hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子動力学を基礎とした高分子液体に流動過程の解析

本研究では,分子動力学を基礎とした高分子液体の流動過程の解析の第一段階として,高分子液体のもっとも簡単なモデルとして,ニュートン流体に高アスペスト比の繊維を希薄に懸濁した液体を考え,単純な流れ中での繊維の配列ならびに複雑な急絞り流路内での流れ模様および繊維の配列などの観察を行い,高分子液体の流れと比較しながら繊維懸濁液の複雑な流れを検討した。得られた成果は以下のとおりである。1.繊維懸濁液の単純せん断スタート・アップ流れの実験から,初め比較的ランダムに配列していた繊維が流れの開始後急激に配列を変えるのが観察された。これが,ニュートン流体の場合には見られないせん断応力のオーバーシュートのような過渡的流動特性の原因となっていると考えられる。ただし,直線状の繊維を懸濁しているので高分子液体の場合に観察されるような大きなオーバーシュートは見られなかった。高分子液体の場合を分子動力学的観点から考えると,急に流れが開始するために静止状態でリラックスしていた分子の形態を急激に変えなければならなくなり,大きなせん断応力が発生すると推察される。なお,この点については今後研究を進めて確かめる必要がある。2.繊維懸濁液の場合,絞り部上流角部に生ずる渦は繊維に含有率あるいはアスペクト比の増加に伴い著しく成長する。しかし,渦が大きく成長している場合でも,渦の境界は比較的直線的であり高分子液体のように凸状にはならない。さらに,繊維懸濁液の場合,慣性の影響の小さい範囲では渦の長さは一定で,レイノルズ数が増大すると渦は縮小し,高分子液体の場合のような流量の増大に伴い渦が急激に成長する現象は見られない。徒って,次の段階では流動中に形態を変えやすい曲がり形状の繊維の懸濁液を用いる実験ならびに数値解析では繊維に形態変化の効果を考慮した構成式を用いることが不可欠である。平成3年度の研究計画は、(1)単純セン断流れ中における繊維の形態、配列並びに分布の変化を調べるとともに、それらが繊維懸濁液の流動特性に及ぼす影響について考える。(2)円管急絞り流路内におけるニ愉-トン流体の繊維懸濁液の流れ模様の観察と数値シミュレ-ション、である。その結果、単純せん断のスタ-ト・アップ流れの実験からは、初め比較的ランダムに配列していた繊維は、流れの開始後急激に配列を変えていくのが観察された。これが、ニュ-トン流体の場合には見られない、せん断応力のオ-バ-シュ-トのような過渡的流動特性の原因になっていると考えられる。又、円管急絞り流路内での流れの可視化実験及び数値解析から、ニュ-トン流体の場合には絞り部上流角部に生ずる渦は小さく凹状であるが、ニュ-トン流体に繊維を懸濁して流すと角部の渦は大きく成長し、その形状はわずかに凸状で主流は円錐状になる。そして、繊維含有率あるいは繊維のアスペクト比を増加すると渦が成長することが明らかになった。更に、渦の成長が管軸上の法線応力差の増大を抑える働きをすることも数値解析から明らかにになった。しかし、直線形状の繊維は流動中に形態をほとんど変えないため、繊維懸濁液の場合、フレキシブルな分子の溶液、例えばポリアクリルアミド溶液、と比較して主流の流れ模様、渦の形状並びに渦の成長と流量との関係などの点で異なる。そこで、現在、流動中に形態を方え易い曲がり形状の繊維(クリンプを持つ繊維)を用いて実験を行っている。この場合には渦の形状並びに流量の増加に伴う渦の成長などの高分子体の流れ挙動に似た傾向を充すようである。今後更に研究を進める必要がある。

平成4年度の研究計画は,分子動力学を基礎とした高分子液体の流動過程の解析の第一段階として,ニュートン流体に高アスペクト比の繊維を懸濁した液体を高分子液体のもっとも簡単なモデルと考え,(1)繊維の長さ,含有率及び剛性を変えて繊維懸濁液の流動特性を測定するとともに単純な流れ場での繊維の形態配列の変化を観察する.(2)急絞り流路での流れについて,流れ模様並びに繊維の形態,配列,分布などの観察を行い,繊維懸濁液の複雑な流れと関連づけて検討する.その結果,単純せん断のスタートアップ流れの実験から,初め比較的ランダムに配列していた繊維が流れの開始後急激に配列を変えていくのが観察された.これが,ニュートン流体には見られないせん断応力のオーバーシュートのような過渡的流動特性の原因になっていると考えられる.また,円管急絞り流路内での流れの可視化実験並びに繊維の配向の観察から,ニュートン流体中では繊維は流路壁面の近くの領域で流れ方向に良好に配列しているが,中心部へ近づくにつれて配列が悪くなることがわかった.これは,速度匂配が小さいため繊維が向きを変えるのに長い移動距離を必要とするためである.更に,絞り部へ近づくと加速流になるので中心部付近の繊維は流線の方向に配列するようになるが,流線が曲がるため,その周辺の領域では流線方向への配向が幾分悪くなる現象が明らかになった.なお,高分子溶液の流れ中では繊維はニュートン流体中での場合に比べて極めて良好に流線に沿って配列することもわかった.しかし,この研究の目的である分子動力学から高分子液体の流動を考察するのに欠かすことのできない,流動中に形態を変えやすいフレキシブルな繊維の懸濁液に関する研究は十分に行うことができず今後の課題である.
ME技術革新下における職務再編成と技能伝承

