hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体システム特性の原理的理解に向けた有機化学合成法の研究

生体システム特性の原理的理解を目指す上で、薬物(低分子化合物)ー蛋白質相互作用のモデル理論の実験科学的検証は必要不可欠である。その実現のために、私たちは本研究において(1)低分子化合物の様々な置換誘導体を高効率的に合成する手法や戦略の開発、(2)新学術領域内の計画・公募班の要求に応じて、実験ツールとなる低分子化合物群の迅速供給を行ってきた。結果、多くの研究班との共同研究により領域研究の進展に貢献できただけでなく、今後の創薬研究において即戦力となる有用な成果を得ることができた。薬物(低分子化合物)-蛋白質相互作用のモデル理論を実験科学的に検証することは本領域研究の成功に必要不可欠である。本研究ではその検証ツールとなる低分子化合物の多種多様な置換誘導体合成を考慮した高効率的迅速合成法の開発を行うとともに、合成した低分子化合物群を効率的に供給することで本領域研究に貢献する。初年度である平成22年度は、低分子供給のための新規合成方法論の開発を主に検討し、以下の成果を得た。(1)独自開発した手法を拡張し、市販の反応剤であるトリメチルシリルジアゾメタンを用いた置換ヘテロ環合成に有用と考えられるビルディングブロックの短工程合成に成功した。(2)生物活性有機低分子化合物の立体選択的合成手法を開発した。本合成法により、世界に先駆けて難関不落といわれた細胞毒性低分子脂質の化学合成が可能となった。(3)ラジカル化学を駆使した新たな合成手法を確立した。本合成法はMRSAに有効な抗生物質プラテンシンの全合成、神経作動物質力イニン酸の全合成などを可能にした。(4)光学活性化合物のための合成手法として新規不斉アルキニル化反応の開発を手掛けた。(5)立体配座制御を施した生体分子ミミックとして核酸アナログおよびアミノ酸アナログの新規合成方法論をそれぞれ確立した。これら合成法は様々な置換誘導体合成にも適用可能であることを見出した。これら(1)-(5)の化学合成手法は次年度以降の低分子化合物供給の効率化に寄与し、本領域研究の進展に大きく貢献すると考えている。本研究2年目にあたる平成23年度は、以下の成果を得た。本領域研究内の共同研究として私たちは他の計画研究班の実験ツールとして必要な低分子化合物群の供給を担った。具体的にはAO2-2班との共同研究により心血管TRPチャネンルをターゲットとしたチャネル選択的アンタゴニストあるいはアゴニストの開発を目指し、私たちが独自に開発した合成手法を活用して複素環をはじめとする様々な骨格を有する低分子化合物を供給した。さらに、AO2-3班との共同研究も開始し、心臓特異的発現を示すアデニル酸シクラーゼサブタイプ(AC5)選択的アンタゴニストの開発を目指して低分子化合物の供給を行った。上記に加えて、様々な標的低分子化合物の供給に即座に対応すべく、新規合成方法論の開発も検討した。結果、プロピオレートを求核剤とするアルデヒドの効率的な新規不斉アルキニル化反応を開発すると共に、それを用いる光学活性2-オキサゾリジノン類のワンポット合成法の開発に成功した。また、紫外光あるいは遷移金属が誘起するラジカル反応を駆使した新規骨格構築法の開発として、紫外光あるいは遷移金属が誘起するラジカル反応を鍵として、迅速な化合物供給に資する有機分子骨格形成法の開発に成功した。本手法の適用により、抗生物質プラテンシンや神経興奮性物質カイニン酸の化学合成に成功した。さらに、立体配座制御を施した生体分子ミミックとしてヒドロキサマート架橋を持つ核酸アナログ、硫黄原子を糖部に持つ核酸アナログ、ピラノース骨格を持つ核酸アナログの新規合成法の開発に成功した。薬物等の低分子化合物と蛋白質の相互作用を原理的に理解するためのモデル理論を、実験科学的に検証することは本領域研究の成功に必須である。本研究では、モデル理論の検証を真に効果的に行うための実験ツールとなる低分子化合物の様々な置換誘導体合成と考慮した高効率的迅速合成法の開発を行うとともに、合成した低分子化合物群を円滑に供給することで、本領域研究の発展に貢献する。その目的の実現に向けて、平成25年度は以下の成果を得た。本領域研究内の共同研究に関しては、これまでに行ってきた計画研究班(A02-2班、A02-3班)に加えて、新たにA01-1班との共同研究を開始した。A01-1班との共同研究では、標的化合物の短工程合成法を確立するとともに、その供給を実現した。

また、公募班との共同研究も、新たに開始した(昨年度と合わせて2件)。それに関しても、既存の合成法を改良することで、標的化合物の効率的供給を実現した。上記に並行して、様々な低分子化合物の供給に即座に対応すべく、新規合成方法論の開発も検討した。研究実施計画に基づき、含窒素複素環化合物ならびに核酸アナログを主とした生体ミミック分子の新規合成法の開発に成功した。さらに当初計画していた新規ハロゲン化反応並びにラジカル反応を鍵とする有機合成化学手法を開発すると共に、抗生物質ナピラジオマイシンの主要骨格の構築、EGFRチロシンキナーゼ阻害剤クラビラクトンB並びにキク科植物由来のノルセスキテルペンリグデンタトールの全合成に成功した。以上の成果は、高度に官能基化された複雑な化学構造を有する有機物質の供給をもたらす有機合成化学手法の確立を意味し、本新学術領域の発展に資することが期待される。薬物(低分子化合物)ー蛋白質相互作用のモデル理論を実験科学的に検証することは本領域研究の成功に必要不可欠である。本研究ではその検証ツールとなる低分子化合物の多種多様な置換誘導体合成を考慮した高効率的迅速合成法の開発を行うとともに、合成した低分子化合物群を効率的に供給することで本領域研究に貢献する。その目的の実現に向けて、研究最終年度にあたる平成26年度は、以下の成果を得た。合成した低分子化合物群の供給を通じた本領域内での共同研究を引き続き、複数の計画班や公募班と行った。一方、共同研究と並行して、様々な低分子化合物の供給に即座に対応すべく、新規合成方法論の開発も検討した。研究実施計画に基づき、核酸アナログを主とした生体ミミック分子の新規合成法の開発に成功するとともに、新規骨格を有する核酸アナログの効率的合成も達成した。また、本領域研究の有力な標的となり得る含窒素複素環化合物の合成法の開拓も行った。さらに、ラジカル種の活用を鍵とする有機合成手法の開拓とその応用研究を推進し、新規ラジカル環化並びにラジカル窒素官能基化手法の開発に成功した。これらの新手法を駆使し、高度に官能基化された複雑な化学構造を有する抗生物質並びに抗腫瘍活性天然物等、興味深い生物活性を示す天然由来の低分子有機物質の全合成を達成した。以上の成果により、本新学術領域の発展に資する低分子迅速合成の新たな手法と戦略を開拓することができた。本研究2年目にあたる平成24年度は、以下の成果を得た。本領域研究内の共同研究として昨年度に引き続き他の計画研究班(A02-2班とA02-3班)の実験ツールとして必要な低分子化合物群の供給を行った。新たに公募班との共同研究も開始し、新しいプローブ分子の設計、合成し、ターゲット分子の供給を実現した。上記に加えて、様々な標的低分子化合物の供給に即座に対応すべく、新規合成方法論の開発も検討した。結果、様々な複素環化合物の合成およびその誘導化反応の開発に成功した。また、ラジカル反応を駆使した新規骨格構築法の開発に重点を置いた研究を推進した結果、グループ移動型ラジカル反応の開発に成功した。
