hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
沿岸域環境モニタリングシステムの新展開

本研究では,沿岸海域における環境モニタリングシステムの問題点である,データの時間・空間解像度が不足していることや,計測項目が少ないことを解決するために,画像計測・化学計測・音波計測など様々な技術を拡張した,新しい計測技術の開発を行った.その結果,海水中の溶存無機態窒素(DIN)を簡易な方法で連続的に計測する手法を開発に成功した.また亜硝酸態窒素と硝酸態窒素の紫外吸光特性を用いて,化学的反応を使わずにこれらを計測する方法を開発した.一方,時間・空間解像度の拡充としては,海面の分光スペクトル画像を習得しその情報を使うことで,植物プランクトンや懸濁物の表層分布を取得する手法の開発した.さらに超音波流向流速計で計測される音響散乱情報を解析することで,水中の濁度分布を得ることに成功した.これらの新たに開発された計測技術を発展させ,利用することによって沿岸域環境の詳細な把握が期待される.本研究では,沿岸海域における環境モニタリングシステムの問題点である,データの時間・空間解像度が不足していることや,計測項目が少ないことを解決するために,画像計測・化学計測・音波計測など様々な技術を拡張した,新しい計測技術の開発を行った.その結果,海水中の溶存無機態窒素(DIN)を簡易な方法で連続的に計測する手法を開発に成功した.また亜硝酸態窒素と硝酸態窒素の紫外吸光特性を用いて,化学的反応を使わずにこれらを計測する方法を開発した.一方,時間・空間解像度の拡充としては,海面の分光スペクトル画像を習得しその情報を使うことで,植物プランクトンや懸濁物の表層分布を取得する手法の開発した.さらに超音波流向流速計で計測される音響散乱情報を解析することで,水中の濁度分布を得ることに成功した.これらの新たに開発された計測技術を発展させ,利用することによって沿岸域環境の詳細な把握が期待される.日本の沿岸域にある閉鎖的な海域では環境悪化が進み、その状況を詳細に把握し管理・保全・修復することが重要な課題となっている.これまで、環境を把握するためのモニタリング技術の開発は行われているものの、計測データのみで状況を把握するには十分なレベルではなく、さらなる計測項目の拡充や計測の時空間解像度を上げる努力が必要である.また、計測データを有効に活用するために、計測システムとの統合化を前提とした数値シミュレーション手法を確立し、効率的な環境状態の把握や影響評価を行うべきである.本研究では、新しい環境モニタリングシステムとして、いわゆる"海洋のアメダス"を開発し、それを環境管理に利用することを最終目標に目指し、新しい計測システムの開発と計測データとの同化を前提とした環境シミュレーション手法の確立、さらにその二つの統合化システムの構築を3本柱として研究を進めている.今年度においては、計測システムの開発に重点を置き、これまでの手法より簡便で低コストとなる溶存無機窒素態の連続計測システムの開発や、海水の分光スペクトルに着目して化学反応を使用しない海水中の物質濃度の計測方法の研究を行った.その結果、溶存無機窒素態をまとめてDINとして連続計測する手法を確立し、提案する手法が有効であることを示した.また、分光スペクトルを主成分分析し、その固有ベクトル空間上で求めたい濃度の回帰式を作成する方法が、海中物質の計測法として使用できる可能性があることがわかった.一方、シミュレーション手法に関しては、積極的に計測データをシミュレーションに用いる方法の一つとして、観測される潮位データを使って、計算領域境界から入射する潮汐波を推定する方法の検討を行い、複数の湾口を持つような計算流域における正確な境界条件の決定に有効であることを明らかにした.日本の沿岸域にある閉鎖的な海域では環境悪化が進み,その状況を詳細に把握し管理・保全・修復することが重要な課題となっている.これまで,環境を把握するためのモニタリング技術の開発は行われているものの,計測データのみで状況を把握するには十分なレベルではなく,さらなる計測項目の拡充や計測の時空間解像度を上げる努力が必要である.また,計測データを有効に活用するために,計測システムとの統合化を前提とした数値シミュレーション手法を確立し,効率的な環境状態の把握や影響評価を行うべきである.本研究では,新しい環境モニタリングシステムを開発し,それを環境管理に利用することを最終目標に目指し,新しい計測システムの開発と環境シミュレーション手法の確立,さらにその二つの統合化システムの構築を3本柱として研究を進めている.今年度は,計測システムの開発をさらに発展させることを重点的に行った.昨年度開発した,溶存無機窒素態の連続計測システムについては,計測システムを実地計測に適用し,その有効性を検証した.また,分光スペクトルを用いた計測手法では,紫外スペクトルを用いた計測装置を作成して,DINの計測に応用する検討を行った.また,可視域の分光画像を計測するシステムを構築し,画像から物質濃度分布を計測するシステムの構築を行った.さらに超音波を用いた計測システムの応用として,本来の超音波流速系で得られる情報から濁度分布を抽出する手法も開発した.日本の沿岸域にある閉鎖的な海域では環境悪化が進み,その状況を詳細に把握し管理・保全・修復することが重要な課題となっている.これまで,環境を把握するためのモニタリング技術の開発は行われているものの,計測データのみで状況を把握するには十分なレベルではなく,さらなる計測項目の拡充や計測の時空間解像度を上げる努力が必要である.本研究では,本研究では,新しい環境モニタリングシステムを開発し,それを環境管理に利用することを最終目標に目指し,新しい計測システムの開発と環境シミュレーション手法の確立,さらにその二つの統合化システムの構築を3本柱として研究を進めている.

本年度は最終年度であることから,開発してきた計測器のプロトタイプを構築し,実地実験によって実用性を検証することや,その応用性を広げる研究を行った.具体的には,分光スペクトルを用いた計測手法では,海水の紫外吸光スペクトルを計測する計測装置を開発し,現場におけるDINoxの鉛直プロファイルの計測に成功した.さらにこの原理を応用させ,硫化水素の計測に適用できることも明らかにした,またDINの連続計測装置は自動連続計測できるように改良し,いくつかの海域における連続計測に成功した.可視域の分光画像を計測し,そこから濃度分布を計測する手法においては,理論式を広域分布計測が可能になるような改良を行い,実際の現場海域における分布計測に成功した.さらに,計測値とシミュレーションの統合化においては,DIN連続計測器を用いた連続計測結果を用いて,シミュレーションと同化し,神戸空港内海の窒素収支変動を詳細にとらえることができた.
神経教育学的アプローチに基づく知的障害児の自己決定過程の解明

