hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジルコニア中の水素挙動の光電気化学的研究

交流インピーダンス法およびガス放出法によりジルコニウム酸化物(単斜晶)の電気伝導度ならびに水素溶解度を測定した。電気伝導度の温度および水蒸気圧依存性を評価し、水蒸気圧の増加にともなう電気伝導率の増加は、試料に侵入したプロトンの寄与であることを見出した。また、水素溶解度の温度依存性を評価し、それらより水素の拡散係数を求めた。さらにジルコニウム酸化膜中の水素の化学状態を光電気化学的測定法および離散変分Xα分子軌道計算により研究した。水素添加がジルコニウム酸化膜の光電気化学的特性に与える影響を光電流スペクトルより評価し、水素添加によりジルコニウム酸化膜のエネルギーギャップ内に新しいエネルギー順位が生成することが見出された。また水素添加により引き起こされる電子状態の分布をモット・ショットキー理論より評価した。電子構造の計算より、水素添加は他の原子のイオン結合性に大きな影響を及ぼさず、また水素の結合性も低いことがわかった。このように水素添加の電子機構を化学結合特性の観点から議論し、ジルコニウム合金の腐食挙動・水素吸収挙動に関係する酸化膜の透過性に関する知見も得られた。1.ジルコニウム酸化膜中の水素用溶解度の測定ジルコニウム酸化膜中の水素溶解度を測定した。2.ジルコニウム酸化膜の光電気化学測定(1)装置の購入電気化学測定用に、ポテンショガルバノスタットの購入、および電気化学セルの設計・制作をおこなった。また、光発生用に、Xeランプ、モノクロメーターおよび光パワーメーターを購入した。(2)試料作成Zr試料について、水又は水蒸気中で腐食させた2種類の酸化膜厚さを持つ試料、空気中で酸化させた試料、および空気酸化により得られた酸化膜に水素イオンを注入した試料を作成した。(3)測定上記、装置及び試料を用いて本研究での実験が正常に動作することを確認した。現在は、光電気化学の測定中である。(4)解析電気化学測定結果の解析と合わせて、分子軌道法による計算を行った。
ユビキチン化反応による小胞体の柔軟な形状変化

小胞体はチューブ構造とシート構造からできている。チューブ構造はthree-way junctionと呼ばれる部位で連結することで網目構造を形成している。網目構造はthree-way junctionの形成や消失を繰り返しながらダイナミックに形状を変化させている。Three-way junctionは膜変形タンパク質によって支えられている。したがってthree-way junctionの形成や消失には膜変形タンパク質の合成や分解による量の制御が関わると考えられるがその分子機構は分かっていない。小胞体でのタンパク質の分解機構としてユビキチンープロテアソーム系やERファジーが知られている。Lunaparkはthree-way junctionに局在するタンパク質で、ユビキチンリガーゼを持つことが報告されている。私はlunaparkが膜変形タンパク質をユビキチン化して分解することで、小胞体の網目構造の形状を変化させると考えている。本年度は、lunaparkがユビキチン化する膜変形タンパク質の探索を行い、以下の結果を得た。2)LunaparkがXのユビキチン化を促進した。3)Xの欠失変異体を用いた解析によりlunaparkによって促進されるXのユビキチン化領域を明らかにした。このように本年度は、lunaparkのユビキチンリガーゼ活性による小胞体の形状変化の分子機構について当初の計画とおりの成果をあげることができた。Lunaparkがthree-way junctionの形成に関わる膜変形タンパク質Xのユビキチン化を促進することを見出した。また、欠失変異体を用いた解析によりlunaparkによって促進されるXのユビキチン化領域を明らかにすることができた。Lunaparkのユビキチンリガーゼ活性による小胞体の形状変化の分子機構を明らかにするという目的に対して、おおむね順調に研究が進展している。1)小胞体の形状変化時のlunaparkによる膜変形タンパク質へのユビキチン化反応の促進Lunaparkのユビキチンリガーゼ活性の抑制が小胞体のチューブ構造の維持に必要であることを予備的な研究結果から得ている。この結果から小胞体の形状変化にlunaparkのユビキチンリガーゼの活性化が関わることが考えられる。そこで小胞体のチューブ構造がシート構造へと変わる細胞分裂期、および小胞体ストレスの環境下でlunaparkが活性化しているかを、前年度同定したXを含む膜変形タンパク質へのユビキチン化反応を測定することで検討する。2)Lunaparkによるユビキチン化反応に続くシート構造を支えるタンパク質量の増加Lunaparkによって小胞体のチューブ構造を支えるタンパク質が分解され、シート構造が増える際にシート構造を支えるタンパク質が増加するかは不明である。シート構造を支えるタンパク質としてCLIMP63が知られている。そこで、細胞分裂期や小胞体ストレスを与えた際にCLIMP63のタンパク質量が増加するかをイムノブロットにより調べる。またlunaparkをノックダウンした際にCLIMP63の増加が抑制されるかも測定し、CLIMP63の増加にlunaparkが必須であるかを調べる。3)Lunaparkによる膜変形タンパク質へのユビキチン化阻害時の小胞体の形状変化Lunaparkによる膜変形タンパク質のユビキチン化反応が小胞体の形状変化に必要であるかを調べる。膜変形タンパク質の野生型、およびユビキチン化部位のリジンをアルギニンに置換した変異体をCOS-7細胞にトランスフェクトする。細胞分裂期や小胞体ストレスを与えた時の小胞体の形状を免疫染色により観察する。小胞体の形状が野生体では変化し、変異体では変化しないかに着目する。

この結果から小胞体の形状変化にlunaparkのユビキチンリガーゼの活性化が関わることが考えられる。そこで小胞体のチューブ構造がシート構造へと変わる細胞分裂期、および小胞体ストレスの環境下でlunaparkが活性化しているかを、前年度同定したXを含む膜変形タンパク質へのユビキチン化反応を測定することで検討する。2)Lunaparkによるユビキチン化反応に続くシート構造を支えるタンパク質量の増加Lunaparkによって小胞体のチューブ構造を支えるタンパク質が分解され、シート構造が増える際にシート構造を支えるタンパク質が増加するかは不明である。シート構造を支えるタンパク質としてCLIMP63が知られている。そこで、細胞分裂期や小胞体ストレスを与えた際にCLIMP63のタンパク質量が増加するかをイムノブロットにより調べる。またlunaparkをノックダウンした際にCLIMP63の増加が抑制されるかも測定し、CLIMP63の増加にlunaparkが必須であるかを調べる。3)Lunaparkによる膜変形タンパク質へのユビキチン化阻害時の小胞体の形状変化Lunaparkによる膜変形タンパク質のユビキチン化反応が小胞体の形状変化に必要であるかを調べる。膜変形タンパク質の野生型、およびユビキチン化部位のリジンをアルギニンに置換した変異体をCOS-7細胞にトランスフェクトする。細胞分裂期や小胞体ストレスを与えた時の小胞体の形状を免疫染色により観察する。小胞体の形状が野生体では変化し、変異体では変化しないかに着目する。
進行性腎障害におけるLOX-1と酸化ストレスの役割についての分子生物学的検討