カナダ憲法における多様性 : 性的指向問題を手掛かりにして

東北大学グローバルCOEから刊行されている「GEMC journal」No.1(2009年)52-65頁と同No.3(2010年)94-109頁において、カナダ憲法における平等権と性的指向問題の連関性およびカナダにおける司法積極主義を検討した。これらの前提研究を基に、GEMC journal No.5(2011年)64-79頁において、カナダにおける「婚姻」概念の変容を、判例の動向を観察することにより、考察した。博士論文では、カナダにおける多文化主義の実際を概説し、カナダ多文化主義の理論的基礎付けの困難性を指摘した後に、具体的に事例を観察することが重要なのではないかという問題意識から、「個人」の多様性という問題を考えるために、性的指向・同性婚を観察することにより、一定の理論的基盤を検討することにした。また、その前提のために、カナダ憲法の構造について概説した。最初に、カナダ憲法における平等権と性的指向について詳細な検討を行った。次に、カナダにおける司法積極主義と平等権判例の発展が起因して、同性婚がカナダ下級審において承認される過程を詳説した。そして、同性婚を承認する「市民婚姻法」案について、政府が勧告的意見であるカナダ最高裁への照会に訴えたために、これについて概観した。その上で、なぜカナダ政府はカナダ最高裁への上告という手段を用いずに照会という制度を用いたのかについて「入れ子ゲーム」という視角から観察を行い、カナダにおける議会審議において市民婚姻法が成立する過程を概観した。以上のことを基にして、カナダ憲法における多様性についての理論的考察を行い、カナダ憲法における多様性についての暫定的な結論を導き出した。これをまとめたのが、東北大学大学院法学研究科に提出した「カナダ憲法における多様性-性的指向・同性婚を素材にして-」という題名の博士論文である。
子どもの睡眠習慣の乱れが心身の健康に及ぼす影響:とくに睡眠不足と夜型化の観点から

本研究では,現代の子どもの睡眠習慣に焦点を当て,睡眠短縮,就床時刻の後退(夜更かし)が心身の健康状態にどのような影響を与えているかを検討することを目的としていた.研究計画に沿って,当該研究期間に2つの実験的研究,フィールド研究,小学校からの委託調査研究が実施された.概要は以下のとおりである:実験研究1 3名の児童・生徒を対象に縦断的に実施されている.1名につき3日間の測定日を設け,最初の2日は基準日,3日目は2時間睡眠を短縮する実験日であった.基準日の一方は,授業期間と同様の就床・起床時刻を設定し,他は授業期間よりも11.5時間睡眠時間を延長した.測定された指標は,入眠潜時(1日5回測定),舌下温であった.入眠潜時は,基準日と比較して睡眠が短縮されると午前(10:00)及び夕方(18:00)で極端に短くなった.とくに午前中の眠気増加は全被験者に共通しており,睡眠不足の指標として有効であることが示唆された.また,体温リズムの頂点位相は年齢に伴って後退し,7-8歳で位相が確立されるとした過去の知見とは異なっていた.実験研究2睡眠の短縮及び延長が日中の眠気に及ぼす影響を検討するために,女子高校生10名を対象に,実験研究1とほぼ同様の手続で実験が実施された.睡眠短縮によって日中の眠気は増大し,睡眠延長によって日中の眠気はわずかに改善された.主観的に睡眠不足を訴えていた者と充足している者とを比較すると,不足群では午前の眠気(10:00)が増加していることと体温リズムの位相後退が見出された.フィールド研究2つのフイールド研究に着手し,研究1では,小学4年,6年,中学1年,3年を対象に,クラス単位(6年生を除いて各学年2クラス,6年生は1クラス)で体温,睡眠習慣,心身疲労の測定を実施した.体温リズムの位相は,小学生で学年差は見られなかったが,中学生では小学生と比較して約0.6時間後退していた.また,就床時刻の遅い者と早い者とで比較すると,心身疲労は遅い者で有意に高くなっていた.委託調査研究4小学校の1-6年生を対象に,睡眠習慣,健康調査(ストレス反応質問紙),出来事調査(心理的ストレッサー質問紙,5・6年生にのみ実施)を実施した.心身の健康状態に影響する要因は,心理的ストレッサーだけでなく,睡眠習慣が心理的ストレッサーとほぼ同等に影響を及ぼしていることが明らかにされた.また,睡眠習慣について因子分析を行い,抽出された因子をもとに,生徒個人ごとの睡眠習慣の良否をチェックし,フイードバックした.本研究では,現代の子どもの睡眠習慣に焦点を当て,睡眠短縮,就床時刻の後退(夜更かし)が心身の健康状態にどのような影響を与えているかを検討することを目的としていた.研究計画に沿って,当該研究期間に2つの実験的研究,フィールド研究,小学校からの委託調査研究が実施された.概要は以下のとおりである:実験研究1 3名の児童・生徒を対象に縦断的に実施されている.1名につき3日間の測定日を設け,最初の2日は基準日,3日目は2時間睡眠を短縮する実験日であった.基準日の一方は,授業期間と同様の就床・起床時刻を設定し,他は授業期間よりも11.5時間睡眠時間を延長した.測定された指標は,入眠潜時(1日5回測定),舌下温であった.入眠潜時は,基準日と比較して睡眠が短縮されると午前(10:00)及び夕方(18:00)で極端に短くなった.とくに午前中の眠気増加は全被験者に共通しており,睡眠不足の指標として有効であることが示唆された.また,体温リズムの頂点位相は年齢に伴って後退し,7-8歳で位相が確立されるとした過去の知見とは異なっていた.実験研究2睡眠の短縮及び延長が日中の眠気に及ぼす影響を検討するために,女子高校生10名を対象に,実験研究1とほぼ同様の手続で実験が実施された.睡眠短縮によって日中の眠気は増大し,睡眠延長によって日中の眠気はわずかに改善された.主観的に睡眠不足を訴えていた者と充足している者とを比較すると,不足群では午前の眠気(10:00)が増加していることと体温リズムの位相後退が見出された.フィールド研究2つのフイールド研究に着手し,研究1では,小学4年,6年,中学1年,3年を対象に,クラス単位(6年生を除いて各学年2クラス,6年生は1クラス)で体温,睡眠習慣,心身疲労の測定を実施した.体温リズムの位相は,小学生で学年差は見られなかったが,中学生では小学生と比較して約0.6時間後退していた.また,就床時刻の遅い者と早い者とで比較すると,心身疲労は遅い者で有意に高くなっていた.委託調査研究4小学校の1-6年生を対象に,睡眠習慣,健康調査(ストレス反応質問紙),出来事調査(心理的ストレッサー質問紙,5・6年生にのみ実施)を実施した.心身の健康状態に影響する要因は,心理的ストレッサーだけでなく,睡眠習慣が心理的ストレッサーとほぼ同等に影響を及ぼしていることが明らかにされた.

