hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非凸性及び相関を有するスパースモデリングに対する統計力学的アプローチ

報告者は本年度以下の課題について研究を行った.第一に,圧縮センシングの一種である非凸ノルム正則化に対する統計力学的な解析の結果をもとに、深層学習を利用した疎信号推定アルゴリズムを提案した.これは反復アルゴリズムである近似的メッセージパッシングの処理過程を深層ネットワークに展開し,その中の調節すべきパラメタを訓練データから学習するという手法である.このとき,パラメタの学習には通常の深層学習的手法(確率的勾配法等)が使用可能であり,効率的な学習が可能となっている.数値的検証の結果,提案手法は凸な正則化が疎信号復元に失敗する条件下でも正しく信号を復元可能であることが示された.本結果は日本物理学会で発表された.第二に,凸な圧縮センシングに対する学習可能な反復アルゴリズムを手書き文字画像の復元に応用した.この場合,原信号には相関が含まれているため従来手法の推定性能は必ずしも良くないが,提案手法は従来手法と比較して高い推定性能を示すことが明らかとなった.本結果は査読付き論文として出版済みである.第三に,統計力学的な解析手法の工学的な各種問題に対する応用を行った.具体的には,通信分野における双方向通信路に対する空間結合低密度パリティ検査符号の典型性能解析やワイヤレス・センサ・ネットワークにおけるセンサノード故障に対する連結性についての相転移現象に関する解析が挙げられる.これらは情報統計力学の枠組みで定式化することで大システム極限に対する相転移現象の解明や有限系に対する近似理論を提案することが可能であり,それらの成果は査読付き論文誌及び国際会議等にて発表された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。報告者は本年度以下の課題について研究を行った.第一に,圧縮センシングの一種である非凸ノルム正則化に対して統計力学的な解析を行った.従来の研究ではレプリカ対称性と呼ばれる平均場近似上の仮定に基づいた解析がなされてきたものの,非凸最適化問題である本問題ではレプリカ対称性の破れが期待されていた.本研究では,レプリカ対称性の破れを検証するための一般的な解析的手法を用いることで,従来研究では正しく検証されていなかった非凸ノルム正則化におけるレプリカ対称性の破れを明らかにした.また,本研究を通じて,非凸ノルム正則化のの近似反復アルゴリズムの安定性及び性能改善に向けた方策が得られており,現在検討中である.第二に,凸な圧縮センシングに対する学習可能な反復アルゴリズムの開発が挙げられる.既存の反復アルゴリズムに対してニューラルネットワークを適用することで,圧縮センシングにおける事前分布や観測過程に対して冗長的かつ効率的に動作するアルゴリズムを提案した.第三に,統計力学的な解析手法の工学的な各種問題に対する応用を行った.具体的には,通信分野における双方向通信路に対する空間結合低密度パリティ検査符号の典型性能解析やワイヤレス・センサ・ネットワークにおけるセンサノード故障に対する連結性についての相転移現象に関する解析が挙げられる.また,組合せ最適化問題に対する効率的アルゴリズムの研究も行っている.以上の各成果は,現在査読付き論文誌及び国際会議に発表準備中または投稿中である.当初の想定通り非凸ノルム正則化におけるレプリカ対称性の破れを明らかにした点で本研究課題は概ね順調に進展している.また,非凸ノルム正則化に限らず,誤り訂正符号,ネットワーク科学,組合せ最適化問題等幅広い工学的課題に対して統計力学的解析を応用している点は当初の想定を超えた進展であるといえる.報告者は本年度以下の課題について研究を行った.第一に,圧縮センシングの一種である非凸ノルム正則化に対する統計力学的な解析の結果をもとに、深層学習を利用した疎信号推定アルゴリズムを提案した.これは反復アルゴリズムである近似的メッセージパッシングの処理過程を深層ネットワークに展開し,その中の調節すべきパラメタを訓練データから学習するという手法である.このとき,パラメタの学習には通常の深層学習的手法(確率的勾配法等)が使用可能であり,効率的な学習が可能となっている.数値的検証の結果,提案手法は凸な正則化が疎信号復元に失敗する条件下でも正しく信号を復元可能であることが示された.本結果は日本物理学会で発表された.第二に,凸な圧縮センシングに対する学習可能な反復アルゴリズムを手書き文字画像の復元に応用した.この場合,原信号には相関が含まれているため従来手法の推定性能は必ずしも良くないが,提案手法は従来手法と比較して高い推定性能を示すことが明らかとなった.本結果は査読付き論文として出版済みである.第三に,統計力学的な解析手法の工学的な各種問題に対する応用を行った.具体的には,通信分野における双方向通信路に対する空間結合低密度パリティ検査符号の典型性能解析やワイヤレス・センサ・ネットワークにおけるセンサノード故障に対する連結性についての相転移現象に関する解析が挙げられる.これらは情報統計力学の枠組みで定式化することで大システム極限に対する相転移現象の解明や有限系に対する近似理論を提案することが可能であり,それらの成果は査読付き論文誌及び国際会議等にて発表された.非凸ノルム正則化に関する反復アルゴリズムはいくつかの提案がなされているが,いずれもアルゴリズムに与える初期条件に依存して性能が大きく異なることが知られている.本研究の解析を通じてこれを改善する方策が得られており,今後数値的な検証を行う予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
飛行実験に基づくパラフォイルの飛行特性解明と誘導・制御

