hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子どもと消費文化に関する消費生活上の課題を扱った教員研修プログラムの開発と評価

本研究では、情報社会における子どもの消費行動に関する生活課題の実態について明らかにし、その課題について教育現場の理解を促す消費者教育教員研修プログラムを開発した。ソーシャルゲームを中心とする高額決済トラブルは低年齢化の傾向にあり、射幸性の高いサービス、国際化やICTの発展が利便性を高めた一方で子どもがリスクに直面する可能性を高めている現状を明らかにした。これらの子どもの消費生活の実態を踏まえ、教員向け研修プログラムを開発し、教員養成系大学の学生及び現職の教員に試行をしたところ、子どもを取り巻いている消費生活環境の実態及びデジタルコンテンツサービスの特徴について理解を促すことができた。(1)消費文化と生活課題と消費者教育との関連性に関する体系化研修プログラムの内容を精査するための文献調査研究を遂行した。現在使用されている小・中・高等学校の家庭科教科書の消費生活と情報社会との繋がりがある記述内容を分析し、情報社会における消費者教育実践の位置づけを明らかにした。研究成果は、日本消費者教育学会第34回全国大会において発表し、これから求められる消費者像、身に付けることが求められる能力を整理した。(2)既存の消費者教育研修プログラムに関する調査平成26年8月から平成26年9月にかけて「公益財団法人消費者教育支援センター」、「国民生活センター」、「NPO法人子どもとメディア」、「一般社団法人ECネットワーク」にインタビュー調査を行った。インタビューを通じて、消費文化に関する商品・サービスの契約における問題、ゲーム業界団体の国際的対応、子どもの消費行動への理解と援助について教員研修で扱う必要性等について提示された。さらに、うち2団体が展開する研修を参与観察し、メディアの特色やサービスへの理解を促す必要性を明らかにした。また研修に参加していた消費生活相談員73名を対象にアンケート調査を実施し、子どもが直面している消費者問題の実態と求められる教育現場の対応について尋ねた。最後に、平成26年12月に附属小倉中学校で中学生に対するメディアと消費文化に関する授業を実践した。本年度は平成26年度に開発した研修プログラムの効果を検討するため、試行とアンケート調査を実施し、専門的知見を持つ研究者・団体等に意見を徴収した。1.平成26年度に開発した研修プログラムの一部を、3大学の大学生・大学院生260名を対象に実施した。調査実施期間は2015年5月から2016年1月である。また、2015年8月に学校教員への講和の機会を得られたため、同様の内容を実施した。対象者は小学校・中学校・高等学校の教員38名である。研修内容は、子どもの実態として消費文化の傾向や現在の消費者問題の動向を中心に構成した。調査結果から、研修内容はおおむね理解ができると評価された。学生は教師に比べメディア利用頻度が高いが、研修の理解度に差は見られなかった。メディアを日常的に使用しているか否かの差は、研修理解に影響しないことが示唆された。大学生のアンケートの自由記述からは、自分たちの子どもの頃との比較することで、現代の子ども達が抱えている生活課題を認識できることが明らかになった。その実態を踏まえて、指導における教師自身の課題に気付くこともできており、研修の目的に応じた成果が得られたと考える。2.研修プログラムについて、2015年8月から2016年3月にかけて大学教員6名、消費者行政及び消費者教育関連団体3団体を対象にインタビューを行った。研修テーマ及び内容については、概ねどの対象からも現代的課題を扱うものとして、現場教員のニーズに一致したものであると認められた。また、体験的活動が、研修成果を高める仕掛けになっていることが指摘された。しかし、実際の運用にはプログラム全体の時間数の調整、外部団体との連携が必要であることが示唆された。また、教材として活用できるデータ及び資料、動画教材等が提案された。大学生・大学院生だけではなく、教員に対する研修プログラムを試行することができた。アンケート調査・インタビュー調査の双方の結果から、研修の効果が良好なものになることが示唆された。研修プログラムが現代的課題を扱ったものであるため、常に見直しが必要であるが、子どもの実態に則したプログラムが提案できているといえよう。しかし、一方で、目的としたサンプル数を収集することはできなかった。平成28年度の研修の実施においても種々の自治体での展開を目指したいが、対象者や協力者の負担を考え、研究計画を見直す必要性がある。平成28年度には、昨年度から継続して研修の実践と評価、インタビュー調査及びこれまでの研究成果の報告に取り組んだ。開発した研修の内容を、免許更新講習において実践し、教師のアンケート調査を実施した。研修後のアンケートから、若年者のメディア利用、消費文化との接触実態について理解を深めることができた。今後、継続的な課題として具体的な授業や生徒指導において反映された成果を検討する必要性がある。今年度回収予定の評価件数を収集することができなかったが、アンケートを自由記述式に変更し、教師のニーズや、課題点を把握することができた。その結果、子どものメディア利用について情報モラルの面からいじめや炎上、出会い系の利用などは認識していたが消費者教育としては認識されていなかったこと、特別支援の子どもたちにとってもメディア利用に関する指導は喫緊の課題であること、現場でメディアに関する消費者教育が実践できる体験的な教材がないことなどの課題が明らかになった。今後これらの支援について検討し、研究の範囲を広げていく必要性がある。また、昨年度実施した大学生による研修プログラムの評価について日本消費者教育学会全国大会で報告した。メディア利用と消費文化に関する理解度でクラスター分析を行い、3グループに分け、アンケートの結果について傾向を明らかにした。

特にデジタルコンテンツの契約のタイミング、課金の仕組みについて日々メディアを積極的に利用しているグループと、そうでないグループについて理解度に差が見られた。メディアや消費文化になじみの薄い教師に対して、電子商取引に関する法的な対応や、具体的なトラブルの事例、子どもの身の回りにある射幸性の高いサービスの仕組みを映像や図式で示す必要性があることを示した。本研究では、情報社会における子どもの消費行動に関する生活課題の実態について明らかにし、その課題について教育現場の理解を促す消費者教育教員研修プログラムを開発した。ソーシャルゲームを中心とする高額決済トラブルは低年齢化の傾向にあり、射幸性の高いサービス、国際化やICTの発展が利便性を高めた一方で子どもがリスクに直面する可能性を高めている現状を明らかにした。これらの子どもの消費生活の実態を踏まえ、教員向け研修プログラムを開発し、教員養成系大学の学生及び現職の教員に試行をしたところ、子どもを取り巻いている消費生活環境の実態及びデジタルコンテンツサービスの特徴について理解を促すことができた。平成26年度では、研修プログラム開発に向けた文献調査、インタビュー調査、アンケート調査、授業実践を実施した。研修プログラムの開発に必要な情報を収集することができた。来年度以降も、プログラム開発・実施に関する調査研究の協力も得られた。また、研究計画では示してはいなかったが、消費生活相談の現場が子どもと消費文化の問題をどのように捉えているのか明らかにするため、消費生活相談の現場にいる方々へのアンケートを実施した。さらに、児童・生徒への教育成果を示すためにも授業開発の必要性があると考え、授業実践を行なうことができた。新しい研修の方針、視座を得ることもできたため、文献調査についても、継続して調査を実施していきたい。平成28年度の研究計画平成27年度の大学生を対象とした研修試行のアンケート結果を関連学会などで発表する。また、研修プログラムの骨子が完成したため、プログラム試行のため関係者に調査協力依頼をし、8月10月頃に福岡県内で研修プログラムを数回試行し、効果を実証する。プログラムは関連資料と共にセット化し、誰もが校内研修などでも実施できるようなパッケージ化を図る。可能な範囲でネットワークサービスなどで公開する。家政学、消費者教育平成27年度は、研修プログラムの開発と精査である。研修の公開に向けた準備を行う。これらの成果について広く意見を取り入れるための研究発表、論文発表に努める。(1)研修プログラムの試験的実施と教員養成系大学における大学生・大学院生への調査インタビューや授業実践等の情報を基に現職教員向けの研修プログラムを開発する。開発したプログラム内容について大学生や大学院生を対象にアンケートやインタビューを実施し、内容を精査する。
Coarse Analysisによる非平衡多体系の巨視的現象の研究

