hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
風邪誘発気管支喘息の研究

前年度に引き続き、ライノウイルス感染による気道上皮細胞の炎症性サイトカイン・接着分子ICAM-1の合成とライノウイルス感染制御について研究を行った。研究実績は以下の通りである。1)ヒト剖検気管から粘膜下腺を酵素的に単離して培養し、ライノウイルスを感染させた。培養液および粘膜下腺細胞にライノウイルス増殖を確認した。培養液に放出されたサイトカインのうち、IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、GM-CSFがライノウイルス感染後に増加した。また、ICAM-1mRNAをノザンブロット法で測定し、ICAM-1の局在を免疫染色法で調べた。ライノウイルス感染はICAM-1mRNAとICAM-1産生陽性細胞をいずれも増加した。抗IL-1βはICAM-1増加を抑制したため、ライノウイルス感染後のICAM-1増加におけるIL-1βの関与を示唆した。気道粘膜下腺のサイトカイン合成に関してこれまで研究が行われておらず、今回初めて明らかになった。また、ウイルス感染による気道炎症における粘膜下腺の関与が示唆された。2)これまで一酸化窒素(NO)の抗ウイルス作用が知られているが、NO合成酵素と類似の生理活性をもつヘムオキシゲナーゼ(HO)の作用は知られていない。ヘミンで培養ヒト気管上皮細胞を刺激すると、刺激後8時間で誘導型HO-1のmRNA合成、蛋白合成、および酵素活性が亢進した。この時に、ライノウイルスを感染させると培養液に放出されるライノウイルスが減少した。ストレス蛋白であるHO-1の気道上皮での合成亢進と抗ウイルス作用が初めて明らかになった。今後ともウイルス感染誘発気管支喘息の病態と治療法について、研究を進める予定である。成人の風邪の主原因であるライノウイルス感染は気管支上皮の炎症を生じて気管支喘息の増悪を引き起こすと考えられているが、喘息増悪の機序は明らかではなかった。本研究では喘息増悪の原因となる気道炎症の機序を解明するため、ライノウイルス感染の標的となる気道上皮の機能変化を調べた。初めに、それまで困難であった気道上皮細胞に対するライノウイルス感染系を確立した。ヒト気管上皮を滅菌試験に培養してライノウイルスを感染させ、33°Cにて回転培養すると、上皮細胞内でライノウイルスが増殖して培養液中に放出される。このようなライノウイルス感染系は感染の再現性に優れ、また上皮細胞内および培養液中へのライノウイルス増殖量および放出量とも多い特色があった。ライノウイルス感染上皮細胞はIL-1β、IL-6、IL-8、TNF-αのメッセンジャーRNA (mRNA)が増加し、また培養液中にもこれらのサイトカインが増加した。培養上皮細胞は接着因子ICAM-1のmRNAを発現するが、ライノウイルス感染に伴ってICAM-1mRNAが増加した。上皮細胞に発現するICAM-1はライノウイルスの受容体の主体をなすと報告されている。本研究のライノウイルス感染系において、ICAM-1抗体であるCD54およびRR1/1を前処理するとライノウイルスの培養液中放出量が著明に減少し、また、ライノウイルス感染に伴うIL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α等のサイトカイン放出が抑制された。これらの結果は培養ヒト気管上皮細胞に発現するICAM-1を受容体としてライノウイルスが感染、増殖して培養液に放出され、同時にサイトカイン合成放出量が増加することを示している。これらの炎症性サイトカインと上皮細胞に増加するICAM-1がライノウイルス感染で生ずる気道炎症に関与する可能性が示唆された。

前年度に引き続き、ライノウイルス感染による気道上皮細胞の炎症性サイトカイン・接着分子ICAM-1の合成とライノウイルス感染制御について研究を行った。研究実績は以下の通りである。1)ヒト剖検気管から粘膜下腺を酵素的に単離して培養し、ライノウイルスを感染させた。培養液および粘膜下腺細胞にライノウイルス増殖を確認した。培養液に放出されたサイトカインのうち、IL-1β、IL-8、TNF-α、GM-CSFがライノウイルス感染後に増加した。また、ICAM-1mRNAをノザンブロット法で測定し、ICAM-1の局在を免疫染色法で調べた。ライノウイルス感染はICAM-1mRNAとICAM-1産生陽性細胞をいずれも増加した。抗IL-1べはICAM-1増加を抑制したため、ライノウイルス感染後のICAM-1増加におけるIL-1βの関与を示唆した。気道粘膜下腺のサイトカイン合成に関してこれまで研究が行われておらず、今回初めて明らかになった。また、ウイルス感染による気道炎症における粘膜下腺の関与が示唆された。2)これまで一酸化窒素(NO)の抗ウイルス作用が知られているが、NO合成酵素と類似の生理活性をもつヘムオキシゲナーゼ(HO)の作用は知られていない。ヘミンで培養ヒト気管上皮細胞を刺激すると、刺激後8時間で誘導型HO-1のmRNA合成、蛋白合成、および酵素活性が亢進した。この時に、ライノウイルスを感染させると培養液に放出されるライノウイルスが減少した。ストレス蛋白であるHO-1の気管上皮での合成亢進と抗ウイルス作用が初めて明らかになった。今後ともウイルス感染誘発気管支喘息の病態と治療法について、研究を進める予定である。
がん抑制遺伝子VHLによるシグナル伝達調節機構

我々はVHLがPKCを始めとする様々なタンパク質リン酸化酵素と結合することに着目し、これが手がかりとしてVHLの機能を明らかにすることを目的とした研究を行っている。今年度の研究により、我々は、1)PKC群の中でatypical PKC(aPKC)に属する分子種がそのN末端側にある活性調節領域を介してVHLと直接結合すること、2)その結合にはVHLのN末端側73-122番目のアミノ酸を含む部分が必要かつ十分であること、3)PKCの偽基質配列に変異を導入し活性型とすることによりVHLとの結合がより強くなること、を明らかにした。また、少なくとも試験管内に於いてVHLはaPKCのよい基質とはならず、逆にaPKCの活性に大きく影響するものでもなかった。この知見はPKCとVHLの複合体は、この両者以外のタンパク質を含めた形で初めて生理的意味を持つことを示唆するもので、昨年来報告されているVHLがユビキチンリガーゼE3酵素として機能するという仮説はまさにこれを支持するものである。即ちVHLは活性型となったPKCを認識し、分解を促すことによりシグナル伝達のturn-offに関与する可能性があり、これがVHLのがん抑制遺伝子としての機能にも結びつくものと考えられる。VHLがE3酵素の他の構成因子であるelongin B/Cと結合するのはC末端側のαドメインであるのに対してPKCと結合するのはターゲットタンパク質の結合部位と予想されるN末端側のβドメインであることもこれをさらに支持している。現在aPKCのユビキチン化がVHLにより促進される可能性について検討すると共に、Von Hippel-Lindau病に於いて見られる点突然変異体を利用することにより、VHLと活性化したPKCとの結合の構造基盤について明らかにする準備を進めている。
在宅療養児を支える訪問看護師に対する小児特定看護師の介入教育プログラムの検討