進行性腎障害の原因を究明するいくつかの研究計画のうち、最近とくに注目されている糸球体足細胞障害におけるLOX-1と酸化ストレスの役割に焦点をあて、解析を進めた。障害としては、動物モデルで足細胞障害によるネフローゼを来たすことがわかっているピュロマイシンを用い、ピュロマイシンが培養足細胞のアポトーシスやコラーゲン発現を誘導する過程において、酸化ストレスといくつかの抗酸化物質の役割を検討した。その結果、ピュロマイシンは、足細胞における酸化ストレスを増強すること、酸化ストレス依存性にアポトーシスを誘導することを見出した。さらに、最近、抗酸化作用が注目されているアドレノメデュリンの発現を認めたため、ピュロマイシンによる誘導を検討したところ、その遺伝子発現と産生が上昇することが判明した。アドレノメデュリンの阻害薬を投与すると、ピュロマイシンによる足細胞障害(アポトーシス)が増悪することから、アドレノメデュリンは、代償的に上昇して、保護的に作用していることが示唆された。以上の結果を、2005年アメリカ腎臓学会および学術誌にて報告した。なお、当初予定していたLOX-1の役割については、足細胞と間質線維芽細胞における発現を確認しており、その役割について検討中である。LOX-1の腎疾患進行における役割を解明するため、動物モデルおよび培養細胞を用いた検討を行っている。今年度は以下のような成果があり、当初の計画にしたがって実験を進めた。1)5/6腎摘モデルにおいて、腎臓におけるLOX-1の発現が間質を中心に、一部糸球体においても亢進していることを報告したが(Ueno et al. Hypertension Res,2003)、今回さらに、これがAT1受容体拮抗薬で抑制されるが、別の降圧薬ヒドララジンでは同等の血圧低下にもかかわらず抑制できないことを見出し、LOX-1発現にAngiotensinIIが深く関与している可能性を指摘した(日本腎臓学会,2004)。さらに、下記の培養細胞の結果をふまえ、LOX-1の発現細胞の同定と間質線維化に果たす役割について検討した。2)この結果を踏まえ、LOX-1ノックアウトマウスを用いて、種々の負荷(5/6腎摘、AngII投与)による腎障害が軽減するかどうかを、野生型と比較した。1)培養腎間質線維芽細胞でLOX-1が発現していることを見出し、これが線維芽細胞のmyofibroblast様変化に関わっている可能性2)マウス培養糸球体上皮細胞におけるLOX-1遺伝子発現とその調節機構について検討した。
物理化学的手法を用いたヒトゲノムの折り畳み構造の統合的解析

分裂期染色体は、細胞が間期から分裂期に入る際、そのゲノムDNAが凝縮することによって現れる構造体である。ゲノムDNAがヒストンに巻かれたヌクレオソーム構造は、折り畳まれて30nmクロマチン線維になり、さらに階層状に折り畳まれて分裂期染色体を作るとされてきた。しかし私たちは、クライオ電子顕微鏡やX線散乱を用いた構造解析から、分裂期染色体には30nmクロマチン線維のような規則的な階層構造は存在せず、ヌクレオソームが不規則に折り畳まれてできていることを見出した(Maeshima et al., Current Opinion in Cell Biology, 2010)。それでは、生きた細胞の分裂期染色体内部は一体どのような環境なのだろうか?従来の光学・電子顕微鏡観察では、生細胞の染色体内部の状態を調べることは非常に困難であったが、私たちは蛍光相関分光法(FCS)を利用して、生細胞の染色体の環境を調べることにした。FCSは細胞内の微小な観察領域(confocal volume)の蛍光分子の動きを、蛍光強度のゆらぎによって検出する方法である。そして間期核、細胞質、分裂期染色体内部のEGFP分子の拡散定数を解析し、それぞれの環境を比較した。その結果、驚いたことに、高度に凝縮している分裂期染色体内でも、EGFPの拡散定数は、間期核内と比べて大きな差はみられなかった。この結果から、私たちは染色体が非常にコンパクトではあるが、動的な環境であると考えている。また、私たちはコヒーレントX線の散乱を用いた非結晶物質・生体超分子複合体のための新しい構造解析法を、理研(現北大)・西野らと開発した。この新しい方法は、X線CT(computed tomography)のように、構造解析ができる。そして私たちはヒト染色体をイメージングし、染色体の3次元電子密度マップの決定にはじめて成功した(Nishino et al., Phys Rev Lett.2009)。ゲノムDNAがピストンに巻かれたヌクレオソーム構造は、折り畳まれて30nmクロマチン繊維になり、さらに階層状に折り畳まれて分裂期染色体を作るとされてきた。しかし私たちは、クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析から、分裂期染色体には30nmクロマチン繊維のような規則的な階層構造は存在せず、ヌクレオソームが不規則に折り畳まれてできていることを見出した(Maeshima et al.., Current Ophlion in CelBiology, in press)。FCSは細胞内の微小な観察領域(oonfocal volume)の蛍光分子の動きを.蛍光強度のゆらぎによって検出する方法である。これにより、染色体内部の環境を間接的に知ることが可能である。しかし、現在の顕微鏡技術ではconfocal volumeはヒトの染色体の直径よりもはるかに大きいことが問題であった。そこで私たちは巨大染色体を持つシカIndian Muntjac細胞(DM細胞)を利用することにした。実際には、FCSを測定するEGFP分子と、染色体の位置と測定領域を確認するためのピストン-mRFPを同時に発現するDM細胞の安定発現株を樹立し、測定に用いた。

また、私たちはコヒーレントX線の散乱を用いた非結晶物質・生体超分子複合体のための新しい構造解析法を、理研(現北大)・西野らと開発した。この新しい方法は、X線CT(computed tomography)のように、構造解析ができる。そして私たちはヒト染色体をイメージングし、染色体の3次元電子密度マップの決定にはじめて成功した(Nishino et al., Phys Rev Lett.2009)。
自発呼吸肺高血圧症患者における長期的一酸化窒素吸入療法の有効性の研究

