hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超小型電気自動車を用いた個人適応型知的運転支援システムの安全安心設計

本課題は,超小型電気自動車の各種操作をバイワイヤ化し,道路環境や運転者の状態・意図・行動を監視する機能を備え,交通事故を防ぐ知的運転支援システムを提案することを目的とする.そこで,電動モータの制御性の良さ・アクチュエータの応答性の良さを活かして,一人乗りの超小型電気自動車の駆動制御システムに基づき知的運転支援装置を提案し,以下のことを行った.まず,車線追従支援システムとドライバの操作の干渉問題を防ぐため,ドライバの運転行動を認識し,その運転行動認識に適応した車両のヨーモーメント制御を理論的に提案した.その方法として,車線追従制御機能に代わる制御方法として横滑り角零化制御を利用し,目標ヨーレイトの切り替えを重み係数で行うことで,常時車両のヨーモーメントを制御するシステムを提案し,その重み係数をドライバの運転行動認識に基づき切り替えることとした.隠れマルコフモデルに基づくドライバの運転行動認識システムの構築を行うとともに,シミュレーション及び超小型電気自動車を用いた実験を行うことで,提案した制御系の有効性及びその効果を検証した.その結果,車線追従制御モードのみに比べ,ドライバの運転行動に基づくヨーモーメント制御が操舵介入しやすさ及び車両安定性向上にも優れた効果があることがわかった.次に,衝突事故を未然に防ぐ予防安全技術の一つとして,先行車追従場面の駆動時に着目し,安全な車間距離を保つための駆動トルク制御アルゴリズムの考案した.車間距離情報に基づく車間距離制御系を設計し,シミュレーションと実車により先行車自動追従走行を行った.人間の設定した目標車間時間通りに先行車追従走行が可能であることを確認した.最後に,設計した車間距離制御系を運転支援システムとして人間・自動車系に適用した場合,人間と制御系による協調走行で先行車追従走行を行い,人間の運転負担軽減と車両安全性の向上が図れたことを示した.本年度では,超小型電気自動車の左右独立駆動力制御による車線追従支援システムに着目し,ドライバの操作特性と車線追従支援システムとの協調性を図ることを目的とする.超小型雪気自動車のバイワイヤ操作系および外界情報取得の設計については,超小型電気自動車の駆動系をすべて電子制御によりバイワイヤ化した走行制御システムおよび,車両前方の外界情報(道路白線位置情報)を取得するためのシステムを製作した.運転者の運転意図認識システムの構築については,ドライバの操舵角の時系列データから離散的シンボル化することにより車線変更・車線維持の行動パターンを抽出した.更に,隠れマルコフモデル手法を適用するにより,リアルタイムに車線変更,車線維持の意図を識別するアルゴリズムを構築した.そのアルゴリズムの有効性を実車実験により検証した.操作支援制御系のアルゴリズムの理論的解析および実験的検証については,開発した車線追従支援システムにおいて,ドライバの車線変更意図があると検出した場合,駆動系の制御特性を変更するアルゴリズムを構築した.コンピュータシミュレーションおよび超小型電気自動車を用いた実車実験により,従来の車線追従支援システムの場合に比べ,提案した操作支援制御系を用いることで,初期の車線変更において操舵角速度が小さくなっており,ドライバの運転意図に反する制御操作量が低減された.更に,車線変更中の車両挙動の安定性が向上したことを明らかにした.本課題は,超小型電気自動車の各種操作をバイワイヤ化し,道路環境や運転者の状態・意図・行動を監視する機能を備え,交通事故を防ぐ知的運転支援システムを提案することを目的とする.そこで,電動モータの制御性の良さ・アクチュエータの応答性の良さを活かして,一人乗りの超小型電気自動車の駆動制御システムに基づき知的運転支援装置を提案し,以下のことを行った.まず,車線追従支援システムとドライバの操作の干渉問題を防ぐため,ドライバの運転行動を認識し,その運転行動認識に適応した車両のヨーモーメント制御を理論的に提案した.その方法として,車線追従制御機能に代わる制御方法として横滑り角零化制御を利用し,目標ヨーレイトの切り替えを重み係数で行うことで,常時車両のヨーモーメントを制御するシステムを提案し,その重み係数をドライバの運転行動認識に基づき切り替えることとした.隠れマルコフモデルに基づくドライバの運転行動認識システムの構築を行うとともに,シミュレーション及び超小型電気自動車を用いた実験を行うことで,提案した制御系の有効性及びその効果を検証した.その結果,車線追従制御モードのみに比べ,ドライバの運転行動に基づくヨーモーメント制御が操舵介入しやすさ及び車両安定性向上にも優れた効果があることがわかった.次に,衝突事故を未然に防ぐ予防安全技術の一つとして,先行車追従場面の駆動時に着目し,安全な車間距離を保つための駆動トルク制御アルゴリズムの考案した.車間距離情報に基づく車間距離制御系を設計し,シミュレーションと実車により先行車自動追従走行を行った.人間の設定した目標車間時間通りに先行車追従走行が可能であることを確認した.最後に,設計した車間距離制御系を運転支援システムとして人間・自動車系に適用した場合,人間と制御系による協調走行で先行車追従走行を行い,人間の運転負担軽減と車両安全性の向上が図れたことを示した.
太陽光・太陽熱同時利用システム用高性能な発泡金属冷却器に関する研究

