hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2つの新タイプのハービッグ・ハロー天体-巨大バウショックとミニジェット-の探査

その一方で、以前にわれわれが南天に発見したきわめて巨大で明るいHH天体であるHH135/136について、^<12>CO(J=2-1)および^<13>CO(J=2-1)の観測データ(チリのSEST電波望遠鏡による)を解析し、双極高速分子流を伴っていること、その片側が分子雲コアに衝突して流れが曲げられているらしいことなど、注目すべき知見が得られた。この研究成果はフランスで開かれた国際天文学連合のシンポジウムで発表した。本研究の主な目的は、ハ-ビック・ハロ-(HH)天体を代表的な星形成領域こおいて出来るだけ深く深査し、この天体現象がどの程度の頻度で発現するかを明らかにし、あわせて従来気づかれないでいた「巨大バウショック」や「小ジェット」などの新種のHH天体を多数検出することにある。昨年度末の段階で、オリオン領域L1641分子雲において深いシュミツ卜乾板上で検出した2000個を超える小星雲から色の情報によりHH天体候補を1000個強に精選し、座標を測定してあったが、今年度はこれらをカタログとして取り纏めて出版すること、そしてその一部について既に取得してある多天体ファイバー分光のデータを解析してどの程度が真正のHH天体かを調べることである。この目標に対してその第1段階をほぼ終了したが、論文投稿にまでは至らず、という結果になった。それは、他の研究者の赤外線観測データから一部のHH天体候補は恒星であることが推察され、乾板の再度の見直しの必要を感じたからである。この作業の結果、701個が残った(うち巨大バウショック4個・小ジェット10数個)。この数でも従来の予想をはるかに超える結果で、天体物理学上の意義は大きい。ただし、外国の研究者が準備している既知のHH天体の総合カタログの出版が遅れているため、それとの比較が必要な関係上、このHH天体候補のカタログの出版もまた遅らせざるをえない状況にある(あと1・2か月程度)。本研究課題の本来の目的は予定研究期間中に十分に達成することができなかったが、代わりに関連する2つの研究を完成し、いずれも発表過程にある。オリオン領域における主要な星形成過程から取り残された分子雲(remnant molecular cloudsと名づけた)のカタログの作成、および南天に我々が発見した巨大なHH天体HH135/136の電波観測である。
非線形拡散制御による新規電気化学ナノ加工プロセスの開発

本研究は,電気化学系特有の因子である拡散過程,特に微小反応場における非線形的拡散に着目し,その積極的制御により単純かつ精密な制御を可能とする新規な金属ナノ構造析出形成プロセスの開発を目的とした.初年度は,Siウェハ表面のナノ欠陥サイトへの金属種の優先析出を確認し,その制御による金属ナノ構造体形成プロセスを開発した.また還元剤種と金属クラスタとの反応の非経験的分子軌道法解析から,金属表面の触媒活性度について定量的な知見を得た.さらに,光照射援用陽極化成によるSi微小構造体形成に関する基礎的検討にも着手し,裏面へのマスク付与によりホールの非線形的な拡散を制御し,均一な微細孔アレイの形成プロセスを実現した.次年度は,Siウェハ表面への金属ナノ構造体形成プロセスを精密化し,多様な系に適用可能とした.また,Si微細孔アレイの表面のガラス化によるpL容量のガラスチューブアレイの形成とマイクロリアクターへの応用を検討した.さらに,微細孔形成と内部への電気化学的金属埋込を一括で行うプロセスを開発した.次世代ULSIデバイスの基幹素材である歪みシリコンウェハ表面についても理論的解析を行い,歪み状態と表面の化学反応性の相関を見出した.最終年度は,微小ガラスチューブの先端に開口を形成しナノノズルアレイとするプロセスを開発した.これはエッチング種の非線形拡散による選択性を利用したものである.これを用いてフィルターデバイス形成などの可能性を検証した.さらに,量子化学的計算手法を用い,無電解析出反応における還元剤分子種の金属クラスタ表面への吸着状態から,その反応活性を定量的に解析する方法論を確立した.以上のように,精密なナノ加工を可能とする新規電気化学プロセスを開発するとともに,種々の系の理論的解析を進め,従来不明点の多かった本手法による金属析出形成プロセスに関する詳細な知見を得た.本研究は,電気化学系特有の因子である拡散過程,特に微小反応場における非線形的拡散に着目し,その積極的制御により単純かつ精密な制御を可能とする新規な金属ナノ構造析出形成プロセスの開発を目的とした.初年度は,Siウェハ表面のナノ欠陥サイトへの金属種の優先析出を確認し,その制御による金属ナノ構造体形成プロセスを開発した.また還元剤種と金属クラスタとの反応の非経験的分子軌道法解析から,金属表面の触媒活性度について定量的な知見を得た.さらに,光照射援用陽極化成によるSi微小構造体形成に関する基礎的検討にも着手し,裏面へのマスク付与によりホールの非線形的な拡散を制御し,均一な微細孔アレイの形成プロセスを実現した.次年度は,Siウェハ表面への金属ナノ構造体形成プロセスを精密化し,多様な系に適用可能とした.また,Si微細孔アレイの表面のガラス化によるpL容量のガラスチューブアレイの形成とマイクロリアクターへの応用を検討した.さらに,微細孔形成と内部への電気化学的金属埋込を一括で行うプロセスを開発した.次世代ULSIデバイスの基幹素材である歪みシリコンウェハ表面についても理論的解析を行い,歪み状態と表面の化学反応性の相関を見出した.最終年度は,微小ガラスチューブの先端に開口を形成しナノノズルアレイとするプロセスを開発した.これはエッチング種の非線形拡散による選択性を利用したものである.これを用いてフィルターデバイス形成などの可能性を検証した.さらに,量子化学的計算手法を用い,無電解析出反応における還元剤分子種の金属クラスタ表面への吸着状態から,その反応活性を定量的に解析する方法論を確立した.以上のように,精密なナノ加工を可能とする新規電気化学プロセスを開発するとともに,種々の系の理論的解析を進め,従来不明点の多かった本手法による金属析出形成プロセスに関する詳細な知見を得た.微細なドットやチャネルなどの三次元ナノ構造の形成技術は,次世代マイクロ・ナノシステム構築のための基盤技術である.この分野において電気化学プロセスは一層重要となっているが,固液界面反応による本プロセスには未だ不明点が多い。そこで本研究では,本プロセス特有の因子である拡散過程,特に反応場がナノスケールとなる場合に拡散が非線形的となる現象に着目し,その挙動を明らかにすると共に,その積極的制御により単純かつ精密な制御を可能とする新規な金属ナノ構造析出形成プロセスおよびナノエッチングプロセスを開発し,これらを基に,三次元ナノ構造の一括形成を可能とするプロセスへと展開することを目的とした.本年度は,まずSiウェハ表面にパターン形成したナノレベルの欠陥サイトに対し,これを浸漬した液相中にごく微量存在させた金属種が優先的に還元析出することを確認し,その積極的制御による金属ナノ構造体形成プロセスに関する検討を行った.さらに,還元剤分子種を添加した際の金属クラスタ表面との反応過程について,非経験的分子軌道法を用いた解析を行い,金属表面の触媒活性度について定量的な知見を得た.さらに,位置選択的なSiナノエッチングによるナノ構造体形成に関する基礎的検討にも着手した.既存のSi陽極酸化プロセスは微小領域に選択的に均一な微細孔を形成することは現在不可能であるが,我々は,裏面からの光照射によるホール供給を制御することによりこれが実現可能であるとの予備的結果を得ている.この知見を基に,裏面へのマスク付与によりホールの過剰な非線形拡散を抑制し,端部まで均一な垂直微細孔が形成できるプロセスを実現した。さらに形成された微細孔における表面酸化膜形成あるいは金属埋め込みなどの機能化についても予備的検討を開始し,シリカチューブ配列などの形成プロセスを開発した.

