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単調正規空間をファクターにもつ積空間の定常集合による集合論的考察

単調正規空間と色々な空間による積空間の正規性と被覆性の研究は,家本氏と平田氏との共同研究で大きく発展した。それは42ページの長編論文として2014年に出版された。最近10年間の研究をまとめた「Recent Progress in General Topology,III」(2014年出版,全903ページ)ではSzeptyckiと共著で「位相空間の被覆性」に関する研究概説が掲載された。平田氏の協力のもと単調正規空間における対角線の分離性に関する未解決問題のいくつかを肯定的に解決できた。単調正規空間とコンパクト空間による積空間においては,その正規性と対角線の分離性が同値であることも証明した。積空間の正規性や被覆性の研究は始まりが1950年以前であるから、70年近くも研究され続けてきた歴史の長い研究分野である。ここでは単調正規空間をファクターにもつ積空間の正規性や被覆性を考察の対象としており、研究代表者が始めた積空間に関する新しい研究課題である。この研究が可能になったのは、BaloghとRudin(現在では両者とも故人)により1992年に発表された論文の中で、単調正規空間の位相構造が定常重合によって明らかにされたからである。彼らの定理を用いて、単調正規空間をファクターにもつ積空間の正規性や被覆性を研究することを思いついた。定常集合は集合論的に具体的な性質をもっており、積空間の正規性や被覆性という位相構造の研究は、必然的に集合論的な考察を必要とする。今年度は単調正規空間の△-パラコンパクト性と△-正規性というそのスクウェア(2つの同じ空間による積空間)の分離性を研究対象にして研究を進めてきた。これらの分離性の性質は、スクウェアの対角線とそれと交わらない閉集合のある種の分離を意味しており、正規性(交わらない閉集合を交わらない開集合により分離することを意味する)との関連は自然な研究課題となる。また、何より興味があることは、一般順序空間が△-パラコンパクトとなることは2010年に証明されたが、もっと広範で具体的な空間で△-パラコンパクトや△-正規となるものが知られていないことである。研究代表者は平田康氏との共同研究によって、これらの問題にかなりの解決を与えることができた。その意味で単調正規空間の△-パラコンパクト性と△-正規性は、我々の研究により大きく前進したと言っても過言ではない。積空間の正規性や被覆性の研究は始まりが1950年以前であるから、少なくとも60年以上も研究されてきた歴史の長い研究分野である。ここでは特に単調正規空間をファクターにもつ積空間の正規性や被覆性を考察の対象としており、我々が最初ともいえる積空間に関する新しい研究課題である。この研究が可能になったのは、20年ほど前のBaloghとRudin(現在では両者とも故人)により単調正規空間の位相構造を定常重合によって明らかにされたからである。それは単調正規空間のファクターとどのような空間をファクターとして組み合わせた積空間を考察の対象とするかによって、種々の研究結果が得られる。1)コンパクト空間をファクターとする場合の積空間の正規性とオーソコンパクト性(被覆性の一つ)の特徴づけは、完全に終わった。2)コンパクト空間を位相ゲームにより一般化した空間に、DC-like空間と呼ばれるものがある。これをファクターにもつ積空間の正規性とオーソコンパクト性の特徴づけもほぼ終わったといえる。ただ、微妙なところで反例が成り立ってしまうという面もあり、この辺は今後の課題とも言えよう。3)1点のみ孤立点でない空間をファクターにもつという単純な場合も、予想外に発展があった。通常の積空間では、正規性の方が長方形的という性質より強いというのが一般的である。しかし、このような特殊な空間をファクターにもつ積空間では、逆に長方形的のほうが正規性よりも強いという予想外の現象が現出する。以上のようなことが分かってきたことは、当初の予想以上の成果ともいえよう。本研究の課題に関連する単調正規空間をファクターにもつ積空間における被覆性の研究は、前年度までにほぼ終了したといえる。それは平田康史氏との共著論文の形でまとめられ、それは専門誌「Topology and its Applications」掲載も決定している。代表者の40年間の研究生活の中でも最高の出来栄えの論文と言っても過言ではない。

その勢いをもってして最終年度に掲げた目標は「最も競争の激しい研究分野で論文を書く」ことである。位相空間の被覆性として、現在最も注目されているものはD-空間の研究である。その理由は40年程前に提起された基本的な問題が未解決だからであろう。最近この基本問題の否定解に近い結果が得られたが、まだ解決には程遠い。その研究の競争は当然激しい。それだけに日本では、誰もこの分野の論文を書いてはいない。代表者は長い間「被覆性研究」に従事してきただけに、この分野でも研究結果を出せることを示したかった。D-空間は有限積空間に関しては全く保存性がなく、可算積空間においてだけ肯定的結果が2008年に唯一得られた。最終年度に代表者はその結果をより一般的な場合にも成り立つことを証明した。さらにその結果は、平田康史氏の研究協力によって非可算積空間の場合にまで拡張できることを証明した。さらに代表者は「Covering properties(被覆性)」のタイトルで最近発表した研究概説において「位相空間の被覆性の研究には集合論的手法であるエレメンタリーサブモデルが、近い将来に証明に重要な役割をもつ」という予想を述べた。その例証として、この論文において主定理の証明にエレメンタリーサブモデルを応用した。近々、故Rudin教授(米)の追悼論文集として「Topology and its Applications」の特別号が出版される。この論文はそこに掲載される予定である。集合論的位相幾何学単調正規空間の単調正規空間の△-パラコンパクト性と△-正規性に関して「単調正規空間がcountable extentをもつならば、どんな△-分離性をもつか?」という問題が、2010年にBuzyakovaとBurkeによって提起された。我々(代表者と平田康史氏)は、「単調正規空間がcountable extentをもつならば、それは△-正規である」ということを証明して、この問題に肯定的解決を与えた。さらに「「単調正規空間がcountable tightnessをもつならば、それは△-正規である」も証明した。これらの十分条件によって、△-正規性について広範かつ具体的なイメージを与えることに成功した。次にBuzyakovaは2010年の論文で、△-パラコンパクト性をもつ例を与えているが、実はこの例は△-パラコンパクトでないことを示して、彼女の証明が誤りを指摘した。ついでにこの例を使った彼女の結果についても、我々は正しい証明を与えた。さらに、単調正規空間とコンパクト空間による積空間についての△-パラコンパクト性と△-正規性を考察した。その結果、この積空間においては△-パラコンパクト性、△-正規性および正規性は同値であることを証明した。これには単調正規空間におけるある種の近傍による性質を使うのであるが、この概念は我々が開発したものであり、その有効性をここで示すことができた。いずれにしても、当初からは考えられないくらい豊饒な結果を得ることができ、この分離性の研究は大きく進展したと言える。共同研究者は大分大学の家本宣幸氏と神奈川大学の平田康史氏である。私が数年前に始めた研究であり、それなりに多少の研究結果は得てきた。そして途中で家本氏に研究に加わってもらい、さらにその後に平田氏に加わってもらったという経緯である。
造血幹細胞における非対称分裂と自己複製機構の解明

