hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経穴へのレーザ照射効果を評価可能な皮膚インピーダンス測定システムの開発

経穴への低レベルレーザ照射時における治療効果を定量的に評価するために,多チャンネル皮膚インピーダンス測定システムの開発を行った.このシステムは経穴が他の部分よりも皮膚インピーダンスが非常に小さいことを指標にして経穴の位置の特定を行っている.皮膚インピーダンスは経時変化や測定環境に非常に影響されるため,多くの電極を用いて測定を行う必要がある.本研究では,9チャンネルのマトリクス型電極,さらには48チャンネルの電極を用いて,経穴の位置を特定することに成功した.また,低レベルレーザ照射時におけるインピーダンス変化を観測することで,治療効果を評価することに成功した.本研究は経穴に低レベルレーザ光刺激を与えた際の皮膚インピーダンスの挙動を観察するためのシステムの開発,及びそれを用いてレーザ光刺激高価の定量評価が可能かどうか検証を行うことを目的とする.初年度では広域のインピーダンスマッピング測定に対応した広域マトリクス型電極の作製を行い,多点同時高速測定システムの開発を行った.まず,マトリクス型電極作製において何種類かの径が違う電極を用いて皮膚インピーダンスの測定を行い,経穴が特定可能かどうかインピーダンス観測を行った.対象となる経穴は発汗の影響をあまり受けない内関とした.皮膚インピーダンスを測定するため,多チャンネルで測定可能な電圧電流変換器および生体信号測定回路の製作を行った.この回路を用いて測定を行う.また,使用する電極はなるべく小径の物が良いとされるが,小径過ぎると電極自体のインピーダンスが測定に影響を及ぼす場合がある.そのため,電極の直径を選定するために直径10 mm, 5 mm,2 mmの電極をそれぞれ3×3のマトリクス状に配置し,皮膚インピーダンス測定を行った.結果,直径10 mm, 5 mmの電極を用いた場合,経穴の特徴である他の皮膚よりも低インピーダンスであることが観測された.2 mmの場合においては電極自体のインピーダンスが大きいため観測することが困難であることから,本研究では電極直径5 mmのマトリクス型電極を用いて計測を行うこととした.更に広域で皮膚インピーダンスの測定を行うために25チャンネルのマトリクス型電極の製作に成功した.この電極を用いてデータ取得のためプログラムの作成を行った.インピーダンスの評価方法として,cole-cole円孤則による評価を行い,虚部が最大となる値をマトリクス状に配置した各チャンネルから取得し,マッピング処理をすることでどの位置に経穴が位置するのかが明確にすることに成功した.初年の計画として,皮膚インピーダンス多点同時高速測定システム及び皮膚インピーダンス測定用電極製作を予定していた.多点同時高速測定システムについて自作で25チャンネル分の電圧・電流変換器および生体信号用測定回路の製作を行った.装置の動作を確認するために,模擬皮膚インピーダンスを用いて測定を行い装置の有効性を検証する.その結果,理論値と実測値が誤差率10パーセント未満であることから装置の有効性を確認出来た.また,多チャンネルで測定を行うために銀ー塩化銀電極を用いてマトリクス型電極の作製も行った.電極には日本光電社製の電極を用いて,直径5 mmの電極に加工を行う.それらを非導電性の透明マットにマトリクス状に配置し,これを多点同時計測用電極として腕に巻きつけて計測を行うこととした.これらを用いて皮膚インピーダンスを測定した結果,経穴の特徴である他の皮膚よりもインピーダンスが小さくなることを確認することが出来たため,順調に研究を進めることが出来ていると判断することが出来る.本研究の目的は,経穴へのレーザ刺激にともなう皮膚インピーダンスの挙動を高精度かつ短時間に測定可能なシステムの実現を目指し,平成28年度の計画として,レーザ刺激による経穴周辺の皮膚インピーダンスの挙動観察を行う事である.インピーダンス挙動を観測するために,マトリクス状に配置された電極を経穴周辺に配置し経穴位置を推定したのち光照射による刺激を行い,マッピングされたインピーダンスパラメータの変化の挙動を観察する.光照射には光ファイバに結合されたレーザダイオードを利用し,波長は一般的に用いられている皮膚表面に強く吸収される630-700 nmの赤色光と,生体組織への深達度が大きい780-830 nmの近赤外光とする.なお,利用する光電力は通常のLLLTと同じく30-80 mW程度とした.実際にレーザ照射時における経穴の挙動を観測したところ,経穴にレーザ照射した方がよりインピーダンスが減衰することが判明した.また,皮膚表面の温度分布をサーモグラフィを用いて観測した結果,経穴にレーザを照射した方が体温の上昇を観測することができた.さらに,医療用レーザを用いた経穴刺激を行った結果,インピーダンス減衰を観測できた.また,レーザを照射してから20分後にインピーダンスの変化が観測できた.レーザパワーによるインピーダンスの違いにおいては100 mWを照射した方がより早くインピーダンスが減衰し,レーザによる刺激後のインピーダンスは60分間かけて元のインピーダンス値に戻ることが分かった.

このことから,レーザを照射した後,60分間は効果が持続することが確認できた.以上のことから,低レベルレーザ照射時における効果を評価できたと判断できる.本年度の計画として,レーザ刺激による経穴周辺の皮膚インピーダンスの挙動観察を行う事である.インピーダンス挙動を観測するために前年度作製したインピーダンス測定装置及び,マトリクス型電極を用いてレーザ照射時におけるインピーダンス挙動測定を行った.実験方法として,まず,経穴測定装置を用いて経穴の場所を特定する.その後,経穴と経穴以外の場所にレーザを照射した際のインピーダンス挙動を測定する.実験の結果から,経穴にレーザを照射した方がよりインピーダンスが減衰することが分かった.また,レーザ照射時における皮膚表面温度分布を観測した結果,経穴にレーザ刺激した方が体温が上昇することが確認された.実際に医療現場で使用されている機器を用いて実験を行った結果,同様の実験結果を得ることができた.以上のことから,低レベルレーザによる経穴への刺激評価が出来たと判断される.以上のことから,順調に研究が進められていると判断することが出来る.皮膚にマトリクス型電極を装着し皮膚のインピーダンス測定を行い経穴の位置特定を行っていた。経穴の場所を特定し、低レベルレーザを照射する流れとなっていたが、経穴を特定してからレーザ照射まで時間がかかってしまう。人体組織の経時変化を考慮すれば、定量的に評価を行うのは難しい。また、これまでの研究では、経穴は他の部位よりも神経が多数集中する場所であることが分かってきたため、多くの周波数を持つハロゲンランプを皮膚に照射しファイババンドルで皮膚の透過率を測定することで非侵襲で経穴を特定出来ないかという考えに至った。まず、経穴の位置をインピーダンス測定で特定を行い、皮膚に対してレーザを垂直に照射すると反射が大きく測定が困難であることが分かったため、経穴と経穴以外の場所にレーザを45°の角度で入射を行った。測定には、ファイババンドルを2本用いて1600μmまで測定可能な近赤外分光器を用いて血中ヘモグロビン濃度(400-600nm)組織中の水分(1450 nm)及びタンパク質濃度(1680 nm)のスペクトル差分測定を行った。結果、経穴と経穴以外の場所では、スペクトルが違う傾向が確認された。これまで鍼灸師の経験的に診断していた経穴の特定を非接触測定システムを用いることで、知識が浅い専門学校の学生や初心者においても経穴の場所を特定することが可能であり、光ファイバを用いることでリアルタイムな施術が出来るため経穴の位置確認を客観的に行うための指針を与えることが期待される。経穴への低レベルレーザ照射時における治療効果を定量的に評価するために,多チャンネル皮膚インピーダンス測定システムの開発を行った.このシステムは経穴が他の部分よりも皮膚インピーダンスが非常に小さいことを指標にして経穴の位置の特定を行っている.皮膚インピーダンスは経時変化や測定環境に非常に影響されるため,多くの電極を用いて測定を行う必要がある.
北陸地方で産出する石灰石骨材の岩石学的検査とASR試験法の開発