マイクロ・ナノスケールのドットやワイヤの配列・チャネル(流路)などの次元微小構造体の形成分野では,電解・無電解めっきやエッチングなどの電気化学プロセスが必要不可欠な要素技術となっているが,固液界面反応によるこれらのプロセスには未だ不明点が多く,プロセス開発は試行錯誤的なアプローチが中心となっているのが現状である.そこで本研究では,電気化学プロセス特有の因子である,反応場への反応種の拡散(すなわち供給)過程等に着目し,その挙動を明らかにすると共に,その積極的制御(促進・抑制)により,極めてシンプルな系でありながら原子レベルの精密な制御を可能とする,新規な金属ナノ構造析出形成プロセスやナノエッチングプロセスを開発し,これらを基に,三次元ナノ構造の一括形成を可能とする革新的なプロセスへと展開することを目的としている.本年度は,まずSiウェハ表面への金属ナノドットパターン選択形成プロセスの精密化を行うとともに,本プロセスのAu, Ag, Coなどの多様な金属種に適用可能とした.さらに,位置選択的なSi表面ナノエッチングによるナノ構造体形成に関しても検討を進めた.前年度の検討より,裏面からの光照射を援用した陽極化成法によるプロセスを開発したが,その精密化を図るとともに,微細孔表面ガラス化によるpL容量の微小チューブ配列の形成を行い,そのマイクロリアクターへの応用を検討した.さらに,微細孔形成と同時にその内部に電気化学的に金属を埋め込む一括プロセスを開発した.また,ナノスケールの磁性ドットを配列形成するプロセスについても検討を進めた.一方,機能金属構造体形成のための無電解析出反応,特に還元剤にTiCl3を用いた系について,反応機構の分子軌道法による解析を進め,還元剤の反応素過程のモデルを提案した.マイクロ・ナノスケールの構造体の配列形成には,電解・無電解めっきやエッチングなどの電気化学プロセスが必要不可欠な要素技術となっており,今後その重要性も一層増すと考えられるが,固液界面反応によるこれらのプロセスには未だ不明点が多く,そのポテンシャルが活かしきれていないのが現状である。そこで本研究では,電気化学反応系特有のパラメータである,反応場への反応種の拡散(すなわち供給)過程などに着目し,その挙動の解析および積極的制御により,極めてシンプルな系でありながら原子レベルの精密な制御を可能とする,新規な金属ナノ構造体形成プロセスを開発することを目的とした.前年度までの検討において,ホール非線形拡散制御による電解エッチングと表面酸化により,シリコンウェハの任意位置にpL容量の微小チューブアレイを形成する技術を確立したが,本年度は形成されたチューブアレイの先端に任意径のナノ開口を形成させる技術を新たに開発した.これはチューブアレイのフッ酸系溶液への浸漬により,エッチング種が非線形拡散により先端に集中し優先的に反応する性質を利用したものである.これを用いて,開口径を制御したフィルターデバイスへの展開などの可能性を検証した.また,ULSIデバイス形成を含め,今後のシリコン微細加工プロセスを考える上で重要な素材となる歪みシリコンウェハ表面について,量子化学的アプローチを用いて詳細な解析を行い,歪み状態と表面の化学反応性の相関を見出した.
宇宙環境と線虫を用いた老化制御遺伝子の探索

国際線虫宇宙実験(ICE1st)において宇宙滞在により発現が低下した遺伝子群について、RNA干渉法(RNAi)による遺伝子発現阻害および遺伝子欠損等の変異体の寿命測定を行った。その結果、これまでにRNAiおよび変異体で寿命が対照群よりも延びる5遺伝子を見つけた。これらの結果は、ICE1stにおいて宇宙軌道上に10日間滞在させた線虫の老化マーカーが遅延したことを裏付けるものであり、宇宙環境を利用した新規の寿命関連遺伝子の探索という新しい研究分野につながると考えられる。研究代表者等は2004年国際宇宙実験線虫プロジェクト(ICE-1st)に参加し、加齢の指標となるポリグルタミン凝集体形成が有意に低下することから、宇宙環境では老化速度が遅くなる可能性があることを示唆した。ICE-1stで得られた宇宙滞在線虫の遺伝子発現をDNAマイクロアレイとリアルタイムPCR解析により地上飼育線虫と比較したところ、神経系の遺伝子に顕著な発現低下を認めた。すなわち、ロドプシン受容体等種々の感覚受容体、グルタミン受容体、種々のイオンチャネル、アセチル1コリン合成酵素等の発現が地上飼育と比べて0.6から8%に低下していた(JAXAとの共同研究)。これらの結果は微小重力により感覚神経系を始めとする種々の神経系の活動が不活化することを示唆するものと考えた。線虫では機械刺激、温度、浸透圧、化学物質などを受容する種々の感覚神経系の不活化により寿命が延長することが知られている(J.Apfeld&C.Kenyon,1999)。そこで宇宙環境において発現に変化の認められたこれら神経系の遺伝子11についてRNAi処理用二重鎖RNA産生大腸菌を調製した。これらの大腸菌を餌として与えた線虫の寿命を測定したところ、3遺伝子について寿命に変化を認めた。20年度はこれらの遺伝子欠損変異体を作製し、それぞれの寿命を測定するとともに、二重、三重変異体を作製して寿命に及ぼすこれらの遺伝子の相互関係を明らかにする予定である。代表者は本年度宇宙実験アイディア検討会(2008.3.6)に参加し、国際宇宙ステーションにおける実験棟「きぼう」を利用した宇宙環境利用ワーキンググループ「宇宙環境における線虫の老化研究」を申請した。本研究はこれらの宇宙実験の基盤となるものである。本研究の目的は、第1回国際線虫宇宙実験(ICE1st)において線虫を宇宙環境に滞在させることにより得られた新規の仮説「微小重力下では重力を感知する神経系が働かなくなり生体調節の乱れが生じ、老化制御に関わる機構が活性化するため、老化が遅延される」を検証し、老化制御に関わる遺伝子群を解明することである。本年度はICE1stにおいて、10日間の宇宙滞在により発現が低下した13遺伝子について、RNA干渉法(RNAi)による遺伝子発現阻害および遺伝子欠損変異体の寿命測定を行った。その結果、RNAiにより寿命が対照群よりも有意に延びる2遺伝子、および欠損すると野生体よりも有意に寿命が延びる3遺伝子を見つけた。これらの結果は、ICE1stにおいて宇宙軌道上に10日間滞在させた線虫の老化マーカーが遅延したことを裏付けるものである。宇宙における遺伝子発現低下が微小重力環境の影響による可能性を明らかにするために、地上で過重力を与えた際の遺伝子発現の変化をマイクロアレイ解析法を用いて検討した。まず線虫に遠心力による50Gの過重をかけ、老化マーカーとしてグルタミン遺伝子の繰り返し配列(CAG)を遺伝学的に導入した線虫を用いて、そのマーカーがどのように変化するかを調べた。過重力グループのポリグルタミン凝集体の数は液体培地、寒天培地を問わず対照群と比較して有意に多かった。この重力変化によって生じた表現型の違いを利用すれば、重力感知に関わる遺伝子の探索が可能となると期待された。DNAマイクロアレイ解析で、50Gの過重力を12時間かけた場合に発現が5倍以上増加した遺伝子は95個認められた。今後過重をかけてからの時間経過に伴う発現のパターンやRNAi解析等を用いた表現型の変化などを指標にして絞り込みと検証を行い、線虫の老化や重力感知に関わる遺伝子探索を行う予定である。
トレーニング期の高脂肪食摂取が糖を中心としたエネルギー代謝に与える影響