神経幹細胞などにおいて非対称分裂に関わる因子として提唱されているタンパク質を含めた100種類を超える候補分子の中から、分裂期にある造血幹細胞において非対称に分布する、すなわち片方の娘細胞にのみがそれが受け継がれるものスクリーニングし、Numb,Gnai1,Pard6aの3つを見出した。現在は、これらの因子と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを作成し解析を進めているが、現在までに目立った表現型を示す組織などは見つかっていない。造血幹細胞以外の細胞で非対称分裂を起こしている可能性が示唆されている細胞として、T細胞とES細胞とがある。それら2種の細胞における培養技術とウイルス作成技術などを生かし、抗原特異的T細胞からのiPS細胞の樹立に成功した。樹立したT細胞由来iPS(T-iPS)細胞においては由来となったT細胞におけるTCR遺伝子の再構成が保存されていることを示し、そのT-iPS細胞から再びT細胞を分化誘導しても、再び遺伝子再構成が起こることは無く、由来となったT細胞と完全に同一のTCRを発現する単一の集団が得られることを確認した。また、再誘導したT細胞は、生体内のT細胞と同じように機能することを示した。更には、再誘導T細胞においてはテロメア長の最伸長が見受けられ、CCR7陽性のセントラルメモリー型を示したこと、および増殖性が更新したことと併せ、T細胞としての若返りが実現できた。上記の結果より、幹細胞生物学の最先端技術であるiPS細胞を抗原特異的T細胞から樹立し、そのT-iPS細胞から完全に成熟したT細胞への分化誘導を行うことにより、ポテンシャルの高い抗原特異的T細胞を大量に得ることができるようになることが期待され、本研究が再生医療の側面においても重要な研究と成るものと考えられる。神経幹細胞などにおいて非対称分裂に関わる因子として提唱されているタンパク質を含めた100種類を超える候補分子の中から、分裂期にある造血幹細胞において非対称に分布する、すなわち片方の娘細胞にのみがそれが受け継がれるものスクリーニングし、Numb,Gnail,Pard6aの3つを見出した。現在は、これらの因子を強制発現させるウイルスを作成し造血幹細胞に導入することで、それらの機能を検証し、非対称分裂因子としての傍証を与えることを検討中である。それら2種の細胞における培養技術とウイルス作成技術などを生かし、現在まで作成が困難とされてきたT細胞からのiPS細胞の樹立に乗り出し、それを実現することに成功した。樹立したT細胞由来iPS(T-iPS)細胞においては由来となったT細胞におけるTCR遺伝子の再構成が保存されていることを示し、そのT-iPS細胞からT細胞を分化誘導しても再び遺伝子再構成が起こることは無く、由来となったT細胞と完全に同一のTCRを発現する単一の集団が得られることを確認した。また、T-iPS細胞からはES細胞や他の臓器由来のiPS細胞に比べて効率良くT細胞への分化が可能であることを示唆するデータを得ている。免疫担当細胞であるT細胞は感染症や腫瘍治療への切り札と考えられているにも関わらず、MHC拘束性や分化誘導の難しさなどから細胞治療の面での貢献は限られているのが現状である。上記の結果より、幹細胞生物学の最先端技術であるiPS細胞を抗原特異的T細胞から樹立し、そのT-iPS細胞からT細胞への分化誘導を行うことにより、ポテンシャルの高い抗原特異的T細胞を大量に得ることができるようになることが期待され、本研究が再生医療の側面においても重要な研究と成るものと考えられる。現在は、これらの因子と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを作成し、造血幹細胞並びに多種の細胞種における表現型を解析中である。それら2種の細胞における培養技術とウイルス作成技術などを生かし、昨年度中にT細胞からのiPS細胞の樹立に成功した。また、再誘導したT細胞は、生体内のT細胞とある程度同じように機能することを示唆するデータを得ている。

神経幹細胞などにおいて非対称分裂に関わる因子として提唱されているタンパク質を含めた100種類を超える候補分子の中から、分裂期にある造血幹細胞において非対称に分布する、すなわち片方の娘細胞にのみがそれが受け継がれるものスクリーニングし、Numb,Gnai1,Pard6aの3つを見出した。現在は、これらの因子と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを作成し解析を進めているが、現在までに目立った表現型を示す組織などは見つかっていない。造血幹細胞以外の細胞で非対称分裂を起こしている可能性が示唆されている細胞として、T細胞とES細胞とがある。それら2種の細胞における培養技術とウイルス作成技術などを生かし、抗原特異的T細胞からのiPS細胞の樹立に成功した。樹立したT細胞由来iPS(T-iPS)細胞においては由来となったT細胞におけるTCR遺伝子の再構成が保存されていることを示し、そのT-iPS細胞から再びT細胞を分化誘導しても、再び遺伝子再構成が起こることは無く、由来となったT細胞と完全に同一のTCRを発現する単一の集団が得られることを確認した。また、再誘導したT細胞は、生体内のT細胞と同じように機能することを示した。更には、再誘導T細胞においてはテロメア長の最伸長が見受けられ、CCR7陽性のセントラルメモリー型を示したこと、および増殖性が更新したことと併せ、T細胞としての若返りが実現できた。上記の結果より、幹細胞生物学の最先端技術であるiPS細胞を抗原特異的T細胞から樹立し、そのT-iPS細胞から完全に成熟したT細胞への分化誘導を行うことにより、ポテンシャルの高い抗原特異的T細胞を大量に得ることができるようになることが期待され、本研究が再生医療の側面においても重要な研究と成るものと考えられる。
細胞が遊走地点に残すミグラソームの機能解析に向けたペプチド界面の設計

