hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三次元フラクタル解析と磁気共鳴血管撮影法を用いた脳血管の形態学的変化の定量化

来るべき高齢化社会に対応できる医療体制の充実が望まれるなか、高齢者の医療や予防医学が各分野において注目を集めている。この状況を考えると脳動脈硬化による脳血管の形態学的変化を脳血管障害の発生する前に無侵襲に捉えることは画像診断に与えられた重要な課題といえる。そこで、本研究の目的は、三次元フラクタル解析法を開発し、磁気共鳴血管撮影法(以下MRAと略す)より得られた脳血管の三次元像に応用してフラクタル次元を求め、フラクタル次元と年齢との関係やフラクタル次元と脳血管性病変との関係を明かにするものである。平成10年度は、購入した備品(ワークステーション)を用いて、三次元フラクタル解析法および基本となるソフトウェアを開発した。フラクタル次元の計測方法にはBox counting(BC)法やModified pixel dilation(mPD)法などがあるが、これらの計測法を三次元に拡張して三次元フラクタル解析法を開発した。また、BC法やmPD法を比較検討した結果、mPD法の精度がBC法に比べて勝っていることが判明した。更に、愛媛大学医学部附属病院放射線部に現存する核磁気共鳴撮像装置で得られたMRAのデータを、購入したワークステーションに転送し、ワークステーション内で処理が可能となるようにデータのフォーマットを変換するソフトウェアを開発した。平成11年度は、更にソフトウェアの開発を進め、基本となるソフトウェアを完成させた。また、開発したシステムおよびソフトウェアの臨床応用を開始した。今年度も開発したシステムおよびソフトウェアの臨床応用を更に進め、年齢とフラクタル次元との関係を検討したが、現時点では両者の間に有意な相関は得られていないが、さらに症例数を重ねて検討する必要があると考えられた。本年度は、購入した備品(ワークステーション)を用いて、三次元フラクタル解析法および基本となるソフトウェアを開発した。今後、更にソフトウェアの開発を進め、基本となるソフトウェアを完成させ、開発したシステムおよびソフトウェアの臨床応用を開始する予定である。昨年度は、購入した備品(ワークステーション)を用いて、三次元フラクタル解析法および基本となるソフトウェアを開発した。

フラクタル次元の計測方法にはBox counting(BC)法やModified pixel dilation(mPD)法などがあるが、これらの計測法を三次元に拡張して三次元フラクタル解析法を開発した。また、BC法やmPD法を比較検討した結果、mPD法の精度がBC法に比べて勝っていることが判明した。更に、愛媛大学医学部附属病院放射線部に現存する核磁気共鳴撮像装置で得られたMRAのデータを、購入したワークステーションに転送し、ワークステーション内で処理が可能となるようにデータのフォーマットを変換するソフトウェアを開発した。本年度は、更にソフトウェアの開発を進め、基本となるソフトウェアを完成させた。また、開発したシステムおよびソフトウェアの臨床応用を開始したが、現時点では年齢とフラクタル次元との間に有意な相関は得られていないが、さらに症例を重ねて検討する予定である。来るべき高齢化社会に対応できる医療体制の充実が望まれるなか、高齢者の医療や予防医学が各分野において注目を集めている。この状況を考えると脳動脈硬化による脳血管の形態学的変化を脳血管障害の発生する前に無侵襲に捉えることは画像診断に与えられた重要な課題といえる。そこで、本研究の目的は、三次元フラクタル解析法を開発し、磁気共鳴血管撮影法(以下MRAと略す)より得られた脳血管の三次元像に応用してフラクタル次元を求め、フラクタル次元と年齢との関係やフラクタル次元と脳血管性病変との関係を明かにするものである。平成10年度は、購入した備品(ワークステーション)を用いて、三次元フラクタル解析法および基本となるソフトウェアを開発した。平成11年度は、更にソフトウェアの開発を進め、基本となるソフトウェアを完成させた。また、開発したシステムおよびソフトウェアの臨床応用を開始した。平成12年度は、開発したシステムおよびソフトウェアの臨床応用を更に進め、年齢とフラクタル次元との関係を検討したが、現時点では年齢とフラクタル次元との間に有意な相関は得られなかった。しかし、今後更に症例を重ねて検討する必要があると考えられた。
化学感覚受容体を標的とした常在性腸内細菌叢の産生する生理活性代謝産物の探索

本申請研究は、ヒト苦味受容体(Gタンパク質共役型受容体ファミリーに属する分子群:25種類存在し味蕾だけでなく腸管上皮細胞にも発現する)を活性化する新規生理活性腸内細菌叢由来低分子代謝産物の同定を目指すものである。今回、苦味受容体の一つであるT2R16とそのリガンドであるSalicinをモデル系として用い、HEK293T細胞にT2R16、キメラGタンパク質G16/gust44、NFAT-Luciferaseレポーターを一過性に発現しSalicinで刺激したところGタンパク質依存性シグナルを検出できた。今後はこのアッセイ系を他の苦味受容体にも応用しスクリーニングを進めていく。近年、味覚の化学感覚受容体である苦味受容体(T2R)が消化管上皮にも発現し新たな生理機能を有することが明らかとなった。常在性腸内細菌叢は多種多様な代謝産物を産生することが知られているので、“本来外来性低分子化学物質を認識する苦味受容体が、腸内細菌叢の産生する低分子代謝産物の受容体としても機能する"との作業仮説を立てた。本申請研究は、健常者糞便由来の低分子代謝産物画分を全てのヒト苦味受容体(25種類)に対して網羅的かつ系統的にスクリーニングすることにより新たなリガンド(腸内細菌叢由来代謝産物)-苦味受容体ペアの同定を目指すものである。苦味受容体はGタンパク質共役型受容体(GPCR)ファミリーに属する分子群であるため、その活性化状態はGタンパク質依存性の細胞質内セカンドメッセンジャー変化を測定する方法もしくは、リガンド刺激依存的な受容体とベータアレスチンとのタンパク質間相互作用をモニターする方法(ベータアレスチンアッセイ)を用いて検出できると考えた。既報により苦味受容体の脱感作にダイナミンが関与していることが示されていたことから、まずはベータアレスチンアッセイ系の確立を試みた。T2R16とそのリガンドであるSalicinをモデル系として用いて検討したが、Salicin依存的なT2R16とベータアレスチンの会合を検出することは出来なかった。そこで方針を転換し、Gタンパク質依存性シグナルを測定する系の確立をさらに試みた。T2R16、キメラGタンパク質であるG16/gust44、NFAT-LuciferaseレポーターをHEK293T細胞に一過性に発現させ、Salicinで刺激したところ容量依存性の発光シグナルを検出できた。今後はこのアッセイ系を全ての苦味受容体に適応し低分子代謝産物のスクリーニングを進める。内科学、ゲノム医学、分子生物学
都市供給施設における震害の防止・軽減並びに復旧対策に関する研究

