hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セキュリティの観点からの社会システムの安全性評価に関する研究

さらに、この評価値に基づく防犯監視システムの設計や運用への適用により、提案するセキュリティ評価法の有効性について考察した。以下のような成果が得られた。防犯監視システムの主目的は、システムに無許可で侵入したり、損害を生じるような外敵の検出と同定である。外敵の同定は無許可者と許可者の識別であり、システム設計ですべての許可者の識別可能性が保証されなければいけない。しかし、識別対象範囲の拡大により許可者に関する情報量が膨大になり検索や判断に時間を要するので、識別可能性を保証しながらデータ項目数の最小化を図ることが重要である。一方、データ項目の削減は誤ったデータに対する識別能力の低下につながる。そこで、設計でのデータ項目の最適な選択法として、システム機能故障である検出誤りによるリスクを最大にする監視システムのデータ項目の最小組み合わせの選択法を導出した。また、運用では、防犯監視システムの信頼性維持に必要な点検や保全の周期を最適決定する方法として、機能故障である検知ミスによるリスクとシステム停止によるリスクの相対的評価に基づく決定法を導出した。提案する安全性評価では、リスクに対する専門家の意見を相対的評価の形で抽出することにより情報がより簡単に得られ、また評価者の意向が安全性評価により柔軟に反映できることを示した。
有用きのこの生育特性と生理活性に関する研究

薬用きのこである冬虫夏草の生育特性について、菌糸体の栄養要求性が明らかになった。すなわち、炭素源はグルコース、窒素源は酵母エキス、麦芽エキスが優れ、これらを成長初期に添加することによって、著しい生育促進効果がみられることが分かった。また、子実体発生発生量にも大きく影響を及ぼすことが見出された。特に、ツクツクボウシタケに関する生育特性として、生態的な特徴や林床内での胞子密度や宿主に感染する時期などのが明瞭になった。続いて機能性成分の解析を行ったが、菌糸体の培養条件が強く影響を及ぼし、培地中に窒素分が豊富に含まれると生育してくる子実体に含有される多糖類やマンニトールなどの機能性成分が多くなることを明らかにした。タモギタケについては、特有成分であるエルゴチオネインの分離について培地成分との関連性について詳細に検討した。培地にエルゴチオネインの前駆体を添加すると著しく含有量が増加することを見出した。機能性について検討を加えたが、タモギタケ抽出物によるB16メラノーマ細胞に対するメラニン産生抑制作用試験では、子実体の温水抽出物50μg/mLの濃度でアルブチンやコウジ酸などと同等の効果が期待できることが分かった。従って,このタモギタケ溶液中に含まれているタモギタケ抽出物がメラニン産生抑制作用を有することが明らかになった。また、マトリックスメタルプロテアーゼ(MMP-1)活性阻害作用試験では、著しい作用が見出された。機能性成分として、MMP-1タンパク合成を阻害することや酵素活性を抑制したことで、真皮のI型コラーゲンの分解を抑制し、抗老化有効成分として展開することが可能となることが期待された。有用な薬用きのこ類として薬用きのこのうちから冬虫夏草(Cordyceps sinensis),タモギタケ(Pleurotus cornucopiae),カバノアナタケ(Fuscoporia obliqua)を取り上げた,まず生育特性について検討するため,PDA培地を用いて炭素源,窒素源,微量成分など菌糸蔓延に関わる栄養要求性を検討した。その結果,炭素源としてはグルコース,窒素源としてはペプトンや酵母エキスが優れていることを明らかにした。また栽培環境として,培養温度,湿度,照度,炭酸ガス濃度などを詳細に検討した。温度は23-25°C,湿度は65-70%,照度は500-1000luxが適しており,培養室内の炭酸ガス濃度は2000ppm以下に調整することが重要であることが分かった。菌糸成長から子実体発生での工程での環境因子の刺激が重要であることが示された。これらの条件によって子実体の含有成分が増減する傾向がみられた。さらに安定的な合理的栽培方式を確立することを主目的として,大豆,玄米などの農産物を主な栄養源として生育試験を行った。最も適している菌床基材として大豆が有効であることが明らかになった。子実体形成のためにはタンパク質が重要な役割を演じているものと考えられた。有用な薬用きのこの菌糸生育の際の,栄養分要求性ならびに子実体形成条件が明らかになった。これらの基礎的な成果に基づいてきのこを栽培することにより,含有される種々の多糖類,エルゴチオネイン,無機物などの有効成分を効率よく得ることが可能となる。これらを抽出して健康食品などの調製で有効な構成物質として活用されることが期待される。
糖クラスター効果を用いた蛋白質への選択的薬物運搬と変性

1.糖クラスターの合成糖クラスターとしてシクロファン骨格にグルコース及びガラクトース誘導体を8個導入した糖クラスターを合成した。従来の糖クラスターは長鎖アルキル基を有していたために、高濃度では水中で自己会合する恐れがあったが、合成した糖クラスターは水に対して極めて高い溶解度を示すことがわかった。また、動的光散乱測定からの会合体を形成していないことが示唆された。なた、長鎖アルキル基を有する糖クラスターについては、オリゴ糖であるマルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マルトヘプタオース誘導体をそれぞれ8つ有する化合物を合成した。2.糖クラスターによる蛋白質へのゲスト運搬糖クラスターが水中において、種々の疎水性ゲストを強く取り込むことを蛍光スペクトル法及びNMRスペクトル法により明らかになった。また、グルコースを選択的に認識するレクチン(コンカナバリン)に対して、糖クラスターはゲストを包接した状態で運搬できることが明らかとなった。3.表面プラズモン共鳴法による糖クラスターとレクチンとの相互作用表面プラズモン共鳴法によって検討したところ、疎水性表面に糖クラスターを固定化できることを表面プラズモン共鳴法によって明らかにした。また、得られた単分子層には特異的なレクチンが強く結合することが明らかとなった。1.糖クラスターの合成研究計画にあげた糖クラスターの合成を行った。即ち、シクロファン骨格にグルコース及びガラクトース誘導体を8個導入した糖クラスターを合成した。その他の糖クラスターとして、マルトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マルトヘプタオースをそれぞれ導入した糖クラスターの合成も行い、それぞれ合成することに成功した。2.糖クラスター-ゲスト複合体の形成研究計画にあげたように、重水中での糖クラスターの尿素に対する包接挙動を核磁気共鳴(NMR)スペクトル法により評価したところ、十分な相互作用は認められなかった。ヌクレオチド等ののゲスト分子との相互作用を検討したところ、リン酸関連化合物に対する強い取り込み能を有することが確認された。ホスト-ゲスト複合体の結合定数を求めるたところ、アデノシンモノリン酸等のモノヌクレオチドに対して10^4オーダーの結合定数で取り込むことが明らかとなった。その他にも、オリゴヌクレオチドであるPBR322などのプラスミドDNAとも強く相互作用することがゲル電気泳動法により明らかとなった。いづれの場合にも糖クラスターの糖鎖部位とリン酸イオンとの多点での極性相互作用にもとづく認識であると考えられる。3.糖クラスターによる蛋白質へのゲスト運搬ゲスト分子を包接した糖クラスターのコンカナバリン等のレクチンに対する結合能を表面プラズモン共鳴法に基づく生体分子間相互作用解析装置により検討すしたところ、固体表面に固定化した糖鎖クラスターにおいてもレクチンによる認識は保持されることがわかった。
次世代ナノ結晶製剤の開発： 熱力学的理論計算によるスクリーニングと実験検証

