hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
塑性流体のレオロジーを用いた破壊の制御

高濃度固液混合材料(ペースト)は揺れや流れなどの力学的な外場を記憶し、その記憶は乾燥時に現れる亀裂の進行方向に影響を与える。ペーストの記憶効果のメカニズムを解明し、破壊の制御への応用を目指したところ、流れの記憶の形成のためには粒子間の相互作用が主に引力である必要があることが分かった。力学的な外場だけでなく、磁性ペーストは磁場を記憶し、磁場の記憶も亀裂の進行方向に影響を与えることも分かった。ペーストに鉛直振動を加えることで揺れを局在化させ、亀裂の発生位置も制御できるようになった。外場を記憶したペーストに超音波を照射して記憶を消去し、材料物性として均質で破壊しにくい状態にすることにも成功した。粉と水を混ぜて作ったペーストが流れを記憶するメカニズムを解明するため、流動下でのレオロジー測定と顕微鏡観察を組み合わせた実験をおこなうとともに、ペーストを水平加振して記憶を生じさせ、その記憶を乾燥亀裂パターンとして具現化する実験をおこなった。今までのような単純な水と粉の混合系だけでなく、塩化ナトリウムや界面活性剤を添加したペーストを用いて実験をおこない、添加物による粒子間相互作用の変化に伴って記憶効果が変化することを見いだした。具体的には、水中で粉の粒子が帯電する炭酸カルシウムのペーストは単体では「流れの記憶」を持たないことが分かっていたが、これに塩化ナトリウムを加えてクーロン斥力を遮蔽すると「流れの記憶」を持つようになることを発見した(Matsuo&Nakahara,JPSJ 81)。さらに、ペーストの内部での流動状態を観察することは非常に難しいため、代わりに水を用いた水平加振実験において流れを可視化し、加振条件によって流れが遷移するとともに浅い流体層内部に渦構造が発生することを見いだした(投稿準備中)。通常の流体を加振する問題(スロッシング)には工学的理由で多数の研究があるが、そのほとんどは流体を非粘性とする近似に基づいており、渦は完全に無視されている。今回の可視化実験は、Newton流体の水平加振における粘性の影響を示すもので、複雑流体であるペーストの流動を理解するための基礎となることが期待される。以上の結果を取りまとめるため、繰越分の科研費により、日本大学において「日大塑性研究会」と題する研究会を実施した(当初は2011年3月に予定していたが震災で延期となったものであり、これが繰越の理由である)。そのほか、ペーストにおいて水平加振の代わりに垂直加振を行った場合についても予備的な結果を得ている。粉と水を混ぜて作ったペーストは塑性を持つゆえに、ペーストに加えられた揺れや流れなどの力学的外場を記憶し、そしてその記憶はペーストを乾燥させることによって発生する亀裂パターンとして視覚化される。昨年度、低濃度ペーストが流れを記憶するメカニズムを調べたところ、水中で粉粒子が帯電していてクーロン斥力が働く場合は流れを記憶できないことがわかった。この理由は粒子問のクーロン斥力が流れの中での粒子ネットワークの形成を阻害しているからであり、塩を添付することによりクーロン斥力を遮蔽すれば流れを記憶できることも確認できた。今年度は高濃度ペーストが揺れを記憶するメカニズムを調べた。ペーストが揺れを記憶する高濃度な状況では粉が渋滞して強い粘性・塑性を持ので、そのメカニズムは当初、非弾性衝突する粒子系による渋滞構造、ジャミングと密度揺らぎの形成に近いと考えられていた。しかし、粉粒子の粒径の違う二つのペーストの比較実験をしたところ、どちらも揺れを記憶するが、小さい粒径のペーストのほうが粘性・塑性が高く、相対的に小さな濃度でも揺れを記憶できることが分かった。もしも非弾性衝突系の描像だけで良ければ、粉の占める体積比が同じであれば粒径の大きさに寄らず同じ振る舞いをするはずである。この結果は、揺れの記憶の形成には粒子問の表面力(引力)が重要な役割を果たしていることが分かる。ここで、高濃度であれば帯電していても揺れは記憶できるが、これは高濃度で粒子が至近距離にひしめく場合はクーロン斥力よりも表面力のほうが影響力が大である事で理解できる。また、ペーストに界面活性剤を添付し実験をしたところ、界面活性剤が粉粒子を取り囲んで表面力を阻害し、その結果ペーストが流れや揺れを記憶する能力を消すことができることも分かった。以上の成果により、ペーストの記憶には表面力などの粒子間引力が重要な役割を果たしていることがわかった。粒子間相互作用を制御すれば、ペーストの記憶を制御でき、その結果破壊現象や発生する亀裂パターンを自由自在に制御できることになるので、工学的な応用を考えるとその意義と重要性は非常に大きいと言える。

粉と水を混ぜて作った高濃度ペーストは塑性を持つゆえに、ペーストに加えられた揺れや流れなどの力学的外場を記憶し、その記憶は乾燥時に亀裂の伝播しやすい方向に影響を与えるので乾燥亀裂パターンとして視覚化される。力学的外場の記憶はミクロに異方的な構造として保持されるので、材料物性の制御にも応用できる。これまではペーストに外場を記憶させたり、その後別の外場を加えてその記憶を書き換えることによって亀裂パターンの形状をコントロールする形で破壊を制御してきたが、記憶そのものを消去することはできなかった。今回、外場をすでに記憶したペーストに対し超音波を照射したところ、ペーストの記憶が消去され、その後乾燥させた時に現れる亀裂パターンが等方的なセル状パターンになることがわかった。超音波の照射でペーストの記憶を消去できるということは、記憶のメカニズムを解明する上での大きなヒントになるだけでなく、工学的にも固液混合材料としてのペーストの異方構造を超音波照射で消去することによって均一で壊れにくい材料を作成する手法の開拓へと幅広い応用が期待できる(特許出願済)。また、他の外場も記憶できるのか調べるために磁性を持つ酸化鉄ペーストに直流磁場を加えたところ、磁場の方向を記憶し、その後乾燥させた時に生じる亀裂は事前にあてた磁場に平行に進行すること、そして磁場による亀裂の制御には閾値があることも分かった。以上の結果より、「塑性流体のレオロジーを用いた破壊の制御」が力学的外場の記憶だけでなく電磁場の記憶をも利用できるという一般性があることが確認された。粉と水の混合物における乾燥破壊現象に関し、我々は、記憶効果を用いて破壊の制御を行う研究を進めてきた。粉が多く水が少ない濃密な混合物(ペースト)は塑性を持つがゆえに、乾燥前に加えられた揺れや流れなどの力学的外場がペーストに記憶され、その方向が、乾燥亀裂パターンの異方性として現れる。過去の実験で制御できていたのは亀裂の方向のみだったが、今回、新たな実験により、亀裂の進行方向だけでなく亀裂の発生位置をも制御できる可能性を示した。具体的な手法としては、乾燥前に加える振動が今までは水平方向に限られていたのに対し、新たに鉛直加振の実験をおこなって結果を比較した。まず、水平加振では、系の並進対称性を反映して、記憶も一様であり位置情報は含まれていないことを確認した。他方、ペーストを鉛直加振すると、振幅や振動数などの加振条件に応じて、縞状あるいは格子状の定在波(Faraday波)が発生し、並進対称性が破れる。ペーストを短時間鉛直加振したあと振動を止め、ペースト表面が平らに戻った状態で静置乾燥させると、乾燥後に生じる亀裂は、方向も位置も最初のFaraday波と相関があることが分かった。縞状のFaraday波に対しては、Faraday波の節にあたる領域のほうが腹にあたる領域よりも亀裂の発生確率が高かった。格子状のFaraday波の場合は、亀裂の方向は直感的な格子の方向と45度の角度をなすという非自明な結果が得られ、これも亀裂が波の節の領域にできやすいためであることを実験的に確認した。節の位置に亀裂ができやすいという実験事実は、記憶効果で重要なのは水平方向の振動であって垂直方向の振動ではないことを意味する。この知見は、一方ではペーストの記憶効果の機構に関する理解の手がかりを与えるものであり、他方では亀裂の位置の制御の可能性を示すことで新しい工学的応用の道を開くものである。
広東語の談話モダリティの研究意味機能と音声の相関に着目して

