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文化財保存修復に用いる膠の生産に関する研究-牛皮膠と魚膠を対象として-

本研究は、膠の原料作りから膠の製造に至るまで、石灰・防腐剤・過酸化水素水などの薬品及び添加剤を一切使用せず、牛皮などの動物皮と水だけを用いた膠を製造することが出来た。また、原料作りや膠の抽出と乾燥などの製造技術と装置を開発し、入手ルートを確立したことにより、文化財の修復材料・日本画の固着材・製墨など、各々の用途に適した品質の膠を、原料や品質などの情報を明記して流通させることが可能になった。文化財保存修復材料に適すると考えられる牛皮膠と魚膠を生産した。牛皮膠は乾燥牛皮を原料としたACの3種類で、粘度(W)mPa・sとゼリー強度(W)gは、Aが4.0・166、Bが5.7・255、Cが5.8・282である。これらの牛皮膠を固着剤に用いた絵具の発色はいずれも良く、用途として、Aは膠絵具の固着剤・剥落止めの強化処置・製墨、BとCは膠絵具の固着剤・剥落止めの接着処置に適している。魚膠はニベ(韓国では民魚(ミノ)と称する)の乾燥浮袋を原料としてDとEの2種類を生産した。粘度(W)mPa・sとゼリー強度(W)gは、Dが8.0・374、Eが4.6・123である。Dはゼリー強度が大きく使い難いが、Dを加熱し熟成させて作ったEは木材の接着に有効であると考えられる。魚膠を木製品の接着剤に用いることは古文献に紹介され、今日でも韓国において伝統技術で家具などを製作する仕事に使われている。また、D・Eともに絵具の固着剤としては着色時の絵具の伸展に難があり、彩色の固着剤としては牛皮膠に優る性質を今のところ認めていない。20年度の研究成果は、牛膠と魚膠の基本的な生産工程を構築し、21年度に向けて解決すべき課題を確認したことである。生産した牛皮膠は耐候性試験を継続中である。21年度の課題は、(1)原料の安定供給、(2)採取量の向上、(3)粘度・ゼリー強度・pHを調整し使用目的に応じた性質の膠を自在に生産できる工程の確立である。また、乾燥鹿皮の入手先を見つけ、古来の文献に記載されているが製法や現品が伝わっていない鹿膠を生産できる体制を作れたことは20年度の研究成果であり、21年度に鹿膠の生産を結実させ、広く紹介したい。21年度は、毛付き牛生皮を原料とした膠を1種類、乾燥牛皮の膠を9種類、乾燥鹿皮の膠を1種類、オオニベの乾燥浮袋の魚膠を1種類、それぞれ試験生産した。毛付き牛生皮を原料とした膠は、アルカリ鹸化していない皮を煮込んだため、油脂分が邪魔をして膠成分が抽出しにくく、抽出液はなかなかゲル化せず乾燥は難しかった。乾燥した膠は粘度3.4ゼリー強度58であった。この試作により牛皮の前処理(アルカリ鹸化)の重要性を確認することができた。乾燥牛皮の膠と乾燥浮袋の魚膠は20年度の生産試験成果を基礎として生産試験を行い、抽出時間と温度をコントロールすることで求める性質の膠が生産できることを確認した。21年度の生産研究により、日本画制作の絵具固着材、彩色の剥落止め処置材料、木材の接着剤、製墨などの各分野で有効に使える膠を工程管理に基づいて生産する基礎技術を確立できた。今回試作した牛皮膠で各分野に有効な性質(粘度とゼリー強度)の膠は、絵具固着材は粘度8.0ゼリー強度234または7.6と259、剥落止めの強化処置材料は5.1と126、剥落止めの接着処置材料は9.4と306、製墨用は6.2と207または8.0と234であった。木材の接着剤は乾燥浮袋の魚膠が有効で、粘度7.9ゼリー強度187、油脂分量は2.45%で牛皮膠よりも多く含まれていた。また、試作した鹿皮膠は粘度7.6ゼリー強度164で、粘度が大きくゼリー強度の小さい膠を作ることができた。文化財保存修復で使用する膠はpHが中性に近いことが望ましい。膠のpH調整技術、材料を開発したことも21年度の研究成果である。20年度21年度の研究で未達成であった膠の原料に用いる乾燥皮の生産方法を22年度の研究により開発した。従来の和膠原料作りは、消石灰を用いた脂肪のケン化による脱脂と希硫酸による中和であったが、本研究で開発した方法は薬品類を一切使わず膠製造に適する原料を作ることである。このことにより、原料作りから製造に至る全工程で薬品や添加剤を使用せず膠を製造することが可能になった。22年度に確立した生産(製造)工程は次の通りである。

(1)原料となる生皮の入手、(2)膠原料作り、(3)原料の断裁、(4)原料の洗浄と水漬け、(5)煮込み(抽出)、(6)汲み上げ、(7)濾過(繊維屑の除去)、(8)濃縮、(9)凝固、(10)断裁、(11)乾燥。当該研究の目的は、1.原料生産から膠の製造に至るまで一切の薬品・添加剤を使用しないこと、2.原料と生産製造工程、作られた膠の品質などを明記し、文化財修復・日本画制作・製墨の様々な用途に適した膠を流通させ、使用者が用途に応じて選択できる状況を作ること、であった。本研究により上記目的1は達成した。また、生産(製造)工程・技術を確立したこと、修復材料・絵具固着材・墨作り材料に適する膠を作れたこと、量産化技術を開発したことから、本研究成果を基盤として和膠の製造と流通が行われれば、目的2も達成できる。三千本膠と京上膠の製造が平成21年度を最後に中止され、和膠が消滅する危機的な状況にあったが、本研究により従来品の欠点(薬品類の使用。用途に応じて選択できる品質の種類が極めて少ないこと)を改良し、また、情報開示した和膠を流通させる技術基盤を確立した意義は大きいと考える。彩色文化財の修復で膠を用いることが主流になりつつある今日において、膠の製造技術を確立したことは我が国のみならず膠を用いる国や地域の文化財保存に役立つと期待できる。
単一光子を用いた意思決定機能構築の研究

