hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
我が国の森林における真核微生物多様性の網羅的評価

本研究は、我が国の森林にどれだけ多様な真核微生物が存在しているか、網羅的な調査により明らかにすることを目的とする。高速シーケンサーを用いた菌類群集の解析(非培養法)および培養を解した菌株の収集により、森林環境に棲息する菌類の多様性を評価する。真核微生物多様性を評価するために、高速DNAシーケンサーRoche 454 GS Jr.を使用する計画だった。しかしRoche社による当該機器サポートの終了及び試薬供給の停止に至り、実験の再現性・検証可能性を確保する観点から、塩基配列データの取得に用いるシーケンサーの再検討を余儀なくされた。OxfordNanopore社の提供する新型高速シーケンサーMinIONを導入した。DNAバーコーディング領域の塩基配列が既知の菌類約80種のアンプリコンを混合し、擬似菌類群集を作成してMinIONによって配列を取得した。その結果、生配列の正確性が低過ぎるため近縁種の区別ができず、BLASTによる相同性検索で属レベルの推定にとどまることがわかった。MinIONの弱点である配列の正確性を実現するため、Loop Genomics社が提供するライブラリ調製キットLoopSeqを導入した。上述したような菌類の擬似群集を作成し、ライブラリ調製(LoopSeq)→配列取得(Illumina MiSeq)→アセンブリの手順により、1500bp程度の正確で長い塩基配列を得られることがわかった。菌類多様性の正確な評価には上記の手順が極めて有効であり、今後この手法を援用した研究を継続している。供試検体のマルチプレックス化も可能であり、ハイスループットな多様性評価が実現できると見込まれる。高速シーケンサーを用いた菌類群集の解析(非培養法)および培養を介した菌株の収集により、森林環境に棲息する菌類の多様性を評価する。真核微生物の生育環境として土壌(樹木の根圏)や樹皮を想定しており、植物体そのものが多く混入した試料を用いることになる。ここから抽出した全DNAを高速シーケンサーによる群集解析に供試する際、植物由来のDNAが菌類群集の解析に影響を及ぼし得ることが知られている。このため、解析に用いるプライマー,PCR条件,アンプリコン精製法等、実験条件を検討する予備実験を行った。その結果、良好なデータを得られるワークフローを確定するとともに、高速シーケンサーを用いて32検体を同時に群集解析することに成功した。一方、本実験に供試する土壌サンプルを広島県内の竹林や京都府内の二次林などで採集した。これらのサンプルを供試し、上記ワークフローにて本実験を実施する予定である。また、ウルシやトベラに穿孔したコキクイムシに随伴する酵母株を収集し、資化性状試験および種同定を行った。その結果、ウルシに穿孔したキクイムシから採れた酵母は新種と考えられた。今後、我が国の森林が擁するユニークな菌類をより広範な基質・環境から培養法によって収集し、その情報を普く発信していくことが課題である。本年度のうちに高速シーケンサーを用いた群集解析の本実験の一部を開始する予定だったが、条件検討にやや手間取ったため進捗状況は少々遅れ気味である。一方で、培養法による森林環境からのユニークな菌類の収集においては、ウルシやトベラに穿孔したコキクイムシから分離される酵母を収集する等、予定していなかった成果が得られた。真核微生物の生育環境として土壌(樹木の根圏)や樹皮、昆虫を想定しており、昨年度に引き続きこれらのサンプリングを京都市内および福島市内の二次林で行った。ランニングコスト,産出データ量,研究の継続性などを再検討した結果、当初使用を予定していた高速シーケンサーを最新の機種に変更することにした。これに伴って上述したサンプルを供試する本実験の成果とりまとめには至っていないが、今後の研究の効率は飛躍的に上がると期待される。森林に棲息する甲虫は新種酵母のホットスポットと期待されることから、当該科研費課題の研究対象としている。そのなかでもナガキクイムシ科甲虫は酵母とユニークな共生関係をもっていると考えられていることから、研究代表者はこの共生関係の研究にも携わってきた。とりわけナラ枯れ(ブナ科樹木萎凋病)を伝搬するカシノナガキクイムシは森林科学分野の重要な研究対象である。カシノナガキクイムシと共生微生物に関するこれまでの研究成果について所属機関の広報誌「理研ニュース」から取材を受け、2017年3月号にインタビュー記事が掲載された。森林科学のおもしろさと重要性が広く知られることにつながると期待される。「研究実績の概要」に記した通り、データ産出に使用する高速シーケンサーの機種を変更することにしたため、データ産出の進捗が遅れている。計画段階で使用を予定していた高速シーケンサーがサポート終了(試薬の生産終了)となり、その代替として使用を検討した機種もサンプル調製が煩雑であることが判明したため、使用を断念した。これらに代わる機種を再検討し、別の1機種の高速シーケンサーに着目した。

研究の計画段階では2機種の高速シーケンサーを併用する予定だったが、再検討したシーケンサーを用いれば、1機種で十分なデータが得られると期待されるため、変更を決意した。研究の継続性や効率化等を考慮すれば不可避の変更で、今後の研究進捗にとって極めて有意義な転回である。本研究は、我が国の森林にどれだけ多様な真核微生物が存在しているか、網羅的な調査により明らかにすることを目的とする。高速シーケンサーを用いた菌類群集の解析(非培養法)および培養を解した菌株の収集により、森林環境に棲息する菌類の多様性を評価する真核微生物多様性を評価するために、高速DNAシーケンサーRoche 454 GS Jr.を使用する計画だった。しかしRoche社による当該機器サポートの終了及び試薬供給の停止に至り、実験の再現性・検証可能性を確保する観点から、塩基配列データの取得に用いるシーケンサーの再検討を余儀なくされた。OxfordNanopore社の提供する新型高速シーケンサーMinIONを導入し、ランを試行したところ有効に活用できることが確認できた。解析検体のマルチプレックス化についてはなお課題があり、群集解析をハイスループットに実施する手法を次年度に引き続き検討する。植物病原菌をはじめとした糸状菌やきのこ等のインベントリは作製されてきたが、我が国における酵母類のインベントリは作製されていない。この点について本課題で取り組むべく、国産の酵母菌株がカルチャーコレクションにどれくらい保存されているかを調査し、その結果の一部を発表した(Groenewald et al. 2017)。この過程で、生態が解明されていない酵母類がいかに多いかも解った。本研究課題の実施により、野外のおける酵母類のハビタットに関するデータが取得され、生態解明に資する新規知見が多く得られると期待される。本課題では、真核微生物多様性を評価するために、高速DNAシーケンサーRoche 454 GS Jr.を使用する計画だった。しかしRoche社による当該機器サポートの終了及び試薬供給の停止に至り、実験の再現性・検証可能性を確保する観点から、塩基配列データの取得に用いるシーケンサーの変更を余儀なくされた。こういった背景から、研究の進捗が遅れており、研究期間の延長を申請した(承認され、平成30年度に研究を継続)。高速シーケンサーを用いた菌類群集の解析(非培養法)および培養を解した菌株の収集により、森林環境に棲息する菌類の多様性を評価する。真核微生物多様性を評価するために、高速DNAシーケンサーRoche 454 GS Jr.を使用する計画だった。OxfordNanopore社の提供する新型高速シーケンサーMinIONを導入した。DNAバーコーディング領域の塩基配列が既知の菌類約80種のアンプリコンを混合し、擬似菌類群集を作成してMinIONによって配列を取得した。
食品ロスの削減・再資源化過程における品揃え形成と需給調整に係わる流通論的研究