近年、製剤開発において薬剤の難水溶性化が進んでいる。難水溶性薬剤は水への溶解性が低いため、生理活性が低いとされる。難水溶性薬剤の改善手段として、薬剤の粒径をナノサイズまで小さくしたナノ結晶製剤が注目されている。本研究課題で、化学計算を導入し、ナノ結晶製剤の作製と評価を行った。化学計算により、特に油水分配係数(logP値)が重要な判断基準となることが分かった。ナノ結晶水分散製剤の長期安定性を維持できる手段に足掛かりを付けた。またナノ結晶点眼製剤において、市販の点眼懸濁製剤よりも眼内移行性が高まることが分かった。今後のナノ結晶製剤開発において有益な知見を得ることに成功した。H26年度の目標である、製剤の安定性と標準化技術の確立を目指して実験を行った。熱力学的理論計算ソフトを用い、量子化学計算で得られる分子の表面電荷情報を元に、溶液中の化学ポテンシャルを算出し、物性値を予測した。ステロイド薬剤を対象に行った。特に薬剤の水への溶解度に注目し、理論と実験検証を行った。ナノ結晶水分散製剤の作製には、新技術である凍結乾燥・ナノ結晶化技術を用いた(PCT特許申請済)。作製したナノ結晶について、粒子サイズ・結晶構造・水分散安定性および光学特性は、電子顕微鏡、粉末X線回折測定装置、光散乱測定装置により評価した。結晶構造に起因するナノ結晶の熱力学的安定性評価は、示差走査熱量計で行った。これまでの経験側上、薬剤の水への溶解度と水に安定分散性を示すナノ結晶とには相関性があると推測していた。この度、計算で算出した油水分配係数がlogP=2.0程度の溶解度を有する疎水性のステロイド薬剤において、当該技術でナノ結晶分散液を作製したところ、結晶サイズは200nm程度のナノ結晶水分散液を得ることに成功した。続いて、ナノ結晶水分散液の水分散安定性評価を行った所、40°Cで数か月間にわたり、ナノ結晶水分散液の安定性が保持されたことが判明した。すなわち、ナノ結晶の水中での結晶成長と、続く粒子凝集・沈澱現象が観測されなかった。10°Cの冷蔵下では約半年にわたり粒子安定性を保持した。また、今回作製したステロイドナノ結晶について、粉末X線回折による結晶構造解析、及び、示差走査熱量解析の結果、結晶多形が存在しなかった。これらの実験データに基づき、薬剤の溶解度とナノ結晶化及びナノ結晶の水分散安定性には、当初推測のように相関性があることが理論計算と実験検証で示唆することができたと考えており、特に疎水性の高い薬剤はナノ結晶化を行いやすいと考察している。今後引き続き、薬物種を増やし、検証を行う予定。本研究課題の目的:製剤開発において薬剤の難水溶性化が進む現在、難水溶性に起因するバイオアベイラビリティ(生物学的利用能)低下の問題等を改善する、ナノ結晶製剤(Drug Nanocrystal)への関心が急速に高まっている。申請者らは、薬剤ナノ結晶の作製と薬理効果の評価について一定の実績を上げてきたが、これらは実験的経験則に基づく限られた成果であり、今後より発展的に研究展開するには理論導入による一般化が必要である。本研究課題では、これまでの研究成果を発展させるため、1)理論計算化学によるアプローチを新規導入し、2)理論を実験検証し、3)高性能・高品質の次世代型ナノ結晶水分散製剤を開発することで、新たな基盤技術の創成を行う。平成27年度の計画は「小動物実験を用いた非臨床POC取得のための基礎データ(薬理効果)の取得」である。具体的には、1熱力学的理論計算ソフトを用いた薬剤の細胞膜透過性に関するスクリーニング、及び、2疾患モデル動物を用いた薬剤ナノ結晶点眼製剤の眼内移行性評価である。1については、更なるスクリーニングの検証が必要である。2については、眼内移行性評価について一定の成果を得ている状況である。1のことを考慮した場合、おおむね順調な進展と評価することが妥当である。研究目的)製剤開発において薬剤の難水溶性化が進む現在、難水溶性に起因するバイオアベイラビリティ(生物学的利用能)低下の問題等を改善する、ナノ結晶製剤(Drug Nanocrystal)への関心が急速に高まっている。本研究課題では、これまでの研究成果を発展させるため、1)理論計算化学によるアプローチを新規導入し、2)理論を実験検証し、3)高性能・高品質の次世代型ナノ結晶水分散製剤開発することで、新たな基盤技術の創成を行う。平成28年度に主に実施した研究内容と成果としては、我々の作製したステロイド系のナノ結晶点眼液と市販のステロイド系の懸濁型の点眼液とにおいて、薬剤の眼内移行性において差が生じるかを評価した。

