hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気系／機械系マルチフィジックス・シミュレーション技術の基盤形成に関する研究

●具体的内容:大規模問題を効率的にモデル化することができる「等角メッシュモデル化手法」と高速解析手法である「Leapfrog ADI (Alternating Direction Implicit)法」を組み合わせたシミュレーション手法を提案しました.この手法は,昨年度までの研究成果である「アイソジオメトリック解析」における変数の配置が格子状であることに着目し,同様の配置となる「等角メッシュモデル」に「Leapfrog ADI法」が有効であるとする着眼点が独創的です.この手法により,従来のメッシュモデル化手法よりも大幅に変数を減らすことができ,かつ高速な過渡解析を行えることを実証しました.また,昨年度に引き続き,従来の陽解法の欠点である数値的不安定性を取り除くことで高速な解析を行うことができる「安定化陽解法」の研究を発展させました.この発展により,安定化陽解法に関する基礎理論の体系化を行えただけでなく,形状の複雑なプリント基板のシミュレーションに応用することで,従来の高速化手法よりも数十倍,商用シミュレータよりも数百倍高速な解析が行えることを実証しました.●意義:複数の物理現象を扱うマルチフィジックス・シミュレーションでは,取り扱う問題が大規模になるため,現実的な大規模問題を高速に解析する技術が必要不可欠となります.そのため,実問題への応用可能性を示した2つの提案手法や,それらに関する研究は,有意義であると考えます.●重要性:電気系の解析と機械系の解析を結びつけるアイソジオメトリック解析の実用化に向けた高速化手法の研究を行いました.これはマルチフィジックス・シミュレーションによる統合的解析技術の基盤形成,及び先駆的な研究として非常に重要であると考えます.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.具体的内容本研究の基礎となる「アイソジオメトリック解析」について、理論の理解や周辺分野の研究調査を行いました。その過程で、3次元形状を表現するためのBスプラインやNURBS (non-uniform rational B-spline)、機械系のシミュレーションで用いられる有限要素法、及び解析対象となっている機械系の力学問題についても学びました。そして、機械系シミュレーションに用いられているアイソジオメトリック解析を、電気系シミュレーションに応用する方法について検討しました。この検討の成果として、「アイソジオメトリック解析を静電界解析へ応用した手法」を提案し、車体を想定した導体曲面の解析に応用しました。一方、複数の物理現象を扱うマルチフィジックス・シミュレーションでは、解くべき問題が大規模になりやすいため、大規模な偏微分方程式を効率的に解く方法が必要となります。これに関連して、大規模問題の高速な解析を実現するため、「数値的に安定な陰解法を部分的に取り入れた局所陰的陽解法」、及びその「最適な実装方法」、「局所安定化陽解法」、「等角メッシュに基づくモデリング手法」を提案し、プリント基板や三次元集積回路の解析へ応用しました。2.意義アイソジオメトリック解析を機械系だけでなく電気系のシミュレーションにも応用するこで、同種の解析手法を異なる物理現象に用いることができ、それぞれの解析を同時に行うマルチフィジックス・シミュレーションを行いやすくすることができます。また、大規模問題を高速に解析する手法は、現実的な時間内で実問題をシミュレーションするためには必須であり、実用的な新規手法を提案できたと考えます。3.重要性電気系の回路・電磁界シミュレーションと機械系物理シミュレーションを融合するための基礎となるアイソジオメトリック解析の研究を行うことは、研究分野の境界を超えた発展的研究、及び研究領域の開拓と科学技術のさらなる進歩に大きなインパクトを与えることができます。また、回路理論、電磁気学、熱・流体力学、構造力学に基づく協調設計システムを確立し、ヒューマンインターフェースを含めた統合的解析技術の基盤形成へ貢献することができます。具体的内容:機械系の構造解析や流体解析の分野で近年提案された「アイソジオメトリック解析」を,電気系の静電界解析に応用する手法を提案しました.提案手法により,車載電子機器を相互接続するためのワイヤーハーネスやフレキシブル基板の配線を想定した,曲線導体の静電界解析において,従来法が用いる変数の数に対して数パーセントの変数のみで同等の精度の解析を行えることを示しました.また,複数の物理現象を扱うマルチフィジックス・シミュレーションでは,解くべき問題が大規模になりやすいため,大規模な偏微分方程式を効率的に解く方法が必要となります.これに関連して,従来の陽的解法の欠点であった数値的不安定性を取り除くことで高速な解析を行える「安定化陽解法」を提案しました.安定化陽解法により,数万十万変数を含むプリント基板内の導体平行平板の解析において,従来のシミュレータと比較して約100倍の高速化を実現しました.意義:アイソジオメトリック解析を機械系だけでなく電気系のシミュレーションにも応用することで,同種の解析手法を異なる物理現象に用いることができるため,マルチフィジックス・シミュレーションにおいて,それぞれの解析を同時に行いやすくなります.また,大規模問題を高速に解析する安定化陽解法は,設計・開発現場における実問題を現実的な時間内で検証するためには必須であり,実用的な新規手法を提案できたと考えます.重要性:機械系の分野で提案されているアイソジオメトリック解析を電気系の静電界解析に応用したことは,機械系と電気系の両分野において斬新であり,画期的な進展が得られたと考えます.そして,異なる物理現象を統一的に解析する手法としてアイソジオメトリック解析を採用することは不可欠であり,その応用技術の実用化を目指すことで統合的解析技術の基盤形成へ貢献できると考えます.

