hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複数の空調用屋外機の相互干渉及び周辺環境への影響に関する計測とCFD解析

本研究課題は、人工排熱、特に空調排熱が建物周辺の熱環境に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。また、空調排熱で暑熱化した屋外機周辺の熱環境が、空調機のエネルギー性能に及ぼす影響に関して検討を行っている。以下の研究課題について重点的に検討を行った。(1)空調用屋外機の排熱が建築外部空間およびエネルギー効率に与える影響に関する解析(2) CFD解析による建物周辺の熱環境のケーススタディー本研究課題は、人工排熱、特に空調排熱が建物周辺の熱環境に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。(1)空調用屋外機の排熱が建築外部空間およびエネルギー効率に与える影響に関する解析(2) CFD解析による建物周辺の熱環境のケーススタディー平成19年度は、以下の項目について重点的に検討した。○屋外機を上下方向に重層設置した場合の測定1.屋外機周辺温度の可視化(重層設置時の空調排熱起因の屋外環境暑熱化に関する実態把握)2.重層設置に伴う屋外機吸い込み口温度の上昇(暑熱化に伴う凝縮機の性能低下)3.下階の屋外機の排熱の影響によるエネルギー効率の低下(空調排熱がシステム効率に及ぼす影響に関する検討)○屋外機を水平方向に平面設置した場合の測定1.屋外機周辺の環境温度の可視化(水平方向に平面設置した際の屋外環境暑熱化に関する実態把握)2.屋外機同士の相互干渉によるエネルギー効率の低下(屋外機の排熱によるショートサーキット現象に関する検討)3.屋外機設置状況の違いによる成績効率の差異に関する検討(各空調機のCOPの測定)実測では、屋外機周りの温度分布を測定した。これは、屋外機からの排熱の影響がどの範囲まで到達しているのかを明らかにすることが目的である。また、屋外機の吹出し・吸込み風速,吹出し・吸込み温度を測定することにより、吹出し・吸込み風量を算出した。これにより屋外機及び冷却塔からの排熱量を測定することが可能となった。また、室内側空調機及び室外側の屋外機及び冷却塔の消費電力を測定することにより、冷房時COPや暖房時COPを測定した。なお、屋外機周辺の温度分布測定時において、室内側の温湿度状況についても測定をした。さらに、実測を行う建物周辺の風況を確認するために、3次元超音波風速計により風向風速を測定し、測定時の周辺環境を把握した。本研究の目的は、空調用屋外機の排熱が、建築外部空間および空調機のエネルギー効率に及ぼす影響を明らかにすることが目的である。本研究ではまずはじめに、空調排熱の影響による建築外部空間の気温高温化の原因を把握するために、空冷式屋外機及び水冷式屋外機の排熱特性の違いを明らかにし、気温上昇に寄与する顕熱排熱の特性について検討を行った。夏季及び冬季において、単一の屋外機に関する現場実測を行うことにより、空調用屋外機の屋外環境評価及びエネルギー効率について検討を行った。また、空調用屋外機の排熱が建物の周辺環境やエネルギー効率に及ぼす影響を明らかにするために、屋外機が水平方向及び鉛直方向に複数台設置された場合の熱環境実測、並びに空調機のエネルギー効率の実測を行った。また、屋外機の相互干渉やショートサーキット現象などによる各屋外機の熱交換効率の低下を明らかにすることを目的に、屋外機及び屋内機の熱収支やエネルギー効率を測定した。さらに、屋外機の周辺環境や稼働状況が空調機のCOPに与える影響を把握するために、室内外の熱環境実測を行った。屋外機周りの詳細な熱環境実測と、これと同様な条件下で実施したCFD解析との結果比較を行い、CFD解析により実現象の再現精度を検証した。また、CFD解析を用いることにより、屋外機の設置形態別のケーススタディーを行い、屋外機周辺の熱環境の違いが空調機のエネルギー効率に及ぼす影響について検討した。
視覚障害者を考慮したストローク相互位置に依存しないオンライン手書き漢字認識の研究

視覚障害者(疾病や事故による中途失明者)にも有効なオンライン手書き入力システム構築のため,ストローク相互位置に依存しない手書き漢字認識アルゴリズムの検討を行った.はじめに,全盲の視覚障害者らから,手書き漢字のサンプルを収集した.この入力実験により全盲者でも中途失明者であれば,オンライン手書き入力が可能であることが確かめられた.次に収集したサンプルデータを基に,視覚障害からくる文字変形特性を分析を行った.調査の結果,視覚障害者による手書き漢字は,ストローク相互で重なりや分離が生じやすく,特に偏や旁などの部分パターン間で変動が大きくなる傾向が見られた.このため,従来の文字全体でのストローク相対位置行列を用いて認識を行う手法を直説用いることはできないことが分かった.そこで、個人差によって癖や変動の異なる漢字からでも安定した漢字認識を行うため,画数や筆順などのオンライン情報を個人辞書に登録する方式を採用した.これに併せて,個人内で安定な画数情報から漢字候補を絞り込む、画数情報と線素情報を用いた漢字大分類法,および、筆記時の筆運びに着目したストローク間移動ベクトル特徴による認識アルゴリズムを提案した.教育漢字1006文字を対象とした分類実験の結果,本手法の有効性が確認され,視覚障害者向けのオンライン手書き漢字入力システム開発への見通しが得られた.視覚障害者(疾病や事故による中途失明者)にも有効なオンライン手書き入力システム構築のため,ストローク相互位置に依存しない手書き漢字認識アルゴリズムの検討を行った.はじめに,全盲の視覚障害者らから,手書き漢字のサンプルを収集した.この入力実験により全盲者でも中途失明者であれば,オンライン手書き入力が可能であることが確かめられた.次に収集したサンプルデータを基に,視覚障害からくる文字変形特性を分析を行った.調査の結果,視覚障害者による手書き漢字は,ストローク相互で重なりや分離が生じやすく,特に偏や旁などの部分パターン間で変動が大きくなる傾向が見られた.このため,従来の文字全体でのストローク相対位置行列を用いて認識を行う手法を直説用いることはできないことが分かった.そこで、個人差によって癖や変動の異なる漢字からでも安定した漢字認識を行うため,画数や筆順などのオンライン情報を個人辞書に登録する方式を採用した.これに併せて,個人内で安定な画数情報から漢字候補を絞り込む、画数情報と線素情報を用いた漢字大分類法,および、筆記時の筆運びに着目したストローク間移動ベクトル特徴による認識アルゴリズムを提案した.教育漢字1006文字を対象とした分類実験の結果,本手法の有効性が確認され,視覚障害者向けのオンライン手書き漢字入力システム開発への見通しが得られた.
心臓内でNKT細胞活性化・抗炎症作用を誘導する抗原提示細胞は何か

