hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CIP有限体積法によるマイクロ・メソスケール大気環境数値シミュレータの開発研究

高性能マルチ・スケール大気環境数値モテルは自然災害、環境問題の評価または予測にとって欠かせない道具である。本研究プロジェクトにおいては、そのような数値計算モデルの構築にあたって、幾つか重要な問題ついて基礎研究を行い、次の方面に研究成果をあげた。1)圧力ベースのプロジェクション法に基づいた時間積分定式化を提案した。また、有限体積CIP法であるVSIAM3の離散手法を用いることによって保存且つ音波を含む圧縮・非圧縮性流体の統一解法を構築した。2)水平方向の離散化についてM-グリッドを提案した。離散式の分散関係に対する解析によると、MグリッドはArakawa系の差分グリッドより優れた数値分散性質を有している。さらに、Mグリッドは有限体積法の定式化に基づいたため、完全に保存している。3)マイクロ・スケール大気/海洋相互作用を直接シミュレートするために、新しい自由界面の追跡スキームとしてTHINC法を提案した。また、自由界面を含む成層流の計算コードを構築し、並列化を行った。4)地形処理をより高精度で取り扱うために、非構格子におけるCIPマルチモーメント計算法を開発した。任意三角形および四角形格子での三次または四次精度の移流スキームを提案し、更に特性理論に基づく浅水波モデル及び空気動力学モデルを開発した。5)全球モデルへの拡張に向けて、まず、Yin-Yang球面座標において高精度セミ・ラグランジアン移流スキーム、全球質量保存を保証する計算スキーム、semi-Lagrangian/semi-implicit球面浅水波モデルを開発した。次に、CIPマルチモーメント有限体積を用いた立方体球面投影座標、正20面体球面座標における全球モデルを構築した。浅水波方程式のプロトタイプモデルにおいて検証を行った結果、良好な計算結果を得られ、将来の発展性を示している。16年度においては、主にマイクロ・メソ大気数値計算モデルに関する基礎研究を行った。特に、次の方面に研究成果をあげた。(1)圧力ベースのプロジェクション法に基づいた時間積分定式化を提案した。この定式化は全てのマッハ数のながれに対して適用できる。これによって圧縮性と非圧縮性流体を統一的に解くことを可能にした。または、圧力を補助変数として扱い、オイラー方程式従来の保存性を保持することができる。更に、有限体積CIPであるVSIAM3の離散手法を用いることによって保存且つ音波を含む圧縮・非圧縮の統一解法を構築した。(2)CIP有限体積法は浅水波モデルと圧縮性非静力大気もデルに適用し、陽的な時間積分を使った場合も安定且つ計算精度の高い数値計算結果を得られた。ベンチマークテストにおいて既存のモデルと比較し、モデルの強靭性、数値分散の正確性などの面で優れた性質を持っていることを分かった。これらの結果からCIP有限体積の大気モデルへの適用性を確認できた。(3)大気数値モデルにとって非常に重要である移流過程に対しPRMスキームを提案した。PRMスキームは保存スキームであり、現在広く使われているPPMスキームに比べ、数値分散エラーは少ない、計算負荷は軽いなどの特徴を持っている。PRMスキームは本研究の目標であるマルチスケール大気数値モデルだけではなく、あらゆる流体数値モデルに適用できる。17年度においては、引き続きマイクロ・メソ大気数値計算モデルに関する基礎研究を行うと共に、自由界面を含む成層流計算コードの並列化や特性理論による高精度化、または非構造格子の導入などを行った。1)水平方向の離散化についてM-グリッドを提案した。離散式の分散関係に対する解析によると、MグリッドはArakawa系の差分グリッドより優れている。

2)自由界面を含む成層流をより効率よく計算するため、新たに自由界面の追跡スキームとしてTHINC法を提案した。これによって、従来の手法に比べ、計算精度に遜色のない高速計算が実現した。現在、計算コードの並列化は完成し、大規模シミュレーションの準備を整った。3)計算座標について、まず多重モーメントを用いて非構格子における高精度スキームを開発した。任意三角形および四角形格子での三次または四次精度の移流スキームを提案し、更にそれぞれのグリッドにおいて特性理論に基づく浅水波モデルを開発した。また、Cartesian座標系のもとでの地形処理について、部分体積やImmersed Boundary Methodを導入し、検証テスト計算を行った。平成18年度においては、数値計算モデルの改善と整備に重点を置き、次の方面において研究を行った。(1)セミ・ラグランジアン/セミ・インプリシトスキームを保存の性質を持たせる普遍的な数値定式化を提案した。従来のセミ・ラグランジアン/セミ・インプリシトスキームは格子点の値をモデル変数としているが、新しい手法では計算格子における体積分平均値を新たな変数として加える。これによって、点の値と体積分平均値の二種類のmomentをモデル変数となり、より高精度のMulti-moment補間を構築することができる。これに伴い、それぞれのmomentを独立に予報する必要がある。そこで、Multi-moment補間を用い、点の値は従来のセミ・ラグランジアン/セミ・インプリシト法の手順に従って更新する。また、メッシュ境界上に定義されている点の値が更新された後に、境界を通過するフラックスを計算する。よって、体積分平均値が簡単に求められ、数値的に保存の性質が保証されている。本定式化は、既存の任意セミ・ラグランジアン/セミ・インプリシト計算法に適用できる。これによって、従来の陽解法における時間積分刻みの制限が解消され、計算効率の改善を実現した。(2)気・液界面乱流構造及び物質・エネルギー輸送の直接数値シミュレーション為の計算モデルの改善と整備を行った。Poissonソルバーとして新たに代数多重格子法(AMG)を導入し、各種の数値テストにおいて計算精度と収束率について検証した。また、周期境界条件に関する動作も確認した。より高い並列計算性能を図るため、3次元の領域分割を行った。さらに、地球シミュレータにおいてコードのチューニングを行い、気・液界面乱流構造の大規模数値シミュレーションの準備を行った。
ＲＹＲ１遺伝子変異により多様な病理像を示すミオパチーの新たな疾患概念確立の研究

