hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Dent病の発症機序解明を目指した細胞内小胞輸送におけるエズリンの役割の解析

2018年度は当初の研究計画の予定に従い、マウスの腎皮質より調製した腎刷子縁膜(BBMV: Brush border membrane vesicle)画分を用いて質量分析法による網羅的解析を進めてきた。質量分析法による解析の結果、BBMVの中に約1400種類のタンパク質を同定した。膜タンパク質はそのうちおよそ20%を占め、その他には細胞骨格や細胞内小胞輸送に関わる様々なタンパク質が含まれていた。エズリンノックダウンマウスでは野生型と比較して、トランスポーターを含む様々な膜タンパク質の局在が変動していることを確認している。また、当初の想定していた膜タンパク質に限らず、細胞の形態や細胞内小胞輸送に関わる様々な分子の挙動が変動している可能性を示唆する結果を得ている。トランスポーターに関しては腎臓の近位尿細管で豊富に発現しているSLC(solute carrier)ファミリーに属するもの、ABC(ATP-binding cassette)トランスポーターファミリーに属するものの中で、管腔膜側に局在するものに関して変動が見られている。一部、遠位尿細管に局在するものについても含まれているが類似した手法で解析を行っている既報論文でも同様の報告があり、BBMV精製の過程で遠位尿細管由来のものについても抽出されるものと考えられる。変動が見られるものについては、in vivoでの動物実験で見られる尿細管再吸収機能異常とも関連性が見られており、2019年度はこれらの結果をもとに培養細胞等を使用し、詳細な分子機構の解析を進める予定である。本研究計画については当初の計画に従い研究を進めているが、2018年度より所属機関の異動に伴う研究環境の変化が生じており、遺伝子組換え動物の移動に時間を要しているため、培養細胞等を含む実験系を優先して進めている。当初予定していた実験は遺伝子組換え動物の導入後、実施する見込みである。異動先への遺伝子組換え動物の導入に時間を要しているため、培養細胞を含む実験系を優先して進める他、野生型マウスを用いた解析などを並行して行い、遺伝子組み換え動物の導入後にスムーズに実験を開始できるように予備的な条件検討等を進める。本研究課題では足場タンパク質エズリンが腎尿細管での溶質再吸収において果たす役割を明らかにすることを目的としている。エズリンはERM(ezrin-radixin-moesin)タンパク質ファミリーに属しており、これらの3種のタンパク質では機能的な重複も示唆されている。本研究課題の推進にあたり、ERMタンパク質の一つであるモエシンの腎臓における機能について欠損マウスを用いて解析し、エズリン欠損マウスとは異なる表現型を示すことを新たに明らかにし、Pflugers Archivに報告した。また、エズリンは腎臓内において溶質再吸収に関わる近位尿細管と糸球体の足細胞に豊富に発現している。これまで糸球体の足細胞における役割についても不明な点が多かったが、基礎状態におけるエズリンの欠損による糸球体足細胞への影響は見られず、近位尿細管での溶質再吸収に与える影響は小さいことが判明した。一方で、近位尿細管での低分子量タンパク質の再吸収がエズリンノックダウンマウスにおいて低下していることが判明し、これらの結果についてはScientific Reportsに報告した。これらの研究成果をもとに、現在エズリンノックダウンマウスを用いて、Fanconi症候群(Dent病)の原因となりうる分子機構についての解析を進めている。エズリンノックダウンマウスではこれまでに判明しているリン酸、更に低分子量タンパク質の再吸収異常に加えて、アミノ酸、グルコース再吸収にも異常をきたしていることが判明しており、詳細な解析を進める予定である。本研究の遂行にあたり、腎糸球体足細胞におけるエズリンの機能的役割が近位尿細管細胞におけるエズリンの役割と異なることが明らかになっている。これは細胞種によって異なる役割をエズリンが担っていることを示唆している。本研究で近位尿細管におけるエズリンの役割を解析する上で、糸球体足細胞でのエズリンの欠損自体はほとんど影響がないものと考えられる。また他のERMタンパク質による代償性機構などについても考慮する必要があるが、モエシンの欠損マウス、ラディキシンの欠損マウスでは異なる表現型が見られており、エズリン欠損マウスにおいても代償的な発現上昇なども見られないことから、こちらに関してもエズリンノックダウンマウスを用いた解析を進める上でほとんど影響しないものと考えられる。このような基礎的情報を固め、エズリンノックダウンマウスを用いてエズリンによる近位尿細管溶質再吸収機能への影響を解析する基盤が整いつつある。

一部、遠位尿細管に局在するものについても含まれているが類似した手法で解析を行っている既報論文でも同様の報告があり、BBMV精製の過程で遠位尿細管由来のものについても抽出されるものと考えられる。変動が見られるものについては、in vivoでの動物実験で見られる尿細管再吸収機能異常とも関連性が見られており、2019年度はこれらの結果をもとに培養細胞等を使用し、詳細な分子機構の解析を進める予定である。本研究計画については当初の計画に従い研究を進めているが、2018年度より所属機関の異動に伴う研究環境の変化が生じており、遺伝子組換え動物の移動に時間を要しているため、培養細胞等を含む実験系を優先して進めている。当初予定していた実験は遺伝子組換え動物の導入後、実施する見込みである。エズリンの尿細管溶質再吸収機能調節における役割について、in vivoでの解析を進めるとともに、in vitroでの詳細な分子機構解析が必要不可欠であると考えている。いくつかの近位尿細管由来培養細胞株を用いて機能解析を試みているが、近位尿細管の機能を十分に有した培養細胞はなかったため、初代培養法に切り替えて解析を進めていく予定である。異動先への遺伝子組換え動物の導入に時間を要しているため、培養細胞を含む実験系を優先して進める他、野生型マウスを用いた解析などを並行して行い、遺伝子組み換え動物の導入後にスムーズに実験を開始できるように予備的な条件検討等を進める。初年度申請額より物品費が2,197円繰越となったのは、実験にかかる費用が予定よりも少額で済んだことによる。2年目の本年度は繰越し金も含めて研究の遂行のために利用する予定である。実験動物の移動が当初の予定よりも遅れており、関連経費を次年度に割り当てたために次年度使用額が生じている。繰越した経費は2019年度の実験動物の移動経費に充て、他の経費については当初の予定通り使用する。
COPDの発症リスクと予後予測の新規バイオマーカーの開発