外国人特別研究員と共同に行う研究は,高倍率集光型化合物太陽電池からの電気出力と100°C前後の熱を同時取り出すことで,総合利用効率が80%まで高める高効率な太陽エネルギー利用システムの開発です.特に発泡金属を用いて太陽電池からの熱を取り出す小型高性能な冷却機器の開発を中心に行っていました.外国人特別研究員が来日後,まず太陽光コジェネレーションシステムの設計と集光器,太陽電池モジュールの設計を行いました.500倍集光の集光器の設計と太陽電池モジュールの設計にも協力していました.また,理論研究について,発泡金属充填流路内の高熱流束沸騰伝熱の数値計算モデルを構築し,伝熱性能の理論的な予測を行いました.そのため,発泡金属の骨格への気泡の相対浸透の影響,骨格に対して気泡の慣性係数の評価,骨格内の気泡の移動,破裂と合体時の対流伝熱への影響,骨格内の気泡の移動,破裂と合体時の相変化伝熱への影響などを考慮するモデルを開発しました.さらに,高熱流束条件における発泡金属充填流路内の二相流動と伝熱特性の実験計測を行い,高熱流束条件での沸騰伝熱性能の把握及び発泡の表面改質(親水性,撥水性)による伝熱性能への影響を評価しました.伝熱面の上に拡散接合した発泡金属の濡れ性処理について,プラズマ照射による親水性処理と,化学溶液浸食による撥水性処理を行いました.平滑面に対して,発泡金属を用いた場合30%50%の性能向上が見られました.また,親水性処理した発泡金属の流動沸騰伝熱性能は,未処理発状態より15%程度低下したことから,親水処理より撥水性処理の方が効果的と示唆されました.研究期間の都合上,撥水性処理した発泡金属の流動沸騰伝熱性能を行うことができませんでしたが,流動凝縮伝熱性能比較を行いました.平滑面,未処理発泡金属,撥水性処理発泡金属の順で伝熱性能が向上することがわかりました.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、高効率な太陽エネルギー利用システムの技術開発と社会普及のため、高集光倍率太陽光発電システムと高性能な冷却器により得られた高温太陽熱のコージェネレーションシステムを提案し、高い総合太陽エネルギー利用システムの開発を行う。そのために、高熱流束条件における高効率なマイクロチャンネル冷却の開発が不可欠である。本研究は、発泡金属を用いた高効率な冷却器の開発を目的とする。発泡金属を用いた冷却セル内部の流動特性と伝熱特性の解明、特に高倍率集光型太陽電池冷却用高熱流束条件における流動様式の変化と核生成メカニズムの解明および伝熱性能の予測手法の開発を行う予定である。平成27年度11月平成28年度3月31日までには、(1)高熱流束冷却性能評価用可視化観察及び流動沸騰伝熱特性計測実験装置の設計を行った。今装置の組み立てが完了し、予備実験より装置の健全性を確認中である。(2)発泡金属を用いた冷却セル内部の流動特性と伝熱特性の数値シミュレーションに必要である発泡金属の有効熱伝導モデルの検証を行った。気泡の発泡金属の骨格内の移動および局所熱非平衡の効果が対流伝熱への影響を評価するために、発泡金属の有効熱伝導率と気液混合物性を導入した。数値解析モデルを用いて発泡金属内の流動と伝熱特性の理論解析の準備を整えた。特別研究員の来日は10月末でした。来日後、研究活動に積極的に参加し、実験設備の設計と製作を行った。今は装置の組み立てが完了し、予備実験より装置の健全性を確認中である。また、理論解析のための発泡金属を用いた冷却セル内部の流動特性と伝熱特性の数値シミュレーション手法の検討を行い、発泡金属の有効熱伝導モデルの構築が行った。今数値解析手法への実装を行っている。概ね当初の研究計画通りに進展している。本研究は、高集光倍率太陽電池の高効率な冷却手法として、高熱流束条件における発泡金属構造内部の流動沸騰特性の解明と高効率な冷却器を開発を行う.H28年度は、冷却器の開発、実験システムの構築と予備実験を行った.実験サイクルは水を冷媒としたポンプ循環サイクルである.冷却器は銅製のブロックの上に、50mm×10mm×1mmの溝を掘り、その中に発泡金属を充填する構造とした.発泡金属は銅ブロックとロウ付けで接合して、水を流して銅ブロックの冷却を行った.また、100Wのカートリッジヒーター10本を銅ブロックに挿入して加熱を行い、発泡金属の上にガラス製の可視化窓を設けた.単相の水および沸騰伝熱の特性を実験的に調べた.加熱量は400Wの条件において、質量速度の増加に従い、熱伝達率が増加する結果が得られた.単相の熱伝達率は20005000W/m2K程度に対して、二相領域においては、熱伝達率は70009000程度であった.また,熱流束の増加によって二相領域の熱伝達が低下し、圧力損失が増加する結果が得られた.予備実験の結果から、銅ブロックから入口および出口への熱漏れが大きいことが分かった.その熱流束の測定誤差により、熱伝達率の正しい評価が困難になり、加熱ユニットの再設計が必要である.

また、熱流束の増加により、熱伝達率の低下および圧力損失増加の結果が得られたが,下流に向けてドライアウトの発生が原因であり、異方性発泡金属構造の導入が有効だと考えられる.予備実験の結果から、銅ブロックから入口および出口への熱漏れが大きいことが分かった.その熱流束の測定誤差により、熱伝達率の正しい評価が困難になり、加熱ユニットの再設計が必要である.また、熱流束の増加により、熱伝達率の低下および圧力損失増加の結果が得られたが,下流に向けてドライアウトの発生が原因であり、異方性発泡金属構造の導入が有効だと考えられる.外国人特別研究員と共同に行う研究は,高倍率集光型化合物太陽電池からの電気出力と100°C前後の熱を同時取り出すことで,総合利用効率が80%まで高める高効率な太陽エネルギー利用システムの開発です.特に発泡金属を用いて太陽電池からの熱を取り出す小型高性能な冷却機器の開発を中心に行っていました.外国人特別研究員が来日後,まず太陽光コジェネレーションシステムの設計と集光器,太陽電池モジュールの設計を行いました.500倍集光の集光器の設計と太陽電池モジュールの設計にも協力していました.また,理論研究について,発泡金属充填流路内の高熱流束沸騰伝熱の数値計算モデルを構築し,伝熱性能の理論的な予測を行いました.そのため,発泡金属の骨格への気泡の相対浸透の影響,骨格に対して気泡の慣性係数の評価,骨格内の気泡の移動,破裂と合体時の対流伝熱への影響,骨格内の気泡の移動,破裂と合体時の相変化伝熱への影響などを考慮するモデルを開発しました.さらに,高熱流束条件における発泡金属充填流路内の二相流動と伝熱特性の実験計測を行い,高熱流束条件での沸騰伝熱性能の把握及び発泡の表面改質(親水性,撥水性)による伝熱性能への影響を評価しました.伝熱面の上に拡散接合した発泡金属の濡れ性処理について,プラズマ照射による親水性処理と,化学溶液浸食による撥水性処理を行いました.平滑面に対して,発泡金属を用いた場合30%50%の性能向上が見られました.また,親水性処理した発泡金属の流動沸騰伝熱性能は,未処理発状態より15%程度低下したことから,親水処理より撥水性処理の方が効果的と示唆されました.研究期間の都合上,撥水性処理した発泡金属の流動沸騰伝熱性能を行うことができませんでしたが,流動凝縮伝熱性能比較を行いました.平滑面,未処理発泡金属,撥水性処理発泡金属の順で伝熱性能が向上することがわかりました.H28年度には、高熱流束条件における発泡金属充填流路内の二相流動と伝熱特性の実験計測を行い、高熱流束条件での沸騰伝熱モデルを確立させ、発泡金属の形状の最適化と表面改質による伝熱促進手法の開発を行う予定である。まず理論研究について、発泡金属充填流路内の高熱流束沸騰伝熱の数値計算モデルを構築し、伝熱性能の理論的な予測を行う。そのため、1)相対浸透率モデル(発泡金属の骨格への気泡の相対浸透)(2)慣性係数モデル(骨格に対して気泡の慣性係数)(3)気ー液ー固対流伝熱係数モデル(骨格内の気泡の移動、破裂と合体時の対流伝熱への影響)(4)相変化伝熱モデル(骨格内の気泡の移動、破裂と合体時の相変化伝熱への影響)(5)表面特性による相変化伝熱特性への影響(6)骨格形状の影響、などのモデルを構成し、数値解析を行う。また、高熱流束条件における発泡金属内の気泡の核生成、生長、離脱と流路内の移動の特性を実験的に把握し、沸騰伝熱特性への影響を調べる。そのため、(1)発泡金属の表面改質手法の確立。
信頼度に基づく端末認証技術を利用した安全なモバイルアドホックネットワーク構成法