空間に対する飛行体の運動状態を検出する慣性センサー、大気に対する飛行体の相対的な運動状態を検出するエアデータセンサー、および無線操縦信号記録器を搭載する小型パラフォイル飛行実験機を構築した。屋内において風の影響を排除した小規模な飛行実験を実施し、パラフォイル飛行体の飛行特性を明らかにした。パラフォイルは、各種の飛行体を回収するための手段として、従来のパラシュートに代わるものとして極めて有用であり、パラフォイルによる自律的滑空・回収システムの構築が期待されている。その自律的誘導則・制御則を構築するには、パラフォイルの飛行特性を解明する必要があり、それには、風洞試験や曳航実験によるよりも、飛行実験を系統的に多数実施することが肝要である。そこで、本研究課題は、以下のことを目的とする。1)飛行実験を系統的に多数実施することを通して、パラフォイルの飛行特性を解明する。2)これをもとにして自律的誘導則・制御則を予備的に構築し、その妥当性を飛行実験によって検証する。本年度は、まず、パラフォイル飛行実験機の飛行状態(位置、速度、加速度、姿勢、角速度)を機上で計測・記録するために、汎用のGPS受信機、半導体加速度計、半導体ジャイロ、等を用いた機上搭載用の航法システムを導入し、その機能を地上で検証した。また、取り扱いの容易な翼幅1m級のサブスケール・パラフォイルを用いて、風等の外乱を受けない屋内において飛行実験を実施した。無線操縦によって飛行させながら、操舵に対する機体運動の応答を画像解析によって記録する方法を試みた。この手法について、概ね良好な適用性が確認された。さらに、パラフォイルの飛行の数値シミュレーションコードの作成を進めた。その自律的誘導則・制御側を構築するには、パラフォイルの飛行特性を解明する必要があり、それには、風洞試験や曳航実験によるよりも、飛行実験を系統的に多数実施することが肝要である。そこで、本研究課題は以下のことを目的とする。本年度は、パラフォイル飛行実験機の飛行状態を機上で計測・記録するために加速度・角速度センサー、GPS受信機、およびエアーデータセンサーからなる航法計測機器を導入し、その機能・性能を地上で検証した。また、取り扱いの容易な翼幅1m級のサブスケール・パラフォイル機体に上記航法計測機器を搭載して、風等の外乱を受けない屋内において飛行実験を実施した。無線操縦によって飛行させ、航法計測データから飛行経路および空力係数を推算した。また、パラフォイルの飛行を2台のビデオカメラで撮影し、その動画を解析することによって飛行経路を同定した。これらの手法について良好な適用性が確認されたが、パラフォイル射出の際に角速度計測が一時的にレンジオーバーとなることから飛行経路同定の精度が劣化することが確認され、角速度計測のレンジを拡大することで対処することとした。さらに、パラフォイル飛行の数値シミュレーションコードの作成を進めた。パラフォイルは、円形パラシュートに左右対称な翼形状を与えて進行方向制御を可能としたものである。各種の飛行体を回収するための手段としてパラシュートに代わるものとして極めて有用であり、パラフォイルによる自律的滑空・回収システムの構築が期待されている。昨年度、パラフォイル射出の際に角速度計測が一時的にレンジオーバーとなることから飛行経路同定の精度劣化が確認されたため、今年度は角速度計測のレンジを拡大することで対処した。取り扱いの容易な翼幅1m級のサブスケール・パラフォイル機体に航法計測機器(エアーデータセンサーおよび慣性センサー)を搭載して、風等の外乱を受けない屋内において飛行実験を実施した。無線操縦によって飛行させ、機上計測データから飛行経路および空力係数を推定し、概ね良好な結果を得た。また、パラフォイルの飛行を2台のビデオカメラで撮影し、その動画を解析することによっても飛行経路を同定した。さらに、パラフォイル飛行の数値シミュレーションコードと予備的な誘導則を試作した。
ナノ・マイクロ/スポレーションポリマ粒子分散系による大電流アーク遮断の新技術創出

遮断器内アーク放電減衰の基礎研究を目的として,ナノ・マイクロサイズのポリマー粒子をアークに混入させ,アークを減衰させる新技術の検討を行った。アークにポリマーが接触するとポリマーは溶発し,アーク遮断性能が向上する。ポリアミド材の場合,さらにマイクロサイズの粒子が飛翔するスポレーション現象が生じる。この粒子は溶発ガスより質量密度が大きくアークにより深く侵入し熱を奪う。スポレーション現象発生条件を検討し,ポリアミドへの吸水量と関係することがわかった。本研究では,ナノ・マイクロ粒子混合ガスによるプラズマ高速クエンチング能力を実験的に明らかにすることであす。この目的を達成するために以下の検討を行った。1.ナノ・マイクロ粒子の供給法の検討:ポリマパウダをアークに混入する方法の検討を行った。具体的には,まずパウダ供給器を用いて粒子をガスとともに輸送する方法である。しかし本手法においてはポリマが帯電する場合が多く,充分大量の粒子をアークに供給できない。別の手法として,我々が前年度までに発見しているスポレーション粒子を活用するものである。熱プラズマにポリマが接触するとポリアミドの場合には自発的に粒子が飛翔する。これによりアークプラズマに高速のポリマー粒子が混入していくことが観測された。2.熱プラズマ接触時におけるポリマスポレーション粒子の飛翔実験:ポリアミドにAr熱プラズマを照射するとスポレーション粒子が飛翔することをこれまでに見出している。この飛翔頻度は特にポリアミド材の吸水率と関係することが今回わかった。さらに吸水率が高いほどスポレーション粒子が高頻度で放出されることを実験的に確かめられた。3. N2/O2混合時の熱プラズマ照射時におけるスポレーション粒子飛翔数:空気遮断器を想定した場合,N2/O2が混合された熱プラズマをポリアミドに照射した。その結果,N2/O2混合条件下においてもスポレーション現象が確認できた。4.アーク実験装置の開発:本実験においては,アークプラズマ基礎物性取得のために150A-300V級のアーク装置を設計製作した。アーク装置はポリマパウダが導入できるようにしている。またポリマーノズルを設けてガスの吹付けができるようにした。5.ポリマーノズル内アーク点弧実験:ポリマーノズルを制作し,その中でアークプラズマを維持できることを確認した。これにより今後様々な条件においてアーク実験ができるようになる。本研究の最終目的は,マイクロ・ナノポリマ粒子混合ガスによるプラズマ高速クエンチング能力を実験的に明らかにすることである。この目的達成へのアプローチとして平成23年度は以下のことを実施した。1.ナノ・マイクロ粒子供給法の検討:パウダをプラズマに供給する方法として,直接パウダを外部から投入する方法と,バルク材からのスポレーション現象を利用して,アブレーションとともに固めた粒子を噴出させる手法などを検討した。2.ポリマバルクへのプラズマ照射によるスポレーションマイクロ粒子の飛翔観測実験:ナイロン系ポリマに熱プラズマを照射するとスポレーション現象により粒子が飛翔する。その様子を高速度カメラで観測した。さらにその粒子の飛翔頻度を画像処理によりカウントする手法を提案した。本手法を用いてナイロン66,ナイロン6のスポレーション現象周期を検討した。3.ポリマ粒子混合アーク遮断装置の設計・開発:本実験においては,アークプラズマ基礎物性取得のため150A-300V級の直流配電系統を想定し直流電源を用い「アーク装置」を設計製作した。アーク装置は,ポリマパウダを導入できるようにパウダ供給器に接続した。チャンバは円筒型ステンレス製とし,観測窓を4方に設置した。4.直流アークプラズマ点弧実験:設計・製作したアーク装置に電源を接続してアークプラズマ維持実験を行った。プラズマの点弧は電源のパイロット電源あるいは銅線短絡にて行ったところ実際にアークプラズマの維持を確認できた。電流はCTにより,電圧は分圧器により測定できるようにした。ほぼ予定通り,熱プラズマのポリマーバクル材照射によるスポレーション粒子の高速度ビデオ観測,さらには新規にアーク装置の設計と導入が行えている。この装置により予定通りアークの維持も確認できている。今後は,スポレーション粒子のアブレーションの様子を,干渉フィルタをつけた高速カメラにより観測することを行っていく。干渉フィルタはポリマ蒸気のC2スペクトル(460nm Swan)を透過するものを用いる。これにより,スポレーション粒子の飛行とどの位置で溶発するのかを実験的に明らかにしていく。また,ポリマが混合したプラズマの分光観測を行う予定である。C2分子スペクトルSwanシステムの理論計算と,実験データとのFittingによりアークプラズマの温度(C2の振動温度,回転温度)を求めることを予定している。これらから熱プラズマ照射・アークへのポリマ混合実験をまとめ,熱プラズマ照射によるスポレーション粒子飛散,アブレーションの様子観察・アークへのポリマ混合実験,アーク温度への影響を明らかにしていく。
ランダムな配列を持つタンパク質の合成と性質

