hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トーラスプラズマのスクレイプ・オフ層を活用した新たな周辺プラズマ制御法の開発

トロイダル方向に分割した複数のダイバータ板に位相制御したバイアス電圧を印加する新たなダイバータバイアス法を小型トカマクプラズマに適用し、コアプラズマを取り囲むスクレイプ・オフ層(SOL)プラズマの制御を試みた。このバイアス法で駆動したSOL電流群のフーリエ分析は、指定したトロイダルモード数の共鳴磁場摂動(RMP)が生成できることを示した。正バイアスによるSOL電流駆動は、高い電流値と長い電流路長が得られるのでRMP生成に特に有効である。本バイアス法はダイバータ板への粒子束分布の径方向への拡張とピーク値低減ももたらした。本バイアス法は、ダイバータの熱負荷の新たな制御法として有望である。[目的]本研究は、ダイバータバイアスによりトーラスプラズマの最外殻磁気面(LCFS)のすぐ外側の開いた磁力線領域に存在するスクレイプ・オフ層(SOL)プラズマ中の磁力線に沿った電流を可変することにより、プラズマ周辺部に発生する巨視的不安定性や周辺プラズマ輸送の制御法の開発を目的とする。さらに、この手法の国際熱核融合実験炉(ITER)などの核燃焼プラズマへの適用性の評価も本研究の重要な課題である。[研究実績]上記目的に沿って、第一段階として単純な条件下でSOL電流制御を行うため、九州大学応用力学研究所の球状トカマクQUEST装置にバイアス可能な4枚のダイバータ板を新たに設置した。4枚のバイアスダイバータ板はトロイダル方向に90°ずつ離して設置し、それぞれ独立に位相制御できるよう設計・製作した。これらに、それぞれバイポーラ電源を接続し、任意の位相で制御できるよう回路系を構築した。QUEST装置における高周波生成プラズマの線平均電子密度は1x10^17 m^-3であり、ダーバータ板付近の電子温度及び電子密度はそれぞれ10eV, 5X10^16 m^-3と予想される。また、ダイバータ粒子束の径方向の広がりを3cmと予想すると、ダイバータ板に流入あるいは流出する電流は1A程度以下と見積もられ、同電源容量を超えないので実験可能である。各ダイバータ板への印加電圧及び駆動電流のモニター回路を含めた位相制御ダイバータバイアスシステムを構築した。次年度から、ノイズ対策、電気絶縁耐圧等の試験を経て、高周波で生成したQUESTのプラズマでの位相制御実験を行う予定である。SOL電流制御のため、直流及び100kHzまでの交流バイアス電圧が印加を試みる。この位相制御ダイバータバイアスにより、生成される摂動磁場強度を評価するとともに、その生成磁場摂動のダイバータ粒子束への影響を明らかにする。[目的]新規のダイバータ静電バイアス法によりトーラスプラズマの最外殻磁気面(LCFS)のすぐ外側の開いた磁力線領域に存在するスクレイプ・オフ層(SOL)プラズマ中にトロイダル方向に分離した複数のシート状電流を駆動することにより、プラズマ周辺部で生ずる巨視的不安定性や微視的乱流輸送の能動的制御法を開発する。さらに、国際熱核融合実験炉(ITER)などの核燃焼プラズマへの本制御法の適用性を物理学的及び工学的側面から評価する。[研究実績]九州大学応用力学研究所の球状トカマク装置QUESTに静電バイアス可能なダイバータ板をトロイダル方向に90度間隔で設置し、それぞれ独立に印加電圧の位相制御ができるように各バイアス板に専用のバイポーラ電源を接続した。QUEST装置ではトロイダル電流駆動のための入射高周波電力が十分高くない条件下では「閉じた磁気面がなくSOL領域のみからなる円筒プラズマ配位」が容易に生成される。このプラズマの線平均電子密度は1.0E17 m-3程度であり、設置したダイバータバイアス板を通過する電流は1 A程度と予想され、設置したバイポーラ電源で駆動可能である。同ダイバータバイアス板とバイポーラ電源との間の電磁ノイズ遮蔽を入念に行った。SOL電流制御のため、直流及び100kHzまでの交流バイアス電圧が印加可能である。SOL電流の詳細な情報を得るため、新たにSOL領域へ挿入可能な静電・磁気プローブと同プローブの水平駆動装置への取り付け部の設計を完了した。上記のハードウエアの整備と並行して、プラズマ周辺部での巨視的不安定性や微視的乱流制御に効果的なSOL電流駆動パターンのモデル計算を進め、LCFSのすぐ内側の安全係数q_95にほぼ共鳴する摂動磁場成分が可能な限り大きくなるようなダイバータバイアスの電圧印可パターンを見出した。ダイバータ板のバイアス回路系の整備がほぼ完了し、電磁ノイズ対策を完了した。また、球状トカマク装置QUESTでのダイバータバイアス実験をさらに効率よく進めるため、予想されるSOL電流路部の近傍に挿入可能な静電・磁気プローブを新たに設計した。同プローブのQUEST装置への設置作業を開始した。これらのハードウエアの整備と並行して、周辺プラズマの安定性やプラズマ輸送に有効と思われるダイバータバイアスの電圧印可パターンをモデル計算により明らかとした。[目的]トカマクプラズマにおいてトロイダル分割した複数個のダイバータ板を用いた新たな電気的バイアス法により、閉じた磁気面のすぐ外側に存在するスクレイプ・オフ層(SOL)プラズマ中に磁力線方向電流(SOL電流)、径電場やポロイダル電場を駆動することによりコアプラズマ周辺部に励起される周辺局在化モード(ELM)やダイバータ板への熱負荷の新たな制御法の開発を目指す。[研究成果]QUEST