本研究の目的は、医療的ケアが必要な在宅療養児にかかわる訪問看護師への小児特定看護師介入教育プログラムを開発、実施検証し、効果的な教育方法を普及することである。平成27年度は基礎調査を行った。小児の訪問看護に関する文献検討を行い、小児の訪問看護における訪問看護師が不足する知識、技術の内容、母親の心理状況等の調査を実施した。平成28年度は基礎調査をもとに、訪問看護師教育プログラムを作成した。小児の訪問看護師に対する7日間のプログラムを24名の受講者に実施し、調査を行った。平成29年度は、平成28年度に行った訪問看護師教育のプログラムを再検討し、17名の参加者にプログラムを実施し、実施前後の調査を行った。プログラムの内容は、「在宅療養児の現状と動向」「総論と疾患」などであり、1日3コマで7日間コースとした。調査の結果、子どもの観察と医療的ケアの技術、母親と子どものアセスメントなど、全ての項目において自信がないから自信を持ってできるに変化していた。平成30年度は、平成28年度平成29年度に、2回行った訪問看護師研修会に参加した対象者の中から、全日程に参加し、協力が得られる訪問看護師10名にインタビュー調査を行った。調査の結果、医療的ケアの方法や子どもの観察に関しては、成人や老年の訪問看護で経験しているので、知識の確認ができたという意見が多かった。また、母親と子どものアセスメントや対応、社会資源の活用が難しいという意見が多かった。これらに加えて、在宅療養児に関する基礎的調査として、在宅療養児の父親が医療的ケアの技術を獲得するプロセスを明らかにするためのインタビュー調査を行った。平成27年度は小児の訪問看護師に関する文献検討を行い、訪問看護師の小児における知識や技術の不足内容の調査、母親の心理状況などの調査を行った。その結果、小児の訪問看護師の教育プログラム作成のための根拠を分析できた。平成28年度と平成29年度は作成した小児の訪問看護師研修会のプログラムに基づいて実施を行った。両年度ともプログラム実施前後の調査を行った。平成30年度は訪問看護師研修会実施後に参加した訪問看護師にインタビュー調査を行った。また、在宅療養児に関する基礎的調査として、在宅療養児の父親が医療的ケアに技術を獲得するプロセスのインタビュー調査を行った。2019年度は最終年であるため、昨年調査した結果を論文としてまとめる。また、2回行った訪問看護師研修会のフォローアップ研修会を行う。さらに、訪問看護師研修会を実施したことによるA県の訪問看護ステーションへの小児の訪問看護に対する波及効果を検討するため、A県内の訪問看護ステーションに調査を行う予定である。本研究の目的は、医療的ケアが必要な在宅療養児にかかわる訪問看護師への小児特定看護師介入プログラムを開発し、実施することである。平成27年度は基礎調査として「訪問看護師の小児の訪問看護に対する知識技術の不足の認識」というテーマでA県内の訪問看護ステーションの訪問看護師を対象に調査を行った。調査は平成27年9月10月に、A県内の訪問看護ステーションに勤務する看護師を対象とし、無記名の自記式質問紙を用いて実施した。質問紙は540部配布し、有効回答は欠損のある回答を除き、202部とした(有効回答率37.4%)。全体の訪問看護師の平均経験年数は7.0±7.3年で、小児の訪問看護の経験がある看護師61名の平均経験年数は2.8±2.5年であった。小児の訪問看護師には、重症児の発達を理解した看護ケア力や調整能力が求められていた。訪問看護の経験が3年以上10年未満の訪問看護師は、呼吸器系の管理などの医療的ケアに知識・技術の不足感が高かった。小児の訪問看護の経験がある看護師は、気管内吸引、気管切開管理、人工呼吸器管理などの呼吸器系のケアを多く行っていた。小児の訪問看護の経験がない看護師は、社会資源などケア体制の整備や子どもの日常的ケアの知識・技術に不足感が高かった。小児の日常ケアや社会福祉制度の知識、マネージメント技術の習得が必要であり、ニーズに対応した調整力が必要と考える。また、訪問看護師への教育のため在宅療養児の母親の現状を調査したテーマとして「医療的ケアが必要な在宅療養児の母親の技術習得に関する文献検討」「在宅療養児の母親が子育ての喜びを感じるまでのプロセス」という内容で現在論文を執筆し、投稿中である。また「在宅療養児の母親の技術習得に関する研究」という演題で学会発表を行った。平成27年度は訪問看護師へのプロフラムを実施するための基礎調査を行い、基礎資料を作成することができた。研究実施は予定通りに進行しているが学会発表や論文執筆が出来ていないテーマがある。本研究の目的は医療的ケアが必要な在宅療養児にかかわる小児訪問看護師への小児特定看護師の専門性を生かした訪問看護師介入プログラムを開発・実施し効果を検証することである。平成27年度の大分県内の訪問看護師を対象とした調査では、呼吸管理や経管栄養の方法、リハビリなど重症児に特徴的な看護について知識、技術の不足がある結果であった。この調査結果を基に7日間の小児の訪問看護師研修会のプログラムを作成し、実施した。大分県内の訪問看護ステーション90か所に参加の意向を尋ねた結果、約30人の参加希望があった。