H29年度、実験的自己免疫性心筋炎(EAMC)においてNKT細胞リガンド(α-galactosylceramide; α-GC)を免疫時に投与すると心筋炎発症後の線維化が抑制されることを示した。H30年度もこの知見の再現性を確認する目的で実験を繰り返し、心臓におけるiNKT細胞はじめとする各種免疫担当細胞の動態と機能について解析した。その結果、1iNKT細胞数(個/g tissue)が誘導4週間後にピークとなること、2iNKT細胞にα-GCを提示する可能性が高いマクロファージ(Mφ)は感作時から漸増するパターンとiNKT細胞がピーク時にやはり同様にピークとなるパターンの2つがこれまで示された。一方、CD1dの発現がMφより低い樹状細胞・Ly6C+単球なども感作後に数・割合などが増加する傾向を示すことが再現された。さらに、サイトカインや炎症関連遺伝子産物の発現に関しては、1iNKT細胞に対する走化性因子(ケモカイン)であるcxcl16がiNKT細胞のピーク以前に高くなり、また同様に2Mφに作用するccl2の発現増強もMφ動態に適合していた。免疫制御作用を有するil10の発現についてはiNKT細胞のピークと完全に一致した1回目の実験とは合致しなかったが、1週目で増加を認めたのち4週間後でもプラトーの発現を示す結果が得られた。心臓における線維化の抑制と遺伝子発現との関連では、4週間後のαsma(smooth muscle actin)やコラーゲン遺伝子(col1a1)、tgfβが低く、その時期にiTCR Vα鎖が高いという逆相関の結果を示し、iNKT細胞活性化と繊維化抑制の関連を示唆するものであった。iNKT細胞のbeneficialな効果を示すために、新しく学外よりTraj18-/- (BALB/c背景; iNKT細胞欠損)マウスの導入(動物実験計画書の変更とともに)を行った。当初、C57BL/6(B6)背景の脂肪細胞・マクロファージ・樹状細胞などの細胞系譜特異的cd1d1コンディショナルノックアウト(conditional KO; cKO)マウスを用いて、心臓におけるiNKT細胞への抗原提示に関わる主たる細胞の同定を行うことを計画していた。しかしながらWT B6での心筋炎発症マウスも期間内に作製出来なかった。B6でのEAMCのモデルの樹立、しかもヒト心筋ミオシン重鎖ペプチドによらない新規の抗原を用いることを目指し、心筋特異的タンパクであるcardiac troponin I3(TNNI3)とcardiac troponin (TNNT2)を標的としてI-A(b)結合モチーフを有するそれぞれの候補ペプチドを決定した(高知大学医学部免疫学宇高恵子教授とNEC山下慶子博士による)。新年度から感作実験が始まっているが、H30年度内にWT B6マウスで誘導を確認し、新年度からはcKOでの感作実験が行われていなければならず、この面では(かなり)遅れているという評価が妥当と考えた。引き続き心臓、特にEAMCにおけるiNKT細胞の抗炎症作用とそれを支持するiNKT細胞へのリガンド提示細胞としての心Mφの役割の重要性についての研究をまとめ(BALB/c背景の実験について;下記の項目を含む)、年度内に論文投稿することを目標にする。H29, 30の結果からiNKT細胞への抗原提示細胞としてMφの重要性が認識されているので、この確認のため、1BALB/cマウスにおいてクロドロン酸処理によるMφ除去を組み合わせたEAMC誘導を行い、除去によって重症化するかどうかをまず早期に検討する。2B6マウスでのEAMCモデルを確立出来れば、すでに育種にて作出したLysM-Cre x CD1d1fl/flマウスとCD11c-Cre x CD1d1fl/flマウスでの結果を統合し、iNKT細胞活性化における心Mφの役割の優位性を明らかにする。この実験に関してはヒトcardiac troponin(TNNI3, TNNT2)ペプチドを用いた感作を様々な条件で行う。3iNKT細胞の活性化がEAMC軽症化に大きな役割を果たしていることをiNKT細胞欠損Traj18-/-マウスで明らかにする。4WTにおけるiNKT細胞の抗炎症作用を呈する、IL-10以外の機能分子について明らかにする。5心Mφ-iNKT細胞間相互作用のin vitroの実験による機能分子の確認を行う。6心組織内におけるiNKT細胞の保護作用をより明らかにするためlaser microdissection(LMD)を行い、炎症部位での遺伝子発現を詳細に解析する。心臓内でNKT細胞活性化を誘導する抗原提示細胞を探索するため、心組織内のCD1d+細胞を解析した。心組織を細切後コラゲナーゼ消化した単一浮遊細胞中のCD45+細胞のほぼ6割が単球・マクロファージで,このうち平均蛍光強度(MFI)で比較するとF4/80+CD11b+心組織マクロファージ(心Mφ)のCD1dの発現が最も高いことが判明した。低いレベルでは単球にも発現が認められた。心MφはMerTK+CD206+CX3CR1+CD275 (ICOSL)+であった。一方、対照とした脾MφではICOSL-であった。

α-GalCer投与1日後の心MφのCD1d MFIと心臓全体で見たIL-10発現は有意に上昇し、投与3日後の心臓iNKT細胞と心Mφは有意に増加した.以上から,心臓内でNKT細胞を活性化する抗原提示細胞の第一の候補は心Mφと考えられた。一方,実験的自己免疫性心筋炎(EAMC)モデルでNKT細胞の活性化が良好な炎症制御をもたらすか否かについては、BALB/cマウスを心筋ミオシン重鎖ペプチドと完全フロイントアジュバントのエマルジョンで免疫して誘導したEAMCを実験治療の対象として検討した。その結果、EAMCを誘導出来た心臓ではHE染色で炎症細胞浸潤、Massonトリクローム染色で繊維化が顕著に認められたが、α-GalCer投与により浸潤炎症細胞数・線維化面積は減少し、この際心組織ではIL-10発現が増加傾向を示し、TNF-α発現は有意に減少していた。以上から、心筋虚血モデルだけでなくEAMCに於いてもiNKT細胞リガンドの投与は有効である可能性が示された。心MφのCD1dを特異的に欠損させた時にリガンド投与による軽快効果が消失するか否かをin vivoで検証する目的で、LysMCre-CD1d1fl/flを交配により作出、心MφでCD1dが発現していないことを確認出来た。心臓におけるCD1d発現抗原提示細胞の候補として心マクロファージ(Mφ)を一番の候補と考えられる結果が得られたことは、進捗状況を考える上でプラス要因である。しかし、EAMCマウスモデルの背景系統としてはBALB/cマウスが中心となっている。様々な遺伝子改変マウスが準備されているC57BL/6 (B6)系統でEAMCが誘導来ていないため、今後、LysM-Cre x CD1dfl/flの結果をすぐに有効利用できないというマイナス要因がある。この点をH30年度で解決することが重要なポイントと考えている。一方、そのような中でもBALB/cの系で、CD1d+心MφとNKT細胞(ソート分画)あるいはNKTハイブリドーマを培養してin vitroのNKT細胞応答を確認することができたはずであり、この結果が得られていないことも進捗状況の上で「やや遅れている」として反省している点である。H29年度、実験的自己免疫性心筋炎(EAMC)においてNKT細胞リガンド(α-galactosylceramide; α-GC)を免疫時に投与すると心筋炎発症後の線維化が抑制されることを示した。H30年度もこの知見の再現性を確認する目的で実験を繰り返し、心臓におけるiNKT細胞はじめとする各種免疫担当細胞の動態と機能について解析した。その結果、1iNKT細胞数(個/g tissue)が誘導4週間後にピークとなること、2iNKT細胞にα-GCを提示する可能性が高いマクロファージ(Mφ)は感作時から漸増するパターンとiNKT細胞がピーク時にやはり同様にピークとなるパターンの2つがこれまで示された。一方、CD1dの発現がMφより低い樹状細胞・Ly6C+単球なども感作後に数・割合などが増加する傾向を示すことが再現された。さらに、サイトカインや炎症関連遺伝子産物の発現に関しては、1iNKT細胞に対する走化性因子(ケモカイン)であるcxcl16がiNKT細胞のピーク以前に高くなり、また同様に2Mφに作用するccl2の発現増強もMφ動態に適合していた。免疫制御作用を有するil10の発現についてはiNKT細胞のピークと完全に一致した1回目の実験とは合致しなかったが、1週目で増加を認めたのち4週間後でもプラトーの発現を示す結果が得られた。
M期とG_1期の境界における植物細胞の形態形成機構の解析

