hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮膚アレルギー性接触皮膚過敏反応におけるリンパ管の機能解析

皮膚の炎症では、血管透過性が高まり組織液の貯留や浮腫等が生じるが、その組織修復にリンパ管が関与していると考えられている。リンパ管新生では、VEGF-Cがリンパ管内皮細胞に特異的に発現するVEGFR-3に作用することで、その分化や増殖を誘導することが知られている。そこで、VEGF-CおよびVEGFR-3-Ig融合蛋白を発現すべく組み込まれたAAVベクターを用いてトランスジェニックマウスを作成し、耳介に接触過敏反応を誘導した。VEGF-C発現マウスでは速やかに腫脹が減少し、リンパ管新生を阻害しているVEGFR-3-Ig融合蛋白発現群では炎症の軽減が遅延した。これらから、VEGFR-3を介したVEGF-Cによるリンパ管機能への作用が炎症における組織修復の促進に関与することが示唆された。皮膚の炎症におけるリンパ管の役割や経時的なリンパ管の形態学的な推移については未だ不明な点が多く,そのメカニズムの解明が期待されている。初めにマウスの耳介にtrinitrochlorobenzeneを塗布して接触過敏反応を誘導し,経時的に組織を採取して,リンパ管の拡張・新生をLYVE-1の免疫染色と画像処理による定量評価により解析した。接触過敏反応による慢性炎症が生じている時の耳介皮膚組織では,リンパ管の拡張と増生がみられ,接触過敏反応を止めると約10日で耳介腫脹が軽快し,リンパ管のサイズや数は正常まで戻っていた。皮膚に対する化学的刺激により血管透過性が誘導され組織液の貯留や浮腫が生じるが,リンパ管がこれらの組織修復に関与している可能性が示唆された。リンパ管新生では,VEGF-Cがリンパ管内皮細胞に特異的に発現するVEGFR3に作用することで,その分化や増殖を誘導することが知られている。そこで次にヒト由来のVEGF-CおよびVEGFR3-Ig融合蛋白を発現すべく組み込まれたAAVベクターを尾静脈から静注し,トランスジェニックマウスを作成し,これらを用いて接触過敏反応を誘導した。経時的な耳介の腫脹を比較すると,VEGF-C発現マウスではコントロールに比べ速やかに腫脹が減少し,リンパ管新生を阻害しているVEGFR-3-Ig癒合蛋白投与群では腫脹の改善が遅延し,炎症が持続していた。このことからVEGFR-3を介したVEGF-Cによるリンパ管新生が,炎症において組織修復を促進する可能性が示唆された。今後はさらに組織でのリンパ管の形態変化と,PCRによるリンパ管関連因子の発現を定量評価する予定である。これらがリンパ管新生を活性化又は阻害する因子や,新生したリンパ管の退縮を促進する因子の解明につながり,さらには炎症性皮膚疾患に対する治療法の新たな標的となる可能性が期待される。皮膚の炎症では、血管透過性が高まり組織液の貯留や浮腫などが生じるが、その組織修復にリンパ管が関与していると考えられている。しかしその役割や経時的なリンパ管の形態学的な推移については未だ不明な点が多い。そこで、ヒト由来のVEGF-CおよびVEGFR-3-Ig融合蛋白を発現すべく組み込まれた飴Vベクターをマウスの尾静脈から静注してトランスジェニックマウスを作成し、これらを用いて、耳介に接触過敏反応を誘導した。経時的な耳介の腫脹を比較すると、VEGF-C発現マウスではコントロールに比べ速やかに腫脹が減少し、リンパ管新生を阻害しているVEGFR-3-Ig融合蛋白発現群では腫脹が持続した。耳介組織でのリンパ管をLYVE-1での免疫染色と画像処理により定量評価すると、VEGFR-3-Ig融合蛋白投与群ではリンパ管の拡張が持続していた。また、抗CD11b抗体での免疫染色で組織でのマクロファージ数を比較すると、同群ではコントロールと比べて増加しており、炎症の軽減が遅延していることが示唆された。さらにin vitroでのリンパ管内皮細胞を用いたproliferation assayにおいてVEGF-Cでの刺激で有意な細胞増殖がみられたが、可溶性VEGFR-3中和抗体を加えるとその増殖が抑制された。今後さらにPCRによるリンパ管関連因子の発現を定量評価する予定である。これらがリンパ管機能の活性化や阻害する因子の解明につながり、さらには炎症性皮膚疾患に対する治療の新たな標的となる可能性が期待される。
視床下部ホルモンの免疫応答調節作用

甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH),副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン(CRH),成長ホルモン放出ホルモン(GHRH),黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH),ソマトスタチン(SOM),などの視床下部ホルモンのほか,ストレス関連ホルモンである副腎皮質刺激ホルモン(ACTH),エンドルフィン(End)やエンケファリンなどの鎮痛オピオイドの,マクロファ-ジ,ナチュラルキラ-,リンパ球の活動に対する影響を調べた。1)マクロファ-ジの抗がん作用に対する影響。少量のインタ-フェロン(IFN)と細菌内毒素(LPS)で弱く活性化したマクロファ-ジの抗がん作用を,鎮痛オピオイドとCRHは高めることができた。この際,前者の作用はそれらのアンタゴニストであるナロキソンで抑えられるが,後者の作用は影響をうけない。その他のホルモンについても調べたが,顕著な効果は認められなかった。2)ヒトリンパ球と単球のIFNαおよびIFNの産生におよぼす影響。CRHはリンパ球のIFNα産生を上昇。βーEndは単球のIFNαとリンパ球のIFNーα産生を上昇。Enkは単球のIFNα産生を上昇。副腎皮質ホルモン(合成品デキサメサゾン)は,すべてを抑制。3)リンパ球増殖応答に対し,TRHおよびTRHによって刺激放出される甲状腺刺激ホルモンは,増強的に作用した。4)TRHは,in vivoでの抗体産生にほとんど影響を与えなかったが,トレランスの誘導を妨げた。以上,いわゆる中枢系ホルモンは免疫応答に種々の影響をおよぼしているが,実際の生体内での作用,免疫系のもっているホルモンは外束性のものか内因性のものか,それらの受容体を介しての免疫系細胞の応答機構など,これから解明すべき問題である。視床下部ホルモンのうち,Tリンパ球の免疫応答に助長的に働くとされている甲状腺刺激ホルモン(サイロトロピン,TSH)放出ホルモン(TRH)の作用を,Tリンパ球およびBリンパ球のマイト-ゲン(Tリンパ球にはConA,Bリンパ球にはLPS)に対する増殖応答と,in vivoでの抗体産生およびトレランス(免疫寛容)誘導に対する影響を指標として研究した。また,非自己樹状細胞に対する増殖応答(MLR)についても調べた。in vitro培養条件下の実験では,培養条件が好適で応答の高い場合にはTRHの影響は有意にはあるものの顕著ではないが,培養条件をやや劣化させて応答性をやや低下させたところへTRHを加えると,応答は顕著に増強されることが見られた。これは、培養液中に加えた血清には種々のホルモン等が含まれているので,応答の高い条件下では,さらに加えたTRHの効果が認め難いからであると思われる。in vivoの実験では,ヒトガンマグロブリンに対するトレランスの誘導が,インタ-ロイキン1で干渉されるという他研究者の結果を確認しつつ,TRHにも同様の効果があるか否かを検討した。結果はTRHでもトレランス誘導に干渉的であることが認められた。in vivoでの抗体産生においては,TRHの投与は顕著な効果を示さなかった。in vitroの実験では,TRHの効果はTSHでおき代えられることがあり,ある場合には,リンパ球がTRHの刺激に応答してTSHを産生し,その自己受容や相互受容によって,免疫応答が高められているものと思われる。

