hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地球温暖化が沿岸性魚類の性決定へ与える影響評価

計画段階では、九州エリアの調査地として鹿児島湾を予定していたが、五島列島でギンイソイワシの野生集団が安定して確認されたため、調査地として加えた。対象種を予定通りに捕獲し、雌雄の性転換率を算出することで、当該エリアにおけるギンイソイワシの性の高温影響度、低温影響度を評価することができた。また、検出した性転換個体の耳石輪紋解析と捕獲地周辺の水温履歴から、水温と性転換の因果関係も証明できつつあることから、概ね計画通り進捗していると判断した。本研究では、水温起因の性転換が生じやすいトウゴロウイワシ目魚類を指標生物として選定し、日本沿岸部における地球温暖化の魚類の性への影響評価を最終目的としている。2017年度は昨年度に引き続き、飼育環境下で性決定機構の高い温度依存性(性決定時期の水温が高温=雄性転換率増加、低温=雌性転換率増加)が示され、遺伝型性判別マーカーであるamhy遺伝子が単離されているギンイソイワシHypoatherina tsurugaeを指標種として用い、国内沿岸部における本種野生集団の性転換個体出現率を調査した。本年度は東京湾(n=88)、三重県英虞湾(n=111)、長崎県五島列島福江(n=53)の3調査地で当歳魚の捕獲調査を行い、捕獲個体の遺伝型性と表現型性を照合することで性転換個体を検出した。その結果、雄性転換率(高温影響度)および雌性転換率(低温影響度)は、東京湾ではそれぞれ12%および2%、三重県英虞湾では20%および2%、長崎県五島では7%および0%であることが明らかとなった。東京湾では、2016年度調査においてその他の調査地ではみられない程の高い雄性転換率(43%)が確認されていたが、2017年度の性転換率は2014および2015年度の結果に類似した低い値となった。また、耳石輪紋数から推定した2017年度東京湾捕獲集団の産卵時期およびその際の捕獲地周辺の実測水温と変動パターンは、同所における2014および2015年度の調査結果に類似していた。よって、2016年度に東京湾で確認された高い雄性転換率は、その年度に特徴的に観られた産卵時期の遅れとその結果稚魚が経験した高水温に起因するのではないかと推察された。さらに本年度は、東京湾で捕獲した親魚から得た稚魚を用いて再度水温別飼育試験を行い、水温と本種性決定の相関関係を再調査し、高温では雄の性転換感が誘起されることを確認した。異常水温が魚類性決定へ与える影響評価の一環として、温度依存型性決定機構を持つギンイソイワシを指標種とし、国内複数箇所における性転換率を経年調査した。その結果、各調査地、年度において比較的低頻度(20%)の雌雄両方向への性転換が確認されたが、2016年に捕獲された東京湾の野生集団では雄性転換率が40%と突出して高かった。そこで当該集団の耳石解析から孵化時期を推定したところ、本集団は東京湾における他年度の捕獲集団と比較して産卵期が遅く、稚魚がより高温を経験していることが明らかとなった。従って本種は野生集団でも水温依存的な性転換が生じ、将来的な地球温暖化は本種性決定に影響を与える可能性が示された。本課題で計画している8カ所の調査地(若狭湾、東京湾、駿河湾、伊勢湾、大阪湾、紀伊水道、響灘、鹿児島湾)のうち、残りの6カ所の捕獲調査を順次行う予定である。東京湾および伊勢湾においても継続して調査を行う。また、将来的に予想される地球温暖化や異常気象に起因した水温上昇・低下が、ギンイソイワシ野生集団の「性」へ与える影響を正確に評価するためには、何度でどの程度雌雄へ性転換するのかを詳細に知る必要がある。そこで、孵化稚魚の飼育試験を行う。まず、産卵時期(6ー8月)に受精卵を採取し、孵化仔魚を様々な水温(18-30°C)にて、性決定/性分化が終了するまで約3ヶ月間飼育する。その後、各水温区における稚魚の生残率と雌雄の性転換率を算出する。本飼育試験で得られた水温と雌雄の性転換率の値を基準に、各野生集団で得られた性転換率を精査する。
Kinectセンサを利用した舞踊の学習支援システムの開発

これまで,モーションキャプチャシステムを利用した舞踊などの学習支援システムが構築されているが,このような装置は高価な上,使用できる環境は限られており,個人が練習のために容易に利用できるものではない。そこで,個人の自主練習を支援できるようなシステムの構築を検討した。1.Kinectセンサを利用したデータの取得安価な画像認識デバイスとして普及しているKinectセンサを用い,実画像・深度情報・骨格情報を取得し,骨格情報から全身で20か所の位置の追跡をすることができた。しかし,Kinectセンサは正面からの動きを取得するデバイスであるため,1台のKinectセンサだけでは側面や背面,回転動作の情報を正確に取得するのは難しく,正確な情報を得るためにはKinectセンサを2台使用するなどの方法を今後検討する必要がある。また頭から足元までの全身のデータを取得するためには,Kinectセンサから3メートル程のスペースが必要であることも確認した。2.個人学習支援システムの開発3Dコンテンツを作成する統合開発環境であるUnityを使用し,Kinectセンサから取得したデータを3次元CGとしてディスプレイ上に表示した。Kinectセンサから得た情報をリアルタイムで表示できるため,学習者はディスプレイ上の自分の動きを鏡に映ったように確認しながら練習することが可能である。またデータとして記録することもできるため,振り返り練習の際に,教師データと比べることも可能である。これにより個人が自宅で練習する際に,自分の動きのデータを簡単に確認しながら,反復練習をする環境を構築することができた。回転などの動きの際には情報が正確に取れない,全身の動きを取得するためにはある程度広いスペースが必要などの問題はある。しかし,個人が自主練習をする場合,初めは上半身のみ,腕の振りの練習などと部位ごとに練習し確認を繰り返すことが多いと思われるため,練習を支援する環境として有用であると考える。
エストラジオール分解微生物の性状解析と水環境保全への応用可能性