その結果、我々の開発したステロイド系ナノ結晶点眼液は市販のステロイド系懸濁製剤よりも眼内移行性が高いことが示唆され詳細を検証中である。眼内移行性に差が生じる理由としては、我々の作製したナノ結晶点眼液は薬剤の粒子サイズが200nm近傍にある。一方で市販の懸濁型点眼液は一般にその粒子サイズが数μmにあるとされており、薬剤移行性の差は粒子径の差によると考えている。すなわち我々の作製したナノ結晶薬剤の方が市販の懸濁製剤の粒子よりも粒子サイズが小さいため、薬剤の眼内移行性が高まったと考えている。本成果を元に平成29年度においても詳細を検討予定である。平成28年度の計画では、疾患モデル動物を用いた薬理効果の検証を予定していたが、先立ち、熱力学的理論計算ソフトを用いた薬剤の細胞膜透過性に関するスクリーニングの十分な検証と整理も合わせて必要と考えている。またステロイド系薬剤のナノ結晶点眼液の作製と薬理効果の評価において一定の成果を得ているが詳細の検討も必要である。従って平成29年度には、当初計画の目標を達成できるために必要な実験を追加し実施予定である。研究目的)現在、製剤開発において薬剤の難水溶性化が進んでおり、難水溶性に起因するバイオアベイラビリティ低下の問題を改善できるDrug Nanocrystal(ナノ結晶製剤)への関心が急速化している。本研究課題では理論計算化学によるアプローチを新規導入した高性能・高品質の次世代型ナノ結晶水分散製剤開発を行う。本年度の知見は以下である。一般に、特にステロイド系点眼液の点眼に際しては、点眼後、眼圧が上昇するリスクが知られている。眼圧上昇は網膜視神経細胞にダメージを与え、緑内障を引き起こす一因として問題視されている。そこで我々の作製したステロイド系ナノ結晶点眼液における、眼圧変動に関する動物実験等の検証をまとめた結果、眼圧の上昇は見られなかった。ナノ結晶点眼は眼内移行性が高まることが、我々の研究により明らかになったが、同時に、眼圧上昇が生じないことは、ナノ結晶点眼液の有効性を明らかにしたといえる。一方で、ナノ結晶点眼液は、ナノ結晶が水中に分散した状態で得られるが、ナノ結晶点眼液を作製する上での問題点も明らかとなってきた。ナノ結晶の水分散安定性の問題である。ナノ結晶は水中で結晶成長を生じる傾向があり、その結果、ナノ結晶がバルク結晶となり沈澱する傾向がある。この結晶成長の抑制を目的として様々な分散剤等の添加物の添加を試みた。その結果、多くの分散剤は結晶成長抑制にあまり効果を示さなかったが、ある特定の分散剤は効果的に結晶成長を抑制することが分かってきた。これらの知見は今後のナノ結晶点眼液の開発に有効であると考える。本研究課題で得られた成果は論文投稿予定である。近年、製剤開発において薬剤の難水溶性化が進んでいる。難水溶性薬剤は水への溶解性が低いため、生理活性が低いとされる。難水溶性薬剤の改善手段として、薬剤の粒径をナノサイズまで小さくしたナノ結晶製剤が注目されている。本研究課題で、化学計算を導入し、ナノ結晶製剤の作製と評価を行った。化学計算により、特に油水分配係数(logP値)が重要な判断基準となることが分かった。ナノ結晶水分散製剤の長期安定性を維持できる手段に足掛かりを付けた。またナノ結晶点眼製剤において、市販の点眼懸濁製剤よりも眼内移行性が高まることが分かった。
ニュ-ロン活動の光学的多領域同時記録による初期胚脳幹における機能構築のマッピング

膜電位感受性色素を用いたニュ-ロン活動の多領域同時測定法を鶏胚脳幹に適用することにより、個体発生における脳幹の機能構築の初期過程について、次のような新たな知見を得た。1.シナプス活動の検出:迷走神経への電気刺激によって誘発されたニュ-ロン活動を光学的に検出し、その波形を解析することにより、ふ卵7日以降の標本においては、活動電位に由来する速い光学的シグナルにつづいて、時間経過の遅い光学的シグナルが現れることを明らかにした。このシグナルは、疲労現象や、細胞外Ca^<2+>依存性などから、シナプス後電位に由来することが明らかにされた。更に、各種のシナプス伝達阻害剤の効果から、ここでみられるシナプスが、グルタミン酸を伝達物質とした興奮性シナプスであり、NMDA型およびnonーNMDA型の複数の受容体サブタイプが関与していることを明らかにした。2.運動神経核と知覚神経核の同定:活動電位由来の速い光学的シグナルとシナプス電位由来の遅いシグナルには、その大きさに部位による差がみられ、シグナルのもっとも大きく検出される部位は、脳幹の特定の領域に限局している。ふ卵3ー9日の鶏胚から得られた脳幹のインタクト標本およびスライス標本を用いた詳細なマッピングの結果、速いシグナルが大きく検出される部位は成体における迷走神経背側核に、遅いシグナルの大きく検出される部位は孤束核に各々対応した幼弱な神経核であり、前者はふ卵4日から現れ、後者はふ卵7日からシナプス伝達機能を発現することを明らかにした。3.舌咽神経の実験:迷走神経と同様に、舌咽神経の電気刺激によって誘発される光学的シグナルを検出することに初めて成功し、その生理学的特性の解析を開始した。膜電位感受性色素を用いたニュ-ロン活動の光学的多領域同時記録法を用いて、迷走神経線維束の電気刺激によってひき起こされる発生初期鶏胚脳幹内のニュ-ロンの電気的応答を多数部位から同時記録し、そのマッピングをおこなった。ふ卵7日の鶏胚から迷走神経をつけた脳幹標本を作成し、メロシアニンロ-ダニン系膜電位感受性色素NK2761で染色した。標本は光学的多部位同時記録システムの光学系のステ-ジにマウントされ、迷走神経線維束に取り付けた吸引電極による電流刺激によって引き起こされるニュ-ロン応答を光学的に測定した。測定は標本上の127ケ所からの同時記録を測定領域を移動させて数回おこない、標本上の最高1000ケ所以上からデ-タを得、それをもとに、光学的に記録したニュ-ロン活動のマッピングをおこなった。脳幹から記録された光学的シグナルは刺激パルスから一定の遅れをもって出現し、テトロドトキシン感受性であることから、伝導性のNaスパイクであることが明らかになった。又、電気緊張性電位変化や陽極開放興奮も光学的に記録することができた。活動電位の記録される領域は、脳幹内では、刺激側の正中よりに存在し、腹側からみると、頭尾方向にのびた長円形をなし、横断したスライス標本でみると、脳幹の背側表面近くに局在していることが明らかになった。この結果ふ卵7日という発生初期の時期にすでにNaスパイクを発生させる機能を持った神経細胞が脳幹の一定部位に集合し、迷走神経核の機能形成が進行しつつあることが示された。

1.シナプス活動の検出:迷走神経への電気刺激によって誘発されたニュ-ロン活動を光学的に検出し、その波形を解析することにより、ふ卵6日までの標本では、活動電位に由来する速い光学的シグナルのみが検出されるが、ふ卵7日以降の標本においては、これにつづいて、時間経過の遅い光学的シグナルが現れることを明らかにした。このシグナルは、疲労現象が起き易く、低Ca^<2+>液中で消失し、外液中へのMn^<2+>、Cd^<2+>の投与により抑制されることから、シナプス後電位に由来することが明らかにされた。更に、各種のシナプス伝達阻害剤の効果から、ここでみられるシナプスが、グルタミン酸を伝達物質とした興奮性シナプスであることを明らかにした。2.運動神経核と知覚神経核の同定:活動電位由来の速い光学的シグナルとシナプス電位由来の遅いシグナルには、その大きさに部位による差がみられ、シグナルのもっとも大きく検出される部位は、脳幹の特定の領域に限局している。ふ卵3ー9日の鶏胚から得られた脳幹のインタクト標本およびスライス標本を用いた詳細なマッピングの結果、速いシグナルが大きく検出される部位は成体における迷走神経背側核に、遅いシグナルの大きく検出される部位は孤束核に各々対応した幼弱な神経核であり、前者はふ卵4日から現れ、後者はふ卵7日後半からシナプス伝達機能を発現することを明らかにした。3.舌咽神経の実験:迷走神経と同様に、舌咽神経の電気刺激によって誘発される光学的シグナルを検出することに初めて成功し、その生理学的特性の解析を開始した。膜電位感受性色素を用いたニュ-ロン活動の多領域同時測定法を鶏胚脳幹に適用することにより、個体発生における脳幹の機能構築の初期過程について、次のような新たな知見を得た。1.シナプス活動の検出:迷走神経への電気刺激によって誘発されたニュ-ロン活動を光学的に検出し、その波形を解析することにより、ふ卵7日以降の標本においては、活動電位に由来する速い光学的シグナルにつづいて、時間経過の遅い光学的シグナルが現れることを明らかにした。このシグナルは、疲労現象や、細胞外Ca^<2+>依存性などから、シナプス後電位に由来することが明らかにされた。更に、各種のシナプス伝達阻害剤の効果から、ここでみられるシナプスが、グルタミン酸を伝達物質とした興奮性シナプスであり、NMDA型およびnonーNMDA型の複数の受容体サブタイプが関与していることを明らかにした。ふ卵3ー9日の鶏胚から得られた脳幹のインタクト標本およびスライス標本を用いた詳細なマッピングの結果、速いシグナルが大きく検出される部位は成体における迷走神経背側核に、遅いシグナルの大きく検出される部位は孤束核に各々対応した幼弱な神経核であることを明らかにした。
次世代型広域・領域洪水モデルの並列化とナウキャスト