本研究課題に使用可能な他の予算の存在、および調査対象の都合から、平成30年度は研究計画の前倒しと、それに伴う先送りが生じた。具体的な実施状況は次の通りである。フードバンクにおける品揃え形成とその課題について、大規模フードバンクAおよび中小規模フードバンクBおよびCに対して実態調査を実施した。これらは規模の違いはあるものの、概ね品揃えにかかわらず収集できた余剰食品を配付しており、不足している品目は配布対象者と直接に接する支援団体が補完するべきと考えている。しかしその一方で、配布対象者の厚生および子どもであれば食育の観点から、品目の偏りは課題であるとも認識している。大量の余剰食品を回収できる大規模なフードバンクであっても、品目ごとの過不足の問題は発生しており、食品寄付の規模でこれを解消できるわけではない。小規模なフードバンクであっても、地方の寄付者等とのつながりによって品目の偏りを補正しようとしているケースもある。ベルギーの食品リサイクル企業D社は、主として食品製造業から余剰食品を受け入れ、乾燥させることでリサイクル飼料を製造している。本社併設のベルギーの北部の他、フランス中部にも工場を稼働させている。これらではベルギー、フランスを中心とした回収および製品の物流コストともに、包装など廃プラスチック処理費用の高騰が課題となっている。研究分担者は、7月の日本農業市場学会において「自家配合による食品循環資源の飼料利用:需給接合・調整の重層性に注目して」というタイトルで成果の一部を発表した。研究代表者は、日本農業市場学会『農業市場研究』第27巻第4号(印刷中)に「フードバンク活動における食品の収集方式と品揃え形成:フランスバンク・アリマンテールの事例」として成果の一部を発表した。フランスにおけるフードバンク調査および国内事例の調査については、冒頭の理由で次年度へ持ち越した。国内の事例調査およびフランスにおける生鮮食品流通に関係するフードバンクの調査については、予算および調査対象の都合等により持ち越したが、次年度以降に予定していたベルギーでの飼料企業調査および国内のフードバンク調査を先行させたため、研究計画に大きな支障は発生していないと考える。本研究は1欧州フードバンク組織・活動の調査分析、2国内での未利用食品利用の調査分析、3食品ロスの飼料化事例の調査分析の3分野から構成されている。2年目となる令和元年度は、1について、夏期に先送りしたフランスのフードバンク組織への調査を実施する。また冬期にはオランダのフードバンク組織に対する調査を予定しているが、先方の受け入れが難しい場合には翌年度に予定している実態調査を繰り上げる。2については、研究代表者が沖縄県内の事例を断続的に調査し、3については三重県内のTMRセンターに対するヒアリング調査を実施する。夏期のフランスでの調査に係る成果は、年度の後半に論文として投稿する計画である。

当年度に予定していた欧州でのフードバンク組織調査が先送りされ、前倒しとなった欧州でのリサイクル飼料調査については、研究代表者、分担者ともに当年度限りの別の資金で遂行することができた。そこで、国内のフードバンク組織の調査では研究協力者への旅費を支出することができたが、全体としては次年度使用額が生じている。次年度は持ち越しとなった欧州でのフードバンク組織調査に加え、次年度に計画されていた欧州での調査もあることから、次年度使用額はそれらに支出する計画である。当年度の支出減は計画外であったが、研究をより充実させるという点で、研究計画全体にとっては意味があったと考えている。
微粒子複合粘弾性材料のエネルギー散逸機構と減衰特性発現のメカニズム解明

