hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
折り紙と3Dプリンターを融合した初等・中等教育向け教材の開発

近年理系離れは解消したように見えるが、実は理系は深刻化している。本研究では真に理系好きの子供たちを育てることを目的とし、子供たちが興味を示すと考えられる、折り紙と3Dプリンターを融合した教材を開発した。教える側が3Dプリンターを使えなくてはならないので、教員向けに、申請者が以前作成したパズルの要素を含んだ幾何学モデルを3Dプリンターで出力できるようにstlファイルを作成し、そのファイル作成法を記した冊子を作った。この冊子は高校生でも理解でき様な内容になっている。中学生・高校生向けに折紙と科学技術に関する講演を行い本冊子の拡宣に努めた。不況時に見られる見せ掛けの理系志願者増加が深刻な状況になってきている。大学では理系に興味が無い学生が理系学部に在籍することで、理系学部全体のレベルが低下している。世界的に見ると、科学・技術立国といわれ、「ものづくり」を得意とした日本の地位を揺るがす状態となっている。この問題を解決するために、真に理系好きの子供たちを育てるべく、折り紙を用いた教材開発を行ってきた。成果はあったが、さらに「ものづくり」にまで発展させるには自ら「ものづくり」を体験することが重要だと考え、「ものづくり」の元となる想像力を養う折紙に「ものづくり」を実践できる3Dプリンターを組み合わせた教材を提供することを研究の大きなテーマとした。大学、高等専門学校には既に3Dプリンターが導入されつつあり、文科省が高等学校、中学校にも3Dプリンターを導入する計画を立てている。そこで、生徒に教える立場にある教員が3Dプリンターを使えるようにすることが導入に際しての第1の関門であると考え、教員用に3Dプリンターの使用方法を説明した冊子を作ることにした。学校で使用するプリンターとして容易に手に入るABSやPLA樹脂積層型のプリンターを用いたプリンターの使用条件を調べた。予想以上に技術的な問題が多く、まだ、3Dプリンターが発展途上にあることがわかったが、そのような状況でも温度、積層ピッチ、等使用する際のコツを明らかに出来た。また、3DCADフリーソフトによる3D構造物の作成についても、簡単なものを教員が自作できる解説を作った。折紙で製作した教材との関連として3Dプリンターで出力したものとは、材質が大きく異なることから、まず、「厚さ」、「剛体折り」の問題を解決すべきであることから、「厚さを考慮した折畳み」および「剛体折り可能な折畳み法」に関する研究を行った。3Dプリンター導入に際して参考にしたカタログ、製作見本に比べ、実際に製作した物のグレードはかなり低く、使用方法もきわめて面倒なものであった。したがって、誰がやってもある程度のグレードまで持っていけるような条件を探索するのに、かなりの時間がかかった。また、同じ程度の値段の3Dプリンターでも出来上がりにかなりの違いが有り、その点をどう克服するかはまだ未解決である。3DCADソフトも、フリーのソフトはかなり使いにくい。しかし、研究の目的が、「費用をかけずに自作できる」というものであるから、「いかにわかりやすく解説するか」を考えるのに時間がかかり、完全なものはできていない。また、ソフトの性質もそれぞれ異なることから、個別に使用方法を解説する必要があり、この点についてもまだ、未解決である。当初の目標は、指導書を広く公開することであったので、以上の状況より、進捗状況としては、「やや遅れている」とした。科学技術立国と言われていた日本の地位は年々後退し、学術面でも世界ランキングが下降しつつある。その要因として政府からの大学への交付金の大幅な減額、ゆとり教育の弊害が挙げられている。これらの問題を即座に解決する方法は無く、地道に時間をかけて解決するしかない。解決法の一つとして、初等・中等教育過程の生徒に科学技術の面白さを伝え将来科学技術、学術面で日本を背負って立つような人材を育てることが挙げられる。そこで、科学の面白さを伝えるために折紙を用いた教材開発を行い、技術開発の大切さ、「ものづくり」の面白さを伝えるために3Dプリンターを用いた教材開発を行ってきた。折紙に関しては、教材そのものを取り入れる学校はまだ現れていないが、教育現場においてようやくその有用性が認識され始め、折紙に関する授業を受けたいと言う中学校、高等学校が増え、28年度は20件ほどの模擬授業を行った。もう一つの命題である「ものづくり」を体験させるための3Dプリンターを用いた教材開発に関しては、困難を極めた。文科省は昨年度までに中学・高等学校にも3Dプリンターを導入する計画を立てていたが、実際にプリンターを導入したのは、機械系、工業系の高等学校数校のみであり、普通科高等学校、中学校にはほとんど導入されていない。そのため、普通科高等学校、中学校、小学校への3Dプリンター導入を大前提として3Dプリンターの使用法及び製作モデルをセットにした教材を作成したが、3Dプリンターを所有する学校が無いため、役立たせることが出来なかった。ただし、プリンター自体は技術の向上により、使い易くなっているため、昨年度作成した仕様書を書き換え、使用条件を緩和したものにした。また、製作モデルには、折紙で作製したソーラーパネルを厚さのあるパネルで作製する方法を示し、自作できるようにした。3Dプリンターの性能はこの1年でかなり向上しており、使い勝手がよくなったので、教材としての指導書を書き直した。また、実際に製作するモデルも生徒が興味を示すと思われる、宇宙関連のモデルとした。この点までは、順調に進捗しているが、教育現場で3Dプリンターを導入しているところがほとんど無く、指導書、製作モデルを提供することが出来なかった。

当初の目標は、指導書を広く公開することであったので、以上の状況より、進捗状況としては、「やや遅れている」とした。初等・中等教育過程の生徒に理数系教科の面白さを教え、将来科学技術分野で日本を背負って立てるような人材を育てることを目指し、折り紙と3Dプリンターを用いた魅力ある教材の開発を行ってきた。平成29年度も折紙に関する講習会(模擬授業)を10回以上行った。内容は、折り紙の歴史から始め、折紙が工学、医学、数学など学術的な方面でいかに活用されているかを講義した。また、実際にミウラ折り、円筒折りを生徒達にやらせた。非常に好評であり、講義のあと質問に来る生徒も多数いた。一方、3Dプリンターに関しては、文科省が3Dプリンターの高等学校、中学校への導入をやめたので、学校に出向いて実地に指導することができなかった。しかし、やがて必ず導入される時期が来ると考えられるので、「折紙モデルを基にした3Dプリンターで造形できるモデル」を記した冊子を前述の講義時に紹介し、希望者に配布した。冊子の内容としては、1幾何学の最も基本である正多面体、アルキメデスの多面体の製作方法、2折紙では製作に時間がかかるが、3Dプリンターでは一度stlファイルを作れば、自動的に製作できるというメリットを生かした空間充填構造物、3折り紙で作るのは困難な、あるいは時間がかかるフラクタル構造4折り紙で作ると手間がかかるノーモン(3Dプリンターで作る際には1パーツだけstlファイルを作れば、あとは一定の倍率で、拡大・縮小するとすべてのパーツができる)5幾何学パズルの作製。例えば、正方形をある個所で分割すれば正3角形に変換できるパズルなどである。作図に時間がかかる、製作に時間がかかるなど折紙が苦手とする部分を3Dプリンターで補完できるような冊子になっている。近年理系離れは解消したように見えるが、実は理系は深刻化している。本研究では真に理系好きの子供たちを育てることを目的とし、子供たちが興味を示すと考えられる、折り紙と3Dプリンターを融合した教材を開発した。教える側が3Dプリンターを使えなくてはならないので、教員向けに、申請者が以前作成したパズルの要素を含んだ幾何学モデルを3Dプリンターで出力できるようにstlファイルを作成し、そのファイル作成法を記した冊子を作った。この冊子は高校生でも理解でき様な内容になっている。中学生・高校生向けに折紙と科学技術に関する講演を行い本冊子の拡宣に努めた。いままでに作製してきた折紙モデルを元に厚さ、剛性などを考慮して3Dプリンターで出力できるモデルを再構築し、web上で公開する。CADによる3Dモデルの製作方法、3Dプリンターでの出力方法を丁寧に解説したものを公開する。以上は教員に対するものであり、これを生徒用にさらに平易に書いたものを作成し、「ものづくり」を体験しつつ、理系科目を楽しく習得できるようにする。3Dプリンターの初等・中等教育現場への導入が遅れている、あるいは、行われない、と言う状況下では3Dプリンターの指導書を教育現場へ広く公開するのは無意味となる。
同効一般用医薬品の有用性に関する比較検討