ヘムオキシゲナーゼ-1(hemeoxygenase-1: HO-1)は32kDaのheat shock proteinであり,炎症,酸化ストレスに対し細胞保護的に作用する.これまでCOPDをはじめとして,珪肺症,慢性緑膿菌感染症,急性肺障害,間質性肺炎において,病態を制御機構としての役割が示唆されている。これらの疾患や疾患モデルでは,肺細胞におけるHO-1の発現が検討されているが,血清値の臨床意義は不明であり,また,測定法も確立されたものがなかった.今回,我々は,血清HO-1の測定法を新たに開発するとともに,COPDを含む各種呼吸器疾患におけるバイオマーカーとしての有用性について検証を行った.血清HO-1の測定には,ImmnonoSetTM HO-1 (human), ELISA development set (Enzo, Farmingdale, NY)に改良を加えたassay bufferを用いたsandwich ELISA法を使用することで,従来の測定法よりも高感度に血清HO-1を検出することを可能にした.血清HO-1の喫煙者あるいはCOPD患者における検討では,非喫煙者,現喫煙者,COPD患者の順に血清HO-1は低値を示し,長期喫煙に伴うHO-1の肺細胞保護作用の減弱が示唆され,喫煙者においては,血清HO-1がCOPDの発症リスクを予測するバイオマーカーとなる可能性が示唆された.一方で,診断時血清HO-1に関して,ARDS患者では,生存患者に比べ,死亡患者において高値であり,経時的にも持続高値を示した.間質性肺炎急性増悪(AE-IP患者)においても同様に,安定期IP患者に比べて高値であり,生存患者に比べ死亡者で高値であった.したがって,血清HO-1は疾患活動性や予後予測のバイオマーカーとなる可能性が期待される.高感度血清HO-1 ELISA法にて、健診受検91名(40歳、50歳)の血清HO-1値を測定した。40歳と50歳での血清HO-1には統計学的有意差は認めず、加齢による血清HO-1の減弱は認めなかった(34.5±12.3 ng/mL vs. 31.8±14.8ng/mL, p=0.62)。一方で、検討対象のうち、既喫煙者は除外し、現喫煙者11名、非喫煙者16名の血清HO-1値を検討したところ、前者は25.3±13.0 ng/mL、後者は388.8±13.4 ng/mLで,現喫煙者で血清HO-1は有意に低値だった(p=0.005)。これは、既報(Am J Respir Cell Mol Biol 2008;39:673)における、非喫煙者に比較して、現喫煙者の肺胞マクロファージ内HO-1 mRNAの発現が減弱する報告に矛盾しない結果であった。なお、喫煙血清HO-1とその他の臨床パラメーターとの相関を、非喫煙者のみで検討したところ、総コレステロール値、中性脂肪値、AST、ALT、尿酸値と有意な相関を認めた(r=0.38(p=0.01)、0.31(p=0.003)、0.46(p=0.001)、0.37(p=0.011)、0.44(p=0.003)、0.30(p=0.041))。また、脂肪肝を認める症例は認めない症例に比較して、有意差は認めないが、血清HO-1は高値を示す傾向にあった(38.8±13.9 ng/mL vs. 46.5±17.8ng/mL, p=0.25)。これは酸化ストレスを惹起する中性脂肪の蓄積による脂肪肝の進行に伴い、肝細胞内のHO-1mRNAの発現が増強する既報に矛盾しなものと考えられた(Eur J Intern Med 2012;23:649)。今回の結果からは、血清HO-1値に影響を及ぼす因子として、喫煙歴や肝機能異常が考えられたが、今後は、上記結果の再現性を、症例数を増やして確認するとともに、より高齢者を対象に検証していく。以下の理由が考えられる。・健常成人で、かつ、肺機能検査を実施しいる症例の蓄積がうまく進んでいない。・評価対象が、40歳から50歳が主であり、COPD罹患年齢である60歳、70歳台の症例が予想に反して少ない。背景HO-1は、抗炎症作用を有するヘム分解酵素で、その肺内での発現低下は肺気腫形成との関連が指摘されているが、COPDでの血中HO-1値は検討されていない。方法2012年から13年に同意を得たCOPD患者と健診受験者の血清HO-1と患者背景との関連性を検討した。血清HO-1はassay bufferを改良したImmuno SetTM HO-1,ELISAdevelopment set(Enzo)を用いて測定した。結果対象は、COPD患者40例(平均68歳)、健常現喫煙者46例(平均45歳)と非喫煙者46例(平均45歳)。各群の血清HO-1は、それぞれ23.8 ±11.9、39.6±21.9、44.0±11.9 ng/mLで、COPD群で有意に低値だった。

なお、age-matchさせたCOPD10例(平均53歳)と健常現喫煙者23例(平均50歳)の血清HO-1は、それぞれ20.8±6.6 ng/mLと40.4±20.4 ng/mLで同様の傾向だった(P=0.002)。結論COPD病態形成に関連するHO-1は肺内での発現低下のみならず血中でも減少していることが示唆された。COPD症例のサンプルの集積に時間を要している。ヘムオキシゲナーゼ-1(hemeoxygenase-1: HO-1)は32kDaのheat shock proteinであり,炎症,酸化ストレスに対し細胞保護的に作用する.これまでCOPDをはじめとして,珪肺症,慢性緑膿菌感染症,急性肺障害,間質性肺炎において,病態を制御機構としての役割が示唆されている。これらの疾患や疾患モデルでは,肺細胞におけるHO-1の発現が検討されているが,血清値の臨床意義は不明であり,また,測定法も確立されたものがなかった.今回,我々は,血清HO-1の測定法を新たに開発するとともに,COPDを含む各種呼吸器疾患におけるバイオマーカーとしての有用性について検証を行った.血清HO-1の測定には,ImmnonoSetTM HO-1 (human), ELISA development set (Enzo, Farmingdale, NY)に改良を加えたassay bufferを用いたsandwich ELISA法を使用することで,従来の測定法よりも高感度に血清HO-1を検出することを可能にした.血清HO-1の喫煙者あるいはCOPD患者における検討では,非喫煙者,現喫煙者,COPD患者の順に血清HO-1は低値を示し,長期喫煙に伴うHO-1の肺細胞保護作用の減弱が示唆され,喫煙者においては,血清HO-1がCOPDの発症リスクを予測するバイオマーカーとなる可能性が示唆された.一方で,診断時血清HO-1に関して,ARDS患者では,生存患者に比べ,死亡患者において高値であり,経時的にも持続高値を示した.間質性肺炎急性増悪(AE-IP患者)においても同様に,安定期IP患者に比べて高値であり,生存患者に比べ死亡者で高値であった.したがって,血清HO-1は疾患活動性や予後予測のバイオマーカーとなる可能性が期待される.肺機能実施高齢健常人の血液サンプリングを積極的に推進する(共同研究施設を増やす→現在船員保険病院を共同研究施設として倫理委員会修正申請中)。また、それと並行して、COPD蓄積症例の解析も同時に進めていく。COPD症例の安静時、急性増悪時の血清HO-1の評価が必要。さらには、血清HO-1の値と肺機能低下率、急性増悪発生率あんどの関連性も引き続き検討していく。症例の集積が予定より少ないため、血清HO-1の測定に関する費用が出ないことが原因です。引き続き症例集積を行い、積極的にHO-1の測定を行ってまいります。また、可能であれば、国際学会での発表と論文化なども検討してまいります。
適合的汎化に基づく情報検索システムの実験的研究