また,睡眠習慣について因子分析を行い,抽出された因子をもとに,生徒個人ごとの睡眠習慣の良否をチェックし,フイードバックした.本研究では,現代の子どもの睡眠習慣に焦点を当て,睡眠短縮,就床時刻の後退(夜更かし),生活の不規則性が心身の健康状態にどのような影響を与えているかを検討することを目的として実施されている.研究計画に沿って,本年度には,従来から実施されてきた実験研究に加え,調査及びフィールド研究を実施した.実験研究3名の児童・生徒を対象に縦断的に実施されている.1名につき3日間の測定日を設け,最初の2日は基準日,3日目は2時間睡眠を短縮する実験日であった.基準日の一方は,授業期間と同様の就床・起床時刻を設定し,他は授業期間よりも11.5時間睡眠時間を延長した.測定された指標は,入眠潜時(1日5回測定),舌下温であった.入眠潜時は,基準日と比較して睡眠が短縮されると午前(10:00)及び夕方(18:00)で極端に短くなった.また,体温リズムの頂点位相は年齢に伴って後退し,7-8歳で位相が確立されるとした過去の知見とは異なっていた.調査研究小学生約1300名を対象に,睡眠習慣,心身疲労,身体発達を調査した.主成分分析の結果,4成分(睡眠の量,質,規則性,朝寝坊)が抽出され,これらの成分得点を用いてクラスター分析を実施したところ,6つの睡眠習慣のタイプに分類された.今後,タイプ別に睡眠に対する評価,日中の眠気,心身疲労について比較する予定である.フィールド研究1・2 2つのフィールド研究に着手し,研究1では,小学4年,6年,中学1年,3年を対象に,クラス単位(6年生を除いて各学年2クラス,6年生は1クラス)で体温,睡眠習慣,心身疲労の測定を実施した.体温リズムの位相は,小学生で学年差は見られなかったが,中学生では小学生と比較して約0.6時間後退していた.また,就床時刻の遅い者と早い者とで比較すると,心身疲労は遅い者で有意に高くなっていた.研究2は,本年度末より始まり,現在継続中である.この研究では,対象を中学生にしぼり,日常生活の中で1週間,小型活動計(ActiTrac)による活動量,体温,眠気と集中力の測定を行っている.次年度においては,データを取り終えた調査研究とフィールド研究1の分析を進めると共に,実験研究及びフィールド研究2を継続させる予定である.本研究では,現代の子どもの睡眠習慣に焦点を当て,睡眠短縮,就床時刻の後退(夜更かし)が心身の健康状態にどのような影響を与えているかを検討することを目的として実施されている.研究計画に沿って,本年度には,従来から実施されてきた実験研究に加え,中学生を対象としたフィールド研究と高校生を対象とした実験研究を追加するとともに,既に収集されている調査研究のデータの分析を行った.実験研究1 3名の児童・生徒を対象に縦断的に実施されている.1名につき3日間の測定日を設け,最初の2日は基準日,3日目は2時間睡眠を短縮する実験日であった.基準日の一方は,授業期間と同様の就床・起床時刻を設定し,他は授業期間よりも11.5時間睡眠時間を延長した.測定された指標は,入眠潜時(1日5回測定),舌下温であった.入眠潜時は,基準日と比較して睡眠が短縮されると午前(10:00)及び夕方(18:00)で極端に短くなった.また,体温リズムの頂点位相は年齢に伴って後退し,7-8歳で位相が確立されるとした過去の知見とは異なっていた.実験研究2睡眠の短縮及び延長が日中の眠気に及ぼす影響を検討するために,女子高校生7名を対象に,実験研究1と同様の手続で実験が実施された.この研究は継続中であるが,睡眠延長によって日中の眠気は明らかに改善されたフィールド研究前年度からの継続で中学生を対象に,日常生活の中で1週間,小型活動計(ActiTrac)による活動量,体温,眠気と集中力,心身の健康状態の測定を行った.データ収集が完了したばかりなので,分析は次年度の予定であるが,健康状態に基づいて2群に分け比較していく予定である.調査データの分析
同時的・継次的記憶課題遂行中のニューラルコネクティビティへの情動の影響

本研究では、1.記憶過程中のニューラルコネクティビティ分析から同時/継次的記憶様式を支える神経基盤を明らかする及び2.ニューラルコネクティビティの変化から認知機能と情動の関連の神経基盤を明らかにすることを目的とし、脳波(EEG)/脳磁界計測(MEG)/機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて記憶課題遂行中の脳内信号を計測し、統合解析による分析を行う。本計画終了までに1. EEG-MEG-fMRI統合解析手法の確立2.記憶様式によって異なる神経ネットワークの存在の証明3.情動と記憶過程とを関連づける神経基盤の解明を目指す。2012年12月の出産にともない、2013年度5月より研究再開準備支援期間を利用し、研究を再開した。本年度は、まずfMRI賦活位置を線形制約条件とするパラメトリック経験ベイズ法EEG-fMRI統合解析により同時・継次的記憶課題遂行中の脳活動を検討した。その結果、呈示条件が異なる場合、記憶維持期間において、第2次視覚野で賦活潜時に差が生じることを示した。一方記憶検索期間では高記憶負荷条件でみとめられた右角回及び前頭極の賦活の様相が呈示条件によらず一定であった。次にfMRI賦活位置を制約条件とするGLSフィルタMEG-fMRI統合解析を行った。その際グループ解析によるfMRI賦活位置を個人脳に逆変換した。ここでは視覚的記憶に関連する左右頭頂間溝(IPS)、左右前頭前野(FEF)、補足眼野(SEF)の5領城における記憶維持期間中の信号源再構成波形に呈示様式の差が示されたが、検索期間において差は示されなかった。これまでの解析では記憶維持期間中の呈示様式の差が視覚的処理の差であることは推察されていたが、それが知覚レベルの差である可能性が排除できなかったが、本年度の研究の結果、記憶に関連する視覚機能に呈示様式が影響することを明らかにした。出産育児にともない研究中断期間を設けたこともあり、情動の影響に関しては実験の実施が行える状況ではないため、検討できていない。しかしながらニュートラルな情動条件における認知課題中の脳機能については3.モダリティによる測定と解析を終了した。さらに、手法はそれぞれ異なるもののEEG-fMRI・MEG-fMRI両統合解析を行い、成果を公表している。fMRI単独の結果とあわせて検討した上で、これらの成果に一定の信頼性があると判断できる。加えて、ニューラルコネクティビティ解析について、既存データを用いてPhase Lag Index (Stam2007)を算出した結果を検討し公表した。この解析手法を今回取得したデータに適用できると考えており、当初の計画通り、おおむね順調に進展していると判断した。