●具体的内容:大規模問題を効率的にモデル化することができる「等角メッシュモデル化手法」と高速解析手法である「Leapfrog ADI (Alternating Direction Implicit)法」を組み合わせたシミュレーション手法を提案しました.この手法は,昨年度までの研究成果である「アイソジオメトリック解析」における変数の配置が格子状であることに着目し,同様の配置となる「等角メッシュモデル」に「Leapfrog ADI法」が有効であるとする着眼点が独創的です.この手法により,従来のメッシュモデル化手法よりも大幅に変数を減らすことができ,かつ高速な過渡解析を行えることを実証しました.また,昨年度に引き続き,従来の陽解法の欠点である数値的不安定性を取り除くことで高速な解析を行うことができる「安定化陽解法」の研究を発展させました.この発展により,安定化陽解法に関する基礎理論の体系化を行えただけでなく,形状の複雑なプリント基板のシミュレーションに応用することで,従来の高速化手法よりも数十倍,商用シミュレータよりも数百倍高速な解析が行えることを実証しました.●意義:複数の物理現象を扱うマルチフィジックス・シミュレーションでは,取り扱う問題が大規模になるため,現実的な大規模問題を高速に解析する技術が必要不可欠となります.そのため,実問題への応用可能性を示した2つの提案手法や,それらに関する研究は,有意義であると考えます.●重要性:電気系の解析と機械系の解析を結びつけるアイソジオメトリック解析の実用化に向けた高速化手法の研究を行いました.これはマルチフィジックス・シミュレーションによる統合的解析技術の基盤形成,及び先駆的な研究として非常に重要であると考えます.これまでの研究で,今まで行われたことのなかったアイソジオメトリック解析による静電界解析を実現でき,基礎理論の理解や整理だけでなく,画期的な新規手法を提案できたと考えます.そして,大規模問題を高速にシミュレーションできる安定化陽解法は,従来法の欠点であった不安定性を取り除くという根本的な解決を行いました.また,それらの研究成果を国際会議に投稿するなど,着実に成果を実現できています.加えて,今後推進すべき方向性やその方策も検討ができているため,計画以上に進展していると考えます.27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度提案した静電界解析におけるアイソジオメトリック解析では,扱える導体形状が比較的単純なものであったため,今後は複数の導体曲面を組み合わせることで,より複雑な形状を含めた解析を行う手法を提案します.具体的には,電気系・機械系の双方で用いられる有限要素法の一種であり,解析領域を分割しやすい「不連続ガラーキン法」とアイソジオメトリック解析を混合したアルゴリズムの開発を行います.これにより,複数の導体曲面を組み合わせた車体や人体といった対象を効率的に解析できると考えます.
視覚的注意と能動的動作の相互作用に関する研究

本研究の目的は行為実行時の三次元空間における注意配分を検討することであった.複数の刺激を三次元実空間に配置し,結合探索課題を用いた.視覚的注意への行為の影響を検討するため,実験参加者には,標的刺激を検出し把持することを要求した(把持条件).統制条件では,把持を行うのではなく,マウス操作によって標的刺激位置を報告するよう要求した.両条件とも実験参加者の手の届く範囲に刺激は配置された.結果,統制条件では実験参加者に近い領域で,遠い領域に比べて探索パフォーマンスが有意に低かったのに対し,把持条件では奥行領域間で探索パフォーマンスに有意な差は見られなかった.これらのことから,対象を認識するために探索を行う場合には,手の届く範囲よりも遠い領域に注意配分が多いことが示唆された.また,対象を認識しそれに対して動作を行うために探索する場合は,認識するだけの場合に比べて,自らの身体に近い領域へと,注意配分の中心がシフトすることが示唆された.さらに垂直方向に関しては,両条件とも下半視野に位置する刺激が早く探索さられる傾向が見られた.コンピュータディスプレイ上で二次元平面刺激を探索する場合の視覚的注意配分を検討してきた先行研究とは一致しない結果であった.日常現実場面では立体対象物が下半視野に位置する場合の方が多いことと,それゆえ本研究において下半視野に存在した刺激の見えがより典型的な見えとなっていることが主な原因であると考えた.本研究は三次元実空間で行った点,観察者の能動性の影響を検討した点で生態学的妥当性が高く,視覚的注意に関する基礎知見として学術的意義がある.さらに,労働場面や交通場面における情報提示方法,インターフェースなどに関する応用研究に対しても寄与するものである.行為が視覚的注意の空間特性に及ぼす影響について検討した.特に垂直方向における注意配分に対し,ポインティング動作が及ぼす影響について,視覚探索課題を用いた実験を行って検討した.従来の研究では,単に視覚探索を行う場合,垂直方向においては上半視野に対して注意配分が多いことが示されてきた.一方,動作を行う場合,下半視野への注意のバイアスがあることも示されてきた.本研究では,これら二つの事態を別々に扱うのではなく,"行為を行うために視覚探索を行う"という場合の,視覚的注意配分を検討することを目的とした.実験にはタッチパネル式のディスプレイを用いた.実験参加者は,複数の刺激の中からターゲット刺激を探索し,その位置をタッチパネル上でポインティングすることが要求された(ポインティング動作条件).探索刺激は固視点を中心に4象限に呈示された.視覚探索を行い,ターゲットを発見した後に,マウスカーソルによってその位置を報告する条件を統制条件とした.実験2では,同様の手続きを用い,ポインティング動作の運動開始位置を上下2か所に設定し,運動開始位置の効果を検討した.結果は,実験1では,統制条件では上半視野でのパフォーマンスが良かった一方で,ポインティング動作条件では垂直視野間の差はほぼなくなった.実験2では,運動開始位置の効果は見られなかった.実験1とは異なりポインティング動作条件でも上半視野の優位性が見られたが,垂直領域間の差は統制条件よりやや小さかった.これらの結果は,行為が視覚的注意の空間特性に影響し,上半視野へのバイアスは小さくなることが示唆する.本研究の課題はシンプルな刺激配置であったが,より複雑な作業空間における操作対象のレイアウトなどの応用研究に関して,基礎的知見を提起しているといえる.本研究の目的は行為実行時の三次元空間における注意配分を検討することであった.複数の刺激を三次元実空間に配置し,結合探索課題を用いた.視覚的注意への行為の影響を検討するため,実験参加者には,標的刺激を検出し把持することを要求した(把持条件).統制条件では,把持を行うのではなく,マウス操作によって標的刺激位置を報告するよう要求した.両条件とも実験参加者の手の届く範囲に刺激は配置された.結果,統制条件では実験参加者に近い領域で,遠い領域に比べて探索パフォーマンスが有意に低かったのに対し,把持条件では奥行領域間で探索パフォーマンスに有意な差は見られなかった.これらのことから,対象を認識するために探索を行う場合には,手の届く範囲よりも遠い領域に注意配分が多いことが示唆された.また,対象を認識しそれに対して動作を行うために探索する場合は,認識するだけの場合に比べて,自らの身体に近い領域へと,注意配分の中心がシフトすることが示唆された.さらに垂直方向に関しては,両条件とも下半視野に位置する刺激が早く探索さられる傾向が見られた.コンピュータディスプレイ上で二次元平面刺激を探索する場合の視覚的注意配分を検討してきた先行研究とは一致しない結果であった.日常現実場面では立体対象物が下半視野に位置する場合の方が多いことと,それゆえ本研究において下半視野に存在した刺激の見えがより典型的な見えとなっていることが主な原因であると考えた.本研究は三次元実空間で行った点,観察者の能動性の影響を検討した点で生態学的妥当性が高く,視覚的注意に関する基礎知見として学術的意義がある.さらに,労働場面や交通場面における情報提示方法,インターフェースなどに関する応用研究に対しても寄与するものである.
FPGAを使った測定器開発者用の教材開発