本研究では、検索意図を推定し、それをユーザにも理解しやすい形式で表現できる情報検索システムを提案する。ここでは、検索者が用いる検索語の抽象度に注目して、検索意図の推定を行う。しかし、ユーザは、検索意図を表現するのに適切な抽象度の概念を必ずしも用いない場合がある。そのため、検索意図に応じた適切な抽象度の概念を検索キーワードに用いると、ユーザにも理解しやすく効率的な検索キーワードになると考えられる。そのため、本研究では、電子化辞書やシソーラスに記述されている概念階層構造を利用し、検索意図に応じて検索キーワードを適合的に汎化する情報検索システムを提案する。ここで、適切な抽象度の汎化とは、検索キーワードが持つ正解判定の分別能力に関する情報を多く保存する汎化の事である。一方、電子化辞書やシソーラスでは、一般的な概念階層が記述されているために、多段階の階層を用いた汎化を行った際に、一度に大量の語を代表する概念に汎化されてしまう問題がある。例えば、「ビデオ」と「DVD」を汎化した概念として「映像装置」という概念を考えたときに、8mmカメラは含むことは、検索意図と必ずしも一致しないと考えられる。そのため、ユーザが持つ細かな検索意図を適切に表現するために、検索目的に応じた適切な抽象概念を設定し、概念階層を再構築することが必要である。本年度は、概念の適切な抽象化のための指標として、キーワードと正解文書の相互情報量に基づく関連性の指標を利用し、情報検索システムを構築した。本システムは、5件の正解文書を与えることにより、検索語の汎化を行い、検索者の意図が理解しやすい検索式が作成可能である。また、この検索式による検索は、他の検索システムと比較して十分な検索精度を持っていることを確認した。
特色ある開かれた学校づくりに資する職員室文化の発掘と継承に関する研究

本研究は,学校評価システムの実働に教職員間の「職員室文化」の発掘と継承が必要であることに着目し,職員室文化の理論的枠組みを論究し,職員室文化に関する調査研究と事例研究を通じて職員室文化の構築に向けた基礎的な知見を得ることを目的とした。職員室文化は「長年それぞれの学校で価値あるものとして大切にされてきた教育技術や思考・行動様式の総体」と定義できる。職員室文化は,「特色ある開かれた学校」の構築に影響を与え,教職員の専門的成長に重要となる。調査研究・事例研究を通じて,児童生徒や保護者からの学び,同僚からの学び,教育実践からの学びによる教員としての生き方や専門性の確立への影響が明らかになった。「職員室文化」の発掘と継承の対象とする「特色ある開かれた学校づくり」に関わって、広島県内の公立小・中学校を対象に、校長・教頭・教務主任・研究主任・教職員に対する質問紙調査を実施した。その結果、「特色ある開かれた学校づくり」に資する「職員室文化」の核として、校内授業研究会の存在が指摘できた。その運営については、それぞれの学校で様々な工夫が行われ、取組の形態も多様であり、その学校で勤務した教職員が創意工夫するなかで、地域や児童の実態など、学校の置かれている条件の中で、その学校で長い間取り組んできた教育内容や指導方法が存在していることを明らかにした。また、その学校の取組や指導内容を明確にして「特色ある開かれた学校づくり」を行うことで、子どもと価値を共有し組織として取り組み関係機関とも連携して取り組もうとしていることも明らかにした。この結果については、速報として調査協力校にフィードバックし、今後精緻な検討を予定している。これらと関連して、学校という「場」を再考するとともに、学校のパートナーとして地域の存在を整理できた。学校評価との関連では、第一にA町の4小学校・2中学校の自己評価・学校関係者評価を踏まえて第三者評価の視点で聞き取り調査を実施できた。その結果、長年それぞれの学校で価値あるものとして大切にされてきた教育技術や思考・行動様式の総体である「職員室文化」を反映する学校評価表の作成の重要性を指摘することができるとともに、意見交換のなかで、目標として価値をおくべき「職員室文化」とその目標達成に具体的に取組む方策としての「職員室文化」の存在を明確にすることができた。第二に、B市のC小学校の学校評価をめぐって、当該校長と教務主任と協働して、平成24年度を点検し25年度の学校評価表を作成した。その結果、25年度の研究実施の事例校として共同研究を進めることとなった。「職員室文化」の発掘と継承の対象とする「特色ある開かれた学校づくり」に関わる昨年度の調査結果を巡って、「特色ある開かれた学校づくり」に資する「職員室文化」の核として、校内授業研究会の存在について、協議の持ち方と学校の教育目標を意識した取組・職員の職能成長の取組について整理できた。その運営について、それぞれの学校において様々な工夫が行われて取組の形態も多様であるものの、その学校で勤務した教職員が創意工夫するなかで地域や児童の実態など、学校の置かれている条件の中で、その学校で長い間取り組んできた教育内容や指導方法が存在していることの具体例を発掘することができた。また、その学校の取組や指導内容を明確にして「特色ある開かれた学校づくり」を行うことで、子どもと価値を共有し組織として取り組み、地域の関係機関とも連携して取り組もうとしていることも明らかにすることができた。さらに、附属校での勤務のなかで、公立小・中学校にはない特色(例えば、教育実習や研究開発・実践研究といったミッションに関する特色)に関する「職員室文化」や教職員同士の力量向上に係る「職員室文化」などの存在をより詳細に明らかにした。この結果については、速報として調査協力校にフィードバックすることができた。これらについては質問紙調査の分析・考察におけるテキストマイニングによる質的成果の整理のより精緻化を図り、今後にさらに精緻な検討を行いその結果とともに報告する予定である。これらと関連して、学校という「場」を再考するとともに、学校のパートナーとして地域の存在を整理でき、学校評価の中間評価結果との関連からモデル策定の雛形の作成に取りかかったが、最終評価に基づくモデル作成の必要が明確となり、今後事例協力校と連携・協議して、報告する予定である。学校評価システムについて、各市町のHP等から情報収集を中心にして、大綱として広島県の示した学校評価システム構築の方向性と、各市町のもつ条件性との関連から各市町の学校評価システムに関する行政施策の特色について明らかにすることに努めた。

