hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水蒸気爆発の規模と特性の定量的評価

有珠山および洞爺湖の観光花火に対して人工爆発観測を実施した。また、過去に通産省が上富良野町で実施した火薬保安実験の資料が解析された。花火の爆発では、数kmの範囲での観測により、震源過程の情報が空振記録として保存されていることが明らかになった。打ち上げ時の推力爆発と、空中での爆発、および地上爆裂、更に水中爆発の主として4種類の爆発源が、それぞれ特徴ある爆発型空振波形で記録された。水中爆発が、他の場合と比べて地震波や空振波の生成効率がよい理由は、爆発時の高温で水と接した部分で、水蒸気膜が形成される結果と考えると、従来から工学分野で議論されている水蒸気爆発現象と共通の理解が可能であろう。ハイドロフォン等による水中爆発の観測は今後の課題である。TNT火薬爆発の空振計及び地震計による解析では、近接観測が可能で、音速を越える空振波(衝撃波)が、地震計及び空振計で観測された。ビデオ映像による爆発火焔の膨張過程が、空振記録の正圧部のパルス幅と関係しているようだ。TNT火薬5、25、及び200kgの正圧部過剰圧のスケーリングは、薬量が少ない場合を除き、従来から知られている経験式を満足する結果を示した。十勝岳、雲仙岳及びフィリッピン・マヨン火山において得られた爆発時の記録解析からは、爆発的放出や火砕流現象と関連した記録が得られた。単純な爆発噴火では、シャープな正圧部とより緩慢な負圧尾部から構成される、「爆発型空振波計」が例外なく観測された。十勝岳の火砕流噴火では、常に空振波が単純爆発波形と異なり、多重型あるいは複雑型である。火砕流やストロンボリ式噴火などで得られた特徴的な空振記録は、それぞれの爆発過程の解釈と定量化の基礎となろう。
自己ポリユビキチン化によるBARD1の安定性と細胞内局在の変化

BRCA1-BARD1ユビキチンリガーゼはLys-6を介したユビキチン鎖を触媒する。中間報告ではDominant Negative作用を有する死活型UbcH7を用いた実験結果から、Lys-6を介したユビキチン鎖によるBRCA1の自己ユビキチン化はタンパク質分解のシグナルである可能性を報告したが、その後の研究者の所属する研究室の詳細な実験結果からLys-6を介したユビキチン鎖はタンパク質分解のシグナルではなく、プロテアソームによって脱ユビキチン化されることが判明した。BARD1の細胞内局在の解析に関してはBARD1のC末端に対する抗体を用いて内因性BARD1の局在を共焦点レーザー顕微鏡にて解析した。細胞周期においてBRCA1はS期からG2-M期にかけて出現し、この時期にBARD1と結合し、ユビキチンリガーゼ活性を獲得すると考えられるが、興味あることにS期では核内でdot形成しているBARD1がM期において発現が増強し、染色体周囲に局在することがわかった。すなわち、M期にBRCA1-BARD1は自己ユビキチン化して安定化し、さらに強い活性を獲得していることが考えられた。自己ユビキチン化がこの局在に与える影響を解析するためにLys残基をArg残基に変異させたユビキチンを共発現させてBARD1の細胞内局在の変化を観察したが、明らかな局在の変化は認められなかった。さらに、自己ユビキチン化したBARD1およびBRCA1とBRCA1-BARD1ヘテロダイマー型ユビキチンリガーゼがBRCA1の癌抑制機能上どんな役割をもつか解明するために、BRCA1(N末端)、BRAD1および変異型ユビキチンによるp21遺伝子の転写調節への影響をルシフェラーゼ・アッセイにて解析したが、転写活性には有意な影響は認められなかった。家族性乳癌の原因遺伝子であるBRCA1はBARD1とともにRINGヘテロダイマーユビキチンリガーゼを形成する。この際、in vivoにおいてBRCA1とBARD1が安定化すると同時にいずれも自己ユビキチンかしていることがわかっていたが、われわれはBRCA1-BARD1によって生じるユビキチン鎖がLys-6を介したものである可能性が高いという結果を得た。Lys-6を介したユビキチン鎖はこれまでに報告がないことから、これがどのような機能を持つのかに興味が持たれる。最近のBRCA1、BARD1、およびユビキチン結合酵素(E2)の3量体の結晶解析の結果から、E2であるUbcH5cとUbcH7はBRCA1のE2結合部分に同等なAffinityで結合するにもかかわらず、BRCA1-BARD1-UbcH5c複合体は酵素活性を持ち、BRCA1-BARD1-UbcH7複合体は酵素活性を持たないことが判明した。これを利用してUbcH7を293T細胞にBRCA1-BARD1とともに共発現させたところ、UbcH7はBRCA1とBARD1の自己ユビキチン化に対してDominant Negative作用を有した。すなわち3量体形成があるのに自己ユビキチン化が起こっていない状態であるが、この際BRCA1とBARD1はそれぞれUbcH7を共発現させずに自己ユビキチン化しているものに比較して安定化していた。このことからLys-6を介したユビキチン鎖によるBRCA1,BARD1の自己ユビキチン化はタンパク質分解のシグナルであると予想される。現在、さらにこれらの確証を得るための実験とともに細胞内局在に関する実験を行っている。
旧制高等学校史研究の新展開―いわゆる地名スクールと「外地」との関係を中心に―