本研究の目的は、事例としての測定装置開発を通して、物理学実験の教育、研究で用いるField Programmable Gate Array (FPGA)を用いた装置開発者を育成するための教材開発である。まず、装置開発事例としてFPGAによる周波数カウンターとフェーズロックドループ(PLL)発振器を取り上げた。前者は、カウンター回路の組合せによりFPGA内に実現できた。一方、後者はFPGA内に作る周波数位相比較器と分周器の他に、外付けのチャージポンプと電圧制御発振器が必要となる。周波数位相比較器は非同期動作であるため、FPGA内に実装するにはルックアップテーブルのみで実装する技術開発が必要であった。外付けの回路については、プリント基板を設計・外注した。この過程で、装置開発に必要な設計・評価の要素技術を構築できた。これらの要素技術を整理し、Digilent社のFPGAボード(Nexys-3、Xilinx社製Spartan-6搭載)を用いた3日間にわたる講習カリキュラムを以下のように組み立てた。1) FPGAの構造や原理、製造元、ハードウェア記述言語(HDL)といった概論2) Xilinx社製のFPGA開発環境であるISEを使った、VerilogHDLによる組合せ回路、順序回路のデジタル回路の基本要素の実習、特に、回路遅延などをオシロスコープで測定することを含む。3) 8ビットリングカウンタなどを題材として、コーディング手法とFPGAに実装される回路の特徴の比較4) DAコンバータ(R2R回路)を用いた任意波形発生器など、IPコア(ライブラリ)を利用したコーディング、回路設計。広帯域、Mixed Signalオシロスコープを用いた高速・多ビット信号測定。開発した教材での技術講習をすでに3回実施し、計15人が受講した。その後、受講者によっては、既にFPGAを用いたオリジナルの実験装置開発を開始しており、引き続き、この技術支援を行っている。また、ボードメーカーとの意見交換を通じて、基礎的な技術講習に使用できる、安価なFPGAボードが商品化された。学会、技術研究会での報告と合わせてより多くの大学などでFPGAを教育に採用される基盤が出来た。
担保としての土地保有と借入制約に関する理論・実証研究

本研究では金融融資が企業の費用関数と市場均衡に与える影響を、産業組織論的観点から分析するため、代表的起業家が担保の必要な契約と担保の不要な契約を選択できる理論モデルを使う。前者の場合、利子率は低いが、企業は借入制約に直面する。後者の場合、企業はリスクプレミアム分だけ高い金利に直面する。企業の費用最小化問題から、これらの金融融資は企業の費用関数と市場均衡に影響を与える。その結果、短期均衡では、2種類の融資形態があると、供給曲線が不連続になり、均衡が存在しない場合がある。一方、長期均衡では自由参入による競争の結果、高い金利を支払う企業は生き残れず、全企業が有担保融資を選ぶ均衡が成立する。我々の研究の目的は、銀行による担保の要求が実物経済に与える影響を、産業組織論に基づいた新しい視点により、理論的・実証的に明らかにすることである。具体的には、企業が借入をおこなう時に、担保が必要か否かによって企業活動がどのような影響を受けるのかを、理論と実証の両面から明らかにする。さらに、借入制約が企業の参入数や経済厚生に与える影響についても分析することを目指している。そのために理論分析においては、以下のような状況を分析するモデルを作成した。新製品を開発し、それを販売する独占企業を設立しようとする経営者が、必要な資金を調達する手段をどのように選ぶのかを考える。彼は新製品の市場規模についての不確実性に直面している。彼にとって選択可能な手段は、保有する資本設備を担保とする代わりに低い金利で資金を調達する方法(有担保融資)と、担保は不要だが、高い金利を支払うことにより資金を手に入れる方法(無担保融資)である。このモデルを使い、昨年度は市場規模が大きい場合に経営者は無担保融資を選び、一方で不確実性が大きい場合には有担保融資が選ばれるという暫定的な結果を得た。本年度は、この結果をさまざまな研究会などで報告し、得られたコメントを参考にモデルの改善をおこなった。その一方で、このような借入制約が、企業の参入数や経済厚生に与える影響についての分析も開始した。実証分析からは、開業後10年以内の企業において経営者の保有する資産も含めた担保の利用可能性が、企業の融資獲得可能性に影響を与えていないこと、および、さらに業歴の長い企業を含めた分析でも担保の有無が融資の際の金利に有意な影響を与えていないことが、企業の個票データを用いた分析から確認された。そのために、昨年度の分析結果を踏まえ、以下のようなモデルを新たに作成し、短期及び長期均衡の性質を分析した。まず、需要の不確実性に直面する経営者を考える。すなわち、ある確率で彼の生産する新製品の市場が生まれる可能性がある一方で、そうでない場合はその財に全く需要がないというリスクである。彼は自己資金を保有しているが、それだけでは運転資金としては不十分で、金融機関から資金を借り入れる必要がある。彼はこの運転資金を2種類の生産要素である労働と資本に使う。資金を調達する方法として、金利は低いが担保が必要な有担保融資と、担保は不要だが金利は高い無担保融資の2種類がある。ここで労働は担保にならないが、資本は担保として使えるものとする。このモデルを使って分析をおこなった結果、以下のような結論が得られた。このような状況では、経営者が有担保融資を選んだ場合、彼にとって費用関数は生産量の増加関数となる一方、無担保融資を選ぶと一定だが比較的高い限界費用に直面するため、生産量が少ない時には有担保融資を選ぶが、そうでない場合には無担保融資を選ぶのが最適になる。その結果、市場の企業数が一定である短期においては、彼らは市場規模が小さい時には有担保融資を選ぶが、企業数に比して市場規模が大きくても生産を拡大する誘因を持たないため市場には超過需要が残る。一方、新規企業の参入・退出も考慮に入れた長期においては均衡が存在し、そこではすべての企業が有担保融資を選び、自らの生産量を平均費用が最小となる水準に抑えることが明らかになった。我々の研究は、借入をおこなう時に担保の必要性の有無が企業活動に与える影響を、理論(借入制約が企業の活動に与える影響に関する理論研究)と実証(企業の直面している借入制約と土地保有に関する実証研究)の両面から明らかにすることを目指している。そのために本年度は、需要に関するリスクに直面する経営者が、金利の低い有担保融資と金利の高い無担保融資のどちらを選ぶのかを調べるために理論モデルを使い、分析をおこなった。具体的には以下のようなモデルを作成した。新製品を開発し、それを販売する独占企業を設立しようとする経営者を想定する。新製品は資本設備と労働を投入することにより生産される。