本研究の目的は、非平衡開放系における構成粒子の集団が発現する巨視的運動現象を、個々の運動の詳細に立ち入らず、大量のミクロデータの集積から直接に現象を支配するマクロ変数と法則を効率的に見出す数理的手法("Coarse Analysis")を開発し、多体系の数理模型の解析や現象データに適用することである。高速道路における交通流の渋滞発生現象を、拡散写像手法により車両集団の重心と分散を変数とする空間で現象を表現することにより、特徴的振舞いを明確に示した。また、粒子集団の作る形態の類似度を表現する空間で形態の時間変化を表現することにより、迷路において作られる最適な流動形態の安定性を研究した。本研究では、非平衡多体集団の協同現象により形成される巨視的な形態やその運動状況を、適切な巨視的変数によって構成されるベクトル空間において表現することを目的としている。多体系の状態はこの空間の一点で表現され、それによって、元の多粒子の持つ自由度を低次元自由度の巨視的空間に大幅に次元縮約する。多体系の時間変化の様子はこの空間内の軌跡として表現される。急激に状態が転移する非平衡多体系の解析をするために有用な手法である。多体粒子集団の形態を粒子の分布パターンとして捉え、形態の変化をパターンの変形と理解する。その時間変化はパターンの類似度の変化であり、求めるべき巨視的空間はパターンの類似度を測る計量空間である。その数学的方法としていくつか考えられるが、本年度は(拡散写像)Diffusion mapの手法を使って解析をした。この手法はパターン分析の手法として最近、画像認識の手法として使われており、物理へ応用は新しい試みである。本研究では、非平衡多体系として非対称散逸系である最適速度模型(OVモデル)を具体例に取りこの解析を進めた。OVモデルは非平衡多体系の動的粒子集団であり、高速道路における渋滞発生を動力学的相転移として良く記述する模型である。我々が行った解析により、渋滞転移で重要な、渋滞の無い一様流と渋滞クラスタを持つ渋滞流のいづれもが出現し得る、二重安定状態と呼ばれる状態が存在することを、明瞭に示した。これは、従来の解析では数値計算では示されていたものの、解析的には近似的にしか示されなかったもので、本研究で提案した新しい手法を有用性を支持する結果である。拡散写像の方法自体は、画像解析などデータマイニングで最近良く使われており、テクニカルな運用はある程度調べられている。多体系の物理に応用するというアイデアが功を奏した。実際、OV模型に適用して、予想以上に旨く行き当初の結果を出せたのは、OV模型の示す渋滞流の解の持つ対称性に依ると思われる。基本的にこの解は、連なって運動する粒子は固有の時間遅れて、同じ運動をするという対称性を持ち、そのことによりリミットサイクル(極限閉軌道)の解を示す。そのことが解析の成功に大きく働いている。このことは、申請者によるOV模型のこれまでの研究成果から、ある程度わかっていることで、原理的に多数の粒子による多自由度が、次元圧縮される可能性を持っていたとが重要である。それが、提案する拡散写像を応用した方法で綺麗に表現できたことによる。またそれによって転移の構造が旨く表現できた。Coarse Analysisの基礎となる手法として、拡散写像の方法とカントロビッチ計量空間の方法を用い非平衡多体系の種々の応用研究を推進した。特に、ソフトマターなどに見られる自己駆動粒子の集団運動の巨視的形態の動的現象を、非対称相互作用を持つ散逸粒子系を用いて研究した。具体的に推進した研究として、交通流のモデルとして、1次元Optimal Velocjty (OV)(最適速度模型)を使い、渋滞発生時のHopf分岐現象の考察を昨年に引き続き進めた。また、同様の手法を用い2次元OV模型により生物多体系の群れの形成に関わる挙動の力学系の物理的性質を調べ、学会発表した。もう一つの手法として、カントロビッチ計量空間の方法(Earth Movers Distanceとも呼ばれるパターン分析の手法)を使い、2次元OVモデルによる、迷路における最適経路の探索を集団運動の形態形成によって解決する状況を画像表現した。この成果は国際会議や国内の学会研究会で発表されている。また、この手法を使って、災害時に建物から避難者集団が出口から逃れる際の最適誘導に関する研究を行った。出口に存在する障害物は必ずしも邪魔なだけではなく、避難者が混み合う状況に近づいたときには、むしろ最短時間の退出を誘導することが分かり、そのタイミングをこの手法を使って計算評価できることを示した。拡散写像の方法は数理モデルへの適用だけでなく、実測データのついても使用可能である。そこで、ドーム空間で我々が以前実施した渋滞形成実験で得た実測データを拡散写像の方法を使って解析した所、渋滞現象の巨視的特徴が測定データのままでは見えにくい渋滞形成の特徴が明瞭に表現された。1次元OV模型によってシミュレーション計算で得たデータを使用した拡散写像の解析については、当初の予想通り理論的に明快な成果を得たので、現在論文投稿している。また、渋滞実験の一部の実測データに対して同様の手法を適用した解析では、予想以上の成果を得ている。今後この結果に力を得て、すべての実験セッションの計測について同様の解析を行う準備をしている。さらに、なぜこの解析による実測データの表現がそのままのデータでは見えにくい巨視的現象の特徴を見え易くしているのか、考察したい。それは、様々な計測データから巨視的現象の特徴を引き出す一般的な手立てと成りうるからである。