アドホックネットワークに端末信頼度に基づく端末認証機能を追加し,高信頼・高安全なアドホックネットワークを構築するセキュリティ技術の開発を行った.具体的には,まずネットワーク監視に基づく端末信頼度評価技術および端末認証技術を開発し,続いて,ネットワークコーディングおよび端末位置情報を用いた端末情報収集プロセスの最適化を行った.さらに,ユニキャスト複数配信とマルチキャスト配信を併用した制御情報配信の最適化も行った.提案手法の性能評価を行い,安全なアドホックネットワークを構成できることを明らかにした.アドホックネットワークに端末信頼度に基づく端末認証機能を追加し,高信頼・高安全なアドホックネットワークを構築するセキュリティ技術の開発を行った.具体的には,まずネットワーク監視に基づく端末信頼度評価技術および端末認証技術を開発し,続いて,ネットワークコーディングおよび端末位置情報を用いた端末情報収集プロセスの最適化を行った.さらに,ユニキャスト複数配信とマルチキャスト配信を併用した制御情報配信の最適化も行った.提案手法の性能評価を行い,安全なアドホックネットワークを構成できることを明らかにした.送受信者以外の第三者がデータ中継に介在し,誰もが傍受可能な無線通信によりデータが伝送されるアドホックネットワークは,なりすましやデータの改ざん・盗聴,中継データの故意による廃棄などの脅威に対して,有線ネットワーク以上に脆弱である.本研究では,アドホックネットワークに端末信頼度に基づく端末認証機能を追加し,高信頼・高安全なアドホックネットワークを構築するセキュリティ技術の開発を試みた.具体的には,以下の結果を得た.(1)ネットワーク監視に基づく端末信頼度評価技術の確立アドホックネットワークで使用される無線通信の同報性を利用して傍受した隣接端末の送受信情報を元に,隣接端末の信頼度を評価する方式を提案した.提案方式では,アドホックネットワーク構成端末の責務であるデータ中継処理を隣接端末が適切に行っているかどうかを監視し,この監視情報を元に端末信頼度を定量評価する.提案方式は,個々の端末が周囲に存在する他端末を監視・評価する分散制御のアプローチであり,ネットワーク形状が変化しやすいアドホックネットワークに適した方式である.計算機シミュレーションにより,提案方式運用時の通信負荷に関する性能評価を行った.(2)安全な通信を実現する分散型公開鍵認証システムの提案アドホックネットワークにおいて安全な通信を実現する方式として,端末信頼度情報に基づいて仮想認証局を構成し,この認証局を利用してスタンドアロン型アドホックネットワークにおいて,公開鍵による端末認証を実現する方式を提案した.計算機シミュレーションによる性能評価を行い,悪意のある不正端末による攻撃発生時においても,正しく公開鍵認証を実行し,安全かつ安定した通信を実現できることを明らかにした.送受信者以外の第三者がデータ中継に介在し、誰もが傍受可能な無線通信によりデータが伝送されるアドホックネットワークは、なりすましやデータの改ざん・盗聴、中継データの故意による廃棄などの脅威に対して、有線ネットワーク以上に脆弱である。本研究では、アドホックネットワークに端末信頼度に基づく端末認証機能を追加し、高信頼・高安全なアドホックネットワークを構築するセキュリティ技術の開発を試みた。具体的には、以下の結果を得た。(1)仮想認証局と証明書連鎖を併用するアドホックネットワーク端末認証システムの提案本来認証局が提供すべき認証機能を、複数の端末に分割委譲し、これらの複数端末が一定数以上協調動作することで認証機能を提供可能とする仮想認証局システムを導入し、仮想認証局と証明書連鎖の2つの公開鍵認証システムを切り替えて使用する新たな端末認証システムを提案した。計算機シミュレーションにより、提案方式運用時の認証成功率に関する性能評価を行い、性能が10%改善することを確認した。(2)ネットワークコーディングおよび端末位置情報を用いた端末認証システムの最適化提案システムにおいては、各端末は、自身が他端末の信頼度情報および公開鍵情報を周囲の端末と定期的に交換し、端末認証に必要な他端末情報を収集する。この収集プロセスにおける発生トラヒックを最小化するため、各端末の位置情報を利用して、収集プロセスで不必要な情報交換がなされるのを防ぎ、さらにネットワークコーディングを用いた高効率ブロードキャスト通信を行うことで、ネットワーク負荷の観点から収集プロセスの最適化を行った。計算機シミュレーションによる性能評価を行い、収集プロセスにおいて通常のブロードキャストを利用する場合と比較してネットワーク帯域を40%以上削減できることを明らかにした。送受信者以外の第三者がデータ中継に介在し,誰もが傍受可能な無線通信によりデータが伝送されるアドホックネットワークは,なりすましやデータの改ざん・盗聴、中継データの故意による廃棄などの脅威に対して,有線ネットワーク以上に脆弱である.本研究では,アドホックネットワークに端末信頼度に基づく端末認証機能を追加し,高信頼・高安全なアドホックネットワークを構築するセキュリティ技術の開発を試みた.具体的には,以下の結果を得た.1、中継謝金を利用した端末認証システムの高精度化手法の提案および評価ネットワーク監視から取得される各端末の通信情報は,端末間距離および障害物の影響を大きく受けるため、この情報に基づいて算出した端末信頼度と実際の端末の振る舞いの信頼性の間に大きな乖離が生じる.そこで,中継謝金を利用した中継端末制御を行うことで,ネットワーク監視から取得される情報の正確性を高め,これにより端末信頼度を高精度化する手法を提案した.計算機シミュレーションにより,提案方式運用時の認証・接続成功率に関する性能評価を行い,性能が25%改善することを確認した.2、ユニキャスト複数配信とマルチキャスト配信を併用した端末認証システムの最適化提案システムにおいては,複数の端末が仮想認証局を構成し認証機能を提供する.