生体膜小胞形成は、細胞機能の制御やがんなどの疾病に関与する重要なバイオプロセスである。ミグラソームは、細胞遊走過程において、あたかも足跡を残すかのように形成される大きさ1μm程度の細胞外小胞であるが、その機能はほとんど明らかにされていない。これは、細胞培養ディッシュ上での明視野顕微鏡観察ではミグラソームが確認できないことや、ミグラソームを捕捉して解析する技術基盤が十分ではないことに起因している。本研究では、細胞が遊走地点に残す生体膜小胞であるミグラソームに着目し、その機能解析に向けたペプチド界面の設計を目的としている。本年度は、生体膜親和性ペプチドを結合した基板上で細胞を培養することで、ミグラソームの形成過程について観察するとともに、形成されたミグラソームの捕捉について検討した。生体膜小胞を安定に捕捉するペプチドの選定には、多様なペプチド配列を並列合成できるスポット合成法を用いた。細胞膜結合性を評価した結果、ミグラソームを捕捉可能なペプチド配列を探索できた。また、ペプチド修飾基板の作製には、アミノ基修飾スライドグラスを用い、C末端側をシステイン修飾したペプチドを架橋剤としてGMBSを用いて結合した。作製したペプチド修飾基板上での細胞観察においてミグラソームの形成を確認した。通常のスライドグラス上に産生されたミグラソームは、時間の経過とともに接着面から剥離されるのに対し、ペプチド界面では1日後も安定に捕捉できることが明らかとなった。以上のことから、ミグラソームを安定に捕捉できるペプチド界面を構築できたことが示唆された。本研究では、細胞培養の際に培養接着面に産生するミグラソームの安定した捕捉を行うため、細胞膜結合性を有するペプチドを設計し、ミグラソーム捕捉について検討した。細胞活性に影響のない良好な捕捉面を構築できた。細胞が産生するミグラソームの捕捉に適したペプチド界面の最適化について検討するとともに、ミグラソームの回収法について検討する。ミグラソームの機能解析を進めることで、細胞の代謝や情報伝達過程における役割などを明らかにできるものと期待される。
くさび補強型ストップホールによる疲労き裂の簡易補修法に関する研究

各種構造物において比較的長い疲労き裂が発見された場合には、簡便な応急処置としてき裂先端部にストップホールを設ける場合が多いが、単に孔を開けただけだとそこからき裂が再発してしまうことも多く、またボルト締めや添接板設置等、従来型のストップホール補強方法の適用が困難な場合も多い。そこで本研究では、くさび荷重の付与により孔端部の応力変動幅を抑制するくさび補強型ストップホールを提案し、FE解析によるくさび部材の最適化及び疲労試験による有効性の検証を行って、構造物中を進展する疲労き裂を片側からでも簡便かつ効果的に停止または抑制できる簡易補修法を構築する。平成29年度は、斜面型くさび部材の試設計及び試作を行い、き裂を模したスリット及びストップホールを模した円孔を有する鋼製平板試験片を用いて、静的載荷試験及び疲労試験を実施した。その結果、斜面型くさび部材の適用により孔端部における歪変動範囲が大幅に低減されることや、ねじ機構とプーリー・錘を用いたトルク負荷機構を有する適応くさび部材を適用した場合、疲労寿命が20倍以上に延伸されることが判明した。くさび補強型ストップホールの基本原理に関しては平成29年2月に特許出願済みだが、これに上記検証データ等を加味し、国内優先権主張出願を行った。平成30年度も斜面型くさび部材を用いた疲労試験やFE解析を継続し、くさび部材を初期締め付けするだけの単純くさび部材と、外荷重による円孔の変形に追随して自動的に延伸する適応くさび部材について、繰り返し荷重下における円孔端歪・応力の変動や寿命延伸の度合い等を詳細に比較検討し、得られた知見を論文にまとめて投稿した。また、テーパーねじ型くさび部材の試設計及び試作も行って検討したが、テーパーねじの回転可動域が予想よりも小さく、くさび部材としての十分な延伸量が期待できないため、実現困難と判断してそれ以上の検証は見送った。平成29年度は、外荷重によるストップホールの変形に自動的に適応する適応型くさび部材を実現しやすいという理由から、主な検討対象を斜面型くさび部材に絞り、FE解析を適宜援用しながら構造・形状寸法等を最適化した。また、適応型くさび部材の機構として、ねじ機構とプーリー・錘を用いたトルク負荷機構を考案した。次に、最適化された斜面型くさび部材とねじ機構及びトルク負荷機構について試設計及び試作を行い、スリット及び円孔を加工した鋼製平板試験片を用いて静的載荷試験ならびに疲労試験による検証試験を実施し、孔端部における歪変動範囲が斜面型くさび部材により大きく低減されることや、疲労寿命が大幅に延伸されることを実証した。なお、くさび補強型ストップホールの基本原理に関して平成29年2月に出願した特許に上記検証データ等を加味し、国内優先権主張出願を行った。平成30年度も、前年度に引き続き、鋼製平板試験片に斜面型くさび部材を適用した場合の疲労試験やFE解析を実施し、くさび部材を初期締め付けするだけの単純くさび部材と、外荷重による円孔の変形に追随して自動的に延伸する適応くさび部材について、繰り返し荷重下における円孔端歪・応力の変動や寿命延伸の度合い等を詳細に比較検討し、得られた知見を論文にまとめて投稿した。また、テーパーねじ型くさび部材の試設計及び試作も行って検討したが、テーパーねじの回転可動範囲が予想よりも小さく、くさび部材としての十分な延伸量が期待できないため、実現困難と判断してそれ以上の検証は見送った。以上、実施内容を絞り込んだ部分はあるが、種々の解析や実験を通して貴重な研究成果が得られ、特許出願や研究発表及び論文投稿も行っており、おおむね順調に進展していると考えられる。平成31年度は、円孔端に予めスターターノッチを加工した鋼製平板試験及び斜面型くさび部材を用いた疲労試験を行い、ストップホールからき裂が再発した場合に対するくさび補強の有効性について検証する予定である。また、耐疲労スマートペーストによる再発疲労き裂進展抑制効果についても、適宜検証実験を行う予定にしている。これらの実験及び解析で得られたデータや知見については、随時研究発表や論文投稿を行っていく所存である。各種の構造物において比較的長い疲労き裂が発見された場合には、簡便な応急処置としてき裂先端部にストップホールを設ける場合が多いが、単に孔を開けただけだとそこからき裂が再発してしまうことも多く、またボルト締めや添接板設置による従来型のストップホール補強方法の適用が困難な場合も多い。平成29年度は、くさび部材の形式として斜面型くさび部材を選択し、FE解析を援用しながら構造・形状寸法等を最適化した。また、外荷重によるストップホールの変形にくさび部材を自動的に適応させる機構として、ねじ機構とプーリー及び重錘を用いたトルク負荷機構を組み合わせ、斜面部品に対して常に一定の押圧力が負荷されるように工夫した。次に、最適化された斜面型くさび部材とねじ機構及びトルク負荷機構について、適宜材質を選定しながら試設計及び試作を行い、疲労き裂を模したスリット及びストップホールを模した円孔を加工した鋼製平板試験片を用いて、静的載荷試験ならびに疲労試験による検証試験を実施した。

