hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SAGE法による食道癌・胃癌特異的遺伝子の探索とその意義に関する臨床疫学的研究

SAGE法により、世界最大のSAGEライブラリーを完成し(GEO accession no. GSE545)、胃癌の発生・進展に関与する多くの遺伝子を同定してきた。胃癌SAGEライブラリーとデータベース中の主要な12種類の正常臓器のライブラリーとの比較から、癌特異的発現遺伝子候補をリストアップし、定量的RT-PCR法による実際の胃癌と正常臓器における発現解析により、少なくとも8遺伝子が特異的に発現することを見い出した。この中にはMIA(melanoma inhibitory activity)とGW112という既知の遺伝子が含まれていた。胃癌についての定量的RT-PCR法では、進行癌症例で有意に発現レベルが高く、MIA陽性例は陰性例に比較して有意に予後不良であった。ELISAにて測定した血中MIA値は、高度進行胃癌症例で高値であった。GW112は、胃癌の58%(29/50)において過剰発現(T/N>2)しており、悪性度と相関していた。SAGEで抽出した164の特異的遺伝子に既知の遺伝子を加えたオリゴDNAカスタムアレイを用いて、20例の胃がん組織について遺伝子発現を解析し、T grade、N grade、Histologyなどを判別する有意な遺伝子群を抽出した。また、SAGEライブラリーの比較から胃癌において発現が抑制されている遺伝子としてCLDN18を同定した。RT-PCR法によって胃癌では65%にCLDN18の発現低下が認められた。さらに、5'UTRにG/AのSNPの存在が見い出され、胃癌症例対照研究から、A/G及びG/G genotypeが胃がんの発生リスクに関連する可能性が示唆された。
会計上の保守主義の動機と経済的帰結に関する理論的・実証的研究

本研究では,会計実務方針の一つである保守主義に焦点を合わせ,債務契約における保守的な会計報告の影響を検証している。具体的には,経済的ニュースに先立って保守的に会計処理を行う無条件保守主義と,経済的ニュースに基づいて保守的に会計処理を行う条件付保守主義の2つタイプの会計保守主義が,借入金契約と社債契約における利率スプレッドなどの諸条件にどのように影響しているかを分析した。分析の結果から,(1)借入金契約では,より高い条件付保守主義が負債コストの低減に結びついていること,(2)社債契約では,より高い無条件保守主義が利率スプレッドの低減や上位の社債格付に結びついていることが示された。本研究の目的は,会計実務方針の一つである保守主義に着目し,会計上の保守主義の動機及び経済的帰結を理論的・実証的に明らかにすることである。この目的に対し,本年度は,保守主義の定量化に関する実証的研究の成果に基づいて,日本企業による会計保守主義の程度の測定を中心に行った。保守性の程度を定量化する実証研究では,保守主義の二面性,すなわち条件付保守主義と無条件保守主義の側面があることが指摘されている。特に,Basu (1997)は,保守主義の定量化の先駆的な研究であり,条件付保守主義の測定を可能としており,さまざまな実証研究で用いられている。ただし,Basu (1997)モデルは,利益に対する株式リターンの係数を保守主義の尺度としていることから,企業・年の変数を推定することには不向きである。そこで,Basu (1997)モデルに基づき,企業特徴(企業規模,時価簿価比率,レバレッジ)を組み込むことで,企業・年の変数を推定することを可能にしたKhan and Watts (2009)モデルを,本研究では用いることとした。また,無条件保守主義の程度の測定には,先行研究でも多く使用されているBeaver and Ryan (2000)モデルを使用することとした。これまでに,公募債発行の企業と私募債発行の企業について,条件付・無条件保守主義の程度の測定を行い,その指標と負債コストが関係しているか否かを調査した。分析の結果,条件付保守主義は負債コストと関係しておらず,一方で無条件保守主義は,公募債の場合に負債コストと関係(負の関係)があり,私募債の場合には関係があるとは言えないことが確認された。今後は,このような分析結果について,差異をもたらす要因を考察し,検証モデルの精緻化を図ることで,より頑健的な研究成果を目指す。この目的に対し,本年度は,会計制度や理論的研究における保守的会計の位置づけ,及び保守主義の定量化に関する実証的研究の成果のサーベイを中心に行った。近年進められている会計制度の整備では,国内外の概念フレームワークにおいて,保守主義は財務諸表にバイアスをもたらすとされ,否定的な立場がとられている。しかしながら,保守的な会計処理は純資産が帳簿金額以上に充実し将来リスクへの備えとして機能することが期待され,従来より会計実務に浸透してきているとされている。保守性の程度を定量化する実証的研究では,保守主義には条件付き保守主義と無条件保守主義の相反する側面があることが指摘されており,Basu(1997)をはじめとして,保守主義会計のそれぞれの側面をとらえた測定尺度が開発されてきている。それらの尺度を用いた先行研究では,平均的にみて日本企業が保守的な会計処理を行っていることが報告されている。先行研究が日本企業全体を分析対象としているのに対し,本研究では企業特性(動機)に着目し,その一つとして,社債発行企業を取り上げる。企業価値の観点から,資本コスト,特に負債コストに焦点を合わせ,保守的な会計処理をとる企業に対して,社債権者がどのような反応をしているのかを分析するためのデータ整理を進めている。同じ債権者であっても,金融機関と社債権者では異なる側面が多いため,異なる反応が期待されるためである。平成26度は,前年度に引き続き,会計上の保守主義が負債コストにどのように影響しているかを検証した。債務契約に対し,保守的な会計報告を行うことで,過度な会社財産の社外流出やデフォルト・リスクの上昇の回避が期待される。また,会計上の保守主義は,経済的損失を会計利益に織り込むタイミングの差異から無条件保守主義と条件付保守主義に区分され,債権者に対して異なる効果があることが指摘されている。(1)新規借入金契約を対象とした条件付保守主義の効果に関する実証分析では,条件付保守主義の程度と利率スプレッドとの間に負の関係が示された。