運動時の疲労を低減させるためには、骨格筋グリコーゲン濃度を高めた状態で運動に臨むこと、脂質をエネルギー源として酸化利用する能力を高めること、この2つを両立させることが重要となる。脂質をエネルギー源として酸化利用する能力を高める方法として、高脂肪食摂取の有用性が示されている。しかし、高脂肪食摂取が骨格筋でのグリコーゲン合成能力に与える影響についてはほとんど解明されていない。本研究では、高脂肪食摂取が運動後のグリコーゲン合成に与える影響を解明し、骨格筋グリコーゲン濃度の上昇と脂質代謝能力の向上の両立を図る上で、最適な栄養摂取条件を明らかとすることを目的とする。本年度は、雄性のICRマウスを用いて、3日間高脂肪飼料(総カロリー中20%が炭水化物、57%が脂質)を摂取した群(HFD群)とMF飼料(総カロリー中60%が炭水化物、13%が脂質)を摂取した群(MF群)に走行運動を行わせ後、グルコースを経口投与し、回復期の骨格筋グリコーゲン濃度の変化に与える影響を検討した。また、ウェスタンブロット法により骨格筋でグルコースの取り込みやグリコーゲン合成に関わるタンパク質の量を定量化した。その結果、運動後の回復期の骨格筋グリコーゲン濃度について、HFD群ではMF群と比較して有意に低値を示した。またHFD群ではMF群と比較して、運動後の回復期の血中グルコース濃度が有意に高値を示し、骨格筋を中心とした組織でのグルコースの取り込みが低下していることが示唆された。一方、骨格筋でグルコースの取り込みやグリコーゲン合成に関わるシグナル伝達経路上のタンパク質について、活性の指標となるリン酸化型タンパク質量に群間差はみられなかった。3日間の高脂肪食摂取は、シグナル伝達経路には影響を与えないものの、運動後の骨格筋でのグルコースの取り込みやグリコーゲン合成を抑制することが示唆された。(抄録なし)運動時の疲労を低減させるためには、骨格筋グリコーゲン濃度を高めた状態で運動に臨むこと、脂質をエネルギー源として酸化利用する能力を高めること、この2つを両立させることが重要となる。(抄録なし)
オキシトシン作用機序を手がかりに新たな自閉症治療標的を示す橋渡し研究

本研究は、自閉症スペクトラム症(ASD)の中核症状治療薬の候補であるオキシトシンの薬理作用機序を明らかにし、より効果的な投与補条件やあらたな治療標的を探索することが目的である。アプローチとして、オキシトシンのASD中核症状に対する効果とそのメカニズムの新知見を得るために有用な評価系を開発し、マウスでASD様行動表現型の検出、ならびにそのオキシトシン投与効果評価するための試験プロトコルと投与条件を確立、薬剤投与モデル等による妥当性検討を行い改良を重ねてきた。本年度までに、全自動マウス集団飼育型試験装置インテリケージ・システムをベースとし、臨床データとの対応性に優れるマウス実験評価法によりヒトとマウスに共通するエビデンスを探索してきた。その成果として、ASD中核症状のひとつである社会性行動をマウスで評価する際に結果の妥当性を揺るがす大きな交絡要因となる実験者の介入を低減させ、より精度の優れた薬剤影響評価法として、全自動で投与と行動試験が実施可能な新技術の確立に成功し、野生型マウスでオキシトシン感受性の高い社会性行動表現型、ならびに最適なオキシトシン投与条件を同定した(第28回日本臨床精神神経薬理学会・第48回日本神経精神薬理学会合同年会発表)。特定のASDモデルマウスでは野生型マウスと異なるオキシトシン反応曲線を有することを示唆する結果を得て、臨床で想定される低感受性集団の生物学的基盤に迫る知見を得ることが出来た。さらに、もうひとつのASD中核症状であるRRBに対応する行動表現型の評価のための新規プロトコルを開発導入し、臨床研究の知見と対応する現象をモデルマウスで確認することに成功したことに大きな成果があった(論文投稿準備中)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、自閉スペクトラム症(ASD)の中核症状治療薬の有力候補であるオキシトシンの薬理作用機序を明らかにし、より効果的な投薬条件や治療候補分子の開発にむけた知見を提供することを目的としている。本年度は、受入研究者が有する臨床データとの対応性に優れるマウス実験評価系の樹立に取り組み、ヒトとマウスに共通し、かつ直接的に臨床的評価に応用可能な定量的指標を探索した。具体的な研究成果として、成熟した雄の野生型C57BL/6Jマウスを用い、オキシトシン応答性について以下の生物学的知見を集積した。臨床fMRI研究において顕著なオキシトシン反応性脳活動変化がみとめられている脳部位であるmPFCにおいて、単回OXT投与を行った60分以降に神経活動マーカー遺伝子発現の抑制、ならびにNMDA受容体サブユニットの遺伝子発現増加がみとめられた。一方、反復オキシトシン投与の場合には、上記変化はみとめられないか、もしくは単回投与とは逆方向に変動することが示唆された。さらに、行動指標におけるオキシトシンの用量反応関係を明らかにした。集団飼育型行動試験装置IntelliCageを用いて社会性行動評価試験のひとつである競争課題を行った結果、オキシトシンの競争優位性への影響は用量依存的にではなく、非線形的(逆U字型)に顕れることが示唆された。また、上記実験で顕著な反応性のみとめられた2用量を用いて、単回投与による行動柔軟性を評価するIntelliCageベースの行動試験を行い、続けて競争優位性への影響を再検討する実験を行った。競争優位性への影響を評価する試験については、単回投与を行って影響評価をした後に、2週間反復投与を行い、同指標への影響を検討した。行動解析結果については、現時点までに高容量投与群において複数の指標で変化をみとめているが、今後継続して解析を進めてゆく予定である。オキシトシンの単回投与および反復投与による脳への影響について、ヒト研究に資する生物学的知見を集積した。また、オキシトシンの行動への薬理作用を明らかにするため、定量的な行動解析を実施した。基礎的条件検討のデータは既に収集済みであり、当該分野における知見としてはこれまでに報告のない、新しい発見を複数見出すことができた。H27年度に得られた結果の一部については、学会発表済み(第42回日本行動神経内分泌研究会・第23回日本行動神経内分泌研究科合同学術集会)であり、学術誌への発表も準備中である。オキシトシン受容体欠損マウスなどの遺伝子改変動物について、理化学研究所バイオリソースセンターに作製を依頼済みであり、H28年度中に行動解析を行う予定である。H29年度における研究実績の概要は下記の通りである:(1)全自動で薬剤投与と行動試験が実施可能な新技術の確立に成功し、従来の試験系よりもはるかに高精度で薬剤投与影響の抽出を可能とした。さらに、この技術を応用し、マウスにおいて再現性・感受性の高いオキシトシン投与効果指標となる社会性行動を同定した。(2)複数の自閉症モデルマウス(既存の自閉症モデルマウスとして扱われているオキシトシン受容体欠損マウス、SHANK2欠損マウス、およびSHANK2欠損マウスに遺伝子Xの欠損を掛け合わせたダブルコンジェニックマウス)の表現型解析とオキシトシン投与効果評価を進め、各モデルマウスにおいて特異的な表現型、および共通する表現型についての結果を得た。