本研究課題は、九州大学大学文書館・広島大学文書館・福岡大学人文学部歴史学科にそれぞれ所属する研究者とともに共同で遂行された。顕著な成果としては、旧制期における高等学校に進学した朝鮮半島出身者の全体像がほぼ確認され、また台湾出身者に関しても、いまだ悉皆的なデータではないものの、主要な学校に関するデータの収集を終了することが出来た。また、福岡高等商業学校をはじめとする旧制高商に関しても一次的な文書史料を活用することによって、その全貌に迫りうる実態が明らかになったことである。かつ、佐賀高等学校・広島高等学校・第六高等学校といった旧外地からの入学者が多数に上った各校に関する個別の実証作業が進捗したことも特筆できる。一方、旧外地在住の「内地人」の内地進学に関する動態を検証することによって、戦時末期の学徒出陣、戦後の引揚げ学徒と学校編入、新たに「外国人」となった日本国内居住の韓国・朝鮮人・台湾人等の進学、といった従来の研究では充分に検討されていなかった諸課題を横断的かつ実証的に検証した。さらには、2019年3月2日には九州大学伊都キャンパス内において「東アジア社会における学歴/学校歴の位相」と題した国際シンポジュウムを開催し、旧制高校・高商のみならず、その進学先たる各「帝国大学」、さらには台湾と朝鮮半島における1945年以降の高等教育にも視線を延ばした各種の研究報告がなされた。今後はこうした成果を基に学術書の公刊に向けた具体的な作業に入っていくことになろう。本年度は初年度ということもあり、史料調査を重点的に実施した。日本国内における主な調査地と調査対象の学校は以下の通り(順不同)である。新潟(新潟高校・新潟医大・長岡高工)/富山(富山高校・富山薬専・高岡高工)/広島(広島高校・広島高師・広島文理大・広島高工)/鳥取(鳥取高農)/島根(松江高校)/岡山(第六高校・岡山医大)/奈良(天理外語)/熊本(第五高校・熊本医大・熊本薬専・熊本高工)。また、研究成果の一端を2015年12月5日に広島大学を会場として開催された「第1回広島大学文書館研究集会」において「地方国立大学史の編纂と旧制官立高等学校資料」と題する研究報告を行った。さらに、国外においてはソウル大学校において水原高等農林学校関係の資料を収集するとともに、ソウル大学校農業生命大学と九州大学大学文書館・百年史編纂室との共催による学術ワークショップ(2016年3月10日)においても研究報告を行った。資料調査が順調に進展しており、また日本・韓国の研究者との学術的な情報共有も進んでいる。本年度も前年に引き続き各種の旧制高等教育機関に関する史料収集を継続した。とりわけ以下の機関において、重要な資料を見出すとともに、本年度は韓国での史料調査に注力した。その結果、京城帝国大学予科・本科関連の資料を見出すとともに、1945年8月から1年のみ存在した「京城大学」に関する史料調査が進捗した。特に、1945年8月以降、日本内地の高等学校、ないしは帝国大学に在学中であった者たちが、「京城大学」「京城大学予科」に編入していったこととともに、初期のソウル大学校の卒業生集団を形成していることに関する情報が効率的に収集することができた。(日本)国立国会図書館・憲政資料室、学習院大学東洋文化研究所、名古屋大学附属図書館医学分館、名古屋工業大学附属図書館(韓国)ソウル大学校(中央図書館、法学図書館、社会科学図書館、医学図書館、人文医史学教室図書室、奎章閣韓国学研究院、記録館)、高麗大学校(図書館、民族文化研究所)、翰林大学校図書館研究にかかる学術報告等に関しては、以下の通りである。・永島広紀「九州帝国大学農学部林学科と朝鮮半島」(第19回演習林研究発表会、於:九州大学、2016年12月14日)/・永島広紀「ある韓国人女性化学者の道程」(九州大学・啓明大学校共催国際学術大会、於:九州大学、2017年2月2日)/・永島広紀「京城帝国大学における史学研究と史料編纂」(立教大学文学部史学科主催「史学科の比較史:草創期から1945年」於:立教大学、2017年3月11日)本年度も前年に引き続き各種の旧制高等教育機関に関する史料収集を継続した。本年度は最終年を前にして、中間的な取りまとめを行うとともに、引き続き個別の教育機関における資料調査を実施した。実施内容としては以下の通りである。【国内】北海道大学(大学文書館・附属図書館):北大農学部(演習林)、北大予科、北大実科に関する資料調査、岩手医科大学(図書館):岩手医学専門学校に関する資料調査、京都大学(大学文書館・フィールド科学教育研究センター、農学部同窓会・四明会):京都帝国大学農学部への入学者に関する調査、九州大学(附属図書館・大学文書館):旧制期における学位取得者に関する調査、国立国会図書館、同・憲政資料室、国立教育政策研究所・教育図書館、東洋文庫(建国大学関係資料)【国外】

〔米国〕UCバークレー(アジア図書館):朝鮮総督府中枢院関係資料・浅見コレクションの調査/〔韓国〕ソウル大学校(中央図書館・農学図書館・水原キャンパス):水原高等農林学校・京城帝国大学関係資料の調査、山林庁山林科学院および国立樹木園:玄信圭博士関係資料の調査昨年度に掲げた本年度の課題である「水原高等農林学校」および「ソウル大学校農科大学」に関する資料調査がほぼ順調に終了した。また、とりわけ林学分野においては、水原高農から九州帝大農学部に進学し、卒業後は朝鮮総督府林業試験場に入庁したのち、九大の副手を経て母校・水原農専の助教授(ソウル大農科大のスタートメンバー)となった玄信圭博士に関する資料収集が進捗した。さらには厳密には旧制高校・旧制大学ではないものの、満洲国に設置された「建国大学」(前・後期6年制)に関しては、1期生の方からお話を聞く機会とともに、各機関に所蔵される資料(特に東洋文庫に寄贈された同窓会の収集資料)を調査し、建国大学も広義の旧制高校・旧制大学研究の対象たりうることを確認した。本研究課題は、九州大学大学文書館・広島大学文書館・福岡大学人文学部歴史学科にそれぞれ所属する研究者とともに共同で遂行された。顕著な成果としては、旧制期における高等学校に進学した朝鮮半島出身者の全体像がほぼ確認され、また台湾出身者に関しても、いまだ悉皆的なデータではないものの、主要な学校に関するデータの収集を終了することが出来た。また、福岡高等商業学校をはじめとする旧制高商に関しても一次的な文書史料を活用することによって、その全貌に迫りうる実態が明らかになったことである。かつ、佐賀高等学校・広島高等学校・第六高等学校といった旧外地からの入学者が多数に上った各校に関する個別の実証作業が進捗したことも特筆できる。一方、旧外地在住の「内地人」の内地進学に関する動態を検証することによって、戦時末期の学徒出陣、戦後の引揚げ学徒と学校編入、新たに「外国人」となった日本国内居住の韓国・朝鮮人・台湾人等の進学、といった従来の研究では充分に検討されていなかった諸課題を横断的かつ実証的に検証した。さらには、2019年3月2日には九州大学伊都キャンパス内において「東アジア社会における学歴/学校歴の位相」と題した国際シンポジュウムを開催し、旧制高校・高商のみならず、その進学先たる各「帝国大学」、さらには台湾と朝鮮半島における1945年以降の高等教育にも視線を延ばした各種の研究報告がなされた。今後はこうした成果を基に学術書の公刊に向けた具体的な作業に入っていくことになろう。第2年度においても引き続き資料収集を継続させるとともに、とりわけソウル大学校・台湾大学関係者をはじめとする国外研究者との関係強化を期している。本年度は、引き続き日韓両国内での史料調査を続行するとともに、中間報告的な学会報告を行う予定である。特に、ソウル大学校農業生命大学において水原高等農林学校関係の調査を行い、いわゆる帝大「傍系」入学において特徴的な学生輩出が確認できる学校を重点的に考察する予定である。最終年度においては、やや遅れが見られる旧制の私立医大・医学専門学校に関する調査によるデータを補完するとともに、全体的な調査データの取りまとめ、およびワークショップを開催する予定である。当初、予定していた調査費用等が研究分担者の本務に都合により執行できなかった。
Si(111)-7x7に形成されるZn3-クラスターとそのハネカム積層構造の決定

