hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子顕微鏡による工業ナノマテリアル使用現場の計測：一般環境エアロゾル除去法の適用

本研究では、走査電子顕微鏡(以下、SEM)による作業環境中のナノマテリアル粒子の濃度及び粒径分布の測定方法を検討することを目的とし、次の成果を得た。乾式の多分散ナノマテリアルエアロゾル発生方法を確立した。SEM分析のためのエアロゾル捕集方法を検討し、フィルターに捕集した粒子のSEM観察によって気中浮遊粒子濃度を定量する方法を提案した。工業用ナノマテリアル取り扱い作業現場は、一般に大気環境由来のバックグラウンドエアロゾル濃度が高く、電子顕微鏡観察ではそれらが妨害因子となりナノマテリアル粒子の観察が困難となる。本研究の目的は、捕集した試料から特定のバックグラウンド粒子を除去する方法を検討し、電子顕微鏡による作業環境ナノマテリアル粒子の新規同定法および粒径分布測定法を提案することである。初年度である今年度は、以下の2点に関して取り組み、それぞれ結果を得た。1.テストエアロゾル発生システムの開発と評価。ナノマテリアルエロゾルとして、数種類のナノ二酸化チタンを試料として、ボルテックスシェーカーを用いた乾式粒子発生システムを構築した。エアロゾルリアルタイム測定装置により発生粒子の濃度及び粒径分布の時間変動を測定し、同程度のサイズの二酸化チタンであっても製造法や表面処理等によって凝集状態が異なり、結果として発生濃度や粒径分布が異なることが明らかになった。その中で、ナノマテリアルエアロゾルを安定的に発生させる条件を決定した。バックグラウンド粒子として塩化ナトリウムの安定発生を試み、発生条件を確立した。2.電子顕微鏡観察用エアロゾル粒子捕集法の検討。エアロゾル粒子の捕集方法として、インパクターによる捕集を試みた結果、サブミクロンのカットオフ径を有するインパクターを用いた際に、ナノ粒子凝集体の分散の影響が見られた。そのため、サブミクロン以下の粒子捕集にはろ過捕集が適切であると判断し、ポリカーボネートフィルターによるろ過捕集法を採用した。走査型電子顕微鏡により試料を観察し、画像解析処理ソフトを用いて粒径分布を求める方法を確立した。工業用ナノマテリアル取り扱い現場では、一般に測定対象とするナノマテリアル粒子よりも大気環境由来のバックグラウンド粒子の濃度が著しく高く、電子顕微鏡観察ではそのバックグラウンド粒子が妨害因子となりナノマテリアル粒子の観察が困難である。本研究は、ナノマテリアル取り扱い現場またはその模擬となるエアロゾルを捕集した試料から妨害粒子を取り除く方法を検討し、電子顕微鏡を用いた新規のナノマテリアルばく露測定法を提案することを目的とする。今年度は、以下の項目に関して成果を得た。1)模擬試料作成時に必要となる多種類のナノマテリアル、土壌、炭素状粒子の発生の検討を行った。ナノマテリアルは、ボルテックスシェーカー法により9種類(一次粒径、表面処理等が異なる)に関して検討を行った。土壌粒子は、エジェクター方式のダストフィーダーを用いた発生法を採用することで、安定して粒子を発生させる方法を確立した。炭素状粒子は、線香の煙をDMAで分級することで既知の粒径分布での発生法を確立した。2)エアロゾル除去前後の個別粒子分析に関しては、水溶性粒子の除去のための装置および実験プロトコルを検証した。燃焼成/揮発性エアロゾルに関しては、炭素状エアロゾルを対象に、カーボンモニターを利用してカーボンナノチューブ取り扱い現場のエアロゾルの燃焼温度に関するデータを得た。3)ナノ粒子凝集体捕集時の分散による影響を評価した。ナノ粒子凝集体をインパクターによって捕集する場合、ノズルを通過する際の空気の急収縮・急拡大により、弱い凝集力により凝集している部分が分離することが確認された。この凝集体の分散により、実際の環境に浮遊している状況に比べ、粒子数濃度の増加と粒径分布の微小域へのシフトが起こることを明らかにした。4)ナノマテリアル取り扱い現場においてエアロゾルを採集し、実試料を取得した。ナノマテリアルを取り扱う作業現場では、測定対象となるナノマテリアル粒子よりも環境由来のバックグラウンド粒子の濃度が著しく高いため、それらの粒子がナノマテリアル粒子測定の妨害因子となる。本研究では、バックグラウンド粒子が高濃度であっても、測定対象のナノマテリアル粒子の濃度と粒径分布を走査電子顕微鏡により正確に測定できる方法を検討することを目的とする。本年度は次の成果を得た。ナノマテリアル(本研究では、ナノ二酸化チタン粒子)の捕集時に生じるナノ粒子凝集体の分散(deagglomeration)に関して、リアルタイムエアロゾル測定装置および電子顕微鏡を用いて詳しく分析し、弱い凝集力で結合している粒子(agglomerate)は圧力損失の大きなオリフィス(数kPa以上)を通過する際に生じる空気の急収縮・急拡大により、凝集体の一部が分解することを確認した。電子顕微鏡用試料はインパクターなどオリフィス機構が組み込まれたサンプラーで捕集することが多いが、捕集時に凝集体分散に伴う粒子数濃度の増加と粒径分布の微小域へのシフトが起こりうることを考慮すべきであることを示唆した。またこれまでの各種エアロゾル発生法をもとにナノマテリアルとバックグラウンド粒子を混合した模擬エアロゾル試料を作成した。さらに、最新式の電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)およびそれに付属するエネルギー分散型X線分析器(EDX)と、従来の機種との比較検討を実施した。最新のFE-SEMでは観察試料を蒸着せずに、従来機種と同程度の分解能で観察可能であるため、蒸着による粒子形態への影響のない正確な形態観察が可能になった。EDXに関しても、従来機に比べて数分の1の時間で元素分析を可能にし、さらに元素マッピング機能を使うことで、短時間でナノマテリアル粒子のみを検出することが可能になった。