本研究は広東語の談話活動におけるモダリティ(話し手の発話内容をめぐる主観的態度)の主な表現形式として文末助詞を取り上げ、いくつかの形式に見られる多機能化の様相を明らかにし、また、音声形態と意味機能との相関を探った。具体的には、本来、別な機能を表す形式が、機能拡張を経て談話的機能を担うようになるケースを分析したが、いずれの場合も元の語彙的意味や機能が文末助詞の談話的機能に引き継がれていることが明らかにされた。また、発話伝達方略に関わる文末助詞においては、声調や韻母が一定の意味機能を担っている可能性が示唆された。1.分析広東語の談話活動におけるモダリティの主要な担い手として、まずは文末助詞という文法カテゴリーの体系的再整理を行った。文末助詞は「文が表す表現内容(=命題)をめぐって、発話場における種々の要請に動機付けられて行う、話し手の事態認識の仕方及び聞き手への発話伝達の仕方の表し分けを担う文法カテゴリー」であり、意味機能の異なる3つの下位類によって形成された階層的な構造を持つ。すなわち、命題のすぐ後に生起する2つの類は事態認識という命題寄りの表現態度を表し、命題から最も遠い、すなわち文の最も外側の位置に来る類は命題をめぐる発話伝達方略という聞き手寄りの表現態度の表示を担う。さらに、事態認識に関わる2類のうち、命題そのものの性質を規定する類と、話し手の立場から把握された命題の姿を描く類とが区別され、前者は命題の直後、後者はその外側に位置する。そして、ここで見られる<客体寄り>・<主体寄り>という意味的対立と構造上の位置関係との相関は、アスペクト、方向補語といった他のカテゴリーにも共通して見られる一般性の高いものであることが指摘された。次に、発話伝達方略に関わる類の文末助詞の中からa3とwo3を取り上げ、その意味機能が発話の(一方的)発信であることを導き出し、両者の違いはそれが付く発話の種類が、a3は<声>、wo3は<情報>であるという、談話論的指標を用いた分析を提示した。さらにこれらと音声形態上類似する別の文末助詞a4、wo4、a5、wo5の分析にも<声>vs.<情報>の対立を応用し、各形式はこの対立と<取り込み>・<解釈案提示>という指標との組み合わせにより説明できることを論じた。2.言語資料の電子化実際の談話活動を反映すると見られる広東語言語資料10数点を、実例検索作業の効率化のため、データ入力会社に委託して電子化を行った。1.記述と分析本年度は、命題レベルから発話/談話レベルへの文法化・多機能化を見せる言語形式の事例分析と理論化を目指し、以下の分析を行った。(1)事例分析:動詞"添"の文法化・多機能化動詞"添"(「追加する」)が<動作レベル>における「数量の追加」を表すだけでなく<叙述レベル>において「事態の追加」を表す機能をも獲得し、さらに<心理レベル>における「予定外事態発生」を表す機能を獲得するに至った一連の機能拡張のプロセスならびにこれらの"添"の文法的ふるまいの特徴を、「追加する」という動詞としての意味や音声的特徴に着目し考察した。さらに、従来指摘はないが、"添"が命令・禁止文において聞き手への念押しを表す機能をも持つことを指摘し、これについては「追加」機能が<言語行為レベル>へと拡張した結果「要請の追加」という対人的な談話モダリティ機能を獲得するに至ったものであるとの分析を提示した。(2)事例分析:構造助詞"〓"の多機能化構造助詞"〓"(「の」)がいかにして条件節を導く機能を獲得し、また文末助詞としてモダリティ機能を獲得するに至ったかを、(主に連体修飾構造や名詞化構造を形成する場合の)構造助詞"〓"自身の持つ意味特徴に着目しつつ説明を与える試みを行った。本年度は引き続き、文末助詞としてモダリティ機能を表す"〓"(具体的な音声形態は後続の文末助詞の影響によって異なる)に着目し、その意味機能を明らかにするとともに、それが構造助詞の"〓"「の」からいかなる意味機能特徴を引き継いでいるのかを論じた。あわせて、構造助詞の"〓"が見せるその他の機能拡張の諸相に着目し、その制約と方向性について標準語と比較対照しつつ広東語の文法体系に照らして説明を試みた。具体的には以下の通りである。すなわち、先行研究が示すように、広東語では構造助詞"〓"を用いた連体修飾構造"M〓N"

「MのN/Mという属性のN」は専ら総称的事物を表すのに使われ、特定的事物を表すには類別詞(CL)を用いた別の構造"M(+指示詞)+CL+N"が使われる。そのため、連体修飾構造"M〓N"及びそこから中心語名詞が落ちた名詞化構造"M〓"「Mの」はともに強い総称性を示す。このような構造助詞"〓"が持つ意味機能特徴は"〓"のその後の機能拡張における制約や方向性を次のように特徴付ける。1)"S(係)V〓O"構文の欠如:標準語には特定の既然行為の属性措定を行う判断文として構造助詞"的"「の」を用いた"S(是)V的O"という構文が存在するが、同様の構文は広東語では成立しない。これは"M〓N"構造が総称事物を表すものであり特定事物の属性措定を行う判断文としてそもそも機能しないため、特定動作行為の属性措定へと機能拡張が起こる基盤がないからである。2)条件節標識としての機能獲得:総称文は意味論的に常に条件文を導出する。ゆえに"M〓"を主語(主題)においた総称文が次第に再分析を受け"〓"そのものが条件節標識と解されるようになった。3)命題一般化を表す文末モダリティ助詞の機能獲得:"文+〓"のように文末に置かれる"〓"は、文が表す命題から一回性・個別性を捨象し、一般化・総称化する機能を果たす。
労働と心の健康の経済分析