知的障害児の自己決定において,二者択一のような選択行動を求めることが多いが,本当に自らの判断に基づく選好であったのか疑問に感じることも多い。そこで,本研究では知的障害児における自己決定過程を脳機能計測により明らかにし,知的障害児の自己決定過程を神経教育学的アプローチから迫っていくものである。初年度では,思考錯誤を求める選択課題を作成し,健常者を対象としてNIRSを用いた基礎的研究を実施し,報酬とリスクの合理的なトレードオフに基づく選択が行われた試行で左背外側前頭領域における脳血流の増大を認めることができた。さらに,選好判断に関連する脳波成分である後期陽性成分(LPP)に注目した基礎研究を行い,選好判断に迷う場合には魅力の有無によってLPP成分に反映されることを明らかにした。2年目には,知的障害児を対象として,携帯型NIRS装置を用いて二者択一による選好判断課題中の脳活動を検討した。2枚の生物画像を同時呈示し,二者択一で選好画像をボタン押しで選択するよう求めた結果,健常者では背外側前頭前野で有意なOxy-Hbの増大が認められた。知的障害児に対しても同様の課題を実施したところ,健常者と同様の反応を示した事例がいたが,選好判断が難しい条件になると前頭領域での賦活が認められなかった事例もいることが分かった。このように知的障害児において,自己決定と称して二者択一の判断を求める場面は多くみられるが,求める課題によっては十分な思考判断に至らずに,安易なボタン押し反応をしている可能性が示唆された。最終年度では,上記の成果について国内外の学会で発表するとともに,2年目のNIRS研究の課題を用いて,全頭型NIRS計測装置による再検証を実施し,より思考的な選好判断の際には腹内側前頭前野の活動が関与していること,そして,頻繁に対象を見比べるためか,後頭領域での活動が高まることを明らかにした。意思決定はキャリア発達に関わる重要な能力の一つであり,特別支援学校の授業において知的障害児に自ら意思決定を行わせる場面が多くなってきた。しかし,知的障害児の自己決定場面においては,表出に制限があるほど二者択一のような選択行動を求めることが多く,本当に自らの選好に基づく選択であったか,様々な情報をもとに熟慮した選択であったかは疑問に感じることも多い。そこで,本研究では知的障害児における自己決定過程を行動反応だけではなく,その思考過程を脳機能計測により明らかにし,子どもの自己決定過程を神経教育学的アプローチから迫っていくものである。平成28年度においては,,試行錯誤を求める選択課題を作成し,試行錯誤に伴う自己決定とそうではない自己決定において前頭領域の活動にどのような違いが生じるのか,健常者を対象としてNIRSを用いた基礎的研究を実施した。その結果,報酬とリスクの合理的なトレードオフに基づく選択が行われた試行においては,左背外側前頭領域における脳血流の増大を認めることができたのに対して,明確な方略がないいランダムな反応の試行については,上記のような脳活動を認めることができなかった。さらに,選好判断に関連する脳波成分である後期陽性成分(LPP)に注目した基礎研究を行った。その結果,魅力判断に基づいて加算波形を分類したところ,選好判断の偏りが大きい場合には魅力評価の違いがLPP成分に反映されていなかったが,選好判断の好き嫌いが均等に近い場合にはERP波形上に魅力の有無が反映されていた。このことから,魅力評定に至る認知プロセスの違いがLPP成分の出現に関与している可能性が示唆された。平成28年度においては主に健常成人を対象とした基礎研究を実施し,その成果を国内および国際会議において発表することができた。これらのことから,概ね順調に研究が進展しているものと判断している。前年の平成28年度には選好判断に関わる脳波成分であるLPP成分に注目して,健常成人を対象とした基礎研究を行った。平成29年度においては,マッピング処理など新たな分析方法を適用し,論文発表できるよう執筆を進めている。さらに,知的障害児を対象として,選好判断に関わる脳内処理について検討を行った。知的障害児への適用に際して,個体差が大きいために,個人レベルで検討していくことになるが,個人データを指標とした場合,LPP成分のような事象関連電位(ERP)と近赤外線分光法(NIRS)のいずれを指標とした方が妥当か,予備的な検証を行った。その結果,多チャンネル型NIRSにおいて選好判断に伴う脳活動が前頭領域で捉えうることを確認できたことから,携帯型NIRS装置を用いて二者択一による選好判断課題中の脳活動を検討した。まず,健常大学生26名を対象として2枚の生物画像を同時呈示し,二者択一で選好画像をボタン押しにて選択するよう求めた。その際,事前質問紙調査で評定された好意度に基づき,呈示画像ペアの好意度差が大きいEasy条件と差が小さいDifficult条件を設定した。その結果,いずれの条件でも背外側前頭前野及び眼窩前頭野で有意なOxy-Hbの増大が認められた。とりわけ,Difficult条件ではEasy条件に比べて顕著な増大が認められ,これらの領域の賦活はより思考的な選好判断に関与していると推察された。

さらに,高等部に在籍する知的障害児13名に対しても同様の課題を実施したところ,健常者と同様の反応を示した生徒がいた一方で,Difficult条件になると前頭領域での賦活が認められなかった事例もいることが分かった。知的障害児において,自己決定と称して二者択一の判断を求める場面は多くみられるが,求める課題によっては十分な思考判断に至らずに,安易なボタン押し反応をしている可能性が示唆された。平成29年度においては,前年度実施した選好判断に関わる脳活動の基礎研究を発展させ,知的障害児を対象とした研究を実施することができた。知的障害児の自己決定において,二者択一のような選択行動を求めることが多いが,本当に自らの判断に基づく選好であったのか疑問に感じることも多い。そこで,本研究では知的障害児における自己決定過程を脳機能計測により明らかにし,知的障害児の自己決定過程を神経教育学的アプローチから迫っていくものである。初年度では,思考錯誤を求める選択課題を作成し,健常者を対象としてNIRSを用いた基礎的研究を実施し,報酬とリスクの合理的なトレードオフに基づく選択が行われた試行で左背外側前頭領域における脳血流の増大を認めることができた。さらに,選好判断に関連する脳波成分である後期陽性成分(LPP)に注目した基礎研究を行い,選好判断に迷う場合には魅力の有無によってLPP成分に反映されることを明らかにした。2年目には,知的障害児を対象として,携帯型NIRS装置を用いて二者択一による選好判断課題中の脳活動を検討した。2枚の生物画像を同時呈示し,二者択一で選好画像をボタン押しで選択するよう求めた結果,健常者では背外側前頭前野で有意なOxy-Hbの増大が認められた。知的障害児に対しても同様の課題を実施したところ,健常者と同様の反応を示した事例がいたが,選好判断が難しい条件になると前頭領域での賦活が認められなかった事例もいることが分かった。このように知的障害児において,自己決定と称して二者択一の判断を求める場面は多くみられるが,求める課題によっては十分な思考判断に至らずに,安易なボタン押し反応をしている可能性が示唆された。最終年度では,上記の成果について国内外の学会で発表するとともに,2年目のNIRS研究の課題を用いて,全頭型NIRS計測装置による再検証を実施し,より思考的な選好判断の際には腹内側前頭前野の活動が関与していること,そして,頻繁に対象を見比べるためか,後頭領域での活動が高まることを明らかにした。連携研究者・研究協力者との協働により一定の研究成果を上げることができた。今後においても同様に連携を取りながら進めていき,平成28年度に実施したデザインに基づいて知的障害児を対象とした検討を開始していく。平成29年度の成果に関しては,最終年度である平成30年度に国内および国際会議において発表することを予定している。また,LPP成分の基礎研究に関しては,現在論文として投稿できるよう準備を進めている。学内プロジェクト経費の獲得などを利用したことにより,想定したよりも旅費や計測に伴う消耗品にかかる金額を抑えることができたことによる。(理由)平成28年度に獲得した学内プロジェクト経費により生じた余剰分により,平成29年度には繰越金が発生した。当初の予算額以上には支出できたが,現在執筆作業中の論文投稿が年度内にできなかったことや,想定したよりも旅費や消耗品にかかる金額が抑えられたことにより,次年度使用額が生じたものと考えている。(使用計画)
格子欠陥近傍に局在した電子状態の乱れの研究

