hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
図的言語によるULSI向きデータ駆動形高度並列処理方式に関する研究

本研究は,いわゆるソフトウェア危機を克服するための,プログラムの了解性と検証性の向上と同時に,このようなソフトウェア体系を実行するULSI向きのハードウェア構成を確立することを目標として開始された.これらの目的を達成するためにまず,第一のソフトウェアの了解性・検証性を向上するために,1.高い了解性と厳密な検証性を兼ね備えた言語体系の基礎として,データ駆動原理を基礎とする図的中間言語を提案し,さらにこれを履歴依存性を含む処理に拡張して,定式化した.〔文献1,2,および4参照〕更に,この中間言語のハードウェア上での実行制御方式として,流れ形処理方式の概念を提案し,2.上記の中間言語のハードウェア実現に要する全ての機能が, ULSIチップ上の素子数を最大限に活用しかつその動作速度への外因的阻害要因を極小化する,自己同期形パイプラインによって構成可能なことを示した.〔文献2,3および5参照〕以上のように,ソフトウェアおよびハードウェア両面にわたる,新しい統一的なシステム思想を導入した結果,履歴依存処理を含む,一般的な情報処理を可能とするデータ駆動形プロセッサが, 1チップで実現でき,従来形のプロセッサに比べて,非常に高い処理能力を示すことを実証した.このようなULSIチップは, 1チップでも効果的であるが,いわゆるマルチチップ構成においてプログラムを分散配置すれば,さらに非常に高い処理能力の実現が期待される.このプログラムの分散配置に関しても,データ駆動原理を基礎とする中間言語は,従来の副作用を持つ言語に比べ,非常に優れた特性を示すことが既に確認されており,今後はこの問題について集中的に研究を進めたいと考えている.本研究は,いわゆるソフトウェア危機を克服するための,プログラムの了解性と検証性の向上と同時に,このようなソフトウェア体系を実行するULSI向きのハードウェア構成を確立することを目標として開始された.これらの目的を達成するためにまず,第一のソフトウェアの了解性・検証性を向上するために,1.高い了解性と厳密な検証性を兼ね備えた言語体系の基礎として,データ駆動原理を基礎とする図的中間言語を提案し,さらにこれを履歴依存性を含む処理に拡張して,定式化した.〔文献1,2,および4参照〕更に,この中間言語のハードウェア上での実行制御方式として,流れ形処理方式の概念を提案し,2.上記の中間言語のハードウェア実現に要する全ての機能が, ULSIチップ上の素子数を最大限に活用しかつその動作速度への外因的阻害要因を極小化する,自己同期形パイプラインによって構成可能なことを示した.〔文献2,3および5参照〕以上のように,ソフトウェアおよびハードウェア両面にわたる,新しい統一的なシステム思想を導入した結果,履歴依存処理を含む,一般的な情報処理を可能とするデータ駆動形プロセッサが, 1チップで実現でき,従来形のプロセッサに比べて,非常に高い処理能力を示すことを実証した.このようなULSIチップは, 1チップでも効果的であるが,いわゆるマルチチップ構成においてプログラムを分散配置すれば,さらに非常に高い処理能力の実現が期待される.このプログラムの分散配置に関しても,データ駆動原理を基礎とする中間言語は,従来の副作用を持つ言語に比べ,非常に優れた特性を示すことが既に確認されており,今後はこの問題について集中的に研究を進めたいと考えている.データ駆動原理によるシステム構成原理〔流れ形処理概念〕によって高性能情報処理機構実現のためのハードウェア設計手法を確立するため、研究の初年度にあたる本年度は研究実施計画に従い以下の研究を行った。1ハードウェア機能の形式的な記述言語としてデータ駆動処理概念を基礎とした図的言語【D^3】の検討を行い、その階層的記述からピコプログラム水準のプリミティブ処理の連鎖に変換し流れ形処理方式によるピコプログラム処理機構機構実現の基本的な見通しを得た。2単なる一方向の流れ形処理による演算処理機能だけでなく、対向方向の流れにより、知的な処理の原形となる連想処理機能の構成法の検討を行い、対向方向の流れ形処理の転送制御機構の設計と評価を行うとともに、そこで必要な単位処理機能の組を明確にした。3上述のような単位処理機能の集合及びその形式記述法を包摂した機能設計過程に関して、これらを実行可能な表現形式に機械的に変換する基本的なアルゴリズムを確立した。4上記の機能記述体系を用いて、プログラマブルな流れ形処理機構上に要求される処理を写像する自動変換処理方式の見通しを得、その構成法を検討し、基本となる変換処理を試作した。5流れ形処理機構の性能の一次近似的な定量的な評価のため、GPSSを活用した評価を行い、さらにトークンフローシミュレータを試作した。6流れ形処理機構の性能を実験的かつ詳細な定量的評価のためのエミュレーションシステムを検討し、転送制御機構をはじめ、流れ形処理の基本機構を設計したこれらの研究をもとに次年度はUIS向きのデータ駆動高度並列処理方式のハードウェア設計・評価法を確立する。
子育て期早期の女性の身体的健康と睡眠

