hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
積雪寒冷地における農業水利施設の新たな凍害検診技術と余寿命評価手法の開発

まず,積雪寒冷地で長期供用された開水路を対象に,凍結融解と乾湿の繰返しを受ける側壁の気中部からコアを採取し,EPMAによる元素の面分析結果からコンクリートの変質について考察を加えた。その結果,表面部では,凍結融解の繰返し作用で発生したひび割れを通して水が侵入し,ひび割れ周囲でのカルシウムの溶脱,ひび割れを介して侵入した二酸化炭素によるカルシウムの結晶化および硫黄の拡散が見られ,内部では,ひび割れ近傍の気泡内部に溶出したカルシウムが結晶化しており,閉塞した気泡が存在することを明らかにした。この結果を踏まえ,気泡およびひび割れを閉塞している結晶を特定するために,異なる開水路の側壁気中部から新たにコアの採取を行った。コアの微視的検討は,次年度に取り組む予定である。次に,積雪寒冷地で長期供用された開水路側壁の表面部から薄層を採取し,薄層の形成について考察を加えた。その結果,薄層の厚さは,粗骨材かぶりとほぼ同じであること,薄層は凍結融解の繰返し作用を主たる要因とする層状ひび割れが表面部に発生したものであることを明らかにした。また,粗骨材かぶりがスケーリング抵抗性に及ぼす影響を評価するために,粗骨材かぶりを変えた供試体を作製し,中国山地の岡山県真庭市に位置する鳥取大学農学部教育研究林において暴露試験を開始した。本研究課題では,積雪寒冷地の開水路に特徴的に発生する凍害の発生過程および発生位置を特定することが大前提となる。そのためには,これまでの非破壊試験に基づく内部変状および採取コアによる力学的性状の評価だけではなく,コンクリート組織の変質に関する評価が必要となる。平成30年度は,採取したコアを対象に,主にEPMAによる元素の面分析からコンクリート組織の変質について考察を加えた。その結果,既往の研究において,側壁の気中部では炭酸化が,水中部ではカルシウム溶脱が生じ,気中部と水中部でコンクリートの変質が異なることが明らかになっているが,本研究により,側壁気中部のコンクリートの内部においても,凍結融解の繰返し作用で発生したひび割れを通して水が侵入し,ひび割れ周囲でカルシウムが溶脱していることが新たな知見として得られた。加えて,ひび割れ近傍の気泡内部に溶出したカルシウムが結晶化しており,閉塞した気泡が存在することを明らかにできたことは,寒冷地におけるコンクリートの耐久性確保において必要になる気泡の変化を知る上で重要な知見が得られたと考えられる。そして,得られた知見を更に深めるために,異なる開水路から新たなコアの採取も実施した。一方で,粗骨材かぶりがスケーリング抵抗性に及ぼす影響を評価するために,粗骨材かぶりを変えた供試体を作製し,中国山地の岡山県真庭市において暴露試験を開始することで,自然環境下におけるコンクリートの変質を長期的に評価するための準備を当初予定どおりに整えた。このように,開水路に特徴的に発生する凍害の発生過程および発生位置を特定するための研究および暴露試験は当初予定どおりに順調に進められている。また,余寿命評価に関する研究については,指標の特定までには至っていないが,候補の選定までは進んでいることから,おおむね順調に進展していると判断される。平成30年度に実施した採取コアの分析からは,コアを採取する位置がコンクリート内部の変質を評価する上で非常に重要になることが明らかになった。
高度好熱菌における遺伝学的解析ツールの構築とゲノム情報維持機構の解明

70°Cで生息する高度好熱菌のゲノム情報維持機構を解明するための遺伝学的なアプローチのため、i)大腸菌supFを標的とした突然変異頻度と変異スペクトル解析法,ii)相同組換え頻度解析法,iii)カロテノイド遺伝子crtBを用いた遺伝子発現解析レポーターアッセイを樹立した.これらを用い,脱塩基損傷部位の修復酵素AP endonucleaseのゲノム安定化への寄与,紫外線DNA損傷に対する光回復遺伝子の発現機構,脱アミノ化ヌクレオチド浄化酵素Ham1のpyrophosphatase活性の同定とゲノム安定化への寄与を解析した.本研究課題は、至適生息温度が70-80°Cのグラム陰性細菌である高度好熱菌の,高温下でのゲノム情報維持機構を解明しようとするものである.平成26年度は、ゲノム不安定化の指標となるi)突然変異頻度やそのスペクトルを解析する方法、ii)相同組換え頻度を解析する方法、そしてゲノム安定化への寄与が考えられる遺伝子の発現をモニターするためのiii)遺伝子発現レポーターアッセイの樹立を目指した.i)については、突然変異検出の標的遺伝子として大腸菌supFを採用し、大腸菌のベクターにsupFとともに高度好熱菌での薬剤マーカーとしてハイグロマイシン、複製可能にするためにrepAを挿入し、突然変異を解析するシャトルベクターpKAT925の構築に成功した.高度好熱菌でsupFに変異が固定したベクターは選択用大腸菌KS40/pOF105に導入後、ナリジキシン酸とストレプトマイシンに耐性を示すことが確認された.ii)については、相同組換え(HR)の標的となるテトラサイクリン(Tc)抵抗性遺伝子を前半部分と後半部分がそれぞれ一部配列を重複するように順向きに挿入したシャトルベクターpMO11およびpMO12を樹立した.その重複部分で相同組換えがおこると、そのシャトルベクターをもつ大腸菌がテトラサイクリン抵抗性を示すことを確認した.iii)カロテノイド合成の律速反応に関わるcrtB遺伝子をレポーターとするアッセイの樹立した.シャトルベクターにプロモーター領域を除したcrtBのORFをクローニングし,その上流にクローニングサイトを挿入したベクターpRA57を構築した.このベクターをcrtB欠損株に導入しても黄色を呈しないが、クローニングサイトに発現ベクターのプロモーターを挿入することで、黄色を呈した。さらにこのカロテノイド色素を108109細胞からSDSやメタノール/クロロホルムにより抽出し、OD454により定量化出来ることも確認した.平成27年度は、平成26年度に樹立した変異検出系、相同組換え(HR)頻度検出系、遺伝子発現レポーターベクターを用い、i)DNA修復酵素の欠損株の樹立と欠損株における変異頻度やスペクトル、相同組換え頻度の解析、ii)それらの修復遺伝子のプロモーター活性の測定、iii)脱アミノ化ヌクレオチドに対する脱ピロリン酸酵素の候補遺伝子産物の生化学的解析を行った.i)では、脱塩基損傷の修復酵素AP endonucleaseであるnfo候補TTC0482、酸化DNA損傷8-oxoGのglycosylaseであるmutM候補TTC1454に着目した。nfo欠損株において変異頻度とHP頻度はともに野生株と同程度で、バックアップの存在の可能性が示唆された。mutM欠損株ではHR頻度は変化しないものの変異頻度は20倍以上上昇した。ii)については光回復酵素のphr遺伝子の発現機構に着目した。光回復は紫外線によって生じるピリミジンダイマーの修復系で、高度好熱菌でもその活性が確認されていた。本研究で培養時に可視光に前照射することで光回復能が増強されることを見いだした。今後phr遺伝子発現機構を平成26年度に樹立したレポーターアッセイにより検討する予定である。iii)では脱アミノ化されたヌクレオチドのpyrophosphataseであるham1候補TTC1290に着目した。Ham1候補であるTCC1290をクローニングし、Ham1タンパク質をGSTとの融合タンパク質として精製し、トロンビンによりGSTを除去し、25kDaのタンパク質のpyropshosphatase活性を、HPLCピークシフトアッセイを用いて検討した。その結果、dITPに対してspecific activityは29 mM-1 sec-1であることが確認できたが、欠損株のHRは野生株とほぼ同程度であり、欠損による影響は見られなかった。本研究では、生物の生息環境として過酷ともいえる高温環境下で、細菌がどのような仕組みでゲノム情報を維持し、生息可能にしているのかという疑問に答えるため、以下の手順で研究を計画している。1)高度好熱菌の遺伝的不安定化の指標となる、突然変異と相同性組み換えの頻度を検出するための実験系を構築し、さらにゲノム情報維持に関わると推測されるさまざまなDNA修復遺伝子などの発現機構を解析するための遺伝子発現レポーターアッセイを樹立する。2)それらを用い、高温下で生じると推測されるDNA損傷、特に脱塩基、脱アミノ化、酸化による損傷に着目し、様々なDNA修復の候補遺伝子をゲノム情報から抽出し、その遺伝子破壊株を樹立し、その株における突然変異と相同性組み換えの頻度を検出する。3)酵素活性の確認されていない機能についてはクローニングタンパク質精製を行い、生化学的な手法で活性を確認した上で、破壊株を樹立し、突然変異と相同性組み換えの頻度を検出するとともに、遺伝子発現レポーターアッセイを用いて、遺伝子発現様式を確認するという計画である。現状として、部分的には必要に応じて改良を行っているものの、平成26年度に前述の3つの系の樹立に成功した。