これは,経済的バッド・ニュースを適時的に会計利益に織り込む程度が高い企業は,低い利率で借入金による資金調達ができていることを示唆している。(2)社債契約を対象とした実証分析では,利回り,償還期間,担保の設定,および社債格付に対する無条件保守主義水準尺度と変動尺度および条件付保守主義の程度の影響を検証した。分析の結果,より高い無条件保守主義が利回りスプレッドの低減や上位の社債格付に結びついている可能性が示された一方で,条件付保守主義が契約の効率性の向上に寄与していることを示す証拠は得られなかった。保守的な会計報告を行う動機の中でも,諸外国企業を対象とした多くの先行研究で注目されている債務契約を取りあげ,日本企業による資金調達における重要性から借入金契約と社債契約における保守主義の機能を検証した本研究におけるこれらの発見事項は,保守的な会計報告が債務契約の向上に寄与していることを示しているものの,債務契約における2つのタイプの会計保守主義の会計上の保守主義の機能や有効性に,債権者の特徴(私的・公的債権者)が関係している可能性があることを示唆している。会計学平成25年度は,1日本企業の会計情報の保守性を測定し,22種類の社債(公募債・私募債)の発行企業の会計保守主義と負債コストの関係の分析を行った。研究の進捗に合わせて,研究成果を原稿にまとめる予定であったが,1について測定に必要となる変数が多岐にわたることから時間を要し,投稿するまでには至らなかった。今後は,銀行ローン等他の種類の負債についての検証も含め,研究目的の達成に努める。1国内外の会計制度や理論的研究における保守主義の定義・位置づけの動向の整理,および保守主義の定量化・尺度に関する指標の理論的特徴を整理するとともに,2日本企業の会計情報の保守性を測定することの2点について,研究ノートにまとめることを平成24年度の主な計画としていた。しかし,保守主義の定量化に関する指標,およびそれらの指標に用いるためのデータが多岐・多量にわたり,測定結果を整理するところまで進めることができなかった。先行研究のサーベイの結果,会計保守主義と債務契約との関係を検証している諸外国における研究は多いものの,日本企業を対象とした研究は多くないことが分かった。今後の推進方策として,債務契約の種類別に債権者の特徴を把握し,それらの特徴と会計保守主義との関係性を理論的に考察する。そして,その関係性が実際のデータを用いて実証的に支持されるかを分析・検証し,会計上の保守主義の動機及び経済的帰結に関する実証的証拠を蓄積する。先行研究のサーベイの結果,日本企業全体を対象とした実証的研究が多く,社債発行などの企業特性に焦点をあてた研究があまり多くないことがわかった。今後の推進方策として,分析対象とする企業(企業特性)を特定化し,市販の財務データや株価データを用いて統計的分析により,会計上の保守主義の動機及び経済的帰結に関する実証的証拠を蓄積する。次年度使用額が生じた理由として,財務諸表・株価データに費やす金額が予定よりも低額であったことがあげられる。いずれもデータの更新が必要であるため,研究の進捗と発売時期を考慮して購入する必要があり,延期している状況である。購入を延期したデータ・ベースや,より高度な統計処理を行うためのソフトウエアの購入にあてる予定である。
ヒト卵巣癌の「臨床的薬剤耐性」の機序の解明に関する基礎的実験的研究

1.薬剤耐性腫瘍に対するbiological response modifier(TNF、IFN等)の効果について:In vitroでclonogenic assayにより検討した結果、未治療卵巣癌細胞及び臨床的薬剤耐性卵巣癌細胞の一部はTNF-α、IFN-γの直接効果に対し感受性を持つ事が判明した。また、細胞株を用いた実験により、IFN-γでは腹水中マクロファ-ジを介して間接的抗腫瘍効果を発現する事が明らかにされ、これらの抗腫瘍効果の相乗的効果が臨床的薬剤耐性腫瘍に対して応用可能である事が示唆された。2.薬剤耐性腫瘍に対して、In vitroの感受性試験の結果を基にして、臨床的に全身的化学療法を施行した結果では、例えIn vitroで感受性があったとしても必ずしも臨床的には著明な効果を示さない場合が多かった。これは前年度の研究結果として、臨床的薬剤耐性腫瘍は、抗癌剤の感受性に関してheterogeneityが存在する事、薬剤耐性腫瘍では脈管数が減少しており、薬剤の移行が低下している事が示唆された事と関連していると考えられた。また前年度の結果と同様に耐性腫瘍の細胞レベルでの抗癌剤に対する感受性は未治療の癌細胞に比し、低下している事が明らかとなった。3.癌細胞の薬剤耐性機構のmarkerと考えられるp-glycoproteineの発現の有無を検討した。臨床的耐性卵巣癌組織を抗p-glycoproteine抗体を用いた免疫組織化学的手法で染色を行なった。controlが無いため染色結果の判定は困難であり、現在までのところ、細胞膜にp-glycoproteineが存在している事が明瞭に示されたものは無い。今後の技術改良の余地が考えられる。4.臨床的薬剤耐性克服の治療の試みとして、現在Cisplatinの腹腔内持続的投与法による薬剤移行の低下を克服する治療法を試行している。この方法では、腹腔内の抗癌剤濃度を一定以上に保つ事が可能で今後の効果が期待される。1.腫瘍組織内の癌細胞の抗癌剤に対する感受性についての多様性に関する研究として原発腫瘍組織内の部位別,或いは転移巣の癌細胞について検討した.In vitroでの感受性試験の結果からは,同じ腫瘍内でも部位にその薬剤に対する感受性が異なっている可能性が示唆された.ただし,この研究の過程で部位による細胞の増殖態度(コロニー形成能)に差がある事が分り,特に転移巣の細胞増殖能は原発巣に比し高い傾向が認められた.この事実は感受性試験の結果にも影響を及ぼしていると考えられ,さらに継続して例数を増しての検討が必要である.2.現行の化学療法を原発巣の癌細胞の感受性試験の結果から検討してみた.現行の三者併用療法(CAP)のいずれかの薬剤に感受性があるものが90%であったが,いずれも薬剤にも感受性を示さないものが10%に存在し,この様な症例が臨床的薬剤耐性の一部を形成する可能性が考えられる.今後の転帰の解析とさらに例数を増す必要性がある.3.臨床的薬剤耐性腫瘍のIn Vitroでの薬剤感受性の検討. 1).既治療薬剤に感受性が低い例が多く,細胞レベルでの耐性の獲得か,低感受性クローンの選択がおこっている可能性が示唆された.しかし,一部には多くの薬剤に感受性が認められるものの, In vitroでの増殖能力が非常に強い腫瘍細胞があり,この様な例では生体内での不適切な薬剤動態が耐性機構の主軸をなしていると考えられた.2).薬剤感受性試験を基にした化学療法を施行した結果,一部の症例では既に効果が認められているが,さらに例数を増して検討の予定である.従来卵巣癌の治療薬として使用頻度の低い薬剤も一部の症例に対しては効果がある事が分った.4.薬剤耐性腫瘍の病理組織学的所見と感受性試験の結果に関して検討した.肉腫瘍変化をおこした卵巣癌ではActinomycinーDやVincristine等の肉腫の治療に用いられる薬剤に感受性が認められ,組織学的形態と感受性との関連が認められる点であった.1.In vitroでの抗癌剤感受性試験を基礎にした「臨床的薬剤耐性腫瘍」に対する化学療法の確立を試みた。Human Tumor Clonogemic Assayの結果から初回治療前の有効薬剤としてはその選択率からActinomycin-D,CDDP,Adriamycin,Cyclo-phosplamidlが挙げられる。薬剤耐性腫瘍ではこれらのうちCDDP,Actinomycin-Dの選択率が高かった。臨床的に選択薬剤を併用投与した結果、現在までにComplete Response例は認められないが、Partial response及び体腔液著効例が少数例認められる。今後症例を増加させる必要がある。従来卵巣癌の治療としてあまり使用されなかったActinomycin-Dの効果について臨床的に検討する必要があると考えられた。2.薬剤の腫瘍組織移行を調べるため、耐性腫瘍中のCisplatin濃度を周囲の正常組織と比較して検討した。その結果、Cisplatinの動注例、静注例いずれも、正常組織に比較し、耐性癌組織ではCisplatinの組織濃度が低い事が確認された。さらに病理組織学的に耐性腫瘍組織像を原発巣と比較してみると、癌組織が未分化になる傾向と共に癌組織中の脈管の数が著明に少ない事が確認された。以上より、耐性腫瘍組織では脈管の減少に伴う薬剤移行の低下により組織中の抗癌剤濃度が充分に上昇してない事が示唆された。3.癌組織内の抗癌剤に対する感受性に関するheterogeneityの有無について検討した。まず、原発巣に比し転移巣、腹水中の癌細胞はInvitroでの増殖率が良くassay成功率が高かった。