プログラムの内容は「在宅療養児の現状と動向」「在宅療養児の総論・疾患と症状」「小児特定看護師による救急時の対応」「小児特定看護師による在宅療養児の症状アセスメント」「在宅療養児の家族の看護」「人工呼吸器の使用方法」「嚥下・消化機能の特徴と看護」「小児特定看護師による呼吸・経管栄養関連の演習」「呼吸機能の特徴と看護」「小児特定看護師による在宅療養児のフィジカルアセスメント」「在宅療養児の口腔ケア」「在宅療養児のリハビリ」などであった。研修会には約24名の受講があり、7日間のプログラムを実施した。教育プログラムの実施前後の調査は属性(7項目)、重症児のケアについての知識技術の自信(69項目)であった。今後、分析、論文化の予定である。参加者の自由記述では、病態生理や実践方法がよく理解できた、演習が役に立つ、小児特定看護師には指導的役割をしてほしいなで、研修に対する肯定的な意見が多く、今後の開催も期待されていた。平成27年度に基礎調査を行い、大分県内の小児の訪問看護師の重症児に関する知識・技術の不足の実態が分かった。平成28年度はそれを基に重症児を対象に訪問看護を行う看護師への教育プログラムを作成して実施することが出来た。小児特定看護師を講師とすることで対象者は、病態に関する理解が深まった。実施前後の調査を行うことで効果判定もできた。したがっておおむね、当初の計画通りに進行している。本研究の目的は、医療的ケアが必要な在宅療養児にかかわる訪問看護師への小児特定看護師介入教育プログラムを開発、実施検証し、効果的な教育方法を普及することである。平成27年度は基礎調査を行った。小児の訪問看護師に関する文献検討を行い、訪問看護師の小児の訪問看護における知識、技術の不足内容の調査、母親の心理状況等の調査を実施した。平成28年度は、基礎調査を元に訪問看護師教育プログラムを作成した。さらに、小児の訪問看護師に対する7日間の教育プログラムを24名の受講者に実施し、調査を行った。平成29年度は、28年度に行ったプログラムを再検討し、17名の参加者に実施し、実施前後の調査を行った。プログラムの内容は、「在宅療養児の現状と動向」「総論と疾患」「小児特定看護師による救急法と症状アセスメント、フィジカルアセスメント、呼吸器・経管栄養の演習」「家族の看護」「人工呼吸器の使用方法」「嚥下と消化機能」「口腔ケア」「リハビリ」などであり、1日3コマ、7日間のコースとした。平成28年度、平成29年度の調査の結果では、受講した訪問看護師の平均年齢は、46.1歳であり、訪問看護の平均経験年数は4.7年であった。「身体的観察や医療的ケア」「子どものアセスメント」「母親の相談に対応できる知識」「利用者のニーズに対応できる知識や技術」「状況や問題への対応」「子どもと家族への態度」「他機関との連絡調整」の項目について、「自信をもってできる」から「全く自信がない」の5段階で質問した結果、いずれの項目においても、実施後は実施前に比較して「自信をもってできる」方向に変化していた。自由記述では、「小児特定看護師の講義はエビデンスに基づいていて良かった。」「内容がすべてを網羅されていて良かった。」などの意見が記載されていた。研修については、小児特定看護師に対しての参加者の満足感と期待感が感想として聞かれた。平成27年度は小児の訪問看護師に関する文献検討を行い、訪問看護師の小児の訪問看護における知識、技術の不足内容の調査、母親の心理状況等の調査を実施した。
原発性免疫不全症におけるEBウイルス陽性リンパ増殖性疾患の発症機序と対処法の解明

平成15年度は、インフォームド・コンセントを得た後、主に樹立早期の原発性免疫不全症(運動失調毛細血管拡張症[AT]、Wiskott-Aldrich症候群[WAS]、重症複合免疫不全症[SCID]、Common variable immunodeficiency)のEBウイルス(EBV)陽性リンパ芽球を用い1.浮遊培地における細胞増殖能、2.軟寒天培地培養法による癌原性獲得の有無、3.潜在EBV関連抗原(EBNA-1、-2、-3a、-3b、-3c、LP、LMP-1、-2a、-2b)の発現、4.染色体分析、5.各種オンコジン、癌抑制遺伝子の発現、6.細胞内増殖関連転写因子NF-κBの発現、7.抗B細胞モノクローナル抗体添加による増殖能などへの影響、8.サイトカインの発現・産生および、9.EBV特異的細胞障害性T細胞(EBV-CTL)およびNK細胞活性をサイクロスポリンA添加・非添加にて、特にインターフェロンγを中心として検討する。ことを行い、健康人との比較検討を行った。その結果、対象とした原発性免疫不全症では、一般にEBV-CTL活性の低下が顕著でインターフェロンγ産生の低下が、ほぼ相関して認められた。ATの一部で、浮遊培地における増殖能の増加(最高濃度;2.6±0.2x10^6/ml, P<0.05)、コロニー形成率の増加(最高10.1%)を認めた。その様な細胞では、非特異的な染色体異常とともにNF-κBの発現の増加を認めた。また、オンコジンでは、その様な細胞株の一部でmyc、ras-familyなどの活性化があったが一定の傾向を認めなかった。潜在EBV関連抗原は、全例で全て発現していた。抗B細胞モノクローナル抗体添加による、抗細胞増殖効果は一般に対照と差を認めなかったが、AT由来細胞の一部で抵抗性の増加をみた。平成14年度は主に対照とした健康人(EBウイルス[EBV]抗体陽性、EBV抗体陰性例)由来EBV陽性リンパ芽球を対象として、以下の結果を得た。1.浮遊培地における細胞増殖能の検討では、陽性例・陰性例とも差を認めず、最高濃度は2.2±0.3x10^6個/mlであった。2.軟寒天培地法におけるコロニー形成率は、0.7±0.2%であった。3.潜在EBV関連抗原・膜抗原(EBNA-1、-2、-3a、-3b、-3c、LP、LMP-1、-2a、-2b)は全て発現していた。4.染色体分析における異常は認めなかった。5.対象としたリンパ芽球間ではbcl-2、bcl-6、myc、ras familyなど各種オンコジンの有意な発現量の増加は認めず、癌抑制遺伝子p53の発現も有意の差は認めなかった。5.細胞内増殖関連転写因子NF-κBの発現も健康人由来リンパ芽球間では差を認めなかった。7.抗B細胞モノクローナル抗体添加により、細胞増殖能は低下し、平衡してNF-κB転写の低下を認めた。この傾向は抗体濃度依存性であった。8.サイトカインの発現では、IL-10の発現が細胞増殖能に平衡した。なお、末梢血リンパ球を用いたEBV-CTL活性は、EBV抗体陽性例にのみ認めた(E/T比:25/1にて52.1±17.0%)。NK細胞活性はEBV抗体陽性例・陰性例とも同様に認めた(E/T比:25/1にて44.1±9.5%)。