研究成果の概要を以下60年度,61年度に分けて示す。我々はTEM法を基礎に固体の化学結合構造を原子的スケールで評価すべく同一試料の同一分析点においてTEMおよびSAM分析を行い、物質の原子的構造,化学組成,および電子状態とを統一的に評価する複合分析法を開発した。本方法においてはTEM用の薄片化試料を、TEM,およびSAMの両方に用い同一試料条件において構造・組成・状態分析を行った。本方法の応用として(A)Al-Cu系合金中のG.P.ゾーンの形成過程(B)アモルファスFe-B合金の電子構造(C)三元合金半導体の構造的乱れと電子状態(D)Zr系金属間化合物の水素又は酸素吸蔵によるアモルファス化などを詳細に調べた。従来のオ-ジェ電子分光法では物質の結晶学的情報との相関が明確でなくオージェ価電子スペクトルと物質の原子的構造との対応が十分得られなかった。そこで本研究では収束電子線によるRHEEDパターンにより、予め、試料表面構造に関する知見を得た上で、更にその電子線をオージェ過程の一次励起源として用いることにより、入射電子線の方位、回折電子線の強度との相関においてオージェ電子スペクトルを得、解析する手法を確立した。本方法の応用としてSi(001)再構成表面特有の表面電子状態や、アルゴンイオンをそれに照射して表面構造に乱れを生じさせた状態での表面電子状態に関する情報をバルクの電子状態に関する情報と区別して評価することに成功した。以上2年間の研究を総括し、電子線回折法とオージェ価電子分光法による複合分析法は固体中の格子欠陥の挙動,特に局所的電子状態を解析する非常に有効な方法であることがわかった。本年度はアルバックPHI社によって開発された高分解能電子分析器を取付けた複合表面解析装置を購入し、試料支持部に工夫を加えると共に、高分解能電顕法と組合せることによって、自然科学、特に材料科学の分野での新しい研究手法を確立することを目的とした本研究の第一目標は一応達成することができた。現在多くの分野で新しい素材の開発が熱望されているが、材料に新しい機能を与えるためには原子または分子間の結合状態に変化を与えることが必要である。その一例がアモルファス材料とか低次元材料といわれるものであるが、そのような新素材の開発には原子レベルでの結合状態を正確に把握することが要求される。本研究では、まずAl-2.2at%Cu合金を用いて、従来不明とされてきたいわゆるG.P.ゾーンの形成について調べた結果、一種のクラスターと考えられるG.P.ゾーンで既にAl原子はCu原子と十分な相互作用を示していること、および固溶体としてのCu原子からCu原子のクラスターが形成される過程で他のAl格子を歪ませる度合の変化することがオージェ価電子スペクトル法で確かめることができた。さらにこの手法は、Fe-B系合金のアモルファスの結晶化過程、Ga-As系混晶半導体にも適用して、従来での手法では確認することが困難だった局所的な価電子の挙動に関する情報が得られることを実証できた。その結果、この手法を用いることによって溶質原子の局所濃度および各構成原子の配位数と価電子の移動に関する重要な知見が得られることが実証できた。従って、今後は更に試料条件の調整とともに、装置の中でその場実験の可能な機構を組込み、この手法の適用範囲の拡大と、手法の精度の向上を試みる。それと同時に、高分解能電顕との試料交換が円滑、かつ高真空で行なえるよう、試料交換機構にも工夫を加える。
アプリケーション・デバイス特化型次世代MVNOの研究