近年になって、エストラジオール(E2)による魚メス化問題が深刻化しつつある。E2はヒトおよび家畜のし尿から排出されており、全国規模の環境調査でも多くの水環境から検出されており、E2の環境動態、生体影響、除去システムに関する研究の必要性が認識されつつある。そこで本研究では、E2分解菌の探索と性状解析を行った。上記汚泥試料をE2を唯一の炭素源とする無機塩類培養液に加え集積培養を行った後、同じ組成の寒天培地に培養液を摂取し、静置培養した。1週間後、寒天培地上に出現したコロニーを爪楊枝でピックアップし、新しい寒天培地に摂取、純化を行った。その結果、E2を唯一の炭素源として生育できる細菌ARI-1株が得られた。ARI-1のE2分解活性をフラスコ実験で検討した。E2を含む無機塩最少培地に菌を摂取し、HPLCで経時的に残留E2量を追跡した。その結果、分解菌は環境濃度の1000万倍に相当する高濃度E2を50日間で、150万倍のE2を20日間でほぼ完全に分解した。また、E2以外で環境汚染問題が懸念されつつあるエストロン、エストリオールに対する分解能も調べたところ、分解菌はこれらのエストロゲンも分解できることが示された。さらに、エストロゲンが分解された後に発生する代謝産物についてGCMSとNMRを用いて分析したところ、いずれのエストロゲンも炭酸ガスまたはそれに近い低分子量物質にまで分解されていることがわかり、環境浄化への応用に期待が持てる菌であることもわかった。さらに、生化学および分子生物学的手法によってARI-1株の系統解析を行ったところ、本菌株はこれまでに報告例のない新種であることが判明し、Novosphingobium tardaugenesと命名された。今後、本菌株が畜産排水中のE2除去に技術応用されることを期待したい。今後は遺伝子工学を用いた系統解析を行うとともに、環境浄化への応用可能性についても検討していく計画である。近年になって、エストラジオール(E2)よる魚メス化問題が深刻化しつつある。下水処理場から得た汚泥をE2を唯一の炭素源とする無機塩類培養液に加えて集積培養を行った後、同じ組成の寒天培地に接種し、静置培養した。1週間後、寒天培地上に出現したコロニーを爪楊枝でビッグアップし、新しい寒天培地に接種、純化を行った。その結果、E2を唯一の炭素源として生育できる細菌ARI-1株を得た。ARI-1株のE2分解能をフラスコ実験で検討した。E2を含む舞機塩類最少培地に菌を接種し、HPLCで経時的に残留E2量を追跡した。その結果、分解菌は環境濃度の1000万倍に相当する高濃度E2を50日間で150万倍のE2を20日間でほぼ完全に分解できた。また、E2以外で環境汚染問題が懸念されつつある、モストロン、エストリーオールに対しても同様に分解できることがわかった。さらに、GCMSとNMRによる分析から、分解されたこれらエストロゲンは炭酸ガスあるいは低分子量有機酸のレベルにまで変換されていることも示唆され、環境浄化への応用に期待が持てることもわかった。分解菌がどのような種類の菌なのかについて、生理学的手法に加え、生化学的および遺伝子工学的手法も用いて系統解析を行った。その結果、分解菌はNovosphingobium属の新種であることが判明し、Novosphingobium tardaugenesと命名した。

近年になって、エストラジオール(E2)による魚メス化問題が深刻化しつつある。E2はヒトおよび家畜のし尿から排出されており、全国規模の環境調査でも多くの水環境から検出されており、E2の環境動態、生体影響、除去システムに関する研究の必要性が認識されつつある。そこで本研究では、E2分解菌の探索と性状解析を行った。上記汚泥試料をE2を唯一の炭素源とする無機塩類培養液に加え集積培養を行った後、同じ組成の寒天培地に培養液を摂取し、静置培養した。1週間後、寒天培地上に出現したコロニーを爪楊枝でピックアップし、新しい寒天培地に摂取、純化を行った。その結果、E2を唯一の炭素源として生育できる細菌ARI-1株が得られた。ARI-1のE2分解活性をフラスコ実験で検討した。E2を含む無機塩最少培地に菌を摂取し、HPLCで経時的に残留E2量を追跡した。その結果、分解菌は環境濃度の1000万倍に相当する高濃度E2を50日間で、150万倍のE2を20日間でほぼ完全に分解した。また、E2以外で環境汚染問題が懸念されつつあるエストロン、エストリオールに対する分解能も調べたところ、分解菌はこれらのエストロゲンも分解できることが示された。さらに、エストロゲンが分解された後に発生する代謝産物についてGCMSとNMRを用いて分析したところ、いずれのエストロゲンも炭酸ガスまたはそれに近い低分子量物質にまで分解されていることがわかり、環境浄化への応用に期待が持てる菌であることもわかった。さらに、生化学および分子生物学的手法によってARI-1株の系統解析を行ったところ、本菌株はこれまでに報告例のない新種であることが判明し、Novosphingobium tardaugenesと命名された。今後、本菌株が畜産排水中のE2除去に技術応用されることを期待したい。
太陽圏外縁部に分布する高エネルギー粒子の生成機構の解明