頭痛に対する鎮痛薬として用いられている一般用医薬品(OTC薬)のうち、ロキソプロフェン、イブプロフェン、サリチル酸又はアセトアミノフェン+エテンザミドを成分とする薬剤について効果および使用者の満足度について比較検討を行ったところ、効果、使用者満足度とも3群間に有意な差はみられなかった。アレルギー性鼻炎に対するOTC薬のうちフェキソフェナジン製剤とクロルフェニラミンマレイン酸塩含有製剤について、鼻症状(鼻水、くしゃみ、鼻づまり、鼻のかゆみ)について比較検討した結果、2群間にいずれも有意な差は見られなかった。ただし不快作用は後者の群がやや多い傾向が見られた。初年度は当初計画のとおり頭痛用鎮痛薬に関する効果および使用後満足度等の比較検討を行った。鎮痛効果は0から100mmまでのVASスケールを用い、薬剤服用者に服用前から服用後0.5, 1, 2, 3, 4, 6, 8時間後の痛みの程度を記録紙に記入してもらうことによって、また満足度は、服用者の5段階評価によって評価した。平成27年10月から平成28年1月の研究期間に合計41例のデータが集積された。そのうち服薬前の痛みスコア30以上の39例について中間解析を行った。服用薬剤はロキソプロフェン製剤27例、イブプロフェン製剤3例、アスピリン製剤5例、アセトアミノフェン+エテンザミド製剤3例、イソプロピルアンチピリン+アセトアミノフェン製剤1例であった。そこで先ず、ロキソプロフェン群と(アスピリン、アセトアミノフェン+エテンザミド)群について鎮痛効果の比較を行った。服薬前の痛みスコアはそれぞれ65±17(SE)、58±21で有意差はなかった。服薬後両群とも著名な痛みスコアの低下がみられ、服薬6時間後まで持続した。薬剤群間で鎮痛効果に差がみられるかどうか、二元配置(2要因)分散分析(1要因対応なし、1要因対応あり)を行ったところ、薬剤群間には有意差が見られなかった。薬剤服用者の服用後満足度についてもロキソプロフェン群:大変満足6、満足19、どちらとも言えない2、アスピリン等群:各々3,4,1であり、カイ二乗検定の結果両薬剤群間に有意な差はみられなかった。初年度、倫理委員会への申請、各研究協力者(一般用医薬品取扱いのある保険薬局薬剤師)との打ち合わせなど研究開始までの準備に時間を要し、実際の研究開始が平成27年10月からとなり、当初予定よりも遅れた。また保険薬局における臨床研究ということで、一般用医薬品購入者の本研究への理解・協力を得るのに時間を要し、症例の収集速度がやや遅滞している。しかし研究の方向性は当初の目的のとおりに進んでいる。平成27年10月1日から平成28年9月30日、熊本県人吉市、鹿児島市、宮崎県延岡市の3薬局で頭痛用一般用医薬品(OTC薬)を購入された生活者を対象に、服薬後の頭痛強度の変化、使用者満足度等の調査を行った。効果の評価は痛み強度を100 mmのVAS Scaleに記入する方法によって行い、満足度は、大変満足から大変不満までの5段階評価法を用いた。調査対象者は98名であり、薬剤服用前の痛み強度30未満と記載に不備の見られた症例を除外し86例を解析対象とした。調査対象OTC薬はロキソプロフェン(LOX)、イブプロフェン(IBU)、アスピリン(ASA)、アセトアミノフェン(AA)+エテンザミド(EZ)を鎮痛成分として含有するOTC薬であった。対象者の服薬前の痛み強度は66±17であり、服薬後30分以降6時間後まで有意な強度の低下及び効果の持続がみられた。鎮痛成分でLOX群、IBU群、ASA及びAA+EZ群に分け、鎮痛効果および使用者の満足度を比較したところ、服薬前の痛み強度はそれぞれ67±18、64±16、65±19と差がなく、服用後の効果及び満足度には薬剤群間に有意な差はみられなかった。また製品間比較としてイブAとイブクイック頭痛薬、ロキソニンSとイブAの間にも、効果及び満足度ともに有意な差は見られなかった。購入後薬剤の服用回数と満足度の関係においては、服用回数が多くなるとともに有意な満足度の低下が見られた。これらの成績から、薬局店頭で購入・使用される、軽度及び中等度頭痛に対するOTC薬に関しては、その効果や使用者満足度に薬剤間の大きな差は無いものと考えられた。平成28年10月以降現在まで、アレルギー性鼻炎用OTC薬について同様の薬剤間の比較調査を実施中であり、平成29年2月末日までに28例の症例が収集された。現在もなお調査を継続中である。本研究の進捗は、保険薬局における一般用医薬品購入・使用者の好意的な研究への参加に依存するが、その理解・協力を得るのに時間を要し、当初の計画よりはその症例収集速度に遅延を生じている。しかし研究の方向性は、当初の計画のとおりに進んでいる。頭痛用及びアレルギー性鼻炎用一般用医薬品(OTC薬)の有用性について、比較検討を行った。1.頭痛用OTC薬について:痛みの強度は100 mmのVAS Scale法によって測定した。調査対象者は98名であり、記載不備等の症例を除外した87例を解析対象とした。