EBV-CTL活性を認めた例では、インターフェロンγの産生(7日目培養上清:38.0±15.2U/ml)・発現増加をみた。インターフェロンγ添加により、EBV抗体陽性例では、EBV-CTLおよびNK細胞活性の増加を、EBV抗体陰性例ではNK細胞活性の増加を認めた。以上、主に健康人を対象とした検討にて、上記の結果を得た。平成15年度は、インフォームド・コンセントを得た後、主に樹立早期の原発性免疫不全症(運動失調毛細血管拡張症[AT]、Wiskott-Aldrich症候群[WAS]、重症複合免疫不全症[SCID]、Common variable immunodeficiency)のEBウイルス(EBV)陽性リンパ芽球を用い1.浮遊培地における細胞増殖能、2.軟寒天培地培養法による癌原性獲得の有無、3.潜在EBV関連抗原(EBNA-1、-2、-3a、-3b、-3c、LP、LMP-1、-2a、-2b)の発現、4.染色体分析、5.各種オンコジン、癌抑制遺伝子の発現、6.細胞内増殖関連転写因子NF-κBの発現、7.抗B細胞モノクローナル抗体添加による増殖能などへの影響、8.サイトカインの発現・産生および、9.EBV特異的細胞障害性T細胞(EBV-CTL)およびNK細胞活性をサイクロスポリンA添加・非添加にて、特にインターフェロンγを中心として検討する。ことを行い、健康人との比較検討を行った。その結果、対象とした原発性免疫不全症では、一般にEBV-CTL活性の低下が顕著でインターフェロンγ産生の低下が、ほぼ相関して認められた。ATの一部で、浮遊培地における増殖能の増加(最高濃度;2.6±0.2x10^6/ml, p<0.05)、コロニー形成率の増加(最高10.1%)を認めた。その様な細胞では、非特異的な染色体異常とともにNF-κBの発現の増加を認めた。また、オンコジンでは、その様な細胞株の一部でmyc、ras familyなどの活性化があったが一定の傾向を認めなかった。潜在EBV関連抗原は、全例で全て発現していた。抗B細胞モノクローナル抗体添加による、抗細胞増殖効果は一般に対照と差を認めなかったが、AT由来細胞の一部で抵抗性の増加をみた。
日韓FTA交渉における農業問題に関する研究-グローバル化の環境・地域への影響-

WTO・FTA交渉における農業問題は、交渉解決の重要な鍵といえる。本研究では、日韓FTA交渉と農業問題を分析し、さらには、貿易交渉に関する展望を示すこととした。本研究の推進過程においては、主に農業分野の資料を収集したが、日韓FTA交渉が遅延しており、資料収集には時間を要することとなった。しかしながら、農業構造と地域グローバル化に焦点を絞ることで、資料収集は進展し、日韓経済連携に関する展望を示す事ができた。世界経済の発展のためにWTO交渉が進められているが、多国間の包括的な合意が困難なために、2国間の自由貿易協定(FTA, Free Trade Agreement)締結が先行している。日本は2003年の対メキシコFTA交渉で、農業問題による交渉頓挫の経験を有しており、日韓FTAでも農業問題が交渉の鍵を握ると思われる。本研究では、農業問題などを分析し、貿易交渉打開に関る視点を提示することを目的とした。実際の、本研究の過程においては、FTA交渉に関わる農業問題資料の収集を進めたが、日韓FTA交渉が遅延しており、資料収集には時間を要した。それでも、FTA交渉の背景となる、農業構造や地域グローバル化に焦点を当てることで、研究期間内の資料収集は進捗し、一定の成果をあげることが出来た。本研究の過程においては、FTA交渉に関わる農業問題資料の収集を進めたが、日韓FTA交渉は周知の通り遅延しており、資料収集には時間を要した。それでも、FTA交渉の背景となる韓国の農業構造等に焦点を当てることで、研究期間内の資料収集は進捗した。日韓FTA交渉下の韓国農業分析を行うことで、今後のFTA交渉の背景が明らかとなったことは、本研究の成果と言える。研究手法としては、現地調査と専門家ヒアリングにより関連の資料を収集し、コメントを反映させながら研究成果を3本のオリジナル論文にまとめ、1本の韓国語論文を翻訳・発表した。また、学会発表を行い研究成果を公開している。具体的には、訪韓調査によるヒアリングを進め、現地の専門家より意見を聴取した。ソウルの政府系シンクタンクの、韓国農村経済研究院を訪問し、金正鎬副院長(コメ問題の専門家)より、農産物市場の開放問題に関して意見を聴取した。また、金泰坤先任研究委員を訪ね、所得補填直接支払い制のしくみについてヒアリングを行った。加えて、金昌吉環境農業室長に面談し、環境農業直接支払い制度の運用実態についてレクチャーを受けた。これらのヒアリングの成果は論文「韓国における食糧安全保障政策」、「核実験以後の対北コメ支援と過剰問題」、「韓国の環境農業直接支払い制度」として公刊した。また、2007年9月の日本計画行政学会の全国大会において口頭発表を行った。この他にも、コメ政策の転換に関する鄭英一教授(ソウル大)の最新の論文を翻訳し日本に紹介している。日韓FTA交渉は、第2年度の研究期間中においても大きな進展が無く、依然として交渉は遅延している。その間に本研究では、FTAの動向を注視しながら資料を収集するとともに、「農業問題」に関わる政策案件について分析を進めた。また、FTA交渉打開策にも関わって、本プロジェクトの課題の一つである「地域」に焦点を当てた研究を進め、その一部を学会で発表した。「農業問題」については、韓国の農業問題が、国内だけではもはや完結せずに、グローバル化している点に着目し、国内コメ生産の需給動向が、対北コメ支援に依存する構造を形成しつつあることを明らかにした。日韓FTA交渉においても、両国の主要生産物である、コメの需給動向は、政策決定に関わる大きな要因となる。そのコメ生産にかかわる需給動向について、韓国独自の問題としての、需給調整の海外依存構造を明らかにできたことは、プロジェクト第2年目の成果と言える。もう一つは、日韓FTA交渉が遅延するなかで、日韓の地域連携が進みつつある点を明らかにした点である。FTAは両国の経済連携に関連して規制緩和を行うものであるが、一国レベルの規制緩和に先んじて、すでに、地域レベルでの規制緩和論議が始まり、地域FTAという言葉も生まれている。本研究プロジェクトでは、特に、日本の北部九州地域の福岡と韓国南部地域の釜山の地域間連携や都市間連携に着目して、両地域・両都市間の、独自の規制緩和政策に関わる動向や構想を明らかにした。この「国境越える地域連携」(代表者が命名)について、最新の動向を学会で報告するとともに、東大・早稲田大などの研究者とともに討論を行い、多くの研究成果を得た。日韓FTA交渉は、第3年度の研究期間中においても大きな進展が無く、依然として交渉は遅延している。その間に本研究では、FTAの動向を注視しながら資料を収集するとともに、「農業問題」に関わる農村実態調査を進めた。また、FTA交渉打開策にも関わって、本プロジェクトの課題の一つである「地域」に焦点を当てた研究を進めた。