産科学は妊娠期から分娩・産褥期(産後6-8週間)を対象であり看護・助産の関心は分娩や母乳栄養に向けられることが多く、子育て期早期の女性の身体状態の検討はほとんど進んでいない。「多忙で余裕がない」現状における支援・ケア方策検討にむけて、身体的負担(疲労)回復に不可欠な睡眠が効率的に得られているかを明らかにした。子育て期早期にわたり、身体不調症状を抱え健康状態は良好ではなく蓄積した疲労があった。夜間睡眠の中途覚醒、多い活動量との関連が考えられた。子育て期の主体者である女性・家族が不安を軽減でき健やかなものとする方略には、女性の身体的な健康状態を焦点とした支援の必要性が指摘された。子育て期早期の女性の身体状態をその回復に不可欠な睡眠状態に注目して、縦断的に明らかにすることを目的として調査、測定観察を進めている。研究目的に則し、測定観察をするための物品を購入等の準備を進めた。対象者への研究協力依頼をすすめている。残念ながら、研究協力者の応募がないため、データ収集には至れずにいる。調査票調査を研究目的に適うような変数選択を分担研究者、連携研究者との打ち合わせを重ね、調査票がほぼ完成まで進み、調査票配布に向けて対象者選定の手続きにきている。産科学は妊娠期から分娩・産褥期(産後6-8週間)が対象であり、看護・助産の関心は分娩や母乳栄養に向けられることが多いことから、子育て期早期の女性の身体状態についての検討はほとんどない。母子・家族にとって大切な時期の健康に向けたサポート検討の第一段階として、「多忙で余裕がない」現状があるにせよ、身体的負担(疲労)回復に不可欠とされる睡眠が効率的得られ身体的疲労の回復をもたらし、産後女性の身体的変化をより健康的なものとするための、出産後女性の身体的健康と睡眠を検討した。第一段階として、一般住民の出産後女性の身体的健康と睡眠状態を無作為抽出の調査票調査により明らかにした。第二段階として、出産後3か月から1年以内の女性の睡眠状態を縦断的に客観的に明らかにした。本研究の2つの柱の、一般住民対象調査票調査については、前年度から取り組んできたパイロットスタディの取りまとめに加え、継続調査を遂行した。もう一つの柱である前向き縦断研究(面接、測定、睡眠観察)については、調査票調査結果の再検討を進め、研究分担者、連携研究者と観察項目の絞り込みと対象者抽出のための検討を進めた。調査票調査の成果については、学術学会で発表をし、論文執筆を進行させた。測定観察の対象者募集に対する応募がないことを除き、観察測定、調査票調査ともおおむね順調に進展している。若干の研究方法の修正をして研究活動を進めている。調査票調査では、研究仮説を説明するデータが得られている。これらの根拠に基づき、前向き縦断研究(面接、測定、睡眠観察)を進める準備を進めている。測定観察の研究協力依頼を強化し、応募者を募り、測定を開始できるようにする。調査票調査は、最終確認を終えた後、対象者選定手続きを行い、実施に移る。前向き縦断研究(面接、測定、睡眠観察)を実働していく。振り返り調査票調査で得られている知見を学会等で発信し専門職者との情報交換を進め、分担研究者と最善の研究方法の再検討をふまえて、前向き縦断研究を開始する。それにあたり、必要な観察、測定用具を順義する費用を見込んでいる。対象者の選定にあたり、本研究への理解・協力を得る必要があり、関連医療機関や保健施設に対して、対象者ご本人に対して、それぞれ十分な説明が必要と考えている。そのためにかかる時間、移動費用、研究補助者の雇用等の経費も見込んでいる。データ収集を進め、分析・解析の後、研究成果を取りまとめ公表していく。そのため、平成25年度の研究費としては、測定観察のための、測定と謝礼、データ分析に必要な費用、調査票調査のための対象者選定に伴う費用、配布・回収に要する費用、データ入力・分析の人件費、加えて成果発表のための旅費・投稿費用を見込んでいる。次年度の研究活動に関わる飛鳥として、前向き縦断研究(面接、測定、睡眠観察)では、面接用具(録音機等)とデータ入力費用、体力・認知機能測定用具(歩数計、ウエクスラー記憶検査用具等)、睡眠観察のための施設レンタル費用を見込む。振り返り調査票調査の結果をふまえた検討会、特に前向き縦断研究での認知機能、睡眠に関わる専門者との意見交換、学術学会参加費(国内)、論文投稿に関わる費用を見込んでいる。
カリウムチャンネル遮断薬による心筋Ca^<2+>依存性シグナルの活性化

本研究ではK+チャンネル遮断薬の使用と心筋Ca2+依存性シグナルならびにERKの活性化の関係を明らかにした。ラットの新生児培養心筋細胞に対し、以下の実験を行った。1.K+チャンネル遮断薬4-aminopyridine(4-AP)投与による活動電位の測定及び蛍光色素による[Ca2+]-transient測°定を行い、活動電位持続時間の延長と心筋細胞内Ca2+濃度の増加を認めた。2.K+チャンネル遮断薬投与によるERKの活性化4.4-AP刺激によるEGFR、Pyk2の活性化を免疫沈降Western法にて検討し、EGFR、Pyk2のチロシンリン酸化を認めた。またEGFRのdominant-negative mutantを用いて、in vitro kinase assayを行ったところ、4-APによるERK活性はほぼ完全に抑えられた。Kチャンネル遮断薬は細胞内Ca2+の増加によりPyk2、EGFRを介してERKを活性化した。1.K+チャンネル遮断薬4-aminopyridine(4-AP)投与による活動電位の測定及び蛍光色素による[Ca2+]i-transient測定を行い、活動電位持続時間の延長と心筋細胞内Ca2+濃度の増加を認めた。以上よりKチャンネル遮断薬は活動電位の延長、細胞内Ca2+の増加によりPyk2、EGFRを介してERKを活性化した。
衛星搭載を目指したリアルタイム膜面形状計測法の確立

表面形状を計測する格子投影法は、液晶プロジェクタから明暗の縞である正弦波格子を物体表面に投影し、格子ゆがみをデジタルカメラで撮影し画像から格子位相を求める原理であり、短時間で安価にコンパクトに簡便に表面形状を高精度に計測する光学的手法である。宇宙用膜材として代表的な金属メッシュ、高分子膜、金属蒸着高分子膜などはこれらの計測手法に不向きと考えられていたが、提案した手法でしわを含む面形状計測できることを示した。また、大型宇宙構造物の軌道上表面形状計測を目指して、座標計測値を基準面の内挿法で求めていたものを外挿法に拡張することができ、リアルタイムで計測した。宇宙膜面構造物の基本構成要素として考えられる膜材を対象に、所望の形状計測精度要求を満たす光学的計測法を確立することを試みる。膜面構造の静的および動的数値解析手法の妥当性を示すために、高速かつ高精度で簡便な形状計測法の確立を目指すものである。本研究で導入した光学的形状計測法は、液晶プロジェクタから2次元格子を物体に投影し、CCDカメラで撮影された2次元格子画像およびその位相を解析する。ワンショットで撮影された格子画像から高精度に位相解析を行う「サンプリングモアレ法」と基準面の情報をテーブル化することでリアルタイムに形状計測が行なえる「全空間テーブル化手法」とを組み合わせることで高速な計測を実現した。また,位相を接続することで、計測精度を維持しながら計測範囲を拡張することができた。宇宙用膜材として代表的な,金属メッシュ,金属蒸着ポリイミド膜,ポリイミド膜は,いずれも上述の光学的形状計測法のこれまでの計測対象に比して透過率が高いと同時に光源によりテカリも生じる。ポリイミド膜に対しては、投影した格子の反射光ではなく透過光を撮ることにより、テカリがある場合でも膜面形状計測が可能であることを実験で示した。金属メッシュは宇宙用の大型パラボラアンテナに用いられている。実際の宇宙用メッシュアンテナ開発に用いられた開発モデル(電波試験用φ1.5m)の計測を試みるために、大型モデルのセッティング、暗室の準備、および大型計測系のセッティングを実施した。宇宙膜面構造物の基本構成要素である膜材を対象に、所望の形状計測精度要求を満たす光学的計測法を確立することを試みている。本研究に用いた光学的形状計測法は、液晶プロジェクタから正弦波格子を物体に投影し、CCDカメラで撮影された格子画像から位相を求める。すべての画素において,周囲の画素の輝度変化の情報を使わずに位相値を求めることができる「位相シフト法」と,基準面の情報をテーブル化することでリアルタイムに形状計測が行なえる「全空間テーブル化手法」とを組み合わせることにより高速な計測を実現した。また,位相を接続することで、計測精度を維持しながら計測範囲を拡張する手法も取り入れた。宇宙用膜材として代表的であり,特に宇宙用の大型パラボラアンテナ反射面に多く使われる金属メッシュ面は,高い形状精度を要求されるにもかかわらず光学的透過性が高いために光学的計測をしにくい材料である。先ず,メッシュ試験片を用いた計測精度の検証を行う基礎実験を実施した。次に,実際の宇宙用メッシュアンテナ開発に用いられたモデル(電波試験用のφ1.5mパラボラ反射面)を計測対象にして,上述の格子投影法を用いることにより,大領域の計測と深い形状変化のあるものの計測ができること,および1分間程度の短時間で高精度計測できることを示した。金属光沢をもつ実際のメッシュ膜面を,面として短時間に精度良く計測できる手法にできることがわかり,将来の大型宇宙構造物のメッシュ膜面形状の搭載型計測装置の可能性が広がったまた、膜面リンクル計測実験および動的挙動リアルタイム計測実験の準備を行った。宇宙膜面構造物の基本構成要素である膜材を対象に、所望の形状計測精度要求を満たす光学的計測法を確立することを試みた研究であり、高速かつ高精度で簡便な形状計測法の確立を目指すものである。本研究に用いた光学的形状計測法は、液晶プロジェクタから正弦波格子を計測対象である物体に投影し、CCDカメラで撮影された格子画像から画素毎に格子の位相を求める。軽量で収納性の良いことにより宇宙構造物において多用される高分子膜面材料は張力を与えて面として使用されるが、張力の僅かな不均一性や周辺支持構造の僅かな変形によって皺やたるみが生じ、膜面構造物の力学的特性が大きく損なわれる。