トカマク(九州大学応用力学研究所)において、高周波により生成した内側X点ダイバータ配位のSOLプラズマに対し、トロイダル方向に90°毎に配置したバイアス板を利用して電気的バイアス実験を行った。上側ダイバータ領域に設置したバイアス板とSOLプラズマ中の磁力線を介して接続されている下側ダイバータ板間に正負80Vの電圧を印加し電気的バイアスを行い、SOL及びダイバータプラズマへの影響を調べた。下側ダイバータ板をアース電位とし、正バイアス電圧を印加したとき、バイアス板から約0.7 Aが流出し、負バイアス時には約0.2Aが流入した。下側ダイバータ板は低負荷抵抗を介して接地されており、この負荷電圧降下から下側ダイバータ板を通過する電流を評価した。バイアス板で駆動したSOL電流の10%程度が接地した下側ダイバータ板に達した。この実験条件では、ダイバータバイアスにより駆動したSOL電流の経路長は、上下ダイバータ板間の磁力線接続長の約1/2と短く、下側ダイバータ板電流が駆動SOL電流に比べ相当小さいことは妥当な結果といえる。現状のQUEST装置ではSOL電流経路長が磁力線接続長より長くなる条件設定はできず、バイアス電源限界までのSOL電流駆動を実現できなかった。また、バイアス時にダイバータ板に達する粒子束分布が径方向に拡がるという結果が得られた。これは、ダイバータ板熱負荷の低減法の開発に有用な知見を与える。トロイダル方向に分割した複数のダイバータ板に位相制御したバイアス電圧を印加する新たなダイバータバイアス法を小型トカマクプラズマに適用し、コアプラズマを取り囲むスクレイプ・オフ層(SOL)プラズマの制御を試みた。このバイアス法で駆動したSOL電流群のフーリエ分析は、指定したトロイダルモード数の共鳴磁場摂動(RMP)が生成できることを示した。正バイアスによるSOL電流駆動は、高い電流値と長い電流路長が得られるのでRMP生成に特に有効である。本バイアス法はダイバータ板への粒子束分布の径方向への拡張とピーク値低減ももたらした。本バイアス法は、ダイバータの熱負荷の新たな制御法として有望である。QUEST装置に、バイアス電圧印加可能でしかもダイバータ板がそれぞれ独立に位相制御できる4枚のバイアス・ダイバータ板を設置した。また、バイアス回路系とデータ収集装置の構築をほぼ完了した。次年度から、QUESTの高周波プラズマを用いての試験を行える段階に至った。今後の実験では、QUESTで生成しやすい「閉じた磁気面がなくSOL領域のみからなる円筒プラズマ配位」でSOL電流駆動実験を行う。この配位ではSOL電流駆動とその検出が比較的容易でかつ通常のダイバータ配位と類似のSOL電流駆動が期待される。したがって、この配位での実験は本手法の基本的な物理機構の理解に有用である。QUESTトカマク装置では大きなプラズマ電流を準定常に駆動すべく入射高周波電力の増大が図られており、高周波駆動電流が50kAを超えるようになれば、ITERなどで採用されている標準的なダイバータ配位を生成できるようになる。この段階で「上側シングルヌルダイバータ配位プラズマ」を生成し、SOL電流駆動実験を行うとともに周辺プラズマやダイバータ板への影響を明らかにする予定である。核融合プラズマ理工学
倫理的看護実践を可能にする組織の条件に関する質的・理論的研究

本研究は、さまざまな組織的条件が個々の看護職者の倫理的行動に与える影響、および個々の看護職者の行動が組織に与える影響を明らかにすることを目的としている。これらの影響要因は現時点で明らかではないため、本研究ではインタビューに基づく探索的質的研究を行う。また並行して、既存の倫理学説を拡張・更新して組織倫理を論じられるようにするため、理論面からも研究を進める。より具体的には、インタビューは次のように計画している。施設規模等によって組織の条件は異なることが予想されるため、病院規模ごとに3施設ずつ、訪問看護ステーション3施設を対象とする(計15施設)。職位によって組織での影響力や組織条件の経験のされ方が違うことが予想されるため、各施設の看護部長1名・師長1名・スタッフ看護師2名にインタビューを行う(15施設×4名=計60名)。インタビューは半構成的面接とし、組織と倫理的実践の関係について感じていることや考えていることなどをできるだけ幅広く語ってもらう。3年計画の初年度にあたる平成30年度は、インタビュー開始に向けて、研究代表者の所属大学の研究倫理委員会に計画を申請し、承認を得た。その後、インタビュー対象施設・対象者の募集を行い、一部インタビューを実施した。研究協力の申し出が当初見込んでいたよりも少なかったことなどから、平成30年度のインタビュー実施は1施設4名にとどまった。今後、引き続き協力者を募ってインタビューを実施していくと同時に、インタビュー結果の整理・分析を行う。また理論面からの検討も行っていく。3年計画の初年度にあたる平成30年度は、計画通り、インタビュー開始に向けて、研究代表者の所属大学の研究倫理委員会に計画を申請し、承認を得た。その後、インタビュー対象施設・対象者の募集のため、京都私立病院協会の看護部長会で資料配布と概要説明を行った。1施設の看護部長より研究協力の申し出があったため、詳しい説明を行い、日程調整をしてインタビュー(4名)を実施した。インタビューは平成30年度から令和1年度にかけて、15施設(60名)行う計画であり、そこからすると平成30年度のインタビュー実施数はやや少ない。これは最初の募集時の研究協力の申し出が、当初見込んでいたよりも少なかったこと、およびその後の追加での募集等に入ることがやや遅れたことによる。インタビュー実施が少なかったため、研究費の使用も平成30年度は当初予算より少なくなった。主にインタビュー録音のテープ起こしに見込んでいた費用を、次年度以降の使用に回すことになった。今後まず引き続きインタビューの対象施設・対象者募集を行い、計画されたインタビューを実施することを目指す。京都私立病院協会で説明した施設の他、協力いただける施設があれば対象とする。現時点でいくつかの候補が考えられるため、順次接触して協力意思の有無を尋ねたいと考えている。インタビューは当初計画よりもやや遅れているため、代表者・分担者で相談の上、適切に分担して、できるだけ効率よく行えるようにしたい。データは質的帰納的に分析し、次の内容を具体的な文脈に即して抽出する。(1)現場の諸条件や風土はどのように知覚されているか、それらはどのように実践に影響しているか、(2)スタッフや師長のどのような振舞い・態度が、現場の風土および各人の倫理的実践に影響していると知覚されているか、(3)その他に倫理的実践に影響する要素はあるか、(4)病院と訪問看護の違いや施設規模の違いによってこれらの内容がどのように違うか、また職位等の違いによって経験にどのような違いが生じているか。これにより、組織と個人の関係に含まれる多様な影響関係のあり方やその諸要素を明らかにすることができると考える。並行して、理論面からの検討も引き続き行っていく。理論からみたときに、インタビュー結果をどのように理解することができるか、また逆にインタビューの成果は理論に何をもたらすのかといったことがポイントになるだろう。成果は看護系の学会における学会発表、および看護系雑誌の論文として発表する。