原発巣、転移巣両者のassayが成功した例でそれぞれの選択薬剤を比較すると必ずしも一致せず、両者に抗癌剤感受性に関する差違が認められた。増殖態度が異なる事、抗癌剤感受性が異なる事から、両者は異なったpopulationに属する腫瘍細胞から成りたっている事が示唆された。同じ原発巣内でのheterogeneityの有無についてはassayの成功率が低く充分検討できなかった。4.放射線感受性試験は細胞株ではdose-responseが認められたが、fresh tumorを使用した場合の感受性は充分に確認できなかった。1.薬剤耐性腫瘍に対するbiological response modifier(TNF、IFN等)の効果について:In vitroでclonogenic assayにより検討した結果、未治療卵巣癌細胞及び臨床的薬剤耐性卵巣癌細胞の一部はTNF-α、IFN-γの直接効果に対し感受性を持つ事が判明した。また、細胞株を用いた実験により、IFN-γでは腹水中マクロファ-ジを介して間接的抗腫瘍効果を発現する事が明らかにされ、これらの抗腫瘍効果の相乗的効果が臨床的薬剤耐性腫瘍に対して応用可能である事が示唆された。2.薬剤耐性腫瘍に対して、In vitroの感受性試験の結果を基にして、臨床的に全身的化学療法を施行した結果では、例えIn vitroで感受性があったとしても必ずしも臨床的には著明な効果を示さない場合が多かった。これは前年度の研究結果として、臨床的薬剤耐性腫瘍は、抗癌剤の感受性に関してheterogeneityが存在する事、薬剤耐性腫瘍では脈管数が減少しており、薬剤の移行が低下している事が示唆された事と関連していると考えられた。また前年度の結果と同様に耐性腫瘍の細胞レベルでの抗癌剤に対する感受性は未治療の癌細胞に比し、低下している事が明らかとなった。3.癌細胞の薬剤耐性機構のmarkerと考えられるp-glycoproteineの発現の有無を検討した。臨床的耐性卵巣癌組織を抗p-glycoproteine抗体を用いた免疫組織化学的手法で染色を行なった。controlが無いため染色結果の判定は困難であり、現在までのところ、細胞膜にp-glycoproteineが存在している事が明瞭に示されたものは無い。今後の技術改良の余地が考えられる。4.臨床的薬剤耐性克服の治療の試みとして、現在Cisplatinの腹腔内持続的投与法による薬剤移行の低下を克服する治療法を試行している。この方法では、腹腔内の抗癌剤濃度を一定以上に保つ事が可能で今後の効果が期待される。
土木・建築事業におけるゼロエミッション化の可能性の評価

都市全体の人間活動のゼロエミッション化を最終的な目標として、土木・建築事業の製品である都市の建設の街区単位における物資フローに関する基礎データの蓄積を行う。ここでは建設事業のうち、今後成熟した都市においてその比重が増していくと思われる既成市街地の再開発事業を取り上げ、建設・運用・廃棄段階を対象としたLCCO2を評価することにより、都市における地域構成の改良によるエミッションの削減に関する検討を行った。ここでは東京都内における3ケ所の市街地再開発事業を取り上げ、各地区について再開発前は住宅地図に基づき建物の外形を計算機に入力することにより延べ床面積を算出した。各地区の延べ床面積合計は建設前に比べて建設後は5倍ないし13倍以上になっており、敷地面積が大きいほど増加率が大きいことがわかる。比較のため再開発後の建物用途を集合住宅と仮定してLCAを行った結果、解体・建設時を除いても再開発後の年間CO2発生量は再開発前の約4倍になる。一方、居住者1人あたりのCO2発生量は再開発前で473kg,再開発後の運用時で364kgとなる。再開発後の建物の寿命を30年,60年,100年と仮定すると解体・建設を考慮した再開発後のCO2発生量は535kg,449kg,415kgとなる。このため、再開発後の建物の寿命次第では1人あたりの住居のLCCO2の発生量を再開発前と同等に抑えられる可能性があることがわかった。
テクノポテンシャルの概念を用いた技術指向企業の「潜在的技術力」の測定と国際比較