本年度はEEG-fMRI及びMEG-fMRI解析を実施し、一定の信頼性のある結果を示せた。今後はこれらの統合解析結果を統合的に解釈するためにそれぞれの計測モダリティの特性をおさえて検討を進める。現段階では事象関連電位及び磁場応答を対象としているが、用いるフィルクを変更し、律動活動を再構成した上でコネクティビティの解析を行う。コネクティビティの解析にはセンサレベル・信号源レベルのPhase Lag Index (Stam 2007)及びcoherenceを算出、比較する予定である。本研究では1、記憶過程中のニューラルコネクティビティ分析から同時/継次的記憶それぞれの記憶様式を支える神経基盤を明らかする、2、ニューラルコネクティビティの変化から認知機能と情動の関連の神経基盤を明らかにすることを目的としている。脳波(EEG)、脳磁界計測(MEG)及び機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて記憶課題遂行中の脳内信号を計測し、統合解析による精密な分析を行う。なお、本計画終了までには以下を目指す。1、EEG-MEG-fMRI統合解析手法の確立。2、記憶様式によって異なる神経ネットワークの存在の証明。3、情動と記憶過程とを関連づける神経基盤の解明。本年度は提案した研究課題に基づき、記憶課題遂行中の脳波(EEG)・脳磁図(MEG)・機能的磁気共鳴画像(fMRI)計測を行った。まず研究課題「同時的・継次的記憶課題遂行中のニューラルコネクティビティ」の検討に先立ち、スタンバーグ記憶課題の継次処理課題としての妥当性確認を目的とし、刺激を同時呈示・継次呈示する2つの実験条件を設定し、実験を行った。その結果第1にEEG時間-周波数解析により、同時・継次呈示ともに後頭領域におけるα帯活動の抑制から回復に至る変動がみとめられたことから、この変動が刺激入力段階の様式によらない記憶検索を反映する活動である可能性を示唆した。第2にα帯域活動とその頭皮上分布から刺激呈示様式の差は、記億維持期間には影響するものの検索期間においては有意な差が示されないことを示した。この結果から、記憶機能の刺激入力段階における外界からの影響(刺激の同時性・継次性)、は記憶維持期間において明らかとなり、その後その影響から解放され、スタンバーグ記憶課題が本質的に要求する継次的処理に収束する記憶検索期間へのダイナミックな変遷を示唆した。次年度は統合解析に基づくコネクティビティ分析を重点的に進める予定である。

本研究では1、記憶過程中のニューラルコネクティビティ分析から同時/継次的記憶それぞれの記憶様式を支える神経基盤を明らかする、2、ニューラルコネクティビティの変化から認知機能と情動の関連の神経基盤を明らかにすることを目的としている。脳波(EEG)、脳磁界計測(MEG)及び機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて記憶課題遂行中の脳内信号を計測し、統合解析による精密な分析を行う。なお、本計画終了までには以下を目指す。1、EEG-MEG-fMRI統合解析手法の確立。2、記憶様式によって異なる神経ネットワークの存在の証明。3、情動と記憶過程とを関連づける神経基盤の解明。本年度は、課題を改良した上で同時・継次記憶課題遂行中のEEG及び同時課題遂行中のfMRI計測を追加して行った。fMRIはダイナミックな記憶過程を刺激入力・記憶維持・記憶検索・出力というそれぞれの段階に応じて検討できるよう、事象関連デザインによる実験を行った。まずfMRIのデータを用い、記憶負荷を反映する脳皮質の検討を行った結果、記憶維持・検索に視覚連合野及び左側頭葉の賦活がみとめられ、これまでの先行研究の結果を支持した。これに加え、前年度に取得したMEGデータに対し先述のfMRIの賦活位置を先行条件とするGLSフィルタを用いた統合解析を行った。この結果、認知活動の一連の流れのうち視覚反応等の事象関連的活動の初期成分の脳皮質信号源推定に成功し、さらに高次な認知活動を反映する後期成分やα帯活動などに基づく信号源推定法の開発の必要性を指摘した。これに加え、事象関連電位及び事象関連的α帯活動同期/脱同期に基づくEEG-fMRI統合解析を行った。この結果、h肥Gと同様、視覚野における初期成分の信号源推定に成功した他、推定精度に課題が残るもののEEG-fMRI統合解析を用いて記憶過程における視覚連合野と左側頭葉の関与を示唆した。本研究では、1.記憶過程中のニューラルコネクティビティ分析から同時/継次的記憶様式を支える神経基盤を明らかする及び2.ニューラルコネクティビティの変化から認知機能と情動の関連の神経基盤を明らかにすることを目的とし、脳波(EEG)/脳磁界計測(MEG)/機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて記憶課題遂行中の脳内信号を計測し、統合解析による分析を行う。本計画終了までに1. EEG-MEG-fMRI統合解析手法の確立2.記憶様式によって異なる神経ネットワークの存在の証明3.情動と記憶過程とを関連づける神経基盤の解明を目指す。2012年12月の出産にともない、2013年度5月より研究再開準備支援期間を利用し、研究を再開した。本年度は、まずfMRI賦活位置を線形制約条件とするパラメトリック経験ベイズ法EEG-fMRI統合解析により同時・継次的記憶課題遂行中の脳活動を検討した。その結果、呈示条件が異なる場合、記憶維持期間において、第2次視覚野で賦活潜時に差が生じることを示した。一方記憶検索期間では高記憶負荷条件でみとめられた右角回及び前頭極の賦活の様相が呈示条件によらず一定であった。次にfMRI賦活位置を制約条件とするGLSフィルタMEG-fMRI統合解析を行った。その際グループ解析によるfMRI賦活位置を個人脳に逆変換した。ここでは視覚的記憶に関連する左右頭頂間溝(IPS)、左右前頭前野(FEF)、補足眼野(SEF)の5領城における記憶維持期間中の信号源再構成波形に呈示様式の差が示されたが、検索期間において差は示されなかった。
日本の教育ＡＤＲの構築に向けたＡＤＲ先行領域の研究─社会保障・医療分野を中心に