模擬粒子の発生および粒子捕集に関する成果は学会等で公表するなど予定どおりに進捗したが、当初予定していた模擬試料に対する溶解性エアロゾル除去法、及び燃焼性・揮発性エアロゾル除去法を適用した電子顕微鏡観察の検討にまでに実験が進まなかった。これは、所属機関において予期していなかった業務が多発し、予定していたエフォートが大幅に減ったためである。本研究は、走査電子顕微鏡(以下、SEM)による作業環境空気中のナノマテリアル粒子の濃度および粒径分布の測定方法を検討することを目的とする。本年度は、SEM分析用のフィルタ(ニュークレポアフィルタ)上に捕集された粒子の個数計数により、気中に浮遊しているナノ粒子の個数濃度および粒形分布を推定する方法を検討した。室内実験により、(1)SEM分析用粒子捕集方法の検討、(2)ニュークレポアフィルタ表面捕集効率の算出、(3)SEM画像分析による濃度推定を実施した。(1)ナノ粒子用の個人ばく露測定サンプラのマイクロオリフィスインパクタ(MOI)部分を用い、異なる吸引流量でのMOIの粒子カットオフ径を実験によって求めた。100nm300nmでシャープな分級曲線を得られることを確認し、一般環境中のサブミクロン粒子除去法としてSEM分析用粒子捕集に利用できることを提案した。(2)粒子捕集効率は、理論的な計算モデルに基づいて予測した値と実験によって求めた値とを比較し、粒子捕集時のフィルタに対する面速が3.5cm/s以下であれば、計算値と実験値がよく一致することを確認した。(3)MOIとニュークレポアフィルタを組み合わせたサンプラで粒子を捕集後、SEMによる観察視野内の粒子計数値とフィルタ通気量から、気中の粒子数濃度を推定した。リアルタイムエアロゾル測定装置による粒径分布及び濃度をリファレンス値とし、その値と比較した結果、粒子の種類によって変動するが、SEMによる推定値はリファレンス値よりも040%程度低い値を示した。これは、フィルタ上に粒子が均一には分散しなかったことや、ナノ粒子を対象とした高倍率での観察が原因の一つであると考えられる。今後、SEM分析結果の誤差が系統的なものであるのか検証したうえで、ナノマテリアルのばく露評価で必要とされる精度での測定が可能であるか検討する必要がある。本研究では、走査電子顕微鏡(以下、SEM)による作業環境中のナノマテリアル粒子の濃度及び粒径分布の測定方法を検討することを目的とし、次の成果を得た。乾式の多分散ナノマテリアルエアロゾル発生方法を確立した。SEM分析のためのエアロゾル捕集方法を検討し、フィルターに捕集した粒子のSEM観察によって気中浮遊粒子濃度を定量する方法を提案した。本年度予定していた溶解性・燃焼成・揮発性エアロゾル除去前後の個別粒子分析に関しては、実験手法の検討段階であるが、その実験で必要となる模擬エアロゾル発生法と捕集法に関しては今年度までにおおむね検討が終了した。また、工業用ナノマテリアル取り扱い
システイン生合成系破綻により発症する急性筋萎縮症の病態解明とその制御法創出

システイン生合成の最終酵素であるシスタチオニンγリアーゼ(CTH)の遺伝子欠損マウスを作成し、本マウスにシステイン(シスチン)欠乏食を与えると急性の筋萎縮症が発症することを見出した。病理学的・免疫組織学的・生化学的解析により、本病態がシステイン不足による筋タンパク質の過度の自食(Autophagy)による筋原性(神経原性ではない)筋萎縮症であることを明らかにした。我々は哺乳動物におけるシステイン生合成系の生理的役割とその破綻による病態を,システイン生合成に必須のTranssul furationを担う二つの酵素であるCystathionine beta-synthase(CBS)とCystathionine gamma-lyase(CTH)それぞれの遺伝子改変マウスを利用して解析している。本課題では,システイン欠乏餌を投与した際に見られるCTH欠損マウスにおける病態(急性骨格筋萎縮)について詳細に解析した。同マウスに通常の約43%のシステインを含む餌を投与すると骨格筋萎縮症を約2週間程度で発症し,3週齢前後で死亡した。筋萎縮が群性でなく孤発性である点,主な焦点が遠位筋ではなく近位筋である点,肝臓と骨格筋におけるアスパラギン合成酵素遺伝子の発現誘導とグルタチオン含量の低下,および筋原繊維の断面積の減少とAutophagyに関わるLC3/p62の細胞内蓄積を伴っている点,線維束性攣縮が見られない点などから,神経原性ではなく筋原性であると考えられた。おそらく全身性のシステイン欠乏のためにタンパク質含量の豊富な骨格筋がAutophagyにより自己分解したためと思われる。CBS欠損マウスとCTH欠損マウスは同じく高ホモシステイン血症を示すが,前者が高メチオニン血症も呈するのに対し後者は正常メチオニン濃度であった。従って高メチオニン血症を検出する現行の新生児マススクリーニングではCBS欠損によるホモシスチン尿症患者は検出されるが,CTH欠損によるシスタチオニン尿症患者は検出されない可能性が考えられた。本研究成果はマススクリーニングで検出されないシスタチオニン尿症患者がシステイン摂取を制限された場合に筋萎縮症が発症する可能性を提示する。我々は通常餌(日本クレア社CE-2)の43%のシステイン(シスチン)を含むKR酵母餌を投与することにより、CTH欠損マウスでの急性骨格筋萎縮を見出したが、それは骨格筋でのAutophagyの過剰亢進を伴うものであった。しかし,全くタンパク質を含まない(通常餌と同じ含量のアミノ酸を含む)完全アミノ酸餌から全システイン(シスチン)を除いた餌の投与では同種の急性骨格筋萎縮は見られないことがわかり、KR酵母餌の他のアミノ酸組成が筋萎縮の病態進展に関与する可能性が考えられた。本年度はこの知見に基づき、そもそもアミノ酸飢餓により同種の急性骨格筋萎縮は起こりうるのかを検証した。タンパク質を構成する18種のアミノ酸のそれぞれを除く(AspとAsn,GluとGlnはワンステップで変換するので区別しない)無タンパク質完全アミノ酸餌を作製し,野生型マウスに投与した。その結果9種必須アミノ酸のそれぞれの欠乏によって程度が大きく異なる体重の減少が見られたが,同様の急性骨格筋萎縮は観察されなかった。従ってCTH欠損マウスにおける急性骨格筋萎縮は,KR酵母餌の単一のアミノ酸の組成変化によるものではなく,複数のアミノ酸欠乏の組み合わせによる複合的効果によるものと思われた。我々はシステイン生合成の最終酵素であるcystathionine gamma-lyase(CTH)の遺伝子欠損マウスを作成し、本マウスがシステイン(シスチン)欠乏餌を与えると急性の筋萎縮症を発症することを見出した。3週齢離乳期から与えた場合、約一週間で下肢が麻痺し約二週間で上肢も麻痺してやがて死に至る急激な筋萎縮である。本研究課題ではこの病態モデルにおいて1レントゲンや小動物用CTを用いた解析より大腿直筋や僧帽筋など体幹に近い近位筋が主に萎縮すること、2大腿直筋の横断切片の筋線維細胞には群性萎縮ではなく孤発性萎縮が観察されること、3その切片の免疫染色で筋線維細胞にAutophagosomeの構成成分であるLC3bのドット集積と(特に萎縮した筋繊維細胞において)p62の過剰蓄積が見られること、4大腿直筋や僧帽筋を支配する脊髄領域で前角細胞の脱落など神経原性筋萎縮で見られる変化は確認されないことなどを見出し、本筋萎縮がシステイン不足による筋タンパク質の過度の自食(オートファジー)によるものであることを明らかにした。この激しい筋萎縮がシステイン欠乏時に特徴的か否かを調べるために、9種の必須アミノ酸それぞれを欠失した無タンパク質アミノ酸配合餌を作成し野生型マウスに投与した所、システイン欠乏CTH欠損マウスに匹敵する筋萎縮を示すものとして、Val、Leu、Ileの分枝鎖アミノ酸、Thrの欠乏餌を見出した。しかしそれらはいずれも四肢の麻痺を伴う変化ではなかった。以上の結果より、我々が観察した筋萎縮症は通常は非必須であるシステインが必須アミノ酸となる本病態に特徴的な病態と考えられた。