意思決定問題は、情報通信技術等の広範な応用の根底にある重要課題である。しかし、動的に変化する不確実な環境での意思決定とは、ベターな選択肢の探索と速やかな決断という難しいトレードオフを孕んだ「多本腕バンディット問題」であり、その解決は容易ではない。本研究の目的は、計算機上のアルゴリズムではなく、光の物理的性質を生かして意思決定機能を開拓することである。本研究では、単一光子の有する粒子と波動の二重性を意思決定機能に応用することを見出し、そのシステム構造を提案し、さらに実験により原理を実証した。さらに、圏論を用いて、単一光子を用いた意思決定システムの構造的理解を深めることに成功した。意思決定問題は、情報通信技術の広範かつ重要な応用の根底にあり、機械学習・人工知能の基礎問題として熱心に研究されている。しかし、動的に変化する不確実な環境での意思決定とは、ベターな選択肢の探索と速やかな決断という難しいトレードオフを孕んだ「多本腕バンディット問題(Multi-armed bandit problem (MAB)」であり、その解決は容易ではない。本研究提案者らは、世界に先駆けてMABを近接場光を介した光励起輸送を用いて解決可能であることを発見した(Sci. Rep. 2013)。本研究の目的は、光の量子性をさらに積極利用することにより、人工知能の時代における光及び光技術による新たな価値として、単一光子を用いた意思決定機能の可能性を示すことである。本年度は、フランス・グルノーブルの研究チームと連携し、単一光子の確率性と粒子性を基礎として、ナノダイヤモンドを用いた単一光子源と偏光制御を用いた独自のシステムを構築し、的確で速やかな意思決定を物理的に実現することに世界で初めて成功した。単一光子の場としての性質(非局所性)が探索に活かされ、粒子としての性質が決断に直結している。本研究はScientific Reports誌に掲載され、内外の多くのメディアに報道された。中でもMIT Technology Review誌は“First Demonstration of Photonic Intelligence(世界発の光知能)"として大きく取り上げた。また、これらの結果を踏まえた理論モデル構築に着手した。ナノダイヤモンド中の窒素欠陥による単一光子を用いた実験が成功し、研究が飛躍的に前進した。これにより、検討する理論モデルに、実験結果との整合性の検討を含めた新たな要求が生じるなど、当初の想定以上の検討段階に進むことができたため。しかし、動的に変化する不確実な環境での意思決定とは、ベターな選択肢の探索と速やかな決断という難しいトレードオフを孕んだ「多本腕バンディット問題(Multi-armed bandit problem(MAB))」であり、その解決は容易ではない。本研究の目的は、単一光子の物理的性質を積極利用することにより、人工知能の時代における光及び光技術による新たな価値として、単一光子を用いた意思決定機能の可能性を示すことである。本年度は、単一光子の波動性と粒子性を活用した独自の意思決定システムにおいて、選択肢増に対応出来るスケーラビリティを実現するアーキテクチャとして、階層型システムを提案し、ナノダイヤモンドによる単一光子源を用いた実証に世界で初めて成功した。具体的には、昨年度に実証に成功した偏光ビームスプリッタと波長板の制御による光意思決定方式を拡張し、偏光ビームスプリッタを階層的に配置し、4本腕バンディット問題の解決に成功した。階層型の光意思決定システムでは、「上の階層」と「下の階層」の意思決定が矛盾することがあり得るため、「最もよい選択肢」を得ることは容易ではない。本研究では、下階層から順に意思決定を行う「トーナメント」方式の有効性を確認した上で、単一光子の確率性をより積極的に用いれば、トーナメント方式を採用せずとも、最もよい選択肢を得ることができることを実証した。本成果はACS Photonics誌に掲載された。また、単一のユーザーが選択肢を選ぶ「多本腕バンディット問題」を拡張し、ユーザーを複数とし選択肢の競合が生じる「競合的バンディット問題(Competitive MAB)」への原理拡張の検討に着手した。具体的にはもつれ光子の応用可能性の分析に着手した。単一光子を用いた意思決定について、階層型システムの実証に成功した。これを踏まえ、検討する理論モデルでは、より高次元の課題解決への進展を含め、想定以上の検討段階に進むことができたため。本年度は、単一光子を用いた意思決定システムにおいて、「意思決定」と「報酬」の間に、光過程がどのように関与しているかを明確化するために、圏論(Category theory)を用いた分析に世界に先駆けて取り組んだ。

その結果、「意思決定」と「報酬」の「直積」(Product)及び「直和」(Coproduct)、さらにこれらの核と余核に相当する「マシンの環境」及び「光の環境」を考慮することで、全体システムが三角圏を成すという知見が得られた。このことは、意思決定において6個の対象(Object)が8面体の図式のなかで動作することを意味しており、意思決定における環境系の役割が明確に位置づけられる。三角圏において知られている組ひも構造を基礎として単一光子意思決定システムを分析し、時間経過とともに組ひもが解かれる様子を定量評価することに成功した。意思決定問題は、情報通信技術等の広範な応用の根底にある重要課題である。しかし、動的に変化する不確実な環境での意思決定とは、ベターな選択肢の探索と速やかな決断という難しいトレードオフを孕んだ「多本腕バンディット問題」であり、その解決は容易ではない。本研究の目的は、計算機上のアルゴリズムではなく、光の物理的性質を生かして意思決定機能を開拓することである。本研究では、単一光子の有する粒子と波動の二重性を意思決定機能に応用することを見出し、そのシステム構造を提案し、さらに実験により原理を実証した。さらに、圏論を用いて、単一光子を用いた意思決定システムの構造的理解を深めることに成功した。初年度において実験研究が予想以上に大きく進展した。この結果を踏まえ、理論研究と実験研究の相互連携を活発化させ、両者の整合性を高めることを目指すほか、理論研究ではより一般的・先進的な試みへ発展させることを目指す。2年度までに実験研究が予想以上に大きく進展した。この結果を踏まえ、理論研究では競合的バンディット問題などの先進的取り組みを強化する。また、実験結果を踏まえ、理論に対する実現技術の物理限界や技術限界の制約の反映を検討する。光工学
病院外来における患者・市民・実践者・研究者の新たなニーズや期待、役割発揮の可能性

