hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組織変革マネジメントおよび組織支持者の動員に関する考察

なおH26年3月には民間企業約40社に向けて研究報告会を実施するとともに、約100ページの研究報告書を作成して80社に送付するなど、情報発信にも努めている。社会的課題の解決を目的とした事業であるソーシャル・ビジネスは、認知構造に変化をもたらすことで社会的課題の解決を実現しており(国保,2011)、組織変革をもたらすものである。変化する環境に適応するためには組織は変化せねばならない。また、昨今は会社に対する強いコミットメントや明確な組織の境界を前提とできないケースが増えてきた。この状態は組織の運営に必要な組織支持者(Aldrich,1999)の比率が低いという状況である。上記を踏まえ、本研究は1組織の生存に必要な変革をどうすればもたらせられるのか、そして、2そのために組織利用者を組織支持者にどうすれば転換させられるのか、の2点について、組織マネジメントの観点から明らかにすることを目的とした。H24年度は、文献調査および調査事例の選定のための探索的研究を実施。H24年度とH25年度は東日本大震災の被災地の復興支援を目的としたソーシャル・ビジネスのフィールド調査を行った。H26年度の前半は、自分の育児休業中に育休中の従業員が経営者視点を学ぶための勉強会を立ち上げた。そしてこのLearning Communityにて、育休中の従業員が組織利用者から組織支持者に転換していくという意識変化が確認されたため、育休から復職すると同時に研究対象をこのLearning Communityに変更してフィールド調査を続けた。勉強会に参加した参加者のアンケート及びインタビューから、勉強会の参加によって1参加者の就労意欲及び組織への貢献意欲が高まる、2管理職(組織支持者)への意欲が喚起される、3継続参加回数が多いほど変化の度合いが大きくなる、ことが確認された。これらの結果から、学習によって組織利用者から組織支持者への意識変化をもたらせるのではないかと考えている。H26年とH27年に研究報告会ならびに研究報告書という形で社会への情報発信も心掛けた。本研究では、最終的に女性の就業継続や昇進の社会的課題に対する認知構造の変化プロセスを研究した。育児休業制度が整った現在でも我が国の女性の6割は出産を機に退職している理由として、女性個人の就業意欲の低下が指摘されることが多い。しかし本研究でヒアリングやデータ分析をしたところ、継続就業の阻害要因は女性個人の意欲以上に、職場環境が原因で育児と業務責任を両立する自信がない、またその努力をしても適切に評価されないと考えた女性が職場のフリーライダー化していることが分かった。また教育によって認知が変わることが分かったため、今後は自ら経営するソーシャル・ビジネスを通じて社会的実験を続けていくこととした。H26年度は、出産・育児によってフィールド調査に出かけることが難しくなったことが大きな理由である。しかしそのライフステージの変化を逆に活用することによって「制約人材の活用」という新たな研究テーマを見つけることができた。
枯草菌のホメオスタシスにおけるアルカリカチオン輸送系の役割

枯草菌のホメオスタシスに関与するアルカリカチオン輸送系の研究は、全ゲノムが明らかになったことがきっかけとなり解明が進んでいる。枯草菌では、Na^+またはK^+を細胞内のpH調節、物質輸送の共役イオン、膨圧の維持などに利用する。枯草菌のホメオスタシスに関わるアルカリカチオン輸送系タンパク質の生理的機能を解明し、その制御機構を明らかにすることは、ポストゲノム研究における基軸微生物である枯草菌細胞の環境適応戦略機構の体系的な理解に貢献することが期待された。データベースを調べると枯草菌には、アルカリカチオン輸送系に関与することが推定される機能未同定タンパク質が複数存在する。本研究では、アルカリカチオン輸送系に関与する機能未同定タンパク質の機能解明から関連する他のタンパク質との発現制御や環境適応戦略としての相互関係についての解明を行い、枯草菌におけるアルカリカチオンの循環機構を体系的に解明することを目的としている。平成16年度は、各候補遺伝子の多重欠損株や各種ストレス環境での各候補遺伝子のpMutin破壊株を用い、各遺伝子の発現パターンの変化を複数の実験方法を用いて詳しく調べた。生理機能解明を始めている機能未同定遺伝子のうち以下の知見を得た。(1)YvgPが、Na^+、Li^+、K^+、Rb^+を基質とするH^+とのアンチポーター活性を持つこと。YvgPが常に発現していること。(2)YjbQは、低K^+環境ではK^+の取り込みに、高K^+環境ではK^+の排出に関与すること。(3)YfkEは、Ca^<2+>/H^+アンチポーターとして機能し、SigBとSigG依存であること。おそらく、YfkEの生理的役割は、細胞内のCa^<2+>ホメオスタシスにかかわることがわかってきた。(4)枯草菌の鞭毛モーター固定子としてNa^+チャンネルとして働くMotPSを同定し、枯草菌でもH^+駆動力以外にNa^+駆動力で鞭毛を回転させることを明らかにした。
肺癌細胞の線維化への関与とEGFシグナルによるTGF-βシグナル調節機構の解析

EGF刺激によりTGF-βの細胞内シグナル伝達分子Smadファミリーのリンカー領域のリン酸化が誘導される。Smad結合タンパクPin1がこのリンカーリン酸化特異的にSmadに結合することを見出し、それがSmadのSmurf2ユビキチンリガーゼによるユビキチン化と分解を誘導し、TGF-βシグナルを抑制することを明らかにした。これにより線維化における重要なサイトカインであるTGF-βシグナルが癌細胞での様々なEGFシグナル異常により制御を受ける一つのメカニズムが示唆された。1肺癌細胞におけるEGFシグナル異常がTGF-βシグナルに及ぼす影響とそめ機序まず複数の癌細胞株でWestern blottingによりSmad2,3リンカー領域のリン酸化、Smad2/3リンカー領域結合蛋白Pinlの発現を検討した。その結果細胞間での比較はそのgenetic backgroundが大きく異なりEGFのTGF-βシグナルへの影響を比較することが困難と考えられた。そのためまず変異型RASによる影響を実験系の確立している293T細胞で検討した。そしてリンカーリン酸化Smad2, 3が変異型RASの発現によりPin1との結合が促進され、E3ユビキチンリガーゼSmurf2とSmad2, 3の結合の促進と分解によりTGF-βシグナルを抑制することを発見した。2線維芽細胞におけるEGFシグナルがTGF-βシグナルの作用に及ぼす影響とその機序EGFの下流でPin1がTGF-βシグナルに及ぼす影響をPin1ノックアウトマウス由来の線維芽細胞を用いて検討した。その結果Pin1のない線維芽細胞ではSmad2/3の蛋白発現量が多いこと、E3リガーゼSmurf2との結合が弱いことが明らかとなった。そしてPin1発現のない線維芽細胞ではTGF-β刺激によってConnectivetissuegrowthfactorの発現が上昇するものの、Pin1をアデノウイルスベクターにより発現させた線維芽細胞ではそれが認められなくなることを発見した。3肺癌細胞と線維芽細胞の相互作用とTGF-βシグナル、EGFシグナルの影響癌細胞・線維芽細胞双方ともにPin1がEGFの下流やRASシグナル亢進によりSmad2/3の分解を促進してTGF-βシグナルを抑制することが示唆された。いかに線維芽細胞と癌細胞でEGF , TGF-βシグナルに差があるのか、相互作用の面の解析は次年度での検討課題とした。前年度の解析ではSmad3結合蛋白であるPin1がEGFシグナルによるSmadリンカー領域のリン酸化特異的にSmadに結合し、Smurf2によるユビキチン化・分解の促進をすることを見出し論文として報告した。平成21年度はこうして関与が示唆されたEGFとTGF-β両シグナルについて以下の解析を計画した。1:肺癌細胞におけるEGFシグナル異常がTGF-βシグナルに及ぼす影響とその機序多くの肺癌細胞ではEGFシグナルの下流分子の一つRASに活性型の変異が入ることが知られている。こうした肺癌細胞ではTGF-β刺激をすることにより上皮間葉転換(EMT)を起こすことが知られている。肺線維症を背景として肺癌細胞の置かれる状況を考慮し、ある炎症性のサイトカインの存在下に肺癌細胞のTGF-βによるEMTなどの応答について調べたところ、TGF-βの作用が変化することが観察された。この変化とRAS変異との関係が今後の検討課題と考えられる。2:線維芽細胞におけるEGFシグナルがTGF-βシグナルの作用に及ぼす影響とその機序線維芽細胞を用いて、TGF-βシグナル調節性の蛋白ユビキチン化酵素Arkadiaによる炎症性疾患に関わる基質蛋白の制御について予備的な検討を行った。
ハロロドプシンの塩素輸送に関与する分子構築