太陽風プラズマで占められた領域「太陽圏」が銀河系内の星間物質と接触する外縁部に分布している数千百万電子ボルト領域の高エネルギー粒子生成を担う物理プロセスを解明するため、特に星間空間の中性粒子を起源とするピックアップイオンと呼ばれる荷電粒子の物理特性に着目した数値シミュレーション研究を行った。衝撃波における太陽風プラズマと異なる加速過程・エネルギー分布の安定性・加速効率と電磁場構造パラメータとの関連性、といった内容を検証し、高エネルギー粒子源としてのピックアップイオンの優位性を明らかにした。太陽風プラズマで占められた領域「太陽圏」が銀河系内の星間物質と接触する圏界面内部に分布しているkeVからMeV領域の高エネルギー粒子生成を担う物理プロセスの解明を目指す本研究において、平成25年度は(1)太陽圏内部の衝撃波によるピックアップイオンの加速過程および(2)太陽風プラズマ中のヘリウムイオンが地球磁気圏の定在衝撃波(バウショック)通過時に磁場にピックアップされる過程について、それぞれ数値シミュレーションによる解析を進めた。(1)太陽圏外縁部における終端衝撃波単独での粒子加速では到達可能なエネルギーが低すぎる問題を解決する要因を、太陽圏内部における補助的な加速過程に求めた。着目したのは高速太陽風と低速太陽風の相互作用から生成される衝撃波で、高エネルギー粒子の主成分であるピックアップイオンが衝撃波を挟んで上下流域を往復する際のローレンツ力のバランスの崩れによって正味の加速が磁場方向に働くという、従来の理論とは異なるタイプの加速プロセスが示された。その結果、イオンの運動が磁力線に沿うものとなり、高速ー低速流パターンが連続して現れる状況ではエネルギー損失を抑えて複数の衝撃波間を行き来することが可能になり、単独の衝撃波では実現困難だった100keVに至る加速の達成が確認できた。(2)磁気圏観測衛星Geotailが捉えた、バウショック下流側でヘリウムイオンが速度空間上でリング状の分布を示す現象に対して、太陽風の衝撃波通過時におけるプロトンとヘリウムイオンの減速度の違いから発生する速度差によってヘリウムイオンが磁力線の運動に引き込まれた結果であることを数値シミュレーションによって示した。このリング状分布は不安定なため一般には短時間で崩壊するが、分布形状が長時間維持されるための太陽風条件を特定し、太陽圏外縁部におけるピックアップイオンの安定性を議論する上で重要な知見を得た。太陽風プラズマで占められた領域「太陽圏」が銀河系内の星間物質と接触する圏界面内部に分布しているkeVからMeV領域の高エネルギー粒子生成を担う物理過程について、特に以下の内容に関する前年度の研究を進展させて詳細な理解に至った。(1)太陽圏外縁部に存在する高エネルギープラズマは、終端衝撃波で加速される以前に太陽圏内部での補助的な加速を受けている必要がある。星間中性粒子が帯電して太陽風磁場に捕捉されたピックアップイオンがその最有力な粒子源であり、太陽風プラズマに比べてより長時間衝撃波面に捕捉された結果、より効率的なドリフト加速が可能となることを2次元シミュレーションで示した。特に衝撃波の生成源となる高速ー低速太陽風の出現パターンが連続する状況で複数の衝撃波を往復しながら同様の加速を繰返し受けた結果、150keVを超える辺りから更に加速効率の高い拡散過程へ移行し、最終的に300keVに達することを確認した。これは終端衝撃波においてMeV領域まで加速されるために必要となる初期エネルギーの条件を充分満たすことを期待できる結果となった。(2)磁気圏観測衛星Geotailがバウショック下流で観測したヘリウムイオンのリングビーム分布が、衝撃波通過後のプロトンとの速度差から生じる磁場によるピックアップ過程で生成されたことを立証した1次元数値シミュレーションを更に2次元に拡張したところ、1次元結果と比較してリング分布が短時間で崩壊する結果となった。これは励起される波動の自由度が増えることによってビームがより散乱されやすくなったことを示唆し、ピックアップイオンの安定性を議論する上で前年度に得られた太陽風条件に更に制限を付けることを確認した。太陽風プラズマで占められた領域「太陽圏」が銀河系内の星間物質と接触する圏界面内部に分布しているkeVからMeV領域の高エネルギー粒子生成を担う物理過程について、平成27年度は(1)太陽圏内部における衝撃波非依存の粒子加速現象、(2)衝撃波通過後にヘリウムイオンが示す速度分布関数の安定性に関する数値シミュレーション結果の解析を進め、起源粒子の太陽圏内におけるダイナミクスの理解を深めた。(1)太陽圏外縁部の終端衝撃波で効率よく粒子加速を受けるために必要な太陽圏内部での事前加速現象において、太陽風速度の揺らぎ構造の中での断熱加速モデルをハイブリッドシミュレーションで検証した。その結果、衝撃波が存在しない環境でも100keVを超える加速が可能であること、揺らぎ構造の空間スケールが大きくなるほど加速効率が高められていることを確認した。またこれは近年提唱されている、衝撃波非依存の粒子加速に伴う普遍的なエネルギー分布の形成理論を裏付ける上で有力なモデルとなりうる成果となった。(2)磁気圏観測衛星Geotailがバウショック下流で観測したヘリウムイオンのリングビーム状速度分布の形成過程とその安定性に関する考察を進めた。特に観測から示唆される数百ジャイロ周期を超えて安定に維持されるリング状分布が、励起されるプラズマ波動の強度が十分弱いときに出現することを、1次元、2次元双方のシミュレーション結果によって示し、その条件が太陽風プラズマ温度とプロトン/ヘリウムの密度比で決定されることを理論計算との比較によって確認した。

太陽風プラズマで占められた領域「太陽圏」が銀河系内の星間物質と接触する外縁部に分布している数千百万電子ボルト領域の高エネルギー粒子生成を担う物理プロセスを解明するため、特に星間空間の中性粒子を起源とするピックアップイオンと呼ばれる荷電粒子の物理特性に着目した数値シミュレーション研究を行った。衝撃波における太陽風プラズマと異なる加速過程・エネルギー分布の安定性・加速効率と電磁場構造パラメータとの関連性、といった内容を検証し、高エネルギー粒子源としてのピックアップイオンの優位性を明らかにした。本研究を通じ、研究目的である太陽圏外縁部に分布する高エネルギー粒子源としてのピックアップイオンの太陽圏内部におけるダイナミクス、特に高エネルギー領域への到達プロセスについて、粒子コードを用いた数値シミュレーションによって更に理解を深められてきた。3次元シミュレーションコードの実装にはまだ時間を要するものの、2次元計算結果からは1次元では得られない空間非一様性に起因する加速効率の向上を確認するなど、より現実的な状況の検証が可能となってきており、本研究課題の目的の達成に向けた研究が着実に遂行されている。宇宙プラズマ物理学最終年度に向けて、当初の研究計画にしたがって電流シートなどの電磁場構造の埋め込み・ヘリウムや酸素など重イオン成分の混在といったシミュレーションモデルの拡張を図り、太陽圏外縁部プラズマ環境の数値モデリングおよびこれに適合するシミュレーションコードの開発を進めていく。論文・学会発表等を通じた成果公開も積極的に行っていくとともに、研究コミュニティを拡大する目的で研究集会を開催する。本研究を通じ、研究目的である太陽圏外縁部に分布する高エネルギー粒子源としてのピックアップイオンの重要性が改めて明らかとなり、また本研究の主手法としている数値シミュレーションがこの物理プロセスの解明に大きく寄与している。人工衛星の観測データから太陽圏内部でのイオンのピックアップ過程を直接検証する研究を新たに始めた影響で、当初の計画にあった3次元シミュレーションコードの開発には若干の遅れが出ている。しかしこの新規研究成果は本研究課題を推進していく上で、特にピックアップイオンのエネルギー分布の安定性に関する理解を深める意義があり、研究目的の遂行に本質的な前進をもたらすものであることから、全体としては順調に進展していると言える。大容量ファイルストレージの購入金額が予定より安く済んだ。今後も当初の研究計画に従い、太陽圏外縁部プラズマ環境の数値モデリングおよびこれに適合するシミュレーションコードの開発を進めるとともに、論文・学会発表等を通じた成果公開も積極的に行っていく。論文出版費や学会投稿料などの成果発表に転用する。データ解析用ワークステーションの購入金額が予定額より安く済んだ。
諸数学分野の理論に基づく構造保存型数値解法の拡張