3年計画の初年度にあたる平成30年度は、計画通り、インタビュー開始に向けて、研究代表者の所属大学の研究倫理委員会に計画を申請し、承認を得た。その後、インタビュー対象施設・対象者の募集のため、京都私立病院協会の看護部長会で資料配布と概要説明を行った。1施設の看護部長より研究協力の申し出があったため、詳しい説明を行い、日程調整をしてインタビュー(4名)を実施した。インタビューは平成30年度から令和1年度にかけて、15施設(60名)行う計画であり、そこからすると平成30年度のインタビュー実施数はやや少ない。これは最初の募集時の研究協力の申し出が、当初見込んでいたよりも少なかったこと、およびその後の追加での募集等に入ることがやや遅れたことによる。インタビュー実施が少なかったため、研究費の使用も平成30年度は当初予算より少なくなった。主にインタビュー録音のテープ起こしに見込んでいた費用を、次年度以降の使用に回すことになった。今後まず引き続きインタビューの対象施設・対象者募集を行い、計画されたインタビューを実施することを目指す。京都私立病院協会で説明した施設の他、協力いただける施設があれば対象とする。現時点でいくつかの候補が考えられるため、順次接触して協力意思の有無を尋ねたいと考えている。インタビューは当初計画よりもやや遅れているため、代表者・分担者で相談の上、適切に分担して、できるだけ効率よく行えるようにしたい。データは質的帰納的に分析し、次の内容を具体的な文脈に即して抽出する。(1)現場の諸条件や風土はどのように知覚されているか、それらはどのように実践に影響しているか、(2)スタッフや師長のどのような振舞い・態度が、現場の風土および各人の倫理的実践に影響していると知覚されているか、(3)その他に倫理的実践に影響する要素はあるか、(4)病院と訪問看護の違いや施設規模の違いによってこれらの内容がどのように違うか、また職位等の違いによって経験にどのような違いが生じているか。これにより、組織と個人の関係に含まれる多様な影響関係のあり方やその諸要素を明らかにすることができると考える。並行して、理論面からの検討も引き続き行っていく。理論からみたときに、インタビュー結果をどのように理解することができるか、また逆にインタビューの成果は理論に何をもたらすのかといったことがポイントになるだろう。成果は看護系の学会における学会発表、および看護系雑誌の論文として発表する。計画初年度はインタビューに関する倫理申請、インタビュー対象施設・対象者の募集を行い、一部インタビューを実施した。当初見込んでいたよりも研究協力の申し出が少なかったため、平成30年度はインタビュー実施が計画よりも少なかった。そのため、主にインタビュー録音のテープ起こしのための費用が少なくなり、その費用を次年度に回すこととなった。次年度は、平成30年度の分も含めてインタビューを実施することを考えており、そのためのテープ起こし費用が発生する予定である。
戸別改修による既存構造躯体の撤去を核とした集合住宅ストック活用技術の開発

本研究は、集合住宅の住戸内の構造壁および梁を戸別改修により撤去する技術を開発するとともに、関連する諸技術を体系化することによって、昭和40年代に建設された公共集合住宅ストックを、現在の住要求に適合させ、それらの再生を促進することを目的としている。本研究で開発した技術および整理した技術体系は、建物全体に及ぶ改修を行わずに、住戸の抜本的な性能改善を可能とするため、戸別改修技術であるため、住民の仮移転等が困難な住棟においても住宅の付加価値を大幅に高める改修が可能である。事業者にとっては、大規模改修のリスクを分散できるという点も大きな利点である。従って、本研究で得られた成果の社会的意義は極めて高い。本研究は、住戸内の構造壁・梁を撤去することによって、昭和40年代に建設された壁式構造の公共集合住宅ストックを、現在の住要求に適合した住宅として蘇らせる技術を開発することを主要な目的としている。これらの集合住宅の改修に際しては、戸別改修技術の開発が望まれており、本研究で目指すのも、戸別改修が可能な既存構造躯体撤去技術の開発である。平成24年度は、1本研究で開発する構造壁・梁撤去技術を、現実に適用可能なレベルにまで高めるとともに、2実際の公共集合住宅の一住戸を対象とした改修計画を策定することによって、技術的な課題を明らかにした。また、ここで策定する改修計画は、内装・設備の更新計画まで含んだものとし、適切なコストで住宅のトータルとしての価値・魅力を最大限高めるための、最適な要素技術の組み合わせを明らかにした。平成25年度は、3平成24年度に策定した改修計画を、詳細設計レベルまで発展させた。さらに、この計画に基づき、4法規・建設コスト・維持管理コスト等の観点を含んだフィジビリティスタディを実施した。また、集合住宅の大規模改修事例を30事例程度収集し、そこでの改修ニーズや適用された改修技術の整理を行うとともに、これらの事例に対して、本研究で開発した技術が適用可能かどうか検証を行うことによって、開発した技術の評価を行った。さらに、本研究自体のプロセスの分析を行い、ストック活用時代の建築設計・生産管理のあり方について考察を行った。以上により、新たに開発を行った戸別改修による既存構造躯体の撤去技術を中心としながら、既存の集合住宅ストック活用技術を体系的に位置付け、総合化した改修手法を提示することができた。1に関しては、基本的な構造壁・梁撤去手法の考え方について構造解析などの検討を終え、実施可能であるとの結論を得た。さらに、撤去を行わない構造壁については、炭素繊維補強、鉄板補強など、いくつかの補強方法を検討し、施工のシミュレーションやコスト分析などのフィジビリティスタディを行った。梁撤去後のスラブについては、梁せいの小さいV字型の見付をもつ鉄骨梁による補強方法を考案し、また、これが重量床衝撃音に対する遮音性能も改善することを明らかにした。並行して、2実際の公共集合住宅の一住戸を対象とした改修計画を立案した。改修計画の立案は、1とのフィードバックを繰り返しながら行った。内装計画に関しては、公的な集合住宅の供給主体との意見交換などを実施しながら、既存の改修用要素技術を効果的に組み合わせる計画とした。ただし、ここでは住宅の全ての性能を向上させることを目的とはせず、若年核家族、高齢夫婦世帯など、明確な居住者像を設定することによって、適切なコストにより居住者の満足度を最大限高められるように内装計画を最適化した。また、間仕切り壁を構成する内装システムの開発も行い、実大の試作実験を行うことによって、その有効性を確認した。開発した内装システムは、狭小な躯体においても自由な平面計画が可能となるように、曲面壁なども実現可能なシステムとした。