タンパク質は、20種類のアミノ酸からできたヘテロポリマーである。そのアミノ酸配列から考えられる多様性は、莫大である。アミノ酸を、疎水性のもの、親水性のもの、正電荷を持つもの、負電荷を持つものに分けたとしても、100アミノ酸からできたタンパク質は、4^<100>=10^<60>種類からなる。一方、現在知られているタンパク質は10^<45>程度である。すると、天然のタンパク質は、この広大な配列空間の中で、どの程度特別な存在なのだろうか。そこで、ランダムなアミノ酸配列をもつ人工タンパク質のライブラリーを以下の手順で作成した。ランダムタンパク質の設計としては、1)最終産物であるタンパク質のランダムネス、2)疎水度、電荷、大きさなどの性質、3)DNAの両鎖6frameで終止コドンのあらわれないこと、の3点について、コンピューターを用いて、最適なNTPの混合組成、その配列や長さを決定した。その設計に基づいて合成したランダム配列を含む遺伝子を大腸菌内で発現させ、約140アミノ酸残基から成るランダムタンパク質のライブラリーを作成した。その中から25個の人工タンパク質について、その溶解性を測定したところ5個が水溶性であり、他は不溶性であった。つまり、このライブラリー中の約20%の人工タンパク質は水溶性であると考えられ、天然の多くの酵素に共通の性質である水溶性は、それほど特殊な性質ではないことがわかった。次に、水溶性のもの5個と不溶性のもの5個についてその遺伝子の塩基配列を決定した。そして、そこから推定されるアミノ酸組成と溶解性との関係性を解析したところ、水溶性の人工タンパク質の疎水性の度合は、不溶性のものより低いことがわかった。
生物由来多糖によるフィルム材料の作製およびアパタイトとの複合化

グリコサミノグリカン類とキトサンとから生成されるポリイオンコンプレックスを熱プレスすることで、架橋剤などを用いることなく水不溶性のフィルムを得る手法を確立し、その最適条件を見出した。また多糖の構造や分子量などがフィルムの物性に与える影響を評価した。さらに体液類似環境下でフィルム表面へのアパタイトの複合化にも成功し、大スケールで迅速にフィルムを得るためフィルム作製法の改良にも取り組んだ。本研究は生物由来の水溶性多糖を水に不溶なフィルム材料へと成型加工する手法を確立し、さらにそのフィルム表面にバイオミネラリゼーションの原理に倣った手法によりアパタイトを複合化することで、骨修復材料としての利用を目指した多糖複合フィルムの開発を行うものである。本年度は種々の多糖に適用可能なフィルム作製法の確立に重点を置いて検討を行った。その成果として、グリコサミノグリカン類など種々の酸性多糖と塩基性多糖であるキトサンとを水溶液中で混合することにより生成するポリイオンコンプレックスを凍結乾燥し、それぞれについて得られた固体を熱プレスすることで有害な架橋剤や糖鎖の化学修飾を用いることなく、マイクロメートル厚みの種々の多糖複合フィルムを得ることに成功した。その際熱プレス時における水の添加やプレス操作を複数回行うことが均質なフィルムを再現性良く得るために重要であることを見出した。用いる糖鎖の種類により成膜性が異なることがわかり、ポリイオンコンプレックス生成および熱プレス操作における至適条件をそれぞれ明らかにした。さらに、予備検討の段階では1cm四方の大きさのフィルムの作製を目標にしていたが、今年度はフィルムサイズを3cm四方にまで拡大することに成功した。これより水に対するフィルムの膨潤性や、フィルムの機械的強度など、フィルム材料としての物性評価を定量的に行うことが可能となった。それら評価の結果から、用いる多糖の種類が得られたフィルムの物性に影響を与えることを明らかにした。二年目となる本年度は、昨年度確立した手法を用い、グリコサミノグリカン類など種々の酸性多糖とキトサンとのポリイオンコンプレックスから架橋剤や糖鎖の化学修飾を用いることなく、マイクロメートル厚みの種々の多糖複合フィルムを作製し、続いてヒト血漿を模した擬似体液中に浸漬することで、それらフィルムの表面にアパタイトを複合化することに成功した。それらの成果をColloids and Surfaces B誌に発表した。後半では、フィルム作製法のさらなる改良に取り組んだ。昨年度までの手法では始めに形成させたポリイオンコンプレックスを凍結乾燥した後、熱プレス法による成膜に用いていたが、遠心分離条件の変更により、余分な水分が大部分除去された、含水ゲル状のポリイオンコンプレックスを得る事に成功した。その結果、それら含水ポリイオンコンプレックスをそのまま熱プレスすることで、従来の手法のものと大差ないフィルムを作製することに成功した。これはポリイオンコンプレックス作製からフィルムを得るまでの所要時間は30分程度であり、従来の凍結乾燥(通常一晩)を経る手法に比べて飛躍的な時間短縮を実現した。さらに新たな展開として、多糖ポリイオンコンプレックスのフィルム以外の構造材料化について検討を始めた。その結果、溶液中の多糖ポリイオンコンプレックスの一部を引き上げて巻き取ることで、直径数十マイクロメートル程度の多糖複合ファイバーが作製可能であることを見出した。本研究は生物由来の水溶性多糖を水に不溶なフィルム材料へと成型加工する手法を確立し、さらにそのフィルム表面にバイオミネラリゼーションの原理を利用してアパタイトを複合化することで、骨修復材料として利用可能な多糖複合フィルムの開発を行うものである。研究の最終年度である本年度は、フィルム表面へのアパタイト複合化に関しては一定の成果を得たため、フィルムの物性評価、およびフィルムの新たな可能性を見出すための検討を中心に行った。まず昨年度確立した、フィルム作製過程で多糖ポリイオンコンプレックスの凍結乾燥を経由しない手法によって得られたフィルムの物性について、従来までの凍結乾燥を用いる手法で得られたものとの比較を行った。その結果フィルムの膨潤性には差はなく、一方で機械的強度は凍結乾燥を経ないフィルムの方が若干低い値を示した。これは凍結乾燥処理の方が水中で形成させたポリイオンコンプレックスの緻密なネットワーク構造を良く保持したためと考えられた。また、多糖複合フィルムの生体材料としての可能性を評価するため、フィルム上での細胞培養について検討した。その結果、フィルムはマウス線維芽細胞に対して毒性を示さなかった。細胞の増殖性に関しては、細胞はフィルム表面に接着するものの増殖は抑制されるという興味深い結果が得られ、フィルムの細胞機能制御能をもつ培養担体としての可能性が期待された。さらに多糖複合フィルムがカチオン性色素を担持および放出する性質をもつことがわかり、薬物徐放担体のしての可能性も新たに見出された。

