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同笵・同形式軒瓦による古代寺院の造営氏族の研究

本研究は同笵軒瓦が相互に親密な関係にあった氏族の寺院に葺かれたことを想定し、一つに畿内の寺院のうち、飛鳥の奥山久米寺を造営した氏族の性格と奥山久米寺式軒瓦を葺いた寺院の造営氏族を検討を試みた。この奥山久米寺式の同笵軒瓦は斑鳩やその隣接地の寺院に顕著に葺かれており、上宮王家と深い関連をもつ有力氏族が造営したものとみなされる。また、同笵および同形式軒瓦の分有関係をみると、同笵軒瓦を顕著に葺き近距離に建てられた二つの寺院が存在する。これは同一氏族による僧寺と尼寺に想定しうる可能性が高いことが判明した。さらに、近江で造営された古代寺院では、すでに発掘調査がおこなわれた寺院に宮井廃寺があり、この寺院の性格を同笵軒瓦によって検討を試みた。宮井廃寺出土の雷文縁複弁八弁軒丸瓦の同笵軒瓦は、近江八幡市千僧供廃寺でも出土し、この千僧供廃寺に葺かれた別種の同笵軒瓦が京都府城陽市の渡来系氏族が建てたとされる平川廃寺で出土する。これらの関連と、野洲市西河原森ノ内遺跡から出土した黄文氏の名を記す木簡を重視すると、宮井廃寺が渡来系氏族によって造営された可能性が高いものと推測される。
ビタミンD-ビタミンD受容体の発現・活性制御による新たな腎癌治療の基礎的研究

ヒト腎痛細胞株および臨床検体を用いたビタミンD代謝酵素の発現検討腎癌細胞株(Caki-1, Caki-2)におけるCYP27A1およびCYP27B1は、1,25(OH)2D3投与によって発現低下傾向にあった。一方、CYP24は1,25(OH)2D3投与により濃度依存性に発現が上昇した。CYP24は1,25(OH)2D3投与により濃度依存性に発現が上昇し、代謝経路の活性化が示唆された。腫瘍部では正常腎組織に比べてCYP27A1およびCYP27B1の発現が低下していた。CYP24の発現は上昇していた。また、low stage群に比較してhigh stage群でCYP27B1の発現が低下していた。CYP27A1, CYP27B1の発現低下は、D3→25(OH)D3→1,25(OH)2D3系の代謝障害が示唆され、CYP24の発現上昇は1,25(OH)2D3の代謝亢進が示唆された。腎癌組織中では1,25(OH)2D3の産生障害ならびに不活化が推測された。CYP27A1、CYP27B1およびCYP24の発現は血液中のmacrophageおよびdendritic cellにも認められることが報告されており、今後腎癌患者においても同様の検討を行いビタミンDの代謝経路を明らかにすることで、活性型ビタミンD3投与が有効な腎癌患者を選択し、来るべきオーダーメイド医療に繋げたい。1.腎細胞癌におけるVDR, RXRs遺伝子のmRNAおよび蛋白発現検討手術標本組織から得られた腎癌組織46検体(腫瘍部、非腫瘍部)を用いて各々RNAを抽出しcDNAを合成した後RT-PCRならびにReal-Time PCR法により各遺伝子の発現を確認し臨床データとの相関を検討した。また同標本により各抗体を用いて免疫染色法による発現検討を行った。(b)蛋白レベルでの発現検討VDRは46検体中40検体(87%)で発現を認め、非腫瘍部では核に局在し、腫瘍部では核または細胞質に局在するといったパターンを示した。発現と臨床データとの相関解析では進展度が上がるに連れてその発現は有意に減少していた。リンパ節転移、遠隔転移の有無との相関は認めなかった。2.ヒト腎癌細胞株を用いたDホルモン-VDRの検討腎癌培養株(Caki-1,Caki-2,ACHN)における各遺伝子の発現検討を行った。平成17年度腎癌培養株に活性型ビタミンDを投与し、細胞増殖抑制効果ならびに各遺伝子の発現変化を検討する。臨床的に活性型ビタミンDの有効群と非有効群の癌組織内の遺伝子発現変化を郡別化する。1.腎細胞癌におけるVDR, RXRs遺伝子の蛋白発現検討手術標本組織から得られた腎癌組織68検体(腫瘍部、非腫瘍部)を用いてVDR, RXR-α,β,γについてそれぞれ免疫染色法による発現検討を行い、臨床因子および予後との相関解析を行った。VDR, RXR-α,βの発現と臨床因子との相関は認めなかった。一方RXR-γは腫瘍の進展ならびに遠隔転移症例で発現の低下を認めた。26例は核に発現し、29例は細胞質で発現を認めた。発現を認めない症例は発現を認める症例に比較して予後が悪い結果であった。多変量解析においてRXR-γの発現は独立した予後規定因子と考えられた。またretrospectiveな検討では活性型ビタミンDの有効例においてRXR-γの発現は低下例していた。平成18年度引き続き、腎癌培養株に活性型ビタミンDを投与し、細胞増殖抑制効果ならびに各遺伝子の発現変化を検討する。癌組織内の遺伝子発現変化を検討し、活性型ビタミンDの有効群と非有効群の個別化治療を可能とさせる。

CYP27A1、CYP27B1およびCYP24の発現は血液中のmacrophageおよびdendritic cellにも認められることが報告されており、今後腎癌患者においても同様の検討を行いビタミンDの代謝経路を明らかにすることで、活性型ビタミンD3投与が有効な腎癌患者を選択し、来るべきオーダーメイド医療に繋げたい。
植物と昆虫の寄生擬態

