド実機試験システムを構築し,検証を行った。インバータシステムの計測・制御の応答性が制御効果に与える影響を定量評価するとともに,通信・制御インターフェースの設計仕様を明確化した。再生可能エネルギー電源が大量に連系され不安定化する電力系統を安定に運用にするために,系統内の広域的な計測情報を用いて、発電機設置PSSと送電線設置FACTS機器の制御を統合した適応型系統安定化システム,および大型系統蓄電池と多数の太陽光発電インバータの協調制御手法を提案し,計算機シミュレーションにより有効性を確認した。次に,太陽光発電装置や電気自動車による周波数・電圧安定化制御の実現性を検証するために,送電系統の需給モデルと配電系統の潮流・電圧計算モデルをリアルタイムシミュレータに分担させ,それに,電気自動車等の実機インバータを接続したハイブリッド試験システムを構築し,有効性を確認した。今後、以下の点について研究を推進する。1.広域系統の発電端や変電所端等で計測されるオンライン実測データから特定の動揺モード成分を抽出する方法や定常・外乱状態を検出する手法を用いて、このオンライン実測データから、システム全体の安定性に関する指標や地域システム間の特性を効果的に抽出する手法を開発する。広域電力系統の地域毎の動揺しやすさの度合い(慣性力)と動揺抑制効果(制動力)、地域間の連系の強さ(同期化力)を定量評価できるモデルなどの検討を行う。
日本における地名標準化に向けての課題と社会への影響に関する研究

・「地名標準化の現状と課題」と題する日本学術会議報告(案)を作成した。内容は次の通り:1.本報告作成の背景(国民生活と地名、地名の命名にかかわる問題点、世界の流れ、日本学術会議地球惑星科学委員会IGU分科会の取り組み)、2.日本の地名に関する問題(地名の発生、地名の機能、地名問題の発生、情報化時代における地名、地名標準化の現状)、3.日本の行政組織と地名(地名の法的根拠、国土交通省における地名、文部科学省における地名、総務省、地方公共団体における地名、外務省における地名、経済産業省あるいは農林水産省における地名、国としての地名)、4.国際社会の地名標準化への取り組み(国際機関、諸外国の取り組み)、5.地名問題の解決に向けて(地名標準化の課題、地名の統合管理、地名専門家の育成、国際的対応の強化、地名集(Gazetteer)の作成)・平成30年7月15日、同10月14日、平成31年3月12日に科研会合を開催し、上記の報告案の内容を検討した。また、3月12日には、外務省が招聘した国連地名専門家グループ(UNGEGN)地名学研修課程作業部会長ガメルトフト氏にスカンジナビア諸国における地名標準化の現状について講演いただき、氏と質疑応答を行った。・上記報告案の作成過程において、日本における地名標準化に向けての最大の問題が、地方自治との関係に存在することが明らかになった。そのため、地方自治法の専門家である白藤博行・専修大学法学部教授と荒見玲子・名古屋大学大学院法学研究科准教授に意見を求め検討した。この問題についてはさらなる検討が必要である。補助事業期間を延長したが、研究そのものは順調に進んでいる。研究実績のところで述べたように、日本における地名標準化に向けての最大の問題が、地方自治との関係に有り、このことが明らかになったことは本科研の成果で有り、その解決の方向性を得るためには、時間をかけた検討が必要である。なお、すでに実施した2019年度の活動として、研究分担者の田邊教授と渡辺准教授が、4月29日から5月3日まで国連地名専門家会議に出席し、田邊教授は東アジア分科会の座長に選任され、渡辺准教授はExonym作業部会の座長に再任された。・日本における地名使用についての問題点を、日本の地名の性質自体に起因する問題、日本社会での地名の慣習的な使い方に起因する問題、地名に関連する諸制度に起因する問題等に分けて整理した。その結果、日本の地名標準化において最も検討が必要な点は、地方自治体の地名命名権についてであることが判明した。そこで、次年度は、地名標準化と地方自治との関係に力点をおいて検討することになった。また、GIS技術の社会への浸透に対応し、地名と地図との関係についても情報化社会の視点から検討することになった。・研究分担者が、国連地名標準化会議(United Nations Conferences on the Standardization of Geographical Names:UNCSGN)および国連地名専門家会議(United Nations Group of Experts on Geographical Names:UNGEGN)に出席した。地名標準化会議は5年毎に開催され、地名行政、地名集、内生・外来地名、用語などの部門に対して各国からの報告に基づき標準的な方法についての方向性を探り、可能な場合は推奨策(標準化)を提案するものである。地名専門家会議は、地名標準化会議のさまざまな議題について基礎的な共通認識を得るために専門家で構成する作業部会により調査報告を行うもので、その結果は地名標準化会議に組み込まれる。今回、日本からは外務省、国土地理院、大学関係から10名が参加し、本会議において国益に関わるような場面においては必要に応じて特命全権大使が意見の表出を行った。本科研がスタートしたのは2017年7月であり9か月間の成果であるが、日本における地名標準化についての課題について整理することができた。

研究実績のところで述べたように、日本における地名標準化に向けての最大の問題が、地方自治との関係に有り、このことが明らかになったことは本科研の成果で有り、その解決の方向性を得るためには、時間をかけた検討が必要である。1)「地名標準化の現状と課題」と題する報告書を早急に作成し、公開する。2)日本学術会議に提出する提言の内容の方向性については引き続き検討する。3)地名標準化に関わる公開シンポジウムを、2019年3月に開催する方向で準備する。4)本科研の分担者に、地方自治体の地名命名権について詳しい戸所隆氏(高崎経済大学・名誉教授)を加える。さらに、2018年8月にカナダのケベックで開催される国際地理学会議、およびラトビアで開催される国連地名専門家グループ(UNGEGN)に研究分担者を派遣し、地名標準化についての国際的な動向を調査することになった。なお、すでに実施した2019年度の活動として、研究分担者の田邊教授と渡辺准教授が、4月29日から5月3日まで国連地名専門家会議に出席し、田邊教授は東アジア分科会の座長に選任され、渡辺准教授はExonym作業部会の座長に再任された。本科研は、研究成果の一部として2019年度に日本学術会議に提言または報告を提出するために、2019年度前期まで延長する予定であり、研究費の一部を繰り越すことにした。理由:補助事業期間を延長したため。使用計画:シンポジウム開催費用、エキゾニムWGの報告集の出版費用、国際地図学会議東京大会への登録費用、地名改変についての自治体への聞き取り調査費用など
エピジェニック効果を指標とした新規臨床検査法の確立