アプリケーション・デバイス毎のスライス構築とSDN/NFV技術により、きめの細かいQoS制御と網内機能を導入する「アプリケーション・デバイス特化型次世代MVNO基盤の提案とその有効性を実ネットワークにおける実証実験を遂行した。(1)トラフィックから確実にアプリケーション・デバイスを特定しQoS制御を行う基盤技術、(2)網内ネットワーク機能により資源の少ないモバイル端末の利用を高度化するエッジコンピューティング応用技術、(3)オペレータと利用者の両方が限られた帯域を最適に利用可能とする帯域制御を実現した。学術論文、実証実験を計画通り遂行し、最終年度で商用化の技術移転など十分な成果が得られた。本研究提案は3つの研究課題を遂行する。第一に、SDNを利用し、トラフィックから確実にリアルタイムでアプリケーション・デバイスを特定した上でQoS制御を行う基盤技術を開発する。様々な端末に対応するパケットマーキング技術、SDNコントローラ(制御装置)との連携によるQoS技術、SDNインターフェース設計などを行う。第二に、その基盤技術を用いて、アプリケーションに特化した網内に導入可能なネットワーク機能としてトラフィック削減を目的とする圧縮・解凍、キャッシュ技術や、網内で高度なセキュリティを提供する技術などを開発し、網内ネットワーク機能により資源の少ないモバイル端末利用を高度化する応用技術を開発する。第三に、個人情報を保護しつつ制御に有効な情報を収集し、機械学習を駆使して帯域利用の予測やマーキングをしない端末におけるアプリケーション・デバイス情報の推測を用いて帯域利用を最適化する次世代MVNO帯域制御技術の開発を行う。今年度は3つの課題に対し,全て当初の計画通りに研究開発を遂行した。特に、第3の課題に関しては、予定していた計画よりも前倒しで機械学習のアルゴリズムの開発と評価を遂行することができたり、また、応用例として当初計画になかった本提案の応用等の研究も含めるなど、僅かではあるが、当初の計画以上に研究が進行している。今年度の研究成果は、ジャーナル論文1本、学会発表11件(うち招待講演4件、うち国際学会3件、うち国際学会1件は2016年度発表確定)である。また、電子情報通信学会より、研究賞1件、学生賞1件を受賞している。今年度は、(1)トラフィックから確実にアプリケーション・デバイスを特定しQoS制御を行う基盤技術の開発(2)網内ネットワーク機能により資源の少ないモバイル端末利用を高度化する応用技術の開発(3)帯域利用を最適化する機械学習を用いた次世代MVNO帯域制御技術の開発という3つに課題に対してそれぞれ以下のように研究課題を遂行した。第1の課題では、リアルタイムに確実にアプリケーション・デバイスを特定するために、端末のOSの仕組みとして通信の最初のパケット(TCPSYNパケットやUDPの最初のパケット)のトレーラにアプリケーションやデバイスの情報のマーキングを行い、プログラマブルノードFLAREにてそのトレーラを解釈・除去しネットワークアドレス変換を実行する仕組みと、アプリケーション・デバイス毎にQoS制御を実施するための、Southbound Interface(SBI)を設計実装した。SDNコントローラ(制御装置)との連携によるQoSの実現、SBIの設計・実装を行い、Android端末を用いた実証実験を遂行した。第2の課題においては、特定のウェブブラウザが送受信するトラフィックに対し、透過型プロキシーを導入し、データキャッシュ機能の実装と評価を行った。センサーデータの集約開放のネットワーク機能の検討も実施した。また、サーバ負荷の増大をSNSにより検出し特定アプリケーションのトラフィックを分離したり超低遅延を要求するアプリケーションのトラフィックを分離するなど予定していなかった応用研究も実施した。第3の課題においては、通信の詳細を個人情報を保護しながら収集する手法を開発した。(a)パケットにマーキングされたアプリケーションやデバイス情報とフロー情報のマッピング情報、および、(b)全ての通信のキャプチャーデータ、の2種類のデータを収集し、機械学習を行う手法を開発し評価した。第一に、トラフィックから確実にアプリケーション・デバイスを特定しQoS制御を行う基盤技術の開発を実施した。特に、Android端末だけではなくWindows OSとiPhone/iPad(iOS)においてOS内にパケットマーキングを行う手法の設計と実装をした。大規模化のためスケールさせるためメニーコアプロセッサ内で、ソフトウェア的に、効率良く高速でフローの識別(Classification)を行う手法を開発した。第二に、網内ネットワーク機能により資源の少ないモバイル端末利用を高度化する応用技術の開発を実施した。特に、特定のアプリケーションに対し、網内にて通信遮断を実行するセキュリティ機能を実装・評価した。第三に、帯域利用を最適化する機械学習を用いた次世代MVNO帯域制御技術の開発を実施した。特に、アプリケーション毎の通信パターンの把握、オンライン機械学習による通信予測を実現する手法を開発した。オンライン機械学習には教師データの収集と学習済みのアルゴリズムの適用との両方を実行する必要がある。パケットマーキングを行う端末によりアプリケーションやデバイス情報とフロー情報のマッピングによる教師データの作成を行う。従来手法に比較して、常に新しい教師データが供給される点と時間ウィンドウ幅の小さいバッチ手法が特徴的である。また、アプリケーション同定の精度を高度化する機械学習アルゴリズムを新規開発した。成果としてジャーナル論文1本、学会発表20件、うち国際学会13件(2件が基調講演、1件は2017年度の発表が確定)を達成している。また、最優秀論文賞の受賞や米国特許取得など、当初の計画にはなかった研究成果を達成している。本研究提案は3つの研究課題を遂行したが、第一の、トラフィックから確実にアプリケーション・デバイスを特定しQoS制御を行う基盤技術の開発と第三の帯域利用を最適化する機械学習を用いた次世代MVNO帯域制御技術の開発において、特に顕著な進展があった。

まず、基本方式であるパケットマーキングをTCP SYNのTrailer(パケットの最後)に付加してトラフィック解析を行う手法は、基本特許として、2015年に出願したものが、まず米国において特許取得完了した。また、応用例としてITS、特に自動運転制御への適用や、上記基本方式を実現するスイッチの実装方式など、当初の計画にない具体的な応用例や実装例の研究が進展している。このように、本研究提案の基礎となる米国特許取得や応用例・実装例として当初計画のなかった研究成果があるため、当初の計画以上に研究は進行していると判断した。本研究提案は3つの研究課題を遂行する。第一に、SDNを利用し、トラフィックから確実にリアルタイムでアプリケーション・デバイスを特定した上でQoS制御を行う基盤技術を開発する。第二に、その基盤技術を用いて、アプリケーションに特化した網内に導入可能なネットワーク機能を開発する。第三に、個人情報を保護しつつ制御に有効な情報を収集し、機械学習を駆使して帯域利用を最適化する次世代MVNO帯域制御技術の開発を行う。今年度も3つの課題に対し,全て当初の計画通りに研究開発を遂行した。第一の課題では、ユーザ参加型として広く開発した技術を社会展開するため、各端末OSにマーキングを行う汎用的な設計と、端末でのパケットマーキングの実用化を推進した。具体的には、本研究の基礎技術を基にする端末メーカとの共同研究を開始した。FLARE上でQoSを実行するためのSBIの標準化議論と商用化(ベンチャーへの技術移転を実施)を推進した。第二の課題では、マルウェアアプリケーションプロセスの網内検出・遮断をホワイトリスト・ブラックリストの手法を開発実装し評価した。また、エッジコンピューティングの新規アプリケーション分野の提案を行い論文として発表している。第三の課題に関しては、昨年に引きつづき機械学習のアルゴリズムの開発と評価を遂行した。オンライン・バッチ手法による評価を論文にまとめた。総じて、今年度は最終年度として、社会実装に繋がる実用化・商用化に繋がる研究活動に注力した。その結果、端末メーカーとの商用化を目指した共同研究開始、および、東大発ベンチャーに技術移転を行い、あるMVNOへの商用化案件を1件実施完了するなど、研究の社会実装の面で大きな成果を出すことができた。研究成果として、ジャーナル論文1本(2018年度出版予定)、学会発表8件である。また、電子情報通信学会より奨励論文2件の受賞をしている。
小学生における安全確保のための実践的な防犯学習プログラムの開発