仮想認証局の構成端末群の認証情報収集プロセスで発生するトラヒックを最小化するため,端末位置情報に基づいてユニキャスト複数配信とマルチキャスト配信を組み合わせて用いる通信経路最適化手法を提案した.本最適化手法の有効性を検証するため,計算機シミュレーションによる性能評価を行い,収集プロセスにおいてマルチキャスト配信を単独で使用する場合と比較して発生トラヒックが50%以上削減可能であることを明らかにした.
臨床倫理国際比較研究の試み-アジア地域における研究可能性の模索

本研究の目的は、現在行われている臨床倫理国際比較研究(International Clinical Ethics Proiect:ICEP)のアジア地域における共同研究の可能性を探り、具体的な国際共同研究の組織結成、研究計画およびその実施の準備を行うことである。経済成長とともに近代医療技術がアジア地域の途上国にも浸透し、そこでは先進国同様の倫理的問題が生じている。さらに臓器売買、医療資源の配分など、途上国特有の諸問題を抱えている。このような時代的・地域的背景がある中で、各地域の実際の臨床場面で、個々の医療従事者・患者関係等において、具体的にどのような営みがなされ、またどのような変化がもたらされたか、を総括的に比較検討した研究は無い。そこで、主に欧米の医療倫理学研究者らが中心に立ち上げたプロジェクトがICEPである。本企画調査では、このICEPの国際研究プロジェクトの一環として、アジア地域における臨床倫理国際比較研究の企画を試みる。本年度は主に国内で開催された国際学会、研究会に研究代表者が出席し、主にアジア地域の出席者の中から、特に臨床現場での倫理的問題に関心をもち、本研究計画に適切な人材を直接面接によって選出し、国際共同研究の同意を得ることを試みた。その結果、中国、韓国、台湾、インドネシア、インド、マレーシア、フィリピン、イランの研究者より共同研究の同意が得られた。順調に研究基金が得られれば、次年度以降、具体的な国際比較研究に発展させたいと考えている。研究テーマは、臨床場面に直結したものとして、インフォームド・コンセント、悪い病状の説明(医療情報の開示のなされ方)、家族の役割、さらにエイズワクチン開発の際の治験や臓器売買などを考えている。
多成分からなる金属ー硫黄クラスターの創出と機能

N2やCO等の小分子を変換する金属酵素の活性中心は、多数の硫黄と鉄、およびもう一種類の金属を含む、複雑な構造の金属-硫黄クラスター化合物である。これらの人工合成と性質の解明を目指して、本研究ではFe/S/OクラスターやV/Fe/Sクラスターを合成する独自の反応手法を開発した。その結果、窒素還元酵素ニトロゲナーゼの活性中心に関連深い[Fe8S6O]型クラスターや、一酸化炭素デヒドロゲナーゼの活性中心に関連する[VFe3S4-Fe]型クラスターの合成に成功した。生体内では電子伝達中心もしくは酵素反応中心として働く鉄-硫黄クラスターの構造と性質の関係を理解することを目的に、多くのモデルクラスターがすでに合成されており、その結果、高い酸化状態にあるクラスター、例えば3FeIIIFeII状態の[4Fe-4S]クラスターの合成が困難なことが明らかにされている。さらに酸化状態が高い4FeIII状態の[4Fe-4S]クラスターは、チオラートよりも金属へ強く電子供与する配位子を鉄に結合させなければ、安定化できない。つまり、4FeIII状態の[4Fe-4S]クラスターに結合する配位子をチオラートに置換した場合、その酸化状態は保持されず、クラスターの還元を伴う反応が起こると予想される。この点に着想を得て、アミド配位子を持つ4FeIII状態の[4Fe-4S]クラスター1を出発に、還元を鍵とする反応から新しい鉄-硫黄クラスターを合成した。鉄に結合したアミド配位子は塩基として働くため、チオールを加えるとそれを脱プロトン化してアミンとして遊離し、代わりにチオラートを鉄に配位させる。この性質を利用し、クラスター1に四当量のDmpSH(Dmp=2,6-di(mesityl)phenyl)を反応させ、THFで処理したところ、アミドからチオラートへの置換反応に続いて一部のチオラートが鉄から脱離してクラスターが還元され、鉄のうち一つにTHFが三つ配位したクラスターが生成した。さらにTHFを置換するために1,2,4,5-テトラメチルイミダゾール(Me4Im)を加えたところ、THFの代わりにMe4Imが一つ配位したクラスターが得られた。これらの新規クラスターは、それぞれアコニターゼの活性中心および[NiFe]ヒドロゲナーゼに存在するdistal位[4Fe-4S]クラスターに関連深い。窒素や一酸化炭素等の小分子を変換する金属酵素の活性中心には、共通して鉄ともう一種類の金属を含む金属-硫黄クラスターが存在する。代表例の一つは、バナジウムを含むニトロゲナーゼの活性中心、FeV-cofactorである。本年度の研究では、FeV-cofactorの構造を念頭に、新規V/Fe/Sクラスターの合成を検討した。我々が独自に開発してきた鉄-硫黄クラスター合成反応、すなわちかさ高いチオラート配位子を持つ中性の鉄(II)チオラーと錯体に対して非極性の有機溶媒中で無機硫黄を作用させる反応を参考にしつつ、適切なバナジウム錯体を共存させることで、V/Fe/Sクラスターの合成を目指した。まず前駆バナジウム錯体として、フェノキシドを含むジアニオン性の三座[O,P,O]もしくは[O,O,O]配位子およびチオラートを持つV(III)錯体を合成した。続いて、これらのバナジウム錯体と鉄(II)チオラート錯体および無機硫黄をトルエン中で混合したところ、[O,P,O]三座配位子を持つバナジウム錯体を用いた場合にはダブルキュバン型[VFe3S4]-[VFe3S4]クラスターが、[O,O,O]三座配位子を持つバナジウム錯体を用いた場合にはバナジウムと3つの鉄、4つの硫黄を含むキュバン骨格の外側にもう一つ鉄を結合させた[VFe3S4-Fe]型クラスターが生成した。ダブルキュバン型クラスターは、骨格構造としては先例があるものの、今回合成したクラスターは従来のクラスターに比べ四電子分も酸化状態が高い。また、[VFe3S4-Fe]型クラスターは先例が無いだけでなく、一酸化炭素デヒドロゲナーゼの活性中心構造を幾何学的に模倣する点で興味深い。ニトロゲナーゼの反応中心であるFeMo-cofactorやCOデヒドロゲナーゼの反応中心であるC-クラスターは、二種類の遷移金属と硫黄を含み、FeMo-cofactorにはさらに軽原子X(最近ではX = Cと考えられている)が存在する。これらの構造を合成化学的に再現するためには、3or4種類の元素を含み望む三次元配列を可能にする合成手法の開発が必要とされる。昨年度の本研究では、代表者らが従来開発してきたFe/S二元素系クラスターの合成反応を基盤として、軽元素Oを加えたFe/S/O三元素系クラスターの合成反応を検討した。