(研究目的)近年、コンクリートの乾燥収縮とアルカリシリカ反応(ASR)との両抑制対策の観点から、全国的に石灰石骨材の使用が注目されており、北陸地方の一部の地域でも、石灰石をコンクリート用骨材として使用されてきている。しかし、アメリカやカナダでのASRによる劣化事例から、不純物を含む一部の石灰石は、反応性鉱物である隠微晶質石英を含有することがあり、このような石灰石を用いたコンクリートは遅延膨張型のASRが発生することが知られている。そのため、北陸地方で使用される石灰石骨材の岩石・鉱物学的特徴とASTM C1260によるアルカリシリカ反応性の評価の適否を検討した。(研究方法)1.石灰石骨材の岩石・鉱物学的特徴の調査現地の砕石山から採取した石灰石骨材の化学成分や鉱物組成をX線回折分析、蛍光X線分析および偏光顕微鏡観察により明らかにする。2.石灰石骨材のアルカリシリカ反応性の評価化学法(JIS A1145)、モルタルバー法(JIS A1146)および促進モルタルバー法(ASTM C1260)を実施し、石灰石骨材の適切なASRの判定方法を明らかにする。(研究成果)石灰石骨材の産出地によっては、石灰石中のはさみ(不純物)として頁岩やチャートなどを含有しているものがあった。これらの不純物を含んだ石灰石骨材のASR試験では、化学法(JIS A1145)やモルタルバー法(JIS A1146)では判定できないが、促進モルタルバー法(ASTM C1260)では、不純物による影響を適切に評価できる事が確認された。
ナノビームSIMS装置を用いた高精度深さ方向分析法の開発に関する研究

近年、ICなどを代表とする半導体デバイスの構造は微小化・複雑化が進み、この傾向は今後も進展すると考えられる。これらデバイスの発展において、元素分布の情報取得技術の確立・発展は重要課題のひとつである。研究代表者らが開発したshave-off深さ方向分析法は、FIBの微細加工技術を活用し二次イオン質量分析(SIMS)を行う大変ユニークな深さ方向分析法である。本手法は、一次イオンビームの水平(面)方向に対し、直行(深さ)方向の走査速度を非常に遅い速度にしてスキャンし、試料の一端から他端までをビームの端で完全にスパッタするshave-off走査を利用して深さ方向分析する方法である。このため、試料の形状およびマトリックスによる効果などをほぼ無視できることにより、高精度な深さ方向分析が実現される。一般に、局所領域におけるマッピングでは、微弱な信号は低いS/N比のため局在を確認することは困難であるが、shave-off深さ方向分析は前述の通り、ビームの端で試料を完全にスパッタするため、高いS/N比による深さ方向プロファイルを取得可能である。研究代表者らはまず、多層薄膜試料(Al 1μm/SiO_2 0.8μm/Si基板)を用いてshave-off深さ方向分析を行い、ナノメートルオーダの深さ方向分解能を持った高精度な深さ方向プロファイルを取得した。更に、実デバイス故障解析へ応用するため半導体メモリーのSRAM等に用いられているコンタクトホール部分のshave-off深さ方向分析を行った。近年、DRAMやMOS-FETを代表とする半導体デバイスの構造は微小化・複雑化が進み、この傾向は今後も進展すると予測される。これらデバイスの高性能化において、元素分布の情報取得技術の確立・発展は重要課題の1つである。本手法は、一次ビームの速い水平(面)方向走査と、非常に遅い直交(深さ)方向走査を組み合わせたshave-off走査を利用して、試料の一端から他端までをビームの端面で完全にスパッタしながら深さ方向分析を行う方法である。このため、試料の形状に依存せず、深さ位置を一次ビームの走査制御によって表せるので高精度な深さ方向分析が実現される。一般に二次元元素イメージングにおいては、深さ方向の定量性を議論するのは困難であるが、shave-off深さ方向分析を用いれば膜厚などの定量的な深さ方向の情報を正確に取得することができる。研究代表者らはこれまでに、多層薄膜試料(Al 1μm/SiO_2 0.8μm/Si基板)を用いてshave-off深さ方向分析を行い、ナノメートルオーダの深さ方向分解能を有する高精度な深さ方向プロファイルを取得した。さらには、半導体メモリーであるSRAM中のコンタクトホール周辺における埋もれた微細構造にshave-off深さ方向分析を行うことで、shave-off深さ方向分析法の電子デバイス故障解析への応用を可能としている。
精神病発症リスク群と初回精神病の予後予測法の確立:リスクと予後の多次元評価モデル