本年度は以下の調査、研究を行った。(1)植物の寄生擬態の新たなパターンの探索を行った。成長期初期に芽の先端部が屈曲する植物が、植食性昆虫がしおれたり枯れかかった寄主植物を回避することを搾取した対植食者戦略である可能性を提案した(環動昆大会)。(2)植物の部位が昆虫に擬態することにより天敵を誘引するという仮説がある。これを検証するには、野外で植食性昆虫への捕食圧を評価する必要がある。そのために、プラスチック粘土でチョウ目幼虫のモデルを作成して野外に設置する予備実験を行った。神戸大学構内で、50本のソメイヨシノの木(幹)に、3cm長のイモムシ粘土をグリーン2個、ブラウン2個ずつ設置し、24時間後に調べたところ、それぞれ11個に野鳥の嘴痕が見られた。この結果、粘土モデルは今後、捕食圧の評価に有効であることが示された。幹ではブラウンは隠蔽色になりそうであるが、グリーン同様に鳥の目には目立つのかもしれない。(3)チョウ目幼虫にはヤドリバエや寄生蜂に攻撃されたような斑紋パターンをもつ種があり、過寄生や多寄生を防ぐ寄生擬態の可能性がある。モクメキリガ属幼虫は、種によってその程度に差があり、この仮説の検証に利用できる。本年度は3種を野外サンプリングして飼育実験を行ない捕食寄生者による寄生率を評価した。まだサンプルサイズが小さく種間比較はできなかった。(4)日本のようなカルシウム分の少ない水域では、淡水や汽水にすむ貝類の殻が溶出し、みすぼらしい姿になる。これが死貝の殻に紛れると、生きた貝であるにも関わらず死貝への変装擬態として働く可能性を提案した(J Nat Hist)。同じような変装擬態は、チョウ目幼虫の葉綴りにも当てはまる可能性がある。頻繁に巣を作り直すことにより、捕食者に的を絞らせない効果がありうるからである。新たなパターンの植物などの寄生擬態の検討はかなり順調に進んでいる。前年の白色ワックス状物質の植物と昆虫をまたぐ擬態コンプレックス、本年度のうなだれる芽による植食性昆虫の寄主選択の回避、(植物や昆虫ではないものの)溶出貝による死貝への変装擬態がある。一方で、野外での定量的データは現在進行中であり(モクメキリガ属の寄生率など)、野外実験は手法の検討を行っているところである(粘土モデルなど)。これらは今後、スピードアップしていく必要があるだろう。植物と昆虫にまたがる広範な研究課題であり、総合的にはおおむね順調に進展していると考えられる。野外で多くの植物や昆虫を観察して、さらにいろいろな寄生擬態と考えられる例を探索する。そして、野外でのパターンのデータを収集する。寄生擬態の種や株とそうでないものの間で、捕食者や寄生者からの攻撃が少ないかどうかを検討する。昆虫や植物の発生量は年による変動が大きいので、臨機応変な対応が必要である。さらに、野外あるいは室内で、植物や昆虫に寄生擬態に見える操作を加えて、コントロールと比べて天敵からの攻撃が小さくなるかを検討する。とくに、幼虫の粘土モデルの使用や、フエルトペンにより潜葉痕(リーフマイン)を描く方法などが有効であろう。以上のように、野外観察と実験をバランスよく行っていく予定である。(1)近畿地方の里山、都市公園、河川敷、植物園、本州中部の山地などで、春季から秋季まで、多種の植物と植食性昆虫を観察、写真撮影し、寄生されている外観をもつ種や擬態関係となりうる種を探索した。ワタアブラムシ類、カイガラムシ類、一部のチョウ目幼虫などのワックス生産性の昆虫類がふつうにみられ、白色で目立ち、植物を加害していた。これらの昆虫類がついた植物は、栄養的質が低下していたり、天敵が誘引されている可能性があり、他の植食性昆虫に回避されるかもしれない。一方、新芽や新葉などに昆虫のワックスに似た白色柔毛(トリコーム)やワックス状物質をもつ植物種があり(例えば、ノゲシの花柄、クサギの新芽など)、ワックス生産性昆虫がいるような外観になっていた。そこで、これらの植物は白色トリコームでワックス生産性昆虫に視覚的に擬態して植食を減少させているという仮説を考案した。また、アワフキムシの泡、クモの巣、寄生蜂の繭なども目立つ白色をしており、植食性昆虫にとって危険性があるので、ワックス生産性昆虫と擬態環を構成する可能性があるのではないかと提案した。(2 )植物がすでに植食性昆虫に加害されているように視覚的にみせることにより植食者を退ける擬態は、いまだ実験的に検証された例は少ない。今後の調査、実験のために、近畿地方で研究が可能な植物種を検討したところ、上述のノゲシの花柄(ワタアブラムシ擬態)、クコの葉腋(ハムシ擬態)、アキノノゲシの茎(アブラムシ擬態)が候補として考えられた。本年度は野外観察により新しいタイプの植物による植食性昆虫擬態(ワックス生産性昆虫擬態)候補を見出すことができた。また、今後の研究のための予備調査を行った。これからの研究のベースを作ることができたので、おおむね順調といえる。

成長期初期に芽の先端部が屈曲する植物が、植食性昆虫がしおれたり枯れかかった寄主植物を回避することを搾取した対植食者戦略である可能性を提案した(環動昆大会)。(2)植物の部位が昆虫に擬態することにより天敵を誘引するという仮説がある。これを検証するには、野外で植食性昆虫への捕食圧を評価する必要がある。そのために、プラスチック粘土でチョウ目幼虫のモデルを作成して野外に設置する予備実験を行った。神戸大学構内で、50本のソメイヨシノの木(幹)に、3cm長のイモムシ粘土をグリーン2個、ブラウン2個ずつ設置し、24時間後に調べたところ、それぞれ11個に野鳥の嘴痕が見られた。この結果、粘土モデルは今後、捕食圧の評価に有効であることが示された。幹ではブラウンは隠蔽色になりそうであるが、グリーン同様に鳥の目には目立つのかもしれない。(3)チョウ目幼虫にはヤドリバエや寄生蜂に攻撃されたような斑紋パターンをもつ種があり、過寄生や多寄生を防ぐ寄生擬態の可能性がある。モクメキリガ属幼虫は、種によってその程度に差があり、この仮説の検証に利用できる。本年度は3種を野外サンプリングして飼育実験を行ない捕食寄生者による寄生率を評価した。まだサンプルサイズが小さく種間比較はできなかった。(4)日本のようなカルシウム分の少ない水域では、淡水や汽水にすむ貝類の殻が溶出し、みすぼらしい姿になる。これが死貝の殻に紛れると、生きた貝であるにも関わらず死貝への変装擬態として働く可能性を提案した(J Nat Hist)。同じような変装擬態は、チョウ目幼虫の葉綴りにも当てはまる可能性がある。頻繁に巣を作り直すことにより、捕食者に的を絞らせない効果がありうるからである。新たなパターンの植物などの寄生擬態の検討はかなり順調に進んでいる。前年の白色ワックス状物質の植物と昆虫をまたぐ擬態コンプレックス、本年度のうなだれる芽による植食性昆虫の寄主選択の回避、(植物や昆虫ではないものの)溶出貝による死貝への変装擬態がある。一方で、野外での定量的データは現在進行中であり(モクメキリガ属の寄生率など)、野外実験は手法の検討を行っているところである(粘土モデルなど)。これらは今後、スピードアップしていく必要があるだろう。植物と昆虫にまたがる広範な研究課題であり、総合的にはおおむね順調に進展していると考えられる。(1)引き続き、近畿地方を中心とした各地で、植物と昆虫において寄生されている外観をもつことによる天敵回避となりそうな例を探索する。(2)昆虫に擬態する部位をもつ植物において、種内変異や近縁種を利用して擬態が食害を減らすことがあるか野外調査を行う。また、ペイントなど操作実験が可能なら行う。(3)植食性昆虫が視覚的に他の植食性昆虫を回避するか(植物の昆虫擬態理論のベースである)を、植食性昆虫モデルを野外の植物に置く実験で検証する。(4)リーフマイン(潜葉痕)が鳥糞に擬態して葉への植食を減らすか、マインのある葉とない葉で食害率を比較する。また、いろいろなパターンのペイントで葉への植食が変化するかを調査する。(5)ヤドリバエの卵のような模様をもつチョウ目幼虫が寄生擬態により寄生や捕食を減少させているか、近縁種との比較で検討する。野外での植物や昆虫の発生量はかなりの変動を示すので、これらのテーマの中から実行可能なものを状況に応じて進めていく必要がある。野外で多くの植物や昆虫を観察して、さらにいろいろな寄生擬態と考えられる例を探索する。そして、野外でのパターンのデータを収集する。
光操作による単一有機微粒子の光機能と反応の制御