高齢化の進展に伴う2025年に向け、国は病院機能の役割分担推進しており、その中で急性期医療を担う病院は入院期間の短縮化、他機関との連携を求められるようになった。大学病院の総合案内において看護師は、限られた情報から瞬時に難易度の高い専門的判断を下している実態が明らかとなり、大学病院がその社会的役割を果たす上で、総合案内における看護職配置の意義は高いことが示唆された。また医療依存度が高く複雑な問題を抱える外来患者の増加に伴い、外来診療科における看護師が専門性の高い看護の必要性を見極め、適切に看護専門外来との連携を図るための基準及び手順の必要なことも明らかとなった。本研究の目的は、現代の病院外来における患者・市民・実践者・研究者の新たなニーズや期待、役割発揮の可能性を明らかにし、より患者・市民に必要とされ、確かな研究知見の創出・適用・活用が促進される新たな外来看護の検討に向けた基礎資料を作成することである。平成25年度の研究実績の概要は、外来看護に携わる実践者が必要とする外来実践の根拠となる知識、示したい外来看護の実態等、外来に関する看護研究課題を明らかにするために、平成24年度に専門外来担当者を対象に行ったインタビュー調査の回答内容から、看護専門外来における課題を抽出した。また、外来看護実践の充実を目指し、自施設の外来看護での取り組みの現状を第19回千葉看護学会学術集会の交流集会において話題提供し、地域の保健医療福祉施設の看護職と、外来における継続看護について討議する機会をもった。そのほか、外来におけるカンファレンスの充実を図るために、一診療科の外来カンファレンスの撮影ビデオを用いて外来看護師を対象とした勉強会を行った。さらに、今後外来看護のさらなる充実を図るための実践方法を把握するために、外来において先進的な取り組み:Patient Flow Management(PFM)システムを採用している施設の視察を行った。平成24年度の研究計画では、1)看護専門外来に対する患者・家族のニーズや期待2)外来のチーム医療における他職種からの看護職への期待、3)実践者・研究者のニーズや期待、役割発揮の可能性、についての研究を行う予定を立てた。1)について、既存の専門外来の有効性・成果蓄積と評価に向けた成果項目を抽出することを目的とし、実際に看護専門外来で看護実践を行っている看護師を対象として、その実践内容についてインタビューを行い、患者・家族のニーズや期待に関する調査項目の検討材料としてのデータ収集を行った。このデータを元に、各専門外来における業務基準の作成を行う予定である。2)について、まず一般外来での看護活動の状況を把握するために、外来看護師達の各診療科における活動の様子を尋ねた機会の中から、外来の看護活動状況は、診療科の特徴により大きく異なることや、その中に高度な看護判断、マネジメントの存在が伺われた。今後これらの外来看護で行われている多様な看護活動の観察と、業務分析を行う予定で活動を進めている。また、外来看護活動を視覚化するためのツールとして、国内で先進的なクリニカルパス開発・実施の施設として、四国がんセンター視察を行い、看護職員を対象にクリニカルパスの伝達講習を行い、スタッフディベロップメントの活動も行った。大学病院の総合案内は、以前から看護職が配置され患者に対応してきたが、その対応については個々の看護師に委ねられており、そこでどのような問題が発生し、どのように対応しているのかの実態は明らかでない。総合案内に訪れる患者がどのようなニーズをもち、その患者に看護師がどのような対応をしているのかを明らかにすることを通して、総合案内における看護職固有の機能を明らかにしたいと考え、「大学病院の総合案内における看護職固有の機能に関する研究」を開始し、現在分析途中である。また、看護専門外来において、前年度は看護専門外来看護師の実践内容にもとづく患者・家族のニーズや期待に関する調査項目の検討を行い、その結果から、各専門外来の業務記述書を作成した。その業務記述書を元に患者を対象とした専門外来の活動評価を行う方針で「看護専門外来における患者・家族のニーズ調査」を開始予定である。新外来棟における看護専門外来の開設に合わせて必要な要件を整理して行くに当たり、外来看護師を中心とした看護師を対象に「看護専門外来への期待を語ろう会」を、座談会形式で2回開催し、看護専門外来に必要な要件及び看護専門外来と一般外来との連携のための検討を行った。なお、研究を進めるに当たり第29回日本がん看護学会学術集会、第39回日本リンパ学会総会、ILFJ第4回学術集会に参加し、外来看護についての最新の情報収集を行った。大学病院の総合案内における看護職固有の機能に関して、A大学病院の総合案内を訪れる患者がどのようなニーズをもち、看護師がどのような対応をしているのかを分析し、総合案内における看護職固有の機能を明らかにし、この結果を第21回千葉看護学会学術集会で発表した。この結果に基づき病院外来での患者のトリアージ機能の重要性からよろず相談外来開設の検討を始めた。看護専門外来については、前年度12月よりがん看護専門外来を開設し、100件余りの相談を行った。

大学病院の総合案内において看護師は、限られた情報から瞬時に難易度の高い専門的判断を下している実態が明らかとなり、大学病院がその社会的役割を果たす上で、総合案内における看護職配置の意義は高いことが示唆された。また医療依存度が高く複雑な問題を抱える外来患者の増加に伴い、外来診療科における看護師が専門性の高い看護の必要性を見極め、適切に看護専門外来との連携を図るための基準及び手順の必要なことも明らかとなった。研究期間を当初の3年から1年延長申請した。「大学病院の総合案内における看護職固有の機能に関する研究」の分析を進め、今年度内に終了する見込みである。「看護専門外来における患者・家族のニーズ調査」は、倫理審査を通過し、本年度いっぱいで完遂できる予定である。臨床看護学最終年度であるため、こまめに研究分担者とのミーティングを行い計画的・効率的にデータ収集および分析を進め、完遂させる予定とする。調査結果の分析に時間を要し、当初作成を完了させる予定であった専門外来における業務基準が未完成に終わった。専門外来看護師を対象とした調査については研究計画から実施までに時間がかかり、患者及び家族に対する調査項目を抽出するための資料収集の段階にとどまった。新外来棟移転という病院全体の再開発事業により、当該年度に外来患者を対象に予定していたデータ収集に遅れが生じた。研究分担者の作業役割を明確にし、効率的にデータ分析を進める。また、研究会議をこまめに行い、各々の作業の進捗を明らかにして研究を推進していく。24年度は、先進的な取り組みを行っている施設の見学を予定していたが実施に至らず、そのため未使用額が発生した。研究者間でのミーティングの機会をこれまでより頻回に持ち、研究分担者間での情報交換を円滑に行うことによりさらなる研究推進を図る。また、施設見学等も予定通り実施できるようより計画的に行う。次年度は当該年度に行えなかった患者を対象としたデータ収集を行い、その後の分析作業及び論文作成に使用する。先進的な取り組みをしている海外の施設の視察を検討したが、臨床実践業務との兼ね合いで実現できなかった。患者を対象としたニーズ調査、外来看護において先進的な取り組みをしている施設の視察費用、及び自施設の新外来棟開設後の外来看護のさらなる充実に向けた環境整備に要する物品の調達を行う。患者を対象としたニーズ調査、外来看護を先進的に行っている複数の病院の外来看護師に対する質問紙調査を行うための文具、印刷、郵送費他、地域の看護師に対するフォーカスグループインタビューの謝礼、有識者による研究会の開催費、有識者会議の開催費に使用する。また、先進的な外来看護を行っている国内外の医療機関の視察も行う。
食道癌に対する特異的遺伝子治療法の開発と臨床応用へ向けたアプローチ