先天性ミオパチーは筋病理所見の特徴から分類されるが、既病型に分類できない「多様な筋病理所見を示すミオパチー」を対象とし、RYR1遺伝子解析を実施した。ヘテロ接合型変異12例、複合ヘテロ接合型変異7例を同定したが、とくに後者の臨床像は類似性があり、呼吸障害、眼球運動制限や外眼筋麻痺を認めた。また、成長に伴う筋力改善や発達獲得という特徴も認めた。遺伝子変異は、片側アレルにナンセンス、欠失、スプライシング異常を呈する例を多く認めた。「多様な筋病理所見を示すミオパチー」で、RYR1遺伝子変異は考慮すべき候補遺伝子であると考えられた。先天性ミオパチーは、生直後より全身の筋力・筋緊張低下、発達遅滞、呼吸・哺乳障害を示す疾患で筋病理の特徴から病型分類がされる。複数の原因遺伝子が明らかになっているが、半数例は遺伝子同定されていない。今回は既病型に分類できない「多様な筋病理所見を示すミオパチー」を対象としRYR1遺伝子解析を行った。対象は当センター筋レポジトリーに登録されている症例から抽出し、RYR1ヘテロ接合型変異12例(診断年齢4.9歳)、複合ヘテロ接合型変異7例(診断年齢1.6歳)を同定した。ヘテロ接合型変異例では、筋力・筋緊張低下の他、軽度発達遅滞(6例)、呼吸不全(3例)、経管栄養(3例)、側彎(3例)、多関節拘縮(2例)、眼球運動制限(1例)等を伴っており、類似性に乏しく不均一な疾患群を呈していた。病理学的には軽度の筋線維大小不同およびtype1線維萎縮、特異的構造異常を認める例もあった。一方、複合ヘテロ接合型変異例では、重度の筋力・筋緊張低下、呼吸障害のため新生児期からの呼吸管理が行われており(6例)、頚定が平均8ヵ月(3-4ヵ月)と粗大運動の遅れを認めた。しかし以後の筋力改善や発達獲得が著しく、3例で歩行獲得例があった。眼球運動制限、外眼筋麻痺を認める例も3例あった。病理学的には、ネマリン、内在核、コア構造等の特異的所見が複数混在して認められた。複合ヘテロ接合型変異例では、臨床、病理ともに類似性を有し、遺伝子変異として片側アリルにナンセンス、欠失、スプライシング異常を有する例を多く認めた。「多様な筋病理所見を示すミオパチー」例の中のRYR1複合ヘテロ接合型では、臨床、病理、遺伝学的に類似性を有しRYR1は考慮すべき候補遺伝子であることが明らかとなった。またRYR1変異が同定されなかった例で他の候補遺伝子の解析を行ったが、解明には至らなかった。引き続き次世代シークエンス等による検討を行う。先天性ミオパチーは、生直後あるいは乳児期早期より全身の筋力・筋緊張低下、発達遅滞、呼吸・哺乳障害などを示す遺伝性筋疾患で、筋病理所見の特徴から病型分類がされる。複数の原因遺伝子が明らかになっているが、約半数の例で遺伝子の同定がなされていない。今回は既病型のいずれにも分類できない『多様な筋病理所見を示すミオパチー』を対象とし、RYR1遺伝子の変異解析を行った。対象は当センター筋レポジトリーに登録されている症例から抽出し、RYR1ヘテロ接合型変異12例(診断年齢4.9歳)、複合へテロ接合型変異7例(平均1.6歳)を同定した。ヘテロ接合型変異例では、筋力・筋緊張低下のほか、軽度発達遅滞(6例)、呼吸不全(3例)、経管栄養(3例)、側彎(3例)、多関節拘縮(2例)、眼球運動制限(1例)などを伴っており、類似性に乏しく不均一な疾患群を呈していた。病理学的には、軽度の筋線維大小不同およびtype 1線維萎縮、特異的な形態構造異常所見を疎らに認めた。一方、複合へテロ接合型変異例では、重度の筋力・筋緊張低下、呼吸障害のため新生児期からの呼吸管理が行われており(6例)、運動発達でも頚定が平均8ヵ月(正常3-4ヵ月)と粗大運動の遅れを認めた。病理学的には、ネマリン、内在核、コア構造等の特異的な所見が複数混在して認められた。複合へテロ接合型変異例では、臨床、病理像ともに類似性を有していた。遺伝子変異の特徴として、片方のアリルにナンセンス、欠失、スプライシング異常を有する例を多く認めた。

『多様な筋病理所見を示すミオパチー』例の中のRYR1複合ヘテロ接合型では、臨床的、病理学的、遺伝学的に類似性を示し、RYR1は考慮すべき候補遺伝子であることが明らかとなった。当該年度は『多様な筋病理所見を示すミオパチー』症例を、センター筋疾患研究資源レポジトリーから抽出し、これら症例のRYR1遺伝子解析を行う予定とた。この遺伝子解析結果に基づき、次年度、1)本病型の遺伝子変異ー病理像ー臨床像の全体像、2)遺伝子変異の種類や位置と臨床像の特徴について明らかにすることを目標としていた。対象となる症例の抽出を行い、筋病理標本から、再度、顕微鏡下でa)2峰性の筋線維大小不均等、b)内在/中心核の存在、c)コア・ロッド構造、d)ネマリン小体様沈着物、といった病理所見を確認し、対象症例としての妥当性を評価した。そのうえで、対象症例に対してRYR1遺伝子全106エクソンのシークエンスを実施し、ヘテロ接合型変異12例、複合へテロ接合型変異7例を同定しえた。これらの遺伝子変異の特徴、病理学的所見の特徴、臨床像を確認し、当該年度の成果としてまとめた。ほぼ目標通りの進行状況であったといえる。次年度は、これらRYR1変異群の結果に基づき、蛋白等の分子生物学的な解析や、臨床的な血液、画像検査等についても言及し、他の病型との関連・相違や、悪性高熱との関連、さらには既報告の典型像との相違についても考察を行う予定である。。また本研究にてRYR1変異例が同定されなかった場合、対象症例である『多様な筋病理所見を示すミオパチー』から、次世代シークエンスを用い新たな候補遺伝子検索を予定していた。RYR1変異例が存在したため、その解析までには至っていないが、RYR1変異が認められなかった例では、追加候補遺伝子が考慮されればその解析を行い、また次世代シークエンスによる新たな候補遺伝子の検索をも検討していく。当該年度の解析結果に基づき、臨床的な検査、画像検査等を含めた臨床情報との連結を行い、本病型を一つの疾患群として分類可能か否か検討する。臨床的にどのような特徴があるかをまとめるなかで、本疾患の同定にあたり特異性が高い臨床所見、検査所見の有無について検討する。これらの成果をまとめあげ、その結果を国内外の学会にて発表を行い、さらに論文投稿へとつなげ、広く情報発信を行う。また種々の情報収集のなかで、RYR1遺伝子以外の原因遺伝子の可能性があれば、それらについての解析をも行い、本疾患との相違についての検討をすすめたい。追加解析候補例に対して、RYR1遺伝子解析を行う予定であり、その解析にかかる試薬等に次年度の研究費用をあてる。また新たな候補遺伝子が挙げられた場合、その解析をも行う予定である。これらの試薬代等に研究費を使用する。また国内外の学会発表にかかる旅費や学会参加費、論文投稿での諸費用などにも研究費を使用する予定である。
19世紀イギリス公益事業のインフラ整備・保有・運営形態とその変化要因に関する研究