平成27年度にはAP endonucleaseや光回復酵素、酸化DNA修復系である8-oxoGに対するグリコシラーゼ、脱アミノ化ヌクレオチドの浄化酵素などを検討した。平成28年度にはそれらを引き続き解析するとともに、新規に、酸化ヌクレオチド損傷8-oxodGTPに対する浄化酵素の同定と破壊株でのゲノム不安定化を微生物遺伝学的なアプローチにより実施しているところである。以上の理由で、達成度は「概ね順調に進展している」とした。平成28年度は、平成27年度引き続き、i)DNA修復酵素の欠損株の樹立と欠損株における変異頻度やスペクトル、相同組換え頻度の解析、ii)それらの修復遺伝子のプロモーター活性の測定、iii)損傷ヌクレオチドに対する脱ピロリン酸酵素の候補遺伝子産物の生化学的解析を行った.i)では、酸化DNA損傷の代表であるmutM候補のTTC1454欠損株、mutY候補のTTC1535欠損株において標的遺伝子supFにおける変異頻度を検討したが、有意なmutator phenotypeは確認できなかった.今後、新規に重複欠損を可能とする遺伝子欠損法の樹立が必要である.ii)本研究で細胞にあらかじめ光照射すると光回復能が増強されることを見いだしている。そこで平成26年度に樹立したプロモーター活性測定系pRA57を用いphr遺伝子の上流部分のプロモーター活性の測定を試みたが、光照射によるphr上流部のプロモーター活性は確認できなかった。すなわちrepressorであるLitRが光照射によりはずれ、その下流のTTC0055が誘導され、このTTC0055がcrtB-phr operonの転写因子として機能するため、光回復能が光照射により誘導されたと考えられた.iii)では、ゲノムデータベースから酸化ヌクレオチドに対する脱ピロリン酸酵素の候補遺伝子TTC0511(Nudix2)およびTTC0091(Nudix5)については、His-tag/Niセファロースにより精製を行い, 8-oxodGTPなどの酸化ヌクレオチドを基質としてHPLCにおける3リン酸体と1リン酸体の定量により活性を解析した.しかしながら、それらのタンパク質の少なくとも8-oxodGTP、8-oxorGTP、dITPに対するpyrophosphatase activityは確認できなかった.70°Cで生息する高度好熱菌のゲノム情報維持機構を解明するための遺伝学的なアプローチのため、i)大腸菌supFを標的とした突然変異頻度と変異スペクトル解析法,ii)相同組換え頻度解析法,iii)カロテノイド遺伝子crtBを用いた遺伝子発現解析レポーターアッセイを樹立した.これらを用い,脱塩基損傷部位の修復酵素AP endonucleaseのゲノム安定化への寄与,紫外線DNA損傷に対する光回復遺伝子の発現機構,脱アミノ化ヌクレオチド浄化酵素Ham1のpyrophosphatase活性の同定とゲノム安定化への寄与を解析した.
映像社会学の方法による出産奨励金に対する住民の意識と態度に関する質的調査

