hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動体からの撮影を含む全天カメラネットワーク構築の研究

自然現象についての実体験が不足している自然科学学習者を対象に,地球という惑星に関する実感の伴った理解を促すための映像教材について研究をした.教材ネットワークの構築のためにインターネット接続可能な小型・軽量な全天撮影装置を試作し,自然科学教材として利用可能な映像を撮影する可能性を広げることを目指し,カツオドリなどの大型の鳥類に装着可能なビデオカメラを試作した.また,それらの映像について検討した.自然現象についての実体験が不足している自然科学学習者を対象に,地球という惑星に関する実感の伴った理解を促すための映像教材について研究をした.教材ネットワークの構築のためにインターネット接続可能な小型・軽量な全天撮影装置を試作し,自然科学教材として利用可能な映像を撮影する可能性を広げることを目指し,カツオドリなどの大型の鳥類に装着可能なビデオカメラを試作した.また,それらの映像について検討した.本研究は,自然現象についての実体験が不足している自然科学学習者を対象に,地球という惑星に関する実感の伴った理解を促すための教材ネットワークを研究,開発することを目的とする.地球について学習する際に用いられる教材としては,宇宙空間で撮影された地球の映像や,太陽のまわりを地球が公転する様子を描いた説明図などがよく用いられるが,学習者にとって地球のスケールが日常感覚で把握可能なスケールを遥かに越えているため,地球を外から見た映像は知っていても足元の地面や頭上の空との対応がつきにくい.そこで,自然科学の学習者が地球をスケール感をもって実感できることを目指した教材ネットワークの構築のために,インターネット接続可能な小型・軽量な全天撮影装置として視野角180°のカメラを準備し,撮影装置を試作した.同全天撮影装置により撮影される映像についての検証をおこなったところ,全天映像中の太陽の映像について検討しなければならないことがあることがわかり,解決法を検討した.また,同全天撮影装置を利用して自然環境に関する教材を開発することを念頭に,東海大学沖縄地域研究センター(西表島)のマングローブにおいて群集生物の撮影について予備的な調査を行った.さらに,多ノード間コミュニケーション遠隔教育プログラムで使用する教材や,グローバルな地球像とローカルな環境観を同時に涵養するeラーニング教材の準備のために,ICT活用教育の先進事例であるアメリカ合衆国ノースカロライナ州Duke大学を訪問し,コンピュータ利用教育に関する意見交換をおこなった.本研究は,自然現象についての実体験が不足している自然科学学習者を対象に,地球という惑星に関する実感の伴った理解を促すための教材ネットワークを研究,開発することを目的とする.地球について学習する際に用いられる教材としては,宇宙空間で撮影された地球の映像や,太陽のまわりを地球が公転する様子を描いた説明図などがよく用いられるが,学習者にとって地球のスケールが日常感覚で把握可能なスケールを遥かに越えているため,地球を外から見た映像は知っていても足元の地面や頭上の空との対応がつきにくい.そこで,自然科学の学習者が地球をスケール感をもって実感できることを目指した教材ネットワークの構築のために,インターネット接続可能な小型・軽量な全天撮影装置を試作した.昨年度試作した撮影装置では,全天映像中で太陽の映像が飽和して黒くなり,学習者の誤解を招くと懸念された.そこで今年度は別のカメラを用いて全天撮影装置を試作し,その映像について検討した.また,多ノード間コミュニケーション遠隔教育プログラムを利用して自然環境について学ぶための教材を開発することを念頭に,東海大学沖縄地域研究センター(西表島)のマングローブおよび珊瑚礁において映像教材の素材について調査を行った.本研究は,自然現象についての実体験が不足している自然科学学習者を対象に,地球という惑星に関する実感の伴った理解を促すための教材ネットワークを研究,開発することを目的とする.地球について学習する際に用いられる教材としては,宇宙空間で撮影された地球の映像や,太陽のまわりを地球が公転する様子を描いた説明図などがよく用いられるが,学習者にとって地球のスケールが日常感覚で把握可能なスケールを遥かに越えているため,地球を外から見た映像は知っていても足元の地面や頭上の空との対応がつきにくい.そこで,自然科学の学習者が地球をスケール感をもって実感できることを目指した教材ネットワークの構築のために,インターネット接続可能な小型・軽量な全天撮影装置を試作した.また,自然科学教材して使うことのできる映像を撮影する可能性を広げることを目指し.カツオドリなどの大型の鳥類に装着可能なビデオカメラを試作し,その映像について検討した.また,多ノード間コミュニケーション遠隔教育プログラムを利用して自然環境について学ぶための教材を開発することを念頭に,東海大学沖縄地域研究センター(西表島)のマングローブおよび珊瑚礁において映像教材の素材について調査を行い,テスト撮影を実施した..昨年度試作した撮影装置では,全天映像中で太陽の映像が飽和して黒くなるという問題が発生したが,今年度は別のカメラを用いて全天撮影装置を試作し,その映像について検討した結果,問題なく使用できる見込みとなった.全天撮影装置を船舶上で安定して利用するためのスタビライザーシステムの船上運用テストについては実施することができなかったが,現在開発を進めている.24年度が最終年度であるため、記入しない。既に公開しているグローバルな地球像とローカルな環境観を同時に涵養するeラーニング教材について,教材利用による学習者の教育的効果について調査し,教材を評価する.得られた結果をもとに教材などにさらに修正を加え,ブラッシュアップしていく.船舶上の全天カメラ用スタビライザーシステムを含む各ノードとなる全天撮影装置をネットワーク化し,多ノード間コミュニケーション機能を利用した教育プログラムを実施し,教育的効果について調査する.多ノード間コミュニケーション遠隔教育プログラムの教育的な効果などについて成果発表をする.24年度が最終年度であるため、記入しない。
IL-1受容体antagonist遺伝子導入による劇症肝不全治療法の開発