Si(111)-7x7表面はDASモデルと呼ばれているSi原子の配列により構造と電子状態が最もよく記述できる。この表面のUnit Cellは積層欠陥を持つfaulted half unit cellと積層欠陥のないunfaulted half unit cellからなる。各half unit cellにはDangling Bondを持つ6個のSi原子はSi-Adatomと3個のSi-Rest Atomであるが、Si-AdatomのDangling Bondには殆ど電子のないのに対しSi-Rest Atom上のDanglign Bondまは電子が詰まっている。この表面での吸着や反応はDangling Bondとの相互作用によっておきると考えられる。このような視点から、個々の原子について反応や吸着への関与を調べた。吸着Sn原子は単独ではhalf unit cell内を動き回るだけであるが隣のhalf unit cellにSn原子が来ると移動しCenter Si-adatom上でSn_2クラスターを形成し安定化する。Znの場合はhalf unit cell内でZn_3として安定化する。さらに分子との吸着や反応について個々のサイトの電子状態および構造にどのように支配されるかをアトムレベルで明らかにした。その結果、従来の回折あるいは電子分光による平均的な現象記述から一歩踏み込んだ本質的な理解が可能になった。さらにSi(111)表面のSi原子を選択的に反応させることで表面に原子レベルでのパターンの書き込みや加工が可能になると考え、Si(111)-7x7表面にCH_3OHを吸着させた。電子密度の低いSi-Adatomと電子密度の高いSi-restatom間でSi-OCH_3とSi-Hに解離し吸着することをトンネルスペクトルで明らかにした。飽和吸着表面では各half-unitcellに3個の未反応Si原子を正確に残すことが可能になった。サイト選択で表面を化学的にパターン化できることを始めて実証した。このモデルによると7x7構造のUnit Cellは積層欠陥を持つfaulted half unit cellと積層欠陥のないunfaulted half unit cellから成る。各half unit cellにはDangling Bondを持つSi原子が9個含まれる。これらは6個のSi原子はSi-Adatomと3個のSi-Rest Atomであるが、Si-AdatomのDangling Bondは殆ど電子のない軌道であるのに対しSi-Rest Atom上のDangling Bondには電子が詰まっている。Si(111)-7x7表面での金属原子の吸着や分子との反応はDangling Bondとの相互作用によっておきる。このような視点から、個々のSi原子がどのように反応や吸着に関与するかを観測できる初期の状態を個々の原子について調べた。Sn原子は孤立状態では1つのhalf unit cell内を動き回るだけであるが隣のhalf unit cellにSn原子が来ると移動しCenter Si-adatom上でSn_2クラスターを形成し安定化する。これらの結果から、Si(111)表面のSi原子と選択的に反応させることで表面に原子レベルでのパターンの書き込みや加工が可能になると考えている。例えば、Si(111)-7x7表面でCH_3OHは電子密度が低いDangling Bondと詰まったDangling Bond間でSi-OCH_3とSi-Hに解離吸着することをトンネルスペクトルで明らかにした。

従って、飽和吸着では3個のSi-rest atomは全てSi-HとなるがSi-adatomは3個が使わるだけなので全てのhalf unit cellで3個が未反応の状態で残っている。このような操作により、全てのhalf unit cellに正確に3個のSi原子を残すことが可能になり、これを使って次の表面操作が可能になる。この考えをNOの吸着を使って証明した。さらにサイト選択がσexp(-ε/kT)で記述されるσで決まることを始めて実証した。原子レベルで「表面構造と電子状態」が分かっているSi(111)-1x1を用い金属原子の吸着機構および特異な否吸着構造を明らかにした。これまでの研究は金属原子がSi(111)-7x7表面にmonolayer近くが吸着し規則構造を形成することに関するものが殆どで、Pb, Sn, Ag, Pd, Tl, K等についてはLDOSの高いFaulted halfに選択的に吸着すると報告されている。しかし、吸着を理解する上で重要な初期過程の研究は殆ど無く、従って最終的な規則構造の形成機構は分かっていない。我々はSi(111)-7x7表面で個々の金属原子がどのようにして最終的な配置構造になるかを走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて調べた。1個の原子が示す表面での動的挙動は完成された吸着構造からは全く想像できないことがはっきりと分かった。例えば、half unit cellに取り込まれたSn原子は表面を速く動き回りSTM像はノイズのように見える。このSn原子のいるhalf unit cellに隣接するhalf unit cellに別のSn原子が入るとSn原子は直ちにSn_2クラスターを作って安定化する(Surf.Sci., 479(2001)26)。動き回るSn状態は吸着で仮定しているprecursor状態の具体例と言える。ZnはLDOSに関係なくhalf nuit cell内でZn_3クラスターを作ることで安定化しZn_3を基本とするハネカム構造が形成される。さらにZn_3クラスターがその上に形成されるため4層までのスーパーハネカム構造の新規物質が形成されることを発見した(Phys.Rev.B, 66(2002)121304)。弱い相互作用による「0次元、1次元、あるいは二次元的自己組織化」により「表面にのみ存在する擬似物質」の形成が理解できることを示した(表面科学, 24(2003)700)。
創傷治癒過程における瘢痕形成メカニズムの解析