2012年度に設定した目標は、1本研究で開発する構造壁・梁撤去技術を、現実に適用可能なレベルにまで高めるとともに、2実際の公共集合住宅の一住戸を対象とした改修計画を策定することによって、技術的な課題を明らかにすることであるが、1および2の目標は、当初の計画通りに達成することができた。また、上記の目標を達成するための研究を進める過程で、既存の内装システムでは、スラブ補強のために傾斜した天井に追従できないなどの課題が明らかになり、これを解決するため、新たな内装システムの開発を行い、その有効性を実大の試作実験により確認した。さらに、ここで開発した内装システムは、曲面壁などを構成することが可能なものとし、従来の内装システムより細やかな住戸計画に対応できるなど、狭小な住戸面積をもつ集合住宅住戸の改修一般に有効であることを確認した。以上の通り、2012年度は、当初設定した目標以上の研究成果が得られているため、「当初の計画以上に進展している」と評価可能である。平成25年度は、3平成24年度に策定した改修計画を、詳細設計レベルまで発展させる。さらに、この計画に基づき、4法規・建設コスト・維持管理コスト等の観点を含んだフィジビリティスタディを実施する。3の詳細設計にあたっては、平成24年度に策定した改修計画を発展させるかたちで行うが、実務設計的な知見が求められる局面が想定できるため、建築設計実務者に研究協力を仰ぐ計画である。4の法規・建設コスト・維持管理コスト等の観点を含んだフィジビリティスタディについても、平成24年度の成果を引き継ぎながら、集合住宅の改修計画策定時に広く用いることができるように、改修時の留意点を整理し、マニュアルとして取りまとめる。また、集合住宅の大規模改修事例を30事例程度収集し、そこでの改修ニーズや適用された改修技術の整理を行うとともに、これらの事例に対して、本研究で開発した技術が適用可能かどうか検証を行うことによって、開発した技術の評価を行う。さらに、本研究自体のプロセスの分析を行い、ストック活用時代の建築設計・生産管理のあり方について考察するとともに、成果を取りまとめ、報告書を作成する。該当なし。
金融政策と金融機関の資本規制の相互作用に関する分析

ワーキングペーパー“Financial Acceleration, Over-borrowing and Monetary Transmission" (Keqing Liuとの共著)では出発点であるAngeloni and Faia (2013, Journal of Monetary Economics)モデルのバンキング・セクターの定式化がどのように銀行による「借り過ぎ」に至っているかのメカニズムを解きほぐした。また、このメカニズムが数値カリブレーションにおいては、現実と比べて過剰に高い平均資本リターンと銀行の破綻確率につながることを説明した。6月18日から二日間に渡りShanghai University of Finance and Economics (SUFE)において開催されたマクロ経済学の学会The 9th Shanghai Macroeconomics Workshopでは、各国で活躍するマクロ経済学者たちが出席する中、本研究に関する発表を行った。発表ではタイトルにある3つのキーワード(Financial acceleration, over-borrowing,およびmonetary transmission)に関するポイントや先行研究を整理したうえで、この3つを持つマクロ経済モデルの一例としてのAngeloni and Faia (2013, Journal of Monetary Economics)モデルの課題点を指摘し、代わりにGertler and Karadi (2011, Journal of Monetary Economics)を組み合わせたモデルを紹介した。この学会、および米Penn State大学や英Exeter大学への研究訪問を通じ、様々な方面からマクロプルーデンスに関する当研究に関して有益なコメントを得た。今年度はまず上述のワーキングペーパーのカリブレーションやシミュレーションを進める一方で、literatureの再考察を行った。特にover-borrowingすなわち「過剰投資」を生成できるとする既存研究が、それをどのように実現しているかに焦点を置いた。また、monetary transmissionに関しては、近年注目されているrisk-taking channel (金融政策の効果が金融機関のリスク・テイキングを介して及ぶルート)が具体的にどのように定義・モデル化され、数量マクロモデルに組み込まれているかということを調査した。そのうえで、ミクロ経済学において研究が進んでいる逆淘汰やモラル・ハザードの問題を、数量マクロモデルに組み込むことにより、risk-taking channelにミクロ的基礎付けを与えられるかどうかも考察している。現在のワーキングペーパーが基づいているAngeloni and Faia (2013, JME)モデルの定式化は、資本価格の実現と投資決定のタイミングに難点があることが分かった。これをどう改善するかが目下の課題である。また、より一般的には数量マクロ経済モデルにおいて、先述の金融機関によるrisk-taking channelにどのようにミクロ的基礎付けを与えられるかを検討する。2019年8月には、Ariel RubinsteinとIn-Koo Choの主宰するSummer School of the Econometric Societyが北海道大学で開催されることとなった。イベントに参加する一流の研究者たちとの一週間の交流を通じて現在進行中の研究の新たな切り口を見出したり、今後の研究の着想を得たりできればと思う。
3次元動作分析による児童・生徒の学校用家具の検討