都市供給施設の地震対策としては、地震による被害を最小限に止めるために耐震化を計ることの他に、地震後の諸施設の機能を早急に復旧させる方法を検討しておくことが重要である。本研究は、このような観点から、都市供給施設の被災後における機能維持と復旧方法を考慮した最適な耐震対策を提起することを目標とし、これに関するハードおよびソフト両面の研究を行っている。本年度行ったハード面の研究は、主として、埋設管被害の把握に必要な研究であり、まず、埋設管路に沿う地盤の連続的な変位分布を離散的な強震観測記録より得る方法について検討した。また、液状化による地盤沈下が埋設管に及ぼす力を把握するための実験的研究を行った。さらに、2相系地盤の弾塑性解析により硬軟地盤境界付近における液状化特性を3次元的に調べ、埋設管被害の可能性を検討した。その他、動的な粒状体シミュレーション解析により土石流などによる衝撃力を把握することが可能であることを確かめた。本年度行ったソフト面の研究としては、被災後の震害の評価、情報伝達、復旧方法に関する検討を行った。まず、震害の評価に関して、フラクタルを用いた管路網の震害評価方法の有用性について検討した。また、複雑な都市管路網の機能評価を、管路網の解析に依らずに、簡易な評価モデルによって行う方法を提案した。つぎに、情報伝達に関して、災害時に予想される情報内容の変容を考慮した情報ネットワークモデルの考え方を提案した。また、都市機能と人間よりなる系の総合的なモデルを設定し、都市部における地震危険度を最小限に抑えるための方法論を検討した。つぎに、復旧方法に関して、ガス供給網を事例として、被害の程度と復旧に要する時間を関連づけるための復旧予測式の提案を行った。また、被災した都市供給施設の復旧手順を決定するために必要な種々の指標の提案とそれらの評価を行い、復旧支援システムの作成に応用した。
成果主義のもとでの目標管理が組織活性化を可能にする条件の心理学的研究

主な研究成果は、次の4つである。1我が国における80年代以降にみられる成果主義の進展の様相と、成果主義が組織と個人、および両者の心理的関係性にもたらしているインパクトについて概観した。そしてこれらを基にして、組織の活性化が促進される条件について考察を行った。2成果主義に流れる多様な制度を「目標設定」と「目標設定に基づく評価」、そして「評価に基づく処遇」の3つの原理から整理し、それらが現実に運用されている度合いを、新たに「成果主義度」の指標として提案した。3成果主義の運用において、我が国において基本的な施策として広く普及している「目標管理」制度に着目した。そして、これに関係する心理学的要因を理論的な観点から考察するとともに、組織における運用実態および個人の学習および職務業績といかに関連しているのかについて、リーダーシップ研究と関連づけて実証的に検討し、論文としてまとめた(学会誌に投稿準備中)。4成果主義の効果性を適切に検討するために必要とされる新しい測度の開発を行った。具体的には、業績に関わる指標として、従来からの「課題業績に加えて、個人の本来的な課題や役割を越えた形での同僚や職場への貢献度を意味する「文脈的業績」に関する測度を創案、開発した。これの妥当性を検討するために、2つの調査対象集団を設定して質問票調査を実施し、解析を行い、論文としてまとめた(学会誌に投稿準備中)。これらの研究成果については、随時、学会機関誌、大学紀要、書籍として公刊し、また国内外の関連する学会大会において発表した.さらにそれらを総合する形で研究成果報告書としてまとめた。今年度は、主に下記の4点について検討した。第1に、成果主義が進展する中で、人事管理、目標管理、およびチーム活動に関わる理論的問題の検討とともに、「目標管理」の制度的な実施動向や実施状況について、産業教育団体および先導的な試みをしている個別企業に対してヒアリングを行い、本研究の基礎的な準備を行った。第2に、「成果主義」の効果性を我が国の組織において適切に検討するために必要とされる新しい測度の開発を行った。具体的には、業績に関わる指標として、従来からの「課題業績」(task performance)に加えて、本研究では個人の本来的な課題や役割を越えた形での同僚や職場への貢献度を意味する「文脈的業績」(contextual performance)に関する測度を創案、開発した。これの妥当性を検討するために、2つの調査対象集団を設定して質問票調査を実施した。第3に、「成果主義」の運用において、我が国において基本的な方策として広く普及している「目標管理」(Management By Objectives)に着目した。そして、これに関わる理論的な背景を心理学の観点から考察するとともに、組織において現実にどのような運用がなされているのかについて構造化面接および質問票調査を実施した。これの分析をもとにして、目標管理が個人のモチベーションや学習に対して及ぼしている効果性について理論的および実証的な検討を行う。第4に、成果主義の原理に基づく目標管理の実施とそれが持つ効果性は、成員の従事する職務特性や、成員集団の持つ風土特性によって左右されると予想される。これを検討するために不可欠の、職場特性を測定するための新しい測度を新規に作成し、その妥当性について、検討を行っている。第1に、「成果主義」の効果性を適切に検討するために必要とされる新しい測度の開発を行った。

第2に、「成果主義」の効果性を適切に検討するために必要とされる新しい測度の開発を行った。具体的には、業績に関わる指標として、従来からの「課題業績に加えて、個人の本来的な課題や役割を越えた形での同僚や職場への貢献度を意味する「文脈的業績」に関する測度を創案、開発した。これの妥当性を検討するために、2つの調査対象集団を設定して質問票調査を実施し、解析を行い、論文としてまとめた(学会誌に投稿準備中)。第3に、成果主義に流れる多様な制度を「目標設定」と「目標設定に基づく評価」、そして「評価に基づく処遇」の3つの原理から整理し、それらが現実に運用されている度合いを、新たに「成果主義度」の指標として提案した。そして、その成果主義度の効果性について、特に文脈的パフォーマンスの生起度を従属変数として検討した。本研究の結果は、成果主義度は必ずしもチームワークや相互協力を消滅させるものではなく、成果主義的な評価原理が導入されたとしても、成員が公正感を感じ、職場内に相互信頼の意識が存在していれば、高い課題パフォーマンスや文脈的パフォーマンスが実現されることが示された。そして第4に、これらの研究成果については、学会機関誌や大学紀要、あるいは書籍として公刊した。また国内外の関連する学会大会において発表した。
途上国の乳幼児の肥満把握を目的とした実用的な指標の開発に関する研究