近年、学校・教師と親・市民とのトラブルが激増するなかで、本研究は、対立や紛争を敵対的ではなく“信頼に基づいて"解決することをめざし、先行する医療分野及び社会福祉分野の裁判外紛争解決方法(ADR)等に関する実態調査と分析を行なったものである。本研究を通して先行分野についての貴重な知見が得られるとともに、その課題も浮き彫りになり、教育領域の紛争解決制度の構築に関し多大な収穫があった。同時に、海外調査により、米国の「合意型モデル」と北欧の「査察型モデル」の比較研究が可能となり、日本に適した教育紛争解決制度の具体像を提示することができた。本研究は新聞にも取り上げられ、一定の社会的関心も喚起し得た。1.『日本苦情白書』(関根眞一総編集、2009年)によれば、「近年、職場で苦情が増えていると思うか」の質問に対して、教育と病院だけが「思う」という答えが50%を超えている。平成25年度は、社会保障(福祉)分野に引き続き、このように教育と並び紛争が激化している医療分野に関して、その紛争(苦情)対応と解決システムの実態を一定程度、解明することができた。具体的には、文献調査とともに、医療紛争への対応と解決を担っている三つの機関に対し聴き取り調査を行い、得られた事実・資料の分析を行った。三つの機関とは、1行政機関...愛知県医療安全支援センター(健康福祉部健康担当局医務国保課)、2医師会...愛知県医師会苦情相談センター、3弁護士会...愛知県弁護士会・紛争解決センター(医療ADR)である。考察の結果は今後の教育紛争解決方法の確立に向けてきわめて参考になるものであった。なお、25年度7月20日・21日に桜花学園大学で行われた日本教育政策学会第20回大会にて、24年度の研究成果に基づく学会発表を行った。また、25年度3月には、愛知県医師会・研究部門が主催するシンポジウムにて、教育分野から苦情・紛争の現状を報告し、新聞でも大きく取り上げられ、本研究の一端を社会に提示することができた。本研究は、わが国における教育ADR(裁判外紛争解決方法)の将来像を提示するために、博士論文のなかで探究した米国のADR研究の成果を用いつつ、わが国において先行する社会福祉(保障)分野と医療分野を対象に、その紛争解決の理論と実際、課題を調査・分析しようとするものである。平成24年度の研究計画目標に関しては、1社会保障(福祉)分野の紛争解決に関する基本文献と資料の収集、2わが国の社会福祉分野の紛争解決事業(体)についての実態調査の実施、3「ADR促進法」の意義と問題点の把握、の三点に研究上の力点を置いた。成果としては、まず、資料文献に基づき、福祉領域の近年の大きな制度変更とそれに伴う新しい紛争・トラブルの発生を認識できたことがあげられる。実際、社会福祉基礎構造改革による“措置から契約へ"の転換は否応なく福祉をめぐる紛争の増大を招き、2000年の社会福祉法の制定によって生まれた苦情申し立て制度がどのように機能しているかに重大な関心を呼び起こさざるを得ない。このような問題意識に基づいて、24年度は、i)社会福祉法83条から87条に規定する「運営適正化委員会」の活動調査(「愛知県運営適正化委員会」へのヒアリング調査)、ii)同法82条に基づく民間レベルの苦情・紛争解決方法の実態調査(「あいち福祉オンブズマン」へのヒアリング調査)を実施し、その分析を通して、現時点での福祉領域における苦情・紛争解決の実際とその問題点を把握することができた。加えて、行政型ADRに比した民間型ADRの利点を確認するなかで、「ADR促進法」がもつ意義とその問題点も理解することができた。とりわけ、制度のみでは真の解決にはならず、地域(コミュニティ)に寄り添った紛争解決こそが求められていることを認識できたことは、教育領域の制度づくりにとっても大きな成果であった。1.社会福祉分野と医療分野において、これまでヒアリングを行ってきた国内の諸機関、具体的には、1愛知県運営適正化委員会〔福祉〕、2名古屋市社会福祉協議会・福祉サービス苦情相談センター〔福祉〕、3あいち福祉オンブズマン〔福祉〕、4愛知県医療安全支援センター〔医療〕、5愛知県医師会苦情相談センター〔医療〕、6愛知県弁護士会・紛争解決センター〔医療〕の聴き取り内容と入手資料を整理することによって、福祉と医療の双方に共通する紛争解決のポイントを把握することができた。さらに、行政的なアプローチと民間によるアプローチの違い、各利点、相談的なアプローチとADR的なアプローチ、仲裁的なアプローチの違い、各利点も明確になった。これらは、教育に関わる紛争解決にも十分に応用が効くものである。2.2回目の海外調査として、北欧2ヶ国(スウェーデン・フィンランド)を訪れ、現地の諸機関から聴き取りを行うことができた。具体的には、1国家学校監察団および児童・生徒オンブズマン、2ソレンツーナ市教育局/児童・生徒管理官、3公立小中学校(3校)の学校長からのヒアリングであった。これによって、米国のADRと北欧のオンブズマン(ombudet)の制度的・機能的違い、各利点、および、紛争(苦情)解決プロセスにおける国家・コミューン(自治体)・事業所の各権限と権限関係を把握することができた。とりわけ、ADRとオンブズマン制度の比較研究は、これまでわが国でも十分になされておらず、大きな成果であったと考える。

また、北欧では、紛争解決が徹頭徹尾、「法と権利」を基盤に据えて行われているという事実も、米国のADRとの比較において貴重な研究材料を提供するものであった。なお、本調査の一部は、社会的関心の強い「いじめ」問題を通して新聞に取り上げられ、研究の一端を社会に示すことができた。近年、学校経営への親や住民の参加が制度化される一方で、学校・教師と親・市民の間のトラブルも激増している。本研究の究極的な目的は、教育当事者間の対立や紛争を、子どもの「最善の利益」を中心に敵対的ではない方法によって解決する道ー“信頼に基づく紛争解決"のあり方ーを具体的に提示することにあった。そのために、この点において日本で先行する医療分野および社会保障(社会福祉)分野の紛争解決の在り方、特に裁判外紛争解決方法(ADR)を対象にその実態の調査・分析を行なった。合わせて、海外における教育紛争システムの比較調査も研究の重要な柱の一つに据えた。最終年度は、国の内外で行ったヒアリング調査および入手資料の整理・分析と、その教育領域への適用可能性の吟味に力を尽くした。その結果、医療分野、福祉分野の貴重な実践、知見とともに、両分野の課題も浮き彫りになり、“後進"の教育領域にとっては多大な収穫を得ることができた。その成果に関しては、『研究報告書』(全356頁)中の「教育への提言ー医療紛争解決システムから学ぶ」および「教育への提言ー福祉紛争解決システムから学ぶ」に結実している。海外調査については、特に最終年度において、アメリカCA州の教育ARRシステムー「合意型モデル」ーと、スウェーデンの児童・生徒オンブズマン制度ー「査察型モデル」ーとの比較検討を行い、わが国に最も適した教育紛争解決制度の方向性を示唆することができた。これについては、『報告書』のうち3分の1程度の頁数を使って詳述してある。本研究のように、紛争解決システムに関わって、教育とそれ以外の領域の比較考察を行ったものはこれまで稀であったが、こうした領域横断的な研究を通して、医療、福祉、教育等のヒューマン・サービス分野で働く専門職の意味と役割が再評価できたことは、紛争解決制度の探究に加えて、本研究の重要な成果の一つとなった。