この研究ではビデオ画像を利用して住民の児童育成助成金に対する意見や態度を調べることにより、インタビューの現場では見過ごしていた、微妙なニュアンスをとらえることができた。一年目にインタビューやビデオ撮影等を多数行った。質的データを分析する中で、住民全体の集合的な意見や態度を知る必要が生じた。そのため、二年目に郵送調査を実施し、質的調査を補完した。具体的な研究テーマは、なぜ夫婦/女性が子供を持つことを決定したか、なぜ自治体が高額の出産奨励金を出すことを決めたか、その決定が夫婦の決定にどのような影響を及ぼしたか、を明らかにすることである。出産は、基本的には女性の自由な意思決定による個人的行為である。しかし、それは当人だけでなく、パートナー、家族、親族、社会全体の運命をも左右する極めて重要な社会的な行為である。昨今の小子化問題に関する議論は、少子化傾向を将来の年金負担との関係でのみ考え、子どもの経済的価値しか見ていない。人間にとって子どもを作るというのは損得勘定を越えた行為であり、それ自体理由を問うことができない「聖なる行為」である。収入、部屋数、親との同居、経済給付といった条件は出産に何らかの影響を及ぼしている。しかしそれは、100万円もらえるから子どもを作る、というような直接的なものではない。客観的条件は、子どもを作ることに関する親族、友人、地域社会の支持、母親へのねぎらいや称賛の念、人々の喜びの声、笑顔、このようなものに影響を与え、これらの非客観的要素が意思決定に影響を与えるのではないだろうか。多数の出産祝い金だけでは効果はあまりなく、祝い金に加えて、毎月、町役場が新生児とその母親に対してお祝いの会を催し、広報に写真と名前が載り、町を歩けば人々が赤ちゃんを歓迎するという雰囲気が伴った場合、はじめて祝い金の「効果」があらわれるのではないだろうか。1機材(1)ビデオ関係;コンピュータ編集が容易なデジタルビデオカメラ、モニターテレビ及び印刷物などをコンピュータに取り込むためのカラースキャナーを購入した。(2)コンピュータ関係;フィールド調査の現場でデジタルカメラによって撮影した静止画像を直接デジタル化するための携帯用パソコンを購入した2研究実績出産に対して自治体が祝い金や助成金を拠出することは珍しいことではない。しかし、近年、過疎対策、特に少子対策という意味を付与して高額の祝い金、すなわち出産に対する経済的給付を出し自治体が現れた。現在全国で、第3子以降の出生に100万円以上の祝い金を支出ないし確約する自治体は17を数える。その一つ、青森県北津軽群鶴田町について調べた。子を持つかどうか、何人持つかは、個人の人生にとって極めて大きな意味を持つ。出産に対する経済的インセンティブの研究はあるが、その社会学的意味や当該コミュニティーに住む人々の態度にまで踏み込んだ研究は少ない。インタビューをビデオにより、映像分析により、質的調査を試みる。平成8年3月に現地調査を実施し町長、町議会副議長、町議会議員(厚生常任委員会委員長)、助成金を受領した親(2家族)、保育所所長、幼稚園長にインタビューを行い、その様子をビデオに収めた。来年度は、ビデオ画像をデジタル化し、Quicktime Movieとして研究用資料に加工する。質的調査は調査者の主観的レポートによってのみ報告されているが、本研究ではビデオ画像をデジタル化することにより、管理、複製、分析を容易にし、さらに将来の二次分析、再分析に道を開く。デジタル化したビデオ画像を分析し、出産祝い金に関する人々の態度を分析する。また、インタビュー調査を補完する調査票による量的調査を実施する。

この研究ではビデオ画像を利用して住民の児童育成助成金に対する意見や態度を調べることにより、インタビューの現場では見過ごしていた、微妙なニュアンスをとらえることができた。一年目にインタビューやビデオ撮影等を多数行った。質的データを分析する中で、住民全体の集合的な意見や態度を知る必要が生じた。そのため、二年目に郵送調査を実施し、質的調査を補完した。具体的な研究テーマは、なぜ夫婦/女性が子供を持つことを決定したか、なぜ自治体が高額の出産奨励金を出すことを決めたか、その決定が、夫婦の決定にどのような影響を及ぼしたか、を明らかにすることである。出産は、基本的には女性の自由な意思決定による個人的行為である。しかし、それは当人だけでなく、パートナー、家族、親族、社会全体の運命を左右する極めて重要な社会的な行為である。昨今の少子化問題に関する議論は、少子化傾向を将来の年金負担との関係でのみ考え、子どもの経済的価値しか見ていない。人間にとって子どもを作るというのは損得勘定を越えた行為であり、それ自体理由を問うことができない「聖なる行為」である。収入、部屋数、親との同居、経済給付といった条件は出産に何らかの影響を及ぼしている、しかしそれは、100万円もらえるから子どもを作る、というような直接的なものではない。客観的条件は、子どもを作ることに関する親族、友人、地域社会の支持、母親へのねぎらいや称賛の念、人々の喜びの声、笑顔、このようなものに影響を与え、これらの非客観的要素が意思決定に影響を与えるのではないだろうか。多額の出産祝い金だけでは効果はあまりなく、祝い金に加えて、毎月、町役場が新生児とその母親に対してお祝いの会を催し、公報に写真と名前が載り、町を歩けば人々が赤ちゃんを歓迎するという雰囲気が伴った場合、はじめて祝い金の「効果」があらわれるのではないだろうか。
血管新生抑制遺伝子導入による関節リウマチ遺伝子治療の基礎的研究

関節リウマチ滑膜増殖は、炎症性細胞の浸潤および血管新生を特徴とする。なかでも血管新生は炎症を遷延化、滑膜増殖、また骨・軟骨破壊にも重要な役割を果たしている。そこで血管新生抑制因子を導入することによる滑膜増殖の制御について検討した。我々はすでにHIV(human immunodeficiency virus)ベクターを用い、血管新生抑制因子angiostatin遺伝子を導入することにより滑膜増殖が抑制されることを確認した。さらに病原性がなく、遺伝子の長期発現が可能であり、遺伝子治療に臨床応用可能なAAV(adeno-associated virus)ベクターを用い、治療効果を検討した。マウスangiostatinにHA(human influenza hemagglutinin)tagを含むキメラ型cDNAであるmAngiostatin-HA(mAngHA)をクローニング、マーカーであるeGFP(enhanced green fluorescent protein)遺伝子を組み入れた、AAV-Ang/GFPを作製した。また、コントロールベクターとして、eGFPとNeoR(neomycin phosphotransferase)遺伝子を組み入れたAAV-GFP/NeoRを作製した。これらベクターはそれぞれ右膝関節内に、一方、左膝関節にはPBSを投与した。遺伝子の発現は両膝関節、心、腎、肝、肺よりtRNAを抽出、RT-PCRにより検討、タンパク発現は免疫組織学的に評価した。その結果mRNAはAAV-Ang/GFPを投与した右膝関節でのみ発現を確認、また軟骨細胞、滑膜細胞にタンパクの発現を認めた。AAV-Ang/GFPを投与した右膝関節を、PBSあるいはAAV-GFP/NeoRを投与した膝関節と比較したところ、滑膜増殖や骨・軟骨破壊といった関節炎所見は8週にわたり有意に抑制された。免疫組織学的染色による滑膜新生血管の評価でも、AAV-Ang/GFPを投与した右膝関節は、コントロールと比較して有意に血管新生が抑制された。このように、AAVベクターによるangiostatin遺伝子のマウス関節内投与は、他臓器への遺伝子の発現を認めないこと、また滑膜増殖や骨・軟骨破壊の長期抑制など、安全性、持続性において優れており、関節リウマチの遺伝子治療としても大いに期待できる。関節リウマチ滑膜病変は炎症性細胞の浸潤、血管新生を特徴とする。なかでも血管新生は炎症の遷延化はもとより、骨・軟骨破壊にも重要な役割を果たしている。そこで血管新生抑制因子を遺伝子導入することによるあらたな治療の可能性について検討した。これまで我々は、血管新生抑制因子angiostatinのDNAを合成、レンチウイルスベクターを使用し、angiostatin遺伝子をコラーゲン関節炎マウスの膝関節局所に導入、滑膜増殖の抑制、軟骨・骨破壊の抑制に成功した。そこでヒトに対する病原性がなく、安全性の高いウイルスベクターであるadeno-associated virus(AAV)に注目、同様にangiostatinをこれらベクターに遺伝子導入し、滑膜増殖抑制、軟骨・骨破壊の抑制効果について検討した。コントロール遺伝子として、EGFP(enhanced green fluorescent protein)をAAVベクターに導入、関節炎マウスの膝関節局所にそれぞれangiostatin、EGFP、PBSを関節内注射し、投与後4週目、8週目の滑膜を免疫組織学的、Western blot、X線学的に評価した。Angiostatin遺伝子を導入した膝関節では,PBSやEGFP遺伝子を導入した膝関節に比較してPCNA、CD34抗体を用いた免疫組織学的検討においても細胞増殖が抑制、さらにX線を用いた骨破壊の評価においても有意に抑制されていることが確認された。またangiostatin遺伝子は、主として軟骨細胞、滑膜細胞で発現されていた。