免疫疾患や癌は、さらに増加傾向の一途を辿っている。加えて、その重症化も進み、日常生活に著しい支障を慢性的にきたすことから、国民の健康上重大な問題となっている。さらに患者のQOLの向上を図るためにも、疾患の状況を把握しうる確実なる診断法開発も必要である。本研究においては、近年の疾患発症の分子メカニズムの研究により明らかになり始めている核タンパク質のエピジェニック効果にスポットを当て、疾患における核タンパク質の異常なタンパク質修飾を特異的に、かつ迅速に検出しうる診断法の開発を目指すものである。実際、本研究において免疫疾患や癌等の疾患関連核タンパク質を標的としてその核タンパク質修飾を検出しうる測定系を樹立することにより、診断をより容易なものとし、最終的にはタンパク質修飾を標的とした特異的な治療薬開発を目指す。国民の保険医療において、安価で簡便な診断、副作用の少ない特異的治療薬の開発は医療費削減にも重要なポイントであ。本研究においては核タンパク質のエピジェニック効果に伴うタンパク質修飾を特異的に検出する抗体の作製により新規診断法の確立を行う。本年度はタンパク質のリン酸化部位あるいはアセチル化部位の同定とその特異的抗体の作成により、生体内での特異的修飾を検出できた。しかしながら抗体の力価さらにあげ、大量に産生しうるモノクローナル抗体の作成を進める必要があり、現在進めている。また、それを用いてのELISA測定法の予備実験にも成功しており、さらに産業化に向けて研究を進める。本年度は核タンパク質のリン酸化部位の同定とその特異的抗体の作成により、生体内での特異的修飾を検出できた。また、核タンパク質の活性の検出法の改良を行い、修飾抗体の評価系として用いる予定である。さらに高力価の核タンパク質の修飾タンパク質特異的抗体の獲得し、それを用いてのELISA測定法の予備実験にも成功しており、19年度の発表あるいは産業化に向けて研究を進めている。
電気化学効果及び摩擦を考慮した関節軟骨の有限要素解析手法の開発

関節軟骨は間質液とプロテオグリカン凝集体やコーラゲン繊維で構成され,さらに強い陰性荷電を持つグリコサミノグリカンがプロテオグリカンに含まれている.陰性荷電に起因する浸透圧がスウェリング効果を生じ関節軟骨の粘弾性挙動に影響を与える一方,関節面の接触負荷による軟骨の変形は陰性荷電密度を変化させ,軟骨内における電気化学的平衡の変化をもたらす.本研究はこのような力学・電気化学連成現象を考慮した非線形有限要素解析手法を開発することを目的とした.まず平成14年度では,大変形問題に拡張した関節軟骨における力学・電気化学連成現象を記述する3相理論に基づく大変形有限要素解析プログラムのプロトタイプを作成した.平成15年度の研究ではさらに関節軟骨内陰性荷電密度の分布及び透過係数の変形依存性による非線形性を取り入れ,完成度の高い3相理論非線形有限要素プログラムを開発した.数値解析の結果,軟骨のような3相構造においては内部流れに対する抵抗が粘性を生じる支配的要因であり,圧縮変形における内部流体の流出は陰性荷電密度を上昇させ,軟骨の剛性と共に対イオン濃度及び電気ポテンシャルを高めることを示した.また軟骨における自由膨張のシミュレーションを行い,実験結果との良い一致が得られた.一方,有限要素解析における接触表面の離散化による解析の不安定性を解消するため,Gregory patchによる平滑化手法を導入した大変形に伴う有限滑り接触問題有限要素解析手法を開発した.これにより効率的に関節軟骨間の摩擦接触問題解析を行うことが可能となった.これらの成果を各モジュールとして単に結合すば、力学・電気化学連成現象を含んだ間接の接触解析が容易に行えることとなる。なお、実際の生体関節軟骨における3相理論の諸定数は未だ実験的に明らかにされていないため、本研究報告における具体的な応用例としての仙骨-骨盤-大腿骨解析については、不確定性を排除するためにあえて定数力が既知である超弾性体を仮定し、臨床上意味のある定量的な検討を加えた。関節軟骨の変形・破壊等による変形性関節症は力学的負荷に起因するとされ,生体内計測の難しさに加え,関節部力学挙動の強い非線形性により接触力分布を解析的に求めることが困難であるため,近年数値解析手法としての有限要素法が有力な手段として関節接触解析に導入されている。関節では骨を覆う関節軟骨が接触面を形成している。関節軟骨は間質液とプロテオグリカン凝集体やコーラゲン繊維で構成される2相性構造を持ち,人体の運動により関節軟骨間の相対滑りを生じる。さらに間質液や関節液のイオン濃度が軟骨の形状、体積などに影響を与える。本研究ではこのような構造について固体相・流体相・イオン相間の相互作用を考慮した3相理論に基づく非線形有限要素定式化を行い,軟骨のような人体軟組織を対象とした大変形非線形有限要素解析プログラムを開発した.数値解析例を通じて,流体・固体間の相対運動における抵抗を表す浸透係数及び電気化学効果によるイオン相濃度差に起因する浸透圧が軟組織の粘弾性及びスウェリングといった力学挙動に及ぼす影響を確認した.一方,有限要素解析における接触表面の離散化により生じる大変形摩擦接触解析の不安定性を解決するため,接触表面の平滑化手法としてGregory patchを導入した効率的大変形摩擦接触解析プログラムを開発している.これらの研究により,関節面における力学挙動を解明するための関節摩擦接触解析手法の開発を進めている.関節軟骨は間質液とプロテオグリカン凝集体やコーラゲン繊維で構成され,さらに強い陰性荷電を持つグリコサミノグリカンがプロテオグリカンに含まれている.