生合成システインはグルタチオンやタウリンなどの主要な抗酸化物質の生合成に利用されるが、CTH欠損マウスでは肝グルタチオンと血中タウリンの濃度が低下しており、酸化ストレスの影響が考えられた。CTH欠損マウスでの急性骨格筋萎縮の病態解明には至っていないが,新たに野生型マウスにおける必須アミノ酸種による筋萎縮の違いを見出し、より基本的なアミノ酸飢餓応答に対するデータが蓄積しつつある。薬学部への異動に伴い、マウスコロニーの縮小を余儀なくされたが、その中でも研究はおおむね順調と考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はシステイン欠乏餌によるCTH欠損マウスでの急性骨格筋萎縮の解析とアミノ酸種の違いによる骨格筋萎縮の解析を分けて行っていく、メタボロームなど新規技術を導入する。
自然災害科学の基本的課題の解決への総合的研究

研究課題と研究推進体制に関する研究については、重点領域研究として、どのような研究課題を設定し、計画研究課題、組織を構成して申請するかについて検討した。その結果、平成8年度より『都市直下の地震による災害の防止に関す基礎研究』が採択されたので、水災害関係の候補課題として集中豪雨に関するものをまとめ、応募することで合意した。さらに、長期的な観点から、重点領域研究を含む自然災害研究の研究体制の望ましい方向について検討し、科学研究費による活動は継続性の点で問題があり、むしろ、校費による特別事業として行うような方向を見いだすことで意見の集約を見た。つぎに、研究のネットワーク化に関する研究では、京都大学防災研究所地域防災システム研究センターと各地区資料センターを核とする地域研究をまずネットワーク化して、総合的な研究体制とするための問題点を明らかにして、その基本案を提示した。その骨子は、全国共同利用研究所への移行による共同研究の推進であり、客員教官による研究ネットワークの具体化とあいまって、自然災害科学を協力に推進するための体制が提案された。また、研究情報の出版として、『Journal of Natural Disaster Science』Vol.17, Nos. 1,2を発行するとともに、『災害科学研究通信』Nos.52,53,54を配布した。さらに、災害の地域特性に関する研究では、各地区における災害情報を集積してこれをデータベース化する作業を支援し、災害の地域性に関する研究の枠組みを検討した。また、全国各地区に特徴的な自然災害について、一複数の専門領域にまたがる研究者を組織化して研究する方策を検討するとともに、とくに湯布院の火山噴火や雲南省の地震災害などの国内外の突発災害調査研究の企画・調整を行った。最後に、班員名簿を刊行した。
ＬＢＭを用いた都市突発空気汚染過程に関する高速高精度解析手法の開発

本研究は、近年工学分野において注目されている新たな解析手法である格子ボルツマン法に着目し、建築・都市風環境と汚染物拡散に適用する高速高精度解析手法を開発するものである。格子ボルツマン法は、流れ場に対してもアルゴリズムが簡単であり、並列計算に適しているなどの利点をもっているため、複雑かつ大規模な実地都市の瞬時風環境及び汚染物の分布と拡散過程の高速的解析が可能になり、実地都市突発空気汚染事故の高速高精度解析に一番有望な手法である。先ず、格子ボルツマン法によるLarge-eddy simulationを取り上げ、等温条件下の室内気流、都市境界層に置かれた単体建物周辺風環境、及び理想的都市空間風環境の風速の空間分布を調査した。風環境における従来の有限体積法との解析精度と計算性能の評価を行った。格子ボルツマン法は有限体積法と同様の構造の流れ場を与え、実験値の分布も妥当に再現できることが判明した。有限体積法と同等的解析精度を達するために、格子ボルツマン法はより細かい格子解像度が必要であることを明らかにした。格子ボルツマン法の並列計算効率は、有限体積法より大きく、計算コア数が大きいほど格子ボルツマン法の計算速度が顕著に優れることが判明した。その上、これらの風環境解析の結果に基づいて、建築壁面の近傍の解析精度の向上を目指し、広く使われている壁関数を、格子ボルツマン法に実装した。格子ボルツマン法の壁関数機能の開発を通してその解析の高精度化に資する知見を得た。同時に、現在用いているサブグリッドモデルより適切な乱流モデルを格子ボルツマン法への組み込みを行い、格子ボルツマン法の解析性能改善を行った。平成30年度は、市街と建築尺度において格子ボルツマン法の風環境解析の原理及び正確さに関して系統的な検証を実施し、解析性能の判明およびデータベースの収集が完成した。更に、壁関数等の開発により、解析法の性能が向上した。以上の成果から、平成30年度は当初の目標を十分に達成できており、さらに計画以上に進展していると判断した。令和元年度では、それまでの知見により、境界層風洞に置かれた複雑街区流れを対象としたLBM-LES及びFVM-LES解析を行うことを予定する。各風向角による街区流れケースのLBM-LESとFVM-LESの実施を通して、LBM-LESの解析精度と並列計算性能の確認する上、LBM-LESの大規模都市気流解析における適用性の確認を予定する。LBM-Lagrangeで大気汚染シミュレーション方法の開発と検証を行い、次にその汚染解析方法を用い、実地都市突発大気汚染拡散過程の解析手法の構築を行う。本段階は主にLBMソフトウェア開発会社の有料サポートで既存のソフトウェアに基づいて二次開発及びスーパーコンピュータで大規模計算を予定する。
自己愛人格傾向のストレス対処過程における基礎的・臨床的検討-介入に向けて-

