hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨・血管連関と新しいヒスタミンの機能：閉経後の動脈硬化石灰化と骨粗鬆症

ヒスタミン欠損マウスを用いた動脈硬化モデルでは、ヒスタミン欠損により粥状硬化病変が減少する。同マウスでは卵巣摘出後の骨粗鬆症が抑制されることも報告されており、ヒスタミンが骨病変と血管病変の両方に関連する可能性が示唆される。閉経後の低エストロゲン状態では、骨粗鬆症と動脈硬化が促進することが知られており、骨・血管連関として共通のメカニズムが想定されている。今回、ヒスタミン欠損マウスを用いた動脈硬化モデルに卵巣摘出を行い、閉経後における骨・血管連関の病態メカニズムとヒスタミンの関わりを解明したい。骨組織と血管組織の発生学的共通性とヒスタミン作用の類似性から、血管壁においてもヒスタミンがRANKLを介して、血管構成細胞の骨芽細胞様あるいは破骨細胞様細胞への分化を誘導することにより、石灰化を制御している可能性を考えた。つまり、ヒスタミンによる、動脈硬化の石灰化と骨粗鬆症に共通する病態メカニズムが存在すると推定している。粥状動脈硬化を自然発症するapolipoprotein E (apoE)ノックアウトマウスにHDCあるいはヒスタミン受容体の遺伝子欠損を導入した2重ノックアウトマウスを作製後、卵巣摘出による低エストロゲン状態を再現して、粥状動脈硬化病変の石灰化メカニズムと骨粗鬆症との関連を明らかにする。粥状動脈硬化病変の組織球はヒスタミンを産生し、組織球、平滑筋など血管細胞に作用し、サイトカイン、マトリックス分解酵素等の動脈硬化関連遺伝子の発現の制御する。Histidine decarboxylase(HDC)欠損マウスでは高脂肪食による粥状硬化病変が減少する。同マウスで卵巣摘出後の骨粗鬆症は抑制される。とくに閉経後の低エストロゲン状態では骨粗鬆症と動脈硬化が促進し、共通のメカニズムが想定される。HDC欠損マウスに卵巣摘出を行い、閉経後における骨血管連関とヒスタミンの関わりを検討した。今年度は前年度に引き続いて、apoE欠損マウスを対照群として、apoE/H2R2重欠損、apoE/H2R2重欠損およびapoE/HDC2重欠損マウスの卵巣を摘出し、高cholesterol食で飼育したところ、apoE/HDC2重欠損マウスに骨組織の減少は見られなかった。apoE/HDC2重欠損マウスのHDC遺伝子はヘテロ欠損であり、完全なヒスタミンの産生抑制ではないためと考えられる。apoE欠損マウスでは、野生型と比較して著明な変化はなく、apoE/H1R2重欠損およびapoE/H2R2重欠損マウスは、著明な繁殖率の低下のため十分な頭数が実験に用いることができず、詳細な検討は困難であった。ヒスタミン代謝が骨量の維持に関連する可能性を示したが、動脈硬化病変の進展との関連は明瞭には指摘できなかった。動脈硬化初年度(平成24年度)に、マウスの感染事故のため全頭処分を行い(平成24年度報告書に詳細を記載)、飼育施設の閉鎖や清掃などに1年近くを要した。また施設利用が回復された後には、実験に用いる遺伝子改変マウスの繁殖を再開したが、以前よりも繁殖率の低下が見られ(原因は不明)、充分な頭数および遺伝子二重欠損マウスを確保できていないため、研究計画は遅れている。初年度に起きたマウスの感染事故により、マウスの飼育、繁殖が著しく遅れたためである。今年度には、予定していた2重遺伝子欠損マウスの回復に成功したが、感染事故前に比べて繁殖率の著しい低下があり、実験に供するまでに時間を要したが、組織学的解析は未だ完了していない。ApoE欠損マウスとヒスタミン合成
熱帯性山地林におけるゴリラ,チンパンジー及び他種霊長類間の種間関係に関する総合研究