本研究は、技術指向企業の潜在的技術力を測定するための指標としてテクノポテンシャル(Techno-Potential)という新しい概念を提案し研究開発活動および「技術力」の特徴と相違点を明らかにした。技術指向企業ないしはある国の製造業全体の潜在的技術力を従来に比べてより有意味に測定できる新しい概念としてテクノポテンシャルを提案した。生産活動に対する資本・労働以外の要因を説明し測定する尺度としては、従来TFP(Total Factor Productivity)がしばしば用いられてきた。しかし、TFPは実際の測定に技術的困難性を伴い、また技術力以外の要因を分離できないことが指摘されている。テクノポテンシャルは、これらの欠点を補う新しい概念であるテクノポテンシャルは、技術指向企業あるいはある国の製造業全体において投入された研究開発費に対して、それが実際の成果(製品、特許あるいは研究論文など)を生み出すための懐妊期間(タイムラグ)と技術の時間的な陳腐化を考慮した概念である。テクノポテンシャルは、単に研究開発費を投入すれば増加すると言うわけではなく、その対象とする技術(これが懐妊期間と陳腐化率を決定する)が基礎的か応用的かに大きく依存する。テクノポテンシャルの概念は懐妊期間と陳腐化率が互いにトレードオフの関係にあることを明確に表現し、そのパレート最適的な組み合わせが重要であることを指摘した。さらに、テクノポテンシャルの持つ限界についても指摘した。テクノポテンシャルは技術開発に向けて投入された金銭的投資の面のみしか捉えておらず、真の「潜在的技術力」を考察するために、マジネメントポテンシャルのレゼヴォアールと言う新たな概念を提案した。このレゼヴォアールは、テクノポテンシャル以外のマネジメントポテンシャを指示し結合するものであって、いわゆる組織知能に対応するものであると指摘した。さらに、組織知能を活性化しヒューマンウェアの潜在力を引き出すための方法論としてソフトシステム方法論の持つ意味について考察した。本研究は、技術指向企業の潜在的技術力を測定するための指標としてテクノポテンシャル(Techno-Potential)という新しい概念を提案し、これを実際の経済データに適用することによって、わが国と欧米の研究開発活動および「技術力」の特徴と相違点を明らかにすることを目的とする。今年度は、テクノポテンシャルを研究開発投資の累積と陳腐化から概念化し、定式化した後その性質を調べた。また、コピーはきわめて容易であるがその創造には莫大な労力を要するという情報知識産業の特質を踏まえて、情報知識産業を育成するための政策についても考察した。得られた知見は、広く学会発表会、学術雑誌、国際会議等で発表した。その主なものは、以下の通りである。次年度は、概念の定量化と実証的研究を中心に進めることにしている。本研究は、平成6年度からの2年間の研究として、技術指向企業の潜在的技術力を測定するための指標としてテクノポテンシャル(Techno-Potential)という新しい概念を提案し、研究開発活動および「技術力」の特徴と相違点を明らかにすることを目的とした。平成7年度は、テクノポテンシャルを研究開発投資の累積と陳腐化から概念化し定式化し計測・操作可能なものにした後、それを用いてわが国の研究開発活動の特徴を抽出した。また、コピーはきわねて容易であるがその創造には莫大な労力を要するという情報知識産業の特質を踏まえて、情報知識産業を育成するための政策についても考察した。得られた知見は、広く、学会発表会、学術雑誌、国際会議等で発表した。
奄美北部諸方言における疑問文の総合的記述

申請者のこれまでの調査によれば,奄美北部諸方言(喜界島・奄美大島など)には,ノ(ダ)文相当の構造と焦点助詞が併存している点や,理由疑問詞に述語専用の疑問詞が見られる点など,日本語・琉球諸語の他の地域変種の中でも報告のない特徴が見られる。これを踏まえ,本研究では,奄美北部諸方言の疑問文について,フィールドワークを通じてデータを収集し,イントネーションなどの音韻的観点,疑問文述語がとりうる活用形・文末助詞などの形態的観点,疑問詞の文中に占める位置などの統語的観点,疑問詞・疑問文述語の諸形式と情報構造・モダリティとの関連などの意味的観点から総合的な記述を行う。
統計的モデル選択の理論と実際

本研究は,従来のモデル選択理論をより体系化するとともにニューロネットワーク,ウエーブレットなどこれまでの伝統的な推測法と異なった側面をもつ計算機依存型の推測法に対しても適用可能な形に拡張し,十分実用に耐える根拠と効力を持つ汎用なモデル選択法を確立することを目的として開始した研究である.まず最初の目的は,Springer-Verlag社から依頼されていたモノグラフ"Statistical Model Selection"の執筆を通じて1つの体系的なアプローチを探索することによりかなり達成できた.特に,BICやABICさらにはMDLに代表されるモデル選択法をベイジアンの立場から統一的に扱うことが判明したことは,今後のこの分野のさらなる発展につながるばかりでなく,ニューロネットワークのノード数の選択などに無反省にこれらの方法が適用されている現状に対する警鐘としても重要な意味を持つ結果である.二番目の目的に対しては,主に離散データに対する統計モデルの選択を中心に研究を進めた.多くの計算機依存型の推測法がこのような離散的な値をとるデータを対象としているからである.その結果,連続的な値をとる場合によく用いられるAICに代表されるモデル選択法をそのまま用いるのは必ずしも適切でないことが明らかになった.その主な理由は,離散分布の場合には推定量の分布の漸近分布への収束が極めて遅く,また一様ではないためである.そこでどんな修正が適当かを探索するとともにそれぞれについて検証を重ねた.その結果いわゆるブートストラップ法による修正項の推定がかなり広範囲に有効であることが判明し,そのために必要なアルゴリズムも開発した.さらに,実際問題への適用例として従来から研究対象としてきた7種類の金利時系列を取り上げ,多変量ARモデルのモデル選択の実証研究を行った.そのためには,変量とラグの自由な組合せでのモデル選択を行えるソフトウエアが存在しなかったためその開発から始める必要があった.このソフトウエアを用いて様々な期間についてモデル選択を行ったところ,バブルの時期も含め様々な期間について共通がモデルを選択できることが判明した.これは実際問題での統計的モデル選択の重要性とその有効性を示す結果である.本研究は,従来のモデル選択理論をより体系化するとともにニューロネットワーク,ウエーブレットなどこれまでの伝統的な推測法と異なった側面をもつ計算機依存型の推測法に対しても適用可能な形に拡張し,十分実用に耐える根拠と効力を持つ汎用なモデル選択法を確立することを目的として開始した研究である.まず最初の目的は,Springer-Verlag社から依頼されていたモノグラフ"Statistical Model Selection"の執筆を通じて1つの体系的なアプローチを探索することによりかなり達成できた.特に,BICやABICさらにはMDLに代表されるモデル選択法をベイジアンの立場から統一的に扱うことが判明したことは,今後のこの分野のさらなる発展につながるばかりでなく,ニューロネットワークのノード数の選択などに無反省にこれらの方法が適用されている現状に対する警鐘としても重要な意味を持つ結果である.二番目の目的に対しては,主に離散データに対する統計モデルの選択を中心に研究を進めた.多くの計算機依存型の推測法がこのような離散的な値をとるデータを対象としているからである.その結果,連続的な値をとる場合によく用いられるAICに代表されるモデル選択法をそのまま用いるのは必ずしも適切でないことが明らかになった.その主な理由は,離散分布の場合には推定量の分布の漸近分布への収束が極めて遅く,また一様ではないためである.そこでどんな修正が適当かを探索するとともにそれぞれについて検証を重ねた.その結果いわゆるブートストラップ法による修正項の推定がかなり広範囲に有効であることが判明し,そのために必要なアルゴリズムも開発した.さらに,実際問題への適用例として従来から研究対象としてきた7種類の金利時系列を取り上げ,多変量ARモデルのモデル選択の実証研究を行った.そのためには,変量とラグの自由な組合せでのモデル選択を行えるソフトウエアが存在しなかったためその開発から始める必要があった.このソフトウエアを用いて様々な期間についてモデル選択を行ったところ,バブルの時期も含め様々な期間について共通がモデルを選択できることが判明した.これは実際問題での統計的モデル選択の重要性とその有効性を示す結果である.初年度である平成9年度は理論展開と実証のための基盤整備を行った.まずブートストラップ法にもとづくモデル選択法のよさを裏付けるため計算機シミュレーションと理論展開を並行して行った.その結果,項数は異なるが階層構造を持つ多項分布モデル族からの選択問題に対してKullback-Leibler情報量をEfronのブートストラップ法によって推定したとき,二項分布モデル族の場合と同じように修正が必要であり特に確率が0あるいは1に近いときにはかなり大幅な修正が必要であることがわかった.修正項としてはいろいろ考えられるが,現在その優劣を理論と計算機シミュレーションの両面から検証中である.次に,ニューロネットワークモデルを対象にも同様の研究を進めた.入力層,出力層以外に1層しかない単純なモデルを考え,まず出力が一様になる場合からはじめ,さまざまな出力の様相の場合にウエイトの収束スピードがセル数に関してどのように変化するかを観察した.このモデルは基本的には多項分布モデルで記述することが可能であるので先の研究成果の応用とその限界の確認にあたった.ウェーブレット変換にもとづく周波数推定の問題に関しても,何種類の周期波を含むモデルを選択したらよいかについて研究を進めた.その結果問題がかなり複雑であることが判明し,現在さらに研究を進めている.Complexityに関しては,商品先物取り引きのデータを対象に変化点のモデル選択を行うことを目的として,モデルの探索を行った.