本研究では、小学校での防犯学習の状況をアンケート調査により把握し、小学生が思考や体験を通じ危機回避能力を向上する実践的防犯学習プログラムを提案した。多くの小学校で防犯学習の実践は行われていたが、低学年に特化した防犯学習の実施は半数に満たなかった。安全学習のカリキュラム化の必要性は多くの学校が認めたが、時間の確保が困難であり、学校以外での実践の検討も必要である。防犯学習の教材は、低学年向け、高学年向けに作成した。作成した教材は、地域でおこる様々な状況でコミュニケーションがとれるようにした。教材の実践では、事後アンケート等により意識の向上や興味の喚起につながったことを確認した。本年度は全国のコミュニティスクールに対して、小学校での防犯教育の実践の実態について質問紙調査を実施した。調査目的は小学校での各時間での防犯を目的とした取り組みの実態把握やその効果、地域との連携内容の把握である。配布数は1234校、回収数は350校(回収率は28.4%)である。小学校での危機管理能力を高めるため、体験型の思考力を養うような取組みが約8割の回答校で行われている。また1,2年に対する特別な取組みを行っている学校は4割程度にとどまっている。また、「地域安全マップ」については約8割で作成を行っていた。方法は、「グループ等で歩いて作成」が64%で、「歩かずに情報を収集して作成」が26%である。「幼保、小、警察、地域、保護者が連携して作成」など多世代が協力してマップを作成しているケースも見られた。豪雪地域では、夏と冬と季節を変えてマップを作成しているケースなどきめ細かな対応をしている事例もあった。しかし、実際歩いて地図を作成しているケースはまだ十分とは言えない状況である。授業時間での取組みとしては、全学年では安全教室の実施を始め安全ノートによる指導や危険予知学習などもみられた。低学年では「いかのおすし」を指導しているケースが多い。防犯学習の指導を行いやすくするための条件として、警察等の外部団体からの支援を挙げる回答が最も多く、ついで教員への研修や教材、授業時間の確保が必要と回答している。生活安全や災害などの安全教育の時間確保は約77%が必要と回答している。過去1年間に小学生の犯罪被害につながる事案が発生したとの回答は約11%あった。日常からの指導に加え、可能な限り時間を確保、集中して防犯学習を行うための手法を考える必要がある。今後は、今回の調査を踏まえ、現在のカリキュラムの範囲内で防犯をはじめとする安全学習に活用できる思考、体験型かつ効果のある教材を検討していく。今年度は、小学生を対象とした防犯学習に関する教材を開発することを目的に、教材を試作し学童保育所で実践を行った。子どもの連れ去りは、子どもが一人の時に発生していることが多いのが現状である。登下校時は、地域によってはボランティアなどによるパトロールを行っているが、このような取り組みを行っているとしても、子ども自身も危機回避能力を身につけることが緊急時の対応には有益である。一方で、不審者に対しての注意喚起がいき過ぎると、地域の善意ある住民からの話かけにも恐れ、地域内での良好なコミュニケーションを阻害する。このような点を考慮し、教材開発においては子どもの危機回避能力を身に付ける視点を取り入れた上で、大人とのコミュニケーションの要素を取りいれた教材を作成する必要があると考える。そこで児童が主体的に考え、他者とのコミュニケーションを意識した小学生の危機回避能力を身に付ける教材の作成を行った。作成した教材の実践は、熊本市内の学童保育所3か所の小学13年の児童に対して行った。授業の実践は大学生が実施した。教材は50分の授業と実践を組み合わせた形式で、ペープサートと与えられた台本を安全に帰宅できるよう自らが修正し、修正した台本をもとに2人一組でロールプレイングをおこなうものである。実践の様子やワークシートより、児童の興味・関心や学習への意欲を引き出すことが確認できた。また、3人で下校する場合と1人で下校する場合のペープサートを比較させたことで、1人で帰る危険性について児童は認識できていた。また台本を書きかえる活動を通じて、大人とのコミュニケーションの取り方を考え適切なやりとりを考えることができていた。最後にロールプレイングを行うことで主体的な学習として効果があったと考えられる。今後、実践例を増やし教材のブラッシュアップを行うと共に、体験をより重視した教材にも取り組みたいと考える。本年度は、小学生に対する防犯学習の教材を試作し学童保育所等で実践する計画であった。協力の得られた3つの学童保育所において実践を行い、教材の問題点等もワークシートやアンケート調査より把握することができた。従っておおむね順調に進展していると判断する。本研究は、小学生に対する登下校時や放課後での連れ去り等の被害の現状を踏まえ、小学生向けの実践的な防犯学習プログラムを作成することを目的としている。今年度は、既往研究を始めとする関係資料の収集を行うとともに、昨年度作成した教材を参加する学年に合わせて内容を変更した上で学童保育所での実践を行った。また、防災を中心とした安全教育の学校現場での実践を視察し、授業内で実施する可能性について検討した。子どもをさまざまな暴力から守るためのプログラムであるCAPの内容の把握を行うため運営団体の講習に参加し、現在作成している教材の参考とした。

学童保育所での実践では、13名の児童の参加があったが、1年生が参加者の半分を占めていたため、昨年度作成した教材の内容を変更し、児童との対話を増やした。実践での課題が「できた」児童は7名であり、ロールプレイに対して高評価をした児童は9名であった。また12名の児童が実際の対応に自信が持てたとした。使用した教材はコミュニケーション能力を培いながら、危険な状況を児童自身が判断し、適切な言葉で対処したり、難しい場合は避難行動をとることを考えるよう構成しているが、児童の中には挨拶をされても無視をするといった回答も見られた。標語である「いかのおすし」の理解が十分でない児童もいることに配慮し、相手の誘いを状況に応じて上手に断れるような自然なやり取りを成立させることも考慮し、教材の再構成をはかる。今年度も引き続き複数の学童保育所や小学校で実践を行う予定であったが、熊本地震の発生に伴い、協力を依頼することが困難な状況となったことに加え、研究者自身の研究体制を整えることも困難となったため。本研究は、小学生を対象とした犯罪に対する危機回避能力を高めるための実践的教材を作成することを目的としている。知らない人からの声かけへの対処法を考えると同時に、知り合いからの声かけのリスクや対処法について考えることを視点として取り入れた。平成29年度は高学年児童を対象とし、家族以外の他者とコミュニケーションを取りつつ自分の身を守る方法について考える教材2編を作成し、うち一編は小学校で実践を行いワークシートや事後アンケートにより評価を行った。作成教材は、場面でのジレンマを考える思考型と対人距離を体験し、動画教材により見知らぬ人への対処方法を実践する体験型の2編である。思考型は顔見知りから誘いを受ける状況を設定し、誘いを断らなかった時のリスクや断る時のジレンマについてクラスで議論を行った。また思考の流れに沿ったワークシートを作成し、断り方や断らない時のリスク回避の方法を考えさせた。体験型は、パーソナルスペースの計測により、人の接近が気付きにくい方向を確認し、距離をキーワードに作成した動画を視聴し、ロールプレイによって対処方法を習得するようにした。実践は、思考型教材を用い、平成30年1月に熊本市内の小学校5年生1クラス(32名)を対象に実施した。誘いに対して始めの判断では賛否が半数に分かれており教室内での議論が進んだ。誘いを受けた時のメリットとリスクの議論では、事件へ巻き込まれることへの懸念を多くの児童が認識しており、加えて交通事故や家族への気遣いなど想像力を働かせた回答も見られた。メリットとリスクを確認した上での判断は、リスクを回避する対策を想定した回答もみられるなど判断への変化が見られ、クラスでの議論が影響したものと思われる。一方で、少数ではあるが十分に危険を想像することができない児童が存在し教材や授業を展開の改善の必要性を認識した。本研究では、小学校での防犯学習の状況をアンケート調査により把握し、小学生が思考や体験を通じ危機回避能力を向上する実践的防犯学習プログラムを提案した。多くの小学校で防犯学習の実践は行われていたが、低学年に特化した防犯学習の実施は半数に満たなかった。
TGF-β/ActivinシグナルとHippoシグナルのクロストークの解析