創傷治癒におけるSmad3の役割を明らかにするために,Smad3ノックアウト(-/-)マウスを用いて口蓋粘膜創傷治癒について検討した。その結果,以下に示すことが明らかとなった。(1)Smad3-/-マウスにおける口蓋粘膜創傷閉鎖は野生型マウスと比較して,創傷部に隣接する上皮細胞,線維芽細胞の活発な増殖によって有意に促進していた。(2)Smad3-/-マウスにおける口蓋粘膜創傷部でのTGF-β1の発現低下は創傷部に隣接する上皮細胞,線維芽細胞における低下だけでなく,モノサイト/マクロファージの浸潤減少も要因となっていることが明らかなかった。(3)Smad3-/-マウスにおけるモノサイト/マクロファージの浸潤減少はMCP-1,MIP-1αの発現低下が関与する可能性が示唆された。(4)Smad3-/-マウスにおける口蓋粘膜創傷治癒部結合組織でのα-SMA発現細胞は野生型マウスと比較して減少していたことから,Smad3-/-マウスでは筋線維芽細胞への分化が抑制されている可能性が示唆された。(5)新生マウス由来上皮細胞を用いたin vitrowounding assayよりSmad3-/-マウスは野生型マウスと比較してTGF-β1による増殖抑制作用は認められず,遊走の亢進を示していた。(6)新生マウス由来線維芽細胞へのTGF-β1添加によるTGF-β1,MCP-1,MIP-1aの発現上昇は野生型マウスと比較してSmad3-/-マウスでは低下していた。(7)新生マウス由来線維芽細胞を用いた3D collagen gel contraction assayよりTGF-β1添加によるゲルの収縮がSmad3-/-マウスでは野生型マウスと比較して低下していた。またSmad3-/-マウスではα-SMAの発現が低下していたことより筋線維芽細胞への分化抑制されていることが示唆された。以上より,TGF-β/Smad3シグナル伝達経路はTGF-β1,MCP-1,MIP-1αの発現を調節することによってマクロファージの浸潤に関与すること。創傷閉鎖において抑制的に作用する一方,瘢痕形成過程における筋線維芽細胞への分化に対しては促進的に作用することが明らかとなった。マウス口蓋粘膜創傷治癒および瘢痕形成過程においてTGF-β/Smad3シグナル伝達経路が調節因子の1つとして重要な役割を担う可能性が示唆された。本研究は創傷治癒過程における瘢痕形成メカニズムを開明する目的で、TGF-βの細胞内シグナル分子であるSmad3の遺伝子改変マウス(ノックアウトマウス)を用いてマウス口蓋粘膜の創傷治癒について野生型マウスと形態学的、組織学的に比較検討を行った。(実験方法)5週齢のSmad3ノックアウトマウスと野生型マウス(それぞれ9個体)の上顎臼歯間口蓋粘膜に幅1.0mmの創傷を作製し、その治癒過程(4、7、12、18日後)を形態学的、組織学的検討した。創傷治癒過程におけるTGF-β1の発現、マクロファージの局所への浸潤について免疫組織学的に検討した。さらに瘢痕組織に重要な役割を担う筋線維芽細胞の分化マーカーであるα-smooth muscle actin(α-SMA)の発現を免疫組織学的にて検討した。(実験結果および考察)Smmad3ノックアウトマウスは野生型マウスと比較して、再上皮化および結合組織の再構成ともに有意に促進していた。また、創傷治癒組織におけるTGF-β1の発現はSmad3ノックアウトマウスでは減少しており、TGF-β1の発現はTGF-β1によるauto-clin作用が重要であることが報告されていることから、創傷治癒においてはTGF-β/Smad3シグナル伝達系が重要な因子の1つであることが示唆された。創傷治癒においてはマクロファージといった炎症性細胞が重要な役割を担っており、また、局所においては血小板や上皮細胞、マクロファージといった細胞がTFG-β1の産生するといわれていることから、蛍光免疫染色にてTGF-β1とマクロファージの二重染色を行った。その結果、Smad3ノックアウトマウスではマクロファージの浸潤が減少しており、さらにTGF-β1の発現が低下していることが明らかとなった。一方、創傷治癒過程における瘢痕組織形成に関しては創傷治癒12日後の切片においてα-SMAの発現を検討したところ、野生型マウスでは明らかなα-SMAの発現が創傷部結合組織において認められたが、Smad3ノックアウトマウスではα-SMAの発現がほとんど認められなかった。この結果より、TGF-β/Smad3シグナル伝達系は創傷閉鎖のみならず、瘢痕形成過程においても重要な役割を担うことが示唆された。(今後の研究について)Smad3ノックアウトマウスにおけるマクロファージの浸潤低下を詳細に検討するためにマクロファージ遊走因子であるMCP1やMIP1の発現について検討している。また、創傷治癒組織における細胞の増殖能や、in vitroにおける実験系での細胞応答についても現在解析を進めている。(1)Smad3-/-

マウスにおける口蓋粘膜創傷閉鎖は野生型マウスと比較して,創傷部に隣接する上皮細胞,線維芽細胞の活発な増殖によって有意に促進していた。(2)Smad3-/-マウスにおける口蓋粘膜創傷部でのTGF-β1の発現低下は創傷部に隣接する上皮細胞,線維芽細胞における低下だけでなく,モノサイト/マクロファージの浸潤減少も要因となっていることが明らかなかった。(3)Smad3-/-マウスにおけるモノサイト/マクロファージの浸潤減少はMCP-1,MIP-1αの発現低下が関与する可能性が示唆された。(4)Smad3-/-マウスにおける口蓋粘膜創傷治癒部結合組織でのα-SMA発現細胞は野生型マウスと比較して減少していたことから,Smad3-/-マウスでは筋線維芽細胞への分化が抑制されている可能性が示唆された。(5)新生マウス由来上皮細胞を用いたin vitrowounding assayよりSmad3-/-マウスは野生型マウスと比較してTGF-β1による増殖抑制作用は認められず,遊走の亢進を示していた。(6)新生マウス由来線維芽細胞へのTGF-β1添加によるTGF-β1,MCP-1,MIP-1aの発現上昇は野生型マウスと比較してSmad3-/-マウスでは低下していた。(7)新生マウス由来線維芽細胞を用いた3D collagen gel contraction assayよりTGF-β1添加によるゲルの収縮がSmad3-/-マウスでは野生型マウスと比較して低下していた。またSmad3-/-マウスではα-SMAの発現が低下していたことより筋線維芽細胞への分化抑制されていることが示唆された。以上より,TGF-β/Smad3シグナル伝達経路はTGF-β1,MCP-1,MIP-1αの発現を調節することによってマクロファージの浸潤に関与すること。創傷閉鎖において抑制的に作用する一方,瘢痕形成過程における筋線維芽細胞への分化に対しては促進的に作用することが明らかとなった。マウス口蓋粘膜創傷治癒および瘢痕形成過程においてTGF-β/Smad3シグナル伝達経路が調節因子の1つとして重要な役割を担う可能性が示唆された。
大腸内発酵によってペクチンは生体に有害なメタノールの供給源となるか？