彼が企業を設立するために必要な資金を調達するための手段は2つあり、一つは保有する資本設備を担保として出して低い金利で資金を調達する方法(有担保融資)と、もうひとつは担保を必要としないが、高い金利を支払うことにより資金を手に入れる方法(無担保融資)である。特に前者の方法では彼は保有する資本設備の量から借入制約に直面することになる。このモデルを使った分析の結果、経営者がどちらの融資方法を選ぶのかを決める上で、産業の属性が大きな影響を持つことが明らかになった。特に市場規模が大きい場合には経営者は無担保融資を選択する一方、不確実性が大きい市場では有担保融資が選ばれることが分かった。企業がどちらの融資方法を選ぶかは、限界費用に影響を与え、その結果として経済厚生にも影響を与えることになるため重要な含意を持つ。本年度得られた結果については論文の形にまとめることができた。研究はほぼ予定通りに進んでいる。我々の研究の目的は、企業が借入をおこなう時に、担保が必要か否かによって企業活動がどのような影響を受けるのかを、理論(借入制約が企業の活動に与える影響に関する理論的研究)と実証(企業の直面している借入制約と土地保有に関する実証研究)の両面から明らかにすることである。本年度は、理論研究については、昨年度完成した論文をもとに、さまざまな研究会等で報告をおこない、得られたコメントをもとに論文の完成度を高めることを目指した。さらに、企業が借入制約のある有担保融資とそのような制約のない無担保融資のどちらを選ぶのかによって、経済厚生にどのような影響を与えるのかに関しても分析に着手した。実証研究においては、担保に供しうる資産の量が企業の融資可能性や融資条件に与える影響を明らかにしてきたものの、借入制約の程度と担保用不動産の保有量の関係を統計的に明らかにするには至っていない。後者の分析に必要な政府統計等の個票データへのアクセスについては、一定の不確実性・制約が残るものの、目途は立っている。我々の研究は企業が資金を調達する場合に担保を要求されるか否かが企業活動に与える影響を、理論(借入制約が企業の活動に与える影響に関する理論研究)と実証(企業の直面している借入制約と土地保有に関する実証研究)の両面から明らかにしようとするものである。本年度は理論分析を開始し、実証研究についてはデータを整え、本格的な分析を開始する準備を整えることを目指した。まず、借入制約が企業の活動に与える影響に関する理論研究では、どのような要因が企業の融資方法の選択に影響を与えるのかを分析し、その結果を予定通り一本目の論文にまとめることができた。一方、企業の直面している借入制約と土地保有に関する実証研究では、途中で分担研究者の異動が決まり、その手続きや準備のために、データセットの作成が若干遅れることになったが、間もなく完成し、実証分析を開始できる予定である。理論分析については、まず昨年度作成した論文をさまざまなコメントをもとに改訂した論文を学会誌に投稿する。さらに、企業が借入制約のある有担保融資とそのような制約のない無担保融資のどちらを選ぶのかによって、経済厚生にどのような影響を与えるのかに関しても、結果をまとめ論文を完成させる。そのうえで、学会や研究会等で報告をおこない、論文の完成度を高め、学会誌への投稿を目指す。
アパタイトプレフォームの創製に関する研究

本研究の目的は<骨補填材料や再生工学の足場材料としての有用性が指摘されているアパタイト系三次元連続気孔多孔体の問題点である形態形成を解決するために、小さなアパタイトプレフォームを形成し、そのアパタイトプレフォームに硬化性を付与することにより所望の形状のアパタイトフォーム(三次元連続気孔多孔体)を調整する方法の可能性を検討する>ことである。本年度はこれまでの研究結果を受けて、アパタイトプレフォームの組成をα型リン酸三カルシウムに絞り、検討を行った。α型リン三カルシウムフォームは37°C相対湿度100%の擬似体内環境下で24時間以内に組成変化が認められず、硬化性を示さなかった。α型リン三カルシウムからアパタイトへの相変換は熱力学的安定相への溶解析出反応と考えられるため、当該反応を促進する目的でリン酸水素二ナトリウム水溶液中にて反応を行ったところ、アパタイト形成が認められたが硬化性は認められなかった。そこで、反応速度を増進する目的で水熱条件にて反応を行ったところ軽微な硬化性が認められた。電子顕微鏡観察の結果、針状結晶の形成と形成された結晶の絡まりあいが一部観察されたが針状結晶の大きさが限定的であり、硬化性の発現に必要な結晶の大きさを十分に確保できていないことがわかった。以上の結果からアパタイトプレフォームはα型リン酸三カルシウムを組成とし、アパタイト結晶が大きくなるようなシステムを構築すればアパタイトプレフォームに硬化性を付与できることが明らかになった。本研究の目的はアパタイトを組成とする三次元連続気孔多孔体は骨補填材料や再生工学の足場材料としての有用性が指摘されているが、アパタイトは脆性材料であり形態形成に問題がある。本研究の目的はセラミックスフォームの調整方法を応用して小さなアパタイトプレフォームを形成し、そのアパタイトプレフォームに硬化性を付与することにより所望の形状のアパタイトフォームを調整する方法の可能性を検討することである。本年度は研究計画の初年度としてα型リン酸三カルシウムフォームの調整条件を検討した。α型リン三カルシウムフォームはポリウレタンフォームをリン酸三カルシウム懸濁液に浸漬することによりポリウレタンフォームの骨梁上にリン酸三カルシウムを付着させ、乾燥した後で、電気炉にて1600度で焼成、大気中でクエンチ操作を行い、調整した。粉末X線回折法で分析したところ、組成はβ型リン酸三カルシウムあるいはα型リン酸三カルシウムのいずれを用いた場合においてもα型リン酸三カルシウムになっていることがわかった。気孔率は90%96%で、ほぼ全気孔が貫通していた。形成したα型リン酸三カルシウムフォームの反応性を検討するため、約5mm角のα型リン酸三カルシウムフォームを湿潤条件で24時間反応させたが、硬化反応は認められず、硬化させるにはより厳しい条件が必要であることがわかった。本年度は研究計画の初年度としてα型リン酸三カルシウムフォームの硬化反応をリン酸塩により促進する検討を行った。形成したα型リン酸三カルシウムフォームの反応性を検討するため、約5mm角のα型リン酸三カルシウムフォームを湿潤条件で24時間反応させたが、硬化反応は認められなかった。そこで、20ミリモル濃度のリン酸水素二ナトリウム水溶液中で反応を行わせた。アパタイト形成反応が促進されることが確認できたが、フォームの硬化には至らず、より厳しい条件で硬化反応を検討する必要があることがわかった。