研究開始の平成23年度に附属小学校・中学校の校長を併任することとなり研究へのエフォートを縮小せざるを得ず、研究計画で予定していた実地踏査及び他府県の学校評価システムの調査を踏まえた「学校評価システム施策調査」「教職員力量向上施策調査」の実施が困難となり、情報収集に当たっては、専らHP等からの情報収集にとどまった。しかし、教職員間の協働推進に係る施策や教職員の力量向上施策に関する情報をめぐって、「特色ある開かれた学校づくり」の視点とそれら行政の進める施策を家庭・学校・地域社会の教育連携の視点から検討することができた。また、文献研究では、学校の存在意義を整理し、「特色ある開かれた学校づくり」の考察に必要となる学校と地域との連携を検討する基本的視座を明らかにした。「職員室文化」の発掘と継承の対象とする「特色ある開かれた学校づくり」に関わって、「子どもの豊かな学びを創造し、地域の絆をつなぐ地域とともにある学校づくりの推進方策」の提案に関わって、「特色ある開かれた学校づくり」のための学校と地域との連携における校長のマネジメントを検討し、学校と地域との連携を推進するプロセスについて明らかにすることができた(「学校と地域との連携に関する校長のマネジメント」『日本教育経営学会紀要』第54号、2012年(印刷中))。「特色ある開かれた学校づくり」に関する「職員室文化」の聞き取り調査にあたって次年度以降に連携・協働する公立小・中学校について協力要請も順調に進めることができた。本研究の目的は,組織風土・組織文化とは異なる「職員室文化」の理論的枠組みについて論究し,公立小・中学校の教職員を対象とした質問紙調査の分析考察を通じ,職員室文化の構築に向けた基礎的な知見を明らかにすることである。教職員それぞれは,勤務校での教育実践に取り組み,自らの教育観・指導観や児童観を形成しつつ,その学校の教育活動を支えてきた。そのなかで,学校の一員として,長年にわたって追求してきた学校の教育目標の達成に努め,学校としての価値ある取組が継承されきている。結果として,そこに実感される勤務校の価値ある取組を教職員それぞれは咀嚼し自分の力量向上へと繋げてきた。このような「長年それぞれの学校で価値あるものとして大切にされてきた教育技術や思考・行動様式の総体」が「職員室文化」であることを示した。「特色ある開かれた学校づくり」に資する「職員室文化」の核に,校内授業研究会の存在を指摘した。それぞれの学校で様々な工夫が行われ,取組の形態も多様であり,その学校で勤務した教職員が創意工夫するなかで,子どもと価値を共有し組織として取り組み関係機関とも連携して取り組もうとしている。「職員室文化」は,「学校の伝統」としての時間軸(縦軸)とその「学校の伝統」に対する「地域の願い」という場の広がりとしての空間(横軸)をもつこと,その両軸の接点で,「特色ある開かれた教育」として現在の教育活動が行われ,その営みが将来に向かって継続されていく。「職員室文化」は,学校づくりにあたって学校評価における経営目標の設定や具体的な方策への位置づけができること,それら目標として価値をおくべき「職員室文化」とその目標達成に具体的に取り組む方策としての「職員室文化」を教職員それぞれは咀嚼し自身と集団の力量向上へと繋げていること,さらに,結果として,教職員の心身の健康に資するものとなることが期待されることを示した。学校経営学平成24年度においても、広島大学附属東雲小学校・東雲中学校2校の校長を併任しており、大学の教育活動に係るエフォートは縮小できたものの、校長職の遂行に力を入れることが必要となった。
利用者の押す力に応じた線形入出力特性を活かしたユーザインタフェースの提案

携帯電話やリモコンなどの小型で多機能な機器では,表面積が小さく操作ボタンやアイコンを多数配置することが困難である。そこで,小型情報端末の側面を指先で押す強さを,側面に生じる変形量としてひずみゲージで検出し,表示画面のスクロールやキーボード不要の文字入力が可能な入出力システムを提案した。これにより,寸法の制約がある端末に多数のボタンやホイールスイッチを設置することなく,多様な入力が可能となった。平成21年度は,入力用ハードウェア(H/W),ひずみ検出回路,A/D変換回路,アプリケーションソフトウェア(S/W)の構成要素を個別に試作した。さらに,各パラメータを検討し,以下の順で実験システムを構築した。はじめに,提案システムの実装対象として,組込み機器標準開発プラットフォームであるT-Engine/SH7727を購入し,開発環境を準備した。また,指で押す力を最大5Nと見積もり,それ以下の荷重では微小な曲げひずみを生じるが永久ひずみは残らない筐体とセンサとして,アルミ薄板とひずみゲージを選定した。次に,準備した装置および開発環境を用いて,入力用H/W,ひずみ検出回路,A/D変換回路,検証用アプリケーションS/Wを試作した。ひずみゲージを枚数や位置を変えてアルミ製のケースに貼った入力用H/Wを数種試作し,押しやすさやひずみ量を調べた。その結果,利用者が直接触れない内側にのみゲージを貼る方法で,板を十分に薄く長くして生じるひずみを大きくし,検出感度を改善して採用することとした。実験では,一連の入出力動作の検証システムを構築することを最優先に,検出回路基板とT-Engineとを内蔵可能な直方体のアルミケース内側にゲージを貼ったH/Wを用いて,動作検証を行った。ひずみ検出回路およびA/D変換では,入力H/Wに0.1N刻みで最大5Nまでの集中荷重を与え,荷重/出力電圧が線形性を保ちつつ,8ビットのA/D変換で収まるよう調整した。さらに,入力インタフェースとしての有効性を検証するため,指で押して操作するアプリケーションS/Wを数種試作した。このうち,試作システムを表示画像の操作に関連付けたS/Wでは,押す強さに応じて画像のスクロール速度を変え,どの側面を押すかによってスクロールされる向きを変えることで,直感的な操作を実現した。平成22年度は,昨年度に試作した入力用ハードウェア(H/W),ひずみ検出回路,A/D変換回路,アプリケーションソフトウェア(S/W)の改良と,それらを連携した実験システムの構築に,以下の手順で取り組んだ。はじめに,組込み機器標準開発プラットフォーム:T-Engine/SH7727にリアルタイムOS:T-Kernel/StandardExtensionを搭載した開発環境にタッチパネル付きLEDを実装した。タッチパネルの設置面をのぞく5面すべてを覆いつつ片手で持てる形状となるようにアルミ製のケースを取り付けた。このアルミケースの側4面すべての内側,面中央に,ひずみゲージをそれぞれ1枚ずつ貼り付けた。ひずみ検出回路とAD変換回路をT-Engineにシリアル接続し,回路基板や配線類をすべてアルミケース内に設置・収納した。これにより,筺体の側面を押すとタッチパネルモニタに出力が表示される入出力I/Fを備えた小型情報端末の実験システムを構築した。次に,入力を表示画像の操作に関連付けた検証用アプリケーションS/Wを実験システムに実装して;組込みOS関連の展示会に出展し,デモンストレーションと評価実験を行った。その結果,実験システムのケース自体は,30時間以上の連続使用時でも永久ひずみが残りにくいこと,万一ひずみが残留しても簡単なキャリブレーションにより回路側およびソフトウェア側で調整できることを確認した。しかしながら,手の小さい女性や子供が操作するにはケースがやや大きく取り扱いにくいこと,指で押した際のフィードバックが少ないことなど,使いやすさに関する課題も明らかになった。さらに,ケース内部に回路基板設置用の十分なスペースを確保していなかったため,利用者が持ち上げた際に接触不良を起こしやすいという構造的な問題も見つかった。以上より,本提案が基本的な構成で動作することを確認するとともに,新たな課題を明らかにした。本研究は、スマートフォンや携帯ゲーム機器などの小型の携帯情報機器に向けに、新しい情報入力方法を実現することが目的である。本研究に掛かる携帯情報機器は近年ますます多機能になってきているが、その形態から小型ゆえに表面積が小さく、ボタンやアイコンなどを数多く置くことが難しいという課題があった。そこで、本研究では、携帯情報機器の本体シャーシ表面を軽く指で押すことによる、わずかなひずみを信号として検出することでその課題を解決する新しいユーザインタフェースの実現を目指した。21年度にはその原理の基礎検討を行い、22年度ではそれをスクロール表示に応用した。23年度はさらに研究をすすめ、下記のような文字入力の実現を目指した。本方式は、指で軽くシャーシを押す力が、ひずみとして優れた線形信号として検出できる。ただ、弾性変形を利用するため、押す力がなくなればその信号もなくなる特徴を持つ。そこで、スクロール表示の場合と異なり、文字入力を実現するために、新たに入力信号を積分して押す量を積算することによる記憶機能を用いた。