そこで、軌道上で膜面の皺やたるみを計測する必要があり、高速かつ高精度で簡便な形状計測法としての格子投影法は搭載機器として期待される。今年度は、実験室規模ではあるが、高分子膜面に生じる皺やたるみの発生をリアルタイムで計測できることを示した。併せて、リアルタイム観察の特性を生かして、矩形膜面の皺の発生メカニズムを追うという学術的に興味深い研究にも適用した。将来の宇宙構造物は大型であるため、本手法も大型膜面計測に対応できなければならない。これまで格子投影法は2枚の基準面の間に計測対象を置いて形状を算出していたが、2枚の基準面より遠方に計測対象を置くことができれば基準面の大きさに制約されない大型構造物の形状計測ができる。また、軌道上には実際に基準面を置くことは困難である。そこで、予め測定された基準面より遠方に計測対象がある場合の外挿法を提案した。外挿は原理的には計測精度の低下を来すが、実距離における計測データで校正する手法を組み合わせることにより大幅に精度向上が図れることを実証した。
政治的抑圧からの回復期におけるアジアの子どもの身体・文化・生活の相互変容研究

平成30年度は4年計画の2年目であり,翌年に控えた現地での大規模調査の準備年として,ミャンマーとスリランカにおいて研究調査協力機関との間で調査実施に向けた合意と確認を行った。ミャンマーを平成30年8月末に訪問し,ヤンゴン教育大学Aye Aye Myint学長との間で,ミャンマーにおける子ども生活基本調査の共同研究の実施について合意し,併せて議事録の確認を行った。議事録では,調査年度,調査対象地域,調査対象及び標本数,共同研究での役割分担,経費について確認するとともに,調査内容についても相互に確認をした。スリランカを平成30年9月初旬に訪問し,ケラニヤ大学と共同研究体制,スリランカ教育省と調査協力体制について合意し,議事録を作成した。ケラニヤ大学とは,調査内容の確認,データ共有と分析に基づいた論文作成について合意した。スリランカ教育省とは,調査年度,調査対象地域,調査対象及び標本数,共同研究での役割分担,経費について意見交換し,議事録の確認を行った。その後,ケラニア大学との間で調査票の内容を確認し,最終原案をスリランカ教育省に発信して,最終確認と翻訳を行っている。平成31年2月初旬に国内研究会を開催し,平成30年度の進捗状況の再確認と平成31年度の研究計画と役割の再確認を行った。また,平成31年3月に開催された日本発育発達学会において,本研究の分析方針につながる前回科研研究のデータを活用した「子どもの身体・生活・文化の相互作用に関する分析手法」についてのポスター発表を行った。平成30年度は,平成31年度に実施するミャンマーとスリランカでの大規模調査の準備年であった。ミャンマーとスリランカの両国において,研究機関及び政府機関と共同研究体制を確立できたこと,調査実施に向けた具体的な内容について合意できたこと,現地においては調査準備が進んでいることを総合的に判断すると,順調に研究が進展していると判断できる。本研究は,当初の計画を変更することなく,計画どおりに実施できる見通しである。平成30年度における現地との協力体制の確立は研究の成功を確実にするものであり,現地においては予備調査を含めたプロセスが進行している。平成31年度の資金提供によって,確実に実施できると確信している。国内では,この研究をどのように分析していくか,現地との関係を活用して,最終年度にどのような成果を得られるか,引き続き研究分担者と協力して取り組んでいく。平成29年度は4年計画の初年度であり,対象国であるミャンマー及びスリランカにおいて,調査に向けた関係情報の収集とカウンターパートの関係構築を行った。4月に研究チームを組織し,研究計画と研究者の役割をメールで確認した。6月には,名古屋学院大学において国内研究会を開催し,本研究の全体計画と平成29年度の計画を再確認し,ミャンマー及びスリランカの訪問計画を立案した。当初は,8月後半にミャンマーを訪問する計画を立て準備を進めたが,訪問地であるヤンゴン市内において季節性インフルエンザが制御できない状況となったことから,やむなく訪問を断念した。12月に再度訪問計画を立て,ヤンゴン教育大学を訪問した。ヤンゴン教育大学ではAye Aye Myint学長らに面会し,本研究の概要を説明するとともに,同大学をカウンターパートとして2019年に大規模調査を実施すること,前年度に調査票の検討を含めた調査計画の詳細を決定すること,大学訪問時に学校保健及び保健体育に関連した学術協力を行うことで合意した。訪問時には政治的状況に鑑みて研究協力協定書の作成を断念したが,3月末に同大学から締結に向けて検討を進める旨の連絡があり,現在調整段階に入った。スリランカとは,12月訪問を目指して関係組織との連絡を進めていたが,上手く調整ができずに計画を3月に延期した。3月にスリランカを訪問し,教育省及び保健省を訪問して,子どもの健康生活を所轄する部局の課長から中央政府の取組について聞き取り調査を行った。教育省からは,次回の訪問時に共同研究者を紹介して,子ども健康調査実施に向けた調整を行うことについて回答を得た。また,JICAオフィスを訪問して,同国の教育の状況を聞き取ったほか,公立学校2校を訪問して子どもの学校生活などの状況を視察して調査に向けた関係構築を行った。対象国であるミャンマーとスリランカのいずれの国においても,当初の予定を延期する措置を去らざるを得なかったが,年度内に同国を訪問することができ,初年度の関係構築の目標を概ね達成できたと考えている。