本研究では、19世紀イギリスの道路、運河、郵便、鉄道、電信の各公益事業を取り上げ、まず各事業の経営発展を分析し、次に事業構造の視点からインフラの整備・保有・運営形態とその後の変化および要因を明らかにした。経営発展と事業構造の変化には関係性が見られたが、事業の性質、発展段階、経営状況により事業間で対応に違いが見られた。また、政府・議会は、事業の性格や経営環境を踏まえ、適合的な政策を選択していた。鉄道事業については、産業革命の末期に当たる1820年代中頃から本格的な発展を開始した。鉄道の発起・設立・建設・運営は、議会設立法に基づき民間資本がイニシアティブをとり、政府が関与することはほとんどなかった。鉄道会社の事業構造については、当初「オープン形態」が採用されていたが、1830年代以降、次第に「クローズド形態」の方向へと移行することとなった。この過程で、線路保有主体(=鉄道会社)と輸送主体(=輸送会社)との間には、輸送方法や料金設定などをめぐる問題を引き起こし、例えばグランド・ジャンクション鉄道とピックフォード社(陸運会社)との間で訴訟問題にまで発展した。こうして、鉄道の独占が問題となり、1840年代以降、鉄道事業に対する政府や議会の関与が次第に強化され、1844年に国有化条項を含む鉄道規制法が制定された。電信事業については、鉄道事業と同様に民間資本により発起・設立・建設・運営されていた。当初は民間資本により多数の電信会社が設立されたが、1850年代に入ると35社に集約された。利用料金は高額に設定され、他の電信会社を経由するたびに料金は上乗せされていた。このため、利用者から一律料金制度の導入や電信国有化の請願が提出され、1868年に国有化法案が制定されることとなった。このように、鉄道や電信事業は、民間資本のイニシアティブの下に発起・設立・建設・運営されたが、発展に伴い独占の問題が明らかとなり、政府・議会の関与が強化されることとなった。しかし、関与の手法や程度は異なり、電信事業は国有化され、一方鉄道事業は国有化されることなく規制により対応がなされた。つまり、政府・議会は、各事業が置かれた経営環境や事業の性格を前提として、それに適合的な政策を選択していたのである。したがって、各公益事業の経営発展および政府政策(政府や議会の関与)を個別に分析することが、極めて重要であると考えられる。19世紀前半におけるイギリス公益事業の形成・発展は、基本的に民間のイニシアティブにより行われた。しかし、20世紀初頭の公益事業における国家・地方政府の所有する割合は、鉄道が0%、電信が100%、水道が80%、電力が72%、トラムが56%、ガスが29%となり、事業間でばらつきが見られた。イギリスの鉄道事業は、19世紀を通して民間のイニシアティブに基づき発起・設立・建設・運営が行われ、議会や政府の介入は運賃規制や郵便・軍隊輸送などに限られていた。しかし、鉄道会社を事業構造の視点から分析すると、オープン形態(上下分離形態)、中間形態、クローズド形態(垂直統合形態)の3つの形態が存在し、時代とともに変化が見られた。鉄道会社は、基本的に垂直方向(中間形態からクローズド形態への移行)と同時に、水平方向(相互乗入れや路線延長)・多角化(サービスの多様化)という3つの方向に沿って成長・発展した。例えば、グランド・ジャンクション(GJ)鉄道の場合、当初は中間形態を採用し、鉄道会社だけでなく他社も輸送を行うことが可能であった。しかし、GJ鉄道の取締役や経営幹部は、自ら独占的に輸送業務を行うことが成長性、組織的効率性、コスト優位性等の面で望ましいと判断し、外部の輸送業者を排除する取り組み(すなわちクローズド形態への移行)を開始した。こうして、輸送業者ピックフォードとの間で訴訟問題に発展し、裁判所は独占的であると判断した。本研究では、GJ鉄道によるクローズド形態への移行の取り組みが、単なる技術的必然性ではなく、経済的側面から主体的・計画的に進められたことを実証的に明らかにした。一方、電信事業など他の公益事業は、次第に国家や地方政府の所有に移行していった。鉄道事業と他の公益事業との相違は、各事業の位置づけや発展段階、企業規模、企業数、独占と規制の状況、議会への影響力等が関係したと考えられる。イギリスと東京において史資料の調査および収集を実施し、平成23年度に予定していた基礎的な史資料の収集についてはおおむね順調に行うことができた。一方、本研究は新たに開始した研究であり、収集した史資料(鉄道会社の取締役会議事録や株主総会議事録、報告書など多くは手書きである)の整理および分析に時間を要しているため、やや遅れて研究を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の前半は、前年度に収集した史資料の分析を鋭意進めることとする。また、本年7月7日には、鉄道史学会関東例会において報告を行う予定である。

これまでの成果の報告を行い、広く指摘を受け、後半の研究に反映させることとする。さらに、夏季休業を利用して、本年度に予定している史資料(特に、鉄道会社と輸送業者との輸送をめぐる問題に関する訴訟関連史資料)の収集を行う予定である。平成24年度の後半は、引き続き史資料の分析を進め、特に鉄道のインフラ整備・保有・運営形態とその変化要因について明らかにすることとする。この過程で、再度学会報告を行い、客観的な視点からの評価を受け適宜修正した上で、最終的には報告書にまとめることとする。24年度が最終年度であるため、記入しない。
強相関電子系における電子ネマティック相と非従来型超伝導の研究

当該年度は主にトポロジカル近藤絶縁体の候補物質であるYbB12に関する研究を行い、以下の成果を得た。(1)パルス高磁場測定により、近藤絶縁体YbB12における量子振動を磁化(de Haas-van Alphen効果)および電気抵抗率(Shubnikov-de Hass効果)の両方について観測した。量子振動は金属のフェルミ面を観測する手法として知られており、従来絶縁体中では観測されないとされてきた。特に電気抵抗率における量子振動が観測された例は本物質が最初であり、YbB12は磁場中で特異な電子状態を示すことが明らかにされた。(2)極低温熱伝導、および比熱測定を行い、系にフェルミ粒子的な準粒子励起が存在することを観測した。このような励起は通常金属中のみにみられる現象であるにも関わらず、YbB12においては金属のそれと同程度の熱伝導率を示すことが分かった。実際、Wiedemann-Frantz則が数万倍破れていることが明らかになった。このことは、電荷は運ばないが熱を運ぶことが出来る中性フェルミオンが系に存在することを示唆してる。(3)米国カリフォルニア大学バークレー校に半年間滞在し、収束イオンビーム法を用いて厚さ数ミクロン程度のマイクロデバイスを作成した。その結果、試料形状を薄くすることによって、残留電気抵抗率が試料薄さに比例して小さくなることが明らかになった。このことは試料表面に2次元的な金属状態が存在することを示唆しており、この系において提唱されているトポロジカル表面状態が実現している証拠となり得る。当該年度は近藤絶縁体に関する研究を行い、上記(1)(3)の成果を挙げることができた。このうち、(1)は論文掲載済みであり、(2)については論文投稿中である。(3)については準備段階であるが、関連する口頭発表を行っている。以上の状況から、当研究はおおむね順調に進展していると判断する。YbB12の熱伝導率およびネルンスト係数の測定を、量子振動が観測されている高磁場域まで行う。これによって、中性フェルミオンと量子振動との関係性について新たな知見を得ることを目指す。さらに、作成したマイクロデバイスの高磁場輸送測定を行い、観測された表面伝導がトポロジカル表面状態に起因するものであるかを磁気抵抗、熱電係数などから検証する。
小型・高効率を実現する複合遊星歯車機構