(1)好塩菌にあるハロロドプシン(HR)は光によって塩素イオンを運搬するが、約3分の1の割合で硝酸イオンをも輸送する。これらのイオンが運搬される機構を解明するために、それぞれが結合したハロロドプシンのシッフ塩基の近くでの構造の違いを、光反応によるL中間体の生成にともなうフーリエ変換差スペクトルから解明することを試みた。L中間体の生成量は、明順応状態におけるオールトランス型の割合に比例することから、オールトランス型からのみ生成することがわかる。170Kでの光照射前後の差スペクトルの1800-800cm-1の領域に現われた光照射前のスペクトルの大きさは、硝酸イオンの場合は、塩素イオンの場合の約3分の1になっている。(2)重水置換で同定されるシッフ塩基のC=N伸縮モードは、いずれの場合において1634cm-1で、共鳴ラマン法で硝酸イオンの場合に見られた1645cm-1のバンドは見られない。このことは、硝酸イオン中のオールトランスHRには2種類あり、C=N伸縮を1645cm-1にもつHRは光によってはLを形成せず、1634cm-1にもつ塩素イオン中のと同じ構造をもったものだけがL中間体を形成することを示す。このシッフ塩基の水素結合の強さは、バクテリオロドプシン(BR)に比べて弱い。(3)BRには、分子内に弱い水素結合をもった水分子があり、Lの生成にともなって強い水素結合を形成する。HRにも同じような弱い水素結合をもった分子内の水分子が見い出されたが、その振動数には塩素イオンの場合と硝酸イオンの場合では違いが見られた。BRでみられたトリプトファン182とレチナールの相互作用を示す振動バンドは、HRではみられない。(4)BRではシッフ塩基は水を介しての対イオンであるアスパラギン酸85と弱い水素結合を形成していた。オールトランス型HRではシッフ塩基のN-Hは水分子を介して、アスパラギン酸85に代わる塩素イオン、硝酸イオンなどのアニオンと弱い水素結合を形成している。
有機電気化学反応における電極触媒活性の発現と制御

二酸化炭素の電気化学還元を水溶液中で行うと、Cu電極のみが常温でメタン、エチレン、アルコール類を効率よく生成する。その際COが中間種として生成し、電極面に吸着していることが、ボルタンメトリーとクロノポテンショメトリーによって確認された。電極面でのCOの被覆率は90%以上に達しており、そのため水素発生や他の電極反応は阻害される。本研究ではCuの単結晶(純度99.99%)電極を用いて、二酸化炭素の電気化学還元を0.1M KHCO_3水溶液中,5mA cm^<-2>の定電流で行った。その結果(100)面では、メタンよりエチレンの生成が優勢であり、(111)ではメタン生成が圧倒的であった。(110)は、両電極の中間的な性質を示した。COの電解においても、同様な傾向がみられた。Cu電極へのCOの吸着は、COの還元より正の電位で起こり、その際電荷移動が見られる。FTIRで電極面のスペクトル測定を行い、これを確認した。そこでCOが単結晶電極表面に吸着する際のボルタンメトリー測定を行った。それによれば、(100)および(110)では、結晶面に特有のレドックスピークが見られるのに対して、(111)では電荷移動のレドックスピークは得られない。水素の発生はCOの吸着により、いずれの面でも阻害されている。次にCu多結晶(純度99.999%)電極を用い、同様な条件で二酸化炭素の電気化学還元を行った。電解に先だって多結晶電極表面をX線回折で測定したところ、Type 1電極は(100)面に選択的に配向しており、Type 2電極は(110)面が支配的であった。電解の結果、Type 1は(100)に似た生成物分布を示し、Type 2電極は(110)と同様な生成物分布を与えることが分かった。またCO雰囲気下での電荷移動のボルタンメトリーは、Type 1は(100)と同様な図形となり、Type 2は(110)と同様な結果を与えた。以上により、多結晶電極表面の反応活性は、表面の選択性配向により、決定されることが明らかになった。
学習成果の活用・継承を重視したブレンディッド・ラーニングシステムの開発と実践