カントロビッチ計量空間の方法による2次元OV模型の研究では、迷路の最適経路を自然に選ぶ集団運動の形体形成の現象をシミュレーション計算で見出しており、生物集団に見られ群れの動的現象の適応的性質が、2次元OV模型のような非対称相互作用を持つ散逸粒子系で実現できることにより、集団の適応的運動が物理的機構で説明できる可能性を認めている。現在、この論文を作製中である。災害時に建物から避難者集団が出口から退避する際の最適誘導に関する研究についての成果についても、論文作製中である。本研究の目的は、非平衡開放系における微視的構成分子の集団が発現する、巨視的動力学的現象を、大量のミクロデータの集積から直接に巨視的振る舞いを支配するマクロ変数とその支配法則を効率的に見出す数理的手法(“Coarse Analysis")を開発し、多体系の数理模型の解析や現象データに適用することである。このような現象は、非平衡開放系の巨視的現象と考えることができ、力学的には非平衡過程における緩和状態として現れる動的な形態と規定できる。それらが発現する法則性と状態の安定性をこの手法により見出すことが目標である。まず、自己駆動粒子系として1次元OV模型を解析した。この模型は高速道路交通流の渋滞現象を物理的に説明する。渋滞の発生に際して、過飽和的流量の相転移現象が重要な性質として観測データから知られている。渋滞発生はOV模型において車間と速度の相空間におけるリミットサイクル解であり、この解の発現が、過飽和状態に対応する一様流との双安定領域を持つサブクリティカルホップ分岐現象と予想される。我々は、拡散写像法を用いて、それらの統計力学的相関量が構成する空間において支配的な二つの主軸空間に縮減した固有空間において、同様の分岐を明確に示す結果を得た。この成果は、国際会議CCP2017及び物理学会や多くの研究会で発表され、Physics Letters Aに掲載された。さらに、2次元系のOV粒子集団を迷路空間に封入し、シミュレーションにより自己組織化流動形態の発現として最適経路探索を行う、群知脳的行動を調べた。形態のパターンの類似度を計量化したカントロビッチ計量空間において、最適経路を流動する非平衡定常状態に緩和していく過程を追跡し、この緩和状態の安定性を調べた。この成果はTGF2015で発表されており、2018年春にScience Reportに掲載が決定され印刷中である。本研究の目的は、非平衡開放系における構成粒子の集団が発現する巨視的運動現象を、個々の運動の詳細に立ち入らず、大量のミクロデータの集積から直接に現象を支配するマクロ変数と法則を効率的に見出す数理的手法("Coarse Analysis")を開発し、多体系の数理模型の解析や現象データに適用することである。高速道路における交通流の渋滞発生現象を、拡散写像手法により車両集団の重心と分散を変数とする空間で現象を表現することにより、特徴的振舞いを明確に示した。また、粒子集団の作る形態の類似度を表現する空間で形態の時間変化を表現することにより、迷路において作られる最適な流動形態の安定性を研究した。拡散写像によ2次元OV模型を適用し、群れ集団の形成の解析を行う。
ユビキタス情報環境のためのアドホック光通信型三次元センサ網

集中制御されたテレメトリ・センサ群ではなく、センサ自体が近距離無線通信機能とデータルーティング機能を備え、自律的に計測ネットワークを環境中で構成する知能センサにアドホックセンサネットワークがある。そこで、ユビキタスコンピューティング用途の三次元位置計測機能、特に今年度は姿勢位置計測の手法を研究した。さらに微弱無線通信ではなく、画像処理と光空間通信のみによる無線レスの三次元計測技術を確立した。同時に、GHz帯のアナログ無線伝送カメラを分散し、中央に画像処理ホストを有する新たな構成論についても新規な研究を実施した。これらの成果は昨年の第1回に引き続き、第2回のNetworked Sensing Systems国際シンポジウムで、アドホックセンサネットワークに4点の画像計測原理に基づく位置と姿勢の同時計測機能を付加したシステムを世界に先駆けて実装し、この研究分野に先鞭をつけた。今年度実施した研究項目は、(1)アドホック無線ネットワークにおける位置と姿勢情報の同時取得アルゴリズムと(2)光空間通信のノード間交換プロトコルを設計、(3)同一チャンネルアナログ無線伝送カメラの画像伝送制御と画像処理ホストの制御プロトコルの設計となり、1、2、3のいずれも実機に実装し実証実験を行った。(1)では、位置姿勢の同時計測機能につき基本方式の確立を目指すため、超小型画像認識ボード(ルネサス北日本セミコンダクタ製SVP-330)と小型CCDカメラを組み合わせセンサノードを構築した。同一平面上4点の点滅制御により、当初計画通りのセンサノードの姿勢計測が実現できた。(2)に関しては、(1)の超小型画像認識ボードの画像処理機能により光空間通信に基づくアドホックネットワークのパケット設計とプロトコル設計を行い、計測実証実験を行った。(3)に関しては、27万画素のコイン型CMOSカメラ(RFシステムズ社製The Me)を用い、これに、サーバとの信号を受信してカメラとLEDの電源制御を行うための微弱無線機を用いた。そこで、ユビキタスコンピューティング用途の三次元位置計測機能、特に室内でcm単位の精度を有した三次元位置計測の手法を研究した。光投影と画像処理を利用した三次元計測技術を超小型CMOSカメラを市販の小型センサノードに組み込み、第一回のNetworked Sensing Systems国際シンポジウムで、アドホックセンサネットワークに画像計測原理に基づく自律的な位置計測機能を付加したシステムを世界に先駆けて実装し、この研究分野に先鞭をつけた。今年度実施した研究項目は、(1)アドホック無線ネットワークにおける位置情報の取得アルゴリズムと(2)位置データのノード間交換プロトコルを設計、(3)光空間通信の概念設計となり、(1)と(2)はそれぞれ実機に実装し実証実験を行った。(1)では、位置計測機能につき基本方式の確立を目指すため、小型センサノードMOTE(U.C.Berkeley校のSMART DUSTプロジェクトの成果)に、PHSのアクセサリとして開発された2線シリアル通信可能な超小型CMOSイメージセンサ(97×72画素)を組み込み、電子的に点滅制御,可能なLED光源を付与することで、当初計画通りのセンサノードが実現できた。(2)では、点光源型、星形光源型、アレイ光源型等の画像処理型センサノードの概念モデル化を行い、(3)に関しては、従来のアドホックセンサネットワークが微弱無線通信を仮定していたのに対し、光空間通信に基づくアドホックネットワークを構築すべき、超小型画像認識ボード(ルネサス北日本セミコンダクタ製SVP-330)の画像処理機能の評価を行った。

