hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オブジェクト指向による地震都市防災システムに関する研究

本年度は平成5年度に導入した国土数値情報・歴史地震の震源情報・国内の活断層・名古屋市内のボーリングデータをデータベース化し,OODBMSソフトであるVERSANTを利用してオブジェクト指向の枠組みの中で利用可能なシステムを構築した。当初の予定では地震記録のデータベース化も実施する予定であったが,強震観測を行っている実施機関から年度内に記録を取得することができず,データベース化は未完の状態である。これに変わって,名古屋大学キャンバスを対象に,よりミクロな振動環境を推定することを目的として,建物構造情報,地盤情報を収集,データベース化すると共に,学内20カ所の地盤・建物の常時微動計測を実施し,微動レベルの振動記録のデータベース化を図った。さらに,振動記録をオブジェクト指向の枠組みの中で分析するツールを作成すると共に,周波数領域におけるサブストラクチャー法を活用した振動解析システムをオブジェクト指向により実現した。また,名古屋市内の80万戸の建物データを課税台帳を元にデータベース化しており,現在,住所情報と緯度経度情報とを変換するシステムを構築中である。なお,兵庫県南部地震を契機として,被害情報・新聞情報をデータベース化し,本システムに活用できるよう準備を整えつつある。このように,本研究の最終ターゲットを視野に入れつつ,各々の問題を解決すべく研究を行っているのが現状である。本研究の主目的である「地震時の建築物の挙動予測ならびに地震時の都市防災システムの構築」は,兵庫県南部地震による被害に代表されるように現在最も重要なテーマの一つである。また,本研究で指向しているオブジェクト指向による地震防災問題の統合化は,リアルタイム防災工学や危機管理問題を解決することのできる有用な手法である。本年度は3年計画の最終年度に当たり,昨年度までにデータベース化された国土数値情報・歴史地震の震源情報・国内の活断層・名古屋市内の建物データやボーリングデータなどを利用して,オブジェクト指向の枠組みの中で利用可能なシステムを構築し,以下のような実績を得た。(1)地震防災問題が複雑化傾向にあることを指摘し,これらの解決手法としてオブジェクト指向アプローチの導入を提案した。(2)地震問題を部分問題に分解し,部分問題に対応する部分システムの集積システムとして全体システムを捉え,「システム」の共有する構造を見いだした。(3)システムを実体からモデルに至る「対象物オブジェクト」群と,モデル化に関する知識を保有する「推論オブジェクト」群で構成することにより拡張性のあるシステム構成が可能となった。(4)「震源」「伝播経路」「表層地盤」「建物」「相互作用」などの各部分システムの設計を通して,システムの共有する構造の妥当性が確認できた。(5)地震防災問題に,地震工学,構造工学の知見を十分に反映する手段として,オブジェクト指向型GISの構築を試みた。(6)オブジェクト指向型GISの微視的地域情報活用事例として,名古屋大学東山キャンパスを対象とした振動分析システムを構築した。
発達・成熟・加齢が上気道の呼吸神経調節に与える効果

(1)乳児を対象とした我々の研究で,咽頭の閉塞性は年齢とともに低下することを報告したが,体位によって咽頭の閉塞性が影響をうけるか,より年長児も対象に加え検討した.咽頭の閉塞性は腹臥位において大きく,年齢による影響は背臥位で保たれていたが,腹臥位で消失した.研究成果は英文誌Am.J.Respir.Crit Care Med;166:760-764,2002に発表した.(2)気道防御反射に関する研究月齢2から11歳までの小児を対象に,全身麻酔下で喉頭への蒸留水投与が引き起す気道防御反射が,麻酔深度や成熟・発達によろてどのように影響を調べた.1)吸入セボフルレン濃度を1%から2%にあげることで,咳・呼気反射,嚥下反射は抑制されるが,喉頭閉鎖,無呼吸反射,喉頭痙攣はほとんど影響を受けない.2)成熟・発達による影響はみられないものの,成人と比較すると同じ2%の吸入濃度で咳・呼気反射,嚥下反射が抑制されやすい.この結果は,現在専門誌に投稿中である.(2)喉頭の開存性に関する研究2歳から11歳の小児を対象に,セボフルレン1%の全身麻酔下に蒸留水の投与が喉頭の開存性にどのような影響を与えるかを検討した.蒸留水の投与後,初期の反射が収まり規則的な呼吸が再開された後,喉頭の開存性を刺激前と比較したところ,喉頭の開存性は明らかに上昇した.この結果は2003年アメリカ胸部疾患学会(ATS2003)で報告した.(3)下顎挙上の喉頭展開の視野に及ぼす影響.40人の成人予定手術患者を対象に,下顎挙上がいかに喉頭展開の視野を改善するかを検討した.下顎挙上は,単純な喉頭展開と比較して明らかに視野を改善し,その効果はBURP maneuverにほぼ匹敵した.両者を組み合わせることで侯頭展開はさらに容易になった.この成果は,専門誌Anesthesiology 100(3):598603,2004に発表した.(1)乳児を対象とした我々の研究で,咽頭の閉塞性は年齢とともに低下することを報告したが,体位によって咽頭の閉塞性が影響をうけるか,より年長児も対象に加え検討した.咽頭の閉塞性は腹臥位において大きく,年齢による影響は背臥位で保たれていたが,腹臥位で消失した.研究成果は英文誌Am.J.Respir.Crit Care Med;166:760-764,2002に発表した.(2)気道防御反射に関する研究月齢2から11歳までの小児を対象に,全身麻酔下で喉頭への蒸留水投与が引き起す気道防御反射が,麻酔深度や成熟・発達によろてどのように影響を調べた.1)吸入セボフルレン濃度を1%から2%にあげることで,咳・呼気反射,嚥下反射は抑制されるが,喉頭閉鎖,無呼吸反射,喉頭痙攣はほとんど影響を受けない.2)成熟・発達による影響はみられないものの,成人と比較すると同じ2%の吸入濃度で咳・呼気反射,嚥下反射が抑制されやすい.この結果は,現在専門誌に投稿中である.(2)喉頭の開存性に関する研究2歳から11歳の小児を対象に,セボフルレン1%の全身麻酔下に蒸留水の投与が喉頭の開存性にどのような影響を与えるかを検討した.蒸留水の投与後,初期の反射が収まり規則的な呼吸が再開された後,喉頭の開存性を刺激前と比較したところ,喉頭の開存性は明らかに上昇した.この結果は2003年アメリカ胸部疾患学会(ATS2003)で報告した.(3)下顎挙上の喉頭展開の視野に及ぼす影響.40人の成人予定手術患者を対象に,下顎挙上がいかに喉頭展開の視野を改善するかを検討した.下顎挙上は,単純な喉頭展開と比較して明らかに視野を改善し,その効果はBURP maneuverにほぼ匹敵した.両者を組み合わせることで侯頭展開はさらに容易になった.この成果は,専門誌Anesthesiology 100(3):598603,2004に発表した.1)上気道の呼吸神経調節を考える上で重要となる解剖学的要因が,発達・成長に伴いどのように変化するかを咽頭の閉塞性に注目して研究を行った.過去の乳児を対象とした我々の研究で,咽頭の閉塞性は年齢とともに低下することを報告した(Am. J. Respir. Crit Care Med. ; 162:832-836)が,今回は体位によって咽頭の閉塞性がかわるか,体位がかわっても咽頭の閉塞性は年齢による影響が大きいかを,より年長児も対象に入れ検討した.咽頭の閉塞性は腹臥位において大きく,年齢による影響は背臥位で保たれていたが,腹臥位で消失した.研究成果は英文誌(Am. J. Respir. Crit Care Med. ; 166:760-764)に発表した.2)喉頭から誘発される気道防御反射について,麻酔深度と年齢の影響を検討した.