全解析対象者の服薬前の痛み強度は65.1±16.9(平均±SD)であり、服用前と服用後30分6時間との間には有為な痛み強度の減少が認められた。鎮痛成分としてロキソプロフェン群(56例)、イブプロフェン群(17例)、アスピリンおよびアセトアミノフェン+エテンザミド群(13例)間の鎮痛効果および使用者満足度を比較した結果、効果および満足度とも3群間に有意な差は認められなかった。またロキソニンS群(37例)とイブA群(10例)との間にも、鎮痛効果および満足度に有為な差は認められなかった。2.アレルギー性鼻炎用OTC薬について:効果は鼻水、くしゃみ、鼻づまり、鼻のかゆみ、目のかゆみ、涙目に関する5段階評価(0:症状なし、1:軽い、2:やや重い、3:重い、4:非常に重い)を薬剤使用前、使用開始日、開始後3,5,7日に実施する方法で行った。全調査対象者は83名であり、記載不備等の症例を除外した42例を解析対象とした。そのうちアレグラFX群(A群:22例)とクロルフェニラミン含有薬剤群(C群:10例)について見たところ、A群およびC群共に、内服後、鼻・目の症状スコアを有意に低下させ、1日目より効果を発揮していることが分かった。但し2群間に、鼻水、くしゃみ、鼻づまり、鼻のかゆみ、目のかゆみに対する効果の差はみられなかった。使用者の満足度に関しても有意な差は見られなかった。不快作用の経験においては、有意差は見られかったが、C郡の方がやや多い傾向がみられた。頭痛に対する鎮痛薬として用いられている一般用医薬品(OTC薬)のうち、ロキソプロフェン、イブプロフェン、サリチル酸又はアセトアミノフェン+エテンザミドを成分とする薬剤について効果および使用者の満足度について比較検討を行ったところ、効果、使用者満足度とも3群間に有意な差はみられなかった。アレルギー性鼻炎に対するOTC薬のうちフェキソフェナジン製剤とクロルフェニラミンマレイン酸塩含有製剤について、鼻症状(鼻水、くしゃみ、鼻づまり、鼻のかゆみ)について比較検討した結果、2群間にいずれも有意な差は見られなかった。ただし不快作用は後者の群がやや多い傾向が見られた。当初計画では初年度に頭痛用一般用医薬品について、2年目と3年目にアレルギー性鼻炎用薬に関する研究を行う予定であったが、頭痛に関する症例収集が若干遅延しているため、頭痛に関する症例収集を本年9月まで延期し、その後アレルギー性鼻炎用薬に関する症例収集を開始することとする。アレルギー性鼻炎用薬に関する研究開始までには、倫理委員会の承認取得、効果評価方法の確認、研究協力者との打ち合わせを行う。又本年10月以降は頭痛用薬に関する解析を進め、年度内の学会発表、次年度の論文発表を目指す。連携研究者、研究協力者を交えた研究成果報告会を開催し、初年度研究結果の共有ならびにその解釈に関する意見交換等を行う。一般用医薬品の効果的な用い方に対する生活者の理解を深めるため、研究協力者所属薬局の立地する熊本県人吉市、鹿児島市、宮崎県延岡市において講演会を開催する。頭痛用一般用医薬品(OTC薬)に関しては、現在までに収集されたデータを元にさらに多方面からの解析を進め、OTC薬のより適正な使用に資する新情報提供を目指す。また同時に、更なる症例の追加を目指し、薬剤間の比較成績の増加を目指す。アレルギー性鼻炎用OTC薬に関しては、現在進行中の症例収集を本年10月まで継続して行い、その後解析、成果の報告を行う。研究の方向性に関する変更はない。臨床薬学研究協力者所属薬局からの平成28年2月以降3月末日までの薬剤費請求がまだ行われていないため、その分が次年度使用額に含まれる。
マグマと鉱物の間の水の水素同位体分配の研究

SuzuokiーEpstein(1976)や、Graham et al.(1984),私達の実験結果から、花崗岩が結晶してから,周辺に水(H_2O)が存在していたとしたら、その角閃石ー黒雲母のδDーX_<Fe>の値を測定すると,日本列島の多くの花崗岩のような特徴になるはずである。それはX_<Fe>が0.6以下であるときはSuzuokiーEpsteinの実験式[10^3lna_<MーW>=ー22.4×10^6T^<ー2>+26.3+(2X_<Ae>ー4X_<Mg>ー68X_<Fe>)]にほゞそったパタ-ンとなる。このような花崗岩の角閃石の含水量はほゞ化学量論的な量である。つまり日本列島のような島弧,変動帯の花崗岩の角閃石ー黒雲母のペアのδDーX_<Fe>は、まだかなり熱い条件で水も多かったことを示している。しかし質状地に存在する質状地形成後に迸入したようなラパキビ花崗岩の角閃石ー黒雲母のδDーX_<Fe>図のパタ-ンは,日本列島のものと全く異っている。つまり、私達を含めた実験とは合わないのである。そのことはそれらの花崗岩がマントル、あるいは地殻の下部でマグマから形成され、それが地表へ近く上ってきても、質状地には水がほとんどない条件であったので、実験のような水と鉱物のD/Hの分配がおこらなかったせいであろう。そうするとマグマから直接に角閃石,黒雲母が結晶する時の,両鉱物とマグマの中のOHのD/H分配が異っていることになる。このことは大陸が形成していくときの水と岩石の条件を考える上で大変意義のある結果である。だだ、私達の実験をはじめ,水と鉱物という時の両者の量比,鉱物のFeの含有量その他について、今後実験の検討をする必要があるとともにOHを含むマグマ(珪酸塩融体)から角閃石,黒雲母を晶出させて、それらのD/H分配を測定する実験方法を考え出すことが大事である。天然の含水珪酸塩、とくに角閃石と黒雲母のDHの量とD/Hのデ-タを整理し、かつ新しいデ-タも増やした。またそれらの鉱物と水のD/Hの交換平衡実験をし、今までの実験デ-タとあわせて課題の内用について新しい考えを導いた。ただし、我々の問題にしているマグマは、大陸地殻の花崗岩質マグマである。1.上部マントル-下部地殻の境界あたりで生じた花崗岩質マグマは水(H_20)はほとんど持っていず、OHという形のものを含んでいた。2.このようなマグマから晶出してきた角閃石、黒雲母のD/Hは、相手が溶融体中のOHであるから、上述の実験の場合の分配と異っている。それは、天然では盾状地が盾状地になってしまった後に迸入してきた花崗岩(例えばラパキビ)に見られる。