平成10-13年度にわたり特定領域研究(B)「単一微粒子光科学」の研究推進を図るとともに成果とりまとめを行った。各班員の課題は以下の通りである。増原宏「光圧による単一有機微粒子の操作と配向制御」張紀久夫「光と単一微粒子の相互作用の理論」伊藤正「光操作による微粒子間相互作用の制御と反応」中西八郎「サイズ制御されたπ-共役系単一有機・高分子微結晶の創製と基礎特性評価」堀江一之「単一高分子微粒子の光反応とセンシング」喜多村昇「単一液滴のサイズ依存反応」微粒子は表面・界面の問題を含むコロイド科学の中心にあり、常に新しい物質観、物質技術を生み出す宝庫ということができる。この微粒子研究の新しい展開をめざして、ナノ微粒子を一粒ずつ取り上げ、その物理的・化学的性質をサイズ、モルホロジー、内部構造の関数として明らかにしてきた。全く新しい視点から取り組んだこの研究の推進により、世界に先駆けてレーザー光による単一微粒子光科学の研究が飛躍的に進み、微粒子のnm配列、fN相互作用制御、μm/nm分子拡散制御の手法開発、加えて材料化、機能発現、反応制御の具体例を示すことに成功した。これらの成果は代表者、分担者がそれぞれの課題について研究報告書としてまとめ成果報告書は国内270人、国外30人に送付した。光による微粒子の操作・分光を増原が、微粒子間相互作用と反応を伊藤が、単一微粒子の創製と機能、反応を中西、堀江、喜多村が、理論については張が研究の立ち上げをはかっており、全体についての評価は井口、三田、又賀が担当している。微粒子系として構造規則性、運動性、分子集合状態に着目し、周期構造を持ち剛性の高い有機微結晶、一分子超微粒子であるデンドリマー、化学的にデザインされた高分子ドメインや微粒子、水中の油滴あるいは油中の水滴などをとりあげ、いずれも単一微粒子の光検出・操作法を駆使して研究を行っている。さらに微粒子間相互作用の直接測定、化学反応の時間分解・空間分解制御に向けた準備を開始している。総括班会議を平成10年12月と11年3月に持ち、分担者も参加する研究打ち合わせ会議を平成10年8月、12月、11年3月に開いている。有機的、機動的な12件の計画研究班間の共同研究が既に始まっている。また基本技術であるレーザー光を駆使した波長以下の大きさの微粒子の非接触的、非破壊的な検出・操作・制御の新手法開発の手掛かりも得られている。これと併行して任意の微粒子を一粒ずつ取り上げ、サイズ、モルホロジー、内部・表面構造の関数として分光、反応、加工の研究を行う新しいアプローチもそれぞれの系について適用しつつある。光による微粒子の操作・分光を増原が、微粒子間相互作用と反応を伊藤が、単一微粒子の創製と機能、反応を中西、堀江、喜多村が、理論については張が研究を活発に推進しており、全体評価は井口、三田、又賀が担当している。本年度は10月に中間ヒアリングを受けA-の評価を得た。また、総括班会議と分担者も参加する研究打ち合わせ会議を平成11年7月と12年1月に持ち、問題点を整理し今度の研究推進の方策を決めた。新しい手法として、単一nm微粒子の時間分解可視紫外吸収分光法、単一微結晶を対象とする顕微超高速分光・画像計測法、試料中唯一であることが保証された単一液滴の顕微分光測定システム、落下する単一液滴の捕捉・分光を可能とするRFトラップの開発が進んでいる。これにより単一微粒子の新現象を観測しその解析を行っている。微粒子系の開発としては、ミクロ環境応答機能分子で修飾した高分子微粒子、異方性を付与した高分子微粒子、樹木状の形を取る一分子微粒子などの合成、創製に成果を得つつあり、また静電吸着法による有機微結晶の新しい材料化、「液・晶」とみなせる極性微結晶分散液の調整に成功している。成果公表状況は国際会議1セッションおよびミニシンポの主催、新聞発表5件、原著論文53編、関連論文143編である。

本特定領域研究最終年度の活動として第5回総括班会議と第6回研究グループ打ち合わせ会議を平成12年8月7日(月)に仙台で、同じく第6回と第7回会議を平成13年2月2日(金)に大阪大学で開いた。各班の研究活動に対し、評価委員の又賀、三田両名誉教授のコメントを頂いた。その主な研究推進のポイントは以下の通りである。(1)単一微粒子計測法の開発から応用へ各手法の開発から応用へとそのデモンストレーション実験はほぼ順調に進んでいる。これらの各手法を駆使して単一微粒子の光機能や反応制御の研究を行い、特に単一液滴中で光反応収率の向上に成功したことは特記される。(2)単一微粒子の形成プロセスの観察と解析光圧による溶液中高分子の凝集、RFトラップ中の単一液滴の蒸発に伴う微結晶形成など形成プロセスの研究は他に余り例のない仕事であり、特徴ある成果となった。(3)単一微粒子新現象の探索と解明単一液滴の自励発振現象など単一微粒子の観察を続けていくなかで集団系の観察では決して見つからない挙動を見出し、将来の新しい展開への礎をつくることができた。(4)微粒子の形、サイズ、内部構造の関数としての物性、反応、機能これが本特定領域研究の大きな主題であり、特に有機微結晶について実験、理論の両面から進歩があった。(5)新規微粒子作製と材料化DNAや温度応答成功分子で表面を修飾した微粒子の作製、微粒子分子の作製、微結晶積層薄膜や液・晶材料などは実用化に近いレベルまで持ってくることができた。平成10-12年度の特定領域研究(B)「単一微粒子光科学」の研究成果をとりまとめを目的に必要な討論、打ち合わせを行った。微粒子は表面・界面の問題を含むコロイド科学の中心にあり、その関連の研究より多くのノーベル賞が生まれてきた。常に新しい物質観、物質技術を生み出す宝庫ということができる。この微粒子研究の新しい展開を図るため、ナノ微粒子を一粒ずつ取り上げ、その物理的・化学的性質をサイズ、モルホロジー、内部構造の関数として明らかにしてきた。全く新しい視点から取り組んだこの研究の推進により、世界に先駆けてレーザー光による単一微粒子光科学の飛躍的展開が可能となり、微粒子のnm配列、fN相互作用制御、μm/nm分子拡散制御の手法開発、加えて材料化、機能発現、反応制御の具体例を示すことに成功している。これらの成果を代表者、分担者は下記の課題について研究報告書として原稿執筆した。増原宏「光圧による単一有機微粒子の操作と配向制御」張紀久夫「光と単一微粒子の相互作用の理論」伊藤正「光操作による微粒子間相互作用の制御と反応」中西八郎「サイズ制御されたπ-共役系単一有機・高分子微結晶の創製と基礎特性評価」堀江一之「単一高分子微粒子の光反応とセンシング」喜多村昇「単一液滴のサイズ依存反応」成果報告書は国内270人、国外30人に送付した。
貝類の貝殻に穿孔する多毛類による人為的生物移動の影響の解析