このほか昨年度から検討を続けていた多糖ポリイオンコンプレックスの新たな構造材料化としてのファイバー作製に関しては、装置の改良によってファイバーを連続的に紡糸することが可能となり、またファイバーの均質性も向上した。以上の成果は国内外の学会において発表し、また現在論文原稿を作成中である。本研究の幹となる、水溶性多糖を原料とした水不溶性フィルムの作製とその表面へのアパタイト析出までの一連の流れについて基本的な条件で具現化に成功し、またその成果を論文発表できたため。また、フィルムの基本的な物理化学的特性の評価法も確立してきており、これまでの研究を通じてさらに詳細に検討すべき点や、フィルム以外の構造材料化についても可能性が見出されてきている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度見出された新規作製法によって得られた多糖複合フィルムの膨潤性や引っ張り強度、分子量の効果などを、従来法によるフィルムの特性と比較する必要がある。本年度一定の成果を得た多糖複合フィルム表面へのアパタイトの複合化についても、多糖の種類や反応時間の影響の詳細は今後の検討課題である。このほか、新たに検討を始めた多糖ポリイオンコンプレックスからのファイバー作製については、より詳細に作製法の改善および特性評価を進めていく予定である。また、最終的な医療分野への応用を指向して、細胞との相互作用等についてもまずはin vitroでの評価系を確立し、フィルムの特性を明らかにしていきたい。
中枢運動プログラム間の相互可変結合と並列制御

無麻酔・除脳ネコの脳幹に微小電極を刺入し、中脳歩行誘発野(MLR)を機能的に同定した。MLRへの刺激強度とトレッドミルのベルトの速さを変えて、slow walkからgallopまで、種々の歩容の歩行運動を誘発した。本年度はとくに歩行運動中における呼吸リズムと歩行リズムの2つのリズム活動間の結合について解析した。呼吸リズムは横隔膜の筋活動で評価し、歩行リズムは後肢・腓腹筋筋活動で評価した。slow walk時においては、呼吸および歩行リズムが見掛け上は互いにほぼ独立に発振しており、ほとんどcouplingが認められなかった。しかし、横隔膜と腓腹筋筋活動間の相互相関およびスペクトル解析から、2つの筋活動間には弱いながらもcouplingが存在していることが推定できた。そこで、次にこのlocomotorーrespiratory couplingを支配するパラメ-タを決定するため、動物の歩行速度や歩容を変化させ、その時2つのリズム活動間の相関・スペクトル解析を行った。locomotorーrespiratory couplingは動物の歩行速度にはほとんど依存せず、むしろ動物の歩容に依存して変化し、とくにgallop時において著しく強化されることがわかった。gallop時には2つのリズムがほぼ同期して活動し、呼吸リズムは歩行リズムにほぼ1:1で引き込まれていた。また、この時には呼吸リズムの静的ゆらぎは著しく減少しており、強いcouplingの存在が示唆された。以上から、本年度の研究によって、無麻酔・除脳ネコの歩行運動時における呼吸および歩行リズム間の結合強度に影響を与えるパラメ-タ条件をほぼ立証することができた。
福祉社会におけるサービス供給構造の研究:フィンランド人口3万人規模自治体の事例

本研究は、フィンランドの地方自治体における福祉サービス供給の状況を比較検討し、多様性を生み出す要因を明らかにすることを試みた。北欧諸国では、福祉サービス供給主体として自治体が重要な役割を果たしてきた。しかし、1990年代に徹底的な社会保障給付の削減と同時に福祉サービス給付の抑制、サービス供給の民営化が見られた。これは、深刻な不況に加えて、高齢化に伴う福祉需要増、福祉国家の急速な成熟化に伴う自治体の限界を背景としていたと考えられる。遅れてきた福祉国家フィンランドでは、急速な福祉サービス整備の一方で、それを担う地方自治体の環境整備が整わず、1980年代にはサービス供給能力が飽和状態に達していた。そのため地方制度改革への下地が形成されており、90年代の不況をきっかけとして実現した。そのとき、民間団体が、自治体の補完的役割を全面的に担うようになったと考えられる。現地調査を行った三つの自治体では、それぞれ、所管区域内の福祉サービスは、自治体中心の供給から民間団体への移行期、民間団体と自治体による供給の並存、自治体中心の供給、といったそれぞれ異なる特徴を有した。しかし、どの自治体でも、新規導入のサービスや、増大する需要に対応したサービス拡大、老朽化された施設の建て替えなど、大規模な投資資金を必要とする新たに生じた福祉サービス需要へは民間団体を活用しようとする動きが見られた。一方、質を維持した効率化が期待できない領域(訪問介護)については、自治体の直接供給を続け、民営化には消極的である。こうした動向から、民間団体の活用は、自治体のスリム化を目指したものではなく、急増する福祉ニーズ増への対応と考えられた。本研究の成果は、論文「NPM改革と自治体における福祉サービス供給-フィンランド3自治体の事例から-」として発表し、また、社会政策学会116回大会、2007年日本社会福祉学会で報告を行った。本研究は、少子・高齢社会の進行に伴い福祉サービス需要の増大と減少する労働力人口の折り合いをつけながら、柔軟な福祉サービス供給を図ろうとする自治体の方策について、高福祉社会として定評のある北欧諸国を事例として取り上げ、そのサービス供給構造を詳しく分析しようと試みるものである。平成18年度は、フィンランドの3つの地方自治体を取り上げ、インタビュー調査を中心とした現地調査を行なった。3つの自治体は、人口約3万人(A)、2万人(B)の比較的類似した地方工業都市と、人口約2,000人の最北にある自治体(C)である。フィンランドの地方制度は、自治体の業務範囲を明確に規定せず、また業務の具体的な運営方法も自治体の裁量に任される部分が多い。そこで多様な自治体の運営手法がとられていることが予想された。実際に現地調査の結果、3自治体の福祉サービス供給主体の構成は、それぞれ民間主導、自治体から民間への移行中、自治体主導というそれぞれ異なる特徴が見られた。しかしながら、B, Cの自治体では、増大する福祉サービス需要に対して、民間団体を積極的に活用して対応しようとする動きが見られた6すなわち、A自治体のサービス供給主体の構成に近づきつつあるように見えた。また類似したA, Bの両自治体間では、サービス供給主体の構成の違いだけでなくサービスの体系にも大きな違いが見られた。A、B自治体間では、委員会数や委員会委員数に代表される行政機構の大きな違いが見られ、B自治体では、肥大化した行政機構の再構築を試みようとする動きが見られた。
ニューロフィードバックを用いた位相同期ダイナミクスの制御と脳機能解明