少子高齢化による労働力人口の減少が今後一層加速するわが国では、多くの人が健康で生き生きと働ける社会の実現が望まれている。本研究はそうした社会の実現のために不可欠な、労働と健康との関係についてのエビデンスを定量的かつ経済学的に提示することを目的として、主に以下の検証を行った。第一は、職場における人間関係が労働者のメンタルヘルスに与える影響について検証した。同一個人を複数年にわたり追跡調査したデータを分析した結果、性格特性や元々のメンタルのタフさといった個々人に固有の要因や、労働時間・仕事の負荷といった業務に関連する情報を統計的にコントロールしたとしても、管理能力やコミュニケーション能力が劣る上司の下で働いている部下のメンタルヘルスは、それらが優れた上司の下で働いている部下に比べて、統計的に見て有意に悪い傾向にあることが明らかとなった。第二は、なぜ人々はメンタルヘルスを毀損するほど長時間労働をしてしまうのかについて、行動経済学の視点を取り込み、同一個人を追跡調査したパネルデータを用いて解析した。分析の結果、人間には職場での自己効力感等の非金銭的欲求を満たすために、仕事満足度を高めようしてメンタルヘルスの不調に気が付かずに長時間労働をしてしまう傾向にあることなどを定量的に明らかにした。第一および第二の研究は査読を経て、英文学術雑誌に掲載された。第三に、健康と生産性との関係について、労働経済学や関連分野の先行研究を広くサーベイする展望論文を執筆した。これらの一連の研究は全て、労働と健康、そして健康を通じた生産性への影響を経済学の観点から厳密に分析することに焦点を充てたものである。初年度にあたる28年度は、主に2つの観点から研究を実施し、論文として公表した。これまでの経済学の研究では、上司と部下との関係性に着目した研究は意外なことに必ずしも多くの蓄積がなされてこなかった。また、経済学の研究では職場のメンタルヘルスに関する研究も非常に少ない。そこで本稿は、蓄積の少ない2つのテーマを併せて検証し、上司の良し悪し(部下とのコミュニケーションの取り方や仕事の遂行能力等)が、部下のメンタルヘルスや生産性にどのような影響を及ぼしているかを検証した。同一個人を複数年にわたり追跡調査したデータを分析した結果、性格特性や元々のメンタルのタフさといった個々人に固有の要因や、労働時間や仕事の負荷といった業務に関連する情報を統計的にコントロールしたとしても、悪い上司の下で働いている部下のメンタルヘルスは、良い上司の下で働いている部下のメンタルヘルスに比べて、統計的に見て有意に悪い傾向にあることが明らかとなった。第二は、長時間労働が健康と労働生産性にもたらす影響に関する展望論文の執筆である。この論文では、国内外で少しずつ蓄積されてきている知見をサーベイし、長時間労働はメンタルヘルスの悪化に統計的に有意な影響を与えていることを示したほか、長時間労働は健康を毀損し、集中力を低下させることなどを通じて限界生産性を低下させること、したがって健康の確保のための長時間労働の是正と生産性の向上はトレードオフの関係にはなく、補完的な関係にあること等を指摘した。そのうえで、今後の労働時間規制の方向性について政策提言を行った。研究計画はおおむね順調に進展している。2年目にあたる29年度は、主に5つの角度から研究を行った。第一は、初年度に執筆した初稿(テーマ:上司との人間関係が部下のメンタルヘルスに及ぼす影響について))の再推計を行うとともに、改訂稿を作成した。当該論文は、海外ジャーナルに投稿中である。第二は、なぜ人々はメンタルヘルスを毀損するほど長時間労働をしてしまうのかについて、同一個人を追跡調査したパネルデータを用いた検証を行い、分析結果を国際学会で報告した。学会等で収集したコメントを織り込んだ改訂稿を海外ジャーナル(Journal of Happiness Studies)に投稿し、条件付きで採択された(accepted with minor revision)。第三に、健康と生産性との関係について、労働経済学や関連分野の先行研究を広くサーベイする展望論文の初稿を執筆した。論文では、「健康」と「生産性」の定義が分野によって大きく異なることや、健康になるとなぜ生産性が向上するのか、健康資本投資のコストをだれが負担すべきか等について、既存研究を広くサーベイしながら議論を整理した。第四に、人手不足にもかかわらず賃金に上方硬直性があることを行動経済学の観点から、同一企業を追跡調査したパネルデータを利用した分析を行った。分析は一般読者向けに日本語で執筆したうえで、英語版も作成し、国際学会で報告した。賃金は人々のメンタルヘルスにも強く影響を及ぼすファクターである。第五に、『平成28年度社会生活基本調査』(総務省統計局)の個票データを入手し、データのクリーニングを行い、働き方改革が人々の時間配分に及ぼす影響について初期段階の解析などを実施した。このデータを用いた厳密な分析は、3,4年目にあたる30、31年度に行う予定である。研究計画は概ね順調に進展している。

同一個人を複数年にわたり追跡調査したデータを分析した結果、性格特性や元々のメンタルのタフさといった個々人に固有の要因や、労働時間・仕事の負荷といった業務に関連する情報を統計的にコントロールしたとしても、管理能力やコミュニケーション能力が劣る上司の下で働いている部下のメンタルヘルスは、それらが優れた上司の下で働いている部下に比べて、統計的に見て有意に悪い傾向にあることが明らかとなった。第二は、なぜ人々はメンタルヘルスを毀損するほど長時間労働をしてしまうのかについて、行動経済学の視点を取り込み、同一個人を追跡調査したパネルデータを用いて解析した。分析の結果、人間には職場での自己効力感等の非金銭的欲求を満たすために、仕事満足度を高めようしてメンタルヘルスの不調に気が付かずに長時間労働をしてしまう傾向にあることなどを定量的に明らかにした。第一および第二の研究は査読を経て、英文学術雑誌に掲載された。第三に、健康と生産性との関係について、労働経済学や関連分野の先行研究を広くサーベイする展望論文を執筆した。これらの一連の研究は全て、労働と健康、そして健康を通じた生産性への影響を経済学の観点から厳密に分析することに焦点を充てたものである。次年度以降は、初年度の結果を踏まえて、さらに深堀した検証を行う。また、これらの研究結果を国内外での研究会や学会等で報告をすることを通じてより完成度の高い研究を目指す。3年目以降は、「社会生活基本調査」の個票データを用いた解析を進めるとともに、独自に収集したオリジナルのパネルデータを用いた解析(2018年5月末に入手予定)を行い、初年および2年目に得た知見をさらに広げることを展望している。これらの研究成果を国内外の学会や勉強会等で報告することを通じて、より完成度の高い研究を目指す。初年度は分析に集中して、初期段階の研究成果を得ることに特化することとしたため。初年度および2年目は、データのクリーニングや解析、初稿の執筆に多くの時間を割いた。3年目および最終年度には研究成果を国内外の学会等で発表し、研究成果の水準を高めることを展望している。次年度以降は、初年度に得られた分析結果を海外の主要学会で報告することを計画している。そのため渡航費として初年度分を2年目以降に繰り越すこととした。
放射性廃棄物処分地におけるアメリシウムの吸着材としての生物源燐酸塩に関する研究

