hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2次元画像比較を駆使した超高磁場リコネクションの巨大加熱・加速の解明と応用開拓

目玉の2次元計測:2次元ドップラー型イオン温度計測,2次元トムソン散乱計測の整備は計画以上の高精細化に成功し,高エネルギー電子用の2次元軟X線計測も軌道に乗った。合体加熱スケーリング則はイオン温度2keVまで確認した上で,高磁場化の意味を加熱パワー/損失パワー>10となる高S/Nの加熱・加速計測のためと明確化し,実験の指針とした。合体状態の閉じ込めは単一トカマク並に良好と判明したため,プローブ挿入可能な100eV帯域でもS/N>10を確保し,磁場情報が限られるが,電子加速用の高磁場実験と双方を行った。成果は以下の通り。1)再結合磁場の2乗に比例するリコネクション加熱スケーリングを高磁場化によって2keVまで実証し,2)リコネクションのイオン加速は,先行する電子がX点下流で形成する負ポテンシャル領域への電場加速を介し,3)その負ポテンシャル領域はX領域は合体トカマク全体に広がり,同領域全体でイオンが加速され,イオンエネルギーもある範囲に揃うとわかった。4)PICシミュレーションもこれを受けて,a)実験に近い境界条件を持ったスラブモデルから,b)2個の無限長磁力管合体のモデル,c)2個のトロイダルプラズマ合体モデルへの進化し,各々論文化した。5)合体実験UTST,TS-3, MASTで見られ,謎となっていたX点に急峻にピークした電子温度分布は,b)によって近接する反平行電流が流れる合体特有の不安定に起因すると判明した。6)2次元X線計測によってX点から延びるXライン上の高エネルギー電子の存在が明らかとなり,7)中性粒子ビーム入射装置によるイオン入射のテストがはじまった。8)我々が提案・実証したMWクラスのリコネクション加熱応用は英米のベンチャー企業で採用され,英国ST-40合体実験は我々も協力し試運転でkeVを記録し、米国にも協力企業Helicity Space社を設立した。キーとなる2次元画像計測は3種類がフルスペック運用し,独自のドップラートモグラフィー型イオン温度計測もマルチスリット化によって500点の高精細計測を実現,独自の2次元トムソン散乱型電子温度・密度計測も17×往復反射回数の計測点を実現し,高エネルギー粒子計測も早々2次元X線画像計測を論文化した。2次元画像比較により分野間連携が急進展し,実験とPICシミュレーションとの共同論文は9編にのぼり,太陽観測と実験とPICの3者連携論文も掲載予定である。再結合磁場の2乗に比例するイオン加熱のスケーリングは高磁場化により2keVまでの実証に成功しており,その上で高磁場化の意味は加熱パワー(S)/損失パワー(N)>10の確保であると明確化し,S/N>10を確保の上,プローブの磁場計測と両立できる100eV帯の実験と磁場情報が限られるが電子加速用の高温実験を行った。電子の先行加速で作られる負の静電ポテンシャル領域,それによるイオン加速が合体プラズマ全域で起こるとわかり,リコネクション研究,特にPICは従来のスラブモデルから磁力管合体モデルへ,更にトロイダルプラズマ合体モデルへ進化した。その結果,X点に予想以上に局在化した電子加熱を磁力管合体モデルのPICと連携して解明に成功した。軟X線画像計測もX点から延びるセパラトリクス上での高エネルギー電子を見出し,論文化しており,目標を上回る成果といえる。成果への注目度は高く,招待講演33件,招待解説2件,受賞3件,新聞掲載2件,海外TV放映1件があり,特に応用開拓は計画以上に進み,リコネクション加熱がHelicity Space社のプラズマ推進実験に新規採用され,連携中のTokamak Energy社ST-40実験はkeVのイオン温度を実現した。分野トップのMR2018,IPELS2019(9月予定)の2つの国際会議を主催し,成果を発信中である。最終年度は3種類の2次元計測に加えて,高エネルギー電子用の軟X線カメラを3次元トモグラフィーとして運用する。高磁場化を利用して,加熱パワー/損失パワーの比(S/N比)を適宜高めて,10以上を確保し,第1にイオンと電子のリコネクション加速,特に非熱的粒子加速・加熱機構の解明を試み,第2に中性粒子ビーム(NBI)で粒子運動を制御した能動的な検証手法を試み,第3に成果をあげだしたPICシミュレーションや太陽フレア衛星観測の画像比較を進め,加熱・加速の共通物理を見出す。更に第4に本研究が生み出したリコネクション加熱の新しい応用も開拓したい。具体的には,1)フィルタを装着したピンホール型マイクロチャンネルプレートを複数増設して,a)エネルギー分析機能,あるいはb)空間的な視線数を拡充した2次元X線トモグラフィー計測を進めて,高エネルギー電子のエネルギー分布や空間分布を明らかにする。2)中性粒子分析装置によりイオンのエネルギー分布の計測もはじめ,謎の多い高エネルギーの電子・イオンの存在とその発生機構を検証する。3)特にXライン上で見つかった高エネルギー電子の2次元解析を進め,波乗り加速など理論的に提案されている小パワーの粒子加速効果の可能性を検証する。4)X点に電子温度が鋭くピークする謎を磁力管合体モデルのPICシミュレーションで解明しつつあるので,実験と連携した検証を行う。5)加熱物理に関する最後の疑問は2つの加速効果:a)静電ポテンシャルと,b)リコネクション電場によるイオン・電子の加速・加熱が,ガイド磁場と再結合磁場によってどのように変化するかであり,2次元計測を駆使してそのメカニズムを明らかにする。