このように、AAVベクターを用いたangiostatin遺伝子導入は滑膜増殖を抑制、さらに軟骨・骨破壊をも抑制することが可能である。今後は発現の持続性、他臓器へのこれらウイルスベクターの分布をRT-PCRにて検討することにより安全性についても配慮する必要があろう。関節リウマチ滑膜増殖は、炎症性細胞の浸潤および血管新生を特徴とする。なかでも血管新生は炎症を遷延化、滑膜増殖、また骨・軟骨破壊にも重要な役割を果たしている。そこで血管新生抑制因子を導入することによる滑膜増殖の制御について検討した。我々はすでにHIV(human immunodeficiency virus)ベクターを用い、血管新生抑制因子angiostatin遺伝子を導入することにより滑膜増殖が抑制されることを確認した。さらに病原性がなく、遺伝子の長期発現が可能であり、遺伝子治療に臨床応用可能なAAV(adeno-associated virus)ベクターを用い治療効果を検討した。マウスangiostatinにHA(human influenza hemagglutinin)tagを含むキメラ型cDNAであるmAngiostatin-HA(mAngHA)をクローニング、マーカーであるeGFP(enhanced green fluorescent protein)遺伝子を組み入れた、AAV-Ang/GFPを作製した。また、コントロールベクターとして、eGFPとNeoR(neomycin phosphotransferase)遺伝子を組み入れたAAV-GFP/NeoRを作製した。これらベクターはそれぞれ右膝関節内に、一方、左膝関節にはPBSを投与した。遺伝子の発現は両膝関節、心、腎、肝、肺よりtRNAを抽出、RT-PCRにより検討、タンパク発現は免疫組織学的に評価した。その結果mRNAはAAV-Ang/GFPを投与した右膝関節でのみ発現を確認、また軟骨細胞、滑膜細胞にタンパクの発現を認めた。AAV-Ang/GFPを投与した右膝関節を、PBSあるいはAAV-GFP/NeoRを投与した膝関節と比較したところ、滑膜増殖や骨・軟骨破壊といった関節炎所見は8週にわたり有意に抑制された。免疫組織学的染色による滑膜新生血管の評価でも、AAV-Ang/GFPを投与した右膝関節は、コントロールと比較して有意に血管新生が抑制された。
広域センサネットワークによるリアルタイム防災システムの研究

危険な斜面の安定性を評価し,崩壊を未然に防ぐ措置を考察したり,被害を最小限にする対策を行うための,どこでも,いつでも監視できるユビキタス計測を実現するセンサネットワークシステムの開発に成功した.危険な斜面の安定性を評価し,崩壊を未然に防ぐ措置を考察したり,被害を最小限にする対策を行うための,どこでも,いつでも監視できるユビキタス計測を実現するセンサネットワークシステムの開発に成功した.研究期間内の主な研究開発項目は次の内容となる.・受信機配置の設計法の確立・電波の相互送受信機器の動作検証による計測システムの実用化完成この中で,平成22年度は「受信機配置の的確な配置と設計法の確立」に取り組んだ.これは,本研究による計測手法の原理と関係するもので,一つの受信機が受信した電波の到達時刻から発信機の位置を推定する計測法であるがGPSのような離れた位置からの受信とは異なり,地上に設置した送受信機器間での計測であり,数kmの遠隔においても擾乱を受けずに伝播してきた電波を受信することが可能となるために,高精度(mm以下)でのリアルタイム計測が可能になる.しかしながら,受信機の磯何学的な配置によって計測精度は変わる.そこで,計測システムの設置前に最適な受信機の配置を決定する必要があり,本研究ではこの精度を決定する指標としてDOP(Dilution of precision)と称される精度劣化指数を導入した.DOPはGPSを使った測量などにおいて既に使用されている指標で,観測方程式の係数行列の条件数を反映した数値であり,実験現場において受信機の幾何学的配置をいくつか変えながら,DOPと計測精度の相関を求める実験を試行し,この計測システムの設計法を完成させた.その結果あらかじめ現場状況が分かれば計測システムの配置を設計できる手順を確立させる手順を確立させることができた.また実験の結果,送受信間が300mm以上離れていても,1mm以下の精度で変位を3次的に計れることが実証された.本研究は岩盤に設置した小型の発信機からの電波を,周辺に配置した受信機で受信し,その位相差から設置した箇所の3次元変位をリアルタイムで計測する岩盤変位計測システムを完成させるものである.本計測手法は電源およびデータ通信に有線が不要な小型の発信機および受信機のみでハード機器が構成される,また本研究の手法は地上に設置した送受信機器間での計測であり,電波は数kmの遠隔においても受信することが可能であるために,高精度(mm以下)でのリアルタイム計測が可能になる特徴がある.本研究では3年間の現場実験を通して計測システムの実用化を完成させることを目標とし,これまでの研究期間内において次の項目を開発することに成功した.・受信機配置の的確な配置と設計法の確立・電波の相互送受信機器の動作検証による計測システムの実用化完成具体的には,「受信機配置の的確な配置と設計法の確立」においては,受信機の幾何学的な配置によって計測精度は変わるため,実用化に際し計測システムの設置前に最適な受信機の配置を決定する必要があるが,本研究ではこの精度を決定する指標としてDOP (Dilution of precision)と称される度劣化指数を導入し,あらかじめ現場状況が分かれば計測システムの配置を設計できる手順を確立させた.また,「電波の相互送受信機器の動作検証による計測システムの実用化完成」においては,高精度で広域を計測できるシステムの構築を目指し,送信機と受信機間が数km以上の遠隔で配置できるシステムを完成させるための通信技術の構築を構築した.これらの実績により本手法の実用化という目標を達成させることができた.我が国は地盤の風化現象が進みやすい地質条件にある上に,地震の頻度も多く,また台風や集中豪雨が頻繁に発生する気象条件を抱えており,ジオハザードの中でも特に斜面崩壊の発生率が高い地域である.近年の急速な都市開発を背景にして,ますますこの被害が拡大しようとしているが,これは崩壊に至る前兆現象をすばやく捉え,的確な対策を検討するための基礎的資料を与える計測技術が完備されていないことに因るところが大きい.この背景を鑑み,岩盤斜面の災害を防ぐため,広域をカバーし,リアルタイムでmm単位以下の高精度をもつ変位計測システムを開発するのが本研究の目的である.具体的には,岩盤に小型の電波発信機を設置し,当岩盤の周囲に配置した受信機により発信機からの電波を受信し,その電波の位相差から変位を直接計測するものである.この小型センサは我が国の携帯電話の製作技術やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の製作技術の応用で製作でき,ハード機器に要するコストを低く抑えられる.そのため数多くのセンサを,コストを気にすることなく設置でき,また岩盤に有線を配する必要がなく,自由にセンサを設置できるため,岩盤斜面用モニタリング用センサネットワークの普及の実現を可能にした.本モニタリング手法は電波の送受信技術を応用するものであり,計測原理は従来のGPSなどで利用されてきたものであるが,送信機と受信機を地上に配置させるという独創性によって,岩盤挙動を3次元でとらえながらも,どこにでも簡単に設置でき,さらに低コストで長期間メンテナンスフリーという利点をもつ普及を図りやすい計測システムを完成させた.本研究の成果を要約すると,危険な斜面の安定性を評価し,崩壊を未然に防ぐ措置を講じたり,被害を最小限にする対策を行うためのどこでも,いつでも監視できるユビキタス計測を実現させたことである.

