hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
AEの超解像マッピング法に基づく地熱貯留層内高透水性き裂推定法の開発

本年度の研究成果は以下のとおりである。(A)実フィールドデータの解析と性能評価今年度は、高透水性き裂位置を高精度に計測することを目的として、AEマルチプレットの超解像マッピング法にクラスタリング解析の概念を導入したMulutiplet Clustering Analysisを開発した。また、本方法を用いてソルツ(フランス)および雄勝HDR(高温岩体)発電実験フィールドにおける水圧破砕で計測されたAEの解析を行いその有効性を具体的に検討した。ソルツフィールドでは、東西、南北、深度で1.5×1.2×1.5kmの範囲で約10000個のAEが発生し、おおよその貯留層サイズが推定されているが、ここでは、AEマルチプレット(波形が相互に類似したAE群)に着目した超解像マッピング法(AE源の高精度標定)、貯留層内き裂構造の推定を行った。その結果、AEマルチプレットは主応力方向に対してせん断すべりを起こしやすい既存き裂で発生し、個々のき裂サイズは315mであり、さらに、それらのき裂群は、メッシュ状に分布していることが推定された。応力場、坑井内検層のデータによる透水き裂位置との対比により、本解析法で同定されたき裂構造面は、地熱貯留層内の流体流路として働いていると考えられる結果が得られ、本解析法により透水性き裂構造の計測が可能であることわかった。一方、雄勝フィールドにおいても1992年水圧破砕時に計測されたAEマルチプレットの解析を行ない、本方法の有効性を検討した。その結果、深部(深度約1000m)および浅部(深度約700m)貯留層内のき裂構造面方向は、ともに北東であることが新たにわかった。本研究では、具体的な解析法を考案するとともに実データの解析を通じてその有効性を示すことができ、おおむね当初の予定通りに遂行できた。これらの成果は、世界地熱会議、AE国際シンポジウム、日本地熱学会等で発表した。また、国際学術雑誌へ投稿し、掲載される予定である。(A)AEパラメータ、応力場、き裂方向等と透水性との相互関係の検討フランスのソルツHDRフィールド、雄勝HDRフィールド、肘折HDRフィールドデータの解析、検討、整理を行った。その結果、クロススペクトル解析を基礎にしたAEマルチプレット(類似AE群)の超解像マッピングにより得られる震源分布から推定できるき裂構造面は、(1)BHTVにより検出される各フィールドでの卓越き裂方向とよく対応すること、(2)また、それらのき列のうち透水性の高いき裂群の方向に整合する傾向があること、(3)応力場(主応力方向と主応力比)とき裂面方向からCoulombの法則における、き裂摩擦すべり臨界間隙水圧を計算し検討したところ、き裂構造面は臨界間隙水圧が比較的小さいき裂群であること、が分かり、マルチプレット震源分布が構成するき裂構造面は、間隙水圧上昇によって最も滑りを起こしやすいき裂群である可能性が示された。(B)透水性き裂構造推定のためのAE解析法の開発AEマルチプレット震源分布で得られるき裂構造面は、透水性を有するき列であることが検層データ等により示されたため、AEマルチプレット震源の高精度標定法を基礎に解析アルゴリズムを構築できることが分かった。本年度得られた成果は、国内AEコンファレンス、日本地熱学会等において発表した。以上のように、本年度は当初の研究計画に沿って研究を行い、幾つかの具体的成果を得ることが出来、これらの成果は、国際会議で発表する予定である。

本研究では、具体的な解析法を考案するとともに実データの解析を通じてその有効性を示すことができ、おおむね当初の予定通りに遂行できた。これらの成果は、世界地熱会議、AE国際シンポジウム、日本地熱学会等で発表した。また、国際学術雑誌へ投稿し、掲載される予定である。
東南アジアにおけるレンガ造遺跡の生物被害予測と建築環境工学的保存手法に関する研究

東南アジアでは、多くの石造・レンガ造文化遺産が植物および微生物による被害を受けている。本研究では、遺物に及ぼす藻類の影響を検討し、藻類の成長予測モデルの提案を目的とした。具体的には、スコータイ(タイ国)の大仏を対象として、藻類の成長に及ぼす環境の影響について検討を行った。藻類の成長予測には藻自身の含水率を予測することが重要であることを明らかにするとともに、環境条件を考慮した藻類の成長モデルを提案し、その妥当性を検証した。本研究は、東南アジア諸国に数多く存在するレンガ(石)造遺遺跡を対象として、その保存について検討しようとするものである。特に世界文化遺産の一つとして知られているタイ・スコータイ遺跡のスリチュム寺院とその中に安置されている大仏を主たる検討対象としている。現状では大仏は雨、日射に晒され、屋根の無いこの寺院内は藻類が生育するのに格好の環境となっている。今後更に状態は悪化し、再度の保存修復作業を必要とする事態に陥ることが懸念される。無蓋の寺院内部は湿度が非常に高く、寺院内外の温湿度環境の変化により苔の繁殖の危険性は非常に高い状況にあるといえる。本研究においては、本寺院に屋根を架け寺院内部の温湿度・日射環境を適切に制御することにより苔の繁殖を防ぎ、特別な修復作業、薬品処理を可能な限り控えることの可能性、同時にこの屋根架構による寺院及び大仏の熱・水分環境の変化を予測することを目的とする。現地の温湿度、気流分布、大仏および周囲の壁体地盤の含水状態を測定・調査により把握するとともに、寺院壁体・大仏構成材料の水分分布測定と水分特性に関する物性値の測定、寺院内部の気流分布、温湿度と大仏の含水状態を予測するシミュレーション手法を開発する。苔の成長モデルを組み込んだ温熱環境・生態総合モデルを作成し、屋根を架けることの影響を予測することを研究目的とする。本年度は、以下の項目に関する検討を行った。1.現地の気象条件の測定と特徴の整理2.大仏周りの温湿度、気流分布の計測3.大仏の含水率の時系列変化計測4.藻類の生長の観察とそのモデル化5.大仏と寺院建屋の間の空間における気流分布の解析6.外界気象条件の変動を考慮した大仏周囲環境の予測7.流体解析とそれによる熱・水分伝達の予測本研究は、東南アジア諸国に数多く存在するレンガ(石)造遺跡を対象として、その保存について検討しようとするものである。1.現地の気象条件の測定と特徴の整理(宇野・鉾井担当)2.大仏周りの温湿度、気流分布の計測(宇野・鉾井担当)3.苔の生長のモデル化と空間の温湿度解析の統合(鉾井担当)4.大仏と寺院建屋の間の空間における気流分布の解析(鉾井・小椋)5.苔の生長の視覚化(鉾井・小椋担当)6.モデル実験の評価(朽津・宇野担当)本研究は、東南アジア諸国に数多く存在するレンガ(石)造遺跡を対象として、その保存について検討しようとするものである。