本研究は、現在問題になっている放射性廃棄物中のアクチノイドの除去材としての生物源リン酸塩の有用性について検討している。ただし、現段階ではアクチノイドと化学的性質が類似している希土類元素を用いている。堆積物中の生物源リン酸塩にはしばしば希土類元素を濃縮しているが、これは堆積物中で有機物が分解後、リン酸塩中のカルシウムが希土類元素に置換されて濃縮されていると考えられる。そこで、本研究では食用の魚の骨片を水酸化カリウム溶液、エチレンジアミン溶液または次亜塩素酸ナトリウム溶液という3つの試薬で処理して有機物を除去した後、吸着剤として使用した。これらの試料片約1020mgをそれぞれ0.0151.5ppmの希土類元素を含んだ人工海水溶液3mlに37日間室温にて液浸した。各試料を純水中で超音波洗浄後、25°Cで乾燥させ、中性子放射化分析を行い、吸着された希土類元素の量を測定した。吸着量はどの吸着剤においても液浸日数に対して増加する傾向にあった。これらの試料はユーロピウム以外の希土類元素についても同様の強い吸着能力を示した。太平化学社製の合成リン酸カルシウム(球形HAP)も生物源リン酸塩と同様に希土類元素に対して強い吸着能力を示し、粒径が小さな試料がより高い吸着能力を示す傾向のあることがわかった。次に、ネオジムについて、球形HAPと球形FAP(合成フロロリン酸カルシウム)の吸着速度と吸着容量を比較すると、前者のほうがはるかに速度や容量ともに早い。球形HAP1gあたりネオジムの吸着容量は131mgと大変大きい。また、溶液中のネオジムが吸着されて濃度が低くなるのと反対に溶液中のカルシウムの濃度が増加し、ネオジムと置換する様子が観察された。ネオジムとカルシウムの比は2対3ではなく、1対2であることから、水酸基や溶液中のナトリウムなどの陽イオンも置換反応に関与していることが示唆された。現在地下深さ数百mの処分場に使用済み核燃料は永久処分するという計画が進んでいる。しかし数千年後には地下水が放射性廃棄物の入った容器に達して、半減期が数千年以上の有毒なアクチノイドが地下水に溶け出し、生物圏に到達する事は十分想定される。その場合、廃棄物の容器の埋没箇所周辺の充填材の中に有毒なアクチノイドを吸着してくれる物質が混在していれば安全性が増す。本研究では生物源燐酸塩をその候補として、アメリシウムに対する分配係数や吸着容量の性能を検討している。ちなみに熱力学データ(放射性廃棄物研究3巻1号49-61)から見ると、アメリシウムは土壌などに吸着されやすく、本研究はむしろチェルノブイリの様な事故現場でのアクチノイド除去材として有益という意見も伺った。研究協力者の無機材質研研究員・末次寧氏と相談の結果、人工試料については太平化学の燐酸カルシウム試料(HAP)を採用した。また、死後まもない生体からの吸着実験に使用する生物源燐酸塩を分離した。肉眼観察から、エナメル質又は象牙質の試料2種類について選んだ。生物源燐酸塩は化学分析の結果、カルシウム以外にマグネシウムやナトリウムが不純物として含まれていた。人工試料(HAP)も合わせて、吸着実験に供する試料を選定した。水槽内に、希土類元素をドープさせた人工海水を入れて、生体内生物源燐酸塩粒やHAPへの吸着実験を行った。しかし、2、3カ月での希土類元素の吸着量は少なく、ICP発光分析装置では検出できない。検出感度が3桁よいICP質量分析計での測定をセイコ-社のデモ実験に依頼中である。また、RI総合センターの管理区域内でのトレーサー吸着実験を行おうとしたが、管理区域内に登録している核種に制限があり、実験が遅れているが、次年度には行えるようにしたい。

また、溶液中のネオジムが吸着されて濃度が低くなるのと反対に溶液中のカルシウムの濃度が増加し、ネオジムと置換する様子が観察された。ネオジムとカルシウムの比は2対3ではなく、1対2であることから、水酸基や溶液中のナトリウムなどの陽イオンも置換反応に関与していることが示唆された。
前頭前野病変ラットにおける側坐核ドパミン神経系のストレス反応性と行動特性の変化-精神分裂病の新しい病態仮説を検証する研究-

両内側の前頭前野をイボテン酸で破壊したラットに微小透析法を用いて、ストレスおよび摂食行動による側坐核ドパミン放出量の変化を観察した結果、前頭前野病変によって、側坐核ドパミン神経系のストレス反応性が選択的に減弱することを確認した。ストレスと報酬刺激による側坐核ドパミン神経系の活性化には、それぞれ異なった神経回路が関与しており、とくに、急性ストレス反応では前頭前野の固有細胞からの下行性投与が重要な役割を果たすことが示唆された。本研究では、さらに『前頭前野病変が側坐核DA神経系のストレス反応性に及ぼす影響』を多面的に探究することによって、分裂病における前頭前野の障害と精神病症状の発症に関するストレス脆弱性を結びつけた新しい病態仮説へ検証を加えた。【対象】体重280300g(8週齢)のWistar系雄性ラット。【皮質病変形成】麻酔下のラットを脳定位装置に固定し、イボテン酸溶液(10μg/μl)を左右1カ所0.5μlずつ局所注入した。薬液注入の14日後に行う本実験の後、脳切片標本を作成し、神経病理学的に病変の位置と限局性について確認した。【行動観察】自発およびストレス負荷後の移所運動量を解析装置(scanet MV-10)を用いて測定した。【微小透析(microdialysis)】病変または偽手術から12日後のラットを、麻酔下で脳定位装置に固定し、I字型透析プローブを右側坐核外殻部に植え込んだ。2日後、リンゲル液を3μl/minで灌流し、回収液中のドパミン濃度を測定した。灌流開始から2時間以降に、10分間のストレスを負荷した。その結果、ストレスによって、側坐核の灌流液中のDA濃度は、PFC病変ラット(n=12)では、15%と対照群(41%)に比べて有意に減弱した反応を示した(P=0.02)。成熟ラットにPFC病変を作成すると、ストレスに伴う増加反応のみが減弱することが確認された。これらの結果から、ストレスによる側坐核DA系の活性化ではPFCからの下行性投射が重要な役割を果たすことが検証された。本研究の目的は、『前頭前野病変が側坐核DA神経系のストレス反応性に及ぼす影響』を多面的に探究することによって、分裂病における前頭前野の障害と精神病症状の発症に関するストレス脆弱性を結びつけた新しい病態仮説へ検証を加えることにある。【対象】体重280300g(8週齢)のWistar系雄性ラット【皮質病変形成】麻酔下のラットを脳定位装置に固定し、イボテン酸溶液(10μg/μl)を左右1カ所0.5μlずつ局所注入した。また、別の病変を作らないラットにて、2本目の透析プローブを腹側被蓋野(VTA)に埋め込み、ストレス負荷と同時にVTAのプローブよりグルタミン酸受容体遮断薬を局所灌流し、側坐核およびVTAの細胞外液DA濃度の経時的変化を観察した。【結果】内側前頭前野をイボテン酸で破壊したラットは、側坐核DA神経系のストレス反応性が選択的に減弱することを確認しつつある。急性ストレス反応では前頭前野の固有細胞からVTAへのグルタミン酸神経系の下行性投射が重要な役割を果たすことが示唆される。【微小透析(microdialysis)】

