hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非晶質材料表面への天然素材ナノパターンの原子レベルでの超精密転写

無機材料科学同一キャンパス内の新設高層棟ビルへの研究室全面移転が、2012年度から2013年度に渡って行われ、そのための実験装置等の移動や再立ち上げにかなりの時間が取られた。これら移転業務に伴う実験の遅れが、研究目的未達の主要因であると思われる。計画初年度(2012年度)の7月から9月にかけて、同じキャンパス内の新高層棟ビルの竣工という事情により、この新棟への研究室移動(全ての実験装置を含む研究室の全面移動)が行われた。このために、移動前後の2ヶ月以上にわたり、全ての実験装置の稼働停止を余儀なくされたことにより、当初の研究計画の全てを遂行するのが困難であった。研究遅延の原因となっていた研究室移転に伴う業務が、2013年度の後半あたりからほぼ終了し、本研究遂行に全力を注げる環境がようやく整備されたので、今後は研究目的を達成すべく、鋭意努力する予定である。2012年度の研究室引っ越し作業に起因して当初の研究計画を遂行できなかった部分を次年度に早急に行い、計画達成を加速させる予定である。同一キャンパス内の新設高層棟ビルへの研究室全面移転が、2012年度から2013年度に渡って行われ、そのための実験装置等の移動や再立ち上げにかなりの時間が取られた。これら移転業務に伴う実験の遅れが、当該事象の主因です。使用計画としては、ポリマーやガラス材料、およびナノインプリント加工装置メンテナンス費用、さらに表面分析に係る消耗品等の購入、および研究成果発表に係る旅費や印刷代等に使用する予定です。該当なし
画家、彫刻家、音楽家、舞踊家の「自我のための退行」の有り様の違いについて

本研究は、画家、身体表現者、彫刻家の「自我のための退行」の有り様がどのように違うかを検討するものである。「自我のための退行」とは、自らコントールしながら、現実的論理的な思考プロセスから、夢に見られるような非現実的非論理的思考プロセスへ入っていくことであり、芸術創造の際に重要な心的機能であるとされている。本研究では、ロールシャッハ法を用いて、芸術家3群の「自我のための退行」の有り様の違いを探るものである。
室温強磁性を有する磁性ワイドギャップ半導体薄膜の創製と強磁性発現機構の解明

本研究課題では、半導体のキャリアと磁性金属のスピンを融合した半導体-スピン機能性デバイスの創製を目指して、磁性金属として3d遷移磁性金属であるCr,Mnを、ワイドギャップ半導体としてAIN,Cu_2Oを選択し、1.基板温度の異なるCrを注入したCu_2O薄膜の作製とその基礎物性のCr濃度依存性と、2.Cr,Mnを注入したAIN,Cu_2O薄膜における強磁性を発現しない原因について検討し、以下の知見を得た。1.基板温度の異なるCrを注入したCu_2O薄膜の作製とその基礎物性のCr濃度依存性結晶構造は、Cr濃度および基板温度に関係なく、(111)配向した多結晶Cu_2O単相となった。結晶粒径は、Cr濃度に関係なく基板温度の上昇にともない20nm程度に粗大化した。薄膜中のCuとCrの化学結合状態は、Cu^0もしくはCu^<1+>とCr^<3+>であった。また、5-300Kの温度領域での磁気状態は、Cr濃度および基板温度に関係なく常磁性状態であった。Crの場合には、薄膜中で母相である半導体、窒素および酸化物との化合物は形成されず、半導体のAl原子やCu原子を無秩序に置換しているか、もしくは数nm程度の微結晶として膜中に均一に分散していると考えられる。また、Mnの場合には、低Mn濃度ではCrの場合と同様に、Mn原子によるAl原子やCu原子の置換、もしくは膜中への微結晶の均一分散によると考えられる。一方、高Mn濃度では、低温のみで磁化を発現することを確認した。これは、粗大化した窒化物および酸化物の形成によると考えられる。以上の結果から、これらの薄膜では、磁性原子によるAl原子もしくはCu原子の置換、もしくは膜中における微結晶の均一分散によって、室温で強磁性を発現しないことを明らかにした。本研究課題では,半導体-スピン機能性デバイスの創製を目指して,磁性元素として3d遷移磁性金属であるMnを,ワイドギャップ半導体としてAlNとCu_2Oを選択し,(1)Mnを注入したAlN薄膜の結晶構造と磁気状態のMn濃度依存性と,(2)高品位なわずかにMnを注入したCu_2O(Cu_<1.99>Mn_<0.01>O)薄膜の創製とその基礎物性について検討し,以下の知見を得た.(1)Mnを注入したAlN薄膜の結晶構造と磁気状態のMn濃度依存性Mn濃度9at.%以下の場合,結晶構造は,基板温度400°C以下ではc軸配向したウルツ鉱型AlN単相となった.また,その磁気状態は,基板温度に依存せず,室温において強磁性状態とならず,5-300Kの測定温度範囲において常磁性状態であった.結晶構造・組織は,基板温度の上昇にともない,微細な結晶粒を有する(111)配向したCu_2O単相から,粗大化した結晶粒を有するCu_2OとMn_3O_4の混相へ変化した.室温での磁気状態は,基板温度に依存せず,常磁性状態となり,低温領域での磁気状態は,基板温度の上昇にともない,常磁性状態から超常磁性状態へ,さらに強磁性的な状態へ変化した.この磁気状態の変化は,基板温度の上昇にともなう結晶構造の変化によると考えられる.また,光学特性は,基板温度に依存せず,室温では波長600nm付近に吸収端を有し,低温領域では波長700nm-900nm付近で発光した.このことから,Cu_<1.99>Mn_<0.01>O薄膜のバンドギャップはおよそ2.5eVと見積もることができた.以上に述べた(1),(2)から,Mnを注入したAlNおよびCu_2O薄膜を,基板温度を変化させて高結晶配向化することができた.また,これらの薄膜の磁気状態は,基板温度に依存せず,室温で強磁性状態とならず常磁性状態であった.本研究課題では、半導体のキャリアと磁性金属のスピンを融合した半導体-スピン機能性デバイスの創製を目指して、磁性金属として3d遷移磁性金属であるCr,Mnを、ワイドギャップ半導体としてAIN,Cu_2Oを選択し、1.基板温度の異なるCrを注入したCu_2O薄膜の作製とその基礎物性のCr濃度依存性と、2.Cr,Mnを注入したAIN,Cu_2O薄膜における強磁性を発現しない原因について検討し、以下の知見を得た。

また、Mnの場合には、低Mn濃度ではCrの場合と同様に、Mn原子によるAl原子やCu原子の置換、もしくは膜中への微結晶の均一分散によると考えられる。一方、高Mn濃度では、低温のみで磁化を発現することを確認した。これは、粗大化した窒化物および酸化物の形成によると考えられる。以上の結果から、これらの薄膜では、磁性原子によるAl原子もしくはCu原子の置換、もしくは膜中における微結晶の均一分散によって、室温で強磁性を発現しないことを明らかにした。
日本社会における困窮女性の実態把握と売春防止法改正に向けた理論的研究