その結果発会日から納会日までの価格変動を,その時期で区分することにより,かなりの同質性を確保できることがわかったので,引き続いてその各グループ内での変化点のモデルの選択問題の研究を進める予定である.最終年度である平成10年度は平成9年度の研究成果を受けてそれらをまとめることに重点をおいた.ブートストラップ法にもとづくモデル選択法に関しては,離散分布の場合に特にその利点が発揮されることが判明してきたため,前年度から多項分布モデルに関する計算機実験を重ねてきた.本年度はその結果を裏付ける理論を構築することができた.ニューロネットワークモデルに関しては,しばしば実際に用いられるバリデーションサンプルを用いたモデル選択はバリデーションサンプルが十分大量にある場合にはいいがそうでない場合にはかえって不適切なモデルを選択してしまう可能性があることを,実験的にも理論的にも示すことができた.多変量時系列モデルに関しては,多変量自己、回帰モデルの変量をどのラグに関しても自由に選択できるプログラムを開発し,それを多変量金利時系列の解析に応用した.その結果,時間区間によらない一定の構造が発見でき,よく用いられるGARCHモデルなどより現象の解釈が容易になっただけでなく,予測に関しても精度をあげることができるようになった.以上のような研究成果に加え,Springer Verlag社より依頼されているモノグラプ“Statistical Model Selection"の完成も目指した.特にさまざまなベイズ流のモデル選択基準が提案され実際にもよく用いられることが多いため,それらを統一的に扱うことも本モノグラフの特徴の一つである.
新規・植物成長促進剤レピジモイドの製造とその応用に関する試験研究

1.レピジモイドの大量製造を目指して、有機合成による製造法を検討した結果、D-glucoseとα-L-rhamnoseから数段階を経て合成することに成功した。2.レピジモイドを生物学的手法で製造する目的で、レモン製ペクチンから調整したラムノガラクツロナンをヒマワリ芽生えから調整した粗酵素液で処理した結果、レピジモイドを製造することができた。3.物理化学的手法で製造する目的で、レモン汁をオートクレープで分解し、機器分析でレピジモイドの有無を調べた結果、レピジモイドは検出されなかった。レモン製ペクチンを塩酸で加水分解し、機器分析でレピジモイドを測ったが、検出されなかった。なお、この加水分解物の分子量5000400と400300の画分でヒモゲイトウ下胚軸伸長試験で成長促進活性(レピジモイド様活性)がみられた。4.レピジモイドの有機合成過程で、2-0-(4-deoxy- β-L-threo-hex-4-enopyranosyl)-L-rhamnopyranoseを得たが、この化合物がレピジモイドの数10倍もの高い成長促進活性を示すことが明らかになった。5.レピジモイドおよび4.の化合物はいずれも、発芽時から処理することによって、サラダ菜やトマトの生育を促進する傾向がみられた。これらの結果から、有機合成および生物学的手法によるレピジモイドの大量製造が可能になり、更にレピジモイドの類縁体も含めて、生育初期に処理することによって、農作物の生産向上に効果があることが示唆され、レピジモイドの農作物の生産調節への実用化の見通しが立った。
神経シナプスと上皮細胞間結合の構成分子の解析と基本構造の解明