本研究では小型・高効率・高減速比の新しい複合遊星歯車機構を提案した。提案する減速機は内歯車もしくは太陽歯車を持たないため設計上の制約条件を緩和することができ、ほぼ任意の減速比を実現できる。また従来は難しかった極めて大きな減速比も実現できる。具体的には、キャリアを入力とする2K-H型複合遊星歯車機構の4種類の異なる構成を提案し、減速比1/135および1/405の減速機の製作を行った。また歯車の転位を利用し、減速機の効率を最大化する最適化問題として最適な転位係数を求める手法を提案した。さらに減速機の効率と減速比の関係を明らかにした。最終的に減速比1/95、効率96.5%の減速機の設計を行った。本研究では,小型・高効率・高トルク・高減速比の新しい複合遊星歯車機構を提案し,実証することを目的としている。提案する複合遊星歯車機構は,内歯車を持たないため同軸条件を考慮する必要がなく,設計上の制約条件を緩和することができるため,ほぼ任意の歯数の歯車の組み合わせで複合遊星歯車機構を構成することができる。歯車の歯数の組み合わせにより,従来の複合遊星歯車機構では得られない極めて大きな減速比を実現することができる。平成27年度は,1/1001/1000の減速比における歯数の組み合わせについて,体積当たりの減速比が極大となる組み合わせを数組抽出し、その中から1/150の減速機構の設計および製作を行った。製作した減速機の駆動試験を行い所望の減速比が得られることを確認した。設計においては,減速比に加え,体積,歯車強度を考慮した。また,提案する構成の理論効率を明らかにした。さらに,歯車の転位を利用してこれを最適化する手法を提案した。これらの検討を通して,高い動力伝達効率を得るために基礎となる歯車対の基準効率に非常に高い値が必要になること,および,要求される基準効率を実現するためには固体潤滑を検討する必要があること,などの課題が明らかになった。歯数の組み合わせについて,体積当たりの減速比が極大となる組み合わせを数組抽出し、その中から1/150の減速機構について,体積・歯車強度も考慮しつつ,設計および製作を行っている。また,製作した減速機の基礎駆動試験を行っている。さらに,減速機構の効率を向上させる手法の提案を行っており,当初の予定通りの進捗がみられる。平成27年度までに,試作した1/150の2K-H型減速機構において高い動力伝達効率を得るためには,基礎となる歯車対の基準効率に非常に高い値が必要になること,および,要求される基準効率を実現するためには固体潤滑を検討する必要があること,などの課題が明らかになっていた。平成28年度は,機構の見直しを行い,基準効率を向上させる構造を新たに考案した。さらに,その理論効率の導出および転位を利用した効率最大化手法を開発し,関連特許2件を出願した。同手法を用いて,理論効率97%の1/95の減速機構および理論効率94%の1/198の減速機構の設計を行った。まず,比較実験として従来の減速機構を用いて,様々な動作点における動力伝達効率,バックラッシ,角度伝達誤差を測定する。提案する減速機構とこれらの減速機構の定量的な比較を行い,提案する減速機構の優位性を明らかにする。次に,減速機構の動力伝達効率の向上に取り組む。基準効率の向上策として,歯面における二硫化モリブデンとチタンのコーティング処理を検討する。また,現在の歯車機構の基本構造を踏襲しつつ,効率を向上させる構成を複数検討する。検討に当たっては,高速入力に対応可能な構造とする必要があることに留意する。並行して,減速機構のバックラッシの低減に取り組む。バックラッシは,減速機構をロボットの関節に用いる場合に,エンドエフェクタの制御精度に直接影響を及ぼすため,大きな問題となる。バックラッシの低減のため,ノーバックラッシギヤを用いた複合遊星歯車機構を構成し,バックラッシ量の低減効果の検証を行う。さらに,トルク容量を考慮した最適設計問題に取り組む。減速比が大きくなると相対的に出力軸に伝達されるトルクが大きくなるが,平歯車の歯の曲げ強さとピッチ円半径から許容伝達トルクが決定される。

提案する複合遊星歯車機構では,歯車強度の観点からは,各歯車の半径をなるべく近づけて,加わるトルクをできるだけ均一化することが望ましい。一方で,遊星歯車はそのピッチ円半径が小さいほど太陽歯車の周りに配置できる数が多くなり,トルクを分散して負担させることができる。したがって,トルク容量を一定に保ちつつ減速機構の体積をできるだけ小さくするために,両者を考慮した最適設計のプロセスを明らかにし,設計例をとして減速機の設計・製作を行う。さらに,数値シミュレーションにより歯車の応力・ひずみ解析を行い,機構の最適設計に知見を反映させる。モデルと実験の両面から,提案する複合遊星歯車機構の諸性能を明らかにする。モーションコントロール
片側性の咀嚼習慣に関する研究

片側性の咀嚼習慣を検討するに当たり、個性正常咬合を有する被験者の検討を行う前に、強度な片側咀嚼を行っている被験者の検討を行った。今回用いた被験者は、顎口腔系に機能異常および歯牙欠損を認めないが下顎骨の左右非対称を認め、強度の片側性の咀嚼習慣を持つ被験者を3名用いた。実験ははじめに各被験者の左右側咬筋における筋活動の左右非対称性指数(AI値)の計測を行った。その結果、各被験者ともに習慣性咀嚼側とAI値における対称性が一致し、顎機能異常や歯牙欠損がない場合でも習慣性咀嚼側により左右側咀嚼筋活動に差を認める可能性が認められた。また、同時に咬合力測定用感圧紙デンタルプレスケールおよびプレスケール解析用コンピューターであるオクルーザーを用いて、左右側歯牙の咀嚼力の差を検討した結果、AI値の結果と同様に習慣性咀嚼側が対側に比較して咬合力が大きい傾向を認めた。次に各被験者の咬合平面と平行な位置でX線CTの撮影を行い、得られた画像をコンピューターにスキャナーを用いて、画像データーとして取り込み左右側咬筋の計測を試みた。その結果、左右側咬筋の幅計および長計はいずれの被験者においても、習慣性咀嚼側が対側に比較して大きい傾向を示した。しかし、咬筋の断面積の計測は、咬筋と周囲軟組織との境界を画像解析において判別することができなかった計測不可能であった。ためることで全歯にわたって今後、正常咬合を有すると考えられるもの中で、習慣性咀嚼側を有する場合でも左右側咬筋に形態的差を生じるかを検討すると同時に、筋繊維量の違いを検討できる咬筋断面積の計測が可能となるよう、CT撮影条件の検討を行い、習慣性の咀嚼習慣が顎口腔系におよぼす影響を検討していく予定である。
キリスト教の起源―初期キリスト教におけるマタイ福音書受容史から見た一断面