本研究では、現代青年の間で特に注目されている人格特性の一つである自己愛人格傾向のストレス過程を検討した。その結果、自己愛人格傾向の高い者のストレス脆弱性や社会適応上の問題が生じる可能性が明らかになった。また、自己愛人格傾向の高い者はどのようなストレス状況にも積極的にストレッサーに関わって対処し、柔軟性に乏しいことが明らかとなった。さらに、自己愛人格傾向の高い者は様々な他者操作行動を用いて親しい友人に異なるイメージを与えており、対人関係の不安定性との関連が示唆された。本研究の目的は、現代青年の間で特に注目される人格特性の一つ、自己愛人格傾向(以下NP)のストレス過程について検討することである。平成19年度にはまず、NPの特徴をより明らかにするために、大学生を対象にエゴグラムとの関連を検討した。その結果、厳格で、現実的・効率的に物事を処理し、自由奔放で協調性に乏しい一方で、世話好きな面があることを見出した。また、NPの高い者は低い者に比べて抑うつ度が低く、主観的幸福感が高い状態にあることが示唆された(滋賀医科大学雑誌、2008掲載)。次に、適応的な人に認められるという自己に対する肯定的認知バイアスであるポジティブ・イリュージョンとNPとの関連を検討した結果、NPの中心を成す自己に対する強い肯定的感覚とは非現実的にポジティブに捉えられたものであり、この2つの概念は非常に関連が深いということが示唆された(同志社心理,2007掲載)。相互協調的自己を有する日本社会(北山・唐澤,1995)においては社会適応上に問題が生じる可能性が考えられるが、この研究からもNPの精神的健康が個人内において高いことが示唆された。そこで、素因-ストレスモデルを用いて、NPがストレスに脆弱な素因であるかを大学生を対象に検討した(パーソナリティ研究,印刷中)。その結果、NPの高い者がストレッサーを多く経験すると、男性では抑うつ反応および自律神経系活動性亢進反応、女性では身体的疲労感が増加し、一方ストレッサーの少ない状況ではこれらのストレス反応がNPの低い者や平均的な者に比べて最も少なかった。つまり、NPは個人の精神的健康を部分的に支えるが、それはストレッサーの少ない状況に限定され、ストレッサーの多い状況ではストレス反応を生起しやすい、ストレスに脆弱な素因と考えられる。さらに、コーピング・パターンの一つであるタイプA行動パターンとNPとの関連を検討した(日本健康心理学会,2007発表)結果、NPがタイプA行動パターンの敵意行動を媒介すると抑うつ、完璧主義的傾向を媒介すると自尊感情を促進することが明らかになった。以上より、NPはストレッサーが少ない際には精神的健康を高める要因となるが、ストレスに脆弱な素因と考えられ、社会問題化している引きこもりやNEETの思春期・青年期心性とも深く関連している可能性がある。従って、次年度以降はこの要因の検討のため、コーピング・パターンに焦点をあて、介入を視野にいれた研究を進めていく。本研究の目的は、現代青年の間で特に注目される人格特性の一つである自己愛人格傾向のストレス過程について検討することである。平成19年度の研究から、自己愛人格傾向の高い者に社会適応上の問題が生じる可能性やそのストレス脆弱性が明らかとなった。そこで、平成20年度には自己愛人格傾向の高い者のコーピング・パターンに焦点をあて、対人ストレス状況、身体脅威状況、社会評価状況という3つのストレス状況を想定し、各ストレス状況における自己愛人格傾向の高い者のストレス過程を検討した。全般的にすべてのストレス状況において自己愛人格傾向の高い者は、ストレッサーに積極的に関わっていくことが認められた。しかし、男性の場合積極的対処を行っても、社会的評価状況では精神的健康への影響は認められず、身体的脅威状況では抑うつを高める可能性も示唆され、自己愛人格傾向の高い男性にとってこれらのストレス状況が対人ストレス状況よりもよりストレスフルであることが予測された。女性の場合には対人ストレス状況ではコーピングの媒介過程が認められず、社会的評価状況および身体的脅威状況では異なるストレッサーにも関わらず、同様のストレス過程が認められた。従って、自己愛人格傾向の高い女性のストレス過程は状況によって変化しない可能性が示唆され、コーピングの柔軟性という点で男性に比べて乏しい面があるのかもしれない。つまり、本研究からはコーピングの行い方やストレス過程が自己愛人格傾向という人格特性によって影響を受けていることが明らかになった。本研究の目的は、現代青年の間で特に注目される人格特性の一つである自己愛人格傾向のストレス過程を検討することである。平成19年度の研究からは、自己愛人格傾向の高い者のストレス脆弱性や社会適応上の問題が生じる可能性が明らかになった。平成20年度の研究からは自己愛人格傾向の高い者は積極的にストレッサーに関わるコーピング・パターンを用いやすく、このコーピング・パターンは異なるストレス状況でも同様に用いられ、コーピングの柔軟性に乏しいことが明らかとなった。

つまり、コーピングの行い方やストレス過程が自己愛人格傾向という人格特性によって影響を受けるということを示している。そこで、平成21年度には他者評価に敏感な自己愛人格傾向の高い者がストレスを感じやすく、影響を受けやすいと考えられる対人関係に焦点をあてた検討を行った。自己愛人格傾向の高い者が親しい友人に対して行う他者操作行動によって、その友人が抱く本人へのイメージにどのように影響を与えるかを検討した。その結果、自己愛人格傾向の高い者は様々な他者操作行動を行うことが明らかとなり、その操作行動の種類によって他者に与えるイメージが異なることがわかった。つまり、他者から注目や賞賛を集めるために優越性操作を用いた場合には他者から調和的でない人というイメージを受けるが、自分の劣位性をアピールする卑下性操作を行った場合には他者から調和的であるというイメージを得ていることがわかった。つまり、自己愛人格傾向の高い者は様々な操作行動を行うために、他者から様々な印象を得る可能性があることを示している。これは自己愛人格傾向の高い者の対人関係の不安定性を示唆するだけでなく、社会適応上の問題やストレス脆弱性との関連が推測されるものと考えられる。
ゲーム洗練度理論－最適化から快適化へのパラダイムシフト

乗り心地の科学では,振動や騒音など乗客の不快要因を特定し除外するという不快排除型アプローチが主流であり,その成果は自動運転の現実化と共に重要される.一方,遊び心地の科学では,遊び心地をもたらす要因を特定し,その知見に基づいて当該イベントの遊戯性を評価し,また,新たなゲーム創作に役立てる.ゲーム洗練度理論は,遊び心地の要因としてスリル感に注目し,結果の不確定性に関する数理モデルから二階微分値を求め,ゲーム洗練度の指標として用い,当該ゲームから得られるスリル感の定量的評価に利用されている.本研究では,力学における位置の変位に代えて不確定性の変位を扱う新たな力学(思考の世界の力学)を探求する.乗り心地の科学では,振動や騒音など乗客の不快要因を特定し除外するという不快排除型アプローチが主流であり,その成果は自動運転の現実化と共に重要される.一方,遊び心地の科学では,遊び心地をもたらす要因を特定し,その知見に基づいて当該イベントの遊戯性を評価し,また,新たなゲーム創作に役立てる.ゲーム洗練度理論は,遊び心地の要因としてスリル感に注目し,結果の不確定性に関する数理モデルから二階微分値を求め,ゲーム洗練度の指標として用い,当該ゲームから得られるスリル感の定量的評価に利用されている.本研究では,力学における位置の変位に代えて不確定性の変位を扱う新たな力学(思考の世界の力学)を探求する.
層状無機化合物の金表面への自己集積と人工積層