マイクロエレクトロニクス(ME)技術の生産工程への導入に伴い、当該工程においては省力化・省人化が進むと共に職務の分解・再編成も著しく進んでいる。にも拘らず、プレイバック型ロボットに対するティ-チングの主たる担い手がしばしば旧来型熟練技能者であるように、機械工作作業のかなりの部分は、相当長期間にわたって、根底における熟練的技能のバックアップなしには立行かない。ところで、この間の技術革新の進展に伴い、職場における熟練技能の担い手である中高年齢者がME化工程から排除される傾向がみられた。今後の労働力の高齢化の進展を展望するとき、中高年齢者の活用とモラ-ルアップは必須である。技術的視点と労使関係視点の両面から、中高年齢者を中心とする熟練技能者の活用は企業経営上のキイの一つたらざるを得ない。ME化と熟練技能保全・伝承にかかわる枠組みを実態調査を踏まえて例示するならば、次のとおりである。1) ME化にはコスト面で引き合わない程度の小ロット製造部門や、精密加工を要する試作部門、治工具作製部門等、高度な熟練技能が相当長期間にわたって要求される部門は少なくない。2)工程の自動化が進み、生産に必要な人員が減少した部門でも、直接工のうち、当該工程の流れを熟知し、生産の勘所を押さえられるベテラン作業者の存在は欠かせない。3)熟練技能(工)を目的意識的に保全しようとする方法としては、試作部門への集中配置、保全・修理部門への配置の他に、特定工場や特定ラインに熟練工を集めて専ら汎用機により技能を活かした作業を行わせる例がある。また、熟練技能の文書記述、映像記録等の例もみられる。本研究は、マイクロエレクトロニクス(ME)技術の生産工程への導入に伴い、旧来型熟練技能の分解が進み、自動機に置き換えられるのかどうか、それとも、ME化にも拘らず生産工程の編成、段取り、機器のオペレ-ション等に関して依然として旧来型熟練技能の裏付けは欠かせないのかどうかを、技術的側面と高齢者活用を主眼とした労使関係視点からも解明しようとするものである。本年度は、既存の文献・資料研究及びパイロット的事例調査を踏まえ、基本仮設と次年度実施する実態調査に係る作業仮設の検討を行ったが、その概要を示せば次のとおりである。・ME化にはコスト面で引き合わない程度の小ロット製造部門や精密加工を要する試作部門、治工具作製部門等、高度な熟練技能が相当長期間にわたって要求される部門は少なくない。・工程の自動化が進み、生産に必要な人員が減少した部門でも、直接工のうち、当該工程の流れを熟知し、生産の勘所を押さえられるベテラン作業者の存在は欠かせず、例えば生産技術部門でNCテ-プを作成したとしてもそのチェックや修正は現場で実際にモノを流しながら彼らが行う状況がある。熟練は形態を変えつつも生産のキイをなしているケ-スである。熟練技能(工)の保全方法・形態に関し、目的意識的な例としては、試作部門への集中配置、保全・修理部門への配置の他に、特定工場や特定ラインに熟練工を集めて専ら汎用機により技能を活かした作業を行わせる例等多様に考えられている。旧型熟練の解体、機器・システムへの吸収過程は、いずれの業種においても程度の違いはあれ進んでいる。昨年度は主として機械加工・組立といった製造業生産ラインにおける技術革新と技能の変遷・再構成過程をみたが、本年度は装置型産業においてもこの過程をフォロ-した。結論的にいうならば、装置型産業であれ、加工・組立型業種であれ、大勢は同様であり、旧来型技能の自動制御システムへの置き換えは著しく進んでいる。例えば鉄鋼業を例とすれば、製鉄工程のキイをなす高炉操業に、AI(知識工学=人口知能)システムを導入する試みが進んでいる。

高炉操業は、これまで、きわめて多様で複雑なデ-タからコントロ-ルのあり方を総合的にしかも迅速に判断することが求められ、従って、十分な知識・経験を有する熟練技能者の存在が決定的であった。AIシステムはこの熟練技能者に代わって、人間の情報判断→アクションの過程をコンピュ-タシステムに置き換えようとするものである。しかし、AIシステムといえ、実際には最も優れた熟練技能者のノウハウを基にしている。即ち、AIシステムの根幹たる「知識ベ-ス」は、実際の高炉状態に関する様々なデ-タと組み合わせつつ熟練技能者の実際の思考・判断プロセスを収集・整理し、それをル-ル化し、これを集積したものである。逆にいえば、熟練の存在がなければ、AIシステムそのものの存在も危ういものたらざるを得ないこととなる。これ以外の諸工程においても、同様の事例がみられ、技術革新による工程の変革は進んでも、とりわけ、異常時の対応に関しては、工程の構造を理解し、諸事象の「ノウホワイ」を熟知している現場熟練工の存在が必要である。新たにこうした工程に配置されてきた若年者に対しても、トラブル発生を想定した技能教育が目的意識的に行われている。
マウス不死化ライデッヒ細胞株とセルトリ細胞株を用いた精細胞の分化機構の解明と応用

1)セルトリ細胞、およびライデッヒ細胞間の接着の形態学的検討今回使用した不死化セルトリ細胞では細胞間にTight Junctionを形成するが、この形成の変化を培養条件を変えることにより免疫染色および電子顕微鏡で検討した。培養温度を33°Cおよび39°Cに変化させて培養したところ、39°Cで培養したほうがTight Junctionの形成が強かった。ライデッヒ細胞で同様の検討を行ったが、Tight Junctionの形成は明らかではなかった。しかしライデッヒおよびセルトリ細胞の細胞間相互作用の解明についてはこれら細胞に未分化精細胞を加えた精巣組織の再構築はできておらず、今後の検討課題である。2)セルトリ細胞およびライデッヒ細胞の分化誘導時に変化する遺伝子群の解析:セルトリ細胞を39°Cで培養すると細胞周期のS期の減少とG2/M期の増加を伴う細胞増殖停止が観察された。IntelliGeneマイクロアレイを用いて解析した結果、細胞増殖停止時に2倍以上変化する遺伝子が1,080個中29個(増加:20,減少:9)明らかになった。一方、ライデッヒ細胞を39°Cで培養すると細胞増殖が抑制され、17β-HSD type 1 mRNA量の増加と17β-HSD type 3 mRNA量の減少および形態変化が観察された.この17β-HSD mRNAの発現量の変化は,新生児期のライデッヒ細胞の分化の過程に類似していた。この分化の過程で2倍以上変動する遺伝子をAtlasマイクロアレイで解析した結果,1,081個の遺伝子の中で24個の遺伝子発現が増加し,7個の遺伝子発現が減少した.Tie2,zinctransporter 4とgalanin receptor 1は各々13.5,8.3と7.9倍の増加を認めた。今後は変化のあった遺伝子のうち細胞間の接着に関与するものを選んで、さらにその発現の変化を経時的に追うなどの検討を行うことが必要と思われた。1)セルトリ細胞間の接着の形態学的検討今回使用した不死化セルトリ細胞では細胞間にTight Junctionを形成するが、この形成の変化を培養条件を変えることにより免疫細胞染色および電子顕微鏡で検討した。培養温度を33度および39度に変化させて培養したところ、39度で培養したほうがTight Junctionの形成が強かった。次年度はライデッヒおよびセルトリ細胞の細胞間相互作用の解明のためライデッヒおよびセルトリ細胞を共培養し、細胞間の接着を免疫細胞染色および電子顕微鏡で検討する。また、共培養した際のそれぞれの細胞マーカーを単独で培養した際との変化をRT-PCRおよびELISA法で検討する。2)ライデッヒ細胞の分化誘導時に変化する遺伝子群の解析ライデッヒ細胞を39°Cで培養すると細胞増殖が抑制され,17β-HSD type 1 mRNA量の増加と17β-HSD type 3 mRNA量の減少および形態変化が観察された.この17β-HSD mRNAの発現量の変化は,新生児期のライデッヒ細胞の分化の過程に類似していた。この分化の過程で2倍以上変動する遺伝子をAtlassマイクロアレイで解析した結果,1,081個の遺伝子の中で25個の遺伝子発現が増加し,7個の遺伝子発現が減少した.Tie2,zinctransporter 4とgalanin receptor 1は各々13.5,8.3と7.9倍の増加を認めた。