1.研究の背景と目的e-ラーニングが学校教育にも導入されつつあるが、利用できるデジタルコンテンツが少ない、あっても授業に使いにくい、意欲の高い学習者を前提としている、など多くの問題がある。そのような中、「e-ラーニング」と「集合教育」を組み合わせる「ブレンディッド・ラーニング」が注目されつつある。本研究では、これまで重視されなかつた学習成果に着目し、学習成果をWeb化して、共有・継承に役立てる学習成果活用型のブレンディッド・ラーニングシステムを開発・実践することを目的とした。2.研究経過と成果(1)学習成果が有効に活用されなかった原因の分析・検討多様で豊富な学習成果が得られる「総合的な学習の時間」と、従来教科を比較して考察した。一斉指導の中では、学習成果の活用の必要性が少なかったことや、学習成果の活用に有効なICTの活用が不十分な現状が明らかになった。(2)学習成果の活用・継承を重視した「ブレンディッド・ラーニングシステム」の開発と実践筆者らが担当する「情報科教育法」の授業を中心に、過去の受講者の学習成果のWebページ閲覧から始まり、学習成果をまとめたWebポートフォリオの作成に至る授業を設計・実施した。この実践にあたって、e-ラーニングシステム「Moodle」を授業と組み合わせて活用した(ブレンディッド・ラーニングシステム)。授業後のアンケートから、このシステムの有効性や留意点を明らかにした。(3)学校現場でのWebページ活用授業の実践と分析上記と同様な発想で、小学校と高等学校で、Webページを活用した授業実践を試み、その効果を検討した。情報環境が進めば、学習成果を重視したブレンディッド・ラーニングの可能性が示唆された。(4)研究会・学会への研究経過・成果の報告関連の研究会・学会に、研究経過を報告し、フィードバックを得ながら進めた。また、論文を紀要にまとめた。1.研究の背景と目的e-ラーニングが学校教育にも導入されつつあるが、利用できるデジタルコンテンツが少ない、あっても授業には使いにくい、自作するためにはスキルと多くの時間を必要とする、学習意欲の高い学習者を前提としている、などさまざまな問題がある。そのような中、「e-ラーニング」と「集合教育」を組み合わせて使う「ブレンディッド・ラーニング」が注目されつつある。本研究では、これまであまり重視されてこなかった学習成果に着目し、学習成果をWeb化して、成果の共有・継承に役立てる学習成果活用型のブレンディッド・ラーニングシステムを開発・実践することを目的とする。2.研究経過と成果(1)学習成果が有効に活用されてこなかった原因の分析・検討教科の学習と異なり多様で豊富な学習成果が得られる「総合的な学習の時間」について、その成果を実証的に検証した。一斉指導の中では、学習成果の活用の必要性が少なかったことや、総合的な学習において、学習成果の活用に有効なICTの活用が不十分な現状が明らかになった。(2)学習成果の活用・継承を重視したブレンディッド・ラーニングシステムの開発と実践研究代表者および分担者が担当する大学での授業「情報科教育法」「教育工学」において、過去の受講者の学習成果のWebページ閲覧から始まり、学習成果をまとめたWebポートフォリオを作成に至る授業を設計・実施した。これらの実践にあたって、オープンソースのe-ラーニングシステム「Moodle」を利用した。学生へのアンケートから、その利用効果とともに種々の改善点が明らかになった。(3)学校現場でのWebページ活用授業の試行上記と同様な発想で、小学校と高等学校で、Webページを活用した授業実践を試み、その効果を検討した。

1.研究の背景と目的e-ラーニングが学校教育にも導入されつつあるが、利用できるデジタルコンテンツが少ない、あっても授業には使いにくい、自作するにはスキルと多くの時間を必要とする、意欲の高い学習者を前提としている、などさまざまな問題がある。そのような中、「e-ラーニング」と「集合教育」を組み合わせる「ブレンディッド・ラーニング」が注目されつつある。本研究では、これまで重視されなかうた学習成果に着目し、学習成果をWeb化して、共有・継承に役立てる学習成果活用型のブレンディッド・ラーニングシステムを開発・実践することを目的とした。2.研究経過と成果(1)「ブレンディッド・ラーニングシステム」の試行と改善学部生対象の「情報科教育法」の授業を中心に、e-ラーニングシステム「Moodle」を利用した授業実践を継続した。前年度の学習成果を閲覧し、学び取るべき点を分析して継承した。また、学習成果の質を高めるため、Moodleの「フォーラム」機能を用いて相互評価を実施した。授業後のアンケートから、用いた「ブレンディッド・ラーニングシステム」の有効性の検討および改善を行った。(2)「ブレンディッド・ラーニングシステム」の学校現場への適用と分析小・中・高での「総合的な学習」や、高校での教科「情報」や「課題研究」は、ブレンディッド・ラーニングの導入が比較的容易である。ここでは、研究協力者の授業実践において、本研究の発想およびシステムを活用した実践を行い、その成果と課題を検討した。学校の普通教室にインターネット環境が整備されれば、「ブレンディッド・ラーニング」の効果が高まる。(3)研究会・学会への研究経過・成果の報告「学習支援研究会」に、研究経過や成果を話題提供し、フィードバックを得ながら進めた。また、関係学会で研究発表を行い(日本教育工学会全国大会2006.11)、論文を紀要に投稿した。
汗腺組織内の汗そのものの可視化による、ヒトにおける汗運搬メカニズムの解明

温暖化や超高齢化に伴い、汗による放熱ができず、熱中症による死亡リスクが増加している。発汗の機能改善は熱中症を予防するうえで吃緊の課題である。未だ発汗の機序や動態は未解明な点が多い。以前より申請者は汗腺の3次元ライブ観察法を確立し、汗腺の活動状態を詳細に観察することで、分泌部に存在する筋上皮細胞の収縮が汗の運搬に直接関与することを示す予備的な結果を得ている。本研究では、汗の運搬促進を通じて発汗機構の根本的な改善を図ることを目的とし、汗自体を可視化し、発汗収縮時における1汗の運搬動態と、2運搬制御機構の解明を目指す。本研究の成果は多汗症や熱中症といった発汗異常の治療薬・予防法の開発の糸口となる。
肝動脈灌流・門脈灌流と肝細胞機能の統合的診断法の開発と肝切除術前評価への応用