本年度は最終年度であったため,これまでの研究のブラッシュアップおよび取りまとめを行った.昨年度までに研究し,研究報告書において報告した「short pulse方程式に対する自己適合動的格子差分法」,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」,「Modified Hunter--Saxton方程式に対する構造保存差分法の収束解析」に関して,投稿していた論文が今年度に採択された.昨年度研究を開始し,研究報告書において報告した「微分代数方程式に対する離散勾配法」について,さらに研究を進めた上で論文を投稿した.また関連する内容に関して国内学会で発表した.この研究は,離散勾配法を微分代数方程式へ拡張したものである.離散勾配法とは,常微分方程式が保存量(時間とともに変わらない量)あるいは散逸量(時間とともに減少する量)をもつ場合に,これらの性質を継承した数値解法を構成する代表的な手法である.離散勾配法の枠組は常微分方程式に対しては非常によく整理されており,原理的には全ての保存/散逸量をもつ常微分方程式に対して適用できることが知られている.同様の手法は,個別の微分代数方程式(常微分方程式の一種の拡張であり,拘束条件をもつ)に対しても適用されてきたが,枠組としては全く整備されていなかった.昨年度は,微分代数方程式における保存/散逸量の議論を整備したが,今年度は,指数1という比較的扱いやすい微分代数方程式に限定するものの,保存/散逸量を継承した離散化手法を構成した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,昨年度研究していた「short pulse方程式に対する自己適合動的格子差分法」に関する追実験と論文執筆,発表を行った.この研究では,short pulse方程式がホドグラフ変換と呼ばれる変数変換によってsine-Gordon方程式と関係していることを利用した特殊な数値解法を構築した.この数値解法では,実際にはsine-Gordon方程式を数値的に解くことになるのだが,sine-Gordon方程式に対する非常に安定なスキームを構築できたことが肝となっている.そのおかげで,通常の数値解法においては非常に扱いが難しいとされる,急峻な変化をもつような解の時間発展をも再現することができる,極めて頑健な数値解法となった.short pulse方程式は,極めて波長の短い光波の発展を記述する方程式であり,そのような解は急峻な変化をもつため,このような数値解法はshort pulse方程式に対する数値シミュレーションにおいて役立つと考えられる.また,上記の研究をしている中で派生したテーマである「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」についての研究を行った.発展方程式とは,時間変数を独立変数に含む偏微分方程式であり,混合微分とは,時間微分と空間微分が混ざり合っていることを意味する.本研究では,時間微分項が単独で現れる通常の発展方程式に対して,混合微分を含む場合に現れる困難の原因を追求し,数値解法を構築するための統一的な視点を与えた.既存研究では,散発的な個別の例題へのアプローチが主流であったため,統一的な視点を持ち込んで,数値解法構築への基礎とできたことは今後の研究に資すると期待される.この成果についての研究発表も行い,論文を執筆中である.本年度は,昨年度における研究のブラッシュアップと研究成果のとりまとめを行っていたため,新規な成果に関しては,当初予定したほどの進捗は得られなかった.しかし,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」に関する研究は,今まで存在しなかった統一的な視点を与える研究であり,今後の進展に期待している.昨年度研究していた「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法の研究」に関する論文をまとめ,現在投稿中である.この研究では,発展方程式(時間発展型の偏微分方程式)において,混合微分(=時間微分と空間微分が混合した項)が現れる際に,通常の発展方程式に比べて格段に扱いが難しくなることを指摘し,その解析的,数値的な取り扱いの一般論を展開した.この論文は多くの論点を含むため,各種の研究集会にて適した部分を取り上げて発表を行った.上記の研究を遂行する中で,混合微分を含む発展方程式に対する数値解法の収束性(数値解が厳密解に収束すること)の証明が非常に困難であることが判明した.数値解法の収束証明は,数値解析において非常に重要であるため,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法の収束証明手法」を開発すべく,modified Hunter-Saxton方程式を例として取り上げ収束証明を行った.現状では,1つの方程式に対するある有限差分法の収束証明に過ぎないが,その際に導入した手法は混合微分を含む発展方程式の広いクラスに対して適用できるため,今後このクラスにおける標準的な収束証明手法となることが期待される.上記の結果に関して論文をまとめ,現在投稿中である.上記のような混合微分をもつ発展方程式は無限次元版の微分代数方程式(微分方程式と代数方程式の組合せ)と見なすことができる.このクラスの発展方程式は多くの場合保存量をもつため,保存量を保つ数値解法が各種研究されてきたが,実は微分代数方程式に対する保存的な数値解法の枠組が存在しないために,既存研究では個別の構造を利用して数値解法が構築されてきた.

そこで,本研究では,そのような枠組の構築を目指して,「微分代数方程式に対する離散勾配法」の研究を行い,その成果の一部を学会で報告した.本年度は,前年度の成果のとりまとめおよび,新たなトピック2件についての研究をまとめることができた.研究計画時に予定していた研究の方向性とは若干異なるが,研究が進展してない分野に切り込んで一定の成果を出すことができたので,概ね順調に進行していると判断する.本年度は最終年度であったため,これまでの研究のブラッシュアップおよび取りまとめを行った.昨年度までに研究し,研究報告書において報告した「short pulse方程式に対する自己適合動的格子差分法」,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」,「Modified Hunter--Saxton方程式に対する構造保存差分法の収束解析」に関して,投稿していた論文が今年度に採択された.昨年度研究を開始し,研究報告書において報告した「微分代数方程式に対する離散勾配法」について,さらに研究を進めた上で論文を投稿した.また関連する内容に関して国内学会で発表した.この研究は,離散勾配法を微分代数方程式へ拡張したものである.離散勾配法とは,常微分方程式が保存量(時間とともに変わらない量)あるいは散逸量(時間とともに減少する量)をもつ場合に,これらの性質を継承した数値解法を構成する代表的な手法である.離散勾配法の枠組は常微分方程式に対しては非常によく整理されており,原理的には全ての保存/散逸量をもつ常微分方程式に対して適用できることが知られている.同様の手法は,個別の微分代数方程式(常微分方程式の一種の拡張であり,拘束条件をもつ)に対しても適用されてきたが,枠組としては全く整備されていなかった.昨年度は,微分代数方程式における保存/散逸量の議論を整備したが,今年度は,指数1という比較的扱いやすい微分代数方程式に限定するものの,保存/散逸量を継承した離散化手法を構成した.来年度は,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」の研究成果とりまとめを行った上で,新たな研究を遂行する予定である.当初の予定では,「short pulse方程式に対する自己適合動的格子差分法」をさらに発展させて「変数変換を利用した数値解法」の構築を目指すこととしていたが,派生テーマである「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」のさらなる研究が急務であると考えるため,こちらのテーマを発展させる予定である.具体的には,混合微分を含む発展方程式に対する差分法の収束証明の研究が分野的に滞っているため,この状況を打開するべく個別の例題に対する収束証明から開始する予定である.今年度研究した「微分代数方程式に対する離散勾配法」の成果をとりまとめ,論文を投稿する予定である.また,本年度の研究を踏まえて,偏微分方程式理論の金字塔である加藤理論の数値解法における類似物の構築に向けた研究を開始する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
原料転換による金属リチウムの新製造法の開発