そこで、ユビキタスコンピューティング用途の三次元位置計測機能、特に今年度は姿勢位置計測の手法を研究した。さらに微弱無線通信ではなく、画像処理と光空間通信のみによる無線レスの三次元計測技術を確立した。同時に、GHz帯のアナログ無線伝送カメラを分散し、中央に画像処理ホストを有する新たな構成論についても新規な研究を実施した。これらの成果は昨年の第1回に引き続き、第2回のNetworked Sensing Systems国際シンポジウムで、アドホックセンサネットワークに4点の画像計測原理に基づく位置と姿勢の同時計測機能を付加したシステムを世界に先駆けて実装し、この研究分野に先鞭をつけた。今年度実施した研究項目は、(1)アドホック無線ネットワークにおける位置と姿勢情報の同時取得アルゴリズムと(2)光空間通信のノード間交換プロトコルを設計、(3)同一チャンネルアナログ無線伝送カメラの画像伝送制御と画像処理ホストの制御プロトコルの設計となり、1、2、3のいずれも実機に実装し実証実験を行った。(1)では、位置姿勢の同時計測機能につき基本方式の確立を目指すため、超小型画像認識ボード(ルネサス北日本セミコンダクタ製SVP-330)と小型CCDカメラを組み合わせセンサノードを構築した。同一平面上4点の点滅制御により、当初計画通りのセンサノードの姿勢計測が実現できた。(2)に関しては、(1)の超小型画像認識ボードの画像処理機能により光空間通信に基づくアドホックネットワークのパケット設計とプロトコル設計を行い、計測実証実験を行った。(3)に関しては、27万画素のコイン型CMOSカメラ(RFシステムズ社製The Me)を用い、これに、サーバとの信号を受信してカメラとLEDの電源制御を行うための微弱無線機を用いた。
ライプニッツ生物学の体系的解明と近代ドイツ精神史におけるその位置づけ

本研究課題の目的は、1)ライプニッツの生物学を体系的に明らかにし、2)それを近代ドイツ精神史のうちに位置付けることである。最終年度に当たる本年度はこの大きな目的のうち、1および2をそれぞれ実施した。具体的には以下に示す4つの研究を行なった。1、ライプニッツにおける医学の方法に関して、分析と総合という観点から考察を行った。その結果、ライプニッツの描く理想的な医学は理論を伴った分析的方法と実践を加味した総合的方法との組み合わせによって達成されるものであるという点を明らかにした。2、ライプニッツにおける医学という学問のあり方に関して、その構成要素と諸学問間での位置付けを考察した。その結果、次の二点を明らかにした。まず一つ目は、ライプニッツにおいて医学は生理学、栄養学、症候学、病理学、治療学を主要な構成要素とし、さらに外科学、薬学、衛生学も関連する領域として内包しているという点である。二つ目は、ライプニッツにおいて医学は自然哲学および実践哲学の双方に入りうるという点である。3、G.E.シュタール、カント等の生物学・医学思想に関して検討を開始した。さらにドイツの思想家ではないが、第3代シャフツベリ伯爵とライプニッツの熱狂症に対する考察を比較した。これらの成果は未だ論文としては結実していないが、今後さらなる調査研究を加えた上で公表する予定である。4、本年度はパリ第7大学で行なっていた研究を終えた後に、ベルリンにあるライプニッツ全集アカデミー版編纂所を訪問した。医学部門の担当編纂者のStork博士と情報交換を行いつつ、資料収集を進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、1)ライプニッツの生物学を体系的に明らかにし、2)それを近代ドイツ精神史のうちに位置付けることである。本年度はこの大きな目的のうち、1)を実施した。具体的には、以下に示す3つの研究(研究A、B、C)を行った。研究A)「完全性」概念に着目し、この概念を媒介に形而上学的思索と生物学的思索とが接合しうることを明らかにした。ライプニッツは、この現実的世界は可能的世界の中で最も完全性の高い世界、すなわち最善世界であると主張したことで知られている。ところが、彼はさらに、この最善世界の完全性は変化すると主張してもいる。こういった最善世界の完全性の変化の仕方として、生物個体の完全性の変化や生物種の変化に伴う完全性の変化といった生物学的思索からもアプローチしうることを提示した。研究B)後期著作、書簡に即して、生物は何から発生するのかという対象の側面と、その対象がどのように変化するのかという変化の仕方の側面から、ライプニッツの発生理論を包括的に再構成した。「予定調和」という一般的原理と自然な変化である「予先形成」という発生理論との間に直接的なつながりがある箇所を参照することによって、また、奇跡による変化である「移行創造」という発生理論が晩年になると表面上用いられなくなってくる点を指摘することによって、ライプニッツは徐々に自然な変化による説明の仕方を重んじる方へと傾斜していったと解釈しうることを提示した。研究C)初期ライプニッツの医学・生理学の検討を行った。これは現在進行中の課題であり、2017年5月に日本哲学会大会で発表することが決まっている。上述の研究成果に加え、本年度はハノーファー大学(ドイツ)で開催された「博士論文執筆予定者のためのセミナー」及び、「第10回国際ライプニッツ会議」に参加した。これらによって、ライプニッツ研究の知見を拡充することができた。本年度は3つの研究を行う予定であった。それぞれ計画通りに遂行することができた。本研究課題の目的は、1、ライプニッツの生物学を体系的に明らかにし、2、それを近代ドイツ精神史のうちに位置付けることである。本年度はこの大きな目的のうち、1および2をそれぞれ実施した。具体的には、以下に示す2つの研究を行った。研究(1)「初期ライプニッツの医学」に関する研究2016年に刊行されたアカデミー版ライプニッツ全集第8系列第2巻に収録されている医学文書、とりわけライプニッツが1672年に書いたとされる『医事に関する諸指示』(Directiones ad rem medicam pertinentes)に基づいて、最初期のライプニッツが身体をどのように捉えているのか、晩年の身体論と比較しつつ明らかにした。その結果、最初期のライプニッツは、晩年のように心身関係を軸とした、予定調和という確固とした原理に基づく身体論ではなく、原理を欠いた雑多な身体論を提示していることを明らかにした。しかし、この雑多な身体論はより実践的なものであり、医学の前進にむけ、様々な方向性に渡って検討がなされるよう、多様な身体論が提示されていると解釈しうることも明らかにした。研究(2)「ライプニッツ医学のドイツ精神史における位置付け」に関する研究2017年10月より医学に関するライプニッツとG.E.シュタールとの相違点を明らかにする研究を開始した。シュタールは、ライプニッツと同時代の医学者であり、『真性医学理論』(Theoria medica vera)を執筆した。この本に対するライプニッツとシュタールとのやりとりが、のちにシュタールの手によって1720年に刊行された。