電子顕微鏡観察の結果、針状結晶の形成と形成された結晶の絡まりあいが一部観察されたが針状結晶の大きさが限定的であり、硬化性の発現に必要な結晶の大きさを十分に確保できていないことがわかった。以上の結果からアパタイトプレフォームはα型リン酸三カルシウムを組成とし、アパタイト結晶が大きくなるようなシステムを構築すればアパタイトプレフォームに硬化性を付与できることが明らかになった。
英語表現のイメージ化と理解度、及び定着率の研究

3年間の研究を通して、英語表現、特に、動詞・形容詞・前置詞を中心とした表現と文法項目に見られるコア・イメージ図を作成し、そのイメージを定着させるための教材を開発した。初年度は、イメージ作りのための調査、特に、大規模コーパスデータを用いた調査を行った。2年度以降は、実際に大学の授業で用い、検証を行った。また、学生からのフィードバックをもとに修正を行った。3年間の研究で目標とする内容に到達したものと考えられる。成果については、国際学会(2013年・2014年)において採択されている。今後は、高校、あるいは中学校の英語教育、英語教員のブラッシュアップ教材として利用できるように公開する予定である。前年度に引き続き、語彙(動詞・形容詞・前置詞)のイメージ化を進め、そのイメージ図を授業で実際に用いて、理解度を確認するとともに、小テストによって学生の語彙、及び表現の定着率を測っている。定着率が良くないものについては、イメージ図を再度検証し、修正を加えた。また、適宜、研究成果の一部を電子化し、オンライン教材として公開する準備を進めている。さらに、本研究の成果の一部を「英語構文の生産性と英作文教育への応用(1012)」長崎大学大学教育開発センター紀要、「電子化教材が英語学習に及ぼす効果について(2013)]長崎大学言語教育研究センター紀要にまとめている。今年度は、統計処理をめざし、研究において開発した教材の有効性について学会発表を行う準備を進めている。教材開発については、英語コミュニケーションにつながる英語表現力の育成、passive vocabularyのactive vocabulary化、センテンスプロダクションに必要な時間短縮とコミュニケーションの円滑化を目標に行った。これらの目標と実際に開発した教材が英作文に応用できるかどうか授業を通して検証を行い、学生からのフィードバックをもとに教材のイメージ化に修正を行った。初年度は、イメージ作りのための調査、特に、大規模コーパスデータを用いた調査を行い、コアなイメージと発展的イメージの抽出、イメージにあった例文の選定、及び、イメージ作りを行った。研究の2年度以降は、実際に大学の授業で用いて教材の検証と効果の度合い、アンケート調査を行った。学生からのフィードバックをもとに修正を行った。語彙のイメージ図では、良好なフィードバックを得られたが、文法項目のイメージ図ではコアな部分と関連づけるのが困難な用法も存在することから、コアーと発展、それに例外的項目と観点から整理・修正を行った。最終年度の成果としては、国際学会で発表(2013年:京都大学)を行った。2014年においても国際学会での発表(オーストラリア・ブリスベン)に採択されている。今後は、e-learning教材として大学のみならず、高校、あるいは中学校の英語教育、英語教員のブラッシュアップ教材として利用できるように公開する予定である。また、高大連携のプログラムにおいても教材の使用と共有化を進めていきたい。特に、長崎大学と同様のCALL教室を整備している高校との教材の共有化をすすめたい。平成23年度における研究実績計画に基づき、基本動詞、前置詞、形容詞の使用域を大規模コーパスを用いて精査し、イメージ化を進めるための英文を精査する作業を行った。また、使用域を調べた語彙に関しては、基本動詞の中核の意味と拡張された意味の電子教材によるイメージ化を行った。イメージ化したものは、学生の反応、及び、理解度の度合いを調べるために、担当している授業において用い、そのイメージの定着をさらに深化させるための課題を作成した。また、多少理解しにくいとの反応があったものについては、修正を加えた。さらに、イメージ化教材とそれを補完する補助教材によって、英語運用能力の増強にどの程度役にたったかを調査した。この調査には、長崎大学で実施されているG-TELP(国際英検)を用いた。また、G-TELP受験後に、学生にアンケート調査を行い、イメージ化の研究が語彙理解、及びG-TELPに役立ったかを検証した。平成23年度の研究は、情報コミュニケーション学会第9回研究会(長崎大学平成24年6月9日)において、その成果、及び課題について発表が決定している。イメージ化における理解と英作文におけるタスク時間の関係については、別の学会で成果を発表することにしている。イメージ化、イメージ図の電子化、及びその公開については、計画とおりに進んでいる。研究者が所属する機関におけるオンライン教材に研究成果を反映することにしている。今年度は、研究全体を通しての成果をまとめるとともに、オンライン教材として公開する計画である。また、研究の成果と今後の研究への課題をまとめ学会で報告する予定である。イメージ化された教材は、授業で用い、その効果を随時検証できている。

また、その効果と課題については、学会発表を行っている。本研究の成果を語彙学習の指導方法に反映させとともに、文法指導にも反映させることを検討している。また、大学が有するオンラインシステムを通して、学内に公開し、フィードバックをもとにさらに発展させる予定である。長崎大学・活水女子大学が協定を締結している高校にも電子化教材の使用を可能にし、高校・大学の連携指導の具体策、行動計画をたてていきたいと考えている。今後は、旅費については学会発表、研究会発表用として支出し、成果の確認と課題について研究者との意見交換を行い、より成果が期待できる教材の開発を行う予定である。また、今後も動詞、形容詞、前置詞の中核イメージを行う。特に、日本人学習者が共通に抱える問題点を内包する語彙のイメージ化を推進したい。最終年度は、これまでの研究の成果を英語教育関連の国際学会、もしくは全国大会で発表する予定にしており、既に採択されている。したがって、発表に必要な経費、印刷費としての使用を行う予定である。教材の電子化を行い、e-learningプログラムとして開発する費用として用いる。また、23年度に教材化したものの成果、課題を発表する学会関係旅費としての支出を計画している。
卵黄タンパク質置換型高効率タンパク質発現システムの開発