少量のインタ-フェロン(IFN)と細菌内毒素(LPS)で弱く活性化したマクロファ-ジの抗がん作用を,鎮痛オピオイドとCRHは高めることができた。この際,前者の作用はそれらのアンタゴニストであるナロキソンで抑えられるが,後者の作用は影響をうけない。その他のホルモンについても調べたが,顕著な効果は認められなかった。2)ヒトリンパ球と単球のIFNγおよびIFNの産生におよぼす影響。CRHはリンパ球のIFNγ産生を上昇。βーEndは単球のIFNαとリンパ球のIFNγ産生を上昇。Enkは単球αIFNα産生を上昇。副腎皮質ホルモン(合成品デキサメサゾン)は,すべてを抑制。3)リンパ球増殖応答に対し,TRHおよびTRHによって刺激放出される甲状腺刺激ホルモンは,増強的に作用した。4)TRHは,in vivoでの抗体産生にほとんど影響を与えなかったが,トレランスの誘導を妨げた。以上,いわゆる中枢系ホルモンは免疫応答に種々の影響をおよぼしているが,実際の生体内での作用,免疫系のもっているホルモンは外束性のものか内因性のものが,それらの受容体を介しての免疫系細胞の応答機構など,これから解明すべき問題である。
植物プランクトンにおけるアラニンラセマーゼの生状および一次構造解析

本年度は,珪藻Thalassiosira gravidaを材料としてアラニンラセマーゼの単離・精製を試み,一次構造解析を行った。まず,Toyopearl Butyl-650M(Tosoh)で2つの活性ピークが得られ,このうち,疎水性の強い画分はHydroxyapatite(Bio-Rad)で,さらに2つの活性ピークに分かれたため,合計3つの活性ピークが認められた。これらの精製酵素の化学的性状を調べた結果,いずれも最適pHが9.0付近,D-およびL-Alaのみを特異的に基質とすること,活性発現にピリドキサール5'-リン酸(PLP)の新たな添加を必要としないが,PLP酵素阻害試薬により阻害されることなどの性質が類似していた。また,サブユニットの分子量はいずれも38kDa付近で,2量体であることも類似していた。これらの物理化学的性状が非常に類似していたため,これらの活性ピークの相違を明らかにするためには,一次構造配列まで踏み込んで解析する必要があると考えられた。そこで,精製酵素について,N末端配列解析を行った結果,いずれも残念ながらN末端はブロックされていた。そこで,最も活性の高かった活性ピーク(Butylで分かれた疎水性の強い画分をさらにHydroxyapatiteで分けた活性ピークのうち,10mMリン酸カリウム(pH6.8)で溶出された画分)について,リシルエンドペプチダーゼ(Wako)消化後,逆相クロマトグラフィー(ODS-120T:Tosoh)によりペプチドを分取し,ペプチドマップを作成後,気相プロテインシーケンサー(Shimadzu)により内部配列解析をすすめたところ,数残基のアミノ酸配列が明らかになった。ホモロジー検索の結果,シアノバクテリアのアラニンラセマーゼの配列と類似していた。珪藻類の中で比較的Ala-Racemase活性の高い珪藻Thalassiosira sp.を材料としてその単離を試み,その性状および一次構造解析を明らかにすることを最終目的として,本年度はAla-Racemaseの単離・精製を試みた。精製に必要なThalassiosira sp.を得るため100lタンクによる大量培養を繰り返し行い,300g(湿重量)を用いて粗酵素液を調製した。Toyopearl DEAE-650Mでステップワイズ溶出後,活性の認められた酵素液をToyopearl Buthyl-650Mに供してグラジエント法により溶出させたところ,吸着部に活性が認められAla-Racemase活性は2つに分かれた。それぞれの活性画分について,さらにHydroxyapatite, Sephacryl S-200HRの順でカラムに供し,SDS-PAGEによる純度検定を行ったが,タンパク質濃度が低くバンドは認められなかった。そのため,どの程度精製できたか確認することができなかった。植物は動物に比べてタンパク質含量が少ないため,今後は精製に用いるThalassiosira sp.量を増やす必要があると考えられる。精製開始時の粗酵素液の全酵素活性を1000U必要とした場合,300gで全酵素活性120Uであることから推測すると,約2.5kgのThalassiosira sp.が必要であると予想される。精製の途中で2つに分かれたAla-Racemaseのゲルろ過による推定分子量はそれぞれ約63kDaであった。今後は,この2つのAla-Racemaseの性質にどのような相違点が認められるか検討していく予定である。本年度は珪藻Thalassiosira sp.を材料としてその単離精製を試み,珪藻Thalassiosira sp.におけるAlaラセマーゼの精製法を確立することができた(2004年度日本水産学会東北支部大会にて発表済)。約300g(湿重量)を用いて粗酵素液を調製したが,珪藻に含まれる多糖類を除去するため,初めにToyopearl Butyl-650Mカラムクロマトグラフィーに供してAlaラセマーゼを吸着させた(多糖類は非吸着部に溶出)。グラジエント溶出の結果,Alaラセマーゼ活性は2つに分かれた。それぞれの活性画分について,さらにToyopearl DEAE1-650M,Hydroxyapatite,Sephacryl S-200HRの順でカラムクロマトグラフィーを行った結果,疎水性の弱い方(Iとする)は精製途中で失活したが,強い方(IIとする)の活性について精製を進めることができた。その結果,Hydroxyapatiteで,活性はさらに3つに分かれ,そのうち2つの活性(II-1およびII-2とする)について精製を進め(もう1つは失活),SDS-PAGEによる純度検定を行った。その結果,バンドが1本であったため,電気泳動的に精製は完了したと考えられる。両酵素の分子量はいずれもSDS-PAGEで約38kDa,ゲルろ過で約90kDaであったことから,38kDaの2量体と推測された。精製酵素の化学的性状を調べた結果,両酵素の至的pHはいずれも9.0で,D-およびL-Alaのみを特異的に基質とした。バクテリアのAlaラセマーゼは活性発現にピリドキサール5'-リン酸(PLP)を補酵素として要求するが,本酵素はPLPの新たな添加を必要としなかった。しかし,PLP酵素を阻害する試薬による影響を調べた結果,強度に阻害されたことから,本酵素もPLP酵素と推測された。