本研究の第一の目的は、女性福祉の運用実態とその問題点を把握し、望ましい女性支援のあり方を提示することである。そのために、女性福祉の運用実態を把握するための調査を東京、大阪において行うとともに、その課題を整理した。また、こうした女性福祉の制度を利用している広い意味での女性ホームレスについて、日本の実態を綴った著書の英語版を刊行するとともに、イギリスの女性ホームレスについて研究している研究者とともに、日本とイギリスの現状と支援の問題点・到達点を比較し検討する、国際共同研究と、その成果を発信するシンポジウムを行った。さらに、韓国の若年女性支援の実践について、論文にまとめた。本研究の第二の目的は、「世帯のなかに隠れた貧困」について、その実態を把握するとともに、それをとらえるための貧困把握の方法の開発を行うことである。従来の世帯を単位とした貧困把握の方法を乗り越えるために、世帯内部における資源配分に着目した研究について、イギリスと日本における研究成果を検討した。日本ではこの分野の研究は家計研究として行われてきたが、2000年代以降、世帯のなかの貧困をとらえる視点はほとんど研究から失われてしまっているのに対して、貧困研究の蓄積の多いイギリスでは、個人を単位にした新たな貧困把握の方法が開発されていることがわかった。今年度は、こうした検討の成果をまとめた論文を刊行するとともに、同分野に取り組む研究者ととともに研究報告を行った。本研究の第一の目的である女性福祉の実態把握と望ましいあり方の提示については、本年度、厚生労働省において当該分野の検討会がはじまったこともあり、全国的な実態把握と課題の整理が進んだ。またイギリスの当該分野の研究者と共同研究をはじめることができたことから、諸外国の制度の検討も予定どおり進めることができた。本年度前半はイギリスに滞在していたことから、本研究の第二の目的である「世帯内に隠れた貧困」を把握するためのイギリスの研究状況について、予定していた以上に検討を進めることができた。一方、日本の研究状況については、いまだ十分にイギリスの研究と接続できるほどの把握ができていない。以上から、総じて本研究はおおむね順調に進展している。本研究の第一の目的である女性福祉の実態把握と望ましいあり方の提示については、次年度は特に生活困窮者自立支援事業の実態について調査を行うとともに、問題点のさらなる整理を進める。また、イギリスの女性ホームレス支援の到達点を把握し、共同研究者とともに、日本での導入可能性の検討を進める。さらに、日本において女性福祉を担ってきた売春防止法の改正案を検討するために、他国の売春に関する施策の調査を行う。本研究の第二の目的である「世帯内の隠れた貧困」の把握とそれをとらえる方法の開発については、次年度はさらに英語圏の研究状況の把握につとめるために、イギリスにおける本分野の到達点を議論する会議に参加する。さらにこうした貧困の実態を明らかにするために、当事者に対する聞き取り調査を行う。

さらにこうした貧困の実態を明らかにするために、当事者に対する聞き取り調査を行う。次年度使用額が生じたのは、イギリスの研究者との共同研究分について、別途、研究費を獲得することができたためである。本年度は、上記の理由で生じた研究費を用いて、海外調査を進める。日本において女性福祉を担ってきた売春防止法の改正案を検討するために、売春を非犯罪化する法を制定しているオランダとオーストラリア、およびそれとは異なって買春者を犯罪化する法を制定しているフランスにおいて調査を行う。
MHCクラスI遺伝子の分子進化と多型性獲得機構の解明

本研究は、原始的有顎脊椎動物である軟骨魚類サメのMHCクラスI遺伝子を詳細に研究し、MHCクラスI遺伝子の脊椎動物における分子進化とその多型性獲得機構を明らかにすることを目的とする。これまでに我々は、最も原始的な有顎脊椎動物である軟骨魚類から典型的なMHCクラスI遺伝子の単離に成功し、その多型性について詳細な報告を行なった(Immunity7,777-790,(1997))。これは、現在MHC遺伝子が単離されている最も原始的な脊椎動物グループからの完全なMHCペプチド結合ドメインについての解析を初めて可能にした。この軟骨魚類MHCクラスI分子を基に、脊椎動物における古典的MHCクラスI分子の保存性について詳細な解析を行なった。現在までに、哺乳類、鳥類、軟骨魚類の古典的MHCクラスI分子の詳細な多型性解析が報告されている。軟骨魚類MHCクラスI分子のペプチド結合領域は、哺乳類に類似した環境を保持していることが推測される。近年、抗原ペプチドを結合した古典的MHCクラスI分子とT細胞レセプターとの相互作用がX線解析により明らかにされてきた。T細胞レセプターと相互作用するMHCクラスI分子のアミノ酸のいくつかは、軟骨魚類MHCクラスI分子においても保持されており、その起源の古さを示している。T細胞レセプターとMHCクラスI分子の相互作用の基本的特質は、脊椎動物の進化上早期に確立していたことが明らかとなった。本研究は、原始的有顎脊椎動物である軟骨魚類サメのMHCクラスI遺伝子を詳細に研究し、MHCクラスI遺伝子の脊椎動物における分子進化とその多型獲得機構を明らかにすることを目的とする。サメの典型的MHCクラスI遺伝子の単離:我々は、サメより、細胞外ドメインがα1、α2及びα3ドメインよりなる典型的なMHCクラスI遺伝子の単離に成功した。ノザンハイブリダイゼーションの結果では、単離したサメMHCクラスI遺伝子は腎臓、肝臓、脾臓など種々の臓器でmRNAの発現が確認された。このサメクラスI遺伝子から作られる分子は、抗原ペプチド末端との結合に携わる重要なアミノ酸が全て見いだされ、免疫反応において中心的な役割を有している古典的なクラスIグループに属している分子と考えられる。多型性の検討:22尾のサメのMHCクラスI遺伝子の多型性をRT-PCRを用いて検討した。その結果、α1、α2ドメインにおいて、ヒト古典的MHCクラスI遺伝子に匹敵するほどの高い多型性が観察された。また、多型性獲得機構として、base substitutionと、その後のselectionの他に、exon shuffling,geneconversion等を含むrecombinationのメカニズムが関与している可能性が明らかとなった。また、本研究により、軟骨魚類のごとく原始的脊椎動物において既に多型性を有するMHCクラスI及びクラスIIの分岐が生じていたことが明らかとなった。これまでに我々は、最も原始的な有顎脊椎動物である軟骨魚類から典型的なMHCクラスI遺伝子の単離に成功し、その多型性について詳細な報告を行なった(Immunity 7,777-790,(1997))。

T細胞レセプターと相互作用するMHCクラスI分子のアミノ酸のいくつかは、軟骨魚類MHCクラスI分子においても保持されており、その起源の古さを示している。T細胞レセプターとMHCクラスI分子の相互作用の基本的特質は、脊椎動物の進化上早期に確立していたことが明らかとなった。
肥大心筋虚血再灌流に対する新規インドール化合物の心筋保護への応用