その結果、斜面型くさび部材の適用により孔端部における歪変動範囲が大幅に低減されることや、適応型の斜面型くさび部材を適用した場合、スリット・円孔入り平板試験片の破断寿命が20倍以上に延伸されることが明らかとなった。くさび補強型ストップホールによる疲労き裂の補修法やくさび部材の構成に関しては、本研究課題の申請後に特許出願しているが、上記実証データや新規アイデアを加え、本年度、新たに国内優先権主張出願を行った。平成29年度は、ねじ型・斜面型・熱膨張型という3種類のくさび部材について様々な角度から検討を加えた結果、主として外荷重によるストップホールの変形に自動的に適応する適応型くさび部材を実現しやすいという理由から、主な検討対象を斜面型くさび部材に絞り、FE解析を適宜援用しながら構造・形状寸法等を最適化した。また、適応型くさび部材の機構として、ねじ機構とプーリー及び重錘を用いたトルク負荷機構を考案した。次に、最適化された斜面型くさび部材とねじ機構及びトルク負荷機構について試設計及び試作を行い、スリット及び円孔を加工した鋼製平板試験片を用いて静的載荷試験ならびに疲労試験による検証試験を実施し、孔端部における歪変動範囲が斜面型くさび部材により大きく低減されることや、疲労寿命が大幅に延伸されることを実証した。以上、実施内容を絞り込んだ部分はあるが、種々の解析や実験を通して貴重な研究成果が得られ、特許出願も行っており、おおむね順調に進展していると考えられる。各種構造物において比較的長い疲労き裂が発見された場合には、簡便な応急処置としてき裂先端部にストップホールを設ける場合が多いが、単に孔を開けただけだとそこからき裂が再発してしまうことも多く、またボルト締めや添接板設置等、従来型のストップホール補強方法の適用が困難な場合も多い。そこで本研究では、くさび荷重の付与により孔端部の応力変動幅を抑制するくさび補強型ストップホールを提案し、FE解析によるくさび部材の最適化及び疲労試験による有効性の検証を行って、構造物中を進展する疲労き裂を片側からでも簡便かつ効果的に停止または抑制できる簡易補修法を構築する。平成29年度は、斜面型くさび部材の試設計及び試作を行い、き裂を模したスリット及びストップホールを模した円孔を有する鋼製平板試験片を用いて、静的載荷試験及び疲労試験を実施した。その結果、斜面型くさび部材の適用により孔端部における歪変動範囲が大幅に低減されることや、ねじ機構とプーリー・錘を用いたトルク負荷機構を有する適応くさび部材を適用した場合、疲労寿命が20倍以上に延伸されることが判明した。くさび補強型ストップホールの基本原理に関しては平成29年2月に特許出願済みだが、これに上記検証データ等を加味し、国内優先権主張出願を行った。平成30年度も斜面型くさび部材を用いた疲労試験やFE解析を継続し、くさび部材を初期締め付けするだけの単純くさび部材と、外荷重による円孔の変形に追随して自動的に延伸する適応くさび部材について、繰り返し荷重下における円孔端歪・応力の変動や寿命延伸の度合い等を詳細に比較検討し、得られた知見を論文にまとめて投稿した。また、テーパーねじ型くさび部材の試設計及び試作も行って検討したが、テーパーねじの回転可動域が予想よりも小さく、くさび部材としての十分な延伸量が期待できないため、実現困難と判断してそれ以上の検証は見送った。
ナミアゲハの植物への適応の生態学的研究とその成果に基づく探究教材開発および実践

生物は自然界で生き残って子孫を残すよう、多様で精緻な「しくみ」や「ふるまい」を進化させているが、その教材活用の事例は少ない。生態学と理科教育の専門的研究者が協力し、教材開発を指向した新規の基礎研究を実施した。外来植物ヘンルーダを与えて育てたナミアゲハ幼虫が、本来の寄主である柑橘類を与えても摂食せず、植物から逃げ出す現象を一部解明した。また、ヘンルーダを与えた場合の摂食行動と幼虫の成長率を調査し、ナミアゲハが外来植物ヘンルーダに未だ完全には適応していないことを明らかにした。これらの基礎研究の成果を基に、児童生徒が主体的にナミアゲハの「ふるまい」を探究するような学習教材のアイデアを提示した。ナミアゲハが通常利用しているカンキツ類に対して持つ適応を、適応が不十分な対照植物としてヘンルーダRuta graveolensを用いて調査した。本年度は大量個体別飼育技法の確立と、ヘンルーダとカンキツ上におけるナミアゲハの生態を予備調査し、ナミアゲハのヘンルーダへの非適応を明らかにすることを試み、一定の成果を得た。大量飼育技法は40個体のナミアゲハを卵から成虫まで個体ごとに育成し、なおかつ個体ごとの詳細な生育データ(生存率、摂食乾燥量、体重増加量、排泄量、幼虫各令期の長さ、摂食量から排泄量を引いた吸収量、吸収量を摂食量で除した消化効率、体重増加量を吸収量で除した同化効率)を得ることに成功した。餌供給量、恒温器内の余剰スペースは十分であり、次年度は計100頭以上の個体別飼育が可能であることが明らかになった。ヘンルーダとカンキツ上におけるナミアゲハの生態比較は、上記の40個体を用いて行ったもので、半数はヘンルーダを与え、半数はカンキツ類であるグレープフルーツを与えて飼育を行った。これらの幼虫について上記のような生態的パラメータを得て比較を行った。ナミアゲハはヘンルーダ上で高い死亡率を示し、非適応の可能性を示した。ただし、これは例年見られない高い死亡率であり、データを再調査する必要が認められた。本研究年度特有の現象、例えば気候などヘンルーダの育成環境が通常とは異なり、餌としての質が低下したなどの可能性が考えられる。生き残った個体について生育パラメータを比較すると、消化効率と同化効率では植物間で大きな差は見られなかったが、摂食量(湿重量)あたりの摂食量(乾燥重量)では大きな差が見られ、ヘンルーダが水分を多く含む効率の悪い植物である可能性が示された。ただし、先に示したように本年度供試したヘンルーダが質の悪いものであった可能性が示唆されるため、追試を行う必要がある。ナミアゲハが通常利用しているカンキツ類に対して持つ適応を、適応が不十分であると予測される植物ヘンルーダを用いて調査した。本年度は、前年度開発した大量飼育法を用いて実験を行い、前年度観察されたヘンルーダで飼育したナミアゲハが高い死亡率を示した現象に関する追試を行った。前年度の実験で得られた死亡率95%という結果は、本研究で用いた大量飼育法が不適当である可能性、あるいは本実験で供試したヘンルーダの質が著しく悪かった可能性を示唆している。そこで、本年は新規に入手したヘンルーダを用いて、昨年度と同様の実験を行った。結果として死亡率は極めて低く本実験法の適切性を示唆するものとなった。飼育時には個体毎の詳細な生態的データ(摂食量・体重増加量・幼虫各令期の長さ・摂食量から排泄量を差し引いた吸収量・吸収量を摂食量で割った吸収率・体重増加量(湿重)を吸収量(乾重)で割った相対同化率)を算出した。ヘンルーダとカンキツの上記データを比較すると、総合的なエサ質(体重増加量を摂食量で割ったもの)はヘンルーダが高かった。このことはナミアゲハが普段利用していないヘンルーダが栄養的には好適なエサであることを示唆している。しかしながら、ヘンルーダを供試された場合の摂食量は多くはなかった。ナミアゲハの幼虫はヘンルーダが良いエサであることを認識できなかったものと思われる。また、産卵行動中にメス成虫にヘンルーダとカンキツを選ばせた場合、カンキツに多くの卵を産んだ。これらのことから、ヘンルーダが良いエサであると言うことを認識する能力は、ナミアゲハにまだ進化していない可能性が示された。また、これらの結果から教科書研究を行い、現行の高校生物教科書でエサの選り好みが扱われていないことを明らかにした。ナミアゲハのエサの選り好みを取り扱う教材を開発することで、進化と適応に関するより深い理解を促せることを考察した。ナミアゲハが通常利用しているカンキツ類に対して持つ適応を、適応が不十分であると予測されるヘンルーダを比較対象として調査した。昨年度までは葉が一枚はいる程度の小型容器における行動や成長の観察調査を行ったが、本年度はヘンルーダの鉢植えを用いて、植物体上の立体空間の利用様式について観察、調査した。昨年度までの容器内飼育や学校授業での実践が行われている鉢植え上での複数個体飼育では、枝や葉の切り落としが見られた。これは切断部より先に摂食可能な部位が残っているにも、生じる現象であり、ナミアゲハがヘンルーダに対する非適応を示したものである可能性があった。すなわち、柑橘類に比較してヘンルーダの葉や茎は柔弱で、幼虫たちが誤って切り落としている可能性があった。