我々はこれまでにRas抑制変異体遺伝子N116Yが多くの癌細胞株の増殖を抑制することを報告してきた。さらにアデノウイルスベクターを用いてN116Y遺伝子がヒト食道癌細胞株の増殖を抑制することを見いだした。アデノウイルスベクターに組み込んだ治療ベクターAd-N116YはシャトルプラスミドにN116Yを組み込んだpCA-N116YとpJM17をトランスフォームされたヒト胎児腎細胞株である293細胞に導入され、相同組換えを利用して作成された。Ad-N116Y感染食道癌細胞株では細胞周期のG0-G1期が78%に増加し、S期への進行が妨げられていた。Ad-N116Yはin vivoの系においても食道癌細胞株の増殖を抑制した。我々は癌胎児抗原(CEA)プロモーターによってN116Y遺伝子を発現する非増殖型アデノウイルスベクター(Ad CEA-N116Y)を開発した。Ad CEA-N116Y感染細胞では癌胎児抗原陽性の癌細胞でのみN116Y遺伝子の発現および増殖抑制効果が認められ、癌胎児抗原陰性の正常細胞株では増殖抑制はみられなかった。Ras抑制蛋白であるN116Yを用いた癌増殖抑制の研究は、これまでに報告されていた膵癌や胃癌などにとどまらず、食道癌においても極めて有効であることが確認された。また、N116Yが食道癌細胞において、増殖に必要なErk2の活性化を抑制し、細胞周期を停止させるメカニズムを確認した。現在多くの施設で行われているp53による遺伝子治療は、癌細胞自体のp53に変異がない場合やその下流に異常がある場合は効果がみられないため、症例によっては使えない状況が数多く存在すると考えられる。ところが、細胞の増殖にとって極めて重要な蛋白であるRasを抑制することを目的とした我々の試みは、多くの腫瘍でその効果が確認され、今後最も注目される遺伝子治療の材料の一つとなることが予想された。今回、N116Y遺伝子を癌細胞のみで発現させるシステムとして、腫瘍特異的プロモーターをN116Y遺伝子とともに組み込んだアデノウイルスベクターを開発し、それが正常細胞には全く影響を与えずに、癌細胞のみ増殖を抑制することが確認された。つまり、副作用のない抗腫瘍ベクターモデルの開発に成功した。現在、更に多くのプロモーターを検討中であり、より副作用の少ない、かつ効果の大きなベクターを開発中である。癌特異的遺伝子のプロモーターとしてCEA,SCCAプロモーターを導入したアデノウイルスベクター導入用シャトルベクターを構築した.まずpGL3ベクターにCEA(他研究施設より供与),SCCAプロモーター(ヒト胎児腎細胞株293細胞よりPCR法でクローニング)を導入し,βガラクトシダーゼ(LacZ)遺伝子をレポーターとして挿入したベクターおよびN116Y遺伝子を治療遺伝子として挿入したベクターを構築,これらを制限酵素で切り出してシャトルベクターpAdTrackに導入した.目的とする4つのベクターのうちAdCEA-LacZ,AdCEA-N116Y,AdSCCA-LacZが得られた.まずAdCEA-LacZ,AdCEA-N116YとCEA産生のあらかじめ分かっている癌細胞株PCI43およびCEA産生のない株PCI,正常細胞株1C3D3を用いて発現実験および治療実験を行った.コントロールベクターとして,CMVプロモーターでLacZ,N116Yを発現するアデノウイルスベクター(AdCMV-LacZ,AdCMV-N116Y)を用いて比較検討した.AdCMV-N116Yは癌細胞の増殖を阻害したが,正常細胞においても同様に阻害した.これに対してAdCEA-N116Yは正常細胞に対しては細胞毒性を示さず,CEAを産生するPCI43のみを障害した.つまり,このベクターを用いることによって,正常組織では副作用のない遺伝子導入系をつくることができることが証明された.この治療効果および正常細胞への安全性はヌードマウスの癌移植モデルにおいても確認された.次にSCCAプロモーターを導入したLacZ発現ベクターでは,扁平上皮癌でのみLacZの発現が確認され,正常細胞では発現が見られなかった.現在SCCAプロモーターにアポトーシスを誘導することを目的とした治療遺伝子を組み込んだベクターを構築中である.
マーカー遺伝子導入による癌微小転移形成過程の解析と診断法開発への応用

本研究ではマーカー遺伝子導入により血行性転移および腹膜転移の微小転移モデルを作成し,微小転移のin vivoにおける実態とそのダイナミズムをリアルタイムに解析した。血行性転移に関しては平成11年度にGFP遺伝子導入ラット舌癌転移モデルを作成し,Intravital videomicroscopy (IVVM)法と組み合わせてin vivoにおけるリアルタイム解析法を確立、肝転移初期過程を解析した。その結果、高・低転移性細胞の転移能の違いは類洞内皮への初期定着ではなく、主としてインテグリンα5を介した内皮下基底膜への安定した接着の違いに起因することを明らかにした。また平成12年度、13年度には各々ヒト胃癌細胞株(GCIY、MKN28)および大腸癌細胞株(COLM-5)へのGFP遺伝子導入による腹膜微小転移モデルを作成し、腹膜転移の初期過程のin vivo解析を行った。その結果、腹膜転移には大網に限局して初期転移巣を形成する型と大網と壁側腹膜の両方に初期から転移する型の2種類が存在することを明らかにした。単層中皮細胞培養系を用いたin vitroの実験から両者の違いは中皮細胞への接着性ではなく、中皮細胞下のフィブロネクチンを主成分とするマトリックスへの接着性の違いに起因する可能性を示した。内皮細胞を可視化できるトランスジェニックマウスの作出に関する予備的検討として計画した内皮細胞特異的遺伝子をプロモーターとし、GFPをリポーターとする発現ベクターの構築に関しては現在継続して行っている.また微小転移研究の臨床応用として胃癌患者の腹膜微小転移を高感度に検出できる定量的リアルタイムRT-PCR法を平成11-12年度にかけて確立した.平成13年度には胃癌腹膜再発のリスク評価に対する本法の意義を確認するためProspective study(厚生労働省から認定を受けた高度先進医療として)を行い、約50症例の収集を行い、細胞診に比べ感度が高く腹膜再発のハイリスク症例の選別に有用であることを示す結果を得た。1.高転移性マウスLewis肺癌にβガラクトシダーゼ(LacZ)遺伝子を導入,これをマウスに移植して単一細胞レベルで識別可能な腹膜微小転移モデルを作成した.また緑色蛍光蛋白(GFP)遺伝子をマーカー遺伝子としてラット舌癌細胞に導入し,生体内で観察可能な腹膜微小転移モデルを作成した.これらを用いて腹膜転移の初期過程を解析したところ,いずれのモデルにおいても腹腔接種3-4日後に大網に一致して特異的な青色の染色像,あるいは緑色蛍光像が認められ大網が初期転移巣であることを明らかにした.2.GFP遺伝子導入転移性細胞をマウス腸間膜静脈から静注し,肝転移の初期過程をビデオ撮影装置付きの蛍光顕微鏡を用いて生体内においてリアルタイムで観察記録できるシステム(intravital videomicroscopy)を確立した.本システムを用いて血行性転移の初期過程を解析したところ,大部分の細胞は接種後極めて短時間(数秒)のうちに類洞の門脈側近位部にRolling様の挙動を示すことなく塞栓を起こし,その後大部分は死滅するが一部の細胞は4日後から再び類洞内で増殖を開始することを明らかにした.3.癌細胞と内皮細胞の相互作用をin vivoで明らかにするために内皮細胞を可視化できるトランスジェニックマウスの作出に関する予備的検討として,内皮細胞において特異的に発現しているTIE2遺伝子等をプロモーターとし、GFPをリポーターとする発現ベクターを作成中である.4.胃癌の腹膜微小転移に対するRT-PCR法を用いた遺伝子診断法を実用化するための試みとして,リアルタイムPCR法(Light Cycler)を用いた迅速定量法を確立した.