「農業問題」については、韓国の農業問題が、国内農家構造の調整問題を反映している点に注目し、近年の農家構造の変化を把握するために、農村実態調査を行った(2009年8月1日8日)。農村実態調査においては、農家の離農の状況が把握され、農業条件の変化が、対外的な農業交渉に反映されるうる状況にあることが確認された。農業交渉の背景事情が確認されたことは、本調査の成果であり、今後の農業交渉を分析する上では有益な調査であった。本調査による農業動向の把握は、プロジェクト第3年目の成果と言える。もう一つは、日韓FTA交渉が遅延するなかで、日韓の地域連携が進みつつある点を明らかにした点である。FTAは両国の経済連携に関連して規制緩和を行うものであるが、一国レベルの規制緩和に先んじて、すでに、地域レベルでの規制緩和論議が始まり、地域FTAという言葉も生まれている。本研究プロジェクトでは、特に、日本の北部九州地域の福岡と韓国南部地域の釜山の地域間連携や都市間連携に着目して、両地域・両都市間の、独自の規制緩和政策に関わる動向や構想を検討した。本プロジェクトの最終年度においては、成果を論文にまとめて学会発表を行った。課題は、日韓FTAについて地域問題との関わりも含めて、成果をまとめることであった。当初の目的は、おおむね達成したが、年度途中よりTPP問題が発生し、追加の研究調査を行い、これを成果に含めた。日韓FTAは、交渉再開の動きが見られるものの、再開への動きは鈍く、その間にも、韓国は、米国やEUとFTA交渉を進め、輸出市場における対日優位性を確保しつつある。日韓FTAについては、国レベルの動きが鈍いなか、福岡・釜山という地域間で経済交流が活発化している。そういう現状を受けて、「国境を越える地域連携」の現状と背景について調査を行い、その成果を、日本計画行政学会で発表した。また、同時期には、東京大学の姜尚中教授より研究報告の依頼があり、東京大学・現代韓国研究センターの研究会で成果発表を行い好評を得た。ところで、これらの発表を行った直後の9月頃に、経済産業省グローバル経済室より急遽、連絡があり、東京より室長補佐が来福して、プロジェクト代表者を訪問。TPPに関わる相談を受けた。TPPが正式に日本国内で報道される前の時期であった。相談の用件は、TPP交渉に際して、FTAで日本に先行する韓国の農業政策について、専門家の意見を聴取したいとのことであった。本プロジェクトは、政策対応も課題としていることから、近年のFTA対応農政について説明し、併せて政策研究に必要なプロジェクトチームを組織して、新たな科研に申請した。また、執筆依頼を受けて、韓国のFTA対応農政について論文にまとめた。これらは近く公表される。日本のTPP交渉に際しては、韓国の構造改革の研究が、政策対応に寄与すると期待される。本分野の研究は、日本における政策ニーズが極めて高く、今後も、研究チームで検討作業を進める計画である。
電界効果型ダイヤモンドアンビルセルの開発による未知領域の物性探索

ダイヤモンドアンビルセルは圧力を変化させて物質の電気物性を測定することができる。一方、電気二重層トランジスタは物質のキャリア密度を変化させ、電気物性を測定する手法である。本研究では電気二重層トランジスタに利用されるイオン液体をダイヤモンドアンビルセルの圧媒体として利用することで、この両者を融合し、圧力とキャリア密度を同時に制御する新規物性測定手法「電界効果型ダイヤモンドアンビルセル」を開発した。これにより、高圧下でキャリア制御された物質の電気測定が可能となる。今後様々な物質に適用することで、新規物性の発現が期待される。近年ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を利用した高圧下での物性測定は国内外で盛んに研究が進められている。本研究では、圧力、キャリア密度、温度の3軸を制御する事で、これまで不可能であった領域の物性探索を行うものである。圧力の印加にはDACを用いるが、従来の構造とは異なり、ダイヤモンドの表面にあらかじめ微細電極を形成し、試料スペースを縮小させる。これにより、非常に高い圧力印加を可能にする。さらに、DACの試料スペースにイオン液体を使った電界効果素子を形成する。イオン液体は加圧時の圧媒体、またキャリア注入の両方の役割を果たし、電界効果型のDACを可能にする。これを超薄膜試料に適用する事で、未知領域における物性を明らかにする。初年度は、DACを利用し、LaO0.5F0.5BiSeSの単結晶薄膜の高圧特性の測定を行った。この物質は酸素サイトに半分のフッ素を置換することで超伝導が発現し、LaO0.5F0.5BiS2やLaO0.5F0.5BiSe2では、圧力を印加することで超伝導特性が向上することが知られている。本研究で用いたLaO0.5F0.5BiSeSは未だ圧力下での超伝導特性の向上は報告されておらず、本研究を通して、圧力の印加に伴う超伝導転移温度の向上(約5 Kから7 K)を初めて観測した。さらに、ダイヤモンドのキュレット面に電気伝導性を有するボロンドープダイヤを製膜し、電極形状へと加工したDACを使って、鉛の電気抵抗を測定し、この系での電極形成プロセスを確立した。平成27年度の研究を通して、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルの開発が加速すると期待される。本研究課題を推進することにより、ダイヤモンドアンビルセルと電界効果を兼ね備えた、新たな物性探索素子を構築する。平成27年度においては、圧力を十分に印加できることを確認し、ボロンドープダイヤを利用した電極作成も可能となった。このことから、平成28年度の研究内容を予定通り遂行できるものと考えられる。このような事由から本研究は順調に進展していると判断した。本研究は、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルを開発することにより、高圧下でキャリア密度の変調を可能にし、これまで観測不可能であった領域の物性探索を行うものである。圧力の印加にはダイヤモンドアンビルセルを用いるため、ダイヤモンドのキュレット面に予め微細電極を形成する。さらに、イオン液体を圧媒体として利用する。これにより、圧力と同時に電圧を印加し、試料表面に電気二重層を形成することで、キャリア密度と圧力の同時制御を可能とする。また、ダイヤモンドにボロンをドーピングすることで電気抵抗率が劇的に減少することを利用し、電極形状に加工したボロンドープ領域を、ダイヤモンドキュレット面上に形成した。平成28年度はこのボロンドープ電極を用いて、30 GPa以上の圧力の印加に成功しており、圧力の変化に応じた系統的な鉛の超伝導転移温度の減少が確認された。本手法の確立により、従来試料への電極端子付けが極めて困難であったダイヤモンドアンビルセルの電気測定において、簡便にそのセットアップを行うことが可能となった。また、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルに用いる試料については、超薄膜へと劈開可能で極めて良質な界面を有する単結晶試料が望ましく、大きな圧力を印加しても、破壊されない柔軟性を有する材料である必要がある。本年度はそれらの条件を満たす遷移金属ダイカルコゲナイド(TaS2)に着目し、その単結晶育成における条件を精査した。TaS2には、1Tや2H、3R、4Hbといった様々な構造の異なる結晶相が存在するが、それらを作り分け、良質な単結晶を合成することに成功した。電界効果によるキャリア変調を観測するためには、極めて平坦な試料界面が必要である。この界面上に電気二重層が形成され、キャリアが蓄積するため、試料としては、良質な界面が得られやすい、劈開可能な2次元層状物質の単結晶が最適である。また、高い圧力を印加した際に電極端子が押し付けられるため、端子によって生じる試料へのひずみを緩和する程度に柔軟性を有する単結晶材料であることも重要である。遷移金属ダイサルファイド(TaS2)はこれらの条件を満たす単結晶であり、特に1T構造を有するTaS2はバラエティに富んだ電荷密度波転移を示すことから、物理的にも注目されている物質である。TaS2は1T構造以外に、2Hや、3R、4Hbなどの様々な結晶相を有するが、詳細に合成条件を調査することで、極めて良質な1T-TaS2の合成に成功した。一方で、ダイヤモンドアンビルセルは、試料スペースが小さく、電極端子と試料の良好な接触をとることが極めて難しいデバイスである。