本研究によって次のような,他に類のない独創的な利点をもつ岩盤斜面用変位計測技術が実現場で実用される実績を得ることが出来た.・計測システムは災害に強く,任意の設置場所に配置させることが可能である.・省電力機器で構成され,設置後はメンテナンスフリーで稼動する.・岩盤の3次元の変位をmm以下の単位で計測することが可能となった.・我が国の携帯電話の製作技術やMEMS製作技術を応用することでハード機器に要するコストを低く抑えられる.24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでは掲げている目標以上の達成度を得ることが出来た.研究開発の最終年度である今年度は,これまで得られた成果をとりまとめて学会発表を行う等の活動をさらに積極的に行い,本システムの実用化の普及を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
下歯槽神経傷害に伴う感覚異常の分子メカニズム

歯科臨床において,下顎臼歯の抜歯などにより,患側下顎の広範囲にしびれなどの感覚異常を引き起こすことがある。しかしながら,そのメカニズムについては明確にされておらず,治療法も確立されていない。三叉神経第三枝、下歯槽神経の傷害は感覚障害、異常を生じることがあり、本研究ではそのメカニズムを検索することを目的としている。三叉神経感覚枝の末梢枝の傷害が三叉神経節のニューロンにおける遺伝子発現にどのような変化を生じさせるかを検索した。一側のラット眼窩下神経を切断し、三叉神経節におけるATPレセプターの一つであるP2X3mRNAの発現を検索した。その結果、反対側に比べて明らかな発現ニューロンの増加が観察された。ニューロン数は、手術後一週間前後をピークとし、約50%の増加が観察された。次に、末梢神経切断に伴う転写因子の変化のマーカーとして、ATF3の発現を検索すると末梢枝の切断を受けたほぼ全ニューロンで、ATF3蛋白の発現が確認された。二重標識ニューロンの数の変化を検索すると、時間経過に伴いATF3を発現しているニューロンでのP2X3mRNA発現は減少し、それ以外のニューロンでP2X3mRNAが大きく増加して、結果として神経節全体では増加傾向になることが明らかとなった。ATPは組織傷害等で末梢から放出され、末梢神経終末を感作することが知られており、以上の結果は、三叉神経の一部の末梢枝の傷害により、傷害を受けていないニューロンでのP2X3mRNAの発現が増加し、疼痛もしくは感覚異常において、何らかの役割を持っていることを示唆している。三叉神経第三枝、下歯槽神経の傷害は感覚障害、異常を生じることがあり、そのメカニズムを検索することを目的としている。今年度は、三叉神経感覚枝の末梢枝の傷害が三叉神経節のニューロンにおける遺伝子発現にどのような変化を生じさせるかを検討した。今後の予定として、初期の計画であった、第三枝下歯槽神経の傷害に伴う三叉神経節の遺伝子発現の変化について、同様の実験系で行う予定である。

その結果、反対側に比べて明らかな発現ニューロンの増加が観察された。ニューロン数は、手術後一週間前後をピークとし、約50%の増加が観察された。次に、末梢神経切断に伴う転写因子の変化のマーカーとして、ATF3の発現を検索すると末梢枝の切断を受けたほぼ全ニューロンで、ATF3蛋白の発現が確認された。二重標識ニューロンの数の変化を検索すると、時間経過に伴いATF3を発現しているニューロンでのP2X3mRNA発現は減少し、それ以外のニューロンでP2X3mRNAが大きく増加して、結果として神経節全体では増加傾向になることが明らかとなった。ATPは組織傷害等で末梢から放出され、末梢神経終末を感作することが知られており、以上の結果は、三叉神経の一部の末梢枝の傷害により、傷害を受けていないニューロンでのP2X3mRNAの発現が増加し、疼痛もしくは感覚異常において、何らかの役割を持っていることを示唆している。
電解質多糖をベースとする磁性金属酸化物内包型ハイブリッド材料の作製と特性解析

アルギン酸ナトリウム水溶液、または、それとポリビニルアルコール水溶液の混合溶液を鉄塩(FeCl_2、FeSO_4、等)の水溶液中に添加してキレート錯体形成による架橋を施し、アルギン酸をベースとする鉄イオン内包ゲルを作製した。このゲルをアルカリ水溶液に浸漬して加熱しながら、過酸化水素水を滴下して酸化処理を施し、酸化鉄内包ゲルを得た。得られた試料の構造および諸物性を評価した。得られた各試料についてSEM観察の結果、ポリマーマトリクス中に微少な金属粒子が微分散していることが確認された。超伝導量子干渉磁束計を用いて磁化特性評価を行ったところ、鉄イオンにより架橋した試料に酸化処理を施すと、超常磁性もしくは強磁性を示すゲルが得られることがわかった。またこれらのゲルは、酸化処理時のアルカリ溶液の種類、アルギン酸/PVA組成、温度、などに依存して、磁化特性が変化することが明らかとなった。一方、アルギン酸のみをマトリクスとする場合に比べ、PVA成分をブレンドすることで、ゲル試料の脆さが解消されることが動的力学試験より示唆された。上記の成果の他、多糖/合成ポリマー複合体をマトリクスとする刺激応答材料を設計するための準備として、セルロース誘導体とビニルポリマーからなるブレンドに関する研究を行った。さらに、新しい有機/無機ハイブリッド材料を設計していくための準備として、合成高分子/無機塩、多糖/無機イオン複合系の構造および物性に関する研究を行った。アルギン酸ナトリウムの水溶液を種々の鉄塩(FeCl_2、FeCl_3、FeS0_4、Fe_2(S0_4)_3)の水溶液に浸漬してキレート錯体形成による架橋を施し、鉄イオン内包アルギン酸ゲルを作製した。このゲルをCa(OH)_2、Sr(OH)_2、Ba(OH)_2のいずれかの水溶液に浸漬して加熱しながら、過酸化水素水を滴下して酸化処理を施し、酸化鉄内包アルギン酸ゲルを得た。得られた試料について、SEM観察および磁化特性評価を行った。SEM観察の結果、鉄塩としてFeCl_2、FeSO_4を用いて作製した試料では、金属光沢をもつ構造物の存在が確認された。一方、鉄塩としてFeCl_3、Fe_2(SO_4)_3を用いて作製した試料中には、金属の存在は認められなかった。超伝導量子干渉磁束計を用いて試料の磁化特性評価を行ったところ、FeCl_3、Fe_2(SO_4)_3で架橋した試料は酸化処理の前後でともに常磁性であったが、FeCl_2、FeSO_4で架橋した試料は、酸化処理前は常磁性を、酸化処理後には超常磁性もしくは強磁性を示すことがわかった。また、酸化処理時のアルカリ溶液の種類および濃度が、磁化特性に影響を与えることが明らかになった。現在、マトリクスとしてアルギン酸にポリビニルアルコールをブレンドした複合体を用いて、磁性酸化鉄内包ハイブリッドの作製を試みている。また、多糖/合成ポリマー複合体をマトリクスとする系へ本研究を展開するための準備として、セルロース誘導体とビニルポリマーからなるブレンドに関する研究を行った。
急性感音難聴の病態と治療における内耳免疫メカニズム-内耳遺伝子転写網の解析-