本研究においては、本寺院に屋根を架け寺院内部の温湿度・日射環境を適切に制御することにより苔の繁殖を防ぎ、特別な修復作業、薬品処理を可能な限り控えることの可能性、同時にこの屋根架構による寺院及び大仏の熱・水分環境の変化を予測することを目的とする。現地の温湿度、気流分布、大仏および周囲の壁体地盤の含水状態を測定・調査により把握するとともに、寺院壁体・大仏構成材料の水分分布測定と水分特性に関する物性値の測定、寺院内部の気流分布、温湿度と大仏の含水状態を予測するシミュレーション手法を開発する。苔の成長モデルを組み込んだ温熱環境・生態総合モデルを作成し、屋根を架けることの影響を予測することを研究目的とする。本年度は、以下の項目に関する検討を行った。1.現地の気象条件の測定と特徴の整理(小椋・鉾井担当)2.大仏周りの温湿度、気流分布の計測(小椋・鉾井担当)3.寺院建屋への屋根設置が大仏の保存に及ぼす影響の検討(鉾井・朽津・小椋)4.苔の生長の視覚化(小椋担当)5.モデル実験の評価(朽津・宇野担当)
ECH/ECCDを用いた大型トカマクにおける第一段階磁気面形成法の探求

トカマク炉の起動においてECH/ECCDにより非誘導的にIp100kAの電流を得て第一段階磁気面を形成し、ECHにより高電子温度を得れば、抵抗が下がり、低い一周電圧VLでIpを燃焼プラズマ保持に必要な値まで立ち上げ得る。すなわち、中心ソレノイドを取り巻く炉中心部の設計の諸条件を緩和できる。大型装置KSTARで行われた予備実験に、小型装置LATEでの実験データを新たに加え、適切なモデリングにより、大型装置で機能する第一段階磁気面形成法を探求した。核融合プラズマの電流分布制御に用いられるO波は役に立たなくて、斜め伝播する異常波がこのような立ち上げプラズマに有効であることを見つけた。LATE装置での実験準備:1LATEプラズマ中の高速電子からの順方向および逆方向放射X線を効率よく2次元面で検出すべく新たにピンホールカメラ型のX線カメラの設計製作を進めた。高時間分解でエネルギー分解も可能である。2現有のX線波高分析測定の効率を大幅に改善すべく、従来の専用電子回路による方式ではなく高速大容量のデジタイザーによるX線波形全体のデータ収集と数値解析による波高分析方式を目指して解析ソフトの開発を進めた。3高速電子の電極による直接検出として磁場に垂直方向へのドリフトする高速電子の静電気型検出を試みたがイオンの混入を遮断することが困難であった。次の試みとして磁場に平行方向にドリフトする高速電子の静電気型検出を検討した。KSTAR実験結果の解析:多チャンネル軟X線データ、磁気データ、および接線方向から撮像した可視光帯カメラ像などのデータ解析と流体モデルによるプラズマ平衡の解析を合わせて出現した磁気面の大きさと形状についての確度の高い情報を得た。この情報はこの磁場配位での高速電子の振る舞いをフォッカープランク方式で解析する基礎となる。ECH/ECCDによる磁気面形成に関わる高速電子の振る舞いについてのモデリング:ECH/ECCDの解析に用いられた従来の標準的なフォーカープランクコードを調べ、今回の閉磁場と開磁場が共存する場合への適用法を検討した。閉磁場と開磁場境界での高速電子の輸送量を自由パラメータで処理することが最も現実的であるとの見通しを得た。LATE装置での実験:1LATEプラズマ中の高速電子からの順方向および逆方向放射X線を効率よく2次元面で検出すべくピンホールカメラ型のX線カメラの試作を最終段階まですすめた。2高速電子の静電気型検出はイオン混入を遮断することが困難であると判断し、リミターへ流入する高速電子の熱入力測定に切り替えた。すなわち水平方向の円柱型モリブデンリミターをプラズマ上部に設置し、円柱軸に沿った温度分布の時間発展による熱入力分布の推測を試みた。この場合、高速電子エネルギースペクトルは得られないが、エネルギー損失量の測定が可能である。3新たに5GHzの大電力マイクロ波による立ち上げで遮断密度を大幅に超える密度領域のプラズマ形成に成功した。この場合、高エネルギー帯の捕捉電子の抑制が期待できる。4開磁場から初期磁気面形成に至るためには電子温度の上昇がカギになることを実験的に明らかにし論文発表した。これらの結果をECH/ECCDの理論解析と結合させることによりKSTARトカマクでの磁気面形成実験をまとめ論文発表した。大型トカマク磁気面形成のモデリング:単純な電子サイクロトロン共鳴吸収モデルで捕捉電子の発達をしらべた。磁場方向屈折率(N//)がN//=1以外ではエネルギーの連続的な発達は無いことが分かった。電磁波モードではN//=1は実現できないのでKSTARのような大型トカマクの場合、衝突効果が重要となる比較的低いエネルギー帯(110keV)の高速電子の振る舞いが重要となると推定した。ECHによるこの様なエネルギー帯の高速電子の生成に関する取扱いの検討をすすめた。研究実績の概要欄で述べたように、「LATE装置での実験」と「KSTAR実験の解析」は予定どうり進んでいるが、最終目的の「大型トカマクにおける第一段階磁気面形成法の探求」に関しては安全係数が従来のq5程度にくらべq300程度のきわめて大きな磁場配位でのECH/ECCDの数値解析を行う必要があり、予想より準備に手間取っている。詳細は以下の通りである。1LATE装置用ピンホールカメラ方式のX線カメラの試作の最終段階まで進めることが出来た。2LATEプラズマ周辺での高速電子の静電型測定をリミターへ流入する高速電子の熱入力測定に切り替え初期データを得た。高速電子のエネルギースペクトルに関する情報は得られないが、静電型測定では困難であったエネルギー損失分布の絶対測定が可能である。3LATE装置で高エネルギー帯捕捉電子の抑制が期待できる比較的高密度領域のプラズマ形成に成功した。4LATE装置において開磁場から初期磁気面形成に至るためには電子温度の上昇がカギになることを明らかにし、大型トカマクでの実験への指針を得た。5KSTARの実験での磁気面の大きさと形状についての確度の高い情報とECH/ECCDに関する数値解析を結び付けることにより、磁気面形成の初期段階についての大まかな理解が得られた。これは第一段階磁気面形成法の確立に向けた今後のモデリングの基礎となる成果である。