自発呼吸を行っている肺高血圧症患者における長期的一酸化窒素吸入を可能にするために、今年度は以下の研究を行った。(1)経鼻カニューラを使用したNO吸入装置の健常者における検討健常人14人を対象として鼻腔カニューラよりのNO吸入を施行した。その結果、NO45-90ppm,0.5L/minの吸入により、肺動脈圧は低下し、心拍出量の軽度増加を認めることがわかった。また、血中のNOX及びmethemoglobinは濃度に応じて上昇して行くことがわかった。また、明らかな副作用は認めず、患者に対しても十分使用可能と考えられた。(2)肺高血圧患者への効果の検討肺高血圧症患者11人に上記装置を使用して、右心カテーテル法による肺動脈圧、肺血管抵抗、心拍出量、経皮的動脈酸素飽和度、動脈血ガス、混合静脈血ガスを測定して検討を行った。肺高血圧症患者においても、45-90ppm,0.5L/min流量のNO吸入において、多くの症例で有意な肺動脈圧及び肺血管抵抗の低下を認めた。また、動脈血酸素分圧の上昇する症例が約半数に認められた。しかし、肺気腫患者の一部では一回換気量が不足しているためか、デマンド型ガス供給器がうまく作動せず、NOが十分に吸入出来ない症例が認められた。また、肺気腫患者では肺血管の異常のある肺高血圧症患者(肺血栓塞栓症、原発性肺高血圧症、膠原病による肺高血圧症)に比べて酸素分圧が低下する症例が認められた。明らかな副作用は特に認められなかった。(3)肺高血圧患者への個室での投与の検討上記装置を使用して個室において、肺高血圧症の患者4名に対して1日以上のNO吸入を行った。明らかに有効(動脈血酸素分圧の上昇)が認められた症例は2例であった。また、肺気腫の患者ではデマンド型ガス供給器が十分に働かず、今後改良をする必要があると考えられた。
日本語学習者談話の有効性に関する研究

本研究は、これまで研究代表者らが行ってきた日本語学習者の言語行動に関する探索的研究を踏まえ、新たに「日本語学習者談話の有効性」に着目した発展的研究に位置する。本研究は、多様な日本語使用者による日本語談話の価値を問い直すために、日本語学習者が「第三者言語接触場面」および「相手言語接触場面」においてどのような言語行動を獲得するのかを明らかにすることを目的としている。最終年度は、平成28年度および29年度に整備を行った「第三者言語接触場面」と「相手言語接触場面」における自然談話の文字化データを用いて、次の3点の研究成果を学会等で発表した。1)「相手言語接触場面」と「第三者言語接触場面」の自然談話データにみられるジェンダー指標形式を比較分析し、「相手言語接触場面」でより日本語のジェンダー規範を順守しようとする言語使用の実態が見られ、「第三者言語接触場面」の方が母語話者の言語実態に近い傾向があることを明らかにした。2)1)と同じ談話データを縦断的かつ横断的に観察・分析し、確認要求表現のバリエーションの広がりと変化を明らかにした。3)「相手言語接触場面」の談話データを用いて、談話管理能力の変化を縦断的に分析し、談話進行における役割の変化や複層的な談話進行の実際を明らかにした。本研究を通して、接触場面の研究は、日本語学習者だけではなく、日本語教育に携わる教え手にとっても意義があることがわかった。さらに、今後の研究展開として、各接触場面の特性をさらに分析し、日本語教育に有効に取り入れるための方法論の必要性が示唆された。本研究は、多様な日本語使用者による日本語談話の価値を問い直すために、日本語学習者が第三者言語接触場面および相手言語接触場面においてどのような言語行動を獲得するのかを明らかにすることを目的としている。平成28年度は、これまでに収集した留学生による自然談話データ(来日直後および帰国前に、第三者言語接触場面と相手言語接触場面で収集)を談話研究の実証的かつ精緻な分析に耐えうるように、遠藤他(編)(2016)の文字化の原則に従って、整備を行った。さらに、整備した一部のデータを用いて、スピーチレベルシフトによる機能のバリエーションという観点に焦点を当て、非母語話者の自然談話を分析した。その結果、次の4点が明らかになった。1)学習者は、来日直後であっても戦略的に基本的なスピーチレベルを設定している。2)第三者言語接触場面であっても多様なシフトの機能を用いている。3)学習者同士の対話の積み重ねによっても多様なスピーチスタイルの機能の習得が可能である。4)スピーチレベルシフトの機能のバリエーションは、相手との言語能力の差や親疎関係などによっても影響を受けることが示唆され、相手との関係の多様性が望める第三者言語接触場面の有効性が見込まれる。さらに、本年度は次年度の談話分析に必要な文献を収集したり、講読した。また、最新の情報を得るために学会や研究会等にも積極的に参加し、他の研究者から必要な情報を得たり、議論を交わしたりした。当初の計画では、平成28年度は自然談話データの整備を行い、次年度から談話データを用いた分析を行う予定であったが、研究プロセスにおいて、新たな分析結果が得られたため、今年度に次年度に予定していた分析の一部を行ったことにより、談話データの整備が若干遅れることとなった。これまでは、収集した自然談話データの中でも、特に第三者言語接触場面を中心としたデータの整備を行ってきたが、平成29年度は、第三者言語接触場面との違いを知るための比較資料として、相手言語接触場面を中心とした文字化データの整備を行った。また、平成29年度はそれらのデータ資料を用いて、同一の学習者の来日直後と1年後の談話管理能力の習得状況に関する縦断的な調査および分析をおこなった。その結果、来日2か月以内の談話と1年後の談話では、相手言語接触場面において、学習者の談話管理能力の伸長が確認できた。さらに、第三者言語接触場面と相手言語接触場面の談話を比較分析した調査を行い、第三者言語接触場面と相手言語接触場面におけるスピーチレベルシフトの機能が異なる可能性を指摘し、日本語学習における第三者言語接触場面の活用意義を論文で明らかにした。また、談話内に表れたジェンダー指標形式に着目し、日本語学習者がどのようなジェンダー規範意識を持っているのかを明らかにした。その成果発表については、平成30年度の日本語教育国際大会で発表する予定である。上記調査に加えて、最新の情報を得るために学会や研究会等にも積極的に参加し、他の研究者からも多くの知見を得た。当初の計画通り、平成29年度は文字化データの整備をほぼ終わらせた。また、膨大なデータの中の一部データを用いてではあるが、第三者言語接触場面の談話と相手言語接触場面の談話を横断的ならびに縦断的な観点からの分析を行うことができた。