本研究の目的は、チオール基を面上に有する粘土鉱物様の無機層状化合物を合成して金電極に自己集積および人工積層することを目的とした。このために、自己集積粘土の合成と構造解析、(表面への自己集積をプローブ顕微鏡による追跡、そして修飾電極の電気化学活性の評価を行って来た,自己集積粘土の合成では2つの方法を試みた。第一の方法では各種2価金属イオンの存在下で、SH基を有するシラノール化剤を加水分解した。第二の方法では、金表面に上と同じ溶液を接して加水分解して金表面に直接集積させた。どちらの方法によっても、層状構造を有するコロイド状に分散した粘土様物質が得られた(山岸、高橋)。自己集積の過程を、水晶振動子マイクロバランス法を用いて追跡した。さらに、原子間力顕微鏡あるいはトンネル電子顕微鏡によって、金上に粘土単分子層からなる超薄膜が形成されることを確認した(谷口)。この薄膜は、ナノスケールで厚さと配向を制御した粘土粒子からなる薄膜であった。次に、この修飾電極を用いて電気化学測定を行った(谷口、高橋)。用いたシラノール化剤、2価金属イオンの種類あるいは加水分解条件によって電気化学活性(DNAの酸化分解等)が大きく変わることがわかった(山岸、谷口)。今後この結果を詳しく解析して、大きな電気化学活性を示すような自己集積する粘土鉱物を設計、合成していくことを目指ししている。
フォノンイメージングによる非線形光学材料評価システムの開発

本研究は光学フォノンと音響フォノン(超音波)の可視化技術を利用し、その伝播過程を映像化することにより、ドメイン反転前の基板結晶内の欠陥等による散乱の検出やドメイン反転終了後の結晶評価を目的としている。誘電体タンタル酸リチウムLiTaO3を用いて、c面より光を入射し光学フォノン発生・伝播過程のイメージングを行った。数ミリから1センチ程度の直径のレーザーパルスを時間遅れをつけて照射し、フォノン波束による回折光で波束の像を形成できる。フォノンは屈折率のみを変化させている位相物体であるため、光強度にしか反応しない目やCCDカメラ等では見えないが、位相情報を振幅情報に変換する工夫をしてやると発生から伝搬、干渉などの過程をテレビを見るように画像化することができる。さらに考案した特殊な光学配置において、第1パルス対で選択励起したフォノン(ポラリトン)を第2パルスで増幅したり、強制的に消滅させたりする過程をリアルタイムで画像化ことに成功した。すなわち時間遅れを伴った光パルスを用いて、フォノンどうしの干渉および光パルス間の時間差による位相の違いを利用してフォノン制御が可能であることを示したことになる。得られた画像データをフーリエ変換することにより、励起されたフォノンがどの程度の波数をもち、伝播過程でどのように分散・減衰していくかがわかる。実験ではフォノン波束が伝播中に分散(伝播速度の波数依存性)するため、完全に波束を消去することは出来ていないが、第2パルス対に用いるレーザーパルスの形を工夫することにより、励起したフォノンを完全にうち消すような干渉を起こすことが可能であると考えられる。この成果はフォノン分光学に大きく貢献するだけでなく、フォノンのコヒーレント制御に新しい画期的な方向性を与えるものと考えられる。また同じ四光波混合法を用いて、半導体GaNにおいてフォノン散乱、励起子間相互作用に着目して半導体結晶の品質を評価するとともに、その過程で新たな励起子分子を発見した。光学フォノンと音響フォノン(超音波)の可視化技術を利用し、その伝播過程を映像化することにより、ドメイン反転前の基板結晶内の欠陥等による散乱の検出やドメイン反転終了後の結晶評価を目的とする。この技術により、高品質・高機能な誘電体ドメイン反転結晶などの機能性光学結晶の作製と歩留まりの向上に大きく貢献できる結晶評価方法を開発を目指す。申請書・計画書の予定通り、今年度は実験に必要なフェムト秒パルスチタンサファイアレーザーおよびイメージング光学系・測定系を製作し、その評価をおこなった。励起源であるYVOレーザー(532nm)を本研究費で購入し、チタンサファイアレーザー本体は自作した。結果として発振波長に依存するが、4W励起で出力500mW、パルス幅70fsを安定に得ることができた。目標とするパルス幅(20fs)は達成していないが、これはパルス形成に寄与するスペクトル成分の位相が完全に合っていないことが原因である。今後調整をおこなうことで解決できるが、当面この状態で実験を進めることとした。またイメージング光学系・測定系については、基本的な部分は完成し、まず音響光学素子として市販されているTeO2結晶を用いて、結晶内を伝播する超音波のイメージングを行った。試料は超音波を発生させる圧電素子が結晶に付着しているため、電気パルスを任意波形発生器+パワーアンプにより印加することによって、簡便にTeO2結晶内に超音波を発生させることができる。また(ある程度)

任意の電気パルス波形が作成可能であるため、いくつかの波形パターンでの超音波を発生させ、それらをリアルタイムで可視化することに成功した。現在、散乱パターンと結晶欠陥との関連を重点的に調べている。本研究は光学フォノンと音響フォノン(超音波)の可視化技術を利用し、その伝播過程を映像化することにより、ドメイン反転前の基板結晶内の欠陥等による散乱の検出やドメイン反転終了後の結晶評価を目的としている。本年度は誘電体タンタル酸リチウムLiTaO_3を用いて、c面より光を入射し光学フォノン発生・伝播過程のイメージングを行った。数ミリから1センチ程度の直径のレーザーパルスを時間遅れをつけて照射し、フォノン波束による回折光で波束の像を形成できる。フォノンは屈折率のみを変化させている位相物体であるため、光強度にしか反応しない目やCCDカメラ等では見えないが、位相情報を振幅情報に変換する工夫をしてやると発生から伝搬、干渉などの過程をテレビを見るように画像化することができる。さらに考案した特殊な光学配置において、第1パルス対で選択励起したフォノン(ポラリトン)を第2パルスで増幅したり、強制的に消滅させたりする過程をリアルタイムで画像化ことに成功した。すなわち時間遅れを伴った光パルスを用いて、フォノンどうしの干渉および光パルス間の時間差による位相の違いを利用してフォノン制御が可能であることを示したことになる。得られた画像データをフーリエ変換することにより、励起されたフォノンがどの程度の波数をもち、伝播過程でどのように分散・減衰していくかがわかる。実験ではフォノン波束が伝播中に分散(伝播速度の波数依存性)するため、完全に波束を消去することは出来ていないが、第2パルス対に用いるレーザーパルスの形を工夫することにより、励起したフォノンを完全にうち消すような干渉を起こすことが可能であると考えられる。この成果はフォノン分光学に大きく貢献するだけでなく、フォノンのコヒーレント制御に新しい画期的な方向性を与えるものと考えられる。
レーザースペックル法によるコンクリートの変形機構の解明