本研究では、遺伝子工学的手法を用いて卵黄タンパク質を有用タンパク質と入れ替え、卵内に有用タンパク質を蓄積させるシステムの開発を目的とする。対象生物としては飼育と繁殖が迅速かつ簡便に行えるミジンコを用いる。ミジンコは微小なものの高密度で飼育できることから、卵黄タンパク質を有用タンパク質と置き換えることができれば容易に大量の目的タンパク質を得られる。エサは炭酸固定としても注目されている緑藻を用いることから、「炭酸固定をしながら水から有用タンパク質を作る」ことが可能になる。(1)このために細胞外へタンパク質を分泌するのに必要な分泌シグナルペプチドとGFPを融合させた「分泌型GFP融合遺伝子」を挿入したプラスミドを作製した。(2)この作製したプラスミドDNAを一過的に卵に導入し、融合遺伝子産物の局在を蛍光顕微鏡で観察し、細胞外にGFPタンパク質が分泌されていることを確認した。並行してマイクロキャピラリーを用いてヘモリンフを採取し、蛍光の測定およびウエスタン法などで、実際にヘモリンフ中に分泌される融合タンパク質を確認した。(3)この「分泌型GFP融合遺伝子」にさらにビテロジェニン受容体と相互作用するドメインを融合させ、「ビテロジェニン受容体結合GFP遺伝子」を作製した。(4)作製した「ビテロジェニン受容体結合GFP融合遺伝子」をミジンコ卵に顕微注入するこことよより、その融合遺伝子を発現させることに成功した。一過的な解析においては、融合遺伝子を注入後、約1週間培養をつづけ、育房に産み付けられた卵を回収したところ、蛍光顕微鏡観察によってマーカーとしているGFPタンパク質の卵への蓄積を確認することができた。震災の影響で水槽が被害を受けたほか、その後のミジンコの生育も正常になるのに時間を要したことから、予定よりもやや遅れている。しかしその後、順調に回復していることから、予定通りに本研究課題を遂行できると思われる。「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」をCRISPR/Cas9を用いてビテロジェニン遺伝子の下流に挿入する。また実際にビテロジェニン遺伝子を組換えタンパク質産生遺伝子と置換するための遺伝子操作を行う。具体的には下記の操作を予定している。(1)「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」をもつトランスジェニック系統を用い、ビテロジェニン遺伝子の両端にloxP配列を挿入する。挿入に際してはCRSPR/Cas9を用いる。(2) (1)のloxPの系統と並行してCreリコンビナーゼ発現系を作製する。ヒートショック遺伝子の制御領域下にCreリコンビナーゼ遺伝子を導入したトランスジェニックミジンコを作製する。(3) (1)のloxP系統および(2)のCre系統を掛け合わせCre-loxPが機能する系統を作製する。ミジンコは通常単為生殖で増殖するためメスしか存在しないが、ミジンコを幼若ホルモン処理することでオスを作ることができ交配が可能になる。この系統を用いて実際にヒートショック処理をすることにより、「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」が卵黄遺伝子のかわりに卵内に蓄積されることを確認する。(4)実際に作製したHSP70A(プロモーター)-Cre遺伝子と「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」をもつ系統を用いて、ヒートショックにより卵内にGFP遺伝子産物が蓄積されることを確認する。(1)我々はすでに幼若ホルモン応答DNA配列を有するプロモーターが、ミジンコの脂肪体特異的な発現することを見出している。そこでこのプロモーターの下流に分泌シグナルペプチドとGFPを融合させた「分泌型GFP融合遺伝子」を挿入したプラスミドを作製した。(2)この作製したプラスミドDNAを一過的に卵に導入し、融合遺伝子産物の局在を蛍光顕微鏡で観察する。(4)作製した「ビテロジェニン受容体結合GFP融合遺伝子」をミジンコ卵に顕微注入し、その発現を確認した。一過的な解析においては、融合遺伝子を注入後、約1週間培養をつづけ、育房に産み付けられた卵を回収し、蛍光顕微鏡でマーカーとしているGFPタンパク質の卵への蓄積を確認することができた。ミジンコのビテロジェニン遺伝子から、ビテロジェニン受容体結合領域を同定することができ、この領域を融合させたGFPタンパク質は、実際に血中をとおり卵中に蓄積させることが確認できた。これは目的タンパク質を卵中に輸送するために必須の知見であったが、これを検証できたことで、研究の進捗はおおむね順調に進展していると判断できる。今後は、この遺伝子を含むトランスジェニック系統を樹立すること、またビテロジェニン遺伝子と作製したキメラ遺伝子を置換することにより、研究目的を達成できる可能性がある。

対象生物としては飼育と繁殖が迅速かつ簡便に行えるミジンコを用いる。ミジンコは微小なものの高密度で飼育できることから、卵黄タンパク質を有用タンパク質と置き換えることができれば容易に大量の目的タンパク質を得られる。エサは炭酸固定としても注目されている緑藻を用いることから、「炭酸固定をしながら水から有用タンパク質を作る」ことが可能になる。(1)このために細胞外へタンパク質を分泌するのに必要な分泌シグナルペプチドとGFPを融合させた「分泌型GFP融合遺伝子」を挿入したプラスミドを作製した。(2)この作製したプラスミドDNAを一過的に卵に導入し、融合遺伝子産物の局在を蛍光顕微鏡で観察し、細胞外にGFPタンパク質が分泌されていることを確認した。並行してマイクロキャピラリーを用いてヘモリンフを採取し、蛍光の測定およびウエスタン法などで、実際にヘモリンフ中に分泌される融合タンパク質を確認した。(3)この「分泌型GFP融合遺伝子」にさらにビテロジェニン受容体と相互作用するドメインを融合させ、「ビテロジェニン受容体結合GFP遺伝子」を作製した。(4)作製した「ビテロジェニン受容体結合GFP融合遺伝子」をミジンコ卵に顕微注入するこことよより、その融合遺伝子を発現させることに成功した。一過的な解析においては、融合遺伝子を注入後、約1週間培養をつづけ、育房に産み付けられた卵を回収したところ、蛍光顕微鏡観察によってマーカーとしているGFPタンパク質の卵への蓄積を確認することができた。震災の影響で水槽が被害を受けたほか、その後のミジンコの生育も正常になるのに時間を要したことから、予定よりもやや遅れている。しかしその後、順調に回復していることから、予定通りに本研究課題を遂行できると思われる。昨年度までに機能することが確認できた「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」をCRISPR/Cas9を用いてビテロジェニン遺伝子の下流に挿入する。また実際にビテロジェニン遺伝子を組換えタンパク質産生遺伝子と置換するために、下記の一連の研究を行う。(1)「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」をもつトランスジェニック系統を用い、ビテロジェニン遺伝子の両端にloxP配列を挿入する。挿入に際してはCRSPR/Cas9を用いる。(2) (1)のloxPの系統と並行してCreリコンビナーゼ発現系を作製する。ヒートショック遺伝子の制御領域下にCreリコンビナーゼ遺伝子を導入したトランスジェニックミジンコを作製する。(3) (1)のloxP系統および(2)のCre系統を掛け合わせCre-loxPが機能する系統を作製する。ミジンコは通常単為生殖で増殖するためメスしか存在しないが、ミジンコを幼若ホルモン処理することでオスを作ることができ交配が可能になる。この系統を用いて実際にヒートショック処理をすることにより、「ビテロジェニン受容体結合型GFP遺伝子」が卵黄遺伝子のかわりに卵内に蓄積されることを確認する。
トランスフェリン-PEG-リポソームを用いた癌治療遺伝子の固形癌への送達法の開発