本研究は,アフリカ大陸の標高の異なるいくつかの熱帯性山地林で,同所的に生息する霊長類間の共存様式,及び種間関係を分析することを目的とする.その主眼は各種霊長類の生活様式と森林構造との対応,種間の競合と共存の実態を調べ,霊長類の進化と適応放散の歴史における種間関係の意義を異なる学問分野から総合的に解明することにある.昭和62年度の現地調査は,ザイール国の科学省と自然保護局,ルワンダ国の国立公園管理局の支持と協力のもとに実施された.現地で収集した森林構造,各種霊長類の食性や採食様式,土地利用,個体密度や集団密度等に関する資料,霊長類の外部形態や体構造に関する資料は現在分析中であるが,今までに以下の結果を得ている.リザイール国の低地熱帯多雨林に生息するゴリラの生態が初めて明らかになり,ゴリラは食性から見て二次的な再生植生に適応していることから,第4紀に高山地帯から低地へ向けて分布域を拡大したという仮説がより確実となった.2)ゴリラとチンパンジーは低地でも山地でもほぼ同じ個体密度で同所的に生息している.両種は環境破壊が顕著な地域では,同じ食物を利用することが多く,環境破壊が見られていない地域でも頻繁に川辺林を重複利用していることが判明した.3)カフジ地区においてチンパンジーが地中のハリナシバチの巣を掘り出すために使用した掘り棒を発見した.掘り棒の使用はまだカメルーンに生息する別の亜種にしか認められておらず,シロアリなどチンパンジーが好んで摂取する動物食物種が少ない山地林生態系で独立的に発生した文化的行動様式と考えることができる.4)調査域に同所的に生息していることが確認された9種の霊長類は,共通に地持する5種の果実以外はそれぞれ異なる果実を採食しており,また体構造や歯冠の計測からまず体のサイズと異なる食性によってすみ分けていることが推測され,採食生態と体構造から見た霊長類の種間関係が明らかになりつつある.今回の調査によって,ザイール国のイテベロ地区に本研究を推進する上で最適な調査基地を設営する目処が立ち,科学省と自然保護局の合意を得ることができた.今後は対象となるゴリラ,チンパンジー,及び他種霊長類の集団を定め,採食生態や集団内外の個体関係について集中的な調査を行なうつもりである.本研究は,アフリカ大陸の標高の異なるいくつかの熱帯性山地林で,同所的に生息する霊長類間の共存様式,及び種間関係を分析することを目的とする.その主眼は各種霊長類の生活様式と森林構造との対応,種間の競合と共存の実態を調べ,霊長類の進化と適応放散の歴史における種間関係の意義を異なる学問分野から総合的に解明することにある.昭和62年度の現地調査は,ザイール国の科学省と自然保護局,ルワンダ国の国立公園管理局の支持と協力のもとに実施された.現地で収集した森林構造,各種霊長類の食性や採食様式,土地利用,個体密度や集団密度等に関する資料,霊長類の外部形態や体構造に関する資料は現在分析中であるが,今までに以下の結果を得ている.リザイール国の低地熱帯多雨林に生息するゴリラの生態が初めて明らかになり,ゴリラは食性から見て二次的な再生植生に適応していることから,第4紀に高山地帯から低地へ向けて分布域を拡大したという仮説がより確実となった.2)ゴリラとチンパンジーは低地でも山地でもほぼ同じ個体密度で同所的に生息している.両種は環境破壊が顕著な地域では,同じ食物を利用することが多く,環境破壊が見られていない地域でも頻繁に川辺林を重複利用していることが判明した.3)カフジ地区においてチンパンジーが地中のハリナシバチの巣を掘り出すために使用した掘り棒を発見した.掘り棒の使用はまだカメルーンに生息する別の亜種にしか認められておらず,シロアリなどチンパンジーが好んで摂取する動物食物種が少ない山地林生態系で独立的に発生した文化的行動様式と考えることができる.4)調査域に同所的に生息していることが確認された9種の霊長類は,共通に地持する5種の果実以外はそれぞれ異なる果実を採食しており,また体構造や歯冠の計測からまず体のサイズと異なる食性によってすみ分けていることが推測され,採食生態と体構造から見た霊長類の種間関係が明らかになりつつある.今回の調査によって,ザイール国のイテベロ地区に本研究を推進する上で最適な調査基地を設営する目処が立ち,科学省と自然保護局の合意を得ることができた.今後は対象となるゴリラ,チンパンジー,及び他種霊長類の集団を定め,採食生態や集団内外の個体関係について集中的な調査を行なうつもりである.