(1)材料としての非線形変形挙動コンクリートの非線形な変形機構を、モルタルと骨材の複合体という微視的な視点から捉える目的で、板状の無筋コンクリート供試体に繰り返し荷重を与えた。載荷試験に先立ち、二次元非線形有限要素解析を行い、供試体の変形がモルタルと骨材との界面の状況に影響を受けるように、側面が正方形の高強度モルタル製モデル骨材をその対角線と載荷方向が一致するように中央に一つだけ配置することとした。荷重の増加とともにまず界面での剥離が起こり、載荷方向にある骨材の二つの角からモルタル中へひび割れが進展した。供試体の剛性は、剥離が起こる前は、有限要素法で得られる界面が剥離しない場合の供試体の剛性とほぼ同じであり、剥離が生じた後は、界面が完全に自由な場合の剛性に近づいていくことが観察された。また、このような、剥離、ひび割れの発生、進展は荷重の繰り返しによっても生じていると考えられた。(2)部材としての非線形変動挙動せん断補強したはりに単調載荷を与え、レーザースペックル法によりせん断スパンのせん断変形を測定し、全体の変動からこのせん断変形を除いたのもを曲げ変形と定義した。その結果、次のようなトラス機構に基づく変形モデルではりの変形が表現できることが明らかとなった。曲げ変形は、従来の方法にモーメントシフトを考慮することにより求める。モーメントシフト量は、測定されてコンクリートの中立軸より求めたモーメントアーム長及び主圧縮応力の方向から求められる。せん断変形は、トラスの変形の内、斜材の変形による変形のみとする。圧縮斜材の傾きは主圧縮応力の方向であり、下弦材の位置は主筋の位置、上弦材の位置は測定された中立軸より上の部分の中心である。引張斜材の剛性にはせん断ひび割れ発生直後は周囲のコンクリートの引張剛性こ考慮し、荷重の増加とともにせん断補強筋の剛性に漸近する。本年度は、繰返し載荷を受けるプレーンコンクリートの変形の進行する様子、及びせん断補強されたはりのせん断変形の測定を行った。以下に成果の概要を示す。1.高強度モルタルをモデル骨材としていれた小型モルタル供試体に、圧縮強度の80%程度の最大荷重により3回載荷の繰返しを与え、変形の進行する様子をレーザースペックル法により微視的に測定した。その結果、高強度のモデル骨材部分は変形が進まないものの、周囲の低強度モルタル部分はひび割れが発生、進展することにともない変形が進む。塑性変形の進む程度は、モデル骨材の密度が相対的に高い供試体中央部の方が大きかった。また、載荷方向よりも、載荷直角方向の塑性変形の大きさが大きく、この塑性変形はモデル骨材とモルタル間の境界でのひび割れによるものであった。2.せん断補強筋の弾性係数を変数としたはりのせん断実験を行い、せん断ひび割れ領域でのはりの変形の様子をレーザースペックル法により観察した。せん断変形はせん断ひび割れに集中しているわけではなく、せん断ひび割れ領域全体で起こっている。せん断ひび割れより上部のせん断変形が、下部のそれより大きい傾向があることが観察された。せん断変形の大きさは、せん断補強筋の剛性が小さいほど、すなわち、弾性係数が小さいほど、降状後ほど大きいことが明かとなった。このことは、我々が既に明らかにしている、引張補強筋の剛性の影響と同様である。せん断補強筋の剛性、引張補強筋の剛性、せん断スパン比を変数とした梁の実験を行い、梁の曲げ変形及びせん断変形をレーザースペックル法で測定した。

せん断ひび割れの発生後、曲げ理論で求められる中立軸より実際の中立軸は上方に移動すること、せん断歪みがせん断ひび割れに沿って特に急増し、梁としてのせん断変形が急速に増加することなどが明らかとなった。曲げ変形量は、レーザースペックル法で測定されたコンクリートの主圧縮歪み方向を圧縮材料の方向としたトラス機構により生じるモーメントシフトを考慮すれば、せん断ひび割れ後も精度よく推定できることが明らかとなった。一方せん断変形量は、せん断ひび割れ発生荷重を上回る荷重分を前述のトラス機構が負担するとして計算されるトラス機構の斜材部の変形により推定できることが示された。なお、せん断補強筋と周囲のコンクリートの引張剛性によって形成される引張斜材の剛性は、コンクリートの引張剛性の減少により荷重の増加と共に徐々に減少すると仮定している。また、トラス機構の上弦材は中立軸より上の部分としている。トラス機構の上弦材の厚み、圧縮斜材の角度は、引張補強筋の剛性、せん断補強筋の剛性、せん断スパン比によって変化するものであり、鉄筋コンクリート梁の実験結果からそれらの定式化を行った。この式を適用することによって、補強筋を連続繊維補強材とした梁の変形も精度よく推定できることが明らかとなった。モデル粗骨材を用いたプレーンコンクリートの繰返し載荷実験を行い、コンクリート全体の変形、骨材とモルタルとの界面でのひび割れ、モルタル中のひび割れをレーザースペックル法で観察した。まず骨材界面でひび割れが発生し、ずれを主体とした変形を生じ、その後骨材の角からモルタルひび割れが発生進展する。この現象は荷重の増加によっても、繰り返しによっても生じ、コンクリート全体の剛性を低減させる。骨材界面でのひび割れ発生の有無によって、コンクリート全体の剛性、強度が変化することを有限要素法でも示した。
西洋文明における建築と人体のプロポーションの概念の相互関連性の起源