その結果、Fe/Sクラスターの合成反応系に酸素源としてH2Oを加える新しい反応から、かさ高いチオラート配位子を有する[6Fe-2S-4O]、[10Fe-4S-6O]、[9Fe-5S-2O]型クラスター、および[8Fe-6S-O]型クラスターの合成に成功した。特に[8Fe-6S-O]型クラスターは、その中心に酸素原子を持つ点でニトロゲナーゼの活性中心FeMo-cofactorに関連深い。また、中心の酸素が周囲にある6つの鉄を架橋保持しにくく、一部の鉄が中心酸素原子の代わりにクラスター外部にある芳香環と相互作用することも明らかになった。これらの結果からは、FeMo-cofactorが基質を捕捉する際に、中央部の鉄と中心原子の結合を一部切断して反応活性点を生じる可能性が示唆される。一方、酸素源としてO2を用い、アミドおよびチオラート配位子を持つ鉄錯体に加える反応からは、オキソ配位子とアミド配位子を含む二核四核のFe/O/SRクラスターが生成することを見出した。生成するクラスターの金属数はチオラートのかさ高さに依存することも明らかにした。本研究課題で計画していた、キュバン型[Fe_4s_4]クラスターを崩す合成手法を開発することに成功した。この手法は今後のクラスター合成における基盤となるものであり、重要である。25年度が最終年度であるため、記入しない。従来の二元素系Fe/Sクラスターに限定されていた合成法を改良し、Fe/S/Oの三元素を三次元配列する新しい合成反応を開発することに成功した。これは、ニトロゲナーゼの反応中心FeMo-cofactorの人工構築に向けた重要な一歩であり、研究の進展は順調と評価できる。次の段階として、酸素、窒素、炭素などの軽原子を組み込んだ金属-硫黄クラスターの合成を進める。すでに着手しており、酸素原子を取り込んだ鉄-硫黄クラスターが一部得られ始めている。ただし、合成反応の再現性や収率に問題があるため、試薬の当量や加え方に工夫を加える。軽元素Oを取り込んだFe/S/Oクラスターの合成法をさらに発展させ、軽元素としてOの代わりにCやNを含むFe/S/X (X = C, N)クラスターを合成する手法を開発するとともに、遷移金属元素としてFeだけでなくMoやVも含むMo/Fe/SやV/Fe/Sクラスターを合成する新規手法の開発、さらに軽元素の取り込み手法を組み合わせたMo/Fe/S/XやV/Fe/S/Xクラスターの合成手法開発へと展開する。軽元素CやNの取り込みには、ノルボルナジエン骨格の架橋位切断反応の利用を予定している。また、Mo/Fe/SやV/Fe/Sクラスターの新規合成手法としては、従来開発してきたFe/Sクラスター合成反応を基盤として、そこに多座配位子を持ち電荷のない(中性の)MoやVチオラート錯体を共存させる反応を予定している。
タモキシフェンの新奇な標的受容体が乳ガン細胞内オルガネラ膜に存在する

我々は、色々な細胞においてタモキシフェンが特異的に非常に強く結合する受容物質が小胞体膜、あるいは細胞核膜に存在することを発見した。本研究課題の目的は、乳がん細胞においてこのタモキシフェン受容体を同定し、これに結合しない新規な抗エストロゲン剤を開発することである。検討の結果、オルガネラ膜に存在する受容物質の単離には至らなかったものの、siRNAノックダウンによりタモキシフェンの結合が有意に減衰される候補タンパク質数種の同定に成功した。また、エストロゲン受容体には強く結合するが、タモキシフェン受容体には結合しない新奇な化合物の設計・合成に成功した。乳がん治療薬であるタモキシフェンは、女性ホルモン・エストロゲンと競合し、乳がん組織に存在するエストロゲン受容体ERに結合して、抗腫瘍効果を発揮する。しかし、このタモキシフェンには重篤な副作用が多いことが大きな社会問題となっている。我々は、乳がん細胞において、タモキシフェンが特異的に非常に強く結合する受容体を発見し、タモキシフェンの広範な副作用と深く関連している可能性を見出した。本研究の目的は、乳がん細胞においてタモキシフェン受容体を同定し、この同定された受容体に結合しないERアンタゴニストを新規な抗エストロゲン剤として設計・合成することである。平成27年度は、(1)タモキシフェンと類似構造を持つ新規な化合物を設計・合成した。これらの化合物はERに強く結合するが、タモキシフェン受容体とは弱くしか、あるいは全く結合しないことを確認した。また、ERに対してアンタゴニスト活性を示す新規な化合物を見出した。(2)種々の予備実験、検討からタモキシフェン受容体の候補として約10種をリスアップすることができた。そして、乳がん細胞において、これらの候補受容体の内在性発現量を調べるため、必要なサンプルの準備を完了した。さらに、一部の候補受容体について、siRNAによる乳がん細胞の内在性受容体をノックダウンして、タモキシフェンとの結合性について、受容体結合試験及び蛍光標識したタモキシフェンを用いて細胞染色を行った。現在、標的受容体は同定されていないが、平成28年度中には完了する予定である。平成27年度では、まず、タモキシフェンと類似構造を持つ新規な化合物を設計・合成し、これらにタモキシフェン受容体と全く結合せず、ERに対してはアンタゴニストとなるものを発見した。さらに、タモキシフェン受容体については、候補受容体約10種の選定に成就した。また、siRNAによるノックダウン、結合試験及び蛍光標識タモキシフェンによる染色等のチェック試験系の確立に成功し、候補受容体の絞り込みを実施することに成就した。このように、本年度の研究はおおむね順調に進展している。本研究課題の目的は、乳がん細胞においてタモキシフェンが特異的に結合するタンパク質・タモキシフェン受容体を同定し、この同定された受容体に結合しないエストロゲン受容体のアンタゴニストを新規な抗エストロゲン剤として設計・合成することである。3年計画の初年度には、タモキシフェン受容体の単離・精製を試みたが、特異的にタモキシフェンに結合するタンパク質画分の同定には至らなかった。2年目となる平成28年度においても引き続き単離に取り組んだ。しかしながら、膜タンパク質のためか、膜成分を取り出しても結合性を示さなくなり、単離は困難を極めた。この単離の実験ついてはさらに継続して実施している。一方、タモキシフェン受容体の候補として約10種の小胞体膜タンパク質をリスアップし、これら候補受容体について純正なタモキシフェン受容体か?の検討に着手した。28年度にはまず、3種類の乳がん細胞において内在性発現量を調べた。さらに、内在性発現量の多い順番に、それら候補タンパク質のmRNA遺伝子に対してsiRNAを準備し、siRNA投与によって個々にノックダウンさせることでタンパク質を欠失させて、膜調製品がタモキシフェンに結合性を示すか、結合性を失うか?について、受容体結合試験を用いて調べた。現在までのところ、結合性を失わせる標的受容体は未だ同定されていない。29年度にも残りの候補タンパク質について引き続き検討する予定である。なお、新規な抗エストロゲン剤の設計については、さらに高活性な化合物を得るべく、タモキシフェン骨格に新しい構造核を搭載させる方針で具体的な設計合成に取り組んだ。大きく3つから構成される本研究課題は、最初のタモキシフェン受容体の単離の研究が計画より遅れているが、代替え実験の候補受容体としての小胞体膜タンパク質の選定、siRNAの準備、それぞれのノックダウン法による検討の実験は順調に進展している。また、新規な抗エストロゲン剤設計については、既に27年度に予備的な検討に成功しており、これらから成案が得られる可能性が高く、全体としておおむね順調に進展していると判断される。タモキシフェンは抗乳がん剤として現在最もよく使用されている薬剤の一つであり、女性ホルモン・エストロゲン・E2と競合し、乳がん組織に存在するエストロゲン受容体ERに結合して、抗腫瘍効果を発揮する。しかし、タモキシフェンの副作用は実に多種多様であり、激しく、重篤なものが多い。我々は最近になって、タモキシフェンが特異的に非常に強く結合する受容体が乳がん細胞だけでなく、一般の細胞においても小胞体膜、あるいは細胞核膜に存在することを発見した。本研究課題の目的は特に、乳がん細胞においてタモキシフェン受容体を同定し、この同定された受容体に結合しないERアンタゴニストを新規な抗エストロゲン剤として設計・合成することである。