メトキシ化されたペクチンが大腸内に常在する細菌によって発酵される際、メタノールが遊離され生体に供給される可能性を明らかにするため、メトキシ化度の異なるペクチンをラットに与えたときのメタノール遊離量および血中ギ酸濃度の変化を調べた。その結果、ペクチンは大腸内発酵でメタノールを遊離し、生体内へのメタノール供給源となることが判明した。この発酵には、大腸菌が寄与していることもわかった。また、高メトキシペクチンほどメタノール遊離量が多く、血中ギ酸濃度の上昇を引き起こす可能性も示唆された。以上より、ペクチンは大腸内発酵によって生体内にメタノールを供給することがわかった。昨年度の成果より、メトキシ化度の高いペクチンほど大腸内でメタノールを遊離しやすく、生体内へのメタノール供給源となっていることが判明した。このメタノールが代謝アシドーシスを引き起こすギ酸に代謝されるため、血中ギ酸濃度にどの程度寄与しているかを調べることを目的とした。げっ歯動物ではギ酸代謝速度が速いため、ヒトギ酸代謝を模倣したラットをメトトレキサート(MTX)と葉酸欠乏食投与によって作製した。このラットに引き続き葉酸欠乏コントロール(MTX-C)食、5%ペクチン(メトキシ化度55;MTX-P)食を9日間与えた。また、摂食量からペクチン摂取量を求め、ペクチンからすべてのメタノールが遊離した場合と等量のメタノールを飲水投与したラット(MTX-M)も用意した。MTXおよび葉酸欠乏食投与ラットの動脈葉酸濃度は、非投与ラットの25%まで低下した。葉酸欠乏食のみ投与したラットでも同様の低下を示したため、葉酸欠乏食のみで生体内の葉酸レベルを低下させ、ヒトギ酸代謝を模倣できると考えられる。一部のMTX投与ラットで試験最終3日間の摂食量が著しく減少し、体重低下を引き起こしたことから、MTXそのものが本結果に影響を与えた可能性も考えられる。MTX非投与の葉酸欠乏食ラットで摂食量の低下はみられなかった。門脈および動脈血漿メタノール濃度は、MTX-C群に比べ、有意にMTX-P群とMTX-M群で高値を示した。試験最終3日間のペクチン摂取量と動脈メタノール濃度の間には高い正の相関が認められ、ペクチン摂取量が増加すれば、生体内に供給されるメタノールが多くなることが示された。一方、大腸でペクチンから遊離したメタノールが門脈に速やかに吸収される結果も得られた。動脈ギ酸濃度は、統計的有意差はなかったが、MTX-PおよびMTX-M群で高くなる傾向を示し、ペクチン由来のメタノールがギ酸に代謝されることが示された。ペクチンの異なるメトキシ化度と生体に遊離するメタノール量との関係性を明らかにするため、メトキシ化度の異なるペクチン(メトキシ化度24 (LMP)および55 (HMP))を5%添加した飼料を7日間ラットに与え、メタノール動態を調べた。ペクチンは78%エタノールで脱糖して用いた。ペクチンを与えたラットの(呼気+放屁)メタノール量排出は、コントロール群より有意に高く、経日的に増加し続けた。また、高メトキシペクチンを与えたほうが低メトキシ度ペクチンを与えたラットよりもメタノール排出量が有意に高かった。門脈および動脈血中のメタノール濃度は、コントロール食群(0.0 μmol/L)に比べペクチン摂取群で有意に高く、LMP食群で45.7μmol/L、HMP食群で485μmol/Lだった。動脈血でもメタノールが検出されたことから、大腸でペクチンから遊離したメタノールが呼気や放屁から排出される速度が遅いことが示唆される。しかし、メタノールの酸化物であるギ酸はほとんど検出されなかった。これはげっ歯動物の場合、葉酸代謝速度が速いため、ギ酸の分解が速やかに行われるためであると考えられる。盲腸内容物中の遊離メタノール濃度とペクチン結合型メタノール濃度を調べると、全メタノールに対する遊離型の比率はLMP摂取ラットで約10%だったが、HMP摂取ラットでは約60%であった。このことから、HMPのほうが生体内にメタノールを遊離しやすい可能性が考えられる。次にHMP摂取時に活性化される腸内細菌を調べるため、16S rDNA PCR-DGGE法で盲腸内容物中の細菌叢を解析した。その結果、HMP食によってE.coliが特異的に増加していることが確認された。以上のことから、高メトキシペクチンの摂取は特異的にある種の腸内細菌を活性化し、メタノール遊離を促進し、メタノールを生体内に供給する可能性が示された。

ペクチンがある種の腸内細菌によって分解され、メタノールを遊離することはわずかに報告がある。しかし、ペクチンを摂取した場合に、大腸内でメタノールが遊離し、生体内に供給されるかはまったくわかっていなかった。これを証明することが本研究の第一の目的であるため、平成24年度を終了した時点での達成度は概ね順調に進展していると考えている。ただし、in vitro実験によるメタノール生成速度などメタノール遊離に関する詳細についてはまだ手がつけられていない部分も多い。その点は平成25年度に早急にとりかかる予定である。しかし、ペクチンからメタノールを遊離させる細菌について偶然にも特定しつつあり、当初予想していた以上にこの点は進行している。本来の計画では、生体内におけるペクチンからのメタノール遊離を抑える発酵制御に関して検証を進める予定であった。しかし、平成24年度の研究より想定していたよりも多くのメタノール遊離量が認められたため、この遊離メタノールによって生体に与える影響をラットで検証する必要性がある。しかし、げっ歯動物では葉酸代謝速度が速いため、メタノール酸化物で毒性を示すギ酸の分解が速い。そこで、ラットの葉酸代謝をメトトレキサートで阻害し、葉酸欠乏食を与えることで、ヒトと同様のギ酸代謝速度を有するラットを作成する。その後、それを用いてペクチンより遊離したメタノールによる影響を検証する。これらの実験と発酵制御に関する実験およびin vitroにおけるペクチンからのメタノール遊離速度を検証する実験を同時に進めることにしている。これによって、より研究を進めることが可能となる。また、今年度に予想以上の達成を示した内容があるため、次年度に実施する必要がなくなった実験もある。この時間を利用して一部遅れている内容について検証を推進する。ラット盲腸内細菌叢を用い、ペクチンをジャーファーメンターで嫌気発酵する。経時的に培地を採取し、メタノール生成量を調べる。これによってペクチンからのメタノール遊離速度を明らかにする。さらに、前年度に高メトキシペクチン摂取ラットでE.coliの活性化が認められたので、E.coliによるペクチン発酵を行い、メタノール遊離に対する影響を調べる。また、抗菌スペクトラムの異なる抗生物質を用い、高メトキシペクチンのin vitro発酵を行う。培地に抗生物質を添加し、ペクチンからのメタノール遊離度を検証し、このときの培地中細菌叢の変化を調べる。メトトレキサート投与による低葉酸代謝モデルの作製とそれを用いたペクチン遊離メタノールによる生体への影響メトトレキサート投与によって葉酸代謝を阻害し、さらに葉酸欠乏食を与えることでギ酸分解速度を抑えたモデルラットを作製する。尿中ホルムイミノグルタミン酸を測定し、その増加により葉酸欠乏状態を確認する。また、このラットにペクチンを与えたときの生体内へのメタノール遊離とギ酸生成量の関係、および網膜および肝臓における炎症や抗酸化関連遺伝子の発現変動を明らかにする。
東北地方にアイヌの足跡を辿る-発掘人骨の形態学的・遺伝学的研究-