6大型トカマクの場合、衝突効果が重要となる比較的低いエネルギー帯(110keV)の高速電子の振る舞いが重要との指針を得、フォッカープランク方程式に基づく数値解析の準備を進めている。LATE装置での実験:弱磁場側から5GHz、70kW、90msのマイクロ波を入射し、9kAまでプラズマ電流を立ち上げ、線平均電子身密度はプラズマ遮断密度の5倍に達した。マイクロ波は円形導波管内蔵型の偏波器によりトロイダル磁場の向きに対して左回り回転円偏波で入射した。これにより遮断密度を超えた領域でも伝播可能な電子バーンスタイン波への高効率モード変換が得られ、上記プラズマが達成された。この様なプラズマを得るためにモード変換層をバーンスタイン波の第一伝播領域に設定する。トロイダル磁場を弱めて第二伝播領域に設定した場合は、電子密度は遮断密度程度となった。同様の結果が得られる2.45GHzのマイクロ波を用いた放電で、電流を運ぶ高速電子の損失をモリブデンリミターや真空容器の床に置いたモリブデン防護板に入る熱流入の測定で見積もった。電子密度が低い場合は、熱流入は入射電力の半分から2/3に達するが、遮断密度を大幅に超える場合は1/3に減じた。モデリング:大型トカマクの立ち上げプラズマは低温低密度なのでO波は吸収が微弱でECH/ECCDに不適切である。一方、斜め入射されたX波の偏波は低密度領域においては左回り円偏波成分が主体になり、低温でも吸収が極めて大きく有望である。サイクロトロン遮断層がEC共鳴層への近接を妨げるが、ITERのような強磁場では10E19mE-3の密度帯であればミリ波がサイクロトロン遮断層の前面でドップラー効果により、サイクロトロン共鳴吸収されることを見出した。吸収に伴う電流駆動効率も良好であり、立ち上げに有望であるとの見通しを得た。トカマク炉の起動においてECH/ECCDにより非誘導的にIp100kAの電流を得て第一段階磁気面を形成し、ECHにより高電子温度を得れば、抵抗が下がり、低い一周電圧VLでIpを燃焼プラズマ保持に必要な値まで立ち上げ得る。すなわち、中心ソレノイドを取り巻く炉中心部の設計の諸条件を緩和できる。大型装置KSTARで行われた予備実験に、小型装置LATEでの実験データを新たに加え、適切なモデリングにより、大型装置で機能する第一段階磁気面形成法を探求した。核融合プラズマの電流分布制御に用いられるO波は役に立たなくて、斜め伝播する異常波がこのような立ち上げプラズマに有効であることを見つけた。1ピンホールカメラ方式のX線カメラは高速電子の空間情報をもたらすので非常に有用である。今回の研究課題では閉磁場と開磁場間の高速電子の輸送を適切にモデル化することがポイントになる。これは従来行われなかったことであり、この測定機による情報はモデリングを進めるうえで極めて重要になる。この方式のカメラ制作への一歩を踏み出した。2LATEプラズマの高速電子に関する現有のX線波高分析装置の改善が進んだ。特に波高分析方式に関してコンピュータ上で高速に数値解析を行う解析ソフトの実現の目途がたった。
移民研究と教育現場をつなぐ学習教材の開発―日系ブラジル人に関する「移民スゴロク」

本研究は、移民研究の成果を教育現場で活かす方策のひとつとして、日本の一般生徒と外国にルーツをもつ生徒に、日本人の海外移住の歴史的意義を教えるための参加型移民学習教材の開発を目的とした。そのための基盤作りとして、日系ブラジル人を対象とする移民学習教材「移民スゴロク」を作成し、横浜の公立小学校で利用したり、JICA横浜での南米諸国の日本語教師を対象とした研修で利用したりした。本研究は、移民研究の成果を教育現場で活かす方策のひとつとして、外国にルーツをもつ生徒の歴史的、文化的背景を日本の一般生徒に紹介する移民学習プログラムの構築を目的としている。具体的には、ブラジルに渡った日本人移民に関する「移民スゴロク」の制作に焦点を定め、公教育の現場で活用する計画を立てた。以上の研究目的を達成するために、2010年度においては、移民に関する学習教材開発について沖縄、広島、ブラジルで調査した。沖縄においては、すでに「沖縄移民」という学習教材がNPO法人によって作られ、出前授業などで活用されている。現在は、2011年10月に開催予定の「第5回世界ウチナーンチュ大会」にむけて移民学習について新たな取り組みが始まっていることがわかった。広島では、ハワイ移民史に関する教材はあるものの、ブラジル移民に関する教材は見当たらなかった。次年度も、沖縄、広島でブラジルとの繋がりに関する調査を実施する予定である。また、ブラジルでは、研究代表者は、サンパウロのブラジル日本移民史料館において移民教材の素材となりうる資料を調査した。研究分担者は、ブラジルの3州(サンパウロ・パラナ・南リオグランデ)で調査を行った。南リオグランデではドイツ系移民に関してスゴロクのほかバイリンガル読本が作成されていた。パラナでは州内の移民史読本、および公立図書館には新聞の切り抜き記事のファイル帳が整備されていることを確認した。また、サンパウロではスゴロクに使用する写真を撮影するとともに関連資料を収集した。初年度のもう一つの具体的な計画として、移民スゴロクの試作版の作成があった。業者に委託し試作版「移民すごろくブラジル版」を制作した。2011年度には浜松、鶴見(横浜)などの公立学校で実験的に利用してもらい、現場教師と生徒からのフィードバックをもとに改訂を重ねていく予定である。本研究の目的である移民研究の成果の教育現場での還元をより具体化するために、2年目にあたる22年度は、移民スゴロクの試作版の改訂と実験校での利用を主眼においた。この目的のために、広島市民局文化振興課、和歌山市民図書館移民資料室、沖縄県立公文書館で文献調査および素材としての写真撮影などを行った。また、昨年度末に作成した「移民すごろくブラジル版-日本人ブラジル移住に関するクイズ50問」について次の実験校での利用こついて相談した。(1)ブラジル人学校エスコーラ・アレグリア・デ・サベール(浜松市)、(2)日伯学園(群馬県大泉町)、(3)潮田小学校(横浜市鶴見区)。(1)と(2)はブラジル人学校であり、(3)は南米ブランルにつながりをもつ児童が多く在籍する公立小学校である。いずれの学校においても、本研究の目的と趣旨を理解してもらい移民スゴロクの活用が快諾された。特に潮田小学校では、国際教室の2年生と3年生の授業を観察するとともに、担当教員と移民スゴロク利用の具体的な方法について検討した結果、既に作成した「ブラジル版」を簡易化し小学校低学年でも使用が可能なレベルに作り直すことになった。具体的には50問を15問におさえ、クイズの文章表現や内容も学年相応のレベルにあわせた。また、沖縄では、第5回世界のウチナーンチュ大会において沖縄NGOセンターの「レッツ・スタディー・ワールドウチナーンチュ」の一環として、移民スゴロク(世界のウチナーンチュ版)を実験的に使用した。移民学習、具体的には海外に渡航した日本人移民とその子孫に関する学習は、日本の小中高校でのカリキュラムではほとんど取り上げられていないのが実情である。日本の近代化の中で海外に渡航した「移民」に関しては、とかく否定的なイメージが先行しがちであるが、彼らが二国間関係や国際交流に果たした貢献は大いに評価されるべきである。また、日本にデカセギとして来日したブラジル人の若い世代は、景気の動向によって日伯間を行き来するが、その子ども達は二国間往来の過程で学業面、言語面、心理面において多くの課題をかかえている。しかし、一方で二国間の橋渡し役として成長し活躍している人材も徐々に増えている。本研究では、日本人移民の歩みの跡を後生に伝えるために移民学習教材、具体的には「移民スゴロク」を作成した。スゴロクに限定したのは、1参加型の遊び感覚で自然に楽しんで学ぶことができる。2ボード(盤)ゲームの利点として、時間的、空間的に広範にわたる情報伝達が可能である。3移民スゴロクは世代を超えて楽しむことが可能であり、内容や難易度に変化を持たせることができる。以上の理由から、「移民スゴロク・ブラジル版」を開発した。