本研究の目的はニューロフィードバックにより脳の位相同期制御を行い,位相同期の機能的・因果的役割を明らかにすることである.ニューロフィードバックは被験者の脳活動を視覚刺激等にして見せ,自らの意思で脳活動を制御することである.ニューロフィードバックによる脳の位相同期制御はこれまで行われておらず,本研究が基礎的な知見となる.さらに,今まで行われていなかった脳活動の位相同期の因果的役割に関する研究を促進できる.今年度は予備実験を繰り返し,実験パラダイムを決定し,さらに本実験を行い,ニューロフィードバック時の脳波データの取得を行った.ニューロフィードバックによる位相同期制御実験の前に位相同期制御の評価のためにBimanual movement taskを行った.Bimanual movement taskは左右の人差し指を同時に動かすあるいは交互に動かす課題である.ニューロフィードバックによる位相同期制御実験では被験者に縦長のバーを伸ばしてもらう課題を行う.このバーの長さは脳の位相同期度に連動して伸縮するしくみである.ここで, 2つのグループを用意し,比較を行う. 1つのグループは位相同期度が高いほどバーが長くなるグループ,もう1つはコントロールグループとして位相同期度が低いほどバーが長くなるグループである.この位相同期の制御を5日間行った.複数被験者で行い,ニューロフィードバック時の脳波データおよびBimanual movement task時の脳波データを測定した.本研究課題は平成26年度が最終年度のため,記入しない.本研究課題は平成26年度が最終年度のため,記入しない.本研究の目的はニューロフィードバックにより脳の位相同期制御を行い,位相同期の機能的・因果的役割を明らかにすることである.ニューロフィードバックは被験者の脳活動を視覚刺激等にして見せ,自らの意思で脳活動を制御することである.ニューロフィードバックによる脳の位相同期制御はこれまで行われておらず,本研究が基礎的な知見となる.さらに,今まで行われていなかった脳活動の位相同期の因果的役割に関する研究を促進できる.今年度は予備実験を繰り返し,実験パラダイムを決定し,さらに本実験を行い,ニューロフィードバック時の脳波データの取得を行った.ニューロフィードバックによる位相同期制御実験の前に位相同期制御の評価のためにBimanual movement taskを行った.Bimanual movement taskは左右の人差し指を同時に動かすあるいは交互に動かす課題である.ニューロフィードバックによる位相同期制御実験では被験者に縦長のバーを伸ばしてもらう課題を行う.このバーの長さは脳の位相同期度に連動して伸縮するしくみである.ここで, 2つのグループを用意し,比較を行う. 1つのグループは位相同期度が高いほどバーが長くなるグループ,もう1つはコントロールグループとして位相同期度が低いほどバーが長くなるグループである.この位相同期の制御を5日間行った.複数被験者で行い,ニューロフィードバック時の脳波データおよびBimanual movement task時の脳波データを測定した.本研究課題は平成26年度が最終年度のため,記入しない.本研究課題は平成26年度が最終年度のため,記入しない.
グローバル時代における家庭科教育での多文化共生教育の推進

2018年度は、計画していた以下3つのことを実施した。1つは、2016年度において、カナダの食文化に関する家庭科教育における多文化共生教育の事例から学んだことを元に、日本の中学校技術・家庭科家庭分野で実施できるよう学習指導案と教材を考案した。2017年度には、食生活の内容で授業を行ったため、2018年度は衣生活および住生活の内容を扱った。具体的には、衣生活では「世界の民族衣装から衣文化を考えよう」、住生活では「世界のトイレから住環境や生活文化を考えよう」をテーマとした。日本の中学校技術・家庭科家庭分野の教員の協力を得て、これらの学習指導案と教材で授業を実施し、汎用性を確認した。2つ目は、2017年度に実施した中学校技術・家庭科家庭分野での食生活に関する授業実践の研究結果のうち未発表部分について、2018年7月に開催された日本家庭科教育学会第61回大会にてポスター発表を行った。愛知県、静岡県、千葉県にある4つの中学校で行った授業で、「授業を受けて考えたこと」として生徒たちが書いた自由記述回答をKHcorderにて分析した。そこから、他の国の文化につながる生徒数やつながる文化に違いがある4校すべてで、他文化への肯定的関心や多様性に関する自由記述回答があったことがわかった。3つ目は、4年間の研究成果を元に、「グローバル時代における家庭科教育で多文化共生教育を実践するための手引き」を作成した。「授業前に望まれる取り組みや支援」、「多文化共生の授業づくりのポイント」、衣食住の生活に係る多文化共生の学習指導案とワークシートや資料などの教材、「授業実践後にできること」を手引書としてまとめた。日本家庭科教育学会会員、愛知県小中学校連盟、愛知県総合教育センター、千葉県教育委員会、静岡県中学校家庭分野研究会等、関係教育機関等に配布した。文献・ホームページなどからの関係資料収集によると、文部科学省や各自治体は、就学に関するガイドブック等を掲載、配布していることを把握した。しかし、中学校技術・家庭科の授業展開におけるガイドブックや手引書は見当たらない。また、中学校技術・家庭科家庭分野の学習指導要領やその解説は、多文化共生について言及していないが、教科書では、地域に住む外国籍の人々との共生の概念が示されていることを確認した。愛知県、静岡県、千葉県内の中学校における家庭科教員7名に実施した聞き取り調査からは、各学校での取り組みや課題が見えてきた。ブラジル、中国、フィリピン等から日本に来た生徒や、親が外国籍で日本で生まれ生活している生徒など、多様に外国とのつながりのある生徒たちを教えている実態が見えてきた。家庭科教員は、そうした外国とつながりのある生徒たちに対し、授業中のみならず放課後にも指導をしていることが分かった。また、被服製作実習には欠かせない裁縫道具を揃えられない生徒がいることが課題として挙げられた。一方、そうした生徒たちは、調理実習にはおおむね積極的に参加していることが分かった。これらを受け、カナダ、ブリティッシュ・コロンビア州で、授業研究を実施すべく、昨年8月に、現地を訪れ、中学校教員3名と打ち合わせを行った。日本と比較すると、中学校段階での家庭科は選択科目の1つという設定である上、内容が食生活、衣生活に偏っている。しかし、授業時間数は、例えば「食物と栄養9」という9学年(日本の中学2年生)用の科目に約80時間が設定されていて、食生活に関する豊富な内容が扱われていることが分かった。生徒たちに自分自身や自分が関心をもった食文化を調査、発表させたり、そこから調理実習につなげたりという取り組みがされていることが分かった。2015年度に実施を計画していた2つの事項を達成することができた。1つは、日本での中学校技術・家庭科家庭分野の担当教員に実施した聞き取り調査である。これにより、日本の家庭科教育における多文化共生教育を実施する際の課題を抽出することができた。この成果は、2016年8月に韓国で行われる国際家政学会で発表することが確定している。もう1つは、2016年度に行うカナダでの研究準備である。研究打ち合わせのために、2015年8月にカナダ、ブリティッシュ・コロンビア州を訪れた。研究協力予定者3名と会い、授業研究実施に向けての準備や手順について話し合った。また、カナダの家庭科教育の内容や近況を知ることもできた。平成28年度は、まず5月にカナダに行き、中等教育学校段階で家庭科の科目を担当している教員に聞き取り調査を行った。また、実施が可能となった学校のみでだが、授業観察を実施した。カナダの学校教育において、家庭科という教科を持たない州もある中、ブリティッシュ・コロンビア州(以下、BC州とする。)は、Home Economics(家庭科)という教科名を堅持している州である。そこで、このBC州の中等教育学校段階における家庭科の科目の1つであり、ほとんどの学校で開設している科目`Foods and Nutrition'を担当する(していた)教員6名に対して、多様な文化背景をもつ生徒に対して、多文化共生をどのように教えるかについて聞き取り調査を行った。日本では、ごはんと味噌汁を日本の食文化の基本として小学校から教えることを説明し、「自分の国の食文化として、何を基本として教えているか」を尋ねた。これに対し、各教員から「カナダは多文化国家である」ことが語られ、カナダの典型的食物と考えられている食物はあるものの、それをカナダの食文化の基本として教えることはしていないという回答を得た。