肝パーフュージョンCT検査において、高時間分解能と低被ばくを両立できる撮影法のさらなる最適化を本年度行った。造影注入直後より肝全体を1.5秒毎に連続撮影する約60秒間のパーフュージョン撮影において、80kVの低電圧撮影を行うことに加えて、新たな再構成法の導入や最適化を行い、肝パーフュージョンCT撮影にかかる被ばく量を、一般的なダイナミック造影CTと同程度以下(約10mSv)に抑えることが可能であることがわかった。そのパーフュージョン画像を基に、dual-input法を用いて、門脈血と動脈血のそれぞれの肝血流マップを作成することが可能であった。当該年度にて、肝血流マップとTc-99m GSA肝受容体SPECT画像のフュージョン画像のフュージョン画像から肝区域の門脈血流・動脈血流・99mTc-GSA肝受容体分布を自動的に定量化するアルゴリズムの開発を進める予定であったが、ダイナミックSPECT画像解析法の最適化が遅れており、アルゴリズム開発に至っていないためである。ダイナミックSPECT画像解析法の最適化した上で、肝血流マップとTc-99m GSA肝受容体SPECT画像のフュージョン画像のフュージョン画像から肝区域の門脈血流・動脈血流・99mTc-GSA肝受容体分布を自動的に定量化するアルゴリズムの開発を進める予定である。肝パーフュージョンCT検査において、高い時間分解能と低被ばくを両立できる撮影法の検討を行った。造影注入直後より肝全体を1.5秒毎に連続撮影する約60秒間のパーフュージョン撮影において、80kVの低電圧撮影を行うことで、肝パーフュージョンCT撮影にかかる被ばく量を、一般的なダイナミック造影CTと同程度(2030mSv)に抑えることが可能であることがわかった。肝血流マップ上の門脈および肝静脈の血管成分を分離・除去する方法として、時相間画像の差分は有効であった。その他、血管成分を分離・除去する方法として、除去対象の血管内に手動でシードを与え、信号強度、コントラスト、形状(径,長さ)などを条件としたregion growing法による方法があり、この有効性に関する検討は次年度以降行う予定である。肝血流マップと99mTc-GSA肝受容体SPECT画像のフュージョン画像の作成は可能であることを確認した。このフュージョン画像を各肝区域に分割し、それぞれの肝区域の門脈血流・動脈血流・99mTc-GSA肝受容体分布を自動的に定量化するアルゴリズムの開発に関しては、次年度以降の課題である。また血流マップと99mTc-GSAのフュージョン画像から求められる、門脈血流、動脈血流および99mTc-GSA集積量のそれぞれの定量値をどのように統合して評価するかに関して、肝切除後の病理所見や術後経過・予後等との検討から明らかにしていく必要がある。研究計画にそっておおむね検討は進んでいると考えられる。今後は肝切除術予定患者約50例を対象に、肝パーフュージョンCT及び99mTc-GSA肝受容体シンチグラフィを撮影して検討を進める予定である。ここでは,肝血流マップと99mTc-GSA肝受容体SPECT画像のフュージョン画像から得られる指標と、術後肝機能や合併症、予後との関連性について評価し、従来、残肝予備能評価に用いられてきた指標と比較検討を行う。当該年度に必要とされた出張費および機材費が想定より安価となったことが主たる原因と思われる。次年度においては、肝パーフュージョンCT画像と99mTc-GSA肝受容体SPECT画像のフュージョン画像を自動解析するためのアルゴリズムの開発には、機材費等の経費が予定より高くなると予想され、当該年度で生じた差額分を充当する予定である。解析に必要な物品費(モニタ等)の選定が遅れ、次年度での購入となったため、次年度使用額が生じました。
NUMB蛋白質の局在を指標とした脊椎動物の神経発生過程における非対称分裂の研究

鳥類胚の中枢神経系の発生過程において、Numbという細胞内因子が分裂中の神経上皮細胞で基底膜側に非対称に局在し、膜受容体であるNOTCH1の細胞内領域と相互作用して、そのニューロン分化抑制活性を抑えることがわかっている。また、神経堤細胞においてもNumbが不等分配される。過剰発現実験の結果などから、Numbを受け取った娘細胞はニューロンに分化し、受け取らなかった娘細胞はNotchの活性化によって未分化状態に留まると考えられる。Numbはアミノ末端側にリン酸化チロシン結合領域、カルボキシ末端側に複数のSH3結合領域様配列を持つ。これらのモチーフを参考に、NumbのcDNAの断片とGFPの融合タンパク質の発現ベクターを構築し、培養細胞でその発現を確認した。まな、中間径フィラメントの一種であるTransitinが神経上皮細胞や神経堤細胞でNumbと酷似した細胞内分布を示すことを見い出した。そこで、培養細胞でNumb断片-GFPとTransitinを同時に発現させたところ、Numbのカルボキシ末端側とTransitinが細胞骨格様の細胞内分布を示した。このことから、NumbとTransitinは複合体を作っており、TransitinがNumbの細胞内局在を制御している可能性が考えられた。神経上皮細胞や神経堤細胞の非対称分裂の際にNumbを受け取った娘細胞と受け取らなかった娘細胞の分化運命を調べるため、倒立型蛍光顕微鏡やCO2インキュベーションチャンバー、CCDカメラを含むタイムラプスシステムを導入した。繊維芽細胞にGFP発現ベクターを導入し、細胞が生きたままの状態でGFP発現細胞を観察し、その細胞系譜を追うことに成功した。このシステムを用いて、Numb-GFPを導入した神経上皮細胞や神経堤細胞の分化運命の解析を開始した。
ナノテクノロジーを利用した組織障害を最小化する臨床用膵島分離技術の開発

膵島移植医療の成績を決定する膵島分離工程のうち膵島純化と膵臓消化の工程の技術改良を微細工学分野の知見を適応することで実現することを目指した。膵島純化工程では、流体力学的解析によりせん断が分離膵島の破壊に関与することを明らかとし、粘度の低い溶液を使用することにより分離膵島量を向上させることに成功した。また、膵臓消化工程では、ナノバブルによる溶液の酸素化を目的として、消化中の膵臓の酸素消費量の測定を行った。膵島移植のための膵島分離工程のうち、膵外分泌腺組織と膵島組織の比重の違いを利用して消化膵組織より膵島組織のみを抽出する膵島純化工程において、せん断が分離膵島の破壊に関与していることを流体力学的解析によって明らかとし、粘度の低い溶液を使用することで分離膵島量を向上させることに成功した。臨床での膵島純化は標準的にCOBE2991細胞分離装置内にFicoll溶液による比重濃度勾配の形成によって行われる。まず、計測流体力学(computational fluid dynamics)を用いた数値計算により純化操作中のせん断力を算出し、次に粘度計による実測値より導いたせん断力の大きさ・加重時間と膵島破壊の程度との関係から、臨床膵島純化前後のブタ膵島の直径比(純化後/純化前)の理論値を求めた。これによって、膵島純化における分離膵島の破壊にせん断力が関与していることが明確となった。また、せん断力は比重濃度勾配を形成する溶液の粘度と正の相関を有することが判明した。すなわち、粘度を調節することによって膵島破壊の要因となるせん断力を制御できることが分かった。標準溶液であるFicoll溶液よりも低粘度のM-Kyoto/Iodixanol溶液を用いて膵島分離を行うことによって分離膵島へ負荷される力学的破壊を減少させることができ、分離膵島量を向上させることができた。膵島移植の成績は移植され生着する膵島量に依存する。より多くの分離膵島を回収することを可能とする今回の膵島分離手技の改良は膵島移植成績の向上に貢献する。膵島移植のための膵島分離工程のうち、膵管から逆行性に膵臓内にコラゲナーゼ溶液を注入した膵臓を体温付近の温度に上昇させることによってコラゲナーゼを活性化させ、膵組織を分解し、内分泌細胞塊である膵島を膵外分泌組織より遊離させる膵臓消化工程において、膵組織が溶液中の溶存酸素を消費していることを明らかとした。ヒト膵臓とサイズが近似しているブタ膵臓を対象として、ブタ膵臓を含む溶液の温度を4°Cから37°Cまで変更可能で、溶液の酸素濃度を測定可能な密閉式の容器を開発し、この装置を用いて溶液の温度を4°Cから37°Cにした場合、温度依存性に溶液の含有酸素濃度が減少することを観察した。このことから消化工程にある膵臓には酸素の供給が必要であることが判明した。そして、酸素供給を目的として、酸素をナノバブルとして溶液中に溶解し、膵臓に効率的に酸素を運搬するための装置を開発した。ナノスケールの均一な細孔径を有するシラス多孔質ガラス膜(Shirasu porous glass membrane : SPGM)を円筒状にしたものに高圧の酸素を通すことによって酸素のナノバブルを発生させ、溶液中の酸素含有量を上昇させることができる。これによって、消化工程での膵組織の低酸素による組織障害は軽減され、良質の膵島を分離することが可能となることが期待できる。膵島移植の成績は移植され生着する膵島量に依存するため、今回の膵島分離手技の改良は膵島移植成績の向上に貢献する。
臍帯上皮細胞を使用した培養表皮シートの作製