さらに本研究で開発を進めている電界効果型ダイヤモンドアンビルセルでは、そのような小さな試料スペースに流動性のあるイオン液体を流し込むため、試料と電極端子間の接続がさらに不安定になり、電気測定を行うにあたり十分に良好な端子接続が得られにくい状況である。この良好な端子接続を実現するために、ダイヤモンドアンビルセルにおける様々な試料セットアップを検討しているところである。現状では、これらのセットアップに関してもある程度の知見が得られ、開発の目途がついているため、このように評価した。本研究は電界効果型ダイヤモンドアンビルセルの開発を行う。これは、ダイヤモンドアンビルセルの圧媒体にイオン液体を用いることで圧力、キャリア密度、温度の3つのパラメータが制御可能な新規デバイスを開発するものである。H27年度からのノウハウの蓄積により、イオン液体のみを圧媒体として用いるのではなく、イオン液体とBNを混ぜ合わせた複合体を圧媒体として利用することで、圧力印加とキャリア注入の機能を残したまま簡易的に試料のセットアップができることを見出した。この指針を基に電界効果型ダイヤモンドアンビルセルを組み上げ、試料には遷移金属ダイカルコゲナイド1T-TaS2を採用した。当初、ダイヤモンドキュレット面上で1T-TaS2を超薄膜へとへき開する予定であったが、現状では良好な試料が得られず、数百nm程度の厚膜をキュレット面上に配置している。これに伴い、ダイヤモンド上に形成したボロンドープ電極ではボトムゲート型のキャリア注入となるため、厚膜試料では静電遮蔽の影響により特性の変化が期待できない。本研究では、トップゲート型のセットアップを採用し、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルの性能を検証した。ゲート電圧を2Vまで印加し、これに伴う抵抗の変化を確認した。さらに、10.7 GPaまでの圧力印加に成功し、これに伴う劇的な抵抗の減少を確認した。現状では電界効果型ダイヤモンドアンビルセル装置を導入するクライオスタットが準備できておらず、特性の温度変化は確認できていないが、圧力とキャリア密度については同時制御に成功し、本装置の開発における最も難しく重要なポイントをクリアするに至った。今後は超薄膜試料へのキャリア注入、および圧力印加により、新たな電子物性の発現を目指す。ダイヤモンドアンビルセルは圧力を変化させて物質の電気物性を測定することができる。一方、電気二重層トランジスタは物質のキャリア密度を変化させ、電気物性を測定する手法である。本研究では電気二重層トランジスタに利用されるイオン液体をダイヤモンドアンビルセルの圧媒体として利用することで、この両者を融合し、圧力とキャリア密度を同時に制御する新規物性測定手法「電界効果型ダイヤモンドアンビルセル」を開発した。これにより、高圧下でキャリア制御された物質の電気測定が可能となる。今後様々な物質に適用することで、新規物性の発現が期待される。平成27年度の研究成果に基づき、平成28年度は、圧媒体としてイオン液体を利用したダイヤモンドアンビルセルの作製に着手する。イオン液体を用いた場合、ダイヤモンドアンビルセルの対向アンビルにセットするゲート電極に電圧を印加するとイオンの移動が起こり、電気二重層を形成する。試料表面に集まったイオンの電荷により、試料内部にキャリアが誘起され、このキャリアの増加はゲート絶縁膜に誘電体を用いた場合よりおよそ12ケタ大きい。
天然繊維で強化した生分解性樹脂オールグリーン複合材料の創製と衝撃材料物性評価