今日、ますます海洋での食糧生産が期待されている一方、人為的な影響により沿岸域の生態系が変化し、漁業資源の安定した供給が危ぶまれている。その原因のひとつに、増殖・養殖事業に伴い、自然の速度をはるかに上回る速度で物質や生物が移動している現状が挙げられる。日本では貝類の増養殖が盛んに行われ、最近のグローバル化に供い、日本から世界中の海域に持ち込まれ、または日本に移入され、増養殖の対象種として沿岸域に生息している。水産有用貝類の貝殻に多数の環形動物多毛類Polydoridsが穿孔し、商品価値の低下、成長阻害、ひいては斃死等の原因になっているとの報告が世界中で増加している。その中で増養殖上、貝類への商品価値の低下、貝類の成長の低下、斃死のリスク等の点で最も注目されている3種の中で、Polydora uncinataの有用貝類への侵蝕が近年日本国内に留まらず世界の養殖現場から報告され、懸念されている。今回、オーストラリアを中心に、韓国、中国、国内の生息状況、侵蝕状況の把握を試みた結果、昨今の穿孔性多毛類Polydoridsを調べることは、同時に、急速に人為的に生物が移動したことによる影響を解析することになることが推察された。生物の人為的で急速な、しかし隠れた移動が、移入先の生態系に及ぼす影響については、少なくともこれまではまったく検討がなされていない。本研究は、海洋で今まさに進行しつつある、気が付き難い生物をも含めた多種多様な生物の急速な人為的移動による生態系への影響を顕在化させる、示唆に富んだ研究となる。今後は、増養殖貝類の貝殻に穿孔する多毛類の調査を継続することにより、急速に広まる海洋の移入生物の実態を正確に認識し、具体的な方策へと繋げることが期待される。本研究は、多くの貝類を世界中に移動させた、あるいは移動させている増養殖先進国であるわが国がリーダーシップをとって行うことが適切であり、意義がある。国内の貝類の貝殻には20種以上の穿孔性多毛類が報告されているが、その中で増養殖上、貝類への商品価値の低下、貝類の成長の低下、斃死のリスク等、種々の点で最も注目されている種はPolydora uncinata, Polydora brevipalpa, Polydora sp.である。それら3種の中で、Polydora uncinataの有用貝類への侵蝕が近年世界的に懸念されているが、本種のオーストラリアのアワビ貝殻への穿孔が確認された。本種のアワビへの侵蝕頻度、侵蝕発生状況、生物学的・生態学的特性について解析した。また、同時に人為的な増養殖貝類のみならず天然の貝類への侵蝕状況について調べた結果、潮間帯から潮下帯に分布する貝類にも広く穿孔していることが明らかになった。本種がもともとオーストラリア沿岸域に生息する可能性が示唆されたが、同時に、本種の寿命、生殖活性、幼生発生様式より、別の海域から移入された後に閉鎖的な空間で効率よく個体群を増加させた結果である可能性も示唆された。オーストラリアと日本に生息している本種の成体のサイズ、受精卵のサイズ、幼生の発生様式を比較したところ、ほぼ同様であった。日本は世界的な増養殖先進国であるため、多くの貝類が日本に移入され、同時に輸出している。

そのような人為的影響が未だ比較的少ない海域について、モニタリングを開始する意義と必要性を認め、オーストラリアの多毛類で試み始めた。増養殖対象の貝類のみならず、天然の貝類を採集しその貝殻に穿孔していた多毛類を調べた結果、養殖貝類の貝殻に穿孔していた多毛類と異なる種が多く確認された。それらは元来その海域に分布していた種と思われ、他の海域から人為的に移入された種と区別することができた。今後は、人為的な影響が読み取りやすい増養殖貝類の貝殻に穿孔する多毛類を通して、急速に広まる海洋の移入生物の影響を正確に認識し考察を試みる。今日、ますます海洋での食糧生産が期待される一方、人為的な影響により沿岸域の生態系が変化し、漁業資源の安定した供給が危ぶまれている。その原因のひとつに、増養殖事業に伴い、自然の速度をはるかに上回る速度で物質や生物が移動している現状が挙げられる。わが国では増養殖が盛んで海外との輸出入も盛んに行われている水産業、増養殖事業の先進国である。将来的に持続可能な食料の供給を実現していくためには、生物の急速な人為的移動が自然の生態系に与える影響について解明し、科学的根拠に基づく対策へと繋げる必要がある。増養殖対象となり、さまざまな海域に移動する日本の貝類の貝殻には穿孔性の多毛類が見られる。その中で水産学的に問題となり、調査が必要と考えられる1種、Pollydora uncinataは、日本はもとよりオーストラリア、チリの陸上の養殖アワビ施設でもその被害が懸念されているが、新たに南アフリカに生息している穿孔性多毛類の種との関係が問題となってきた。また、中国産の貝類の貝殻からも新たに多毛類が摘出され、調査中である。日本では、新たに陸奥湾に出現した多毛類についても検討中である。このように、世界中の天然、増養殖貝類の貝殻から、新規に、またはそれまで報告されていなかった多毛類の種が摘出され、検討され続けている。水産学的に問題となり得るそれらの種のオリジンはどこで、どのような経緯で移動されたのか、また、産卵期、寿命などの生活史や発生様式を含む生態学的な観点から穿孔されたホストの貝類や生態系に与える影響の有無等、グローバルな視点から問題となる種を整理し、早急に調査・検討することが望まれる。そこから見えてくる人為的影響についての考察が期待される。オーストラリアの穿孔性多毛類についての結果は、アメリカで開催された国際多毛類学会議で発表され、同時に国際誌に掲載される予定である(2008年、in press)。国内の海産の移入種問題については、渦中の日本水産学会誌に特集を企画し、水産庁、国土交通省、環境賞も参画し、水産業の現状を認識し、今後の対策へと繋ぐ成果を出した。
超耐熱・耐食性合金の高能率・高精度放電加工