一方、各地域の気候風土の特徴から多く栽培され、よく食されるものを、その地域の食文化という捉え方で教えているということが複数の教員から示された。また、各家庭での基本料理を挙げさせるというアプローチも紹介された。このように、国というより地域や家庭での食文化に着目させていることが分かった。また、「食の授業を通して、多文化共生をどのように教えているか」については、例えば世界に共通して存在するお茶や料理に使われるスパイスを取り上げ、その相違点と類似点を探るなどのアプローチにより多文化共生の視点で授業を展開していることが分かった。2016年度に実施を計画していた3つの事項を達成することができた。1つ目は、カナダでの調査実施である。これにより、上記の研究実績の概要に示した結果を得ることができた。2つ目は、日本での授業開発である。カナダの食文化に関する家庭科教育事例から学んだことを元に、日本の中学校技術・家庭科家庭分野の授業で実施可能な学習指導案と教材を考案した。3つ目は、研究成果の中間発表である。2015年度のおこなった日本の家庭科教員に対する聞き取り調査については、2016年8月に韓国の大田市にて開催された第23回国際家政学会にて口頭発表をおこなった。また、この内容をまとめた論文を金城学院大学論集社会科学編に発表した。カナダでの調査結果は、2016年12月に東京で開催された日本家庭科教育学会2016年度例会において口頭発表をおこなった。平成29年度は、平成28年度に、カナダの中等教育学校段階で家庭科を担当している教員に行った聞き取り調査結果を基に、日本の中学校技術・家庭科家庭分野における多文化共生の視点を含む学習指導案と教材を作成した。カナダの調査では、「食の授業を通して、多文化共生をどのように教えているか」について、例えば世界に共通して存在するお茶や料理に使われるスパイスを取り上げ、その相違点と類似点を探るなどのアプローチにより多文化共生の視点で授業を展開していることが分かった。そこで、日本においても、「お茶から世界の食文化を考える」という題材名で、日本茶と世界にある他のお茶を比較し、そこから相違点と類似点を探る授業を考案した。この授業は、2017年7月と9月に、千葉県、静岡県、愛知県の中学校で実施した。その際、授業実施前後に質問紙調査を行い、教育効果を測定した。その結果、「生活文化の違いを受け入れること」「他の国の食文化を試すこと」「他の国の生活文化を学ぶこと」などについて、事前より事後に肯定的回答の割合が有意に高くなった。これにより、開発した多文化共生の視点を取り入れた家庭科の授業は、多文化共生意識を育むのに有効であることが明らかになった。この質問紙調査結果は、2017年12月3日に開催された2017年度日本家庭科教育学会例会において発表した。カナダの調査を基に、他にも学習指導案を考案したが、それらは授業実践にいたらなかった。カナダでの調査結果は、2016年度日本家庭科教育学会例会において発表したが、同年度に論文執筆は行っていなかったため、2017年度におこない、日本家庭科教育学会誌に投稿した。2度の査読審査を経て、採択が決定し、2018年8月号に掲載予定となっている。
サイトカインや抗原レセプターを介するシグナル伝達機構の解析