IL-1制御が劇症肝不全治療に有用であるか否か検証するためにD-ガラクトサミン誘導性劇症肝不全ラットの肝臓にヒトIL-1受容体拮抗物質(以下IL-1Ra)遺伝子をadenovirus vectorを用いて導入し、肝障害の抑制効果をみた。また、同病態における核内タンパクHigh mobility group box-1(以下HMGB-1)の役割に注目、同様のブタ劇症肝不全モデルにおける血清中HMGB-1動態について検討し、劇症肝不全におけるHMGB-1の上昇を確認した。劇症肝不全は、肝移植なしには致命率が極めて高い疾患である。劇症肝不全の病態はこれまで炎症性サイトカインの側面からよく研究されているが、key mediatorとして古くから注目されているのがInterleukin-1(以下IL-1)である。これまで治療した劇症肝不全患者の血清中IL-1受容体措抗物質(以下IL-1 ra)濃度が著明に上昇していることを報告した。また、小動物を用いた劇症肝不全実験的モデルの血清中IL-1が肝不全誘発後12時間をピークに著明に上昇していることを基礎的研究の中で確認している。われわれは、劇症肝不全の治療にIL-1阻害が重要な役割を果たす可能性は極めて高いと考えこの実験に着想した。IL-1を阻害する手段は種々報告があるが、IL-1 raを用いるので、単に抗IL-1抗体を用いている手法と比較し独創的であると考えている。このタンパクを生体にdeliverするには1)タンパク自体を投与するのがもっとも単純であるが、2)IL-1 raの遺伝子をencodeしたアデノウイルスヴェクターを動物実験モデルの肝臓内に遺伝子導入する、3)このアデノウイルスヴェクターを感染させた肝細胞を内蔵するハイブリッド人工肝臓による体外循環治療をすることで行う。モデルは、薬剤投与によるラット及びブタ劇症肝不全モデルとした。平成19年度までに、IL-1 raの遺伝子をencodeしたアデノウイルスヴェクターを本学分子生物学教室と共同研究し作成した。またラットに加えブタ劇症肝不全モデルを確立し、様々な研究に応用が可能となった。また、アデノウイルスヴェクターを感染させた肝細胞を内蔵するハイブリッド人工肝臓は米国マサチューセッツ州マサチューセッツ総合病院外科と6年来の共同研究の中で既に完成済みであり、研究体制は整っている。大動物用人工肝臓は現在作成中である。実験経過の中で当初の計画から治療方法に若干の変更を生じることとなった。近年、敗血症、ショック、全身性炎症反応症候群などの病態で血清中High mobility group box-1(HMGB-1)が上昇することが報告され、新たな炎症性メディエーターとして注目されている。一方、劇症肝不全は広範な肝細胞壊死を伴う病態であるが、これまでHMGB-1動態に関して検討した報告はない。今回われわれは薬剤投与によりブタ劇症肝不全モデルを作成し、血清中HMGB-1動態について検討した。雄性ベビーブタ(20kg前後、埼玉実験動物)を使用。内頚静脈より中心静脈カテーテルを留置しD-galactosamineを静注し肝炎を誘発した。薬剤投与直前及び投与後経時的に採血を行いTB、AST、ALT、LDH、ALP、IL-1β、IL-6、TNF-α、HMGB-1を測定した。TB、AST、ALT、LDH、ALP、IL-1β、IL-6、TNF-αはいずれも著明に上昇した。肝組織H, E.所見は薬剤投与前の検体では正常であったが、薬剤投与後の剖検時の検体では著明な出血、壊死、-脂肪変性を認め、薬剤性肝障害の所見として矛盾しなかった。血清中田GB-1濃度は薬剤投与前8.4±2.4ng/dLであったのに対し、投与後24時間45.5±52.1ng/dL、同48時間24.6±17.3ng/dLであった。ブタ劇症肝不全モデルにおいて血清中HMGB-1の上昇が確認された。
唾液腺癌の実験的誘発および組織像の多彩性に及ぼす性ホルモンとそのレセプターの動態

報告1.雌雄Wistarラット(180g)を用い、以下の4群に分けた。1)雄および雌の卵巣非摘出、2)卵巣摘出後DMBA(9,10,-dimethyl-1-,2-benzanthracene)を投与、3)DMBA誘発腺癌発育後にtamoxifen投与あるいは卵巣摘出を行った。1%DMBAアセトン溶液0.1mlを2週毎に6回顎下腺に注入した。Tamoxifen(0.5mg/100gB.W.)の経口投与は週2回、6週間行った。実験期間はDMBA投与終了後2ヵ月までとした。病理組織学的検索では、抗ER(エストロジェン・レセプター)抗体および抗サイトケラチン抗体、TUNEL法およびBrdUなどを用いた。結果:1)卵巣非摘出ラットのDMBA投与では、腺癌と扁平上皮癌の比率は7:1であり、卵巣摘出後のDMBA投与では、腺癌が著しく減少し、扁平上皮癌が有意に増加した。2)腺癌発育後のtamoxifen投与では癌腫の2/3が同様の移行像で、次いで腺癌、扁平上皮癌の順であった。3)雌および雄において発生時から扁平上皮癌の像を呈する癌腫と腺癌から移行した扁平上皮癌とは組織像に差異があった。4)腺癌から扁平上皮癌への移行の初期の癌胞巣にはER発現細胞が多くみられたが、扁平上皮癌の像を示す部分では、ER発現細胞は減少し、BrdU標識細胞は増加した。結語:顎下腺腺癌の組織像の変異にはエストロジェンの関与が示唆された。報告2.19症例のヒト粘表皮癌についてER、MIB-1(増殖活性)、サイトケラチンの発現を免疫組織化学的に検索した。類表皮細胞は中間細胞よりERの発現率が高く、粘液細胞ではほとんど発現がなく、サイトケラチンの発現様式からERは腫瘍細胞の分化に関連していることが示唆された。また、リンパ節転移例などから、ERの役割に性差がある可能性が示唆された。方法:雌Wistarラット(180g)を用い、以下の4群に分けた。2. DMBA誘発腺癌発育後に卵巣摘出(腫瘍発育後卵巣摘出群)あるいはtamoxifen投与(腫瘍発育後tamoxifen群)を行った。DMBAは1%DMBAアセトン溶液とし、0.1mlを2週毎に6回顎下腺に注入した。tamoxifen(0.5mg /100gB.W.)の経口投与は週2回、6週間行った。実験期間はDMBA投与終了後2カ月までとした。病理組織学的検索では、抗ER抗体および抗サイトケラチン抗体を用いた免疫組織染色、TUNEL法によるapoptosisの検出ならびにBrdUを用いた標識細胞の同定などを行った。結果:1)雌および雄において発生時から扁平上皮癌の像を呈する癌腫は、太い導管上皮から生じており、腺癌から移行した扁平上皮癌とは組織像に差異が認められた。2)腺癌発育後卵巣摘出群:腺癌から扁平上皮癌への移行の初期には癌胞巣の変性部および近接してER(エストロジェン・レセプター)発現細胞が多くみられたが、BrdU標識細胞は胞巣辺縁部で著しく増加していた。扁平上皮への分化あるいは扁平上皮癌の像を示す部分では、ER発現細胞は減少し、BrdU標識細胞は増加した。