本研究はタバコ培養細胞BY-2を用いて行った、植物細胞の形態形成に関するものである。植物体の形態形成の基本は個々の細胞の伸張成長にあるが、植物細胞の伸張方向は細胞壁のセルロース微繊維によって規定され、そのセルロース微繊維の配向は植物細胞に特有な構造である表層微小管により制御される。表層微小管はM期に消失しG_1期初期に再形成される。従ってこのM期とG_1期の境界期(M/G_1境界期)は植物細胞の形態を決定する重要な時期であるが、私はこの時期の微小管の経時的な観察から表層微小管が細胞核表層に由来するという新知見を得た後、さらに詳細な観察と統計的な分類からこの再形成の過程には5つのステップが存在することを見出し、表層微小管の再形成機構および再形成部位を明らかにした(Hasezawa et al.1997)。一方、このような微小管の形成に関して微小管形成中心(MTOC)として機能するタンパク質の探索を行い、動物の中心体構成タンパク質に類似の49kDタンパク質を見出した。この49kDタンパク質はM/G_1境界期の微小管形成部位である細胞核表層に局在し、49kD画分は精製チューブリンの添加により星状体様の構造を形成するなど仮想的な植物のMTOCに相応しい挙動を示したので、cDNAの全シーケンスを決定したところトマトなどのポリペプチド鎖伸張因子EF-1αと高い相同性を示した(Kumagai et al.1995)。この研究は最近ようやく周知の事実になりつつある「細胞骨格系とEF-1αの相互作用」に関する植物細胞での研究の嚆矢となるものである。これら一連の知見により植物細胞の形態形成を担う表層微小管の起源と形成について、それまでに出されていた仮説では難しかった一貫した説明が可能になった。植物細胞の形態形成について重要な時期であるM/G_1境界期の表層微小管再構築の機構を解明すべく、昨年度までに明らかにされたM/G_1境界期の表層微小管の再構築過程において、(1)各表層微小管の期限を明確にすべくMTOC活性の認められる部位の特定を行った。具体的には、まず各時期のBY-2細胞を低温とプロピザミドで同時処理することにより微小管が完全に破壊されることおよび処理中に細胞周期の進行が完全に停止していることを確認した。次にその細胞を通常の培養にもどしたところ、その後の進行に支障がないことが判明した。この方法を細胞周期の各時期で用いて微小管が形成されてくる部位を特定したところ、G_1期の細胞では細胞表層より、SG_2期では細胞表層と核の周囲より微小管の再形成が観察された。M/G_1境界期においては核の周囲のみから微小管の再形成が見られる細胞と核の周囲および細胞表層で再形成が見られるものが観察された。また、49-kDaタンパク質とMTOC部位の相関についても検討した。(2)表層微小管と細胞壁最内層のセルロース微繊維との対応関係、特に、垂直な微小管の形成からその配向に対応するセルロース微繊維の形成について検討すべく、タキソ-ルの前処理によりM/G_1期の微小管の配向を保ったプロトプラストの作成に成功し、現在、これを用いて表層微小管の配向とセルロース微繊維の再形成について検討している。

(3)植物細胞のMTOCの機構を解明すべく、EF1α様の49-kDaタンパク質をコードする遺伝子tellの発現と細胞周期との関連を見る目的で、tellの_CDNAをプローブとして細胞周期各期でノーザンブロッティングを行ったところ、顕著な時期特異的発現は見られなかった。また、BY-2のゲノムDNAを制限酵素で切断し、サザンブロッティングを行った結果から、他種のEF1αと同じくtellはBY-2のゲノムに1コピーではなく複数あることが判明した。植物細胞のM/G_1期における表層微小管の再構築機構と形成された表層微小管による細胞の形態形成の機構を解明すべく、昨年度に引き続き以下のアプローチを行った。(A)今年度は形成された表層微小管が植物細胞の形態形成にどのように関わっていくのかを明らかにすべく、表層微小管(CMT)とセルロース微繊維(CMF)の形成の関係をプロトプラストを用いて検討した。新しく形成されるCMFを観察するために既存のセルロースを除去してプロトプラストにする。この際、酵素処理およびその前培養の過程でタキソ-ルを用いることで単離されたプロトプラストにおいても細胞周期各期のCMTの配向は保持される。さらに、これらのプロトプラストを培養して形成されたCMFとCMTを観察したところ、タキソ-ルを用いないコントロールのプロトプラストではCMTとCMFの配向は無関係であるが、タキソ-ル処理したプロトプラストでは2種の繊維の配向は良く一致していた。現在、細胞周期各期のCMTのCMF形成への寄与について検討している。(B)植物細胞のMTOCの機構を解明すべくBY-2のタンパク質をホスホセルロースカラムにより部分精製し、その0.5MKCl抽出画分を用いてin vitroのアスター形成系を開発した。今年度はこの実験系におけるアスターの形成機構およびアスター形成を担うEF-1α以外の因子の探索を行った。上述の画分を精製チューブリンとともに加温すると先ず径2μmの粒子を生じ、それらを起点(マイナス端)として約3μm/minの速度で微小管束が放射状に伸長する。当初この粒子に含まれるタンパク質について検討したが、これを出発材料とする精製には技術的に限界があるので他の方法を試みた。ミニプロトプラストから0.2MKCl緩衝液により抽出した画分を硫安沈殿すると、かなり精製された55-70%硫安画分でもアスター形成能を保持していた。これを新たな出発材料として、DEAEセファセル、ホスホセルロースカラムなどを順次用いてMTOC関連タンパク質の精製を進めている。
ソコダラ科トウジン属魚類の種多様性、系統分類、および形態進化の解明