小学生10名および中学生10名を対象にして、学校用家具使用時の3次元動作分析を行った。被験者の身長から割り出した適正な机・椅子の高さを基準とし、その高さから1号だけ高い高さと、1号だけ低い高さの机・椅子を使用し、この3段階に高さを変えて実験を行った。文字を書くという着座時の動作、着座姿勢から直立姿勢への立ち上がり動作および机を持ち運ぶ動作を被験者に行ってもらい、2台のCCDカメラによる3次元動作の計測を行った。この実験の結果、机・椅子の高さが低いほど腰の角度が小さい値を示し前かがみの姿勢になる傾向を示した。小学生では1号だけ低いときに身体の各部位の疲労度が全体的に高くなり、中学生でも1号だけ低いときに腰と足を中心に疲労を強く訴えた。また、小学生と中学生は、1号だけ高い高さの机・椅子をちょうどよい高さと認識していることがわかった。児童・生徒の予備実験として,大学生15名(男性10名,女性5名)を対象にして,学校用家具使用時の2次元動作分析を行った。使用した机・椅子は,JIS規格の2号から7号までの号数で高さの調整が可能な木製机・椅子である。被験者の身長から割り出した適正な机・椅子の高さ(適と略す)を基準とし,その高さから1号だけ高い高さ(高と略す)と,1号だけ低い高さ(低と略す)の机・椅子を使用し,この3段階に高さを変えて実験を行った。被験者の頭頂点,耳介上部点,肩峰点,橈骨点,茎突点,転子点,脛骨点,外果点,足先点の9カ所に反射マーカーを貼り付け,学校での学習場面を想定して,文字を書くという着座時の動作と,着座姿勢から直立姿勢への立ち上がり動作を被験者に行ってもらい,デジタルビデオカメラで作業の様子を身体の左側面から撮影した。その後,2次元速度・変位ベクトル計測ソフトを用いて,モーションキャプチャによる身体の各部位の変位と角度を計測し分析を行った。また,3段階の高さの違いによる差を検証するために,反復測定による一元配置の分散分析を行った。この実験の結果,着座時に机で文字を書く動作において,腰と膝の角度では低と適および適と高で有意差が認められ,高さが高くなるほどそれらの角度は開く方向で増加し,低の時に最も上体が前かがみなることがわかった。また,立ち上がり動作において,腰と肩の変位では低と高で有意差があり,高さが高くなるほどそれらの変位量は減少した。さらに,立ち上がり動作において,腰の角度および水平線上からの腰の角度を調べると,低と適,適と高で有意差が認められ,低の場合に腰の角度が小さく閉じて上体が前かがみになり同時に上体を最も水平線近くへと伏せていた。立ち上がり動作時の腰の変位量と腰の角度の変化量では,適と高の差よりも適と低の差が大きいことから,低の時に腰に多くの負担がかかることが予想される。小学校4年生10名(男性5名,女性5名)および中学校1年生10名(男性5名,女性5名)を対象にして,学校用家具使用時の3次元動作分析を行った。被験者の身体の関節7カ所に反射マーカーを貼り付け,学校での学習場面を想定して,文字を書くという着座時の動作,着座姿勢から直立姿勢への立ち上がり動作および机を持ち運ぶ動作を被験者に行ってもらい,2台のCCDカメラによる3次元動作の計測を行った。その後,モーションキャプチャによる身体の各部位の変位と角度を計算し分析を行った。この実験の結果,着座時に机で文字を書く動作において,腰の角度では小学生で低と高の間で分散分析による有意差が認められ,中学生では低と適,低と高の間で有意差が認められた。すなわち,机・椅子の高さが低いほど腰の角度が小さい値を示し前かがみの姿勢になる傾向がある。立ち上がり動作において,腰の角度では小学生で適と高,低と高で有意差が認められ,中学生では低,適,高の間で有意差が認められた。

また,中学生では机・椅子が低くなるほど腰を曲げる角度が急増し,その増加分が腰に負担をかけ疲労の原因になると考えられる。このことは,中学生の腰の変位が低のときに特に大きいことからも裏付けられる。机の持ち運び動作において,小学生では後方に移動する場合は身長が高い人ほど机の上下方向の揺れが小さくなったが,中学生では有意差が認められなかった。また,身体部位別の主観的疲労度をアンケート調査した結果,小学生では低のときに各部位の疲労度が全体的に高くなり,中学生でも低のときに腰と足を中心に疲労を強く訴えていた。
言語力育成のためのInvestigationに基づく探究活動の実践的研究

1.研究の目的言語力を高めることを目指した探究活動の特徴、生徒の活動に対する教師の支援の方策といった観点から、イギリスの探究活動であるInvestigationの特質を分析する。さらには、その特質を生かした探究活動を高等学校生物の授業で実践し、言語力育成のあり方を実践的実証的に解明することを目的とする。2.研究方法(1)イギリス科学教育におけるInvestigationの実践的特質について、言語力の育成、および教師の支援や評価基準に主眼をおいて先行研究を調査・分析する。さらに、その特質を生かし、高等学校「生物基礎」「科学と人間生活」の授業で探究活動を実践する。(2)実践を総括し、Investigationが持つ可能性とその指導の特質を解明するとともに,生物学的に探究する能力の育成、特に言語力の育成のあり方について考察する。3.研究成果(1)Investigationでは、科学の方法をプロセスごとに体験・会得させ、探究のスキルそのものの向上が重視されている。実験レポートにおける文章表現の細かな評価基準、より論理的な表現へ改善を図るための授業の実施、ディスカッション等を通して生徒自らが考察を深める実践などが特徴的である。結果として、レポートでは実験の成功失敗ではなく、得られた結果の分析・考察が適確に表現されているか問われることになる。(2)実験レポート作成時に、グラフ・文章等の効果的かつ適確な表現についてそのスキルそのものを学習する授業や、それに対するディスカッションなどの活動を探究活動に取り入れた。結果として、生徒のレポートの表現がより説明的・論理的なものとなり、特に言語による科学的な表現に深まりがみられた。
高周期14族元素不飽和環状化合物の分子設計と合成および反応性

既に構造解析に成功している4つの^tBu_3Si基で置換されたシクロトリゲルメンのゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合が完全に平面構造であるのに対し、今回、新たに構造解析に成功した(Me_3Si)_3Si基を飽和ゲルマニウム上に有するシクロトリゲルメンはシスベント型のゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合を、また2,4,6-(CH_3)_3C_6H_2基を飽和ゲルマニウム上に有するシクロトリゲルメンはねじれ型のゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合を有することが分かった。これらの構造は理論計算によってもほぼ再現されることから、シクロトリゲルメンの飽和ゲルマニウム上の置換基の電子的、立体的影響によってゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合のコンフォメーションが変化することを実験的に明らかにした。また、ケイ素のみからなる不飽和3員環化合物シクロトリシレン、2種のケイ素-ゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物ジシラゲルミレン、ゲルマシラシリレンの合成、単離にも成功し、ねじれ型のケイ素=ケイ素あるいはケイ素=ゲルマニウム二重結合を有することをX線結晶構造解析により決定した。
昆虫DNAウイルスの感染・増殖抑制に関わるカイコ由来新規因子の分子機能解析