本研究は,微粒子が複合化されることで起こる粘弾性材料のエネルギー散逸機構の解明と,その巨視的な性質として現れる減衰特性と配合条件の関係を解明を目的としている.微粒子複合化粘弾性材料の高分解能のX線CT画像を取得,内部ひずみを評価することによりエネルギー散逸機構を明らかにするものである.平成29年度ではPET粒子の複合ゴムを対象に,以下のような成果が得られた.(1)X線CT像より,3次元画像を再構成し,微粒子および粘弾性材料の挙動観察を行った.引張荷重時,シート成型時の圧延方向に対して横方向に圧縮し,厚み方向には圧縮が発生しないことを確認した.これはPET粒子がシート成型時の流動によって厚み方向に繊維が巻き込まれているためであると考えられる.この点については継続して調査を行う.(2)0°配向繊維状微粒子複合化天然ゴムに対して引張荷重を与えることで繊維状微粒子の端にボイドが発生することを観察した.ボイドの発生と成長が観察されたことによって,0°方向では母材微粒子間ですべりが発生している可能性がある.一方,90°配向ではすべり発生が確認されなかった.以上から,微粒子複合化した際における損失係数のひずみ振幅依存性には界面すべりが大きく影響していることが示された.(3)X線CT像に特徴点追跡法を適用することにより荷重付与時の試験片において発生する3次元ひずみ分布を観察した.ひずみは特徴点から4面体要素を構成し,荷重付与前後の変形から算出を行った.その結果,0°配向ではひずみが局所的に大きくなっている部分が存在するが,90°配向においては全体的にひずみが分布している傾向にあることを確認した.下記の3点について2018年度実施計画として申請した.<1.分子構造の破壊の有無>加硫反応後のゴムをGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析をすることが困難であったため,代替試験として,1動的粘弾性試験の複数回実施,2昆練り時に消費されるエネルギー違いによる試験片の作成を行った.1では微小振動による分子構造の破壊,2では大きな塑性変形を加えることによって分子構造の破壊が誘発されれば,平均分子量が変化し,最終的に動的粘弾性特性が変化すると考えられる.その結果,微粒子複合化による粘弾性特性変化に対して12の影響は小さいことを確認した.<2.粒子界面の剥離・すべりの有無>X線CT像から粒子界面の空孔の個数が荷重付与によって増加することは確認できたものの,界面におけるすべりが発生しているかは取得画像からは判断できなかった.これは計測分解能と粒子の大きさの関係に依存しているため,次年度は粒子サイズを大きくして再度観察する予定である.<3.局所的なひずみの発生の有無>取得したX線CT像を3次元画像として再構築し,画像上に現れる輝度の高い点(不純物もしくは加硫反応用の酸化亜鉛)を荷重付与前後で追跡することで,ひずみ分布の算出を行った.その結果,引張方向と繊維配向が一致している場合には局所的に大きいひずみが現れるが,垂直の場合には一様なひずみ分布になることを確認した.以上のように一部継続的に検証すべき事項はあるものの,概ね計画通りに進捗している.申請書記載の計画通り実施する.1.巨視的な動的ひずみ分布と減衰特性の関係解明本学の別研究室が保有するサーボパルサ(島津製作所,MMT-11NB-2)を借用した.この装置に画像計測装置を組み込むことで,ミリオーダーの大きさの構造体を対象とした動的ひずみ分布(表面)の計測を可能にする.2.配合条件と減衰特性の関係配合条件の異なる制振材の製作し,SPring-8におけるX線CT像の撮影,動的ひずみ分布の計測,動的粘弾性試験等の実験を実施する.それにより,減衰特性発現メカニズムを解明する.本研究は,微粒子が複合化されることで起こる粘弾性材料のエネルギー散逸機構の解明と,その巨視的な性質として現れる減衰特性と配合条件の関係を解明を目的としている.微粒子複合化粘弾性材料の高分解能のX線CT画像を取得,内部ひずみを評価することによりエネルギー散逸機構を明らかにするものである.平成29年度ではPET粒子の複合ゴムを対象に,以下のような成果が得られた.(1)X線CT像より,3次元画像を再構成し,微粒子および粘弾性材料の挙動観察を行った.引張荷重時,シート成型時の圧延方向に対して横方向に圧縮し,厚み方向には圧縮が発生しないことを確認した.これはPET粒子がシート成型時の流動によって厚み方向に繊維が巻き込まれているためであると考えられる.この点については継続して調査を行う.(2)0°配向繊維状微粒子複合化天然ゴムに対して引張荷重を与えることで繊維状微粒子の端にボイドが発生することを観察した.ボイドの発生と成長が観察されたことによって,0°方向では母材微粒子間ですべりが発生している可能性がある.一方,90°配向ではすべり発生が確認されなかった.以上から,微粒子複合化した際における損失係数のひずみ振幅依存性には界面すべりが大きく影響していることが示された.(3)X線CT像に特徴点追跡法を適用することにより荷重付与時の試験片において発生する3次元ひずみ分布を観察した.ひずみは特徴点から4面体要素を構成し,荷重付与前後の変形から算出を行った.その結果,0°

配向ではひずみが局所的に大きくなっている部分が存在するが,90°配向においては全体的にひずみが分布している傾向にあることを確認した.下記の3点について2018年度実施計画として申請した.<1.分子構造の破壊の有無>加硫反応後のゴムをGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析をすることが困難であったため,代替試験として,1動的粘弾性試験の複数回実施,2昆練り時に消費されるエネルギー違いによる試験片の作成を行った.1では微小振動による分子構造の破壊,2では大きな塑性変形を加えることによって分子構造の破壊が誘発されれば,平均分子量が変化し,最終的に動的粘弾性特性が変化すると考えられる.その結果,微粒子複合化による粘弾性特性変化に対して12の影響は小さいことを確認した.<2.粒子界面の剥離・すべりの有無>X線CT像から粒子界面の空孔の個数が荷重付与によって増加することは確認できたものの,界面におけるすべりが発生しているかは取得画像からは判断できなかった.これは計測分解能と粒子の大きさの関係に依存しているため,次年度は粒子サイズを大きくして再度観察する予定である.<3.局所的なひずみの発生の有無>取得したX線CT像を3次元画像として再構築し,画像上に現れる輝度の高い点(不純物もしくは加硫反応用の酸化亜鉛)を荷重付与前後で追跡することで,ひずみ分布の算出を行った.その結果,引張方向と繊維配向が一致している場合には局所的に大きいひずみが現れるが,垂直の場合には一様なひずみ分布になることを確認した.以上のように一部継続的に検証すべき事項はあるものの,概ね計画通りに進捗している.申請書記載の計画通り実施する.1.巨視的な動的ひずみ分布と減衰特性の関係解明本学の別研究室が保有するサーボパルサ(島津製作所,MMT-11NB-2)を借用した.この装置に画像計測装置を組み込むことで,ミリオーダーの大きさの構造体を対象とした動的ひずみ分布(表面)の計測を可能にする.2.配合条件と減衰特性の関係配合条件の異なる制振材の製作し,SPring-8におけるX線CT像の撮影,動的ひずみ分布の計測,動的粘弾性試験等の実験を実施する.それにより,減衰特性発現メカニズムを解明する.
SiC MOS界面準位の低減および新チャネル構造MOSFETの動作実証

電力変換の大幅な向上を実現するパワーデバイスとして期待されているなSiC MOSFETは既に商用化が進んでいるものの、現在MOS高密度界面欠陥に起因する高いチャネル抵抗が原因で、その性能を最大限に発揮することができていない。したがって、さらなる性能向上を図るにはチャネル抵抗の低減が必須である。本研究では、高密度界面欠陥のミクロな形態を第一原理計算や化学組成分析といった理論的検討により明らかにした上で、高チャネル抵抗の原因となっている界面準位低減処理法の模索を実験的に行い、SiC MOS高密度界面準位低減手法の確立を目指す。
酵素法によるL-カルニチンおよび関連光学活性アルコール類の生産に関する研究