次年度は変化のあった遺伝子のうち細胞間の接着に関与するものを選んで、さらにその発現の変化を経時的に追うなどの検討をする1)セルトリ細胞の分化誘導時に変化する遺伝子群の解析:昨年度はライデッヒ細胞を39°Cで培養すると細胞増殖が抑制され,17β-HSDtype1mRNA量の増加と17β-HSDtype3mRNA量の減少および形態変化が観察された.本年度はセルトリ細胞を39°Cで培養すると細胞周期のS期の減少とG2/M期の増加を伴う細胞増殖停止が観察された。IntelliGeneマイクロアレイを用いて解析した結果、細胞増殖停止時に2倍以上変化する遺伝子が1,080個中29個(増加:20,減少:9)明らかになった。生体組織は様々な機能を持つ細胞の集合体として生体の重要な機能を担っている。細胞、分子レベルで精巣機能の詳細な解析を行うという観点に立ち、両細胞を用い精子細胞支持細胞系を構築し、精子細胞を分化させる条件を見出すことが重要と思われた。2)内分泌撹乱物質の一つであるビスフェノールA(BPA)のセルトリ細胞およびライデッヒ細胞に与える影響:BPAを各細胞に添加し、細胞の生存率をトリパンブルー色素排除試験で計測した。また、遺伝子の発現の評価は定量的RT-PCR法(TaqMan assay)で行った。セルトリ細胞においてBPA(200μM)は細胞死を誘導し、また、マイクロアレイを用いた解析より、BPAによって増加または減少する遺伝子が数多くあることを明らかにした。セルトリ細胞と同様にライディッヒ細胞においてBPA(50-200μM)は濃度依存的に細胞死を誘導した。ライディッヒ細胞はestrogen受容体を発現するがestrogen受容体拮抗薬ICI182,780はBPAによる細胞死を抑制しなかった。ライデイッヒ細胞においてBPAの作用はestrogen受容体を介する作用ではないことが示された。BPAのライディッヒ細胞に対する作用がセルトリ細胞と同じかどうかは判っていない。
哺乳類特異的ゲノム機能の解析

哺乳類ゲノムの持つ機能の特殊性にジェネティクスとエピジェネティクスの両面から研究を行い、(1)レトロトランスポゾンに由来する哺乳類特異的遺伝子群である、Sirh7/Ldoc1が胎盤細胞の分化・成熟に必須な遺伝子であること、Sirh11/Zcchc16が脳の認識機能に重要な遺伝子であることを明らかにした。これらの研究を通じてレトロトランスポゾンに由来する"獲得遺伝子"が哺乳類の胎生及び脳の進化に寄与したことを示した。(2)哺乳類特異的エピジェネティクス機構であるゲノムインプリンティングのリプログラミングに能動的DNA脱メチル化反応が関係していることを世界で初めて明らかにした。哺乳類特異的ゲノム機能の解析として推進した研究の今年度の成果は、有袋類特異的に存在するsirh遺伝子の発見である。これまでPeg10が有袋類と真獣類の両方に存在する以外、Peg11およびsirh3-11は真獣類に特異的に存在することを明らかにしてきたが、今回、有袋類のゲノム解析から、真獣類には存在せず有袋類にのみに存在するsirh12遺伝子を同定した。sirh遺伝子ファミリーは真獣類と有袋類において異なる組み合せで存在しており、この哺乳類の2グループの分岐進化にsirhファミリー遺伝子群が深く関与したことが示唆された。sirh遺伝子のKOマウス作製を進めた。sirh4については単独のKOマウスの作製は終了した。このマウスには明確な表現型が見られていない。ほぼ同じタンパク質をコードするsirh5およびsirh6遺伝子が残っているためであると考えており、これらをさらに欠失したsirh4-6トリプルノックアウトマウスの作成に取りかかっている。sirh9KOマウスについては、ES細胞のスクリーングを行なっているが、相同組換え体が分離できないことから、異なるコンストラクトによるKOマウス作製を試みる事にした。Peg10 KOマウスの初期胚致死を回復できるレンチウィルスベクターの開発を行なった。これはレンチウィルスにPeg10 ORF1のみまたはPeg10 ORF1-2融合タンパク質のどちらかをコードするDNA断片を組み込んだもので、胞胚期に感染させることにより胎盤でのPeg10の発現を行なわせるものである。これまでのところORF1のみでは致死性の回復はみられていないため、ORF2部分が必須であると考えて実験を進めている。Peg11 PatKOマウスおよびMatKOマウスの示す、新生児致死の原因を解明するために新生児の呼吸、血液、肺や筋肉等の形態を解析したが、これまで明確な異常はみられていない。哺乳類特異的ゲノム機能として、LTRレトロトランスポゾン由来の新規獲得遺伝子および哺乳類特異的エピジェネティック機構であるゲノムインプリンティングにおけるゲノム記憶の消去機構の研究を行った。真獣類・有袋類・単孔類の3つの哺乳類グループおよび鳥類、爬虫類、魚類等他の脊椎動物のゲノム比較から、以前にsushi-ichiレトロトランスポゾン由来のSIRH遺伝子群の網羅的な系統解析を行った。今回は、もう一つのグループであるgypsy_12DRに由来するPNMA(paraneoplastic Ma antigen)遺伝子群について同様の解析を行なった。その結果、われわれが新規同定したものを含め、現在知られている総てのPNMA遺伝子は真獣類特異的であり、有袋類には存在しないこと、また有袋類に発見したPNMA-MS1は真獣類には存在しないことを明らかにした、これにより、これらの遺伝子が真獣類、有袋類それぞれの進化に重要な寄与を果たしたというわれわれの仮説が支持された。始原生殖細胞におけるゲノムインプリントの消去は、細胞分裂に依存しない能動的機構で進むこと、(polyADP)リボシル化酵素であるPARPが関与することを、世界で初めて明らかにした。近年、ゲノムワイドな脱メチル化は5hmCに転換された後、受動的に希釈されると言う考えが主流になりつつあった。しかし、胎生9.5日から11.25日までアフィディコリン存在下で細胞分裂を止めた条件下でもH19-DMRの脱メチル化が進むこと、PARP阻害剤の3アミノベンズアミド添加でこの反応が阻害されることから、この過程に能動的機構が関与していることを実験的に初めて実証した。この結果は、少なくとも雌性生殖細胞系列では始原生殖細胞の能動的脱メチル化は、正常個体発生を保証するために必須であることを意味している。本研究課題の「哺乳類特異的ゲノム機能」では、1)哺乳類特異的遺伝子の機能2)哺乳類特異的エピジェネティック機構であるゲノムインプリンティングを取り上げ、具体的な研究内容としては、レトロトランスポゾンに由来する哺乳類特異的遺伝子であるPeg10, Peg11/Rtl1, Sirh4-6、Sirh9の生物学的機能の解明、ゲノムインプリンティングの記憶のリプログラミングにおける脱メチル化の解析を推進している。解析は順調に進んでおり、Peg11/Rtl1については、これまで報告した胎盤の血管内皮細胞の維持機能だけでなく、胎児側の血管系の保持にも重要であり、これが胎児期中期致死、新生児期致死などの原因であることを示唆する結果を得ている。ヒトPEG11/RTL1は染色体14番の父親性2倍体、母親性2倍体症候群の原因遺伝子であり、今回の結果は、PEG11/RTL1をターゲットとした治療戦略につながると考えている。Sirh9については新しいコンストラクトが完成し、KOマウス作製が進んでいる。哺乳類の発生機構には、DNAメチル化と脱メチル化によるエピジェネティック制御が重要である。