平成31年2月初旬に国内研究会を開催し,平成30年度の進捗状況の再確認と平成31年度の研究計画と役割の再確認を行った。また,平成31年3月に開催された日本発育発達学会において,本研究の分析方針につながる前回科研研究のデータを活用した「子どもの身体・生活・文化の相互作用に関する分析手法」についてのポスター発表を行った。平成30年度は,平成31年度に実施するミャンマーとスリランカでの大規模調査の準備年であった。ミャンマーとスリランカの両国において,研究機関及び政府機関と共同研究体制を確立できたこと,調査実施に向けた具体的な内容について合意できたこと,現地においては調査準備が進んでいることを総合的に判断すると,順調に研究が進展していると判断できる。研究対象国がミャンマー及びスリランカの海外であり現地滞在期間が限定されることから,メール等を活用して常に情報共有を図り,訪問時に目標が達成できるよう確実に準備を進めていくことが必要である。次の課題は,2019年に向けた調査対象地域と標本の選定,調査内容の確認,調査票の翻訳等であり,そのための準備を対象国の訪問に関わらず進めていくことが必要であり,予定どおりの調査ができるようしっかりと準備を重ねていきたい。本研究は,当初の計画を変更することなく,計画どおりに実施できる見通しである。平成30年度における現地との協力体制の確立は研究の成功を確実にするものであり,現地においては予備調査を含めたプロセスが進行している。平成31年度の資金提供によって,確実に実施できると確信している。国内では,この研究をどのように分析していくか,現地との関係を活用して,最終年度にどのような成果を得られるか,引き続き研究分担者と協力して取り組んでいく。
デンドリティックマクロマーの重合とその高分子膜の高次構造空間による分子認識・分離

本研究では、デンドリマーの特徴を生かし、一つのデンドロンを重合することで製膜性に優れたポリ(デンドリティックマクロマー)(ポリデンドロン)を合成し、そのデンドリマー部位のフラクタル構造が作り出す均一な分子間隙を利用した精密な透過分離膜の創製を目的とし、以下の研究成果を得た。1.最外殻部のユニットとして、t-ブチル基、トリメチルシリル基、ペンタメチルジシロキサニル基、ノナメチルテトラシロキサニル基が導入されたフェニルアセチレン誘導体について、パラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応と脱保護基反応を繰り返すことで第3世代までのデンドリティックマクロモノマーの合成に成功した。2. [Rh(C_7H_8)Cl]_2を触媒として用い、合成したデンドリティックマクロモノマーを重合することで、重合度数千に達するポリデンドロンも合成できた。世代数の増加に従って重合性が低下し、収率・分子量が低下すること、最外殻部のユニットがかさ高くなることで、第二世代以降では立体障害により重合性が低下すること等、モノデンドロンの構造と重合性の相関を明らかにし、高分子量のポリデンドロンを得るためには、重合部位での立体障害の緩和とモノデンドロンモノマーの平面性が重要であることを見いだした。3. IR、NMR、X線回折、GPC-LALLS測定により、得られたポリデンドロンはシス-シソイダル構造を有するコンパクトなカラム状分子であることを明らかとにした。4.重合度数千に達するトリメチルシリル基またはオリゴジメチルシロキサン鎖を末端に有するポリデンドロンでは、クロロホルムまたはトルエンを溶媒としてキャストすることで、製膜が可能であり、本研究で始めて、デンドリマー分子の自己支持性膜の製膜化に成功した。5.これらポリデンドロン膜の強度は、重合度に対応していた。丈夫な膜では、酸素窒素透過試験が可能であり、外殻部のシリル基と内部のフェニレンエチニレンのユニット数を調節することで、酸素・窒素透過係数(PO_2,PN_2)および分離係数(PO_2/PN_2)を調節することができることを明らかにした。これらの膜は、ポリ(フェニルアセチレン)やポリジメチルシロキサンやO世代のポリマーに比べて優れた性能を示した。特に、フェニレンエチニレンのユニット数を増やすことで、酸素透過係数をそれほど下げずに分離係数を向上させることに成功し、最も優れた膜では、PO_2=45 barrer,PO_2/PN_2=4.6であった。すなわち、デンドリマー部の均一な分子間隙による分離選択性の向上を達成した。以上、モノデンドロンを重合し、高分子量のポリデンドロンへと導く方法論を確立し、デンドリマー分子に高分子特有ともいえる良好な製膜性を付与することに成功した。また、デンドリマーの分岐構造が物質分離において有効な基礎構造となりうることを明らかにした。本研究では、デンドリマ-のフラクタル構造が作り出す均一な分子間隙を利用した分子認識による物質分離を目的としている。この目的に従い、本年度は以下のように研究を遂行した。1.デンドリマ-の分岐部位として、3,5-ジブロモ-(3-ヒドロキシ-3-メチル-1-ブチニル)ベンゼンを合成した。最外殻部のユニットとして、T-ブチル基、トリメチルシリル基等が導入されたフェニルアセチレン誘導体を合成した。2.これらをパラジウム触媒を用いてクロスカップリング反応し、さらに脱保護基することで第一世代のモノデンドロンモノマーを合成した。さらに3,5-ジブロモ-(3-ヒドロキシ-3-メチル-1-ブチニル)ベンゼンとのカップリング反応と続く脱保護基反応を繰り返すことによって、第2世代のモノデンドロンモノマーを合成した。これら得られたデンドリティックマクロモノマーについてはNMR等の各種分光法により厳密な化学構造を有することを確認した。また、3,5-ジブロモフェニルアセチレンをモノマーとして、ハイパーブランチポリマーも合成した。3.[Rh(C_7H_8)Cl]_2を触媒として用い、合成したデンドリティックマクロマ-を重合することで、重合度数千に達するポリデンドロンも合成できた。トリメチルシリル基を末端に有するポリデンドロンでは、クロロホルムを溶媒としてキャストすることで、製膜が可能であった。