陰性荷電に起因する浸透圧がスウェリング効果を生じ関節軟骨の粘弾性挙動に影響を与える一方,関節面の接触負荷による軟骨の変形は陰性荷電密度を変化させ,軟骨内における電気化学的平衡の変化をもたらす.本研究はこのような力学・電気化学連成現象を考慮した非線形有限要素解析手法を開発することを目的とした.まず平成14年度では,大変形問題に拡張した関節軟骨における力学・電気化学連成現象を記述する3相理論に基づく大変形有限要素解析プログラムのプロトタイプを作成した.平成15年度の研究ではさらに関節軟骨内陰性荷電密度の分布及び透過係数の変形依存性による非線形性を取り入れ,完成度の高い3相理論非線形有限要素解析プログラムを開発した.数値解析の結果,軟骨のような3相構造においては内部流れに対する抵抗が粘性を生じる支配的要因であり,圧縮変形における内部流体の流出は陰性荷電密度を上昇させ,軟骨の剛性と共に対イオン濃度及び電気ポテンシャルを高めることを示した.また,軟骨における自由膨張のシミュレーションを行い,実験結果との良い一致が得られた.一方,有限要素解析における接触表面の離散化による解析の不安定性を解消するため,Gregory patchによる平滑化手法を導入した大変形に伴う有限滑り接触問題有限要素解析手法を開発した.これにより効率的に関節軟骨間の摩擦接触問題解析を行うことが可能となった.これらの成果を各モジュールとして単に結合すれば、力学・電気化学連成現象を含んだ間接の接触解析が容易に行えることとなる。なお、実際の生体関節軟骨における3相理論の諸定数は未だ実験的に明らかにされていないため、本研究報告における具体的な応用例としての仙骨-骨盤-大腿骨解析については、不確定性を排除するためにあえて定数が既知である超弾性体を仮定し、臨床上意味のある定量的な検討を加えた。
薬物再使用リスク測度の潜在的指標を用いた改良および治療応用

連携研究機関との共同研究体制の構築、および関係機関での倫理申請の承認を済ませた後に、アルコール依存症と診断され依存症専門病棟に入院中の患者を対象に調査を行った。退院前調査では潜在連合テスト(Implicit Association Test:IAT)を用いてアルコールと快概念の連合の強さを測定し、併せて依存症重症度、飲酒への渇望感、再飲酒リスク等再飲酒に関連する自記式質問紙を実施し、退院後2週間以内の再飲酒との関連を検討した。結果、IATによるアルコールへの選好度が、その他の自記式質問紙と比較しても、最も再飲酒と相関しており、飲酒渇望感を統制しても両者の相関に変化はないことが明らかになった。・薬物・アルコール依存症者の再使用リスクの測定および再使用の予測可能性について、海外の先行研究を幅広くまとめた英文のレビュー論文が公刊された。・社会認知的手法(潜在連合テスト:Implicit Association Test)を用いたアルコールへの渇望感を測定するためのプログラムを、いくつかの動作チェックの後完成させた。・連携研究機関(東京都立松沢病院)との協力体制を構築したうえで、アルコール依存症入院患者を対象として、退院後の再使用を自記式尺度や社会的認知測度のどの変数が予測力を持つか検証する研究プロトコルを作成し、大学及び病院の倫理委員会に承認された。また、病院で実施する際の細かい手続きについて担当医と詰めの作業を行った。・薬物・アルコールなどの物質依存症のアセスメントについて、用いられているさまざまな尺度と実施上の注意点について臨床ハンドブックへの掲載論文としてまとめ紹介した。・連携研究機関(東京都立松沢病院)との協力体制を構築した上で、アルコール依存症入院患者を対象として、退院後の再飲酒を自記式尺度や社会的認知測度である潜在連合テスト(Implicit Association Test)によって測定し、どの変数が予測力を持つか検討する調査を実施した。年度末までに30例のエントリーが得られ、うち21例は退院直後のフォローアップ調査も終了した。退院後の再飲酒と退院前のさまざまな変数との関連を解析したところ、潜在連合テストによるアルコール選好度と退院後の再飲酒や再飲酒程度との間に中程度の有意な相関が認められ、社会認知的手法による再飲酒予測の可能性を示した。・薬物・アルコール依存症者の再使用リスクの測定および再使用の予測可能性について、海外で行われている先行研究に幅広くあたったのち、英文のレビュー論文としてまとめ、掲載の運びとなった。・社会認知的手法(潜在連合テスト:Implicit Association Test)を用いたアルコールへの渇望感を測定するためのプログラムのパイロット版を、専用ソフト(Inquisit)を用いて作成した。・連携研究機関(東京都立松沢病院)との協力体制を構築したうえで、アルコール依存症入院患者を対象として、退院後の再使用を自記式尺度や社会的認知測度のどの変数が予測力を持つか検証する研究プロトコルを作成した。・その他、以前より開発済みである薬物依存症評価系(Addiction Severity Index-Japanese Version、Stimulants Relapse Risk Scale, Alcohol Relapse Risk Scale)について普及活動を行った。ASI-Jについては2つの医療機関(茨城県立こころの医療センター・白峰クリニック)および多摩少年院で研修を実施した。SRRS・ARRSについては海外からの問い合わせ(トルコより)への対応を行うとともに、東京都医学総合研究所と共同で実施しているGIRK阻害機能薬のアルコール依存症患者への薬効評価研究を現在実施中である。申請者本人の勤務先異動(2011年6月1日より)に伴い、新環境で再度研究体制を構築する必要性が生じたこと、かつ新勤務先で使用する研究室が東日本大震災で被害を被り、修復に約1年を要したこと等の要因により、全体的に研究の進捗が停滞した。また、共同研究先の病院の体制が大きく変わり、共同研究者である医師が依存症病棟担当から異動するという事態が生じた。このため病棟に残った他の医師と再び信頼関係を構築し研究を依頼する必要が生じた。したがって文献探索・プログラムの作成・研究プロトコルの作成など、実際のデータ採取以外の作業に中心的に取り組んだ。共同研究先である病院の体制変更およびそれに伴う共同研究者の医師の依存症病棟からの急な異動によりデータ収集が遅れ、平成24年度の研究費の十分な活用は困難となった。したがって今後は、本格的なデータ収集を平成25年度に一括して行うこととする。対象においては、連携病院における薬物依存者の絶対数が少なく、アルコール依存者を中心的に取り上げることで対応する。