(1)L-カルニチンの合成に有用なキラルシントンである4-ハロ-3-ヒドロキシブタン酸エステル類を効率よく生産するため、Sporobolomycessalmonicolorのアルデヒドレダクターゼ反応の利用が有効であることを認めた。プロキラルな基質である3-ハロ-アセト酢酸エステルをS.salmonicolorのアルデヒドレダクターゼとNADPHの作用の下に還元すると、高収量で目的とする4-ハロ-3-ヒドロキシブタン酸エステルが生成した。(2)NADPHの再生素反応としてグルコースデヒドロゲナーゼを共役させ、水-有桟溶媒2相系の反応条件下で反応を行うと約100g/lの4-クロロ-3-ヒドロキシブタン酸エチルエステルが生産できた。この反応は、ほぼ定量的に進行することも判明した。有桟溶媒として使用可能な溶媒は酢酸エテル、酢酸-n-ブチルなどがあり、特に後者の使用は酵素に対する阻害作用もなく最も好ましいものであった。(3)S.salmonicolorのアルデヒドレダクターゼ遺伝子をクロニングし、その1次構造を明らかにした。本酵素を、動物のアルドースレダクターゼ類と比較すると、そのアミノ酸配列によいて約50%の相同性を持つことを認めた。1.4-ハロ-アセト酢酸エステル類からのR-(-)-4-ハロ-3-ヒドロキシブタン酸エステル類の生産に関する検討では、酢酸-n-ブチルを有機相とする水-有機溶媒2相系反応での基本的な条件検討を終え、2相系反応の有用性を確認できた。Sporobolomyces salmonicolorのアルデヒド還元酵素は、予想以上に安定で有機溶媒(酢酸-n-ブチル)の共存下でも高い反応性を示した。一方、NADPHの再生反応のために用いたグルコ-ス脱水素酵素(Bacillus sp.由来)の有機溶媒共存下における安定性および反応性には若干の問題があり、長時間の高濃度反応条件下で収率を高めるためには、酵素を補給する必要が生じた。有機溶媒の選択、反応条件等についてもさらに検討を加え、改善する必要があるものと思われる。2.S.salmonicolorによるアルデヒド還元酵素の生産性向上に関する検討では主に変異・遺伝子組み換えの方向からの検討を加えた。現在までに、本酵素のアミノ酸配列・1次構造の検討を行い、本酵素が、動物の様々な組織に存在するアルデヒド還元酵素、アルド-ス還元酵素等のアルド-ケト還元酵素群のアミノ酸配列と約50%の相同性を持つことを認めている。この結果は、本酵素の遺伝子組み換え技術による生産性増大に大いに役立つものと思われる。また、本酵素に対する抗血清を調製し、免疫化学的検討を行った結果、Sporobolomyces属以外にも、Sporidiobolus属、Rhodotorula属にも類似の酵素が存在することが明らかとなった。これらの菌株から、さらに生産性・安定性の高い酵素が得られる可能性があるものと思われる。(1)L-カルニチンの合成に有用なキラルシントンである4-ハロ-3-ヒドロキシブタン酸エステル類を効率よく生産するため,Sporobolomycessalmonicolorのアルデヒドレダクターゼ反応の利用が有効であることを認めた。プロキラルな基質である3-ハロ-アセト酢酸エステルをS.salmonicolorのアルデヒドレダクターゼとNADPHの作用の下に還元すると,高収量で目的とする4-ハロ-3-ヒドロキシブタン酸エステルが生成した。(2)NADPHの再生系反応としてグルコースデヒドロゲナーゼを共役させ,水-有機溶媒2相系の反応条件下で反応を行うと約100g/lの4-クロロ-3-ヒドロキシブタン酸エチルエステルが生産できた。この反応は,ほほ定量的に進行することも判明した。有機溶媒として使用可能な溶媒は酢酢エチル,酢酸-n-ブチルなどがあり,特に後者の使用は酵素に対する阻害作用もなく最も好ましいものであった。(3)S.salmonicolorのアルデヒドレダクターゼ遺伝子をクロニングし,その1次構造を明らかにした。本酵素を,動物のアルドースレダクターゼ類と比較すると,そのアミノ酸配列によいて約50%の相同性を持つことを認めた。
アジアにおける持続的食料貿易と環境保全型農業開発に関する研究

本研究の目的は、経済国際化、いわゆるグローバリゼーションのなかで進展する食料・農業経済の国際化を、世界の農産物貿易と多国籍企業の新たな展開に焦点を据えて解明し、あわせて多国籍化したアグリビジネスによる開発途上国への海外直接投資が、開発途上国におけるいかなる国際開発をもたらしているのかを、南米とアジアの2地域の比較研究によって解明することにある。そのため本研究は、多国籍企業論の現代的潮流である内部化理論やOLI理論を検討しながら、資本・企業における所有の優位性と、国家における資源賦存の優位性とを有機的に結合し、世界市場の内部化の優位性として実現されていく具体的道筋を、アグリビジネスと地域開発政策の実際の姿に即して究明し、こうした資本・国家・市場の3者の相互関係の観点から、国際開発の論理と類型とを解明したものである。とくに米国を基盤とする南米型開発に比較して、日本を基盤とするアジア型開発モデルの独自性を解明したことは、今後の学術国際交流の礎石として貢献するものである。そして、第I部多国籍アグリビジネスと農産物貿易、第II部南米のアグリビジネスと資源開発、第III部、アジアのアグリビジネスと資源開発、の3部から構成されている。第III部では、タイのエビ養殖産業におけるマングローブ熱帯林の保全などの、水・森林等の環境資源の保全を踏まえた環境保全型の地域開発政策が展望され、中国では成熟した市場システムの形成とともに持続可能な生態系農業の展開論理を解明している。本研究は、アジア地域における持続的な食料貿易とその基礎をなす環境保全型農業開発との相互依存関係の解明を目的とし、アグリビジネスの海外直接投資による国際資源開発の視点、及びバイオシステム学的観点に立脚した分析の結果、以下のような新たな知見が得られた。1.国際フードシステムの多国籍企業:多国籍企業のDunning仮説は、企業の特殊的な所有の優位性とホスト国の立地の優位性とが、市場内部化の優位性へと効率的に組織されることによる国際生産の要因を解明したが、本研究では国際フードシステムの分析にこのDunning仮説を適用し、アジア地域における開発輸入型フードシステムの特性、日本の食品製造業における海外直接投資の説明要因、環境関連バイオ技術における国際移転の論理等を明らかにした。2.タイのエビ産業における持続性:タイのエビ産業においては、日本のアグリビジネス企業の特殊的な所有の優位性にもとづく研究開発能力、経営管理ノウハウなどの無形資産をパッケージとして国際移転したことが開発の推進力として機能したことを分析し、あわせてエビ養殖業者の協同組合が、地域基盤組織として環境教育の充実、沿海部マングローブ林の再植林・保全等のポジティブな役割を果たしたことを解明した。3.中国における生態系農業の開発:中国における環境保全をベースとした生態系農業の開発を、バイオテクノロジー等の先端技術と中国固有の伝統技術とを融合した総合的生産性の観点から、食料供給の必要エネルギー、砂漠化防止のための土地利用適正化等の問題を解明した。4.アジアの協同組合の機能等:日本のアジアの協同組合について、農協合併、農作物共済制度、信用保証システムなどの諸機能を解明した。また、フィリピンの内水面養殖エコシステムに関する生物経済学的な手法による解明を行った。あわせて、米国のコ-ネル大学、中国の北京農業大学・農村経済研究センター、タイのカセサート大学との研究交流、研究レビュー、外国人研究者の招聘等を活発に行い、初年度における研究ポテンシャルを活性化させた。アジアの多国籍アグリビジネスは、海外投資によって食料貿易を企業内部の取引へ内部化し、新しい農業・資源開発の推進力となっており、環境保全・食料安全保障との調和が求められる。本研究はJ.H.DunningのOLI仮説の観点から、多国籍企業と政策との相互作用、両者の利害の対立と依存について分析した。本年度は、開発途上国3ケ国(タイ、中国、さらにインドを追加)、及び先進国2ケ国(カナダ、日本)を重点的に解明した。1,タイにおけるエビ産業の多国籍アグリビジネスと持続的開発:(1)日系資本による水産業への海外投資を分析し、技術・経営・市場スキルの国際転移のメカニズムを解明した。