扁平上皮癌の胞巣内のER発現細胞は変性傾向を示した。3)顎下線腺癌から扁平上皮癌への組織像の分化・移行は卵巣摘出やtamoxifen投与後比較的短期間に生じ、組織像の変異にはエストロジェンの関与が示唆された。4)これらの変化には癌胞巣基底部の細胞および小導管、管腔構成細胞などCK19陽性細胞、BrdU標識細胞が関与していた。方法:雌Wistarラット(180g)を用い、以下の4群に分けた。1.卵巣非摘出(卵巣非摘出群)または卵巣摘出後(卵巣摘出後DMBA群)の状態でDMBA(9,10,-dimethyl-1-,2-benzanthracene)を投与した。2.DMBA誘発腺癌発育後に卵巣摘出(腫瘍発育後卵巣摘出群)あるいはtamoxifen投与(腫瘍発育後tamoxifen群)を行った。1%DMBAアセトン溶液0.1mlを2週毎に6回顎下腺に注入した。tamoxifen(0.5mg/100g B.W.)の経口投与は週2回、6週間行った。実験期間はDMBA投与終了後2ヵ月までとした。病理組織学的検索では、抗ER(エストロジェン・レセプター)抗体および抗サイトケラチン抗体を用いた免疫組織染色、粘液染色、TUNEL法およびBrdUを用いた検索などを行った。結果およびまとめ:1)雌雄共に、発生時から扁平上皮癌の像を呈する癌腫は、唾液腺腺房間の太い導管上皮から生じ、腺癌から移行した扁平上皮癌とは組織像および増殖様式に差異が認められた。2)腺癌発育後卵巣摘出群:腺癌から扁平上皮癌への移行の初期には腺癌の胞巣内の変性部周囲にER発現細胞が多くみられ、一方、BrdU標識細胞は胞巣辺縁部で著しく増加していた。腺癌から扁平上皮癌への移行像を示す胞巣内の扁平上皮様組織像を示す部分では、ER発現細胞は減少し、BrdU標識細胞は増加していた。扁平上皮癌へ移行した癌胞巣内のER発現細胞は変性傾向を示した。3)顎下腺腺癌から扁平上皮癌への移行は、卵巣摘出やtamoxifen投与後比較的短期間に生じ、組織像の変化にはエストロジェンの関与が示唆された。4)これら組織像の移行の発現過程では腺癌のER発現細胞および胞巣基底部の細胞ならびに小導管、管腔構成細胞などCK19陽性細胞、BrdU標識細胞の動態が関与していた。
伝導性ヘテロ環状化合物で修飾したフラーレンベースのナノ構造体

フラーレン(C60)とパラジウムメタラサイクル錯体との[4+2]型環状付加反応によって生成するシクロヘキサジエン誘導体は、光照射によって60π電子系を保ったビス(フレロイド)へと転位する。従来この反応は光許容の[4+4]/[2+2+2]で進行すると考えられていたが、非対称構造をもった新しい骨格のフラーレン誘導体を中間体として単離することによって別の新しい反応機構で進行することを証明した。さらに、この中間体はビス(メタノ)フラーレンにも変化することを見出した。このことによって、それぞれのホモローグであるフレロイドとメタノフラーレンに見られるような異性化の関係がビス(フレロイド)とビス(メタノ)フラーレンの系にも存在することを明らかにした。この反応機構について分子軌道計算を行い、従来の反応機構における中間体と今回単離構造決定した中間体のエネルギーを比較し、従来考えられていた経路にはエネルギー的に問題があるという知見を得た。さらに、ビス(フレロイド)は光増感作用が強く、分子状酸素を光によって活性化し一重項酸素を発生させることができる。この結果、生成した活性酸素はビス(フレロイド)を酸化しフラーレンのサッカーボール構造を形成する炭素-炭素結合の1部を切断しジケトン誘導体を与えた。この化合物は、フラーレンの表面の一部に開裂ができた特徴的な構造を有しており、分子や原子をフラーレン内部に挿入した内包型フラーレン誘導体を合成する際の重要な中間体となりうる。さらに、ジケトン誘導体は芳香族ジアミンと付加反応を起こし新規な骨格を有する生成物を与える。
子どもと高齢ボランティアの相互的な学習とそれによる学校・地域社会の変容的学習

本研究は、持続可能な開発のための教育の視点から、子どもと高齢ボランティアとの関わり合いにおける相互的な学習の特徴を明らかにし、学校支援活動における両者の関わり合いを通じて、学校及び地域社会においてどのような変容が生じるのかを解明することを目的とする。本研究における子どもと高齢ボランティアとの関わり合いでは、年齢差や文化的差異を有する者同士が接すると同時に、互いの人生経験や価値観の交流機会も提供されるため、世代間での学習が促進される。上記の相互的な学習に加え、学校・地域社会の変容に着目することで、人々と社会とが変化しながら発展する持続可能な社会構築に向けた学習の在り方を提示できると考える。
線虫のエコトキシコゲノミクス