また同病棟の他医師と信頼関係を構築し共同研究者として協力を依頼できる目処がついたため、引き続き同病棟の患者を対象とする。申請者の勤務先の異動や東日本大震災での研究環境の被害に伴い、研究計画に遅れが生じ、平成23年度の研究費の活用は困難になった。したがって今後は、平成23年度に予定していた依存物質関連バイアスを測定する尺度の作成を、平成24年度に予定していた依存物質の再発を予測する社会認知的手法の開発と並行して実施し、データもまとめて収集することで対応する。対象においては、連携病院における薬物依存者の絶対数が少なく、アルコール依存者を中心的に取り上げることで対応する。研究作業全般を行うためにパーソナル・コンピュータを、データの統計解析を行うために統計ソフトをそれぞれ購入する。加えて認知課題はコンピュータ上で実施するため、協力先での課題用にコンピュータが数台必要となる見込みである。また研究実施にあたって、必要に応じてデータ収集および整理のためのアシスタントを雇用し、研究協力者には謝礼を支払う。研究成果の発表や最新知識の収集のために関連学会に参加し(旅費が発生)、研究成果を科学雑誌に投稿する(英文添削の費用が発生)。また新環境構築のために適宜研究実施に必要な物品を購入する。
越境的説明力の診断と教育支援プログラムの開発

本研究では、ものの見方や考え方や価値観の異なる異分野の人との間で、創造的対話を繰り返しながら問題発見・解決していく過程で重要な役割を果たす「越境的説明力」に焦点を定め、その診断と教育支援プログラムの開発に取り組んだ。その結果、(1)越境的説明場面では、自他の考えの違いや曖昧さに気づく敏感さが必要である、また多様な視点から繰り返し吟味検討する省察的思考を伴う、さらには暗黙の前提が浮き彫りになる、(2)越境的説明力は、主体にとって必然性のある課題や文脈の中に現れやすい、(3)こうした特性を踏まえて、越境的説明力を診断・測定する一つの道具と、その能力育成について新たな視点からの提案を行った。本年度の主目的は、越境的説明力を診断・評価する尺度構成とその妥当性を検証することであった。越境的説明力評価診断尺度の構成にあたっては、越境的説明を要する状況・文脈・課題特性を踏まえて、複数の構成コンポーネントを想定し、各構成コンポーネントについて複数の質問項目をリストアップした。そのリストアップした項目からなる診断評価尺度の素案を構築し、その尺度で測定される得点と大学生を対象にした具体的な討議場面での説明行為の特性との関連を次のような視点から試みに分析した。説明行為の特性については、1)他者視点の取り入れ、2)状況・自己モニタリング、3)再帰的省察、4)異なる意見や考えの擦りあわせ、5)多様な視点の取り入れ、6)論の展開などに焦点を定めた。サンプリングデータが不十分であるために、精度の高い客観的データ分析までには至っていないが、データの集積並びに尺度構成の精緻化を高めていくことで、研究目的を十分に達成できる見通しは立っている。越境的説明力を必要とする必然性の高い、具体的な場面設定にもとに対話を繰り返しながら、一定期間、コラボレーションを繰り返す、適切な課題設定がまだ不十分である、また参加メンバーによって、その状況への心的参加度に温度差があり、どこまで、真摯に議論しているのか、他者視点を十分に考慮しているかを充分に把握できていない所に、大きな課題がある。ここが、今後改善していかねばならない主な理由である。越境的説明力を測定可能な診断尺度構成あたり、複数の構成コンポーネントを特定し、各コンポーネントの下位項目の素案を作成し、一時的な測定尺度を作り上げた。そして、ある特定テーマに関する問題解決過程について、仲間内同士で対話させたときの議論展開と異分野・異文化の人との間で対話させたときの議論展開過程を比較したときに、どのような側面に差異があるか、またその差異は越境的説明力の高低によってどのように異なるかなどの予備的な実験研究を展開した。その中で、特に注目しているのが、仲間内同士の対話場面での説明時に発生するメタ認知的発話(自他の思考過程や発言の曖昧さなどを指摘したりリフレクションする行為を意味する省察的思考である"前言語的思考")と異分野・異文化の人々の間での対話場面での説明時に発生するメタ認知的発話の生起位相の特徴の解明である。またそのメタ認定的発話の生起位相に越境的説明力がどのように関与しているかの詳細な解明が、今後に残された重要な検討課題となっている。他方、教育現場に役立ち貢献できるような教育支援プログラムの開発については、教育現場での対話場面の特徴分析から、越境的説明力を育成するには、どのような側面に考慮しながら教育支援していったらよいかの基本的な枠組みや理論構築の素案作りをおこなった、越境的説明力の診断尺度構成は、大まかには出来上がり、変数実験操作による厳密な実験計画の中から得られるデータの差異をどこまで、尺度構成による測定値の高低で説明できるかの詳細な検討を現在進めているところである。一定の結論を引き出すまでのサンプリング数が少ない状況である。越境的説明力を育成する教育支援プログラムの開発については、教育現場の対話場面での特徴分析によって、大まかな見通しが立っているが、詳細な提唱は今後に残された課題である。越境的説明力を測定可能な診断尺度構成にあたり、複数のコンポーネントを特定し、各コンポーネントの下位項目を作成し、真正性の高い課題での対話状況において、それらの項目がどれほど有用な因子として機能するかを解明するために、大学生及び社会人を対象に調査分析し、4つの下位因子(「説明スキル」因子、「差異への気づき」因子、「相手の尊重」因子、「自分の説明スタイルの維持」因子)を想定し、二次の因子分析モデルによる構造方程式モデリングを行った。その結果、越境的説明力を構成する各コンポーネントの適合度としては、「差異への気づき」「相手の尊重」因子は極めて高いが「自分スタイルへの拘り」因子は低く、全体的な適合度は普遍性を保証するまでには至らないことが判明した。更なる精緻化が必要である。具体的な課題を介して、越境的説明を必要とする異分野・異文化の人々との対話場面では、仲間内同士の対話場面とは異なり、メタ認知発話(自他の思考過程をリフレクトするときに生起する前言語的思考や暗黙)が多発する。その言外の意味・機能および生起位相の解明を試みているが、普遍化するまでには至っていない。多様な状況や場面を想定しながら、更なる分析・解明を行っていく必要がある。