(2)環境資源の濫用や収奪を克服するため、地球環境の保全に配慮し、社会的に受容され、経済的にも自立するシステム構築について提起した。2,中国における日系食品加工企業の海外投資戦略:(1)日系企業は野菜・果樹部門の開発輸入のため、海外投資をして合弁企業の生産拠点を構築し、原材料の調達をはかっている。(2)これら企業は知的無形資産を基礎として優位性をもち、交渉力を発揮している。3,インドにおける食料貿易と多国籍企業:(1)本年度から、インドを対象国に追加して、中央食料技術研究所(CFTRI)と研究交流を行い、食品加工業の国際化を分析した。(2)インド・カルナータカ州での国際食料学会(IFCON98)で招待講演をおこない、開発途上国産品の世界市場でのインパクトを解明した。4,【先進国】カナダのカノーラ植物油産業の多国籍企業:(1)アグリビジネスの多国籍化を、バイオテクノロジー・遺伝子組み替え作物の生産・加工・貿易のシステムとして解明した。5,日本:青森県相馬村のりんご産業の発達と地域づくりについて、下水道整備・住宅団地・リゾート開発等の環境保全型の地域開発政策の展開を解明した。本年度は、アジアの食料貿易と環境保全型農業の開発政策に関する相互関係について、以下の点を解明した。(1)タイのエビ産業を、多国籍企業の国際投資に関するOLI理論から分析した。日系アグリビジネス企業は生産技術、世界市場の販売力、企業管理スキル等の知的無形資産(O優位)を国際転移したが、ホスト国における環境資源(L優位)の濫用というネガティブな側面をもっている。今後、企業内の環境関連技術を活用し、食品安全性や衛生基準(ISO9000)のみならず、地球環境の保全に配慮しつつ(ISO14000)、社会的に受容され、経済的にも自立可能な新しいシステム構築が課題であることを解明した。したがって、地域開発政策は、国内マングローブ税(仮称)の新設と政府開発援助によるマングローブ基金の創設等の汚染者負担と応能原則をふまえた環境保全・修復型の政策展開がもとめられている。(2)世界市場における途上国からの食料・農産品輸出のインパクトについて、南米とアジアとを比較しつつ類型化し、付加価値産品(HVPs)輸出の地域開発への貢献を明確化した。(3)中国への日系アグリビジネス企業の海外投資を踏まえた、冷凍野菜生産等における現地子会社による原材料調達において、市場メカニズム形成の重要性を解明した。本年度は、最終年度の成果公刊のため、科学研究費補助金(研究成果公開促進費)の交付を受け、『アグリビジネスの国際開発-農産物貿易と多国籍企業-』(農文協、2001年1月、285頁)を刊行した。(1)世界の農産物貿易と多国籍企業の新たな展開に焦点を据えて解明し、アグリビジネスによる開発途上国への海外直接投資が、開発途上国におけるいかなる国際開発をもたらしているのかを解明した。(2)とくに多国籍企業論のOLI理論を検討し、資本・国家・市場の3者の相互関係の観点から、南米型開発と比較して、アジア型開発モデルの開発輸入型の独自性を解明した。(3)アジア・モデルの開発は、資源の収奪を回避するための、環境保全型の開発政策が重要である。
次世代高集積回路(LSI)用クラスターイオン注入装置の試作研究

平成6年度は本研究の最終年度である。本年度は、アユミ工業(株)で製作されたイオンビーム注入制御装置を用いてArなどのガスクラスターの注入制御ができるようにした。また、ArやCo2など得られた種々のガスクラスターをイオン注入し、その結晶性や表面・界面特性を現有の高解像度電子顕微鏡などで評価し、低エネルギーイオンビームによる照射の効果を明らかにした。具体的には(1)ガスクラスターイオンをSi基板に照射した場合、単原子や単分子イオンの照射に比べ、損傷が非常に小さいことを明らかにした。(2)ガスクラスターイオンビームでは、固体表面に高密度照射が可能なため、従来のイオンビーム法では達成できない高スパッタ率が得られ、またラテラルスパッタ作用によって表面は超平坦になることが分かった。(3)ガスクラスターイオンビームの入射エネルギーを制御することにより、固体表面に極く浅いイオン注入層を形成することが可能であることを明らかにした。(4)クラスターイオンと固体との衝突過程を分子動力学法によって計算機シミュレーションし、実験結果との対応を行った。この結果、上述の低エネルギー大電流効果を確認し、装置の基本特性に関する有用な計算結果を得た。以上、試作したクライスターイオンビーム装置は、次世代LSIの製作に必要な(a)浅いイオン注入、(b)表面の電子レベルの平坦化、(c)低損傷表面クリーニング、(d)高効率スパッタリング、(e)表面改質による薄膜形成などのプロセスへの応用が可能となった。本年度は、常温でガス状物質からクラスターイオンを発生する装置を開発した。また、本装置のノズルソースの検討やクラスターイオンビームの特性を明らかにした。具体的には(1)フリージェットノズルではクラスターは生成されないが、ラバルノズルではクラスター発生効率が高く、非常に大きなサイズのクラスターが生成されることを明らかにした。(2)ノズルの形状では、ノズル長の増大とともにクラスターサイズが大きくなり、ビームの指向性も鋭くなることを明らかにした。さらに、クラスター生成に必要なガス圧力の最適条件を明らかにした。(3)ガスクラスターイオンをSi基板に照射した場合、単原子や単分子イオンの照射に比べ損傷が非常に小さいことを明らかにした。(4)ガスクラスターイオンビームでは固体表面に高密度照射が可能なため、高スパッタ率が得られ、またラテラルスパッタ作用によって表面は超平坦になることが分った。(5)ガスクラスターイオンビームの入射エネルギーを制御することにより、固体表面に極く浅いイオン注入層を形成することが可能であることを明らかにした。以上、実用的なクラスターイオン注入装置の開発に必要な基本的なデータを集積するとともに、ガスクラスターイオン発生装置が高機能表面形成に有用であることが明らかとなった。さらに、分子動力学モデルによる計算機シミュレーションを用いて、クラスターと固体表面との相互作用について理論的検討を行い、クラスターの衝突過程機構を解明する糸口を得た。LSIなどのPN接合の形成には、イオン注入技術が不可欠である。しかし、これらLSIが高密度、高集積化するにつれて極めて浅い接合の形成が要求されている。現在、低エネルギーイオンビームを用いる方法や、化合物ガスを用いて等価的にエネルギーを下げる工夫が行われているが、空間電荷効果のために効率よく大量の低エネルギーイオンビームを作ることは技術的に困難であるばかりでなく、結晶が作る溝(チャネリング)に沿う深い注入が生じるなど多くの問題があり、これらを解決する画期的な方法がないのが現状である。本装置は、ガス状物質からなるクラスターを発生させ、イオン化した後加速し、これを質量分離して数十数百のクラスターからなるイオンビームを取り出し、固体にイオン注入する新しい原理に基づくものである。クラスターイオン注入では、原理的に注入エネルギーはクラスター構成原子数で割った値となり、極めて低エネルギー(加速電圧の1/101/100)のイオンを大電流で発生できる。