H30年度は、得られた結果を土台として、より詳細な表現型解析とオキシトシン投与効果評価を行い、共同研究者らによる臨床研究からの知見と合わせて結果をまとめる予定である。(3)オキシトシンの単回vs連続投与の違いを示す神経基盤について、共同研究者らによるオキシトシン単回投与および長期連続投与のヒトfMRI画像解析の結果に対応する実験として、野生型マウスMedial prefrontal cortexにおけるオキシトシン関連・神経活動関連・興奮性伝達に関わる遺伝子発現を定量解析した結果をまとめた(第28回日本行動神経内分泌研究会にて発表、論文投稿中)。当該分野における知見としてはこれまでに報告のない、全自動で薬剤投与と行動試験が実施可能な新技術の確立に成功し、マウスにおいて再現性・感受性の高いオキシトシン投与効果指標となる社会性行動を同定した。また、中間表現型として同定された分子マーカーの遺伝子改変モデルを含めた、複数の自閉症モデルマウスの表現型解析を行い、新たな知見を見出した。これら新たな知見等について、論文発表に向けた追加解析のため、遺伝子改変動物について理化学研究所バイオリソースセンターに作製を依頼済みであり、H30年度中に解析からまとめまでを順調に行えるものと考えている。本研究は、自閉症スペクトラム症(ASD)の中核症状治療薬の候補であるオキシトシンの薬理作用機序を明らかにし、より効果的な投与補条件やあらたな治療標的を探索することが目的である。アプローチとして、オキシトシンのASD中核症状に対する効果とそのメカニズムの新知見を得るために有用な評価系を開発し、マウスでASD様行動表現型の検出、ならびにそのオキシトシン投与効果評価するための試験プロトコルと投与条件を確立、薬剤投与モデル等による妥当性検討を行い改良を重ねてきた。本年度までに、全自動マウス集団飼育型試験装置インテリケージ・システムをベースとし、臨床データとの対応性に優れるマウス実験評価法によりヒトとマウスに共通するエビデンスを探索してきた。その成果として、ASD中核症状のひとつである社会性行動をマウスで評価する際に結果の妥当性を揺るがす大きな交絡要因となる実験者の介入を低減させ、より精度の優れた薬剤影響評価法として、全自動で投与と行動試験が実施可能な新技術の確立に成功し、野生型マウスでオキシトシン感受性の高い社会性行動表現型、ならびに最適なオキシトシン投与条件を同定した(第28回日本臨床精神神経薬理学会・第48回日本神経精神薬理学会合同年会発表)。特定のASDモデルマウスでは野生型マウスと異なるオキシトシン反応曲線を有することを示唆する結果を得て、臨床で想定される低感受性集団の生物学的基盤に迫る知見を得ることが出来た。さらに、もうひとつのASD中核症状であるRRBに対応する行動表現型の評価のための新規プロトコルを開発導入し、臨床研究の知見と対応する現象をモデルマウスで確認することに成功したことに大きな成果があった(論文投稿準備中)。H28年度は、出産育児に伴う研究中断のため、内定を留保するが、H28年度8月より「研究再開準備期間」として一部実験の遂行と解析を進めるための準備は既に整っている。H29年度よりフルタイムにて復帰後は、ヒトとマウスに共通するエビデンスを引き続き探索する。
高軸力を受けるH形断面柱の塑性曲げねじれ座屈耐力に関する実験的研究