6)ベンチャー企業を含め,予想を超えて広がるリコネクション加熱応用について,加熱を最大化する手法を開拓して工学応用を広げ,7)IPELS2019国際会議を主催する予定である。初年度は,合体トカマクのポロイダル磁場向上のためのコイル系,電源系に加え,計測系のインフラ作りが急進展した。内側内部コイル設置が生成効率を10%上げる点を見出し,コイル系,電源系に反映させ,電源系も所有の16kV, 0.4MJに加え,40kV, 20kV, 10kVの合計1MJのコンデンサーを他機関から取得し,総エネルギー1.4MJのシステムを自作した。ポロイダルコイル6基もケーブル巻線製から銅ロッド製に組み直し,力学性能が格段に向上した。トロイダルコイルも強化,平衡磁場コイル電源も高エネルギー密度の電気二重層型コンデンサーを採用・自作し,0.5Tを越える高ポロイダル磁場を得る見通しがついた。2次元高精細計測の整備も,従来7×5点であったドップラートモグラフィー型イオン温度計測をまず32×10点,次に32×16点に高精細化してX点下流のイオン加熱領域の傾きを実測した他,16×n点の2次元システム構築ための16点のトムソン散乱計測を成功させ,X点にピークした電子温度分布を見出し,粒子シミュレーションや太陽観測と一致することを報告した。以上の成果は内外の注目を集め,日本政府主催のInternational Cool Earth Forumで小野が核融合セッション講演を任されたほか,米国物理学会年会,球状トカマク国際会議, ISSS国際会議,IPELS2015国際会議,MR2016・MR2017国際会議,韓国物理学会等の招待講演,Physics of Plasma誌招待論文,新聞報道2回,英国チャンネル4のTV放映,ドップラートモグラフィー計測に対するプラズマ核融合学会の学術奨励賞も受賞し,内外から評価されている。リコネクション加熱は核融合ベンチャー企業の次期装置で採用されて応用開拓も急進展し,以上の成果を中心にMR2017国際会議を松山市において主催し,盛況であった。初年度,高磁場実験開始のため,内側ポロイダルコイルを設置してプラズマ生成効率が10%向上したほか,外部からコンデンサー移設とシステム自作により,計画を大幅に上まわる1.4MJのコンデンサー電源の完成,ポロイダルコイルをすべて銅ロッドで再構成して力学強度を大幅に強化したことは大きな成果である。目玉のドップラートモグラフィー型イオン温度計測の500チャンネル化,レーザの往復反射で16×n点に拡張できるトムソン散乱型電子温度・密度計測の16チャンネル化を成功させ,研究は急進展した。コイルのポロイダル磁場も0.5kGを上まわったため,現在,0.02Tから徐々にポロイダル磁場を上昇させながら,イオン,電子の加速・加熱特性の検証を進め,粒子シミュレーションや太陽観測と比較して成果をあげている。特にガイド磁場に起因するホール効果によってX点下流のイオン加熱領域がねじれる効果や,X点に強くピークした電子温度分布,それを説明するX点付近の電界効果等々,物理的な発見があり,それぞれ学会の招待講演として評価されている。本研究に対する学会での注目度は高く,これまでに日本政府主催のICEF会議の核融合セッションを任された(招待講演)他,招待講演23件,招待論文2件,新聞報道2件,海外TV放映1件があり,計画以上の成果といえる。
トーラスの生成に関わる例外的デーン手術の研究

本研究では,トーラスの生成に関わる例外的デーン手術の研究を行った.双曲3次元多様体に対するデーン手術によって,本質的トーラスを生成する場合およびヘガード・トーラスを生成する場合の研究が中核をなし,派生的な課題も含めて,具体的には以下の問題を考察し,成果を得た.(1)本質的トーラスを生成する例外的デーン手術:3次元球面内の双曲結び目で,距離が5のトロイダル手術を許容するものを決定した.また,ラージとよばれる双曲3次元多様体に対して,トロイダル手術間の距離は4以下であることを証明した.(2)例外的デーン手術の配列:整数的なデーン手術が例外的デーン手術の本質的な部分を占めると予想されているのだが,既存の例を調べると,連続整数に対応することが確認された.ペンタングルを利用して,例外的デーン手術を複数許容する双曲結び目を容易に構成する方法を考案した.たとえば,任意の連続3整数に対して,それらに対応したデーン手術でザイフェルト多様体を生成する結び目を構成した.(3)向き付け不可能な曲面を生成するデーン手術:種数が3以上の向き付け不可能曲面が,双曲結び目の非整数的デーン手術によって生成できることを示した.(4)doubly primitive knotのアレキサンダー多項式:デーン手術によってレンズ空問を生成できる結び目は,doubly primitive knotであると予想されている.この重要なクラスに対して,そのアレキサンダー多項式の公式を与えた.(5)無限個のknot-surgerydescriptionをもつザイフェルト多様体の構成:無限個の異なる双曲結び目から同じスロープのデーン手術によって生成できるザイフェルト多様体を初めて構成したものである.また,それら双曲結び目は一切の対称性をもたず,3次元球面の種数2のへガード曲面上に乗らないという極めて著しい性質も有している.本研究では,トーラスの生成に関わる例外的デーン手術の研究を行った.双曲3次元多様体に対するデーン手術によって,本質的トーラスを生成する場合およびヘガード・トーラスを生成する場合の研究が中核をなし,派生的な課題も含めて,具体的には以下の問題を考察し,成果を得た.(1)本質的トーラスを生成する例外的デーン手術:3次元球面内の双曲結び目で,距離が5のトロイダル手術を許容するものを決定した.また,ラージとよばれる双曲3次元多様体に対して,トロイダル手術間の距離は4以下であることを証明した.(2)例外的デーン手術の配列:整数的なデーン手術が例外的デーン手術の本質的な部分を占めると予想されているのだが,既存の例を調べると,連続整数に対応することが確認された.ペンタングルを利用して,例外的デーン手術を複数許容する双曲結び目を容易に構成する方法を考案した.たとえば,任意の連続3整数に対して,それらに対応したデーン手術でザイフェルト多様体を生成する結び目を構成した.(3)向き付け不可能な曲面を生成するデーン手術:種数が3以上の向き付け不可能曲面が,双曲結び目の非整数的デーン手術によって生成できることを示した.(4)doubly primitive knotのアレキサンダー多項式:デーン手術によってレンズ空問を生成できる結び目は,doubly primitive knotであると予想されている.この重要なクラスに対して,そのアレキサンダー多項式の公式を与えた.(5)無限個のknot-surgerydescriptionをもつザイフェルト多様体の構成:無限個の異なる双曲結び目から同じスロープのデーン手術によって生成できるザイフェルト多様体を初めて構成したものである.また,それら双曲結び目は一切の対称性をもたず,3次元球面の種数2のへガード曲面上に乗らないという極めて著しい性質も有している.双曲3次元多様体に対する例外的デーン手術の典型例は,本質的トーラスを生成するトロイダル手術である。今年度は3つのテーマで実績をあげた。1.3次元球面内の双曲結び目に対して,8の字結び目を除けば,トロイダル手術に対応したスロープ間の距離は高々5であることが知られていた。これまでの結果によって,距離5を実現する結び目は,Eudave-Munozによって構成された結び目であることがわかっていたが,今年度の研究により,Eudave-Munozの結び目のうちのいずれであるかを決定することに成功した。これにより,Eudave-Munozの結び目は高々3つしかトロイダル手術を許容しないことを得た。この結果は論文にまとめ,すでに受理されている。2.双曲3次元多様体に対して,トロイダル手術に対応したスロープの距離は高々8であることが知られており,6以上の値を実現する多様体は4つしかないことが決定されている。今年度は,距離5を実現する多様体の決定を目標としたが,そこまではいたらず,多様体の境界条件を得るにとどまった。距離5を実現する多様体の境界は,1つあるいは2つのトーラスからなることを示した。これにより,ラージとよばれるクラスの双曲多様体のうちの多くが,距離5を実現できないことを得た。この結果は論文にまとめ,国際学術雑誌に投稿中である。3.双曲3次元多様体に対して,本質的トーラス及び本質的アニュラスを生成する例外的デーン手術に対応したスロープの距離と多様体の境界条件に関して研究を行った。