B細胞は骨髄中の多能性幹細胞にみなもとを発し、骨髄支持細胞やサイトカインによる刺激により増殖しIgH遺伝子の再構成をへてB前駆細胞となる。その後L鎖遺伝子の再構成をへて抗原レセプターを細胞表面に発現し成熟B細胞となる。成熟B細胞の生存、活性化、免疫記憶は胚中心で活発であり、ここでB細胞は抗体産生細胞に最終的に分化し骨髄に移行する。本研究は、B細胞の初期発生に関与するサイトカイン分子の構造の専門家、成熟B細胞の増殖・分化に関与するサイトカイン研究の専門家、および細胞内のシグナル伝達研究の専門家が国際的に共同研究し、抗原受容体やその関連分子、IL-5レセプターを会するシグナル伝達系を分子レベルで解明することを目的としている。本研究期間に、当初の研究目標を達成し以下のことを明らかにできた。(1)IL-5はB細胞や好酸球の増殖や分化を促進するが、それは高親和性IL-5Rレセプター(IL-5R)を介して標的細胞内に伝達される。機能的なマウスIL-5RはIL-5結合分子であるα鎖とシグナル伝達分子であるβ鎖より構成される。β鎖は単独でIL-5結合性を示さないがIL5/IL-5Rα鎖複合体に結合し低親和性IL-5Rを高親和性に変換するのみならず、シグナル伝達に必須である。β鎖はIL-3やGM-CSF受容体のβ鎖としても機能する。IL-5とIL-3に反応性の株化細胞をIL-5やIL-3で刺激後細胞内蛋白質のチロシンリン酸化と活性化されるチロシンキナーゼの同定をし、それらの活性化に必須のIL-5Rα鎖の機能ドメインを検索し、以下のような成果を得た。(i)IL-5刺激後速やかにIL-5Rβ鎖を含む5種類以上の細胞内タンパク質のチロシン残基の燐酸化が惹起された。これまでに増殖因子受容体系のシグナル伝達に関与すると考えられていたタンパク質で分子内にSH2やSH3ドメインを有するもののうち、Vav,Shc,PI-3 kinase,HS1などのチロシン残基がIL-5刺激に対応し速やかにリン酸化されることがわかった。(ii)B細胞特異的な細胞内チロシンキナーゼであるブルトン型チロシンキナーゼ(Btk)やJAKキナーゼの活性化が惹起された。(iii)c-myc,c-fos,c-junなどのプロトオンコージーンの発現増強が惹起された。これらのことより、IL-5刺激に対応しRas→Raf→MAPKKK→MAPKK→MAPKカスケードの活性化、PI-3 kinaseを介するシグナル伝達径路、BtKの活性化やHS1とLynのリン酸化が関与する経路。JAK2 kinaseの活性化を伴うシグナル伝達系などを介して、最終的にc-fos,c-jun,c-mycなどのプロトオンコンジーンの活性化がおこり、細胞の増殖や分化が誘導される可能性が示唆された。我々はBtkの活性化を伴うシグナル伝達系に特に注目しIL-5R系にユニークなシグナル伝達系を解析している。(2)我々はこれまでIL-5Rα鎖の細胞内ドメインがIL-5シグナルの伝達に関与していることを示してきた。IL-5Ra鎖細胞膜直下のプロリン(6アミノ酸のうち4個がプロリン)残基に富む領域のIL-5シグナル伝達における関与を明らかにするため、6アミノ酸を欠失した4種類(DC1DC4)の変異α鎖cDNAを調整しβ鎖を構成的に発現しているFDC-P1に遺伝子導入し、トランスフェクタントのIL-5との結合親和性とIL-5応答性を調べ、以下の結果を得た。(i)野生型IL-5Rα鎖を発現しているFDC-5R,DC1DC4はいずれも高親和性IL-5Rを発現していた。DC1(プロリンに富む領域を欠失)とDC2(プロリンに富む領域の近傍で塩基性や酸性アミノ酸を含む領域を欠失IL-5刺激により増殖しないが、DC3,DC4(C-末端側の6アミノ酸を欠失)は野生型α鎖を発現させたFDC-5Rと同程度にIL-5に応答して増殖した。またJAK2のチロシン残基のリン酸化も惹起された。(ii)α鎖の細胞内ドメインのプロリン残基に富む領域(Pro-Pro-X-Pro)がシグナル伝達(増殖、JAK2のリン酸化、プロトオンコンジーンの発現誘導)に必須であること、3個のプロリン残基のすべてに点変異を導入するとIL-5刺激を伝達できないこと、両末端のいづれかのプロリン残基があればシグナルは十分に伝達されることがわかった。(iii)IL-5Rα鎖(細胞外ドメイン)とβc(細胞膜および細胞内ドメイン)のキメラレセプターをbcとともに発現させても細胞はIL-5に応答性を獲得することから、IL-5Rα鎖はβcの細胞内ドメインの多量化(multimerization)を惹起させるのに必要であることがわかった。(3)Btk遺伝子に変異のあるXIDマウスはB細胞選択的にIL-5に低応答性を示す。XIDマウスでのB細胞特異的なIL-

5レセプターを介するシグナル伝達系の異常を解析するため、IgH鎖エンハンサンサーをIL-5Rα鎖cDNAに連結した遺伝子をC57BL/6マウス受精卵に微量注入し、常法によりトランスジェニックマウス(5Rα-Tg)を作製した。この雄マウスを雌のXIDマウスと交配し、得られたF1マウスの雄(XID-5Rα-Tg)ならびに同腹雌(5Rα-Tg)マウスを実験に用い、以下のことを明らかにした。(i)5Rα-TgマウスのすべてのB細胞はリコンビナントIL-5Rα鎖を発現しており、より効果的にIL-5に応答した。(ii)XID-5Rα-TgマウスのB細胞も5Rα-TgマウスのB細胞と同じようにすべてIL-5Rα鎖を発現していた。腹腔内ならびに脾臓内B細胞のIL-5応答性をDNA合性を指標に調べたところ、XID-5Rα-TgならびにXIDマウスのB細胞はIL-5に応答しなかった。また、TNP-Ficollに対する応答性も見られなかった。(iii)XID-5Rα-TgマウスのB細胞は至適量以下のIL-5とLPSに応答しDNA合性とIg産生を示したが、XIDマウスのB細胞ではいづれも観察されなかった。以上の事実はXIDマウスではIL-5シグナル伝達系に以上があり、それはIL-5Rα鎖を強制的に発現させても回復しないことを強く示唆している。またIL-5Rα鎖を強制的に発現させてもXIDマウスでみられるB細胞機能異常は改善されないことも初めて示された。(4)胚中心B細胞はPNAにより染色されるが、B細胞の生存を延長させるIL-5とCD38に注目し、それらが胚中心B細胞上に発現されているのかを抗IL-5Rα鎖抗体と抗CD38抗体を用いた組織染色法で調べた。その結果、一部の胚中心B細胞がIL-5Rα鎖ないしCD38を発現しており、両分子をともに発現しているB細胞も検出された。XIDマウスのB細胞はIL-5に応答しないが、XIDマウスの胚中心にもIL-5Rα鎖ないしCD38を発現しているB細胞の存在が確認された。(5)脾臓B細胞を抗CD38抗体で刺激すると有意な増殖反応が見られたがIg産生は見られなかった。その系にIL-5を共存させると増殖反応は10倍以上増加し、Ig産生が見られるようになった。両刺激によりB細胞の生存が延長された。(6)IL-5Rα鎖の染色体遺伝子を単離しその全構造を明らかにした。マウスIL-5Rα鎖の染色体遺伝子は11エクソンから構成されており、6番の染色体上にマップされた。B細胞は骨髄中の多能性幹細胞にみなもとを発し、骨髄支持細胞やサイトカインによる刺激により増殖しIgH遺伝子の再構成をへてB前駆細胞となる。その後L鎖遺伝子の再構成をへて抗原レセプターを細胞表面に発現し成熟B細胞となる。成熟B細胞の生存、活性化、免疫記憶は胚中心で活発であり、ここでB細胞は抗体産生細胞に最終的に分化し骨髄に移行する。本研究は、B細胞の初期発生に関与するサイトカイン分子の構造の専門家、成熟B細胞の増殖・分化に関与するサイトカイン研究の専門家、および細胞内のシグナル伝達研究の専門家が国際的に共同研究し、抗原受容体やその関連分子、IL-5レセプターを会するシグナル伝達系を分子レベルで解明することを目的としている。本研究期間に、当初の研究目標を達成し以下のことを明らかにできた。(1)IL-5はB細胞や好酸球の増殖や分化を促進するが、それは高親和性IL-5Rレセプター(IL-5R)を介して標的細胞内に伝達される。機能的なマウスIL-5RはIL-5結合分子であるα鎖とシグナル伝達分子であるβ鎖より構成される。β鎖は単独でIL-
地面近くを走行する三次元bluff bodyの空力特性の研究