有機栽培における施用有機質堆肥の窒素と炭素の作物吸収,土壌残存、揮散等の動態解析

この研究課題の一部については,研究代表者の数年間にわたる^<15>Nトレーサー法を用いた研究によって窒素動態は少しづつ解明されてきた。稲わらと稲わら堆肥の水田土壌中における窒素動態を水稲の一作期でみると,水稲吸収割合は稲わら区で20%,稲わら堆肥区で6%となり,堆肥にしてしまうと吸収割合はかなり低かった.空気中への揮散割合は,稲わら区で25%,稲わら堆肥区で39%となった.また,堆肥由来窒素の土壌残存割合は両区とも55%であった.水稲吸収割合は,稲わら区で20%,稲わら堆肥区で6%となり,堆肥にしてしまうと吸収割合はかなり低かった.水田土壌に水稲,畑土壌にトマトを栽培して作物による遊離アミノ酸の直接吸収とアンモニアに分解された後の吸収について,アミノ酸R-CH・(^<15>NH_2)・^<13>COOHを施用して調べた。その結果,栄養成長期の水稲およびトマトによる直接吸収割合は,水稲で511%,トマトで0.11.9%となり,水稲に比べてトマトの直接吸収割合は非常に低かった。この原因は,畑土壌では水を湛水している水田土壌に比べて酸素が容易に入るので,土壌微生物の活動が活発になり,遊離アミノ酸が微生物にすぐに取り込まれて同化されてしまうためであった.現在,有機栽培は主として畑で行われている。従来,有機栽培は有機吸収が無機栽培より多いから良いと思われていたが,我々の研究は逆の結果を示していた.そこで,窒素と炭素の^<15>Nと^<13>Cで二重標識した牛糞堆肥由来の窒素と炭素の動態を解析した.二重標識の牛糞堆肥は^<15>NH_4-Nを資料用トウモロコシに吸収させ,^<13>CO_2ガスを暴露して,二重標識した飼料を作成し,これを牛に食べさせて牛糞を得て,牛糞堆肥を作成した.これを畑作物(陸稲)と水稲に施用し,両稲の^<13>C吸収率は無機栽培土壌では1.0%,有機栽培土壌では水稲の^<13>C吸収率は2.2%,デントコーンでは14%であった。^<15>N吸収率は無機,有機栽培で1720%であった。平成10年度11月4日に内定した課題であったが,全力で取組んだ。14m×7mのハウス内を20°C25°Cに加湿し,中国産細粒バーミキュライトSSを1/2000アールポットに入れ,デントコーンを栽培した。基肥にBM熔成りん肥,Fe等を施用し,(^<15>NH_4)_2SO_4とK^<15>NO_3を交互に施用して^<15>N標識を行なった。デントコーンの葉数が8枚になったときから,ハウス内に設けた^<13>C標識室に入れ,^<15>CO_2(99atom%^<13>C)10%入りの空気を1週間に12回程度曝気して^<13>C標識をした。^<13>C,^<15>N標識されたデントコーン飼料は平成11年3月8日に完成し,8日から18日まで体重130キロの牛に食べさせ,^<13>C,^<15>N標識のふんを回収し,現在,50°Cに加温しながら堆肥化を進めている。堆肥の完成は平成11年6月初旬の予定であるので,6月から予定された畑および畑での施用試験に使用される。デントコーンを比べて水稲の生育は日照時間に左右され,12月植えのものでは葉数が半減してしまうので,2月中旬に,デントコーンと同じくバーミキュライトSS土壌のポットに移植した。稲わらの製造は5月末,稲わら堆肥の製造は平成11年7月中旬の予定であるので,7月中旬から予定された水田での施用試験,9月中旬から予定された畑での施用試験に使用される。

この原因は,畑土壌では水を湛水している水田土壌に比べて酸素が容易に入るので,土壌微生物の活動が活発になり,遊離アミノ酸が微生物にすぐに取り込まれて同化されてしまうためであった.現在,有機栽培は主として畑で行われている。従来,有機栽培は有機吸収が無機栽培より多いから良いと思われていたが,我々の研究は逆の結果を示していた.そこで,窒素と炭素の^<15>Nと^<13>Cで二重標識した牛糞堆肥由来の窒素と炭素の動態を解析した.二重標識の牛糞堆肥は^<15>NH_4-Nを資料用トウモロコシに吸収させ,^<13>CO_2ガスを暴露して,二重標識した飼料を作成し,これを牛に食べさせて牛糞を得て,牛糞堆肥を作成した.これを畑作物(陸稲)と水稲に施用し,両稲の^<13>C吸収率は無機栽培土壌では1.0%,有機栽培土壌では水稲の^<13>C吸収率は2.2%,デントコーンでは14%であった。^<15>N吸収率は無機,有機栽培で1720%であった。飼料用トウモロコシと水稲を細粒バーミキュライト土壌で栽培し,それぞれ,(^<15>NH_4)_2SO_4とK^<15>NO_3を交互に施用して^<15>N(重窒素)標識した。基肥にFe,Mn,Ca,Mg等の必須要素を与えた。同時に,栄養生長期および登熟期に^<13>CO_2を数回ずつ曝露して^<13>C(重炭素)標識し,^<13>C,^<15>N二重標識の飼料用トウモロコシと水稲を作成した。栽培した飼料用トウモロコシは体重120kgの佐賀県畜産試験場の小牛に食べさせ毎日牛ふんを採取し,これを50°Cの乾燥器に5日間入れた後乾物重を秤量した。10日間にわたって同様のことを行なった。