毒性・繁殖等の個体レベルの影響評価およびDNAマイクロアレイをはじめとした分子レベルの影響評価が可能な生物である線虫をモデル生物として環境化学物質の影響を多様な手法で調査し,得られた影響評価結果を結び付けたエコトキシコゲノミクスの基盤を作ることができた.また,インフォマティクスを駆使することで線虫によって観察された化学物質の生物影響からヒトをはじめとした他の生物に対する影響が推定できる可能性も示すことができた.毒性・繁殖等の個体レベルの影響評価およびDNAマイクロアレイをはじめとした分子レベルの影響評価が可能な生物である線虫をモデル生物として環境化学物質の影響を多様な手法で調査し,得られた影響評価結果を結び付けたエコトキシコゲノミクスの基盤を作ることができた.また,インフォマティクスを駆使することで線虫によって観察された化学物質の生物影響からヒトをはじめとした他の生物に対する影響が推定できる可能性も示すことができた.本研究では,線虫(C. elegans)をモデル生物に用い,重金属カドミウム,水銀,ヒ素等が及ぼす影響を例として毒性学,生化学,分子生物学的に多角的に明らかにし,毒性発揮に対する詳細なメカニズムを解析する手法の確立およびエコトキシコゲノミクスとして分子レベルで総合的判断するための基盤技術を開発することを目的とする.本年度は,線虫の重金属暴露による遺伝子発現変動の経時的解析を中心に行った.マイクロアレイ解析から発現量の上昇が推定された数種遺伝子についてリアルタイムPCR用プライマーを作製し,カドミウム経時暴露線虫cDNAを調製し,発現量の変動の調査を行ったところ,MTIおよびII遺伝子は暴露時間,濃度に依存して発現量が大幅に上昇することが確認された.他の遺伝子については現在検討中である.また,2次元電気泳動法において1次元目の等電点電気泳動を各種pH範囲で検討したところ,pH5-8の範囲で行うことで良好な2次元像が得られ,カドミウム暴露によってタンパク質スポットが変化することが確認できた.変動タンパク質の同定は今後行う予定である.一方,バイオインフォマティクスの計画において,マイクロアレイデータを各種代謝系酵素に注目し,発現変動パターン変化を化学物質ごとに比較検討したところ,物質特異的な代謝系酵素発現変動パターンが得られることが分かった.このことは,線虫においても様々な物質に対して代謝系として応答していることを示すものである.今後,基本的な代謝系は他の生物とも共通性が高く高く保存されていることから,代謝系酵素の発現変動に注目して他生物との比較検討を行っていき,線虫での化学物質の影響を他生物種に対して外挿できる可能性について検討する.本年度は,重金属暴露によって特異的に発現が変動する遺伝子のリアルタイムPCRによる確認および詳細な発現変動の確認を行った.その結果,マイクロアレイによって検討したカドミウム応答遺伝子群の中に従来カドミウム応答遺伝子として報告されていないものがあり,その中には重金属に対するマーカーとされてきたメタロチオネインより高感度にリアルタイムPCRで応答が検出されるものが存在した.また,経時的発現量の変動が遺伝子によって異なることを明らかにすることができた.一方,薬物代謝酵素CYP遺伝子の特定の分子種が重金属応答遺伝子の中に含まれていたことから,線虫のCYP遺伝子も重金属の防御等にかかわっていることが分かった.トキシコゲノミクスの観点から,線虫における毒性影響をヒトをはじめとした多くの生物の影響に外挿する必要があることから,線虫のCYP遺伝子とヒトのCYP遺伝子を発現レベルで比較することを優先することにした.ヒトCYP遺伝子の誘導作用が知られる各種試薬に線虫CYPの発現変動を調査した結果,線虫のCYPはヒトCYP1A誘導剤で35A,35B,35C遺伝子で発現の上昇,ヒトCYP2B誘導剤フェノバルビタールにおいてはCYP31,35の遺伝子群の発現上昇が観察された.このことは,線虫CYP遺伝子ファミリーもヒトCYPファミリー特異的誘導剤で特徴ある発現誘導を受けることを示すものである.ヒトへの外挿を行うためにはこれら遺伝子発現の変動のヒトCYP遺伝子との発現変動相同性マップが必要になることから,これら暴露条件における発現変動データを下にTorus self organizing mapを用いて線虫CYP遺伝子のマッピングを行った.今後,ヒトCYPとの関連性を明らかにすることで外挿を試みる予定である.本研究は,線虫(C. elegans)をモデル生物に用い,重金属をはじめとした化学物質が及ぼす影響を例として毒性学,生化学,分子生物学的に多角的に明らかにし,毒性発揮に対する詳細なメカニズムを解析する手法の確立およびエコトキシコゲノミクスとして分子レベルで総合的判断するための基盤技術を開発することを目的とする.本年度は,昨年度までの成果に基づき線虫をモデルとしてマルチエンドポイントによる毒性影響評価とカスタムDNAマイクロアレイによるCYP遺伝子群の発現変動を新規POPsである有機フッ素化合物を評価した.有機フッ素化合物は線虫に対して急性毒性はほとんど示さないが,成長・繁殖毒性を示した.

その影響はPFOSが最も強くテロマーアルコール類は比較的弱いことが分かった.PFOSおよびテロマーアルコールでCYP13Aのサブファミリーの誘導が見られ,PFOSによって最も多くの遺伝子の発現が誘導された.誘導されたCYP13A遺伝子ファミリーはヒトCYP3A4誘導剤リファンピシリンでも誘導されることから,ヒトに対する毒性と相関性が見られる可能性が高いと考えられる.また,テロマーアルコールを暴露した線虫の体内にPFOAがGC-MSによる化学分析で検出されたことから,体内に取り込まれたテロマーアルコールは,PFOAに代謝されていると考えられ,CYP遺伝子によって代謝されている可能性があることが示唆された.さらにヒトCYP分子種誘導剤による線虫CYP遺伝子群の発現変動データを用い,Torus self-organization法による線虫とヒトのCYP遺伝子ファミリーのマップの作成を行ったところ,発現が上昇あるいは下降する特定の遺伝子群が存在することが分かった.
就学人口減少地域における公立小中学校の統合モデルの構築と社会的費用の研究

長期間にわたる少子高齢化を背景に、小中学校規模を適正範囲に保つことの難しさが各地に広がっている。すでに、小中学校規模の平均値は法令上の12学級を下回る状況にあるが、学校規模の標準維持をリジッドに保とうとすれば学校統廃合に活路を見いだす他はない。しかし、小中学校は地域核になっており、廃校の地域社会に対するマイナス効果、学校統合で子どもの通学距離・時間を過度に大きくしないことなどの制約要因を勘案して方策を考えていく必要がある。本研究は、以上の視点から、社会的費用という概念を絡めて学校統廃合の実態分析、統合モデルの検討などが進められている。本研究は、少子高齢化の長期的動向を背景に、就学人口が減少している地域における公立小中学校の配置モデルの構築に焦点を置いている。平成20年度以前の複数年さまざまな経費を活用して進めてきた研究の成果として、我が国各市区町村の公立小中学校の規模や配置の動向や将来の小中学校ビジョンに関する教育委員会の政策動向、さらには、現在のトレンドが今後も進行すると仮定した際の小中学校数のシミュレーションなどについては、かなりのデータを蓄積してきた。平成21年度の科学研究費補助金に係る研究では、(1)過年度の研究蓄積を踏まえさらに分析を深めるとともに、(2)これまでの研究過程で十分ではなかった、小中学校統合効果の調査研究への着手、また、(3)グローバルに少子高齢化問題が見られることを踏まえ、とくにカナダのオンタリオ州とオーストラリアのビクトリア州について、人口変動を踏まえた学校配置デザインの解明や学校財政の投入の仕方の解明、を進めてきた。(2)については、X県で平成22年3月をもって閉校となる3中学校を対象に、ソーシャルキャピタル調査のために開発されたアンケート用紙を用い、廃校前の生徒の学校、家庭、地域社会等に係る意識調査を実施した。統合後の同種の調査を実施し、統合効果を明らかにする縦断調査の一環である。(3)については、カナダのオンタリオ州およびオーストラリアのビクトリア州を訪問し、就学人口動態に対応した小中学校配置モデルの在り方や学校財政の投入の仕方等に関する資料収集や文部省職員や大学教員対象のヒアリングを実施した。今年度は、(1)学校統合効果に関連する中学生対象の意識調査の継続(統合前の学校における意識調査結果と統合後の学校における意識調査結果とを対比するための後段調査の実施)、(2)学校統合の地域社会的効果を統合後の人口移動に着目して究明、(3)少子高齢化に対応する学校統合モデル構築のための海外事例の調査、の3点を焦点に研究が進められた。(1)に関連しては、報告書(「学校統合前後の中学生を取り巻く学習と生活に関する意識調査-学校の統合効果に関する研究(その2)」、平成23年3月)を所属研究機関の経費を活用し刊行している。統合以前の生徒の意識調査は平成22年2月実施、統合後の生徒の意識調査は平成22年10月実施であったが、両調査の結果を対比すると、学校統合という要因によって生徒の学習環境等が変動しているかどうかについては、今後の変動を予測させる兆しは見られるが、この縦断調査の段階では、統合効果と言えるほどの明確な変化はとらえられないことがわかった。なお、学校統合が学級崩壊等の出現要因になっている事例が何校か見られるので、それに関連した背景要因の分析などの方が、今後は重要になると考えている。(2)に関連しては、人口移動と学校統合との関係が明確に見られる事例は限定されることが判明したので、今後は、廃校とする学校の選定基準等の研究を継続し、東日本大震災に伴う廃校活用等との関係に研究方向を転換することを考えている。(3)に関連しては、イギリス・ロンドンのインナーシティの学校設計を知るため、ロンドンを訪問した。「質の高い学校」づくりを進める手法として、地域コミュニティ再生計画と抱き合わせに学校設計を進める方式は、学校統合モデルの構築のための手法となり得ることがわかった。本年度は最終年度に当たるため、研究全体の総括やこれまで実施してきた調査結果の再分析、補完的な調査の実施に力点が置かれた。研究全体の総括としては、研究発表欄に記載されている単行書(葉養正明著『人口減少社会の公立小中学校の設計-東日本大震災からの教育復興の技術』、協同出版、平成23年8月)を刊行した。また、今年度の研究は、平成23年3月11日の東日本大震災発生をうけ、本研究テーマに基づく研究活動を、被災校の実態解明や学校復興と絡めて進めることとした。東日本沿岸部自治体の人口減、就学人口減の状況は全国水準よりも厳しい状況にあり、教育復興や学校復興は小中学校統廃合問題と関係せざるを得ないからである。東日本大震災による学校被災の実態や状況については、研究発表欄に記載されるジャーナルを通じて、適宜公にしてきた。