バクテリア酵素に比べPLPとの結合力が強いと考えられる。本年度は,珪藻Thalassiosira gravidaを材料としてアラニンラセマーゼの単離・精製を試み,一次構造解析を行った。まず,Toyopearl Butyl-650M(Tosoh)で2つの活性ピークが得られ,このうち,疎水性の強い画分はHydroxyapatite(Bio-Rad)で,さらに2つの活性ピークに分かれたため,合計3つの活性ピークが認められた。これらの精製酵素の化学的性状を調べた結果,いずれも最適pHが9.0付近,D-およびL-Alaのみを特異的に基質とすること,活性発現にピリドキサール5'-リン酸(PLP)の新たな添加を必要としないが,PLP酵素阻害試薬により阻害されることなどの性質が類似していた。また,サブユニットの分子量はいずれも38kDa付近で,2量体であることも類似していた。これらの物理化学的性状が非常に類似していたため,これらの活性ピークの相違を明らかにするためには,一次構造配列まで踏み込んで解析する必要があると考えられた。そこで,精製酵素について,N末端配列解析を行った結果,いずれも残念ながらN末端はブロックされていた。そこで,最も活性の高かった活性ピーク(Butylで分かれた疎水性の強い画分をさらにHydroxyapatiteで分けた活性ピークのうち,10mMリン酸カリウム(pH6.8)で溶出された画分)について,リシルエンドペプチダーゼ(Wako)消化後,逆相クロマトグラフィー(ODS-120T:Tosoh)によりペプチドを分取し,ペプチドマップを作成後,気相プロテインシーケンサー(Shimadzu)により内部配列解析をすすめたところ,数残基のアミノ酸配列が明らかになった。ホモロジー検索の結果,シアノバクテリアのアラニンラセマーゼの配列と類似していた。
高密度磁気記録用高配向・低ノイズバリウムフェライト薄膜媒体の開発

超高密度バリウムフェライト(BaM)薄膜媒体を実現するために不可欠な、BaM薄膜中の結晶粒子サイズを微細化するための方法を検討するとともに、より良好な配向性と結晶性を持つBaM膜をより低温で作製するため、原子層積層法という新しい薄膜作製法によるBaM薄膜の作製を試み、以下の結果を得た。(1)結晶粒子の微細化について(1)BaM薄膜の膜厚を30nm以下にすることにより、結晶粒径を30nm以下に微細化できること、(2)初期成長層の堆積時にイオン衝撃を行うことで、初期成長層の核密度を増加させることができ、その結果として結晶粒径の微細化が可能なこと、(3)下地層としてC軸配向ZnO薄膜を用いた場合、500°C以上の高温領域ではZnの拡散が容易に起こり、(111)配向Znフェライト層が形成され、その上に容易にc軸配向BaM薄膜が形成されるものの、ZnO下地層の結晶粒子の微細化によるBaM薄膜の微細化には有効で無いことが分かった。(2)原子層成長法によるC軸配向BaM薄膜の作製BaM結晶がC軸方向にBaイオンの含まれないスピネル層(S層)と酸素イオンの一部がBaイオンで置換された層(R層)とが、約11.5Å周期で積層された構造となっていることに注目し、それぞれの原子層を交互に積層する事によって良好なc軸配向BaM薄膜を作製するとを試みた。その結果、本研究で提案した原子層積層法により良好な結晶性を持つ板状結晶からなる膜が得られることが明らかになった。しかし、この方法による低温成膜の実現に関しては、さらに検討することが必要であるとが分かった。また、この手法はW形のバリウムフェライト薄膜などの作製にも有効であると考えられ、その他積層構造を持つ薄膜の作製法として有望であることが明らかになった。今後、この薄膜作製法による結晶粒微細化の検討、低温成膜法の実現、W形Baフェライト薄膜の実現などの検討を進めていく予定である。六方晶バリウムフェライトは機械的にも化学的にも優れており、低ノイズの高密度磁気記録媒体材料として有望と考えられている。本研究ではこのバリウムフェライト薄膜媒体をスパッタ法で実現するための基礎的な検討を行っている。バリウムフェライト薄膜の配向性と結晶粒子サイズを制御するため、ZnO下地膜を堆積し、その上に、バリウムフェライト薄膜を堆積した。その結果、250°Cで堆積したZnO下地膜を用いることで、C軸配向膜の結晶粒子径を300Å程度まで減少できること、ランダム配向のバリウムフェライト薄膜は、熱酸化Si基板上に形成できるが、結晶粒子が大きく成長するため、粒子径を小さくするための対策が必要であること、等が明らかになった。これらの膜中の磁性粒子間の磁気的相互作用を、残留磁化特性などから検討した結果、膜面内で磁性粒子間に働く磁気的相互作用は小さいものの、膜面垂直方向で大きな負の磁気的相互作用が働いていることが分かった。ランダム配向膜の粒径の微細化については、現在、膜厚、基板温度などを変えることにより、可能性を探っている段階である。一方、保磁力の測定磁界方向による変化から、得られた膜の磁化機構としては、塗布型媒体と類似のファンニング機構が働いていることも明らかになって来た。

原子層成長によるバリウムフェライト薄膜の低温成長を実現するため、ステッピングモータを用いて、スピネル層とBaを含んだ層を交互に積層できるような装置を製作し、これを用いて現在、バリウムフェライト薄膜の堆積を試みている。原子層成長が可能なことは、確かめられたものの、低温化などについての、検討について、現在実験データを集めているところである。超高密度バリウムフェライト(BaM)薄膜媒体を実現するために不可欠な、BaM薄膜中の結晶粒子サイズを微細化するための方法を検討するとともに、より良好な配向性と結晶性を持つBaM膜をより低温で作製するための、薄膜作製法について検討し、以下の結果を得た。(1)結晶粒子の微細化について(1)BaM薄膜の膜厚を30nm以下にすることにより、結晶粒径を30nm以下に微細化できること、(2)初期成長層の堆積時にイオン衝撃を行うことで、初期成長層の核密度を増加させることができ、その結果として結晶粒径の微細化が可能なこと、(3)下地層としてC軸配向ZnO薄膜を用いた場合、ZnO下地層はBaM相の結晶成長を促進する効果はあるものの、500°C以上の高温領域ではZnの拡散が容易に起こってしまい、ZnO下地層の結晶粒子の微細化によるBaM薄膜の微細化はあまり有効では無いことが分かった。(2)原子層成長法によるC軸配向BaM薄膜の作製(1)BaMのC面がBaイオンの含まれないスピネル層(S層)と酸素イオンの一部がBaイオンで置換された層(R層)とが、約11.5Å周期で積層された構造になっていることから、それぞれの原子層を、交互に積層してBaM薄膜を作製することを試みた結果、良好な結晶性を持つ板状結晶からなる膜が得られることが分かった。(2)BaM結晶中の所定の位置へのBaイオンの移動に要する温度がBaM相生成温度を決定していることから、この方法による低温でのBaM膜作製の可能性を検討した結果、通常の方法に比べ40°C程度BaM膜の作製に必要な基板温度を低下させることができた。以上のように、本研究ではBaM薄膜中の結晶粒子を微細化する方法や、原子層成長法などの新しい作製方法を開発することができた。
多孔質パネルと自動給水送風装置を用いた室内の調湿に関する実験的研究