本研究では代表的な超耐熱・耐食性合金であるチタン合金,ニッケル基合金の放電加工特性の解明,高能率・高精度加工法の実現を目的として,実験的検討を行い,以下の結論を得た.1.単発放電における放電痕の周囲の盛り上がりは鉄鋼材料よりもチタン合金のほうが大きく,また盛り上がりに要する時間もチタン合金のほうが長い.2.単発放電における放電痕除去体積は鉄鋼材料よりもチタン合金のほうが大きい.これは融点と熱伝導率の積が小さい材料ほど放電加工性がよいという従来の説によく対応している.3.連続放電加工では,チタン合金は鉄鋼材料と比較すると加工速度が小さく,電極の消耗は大きくなる.チタン合金の場合,放電痕の盛り上がりが大きく,盛り上がる時間が長いために,極間で短絡が発生しやすく,加工が著しく不安定になるためである.4.デューティーファクタを下げ,十分な休止時間を与えることにより,短絡を防ぐとともに加工状態を安定にし,チタン合金の高能率加工が可能となった.また電極無消耗加工もほぼ可能であった.5.ニッケル基合金の単発放電痕は底の浅い放電痕形状となる.またその除去体積は,電極を陽極とする逆極性の場合に特に大きい.6.ニッケル基合金の加工速度は鉄鋼材料と同程度であり,逆極性で適当な加工条件を選択すれば,電極無消耗加工も加工である.本研究では代表的な超耐熱・耐食性合金であるチタン合金,ニッケル基合金の放電加工特性の解明,高能率・高精度加工法の実現を目的として,実験的検討を行い,以下の結論を得た.1.単発放電における放電痕の周囲の盛り上がりは鉄鋼材料よりもチタン合金のほうが大きく,また盛り上がりに要する時間もチタン合金のほうが長い.2.単発放電における放電痕除去体積は鉄鋼材料よりもチタン合金のほうが大きい.これは融点と熱伝導率の積が小さい材料ほど放電加工性がよいという従来の説によく対応している.3.連続放電加工では,チタン合金は鉄鋼材料と比較すると加工速度が小さく,電極の消耗は大きくなる.チタン合金の場合,放電痕の盛り上がりが大きく,盛り上がる時間が長いために,極間で短絡が発生しやすく,加工が著しく不安定になるためである.4.デューティーファクタを下げ,十分な休止時間を与えることにより,短絡を防ぐとともに加工状態を安定にし,チタン合金の高能率加工が可能となった.また電極無消耗加工もほぼ可能であった.5.ニッケル基合金の単発放電痕は底の浅い放電痕形状となる.またその除去体積は,電極を陽極とする逆極性の場合に特に大きい.6.ニッケル基合金の加工速度は鉄鋼材料と同程度であり,逆極性で適当な加工条件を選択すれば,電極無消耗加工も加工である.
LGBTの権利保障に関するラテンアメリカ主要6カ国の比較研究

本研究では文化的同質性が高いにもかかわらず、LGBTの法的権利保障において異なったレベルにあるラテンアメリカ主要6カ国を対象とし、地域横断的な比較分析を行う。政党、カトリック教会・宗教組織、市民組織・当事者団体、ジェンダー・セクシュアリティ研究者等をこの問題に関わる主要なアクターと捉えて、資料調査・聞き取り調査を通して、単なる個別研究の寄せ集めとならないよう配慮しながら、ラテンアメリカ諸国に共通する促進/阻害要因と各国固有の要因を析出する。その成果は積極的な発信に努め、学術的貢献にとどまらず、多様性と寛容さの保障を求められている日本社会への提言へとつなげる。
サステナビリティ報告におけるテキスト表現の質的特性に関する実証的研究

本研究では、コンピューターベースのテキストマイニングを利用し、サステナビリティ報告の定性情報の中でも重要な経営トップメッセージを分析して、その傾向性を示すことを目的としている。本研究では、正統化の違いを3つのCSRレトリック(戦略的、制度的、弁証法的)に分類した言葉を採用した。分析結果より、制度的文脈がサステナビリティ報告の言葉の選択や,正統化の傾向に違いが示された。サステナビリティ報告は,従来,定量情報を中心とした信頼性の議論が中心であったが,これらの分析結果から,定性情報である言葉の正統化行動が示唆された。また、本研究では自然言語である語彙を定量化することで、言葉の統計分析を可能とした。本研究は,日本企業における2001年度から2015年度までの15年分のサステナビリティ報告の経営トップメッセージを対象とし,言葉の意図的な選択により,自社をより良く見せるもしくは悪いところを覆い隠すという印象管理が行われているかどうかをテキストマイニングにより分析を行った。主な分析結果は,次の3つとなる。第1に,環境・CSR関連の制度的文脈が語彙に影響を及ぼし,語彙自体に印象管理の可能性があるのかどうかを検討している。その結果,経営トップはその時代時代の社会的価値観に対応するような語彙の選択や文化的な解釈によって語彙の使用が行われていることを示した。第2に,環境・CSRパフォーマンス上位・下位企業と語彙との関係を明らかにするために,多重コレスポンデンス分析の結果を布置図に示した。環境・CSR上位企業は,環境・CSRのテーマ性のある語彙と同時に印象管理語彙を使用する傾向が見られたが,環境・CSR下位企業は印象管理語彙と経営関連のテーマとの語彙との関係が見られた。第3に,経営トップの特性として在職年数と環境・CSRパフォーマンス上位下位の組み合わせによる経営者の属性と語彙との関係を明らかにするために,多重コレスポンデンス分析の結果を布置図に示した。その結果,環境・CSRパフォーマンス上位下位関係なく,経営トップの在職年数が長ければ,関連する語彙が少なく,在職年数が短くなれば,本研究で位置づけた印象管理語彙との関連が示された。この研究成果については、わが国のサステナビリティ報告のテキスト研究領域における新しい貢献であることから、現在、海外の査読つき雑誌に投稿する準備を進めている。平成28年度では、サステナビリティ報告のテキストマイニングに関する実証的考察が得られた。このような日本企業を対象とした実証的な分析結果が得られたため、平成29年度は査読つき海外学術雑誌に掲載を予定しており、現在、そのための準備を進めている。本研究の2年目は、サステナビリティ報告における経営トップのメッセージを対象に、テキストマインニングを用いて経営トップのサステナピリティ経営に対する意図の分析を行った。そのために、本研究では、言葉による正統化の違いをCastell and Lozano (2011)による戦略的、制度的、弁証法的の3つCSRレトリックを採用した。第1に、制度がどのようにCSRレトリックに影響しているのかを分析するために、環境・社会課題への政策やイニシアティプに関連する年度を制度の代理指標と捉えて、CSRレトリックの経時分析を行った。分析結果は、サステナビリティ経営が普及した後半に、弁証法的CSRレトリックの傾向が見られた。このことから具体的な環境・CSR課題がサステナビリティ経営後半に見られることが示唆された。第2に、環境/社会パフォーマンスとCSRレトリックの関係を分析した。その結果、「環境パフォーマンス」および「社会パフォーマンス」の良い企業は、「弁証法的CSRレトリック」を使用する傾向が見られた。他方で、「環境パフォーマンス」および「社会パフォーマンス」の悪い企業は、「戦略的CSRレトリック」や「制度的CSRレトリック」の使用傾向は見られたが、「弁証法的CSRレトリック」の使用傾向は示されなかった。これらの結果から、環境/社会パフォーマンスの良し悪しの違いによる正統化の違いが示唆された。第3に、CSRレトリックに影響する経営トップの属性として、「経営トップの在職期間の長短」や、「国連グローバル・コンパクト署名の有無」を取り上げて検証した。その結果、「在職期間の短い」経営トップが認知的正統性の意図をもつ制度的CSRレトリックを使用する傾向と、「国連グローバル・コンパクト署名経営トップ」が道徳的正統性の意図をもつ弁証法的CSRレトリックを使用する傾向が示された。平成28年度の研究結果では、テキストマイニング分析においてわが国の代表的な企業54社の15年分の経時分析を実施したが,テキストマイニング分析においては,テキストデータが個別企業単位でも取得可能である。平成29年度は,個別企業単位でのテキストデータの分析を行うことを予定しており,その結果,わが国の企業別の分析として新たな検証結果が明示されることにつながる。社会科学
円柱の後流振動の発生メカニズム解明とその風力発電への応用可能性の検討