同書では、多様な医学的トピックが論じられており、ライプニッツの晩年の医学的思索を明らかにする上で欠かせない。また、ライプニッツの医学を歴史的文脈に位置づけるためにもシュタールとの比較が欠かせない。本年度は2つの研究を行う予定であった。それぞれ計画通りに遂行することかできたため。本研究課題の目的は、1)ライプニッツの生物学を体系的に明らかにし、2)それを近代ドイツ精神史のうちに位置付けることである。最終年度に当たる本年度はこの大きな目的のうち、1および2をそれぞれ実施した。具体的には以下に示す4つの研究を行なった。1、ライプニッツにおける医学の方法に関して、分析と総合という観点から考察を行った。その結果、ライプニッツの描く理想的な医学は理論を伴った分析的方法と実践を加味した総合的方法との組み合わせによって達成されるものであるという点を明らかにした。2、ライプニッツにおける医学という学問のあり方に関して、その構成要素と諸学問間での位置付けを考察した。その結果、次の二点を明らかにした。まず一つ目は、ライプニッツにおいて医学は生理学、栄養学、症候学、病理学、治療学を主要な構成要素とし、さらに外科学、薬学、衛生学も関連する領域として内包しているという点である。二つ目は、ライプニッツにおいて医学は自然哲学および実践哲学の双方に入りうるという点である。3、G.E.シュタール、カント等の生物学・医学思想に関して検討を開始した。さらにドイツの思想家ではないが、第3代シャフツベリ伯爵とライプニッツの熱狂症に対する考察を比較した。これらの成果は未だ論文としては結実していないが、今後さらなる調査研究を加えた上で公表する予定である。4、本年度はパリ第7大学で行なっていた研究を終えた後に、ベルリンにあるライプニッツ全集アカデミー版編纂所を訪問した。医学部門の担当編纂者のStork博士と情報交換を行いつつ、資料収集を進めた。2017年度は、1)ライプニッツの生物学を体系的に明らかにし、2)それを近代ドイツ精神史のうちに位置付けることという二つの大きな目的のうち、1)の残りを実施し、さらに2)に移行する。具体的には、1)に関して、ライプニッツの医学的思索を明らかにする。その上で、ライプニッツの医学的思索をG.E.シュタールやJ.J.ベッヒャーのそれと比較することによって、2)を遂行する。さらに2017年度は、ライプニッツの生物学研究に関する第一人者であるスミス教授(パリ第7大学)のもとで、在外研究を行う。2018年度は、本研究課題の最終年度に当たる。したがって、1、ライプニッツの生物学を体系的に明らかにし、2、それを近代ドイツ精神史のうちに位置付ける、という二つの大きな目的のうち、それぞれの残りの課題を遂行する必要がある。具体的には、1に関して、ライプニッツの医学的思索をさらに包括的に明らかにする。そのためにも、ライプニッツの医学的思索を刊行しているベルリンのアカデミー版編纂所へ行き、未刊行の医学文書に関する情報収集を行う予定である。2に関しては、ライプニッツの医学的思索を主にG.E.シュタール、J.J.ベッヒャーのそれと比較することによって遂行する。すでにシュタールとの比較研究を開始しているため、この成果をまとめつつ、ベッヒャーとの比較研究を開始する。
プロテインホスファターゼ2Cによる破骨細胞分化抑制機構の解析

申請者らは、破骨細胞分化因子であるRANKLの受容体RANKを安定的に発現する293-RANK細胞を樹立し、これまでにRANKLによって上昇するp38およびNF-κBの活性が、PP2Cβおよびεを発現することによって抑制されることを明らかにした。本年度はさらに検討を行った結果、以下のことを明らかにした。1まず、p38と同様RANKLによって活性化されるMAPキナーゼに対するPP2Cβとεの作用を検討したところ、PP2CβおよびεはJNKの活性化を抑制するものの、ERKの活性化には影響を与えないことが明らかとなった。また、p38上流に位置するMKK6と、さらにその上流でMKK6を活性化するTAK1に対する影響を検討した結果、PP2Cεまたはβの発現によってどちらも抑制されることがわかった。2RANKL存在下で培養すると破骨細胞様多核細胞に分化することが知られているRAW264細胞にPP2CβのsiRNAを導入し、RANKL存在下で培養したところ、破骨細胞の分化マーカーとして知られる酒石酸耐性酸性ホスファターゼ(TRAP)の活性および多核細胞数がコントロールに比べて増加した。即ちPP2Cβの抑制により破骨細胞分化が促進することが明らかとなった。3申請者は、PP2Cβ欠損マウスが胎生初期で致死となることを見出したため(Mech Dev.,2007)、PP2Cβ遺伝子ヘテロ欠損マウスの大腿骨及び頚骨から得られた骨髄細胞を破骨細胞に分化誘導し、検討を行った。その結果分化後の骨髄細胞のTRAP活性は、9組中8組で野性型の兄弟よりもPP2Cβヘテロ欠損マウスの方が高かった。以上の結果より、PP2Cβは破骨細胞分化を抑制的に制御する生理的な機能を持つと考えられ、本研究の遂行によって骨代謝の新規制御機構が明らかとなった。申請者らは、破骨細胞分化因子であるRANKLの受容体RANKを安定的に発現する293-RANK細胞を樹立し、検討を行ってきた。その結果、これまでにRANKLを加えることによって誘導されるp38およびNF-κBの活性化が、PP2Cβおよびεを発現することによって抑制されることを明らかにした。本年度はこれらの成果に基づいて検討を行った結果、以下のことを明らかにすることができた。2また、PP2Cがp38上流のMKK6の活性化も抑制することから、その上流でMKK6を活性化するMKKKであるTAK1に対する影響を検討した結果、PP2Cεとβの発現によってTAK1の活性化が抑制されることがわかった。3さらにPP2CβのsiRNAを導入し、内因性のPP2Cβの発現を抑制したところ、RANKLを加えることによって上昇したp38の活性は、1時間以上経過した後コントロールの細胞と比べ、2倍以上高く、PP2CβがRANKLによって活性化されたp38をdown regulationする機能を持つことが示唆された。骨の量と機能は、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収のバランスによって維持されており、このバランスは様々なサイトカインを介した細胞内外のシグナル伝達系によって厳密に調節されている。

申請者らは、これまでに行った破骨細胞の分化誘導機構に対する分子生物学的な解析により、プロテインホスファターゼ2C(PP2C)が破骨細胞分化因子(RANKL)によって活性化されるシグナル伝達経路を抑制することを見出した。そこで本研究では、PP2Cによる破骨細胞分化抑制機構のより詳細な解析を行い、破骨細胞分化におけるPP2Cの生理的な機能について検討を行った。マウス単球/マクロファージ由来のRAW264細胞は、RANKLを含む培地で培養することにより破骨細胞様の多核細胞に分化することが知られている。そこでこのRAW264細胞にマウスPP2Cβ遺伝子に対するsiRNA発現プラスミドを導入し、RANKL存在下でRAW264細胞を培養したところ、破骨細胞の分化マーカーとして知られる酒石酸耐性酸性ホスファターゼの活性がcontrolに比べて2倍以上増加し、破骨細胞分化が促進することがわかった。また申請者は、PP2Cβ欠損マウスが胎生初期で致死となることを見出したため(Mech Dev., 2007)、PP2Cβ遺伝子ヘテロ欠損マウスの大腿骨及び頚骨から得られた骨髄細胞を破骨細胞に分化誘導し、検討を行った。その結果、9組中8組において野性型の兄弟と比べてPP2Cβヘテロ欠損マウスの破骨細胞分化がより促進することがわかった。以上の結果より、PP2Cβは破骨細胞分化を抑制的に制御する生理的な機能を持つと考えられ、本研究の遂行によって骨代謝の新規制御機構が明らかとなった。これらの成果は、過度な骨破壊によって引き起こされる様々な骨代謝疾患の新規治療標的を提示するという点で、骨粗鬆症や関節リウマチ等の治療に貢献するものである。
強酸性鉱山廃水中の好酸性従属栄養細菌と関する研究