病変または偽手術から12日後のラットを、麻酔下で脳定位装置に固定し、I字型透析プローブを右側坐核外殻部に植え込んだ。2日後、リンゲル液を3μl/minで灌流し、回収液中のドパミン濃度を測定した。灌流開始から2時間以降に、10分間のストレスを負荷した。その結果、ストレスによって、側坐核の灌流液中のDA濃度は、PFC病変ラット(n=12)では、15%と対照群(41%)に比べて有意に減弱した反応を示した(P=0.02)。成熟ラットにPFC病変を作成すると、ストレスに伴う増加反応のみが減弱することが確認された。これらの結果から、ストレスによる側坐核DA系の活性化ではPFCからの下行性投射が重要な役割を果たすことが検証された。
ベトナム都市農村連環発展に起因する生活質の変容と社会的脆弱性に関する調査研究

本調査研究は、急速に経済発展するベトナムにおいて、都市化・市場経済化にともなう都市域とその周縁農村域に居住する住民の生活質の変容を検証し、新たに生じる社会的脆弱性の様相を探るものである。生活質変容の評価軸として(1)健全な居住環境、(2)安全な食生活、(3)適切な衛生環境、(4)安定的な生業活動、(5)地域コミュニティを設定し、ベトナム中部を中心とする様々なフィールド調査を現地研究者と共同して実施し、その中で見いだされた問題構造を各々明らかにした。そして、総合的な視点から議論し、暮らしの質的向上に資する持続的な都市農村連環発展のあり方を考察した。【研究の目的】本研究は、急速に発展するベトナム中部において、都市化・市場経済化にともなう都市域とその周縁農村域に居住する住民の生活質(居住環境、食生活、環境衛生、生業活動、コミュニティ)の変容を検証し、新たに生じる社会的脆弱性の実態を明らかにする。都市と農村の連環からその因果関係を理解することで、都市と農村の暮らしに資する持続的な都市農村連環発展モデルを構築する。【研究実績の概要】本調査研究に関連する各小テーマ、1健全な居住環境、2安全な食生活、3適切な衛生環境、4安定的な生業活動、5地域コミュニティ、に関して各々具体的な研究課題を設定し調査を実施した。1では山間農村部における少数民族の伝統的居住環境と開発影響を中心に、国際会議発表2報(査読付)、国内学会発表1報、国際セミナー発表2報、著書3本、また農村部の土地利用に関する国際セミナー発表1報、2ではベトナム版農業生産工程間に関する国内学会発表1報、農村部の残留農薬に関する論文1報(査読付)、家禽技術に関する論文1報、3では養殖地の水環境、農業へのし尿利用等に関する論文2報(内1報査読付)、国内外学会発表3報、5では都市化の進行による都市コミュニティの変容に関する論文1報(査読付)、国際セミナー発表1報、学会発表1報、都市歴史居住区の環境保全に関する国際セミナー1報、にまとめた。なお4に関しては平成25年度の研究成果を現在取りまとめている。また、平成25年9月にインドシナ地域の研究者が集まりベトナム・ホイアンで開催した国際シンポジウム(地球環境学堂、フエ大学共催)で、本調査研究の内容や進捗について共同研究者や研究協力者等との情報共有を図った。1では山間農村部における少数民族の居住環境と開発影響に関して、国際会議発表1報、著作2編、また都市旧市街の居住環境と市街地再開発の影響に関して、論文1報、国際会議発表1報、著作2編、2では環境配慮型農業生産に関して国際会議発表1報、3では都市の衛生リスク実態に関して論文3報、国際会議発表3報、及び都市移住者による有価物回収労働の実態に関して、国際会議発表1報、4では少数民族集落の新規小家畜による副生業の形成に関して、論文2報(内1報査読有)、国際セミナー発表2報、及び山間農村地域の生業構造と都市化影響に関して国内学会発表2報、国際セミナー発表1報、5では都市地域コミュニティの伝統的行事や相互扶助の変容に関して論文2報(内1報査読有)、国際会議2報、著作1編、にまとめている。また、平成26年9月にインドシナ地域の研究者が集まりベトナム・カントーで開催したJSPSシンポジウム(京都大学地球環境学堂、ハノイ理工科大学、カントー大学主催)で、本調査研究の内容や進捗について共同研究者や研究協力者、関連の研究者・専門家との意見交換・情報共有を図った。昨年度に引き続き本調査研究で設定した各テーマ、1健全な居住環境、2安全な食生活、3適切な衛生環境、4安定的な生業活動、5地域コミュニティ、に関して、各々具体的な研究課題を設定し調査を実施した。1では、フエ省山間農村部における少数民族文化の維持継承と開発影響の実態を明らかにした。2では、環境配慮型農業生産に関してフエ、ホイアンでの調査から、食の安全への関心は高いが、流通が確立されていないために生産者と消費者のニーズにずれがあることを明らかにした。3では、ハノイ郊外において都市排水の非意図的暴露が下流農村部に居住する住民の健康リスク要因になっていることを明らかにした。また、都市生ゴミの排出源分別とメタン発酵処理による農業利用の可能性について検討をおこなった。4では、フエ省山間農村部において、アカシア林業に依存した世帯の生業脆弱性や、貧困対策を目的とした家畜振興等の外部支援が、必ずしも有効に機能していないことを明らかにした。また、貧困世帯の狭小ホームガーデンにおいても自家消費・換金作物双方の栽培が生活上必要であることを明らかにし、新規作物の導入可能性を評価した。他に豚・鶏等の家畜飼育の新たな方法についても検討・評価した。