近年、学校・教師と親・市民とのトラブルが激増するなかで、本研究は、対立や紛争を敵対的ではなく“信頼に基づいて"解決することをめざし、先行する医療分野及び社会福祉分野の裁判外紛争解決方法(ADR)等に関する実態調査と分析を行なったものである。本研究を通して先行分野についての貴重な知見が得られるとともに、その課題も浮き彫りになり、教育領域の紛争解決制度の構築に関し多大な収穫があった。同時に、海外調査により、米国の「合意型モデル」と北欧の「査察型モデル」の比較研究が可能となり、日本に適した教育紛争解決制度の具体像を提示することができた。本研究は新聞にも取り上げられ、一定の社会的関心も喚起し得た。研究協力者の都合により、第2回目の海外調査(北欧調査)の実施が時期的に大幅に遅れ、その影響で、第1回目の海外調査(米国のADRの調査)と第2回目調査(北欧のオンブズマン制度の調査)の比較分析、および、国内調査の結果との比較研究が26年度内では十分に行うことができなかった。教育法学、教育行政学、教育制度論1.2回の海外調査(米国のADRの調査と北欧のオンブズマン制度の調査)の比較分析を行い、紛争解決に関わる二つのシステムの特徴と長短を明確にする。
複雑性理論を基盤とした学習者の言語能力と動機付けの変化に関する縦断的調査

本研究の目的は,小学校5年生から中学校3年生にかけての5年間における生徒の言語運用能力,内発的動機づけ,自律性,有能性,関係性,コミュニケーションへの積極性,理想自己, Can-Do,外国への関心についての変化の傾向を探り, 5年間の変化の様子を,全体傾向と個人の傾向から明らかにすることである。調査対象者は公立小学校から公立中学校へと通う22名であった。調査実施時期は, 2012年4月2017年3月にかけての5年間で,合計10回の質問紙調査と言語運用能力テストを行った。半年毎(7月と2月)に調査を実施している。言語運用能力テストには, 5年生6年生段階では英検ジュニアの一部を使用し,中学校1年生段階では英検5級の一部を使用してリスニング力を測定し,中学校2年生3年生段階では英検プレイスメントとテストEを使用して測定している。結果として,各学年の7月と2月を比較すると言語運用能力は上昇する傾向にあることが明らかになった。5年間を通した動機づけや情意面の変化については, Can-Do,コミュニケーションへの積極性が中学校3年生にかけて上昇する傾向にあることを明らかにした。個人差の傾向については,言語運用能力,動機づけ,情意の上位群と下位群に分かれることが明らかになった。上位群においては、言語運用能力が高く、動機づけや情意要因が高いことが示され、下位群においては、言語運用能力が低く、動機づけや情意要因も低いことが明らかになった。今年度はさらにMotigraph (回顧的調査方法)を用いて、個人内の変化に関する分析を行った。分析結果として、上位群と下位群では、異なる変化の傾向をあることが示された。本研究では、小学校5年生中学校3年生までの言語能力テスト(英語検定協会ブロンズテスト・英語検定協会プレイスメントテスト)と質問紙(動機付け・言語文化への関心・コミュニケーションへの積極性・CanDo・L2可能自己)の実施を行う予定である。これまでに毎年7月・2月に測定を行い、中学2年生段階までのデータ収集を行った。現在では、中学校3年生段階での言語能力テストと質問紙を調査中である。現段階では、一部の中間報告に関しては、国際学会・国内学会で結果を公開済みであり、国内学術誌ににもデータの一部を公開している。これまでの結果としては、言語能力については時間の経過に伴って上昇する傾向にあることと、動機付け・言語文化への関心・コミュニケーションへの積極性・CanDo・L2可能自己については、維持する傾向にある要因もあれば、低下する傾向にある要因もあることが明らかになっている。更に、個人差の傾向としては、クラスター分析を用いて分析を実施した結果として、学習者が上位群・中位群・下位群に分類され、言語能力が高い学習者群は、動機付けや情意要因が高い傾向にあり、言語能力が低い学習者群は、動機付けや情意要因が低い傾向を示すという結果が明らかになっている。本研究では中学3年生までの追跡調査を行う。本年度は、中学校3年生段階で(7月・2月)に最終的な言語能力テストと質問紙調査を実施し、統計処理を行う。質的データについては、中学校3年生段階で、半構造化面接・回顧面接を教師・生徒達に対して実施し、Motigraph(縦断的に見る学習者の動機付けの変化)を実施して、質的分析手法を用いながら、個人内の変化の傾向や発達的傾向を微視的に捉えていく。線形モデルである量的研究と非線形モデルである質的研究を融合していくことで、経年データにおける学習者の言語面・情意面に関する多面性と可変性を捉えていく。本調査においては、調査対象者が現時点で中学校3年生であり、小学校5年生中学校2年生にかけての質問紙・言語能力テストを既に収集済みである。調査の一部については、既に国際学会・国内学会で発表を実施しており、学術誌にも掲載済みである。本研究は、小学校5年生から中学校3年生にかけての縦断的調査を質問紙(内発的動機づけ、自律性、有能性、関係性、言語文化への関心、コミュニケーションへの積極性、理想自己)と言語運用能力(小学校5年生と6年生では英検ブロンズテスト、中学校1年生では英検5級、中学校2年生と3年生では英検プレイスメンとテスト)を実施して、小学校5年生から中学校3年生までの言語能力と動機づけと情意の変化を測定するものである。中学校3年生になった本研究の調査対象者は、2017年度2月に質問紙と英検プレイスメントテストを受け、この2017年2月が最終調査となった。従って、本調査に関わる全てのデータ収集が終了している。質問紙と言語テストに加えて、生徒たちには、自由記述を行い、教師には半構造化面接を行った。学校長も以前に半構造化面接を受けている。中学校3年間のデータをみると、言語能力は、1年生・2年生・3年生段階での7月と2月で比較すると上昇する傾向にあり、情意面についても、関係性が高く維持され、コミュニケーションへの積極性、言語文化への関心、理想自己、自律性、有能性が中学校3年生の2月に向けて上昇していく傾向にあることを示している。平成29年度は5年間の分析を行い、人数が少ないことが予測されるため、生徒個人のデータを統計処理(量的研究)と自由記述や面接(質的研究)を用いながら多角的に分析していく。マクロな視点とミクロな視点から生徒の5年間の変化を捉えていく。本研究では、小学校5年生から中学校3年生にかけて、5年間の縦断調査を行った。