距離は高々5であること及び4以上の距離を実現できる多様体の境界はトーラス2つからなることが知られていたが,本研究において,距離3を実現する場合,多様体の境界は高々3つのトーラスからなることを証明した。この結果は論文にまとめ,国際学術雑誌に投稿中である。双曲3次元多様体の例外的デーン手術において,本質的トーラスを生成する場合は典型的である.そのような手術に対して,手術のパラメーターであるスロープ間の距離は8以下であることが知られていた.さらに,6以上の値を実現する双曲3次元多様体は4つしか存在せず,その特定も行われていた.従って,次に問題となるのが距離5を実現する双曲3次元多様体の決定であった.平成16年度の研究において,そのような多様体の境界はトーラス1つあるいは2つからなるものでなければならないことを示していたのだが,本年度はその分析をさらに進め,スロープ間の距離が5であるような本質的トーラスを生成するデーン手術を許容する多様体の決定に成功した.これにより,ラージとよばれる双曲3次元多様体は,そういった多様体のクラスから除外されることがわかり,ラージな双曲3次元多様体に対する例外的デーン手術間の最大距離の表が完成することとなったことは大きな成果である.この成果は,すでに論文にまとめ,国際学術雑誌に受理されており,現在印刷中である.また,12月に行われた国内の研究集会において成果発表を行った.次に,3次元球面内の双曲結び目に対する本質的トーラスを生成する例外的デーン手術について,そのスロープは結び目の種数の4倍を上限とすると予想しているのだが,本質的トーラスが手術のコア結び目と2回交わる場合においてこの予想を肯定的に解決した.以前からこの予想には取り組んできたが,コアとの交わりが4回になる場合だけが残されており,次年度への継続課題である.3次元球面内の双曲結び目に対して,非双曲的3次元多様体を生じる例外的デーン手術は有限個しか存在しない.また,ある特定の族を除けば,例外的スロープは整数であることが予想されている.本年度は,整数値例外的デーン手術に関して2つの成果を得た.1.孤立した例外的スロープの存在について双曲結び目に対して,例外的デーン手術をおこなった場合に生じる多様体は,レンズ空間,球面土3本の特異ファイバーをもつザイフェルト多様体,本質的トーラスを含むトロイダル多様体のいずれかになると予想されている.これら3つのタイプの例外的デーン手術に対して,そのスロープの前後のスロープは例外的でないという双曲結び日の例を構成した.この結果は論文にまとめ,すでに国際学術雑誌に投稿中である.2.無限個の双曲結び目からデーン手術によって得られるザイフェルト多様体について任意の連結,向き付け可能,閉3次元多様体は,3次元球面内の絡み目のデーン手術によって得られることが知られている.結び日のデーン手術に限定した場合,全ての3次元多様体が得られるわけではない.一方,1つの3次元多様体が異なる結び目のデーン手術によって生じるという現象は以前から調べられてきた.最近になって,無限個の双曲結び目からデーン手術によって生じる多様体の存在が明らかになった.
不錆高強度の鋼炭化物適用のマイクロファブリケーションの萌芽研究

本研究は、不錆高強度の鋼炭化物であるセメンタイトを利用し、マイクロ機械要素等を製作する際に必要となる加工の基礎データを収集することを目的とする。平成16年度は、セメンタイトをマイクロ機械加工あるいはマイクロ部品として用いるときの変形破壊挙動の検討として、セメンタイトのみを引っかくよう、試料の処理を改善し、電子顕微鏡内マイクロ引っかき実験を行なった。得られた成果を以下に示す。1試験片の熱処理工程やエッチング条件を的確に選定し、セメンタイトが試料表面に30μmほど比較的大きく突き出た過共析鋼試料を準備し、セメンタイトのみを引っかく実験を実現した。そして、セメンタイトの厚みが減少するにつれて、腐食の深い試料による微小引っかきの有効性を明らかにした。2層状セメンタイトが試料表面に対して垂直方向に成長している場合、引っかき方向に対して約90°に交わる方向に最初の亀裂が発生し、試料表面に対して水平方向に成長しているセメンタイトは、引っかき方向に最初の亀裂が発生することを明らかにした。3初析セメンタイトの微小引っかき実験において、塑性変形のみならず、脆性破壊までを観察することに成功した。4球状セメンタイトの微小引っかき実験により、弾性変形・塑性変形・切削除去している変形挙動を観察することができた。5本研究により、引っかきにおけるセメンタイトとフェライトの破壊形態や基礎力学特性を明らかにした。これは、マイクロ部品やマイクロデバイスを製作する際の重要なデータベースとなる有用なデータである。本研究は、不錆高強度の鋼炭化物であるセメンタイトを利用し、マイクロ機械要素等を製作する際に必要となる加工の基礎データを収集すること、および実際に微小なセメンタイトを鋼から抽出・結合し、マイクロ部品としての利用の可能性を見極めることを目的とする。平成15年度は、鋼をマイクロ機械加工するときの加工性の検討として、電子顕微鏡内マイクロ引っかき実験を行ない、加工精度に及ぼす鋼の不均質性(組織の違い)を調べた。また、セメンタイトの機械的性質に注目し、パーライト内のセメンタイトをマイクロ機械加工するための加工条件、および各条件に対するセメンタイトの変形挙動を調べた。1同一押込荷重条件下でのパーライト上の引っかき力,引っかき圧力および引っかき溝の幅はフェライト上のものよりも大きくなる傾向にあることを明らかにした。2フェライトとパーライト、さらにはパーライト中のフェライトとセメンタイトの変形挙動は大きく異なるため、マイクロ加工の品質に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。3パーライト上の微小引っかきでは、それに含まれる層状セメンタイトの層間をα-フェライトが塑性流動し、その部分に塑性変形は集中するめ、塑性盛上りの断面積は引っかき痕の断面積の1.5倍程度にも及ぶことを明らかにした。4層状セメンタイトの微小引っかき実験により、セメンタイトの変形形態を、(1)弾性変形、(2)塑性変形、(3)き裂破壊、(4)き裂・分離破壊、の4形態に分類した。5引っかき痕と加工抵抗の測定結果をもとに、上記4つの変形形態における層状セメンタイトの加工エネルギー密度を定量的に明らかにした。
患者への医療行為及び生理機能からみた病室・病床まわり環境に関する研究