本研究課題の最終年度の平成29年度には、まず、平成28年度の引き続き、タモキシフェン受容体の同定に取り組んだ。昨年度にリストアップされた約10種のタモキシフェン受容体の候補タンパク質について、それぞれのmRNA遺伝子に対するsiRNAを3種類の乳がん細胞についてそれぞれ導入し、標的タンパク質の発現阻止の条件下に置いて調べた。その結果、タモキシフェンの結合が有意に、顕著に減衰される候補タンパク質が数種の同定に成功した。これらが目的の当該タモキシフェン受容体であるかを、発現タンパク質を用いる受容体結合試験等によって今後引き続き精査する。また、新規な抗エストロゲン剤の開発については、エストロゲン受容体には強く結合するものの、タモキシフェン受容体には結合しない化合物について、数種の化合物の設計・合成に成功した。そして、これらが抗エストロゲン作用、すなわち、乳がん細胞増殖抑制作用を示す高活性な化合物であることを確認に成就した。我々は、色々な細胞においてタモキシフェンが特異的に非常に強く結合する受容物質が小胞体膜、あるいは細胞核膜に存在することを発見した。本研究課題の目的は、乳がん細胞においてこのタモキシフェン受容体を同定し、これに結合しない新規な抗エストロゲン剤を開発することである。検討の結果、オルガネラ膜に存在する受容物質の単離には至らなかったものの、siRNAノックダウンによりタモキシフェンの結合が有意に減衰される候補タンパク質数種の同定に成功した。また、エストロゲン受容体には強く結合するが、タモキシフェン受容体には結合しない新奇な化合物の設計・合成に成功した。今後の研究については、(1)乳がん細胞タモキシフェン受容体の同定:平成27年度の引き続き、約10種の候補タモキシフェン受容体について、乳がん細胞において、内在性発現量を調べる。さらに、平成27年度と同様に、また実験を行っていない候補受容体について、siRNAによる乳がん細胞の内在性受容体をノックダウンして、蛍光標識したタモキシフェンを用いて細胞染色、及び受容体結合試験を行い、最終的に目的受容体の同定を試みる。(2)乳がん細胞タモキシフェン受容体の単離・精製:(1)で同定した候補受容体について、リンカーにタモキシフェンを繋いだガラスビーズを用いて、単離・精製を試みる。そのため、1アフィニティ精製のための最適なタモキシフェン誘導体の設計・調製を実施し、それを導入したガラスビーズの調製を行う。2MCF-7乳がん細胞について、分画遠心分離法などにより細胞膜とオルガネラ膜を別々に採取する。本研究課題の最終年度の平成29年度には、タモキシフェン受容体の単離について受容体が結合性を失わないような単離法に留意しつつ、より確実にタンパク質の同定ができる方法を実施する。また、候補受容体タンパク質については引き続きsiRNA-ノックダウン法ですべてを試験する。これらのうちに目的受容体タンパク質があれば、これを精査して最終的に同定し、さらにこれを特異的に過剰発現させた実験系の確立に取り組む。
作用素環上の群作用の研究

有限群のロホリンの性質を持つ作用の、K群への作用をTate cohomologyを用いて完全に特徴付けた。より具体的には、このようなK群をcompletely cohomologically trivialという性質で特徴付けた。応用として、K群による分類が知られている二つの代表的な核型C^*環のクラスに対して、有限群のロホリンの性質を満たす作用はK群上の作用にょり完全に決定されることを示した。また有限群のcompletely cohomologically trivial moduleは常にinduced moduleの帰納的極限であることを示し、与えられた不変量に対してロホリンの性質を持つ作用のモデルを構成した。これらの結果は、ロホリンの性質を持つ作用の解析は、常にモデルを用いて行うことが可能であることを示しており、将来多くの応用が期待できる。ロホリンの性質の双対的な性質として、近似表現可能性がある。上記の結果の応用として、Cuntz環上の素数冪位数巡回群のquasi-free作用がいつ近似表現可能であるかを完全に決定した。これは直観的に予想することがほぼ不可能な結果であり、群cohomology的解析の成果である。S.NeshveyevとL.Tusetとの共同研究で、一般のSUq(n)の双対の非可換ポワソン境界が量子旗多様対SUq(n)/T^<n-1>であると予想し、n=3の場合にこれを示した。その証明は、当研究者が以前の研究でに導入した非可換ポワッソン積分が、ベレジン量子化に現れる写像に酷似していることを利用し、最終的には量子帯球函数の空間へのマルコフ作用素の解析を行うというものである。この方法は一般の古典群のq-変形の場合にも有効であることが期待され、現在その研究を遂行中である。1.Longo-Rehren部分因子環は、Hopf代数における量子ダブルの作用素環版とみなせる対象であり、多くの圏論的良い性質を持つ。それから得られるモジュラ群の表現を具体的に記述することは、部分因子環から得られる3次元多様体の不変量を計算する上でも重要である。以前の研究で得られていたCuntz代数の自己準同型を使うことにより、多くの具体例においてLongo-Rehren包含関係に付随するセクターの構造や、それから得られるモジュラ群の表現の記述を行った。これらの例の中にはE6部分因子環やHaagerup部分因子環など量子群的手法では現在のところ得られないものを多く含む。2.コンパクト群の因子環への作用の不動点環の相対可換子環がスカラーのみからなるとき、その作用は極小的であるという。極小的作用はコンパクト群の作用の中でも最も性質の良いものだと考えられており、コンパクトLie群の無限テンソル積作用は極小的作用の典型例になっている。ところがPowers因子環上の量子群SUq(2)の無限テンソル積作用は、極小的ではないことが部分因子環的議論により知られていた。このような現象が起こる理由を量子確率論的議論により明らかにし、より一般にKac代数でないコンパクト量子群の無限テンソル積作用は極小的にはなり得ないことを示した。3.単純C^*-環のPimsner-Popa型不等式を満たす条件付期待値は常にquasi-basisを持つことを示した。この命題は単純でないC^*-環に対しては成立せず、Jonesの指数理論をC^*-環に一般化しようとするときの障害になっていた。この結果は多くの応用を持つ。例えば、単純C^*-環への有限群の外部的作用については常にガロワ対応が成立することがこの結果より導かれる。AFD因子環上の離散従順群の作用の分類は1990年代半ばに完成された。