しかし、脱メチル化が能動的なものか、受動的に起きるものかという議論に決着はついていない。われわれの解析からは、受精直後の雄性前核の脱メチル化は、メチルシトシンがヒドロキシメチルシトシンへ変換された後は、DNA複製に従った受動的メチル化が起きている可能性が高いことが明らかになった。一方で、始原生殖細胞におけるゲノムインプリンティング記憶の消去過程では、DNA複製によるものとよらない両者の脱メチル化反応が進んでいることが明らかに出来た。これはin vivo, in vitroを問わず、能動的脱メチル化を実証した初めてのものである。LTRレトロトランスポゾン由来の獲得遺伝子の機能解析として、Sirh7/Ldoc1遺伝子が胎盤の各種細胞の分化・成熟に必須の機能をもつこと、この遺伝子のノックアウトは胎盤が産生するホルモン調節の異常により、出産遅延・離乳率の低下が起きることから、哺乳類の生殖機能にとって必須の機能を果たしていることを明らかにした。またげっ歯類の胎盤でプロゲステロン(P4)産生が起きることを初めて実証することに成功し、内分泌学分野で40年以上に渡る議論に決着をつけた。Sirh11/Zcchc16のノックアウトでは新規性等に対応する行動の異常が観察され、脳内モノアミンの調節異常をつきとめた。これはLTRレトロトランスポゾン由来の獲得遺伝子が脳機能の進化にも関係していることを示す重要な知見である。Peg11/Rtl1の胎盤における異常はすでに報告したが、胎児側におきる異常についても新たな知見を得た。これによりもっとも重篤なゲノムインプリンティング疾患の1つであるヒト染色体14番2倍体症候群の病態の主原因がPEG11/RTL1の過剰にあることを実証できた。さらに治療法の開発を現在は検討している。マウス雌性単為発生胚および雄性発生胚から半数体ES細胞の樹立とその安定培養条件を確立した。2011年に樹立の報告はあったものの、すぐに2倍体化してしまうことから実用が難しかったが、細胞周期においてG2からM期への移行を促進する薬剤の添加により、それを可能にした。これにより、スクリーニングへの応用などの哺乳類におけるフォワードジェネティクスを展開する基盤が構築できたため、これからの哺乳類における研究を一層進めることが期待される。哺乳類の中でヒトを含む真獣類は、進化の過程でLTRレトロトランスポゾン由来の遺伝子群を獲得している。本研究計画では、これらの遺伝子のノックアウトマウスを用いた網羅的解析を推進し、昨年度までに胎盤形成や機能維持に必須なPeg10、Peg11/Rtl1、Sirh7/Ldoc1遺伝子について報告してきた。真獣類のもう一つの大きな特徴は高度に発達した脳機能である。Sirh11/Zcchc16はほぼGagの全体からなる遺伝子であるが、胎盤では発現せず、胎児期、成体期において脳での発現が見られる。この遺伝子のノックアウトマウスは注意力や衝動性、短期記憶などの認知能力に障害をきたすことを様々な行動実験から明らかにし、さらにマイクロダイアリシス法を用いた大脳皮質内における各種モノアミン量の測定から、ノルアドレナリン/ドーパミン比が有意に低下していることを明らかにした。
高齢者における鎮静法の回復過程に関する総合的研究

<ミダゾラム単回投与による静脈内鎮静法併用下に歯科治療を行った高齢者および青壮年、各15名を対象に、同じ程度の鎮静レベルからの回復過程に差があるかどうか、また、帰宅可能時間に差があるかどうか検討した。回復過程に関する測定項目は、SpO2、握力、スパイログラム、加算テスト、重心動揺度とし、各群、ミダゾラム投与終了時より計測した各時点での測定値を術前対照値と比較し、また、その変化量を両群間で比較した。なお、ミダゾラムの投与方法は、至適鎮静度に至るまで少量ずつ分割投与した。高齢者群のミダゾラム必要量は青壮年群の6割であり、肺活量、開眼重心動揺度以外の全ての測定項目にて、術前対照値に有意な差があった。さらに、高齢者では、SpO2、握力、肺活量、feedback重心動揺度(自分の重心の軌跡をモニター下に微調整できる条件下)において、回復度の遅延が認められた。一秒量、加算テスト、開眼および閉眼重心動揺度では両群間で回復度に差を認めなかった。高齢者では、ミダゾラムによる鎮静法施行に際し、呼吸筋を含め筋力の低下に注意すべきと思われた。また、高齢者では、重心の微調整を試みるとかえって動揺する症例が多く、姿勢変化に対して安定をはかる姿勢調節能力がより低下することが示唆された。一方、高齢者でも、投与量に注意すれば、青壮年同様、投与後2時間で帰宅可能であると思われた。また、近年、静脈内鎮静法への応用が試みられ始めた静脈麻酔薬であるプロポフォールを高齢者の静脈内鎮静法に用い、その有用性、回復過程についても検討した。その結果、慎重な管理のもとに行えば、安定した鎮静度を保つことができ、薬液投与中止後の鎮静からの回復も早く、特に、ベンゾジアゼピン系鎮静薬に対して長期連用による耐性を有する患者においては、十分適応となる有用な方法と思われた。高齢者における精神鎮静法の回復過程に関する総合的検討に先立ち、まず、健康成人を対象に、精神鎮静法が中枢神経系、循環器系、呼吸器系、内分泌系に及ぼす影響を検討した。対象は北海道大学歯学部附属病院にてミダゾラムによる静脈内鎮静法を併用した局所麻酔下手術を施行された20歳から55歳までの健康成人で、術前、術中、術後の重心動揺度(平衡機能)、血圧および脈拍数、肺活量、ACTHの変化について検討した。なお、ミダゾラムの投与は初回投与のみで追加投与は行わなかった。平衡機能回復の指標は、当院保有の重心動揺度測定器を用い、起立可能な範囲での最大動揺面積に対する静止時の動揺面積が1%以内であるとき平衡機能は回復したと判断した。その結果、ミダゾラム投与90分後で全例平行機能の回復をみた。収縮期圧、拡張期圧、脈拍数とも術前の対照値に比べて術中有意な上昇を認めたが、術後は、対照と有意差はなくなった。肺活量および1秒率は、ミダゾラム投与30分後およびそれ以降において術前の対照値に比べ有意な変化は認められなかった。ACTHは、術中上昇傾向にあったが、個々の変動が大きく、術前対照値と比較して有意な上昇は認められなかった。術後も対照と比較し有意な変化は認められなかった。今後、これら青壮年層での結果と次年度行う高齢者での結果を比較検討していく予定である。