この研究は、急性の患者で入院医療を受ける患者の治療環境、特に病室ならびに病床周辺のあり方について、医療・看護行為と入院生活上の要求の視点から考察したものであるが、研究は内容と手法上、大きく二部に分けて実施された。第1部は、一日の大半をベッド上で過ごす入院患者の周辺空間の認知特性を把握するために実施した実験室での一連の基礎的研究で、まず臥位にある人間が指示代名詞「コレ」「ソレ」「アレ」を用いて指し示す空間が実際にはどの範囲を示しているのかを捉えて、人間の心理的空間領域を考察した。次に臥位状態で壁と天井の位置を移動し、室空間の構成面までの距離の知覚ならびに空間の広さを比較体験させて空間認知の特性を解明した。第2部は、実地調査を主体とした一連の研究で、まず集中治療室での医療・看護行為を記録分析して、ベッド周辺の所要空間と関連した諸室の位置関係について考察した。続いて、患者のベッド周辺にある看護用品と生活用品とに着目して、それらを看護ならびに患者がどのように認識しているかを分析し、また、看護婦の行為と環境に関する印象を分析して、ベッド周辺領域についての新たな視点を提示した。さらに、看護作業の中で大きな位置を占める排泄介護行為の詳細な分析により、必要な建築的条件を明確にした。最後に、一般人へのアンケートを通して入院環境についての要望を把握し、また、採光・照明に関する病室の光環境の考察を加えて、入院医療施設計画における今後の展開の方向付けをおこなった。1・個人空間の領域分節と生理機能の関係に関する基礎実験床面4500×3600、高さ3000の実験空間内において、臥位状態で個人の領域構造がどうなるのかを指示代名詞コレ・ソレ・アレを用いて、ベッドの位置を変化させた場合、ベッドが2つの場合、について分析した。前者では、指示領域は上下方向に縮み天井方向に収束し、各領域の頂点の高さはベッドの位置に関係なく、コレ領域は12001500mm、ソレ領域は15001800mmの間に存在している。後者では、ベッド間隔の変化が指示領域に与える影響を考察し、コレ領域はベッド間隔に影響されず、ソレ領域はベッド間隔に比例して拡がる傾向がある。2・病室種別とその機能及び実床面積病室の使われ方について、ICU、CCU、NCUを対象とし、主に物品配置の状況の点から調査を行なった。各病棟の医療作業可能面積はICUでは用具使用個数、NCUでは機器使用個数に影響されるが、CCUでは医療作業可能面積の変化の程度は小さい。また、各病室の間口と機材の占有率は強く相関しており、機器の配置で作業領域の拡大が可能といえ、ベッドのへりの利用長さは、ベッドゾーン面積の大小と関係がない。3・患者の視環境に関する実体収録調査病室・病床周りの視環境要因を患者がどの様に知覚しているのかを時系列に調査した。調査は1日断面の大量調査と少数の患者を対象とした継続調査を行い、これより、病室の印象は入院日数と相関せず初期の印象が継続され、注目される要因は入院日数に比例して多くなり、生活を送るのに不可欠な機能を伴う要因はごく早い時期に知覚され、ベッド周りの広さや天井高等は入院日数が長くなるとその評価は変化する傾向がある。また、注目された要因に何らかの不適合がある場合は、入院日数に比例して具体的な改善要求が提示できるようになる。人間の姿勢・平衡機能による視野の違いと内部空間の評価との関係に関する考察空間を体験する姿勢が立体と臥位の場合について、実験室による健常者を被験者とした一対比較実験をおこなった。具体的には、床面的には、床面の大きさ4.5帖・8帖・12.5帖、天井高2400・2700・3200mmの組合せで得られる空間で、床面の大きさと天井高をそれぞれ実験の変数として、1)空間の天井高の知覚(以下高さ感とする)2)空間の奥行きの知覚(以下奥行き感とする)

3)空間の容積の知覚(以下容積感とする)が立位と臥位でどの様に異なるかを検証した。その結果、1)高さ感は、比較空間の床面の大きさを変化させた実験では、立位、臥位ともに、床面が大きい空間の方が、実際の天井高と見かけの天井高の差が小さく、立位の方が臥位よりも実際の天井高と見かけの天井高の差が小さい。比較空間の天井高を変化させた実験では、立位、臥位ともに、天井高の高い空間の方が見かけの天井高は高く知覚され、立位の方が臥位よりのより高く知覚される。2)奥行き感は、立位、臥位ともに、見かけの奥行きは実際の奥行きよりもを小さく知覚される。3)容積感は、比較空間の床面の大きさを変化させた実験では、立位では、見かけの容積は実際の容積よりも大きく知覚されるが、床面の大きさの変化と相関しない。臥位では、床面が小さくなるにしたがい、見かけの容積は大きく知覚されるようになる。比較空間の天井高を変化させた実験では、天井高が高くなると立位、臥位ともに、見かけの容積は実際の容積よりも大きく知覚され、臥位の方が立位よりも大きく知覚される。天井高が低くなると、臥位では見かけの容積は実際の容積とほぼ等しいが、立位では見かけの容積は実際の容積よりも小さく知覚される。この研究は、急性の疾患で入院医療を受ける患者の治療環境、特に病室ならびに病床周辺環境のあり方について、医療・看護行為と入院生活上の要求の視点から考察したものである。全体は研究手法上、大きく二部に分かれる。第一部は、一日の大半をベッド上で過ごす入院患者の周辺空間の認知特性を把握するために実施した実験室での一連の基礎的研究で、まず臥位の人にとって指示代名詞の「コレ」「ソレ」「アレ」が実際にはどの範囲を示しているを捉えて、人間の心理的空間領域の考察をおこなった。次に臥位の状態で壁と天井の位置を動かし、空間の広さを比較体験させて空間認知の特性を解明した。第二部は、実地調査を主体とした一連の研究で、まず集中治療室での医療・看護行為を記録分析して、ベツド周辺の所要空間と関連した諸室の位置関係について考察した。続いて、看護作業の中で大きな位置を占める排泄介護行為の分析により、必要な建築的条件を明確にした。さらに、患者のベッド周辺にある看護用品と生活用品とに着目して、それらを看護婦ならびに患者がどのように認識しているかを分析し、ベッド周辺領域についての新たな視点を提示した。最後に一般人へのアンケートを通して入院環境についての要望を把握し、入院医療施設計画における今後の展開の方向付けを行った。
都市の熱環境形成における水面・緑地の効果に関する総合的調査研究