小学校現場で、越境的説明力を育むための教育支援プログラムの開発については、基本的な枠組みや教育環境作りに向けての素案が出来上がっているが、その体験の積み重ねの中で熟達化していく教師の熟達化過程の解明はまだ、不十分である。本研究では、ものの見方や考え方や価値観の異なる異分野の人との間で、創造的対話を繰り返しながら問題発見・解決していく過程で重要な役割を果たす「越境的説明力」に焦点を定め、その診断と教育支援プログラムの開発に取り組んだ。その結果、(1)越境的説明場面では、自他の考えの違いや曖昧さに気づく敏感さが必要である、また多様な視点から繰り返し吟味検討する省察的思考を伴う、さらには暗黙の前提が浮き彫りになる、(2)越境的説明力は、主体にとって必然性のある課題や文脈の中に現れやすい、(3)こうした特性を踏まえて、越境的説明力を診断・測定する一つの道具と、その能力育成について新たな視点からの提案を行った。研究課題をスムーズに展開し、目的を達成するための今後の推進方策としては1)客観性の高い越境的説明力診断評価尺度の構成に向けた質問項目等の精緻化、2)越境的説明力を必要とする必然性の高い文脈・課題設定、3)サンプリング数の増大、4)議論過程での定性的な説明行為内容の分析などを主な課題として取り上げ・実施していく。3年計画のなかでの研究課題であるが、全体的枠組みや個々に遂行していく調査・実験研究の大幅な変更はなく、本研究の申請段階とは変わっていない。これまでの予備調査研究を展開していく中で浮上してきな重要な側面に、今後は、エフォートを注ぎ、新たな知見の提案や教育現場に役立ち貢献できるような教育支援プログラムの開発に取り組んでいく。教授過程心理学認知発達心理学「越境的説明力」測定診断尺度の開発にかかる調査のための質問紙作成および調査依頼に必要と考えていたトナー・用紙類を既存のもので賄い購入の必要がなかったこと、また通信をメールで効率的に行うことができたことにより、未使用額が生じた。未使用分(25,267円)については、次年度実施予定の調査及び実験的研究に使用する材料お酔い書籍購入に充てる予定である。
化学物質が引き起こす野生動物の病態と感受性決定機構の解析