複数物体において,上流側物体の後流に位置する円形断面の構造物や部材には,上流側物体の後流と下流側円形断面物体の相互干渉作用によって,後流振動とも呼ばれる空力不安定振動(ウェイクエクサイテーション)が生じる.高レイノルズ数においては,円柱の軸方向に作用する空気力の非一様性がウェイクエクサイテーションの発生を抑制していること,また,上流側円柱からの剥離流による変動圧力の相関が円柱間隔によって異なり,ウェイクエクサイテーションの発生と密接に関連していることを明らかにするとともにこの不安定振動を風力発電装置としても利用可能であることを確認した.複数物体において,上流側物体の後流に位置する円形断面の構造物や部材には,上流側物体の後流と下流側円形断面物体の相互干渉作用によって,後流振動とも呼ばれる空力不安定振動(ウェイクエクサイテーション)が発生するが,その振動発生のメカニズムは完全には明らかになっていない.そこで,本研究においては,円柱に生じる後流振動のより詳細な発生機構解明とこの極めて空気力学的に不安定な現象を,風力発電に利用し,近年の懸案事項であるCO2削減に多大な貢献を果たそうとするものである.本年度においては,円柱に生じる後流振動のより詳細な発生機構解明のために,円柱周りの流れ場を支配するパラメータである流体の慣性力と粘性力の比で定義されるレイノルズ数がウェイクエクサイテーションに及ぼす影響について風洞実験を用いて検討した.従来,亜臨界レイノルズ数における検討は詳細に行われているが,臨界レイノルズ数以上の超臨界レイノルズ数領域におけるウェイクエクサイテーションの特性についての検討はほとんどなされていない.超臨界レイノルズ数領域において検討した結果,応答の2次元性が著しく低下し,ウェイクエクサイテーションが発生しなくなることが明らかとなった.この結果は,下流側円形断面物体の寸法を大きくすることによって,振動エネルギーを増加させてより多量の風力発電量を得ようとすることが難しいことを意味しており,小規模発電装置を多量に普及することによってCO2の削減を目指す必要があることが確認された.複数物体において,上流側物体の後流に位置する円形断面の構造物や部材には,上流側物体の後流と下流側円形断面物体の相互干渉作用によって,後流振動とも呼ばれる空力不安定振動(ウェイクエクサイテーション)が発生するが,その振動発生のメカニズムは完全には明らかになっていない.そこで,本研究においては,円柱に生じる後流振動のより詳細な発生機構解明とこの極めて空気力学的に不安定な現象を,風力発電に利用し,近年の懸案事項であるCO2削減に多大な貢献を果たそうとするものである.昨年度の研究において,高レイノルズにおいては,円柱の軸方向に作用する空気力の非一様性がウェイクエクサイテーションの発生を抑制していることが懸念されたため,本年度は,円柱に作用する表面変動圧力や振動の励振力となる変動揚力のスパン方向の空間相関について,単独円柱と並列2円柱を対象として,まずは,亜臨界領域のレイノルズ数において風洞実験によって検討した.その結果,単独円柱においては,カルマン渦による変動圧力と変動揚力に,スパン方向に一様な分布となる空間相関を高める変動とスパン方向に節を有し空間相関を減少させる成分の変動が存在することが明らかとなった.これは円柱の長さが長くなるほど顕著であった.並列2円柱の場合にも同様なことが確認されるとともに下流側円柱の表面変動圧力には,上流側円柱からの剥離流による変動成分の存在も明らかとなった.さらに,下流側円柱においてはカルマン渦に起因する変動圧力と上流側円柱からの剥離流による変動圧力の相関が円柱間隔によって異なることが明らかとなり,ウェイクエクサイテーションの発生と密接に関連していることが明らかとなった.平成26年度において,新設された風洞実験装置に初期不良が生じ,平成26年度において予定の6割程度の進捗となった.平成27年度において,その遅れを取り返すべき努めたが,風洞装置を優先的に使用したが,完全には遅れを取り戻すことができておらず,やや遅れていると評価した.複数物体において,上流側物体の後流に位置する円形断面の構造物や部材には,上流側物体の後流と下流側円形断面物体の相互干渉作用によって,後流振動とも呼ばれる空力不安定振動(ウェイクエクサイテーション)が発生するが,その振動発生のメカニズムは完全には明らかになっていない.そこで,本研究においては,円柱に生じる後流振動のより詳細な発生機構解明とこの極めて空気力学的に不安定な現象を,風力発電に利用し,近年の懸案事項であるCO2削減に多大な貢献を果たそうとするものである.昨年度までの研究によって,高レイノルズにおいては,円柱の軸方向に作用する空気力の非一様性がウェイクエクサイテーションの発生を抑制していること,また,円柱に作用する表面変動圧力や振動の励振力となる変動揚力のスパン方向の空間相関について,単独円柱においては,カルマン渦による変動圧力と変動揚力に,スパン方向に一様な分布となる空間相関を高める変動とスパン方向に節を有し空間相関を減少させる成分の変動が存在することが明らかとなり,並列2円柱の場合にも同様なことが確認されるとともに下流側円柱の表面変動圧力には,上流側円柱からの剥離流による変動成分の存在も明らかとなった.

さらに,下流側円柱においてはカルマン渦に起因する変動圧力と上流側円柱からの剥離流による変動圧力の相関が円柱間隔によって異なることが明らかとなり,ウェイクエクサイテーションの発生と密接に関連していることが明らかとなった.最終年度においては,この不安定振動を風力発電装置としての具体的な検討のための基礎データとして,気流直交方向に1自由度で振動する下流側円柱の挙動をクランク装置によって回転運動に変換し,発電を行う方法について風洞実験による検討を行い,発電機として可能性があることが確認できた.複数物体において,上流側物体の後流に位置する円形断面の構造物や部材には,上流側物体の後流と下流側円形断面物体の相互干渉作用によって,後流振動とも呼ばれる空力不安定振動(ウェイクエクサイテーション)が生じる.高レイノルズ数においては,円柱の軸方向に作用する空気力の非一様性がウェイクエクサイテーションの発生を抑制していること,また,上流側円柱からの剥離流による変動圧力の相関が円柱間隔によって異なり,ウェイクエクサイテーションの発生と密接に関連していることを明らかにするとともにこの不安定振動を風力発電装置としても利用可能であることを確認した.風洞実験装置に問題が発生し、その対策のために実験を行うことのできる期間が短くなり,予定していた検討項目の6割程度の達成となっており,やや遅れていると評価した.研究最終年度となるため,研究計画に沿った研究の推進を予定している.研究遂行上の大きな課題はない.風工学平成26年度の遅れは平成27年度においてカバーするよう努め,研究計画どおり,研究を推進する予定である.
実験室実験による最低賃金の効果の検証