多細胞生物を構成する細胞には、上皮細胞間結合やシナプス、あるいはラフトなどの細胞膜ドメインがある。これらの細胞膜ドメインは、細胞極性と密接に関連し、細胞極性の結果として形成される一方で、細胞極性の維持に重要な役割を果たしている。したがって、細胞膜ドメインの形成の機序を解明することは、細胞極性の理解に重要である。私共は、これまでに上皮細胞間結合とシナプスの構造を解析して複数の新規分子を見出している。本科学研究費補助金対象研究においては、1)私共が先に見出したNMDA受容体を裏打ちするS-SCAMが、代表的な細胞膜裏打ち分子であるβカテニンとの結合を介してシナプスに局在決定されること、2)NMDA受容体の裏打ち分子PSD-95に結合するBEGAINが、神経細胞核にも局在し、樹状突起上の分子との相互作用を介して、細胞核から樹状突起に移行し、さらに、PSD-95との相互作用によりシナプスに局在決定されること、3)一方、PSD-95とS-SCAMに結合するMAGUINは、PH領域を介して、おそらく細胞膜リン脂質と相互作用することによりシナプスに局在決定されること、4)上皮細胞間結合を裏打ちするMAGI-1/BAP1が、やはりβカテニンとの相互作用を介して、上皮細胞側面に局在すると考えられること、5)上皮細胞を裏打ちするカテニン類似分子p0071に結合する新規のPDZ蛋白質PAPINが、上皮細胞の頂端面と側面の両方に局在し、側面においてはp0071を介してLAPファミリーに属するErbB2裏打ち蛋自質ERBINと複合体を形成すること、を明らかにしている。以上の研究より、細胞間結合においては、カテニン類似分子・PDZ蛋白質、LAPファミリー分子など細胞膜を裏打ちする分子群が一定の序列にしたがって相互作用し、このような分子間相互作用の結果、細胞間結合が形成される可能性を明らかにしている。多細胞生物の個体維持には、細胞同士の情報交換が極めて重要である。細胞間結合には、細胞間の情報交換を効率化する仕組みが存在すると予測される。私共は、とくに神経シナプスと上皮細胞間結合の類似性に着目して、細胞間結合の基本構造を解明しようとしている。今年度は、上皮細胞間結合の裏打ち構造にあり複数のPDZ領域をもつ分子BAP1/MAGI-1が、上皮細胞の側面に局在決定されるシグナルが、そのC末端に存在することを明らかにしている。同時に、BAP1/MAGI-1の神経型アイソフォームであり、NMDA型グルタミン酸受容体と神経細胞接着分子に相互作用するS-SCAMのシナプスへの局在決定にもC末端部分が必要であること、しかし、C末端部分のみで側面に局在決定されるBAP1/MAGI-1とは対照的に、S-SCAMのシナプスへの局在にはC末端以外の領域も必要とされることを明らかにしている。この他、上皮細胞に認められる新規の裏打ち分子を見出しPAPINと命名して報告している。PAPINはBAP1/MAGI-1やS-SCAMと同様に、蛋白質結合領域として機能するPDZ領域を複数個もち、受容体や細胞接着因子と結合する可能性があると考えられる。そこで、現在、PAPINの性状の解析を進めている。また、S-SCAMとPAPINが、アルマジロ繰返し配列をもつカテニン・ファミリーの分子と相互作用することを見出し、カテニン・ファミリーの分子群とPDZ領域をもつ裏打ち蛋白質の結合が、細胞間結合の基本構造のひとつであるという仮説のもとにその生理的意義を解明しようとしている。

多細胞生物を構成する細胞には、上皮細胞間結合やシナプス、あるいはラフトなどの細胞膜ドメインがある。これらの細胞膜ドメインは、細胞極性と密接に関連し、細胞極性の結果として形成される一方で、細胞極性の維持に重要な役割を果たしている。したがって、細胞膜ドメインの形成の機序を解明することは、細胞極性の理解に重要である。私共は、これまでに上皮細胞間結合とシナプスの構造を解析して複数の新規分子を見出している。本科学研究費補助金対象研究においては、1)私共が先に見出したNMDA受容体を裏打ちするS-SCAMが、代表的な細胞膜裏打ち分子であるβカテニンとの結合を介してシナプスに局在決定されること、2)NMDA受容体の裏打ち分子PSD-95に結合するBEGAINが、神経細胞核にも局在し、樹状突起上の分子との相互作用を介して、細胞核から樹状突起に移行し、さらに、PSD-95との相互作用によりシナプスに局在決定されること、3)一方、PSD-95とS-SCAMに結合するMAGUINは、PH領域を介して、おそらく細胞膜リン脂質と相互作用することによりシナプスに局在決定されること、4)上皮細胞間結合を裏打ちするMAGI-1/BAP1が、やはりβカテニンとの相互作用を介して、上皮細胞側面に局在すると考えられること、5)上皮細胞を裏打ちするカテニン類似分子p0071に結合する新規のPDZ蛋白質PAPINが、上皮細胞の頂端面と側面の両方に局在し、側面においてはp0071を介してLAPファミリーに属するErbB2裏打ち蛋白質ERBINと複合体を形成すること、を明らかにしている。以上の研究より、細胞間結合においては、カテニン類似分子・PDZ蛋白質、LAPファミリー分子など細胞膜を裏打ちする分子群が一定の序列にしたがって相互作用し、このような分子間相互作用の結果、細胞間結合が形成される可能性を明らかにしている
単一母相或いは同一結晶構造のｐｎ素子から構成された酸化物熱電変換モジュールの開発

熱電変換技術に基づいた熱電発電は、自動車や火力発電所から排出される廃熱をエネルギー変換効率10%程度で電気エネルギーに直接変換する廃熱回収技術である。熱電変換材料に要求される条件は、熱化学的に安定で、高温大気中で長時間利用可能であり、地球上に豊富に存在する無毒の元素で構成される化合物であることが挙げられる。従来型の熱電変換材料は、低融点や毒性・高温での酸化・高コストといった問題を抱えており、広く発電材料として普及するまでには至っていない。一方、酸化物熱電変換材料は、モジュール製造にセラミックスプロセスが流用でき、酸化防止被膜などを用いる必要が無く、高温大気中や火炎中で長時間安定にして発電が期待できるなど、その低コストと安定性が非常に魅力的な材料である。しかしながら、従来型の熱電変換材料と異なり、単一の母相からp型及びn型素子を提供できる材料系が見つかっていない為、酸化物モジュール構築には、高温に晒されるpn接合部分の安定性、電極・集電体の選択、熱膨張率の不一致や電極-素子間の相互拡散など解決すべき技術的課題が残されている。本研究は、1Mnペロフスカイト酸化物の中から単一母相でpn素子作製の可能性、2高いp型の熱電特性が報告されているFe及びCrペロフスカイト酸化物の中からZT0.5前後の組成を材料探索し、高いn型の熱電特性を示すMnペロフスカイト酸化物との間で同一結晶構造によるpn素子作製の可能性、及び、3酸化物熱電変換モジュールによる未利用廃熱回収発電の可能性を解明することを目的として、多結晶試料の熱電特性を明らかにし、熱電変換素子への応用の可能性を検証した。その結果、Fe3+のスピン状態を制御し中間スピンFe3+が多数を占めるペロブスカイトFe酸化物多結晶試料を作製し熱電特性を評価することにより、そのp型或いはn型熱電特性を明らかにすることが重要であるという知見を得た。本研究の計画している具体的な研究項目は、1Mnペロフスカイト酸化物の中から単一母相でpn素子作製の可能性、2高いp型の熱電特性が報告されているFe及びCrペロフスカイト酸化物の中からZT0.5前後の組成を材料探索し、高いn型の熱電特性を示すMnペロフスカイト酸化物との間で同一結晶構造によるpn素子作製の可能性、及び、3酸化物熱電変換モジュールによる未利用廃熱回収発電の可能性を解明することである。一方、酸化物熱電変換材料は、モジュール製造にセラミックスプロセスが流用でき、酸化防止被膜などを用いる必要が無く、高温大気中や火炎中で長時間安定に発電が期待できるなど、その低コストと安定性が非常に魅力的な材料である。従って、本研究では、強相関電子系であるペロフスカイト構造の遷移金属酸化物に着目し、単一母相或いは同一結晶構造の材料系から、酸化物モジュールの構成要素として使用可能なp型及びn型素子確立の足掛かりを得ることを目的としている。一般的な固相反応法を用いて多結晶試料Pr1-xSrxMnO3を作製した。試料の同定は、粉末X線回折測定を現有設備(横浜国立大学)である強力X線回折装置(RINT2500)を用いて実施し、RIETAN-FPプログラムを用いたリートベルト解析により結晶構造パラメーターを精密化した。更に、現有設備(横浜国立大学)であるSQUID磁気特性測定システム(MPMS)を用いて磁化率の温度依存性を測定することにより磁気相転移温度を同定した。電気抵抗率とゼーベック係数は、室温以下では現有設備(横浜国立大学)であるホール効果・比抵抗測定システム(ResiTest8300)を用いて、室温以上では現有設備(神奈川大学)である熱電特性評価装置(ZEM-3)を用いて測定評価した。熱伝導率は、現有設備(横浜国立大学)であるレーザーフラッシュ法熱定数測定装置(TC-7000)を用いて熱拡散率を測定し、現有設備(横浜国立大学)であるSMK-401を用いてアルキメデス法によりバルク密度を測定し、現有設備(神奈川大学)である示差走査熱量計(X-DSC7000)を用いて比熱を測定して計算した。以上より、Pr0.9Sr0.1MnO3において、500KでZT=0.0035のp型熱電特性の極大値を示すことを確認した。