最初に,^<15>N標識の飼料を2日間食べさせ,続いて^<13>C,^<15>N二重標識の飼料を3日間,最後に,また^<15>N標識の飼料を5日間食べさせた。これらの乾燥牛ふんを粉砕し,よく混合して^<13>C,^<15>Nの標識が一定のものを作り,これを50°Cの乾燥器中で4ヶ月かけて堆肥化し^<13>C,二重標識の牛ふん堆肥を世界で初めて作成した。30株の^<13>C,^<15>N二重標識の水稲はそれぞれ3cm程度に切り,稲わらとして作物に施用するものと稲わら堆肥として施用するものとに分けた。^<13>C,^<15>N二重標識の牛ふん堆肥および稲わらとその堆肥を水稲および陸稲に施用したところ,根から吸収する炭素はわずかであり,光合成による炭酸同化産物の方が圧倒的に多いことがわかった。したがって,有機栽培における一般栽培に対する優位性は根からの有機吸収にあるとはいえない。有機物堆肥多量連用での持続的養分の発現や土壌構造の発達が有機栽培の優位性に関係していると考えられる。
細胞の脳特異的侵入活性を利用した新規な脳疾患の画像診断の開発

研究の2年目にあたる本年度は前年度条件設定を行ったマグネタイト標識ミクログリアを用いて臨床用MRI2基(東芝製0.5T ; GE製1.5T)を用いて行い、脳への浸潤性の確認と画像による定量化を行った。その結果、出力の低いMRIを用いた場合でもマクネタイト標識ミクログリアの撮像ができ、その集積度について十分評価できることがわかった。一方、小動物用のMRI(MRテクノロジー社製MR1000、永久磁石を用いた1T出力を有する)については測定条件を検討した結果、通常の計測は十分可能であった。この機械を用いることにより、今後実験動物の脳疾患や疾患モデル作成の検定を行う受託業務が十分はかれることがわかった。しかし、当初目指していた微小領域の撮像が不鮮明であった。これは設置場所が、高周波雑音等のノイズが多く、好条件での測定にはさらにノイズの低下をはかる必要があり、最高の条件での撮像にはさらなる条件設定が必要であることがわかった。このノイズ除去には小動物用の特殊コイルが必要であると考えられた。ミクログリアには、高い貧食能があり、マグネタイトを取り込ませることができることは実証されている。今回、ミクログリアに取り込ませるマグネタイトの量等の適正化をはかり、MRI撮像にとってもっとも適正な条件を得ることができた。MRIによる検出は、現在のところ臨床用MRI2基(東芝製0.5T;GE製1.5T)を用いて行い、脳への浸潤性の確認と画像による定量化を行っている。これまでのところ、藤田保健衛生大学放射線科の協力により順調に評価できている。そこで、薬物による強制的な脳損傷モデルをラットおよびマウスで作製し、ラットミクログリアGMI-R1、マウスミクログリアのRa2、マウスのマクロファージであるRAW264.7に72時間マグネタイトを取り込ませ、細胞膜を蛍光染色し、マウスの液窩動脈に注入し、動物用小型MRI並びに臨床用MRIでの有効性の確認を実施した。その結果、脳への浸潤性の確認と画像による定量化の一定の精度並びに再現性を確認できた。次にミクログリアの脳移行性及び患部集積性の機能成分の抽出をする方法として(1)マウスのミクログリアの株化細胞であるRa2、マウスのマクロファージであるRAW264.7に72時間マグネタイトを取り込ませ、細胞膜を蛍光染色したのち、Ra2をホモジナイザーを用いて破壊し、マグネタイトを含有した細胞断片を作製し注入する方法、(2)蛍光色素で標識したミクログリアをホモジナイザーをもちいて破砕する際にマグネタイトを添加し、生成する膜小胞中にマグネタイトを取り込ませ動物に投与する、の2種類を検討し、両方法にはそれぞれ優位点と欠点があるものの、ともに標品作成に於いては適正な方法であることが確認された。
琉球列島における宗教関係資料に関する総合調査

調査は、漢籍班・近世文書班・仏教班・図書論文班に区分けして実施してきたが、「厨子甕」、「唐尺」「呪符」などの物的資料も一部調査を実施した。調査は、将来のデータベース化を見越して調査項目の共通化を図つた調査カードに基づいて実施した。漢籍班では琉球大学附属図書館、沖縄県立図書館、石垣市立八重山博物館などが所蔵する宗教関係漢籍資料を継続的に調査し、さらに宮古島、法政大学沖縄文化研究所の当該資料調査を実施した。宮古島では個人所蔵に係る資料が多いため、息の長い調査の必要性が実感されたが、調査によっては貴重な資料の存在が予測され、また法政大学においては旧久米村土族所蔵の儒教関係資料等がまとまって確認された。近世文書は、徳之島から沖縄本島中北部における地域で、集落単位の祭祀関係資料や家・門中単位の葬墓制関係資料の所在が確認されるなど、近世宗教史のより緻密な研究の可能性を予測される結果となった。仏教班では今年度は梵字碑の調査を継続する一方で、特に骨を納める厨子甕の集中的な調査を行なった。厨子甕の文様が仏教史の立場から調査されたのは今回が初めてであり、注目されよう。関連する図書論文はほぼ2千点の資料を収録できる見通しとなった。以上の調書結果を踏まえて、成果を資料目録(390頁)と漢籍目録(43頁)の2冊として刊行できる見通しとなった。