夏期の都市熱環境における水面・緑地の効果に関し、実測調査を主とした総合的な研究を行い、以下のような成果を得た。1.海風の冷却効果に関して、風向・風速と気温の3地点同時の長期観測を実施した。陸風から海風への変化により、気温上昇の緩和あるいは気温の低下が認められ、海岸からの距離によって異なるが、平均的に3°C程度に達する。2.河川上と街路上における熱環境の比較実測を行った。河川は風の通り道としての役割を果しており、その水面温度も舗道面温度などに比較して最大30°C程度低い。その結果、海風時の河川上の気温は街路上のそれに比較して低く、その気温差は海岸からの距離により異なるが、最大4°Cに達する。3.満水時と排水時における大きな池とその周辺の熱環境の分布を実測した。池の内部と周囲には低温域が形成されており、その外周200400mまでの市街に対し0.5°C程度の気温低下をもたらしている。その冷却効果は池の風上側よりは風下側により広く及んでいる。4.公園緑地内外の熱環境の分布を実測した。公園緑地内はその周辺市街に比べて最大3.5°C低温である。また公園緑地内の大小に依らず、緑被率、緑葉率に対する形態係数が大きくなれば、そこでの気温は低下する傾向にある。5.地表面の粗度による風速垂直分布および地表面温度分布を境界条件として、LESとk-ε2方程式モデルを用いて2次元の市街地風の数値シミュレ-ションを行い、市街地の熱環境を数値シミュレ-ションにより予測できる可能性を示した。6.建物の形状や配置を考慮した地表面熱収支の一次元モデルを作成し、都市の大気境界層に関する数値シミュレ-ションを行い、接地層の気温の垂直分布について実測値とよく一致する結果を得た。建物高さ、人工廃熱、水面・緑地の面積率などに関してパラメ-タ解析を行い、都市の熱環境の定量的な予測を行った。1.福岡市内を流れる河川の上、河川に平行な街路および河川に直角な街路において夏季の熱環境の実測を行い、その結果、河川は海風の通り道として気温を低下させ、河川から海風が流れ込むような街路計画を行うことにより、熱環境を改善できることが示唆された。福岡市内において8ヶ所のスケールの異なる緑地を選び、その内外の気温の実測を行い緑被率と気温との関係を明らかにした。また、熊本市内にあり比較的樹木の多い神社周辺を対象として気温・湿度・風況などについても実測を行い、さらに、航空機リモートセンシングデータを解析して求めた土地被覆分類結果および地表面温度分布図との比較・検討を行い、夏季の都市熱環境形成における緑地の冷却効果について検討した。2.人口衛星ランドサットの観測日に合わせて、福岡市や熊本市での夏季地上熱環境の実測を実施した。それらのなかから対象エリア内での雲等の影響の無い快晴日を選んでランドサットTMデータを入手した。福岡市の場合には、1988年8月5日のデータが得られたが、熊本市では夏季地上実測期間内では良いデータは入手できなかった。両市とも天気の良かったものとして、1988年10月8日のデータを入手し、目下それぞれの土地利用および広域地表面温度分布を解析中である。3.都市の気温に関する3種類の数値シミュレーションを行い、実測値と比較していづれも良い結果を得た。

先づ地表面と粗度係数の高さの間の熱と水蒸気の移動を考慮して気温と地表面温度を明確に区別した一次元モデルにより都市大気のシミュレーションを行い、都市と田園の比較、都市におけるパラメータの感度解析を行った。次に都市を流れる風に関し、地表面の熱収支を考慮したK-ε型2方程式モデルおよびLESにより2次元の数値シミュレーションを行い、実際の市街地における風速と気温の垂直分布の予測に充分適用し得ることを示した。本年度は昨年に引続き、夏季の市街地の暑熱環境に対する水面や緑地の冷却効果に関する実測を、福岡市内および熊本市内において行った。また、市街地の風および気温分布に対する数値シミュレ-ションをさらに発展させ、モデルをより実在の市街地に近づけた。水面の冷却効果に関しては、昨年と同様、市街地としては比較的大きな池を持つ福岡市の大濠公園周辺において、移動測定による気温分布の実測を行っている。昨年はこの池の浄化作業のため水を抜いていたが、本年度の夏には新たにほぼ満水状態となったので、昨年と同様の実測調査を行い、満水時と排水時における周辺の熱環境に対する効果の違いを比較検討している。その結果、排水時においてもオ-プンスペ-スの効果として、池中央で周辺市街地よりも約1°Cの気温低下が見られるが、満水時には水面の効果としてさらに12°C程度気温が低下し、その効果は徐々に小さくなりながら約600800mに及ぶことを明らかにした。緑地の冷却効果に関しては、福岡市内で2ヶ所、熊本市内で1ヶ所の公園を選び、その内部および周囲において気温、湿度、風速等の実測調査を行っている。それぞれの公園の規模は約4ha、1haおよび1/4haである。それぞれの公園における測定の目的は、比較的広範囲の市街地における公園全体の冷却効果、公園内の気温分布とその近傍における植物の状態との関係、公園を含む周辺市街地の気温および湿度分布とリモ-トセンシングによる表面温度分布との関係である。これらの実測により植物の量が気温に及ぼす影響を定量的に示し、その原因が植物の表面温度が低いためであることを明らかにした。さらに、熊本の公園では公園利用者と熱環境の関係に関するアンケ-ト調査も行っている。市街地の風と気温分布の数値シミュレ-ションに関しては、LESの流入境界における乱れの条件のための助走計算について検討している。
表現論の研究

近年有限次多元環の表現論は面目を一新しつつある。そこでの結果をアルチン環まで拡げ、またそこで使われる手法を数学の各分野に適用できないかという問題意識から出発した。研究費補助金はほとんど次の旅費にあてられた。1.関連部門の研究集会への参加,情報交換2.関連部門の研究者との研究連絡これはそれなりに有効であった。(11項参照)アルチン環を含むより一般のsemiperfectring上でAuslander-Bridger's dualityが成立するが、その証明はややcategoricalであった。我々はsemiperfect ring上で(制限された)行列理論-これをfit matrix theoryと呼ぶ-を構成し、上述のdualityをこの行列理論を用いて特徴づけることに成功した。即ちこの行列理論は、アルチン環の表現論研究の一手段となりうることを示した。まだ研究は緒についたばかりであり、例えばfinite typeのlocalなアルチン環の構造決定など、泥くさい地道な研究が必要であろう。初年度はまず表現有限型に限定して、関連資料の蒐集・整理、並びに共同研究者間の研究・討議を行った。Roiter,Gabriel等による表現有限型有限次多元環(代数的閉体上)の分類は、結局その多元環のJaiobson根基の分析であり、いくつかの特殊な場合が起り得ないことを示して得られたものである。ところが、これをより広くアルチン環で考えると、事情は更に複雑となる。Zimmermannはアルチン環でAーR系列の存在する場合に興味深い例をあげている。われわれもmod_pAをより広い範囲で考え、特殊な(制限された)行列理論が有効であることに気づいた。(その概要は1988年12月の山梨での表現論シンポジウムで発表、近くその報告集に概要が載る予定である。)ディンキン図型の関与は、遺伝的アルチン環の場合には決定的であり、tree状の構造をもつ多元環では有効であるが、一般にはそうでないように思われる。討議の結果は以上のようであり、このためには共同研究者のみでは不十分であり、関連部門の研究集会等に出席して広く調査研究せねばならない。(科学研究費補助金は主にこのための旅費に充てた。)また表現有限型に限定せず、より広くtame typeを研究することにより、かえって有限型の特徴が浮び出るのではないかという意見もあり、今後はtame typeまでこめて調査・研究をして行く予定である。tame typeの有限次多元環(代数的閉体上)の直既約表現は、有限個の例外を除きfinitc typeの場合に一致することが知られているが、その例外を具体的におさえることが出来なかった。そこでむしろ一般のアルチン環でfinitc typeの場合の分類をめざすべきであるとの見解から、今後の研究方向を定めた。しかしこの方向には、例えばfinitc typeのlacalなアルチン環の構造決定など泥くさい地道な研究が必要であり、我々の今後の努力目標となるであろう。なお1989年サンパウロ大学で開かれた国際研究集会で、筆者は、Auslander-Bridger dualityを(制限された)行列理論の立場から特徴づけ、この行列理論がsemiperfect ring(勿論アルチン環)上でも有効であり、表現論研究の一手段となりうることを示した。1.関連部門の研究集会への参加、情報交換2.関連部門の研究者との研究連絡
ヒトiPS細胞由来臓器原基移植操作技術の最適化