その理由は、盾状地は結晶質岩石となっており、花崗岩迸入のとき(高温)に水(H_20)がほとんどなかったせいである。3.日本列島のような変動帯の地殻は厚く、変動をしており、水もたくさんある状態であった。そこへ花崗岩質マグマが迸入してくるので、晶出する角閃石、黒雲母は水(H_20)とD/Hの分配をする。その分配のパタ-ンは、実験の分配パタ-ンに似ているものとなる。4.つまり、日本列島のような変動帯と大陸の盾状地では、同じ花崗岩の活動でも水(H_20、OHを含めて)の状態が異っていることが明らかになった。5.溶融体のOHと角閃石、黒雲母のD/Hは今のところ実験が不可能であるが、今後、理論的な推測をしていかなければならない。6.角閃石、黒雲母と水のD/H分配の実験は、今後水の量をかえながら今までの実験が正しいかどうかの検討もしなければならない。天然の角閃石,黒雲母のOHの量とD/H,その6配位にあるFe/Mgとの関係のデ-タをその後も増やし,同時にいろいろのD/Hの同位体平衡実験のデ-タの考察から次のような仮説を考えた。1.上部マントルあるいは下部地殻で生じた花崗岩質マグマは水(H_2Oの形)を含んでおらず、OHという形でHを含んでいる。2.そのマグマが地殻上部に上昇するとき、地殻上部の条件によってマグマから結晶して形成された花崗岩がいろいろに変化する。a、盾状地に貫入してくるとH_2Oがないので,角閃石,黒雲母のOHとマグマの中のOHとの分配は水と鉱物の間のD/Hの実験結果と全く異なっている。ラパキビ型である。b、日本列島の花崗岩は海と関係の深い上部地殻と接しながらマグマが結晶化するので、水と鉱物の間のD/Hの実験と同じような鉱物間のD/H分配をする。C.これら基本的a,bの型の他に,地球の発達史,地質構造の条件によって,いろいろの少しずつ異ったタイプの花崗岩体ができる。3、含水珪酸塩鉱物には角閃石,黒雲母のほかに数多くのものがある。それらは地殻上部で安定なものが多く、そのため水素同位体の分配は水と鉱物のOHの間ということになる。それらについては、まだきわめて不十分なデ-タしかない。例えばペクトライトという鉱物のOHのD/Hは、いかなる場合でも非常に低い(ー400%)。一方、緑れん石はそれがいつの場合も高し(ー30%)。そのような水素同位体の分配は鉱物の中のHの存在する位置に関係している。4.地殻上部の上のD/Hは、条件によって異なるはずであるが,その変化の条件をはっきりさせる必要がある。平成2年度まで黒雲母・角閃石のOHと水との500ー750°Cでの分配実験をしたが、そのデ-タをまとめて、今までに発表されている他の人々の2篇の論文と比較した。また、天然の主として花崗岩質岩石の関閃石・黒雲母のSDと化学組成(とくにX_<Fe>=Fe/(Fe+Mg))との関係を調べ、実験の評価を行った。その結果、私達の実験はAnのパイプ(外径3mm,厚さ0.25mm)中に、鉱物の試料を0.050.08g程度を入れ、同時に0.0020.004gあるいは0.06gの水を加えて,シ-ルをし,500゚,600゚,700゚または750°Cで3日間あるいは7日間の実験をした。SuzuokiーEpstein(1976)の実験は鉱物試料に対して100ー200倍の水を使用した。Graham et al.(1984)は13倍の水を使用した。私達の場合は1.53倍あるいは1015倍であった。鉱物試料はSuzuokiーEpsteinのは全雲母、黒雲母、角閃石であったが、そのX_<Fe>が0.40のものが一点で、あとはそれよりFeが少ないものであった。Graham et al.のものも特別のものは一点をのぞくと、X_<Fe>が0.3以下の角閃石と透角閃石があった。両者は大きく異っていなくて、そのX_<Fe>の範囲内では温度が高くなるとαが高くなり(次第に0に近づく),X_<Fe>が大きくなるとαは低くなるという傾向がはっきりした。私達の実験は、X_<Fe>が0.40.8の大きい黒雲母と透角閃石を行った。
スピン平衡鉄(III)錯体並びにイミダゾレート架橋二核金属錯体の磁気的性質

1.スピン平衡鉄(III)錯体の合成と磁気的性質、5種の二核鉄(III)錯体を合成し磁化率および電子スペクトルの温度依存性を測定してスピン平衡挙動を検討した結果、ビスイミダゾールおよびビスピリジンで架橋した二核鉄(III)錯体が固体および溶体状態で顕著なサーモクロミズムを伴った高スピン(S=5/2)および低スピン(S=1/2)状態間でのスピン平衡を示すことが判明した。さらに新規に合成した鉄(III)錯体、[FeL^2(Salaceu)]PF_6(L=imidazol,N-メチルイミダゾール)もS=5/2とS=1/2の高スピン-低スピン状態間にスピン平衡が成立していることが磁化率およびメスバウアースベクトルの温度変化から明らかになり、スピン変換速度を算定するための推計モデルを提案すると共にスピン変換速度を算定した。さらに単結晶X線構造解析を行なって決定したFe-N(イミダゾル)距離による低スピン、高スピン状態の形成についての考案を行なった。2.イミダゾレート架橋錯体の合成と磁気的性質。イミダゾレール基を含む非対角四座配位子を合成し、この配位子を銅(II)化合物と反応させて、銅錯体を合成した。この化合物はキー化合物として種々の多核異核錯体の合成を可能にした。この化合物と他の平面構造の銅、マンガン錯体の反応により新規な錯体を多数合成し、それらの磁気的性質を研究した。今後更に多種金属錯体の合成が可能になると考えられる。本研究の研究費で購入したカーン社製磁気天秤は多くの磁化率測定で使用され、多くの実験データーと論文作成に非常に役だった。1.イミダゾールまたはN-メチルイミダゾールを軸配位子とするシツフ塩基鉄【III】錯体を合成し、磁化率およびメスバウァー分光法による解析の結果、S=1/2およびS=5/2状態間の中間的電子緩和の新しい例であることを見出した。エチレンジアミン,アセチルアセトンおよびサリチルアルデヒトの1:1:1縮合物であるシツフ塩基と無水塩化鉄【III】を用いてクロロ錯体を合成し、さらに塩化物配位子をイミダゾールまたはそのメチル誘導体によって置換することにより目的とする鉄【III】錯体を合成し、元素分析およびUVスペクトルによってその純度を確認した。スピン平衡挙動を磁化率およびメスバウアースペクトルの温度依存性により研究した。その結果、高スピンおよび低スピン状態間の時間平均メスバウァースペクトルが観測され、スピン遷移速度を算出する理論式により解析した。本研究で提案したメスバウアースペクトルの理論式は実測のスペクトルをよく再現し、298Κで6.7×【10^6】【S^(-1)】,221Κで3.1×【10^6】【S^(-1)】のスピン遷移速度をもつことが判明した。単結晶X線解析法により分子構造を決定し、イミダゾール配位子が、面内配位原子に沿って交差した形状で配向していることを明らかにした。2.イミダゾール部位を分子内に含む非対稱型四座キレート配位銅【II】錯体と〔1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン〕銅【II】または〔2-〔2-(2-ピリジル)エチルイミノメチル〕ピリジン〕銅【II】との反応により、イミダゾレート架橋二核錯銅【II】錯体を合成した。磁化率の温度依存性を測定した結果、二核構造を仮定した磁化率の理論式と一致することが判明した。