岩手県の旧松尾硫黄・硫化鉄鉱山から流出する強酸性鉱廃水(pH2ー3)中には、菌数は、少ないが好酸性の従属栄養細菌が棲息している。その酸性鉱山廃水を実験フィ-ルドとして選び、いくつかの種類の有機物(グルコ-ス、ペプトン、クエン酸など)を添加した培地を用いて、最終的には66菌株の好酸性従属栄養細菌を分離した。それらの分離菌株について、形態(大きさや形態など)、栄養要求性(炭素源、窒素源など)、生理学的性質、化学分類学的性質などについて調べた。全ての分離菌株に共通する性質は、絶対好酸性(生育至適pH2ー3)、好気性、中温性、グラム染色陰性、カタラ-ゼ活性陽性、硫化水素生成陽性、インド-ル活性陰性、非耐熱性(非胞子形成)、桿状である。オキシダ-ゼ活性は、菌株により変動する。全ての菌株は、種々の炭素化合物(グルコ-ス、クエン酸、リンゴ酸、グルタミン酸)を、また、窒素源として尿素を利用するが、酢酸により生育は阻害される。食塩(3ー7.5%)耐性、グルコ-ス(0.5ー15%)・酵母エキス(0.1ー0.5%)・トリプチケ-スソイ(0.1ー5%)の利用性は、菌株により異なる。直鎖脂肪酸としてはC16:0、C18:0、C18:1、19cycが、ヒドロキシ酸としては3OH14:0が、共通的に認められた。得られた数多くの分析デ-タを統計処理(クラスタ-分析)した結果、分離菌株は、表現型の諸性質から3グル-プに、また脂肪酸組成から2グル-プに分類できることが認められた。以上の諸結果から、分離菌株と好酸性従属栄養細菌であるAcidiphilium属との関連性を比較検討した。自然界には、温泉や鉱山水などのさまざまな強酸性環境に適応した好酸性従属栄養細菌が生息していると考えられるが、そのような細菌の生態や新しい分類体系の検討、耐酸性の機構や強酸性条件下での物質代謝などの解明は重要な課題である。本研究では、硫化鉄鉱山や強酸性鉱山廃水を対象にして好酸性従属栄養細菌の検索を行い多くの菌株を分離、収集してそれらの表現型および科学分類学的な諸性質を検討した。岩手県の旧松尾硫黄硫化鉄鉱山からは、多量の強酸性鉱山廃水(pH1.5、全鉄含有量1000ppm)が流出している。その鉱山を実験フィ-ルドとして選び、いくつかの種類の有機物(グルコ-ス、ペプトン、クエン酸など)を添加した培地を用いて、最終的には66菌株の好酸性従属栄養細菌を分離した。それらの分離菌株について、形態的性質(大きさ、形、鞭毛の有無)、グラム染色性、オキシダ-ゼ活性、カタラ-ゼ活性、リパ-ゼ活性、ウレア-ゼ活性、生育pH、生育温度、数多くの炭素化合物や窒素化合物の利用性、生育有機物質(ペプトン、酵母エキス、カザミノ酸など)の利用性、耐熱性(胞子形成の有無)、耐塩性、鉄および硫黄の酸化活性、硫化水素の生成、インド-ルの生成、硝酸塩の還元、酸素要求性(好気性)、抗生物質感受性、重金属耐性などさまざまな性質について検討した。さらに化学分類学的性質として、菌体脂肪酸組成を測定した。全ての分離菌株に共通する性質は、絶対好酸性(生育至適pH2-3)、好気性、中温性、グラム染色陰性、カタラ-ゼ活性陽性、インド-ル活性陰性、絶対従属栄養性、桿菌である。

さらに、得られた数多くの分析デ-タを統計処理(クラスタ-分析)することにより分離菌株の分類を試行した。岩手県旧松尾硫黄・硫化鉄鉱山から流出する強酸性鉱山廃水(pH2ー3)を対象として、何種類かの有機物(グルコ-ス、ペプトン、クエン酸など)を添加した培地を用いて、最終的に66菌株の好酸性従属栄養細菌が得られた。それらの分離菌株の形態的特徴、栄養要求性(炭素源、窒素源など)、生理学的性質についてはすでに報告した。ここでは、(1)有機物の利用性、(2)抗生物質感受性、(3)化学分類学的諸性質について検討した。1.全ての菌株は、種々の炭素化合物(グルコ-ス、クエン酸、リンゴ酸、グルタミン酸)を利用する。また、窒素源としては尿素も利用する。それらの生育は酢酸により阻害される。グルコ-ス(0.5ー15%)・酵母エキス(0.1ー0.5%)・トリプチケ-スソイ(0.1ー5%)の利用性は、菌株により異なった。3.化学分類学的諸性質として菌体脂肪酸組成、DNA GC含有量、ユビキノン組成の分析を計画していたが、HPLCが購入・利用できなかったために、菌体脂肪酸組成のみを分析した。全菌株の凍結乾燥菌体から塩酸ーメタノ-ル法で脂肪酸を抽出し、GLCで分析してその組成を求めた。直鎖脂肪酸としてはC16:0、C18:0、C18:1、19cycが、またヒドロキシ酸としては3OH14:0が全菌株に共通して認められた。分析デ-タをクラスタ-分析し、分離菌株は脂肪酸組成から2グル-プに分けられる事が認められた。
大腸がん組織型検診に向けた受診行動支援プログラムの有効性の検証