本研究の目的は、高性能電池の負極として重要である金属Liを、LiClに換えてLi_2CO_3を原料とすることにより低コストで製造するプロセスの確立にある。金属Liは溶融塩電解によって製造されるが、最大の問題は原料のLiClが高価なことである。一方、Li_2CO_3は高純度・安価かつ取り扱い容易であるが、金属Liと激しく反応するため直接に原料とすることは困難である。そこで本研究では、LiCl-KCl共晶塩の電解浴中でアノードとカソードを多孔質隔壁で仕切り、Li_2CO_3をアノードのみに供給することを試みた。これにより、カソードではLiClの電解によってリチウムを析出させる方、アノードではLi_2CO_3が炭素質電極と反応してCO_2を発生してリチウムイオンを供給する。本研究では先ず、Li_2CO_3を含まないLiCl-KCl共晶塩中におけるカソードの挙動を検討し90%以上の高い電流効率が得られることを確認した。電解温度は400°Cとし、アノードには黒鉛、カソードにはタングステンを用いた。また黒鉛アノードを多孔質アルミナるつぼに入れ、その電解浴(LiCl-KCl)にLi_2CO_3を投下する方法を検討し、予期した電圧の降下を認めたがLi_2CO_3の分解は顕著ではなかった。そこで装置を改良し800°Cまでの実験を行った。その結果、アノードでのLi_2CO_3消費反応は強い温度依存性を示すことが明らかとなった。この反応は、塩化物からのCl_2発生の先行反応と、発生したCl_2と黒鉛電極によるCO_3^<2->が酸化されてCO_2を発生する後続反応からなり、後者が律速段階である、との結論を得た。この様に反応機構の解明が行えたことにより、実用化に向けて大きな進展が得られた。本研究の目的は、Li_2CO_3を原料として金属Liを効率よく製造するプロセスを確立することにある。この方法は高品質のAl-Li合金を溶融塩電解によって高い効率で製造した実績に基づくものである。金属Li製造における最大の問題は原料のLiClが高価なことである。本研究では、高純度・安価かつ取り扱い容易なLi_2CO_3を原料とするために安価なプロセスを実現できる。しかしLi_2CO_3はカソードに析出する金属Liと激しく反応する。そこで、LiCl-KCl共晶塩の電解浴中でアノードとカソードを多孔質隔壁で仕切り、Li_2CO_3をアノードのみに留める工夫を特徴とする。本年度は、LiCl-KCl共晶塩中におけるカソードの挙動に焦点を絞り、電解実験を行った。この共晶塩中では金属Liと金属Kの析出が起こると考えられ、どちらが優勢であるかが問題となる。電解温度は400°Cとし、電極にはタングステンを用いた。その結果、析出金属は殆どがリチウムであり、熱力学的検討の結果とよく一致した。電流効率に関しては、金属Liの密度が電解浴の約1/4と極端に小さく、浮上するために正確な評価は困難であったが、概ね90%以上の高い値となった。このようにカソード反応については初期の目的を達成した。これに引き続いて、隔壁でアノードを仕切り、Li_2CO_3と炭素質電極との反応性を検討する。Al-Li合金製造では700°Cと高い温度のため、Li_2CO_3の溶解速度は十分に大きかったが、本研究では電解温度が低いため、これが大きな問題となる可能性が高い。

これに対しては、電解浴の撹拌、アノード形状の工夫などによって解決できると考えている。本研究の目的は、LiClに換えてLi_2CO_3原料とすることにより金属Liを低コストで製造するプロセスの確立にある。この方法は高品質のAl-Li合金を溶融塩電解によって高い効率で製造した実績に基づく。金属Li製造における最大の問題は原料のLiClが高価なことである。一方、Li_2CO_3は高純度・安価かつ取り扱い容易であるが、カソードに析出する金属Liと激しく反応するため直接に原料とすることは困難である。そこで本研究の方法では、LiCl-KCl共晶塩の電解浴中でアノードとカソードを多孔質隔壁で仕切り、Li_2CO_3をアノードのみに留める工夫によって原料とすることを特徴とする。昨年度までは、LiCLKCl共晶塩中におけるカソードの挙動を検討し、概ね90%以上の高い電流効率が得られることを確認した・金属Kの析出は高電流密度で幾分起こるが、ほぼ1%以下に押さえることが出来た。電解温度は400°Cとし、電極にはタングステンを用いた。本年度は低密度のためにカソードから浮上してくる金属Liの捕集方法と、アノードの挙動解明を行った。金属Liの捕集方法としてはカソードを金属(ステンレス鋼)製の鞘に収める方法が適当であることが分かった。一方、黒鉛アノードを多孔質アルミナるつぼに入れ、その電解浴(LiCl-KCl)にLi_2CO_3を投下する方法によって電解を行った。黒鉛アノードとLi_2CO_3の反応により、予期した通り電圧の降下が観察されたが、電流密度を大きくすると反応率の低下が観察された。この原因としては電解温度が400°Cと低いことが挙げられ、これを克服するための改良を行いつつある。本研究の目的は、LiClに換えてLi_2CO_3を原料とすることにより金属Liを低コストで製造するプロセスの確立にある。昨年度までは、LiCl-KCl共晶塩中におけるカソードの挙動を検討し、概ね90%以上の高い電流効率が得られることを確認した。金属Kの析出は高電流密度で幾分起こるが、ほぼ1%以下に押さえることが出来た。また電解浴(LiCl-KCl>にLi_2CO_3を投下する方法を検討し、予期した電圧の降下を認めたがLi_2CO_3の分解は低速であった。本年度はLi_2CO_3の分解速度を向上させるために、装置を改造し800°Cまでの実験を行った。方法は黒鉛アノードを多孔質アルミナるつぼに入れ、その電解浴(LiCl-KCl)にLi_2CO_3を投下するものである。その結果、アノードにおけるLi_2CO_3消費反応は非常に強い温度依存性を示すことが明らかとなった。この反応は、塩化物からのCl_2発生の先行反応と、発生したCl_2と黒鉛電極によるCO_3^<2->が酸化されてCO_2を発生する後続反応からなり、後者が律速段階である、との結論を得た。この様に反応機構の解明が行えたことにより、実用化に向けて大きな進展が得られた。
伝統薬物成分の免疫機能と腫瘍環境制御による抗腫瘍・抗転移効果とその作用機構