1.研究目的研究代表者は、現在までに多孔質パネルの吸放湿メカニズムについて明らかにしてきた。一例として電子線マイクロアナライザーを用い、吸放湿に伴う水分移動のマッピング像による可視化を行ってきた。本研究ではこの調湿建材の特性を生かすため、簡単な設備を搭載した年間における調湿システムを考案した。具体的には、多孔質パネルの断面に穴をあけ、そこに微小な穴をあけたチューブを通し、これに空気あるいは水を流して除湿と加湿を行うものである。このシステムに、室内の温湿度を一定に保つための自動給水送風装置をさらに搭載した。本研究で開発した装置を用い、室内を良好な湿度環境にする事を研究の目的としている。2.研究方法多孔質パネル内の除湿量、加湿量の他、建物壁体内温度、室内温湿度について計測した。3.研究成果1)自動給水送風装置の製作:室内の温湿度を一定に保つための自動給水送風装置を開発した。2)夏期の実験結果:当該装置を用い、相対湿度70%から5%毎に値を上げた際の、それぞれのパネル送風時における除湿量を測定した。その結果、室内の相対湿度は24時間で約20%低下する事を確認した。また、その際のパネル1枚当たり(300×300mm)における含水率の増加は12%で、重量の増加は24gであった。3)冬期の実験計画:相対湿度30%から5%毎に値を下げた際の、それぞれのパネル給水時における加湿量を測定した。また、室内の相対湿度を一定に保つための制御実験を行った。一例として、木造平屋建て11.8m2、熱損失係数1.14W/m2K、換気回数1.6回/hの建物を対象に、当該装置を用いて相対湿度を40%に保持する実験を行った。なお、システムの稼働時における給水量は4g/minである。実験の結果、室内の相対湿度は24時間において40%に保つ事ができた。この時の、給水システムによる全給水量は3.0kgであった。
メタマテリアルを利用したミリ波ドップラーレーダ用フェーズドアレイアンテナの開発

本研究は、核融合を目指す高温プラズマ中の電子密度揺動やその流速を計測するミリ波ドップラーレーダ用の同時に様々な方向へビームを放射できるアンテナを開発することを目的としている。このアンテナには、高温プラズマ計測のために、(1)広帯域性能(広い周波数領域にわたりプラズマ照射が可能であること)(2)高速スキャン(短い時間で照射スキャンが可能であること)(3)耐超高真空仕様(真空容器内に設置しての運用が可能であること)が求められるため、ミリ波周波数コムを用いた多周波数同時発生技術とメタマテリアルを用いた位相制御技術を融合することにより、革新的なフェーズドアレイアンテナシステムを構築しようとしている。上記した目的達成のため、三年間の研究期間を通じて、プラズマ計測に最適化したフェーズドアレイアンテナシステムを製作し、性能試験を経て、プラズマ実験でその機能実証を行うという計画である。本年度は、本研究の2つの革新的な開発要素について、以下のような成果を得た。1.走査時間の無いフェーズドアレイシステム:本研究では、同時に複数の周波数を用いることで、ビームを多方向へ同時に照射できるアンテナシステムを構築することを目指している。プラズマ計測に用いる周波数帯域および周波数コムを用いた場合の周波数間隔を決定し、最適なアンテナアレイの設計を行った。2.メタマテリアルを用いた広帯域位相器:フェーズドアレイアンテナとして動作させるためには、アンテナ毎に正確な位相差を付与する位相器が必要である。特にプラズマ計測では広い周波数領域に亘るミリ波を用いるため、位相器にも広帯域性が求められる。本研究では、高周波用テフロン基板上に形成したマッシュルーム型デザインを採用することとした。3次元波動シミュレーションによる基板設計手法を整備し、素子の試作を行った。三年間の研究計画として、プラズマ計測に最適化したフェーズドアレイアンテナを製作し、性能試験を経て、プラズマ実験でその機能実証を行うという計画を立てた。そして、(1)走査時間の無いフェーズドアレイシステムと(2)メタマテリアルを用いた広帯域位相器の開発が重要であると想定し、年次計画を立案し、これに従って研究を進めた。まず初年度は、[フェーズドアレイアンテナを構成する2つの要素を確認・検証する]という点を調べ、概ね順調に開発を行った。そして本年度は、[プラズマ計測のための周波数帯域での実機製作と性能試験]ことをテーマとして、以下の2つの研究を実施した。1.初年度の成果を基に、プラズマ計測にて実施する周波数帯域へと高周波数化したアンテナアレイを設計することを実施した。ターゲットとなるプラズマの電子密度を2x10^19 m^-3として、Ka-bandの周波数帯でのアンテナアレイを製作することとし、アンテナ間距離、周波数間隔、放射角度等の最適な値を決定した。2.メタマテリアルを構築する基板設計を3次元電磁界シミュレーションソフトを用いて行った。基板は3次元CADで設計し、これをシミュレーション空間へと移送、シミュレーション結果を基に、設計を修正するという手順の確立を行い、これから実機を製作していくという段階である。当初計画では、性能試験まで実施し、「無走査同時ビーム放射は達成できるのか?」ということを実証する計画であったが、試作の費用の効率化を図るため、最適な設計を行ってから、実機製作に入ることを目指したため、シミュレーションを細かくしたためである。一方、次年度実施するプラズマ計測のための準備は前倒しで行っており、進捗状況としてはおおむね順調である。最終年度は、[プラズマ実験への適用]を行うことをテーマとして、研究を実施する。すなわち、これまでの開発に則って、Ka-bandのミリ波帯のフェーズドアレイアンテナを製作し、九州大学応用力学研究所の乱流プラズマ実験装置でのプラズマ計測実証を目指す。具体的には、以下の3つの課題を実施する。1.メタマテリアル位相器を用いたフェーズドアレイアンテナの実機作成とその性能試験を行う。特に、放射ビームプロファイルを精密に計測し、設計した通りの角度方向にビームが放射できるのかを明らかにする。シミュレーション結果との比較を行って、評価する。2.入射ミリ波の周波数変調方法として、周波数コム方式と周波数掃引方式の二つの方式を試し、双方の特徴を明らかにするとともに、本フェーズドアレイに最適な方式を決定する。3.プラズマ実験装置に設置し、プラズマ中の乱流速度・散乱スペクトル計測を行う。静電プローブ、方向性プローブなど他の計測器との比較を行うことで、プラズマ計測器としての性能評価を行う。研究成果は随時、関連する学会や専門家研究会で発表報告し外部研究者らの意見をもらって研究にフィードバックする。また論文にまとめて学術雑誌によるピアレビューを通して発表を行う。上記した目的達成のため、三年間の研究期間を通じて、プラズマ計測に最適化したフェーズドアレイアンテナシステムを製作し、性能試験を経て、プラズマ実験でその機能実証を行う。特に、本研究で行う革新的な開発要素として、次の2点について開発研究を行う。1.走査時間の無い