強震時に軸力と複曲率曲げを受けるH形断面柱材のエネルギー吸収能力は曲げ捩れ座屈によって限界づけられる場合がある.塑性域における曲げ捩れ座屈に関するこれまでの研究は,一定軸力下で単調曲げを受ける場合を対象に行われて来た.しかし,多層骨組の柱材は,地震時に変動軸力と繰り返し曲げを受ける.変動軸力は,転倒モーメントと鉛直振動によりもたらされる.本研究では,地震時に柱が受ける荷重状態を考慮して,種々の載荷条件に対する実験を行い,曲げ捩れ座屈によって限界づけられる柱材の終局耐力とエネルギー吸収能力について考察した.実験における載荷方法は次の4種類である.(1)一定軸力下で単調水平載荷,(2)一定軸力下で漸増繰り返し水平載荷,(3)変動軸力下で漸増繰り返し水平載荷,(4)ランダム変動軸力下でランダム繰り返し水平載荷一定軸力下で漸増繰り返し水平載荷を受けた試験体の荷重変形関係から得られた骨格曲線と,一定軸力下で単調水平載荷を受けた試験体の荷重変形関係を比較すると,骨格曲線の最大耐力およびそのときの変形は,単調載荷時のそれらより小さい.局部座屈により耐力が限界づけられる場合は,地震応答時において想定されるように主要な塑性繰り返し数が数回程度のとき,繰り返し実験から得られる骨格曲線と単調載荷曲線はほぼ一致することが知られている.曲げ捩れ座屈で耐力が限界づけられる場合は,局部座屈により耐力が限界づけられる場合と異なり,最大耐力が塑性履歴の影響を受けることが分かった.これは,塑性曲げ捩れ座屈の場合,内力の上昇あるいは塑性化領域の拡大のみならず強軸繰り返し曲げによる塑性変形の累積によっても座屈変形が進行するためである.変動軸力および塑性曲げ履歴が,座屈耐力とエネルギー吸収能力に及ぼす影響について明らかにした.強震時に軸力と複曲率曲げを受けるH形断面柱材のエネルギー吸収能力は曲げ捩れ座屈によって限界づけられる場合がある.塑性域における曲げ捩れ座屈に関するこれまでの研究は,一定軸力下で単調曲げを受ける場合を対象に行われて来た.しかし,多層骨組の柱材は,地震時に変動軸力と繰り返し曲げを受ける.変動軸力は,転倒モーメントと鉛直振動によりもたらされる.本研究では,地震時に柱が受ける荷重状態を考慮して,種々の載荷条件に対する実験を行い,曲げ捩れ座屈によって限界づけられる柱材の終局耐力とエネルギー吸収能力について考察した.実験における載荷方法は次の4種類である.(1)一定軸力下で単調水平載荷,(2)一定軸力下で漸増繰り返し水平載荷,(3)変動軸力下で漸増繰り返し水平載荷,(4)ランダム変動軸力下でランダム繰り返し水平載荷一定軸力下で漸増繰り返し水平載荷を受けた試験体の荷重変形関係から得られた骨格曲線と,一定軸力下で単調水平載荷を受けた試験体の荷重変形関係を比較すると,骨格曲線の最大耐力およびそのときの変形は,単調載荷時のそれらより小さい.局部座屈により耐力が限界づけられる場合は,地震応答時において想定されるように主要な塑性繰り返し数が数回程度のとき,繰り返し実験から得られる骨格曲線と単調載荷曲線はほぼ一致することが知られている.曲げ捩れ座屈で耐力が限界づけられる場合は,局部座屈により耐力が限界づけられる場合と異なり,最大耐力が塑性履歴の影響を受けることが分かった.これは,塑性曲げ捩れ座屈の場合,内力の上昇あるいは塑性化領域の拡大のみならず強軸繰り返し曲げによる塑性変形の累積によっても座屈変形が進行するためである.変動軸力および塑性曲げ履歴が,座屈耐力とエネルギー吸収能力に及ぼす影響について明らかにした.鋼構造多層骨組の柱材は鉛直荷重による軸力の他,鉛直動による変動軸力,さらに外柱の場合は転倒モーメントによる変動軸力を受け,瞬間的に軸力比は高い値となる可能性がある.柱にH形断面材が用いられている場合は,部材の弾塑性挙動を支配する要因として曲げねじれ座屈がある.現在塑性域の曲げねじれ座屈に関しては,日本建築学会「鋼構造限界状態設計指針」に検討式が示されているが,軸力が存在しない場合の式(すなわち梁の横座屈に関する式)を用いることとしている.これまで,梁の横座屈については多数の実験が行われておりその挙動が明らかにされているが,軸力を受ける場合,特に高軸力下や変動軸力下での塑性曲げねじれ座屈については実験がほとんどなく,その挙動が解明されていない.本研究は,軸力比が比較的高い場合のH形断面鋼柱の塑性曲げねじれ座屈耐力について解明することを目的とし,軸力比・細長比を変えた一連の実験を行った.試験体は軸力と水平力による複曲率曲げを受ける形式とし,両端で強軸回りの回転変位および断面の反り変形が拘束されている.載荷条件は次の3種類である.(1)一定軸力・一方向水平載荷(2)一定軸力・繰返し水平載荷(3)変動軸力・ランダム

水平載荷実験結果より,塑性履歴を受けることにより曲げ捩れ座屈耐力が低下することを示した.また,細長比,軸力比,載荷条件による耐力上昇率,塑性変形能力,エネルギー吸収能力の違いについて検討した.強震時に軸力と複曲率曲げを受けるH形断面柱材のエネルギー吸収能力は曲げ捩れ座屈によって限界づけられる場合がある.塑性域における曲げ捩れ座屈に関するこれまでの研究は,一定軸力下で単調曲げを受ける場合を対象に行われて来た.しかし,多層骨組の柱材は,地震時に変動軸力と繰り返し曲げを受ける.変動軸力は,転倒モーメントと鉛直振動によりもたらされる.本研究では,地震時に柱が受ける荷重状態を考慮して,種々の載荷条件に対する実験を行い,曲げ捩れ座屈によって限界づけられる柱材の終局耐力とエネルギー吸収能力について考察する.実験における載荷方法は次の4種類である.(1)一定軸力下で単調水平載荷,(2)一定軸力下で漸増繰り返し水平載荷,(3)変動軸力下で漸増繰り返し水平載荷,(4)ランダム変動軸力下でランダム繰り返し水平載荷本年度は,昨年度の実験結果と解析により検討を行った.一定軸力下で漸増繰り返し水平載荷を受けた試験体の荷重変形関係から得られた骨格曲線と,一定軸力下で単調水平載荷を受けた試験体の荷重変形関係を比較すると,骨格曲線の最大耐力およびそのときの変形は,単調載荷時のそれらより小さい.局部座屈により耐力が限界づけられる場合は,地震応答時において想定されるように主要な塑性繰り返し数が数回程度のとき,繰り返し実験から得られる骨格曲線と単調載荷曲線はほぼ一致することが知られている.曲げ捩れ座屈で耐力が限界づけられる場合は,局部座屈により耐力が限界づけられる場合と異なり,最大耐力が塑性履歴の影響を受けることが分かった.これは,塑性曲げ捩れ座屈の場合,内力の上昇あるいは塑性化領域の拡大のみならず強軸繰り返し曲げによる塑性変形の累積によっても座屈変形が進行するためである.変動軸力および塑性曲げ履歴が,座屈耐力とエネルギー吸収能力に及ぼす影響について明らかにした.
訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針の開発