本研究は、多様な日本語使用者による日本語談話の価値を問い直すために、日本語学習者が「第三者言語接触場面」および「相手言語接触場面」においてどのような言語行動を獲得するのかを明らかにすることを目的としている。最終年度は、平成28年度および29年度に整備を行った「第三者言語接触場面」と「相手言語接触場面」における自然談話の文字化データを用いて、次の3点の研究成果を学会等で発表した。1)「相手言語接触場面」と「第三者言語接触場面」の自然談話データにみられるジェンダー指標形式を比較分析し、「相手言語接触場面」でより日本語のジェンダー規範を順守しようとする言語使用の実態が見られ、「第三者言語接触場面」の方が母語話者の言語実態に近い傾向があることを明らかにした。2)1)と同じ談話データを縦断的かつ横断的に観察・分析し、確認要求表現のバリエーションの広がりと変化を明らかにした。3)「相手言語接触場面」の談話データを用いて、談話管理能力の変化を縦断的に分析し、談話進行における役割の変化や複層的な談話進行の実際を明らかにした。本研究を通して、接触場面の研究は、日本語学習者だけではなく、日本語教育に携わる教え手にとっても意義があることがわかった。さらに、今後の研究展開として、各接触場面の特性をさらに分析し、日本語教育に有効に取り入れるための方法論の必要性が示唆された。本研究課題の今後の推進方策であるが、まずは、平成28年度に完了することができなかった自然談話データの整備を行い、さらにデータの修正や補足、不備等がないかどうかを確認する。次に、整備した談話データを用いて、接触場面において日本語学習者がどのような言語行動を獲得するのかを明らかにするために談話分析を行い、その成果を口頭あるいは論文として、学会および研究会にて発表する。平成30年度は、当初の計画通り、平成28年度および平成29年度の分析結果をまとめ、国際学会ならびに国内学会等で研究の成果発表を行い、国内外において日本語指導にあたる研究者等からの検証を受ける。また、学会発表で得たフィードバックにもとづいて、年度の後半には論文を執筆する予定である。平成28年度に予定していた談話データの整備を終えることができなかったことによる。(理由)次年度に成果発表を行う国際学会がイタリアで開催されることになり、そのための予算が当初予定していた平成30年度予算では十分ではないことから。(使用計画)8月に開催される「ヴェネツィア2018年日本語教育国際研究大会」で、成果発表を行う予定である。平成29年度に、平成28年度の未完了データ作業については実施する予定である。
セミパラチンスク核実験場周辺に多発する顎顔面口腔異常の分子疫学的調査研究

1949年から1989年の間に,旧ソ連(現カザフスタン共和国)セミパラチンスク核実験場(SNT)において458回の核実験(地上30回,大気中88回,地下340回)が行われた。これら核実験はセミパラチンスク地域住民に急性・慢性の放射能被爆をもたらし,高い頻度で造血系,循環器系,腫瘍性疾患等が発症していることが報告されている。私たちは, SNT周辺の高線量被爆地域(1.0Sv以上),中等度被爆地域(0.5-1.0Sv)対照地域(0.03-0.07Sv)住民における唇顎口蓋裂等の先天異常,口腔疾患および全身疾患罹患率の調査研究を行った。さらにSNT周辺の高線量被爆地域4地区(ドロン,サルジャール,カラウル,モスティック地区)の計538名の成人住民の歯科治療,口腔疾患および全身疾患罹患率の調査を行った。その結果,唇顎口蓋裂発症率および口腔疾患罹患率は中等度被爆地域や対照地域と比較して有意に上昇(p<0.001)していることを明らとなった。また、高線量被爆地域住民の欠損歯数(p<0.001),歯周病等の口腔疾患罹患率(p<0.001),全身疾患罹患率(p<0.001)は対照地域の同年齢群と比較して有意に上昇していることも明らかとなった。また,モスティック地区に調査研究に入ったのは医科を含めて我々のクループが最初であった。さらに,ドロン,サルジャール,カラウル,モスティック地区およびセミパラチンスク市の小児を対象に歯科治療およびアンケート調査,歯科検診を行った。高線量被曝および中等度被曝地区での高い唇顎口蓋裂発症率と口腔疾患罹患率の原因として、放射線の影響が最も強く疑われ,放射線の顎・顔面・口腔系への影響は深刻であることが強く示唆された。1949年から1989年の間に,1日ソ連(現カザフスタン共和国)セミパラチンスク核実験場(SNT)において458回の核実験(地上30回,大気中88回,地下340回)が行われた。私たちは,平成12年-平成14年8月にSNT周辺の高線量被爆地域(1.0Sv以上),中等度被爆地域(0.5-1.0Sv)対照地域(0.03-0.07Sv)住民における唇顎口蓋裂等の先天異常,口腔疾患および全身疾患罹患率の調査研究を行い,唇顎口蓋裂発症率および口腔疾患罹患率は中等度被爆地域や対照地域と比較して有意に上昇(p<0.001)していることを報告した。本年度は,平成16年8月にSNT周辺の高線量被爆地域3地区(ドロン,サルジャール,カラウル地区)および対照地域1地区(コクペッティー地区)の計338名の成人住民の口腔疾患および全身疾患罹患率の調査を行った。その結果,高線量被爆地域住民の欠損歯数(p<0.001),歯周病等の口腔疾患罹患率(p<0.001),全身疾患罹患率(p<0.001)は対照地域の同年齢群と比較して有意に上昇していることが明らかとなり,昨年の結果がさらに裏付けられた。

さらに,対象をコクペッティー地区とサルジャール地区の5155才の成人に限定し,因子A[IL-1α(889)およびIL-1β(-511)遺伝子多型]と因子B[地域差]を従属変数,喪失歯数(コクペッティー地区平均喪失歯数:10.37本,サルジャール地区:15.43本)を目的変数として,二元配置法による分散分析を行った。その結果,従来より報告されているように,遺伝子多型により喪失歯数の違いがみられた(p>0.01)。しかし地域が異なると,著しい喪失歯数の違いがみられ(p>0.001),地域差の方が,より大きな影響因子であることが明らかとなった。この結果から,サルジャール地区では遺伝子多型以外の未知の因子の影響を強く受けていることが考えられた。未知の因子としては放射線の影響が最も強く疑われ,放射線の顎・顔面・口腔系への影響は深刻であることが強く示唆された。1949年から1989年の間に、旧ソ連(現カザフスタン共和国)セミパラチンスク核実験場(SNT)において458回の核実験(地上30回,大気中88回,地下340回)が行われた。これら核実験はセミパラチンスク地域住民に急性・慢性の放射能被爆をもたらし,高い頻度で造血系,循環器系,腫瘍性疾患等が発症していることが報告されている。私たちは,平成12年・平成17年8月にSNT周辺の高線量被爆地域(1.0Sv以上),中等度被爆地域(0.5-1.0Sv)対照地域(0.03-0.07Sv)住民における唇顎口蓋裂等の先天異常,口腔疾患および全身疾患罹患率の調査研究を行い,唇顎口蓋裂発症率および口腔疾患罹患率は中等度被爆地域や対照地域と比較して有意に上昇(p<0.001)していることを報告した。本年度は,平成17年8月にSNT周辺の高線量被爆地域4地区(ドロン,サルジャール,カラウル,モステック地区)の計538名の成人住民の歯科治療,口腔疾患および全身疾患罹患率の調査を行った。その結果,高線量被爆地域住民の欠損歯数(p<0.001),歯周病等の口腔疾患罹患率(p<0.001),全身疾患罹患率(p<0.001)は対照地域の同年齢群と比較して有意に上昇していることが明らかとなり,昨年の結果がさらに裏付けられた。また,モスティック地区に調査研究に入ったのは医科を含めて我々のグループが最初であった。さらに,ドロン,サルジャール,カラウル,モスティック地区およびセミパラチンスク市の小児を対象に歯科治療およびアンケート調査,歯科検診を行った。対照地区と高線量被曝地区の成人で,因子A[IL-1α(889)およびIL-1β(-511)遺伝子多型]と因子B[地域差]を従属変数,喪失歯数(対照地区平均喪失歯数:10.37本,高線量被曝地区:15.43本)を目的変数として,二元配置法による分散分析を行った結果,遺伝子多型により喪失歯数の違いがみられた(p>0.01)。地域が異なると著しい喪失歯数の違いがみられ(p>0.001),地域差がより大きな影響因子と考えられた。高線量被曝地区では遺伝子多型以外の因子の影響を受けていることが考えられた。その因子として放射線の影響が最も強く疑われ,放射線の顎・顔面・口腔系への影響は深刻であることが強く示唆された。1949年から1989年の間に,旧ソ連(現カザフスタン共和国)セミパラチンスク核実験場(SNT)において458回の核実験(地上30回,大気中88回,地下340回)が行われた。これら核実験はSNT地域住民に急性・慢性の放射能被爆をもたらし,高い頻度で造血系,循環器系,腫瘍性疾患等が発症している。私たちは,平成12年-17年の調査で、SNT周辺の高線量被爆地域:HIR(1.0Sv以上)における唇顎口蓋裂発症率および口腔疾患罹患率は中等度被爆地域MIR(0.5-1.0Sv)や対照地域:CONと比較して有意に上昇(p<0.001)していること、HIRの欠損歯数(p<0.001),歯周病等の口腔疾患罹患率(p<0.001),全身疾患罹患率(p<0.001)はCONと比較して有意に上昇していることが明らかにした。
Ｆ・Ｇ・ユンガー技術哲学の現代的意義に関する学際的比較研究