カットオフ値を設定することにより従来のRT-PCR法に比べてより特異性の高い再発に対するリスク評価が手術時間内に可能となった.平成12年度は以下の項目について検討した。1.マーカー遺伝子導入微小転移モデルの作成今年度はヒト胃癌細胞株へのGFP遺伝子導入による腹膜微少転移モデル(GCIY-EGFP)を作成し、さらに腹膜微少転移に対する抗ガン剤等の効果を青色光の外部照射により、非侵襲的かつ簡便にモニターできる新しい微少転移治療モデルを確立した。2.微少転移形成過程のリアルタイム解析今年度は、昨年度GFP遺伝子導入癌細胞とIntravital videomicroscopy(IVVM)法を組み合わせて確立したリアルタイム解析法および共焦点レーザー蛍光顕微鏡とラミニン螢光抗体法を組み合わせ解析システムを用いて、マウスの肝転移初期過程を解析した。ラット舌癌由来高、低転移性細胞を用いて転移過程を比較したところ、両者の転移能の違いは肝類洞内皮基底膜への安定した接着の違いに起因することが明らかとなった。3.内皮細胞を可視化できるトランスジェニックマウスの作出に関する予備的検討血管内皮細胞において特異的に発現しているTIE2等の遺伝子をプロモーターとし、GFPをリポーターとする発現ベクターの構築を継続して行っている.4.胃癌患者の腹腔洗浄液中癌細胞のリアルタイムPCR法を用いた迅速定量法の意義今年度は昨年度確立した定量的リアルタイムRT-PCR法(LightCycler)を用いて、241例の胃癌患者の腹腔洗浄液を検討した。Cut-off値を設定することにより、早期胃癌症例の偽陽性を低減させることが可能となり、診断の特異性が向上した。またCEA mRNAの定量値から腹膜再発のリスクを定量性をもって評価することが可能となった。本法は今年度厚生省から高度先進医療の認定を受け実用化の一歩を踏み出した。平成13年度(最終年度)は以下の項目について検討した。1.マーカー遺伝子導入微小転移モデルの作成今年度は昨年度に引き続き新たにヒト胃癌細胞株(MKN28)および大腸癌細胞株(COLM-5)へのGFP遺伝子導入による腹膜およびリンパ節微少転移モデルを作成した。これらを用いて腹膜およびリンパ節微少転移に対する抗ガン剤等の効果を青色光の外部照射により、簡便かつ非侵襲的にモニターできる微少転移治療モデルを確立した。2.微少転移形成過程のリアルタイム解析昨年度および今年度に作成した3種類の腹膜転移性GFP遺伝子導入癌細胞を用いて腹膜転移の初期過程のin vivo解析を行った。その結果、腹膜転移には大網に限局して初期転移巣を形成する型と大網と壁側腹膜の両方に初期から転移する型の2種類およびその中間型が存在することを明らかにした。単層中皮細胞培養系を用いたin vitroの実験から両者の違いは単層中皮細胞への接着性の違いに起因する可能性を示唆した。3.内皮細胞を可視化できるトランスジェニックマウスの作出に関する予備的検討血管内皮細胞において特異的に発現しているTIE2等の遺伝子をプロモーターとし、GFPをリポーターとする発現ベクターの構築を継続して行っている。
能動的学習で引き出される「学生の眼差し」に基づく「質保証のための評価指標」の開発

平成30年度の成果は大きく2つに分けられる。まず一つ目は、前年度までに収集したデータを分析し、「学生の眼差しに基づく授業の評価指標」及び「学生の眼差しに基づくIRリサーチクエスチョン」を開発したことである。前年度の時点では、対象実践である秋田大学及び京都大学で実施した要求志向型アクティブラーニング「学生コースバトル」、解決志向型アクティブラーニング「話し合いとネゴシエーション」の両方において、学部生対象のデータと大学院生対象のデータが混在しており、分析・整理の作業が難航していた。そのため、今年度は、学部生、大学院生の各データを別々に分析し、学部生版と大学院生版の「学生の眼差しに基づく授業の評価指標」及び「学生の眼差しに基づくIRリサーチクエスチョン」をそれぞれ開発することで課題を解決した。次に、二つ目の成果は、前年度までは大学授業、大学教育という幅広いテーマを対象としていたが、今年度は高等教育における特定のテーマに関する「学生の眼差し」を析出したことである。具体的には、「高大接続」を取り上げ、学部1年生を対象に、現在の入学者選抜方式に対する彼らの視点や考えを析出した。方法としては、流通科学大学において学生の経験した入学者選抜方式に基づいて7つのグループを作り、個人でレポート作成、グループでポスター作成を行うよう要求し、それらを分析することで、現行の入試者選抜方式に対する「学生の眼差し」を析出した。そして、「大学での能動的な学習への円滑な適応を促す入試に」「推薦系入試の面接と一般入試の筆記試験は長所・短所が対称的」「推薦系入試の面接における方法・内容に多様性を」「一般入試の筆記試験における受験回数・科目数は要検討」という4つの大学入試改善への示唆を得た。平成27年度は,1.秋田大学の教養基礎教育科目「大学の明日をみんなで創るA・B」及び,2.京都大学の大学院科目「戦略的コミュニケーションセミナー」において,受講生を対象に能動的学習(アクティブラーニング)を実践し,現在の大学教育の課題や改善点に対する「学生の深いまなざし」を析出・蓄積した.具体的に,1.では,(1)『話し合い』:中央教育審議会答申「新しい時代にふさわしい高大接続の実現に向けた高等学校教育,大学教育,大学入学者選抜の一体的改革について」を題材に,学生に現行の大学入試制度の問題点や新しい大学入試制度の課題点を考えさせ,グループで話し合い発表する実践を2回実施,(2)『ディベート』:教育再生実行会議第7次提言「これからの時代に求められる資質・能力と,それを培う教育,教師の在り方について」を題材に,学生に現在の大学でアクティブラーニングを推進していく上での問題点,解決策について考えさせ,グループ間で討論する実践を2回実施,(3)『ネゴシエーション』:教育再生実行会議第3次提言「これからの大学教育等の在り方について」を題材に,学生に現在の大学教育の問題点,原因,解決策について考えさせ,グループ間で交渉をする実践を2回実施した.また,2.では,(4)『話し合いとネゴシエーション』:文部科学省大学改革実行プラン「社会の変革のエンジンとなる大学づくり」を題材に,学生に現在の大学・大学院教育の問題点,原因,解決策について考えさせ,グループ内で話し合い,グループ間で交渉をする実践を1回実施した.それら実践やデータ収集を通して,国の答申や提言を題材として活用することで,学生は大学教育の現状や動向を俯瞰的に考えられるようになること,また,アクティブラーニングにより,アンケートや聞き取りからは見えてこない,学生の大学教育への深い視点や意見を引き出すことができるとの証左を得ることができた.大学入試(現制度,新制度),高大接続,アクティブラーニング,グローバル化への対応,ガバナンス改革,研究力強化といった現在の大学・大学院教育が抱える重要検討課題を題材とし,話し合い,発表,ディベート,ネゴシエーションなどのアクティブラーニングの連続実践により,学生の深い視点や意見を掘り起こし,それらをデータとして集積することができた.平成27年度の計画を順調に達成したといえる.平成28年度は,1.秋田大学の教養基礎教育科目「大学の明日をみんなで創るA・B」及び,2.京都大学の大学院科目「戦略的コミュニケーションセミナー」において,学生を対象に,大学・大学院教育を題材とした能動的学習(アクティブラーニング)を実践し,昨年度の実践データを補充すべく,現在の大学・大学院教育の問題点や改善案に対する学生らの意見や考え(学生の眼差し)に関するデータを蓄積した.1.では,中央教育審議会の答申や教育再生実行会議の提言等をテーマとした,プレゼンテーション,ネゴシエーション,ディベートを実践し,その中で(1)各学生のレポート課題,(2)グループで作成した模造紙,(3)リフレクションシートとアンケートといった各種の成果物(質的データ)を収集し,学生の大学教育への眼差しに関するデータを集積した.2.では,中央教育審議会の答申等をテーマとしたプレゼンテーション,ネゴシエーション,ディベートを実践し,その中で(1)各学生の事前ワークシート,(2)グループで作成した合意提案用紙及び結果報告用紙,(3)リフレクションシートとアンケートといった各種成果物(質的データ)を収集し,大学・大学院教育への学生の眼差しに関するデータを集積した.平成27年度,28年度で,約70名分の実践データ及び,20グループ以上分の実践データを集積することができた.そして,本研究の次のステップである学生の「授業評価の視点」及び,学生が考える「大学・大学院教育で調査すべき事項」を特定するために,1.の(1)(3),2.の(1)(3)の各種質的データを分類,整理した.