申請者は、課題である『トランスフェリン-PEG-リポソームを用いた癌治療遺伝子の固形癌への送達法の開発』に対し、以下の実験を行ったので、その結果を報告する。前年度、開発した手法におけるリポソーム-DNA複合体(リポプレックス)の担癌マウスでの腫瘍組織への移行性及び発現性を、放射活性ラベル体を用いた体内動態及び、腫瘍組織におけるレポーター遺伝子の発現(luciferase活性)より検討した。その結果、腫瘍組織におけるluciferase活性は、非常に弱く、TNFによる集積増強処置を行うまでもないほどであった。そこで、計画書に示した『陽荷電物質を核にしたDNA複合体をリポソームに封入する方法』を元に、より安定なリポプレックスの調製法を検討した。中でも、DNA/プロタミン複合体を超音波処理によって微粒子化したePCリポソームにて封入する調製法は、DNAの封入率を約40-60%と水和法以上に高くし、粒子径を約200nm以下に抑える事が出来た。更に、このリポプレックスは、DNase耐性を示し、DNA/プロタミン複合体の解離試薬にも耐性を示した事から、完全にリポソーム内にDNAを封入すると考えられ、高い安定性を示すものと考えられた。また、これにpH感受性膜融合物質sucPGを添加したもので、培養細胞(colon26,AsPC-1)に対する遺伝子(luciferase活性)の発現が観察された。更に、トランスフェリンの添加で、無添加のものと比べ2倍に達する発現が見られ、トランスフェリンを用いる有用性が確認された。以上が、本研究における経過である。現在、担癌マウスで、体内動態及び、腫瘍組織におけるレポーター遺伝子の発現を検討中である。申請者は、平成10年度の達成課題である『トランスフェリンPEGリポソームを用いた導入遺伝子の封入法の開発』に対し、以下の実験を行ったので、その結果を報告する。実験は、リポソーム-DNA複合体(リポプレックス)を調製し、その粒子径、DNA封入率、遺伝子の発現について動的散乱法、電気泳動、培養細胞へ導入したレポーター遺伝子の発現(β-ガラクトシターゼ活性)等から検討を行った。計画・方法の(1)に示した『陽荷電脂質リポソームを用いた遺伝子の封入法』については、リポプレックスの作成法について検討を行った。リポプレックス作成時にDNA溶液の混合を凍結乾燥リポソームに対して行うことで、脂質薄膜に対してするよりも、粒子径、DNA封入率等が、均一に作成されることが示された。計画・方法の(2)に示した『陽荷電物質を核にしたDNA複合体をリポソームに封入する方法』については、陽荷電物質について検討を行った。陽荷電物質として、プロタミン、ポリリジン、スペルミジン等について検討を行ったところ、そのDNAの封入率と粒子径についてはさほど大きな差は得られなかったが、培養細胞(COS-7)に対するβ-ガラクトシターゼ活性の発現に顕著な違いが見られ、特にプロタミンとポリリジンにおいて高い発現が観察された。更に、このプロタミンを用いたリポプレックスにトランスフェリンを添加することで、無添加のものと比べ2倍に達する発現が見られ、トランスフェリンを用いる有用性が確認された。以上が、本研究における経過であるが、1999年2月に米国・U.C.S.F..にて、ウィルスに依らない遺伝子キャリアーの開発の会議が開催され、そこで様々なリポプレックスの作成法が報告された。このことは、この分野の発展と必要性を示し、本研究においても更なる改良を行うために、次年度においても継続して行う必要が感じられた。
マウス核移植技術の開発による正常クローン胚・胎盤の構築

精子および卵子ゲノムは、受精により全能性を獲得する。この全能性の獲得には、卵子細胞質が大きく関わる。体細胞核移植は、その卵子細胞質中に存在する母性因子を利用して体細胞ゲノムに全能性を賦与する技術であるが、核移植クローン胚の多くは発生停止をしたり、あるいは生後の異常表現型を呈する。よって、正常な受精および体細胞核移植クローンにより得られた胚・胎仔・産子を詳細に解析することにより、完全な全能性獲得のための条件が明らかになると期待される。本研究では、発生工学的技術と最新のゲノム解析技術を駆使することにより、全能性獲得とその後の正常な発生・出生・成育に至るエピゲノム条件を明らかにする。
幼児・児童の避難行動における経路誘導ナビゲーションと教師の遠隔指示システムの開発