喉頭から誘発される気道防御反射は,咳・呼気反射,嚥下反射などのactive reflexと喉頭閉鎖反射,喉頭痙攣,無呼吸反射などのpassive reflexに大別できる.14週から11歳までの20人をセボフルレンの麻酔深度(1%または2%)により2群に分け,蒸留水による刺激を喉頭に与え,誘発される防御反射を観察した.麻酔深度セボフルレン1%ではpassive reflex, active reflexの両者が観察されたが,セボフルレン2%ではpassive reflexは観察されたもののactive reflexは観察されなかった.年齢による違いは認めなかった.研究成果は2002年アメリカ麻酔科学会において発表した.(1)気道防御反射に関する研究(追加実験)前年度は,月齢2から7歳までの小児を対象に,全身麻酔下で喉頭への蒸留水投与が引き起す気道防御反射が,麻酔深度や成熟・発達によってどのように影響を受けるかを調べたが,発達・成熟に関しては一定の傾向を認めなかった.11歳まで対象をひろげ症例数を追加し検討したが,なお,発達・成熟の効果は明らかにできなかった.しかし,我々の過去に行った成人を対象とした研究とあわせると,以下のように結論が得られた.月齢2から11歳までの小児では1)吸入セボフルレン濃度を1%から2%にあげることで,咳・呼気反射,嚥下反射は出現しなくなるが,喉頭閉鎖,無呼吸反射,喉頭痙攣はほとんど影響を受けない.2)成熟・発達による影響はみられないものの,成人と比較すると同じ2%の吸入濃度で咳・呼気反射,嚥下反射が抑制されやすい.この結果は,現在専門誌に投稿中である.(2)喉頭の開存性に関する研究2歳から11歳の小児を対象に,セボフルレン1%の全身麻酔下に蒸留水の投与が喉頭の開存性にどのような影響を与えるかを検討した.蒸留水の投与後,初期の反射が収まり規則的な呼吸が再開された後,喉頭の開存性を刺激前と比較したところ,喉頭の開存性は明らかに上昇した.この結果は2003年アメリカ胸部疾患学会(ATS2003)で報告した.(3)下顎挙上の喉頭展開の視野に及ぼす影響.40人の成人予定手術患者を対象に,下顎挙上がいかに喉頭展開の視野を改善するかを検討した.下顎挙上は,単純な喉頭展開と比較して明らかに視野を改善し,その効果はBURP maneuverにほぼ匹敵した.両者を組み合わせることで喉頭展開はさらに容易になった.この成果は,専門誌Anesthesiology 100(3):598-603,2004に発表した.
尿路性器平滑筋における神経伝達物質としての一酸化炭素の作用の研究

1.尿路性器平滑筋における構成型および誘導型一酸化炭素合成酵素の発現の分子生物学的検討と薬理学的検討方法結果ラット陰茎では、NADPH-diaphorase染色およびHO-2免疫染色でともに陽性に染色される神経様構造を認めたが、HO-1免疫染色では染色されなかった.RT/PCRでは、HO-2のmRNAの発現を認めた.2.尿路性器平滑筋におけるP2ブリン受容体の存在と機能に関する研究方法1)機能的解折:ラット膀胱を用いて電気刺激併用の等尺性収縮実験を行い、非交感非副交感性の収縮と弛緩の有無と、P2X及びP2Yに対する拮抗薬の作用を調べた.2)分子生物学的解析:ラット膀胱、陰茎、精嚢から全RNAを抽出し、RT/PCRと直接塩基配列決定を行った.ラット膀胱、陰茎、精嚢から凍結切片を作成し、P2X及びP2Yに対するブローブを用いてin situ hybridization(ISH)を行い、mRNAの局在を調べた.結果RT/PCRにより、ラット陰茎ではP2Y1のmRNAの発現を認めた.ラット精嚢では、P2X2及びP2Y1のmRNAの発現を認めた.ラット膀胱ではP2X2及びP2Y1のmRNAの発現を認め、機能的にもP2Xを介する収縮及びP2Y受容体を介する弛緩の存在を認めた.1.尿路性器平滑筋における構成型および誘導型一酸化炭素合成酵素の発現の分子生物学的検討と薬理学的検討方法結果ラット陰茎では、NADPH-diaphorase染色およびHO-2免疫染色でともに陽性に染色される神経様構造を認めたが、HO-1免疫染色では染色されなかった.RT/PCRでは、HO-2のmRNAの発現を認めた.2.尿路性器平滑筋におけるP2ブリン受容体の存在と機能に関する研究方法1)機能的解折:ラット膀胱を用いて電気刺激併用の等尺性収縮実験を行い、非交感非副交感性の収縮と弛緩の有無と、P2X及びP2Yに対する拮抗薬の作用を調べた.2)分子生物学的解析:ラット膀胱、陰茎、精嚢から全RNAを抽出し、RT/PCRと直接塩基配列決定を行った.ラット膀胱、陰茎、精嚢から凍結切片を作成し、P2X及びP2Yに対するブローブを用いてin situ hybridization(ISH)を行い、mRNAの局在を調べた.結果RT/PCRにより、ラット陰茎ではP2Y1のmRNAの発現を認めた.ラット精嚢では、P2X2及びP2Y1のmRNAの発現を認めた.ラット膀胱ではP2X2及びP2Y1のmRNAの発現を認め、機能的にもP2Xを介する収縮及びP2Y受容体を介する弛緩の存在を認めた.【目的】一酸化窒素(NO)はguanylateを介してcyclasecAMPを増加させることにより、平滑筋を弛緩させ、尿路性器平滑筋においては、重要な抑制性神経伝達物質と考えられている。同様の物質としては一酸化炭素(CO)があるが、その尿路性器平滑筋に対する作用については不明である。また、一酸化炭素(CO)合成酵素であるhemeoxygenaseには誘導型であるhemeoxygenase1と構成型であるhemeoxygenase2とがあるが、その局在についても不明である。本研究では尿路性器における一酸化炭素(CO)合成酵素であるheme oxygenaseの局在について検討し、NO合成酵素との比較検討を行った。【対象】雄性ラットをペントバルビタール麻酔下に屠殺し、陰茎を摘出した。【方法】免疫組織化学的検討:ラット陰茎をOCT compoundで包埋し、液体窒素で凍結した。これをクリオスタットで薄切し、アセトンまたはパラフォルムアルデヒドで固定した。免疫組織化学はabidin vioyin conjugate法で行い、heme oxygenase1、heme oxygenase1に対するpolyclonal抗体と、neuronalNOSに対する抗体はmonoclonal抗体を用いた。この他に、NADPH diaphorase染色を行った。分子生物学的検討:ラット陰茎海綿体からtotalRNAを抽出し、RT/PCRを行った。【結果】ラット陰茎では、NOS、HO-2ともに陽性に染色される神経様構造を認めたが、HO-1は染色されなかった。RT/PCRではHO-2のmRNAの発現を認めた。【考察】ラット陰茎海綿体の弛緩すなわち勃起現象において、一酸化炭素は一酸化窒素と同様に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。1.尿路性器平滑筋における構成型および誘導型一酸化炭素合成酵素の発現の分子生物学的検討と組織学的検討方法結果ラット陰茎では、NADPH-diaphorase染色およびHO-2免疫染色でともに陽性に染色される神経様構造を認めたが、HO-1免疫染色では染色されなかった。RT/PCRでは、HO-2のmRNAの発現を認めた。2.尿路性器平滑筋におけるP2プリン受容体の存在と機能に関する研究方法1)機能的解祈:ラット膀胱を用いて電気刺激併用の等尺性収縮実験を行い、斐交感斐副交感性の収縮と弛緩の有無と、P2X及びP2Yに対する拮抗薬の作用を調べた。2)分子生物学的解析:ラット膀胱、陰茎、精嚢から全RNAを抽出し、RT/PCRと直接塩基配列決定を行った。