5では、フエ市とダナン市において、地域コミュニティの活動内容や、互助組織の構造、共同体ネットワーク、地域文化(伝統的行事、慣習的制度)の継承について調査し、これらが都市化影響により失われていく様相を明らかにした。また、フエ市内における伝統的庭園住宅の都市化影響についてもまとめた。平成27年7月には、インドシナ地域の研究者が集まりベトナム・ダナンで開催したJSPSシンポジウム(京都大学地球環境学堂、ダナン大学主催)で、これら調査研究の内容や進捗について共同研究者や研究協力者、関連の研究者・専門家との意見交換・情報共有をおこなった。本調査研究は、急速に経済発展するベトナムにおいて、都市化・市場経済化にともなう都市域とその周縁農村域に居住する住民の生活質の変容を検証し、新たに生じる社会的脆弱性の様相を探るものである。生活質変容の評価軸として(1)健全な居住環境、(2)安全な食生活、(3)適切な衛生環境、(4)安定的な生業活動、(5)地域コミュニティを設定し、ベトナム中部を中心とする様々なフィールド調査を現地研究者と共同して実施し、その中で見いだされた問題構造を各々明らかにした。そして、総合的な視点から議論し、暮らしの質的向上に資する持続的な都市農村連環発展のあり方を考察した。平成26年度の実施計画は、1健全な居住環境、2安全な食生活、3適切な衛生環境、4安定的な生業活動、5地域コミュニティ、の各小テーマに関する具体的な課題の取り組みである。主な研究の進展は以下の通りである。1に関しては、都市部の電力需要増加による水力発電の建設など山間地域の開発や政策にともなう少数民族の居住環境変容に関して、フエ省ナムドン県における伝統的コミュニティハウスを事例に調査をおこない、開発に伴いほとんどの集落で伝統建築が失われている状況を把握した。また、フエ歴史都市旧市街の経済的発展にともなう京城内集落や伝統的庭園住宅の居住環境変容について調査し状況を把握した。2に関しては、ベトナム特に中部地域における農業生産、特に環境配慮型生産に関する統計データの渉猟及び文献調査を行うとともに、次年度実施予定の農家家計調査の事前準備をおこなった。3に関しては、フエ市の日常生活における水利用調査から、供給水質は良好であるが生野菜及び氷由来の衛生リスクは高いことを確認し、物質フロー解析の結果都市下水が水環境の大きな負荷源になっていることを明らかにした。また都市の有価物処理に関してこれに従事する出稼ぎ労働者にヒアリング調査を実施しその実態を把握した。4に関しては、フエ省ナムドン県に一集落全世帯(157世帯)を対象に、生業や土地利用について統計解析し、都市化の影響による農村部の生業構造の変容を明らかにした。また、フエ市近郊の山間部集落において小家畜の飼養による副生業を形成し、生計向上と生態環境保全の両立に資する実証実験をおこなった。5に関しては、フエ市において地域コミュニティの活動内容や互助組織の構造、共同体ネットワーク、地域文化の維持について調査し、都市化の進行によりコミュニティの共同による伝統的行事や相互扶助の強度が弱まっていることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。人間環境設計論【今後の推進方策】今年度に実施した各小テーマに関する継続的な研究調査を適宜おこない、テーマ毎に生活質変容の要点抽出と類型化を行なう。
硝化抑制における飼料およびバイオ燃料作物の窒素利用効率改善方法の究明

本研究は、イネにおける窒素、亜鉛およびリン酸の非生物的ストレス耐性に関する機構を解明する事を目的とし、植物が感知するストレスに関する代謝系の分析法やROS解析法を確立する事で、本研究以外に関しても応用できると確信する。研究の中核として、植物が根滲出液の中に放出する化合物を検出する方法の開発および最適化があった。その主たる方法は、化学的誘導体形成ならびにガスクロマトグラフィー・マススペクトル分析を基礎としており、何百という植物代謝産物を同時に観測するというものである。実験の多くでは、代謝学の特長を利用しながら、階乗的に設計された様々なイネ品種の非生物的ストレス応答に関する実験の結果を分析した。多数の遺伝子型を取り込むことにより、耐性・不耐性品種の代謝ネットワークにおけるいくつかの主要な相違点、そして非生物的ストレス耐性が増強されたイネ品種を育種する今後の取り組みのための潜在部位を識別することができるようになった。また、植物土壌化学の特定側面を解明するための新たな手法の開発にも数多く着手した。こうした手法の第一は、蛍光物質や特定の亜鉛配位子であるシンキンエチルエステルとの競合を通じた根滲出液試料中の亜鉛配位子を総合的に定量化させるものである。この検査法は、0.5マイクロモルという検出限界を有しており、鉄と結合している鉄吸収たんぱく質の非特定定量化において利用されている現在の方法と比べて1桁分感度が高い。また、大阪大学の研究者が考案した蛍光プローブ「BES-H_2O_2」をもとに、重要な情報伝達分子であり植物組織内の酸化ストレス指標である過酸化水素を定量化する検査法を開発した。その後複数の実験を行い、特定の処理法(たとえばZn欠乏、過剰重炭酸塩、複合ストレスなど)がいくつかの遺伝子型における滲出液組成に与える効果について研究した。部分最小二乗回帰のようなさらに複雑な統計分析手法により、根からの漏出の結果いくつかの化合物(クエン酸など)が検出される可能性が最も高いことが判明した。そのような漏出は、ストレス不耐性の徴候を示すものと思われる。その他の化合物(リンゴ塩酸)が、耐性遺伝子型により活発に分泌されているものであろう。こうした結果から、我々は、どのような根滲出液が耐性と関係している可能性があり、従って分子手法や遺伝学的方法を用いてさらに詳細に研究すべきかについて明確な構想を得ることができた。本研究は、イネにおける窒素、亜鉛およびリン酸の非生物的ストレス耐性に関する機構を解明する事を目的としている。植物が感知するストレスに関する代謝系の分析法やROS解析法を確立する事で、本研究以外に関しても応用できると確信している。現在、異なる栄養ストレスに対して様々なイネ品種がどのような代謝反応を示すかを温室内で比較している。まず、リン酸に対して異なった反応を示すイネ6品種における根の浸出液成分に関して検定した結果、品種間で差異が認められた。現在、この結果を実証するため、これらの浸出液の定量化を行い、これまでと異なる酵素を用いた方法で再分析を行っている。さらに、生長培地が根の浸出液に影響を及ぼすかどうかイネ3品種を用いて、研究を進めている。収穫後、イネの浸出液を採取し、GC-MS法を用いて解析を行っている最中である。また、イネ2品種間において亜鉛欠乏耐性に対する効果があるかどうかの研究も行っている。得られた根の浸出液はGC-MS、ROS解析および酵素活性分析を行った。亜鉛欠乏耐性のない品種IR74は、耐性をもつ品種RIL64と比べて、過酸化水素濃度が増加する事が分かった。また、代謝解析では、亜鉛欠乏条件下で生育したIR74はアスパラギン酸濃度がRIL46比べて多い事が分かった。現在、両イネ品種において、亜鉛欠乏耐性下で過剰生産されているであろうプリンアロキサンを同定する事も行っている。さらに、増加した硝化抑制能を証明するために異なる遺伝子型を持つイネ品種から根の浸出液を採取し、GC-MS、ROS解析および酵素活性分析を用いて、浸出液の成分の特定も行っている。これらの解析方法を用いる事によって、同じく日本学術研究員として硝化抑制に関する研究を行っているPierfrancesco Nardiと共に、将来的に、浸出液を液体クロマトグラフィー技術を用いて、硝化抑制を示す成分を識別する事が可能であると考えられる。