本研究では発育曲線の国際比較を行い、国ごとの乳幼児の発育の違いを比較することを目的とし、BMIの国際比較を行った。その方法は、各個人について身長と体重からBMIを算出しLMS法を当てはめグラフ化を行うというものである。本研究の対象国は日本とベトナムであり、日本のデータについては文部科学省が毎年調査を実施している「学校保健統計」から、5歳から17歳の男女約670,000名のデータを入手した。一方、ベトナムに関しては年齢別身長・体重データが存在しないため、ハノイにある国立栄養研究所の協力を得て、新たに調査を実施し、11,248名のデータを収集した。そして、先行研究(COle TJ他)の6力国(ブラジル、イギリス、香港、オランダ、シンガポール、合衆国)データによる結果を参照した。同先行研究では18歳児の25kg/in2および30kg/in2をcut-off値として検討を行っていた。ベトナムの18歳児において25kg/m2は、男児98.9パーセンタイルおよび女児99.3パーセンタイルに相当していた。また、30kg/m2は、男児99.9パーセンタイルおよび女児100パーセンタイルに相当していた。それぞれのパーセンタイル値を合衆国および日本(昨年度の結果)と比較するために、各国の値をみると、25kg/m2について男児は81.9と83.1、女児は83.5と86.3、30kg/m2について男児は96.7と96.7、女児は96.0と97.8となっている。ベトナムの25kg/m2のパーセンタイル値は合衆国や日本のものよりも非常に高い、すなわち、非常に肥満者の割合が低いことが分かった。18歳時点での25kg/in2および30kg/m2に対応するパーセンタイルという肥満判定はベトナムについては不適切であると推測され、適切な年齢とBMIを算出する必要がある。一方、ベトナムに関しては年齢別身長・体重データが存在しないため、現在、ハノイにある国立栄養研究所の協力を得て、新たに調査を実施し、データベースを作成中である。本分析に適したサンプル数は1セル300以上ということであるが、日本のデータに関してはデータ数が大きすぎるのでランダムサンプリングを行い男女約30,000ケースの小データベースを作成し、それを解析した。そして、先行研究(Cole TJ他)の6カ国(ブラジル、イギリス、香港、オランダ、シンガポール、合衆国)データによる結果を参照した。同先行研究では18歳児の25kg/m2および30kg/m2をcut-off値として検討を行っていたが、本研究(日本データ)は17歳児までのデータしか含まれていないので17歳児における先行研究結果と比較した。先行研究における17歳男児の24.46kg/m2および女児の24.70kg/m2は、本研究(日本)の男児83.05パーセンタイルおよび女児86.32パーセンタイルに相当していた。また、同年齢における男児29.41kg/m2および女児29.69kg/m2は、男児96.73パーセンタイルおよび女児97.82パーセンタイルに相当していた。各パーセンタイル値の年齢変化を先行研究と比較すると、日本の男児は6歳から17歳にかけて全体として極度の肥満児は少ないことが分かった。

ベトナムの25kg/m2のパーセンタイル値は合衆国や日本のものよりも非常に高い、すなわち、非常に肥満者の割合が低いことが分かった。18歳時点での25kg/in2および30kg/m2に対応するパーセンタイルという肥満判定はベトナムについては不適切であると推測され、適切な年齢とBMIを算出する必要がある。
包接体結晶を利用した新しい反応系の設計

先づ、包接体結晶を調整するためにいくつかのキラルホスト化合物を設計、合成したが、それらの内光学活性1,6ー(0ークロロフェニル)ー1,6ージフェニルヘキサー2,4ージインー1,6ージオール(A)及びトランスー4,5ービス(ヒドロキシジフェニルメチル)ー2,2ージメチルー1,3ージオキサシクロペンタン(B)が最も有効であることが判明した。又、βーシクロデキストリン(C)もこの目的のためのホストとして使用できることがわかった。ホスト化合物A及びBは種々のピリドン誘導体と1:1又は1:2の比率の包接体結晶を形成する。この結晶に固相で光照射すると光学活性βーラクタム誘導体がほぼ定量的収率で得られた。光学純度は良い場合で100%、悪い場合でも70%以上であった。オキソアミド誘導体をAに包接させた結晶に光照射しても光学的に純粋なβーラクタム誘導体が得られた。光学活性βーラクタムは抗菌剤合成の重要な原料であり、上記の成果は価値が高いものと考えられる。Aにスラロイド合成原料である二環性エンジオンを包接させた結晶を固相で水素化ホウ素ナトリウムと混合、放置すると位置選択的に還元反応が起こり、非共役ケトンのみが還元された。Aに包接される際、共役ケトンがAの水酸基と水素結合してマスクされるため、非共役ケトンのみが還元されるものと考えられる。種々のケトン類をA又はBに包接させた結晶をボランーエチレンジアミン錯体と固相で混合して放置すると不斉選択的還元が起こって光学活性アルコールが得られた。不斉選択性は50%程度であったが、不斉選択的還元を発揮する包接体結晶が簡単に得られることは意義が深い。この際、Cをホストとして用いても同様に不斉選択的還元が起こった。
強相関超伝導体におけるトンネル効果の理論

異方的超伝導体のトンネル現象に関する基本的な研究を行った。1)異方的超伝導体と強磁性接合のトンネル効果の計算では強磁性の分極率が大きくなるとd波超伝導体に特徴的なゼロバイアスコンダクタンスピークが押え込まれることが明らかになった。また強磁性体/d波超伝導体/強磁性体接合系の磁気抵抗効果の基本的性質を解明した。2)異方的超伝導体接合系のジョセフソン効果を研究した。絶縁体が強磁性状態のときに,接合を流れるジョセフソン電流の持つ新しい特性を解明した。特にパリティの異なる超伝導体の間のジョセフソン効果において強磁性バリアーの持つ分極率に依存して様々な特性が現れる。3)異方的超伝導体接合系における交流ジョセフソン電流の性質を研究した。界面に形成されるゼロエネルギー状態は交流ジョセフソン電流に深刻な影響を与える。特に接合の配向に依存して低電圧において負性コンダクタンスを示す場合があることが明らかになった。4)t-Jモデルの不純物のまわりの電子状態の計算を行った。不純物のまわりでは、準粒子が反射される効果によって低エネルギー状態が形成されることが明確になった。その結果STMのデータなどにはゼロエネルギーピーク近傍に強い共鳴ピークが現れる。我々の行った理論計算は最近のSTSの実験結果を説明した。5)超伝導体のはいった接合系におけるショットノイズの実験はメゾスコピック系の物理の問題として重要な問題である。異方的超伝導体に対してショットノイズの計算を行って,ゼロエネルギー状態の存在のためにショットノイズが大きく減少する効果があることが様々な場合に対して確かめられた。高温超伝導体の登場によりクーパーペアの対称性が異方的なd波超伝導体の位相干渉効果の研究は今日きわめて重要な問題となっている。d波超伝導体のような異方的超伝導体の著しい特徴は、準粒子が運動する方向に依存して異なるペアポテンシャルを感じるということである。我々は高温超伝導体のトンネル効果の実験でしばしば観測されているゼロバイアスコンダクタンスのピークの起源を世界に先駆けて解明し、またこの効果がフェルミ面上で符号変化する異方的超伝導体においていかに本質的なのかを明確にしてきた。本年度はこうした成果をさらに発展させた。1)強相関伝導系のより現実的なモデルとしてt-Jモデルを用いて詳細な表面状態の計算を実行した。その結果現実的なパラメータ領域におけるゼロエネルギー状態の存在,場合によっては時間反転対称性の破れた状態の出現を確認した。2) d波超伝導体のジョセフソン効果に時間反転対称性の破れの効果が与える役割を解明した。3)トリプレット超伝導体のトンネル効果,ジョセフソン効果の理論を発展させてSr_2RuO_4の実験を説明した。4)トリプレット超伝導体Sr_2RuO_4と強磁性体のトンネル効果を研究した。
小型魚類を用いたシナプス可塑性のin vivoイメージング