これまで我々は、臍帯上皮では表皮に類似した分化関連蛋白の発現を認め、臍帯から上皮細胞を分離培養し線維芽細胞を埋没したコラーゲングル上で三次元培養を行うことにより、表皮角化細胞同様に重層化させることが可能であることを報告し、さらにコラーゲングル上で単層培養した臍帯上皮細胞をヌードマウスの皮膚欠損部に移植した場合においても、角化細胞同様に10層前後に重層化し表皮類似の構造を形成しうることを報告した。また、表皮を除去した真皮成分上で培養した臍帯上皮細胞はコラーゲングル上で培養した時に比較して、より重層化しやすく、また、免疫染色にてより強い基底膜構成蛋白の発現を認めた。H18年度は単層培養下での臍帯上皮細胞の各種ケラチン発現について免疫染色及びRT-PCRを用いて表皮角化細胞と比較検討を行った。その結果、培養臍帯上皮細胞では低カルシウムの培養条件下で単層上皮型ケラチンに加えて皮膚型ケラチンK5/14及び皮膚分化型ケラチンK10の発現を認めた。近年、中枢神経をはじめとしたさまざまな臓器・組織の発生や個体維持にNotchシグナルが重要な役割を果たしていることが分かってきた。そこで今後は、in vivo及びin vitroにおけるNotch receptorの発願について検討していく予定である。これまで我々は、臍帯上皮では表皮に類似した分化関連蛋白の発現を認め、さらに臍帯から上皮細胞を分離培養し、線維芽細胞を埋没したコラーゲンゲル上で三次元培養を行うことにより、表皮角化細胞同様に重層化させることが可能であり、顆粒層、角層を伴った培養表皮シートの作成が可能であることを報告した。さらにコラーゲンゲル上で単層培養した臍帯上皮細胞をヌードマウスの皮膚欠損部に移植した場合においても、角化細胞同様に10層前後に重層化し、表皮類似の構造を形成しうることを報告した。そこで平成17年度は、表皮細胞を除去した真皮成分上に臍帯上皮細胞を播種し、器官培養及びヌードマウスへの移植を行った。真皮成分上で培養した臍帯上皮細胞はコラーゲンゲル上で培養した時に比較して、より重層化しやすく、また、免疫染色にてより強い基底膜構成蛋白の発現を認めた。臍帯上皮は単純上皮および粘膜型上皮としての性格を有すると考えられているが、現在、単層培養下での臍帯上皮細胞の各種ケラチン発現に加えて、各種サイトカイン、growthfactorの発現についても表皮角化細胞と比較検討を行うとともに、培養系での各分化段階における分化関連ケラチン、TGase I、インボルクリン、ロリクリン等の角化関連蛋白の発現についてmRNAレベルでの検討を行っている。
高等教育におけるeラーニングのコスト分析

高等教育におけるeラーニング(ITを用いた教育)にどれくらいのコストがかかるのか、eラーニングが様々な角度から注目され研究がなされる中で、この点については実態把握がなされておらず、よく分かっていない。まず、教育プログラムのコストをABC(アクティビティ・ベースト・コスティング)の手法を当てはめて、計測することを試みた。その過程を通じて、eラーニングにおいては、ヒドゥンコストが大きいことがわかってきた。これがeラーニングにともなうコスト問題の特質であり、研究・教育という領域の特殊性と深く関わっていることがみえてきた。そこで、いくつかのヒドゥンコストを浮き彫りにする事例調査を行った。高等教育におけるeラーニングないしはIT利用教育では、現在、教育工学を中心にその可能性の開発や教育効果の測定が行われている段階である。可能性や効果が明らかになるなかで、我が国では、実際にどういった利用に収束するのかについては、ほとんど研究がなされていない状況である。本研究は、コストに着目して、ベネフィットに見合わないコストがかかる実践は成立しないという比較的リジッドな枠組みを用いて、収束点を探る枠組みを構築しようとする。そしてそこから実際の利用/不利用のパターンを浮き彫りにするものである。本研究のようなeラーニングの現実の収束点を見極める作業は、高等教育を実践する人々にとって必要不可欠であり、応用の可能性を開くものとなる。●理論的検討本研究のモデルとなる分析手法であるUCバークレイ校の化学実験のコスト分析を理論的に検討した。行政の効率化などに用いられるABC(Activetiry Based Costing)によるコスト計算をeラーニングに適用しリストラクチュアリングを測るものである。これらの手法を用いれば妥当性を確保しつつ我が国の実践のコスト分析を行うことができると考えられる。●ヒドゥン・コストにかんするプリ調査eラーニングのコストは、金銭的な面だけでなく、(1)IT利用のためにかかる教員の時間やITスキル形成などの教員の負担、(2)学生の側に発生するITスキル・(機器セットアップ・アプリケーション利用法学習時間を含む)時間的問題などがある。eラーニングのヒドゥン・コストになりうる障壁について、eラーニングの実践記録や導入事例などを収集・検討した。本年度の調査からは、単純にABC(アクティビティ・ベースト・コスティング)の手法を当てはめることの難しさが見えてきた。ここでは、よりヒドゥンコストに着目することが重要であることがわかってきた。研究・教育という領域の特殊性と深く関わっている可能性がある。19年度に実施したパイロット・スタディをもとに広汎に大学におけるIT利用の事例についての聞き取り調査を行った。ここがらは、(1) (ヒドゥン)コストがどこに生じており、実践者がどのようにそれを認識しているのか、(2)ベネフィットについてどのような認識を持っているのか、についていくつかの示唆的な事例を得たものの、その全体像を探ることの難しさも同時にわかった。この点は、21年度の調査に引き継ぐ課題である。対象1ITスキルが高いものの限定的にITを用いている教員(とくに工学部)スキルが高いにもかかわらず、ITを限定的に用いた教育をしている教員が多く見られる。ITスキルが高い場合には、ヒドゥン・コストがかからずに済む。しかし、なぜ限定的に利用するのか、ここからベネフィットとコストの関係の一つのあり方について探った。対象2ITを積極的に用いている教員(IT推進者以外)IT推進の学問領域や実践者以外にも、ITを積極的に用いている教員も近年増えてきている。彼らは、どのようにITを用い、どのような教育的なベネフィットを見積もっているのか、また、発生するコストをどう認識しどう調整しているかを探った。●ヒドゥンコストに焦点を当てたIT利用のコストーベネフィットに関するケーススタディ昨年実施したパイロット・スタディをもとに広汎に大学におけるIT利用の事例についての聞き取り調査を行った。ここからは、(1)(ヒドゥン)コストがどこに生じており、実践者がどのようにそれを認識しているのか、(2)ベネフィットについてどのような認識を持っているのか、についての事例を収集した。(1)ヒドゥンコスト事例1 ITを積極的に用いている教員(IT推進者以外)IT推進の学問領域や実践者以外にも、ITを積極的に用いている教員も近年増えてきている。彼らは、ITにたいして高く教育的なベネフィットを見積もっているが、実際に授業実践に用いるまでには、環境的な要因(教室の設備や資料の電子化、情報入手においてインターネットが主要な手段になること)によって利用が阻まれていたことが見えてきた。こうした自己を取り巻く環境がIT授業実践へのハードル(ヒドゥンコスト)として存在していた。(2)ヒドゥンコスト事例