調査は、漢籍班・金石班・近世文書班フィールド班に一応区分けして実施しているが、琉球列島の宗教関係資料がこれらの領域に限定されているわけではないことに鑑み、「もの」に関する資料も一部調査を実施し、図書論文などの二次資料も収集を行ってきた。調査は、将来のデータベース化を前提として可能な限り調査項目の共通化を図った調査カードを作成し、一方それぞれの領域の独自性も失わないような様式を目指した。まず、漢籍班では琉球大学附属図書館宮良殿内文庫、北谷町金良家、沖縄県立図書館東恩納文庫、石垣市立八重山博物館などが所蔵する宗教関係漢籍資料を集中的に調査した。その結果、暦書、占卜書などが多数存在することが確認され、これらの資料が漢籍資料の特徴となっていることが次第に明らかになってきた。近世文書は、戦災の影響が少なくて、地方文書が数多く残されている八重山地方を主体に調査を実施した。金石班の今年度調査は県内所在の梵字碑を主体とし、ほかにこれまで体系的・組織的な調査が行われなかった県内所在の仏教関係資料について、沖縄県立博物館・石垣市立八重山博物館を中心に予備的な調査を行った。物的資料については他に、「唐尺」や呪符木簡の所在・分布を明らかにする見通しがついた。フィールド班は、宗教関係情報が少なからず含まれていながら研究者の目に一部しか触れることがない字誌や門中誌、さらに宗教団体発行の出版物などを可能な限り収集することに務めてきた。調査の結果、予想を越える質・量の資料が確認されたことから、研究分担者以外でより専門的な知識を持つ研究者の協力を求めて、それらの解明を図る必要が生じている。また、「宗教資料」の「データベース化」についても、当該資料の範囲が多岐にわたり、またモデルとなる実績が見つからないので、引続き方法の緻密化を進めていく必要がある。
プラズマ計測のためのエックス線検出器の高計数率化とノイズ耐性強化の研究

X線スペクトルイメージ測定用試作器を製作して較正実験を行なった。本測定法は、光源の輝度が大きいほどエネルギー分解能と時間分解能が両立して向上する。よって、高エネルギー加速器研究機構・放射光科学研究施設・ビームライン14Cに於いて放射光を用いた実験を行なった。二結晶分光器から射出される幅0.3 mmの二次光を単色光として直径1 mmのタングステンピンホールに通し、ダイナミックレンジが16 bitのX線CCDカメラを用いて画像測定を行なった。その結果、試作器の動作が設計通りであることを確認できた。また、スペクトルを求めるために必要な数値を得ることができた。本年度は、3.0 keVから30 keVまでの分光を行なうためのアルミニウム製円盤型光学素子を作成した。その光学素子は回転することによってX線を分光するため、回転装置も調達した。光学素子の回転数は最大10,000 rpmであり、1回転で2回の分光ができるので少なくとも最大5.0 msの時間分解能でX線のスペクトルを測定できる性能である。尚、時間分解能を速くするためには、光学素子を高速回転させる必要があり、大気の粘性を避けるべく装置を真空仕様とした。本年度は、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学研究施設の利用実験が認められた。当該施設を共同利用する場合、課題申請を行なわなければならないが、本研究の審査結果としては、年3回募集されるマシンタイムそれぞれに於いて連続5日間の実験ができる程の高得点を得た。本研究では、2結晶分光器を通った単色化された放射光を利用する。特に本研究が利用するビームライン14Cの場合、分光器が熱的に安定して光軸が定まるまでに要する時間が約2日間であり、本研究は、高精度測定を行なう機会を実際に得ることができた。本年度は、管理区域入域手続きを含め放射光科学研究施設に於ける最初の実験まで到達できた。実際、ビームライン14Cに装置を持ち込み、2月9日から11日にわたってX線照射を行ないつつ装置の光軸調整を行ない、光学素子及び検出器の制御及びビームラインのX線エネルギーの設定方法を確認した。また、光軸の安定性についてもビームモニターによる経時変化を測定して逐次確かめた。<研究成果>製作したX線スペクトルイメージ測定用試作器の較正実験を行なった。よって、高輝度光が得られる高エネルギー加速器研究機構・放射光科学研究施設・ビームライン14Cに於いて実験を行なった。二結晶分光器から射出される幅0.3 mmの二次光を単色光として直径1 mmのタングステンピンホールに通し、ダイナミックレンジが16 bitのX線CCDカメラを用いてほぼフルスケールでの画像測定を行なった。放射光の輝度と光軸の時間的安定性についても画像で直接確認した。研究期間全体としては真空封入式の回転式光学素子の高速化を行ないつつ本試作器を製作して最高速の時間分解能6 msを確保した。較正実験では、放射光の光軸安定性から19 bit程度蓄積できたので高計数型半導体パルス波高分析器の8割程度までエネルギー分解能の確認ができた。<意義>本研究による定量的評価の結果、受光用検出器の性能から測定対象の輝度に応じた時間分解能、画像解像度、及びエネルギー分解能が予測できる。