本研究では洪水モデル並列化と実時間予測に関する基礎研究を実施した.まず250m解像度(427×565=241255節点)の淀川降雨流出・洪水氾濫モデルを開発した.研究開始時は,市販最速クラスCPUのIntel Xeonを用いても予測1時間の計算に5分半程度必要であった.しかし,Open MPスレッド並列化で,14コアで1分30秒程度にまで計算時間を短縮した.その後,「次世代スパコン戦略プログラム」と連動し京コンピュータにもモデルを移植し,予測1時間の計算時間を数10秒にまで短縮した.また淀川モデルと気象庁1km解析雨量GPV等を入力とするリアルタイム洪水予測システムのプロトタイプを開発した.本研究では研究代表者が開発してきた「広域・領域洪水予測モデル」に並列化を施し,高速リアルタイム計算を可能とするための基礎研究を実施することが目的であった.本研究では,まず250m解像度(総節点数427×565=241255)の淀川分布型降雨流出・洪水氾濫モデルを開発した.この洪水モデルは降雨流出過程と洪水氾濫過程を同時に追跡することを目的としたモデルである.研究開始時は,現在市販最速クラスCPUのIntel Xeonを用いてもシミュレーション1時間の計算に5分半程度必要であった.しかし,まずOpen MPによるスレッド並列化を実施し,14コアで1分30秒程度にまで計算時間を短縮した.その後,「次世代スーパーコンピュータ戦略プログラム」との連携により京コンピュータにも淀川モデルを移植し,浸水・河道計算両面での並列化により,シミュレーション1時間の計算時間を数10秒にまで短縮した.詳細に検討が必要な項目がいくつかあるため,期間内に並列化に関する論文発表はできなかったが,今後公表していく予定である.また,同時に淀川モデルと気象庁の1kmメッシュ解析雨量GPV及び6時間先までの時間降水量予測値1kmメッシュ降水短時間予報GPVを入力とするリアルタイム洪水予測システムのプロトタイプを開発した.このシステムにより,洪水リアルタイム計算の基礎的な検討が可能となった.データの蓄積と予測成功事例が必要なため,論文発表はできなかったが,随時公表していく.その他,関東,中部地方の流出・氾濫モデルのプロトタイプ開発,マルチエージェントモデルに基づく避難行動モデル(西宮市避難訓練データを用いて検証)作成も実施した.しかしながら,全般的に淀川モデル及びこれに基づく洪水予測システム開発が科研費研究成果として最も意義が高いと判断し,本実績概要としては主にこの点について強調する.本研究では洪水モデル並列化と実時間予測に関する基礎研究を実施した.まず250m解像度(427×565=241255節点)の淀川降雨流出・洪水氾濫モデルを開発した.研究開始時は,市販最速クラスCPUのIntel Xeonを用いても予測1時間の計算に5分半程度必要であった.しかし,Open MPスレッド並列化で,14コアで1分30秒程度にまで計算時間を短縮した.その後,「次世代スパコン戦略プログラム」と連動し京コンピュータにもモデルを移植し,予測1時間の計算時間を数10秒にまで短縮した.また淀川モデルと気象庁1km解析雨量GPV等を入力とするリアルタイム洪水予測システムのプロトタイプを開発した.平成23年度は,広域洪水モデルとして関西(淀川)モデル,関東(利根川,荒川,多摩川等)モデル,中部(木曽三川等)モデルを完成させることを目標としていた.これに従い淀川モデルについては基本的に完成した,中部モデルは動作を確認しており,ダムデータ取得に時間がかかっている点が遅れているが、今後モデルにダム操作を組み込むことにより淀川モデルと同等になる状態になった.関東モデルについては標高,土地利用,浸透能,河道網などの基礎データの整備が終わった.大阪市から提供を受けたGIS形式の建造物データを用いて,大阪市領域洪水モデルも構築し動作確認も行った.大規模出力データを可視化ソフト,google earthなどを用いて可視化することが可能となった.避難行動モデルについても大阪市北区・中央区を対象としたマルチエージェント法によるモデルが完成した.広域の道路網を信号をも考慮しながらモデル化し,特に極端洪水の際の広域避難について検討した.「次世代スーパーコンピュータ戦略プログラム」を通じて,気象研究所より高解像アンサンブル気象予測データが提供されている.これを用いて,アンサンブル洪水予測を実施した.2012年台風12号,宇治の豪雨などを対象としているが,予測事例ができつつある.また,OpenMP,MPIを用いた並列化を淀川モデルに施し,購入したワークステーションで動作確認を行った.スレッド並列では14コアを用いた計算で,これまでシミュレーション1時間を行うのに5分30秒程度必要だった計算が1分30秒程度にまで短縮できた.大幅な高速化が実現された.このモデルは京にも試験的に移植し,モデルが作動することを確認した.十分な成果が出た年度であり,平成24年度はこの成果を論文投稿していく.現在まで研究はおおむね順調に進展してきていると言える.年始に予定したように,淀川モデル,中部(木曽3川等)モデル,関東(利根川,多摩川,荒川等)モデルについては完成の目途がついてきた.これらの広域モデルについては,最低でも一般に公開されている範囲のモデル入力データの整備は完了した.河道断面など特殊データの入手に関しては国・自治体との信頼関係に基づいた地道なやり取りが必要であるため,この点が若干の遅れに繋がっている.領域