研究初年度には、ブラジル日本移民史料館と沖縄、広島、和歌山の移民関連施設での史料調査を行い、移民スゴロクに利用できる素材を収集した。それらの素材をもとに移民スゴロクの原型を作成した。2年目に実験校と海外移住資料館での試行的運用を経て、現場の声を参考にして改訂版を作成した。3年目には、実験校の他に南米諸国から来た日本語教師を対象としたJICA横浜での研修会でも利用し、自国に持ち帰ってもらった。移民学習教材としての教育効果は現場教師、生徒の反応から効果のあることが明らかになった。また、海外の日本語学校での使用にも道が開けた。一方で、対象となる生徒のレベルにあわせた内容の教材作成に課題が残った。移民スゴロクの作成のための文献調査や素材(特に写真)の入手、スゴロク版とクイズの作成とその改訂という点において、おおむね順調に進展している。今後は、教育現場の担当教員やスゴロクを実際に使用する生徒・児童たちからのフィードバックを受けて改良を重ねていく予定である。来年度は最終年度にあたるので、これらのことを計画的に実施していきたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在作成されている移民スゴロクは試作版であるので、最終的なスゴロク版はグラフィック・デザイナーによって、より魅力あるものに仕上げていく必要がある。また、小学生の低学年、中高学年、中学生、高校生と今後試作版を利用してもらう中で、それぞれのレベルにあわせた移民スゴロクを作成する必要がある。現場での利用を重ね、担当教員、生徒・児童とのやりとりの中からより充実したものを作成していきたい。今年度の研究の成果は、来年度4月末に予定されている国際日本文化研究センター(京都)での研究会「新大陸の日系人の歴史と文化」(細川周平代表)において発表することになっている。研究会でのコメントを参考に今後の研究に生かしていきたい。また、来年度5月以降に再度、潮田小学校を訪問し、簡略版を実際に使う予定である。
歯髄・歯周組織疾患の実態ならびに診断に関する分子生物学的研究

[1]歯髄疾患に関する成果:ヒト歯髄結石中には1型コラーゲンとオステオポンチンが存在し,培養歯髄細胞ではレチノイン酸によってオステオポンチン発現が促進されていた(永田)。レーザーによる窩洞形成後の歯髄反応について,断片化DNAの局在性を調べると窩洞形成後初期にレーザー特有の歯髄組織への影響が観察された(吉羽)。ヒト歯髄細胞培養系においてLPSおよび炎症性サイトカインの刺激でVEGFの発現が強く誘導され,その誘導には転写因子AP-1の活性化が重要であった(松下)。[2]歯周疾患に関する成果:RT-PCR法を用いて成人型歯周炎患者の炎症歯肉中に存在する歯周病原菌の検出を行った結果,P.gingivalis,T.denticola,B.forsythusの検出頻度が高かった(八重柏)。微量歯肉組織片からRT-PCR法を用いて半定量的に20種類以上のmRNA発現を検出しうる検査システムが確立された(村上)。歯肉線維芽細胞においてIL-1で誘導される種々の蛋白の産生および前駆型から成熟型への移行が認められ(長谷川),歯肉上皮細胞ではプロスタグランジンE_2およびI_2が,TNF-αによって誘導される接着分子の発現をdownregulateしていた(石川)。P.gingivalis由来LPSは骨芽細胞の分化を抑制していた(永田)。LPSによるカルシウムシグナルはCD14抗体であるMY4により抑制されることから,CD14がレセプターとして関与していることが示唆された(米田)。歯根膜細胞では,加齢に伴いSPARCやOCIFの発現が変化すること,SPARCは歯周組織の治癒に重要な役割を果たしていることが示された(栗原)。高血糖状態では,歯根膜細胞のカテプシン活性が抑制され,フェニトインおよびサイクロスポリンAはMMP-1とTIMP-1の発現を抑制した(西村)。[1]歯髄疾患の実態把握:培養歯髄細胞においてInterleukin(IL)-1βは,シクロオキシゲナーゼ-1(Cox-1)のmRNA発現を増加させた(栗原)。ヒト歯髄における抗原提示細胞の分布・局在と炎症との関連を免疫組織化学的に比較すると,進行したう蝕歯ではHLA-DR陽性細胞とPGP9.5陽性神経線維がともにう蝕病巣下の象牙芽細胞直下に集積していた(吉羽)。RT-PCR法およびFACS解析の結果,培養歯髄細胞において血管内皮増殖因子VEGF受容体のうちFlt-1とKDRの発現が認められた(松下)。ヒト歯髄結石の免疫組織学的分析を行い,基質蛋白として1型コラーゲンとオステオポンチンが同定され,オステオカルシンとオステオネクチンは認められなかった(永田)。[1]歯髄疾患の実態把握:レーザーによる窩洞形成後の歯髄反応について,断片化DNAの局在性を調べると窩洞形成後初期にレーザー特有の歯髄組織への影響が観察された(吉羽)。ヒト歯髄細胞培養系においてリポ多糖および炎症性サイトカインの刺激でVEGFの発現が強く誘導され,その誘導には転写因子AP-1の活性化が重要であった(松下)。ヒト歯髄結石中には1型コラーゲンとオステオポンチンが存在し,オステオカルシンとオステオネクチンは認められなかった(永田)。[2]歯周疾患の実態把握:成人型歯周炎患者の歯周ポケット中のP.gingivalisとB.forsythusの検出率が術前後で有意に減少し臨床指標の動態と平行していた(八重柏)。