二核の銅原子間には、反磁性相互作用が存在することが確認され、反強磁性パラメーターとして、2J=-107.7【cm^(-1)】が決定された。非等価な配位構造をもつ,二種の異なる金属イオンがイミダゾレートで架橋した二核構造は生体内に存在する金属酵素の活性部位の構成要素とされている.この特異な構造をモデル錯体で実験するための分子設計と合成法を開発すると共に,錯体の構造と磁気的性質について研究した.イミダゾレート架橋の等核および異核錯体の合成のための鍵化合物として,アセチルアセトン,エチレンジアミンおよび4ーフォルミルイミダゾールの1:1:1縮合物であり,イミダゾール部分を含む非対〓四座シッフ塩基からなる銅(II)錯体[Cu(HA^-)](CLO_4)を合成した.この銅錯体のイミダゾール部を脱プロトン化したのち,種々の四座配位金属錯体と反応させることにより二核錯体を合成した.錯体の元素分析,電導度測定,赤外およびUVスペクトルの測定により組成,純度,結合状態および電子状態についての知見を得た.磁化率の測定はファラデイ法とSQUIDを併用して10ー300Kの温度領域で行ない,二核錯体の磁化率のモデルに基づいて解析を行ない,非線形最小二乗法により最適化パラメーターを計算した.イミダゾール基を含む非対称四座配位子からなる銅(II)錯体〔CuHL〕-(CLO_4)を合成した。配位子〔H_2L〕はアセチルアセトン、エチレンジアミンおよび4-フォルミルイミダゾールの1:1:1縮合物である。この銅錯体と1、4、7、10-テトラアザシクロドデカン銅(II)過塩素酸塩および〔2-(2-ピリジルイミノメチル)ピリジン〕銅(II)錯体との反応により2種の新規なイミダゾレート架橋銅(II)二核錯体を合成した。80300Kの温度域で磁化率の変化を測定し、二核構造のHeisenbergモデルに基づく解析を行なった結果、後者の反強磁性相互作用パラメーター、2J=-107.7cm^<-1>が算定された。この研究で合成された〔CuHL〕(CLO_4)はイミダゾール残基を含む單核銅(II)錯体であるが、このイミダゾール基と他の金属錯体を反応させることにより多数の多核錯体の容易な合成の途を開くことになった。この錯体2モルとトリフルオロアセチルアセトナトマンガン(II)錯体、ヘキサフルオロアセトナトマンガン(II)錯体の1モルからイミダゾレート架橋銅(II)-マンガン(II)-銅(II)三核錯体が生成し、それぞれの磁化率測定の結果からJmn-Cuの値が算定された。〔Cu(HL)〕(CLO_4)錯体をNaHと反応させることによりイミダゾール基の脱プロトン化を行ない、生成物を單離し、単結晶X線解析を行ない結晶学的パラメーターを決定した。この脱プロトン化に際して、イミダゾレート架橋銅(II)多核錯体が生成し、その單離に成功した。構造解析の結果、この多核錯体がユニークなC軸に沿ったヘリコイド状の直鎖構造を有することを明らかにした。
レポーター酵素感受性光機能性分子の創製による新しい生体機能解析ツールの構築

現在までに、新規フルオレセインを母核として分子内光誘起電子移動(PeT)を最適化することで、β-ガラクトシダーゼに対する高感度蛍光プローブ(TG-βGal、AM-TG-βGal)の開発に成功した。そこで本年度においては、同様のストラテジー、つまりPeT、による精密な蛍光制御法が、フルオレセインとローダミンの骨格を半分ずつ有するロドール骨格にも有効であるか検討した。ロドール骨格は、フルオレセインの持つ優れた蛍光特性(高いモル吸光係数・蛍光量子収率)に加え、フルオレセインよりも褪色に強い、導入する置換基により吸収・蛍光波長が変えられるという魅力的な特性を有するにも関わらず、これまでに蛍光プローブの母核として用いられることが少なかったため、本研究においてはその特長を生かした新規蛍光プローブの開発を行うことを考えた。まず始めに、ロドール骨格のフェノール性水酸基に、ROSとの反応部位兼蛍光消光部位としてHydroxyphenyl基、Aminophenyl基を導入したRhodo1-HP及びRhodol-APを開発した。蛍光特性を精査した結果、これらのプローブの蛍光強度は低く抑えられていたことから、ロドールの蛍光もPeTにより制御可能であることが示された。また、各種ROSとの反応性を検討した結果、Rhodol-APはOCl選択的に蛍光強度上昇を示し、当研究室で開発したHPF、APFやMitoHR、MitoARとは異なるROS選択性を示すことが明らかになった。また、好中球で産生されるROSも蛍光検出できることが示された。また、ロドール骨格を母核として、β-ガラクトシダーゼに対する蛍光プローブHM-rhodol-βGalの開発も行った。このプローブはβ-ガラクトシダーゼと反応することにより約90倍の蛍光強度上昇を示し、かつ生細胞におけるβ-ガラクトシダーゼ活性を検出可能であることが示された。1.新規フルオレセイン骨格(TokyoGreens, TGs)を母核として開発したアルカリフォスファターゼに対する蛍光プローブ(TG-Phos)の蛍光特性を精査した。その結果、β-ガラクトシダーゼに対する高感度蛍光プローブ(TG-βGal)と同様大きな蛍光強度変化を示し、高感度かつ定量的にアルカリフォスファターゼ活性を検出可能であることを示した。さらに、アルカリフォスファターゼがウェスタンブロッティングの検出用酵素として汎用されていることから、TG-Phosを用いてブロット上のターゲット蛋白質を蛍光検出可能か検討した。その結果TG-Phosは、加水分解生成物である2-Me-4OMe TGがブロット膜に対し適度な吸着性を示し、既存の蛍光プローブ(FDP(fluorescein diphosphate)、ELF97 phosphate、DDAO-phosphate)よりも高感度かつ幅広い検出手法にてブロット上のターゲット蛋白質を検出可能であることを示した。以上の結果から、TG骨格を母核として蛍光プローブを開発することで、従来のフルオレセインを母核としたプローブや市販の蛍光プローブを用いては実現不可能であった高感度かつ幅広い検出手法を確立することに成功した(M.Kamiya, Y.Urano, N.Ebata, M.Yamamoto, J.Kosuge & T.Nagano. Angewandte Chemie Int.Ed.44,5439-5441(2005))。2.これまでに開発した高感度β-ガラクトシダーゼ蛍光プローブ(TG-βGal)を用いてさらなるアッセイ行い、本プローブの汎用性の高さを示した。1.新規フルオレセイン骨格(TokyoGreens, TGs)を母核として開発に成功したβ-ガラクトシダーゼに対する蛍光プローブ(TG-βGal)にさらに適切な化学的修飾を施すことで、細胞内滞留性の向上した新規β-ガラクトシダーゼ蛍光プローブ(AM-TG-βGal)の開発に成功した。具体的には、最終的な蛍光性生成物が高い水溶性を有するように、分子軌道計算やCyclic Voltammetryを用いて、細胞内エステラーゼ感受性のAcetoxymethyl(AM)基を導入した分子を設計し、開発を行った。本プローブは、TG-PGalと同程度の大きな蛍光強度変化を示し高感度にβ-ガラクトシダーゼ活性を検出可能であること、さらにTG-βGalよりも優れた細胞内滞留性を有することが示された。2.開発したAM-TG-βGalを用いて、動物個体における癌の蛍光イメージングを行った。具体的には、1)β-ガラクトシダーゼを癌細胞にターゲティングし、2)その酵素活性をAM-TG-βGalにて可視化するという二段階のストラテジーを用いた。その結果、癌細胞でのみプローブ由来の強い蛍光が観察され、AM-TG-βGalを用いることで、癌細胞でのみ蛍光が増強されるような新規癌イメージング法を確立することに成功した。