高齢者を対象に、精神鎮静法が中枢神経系、循環器系、呼吸器系、内分泌系に及ぼす影響を検討し、前年度の青壮年層における結果と比較した。対象は北海道大学歯学部附属病院にてミダゾラムによる静脈内鎮静法を併用した局所麻酔下手術を施行された65歳以上の高齢患者で、術前、術中、術後の、重心動揺度(平衡機能)、血圧および脈拍数、肺活量、ACTHの変化について検討した。なお、ミダゾラムの投与は初回投与のみで追加投与は行わなかった。重心動揺度での検討では、ミダゾラム投与120分後に平衡機能の回復が認められた(青壮年層では90分後)。収縮期圧、拡張期圧、脈拍数とも術前の対照値に比べて術中有意な上昇を認めた。肺活量については、ミダゾラム投与30分後において術前の対照に比べ有意な減少が認められた(青壮年層では有意差なし)。ACTHは、術中上昇傾向が認められ、特に手術操作時に術前に比較し27%の有意な上昇が認められた(青壮年層では有意差なし)。以上、平衡機能、呼吸機能の回復は高齢者では青壮年層より回復が遅い傾向にあった。また、術中の循環器系および下垂体一副腎皮質系の変化については、青壮年層と同等またはそれ以上の変動を示した。近年、静脈内鎮静法への応用が試みられ始めた静脈麻酔薬であるプロポフォールを高齢者の静脈内鎮静法に用い、その有用性を検討するとともに回復過程についても検討した。プロボフォールの投与方法は、、まず、0.2mg/kgをbolus投与し、初期持続投与量を4mg/kg/hとし、至適鎮静度がみられたら、維持量1.53mg/kg/hを目安に適宜増減することとした。投与中止は手術終了時とした。回復過程に関する測定項目は、動脈血酸素飽和度(以下Sp02)、握力、加算テスト、重心動揺度とした。プロボフォール投与時間は平均41.3±11.1分でり、総投与量は平均90.6±15.4mgであった。プロポフォール投与終了後の動脈血酸素飽和度は投与終了15分後には対照値と有意差がなくなるまで回復した。加算テストは投与終了30分後において術前値との有意差を認めなかった。重心動揺度においては、開眼、閉眼、feedback重心動揺度のいずれにおいても、投与終了60分後において術前対照値との間に有意差を認めなかった。静脈麻酔薬であるプロポフォールは、高齢者への静脈内鎮静法適用において、常に第一選択とはなり難いかもしれないが、慎重な管理のもとに行えば、安定した鎮静度を保つことができ、薬液投与中止後の鎮静からの回復も早く、特に、べンゾジアゼビン系鎮静薬に対して長期連用による耐性を有する患者においては、十分適応となる有用な方法と思われる。
島嶼部東南アジア人の集団形成に関するDNA指標による解析

本年度においては、島嶼部東南アジア地域の特殊な自然条件への適応にともなう遺伝的小進化について、DNA指標を用いた解析をおこなうこととした。脂質代謝に関わるDNA指標として、文献上既に制限酵素断片長の多型性(RFLP)が示唆されているアドレナリン受容体β3(ADRB3)遺伝子に着目し、インドネシアのセラム島、小スンダ列島(フローレス島)、スラウェシ島の3集団、フィリピン先住民のネグリトの複数の部族(ミンダナオ島のママヌワ、ルソン島のアエタなど7集団)、およびそれらの周辺集団から採取した血液試料より得たDNAサンプル(1集団当たり約100人)を対象に、エクソン1内にみられる1塩基置換によるRFLPを電気泳動法によって調べた。ところが文献にみられないサイズのDNA断片が多数見出されたため、全固体について対象のゲノム領域の塩基配列を決定するとともに、代表的なタイプの固体についてはエクソン1全長(5'-UTRからイントロン1まで)の塩基配列を決定した。さらにヒトと最も近縁なチンパンジーのDNAサンプル(20固体)についてもエクソン1の塩基配列決定をおこない、比較ゲノム解析をおこなった。その結果、まだ知られていない1塩基多型が少なくとも4種類見出され、既知の1塩基多型を含め、チンパンジーではホモ接合の固体が存在することが明らかとなった。環境への適応に有利であった可能性があり、また地理的に隔離された集団で偶然生じ広まったとも考えられる。本年度は、当初の計画通り、インドネシア3集団およびフィリピン先住民7集団の血液試料からのDNAの抽出を終了し、試料としてのデータベースを作成した。これらのDNAサンプルを用いて、人類集団の系統関係を調べるために、母方を反映するミトコンドリアDNAについて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法によってD-ループ領域のDNA増幅とその塩基配列の決定を行い、終了した。この配列データに関しては、現在公開されているデータベースのアジアおよびオセアニア地域の他集団の塩基配列データを加えて、遺伝的系統関係を求めつつある。あわせて、ミトコンドリアDNAの9塩基欠損の出現頻度についても求め、地理的勾配を分析した。また、ミトコンドリアDNAとは別に、父方の指標としては、Y染色体上の特定ゲノム領域の指標候補として、DYS19、DYS287といった、反復配列の数やAlu配列の挿入に多型性のあるマイクロサテライトなどを選択し、前述の10集団について解析し、ほぼ終了した。さらに、進化の過程における東南アジアの自然条件への適応を考察するために、マラリアをはじめとする疾病への耐性を反映する遺伝指標や、身体的適応を反映する成長ホルモンまたはその受容体、脂質代謝に関する遺伝子のDNA指標を候補の中から選択し、実験条件を決定しつつある。その中で、NAT1およびNAT2遺伝子についての予備的実験を終了した。
東アジア地域における都市代謝システムの比較研究