本研究はF・G・ユンガー『技術の完成』(1939年執筆、戦後に公刊)における技術論を哲学、ドイツ文学、エコロジー思想、科学技術史の各観点から総合的に検討することを目指した。同書の論点として、1機械論的自然観と有機的生命観/人間観/社会観との絡み合い、2技術による富/余暇の逆説的な減少過程、ならびに大衆のイデオロギーへの感染性および技術時代の戦争の全面戦争への展開、3富(存在および所有)と時間(生産および余暇)の理論を軸とするエコロジー思想の萌芽を読み取った。ユンガー自身が有するこれら複数の論点を照らし合わせる作業から、科学技術の公共哲学的意義をめぐる議論に新たな一石を投じることができよう。まず主要テキスト『技術の完成』の訳出・訳文チェック作業に関しては、定例研究会を全10回開催した。テキスト33章から41章(S.120-S.153)までの精読・訳文チェックおよび内容についての討議を行った。つぎにユンガー技術哲学に関する研究に関しては、桐原(代表者)が哲学的位置づけを、今井(分担者)が文学的位置づけを、それぞれ論文によって明らかにした。論文作成にあたってユンガーのテキストを再読することにより、いくつかの新たな知見が得られたことが成果として挙げられる。たとえばユンガーは、近代科学の勃興期から巨大技術の時代への移行に際して、因果性の概念が(リスボン大地震によって動揺させられた)「神の摂理」から、認識し支配・利用することの可能な「自然必然性」へ、さらに(タイタニック号沈没事故に象徴されるように)巨大技術の自然への過大な負荷への反作用としてもたらされる大規模事故にみられる、洞察の困難なある種の「運命論的因果性」へと推移していく、という、宗教史と科学技術史に照らし合わせた歴史哲学的見解を表明している(桐原2014)。またエルンスト・ユンガーとの比較を通じて新たに得られた知見もある。エルンストおよびフリードリヒ・ゲオルクの兄弟は「総動員/総流動化」に技術の本質作用を認める点において共通しているが、技術を使用し対象を支配する「労働者の形態」に身を投じることに人間の自由を見いだそうとしたエルンストとは対照的に、フリードリヒ・ゲオルクは自動機械と化した「権力への意志」が人間と自然を支配するという事態が技術の本質であるとする。グローバル化や流動化社会の地球規模での危機をいち早く指摘したのがフリードリヒ・ゲオルク・ユンガーの技術論なのである(今井2014)。月例研究会を下関市立大学および龍谷大学で開催した(4/21, 5/12, 7/7, 8/11, 9/9, 10/27, 12/22, 1/27, 3/5)。F・G・ユンガーの『技術の完成』28章から33章までの翻訳文の検討、および内容に関する討議。ユンガーの難解な文章を一語一句をおろそかにせず読み進めることを通じて、分担者各自の技術、人間、自然に関する思索を深めた。代表者桐原はユンガーの技術哲学の独自性を彼の「因果性」概念に見出し、これをめぐって論考を準備中である。なお、桐原は分担分(「和解概念の展開」広島大学越智貢教授代表)に関連する論文を3本執筆したが、本科研に直接関係する論文は公刊していない。分担者今井は論文「革命的ナショナリズムから技術批判へーF・G・ユンガーの技術論ー」を公刊した。また分担者中島は「環境文学の系譜ーH.D.ソロー、H.パーシェ、石牟礼道子ー(3)」を公刊した。分担者小長谷は『技術の完成』の内容を科学技術史の観点から批判的に検討した。月例研究会を下関市立大学、龍谷大学および水産大学校において開催した(4/12, 6/7, 7/12, 9/13, 10/25, 12/20, 2/7, 3/26)。『技術の完成』の訳出作業については、本論部分の訳出をほぼすべて完了した。研究成果として特筆すべきは、分担者中島の『技術の完成』とエコロジー思想の関連に関する論文(中島2014)である。同論文はユンガーが機械と人間の組織化の表現手段として用いた「歯車」「パイプおよびボイラー」といった形象に着目し、前者の表現する「死んだ時間(die tote Zeit)」と後者の表現する「機械自身も生命を持った生き物のように見えてしまう」様相とを対比する。さらにユンガーによる「所有として富」(経済的財の生産・消費・蓄積)と「存在としての富」(「王侯的なあり方」、自由・余暇)との対比構造に着目し、測定可能かつ反復可能な「死んだ時間」を前者に、事物との相互影響関係において「無限に多くの」