当該年度は、当初の計画に基づき、また、前年度の研究実績(マタイ28:16-20を中心とした釈義的分析から、マタイ福音書の「キリスト論」について明らかにした)を踏まえ、二度にわたって国際学会での研究発表を行った。上記のとおり、当初計画における当該年度の研究目標については概ね達成することができた。研究の最終目的であるマタイ福音書受容史そのものについては、資料収集や他の研究者との意見交換を経て、研究発表の準備を進めている段階にある(詳細は次項を参照)。当該年度において見出した研究方法に沿って、マタイによる福音書の受容史を、すでに入手した資料や二次文献の整理と分析を行うとともに、写本や、使徒教父文書における引用といった一次資料の分析を通して明らかにすることを試みる。これらを経て、2020年3月に行われる日本聖書学研究所の月例会にて研究発表を行う(当初計画の2019年9月・日本新約学会での発表から変更)。本研究は、新約聖書・マタイによる福音書の受容史を扱うことにより、キリスト教という宗教の起源についての学術的な探求に寄与することを目的とするものである。当該年度は、当初の計画に基づき、マタイ福音書受容史の解明にあたっての鍵となると見通される、同福音書のキリスト論の特徴を見出すことを試みた。そのため、同福音書の結語の位置にあるマタイ28:16-20の釈義的な分析を行ったが、それは、この箇所が同福音書のキリスト論を総合する意図に基づくマタイの編集によって構成されているからである。結果として、キリスト教が、母体となるユダヤ教という一個の宗教から分離して成立したという線形的な理解では、マタイ福音書のキリスト論の特徴を捉えきれないことを改めて見出した。そして、同箇所のうち、キリスト教の中心的教義である三位一体論の聖書的根拠として扱われてきた、マタイ28:19bの三称定式(Triadic Formula)が、同時代のユダヤ教、なかでも第二神殿期に成立したと考えられる「二神的一神教」の枠組みから理解可能であることを論証した。このことは、マタイ福音書成立時点において、「ユダヤ教」と「キリスト教」が、確立した宗教主体同士として対立関係にあるのではなく、流動的な境界線をめぐって反発し、影響を与え合いながら自己形成していく過程にあることを示していると考えられる。すなわち、今後、本研究の目的に向かってマタイ福音書受容史を解明していくにあたって、初期キリスト教文書と同福音書の関係を、キリスト論という指標において評価するという、研究上の視点を得ることができた。また、国際学会への出席を通して、マタイ福音書の位置づけに関しては学界において極めて高い関心が寄せられており、とくに、上記のような、マタイ福音書の成立を、ユダヤ教およびキリスト教の形成過程に置くという見解に支持が広がっていることを確認した。上記のとおり、当初計画における初年度の研究目標については概ね達成することができた(ただし、業績公表という点において、学会発表および討議をもとにした論文については、発表を予定していた紀要の編集側の事情により、当該年度内に設定された締切までに原稿を受理されながらも、本報告時点においてなお編集継続中、近日刊行予定である。当該論文については次年度の研究実績として報告を行う予定である)。研究の最終目的であるマタイ福音書受容史そのものについては、資料収集や他の研究者との意見交換の段階にある。当該年度において見出した研究方法に沿って、マタイによる福音書の受容史を、写本や、使徒教父文書における同福音書の引用の分析を通して明らかにすることを試みる。すでに入手した資料や二次文献の整理と分析を行う。また、マタイ福音書受容史の比較対象として、マルコ福音書の受容史や、ミシュナーの成立についても概観するために資料収集を行う。また、研究方法の精緻化のための議論や最新の研究動向の把握のため、国際学会へ出席し、研究発表を行う。台湾での国際学会が2018年3月に予定されていたが、2018年10月に延期となったため。国際学会出張(とくに台湾)費用を、開催校のご配慮により非常に安価に抑えることができたことと、資料を吟味して収集していることにより、未使用分が生じた。今年度(2019年度)の国際学会出張費および、継続している資料収集において使用する予定。
アメリカ文化史における女性の政治的イメージの変遷の研究 18世紀末の「建国の母」から20世紀半ばの「フェミニン・ミスティーク」まで

本研究は、アメリカ建国期から20世紀半ばに至るまで、アメリカ文学に描かれた女性像とその文化や思想との関わりを捉えることを研究主眼とした。研究手法として特定の作家や作品を扱うのではなく、ある事象や関心を共有するテクストを純文学、大衆文学、ユートピア小説等、幅広く研究対象とし、またS・ウェア・ミッチェルなど著名医師による小説や女性参政権運動家による自費出版の小説など文学史上はあまり知られることのない作品などを取り上げた。また新聞雑誌の記事や広告も分析することで、社会や文化全体を見渡す視野を得るよう試みた。研究成果は4つの論文である。扱った時代とジャンルおよび作品は、18世紀末建国期の誘惑小説、19世紀半ばから世紀末にかけて「アメリカの病」といわれた神経衰弱をモチーフにした小説、19世紀末のユートピア小説、20世紀初頭の南部社会を描いたウィリアム・フォークナーの『死の床に横たわりて』である。各時代に現れた女性像は同時代の思想やイデオロギー(建国期の共和政体、社会進化論、フロイト思想など)と結びついており、正と負のしばしばステレオタイプ化された女性イメージが同時代の文化の中に並存した。建国期の「建国の母」と「コケット」、19世紀末の「家庭の天使」と「病(そして狂気)の女」がそれである。19世紀末のフェミニストはこうした女性イメージを超克するものとして「優生学的な母性」を創出したが、これは優生学に影響を受けた学問や思想、公衆衛生改革が浸透した20世紀初頭には「科学的母性」という女性像へと変貌した。1920年代、大衆化されたフロイト思想が流行し、子供の精神や心理に及ぼす母親の影響が強調され、全米母親会議などが提唱する健康的な母性が社会の規範となる時代に、その反転像となる母親像をフォークナーはその小説の中に描いた。「アメリカ文化史における女性の政治的イメージの変遷」の研究の第一年目である今年度は、19世紀後半アメリカの神経衰弱の女性のイメージの研究を主眼とした。「神経衰弱」(neurasthenia)に関しては、19世紀後半の英米社会で神経のはやり病として流行したという事実は知られていたが、それが文化におよぼした影響についてはあまり考察されてこなかった。神経衰弱を詳述した医学的な書物としてはGeorge M Beard, American Nervousness(1881)が著名であり、この病にかかった女性を描いた文学作品としてはCharlotte Perkins Gilman,"The Yellow Wallpaper"(1892)がよく知られているが、両者が同時代の言説の中でどのように結びついていたのかに関する研究は従来あまりなされていなかった。そこで本研究ではこの病の文化的イメージを19世紀後半の新聞・雑誌の中に探ることから始めた。またGilman以外にこの病を描いた虚構作品をいくつか探すことで、より多くの資料からこの病の全体像を構築することを目指した。病としては定義が定まらず曖昧なままにとどまったこの病の台頭には、伝統的な臨床医からダーウィニズムの洗礼をうけた新しい神経の専門医へと医学の勢力が傾いていくという時代背景があった。主として都会に住み専門職に携わる白人男性がかかる病とされる一方で、変動する世紀末社会の不安の中で階級や性差にかかわる他者のイメージを帯びることにもなる。そうしたイメージ構築には神経の著名医の抱く他者へのステレオタイプが大きく影響した。この病のイメージとその文化への広がりに関する研究成果を一つの論文にまとめた(3月発行予定)。