AMPA-Rは、長期増強(Long-term potentiation: LTP)において、シナプス後膜においてその数が増加することが指摘されており、実際にシナプス可塑性の主要な一因を果たしていると考えられている。その数の増加は、同受容体の細胞内から細胞外への挿入とそれに続く側方拡散によってシナプス後膜に集積することによってなされる。つまりシナプス後膜に特異的に集簇したAMPA-Rを標識することでシナプス可塑性をモニターすることが可能である。そのためにシナプス後膜に存在し、AMPA-Rと複合体を形成するタンパク質PSD-95を利用した。PSD95の近傍にあるAMPA-Rのみを可視化することができれば、シナプス後膜特異的にAMPA-Rを半定量することが可能である。特定部位で切断したVenusの断片をそれぞれAMPA-RとPSD95に結合させたものを作製し、HEK細胞やラットの初代神経細胞にそれらを共発現させた。AMPA-RとPSD95が近傍に位置し複合体を形成すれば、Venusタンパクが再構築され蛍光を発するはずである。初年度はHEK細胞ならびにラット神経初代培養細胞を用いて、chemical LTDおよびchemical LTPにてこのシステムが働くことを確認した。具体的にはsplit Venusを付属させたAMPA-RとPSD-95が神経細胞内で正常なlocalizationをとること、また両者がcolocalizationする箇所のみVenusの信号が確認される事を確認した。さらにVenusの切断部位を様々に検討し、LTDおよびLTPの同定に最適な切断部位を同定した。その結果chemical LTDおよびchemical LTPに対して鋭敏に反応する組み合わせを見いだす事に成功した。現在はゼブラフィッシュの樹立中である。神経初代培養細胞における検討が予想以上に手間取ったが、最終的にシステムがworkすることが確認されたことからおおむね順調と判断してよいと思われる。今後はin vivoゼブラフィッシュモデルにおける、シナプス可塑性のimagingの樹立に尽力する。
インテリジェント界面システムの構築と応用に関する研究

物質認識機構については、生態膜のモデル系と合成膜系で検討した。前者については、逆ミセルにシクロデキストリンおよびその修飾物を取り込むことで、逆ミセル界面にバイオアフィニティに基づく分子認識機能を導入し、グルコアミラーゼ、α-アミラーゼ間の選択的な抽出分離に成功した。一方合成膜系では、昨年度新たに合成した分子インプリント法によるアミノ酸類似構造導入アミノ酸光学異性体認識膜の透過性を増大させることができた。また、新規にLiイオンを認識し、選択的に透過する無機イオン交換膜の製膜にも成功した。生体膜の選択輸送については、ペプチドトランスポータや有機イオントランスポータ群を対象に、cDNAクローニング手法を用い、その構造と選択輸送機能を明らかにすることができた。一方、選択輸送に必要なゲーティング機能については、昨年度開発した温度に応答して透水性がon-offするゲート膜に、やはり温度に応答して膜の親疎水性が変化する膜を新たに合成して組み合わせ、界面活性剤の温度に応答する選択的輸送、濃縮を実現した。信号伝達機構については、外部情報、エネルギーに対して電子状態、電子構造の変異あるいは変化を示す機能分子を、電子伝導性を有する導電性高分子のマトリックスに埋め込み、情報、エネルギー変換膜を合成した。物質認識機構については、生体膜のモデル系と合成膜系で検討した。前者については、脂質2分子膜との相互作用を変化させる目的でペプチドを化学的に修飾し、得られたペプチドをリポソームに組み込むことに成功した。その結果、リポソームの物質透過性を変化させることが可能となった。一方合成膜系では、高分子膜内に糖鎖類似構造あるいはアミノ酸類似構造を分子インプリント法などにより導入し、これら物質の光学異性体を認識する膜構造を発現することに成功した。透過性については更に増大させる必要があり、次年度の課題である。選択輸送に必要なゲーティング機能については、高分子多孔膜の細孔内に感温性高分子をグラフと重合することにより、温度に反応して透水性がゼロとある値の間をon-offするゲートの合成に成功した。また、イオンの選択輸送が可能なナノ濾過膜のイオン輸送特性を荷電の影響と膜細孔構造の影響とを複合して解析するための手法を確立した。信号伝達機構については、各種の細胞に色々な刺激を与え、出力として得られる細胞膜内の様々な変化を測定し、データの蓄積をはかった。今後これらのデータの解析により、情報変換のメカニズム、変換に関与する酵素系の解明を行う予定である。
「父子世帯」への社会福祉的援助をめぐる研究

本研究の調査結果から(1)日本において「父子世帯」になった場合、父親の両親との同居が多く、従って、「父子世帯」の出現率が低い。(2)父子世帯になった場合、男性の労働時間が極めて長時間であることもあって、これまでの勤務形態や経済水準を維持することが困難である。従って、父親がこれまでの経済水準を維持するためにホームヘルパーの利用もみられるが、「児童自立支援施設」等の利用をしているケースの方が多く、何件か見られた。(3)女性世帯に比べて、「父子世帯」に対する社会的援助が少ない。(4)父親・母親との間で、面接交渉権をもっているのもが少なく、面接交渉権、母親に育てられている場合、父親が養育費を支払っている等は高学歴の父親に多かった。アメリカでは、これまで、父親の面接交渉権・養育権の運動の成果もあって、デトロイト市のヒヤリングをとうしてみるかぎりでは、日本より拡大している。また、ジョイント・カスタディも広がりをみせている。今日の日本における「父子世帯」への援助としては、(1)父親の多様な勤務形態を・経済水準を維持するには、長時間労働の解消と同じに多様な勤務を維持できる保育所が必要である、(2)家事援助サービスの充実が必要である。(3)これは「母子世帯」にもいえることであるが、異性の子どもの思春期の養育に悩む父親が多いことから、日本においてもジョイント・カスタディの普及を図る努力をしてみる必要がある。本研究の中間報告は、1998年10月17・18日に開催された日本社会福祉学会第46回全国大会で、「日米のシングルファーザー研究(1)(2)として報告を行った。本研究は父子世帯をジェンダー視点からとりあげることを目的としている。父子世帯が抱える諸問題と社会福祉援助の実態を明らかにするために、日本では面接調査を行い、アメリカではシングルファーザーの当事者組織である「平等を求める父親の会」と広範な家族問題を支援する組織である「オークランド家族サービス」においてレビューを行った。日本における予備調査の結果をみると、シングルファーザーへの既存の社会福祉援助は、非常に限定されたものであるだけに、自治体では数すら把握していない所が多い。また、社会支援が限られたものであるだけに、当事者は自分の持つ私的な条件で様々な工夫をしてシングルファーザーの暮らしを送っている。抱えている問題も祖父母等親族と同居・協力の有無、死別離別、職場の状況、地域の人々の協力の有無等によって、大きく課題が異なってくる。アメリカにおけるレビューの結果をみると、アメリカの社会システム(裁判制度、社会福祉制度)のなかで、父親は母親よりも「不利」であると主張し、シングルファーザーの抱える法的な困難を解決し、その権利獲得のための活動を行っている人々がいる。アメリカの父子世帯は、日本の父子世帯とは、公私の援助の制度面での違いがあるにもかかわらず、それがよって立ているところは同じであることが明らかになった。以上の点から、父子世帯のネットワークづくりのためには、ジェンダーの視点に立った社会福祉政策全般の再検討が必要である。本研究グループは、「女性世帯」研究において、「ひとり親」家庭が、仕事とと生活の両立の上で、経済的な問題をはじめとして、多くの困難を抱えていることを明らかにしてきた。その上に立って、本研究は、これまであまり行われたこなかった「父子世帯」研究に取り組んできた。本研究として、「父子世帯」の出現率が、「女性世帯」に比較して出現率が低く、協力をお願いできる対象者が必ずしも多くはなかった。保育所・養護施設入所者などのなかから協力を得たことと同僚や知人からの紹介によって、37名の対象者の協力を得ることができた。また、夏期休暇を利用して、アメリカの「平等を求める父の会」の会員の父親からのレビューも得られた。調査結果から第1には、日本においては、「父子世帯」になった場合、両親との同居が多くまだ父子世帯の出現率が低い。