世代数の増加に従って重合性が低下し、収率・分子量が低下すること、最外殻部のユニットがかさ高くなることで、第二世代以降では立体障害により重合性が低下すること等、モノデンドロンの構造と重合性の相関を明らかにし、高分子量のポリデンドロンを得るためには、重合部位での立体障害の緩和とモノデンドロンモノマーの平面性が重要であることを見いだした。3. IR、NMR、X線回折、GPC-LALLS測定により、得られたポリデンドロンはシス-シソイダル構造を有するコンパクトなカラム状分子であることを明らかとにした。4.重合度数千に達するトリメチルシリル基またはオリゴジメチルシロキサン鎖を末端に有するポリデンドロンでは、クロロホルムまたはトルエンを溶媒としてキャストすることで、製膜が可能であり、本研究で始めて、デンドリマー分子の自己支持性膜の製膜化に成功した。5.これらポリデンドロン膜の強度は、重合度に対応していた。丈夫な膜では、酸素窒素透過試験が可能であり、外殻部のシリル基と内部のフェニレンエチニレンのユニット数を調節することで、酸素・窒素透過係数(PO_2,PN_2)および分離係数(PO_2/PN_2)を調節することができることを明らかにした。これらの膜は、ポリ(フェニルアセチレン)やポリジメチルシロキサンやO世代のポリマーに比べて優れた性能を示した。特に、フェニレンエチニレンのユニット数を増やすことで、酸素透過係数をそれほど下げずに分離係数を向上させることに成功し、最も優れた膜では、PO_2=45 barrer,PO_2/PN_2=4.6であった。すなわち、デンドリマー部の均一な分子間隙による分離選択性の向上を達成した。以上、モノデンドロンを重合し、高分子量のポリデンドロンへと導く方法論を確立し、デンドリマー分子に高分子特有ともいえる良好な製膜性を付与することに成功した。また、デンドリマーの分岐構造が物質分離において有効な基礎構造となりうることを明らかにした。本研究では、デンドリマ-のフラクタル構造が作り出す均一な分子間隙を利用した分子認識による物質分離を目的としている。この目的に従い、本年度は以下のように研究を遂行した。1.初年度の成果を基に、最外殻部のユニットとして、t-ブチル基、トリメチルシリル基等が導入された、フェニレンエチニレンを繰り返し単位とする第2世代までのフェニルアセチレンデンドリティックモノマーを合成した。また、構造比較のため、エチニル基を含まないフェニレンを繰り返し単位とするフェニルアセチレンデンドリティックモノマーも合わせて合成した。[Rh(C_7H_8)Cl]_2を触媒として用い、合成したデンドリティックマクロマ-を重合することで、触媒量を減らす等重合条件によっては重合度数千に達するポリデンドロンも合成できた。2.得られたポリデンドロンの構造を、IR、NMR、X線回折、GPC-LALLS測定により明らかにした。IR,^1H NMR,^<13>C NMRにおける末端アセチレンピーク(3312cm^<-1>,δ3.12,δ78.30and82.04)の消失、および^<13>C NMRにおける内部アセチレンピーク(δ78.30and82.04)の維持により、モノマーにおける末端アセチレンのみでの重合を確認した。GPC-LALLSにより求められた分子量は、ポリスチレン換算の分子量に比べ大きく、第2世代ではより顕著となり、コンパクトなデンドリマ-構造の寄与を示唆した。ポリマーの^1H NMRではδ5.86.0にシス構造に起因するシグナルが観測され、立体規則的なシスリッチなポリ(フェニルアセチレン)誘導体であることが示唆された。
酸化物ナノシート液晶による無機擬似生体膜の創製

無機層状結晶を剥離させたナノシートが形成するコロイド液晶を人工生体膜として機能させる第一歩として、ナノシートを溶媒中でピン止めして膜化させることを試みた。ニオブ酸ナノシート液晶を用い、試料洗浄の工夫、液晶ドメインの成長制御、そして重力による溶媒流と直交する方向への電場印加によって、液晶中のナノシートをピン止めさせた。今後、ドメイン成長を精密に制御すれば、ナノシートがピン止めされつつ膜状に組織された構造を構築できると考えられる。本研究の目的は、無機層状結晶を剥離させたナノシートのコロイドが形成する液晶を、生体膜類似の流動性膜として機能させることである。これを実現するためには、コロイド分散したナノシートの液晶に対し、電場を印加してナノシートをコロイド中にピン止めし、さらにナノシートの配列によって膜状の集合構造を形成させる必要がある。昨年までの検討で、電場印加により、ナノシートの流下が抑制される可能性が見出された。本年は、コロイドの精製条件を探索し、ナノシートのピン止めを達成した。まず、精製(脱塩処理)条件の異なる種々のナノシート液晶を調製し、500 V/cm、50 kHzの交流電場を重力と垂直に印加して、ナノシートの流下がどの程度抑えられるかを調べた。その結果、精製の程度が適度、つまり十分に精製してあるが精製しすぎではない液晶試料において、ナノシートが流下しなくなることがわかった。このときの塩濃度を溶液の導電率から求めることを試みたが、信頼できる値を得ることはできなかった。次に、ナノシートがピン止めされる液晶と流下する液晶の組織構造を、同一のナノシート濃度の試料で比較した。その結果、ナノシートの集合による液晶ドメインの形成が、ピン止めされる液晶においてより抑制されることがわかった。ドメイン形成後の液晶の組織構造を偏光顕微鏡で観察したところ、ピン止めされる試料では、ナノシートが低秩序で配向した液滴様ドメインが形成されていた。これらの結果より、適度な脱塩処理を施したナノシート液晶中では、ナノシートの弱い凝集が起こり、これによって液晶ドメインの局所的な粘性が高まって、ナノシートをピン止めする機構を推定した。以上より、液晶中のナノシートのピン止めによって、生体膜とは異なる構造ではあるが、ナノシートが弱く凝集した新規なナノシート液晶の組織構造の形成に成功した。本研究の目的は、無機層状結晶を剥離させた超薄層(ナノシート)のコロイドが形成するナノシート液晶を、生体膜類似の流動性膜として機能させることである。24年度は、コロイド分散したナノシートの液晶に対し、電場を印加してナノシートを配列させ、膜状の集合構造を得ることを目標とした。われわれがこれまで研究してきたニオブ酸ナノシート液晶を用い、この液晶の電場配向によって流動性の膜を作製することを試みた。我々は、ニオブ酸ナノシート液晶中で、個々のナノシートが電場と平行に配向する性質を見いだしている。そこで、ナノシートを溶媒の流れを妨げる向きに配向させ、ナノシートを溶媒中でピン止めすることを試みた。本系はコロイドであるので、ナノシートは重力による溶媒流に伴って移動する。よって、ピン止めのためには、重力と垂直に電場を印加すればよい。蛍光色素を吸着させたナノシート液晶を薄層セルに注入し、色素の蛍光によってナノシートの移動をモニターしたところ、電場印加下では沈降が抑制されることが見いだされた。ナノシート液晶は、室温で静置(インキュベーション)することで、ナノシートが集合したドメインを形成し、インキュベーション時間を長くするほどドメインも大きく成長する。電場印加による沈降抑制効果と液晶のドメイン成長との関係を調べたところ、液晶ドメインが小さい試料の方が、大きい試料よりも沈降の抑制が顕著であった。これは、大きく成長したドメインでは、ドメインの自重による沈降が起こるためと推定される。以上より、ナノシート液晶への電場印加により、溶媒中でナノシートをピン止めできる可能性のあることがわかった。まだ完全な膜化には至っていないが、電場印加条件やドメイン成長を最適化することで膜化につなげられると考えられる。当初計画予定していたナノシート液晶の膜化が未達であるので、やや遅れているとした。しかし、このステップは当初から研究の難所と認識しているものであり、かつ目標達成につながると思われる結果も得られているので、致命的な遅れではない。ナノシートの膜化は、電場でナノシート液晶をピン止めすることで行わせようと計画している。現状は、電場印加によって流下速度を低下させることには成功しているが、完全なピン止めには至っていない、という状況である。よって、研究の方向性としては問題ないと考えている。まず、ナノシート液晶への電場印加とナノシートの沈降との関係をより詳細に調べ、ナノシートをピン止めできる条件を探し出す。