本年はこの仮説を確かめるべく、20株のヘンルーダ上にそれぞれ2個体のナミアゲハ弱齢幼虫を供試し、その成長と、葉や茎の切り落としを観察した。しかしながら、鉢植え上では、葉や茎の切り落としはそれほど頻繁に見られず、幼虫も正常に成長した。このことから、ナミアゲハは一鉢上に多くの個体が飼育される過密状態や、葉や茎以外にも足場がある飼育容器の中では切り落としを行うものの、実際の植物の上ではよりうまく行動し、無駄なくエサを利用していることが判明した。ヘンルーダ上の幼虫は、摂食行動中以外は決まった場所に静止していた。静止場所を決める際にその周囲に糸を張り巡らせており、これは柔弱で不安定な足場であるヘンルーダにもうまく適応出来ていることを示していた。これは、幼虫がカンキツの柔弱な若葉を利用する際の適応である可能性、その適応がヘンルーダ利用の前適応となっている可能性を示唆している。生物は自然界で生き残って子孫を残すよう、多様で精緻な「しくみ」や「ふるまい」を進化させているが、その教材活用の事例は少ない。生態学と理科教育の専門的研究者が協力し、教材開発を指向した新規の基礎研究を実施した。外来植物ヘンルーダを与えて育てたナミアゲハ幼虫が、本来の寄主である柑橘類を与えても摂食せず、植物から逃げ出す現象を一部解明した。また、ヘンルーダを与えた場合の摂食行動と幼虫の成長率を調査し、ナミアゲハが外来植物ヘンルーダに未だ完全には適応していないことを明らかにした。これらの基礎研究の成果を基に、児童生徒が主体的にナミアゲハの「ふるまい」を探究するような学習教材のアイデアを提示した。昨年度は野外温室を設置して、幼虫の植物上の行動や、成虫の産卵行動を観察する予定であった。しかしながら、事務手続きの問題から設置ができなかった。幼虫の行動については室内実験を行ったが、条件制御がうまくいかず再実験の必要がある。また、産卵実験については、室内に設置したケージ内での予備的実験を行い、一応の成果を得た。具体的成果については、論文発表の後掲載生態学前年度に実施できなかった野外実験を早急に行う。観察済みのヘンルーダ上での非適応的行動を、ICTあるいは演示実験教材として提供するための技術開発、実践データの収集を行う。当初の予定では本年度の内に野外温室を設置し、野外環境におけるナミアゲハの成虫や幼虫の生態調査を実施する予定であったが、申請手続きのため、本年度中の設置ができず、恒温装置を用いた実験を主に行った。本年度の到達目標である室内での個体別大量飼育法の確立とエサ質に関する予備的調査は「研究実績の概要」で示したようにほぼ実現できており、次年度以降、これをさらに発展させることを計画している。探究教材としては研究協力者の授業実践が進められており、次年度以降、授業実践に本研究の基礎調査結果を反映させることを試みる。実験動物飼育のための温室を購入する予定であったが、申請上の問題により延期せざるを得なくなった。このため、次年度に温室の購入と、その中での実験を繰り延べて行うこととした。本年度実施できなかった野外温室の設置を早急に行い、温室内での飼育実験を行う。本年度の技術開発と予備調査の結果を用いて、ヘンルーダに対するナミアゲハの非適応の実態を把握する。特に観察済である過齢脱皮現象(通常より多くの回数脱皮して成虫化する現象)に注目し、軟質なヘンルーダ上と、硬質なカンキツ成葉上での発生率の差などを明らかにする。また、本年度観察された通常でない高い死亡率についても注目し、(苗の育成環境など)
核廃棄物地層処分の安全性評価手法としての花崗岩体のき裂評価法