平成18年度は、昨年度から継続してオールグリーン複合材料を製作するための成形条件に関する研究を行い、複合材料中の欠陥密度を低減させるための製造技術の確立を行ってきた。作製材の評価として高速引張強度評価を行った。そのため、複合材料および天然繊維そのものが試験可能な高速引張材料試験装置の製作も実施し、研究雑誌に投稿した。具体的な実績を以下に列挙すると、1)繊維と樹脂マトリックスとの複合条件(最適温度・時間)の絞込みを行った。2)高速引張材料試験装置の製作を行った。複合材料の衝撃力学材料試験が可能となった。3)上記装置を用いて、天然繊維および生分解性樹脂、およびそれらの複合材料の高速引張試験を行い、応力-ひずみ応答を調査し、天然繊維の特異な高速変形挙動の発現を確認できた。3)では、材料および要素設計する上で必須となる応力-ひずみ曲線を取得でき、これによって衝撃的な負荷を与えた場合の実用部材の大きな変形・破壊挙動を把握することが可能となる。昨年度の研究で、天然繊維単体のいずれも脆性的な破壊挙動を呈することが明らかとなったため、適切な力学特性を有するマトリックス樹脂を選択しなければ複合材料自体が脆性的となる恐れがある。脆性的な不安定破壊は、ひずみ速度・寸法・切欠深さに大きく依存するため、最終的にはこれらの影響をすべて考慮した場合の調査を行う必要があるが、製造欠陥の低減は言うまでもないが、実操業の中でどうしても付与してしまう「キズ」や「打痕」といった表面上の欠陥が、製品の力学的信頼性に関する解析のための基礎的データを取得することができた。天然繊維強化生分解性樹脂複合材料の創製には、強化繊維とマトリックス樹脂の剛性や強度を十分把握しておくことが重要であるが、それぞれの材料物性や変形・破壊挙動については未知の部分が多い。そこで本研究では、天然繊維の引張試験を行い、試験速度および繊維長さ依存性を調査した。供試体として、竹および麻(マニラ・ラミー・ザイザル)の各繊維を用いた。竹繊維は、所定の爆砕処理を施し、繊維間の木質リグニンを脆弱化させ、繊維束を選択的に採取した。麻繊維は縄状になった製品を入手し、アルカリ処理を施し試験に供した。引張試験は、繊維長さ25mm一定とし、試験速度を1、3、10、30および100mm/min.(ひずみ速度:6.7×10^<-4>6.7×10^<-2>[1/s])とした。また試験速度1mm/min.一定とし、繊維長さを10、25、50および100mmに変化させた場合の試験も行った。各天然繊維の引張変形・破壊挙動は、荷重負荷開始とともに直線的にひずみが増加する変形抵抗挙動を示し、最高引張強さに達した直後に破壊するといった脆性破壊挙動が認められた。最高引張強さのひずみ速度変化はほとんど認めらなかった。最高引張強さの繊維長さ変化は、繊維長さが長くなるとともに強度が低下する傾向が認められた。竹繊維では繊維長さ100mmの平均強度は繊維長さが10mmよりも約53%迄低下した。これは繊維長さが長くなることで、内在する欠陥が増大し、変形途中にマイクロクラックが多量発生するためだと考えられる。他の研究では、繊維長さ25mmで繊維の強度評価を行っているが、これは繊維強度を数十%過大評価していることが明らかになった。剛直で線形力学的な変形を呈する天然繊維はガラス繊維同様、強度の最弱リンク理論に従うことが解明され、成形条件としてはFRPと類似する部分が多いのではないか、という目処がたった。天然繊維で強化した生分解性樹脂複合材料の作製には、繊維および樹脂の剛性・強度などの材料物性の十分な把握が重要で、これらの力学的物性、特にヤング率などの弾性定数の異方性や、繊維と樹脂そのものの変形および破壊挙動についての調査が必要である。また製品化を想定した場合に重要視される、耐熱性・耐透湿性・耐衝撃性などの品質面に関する研究も必要である。平成16年度は、竹繊維および麻繊維の変形・破壊挙動の解明を中心に研究を行い、繊維は脆性的な破壊挙動を呈し、最弱リンク理論に基づく強度評価が可能であることを見出した。また一定の複合材料作製条件の目処をつけ、欠陥密度の低い成形条件を突き止めている。平成17年度の研究では、複合材料成形体の欠陥密度の低減を図るとともに、強化繊維およびマトリックス樹脂の混合割合を変化させても容易に製造できる方法の確立衝撃材料特性を評価するための高速引張材料試験装置の製作と、単一の竹繊維および麻繊維の衝撃引張特性も評価可能な装置の改良の実施の2点に特化して進行した。その結果、研究に使用した水エマルジョンタイプの生分解性樹脂の場合、複合材料の製造過程における乾燥温度および乾燥時間が、160°Cを適温とし長時間の乾燥させることで製造欠陥の大幅な低減を可能とした。実部材を想定して複合材料の試験片厚さを12mmとした場合、衝撃弾性棒をアルミニウム合金とした複合材料衝撃試験装置を設計・開発した。さらに、直径0.20.4mmの竹および麻繊維の場合、衝撃弾性棒を塩化ビニル材とした単一繊維衝撃試験装置も設計・開発した。

これらの装置により実験を行い、複合材料の引張強度特性は準静的引張強度(ひずみ速度5.4×10-4[1/s])と衝撃的引張強度(ひずみ速度140[1/s])とを比較して17%の向上を見出した。等の技術確立や実験結果を得た。平成18年度は、昨年度から継続してオールグリーン複合材料を製作するための成形条件に関する研究を行い、複合材料中の欠陥密度を低減させるための製造技術の確立を行ってきた。作製材の評価として高速引張強度評価を行った。そのため、複合材料および天然繊維そのものが試験可能な高速引張材料試験装置の製作も実施し、研究雑誌に投稿した。具体的な実績を以下に列挙すると、1)繊維と樹脂マトリックスとの複合条件(最適温度・時間)の絞込みを行った。2)高速引張材料試験装置の製作を行った。複合材料の衝撃力学材料試験が可能となった。3)上記装置を用いて、天然繊維および生分解性樹脂、およびそれらの複合材料の高速引張試験を行い、応力-ひずみ応答を調査し、天然繊維の特異な高速変形挙動の発現を確認できた。3)では、材料および要素設計する上で必須となる応力-ひずみ曲線を取得でき、これによって衝撃的な負荷を与えた場合の実用部材の大きな変形・破壊挙動を把握することが可能となる。昨年度の研究で、天然繊維単体のいずれも脆性的な破壊挙動を呈することが明らかとなったため、適切な力学特性を有するマトリックス樹脂を選択しなければ複合材料自体が脆性的となる恐れがある。脆性的な不安定破壊は、ひずみ速度・寸法・切欠深さに大きく依存するため、最終的にはこれらの影響をすべて考慮した場合の調査を行う必要があるが、製造欠陥の低減は言うまでもないが、実操業の中でどうしても付与してしまう「キズ」や「打痕」といった表面上の欠陥が、製品の力学的信頼性に関する解析のための基礎的データを取得することができた。
飛翔生物のビジュアルシミュレーション法に関する研究