歯周炎患者の末消血単核球を歯周病原性細菌で刺激することによってIFN-γが産生され,その産生量には個体差が見られた(石川)。炎症関連因子のmRNA発現量と肉眼的な歯肉の炎症所見との間に相関が認められ,歯周炎罹患部位が5つのクラスターに分類された(村上)。歯肉線維芽細胞においてIL-1で誘導される種々の蛋白の産生および前駆型から成熟型への移行が認められ(長谷川),bFGFの伝達機構として,細胞内小胞体からカルシウムを遊離させる経路と細胞外からカルシウムが流入する経路があることが示唆された(米田)。歯根膜細胞では,IL-1βがSPARCのmRNA発現を低下させ,COX-2のmRNAおよびPGE_2産生を増加させ,PGE_2はSPARCの発現を抑えた(栗原)。歯周炎症局所に集積した単核球を抗Fas抗体で刺激することによってアポトーシスが誘導された。すなわち,歯周病巣局所に集積した単核球はアポトーシスシグナルが欠落しているためにアポトーシスを回避しているという結果が機能面から支持された(西村)。[1]歯髄疾患に関する成果:ヒト歯髄結石中にはオステオポンチンが存在し,オステオカルシンオステオネクチンは存在しなかった。培養歯髄細胞ではレチノイン酸によってオステオポンチンの発現が促進された(永田)。レーザーによる窩洞形成後初期に,歯髄組織では,断片化DNAの局在性がレーザー照射によって影響を受けていた(吉羽)。ヒト歯髄細胞培養系においてLPSおよび炎症性サイトカインの刺激でVEGFの発現が増強され,その際,転写因子AP-1の活性化が認められた(松下)。[2]歯周疾患に関する成果:RT-PCR法によって成人型歯周炎患者の炎症歯肉中に存在する歯周病原菌の検出を行った結果,P.gingivalis,B.forsythusの検出頻度が高く,治療によってその発現は減少した(八重柏)。RT-PCR法によって微量歯肉組織片から20種類以上のmRNA発現を検出することができた(村上)。培養歯肉線維芽細胞においてIL-1で誘導される種々の蛋白においては前駆型から成熟型への移行が認められた(長谷川)。培養歯肉上皮細胞ではプロスタグランジンE_2およびI_2が,TNF-αによって誘導される接着分子の発現を抑制していた(石川)。LPSによって作動するカルシウムシグナルはCD14の発現と密接に関連していることが示唆された(米田)。P.gingivalis由来LPSは骨芽細胞の分化を抑制していた(永田)。培養歯根膜細胞では,加齢に伴いSPARCやOCIFの発現が変化し,SPARCは歯周組織の治癒に重要な役割を果たしていることが示唆された(栗原)。歯周病局所に集積した単球にはアポトーシスシグナルが欠落しており,高血糖状態では,歯根膜細胞のカテプシン活性が抑制され,フェニトインおよびサイクロスポリンAはMMP-1とTIMP-1の発現を抑制した(西村)。
口腔顎顔面領域におけるICGを用いた蛍光ナビゲーション手術の確立

本研究の目的は口腔顎顔面領域におけるICGを用いた蛍光ナビゲーション手術を確立することである.口腔顎顔面領域における蛍光ナビゲーション手術として,HyperEye Medical Systemを用いて,センチネルリンパ節生検術,骨髄炎患者に対する腐骨除去術,遊離皮弁における頭頸部再建術を実施した.各手術とも蛍光ナビゲーションは可能であり,有用な手術となりうると思われた.近年,術者の経験や技量によらず安全性と確実性を向上させるために,手術支援システムとしてナビゲーションシステムが様々な外科手術に導入されてきたが,術前に撮影したCTなどの画像情報を元にしてナビゲーション手術を行うため,容易に位置が偏位する軟組織を対象にするのは困難であった.そのため,術中に画像情報を容易に取得でき,位置変位にも対応可能である新たなナビゲーション手術の開発が求められる.軟組織手術にも対応可能で,術中画像情報を元にしたナビゲーションを行うために,人体に投与可能で血管内やリンパ管内でタンパクと結合し蛍光画像として可視化できるインドシアニングリーンに着目し,口腔顎顔面領域におけるICGを用いた蛍光ナビゲーション手術を検討した.本年度は頭頸部再建時の皮弁血流の評価のためにインドシアニングリーンを用いた.使用したのはジアグノグリーンであり,2.5mg/mlに濃度を調整した.腹直筋皮弁や深下腹壁動脈穿通枝皮弁の皮弁拳上後で血管切離前にインドシアニングリーンを静脈投与し,蛍光画像のイメージングシステム(HyperEye Medical System)で皮弁の血流を確認した.皮弁の大きさが大きくなるほど,皮弁の部分的に血流不良部位が蛍光画像で確認できた.血流不良部位を切離したうえで,皮弁を採取し再建手術を行ったところ,皮弁の部分壊死をきたした用例は認めなかった.本年度の実施症例は数例であったため,症例を蓄積したうえで今後も検討する.近年,術者の経験や技量によらず安全性と確実性を向上させるために,手術支援システムとしてナビゲーションシステムが様々な外科手術に導入されてきたが,術前に撮影したCTなどの画像情報を元にしてナビゲーション手術を行うため,容易に位置が偏位する軟組織を対象にするのは困難であった.そのため,術中に画像情報を容易に取得でき,位置変位にも対応可能である新たなナビゲーション手術の開発が求められる.軟組織手術にも対応可能で,術中画像情報を元にしたナビゲーションを行うために,人体に投与可能で血管内やリンパ管内でタンパクと結合し蛍光画像として可視化できるインドシアニングリーンに着目した.本研究の目的は口腔顎顔面領域におけるインドシアニングリーンを用いた蛍光ナビゲーション手術を確立することである.本年度は昨年度に引き続き,頭頸部再建時の皮弁血流評価のためにインドシアニングリーンを用いた.使用したのはジアグノグリーンであり,2.5mg/mlに濃度を調整して使用した.腹直筋皮弁,深下腹壁動脈穿通枝皮弁,腓骨皮弁といった皮弁挙上後で血管切離前にインドシアニングリーンを静脈投与し,蛍光画像イメージングシステムで皮弁の血流を確認した.皮弁に血流のない部分は蛍光発色しないため,血流のない皮弁をあらかじめ切除しておくことで,遊離組織移植を行った後に皮弁の血流不全は生じなかった.十数例に実施したが,今後も症例を蓄積する予定である.また,骨髄炎の腐骨除去時の血流評価にもインドシアニングリーンを使用して,手術を行った.インドシアニングリーンを用いて頭頸部再建時に遊離皮弁の血流評価を行うことで,術後の皮弁の部分壊死が生じるリスクを軽減できるようになった.また,別の手術として,骨髄炎にも応用し,骨の血流のない部位をインドシアニングリーンの蛍光発色で同定し,腐骨の確実な除去に貢献できた.近年,術者の経験や技量によらず,手術の安全性と確実性を向上させるために,手術支援システムとしてナビゲーションシステムがさまざまな外科手術に導入されてきたが,術z年委撮影したCTなどの画像情報をもとにしてナビゲーション手術を行うため,容易に位置が偏位する軟組織を対象にするのは困難であった.そのため,術中に画像情報を容易に取得でき,位置偏位にも対応可能である新たなナビゲーション手術の開発が求められる.軟組織にも対応可能で,術中画像情報をもとにしたナビゲーションを行うために,人体に投与可能で血管内やリンパ管内でタンパクと結合し,蛍光画像として可視化できるインドシアニングリーンに着目した.本研究の目的は口腔顎顔面領域におけるインドシアニングリーンを用いた蛍光ナビゲーション手術を確立することである.本年度は昨年度に引き続き,頭頸部再建時の皮弁血流評価のためにインドシアニングリーンを用いた.実際に使用したのはジアグノグリーンであり,2.5mg/mlに濃度を調整して使用した.腹直筋皮弁,深下腹壁動脈穿通枝皮弁,腓骨皮弁といった皮弁挙上で血管切離前にインドシアニングリーンを静脈投与し,蛍光画像医マージンぐシステムで皮弁の血流を確認した.皮弁に血流のない部分は蛍光発色しないため,血流のない皮弁をあらかじめ切除しておくことで,遊離組織移植を行った後に皮弁の血流不全が生じた症例はなかった.また,骨髄炎の腐骨除去時にも血流を評価するために,インドシアニングリーンを用いることで腐骨と正常骨の違いを観察可能であった.頭頸部再建に用いる遊離皮弁の血流評価を行うことで,術後の皮弁の部分壊死が生じるリスクを軽減できるようになった.また,骨髄炎に対する腐骨除去術に対しても,正確な手術が可能となったが,有用性を判断するためには,さらなる症例の集積の蓄積が必要である.