早期精神病の診断や予後予測に役立つ指標を明らかにするために精神病発症リスク状態(at-riskmentalstate:ARMS)と初回エピソード精神病(firstepisodepsychosis:FEP)の臨床指標を縦断的に検討した。ARMS116名のうち14%が追跡期間中に精神病に移行した。ARMSはFEPと比べ認知機能の改善に優れ、回復率が高かった。機能予後の予測には、複数の指標を組み合わせることが重要と考えられた。本研究は、以前から継続している早期精神病専門外来での研究を発展させたものであり、今年度は専門外来において精神病発症リスク状態(At-Risk Mental State)の患者約15名と初回エピソード精神病の患者約10名をリクルートしインテイク評価を行った。また、以前からの追跡事例については、専門外来での専門診療を行い、インテイク後6ヶ月、12ヶ月評価を実施した。インテイク評価では、ARMSの全般的評価尺度(CAARMS-J)、陽性陰性症状評価尺度(PANSS)による評価を行い、統合失調症認知機能簡易評価尺度(BACS)、社会機能評価尺度(SFS-J)、統合失調症認知評価尺度(SCoRS)、日本語版認知洞察尺度(BCIS)、日本語版簡易スキーマ尺度(BCSS)、MRI撮像を行った。これまでに集められたMRIデータについては、画像体積解析のソフトウェアSPMを用いたVBM解析、関心領域を定めた灰白質体積の測定などを開始し、早期精神病群での脳構造体積が部分的に縮小している結果を得た。その他にも、認知機能データ、心理社会的因子についてのデータについても予備解析を始めている。これらの予備結果をもとに、今後の研究継続に必要な情報を収集し、また、海外の主要研究者との打合せにより今後のデータ分析に必要な情報交換を行った。本研究は、追跡研究であり、できるだけ多数例を継続的に評価することが重要であり、追跡調査によって診断カテゴリーにとらわれない予後予測法を開発することを目的としており、症例数の蓄積と症例の確実なアセスメントが最も重要であり、このためのシステム作りを行った。今年度は東日本大震災の影響があり、専門外来の再開、リクルート、データ収集などに遅れが生じた。再開した専門外来において精神病発症リスク状態(At-Risk Mental State)の患者約9名と初回エピソード精神病(First Episode Psychosis: FEP)の患者約8名をリクルートしインテイク評価を行った。以前からの追跡事例については、専門外来での専門診療を行い、インテイク後6ヶ月、12ヶ月評価を実施した。これまでに集められたデータを元に、神経認知機能と社会認知機能についての予備解析を行った。Theory of Mind Picture Stories Task(Bruneら)を用いた社会認知機能の評価では、FEPとARMSはともに、健常者と比べて成績が低下していたが、両群間に差は認めなかった。また、神経認知機能についても、やはりFEPとARMSはともに健常者と比べて成績が低下したが両群に差は認めなかった。相関分析では、FEPの認知機能低下は陰性症状と、ARMSの認知機能低下は抑うつ症状と相関しFEPとARMSの認知機能成績の低下には、異なる病態経路が関与していることが示唆された。また、ARMS患者のもののとらえ方を評価するために認知的洞察についても評価を行った。ARMSでは自己確信性が健常者と比べて高く、自己確信性の高さは妄想や猜疑心を含めた陽性症状と相関することが明らかとなり、患者のもののとらえ方が精神病症状と関連することが明らかにされた。今後は、MRI画像などその他のデータを統合した上で、ARMSとFEPの早期精神病の予後と関連する指標を明らかにする。本年度は、ARMS(At-Risk Mental State)とFEP(First Episode Psychosis)についてデータを蓄積するとともに、これまでのデータをまとめる作業を行った。また、対照となる健常者についてのデータ集積を行った。2004/11/052012/10/15の期間にSAFEでARMSと判定された116名中、追跡を開始した者は107名(男性:女性=38:69、平均年齢20.0±4.4歳)で、このうち精神病移行は15名(14.0%)であった。また、FEPは64名が集められた。ARMS、FEP、対照群でMRIの体積測定が可能であった者はそれぞれ41人、29人、26人であった。ARMSがcontrolより体積が減少していた部位は、右上側頭回、左中心前回で、FEPがcontrolより体積が減少していた部位は、左島、右下前頭回、FEPがARMSより体積が減少していた部位は左上側頭回であった。

インテイク時の認知機能はARMSとFEPに差を認めなかったが、6ヶ月後、12ヶ月後ではARMSでは認知機能の改善を認めたが、FEPでの改善はこれよりも乏しく成績はARMSと比べ低い値となった。ARMSでは、インテイク時の弱い陽性症状の数が多いほど、精神病への移行リスクが高く、認知的洞察における自己確信性が高い群での移行が高い傾向が認められた。これまでの結果から、ARMSにおいてはインテイク時では、自尊心、認知的洞察、抑うつなどの症状はFEPと同等以上に悪く、また、認知機能はFEPと同等であった。しかし、経過の追跡によりARMSでは全体としては症状が比較的速やかに改善するが、FEPでは認知機能障害が残遺すると考えられた。また、FEPはARMSと比較して左上側頭回の体積が小さく、両者を判別する指標となりうる可能性が明らかとなった。2011年3月11日の東日本大震災の被災により、約1ヶ月研究室への立ち入りができなくなり、また、東北大学病院精神科も外来診療ができなくなった。外来診療再開後も、専門外来の復旧に時間がかかり、また、スタッフの多くが震災後のこころのケア活動に精神科医、心理士として従事することとなり、研究に従事する時間の確保が困難になった。このため、患者のリクルートやデータ収集の計画が大幅に遅れてしまった。また、実施予定であった遺伝子採取についても上記の状況より必要な症例数の確保が困難と考え断念し、これを除くデータによって研究を継続していくことにした。年度後半からは専門外来の運営も当初の軌道に戻り、研究を再開しており、研究を継続している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、以前から追跡しているデータを利用し、できるだけ多くの早期精神病事例の臨床データを解析していく。生物学的指標として遺伝子情報との関連も検討された、解析に必要なサンプル数の確保が難しいため、これ以外の生物学的指標として認知機能、MRIなどのデータと心理社会的な指標とを統合し、臨床的な予後指標の開発を進めて行く。今後は継続的な対象患者のリクルートと、データ解析をおこなっていく。
ＩＤで教員のｅラーニング実践と継続を動機づける支援フレームワーク構築の研究