本研究では、代表者が開発した複合組織誘導技術の医療応用を目指すための第一歩として大量かつ均質な小型の肝臓原基をiPS細胞から作製するための基盤的細胞操作技術を開発した。さらに、さまざまな移植部位を比較することにより、機能発現に最適な移植床を選定した。大量製造したAll-iPSC肝臓原基をマウス肝不全モデルの腎被膜に移植すると、このマウスの生存率が有意に改善されることを示した(Cell Reports, 2017; Cell Reports, 2018)。また膵島を用いた劇症糖尿病を対象とした応用可能性についても示唆を得た。臓器移植の代替治療の実現へ向けて、重要な基盤技術となることが期待される。研究代表者らは、器官発生初期プロセスで生じる異種細胞間の協調的相互作用を再現することによりヒトiPS細胞から移植可能な肝臓原基(肝臓の芽)を誘導する手法を確立した(Takebe, et al. Nature, 2013, Nature Protocols, 2014)。本研究では、この複合組織誘導技術の医療応用を目指し、同所性移植を実現する大量かつ均質な小型の肝臓原基を作製するための基盤的細胞操作技術を開発するとともに、同所、および異所を含むさまざまな移植部位を比較することにより、肝不全症治療の実現を目指したヒトiPS由来肝臓原基移植操作技術の最適化を試みている。これまでに、同所性移植に最適な直径を有するヒトiPS細胞から肝臓原基を一期的に大量製造する培養手法の確立に成功した。すなわち、酸素透過性・酸素非透過性のいずれかのマイクロパターンプレートを用いることで、直径200μm程度のヒト肝芽を創出法することに成功した。今後、用いる細胞の分化段階の検討や、細胞混合比率の検討を行うことで、ヒト小型肝臓原基作製方法の至適化図る。また、免疫不全マウスを用いた頭蓋内と腎被膜下へのマウス同種肝芽移植、および、小型スフェロイドの同所性移植について検討を開始した。得られた組織は、ライブイメージング等によって、機能的な血管網を構成できること、肝組織様構造が再構築されることを示した。今後、障害モデルにおいて類洞や胆管などの高次構造が形成可能であるか否か、さらに、非障害モデルにおいても肝芽の移植個数、培養日数、大きさなどの諸条件を検討したうえで、前処置を施さない正常肝臓への生着を検討する。当初計画の実施内容は概ね完了した。得られた成果の一部は、学会発表などを行うとともに、現在、国際学術誌において論文審査中であるなど、当初計画の想定を大幅に超える進捗状況であったといえる。28年度においては、まずGFPマウスより分離した胎児細胞を用いて肝臓原基化した組織を腎被膜下移植および、同所性移植することにより検証を行った。レシピエントには、免疫不全動物を用い、肝障害の存在・非存在下において門脈内投与に適正な肝臓原基は200μm程度のサイズであること、細胞数としては1x10^6程度が移植可能であること、などを明らかとした。さらに、経門脈投与が難しい新生児マウスにおいては、肝臓内への直接注射による移植が可能であることも明らかとした。さらにヒトiPS細胞由来肝臓原基を用いた検証を本格化した。まずヒトiPS細胞より肝臓原基を作成する手法、すなわち、作成する組織の大きさや数を制御する手法の安定化を図った。具体的には、ヒトiPS細胞から材料となる3種類の細胞を各々10日間分化誘導を行い、それらの細胞を用いて、iPS由来肝臓原基の創出を行った。6wellプレート1well当たりに、肝内胚葉細胞を3x106,血管細胞を2.1x106,間質細胞を3x105播種した。24時間培養を行った後に出来たヒト肝臓原基を移植に用いた。次に、総数1000ー3000個・直径200μm程度のヒトiPS細胞由来肝臓原基の腎被膜下移植・門脈内投与を行い、移植後の機能発現の比較検証を開始した。その結果、移植後早期(1ー2週)の段階で、組織学的な生着が確認できることが示され、明らかな有害事象を認めなかった。さらに、移植した肝芽より分化した肝組織の分化成熟度の評価を目的として、ヒト肝細胞特異的な機能マーカーをである、血清中に分泌されたヒトアルブミンをELISA法により定量解析を行い、数百ー千ng/mlという飛躍的に高い濃度で機能発現が確認されることが示された。今後、遺伝子発現解析や、組織学的解析、機能発現を詳細に検討するとともに、疾患モデルへの治療効果を検証する。iPS細胞を用いた肝臓原基作成手法の至適化に成功し、ヒトiPS細胞を用いた移植実験が軌道に乗った。得られた成果は国際的に権威の有る科学雑誌で審査中であり、29年度中には公表可能であると考えられる。本研究では、代表者が開発した複合組織誘導技術の医療応用を目指し、大量かつ均質な小型の肝臓原基を作製するための基盤的細胞操作技術を開発する。さらに、同所、およひ異所を含むさまざまな移植部位を比較することにより、肝不全症治療の実現を目指したヒトiPS由来肝臓原基移植操作技術の最適化を試みる。臓器移植の代替治療として、多くの患者を救済する革新的再生医療技術となるのみならず、医療関連産業にも画期的進歩をもたらすことが期待される。これまでに得られた検証結果をもとにヒトiPS細胞由来肝臓原基を用いた移植操作の最適化を行った。