本研究テーマの第2年度では、5月7月にかけて、ベルギーのカトリック・レーヴェン大学の古代史研究所にて、Mark Depauw教授の元で、海外研究滞在を行った。海外滞在中は、国内ではアクセスできない文献資料、また、欧州近隣国を含めた博物館における史料の実測調査によるデータの収集に努めた。また、エジプト、ギリシア、イタリアでの史料調査を行い、未完成作品や習作などのデザイン技法が復元できる史料の収集に努めた。古代エジプトの模型資料を収集して分析した結果、200点を超す遺物は、人体、動物、柱に分類されうることがわかった。これらは、すべて神殿建造の際に作られる建築彫刻に属し、その中でも制作頻度の高い種類の物であることがわかった。また、これらに分類された建築彫刻の史料には、人体であれば彫像全体に加えて、手、足、胴体、胸像などの部分に分けて作られていることがわかり、エジプト様式に特有な巨大な一枚岩による彫像制作において、数多くの彫刻師が彫る部位を分担して一つの作品を完成させる様子が窺えた。動物においても、最も象徴的である頭部の部分模型が独立して制作されており、柱においても柱身だけ、あるいは柱頭だけの模型が存在する。おそらく、顔や柱頭などの装飾部位の中でももっとも表象的な部位に関しては、綿密なデザイン計画が施され、また熟練職人がこの部位の制作を担当したと考えられる。この点について、今後古文書史料をあたり、論証を深めていきたい。国内外の発表を通して、研究遂行に役立つネットワークや当該研究課題の未刊行史料に関する情報などの研究基盤がさらに充実してきた。資料調査を通して、一次史料のデータも獲得し、分析と論文執筆のフェーズにスムーズに移行できている。また、これまで発表してきた論文に対しても、複数の学術賞を受賞するなど、高い対外評価も得ている。引き続きエジプト、ギリシア、イタリアにおける史料調査を行い、地中海文明圏における各国文化の特質を見極めていく。特に今後は、紀元前7世紀から1世紀ごろの史料の分析に焦点を当て、地中海文明の覇権が南から北へ移っていくこの時期に、美術・工芸政策の分野において何が起きているのかを見極めたい。

資料調査を通して、一次史料のデータも獲得し、分析と論文執筆のフェーズにスムーズに移行できている。また、これまで発表してきた論文に対しても、複数の学術賞を受賞するなど、高い対外評価も得ている。引き続きエジプト、ギリシア、イタリアにおける史料調査を行い、地中海文明圏における各国文化の特質を見極めていく。特に今後は、紀元前7世紀から1世紀ごろの史料の分析に焦点を当て、地中海文明の覇権が南から北へ移っていくこの時期に、美術・工芸政策の分野において何が起きているのかを見極めたい。引き続きエジプト、ギリシア、イタリアにおける史料調査を行い、地中海文明圏における各国文化の特質を明らかにしていく。
イスラムと民主主義の関係についての総合的研究

1.補助金交付内定の通知を受け、6月21日に研究方針を話し合う第1回会合が開かれた。最初に中村がイスラム・リベラリズムを概観する基調報告を行ない、多様なイスラムのあり方を無視した「原理主義」偏重の研究動向に強い疑問を呈した。その後の共同討議では、この問題提起を受けて共通の関心を培うとともに、秋まで各自が個別研究を行ない、9月以降報告と共同討議を行なう方針を確認した。2.9月からは以下のような研究発表が順次行なわれた。まず、内藤が、イスラム政治思想史における、政治的正統性と民意との関係について報告。特に、現代フランス思想の影響を受けながらイスラム思想史そのもののデコンストラクションを測っているムハンマド・アルクーンの分析をもと、イスラムと民主主義との共存の可能性を検討した。ついで鎌田が、イラン・シ-ア派世界の近代における思想史的展開と今日のイスラム共和国体制における民意吸収のシステムについて論じ、竹下は、大衆動員組織としてのス-フィー教団が民意の代弁者として政治的にも無視できない力を持っていることを報告した。最後に中村が、エジプト法曹界の大御所、アシュマ-ウィーによる、イスラム法の民主的運用に関する議論について報告し、個別研究を終えた。3.以上の個別研究の結果、当面の共同研究テーマとして、現代イスラム世界における民意吸収のための諸制度と、その現実の運用をめぐる諸問題について考察することとし、1月以降討議を続けている。討議の中では、現代イスラム大衆運動が、民主的諸制度に依拠しながら民主主義そのものを否定しかねないような主張を展開している点なども指摘されているが、このテーマは巨大なテーマでもあり、今後も私的研究会による研究を継続したい。成果は23年後をめどに公表するつもりである。
超対称素粒子模型の真空構造解明とインフレーション宇宙の新展開

本研究は宇宙の真空構造解明を目標としている。本年度はとりわけ宇宙初期における宇宙の真空構造にフォーカスして研究を行なった。初期宇宙における真空構造は、現在と比べると全く異なっていることが明らかになっている。宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の精密観測によれば、宇宙誕生後間も無く真空エネルギーが宇宙を満たし、宇宙の加速膨張、つまりインフレーションが起こったことが強く示唆されている。しかし素粒子標準理論では、インフレーションを説明することができないため、新しい素粒子理論が必要である。その新理論の候補として有力なのが超対称模型だ。超対称という性質は、万物の理論の最有力候補である超弦理論が予言するものであり、標準理論をより大きなゲージ理論にはめ込んだ大統一理論との整合性も高い。そこで本研究では、理論が持つ対称性をさらに高め、超共形対称性を持つインフレーション理論を考えた。この理論は先行研究でも研究されていた理論であるが、これまで気づかれなかった新しいインフレーション機構が隠れていることを本研究で発見した。この新しいインフレーション機構を詳しく解析した結果、CMBの観測結果が示す宇宙論パラメータとこのインフレーション理論の予言値が非常によく一致することが明らかになった。さらに、インフレーションを特徴付ける真空エネルギーのスケールが大統一理論のスケールに一致することも判明した。これらの結果は、この新しいインフレーション理論と超対称大統一理論の関連性を示唆するとともに、初期宇宙の真空構造を決める上で超共形対称性という対称性が重要な役割を果たしている可能性を示すものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、現在我々の宇宙が存在する真空構造を解明し、その起源を探ることを目的としている。宇宙の真空構造は、宇宙というマクロな視点と素粒子論的なミクロな視点からの研究が不可欠である。ミクロな視点での最先端である現代素粒子物理は、「素粒子標準理論」を基礎においている。しかしながらこの素粒子標準理論は、宇宙の真空構造について無知である。そこで素粒子標準理論を越えた新しい理論体系を考える必要がある。本研究ではその新しい理論体系として超対称模型に着目し、本年度では特に地上加速器実験において超対称模型を検証する新しい方法についての研究を行った。超対称模型において最もシンプルな模型では、2012年に発見されたヒッグス粒子と、素粒子標準理論の中で最も質量の大きいトップクォーク、そしてその超対称パートナー粒子であるスカラートップが非常に密接に関わる。具体的には、ヒッグス粒子のポテンシャルを決定する際にトップクォークとスカラートップは大きく影響する。このヒッグス粒子のポテンシャルは現在の宇宙の真空構造を決定するため、ヒッグス粒子の性質を調べることは宇宙の真空構造の解明につながる。そこで本研究では、このヒッグス粒子のポテンシャルの構造を、加速器実験におけるWボソン散乱過程を通じて間接的に観測するという方法を提案した。着目したのはWボソンの縦波成分である。この縦波成分はヒッグス場の自由度に対応するため、Wボソンの縦波成分同士の散乱過程はすなわち、ヒッグス粒子同士の散乱過程に相当する。このアイディアを超対称模型に適用し、さらにスカラートップの影響について解析的に理解し、かつ数値的に示した。また、国内研究会:第45回北陸信越地区素粒子論グループ合宿研究会を主宰、国際会議Summer Institute 2018のlocal organizerを務め、国内外の研究者の活発な議論の場を提供した。研究実績の概要で述べた通り、計画段階で想定していた研究成果をほぼ予定通りあげることができている。本年度提案した手法を用いて、加速器実験における数値シミュレーションを具体的に行い、どのような物理量に着目する必要があるのかを示す。一方、初期宇宙における真空構造解明のため、インフレーションの研究に着手する。ここでも超対称模型に着目するが、それと同時に、より高いエネルギースケールでの素粒子模型を記述すると期待される超弦理論も念頭に置く。