心臓血管外科手術成績は近年なお向上してきているが、これは様々な術式、使用デバイス、補助手段の改良によるものである。今日においても、人工心肺下、心停止後の虚血再環流障害は、避けることのできない大きな予後規定因子である。特に虚血再潅流障害に対して脆弱である肥大心筋症例はしばしば致命的である。高齢化に伴い肥大心筋症例はますます増加し、今後問題はより深刻化するであろう。近年、本学において細胞内ATP増加、虚血に対する細胞保護作用などを有するインドール化合物が発見され、動物実験において腎、脳における虚血再潅流障害の抑制効果が証明された。そこで本研究の目的は、心臓血管外科手術における肥大心筋虚血再潅流障害にたいする新規インドール化合物の病態改善効果を検証することである。本化合物は心臓における作用は十分に明らかになっていないため、まず小動物モデルでの実験系を組む事から始めていた。順序としては、すでに確立されている肥大心筋ラットモデルを作成し、インドール化合物を投与した上で、この肥大心を摘出、同種心移植を行うことにより虚血再潅流障害の心機能に与える影響や生化学的、病理組織学的、分子生物学的な機序を調査する方針を立てた。これに先立ちインドール化合物の投与法を確立するために、ラットにインドール化合物を経口投与し、心筋内のATP濃度測定を行った。結果、投与直後の心筋内ATP濃度はコントロールと比較し上昇していたが、投与後1時間ではすでにコントロールと同じレベルまで低下しており、投与方法および投与量などを再検討する必要が生じ、現在検討中である。本研究が遅れている理由は、インドール化合物の投与による心筋内ATP濃度上昇が、持続しないことが判明したためである。インドール化合物は経口投与が唯一の投与法である。インドール化合物の効果を評価する上で、投与後の心筋内のATP濃度を測定することとした。結果、経口内服投与直後の心筋内ATP濃度はコントロールと比較し上昇していたが、投与後1時間ではすでにコントロールと同じであった。投与量を変化させても同様である。虚血再潅流モデルを作成するには一定以上の虚血時間を要するため、経口投与による投与では、十分な効果を発揮させることが難しいと考えられる。投与方法および投与量などを再検討する必要が生じ、現在検討中である。ラットに対するインドール化合物の投与法の再検討が必要である。まず、現在経口投与を行なっているインドール化合物投与量をさらに増加させ、心筋内ATP濃度の上昇が投与後1時間以上経過しても維持されているかどうか明らかにする。増量にもかかわらず、心筋内のATP濃度上昇が明らかでない場合は、インドール化合物の投与経路を変更する。現在は経口投与のみ可能であるが、化合物を水溶するなどして皮下投与あるいは静注投与など可能であるかどうか検討することとする。実験系としては、同様にラットを用いて肥大心筋モデルを作成し、インドール化合物を投与したのち、同種心移植により虚血再潅流モデルを作成する。インドール化合物投与後の肥大心を摘出ののち、臓器保護液にて保存、その後レシピエントラットの腹部に肥大心を移植する。研究計画では、新規インドール化合物のドナーラットへの投与時期は臓器摘出24時間前と2時間前の計2回、50mg/kgとしているが、インドール化合物投与量あるいは投与法を上記先行実験の結果にて変更することとする。心臓血管外科手術成績が大きく向上した今日においても、人工心肺下、心停止後の虚血再環流障害は、避けることのできない大きな予後規定因子である。近年、本学において細胞内ATP増加、虚血に対する細胞保護作用などを有するインドール化合物が発見され、動物実験において腎、脳における虚血祭潅流障害の抑制効果が証明された。本化合物は心臓における作用は十分に明らかになっていないため、まず小動物モデルでの実験系を組む事から始めた。結果、投与直後の心筋内ATP濃度はコントロールと比較し上昇していたが、投与後1時間ではすでにコントロールと同じであり、投与方法および投与量などを再検討する必要が生じ、現在検討中である。現在、インドール化合物は経口投与する方法が唯一の投与法である。

虚血再潅流モデルを作成するには一定以上の虚血時間を要するため、投与方法および投与量などを再検討する必要が生じ、現在検討中である。心臓血管外科手術成績は近年なお向上してきているが、これは様々な術式、使用デバイス、補助手段の改良によるものである。今日においても、人工心肺下、心停止後の虚血再環流障害は、避けることのできない大きな予後規定因子である。特に虚血再潅流障害に対して脆弱である肥大心筋症例はしばしば致命的である。高齢化に伴い肥大心筋症例はますます増加し、今後問題はより深刻化するであろう。近年、本学において細胞内ATP増加、虚血に対する細胞保護作用などを有するインドール化合物が発見され、動物実験において腎、脳における虚血再潅流障害の抑制効果が証明された。そこで本研究の目的は、心臓血管外科手術における肥大心筋虚血再潅流障害にたいする新規インドール化合物の病態改善効果を検証することである。本化合物は心臓における作用は十分に明らかになっていないため、まず小動物モデルでの実験系を組む事から始めていた。順序としては、すでに確立されている肥大心筋ラットモデルを作成し、インドール化合物を投与した上で、この肥大心を摘出、同種心移植を行うことにより虚血再潅流障害の心機能に与える影響や生化学的、病理組織学的、分子生物学的な機序を調査する方針を立てた。これに先立ちインドール化合物の投与法を確立するために、ラットにインドール化合物を経口投与し、心筋内のATP濃度測定を行った。結果、投与直後の心筋内ATP濃度はコントロールと比較し上昇していたが、投与後1時間ではすでにコントロールと同じレベルまで低下しており、投与方法および投与量などを再検討する必要が生じ、現在検討中である。本研究が遅れている理由は、インドール化合物の投与による心筋内ATP濃度上昇が、持続しないことが判明したためである。インドール化合物は経口投与が唯一の投与法である。インドール化合物の効果を評価する上で、投与後の心筋内のATP濃度を測定することとした。結果、経口内服投与直後の心筋内ATP濃度はコントロールと比較し上昇していたが、投与後1時間ではすでにコントロールと同じであった。投与量を変化させても同様である。虚血再潅流モデルを作成するには一定以上の虚血時間を要するため、経口投与による投与では、十分な効果を発揮させることが難しいと考えられる。投与方法および投与量などを再検討する必要が生じ、現在検討中である。ラットに対するインドール化合物の投与法の再検討が必要である。まず、現在経口投与を行なっているインドール化合物の投与量の増量を行ない、心筋内ATP濃度の上昇が投与後1時間以上経過しても維持されているかどうか明らかにする。増量にもかかわらず、心筋内のATP濃度上昇が明らかでない場合は、インドール化合物の投与経路を変更する。現在は経口投与のみ可能であるが、化合物を水溶するなどして皮下投与あるいは静注投与など可能であるかどうか検討することとする。実験系としては、同様にラットを用いて肥大心筋モデルを作成し、インドール化合物を投与したのち、同種心移植により虚血再潅流モデルを作成する。インドール化合物投与後の肥大心を摘出ののち、臓器保護液にて保存、その後レシピエントラットの腹部に肥大心を移植する。
減圧環境下における微小液滴の加熱面衝突時局所熱伝達特性に関する研究