洪水モデルについても大阪市を対象に,淀川モデルをネスティングするような形でモデル開発を進め,動作確認をした.これらの高密な出力データをAVSやgoogle earthを用いて静止画・動画で可視化することもできるようになった.避難行動モデルについてもマルチエージェント法に基づいて,大阪市北区と中央区の間での広域避難行動を検討することが可能なモデルを構築した.特に極端な洪水の際の避難について検討している.3次元的に避難の様子を可視化することも可能となった.この点に関する進捗も概ね予定通りである.気象研究所から提供される高解像アンサンブル気象予測データを用いて,アンサンブル洪水予測も実施しており,これも概ね予定通りである.特筆すべきは,OpenMP,MPIを用いた並列化を淀川モデルに施し,科研費により購入したワークステーションで動作確認を行い,大幅な高速化が実現可能であることがわかった.広域モデルは神戸のスパコン京にも試験的に移植し,モデルが作動することも確認できている.要素技術の開発が順調に進んでおり,成果を更に加速する素地ができつつある.広域,特に3大都市圏を対象にしているため,取り扱うデータ量が膨大である.一般にWeb上で整備されているデータや,民間企業が包括的に販売しているデータを用いたモデル構築の工程は概ね順調に進んできた.モデルプログラムの基礎部分は完成しているため,整備したデータをモデルの入力とすれば,モデルは動作する.モデルの完成度を挙げるために加えて必要なのは,河川管理,流域管理データであり,これらのデータは国・自治体が長い時間をかけて整備してきたものである.これらのデータは大きな労力を欠けて計測されてきたものであり,収集するためには一般的には行政との信頼関係が期待される.今後はこの関係醸成にさらに務めデータ収集を促進するとともに,大型プロジェクト(例えば気候変動プロジェクト)の枠組みを利用して,一括的なデータ収集を加速させ,モデル開発の速度を高めていく.また,平成23年度はOpenMP, MPIによるモデル並列化が実施された.現在の所、OpenMPによるスレッド並列ではシミュレーション時間1時間の計算の速度を3.7倍に高めることに成功している.一方,MPI並列ではデータ通信の部分にいまだ解決すべき点があることなどもあり,必ずしも高速化が実現できていない.モデル規模が大きくなればなるほどMPIの有効性が高まることが予測されるため,今後はこの点に着目して改善を進めていく.また,MPIの有効性が高まるほど,スパコン京の利用意義が高まるため(一般には計算規模が大きくなるほど,CPUが多い京の利用意義があがると考えられる),この点について改善していく.消耗品としてソフトウェアのライセンス料(Tecplot, ArcGIS, AVS,ウィルスバスター等),保守料,地図データ購入費などに利用する.国内旅費としては土木学会,日本計算工学会,水文水資源学会,自然災害学会,GIS学会等の年次講演会に参加するための経費を予定している.国際会議については中国で開催されるIAHR主催の国際学会に参加する.また,国際ジャーナル及び土木学会論文集の投稿料なども予定している.
紅葉の適応的意義～機能スイッチング仮説の検証～

古来より「紅葉」は人々に関心を持たれる現象である。その生物学的現象に関して、「どのように紅葉するか?」という生理学的メカニズムは多くの研究者によって調査され、アントシアニンの合成によって起こることがわかっているが、その一方で「何のために植物は紅葉するか?」という紅葉の適応的意義(生態的意義)に関しては、多くの仮説(広告旗仮説、光保護仮説,共進化仮説など)が提唱されているが、いずれも決め手となる検証結果は出ていない。そこで、紅葉の適応的意義(生態的意義)を明らかにするため、植物の葉の光合成機能に着目して以下の新仮説(『機能スイッチング仮説』)を提唱し、その検証を行った。(仮説)『植物は老化した柵状組織にアントシアニン(赤色色素)を合成し、柵状組織を赤いスクリーンに変えることで、まだ光合成機能の残る海綿状組織の光環境をより光合成の効率のよい赤色光に切り替える。その結果、主となる光合成機能を柵状組織から海綿状組織へと切り替えることにより、機能的光合成寿命の延長を行っている。』イロハモミジを材料に実験・観察を行い、以下の結果を得た。1:緑葉→紫葉(緑+赤)→紅葉(最初裏面が緑色、その後裏面も紅葉する)のように色の変化があった。2:クロロフィル蛍光を利用したETR(electron transport rate)を用いて全葉の光合成機能を測定したところ、緑葉<紫葉<紅葉(裏面緑色)の順になり、紅葉の進行とともに光合成機能の向上が見られた。葉の並皮切片が上手く作成できず、この仮説を柵状組織・海綿状組織に分けて検証することはできなかったが、葉全体としては海綿状組織のクロロフィルが分解することによる葉全体の光合成機能の低下は起こっていないと推定された。
階層型セルラ・ネットワークの最適チャネル割り当て法の開発

本研究は、セルラ・ネットワークHCNにおいて可能な限り多くの受信体にチャネル割り当てをどのように行えば、最高級のービスが可能かという動的最適化問題を解いている。マクロセルでの通信サービス中のチャネルをマイクロセルに譲り、広帯域通信可能なマクロセルに空きチャネルを増やし、ネットワーク全体でより多くのサービスを提供出来るようにすることが最適化であり、これにはRepacking技術を採用する必要がある。この技術には、主に3種の方法No Repacking、Always Repacking及びRepacking on Demandがある。本研究は、どのような条件下ではどの手法が最適になるかを評価することが目的である。同一の評価基準を設定して、その基準の下でシミュレーション実験を実行し、Repacking on Demandの優位性を証明した。本研究代表者及び研究分担者が所属する知能情報工学科計算機工学研究室が現有する計算機設備のうち6台のワークステーションは年間50万円のレンタル契約設備である。現有の計算機は、他の研究のため四六時中稼動している。その為構築中の並列計算機システムを拡張・構築する予定であったが、研究成果が生まれたので、全予算を急きょ国際会議発表のために使用した。研究目標の欄で記載した2研究課題(1)と(2)を解決するために、次のような計画をたてた。(1)現有施設、(2)研究分担との関連から(3)研究計画・方法を説明する。(1)チャネル割り当ての最適化問題を、資源数(総チャネル数)一定の下で定式化(研究目標(1))(1)6台の既存の計算機を使用した(2)研究代表者及び研究協力者担当(3)最適化問題の定式化は以下のように定義した。総チャネル数=1マクロセル内のマイクロセルの最小彩色数×1マクロセルのチャネル数+全領域内のマクロセルの最小彩色数×1マクロセルのチャネル数。この定義の妥当性を検討した。関連の2国際会議で成果を問うた。さらに、3国際会議に出席し、関連の資料を得て、検討した。(2)仮想ネットワークにおいて、シミュレーション実験を行う。(研究目標(2))(1)6台の既存の計算機を使用した(2)研究協力者担当(3)通信サービスの評価つまり通信の接続率を、実用環境下のシミュレーションで求めた。今年度の交付金は40万円であった。これを、研究代表者と研究協力者で折半して、国際会議出席(英国、韓国)及び国内出張の費用に充てた。研究目標の欄で記載した研究目標(2)仮想ネットワークにおいて、シミュレーション実験を行うを達成するために、次のように計画を立て、成果を得た。今年度のチャネル割り当ての最適化の課題は、端末の移動、各端末のランダムは呼の発生と消滅というダイナミックな変動の下での最適化を検討することであった。呼の発生と消滅を確立の期待値で与えて、ダイナミックな変動を設定して、3種の通信プロトコルであるNo Repacking、Always Repacking及びRoD法における通信サービス量を実験値として求めることが出来た。通信サービス量の評価基準となるのは接続率である。これは、(1-新規通信失敗率-ハンドオフ失敗率)×100%、として定義した。各端末への新規呼び出し確率の期待値はポアソン分布とした。これにより、(マクロセルチャネル数/マイクロセルチャネル数)の比率が幾らのときに、総チャネル数がボトルネックになるかを実験値として得ることができた。本研究は3年間で完了するが、今年は最終年度であり、交付金は10万円であった。これを、研究代表者と研究協力者で折半して、論文作成経費と資料収集のための国内旅費(東京)に使用した。初年度に並列計算機システムを拡張して、作業効率を上げ、2年間で必要な実験データをほぼ収集したので、最終年度は国際会議資料の作成に専念した。本研究は、セルラ・ネットワークの一つHCN(Hierarchical Cellular Network)に関するもので、その中の、限られたチャンネル数を使用するための効率の良いチャネル割り当て問題を解いた。この問題は、ある受信体への通信が終わったときに、次の時点で最大数の受信体にチャネル割り当てをどのように行えば、最大級のサービスが可能かという動的最適化問題である。マクロセルでの通信サービス中のチャネルをマイクロセルに譲り、広帯域通信可能なマクロセルに空きチャネルを増やし、ネットワーク全体でより多くのサービスを提供することが最適化であり、Repacking技術を採用する必要がある。