2市場成立の可能性のあるパッケージを用いた事例近年、WebCT,ブラックボード等にみられるような、LMS(ラーニング・マネージメント・システム)が機関に導入されるケースが増えている。多くの機能があり様々な利用の可能性があるが、教員によってはそのまま利用するよりもカスタマイズしたくなる場面が多くなることが見えてきた。この際、仕様として不可能であったり、カスタマイズに高いITスキルが必要で、かつ多大な時間がかかることがあったりし、利用を断念する事例が複数見られた。
自閉スペクトラム症と注意欠如・多動症に共通する中間表現型と発症モデルの特定

ADOS-2を完了した420名について詳細な解析を行い,社会性障害SAスコアが80%タイルを超えるが反復行動・感覚異常RRBスコアが80%タイル未満の1群,SAが80%タイル未満だがRRBが80%タイル以上の2群,SA,RRBスコアがともに80%タイル以上の3群と,それ以外の0群の4つの群間比較を行ったところ,ADHD不注意得点および衝動性得点が3群において有意に高く,0・1・2群では差がみられなかった。このことから,ASD特性とADHD特性の重なり合いは社会性障害や反復行動・感覚の異常のいずれか一方に特異的に関連しているのではなく,ASDという表現型そのものに重なり合っていること,すなわち,ASDとADHDが単一のスペクトラム上に重なり合う可能性が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。以上の測定・計測を継続しており、平成29年度も同様の測定・計測を継続していく予定である。平成28,29年度は、浜松母と子の出生コホートにおける計測・測定を中心に進めることを予定していた。この中で、平成28年度は6歳時の発達評価が全体の被検者のうち90%で完了しており、またGazefinderによる計測も同じ速さで進んでいる。一方、臍帯血血清の計測については、解析に時間と費用のかかるパーフルオロ化合物のうち440例が完了したほか、パーフルオロ化合物の血中濃度との関連が深いトリヨードサイロニンの計測が完了するなど、概ね順調に作業が進んでいるといえる。本研究では平成29年度、浜松母と子の出生コホート(HBC Study)を活用して、自閉スペクトラム症(ASD)と注意欠如・多動症(ADHD)の中間表現型候補および危険因子候補を反復的に繰り返し測定した。1)1258名(うち男性648名)の追跡を行った。2)Mullen Scales of EarlyLearningおよびVineland Adaptive BehaviorScaleによる小児神経学的発達指標の計測を継続した。前者については、3歳4ヶ月までの追跡の中で807名の評価を完了した。3)Gazefinderを用いた注視点指標の計測を継続した。6歳までに693名、8歳までに255名の評価を完了した。4)HBC Study参加1258名中、保存状態がよく溶血のない臍帯静脈検体600名を抽出し、そのうち440名分については、昨年度、LC/MS/MSによりパーフルオロ化合物(PFCs)の測定を終えた。今年度は残る160名分について測定を行った。5)HBC Study参加1258名中6歳までの追跡を完了した693名につき、全例に自閉症診断観察尺度第2版(ADOS-2)、ADHD評価尺度、Strength and Difficulty Questionnaireを利用して診断評価・アウトカム評価を行った。現時点で、ADOS-2により、特性傾向も含む自閉スペクトラムの可能性があると示唆された児は91名に上る。得られたデータについては、データクリーニングをすすめた。データクリーニングの方法については今回新たに生物統計家の指導をうけ、標準的なデータクリーニングの手法を援用した。これにより、平成30年度以降の解析が円滑に進むものと期待される。1.アウトカム指標の計測が順調に進み、全体の半数以上が完了している。このサンプルサイズでも十分解析にたえる。2.時間的・資金的なボトルネックであったPFCsの解析を完了した。さらに、昨年度同様、中間表現型指標候補(Gazefinder、小児神経発達指標)の測定が順調に進み、データのクリーニングも完了していることから、直ちに解析できる状況にある。しかし、さらにデータの上積みを望めることから、平成30年度でさらに計測を重ね、サンプルサイズを増やす。平成29年度は、28年度と同様に浜松母と子の出生コホートにおける計測・測定を進める。解析にも一部着手し、部分的なデータから可能な範囲での論文執筆を行う。本研究の基盤となる浜松母と子の出生コホートのデータは今後より多面的な研究に活用することが可能であり、そのための準備も進めていく。具体的には、46歳で採取している体細胞ゲノムサンプルの活用の方法を検討し、ゲノム解析を得意とする研究室との共同研究を模索する。最終年度である平成30年度に、大掛かりな統計学的解析(自閉スペクトラム症と注意欠如多動症に共通する発症メカニズムの特定)に向けた生物統計学者との協働にも着手する。1.未着手の遺伝子多型解析を進める。

平成30年度上半期に、予算的に対応可能な範囲で一気に進める。2.本格的な解析を行うに当たり、あらたに、統計学を専門とするスタッフの協力を得る。3.積極的に発表・発信を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
次世代生産システムアーキテクチャと制御形態に関する研究