第2には、「父子世帯」になった場合、日本では男性の労働時間が長いこともあって、これまでと同様の勤務形態や経済水準を維持することが困難である。第3は、「女性世帯」に較べて、「父子世帯」に対する援助が少ない。第4は、母親との間で、面接交渉を認めているものが少なかった。アメリカではこれまでも父親の方からの「養育権や面接交渉権」を求める運動の広がりがあって、ジョイント・カスタディなどもかなり実現しつつある。日本の「父子世帯」への援助としては、第1に、父親の多様な勤務を支える保育所等の施設が必要である。第2には、家事援助サービスの充実が必要である。第3に、異性の子どもの養育に悩む父親も多いので、父母の養育権として、日本でもジョイント・カスタディ等の拡充が必要ではないかという課題を提言したい。
赤色の新規シナプスクロライドプローブの開発

神経細胞のシナプスへの抑制性入力による抑制性シナプス後電位(IPSP)は一過性に細胞内クロライド濃度上昇を起こすが、これまで生体レベルでIPSPによるクロライド上昇は可視化されていない。本研究では生体におけるIPSPの可視化を目指し、赤色の新規蛍光クロライドプローブのプロトタイプを遺伝子工学的に作製し、高感度で高い反応性を備えたプローブを選抜した。その結果、クロライド濃度変化での蛍光変化量が大きいプローブを見出した。蛍光変化量が大きいプローブは神経細胞に発現させ、抑制性入力での蛍光応答の大きさを指標として細胞での性能を評価した。神経細胞の個々のシナプスへの興奮性入力による興奮性シナプス後電位(EPSP)と抑制性入力による抑制性シナプス後電位(IPSP)は時に可塑性を示しながら統合され、電気緊張電位として伝わり活動電位を発生させる。シナプスでの統合をより深く理解するためにはイオンの動きと膜電位の可視化が重要となる。IPSPは一過性に細胞内クロライド濃度上昇を起こすが、これまでIPSPによるクロライド上昇は可視化されていない。本研究は、IPSPの可視化を目指し、高感度で高い反応性を備えた赤色の新規蛍光クロライドプローブを開発し、抑制性のシナプス可塑性(iLTP)を可視化により解明することを目的としている。28年度は、クロライド結合タンパク質をクロライド感受性素子として活用しながら、我々が独自に改変を行った赤色蛍光タンパク質RFPのcDNAを基にしてクロライドプローブのプロトタイプを遺伝子工学的に多数試作した。試作したプローブは大腸菌に発現させてタンパク質精製し、蛍光分光光度計および分光光度計を用いてクロライド応答性や光学特性を解析した。クロライド濃度変化に伴う蛍光変化が認められたプローブは培養神経細胞に発現させ、GABA受容体やグリシン受容体の刺激での蛍光応答の大きさを指標として細胞での性能を評価した。現在得られつつある有望なプローブは、PCRを用いたrandom mutagenesisによりそのcDNAに変異導入を行い、改良を進めている。クロライド濃度変化に伴って蛍光変化を示すプローブの開発がおおむね順調に進んでいるため。29年度は我々が作製した蛍光プローブの改良を行った。改良したプローブは大腸菌に発現させてタンパク質精製し、蛍光分光光度計および分光光度計を用いてクロライド応答性や光学特性を解析した。その結果、前年度までに作製したプローブよりもクロライド濃度変化での蛍光変化量がさらに大きいプローブを見出した。蛍光変化量が大きいプローブは神経細胞に発現させ、GABA受容体やグリシン受容体の刺激での蛍光応答の大きさを指標として細胞での性能を評価した。この有望なプローブは、これまで作製したプローブの変異部分を種々の組み合わせでシャッフルすることにより、またPCRを用いたrandom mutagenesisを行うことにより、さらなる改良を進めている。最終年度は、これまでの研究成果に基づき、より反応性に優れたクロライドプローブの開発を継続し、モデル動物の抑制性シナプスに応用することで抑制性のシナプス学習過程を検出できるか検討する。神経科学
パーソナリティ特性が肥満外科治療の治療効果に及ぼす影響の検討