小学校5年生の7月と2月、小学校6年生での7月と2月、中学校1年生での7月と2月、中学校2年生での7月と2月、中学校3年生での7月と2月の合計10回の質問紙と言語テストを行った。言語テストについては、小学校段階では英検ブロンズテストを実施し、中学校1年生では英検5級、中学校2年生と3年生段階では英検プレイスメントテストを実施し、予定していた全ての調査データの収集を完了した。小学校5年生6年生段階の調査報告は、既に、若手研究(B)で行っており、中学校1年生から3年生にかけての調査報告に関する成果報告書も作成中である。中学校3年間にかけてのデータは良好であり、言語テストは上昇する傾向を示し、動機づけや情意についても、中学校3年生にかけて上昇する傾向を示した。今後は、小学校5年生から中学校3年生にかけての5年間のデータを1つにしてデータ分析を実施し、公開していく。2012年4月2017年3月にかけての5年間である小学校5年生中学校3年生に縦断調査を実施した。5年間にかけて7月と2月に、合計10回の質問紙調査と言語運用能力テスト(英検ジュニア、英検5級、英検プレイスメンとテスト)を実施し、5年間にかけてどのような変化があるのかを全体傾向と個人差の傾向から分析している。5年間縦断調査の結果、22名が最終的な調査対象者となった。全体傾向としては、言語運用能力については、各学年時点での7月と2月を比較すると(例:中学1年生段階の7月と2月)2月時点で上昇する傾向があることが明らかになった。自律性、有能性、関係性、内発的動機づけ、外国への関心、CanDo、理想自己を測定した結果、自律性が中学校段階から上昇する傾向にあること、CanDoは中学校2年生2月時点から上昇する傾向にあること、理想自己、有能性、外国への関心は小学校段階から中学校段階にかけてゆるやかな上昇を示していることが明らかになった。個人の傾向を把握するためにクラスター分析を実施した結果、2群が確認され、言語運用能力と情意が上位群と下位群に分かれた。22名の個人を詳細に分析したところ、一定の上昇を示す学習者や低下する学習者があったことから、教育委員会指導主事(元担任)に面談を行ったところ、社会文化的側面として考えられる学校での生活や家族の背景が、生徒の英語能力や情意面にも影響があることが明らかになった。今後は、教師の面談データをより精緻に分析し、マクロとミクロの視点から5年間で起こりうる学習者の変化の傾向を捉え、複雑系理論を基盤として議論をする予定である。2012年4月2017年3月にかけて縦断調査を実施して、合計10回の質問紙調査と言語運用能力テストを実施し、データ収集は概ね終了した。しかしデータ分析を実施した結果、数量分析では捉えきれない現象が明らかになったことから、英語教師(現在教育委員会指導主事)に連絡を取って、面談を行っている。本研究の目的は,小学校5年生から中学校3年生にかけての5年間における生徒の言語運用能力,内発的動機づけ,自律性,有能性,関係性,コミュニケーションへの積極性,理想自己, Can-Do,外国への関心についての変化の傾向を探り, 5年間の変化の様子を,全体傾向と個人の傾向から明らかにすることである。調査対象者は公立小学校から公立中学校へと通う22名であった。調査実施時期は, 2012年4月2017年3月にかけての5年間で,合計10回の質問紙調査と言語運用能力テストを行った。半年毎(7月と2月)に調査を実施している。
超臨界噴出法による微粒子コーティングプロセスの開発

超臨界溶媒に溶質を溶かした溶液を微細な口径のノズルから大気中に噴出すると、溶液は断熱膨張しその圧力、温度は急激に低下し、それに伴い溶媒の溶解力が激減し溶質が析出する。この原理を利用した超臨界噴出法は、微粒子や薄膜などを容易に生成させることができる。この超臨界噴出法を応用して、コーティング物質を超臨界溶液に溶解され、これを核粒子を充填した噴流層内に噴出して核粒子表面に膜あるいは微粒子を生成させて核粒子表面をコーティングする新しい流動層粒子コーティングを行うプロセスを提案した。特に、従来の流動層コーティングでは、粒子凝集が過大となるため200250μm以下の粒子はコーティングが困難であるのに対し、このプロセスでは容易に微粒子のコーティングが可能となる。本年度は、内部ノズル付き循環流動層を用いて微粒子コーティングを試み、得られたコーティング粒子を調べ、コーティング効率、コーティング速度、コーティングの均一性などを求め、以下を明らかにした。1)従来は困難であった数十μmの微粒子をコーティングすることができた。2)核粒子の造粒および凝集は起こらず、安定なコーティングが可能であった。3)コーティング効率はコーティング剤濃度およびガス空塔速度が大きいほど向上した。超臨界噴出法による流動層コーティング法は、微粒子のコーティングが可能であるのみならず、残存溶媒の問題がない、比較的低温でコーティングできるなど優れた特色を有し、広範な分野での工業的応用が期待できる。
カオス信号入力に基づく構造物の健全時情報を必要としない即時異常性診断法の開発

本研究では,カオス信号入力に基づく構造異常診断法および非接触変位場計測に基づくき裂同定法を基礎として,健全性評価の際に,事前に判定基準を必要とせず既設構造物の損傷を即時に同定するベースラインフリー型異常性診断法の開発を試みた.カオス信号入力に基づく異常診断法では,入出力情報から融合粒子フィルタを適用することで,層剛性を同定することに成功した.ただし,損傷を仮定した層の剛性を過剰に推定し,本来の剛性よりも下回る値を算出した.一方,画像相関法に基づく異常診断法では,1次モード形状の連続性をフラクタル次元解析により評価することで,健全時情報を必要とすることなく損傷位置が同定されることを明らかにした.本年度は,健全時情報を必要としない即時異常診断法の開発を目指し,カオス応答アトラクタの評価に基づく異常診断法(テーマA)と画像相関法に基づく異常診断法(テーマB)の開発に取り組むとともに,数値実験・模型実験を行い,これらの方法の有用性を調査し各課題を明らかにした.テーマAでは,カオス応答の1次振動モード成分に着目し,そのアトラクタの形状をリカレンスプロットにより評価することで,損傷の位置を正確に同定することに成功した.ただし,損傷の位置を同定する際に,健全時の情報を必要とし,応答アトラクタを評価するだけでは本研究課題の目的達成には至らなかった.今後はカオス入力と出力情報を用いてシステム同定の概念を利用し,損傷箇所の剛性を直接同定する予定である.テーマBでは,コンクリート構造物の表面き裂同定システム(B-1)と構造体内部の欠陥検知システム(B-2)の開発に取り組むとともに,模型実験を通じて有用性および実用化に向けた課題を調査した.表面き裂同定(B-1)に関しては,試験体表面の変位場からき裂の開口幅を算出する方法を確立し,表面の力学状態を監視することで,き裂が,視認容易な状況・視認困難な状況・不可視である状況において,き裂の検出に成功した.