TGF-β/ActivinシグナルとHippoシグナルはそれぞれの下流の転写共役因子であるSmadファミリーとTEADファミリーが相互作用することによりシグナルのクロストークが見られる。特に、このシグナルクロストークはES細胞の未分化性の維持や人工多能性幹(iPS)細胞樹立において重要な役割を担っている。そこで私は低分子化合物によるTGF-βシグナルの抑制が人工多能性幹(iPS)細胞の樹立において果たす役割をリプログラミング初期過程に誘導される間葉-上皮移行(MET)に着目した解析を試み、以下の結果を得た。1.分化した細胞のiPS細胞へのリプログラミングを誘導するOct4、Sox2、Klf4、c-Mycの4因子を線維芽細胞(MEF)にレトロウイルスにより導入すると、リプログラミングの初期で間葉-上皮移行(MET)に特徴的なマーカー遺伝子の発現変動が示された。2.線維芽細胞のMETにはKlf4が最も重要な役割を担うが、Oct4やSox2もKlf4と協調的に働いて一部の上皮細胞マーカーの発現上昇に寄与することが示された。3.上皮系マーカーの一つであるClaudin11のMEFにおける発現上昇を指標に、シグナル伝達経路を修飾する低分子化合物の中から探索することを試みた結果、TGF-βI型受容体の阻害剤であるE-616452がclaudin11の発現を強く上昇させることが示された。しかし、Klf4を導入した時と比べて他のMET関連遺伝子の発現変動は限定的であった。4.E-616452がOct4、Sox2、c-Mycの3因子導入によるiPS細胞誘導効率に影響を与えるかについてNanog-GFPノックインマウス由来のMEFを用いて検討した結果、E-616452処理を行った場合のみでGFP陽性のiPS細胞様のコロニーが形成されることが示された。GFP陽性コロニーの形成効率は3因子導入後翌日からE-616452を加える方が導入後7日目以降から加えるよりも高いことが示された。私はSmad7がYapの細胞内局在に何らかの影響を及ぼすのではないかと考えまず、YapをHeLa細胞からクローニングし、Smad7及び他のSmadタンパクとの結合を免疫沈降法より調べた。その結果、YapはSmad7の他にもTGF-β/Activinシグナルの伝達因子であるSmad2/3にも結合するということが分かった。さらにSmad2/3に関してはTGF-βシグナルによって活性化されると、Yapとの結合が増強された。この結果から、TGF-βシグナルとHippoシグナルには何らかの相互作用があるということが示唆された。まず私は、Smad7および活性化Smad3がYapの細胞内局在に変化をもたらすかをHeLa細胞へ各タンパク質を過剰発現して免疫染色により調べたが、Smad7,Smad3いずれもYapの細胞内局在に影響を及ぼさなかった。それでは、逆にYapがTGF-βシグナルに影響を及ぼすかを調べることにした。しかし、他のグループによって、YapのホモログでYapと同様にHippoシグナルの標的因子であるTazがTGF-βシグナル依存的なSmad2/3の核内の移行を制御しており、ヒトES細胞でTazをノックダウンするとTGF-βシグナルが入らなくなることによりES細胞が未分化性を失うという報告がなされた。以上より、Hippoシグナルの下流因子であるYapやTazとTGF-βファミリーシグナルは、特にES細胞において機能的に相互作用するということが明らかとされた。以前、我々のグループではActivinシグナルがマウスES細胞の自己増殖を亢進する作用を持つということを示していた。しかし、その詳細なメカニズムは未だ分かっていない。そこで、私はActivinシグナルがYapなどと協調してES細胞の増殖を制御しているのではないかと考え、ActivinによるマウスES細胞増殖亢進作用のメカニズムをより詳細に解析することとした。最近、ES細胞用培地に血清の代わりにGSK3とErkのインヒビターを加えた条件(2i)では、より未分化な状態(ground state)でES細胞を維持できるという報告がなされた。私は、この無血清の状態ではよりActivinによるES細胞の増殖亢進作用が顕著になるということを見出した。現在では、Activinシグナルの抑制因子であるSmad7や、Activinの受容体(ALK-4)の恒常活性型を安定的に発現するES細胞株の樹立を試みている。Hippoシグナルを調節するYapやTazがTGF-βファミリーシグナル伝達因子のSmadと相互作用し、ES細胞において未分化性の維持に関与するという報告がなされたことにともない、私はiPS細胞誘導過程においてもTGF-bファミリーシグナルが体細胞のリプログラミングにも影響を与えるのではないかと考え、検討することにした。まず、私は研究室におけるiPS細胞誘導系の確立から着手した。ES細胞のマーカーであるNanogのプロモーター下にGFPを発現配列が挿入されているMEFにレトロウイルスをによって遺伝子導入する方法によって、安定的にGFPを発現するiPS細胞誘導系を樹立することができた。次に、TGF-βシグナル阻害剤と様々な化合物を組み合わせてSox2やKLF4を代償することができるかを検討し、以下の結果を得た。1)まcMycを除く3因子でのiPS細胞作製効率を上昇させるヒストン脱アセチル化酵素阻害剤VPAとTGF-βグナル阻害剤のSB431542の両方を同時に添加することによって、Sox2の代償になる。

2)TGF-βシグナルが癌細胞などにおいてEMTを誘導することが知られていることから、TGF-βシグナルの阻害によって初期に起こるMETが誘導され、Sox2の代償となると予測し、METにおける各リプログラミング遺伝子の役割を検討した。すると、KLF4を導入した時にのみMET様の遺伝子変化を示し、予想に反してSox2は中期以降に重要な役割を果たしているということが分かった。3)繊維芽細胞でTGF-βグナルを阻害すると部分的にMET誘導され、さらにBMP阻害剤を加えるとKLF4を導入しなくてもMETを誘導させることができたことから、これらの化合物がKLF4とSox2の代替となるということが示唆された。現在は、上記化合物とOct4一因子のみによって多分化能を持ったiPS細胞が誘導できるかを検討中である。TGF-β/ActivinシグナルとHippoシグナルはそれぞれの下流の転写共役因子であるSmadファミリーとTEADファミリーが相互作用することによりシグナルのクロストークが見られる。特に、このシグナルクロストークはES細胞の未分化性の維持や人工多能性幹(iPS)細胞樹立において重要な役割を担っている。そこで私は低分子化合物によるTGF-βシグナルの抑制が人工多能性幹(iPS)細胞の樹立において果たす役割をリプログラミング初期過程に誘導される間葉-上皮移行(MET)に着目した解析を試み、以下の結果を得た。1.分化した細胞のiPS細胞へのリプログラミングを誘導するOct4、Sox2、Klf4、c-Mycの4因子を線維芽細胞(MEF)にレトロウイルスにより導入すると、リプログラミングの初期で間葉-上皮移行(MET)に特徴的なマーカー遺伝子の発現変動が示された。2.線維芽細胞のMETにはKlf4が最も重要な役割を担うが、Oct4やSox2もKlf4と協調的に働いて一部の上皮細胞マーカーの発現上昇に寄与することが示された。3.上皮系マーカーの一つであるClaudin11のMEFにおける発現上昇を指標に、シグナル伝達経路を修飾する低分子化合物の中から探索することを試みた結果、TGF-βI型受容体の阻害剤であるE-616452がclaudin11の発現を強く上昇させることが示された。しかし、Klf4を導入した時と比べて他のMET関連遺伝子の発現変動は限定的であった。4.E-616452がOct4、Sox2、c-Mycの3因子導入によるiPS細胞誘導効率に影響を与えるかについてNanog-GFPノックインマウス由来のMEFを用いて検討した結果、E-616452処理を行った場合のみでGFP陽性のiPS細胞様のコロニーが形成されることが示された。GFP陽性コロニーの形成効率は3因子導入後翌日からE-616452を加える方が導入後7日目以降から加えるよりも高いことが示された。
フグ毒を用いたフグ養殖-免疫力上昇と魚病予防