「アメリカ文化史における女性の政治的イメージの変遷」の研究の第二年目である今年度は、19世紀末と20世紀初頭の二つの時代の母性像を探ることを主眼とした。前者の19世紀末においては当時の流行の文学ジャンルであったユートピア小説、とくにフェミニスト・ユートピア小説に表れた母性像に注目し、後者の20世紀初頭においてはウイリアム・フォークナーの小説『死の床に横たわりて』に描かれた母性像に注目して、それぞれの母性像が同時代のいかなる政治的・社会的言説と結びついて構築されたものであるかを考察した。前者では、19世紀末において理想郷としてのユートピアの原理となった優生学思想が当時の国家的航路探検の中で起こった北極ブームと結びつくさまが浮かび上がり、母性イメージの研究のみならず文化史研究としても興味深い知見が得られた。また後者では、優生学の台頭の中で登場してくる社会改革運動(社会浄化運動、環境衛生運動、全米母親会議など)の中で描かれた理想的母親像(当時は「科学的母性」と呼ばれた)の反転像としての母性をフォークナーの小説の中に検証した。この成果をそれぞれ論文にまとめた。今後は18世紀末の建国初期のアメリカで思い描かれた理想的母性(「建国の母」と呼ばれている)を当時の小説、新聞、雑誌等から探り、この母性と同時代の「感性」(sentiments, sensibillty)の文化とがイデオロギー的に結びついていく過程に焦点を当てる予定である。「アメリカ文化史における女性の政治的イメージの変遷」の研究の最終年である今年度は、18世紀末アメリカ建国期の小説、雑誌に繰り返し描かれた「コケット」「誘惑者」「伊達男」など紋切り型の人物の表象が同時代の感受性の文化の中でどのように構築されたか、また小説や雑誌が共和制のイデオロギーをアメリカ市民に訓育する教育装置であったことを考察した。建国期に書かれた『共感の力』や『コケット』といったアメリカ小説は、旧宗主国イギリスで18世紀半ばに成立した誘惑小説の形式と主題を受け継いでいる。誘惑小説のアメリカへの流入はイギリス伝来の感受性文化をもアメリカに持ち込むこととなったが、上記の二小説には感受性の概念そのものがアメリカの文脈において変容され練り直されていく過程が刻印されている。イギリスでは主として中産階級の男性の道徳的優位性を示すものであった感受性は、アメリカにおいては階級やジェンダー、さらにはアメリカの社会事情を反映して人種にも関わらない普遍的な感覚として小説では描かれ、特に他者の苦境に対する共感、すなわち共和制国家の建設の基礎となる道徳心として描かれる。「コケット」や「誘惑者」などの登場人物は、読者に一定の反応を喚起させるべく造型されており、小説や雑誌などの活字媒体は定式化された共和制アメリカの感受性の文化へと読者の参入を促す教育装置であったといえる。こうした共和制のイデオロギーと感受性文化の関わりを当時の雑誌『マサチューセッツ・マガジン』、『ボストン・ウィークリー・マガジン』の中にも跡づけた。この考察の成果を論文に纏めた(論文は来年度出版予定の本に掲載される)。
異方的d波超伝導を用いたニューロ型多入力デバイスの開発

本研究の目的は異方的d波オーダパラメータをもつ酸化物高温超伝導体と等方的なs波オーダパラメータをもつ金属超伝導体のジョセフソン接合、トンネル接合のアレイを作製し、新しいニューロ型超伝導デバイスの開発を行うことを目的としている。異方性が存在すると、トンネル電流、ジョセフソン電流が接合界面と高温超伝導薄膜の結晶軸のなす角度に大きく依存する。これについては計算シミュレーションを行った。実際の高温超伝導体と金属超伝導体の接合の作製技術はこれまで確立したものはなく、研究は良質な高温超伝導体薄膜(YBa_2Cu_3O_7(YBCO),Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>(Bi-2212))の堆積、Nb, MgB2の薄膜の成長からスタートした。特に異方的超伝導体の応用として有望なBi2212は、薄膜成長そのものの作製技術も確立していなく、パルスレーザアブレーション法により堆積時の基板温度、酸素ガス圧、また熱処理条件を精密に制御することにより、転移温度Tcが70K-80KのBi-2212薄膜が得られる条件を確立した。またMgB_2の薄膜の堆積については、高温におけるMgの昇華を抑えるキャップ法を開発し、良質な膜が得られた。接合作製については、2つの膜を直接接触させたYBCO/Pb接合,Bi-2212/MgB_2接合では良好な接合が得られなかった。2つの電極間に極薄のAg膜をin-situで挿入させることにより、Bi-2212/Ag/MgB_2の接合を作製することに成功した。その結果、ギャップ構造、アンドレーフ反射を反映する準粒子トンネル電流が観測され、Bi-2212およびMgB2の超伝導ギャップ状態について重要な情報が得られた。しかしジョセフソン電流については、残念ながら観測にまで至らなかった。走査SQUID顕微鏡による観測はバイクリスタル基板を用いた接合では、d波特有なフラクショナル磁束量子が観測されたが、アレイ接合については良好な試料作製までには至らなかった。
中近世キリスト教世界における宗教と暴力－対立と和解のポリティクス－

本研究は中近世のキリスト教世界を対象に、これまで地域やテーマごとに個別的に行われてきた「宗教と暴力」に関する諸問題を総合的に比較考察することにより、「宗教と暴力」に関わる歴史的事象が中近世キリスト教世界の社会構造を規定し、同時に、それが社会変動を引き起こす大きな要因になったことを解明することを目的とする。そのために、本研究では、次の3つの問題系に焦点を合わせ、共同研究を行う。1.宗教が他者の排除を目的として暴力を正当化する場合(聖戦思想の形成、十字軍、異端処罰など)、2.宗教が暴力を阻止し、和解のために機能する場合(寛容思想の形成、異教徒との共生、魔女裁判での和解など)、3.宗教が国家の利害に奉仕し暴力を容認する場合(近世ヨーロッパの宗教戦争、フロンティア地域での布教など)。これらの問題を考察することで、中近世キリスト教世界における「宗教と暴力」の相互関係とそれが社会構造の形成と変容に与えた影響を明らかにする。以上の目標に向かい、今年度は、分担者による研究会を3回開催した。初回は、分担者全員が自身の研究計画に沿って「宗教と暴力」に関するテーマについてそれぞれ報告し、今後の研究の方向性を確認した。第二回目は、「近世の魔女と暴力」をめぐるワークショップを行い、そこで魔女迫害と暴力がいかにヨーロッパ近世世界での「宗教と暴力」の問題と深く関わるものであるかを確認した。第三回目は中近世ロシアの宗教と暴力、十字軍と暴力についての分担者が報告する研究会を開催した。これらの研究会を通じて分担者が共同で討議し、今後の自身の研究をどのように展開するか話し合った。また数名の分担者が研究費で海外渡航し資料収集を行い、研究計画に沿って自身の研究を深めることができた。当初予定していた3回の研究会を開催し、各分担者が自身のテーマについて予定通り深めることができた。同様に、年に数回の研究会を開催して相互に討議を重ねていく予定である。
乾性沈着により東シナ海域に供給される鉱物粒子の性状及びフラックス