本研究では,東アジア地域の諸都市における都市代謝システムの把握,その動態的特性の分析,都市環境改善のための制御手法の検討を行った。中国の大連市,潘陽市,上海市,韓国の仁川市,浦項市を対象とする。また,国内では北九州市を取り上げ,日本の産業型公害克服の事例として設定した。以下,本年度の概要を示す。(1)都市代謝システム基本フレームの設定都市代謝システムを比較検討するための基本フレームを,既存文献を参考に設定した。都市環境を比較する際には,(1)都市の特性(社会,産業,経済,エネルギー等の条件),(2)環境現況,(3)環境対策等を明かにしなければならない。これらの関係は時間的に一定ではなく,環境変化や環境影響,環境問題に対する評価等を受けて,制度整備や規制強化,インフラ施設整備等へフィードバックが作用する。(2)対象都市の社会・環境データの収集対象各都市の社会,産業,経済,エネルギー,市民生活,そして環境現況,環境対策に関する各種資料を収集した。これらを体系的に整理し,工業化による経済発展の経過ならびに環境悪化の現状の把握を行った。上海市や潘陽市における社会総生産額の変化を見ると,1984年以降の生産額の伸びが顕著である。また,中国各都市では,経済発展とともに電力消費量や給水量等も増加している。国レベルでの環境対策都市レベルでの環境対策を比較する前に,国レベルでのものを検討した。日本では,国の方針にしたがって地方行政及び企業での環境対策が行われている。韓国では,法制度の整備はかなり行われているものの,中央集権的な環境行政となっている。一方,中国では,地方(省,市)レベルでの環境行政組織も十分組織されている。しかしながら,実際の環境対策では,技術の未発達や費用不足等といった運用上の問題が多く残されている。
親の離婚が子どもの長期的ライフコースに与える影響のメカニズムと支援策に関する研究

本研究の目的は、親の離婚を経験することが、子どもの長期的ライフコースに与える影響のメカニズムを明らかにし、支援の可能性を提示することである。欧米の先行研究では、親の離婚を経験することは、子世代の教育達成、職業的地位達成だけでなく、その後の結婚や離婚、社会経済的地位など、子どもの長期的なライフコースにも影響を与え、貧困や格差の再生産の問題と関連しうることが指摘されている。その一方で、日本の先行研究においては、特に出身家庭の家族構造や離婚の経験が子ども自身の結婚や離婚などその後の長期的なライフコースに与える影響に関しては、ほとんど明らかになっていない。しかしながら、近年、日本では離別母子世帯の貧困の問題が顕著であり、親の離婚を経験することが子どものライフコースに与える影響は、格差や貧困の再生産の問題と関連しうるという意味でも、研究の必要性が生じている。本研究では、日本と欧米の先行研究における、親の離婚を経験することが子どもの長期的ライフコースに与える影響についての知見を整理し、理論的枠組みの検討を行った。また、全国調査データの二次分析を行うことで、親の離婚を経験することが子ども自身の教育達成や早婚、離婚に影響を与え、母子世帯および貧困の世代的な再生産につながりうる可能性について明らかにした。加えて、母子世帯の貧困の問題について、貧困世帯における支援の可能性を明らかにするために、先行研究の整理および理論枠組みの検討を行うとともに、全国調査データを用い、母子世帯の母親の属性や意識、就労や学歴と、社会保障制度の利用との関連について分析を行った。以上の研究の成果をもとに、学会報告1回、論文2本の執筆を行った。本研究では、親の離婚を経験することが、子どもの長期的ライフコースに与える影響のメカニズムを明らかにし、支援の可能性を提示することを目的として、昨年度から研究を進めてきた。昨年度は、複数の全国調査データの二次分析を行うことで、親の離婚を経験することが子ども自身の教育達成や早婚、離婚に影響を与え、母子世帯および貧困の世代的な再生産につながりうる可能性、および母子世帯の貧困の問題と社会保障制度の利用について明らかにした。以上の分析の成果として、昨年度は学会報告1回、論文2本の執筆を行うなど、研究の成果の発信に努め、研究はおおむね順調に進展している。本研究では、親の離婚を経験することが、子どもの長期的ライフコースに与える影響のメカニズムを明らかにし、支援の可能性を提示するという目的を達成するために、以下の計画に基づいて今後の研究を進める。まず、前年度までの先行研究の理論的検討および分析結果をもとに、親の離婚を経験することが子どもの長期的なライフコースに与える影響について、より精緻化されたモデルの分析を行う。複数の全国調査の二次分析を行うことで、それぞれのデータの制約を補うとともに、子どもの教育達成、職業的地位達成、本人自身の結婚や離婚における影響とのメカニズム、支援策の可能性をより詳細に明らかにする。加えて、全国調査の二次分析によってのみでは明らかにできない、親の離婚を経験することが子どものライフコースに与える影響のメカニズムの実態や詳細、また異なる状況における課題や支援策の可能性について、質的調査や量的・質的研究の知見の整理・検討によって明らかにする。それらの得られた結果をもとに、研究の成果を研究会や学会において発表することで、研究成果の発信に努める。また、学会や研究会での報告を通して、知見のよりよい分析や考察、研究の発展可能性について検討を行う。さらに、得られた知見を整理し、研究の成果として研究論文にまとめる。

昨年度は、複数の全国調査データの二次分析を行うことで、親の離婚を経験することが子ども自身の教育達成や早婚、離婚に影響を与え、母子世帯および貧困の世代的な再生産につながりうる可能性、および母子世帯の貧困の問題と社会保障制度の利用について明らかにした。以上の分析の成果として、昨年度は学会報告1回、論文2本の執筆を行うなど、研究の成果の発信に努め、研究はおおむね順調に進展している。本研究では、親の離婚を経験することが、子どもの長期的ライフコースに与える影響のメカニズムを明らかにし、支援の可能性を提示するという目的を達成するために、以下の計画に基づいて今後の研究を進める。まず、前年度までの先行研究の理論的検討および分析結果をもとに、親の離婚を経験することが子どもの長期的なライフコースに与える影響について、より精緻化されたモデルの分析を行う。複数の全国調査の二次分析を行うことで、それぞれのデータの制約を補うとともに、子どもの教育達成、職業的地位達成、本人自身の結婚や離婚における影響とのメカニズム、支援策の可能性をより詳細に明らかにする。加えて、全国調査の二次分析によってのみでは明らかにできない、親の離婚を経験することが子どものライフコースに与える影響のメカニズムの実態や詳細、また異なる状況における課題や支援策の可能性について、質的調査や量的・質的研究の知見の整理・検討によって明らかにする。それらの得られた結果をもとに、研究の成果を研究会や学会において発表することで、研究成果の発信に努める。また、学会や研究会での報告を通して、知見のよりよい分析や考察、研究の発展可能性について検討を行う。さらに、得られた知見を整理し、研究の成果として研究論文にまとめる。
重荷電粒子がん治療装置での精密線量測定を目的とした薄膜型ダイヤモンド検出器の開発