本研究は,自動車や鉄道車両などの地面境界近傍を走行する三次元鈍頭物体の空力特性を,実験と理論解析の両面かち解明することを目的としている.研究の過程と得られた結果を要約すると,次の様になる.1.ムービング・ベルト装置の試作・開発風洞流速に追随して高速で走行するベルト装置を開発した.測定部のベルト面寸法は440×620mm,ベルト走行速度は(538)m/sであり,ベルト面の浮き上りを防止するベルト吸着装置と境界層制御装置ならびにマイクロ・コンピュータを用いた風洞流速への自動追尾装置を備えている.2.三次元物体の空力特性の評価最も単純な形状の三次元鈍頭物体として球および長球を,また,より実用的な物体形状としてクラークY型翼の翼厚を増して創成した低アスペクト比厚翼を用い,種々の流速,模型と地面境界との間隙の下で,模型に働く流体力を測定した.そして,臨界レイノルズ数におよぼす長球のアスペクト比の影響,地面効果の現れ方に対する地面境界の状態の影響,実車を模した三次元物体の寸法効果,地面効果等を,それぞれ固定地面板法,境界層制御付固定地面抜法などと比較して示した.3.圧力分布および流れ文様の評価球および長球,実車を模した低アスペクト比厚翼の表面圧力分布を測定し,空力特性の変化におよぼす寸法効果や地面効果の現れ方を圧力分布の面から考察した.次に,表面タフト法による物体まわりの流れ文様の可視化実験を行い,三次元物体特有の縦うずの発生過程を明らかにすると共に,圧力分布との関連について議論を加えた.4.境界要素法によるはく離流れ場の解析物体の非はく離域においては直接,物体表面に,また,はく離域においては,はく離自由流線上に面に垂直な方向の極を持った二重極を連続的に分布させる事で流れ場の定式化を行い,数値解析する手法を提起した.本研究は,自動車や鉄道車両などの地面境界近傍を走行する三次元鈍頭物体の空力特性を,実験と理論解析の両面かち解明することを目的としている.研究の過程と得られた結果を要約すると,次の様になる.1.ムービング・ベルト装置の試作・開発風洞流速に追随して高速で走行するベルト装置を開発した.測定部のベルト面寸法は440×620mm,ベルト走行速度は(538)m/sであり,ベルト面の浮き上りを防止するベルト吸着装置と境界層制御装置ならびにマイクロ・コンピュータを用いた風洞流速への自動追尾装置を備えている.2.三次元物体の空力特性の評価最も単純な形状の三次元鈍頭物体として球および長球を,また,より実用的な物体形状としてクラークY型翼の翼厚を増して創成した低アスペクト比厚翼を用い,種々の流速,模型と地面境界との間隙の下で,模型に働く流体力を測定した.そして,臨界レイノルズ数におよぼす長球のアスペクト比の影響,地面効果の現れ方に対する地面境界の状態の影響,実車を模した三次元物体の寸法効果,地面効果等を,それぞれ固定地面板法,境界層制御付固定地面抜法などと比較して示した.3.圧力分布および流れ文様の評価球および長球,実車を模した低アスペクト比厚翼の表面圧力分布を測定し,空力特性の変化におよぼす寸法効果や地面効果の現れ方を圧力分布の面から考察した.次に,表面タフト法による物体まわりの流れ文様の可視化実験を行い,三次元物体特有の縦うずの発生過程を明らかにすると共に,圧力分布との関連について議論を加えた.4.境界要素法によるはく離流れ場の解析物体の非はく離域においては直接,物体表面に,また,はく離域においては,はく離自由流線上に面に垂直な方向の極を持った二重極を連続的に分布させる事で流れ場の定式化を行い,数値解析する手法を提起した.本研究は、自動車や鉄道車輌などの様な地面近くを高速で走行する三次元鈍頭物体の空力特性を、実験と理論解析の両面から解明することを目的としている。昭和61年度は、比較的単純な形状のはく離を伴なう三次元物体の壁面境界近傍における基本的な空力特性を、実験的に精度良く評価する手法を確立し、次年度の研究の基礎資料を得るための一連の実験を行った。研究の過程と得られた結果を要約すると、次のとおりである。1.ムービング・ベルト装置の開発と性能試験風洞流速に同期して高速で走行するベルト装置を開発し、その特性試験を行った。測定部のベルト面寸法は440×620mm,ベルト速度は(538)m/sである。本装置は前部フェアリング部と境界層制御の機構に工夫をしているので、ベルト装置全体のブロッケージ比も小さく、速度分布の一様性も良好である。2.軸対称三次元物体の地面効果鈍頭物体の空力特性に及ぼす地面境界の影響解明の第1段階として、球および長球の地面効果に関する実験を行った。その結果、球の様に地面境界と点で接する物体でも、その揚抗力に及ぼす地面効果は非常に大きい。また、主流方向に長い長球では、その地面効果の現れ方が長さに比例して、より顕著になる。また、従来からの固定地面板を用いる方法による結果とは、かなり異なった特性を示す。3.低アスペクト比厚翼の地面効果乗用車等の空力特性を調べる際の基礎として、アスペクト比が0.5程度の厚翼(翼厚比:約30%)を用いて地面境界の影響を評価する実験を行った。

その結果、長球などの軸対称物体と異なり、地面に接する面積の大きい厚翼の場合には、地面効果が極めて顕著に現れるだけでなく、模型底面と地面との間隙,底面の勾配や曲率,表面粗さ等によって多様な変化を示すことが明らかになった。
プロスタグランジンによるマクロファージ系細胞の分化とオンコジーン発現機構の解明

材料としては、ヒト急性白血病由来前骨髄芽球様細胞株(HL-60)を用いてprostaglandinE_1(PGE_1)に分化促進作用があるかどうかについて確認した。未分化HL-60細胞をPGE_1(1μg/ml)で48時間処理した場合細胞増殖は抑制されたが、細胞自体は形態変化を起こしプラスチック面に協力に接着するようになった。また、核/細胞質比は低下し、クロロアセテートエステラーゼ活性が発現するようになった。一方、細胞機能については、ホルボールエステル(PMA)刺激に対するO_2-産生がこう進し、NBT還元活性の顕著な増加が確認された。以上のいわば頻用基準から判断して、PGE_1処理したHL-60細胞は明らかに顆粒球方向に分化していることが示唆された。そこで、次に、この分化細胞のサイトカイン産生について特異的抗体を用いたドットブロット法にて検討した。その結果、IL-1α,IL-6,TNF-αの3種類のサイトカインの産生がこう進していることが明らかになった。しかし、NO産生は検出できなかった。また、一部の古典的文献に記載されている分化顆粒球におけるエネルギー代謝の変化については、LDH(乳酸脱水素酵素)活性と細胞内ATP量を測定することにより検討を加えた。LDH活性は上昇し、ATP量は低下していることから、やはり、解糖系が優位になっている可能性が示唆された。さらに特筆すべき発見は、活性型ビタミンD_3との同時処理により上記の多くのインデックスがさらに高い分化度を示したということである。残念ながら、この分化促進機構については現在検討中である。