また、本研究の測定結果を基礎にしてスペクトル解析法の実用化を開始した。<重要性>高輝度特性X線のイメージを測定して高温プラズマに於ける不純物輸送の測定に応用できる。また、常温でのX線スペクトル測定が可能なため従来の不純物輸送測定と比較して長時間の安定性を確保できる。平成23年度後半に研究代表者所属の核融合科学研究所大型ヘリカル装置に於ける研究代表者の測定によりタングステンのL特性X線(10 keV)が発見されたため、当初案のベリリウム(測定領域0.8keV 8.0 keV)を急遽アルミニウムに切り替えることで測定領域を3.0 keV 30 keVまで対応可能とした。また、タングステンの特性X線は強度が弱いため500 μm以上の厚さを有する半導体受光素子を多素子型検出器として用いることで量子効率を100 %まで引き上げた。従って、量子効率は当初案の5 %と比較して20倍となった。また、アルミニウムの採用により市販ベリリウムウエファーの限界半径の2.4倍にできたので更に明るさを5.8(2.4の2乗)倍にできた。時間分解能としては、アルミニウム円盤の高トルク回転域として当初案以上の1分間当たり7000回転を確保。

更に、メーカーの好意により現在最高10000回転を目標に調整中。光学系全体の明るさが当初案の100倍以上となったため、時間分解能向上にも努めた。また、回転エンコーダーについては、モーターコントローラーからのパルス出力を信号用に直接取り込むことで高速回転であっても確実にモーター回転角を測り出すことが可能になった。10000回転に対応できる外付け高速回転エンコーダーの調達は本研究の補助金費では困難であったため最も大きな問題点を解決できた。本研究の最も重要な課題の一つが、エネルギー分解能の評価である。この実験を遂行するために光子のエネルギーを連続的に変えることのできる放射光源を利用しなければならない。また、光軸の安定性も求められ、実験ハッチ内に装置を設置して遠隔制御によってデーターを取得することも必須条件となる。本年度は、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学研究施設の利用実験が認められ、光軸が安定する2日間を上回る5日間のマシンタイムが配分される見込みとなり、装置を設置して実際に遠隔制御を行なって動作を確認することもできた。また、結晶分光器から出射する一次光と二次光の内、エネルギーの低い一次光をローパスフィルターで桁違いに減衰させ、二次光のみを単色光として利用できていることも確認できた。次回実験として、次年度平成25年6月7日から11日までの5日間の配分を受けた。本研究で実現するエネルギー分解能は数値演算を行なう計算機の桁数の範囲で受光光子数の桁に比例する。なぜなら本研究でスペクトルを解析するために必要とするメリン変換は、指数関数の重ね合わせとなる吸収板を透過した光強度の厚さ変化を数値演算に適した正弦関数の重ね合わせに変換する際、横軸は受光光子数の桁に対応し、誤差を含む桁以降に鋭いスパイクを発生させ、フーリエ逆変換が可能な領域を狭めてしまうからである。例えば10桁目に誤差があると規格化した横軸上の±10がフーリエ逆変換可能領域である。5桁目に誤差があると±5が逆変換可能領域であり、エネルギー分解能は10桁目に誤差がある場合と比較して半分に減る。本研究では当初案に比べて測定領域の下限が0.8 keVから3.0 keVと高エネルギー側にシフトしたものの光学系全体の明るさが2桁大きくなり、不純物の特性X線強度の時間変化を測る際の見積もり上の受光光子数3桁を5桁にできたのでエネルギー分解能が1.7倍(= 5/3)となり、当初原子番号が2つ以上離れた元素を入射する予定を原子番号が隣り合う元素の入射も可能になった。今後は放射光を用いたアルミニウムのエネルギー分解能の評価に焦点を絞る。マシンタイムとしては、5日間年間3回の合計15日間を予定しているが、エネルギー分解能の限界値のX線エネルギー依存性をできるだけ細かいピッチで測定して吸収係数から予測される理論値と比較する。この実験は本研究の代表者等が知る範囲で初めての試みとなる。この結果が明らかに成り次第、論文を発表する。本研究に於ける最大の課題は、実際のエネルギー分解能を評価することである。エネルギー分解能は受光光子数の対数に比例するため輝度が桁違いに高く時間安定性に優れた光源が必要である。平成24年度は高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設での実験を開始する。また、測定領域が高エネルギー側にずれたたため当初案のBL-16からBL-14Cにビームラインを変更した。
正整数のユニバーサル符号化における理論的符号語長関数に応じた具体的符号語割り当て