肥満外科治療は、手術後の自己管理によって治療効果が左右される治療であり、長期的な自己統制力が不可欠な治療法である。自己統制はパーソナリティ特性の影響を受けやすいため、治療をコントロールするためにも肥満患者のパーソナリティ特性を把握しておくことは重要である。本研究では、外科治療による効果が有効なパーソナリティ群と効果が不良なパーソナリティ群の違いを検討するために、術前に調査を実施した患者でかつ術後一年以上経過している患者を対象に術後調査を行い、術前のパーソナリティ特性や術後の満足度、体重減少率などにおいてどのような違いがあるか検討することを目的としていた。まず、術後一年経過時に受診中断となり術後調査が実施できない群が出現した。受診中断は適切な術後管理が困難となり何らかの問題が生じても必要な対応ができなくなるリスクを発生させる。術前調査からこれらの群の特徴として、自らの思考や感情に巻き込まれやすくコントロールする力が低いパーソナリティ特性が認められた。従って、長期的な自己統制を要する肥満外科治療においては、受診中断のリスクを軽減させるために個別に応じたヒアリングや精神的サポートが不可欠であることが確認された。次に、術後一年経過した患者に術後調査を実施する予定であったが、研究代表者が産前産後の休暇又は育児休業を取得したため研究が中断することとなり、実施することができなかった。育児休業終了後に研究を再開する予定であったが、育児休業終了と同時に海外へ転出することとなり研究の継続が困難となったため、本研究を終了することとした。肥満外科治療は、手術後の自己管理によって治療効果が左右されやすいため、自己管理能力に影響を及ぼすと考えられるパーソナリティ特性を明らかにすることが求められている。本研究では、外科治療効果が有効なパーソナリティ群と効果不良のパーソナリティ群の違いを明らかにする方法として、術前に調査を実施した患者でかつ術後一年以上経過している患者を対象に術後調査を行い、術前のパーソナリティ特性や術後の満足度、体重減少率などにおいてどのような違いがあるか検討することを予定している。本年度では、術前に実施していた質問紙調査のデータ整理が中心となった。術後調査は、研究代表者が産前産後の休暇又は育児休業を取得したため研究が中断することとなり、実施することができなかった。産前産後の休暇又は育児休業の取得により、研究を中断しているため。育児休業終了後は、速やかに研究活動を再開する。平成29年度中に実施予定であった術後調査を実施し、肥満外科治療の治療効果に影響を及ぼすパーソナリティ特性の特徴について分析を進めていく。産前産後の休暇又は育児休業を取得したことにより研究が中断し、平成29年度に実施予定であった術後調査が実施できなかった。術後調査には、調査用紙印刷や郵送代、データ入力の補助員への謝金などが必要である。産前産後の休暇又は育児休業終了後は術後調査を実施するため、相応額が必要となる。進捗が遅れている術後調査の実施が終わり次第、予め次年度に予定していたデータ分析や学会報告などを予定通り行うため、文献収集や統計プログラム、旅費や発表費用などが当初の予定通り必要である。
逐次効率分析による同時知覚学習の動的プロセスの検討

日常生活では、知覚学習、特にパターン学習の学習対象は単一ではなく、多数である場合が多い。しかしながら、知覚学習についてのこれまでの研究は、いずれも単独学習過程の解明を的としており、複数の学習課題が同時に課せられる場合の学習過程については、殆ど検討が行われいない。本研究は、このような、同時学習状況下での学習について、その動的プロセスを解明しよとするものである。本年度の研究では、ドットの位置情報から構成されるパターンを複数個同時に習する際の学習曲線を比較することによって、教師あり学習、教師無し学習それぞれにおける複数パター学習過程の特性について検討した。ノイズを混入させた刺激からのプロトタイプ学習における学習線を比較した結果、教師あり学習、教師無し学習双方において、パターン間に明確な学習優先順位生じることが示された。すなわち、特定のパターンの学習に多くのリソースが用いられ、その余剰ソースで他のパターンの学習が行われるという推定に適合するデータが得られた。ただし、優先度差異は、教師あり学習においてより明確であった。また、この優先順位は、学習のかなり早い段階決定されることも示された。ただし、完全な系列的学習に相当する傾向は見られなかった。さらに注意を阻害する挿入課題の有無は複数パターンの学習プロセスに影響を与えないことも示された。た、上記の実験に併せて、より被験者の負担が少ないデータ収集法の開発を目指して、ベイズ推定組み込んだ理想的学習者モデルの開発にも取り組み、これを用いた学習実験システムの試作を行った。日常生活における知覚学習、特にパターン学習では、学習対象は単一ではなく、多数である場合が多い(例:新入生は、入学当初、構内を移動しながら、大勢のクラスメートの顔や構内の景観など、多くのパターンを学習する必要に迫られる)。このような状況下での知覚学習プロセスは、単独の知覚学習プロセスとは異なる可能性が考えられる。しかし、知覚学習についてのこれまでの研究は、いずれも単独学習過程の解明を目的としており、複数の学習課題が同時に課せられる場合の学習過程については、殆ど検討が行われていない。本研究は、このような、同時学習状況下での学習について、その動的プロセスを解明しようとするものである。本年度は、輝度モザイクパターンの教師あり学習を用いて、2つの実験的研究を行った。研究1では、知覚パターンの学習過程の初期・中期・後期において、注意リソースを捕捉する妨害課題を行うことが、知覚学習プロセスにいかなる影響を与えるのかを2重課題パラダイム(妨害課題は光点検出ならびに識別)を用いて検討した。結果、特に学習初期過程において、注意を必要とする妨害課題を行うことが、他の時系列位置における妨害に比べて大きな影響を持つことが示された。研究2では、PRPパラダイムを用いて、学習の各時系列位置における同時(並列)学習の影響について検討を行った。その結果、特に学習初期段階と他の段階とでは、同時学習の影響が質的に異なる可能性が示唆された。
レーザー・テラヘルツ波工学の開拓

平成11年度13年度に実施された特定領域研究(B)(2)「レーザー・テラヘルツ波工学の開拓」のとりまとめを行なった。研究代表者、研究分担者、並びに、関連研究者が集まって研究会を実施し、成果を報告書としてまとめた。得られた結果は、1.超短光パルス励起による高温超伝導体からのテラヘルツ波放射特性の詳細を明らかにし、その性質を用いた超伝導電流可視化装置を開発した。また、様々な用途に応じたテラヘルツ分光装置とイメージングシステムを開発し、半導体、超伝導体、フォトニック結晶、生体関連分子の分光やイメージングに応用した。2.半導体InAsからの放射特性を、磁場、入射角、レーザーパルス幅、温度など様々な条件を変えて測定し、最適な放射条件を求めた。特に、15テスラ近辺までの超強磁場下での測定を行い、放射強度が3テスラ付近で極大になった後減少し、最小値をとった後再び増加する現象を新たに見出した。3.磁性半導体Ga_<1-x>Mn_xAsのテラヘルツ分光を行い、吸収が臨界温度付近で大きく変化することを見出し、磁化に依存したキャリヤのホッピングで解釈した。また、La_,1-x>Sr_xMnO_3の常磁性絶縁相、強磁性金属相、強磁性絶縁相の相転移に伴う格子振動の変化を実験的に解明した。4.非線形光学効果(差周波混合)を用いたチューナブルなテラヘルツ波放射に成功し、特に、有機結晶DASTを用いた場合には20テラヘルツにまで達する放射が可能となった。本研究とその成果の様々な機会における発表を通じてテラヘルツ波工学の重要性が一般に認識され、応用研究も進み始めている。本研究の目的は、1.高温超伝導体及び半導体からのテラヘルツ波放射の全貌を明らかにすること、及び、2.テラヘルツ波自体を超伝導材料その他の基礎物性を含む評価に応用することである。以下の研究成果を得た。1.高温超伝導体YBCO薄膜を用いて種々の形状のアンテナ構造を有するテラヘルツ波放射素子を作製し、その放射特性を調べた結果、ログペリアンテナ型素子で最も強い放射が得られ、100mW励起で10μW以上の放射強度が得られた。2.光パルス励起テラヘルツ波放射現象を利用した超伝導電流可視化装置を試作し、それを利用して、高温超伝導薄膜中を流れる電流分布のバイアス電流、外部磁場、温度依存性を測定し、磁束侵入のダイナミクスを明らかにした。3.半導体表面並びに高分子からのテラヘルツ波放射を測定し、半絶縁性InPでは140Kで放射波形の反転が起こることや半絶縁性GaAsでは500Kでの放射強度が室温に比べて30倍以上にもなることを見い出し、表面電場と拡散電流の効果により説明した。4.テラヘルツ時間領域分光(THz-TDS)システムとして透過型、反射型、エリプソメトリー型、ファラデー効果型、半導体レーザー励起型(Poorman's THz-TDS)など様々な手法を開発した。5.THz-TDSをフォトニック結晶に適用し、2次元誘電体球配列フォトニック結晶では大高理論との従来にない一致を得、2次元金属フォトニック結晶では特異な偏光回転を見い出した。6.汎用テラヘルツイメージングシステムを開発し、金属物体や光励起キャリヤ分布のイメージングに適用した。本研究の目的は、1.高温超伝導体からのテラヘルツ波放射の全貌を明らかにすること、及び、2.テラヘルツ波自体を超伝導材料その他の基礎物性を含む評価に応用することである。本年度は以下の研究成果を得た。