1.野外調査に基づく花崗岩き裂のキャラクタリゼーション中部領家花崗岩類の伊奈川花崗岩体に対して,フィールド調査による巨視き裂の観察を行いその走向・傾斜方向と,室内における弾性波速度測定結果との相関を検討した。その結果、巨視き裂が3方向に卓越する露頭試料においては弾性波速度の異方性と巨視き裂の方向に相関が認められた一方、せん断き裂が卓越する露頭試料においては,弾性波速度の異方性と巨視き裂方向とが一致しないことが明らかとなった。このことから、せん断き裂が卓越する場合,弾性波速度の異方性から巨視き裂構造を類推できない場合があることが分かった.定方位試料を用いた弾性波速度の異方性の評価に基づき巨視き裂構造を推定する場合,弾性波速度測定と合わせて広域的な断層の方向を加味することがより精度よいき裂構造の推定に必要であることを明らかにした。2.き裂内間隙構造ならびに流体流路のキャラクタリゼーション100MPa程度までの地殻応力条件において引張型花崗岩き裂における流体流動特性、ならびにき裂のかみ合わせ変位による流体流動特性の変化を明らかにするために、室内実験と流動シミュレーションとを組み合わせることにより、き裂内間隙構造と流動経路との関係を明らかにすることを試みた。その結果、引張型き裂の透水性は、垂直応力の増加とともに急激に減少し、40-50MPaより高い垂直応力においては透水性がほぼ一定となる一方、流動経路はき裂内のある特定部分だけが主要な流路として作用するチャネリングフローが生じ、高応力条件においてチャネリングフローが顕在化することが明らかとなった。本研究において、透水実験と流動シミュレーションとを組み合わせて、ある地殻応力にあるき裂において、マクロな流体流動特性である透水率だけではなく、ミクロな流体流動特性である流路構造を考慮したき裂流動特性の評価方法を提案した。高レベル放射性核廃棄物の地層処分が検討され,そのもっとも可能性の高い岩種として,比較的大きな岩体として本邦に広く分布する花崗岩が対象として考えられている.花崗岩はマグマからの固結物質であり,このため岩体内部には冷却と上昇過程でさまざまなき裂が生じている.岩体のき裂のキャラクタリゼーションとして,露頭規模のき裂構造(巨視き裂)と顕微鏡レベルのき裂構造(微視き裂)との関係,およびき裂の方向性に関する知見を得る目的で検討を行った.その結果,急速な冷却・上昇過程を経験した岩体のき裂構造は,基本的には平行六面体であり,その結果,3方向の卓越方向があることがわかった.さらに,巨視き裂と石英内部の微視き裂の定方位性には強い相関があることがわかった.これらの結果から,花崗岩体の冷却き裂構造は,石英の微視き裂構造の発達がきわめて重要な要因であることを示している.さらに,この微視き裂構造の優劣(3方向のき裂の定方位性)を弾性波伝播速度の変化の程度から明らかにすることを試みた.き裂に直行する方向の弾性波伝播速度は,平行もしくは斜交する方向の伝播速度に比べて遅くなることが知られている.この性質を利用して,き裂構造の優劣を明らかにし,特に第四紀の花崗岩では,微視き裂構造,巨視き裂構造および弾性波伝播速度とによい相関を認めることができ,弾性波伝播速度からき裂構造の優劣を決定できることを見いだした.これらの結果を基に,より複雑な冷却・上昇史を経験した他地域の花崗岩体のき裂構造についての評価を試みる.

本研究では中部領家花樹岩類を対象に,フィールド調査による巨視き裂の観察および走向・傾斜の測定,弾性波伝播速度測定,微視き裂の観察および走向・傾斜の測定を行うことにより,以下のことが明らかになった.伊奈川花南岩体北東部においては3方向に卓越するき裂によってブロック状構造が形成されており,これらのき裂系は岩体の冷却にともなう引張り割れであると考えられる.一方,この地域では中央構造線に平行なNE-SW系,および阿寺断層に平行なNW-SE系の断層が多く存在する.伊奈川花崗岩体南西部および古期領家花崗岩類では,NE-SW系,NW-SE系のせん断き裂が卓越していることから,これらのき裂は中央構造線および阿寺断層断層の運動に関係する広域的な地殻応力の影響を強く受けて形成されたと考えられる.伊奈川花崗岩体について,定方位サンプルを用いて弾性波伝播速度測定および微視き裂の方位測定を行った.その結果,弾性波伝播速度の異方性と巨視き裂の方向とには相関が認められ,巨視き裂の優劣順を弾性波伝播速度の大小関係から知ることが可能である.法線方向の弾性波伝播速度が最小となる方向のriftplaneにはhealed crackが卓越し,弾性波伝播速度の異方性はhealed crackの配向性の影響をうけている.一方,open crackはrift planeに卓越せず,これはopen crackの開口幅が大きいために,減衰により弾性波が伝播しないためであると考えられる.定方位試料を用いて弾性波の伝播速度の異方性を計測することにより,巨視き裂の優劣順を推定することが可能であったが,これと合わせて,広域的な断層の方向を加味した判断をすることにより,より精度の高いき裂構造の推定が可能であるといえる.1.野外調査に基づく花崗岩き裂のキャラクタリゼーション中部領家花崗岩類の伊奈川花崗岩体に対して,フィールド調査による巨視き裂の観察を行いその走向・傾斜方向と,室内における弾性波速度測定結果との相関を検討した。その結果、巨視き裂が3方向に卓越する露頭試料においては弾性波速度の異方性と巨視き裂の方向に相関が認められた一方、せん断き裂が卓越する露頭試料においては,弾性波速度の異方性と巨視き裂方向とが一致しないことが明らかとなった。このことから、せん断き裂が卓越する場合,弾性波速度の異方性から巨視き裂構造を類推できない場合があることが分かった.定方位試料を用いた弾性波速度の異方性の評価に基づき巨視き裂構造を推定する場合,弾性波速度測定と合わせて広域的な断層の方向を加味することがより精度よいき裂構造の推定に必要であることを明らかにした。2.き裂内間隙構造ならびに流体流路のキャラクタリゼーション100MPa程度までの地殻応力条件において引張型花崗岩き裂における流体流動特性、ならびにき裂のかみ合わせ変位による流体流動特性の変化を明らかにするために、室内実験と流動シミュレーションとを組み合わせることにより、き裂内間隙構造と流動経路との関係を明らかにすることを試みた。その結果、引張型き裂の透水性は、垂直応力の増加とともに急激に減少し、40-50MPaより高い垂直応力においては透水性がほぼ一定となる一方、流動経路はき裂内のある特定部分だけが主要な流路として作用するチャネリングフローが生じ、高応力条件においてチャネリングフローが顕在化することが明らかとなった。本研究において、透水実験と流動シミュレーションとを組み合わせて、ある地殻応力にあるき裂において、マクロな流体流動特性である透水率だけではなく、ミクロな流体流動特性である流路構造を考慮したき裂流動特性の評価方法を提案した。
情報概念と生命概念の相互関係についての歴史的・理論的研究