平成27年度,28年度における大学・大学院教育を題材としたアクティブラーニングの連続実践の中で,研究実績の概要に記した通り,各学生のレポート課題,グループで作成した模造紙,リフレクションシートとアンケート,各学生の事前ワークシート,グループで作成した合意提案用紙及び結果報告用紙といった各種データを収集,集積することができた.本研究は,そうした集積データから学生の「授業評価の視点」を特定し,「学生版・授業評価アンケート」を開発すること及び,学生が考える「大学・大学院教育で調査すべき事項」を特定し,「学生版IRリサーチクエスチョン」を開発することが目的である.その際,何より重要となる実践データの蓄積とその使用用途ごとの分類,整理を28年度までに進めることができた点で,おおむね順調に進展しているといってよいと考える.平成29年度は,前年度までの実践で集積しているデータをボトムアップ的に分析し,「学生の授業の評価視点」,「学生が考える大学・大学院教育で調査すべき事項」を明らかにした.本研究では平成28年度までに,京都大学大学院生と秋田大学学部生(主として1年生)を対象に,大学授業や大学教育を題材とした,(1)学生コースバトルという実践,(2)話し合いとネゴシエーションという実践を行ってきた.そこで,各学生のレポート課題,各グループの模造紙,リフレクションシートやアンケートといった各種の成果物(実践データ)を収集してきた.そして,本年度は,(1)のデータから「学生の授業の評価視点」,(2)のデータから「学生が考える大学・大学院教育で調査すべき事項」を明らかにした.また,その際,他大学の大学教育の研究者や,能動的学習のインストラクター経験者と意見交換し,実践データの分析方法に関して情報収集をした.そして,(1)については,データから頻出する「授業の選定理由」の析出とグルーピングを行い,また,グルーピングの結果を評価項目の形式で文章化し,学生が有している「授業の評価視点」を大よそ特定することができた.ただし,そこから評価項目群を構成してA「学生版・授業評価アンケート」を作成するまでには至らなかった.(2)については,データをもとに実践の内容や過程を踏まえて考えられている「学生が考える大学・大学院教育で調査すべき事項」を概ね特定できた.ただし,そこから調査項目群を構成してB「学生版・IRリサーチクエスチョン」を作成するまでには至らなかった.その原因としては,学部生対象の教養教育の実践から収集したデータの分析結果と,院生対象の大学院教育の実践から収集したデータの分析結果の差異が,(1),(2)双方とも想定以上に大きかったことが挙げられた.平成29年度は,前年度までの実践で集積してきたデータから,A「学生版・授業評価アンケート」とB「学生版・IRリサーチクエスチョン」をそれぞれ一つずつ開発する予定であった.今年度の研究遂行により,本研究の目的達成のために必要な実践データは十分に集積され,また,データの分析方法の妥当性そのものは確認できた.しかし,学部生対象の教養教育の実践から収集したデータと,院生対象の大学院教育の実践から収集したデータの性質や内容の差異が想定以上に大きかったため,A,Bについて,教養教育のバージョンと大学院教育のバージョンをそれぞれ開発することが必要と判断した.平成30年度の成果は大きく2つに分けられる。
非線形偏微分方程式の理論と応用

1.研究代表者が,今回研究目標としてかかげた2種間の競争モデルを記述した連立非線形偏微分方程式系で,移動項と拡散項の両方がある場合には,その解の存在を示すために現在も引き続き研究中であるが,この一年間を通じていくつかの文献にあたり更に今までに開発した手法を検討し,ある特別な場合の解決の予測が得られた。この問題の解決にはあと12年程度の期間が必要と今は考えている。他方上記の研究と平行して,実解析学の方面の研究も進めている。その中でも特にLebesgue積分論と測度論の問題を考え中であり,前回は測度無限の測度空間から導かれた距離空間が完備となることを示した。従来この問題は測度有限の測度空間の場合だけ解決されていた。そして今回は,Lebesgue積分論の中でも特に基本的な単調収束定理について,新たな考え方による証明法を見出した。この定理からはLebesgue積分における多くの重要な収束定理が導かれるため,今までにも10以上におよぶいろいろな証明法が得られているが,今回得た証明法は簡潔でわかりやすい証明法と考えている。2.今回の共同研究者の一人で,数理統計学的立場から研究を行った野間口謙太郎は,多次元ユークリッド空間における積空間上での2次関数の最小化問題について研究を行った。そして切断面上での最小化問題を順序よく繰り返すという手法の収束速度が1次であることを明らかにした。3.位相数学的立場から,今回の共同研究者の一人として研究を行った梅原純一は,位相空間の一般的立場からpre-open集合とpre-closed関数を定義し,これらの持ついくつかの性質を明らかにした。この研究結果は現在投稿中であり,近々論文として発表される見込みである。
渓流取水群と貯水池とからなる利水システムに関する研究