1)候補化合物の選定(In vitro):伝統薬物成分をマウス大腸癌細胞を用い、癌浸潤や転移に関わるMatrix Metalloproteinase (MMP)-9発現化合物群として、スチルベン類やカルコン類を見出した。2)候補化合物の大腸発癌と抗腫瘍効果(In vivo):大腸発癌マウスはAzoxymethane(AOM)(10 mg/kg)腹腔内投与し、1.5% Dextran Sulfate Sodium (DSS)を4日間自由摂飲させ、14日間休止し、このサイクルを3回繰り返し、大腸発癌モデルを構築する。その実験系に1)の項で選定した化合物4種類のStilbene類の大腸癌の抗腫瘍効果や大腸組織や血液中のサイトカイン類を測定した。3)Stilbene類化合物の大腸癌に対する抗腫瘍効果:合成した2,3-および4,4'-Dihydroxy-stilbeneは、5mg/kgおよび12.5mg/kg投与において、有意に抗腫瘍効果が認められ、大腸組織のIL-1βおよびMCP-1発現および血中MCP-1発現を有意に抑制した。これらの事実から大腸発癌や腫瘍組織の増殖は、腫瘍内に浸潤した白血球やマクロファージからのIL-1βやMCP-1発現抑制を介したものであると考える。他の2種類のStilbene類、3,4-DihydroxystilbeneおよPiceatannolは現在実験中である。4)DSS誘発大腸炎での評価:大腸発癌実験モデルは長期間の実験期間が必要であることから、1週間で評価できるDSS誘発大腸炎モデルを構築し、伝統薬物、漢方方剤やその伝統薬物中の単離成分のDSS誘発大腸炎に対する効果を検討した結果、アカメガシワおよびその成分Bergeniin、桂枝加芍薬湯、カルコン類Xanthangelolに大腸炎を抑制し、大腸組織中のTNF-α産生や白血球浸潤抑制することを見出した。1)AOM+DSS誘発大腸発癌モデル実験:長期間の実験で、実験途中での死亡が起こり、統計処理するための数例に達せず、再度実験を行うことになり、実験の進捗が若干遅れている。2)大腸組織の免疫染色:大腸組織の免疫染色が遅れている。この結果によって、大腸発癌抑制や抗腫瘍効果の作用が一層明確になると考える。3)In Vivo実験のサンプル量の確保:評価するサンプル量が多くなり、量の確保のため、伝統薬物成分からの単離や合成に時間を要した。1)DSS誘発大腸炎(1週間)モデルを用い、伝統薬物やその成分を評価し、長期実験のAOM+DSS誘発大腸発癌モデルに使用する化合物を選定する。2)腫瘍組織中のPD-L1発現を測定し、癌免疫逃避機構との関連を明らかにする予定である。2)候補化合物の大腸発癌抑制およびその抗腫瘍効果(In Vivo):大腸発癌モデルの構築は、Azoxymethane (AOM)(10mg/kg)腹腔内(ip)投与し、AOM投与6日目から1.5%Dextran Sulfate Sodium(DSS)4日間飲水投与し、14日間DSS投与を止め、このサイクルを3回繰り返し大腸への癌発生個数、面積を測定し、更に病理固定し、PD-L1発現、MCP-1発現等を測定する。また、血液中のIL-1β、TNF-αなどのサイトカイン類を測定する。3)選定した化合物の効果:2,3-Dihydroxyおよび4,4'-Dihydroxystilbene5mg/kgおよび12.5mg/kgの用量で経口投与した。その結果、2,3-Dihydroxysytilbeneは、5mg/kgおよび12.5mg/kgの用量では、AOM+DSS誘導による癌発生個数、癌発生周辺組織(肛門から7cm結腸部分)重量、および結腸部分の腫瘍面積を抑制した。4,4'-Dihydroxystilbeneは、抑制傾向を示した。4)予備実験(In Vivo):DSSの1週間飲水投与による結腸粘膜障害を候補化合物Xanthangelolは、抑制した。1)病理所見での免疫染色等の実験および血液や組織中のサイトカイン類の測定が遅れている状況である。2)ADMおよびDSS誘導による発癌および腫瘍増大に関する実験は、日数を有する点とサンプル量の確保のため、伝統薬物から単離や合成に時間を要した。3) 2)の課題を効率的に進めるため、短期(1週間)のDSS飲水による結腸粘膜障害モデルを用いる実験を追加した。