本研究では,高等教育におけるeラーニング実践に関して、機関が教員を動機づける方策を立てられるようになるフレームワークとして、インストラクショナルデザインの代表的モデルであるARCS動機づけモデルを本研究の文脈に転用したモデルならびにチェックリスト等の方策を提案した。このチェックリストを活用して整備したeラーニング教材にて行った検証では、実践の文脈において教員が障壁に阻まれることがあり、これが機関による支援等の環境要因によって左右されることから、特に「継続意志」に焦点化し、近年拡張提案されたARCS-VモデルのV要因研究を推進し、AT要因への適用を行って各ツールの改良を行った。本研究は、「教育の質向上」に資するためのICT活用を、インストラクショナルデザイン(ID)を活用して教員を動機づけ、あらゆる高等教育機関において無理なく促進するためのフレームワークを開発・提案しようとするものである。平成25年度には、平成24年度に研究を進めた、ARCSーVモデルのV要因(=Volition要因)の下位分類提案をまとめて、原著論文として国際学会誌に投稿し、査読・掲載された(「研究発表」欄を参照)。このことがひとつの成果といえる。これにより、Volition要因の下位分類を(1)Implementation Intention、(2)Appropriate Selfーcontrol、(3)Selfーmonitoring、と定めて次の研究手順に進むことができることとなった。この後、この下位分類をもとにして開発を進めていた諸ツール、つまり「ARCS-Vのヒント集」と「学習意欲のためのデザインステップ表」、2種類の「仮想シナリオ」についての検証作業を進めた。まず、複数のID専門家によるレビューを行い、IDの観点から諸ツールの妥当性と了解性を高めることを目指した。次に、複数の大学教員(IDの専門家ではない)の協力者を得て、諸ツールの1対1形成的評価を繰り返した。これらにより、諸ツールの品質について一定の向上を図ることができたと考えられる。これらの進捗については、複数の学会等で発表し、他の研究者の意見・批評を受け、これらを研究改善の材料とした。他方同時に、ARCS+ATモデルとARCSーVモデルをそれぞれ詳解し、その関連性を体系的にまとめる作業を行った。なお、この作業については、博士論文として公開に資するものとしている。平成24年度は,(1)ARCS動機づけモデルを教員向けに拡張した,ARCS+ATモデルの理論的妥当性を検証する,(2)大学等機関が活用する,ARCS+ATチェックリストを改善し,質向上を図る,(3)教員自身が活用する,Volitionチェックリストの開発と検証を行う,という研究の3本柱をスタートするための計画を立て,それぞれの初期段階の手順を遂行した.まず,これらの研究の基盤的な位置づけとなる,2008年に提唱されたARCSーVモデルのVolition要因(意志の要因.以下,V要因とする)の先行研究を調査し,その成果をもとにして,ARCS各要因の下位分類定義に習った,V要因の下位分類定義の提案を行った(※この研究成果については,国内外の学会にて発表した.また,関連論文が,2013年7月,国際ジャーナルに採録予定).また,V要因研究への貢献を図り,ARCSーVモデル提唱者であるJ.M. Keller教授(フロリダ州立大学名誉教授)とその提案の内容の妥当性についての議論も行った(現在継続中).また,Volitionチェックリストの開発の基礎となる,ARCSーVモデルヒント集と「学習意欲のデザインステップ表」を開発した.本研究では,高等教育における課題である「教育の質向上」に資するためのICT(eラーニング)活用に関して、教員を動機づける方策を提示する仕組みを提供することにより、機関に無理のない実践をするためのフレームワークを開発・提案することを目的として研究を進めた。eラーニング実践には、まず教員がテクノロジーの有効性と活用方法を理解し、教育に活用する動機づけを得ることが重要となるため、インストラクショナルデザインの代表的モデルであるARCS動機づけモデルを援用し、本研究の文脈に転用したモデル(ARSC+ATモデル)ならびにチェックリスト等の諸方策を提案した。研究実行計画においては、ARCS+ATモデルの信頼性を高めるため、まず「継続意志」に焦点化して近年ARCSモデルから拡張されたARCS-Vモデルの定義について研究し、V要因の主旨をAT要因に適用することを狙った。他方、ARCS+ATチェックリストを活用して整備したeラーニング教材にて実践検証を行い、実践の文脈において教員が動機づけられ(または障壁に阻まれ)ることがあり、これが機関による支援等の環境要因によって左右されることが分かった。これらの成果を踏まえ、ARCS-VモデルのARCS+ATモデルへの適用により設計したチェックリストを作成し、これをウェブ化した。これにより、機関はeラーニング実践のための最適な方策を策定し、環境整備できるようになり、その環境に最適な実践が実現できるようになることから、この研究には意義があるものと考える。

なお、ARCS+ATモデルの実践検証における教員が、eラーニング実践成果を学術論文にまとめ、自身が所属する学会に投稿し採録された、というeラーニング実践をさらに促進するGood Practiceが、モデル運用により実現されたことを付記しておく。本研究の成果のひとつとして、大学教員が学習者の動機づけを高める、大学当局の担当者が大学教員のeラーニング実践意欲を高める、そしてそれを継続する方策を立案するための支援ツールをウェブ化した。教育工学前年度の実績報告に記載したとおり、平成24年度に開発を目指していた、教員のためのVolitionチェックリストは、ARCSーVモデル研究として「ARCSーVモデルヒント集(=ヒント集)」を開発することがこれに代わるものとなっており、平成25年度には、このヒント集の妥当性と了解性を高めることに注力した。また、この研究から端を発し、研究デザイン上必要という理由から開発するに至った「学習意欲のためのデザインステップ表(=デザインステップ表)」は、Volitionチェックリストとしての機能を充足するものである。このツールについても同様に妥当性と了解性の担保に注力した。これらの作業により、Volitionチェックリストに代わるツールの開発を進めたものの、ヒント集やデザインステップ表、仮想シナリオの諸ツール検証においては、各ツールの十分な妥当性・了解性を担保するには、成果が見られるまで検証作業を実施する必要があると思われたため、専門家のレビュー、1対1形成的評価の作業に、当初予定していた以上に時間を要した。また、ARCS+ATモデル研究として、機関で利用できるARCS+ATチェックリストを改善することを目的として挙げているが、ARCS+ATチェックリスト改善のための試用実験を行う前段として位置付けられる、理論的検証作業として、ARCS+ATモデルとARCSーVモデルの関連性を詳解してまとめる作業を行ったが、先述のVolition関連研究の作業との兼ね合いから、この作業も予定外に時間を要する結果となった。これらの理由により、研究作業に若干の遅れが出ている。ARCS+ATモデルの理論的妥当性を検証するための先行研究調査については,ARCS動機づけモデル提唱者であるJ.M.Keller教授が新たに提案したARCSーVモデルの関連研究をはじめ,ARCSーVモデルの理論的背景となる活動制御理論や自己制御学習などについての国内外の研究事例について調べることができた.これにより,AT要因に関わりそうだと予想されるV要因について理解を深めることができた.しかし,V要因研究に時間を要したため,V要因とAT要因の関連性の検証については,まだ実施できていないところがやや遅れている点といえる.とはいえ,V研究への貢献として下位分類提案を行ったことで,AT要因への適用の下地を作る作業は進められた.
糖鎖認識ヒトIgM抗体を用いたHIV感染細胞の破壊