超弦理論、あるいは超弦理論が基礎に置くより高い対称性の存在は一般に検証が難しいとされているが、宇宙分野で観測が進むインフレーションを通じてこれらの検証を可能とする研究の基礎を築く。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ペン入力デバイスを用いた幼稚園教育の情報化

パソコンへの入力手段としてペン入力デバイスを用い、幼児が容易に操作できるよう配慮した教材の開発・評価、および、パソコン操作が苦手な先生の支援を通じて、幼稚園教育の情報化を推進する方法について研究した。平成14年度は、幼稚園の先生方の意見に基づき、ダブレットパソコン(ペン入力を可能にしたノートパソコン)やタッチパネル付きプラズマディスプレイ上での利用を想定した8種類のソフトウェアを試作した。多くの幼児がペンを利用し、試作したソフトウェアを楽しく活用していたことから、ペン入力デバイスが幼児のパソコン操作を容易にすることが示唆された。また、同時に、ペン入力デバイスにふさわしいソフトウェアの操作方法について調査・検討する必要性が感じられた。平成15年度では、平成14年度に試作したソフトウェアの操作性について調査するとともに、自動的に操作対象物が動くタイプのソフトウェアを新しく試作した。操作性については、つっつく操作(タップ操作)とひっぱる操作(ドラッグ操作)に着目し、大画面環境とノートパソコン環境、および、年中クラスと年長クラスに分けて分析を行った。ソフトウェアを利用している幼児の様子を観察した結果、垂直方向のひっぱる操作が難しいこと、自動的に操作対象物が動くタイプのソフトウェアの方が、動かないタイプのソフトウェアよりも強く興味を示すことが明らかになった。研究を始めた当初は、パソコン操作に戸惑う幼児や利用に消極的な先生方が多かった。しかし、研究の終盤では、幼児のパソコン操作への戸惑いが少なくなり、先生方も積極的に利用するようになっていた。このことより、本研究により情報化の推進が図られたものと考える。ペン入力デバイスを使い,幼児が自ら自然な動作でPCを操作できる教材の開発を行い,評価するとともに、ペン入力デバイスを使ってPC操作が苦手な教員の支援を行なって,幼稚園教育の情報化を促進するための方法について調査することを目的として研究を進めてきた.平成14年度はペン入力デバイスとして,ペンタブレットディスプレイ付きノートパソコンとタッチパネル付きプラズマディスプレイを用い,園児用のソフトウェア作成を行った.実際に作成したソフトウェアは現場の幼稚園の先生から意見をもらい,次の5つを作成した.(1)ジグソーパズル動物の画像を3×3に分解して,元の画像に戻す.(2)記憶ゲーム最初に13種類の動物を表示し,次の画面で表示されたいろいろな動物から最初に表示されていた動物を当てる.(3)持ち物ゲームかばん,リボン,つえを表示し,それぞれの色や形と同じ物を持っている動物を当てる.(4)からだの名まえあてゲーム男の子の絵を表示し,音声で体の部位を出題し,その部分を当てる.(5)お使い迷路ゲーム目的地を音声で知らせ,出発点にいるキャラクタをペンで動かして目的地まで運ぶ.これらのソフトウェアを実際に園児に使ってもらい,その様子の観察から,ペン入力デバイスは幼児にとって受け入れやすいデバイスである反面,大画面でのタッチパネル操作は園児にとって困難,出題される音声を聞いていない子が多い,等の問題点がわかった.また,ペンタブレットディスプレイ付きノートパソコンを導入して園児に使わせる機会が増えたことにより,幼稚園の教員のPC利用度が増えたこともわかった.平成15年度はこれらのソフトウェアを園児にとって使いやすく改良するとともに,教員を支援するソフトウェアの作成を行う.ペン入力デバイスを使い,幼児が自ら自然な動作でPCを操作できる教材の開発を行い,評価するとともに、ペン入力デバイスを使ってPC操作が苦手な教員の支援を行なって,幼稚園教育の情報化を促進するための方法について調査することを目的として研究を進めてきた.平成15年度は前年度に導入したペンタブレットディスプレイ付きノートパソコンやタッチパネル付きプラズマディスプレイ上で動作するソフトウェアの操作性を調査し,新たに動きのあるソフトウェアを作成・評価した.操作性に関してはつっつく操作(タップ)とひっぱる操作(ドラッグ)について、幼稚園の年中・年長組のそれぞれに,大画面環境とノートパソコン環境に分けて調査,分析した.上記調査を元にしたソフトウェアと,新たに動きのあるソフトウェアを作成した.(1)迷路ゲームひっぱる操作を縦と横に限定したソフトウェア.途中にある果物を全部拾ってゴールする.

(2)もじならべひっぱる操作を中心に文字を並べるソフトウェア.画面に表示されたものの名前になるように表示された文字を並べ替える.(3)りんごキャッチゲーム動きのあるソフトウェア.スタートボタンを押すと自動的にりんごが木から落ちてくるので、落ちる前にすばやく突っつく.(4)昆虫採集ゲーム動きのあるソフトウェア.スタートボタンを押すと虫が飛び回るので,それを突っつく.これらのソフトウェアを実際に園児に使ってもらいその様子の観察から,ひっぱる操作で横の動きより縦の動きが難しいこと,動きのあるソフトウェアは幼児の興味をひくことがわかった.また,幼児のPC操作の戸惑いが少ないことから園児にPCを使わせる機会が増えたことが伺え,幼稚園の教員も積極的に使用してることが示唆される.このことから幼稚園の情報化にペンインターフェースの利用は有効であることがわかった.