補完的な調査としては、当初長野県の統合中学校生徒対象に、三回目の意識調査(学校統合に伴う生活や学習の環境に関する調査)を予定していたが、上述の東日本大震災の被災地調査で旅費等が乏しくなり、これまで二回の調査データの再分析に代えた。上記単行本にも記載しているが、就学人口減少に対応しながら、かつ、学校廃校の社会的費用を最小化する学校統合モデルとしては、"schoolsas communityfacilities"(学校施設の複合化)が考えられる。今年度は震災復興との関係もあり、ニュージーランドのウェリントン、クライストチャーチに訪問先を変更した。ニュージーランド教育省や学校では、30時間に及ぶヒアリングを実施し、学校統廃合を含む教育復興計画とともに学校再生の考え方について情報収集が行われた。
Ｃ１化合物とその代謝制御システムを利用した新規代謝工学技術の開発

メタンやメタノール、ホルムアルデヒドなどのC1化合物を炭素源・エネルギー源として利用する微生物(C1微生物)が持つ、C1化合物代謝系酵素遺伝子や、C1化合物あるいはその代謝に応答する遺伝子発現制御機構・代謝制御システムを活用した新規代謝工学技術の開発を目的とした。ホルムアルデヒド固定酵素をメタノール資化性細菌やその他の有用微生物に導入した株について、代謝フローの変動をメタボローム解析により評価した。また、メタノール資化性酵母において、メタノール誘導性遺伝子発現制御に関わる転写因子の機能解析に加えて、シグナル伝達に関与する新規因子として見出した細胞膜センサータンパク質の機能解析を行った。1.枯草菌のホルムアルデヒド応答性遺伝子発現システムの大腸菌への導入に関して、枯草菌のhxlABプロモーターあるいは、大腸菌のプロモーターにBRH1, BRH2配列を組み込んだ人工プロモーターの支配下にGFPをレポータータンパク質として発現するようなプラスミドとhxlRを構成的に発現するようなプラスミドの構築を進めており、今後、これらのプラスミドを同時に保持する大腸菌株を作成し、ホルムアルデヒド応答性の評価を行う。2.メチロトローフ細菌のホルムアルデヒド固定代謝経路の有用微生物への導入に関して、Hps-Phi人工融合酵素の大腸菌、メタノール資化性細菌、メタン資化性細菌での発現株について、培地に添加する化合物の検討とメタボローム解析を行った。得られた結果をもとに培養条件を最適化している。3.メタノール資化性酵母のメタノール誘導性遺伝子発現制御ユニットを異種生物へ導入する際に必要な基盤的知見を得るために、発現制御に関わる転写因子の機能解析に加えて、プロモーター領域の特定を行った。また、代謝フローと共役した遺伝子発現制御機構に関して、メタボローム解析や遺伝子発現解析を行って検証を進めている。メタンやメタノール、ホルムアルデヒドなどのC1化合物を炭素源・エネルギー源として利用するC1微生物が持つ、C1代謝系酵素遺伝子や、遺伝子発現制御機構・代謝制御システムを宿主生物に導入し、メタノールやホルムアルデヒドを有用物質生産のための培養原料だけでなく制御物質としても利用する新しい代謝工学技術を確立することを目的に、本年度はホルムアルデヒド固定代謝経路を導入した大腸菌、メタノール資化性細菌の代謝解析と、新規宿主細胞への導入を行った。大腸菌導入株については、他のC1代謝系も同時に導入した株を構築し、連続反応による新規代謝系の構築に成功した。メタノール資化性細菌については、発現に用いるプロモーターの強弱により、代謝フローが大きく変動することをメタボローム解析により明らかにした。一方、メタノール資化性酵母のメタノール誘導性遺伝子発現制御ユニットを異種生物へ導入する際に必要な基盤的知見を得るために、発現制御に関わる転写因子の機能解析に加えて、メタノール誘導性遺伝子発現におけるシグナル伝達に関与する新規因子として見出した細胞膜センサータンパク質(Wscファミリータンパク質)の機能解析を行った。当該タンパク質をコードする遺伝子破壊株では、メタノール培養時に顕著な生育遅延が観察され、メタノール誘導性遺伝子の転写レベルが低下していた。さらに、メタノール培養時の遺伝子破壊株ではホルムアルデヒドが蓄積していたことから、当該タンパク質は培地中のメタノール濃度に応じてメタノール代謝系酵素の遺伝子発現を制御し、メタノール代謝の中でも特にホルムアルデヒド代謝に重要な役割を果たすことが示唆された。応用微生物学特に枯草菌のホルムアルデヒド応答性遺伝子発現システムの大腸菌への導入については、大腸菌株の構築まで至らなかったものの、他の研究項目も含め、概ね当初の計画通りに進展している。枯草菌のホルムアルデヒド応答性遺伝子発現システムを導入した大腸菌を早急に作成し、ホルムアルデヒド応答性の評価を進める。他の項目についても、当初の計画通りに研究を進める。研究に参画した学生数が当初予定していた人数よりも少なくなり、購入予定の消耗品の変更および学会などへの参加計画変更のため、未執行額が生じた。当初計画分の他、研究効率化のための設備備品の更新や研究参画者の国内および国際学会参加のための旅費に使用する。
強ひずみ加工と高圧時効処理による転位フリー超微細結晶材の創製