本研究では、重粒子線がん治療装置のさらなる高度化に必要となるワイドダイナミックレンジの半導体放射線検出器を開発することを目的とする。重粒子線場において、線エネルギー付与(LET)の異なる粒子による治療線量への影響を考慮した線量計測・管理技術の実現は、今後のマルチイオン照射技術やLETペインティング技術など重粒子線治療技術の高度化に合間って非常に重要となると想定される。しかしながら、現在の線量計測体系ではLETを加味した放射線計測は実現されていない。そこで、本課題では、半導体検出器材料として非常に薄い単結晶ダイヤモンドで構成される検出器を利用した新しい線量計測体系の実現を目指す。本年度は重粒子線照射場において、シリコンやSiCといった半導体検出器を設置し、厚みを変更できる水槽を前置することで、単一エネルギー290 MeV/uの炭素線のブラッグカーブ各所を模擬して照射とスペクトル計測を行なった。数値計算上は0.5 - 500 keV/umの範囲にLETスペクトルが想定される条件であり、ダイヤモンドに近しい条件のSiC半導体検出器を用いた既存回路系システムの試験においては5 - 100 keV/um程度に対応するスペクトルの一部が確認できた。今後は、研究課題としている薄膜型ダイヤモンド検出器自体におけるダイナミックレンジの確保を目指した検出器構造の高度化を推進する。試験で得られた結果から、1桁程度のダイナミックレンジ拡大が可能となれば全LET範囲をカバーするスペクトル測定が実現できると想定されるため、これを可能とするダイヤモンド検出器自体の構造が最適化された検出器の開発を目指す。これにより、目標とする全LET範囲におけるエネルギー分析の可能性を模索する。研究計画において市販ダイヤモンド基板を購入して検出器を開発する予定であったが、昨年度に市場を寡占的に占めるCVDダイヤモンド製造販売供給源からのダイヤモンド基板の供給が世界的に著しく停滞したため、計画の通りのダイヤモンド検出器の製作に支障が生じた。このため国内のダイヤモンド薄膜成膜技能を有する研究機関等からの供給が受けられるように研究協力関係を構築するなど対策を講じた。国内および国際的な枠組みの中で、ダイヤモンド薄膜を成膜できる技能を有する研究機関とのさらなる協力関係を構築しながら、必要なダイヤモンド薄膜の供給が受けられるように研究体制を再度構築し研究活動を推進する。なお昨年度中に別の半導体材料により、重粒子線場での粒子線エネルギー計測が可能な計測回路体系が構築できていることを確認しているため、検出器の製作が可能となればすぐにその試験が開始できるような研究システムの構築がなされている。(理由)初年度に連携関係が構築された豪州UoWの協力を受けて、重粒子線場での線量計測と数値計算における評価が想定以上に進展したため、LETスペクトル解析や、RBEの演算に関する計算環境構築等の計画について研究分担者側で再検討を行った。この上で次年度に対応する重粒子線場での計算システムの整備などを計画するためその必要経費の確保を初年度予算の残額から調整することで確保することとした。(使用計画)

本年度の研究成果をもとに、計画通り検出器開発を進めながら、得られたLETスペクトルの解釈やRBEへの演算など、線量評価システムとしての本研究開発成果物の高度化にするために確保した予算残額を活用する。
超高エネルギー原子核衝突の非平衡時空発展の理論的研究

超相対論的原子核衝突で生成されるクォーク・グルーオンプラズマの非平衡時空発展の理論的記述に関する研究を行い、プラズマ生成過程におけるカラーゲージ場の古典論的・量子論的不安定性の記述、非平衡緩和過程の量子論的記述、カイラル相転移の量子場に基づく運動論的記述、終状態凍結過程での平均場のHBT画像を歪める効果等で成果を得た。研究代表者の松井が初年度におこなった主な研究は、高エネルギー原子核衝突で生成されると考えられているクォークーグルーオンプラズマの終状態での時空発展に関わる問題で、高温プラズマの生成で一旦局所的に回復したカイラル対称性が再び自発的に破れ、真空のカイラル凝縮体が再成されていく非平衡過程を、QCDの有効理論によって記述し、ハドロンガスの運動量分布が凍結するまでの非平衡過程を記述する運動論を定式化した。学生(松尾)との共同研究で、凝縮体の従う非線形クライン・ゴルドン方程式に「熱的」に励起した中間子が従うブラソフ方程式が連立した運動論的方程式が導かれ、それによって熱平衡近傍での南部・ゴールドストーンモードや集団運動モードの分散関係を導出した。この研究の成果の一部を論文(Quantized meson fields in and out of equilibrium.I: Kinetics of meson condensate and quasi-particle excitations)にまとめ、学術雑誌(Nuclear Physics A)に投稿した。現在、第2論文を投稿準備中である。また、松尾はこの共同研究をもとに博士論文を提出し、この3月に学位を取得した。もう一つ松井が別の学生を指導して行って研究は、「HBTパズル」と呼ばれる問題で、反応で大量に生成される粒子のなかの2同種粒子の運動量相関から、HBT強度干渉計の原理を用いて得られる、粒子源の時空構造が流体模型などで理論的に計算される形状と一致しない理由を説明することである。松井はD1の服部を指導して、粒子間の終状態相互作用が2粒子の運動量相関をどのように歪めるか、半古典近似で評価した。その結果、平均場による1粒子振幅の位相変化によって、粒子源の粒子の進行方向(outward)の広がりが変更をうけるが、それに垂直な横方向(sideward)な分布は変更されない、という興味ある結果を得た。この研究はHBT干渉計の基本原理に関わる問題で、現在密度行列の方法を用いて再定式化を行い論文投稿の準備を進めている。これらの研究は、レーザー捕獲された低温の希薄原子ガスで起こるボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の問題とも共通した点が多く、我々の開発した理論的手法はBECの問題にも適用することを考えている。松井は今年の6月にコペンハーゲンのニールス・ボーア研究所で行われるボース・アインシュタイン凝縮とクォークーグルーオンプラズマに共通した問題に関する国際ワークショップでこれらの研究に基づいて研究発表を行う予定である。松井なこの研究会の国際諮問委員も務めている。研究分担者の藤井の行った研究は、高エネルギー陽子原子核衝突の初期過程に関するもので、高密度のグルーオンの始状態相互作用について、カラーグラス凝縮模型とよばれる有効理論に基づいて、多重散乱や非線形効果を取り入れた時間発展のシミュレーションを行なった。この成果は板倉(KEK助教)との論文にまとめ投稿した。この描像に基づいて、RHIC、LHCという高エネルギー実験においてチャームメソンやJ/psiの生成分布に対する影響の定量的評価を現在行っている。研究代表者の松井が最終年度におこなった主な研究は、クォーク-グルーオンプラズマの高エネルギー原子核衝突の終状態での時空発展におけるカイラル相転移の非平衡過程の過程に関するもので、これまでの研究成果をまとめた。初年度に完成した松尾との第1論文(Nuclear Physics Aに掲載)では場の理論に基づく基本的定式化を行ったが、今年度は第2論文でカイラル対称性を0(N)模型で表現した有効理論を用いて、南部・ゴールドストーンモードの分散関係を計算し、集団運動励起が準粒子励起の連続スペクトルの中にどのように現れるか詳しく検討した結果をまとめた。(現在Nuclear Physics Aに投稿中)。また、この研究の発展として、新しい学生(大西)を指導して、この理論で膨張解を記述する研究を行い、大西はそれをもとに修士論文を作成した。もう一つ松井が行った研究は、「HBTパズル」とよばれる問題に関する研究で、2同種粒子の運動量相関から、HBT強度干渉計の原理を用いて得られる、粒子源の時空構造が流体模型などで理論的に計算される形状と一致しない理由を説明するために、凍結過程における終状態相互作用の効果がHBT干渉法に与えるこうかを学生(服部)と行った。その結果、平均場による1粒子振幅の位相変化によって、HBT強度干渉法で測った粒子源の見かけの形状が変化する、という興味ある結果を得ている。この結果は、京大基礎物理学研究所で開かれた国際会議のプロシーディングスでも報告したが、その後、密度行列の方法を用いて再定式化を行い、現在論文にまとめている。また、松井の指導する学生で、丹治は、強い電場中での荷電粒子の対生成に関する研究を行いAnnals of Physicsに投稿し、掲載が決まっている。