ラット膀胱、陰茎、精嚢から凍結切片を作成し、P2X及びP2Yに対するプローブを用いてin situ hybridization(ISH)を行い、mRNAの局在を調べた。結果RT/PCRにより、ラット陰茎ではP2YlのmRNAの発現を認めた。ラット精嚢では、P2X2及びP2YlのmRNAの発現を認めた。ラット膀胱ではP2X2及びP2YlのmRNAの発現を認め、機能的にもP2Xを介する収縮及びP2Y受容体を介する弛緩の存在を認めた。
生態系炭素循環評価のためのクロロフィル、窒素分布のリモートセンシング手法の開発

1.霞ヶ浦湖における一次生産を推定するため、生態系モデルにリモートセンシングデータを適用する手法を開発した。このモデルは、この種のものとしては初めてのもので、現地でのサンプリングを行わずに、富栄養湖における一次生産を推定することを可能とした。現在、この研究成果を国際ジャーナルへ投稿するための原稿を執筆中である。2.全球純一次生産を推定するために、リモートセンシングデータを適用したSim-CYCLE炭素循環モデルの調整を行っている。主要気候パラメーターのセンシヴィティを検討し、モデルの整合性を維持することのできる手法が用いられている。モデル出力の検証を始めている。3.ASTER/IKONOS画像を用い、チリのユーカリ林における森林バイオマスの推定の研究を行った。4.インターネット上でのTerra/MODISデータ処理システムの開発を行った。バンコクAITの生データを自動処理するシステムを完成し、以後東京大学生産技術研究所で受信しているデータは毎日自動処理され、アーカイブされている。5.現在生産技術研究所で受信していう様々なMODISプロダクトの開発を検討中である。Sim-CYCLEとMODISデータを使用し、月間純一次生産を推定する手法を開発中である。又、生産技術研究所で受信しているデータからMODIS-LAIを作製するために必要な、NDVIに基づいたLAIアルゴリズムの有用性についても検討中である。3.ASTER/IKONOS画像を用い、チリのユーカリ林における森林バイオマスの推定の研究を行っており、2003年4月に初期成果が得られる予定である。5.現在生産技術研究所で受信している様々なMODISプロダクトの開発を検討中である。又、生産技術研究所で受信しているデータからMODIS-LAIを作製するために必要な、NDVIに基づいたLAIエアルゴリズムの有用性についても検討中である。
言語におけるカテゴリーの認知言語学的研究-英語を中心とした類型論的考察

課題の第一である言語的カテゴリーの〈プロトタイプ〉的記述に関しては、とりわけ〈動作主〉の概念、〈格〉表示表現の意味について集中的な研究がなされた.いずれの場合も、まずブロトティピカルと目される意味合いを確認し、その上で、そこに含まれる意味特徴のあるものが欠落するか、あるいは、ある意味特徴が別の意味特徴によって置換されるか、または、全体的なスキーマが別の意味分野に写像されるというメタファ的な過程を経て隣接概念へと移行して行くという形での把握が言語直観にも合う記述を提供してくれることが確認された。課題の第二である言語における形式と意味の有意義な関連性の確認に関しては、現在の〈類像性〉をめぐっての議論を先取りするような研究が既に構造的意味論の時期の〈意味場〉に関連する議論に認められることが指摘された他、とりわけ〈文法化〉の現象が多くの場合〈メタファ化〉の過程を媒介としつつ、例えば〈比較表現〉から〈条件表現〉への移行など、さまざまな分野で記述、議論された。とりわけ重要と思われるのは、本来〈モノ〉相当の表現が用いられるところに〈コト〉相当の表現が用いられ、その結果、もともとの格表示機能表現が接続詞的な機能へと転化するという過程で、これは日本語における格助詞と接続詞(そして多分終助詞)といったカテゴリー間の密接な関係を想定することを可能にする。課題の第三の類型論的な考察に関しては、とりわけ、移動動詞をめぐって興味深い指摘がなされた.〈主観的移動〉を表わす用法への転用の可能性に関して、例えば単語と日本語の間で制約の程度に差があるという指摘の他、行為動詞とつき合わせてみた場合、日本語の行為動詞が移動動詞のスキーマで捉えられる傾向があるのに対し、英語では逆に移動動詞に行為動詞のスキーマが被せられて捉え直されるという対照的な傾向が認められることが確認された。「認知言語学」は、言語学部門におけるもっとも新しい発展を代表するもので、高度な学際性によって特徴づけられている。本研究は、一方でその理論的基盤の検討と確認すること、他方では、それに基いての具体的なデータの分析を通してその有効性を検証し、確認すること、という両面に重点が置かれている。研究活動の中心は、首都圏では東京大学教養学部で毎月ないし隔月、関西地区では大阪大学文学部で適時、それぞれ行なわれた「認知言語学研究会」で、毎回提題ないし研究発表をめぐって活溌な討論がなされた。この他、春には関西言語学会の主催で認知言語学をめぐるシンポジウムが開かれ、本研究グループの山梨、西村が提題者、河上が司会者となった。また、秋の日本英語学会では在日中のアメリカのB.Comrie教授を迎えて、本研究グループの松本、大堀の両名が提題者としてワークショップが行なわれ、200名以上の聴衆を得た。この間、個々の研究メンバーによるインフォーマントでのインタビューを通しての実証的な研究も着実に遂行された。実証的な研究を通じては、認知言語学の基本的テーゼの一つである言語におけるカテゴリーのプロトタイプ的特性が、分類詞、格概念の規定に関して十分に確認され、他方、理論的な面では、とりわけ、統語論の意味からの自立性という通念に対する疑問が提示されるかたわら、認知による有契性を重視する認知言語学の立場が語用論と類型論への有効な貢献をする可能性のあることが確認された。