「フグ毒(TTX)を用いたフグ養殖」の実用化を想定し、実際の養殖現場、もしくはそれに準ずる海面の網生け簀などで、トラフグ(天然魚の入工受精卵を孵化させて得た仔魚、当歳魚、もしくは2年魚)に種々のTTX添加飼料を与えて飼育し、毒の蓄積状況や健康状態、免疫機能等について検討した。その結果、年齢によらずTTXを与えた試験魚には脾臓細胞幼若化反応や抗体産生能の上昇がみられ、実際の養殖規模においてもTTX投与が養殖トラフグの健全化に極めて効果的であることが示された。一方、トラフグに同様に麻痺性貝毒(PSP)を与えても、TTXに比べて蓄積効率が悪く、免疫賦活的な効果は認められなかった。一方、無毒養殖トラフグに対し、2種の毒、すなわち精製TTXおよびTTX粗抽出液を腹腔内投与したところ、いずれの場合も主として皮と肝臓に毒の移行がみられたが、その様相は両者の間で若干異なり、移行速度は精製TTXの方が速く、最終的な蓄積量はTTX粗抽出液の方が多かった。さらに、脾臓細胞の幼若化反応には、毒の移行に呼応した推移がみられた。他方、数種のフグ毒保有生物につき、酵素免疫学的手法によりTTXの組織内微細分布または細胞内超微細分布を可視化したところ、フグ類では、TTXは皮の腺細胞や基底細胞、卵母細胞中の卵黄物質などに分布するが、その様式は種により異なること、基底細胞において毒はリソゾームに分布すること、などが明らかとなった。ヒモムシの場合、表皮杵状細胞の尖端に配列する小胞と基底膜、吻上皮顆粒細胞、吻腔上皮等、ヒラムシでは卵にTTXが分布していた。その他、ホシフグは皮に微量のTTXをもつが、同時に成熟が進んだ卵巣には著量のPSPを保有すること、有毒餌生物を遮断した状態で無毒の餌を与えて養殖したトラフグは、肝も無毒であること、などを明らかにすることができた。今年度は、「フグ毒を用いたフグ養殖」の実用化を想定し、熊本県の養殖業者の協力を得て、実際の養殖現場でトラフグにフグ毒添加餌料を与えて飼育し、毒の蓄積状況や健康状態、免疫機能等について検討した。養殖トラフグ当歳魚を約4,000尾ずつ3つの網生け簀に収容し、生餌・魚粉等にナシフグ残滓を混ぜて与える区〔残滓ミール区〕、残滓をタンパク質分解酵素デナプシンで処理したものを混ぜて与える区〔デナプシン区〕、生餌・魚粉等をそのまま与える区〔対照区〕の3区を設定し、60日間飼育したところ、残滓ミール区とデナプシン区は皮と肝臓に数数十MU/gの毒を蓄積した。体格、血液の生化学的性状については、これらの区と対照区の間に顕著な差は認められなかったが、ヒツジ赤血球に対する抗体価、脾臓細胞の幼若化、血漿リゾチーム活性、および同トリプシン阻害活性を指標とした免疫力の評価において、残滓ミール区とデナプシン区は対照区に比べていずれも高い数値を示し、実際の養殖規模においても、フグ毒投与が養殖トラフグの免疫機能向上に極めて効果的であることが示された。

一方、フグの毒蓄積機構もしくは毒による免疫機能活性化の機構解明の一助として、以下のような実験を行った。まず、70尾ずつ3つの室内水槽に収容した養殖トラフグ当歳魚にフグ毒添加餌料、麻痺性貝毒添加餌料、および無毒餌料をそれぞれ与えて60日間飼育したところ、麻痺性貝毒投与区はフグ毒投与区と同様に毒を蓄積したが、同区ほど顕著な免疫機能の活性化は認められなかった。他方、二、三の天然フグにつき、酵素免疫学的手法により、皮や卵巣におけるフグ毒の微細分布、さらには皮の基底細胞における同毒の超微細分布を可視化し、フグ毒は皮の腺細胞や基底細胞、卵母細胞中の卵黄物質などに分布するが、その様式は種により異なること、基底細胞において毒はリソゾームに分布すること、などを明らかにした。まず、昨年度に引き続き「フグ毒を用いたフグ養殖」の実用化を想定した飼育試験を行った。養殖トラフグ当歳魚を2,500尾ずつ3つの網生け簀に収容し、(1)生餌・魚粉にナシフグ残滓を混ぜて与える区、(2)残滓をタンパク質分解酵素デナプシンで処理したものを混ぜて与える区、(3)生餌・魚粉をそのまま与える区、の3区を設定し、60日間飼育した。その結果、今回新たに調査項目に加えたエラ虫ヘテロポツリウムの寄生状況に関しては、フグ毒投与の効果は確認できなかったものの、抗体価ならびに脾臓細胞の幼若化を指標とした免疫機能の評価においては、これまでの試験同様、毒添加餌料投与区((1)および(2))は対照区((3))に比べて高い数値を示すことがわかった。まず、70尾ずつ3つの室内水槽に収容した養殖トラフグ当歳魚にフグ毒(TTX)添加餌料、麻痺性貝毒(PSP)添加餌料、および無毒餌料をそれぞれ与えて60日間飼育したところ、比肝重値や肥満度は3区の間で差がないが、添加餌料を投与した2区は、対照区に比べNADPH-cytochrome P450 reductase、ethoxyresorufin-O-deethylase等、肝臓中の数種の薬物代謝酵素の活性が有意に低いことが明らかとなった。さらに、別途行った同様の飼育試験において、TTX投与区は、PSP投与区や無毒餌料投与区に比して、血漿リゾチーム活性が顕著に高いことなどが示された。他方、ナシフグの卵巣は、1月から5月にかけて成熟が進むにつれて毒力が高まり、主に卵黄胞期の卵黄胞、第一次ないし第二次卵黄球期の卵黄球、排卵後の退行変性卵等にTTXの分布(免疫染色陽性反応)が認められること、ホシフグは皮に微量のTTXをもつが、同時に成熟が進んだ卵巣にはサキシトキシン(STX)とそのデカルバモイル体を主成分とする著量のPSPを保有すること、などを明らかにすることができた。まず、昨年度の飼育試験で生残したトラフグ〔試験終了後、無毒飼料で約6ヶ月間飼育していたもの;フグ毒(TTX)添加飼料投与区、無毒飼料投与区各1,000尾ずつ〕につき、それぞれ前回と同じ飼料を与えて再度60日間飼育したところ、飼育開始前、終了時ともに、TTX添加飼料投与区の試験魚は、無毒飼料投与区に比べ、有意に高い脾臓細胞幼若化能を示した。次いで、養殖トラフグ当歳魚を対照区、標品区、粗毒区の3区に分け、それぞれ生理食塩水、TTX標品の同食塩水溶液(300MU/ml)、ナシフグ卵巣の粗抽出液(300MU/ml)を1mlずつ腹腔内投与後、屋内水槽で168時間飼育したところ、肝臓と腸管の毒量の推移に関して、標品区と粗毒区の間に顕著な相違がみられた。即ち、前者では毒の移行が速く、肝臓で1時間後、腸管で4時間後に既に毒量が最大値(3.3、1.8MU/g)に達していたのに対し、後者では毒の移行は遅いが蓄積量が多く、肝臓で24時間後、腸管で12時間後に最大値(8.1、4.2MU/g)を記録した。脾臓細胞の幼若化をみると、標品区、粗毒区はともに対照区に比べて高い値を示したが、その推移は毒の移行に対応しており、毒投与72時間後では標品区、168時間後では粗毒区の値がより高かった。
コンクリートの曲げ破壊性状に関する破壊力学的検討