研究分担者の藤井の行った研究は、高エネルギー陽子原子核衝突の初期過程に関するもので、高密度のグルーオンの始状態相互作用について、カラーグラス凝縮模型とよばれる有効理論に基づいて、多重散乱や非線形効果に注目して板倉(KEK助教)、綴嶋(京大基研特任助教),岩崎(二松学舎教授)と共同研究を行った。これらの研究の成果は、Nuclear PhysicsA,Physical Review Cなどの専門誌に発表した。
風力発電施設から発生する周期性変動音の物理的特性の解明と評価指標モデルの構築

風車のブレードが回転することで発生する周期的な変動音が,しばしば施設周辺の住民に対して聴感的な煩わしさを引き起こすと言われている。本課題では,この変動音成分の特性を解明するため,様々な気象条件下にてフィールド実験を実施した。また音響データから変動成分を抽出する実用的な方法についても検討した。主な成果として,風車騒音に含まれる変動成分には明確な指向特性を有し,特にナセル前方60度方向で強くなることなどを明らかにした。さらに,風車騒音のレベル自体は徐々に低下していくが,周期性変動成分の強さは200m程度離れた点でも2dB以上になり,人に知覚され易いレベルであることも確認した。研究初年度では,過去に風車周辺で測定した音響データを活用して,人のアノイアンスを増大させると言われている周期性変動音(スイッシュ音)を評価可能な指標値の実用的な算出方法を検討すると共に,その周期性をみるためのロータ回転速度を音響データから推定する方法についても併せて提案することを目的とした。まず,実用上の簡便性を考慮して,100ms間隔で再分析した音響データとその移動平均との差から周期性変動成分を抽出し,ブレードの通過時間の逆数の周波数(ブレード通過周波数Blade-Passing-Frequency)をFFTにより求め,その周波数BPFからロータ回転速度の推定を試みた。推定値と実際のそれらとを比較した結果,音響データから推定したBPFと実際のそれの平均値とでは0.1Hz程度のずれが生じる場合もみられたが,両者の対応は概ね良好であること,また,ロータ回転速度の推定値の大部分(全体の98%)は,実際の平均回転速度の0.5rpmの誤差範囲に収まっており,測定した音響データから回転速度をある程度の精度で推定できることがわかった。また,スイッシュ音の変動の程度を表す変調深さ(変動音の90%レンジ)は,評価対象時間を30秒間あるいは1分間とした場合でもほぼ同じで,概ね24dBの範囲に多く分布していることを確認した。一方,他の既設風車を対象にしたフィールド実験を5日間にわたり実施し,測定した音響と気象データの解析を現在進めている。しかしながら,風車の稼働データ(ロータ回転速度,ナセル方位)の入手が困難であったため,上述した手法を適用して音響データから稼働状況を推定することを計画している。現在までの進捗状況についてやや遅れていると判断した理由としては,既設風力発電施設を対象とした実験を5日間にわたって行ったが,詳細な風車の稼働データ(ナセル方位とロータ回転速度)を入手することが難しく,検討した推定方法の妥当性を検証するには不十分な点が懸念される。なお,発電出力とナセル高さでの風速はビデオ撮影で記録している。そのため,他の発電施設での実施に向けて協力依頼などの調整が必要であると考えている。風車周囲で測定した音響データには,ブレードの回転に伴って聞こえてくる周期的な変動音(周期性変動成分)と,風速の変化による発生騒音レベルの増減(緩やかな変動成分)が含まれる。昨年度に引き続き,測定データから周期性変動成分を抽出するために,100ms間隔で分析した音圧レベルとその移動平均値とのレベル差を求める実用的な方法を検討した。また,その変動成分をFFTにより検出できるブレード通過周波数から回転速度の推定を行い,実際の風車の回転速度との比較や,その推定値を基にした風車音のレベル変化についても考察した。FFTの解析時間は,実際の速度が数分間で2rpm程度変化するため,30秒間と1分間ごとに区分し,そのデータ数はそれぞれ2,355と874個である。音響データから推定した回転速度と実際とのそれとの平均誤差は,両解析時間とも0.2rpm未満であり,全体の90%以上が0.4rpm範囲内に収まる精度であることが確認できた。また回転速度の推定値を基に整理した風車音のレベル変化は,実際の速度を用いた場合でのそれとほぼ一致した。さらに,本研究で検討している周期性変動成分の抽出法の妥当性を検証するため,既往研究で提案されているF-S法に着目し,その手法を用いて求めた変動強度(周期性変動音の大きさの指標)と,本研究で得られたそれとを比較した。その結果,両手法による変動強度は,最大でも1dB程度の誤差で,その平均は0.16dBと良好な対応関係が得られた。以上より,一般に入手が難しいとされている風車のロータ回転速度のデータが無い場合には,本研究の抽出法を用いることにより,測定した音響データの周期性変動成分から回転速度を推定し,風車から放射される音響特性を十分な精度で把握することが可能であることが示唆された。また,周期性変動音の大きさを表す変動強度を評価するモデルの一つに成り得ると考えている。昨年度に実施したフィールド測定の音響分析をしたところ,風車騒音以外の周辺の暗騒音の影響が予想以上に大きいことや,懸念していた風車の稼働データが入手できず,本研究で検討してきた音響データからロータ回転速度の推定法の妥当性を検証するまでには至らなかった。そのため,他の風力発電施設で測定の協力依頼をし,1秒間隔の稼働データの取得も含め,12月と3月に測定を実施したこともあり,進捗状況はやや遅れていると判断した。ブレードの回転に伴う空力音やナセル内部の設備機器音が主な音源である風車騒音に関して,施設から発生する音圧レベルの増減は風速よりもロータ回転速度の方が依存性が高いこと,その回転速度は一般に入手することが難しいとされているが,風車騒音に含まれる周期性変動成分から高い精度で逆に推定可能であることなどを述べてきた。