近年,術者の経験や技量によらず,手術の安全性と確実性を向上させるために,手術支援システムとしてナビゲーションシステムがさまざまな外科手術に導入されてきたが,術前に撮影したCTなどの画像情報をもとにしてナビゲーション手術を行うため,容易に位置が偏位する軟組織を対象にするのは困難であった.そのため,術中に画像情報を容易に取得でき,位置偏位にも対応可能である新たなナビゲーション手術の開発が求められる.軟組織にも対応可能で,術中画像情報をもとにしたナビゲーションを行うために,人体に投与可能で血管内やリンパ管内でタンパクと結合し,蛍光画像として可視化できるインドシアニングリーンに着目した.本研究の目的は口腔顎顔面領域におけるインドシアニングリーンを用いた蛍光ナビゲーション手術を確立することである.本年度は昨年度に引き続き,頭頸部再建時の皮弁血流評価のためにインドシアニングリーンを用いた.実際に使用したのはジアグノグリーンであり,2.5mg/mlに濃度を調整して使用した.腹直筋皮弁,深下腹壁動脈穿通枝皮弁,腓骨皮弁といった皮弁挙上で血管切離前にインドシアニングリーンを静脈投与し,蛍光画像イメージングシステムで皮弁の血流を確認した.皮弁に血流のない部分は蛍光発色しないため,血流のない皮弁をあらかじめ切除しておくことで,遊離組織移植を行った後に皮弁の血流不全が生じた症例は認めなかった.また,骨髄炎の腐骨除去時にも血流を評価するために,インドシアニングリーンを用いることで腐骨と正常骨の違いを観察可能であった.口腔癌手術においても,ICGは蛍光ガイドとして有用であることが確認できた.本研究の目的は口腔顎顔面領域におけるICGを用いた蛍光ナビゲーション手術を確立することである.口腔顎顔面領域における蛍光ナビゲーション手術として,HyperEye Medical Systemを用いて,センチネルリンパ節生検術,骨髄炎患者に対する腐骨除去術,遊離皮弁における頭頸部再建術を実施した.各手術とも蛍光ナビゲーションは可能であり,有用な手術となりうると思われた.まずはインドシアニングリーンの血管内投与による手術として,頭頸部再建手術における遊離皮弁の血流評価を行い,血流不良な皮弁を移植前に切除することで,術後の皮弁部分壊死の予防を可能となった.頭頸部再建時の遊離皮弁の血流評価や骨髄炎の腐骨の範囲の同定だけでなく,他の口腔外科手術にもインドシアニングリーンを応用する予定である.頭頸部再建時の遊離皮弁の血流評価や骨髄炎の腐骨の範囲の同定だけでなく,他の口腔外科手術にもインドシアニングリーンを用いる予定である.さらに,それぞれの手術の症例数を増やしていく予定である.口腔外科学今後はインドシアニングリーンを用いた口腔顎顔面領域における蛍光ナビゲーション手術の対象手術を拡大していく必要がある.これまで手術時に判別が困難であった下顎骨骨髄炎の腐骨除去時における血流の評価などにインドシアニングリーンを適用する予定である.本年度の実施症例数がまだ少なかったことと,予定していた学会出張が困難であったことにより,次年度への繰り越しが生じました.
金属ガラスの大過冷却状態の原子レベルでの直接観察

本年度は、金属ガラス融体および過冷却液体の構造データを得るために、ガスジェット浮遊装置の各種パラーメータ(ノズルの形状、ガスの流量、およびガスの純度)を最適化することができた。金属融体試料をアルゴンガスで浮遊させ、炭酸ガスレーザーによる加熱で融体としているために、ガスおよび配管に存在する不純物の影響による酸化が実験当初は観測された。そこで、超高純度ガスを採用し、かつ配管をステンレス製のものとし、なるべくその長さを短くした。その結果、世界で初めて金属ガラス融体をガスジェット浮遊法で長時間安定に浮遊させることに成功した。その結果、SPring-8の高エネルギー放射光を用いることで非常に高精度の高い回折データを広い波数ベクトルの範囲で短時間で測定することに成功した。さらに、得られたデータに逆モンテカルロシミュレーションと呼ばれるコンピュータシミュレーションを適用することにより、その3次元構造の可視化に成功した。得られた結果から金属ガラス融体とガラスの構造の類似性および融体の構造の特徴を浮き彫りにすることができた。さらに異なった組成の金属ガラス融体においても実験を行い、金属ガラス融体の構造に及ぼす組成の影響も系統的に捕らえるに至った。しかしながら、金属ガラス融体を過冷却液体として安定に長時間維持することは出来なかった。これは実験に用いた試料サイズが外径2mmと大きすぎたために融体の温度を下げていった際に核生成が促進され、結晶化が起こったためと考えられる。今後は試料サイズを外径1mmとして、さらに実験を継続して、融体が過冷却液体→ガラスとなる過程をリアルタイムで測定する必要がある。本年度は、レーザー加熱された金属ガラス融体を不活性ガスを用いてコンテナレスで浮遊させるための、円錐形ノズル(不活性ガスの吹き出し口)の最適化およびチャンバーの作製を行った。種々の円錐形ノズルを試した結果、最終的に標準試料であるシリカガラスを長時間安定に浮遊させることに成功した。さらに、ガラス転移温度より高い1330°Cにおけるシリカガラスの回折パターンをSPring-8の高エネルギー放射光で正確に測定することに成功した。得られたデータは、精密構造解析に耐えうる精度を有しており、シリカガラスの高温での構造変化をSPring-8のデータに基づいたコンピューターシミュレーションにより明らかにすることに成功した。今回得られたデータは、質の向上が望まれていたコンテナレスで浮遊した融体の回折データとしては画期的なものである。さらに、これまで試みられたことのない金属ガラス試料についても、短時間ではあるが、コンテナレスで融体として浮遊させることに成功した。金属ガラス融体のコンテナレスでの浮遊は今年度の目標でもあり、世界初の試みであった。以上のように、本研究の1つの柱である装置開発はほぼ終了した。来年度は、試料温度の正確な測定、試料の酸化等の問題を解決しつつ、最終目標である金属ガラスの過冷却状態の直接観察を試みる。
界面活性剤-酵素複合材料を利用した新しい酵素重合法