受診行動支援プログラムの運営に関する評価について、面接調査と大腸がん検診に関する意識調査の介入前と介入後に実施した結果を基に、大腸がん組織型検診に向けた受診行動支援プログラムの有効性について検討している。回収した意識調査の結果を順次整理し、分析を行っている。調査としては大腸がん好発年齢である40歳以上で、本研究に同意した59人を対象にアンケート調査を実施した。その結果、大腸がん検診に関する意識の特徴が明らかとなった。対象者の平均年齢は、男性が23人で63.43±9.62、女性が36人で60.42±9.91歳であった。アンケート内容からは、「がん検診は無料や補助がある」、「他のがん検診の項目と一緒に検査できる」の項目で男性より女性が高かった。「年齢的にがんになりやすいと思う」、「大腸がんは自己検診(自分でみてチェックする)ができないので早期の受診が難しい」、「大腸がんが増えていると聞いている」の項目で60歳以上が高かった。このほか、家族背景や経済的問題が影響していることが示された。また、受診歴と受診率においては、介入群と対照群間との比較の分析を行っている。それと並行して、データの結果を研究者メンバー間で確認し、研究成果をまとめている状況である。大腸がん組織型検診に向けた受診行動支援プログラムの実施するにあたり40歳以上の大腸がん検診対象者の未受診の理由の解明する。本研究では、大阪府内に在住する40歳以上で検診受診歴から未受診者を抽出し、無作為にリストアップされた大腸がん検診の未受験者60名程度を対象に、インタビューガイドを作成し、一人の対象者1回につき30分程度で検診未受診の理由を半構造化インタビューを個別に実施している。対象は、ランダムに介入群30名と対照群30名の2群に分類する。インタビュー内容については、テープに録音した内容を逐語録的に記録し、質的内容分析を行っている。これに基づき、個別に対応したプログラムを考案中である。調査協力者のインタビュー調査を実施する予定であったが、対象者の選定と打ち合わせに時間がかかっており、予定人数の全てのインタビュー調査が終了していない。選定者は概ね確定している。平行して逐語録を作成している。(phase1)40歳以上の大腸がん検診対象者の未受診の理由の解明におけるインタビューを引き続き継続し、面接調査によるデータ収集を行った。データ収集が分析可能人数に達したため、第3者により対象者をランダムに介入群と対照群に割り付け、検診未受診の理由を抽出していった。(Phase2)大腸がん検診に関する意識を研究者代表者らの先行研究にもとづき、作成した自記式の質問紙を使用して、介入群に対して介入実施前の意識調査を実施した。介入実施前の意識調査の拐取率は100%であった。統計解析により、介入群と対照群の介入前後における各変数(受診率・受診に対する意識)の変化を比較するため、分析を進めている段階である。また、前年度の面接調査によるデータも引き続き分析するとともに、がん領域の専門家からのsuperviseを受け、研究者メンバーによって内容を繰り返し確認している。また内容分析を行うため、その結果を交換し見解の統一を図っている段階である。検診未受診者に対して、大腸がんの病気や検診に関する知識の提供、パンフレットの郵送などの受診勧奨に関する介入を行う調整をし、発送を順次行っている。対象者への電話相談、個別面談などによる受診勧奨の準備も整えた。面接調査によるデータ収集は終了し、介入群に対する介入実施前の意識調査の実施も完了しているが、まだ介入群に対する受診勧奨である介入が実施できていない。介入を行う調整と準備は完了している。介入群の未受診の理由について、面接調査の結果を基に個別対応アプローチを選定しプログラム運営の評価に関する面接調査と大腸がん検診に関する意識調査を介入前と後で実施している。調査の結果から大腸がん検診受診歴と大腸がん検診に関する意識を明らかにし、受診行動支援プログラムの有効性を検討している段階である。さらに前年度に引き続き検診未受診者に対して大腸がんの病気や検診に関する知識の提供、パンフレットの郵送、電話相談、個別面談による受診勧奨などの個別対応アプローチによる介入を継続しデータの緻密性を図っている。また、プログラムに関する感想についてはキーワードを抽出し、継続して内容分析を行っている段階である。その結果を研究者メンバー間で引き続き見解の統一を図っている。介入実施後の大腸がん検診に関する意識調査も継続して実施中である。受診歴と受診率においては、介入群と対照群間の比較行うため介入群と対照群のデータ間の内容を整理している。アンケート調査を継続中であり、介入後のデータ整理および分析をしている段階である。また、すでに収集しているデータおよび回収中のデータの緻密性を図っている段階でもあり、その結果を研究者メンバー間で引き続き見解の統一を図っている。研究成果をまとめていく準備を整えている状況である。

アンケート内容からは、「がん検診は無料や補助がある」、「他のがん検診の項目と一緒に検査できる」の項目で男性より女性が高かった。「年齢的にがんになりやすいと思う」、「大腸がんは自己検診(自分でみてチェックする)ができないので早期の受診が難しい」、「大腸がんが増えていると聞いている」の項目で60歳以上が高かった。このほか、家族背景や経済的問題が影響していることが示された。また、受診歴と受診率においては、介入群と対照群間との比較の分析を行っている。それと並行して、データの結果を研究者メンバー間で確認し、研究成果をまとめている状況である。大腸がん検診未受診者に対して、前年度に引き続き30分程度で検診未受診の理由について半構造化インタビューを個別に実施し、対象をランダムに介入群30名と対照群30名の2群に分類する。リストアップされた大腸がん検診未受験者(介入群30名と対照群30名)に、大腸がん検診に関する意識について、研究者が作成した自記式の質問紙を使用し、介入実施前の意識調査を実施する。その結果をがん領域の専門家からのsuperviseを受け、研究者メンバーによって内容を繰り返し確認する。また、検診未受診者に対して個別対応アプローチの選定と介入を実施する。大腸がんの病気や検診に関する知識の提供、パンフレットの郵送などによる受診勧奨を行い、検診未受診者に対して介入を実施する。面接調査によるデータと介入実施前の意識調査によるデータの分析を進め、介入時の参考資料とする。さらに、介入実施後に大腸がん検診に関する意識調査(2回目)を実施し、受診率・受診に対する意識の変化を比較する。大腸がん好発年齢者の介入群と対照群のアンケート調査の回収を完了し、データ分析を継続して行う。データに関しては、緻密性を図った結果もふまえた分析を進め、引き続き研究者メンバー間で内容分析の結果について見解の統一を図る。さらに、介入実施後の大腸がん検診に関する意識調査の結果と受診歴および受診率をふまえた介入群と対照群間の比較検討を行い、その結果をもとに研究成果をまとめていく。本調査のインタビュー調査を実施中であり、データ入力費を支出していないため。検診未受診者に対する大腸がんの病気や検診に関する知識の提供、パンフレットの郵送など受診勧奨に関する介入の段階であるため、費用を支出していない状況である。(理由)大腸がん好発年齢者の介入群と対照群のアンケート調査のデータ分析を継続しており、介入実施後の大腸がん検診に関する意識調査と受診歴および受診率をふまえた介入群と対照群間の比較検討を行い、その結果を含めて論文にまとめ発表する予定であるため費用を支出していない状況である。インタビュー調査のデータ入力・分析費用、学会発表の費用、個別対応プログラムの作成費用とする。受診勧奨に関する知識の提供、パンフレットの郵送、学会発表の費用、分析費、個別対応による費用とする。
エンドサイトーシスによるGタンパク質共役型受容体の分解・リサイクル機構の解明

Gタンパク質共役受容体(GPCR)は7回膜貫通型の細胞膜タンパク質であり、細胞の増殖をはじめ血圧の調節、感覚など様々な生理現象に関わる重要な分子であり、創薬の主要な標的となっている。GPCRの不活性化はエンドサイトーシスにより制御されており、その活性制御のための分子機構の解明は新しいGPCR作用薬開発につながることが期待できる。本研究では、出芽酵母の変異体ライブラリーのスクリーニングにより得られた、約200種類のGPCRのエンドサイトーシス変異体について詳細な解析を行い、GPCRのエンドサイトーシスを制御する基本的な分子機構を解明する。
超微細粒金属の力学的評価のためのトリプルスケール転位-結晶塑性モデリング