東北地方出土の古墳時代人と江戸時代人に焦点を合わせて、人骨の形態学的および遺伝学的研究を行った。頭蓋の形態小変異と計測的特徴の分析からは、九州→関東→東北→北海道へ向かう形質の地理的勾配の存在が明らかになった。この地理的勾配は古墳時代でとくに明確であり、江戸時代になってもかなり明瞭に認められるが、現代人になると地域間の均質性が進むため地理的勾配は痕跡的に認められるにとどまった。このような結果は、縄文人という日本列島の基層集団の中に、大陸から九州地方に渡来した移住集団の遺伝子が弥生時代以降徐々に周辺に拡散してゆき現在の日本列島の住民構成ができあがったと説明する埴原の「二重構造モデル」と概ね一致している。頭蓋の計測的特徴に基づく判別分析では、九州→関東→東北→北海道へと向かう形質の地理的勾配が非常にはっきりしており、東北北部江戸時代人と北海道アイヌの間に明確な線引きをすることができないという結果が示された。また頭蓋の形態小変異で扱った東北古墳人は宮城・福島両県のもので、古代蝦夷に相当する北東北の古墳・古代人を含んでいなかったが、九州→関東→東北→北海道へと向かう形質の地理的勾配から推測すると、古代蝦夷に相当する人々は南東北の古墳人よりもさらにアイヌ・縄文人グループに近づくと考えられた。これらの結果から、古代蝦夷がアイヌであったか日本人(和人)であったか、という設問は成り立たず、古代蝦夷とは東北地方の縄文時代から古代・中世にかけての人類形成史の一過程に生存した人々であったと結論された。ミトコンドリアDNAの解析では、東北地方の古墳・古代人9例中1例に、北海道および東北縄文人と北海道アイヌに共通するハプログループN9bが確認された。1.研究実施状況:(1)東北地方北部江戸時代人35例、府内江戸時代人77例、東北地方現代人83例、関東地方現代人51例、北海道アイヌ68例の頭蓋計測を行った。(2)東北地方北部江戸時代人頭蓋86例の形態小変異および歯の計測的・非計測的データを採取した。(3)東北地方北部江戸時代人50例の四肢骨計測データを採取した。(4)青森県畑内遺跡出土の江戸時代人骨41体よりDNAの抽出を行った。(5)青森県下北半島浜尻屋遺跡から出土した中世小児人骨1体の詳細な形態学的分析を行った。2.研究成果:(1)青森県下北半島の浜尻屋貝塚にて発見された中世人骨は67歳の小児であったが、永久歯の計測的特徴、および乳歯・永久歯の非計測的特徴から判断すると、この人骨がアイヌに帰属すると考えて大過ないことが判明した。考古学的所見もこの結論を支持した。(2)東北地方江戸時代人頭蓋の計測値に対して北海道アイヌと府内江戸時代人を標的とした判別関数を適用すると、大間崎、上野31、岩屋B5、および下北人骨の4例が、北海道のアイヌに判別された。(3)頭蓋の非計測的特徴から判断すると北東北の江戸時代人と近代人は北海道アイヌ、特に北海道南西部のアイヌに近いことが示された。このことから東北地方北部は本州の中では和人の遺伝的影響が最も遅くなった地域であると推測された。(4)歯の計測的・非計測的特徴は、東北地方北部にはアイヌ的特徴と和人的特徴がモザイク状に入り組んでいる可能性が示唆された。(5)青森県畑内遺跡人骨34個体についてDNAの抽出・解析に成功した。ミトコンドリアDNAの分析ではアイヌと共通する塩基配列もみられたが、この配列は和人集団にも同様に認められるので、今回の結果のみで畑内遺跡人骨とアイヌの系統関係を論じることはできなかった。

1東日本縄文人、北海道続縄文人、九州古墳人、関東古墳人、東北古墳人、東北古代人、関東鎌倉時代人、九州江戸時代人、府内江戸時代人、南東北江戸時代人、北東北江戸時代人、北海道アイヌ頭蓋の計測的および非計測的データのデータベース構築が完了した(百々・川久保)。東北地方の江戸時代人は東北北部でも関東地方と大きく変わることがないのに、古墳時代の東北地方には縄文人的特徴を残す人々が住んでいたことが示唆された。2東北地方中央部江戸時代遺跡人骨と近現代東北地方人頭蓋の歯の計測的・非計測的データを収集した(松村・鈴木)。東北地方中央部江戸時代人(河崎の柵擬定地遺跡)の歯は府内江戸時代人とほとんど変わらないことが示された。3宮城県石巻市梨木畑貝塚と山形県酒田市秋穴洞窟出土の古墳時代古代人骨からミトコンドリアDNAを抽出し解析した(安達)。秋穴人骨のDNAは現代東北地方人と変わるところはなかったが、梨木畑貝塚人骨には北海道に特有なDNAハプロタイプが認められた。4東北地方の江戸時代、古代、古墳時代遺跡から出土した人骨すべての四肢骨計測値データベースの構築が完了した(瀧川)。5大腿骨の骨頭窩の形態変化から年齢を推定する方法を開発し、それを年齢・性別既知の東北地方近現代人骨に適応したところ好成績をおさめた(坂上)。今後この方法を用いて東北地方古人骨の年齢推定を行う。6岩手県二戸市九戸城跡から出土した中世人骨群にみられた多数の殺傷痕の記載が完了した(百々)。文献史学との共同研究からこの人骨は天正19(1591)年九戸城落城時の籠城者のものであると結論した。1頭蓋の形態小変異6項目を用いて、東日本縄文人、北海道アイヌ、東北地方古墳人・江戸時代人・現代人、関東地方古墳人・江戸時代人・現代人および九州地方古墳人・江戸時代人・現代人相互の形態学的距離を求めた。その結果、東日本縄文人からの距離は九州→関東→東北→北海道という順に小さくなり、明らかな形質の地理的勾配が確認され、それは古墳時代でとくに明瞭であった。このことから北東北の古墳人と縄文・アイヌ群は一線をもって画することができないと推測された。2頭蓋の計測値18項目を用い、東日本縄文人、北海道アイヌ、東北地方古墳人・江戸時代人・現代人、関東地方古墳人・江戸時代人・現代人および九州地方古墳人・江戸時代人・現代人相互のマハラノビス距離を求めた。その結果、縄文人やアイヌに最も近似するのは東北古墳人と北東北江戸時代人であった。さらに同じく18項目の計測値を用いて、東日本縄文人ならびに北海道アイヌと九州弥生人ならびに九州江戸時代人を基準集団として判別分析をおこなうと、頭蓋形態小変異の結果と同様に、九州→関東→東北→北海道という滑らかな形質の地理的勾配が観察され、北東北江戸時代人と北海道アイヌは連続していることが明らかとなった。3上記1,2の結果から、北東北の古代蝦夷がアイヌか日本人(和人)か、という古くからの論争は意味をもたず、古代蝦夷はアイヌと和人が分化する以前に北東北に生活していた人たちであると結論された。4北海道縄文人骨のミトコンドリアDNAハプログループの特徴はN9bが圧倒的多数であることであるが、東北地方縄文人にもN9bがかなり高頻度でみられ、東北地方古墳時代人骨にもこのハプログループN9bが認められた。
テキスト構造の中日対照研究-言語と思惟の相関関係を探る