すなわち、前年度までに開発したヒトiPS細胞由来肝臓原基を数千ー万個の門脈内投与および、異所性部位への移植実験を並行して進めた結果、レシピエントの肝障害状態に応じて最適な移植部位を異なる可能性が示唆された。さらに、移植した肝芽より分化した肝組織の分化成熟度に移植操作が及ぼす影響について評価を行い、ヒト肝細胞特異的な機能マーカーを用いた組織解析・ELISA解析を実施した。さらに、シングルセル解析による細胞間相互作用の解析を行い、成体のヒト肝組織のアレイ情報との類似性を立証した。一方、臓器障害モデルマウスを用いたヒト肝臓原基移植治療効果を検討するために、ガンシクロビル応答性に肝細胞障害を誘発可能なトランスシジェニックマウス(Albumin-Tk-NOGマウス)を用いて移植実験を実施した。その結果、明快な治療効果を立証することができた。また、膵ベータ細胞の傷害をきたすInsulin-TRECK-scidマウスを対象に膵島サンプルを用いて同様の培養方法を検討した結果、移植により治療効果を確認した。以上の結果は、Nature誌、Cell Reports誌2本(うち1本は表紙に採択)掲載された。本研究では、代表者が開発した複合組織誘導技術の医療応用を目指すための第一歩として大量かつ均質な小型の肝臓原基をiPS細胞から作製するための基盤的細胞操作技術を開発した。さらに、さまざまな移植部位を比較することにより、機能発現に最適な移植床を選定した。大量製造したAll-iPSC肝臓原基をマウス肝不全モデルの腎被膜に移植すると、このマウスの生存率が有意に改善されることを示した(Cell Reports, 2017; Cell Reports, 2018)。また膵島を用いた劇症糖尿病を対象とした応用可能性についても示唆を得た。臓器移植の代替治療の実現へ向けて、重要な基盤技術となることが期待される。今後は、大量に創出したヒト器官原基の特性解析を進め、さまざまな移植手法を比較検証し、優位性を定量評価する。肝臓病における疾患モデルに対する治療効果を検証し、iPS細胞由来肝臓原基移植による効果検証を本格化する。29年度が最終年度であるため、記入しない。再生医学29年度が最終年度であるため、記入しない。
全cDNA解析によるヒ素高蓄積植物土壌浄化システムの解析

次世代シークエンサー(Roche社454FLX Titanium)を用いたヒ素超蓄積植物の転写産物の網羅的解析行った。ヒ酸暴露有無条件下でインキュベートした後、羽片(葉)、根よりTotalRNAを調製した。Roche社454FLXTitaniumより263Mbのシークエンシングが行われた。アセンブル解析の結果10,000以上のlarge contigが得られた。Blast等の解析を行い、ヒ素を液胞輸送、または細胞外へ排出する輸送体遺伝子の候補遺伝子の情報を得た。さらに、3'フラグメントライブラリ解析により、シダ暴露有無における羽片・根各部における全発現遺伝子の定量発現解析を行った。その結果いくつかの遺伝子にヒ素暴露による、大きな発現の差異を見出した。現在発現結果の網羅的解析と輸送体候補遺伝子の詳細な解析を行っている。ファイトレメディエーション(植物活用汚染浄化法)は低環境負荷の浄化法として将来への利用が期待されており、土壌・水環境で試験が実施されている。当該浄化法の利用基盤となる汚染物質の蓄積・耐性メカニズムを解明すべく、植物体や個々の遺伝子を対象とした基礎研究が進められているが、分子レベルでその全体像は理解されていない。本研究では、近年急速に普及して来ている次世代シークエンサー(Roche社454FLX Titanium)を用い、ヒ素超蓄積植物であるモエジマシダのトランスクリプトームを網羅的に解析することにより当該植物のヒ素蓄積・耐性機構の全体像を分子レベルで評価する事を試みた。次世代シークエンサー(Roche社454FLX Titanium)を用い、ヒ素超蓄積植物の転写産物の網羅的解析を行い研究基盤を作ると共に、これまで得られ本植物のヒや亜ヒ酸酸取込を担う輸送体遺伝子のホモログを探索することを目的とした。5-6羽の生長段階のシダを土壌栽培・水耕栽培し、ヒ酸暴露有無の条件下でインキュベートした後、羽片(葉)、根よりそれぞれtotalRNAを調製した。mRNAを調製しランダムプライム法によりライブラリーを調製された。調製したライブリーを増幅し、Roche社454FLXTitaniumにより解析され、263Mbのシークエンシングが行われた。アセンブル解析の結果10000以上のlarge contigが得られた。ブラスト等の解析を行い、ヒ素を液胞輸送、または細胞外へ排出する輸送体遺伝子の候補遺伝子の情報を得た。さらに、3'フラグメントライブラリ解析により、シダ暴露有無における羽片、根各部における全発現遺伝子の定量発現解析を行った。ファイトレメディエーション(植物活用汚染浄化法)は低環境負荷の浄化法として将来的に利用が期待され、フィールド試験が実施され始めている。またその利用の基盤となる汚染物質の蓄積・耐性メカニズムを解明すべく、植物体や個々の遺伝子を対象とした基礎的研究が行われているが、分子レベルでの全体像は理解されていない。本研究では、次世代シークエンサー(Roche社454FLX Titanium)を用い、ヒ素超蓄積植物であるモエジマシダの転写産物を網羅的に解析することにより当該植物のヒ素蓄積・耐性機構の全体像を分子生物学的に評価する。23年度は次世代シークエンサー(Roche社454FLX Titanium)を用い、ヒ素超蓄積植物の転写産物の網羅的解析を行い研究基盤を作ると共に、これまで得られ本植物のヒ酸取込に関する輸送体遺伝子のホモログを探索することを目的とした。5-6羽の生長段階のシダよりを土壌栽培・水耕栽培し、ヒ酸暴露の有無の条件下でインキュベートした後、羽片(葉)、根よりそれぞれtotalRNAを調製した。hotborate法の変法でtotalRNAを調製した。totalRNAをバイオアナライザーで検定した後、mRNAを調製しランダムプライム法によりライブラリーを調製した。ブラスト等の解析を行い、ヒ酸、亜ヒ酸輸送体遺伝子の候補遺伝子の情報を得た。現在いくつかのアルゴリズムを用いて解析を継続している。23年度は、次世代シークエンサーによる発現遺伝子の網羅的解析を行う事としたが、品質の高いRNAの調製に時間がかかり、植物試料を複数回繰り返したため、予定が少し遅れている。

しかしながら、研究の基盤となる網羅的に発現遺伝子の情報を取得するという最重要課題は、クリアしており今後、情報解析を進めていくことで目標とする結果が得られる可能性が高いと考える。網羅的解析のコストダウンにより、対照植物の網羅的解析を行える可能性が出てきており、当該サンプルの解析の可能性も視野に入れ、試料の調製を現在行っている。対照植物の網羅的解析は、試料調製状況や研究計画に従った研究の進捗状況を勘案し検討する。計画変更を伴わない23年度の未使用額は、次世代シークエンス解析に伴う費用のコストダウンと解析の遅れにより、データは年度内に得られたが、支払い・情報解析が次年度に持ち越されたため生じたものである。次年度使用額は、この事由により生じた額と平成24年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
環境ビジネスの戦略性に関する研究―所有権理論と企業間関係論より―