本研究の計画している具体的な研究項目は、1Mnペロフスカイト酸化物の中から単一母相でpn素子作製の可能性、2高いp型の熱電特性が報告されているFe及びCrペロフスカイト酸化物の中からZT0.5前後の組成を材料探索し、高いn型の熱電特性を示すMnペロフスカイト酸化物との間で同一結晶構造によるpn素子作製の可能性、及び、3酸化物熱電変換モジュールによる未利用廃熱回収発電の可能性を解明することである。熱電変換技術に基づいた熱電発電は、自動車や火力発電所から排出される廃熱をエネルギー変換効率10%程度で電気エネルギーに直接変換する廃熱回収技術である。熱電変換材料に要求される条件は、熱化学的に安定で、高温大気中で長時間利用可能であり、地球上に豊富に存在する無毒の元素で構成される化合物であることが挙げられる。従来型の熱電変換材料は、低融点や毒性・高温での酸化・高コストといった問題を抱えており、広く発電材料として普及するまでには至っていない。一方、酸化物熱電変換材料は、モジュール製造にセラミックスプロセスが流用でき、酸化防止被膜などを用いる必要が無く、高温大気中や火炎中で長時間安定に発電が期待できるなど、その低コストと安定性が非常に魅力的な材料である。しかしながら、従来型の熱電変換材料と異なり、単一の母相からp型及びn型素子を提供できる材料系が見つかっていない為、酸化物モジュール構築には、高温に晒されるpn接合部分の安定性、電極・集電体の選択、熱膨張率の不一致や電極-素子間の相互拡散など解決すべき技術的課題が残されている。従って、本研究では、強相関電子系であるペロフスカイト構造の遷移金属酸化物に着目し、単一母相或いは同一結晶構造の材料系から、酸化物モジュールの構成要素として使用可能なp型及びn型素子確立の足掛かりを得ることを目的としている。一般的な固相反応法を用いて多結晶試料Pr1-xSrxMnO3 (0.1≦x≦0.7)、及び、Pr0.9Sr0.1(Mn1-xFex)O3 (0≦x≦1)を作製した。試料の同定は、粉末X線回折測定を現有設備(横浜国立大学)である強力X線回折装置(RINT2500)を用いて実施し、RIETAN-FPプログラムを用いたリートベルト解析により結晶構造パラメーターを精密化した。更に、現有設備(横浜国立大学)であるSQUID磁気特性測定システム(MPMS)を用いて磁化率の温度依存性を測定することにより磁気相転移温度を同定した。また、電気抵抗率とゼーベック係数は、室温以下では現有設備(横浜国立大学)であるホール効果・比抵抗測定システム(ResiTest8300)を用いて、室温以上では現有設備(神奈川大学)である熱電特性評価装置(ZEM-3)、及び、自家製熱電特性測定装置を用いて測定評価した。熱伝導率は、現有設備(横浜国立大学)であるレーザーフラッシュ法熱定数測定装置(TC-7000)を用いて熱拡散率を測定し、現有設備(横浜国立大学)であるSMK-401を用いてアルキメデス法によりバルク密度を測定し、現有設備(神奈川大学)である示差走査熱量計(X-DSC7000)を用いて比熱を測定して計算した。以上より、Pr0.9Sr0.1MnO3において、500KでZT=0.0035のp型熱電特性の極大値を示すが、Pr0.9Sr0.1FeO3において、850KでZT=0.024のp型熱電特性を示すことを確認した。
高校物理基礎における生徒が体感するエネルギー学習の実験教材の開発研究