前年度に識別した新たな液滴挙動に関して、改良した実験装置を用いて追加データ取得を進め、気泡成長・破裂に関する物理モデルを構築した(雑誌論文1本の投稿済/査読中)。また、全反射法によって液滴-壁面間の接触状況や気泡の成長を直接観察することに成功し、同モデルの前提となる仮説(接触部中心から単一気泡が大きく成長し破裂する)の妥当性を確認できた。液滴衝突における気泡成長速度に関しては過去に研究例が無く、今後TIRの結果を基に理論的な考察を深めることで更なる学術的成果が期待できる。なお、本研究で目指していた熱電対アレイ(後述)を用いた壁面温度の直接計測は期間内には実施できなかったが、今後それを実施し、気泡成長時の熱伝達特性に関する物理モデル提案につなげたい。高速・高密度熱電対アレイは、FY28-29に試作した共同電極方式(Liu&Takase(2012), Necl. Eng. Design, 248, pp.166-171)に加え、リソグラフィ技術を用いた手法(丹下ら(2009),機論B編75巻756号)でも試作を行い、両手法で適切な電圧信号出力と温度応答を確認した。液滴衝突実験では表面凹凸を100nm以下まで抑えることが望ましいが、前者では線挿入部に約300nmの突起が残る状況であり、精密研磨工程の改善が必要である。後者では、金属の組み合わせを工夫することで各種技術課題を解決し、また凹凸も目標値以下に抑えることができた。さらに熱電対の微弱信号を高速/低ノイズで読み出すアンプ回路を試作し、ノイズ振幅を±1°C未満に抑えつつ、最大20kHzで収集可能となった。今後、1)校正データ取得(特殊な金属種、超薄膜のため)と膜厚選定、2)実コンフィギュレーションでのノイズ評価、の2点が必要であるが、主要技術課題は解決しており、液滴衝突に適した熱電対アレイの実現の目処が立った。本研究の最終目標は、減圧環境下において、噴霧冷却に用いられる100ミクロン級の液滴を加熱面に衝突させた場合の液滴挙動と壁面からの除熱率を実験的に評価することであるが、まずは直径2mm程度の液滴を用いて実験装置構築および実験手法の確立を進めた。減圧環境下の場合、溶存ガスによる気泡発生や圧力低下あるいは温度上昇に伴う沸騰開始が、安定した実験データ取得の大きな妨げになっていたが、実験装置・手順の改良によって安定してデータ取得をできるようになった。構築した実験装置を用いて、環境圧力(0.5100kPa)と壁面温度(常温350°C)を一定に維持しながら単一液滴を滴下して衝突させて高速度カメラで撮影し、液滴挙動の相図を作成した(R.Hatakenaka & Y. Tagawa, 69th APS/DFD)。現時点で得られている知見は、1)圧力低下に伴いライデンフロスト現象による跳ね返り(Bounce)の発生温度が低下すること、2)さらに低圧(10kPa以下程度)ではBouce(非接触)ではない特異な挙動(液滴-壁面間で局所的な接触が生じて大変形/一部飛散しながら跳ね返る)を示すこと、の2点である。1点目は、圧力低下に伴って飽和温度が低下するため、同じ壁面過熱度を得るための壁面温度が低下することになることで説明可能である。2点目は、定性的には、環境圧力が低いこと、および液滴-壁面間で発生した蒸気も周囲に流出してしまうことにより、液滴-壁面間の空気バネ効果が弱まることが原因と考えられる。特に2点目は公知の論文では未だ議論されていない現象であるため、定量的な議論を深めるために実験の高精度化と追加データ収集を進めている。また、次のステップとして、1100ミクロン級液滴の滴下装置、2高密度/高応答熱電対アレイ、の2つを同実験装置に組み込む構想であり、そのための要素試作を進めている。実績概要欄記載の通り、減圧環境下で液滴衝突実験を行うための実験装置・手順は概ね構築できており、新しい学術的知見を得られつつあり、定量的な議論を行うために詳細且つ網羅的ななデータ収集に移行している点では、当初計画通りに進展している。当初想定よりも遅れているのは、100ミクロン級液滴の滴下装置の試作および高密度/高応答熱電対アレイの試作に関する部分である。前者は、空圧方式とピエゾ方式を調査/試作を行っているが、シール性や取り扱いの観点で課題を抱えている。後者は、孔開き銅板にコンスタンタン線を挿入して表面にスパッタリングにより薄膜の温接点を形成する手法をを試行しているが、線と孔内壁の隙間を厚膜メッキで埋める工程でメッキ液の濡れ性に関する課題を抱えている。しかしながら、本格的な導入の前に要素試作を通じて技術課題が明らかにすることができ、解決策の検討/試行を進められていることから、概ね順調に進展していると判断する。本研究の最終目標は、減圧環境下において噴霧冷却に用いられる100ミクロン級の液滴を加熱面に衝突させた場合の液滴挙動と壁面からの除熱率を評価することであるが、まずは現象の全体像を把握するため、直径2mm程度の液滴を加熱面に衝突させて高速度ビデオ撮影を行ってきた。