環境化学物質の曝露が野生動物や飼育動物にどのような毒性学的影響を与えるのかを明らかにすることを目的として、国内およびアフリカ諸国のフィールドにおける調査を行った。またどのような種が化学物質に高い感受性を持つのか、ハイリスクグループの同定のために、化学物質感受性を決定する因子の種差について明らかにした。(1)環境化学物質の曝露が野生動物や飼育動物にどのような毒性学的影響を与えるのかを明らかにすることを目的として、フィールドにおける調査を行う。フィールドにおいて野生動物で起こっている現象を明らかにするために、国内及び海外(アフリカ・ザンビアおよびエジプト中心)において、環境汚染の現状把握と野生動物の毒性学的見地からの生体影響を調べ、明らかにする。特に歩哨動物となる、野生げっ歯類や家畜、希少動物について重点的な研究を展開することとする。(2)またどのような種が化学物質に高い感受性を持つのか、ハイリスクグループの同定のために、化学物質感受性を決定する因子の種差について明らかにする。環境化学物質の感受性の種差の原因として、シトクロムP450とその発現調節因子に焦点を当てて研究を展開する。特に希少動物を含む生物種横断的、また同属生物種間の種差(系統差を含む)について、比較検討を行う。環境化学物質は、日常的な曝露レベルであっても、長期曝露によって、ヒトや野生動物に様々な病態を引き起こす。野生動物もヒトと同じく、常に食餌や棲息環境の汚染を通じて、環境化学物質を生体内に取り込んでいる。そこで、本研究では「化学物質を起因とする野生動物の病態」の中で、発癌などに焦点を当て、その現状の調査を行うことを目的とする。一方で、残留性汚染物質POPsの分布に国境はなく、その汚染は地球規模で広がっている。特にアフリカでは近年における急激な開発と汚染の進行が懸念されている。そこで、本研究では、野生動物の発癌リスクについて国内における調査はもとより、アフリカについて、初めて汚染物質の実態の把握と、野生動物に対する影響の調査を行うことを目的とした。本研究では、平成19年度に研究対象動物のカバのサンプリングをザンビアにおいて行う予定であったが、現地のスタッフ調整の遅れおよび雨季のために、年度内に調査および現地での試料調整を完了させるのが困難になった。そこで、動物収集期間を平成20年9月30日まで延期するためにザンビアにおける研究費分の繰越を申請し、予定していた動物の採集を行った。収集したカバの試料の一部は、化学物質感受性の種差同定のために用い、特に発がん性の感受性を決定する主要因子の1つシトクロムP450などのクローニングを行った。また同時に、国立公園内の希少動物のサンプリングも行った。そこで、本研究では、野生動物の発癌リスクについて国内における調査はもとより、アフリカについて、初めて汚染物質の実態の把握と、野生動物に対する影響の調査を行った。平成20年度はザンビアを中心に環境汚染の調査を行った。ザンビア国内のほぼ全国から600種類以上の環境試料や魚類、甲殻類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類など広範囲の野生動物の臓器を採集し、蓄積する環境汚染物質の分析を行った。ザンビアのカブエ地域やコッパーベルトの鉱床周辺では銅や鉛を中心に重金属の汚染が拡大しており、鉱床から離れた国立公園にもその影響が及んでいることが明らかになった。また、国内では動物園動物から外来異物の代謝に重要なシトクロムP450およびその発現調節因子について解析を行った。シトクロムP450や環境汚染物質が標的とする発現調節因子(Arylhydrocarbon receptorなど)の機能の種差から汚染に対するハイリスク種の同定を行った。そこで、本研究では「化学物質を起因とする野生動物の病態」の現状の調査と化学物質感受性を決定する要因について研究を行うことを目的とする。平成21年度は、外来化学物質の感受性を決定する因子の一つであり、平面構造を有する環境化学物質と結合し活性化されるarylhydrocarbon receptor(AhR)の種差について鳥類を中心に同定し、鳥類の中でもAhRのリガンド親和性は幅広く感受性が異なることが分かった。特に高感受性を持つニワトリAhR以外にも、初めて高感受性AhRを有する鳥類を同定した。また殺鼠剤など農薬に関し、鳥類と哺乳類、特にげっ歯類の感受性の種差について、その種差を引き起こす原因について同定し、明らかにした。

一方で、残留性汚染物質の分布に国境はなく、その汚染は地球規模で広がっている。特にアフリカでは近年における急激な開発と汚染の進行が懸念されている。そこで、本研究ではアフリカについても初めて汚染物質の実態の把握と、野生動物に対する影響の調査を行うことを目的とした。平成21年度はザンビアおよびケニアにおいて環境汚染の調査を行った。特に野生げっ歯類や飼育動物であるウシ、魚類を中心に、農薬や重金属の汚染を明らかにした。フィールドにおける環境汚染研究では、本年度は、昨年に引き続き、全国より野生のRattus属を採集し、環境化学物質の影響について解析を行った。国内における野生げっ歯類は一部の地域で比較的高濃度の鉛やカドミウム、ヒ素に汚染されていることが分かった。しかしながら重金属の土壌濃度のGISデータとは一致せず、土壌由来の汚染に加えて、比較的、食物等を通した汚染の影響が強い可能性が考えられた。また、海外では、ザンビア、ケニア、ガーナを中心に環境汚染のフィールド調査を行った。特にザンビアでは、鉱床地域の影響が野生げっ歯類だけではなく、飼育動物であるウシなどにも現れていることが分かった。また水銀による汚染が懸念されていると考えられていたガーナでは、野生動物や環境試料中の水銀濃度は低く、ヒ素濃度が高いことが明らかとなった。一方、化学物質の活性化及び解毒に関する動物種差の研究では、さまざまな階層の生物種からシトクロムP450およびその発現調節因子のクローニングを行った。国内では、平成21年度に引き続き、動物園動物の採集を行った。希少動物を含む、さまざまな階層の生物種において、生物種横断的に、環境化学物質を代謝するシトクロムP450やその発現調節因子、第二相抱合酵素について、キャラクテリゼーションを行った。特に、食肉目の異物代謝酵素のゲノム解析を行い、欠損する第二相抱合酵素などを明らかにした。また、鳥類の化学物質感受性に関わる因子に関する分子生物学的解析を行い、環境汚染にハイリスクと考えられる種とその原因を同定した。環境化学物質は、日常的な曝露レベルであっても、長期曝露によって、ヒトや野生動物に様々な病態を引き起こす。野生動物もヒトと同じく、常に食餌や棲恩環境の汚染を通じて、環境化学物質を生体内に取り込んでいる。そこで、本研究では,「化学物質を起因とする野生動物の病態」について、そめ現状の調査を行うことを目的とした。一方で、残留性汚染物質POPsの分布に国境はなく、その汚染は地球規模で広がっている。そこで、本研究では、野生動物の発癌リスクについて国内における調査はもとより、アフリカについて、初めて汚染物質の実態の把握と、野生動物に対する影響の調査を行うことを目的とした。本年度は、ザンビア、エジプト、ケニア、ガーナなどより試料を採集し、化学物質汚染に関する分析を進めた。ザンビアにおける鉛やガーナにおけるヒ素など、新たな環境汚染の様式を明らかにすることができた。南アフリカでは、DDTの高濃度汚染地区が明らかとなり、今後重点的な調査が必要であることが分かった。
「緩い」基質認識が可能にするプレニル基転移反応のリデザイン