ソコダラ科のトウジン属は水産資源として重要なタラ目最大のグループであり,全世界から120種あまりが知られている.しかし,本属はその多様性の高さから,包括的な分類学的再検討が一度もなされておらず,多くの未記載種を抱える一方で,属内の系統もほとんど明らかにされていない.そこで本研究では,世界規模の分類学的再検討を行うことにより,トウジン属の種多様性を明らかにするとともに,属内の系統を検討し,本属魚類にみられる多様な形態的特徴の進化パターンの解明の目的としている.研究期間3年の初年度となる平成30年度は,本属の種多様性が最も高いインド-西太平洋域を主な研究対象とし,既知種の学名の有効性を検証するとともに,各種の形態的特徴の把握と記載を行った.また,先行研究課題(16H06896)により明らかになったヤリヒゲ亜属の2未記載種について,論文投稿に向けた近似種との追加比較を進めた.一方で,日本周辺の北西太平洋に分布するソコダラ科全種の形態学的特徴をまとめたモノグラフを準備しており,この中でトウジン属25種(うち2つは未記載)の分類学的情報を整理した.なお,既存標本の調査では,高知大学理工学部および京都大学総合博物館に保管されている博物館標本の精査と,国外研究機関からの標本借用を重点的に行った.また,静岡県と愛知県において底曵網漁業の混獲物の調査を行い,遺伝的分析および組織学的観察に用いるサンプルを採取した.本研究に関わる内容について口頭発表を行い,成果の公表に向けて投稿論文も複数執筆している.さらに,研究の過程で発見した深海性魚類2種の異名,分布,生息環境,および生態行動について新知見をまとめ,学術誌に論文を投稿した.申請時の所属機関から他機関に異動したため,新たな研究環境の整備などに労力を割く必要があり,当初予定していた他機関での標本調査を満足に行うことができなかった.そのため,申請時に想定していた本年度終了時点での達成目標からはやや遅れている.アメリカ,オランダ,東南アジアの海外研究機関を訪問し,学名の基準となるタイプ標本を含めた所蔵標本の調査を実施する.なお,滞在先は標本の観察状況や現地研究者との調整によって変更する場合がある.一方,属内の系統関係の解明に向けた遺伝的分析にも着手する.現在執筆中の論文も含め,得られた成果を順次学術誌に投稿する.ソコダラ科のトウジン属は水産資源として重要なタラ目最大のグループであり,全世界から120種あまりが知られている.しかし,本属はその多様性の高さから,包括的な分類学的再検討が一度もなされておらず,多くの未記載種を抱える一方で,属内の系統もほとんど明らかにされていない.そこで本研究では,世界規模の分類学的再検討を行うことにより,トウジン属の種多様性を明らかにするとともに,属内の系統を検討し,本属魚類にみられる多様な形態的特徴の進化パターンの解明の目的としている.研究期間3年の初年度となる平成30年度は,本属の種多様性が最も高いインド-西太平洋域を主な研究対象とし,既知種の学名の有効性を検証するとともに,各種の形態的特徴の把握と記載を行った.また,先行研究課題(16H06896)により明らかになったヤリヒゲ亜属の2未記載種について,論文投稿に向けた近似種との追加比較を進めた.一方で,日本周辺の北西太平洋に分布するソコダラ科全種の形態学的特徴をまとめたモノグラフを準備しており,この中でトウジン属25種(うち2つは未記載)の分類学的情報を整理した.なお,既存標本の調査では,高知大学理工学部および京都大学総合博物館に保管されている博物館標本の精査と,国外研究機関からの標本借用を重点的に行った.また,静岡県と愛知県において底曵網漁業の混獲物の調査を行い,遺伝的分析および組織学的観察に用いるサンプルを採取した.本研究に関わる内容について口頭発表を行い,成果の公表に向けて投稿論文も複数執筆している.さらに,研究の過程で発見した深海性魚類2種の異名,分布,生息環境,および生態行動について新知見をまとめ,学術誌に論文を投稿した.申請時の所属機関から他機関に異動したため,新たな研究環境の整備などに労力を割く必要があり,当初予定していた他機関での標本調査を満足に行うことができなかった.そのため,申請時に想定していた本年度終了時点での達成目標からはやや遅れている.アメリカ,オランダ,東南アジアの海外研究機関を訪問し,学名の基準となるタイプ標本を含めた所蔵標本の調査を実施する.なお,滞在先は標本の観察状況や現地研究者との調整によって変更する場合がある.一方,属内の系統関係の解明に向けた遺伝的分析にも着手する.現在執筆中の論文も含め,得られた成果を順次学術誌に投稿する.年度末の薬品発注の際に金額の計算間違いがあった.
地震時の木造住宅の倒壊過程シミュレーション手法の開発

本研究では地震時の木造軸組躯体の動的挙動及び、倒壊過程を、接合部、部材レベルの構成要素の実験データを入力するだけでシミュレーションできる計算機プログラムの開発を行った。また、振動台実験結果との比較を行い、解析プログラムの精度の検証を行った。研究実績についてサブテーマごとに述べる(1)シミュレーション手法の開発これまでに開発した拡張個別要素法プログラムを、柱・梁等の軸材・モルタル外壁・土壁・接合部の荷重変形関係を入力するだけで、住宅全体の解析モデルを構築できるものに改良した。外装材のモデル化では、モルタルを三角形のソリッド要素で表現することで、モルタルの塗り面積による耐力の違い、破壊過程におけるモデルの質量の変化等を追跡することが可能となった。また計算結果を視覚的に確認できるように三次元表示インターフェースの開発を行った。(2)接合部、部材の強度実験データ収集モルタル壁・土壁の水平加力試験を行うことによって、入力パラメータとして用いる壁体の荷重変形関係を得ることができた。また水平加力試験に用いられた壁体から、接合部・部材を抽出し、要素実験を行うことで、強度実験データを収集した。得られた強度データは荷重変位関係を上記の倒壊解析プログラムにパラメータとして入力することで、現実の住宅に用いられている各種部材・接合形式を再現した倒壊シミュレーションを行うことが可能となった。(3)実験との比較による検証、改良平成17年度にE-ディフェンスで行われた補強・無補強の既存木造住宅の震動台実験の倒壊シミュレーションを行った。JR鷹取100%入力によって無補強試験体が倒壊した実験では、同条件の地震動入力で数値解析を行った結果、モルタルの剥落・柱の折損等の倒壊過程を追跡することができた。また実験結果と層間変位の比較を行ったが、シミュレーション結果はよく一致した。研究実績についてサブテーマごとに述べる(1)シミュレーション手法の開発解析モデルにおける軸材は、昨年度のモデルを改良して、端部に塑性ヒンジを有する梁要素でモデル化し、木材の折損による破壊過程をより詳細にモデル化を行った。接合部は回転バネと引張・圧縮の合計6自由度を持つバネ要素によってモデル化し、柱脚の引き抜け、足元の滑りなど詳細な挙動をモデル化できるように拡張した。また、合板、筋かいなど補強用部材のモデル化を行い耐震補強の効果を検討できるモデルとした。外装材は、プレース置換によるモデル化で簡素化を行い、計算負荷の低減を行った。インターフェースの表示に関しては部材をソリツド要素・線画で視覚化し、より視覚的に現実感を持たせることができた。(2)接合部、部材の強度実験データ収集文献調査によって、各種合板耐力壁、筋かい耐力壁の荷重変形関係を得ることができた。得られた強度データは荷重変位関係を上記の倒壊解析プログラムにパラメータとして入力することで、耐震補強を実施した既存木造住宅の倒壊シミュレーションを行うことが可能となった。また布基礎の曲げ試験から無筋布基礎と耐震補強を実施した布基礎の基礎的な実験データを得ることが出来た。(3)実験との比較による検証、改良平成17、18年度にE-ディフェンスで行われた補強・無補強の既存木造住宅の震動台実験の倒壊シミュレーションを昨年度に引き続き行った。JR鷹取100%入力によって無補強試験体が倒壊した実験では、同条件の地震動入力で数値解析を行った結果、補強した住宅は、損傷は大きかったが倒壊せず、無補強の住宅が倒壊するという震動台実験と同様の結果が得られた。
電力動揺のロバスト制御を追求した発電機適応形H∞制御システムの開発