1.レーザーMBEによりYBCO薄膜を作製し、フォトリソグラフィにより種々のアンテナ形状に加工した。この超伝導テラヘルツアンテナ素子にフェムト秒レーザーを照射した結果、ログペリアンテナでは従来最高の放射強度が得られていたボウタイアンテナより一桁強い強度のテラヘルツ波が放射された。2.テラヘルツ波放射を利用した超伝導電流可視化装置(特定方向の流れ成分のみ検出)を用いて、種々の状態(電流、磁場)での電流分布を測定した結果、磁束侵入の様子はビーンモデルにより半定量的に説明できることがわかった。3.テラヘルツ波の偏光特性を利用した電流の向きも含めたマッピングシステムを提案・試作し、バイアス電流下、磁束捕獲状態下での電流の流れを可視化した。4.時間領域テラヘルツ分光システムを試作し、超伝導体及び半導体の評価に応用した。超伝導体ではロンドン長が、また、半導体ではキャリヤ密度と移動度が非接触で測定できることを示した。5.CWマルチモード半導体レーザー)を用いた極めて安価な時間領域テラヘルツ分光システムを試作した。本研究の目的は、1.高温超伝導体からのテラヘルツ波放射の全貌を明らかにすること、及び、2.テラヘルツ波自体を超伝導材料その他の基礎物性を含む評価に応用することである。本年度は以下の研究成果を得た。1.様々な加工を施したYBCO薄膜に対し、外部磁場やバイアス電流を印加し、光パルス励起テラヘルツ電磁波放射により超伝導電流の分布を測定した。その結果、電流分布はビーンモデルにより半定量的に説明できることが明らかになった。2.YBCOのYをPrで一部置換した試料では、ポンプ-プローブ分光による超高速応答がYBCOと非常に異なっており、これをフェルミ面近傍の電子状態の違いにより説明した。一方、テラヘルツ波放射波形は両物質でほぼ同じで、放射機構は同じと考えられる。3.種々の半導体表面からのテラヘルツ電磁波放射の特性を明らかにした。InAs表面からの放射では、40K、2.4Tの外部磁場下では、室温、無磁場下に比べ約300倍の強度が得られることがわかった。また、SI-InPからの放射は温度により極性の反転が起こるという興味深い結果が得られた。4.テラヘルツ時間領域分光システムを試作し、ドープされたシリコンの非接触電気特性評価に応用した。また、フォトニック結晶の評価に応用した。5.テラヘルツイメージングシステムを試作し、シリコン中の光生成キャリヤの2次元分布の測定に応用した。本研究の目的は、1.高温超伝導体及び半導体からのテラヘルツ波放射の全貌を明らかにすること、及び、2.テラヘルツ波自体を超伝導材料その他の基礎物性を含む評価に応用することである。1.半絶縁性半導体表面からのテラヘルツ波放射の温度依存性を測定し、InPでは140K付近での極性反転、又、GaAsでは500K付近での室温の30倍にも及ぶ放射強度増大を見い出した。2.非接触材料評価のための透過型及び反射型時間領域テラヘルツ分光システムを試作し、半導体の評価に応用した。透過型システムでは、シリコンのキャリヤ密度と移動度の温度変化を20Kから室温の範囲で測定し、通常の4端子法と矛盾しない結果が得られることを確認した。また、反射型では、従来問題となっていた位相の精密測定に対して新しい手法を提案し、その有効性を実証した。3.参照測定の不要な測定法として、テラヘルツエリプソメトリー並びにファラデー回転テラヘルツ時間領域分光法を提案し、半導体試料においてその有効性を実証した。
風外力場における越波と飛沫の系統的な水理実験に基づく定量的評価と護岸設計への反映