本研究ではECAP法により作製した超微細結晶組織を有するCu-Zn合金の応力腐食割れ(SCC)感受性に及ぼす残留転位の影響を明らかにするために,短時間時効の影響をあきらかにした.室温にアンモニア雰囲気で一定荷重の下で、破断まで保持した。結晶粒径がサブミクロン領域では短時間時効処理により粒径にほぼ変化はない条件では破断時間は増加したが、粒成長が見られるようになると逆に破断時間が低下した。残留転位または非平衡粒界から平衡粒界への変化により感受性が低下したと考えられる。すなわち,1 μm付近でSCC感受性がもっとも低くなる臨界粒径が存在した.なお、予備試験により圧力は1GPaまでは影響ない。巨大ひずみ付与法であるSPD (Severe Plastic Deformation)法により得られる結晶粒超微細化が着目されている.一般的に,高強度化によるじん性の低下は避けられないが,SPD法による高強度化は,じん性を向上できる.しかし,SPD法で形成された結晶粒界は外部からの粒界転位を過剰に含み非平衡化している.これは粒界エネルギーを高くし,超微細組織の熱的安定性や耐食性を低下させている.したがって,結晶粒の成長を抑えつつ,回復を促進させて微細組織の粒界を平衡化する手法が望まれる.そこで,高圧では自由体積大きい高エネルギー粒界のエネルギーがいっそう高くなりエネルギー差が広がるため、低エネルギー粒界の割合がさらに高まることが予想される.本研究はSPD法により作成した超微細結晶銅及び銅合金を,再結晶・粒成長過程において対応粒界など低エネルギー粒界の割合を示す粒界性格分布に及ぼす静水圧下での熱処理の影響を調査し,粒界性格制御の可能性を検討することを目的としている.本実験では,SPD法の中のECAP加工を利用し、加工した試験片にWater isostatic pressure (WIP)装置を用いて1GPa 200°Cの静水圧下での熱処理を行った.この試験片をSEM-EBSD法による結晶方位分布測定により解析を行った.その結果,ランダム粒界の割合の減少を確認できたとともに,Σ3粒界の10%割合が高まることがわかった.Σ3粒界の割合の増加の要因は,Σ3双晶粒界の割合が増加したためである.この双晶の形成は粒界の分解によるものだと考えられる.また,静水圧下での熱処理を行ったことにより,結晶の粒成長が促進されることがわかった.しかし、効果は限定的で今後、さらに熱処理条件の検討が必要である本研究は、強ひずみ加工の一つであるECAP法により作製した超微細結晶組織を有する純銅、銀を1GPの高製水圧の下で熱処理を行い、転位密度への影響および対応粒界などの粒界性格分布に及ぼす静水圧の影響解明を目的としている。二つの金属を選択した理由は積層欠陥エネルギーの違いが粒成長過程において、双晶などのフリー体積の分布に及ぼす影響を明らかにするためである。本実験では、ECAPにより8パスまで加工した試験片に大気圧下と静水圧下で熱処理を行った。電子顕微鏡およびEBSDにより結晶粒径が1ミクロン以下に減少したことを確認した。この試験片を結晶方位分布測定により解析を行った。その結果、大気圧下と静水圧下を比較するとランダム粒界の割合の減少を確認できたとともに、対応粒界の割合が高まることがわかった。また対応粒界の中でΣ3粒界が最も増加した。Σ3粒界の割合の増加の要因は、整合粒界であるΣ3双晶粒界の割合が増加したためである。この双晶の形成は粒界の分解によるものだと考えられる。なお、純銅と積層欠陥エネルギーが低い銀において差が観察されず、積層欠陥エネルギーの違いが双晶の数に及ぼす影響は確認できなかった。これらの結果から強ひずみ加工後に静水圧熱処理することにより諸性質に優れた対応粒界を有する材料を作製することができた。しかし、その効果は限定的であり、原因として粒界偏析の影響が考えられる。すなわち粒界偏析によりフリー体積が減少し、静水圧の効果が得られなかった可能性がある。予想した静水圧の効果は限定的であるものの確認された。強ひずみ加工(SPD)法はバルク状の金属材料の結晶粒をサブミクロンまで超微細化できる手法であり、複雑な加工熱処理や希少な合金元素が不要であるため、次世代の高強度化手法として着目されている.その中でもECAP法は大きさの制約がないため,構造用金属材料の強化手法として適用が期待される.これまでSPD法により作製した超微細結晶粒材の機械的性質や耐食性など多くの報告例がある。しかし、構造用金属材料の実用的性質とし重要な応力腐食割れ(SCC)についての研究は極めて少なく、そのほとんどは強制変位により評価する低ひずみ速度(SSRT)法によるものがほとんどである.一方, SPD法により形成した超微細組織の諸性質は結晶粒径の影響だけでは説明できないものが多く,残留転位や非平衡粒界など加工組織を併せもった性質によると考えられている.著者らは先の研究で,超微細結晶銅のSCC感受性をCT試験片により評価し,ECAP加工材に比べて,結晶粒径が変化しない程度の短時間熱処理を大気圧1GPaまで加えることにより,亀裂進展が開始するKISCCが高くなること確認し,き裂進展速度が低下することを報告した.これらの結果は短時間熱処理により結晶粒界が非平衡から平衡粒界に変化したことによる効果と考えている.