言語学における新しい展開としての「認知言語学」の有効性を具体的なデータの分析を通じて検証し,確認するという本研究の目的に添って,今年度も,一方では各メンバーが自らの特に関心のある意味分野を対象に,インフォーマントを利用して分析とその結果の考察を続けるかたわら,他方では,前年度に引き続き,東京地区と関西地区のそれぞれにおいて休暇中を除き隔月程度の頻度で研究会を開き,研究メンバー,ないしはそれ以外の関連分野の研究者による提題を中心に討議を行なった.特に九月末から十月初めにかけてアメリカでのこの分野の中心人物であるL.Talmy教授によるコロキウムを持てたのは有益であった.この他,六月の上智大学言語学会第九回大会では「文法と認知構造-認知的説明の可能性を探る」と題したシンポジウムで,研究メンバーのうちの松本が提題者の一人に,池上と山梨がディスカッサントとして招かれ,また十一月の日本英語学会第十二回大会では「心の働きとしての比喩」と題したシンポジウムでメンバーの米山が構成・司会を行い,「認知言語学の現状とその再検討」においては西村が提題者の一人となった。さらに十月のミュンスター大学での語彙論の国際会議では<移動>と<行為>の概念分析におけるスキーマの有効性について池上が発表,他方,山梨は「認知格」の概念について雑誌「言語」に一年にわたり連載を行った.研究メンバーの在外研究のための出張の機会が重なったことなどから、研究会の開催は前年や前々年度ほど多くなかったが、それ以外の形での活動は研究メンバーの一人による日本語での最初の包括的な認知言語学の研究書の刊行を始め、国内、国外の学会での研究発表、シンポジウムの実行、招待講演を通じての隣接分野の研究者との交流は極めて活発であった。取りあげられたテーマは、言語的カテゴリーの成立原理としての〈プロトタイプ性〉の確認、〈スキーマ〉による規定の有効性の検証、通時的側面の問題としての〈文法化〉の現象の具体例の記述、そしてこれらの諸点についての考察を通じて浮かび上がってくる人間言語にとって可能な〈類型〉とはどのようなものであるか、といったことに多く関わっていた。とりわけ、具体的な問題レベルでの貢献としては、〈格〉カテゴリーのプロトタイプ的性格が日本語についても妥当することを立証した研究、〈運動〉のスキーマが普遍的に認定できる一方、例えば〈方向性〉という特徴がどれ位顕著に出るかに関して言語間で差があること、〈運動〉のスキーマと〈行為〉のシキ-マを対比した場合、前者で行為を概念化しようとする傾向と後者で運動を概念化しようとする傾向という類型論的な対立が認められること、〈比喩〉に関わる日本の伝統的な概念は言語操作というより身体性に根ざした発想という指摘、など、特に興味深い知見である。
米国の大学におけるティーチング・アシスタント制度と養成制度に関する実証的研究

本研究は、平成4年から日本でも導入された同制度のモデルとなったアメリカの大学におけるティーチング・アシスタント(TA)制度と養成制度に関する現状と課題を解明することを目的とした研究である。本研究では中西部の主要大学の実態に着目し、TA養成制度の全学的、分野別プログラムの区分、学問領域間の差異、並びに大学院生の教育力を育成する一貫したシステムが確立されていることを解明した。研究成果は日米の学会で発表し学会誌に論文が掲載された。平成19年度は、新たな3年間の科学研究費補助金による研究の初年度となり、平成16年度から3年間の研究と同様、研究代表者・吉良直、分担者・北野秋男、協力者・和賀崇が「アメリカTA制度研究会」を組織して活動を継続した。6月末に筑波大学で開催された日本比較教育学会では、吉良と北野が「アメリカの若手教育者・研究者養成制度の現状と課題」と題してこれまでの研究成果の一部を発表した。9月初旬には、吉良と和賀が10日間の日程でアメリカの中西部の大学を訪問した。訪問校は具体的には、オハイオ州コロンバス市のオハイオ州立大学とミシガン州アナーバーのミシガン大学の2校で、教授開発センターのスタッフからTAに対する訓練・養成制度に関して説明を受け、参考資料を収集し、さらに学問分野別の訓練プログラムについても担当者の説明を聞き、可能な場合は訓練プログラムを参観させてもらい情報を収集した。今回は、初めて中西部の大学を訪問でき、さらに学問分野別の訓練に関してこれまで以上に情報を収集することができたことが大きな収穫であった。9月中旬には名古屋大学の高等教育研究センター主催のセミナーで、吉良が「アメリカの大学のTA制度と訓練・養成制度の現状と課題」と題して発表した。10月末には吉良が、ペンシルバニア州ピッツバーグ市で開催された全米のFD学会であるPODに参加し、様々な発表を聞き情報収集し、過去に訪問したセンターのスタッフなどと再会し有意義な意見交換の機会を持つことができた。3月には、吉良と北野が、京都大学で開催された大学教育研究フォーラムに参加し、これまでの研究成果の一部を発表した。今後も情報収集と分析を継続しつつ、研究成果を日米の学会等で発表していく所存である。平成20年度は、研究代表者・吉良直、研究協力者・北野秋男、和賀崇が「アメリカTA制度研究会」を組織して活動を継続した。8月末に佛教大学で開催された日本教育学会第67回大会では、吉良、北野、和賀が、「大学の教育力向上のための組織化に関する日米の動向」と題するラウンドテーブルで、これまでの研究成果の一部を、日本の現状に照らし合わせて発表し、参加者とともに有意義なディスカッションを行った。この企画には名古屋大学の夏目達也も参加した。9月初旬には、吉良が10日間の日程でアメリカの中西部の大学を訪問した。訪問校は、インディアナ州サウスベンド市のノートルダム大学(私立)とミシガン州アナーバーのミシガン大学(州立)の2校で、教授開発センターのスタッフからTAに対する訓練・養成制度に関して説明を受け、参考資料を収集し、さらに学問分野別の訓練プログラムについても担当者の説明を聞いた。さらにミシガン大学では、教育に関する学識を重視するSoTLと呼ばれる活動に従事してきた教授2名のインタビューも行った。10月末には吉良が、ネバダ州リノ市で開催された全米のFD学会であるPODの年次大会に参加し、これまでの研究成果を“Comparative Study of GTA Development in Japan and the U.S."と題して発表したことが大きな成果となった。さらに、様々な発表を聞き情報収集し、過去に訪問したセンターのスタッフなどと再会し有意義な情報交換の機会を持つことができた。そして、吉良と北野がこれまでの研究成果の一部をまとめた論文が『京都大学高等教育研究』第14号に掲載された。平成21年度は、研究代表者・吉良直、研究協力者・北野秋男、和賀崇が「アメリカTA制度研究会」を組織して活動を継続した。6月初旬に首都大学東京で開催された大学教育学会31回大会では、吉良が「SoTLの実践における学問分野の影響」、北野が「我が国のTA制度の歴史・現状・未来」と題して発表し、有意義なディスカッションを行った。その後、6月下旬には、マサチューセッツ大学アマースト校の教授・学習センター長のDr.Mathew Ouellettを招聘し、6月21日に吉良の本務校である日本教育大学院大学でTA養成と大学院生の教育力開発に関するセミナーを計画した。Dr.Ouellettは、アメリカ北東部の悪天候により一日遅れで到着したためセミナーは開催できなかったが、セミナー用の論文と発表スライドを用意してもらっていたため、吉良がDr.Ouellettの訪日中にその内容に関して協議する機会を持った。Dr.Ouellettは、全米のFD学会であるPOD Network in Higher Educationの元会長でもあるため、その知見を生かして国立教育政策研究所、名古屋大学、京都大学で講演を行った。