研究課題である最低賃金に関する研究を中心に、様々な研究活動を行った。(抄録なし)研究課題である最低賃金に関する研究を中心に、様々な研究活動を行った。まず、最低賃金に関する研究は2つ実施した。1つは、最低賃金に関する実験研究(最低賃金と労働者の「やる気」)である。この研究では、最低賃金によって労働者の努力水準が変化するかどうかを実験室実験において検証している。実験結果によると、努力水準は最低賃金を導入することによって低下するが、失業が存在するとその効果が無くなった。もう1つは最低賃金の決定過程に関する研究(最低賃金の決定過程と生活保護基準の検証)である。日本における最低賃金は中央最低賃金審議会での「目安額」の提示を経て、都道府県別に地方最低賃金審議会にて決定がなされる。分析結果によると、目安額は最低賃金の決定に強く影響しており、都道府県別の経済状況は反映されていないことがわかった。目標に関する研究では、タイにおいて実験を実施した。実験では、目標の程度を変えることによって生産性がどの程度変わるかを検証した。その結果、平均よりやや高い目標を設定したときの生産性が最も高くなることがわかった。また、前年に行った実験(The Hidden Costs of Control in the Field)では、低い目標を設定するより、目標を設定しないほうが、生産性が高くなることを示した。再分配に関する研究では、報酬設計の違いによって再分配の程度に違いがあるかどうかを検証するため実験室実験を実施した。暫定的な結果によると、順位報酬では報酬の高い順に再分配行動が多くなり、歩合制ではあまり報酬と再分配行動に関連は見られなかった。公的住宅に関する研究では、大阪市住宅供給公社における家賃のキャッシュバック制度に関する研究を実施した。生存時間分析の結果によると、キャッシュバックをもらった世帯のほうが退居率が高いこと、その退居はキャッシュバックが切れる前後で特に高くなることが示された。計画段階においては、最低賃金に関する日本とタイにおける実験研究のみを今年の課題として挙げていたが、それ以外の研究を進めることができた。また最低賃金に関する実験研究も、一度に大規模なデータを集めることができ、結果も良好である。2年目となる次の年度も、既にタイにおける実験計画が進行している(6月実施予定)。近く、実験の実施が確認できる予定である。また、日本における実験計画も進行中である。既に場所や予算は確定しているため、プログラムの準備ができればすぐに実験を実施することができる。既に終了した研究については、海外含む学会発表が確定しているため、準備の末報告を実施し、論文を改訂する機会とする。(抄録なし)
インターネットと高親和性を有する次世代低軌道衛星ネットワークに関する基盤研究

近年、世界中のどこからでも通信可能な地球規模のユビキタスネットワーク実現への期待が高まっている。このユビキタスネットワークにおいて、低伝播遅延性を有する低軌道(LEO : Low Earth Orbit)衛星は大きな役割を果たすと考えられている。本研究では、現在広く普及しているインターネットと高い親和性を有する次世代LEO衛星ネットワークシステムの基盤技術に関する研究を行い、先進基盤技術を確立することを目的とした。そこで、当初の研究計画に基づき、下記の通りに4つの基盤技術について研究を行った。1.LEO衛星は地上端末と直接通信を行うが、高速で移動するためハンドオーバーが多発し、管理トラヒックが多く発生することにより、通信帯域を消費する。そこで、地理情報と衛星の軌道情報を用いた低コストなモビリティ管理技術を提案した。2.現在、インターネットで用いられているTCP/IPを衛星ネットワークに適用した場合、伝播遅延等の問題により効率や公平性は低いものとなるため、衛星のホップ数から通信にかかる時間を予測し、適切な送信量を求める、高効率、高公平性なプロトコルを提案した。3.LEO衛星ネットワークにおけるセキュリティ技術を考案するために、まず、アドホックネットワークにおけるルーティング攻撃の影響を軽減させる技術を提案した。今後、これを衛星ネットワーク用に拡張する必要がある。4.LEO衛星ネットワークにおいて、一部の衛星へ負荷が集中しないように、衛星同士が負荷情報を交換し、負荷を分散するトラヒック制御技術を提案した。以上の提案手法はいずれも次世代先端LEOネットワークシステムの礎となるものであり、次世代のシームレスなネットワーク環境実現に大きく寄与すると考えられる。よって、本研究の目的は達成できたと言える。伝搬遅延が短い低軌道(LEO : Low Earth Orbit)衛星ネットワークは、近い将来広域な移動体通信に大きな役割を果たすものとして期待されている。本研究では、インターネットと高い親和性を有する次世代LEO衛星ネットワークシステムの基盤技術に関する研究を行い、新しい情報インフラストラクチャーの基盤技術の確立を目指す。具体的には次に述べる4つの基盤技術、すなわち(1)柔軟なモビリティマネージメント技術、(2)高い公平性と効率性を有する衛星ネットワークプロトコル技術、(3)不正攻撃からネットワークを守る衛星ネットワークセキュリティ技術、(4)高効率なハンドオーバー・ルーティング技術、について研究を行い、世界に先駆けてこれら先進基盤技術の確立を目指した。平成17年度では、当初の予定通り新しい基盤技術に関する諸検討を行い、理論およびシミュレーションや模擬ネットワークでの実験を通じ、LEO衛星ネットワークにおける基本的なモビリティマネージメント方式、伝送制御プロトコル、アタックを防ぐセキュリティ管理の基本方式、およびハンドオーバー・ルーティング方式を開発し、有用な成果を挙げている。具体的には、LEO衛星ネットワークのシミュレーション環境を構築し、地理情報を併用したモビリティマネージメントシステムを実装した。また、衛星の移動に伴うハンドオーバーは地理的な境界線を決め、それを超えるか否かによって分類し、ソフトウェアを実装した。ユーザの移動速度については、徒歩、自転車、自動車、新幹線、飛行機など交通手段別に定義し、それらが混在するケースを想定してシミュレーションを行い、提案方式の有効性を確認した。これらの成果はIEEEの論文誌や国際会議で採択されており、高い評価を得ている。伝播遅延が短い低軌道(LEO : Low Earth Orbit)衛星ネットワークは、近い将来広域な移動体通信に大きな役割を果たすものとして期待されている。本研究では、インターネットと高い親和性を有する次世代LEO衛星ネットワークシステムの基盤技術に関する研究を行っている。具体的には次に述べる4つの基盤技術、すなわち(1)柔軟なモビリティマネージメント技術、(2)高い公平性と効率性を有する衛星ネットワークプロトコル技術、(3)不正攻撃からネットワークを守る衛星ネットワークセキュリティ技術、(4)高効率なハンドオーバー・ルーティング技術、について研究を行い世界に先駆けてこれら先進基盤技術の確立を目指す。平成18年度では、前年度に提案した4つの基盤技術についてシミュレーションにより最適化を行った。さらに、システムのトータルな連携を図るためのソフトウェアを開発した。