本研究は、この中のいずれの手法が最適か検討することが目的であり、(1)チャネル割り当ての最適化問題を、資源数(総チャネル数)一定という拘束下で定式化することにより、また(2)仮想ネットワークにおいて、シミュレーション実験を行うことにより、3手法についてのそれぞれの優位性を発見した。今年度はこれを成果として発表した。
部活動における競技種目の特性により規定される満足感についての研究

本研究は、競技種目の特性によって、対人関係やリーダーシップの重要性が異なるか否かを検討したものである。まず、中学運動部員を対象に質問紙法によって検討すると、団体種目では、主将が指導に積極的で厳格な場合、部員たちは部の雰囲気に満足していた。また、面接調査も行うと、団体種目の部員は、部の対人関係がまとまり,部活動に満足していた。以上のことから、団体種目では、対人関係がまとまるよう方向づけることが、重要な要因であることが示唆された。平成19年度は、部の連帯性尺度作成のための予備調査を中心に、研究が実施された。調査は、平成19年10月から平成20年1月にかけて、A県内の公立高等学校1年運動部員74名を対象に、尺度の構成概念妥当性および信頼性を検討された。まず、構成概念妥当性について、作成された連帯性尺度は、集団凝集性尽度(阿江,1985)、集団魅力尺度(丹羽・岡・黒田・蔦川・林,1992)とそれぞれ正の相関関係が認められた(r=.55,r=.60,いずれもN=74,p<.001)。この結果より、作成された連帯性尺度は、部のまとまりと部の魅力に関する構成概念妥当性を有すると判断された。次に、信頼性については、尺度の項目-全体相関を算出した。その結果、作成された10項目は.47-.81の範囲に分布していた。クロンバックのα係数は.89であった。調査は、3カ月の期間をおいて二度実施された。3カ月後の尺度得点との相関係数を算出すると、r=.75(N=59,-p<.001)と高い値が得られた。以上の妥当性と信頼性の結果より、本尺度は測定に耐えうると判断され、平成20年度に行われる本調査で使用することとした。なお、平成19年度では、他の尺度に関する結果も、日本教育心理学会第49回総会(文教大学越谷校舎)で発表された。これらの結果に基づいて、本調査計画の具体化が図られた。平成20年度は、1学期に、A、B県内中学校4校を対象、本調査を実施し、分析・検討を進める予定である。平成20年度は、競技種目の特性についての発表を2件予定している。本調査の結果の詳細については、平成21年度の学会等で随時報告していく予定である。平成20年度は、主に競技特性による満足感の違いが検討された。研究成果として発表された概要は以下の通りである。まず、高校生を対象とした調査によると、集団魅力については個人種目と団体種目の間に有意差は見られず、競技そのものではなく、競技を通して得られるもの(例えば、連帯感、われわれ意識、友情など)によって規定されることが示唆された(吉村, 2008,日本心理学会)。また、高校生の運動系と文化系を含めて活動の特性による満足感の違いを検討すると、ここでも集団魅力に関する差は見られなかった。一方、集団凝集性について、男子では小集団閉鎖性が強い部員が部の集団凝集性を高く評定していたのに対して、女子では小集団閉鎖性による違いは見られなかった。青年期の仲間関係の性差に関する研究概要を考慮すると、女子部員は男子に比べて集団全体への意識が薄く、特定の友人との関係による影響が強いことも考えられた(吉村, 2008,日本社会心理学会)。以上の結果に基づいて、平成20年度は本調査の研究が具体化され、実施された。実施にあたっては、中学校4校にインフォームド・コンセントを行った上で、1ヵ月の期間をおいて実施された。この調査では、新たに連帯性尺度が作成された。とりわけ、連帯性に応じて競技特性と満足感の関係が異なるか否かを検討するために計画され、実施された。同時に、顧問教師に対する調査も実施し、部員の活動と顧問教師の取り組みとの関連についても言及していく。さらに、面接による調査も実施した。今後は、質問紙調査の結果との比較も試みる。研究成果については、平成21年度に発表する予定である。平成21年度には、平成20年度に得られたテータを用いて分析された結果の発表と研究成果報告書の作成が行われた。主な概要は以下の通りである。第1の研究では、部の連帯性の強弱によって、部員の積極性や満足感が異なるか否か、さらにその関係が個人種目と団体種目の意で異なるか否かが検討された。その結果、部の連帯性が弱いと捉えた部員による部の雰囲気への満足は、団体種目で低かった。特に、団体種目では、連帯性が競技活動そのものに及ばす影響が強いことから、部活動そのものへの魅力を低下させ、活動の継続に支障を来す恐れがあることも考察された(日本心理学会第73回大会で発表)。