本研究の目的は、わが国の在宅ケア体制および社会文化的背景を踏まえた訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針(以下、指針)を開発することである。平成30年度は、(1)訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援の具体的内容と方法を明らかにするためのインタビュー調査の実施とデータ分析、(2)訪問看護を利用する一人暮らし高齢者の実態調査および高齢者・家族介護者・在宅ケア専門職の在宅介護ロボットに関するニーズ調査に関する学会発表、(3)指針に関する専門家による検討会議および質問紙調査の準備を行った。(1)については、訪問看護認定看護師、在宅看護専門看護師、地域看護専門看護師のいずれかの資格保有者15名に対し、半構造化インタビュー調査を実施した。インタビューでは、療養期別(在宅移行期、安定期、病状悪化期、終末期、臨死期、死別期)の支援方法について、【家族に関する情報収集、アセスメント】【家族との関係構築】などについての工夫と課題を聞き取った。逐語録をデータとし、質的内容分析を実施した。(2)については、A県内の訪問看護師を対象として行った訪問看護を利用する一人暮らし高齢者の実態に関する質問紙調査、および、A県内の地域包括支援センター、訪問看護事業所、訪問介護事業所、居宅介護支援事業所の職員、支援対象である高齢者、家族を対象として、在宅介護ロボットのニーズに関する質問紙調査を行った結果について、国際学会において発表した。(3)については、対象者リストの作成、所属機関の倫理審査委員会への倫理審査申請の準備を行った。平成30年度は、訪問看護師へのインタビュー調査に加え、専門家による検討会議および質問紙調査を実施し、訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針案を作成・洗練することを目指していた。しかし、研究実施体制を見直す必要が生じたため、専門家による検討会議および質問紙調査の実施が遅れた。研究実施体制の見直しを行い、開始が遅れた専門家による検討会議および質問紙調査の実施については在宅看護学に精通した新たな研究協力者を12名得ることにより、効果的な調査と分析を行う。インタビュー調査や検討会議の質的分析には、データ分析ソフトを導入することにより、効率的なデータ管理と分析を行う。本研究の目的は、わが国の在宅ケア体制および社会文化的背景を踏まえた訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針を開発することである。3年計画で行う本研究の初年度である平成28年度は、(1)一人暮らし高齢者の家族支援に関する国内外の文献レビューと情報収集、(2)フィンランドおよびアイルランドにおける一人暮らし高齢者の家族支援に関する現地調査の実施、(3)訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援の具体的内容と方法を明らかにするためのインタビュー調査の準備を行った。(1)については、一人暮らし高齢者の家族支援および訪問看護師による家族支援に関する国内外の文献レビューを行い、高齢者の特性、地域の特性(ソーシャルクオリティ)、一人暮らし高齢者の家族支援について、療養期別に整理した。また、A県内の地域包括支援センター、訪問看護事業所、訪問介護事業所、居宅介護支援事業所の職員、支援対象である高齢者、家族を対象として、在宅高齢者の安全・安心な生活に関する質問紙調査を行った。さらに、在宅ケア、高齢者看護の関連学会に参加し、本研究課題に関する情報収集を行った。(2)については、フィンランドおよびアイルランドにおいて、一人暮らし高齢者の家族支援、ケアサービスに関するインタビュー調査を実施した。対象者は、看護職、介護職、医師、理学療法士、ソーシャルワーカー、メモリーナース(フィンランド)等であった。アイルランドのインタビュー結果については、平成29年度に開催予定の日本在宅ケア学会第22回学術集会に演題登録し、採択された。(3)については、インタビューの対象者となる訪問看護経験5年以上で一人暮らし高齢者の家族支援の経験を有する訪問看護師(訪問看護認定看護師、訪問看護ステーション管理者等)のリスト作成等を行った。平成28年度は、訪問看護師を対象としたインタビュー調査を開始することを目指していたが、準備までとなった。その理由は、当初は一人暮らし高齢者の家族支援に関する現地調査をフィンランドで行うことを予定していたが、フィンランドに加えてアイルランドの大学研究者との共同研究が開始し、アイルランドでも現地調査、情報収集が可能となったことによる。3年計画で行う本研究の2年目に当たる平成29年度は、(1)一人暮らし高齢者の家族支援に関する国内外の文献レビューと情報収集のまとめと学会発表、(2)フィンランドおよびアイルランドにおける一人暮らし高齢者の家族支援に関する現地調査のまとめと学会発表、(3)訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援の具体的内容と方法を明らかにするためのインタビュー調査の倫理審査申請を行った。(1)については、A県内の地域包括支援センター、訪問看護事業所、訪問介護事業所、居宅介護支援事業所の職員、支援対象である高齢者、家族を対象として、在宅高齢者の安全・安心な生活に関する質問紙調査を行った結果について、平成29年9月および12月に国際学会において発表した。(2)については、アイルランドにおける一人暮らし高齢者の家族支援に関するインタビュー調査の結果について、平成29年度7月に開催された日本在宅ケア学会第22回学術集会においてポスター発表を行った。参加者と、一人暮らし高齢者の安全な生活を守る支援と行政の役割、家族との連携について意見交換をすることができた。(3)については、訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援に関するインタビュー調査の実施について、所属機関の倫理審査委員会に倫理審査申請を行い、承認を得た。

平成29年度は、訪問看護師を対象としたインタビュー調査を終了し、インタビュー調査の結果やエキスパートパネルによって訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針案を作成・洗練することを目指していた。しかし、前年度のまとめ・発表に時間がかかり、インタビュー調査の進行に遅れが生じた。本研究の目的は、わが国の在宅ケア体制および社会文化的背景を踏まえた訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針(以下、指針)を開発することである。平成30年度は、(1)訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援の具体的内容と方法を明らかにするためのインタビュー調査の実施とデータ分析、(2)訪問看護を利用する一人暮らし高齢者の実態調査および高齢者・家族介護者・在宅ケア専門職の在宅介護ロボットに関するニーズ調査に関する学会発表、(3)指針に関する専門家による検討会議および質問紙調査の準備を行った。(1)については、訪問看護認定看護師、在宅看護専門看護師、地域看護専門看護師のいずれかの資格保有者15名に対し、半構造化インタビュー調査を実施した。インタビューでは、療養期別(在宅移行期、安定期、病状悪化期、終末期、臨死期、死別期)の支援方法について、【家族に関する情報収集、アセスメント】【家族との関係構築】などについての工夫と課題を聞き取った。逐語録をデータとし、質的内容分析を実施した。(2)については、A県内の訪問看護師を対象として行った訪問看護を利用する一人暮らし高齢者の実態に関する質問紙調査、および、A県内の地域包括支援センター、訪問看護事業所、訪問介護事業所、居宅介護支援事業所の職員、支援対象である高齢者、家族を対象として、在宅介護ロボットのニーズに関する質問紙調査を行った結果について、国際学会において発表した。(3)については、対象者リストの作成、所属機関の倫理審査委員会への倫理審査申請の準備を行った。平成30年度は、訪問看護師へのインタビュー調査に加え、専門家による検討会議および質問紙調査を実施し、訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針案を作成・洗練することを目指していた。しかし、研究実施体制を見直す必要が生じたため、専門家による検討会議および質問紙調査の実施が遅れた。開始が遅れた、訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援の具体的内容と方法を明らかにするためのインタビュー調査については、教育業務との兼ね合いを見ながら集中的にインタビューを実施する。インタビュー調査に続く、訪問看護師による一人暮らし高齢者の家族支援指針案の作成、修正デルファイ法を用いた指針案の洗練については、研究補助者の雇用によるデータ整理、検討会議(エキスパートパネル)に参加する熟練看護師の候補者リストの早期の作成により、研究の推進を図る。
潜在的な経験知の創出・ユーザへのレコメンデーションを行う学習支援型ＳＮＳの提案