平成29年度は、前年度に識別された特異な減少に関して更なる評価を行うために装置改良・手順見直しを行い、2種類の衝突速度(0.1m/sおよび0.46m/s)に対して、壁面温度60250°C、圧力1100kPaの範囲で網羅的なデータ取得を行った。5kPa以下の領域では、壁面温度が付着(Deposition)領域より僅かに高い条件において、大変形を伴いつつ衝突初期速度の数倍の速度で跳ね返る挙動(magic carpet breakup)を示し、壁面温度上昇に伴って変形や速度変化が徐々に小さくなり、最終的には一般的な跳ね返り(Rebound)領域に遷移することがわかった。また、古典的な気泡核生成/成長モデルを導入して壁面への接触後の気泡核生成時間と気泡成長速度を予測し、それを液滴の運動と関係付けるモデルを提案し、1)気泡破裂までの時間が実験と良く一致すること、2)予測される気泡破裂エネルギーがある閾値(環境圧力によらず一定)を下回ると一般的な跳ね返り(Rebound)領域に遷移すること、の2点を確認した。気泡破裂エネルギーを精度良く評価するために、気泡内部温度の予測するための熱力学モデルの構築を進めている。なお、本成果に基づいて講演論文1本は投稿済み(査読中)、学術論文1本を執筆中の状況である。今後は実験パラメータの追加(液滴径・加熱表面の物性/表面状態など)および計測手法の改善(壁面温度計測、2方向同時撮影など)により実験データを充実させ、モデル検証および高精度化を進めていきたい。当初計画では研究終了時までに実験結果(特に環境圧力の影響)を説明し得る物理モデルを構築する計画となっていたのに対して、実績概要欄記載の通り、直径2mm程度の液滴を用いた実験によって圧力・温度・衝突速度をパラメータとした相図を作成し、本研究により新たに識別された減圧環境特有の液滴挙動(magic carpet breakup等)の発生条件を整理することに成功した。更に、気泡核生成/成長モデルと液滴運動を関連づけた新たなモデルを考案し、その解析結果が実験結果とよく一致している等、理論的な考察も着実に進捗している。研究成果は講演論文1本を査読中、学術論文1本を執筆中の状況である。本項目については当初計画通りに進展していると考える。一方、当初計画よりも遅れているのは、(1)100ミクロン級液滴を用いた実験と、(2)高密度/高応答熱電対アレイの試作に関する部分である。(1)は液滴生成装置の自作を試みていたが課題を多く抱えており、100ミクロン級の連続液滴を射出する既存装置を応用して単一液滴のみを取り出す方針に転換して準備を進めている。(2)はFY28に抱えていた課題(厚膜メッキの濡れ性)は解決したものの、熱電対アレイとして機能させるには至っていない状況である。理論的考察の結果、必要とされる仕様もより明確になってきたため、学術的成果を得られる範囲で測定点数を絞り込む等、期間内に実現可能な形で設計の見直しを進めている。以上より、全体として概ね順調に進展していると判断する。前年度に識別した新たな液滴挙動に関して、改良した実験装置を用いて追加データ取得を進め、気泡成長・破裂に関する物理モデルを構築した(雑誌論文1本の投稿済/査読中)。また、全反射法によって液滴-壁面間の接触状況や気泡の成長を直接観察することに成功し、同モデルの前提となる仮説(接触部中心から単一気泡が大きく成長し破裂する)の妥当性を確認できた。液滴衝突における気泡成長速度に関しては過去に研究例が無く、今後TIRの結果を基に理論的な考察を深めることで更なる学術的成果が期待できる。なお、本研究で目指していた熱電対アレイ(後述)を用いた壁面温度の直接計測は期間内には実施できなかったが、今後それを実施し、気泡成長時の熱伝達特性に関する物理モデル提案につなげたい。
マウスES細胞由来樹状細胞による自己免疫疾患の抑制、制御機構の解明

自己免疫疾患の治療として、全身的な免疫抑制状態に陥らせることなく免疫抑制を誘導する手法として、ES細胞から樹状細胞(ES-DC)を分化誘導し利用する方法を検討した。ES-DCを1型糖尿病モデルマウスのNODマウスに投与したところ、糖尿病発症の抑制が確認され、脾臓中のTh1細胞の割合が低下した。また、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)モデルによる検討では、ES-DC治療群において、脊髄浸潤細胞におけるTh1細胞数の減少が認められた。一方で、ES-DCを投与したマウスの外来抗原に対する免疫応答は維持されていたことから、ES-DCは自己免疫疾患に対する有望な治療法になりえる可能性が示された。全身的な免疫抑制状態に陥らせることなく、免疫抑制を誘導する手法の開発を目的として、ES細胞から樹状細胞(ES-DC)を分化誘導し利用する方法について検討を行った。ES-DCを1型糖尿病モデルマウスであるNODマウスに、糖尿病発症前に腹腔投与した。具体的には、4週齢の雌のNODマウスに、2週間間隔で13回、1回あたり5×105/匹のES-DCを行い、40週齢程度まで経過観察し、血糖値上昇の有無を調べることで、糖尿病発症の判定を行った。その結果1回のES-DCの投与では、その後の糖尿病発症の抑制効果は確認されなかったものの、2回投与以降では、非投与群と比較して著明な糖尿病発症抑制効果が確認された。ES-DCの自己免疫疾患モデルマウスに対する治療効果の確認として、臨床症状を発症した実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)に対して、ES-DCの投与を行った。具体的には、myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)によるEAE誘導後、尾部の麻痺が認められた誘導10日目に、3×106/匹のES-DCを1回静脈投与し、その後の臨床症状について検討した。その結果、ES-DC投与群では非投与群と比較して、投与後の臨床症状の軽減が確認された。EAE誘導マウスの主病巣である脊髄の病理学的評価ではES-DC投与群において、ES-DC非投与群と比較して、炎症細胞浸潤の軽減を認めた。我々は全身的な免疫抑制状態に陥らせることなく、免疫抑制を誘導する手法の開発に取り組んでおり、その手法としてES細胞から樹状細胞(ES-DC)を分化誘導し利用する方法を開発している。平成25年度において、糖尿病を自然発症するNODマウスと実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を用いて、ES-DCの症状改善効果が認められたため、平成26年度ではES-DCの投与による免疫抑制あるいは免疫制御メカニズムについて検討した。ES-DCによる自己免疫疾患モデルマウス(NOD, EAE)の制御機構の解析として、ES-DCを投与したNOD、EAEマウスに対し、Th1, Th17, Treg細胞を中心としたT細胞分画の検討をフローサイトメトリーにて行ったところ、非投与群と比較して、ES-DC投与群ではTh1細胞の割合の低下が主に確認された。また責任病巣(膵臓、脊髄)の病理学的な評価では、ES-DC投与群における責任病巣での炎症細胞浸潤の軽減が確認できた。また、ES-DCの投与を行ったマウスが、全身的な免疫抑制状態になっていないか検証を行った。ES-DCを投与したマウスに外来抗原(OVA)の免疫を行い、その後に回収した外来抗原特異的なT細胞の増殖応答が、ES-DC非投与群と比較して同程度に保たれているか検討したが、外来抗原OVAに対する免疫応答はES-DC投与に関係なく維持されていた。以上のことから、ES-DCを投与することによって、全身的な免疫抑制状態に陥ることなく、自己免疫疾患の症状が改善されることが示された。神経内科自己免疫疾患モデルマウスに対してES-DCを投与することによる、自己免疫疾患の発症予防効果と治療効果を確認できた。NODマウスの場合、経過観察期間が40週齢と約8ヶ月程度と長く、抑制効果の有無について確認することに懸念があったが、問題なく観察できた。予定通り、平成26年度計画に準じた実験を行っていく。具体的には、ES-DCを投与したNOD、EAEマウスに対し、Th1, Th17, Treg細胞を中心としたT細胞分画の検討をフローサイトメトリーにて行い、非投与群やNOD-ES細胞投与群との比較検討を行う。また責任病巣(膵臓、脊髄)の病理学的な評価を行う。さらに、血清中の糖尿病自己抗体の測定並びにサイトカインの測定を経時的に行う。

また、マウスの脾臓からナイーブT細胞を分離して、ES-DC存在下あるいは非存在下で種々のT細胞分画へ分化誘導を行い、分化誘導状況についてフローサイトメトリーにて検討する。またOT2マウスのナイーブT細胞から種々のT細胞分画に誘導後、APC存在下でOT2ペプチドを加え再刺激による増殖反応を促す。その際にES-DCか、あるいはコントロール細胞のB6-ES細胞を加えて、種々のT細胞分画の増殖が促進もしくは抑制されるか比較検討する。
痛み受容機構の解明と痛み受容体の脳における機能の検討