これに対し核型C^*環上の群作用の研究は未だ多くの未解決問題を残している。これは単にC^*環の分類理論がAFD因子環の分類から約20年の遅れを取ったためだけではなく、C^*環上の群作用にK理論的な本質的な困難さがあるためである。しかしながら最近数年の私の研究で、有限群のロホリンの性質を持つ作用については、K群の制御が可能であることや、知られている多くの作用の双対作用がロホリンの性質を持つことが明らかになった。有限群のロホリンの性質を持つ作用の、K群への作用をTate cohomologyを用いて完全に特徴付けた。より具体的には、このようなK群をcompletely cohomologically trivialという性質で特徴付けた。応用として、K群による分類が知られている二つの代表的な核型C^*環のクラスに対して、有限群のロホリンの性質を満たす作用はK群上の作用により完全に決定されることを示した。また有限群のcompletely cohomologically trivial moduleは常にinduced moduleの帰納的極限であることを示し、与えられた不変量に対してロホリンの性質を持つ作用のモデルを構成した。これらの結果は、ロホリンの性質を持つ作用の解析は常にモデルを用いて行うことが可能であることを示しており、将来多くの応用が期待できる。ロホリンの性質の双対的な性質として、近似表現可能性がある。上記の結果の応用として、Cuntz環上の素数冪位数巡回群のquasi-free作用がいつ近似表現可能であるかを完全に決定した。これは直観的に予想することがほぼ不可能な結果であり、群cohomologyを使った解析の成果である。ヒルベルト空間の有界作用素からなる環で共役演算と弱作用素位相について閉じたものをフォンノイマン環と言い、フォンノイマン環でその中心がスカラー作用素のみからなるものを因子環と言う。コンパクト群の因子環への作用で、不動点環の相対可換子環がスカラーのみからなるものを極小作用と言う。極小作用はコンパクト群の作用の中でも最も良い性質を持つものであり、リー群の無限テンソル積作用はその典型例である。しかしながら、コンパクト量子群の無限テンソル積作用は極小的になるとは限らず、その不動点環の相対可換子環は双対量子群の非可換ポワッソン境界と同型であることが、当研究者の以前の研究で示された。さらに量子群SUq(2)の場合には、非可換ポワッソン境界が量子等質空間SUq(2)/Tと同一視されることも示されている。一方Ph.Bianeはリー群SU(n)の双対上のランダムウォークを研究し、そのマーチン境界が随伴表現の空間の球面と同一視できることをn=2のときに示した。また彼の計算は、一般の場合にもこの事実が正しいという予想の根拠となっている。随伴表現の空間の球面へのSU(n)の自然な作用の典型的な軌道は旗多様体である。S.NeshveyevとL.Tusetとの共同研究で、一般のSUq(n)の双対の非可換ポワソン境界が量子旗多様対SUq(n)/T^<n-1>であると予想し、n=3の場合にこれを示した。その証明は、当研究者が以前の研究でに導入した非可換
マルチメディア環境における先進的教育ソフトウェアに関する研究

語学とコミュニケーションを自発的にさらに飽きずに学習できる教育システムを構成する方法についての基礎研究を行なった.本手法は,まず複数のストーリーを持つネットワーク型シナリオを構成する。学習者は多岐選択的にネットワーク型シナリオに組み込まれた対話状況を選択し、その対話状況に対して辻褄の合うストーリーを組み立てて行くことによって語学を学習する。辻褄が合わないと気が付いた時点でストーリーの組み立ての修正も可能である。対話状況の中で辻褄が合うようにストーリーを組み立てると言う意味で、この方式を状況と文脈依存による語学学習法と呼ぶ。ここでは、主に物語をネットワーク型シナリオに再構築する方法とシステムの機能,システム開発,システムの評価について述べる。コースウェアは英会話とその英会話を手話通訳する形式の2種類作成した.他に,本研究で構築した日本手話電子化辞書を活用し,アニメーションと実映像の2種類の映像を用いて調動学習ができる手話学習システムを開発した.この評価は来年度行なう予定である.また,議論もコミュニケーションの一つである.議論では相手に反論されないよう理路整然とした主張をしなければならない.この主張を論理的に組み立てる能力を育成するための論理構築支援システムも開発し評価実験を行なった.以上の研究成果は平成10年度の教育工学研究会で発表する.語学とコミュニケーションを自発的にさらに飽きずに学習できる教育システムを構成する方法についての基礎研究を行なった.本手法は,まず複数のストーリーを持つネットワーク型シナリオを構成する。コースウェアは英会話とその英会話を手話通訳する形式の2種類作成した.他に,本研究で構築した日本手話電子化辞書を活用し,アニメーションと実映像の2種類の映像を用いて調動学習ができる手話学習システムを開発した.この評価は来年度行なう予定である.また,議論もコミュニケーションの一つである.議論では相手に反論されないよう理路整然とした主張をしなければならない.この主張を論理的に組み立てる能力を育成するための論理構築支援システムも開発し評価実験を行なった.以上の研究成果は平成10年度の教育工学研究会で発表する.本研究は、バ-バルならびにノンバーバルコミュニケーションに関するマルチメディア支援型教育ソフトウェアの研究である。バ-バル部における学習教育システムに関しては、ビジュアル・ゲーム性を主とした基本システムを構築するための要素技術と題材の研究・調査を行った。その結果、ハードウェアシステムはレーザディスクとDOS/Vマシンで構成し、題材は市販されている英会話教育用のオリジナル映像データをゲーム性を生かすように再構成して利用することにした。この際、ビジュアル・ゲーム性を生かしたストーリーを構成する方法と操作インターフェースが重要であり、この点に関する一つの手法を確立した。ハードウェア面ではシステム構成の完備、ソフトウェア面では題材の調査と決定ならびにビジュアル・ゲーム性を生かしたコミュニケーションを実現するストーリーおよび操作インターフェースの設計を行い、研究目的は達成された。ノンバーバル部では、アニメーション生成を考慮し会話の状況に応じた記述を可能にしたNVS形態の基本モデルを提案した。さらに、評価用アニメーションを研究者、視覚障害者、手話通訳者、手話学習希望者に使用してもらい障害者の立場に立ったシステムの目指すべき方向を調査分析した。同時に、学習に必要なコーパスの収集を保有するカメラと光ディスクにより約300単語収集を行った。また、言語学的および教育工学、福祉工学の視点から、手話学習システムの構築方法について検討した。提案したNVS形態基本モデルによりアニメーション生成が可能であることを確認し、実時間での会話生成にめどをつけた。また、評価実験からアニメーションなどの学習教材提示には、より高精細な画面によりビジュアル性を高める必要性がわかった。本研究は、バ-バルならびにノンバーバルコミュニケーションに関するマルチメディア支援型教育ソフトウェアの研究である。バ-バル部における学習教育システムに関しては、英会話学習支援システムについて英語教育および教育工学の視点からビジュアル性、ゲーム性を主としたシステムのプロトタイプを開発し、その評価を行った。評価は、主にシステムの機能について英米学科短大生16名を対象にしてアンケート方式により行った。その結果、機能を設定した目標の達成度はかなり高い評価を得た。これらについては、電子情報通信学会の研究会で5月に報告予定である。また、ディベートの能力を高めるためのシステムを開発し、ディベートの論理構築の記述方式の評価も行っている。ノンバーバル部では、会話の状況に応じた手話表現に対する効率的な手話アニメーション(3Dアニメーション)の生成のためNVS形態モデルにより自動生成の基礎検討を行った。手話学習用映像データベースでは、全日本ろうあ連名発行の「わたしたちの手話」を基に手話の辞書型を検討し、NHK手話ニュースキャスターの協力により1,001単語収録した工学院大学手話映像データベースKOSIGN Ver.1を作成した。KOSIGNは、手話工学研究の発展のため既に希望する大学の研究機関に配布している。また、手話学習システムではシナリオを基に現在構築中である。以上のように本年度研究目的および実施計画はほぼ達成された。本研究は,バ-バルならびにノンバーバルコミュニケーションに関するマルチメディア支援型教育システムの研究である.バ-バル部においては,本研究で提案した文脈依存語学学習法に基づいて,英会話教育システムのプロトタイプを作成した.