学生のインフォーマルラーニング(授業外での学習)を支援する目的で、大学SNSのブログから学生の経験情報を抽出し、情報の継承を促す学習支援型SNSの機能について検討・開発を行った。大学間連携SNSの大規模なブログデータの分析を行い、そこで取り上げられている話題の時期毎の共通性・循環性を確認した。また、この性質に着目し、ユーザが必要とするタイミングで、その興味・関心に応じて情報をレコメンデーションする方法を検討した。大学SNSのブログに蓄積された学生の経験情報から、有意義な学生生活を送ることによって身に付けられる「経験知」を創出し、情報の共有.継承を促す学習支援型SNS(Social Networking Service)の基盤機能として、「1.ブログに埋もれた経験知をタグによって創出する機能」および、「2.回帰的ソーシャル・ブックマークによって各時期に注目すべき経験知を提示する機能」を開発した。機能1では、従来のSNSのブログ機能を拡張し、各ユーザがブログ投稿時に主観に基づいて複数個のタグを設定できるように実装した。さらに、異なるユーザ間でのブログの共有が容易になるように、SNS全体で投稿されたブログのうち、関連するブログ同士に自動的にリンクを生成し、構造化を行った。また、機能2では、大学生が毎年学生生活で直面する問題や出来事の共通性・循環性に着目し、後輩学生が必要とするタイミングで経験知を提供するために、ネットワーク上にブックマークを保存するソーシャル・ブックマーク機能を応用し、一昨年同時期に付与されたソーシャル,ブックマークのログを基に、各時期において注目度の高いブログを抽出できるようにした。これらの機能をテスト環境で実装するのと並行して、福井県の高等教育機関が連携して構築した大学SNS(FレックスSNS)の運用にも携わった。今後は、これまでの運用で大量に蓄積されたFレックスSNSのデータ分析を検討している。また、機能1、2に「3.ユーザの関心,要求に応じて、レコメンデーションする機能」を加え、現在開発を行っているテスト環境から実運用環境に移行し、各機能の効果を検証する予定である。大学生活における経験情報の共有・継承を促す学習支援型SNS(Social Networking Service)を構築することを目的に昨年度より開発してきた「a.ブログに埋もれた経験知をタグによって創出する機能」及び、「b.回帰的ソーシャル・ブックマーク(SBM)によって各時期に注目すべき経験知を提示する機能」の改良に加え、新たに「c.ユーザの関心・要求を顕在化し、レコメンデーションする機能」をテスト環境で実装した。機能cでは、機能bを拡張し、先輩ユーザがブログにSBMを登録した時期に加え、そのユーザの「年齢、性別、出身地、趣味、所属」等のプロファイル情報をメタデータとして付与するようにした。さらに、SBMが付与されているブログを対象にメタデータの統計を求め、それと後輩ユーザのプロファイル情報の類似度を算出することで、各時期に注目度が高く、かつ、そのユーザの性質に関連したブログを推薦するようにした。併せて計算量の観点から、予めプロファイル情報をもとにユーザ間の相関を求め、類似ユーザ群のSBMの付け方を利用して、後輩ユーザの興味・関心が高いブログを予測する手法についても検討した。また、昨年度構築した機能aの精度向上、及び、福井県の高等教育機関が連携して運用している大学SNS(FレックスSNS)のデータ分析を目的に、現在、形態素解析を行い、不要語の除去等を実施して、ブログからその内容を特徴付けるキーワードを自動抽出するシステムを構築している。本年度後半に各機能の検証と評価、及び、その成果発表を行う予定であったが、これらは育児休業により年度途中で研究を中断することに伴い、来年度以降に行う予定である。本年度は,前年度からの継続として,大学SNSの中に蓄積された情報の中から各時期に注目すべき経験知を抽出し,ユーザに提示する機能を改良するため,研究代表者が運営に関わっている福井県戦略的大学連携事業SNS(FレックスSNS)のブログデータに対してテキストマイニングを実施した.前年度までの取り組みでは,その初期段階として各時期のブログタイトルに含まれるキーワードの出現頻度を調査したが,本年度は,ブログ本文,コメントも含めたデータに対して形態素解析,主成分分析や因子分析などを用いてより詳細な分析をし,毎年度同時期に共通して出現するキーワードを確認した.当初の計画では,この結果をテスト環境のシステムにフィードバックして評価する予定であったが,抽出されたキーワードが学生の経験情報を表すものとしては具体性に欠けること,また,研究を進めていく中で,FレックスSNSのブログユーザが低下したことなどから,テキストマイニングによるブログデータの分析を継続した.ブログを通して各学生が各時期にどのようなキーワードを取り上げていたかだけではなく,その学生がそれに対してどのような行動をとり,どのように感じたかを調査するため,各ブログから行動情報および,感情情報の抽出を行った.これらの要素の関係性を分析する経験マイニング手法については,現在,データ工学の研究を参考に検討しているところであり,今後,本研究の発展として行っていきたいと考えている.出産・育児休暇により平成23年度途中から研究を中断していたため,平成24年度の研究期間は4ヶ月間であったが,この期間に中断前にやり残した作業と次年度の研究の基盤作りを行った.

まず,前年度までにテスト環境で開発した学習支援型SNSを支える2つの機能「b.回帰的ソーシャル・ブックマーク(SBM)によって各時期に注目すべき経験知を提示する機能」と「c.ユーザの関心・要求を顕在化し,レコメンデーションする機能」を見直し,機能cのアルゴリズム上の不備を修正した.また,機能(b), (c)において,他のユーザにレコメンデーションする情報やタイミングを改良するため,大学SNSのブログデータに対してテキストマイニングを実施した.これを行うために,まず,前年度構築途中であったブログデータから解析に不要な語を取り除き,形態素解析器Mecabを用いて,各ブログを特徴付けるキーワードを自動抽出するツールを実装した.「福井県戦略的大学連携事業」(Fレックス)のSNSのブログタイトルを用いて検証したところ,毎年同時期にいくつかの共通したキーワードが出現すること,また,それらは学生生活に合わせて変化することが確認できた.しかし,キーワードの中には,循環性(時期毎の共通性)を持たないものも含まれるため,今後どのようなキーワードに循環性があるかなど,より詳細な分析を行った上で,機能の改良を行いたいと考えている.今後自由度の高いブログ本文に対してより正確な分析を行うために,形態素解析辞書の整備も併せて行った.産前産後休業、及び、育児休業取得により、年度途中で研究を中断することになったため。25年度が最終年度であるため、記入しない。育児休業取得,子の養育等の事情により研究期間が予定していたよりも短くなったため.「9.研究実績の概要」に示した各機能の検証と評価を行い、適宜、その成果を発表する予定である。研究開始当初は、研究代表者が運営に携わっているFレックスSNSの実運用環境に各機能を導入して評価する予定であったが、予算やスケジュールの関係上、実運用環境で十分な評価ができないことも考えられる。その場合は、テスト環境での評価、ユーザアンケートを実施する。また、これまでFレックスSNSに蓄積されたブログに対し、頻出キーワードを自動的に抽出し、大学SNSに潜む経験知について分析する。その際、ブログ記事に含まれる口語表現等への対応として、辞書の構築も含め、形態素解析器の精度向上についても検討する。
変位場の仮定を用いない高精度な一般化梁理論の構築