痛みは化学的・熱・機械的刺激によって感覚神経終末が活性化されることによって惹起されるが、遺伝子クローニングされた侵害性刺激受容体であるカプサイシン受容体(VR1)は異所生発現系における電気生理学的解析のみならずノックアウトマウスの解析からも多刺激痛み受容体として機能していることが明らかとなった。また、VR1遺伝子は視床下部・小脳・線状体・中脳等、脳内に発現することが報告されている。そこで、VR1の分子機構を解明することを第1の、VR1の脳における機能を解明することを第2の目的とした。有効刺激の1つであるプロトンによる活性化のEC50が約pH5.4であること、プロトンが細胞外からのみ作用することから、VR1の細胞外ドメインの酸性アミノ酸の点変異体を作成して機能解析を行いプロトンの作用部位を検討した。その結果、VR1の第3細胞外ループのグルタミン酸(E600)がプロトンによるVR1活性の制御に、別のグルタミン酸(E648)がプロトンによるVR1の直接の活性化に重要であることが明らかとなった。傷害部位から放出される炎症関連メデイエイターは感覚神経終末での痛み刺激受容を制御することが知られているが、そのメカニズムは明らかではない。メデイエイターの1つである細胞外ATPのVR1活性に対する作用を検討した結果、これまで知られているイオンチャネル型(P2X)受容体のみならず代謝型(P2Y)受容体にも作用してPKCの活性化を介してVR1活性を制御していることが明らかとなった。これは、ATPによる全く新しい疼痛発生メカニズムとして注目される。第1の目的に関しては2つの論文を作成できた。第2の目的に関しては、現在、実験を遂行中である。
F・ナイト研究:その流動性選好説批判および裁量的金融政策支持の論拠をめぐって

ニュー・ディール期の金融制度改革に重要な影響を及ぼした初期シカゴ学派の代表者とされるナイトが、ケインズの流動性選好説やマネタリスト流のルールに基づく通貨政策に対して展開した批判の論拠を解明する作業を行い、「シカゴ学派の祖」というナイト像誕生の背景やフリードマンらのネオ・リベラリズムとの異質性を明示するだけでなく、シカゴ"学派"や新古典派、新旧制度学派といった分類法が抱える問題点-従来の経済学史研究が抱える死角-をも浮き彫りにした。1.フランク・ナイトの代表作を選定し、彼の経済思想の体系性やその自由主義的特徴、今日的示唆に富む彼独自の議論をコンパクトに紹介する論文集として高哲男九州大学名誉教授と共に訳出、『競争の倫理-フランク・ナイト論文選-』(ミネルヴァ書房,2009年5月)として刊行した。なお、この論文集には、ナイトがケインズの流動性選好説に対して展開した理論的批判だけでなく、彼自身の貨幣・金融政策論の一端までもが垣間見える重要論文「景気循環・利子および貨幣-方法論的アプローチ-」(1941年)が、第三章として収録されている。2.フランク・ナイトの思索の多面性や重層性を「複眼的思考」として整理したうえで、彼の人生・学問遍歴などを手がかりとしてその認識論的・哲学的背景に迫った論考「フランク・ナイトの複眼-思索の多面性と重層性-」を執筆、上掲書のなかで訳者解説として発表した。3.ナイトとケインズの間に横たわる理論的見地の相違や貨幣観の違いだけでなく、その方法論的背景や貨幣幻想をめぐる経済学史・経済思想史全般についての考察をも展開した論考「貨幣幻想がもたらす理論経済学の難題-ナイトとケインズの微妙な接点-(仮)」、および、ナイトの金融政策観の一部を紹介しながら今後の世界経済や日本経済が直面する金融問題を展望した時事論考「型口戦略の大前提-『インフレ懸念〉デフレ懸念』の基礎条件-(仮)」を執筆、今夏勁草書房より出版予定の研究書『市場・不確実性および競争の倫理-フランク・ナイトの自由企業論-』において、それぞれ「コラム(七)・(八)」として収録予定。1.論文「フランク・ナイトの経済学・競争体制批判-シカゴ"学派"再考-」(『経済学史研究』53巻1号,2011年7月発行予定)を執筆し、"シカゴ学派の新古典派経済学者"という従来のナイト像を崩壊させうる彼自身の政治的・経済的・倫理的議論を再構成しただけでなく、彼固有の自由主義思想の一貫性と体系性を浮き彫りにした。同時にこの論文では、ナイトを代表とするシカゴの経済学者グループが1933年にローズベルト政権に提案した金融制度改革論-シカゴ・プラン-の骨子を概説し、ナイトの高弟である後のマネタリストM.フリードマンや規制改革論者G.スティグラーらとの方法的連続性や思想的異次元性に触れるなど、"シカゴ学派の祖"というナイト像誕生の背景だけでなく、シカゴ"学派"という括り方それ自体が抱える問題点も浮かび上がらせている。3.シカゴ大学図書館Special Collection Research CenterにおいてFrank H.Knight Papersを調査し、ナイトが晩年に執筆に取り組み、ついにかなわなかったとされる幻の著作について資料の収集(720 Photocopies)を行った。1.論文「フランク・ナイトの経済学・競争体制批判-シカゴ"学派"再考-」を経済学史学会の機関誌『経済学史研究』に発表、ナイトを代表とするシカゴ大学の経済学者グループが1933年に提案した金融制度改革案-シカゴ・プラン-の骨子や、ナイトの高弟である後のマネタリストM.フリードマンとの方法的連続性や思想的異次元性などについて概説し、"シカゴ学派の祖"というナイト像が誕生した背景だけでなく、新古典派や制度学派といった括り方それ自体が抱える問題点、従来の学史研究が抱える死角などを浮かび上がらせた。2.ケインズの流動性選好説やマネタリストが主張するルールに基づく通貨管理政策、さらには超低金利政策に対してナイトが披露した懐疑的所見だけでなく、裁量的金融政策への支持までもが明記されているヴァージニア大学での講義録Intelligence and Democratic Actionを訳出し(『ナイト社会哲学を語る-講義録「知性と民主的行動」-(仮)』ミネルヴァ書房より今秋刊行予定)、彼が最晩年まで取り組んだ「未刊の著作」の名残である本講義録出版の背景やその今日的意義などについて概説した訳者解説「ありし日の本の幻につかれて」を執筆した。3.一般経済誌「週刊エコノミスト」第90巻18号(2012年4月24日号)上の「経済学者の思想と理論」をめぐるエッセイ「温経知世」欄に「フランク・ナイト-社会の不確実性を経済学に取り込んだ-」を寄稿、昨今の金融危機や想定外といったキーワードの本質を読み解く上でも通用するナイトの視点を広く紹介すべく、主著『リスク・不確実性および利潤』や主論文「競争の倫理」などのポイントや現代的意義の一端を解説した。
市民の政治意識と地域社会構造-ソーシャルキャピタルの偏在と不平等-