ただし,これらの実験では4点曲げコンクリート供試体のき裂発生前後の画像を用いていることから,今後は実用化に向けて,表面状態により視認困難なき裂がすでに発生している状況下で,振動中の供試体の動画測定から,表面き裂が同定できるかどうか確認する必要がある.構造体内部の欠陥検出(B-2)に関しては,車両走行模型橋梁振動実験装置を用いて,試験体の振動を空間的高密度に計測することに成功し,供試体の低次振動モードの曲線構造をフラクタル次元により評価することで,健全時の情報を必要とすることなく,損傷を模擬した切欠き領域を正確に同定することに成功した.本研究では,カオス信号入力に基づく構造異常診断法および非接触変位場計測に基づくき裂同定法を基礎として,健全性評価の際に,事前に判定基準を必要とせず既設構造物の損傷を即時に同定するベースラインフリー型異常性診断法の開発を試みた.カオス信号入力に基づく異常診断法では,入出力情報から融合粒子フィルタを適用することで,層剛性を同定することに成功した.ただし,損傷を仮定した層の剛性を過剰に推定し,本来の剛性よりも下回る値を算出した.一方,画像相関法に基づく異常診断法では,1次モード形状の連続性をフラクタル次元解析により評価することで,健全時情報を必要とすることなく損傷位置が同定されることを明らかにした.今年度は,カオス信号を診断対象に入力し,その応答アトラクタを評価することで,損傷位置同定が可能かどうか数値実験及び模型実験を通じて調査した(研究テーマA).また,申請課題のもう一つの主要な研究テーマである画像相関法によるコンクリート構造物のき裂進展モニタリング(研究テーマB)に関して,システムを構築し,表面状態の異なる供試体を用いてき裂同定実験を行った.研究テーマAでは,構造物にカオス信号を入力すると,複数の振動モードが励起し,応答データからアトラクタを再構成し,そのまま評価すると損傷発生の検知は適切に把握できるものの,損傷の位置を特定することは極めて困難であることが分かった.そこで,Wavelet係数で表現される一次振動モード相当の応答に着目し,そのアトラクタを評価することを試みた.数値実験及び模型実験を通じて,任意に与えた損傷の位置が正確に同定できることが分かった.研究テーマBに関しては,き裂が視認困難な状況においても,表面の変位場が捉えられれば,正確にき裂が同定できることを明らかにした.そして,これらのシステムを拡張し,同定対象として表面き裂だけでなく,構造内部の損傷を考え,健全時情報を参照することなく検出することが可能かどうか調査した.デジタル動画像をもとに画像相関法を用いて,振動応答を空間的高密度に取得することが可能かどうか確認し,さらに,フーリエ振幅値で簡易的に推定される基本モード形状の不連続点が構造物の損傷に関連すると考え,それをフラクタル次元解析により評価した.結果として画像相関法により振動応答が適切に取得できることを明らかにし,数値実験および橋梁模型を用いた車両走行振動実験を通じて提案手法の有用性が確認され,Baseline-free型の異常診断法が構築できた.最終年度は,これまでと同様に,健全時情報を必要としない即時異常診断法の開発を目指し,カオス応答アトラクタの評価に基づく異常診断法(テーマA)と画像相関法に基づく異常診断法(テーマB)の二つの診断

法の開発に取組むとともに,数値実験・模型実験を行い,これらの方法の実現可能性を調査した.テーマAでは,データ同化技術を利用して,構造物への入力と応答データから損傷程度を同定することを試みた.粒子フィルタを利用することで,損傷位置およびその程度を同定するアルゴリズムを開発するとともに,数値実験および模型実験を通じて,損傷層を含む全層の剛性を的確に同定することに成功した.ただし,損傷層に関しては,損傷程度を過剰に推定する傾向があることを確認した.テーマBでは,前年度に取得した車両走行橋梁振動実験装置における動画像データを利用して,画像相関法に必要な各種パラメータの損傷検出に対する感度を調査する(テーマB-1)とともに,損傷位置の検出後に損傷の程度を同定するシステムの構築を試みた(テーマB-2).テーマB-1では,動画像内に配置する節点と節点周りの探索領域の大きさが,振動モード形状の取得精度に大きな影響を与えることを確認した.そして,テーマB-2では,フラクタル次元解析により損傷の位置を検出した後に,群粒子最適化の一つであるParticle Swarm Optimizationを利用することで,振動モード形状と,粒子情報から固有値計算により得られるモード形状の比較を通じて,曲げ剛性の低下程度を概ね正確に同定できることを数値実験により明らかにした.応用情報学カオス信号入力に基づく異常診断法(テーマA)では,入力と構造物の加速度応答を粒子フィルタによりデータ同化することで,剛性そのものを直接同定することが可能である.予備実験の段階では,それに成功している.画像相関法に基づく異常診断法(テーマB)の内,構造体内部欠陥(B-2)に関しては,モード形状の曲線構造を空間的高密度に取得可能であることから,一様断面部材を対象とする場合,健全時の情報を参照することなく,確実に損傷を捉えられることが分かった.また,表面き裂(B-1)に関しても,荷重変動の大きさに依存する傾向もあるものの,き裂の開閉挙動が動画像により計測されれば,健全時の情報を必要とすることなく検出可能であることがこれまでの実験により確認されている.以上のことから,本申請課題の達成度について,当初の計画以上に進展していると判断する.本申請課題の到達目標は健全時の情報を必要とすることなく既設構造物の即時診断を簡易に行えるシステムを開発することである.初年度は特に,可視光動画像の画像相関法を用いたBaseline-free型の異常診断法を構築することを試みた.診断対象として片持ち梁を用いた数値実験を通じて,1次モード形状の不連続点をフラクタル次元解析により抽出することが可能であること,また,得られたフラクタル次元のピーク値を与える位置は仮定する損傷領域と一致することが明らかとなった.そして,橋梁模型を用いた車両走行振動実験では,橋梁模型の振動状況を撮影し,動画像に画像相関法を適用した結果,卓越周波数は別途行われた自由振動実験の結果と一致し,非接触でかつ簡便に振動応答が正確に取得できることが明らかとなった.さらに,橋梁模型を用いた車両走行実験結果から,振動応答の1次モード相当のフーリエ振幅値を計算し,フラクタル次元解析により評価することで,構造特性の変化を同定することが可能であることが分かった.そして,各計測ポイントで計算されるフラクタル次元の相対評価だけでなく,フラクタル次元を計算する際に参照される計測ポイントを考慮すると,構造特性の変化だけでなく,大まかな損傷領域の特定が可能となることが分かった.