わが国の電力系統は大容量送電系統や長距離大電力連系系統などに加え各種の多様な発電機で構成され大規模高密度で複雑化している。このような発電機の動揺モードには、系統内のローカル動揺、連系系統間の長周期動揺などの系統間モードや軸ねじれ、クロス機間など発電機特有モードなど多数の動揺モードが混在している。系統事故時などの系統安定化にはこれら多数モード動揺の内、抑制対象の系統間モードを抑制し、その他動揺モードのロバスト安定化を図る制御が発電機に要求される,これに対し現行の制御設計法は抑制対象モードのみを実現する一機無限大母線系統モデルを用い設計し、その他動揺モードのロバスト安定化は膨大な多機系のシミュレーションを行い特定する手法が多く用いられている。しかし、この方法では抑制対象モードの抑制とロバスト安定化を妥協した制御設計となり十分な抑制効果が得られなく、かつ、ロバスト安定化も理論的手法でないため必要なロバスト性が確保できない。この解決策として発電機励磁制御系の技術進展によるデジタル化を利用し、系統事故時などの多数モード動揺を自動検出して、系統安定化とロバスト制御を追及した発電機適応制御システムの構築が有効となる。そこで研究では系統事故時などの多数モード動揺を含んだ発電機動揺波形のオンライン自動検出方式を確立し、この多数モードを実現する実モデルと抑制対象モードのみの制御設計用公称モデルを形成する。その後、この両モデルを用いてH_∞制御設計を行い系統安定化とロバスト制御を追求した発電機適応形H_∞制御システムを構築させ、最後にシミュレーションで同システムの検証を行う。以上により電力系統の系統安定化とロバスト制御を追及する発電機適応形H_∞制御システムを構築できた。今後は種々の発電機並びに多機系統での抑制効果を検証する必要がある。
矮小銀河カスプ問題の解明

私は平成23年度、日本学術振興会特別研究員(PD)として、英国のマラード宇宙科学研究所で一年間、長期出張という形で、海外にて研究活動を行った。昨年度に申請した研究テーマは、矮小銀河のカスプ問題を解決するべくするものだったが、テスト段階の計算の結果、より現実的なモデルでこのシミュレーションを行うことはかなりの計算機資源を必要とし、現状ではモデルの改善が必要であることが分かった。しかし、その一方で、行ったテスト計算の一部から、円盤銀河の形成期の状態であると考えられているクランプクラスターの研究に、私はこのテスト計算の結果を応用できることがわかったため、こちらの研究をメインに置き換えて研究を行った。具体的な研究成果として、本年度中に2本の学術論文を投稿し、出版・発表することが出来た。一つはクランプクラスター中での暗黒物質ハローの密度分布の変化に関するものであり、もう一つはクランプクラスター中で形成されるバルジの性質を仔細に調べ、天の川銀河のバルジの性質との類似性を発見することが出来た。また他に関する研究についても非常に多くの結果を得ることができたので、今後これらを投稿論文として発表していきたい。そして、今年度は海外に研究の易を移すことによって、非常に多くのことを学ぶことが出来た。これらは日本にいては決して得られない経験であったし、翌年度からの研究職として海外の公募に挑戦することも出来た。私は平成22年度、日本学術振興会特別研究員として、矮小銀河のカスプ問題を解決するべく、研究を行った。数値シミュレーションの手法を用いて、矮小銀河の形成を数値実験で再現することにより、宇宙初期に大量に形成された星が一斉に死を迎える際に生じる、超新星爆発によって矮小銀河を取り囲む暗黒物質ハローの変化を調べた。テスト段階の計算の結果、より現実的なモデルでこのシミュレーションを行うことはかなりの計算機資源を必要とし、現状ではモデルの改善が必要であることが分かった。しかし、その一方で、行ったテスト計算の一部から、円盤銀河の形成期の状態であると考えられているクランプクラスターの研究に、私はこのテスト計算の結果を応用できることに気付いた。暗黒物質中で円盤が形成される途中でクランプと呼ばれる巨大星団を形成し、銀河中心に落ちて銀河バルジを形成する。私はその形成の様子を調べ、円盤銀河形成のシナリオをより深く調査することができた。一つの大きな結果は、クランプから形成される銀河バルジは、天の川銀河のバルジに非常に酷似していることである。既存のバルジ形成シナリオではうまく説明ができあかった天の川銀河のバルジの性質を、この形成シナリオによりうまく説明づけることができる。もう一つの大きな結果は、銀河円盤自体も、クランプから形成されるということである。円盤銀河が形成する途中、クランプが潮汐破壊により周囲に星をまき散らし、円盤を形成する。最後に形成した円盤中におけるクランプ起源の星の割合は質量で80%にも上る。
亜熱帯沖縄における天然林の資源植物学的研究