情報を表す基本的記号の数に限定がない場合の符号化は、任意の正整数の符号化に帰着できる。正整数の符号化について、必要な0と1の数は、表したい正整数を変数とする関数、即ち、符号語長関数で表せる。特にオーダが小さい符号語長関数については、符号語割り当ての計算量の小さいアルゴリズムが未知のものが存在していた。その中の2つの符号語長関数について、符号語長と同じオーダで符号化できるアルゴリズムを提案した。本研究は、アルファベットサイズが巨大または無限大の情報源や、特に上限を定めない正整数を、情報の生起確率によらずある程度良い性能で2値符号化することに関するものである。任意の正整数(以下、nと表わす)の符号語長(単位はビットとする)をnの関数と考えたとき、この符号語長関数のオーダの低減へのアプローチが進んでいる。そして、数式による符号語長は既知でも、時間計算量O(log n)での符号語割り当てが未解決の符号語長関数もいくつか存在する。本研究では、未解決の符号語長関数への具体的な符号語割り当て方法の確立と、オーダがより小さい符号語長関数の探索を目指す。符号語割り当ては、具体的に次の2つの関数に対して探究する。(1)対数スター関数に対して高々2ビット長い符号語長関数への符号語割り当てについて、実際にそのようなことが可能であることの証明、符号化アルゴリズムの設計、符号の性質の解明を行う。この研究への補助4年間の主に前半を充てる。(2)Ahlswede・Han・Kobayashiによる修正対数スター関数を用いた理論的符号語長関数への符号語割り当てについて、符号化アルゴリズムの決定、符号化の計算量の証明を始めとする符号の性質の解明を行う。この研究への補助4年間の主に後半を充てる。任意の正整数(以下、nと表わす)の符号語長(単位はビットである)をnの関数と考えたとき、この符号語長関数のオーダの低減へのアプローチが進んでいる。符号語長関数への具体的な符号語割り当ての研究について、平成18年度は以下のように研究を行った。対数スター関数に対して高々2ビット長い符号語長関数への符号語割り当てについて、複数のアイデアを試し比較検討し、状態遷移を用いて符号化する手法が、時間計算量O(log n)で符号化可能であり実装容易なメモリ使用量で収まることを確認した。また、符号語割り当ての主要部のアルゴリズム設計を終えた。Ahlswede・Han・Kobayashiによる修正対数スター関数を用いた理論的符号語長関数への符号語割り当てについて、対数スター関数の項の数でグループ化するグループ化方式の符号化で可能であるという理論的見通しを得た(平成18年11月の情報理論とその応用シンポジウムで発表)。任意の正整数(以下、nと表わす)の符号語長(単位はビットとする)をnの関数と考えたとき、これまでにもこの符号語長関数のオーダの低減へのアプローチが進んでいる。そして、数式による符号語長は既知でも、時間計算量O (log n)での符号語割り当てが未解決の符号語長関数もいくつか存在する。平成19年度は、符号語長関数への具体的な符号語割り当ての研究について、以下のように研究を行った。対数スター関数に対して高々2ビット長い符号語長関数への符号語割り当てについて、平成18年度までに選択・決定した状態遷移を用いて符号化する手法の基本アルゴリズムに基づいて、符号語割り当ての主要部である状態遷移表の内容を確定した。これまで具体的符号として実現されていなかった符号語長の達成が、比較的小さい状態遷移表と単純な計算処理で可能になった。また、Ahlswede・Han・Kobayashiによる修正対数スター関数を用いた理論的符号語長関数への符号語割り当てについて、平成18年度までに実現性を理論的に確認した対数スター関数の項の数でグループ化するグループ化方式の符号を、コンピュータプログラムで実現した。修正対数スター関数の符号語長が具体的に達成可能になった。

本研究は、アルファベットサイズが巨大または無限大の情報源や、特に上限を定めない正整数を、情報の生起確率によらずある程度良い性能で2値符号化することに関するものである。任意の正整数(以下、nと表わす)の符号語長(単位はビットとする)をnの関数と考えたとき、この符号語長関数のオーダの低減へのアプローチが進んでいる。そして、数式による符号語長は既知でも、時間計算量O(log n)での符号語割り当てが未解決の符号語長関数もいくつか存在する。本研究では、未解決の符号語長関数への具体的な符号語割り当て方法の確立と、オーダがより小さい符号語長関数の探索を目指す。平成20年度は、以下のように研究を行った。1対数スター関数に対して高々2ビット長い符号語長関数への符号語割り当てについては、19年度までの研究を元に、状態遷移を用いて符号化する手法で、一般の正整数を符号化及び復号する基本的アルゴリズムを完成した。2 Ahlswede・Han・Kobayashiによる修正対数スター関数を用いた理論的符号語長関数への符号語割り当てについては、19年度までの研究を元に、対数スター関数の項の数でグループ化するグループ化方式の符号化による符号語割り当ての符号化と復号のアルゴリズムを完成した。本研究で目標としている理論的符号語長関数の定数項の算出例はこれまで殆どなかったが、関数のパラメータに依存しない一般的算出の糸口をつかんだ。そして、数式による符号語長は既知でも、時間計算量O(logn)での符号語割り当てが未解決の符号語長関数もいくつか存在する。平成21年度は、以下の研究を行った。