様相をもちうる「生きた時間(die Lebenszeit)」を後者に関連づける。ここから「保護に委ねられているものたちの成長」を心がける人間による、「生きた時間」を共有する自然への共感に基づく自然の管理、すなわち(ソローに発するディープ・エコロジーと区別される意味での)「人間中心主義的」エコロジー思想がユンガーに見いだされうるとする。代表者桐原は、昨年度の「機械論と目的論」をめぐるカントとユンガーの比較検討の成果をふまえつつ、ドイツの「自然倫理」に関する研究に着手した。とくに2000年代初頭におけるディーター・ビルンバッハーとユルゲン・ハーバーマスの着床前診断をめぐる論争から両者の自然観の相違に着目し、その論点の一部を教養科目「哲学」において解説した。関連して、カント実践哲学およびドイツの歴史認識に関する論文を公刊した。哲学本年は主要なテキスト『技術の完成』の精読(訳出・訳文チェック)ならびに参加メンバーの論文執筆の両面で一定の進捗が見られたため。翻訳の予定はほぼ予定通りに消化している。今年度中には『技術の完成』の翻訳を終え、訳文の総チェックに入る。また各自の問題意識からの論文執筆も順調に進んでいる。本研究課題最終年度に当たり、まとめとなるような研究成果を出す予定である。具体的にはテキスト『技術の完成』の訳書の出版に向けて訳出作業・訳文のチェック作業を効率的に進めること、そして参加メンバーのさらなる論文執筆が課題となる。後者に関しては、昨年度公表した論文の成果を踏まえ、F・G・ユンガー技術哲学の文学・哲学・科学史における位置づけを一層明確にする。昨年度は桐原(代表者)が哲学的位置づけを、今井(分担者)が文学的位置づけを、それぞれ論文によって明らかにした。今年度はそれに加えて、当初予定していたエコロジー思想史および科学技術史との関連についても成果を出す予定である。『技術の完成』の翻訳を完成させ、訳文の総チェックに入る。あわせて翻訳出版の交渉に入る。桐原、今井を中心にユンガー技術論に関して論文を執筆し、研究会のうち一回を論文中間報告会とする。他の科研で代表者を担当している中島、小長谷は桐原、今井の論文を検討し、問題点等を指摘する。この中間報告会を最終年度の学会発表(セッション討論)の準備とする。翻訳出版以外の研究成果に関しては、研究書の出版とするか、それとも翻訳書に論文を付与する形で出版するかを、研究の進捗状況を見ながら検討する。研究協力者の福山(東京在住)が家庭の事情により年度後半の研究会を欠席しているため、主として旅費の出費が当初予定より減少したため。研究協力者の福山の研究会への参加の可否をふまえ、必要に応じ他の研究協力者(すでに当初メンバーではない数名が研究会に参加している)に下関での研究会に参加してもらい、旅費を支払う。研究会開催費用(交通費)、協力者謝金、物品費を初め研究推進の補助とする。
他動的下肢体幹運動および努力性横隔膜呼吸運動が腸管運動に及ぼす影響

ベッド上で効果的に腸管運動を促通する方法として、他動的下肢体幹運動および努力性横隔膜呼吸が腸管運動に及ぼす影響について検討した。健常成人男性18名を対象に実施した結果、安静時に比べ他動的下肢体幹運動後は有意に腸管運動が増加した。臨床応用の可能性を検討するために腸管運動が低下した心臓外科手術後患者に他動的下肢体幹運動を実施した結果、安静時に比べ腸管運動は増加した。早期離床を進めれない原因の一つに腸管運動の低下があり、離床の重大な阻害因子として挙げられる。腸管運動の促通手法として温罨法や腹部マッサージ、つぼ指圧などの報告があり、現在、臨床現場で用いられている。しかし、その効果は明確ではなく、腸管運動を促通する新たな手法の開発が急務である。治療上の制約により自動運動や離床が不可能な患者に対して、ベッド上で行える腸管運動の促通手法として、腸管に対し伸縮性の刺激を加える事を目的とした他動的下肢体幹運動および努力性横隔膜呼吸運動が、安静仰臥位に比べてどの程度、腸管運動に影響を及ぼすか検討を行う。本研究の独創的な点は、従来の温熱効果やマッサージ効果を目的とした手法ではなく、腸管に対し伸縮性の刺激を加えることを目的とした手法の効果を検証する点にある。今後、急性期の入院期間短縮が予想される中、他動的下肢体幹運動、努力性横隔膜呼吸運動が腸管運動を促通する効果があることが証明されれば、早期離床を促進し、入院期間の短縮につながる可能性がある。昨年度の基礎研究により、他動的下肢体幹運動後の腸管運動は、安静時に比べて有意に腸管運動が増加した。経時的な変化では他動的下肢体幹運動実施後20秒間は安静時と比較して有意に増加しており、その後も有意な差はないものの安静時より高値を示した。努力性横隔膜呼吸後の腸管運動は、安静時に比べ有意な差はなかった。経時的変化では努力性横隔膜呼吸後20秒間は有意に増加がみられたが、その後はほぼ安静時と変わりない値を示した。いずれの手法も持続的な効果はなかったものの、終了後から20秒間までの即時効果は認められた。(6月、WCPT(世界理学療法士)学会で発表予定)。早期離床を進められない原因の一つに腸管運動の低下があり、離床の重大な阻害因子として挙げられる。今年度は臨床応用の可能性を検討するために心臓外科手術患者を対象に他動的下肢体幹運動実施前後での腸音の比較を行った。結果、安静時に比べ、他動的下肢体幹運動後は腸管活動の促進が認められた。
虚血心筋におけるギャップ結合の機能ならびに蛋白発現を制御する細胞情報伝達機構

虚血は心筋におけるギャップ結合機能を阻害させるが、虚血プレコンディショニングは虚血心筋におけるギャップ結合透過性低下を顕著に促進することを我々は既に報告し、この効果が心筋保護に寄与する可能性を指摘してきた。本研究では、虚血プレコンディショニングによるギャップ結合機能抑制の分子機序をミトコンドリアK_<ATP>チャネル(mK_<ATP>ch)ならびにprotein kinase C(PKC)の役割に注目して解析した。mK_<ATP>chの特異的開口薬(diazoxide)を用いて心筋mK_<ATP>chを開口させると活性酸素の産生を介してERK1/2が特異的に活性化され、この活性化ERK1/2はギャップ蛋白であるコネキシン43と直接結合してそのERKリン酸化部位であるSer279/282をリン酸化すること、またdiazoxideによる虚血心筋ギャップ結合の透過性低下はERK阻害薬(PD98059)によって完全に阻害されることを観察した。これらの成績からmK_<ATP>chはERKを介してギャップ結合を抑制的に制御していると考えられた。一方、PKCの役割に関しての検討では、虚血プレコンディショニングのtrigger receptorの一つであるδ-opioid receptorをその選択的作動薬であるDADLEで選択的に刺激すると、PKC-εがコネキシン43と結合しそのリン酸化部位であるSer368をリン酸化すること、またDADLEによる虚血時のギャップ結合透過性低下が非選択性PKC阻害薬ならびにPKC-εのtranslocation inhibitory peptideによって阻害されることを見出し、PKC-εがmK_<ATP>ch以降の経路とは独立した機序として虚血プレコンディショニングによるギャップ結合制御に関与していることを明らかにした。虚血心筋でのギャップ結合制御に関与するprotein kinaseとしてERK、PKCの他にSrc、p38MAP kinaseについても解析したが虚血プレコンディショニングの機序との関連は認められなかった。虚血プレコンディショニングによる虚血心筋保護にギャップ結合透過性の抑制が寄与する程度については、mK_<ATP>ch開口薬ならびにδ-opioid receptor作動薬の心筋梗塞抑制効果に対するERK阻害薬ならびにPKC-ε阻害薬の影響から、約30%程度と推定され、他の70%の心筋保護効果はギャップ結合を介さない個々の心筋障害を抑制する機序(mitochondria permeability transition poreの抑制など)によると思われた。また心筋梗塞境界領域においてコネキシン43の発現に影響を与えると考えられるサイトカインならびに間質細胞についての基礎的な知見を収集した。心筋細胞のミトコンドリアK_<ATP>チャネルの活性化によるギャップ結合透過性の変化とその機序の検討ミトコンドリアK_<ATP>チャネルをその特異的刺激薬であるdiazoxideを用いて活性化すると、介在板分画のMEK1/2,ERK1,ERK2のリン酸化が認められ、一方p38MAPK、JNKには変化が認められなかった。