カイコ培養細胞を用いたRNA干渉及び過剰発現実験から、Etsファミリーに属する転写因子「BmEts」はDNAウイルスである多角体病ウイルス(BmNPV)のカイコ細胞内での増殖の抑制に関わることが示された。また、BmEtsはBmNPVの細胞内増殖に必須なウイルス前初期遺伝子の発現を抑制することでBmNPVの細胞内増殖を抑えていることが示され、さらにBmEtsの前初期遺伝子プロモーターに対する抑制機構が明らかにされた。BmEts遺伝子は細菌感染によっても発現が誘導される細菌感染応答遺伝子でもあり、BmEtsはカイコ抗菌性ペプチドの一つであるレボシン遺伝子の発現を活性化させる機能があることも明らかとなった。一方、BmToll10-3はカイコ培養細胞での過剰発現実験から、前初期遺伝子のプロモーター活性の上昇がみられたことから、BmToll10-3はBmEtsとは拮抗的に働き、前初期遺伝子プロモーター活性の上昇に関わる転写因子の活性化の引き金を引く因子であることが推測された。今回得られたこれら結果は昆虫DNAウイルスに対する昆虫の生体防御機構を明らかにする上での重要な知見となりうる。本年度はまず、BmEts、BmToll10-3が昆虫DNAウイルスであるBmNPVの感染・増殖抑制に関わるかを解析した。BmNPVの初期遺伝子あるいは後期遺伝子プロモーターにルシフェラーゼ遺伝子を連結させた融合遺伝子を挿入した改変BmNPVをBmEtsあるいはBmToll10-3遺伝子ノックダウン培養細胞に感染させ一定時間後の細胞抽出液のルシフェラーゼ活性を定量することで細胞内ウイルス量を定量したところ、いずれの改変BmNPVを感染させた場合でもこれら遺伝子をノックダウンさせた培養細胞では有意に細胞内ウイルス量が上昇したことからBmEts、BmToll10-3はBmNPVの細胞内増殖抑制に関わることが示唆された。カイコ培養細胞へのトランスフェクション実験から、BmEtsはBmNPV由来のimmediate early 1及びimmediate early 2遺伝子プロモーターの活性抑制に関与することが明らかとなった。このことから、BmEtsはBmNPVの細胞内増殖に必須なimmediate early遺伝子の発現を抑制することでBmNPVの細胞内増殖を抑えていることが示唆された。さらに、BmEtsはimmediate early 1遺伝子プロモーターの-190から180の間に存在する配列に依存してこのプロモーター活性の抑制をもたらすことが示された。昆虫DNAウイルスの細胞内増殖抑制に関わるホスト因子ほとんど知られていないことから、今回得られた結果は昆虫DNAウイルスに対するホストの生体防御機構を明らかにする上での重要な知見となりうる。BmEtsはBmNPVの細胞内増殖に必須なimmediate early遺伝子の発現を抑制することでBmNPVの細胞内増殖を抑えているのではないかということが昨年度の結果から推測されている。本年度、BmEtsを過剰発現させたカイコ培養細胞にBmNPVを感染させた場合でも細胞内のウイルス量が有意に減少することが示され、上記の推測の裏付けができた。さらにimmediate early遺伝子プロモーターはカイコ培養細胞が有する何らかの転写因子によって活性化がもたらされ、その活性化をBmEtsが配列特異的に抑制していることが示唆された。その配列にBmEtsが特異的に結合することも示された。現在BmEtsのノックダウンカイコを作製し、カイコ個体でもBmEtsがBmNPVの増殖抑制に関わっているかを調査中である。興味深いことに、BmEtsはある抗菌性ペプチド遺伝子の発現を大きく誘導することも明らかとなった。この抗菌性ペプチドに直接抗ウイルス作用があるかを今後解析する。一方、BmToll10-3を過剰発現させた培養細胞ではBmNPVの細胞内増殖抑制は観察されなかった。BmToll10-3遺伝子のノックダウンによって、BmNPVの細胞内量が有意に上昇した以前の結果と照らし合わせると、おそらくBmToll10-3は細胞内で一定のBmNPV増殖抑制に関わるが、これに関わるBmToll10-3の量は内在性のものだけで十分であると考えられた。昨年度までの研究から、BmEtsはBmNPVの細胞内の増殖に必須なimmediate early遺伝子の発現を抑制することでBmNPVの細胞内増殖を抑えていることが明らかとなっている。

本年度のカイコ培養細胞を用いたノックダウン実験等から、別のEtsファミリータンパク質がimmediate early遺伝子プロモーターの活性化に関わり、BmEtsはこのEtsファミリータンパク質の働きを抑制することが示唆された。また、BmEtsのノックダウンカイコについては2系統作出したが、いずれも十分なノックダウン効果が認められず、カイコ個体でのBmNPVに対するBmEtsの機能解析はできなかった。現在、二本鎖RNAを注入することでノックダウン効果を示すことが報告されているSID-1発現カイコを用い、BmEts RNAを注入することで、効果的なBmEts遺伝子の発現量の低下がみられるかを確認している。BmEts遺伝子はBmNPV感染に応答して発現が誘導されるが、BmEts遺伝子の5'上流域1kbまでの領域には、BmNPV応答領域はみいだせず、それ以外の領域にこうした応答領域があることが示唆された。一方、BmToll10-3については予想に反してカイコ培養細胞で過剰発現させると、immediate early遺伝子プロモーターの活性化がみられ、BmEtsとは拮抗的に働くことが示唆された。今回得られた結果は昆虫DNAウイルスに対する昆虫の生体防御機構を明らかにする上での重要な知見となりうる。
血管新生因子誘導剤による術後脊髄虚血予防法の開発