ナノシート液晶の条件(粒径、濃度、液晶相分率など)と電場印加条件(電界強度、周波数など)の双方を変化させ、また個々のナノシートの動きを超解像ズームマイクロコープで追跡することで、ナノシート液晶がピン止めされ、膜化する条件を見出す。膜化を達成した後は、ナノシート配向の多段制御を検討する。すなわち、ONーOFFの二値ではない、多段階の膜の開口率制御を行う。電場印加条件の制御によって、ナノシート配向を連続的に変化させられるか検討し、さらに、ニオブ酸と粘土の2種類のナノシートからなる相分離型ナノシート液晶の利用も検討する。相分離型ナノシート液晶では、それぞれのナノシート相が系内でミクロドメインを形成する。そのため、2種類のドメインが電場に対して違った応答を示せば、2種類のミクロドメインの片方のナノシート配向を変えられることになる。これを開口率変化につなげる。また、開口率制御の検討と並行して、膜の物質透過特性を調査する。色素の水溶液や色素で修飾した微粒子などのプローブ物質が、ナノシート液晶膜を透過する特性を観察し、透過特性が膜の影響を受ける粒子サイズ域を見出す。未使用額が発生した主因は物品費が当初計画より少なかったためである。当初計画では、電場印加は研究室現有の装置を用いる一方、現有の偏光顕微鏡に付設する高倍率カメラを購入し、電場印加下での液晶観察を行う予定であった。しかし、現有装置では対応できない電場印加を行う必要が生じたため、電場印加装置を購入することとした。一方、観察装置については、当初予定していた偏光顕微鏡付設カメラでは十分に対応できない高分解能の観察が重要であることがわかったため、購入を中止した。電場印加装置と高倍率カメラのの差額が未使用額に相当する。次年度の研究計画では、電場印加下での高分解能観察を行うことが重要となる。このため、未使用額と合わせて超解像ズームマイクロスコープを購入し、必要な観察条件に対応させる予定である。
微生物と地下水の流れを利用した液状化対策の開発

研究計画調書に示した研究計画の内,2018年度は下記に示すI,II,V,VIを実施した。I「国内土壌に実在する不特定微生物の代謝による地盤固化原理の解明と最適改良液の選定」,II「様々な土質における改良効果の把握と最適改良液の選定」では,神奈川県の地盤から採取した微生物といくつかのカルシウム源・栄養源を用い,濃度,養生期間・温度などが異なる条件下で要素レベルの固化実験を行い,固化状況を確認すると共に最適な改良液とその条件を選定した。特に,栄養源の濃度はかなり薄くても良いことを明らかにした。V「原位置における液状化強度確認方法の確立」では,既存建物直下地盤の液状化強度を確認する手法としてサンプリングやサウンディングは現実的ではないため,前年度と同様に,地盤改良前後で常時微動や各種振動源による振動を,申請機関が保有する振動計測車を用いて80成分程度で同時に測定し,地表における動的応答の変化から建物直下に対応する地盤のせん断波速度の増加量を推定し,液状化対策の効果を確認した。VI「原位置実証実験の準備と実施」では,原位置試験サイトにおいて,ウエルポイント工法を応用した手法により改良液を注入すると共に数m離れた位置で地下水を揚水し,その中間位置の地盤(液状化対象土層)に地下水の流れを利用して改良液を一様に拡散させた。その効果を確認するための原位置地盤調査,サンプリング試料の液状化強度試験を行い,N値,せん断波速度Vs,三軸液状化強度の明確な増加を確認した。また,Vの方法でも液状化強度が増加した範囲を推定した。なお,その後もpHなどを測定しており,今後,半年から1年待って地盤調査等により改良効果を確認する予定である。現在までの進捗状況は,基本的に「研究実績の概要」と同じである。I,IIでは,低コストの尿素,カルシウム源,栄養源を用いた改良液,最初は高濃度でその後薄めた改良液,増粘剤を混ぜた改良液,および低濃度栄養源や低コスト栄養源の改良液などによる室内固化実験を行い,三軸液状化試験により液状化強度に及ぼすそれぞれの要因の影響を把握すると共に,現時点において最良の改良液の配合を決定している。概ね順調に進み,今後,さらに最良で低コストの改良液の配合を模索する。Vでは,微生物により改良した原位置地盤において,複数の振動センサーを格子状に並べた微動測定や,改良地盤上並びにその脇に振動センサーを直線状に並べて板叩きなどによる振動源からの波形を測定し,改良の有無により高振動数領域で明らかな差が生じ,地表における振動波形から改良効果を把握可能であることを確認している。また,地盤調査により,N値,Vs,液状化強度の明らかな増加を確認している。概ね順調に進み,今後,振動波形の計測方法や処理方法の高度化を図る。VIでは,原位置試験サイトにおいてウエルポイント工法を応用した手法により数m離れた位置で改良液の注入と揚水を行い,その中間位置の地盤に改良液を一様に拡散させ,振動計測により改良範囲を確認すると共に,原位置地盤調査とサンプリング試料の液状化強度試験を行い,N値,せん断波速度Vs,液状化強度の明確な増加を確認した。研究計画調書に示した研究計画の内,2019年度は下記に示すI,II,V,VIを実施する。I「国内土壌に実在する不特定微生物の代謝による地盤固化原理の解明と最適改良液の選定」,II「様々な土質における改良効果の把握と最適改良液の選定」では,改良液の内容や濃度を改良すると共に,それらの改良液を用いて様々な土質で液状化強度が上昇することを,三軸液状化試験で確認すると共に,それぞれの土質に最適な改良液を選定する。V「原位置における液状化強度確認方法の確立」では,地盤改良の前後で申請機関が保有する振動計測車を用いて100成分程度の同時常時微動測定や振動測定を実施し,地盤の動的応答の変化から建物直下に相当する地盤のせん断波速度等の増加量を推定し,液状化対策の効果を確認する手法を高度化する。VI「原位置実証実験の実施」では,原位置試験サイトにおいて2017年度にウエルポイント工法を応用した手法により改良液を注入すると共に数m離れた位置で地下水を揚水し,その中間位置の地盤(液状化対象土層)に改良液を一様に拡散させ,改良効果を確認した。引き続き採水してpHなどを測定しており,今後,半年1年程度待って,地盤調査等により改良効果を確認する。また,前記Vで確立されている手法により,液状化強度の増加範囲と地盤の動特性変化を確認する。これらの結果から,地盤改良工法としての技術的成立性を実証する。VII「設計法の確立と液状化対策工法の実用化」では,設計法をまとめ,対策工法として成立させる。研究計画調書に示した研究計画の内,2017年度は下記に示すI,II,V,VIを実施した。I「国内土壌の微生物による地盤固化原理の解明」,II「様々な土質における改良効果の把握と最適改良液の選定」では,神奈川県の地盤から採取した微生物といくつかのカルシウム源・栄養源を用い,養生温度などが異なる条件下で要素レベルの固化実験を行い,固化状況を確認すると共に最適な改良液とその条件を選定した。また,現位置では濃度の濃い改良液を注入し,地下水と混ざって薄まることで最適な状態となることから,それを模擬した要素試験を行い,濃い改良液では固化しないが希釈することで固化することを確認した。