フェーズドアレイシステム:フェーズドアレイアンテナは一列に並べたアンテナアレイへの各入力信号間の位相差を制御することで、特定の方向へ合成した信号を放射するものであり、通常は単一の周波数で動作するように設計されるが、本研究では、同時に複数の周波数を用いることで、ビームを多方向へ同時に照射できるアンテナシステムを構築する。2.メタマテリアルを用いた広帯域位相器:フェーズドアレイアンテナとして動作させるためには、アンテナ毎に正確な位相差を付与する位相器が必要である。特にプラズマ計測では広い周波数領域に亘るミリ波を用いるため、位相器にも広帯域性が求められる。本研究では、高周波用テフロン基板上に形成したマッシュルーム型デザインを採用し、これを通過させることによって、アンテナ素子毎に異なる位相を与えるメタマテリアル位相器を開発する。三年間の研究計画として、プラズマ計測に最適化したフェーズドアレイアンテナを製作し、性能試験を経て、プラズマ実験でその機能実証を行うという計画を立てた。そして、(1)走査時間の無いフェーズドアレイシステムと(2)メタマテリアルを用いた広帯域位相器の開発が重要であると想定し、年次計画を立案し、これに従って研究を進めた。まず初年度は、[フェーズドアレイアンテナを構成する2つの要素を確認・検証する]ことをテーマとして、以下の2つの研究を実施した。1.複数周波数によって、異なる角度でビームが放射できるか?:本研究アイデアにおける尤も根源的な原理を実証する試験を行った。経費節約のため、安価な周波数帯の素子を組合わせて、フェーズドアレイアンテナの放射試験を行うため、周波数として、1ー4GHzの半導体発振器を選定し、この周波数帯で動作する基板アンテナ(フェルミアンテナ)を設計し製作した。またアレイ状の各アンテナへの入力信号の位相制御のため、電圧制御型位相器および多チャンネル電圧源と高速応答アンプを製作した。現在、マルチビーム放射の方向制御実験を実施中である。2.メタマテリアル位相器が設計どおり動作できるのか?:メタマテリアルの構造デザインは、その基板上下面の金属パッチとそれらをつなぐピアと呼ぶ構造とで構成されるマッシュルーム型構造をまず採用することとし、ミリ波三次元FDTDシミュレーションソフトウエア(CST MW STUDIO)を用いて、パッチサイズやギャップ間隔等の最適設計を行っており、今後加工製作し性能試験を行う目途が立った。本研究は、核融合を目指す高温プラズマ中の電子密度揺動やその流速を計測するミリ波ドップラーレーダ用の同時に様々な方向へビームを放射できるアンテナを開発することを目的としている。このアンテナには、高温プラズマ計測のために、(1)広帯域性能(広い周波数領域にわたりプラズマ照射が可能であること)(2)高速スキャン(短い時間で照射スキャンが可能であること)
『西行物語』の展開の諸相

○愛媛県大洲市立図書館矢野玄道文庫にて、『西行物語』(51-25)を調査後、影印入手、翻刻を行い、C類のロに分類。東京国立国会図書館にて、三種の『西行物語』を調査、影印入手。東京国立博物館の画像資料、国文学研究資料館のマイクロ資料から影印入手。○柳亭種彦著の版本『西行法師一代記』などを購入。○昨年度に引き続き、『西行物語』諸本のデータベースを作成。○これまでの研究成果を、博士論文「『西行物語』の展開の諸相」にまとめ、論文博士号を取得。本論文は、「論文編」と「資料編」の二分冊からなり、「論文編」には四部および附考、計十四章の論文、「資料編」には諸本の翻刻二十五編を収める。「論文編」の第一部「西行の和歌と旅」は、同じ西行を登場人物とする説話集『撰集抄』と比較し、また西行の詠じた和歌及び旅について考察して、『西行物語』の特質を明らかにしようとした四章からなる。第二部「『西行物語』の原型を探る」は『西行物語』の原型を考察した二章からなる。第二章「伝阿仏尼筆『西行物語』考」は、現存する『西行物語』中、最古のものと考えられてきた、静嘉堂文庫蔵伝阿仏尼筆『西行物語』(A二)に関して、国語学の面から検討した高橋宏幸氏の論文を、伝阿仏尼筆本『西行物語』が、より時代の下る本である可能性を示されたものと捉えて、他の伝本との仮名文字遣の比較を通して書写年代についての再検討を加えた。この章は、昨年度の科学研究費補助金による研究成果で、未発表論文である。第三部は『西行物語』の諸本研究に関する論考三章からなる。分類に際しては、西行の和歌が筋の骨格をなしていることを『西行物語』の特徴とする観点から、和歌の異同を基準とする。第四部は『西行物語』の展開の諸相を考察した三章からなる。附考は二章からなり、『西行物語』の享受の場についての考察の一端である。○2003年3月にパリ国立国会図書館で拝見した奈良絵本『西行物語』のカラー画像を7月に入手。8月には東洋文庫蔵奈良絵本『西行物語』のカラー画像を入手。京都大学図書館蔵奈良絵本『西行物語』(『京都大学蔵むろまちものがたり11』臨川書店)との比較検討を行なう。陽明文庫蔵『西行絵詞抜書』の影印も入手。○伝阿仏尼筆の古筆切等38種をスキャナで読み取り、画像を一行ずつに切り取り、桐を用いて、翻刻と共にデータベース化。「巻頁,行,巻頁行,切名番号,翻刻,画像,歌番号,備考」各項目を入力。これにより、ある言葉を含む行を、文字データと画像データと共に抽出することが可能になった。○作成したVisual Basicプログラムを用いて、翻刻データを一文字ずつ改行。Excelと桐を用いて「巻頁,行,字,切,切名番号,巻頁行字,文字,字母,画像,歌番号,備考」各項目を入力。画像を一行ずつ表示し、文字位置を数字で表現。字母の欄には、今野真二氏(『仮名表記論攷』2001年)と長谷川千秋氏(「撥音・促音の混用表記に関する-考察」『叙説』1994.12・「直音と拗音を書き分ける仮名文字遣」『国語国文』1997.10)を参考に、字母・字形を類推できるよう分類。○上記データベースを活用し伝阿仏尼筆古筆切38種の全文字数、仮名数及び各字母数を調査。Excelを用いて仮名率と各字母の使用頻度の%表示を加えた一覧表を作成。○伝阿仏尼筆本『西行物語』のデータベースを作成。伝阿仏尼筆の古筆切等38種と比較検討を行い、伝阿仏尼筆『西行物語』の字母使用の特徴を把握した。○『西行物語』の諸本のうち、書写年代の明らかな書陵部蔵本(1460年)・歴物本(1600年)と比較的早い書写の天理図書館蔵本・旧久保家本絵巻・伝土佐経隆筆絵巻のデータベースを作成、伝阿仏尼筆本との比較を行い伝阿仏尼筆本の書写年代に関しての考察を行った。