3)Stilbene類化合物の大腸癌に対する抗腫瘍効果:合成した2,3-および4,4'-Dihydroxy-stilbeneは、5mg/kgおよび12.5mg/kg投与において、有意に抗腫瘍効果が認められ、大腸組織のIL-1βおよびMCP-1発現および血中MCP-1発現を有意に抑制した。これらの事実から大腸発癌や腫瘍組織の増殖は、腫瘍内に浸潤した白血球やマクロファージからのIL-1βやMCP-1発現抑制を介したものであると考える。他の2種類のStilbene類、3,4-DihydroxystilbeneおよPiceatannolは現在実験中である。4)DSS誘発大腸炎での評価:大腸発癌実験モデルは長期間の実験期間が必要であることから、1週間で評価できるDSS誘発大腸炎モデルを構築し、伝統薬物、漢方方剤やその伝統薬物中の単離成分のDSS誘発大腸炎に対する効果を検討した結果、アカメガシワおよびその成分Bergeniin、桂枝加芍薬湯、カルコン類Xanthangelolに大腸炎を抑制し、大腸組織中のTNF-α産生や白血球浸潤抑制することを見出した。1)AOM+DSS誘発大腸発癌モデル実験:長期間の実験で、実験途中での死亡が起こり、統計処理するための数例に達せず、再度実験を行うことになり、実験の進捗が若干遅れている。2)大腸組織の免疫染色:大腸組織の免疫染色が遅れている。この結果によって、大腸発癌抑制や抗腫瘍効果の作用が一層明確になると考える。3)In Vivo実験のサンプル量の確保:評価するサンプル量が多くなり、量の確保のため、伝統薬物成分からの単離や合成に時間を要した。1)短期(1週間)DSS飲水による結腸粘膜障害に対する影響(In Vivo)を検討し、発癌抑制および腫瘍抑制する候補化合物を選定する。2)1)の実験によって得られた候補化合物のADM+DSS誘導による結腸癌の発生および腫瘍増大に対する候補化合物の影響を検討し、更に、組織免疫染色等によるサイトカイン類の発現を検討し、作用機構を検討する。3)腫瘍組織中のPD-L1や免疫臓器(脾臓)中のPD-1を測定し、癌免疫逃避作用機構の関連を明らかにする予定である。1)DSS誘発大腸炎(1週間)モデルを用い、伝統薬物やその成分を評価し、長期実験のAOM+DSS誘発大腸発癌モデルに使用する化合物を選定する。2)腫瘍組織中のPD-L1発現を測定し、癌免疫逃避機構との関連を明らかにする予定である。1)実験に要する試薬類や測定キット類の購入が、平成30年度の購入となり、平成29年度に使用できなかったことによる。2)平成29年度の実験予定である血液や腫瘍組織中のサイトカイン類の測定が実施できていない。3)平成30年度に速やかに2)の項の実験行う予定である。1) 2017年度に使用する予定の試薬類やELISA測定キット類の購入が2018年度になり、2018年度に実験使用した。その結果、2018年度の実験使用額が繰り越す結果となった。2) 2019年度には、2018年度に実施予定の実験計画の残り、例えば、大腸組織の病理免疫色等の実験計画を速やかに実施する予定である。
仮想病院実習による教育効果の検討

電子カルテシステム(昭和大学所有)を利用した学部内仮想病院が構築されており、臨地実習前に行う学内実習(演習)および科目授業で使用するペーパーペイシェントの代わりに仮想病院の模擬患者に対する看護・理学・作業療法と薬剤師業務および地域・在宅を含む模擬演習を行うシステムを構築し、授業・演習で活用し、チーム医療を模擬体験することで臨地実習が容易にできる教育システムを構築する。本学部には、電子カルテシステム(昭和大学所有)を利用した学部内仮想病院が構築されており、臨地実習前に行う学内実習(演習)および科目授業で使用するペーパーペイシェントの代わりに仮想病院の模擬患者に対する看護・理学・作業療法と薬剤師業務および地域・在宅を含む模擬演習を行うシステムを構築し、授業・演習で活用し、チーム医療を模擬体験することで臨地実習が容易にできる教育システムを構築することで、病院および地域医療で行われているチーム医療の概念を学部内仮想病院で臨地実習前に経験し、基礎的・専門的知識と技能の統合・向上とチーム医療の本質を知ることを目的として研究を行う。平成21年度は、完成年度からの教育システム完全運用に向けてシステムのバージョンアップと本年度必要な服薬指導・併用禁忌データ等の更新を行った。また看護系模擬患者の検討・入力と模擬患者の画像および検査についての整備・入力を行い、学生にとって不得意分野である肉眼解剖(局所解剖)と画像診断(CT・MRI・エコー等)について電子カルテ上から正常像を参照できるよう、また臨床検査結果についても正常値が参照できるように入力準備を行った。授業での利用準備として、一部の教員へ電子カルテ利用方法の講習を行い、学生所有のコンピュータ故障等で利用不可能な学生に貸出し用ノート型コンピュータ購入整備の一部を行った。病院および地域医療で行われているチーム医療の概念を学部内仮想病院で臨地実習前に経験することで、基礎的・専門的知識と技能の統合・向上およびチーム医療の本質を知り、チーム医療を実践できる力を養うことを目的として、電子カルテシステムを利用した学部内仮想病院で、ペーパーペイシェントの代わりに仮想病院の模擬患者を対象とするチーム医療を模擬体験することで臨地実習が容易にできる教育システムを構築し、授業での運用により教育効果を向上を図る。昨年に引き続き下記の内容を行った。1.看護学科、理学療法学科および作業療法学科の学生が利用できる模擬患者、リハビリテーション関連のチーム医療が行える模擬患者を検討・作成・入力を行った。2.治療薬剤に関する知識は、学部間に格差があり、服薬指導・併用禁忌等学習しやすい方法を検討した。3.画像データ・検査データの充実を図り入力した。4.入力済みの模擬患者の症状・検査結果・治療等の内容についての検討を行い、学生の修学レベルとの妥当性を検討した。5.授業で充分活用するためのセミナー等用の準備を行った。6.年内に薬に関するデータの更新をする必要性があるか検討した。7.学生の教育効果評価方法について検討した。病院および地域医療で行われているチーム医療の概念を学部内仮想病院で臨地実習前に経験することで、基礎的・専門的知識と技能の統合・向上およびチーム医療の本質を知り、チーム医療を実践できる力を養うことを目的として、電子カルテシステムを利用した学部内仮想病院で、ペーパーペイシェントの代わりに仮想病院の模擬患者を対象とするチーム医療を模擬体験することで臨地実習が容易にできる教育システムを構築し、授業での運用により教育効果の向上を図る目的で、昨年度に引き続き下記の内容を実施した。3.画像データ・検査データの充実を図り、入力した。4.入力済みの模擬患者の症状・検査結果・治療等の内容についての再検討を行い、学生の修学レベルとの妥当性を検討した。5.授業で充分活用するための講習を行った。6.薬に関するデータの更新をする必要性があるか検討し、一部更新を行った。
感音難聴(内耳性難聴)の機序の解明と治療法究明のための研究