このMEK1/2,ERK-1,ERK-2の活性化は活性酸素の消去薬であるN2-mercaptopropionyl-glycineで用量依存性に阻害された。Diazoxideは虚血心筋におけるギャップ結合透過性を抑制し、この効果はMEK1/2阻害薬であるPD98059により遮断された。diazoxideは用量依存性に心筋梗塞サイズを縮小し、PD98059は低用量(10μM)のdiazoxideによる梗塞抑制効果を遮断したが、高用量(100μM)の心保護効果には影響を与えなかった。以上の成績から、ミトコンドリアK_<ATP>チャネルの開口は活性酸素の産生を介してERKを活性化しギャップ結合透過性を抑制する、またこのギャップ結合透過性の低下が梗塞に対する心筋保護の機序の一部として重要であると考えられた。Gq蛋白共役受容体であるδ-opioid receptorをD-Ala^2-D-Leu^5-enkephalin(DADLE,300mM)で選択的に刺激すると心筋梗塞サイズが約60%縮小し、この効果はDADLEと同時にギャップ結合阻害薬heptanolを投与することにより有意に減弱した。一方、虚血直前にheptanolを投与するとDADLEと同様の心筋梗塞抑制効果が認められた。DADLEの投与によりprotein kinase C(PKC)とERK1,ERK2の活性化が起こり、またimmunoprecipitationの実験からprotein kinase C-8はギャップ結合蛋白connexin-43(Cx43)と複合体を形成するがERKとCx43はそうした複合体を形成しないことが示された。さらにPKCのリン酸化部位であるSer368がリン酸化されたCx43の特異的抗体を用いることにより、δ-opioid receptor刺激の結果この部位のリン酸化が増加することが示された。以上の成績より、δ-opioid receptorの活性化による心筋保護において、虚血前の細胞内シグナルにギャップ結合の開口が必要であり、一方、虚血時の細胞障害抑制には、PKCがCx43をリン酸化することによりギャップ結合透過性を低下させることが重要であると考えられた。DADLEによるERK活性化の意義については現在検討中である。心筋細胞のミトコンドリアK_<ATP>チャネルの活性化によるギャップ結合透過性の変化とその機序の検討平成16年度の結果よりミトコンドリアK_<ATP>チャネル(mK_<ATP>ch)開口が活性酸素の産生を介してERK1/2を特異的に活性化すること、また活性化されたERKがギャップ結合透過性を低下させることが明らかにされた。そこで本年度は、mK_<ATP>ch開口によって活性化されたERKがギャップ結合透過性に影響する機序を解析した。
ミニコン支援型医用画像データベースシステムの開発

昭和61年, 62年両年度で補助を受けミニコン支援による画像データベースシステムの構築を行ってきた.初年度には学内研究予算によりミニコン(U-300)に40MBのディスクカートリッジ装置の増設と,本研究費によるパソコンの接続が実現したハードウェアシステムが完成した.このシステムを利用した成果として「モアレ画像による脊柱側弯症診断のための計測システム」として整形外科学会基礎学術集会で報告するとともに学会誌等に掲載された.一方画像データベースの基本となる画像の蓄積も少しづつ増加させつつ,画像データの圧縮法,立体表示並びにパソコンとミニコン間のデータ転送に関わるソフトウエアの開発を行った.これらの成果は「ミニコン支援型モアレ画像データベースシステム」として昭和62年度画像電子学会全国大会で報告した.昭和62年度には81例の画像を保存した.しかしながら画像データベースとして準備した数値・記号情報部と図形情報部で使用したソフトウエアの相違によりその互換性が問題となった.このためこれらの互換性を保つためのプログラム開発に力を注ぎつつ,保存したデータを利用し種々の計測を行い「被服設計支援型モアレ画像データベースシステム」として画像電子学会誌に報告した.また脊柱側弯症診断支援として"Moire Image Data Base System for the Scolioses Diagnosis"を大阪-上海BMEシンポジュウムで報告した.上記のように画像データの保存方法やその画像表示方法,さらにはその計測方法について種々の成果をあげることができた.しかしながら画像データの蓄積には多大な時間と人手が必要であり,医療現場での支援システムとするためにはさらなるデータの増加が必要である.このため今後この研究ではデータを増加させる一方,他の医用画像データに対する支援システムとするためのデータ収集を行う計画である.昭和61年, 62年両年度で補助を受けミニコン支援による画像データベースシステムの構築を行ってきた.初年度には学内研究予算によりミニコン(U-300)に40MBのディスクカートリッジ装置の増設と,本研究費によるパソコンの接続が実現したハードウェアシステムが完成した.このシステムを利用した成果として「モアレ画像による脊柱側弯症診断のための計測システム」として整形外科学会基礎学術集会で報告するとともに学会誌等に掲載された.一方画像データベースの基本となる画像の蓄積も少しづつ増加させつつ,画像データの圧縮法,立体表示並びにパソコンとミニコン間のデータ転送に関わるソフトウエアの開発を行った.これらの成果は「ミニコン支援型モアレ画像データベースシステム」として昭和62年度画像電子学会全国大会で報告した.昭和62年度には81例の画像を保存した.しかしながら画像データベースとして準備した数値・記号情報部と図形情報部で使用したソフトウエアの相違によりその互換性が問題となった.このためこれらの互換性を保つためのプログラム開発に力を注ぎつつ,保存したデータを利用し種々の計測を行い「被服設計支援型モアレ画像データベースシステム」として画像電子学会誌に報告した.また脊柱側弯症診断支援として"Moire Image Data Base System for the Scolioses Diagnosis"を大阪-上海BMEシンポジュウムで報告した.上記のように画像データの保存方法やその画像表示方法,さらにはその計測方法について種々の成果をあげることができた.しかしながら画像データの蓄積には多大な時間と人手が必要であり,医療現場での支援システムとするためにはさらなるデータの増加が必要である.このため今後この研究ではデータを増加させる一方,他の医用画像データに対する支援システムとするためのデータ収集を行う計画である.ミニコン(u-300)を中心としてこのシステムに外部記憶装置(40MBディスクカートリッジ)増設するとともに本研究費により、検索・表示系端末としてマイコン(PC-9801VM2)を接続し、画像データベースシステムの基本構成を完成した。一方画像処理ソフトウェアはミニコンで準備したものをマイコン上でも運用を可能とするためMS-DOS上でFORTRAN・BASICを用いて開発した。これらのソフトウェアで処理された画像データは新しく接続されたディスクカートリッジにメッシュデータとして保存するとともにマイコンであつかうためデータ圧縮を行った。このデータ圧縮には種々の方法が考えられるがデータベースとして利用することを考慮して細線化データの座標値を利用する方法でデータの圧縮を行った。その結果背柱側弯症例に関して約48%、乳房画像に関しては約58%の圧縮率を得ることができた。次に表示系システムでは背柱側弯症例における背部の立体表示および任意点における縦横断面の表示機能を組み込んだ。さらに2例の背柱側弯症例の同時表示を行うとともに両者のモアレ縞のパターンマッチングおよび背柱線の相関係数を求める演算機能も付加した。これら各種の表示系ソフトウェアは細線化された座標値データを用いているため表示速度が早く、利用者にとって有利でありデータの圧縮率は大きくない欠点を十分補うことができた。数値、文字記号システムではα-BASE【III】を用いて管理しており、迅速な検索処理が実現できた。このため昭和62年度には保存データの大幅な追加を行い、背柱側弯症診断支援型データベースとして完成させる計画である。
Dual照射面角でのレーザ計測によるSUAVベースの水稲生育度測定システムの開発