この検査法は、0.5マイクロモルという検出限界を有しており、鉄と結合している鉄吸収たんぱく質の非特定定量化において利用されている現在の方法と比べて1桁分感度が高い。また、大阪大学の研究者が考案した蛍光プローブ「BES-H_2O_2」をもとに、重要な情報伝達分子であり植物組織内の酸化ストレス指標である過酸化水素を定量化する検査法を開発した。その後複数の実験を行い、特定の処理法(たとえばZn欠乏、過剰重炭酸塩、複合ストレスなど)がいくつかの遺伝子型における滲出液組成に与える効果について研究した。部分最小二乗回帰のようなさらに複雑な統計分析手法により、根からの漏出の結果いくつかの化合物(クエン酸など)が検出される可能性が最も高いことが判明した。そのような漏出は、ストレス不耐性の徴候を示すものと思われる。その他の化合物(リンゴ塩酸)が、耐性遺伝子型により活発に分泌されているものであろう。こうした結果から、我々は、どのような根滲出液が耐性と関係している可能性があり、従って分子手法や遺伝学的方法を用いてさらに詳細に研究すべきかについて明確な構想を得ることができた。
高専賃居住者に対するエンパワーメントを高める取り組みが共助活性化に与える効果

都市部にある2箇所のサービス付き高齢者向け住宅居住者に対して、エンパワーメントを高める取り組みを実施した。結果,介入住宅居住者において、認知機能の指標であるMental Status Questionnaire(MSQ)得点が、非介入住宅居住者との比較において有意に高いことが分かった(P<0.05 )。その他の指標においては有意な差はみられなかった(n.s.)。また、1年6ヶ月前後の時点においてすべての住宅居住者の基本属性や心理指標、ソーシャルサポート・ネットワーク、社会参加状況・等に差はみられなかった(n.s.)。住宅居住者の20%近くが1年未満に住み替えることが影響していると推察された。●平成25年度は当初の研究計画通り,2カ所のサービス付き高齢者向け住宅(以下,サ付き住宅)において,居住者のエンパワーメントを高めるための健康講話会及び事前・事後評価を実施した.○首都圏内の2カ所のサ付き住宅を研究対象住宅とし,事前・事後評価ともに実施できた介入住宅居住者30名および対照住宅居住者21名が解析対象者となった.両住宅居住者とも健康講話会を月2回の頻度で12回(1回90分)開催した.介入住宅居住者に対しては,1)気づく“講義形式",2)考える“討議形式",3)共有する“発表形式",4)振り返る“親睦会形式",5)行動する“実習形式"からなる健康講話会を実施した.専門家は居住者主体の会進行となるように,話題提供とファシリテーターの役割を担い,居住者のエンパワーメントを引き出すことに専念した.対照住宅居住者に対しては,専門家による“講義形式"のみを実施する健康講話会とした.○両住宅居住者間において,事前調査時における年齢,性別,老研式活動能力指標,認知機能の指標であるMental Status Questionnaire(MSQ)・等に有意差はなかった.事後調査MSQ値を従属変数,事前調査MSQ値を共変量,居住住宅(介入住宅または対照住宅)を独立変数とした共分散分析において,居住住宅間に統計学的有意差が認められ(p<0.05),対照住宅居住者と比較して,介入住宅居住者の介入後のMSQ値が有意に高いことが示された.○本課題で介入住宅居住者に用いたエンパワーメントを顕在化させる介入方略は講義形式のみの対照住宅居住者との比較において,認知機能に対してより効果があることが明らかとなった.本研究の結果は今後急増する首都圏のサ付き住宅において,エンパワーメントを高め居住者のコミュニケーションを円滑にすることは,認知機能低下に対して何らかの予防的影響を与えることが考えられた.●本年度は当初の研究計画通り,サービス付高齢者向け住宅(以下,サ付き住宅)において,1年6ヶ月間の推移を明らかにするため初年度実施したアンケート調査を再度実施した.○初年度調査時における居住者83名における基礎統計を示す.平均年齢(歳):83.1±6.9(範囲60-90),性別:男21名(25.3%),世帯構成(独居):68名(81.9%),居住年数(ヶ月):21.7 ±12.5であった.心理的指標として,孤独感尺度(9点中):4.3±1.5であった.社会的指標として,ソーシャルネットワーク尺度(30点中):12.3±6.2,下位項目の家族項目(15点中):7.6±3.4,友人項目(15点中):4.8±4.1であった.ソーシャルサポート尺度(6点中):5.0±1.5,下位項目の情緒項目(2点中):1.8±0.5,手段項目(4点中):3.2 ±1.2であった.社会参加状況は,無職81名(97.6%),町内会・老人クラブなどへの所属が無い69名(83.1%),ボランティアグループへの所属が無い74名(89.2%),スポーツ関係グループへの所属が無い72名(86.7%),趣味の会への所属が無い59名(71.1%)であった.2回の調査間において,対象者の基本属性や心理指標,ソーシャルサポート・ネットワーク,社会参加状況に差はなかった.○サ付住宅での居住期間を1年以上及び1年未満の2群に操作的に分類した結果,初年度調査において1年未満は17名(21.7%),本年度では1年未満は17名(17.3%)であった.すなわち,20%近くの居住者が1年未満に住み替えていた.○都市部におけるサ付住宅居住者の特徴は,高齢独居女性が多く,社会参加は趣味の会への参加の約30%のみでそれ以外は低率であった.時間経過とともに住民の特性が変容することはないが,約2割は短期間で転居していた.都市部にある2箇所のサービス付き高齢者向け住宅居住者に対して、エンパワーメントを高める取り組みを実施した。世界一の高齢化、少子化そして人口減少社会にある日本において、公的支援だけで要支援高齢者を支えるのは限界に近づいている。