1健常人の中に補体反応を介してHIV感染細胞を溶解できる血清があることを見いだした。その血清中因子を解析した結果、Gg4糖鎖に対するIgM自然抗体であることが判明した。Gg4は未感染細胞膜上には存在しないがHIV感染により新たに出現する糖鎖抗原であることが確認された。HIV感染細胞では補体制御膜因子H HRF20 (CD59)の発現低下が認められ補体反応による細胞傷害が増強される。2健常人および血友病患者、HIV感染者、HIV感染血友病患者などの血清を用いて、HIV感染細胞に対する細胞傷害性を検討した。その結果、10年以上の長期生存血友病HIV感染者では31例中30例(97%)が細胞傷害活性が陽性であった。性交渉HIV感染者においては10例中2例(20%)であった。また、血友病患者では43例中7例(16%)であり、健常者では43例中2例(5%)のみが陽性であった。これらの細胞傷害性血清は細胞傷害活性の強度に相関してIgM抗体が検出された。3これらの血清の一部について、Gg4, GM2およびGM3などの糖鎖抗原Liposomeを用いて吸収実験を行った結果、Gg4のみならずGM2に対するIgM抗体も細胞傷害活性に関与していることが判明した。抗GM2モノクローナル抗体を用いてFACS解析した結果、HIV感染細胞では非感染細胞に比べてGM2の発現増強が起こることが確かめられた。4 Gg4およびGM2抗体陽性健常人抹消血リンパ球よりBリンパ球を分離して、抗Gg4およびGM2ヒト型モノクローナルIgM抗体産生ハイブリドーマの作成を検討中である。
HBOCプレバイバーが認知する不確かさの特徴と看護支援

本研究では、BRCA1/BRCA2遺伝子に変異があるが関連がん未発症の者(以下、HBOCプレバイバー)の不確かさのマネジメントを促進する看護援助モデルを構築することを最終目的とする。HBOCプレバイバーの心理的適応を促進し、必要なヘルスケアマネジメント支援の方略を検討していく。今回の研究ではまず、質問紙調査により、HBOCプレバイバーが認知する"不確かさ"の特徴を明らかにする。
英国における侵攻小説と第一次世界大戦のプロパガンダ的類似性の研究

英国で1871年から第一次世界大戦まで人気のあった「侵攻小説」というS・F作品群は一時期の文学的な流行と捉えられてきた。しかし、その実態は拡張政策への文学的な反動であり、その多くは特定の政策を主張するプロパガンダ小説だったと思われる。また、現在までのプロパガンダ研究ではこの作品群の存在に沈黙している。本研究では20世紀初めから第一次世界大戦中に発表されたこれらの作品を分析し、英国が第一次世界大戦で用いたプロパガンダ的手法との比較を行うことで、このジャンルの作品が用いた手法が戦時プロパガンダとしていかに活用されたかを明らかしたい。
VA-RNAによる自然免疫誘導メカニズムの解明

Doxycyclineの添加によってVA-RNAの発現が誘導される293細胞を用いて適切な時期にVA-RNA発現を誘導することでVA-RNA欠損Adベクターの産生・増幅に成功した。また、VA-RNA欠損Adベクターは従来型Adベクターと同程度の遺伝子導入・発現活性を有することが明らかとなった。アデノウイルス(Ad)ベクターは、高効率に種々の細胞に遺伝子導入可能なことから遺伝子治療および基礎研究で汎用されている。しかしながら、Adベクターは生体内投与直後、強い自然免疫応答(炎症性サイトカインやI型インターフェロン(IFN)の産生等)を惹起することが大きな問題となっている。そこで、本研究では、近年申請者らが明らかにしたVA-RNAによって惹起される免疫応答のさらなるメカニズム解明およびVA-RNAの役割について解析を行うこととした。VA-RNA欠損非増殖型Adベクターは増殖能が乏しく、ベクターの大量調製が困難であるという問題点を有する。そこで昨年度、薬物の添加により必要時にVA-RNAの発現を誘導可能な細胞株を作製し、Doxycyclineの添加によってVA-RNAの発現が誘導される293細胞を用いて適切な時期にVA-RNA発現を誘導することでVA-RNA欠損Adベクターの産生・増幅に成功した。今年度は、VA-RNA遺伝子を含むほぼ全てのウイルス遺伝子を取り除いたHD-Adベクター、ならびにVA-RNA遺伝子を欠損させたAdベクターを用いて、VA-RNAがshRNA発現AdベクターによるRNAi効果を阻害するか検討した。各種遺伝子に対するshRNA発現HD-Adベクターと、shRNA発現従来型Adベクターのノックダウン効率を比較したところ、shRNA発現HD-Adベクターは有意に高いノックダウン効率を示したことから、VA-RNAはshRNA発現AdベクターによるRNAi効果を阻害していることが示された。また、TBK1遺伝子欠損マウスではAdベクター投与後自然免疫応答において重要な役割を果たすI型IFNの顕著な低下を認めた。すなわち、Adベクターによる免疫応答の誘導にはAd由来の核酸が強いアジュバント効果を発揮していることが強く示唆された。そこで、本研究では、近年申請者らが明らかにしたVA-RNAによって惹起される自然免疫応答のさらなるメカニズム解明を行うこととした。VA-RNAは、Ad複製時にウイルスdsRNAによるPKRの活性化を阻害する中心的な働きをしている。したがって、VA-RNA欠損非増殖型Adベクターは増殖能が乏しく、ベクターの大量調製が困難であるという問題点を有する。そこで目的実現のため今年度は、Adベクター複製時にのみVA-RNAを発現する293細胞を作成し、VA-RNAをトランスに補うことで、VA-RNA欠損Adベクターの作製を試みた。しかし、VA-RNAは自然免疫を誘導すること、また細胞周期に影響を与えることから、恒常的にVA-RNAを発現する細胞株の作製は困難と考え、薬物の添加により必要時にVA-RNAの発現を誘導可能な細胞株を作製した。その結果、Doxycyclineの添加によってVA-RNAの発現が誘導される293細胞を用いて適切な時期にVA-RNA発現を誘導することでVA-RNA欠損Adベクターの産生・増幅に成功した。本研究では、自然免疫応答を克服可能なAdベクターの開発およびAdがコードする小分子RNAであるVA-RNAによる自然免疫誘導メカニズムの解明を目的としている。その目的実現のため、平成23年度はまず、VA-RNA欠損非増殖型Adベクターの大量調製法の開発を行った。その結果、VA-RNA欠損Adベクターの産生・増幅に成功した。したがって、当初の目的は達成された。今年度、Doxycyclineの添加によってVA-RNAの発現が誘導される293細胞を用いて適切な時期にVA-RNA発現を誘導することでVA-RNA欠損Adベクターの産生・増幅に成功した。そこで、作成したVA-RNA欠損Adベクターを樹状細胞やマクロファージといった自然免疫担当細胞などに作用後、サイトカイン産生量を測定することによりVA-RNA欠損Adベクターの自然免疫回避能の検討を行う。また、in vitroでの検討だけでなくマウス生体内に投与した際に生じるサイトカイン産生量についても検討を行い、VA-RNA欠損非増殖型Adベクターが自然免疫応答を回避可能かどうかについて検討する。さらに、近年、血漿中に存在するエキソソーム(exosome)に小分子RNAであるmiRNAが内包されており、細胞がエキソソームを介して転移や細胞増殖に関わる情報をやり取りしている可能性が指摘されている。したがって、Adベクターを作用した細胞からもAdがコードする小分子RNAであるVA-RNAが内包されたエキソソームが細胞外に分泌されることにより、さらに免疫応答を増強している可能性が示唆される。そこで本研究では、まずエキソソームによってVA-RNAが細胞外に放出されているかどうかについて検討する。