また、クラスター状原子の固体への衝突過程は、単原子の衝突と原理的に異なり、多体衝突効果をともない等価的に大電流注入(1001,000倍)が可能となる。本年度は、クラスターイオンビーム装置を試作し、クラスターの照射に関する基本データを得た。すなわち、希ガスや分子性ガス(Ar,Co_2)を用い、室温でクラスターイオンビームの形成に成功し、Siなどの固体表面に照射した。また、クラスターイオンと固体との衝突過程を分子動力学法によって計算機シミュレーションし、実験結果との対応を行った。この結果、上述の低エネルギー大電流効果を確認し、装置の基本特性に関するデータを得た。さらに本装置によって低エネルギー多体衝突効果に基づくラテラルスパッタ効果(新現象)が見出され、スパッタが従来イオンと比較して数百倍あることを見出した。これによってさらにイオンビームの応用が広がるものと思われる。従って本装置は、次世代LSIの製作に必要な・浅いイオン注入・表面の原子レベルの平坦化・低損傷表面クリーニング・低エネルギー、高効率スパッタなどのプロセスが可能になり、さらなる応用の展開が期待できる。現在、関連のデータを求めつつ研究を行っている。平成6年度は本研究の最終年度である。本年度は、アユミ工業(株)で製作されたイオンビーム注入制御装置を用いてArなどのガスクラスターの注入制御ができるようにした。また、ArやCo2など得られた種々のガスクラスターをイオン注入し、その結晶性や表面・界面特性を現有の高解像度電子顕微鏡などで評価し、低エネルギーイオンビームによる照射の効果を明らかにした。具体的には(1)ガスクラスターイオンをSi基板に照射した場合、単原子や単分子イオンの照射に比べ、損傷が非常に小さいことを明らかにした。(2)ガスクラスターイオンビームでは、固体表面に高密度照射が可能なため、従来のイオンビーム法では達成できない高スパッタ率が得られ、またラテラルスパッタ作用によって表面は超平坦になることが分かった。(3)ガスクラスターイオンビームの入射エネルギーを制御することにより、固体表面に極く浅いイオン注入層を形成することが可能であることを明らかにした。(4)クラスターイオンと個体との衝突過程を分子動力学法によって計算機シミュレーションし、実験結果との対応を行った。この結果、上述の低エネルギー大電流効果を確認し、装置の基本特性に関する有用な計算結果を得た。以上、試作したクラスターイオンビーム装置は、次世代LSIの製作に必要な(a)浅いイオン注入、(b)表面の電子レベルの平坦化、(c)低損傷表面クリーニング、(d)高効率スパッタリング、(e)表面改質による薄膜形成などのプロセスへの応用が可能となった。
鉄筋に錆が生じたRC柱の耐力および靭性の劣化に関する実験的研究

コンクリート中の塩分などによって鉄筋や鉄骨などの鋼材が腐食したRC部材やSRC部材の耐久性が、近年社会問題となっている。そこで本研究においては、鋼材の腐食によるコンクリートのひび割れ、鋼材とコンクリートの間の付着力の低下、鋼材の断面積の減少などが生じたRC部材の力学的性状を実験的に把握し、その劣化の状況を検討することを目的とした。実験は、電食により三段階に鋼材を腐食させたRC試験体に、繰り返しせん断力を載荷する方法で行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)鉄筋に錆が生じてもとの断面が1%前後減少したところでコンクリートにひび割れが生じる。この段階ではまだその力学的性状は健全な試験体に比べてそれほど劣化していない。(2)本研究では断面の減少率を5%前後まで腐食させたが、この腐食の段階でも部材角で1%程度までは耐力の劣化はそれほどみられなかった。しかしながら、繰り返し載荷によって鋼材の腐食の影響があらわれ、繰り返し回数が増えると荷重の最大値の低下が腐食しているほど急激になる。(3)部材角が2%、3%などの大変形になると、鋼材の腐食が激しい試験体ほどコンクリートの剥落などが顕著になり、荷重の低下の割合が大きくなる。(4)鉄筋の応力度分布から鉄筋とコンクリートの間の付着力が求められるが、鉄筋が錆びていてもコンクリートにひび割れが生じない程度では付着力は低下しないが、腐食の激しい試験体ではかなり低下する。塩害などにより鉄筋が腐食したRC構造物は、コンクリートのひび割れ、付着力の低下、鉄筋断面積の減少などの影響によって、健全な場合に比較してその力学的性状が劣化することが考えられる。そのため、本研究では電食法により鉄筋に人工的に錆を発生させたRC試験体に繰返しせん断力を載荷する実験を行い、その耐力および靭性などの比較検討を行った。(1).電食による鉄筋の腐食量は、通電した積算電流量に比例する。ただし、同じ腐食量を生じるまでに要する積算電流量の値は、コンクリートの種類やかぶり厚さ、鉄筋の表面積などの違いにより異なる。(2).鉄筋に錆が生じてもかぶりコンクリート部分にひび割れが生じない程度の腐食量の試験体は、健全な試験体とほぼ同様の力学的性状を示し、また付着応力度もかなり大きいことがわかった。(3).鉄筋の腐食量が大きくなると、コンクリートに鉄筋に沿ってのひび割れが拡がっていき、そのひび割れ幅も大きくなる。このような試験体の鉄筋とコンクリートの間の付着応力度は、健全な試験体に比ベて小さくなることがわかった。ただし、本実験での試験体は付着長さが大きかったため、この小さい付着応力度でも鉄筋は降伏応力度に達する程度までになった。そのため、鉄筋の腐食量が大きい試験体の場合も、その耐力は健全なものに比較してそれほど低下していない。(4).鉄筋の腐食量の大きい試験体は、変化量が大きくなるほどあるいは繰返し載荷の回数が増えるほど、健全な試験体に比較して抵抗力が小さくなる。したがって、本実験においては鉄筋の腐食の影響が、耐力よりも靭性の面により顕著にあらわれたと考えられる。コンクリート中の塩分などによって鉄筋や鉄骨なの鋼材が腐食したRC部材やSRC部材の耐久性が、近年社会問題となっている。