本研究では,引き続きSPD法による非平衡組織の影響に着目し,結晶粒径をサブミクロン領域で制御したCuZn合金を作製し,アンモニア雰囲気中において定荷重SCC試験を行った.その結果、結晶粒径がほぼ0.4ミクロン程度で同一にも関わらず、短時間時効処理をおこなったものは破断時間は長くなり、さらに時効時間を長し、粒成長が見られる領域では再び破断時間が長くなることが明らかになった。いずれも粒界型SCCであった。すなわち粒内および粒界の残留転位が消滅して、SCC感受性が低下したと考えられる。本研究ではECAP法により作製した超微細結晶組織を有するCu-Zn合金の応力腐食割れ(SCC)感受性に及ぼす残留転位の影響を明らかにするために,短時間時効の影響をあきらかにした.室温にアンモニア雰囲気で一定荷重の下で、破断まで保持した。結晶粒径がサブミクロン領域では短時間時効処理により粒径にほぼ変化はない条件では破断時間は増加したが、粒成長が見られるようになると逆に破断時間が低下した。残留転位または非平衡粒界から平衡粒界への変化により感受性が低下したと考えられる。すなわち,1 μm付近でSCC感受性がもっとも低くなる臨界粒径が存在した.なお、予備試験により圧力は1GPaまでは影響ない。高圧処理の顕著な効果はまだ確認できていない。さらに圧力、温度などの実験条件を検討してひきつづき研究を行う。静水圧の効果が限定的である原因として、純度が不十分であり粒界偏析により自由体積が減少している可能性がある。これにより静水圧による効果が限定的であったことが考えられる。今後は純度を系統的に変化させて研究を進めていく。組織制御、金属工学熱処理時の圧力、温度、さらに効果の高いと考えられる成分系について実験条件を検討する。金型の追加修正が遅れたため。ひきつづき金型の検証をおこない、改良金型を作製する。
分極反転構造を用いたミリ波帯電気光学光周波数シフタの開発

本研究は、研究代表者が提案している分極反転構造を用いた高周波電気光学変調技術を用いて、ミリ波帯で動作する新しい小型高性能光周波数シフタを開発することを目的とする。これにより、高密度波長多重光通信システムのための光源列の生成や波長チャネル操作技術への応用、さらには高精度レーザー分光用周波数連続可変光源への応用を図り、新しいマイクロ波フォトニクス技術の開拓を目指すものである。1.光周波数シフタの動作解析と設計3分岐導波路干渉計構造と周期分極反転構造を巧みに利用した電気光学光周波数特性の動作解析を行い、予想される特性を明らかにした。また、良好な光周波数シフト特性を得るために必要な、分極反転構造、3分岐導波路構造、変調電極構造について考究し、高効率光周波数シフタを実現できることを見出した。解析結果を基に、15GHz帯、25GHz帯、および50GHz帯で動作する光周波数シフタの設計を行った。2.デバイスの試作・動作実験設計に基づき、デバイスの試作・動作実験を行った。基板材料にはz-cut LiTaO_3を用いた。動作実験の結果、設計周波数において、所望の光周波数シフト光成分のみが強められ、入射光および他の光波成分が大幅に弱められる(-30dB)ことを確認した。また、DCバイアス電圧により光周波数シフト方向が切り替わること、設計どおりの周波数特性を示すことを確認した。3.応用実験開発した光周波数シフタの光通信システムへの応用を試みた。波長の異なる4つのDFBレーザーからの光波を試作デバイスに同時に入射させたところ、4光波の周波数が同じ方向にシフトされることを確かめた。これにより、波長多重光通信における波長チャネルの一括操作が可能であることを確かめた。また、試作デバイスを用いたガスセルの吸収スペクトル測定を行い、その有用性を明らかにした。これにより、高密度波長多重光通信システムのための周波数間隔(Δf=50GHz)が正確に揃った光源列の生成や高精度レーザー分光用周波数連続可変光源への応用を図り、新しいマイクロ波フォトニクス技術の開拓を目指すものである。本年度は下記の研究成果を得ることができた。1.光周波数シフタの動作解析と設計研究代表者が新たに考案した、共振線路変調電極と分極反転構造を組み合わせた光周波数シフタの動作解析を行い、変調特性、光周波数シフタとして動作させるための条件を求め、期待される特性を明らかにした。また、プロトタイプデバイスとして、準ミリ波帯15GHzおよびミリ波帯42GHzで動作するデバイスの設計を行なった。2.デバイスの試作・動作実験設計に基づいて、デバイスの試作を行なった。基板にはz-cut LiTaO_3を用いた。動作実験の結果、設計周波数において共振効果による高効率変調動作と分極反転による変調位相制御特性を確認した。特に、15GHz帯で設計したデバイスでは、数GHzにわたり、良好な光周波数シフタ動作を示すことを明らかにした。3.レーザー分光への応用さらに、試作した15GHz帯光周波数シフタを用いて、原子ガスセル(ヨウ素セル)の吸収スペクトルの観測を試みた。マイクロ波シンセサイザを用いて試作光周波数シフタを駆動して光周波数を連続掃引することで、原子ガスの吸収スペクトル線を分離・観測することに成功した。これにより、考案したデバイスの有用性を明らかにした。

これにより、高密度波長多重光通信システムのための周波数間隔(Δf=50GHz)が正確に揃った光源列の生成や波長チャネル操作技術への応用、さらには高精度レーザー分光用周波数連続可変光源への応用を図り、新しいマイクロ波フォトニクス技術の開拓を目指すものである。本年度は下記の研究成果を得ることができた。1.高効率光周波数シフタの特性解析・設計昨年度試作したデバイスのさらなる高効率化のために、接地電極の幅を小さくした新しい構造の変調電極を考案して、特性の解析を行った。その結果、従来型デバイスに比べて駆動電力が1/4以下となる高効率光周波数シフタを実現できることを見出した。解析結果を基に、15GHz帯、25GHz帯、および50GHz帯で動作する光周波数シフタの設計を行った。2.デバイスの試作・動作実験設計に基づき、デバイスの試作・動作実験を行った。基板材料にはz-cut LiTaO_3を用いた。動作実験の結果、設計周波数において、所望の光周波数シフト光成分のみが強められ、入射光および他の光波成分が大幅に弱められる(-30dB)ことを確認した。また、DCバイアス電圧により光周波数シフト方向が切り替わること、設計どおりの周波数特性を示すこと、さらに、新構造電極による効率向上の確認に成功した。3.複数レーザー光の一括光周波数シフト開発した光周波数シフタの波長多重光通信システムへの応用を試みた。波長の異なる4つのDFBレーザーからの光波を試作デバイスに同時に入射させたところ、4光波の周波数がすべて同じ方向にシフトされることを確かめた。これにより、波長多重光通信における波長チャネルの一括操作が可能であることを実証した。
心筋細胞膜伸展に伴う電気現象におけるカルシウム電流の役割