このために、ひずみセンサのノイズや検出回路のバイアス変動などが蓄積する欠点があるので、小さなヒステリシス特性を持たせる事と負帰還を掛ける事でその欠点を解決した。文字入力の方法は、中指から小指までの3本の指と掌で本体シャーシを支え、親指と人差し指で上面と側面の2面を軽く押すことで行った。実際の入力実験をする中で、人差し指で押す上面からのひずみ信号の検出感度は、親指で押す側面に比べて、僅かに上げることで2次元入力のバランスを取った。その結果、当初の期待通りの文字入力が実現できた。この方法を用いると、文字入力だけでなく、描画入力にも有効であることが判った。現時点では、信号検出回路で、ゲイン調整とバイアス調整をする必要があるが、実用に向けては、これらの調整を不要にする必要がある。
サバンナの農業の近代化をめぐる社会／環境史

本年度は、これまでの集めた史料を整理し、研究の構想を進めた。とくにシアナッツ(Vitellaria paradoxa)の栽培の歴史について研究を中心におこなった。西アフリカのサバンナ地域の農村部では、人びとはシアナッツの種子から抽出する油脂(シアバター)を食用したり、スキンケアに利用したりしてきた。しかし、1980年代ごろよりシアバターはカカオバターの代替としての利用が拡大し、シアナッツの木が自生するガーナ北部を含む西アフリカのサバンナ地域ではシアナッツは重要な輸出作物となった。しかし、シアナッツの木は、成長が非常に遅く、また接ぎ樹や挿し木などによる栽培種化が難しいサバンナの樹木として知られている。本研究では、このシアナッツの木を、西アフリカのサバンナ地域の人びとがどのように育て、増やし、利用してきたのか、その一方で、植民地期から独立後を通じて、シアナッツの輸出作物としての価値に注目した行政官、農学者、政治家たちが、「生産性」や「効率性」、「科学」の考えを導入してシアナッツの単一栽培を推し進めようとしてきた歴史を追った。また、従来の繁殖技術ではなく遺伝子解析技術を用いてシアナッツの木の栽培種化を試みる近年の動きを分析することで、今後、地域においてシアナッツの栽培と利用をめぐる社会関係が大きく変わっていく可能性を検討した。本内容については、2018年7月8日に開催された「食と農をめぐる歴史研究会」にて「サバンナの樹木を飼い馴らす?シアナッツの栽培種化をめぐるガーナ北部の近代史」と題して口頭で発表し、また論文の執筆の準備をした。予定では、本年度はガーナで資料収集とフィールドワークを実施することになっていた。しかし、米国のプリンストン大学の歴史学部で9月より1年間の訪問研究ができることになったため、研究計画を大幅に変更した。このため、研究内容を若干修正する必要が生じたが、研究は以下の点からおおむね順調に進展していると考えている。まず、資料収集においては、プリンストン大学の図書館や連携大学の図書館を通じて、日本やガーナで入手できなかった植民地期のガーナ北部の重要な行政史料のいくつかを入手することができた。また、プリンストン大学では、所属しているアフリカ史研究会だけではなく、歴史学部の討論の中心であるデイビスセンター、人文系の研究者による公開討論の場としてのHumanities Council、プリンストン国際地域研究所のセミナーやシンポジウムにも参加することで、アメリカの人文学で重要になっているテーマや議論の手法について学んだ。日本との比較の観点からすれば焦点はかなり異なるものの、これまでの研究をさらに理論的に進展させ、また広げるという点においては、非常に意義ある学びを得た。本年度は、1年目に分析を進めたシアナッツの論文を執筆する。また、7月末に帰国後、10月より4か月ほどガーナに渡航予定にしている。調査では、まず、綿花生産の歴史を分析するための資料の収集をおこなう。ガーナ北部での綿花の栽培は、独立後1960年代より徐々に拡大していった。1966年に設立したガーナ・コットン・ディベロップメント・ボード(GCDB)は、トラクターによる耕起サービス、種子、肥料、農薬をパッケージとして与えて収穫物の買取りを保証する契約生産の方式を導入し、定着させていった。しかし、197080年代を境に契約生産が伸び悩む。本研究では、この背景として農作物の収穫労働と収穫物をめぐる男性と女性の生計関係と綿花の契約生産体制との齟齬を指摘する。また、構造調整政策による肥料価格の高騰後、配布されてきた肥料がどのようにトウモロコシ畑に流用されてきたのかを詳しく明らかにする。調査では、ガーナ・コットンカンパニーを訪問して文書の収集を試みると同時に聞き取り調査を実施する。また、時間が許せば、稲作事業についての調査もおこないたい。ガーナ北部では、1950年代1990年代のはじめに至るまで、複数のプロジェクトをとおして低地での天水による稲作が推進されてきた。しかし、地元で政治力をもつ首長とその親族たちが「耕作者」として支援の対象者となり、補助金をうけて土地や肥料、トラクターを手に入れるなどプロジェクトを私物化してきたこと、一般の人びとへの近代的な稲作技術の普及を阻んでいることが指摘されてきた。しかし、本研究では、多様な語りや新聞記事を収集することで、開発の先導者としての首長たちの特権的な地位をめぐる人びとの両義的な感情や言説の変遷を分析する。