(1)生物指向生産システムに基本構成:生物のもつ自律分散処理機能に基づいた生物指向型生産システムの基本構成を提案した.(2)アクティブデータベースに基づく集中分散複合型生産システムの基本構成生産システムにおける設備情報および製品情報を管理するアクティブデータベースを用いた新しい生産システムの基本構成を提案した.(3)ホロニック生産システムの基本構成生産設備および製品を基本構成要素(ホロン)とするホロニック生産システムの基本構成を提案した(4)機構モデルに基づく生産設備のモデル化方法論工作機械などの生産設備のモデル化を行うために,機構モデルに基づく新たな方法を提案した.(5)知能化工作機械の基本構成次世代生産システムにおける自律分散処理の基本構成要素となる工作機械の知能化および高度化について検討を行ない,知能化工作機械システムの基本構成を提案した.(6)知能化工作機械のヒューマンインターフェースの基本構成知能化工作機械とオペレータとの協調を目的として,ヒューマンインタフェースの基本構成を提案した.(7)自立型知能化フィクステャリングシステムの基本構成次世代生産システムにおける自律分散処理の基本構成要素となるフィクスチャリングシステムの知能化と高度化の手法を検討し,新しいシステムを提案した.(1)生物指向生産システムに基本構成:生物のもつ自律分散処理機能に基づいた生物指向型生産システムの基本構成を提案した.(2)アクティブデータベースに基づく集中分散複合型生産システムの基本構成生産システムにおける設備情報および製品情報を管理するアクティブデータベースを用いた新しい生産システムの基本構成を提案した.(3)ホロニック生産システムの基本構成生産設備および製品を基本構成要素(ホロン)とするホロニック生産システムの基本構成を提案した(4)機構モデルに基づく生産設備のモデル化方法論工作機械などの生産設備のモデル化を行うために,機構モデルに基づく新たな方法を提案した.(5)知能化工作機械の基本構成次世代生産システムにおける自律分散処理の基本構成要素となる工作機械の知能化および高度化について検討を行ない,知能化工作機械システムの基本構成を提案した.(6)知能化工作機械のヒューマンインターフェースの基本構成知能化工作機械とオペレータとの協調を目的として,ヒューマンインタフェースの基本構成を提案した.(7)自立型知能化フィクステャリングシステムの基本構成次世代生産システムにおける自律分散処理の基本構成要素となるフィクスチャリングシステムの知能化と高度化の手法を検討し,新しいシステムを提案した.本研究では,製品のライフサイクルサポートおよびリサイクリングサポートの効率化を最終的な目標として,製品に対しても情報処理機能および意思決定機能を付与した分散型の生産システムアーキテクチャを考える.平成8年度の研究実績をまとめると以下のようになる.(1)次世代生産システムに対する要求仕様の分析21世紀における次世代生産システムに対する要求機能の分析を行った.(2)次世代生産システムのアーキテクチャを考える上でのフレームワークの確立生産システムアーキテクチャの開発と評価を行うには,生産システムの機能や構成を系統的に分類するためのフレームワークが必要不可欠である.ここでは,生産システムの規模,抽象度,生産対象製品,適用生産プロセスなどの観点から,生産システムを分類,整理するためのフレームワークについて研究した.(3)すでに提案されているアーキテクチャの分析従来より提案されているフラクタル型,自律分散型,生物型,ランダム型,ホロニック型などの各種の生産システムアーキテクチャの分析を行った.(4)次世代生産システムの構成要素の機能分析次世代生産システムを考える上では,その構成要素の機能がどのようになるかを予測するため,ここでは,インテリジェント工作機械,インテリジェントジグなどの構成要素の機能分析とその将来における技術予測を行った.平成9年度の研究成果をまとめると以下のようになる。1.次世代生産システムアーキテクチャの検討生物指向型生産システム,集中分散複合型生産システム,ホロニック生産システムなどの各種の新しい生産システムアーキテクチャについて検討を行なった。特に,以下の点について議論を行なった。(1)生物指向型生産システム生産システムにおけるDNC型情報と知識型情報を利用した制御システム。(2)アクティブデータベースに基づいて集中制御と分散制御とを組み合わせた生産システムアーキテクチャ。(3)ホロニック生産システムにおけるホロンおよびホラ-キ(階層的協調制御構造)の基本構成。2.次世代生産システム構成要素の機能分析とモデル化生産システムにおける基本構成要素,すなわち工作機械,ジグおよび工具などの機能の分析を行なうとともに,そのモデル化手法を検討した。具体的には,以下の項目の検討を行なった。(1)工作機械などの生産設備の機能を表現するモデル化方法論の提案。(2)知能化された生産設備,特に工作機械の機能と構造の提案。(3)知能化された生産設備とオペレータとのインタフェースの提案。(4)知能化されたフィクスチャリングシステムの機能と構造の提案。3.次世代生産システムアーキテクチャの評価以上の議論および提案に基づいて,次世代生産システムアーキテクチャ,特に知能化された自律型生産設備の分散型制御アーキテクチャの有効性について議論を行なった。
時間的・空間的に特徴を持つオンライン学習の統計力学的解析

教師機械が時間的に動くモデル、生徒機械を時間方向に組み合わせる集団学習のモデル、教師機械が複数存在するモデルなど、時間的あるいは空間的な観点で興味深く、また統計的学習の基礎理論と応用の両面への波及効果が大きいと思われるいくつかのモデルについて、学習機械の汎化能力をオンライン学習の枠組みで統計力学的手法を用いて理論的に解析した。その結果、多くの興味深い結果が明らかになった。オンライン学習の枠組みで,生徒を時間方向に組み合わせる学習(時間方向アンサンブル学習)の汎化能力について統計力学的手法を用いた理論的解析を行った.まず,学習機械が線形パーセプトロンであり,それらの出力に分散が既知のガウス雑音が重畳される場合について解析した.巨視的変数のダイナミクスを記述する連立微分方程式を熱力学的極限における自己平均性に基づき決定論的な形で導出した.それらは解析的に解くことが可能であり,汎化誤差を理論的に計算することができた.その結果,生徒を時間方向に組み合わせることにより汎化能力を改善することができることが明らかになった.特に,通常のアンサンブル学習と比較した場合,時間方向アンサンブル学習は2倍の効果があることが明らかになった.次に,学習機械が非線形パーセプトロン(単純パーセプトロン)である場合についても同様な手法で解析した.線形パーセプトロンと異なり、非線形パーセプトロンでは、巨視的変数のダイナミクスを記述する連立微分方程式に現れるサンプル平均を計算するために複雑なガウス積分を実行しなければならないが,教師が非単調な出力特性を持ち,生徒が学習則としてパーセプトロン学習を使う場合について巨視的変数のダイナミクスを数値的に求めた.その結果,線形な場合とは異なり,生徒の汎化能力が非単調なダイナミクスを有すること,異なる時刻の生徒を組み合わせることにより汎化能力を大幅に改善できることなど興味深い事実が明らかになった.学習とは観測データを用いてその背後にあるデータの生成過程を推定するとである。学習はバッチ学習とオンライン学習に大別できる。バッチ学習では与えられたいくつかの例題を繰り返し使用するのに対し,オンライン学習では一度使った例題は捨ててしまう。この場合,過去に使った例題に対して生徒が必ず正しく答えられるとは限らないが,多くの例題を蓄えておくためのメモリが不要であり,また時間的に変化する教師にも追随できるなどの利点がある。オンライン学習の応用を考えると,同時に使う例題に相関がある場合の解析を行っておくことは非常に有意義である。そこで,オンライン学習の枠組みで,入力が相関を持つような場合の学習について統計力学的手法を用いた理論解析を行った。学習機械が線形パーセプトロンであり,それらの出力に分散が既知のガウス雑音が重畳される場合について解析した。巨視的変数のダイナミクスを記述する連立微分方程式を熱力学的極限における自己平均性に基づき決定論的な形で導出した。それらは解析的に解くことが可能であり,汎化誤差のダイナミクスを理論的に求めることができた。学習アルゴリズムとして勾配法を使った場合には同時に使う入力間の相関が大きいほど,また,同時に使う入力の数が多いほど,学習係数が満たすべき条件が厳しくなることが明らかになった。そこで,新たな学習則としてブロック直交射影学習を提案し,その理論を導出した。その結果,ノイズがない場合には同時に使う入力間の相関の影響をうけず,学習速度は同時に使う入力の数に比例することが明らかになった。一方,ノイズがある場合には同時に使う入力間の相関が大きいほど学習が遅くなり,残留汎化誤差も大きくなることが明らかになった。学習とは観測データを用いてその背後にあるデータの生成過程を推定することである。単純パーセプトロンの学習則としてはヘブ学習,パーセプトロン学習,アダトロン学習がよく知られているが,本年度我々は新たに同時摂動形学習を用いる場合について,オンライン学習の枠組みで統計力学的手法を用いた理論解析を行った。巨視的変数のダイナミクスを記述する連立微分方程式を熱力学的極限における自己平均性に基づき決定論的な形で導出し,それらを数値的に解くことにより汎化誤差のダイナミクスを理論的に求めることができた。その結果,この場合の汎化誤差は例題数の-1/3乗で減少するダイナミクスを有し,これはパーセプトロン学習と同じであることが明らかになった。また,線形パーセプトロンである生徒モデルが複数の教師モデルをゆっくり切り替えながら学習する場合についても同様の手法を用いて解析を行った。この場合は汎化誤差のダイナミクスが解析的に得られた。教師の数の違いによるダイナミクスの違いは切り替え時間が短いほど大きいことが明らかになった。
3次元非圧縮非粘性流体方程式の解の有限時間爆発についての数値的研究