1.琉球列島総合植物目録及び特定植物群落目録の作成沖縄県の島嶼の沖縄島,宮古島,石垣島,西表島を対象に,既往の著書・報告書を用いて植物分布の差異を明らかにし,さらに,特定植物群落の分布の特性を類型化し、それぞれ「琉球列島総合植物目録」、「特定植物群落目録」としてデータベース化をはかった。2.沖縄島、石垣島、西表島の天然林の資源植物分類各調査地に出現した全植物について、資源植物分類を行った。利用率が高いのは木本植物で、I類では幹の部分がよく利用されている。II類は防風防潮林、屋敷林、公園樹、庭園樹などに利用される木本植物も多い。末経済植物の比率は草本植物、シダ植物で高かった。3.沖縄島北部における天然林固定試験地の森林遷移森林・林分の遷移は3プロットの1980年、1995年、2005年の毎木調査結果に基づき分析を行った。3林分とも本数は減少傾向にあるが、林分材積は全体的には増加傾向にあり,出現樹種は樹種により消滅・新加入の入れ替わりはあるが樹種数に大きな変化はなかった。イタジイはどの林分でも主体をなしており、経年的に本数は減少しているが材積は増加している。4.亜熱帯林の非木材林産物資源としてのリュウキュウイノシシ西表島におけるイノシシ猟は、圧し罠猟,イヌ猟,ハネ罠猟,銃器猟と変遷している。現在は,ハネ罠猟が普及している。ハネ罠猟ではシマミサオノキ他20種の弾力性の強い樹種が利用されている。猪垣は,石塁や斜面掘削,木柵などがあり,石塁の材料には砂岩,サンゴ,木柵にはサガリバナが利用されている。持続的なイノシシ猟を行うためには、島の生態系の維持・環境保全を考慮することが重要であろう。平成15年度の研究実績の概要1.自生植物のデータベースの作成琉球植物誌(1975),琉球植物目録(1994),維管束植物集覧(1997)の既往の文献により,森林植物を中心としたすべての自生植物の主要島嶼(沖縄島,宮古島,石垣島,西表島)のデータベースを作成した。主要島嶼に分布する自生植物の共通種では,沖縄島1,252種,宮古島499種,石垣島927種,西表島692種で沖縄島が最も多かった。宮古島は最も少ないが,宮古島は大部分が隆起サンゴ礁の石灰岩で覆われ,平坦な島である。そのため,同島の森林植物は沖縄島,石垣島,西表島に比べて山地性植物が少ないことが特徴と言えよう。2.特定植物群落のデータベースの作成主に沖縄県(1978)と環境省(1988)の報告書に基づき,沖縄県の島嶼地理を沖縄群島大東群島,宮古群島,八重山群島,尖閣諸島の5群島に区分し,特定植物群落及び未指定の植物群落,さらに御嶽林の植生について,群島別-島別にそれぞれの位置,件名,選定基準,群落名,主要構成種のデータベースを作成した。特定植物群落数は総計146件であった。各群島の島数・特定植物群落数は,沖縄群島が19・84,大東群島2・8,宮古群島が5・19,八重山群島が9・48,尖閣諸島が3・6であった。特定植物群落101件の追跡調査のデータベースを作成した。1、自生植物のデータベースの作成Walkerの「FLORA OF OKINAWA AND THE SOUTHERN RYUKYU

ISLAND(1976)」による自生・分布植物のデータベースを作成した。森林植物を中心としたすべての自生植物は221科1,052属2,560種で、この数は他の3文献(「琉球植物目録」「維管束植物集覧」「琉球植物誌」)と比較すると「琉球植物目録」に次いで多かった。2、天然林の群落構造沖縄島北部の森林地域に位置する琉球大学農学部附属亜熱帯フィールド科学教育研究センター、与那フィールドに設置した天然林固定試験地、15プロットの植生調査を行った。植生調査は天然林を4層に階層区分し、各階層の全出現種についてBraun-Blanquetの全推定法によって優占度・群度を測定した。全試験地ともイタジイを優占種とするリュウキュウアオキースダジイ(イタジイ)群団の林分構造をもち、ギョクシンカースダジイ群集、その他に区分される。この地域は建築材、家具材、器具材、薪炭材などに伐採された経緯があるが、再生林は国指定天然記念物ノグチゲラのような貴重野生生物が生息する状況に回復している。3、天然林固定試験地の森林遷移調査沖縄本島北部のイタジイを主体とする典型的な亜熱帯性天然広葉樹壮齢二次林に、20×20mの固定試験地を20プロット設定して林分構造の変移状況を調査している。本年度(2005年1月)はそのうちの3プロットについて毎木調査を行った。出現樹種数は2527種で1980年、1995年の調査結果と比較して若干増加傾向にあるが、ha当たり立木本数は4,0257,550本でわずかに減少傾向にある。平均胸高直径7.610.0cm,平均樹高6.39.0mはいずれも増加傾向にあるが、増加率は鈍化してきている。林分材積は217m^3345m^3で依然として増加傾向にある。台風の被害を受けたプロットにおいては上層大径木の被害の影響から林分内容の低下・減少が見られる。1.琉球列島総合植物目録の作成(新本)沖縄県の主要島嶼の沖縄島,宮古島,石垣島,西表島を対象に,既往の著書を用いて植物分布のデータベース化をはかり,これを「琉球列島総合植物目録」として取りまとめた。データベースは一覧表とし,著書別に学名,科,属,種,分布域,固有,北限・南限,在来・外来,広域・狭域,に分類し,さらに資源植物的・民族植物的な要素を取り入れた利用・用途(I.II.III類),未利用別に分類・記載した。自生の在来植物は各著書ともほぼ類似の構成を示し,島嶼別に科,属,種ともに,沖縄島において最も多く,ついで西表島,石垣島,宮古島の順に多かった。2.西表島と石垣島の天然林の群落構造と資源植物(新里)西表島と石垣島の天然林分布地を地形上から低地-山地-谷地に分け,それらの群落構造と資源植物を調査した。プロットサイズは400m^2を基準に,立木1m高以上の毎木調査と植生高1m以下(草本層)の出現種と優先度・群度の測定,及び構成種の資源利用について既存資料調査を行った。西表島では谷地は浦内川渓流沿いのハマイヌビワ,フカノキ,オキナワウラジロガシなど天然混生林,山地は仲良川上流部に分布するオキナワウラジロガシの優占林で板根形成がみられた。石垣島では谷地は於茂登岳中腹部のイタジイ優占林,山地は北側野底岳のイタジイ優占とする照葉樹林であった。天然林は熱帯・亜熱帯要素の植物が多く,未経済植物及び有望な経済植物によって構成された。3.天然林固定試験地の森林遷移調査(安里)沖縄本島北部のイタジイを主体とする典型的な亜熱帯性天然広葉樹林に,20m×20mの固定試験地を設定して胸高直径3cm以上の立木を対象に林分構造及びその変移状況等を調査した。本年度(2005年)は4プロットについて毎木調査を行った。
アリュートル語音声資料によるテキスト資料データベース構築とそれにもとづく記述研究