「論文編」の第一部「西行の和歌と旅」は、同じ西行を登場人物とする説話集『撰集抄』と比較し、また西行の詠じた和歌及び旅について考察して、『西行物語』の特質を明らかにしようとした四章からなる。第二部「『西行物語』の原型を探る」は『西行物語』の原型を考察した二章からなる。第二章「伝阿仏尼筆『西行物語』考」は、現存する『西行物語』中、最古のものと考えられてきた、静嘉堂文庫蔵伝阿仏尼筆『西行物語』(A二)に関して、国語学の面から検討した高橋宏幸氏の論文を、伝阿仏尼筆本『西行物語』が、より時代の下る本である可能性を示されたものと捉えて、他の伝本との仮名文字遣の比較を通して書写年代についての再検討を加えた。この章は、昨年度の科学研究費補助金による研究成果で、未発表論文である。第三部は『西行物語』の諸本研究に関する論考三章からなる。分類に際しては、西行の和歌が筋の骨格をなしていることを『西行物語』の特徴とする観点から、和歌の異同を基準とする。第四部は『西行物語』の展開の諸相を考察した三章からなる。附考は二章からなり、『西行物語』の享受の場についての考察の一端である。
テキスト・表・画像の対応構造に基づくマルチメディアコンテンツの要約に関する研究

検索エンジンを用いてWWWから収集した複数の製品(パソコン)情報に対して,各々の製品の特徴をテキスト・表・画像の対応構造に基づき抽出・統合・要約することにより,ユーザの要求に合致した製品選択を支援するシステムの構築を目的として研究を行った結果,以下の成果が得られた。1.Webページからの製品性能表の自動抽出TSVM(Transductive Support Vector Machines)を用いて,HTML文書から製品性能表を自動抽出するプログラムを開発した。素性は,<TABLE>等でタグ付けされた領域から抽出し,tf・idf等で重み付けされたキーワードである。実験により,少量の訓練セットで高い表領域抽出率(F値で98%)が得られることを確認した。2.製品性能表からの特徴抽出と製品選択支援システムの構築性能表は[機種名,属性,値]のリストの集合(表構造)に変換され,集合中の標準値(平均値,最頻値)との比較により各属性値がスコア付けされる。ユーザの要求(「モバイルPC」,「グラフィックスに強い」等)」に応じて各属性を重み付けし,要求に合致するパソコン群をランキング出力するシステムを開発した。重みは適合性フィードバックやユーザの指定により変更可能である。検索結果は表だけでなく,日本語文章やレーダチャート等多様な形式で出力される。3.画像データの分類と特徴抽出Webページから画像を抽出し,その内容を隣接する文章のキーワードを用いて分類するプログラムを開発した。分類精度はtf・idfによる重み付けで79%である。さらに,製品画像の背景領域を除去し,C4.5を用いて製品領域の色情報(黒,白,シルバー)による分頬を行った。精度は約80%である。検索エンジンを用いてWWWから収集した複数の製品(パソコン)情報に対して,各々の製品の特徴をテキスト・表・画像の対応構造に基づき抽出・統合・要約することにより,ユーザの要求に合致した製品選択を支援するシステムの構築を目的として,今年度は以下の研究課題に取り組んだ。1.Webページから製品性能表ならびに画像データを抽出するプログラムの開発パソコンに関する製品性能表および画像を再現率96%以上,適合率94%以上で抽出できた。さらに,画像の内容を隣接するテキストのキーワードを用いて分類するプログラムを開発した。分類精度はTF*IDF法で79%であった。2.製品性能表からの特徴抽出と要約文生成アルゴリズムの開発HTMLで記述されている複数のパソコン性能表を[機種名,機能項目,値]の3つ組からなるリスト(表構造)に変換し,それぞれのパソコンの相対的な特徴データを抽出し,これらを日本語文章として生成出力するシステムを開発した。3.パソコンに関するユーザの要求や好みの調査と製品の機能項目との対応付けユーザの要求を「グラフィックスに強い」や「モバイル可能」など5個の大項目に分類して,表構造の機能項目との対応づけを明らかにした。さらに,表構造の特徴データに得点を与え,ユーザの要求に合致したパソコン群をランキング出力するシステムを開発した。4.パソコン以外の製品に対する特徴抽出法の有効性の評価携帯電話およびデジタルカメラの性能表に対して同様の特徴抽出実験を行い,比較的小規模のキーワードと単位辞書の変更で移行可能なことが確認できた。1.Webページからの製品性能表の抽出従来人手で与えていた性能表抽出のためのキーワードを自動的に獲得する手法を開発した。まず,表を含むページのHTMLタグ情報ならびに文字列の形態的特徴に基づいてキーワード候補を抽出する。次に,ベイズの定理を用いてキーワードの重み付けを行う。