急性感音難聴の治療では一般にステロイドが用いられるが、これらの病態や作用機序の多くは不明である。本研究では急性感音難聴発症マウスの蝸牛で、次世代シークエンサー、DNAマイクロアレイ、リアルタイムRT-PCRといった技術により、内耳免疫に照準を絞った遺伝子発現解析を行う。この際、新規遺伝子転写産物である、長鎖非コードRNAの発現に対象をひろげる。さらに、ステロイドシグナリングに関係する免疫関連遺伝子である、Fkbp5のノックアウトマウスの蝸牛で同様の遺伝子発現解析を行う。これらのデータは、急性感音難聴のゲノム医療において、ステロイドの抗炎症・免疫作用による治療効果の予測法などにつながる。
全身触覚を有するダミーロボットを用いた自己保護制御

本研究では,高齢者の傷害事象の機構解明を目的とし,筋骨格構造と全身反射機構を有するダミーロボットの研究開発を推進した.その結果,ダミーロボットに適したアクチュエータの選定および筋骨格ロボットの試作が完了した.具体的には,ナイロン6,6を用いた釣糸および導電糸人工筋の特性解析を実施した.また解析した人工筋を用いた筋骨格構造を有する下肢機構および脊椎機構を作成した.更に,転倒防止用の歩行支援機器の試作および筋骨格モデルのシミュレーション環境の構築を行った.本研究は,高齢者の転倒防止に関する生活支援機器の開発に向けて,傷害事象の機構解明を行うため,全身触覚を有するダミーロボットの開発を目的としている.本年度は主に,ダミーロボットに使用するアクチュエータの選定,およびロボットの試作を行った.衝撃試験用のダミーロボットという特性上,アクチュエータに求められる要求として,対衝撃性に優れ,軽量で簡便な機構であることが求められる.McKibben人工筋は対衝撃性に優れる反面,外部コンプレッサが必要であり,構造が複雑化する傾向にある.そこで,ナイロン6,6の熱変形を利用した釣糸人工筋肉を利用した.本人工筋は,ナイロン製の釣糸に,負荷をかけながら極限まで捻じり,釣糸をコイル状にすることで製作する.コイル内のニクロム線で熱することで収縮するため,機構を軽量化できる.本年度では,等身大ヒューマノイドロボットへの搭載に向けて,釣糸人工筋の負荷と回転速度に関する制作条件の調査を行った.その結果,既存研究では明らかではなかった,大径の釣糸に関する最適な制作条件に関する知見を得ることができた.また釣糸人工筋とMcKibben人工筋の性能比較実験を行い,同一断面積に対する出力と制作コストの面で,釣糸人工筋が優れていることを確認した.さらに,釣糸人工筋を用いた筋骨格ロボットの試作を行った.まず釣糸人工筋による歩行性能を評価するため,簡略化した下肢の骨格モデルを作成した.試作ロボットによる歩行実験を行った結果,筋骨格構造を持つ下肢の駆動に成功した.一方で,稼動域と応答速度に改善の余地が見られた.最後に,ロボットの制作に必要となる電気回路や,複雑形状の骨格部品の開発環境を整えた.また生活支援機器に関する文献調査を行った.成果の一部は研究講演会にて1回の口頭発表を行った.ヒト型構造体の自己保護の解明に向けて,等身大ダミーロボットを作成を推進した.本年度も継続して,ダミーロボットに有効なアクチュエータと期待される,釣糸人工筋肉に関して調査を行った.特に,断面形状が出力特性に寄与する影響について検証した.使用した釣糸は,テニスガットに使用される,ナイロン6,6糸である.それぞれ,細糸を束ね外側をコーティングした単編成タイプ,複数の単編成タイプで構成された複編成タイプ,ナイロン外周にスパイラル状の溝が掘った外溝タイプを検証した.検証の結果,収縮力に関して,単編成,複編成,外溝タイプの順で増加する傾向が見られた.また応答速度に関しては,外溝タイプ,複編成,単編成の順で増加する傾向が見られた.これは断面におけるナイロン密度に起因すると考えられる.27年度には,釣糸人工筋肉の課題として挙げられていた応答速度を向上する提案がなされた.これはナイロン6,6アクチュエータを銀コーティングすることで導電性を生み出し,ジュール熱による加熱で収縮させるという提案である.そこで導電糸アクチュエータの制作およびそれを用いた骨格型ロボットの設計を行った.導電糸アクチュエータの制作は,市販の導電糸を使用した.次にダミーロボットの骨格となる人体骨格モデルへの実装に向けて,簡易的な骨格機構である上腕機構および脊椎機構の作成を行った.その結果,作成した人工筋は出力の面で提案されているものと同等であるが,収縮力の面で劣っている事が明らかとなった.今後は成分調整を行う事で性能の改善が期待される.ダミーロボットの作成と平行して,人体骨格モデルシミュレーション,OpenSimを用いた転倒モデルの作成および転倒防止用の歩行支援器具の開発を行った.現状では,歩行時の筋骨格の動きを再現しており,今後のダミーロボットの開発状況に応じて,シミュレーションによる制御則の開発などを行う予定である.本研究では,高齢者の傷害事象の機構解明を目的とし,筋骨格構造と全身反射機構を有するダミーロボットの研究開発を推進した.その結果,ダミーロボットに適したアクチュエータの選定および筋骨格ロボットの試作が完了した.具体的には,ナイロン6,6を用いた釣糸および導電糸人工筋の特性解析を実施した.また解析した人工筋を用いた筋骨格構造を有する下肢機構および脊椎機構を作成した.更に,転倒防止用の歩行支援機器の試作および筋骨格モデルのシミュレーション環境の構築を行った.基本的なダミーロボットの設計および開発体制を確立した.具体的には,釣糸人工筋を作成するための開発装置,高精度計装アンプを用いたストレンゲージによる骨格負荷の測定回路,および3次元曲面を有するアルミ部材を削りだすCNCなど,開発体制の構築を行った.また,ダミーロボットの皮膚は,既存の3Dプリンタにより出力可能な熱可塑性エラストマ,NinjaFlexを用いて試作を行った.