本研究の目的は、有権者を取り巻く社会や環境が如何に影響を及ぼし、有権者の意識と行動を変容させるのかを検証することである。代表者は、そのために平成17年に愛知県内の有権者2000名を対象とした郵送調査を行った。本研究は、このサーベイ・データと既存のサーベイ・データを用いて、有権者の動態を捉えることを目的とする。最終年度は、次の2点に絞って研究を進めた。第1点は、「ソーシャル・キャピタルの機能」である。具体的には次の2項目である。第1にボランタリー・セクターの政治的機能としてのアドヴォカシーを検証した。第2は、ソーシャル・キャピタルにおける負の側面に焦点を当てた分析を行った。ソーシャル・キャピタルは、諸組織で各組織が水平的構造を有する際に、民主主義に資するとされる。だが、水平的組織構造を有していると考えられる組織でさえ、時としては民主主義に対してネガティブな影響を及ぼすことを「選挙動員」の視座から検証した。第2点は「政治参加の変容」である。政治参加として「投票参加」「市民・住民運動」の2つを検証した。第1に、「投票参加」に関しては、90年代の衆議院選挙投票率低下をサーベイ・データでシミュレーションを用いて検証した。結果は、有権者の政治関心と政党支持低下が投票率低下の直接的原因であり、その遠因として90年代の混乱した政党政治の存在を指摘した。さらに、コーホート効果を取り入れた分析モデルを構築し、世代交代要因の存在を検証した。この研究成果は、2005年度日本政治学会で報告した。第2に「市民・住民運動」は、イベント分析により分析した。結果は、70年代から80年代にかけて「新しい社会運動」の傾向が見えてくるが、90年代初頭はその傾向が見え難くなり、90年代後半から再度「新しい社会運動」の傾向を強めていることが検証された。本研究課題の成果は平成18年年度に学術書として刊行予定である。本研究課題の目的は、現代日本における市民の政治参加の変容をミクロ・レベルで分析することである。今年度は、本課題に則して2つの研究をおこなった。研究の中心は日本における政治参加構造の変動であり、日本人の政治参加は2極分化してきていると考えられる。即ち、多様な複数の参加を行う市民と、選挙でさえ棄権し何も参加活動をしない市民の2つの層が拡大している。こうした状況を鑑みて、本研究はその2極構造の両端に焦点を当てておこなった。1つは、市民のボランタリー・セクターにおける活動である。これまでの政治参加(投票、選挙運動、市民・住民運動、誓願・陳情)を調査すると同時に、ボランタリー・セクターへの市民参加も包含されることを計量分析により示した。ボランタリー・セクターの活動の多くは、これまでの市民運動や社会運動の多くと連関している。しかし、その内容は大きく異なり、ボランタリーセクターの活動は行政との信頼関係を基底としたコラボレーションであることを検証した。平成17年2月には、愛知県内の有権者を対象とした調査を実施した。調査は名古屋市、豊橋市、津島市、鳳来町の有権者2400名を対象として、平成17年2月に郵送調査で行った。調査目的はボランタリーセクターへの市民の参加と既存の政治参加への参加を多様な理論的分析枠組みからの比較検討が可能なデータを作成することである。調査項目には、ボランタリーセクターへの参加とソーシャルキャピタルの関連を測定する調査項目も付加した。

本研究の実績としては、「ボランティア・NPOへの参加-新たな政治文化の創造か?-」(慶應義塾大学21世紀COEプログラム多文化社会における市民意識の動態・現代日本市民意識セッション1)で報告した。もう1つの研究は、日本の衆議院選挙における投票率低下の分析である。この研究は既存のサーベイデータとアグリゲートデータを組み合わせて、シミュレーションにより1990年代の投票率の急激な低下の原因を分析した。この研究に関しては「投票参加の低下-90年代の投票率低下の説明-」として日本政治研究学会(於:東京大学)で報告した。本研究の目的は、有権者を取り巻く社会や環境が如何に影響を及ぼし、有権者の意識と行動を変容させるのかを検証することである。代表者は、そのために平成17年に愛知県内の有権者2000名を対象とした郵送調査を行った。本研究は、このサーベイ・データと既存のサーベイ・データを用いて、有権者の動態を捉えることを目的とする。最終年度は、次の2点に絞って研究を進めた。第1点は、「ソーシャル・キャピタルの機能」である。具体的には次の2項目である。第1にボランタリー・セクターの政治的機能としてのアドヴォカシーを検証した。第2は、ソーシャル・キャピタルにおける負の側面に焦点を当てた分析を行った。ソーシャル・キャピタルは、諸組織で各組織が水平的構造を有する際に、民主主義に資するとされる。だが、水平的組織構造を有していると考えられる組織でさえ、時としては民主主義に対してネガティブな影響を及ぼすことを「選挙動員」の視座から検証した。第2点は「政治参加の変容」である。政治参加として「投票参加」「市民・住民運動」の2つを検証した。第1に、「投票参加」に関しては、90年代の衆議院選挙投票率低下をサーベイ・データでシミュレーションを用いて検証した。結果は、有権者の政治関心と政党支持低下が投票率低下の直接的原因であり、その遠因として90年代の混乱した政党政治の存在を指摘した。さらに、コーホート効果を取り入れた分析モデルを構築し、世代交代要因の存在を検証した。この研究成果は、2005年度日本政治学会で報告した。第2に「市民・住民運動」は、イベント分析により分析した。結果は、70年代から80年代にかけて「新しい社会運動」の傾向が見えてくるが、90年代初頭はその傾向が見え難くなり、90年代後半から再度「新しい社会運動」の傾向を強めていることが検証された。本研究課題の成果は平成18年度に学術書として刊行予定である。
理解状態とモチベーションの解析で学習者支援開始時期を導出する教授学習支援システム