V「原位置における液状化強度確認方法の確立」では,既存建物直下地盤の液状化強度を確認する手法としてサンプリングやサウンディングは現実的ではないため,地盤改良前後で常時微動や各種振動源による振動を,申請機関が保有する振動計測車を用いて80成分程度で同時に測定し,地表における動的応答の変化から建物直下に対応する地盤のせん断波速度の増加量を推定し,液状化対策の効果を確認した。VI「原位置実証実験の準備と実施」では,原位置試験サイトにおいて,前年度にウエルポイント工法を応用した手法により改良液を注入してあった。その効果を確認するための原位置地盤調査,サンプリング試料の液状化強度試験を行い,N値,せん断波速度Vs,三軸液状化強度の明確な増加を確認した。また,ウエルポイント工法を応用した手法により改良液を注入すると共に数m離れた位置で地下水を揚水し,その中間位置の地盤(液状化対象土層)に改良液を一様に拡散させた。毎週採水してpHなどを測定しており,今後,半年から1年待って地盤調査等により改良効果を確認する予定である。現在までの進捗状況は,基本的に「研究実績の概要」と同じである。I,IIでは,低コストの尿素,カルシウム源,栄養源を用いた改良液,最初は高濃度でその後薄めた改良液,および増粘剤を混ぜた改良液などによる室内固化実験を行い,三軸液状化試験によりそれぞれの影響を把握すると共に,現時点で最良の改良液の配合を決定している。概ね順調に進み,今後,さらに最良で低コストな改良液の配合を模索する。Vでは,微生物により改良した原位置地盤において,複数の振動センサーを格子状に並べた微動測定や,改良地盤上並びにその脇に振動センサーを直線状に並べて板叩きなどによる振動源からの波形を測定し,改良の有無により高振動数領域で明らかな差が生じ,地表における振動波形から改良効果を把握可能であることを確認している。また,地盤調査により,N値,Vs,液状化強度の明らかな増加を確認している。概ね順調に進み,今後,振動波形の計測方法や処理方法の高度化を図る。III「室内土槽による改良液の注入・排水方法の確立」は,VIの原位置試験を優先したため実施できなかったが,2018年度2019年度にIV「遠心振動台実験による液状化特性評価」と同時に実施予定である。VIでは,原位置試験サイトにおいて改良液を注入してあった地点でその効果を確認するための原位置地盤調査とサンプリング試料の液状化強度試験を行い,N値,せん断波速度Vs,液状化強度の明確な増加を確認した。また,ウエルポイント工法を応用した手法により数m離れた位置で改良液の注入と揚水を行い,その中間位置の地盤に改良液を一様に拡散させた。2018年度に予定していた内容まで前倒しで実施し,予定以上の成果が得られている。今後,半年から1年待って,地盤調査等により改良効果を確認する。研究計画調書に示した研究計画の内,2018年度は下記に示すI,II,V,VIを実施した。I「国内土壌に実在する不特定微生物の代謝による地盤固化原理の解明と最適改良液の選定」,II「様々な土質における改良効果の把握と最適改良液の選定」では,神奈川県の地盤から採取した微生物といくつかのカルシウム源・栄養源を用い,濃度,養生期間・温度などが異なる条件下で要素レベルの固化実験を行い,固化状況を確認すると共に最適な改良液とその条件を選定した。特に,栄養源の濃度はかなり薄くても良いことを明らかにした。
下張り文書剥離のための澱粉糊の老化技術

下張り文書を剥離して歴史資料として取り扱うためには、歴史専門家による剥離作業を可能とする実際的な技術が求められている。そこで、低温による澱粉糊の老化現象を利用した方法、水蒸気による加水と加温による澱粉糊の軟化を利用する方法を検討した。最後に、スプレーによる加水とそれに続く家庭用アイロンによる加熱を実験した。老化技術は、一度乾燥した澱粉糊の含水率が十分に上がらないために効果が期待できなかった。蒸気発生器による方法は実際の屏風下地での実験で、実際的でない点が確認された。スプレーによる加水と家庭アイロンによる加熱が、実際の剥離作業には最も良い成績を示す事を確認したので、剥離に関しては、当初計画を変更しする事とした。しかし、加熱による紙の劣化が懸念されていたため、加水加熱処置後の楮紙の紙力低下を測定した。熱湯95°Cに楮紙を浸し、5分経過後に引き上げ、自然乾燥したサンプルの、引張力を測定した。その結果、コントロールと比較して、紙力低下が認められなかった。海外文献に於いても同様な実験結果が出ている。本研究の結論としては、加水加熱法即ち、スプレーによる加水とアイロンその他による加熱を利用することが、現時点では最も有効な手段であることを確認した。そこで、研究分担者を中心として、下張り紙を剥離し、文書を整理、記録する方法の検討を行いフォーマットを作成した。またその仕様に従って、江戸時代屏風の下張り文書の加水加熱法による剥離と整理法フォーマットに基づく剥離文書の整理を行った。粉糊の老化については、60°Cと70°Cでは、95%以上の糊化度であり、殆ど老化が起こらなかった。50°Cから0°C付近に至るまで、老化の進行が進み、1時間の0°C環境温度暴露によって、約25%が老化することが判明した。低温インキュベータによって、0°C10°Cまでの間で、老化進行を測定すると、予想したような変化はなく、低温管理が容易である事が予想された。ただし、糊の含水率を少なくして行くと、老化速度が急速に低下し、実際の15%以下では、老化進行が認められなかった。以上は、糊をガラス容器中で実験した結果であるため、実用に供するために、和紙に塗布する通常の濃度の澱粉糊一度乾燥させ、再度湿潤状態に放置したところ、含水量は22%しか上昇せず、また老化は殆ど進行しなかった。冷水に浸漬することでやっと、老化進行を期待できる含水率に達することが判明した。そこで、加熱による剥離の方向で、再検討することとし、刷毛で水を塗布して、低温アイロンで加熱直後に、剥離を試みたところ、剥離を順調に行うことが出来た。塗布水分量を少なくするために、蒸気過熱による水分と熱を同時に与える条件での検討を始め、その機器を注文製作した。来年度は、蒸気法による文書剥離実験を進める。本年度は、蒸気発生器による(昨年度購入)、文書剥離実験を行った。下張り紙に見られる、2枚小麦澱粉糊で張り合わせた楮紙をサンプルとし、箱に密閉し、蒸気を導入した後、剥離の容易さをテストしたところ、やや紙の損傷を少ない状態で剥離することが可能となったので効果ありと判定した。そこで、縦170cm横50cm厚さ30cmの箱を作成し、下張りを有する屏風下地を箱内に置き、箱に接続したホースを通じて蒸気を導入してテストを行った。蒸気導入を開始してから、剥離に効果を期待できる蒸気が箱内に充満し、下張り紙に浸透するまで、1時間以上を要し、また下張り全体が加熱されているため、取扱まで冷却が必要になるなど、実作業上不利な点が確認された。昨年の実験では、加水加熱法が、実際の剥離作業には最も良い成績を示しているので、剥離に関しては、当初計画を変更する事とした。