申請者が開発した梁の代表体積要素に曲げ変形・せん断変形・ねじり変形といった梁の基本的な変形を周期境界条件のもとで与える方法を用いて,せん断変形による断面変形を任意形状断面の梁に対して求めることができた.これまでの研究では,断面変形を用いてせん断剛性を求めており,本研究でも,任意形状断面の梁のせん断剛性を高精度に求めることができた.この過程で,断面の回転の定義に断面を構成する材料の剛性を考慮することで,複合断面のせん断剛性を従来の方法よりも高精度で求めることができることを明らかにした.また,断面変形からせん断剛性を求める方法では,断面変形は作用するせん断力あるいはそれによるせん断変形と線形関係にあることを前提としている.ここで,例えば片持梁を考えると,最もせん断力が大きくなる支点において,境界条件により変位が拘束される.また,連続梁の中間支点では支点反力の影響により不連続となるが,変位の連続性から断面変形も連続となる.したがって,断面変形は必ずしもせん断力・せん断変形に比例しない.そこで本研究では,断面変形をせん断力・せん断変形とは独立な自由度として考慮する梁理論を定式化した.研究実績の概要で述べた通り,梁理論の変位場を逸脱する断面変形のうち,せん断変形に関する問題はほぼ解決できたと考えている.特に,剛性比の大きな異種材料からなる複合断面の梁のせん断変形を求める際に,断面の回転の定義に由来する問題を解決することができた.残りは曲げ変形・軸変形・ねじり変形であるが,せん断変形における断面回転の定義のような問題は現時点では想定されていない.これまで,梁に生じる断面変形のうち,せん断変形に起因するものを考慮することができた.残りの変形モードに対する断面変形を考慮する際に重要な点はPoisson変形であると考えている.梁理論では,板で言うところの平面応力のような,軸方向以外の方向の直応力は考えていない.これは,細長い構造の場合は,軸直角方向にPoisson変形が生じても,それを拘束する要因がなく軸直角方向の応力が生じないという観察に基づいている.しかし,Poisson比の異なる異種材料からなる複合断面の場合や,連続体モデルとの接合を考えるとPoisson変形を直接的に考慮することが必要になると予想している.したがって,今後はPoisson変形を考慮した新しい梁理論を考案・定式化することに注力する.直近の目標としては,せん断変形モードに対するPoisson変形の寄与に関する問題を解決することである.先行研究では,Poisson比がゼロでないとき,一様断面であっても,断面内水平方向のせん断ひずみ分布が一様でなくなる結果が報告されている.純粋せん断変形は体積不変の変形であるので,Poisson変形が現れることは理論的な矛盾であると考える.申請者は,この変形はせん断変形によるものでなく,曲げ変形によるPoisson変形に起因すると考えている.これは,梁のせん断力は曲げモーメントの勾配を生じるので,先行研究ではこれらの分離ができていないと思われる.本研究では,これらの断面力による断面変形を,純粋なせん断変形と,曲げによる変形の勾配とに分割して考えることで,この問題を解決することを目論んでいる.申請者が開発した梁の代表体積要素に曲げ変形・せん断変形・ねじり変形といった梁の基本的な変形を周期境界条件のもとで与える方法を用いて,せん断変形による断面変形を任意形状断面の梁に対して求めることができた.これまでの研究では,断面変形を用いてせん断剛性を求めており,本研究でも,任意形状断面の梁のせん断剛性を高精度に求めることができた.この過程で,断面の回転の定義に断面を構成する材料の剛性を考慮することで,複合断面のせん断剛性を従来の方法よりも高精度で求めることができることを明らかにした.また,断面変形からせん断剛性を求める方法では,断面変形は作用するせん断力あるいはそれによるせん断変形と線形関係にあることを前提としている.ここで,例えば片持梁を考えると,最もせん断力が大きくなる支点において,境界条件により変位が拘束される.また,連続梁の中間支点では支点反力の影響により不連続となるが,変位の連続性から断面変形も連続となる.したがって,断面変形は必ずしもせん断力・せん断変形に比例しない.そこで本研究では,断面変形をせん断力・せん断変形とは独立な自由度として考慮する梁理論を定式化した.研究実績の概要で述べた通り,梁理論の変位場を逸脱する断面変形のうち,せん断変形に関する問題はほぼ解決できたと考えている.特に,剛性比の大きな異種材料からなる複合断面の梁のせん断変形を求める際に,断面の回転の定義に由来する問題を解決することができた.残りは曲げ変形・軸変形・ねじり変形であるが,せん断変形における断面回転の定義のような問題は現時点では想定されていない.これまで,梁に生じる断面変形のうち,せん断変形に起因するものを考慮することができた.残りの変形モードに対する断面変形を考慮する際に重要な点はPoisson変形であると考えている.梁理論では,板で言うところの平面応力のような,軸方向以外の方向の直応力は考えていない.これは,細長い構造の場合は,軸直角方向にPoisson変形が生じても,それを拘束する要因がなく軸直角方向の応力が生じないという観察に基づいている.しかし,Poisson比の異なる異種材料からなる複合断面の場合や,連続体モデルとの接合を考えるとPoisson変形を直接的に考慮することが必要になると予想している.

したがって,今後はPoisson変形を考慮した新しい梁理論を考案・定式化することに注力する.直近の目標としては,せん断変形モードに対するPoisson変形の寄与に関する問題を解決することである.先行研究では,Poisson比がゼロでないとき,一様断面であっても,断面内水平方向のせん断ひずみ分布が一様でなくなる結果が報告されている.純粋せん断変形は体積不変の変形であるので,Poisson変形が現れることは理論的な矛盾であると考える.申請者は,この変形はせん断変形によるものでなく,曲げ変形によるPoisson変形に起因すると考えている.これは,梁のせん断力は曲げモーメントの勾配を生じるので,先行研究ではこれらの分離ができていないと思われる.本研究では,これらの断面力による断面変形を,純粋なせん断変形と,曲げによる変形の勾配とに分割して考えることで,この問題を解決することを目論んでいる.