プレニル基転移反応は、イソプレノイドという自然界で最大の天然化合物群の生合成に関わる酵素反応であり、この反応の生成物を変化させることでイソプレノイドの構造多様性を拡張することが可能となる。最近我々は通常の酵素が受け入れない化合物を基質とするプレニル基転移酵素を見出している。その基質認識機構を解明し、その知見をもとに他の酵素の厳格な基質認識を変化させることで、非天然イソプレノイドの合成を試みる。
GISとMR（複合現実）技術の併用による高校地理教育の近未来化

現代は、いつでも、どこでも、だれでもが、GIS(地理情報システム)を容易かつ無意識に利用できる「ユビキタスGIS社会」となり、高等学校で2022年から必履修科目となる「地理総合」でも、GISの積極的利用が大きな柱となる。本研究は、タブレット端末やスマートフォンで活用できる教育用「ユビキタスGIS」を、VR(Virtual Reality;仮想現実)やAR(Augmented Reality;拡張現実)を融合させたMR(Mixed Reality;複合現実)技術も組み込みながら開発し、それを高校教育現場で実践しながら、新たな時代に対応した地理教育の内容や方法を解明する。
遺伝子変異情報をバイオマーカーとした子宮体癌非侵襲的鑑別診断法の開発

近年、我が国において子宮体癌罹患数は増加の一途をたどっており、この10年で約2倍に増加し、それに伴い、死亡数も著しい増加を示している。進行癌や組織型(Type II)が予後に大きく関与していることはわかっているが、しかしながら発癌のリスクとしては排卵障害によるプロゲステロン効果の喪失,プロゲステロン非存在下での脂肪組織のエストロゲン合成によるエストロゲン暴露,インスリン抵抗性による高インスリン血症などエストロゲン高発現が発癌に関与している以外は発症や予後不良因子などの機序解明までには至っていない。そこで当院で治療を行った患者標本を用いて、上記の遺伝子解析を行っている、解析方法は、パラフィン包埋検体をDNA抽出用に10μm×10枚+HE染色用に3μm×1枚のスライドに用意し、HE染色のガイド下に、癌部・良性内膜部を直視下に削り出し、DNAを抽出(DEXPAT, Takara→エタノール沈殿による精製)を行い、KRAS、BRAF、PIK3CA、PIK3R1の4遺伝子およびMSIの解析を行うことをまず計画した。進行癌や組織型(Type II)が予後に大きく関与していることはわかっているが、しかしながら発癌のリスクとしては排卵障害によるプロゲステロン効果の喪失,プロゲステロン非存在下での脂肪組織のエストロゲン合成によるエストロゲン暴露、インスリン抵抗性による高インスリン血症などエストロゲン高発現が発癌に関与している以外は発症や予後不良因子などの機序解明までには至っておらず、今回、子宮体癌患者の分子生物学的研究に着目し、検討した。現在まで子宮体癌は大腸癌と同じように家族性遺伝子変異のリンチ症候群(LS)が、生殖細胞のDNAミスマッチ修復(MMR)タンパクをコードする遺伝子の生殖細胞変異が原因で発症する遺伝性疾患であることが知られている。LSを検出する指標としてマイクロサテライト不安定性(microsatellite instability; MSI)検査があるが、子宮体癌においてLSのスクリーニングとして一般的には行われていないのが現状であり、本研究では子宮体癌におけるMMR deficiencyおよびMSIの頻度・相関とその臨床病理学的特徴を明らかにし、LSのスクリーニングの一助とすることであることを目的に研究を行った。またEpigeneticな研究も行っており、子宮体癌の新規診断学確立を行う研究を進めている。婦人科この1年でKRAS,BRAF, MSIについて、研究を行った。現在までに結果はKRAS exon2変異が76例中12例(15.78%)、BRAF codon600変異は60例中0例(0%)であった。KRAS変異症例はKRAS野生型症例と比較して年齢が高く、早期癌が多い傾向にあったが、有意差はなかった。また、KRAS変異症例はすべて類内膜腺癌であった。また、MSI解析は38例行い、そのうち8例(21.1%)がMSIであった。MSI症例はMSS症例に比較し有意に年齢が低かった(P=0.038)。また早期癌が多い傾向にあり、組織型もすべて類内膜腺癌であった。症例を増やすとともにPIK3CA、PIK3R1およびMSIの解析を2015年度に行い、当院(本邦)における分子生物学的遺伝子について、解析を行う予定である。当院・本邦におけるKRAS、BRAF、PIK3CA、PIK3R1の4遺伝子およびMSIの発生頻度を確認するとともに、その解析により予後不良についても行い、今後の治療等に役立てるように論文をまず1報作成を予定している。また本年はMutation/SNPなどのGenetic異常のほかに、CpG配列のCにメチル基が付加されるメチル化Cの分布異常やmiRNA発現異常などEpigeneticの異常も様々な癌腫における発現機構において重要な役割を担っているメチル化の検討も行う予定である。
バーチャルリアリティ技術に基づく体験型自然災害予測シミュレータの構築