このシステムは外国人の発話の意味を推測し,それに対して質問をすることによって,辻褄の合うストーリーを構成していくゲーム方式のコースウェアを持つ.評価実験の結果,設計目標の達成度はかなり高く,このままでも十分に実用的であるとの評価を得た.このコースウェアの外国人の発話と質問の部分に手話通訳する機能を追加して,手話会話教育システムを構築した.評価実験は時間的余裕がなく被験者5名であったが,今後の開発の指針は得られた.評価は引き続き行なっている.今後,システム機能の一部である学習ナビゲ-タに文脈診断機能を持たせ学習者の学習履歴に基づいて適宜学習を支援する知的機能を追加する予定である.他に,本研究で構築した日本手話電子化辞書を活用し,アニメーションとの実映像の2種類の映像を用いて調動学習ができる手話学習システムを開発した.この評価は来年度行なう予定である.また,議論もコミュニケーションの一つである.議論では相手に反論されないよう理路整然とした主張をしなければならない.この主張を論理的に組み立てる能力を育成するための論理構築支援システムも開発し評価実験を行なった.以上の研究成果は平成10年度教育工学研究会で発表する.
畑地土層の土壌水分動態と水分消費機構に関する基礎的研究

1.マルチングボードによる土壌面蒸発抑制効果試験ほ場面に被覆面積の異なる(直径60、80、100cmの円形)マルチングボードを設定し、土壌水分の乾燥過程を裸地と比較した。マルチング面積の違いが根群域に相当する土層の水分保持効果に大きく影響し、その効果の違いは乾燥強度が大きくなるにつれて顕著になった。また、灌水実験によりボード直径が1メートルの場合でも灌水した水はボード直下中央の土層に数時間で到達することを確認し、マルチングにより降雨有効化の阻害が少ないことが明らかになった。これらの実験成果を研究論文としてとりまとめ、日本緑地工学会誌に投稿中である。2.施設園芸の消費水量に関する実験的研究岐阜県古川町高冷地農業試験場の雨除けハウスで、ポット試験と気象観測を行い、ホウレンソウとトマトの消費水量について実験を行った。さらに、ハウス内外の気象データならびに水面蒸発量を実測し、ハウス内消費水量の算定手法を確立した。3.施設園芸における自動灌水装置の実用化試験岐阜県丹生川村保木ヶ谷地区でトマトを栽培する雨除けハウス団地で、根群域の土壌水分を一定の範囲内で制御できる自動灌水システムの開発をめざして、実用化試験を行った。灌水開始点と灌水終了点をテンシオメータで判定する試験区、灌水開始点をテンシオメータで判定し、灌水終了時はタイマーで行う試験区、灌水開始点を電気抵抗式水分計で判定し、灌水終了時はタイマーで行う試験区を設定し、各試験区の長所と実用上の問題点を整理した。1.ハウス内気象データと土壌水分動態のデータ収集高冷地農業試験場内のホウレンソウを栽培する雨除けハウス内で、気象データ(気温、湿度、日射量、風速など)を測定し、これらの気象データから計算されるペンマンの蒸発散位とハウス内で測定したパン蒸発量との比較・再現性の検討を行った。また、灌水量と蒸発散量の関係から、ハウス内の土壌水分動態の特徴を明らかにした。調査期間は平成6年5月から11月の7ケ月間である。2.マルチングボードによる土壌面蒸発抑制効果試験圃場面に面積の異なる(直径60cmと100cmの円形)マルチングボードを設定し、土壌水分の乾燥過程を裸地と比較を行った。マルチング面積の違いが、根群域に相当する土層の水分保持効果に大きく影響し、それぞれの試験区の乾燥過程における土壌水分動態に明瞭な特徴が確認された。実験期間は平成6年8月から9月の2ケ月間である。3.作物係数の測定現在、岐阜大農場のガラス温室内で、ポットによる栽培実験を行う予定である。ハウス内の気象データからペンマンの蒸発散位を計算し、ポット重量の変化から作物の消費水量を求め、作物係数の生育時期・時間的変化を精測し、特に灌水開始点が作物係数に与える影響を検討する。研究内容は以下の2つに大別される。(1)雨避け栽培の水管理と消費水量の調査・実験岐阜県飛騨地区内の雨避けハウスを対象にして、有効土層内の土壌水分変化、水管理(1回灌水量と間断日数、総灌水量など)を調査し、水管理の実態と土壌水分消費機構について明らかにした。さらに、自動灌水装置による節水省力化の実験をトマト栽培を対象にして行い、灌水開始点の違いが総灌水量、1回灌水量、灌水回数に与える影響について明らかにした。岐阜県古川町高冷地試験場内の雨避けハウスで、ポット試験と気象調査を行い、ホウレンソウとトマトの消費水量について精密に実験を行った。(2)マルチ被覆下における土壌水分動態の実験大学農場のハウス内において、円形マルチ(直径100cm、80cm、60cm)と裸地畑の有効土層内の土壌水分動態を2次元的に計測し、土壌面蒸発の抑制効果を検討した。