10月末には吉良が、テキサス州ヒューストン市で開催されたPOD Networkの第34回年次大会に参加し、TAの養成や大学院生の教育力開発に関する様々な実践報告や研究報告を聞き情報収集することができたことが大きな成果となった。さらに、過去に訪問したセンターのスタッフなどと再会し、来年度以降訪問できそうな大学の関係者との関係構築も行い有意義な情報交換の機会を持つことができた。さらに、平成21年度の重要な成果は、平成19年度からの3年間の研究成果をまとめた本最終報告書の作成であり、平成22年3月に刊行され、関係機関や研究者に配布した。
北米・メキシコ産キク科マリゴールド連の分子系統と染色体進化

キク科ヒマワリ連・フジバカマ連は、キク科の総種数の約4分の1、総属数の約3分の1を含む大きな群である。申請者らのこれまでの研究により、フジバカマ連はヒマワリ連から派生したこと、ヒマワリ連とフジバカマ連を含む単系統群は、キク科マリーゴールド連から派生したことが推定されている。本研究は、キク科の総種数の約4分の1を含むこの群が、単一回の倍数化以後に爆発的に適応放散を遂げたという仮説を検証するための、研究資料の収集を目的として実施された。平成10年度の調査では、マリーゴールド連の属数が多いNeuvo Leon州、Tamaulipas州、Coahuila州などの東北部を中心に野外採集を実施した。マリーゴールド連の9亜連のうち6亜連の代表的な属のDNAサンプルと染色体研究用資料、および保証標本を採集した。平成11年度の調査では、上記の北部地域の補足調査に加え、アメリカ合衆国オザーク山地(ミズーリ・アーカンソウ州境)で野外調査を実施し、フジバカマ連・ヒマワリ連・マリーゴールド連全体の外群となる可能性のあるMarshalliaを採集した。rDNA-ETS領域による系統解析の結果から、フジバカマ連とヒマワリ連は、マリーゴールド連から並行的に独立に起源した可能性がること、マリーゴールド連が起源した時点ですでに倍数化が起き、その後さまざまな系統で並行的に染色体数の減数・2倍体化が進行したことが示唆された。matKなど他の遺伝子により、より詳細な系統解析が進行中である。キク科ヒマワリ連・フジバカマ連は、キク科の総種数の約4分の1、総属数の約3分の1を含む大きな群であり、形態的にも生態的にも、また染色体数のうえでも著しく多様化している。申請者らのこれまでの研究により、フジバカマ連はヒマワリ連から派生したこと、ヒマワリ連とフジバカマ連を含む単系統群は、キク科マリーゴールド連(ダンゴギク連を含む広義)から派生したことが推定されている。また、フジバカマ連では染色体基本数がn=17からn=10へ、さらにn=4へと減少したことがわかっており、ヒマワリ連の染色体基本数もおそらくn=16-17であり、倍数体起源と考えられる。本研究は、キク科の総種数の約4分の1を含む群が、広義のマリーゴールド連における単一回の倍数化以後に、爆発的に適応放散を遂げたことを明らかにするための、研究資料の収集を目的として実施された。rDNA-ETS領域によるこれらの系統解析の結果から、フジバカマ連とヒマワリ連は、マリーゴールド連から並行的に独立に起源した可能性があること、マリーゴールド連が起源した時点ですでに倍数化が起き、その後さまざまな系統で並行的に染色体数の減数・2倍体化が進行したことが明らかにされつつある。申請者らのこれまでの研究により、フジバカマ連はマワリ連から派生したこと、ヒマワリ連とフジバカマ連を含む単系統群は、キク科マリーゴールド連から派生したことが推定されている。本研究は、キク科の総種数の約4分の1を含むこの群が、単一回の倍数化以後の爆発的に適応放散を遂げたという仮説を検証するための、研究資料の収集を目的として実施された。平成11年度の調査では、Nuevo Leon州、Tamaulipas州、Coahuila州などの東北部の補足調査に加え、アメリカ合衆国オザーク山地(ミズーリ・アーカンソウ州堺)で野外調査を実施し、フジバカマ連、ヒマワリ連、マリーゴールド連全体の外群となる可能性のあるMarshalliaのDNAサンプルと染色体研究用資料、および保証標本を採集した。

rDNAーETS領域による系統解析の結果から、フジバカマ連とヒマワリ連は、マリーゴールド連から並行的に独立に起源した可能性があること、マリーゴールド連が起源した時点ですでに倍数化が起き、その後さまざまな系統で並行的に染色体数の減数・2倍体化が進行したことが示唆された。matKなど他の遺伝子により、より詳細な系統解析が進行中である。
脊椎動物網膜における色情報処理の神経回路

脊椎動物網膜の神経細胞は色光刺激の波長によって異なる応答を示す。中でも水平細胞は単色光刺激に対して常に過分極性応答を示すL型と波長によって脱分極または過分極性応答を示すC型がある。これまでの知見からこの色光応答の分化は錐体と水平細胞間の固有の神経回路によって発生し、C型の赤色光に対する脱分極性応答は水平細胞の応答が負帰還シナプスを介して錐体に伝わり極性が反転するためであると考えられてきた。そこで本研究ではこの神経回路を直接調べるためhorseradish peroxidase(HRP)で細胞内染色した網膜の水平細胞にリボン・シナプス結合する視細胞の種類と数を電顕下で検索した。実験にはカメ網膜の水平細胞にガラス微小電極を刺入し色光応答を記録した後、電気泳動的にHRPを細胞内注入してDAB法にてHRPを発色し、網膜を脱水・包埋して光顕及び電顕用水平断連続切片を作製した。HRP染色した1個の水平細胞にシナプス結合する全ての視細胞の種類と数を解析した。3種の錐体は内節の油滴の有無と色によって形態学的に同定した。L型水平細胞の細胞体と軸索終末は3種の錐体と無選択に結合し、合計105個の視細胞とシナプス結合していた。また従来杆体入力がないと考えられてきたL型水平細胞の細胞体は少数の杆体と結合していた。2相性C型水平細胞は32個の錐体(赤錐体12・緑錐体16・青錐体4)と、また3相性C型水平細胞は19個の錐体(赤錐体13・青錐体6)とシナプス結合していた。従来、C型水平細胞は赤錐体と直接シナプス結合しないと考えられてきたが本研究によってカメ網膜では多数の赤錐体とシナプス結合していることが明らかになった。この結果、C型水平細胞の色光応答には従来の定説である負帰還シナプスを経由する信号の他に今回発見した赤錐体から直接伝達される信号の2つの成分があると結論された。
クロダネカボチャの低根温耐性に関与するタンパクの同定