(2)本研究では断面の減少率を5%前後まで腐食させたが、この腐食の段階でも部材角で1%程度までは耐力の劣化はそれほどみられなかった。しかしながら、繰り返し載荷によって鋼材の腐食の影響があらわれ、繰り返し回数が増えると荷重の最大値の低下が腐食しているほど急激になる。(3)部材角が2%、3%などの大変形になると、鋼材の腐食が激しい試験体ほどコンクリートの剥落などが顕著になり、荷重の低下の割合が大きくなる。(4)鉄筋の応力度分布から鉄筋とコンクリートの間の付着力が求められるが、鉄筋が錆びていてもコンクリートにひびれ割れが生じない程度では付着力は低下しないが、腐食の激しい試験体ではかなり低下する。
移動体シミュレーションと連動した災害時交通ネットワークの信頼性評価

本研究の目的は,研究代表者らがこれまでの研究で蓄積した,交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することにある.具体的には,「災害時を想定したヒトの交通行動データの収集および分析」,「災害時における交通ネットワーク上での移動体の流動シミュレーションモデル」,「移動体シミュレーションを内包したネットワークの信頼性評価モデル」を有機的に連携させ,信頼性評価の具体的方法論を構築した.本研究の目的は,研究代表者らがこれまでの研究で蓄積した,交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することにある.具体的には,「災害時を想定したヒトの交通行動データの収集および分析」,「災害時における交通ネットワーク上での移動体の流動シミュレーションモデル」,「移動体シミュレーションを内包したネットワークの信頼性評価モデル」を有機的に連携させ,信頼性評価の具体的方法論を構築した.本研究の目的は,これまで蓄積されてきた交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することにある.本年度は本課題の4カ年計画の1年目であり,まず,災害時の交通ネットワークの信頼性・リスク評価に関する先行研究の体系的整理を行った.そのために,国際会議(ICEM09)に参加し,先進的な海外での研究事例の情報収集を行った.それに加え,災害時を想定したヒトの交通行動データの収集手法の開発を行った.先行研究で開発済みのプローブパーソンシステムを拡張し,実行動データをもとに交通ネットワークの途絶など,災害時を想定した交通行動データを収集できる調査システム(PP+SP)を開発した.開発したシステムは神戸市内における交通行動調査に応用され,それが問題なく運用できることを確認した.以上で示した調査技術の開発に加え,災害時における交通ネットワークフローシミュレーションモデルの基本フレームの設計を,動的な交通流理論をベースとして行った.また,災害時の交通ネットワークの信頼性評価モデルの基本フレーム設計を行った.移動体の起終点の異質性を数理的に記述し,それに線形計画法を適用することにより,災害時のネットワークパフォーマンスを測定する方法の基礎的な考え方をまとめた.以上の調査技術の開発とフレーム設計においては,各種の交通行動モデルとの融合性も検討した.この検討は来年度の研究計画(被災したネットワーク上でのヒトの交通行動のモデル化手法)につながるものである.本研究の目的は,これまで蓄積されてきた交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することにある.本年度は本課題の4カ年計画の2年目であり,災害時を想定したヒトの交通行動データの収集手法の開発,交通ネットワークフローシミュレーションモデルの開発,また,交通ネットワークの信頼性・リスク評価モデルの開発を行った.災害時を想定したヒトの交通行動データの収集手法は,昨年度開発した方法を継続して評価し,来年度以降の行動調査および行動分析に向けた準備を行った.これに関連して,パーソントリップのような既存のデータの活用についても検討を行い,一定の成果を得た,現段階では,この成果を,来年度の行動調査の設計,あるいは結果の補完に使用することを想定している.交通ネットワークフローシミュレーションモデルについては,昨年度設計した基本フレームの拡張を,主に確率論的モデルおよびネットワークの集計モデルをベースとして行った.災害時の交通ネットワークの信頼性評価モデルについても,同様に昨年度設計した基本フレームめ拡張を行い,あわせて必要なレビューを追加して行っている.以上の各方法論の開発,来年度上半期まで継続し,その成果を来年度から2年間での「途絶した交通ネットワーク上での帰宅・避難交通のシミュレーションとリスク評価」の方法論構築に活用する予定である本研究の目的は,これまで蓄積されてきた交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することである.本年度は本課題の4カ年計画の3年目であり,途絶した交通ネットワーク上での帰宅・避難を想定した行動調査・分析,帰宅・避難交通のシミュレーション,信頼性評価モデルの実装を行った.途絶した交通ネットワーク上での帰宅・避難を想定した行動調査・分析は,前年度までに開発した災害時を想定した行動データの収集・分析手法の実用性を確認するため,浜松市を対象として,交通ネットワーク上での帰宅・避難を想定したPP調査およびWEB上でのSP調査を実施し,取得したデータを用いて分析を行った.これにより,前年度までに開発した実行動データをもとに災害時を想定した行動データを収集できる調査システム(PP+SP)により,災害時の交通行動の観測に関して一定の成果を得た.