ロドール骨格は、フルオレセインの持つ優れた蛍光特性(高いモル吸光係数・蛍光量子収率)に加え、フルオレセインよりも褪色に強い、導入する置換基により吸収・蛍光波長が変えられるという魅力的な特性を有するにも関わらず、これまでに蛍光プローブの母核として用いられることが少なかったため、本研究においてはその特長を生かした新規蛍光プローブの開発を行うことを考えた。まず始めに、ロドール骨格のフェノール性水酸基に、ROSとの反応部位兼蛍光消光部位としてHydroxyphenyl基、Aminophenyl基を導入したRhodo1-HP及びRhodol-APを開発した。蛍光特性を精査した結果、これらのプローブの蛍光強度は低く抑えられていたことから、ロドールの蛍光もPeTにより制御可能であることが示された。また、各種ROSとの反応性を検討した結果、Rhodol-APはOCl選択的に蛍光強度上昇を示し、当研究室で開発したHPF、APFやMitoHR、MitoARとは異なるROS選択性を示すことが明らかになった。また、好中球で産生されるROSも蛍光検出できることが示された。また、ロドール骨格を母核として、β-ガラクトシダーゼに対する蛍光プローブHM-rhodol-βGalの開発も行った。このプローブはβ-ガラクトシダーゼと反応することにより約90倍の蛍光強度上昇を示し、かつ生細胞におけるβ-ガラクトシダーゼ活性を検出可能であることが示された。
低エネルギー領域でのイオン・原子衝突の二重微分断面積測定

実験装置...衝突エネルギー10eV程度でのイオン・原子衝突の二重微分断面積測定用ビーム実験装置を改良し、自作の自動データ収集システムを用い二重微分断面積測定を行った。全散乱イオン角度分布測定用の検出器およびその測定システムも開発し、性能試験も行った。実験結果......希ガス2価イオンと希ガスの衝突系において、主として一電子移行過程について測定を行った。その結果、(【i】)ポテンシャル交叉点が反応窓内(核間距離35【A!゚】)にある時に、一電子移行反応が起こりやすくなること、(【ii】)発熱量の大きな反応の微分断面積は角度分布が広くなること、が見出された。また、(【iii】)【N_2】、【O_2】のような分子標的の場合は、(【i】)がほぼ成立ち、解離性電荷移行反応が主として起きているようであるが、装置の分解能不足で、始状態・終状態の明確な同定は行えなかった。(【iv】)【Ar^(++)】-He系では、一電子移行過程と競争過程である準安定状態(【^1D-2】)の脱励起が観測され、低エネルギー領域でのスピン非保存反応に関する一定の情報を得ることができた。考察......低エネルギー領域での非断熱遷移は主として動径結合によって誘起される。多数回のポテンシャル交叉が関与する時、それぞれの交叉点での遷移は独立に扱って良いと思われるが、スピン状態が変化する衝突過程に対して見通しの良い遷移則理論はまだない。この意味で、本研究において見出されたスピン非保存反応とそれに対して小池によって、中間状態の波動関数の性質の変化という概念を用いて説明が与えられたことは、今後の遷移則に関する研究の進歩に役立つものと思われる。今後の実験的課題......ポテンシャル交叉における遷移則に関するより詳細な情報を得る為には、装置のエネルギー・角度分解能を向上させなければならない。この為には、標的の熱運動を除去することが特に重要であり、超音速ビームを用いることが必要となろう。
アルフレッド・シュッツによる蔵書への「書き込み」の研究

(1)コンスタンツ大学の社会科学文庫に収められているアルフレッド・シュッツの蔵書の中には、彼自身がその余白に重要なコメントを数多く書き込んでいる書物が100冊程度ある。本研究は、(i)多くが鉛筆で書かれているために、このまま放置しておけば次第に判読不可能になってくるに違いないそれらのコメント類をマイクロフィルムに収めて保存し、(ii)それらの書き込みをタイプ化し、(iii)それらのすべてをそれぞれの原著者とつき合わせながら検討することによって、多岐にわたるシュッツの思想と社会科学理論を全体的に解明していくことを目的としている。(2)上記の目的を達成するために、(i)同文庫所収のシュッツの蔵書のなかから、アンダーライン、様々なマーク、コメントが書き込まれているものを選びだし、(ii)それらを検討しながらタイプ化するに値する書物を選定し、そのリストを作成したうえで、(iii)それぞれの書き込みを解読しながらタイプ化する作業を進め、(iv)それらタイプ原稿と原著者の当該部分をすべてマイクロフィルム化した(第二年度にシュッツの遺児から本研究のために提供された二冊についても同様の作業を行った)。(3)以上の基礎研究が完了した後、全体を見直しながら、シュッツの「書き込み」の質と量の両側面に着目しながら、選定されたすべての書物を五段階に分けたリストを作成した。(4)そのリストに、(i)ニュー・スクールでのシュッツの講義ノートにおける当該書物への言及に関する情報と、(ii)刊行されている彼の諸著作における当該書物への言及に関する情報とを付け加え、より利用価値の高いリストを作成した。(5)マイクロフィルムと作成された書物リストを共同研究者に配布し、それぞれが各自の関心に沿った研究を進めたうえで、一堂に会して、本研究に基づく国際会議で取り挙げるべきトピックと研究者について議論をした。(0)本年度は、アルフレッド・シュッツが蔵書の余白に書き込んでいるコメント等の解読とそれをタイプ原稿化する基礎的作業に、エネルギーの大部分を投入した。(1)すなわち、まず彼の蔵書のなかから、アンダーライン、様々なマーク、コメントが書き込まれているものを選ぴ出し、それらを逐一、検討することによって、タイプ原稿化するに価すると思われるもの146冊を選定した。この作業は、海外共同研究者のイルヤ・スルバールが中心となり、マーティン・エンドレスがそれに協力するという形で行われた。(2)選定された146冊のリストを作成したうえで、それぞれの書き込みを解読しタイプ原稿化する作業を順次、進めていった。(3)その過程で、研究代表者がドイツを訪問し(8月)、選定された146冊の妥当性について、またタイプ原稿化作業の進め方と個々の書き込みの解読についても、海外共同研究者たちと意見を交換し、検討を加えた。また、本研究に基づく国際会議(2003年度開催予定)の大枠と、その準備のためのワーク・ショップ(2002年度開催予定)について、意見の交換をした。(4)146冊中、44冊の解読とタイプ原稿化が終了した段階で、出来あがった部分のみをとりあえずハード・コピー化して、研究分担者とアメリカ在住の海外共同研究者に郵送し、それぞれがそれらを点検・検討する作業を開始した。その過程で、解読に関する疑問点などについての意見交換も行い、精確を期した。(5)昨年末、すべての解読・タイプ原稿化作業が終了した段階で、それをチェックするために研究分担者、海外共同研究者にそのハード・コピーを郵送し、そこでの点検を経た上で、それを、原著書の当該部分と一緒にマイクロフィルム化する作業に着手した。マイクロフィルム化は、外注した。