ロシア連邦カムチャッカ半島で話されている消滅の危機に瀕したアリュートル語(チュクチ・カムチャッカ諸語)について1)代表者によるこれまでの調査で得られた音声および動画資料、2)ロシアの文化人類学者V.マリュコービチ氏が1960年代から80年代にかけて収集した音声資料、3)同氏による未公刊のタイプ原稿および手書き原稿を電子化、その一部を分析し、データベースを作成した(そのうちテキスト10編を公開)。また電子化した資料を利用して記述研究を進め、研究成果を口頭発表および論文の形で公表した。アリュートル語はチュクチ・カムチャッカ語族に属し、ロシア連邦カムチャッカ半島の北部に位置するコリヤーク自治管区で話されている言語である。話者人口は200人から300人程度と見られており、主な話し手は50代以上の世代で、すでに子供にはほとんど継承されていない消滅の危機に瀕した言語である。本研究は消滅の危機に瀕したアリュートル語の音声資料をテキスト化してデータベースを構築し、言語学者だけでなく、この言語の話し手やこれからこの言語を学ぼうとする彼らの子孫によっても利用されうるような形で整理・公開することを目的とする。本研究では、研究代表者がこれまで収集した音声資料に加え、ロシア人の文化人類学者マリュコービチ氏が1960年代から80年代にかけてアリュートル語カラガ方言を中心に収集した音声資料の整理・分析をすすめてテキストデータベース化する。平成19年度は研究計画にしたがい、2度の国内出張(6月、11月)および2度の国外出張(8月、2-3月)を行なった。国内出張では、他言語でテキスト資料のデータベース化をおこなっている国内の研究者と打ち合わせを行った。また8月の国外出張では旧ソ連期に収集された文献資料および音声資料のデジタル複製を行ない、帰国後た資料の分析作業を進あた。平成20年2月-3月の国外出張でほ本法にかんする聞き取り調査に加え、コーパス作成のための既存資料の分析および新な民話資料(音声・映像)の収集・文字化をおこなった。また複製した資料も含め、平成19年度に収集した資料はすべてデジタルビしで久にえらるよ'こし、データベース構築9のための基礎作りをした。またデジタル化レた資料は、個人情報の取扱に十分注意したうえで現地共同に配布し、研究の成果を共有できるよう務めた。さらに、これら資料をもとにしてアリュートル語文法の類型的研究を進め、平成20年度以降に予定している成果発表の基礎とした。平成21年度は研究計画にしたがい、これまでに収集したテキスト資料の文字化作業および分析を進めた。具体的には、前年度までにデジタル画像化した、ロシア人研究者作成のロシア語タイプライターによる原稿を、謝金によるアルバイトを雇用してOCRソフトウェアにかけ、ロシア語の校正作業を行なった。また研究代表者自身が過去の現地調査で収集し文字化したアリュートル語テキスト資料10編に英訳を付し、詳細な文法注釈をつけた。分析したテキスト資料の一部は日本語・英語・ロシア語による訳をつけて東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の「北東ユーラシアの言語文化」ウェブサイト上で公開した(http://www.ling-atlas.jp/r/tale/show/133)。テキスト資料のうちの別の1編は「環北太平洋の言語」第15号に掲載した。さらに、過去の現地調査で収集したさまざまな媒体の音声資料(オーディオカセット・DAT・MD)および動画資料(VHS・miniDV・海外方式VHSおよびminiDV)をすべてデジタル化し、今後のデジタルデータベース化作業の準備を整えた。上記に加え、これまでの研究の成果を、2009年10月にモスクワで行なわれたThe Third International Conference on Field LinguisticsでStudies of Paleosiberian Languages in Japanとして発表した。平成22年度は研究計画にしたがい、これまでに収集したテキスト資料の文字化作業および分析を進め、データベース構築の準備をすすめた。具体的には前年度に引き続き、1970年代に作成されたロシア人研究者によるロシア語タイプライター原稿の電子化ファイルの校正作業を行ない、資料目録作成の基礎とした。また研究代表者自身が過去の現地調査で収集したアリュートル語の音声資料を話者とともに文字に起こし、ロシア語訳をつけたほか、古い録音資料を新たに入手してデジタル化のための処理を行なった。さらに、日本に招へいしたアリュートル語話者による講演会を開催し、一般市民に向けて研究成果を公開した。消滅の危機に瀕するアリュートル語について過去に記録されたアナログテープ、DAT、MDなどのメディアによる音声資料および、ロシアの文化人類学者が1960年代から80年代にかけて収集した未公開の音声資料およびタイプライター原稿を整理・分析したほか、上記資料ならびに写真・フィールドノートの電子化処理を行ない、それぞれの資料をデータベース化した。

具体的には、未分析の音声資料の文字化作業およびすでに文字化が終了した資料の分析・整理、旧ソ連時代に作成されたロシア人文化人類学者によるロシア語タイプライター原稿の電子化ファイル(PDF形式)を、記述研究の資料として利用しうるようの校正作業を経てテキスト化した。さらに同上の研究者によるオープンリールテープ20本およびカセットテープ6本を、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所「言語ダイナミクス科学研究プロジェクト」の協力により電子化し(WAVE形式)、アリュートル語話者の協力のもとにそれぞれの資料につき録音地および話し手、資料の内容などのメタデータを作成した。これまでに電子化の終了した各種メディアについても録音年月日、録音地、話し手、言語名あるいは方言名、録音の内容などについてメタデータを作成し、データベース化した。さらに、これまでの調査で得られたフィールドノート(44冊)を電子化し、今後の記述研究に利用しやすい形で整理を進めた。また電子化したアリュートル語テキストをもとに進めた記述研究の成果を学会発表および論文の形で公開した。
量子化器設計を工夫した広帯域・低消費電力デルタシグマＡ／Ｄ変換器実現への挑戦