抽出処理の再現率は95%,適合率は100%であった。2.製品性能表の正規化性能表は[機種名,属性,値]のリストの集合(表構造)に変換されるが,HTMLタグ情報を用いた属性の抽出およびベクトルの類似度計算に基づく属性のクラスタリングのためのプログラムを開発した。3.製品選択支援のためのプロトタイプシステムの改良ユーザの要求(「モバイル可能」など5種類)に合致したパソコン群をランキング出力するシステムの改良を行った。従来固定であった各属性の重みを適合性フィードバックやユーザの指定により変更可能とした。さらに,表や文章に加えて,レーダチャートによる表示など出力形式を多様化した。4.製品画像データからの特徴抽出画像データから背景領域を除去し,製品領域の色情報(黒,白,シルバー)による分類を試みた。単一色の背景はエッジ検出とラベリングで,複雑な背景はテンプレートマッチングとクラスタリングで除去するアルゴリズムを開発した。また,色分類にはC4.5を用いており,約80%の精度が得られた。検索エンジンを用いてWWWから収集した複数の製品(パソコン)情報に対して,各々の製品の特徴をテキスト・表・画像の対応構造に基づき抽出・統合・要約することにより,ユーザの要求に合致した製品選択を支援するシステムの構築を目的として,今年度は以下の研究課題に取り組んだ。1.Webページからの製品性能表の自動抽出2.製品性能表の正規化性能表は[機種名,属性,値]のリストの集合(表構造)に変換されるが,属性の表記はメーカにより異なる場合が多い。そこで,表構造に出現する語句を素性とするベクトルで各属性を表現し,ベクトル間類似度に基づく属性表記のクラスタリングを行った。正解率は70%であった。3.製品の特徴データから要約文を生成するアルゴリズムの改良正規化表構造から抽出された各製品の特徴が要約文として出力される。単文生成フレームの追加,文章の構造化と属性の関連付けなどを行うことにより,自然な文章が生成されるようにアルゴリズムを改良した。4.レビューサイト情報を用いた製品選択支援のための知識獲得ユーザの要求(「モバイルに最適」,「グラフィックスに強い」など)と製品属性の関連付けは人手で行っていたが,WWWのレビューサイトにおける分類結果から,要求に対する各属性の重みを自動的に獲得する手続きを開発した。実験の結果,本手法による属性の重み付けが有効であることが確認できた。
マイクロジェットによる低レイノルズ数流れの制御技術の開発

マイクロジェットの静動特性を明らかにするため、マイクロPIVシステムの開発に努めた。ステレオPIVに関して、シャインフルーグアダプタを用いて、撮影面全体に一定な被写界深度を確保し、画像撮影とヤグレーザ光源の発光時刻ならびにジェットの吹出しパルス信号を同期させ、システムの精緻化を推進した。ダイナミックPIVに関し、ジェットのパフ効果によるジェット先端部の渦を毎秒6000フレームの高速度ビデオカメラで撮影し、画像処理により、各位相ごとの渦領域の速度と渦度を求めた。マイクロアクチュエータを想定したマイクロジェットは静止空気中、ならびに十分に発達した層流2次元流路流れに吹出され、シンセティックジェットならびにパルスジェットの吹出し周波数とジェットの直径、そして吹出しジェットのレイノルズ数をパラメータに実験データを取得した。その結果、静止流体中のシンセティックジェットのレイノルズ数が小さくなると、ジェットの渦構造が残存する無次元距離は大きくなり、流路内へ吹出す場合、シンセティックジェットは、混合促進に効果的なことが判明し、マイクロジェットをアクチュエータとして用いるMEMS制御システムが完成した。今後、マイクロセンサやマイクロアクチュエータを組み合わせた流体MEMSを低レイノルズ数流れの制御に使用する場合、基本的な設計データベースの蓄積により、デバイス製造技術の進展に同期して、流体MEMSの迅速な開発が可能となっている。さらに、デバイス利用技術の観点から、デバイス製造技術に対して積極的な要求も可能となり、本研究成果は、低レイノルズ流れの制御技術の発展に大いに貢献するものと考えられる。近年、MEMS (Micro Electro-Mechanical System)に代表される各種マイクロデバイスに関心が集まっている。マイクロセンサならびにマイクロアクチエータで構成されるMEMSの応用は、現在、医療、バイオを中心とした分野で製品化され、実用化の段階に入りつつあるが、熱流体工学に関係した分野では、試作品の検討など、実用化に至るケースが少ない。マイクロ流体工学においてMEMSが実用化に至らない理由として、流動機構の解明に不可欠な流れの観察や計測技術があげられる。MEMSデバイス周りの流れは,バッチ処理による製造技術の制約を受け、流体工学上、必ずしも、好ましい配置とならず、例えば、配線や基盤構造など、3次元構造を有し、複雑な形状、配置の影響を受けるので,流動機構の解明が必ずしも十分になされないまま、試作品が製造されることが多い。そこで、アクチュエータに対しては、短い時定数による高周波数化、センサに対しては、高精度化や高分解能化を推進する際,デバイス周りの流れの理解とデバイス設計を統合化したアプローチが求められる。以上の背景をもとに、本研究において、制御特性に優れた熱流体デバイスを得るには、マイクロデバイス周りの流れを計測するシステムの構築が必要であり、非侵襲性センシング技術の一つであるマイクロ画像処理流速計(PIV)をベースにしたマイクロセンシング風洞システムを検討している。特に、マイクロステレオPIVシステムによる3次元流れ場の計測システムの構築が進められ、イメージ解析ミクロメータを用いたカメラ校正等によりマイクロセンサ周りの3次元速度ベクトルの計測結果を得ている。併せて、マイクロジェットに関する数値計算により、低レイノルズ数流れの制御を対象としたジェットの最適化を検討している。近年、MEMS (Micro Electro-Mechanical System)に代表される各種マイクロデバイスに関心が集まり、マイクロセンサならびにマイクロアクチエータで構成されるMEMSは、現在、医療、バイオを中心とした分野で製品化され、実用化の段階に入った。しかし、熱流体工学に関係した分野では、試作品の検討など、実用化に至る例が少ない。マイクロ流体工学においてMEMSが実用化に至らない理由として、流動機構の解明に不可欠な流れの観察や計測技術の不足が挙げられる。MEMSデバイス周りの流れは,バッチ処理による製造技術の制約を受け、流体工学上、必ずしも、好ましい配置とならず、例えば、配線や基盤構造など、三次元構造を有し、複雑な形状、配置の影響を受けるにもかかわらず,流動機構の解明が必ずしも十分になされず、試作品が製造されることが多い。そこで、アクチュエータに対しては、高い周波数応答性、センサに対しては、高精度化や高分解能化を実現するためには、デバイス周りの流れの理解とデバイス性能を総合的に評価するシステムが不可欠である。