情報概念と生命概念の相互関係について歴史的・理論的に分析してきたが、一方でテューリングやノイマンらの理論研究が、抽象的な形で生命概念にたどりつきをもったのに対し、DNAの発見以降の分子生物学では、概念的用語として情報理論関係のものが転用されている。それらは、さかのぼれば、シュレディンガーの『生命とは何か』におけるエントロピーについての議論につながるが、その問題を理論的にどう統一するかが今日の重要な自然哲学的課題であり、特に自己組織化、自己生成系(システム)についての理論的分析が鍵となる。それはまた、人工知能研究におけるバイオ化、生命指向において、暗黙知などや身体知をどう扱うかという問題とも関連している。そしてそれらにおいて何をもって「説明」とみなすかという問題があり、それらは、現代における「自然哲学の復興」ともかかわってくる。進化論的認識論(ホパーらの)や行動学における学習理論(ローレンワなど)との関連もさらに見出されたが、それらの同時並行的独立研究であり、それらを今日の立場から理論的に関係づけを行なったことが今年度の本研究の成果である。今世紀後半の最大の科学的業績としてのDNAの分子構造の発見と、コンピュ-タ-の実用化に伴う認知科学の成立が、情報概念と生命概念を統一的に把握することを通して、新たな自然観をさししめすことを明らかにするための研究を開始した。本年度は、まずこの問題についての一次文献・二次文献を集めた。また特に近年刊行があいついでいる、欧米の生命論史、生物学の哲学、理論生物学、認知科学、人工知能研究に関する文献を、複写をも含めて重点的に集めた。またあわせてこの問題に関心をもっている研究者の研究書、論文等をも収集した。それらをふまえて今日の水準を把握するとともに、問題点を整理し、中問段階での成果をまとめ関係者と討論し、問題の所在と今後の展望を明らかにした。基本的には当初の計画通り研究が進んでいるが、一部の文献リストは、アンソロジ-が出され作成の必要がなくなり、また生物物理学関係、構造生義生物学関係にも視野を広げる必要が生じた。情報の概念は、上記二領域だけでなく、哲学的意味論などでも使われており、また生命の進化、自己組織化渦程を扱っている理論でも、情報という用語が使われていない場合を含めて、内容的に同じ事柄が扱われていることもある。しかしながらこれらがどのような相互関連をもっているのかについては今後に検討する必要がある。また生命の概念は、進化と関連づけて、進化するものとして一般化する必要があることも明らかにされた。平成3年度に行なった、この問題についての一次文献、二次文献及びこの問題に関心をもっている研究者の論文等を収集し、今日の水準を把握し、問題点を整理する作業をうけて、本年度は、特に19世紀後半以降の研究を重点的に行なった。昨年度得られた知見によって、今日の問題からみて重要でありながら、これまで注目されていなかった文献等を明らかにすることを試みた。今年度の研究によって明らかになったことは、理論的な側面から言えば、物理主義、あるいは一般的に自然主義の立場を特に認識論的な場面に適用する場合の問題点であり、そのことは今日の進化論的認識論をどうとらえるかにしても関連している。その問題は科学的説明における実在論と道具主義の対立とも結びついている。後者が科学の成功を進化論的な適応としてとらえるのは示唆的であり、この点について次年度以降さらに研究を進める必要のあることが明らかになった。そのことは歴史的な側面とも関連している。19世紀後半にダーウィンの進化論が出た後でそれに対していろいろな反応があった。特に注目すべきものはフランスの科学哲学者、科学史家デュエムである。彼は一般に科学理論の道具主義の提唱者として、デュエム-クワイン・テーゼの先駆者として知られている。しかし、彼は同時に実在論者でもあり、この点について従来あまり深められてこなかったので、次年度以降さらにこれらがどう彼の内部において統一されていたのかといった点について研究していくことが必要なことが明らかになった。
マルチメディア移動体通信に適した帯域割り当て方式に関する研究

マルチメディア移動体通信に適した帯域割り当て方式に関して、平成16年度は次の2つの課題について研究を行った。1.ソフトハンドオフ環での不均一トラヒック下における帯域割り当て方式の性能評価昨年度の研究により,ソフトハンドオフ環境における,通信切断を低減できる帯域割り当て方式を明らかにした.しかしながらこれらの研究では,セル毎の呼の発生割合や端末の移動方向特性を,全てランダムで均一であると仮定していた.実際の通信環境では,場所によりユーザ密度も異なり,呼の発生割合も均一ではない.また端末が集中的に目的地とする場所も多く存在する.そこで本研究では,ソフトハンドオフ環境において不均一トラヒックでのハンドオフ呼の切断を小さくする帯域割り当て方式を提案した.端末からの発呼を受け帯域割り当てが行われると,帯域を割り当てた基地局とその端末が存在するセルの情報から,端末密度の高いセルを推測し,そのセルにいる端末の接続基地局を比較的空いているところへ変更させる.計算機シミュレーションによる性能評価の結果,提案方式を用いない場合と比較して呼切断率を低減することができた.2.垂直ハンドオフを用いたハイブリッド型帯域割り当て方式に関する性能評価端末の物理的な移動に対して接続基地局が切り替わるハンドオフに対して,無線アクセス方式の違いなどにより範囲が異なるセルの基地局を,端末が移動することなく切り替わることを垂直ハンドオフと呼ぶ.本研究では垂直ハンドオフの考えを応用し,従来のセルラーネットワークの各セルから一部の周波数を提供させ,この周波数を使って広域のセルを構築した.そして端末の移動方向や帯域の使用状況に応じて,通常のセルと広域のセル間のハンドオフを行わせる方式を提案した.その結果,端末の発生頻度や移動特性に偏りがある不均一トラヒックでは,広域セルの帯域が有効に利用され全体として特性が改善されること計算機シミュレーションにより示した.マルチメディア移動体通信に適した帯域割り当て方式に関して、平成14年度は次の2つの課題について研究を行った。1.呼切断率の予測に基づく帯域割り当て方式の提案マルチメディア端末から通信要求の発呼があった場合、従来は他セルより移動してくる呼(ハンドオーバ呼)のみが使用できる帯域を除いた空き帯域を呼受付の基準としていた。これに対し本研究では、呼受付の基準としてハンドオーバ呼切断率の推測値を用いる方式を提案した。発呼を受けたセルの基地局は、自セルあるいは隣接セルにおける端末数や各端末の使用帯域、過去一定時間の移動パターンを用いてそのセルにおける呼切断率の推定値を計算する。そして、得られた値がある閾値より小さい場合に呼を受け付け、その要求帯域を割り当てる。計算機シミュレーションによる性能評価の結果、従来の帯域割り当て方式と比較して呼切断率を低減することができた。2.不均一トラヒックが帯域割り当て方式に与える影響の性能評価従来の帯域割り当て方式や1で提案した方式による性能評価は、これまで端末の動きが統計的に均一であるという条件のもとで行われてきた。実際の通信環境では端末の移動先となりやすいセル(ホットスポット)が存在し、さらにホットスポットが時間とともに変化する場合もある。そこで本研究ではホットスポットが時間変動する不均一トラヒックにおける様々な帯域割り当て方式の性能を計算機シミュレーションにより評価した。さらに、1で提案した呼切断率の予測精度を高める手法を提案し、その評価も行った。その結果、均一トラヒックでは良い性能を示していた1の予測方式が、トラヒックの不均一条件によっては他方式より劣ることが分かった。そして、トラヒック条件に応じて帯域割り当ての方式を変化させることにより、単一方式よりもよい性能が得られることが分かった。マルチメディア移動体通信に適した帯域割り当て方式に関して、平成15年度は次の2つの課題について研究を行った。1.ソフトハンドオフ環境での帯域割り当て方式の提案昨年度の研究により,マルチメディア移動体通信における,接続基地局切り替え(ハンドオフ)時の通信切断を低減できる帯域割り当て方式を明らかにした.しかしながらこれらの研究は,基地局から無線電波が届く範囲であるセルの重複を一切考慮せず,端末が接続できる基地局の数を高々1とするハードハンドオフ環境に対して行われていた.実際の移動体通信では,複数のセルが互いに重複し,移動端末が同時に複数の基地局との接続を維持しながら接続基地局を徐々に変更していくソフトハンドオフ環境が多く用いられている.そこで本研究では、ソフトハンドオフ環境においてハンドオフ呼の切断を小さくする帯域割り当て方式を提案した.発呼を受けたセルの基地局は,発呼した端末が接続可能な全ての基地局に対して要求を行い,最も帯域に余裕のある基地局が端末の受付を行う.さらに定期的に隣接基地局同士で帯域使用状況などの信号を交換し,その情報に基づき端末の接続基地局を変更させる.計算機シミュレーションによる性能評価の結果、提案方式を用いない場合と比較して呼切断率を低減することができた。2.ソフトハンドオフ環境に適した帯域予約方式に関する性能評価1でおこなった研究ではソフトハンドオフ環境に適した帯域割り当て方式を提案した.帯域割り当てを効率よく行うには,ハンドオフ呼を優先して受け付けられるようにするために,適当な帯域予約方式を組み合わせることが必要となる.そこで,これまでハードハンドオフで提案されてきた帯域予約方式をソフトハンドオフ環境で用いた場合の性能評価を行った.その結果,ハードハンドオフ環境では影響に差が出なかったいくつかの方式に関して,ソフトハンドオフ環境では性能に有意な差が生じることが示された.また,新たにソフトハンドオフの性質を考慮した帯域予約方式を提案し,その有効性を計算機シミュレーションにより示した.マルチメディア移動体通信に適した帯域割り当て方式に関して、平成16年度は次の2つの課題について研究を行った。1.ソフトハンドオフ環での不均一トラヒック下における帯域割り当て方式の性能評価