本研究は「一文の単位を超えた接続関係を表現する形式が、人間のどのような思考方法を指示しているのか」という「言語と思惟の相関関係の考察」を目標とする研究計画の端緒を開くものである。今回とりあげた形式と具体的な考察課題は、中国語と日本語の指示詞について「文脈指示における2系列+α(這/那+它)と3系列(コ/ソ/ア)対立の用法と意味の比較対照」および、中国語と日本語の因果関係を表す接続詞について「異なった文階層における呼応の比較対照」である。考察対象とした言語資料のもとは北京日本研究センター開発の中日対訳コーパスと、我々が設計して学生へ開発を委託したデーターベース構築用ソフトによって作成したコーパスである。論考をすすめるにあたっては、出所が明らかで検証可能な第一次資料を作成することに意を用いた。すなわち、これら2種類のコーパスに検索をかけた用例に対して、さらにインーマントチェックをかけたうえで面談により個人的な文脈理解のありかたを調査した。報告書に記録した見解のうち、次の数点は特記してよいと思われる。[第一部]「文脈指示」における日本語指示詞と中国語指示詞の相違(王亜新)(1)文脈承前の用法について、中国語の2系列はモノを表す"它"(これ・それと対応)と指示領域を何らかの形で分担しあっていること、および、中国語の2系列では"那"が「いまと切り離された別次元のモノ」を表現するという解釈を提示した。(2)時空間に関する意識について、両国語ともに現場指示の用法での意識が反映しているが、中国語では特に話者と聞き手の間の領域意識が特に希薄であること、また、日本語では未来に関してソ系が用いられるのは、未来時制では時間を特定してのべる必要があり、その結果ソ系の文脈承前用法と類似してくるため、という見解を示した。[第二部]「接続詞の意味分析の方法と記述方法-因果関係接続への適用例」(大瀧幸子)(1)フレーズ内の単語と単語の呼応を表記するための文法的特徴、と単文中での展叙の職能、および連文における連文職能との分析に用いるための概念とのあいだに共通して採用できる意味的特徴とはなにかについて、文単位での階層意味論での概念が有用である、という解釈を示した。(2)自然言語の相互比較にあたり、認織の対象としての外的存在(現象枠)をたてて、「ほぼ等価値の情報」とはなにかを考察する必要がある、という見解を示した。[第三部]検索ソフト「GPSV1」の解説(大瀧幸子)現在も改訂版の設計を続けている。ソフト作成は金沢大学4年林智に依頼した。第一段階の研究課題のうち、指示詞に関する調査研究は研究分担者王亜新が担当し、接続詞に関する調査研究は大滝が担当した。本報告では双方に共通の成果についてのみ記述する。

1:言語資料の作成と利用方法については、次のような確定をみた。(1)北京日本学研究センターと(株)日立製作所中央研究所の共同開発による『中日対訳コーパス』試用ソフト。文学作品:中国23篇、日本22篇とその訳本を合わせて105件(ほぼ1300万字)。文学以外:中国8篇、日本8篇、日中共同1篇とその訳本合計32件(ほぼ296万字)。王亜新が、試用版モニターとして登録している。(2)大滝研究室で業者委託して共同開発したGPS検索ソフト。現在データーべース内に蓄積されている文学作品は、中国語原作53作品ほぼ253万字と、日本語原作146作品とその訳本を合わせて、ほぼ115万字。随時、スキャナ入力やインターネットからダウンロードした文字データーを、検索可能なライブラリーとして追加していける利点がある。2:第一次インフォーマント調査が完了した時点で、当初の計画と異なる点は、(1)日本語の分句末の接続助詞を今回の調査から除いたこと、(2)インフォーマントとして依頼する人数を中国人インフォーマント7名と日本人インフォーマント6名に減らしたことである。調査対象とする語彙を自立語の接続詞に限った理由は、対訳を比較対照の材料として文脈の産出のあり方を考察する場合、ゼロ翻訳(翻訳形式なし)が散見することと、付属語の用法には筆者の個人言語の特徴が特によく顕現し、従って極めて大量の調査資料を収集しなければ一般化しうる用法の傾向が見出せないことが確認できたためである。インフォーマントの人数を減らしたのは謝金不足に拠る。3:大滝、王ともに現在第二段階の研究課題に取り組んでいる。すなわち内省報告の個人差を弁別し、例文の語義的・文脈的特徴を抽出し、一般理論(接続・指示)のなかから今回の言語資料を解析するにふさわしいテキスト分析の観点と方策を模索しつつ、その考察結果を検証するための第二次インフォーマント調査資料を作成中である。2年間にわたる本研究における共同研究の実状は、コーパス作成、インフォーマント調査、検索ソフト開発という研究基礎ツールを整備するための共同作業であった。大量の書面上の言語資料を整理する技術的側面での手配や開発作業を完了できたので、本研究の初期の目標はほぼ達成されたといえる。今後は理論的側面について実質的な討議を展開していく予定である。以下,研究途上の段階ではあるが、「文脈指示における日本語指示詞と中国語指示詞の相違」(王亜新)と「接続詞の意味分析の方法と記述方法-因果関係接続への適用例」(大瀧幸子)に分けて、研究成果の概略を報告する。1;日本語と中国語の指示詞には「文脈指示」用法に関して以下の類似点と相違点があることを指摘した。1)単純な「文脈承前」を表すには,日本語では基本的にソ系を用いるが,中国語では一般的に"這"を用いる。2)話し手、相手、第三者のどこに帰属するかが曖昧な対象について,日本語ではソ系を使うが,中国語では文脈に応じて異なった基準で"這"と"那"を使い分けている。3)日本語では,現在をコ系で表し,未来を主にソ系で表し、過去はソ系とア系の両方を用いる。したがって、ソ系が時間に関わる指示を行う場合,照応形式は先行文脈で常に明示される。過去のア系は主に社会通念として認められた特定の過去,または現在と切り離された過去に用いられる。
飛翔昆虫を規範とした高性能な羽ばたき小型飛翔体の創製