第2の研究は、運動部員の部活動への積極性や満足感と主将のリーダーシップの関係が、部員が感じる連帯性に応じて異なるか否かについて検討された。その結果、連帯性が強い部の雰囲気への満足感が高いであるものの、さらに積極的かつ厳格な指導の下で(圧力H-積極的指導群)その効果が高はることが示唆された。逆に、連帯性の弱い部では,圧力H-積極的指導群の満足感がもっとも低かった。それゆえ、主将の圧力が効果的に作用するためには、部の連帯性を基本としていることが考察された(日本教育心理学会第51回総会で発表)。その他、運動部員による部活動への積極的行動や満足感は,部員の対人スキルや主将のリーダーシップに応じて,どのように異なるのか、またそれらは競技種目の特性に応じて,どのように異なるのかについて検討された。その結果、個人種目では,主将が技術指導や人間関係調整に積極的であれば,圧力に関係なく,部員たちの部の雰囲気への満足感が高かった。他方,団体種目では,主将が技術指導や人間関係調整に積極的なだけでなく,圧力も強い場合において,部員たちは部の雰囲気に満足していた。
ペーパートレイル：高齢化、健康志向時代における自然歩道システムの役割とその再構築

近年わが国で高齢化や健康志向を背景として、ウォーキングやトレイルラン等、自然歩道(トレイル)を利用したアクティビティへのニーズが高まっている一方で、トレイルの整備・管理・運営主体は国や地方自治体、民間など、ばらばらで、その結果、ソフト面のインフラや情報提供システムの不足、利用者の減少、ハードの老朽化と維持管理不足という悪循環に陥っているケースも散見される。本研究ではこうした「活用されずに地図などの紙面上に記載されただけ」の自然歩道を『ペーパー・トレイル』と名づけ、国内外の優良事例を調査し、この問題課題解決のためにより実践的な計画論、政策論的アプローチから、わが国の高齢化、健康志向時代におけるトレイルの望ましい姿を検討し、その持続可能なガバナンスのあり方について提言を行うことを目的としている。本年度は、主として国内の優良事例のスコーピングを行い、日光、三徳山、大山、高野山、高尾山、筑波山などを対象とした現地調査を行った。また、海外の優良事例の候補としてブータンを対象として、基礎的な事前調査を行った。また、トレイルが敷設される場である森林や里山の文化的価値の変遷や生態系サービスに対する期待の変化といった、基礎的なレビュー作業を行うことを通じて今後の作業仮説を構築する上での視座を得ることを目指した。また、これらの成果について適宜論文等にとりまとめ発表した。国内の優良事例については精力的に現地調査を行うことができた。また、基礎的な文献調査についてもレビューを行うことができた。さらに、2年次に実施予定の海外調査についても基礎的な情報収集や現地カウンターパートとの関係構築を行うことができた。国内については引き続き優良事例について着実に現地調査を行い、情報やデータの蓄積に勤める。また、2年次に海外調査としてブータンの事例調査を計画している。これらの結果を取りまとめ3年次に成果としてとりまとめていく予定である。当初、初年度に海外調査を計画していたが、調査対象地について再検討を行い、また研究メンバーの日程確保などの問題から、海外現地調査を2年次に実施することとした。このため、初年度に組んだ予算の大幅な使い残しが生じたが、これは2年次に使用する予定となっている。
新概念に基づく高い効率を目指した光駆動一方向回転分子の開発

これまで合成した分子は、光回転部位の軸部分と結合しているベンゼン環の間には、90°Cまで回転しない回転障壁があることが分かったので、その間にアセチレンを挟み、自由回転できるような設計も行った。回転部位の前駆体となるアントラセン誘導体の10位の位置に薗頭カップリングにより、アセチレンを導入することに成功した。その後の反応であるDiels-Alder反応も問題なく進行した。現在は光学分割を行う段階まで進んでいる。また、色素の片面を遮蔽する役割を担うブロックユニットは、当初のものが遮蔽面積が十分でないことや、スクシニミド部分に結合しているターフェニル基が回転し得る点が不十分と考えられたので、構造の改良を行うことにした。より剛直なキノン型の構造をDiels-Alder反応で導入しようと考え、5環性の剛直な分子を合成し、Diels-Alder反応を試みたが、高温条件や、ルイス酸を用いた条件においても、アントラセン誘導体との間で反応は進行しなかった。そのためブロックユニットの導入は、元のマレイニミド型に戻すこととした。次に、分子の一方向回転を回転する実験として、ネマティック液晶に光学分割したキラルな分子を混合し、液晶層にねじれを与えて偏光を生じさせ、それによって偏光顕微鏡で観測できるようになったパターンを使用することとした。それへの光照射によって回転に関係するマクロな動きに繋がるかどうかの検討を加えた。その結果、偏光顕微鏡で観測できる縞模様などが見られ、液晶層のねじれを起こすことには成功した。光照射によってその変化も見られたが、照射により発生する熱による影響が大きく、温度を一定に制御しての観測が必要と思われた。回転が明確に示せれば、応用範囲が広いので意義深いと考えている。色素は、光子により励起状態に昇位すると、瞬間的に数百度千度の温度状態になり、振動緩和により、通常は等方的に周辺分子に運動エネルギーを伝播し、自身は基底状態に戻る。ここで、色素分子の片面を遮蔽する部位を分子内に与えれば、周辺分子への運動エネルギー伝播に方向性を持たせることになり、すなわち反作用として色素分子に一方向への運動性を与えると考えた。この新しい分子設計概念に基づき、一つの軸に対して色素と遮蔽部位を有するものを設計・合成し、光によって効率よく回転する分子の創製等を行う。上記より新しい光-分子動力学分野を開拓することを目的とする。本年度は概念に適合する構造の分子の合成を行った。アントラセン骨格の9位に、まず回転エネルギーを他に伝達するための足がかり部位どして、3,5-dimethoxycarbonylphenyl基を結合させた。次に遮蔽部位である剛直で広い面積を有する置換基の結合したマレイン酸イミドを合成し、それをアントラマン部分とDiels-Alder反応で結合させた。生成物はシン体とアンチ体の混合物であったが、アントラセンに結合したアセタミド基のアセチル基を脱保護し、アミノ基に変換することでカラムで容易に分離できた。このうちのシン体についてアミノ基をアリールアゾ基に変換することで、当初考えていた構造を構築することに成功した。この色素を最後に光学活性カラムにて光学分割し、両エナンチオマー体を分離した。CDスペクトルを測定・解析することでそれぞれの絶対配置までをほぼ決定できた。
【予習課題】の取組をもとに生徒の「問う(批判的思考力)」を育成する学習指導の開発