本研究では、解析的な初期条件から出発したオイラー方程式の解を空間座標(空間は全方向に周期境界条件)について解析接続を行った複素空間流れ場を解析してきた。特に(実空間)流れ場の数値データ(スペクトル法で得られたフーリエ係数)から複素空間に存在する特異性の情報を得て、その性質を議論してきた。鍵は高波数でのフーリエ係数の漸近的振舞で、それを同定することで複素特異点がつくる境界が構成可能であり、境界近傍での物理量の様子を過去2年間に研究してきた。この際にはエネルギースペクトルなどとは異なり、波数空間中の全ての方向について波数依存性を同定することが肝要になる。ここでの顕著な点として、境界近傍で渦度が代数的に爆発している数値的証拠が得られている。初期時刻周辺の解析を今年度も継続し、その結果、この代数的爆発の指数が初期条件に依存することが判明した。ここでは初期条件によって指数が有意に異なることをフーリエ係数の漸近形から引出すために、加速法を応用した。代数爆発が高精度で測定できたため、理論的理解の可能性も探った。この結果、適当な座標変換後での複素空間における澱み点の構造が代数冪を決定しているとの示唆を得た。幾つかの単純化を行うと代数冪が解析的に求められるが、その値は数値解析結果の冪と近いものの、完全な一致をみていない。さて、フーリエ係数の漸近形を詳細に解析するためには、高い空間解像度のみならず、倍精度以上の数値精度が必要である。そのため初期時刻周辺をこえる解析は難しかった。しかし、限られた波数、精度でも先に触れた加速法を応用することで効果的に漸近形が決定できることが判明した。特に初期時刻を超えた場合、共役な複素特異性間の相互作用が始まり、フーリエ係数の絶対値は振動し、偏角も複雑に変化しはじめる。これらの変化を経ることで、複素特異性は初期条件の記憶を忘却し、乱流にみられるような普遍的な状態に達するものと考えられる。加速法の応用により、この変化中のフーリエ係数の波数依存性を同定し、実空間への接近の様子を調査することが可能であるとの示唆を得ている。本年度は3次元非圧縮オイラー方程式のスペクトル法をもちいた大規模数値計算のプログラムコード開発から着手した。大規模計算は並列化が比較的容易である共有メモリー型の大型計算機を使うことに決定した。その際、以下の2点に留意して開発を行った(1)大型計算機がベクトル機であるので、ベクトル効率を高める(2)使用計算機に最適化された並列使用の数値計算ライブラリを存分に用いる。このプログラムコードを用いて、幾つかの初期条件について計算を行い、適当な時間間隔で流れ場を保存した。これらの場を複素空間に解析接続して得られる複素流れ場がもつ複素特異性の解析を現在進めている。特に2次元場の解析を通して我々が開発した解析球(円)の包絡面から解の自然境界を得る方法(method of analyticity disks)による場の正則域の解析から興味深い結果が得られている。しかしながら3次元場の可視化については工夫の余地があると思われる。またオイラー座標だけでなく、ラグランジュ座標で複素特異性を調査するために準ラグランジュ法をあわせて実装する計画を今年度にたてた。しかし、オイラー座標での計算と同時の実装はメモリー使用量が増加するため、高空間解像度での計算はまだ行っていない。さらに省メモリーな方法を工夫する必要がある。同様のラグランジュ解析は保存した場(オイラー座標の場)のスナップショットの幾つかについてラグランジュ写像を数値的に解くことで行うことが可能である。その結果、オイラー座標と同様にラグランジュ座標にも複素特異性が存在することが示唆された。その詳しい性質については現在解析中である。本年度は2003年度に行った3次元オイラー方程式の中規模解像度スペクトル法直接数値計算で得られた流れ場のデータ解析を中心に行った。主な目的は従来行われてこなかった新しい解析手法の開発である。本研究では解析的な初期条件から出発したオイラー方程式の解の空間座標(空間は全方向について周期境界条件)ついて解析接続を行った複素空間流れ場を解析している。最初の目標は解が解析的である境界(複素空間に存在する)を数値的に構成し、可視化することであった。高波数における解のフーリエ係数の情報から境界が構成できることが示せつつある。特にフーリエ係数の絶対値の情報からは空間座標虚部における境界が構成される。また、フーリエ係数の位相の情報からは境界の空間座標実部が決定される。この過程で、対称性のある流れ場を用いることで複素空間における流れ場の自由度が下がり、数値的または理論的解析が大幅に容易になることが判明した。例えばある時間帯で空間座標実部を固定することなどができそうである。数値的な境界の同定は原理的に困難でないことが判明したが、その可視化は、対称性を利用した低い自由度のものについても、まだ洗練が必要である。次の目標は、数値的に同定された境界周辺で流体力学的諸量(速度、渦度等)がどのように振舞うかを明らかにすることであった。境界に近付くにつれて渦度が代数的に爆発することを示唆する結果が得られている。しかし、その代数的爆発の幕則の同定などの精査にはさらに大きな空間解像度の直接数値計算結果が必要である。