また、従来の繁殖技術ではなく遺伝子解析技術を用いてシアナッツの木の栽培種化を試みる近年の動きを分析することで、今後、地域においてシアナッツの栽培と利用をめぐる社会関係が大きく変わっていく可能性を検討した。本内容については、2018年7月8日に開催された「食と農をめぐる歴史研究会」にて「サバンナの樹木を飼い馴らす?シアナッツの栽培種化をめぐるガーナ北部の近代史」と題して口頭で発表し、また論文の執筆の準備をした。予定では、本年度はガーナで資料収集とフィールドワークを実施することになっていた。しかし、米国のプリンストン大学の歴史学部で9月より1年間の訪問研究ができることになったため、研究計画を大幅に変更した。このため、研究内容を若干修正する必要が生じたが、研究は以下の点からおおむね順調に進展していると考えている。まず、資料収集においては、プリンストン大学の図書館や連携大学の図書館を通じて、日本やガーナで入手できなかった植民地期のガーナ北部の重要な行政史料のいくつかを入手することができた。また、プリンストン大学では、所属しているアフリカ史研究会だけではなく、歴史学部の討論の中心であるデイビスセンター、人文系の研究者による公開討論の場としてのHumanities Council、プリンストン国際地域研究所のセミナーやシンポジウムにも参加することで、アメリカの人文学で重要になっているテーマや議論の手法について学んだ。日本との比較の観点からすれば焦点はかなり異なるものの、これまでの研究をさらに理論的に進展させ、また広げるという点においては、非常に意義ある学びを得た。本年度は、1年目に分析を進めたシアナッツの論文を執筆する。また、7月末に帰国後、10月より4か月ほどガーナに渡航予定にしている。調査では、まず、綿花生産の歴史を分析するための資料の収集をおこなう。ガーナ北部での綿花の栽培は、独立後1960年代より徐々に拡大していった。1966年に設立したガーナ・コットン・ディベロップメント・ボード(GCDB)は、トラクターによる耕起サービス、種子、肥料、農薬をパッケージとして与えて収穫物の買取りを保証する契約生産の方式を導入し、定着させていった。しかし、197080年代を境に契約生産が伸び悩む。本研究では、この背景として農作物の収穫労働と収穫物をめぐる男性と女性の生計関係と綿花の契約生産体制との齟齬を指摘する。また、構造調整政策による肥料価格の高騰後、配布されてきた肥料がどのようにトウモロコシ畑に流用されてきたのかを詳しく明らかにする。調査では、ガーナ・コットンカンパニーを訪問して文書の収集を試みると同時に聞き取り調査を実施する。また、時間が許せば、稲作事業についての調査もおこないたい。ガーナ北部では、1950年代1990年代のはじめに至るまで、複数のプロジェクトをとおして低地での天水による稲作が推進されてきた。しかし、地元で政治力をもつ首長とその親族たちが「耕作者」として支援の対象者となり、補助金をうけて土地や肥料、トラクターを手に入れるなどプロジェクトを私物化してきたこと、一般の人びとへの近代的な稲作技術の普及を阻んでいることが指摘されてきた。
タンパク質の一分子力学計測によるプリオン伝播機構の解明