エキソソームによってVA-RNAが細胞外に放出され、免疫応答を増強していることが明らかになった場合、VA-RNA欠損Adベクターと従来型Adベクターを作用させた細胞由来のエキソソームを比較し、細胞外に放出されたVA-RNAが自然免疫活性化に与える影響を検討する。本研究課題は、遺伝子工学、分子生物学の手法を駆使して実験を遂行するために、それらに関する実験試薬・消耗品は必要不可欠である。また、Adベクター調製には多量の細胞培養関連試薬が必要となる。さらに、作成したAdベクターをマウスに投与することによって機能評価を行うため、実験動物の費用も計上する。
弁護人立会制度についての実証的・比較法的研究

本研究の目的は、わが国の刑事手続と整合的・適合的な日本型弁護人立会制度を模索・構想することにある。本研究においては、法制度・法体系の異なるEU諸国において、それぞれどのような弁護人立会制度が導入されているのかを確認する。とりわけ、弁護人立会制度について充分な議論の蓄積があり、かつ、実際の運用においても既に弁護人の立会いが定着しているイギリス法の状況を確認する。以上の研究を通して得られた比較法的知見をもとに、わが国の刑事手続の全体像も見据えながら、これに整合的・適合的な日本型弁護人立会制度の構想を試みる。
現代イスラーム世界におけるイスラーム主義の再定義

イスラーム主義の再定義を行うべく、その代表的イデオローグであるサイイド・クトゥブの思想と、その後継世代の思想を比較検討した。具体的には、1966年のサイイド・クトゥブ処刑後、その思想の継承と普及に努めたとされる実弟ムハンマド・クトゥブの思想を主な研究対象とした。さらにムハンマド・クトゥブの弟子筋とされるオサーマ・ビン・ラーディンらアルカーイダの思想、今日イラクで活動する武装勢力の思想など、9・11事件以降顕在化した新勢力の思想動向も研究対象に加えた。なおクトゥブ兄弟の思想は従来型一次資料である書籍や雑誌の形態で入手可能だが、一方、オサーマ・ビン・ラーディンやイラク武装勢力の思想はビデオテープ、音声テープ、ウェブサイト上のビデオファイルや音声ファイル、電子掲示板への書き込みといった形態で入手することになる。そのため資料収集に際しては、中東諸国の方式に対応したビデオデッキやDVDプレーヤー、アラビア語表示機能を備えたパソコンなどを駆使した。思想分析の結果、現時点までに得られた暫定的結論ないし仮説を述べると、1960年代にサイイド・クトゥブが確立したイスラーム主義思想の基本的枠組みは、おそらく2005年現在に至るまで後継世代にそのまま引き継がれている。即ち、イスラーム法が適用されるイスラーム社会の建設を目指すことが、彼らの思想の根幹をなしている。但しムハンマド・クトゥブのように既にイスラーム法の適用が相当程度進んでいるとされる社会に居住する者と、イラク武装勢力のようにイスラーム法が適用されているとは言い難い社会に居住する者では、自分達の暮らす社会に対する態度が大幅に相違することとなる。即ち、前者は穏健かつ漸進的な社会変革を唱えることが可能な立場にあるが、後者は急進的変革を主張せざるを得ない。その結果、イスラーム世界外部の者の目には、前者と後者が大きく異なる思想に見えることもある。現代イスラーム世界におけるイスラーム主義の再定義に向けて、20世紀エジプト最大のイスラーム主義思想家サイイド・クトゥブの思想研究を行った。クトゥブの晩年における思想がイスラーム主義思想であることに異論を挟む者はないが、一方その思想をどう位置付けるかについては、議論の余地が残っていた。通説ではクトゥブ思想はジハード団へと繋がる急進主義思想の源流とされており、この理解では、クトゥブ思想は現体制の打倒を通じて理想的イスラーム社会の樹立を目指す、行動主義的革命思想として定義されていた。しかし一次資料を精査した結果、クトゥブ思想は、社会問題の外部への責任転嫁や自己正当化、現実逃避といった、行動主義とは対極に位置する要素も色濃く帯びていることが判明した。即ち、西洋近代の発展を"中世イスラーム社会における先進文明を学習した結果"として認識する一方で、近代におけるイスラーム社会の停滞については"中世以来の十字軍による侵略と陰謀の帰結"と捉え、さらに、"なぜイスラーム世界がその侵略や陰謀に屈したのか"については決して語ろうとしないクトゥブの思想は、社会問題に正面から取り組むことを忌避する、行動主義者と対極にある人々にも受け入れられていたその結果、今日、エジプトなどのイスラーム世界各地でクトゥブの著作が広く読まれている現状は、"イスラーム主義の普及"とみなすことは可能でも、単に"急進主義・行動主義の普及"とみなすべきではないことが明らかとなった。
東アジア伝統的都市の現代化における空間制御技術に関する研究