本研究は、住民の防災意識向上の促進を目的として、人的被害の大きい地震災害と水害(特に津波)に焦点を絞り、(1)実際の都市・地域環境を忠実に再現したモデルを構築し、(2)自然災害の発生過程を物理モデルに基づくシミュレーション手法を構築した上で、(3)その結果をバーチャルリアリティ(VR)技術に基づく高品質なCG映像をVR空間に投影し、災害を疑似体験することが可能な体験型自然災害シミュレータの構築を行った。本研究では、研究目的を遂行するため、大きく以下の6項目に分類して体験型災害予測シミュレータの構築を進める。前処理手法として、1.GIS/CADによるバーチャルデジタル都市・地域の作成(形状モデリングとメッシュ生成)手法の構築を行う。物理シミュレーションのソルバーとして、2.水害シミュレーション手法の高度化と並列化、および3.地震シミュレーション手法の高度化と並列化を行う。また、4.2および3の手法の統合を行う。後処理手法として、5.バーチャルリアリティ(VR)空間における可視化手法の構築、および6.シミュレータの適用と評価・改良、を行う。6.5の評価として、被験者の心理状態・身体的変化の計測(発汗計、皮膚電位計、筋電計による計測)を行う。平成24年度において、上記の1.のバーチャルデジタル都市・地域の作成手法については開発を既に終了した。また、作成したメッシュを確認・修正するシステムの構築も行った。これにより、平成25年度に行う水害シミュレーションおよび地震シミュレーションの実地域・都市への適用の準備が完了した。また、2.の水害シミュレーション手法として、VOF法および粒子法を用いた手法の開発を行い、その高精度化と高速化を図るとともに妥当性の検証を行った。一方、3.の地震のシミュレーション手法として、PDS-FEMに基づく手法の開発を行い、同じくその高精度化と高速化を図るとともに妥当性の検証を行った。これらにより、平成25年度に行うプログラムの並列化および水害シミュレーションおよび地震シミュレーションの統合の準備が整った。また、5.のバーチャルリアリティ(VR)空間における可視化手法の構築を行った。その結果、臨場感ある高品質なCGに基づく立体視映像を再現することが可能となった。これにより、平成25年度に行う、現象が作り出す効果音からなる音響情報と計算結果の可視化情報の同時提供を行うための準備が完了した。本研究では、研究目的を遂行するため、大きく以下の6項目に分類して体験型災害予測シミュレータの構築を進めている。前処理手法として、1)GIS/CADによるバーチャルデジタル都市・地域の作成(形状モデリングとメッシュ生成)手法の構築を行う。物理シミュレーションのソルバーとして、2)水害シミュレーション手法の高度化と並列化、および3)地震シミュレーション手法の高度化と並列化を行う。4)2)および3)の手法の統合を行う。後処理手法として、5)バーチャルリアリティ(VR)空間における可視化手法の構築、および6)シミュレータの適用と評価・改良、を行う。上記の1)については、平成24年度において開発を既に終了している。平成25年度は、上半期において、2)について平成24年度に開発を行ったVOF法および粒子法を用いた3次元Navier-Stokes方程式に基づく自由表面流れ解析プログラムの並列化を行った。また、3)についても、PDS-FEMに基づくプログラムの並列化を行った。並列プログラムの作成には、大規模並列計算システムにおいて有効なMPIを用いた。下半期には、2)と3)の両手法を統合して、4)構造ー流体連成解析システムの整備を行った。統合には、それぞれのプログラムの変更が僅かですむ、弱連成に基づく連成アルゴリズムを採用した。また、5)については臨場感溢れる可視化を行うために、高品質なCG映像の提供と共に、バーチャルリアリティ技術を用いて津波や洪水流などの現象が作り出す効果音について作成し、音響情報と可視化情報の同時提供を実現した。なお、この開発には、OpenGLとCaveライブラリーを用いたプログラミングにより行った。以上より、平成26年度に行う予定である本シミュレータの適用と評価・改良を行う準備が完了した。本研究では、体験型の自然災害予測シミュレータを構築するために、前処理手法として、1) GIS/CADによるバーチャルデジタル都市・地域の作成(形状モデリングとメッシュ生成)手法の構築。物理シミュレーションのソルバーとして、2)水害シミュレーション手法の高度化と並列化、および3)地震シミュレーション手法の高度化と並列化。また、4) 2)および3)の手法の統合。後処理手法として、5)バーチャルリアリティ(VR)空間における可視化手法の構築、および6)シミュレータの適用と評価・改良、を実施するものである。平成25年度までに、1)5)の構築をほぼ終了し、最終年にあたる平成26年度は、それらを統合した6)シミュレータの適用と評価・改良を行った。具体的には、本システムを既往の実験結果および東日本大震災等において発生した津波災害事例への適用を通じて、以下の改良を行った。[1]2次元および3次元の連成解析手法の改良:前年度までに開発した手法は、2次元および3次元領域のメッシュは互いに整合させる必要があったが、補間手法を改良することにより、3次元領域を任意の領域に設定できるように改良を行った。これにより、システムの適用性の向上を実現した。

[2] VR空間における可視化システムの改良:バーチャルリアリティ空間において臨場感の向上を実現するために、可視化映像の高品質化に加えて、津波現象がもたらす音の可聴化機能の実装等を行った。また、その効果を実証するために、没入型VR装置を用いた体験型シミュレータの試験運用を行い、一般学生に災害体験の協力をお願いした。なお、その評価にあたっては、アンケートに加えて脳血流計および皮膚電位計(科研費により購入)を用いて、心理状態の計測を実施した。その結果、聴覚情報が付加されることにより被験者はより大きいストレスを感じることが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。計算力学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画案どおりに研究が進んでいる。分担者との十分な連携のもとに、おおむね当初の計画案どおりに研究が進んでいる。当初の計画案どおりに研究が進んでおり、今後も引き続き当初の計画案に基づいて研究を進めていく。今後は大規模計算が可能となるようプログラムの並列化を行うとともに、流体と構造の連成解析手法の構築を行っていく。最終年にあたる今年度は、シミュレータの実際問題への適用に基づく評価・改良を行う。上半期においてはシステムを比較的小規模な実験や災害事例に適用して、シミュレータの妥当性の検討を行うとともに必要に応じて、計算手法および可視化手法の改良に努める。また、下半期においては、大規模な災害事例に適用して本シミュレータの妥当性及び有効性を評価する。また、評価に当たっては、中央大学所有の没入型バーチャルリアリティ装置を用いて試験運用を行い、被験者に計算結果の立体CG映像を提示することによる災害体験の協力をお願いする予定である。なおその際には、被験者の心理状態・身体的変化の計測(脳波計、脳血流計、発汗計等による計測)を行う予定である。