本研究は、血管再生因子誘導剤による脊髄側副血行促進法を開発することを目的とした。まず虚血部位局所の薬剤濃度を上げるのに有効な手段として、nanopart icle(NP)を利用した静脈投与時の薬物動態および有効性の検証を行なった。また組織学的に血管再生因子の発現が血管再生因子誘導剤投与群で有意に増加していることを確認し、さらには投与群では虚血部位の血管内皮細胞が有意に増加していることが確認された。胸部大動脈瘤は破裂すれば高率に死亡に至る予後不良な疾患であり、外科的治療(開胸手術もしくはステントグラフト治療)が行われる。しかし、胸部大動脈瘤術後には重篤な合併症が認められる事が少なからずあり、中でも脊髄虚血による対麻痺は患者の生活の質(QOL)を大きく損ない、生命予後を不良とする重篤な合併症として知られている。近年の研究により、術後脊髄虚血の発生回避には脊髄還流副側血行路の発達が重要な役割を果している事が明らかとなった。本研究では、血管再生因子誘導剤であるONO-1301による胸腹部大動脈瘤治療後の脊髄副側血行促進法を開発し、術後の脊髄虚血を予防する根本的治療法を開発する事を目的としている。脊髄虚血時に薬剤の投与経路として経静脈投与は最も汎用性が高いため、nanoparticle(NP)を利用した静脈投与の薬物動態および有効性をまず検証した。今回は虚血再還流モデルとして既に確立されている心筋虚血再還流モデルを用い、ONO-1301NP投与後の血中濃度および心筋組織中濃度変化を観察し、投与後8時間に血中濃度および心筋組織濃度ともにピークとなる事が確認された。また、ONO-1301NP投与群では非投与群に比し、術後7日目において心筋虚血部のHFG,SDF-1発現量が高く、かつ血管密度が高い事が確認された。これらの結果から、ONO-1301NP静脈内投与による虚血再還流障害予防効果が得られる可能性が示唆された。虚血再還流に対するONO-1301NPの静脈内投与の有効性が示唆される予備的結果が得られた事から、本研究課題の目的である脊髄虚血予防法の開発に向けて前進がえられたものと考えられる。胸部大動脈瘤は破裂すれば高率に死亡に至る予後不良な疾患であり、外科的手術(開胸手術もしくはステントグラフト治療)が行われる。しかし、胸部大動脈瘤術後には重篤な合併症が認められることが少なからずあり、中でも脊髄の虚血性障害による対麻痺は患者の生活の質(QOL)を著しく損ない、生命予後を不良とする重篤な合併症として知られている。近年の研究では、術後脊髄虚血(前脊髄動脈の疎血・再灌流障害)の回避には脊髄灌流側副血行路の発達が重要な役割を果たしていることが明らかとなっている。そこで本研究では、血管再生因子誘導剤であるONO-1301による脊髄側副血行促進法を開発し、術後の脊髄虚血を予防する治療法を開発することを目的としている。ONO-1301の投与経路としては経静脈投与が最も汎用性が高いが、虚血部位局所の薬剤濃度を上げるのに有効な手段として、nanoparticle(NP)を利用した静脈投与時の薬物動態および有効性の検証を行なっている。本年度も昨年度に引き続き、すでに虚血再灌流モデルとして確立されている心筋虚血再灌流モデルを用いて検証を行った。ガドリニウムラベルを用いたMRIによる検証では投与後24時間で虚血部位にNPが集積しすることが確認され、投与後24時間では心筋内濃度が血清濃度に比べ有意に上昇していることが確認された。またONO-1301NP投与群ではNP単独投与群と比較し梗塞領域が有意に減少することが示された。さらに組織学的にはHGF, PDGF, SCDF-1の発現がONO-1301群で有意に増加しており、さらにはCD31陽性毛細管が有意に増加していることが確認された。Nanoparticleを利用したONO-1301の経静脈投与システムは、ONO-1301を虚血部位に集積させ、各種サイトカインを誘導し血管新生を促すことが明らかとなった。これにより虚血障害に対する有効な投与法であることが示された意義は大きいと考えられる。さらなる作用機序の解明を要するとともに、今後脊髄虚血モデルでの検証へと移行する予定である。ONO-1301の投与経路としては経静脈投与が最も汎用性が高いが、虚血部位局所の薬剤濃度を上げるのに有効な手段として、nanopart icle(NP)を利用した静脈投与時の薬物動態および有効性の検証を行なっている。

脊髄虚血モデルでの検証に先立ち、当研究ではすでに虚血再灌流モデルとして確立されている心筋虚血再灌流モデルを用いて検証を行った。ガドリニウムラベルを用いたMRIによる検証では投与後24時間で虚血部位にNPが集積しすることが確認され、投与後24時間では心筋内濃度が血清濃度に比べ有意に上昇していることが確認された。またONO-1301NP投与群ではNP単独投与群やONO-1301群と比較し梗塞領域が有意に減少することが示された。さらに組織学的にはHGF, PDGF, SCDF-1の発現がONO-1301群で有意に増加しており、さらにはCD31陽性毛細管が有意に増加していることが確認された。またONO-1301による血流増強効果を直接的に評価するため、下肢虚血モデルにONO-1301徐放性マイクロスフェアー製剤を投与しLaser Doppler Perfusion Imagingによる組織血流量評価を行ったところ、投与群にて優位な血流増加を認めた。本研究は、血管再生因子誘導剤による脊髄側副血行促進法を開発することを目的とした。まず虚血部位局所の薬剤濃度を上げるのに有効な手段として、nanopart icle(NP)を利用した静脈投与時の薬物動態および有効性の検証を行なった。また組織学的に血管再生因子の発現が血管再生因子誘導剤投与群で有意に増加していることを確認し、さらには投与群では虚血部位の血管内皮細胞が有意に増加していることが確認された。脊髄虚血時の副側血行路発達機序の解明に取り組む事で、より詳細・的確な脊髄虚血予防法のプランニング開発につながるとこが期待される。また、ONO-1301投与時の虚血再還流障害予防効果を脊髄虚血モデルにて検証する予定である。より詳細・的確な脊髄虚血予防法の確立につながると考えられるため、脊髄虚血・再灌流障害における側副血行路の発達機序の解明に取り組む予定である。大動脈疾患本年度に行った研究では、確立された心筋虚血モデルを使用し薬物動態および投与効果を検証した。結果的に脊髄虚血モデルでの検討を行わなかったため、計画より使用額が少額となった。本年度に行った研究では、確立された心筋虚血モデルを使用し薬物動態および投与効果を検証した。また大動物でのモデル作成に至らなかったため、計画より使用額が少額となった。本年度に施行しなかった脊髄虚血モデルの作製・解析を引き続き行う計画であり、脊髄虚血時の副側血行路発達機序の解明に取り組む事で、より詳細・的確な脊髄虚血予防法のプランニング開発につながるとこが期待されるため、次年度に使用する予定である。引き続き、より詳細・的確な脊髄虚血予防法の確立につながる脊髄虚血・再灌流障害における側副血行路の発達機序の解明に取り組む予定である。また大動物モデルでの検証を行う予定としている。
仏教美術における絵画と彫刻