クロダネカボチャが有する高い低根温耐性へのタンパク質代謝の関与を明らかにし、また低根温耐性に関係するタンパク質を同定することを目的として、根温12°C26°Cで栽培したクロダネカボチャとキュウリの根の可溶性タンパク質濃度・組成とin vitro翻訳反応産物の変化を調べた。1.根の生育とタンパク質濃度の変化:クロダネカボチャの個体全体の生育は23°Cで最大となったが、根の生育は14°Cで最も優れた。可溶性タンパク質濃度も14°Cで最も高く、根の生長量の変化と同様な変化を示した。キュウリの個体と根の生育は低根温ほど抑制された。これに対して、可溶性タンパク質濃度は根温が低いほど増大し、根温に対する根の生育反応と対応した変化を示さなかった。2.タンパク質組成の変化:種々の温度で生育した根の2次元電気泳動像を比較した場合、キュウリでは僅かに2個のスポットが18°C以下で特異的に出現・増大したのみであった。クロダネカボチャでは低温遭遇によって多数のスポットの出現・増大が誘導され、14°Cでは23°Cと比べて新たに出現・増大したスポットは18個に達した。3.in vitro翻訳反応産物の変化:14°Cと23°Cで生育したクロダネカボチャの根のin vitro翻訳反応産物の組成を比較したが、違いは認められなかった。本実験の遂行に当たっては、技術的に未熟な点もあったと思われるので、技術面に習熟した上で再検討する必要がある。以上の結果から、クロダネカボチャの根の可溶性タンパク質濃度の変化は低根温耐性の変化に対応し、その組成も低温下で大きく変化することがわかった。したがってタンパク質代謝は低根温耐性に密接に関与していると思われる。今後、低温下で新たに出現・増大するタンパク質の特性についてさらに詳細な検討を行う予定である。
サルの下部側頭葉連合野の視覚性機能代償機構に関する神経行動学的研究

サルの下部側頭葉連合野(IT野)の前半部(TE野)摘除は視覚性認知や記憶課題で障害を発現し、後半部(TEO野)摘除は視覚性図形弁別課題で障害を発現するが、再訓練でこれらの課題が再学習可能なことも知られている。一方、課題や摘除域の点で問題もあるが、術前の過剰訓練でIT野摘除効果が軽減されるという知見もある。これらの知見は再学習や過剰訓練により残存領野で損傷領野の機能的代償が行われた可能性を示唆する。本研究の目的は、(1)TE野とTEO野摘除に対する術前の過剰訓練効果を再検討することと、(2)TE野とTEO野損傷後に見られた再学習が各々残存のTEO野とTE野による機能的代償によるものかどうかを、各残存領野の追加摘除により明らかにすることであった。その結果、(1)術前の過剰訓練の有無に関係なく、TE野摘除サルは視覚連合記憶課題で障害を示し、TEO野摘除サルは視覚図形弁別課題で重度な障害を示し、再学習完成後の保持も不安定で障害が持続した。(2)二段階目に摘除された場合でも基本的にはTE野摘除は連合記憶課題で障害を発現し、TEO野摘除は図形弁別課題で障害を発現した。(3)術前の過剰訓練の有無により二段階摘除後の障害に差異は見られなかった。(4)ただ過剰訓練したTE野摘除サルは図形弁別習障害で軽減効果を示した。(5)一段階後と二段階後で障害の程度を比較すると二段階摘除後の方が全体的に軽い傾向を示した。知見(1)(4)は術前の過剰訓練による損傷効果の軽減は損傷領野の関与が低い課題でのみ生ずることを示唆する。知見(1)ー(3)はIT野の部分損傷後の機能回復においてTE野とTEO野の相互の機能代償は起らず、TE野が視覚性認知や記憶にそしてTEO野が視覚性図形知覚に密接に関与する領野であることを更に支持すると考えられる。また知見(5)はIT野損傷後の再学習には他の領野を含む多様な視覚性機能回復(代償)機構が関与していることを示唆する。今日,サルの下部側頭葉連合野(IT野)の前半部(TE野)は視記憶中枢野で,後半部(TEO野)は視形態知覚中枢野として知られている.一方連合野は一般に機能可能性に富んだ領域で,豊富な視経験や課題の過剰訓練を受けたサルは, IT野損傷後でも視学習障害を示さないという知見がある.本研究の目的は,解剖学的に独立し,機能分化したTE野とTEO野が相互に機能代償を果しうるかどうかを神経行動学的破壊実験で明らかにすることである.この為,視課題を豊富に経験したサルにTE野とTEO野の二段階組合せ追加摘除を施行し,摘除効果の順序性,秩序性について検討する.本年度は,被験体にマカクザル6頭を用い,これらのサルに改良型WGTAで図形弁別学習課題(視形態知覚課題)と同時的複式物体弁別学習課題(視連合記憶課題)を各々約1.000試行過剰訓練した.訓練終了後, TE野(3頭), TEO野(2頭)及びIT野全域(TE野+TEO野, 1頭)の各両側性皮質摘除手術(一段階目)を施行した.