具体的には、LEO衛星ネットワークの複数の軌道面とそれらの間の通信を模擬できるように実験ネットワークを拡張し、多種多様なトラピックを生成可能な模擬ネットワーク環境を構築した。そして、開発したモビリティマネージメント技術について、多数のユーザのコネクションが存在する環境における性能評価を行い、ハンドオーバー回数及び遅延が低減されていることを実証した。また、LEO衛星ネットワークにおける伝送制御プロトコルと既存の伝送制御プロトコルの親和性について評価を行った。一般的にLEO衛星ネットワークは地上のネットワークに対しホップ間の物理的な距離が長いため、TCP/IPの転送において不利になると予想される。この問題を解決するために、TTL(Time To Live)カウンタを利用した送信ウインドウ制御手法を提案し、シミュレーションにより有効性を確認した。これらの成果はIEEEの論文誌や国際会議で採択されており、高い評価を得ている。近年、世界中のどこからでも通信可能な所謂地球規模のユビキタスネットワーク実現への期待が高まっている。このユビキタスネットワークにおいて、低軌道(LEO: Low Earth Orbit)衛星は大きな役割を果たすと考えられている。本研究では、現在広く普及しているインターネットと高い親和性を有する次世代LEO衛星ネットワークシステムの基盤技術に関する研究を行い、先進基盤技術を確立することを目的とした。今年度は基盤技術の1つであるトラヒック制御技術について主に研究した。LEO衛星ネットワークでは、不均一な人口分布や地形によるトラヒック分布の偏りが存在するため、ネットワーク全体の利用効率は低下する。また、トラピック分布の偏りにより、トラヒック負荷が一部の衛星に集中して輻輳が発生し、パケットドロップが多発することで通信性能は大きく低下する。これに対し、報告者はキュー長を監視し、負荷が高い衛星を通過するトラヒックの一部を迂回させて負荷分散を行うトラヒック制御方式を既に提案している。この手法では、負荷が高い衛星の1ホップ先の衛星のみがトラヒックの迂回を行う。そこで、トラヒックの迂回をガウス分布に従い、より広い範囲で行うように改良した。そして、シミュレーションにより、パケットドロップ率やスループット等が改良前より向上していることを確認した。
マイクロクラック法による微細結晶粒マグネシウム合金の粒界強化・脆化機構の解明

微細結晶粒マグネシウム合金の破壊靭性値と破壊形態は、添加元素に影響を受け、粒界および表面偏析エネルギーと密接な関係があった。表面偏析と粒界偏析エネルギーの差が小さい溶質原子を添加した合金は、優れた破壊靭性値を示し、その破壊形態は延性破壊であった。一方、偏析エネルギーの大きな溶質原子を添加した合金は、破壊靭性値は低く、脆性破壊を示した。マグネシウムの粒界脆化・強化に影響を及ぼす材料因子は、「c/a比の濃度変化率」であることが分かった。本研究課題では、実験科学と計算科学から、マグネシウムの粒界強化・脆化機構について解明することを目的としている。本年度は、下記の知見が得られた。(1)前年度に創製した微細結晶粒マグネシウム合金の破壊靭性値と破壊形態について調査した。Mg-Znおよび-Al合金は、純マグネシウムと比較して優れた破壊靭性値を示し、その破壊形態は、延性破壊であった。一方、Mg-Y合金では、粒界破壊が起こり、破壊靭性値は本研究使用合金の中で最も低かった。(2)分子動力学を用いた研究では、マグネシウム合金の表面エネルギーについて検証した。表面エネルギーは、粒界エネルギー(昨年度に実施)と同様に、溶質元素に影響を受けることを確認した。(3)破壊靭性値と破壊形態は、偏析エネルギーと密接な関係があることを明らかにした。偏析エネルギー(表面偏析エネルギーと粒界偏析エネルギーの差)の小さな元素を添加した合金は、高い破壊靭性値を示し、延性破壊を呈した。以上のことから、マグネシウムの粒界脆化・強化に影響を及ぼす材料因子は、「c/a比の濃度変化率」であることを明らかにし、c/a比の濃度依存性の小さい元素は、粒界強化(靭性向上)に有効であり、濃度依存性の大きな元素は、粒界脆化(靭性低下)に作用することが分かった。本研究課題では、実験科学と計算科学から、マグネシウムの粒界強化・脆化機構について解明することを最終目的としている。本年度は、下記の点が主な成果として挙げられる。4種類のマグネシウム合金(Mg-Zn/Al/Li/Y)を溶製し、温間押出加工により供試材を作製した。透過型電子顕微鏡:TEMを用いた微細組織観察では、添加元素に関係なく、4種類の押出材の平均結晶粒径は約5μmであった。電子線後方散乱回折法:EBSDを用いた観察では、全ての試料は等軸粒組織からなり、底面が押出方向に対して平行に並んでいることを確認し、次年度以降に使用する試料を準備できた。また、同供試材の機械的特性評価から、添加元素が強度や硬度に影響を及ぼし、その機構は固溶強化に起因することを明らかにした。分子動力学を用いた研究では、マグネシウムの[1-100]対称傾角粒界を作成し、各結晶方位における粒界エネルギーを算出した。FCCやBCC金属と同様にHCP金属もカイト構造を形成することを明らかにした。また、添加元素の影響についても調査し、アルミニウム添加は粒界エネルギーを低下させる効果があることを明らかにした。更に、対称傾角粒界を含むユニットセルにせん断応力を付与し、粒界近傍の塑性変形応答を計算予測した。明瞭な粒界移動が観察され、粒界移動量と粒界エネルギーは密接な関係があることを明確にした。ナノインデンテーションクリープ試験でも同様の傾向が確認され、実験と計算の双方から一致する良い実証例が得られた。申請時計画では、試料調整の困難さを想定し、初年度に二種類:Mg-Zn, -Y合金、次年度に残りのMg-Al, Li合金について検討する予定であった。しかし、マグネシウム合金展伸材創製に関する過去の知見を活かし、結晶粒径や集合組織などの微細組織に差異のない供試材を予定より早く準備することができたこと。さらに、非鉄軽量金属に対するFIB加工は難操作と言われていたが、比較的容易に加工最適条件見つけることができたこと、などから、研究計画を見直し、分子動力学を用いた計算科学に時間を費やした。その結果、六方晶構造の様々な結晶粒界をモデル化し、代替元素化できる素地を構築した。実験および計算の双方とも、次年度に向けての研究体制が十分に整備されていることから、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究課題を遂行するためには、下記2点に取り組む必要がある。マイクロクラック進展量の評価:FIB加工を用いて結晶粒界近傍にマイクロクラックを導入した試料に、ひずみを付与し、変形にともなうクラック進展量を測定する。添加元素の異なる4種類の試料について調査し、クラック進展量を促進または抑制、すなわち、粒界強化または脆化する元素について明確にする。分子動力学計算による粒界エネルギーの定量化:本年度に構築したマグネシウムの粒界モデルを用い、実験では直接求めることが困難な溶質元素添加による粒界エネルギーへの影響について議論する。

本年度に、供試材の創製や、分子動力学に使用する結晶粒界モデルが準備できたため、次年度の新規物品購入の必要はない。一方で、マグネシウムの粒界強化・脆化に有効な添加元素を明示するためには、当初計画どおり所属機関既設のFIBならびにSEM/EBSD装置の使用が不可欠である。使用時間に応じて課金が適応されるため、使用費を当研究費により充当する予定である。また、次年度が当該研究最終年度であり、得られた研究成果を論文や対外発表として積極的に発信する予定である。具体的には、国内:2件(日本金属学会、機械学会)と国外:1件(Materials Research Society:アメリカ)、学術誌:1報を計画し、成果発信として必要な費用を使用予定である。