昨年度の研究により,ソフトハンドオフ環境における,通信切断を低減できる帯域割り当て方式を明らかにした.しかしながらこれらの研究では,セル毎の呼の発生割合や端末の移動方向特性を,全てランダムで均一であると仮定していた.実際の通信環境では,場所によりユーザ密度も異なり,呼の発生割合も均一ではない.また端末が集中的に目的地とする場所も多く存在する.そこで本研究では,ソフトハンドオフ環境において不均一トラヒックでのハンドオフ呼の切断を小さくする帯域割り当て方式を提案した.端末からの発呼を受け帯域割り当てが行われると,帯域を割り当てた基地局とその端末が存在するセルの情報から,端末密度の高いセルを推測し,そのセルにいる端末の接続基地局を比較的空いているところへ変更させる.計算機シミュレーションによる性能評価の結果,提案方式を用いない場合と比較して呼切断率を低減することができた.2.垂直ハンドオフを用いたハイブリッド型帯域割り当て方式に関する性能評価端末の物理的な移動に対して接続基地局が切り替わるハンドオフに対して,無線アクセス方式の違いなどにより範囲が異なるセルの基地局を,端末が移動することなく切り替わることを垂直ハンドオフと呼ぶ.本研究では垂直ハンドオフの考えを応用し,従来のセルラーネットワークの各セルから一部の周波数を提供させ,この周波数を使って広域のセルを構築した.そして端末の移動方向や帯域の使用状況に応じて,通常のセルと広域のセル間のハンドオフを行わせる方式を提案した.その結果,端末の発生頻度や移動特性に偏りがある不均一トラヒックでは,広域セルの帯域が有効に利用され全体として特性が改善されること計算機シミュレーションにより示した.
ゴマ粕の食用資源化に有効なフィチン酸の溶出分離に関する研究

未焙煎ゴマ脱脂粕(竹本油脂製)および170°C30分焙煎後搾油した焙煎ゴマ粕を粉砕後、ヘキサンにより脱脂、風乾しウィレ-型ミルで再粉砕して1mmの円孔ふるいを通して試料とした。フィチン酸の定量法はLatteらの方法を選び、アニオ交換樹脂AG1-X4,100-200mesh(SIGMA)を用いた。未焙煎ゴマ粕により、フィチン酸の溶出液、溶出時間等を検討した結果、塩酸の場合、1N濃度がピークで4.8%(w/w)、また5mMクエン酸2.5mM乳酸混液で5.1%(w/w)のフィチン酸が除去された。溶出時間については2時間以降溶出量は増加したが、有意差は認められなかった。焙煎ゴマ粕については、同条件で各々6.7%、4.5%のフィチン酸が溶出分離された。1NHClあるいは5mMクエン酸2.5mmM乳酸混液により、ゴマ脱脂粕からフィチン酸を溶出分離した場合に、リグナン類が同時に溶出していないかを高速液体クロマトグラフィーにより検討した。両者ともに酸性溶液のために、セサモリンがサミンおよびセサモ-ルに分解して溶出したが、セサモリンに関しては現在、その生理効果が認められていないことから問題はないと思われた。セサミンについては、未焙煎ゴマ粕に残存するセサミン0.018%の約10%、焙煎ゴマ粕中のセサミン0.078%のうち約4%が損失していた。さらにフィチン酸を分離除去したゴマ粕をパンに添加したところ、官能検査により食味の向上が認められたものの、膨化体積は減少し、Pの減少に起因することが考えられた。以上、低濃度の5mMクエン酸2.5mM乳酸混液を用いて、ゴマ脱脂粕からフィチン酸が十分に溶出除去できた。同時に溶出するリグナン類の損失も無視できる程度であり、栄養面あるいは嗜好面では改良できたといえる。しかし、パンの膨化体積を減少させるという、物性面での新たな問題が生じた。