自然エネルギーについての理解は、高度科学技術社会を生きる市民の科学リテラシーである。本研究では、自然エネルギーとして風と光を取り上げ、それぞれ、サボニウス型風車風力発電機と、色素増感太陽電池を用いた教材開発を行った。自作可能でかつ発電効率の向上によって発電の実感を抱くことができる教材を開発した。これらの教材を用いて環境教育の実践を行う事で、自然エネルギーへの興味関心を引くことができ、持続可能な社会をキーワードとした教育効果が非常に高い事を示すことができた。【教材開発】自然風水準のわずかな風力で照明器具を稼働させうる高効率サボニウス型風車風力発電機の開発、および、自然光で順調に稼働する、3Dプリンタで作製した軽量フレームを使用する実用的な有機色素増感太陽電池自動車を開発した。これらの教材は危険物を含まず、教室内で安全に使用でき、また既存のものより高い効率で稼働することで、高等学校物理基礎内でのエネルギー教材としてより効果的な授業運営に貢献する。またコアレス発電機のサボニウス型風車風力発電機を開発し、テレビの受信等成功した。また,数々のエネルギー教育教材を作成した。【出前授業】高等学校の物理基礎の授業時間内において、サボニウス型風車風力発電機の実験(東京都立戸山高等学校)、および、有機色素増感太陽電池自動車の実験(千葉県立柏陵高等学校)を行った。これらは高校生が自らの手で教材を作製し、エネルギー変換について実験を通して体感するものである。これらの授業は学習者に高い評価を得、科学技術に対する興味関心の惹起に貢献した。これらの結果については平成27年度での論文投稿を予定している。【教材開発(書籍等)】以下の書籍を制作し、エネルギー学習教材の普及に貢献した(『理科教育法第2版』大学教育出版2015年4月,『理論がわかる熱と原子・分子の手づくり実験』オーム社2015年2月,『親子で作る自然エネルギー工作全4巻(風力発電/太陽光発電/小水力発電/太陽熱バイオ発電)』大月書店2014年8月,『楽しく学べる理科の実験・工作』エネルギーフォーラム2014年8月,『しっかり学べる基礎物理学』電気書院2014年12月,『名探偵コナン理科ファイルものと燃焼の秘密』小学館2014年6月)。【論文】『理科学習と生活経験が中学生の力学概念に及ぼす影響』科学教育研究,第38巻,2号pp.107-116日本科学教育学会(共同研究)平成27年度の研究実績は,サボニウス型風車風力発電機においては,卓上型サボニウス型風車風力発電機のさらなる前進が認められた。風車の羽根(バケット)の素材を軽量で加工が容易なプラスチックダンボールに変更し,アルミ製のフレームを取り付け,コイルと磁石からなる発電器部分を上端に取り付け露出させることで,発電過程がより見えやすくなった。このサボニウス型風車風力発電機を採用した実験教室においても,子どもたちが発電機構をより理解できるようになり,教材としての効果が高まったことが確認された。また,色素増感太陽電池搭載型模型自動車においては,3Dプリンターを用いて,シャーシーおよび,車輪とギヤーを設計し,出力を行った。また,色素増感太陽電池セルの製法について,導電性ガラスのサイズおよび二酸化チタンの塗布回数と,完成したセルの発電能力の関係を測定し,最適なサイズと塗布回数を導き出し,より高性能なセルの製法を確立した。結果として模型自動車を太陽光の下で走行させることに成功した。また,コストダウンにもつながった。さらに,電解液をろ紙に含ませてセルを作成することにより,封止などの方法よりも容易に電解液の蒸発を防ぐことで,長寿命化に成功した。また,負極の製作における炭素の塗布を,従来の鉛筆で塗りつぶす方法から,炭素粉を綿棒で塗りつける方法に変更したところ,より簡単で炭素ののりも良く,セルの性能も向上した。これらにより,模型自動車の走行距離も伸びた。さらに,ギヤーではコストが高いので,輪ゴムを用いた走行システムを開発した。これにより,より安価な色素増感太陽電池搭載型模型自動車の実験教材が完成した。サボニウス型風車風力発電機においては,卓上型のタイプで,自然に吹く風のみで,夜に新聞の文字が読めるマシンで,怪我などをしないで安全で安心な実験教材にするために,新規の素材を用いたり,3Dプリンターでフライホイルや土台を新規開発を行った。また,色素増感太陽電池においては,ろ紙を挟むことにより電解液の蒸発防止に成功した。また,シャーシーや車輪やギヤーを3Dプリンターで設計し,色素増感太陽電池を搭載した模型自動車の走行に成功した。さらに,理科実験教材として,より安価なマシンにしあげるため,ギヤー駆動式ではなく,より難しいゴムベルト駆動式に改良した。この過程は困難を極め,多大な努力をはらうことになったが,そのかいもあり,本年度中に走行に成功した。以上のことを,学校や出前実験教室に出向き,授業実践を行うことで,改良および確認を行った。また,教員免許更新講習においてもこれらの実験指導を行い,科学リテラシーの向上に寄与した。サボニウス型風車風力発電の地上設置型では、自然の風を用いて小型ポータブルテレビを見ることができる程度以上の発電効率を実現できた。卓上型では、最も効率の良い最適形状のものを作製するため、3Dプリンターを利用して、バケットの溝板部分や天板を作製した。計測を繰り返した結果、最適なオーバーラップ比を見つけることができ,自然風で蓄電池の充電が可能となった。

また,3灯型LEDライトが明るく点灯するよう性能向上目指した。地上設置型では、中・高校生を対象に(株)IIJと連携し、サボニウス型風車風力発電を用いてIoTの学習を行ってもらうため,コンテスト形式のWSを開催した。本研究成果による,サボニウス型風車風力発電機の技術提供をすることにより、各参加者が独創性のある風力発電機を製作してもらい、各校に設置し、データロガーを用いて発電量等の観測をしてもらった。スタート時と比較し,初期モデルから独創的な改良が行われたことが確認できた。卓上型では,学校の理科教育の現場を中心に広く,作製しやすくかつ、安価な実験機を提供することができた。色素増感太陽電池は、安価さや手軽に作製できるようハイビスカスをはじめ色々な色素の素材を試した。理科授業の時間内に,もっとも効果的な教材にセットアップすることができた。色素増感太陽電池搭載型模型自動車は、軽量化するために,これまで用いたてきたベアリング有りマシンを輪ゴムでの動力電圧型に変更した。安価にしすぎると成功率が落ちていく傾向がみられたため、安価な材料であっても、成功率をあげて行くことができるような改良を行ってたい。自然エネルギーについての理解は、高度科学技術社会を生きる市民の科学リテラシーである。本研究では、自然エネルギーとして風と光を取り上げ、それぞれ、サボニウス型風車風力発電機と、色素増感太陽電池を用いた教材開発を行った。自作可能でかつ発電効率の向上によって発電の実感を抱くことができる教材を開発した。これらの教材を用いて環境教育の実践を行う事で、自然エネルギーへの興味関心を引くことができ、持続可能な社会をキーワードとした教育効果が非常に高い事を示すことができた。3Dプリンタの導入により、模型自動車フレーム製作の自動化、プリンタによって車輪を製作することでの材料予算の軽減化が達成できたほか、3D技術の活用により既存の製作手法では不可能な水準まで模型自動車のフレームを軽量化することができる等、より駆動能力の高い太陽電池自動車モデルを開発できた。このことが効果的な授業運営に高く貢献した。これは3Dプリンタを導入し、授業用の模型を実際に開発するときまで気づかなかったところであり、3D技術を用いての開発の効果をより高いレベルで確認した。3Dプリンタの効果的な活用により、これまでよりも深い内容での物理教材開発ができるであろうことを確信した。サボニウス型風車風力発電において,協力者の目処がついたので,その学校の校庭への設置,および電池ないし太陽電池で常時動作する消費電力の少ないデータロガーを用いた発電量等の観測を実現する。また,引き続きサボニウス型風車風力発電の機能向上を目指し,開発を継続する。色素増感太陽電池においては,さらなる発電セルの機能向上や安定化を目指し改良を行う。これにより子どもたちがより模型自動車の良好な稼働を実現し,実験を成功させられる教材を目指す。エネルギー環境学習への展開については,引き続き出前授業や実験講座,教員免許更新講習の実施により展開を継続する。科学教育【サボニウス型風車風力発電機の開発】