さらに骨格の結合部である軟骨部分に関しても,本製品を用いて制作を行った.骨格モデルはスタン標準型骨格モデルに従い,3Dブリンタにより簡易的な形状の制作を行った.加えて対衝撃性に優れた釣糸人工筋肉に関して,制作条件の検証を行った.本検証で明らかとなった制作条件は,既存研究では扱われていない大径の釣糸に関するもので,釣糸人工筋の実用に関する新たな知見となった.更に釣糸人工筋とMcKibben人工筋との性能比較実験を行った.制作した人工筋は,同一径のMcKibbenと比較して,出力が約1.5倍であることが明らかとなった.一方で,応答速度と収縮率に関して,改善の余地が見られた.ダミーロボットという特性上,制作費用を低コスト化できることが望ましい.そこで熱伸縮する本アクチュエータと空気圧で駆動するMcKibbenに関して,総合的なコストの比較も行う必要がある.制作素材のみで比較した場合,釣糸人工筋は約1/8のコストで作成することが可能であることを確認した.最後に釣糸人工筋を用いたダミーロボットの制作および実験を行った.実験結果から,制作したアクチュエータは筋骨格構造を有する下肢を駆動できることが明らかとなった.一方で,稼動域と応答速度に改善の余地が見られた.筋骨格構造の増速機構を用いることで,本問題に対処する予定である.ロボット工学当初の計画に従い,比較的小型で取組み易い部位である筋骨格型の上肢を開発する.アクチュエータと筋骨格構造に関しては,釣糸人工筋肉と筋骨格構造の制作を行う.関節は,ヒトに近い可動域を有する改良型ボールジョイントを用いる.制作された筋,関節および腱を骨格に組み合わせ,皮膚をかぶせて上腕の試作を行う.衝撃試験はHybrid-IIIに制作した上腕を装着して転倒させる.衝撃試験を通じて,各部位が耐久性を満足できるよう材料等の取替えを行う.加えて,反射系による制御を実装し,受身動作を加えた転倒実験により衝撃測定をおこなう.上肢で得た知見を元に,下肢の設計を行う.下肢の衝撃試験は,Hybrid-IIIに試作された下肢を装着し,高所から転落させて行う.上肢と同様に,各部材に十分な耐久性を有することを確認した後,反射系による制御を実装し,受身動作を加えた転倒実験を行い下肢の衝撃計測を行う.下肢の実験が完了次第,胴体および頭部の開発に着手する.胴体および頭部の基本設計はHybrid-IIIを参考にする.四肢,胴体および頭部の制作が完了した段階で全身の統合を行う.また神経生理学の知見に基づいて全身反射の実装を行い,転倒要因を考慮にいれた多様な条件下において転倒実験および衝撃測定を行う.ここでは主にコンクリートの床上での歩行時や階段昇降時,庭のような土が敷き詰められた不整地での歩行時における転倒実験を行う.また食卓や椅子といった障害物を散在させた環境における転倒時の衝撃計測等も行う.最後に得られた衝撃データを元にデータベースを作成し,解析を行う.まず接触データ毎の決定木を作成し,転倒の予測が可能であることを確認する.また得られた決定木を元に接触状況毎の転倒予測に有効な情報量の特定や,運動学習による転倒後の衝撃緩和に最適な動作の解明などを行う.
SLE患者由来iPS細胞を用いた研究ツール開発・創薬研究

全身性エリテマトーデス(SLE)は免疫細胞の異常により多彩な臓器障害を示す自己免疫疾患である。患者の免疫細胞の絶対数が少ないこと、治療及び環境などの背景因子の不均一性などがこれまで研究を難しくしている。人工多能性幹細胞(iPS細胞)は患者の少量の血液などから作られ、患者の遺伝子を引き継いでいる。患者由来のiPS細胞は環境及び治療の影響が少なく、自己増殖能があり、無限の研究材料を提供してくれる。我々はSLE患者由来iPS細胞を樹立し、異常とされる免疫細胞(T細胞やB細胞)にシャーレの中で分化誘導し、薬剤スクリーニング、ゲノム編集などを通して、新規治療ターゲットの発見、創薬を目指している。
東北アジア地域における炭素14年代の列島間比較と環境史

本研究の目的は、東北アジア地域、特にアムール川流域の人類活動の変遷年代を詳細に解明することにある。昨年度は、ロシア・アムール川河口域に位置するマラヤ・ガバニ遺跡の資料を中心に測定を行った。今年度も、昨年度に引き続きマラヤ・ガバニ遺跡の継続調査を実施し、土器付着炭化物の分析を中心に研究を進めた。東北アジア地域における土器付着物年代値は、海洋リザーバー効果の影響により、古い年代値が得られることが多い。現在までの北海道の事例では、約300800BP程度古く得られているが、アムール川河口域での報告例はほとんどなく、各文化の年代を決める上でも必要不可欠といえる。今回の測定資料では、コンドン文化、ベリカチ文化、マリシェボ文化、河口域ウリル系3期の時期で、すべて土器付着物の方が遺構出土炭化物より年代値が古く、その年代差は150810BPの範囲であった。各時期における土器付着物の年代値はややばらつくものの、約500600BP古い値のものが多く、新石器時代を通じて同じ傾向を示した。今回の年代差を参考にすれば、既発掘の土器付着物資料の年代評価も可能になるため、非常に重要性が高いといえる。今回の分析では、年代測定の他に炭素・窒素同位体分析も行った。土器付着炭化物は、δ^<13>C、δ^<15>N、C/N比を用いて非常に大まかな食性分析が可能であり、各文化時期の資料はすべて海洋資源の影響が高いことが解明された。まだ、資料数が少ないが、初期鉄器時代のウリル系資料の分布が、やや他の資料と異なっており、新石器時代から初期鉄器時代への移行期に食性の変化があった可能性が示唆される。研究目的は、アムール流域、サハリン、東北・北海道地域の人類活動の変遷年代を詳細に解明することにある。本年度は、ロシア・アムール川河口域に位置するマラヤ・ガバニ遺跡の資料の放射性炭素年代測定を行った。これまで当該地域は、北海道の石刃鐵文化、オホーツク文化との関連が示唆される地域であったが、文化編年が確立しておらず、議論が進展していなかった。今年度は、新石器時代前半から、初期鉄器時代の各文化段階(コンドン、マリシェボ、ベリカチ、ヴォズネセノフカ、河口域ウリル系3期)の年代を明らかにすることができた。河口域ウリル系3期の年代は約2500BPで、マリシェボ、ベリカチ文化はほぼ同時期の約5000BP,ヴォズネセノフカ文化は約4100BPであることが分かった。コンドン文化に関しては、マリシェボ文化に先行する6200BPという年代値が得られているが、今後測定数を増やして議論したい。当該地域では、新石器時代前半期の年代値がほとんどなく大陸内や日本列島、環境データとの比較が困難であった。今回の年代を参考にすることにより、各文化集団の動態を時間変遷として捉えることが可能となり、環境との関係性も議論できるため、その意義は大きいと考えられる。今後は、各文化段階の年代をより詳細に解明し、北海道と密接に文化交流のあった時期や、各文化の変容時期の年代を確定していきたい。また、土器付着物の食性分析を並行して行い、文化交流・変容要因に生業の変化が関係していたのか議論を進めたい。
吸収式冷凍機の動特性解明に関する研究