非測量水準のレーザスキャナ(LRF)を搭載するUAVシステムの試作と並行して,水稲の点群データ解析に基づく草丈推定アルゴリズムの妥当性を地上実験により検討した。地上実験では,LRF点の鉛直距離1%tileと95%tileから算出した植生層高さ(rD)を草丈(H)へ変換し,推定誤差4cmを達成した。なお,レーザ入射角が30度を超える計測領域では,Hの増加に対しrDがほぼ変化しない現象を確認した。試作UAVシステムによる低高度からの水田計測では,草丈の推定誤差7cmを達成した。地上,UAV実験を通じて,広域の草丈推定の実現に向け、局所的な生育ムラを考慮したアルゴリズム検討の必要性を認識した。稲群落直上から生育度を表す群落の体積関連情報(たとえば草丈など)を測定する小型無人航空機ベースの生育度測定システムの試作および生育度測定アルゴリズムの検討を目的とする。今年度は、(1)アルゴリズム検討に不可欠な観測データの取得、(2)低コストな機体位置・姿勢推定システムのプロトタイプ開発を実施した。(1)アルゴリズム検討に不可欠な観測データの取得地上実験では、2つの異なるレーザ照射面角(レーザ走査面角)で水稲のレーザスキャナ計測を実施した(天頂角0度と30度)。データ取得間隔は、37日。レーザスキャナ計測点の鉛直分布の経時変化が昨年度の観測結果と同じ傾向であったことを確認した。(2)低コストな機体位置・姿勢推定システムのプロトタイプ開発当初,GPSとIMUの融合法を検討した。しかし,観測高度が低いこと,アクティブジンバルの採用により観測時のレーザスキャナの姿勢維持(水平)の可能性があることから,RAWデータ出力可能な単周波GPS受信機、アクティブジンバル、地磁気センサーを用いてレーザスキャナ計測データの三次元座標計算するシステムを開発した。開発したシステムを用いて,試験飛行計測したレーザスキャナデータの絶対位置精度を評価したところ,地上基準点なしの場合で絶対値精度が約2m(水平方向:1.01.7m)、地上基準点を1点利用した場合で約0.4mとなり、当初計画通りの計測性能が期待可能であることを確認した。水稲群落直上からのレーザスキャナ計測により,水稲生育量(たとえば草丈,茎数)を推定するSUAVベースの生育測定システムの試作および生育度測定アルゴリズムの検討を目的として以下の内容を実施した。(1)地上観測SUAVシステムに搭載する小型・軽量レーザスキャナによる野外実験設備(水田上空に設置したレーザスキャナを移動させるモノレールと,レーザスキャナを一定速度で移動させる装置を開発)を構築し,レーザ照射面角がことなる計測データの取得を試みた。しかし,観測期間(約1ヶ月)の中盤に,台風による強風により野外実験設備が利用不可となり,野外実験の継続を断念した。(2)SUAVベースの生育測定システムのプロトタイプ改良前年度に検討したSUAVベースの生育測定システムのプロトタイプへ2台の小型レーザスキャナを取り付け,Dualレーザ走査面角をもつSUAVベースシステムを開発した。このシステムによる試験計測を複数回実施し,水稲の三次元点群データが取得されることを確認した。また,浅いレーザ走査面角では,三次元点群の空間密度が低くなることから,斜め走査面角の調整が必要であることが判明した。なお,手動によるUAVの操縦では,飛行速度・高度を一定に保つことが容易でないため,次年度は,UAVを自動飛行させる機能を利用する予定である。野外実験装置が台風による強風で利用不可能となり,当初通りの実験データが取得できなかった。◯水田上に設置した野外実験装置により,移植後1ヶ月出穂期の生育期間を対象に水稲のレーザ計測を複数回実施した。このレーザ計測データを用いて,水稲群落へのレーザ入射角の影響を考慮した生育量(草丈)推定アルゴリズムを検討した。検討では,レーザ入射角により計測領域(生育が均一)を複数の小領域へ分割し(-436度の範囲を5分割),小領域ごとにレーザ計測データから算出した植生層高さ(レーザ計測した植生層高さ)と草丈の関係を調べた。その結果,両者の関係が1次式あるいは2次式で表現可能であること,レーザ入射角が30度を超える小領域では,草丈増加に対するレーザ計測した植生層高さの増加の割合が小さく,レーザ入射角が大きい計測領域では,草丈推定精度が大きく低下する可能性が確認された。◯開発したSUAVベースの生育測定システムを用いて,水稲(水田)のレーザ計測を複数回実施した。飛行高度は,搭載した非測量レベルのレーザスキャナの測距性能を考慮し5mを目安とした。取得したレーザ計測データから,レーザ入射角が鉛直条件となる領域(±5度)を抽出し(約0.9×10m),抽出領域において生育が均一な小領域(約0.9×2.5m)において,地上調査した草丈データとレーザ計測した植生層高さの関係を表す推定式を求めた。その後,草丈推定式を抽出した領域全体へ適用し,草丈推定した結果,水田面の位置情報を参照することなく,計測期間を通じて地上実験結果と同様のRMSE 8cmで草丈を推定した。◯レーザ入射角が鉛直条件となる領域(±8度)において,レーザ計測データから決定した草冠位置から計算される空間体積(Spatial Volume)から茎数を推定するアルゴリズムを検討した。その結果,レーザスポット径の大きさに依存せず,茎数が相対誤差10%程度で推定できる可能性が確認された。