河川本流に貯水池を建設し、間接流域からの導水によって貯水効率を高める方法は、各地で見られる取水方式であるが、水源の荒廃、流域の開発等によって、流入土砂量が増大し、種々の浮遊物や汚水が流入するので、貯水池の堆砂、水質の汚濁等避けることの出来ない問題が起こっている。また、河川本流に貯水池を建設し得る適地の選定は、河川地形、地質、社会条件などから、極めて難しくなっている。これに対して、渓流河川本流外の適地に貯水池を建設し、渓流河川本流、あるいはいくつかの渓流に設置した渓流取水工による取水を導水して貯水する。単一の渓流取水工と貯水池、渓流取水工群と貯水池とかなる利水スシテムは、一見経済的ではないように見えるところもあるが、この利水システムの特性、施工辞令によって得られた知見を総合して、堆砂防止による貯水池の寿命延長、河川下流側への土砂礫供給による河床低下防止と河口、海浜の侵食防止、貯水地建設を取り巻く社会情勢などを考えると共に、良質の水質源開発・確保とその有効利用を図る上で、今後高く評価されるものと確信する。この利水システムは、農水、上・工水の安定した供給に有利であるのみならず、有効落差のあるところでは、小水力発電のための安定した水力が得られるで、目下この方面での経済的・技術的検討が進められている。中部電力奥美濃水力建設所では、4渓流取水工群と上下2個の貯水池とからなる、100万KW/hrの純揚水式発電水力の開発が進められている。いずれの場合でも,この利水システムでは、取水方式、取水目的、取水量に適した渓流取水工の設置が重要である。本研究に関連して開発した、汎用バ-スクリ-ン後方取水型渓流取水工・及びバ-スクリ-ン複合型渓流取水工は、実施事例の機能調査、水理模型実権結果から、十分その機能を発揮し得るものであることの知見を得ている。渓流取水I群と貯水池とからなる利水システムは,河川本流を堰堤で締切る貯水方式では期待できない,次のような利点がある.1.貯水池への土砂礫,流木等の流入を防止し,貯水池の寿命を延長することができる.また,適切な取水工によって,安定した計画取水と共に,河川下流側への土砂・石礫を供給することになり,河床低下,海岸侵食を防ぐことになる.2.水源渓流河川及び流況に応じて,貯水池への送水を選択取水することができる.3.貯水池単独では集水が期待できないような小河川でも,適地であれば,貯水池の建設が可能になり,水波補償など社会条件の難しい地点を避けることができる.4.集水面積を拡大することによって,貯水効率を高め得るので,貯水池の規模を小さくし,建設費を軽減することができる.しかし,一方では次のような欠点もある.1取水地点を流下する河川水の一部しか取水できないことが多い.2.渓流取水工,導水路などの建設を伴うので,工事費が高くなる.3.河川本流を堰堤で締切る貯水池に比べて,複雑なシステムになるので,維持管理が繁雑になる.

このように,利点のみならず欠点もあるが,河川本流を締切って貯水池を建設し得る適地を求めることが非常に難しくなっているとき,渓流取水工群と貯水池とからなる利水システムは,一見経済的ではないようにみられるところもあるが,上述のとおり,本システムの特性と,三重用水事業,夜間瀬地区用水事業などの事例から,国土保全の長期的視野に立って,良質の水資源開発・確保と有効利用,あるいは貯水池をとりまく諸情勢などを考えると本利水システムは,今後高く評価されるようになるものとの知見を得た.渓流取水工群と貯水池とからなる利水システムは(1)貯水池への土砂礫、流木等の流入を防止することができ、貯水池の寿命を延ばすことができる。(2)集水面積を拡張することにより、貯水効率を高めることができる。等の特性を有する。昭和39年、仁淀川水系面河川支流割石川上流に建設された、面河ダムは、自己流域16.83Km^2、有効貯水量2680万m^3であるが、大小9渓流取水工群とによる利水システムを形成して、集水面積は76.13Km^2に拡張され、貯水効率は非常に高くなっている。土砂礫の推積率は誤差の程度で、ほとんど問題にされていない。しかし、渓流取水工の機能が十分でないために、維持管理には相当の労力と費用をかけているようである。11渓流取水工群からなる、庄川水系尾上郷発電水力、34の渓流取水工群からなる、熊本県チッソ発電水力等にみられるように、それぞれ、河川地形、取水量に応じた渓流取水土が工夫されているが、土砂礫の流入、落葉による目詰りの処理には苦労しているものが多い。本研究の利水システムを推進するに当たって最も重要な問題の一つは、水理構造が簡単で、堅牢であり、安定した計画取水ができて、維持管理が容易な渓流取水工を設置することである。本研究に関連して開発している、バースクリーン後方取水型渓流取水工は、水理実験と供に、昭和61年水資公団三重用水建設所河内谷に設置された落差2m、取水量3.5m^3/sの渓流取水工ならびに昭和61年、62年長野県夜間瀬地区用水事業として奥志賀高原の5渓流に設置された。落差0.51.0m、取水量0.040.1m^3/sの渓流取水工について、経年的機能調査を行なっているが、渓流河川地形取水目的、取水量に応じて水理構造諸元を決めることができ、最も汎用性のある渓流取水工であることを確かめている。渓流取水工群と貯水池とからなる利水システムは取水目的によって1.渓流取水工群と全取水量貯留型貯水池とからなる利水システム2.渓流取水工群と補給水貯留型貯水池とからなる利水システム3.渓流取水工群と取水分離貯留型貯水池とからなる利水システムの3つのタイプに分類することができる。1.の利水システムは、河川本流に貯水池を建設する取水方式、あるいはこれに自己流域外の渓流から流域変更によって導水し、貯水量の増大を図る場合には期待できない有利な特長を有し、渓流河川本流外に建設した貯水池に、貯水流域外の渓流河川に設置した渓流取水工群による取水を全て導水・貯留して利水するものである。2.の利水システムは、各渓流取水工からの取水は直接バイプラインで受益地に送水し、余剰水を貯水池に貯留して、補給水として利用するものである。前年度に継続して、本年度究明した3.は、純揚水発電水力を開発する場合の利水システムである。所要の落差が得られる2つの渓流河川源流部の適地に上下2個の貯水池を建設し、平水時には、両貯水池を往復する発電水力用水として、一度貯留した有効貯水量を反復利用するシステムになっているので、蒸発、浸透による損失水量の補給以外には余分の貯水は必要としない。しかし、ピ-ク発電時には上貯水池から下貯水池に、揚水時には下貯水池から上貯水池に、大流量が流動するので、貯水池は常に混濁状態になっている。したがって、貯水池地点からの責任放流量は、貯水池に流入する渓流河川に設置した。渓流取水工群によって分離取水された清水が導水路によって、貯水池下流外に放流される。
宇宙風化作用・熱疲労による天体表面進化：はやぶさ２探査結果の実証