(6)とりわけエトムント・フッサールの著作をはじめとする現象学関係の書物への書き込みの関しては、国内の現象学者と意見を交換し、2年後に開催予定の国際会議での取り扱い方について、アドヴァイスを受けた。(1)本年度当初、シュッツの遺児(エヴェリン・S・ラング)から本研究プロジェクトのために新たに提供されたシュッツの蔵書への「書き込み」を、昨年度の手順に従って解読、タイプ化、マイクロフィルム化する作業を行った。(2)シュッツが書き込みを入れている146冊のすべてを点検し、その「書き込み」の量と質の両側面に着目しながら、5段階に分けたリストを作成した。(3)そのリストに、(1)「早稲田シュッツ文庫」所蔵のニュー・スクールにおけるシュッツの講義ノートを点検しながら、当該書籍への言及の在り方に関する情報を拾い出し、さらに、(2)刊行されているシュッツの諸論稿における当該書籍への言及の在り方に関する情報をもすべて拾い出し、それらを付け加えたより利用価値の高いリストを作成した。この作業は、早稲田大学大学院文学研究科所属の大学院生の協力のもとに行われた。(4)それらの基礎資料は、研究分担者と海外共同研究者にも、それぞれがシュッツの「書き込み」について、それが書き込まれている原著書と付き合わせながら探究を進めていく上での参考資料として配布した。(6)またその報告原稿は、その大会での議論を踏まえながら報告者自身が加筆修正したうえで日本語に翻訳し、『社会学年誌』誌上で公刊した。(7)海外共同研究者が一堂に会する学会が開催されたプラハに研究代表者も出かけ、そこで研究の進捗状況について、ならびに2004年4月に開催予定の本研究プロジェクトに基づく国際会議で取り上げるべきシュッツのアカデミック・パートナーについて、意見交換を行った。
肝臓類洞壁の超微形態学的研究-胎生造血期と生後期との比較

マウスにおける肝臓類洞壁構成細胞の個体発生にともなう変化は肝臓造血の消長と密接に関連する.肝臓造血は造血幹細胞が肝細胞索内へ遊走することによって開始する.胎生1011日で類洞内皮を通過する造血細胞は細胞直径8.110.4μm,核直径5.87.3μmで大型の核小体を持つ.肝細胞間に定着した造血細胞は分裂増殖し原始造血巣を形成する.造血細胞は肝細胞間に散在し,隣接する肝細胞は短い細胞質突起を連結させ幼弱な造血細胞を取り囲む.この時期,マクロファージは類洞腔に限局し,造血巣と直接の関連はない.胎生13日で赤芽球を中心とする造血細胞の著しい増殖により,造血細胞集団を取り囲む肝細胞は細く長い細胞質突起によって隣接する肝細胞と連結する.原始造血巣には脱核により放出された赤芽球核が増加し,マクロファージが類洞腔から移動しこれを活発に取り込む.マクロファージは周囲の赤芽球と密接して赤芽球島を形成する.胎生1415日で肝細胞索内の隣接する造血巣が愈合拡大し,一部の造血細胞は類洞内皮の大型欠損によって類洞腔内へと移動,肝細胞索と類洞内で平行して造血が進行する.隣接する肝細胞は広い面で接触し,細胞側面には毛細胆管が形成される.生後07日で肝細胞索は多量のグリコーゲンをもつ肝細胞によって占められ,造血巣はマクロファージを中心に12層の造血細胞からなる小さな造血巣が,類洞に隣接して肝細胞間に島状に点在するのみとなり,肝臓造血は終息する.造血期から生後期にかけての類洞内皮表面形態の変化胎生期から生後早期の類洞内皮は一般に有窓性である.類洞内皮に認められる小孔は,そのサイズによって3種類に区別することができる.すなわち直径250nm以下のSmall-sized pore(S-pore),直径0.52.5μmのMedium-sized pore(M-pore),そして直径4μm以上のLarge-sized pore(L-pore)である.胎生11日の類洞内皮は基本的に無窓性であるが,細胞辺縁部にM-poreおよび隣接する内皮細胞間に狭い細胞間隙がわずかに認められる.この他に内皮表面に短い指状突起やヒダが多数存在する.造血が盛んな胎生1315日に類洞内皮は有窓性となり,M-poreならびにL-poreが多数出現する.L-poreは肝細胞間で成熟した赤血球の類洞腔への通路となる.さらにこの時期,類洞内皮が20-30μmにわたって欠損し,肝細胞索内で分化増殖していた赤芽球が大量に類洞腔へ移動し,類洞腔内においても造血が進行するようになる.生後0日になると,M-poreならびにL-poreは減少し,かわりにS-poreが非常によく発達する.0日以降,新生マウス肝臓ではS-poreが著しく増加し,成体肝の類洞内皮の形態を呈するようになる.以上のことから,類洞内皮表面形態は肝臓造血の発達と密接に関連し,その構造を変化させていることが示唆される.マウスにおける肝臓類洞壁構成細胞の個体発生にともなう変化は肝臓造血の消長と密接に関連する.肝臓造血は造血幹細胞が肝細胞索内へ遊走することによって開始する.胎生1011日で類洞内皮を通過する造血細胞は細胞直径8.110.4μm,核直径5.87.3μmで大型の核小体を持つ.肝細胞間に定着した造血細胞は分裂増殖し原始造血巣を形成する.造血細胞は肝細胞間に散在し,隣接する肝細胞は短い細胞質突起を連結させ幼弱な造血細胞を取り囲む.この時期,マクロファージは類洞腔に限局し,造血巣と直接の関連はない.胎生13日で赤芽球を中心とする造血細胞の著しい増殖により,造血細胞集団を取り囲む肝細胞は細く長い細胞質突起によって隣接する肝細胞と連結する.原始造血巣には脱核により放出された赤芽球核が増加し,マクロファージが類洞腔から移動しこれを活発に取り込む.マクロファージは周囲の赤芽球と密接して赤芽球島を形成する.胎生1415日で肝細胞索内の隣接する造血巣が愈合拡大し,一部の造血細胞は類洞内皮の大型欠損によって類洞腔内へと移動,肝細胞索と類洞内で平行して造血が進行する.隣接する肝細胞は広い面で接触し,細胞側面には毛細胆管が形成される.生後07日で肝細胞索は多量のグリコーゲンをもつ肝細胞によって占められ,造血巣はマクロファージを中心に12層の造血細胞からなる小さな造血巣が,類洞に隣接して肝細胞間に島状に点在するのみとなり,肝臓造血は終息する.
色彩によるドライバーの心理的効果を利用した地区交通安全対策に関する研究