本研究は,引張軟化特性を考慮した破壊力学的手法を応用して,曲げを受けるコンクリートならびに鉄筋コンクリートはり部材の各種の破壊性状について,実験的ならびに解析的に検討することを目的としており,次のような検討を行った。1.コンクリートの曲げ強度に及ぼす部材寸法ならびに断面形状の影響に関する検討2.折曲げ試験によるコンクリートの曲げ強度ならびに破壊エネルギーの測定に関する検討3.鋼繊維補強コンクリートの曲げ特性の評価方法に関する検討4.鉄筋比が小さい鉄筋コンクリートはりの曲げ破壊性状に関する検討その結果,次のような知見が得られた。1.コンクリートの曲げ強度は,供試体寸法が大きいほど小さくなることを実験ならびに引張軟化特性を組み込んだ数値解析により定量的に明らかにした。2.上記の解析結果に基づいて,寸法効果を反映した曲げ強度の算定式を提案した。3.コンクリートの引張軟化特性の寄与により,供試体の断面形状が円形の方が正方形の場合よりも曲げ強度が大きくなることを,実験ならびに数値解析により示した。4.曲げ強度に対する鋼繊維の補強効果は,供試体寸法が大きいほど顕著となることを,実験ならびに引張軟化特性を組み込んだ数値解析により明らかにした。5.コンクリートの曲げ強度の寸法効果を考慮した低鉄筋コンクリートはりのひび割れ耐力ならびに降伏耐力の算定法を提案した。6.全体の変形とともに荷重が増加する状態ではひび割れや局部的変形が分散するのに対し,ピークを越え荷重が減少する状態では局所的に集中することを実験的に明らかにした。本研究は、引張軟化特性を考慮した破壊力学的手法を応用して、曲げを受けるコンクリ-トの各種の破壊性状について実験的ならびに解析的に検討することを目的としており、今年度は次のような研究を行った。・コンクリ-トの曲げ強度に及ぼう部材寸法ならびに断面形状の影響に関する検討・折曲げ試験によるコンクリ-トの曲げ強度ならびに破壊エネルギ-の測定に関する検討その結果、次のような知見が得られた。(1)コンクリ-トの曲げ強度は、供試体寸法が大きいほど小さくなることを実験ならびに引張軟化特性を組み込んだ数値解析により定量的に明らかにした。(2)上記の解析結果に基づいて寸法硬化効果を反映した曲げ強度の算定式を提案するとともに、この算定式を各種コンクリ-トに適用し、その有効性を確認した。(3)コンクリ-トの引張軟化特性の寄与により、供試体の断面形状が円形の方が正方形の場合よりも曲が強度が大きくなることを、実験ならびに数値解析により示した。(4)折曲げ試験から得られる曲げ強度に及ぼすせん断力の影響は比較的小さいことを明らかにした。来年度は次のような内容に重点をおいて研究をまとめる予定であり、基礎となる実験の一部をすでに今年度行っている。・鋼繊維補強コンクリ-トの曲げ特性の評価方法に関する検討・鉄筋比が小さい鉄筋コンクリ-トはりの曲げ破壊性状に関する検討本研究は、引張軟化特性を考慮した破壊力学的手法を応用して、曲げを受けるコンクリートならびに鉄筋コンクリートはり部材の各種の破壊性状について、実験的ならびに解析的に検討することを目的としており、次のような検討を行った。1.コンクリートの曲げ強度に及ぼす部材寸法ならびに断面形状の影響に関する検討2.折曲げ試験によるコンクリートの曲げ強度ならびに破壊エネルギーの測定に関する検討3.鋼繊維補強コンクリートの曲げ特性の評価方法に関する検討4.鉄筋比が小さい鉄筋コンクリートはりの曲げ破壊性状に関する検討その結果、次のような知見が得られた。1.コンクリートの曲げ強度は、供試体寸法が大きいほど小さくなることを実験ならびに引張軟化特性を組み込んだ数値解析により定量的に明らかにした。2.上記の解析結果に基づいて、寸法効果を反映した曲げ強度の算定式を提案した。3.コンクリートの引張軟化特性の寄与により、供試体の断面形状が円形の方が正方形の場合よりも曲げ強度が大きくなることを、実験ならびに数値解析により示した。4.曲げ強度に対する鋼繊維の補強効果は、供試体寸法が大きいほど顕著となることを、実験ならびに引張軟化特性を組み込んだ数値解析により明らかにした。

5.コンクリートの曲げ強度の寸法硬化を考慮した低鉄筋コンクリートはりのひび割れ耐力ならびに降伏耐力の算定法を提案した。6.全体の変形とともに荷重が増加する状態ではひび割れや局部的変形が分散するのに対し、ピークを超え荷重が減少する状態では局所的に集中することを実験的に明らかにした。