本課題ではデルタシグマA/D変換器に用いられるデルタシグマ変調器の為の,量子化器利得を設計パラメータとして活用した新たな設計方法の解明を目指し研究を行った為,その研究成果を報告する.「ループフィルタに求められる要求仕様と消費電力」の関係および,「各ループフィルタの係数と量子化器利得」との関係に着目し,ループフィルタの後段に位置する量子化器の等価利得を活用した連続時間型デルタシグマ変調器の設計指針に関する提案並びに検証を行った.本研究の目的はデルタシグマ変調器を有したデルタシグマA/D変換器の新設計法の解明にある.デルタシグマA/D変換器は,高い線形生・SNRを有する観点から,様々な分野で利用されている.通常,A/D変換器は処理可能な信号帯域と消費電力の間にトレードオフの関係が存在する.しかし,特にモバイルICT機器において,広帯域A/D変換を低消費電力動作で実現できる新たなA/D変換器の実現が求められている.広帯域デルタシグマA/D変調器を設計するうえで,積分器を有するループフィルタの消費電力が問題になるケースが多く,主な研究対象とされてきた.本研究では,従来の主な研究対象であるループフィルタだけではなく,量子化器の利得に着目した新たな低消費電力設計方法の確立を目指し研究を始めた.初年度は量子化器利得をパラメータに持つデルタシグマ変調器のシステムレベル設計を行い,各パラメータの最適設計方法の解明に挑戦した.具体的には量子化器の利得と各積分器の消費電力,さらに各デバイスの雑音量を考慮し,最も消費電力が低く実装可能な設計方法の解明に取り組んだ.この最適設計方法は数値解析ソフトおよび実際のCMOSデバイスのパラメータを用いた設計を通して,その有効性を確認した.今年度の研究成果は3回の国内会議および1回の査読付き国際会議で発表を行うなど,国内外に研究成果を広めることができた.さらに,研究代表者が実施してきたA/D変換器の新たな設計手法に関して,第20回山梨科学アカデミー奨励賞を受賞するなど成果は高く評価されている.モバイル通信端末で利用されている広帯域A/D変換器では,消費電力を削減出来る新たな回路設計方法の解明が重要であり,研究が進められている.本課題では,デルタシグマA/D変換器に用いられるデルタシグマ変調器において,量子化器利得を設計パラメータとして積極的に活用することで,変調器全体の消費電力を抑えられる設計方法の解明を目指し研究を行った.具体的には,「ループフィルタに求められる要求仕様と消費電力」,「各ループフィルタの係数と量子化器利得との関係」に着目し,各デバイスで発生する雑音や量子化器におけるデバイスミスマッチが利得設計に与える影響,振幅制限等の考慮すべき事項を含め,量子化器利得を活用した最適な連続時間型デルタシグマ変調器設計方法の提案・検証を行った.本検証では25MHzの信号帯域を有する無線通信用連続時間型デルタシグマA/D変換器を想定し,設計方法の有効性をシミュレーション結果を通して検討した.研究を進めて行く中で,新たにスルーレート条件等の追加検討事項が発生したが,本研究課題の中で併せて検討する事が出来た.提案設計方法を活用した試作LSIの為の測定環境の検討・準備は完了出来ており,今後は十分な検証結果を学会活動等で広く公表出来るように引き続き本研究を進める予定である.本課題期間に得られた研究成果は,3回の国内会議ならび2回の国際会議での論文発表を通して,国内外に広めることが出来た.本課題ではデルタシグマA/D変換器に用いられるデルタシグマ変調器の為の,量子化器利得を設計パラメータとして活用した新たな設計方法の解明を目指し研究を行った為,その研究成果を報告する.「ループフィルタに求められる要求仕様と消費電力」の関係および,「各ループフィルタの係数と量子化器利得」との関係に着目し,ループフィルタの後段に位置する量子化器の等価利得を活用した連続時間型デルタシグマ変調器の設計指針に関する提案並びに検証を行った.量子化器の利得,オペアンプの消費電力および各素子の雑音の影響に関するモデルを作成し,デルタシグマ変調器の設計に利用出来た.作成したモデルは,MATLAB/Simulinkをベースにしたビヘイビアモデルであり,本研究では設計に利用するCMOSトランジスタのモデルを活用することで,そのプロセスに最適な利得を導き出す事が出来た.本モデルを用いて,無線通信に用いるデバイスを想定した最適設計を行った結果,オペアンプの設計仕様を緩和し,消費電力を抑えられる事例を明らかにすることが出来た.一年目の成果を基に,さらなる詳細なプロセス情報を用いてた最適化設計方法を明らかにする.その設計方法をもちいて無線通信デバイスの仕様を満たすA/D変換器の設計を行い,消費電力の削減効果を示すことを目指す.当初購入する予定であった物品の購入が,研究計画を作成した時点に比べ価格が大幅に変動した為,一年目の研究費のみで購入することが不可能になった.そこで二年目にまとめて物品を購入し研究を進める研究計画に修正を行った為,来年度使用予定額が生じた.上記の理由により,研究計画を若干修正し,一年目の差額と二年目の費用を物品購入費に充て,二年目の該当物品の購入を行う予定である.研究代表者が,A/D変換器の設計に関して,公益社団法人山梨科学アカデミー第20回山梨科学アカデミー奨励賞を受賞した.
中枢神経系の可塑性に起因する持続的疼痛に対する、全身麻酔薬の鎮痛作用の研究

近年、持続性疼痛の原因として、急性疼痛による中枢神経系ニューロンの感受性亢進(central sensitization)の重要性が強調されている。今回、研究計画調書に記した様に、central sensitizationに対する全身麻酔薬の影響をラットを用いて調べた。ラットの足底部にホルマリンを皮下注することによって誘導される疼痛は、注射直後の急性痛とその後に続く持続痛という二相性の時間経過をたどり、持続痛はcentral sensitizationによることが知られている。静脈麻酔薬のペントバルビタールをホルマリン注射前に全身投与すると、持続痛が容量依存的に抑えられ、この効果はGABA_A受容体拮抗薬ピクロトキシンの同時投与によって拮抗される。また、ペントバルビタールを急性痛が引いた後、すなわちcentral sensitizationが誘導された後に投与すると、持続痛抑制効果が著しく減弱する。一方、ベンゾジアゼピン系麻酔鎮静薬ミダゾラムは、ペントバリビタールと同様GABA_A受容体を介して持続痛を抑制するが、その効果は急性痛が引いた直後にミダゾラムを投与した場合に最も大きいという点でペントバルビタールと異なる。以上より、ペントバルビタールとミダゾラムはいずれもGABA_A受容体を介してcentral sensitizationを抑制するが、ペントバルビタールはcentral sensitization誘導前投与が効果的で、いわゆるpreemptive analgesiaの作用を発揮するのに対し、ミダゾラムはむしろcentral sensitizationが誘導され始めてから投与した方が効果的である点が異なることが判明した。最後に、やはりGABA_A受容体作動性麻酔薬であるプロポフォールはcentral sensitizationに何ら影響しない。このように三つの異なるクラスのGABA_A受容体の多様性の現れとも考えることができる。
タイマイとアカウミガメのフレンジー（脱出直後の興奮状態）の解明と保全策の提示

我が国は絶滅危惧種タイマイおよびアカウミガメが産卵する海岸を有し,その資源回復に重大な責任を担っているとされる.そのため,各地では保全や人工繁殖等の取組みが盛んに行われている.砂から脱出した直後のウミガメ幼体に特有なフレンジーは,ウミガメの初期の生残に関わる重要な性質と考えられているが,その詳細については不明な点が多い.また,ウミガメの保全活動にはこの性質を活かす配慮が不可欠であるが,概して実践されていない.本研究はタイマイとアカウミガメの孵卵温度とその日内変動に対する応答を調べ,各種のフレンジーの特性を把握してその効果が最大となる孵卵条件を究明し,新たなウミガメの保全活動のあり方を提示する.我が国は絶滅危惧種タイマイおよびアカウミガメが産卵する海岸を有し,その資源回復に重大な責任を担っているとされる.そのため,各地では保全や人工繁殖等の取組みが盛んに行われている.砂から脱出した直後のウミガメ幼体に特有なフレンジーは,ウミガメの初期の生残に関わる重要な性質と考えられているが,その詳細については不明な点が多い.また,ウミガメの保全活動にはこの性質を活かす配慮が不可欠であるが,概して実践されていない.本研究はタイマイとアカウミガメの孵卵温度とその日内変動に対する応答を調べ,各種のフレンジーの特性を把握してその効果が最大となる孵卵条件を究明し,新たなウミガメの保全活動のあり方を提示する.