心臓に伸展刺激が加わることにより、様々な現象が引き起こされることが知られている。洞結節が機械的伸展刺激を受けることにより、心拍数は増加する(陽性変時作用)が、その電気生理学的機序については全く明らかにされていない。一方、カルシウム電流は、洞結節細胞のペースメーカー電位形成において最も重要な構成要素である。本研究では、細胞膜伸展刺激によりカルシウム電流がどのような影響を受けるかを検討する。家兎単一洞結節ならびに心房筋細胞にガラスパッチ電極を用いてwhole-cell電圧固定法を行なった。10mMEGTAを含む電極内液を用い細胞内カルシウムをキレートし、2mMカルシウムを含む外液潅流下で、細胞膜伸展前後における電流変化を測定した。細胞膜の伸展にはパッチ電極を介して直接細胞膜に陽圧を加える方法と細胞外液に低浸透圧液を潅流させる方法を用いた。細胞膜伸展刺激によって内向き電流が増大し、この変化はNifedipineによって完全に抑制され、カルシウム以外にバリウム等も透過し得ることから、既存のL型カルシウム電流が膜伸展感受性を示すことが明かとなった。この細胞膜伸展によるカルシウム電流の増加は再現性をもって認めたが、カルシウム電流のキネティクスには影響を与えなかった。つぎに、細胞膜伸展によるカルシウム電流増加の機序を分析した。カルシウム電流の主な調節はCyclicAMP依存性タンパクキナーゼ(Aキナーゼ)によるチャンネルのリン酸化によることが知られている。Aキナーゼを特異的に抑制するProtein kinase inhibitor存在下でも膜伸展によりカルシウム電流は増加した。このことより、細胞膜伸展刺激は、これまで知られている機序を介さずにカルシウム電流を直接増加させることが判明した。この心筋細胞膜伸展によるカルシウム電流の増加は、既述した伸展による陽性変時作用のひとつの機序となると考えらた。
製品ライフサイクルのシナリオに適応したモジュール構造設計手法の開発

工業製品のライフサイクルを通じた資源消費量やエネルギー使用量を最小化するためには,製品の最適な資源循環戦略を策定すると同時に,その戦略の実現性を最大限に高めるような製品構造を設計することが不可欠である.本研究では,製品の資源循環戦略とこれを実現する手段としての製品設計との関係を形式化し,ライフサイクルの様々なシナリオに基づいた製品構造を設計するための戦略・製品統合型ライフサイクル設計支援手法を開発した.また,提案手法の計算機支援環境であるライフサイクルCADを構築し,いくつかの工業製品を対象としたライフサイクル設計の試行によって本システムの有効性を検証した.工業製品のライフサイクルを通じたエネルギー消費量,環境負荷,資源消費量,コストを最小化し,同時にその機能や価値を向上させるには,製品のみならず,そのライフサイクル全体を考慮した統合的な設計を実現することが求められる.本研究では,製品の生産から再資源化に至るライフサイクルプロセス全体の流れを計算機上で明示的に設計・評価するためのモデルを提案し,このライフサイクルモデルに基づいて製品の資源循環戦略を策定するための方法論を開発した.また,ライフサイクルモデルと製品構造との関係を形式化することで,メンテナンス,リユース,リマニュファクチャリング,リサイクルといった資源の循環戦略に応じた製品構造を導出するための手法を開発した.一般に,工業製品はライフサイクルを通じて種々に状態が変化する.例えば,分解プロセスによって製品は部品単位に分かれ,リサイクルプロセスによって素材に戻される.従来の製品設計を対象とした設計モデルでは,このような製品状態の多様性を扱うことが出来なかったが,本研究で提案した統合モデルは,製品の構造や属性値がライフサイクルの各プロセスを通過することによって次々と変換されていく「変換の連鎖」として定式化されており,この表現形式によって様々な製品の状態を表現することが可能となった.上記のライフサイクルモデルに基づいて,製品とライフサイクルの統合設計支援環境であるライフサイクルCADシステム(LC-CAD)のプロトタイプを構築し,さらに,離散事象シミュレーション技術をこのシステムに用いることで,ライフサイクル設計の各段階における製品の環境性や経済性の定量的な評価・分析を可能にした.工業製品のライフサイクルを通じた資源消費量やエネルギー使用量を最小化するためには,製品の最適な資源循環戦略を策定すると同時に,その戦略の実現性を最大限に高めるような製品構造を設計することが不可欠である.本研究では,製品の資源循環戦略とこれを実現する手段としての製品設計との関係を形式化し,ライフサイクルの様々なシナリオに基づいた製品構造を設計するための戦略・製品統合型ライフサイクル設計支援手法を開発した.また,提案手法の計算機支援環境であるライフサイクルCADを構築し,いくつかの工業製品を対象としたライフサイクル設計の試行によって本システムの有効性を検証した.平成24年度は、まず既存の製品やサービスのライフサイクルの現状を調査し分析を行った。この分析に基づき様々なライフサイクルの特性や目的に応じた評価指標を開発した。具体的には、日本、米国、中国、韓国、欧州における主に機械製品のライフサイクルの現状を分析し、ライフサイクルを設計するために必要な表現形式のパターンを整理した。また、組立性、分解性、リサイクル性、メンテナンス性などの、環境配慮設計に関する既存の製品評価指標について調査を行った。次に、「ライフサイクル・シナリオ」の表現形式によって製品の生産から使用、メンテナンス、回収、再資源化に至るライフサイクル全体を可視化し評価するためのシステムを考案し、そのプロトタイプを開発した。本システムによって、ライフサイクル・シナリオを、製品のコンセプト、環境戦略、ビジネス戦略、市場の特性などと関連付けられながら合理的に作成することが可能となり、さらにライフサイクル・シミュレーションとの統合によってシナリオの環境性と経済性の両面を定量的に評価することを可能とした。平成24年度は、組立性、分解性、リサイクル性、メンテナンス性などの、環境配慮設計に関する既存の製品評価指標について調査を行ったが、特に、リサイクル性については、IEC (国際電気標準会議)のTC111(環境専門委員会)において策定された国際リサイクル性規格IEC 62635「製品のリサイクル率算定方法」を参考にすることで迅速な指標開発が出来た。この規格は、製品のEnd-of-lifeシナリオに基づいて、リサイクル可能率を計算する点に特徴があり、本研究で開発するシナリオに基づく製品設計のための評価指標の一つとして有効であった。平成25年度は、本研究プロジェクトの主要な課題である、シナリオに基づいたモジュール設計手法の開発を行い、そのための設計支援システム(Life Cycle CAD: LC-CAD)のプロトタイプを開発する。最後に、複数の工業製品を対象とした設計の試行によって開発した手法の検証を行う。ライフサイクルCADの開発に用いるサーバ一式の購入費は、本研究を遂行しケーススタディを実行するために必要であるが、平成24年度は機器を選定したのみで購入には至らなかった。通常の汎用計算機では、製品の大規模な3次元CADモデルを操作することは困難なため、専用のグラフィックスボードを搭載した大画面・大記憶容量を有する計算機システムを次年度の早い段階で購入する予定である。