専門家からの支援が限界となり地域からも従来の支援が期待できないとき、新しいかたちの互助(共助)の集まりを作らざるを得ない。20年後には国民3人のうち1人の看取りの場所が不足すると推計されており、その一つの受け皿に高齢者向け専用賃貸住宅が注目されている。本研究では居住者が主体のエンパワーメントを高める取り組みが、互助(共助)としての自主グループの活性化に与える効果を明らかにする。まず、居住者の健康に関するニーズ調査を実施し老年症候群に係わる実態を把握した上で、テーマに沿い健康教室を運営し互助(共助)の指標としての自主グループ活性化の効果を検証する。調査研究は2つの枠組みから構成される。第一に、健康に対するニーズ調査を実施し頻度分析から健康教室におけるテーマをいくつか決定する。次に、居住者が希望するテーマに沿って介入研究を実施する。介入効果の測定は2つの枠組みにおいて実施する。一つは介入研究の参加者に限った介入直前・直後の直接効果の測定、二つ目は健康教室の参加者以外の居住者への波及効果を測定するために、介入開始前に事前アンケート調査、介入終了後に事後アンケートの調査をすべての居住者に対して実施する。研究計画に従い、本研究目的の達成のために初年度は下記3つを実施した。1)高齢者向け専用賃貸住宅2ヵ所(介入住宅群、非介入住宅群)の決定。2)両住宅のすべての居住者に対して健康に関するニーズ調査の実施(横断調査)。3)波及効果定のために介入開始前の事前アンケート調査の実施(横断調査)。3年間の研究計画の通り当該年度の下記3つの調査及び介入を実施した.1)直接効果測定のために,2カ所のサービス付き高齢者向け住宅居住者の参加者に対して事前アンケート調査を実施した(事前評価).2)介入として,2カ所のサービス付き高齢者向け住宅において健康講話会を月2回の頻度で12回(1回90分)開催した(介入).3)直接効果測定のために,2カ所のサービス付き高齢者向け住宅居住者の参加者に対して事前アンケート調査を実施した(事後評価).3年間の研究計画に従い当初の計画通り、下記3つの調査を実施できた。3)波及効果測定のために介入開始前の事前アンケート調査の実施(横断調査)。前年度までの2年間は研究計画通り滞りなく進捗した.したがって,最終年度については研究計画通り継続することとする.ただし,認知機能領域におけるデータ解釈・等について最大の成果を得るために,研究分担者として本学臨床心理士の村山先生を追加することとした.初年度は研究計画通り滞りなく進捗していることを鑑み、今後の研究体制(研究計画、研究分担者等)は継続とする。最終年度(3年目)は,研究計画に従い主に下記3項目いついて研究費を使用する予定である.直接効果測定のために,2カ所のサービス付き高齢者向け住宅居住者の参加者に対して事後アンケート調査を実施する(介入6ヶ月後の持続評価).間接効果測定のために,2カ所のサービス付き高齢者向け住宅のすべての居住者に対して事後アンケート調査を実施する(横断調査).成果発表のために,WEB作成,参加者への結果のフィードバック,学会発表(国内外),論文作成,・等次年度(2年目)は、研究計画に従い下記3項目について研究費を使用する予定である。1)事前アンケート調査結果説明会(全1回×2ヵ所)2)高齢者向け専用賃貸住宅居住者に対する健康教室の運営(全13回×2ヵ所)
各種通信路における連接符号化・繰り返し復号系の特性評価と最適化の研究

加法的白色ガウス雑音(AWGN)通信路において、多値変調を用いる並列連接トレリス符号化変調(並列連接TCM)の特性評価法を導出した。これは、2値変調を用いる並列連接畳み込み符号(2値ターボ符号)の特性評価法を多値変調の場合に拡張して得た。インパルス性雑音通信路において、2値ターボ符号の特性評価法を導出した。これは、記憶の無い通信路であるランダムインパルス性雑音の場合とバースト性インパルス雑音の場合について導出した。更に、これを多値変調に拡張して、多値変調を用いる並列連接TCMについての評価法を導出した。符号間干渉通信路において、2値ターボ符号の特性評価法を導出した。これは、符号間干渉をマルコフモデルで表したときの状態遷移と要素符号器の状態遷移を結合した複合状態遷移と2値ターボ符号の特性解析を組み合わせて得た。フェージング通信路において、多値変調を用いる並列連接TCMの特性絆価法を導出した。これは、フェージング通信路をマルコフモデルで表すことの妥当性を確認し、これを利用して、通信路インタリーバサイズが十分でない場合の特性解析方法を得た。畳み込み符号器をインタリーバを介して直列に接続した構成で、多値変調を用いる直列連接トレリス符号化変調(直列連接TCM)のAWGN通信路下の特性言平価法を導出した。符号化変調の一種である多レベル符号化への適用の第一歩として、2値の積符号についての特性評価法を提案した。しかし、タイトな上界を適用したところ問題が明確になり、代替案を模索中である。また、多値変調を用いる並列連接TCMにおいて特性の改善が得られるようなインタリーバの構成を明らかにした。並列連接トレリス符号化変調(並列連接TCM)について,2値信号系列を用いる場合の,各時点における要素符号の状態の時間推移を計算機で追跡することにより要素符号の距離構造を求める手法を、加法的白色雑音(AWGN)下での多値変調(トレリス符号化変調)の場合に拡張し,ビット誤り率の上界値の求め方を明らかにし,その結果をシミュレーション結果と比較し,妥当性を検証した.インパルス性雑音通信路については,2値のターボ符号について,記憶の無い通信路であるランダムインパルス性雑音の場合とバースト性インパルス雑音の場合の評価法を導出し,その結果をシミュレーション結果と比較し,妥当性を検証した.フェージング通信路については、特性解析の準備として,フェージング通信路をマルコフモデルで表す方法の妥当性を検討,2値のターボ符号のフェージング通信路での特性評価法を導出した.その結果,通信路インタリーバの作用をモデルに組み込む方法に問題があることがわかり,解決案を検討中である.符号化変調の一種である多レベル符号化への適用の第一歩として,2値の積符号について,符号の重み分布を、情報系列の発生確率に偏りをもたせたモンテカルロシミュレーションで求め,AWGN通信路での特性評価法を得た.しかし,この結果は偏りのある評価となることがわかり,代替案を模索中である.また,積符号の繰り返し復号器をField Programable Gate Array(FPGA)により実装し,実時間復号器を実現した.インパルス性雑音通信路において、多値変調を用いる並列連接トレリス符号化変調(並列導接TCM)の特性評価法を導出した。昨年度の研究によって、2値変調を用いる並列連接畳み込み符号(2値ターボ符号)の特性評価法が、記憶の無い通信路であるランダムインパルス性雑音の場合とバースト性インパルス雑音の場合について導出された。これを多値変調の場合に拡張して、この評価法を得た。フェージング通信路において、多値変調方式を用いる並列連接TCMの特性評価法を導出した。

昨年度の研究によって、フェージング通信路をマルコフモデルで表すことの妥当性を確認した。このマルコフモデルの状態遷移と要素符号器の状態遷移を結合した複合状態遷移に並列連接TCMの特性評価法を組み合わせて、通信路インタリーバサイズが十分でない場合の特性解析方法を得た。符号間干渉通信路において、2値ターボ符号の特性評価法を導出した。これは、符号間干渉をマルコフモデルで表したときの状態遷移と要素符号器の状態遷移を結合した複合状態遷移と2値ターボ符号の特性解析を組み合わせて得た。畳み込み符号器をインタリーバを介して直列に接続した構成で、多値変調方式を用いる直列連接トレリス符号化変調(直列連接TCM)のAWGN通信路下の特性評価法を導出した。多値変調方式を用いる並列連接TCMにおいて特性の改善が得られるようなインタリーバの構成を明らかにした。