以上述べた背景のもとに、平成16年度の研究において、マイクロデバイス周りの流れを計測するシステムの構築を計画し、非侵襲性センシング技術の一つであるマイクロ画像処理流速計(PIV)をベースにしたマイクロセンシング風洞システムの高精度化に努め、特に、マイクロステレオPIVシステムによる三次元流れ場の計測システムを完成させた。一定回転速度の傾斜円盤を用いた校正試験により、PIVシステムの計測精度を確認し、レーザシート光の面内のみならず面外速度成分の計測に成功した。MEMS基盤を想定した1.7mm角のマイクロデバイス周りの三次元流れ計測にPIVシステムを適用し、デバイス近寄り流れと後流における速度ベクトルを測定した。これらの結果は次年度以降の三次元マイクロジェットの実験に大きな成果が期待される。併せて、高速度ビデオカメラ(平成16年度購入した設備備品)を用いて、パルスマイクロジェットの動的挙動を観察し、次年度以降の三次元計測の基礎データを得た。更に、パルスマイクロジェットに関する層流非定常三次元数値計算により、低レイノルズ数流れの制御を視野に入れた吹出しジェットの速度比、周波数に関する最適化を行い、次年度以降の研究計画における実験条件に関し貴重な指針を得たほか、マイクロジェットアクチュエータの設計仕様の基本方針を固めることができた。本研究では、マイクロ流体工学の重要な要素技術の一つである低レイノルズ数流れの効果的な制御技術を確立するため、パルスジェットが有する縦渦効果ならびにパフ効果に着目し、三次元縦渦構造を明らかにするマイクロステレオPIVならびに非定常パフ効果を計測可能なマイクロダイナミックPIVの両マイクロ計測システムを構築し、さらに、マイクロシンセティック(Synthetic)ジェットならびにパルスジェット発生装置を開発することを目的としている。ステレオPIVに関して、シャインフルーグアダプタ(主要設備備品)を用いて、撮影面全体に一定な被写界深度を確保し、併せて、PIVシステムの画像撮影とヤグレーザ光源の発光時刻ならびにジェットの吹出しパルス信号を同期させ、ステレオPIVシステムの精緻化を推進した。ダイナミックPIVに閲し、マイクロジェットのパフ効果によるジェット先端部の渦を高速度ビデオカメラで可視化し、画像処理により、各位相ごとの渦領域の速度ベクトルと渦度を求めた。その際、連続光源としてCWヤグレーザ(主要設備備品)を使用した。マイクロジェットは静止空気中ならびに十分に発達した2次元流路流れ中に吹出され、マイクロシンセティックジェットならびにパルスジェットの吹出し周波数とジェットの直径、そして吹出しジェットのレイノルズ数をパラメータに実験を実施した。
伊達政宗が奨励した「食べられる庭」をモデルとした学校ビオトープの構築

仙台藩主・伊達政宗公(1567-1636)は、自給自足が可能な地域づくりを推進するために武家屋敷に多様な樹木を植栽することを奨励し、杜の都・仙台の礎を築いた。本研究では、1政宗公が推奨した「食べられる庭」をテーマとした自給的な暮らしの知恵を取り入れた学校ビオトープを構築し、2環境教育・食農教育・防災教育をドッキングさせたESDの実践を行い、3震災からの復興・発展を支える人材育成モデルを提示した。仙台藩初代藩主・伊達政宗公は、天災や飢饉に備えて、武家屋敷内で果樹の植樹や菜園づくりを、屋敷まわりでは用材・燃料材の植樹を奨励した。当時の仙台城下町には“一木一草、無駄なものなし"と形容されるほど暮らしに必要なものと結びついた自給的な空間ー「食べられる庭」ーが形成されており、これが現代にもつながる「杜の都・仙台」の礎となった。本研究の目的は、約400年前に伊達政宗公が奨励した「食べられる庭」をモデルとして、自然と調和した自給的な暮らしの知恵や技術を導入した学校ビオトープを構築することである。構築された学校ビオトープを舞台に体験的な環境教育、防災教育、食教育を中心としたESD(持続発展教育)を展開し、最終的には、学校ビオトープのネットワーク化を促すことで現代版「杜の都」再興(=持続可能な地域づくり)に寄与することを目指す。1年目にあたる平成26年度は、以下の3点に焦点を絞って研究を進めた。(1)「仙台藩の街づくり」に関する歴史資料・文献の網羅的な蒐集を試み、杜の都・仙台の成り立ち、藩政時代の杜の都の様相、そこで営まれていた自然と調和した自給的なライフスタイルを探った。(2)杜の都・仙台の原形をつくった歴史的遺産(青葉山原生林(御裏林)、屋敷林(居久根)、四ッ谷用水、貞山堀など)についてフィールド調査を行い、自然と調和した自給的な暮らしを可能にした背景を探った。(3)武家屋敷の庭畑や屋敷林(居久根)にみられる「食べられる庭」を復元し、自然と調和した自給的な暮らしの知恵や技術を内包した学校ビオトープモデルとしての「食べられる庭」の構築に着手した。仙台藩初代藩主・伊達政宗公(1567-1636)は、天災や飢饉に備え武家屋敷内での果樹や野菜の栽培、屋敷まわりでの用材・燃料材の植樹などを奨励した。その結果、仙台城下には暮らしに必要なものと結びついた自給的な空間「食べられる庭」が形成され、現代にもつながる杜の都・仙台の礎となった。本研究の目的は、約400年前に伊達政宗公が推奨した「食べられる庭」をモデルとした、自然と調和した自給的な暮らしの知恵や技術を導入した学校ビオトープを構築することである。校庭は日本のすべての学校に設置されており、児童・生徒にとって一番身近な自然空間のひとつである。校庭を活用して約400年前の「食べられる庭」を復元した学校ビオトープを設けることによって、学校や地域が一体となって子どもを育てる体制を築くことが可能となる。2年目にあたる平成27年度は、以下の3点に焦点を絞って研究に取り組んだ。1.仙台藩の街づくりに関する歴史資料・文献を網羅的に収集し、杜の都・仙台の成り立ち、藩政時代の仙台の様相、そこで営まれていた自然と調和した自給的なライフスタイルを探った。2. 1.の成果を生かし、自然と調和した“自給的な暮らし"の知恵や技術を内包した「食べられる庭」を宮城教育大学キャンパス内に設置した。3. 2.の成果を生かし(「食べられる庭」を活用して)、環境教育・食教育・防災教育を体験的に学ぶための教育実践を行った(対象:学部学生)。データの収集・分析、学校ビオトープモデルとしての「食べられる庭」の設置、環境教育・食教育・防災教育を融合させた教育実践など、当初予定していたスケジュールどおり順調に研究が進展している。仙台藩初代藩主・伊達政宗公は、天災や飢饉に備えて、武家屋敷内における果樹や野菜の栽培、屋敷まわりにおける用材・燃料材の植樹を奨励した。当時の仙台城下には暮らしに必要なものと結びついた自給的な空間(=食べられる庭)が形成されており、これが現代にもつながる杜の都・仙台の礎となった。本研究の目的は、約400年前に伊達政宗公が推奨した食べられる庭をモデルとして、自然と調和した自給的な暮らしの知恵や技術を導入した学校ビオトープを構築することである。最終年度にあたる平成28年度は、主に以下の3点に焦点を絞って研究に取り組んだ。(1)宮城教育大学キャンパス内に設置したビオトープ「食べられる庭(救荒植物の庭、ニホンミツバチの庭など)」を活用して、環境教育・食教育・防災教育をドッキングさせたESD実践を数多く行った。(2)「食べられる庭」をテーマとした学校ビオトープの普及、および、環境教育・食教育・防災教育をドッキングさせたESDプログラムの提案を、大学講義、教員向け研修会、出前授業等をとおして積極的に行った。(3)研究成果を地域に還元するために、小学生を対象とした『ひらめき☆ときめきサイエンス「飼って楽しい知ってうれしい伝統養蜂の世界野生のミツバチとつきあう知恵と技」』を実施した。