有機溶媒中で、加水分解酵素を用いることができれば、合成反応を触媒することが可能となる.その究極の利用法が、重合反応であると考ええられる.このため、酵素による重合反応は,生体適合性の高分子を得る新しい手法として,最近非常に注目されている研究分野の一つである.有機媒体中における酵素重合反応は,これまで主に粉末の酵素を用いて行われてきたが,高濃度の酵素を必要とする点、さらに、高温下においてのみ効率の良い重合反応が進行するという欠点を有していた.そこで本研究では,有機媒体中で高活性を示す界面活性剤被覆酵素を用いてラクトンの酵素重合反応を試み,その特性(反応温度、転化率、分子量および分子量分布)について検討した.5種類の起源の異なる界面活性剤被覆リパーゼを用いて,重合反応を行った結果,Pseudomonas sp.起源のリパーゼが,最もよく反応を触媒することが明らかとなった.また、界面活性剤被覆酵素を用いた場合は、酵素が溶液に可溶化し、反応が均一系で進行するために非常に大きな反応速度を与えた.初期速度で比較すると,粉末酵素に比べ100倍以上の高活性を示し,有機溶媒可溶化酵素の有用性が確認された.さらに、反応温度ならびに反応基質を変化させて、ラクトンの開環重合によって生成した高分子化合物の分子量とその分布ならびに転化率を検討した.その結果,界面活性剤被覆酵素は,室温付近でも大きな転化率が得られることが明らかとなった.また,粉末酵素と比較して,大きな分子量ならびに狭い分子量分布が得られることが示された.有機溶媒中で、加水分解酵素を用いることができれば、合成反応を触媒することが可能となる.その究極の利用法が、重合反応であると考ええられる.このため、酵素による重合反応は,生体適合性の高分子を得る新しい手法として,最近非常に注目されている研究分野の一つである.有機媒体中における酵素重合反応は,これまで主に粉末の酵素を用いて行われてきたが,高濃度の酵素を必要とする点、さらに、高温下においてのみ効率の良い重合反応が進行するという欠点を有していた.そこで本研究では,有機媒体中で高活性を示す界面活性剤被覆酵素を用いてラクトンの酵素重合反応を試み,その特性(反応温度、転化率、分子量および分子量分布)について検討した.5種類の起源の異なる界面活性剤被覆リパーゼを用いて,重合反応を行った結果,Pseudomonas sp.起源のリパーゼが,最もよく反応を触媒することが明らかとなった.また、界面活性剤被覆酵素を用いた場合は、酵素が溶液に可溶化し、反応が均一系で進行するために非常に大きな反応速度を与えた.初期速度で比較すると,粉末酵素に比べ100倍以上の高活性を示し,有機溶媒可溶化酵素の有用性が確認された.さらに、反応温度ならびに反応基質を変化させて、ラクトンの開環重合によって生成した高分子化合物の分子量とその分布ならびに転化率を検討した.その結果,界面活性剤被覆酵素は,室温付近でも大きな転化率が得られることが明らかとなった.また,粉末酵素と比較して,大きな分子量ならびに狭い分子量分布が得られることが示された.
戦前日本の産業発展と企業ダイナミクス

まず、電球工業の生産組織と企業動態について検討した。具体的には、大蔵省『大日本外国貿易年表』を用いて、1920年代から1930年代における電球の輸出額の推移を把握した。その結果、先行研究で指摘されているアメリカ向け輸出の増加傾向に加えて、蘭領印度および、英領印度への部分品輸出が無視できない割合で続いていたことが確認できた。また、商工省『工場統計表』および『工業統計表』を用いて、同時代文献や先行研究で指摘されている小規模作業場の存在を確認したが、統計調査上にほぼ現れないことがわかった。これらの研究成果は、経営史学会関東部会と、経営史学会全国大会において発表した。次に、電球工場と関連産業の工場の立地の関係を考察した。東京府『東京府工場要覧』、東京市『東京市工場要覧』を用いて、東京府内に存在した電球工場及び部品であるガラスの工場の立地を把握した。その結果、ガラス工場は本所深川を中心に旧市域に集中している状態から徐々に新市域の南方へも増えていったのに対して、電球工場は観察時点の最初から芝区および品川町周辺、本所深川周辺、淀橋町周辺と大きく3つの地域に分かれて立地したことがわかった。すなわちガラス工場の立地は、電球工場の初期立地の一つの要因になっていたことがわかった。この研究成果は、社会経済史学会全国大会で発表予定である。最後に、織物業との比較の結果、電球工業が織物業と大きく異なる点は、有力な生産問屋が存在しない点であることがわかった。有力な生産問屋が原材料の供給などの手段で他の生産者を組織する織物業と異なり、電球工業の場合は、電球組立を担う生産者は各種部品の生産者から部品を買うのが主流であり、他の生産者に対する組織力を持っていなかったと考えられる。部品産業を含めた大規模な組合を組織しようとした際に足並みが揃わず、製品価格の低下に歯止めをかけられなかったのは、このためだと推測できる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究実績は、大きく3つの課題に分けられる。課題1は、産業発展要因として指摘されている論点の抽出と整理である。織物業と機械工業に関する文献を読み、各産業の産業発展の要因を抽出し、分類整理する作業を進めた。課題2は、織物業の個別企業の経営分析である。具体的には、これまで本研究代表者が進めてきた福井県勝山機業兄弟合資会社に関する経営分析を完成させた。これは、産業発展と企業動態・属性変化の関係を詳細に把握できる手掛かりとなった。この成果は、『経営史学』52巻4号に論文として掲載された。課題3は、機械工業の発展に関する定量的分析である。機械工業のうち、電球産業を候補とし、機械工業および電球産業について先行研究を読み込んだ。(機械工業全体については沢井2013、鈴木1996などの一連の研究、機械工業の定量的分析については今泉2008などの一連の研究。電球産業については、平沢2013などの一連の研究。)1930年代の東京市の電球工場の参入退出などを工場名簿を使って調べ、結果を立教大学経済学部歴史部会で報告した。今後は、対象年を1920年代に広げて、5年間隔でデータを取る予定である。また、各種文献を読んだ結果必要と思われるため、従業員15人未満工場についてもデータを収集する。中小規模工場が多いとされる電球工業には特にその作業が重要と思われる。現在のところ、データベースの構築はスムーズに進む見通しである。予定していた3種類の作業のうち2種類は、学術論文と研究会報告として成果を形にすることができた。

部品産業を含めた大規模な組合を組織しようとした際に足並みが揃わず、製品価格の低下に歯止めをかけられなかったのは、このためだと推測できる。今年度研究会で報告した電球工業に関する分析を、得たコメントを元に書き直し、部会・全国大会で発表できるようにする予定である。織物業と機械工業の発展要因の抽出作業も引き続き行い、こちらも何らかの形で発表できるよう準備する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
小学校から中学校へと学びがつながる古典の授業づくりに関する研究