幼児小学校低学年児の避難行動について経路誘導ナビゲーションのインタフェース開発と教員による経路指示システムの利用可能性に関する検討を行った。その結果(1)市販のナビのコンテンツ分析より、副次的情報の表現形態や過多により、有事に必要な情報選択が子どもに困難となりうること、(2)幼稚園の園務情報化調査により、防犯・防災システムへの支持が非常に高いが、導入へのハードルが高いこと、(3)教師用経路指示シミュレーターの調査より、2D画面が3D画面より緊急時には判断しやすいこと、(4)AR(拡張現実)ナビの試作とモニター調査により、幼児でも指示情報への対応が十分可能であること、等が明らかにできた。幼児小学校低学年児の防災教育支援の一環として、災害発生時における避難行動について大人による誘導や支援が困難な場合の経路誘導ナビゲーションの開発と、通信復旧時の教員による経路確認及び指示システムの検討を目的としている。2012年度は、前年度に実施した防災対策を含む「幼稚園ICT活用アンケート調査」研究の成果より「低年齢児のICT活用については、まず、教師自身の活用および指導スキルの検討が優先されるべき(日本教育工学会論文誌(2013)に採録)」との見解をふまえ、「(実験3)教師向け経路誘導システムの開発」研究を優先させた。特に、本研究はシステムにおけるユーザインタフェースと認知的な適性について検討していることから、試作したシミュレーターをもとに、操作所要時間と感性評価の計測を行った。実験の比較要因として、「(1)校舎内の被害状況を監視カメラで確認し(探索段階)、(2)安全な避難経路を策定して送信用ディスプレイへタッチパネルで入力する(入力段階)」の2過程を、(A)分離して別個に処理する条件、(B)同時に並行処理する条件、を比較している。また、実験条件で設定した校舎図を(a)2次元デザイン(平面図)条件、(b)3次元デザイン(立体図)条件の視認性についても比較した。被験者は小学校教諭36名で、前者を被験者間要因、後者を被験者内要因に設定した。実験の結果、前述の2条件共に主効果が有意であった。まず、前者の処理条件については、並行処理の方が分離処理よりも早く完了できることがわかった。また、後者の画面デザインは、2次元の方が3次元よりも視認性に優れることがわかった。ただし、被験者の感性評価については、校舎内を探索する(1)の段階では2次元の方がわかりやすいが、経路策定及び入力の段階では3次元の方がイメージしやすいという、操作所要時間の結果とは異なる印象を持たれていることがわかった。本研究では、低年齢児用避難誘導ナビゲーション機器と教師用遠隔誘導システムの構築を想定して、(1)幼稚園・保育所等における情報利用環境について現状を把握し、利用可能とする条件を検討すること、さらに、現行の園務情報支援システムについて調査し、防犯・防災利用の可能性について検討すること(2)教師用遠隔誘導システムの利用を想定して、災害状況の確認及び避難経路の入力用機器として最適なインタフェースデザインを設計し、そのシミュレーターのユーザビリティについて実験的に検討すること、(3)AR型低年齢児用避難誘導ナビゲーションのシミュレーターを作成し、子どもに生じる誤操作や認知的なエラー等、問題点を検討すること、以上3点をねらいとしている。その結果、(1)については、幼稚園教諭にとって、園務支援システムの必要性や可能性については比較的肯定的に受けとめられていると考えられ、特に、子どもの防犯・防災等、安全対策については多く支持されていることが明らかになった。ただし、アンケートの自由記述に於いては、不安や課題を示すものも多く、具体的な効果や利便性の実感による解決を目指すことが必要であることが考えられた。今後、安全対策のメディアやネットワークの活用を考える上で、対象となるユーザの正しい理解に努めることの重要性が示唆された。(2)については、シミュレーターによる課題遂行時間の結果から、2次元画面を基本とするインタフェースが、操作性や判断容易性から適切であることが確認できた。ただし、実験後の印象評価では入力段階について評定値上は3次元の方がやや高くなる傾向が確認された。(3)については、被験者のメディア利用経験によるが、ARマーカーの同定に時間がかかり、慌てる様子が見られた。今後、屋内型GPS技術の発展に期待しつつ、校舎内のような微細な環境条件の差異にも即応する情報提示が可能となるよう継続検討する。本研究は、幼児小学校低学年児の防犯、防災教育支援の一環として、災害発生時における避難行動について、大人による誘導や支援が困難な場合の経路誘導ナビゲーションのインタフェース開発と、通信復旧時の教員による経路確認および指示システムの検討を目的としている。本年度は、当初の計画に基づき、2つの調査研究に着手した。第一に、市販のポータブルナビ、携帯電話搭載ナビ等について悉皆調査を行い、機能分析を通じて低年齢児の利用可能性について検討した。

主な結果は、(1)画像の高解像度化によりアイコンやランドマークの精密性が向上しているが、同時に周辺情報も詳細となったため、子どもの場合、位置情報の特定が困難になる可能性があること、(2)サブ画面情報や写真情報との合成、キャラクター設定など、情報が豊富になっているが、冗長な内容が中心情報になっているものも見られたこと、(3)歩行者向け機能の充実はナビゲーション専用機よりも携帯電話用アプリケーションに多く見られ、高架橋や地下道を優先とした検索機能も実用性が高くなっていること、などが確認された(詳細なデータリストは別途HPにて公開予定)。ただし、いずれも子ども利用を想定して開発されていないため、これらの調査データおよびこれまでの実験データに基づき、「子ども向けナビ開発のための指針」の作成が必要と考えられた。第二に、教師による経路誘導システムは、防犯、防災対策という校務の情報化に集約されるべきものであるため、現行の園務情報システムを対象とした機能分析および導入園のヒアリング調査を行った。さらに、全国500園の幼稚園を対象に機能のニーズについて郵送アンケート調査を行った。その結果、園務情報システム既導入園のうちほとんどが部分導入(または部分利用)であり、未導入園を含め、導入を支持する園務機能として「防犯、防災対策」が高位になっていることなどが明らかになった。前年度研究計画書に示したとおり、幼稚園や小学校に防災支援システム等、メディアや通信機器を導入する場合、教師および保育者のコントロールに必要となる「教師にとってのユーザビリティ」および「システムの俯瞰的理解」が求められる。このことから、平成24年度計画と平成25年度計画の順序を入れ替え、教師のユーザビリティをシミュレーターの開発により実験的手法で調査している。その結果、現実的かつ実用的な問題点を見出すことができ、子どものナビゲーションシステムと連動したシミュレーターの開発につなげることができるものと考えている。この成果については、EdMedia(メディア教育についての国際学会)にProposalを投稿し、FullPaperとして採択されている。この内容を、平成25年6月2428日にヴィクトリア(カナダ)で開催される学会でプレゼンテーションできる運びとなった。最終年度において、研究成果を国際学会で発表し、東日本大震災以降、子どもの生命を守るあらゆる研究の中で教育工学分野から1つの知見を提供して、他国の安全教育に対する考え方や特色ある取り組みの情報交換ができることで研究の発展性を見出してさらなる研究につなげていく、という当初の計画に沿っており、順調であると考えている。調査研究の必要性と充実化を考え、機器購入による調査を削減し、また、機器開発メーカー等の訪問調査件数を削減し、園務情報システムについての郵送調査を行い、現職教員への実用性やニーズを詳細に検討できた。これにより、教育現場の真のニーズに即した研究開発につながるよう、有意義な調査研究へ軌道修正を図ることができたと考えている。さらに、これらの調査結果と過去の実験データを照合しながら、日本教育工学会への論文投稿や日本教育メディア学会等への学会発表につなげることができた。