準定常状態に基づくはばたきの基本飛翔モデルをベースに,蝶のはばたき飛翔モデルを構築した.本モデルによって、複数種の蝶の飛行特性を再現できることをシミュレーション実験により確認した.蝶のはばたき飛翔モデルを鳥のはばたき飛翔モデルに拡張するため,鳥の翼の骨格モデルを構築し,これによるはばたき動作と,力の計算が行えるようにモデルを改良した.さらに,この鳥の飛翔モデルに対して,直飛,波状飛,帆翔,急降下などの鳥の飛翔形態を表現するための拡張を行い,異なる鳥の特徴的な飛翔を実現した.飛翔制御法として,空間中に任意に配置された制御点を通過するように,鳥の行動を制御する手法を開発した.本手法では,上下左右の方向制御とバンク運動,および,はばたき振動数の制御を行うことにより,制御点を指定された順序で通過させることができる.さらに,鳥の群を表現する方法として,リーダ追跡型モデルとBoid型モデルを開発した.リーダ追跡型モデルは,群れのリーダを制御点に従って飛翔させ,その他の鳥がリーダを制御点とみなして追跡するものである.Boid型モデルは,Boidと呼ばれる群れの表現法を本手法に組み込んだものである.Boidでは,個体を移動させる移動ベクトルを生成し,それを,各個体に直接作用させるが,本提案モデルでは,鳥は,はばたきによる力のみによって飛翔しているため,移動ベクトルを直接鳥に作用させることはできない.そのため,各鳥ごとに動的な制御点を設定し,その制御点に対して移動ベクトルを作用させ,群れの飛翔を表現した.本手法によって,Pentium4 1.7GHz,ビデオカードにGForce3を使用したPCで約12羽の鳥の群れをリアルタイムに表示させることができる.準定常状態に基づくはばたきの基本飛翔モデルをベースに,蝶のはばたき飛翔モデルを構築した.本モデルによって、複数種の蝶の飛行特性を再現できることをシミュレーション実験により確認した.蝶のはばたき飛翔モデルを鳥のはばたき飛翔モデルに拡張するため,鳥の翼の骨格モデルを構築し,これによるはばたき動作と,力の計算が行えるようにモデルを改良した.さらに,この鳥の飛翔モデルに対して,直飛,波状飛,帆翔,急降下などの鳥の飛翔形態を表現するための拡張を行い,異なる鳥の特徴的な飛翔を実現した.飛翔制御法として,空間中に任意に配置された制御点を通過するように,鳥の行動を制御する手法を開発した.本手法では,上下左右の方向制御とバンク運動,および,はばたき振動数の制御を行うことにより,制御点を指定された順序で通過させることができる.さらに,鳥の群を表現する方法として,リーダ追跡型モデルとBoid型モデルを開発した.リーダ追跡型モデルは,群れのリーダを制御点に従って飛翔させ,その他の鳥がリーダを制御点とみなして追跡するものである.Boid型モデルは,Boidと呼ばれる群れの表現法を本手法に組み込んだものである.Boidでは,個体を移動させる移動ベクトルを生成し,それを,各個体に直接作用させるが,本提案モデルでは,鳥は,はばたきによる力のみによって飛翔しているため,移動ベクトルを直接鳥に作用させることはできない.そのため,各鳥ごとに動的な制御点を設定し,その制御点に対して移動ベクトルを作用させ,群れの飛翔を表現した.本手法によって,Pentium4 1.7GHz,ビデオカードにGForce3を使用したPCで約12羽の鳥の群れをリアルタイムに表示させることができる.準定常状態に基づくはばたきの基本飛翔モデルについて,複数種の蝶の飛行特性を表現するため飛翔経路の制御を行う拡張を行った.拡張モデルによりシミュレーション実験を行い,異なる蝶の飛翔の表現が可能であることを確認した.本モデルによりアゲハ,モンシロ,タテハ,セセリを表現するためのパラメタが求められた.鳥の飛翔モデルについては,まず,実際の鳥の飛翔形態を文献およびビデオ資料により調査し,小型の鳥の特徴を表現する飛翔形態として直飛と波状飛,大型の鳥の特徴を表現する飛翔形態として帆翔と旋回飛翔の実現がCGの鳥の飛翔モデルとして重要であることを確認した.蝶のはばたき飛翔モデルを鳥のはばたき飛翔モデルに拡張するため,鳥の翼の骨格モデルを構築し,これによるはばたき動作と,力の計算が行えるようにモデルを改良した.はばたきのフラッピング関数,フェザリング関数,揚力抗力関数は鳥と蝶では異なるため,蝶のための関数をそのまま適用すると飛翔を維持することができない.このため,鳥のビデオ映像の観察などからこれらの関数を推定し,鳥のための関数を新たに設計した.本モデルに実際の鳥のデータ(全長,全幅,翼の面積,体重,はばたき周期等)を与え,飛翔の維持が可能であることをシミュレーション実験により確認した.実際の鳥のデータとして小型の鳥はムクドリ,大形の鳥はワシを用いた.次年度では,このモデルに直飛,波状飛,帆翔,旋回飛翔を行える拡張を行い,異なる鳥の特徴的な飛翔を実現する.平成12年度に開発した鳥の飛翔モデルに対して,直飛,波状飛,帆翔,急降下などの鳥の飛翔形態を表現するための拡張を行い,異なる鳥の特徴的な飛翔が表現可能であることをシミュレーション実験によって確認した.飛翔制御法として,空間中に任意に配置された制御点を通過するように,鳥の行動を制御する手法を開発した.本手法では,上下左右の方向制御とバンク運動,および,はばたき振動数の制御を行うことにより,制御点を指定された順序で通過させることができる.

さらに,鳥の群を表現する方法として,リーダ追跡型モデルとBoid型モデルを開発した.リーダ追跡型モデルは,群れのリーダを制御点に従って飛翔させ,その他の鳥がリーダを制御点とみなして追跡するものである.鳥同士が衝突しないように,接近した場合は互いに避けるようにしている.Boid型モデルは,Boidと呼ばれる群れの表現法を本手法に組み込んだものである.Boidでは,個体を移動させる移動ベクトルを生成し,それを,各個体に直接作用させるが,本提案モデルでは,鳥は,はばたきによる力のみによって飛翔しているため,移動ベクトルを直接鳥に作用させることはできない.そのため,各鳥ごとに動的な制御点を設定し,その制御点に対して移動ベクトルを作用させ,群れの飛翔を表現した.本手法によって,Pentium4 1.7GHz,ビデオカードにGForce3を使用したPCで約12羽の鳥のリアルタイム表示が行えることを確認した.
非線形確率力学系の保存量と可積分性

本課題の目的は、確率微分方程式で記述される確率力学系の研究において近年盛んにとりあげられる確率ロトカ・ボルテラ系等のいくつかの非線形確率力学系を題材に、力学的対称性と保存量の理論ならびにそれらと深い関わりのある可積分性条件に定式化に関する研究を展開することであり、それより得られた成果は以下の通りである。(1)代表者がこれまでに定式化した確率力学系の対称性の概念から具体的な保存量を導き出す手続きを2つ与えた。1つはHojmanが2階可微分力学系にたいして定式化した結果を確率力学系に拡張したものであり、その結果はごく最近、S.Albeverioらのグループによりさらに一般化された。もう1つは確率力学系の対称変換が満たす方程式とその随伴方程式から保存量を与える手続きであり、先に述べた手続きとは異なったタイプの保存量がこれより得られた。またこれらを具体的な非線形確率系に適用し、その有効性を確認した。(2)確率力学系の“解表現"が時間とWiener過程の陽な関数として与えられるという意味においての可積分性条件と、その系が許容する対称性との関係をリー代数の立場から考察した。その結果、系が上記の意味で可積分である条件は、ドリフトや拡散項に現れる係数関数から構成される微分作用素が、系の対称性を生成する作用素のクラスに入っているときに限ることがわかった。(3)非線形確率力学系への理解を深めるには、その保存量・可積分性概念の対極に位置する、確率カオス系についての考察も重要であろう。この観点から、経済学の代表的景気循環モデルであり、カオス的振る舞いを起こすことでも知られる「Kaldor型モデル」を取り上げ、これを確率化した系にたいし数値実験を行った。その結果、元の系がもつ位相的カオス構造が確率化により顕在化する傾向があることが確認された。