本研究は低層・高密な東アジアの伝統的都市を現代都市として住みこなして行く際に必要な空間制御技術の開発を行うことを目的とし、主たる対象事例として近年「現代化」に伴う変貌により様々な歪みを生じさせている北京市旧市街地の住区を取り上げたものである。そして、対象事例の空間的・社会的・歴史的な特徴をまず明らかにした上で、継承すべき点・改善すべき点の両者を見極めながら、現実性のある再開発モデルの作成を目指した。平成11年度には、北京市豊盛小区の約80メートル四方の地区において、空間調査(建築・インフラ等)、社会・経済調査(住民属性・住民組織・住民の経済状況・住民の意向等)、歴史調査(街区・建築及び住民社会の変遷等)を行った。そして、この調査成果をCADによる連続平面図・断面図化、GISによるデータベース化、QTVRによる三次元映像化の各方法により整理し、これらをもとに再開発モデルを作成することとした。平成12年度にはまず、中国の他の伝統的都市の類例調査を行い、伝統的都市が現代化に際して直面している共通の問題の理解を行う一方、北京の特質についても同時に考察した。これらの知見を念頭におきながら、北京の再開発モデルの開発に取り組み、街区設定の方法・既存建築物の扱い方に工夫を施したモデル案の作成を行った。平成13年度には、前年度に作成したモデル案をもとに、建築の基本設計までを考慮した2次モデル案を作成し、その内容を再構成して建築設計コンペ(新建築住宅設計協競技2001)に応募した。さらに、これまでの作業結果を報告書にまとめると同時に、北京清華大学において研究成果のプレゼンテーションを行った。本研究は、低層・高密な東アジアの伝統的な都市を現代都市として住みこなして行く際に必要な空間制御技術の開発を行うことを目的とし、主たる対象事例として近年「現代化」に伴う変貌により様々な歪みを生じさせている北京市旧市街地の住区を取り上げるものである。そして、対象事例の空間的・社会的・歴史的な特徴をまず明らかにした上で、継承すべき点・改善すべき点の両者を見極めながら、現実性のある再開発モデルを作成することにしている。本年度は、平成11年8月に北京市豊盛小区の約80メートル四方の地区において、空間調査(建築・インフラ等)、社会・経済調査(住民属性・住民組織・住民の経済状況・住民の意向等)、歴史調査(街区・建築及び住民社会の変遷等)を行った。そして、この調査成果を、CADによる連続平面図・断面図化、GISによるデータベース化、QTVRによる三次元映像化、の各方法により整理した。これらの作業により、(1)同地区では「現代化」を経つつも依然として北京の伝統的な住宅形式=四合院の空間秩序を保持していること、(2)一方で家族や地縁社会(胡同)は戦後に劇的な変化を遂げていること、そして(1)(2)は北京の多くの地区に共通する特徴であろうことが確認された。以上から、1)街路およびその名称を遺す、2)四合院の建築配置形態を遺す、という方針に基づき、現況よりも高い密度を達成可能な再開発モデル1次案を2例作成した。来年度以降は他のアジアの都市を事例として参照すると同時に、中国の社会・経済的状況をより詳細に検討することにより、このモデル案を精緻化していく予定である。本年度は、主として2つの内容の研究を行った。

一つは、平成12年8月に行った中国伝統都市の類例調査である。この結果、上海・北京などの湾岸部の都市だけでなく、内陸部まで都市の現代化が著しく進展していること、一方で保存措置を講じた歴史的都市は観光地として成功を収めつつあること、歴史的都市と新市街地の位置関係が都市によって異なり現代化にも影響を与えていること、が判明した。もう一つは、これらの知見を念頭におきながら、ケース・スタディの対象地区である北京の再開発モデルの精緻化を図ったことである。昨年度の第1次モデル案をもとに、街区設定の方法・既存建築物の扱い方に工夫を施した第2次モデル案の作成を行った。来年度は、さらにモデルの精緻化を図る予定である。本研究は、低層・高密な東アジアの伝統的な都市を現代都市として住みこなして行く際に必要な空間制御技術の開発を行うことを目的とし、主たる対象事例として近年「現代化」に伴う変貌により様々な歪みを生じさせている北京市旧市街地の住区を取り上げるものである。そして、対象事例の空間的・社会的・歴史的な特徴をまず明らかにした上で、継承すべき点・改善すべき点の両者を見極めながら、現実性のある再開発モデルを作成することにしている。本年度は、昨年度作成を行った北京市豊盛小区の再開発モデル1次案をもととし、2001年8月に筑波大学において、日中の研究者が共同して建築の基本設計までを考慮した再開発モデル2次案を作成した。この案を再構成して建築設計コンペ(新建築住宅設計競技2001)に応募した。また、2001年7月には、北京を対象に同様の研究を進めている韓国の研究者を招いて「歴史的町並みの特色と保存・再生」と題する国際シンポジウムを開催した。さらに、今までの作業をもとに日本建築学会・日本都市計画学会などに研究発表を行うとともに、三ケ年度の研究成果を報告書にまとめた。そして、この報告書の内容をもとに、2002年2月に清華大学において共同研究者とともに研究成果のプレゼンテーションを行った。
貿易コストの識別と高度流通網の経済的評価

本研究は、貿易コストと貿易パターンに焦点を当て、貿易コストと取引される財の品質の関係を明らかにした。基本的な貿易モデルから予測される取引パターンと、実際のデータで観測されるパターンが異なるため、基本モデルに財の品質の次元を考慮した形で分析する必要がある。品質を考慮したモデルを構築し、日本の地域間の取引データを用いて、より高い品質の財がより貿易コストが高い市場に供給される原因を実証的に明らかにした。高い品質の生産者が高い収益を得られるため高い貿易コストの市場に供給できるという品質ソーティングのメカニズムのみならず、従価型貿易コストでなく従量型コストが存在するために、高品質財が高コスト市場に供給されることを示し、貿易コストが引き起こす貿易パターンの相違を明らかにした。この点は基本モデルに財の品質や従量型貿易コストを導入する必要性を示唆している。また、国内輸送の主要手段である道路輸送に焦点を当て、事故という道路輸送に関わる主要な貿易コストの要因について、事故を引き起こすドライバーのタイプの相対的なリスクを明らかにした。特に飲酒運転・携帯電話使用下の運転・高齢者の運転というタイプに焦点を当て、飲酒運転の事故リスクや70歳以上の高齢ドライバーリスクがそうでない運転手よりも高い事を日本のデータを用いて実証的に示した。事故低減による貿易コストの削減に先端的な安全道路輸送システムの確立が求められている事を明らかにした。これまでの研究を海外学術雑誌に投稿し修正するプロセスを主に遂行していたため、本研究課題の実行がやや遅れている。しかしながら、新しいテーマである道路交通に関わる貿易コストの研究なども開始し、成果を挙げることができつつある。また、データについても研究の進捗から新たに必要となるデータがあり、その入手・コンパイルに時間を要しているが、この点も解決している。貿易コストに関わる重要な課題である密度の経済と集積の影響について、新しいデータと海外の研究者との共同研究で、新しい成果が挙げられる事が考えられるため、その新しいテーマのモデル化とデータ構築を共同で行う予定である。また、貿易コストに関して貿易政策の影響についても、WTOの下での貿易政策の効果を実証的に分析する予定である。そして、道路交通に関わる詳細な貿易コスト要因の分析についても、データの入手と並行して行う。学会報告や地理データの入手の前に、投稿論文の修正・道路事故データの分析を行っていたために、旅費等の支出が予定よりも少なく次年度使用が生じた。しかし、学会報告・海外からの共同研究者の招聘やデータの入手により、計画に沿った執行を行う予定である。
好熱菌遺伝子組換え体による効率的エタノ-ル生産法の開発