本研究は,越波および飛沫に対する風の影響を考慮した新たな護岸設計手法の構築を念頭に,風速に対する個々波の最大越波量,有義越波量および平均越波量の増加特性を水理模型実験で評価した.水理模型実験には、長さ15m,幅0.6m,高さ1mの風洞付きの二次元不規則波造波水路を用いた.直立護岸に対しては,有義波高を0.07m,有義波周期を1.2s,1.6s,2.0sとした3通りの組み合わせの波浪条件,フレア型護岸に対しては,有義波高を0.11mと0.13m,有義波周期を1.6sと2.0sとした4通りの組み合わせの波浪条件で不規則波を造波した.また,実験風速はU=0, 4, 6, 8m/sの4通りとした.護岸模型は勾配が1/10の海底面上に設置し,護岸設置水深はhb=0.05m,天端高さはhc=0.07cmとした.最大越波量の計測では,入射波の時系列の特性が結果に影響する.そこで,不規則波信号を作成する際の規則派の重ね合せ位相を10通り変えた時系列波形を作成し,それに対して個々波の越波量を計測した.本研究では,無風時の越波量に対する有風時の越波量の比に関するモデル式(指数関数)を提案した.個々波の最大越波量,有義越波量および平均越波量は風速に伴って増大し,直立護岸では,提案したモデル式で有風時の各越波量を推定できることを確認した.他方,フレア型護岸に関しては,提案したモデル式の相関性は直立護岸に比べて低いものとなった.その理由として,直立護岸とフレア型護岸とでは,護岸前面で打上げられた水隗の強風下での挙動の違いが関係している.そのことは,モデル式に含まれる越波増加係数が,直立護岸の場合はモデル係数に対して増加するのに対し,フレア型護岸では減少する結果に表れていた.これらの研究成果は,土木学会西部支部研究発表会等で発表するとともに,APAC2019(受理済)に論文として取りまとめた.本研究の目的は,越波および飛沫に対する風の影響を考慮した新たな護岸設計手法の構築を念頭に,水理模型実験を通じて風作用下における越波流量,飛沫量,および個々波に対する越波流量の出現頻度(特に,最大越波流量)に関する実験データの蓄積と定量的評価を行ない,風外力の影響を現行の護岸設計へ反映させる方法を提案することにある.研究期間は平成28年度から平成30年度までの3カ年であり平成28年度は初年度に当たる.水理模型実験には2次元造波風洞水路(長さ17m,高さ1m,幅0.6m)を用い,整流された風を風洞内に吹かせた状況で不規則波を造波し,所定の時間内に護岸から陸側に輸送される水量を越波流量および飛沫量として計測した.平成28年度は,直立護岸,消波工被覆護岸,フレア型護岸を対象に,不規則波に対する平均越波流量と飛沫量を計測し,無風時と有風時の越波流量の関係を明らかにするとともに,風外力に対する越波流量および飛沫量の増加関数を求めた.実験風速は0m/s8m/sで調整し,8m/sの風速は現地換算で25m/s程度の風速に相当する.模型縮尺は1/25を想定し,造波した不規則波の有義波高は0.09m,有義波周期は1.2s2.0sの間で設定した.本研究では,実験結果をもとに,波浪条件と風条件から平均越波流量の推定式を提案した.さらに,護岸背後に輸送される飛沫量の水平分布についても,風作用下における飛散分布量を定量化するとともに,波浪条件と風条件から総飛沫量を推定する式を提案した.これらの研究成果は「平成28年度土木学会論文集B3(海洋開発)」特集号(Vol.73,No.2)に投稿し受理された.また,平成28年度土木学会西部支部研究発表会にて研究成果を2編に取りまとめて報告した.平成28年度は,直立護岸,消波工被覆護岸,フレア型護岸を対象に,不規則波に対する平均越波流量を計測し,無風時と有風時の越波流量の関係を明らかにするとともに,風外力に対する越波流量の増加関数を求めることを当初の目的とした.越波流量に関わる要素は多く,その中でも相対護岸天端高,相対水深,入射波波形勾配,海底勾配は重要なパラメータである.本研究では,これらのパラメータに風速を系統的に組み合わせた実験ケースを設定して越波流量の計測を行った(設定風速:0m/s8m/s.模型縮尺:1/25.有義波高:0.09m,有義波周期:1.2s2.0s).実験結果より,直立護岸,消波工被覆護岸,フレア型護岸を対象に,無風時と有風時の越波流量の関係を明らかにするとともに,風外力に対する越波流量の増加関数を求めた.また,波浪条件と風条件から平均越波流量の推定式を提案した.さらに,護岸背後に輸送される飛沫量の水平分布についても実験を行い,風作用下における飛沫分布を定量化するとともに,波浪条件と風条件から総飛沫量を推定する式を提案した.

また,フレア型護岸に関しては,風作用下における越波流量の低減工を提案し,その効果を水理模型実験で評価した.これらの研究成果は「平成28年度土木学会論文集B3(海洋開発)」特集号(Vol.73,No.2)に投稿し受理されるとともに,平成28年度土木学会西部支部研究発表会にて2編に取りまとめて報告した.以上より,研究計画として設定した平成28年度の内容は概ね実施されたと判断でき,達成状況は概ね順調と評価できる.本研究の目的は,越波および飛沫に対する風の影響を考慮した新たな護岸設計手法の構築を念頭に,水理模型実験を通じて,風作用下における平均的な越波流量や個々波に対する越波流量の出現頻度(特に,最大越波流量)に関する実験データの蓄積と定量的評価を行ない,風外力の影響を現行の護岸設計へ反映させる方法を提案することにある.研究期間は平成28年度から平成30年度までの3ヶ年である.水理模型実験には、長さ15m,幅0.6m,高さ1mの風洞付きの二次元不規則波造波水路を用いて行った.有義波高はH1/3=0.11mと0.13m,有義波周期はT1/3=1.6sと2.0sとし(縮尺は1/25程度を想定),それらを組み合わせた4通りの不規則波(ブレッドシュナイダー・光易型)を実験波とした.また,実験風速はU=0, 4, 6, 8m/sの4通りとした.対象とした護岸断面は,直立護岸,直立消波護岸,フレア型護岸の3種類である.護岸模型は勾配が1/10の海底面上に設置し,護岸設置水深はhb=0.05m,天端高さはhc=0.07cmとした.実験では,護岸天端上に水を満たしたピットを設け,ピットに挿入した容量式波高計(3チャンネル)と波高計の両脇に設置したプロペラ式流速計(2チャンネル)で水位と流速を同期計測した.次に,平均処理した流速と水深の時系列波形を用いて越波水量の時系列を求めた.計測は同一の風浪条件で3回実施し,得られた越波水量の時系列波形を波別解析し,越波量の発生頻度分布と統計的諸量に対する風速の影響を検討した.これらの研究成果は「平成29年度土木学会論文集B3(海洋開発)」特集号(Vol.74,No.2)に投稿し受理された.また,土木学会全国大会に1編(平成30年度)、土木学会西部支部研究発表会(平成29年度)に2編に取りまとめて報告した.平成29年度は,護岸越波に対する風の影響を定量的に評価する手法の構築を目標に,不規則波に含まれる個々の波により生じる越波量の統計的諸量(平均値,有義値,最大値)と発生頻度に対する風速の影響を水理模型実験により評価することを目的とした.平成28年度と同様、越波流量に関わる要素として、相対護岸天端高,相対水深,入射波波形勾配,海底勾配を考え、これらのパラメータに風速を系統的に組み合わせた実験ケースを設定して越波流量の計測を行った(設定風速:0m/s8m/s.模型縮尺:1/25.有義波高:H1/3=0.11mと0.13m,有義波周期:T1/3=1.6sと2.0s).実験より,風速の増加に伴う越波量の増大割合は指数関数で近似され,式中の越波増加係数は護岸断面形状と波浪条件によって異なる値を取り,モデル係数と相関があることを示した.また,モデル係数に対する越波増加係数の増減特性は護岸断面によって異なり,直立護岸と直立消波護岸では,モデル係数の増加に伴い越波増加係数は減少傾向,フレア型護岸の越波増加係数は,モデル係数に対して増加傾向であることを示した.さらに,平均越波量比および有義越波量比は越波量係数とモデル係数を用いて推定できることを示した.これらの研究成果は「平成29年度土木学会論文集B3(海洋開発)」特集号(Vol.74,No.2)に投稿し受理されるとともに,土木学会全国大会に1編(平成30年度)、土木学会西部支部研究発表会(平成29年度)に2編に取りまとめて報告した.以上より,平成29年度の研究計画の内容は概ね実施できた判断し,達成状況は概ね順調と評価した.本研究は,越波および飛沫に対する風の影響を考慮した新たな護岸設計手法の構築を念頭に,風速に対する個々波の最大越波量,有義越波量および平均越波量の増加特性を水理模型実験で評価した.水理模型実験には、長さ15m,幅0.6m,高さ1mの風洞付きの二次元不規則波造波水路を用いた.直立