脱フロンをはじめとする地球環境保護の視点から、吸収式冷凍機の高性能化がますます大きな課題となってきている.本研究は,これから実用化が期待されている燃料電池の排熱を熱源とする,呼吸式冷凍機の動特性を解明することを目的として展開中のものである.この研究期間において,従来ほとんど研究が行われていない吸収式冷凍機の動特性を,筆者が今までに進めてきた熱交換器の動特性に関する研究成果をベースに動特性モデルを提案し,さらに実験的な検証を行うべく研究を展開した.吸収式冷凍機は,蒸発器,吸収器,再生器,凝縮器および溶液熱交換器が接続された一つの熱システムとしてみることができる.そこで,まず個々の要素の動特性を明らかにし,次にそれらが接続したシステムとしての動特性を明らかにすることについて,検討を進めた.そして,具体的には,単効用および2重効用吸収式冷凍機を対象に各構成要素の動特性を計算し,おくれが無視できる程度の要素についてはその動特性を簡略モデルを用いるか無視し、おくれの大きな要素についてはその動特性を詳細に考慮することによって吸収式冷凍機の動特性モデルを提案することができた.さらに,単効用および2重効用吸収式冷凍機の動特性実験の結果と比較することによって、本研究で得た動特性モデルの妥当性を確認することができた.以上の研究の結果、吸収式冷凍機の動特性を解明し、さらにこの結果をもとに吸収式冷凍機の起動特性等に関する有益な知見を得ることができた。地球環境保護の視点からエネルギーの有効利用はますます大きな課題となってきている.本研究は,これから実用化が期待されている燃料電池の排熱を熱源とする,吸収式冷凍機の動特性を解明することを目的として展開中のものである.本年度は,従来ほとんど研究が行われていない吸収式冷凍機の動特性を,筆者が今までに進めてきた熱交換器の動特性に関する研究成果をベースに,動特性モデルを提案すること,ならびに実験的な検証を行うために蒸発器・吸収器動特性実験装置の設計および製作を中心に研究を行った.吸収式冷凍機は,蒸発器,吸収器,再生器,凝縮器および溶液熱交換器が接続された一つの熱システムとしてみることができる.そこで,まず個々の要素の動特性を明らかにし,次にそれらが接続したシステムとしての動特性を明らかにすることについて,検討を進めてた.そして,具体的には,単効用吸収式冷凍機を対象に各構成要素の動特性を計算し,おくれが無視できる程度の要素についてはその動特性を無視しおくれの大きな要素についてはその動特性を考慮することによって単効用吸収式冷凍機の動特性モデルを提案することができた.さらに,単効用吸収式冷凍機の動特性実験の結果と比較することによって本研究で得た動特性モデルの妥当性を確認することができた.これからの実用化が期待されている燃料電池の排熱を熱源とする吸収式冷凍機については,その動特性を十分に解明することが,燃料電池電極冷却系の温度制御という点から重要な課題となっている.本研究は,従来ほとんど研究が行われていない吸収式冷凍機の動特性を,筆者が今までに進めてきた熱交換器の動特性に関する研究成果をベースに,動特性モデルを提案すること,ならびに実験的な検証を行うことを目的としている.吸収式冷凍機は,蒸発器,吸収器,再生器,凝縮器および溶液熱交換器が接続された一つの熱システムとしてみることができる.そこで,まず個々の要素の動特性モデルを構築し,次にそれらが接続したシステムとして全体の動特性を明らかにする手法を提案し,これをもとに単効用吸収式冷凍機の動特性について具体的な検討を進めた.そこでは,各構成要素の動特性を計算し,おくれが小さい要素についてはその動特性を集中定数モデルで表し,おくれの大きな要素についてはその動特性を厳密な形で考慮することによって単効用吸収式冷凍機の動特性モデルを提案した.さらに,単効用吸収式冷凍機の動特性実験の結果と比較することによって本研究で得られた動特性モデルの妥当性を確認することができた.

これによって,単効用吸収式冷凍機の動特性に関する研究は一応完結したものと考える.それに引き続き,2重効用吸収式冷凍機の動特性について研究を展開し,現在シミュレーションによりモデルの検討を進めており,これと同時に実験による検証をも行うべく準備を行っている。脱フロンをはじめとする地球環境保護の視点から、吸収式冷凍機の高性能化がますます大きな課題となってきている.本研究は,これから実用化が期待されている燃料電池の排熱を熱源とする,吸収式冷凍機の動特性を解明することを目的として展開中のものである.本年度までにおいて,従来ほとんど研究が行われていない吸収式冷凍機の動特性を,筆者が今までに進めてきた熱交換器の動特性に関する研究成果をベースに動特性モデルを提案し,さらに実験的な検証を行うべく研究を展開した.吸収式冷凍機は,蒸発器,吸収器,再生器,凝縮器および溶液熱交換器が接続された一つの熱システムとしてみることができる.そこで,まず個々の要素の動特性を明らかにし,次にそれらが接続したシステムとしての動特性を明らかにすることについて,検討を進めた.そして,具体的には,単効用および2重効用吸収式冷凍機を対象に各構成要素の動特性を計算し,おくれが無視できる程度の要素についてはその動特性を無視しおくれの大きな要素についてはその動特性を考慮することによって吸収式冷凍機の動特性モデルを提案することができた.さらに,単効用および2重効用吸収式冷凍機の動特性実験の結果と比較することによって,本研究で得た動特性モデルの妥当性を確認することができた.さらに、この結果をもとに吸収式冷凍機の起動特性等に関する有益な知見を得ることができた。