今年度(平成30年度)は、現有の拡散反射測定装置の測定波長範囲の3ミクロンへの拡張を行った。光源の検討により当初の見込みよりも赤外域の感度は保たれ、2.7ミクロンの含水鉱物の吸収帯は測定できることが明らかになった。炭素質天体シミュラントの測定はすでに開始している。一方で、硫化鉄(FeS、FeS2)を加えた宇宙風化実験では、反射率の著しい低下が見られたが、短時間で回復する(暗化が弱くなる)成分も明らかになった。2014年12月に打ち上げられた「はやぶさ2」は、予定通り2018年6月にターゲット天体リュウグウに到着した。離れた距離からの全球マッピングのほか、何回かの近接オペレーションを行い、着地探査機MINERVA-IIA,BおよびMASCOTを成功させている。リュウグウは二方向反射率が2%以下の、太陽系でも最も暗い天体である。表面はさまざまなサイズの岩石で覆われていて(存在度はイトカワの約2倍)ラブルパイル天体である。密度から求められる空隙率は50%を越える。表面の岩石には数十%の明るさの違いがある。一般的には、明るい岩石は表面が滑らかで層構造を有する。暗い岩石の表面は凹凸が多い。これは、数10メートルスケールの大きなボルダーから数10cmの岩石まで共通するスケールによらない特徴である。スペクトルを見る限り組成に大きな違いはなく明るさの変化は宇宙風化によると考えられる。岩石の中で、割れた断面が3-4倍明るいものがある。これは、表面の暗さが宇宙風化によること、しかも暗化が卓越することを強く示唆している。リュウグウ表面の岩石の中には、南北方向に割れているものがあり、とくに、数メートル以下の岩石では、他方向よりも多い。熱ストレス(自転周期は短いため、年変化に対応した)による可能性がある。今後も、画像解析、シミュレーションで、熱疲労の効果を検証したい。拡散反射測定装置の測定波長を拡張することができ、実際に多くの炭素質天体が保有する2.7ミクロン帯の計測が確認できた。「あかり」宇宙望遠鏡によるC型小惑星の反射スペクトル観測のデータと同様に、はやぶさ2,オシリス・レックスの赤外スペクトルメーターの観測により、リュウグウ、ベンヌには、2.7ミクロンの吸収があることがわかっている。しかし、吸収帯の深さ、形状は異なっており、リュウグウのほうが受けた変成が強く、脱水が進んでいるのではないかという仮説がある。これが天体形成前、形成段階、形成後の過程であるかは、まだ明らかになっていないが、過去には、ベンヌよりもリュウグウの方が、太陽に近い軌道をとっていた可能性がある。その検証のためにも、アナログ物質や隕石を使った測定を進めていきたい。研究代表者は、リュウグウの初期データ解析に、はやぶさ2のリュウグウ到着時より積極的に参加しており、岩石の風化、クラックの議論などを牽引することができた。本研究費より旅費、ソフトウェア、マッピングツールを拠出できたことが重要と考えている。カメラやレーザ高度計の成果をまとめた初期成果論文にも、貢献が認められ著者として入っている。本研究により、リモートセンシングデータの解析を促進させることが、リュウグウの帰還サンプルの分析にも繋がると考えている。イトカワでは、はやぶさのリモートセンシング観測で宇宙風化作用の進行が明らかになり、帰還サンプルの分析の1つのテーマとなった。現在のところ、はやぶさ2は大きなトラブルはなく、サンプリングも成功したと考えられている。本年度は、はやぶさ2のデータ解析にも引き続き注力していきたい。長波長側の反射率の測定であるが、暗い物質の測定時にはノイズが大きいため、今後は乾燥空気によるパージなど、測定条件の向上を目指して準備をしている。これまでの観測から、リュウグウの表面の反射率が低いものの、岩石の中で、割れている断面が3-4倍明るく8-10%の反射率をもつものがある。2-3%の反射率から、変成を受けたCMコンドライトがリュウグウの構成物質の候補として議論されているが、CV, COといったもともと10%程度の反射率があるものも、考える必要がある。明るさの変化のタイムスケールはこれまで考えられていたS型のタイムスケールよりもかなり短いかもしれない(1000年以下?)。その場合、太陽紫外線や加熱の効果も無視できないと考えている。有機物が変性を受けてグラファイト化されれば、強い暗化が説明できるかもしれない。加熱サイクルによって、岩石のクラックが成長するかについて、実際に岩石の加熱シミュレーションを行い、変形量の計測を行い、熱疲労の効果を検討したい。実験の準備を進めている。離れた距離からの全球マッピングのほか、何回かの近接オペレーションを行い、着地探査機

MINERVA-IIA,BおよびMASCOTを成功させている。リュウグウは二方向反射率が2%以下の、太陽系でも最も暗い天体である。表面はさまざまなサイズの岩石で覆われていて(存在度はイトカワの約2倍)ラブルパイル天体である。密度から求められる空隙率は50%を越える。表面の岩石には数十%の明るさの違いがある。一般的には、明るい岩石は表面が滑らかで層構造を有する。暗い岩石の表面は凹凸が多い。これは、数10メートルスケールの大きなボルダーから数10cmの岩石まで共通するスケールによらない特徴である。スペクトルを見る限り組成に大きな違いはなく明るさの変化は宇宙風化によると考えられる。岩石の中で、割れた断面が3-4倍明るいものがある。これは、表面の暗さが宇宙風化によること、しかも暗化が卓越することを強く示唆している。リュウグウ表面の岩石の中には、南北方向に割れているものがあり、とくに、数メートル以下の岩石では、他方向よりも多い。熱ストレス(自転周期は短いため、年変化に対応した)による可能性がある。今後も、画像解析、シミュレーションで、熱疲労の効果を検証したい。拡散反射測定装置の測定波長を拡張することができ、実際に多くの炭素質天体が保有する2.7ミクロン帯の計測が確認できた。「あかり」宇宙望遠鏡によるC型小惑星の反射スペクトル観測のデータと同様に、はやぶさ2,オシリス・レックスの赤外スペクトルメーターの観測により、リュウグウ、ベンヌには、2.7ミクロンの吸収があることがわかっている。しかし、吸収帯の深さ、形状は異なっており、リュウグウのほうが受けた変成が強く、脱水が進んでいるのではないかという仮説がある。これが天体形成前、形成段階、形成後の過程であるかは、まだ明らかになっていないが、過去には、ベンヌよりもリュウグウの方が、太陽に近い軌道をとっていた可能性がある。その検証のためにも、アナログ物質や隕石を使った測定を進めていきたい。研究代表者は、リュウグウの初期データ解析に、はやぶさ2のリュウグウ到着時より積極的に参加しており、岩石の風化、クラックの議論などを牽引することができた。本研究費より旅費、ソフトウェア、マッピングツールを拠出できたことが重要と考えている。カメラやレーザ高度計の成果をまとめた初期成果論文にも、貢献が認められ著者として入っている。本研究により、リモートセンシングデータの解析を促進させることが、リュウグウの帰還サンプルの分析にも繋がると考えている。イトカワでは、はやぶさのリモートセンシング観測で宇宙風化作用の進行が明らかになり、帰還サンプルの分析の1つのテーマとなった。現在のところ、はやぶさ2は大きなトラブルはなく、サンプリングも成功したと考えられている。本年度は、はやぶさ2のデータ解析にも引き続き注力していきたい。長波長側の反射率の測定であるが、暗い物質の測定時にはノイズが大きいため、今後は乾燥空気によるパージなど、測定条件の向上を目指して準備をしている。これまでの観測から、リュウグウの表面の反射率が低いものの、岩石の中で、割れている断面が3-4倍明るく8-10%の反射率をもつものがある。