しかし、加熱による紙の劣化が懸念されていたため、加水加熱処理後の楮紙の紙力低下を測定した。熱湯95°Cに楮紙を浸し、5分経過後に引き上げ、自然乾燥したサンプルの、引張力を測定した。その結果、コントロールと比較して、紙力低下が認められなかった。海外文献に於いても同様な実験結果が出ており、和紙洋紙ともに、手漉紙では、熱湯による紙力低下がみられないとするのが妥当である。本研究の結論としては、加水加熱法即ち、刷毛による加水とアイロンその他による加熱を利用することが、現時点では最も有効な手段であることを確認した。そこで、研究分担者を中心として、下張り紙を剥離し、文書を整理、記録する方法の検討を行いフォーマットを作成した。またその仕様に従って、江戸時代屏風の下張り文書の加水加熱法による剥離と整理法フォーマットに基づく剥離文書の整理を行った。
企業との連携による創造性育成のための実践的工学教育システムに関する研究

工学部の学生を対象として,現実の社会で要求される実践的創造性を体験的・効果的に学習可能な教育システムを実現した.その特徴は, (1)企業の専門家を授業スタッフの一員として招き,授業を設計・評価した点, (2)現実に行われている開発事例を課題として設定した点, (3)実際の企業で行われている開発プロセスを導入した点である.授業の実践結果に対しては,専門家からの評価も含めた各種の評価を実施して,その分析結果に基づく授業改善を行った.工学部の学生を対象として,現実の社会で要求される実践的創造性を体験的・効果的に学習可能な教育システムを実現した.その特徴は, (1)企業の専門家を授業スタッフの一員として招き,授業を設計・評価した点, (2)現実に行われている開発事例を課題として設定した点, (3)実際の企業で行われている開発プロセスを導入した点である.授業の実践結果に対しては,専門家からの評価も含めた各種の評価を実施して,その分析結果に基づく授業改善を行った.'09年度は,中部大学情報工学科における創造性の基礎的構成能力と社会的構成能力の向上を目指した科目である「創成B」の受講修了者を対象として,カリキュラムの提案と試行を進めた.成果は以下の通りである.1.「システム開発入門」のカリキュラムの提案と試行WEBアプリケーション系の代表的事例として「レンタカー管理システムの開発」を取り上げて,企業SEとしての実務経験を持つ教員が中心となって,カリキュラムを提案,作成した.そして,9名の学習者が1チーム3名のグループを組み,システム開発における上流から下流までのすべての作業プロセスを体験する試行に参加した.カリキュラムには,創造性の3つの構成能力の向上を確認するための評価テストも含まれており,その結果から,今後のカリキュラム改善に関する重要な示唆が得られた.2.「システム開発演習」のカリキョラムの提案と試行テーマ1として,コンテンツの企画を含めた開発プロセスの学習を目的とする「携帯電話用のアプリケーション開発」の提案と試行を行った.本年度は,実機を用いた演習の前提として,PC上でアプリケーションの動作確認ができるソフトウェアを用いたカリキュラムを提案,作成した.そして,54名の学習者により試行を行った.この試行により,実機を用いた場合に必要となる,授業内容,時間,評価方法等が確認された.テーマ2として,組込系のシステム開発における作業プロセスを学習することを目的として「荷物用エレベータシステムの開発」のカリキュラムを提案と試行を行った.試行したカリキュラムではエレベータシミュレータソフトを開発して,学習者が作成したシステムの動作確認用に導入している.そして,21名の学習者により試行を行った結果,実際のカリキュラムに導入する実機に必要な機能の洗出しが行われ,さらに,実機を用いた場合に必要となる授業内容,時間,評価方法等が確認された.10年度は,09年度において試行した2種類のカリキュラムに関して,実際の講義への導入を行った.その成果は以下の通りである.1.「システム開発入門」カリキュラムの実践09年度に試行した「レンタカー管理システムの開発」のカリキュラムについて,中部大学情報工学科のゼミナールBの講義において実践した.企業SEの経験者である教員がシステム開発を依頼したユーザ役となり,試行に参加した上級生が講義を担当した.受講者7名は1チーム23名のメンバーで,システム開発における上流から下流までのすべての作業プロセスを遂行して,システムを開発した.実践の成果物,創造性の構成能力に関する評価テストは,昨年の試行における結果と比較,分析中である.2.「システム開発演習」のカリキュラムの実践テーマ1:09年度に試行した「携帯電話用のアプリケーション開発」のカリキュラムについて,実機としてiPhoneを導入し,ソフトバンクモバイル社の企画,技術部門の協力を受けて中部大学情報工学科の創造性育成科目である「創成D」の1テーマとして実践した.事前の試行講義に6名,秋学期の正式講義に15名の受講生が参加した.アプリケーション開発の企画から実装までの講義,演習が行われ,ソフトバンクモバイル社の講師による講義,アプリケーションの評価等の新たな取り組みが行われた.初年度の実践でもあり課題も多く残されているが,採取した各種の評価データを基に,講義の評価を分析中である.テーマ2:「荷物用エレベータシステムの開発」については,実機を用いたカリキュラムへの移行を実施中である.テーマ3:「建設用予測システム開発」については,前提となるディジタル関連図の研究との調整も含めて,連携する企業のSEとの打ち合わせが進行中である.11年度においては,「システム開発演習」,「システム開発応用」に関して研究を進めた.前者については,前年度実施済みテーマについてはカリキュラムの改善を行い,新テーマについては提案カリキュラムの作成を進めた.テーマ1「携帯電話用のアプリケーション開発」については,前年度の実施結果を踏まえて改善を実施した.主な改善点は,(1)企業との連携部分において,企画中心であったカリキュラムを,開発に関する部分について企業技術者との連携を強めた点,(2)開発環境の変更による対応機種の拡大,(3)マッシュアップアプローチの導入による学習の効率化の3点である.この改善カリキュラムの実践によって,学生の開発したアプリケーションが前年度に比べて,より完成度が向上したといえる.テーマ2「荷物用エレベータシステムの開発」については,実機を用いた新カリキュラムの提案を進めた.テーマ3「建設用予測システム開発」のカリキュラムについては,前提となる「看護関連図学習ツール」の開発が,看護実務者,看護教育従事者の協力を得て完了した後,これをベースとして,企業のSEとの打ち合わせを開始した.後者については,創造性育成教育を支援するシステムとして,創造性育成の授業を評価するためのアンケートシステムの開発を行った.