本研究では,転位枯渇に対応する臨界分解せん断応力モデルを提案するとともに,均質化法を導入して転位-結晶粒-マクロ構造といった3階層にまたがるマルチスケール結晶塑性モデルを構築することによって, FCC超微細粒金属に発現する特異な力学的挙動(粒径減少に伴う強度上昇と延性低下,降伏点降下, Luders帯伝ぱ)を計算力学的に再現することに成功した.また,超微細粒材の中に粗大粒を混在させてBimodal構造にすることで,延性が改善するメカニズムについても検討した.本研究では,転位枯渇に対応する臨界分解せん断応力モデルを提案するとともに,均質化法を導入して転位-結晶粒-マクロ構造といった3階層にまたがるマルチスケール結晶塑性モデルを構築することによって, FCC超微細粒金属に発現する特異な力学的挙動(粒径減少に伴う強度上昇と延性低下,降伏点降下, Luders帯伝ぱ)を計算力学的に再現することに成功した.また,超微細粒材の中に粗大粒を混在させてBimodal構造にすることで,延性が改善するメカニズムについても検討した.平成21年度においては,粒界転位源よりも優先的に活動できる粒内転位源の最小長さを設定し,転位源が粒界から粒内に遷移するときの臨界転位密度を粒径に依存する形でモデル化した.臨界転位密度を基準とし,粒内の転位密度がその値よりも低い場合には臨界分解せん断応力が増加するように,従来の多重すべり系に対応したBailey-Hirschの式を拡張することで,粒内転位源の枯渇に起因する臨界分解せん断応力の増加を表現した.次に,新たに提案した臨界分解せん断応力モデルを導入し,均質化法に基づくトリプルスケールGN転位-結晶塑性モデルを構築した.さらに,マクロなFCC多結晶平板に対する引張試験を想定し,ミクローメゾーマクロ連成FEM解析を平面ひずみ条件下で実施した.その際,Asaroの平面2重すべりモデルを用い,25個の結晶粒からなる多結晶平板をミクロ構造(ユニットセル)として,このユニットセルをマクロ構造の各積分点に割り当てた.このようにして,ミクロ構造の情報を考慮したマクロ構造の挙動を再現するとともに,マクロ構造における変形の不均一性をミクロ構造の挙動に反映させた.その結果,粒径の減少に伴う初期降伏応力の増加,降伏後の加工硬化率の減少,FCC超微細粒焼鈍材における降伏点降下現象および塑性変形の局所化領域の伝ぱ(リューダース帯の伝ぱ)を計算力学的に再現することに成功した.加えて,転位密度が結晶の加工硬化に及ぼす影響を詳細に調査するために,GN転位密度を上述の拡張Bailey-Hirschの式の転位密度に導入する場合と転位の平均飛行距離モデルにおける転位密度に導入する場合の2通りについて検討し,前者を用いた場合にのみ,実験的に知られている諸寸法効果を再現できることを確認した.平成21年度に構築したAsaroの平面二重すべりモデルに基づく2次元トリプルスケール結晶塑性スキームにおいて,FCC結晶の12すべり系を全て考慮できるよう結晶塑性構成式を3次元に拡張した.一方,FEM解析においては計算コストの低減を図るため,平面ひずみ問題に限定して2次元計算を行えるよう,上記の3次元構成式と合わせて擬似3次元トリプルスケール結晶塑性スキームとなるように改良を加えた.その際,結晶粒の超微細化にともなって粒内転位が枯渇し,粒界が転位源の役割をなすことを想定した粒界転位源モデルを平成21年度と同様に本スキームにも適用した.さらに,数十個の結晶粒からなるユニットセルを用いた均質化法によってマクロ構造を解析する際,使用する有限要素をクロスドトライアングル要素から8節点四角形要素に改めることで,粒径の異なる試験片において要素形状がせん断帯の発生予測に及ぼす影響を大幅に低減することも試みた.以上のモデルを粒径の異なる超微細粒焼鈍材に適用し,降伏点降下,リューダース帯の伝ぱ,変形の局所化などの粒径依存性を再現し,得られる応力-ひずみ曲線が平成21年度の2次元解析の結果に比べてより精度よく実験結果を再現できることを確認した.また,粒径のサブミクロン化に伴って材料は塑性不安定状態に陥りやすく,塑性変形の局所化が起こりやすいために脆化傾向を示すことに言及した.さらに,超微細粒材においても焼鈍を施さない場合には粒内転位がある程度存在することに起因し,微細粒焼鈍材よりも延性が若干向上することを明らかにした.加えて,FCC超微細粒金属用に開発したGN結晶欠陥に基づく上記モデルをMg(HCP結晶)にも応用し,双晶発生に伴う結晶格子の大回転モデルを導入することで,Mgの親粒内に多数発生する双晶バンドが粒を分断して微細化が促進される様子を再現することにも成功した.FCC微細粒焼鈍材は,粒径の減少に伴う初期降伏応力の増加,降伏点降下およびリューダース帯の伝ぱなど,通常のFCC金属には表れない特異な力学特性を示すことが知られている.微細粒焼鈍材には転位密度が極めて低い結晶粒が存在することが確認されており,そのような粒においては粒界が転位源の役割を果たすと考えられている.一方,結晶粒微細化により強度は飛躍的に向上するが,粒径のサブミクロン化に伴って延性が著しく損なわれるという弱点を有する.このような問題を解決するため,微細粒よりやや粒径の大きい粗大粒が微細粒組織に混在するよう,材料をBimodal構造に変更して延性を向上させようとする手法に注目が集まっている。

Bimodal金属では微細粒に対する粗大粒の粒径比および体積比によって力学特性が大きく異なるため,粗大粒の力学応答に及ぼす影響を計算力学的に解明することが期待されている.そこで本年度は,転位密度が極めて低い結晶粒をもつ超微細粒金属材料に対応した臨界分解せん断応力モデルを用いた擬似3次元トリプルスケール転位-結晶塑性FEM解析をFCC微細粒焼鈍材から成るダンベル形試験片(っかみ部含む)に対して実施した.まず,様々な形状初期不整を試験片に導入することで,実験で観察される様々なモードのリューダース帯とその伝ぱを再現した.次に,粒径に応じた初期転位密度を各粒に与え,上記と同様にトリプルスケールFEM解析を実施し,その解析結果に基づいて,Bimodal金属における微視的な降伏状況および転位蓄積状況から延性改善のメカニズムについて考察した.また,Bimodal構造において,微細粒と粗大粒の粒径比の違いならびに粗大粒の体積分率の違いが材料の延性に及ぼす影響について検討した.さらに後者の検討結果から,強度をほとんど損なうことなく延性のみを改善する望ましい微視構造について言及した.