○研究目的今回の学習指導要領改訂により,小学校でも中学校でも「伝統的な言語文化」が重視され,小学校の国語科教科書には多くの古文や短歌・俳句,漢文などが教材として取り上げられている。古典作品には,生活の中で聞き慣れない言葉が含まれ,'その意味も理解しにくいなどの理由から,学習に対する抵抗感が生まれやすく,学習が受け身的になってしまう傾向も見受けられた。そこで,本研究では,小・中学校の9年間で児童・生徒の学びをどのようにつないでいくのかを明らかにし,「伝統的な言語文化」に主体的にかかわるような授業づくりを実現していくことを目的とした。○研究方法これまでに小学校高学年での教科書教材をもとにした「伝統的な言語文化」の授業実践は行ってきた。隣接している東雲中学校の教員と共同でめざす生徒像を設定し,具体的に授業実践の情報交換を行っていく。その中で,9年間の学びのつながりについての考察を深めていきたい。また,先進的な学校を訪れ,情報収集も積極的にしていく。○研究成果小学校の段階(年齢が下がるにつれて)では,具体的な生活経験や体験とかかわらせること,実物や写真,絵本など視覚的にとらえさせることが,イメージを補い,有効となる。また,小学校高学年から中学生への移行期は,言葉を手がかりにして想像力をいかに働かせるかが大切になってくる。中学校の段階(学年が上がるにつれて)では,上記のような抽象的な思考を促す場を増やしていくことで,知的好奇心を刺激し,興味・関心を高める上でも有効となる。「伝統的な言語文化」を扱う場合,小学校の段階では,単元を貫くものとして,あるいは授業の中心に位置つくものとして,表現活動を取り入れることが,結果的に親しむ態度を養う有効な手立てになる。表現することにより,考えや思いを改めて見つめ直したり,出会った言葉や言葉から広がる世界観をどう受け止めたかを試されたりする。こうした活動は,「伝統的な言語文化」のもっている価値を,自己の内面に取り込み,くぐらせる貴重な場となることが明らかとなった。
計算力学と折紙工学融合による新しい軽量コア構造の機能創出と製造法に関する研究

空間充填幾何学と折紙操作によって開発したトラスコアパネルの成形法を確立し、ハニカムコアパネルに総合的に優ることを示し産業応用を行った。展開収縮コアとして反転螺旋型折紙構造の成形法を開発し、優れたエネルギー吸収材となることを示した。写像変換により、複雑な構造の折畳モデルが効率良く得られることを示し折紙構造の産業応用範囲を広げた。折紙理論を応用し、実物コピーモデルを創出し新しい産業の芽となった。軽量で高剛性、高強度のコア構造は省資源に役立つ事からますます重要となる。コアの代名詞であるハニカムコアは熱に弱く、高価であるがハニカムコアに代わるものは得られていない。折紙工学と空間充填理論によって得られたダイアコアは「日本の折紙の産業応用への大いなる可能性」としてNatureに取り上げられた。この可能性ある折紙工学が確かに産業応用されるためには計算力学援用による安価な成形法の確立、機能の最適化が必要である。更に、野島は既存の角柱型のコアモデルとは全く異なる、展開収縮可能な円筒折り、円形膜折り、円錐形状膜折りなど数々の独創的なコア構造を創案している。本研究では、ダイアコアの安価な製造法の確立、遮熱、吸音・遮音などの機能創出等を行うとともに、展開収縮可能な新しい概念に基づくコア構造に関しても同様に、計算力学を援用し新しい意匠デザイン、機能創出と安価な成形法の開発を目指す空間充填幾何学と折紙操作によって開発したトラスコアパネルの成形法を確立し、ハニカムコアパネルに総合的に優ることを示し産業応用を行った。省資源の観点から、軽量コアパネルの需要は更に拡大しているがその代表であるハニカムコアはコストダウンの限界に達している。ハニカムコア等既存の軽量コアパネルを凌駕する新しい軽量コアパネルを開発することを目的とし次の成果が得られた。1平面/空間充填形を利用して新たに開発したダイアコアパネル(別名:トラスコアパネル)表面の平面充填形を等辺の正則パターンから不等辺多角形を含む非正則パターンへと連続的に変換することで得られる発展モデルの特性を明確にした。2ダイアコアの基本的なモデルを鋼板によって試作し、実験及び数値解析によって,代表的な機械的特性である曲げ剛性及び振動特性を明らかにした。3ハニカムコア・サンドイッチパネルの最も得意な曲げ剛性においてもダイアコアは遜色ない重量低減性能を実現できることを明らかにし,加工工程の少なさや耐熱性等を含めた総合的観点から既存のコア材を凌駕できる可能性を示した。4ダイアコアの発展モデルにおいて、セル形状と表面パターンの変化が機械的特性に与える影響を解析し,凹部形状が角柱に近く、パネル表面の面積が広いパターンほど高い剛性を示すことを明らかにした。5金属製ダイアコアパネルのプレス成形シミュレーション技術を開発し、パネルのセル形状が成形性に与える影響とともに、プレス成形で生じる加工硬化特性はダイアコアの強度に有利に働くことを明確にした。6ダイアコアは同一重量の平板に対し5倍から10倍程度の剛性を有し、第1固有振動数も5, 6倍高いことを実験、シミュレーションの両面から示した。7ダイアコアを用いた自動車車両のフロア構造、OAフロア構造を試作した。またダイアコアの優れたデザイン性を有効に利用すべくセグメンテーションを厳密にしたカラーシミュレーション技術を開発し意匠設計によるビルや車両へのデザイン性の検討を行った。軽量コアとしてトラスコアが本グループによって発明された。前年度は、強度・剛性の観点からトラスコアとハニカムコアの比較がなされトラスコアは総合的にハニカムコアに優ることが示された。09年度は、トラスコの衝突特性、振動特性、成形性について検討がなされた。衝突特性であるがトラスコアではプレス成形時コア部は板厚が薄くなり特性としてはマイナスの要因となる。しかし、プレスすると初期応力、初期たわみが生じいわゆる加工硬化が生じる。この加工硬化は強度特性や衝突特性にプラスに働くことを確認した。すなわち衝突特性などを確認するには多段階成形で得られる加工硬化特性をそのまま特性解析にも利用できるよう成形-特性連続解析手法を確立した。多段階成形シミュレーションであるがトラスコアの三角形コアは1段階のプレス成形ではその成形は困難であり多段階にすることの重要性とその解析手法も確立し試作方法にもフィードバックした。振動特性については基本共振周波数は同重量で平板の5ないし6倍高くなり音振動設計上非常に有利になることを解析・実験で確認した。その他、遮音特性もすぐれていることを示した。また、トラスコアは光と影の織り成す彩を与え美観に貢献できることを示した。トラスコアの産業応用として太陽電池パネルは軽量にできることから採用はほぼ決まった。また、電気自動車のフロア構造に利用するための検討を行なった。円筒コア以外の折紙構造として、反転螺旋型円筒折紙構造の軸方向圧縮時のエネルギー吸収量が通常の自動車のサイドメンバに使用されている矩形開断面構造に比し優れていることを示した。また、立体折紙も開発しお菓子などの包装機の開発設計にフィードバックした。トラスコアとして2枚のパネル片を張り合わせたダブルトラスコアパネル、片側の1枚を平板にした曲面化及び接合が容易なシングルトラスコアパネルの2種類を開発した。後者の太陽電池パネルの実用化が得られ、新聞に掲載された。