高性能な羽ばたき小型飛翔体の設計指針の導出のために、生物型力学シミュレータ(H.Liu, J.Comput Phys., 2009)を用いて、昆虫羽ばたき翼に見られるねじれと2方向の曲げが、羽ばたき翼の空力的性能に及ぼす影響を調べた。また、昨年度開発した流体・構造連成解析シミュレータと、羽ばたき翼の柔軟性を評価するための無次元剛性を用い、様々なサイズの昆虫の翼の飛翔中の変形と、その変形が空力的特性におよぼす影響を調べた。その結果、ショウジョウバエ等の小型昆虫の羽ばたき翼は、スズメガ等の大型昆虫と比較して無次元剛性が大きいため、ほとんど変形しないにも関わらず、仮想的にスズメガの柔軟性を導入することで、その空力的特性がスズメガと同様に向上するということが明らかとなった。このことから、昆虫の羽ばたき翼には、強度や血流の循環等の制約条件の元で柔軟性が与えられており、その剛性は、空力的観点から最適ではない可能性があるということが示唆される。また、走査型電子顕微鏡を用い、トンボの翼表面の構造を観察した結果、役割が不明な複数のトゲを観察できた。現在は、このトゲや翼の3次元構造の空力的影響を調べるために、これらを生物型力学シミュレータのモデルに導入するための詳細な形状の観察方法を検討中である。さらに、小型飛翔体のための高性能な羽ばたき翼を創製するために、羽ばたき翼の空力的性能を評価するシステムを、実験と数値計算を組み合わせることで構築した。このシステムによって、これまでよく用いられてきた膜翼の膜の面積が非常に重要であり、膜を適切にたるませて貼ることで、従来よりも20%程度大きな空気力を発生できることが明らかとなった。また、本研究室で開発した昆虫規範型羽ばたきロボットのギヤボックスの構造の改良を行い、再現性よく飛翔が可能な羽ばたき小型飛翔体を作製した。現在は、重さが3g程度で、最大で6分程度の連続飛行が可能である。昆虫羽ばたき翼周りの流れ場を再現することが可能な生物型力学シミュレータ(H.Liu, J.Comput.Phys., 2009)と、新たに開発した構造解析シミュレータを弱連成手法によって連成することで、流体・構造連成解析シミュレータを新たに開発し、Heathcoteらの行った柔軟翼の振動実験(S.Heathcote et al., J.Fluid Struct., 2008)の結果との比較を行うことで、その有用性を確認した。本シミュレータを用いて、Combesらの行ったスズメガ翼の振動試験(S.A.Combes and T.L.Daniel, J.Exp.Biol, 2003)の結果を用いて構造モデリングを行った後、柔軟翼を有するスズメガの羽ばたき飛翔のシミュレーションを行った結果、翼の弾性変形によって生じるねじれによって、昆虫の羽ばたき飛翔における空気力発生に非常に重要な役割を果たす前縁渦が安定化され、また、翼端付近において翼の運動が修正されるため、剛体の平坦な翼と比較して、柔軟翼が大きな空気力を発生できるということを発見した。さらに、これまで定常/準定常流れという仮定のもとでしか求められなかった昆虫静止飛行の効率の算出方法を新たに考案し、これを用いて柔軟羽ばたき翼の性能の評価を行った結果、剛体翼と比較して、柔軟羽ばたき翼がより大きな空気力をより効率的に発生させることが可能であるということを発見した。これらの発見から、より高性能な小型飛翔体を創製するために、翼の柔軟性が非常に重要なファクターであるということが明らかとなった。また、高性能な小型飛翔体の創製に向けて、柔軟羽ばたき翼を再現性良く作製する方法を考案した。本方法では、翼の作製には真空樹脂含浸法を用いており、炭素繊維やアルミ箔と樹脂を複合化することで、昆虫翼のし脈構造を再現した柔軟羽ばたき翼の作製が可能である。現在、この方法で作製した柔軟羽ばたき翼の空気力学的性能の評価のための実験装置の作製を行っている。

さらに、小型飛翔体のための高性能な羽ばたき翼を創製するために、羽ばたき翼の空力的性能を評価するシステムを、実験と数値計算を組み合わせることで構築した。このシステムによって、これまでよく用いられてきた膜翼の膜の面積が非常に重要であり、膜を適切にたるませて貼ることで、従来よりも20%程度大きな空気力を発生できることが明らかとなった。また、本研究室で開発した昆虫規範型羽ばたきロボットのギヤボックスの構造の改良を行い、再現性よく飛翔が可能な羽ばたき小型飛翔体を作製した。現在は、重さが3g程度で、最大で6分程度の連続飛行が可能である。
土石流ハイドログラフの予測に関する研究

土石流ハイドログラフの予測は、土砂災害の予測、および災害の防止・軽減対策を樹立していく上で基本的な事柄であるが、従来的確な理論がなく、不明なままであった。本研究は、実験と現地観測をもとに、実際の渓流で発生する土石流のハイドログラフを予測する手法を提示することを目的に行ったものである。まず、渓床堆積物が水流の影響を受けて土石流化する場合について、渓床勾配が場所的に変化すること、水流が上流端からのみならず両側岸から供給されて流量が場所的に変化すること、渓床堆積物中には巨礫を含む比較的大きい粒径の粒子と、土石流化した場合に、水の作用によって浮遊するような粒子成分とが含まれており、それぞれの構成比によって発生土石流の性質が変化すること、等を考慮に入れた土石流ハイドログラフ予測式を示した。本手法の妥当性は、その検討のために特別に作成された水路における実験結果に本式を適用することによって検証されており、さらに、コロンビアのネバド・デル・ルイス火山で発生した大規模泥流の流量の再現計算に適用して、現地調査の結果判明した最大流量や泥流の継続時間がうまく説明できることからも確かめられた。つぎに、実際の渓流で発生した土石流のハイドログラフが流下に伴って最大流量を減少させ、継続時間を増大させるような変形をする過程を定量的に予測する試みとして、キネマティックウェーブ理論を適用し、現地観測結果がよく説明できることを示した。さらに、崩壊土砂が形成した天然ダムの決壊によって発生する土石流の定量的予測の手法を明らかにするために、天然ダムの形成と破壊に関する実験を行ない、渓床勾配と水の流量、崩壊土砂量、渓流幅を用いた天然ダム形成限界式、天然ダムの形状特性を示した。また、実験領域ではダム決壊過程に2種類があり、どちらが生起するかによって、発生する土石流の規模が大きく異なること等も明らかにした。