光ピンセット法を用いて酵母プリオンタンパク質Sup35NMのコンフォメーションスペーズを測定解析した。強いアミロイド性を示す野生型Sup35NMと弱いアミロイド性を示す17番目のセリンをアルギニンに変えたS17R変異体では一部共通の構造を持つが、異なるコンフォメーションスペースを持つことが解った。また、S17Rに加えアミノ酸配列139番目から142番目のセリンをグルタミン酸に変えた変異体S17R+EPEEはS17Rのみの変異体のコンフォメーションスペースとは異なり、野生型に近いことが解った。カリフォルニア大学バークレー校にあるBustamanteラボに赴き(5月8月、11月2月)、光ピンセット法を用いて天然変性タンパク質である酵母プリオンSup35NMモノマー一分子を用いて一分子力学計測を行い、Sup35NMモノマー一分子のコンフォメーション空間の解析を行った。力学計測より得られたフォースカーブを解析した結果、Sup35NMモノマー一分子が、4つのサブドメインからなる構造を持つことを示唆するデータを得た。また、アミロイド性の異なるS17R変異体は、野生型とは異なり、弱い力で構造変化の起こる一分子構造を取っていることも明らかにした。これらのデータをまとめて、HFSPのミーティング(10月、埼玉)や、日本生物物理学会(10月、京都)にて発表を行った。また、1M NaCl存在下におけるSup35NMモノマー一分子の構造が、NaClの非存在下とは異なる構造へと変化することも観察できた。さらに、測定溶液中にSup35NMモノマーを加えたときのSup35NMモノマー一分子の力学計測を行った結果、Sup35NMモノマー存在下では、モノマーの非存在下と比較して、Sup35NMモノマー一分子の構造が、より小さな、よりコンパクトな構造へと変化することが観察された。この変化は測定溶液中に加えるモノマーの種類を、野生型からアミロイド性の異なるS17R変異体に代えると、異なる構造をとることが観察された。光ピンセット法を用いた一分子力学計測を天然変性タンパク質Sup35NMを用いて行った。前年度、野生型とはアミロイド性の異なるSup35NM S17R変異体が野生型とは異なるコンフォメーション構造をしており、一部分野生型とS17R変異体で共通の構造を取ることを明らかにしてきた。今回さらに、Sup35NM S17Rとは逆の電荷を持つSup35NM S17E変異体を作製し、光ピンセット法を用いて一分子力学計測を行った。その結果、S17E変異体はS17R変異体と比較し、より安定な構造をとることが判った。また、S17E変異体を1M塩化ナトリウム存在下で測定したところ、Sup35NM S17E変異体で見られた安定な構造が、S17Rと同様の弱いフォールディング構造をへと変化することが判った。この結果から、Sup35NMの構造の一部分(特に野生型とS17R変異体との共通の構造)は静電気的相互作用により、そのフォールディング構造を形成していると考えられる。Sup35NMはNドメインにQ/Nリッチな構造を保持するが、Mドメインはリジン(K)やグルタミン酸(E)が多い。Mドメインの始まりの領域にはKリッチな領域があり、この領域のどこかと17番目のアミノ酸が相互作用していると考え、S17R変異体をベースに、この領域にあるKをEに変えた変異体を作製した。これらの変異体を酵母へ形質転換させ、そのアミロイド性を評価した。S17R EPEE変異体のアミロイド性はより野生型に近く、S17R EE変異体のアミロイド性はS17Rのそれと変わらなかった。このことより、Mドメイン開始の領域付近と17番目のアミノ酸が静電気的な相互作用により、フォールディング構造を取ることが判った。これまでに光ピンセット法を用いて、酵母プリオンタンパク質Sup35NM一分子のコンフォメーションスペースを解析してきた。その結果、野生型Sup35NMは、3つか4つのコンパクトな構造を取ることが解った。また、弱いアミロイド性を示す17番目のセリンをアルギニンに変えたS17R変異体は、強いアミロイド性を示す野生型とは異なるコンフォメーションスペースを持つことが解った。さらに、S17R変異体に139番目から142番目のリジンをグルタミン酸に変えた変異体S17R+EPEEは、野生型に近いコンフォメーションスペースを取ることが解った。また、野生型および変異体のアミロイドを作製し、酵母へと感染させ、その感染率を酵母の表現型を用いて測定したところ、S17R+EPEE変異体のアミロイドはS17Rのみの変異体のアミロイドと比較して、アミロイドの感染率が高い(より強いアミロイド性を示す)ことが解った。さらに、アミロイドをプロテアーゼKで切断した後、質量分析装置を用いてアミロイドのコア領域を測定したところ、S17R+EPEEアミロイドのコア領域は、S17Rのみの変異体アミロイドのコア領域とは異なり、野生型Sup35NNアミロイドのコア領域と同様の領域で見られた。これらのことから、S17R変異体は139番目付近のリジンと反発するため、野生型とは異なるコンフォメーションスペースを取ることが示唆される。

また、S17Rに加えアミノ酸配列139番目から142番目のセリンをグルタミン酸に変えた変異体S17R+EPEEはS17Rのみの変異体のコンフォメーションスペースとは異なり、野生型に近いことが解った。これまで判らなかった、天然変性タンパク質Sup35NMの構造の一部分を明らかにすることができた。生物物理これまでの研究で、Sup35NMは今回明らかにした構造とは別の構造も持つことが判っており、この構造がどの部分からなるのかを明らかにし、Sup35NM全体の構造を明らかにしたい。光ピンセットを用いて、天然変性タンパク質Sup35NMモノマー一分子における構造の不均一性を確認することができた。また、Sup35NMモノマー一分子の構造が4つのサブドメインからなることや、測定溶液中のNaClやSup35NMモノマーの存在下で、Sup35NMモノマー一分子の構造が変化することを見出した。さらに、野生型Sup35NMとアミロイド性の異なるS17R変異体では異なるモノマー一分子の構造をとっていることがわかった。研究結果をまとめ、学会等で発表した。実験がスムーズに進み、サンプル調整等の費用が軽減されたため。光ピンセットを用いた一分子力学測定を行い、Sup35NM一分子のコンフォメーション空間の解析を行う。測定溶液中での長さの異なるSup35NMモノマーの存在、非存在下でSup35NMの一分子力学計測を行い、Sup35NMオリゴマー開始領域を同定する。Sup35NMのペプチドを作製し、ペプチドの測定溶液中存在下でSup35NMの一分子の力学計測を行い、オリゴマー開始領域を明らかにする。Sup35NMアミロイドをリボソームで保護した微粒子を作製し、測定緩衝液中に加える。Sup35NMを光ピンセットにより引っ張り、一分子力学計測後、アミロイド-リボソーム粒子を特定の波長の光で壊し、アミロイドをSup35NM一分子に作用させる。アミロイドの結合前と後のフォースカーブを解析することで、アミロイド形成時のSup35NM一分子の構造変化を解析する。Sup35nMの野生型とアミロイド性の異なる変異体S17RやG58Dとの比較をすることで、一分子構造とアミロイド性の違いを関連づける。また、光ピンセット法とFRET解析を組み合わせた実験の準備(およびそれを用いてSup35NM一分子の構造を解析する。得られたデータをまとめ、生物物理学会や分子生物学会等での発表や、論文化し投稿する。別な変異体作製に使用する。購入先を精査した結果、予想より安く購入できたため追加の消耗品として使用予定
不純物を含む多相系における近接界面間相互作用に関する実験的解析