黄砂粒子は東シナ海を横断する際に海塩との結合により大きくなることが確認された。地上へ落下した黄砂粒子は中国沿岸ではほぼ鉱物のままであるが、九州西岸では海塩・硫酸塩・硝酸塩・塩酸塩を含んだ粒子へと変化していた。その結果、九州西岸での鉱物落下フラックスは数十数パーセント大きくなることが分かった。水溶性鉄は僅かに検出されたが、それらが粒子中の塩類に関わることは確認されなかった。また、比較的小さい黄砂粒子中の鉄の量が多く、大きい黄砂粒子中にカルシウムの量が多くなる傾向があることが分かった。研究実施の準備について:(1)設備の購入、点検、校正を行い、観測と分析などを計画した。(2)中国海洋大学(中国山東省青島市)にて、平成22年春黄砂時の乾性沈着粒子の採集について実施方法と計画の打合せを実施した。また、採集の方法とサンプルの保存などについて現場指導を行った。(3)中国鉱業大学(中国北京市)にて、サンプルの分析及び北京でも黄砂時の乾性沈着粒子の採集について研究打ち合わせを行った。(4)複数の学会において、本研究に関する研究発表を行った。研究の実施について:粒子の採集:平成22年3月から熊本県天草市大江町民広場と,中国山東省青島市海岸近くの建物屋上でそれぞれ数回行った。平成22年5月現在も黄砂の発生状況に応じて実施している。粒子の分析:粒子の分析は熊本県立大学において電子顕微鏡を利用して随時に行っている。中国でのサンプルの分析は平成22年6月に始まる予定である。観測の実施について:(1)平成22年4月から6月末まで熊本県天草半島の西海岸大江町民広場と中国東部の沿岸都市青島市(中国海洋大学構内)において黄砂の乾性沈着サンプルの採集と、浮遊粒子状物質濃度の計測を行った。平成23年2月からもサンプルの採集と濃度の計測を続けている。(2)平成22年9月にJAMSTECの海洋観測船淡青丸が沖縄周辺において海洋調査を実施する際に、海上での乾性沈着サンプルの採集と、浮遊粒子状物質濃度の計測を行った。(3)平成23年3月に中国海洋大学の海洋観測船が東シナ海において海洋調査を実施する際に、海上での乾性沈着サンプルの採集と、浮遊粒子状物質濃度の計測を行った。サンプルの分析とデータの検討について:平成22年春のサンプルの分析はほぼ終了した。データの解析及び粒子状物質濃度と気象状況を検討・考察している。暫定的な新しい成果は主に次の2点である。(1)沈着した黄砂粒子は、浮遊している粒子より平均粒径(大きさ)が大きいことが確認された。(2)青島で黄砂時に鉱物粒子の以外にスス粒子がほとんど見出されなかったに対して、天草において黄砂時にスス粒子がサブミクロンの粒径範囲に頻繁に検出された。すなわち、日本列島に到着する前に黄砂プルームはある程度に人為汚染大気と混合したことが示唆された。学術発表について:学術討論会、専門雑誌及び講演会を通して、本研究の計画及び狙いなどについて広く情報交換を行った。観測の実施について:(1)平成23年4月から6月末まで熊本県天草半島の西海岸大江町民広場と中国東部の沿岸都市青島市(中国海洋大学構内)において黄砂の乾性沈着サンプルの採集と、浮遊粒子状物質濃度の計測を行った。(2)平成23年3月に中国海洋大学の海洋観測船が東シナ海において海洋調査を実施する際に、海上での乾性沈着サンプルの採集と浮遊粒子状物質濃度の計測を行った。(3)平成24年3月に熊本県天草半島の西海岸大江町民広場と中国東部の沿岸都市青島市(中国海洋大学構内)において黄砂の乾性沈着サンプルの採集と、浮遊粒子状物質濃度の計測を行った。サンプルの分析とデータの検討について:平成23年春のサンプルの分析は終了し、平成24年春のサンプルは現在分析中である。新しい成果は次のとおりである(1)青島において乾性沈着した黄砂粒子は、浮遊している粒子より平均粒径(大きさ)がかなり大きいことが確認された。また、沈着した鉱物粒子のほとんどは変質していなかった。(2)東シナ海海上の乾性沈着した鉱物粒子中において、海塩と混合した粒子は多い時も少ない時もあり、これは気団の移動と関連していると考えられる。(3)天草西海岸で観測された黄砂プルームに関して、黄砂粒子に相当する粒径範囲において、青島と比べて濃度がほぼ同レベルであるケースが見出された。原因は黄砂粒子が海塩などと結合した影響によるものだと考えられる。学術発表について:本研究の研究成果を元にして取りまとめた学術論文は、既に国際専門学術誌に2篇を発表し、1篇は発表受理されている。

また、一部分の研究成果は他の2篇の論文に使用された。投稿中の論文が1篇ある。また、講演会及び地域連携講義を通して、本研究の研究成果を発信した。
高齢者における骨質の制御を期待する生体材料の創製とインプラントへの応用

近年、超高齢社会の到来により、生涯歯科治療が重要視されている。無歯顎患者に対するインプラント治療も一つの選択肢であるが問題点も多い。骨質や全身疾患の観点から考えると純チタン金属の使用にはやや不安感が残る。ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone、PEEK)はそのX線透過性や人体骨と相似する弾性等の特性から整形外科および歯科用インプラントで使用されているものの、その相対的に低い生体適合性および特殊構造のない表面からオッセオインテグレーションの短期化が難しいと評価される。申請者は,これまで純チタン金属及びチタン合金へ濃アルカリ修飾を施すことで,各種金属表面にナノ構造を析出させ,親水性を付与し,ラットの骨髄間葉細胞の硬組織分化誘導能を向上させることを明らかにした。そこで,本研究ではチタンをコーティングしたPEEKへ濃アルカリ処理を施すことにより高齢者に対する生涯歯科治療を重要視した新規インプラント材料の創製を目指す。本年度はグオランド社製のPEEK板に純チタン金属の製膜ならびにナノ構造析出条件の策定を尾池工業と行った。一年目に予定していたPEEK材料への純チタン金属の製膜およびナノ構造の析出条件の策定に成功し、日本歯科補綴学会にて発表を行った。今後は試験試料の大量作製とともにin vitro評価を開始する。年度末にin vitro用の試料を発注し納品が次年度となったため
閉鎖系でのみ実現容易な環境下における植物生育反応とその植物生産への利用