日本の仏教美術に関する研究は、従来、絵画や彫刻といったジャンル別の研究が主流であった。本研究は、それに対して、異なるジャンル間の相互の影響関係、ジャンルによる表現の異同の様相などを明らかにしながら、ジャンルの枠を超えた総合的な研究を目指すものである。こうした研究は、短期間のうちに容易に達成されるものではなく、本研究ではまさにその端緒に着いたばかりであるが、今後も引き続きジャンルごとの研究成果の共有化をはかり、より総合的な研究を目指していきたい。本研究は、日本の仏教美術における絵画と彫刻(厳密には雕塑)の相関性を明らかにし、そのうえで絵画と彫刻を統合した、いわばメディアの相違を超えた新たな仏教美術史を構築することを目的としている。日本における美術史研究は、明治時代以来、絵画・彫刻・書蹟・工芸といった分野別の研究が主流をなしてきた。しかしながら、仏教美術は、絵画も彫刻も典拠とされたテキストや図像に共通性があり、かつ絵画と彫刻が同じ空間において機能を果たした事例も少なくない。本研究はそうした認識から、絵画や彫刻といった分野を超えた統合的な仏教美術史の構築を目指している。ただし、絵画作例がほとんど遺存しない飛鳥時代から平安時代前期について、絵画と彫刻との相関性を実証的に検証することは困難である。そこで、本研究では、対象とする時代を平安時代後期から鎌倉時代に限定している。こうした研究目的のもと、3ヶ年の研究期間の初年度の研究として、本年は以下のように研究を進めた。まず、6月に大学院生をまじえた「仏教美術における絵画と彫刻」研究会を発足させ、研究目的の共有と研究計画の立案をはかった。9月には各自の研究テーマ(阿弥陀の来迎表現、肖像と羅漢、荘厳具、高山寺をめぐる美術など)を決定し、その後関係資料の収集に着手した。また、昨秋は多くの仏教美術関係の展覧会が開催され、集中的に作品に接する機会に恵まれたため、その見学や調査を通じて絵画、彫刻、工芸といった各自が専門とするジャンル以外の作品を視野に入れることの重要性、有効性を確認した。3ヶ年の研究期間の2年目の研究として、初年度に発足した「仏教美術における絵画と彫刻」研究会、展覧会を中心にした作品の見学・調査を継続し、資料収集とその整理、意見交換をはかった。また、研究代表者は、本研究の経過報告を兼ねて、「呉越宋彫刻と平安鎌倉彫刻」「仏師のダイナミズム-密教図像から彫像へ-」の研究発表を行った。本研究は、考察の対象を平安時代後期から鎌倉時代の仏教絵画と彫刻としているが、本年、研究を進める中で、その考察のためには中国の作例や仏教信仰にも視野を広げる必要性を共有するにいたった。中国での現地調査は難しいが、来年度は中国関係の資料収集に努める計画である。日本美術史研究は、明治時代以来、絵画・彫刻・書蹟・工芸といった分野別の研究が主流をなしてきた。しかし、仏教美術に関して言えば、絵画も彫刻も典拠とされたテキストや図像に共通性があり、かつ絵画と彫刻が同じ空間において機能を果たしていた事例も少なくなく、それゆえ日本美術史研究における彫刻と絵画との乖離は大きな障害ともなってきた。本研究は、そうした問題意識に基づき、主として日本の仏教美術を対象として、絵画と彫刻(厳密には離塑)、あるいは工芸も含めた相異なるメディアの相関性に改めて着目し、美術史学という立場から積極的にメディアの相違を乗り越えていくことをめざしたものである。具体的には、研究代表者が所属する研究室において問題意識を共有し、各人が絵画、彫刻といった分野別の意識を極力捨て、総合的に作品を見ることをこころがけ、実施した共同調査において、また様々な議論の場においてそうした意識の共有を図ってきた。共同調査は、日本国内のほか、中国浙江省、新疆においても実施し、その結果、当初目論んでいた日本の平安、鎌倉時代の仏教美術にとどまらず、中国のそれをも視野に入れた幅広い研究を推進できた。研究代表者のほか大学院生5人の研究成果は、最終的に刊行する報告書(論文集)に集約される。それぞれの論文のテーマは以下のとおりである。「仏師のダイナミズム-密教図像から彫像へ-」

「鎌倉時代前期の十二神将造像と図像」「冥府からの使者-持幡童子の源流をめぐって-」「東アジアにおける説法印毘盧舎那如来をめぐって」「福聚寺所蔵達磨・韋駄天・華光菩薩画像について-笵道生の絵画と彫刻-」「法隆寺献納宝物「刺繍残片」の基礎的考察」である。
酵素積層膜修飾電極による高性能センシング

酵素バイオセンサーを作製する際に、酵素を単分子層薄膜として任意の層数積層することにより電極上の酵素膜の構造規制を実現し、さらに2種類の異なる種類の酵素を固定化量や固定化順序を規制しながら固定化した複合酵素積層膜として、バイオセンサーの高性能化を検討した。酵素積層膜を作製するために、アビジン・ビオチン法を採用した。色素標識アビジンを用いて作製した積層膜の吸光度法による確認、積層膜の酵素活性と累積層数の関係の電気化学的評価、および水晶振動子を用いた積層膜の重量変化の検討、などを実施した。その結果、基本的には当初予期したような積層膜が作製できることを確認した。次に、GOxとAOxからなる複合酵素積層膜を電極上に作製し、グルコースセンサーの応答に対するアスコルビン酸の妨害を検討した。試料中に含まれるアスコルビン酸は電極で直接電解酸化されるために、GOxのみの積層膜修飾電極では、グルコース標準液に対する検量線は0.1mMのアスコルビン酸(正常血中濃度)により著しい影響を受けた。一方、GOx/AOx複合酵素積層膜で修飾したセンサーでは、1mM以上のグルコース濃度では0.1mMのアスコルビン酸が存在しても検量線はほとんど影響を受けなかった。また、酵素積層膜中のGOxとAOxの層数を任意に制御することにより、センサーの応答性に与える影響を詳しく検討した。その結果、グルコースに対する応答電流はGOxの層数が増えると比例して増大したが、GOx積層膜の作製時間等を勘案すると10層程度が適当であった。また、AOxの層数は2-3層でも充分であるが、AOx酵素活性の安定性が低いため10層程度のAOx層を積層することが最適であった。