気泡流の流動構造を支配する気泡間や気泡壁面間の相互作用として重要な現象である,異種界面間に形成される液膜の排水及び破断,二次元的な拘束をうけて運動する球形気泡群のクラスター化挙動を実験的解析した.等速で接近する気泡表面と剛体壁面間に形成される液膜の挙動においては,水中に含まれる界面活性剤や電解質の影響により排水や破断が妨げられる様子を確認し,その膜厚分布の時間発展を定量的に評価した.一方,斜め平板下を上昇する気泡群のクラスター化挙動に関しては,気泡表面の境界条件の差異に依らず似通った気泡クラスターが形成されることを明らかにした.1,液膜の排水及び破断に対する不純物の影響気泡と壁面の衝突を模擬する実験において,液体として用いた超純水に界面活性剤(トリトンX-100)及び電解質(硫酸マグネシウム)を混入し,それらが液膜の排水及び破断に及ぼす影響を解析した.特に,電解質の影響について,純水との比較において,膜厚が十分に厚いときには膜厚分布の時間変化に差異は認められない一方,液膜が薄くなり破断に近づいた時の挙動が異なり,液膜破断が抑制される傾向が見られた.このように,液中の不純物の影響に関して,気泡合体阻止等の定性的な評価ではなく,液膜の動的挙動を定量的に捉えた上で評価することに成功した.また,液膜厚さの干渉計測において,二色の光源を用いた解析手法を考案し,絶対膜厚分布の推定が可能であることを示した.2,静止流体中の斜め平板下における気泡群の運動の高速度カメラによる計測角度可変な斜めチャネルを作成し,複数の細管を用いることで直径1ミリメートルの単分散の気泡径分布を有する球形の気泡群を導入できる実験装置を作製した.二次元的な拘束を受ける球形気泡の群運動に対して,とくに気泡表面の境界条件による影響を解析するため,界面活性剤溶液(ノースリップ)と電解質溶液(フリースリップ)をそれぞれ用いた比較実験を行った.尚,斜めチャネルの角度を調整することで平板に沿う方向の気泡の上昇速度(気泡レイノルズ数に等価)を調整している.まず,二つの気泡は気泡の上昇方向に対して横方向の配置が安定的であり,多数気泡では横一列に並んだ構造をとりやすいことがわかった.また,気泡数密度を増加すると,まず横に並んだ一列の気泡群が層状に重なっていき,気泡クラスタを形成する様子が確認された.以上の定性的な傾向は気泡表面の境界条件の差異に依存しなかったが,安定的な二気泡間の距離等の定量的傾向については違いが見られた.気泡流の流動構造を支配する気泡間や気泡壁面間の相互作用として重要な現象である,異種界面間に形成される液膜の排水及び破断,二次元的な拘束をうけて運動する球形気泡群のクラスター化挙動を実験的解析した.等速で接近する気泡表面と剛体壁面間に形成される液膜の挙動においては,水中に含まれる界面活性剤や電解質の影響により排水や破断が妨げられる様子を確認し,その膜厚分布の時間発展を定量的に評価した.一方,斜め平板下を上昇する気泡群のクラスター化挙動に関しては,気泡表面の境界条件の差異に依らず似通った気泡クラスターが形成されることを明らかにした.1,光干渉計を用いた液膜の膜厚分布計測システムの構築気泡が固体壁に衝突する際に形成される固体壁面と気液界面間の薄い液膜を対象とし,その膜厚分布の動的な変化が計測可能となるレーザー干渉計を応用した計測システムを構築した.これにより,800マイクロメートル角程度の領域において,厚み方向に0.12マイクロメートル(隣り合う明暗線の位置での膜厚の相対値)の解像度で,時間変化する液膜の膜厚分布が得ることに成功した.特に,高速度カメラを併用した際には,最大5400ヘルツでのサンプリングが可能であり,液膜排水時のゆっくりとした膜厚変化のみならず,液膜破断時の非常に高速な膜厚変化も解析することが可能となった.2,気泡と固体壁面の衝突時に形成される薄い液膜の解析気泡と壁面の衝突を模擬する実験として,細管の先端に生成した気泡に対しその壁面への接近速度をマイクロメートル毎秒の精度で制御できる系を構築し,1の計測系を用いて固体壁面と接近する気液界面間に形成される液膜の計測を行った.なお,実験に際しては超純水と界面活性剤を用いることで水中に含まれる不純物の影響を検討した.気泡壁面間の液膜は中央部の窪んだディンプル形状となり,接近速度の増加に伴いその窪みがより深くなる傾向がみられた.また,接近速度が遅い場合の液膜形状は軸対称となるが,速い場合には軸対称の崩れた形状も観測され,薄膜化に際する排水流れに不安定が生じることが示唆された.一方,界面活性剤の影響として,液膜の破断(気相の固体壁面への付着)が抑制され,長時間安定した液膜が形成されることがわかった.さらに,液膜破断時の高速度計測結果から,破断は厚さが最も薄いディンプル形状の縁で生じることが確認された.固体壁にガラス壁面を用いた本実験においては,破断直後の固気液の接触点の移動速度が30ミリメートル毎秒程度であった.初年度である本年度の目的であった計測システムの構築及び薄い液膜の実験は,ほぼ計画通りに遂行することができた.

特に,計画段階では適応可能性の確信のなかった高速度カメラを用いた計測が実現できたことは重要な成果であり,それにより液膜破断時の高速な現象中でも膜厚分布の計測が可能となった.しかしながら,現システムの問題点として,レーザー使用に起因するノイズとしての干渉縞の存在や片方の界面が固体平面に限定されてしまうことがあるため,次年度にはそれらの課題にも対応し,本年度の目的に対しより多くの知見を得る必要がある.1,液膜の膜厚分布計測システムの改良まず,現状のシステムの改善しノイズの少ない干渉画像の取得を目指す.そのために,レーザー光源に代わりコヒーレンスの低いLED光源の利用を計画している.また,本年度の計測手法では,液膜の相対的な厚み(界面形状)しか得られず,その絶対値については不明であった.従って,多色光源によるカラーの干渉縞画像から,膜厚の絶対値に関する情報の取得を目的とした解析手法の確立を目指す.さらに,気泡の衝突を模擬するような液膜の双方の界面が気液界面となる場合の実験を行う.以上の実験結果と潤滑理論による液膜の動力学の解析を行い,気泡間相互作用のモデリングに繋げる.2,静止流体中の斜め平板下における気泡群の運動の高速度カメラによる計測気泡運動が二次元面内において幾何学的に拘束される条件において形成される気泡クラスタの解析を目的とし,静止した水中において斜め平板下での気泡群の運動を対象とする実験装置を構築する.気泡発生には内径100マイクロメートルのステンレス細管を複数用いることで,径1ミリメートル程度の単分散の気泡径分布を有する球形の気泡群を導入する.気泡群の挙動は高速度カメラによって記録し,画像処理により個々の運動の解析を行う.これにより,気泡クラスタの生成過程の詳細を解析する.液膜の実験からの知見を気泡間相互作用のモデリングに活かし,複数気泡による群運動の安定的な構造として気泡クラスタが記述できるかを検討する.以上により,気泡の合体・分裂や気泡クラスタの生成に関するメカニズムの解明を目指し,先に得られた界面間相互作用に関するメゾスケールの現象と気泡群の運動という巨視的な流動構造の決定との関連性を導く.主には,液膜の膜厚分布計測システムの改良及び静止流体中の斜め平板下における気泡群の実験装置の新設に関わる物品費が必要となる.また,計測に際する光学部品や汎用機器の購入も予定している.実験データの取得後に必要となる,データ処理用PC,ソフトウェア及び文献を購入する.研究成果の公表のため,国際学会及び国内学会への参加を予定しており,その旅費及び参加登録費に本研究費を充てる.年度末には,研究データ及び装置の保存のため,データ記録機器及び装置の保守に関わる物品の購入を予定している.