1研究目的生徒自らが主体的に「問い」や「違和感」をもち,仲間に対して力強く「問う」ことから,深い学びにつなげる授業プランの開発。2研究方法協働的活動につなげる【予習課題】を軸に,生徒自らが「問い」を仲間に対して「問う」ことから主体的に学習を進める授業プランを設計する。昨年度からさらに研究を進め,話合い活動での新しい発見で終わるのではなく,発見したことを批判的に深く見つめ直し,様々な角度から課題を問い直すことを重視した学習を行う。3研究成果本研究は,前任の滋賀大学教育学部附属中学校数学科に協力のもと研究を進めた。主体的に課題に取り組み,対話を通して学びを深めることが求められている。この深い学びに生徒を誘うことができた実践となった。従来の授業では,グループ交流したことを黒板等で発表する【発表会】で終わることが多く,課題に対して,考え方を交流し,共有し深める。つまり,仲間の考えた方に対して,鵜呑み的に受け入れ,理解することで授業が成立する傾向が多く見られてきた。話合い活動での新しい発見で終わるのではなく,発見したことを批判的に深く見つめ直し,「条件が変わっても同じことが言えるのか」など,様々な角度から課題を問い直すことを重視することで,生徒は他者との関わりの中で課題を客観的多面的にとらえ,違いや違和感を仲間に「問う」ことより数学的な理解を深めていく姿に変容した。また、「問われる側」も相手に自分の考え方を正しく伝えるために,自分の考え方を整理し,「問われたこと」を論理的に再構築していく中で新たな視点で考え直すことにつながる場面も見られた。このことから「問い」をもち、「問う」ことをきっかけに学びが深まることの良さを生徒自身が実感し,満足感の高い学びを継続することで,より主体的に学びに向かう好循環が見られたことが本研究の最大の成果であったと考える。
気球搭載型エマルションガンマ線望遠鏡による宇宙線加速天体の精密観測

宇宙から飛来するガンマ線を、高い角度分解能と偏光感度を有して観測できるエマルション(原子核乾板)望遠鏡を開発し、オーストラリア・アリススプリングスでのJAXA国際気球実験において観測を行った。これにより、海外のサイトで時間にして日オーダーの観測・回収ができる体制を整え、エマルション望遠鏡中に蓄積されたガンマ線による電子陽電子対生成事象の大量処理手法を確立した。100-200MeVの帯域での観測中の実データから、バックグラウンド事象として捉えられている外部の気球システム構造体や望遠鏡内部で宇宙線により二次的に生成されたガンマ線を用いて所期の角度分解能が実現できていることを確認した。2011年6月の北海道大樹町での気球観測で使用したプロトタイプに較べて口径面積を29倍に拡大した中型エマルション望遠鏡を用いて、オーストラリアにおいて24時間規模の観測を行う準備を整えた。エマルションフィルムいついては、2011年に一部に導入して旧来品よりも高い検出効率を得た高感度乳剤を全面的に使用する事にし、名古屋大学において乳剤製造とフィルム化(塗布)作業を行った。フィルムの性能は、現像後に初めて明らかになるため、製造バッチごとにサンプリング試料を製作し評価するという徹底した品質管理を行った。その結果、現像までの保管環境(湿度・温度)によっては感度の低下や飛跡情報の喪失が発生することが明らかになった。この対策のため、観測直前に湿度や温度を調整してフィルムの密封処理を行う施設を、シドニー大学の協力を得てシドニー大学内に建設した。また、観測・回収後に迅速に現像を行うため、現像施設もシドニー大学の協力を得て設置準備を整えた。観測中にフィルム相互の位置関係を1ミクロンの精度で保持するためにモジュール全体を真空パックするが、観測を行う上空で保持する圧力が失われないように、観測器全体を与圧容器に入れることにした。物質量を抑えるために、ゴム風船を繊維強化された樹脂シート製のシェルで保持して上空においても0.2気圧程度の圧力を保つ与圧容器を開発し製作した。2015年の観測の対象であるVelaパルサーは約90ミリ秒の周期を持つが、観測されたガンマ線のパルサー周期に対する位相を分析するため、前回実験で60150ミリ秒だった時間分解能を10ミリ秒まで改善する必要がある。多段シフターの最下段の駆動速度を上げても確実に動作するようなトルク設計を行うとともに、各段間のギャップを詰めてアライメント精度を上げることで実現した。オーストラリアでの気球観測は、2015年5月の実施を予定している。2015年5月に、JAXA宇宙科学研究所大気球実験室が立ち上げるオーストラリア気球実験の最初の実験として気球観測を行った。タイムスタンパー部である多段シフターは2011年の気球実験の約30倍の大面積化を図り、望遠鏡の口径面積を0.38m2に拡大することに成功した。また、低温低圧の気球フライト環境でも高速動作(500μm/秒)を可能とする改良に成功し、パルサーの位相分解を可能とする数ミリ秒の時間分解能を実現する見通しを得た。コンバーター部、タイムスタンプ部、カロリーメーター部はそれぞれに真空パックすることにより観測期間中のフィルム相互の位置関係を堅持し剛性向上をはかるとともに、フェーディング抑制のための低湿度状態の保持、遮光・防水も確実に行えることになった。他方で、この真空パックの効果を約5hPaとなる水平浮遊高度でも保持するため、与圧容器を導入した。観測器上方に位置する与圧容器の物質による一次宇宙ガンマ線の吸収や宇宙線相互作用による二次ガンマ線の発生を極力抑えるため、ATIC気球実験での薄シェル付風船式圧力容器を参考にして、観測器上方の物質量を約0.1g/cm2に抑えつつ外気との差圧300hPaを維持できるような与圧容器を開発・製作した。観測直前のフィルム前処理と真空パック、さらに回収後のフィルムの現像処理をオーストラリア国内で行うために、シドニー大学グループからスペースおよび光熱・水道および排水処理に関する協力を得て、日本から運んだ資材でこれらの処理を行う施設を立ち上げた。以上のような準備に基づき、5月12日にVelaパルサーが視野を横切る時間帯約6時間をほぼカバーする11時間30分の観測が実現でき、迅速な回収にも成功し、現像処理も予定通りに行うことができた。名古屋大学の超高速全自動飛跡読取装置による飛跡読取も予定通り12月末にほぼ完了し、現在解析を進めている。本研究で不可欠な気球実験および観測器の回収に成功し、さらにオーストラリアでのフィルムの現像も予定通り完了した。シドニー大学での前処理を行ってから気球打ち上げ基地までの輸送および観測器回収基地から現像処理を行うシドニー大学までの輸送に関しては、低温に保持してすみやかに行う必要があったために、日本からオーストラリアへの輸送を担当した業者を通じて冷蔵トラックでの輸送を手配してあったが、日本国内のような輸送ネットワークは確立されておらず、オーストラリア国内での輸送の見通しが一時的に立たなくなった。これに対して、現地の協力機関の紹介により、保冷剤を補給しながら通常のトラックでの輸送をチャーターすることができ、スケジュールを遅らせることなくオーストラリア国内での輸送を完遂した。名古屋大学の超高速全自動飛跡読取装置による飛跡読取については、約500枚のフィルムの全面を顕微鏡でスキャンするために、1枚あたり9ないし12回にわたってセッティングを変えながらスキャンを行う必要があったが、神戸大学をはじめとして研究グループのメンバーが交代で名古屋大学に出張することによって、予定通り12月末にほぼ完了させることができた。