本研究は、生活道路における交通安全対策として、自動車の走行速度を低減させることが最も有効であると考え、自動車の走行速度を低減させる手法として、街路空間のカラー化に着目した。国内で道路のカラー化によく用いられる色を対象に色に関する検討を行った結果、路側帯のカラー化による自動車の速度抑制効果は(黄=ベンガラ)>緑>青の順に効果が高いことが明らかとなった。また、同じ色を用いた場合、カラーの塗り幅が広いほど、速度抑制効果が高く、同じ塗り幅であれば、路側側よりも車道側をカラー化することが効果的だということが明らかになった。本研究では、街路空間のカラー化を行う際に、どのような色、どのような塗り方をすれば自動車の走行速度を抑制できるかという点について検討を進めている。研究を進めるにあたり、当初は岡山市内での複数個所において、自動車の走行速度の実測値を用いて街路空間のカラー化と自動車速度の関係について検討することを予定していたが、残念ながら実測調査が可能な空間で街路のカラー化のバリエーションが十分でなく(つまり、同じ色、同じ塗り方での整備事例が多く、研究対象として不適切)、調査方法を実測調査から仮想空間におけるカラー化に対するアンケート調査による分析を行うこととした。調査対象地域は、愛媛県松山市久米地区の小学校2校、中学校1校にご協力いただき、保護者を対象として調査を行った。その結果、色については、黄≒ベンガラ>緑>青>非カラーの順に速度抑制効果が高くなる傾向にあることが示された。また、着色の仕方についても検討した結果、カラー化する幅により速度抑制効果が大きく異なることが明らかとなった。また、同じ幅でカラー化するのであれば、路側帯側をカラー化するよりも、車道側をカラー化した方が速度抑制効果が高いことが明らかとなった。なお、色、幅、位置(路側側、車道側)に関しては、幅が最も大きな影響を及ぼしており、次に、色、最後に位置の順に影響力が大きいことが分かった。生活道路における交通安全対策として、自動車の走行速度を低減させることが最も有効であると考えられる。自動車の走行速度を低減させる手法としては、街路空間のカラー化が地域居住者の反対も少なく、かつ、効果的な手法となることが過去の研究成果から明らかになった。ただし、どのような色を用いるべきか、街路空間のどの位置に着色すべきか、また、どれくらい連続的に配置すべきかなど、明らかになっていない点は多くある。そこで、本研究は、現実の街路での速度調査、3次元CADを用いた分析に加え、脳波・心拍を用いたドライバーの集中度に関する調査を行い、これを明らかにすることを目的としている。昨年度は、運転中のドライバーが、道路状況の変化によって、どのように心拍が変化するのかを実験により計測をおこなった。具体的には心拍のR-R間隔を計測することで、ドライバーの緊張感を計測し、分析を行った。41名の被験者に対して計測を行ったが、残念ながら道路の色についての反応は、期待とは異なり、微小な反応となり、他の要因(対向車、路上駐車車両、歩行者等)の影響が大きいため、現時点では統計的有意差が確認できていない。現在、3年計画の2年目が終わったが、初年度および2年目については予定の調査・実験を実施している。研究結果については全てが予想通りという訳ではないものの、道路のカラーが自動車の走行速度にどのように影響しているのかは明らかにし、ドライバーの生体反応(心拍)も交通安全についての指標として対象を選べば利用可能であることが確認できた。街路空間のカラー化は地域居住者の反対も少なく、かつ、効果的な手法となることが過去の研究成果から明らかであるが、どのような色を用いるべきか、街路空間のどの位置に着色すべきかについて検討した。また、同じ色を用いた場合、カラーの塗り幅が広いほど、速度抑制効果が高いことが明らかになった。さらに、カラー化する位置としては、同じ色、同じ塗り幅である場合、外側線の内側(車道側)に塗る方が、路側側に塗るよりも速度抑制効果が高くなることが明らかとなった。そこで、コンジョイント分析により、上記の色、塗り幅、位置の重みづけを検討した結果、塗幅>色>位置の順に影響力が強いことが分かった。さらに、この様な生活道路におけるドライバーの緊張感について、生活道路内を走行する自動車のドライバーの生体反応(心拍)に着目し分析した結果、ドライバーは路上駐車車両や対向車を視認すると心拍間隔(RR間隔)が短くなり、ストレスを感じていることが確認できた。このストレス反応は、道路の有効幅員に影響されることが観測された。このストレス反応は、極度に高くない限り、ドライバーの集中力を高める役割を果たすため、交通安全上は有効な反応であると考えられる。ただし、本研究で当初想定していた、道路のカラー化による有効幅員の視覚的な減少効果によるストレス反応は観測できなかった。

国内で道路のカラー化によく用いられる色を対象に色に関する検討を行った結果、路側帯のカラー化による自動車の速度抑制効果は(黄=ベンガラ)>緑>青の順に効果が高いことが明らかとなった。また、同じ色を用いた場合、カラーの塗り幅が広いほど、速度抑制効果が高く、同じ塗り幅であれば、路側側よりも車道側をカラー化することが効果的だということが明らかになった。初年度に予定していた、街路のカラー化が自動車の速度抑制に与える効果について、1200票以上の有効回答数を得たアンケート調査から明らかにできた。自動車の走行速度はカラー舗装以外の要素(車道幅員、沿道建物の状況、歩行者等の状況)に大きく影響を受けることがこれまでの知見から明らかになっており、それらの状況をコントロールできるアンケート調査での実施に切り替えたことにより、実測データでは困難であったと思われるカラー舗装自体の効果、特に、色、塗幅、位置(路側側、車道側)に関する分析はが可能になった。本年度は、3年間の研究のまとめの機関として、これまでの調査結果から生活道路の交通安全対策として望ましい道路のカラー化について検討する。特に、実際に生活道路のカラー化を実施している地方自治体の担当者から見て、これまでの研究成果がどのように受け入られるのかについても調査を行う予定である。交通計画本年度は、道路のカラー化が自動車ドライバーにどのように影響するのかを把握するため、携帯型の脳波計や心拍計を用い、観察することにより、街路の色の連続的な配置に関する効果・限界を把握する。実験の特性上、携帯型の機器を使うことになるが、昨年度、医学系の専門家に相談したところ、精度に関して課題が残るという指摘をいただいており、調査方法について、現在検討を進めている。ドライバーに関する調査において、予定よりも多くの被験者で実験をしたものの、実験車両をレンタカーから被験者の車両を利用するなど、1被験者当たりの額を削減したため、予算に対して使用額が低減した。調査方法の変更により、予定していた実測調査の人件費が発生しなかった。代わりに、アンケート調査に関わる調査費用が発生したが、これについては、調査対象地域の方々のご協力を頂けたため調査費用が安価に設定できたため結果として次年度使用額が発生した。最終年度は、これまでの成果を取りまとめる過程で、自治体の生活道路の整備担当課へのアンケート調査を行う予定であり、次年度使用額はこの調査費用として充当する予定である。本年度予定している調査費用として使用する予定。調査におけるサンプル数を増やすことが可能となり、より高い精度の結果を得られることが期待される。