内耳性難聴の病態および治療法の解明のため、各種実験動物モデルの作成および各種薬剤の保護・治療効果の検討を行っている。特に音響性内耳障害に重点を置き、強大音負荷モデルの作成、各種薬剤の保護効果およぴ薬剤の作用機序(フリーラジカルの関与等)についての研究をすすめており、なかでも音響性障害に対し保護効果を示すことが以前より報告されているステロイド剤(メチルプレドニゾロン)、フリ一ラジカルスカベンジャーであるTempol、PARS阻害薬である3-aminobenzamideについて電気生理学的、組織学的保護効果が認められている。γ-aminobutyric acid (GABA)は中枢神経における主要な抑制性神経伝達物質であり、脳幹聴覚経路においても密度の差はあれGABAニューロンが存在することがわかっている。GABA受容体に関しては、コルチ器における内有毛細胞領域に多く存在するといわれ、GABAの音響外傷における役割として、現在までにGABAAがAMPA, NMDAの神経興奮を抑制することが報告されている。今回、GABAAの作動薬であるmuscimol、拮抗薬であるbicucullineを用い、音響性内耳障害に対するGABAの影響を電気生理学的、組織学的に検討した。その結果、GABAAの作動薬であるmuscimolは音響障害による聴力閾値上昇を有意に軽減した。また組織学的検討では内有毛細胞下の神経終末の腫脹を有意に抑制しており、音響障害により、内有毛細胞から多量のグルタミン酸が放出されることによる一過性の神経障害をGABAが抑制したと考えられた。特に音響性内耳障害に重点を置き、強大音負荷モデルの作成を行い、薬剤の保護効果および薬剤の作用機序(フリーラジカルの関与等)の研究で成果が出ている。1:音響性障害に対し、ステロイド剤が保護効果を示すことが以前より報告されているが、そのtherapeutic time windowに関しては未だ明らかにされていない。マウスを用いた強大音負荷動物モデルにおいて、音響負荷前、負荷後、負荷3時間後にメチルプレドニゾロンを投与し、負荷後2週間後における聴力閾値(ABR)変化および組織学的変化を検討した。その結果、負荷前、負荷直後投与で音響性障害に対し、メチルプレドニゾロンの保護効果を認めたが、負荷3時間後の投与では保護効果は確認されなかった。以上よりステロイド剤のtherapeutictime windowは比較的狭く、負荷後早期の投与が望ましいと考えられた。(第106回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会およびARO[Baltimore],7Feb,2006にて報告)2:マウスを用いた強大音負荷動物モデルを用い、フリーラジカルスカベンジャーであるTempolおよびPARS阻害薬である3-aminobenzamide、NOS阻害剤であるN-nitro-l-arginine、7-nitroindazole、aminoguanidineの保護効果を検討した。その結果、Tempolおよび3-aminobenzamide投与群で音響性障害に対する有意な保護効果が認められた。(Hearing Research [in press])3:GABA作動薬をはじめ、その他の薬剤についても保護効果を認める結果が出ており、今後さらに詳細な検討を進める方針である。
アダプター分子Gab1,2及び転写因子STAT3を介する細胞増殖シグナルの解析

転写因子STAT3及びアダプター分子Gab1,2は、増殖因子・サイトカインの細胞内シグナル伝達に関与する分子であり、これら分子を介するシグナルは細胞増殖分化に重要な役割を果たしていると考えられている。我々は、これまでSTAT3の標的遺伝子として、癌原遺伝子c-myc,Pim-1,2を同定し、c-Myc,Pim蛋白が細胞周期G1-S期移行及び細胞死抑制に重要な役割を演じていることを示してきた。本研究において、Pim-1蛋白の制御に関与する分子としてHsp90(Hsp90α,Hsp90β)を同定した。Hsp90はPim-1と細胞内で会合し、Pim-1の蛋白分解を抑制するとともに(安定性を増強する)、Pim-1がリン酸化酵素として機能するための立体構造を作るために必要であることを見出した。さらに、hsp90α遺伝子が、Pim-1同様サイトカイン受容体gp130からのSTAT3を介したシグナルにより発現制御されていることも見出した。一方、Gab1のノックアウトマウスの解析から、Gab1は増殖因子EGF,PDGF,HGF、サイトカイン受容体gp130からERK MAPキナーゼへのシグナルに関与していることを見出していた。本研究では、SV40LargeT抗原形質導入によりGab1欠損細胞株を作成し、ERKへのシグナルに必要なGab1の機能ドメインの同定と、ERKのシグナル伝達上流の機能解析を行った。その結果、Gab1のSHP2結合モチーフ及びMBD(SH3結合モチーフを含む)がEGF刺激依存性ERK活性化に必要であること、Gab1がRas(Ras-Raf-MEK-ERK経路の中で)より上流で機能していることを見出した。また、Gab2に関しては、ノックアウトマウスを作成した。
遊星歯車機構の開発を通じたエンジニアリングデザイン教育の実践

○研究目的従来の機械工作実習では加工方法の学習が中心で、実際に加工した製品の使用例は口頭での説明だけで終わっていた。そこで本研究では、実習で製作した歯車を使用して動作する遊星歯車装置を製作することで、より発展的内容の実習プログラムを実践することを目的とした。また、その実践を通じ課題解決能力を育み、将来の技術者を育成することを目的とした。○研究方法遊星歯車機構には大きく分けてプラネタリ型、ソーラー型、スター型の3つのタイプが存在し、それぞれ特徴がある。それらを比較できるように複数の遊星歯車装置を作製した。その装置の最後の1パーツとして実習で製作した歯車を装置に組み込めるようにし、目的意識を持った実習作業を行えるようにした。製作した遊星歯車装置を使用した実習を機械工学科1年生の機械工作実習で実施した。実習では、機械工作の学習だけでなく、歯車の規格や機構についての学習の時間を取り入れ、機構学などの座学と関連性を持たせる実習にし、発展的内容の実習プログラムを実践した。また、実習後に歯車についての課題を与えることで、自発的に学習する意欲を高めた。○研究成果従来通りの実習に、遊星歯車装置を利用することで、加工の学習だけで終わっていた実習に、機構の学習を付加できただけでなく、目的意識を持った機械工作実習を実現できた。また、遊星歯車機構に興味を持たせることで自発的に学習するなど、高専学生のエンジニアデザイン能力の向上を図る事が出来きた。今後は、機械工学科1年生の機械工作実習で継続して実施し、遊星歯車の特徴であるコンパクトに減速比が得られることがよりわかるような装置に改良を行いたい。最後に、これらの研究内容、研究成果をまとめ、「総合技術研究会2017東京大学」において発表・報告を行った。