本研究の目的は、好熱菌Bacillus stearothermophilusの宿主ベクタ-系を利用して、エタノ-ル生産に関与する酵素の構造遺伝子をクロ-ニングすると共に、その遺伝子組換え体を利用した高温嫌気条件下での連続培養方式による効率的エタノ-ル生産を行うことである。Saccharomyces cerevisiaeやZymomonas mobilisにおいてはピルビン酸から脱炭酸酵素によりアセトアルデヒドを得、アルコ-ルデヒドロゲナ-ゼ(ADH)によりエタノ-ルを生成するが、本研究で用いる好熱菌は、ピルビン酸→アセチルCoAを経て、アルデヒドデヒドロゲナ-ゼ(ALDH)によりアセトアルデヒドを得、ADHによりエタノ-ルを生成することを確認した。そこでまず好熱菌Bacillus stearothermophilus NCA1503またはSlC1をDNA供与体、Bacillus subtillsを宿主菌、pTB53(Tc^r)またはその小型プラスミドをベクタ-としてADHおよびALDH遺伝子のクロ-ニングを行った。さらに両遺伝子の塩基配列を検討した結果、以下のことが明らになった。NCA1503株由来のADHーT遺伝子(adhT)は1011塩基(337アミノ酸残基)からなっていた。そのアミノ酸配列は、ウマ肝臓由来のADHと約35%の相同性を示した。また活性発現に必要なCys38,Thr40,His43は保存されていた。また部位特異的変異法によりHis43→Argに変換したところ、こと耐熱性ADHの最適pHが7.8から9.0に変化した。SlC1株由来のALDY遺伝子(adhT)は1467塩基(489アミノ酸残基)からなっていた。ヒトALDHとは42%の相同性を示した。これらの両酵素は共に耐熱性であるため、枯草菌や大腸菌を宿主として生産させた場合、簡単な熱処理により容易に精製できることも判明した。
計算流体力学における最適化手法に開発

計算流体力学と最適化手法を融合させそれを船型設計に応用することを目的として、抵抗・流場を求める順問題の数値解法の整備,2次元流れにおける逆問題の定式化の整備,その3次元問題への拡張,実用船型への応用,検証のための模型実験などを実施した.まず初年度の平成5年度には,従来の別所の理論に基づく形状変更感度解析手法の見直しを行い,これを改良した.物体形状の表現法については新たにB-スプライン関数を導入し,形状変更パラメタの独立性を向上させた.これらを用いて2次元粘性流場における抵抗最小化の試計算を行いこの方法の有効性と問題点を明らかにした.そして,3次元流場への拡張を図るため,感度係数の計算法の3次元問題への定式化を行った.さらに,画像処理システムAVSに基づく3次元グラフィック描画モジュールを開発し,計算格子の妥当性の検討などの前処理,流場計算結果の後処理の段階に適用した.最終年度の平成6年度には,2次元流れの基礎解析の充実,3次元船体形状への応用を目的として次の研究を実施した.まず数値計算については,物体表面上の圧力分布や後流での伴流分布を指定して,それに対応する物体形状を求めるという逆問題を試みた.計算の結果は良好で,3次元実用船型への応用が可能であることを立証した.つぎに実用船型への応用として,造波抵抗を最小化する試みを行った.線形理論によって造波抵抗を求めるとともに,船型をB-Spline関数により表現し,最適化問題に適用して船型改良を実施し,模型実験によりその有効性を確認した.さらに粘性抵抗については,3次元流へ定式化と計算コードの整備,ならびに試計算を行った.最適解を得るにはいたらなかったが,今後実用化に向けての研究体制を確立することができた.また数値計算の入出力データのコンピュータ画像処理の整備は順調に進み,AVSシステムを用いた3次元グラフィック描画のモジュールを完成させることができた.以上により,計算流体力学と最適化手法を応用した船型設計の手法を確立することができた.今後は,様々な設計条件に対して本手法を応用し,実績を積み重ねることが重要である.計算流体力学と最適化手法を融合させそれを船型設計に応用することを目的として、抵抗・流場を求める順問題の数値解法の整備,2次元流れにおける逆問題の定式化の整備,その3次元問題への拡張,実用船型への応用,検証のための模型実験などを実施した.まず初年度の平成5年度には,従来の別所の理論に基づく形状変更感度解析手法の見直しを行い,これを改良した.物体形状の表現法については新たにB-スプライン関数を導入し,形状変更パラメタの独立性を向上させた.これらを用いて2次元粘性流場における抵抗最小化の試計算を行いこの方法の有効性と問題点を明らかにした.そして,3次元流場への拡張を図るため,感度係数の計算法の3次元問題への定式化を行った.さらに,画像処理システムAVSに基づく3次元グラフィック描画モジュールを開発し,計算格子の妥当性の検討などの前処理,流場計算結果の後処理の段階に適用した.最終年度の平成6年度には,2次元流れの基礎解析の充実,3次元船体形状への応用を目的として次の研究を実施した.まず数値計算については,物体表面上の圧力分布や後流での伴流分布を指定して,それに対応する物体形状を求めるという逆問題を試みた.計算の結果は良好で,3次元実用船型への応用が可能であることを立証した.つぎに実用船型への応用として,造波抵抗を最小化する試みを行った.線形理論によって造波抵抗を求めるとともに,船型をB-Spline関数により表現し,最適化問題に適用して船型改良を実施し,模型実験によりその有効性を確認した.さらに粘性抵抗については,3次元流へ定式化と計算コードの整備,ならびに試計算を行った.最適解を得るにはいたらなかったが,今後実用化に向けての研究体制を確立することができた.また数値計算の入出力データのコンピュータ画像処理の整備は順調に進み,AVSシステムを用いた3次元グラフィック描画のモジュールを完成させることができた.以上により,計算流体力学と最適化手法を応用した船型設計の手法を確立することができた.今後は,様々な設計条件に対して本手法を応用し,実績を積み重ねることが重要である.計算流体力学と最適化手法を融合させる方法船型設計という逆問題に応用し実用化を進めるために、最適化手法の2次元問題の再検討、その3次元問題への拡張、および実用船型の形状変更関数の選定について本年度の研究を実施した。まず2次元問題については、従来の別所の理論に基づく形状変更感度解析手法の見直しを行った。その過程で従来の理論で見落とされており、かつ理論の枠組みの中で不整合であった頃、すなわち、形状変化による抵抗への直接影響成分を理論的に抽出した。これを含めた全体の枠組みを再構築し、さらに抵抗変化への寄与成分の分布を詳細に検討することによって、感度解析手法の改良を図った。また、物体形状表現については新たにB-スプライン関数を採用し、形状変更パラメータの独立性を向上させた。これらの改良を基に、面積・長さの拘束条件付き、粘性抵抗最少を目的とする形状最適化問題に適応した結果、複数の局地解が得られることが判明した。つぎに、3次元問題については、上記の改良手法を拡張し、定式化を行った。