負の外部性の内部化を,所有権理論,企業間連携の観点より検討し,戦略的な市場化・事業化の方法を導出することを目的とした。方法は,環境ビジネスを対象とし,フィールド調査により解に接近することを試みた。具体的には,廃棄物の増大という社会的課題の解決という社会性を追いながら,他社との競争優位を生じるリサイクルビジネス戦略のフレームワークを提起した。リサイクルビジネス戦略のフレームワークとしては,所有権の移転もしくは分割,規模の経済性,法制度の有無,社会的価値観の4側面で示すことが可能である。しかしながら,静脈市場は動脈市場と比較し複雑であるため,今後に課題を残した。本研究は,外部性の内部化を,所有権理論,企業間連携の観点より検討し,戦略的な市場化・事業化の方法を導出することを目的としている。具体的には,社会的課題の解決という社会性を追いながら,他社との競争優位を生じる事業戦略のフレームワークを提起するものである。方法は,環境ビジネスを対象とし,フィールド調査により解に接近する。これまでに,衣類やプラスティックトレー容器,工場廃棄物の炭化について事例考察を行っている。廃棄物やその処理は,資源循環市場の交換対象として社会制度化されつつある。それらからの導出をより理論化するために,平成25年度は自動車リサイクルに関係する市場創造の事例研究に着手した。同年度末には自動車リサイクル促進センターにヒアリングに行き,法制度の現状把握を行った。今年度は自動車リサイクル研究の権威である熊本大学の外川健一先生に面談していただき,現在の自動車リサイクル研究の動向をご指導いただいた(平成25年8月13日)。その上で,現場の企業の状態をフィールド調査した。調査先は以下の4社である。株式会社エビス(広島県安芸郡)(平成25年5月28日),三木鋼業株式会社(香川県)坂出工場&高松工場(平成25年8月27日),株式会社ワイテック(広島県安芸郡)(平成26年2月14日),株式会社3R(埼玉県久喜市)(平成26年3月24日)。また産官学の研究組織である広島県資源循環プロジェクト委員会に,平成25年度秋より招聘講師として参加しており,自動車解体に関連する企業が連携してリサイクルに取り組む実態の情報をタイムリーに入手できる状況となっている。なお,研究途中ではあるが,経営哲学学会・日本経営学会北海道部会(平成25年7月20日)において「自動車リサイクルに関する市場創造と,市場拡大を阻む要因の一考察」のタイトルで学会報告を行い,聴講者より多様な示唆をいただいた。負の外部性は,環境問題等の社会的課題として我々の生活に影響を与える。昨今,この社会的課題を解決するためのビジネス化が注目を集めている。社会的課題を解決するということは,社会的に外部性の所有権が明確になること,そして所有権を持った企業が外部性を内部化するための市場や事業を形成すること,が必要となる。そこで本研究では,この外部性の内部化を,所有権理論,企業間連携の観点より検討し,戦略的な市場化・事業化の方法を導出することを目的とする。具体的には,社会的課題の解決という社会性を追いながら,他社との競争優位を生じる事業戦略のフレームワークを提起する。平成24年度は,衣類のリサイクルシステム(エコログ・リサイクリング・ジャパン)の考察を行った。しかしながら,衣類は特に法制度はない。法整備されていない市場に置ける企業の苦労や工夫を明確にし,企業の戦略や他者との連携手法に言及した。また,ASR(Automobile Shredder Residue)の調査に着手した。衣類とは異なり,経済発展の最も顕著な産物である自動車については,自動車リサイクル法(2005年施行)が制定されている。これは自動車に使用される部品等をリサイクルし,最終的に残る廃棄物(ASR)の埋め立てを自動車の全重量の25%以下に抑えようとするものである。現在ではマツダ株式会社(本社:広島)の車両のリサイクル実行率は97%であり,ASRの再資源化も82.1%に至っている(経済産業省,2010)。ASRの再資源化は,自動車メーカーが数社ずつ連携し実施されている。自動車リサイクルは大規模ではあるが,まずは自動車リサイクル促進センターにヒアリングに行き,現状把握を行ったところである。本研究では、負の外部性の内部化を、所有権理論、企業間連携の観点より検討し、戦略的な市場化・事業化の方法を導出することを目的とした。具体的には、社会的課題の解決という社会性を追いながら、他社との競争優位を生じる事業戦略のフレームワークを提起するものである。方法は、環境ビジネスを対象とし、フィールド調査により解に接近した。実際の研究と成果は以下である。

初年度は衣類のリサイクルシステムの考察を行った。その結果、衣類リサイクル市場を創造するには1負の外部性の確保2他者との連携3個別最適でなく全体最適の視点4社会の価値観の高揚、の4点がビジネスを遂行するフレームワークとして必要であることを導出した。その際所有権を明確化する法制度化がリサイクルの推進に寄与するか否かという新たな疑問も生じた。そこで次年度は、自動車のリサイクルシステムについて調査を行った。自動車リサイクルの課題は1情報の非対称性の克服2動脈サイドの意識の向上であることが明確になった。最終年度は、自動車リサイクルの戦略を明確にするために、食品容器リサイクル市場と自動車リサイクル市場の事例を比較し、社会的課題がビジネスチャンスを生む構造や、外部性の内部化の相違について指摘し、静脈市場の経済的・経営的役割についても明確にした。その上でイノベーションには、一社単体で行えるものと、産業全体で新しい供給源や生産方法を開発する場合もあることを導出した。本研究の意義は、社会的課題の市場化が可能であることを、所有権理論を援用し構築した点である。社会的課題は営利にこだわらないソーシャル・エンタープライズ、ソーシャル・アントレプレナーの文言で扱われることが多い。その中で本研究は、社会性に配慮しながら、企業の競争優位も含有し、社会的課題の解決から新たな市場化を導いたところに重要性がある。企業の社会的責任市場創造・事業創造の側面より環境ビジネス(廃棄物のビジネス化)における事例の蓄積の最中ではあるが,これまの事例研究により以下の導出を行っている。まずは食品容器トレーのリサイクルの成功例より,リサイクル時に所有権をいかに分散させるかが成功の要因であった。また工場での製造時に排出される廃棄物の炭化においては,ごみとして処理されるマイナスの所有権をいかにプラス(有価物化)にして移転させるか,移転先探しも含め重要なポイントである。中小企業の連携による環境ビジネスの創造事例より,ニッチな外部性の発見と連携による相乗効果が成功要因であると考えた。法制度が未整備の衣類のリサイクルにおいては,市場創造途中ではあるがリサイクルによるビジネス創造を機能左折には,マイナスの外部性の収集と,リサイクルされた衣類を容認する価値観の醸成,それによる移転先の確保が課題であることが明らかとなっている。「研究実績の概要」に述べたように,平成25年度は,自動車のリサイクルシステムについてのフィールド調査を行った。これらの調査結果を理論化するのが今年の大きな課題となるが,今時点における自動車リサイクルの課題は以下の二点である。まずは,情報の非対称性の克服である。メーカーと解体業者において,解体業者が廃車の素材の識別が容易になるよう,メーカーの意識改革が求められる。また中古部品販売と消費者間においては,中古部品に対する認知度が日本ではいまだ低い,よって販売サイドのネットワーク化による消費者の信頼の獲得が重要である。次に動脈サイド(自動車メーカー)の意識の向上である。静脈で作られた(リサイクルされた)