本研究は、閉鎖型植物苗生産システムを用いて、省エネルギ・省資源的・省力的・省スペース的に高付加価値苗の生産を行うための多くの基礎的知見をもたらし、さらに実用システを開発するための基礎データを提供した。主な成果は下記の通りである。1)閉鎖系でのみ実現容易な環境として連続(24時間)明期および明期を日増しに長くすることによる成長促進効果をトマト育苗期間について示した。2)薬用植物であるセイヨウオトギリソウ(St John's wort,Hypericum)の薬効成分濃度と生長量に温度、光質、収穫時期、遺伝的形質などがおよぼす影響を明らかにし、薬用植物の閉鎖型システムにおける商業生産が可能であることを示唆した。3)閉鎖型システムにおける水利用効率およびCO_2利用効率におよぼすトマト実生個体群の葉面積指数および換気回数の影響を明らかにし、閉鎖型システムの水利用効率およびCO_2利用効率を高める方法を明らかにし、さらにそれら効率が温室のそれらに比較してきわめて高いことを示した。4)新しい温室細霧冷房方法の開発、さらに、その冷房システムと新たに開発した二酸化炭素施用システムの制御法を組み合わせて、最適な気温、相対湿度、二酸化炭素濃度の組み合わせを実現する方法を検討した。5)植物種によらず閉鎖型苗生産システムを用いれば,温室よりも密植した育苗もしくは育苗期間の短縮ができる,気流制御により従来以上に高い栽植密度で育苗が可能となることを明らかにした。1.各種の光質・明期条件下における、植物の花成・茎伸張・光合成・蒸散反応<光周性>明暗周期を24時間より長くおよび短くした場合の光周性に関する研究を、「抽だい」と開花に重点を置き,対象植物を、ホウレンソウとコチョウランとして、赤,緑,青の光源下でおこなった。その結果,明期が同じでも,光質によって抽だいが異なり,また光質が同じでも明期によって抽だい・開花が異なることが明らかになった.<周期的および非周期的温度変化>連続明期下で、温度を数分から数十時間の範囲で、周期的および非周期的に変化させて、トマト苗の花芽形成、成長、茎伸張、光合成、蒸散、クロローシスなどを計測し,連続明記下でも,変温させることにより,クロローシスを防げることを,トマト実生苗を用いて明らかにした.2.苗群落内外における水平気流調節による高育苗密度下における高品質苗の生産毎秒数十cmの水平強制気流を有する閉鎖型植物生産施設での苗生産は、温室での苗生産に比較して、栽植密度を23倍にしても成長抑制が生じず、またコンパクトでがっしりとした草姿の高品質苗を温室の生産期間の30%減に短縮できることを明らかにした。これは、閉鎖型苗生産システムにおける水平気流の総合効果、すなわち、群落内における相対湿度低下(蒸散・養分吸収促進)、CO_2濃度上昇、ガス交換速度増大、植物体のゆれによる葉面PPFと葉温の均一化などの効果だと考えられた。平成17年度における本研究の成果としては、英文論文11編、和文論文1編、英文著書1冊、和文著書1冊であった。連続明期において生じる生理的障害(クロローシス)は気温を変動させることで解消できることを示した。2)薬用植物であるセイヨウオトギリソウ(St John's wort, Hypericum)の薬効成分濃度と生長量に温度、光質、収穫時期、遺伝的形質などがおよぼす影響を明らかにし、薬用植物の閉鎖型システムにおける商業生産が可能であることを示唆した。このことは新技術として注目され、NEDOにおける新事業などに一部取り入れられている。

3)閉鎖型システムにおける水利用効率およびCO_2利用効率におよぼすトマト実生個体群の葉面積指数および換気回数の影響を明らかにし、閉鎖型システムの水利用効率およびCO_2利用効率を高める方法を明らかにし、さらにそれら効率が温室のそれらに比較してきわめて高いことを示した。4)閉鎖型システムの一種である植物組織培養器内の環境が植物成長におよぼす影響に関する従来の筆者らの研究成果を総覧して一冊の書物にまとめ、Springer社から出版した。この著書では、培養苗生産システムのスケールアップを可能にするための基礎理論、応用理論、実施例などを網羅した。この著書は出版直後から評価され、既に、3種の学術誌の書評で取り上げられている。5)上記の他に、新しい温室細霧冷房方法の開発、閉鎖型システムのための精密かん水方法の開発などに関する研究成果が得られた。強制換気型光独立栄養培養システムの大型化を図ると共に、薬用植物(甘草、セイヨウオトギリソウ)およびサツマイモなどに関して、物理環境要因(光質、気温、二酸化炭素濃度、換気回数など)がおよぼす生長量、純光合成速度および薬効成分濃度への効果を調べた。その中で、甘草にmelatoninが含まれ、その濃度が紫外線強度によって変化することを見出した結果が、Journal of Pineral Researchに掲載された。さらに、培養植物の最適順化日数に関する研究もおこなった。これらの研究の成果は国際シンポジウムにおける招待講演としても発表された。これらの成果にもとづいて商用開発された閉鎖型苗生産システムは我が国ならびに韓国においてその販売実績を高めつつあり、今後のさらなる普及が期待される。上記の閉鎖型システムで育成された苗を夏季の高温時または熱帯地域において温室内で栽培するためには冷房システムを導入せざるを得ない。そこで、気化冷却による新たな細霧冷房システム(上方気流付与による蒸発効率の向上)によるとその制御法を開発した。そのシステムの冷房性能とエネルギー収支を解析した結果、十分に実用化し得るとの結論を得た。さらに、その冷房システムと新たに開発した二酸化炭素施用システムの制御法を組み合わせて、最適な気温、相対湿度、二酸化炭素濃度の組み合わせを実現する方法を検討した。この結果の解析は未だ完了していないので、平成19年度の課題とした。以上、平成18年度は、雑誌論文24編、特許1件、著書(分担)2編を公表した。苗の生産コストの削減には密植が有効である。しかし,過度の密植は苗の品質低下を招く。ゆえに,最適な栽植密度を求めることは重要だが,環境変動が大きい温室や露地では困難である。また,温室や露地では,密植に適した環境制御も難しい。そこで,本研究では,精確な環境制御が可能な閉鎖型苗生産システムを用いて高栽植密度育苗を行い,省資源、省力的な高品質苗生産を行うための知見を得ることを目的とした。そのために,閉鎖型苗生産システムおよび温室において,栽植密度および気流速度を変えてトマト,チンゲンサイおよびホウレンソウの育苗を行い,成長量およびその均一性を調査した。また,栽植密度および育苗日数を変えてトマトの育苗を行い,成長量の均一性の生育にともなう変化の詳細な調査および均一性の評価方法を検討した。そして,1)植物種によらず閉鎖型苗生産システムを用いれば,温室よりも密植した育苗もしくは育苗期間の短縮ができること,2)気流制御により従来以上に高い栽植密度で育苗が可能となるが,その効果は植物種によって異なること,3)栽植密度が高く,育苗期間が長いほど相互遮蔽が増大し,茎長を除く成長量の均一性が低下すること,を示した。