術後,術前と同課題で保持テストを行い各摘除効果を調べた.その結果,術前の課題の過剰訓練により全サルの学習の保持は長期に安定した.術後では, TE野摘除サルは図形弁別課題及び連合記憶課題で障害を示し,一方TEO野摘除サルは図形弁別課題でのみ重度な障害を示し, IT野全域摘除サルは両課題とも重篤な障害を示した.本知見は,術前の過剰訓練で保持が完全であってもIT野損傷により学習障害は発現することを示唆し, TE野は視認知(記憶)中枢野で, TEO野は視形態知覚中枢野であるとする従来の見解を更に強く支持するものであった.来年度は過剰訓練しない群を新たに設け,過剰訓練の有無により摘除効果に差異があるかどうか,及び二段階目の組合せ追加摘除効果とを合せて検討して行きたい.本研究の目的は、サルの下部側頭葉連合野(IT野)内で解剖学的に独立し、機能分化した前半部(TE野)と後半部(TEO野)が相互にききう代償を果すかどうかを神経行動学的破壊実験により明らかにすることである。このために、視覚課題(図形弁別学習課題や連合記憶課題等)を豊富に経験したサルにTE野とTEO野の二段階組合せ追加摘除を施行し、摘除効果の順序性、秩序性について検討する。本年度は視覚課題を過剰訓練した群(昨年度から継続)と非過剰訓練群(新規)とを設け、TE野とTEO野の単独摘除での過剰訓練効果と各摘除サルの術後の再学習完成後における記憶保持能力を比較、検討した。その結果、術前の過剰訓練の有無に関係なくTE野摘除サルは図形弁別課題及び連合記憶課題で障害を示し、更に再学習完成後の保持及び再保持テストの成績は徐々に改善されたが不安定で障害が持続することが知られた。一方TEO野摘除サルは両群とも図形弁別課題でのみ重度な障害を示し、保持も悪いことが知られた。尚、TE野摘除サルは図形弁別課題で過剰訓練による学習障害の軽減効果が見られたが、他の摘除群や他の課題では殆ど過剰訓練効果は見られなかった。現在、実験継続中であり確実なことはいえないが、これらの知見は術前に過剰訓練を経験してもIT野の各中枢野が損傷を受けた場合、障害の軽減効果は殆ど見られず、TE野が視認知記憶に、一方TEO野が視形態知覚に密接に関与するという県会を指示する。過剰訓練したTE野摘除サルが示した障害の軽減効果の背景機構についてはIT野での機能代償(可塑性)とも関係する重要な課題であり更に詳細な検討が必要と考えられる。来年度は二段階目の組合せ追加摘除効果と損傷部位の組織学的検査を合せて検討し、成果をまとめて行きたい。本研究の目的は、サルの下部側頭葉連合野(IT野)内で解剖学的に独立し、機能分化した前半部(TE野)と後半部(TEO野)が相互に機能代償を果たすかどうかを神経行動学的破壊実験により明らかにすることであった。このために、視覚課題(図形弁別学習課題や連合記憶課題等)を豊富に経験したサルにTE野とTEO野の二段階組合せ追加摘除を施行し、摘除効果の順序性、秩序性について検討した。本年度は、TE野またはTEO野摘除後に各視覚課題を再訓練し学習を完成した各サルの機能回復がIT野のもう一方の無傷領野で代償されていたか否かを検討した。TE野摘除サルにはTEO野を、TEO野摘除サルにはTE野をそれぞれ追加摘除(二段階目手術)し、各視覚仮題に対する摘除効果の順応性、秩序性を比較検討した。更に術前の過剰訓練の有無による差異があるか否かも併せて検討した。その結果、二段階摘除後は基本的には手術の順序に関係なく(1)TE野摘除サルは連合記憶課題で障害を示し、(2)TEO野摘除サルは図形弁別課題で障害を示した。(3)術前の過剰訓練の有無により二段階摘除後の障害に差異は見られなかった。(4)一段階後と二段階後で障害の程度を比較すると二段階摘除後の方が全体的に軽い傾向を示した。
慢性疾患患児の将来の禁煙意志に影響を及ぼす要因と喫煙防止の看護援助プログラム開発

平成13年度は慢性疾患患児と親を対象に看護援助プログラムを施行し、評価した。方法対象:平成12年度に面接調査した12組の慢性疾患患児(気管支喘息,IgA腎症,1015歳)とその母親である。6組の家族内に喫煙者(父親のみ2組、両親または母親4組)がいた。内容と実施:患児作成したパンフレットとVTR視聴により喫煙と健康に関する情報提供した。喫煙を勧められた時、問題解決的に行えている場合はそれを認め、強化した。喫煙に対する考え方では、本人の気づきを促した。親喫煙に対する考えを聞きながら、パンフレットを用いて子どもが喫煙することでの健康影響と、家族内に喫煙者がいる場合は、禁煙・受動喫煙に関する情報提供を行った。そして親子で喫煙について話し合うことを勧めた。面接調査終了後、患児と親へ個別に行い、初回面接から6ヵ月後に2回目調査への参加を受諾した10組の患児と母親へ調査票を送付し、回答を得た。評価指標:患児(1)喫煙者イメージ、(2)喫煙知識、(3)喫煙対処スキル、(4)将来の非喫煙意志とその理由、(5)喫煙経験、親(1)喫煙習慣、(2)子どもの喫煙に対する考え結果母子共に回答が得られた者は6組で、母親のみ返信があったものが1組であった。非喫煙者の母親6名中1名、喫煙者の母親4名中2名からは返信がなかった。患児・6事例:指標(1)1名の子どもの喫煙者イメージが中立的から否定的になり、1名の大人の喫煙者イメージが否定的から中立的になった。指標(2)4名に一般的知識が増えた。指標(3)(5)喫煙の勧めを拒み、喫煙経験がなく、変化はなかった。指標(4)1名に「吸わない」と肯定的変化があったが、その理由は尚も曖昧であった。他5名は「吸わない」で変化がなかった。母親・7事例:指標(1)喫煙者に変化はなかった。指標(2)喫煙者・非喫煙者共に変化はなかった。本研究の目的は(1)慢性疾患患児の将来の禁煙の意志に影響を及ぼす要因として、患児の個人的要因(喫煙の知識等)、患児の喫煙に対する認識と感情要因(喫煙のイメージ等)、状況的要因(周囲の人の喫煙状況、喫煙対処スキル、親の喫煙に対する考え方等)を取り上げ、それらの要因と患児の将来の禁煙の意志との関連を明らかにする、(2)学童期・思春期の患児と親を対象とした喫煙防止プログラムを開発する、とし、患児と親を対象とした面接調査を計画した。現在までに患児5名(喘息、腎疾患、1015歳、男子4名、女子1名)・その母親3名と面接(一部郵送調査)し、以下の回答が得られた。1.調査結果・患児の喫煙の知識:2名の患児が「喫煙は喘息発作を起こす」と述べ、自らの疾患と関連付けた。「ガンになる」等、喫煙の慢性影響を述べた者も3名いたが、喫煙の急性影響について述べた者はいなかった。・患児の喫煙のイメージ、周囲の人の喫煙状況、喫煙対処スキル:周囲の人が喫煙することに対して3名の患児は「やめてほしい」と述べ、2名の患児は「何とも思わない」「仕方がない」と述べた。この2名の患児の親友・母親は喫煙者であった。また、5名の患児は友人から喫煙を勧められても明確に断っていた。・親の患児の喫煙に対する考え方:非喫煙者の2名の母親は、子どもは喘息があるので将来喫煙はしないであろうと述べ、喫煙者の1名の母親は子どもが成人になったら喫煙しても良いと述べた。・患児の将来の禁煙意志:5名の患児が20歳になった時「喫煙していない」と述べた。患児が喫煙対処スキルを有していることが、将来の禁煙意志に関連すると示唆された。2.喫煙プログラムの開発・(a)防煙パンフレットを作成した。内容は、喫煙の疾患への影響と喫煙の急性影響を中心としたものである。・(b)喫煙防止教育ビデオを10分に編集した。患児には(a)(b)を、親には(a)を用いて介入する予定である。評価指標:患児(1)喫煙者イメージ、(2)喫煙知識、(3)喫煙対処スキル、(4)将来の非喫煙意志とその理由、(5)喫煙経験、親

(1)喫煙習慣、(2)子どもの喫煙に対する考え結果母子共に回答が得られた者は6組で、母親のみ返信があったものが1組であった。非喫煙者の母親6名中1名、喫煙者の母親4名中2名からは返信がなかった。患児・6事例:指標(1)1名の子どもの喫煙者イメージが中立的から否定的になり、1名の大人の喫煙者イメージが否定的から中立的になった。指標(2)4名に一般的知識が増えた。指標(3)(5)喫煙の勧めを拒み、喫煙経験がなく、変化はなかった。指標(4)1名に「吸わない」と肯定的変化があったが、その理由は尚も曖昧であった。他5名は「吸わない」で変化がなかった。母親・7事例:指標(1)喫煙者に変化はなかった。指標(2)喫煙者・非喫煙者共に変化はなかった。
異方性エッチングにおける加工過程の解明と仕上り精度の事前予測