本研究では,学習者の理解状態とモチベーションの関連に着目し,両者の関連を統計的に解析してe-Learningにおける学習者自身に適応した学習支援の開始時期を導出した。統計的関連分析手法の提案と両者の関連を表すモチベーション関連モデルによって理解状態とモチベーションの関連を解析し,学習支援の開始時期導出機構を構築して学習者支援開始時期を体系的に導出した。本成果は、e-Learning側からの体系的なフィードバックといった観点から,教授者の意図した学習効果が発揮でき,その機能が十分に生かすことができるので,新しい教育環境を構築するための有用な指標であると考える。本研究の目的は,学習者の理解状態とモチベーションの関連を統計的に解析し,学習者自身に適応した支援開始時期をフィードバックできる教授学習支援システムの研究開発である。具体的には,3つの手法・技術[T1][T3]の研究開発を計画している。本年度は,この研究開発(3ヶ年計画)の初年度に当たるもので,T1:理解状態とモチベーションの関連を解析する統計的関連分析手法,に関する研究開発を行った。研究実績は以下のとおりである。(1)本学および国内の研究協力者の新潟青陵大学においてプログラミング教育のデータを収集し,理解状態を異なる教育環境にも適応して解析ができるように改善した“理解状態解析機構"によって解析した。(2)プログラミング教育のモチベーションを,ARCSアセスメント尺度に対応した“アセスメント尺度測定機構"によって,そのレベルと遷移状態を解析して特性を明らかにした。(3)上述の解析結果から,それぞれの授業回の学習者における下位カテゴリーのモチベーションの分布状態が分散すると,次の授業回ではさらにその分散が大きくなり,モチベーションが減少する学習者が有意な割合で存在することを解明した。これより,下位カテゴリーの分散を関連要素の一つとして,学習者のモチベーションの遷移推定ができる統計的関連分析手法を提案した。本手法を,授業回9回,解析対象の学習者9名のプログラミング教育のデータに適用して,11個の支援候補学習者を導出し,その中から5個の支援学習者の存在を確認した。(4)統計的関連分析手法を,モチベーション関連機構用サーバーに実装するため,本手法によるモチベーション関連機構を設計した。また,本学および国内の研究協力者の大学で本機構の評価実験および,先行研究の成果との比較などにより改善項目を導出した。これらの成果については国内外の学会において発表を行った。本研究では,[T1]理解状態とモチベーションの関連を解析する統計的関連分析手法,[T2]理解状態とモチベーションの関連を表す関連モデル構築手法,[T3]e-Learningにおける学習者支援の開始時期導出機構,の研究開発を推進する。本年度は,この研究開発(3ヶ年計画)の2年目に当たるもので,初年度のT1:統計的関連分析手法の成果を基に,T2:関連モデル構築手法に関する研究開発を行った。(1)昨年度の統計的関連分析手法による解析結果,先行研究の学習環境要因尺度,関連分析モデル,および支援候補学習者のカテゴリーより,モデル構成要素を導出し,理解状態とモチベーションの関連を表すモチベーション関連モデルを構築した。(2)先行研究で導出した支援候補学習者における偽陽性データを減少させるため,統計的関連分析手法にヒューリスティックなメトリクスとして,学習者Aのn回目授業における平均Anおよび,n回目授業における平均値nを取入れ,学習者支援のための開始時期導出アルゴリズムを提案した。(3)本導出アルゴリズムを,先行研究の9回の授業における学習者9名,延べ81個の学習者データに適用した。先行研究においては,導出した11個の支援候補学習者の中に6個の偽陽性データが存在し,偽陽性率が55%であった。本導出アルゴリズムでは,9個の支援候補学習者の中から4個の偽陽性データが確認されたが,偽陽性データを2個減少できて支援学習者の導出率が10%向上した。(4)さらに,昨年度と同様に本学および国内の研究協力者の大学および,小学校におけるプログラミング教育を加えた評価実験によって本導出アルゴリズムの改善要素を調査した。成果については国内外の学会において発表を行った。本研究では,理解状態とモチベーションの関連を解析できる統計的関連分析手法と,両者の関連を表すモチベーション関連モデルを構築し,学習支援の開始時期導出機構によって,e-Learningにおける学習者自身に適応した学習者支援開始時期を体系的に導出できる教授学習支援システムの実現を目的としている。3年間で得られた主な研究成果は次のとおりである。(1)多様なプログラミング教育環境に適応できるよう改善した“理解状態解析機構"で理解状態を解析し,ARCSモデルを適用した“アセスメント尺度測定機構"によってモチベーションレベルと遷移状態の特性を明らかにした。次に,その授業回におけるモチベーションの下位カテゴリーの分布が分散すると,次回の授業ではその分散が大きくなって,モチベーションが減少する学習者が有意な割合で存在することを解明し,下位カテゴリーの分散を関連要素の一つとして,学習者のモチベーションの遷移推定ができる統計的関連分析手法を提案した。(2)モチベーション関連機構を設計し,本学および国内の研究協力者の大学で本機構の評価実験と先行研究の比較などにより改善項目を導出した。その解析結果,先行研究の学習環境要因尺度,関連分析モデル,および支援候補学習者のカテゴリーよりモデル構成要素を導出し,理解状態とモチベーションの関連を表すモチベーション関連モデルを構築した。

(3)本手法で導出した支援候補学習者における偽陽性データを減少させるため,ヒューリスティックなメトリスクを取り入れ,学習者支援のための開始時期導出アルゴリズムを提案し,支援候補学習者における4個の偽陽性データを2個減少させて導出率が向上できた。(4)本学および国内の研究協力者の大学および,小学校におけるプログラミング教育を加えた評価実験によって本機構の改善要素を評価した。成果については国内外の学会において発表を行った。本研究では,学習者の理解状態とモチベーションの関連に着目し,両者の関連を統計的に解析してe-Learningにおける学習者自身に適応した学習支援の開始時期を導出した。統計的関連分析手法の提案と両者の関連を表すモチベーション関連モデルによって理解状態とモチベーションの関連を解析し,学習支援の開始時期導出機構を構築して学習者支援開始時期を体系的に導出した。本成果は、e-Learning側からの体系的なフィードバックといった観点から,教授者の意図した学習効果が発揮でき,その機能が十分に生かすことができるので,新しい教育環境を構築するための有用な指標であると考える。当初の計画通り,理解状態とモチベーションの関連を表すモチベーション関連モデルの構築および,学習者支援のための開始時期導出アルゴリズムの提案に加え,プログラミング教育におけるモチベーション測定を進めることができている。総合領域提案した開始時期導出アルゴリズムによって支援学習者の導出率を10%向上できたので,さらに真の支援学習者の導出率向上のための改善要素を調査し,本提案手法の汎用性を検証する。そして,本提案手法を用いた開始時期導出機構のモチベーション関連機構用サーバーへの実装を計画している。また本研究の特色の一つが,進行中のプログラミング教育における学習者への支援である。本提案手法は,プログラミング教育の学習者数がある程度の人数であれば,支援候補学習者への教授者の支援が可能であり,実際の教育現場での実用性が高いことから,本提案手法によって導出された支援候補学習者に適応したプログラミング教育支援教材の開発も検討している。当初の計画通り,統計的関連分析手法によるモチベーション関連機構の開発とプログラミング教育におけるモチベーション測定を進めることができている。統計的関連分析手法による解析結果,学習環境要因尺度,関連分析モデル,および支援候補学習者のカテゴリーより,モチベーション関連モデルを構築し,9ヵ月をかけて学習者支援のための開始時期導出アルゴリズムを提案した。これら関連モデル,導出アルゴリズムは,評価実験によって評価・改善するよう進めていたが,今年度から本学および国内の研究協力者の大学に加え,小学校におけるプログラミング教育を研究対象に含めたことで,小学生と大学生に対応できる評価実験用パーソナルコンピュータが必要になった。そのため適切適量なハードウェア構成,スペック,OSバージョン,操作性等の調査に時間を要し,さらに研究協力者の情報環境の更新も影響し,評価実験用パーソナルコンピュータの年度内の完了が困難となった。