来年度以降,この成果より帰宅・避難交通のシミュレーションとリスク評価を検討する.帰宅・避難交通のシミュレーション,信頼性評価モデルの実装についても,前年度までのフレームワークをもととして,一定程度の実装ができており,次年度の帰宅・避難交通のシミュレーションと信頼性評価を実行できる環境が整った.次年度の分析で,被災レベルの差がネットワークフローと信頼性評価指標値に及ぼす影響等を分析できる状況であり,次年度の改良を経て実ネットワーク上で評価する際に有効に機能するかどうかについての検討を行う予定である.以上の各方法論の開発・実装の成果を来年度の「途絶した交通ネットワーク上での帰宅・避難交通のシミュレーションとリスク評価」に活用する予定である.本研究の目的は,これまで蓄積されてきた交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することである.本年度は,本課題の4カ年計画の最終年度であり,前年度までに実装を行った「行動調査・分析」・「ネットワークシミュレーション」・「信頼性評価のモデル・方法論」をもとに実施した調査・分析に関して,方法論の改良・検証を行った.行動調査・分析結果を踏まえ,ネットワークシミュレーションを用いて,ネットワークの被災レベルの影響分析を行った.信頼性評価のモデル・方法論では,被災レベルをシナリオとして与え,帰宅・避難交通のシミュレーションと信頼性評価を行った.リンク強化策とノード強化策の適切なバランスを実ネットワーク上で評価する際に有効に機能するかどうかを分析した.行動調査・分析調査の実施状況は良好であり,来年度の帰宅・避難交通のシミュレーションとリスク評価に向けた準備ができている状況である.また,シミュレーション及び,信頼性評価モデルの実装も良好であり,来年度の影響分析,信頼性評価に向けた準備が一定程度行えている状況である.25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の前半には,前年度までに構築した方法論の改良を行う.これにより,行動データの収集プロセスとネットワークシミュレーションを統合し,より現実性のある条件下で災害時を想定した行動データが収集できるよう方法論を改良することを検討する.前年度までに構築した方法論及び改良した方法論を用いて,ネットワーク計画の信頼性評価,ネットワークの被災レベルの影響分析を実施し,被災レベルの差がネットワークフローと信頼性評価指標値に及ぼす影響や,実ネットワーク上で評価が有効に機能するかなどを分析する.また,4年間の研究成果をとりまとめ,海外共同研究者らと災害時の交通ネットワーク信頼性評価に関する国際ワークショップを開催する.調査報告書を作成し,研究成果を広く世界に発信すると同時に,最新の研究動向を踏まえ,新たな課題に向けた準備を進める.25年度が最終年度であるため、記入しない。
虚弱高齢者の自立評価の客観的指標の作成と身体運動の有用性に関する研究

本研究は,高齢虚弱者から健常者を対象にKINECTを用いて日常生活動作を評価し、1)自立度の客観的指標を作成する、2) 1)での試案の指標について運動による効果を検討することであった。開始2年目にバージョン(v2)が改良され,精度が高まったが,互換性がないため再度データ収集を行う必要が生じた。KINECTv2を使い,起居を行わせ,肩と腰の関節を結ぶ線と鉛直方向との成す角(動作角度)を抽出し,比較した。その結果,動作角度は明らかに虚弱者と健常者に相違が認められ,本法は短時間に客観的に評価できる指標であることが認められた。しかし,運動によるADL改善の効果は実証するまでに至らず今後の課題としたい。平成26年度は,虚弱高齢者を対象に新たに光学機器を用いて生活動作を質的量的に評価することであった。測定機器は,歩行がオプトゲイトシステム,移動動作がKINECTである。中年,若年者および虚弱高齢者の基本動作能力をKINECTにより評価した。動作は,7つの動作:1)歩行(8m),2)椅子からの起居(手の使用の有無と頭の位置を指示(動かさない)),3)階段歩行(手すりの有無),4)床からの立ち上がり,を評価した。3群でいずれの条件下で主効果が認められ,高齢になるほど動作時間が遅延していた。しかし,多重比較検定から椅子からの起居は頭を動かさないという条件以外は中年群と高齢群に有意差が認められなかった。この動作様式のみによるADL評価は困難とみられた。KINECTは,キャリブレーションが不要,装置1台で空間認識が可能,安価であることなどからシステム開発後の普及が容易であるとみられるが,正確に行われているかという検証が必要である。上記の基本動作中をKINECTの測定精度の検討したところ,後ろ向きの計測は誤検出を招く可能性が高いことを示したが,およそ100mm以内であった。階段歩行時に斜め上からの計測では計測可能最大角度は30度であり,補正を行うことで階段昇降動作を数値化し,評価を行うことが可能とみられた。KINECTによる生活動作の計測結果で得られた3次元位置データを平滑化し,速度成分算出から総運動量を求め,主成分分析を試みた。例えば階段歩行などの周期的な運動の速度成分を自動算出し,健常者と麻痺を有する人では総運動量,固有値に明らかな相違が認められたが,さらなる検討が必要である。平成27年度は,平成26年度の工学センサーを用いた動作解析の基礎的な検討に続き,虚弱高齢者(要介護者)と健常高齢者を対象にKINECT2(新タイプ)を用いて椅子からのたち上がり動作の比較を試みた。試技は手を使わずに「立ってください」という合図で椅子から立ち上がる動作を行わせ,動作に要した時間と動作開始から終了までの間,肩と腰の関節を結ぶ直線と,鉛直方向との成す角(動作角度)をサンプリング点ごとに算出して時系列とし,その中で最大値を抽出し,2群間の比較を試みた。その結果から,虚弱高齢者は健常高齢者とたち上がり時間には有意差が認められなかったが,動作角度は健常者に比べて有意に大きく(虚弱群: 28.1 ±6.3度vs.健常群: 21.8 ±6.2度, P<0.05),身体を傾斜して立っている状況が明らかとなった。両群の比較からROC解析を用いてカットオフポイントを調べ,基準評価値として試案している(平成28年度日本体力医学会で報告予定)。虚弱高齢者の基本動作能力の中でKINECTを用いた椅子からのたち上がり動作の評価が自立度評価の手段に利用可能な示唆が得られた(2016年6月豪州での国際会議で発表予定)。その他運動による動作や歩行による変容についても虚弱者のみならず健常高齢者のトレーニング効果(Nordic walking)について光学センサーによる測定機器(KINECTおよびオプトゲイト)を用いて動作の改善や基準値などの検討を重ねた。KINECTによるデータ収集は容易であるが,解析等にかかる方法論で時間が要したことでやや進捗が遅れ気味であったが,ほぼ予定通りに進み,学会発表等にいたるまでの研究は進んでいる。平成28年度は,椅子からの立ち上がり(起居動作)動作解析から, KINECT (V2) (Microsoft Co.)を使い,試技条件は手を使わずに「立ってください」という合図で椅子から立ち上がる動作を行わせ,動作に要した時間と動作開始から終了までの間,肩と腰の関節を結ぶ直線と,鉛直方向との成す角(動作角度:以下体幹角度とする)をサンプリング点ごとに算出して時系列とし,その中で最大値を抽出し,2群間の比較を試み,ROC解析によりカットポイントを求めた。2群間の平均年齢には有意差が認められたが,体幹の傾斜角度に性差が認められなかった。自立群(IG群)と介護群(DG群)の起居時の体幹角度は,それぞれIG群18.0 ±6.1, DG群: 31.0 ±5.9度となり,これらには有意差が認められた。年齢と体幹角度との間には,r=0.57の正の相関が認められた。このため,年齢補正(ANCOVA)をおこない,比較したところ,IG群18.7 (標準誤差1.1)度, DG群: 29.3 (標準誤差1.8)度となった。