部品形状の微細化、複雑化に対処するために、被削材料の結晶構造を利用して形状を創生する異方性エッチング技術を確立することを目的とした。そこで、水酸化カリウムベ-スのエッチャントで単結晶シリコンを異方性エッチングし、エッチャント(組成および温度)、結晶方位が形状形成に及ぼす影響などについて実験的に解明し、その結果をデ-タベ-ス化した。また各因子と仕上り形状、加工能率の関係を見出し、実験式を確立した。その結果、水酸化カリウムベ-スのエッチャントでは、イソプロピルアルコ-ルの有無によって仕上り精度および性状が左右され、イソプロピルアルコ-ル飽和液が適することがわかった。また水酸化カリウムは35wt%が表面性状、加工能率ともよく、エッチャント温度は60°C程度がよい。また結晶方位によってエッチ速度が異なり<130>方向が最も速く、<110>方向が最も遅い。これらのデ-タから、初期パタ-ンからエッチングが進行する過程の法則を見出し、その過程をシミュレ-ションするためのアルゴリズムを確立し、そのシミュレ-タを16ビットパソコン上で開発した。これによって任意パタ-ンをシリコンに焼付けエッチングする場合の結晶方位とパタ-ンのエッチング、仕上り精度と加工能率の予測、また時間経過にともなう仕上り形状を2次元、3次元グラフィックスでビジュアルに得ることができるようになった。これによって、要望する形状を得るために適するパタ-ン形状、たとえば凸部コ-ナ-のだれを防止するマスク形状などを事前に求めることができるようになった。以上のように、異方性エッチングの加工過程が解明でき、仕上り精度も事前に予測できるようになった。部品形状の微細化、複雑化に対処するために、被削材材料の結晶構造を利用して形状を創生する異方性エッチング技術を確立することを目的としている。本年度においては、KOHベースのエッチャントで単結晶シリコンを異方性エッチングし、エッチャント(組成、温度)、結晶方位が形状形成に及ぼす影響について調べ、その結果をデータベース化した。また各因子と仕上がり形状、加工能率の関係を見出し、実験式を確立した。以下にその結果を示す。(1)KOHベースのエッチャントでは、IPA(イソプロピルアルコール)の有無によって仕上がり形状および性状が左右され、IPA飽和状態のKOH水溶液をエッチャントに用いると表面性状はよい。(2)エッチャント中のKOH濃度によって、表面性状、加工能率が異なり、KOH35wt%のときが最もよい。特にKOH濃度が35wt%より低いと、マイクロピラミッドと呼ばれる小さな突起物が目立つようになる。(3)エッチング濃度が高くなるにつれ、加工能率が向上する。(4)エッチング速度は各結晶面で異なり、<100>方向と<010>方向の間の方向のエッチング速度は連続的に変化し、<130>方向が最も速く、<110>方向が最も遅い。(5)凸部コーナではだれが生じる。だれ形状は各結晶面のエッチング速度の相違によって形成される。したがって、各結晶面のエッチング速度からだれ形状を予測できる。以上から、次年度においてエッチング加工後の仕上がり形状を予測できる、また逆に所望の仕上がり形状を得られるパターンを予測できるコンピュータシミュレーションの開発を行う。

本年度においては、前年度に行った各種エッチング条件と仕上り精度および加工能率について実験した結果をもとに、初期マスクパタ-ンからエッチングが進行する過程の法則を見出し、その過程をシミュレ-ションするためのアルゴリズムを確立し、そのシミュレ-タを16ビットパソコン上で開発した。エッチング過程のシミュレ-ションによって、任意パタ-ンをシリコンに焼付けエッチングする場合の結晶方位とパタ-ンのマッチング、仕上り精度と加工能率の予測、また時間経過にともなう仕上り形状を2次元および3次元グラフィックスでビジュアルに得ることができるようになった。また、このシミュレ-ションを用いて、要望する形状を得るために適するパタ-ン形状、たとえば凸部コ-ナのだれを防止するマスク形状を求めること、微細部におけるエッチング干渉を防止できる適切なマスク形状などを事前に求めることができるようになった。以上によって、微細加工、とくに精度とエッチング干渉を従来のトライアンドエラ-による手法からシミュレ-ションによる手法に進歩させることができ、今後さらに高精度かつ微細加工ができる基礎が確立できた。
加溶媒分解セルロース類を原料とする非ホルムアルデヒド接着剤の開発と木質復合材料への応用

3種類(セルロース、ヘミセルロース、リグニン)以上の主成分を含む木質材料の液化物は非常に複雑で、多種の分子種を生成することが博士論文から判明した。木質材料は、採集部位、樹種などによりその成分分布が異なるため、再現性のある液化物を生成することが難しい。それで、グルコース単位からなる化学的に単純な物質であるセルロースのフェノール液化について検討した。一方では、もっと簡単な分子構造のグルコースの液化についても検討した。セルロースのフェノール液化物に存在するフェノール残基を利用し、非ホルムアルデヒド系接着剤を開発するためには、更に化学修飾が必要である。この時、セルロース分解物の結合フェノールの置換様式などが反応性に大きくかかわり、目指すべき高分子材料の特性を左右するとの考え、もっと簡単な分子構造のグルコースをセルロースの替わりに原料として、フェノールの水酸基のオルト位のみ置換しやすい位置が空いているp-クレゾールと反応させることを設計した。得た反応物を排除クロマトグラフィー、赤外吸光分析、核磁気共鳴を中心に検討した。その結果、結合フェノールはオルト置換体が多くなることを見出した。そして、非ホルムアルデヒド系接着剤を調製するために必要な主成分のアルコール類によるセルロースのフェノール液化物であるポリアルコールを合成し、液化物の化学分析を行った。現在、以上の結果を踏まえ、得られたフェノール液化物とイソシアネートを組み合わせてホルムアルデヒドを使用しない接着剤の開発に取り組んでいる。
可搬型ライダーによる火山ガス分布の遠隔計測

本応募研究は、リモートセンシング技術の一つであるライダーを用い、火山ガス中のSO2濃度の平面分布を計測するためのシステムを製作し、フィールド観測によりその有用性を実証することを目的とする。808nm半導体レーザ、光学結晶Nd:YVO4、光学部品を組み合わせて波長1064nmと1342nmを発生させ、これらの光をPPKTP結晶に入射させて和周波である593nmを発生させ、さらに疑似位相整合素子(QPM)に入射することで第2高調波である297nmを得るレーザシステムの制作を行っている。予算に合わせシステムの内容を大幅に修正する必要があり、設計に時間を要したため、今年度はレーザシステムの完成には至らなかった。基本的な励起光源の特性、各種光学フィルタの特性など、基礎データの取得は終わっており、実際の制作に即した調整を行っている。レーザ設計を変更したため、開発に遅れが生じている。レーザ開発には目途がついており、2019年度前半には光源全体の開発を終え、後半でSO2分布観測に向けたシステム調整を行う。