1符号語長の評価について、Eliasによって、任意の確率分布での正整数符号の使用におけるエントロピーとの差異を、平均符号語長の関数とエントロピーとの比で評価する提案がなされている。Eliasはいくつかの符号について上界を与えている。これに対して比が極大になる場合の検証を実験的に行い、具体的な符号語を有する代表的な正整数符号4つについて、平均符号語長とエントロピーとの比の上界がEliasが理論的に示した関数よりも小さいことを部分的に示した。2正整数符号化の応用として、デジタル画像のフラクタル表現で、オフセット値の符号化においてグループ化方式の正整数符号化の考え方を用いてオフセット値の具体的符号語生成をすることで、画像の他の符号化法を使用しないで逆フラクタル表現を可能にした。性能はJPEGと同程度の場合もある。
中性原子系における超流動状態とモット絶縁体転移の解明

レーザー光でつくられる光格子中などで実験が可能な、量子多体効果についていくつかの成果を上げた。(1)スピン1ボーズ粒子の磁場中のモット転移(2)調和振動子型の閉じ込めポテンシャルの効果を考慮したフェルミ粒子のモット絶縁体絶縁体転移(3)一次元フェルミ粒子系での不純物散乱による粒子間相互作用の繰り込み(4)2次元フェルミ粒子系のFFLO状態のモンテカルロシミュレーションである。レーザー光で作成される光格子に閉じ込められた磁場中の反強磁性スピン1のボーズ原子系の超流動-モット絶縁体転移を、ハバードモデルを仮定し、摂動を用いない平均場近似に対応するグッツウィラー近似で解析した。この近似法は無限大次元で厳密になり、3次元などの高次元では良い近似となっていることが予想される。全く同じモデルに対して以前、摂動的平均場近似による先行研究がなされたが、それは転移の次数としては2次のみを仮定する近似となっていた。その結果先行研究では、例えば磁場を有限の値からゼロに近づける極限と、最初から磁場をゼロと仮定したときの相境界が異なるなど、磁場の関数として不連続な相境界曲線が得られていた。一方我々の解析法は、転移の次数を仮定せずに行うことが出来る。実際に相境界の多くの場所で1次転移が生じることが分かり、より自然な磁場の関数として連続的な相境界曲線が得られた。また超流動相が先行研究より広範な領域で基底状態となることも分かった。さらに、磁場を変化させて相境界曲線を見た際に、同一の原子数をもち、スピンが2だけ異なる2つのモット絶縁体状態が縮退する磁場の周りで、一次相転移に起因した鋭いカスプ構造が現れることが分かった。また、我々は超流動相の性質についても解析した。その結果超流動相は、モット絶縁体相に若干の超流動成分を加えることによって得られる"摂動的"超流動相と、異なる状態を多くコヒーレントに重ね合わせてつくられ、特定の原子数・スピン確定状態を多く含むことのない、"非摂動的"超流動相の二種類に分けられることが分かった。光格子中にトラップされた冷却原子気体を用いて固体物理における多体効果を研究しようとする試みが近年大きな注目を集めている。中でも電子系との関連で重要となる40Kや6Liといったフェルミ原子気体はFeshbach共鳴により原子間の相互作用を著しく変化させることができ、多体効果を調べる上で優れた特徴を持つ。ごく最近、Feshbach共鳴で相互作用をゼロにした3次元光格子中の40K原子気体を用いてバンド絶縁体状態がK ̈ohl等によって観測され[1]、金属一絶縁体転移の実現に向けた大きな進展があった。このような背景のもと、我々は実験結果の定量的解析を目指し、調和振動子型の閉じ込めポテンシャルを考慮した3次元ハバード・モデルの基底状態をGutzwiller近似に基づいて調べた。数値計算に際しては、K ̈ohl等のバンド絶縁体の実験に即したパラメータを用いた。全原子数N=105、閉じ込めポテンシャルのトラップ周波数ωx=2π×93[Hz]、ωy=ωz=2π×155[Hz]、格子間隔d=λ/2=413[nm](λは格子レーザーの波長)、光格子ポテンシャル深さ〓=12Er(Er=h2/2mλ2はrecoil energy)、サイト数120×70×70とした。相互作用がない場合には、サイトでの原子占有数が2の平坦な密度分布が得られ、基底状態はバンド絶縁体相になっていることが分かった。これは明らかにK"ohl等のグループによるの実験結果(Kohl et al., PRL94, 080403(2005))と一致している。一方、Feshbach共鳴の無いbareな散乱長a=174a0を用いて計算した場合の密度分布では相互作用により原子密度は小さくなり、中央の金属領域とその周りの占有数1のモット絶縁体領域が共存していることが分かった。レーザー光で作製されるフェルミ原子のハバード模型を念頭に置き、本年度では主に以下の2点について研究した。FFLO状態とは、上下のスピンの密度が異なる系での運動量をもった電子対から成る超流動状態のことである。1次元系では密度行列繰り込み群法などでほぼ厳密な数値解析が行われており、平均場近似の予想を超える非常に広範なパラメターの範囲でFFLO相関が強められていることが分かっている。一方、3次元系では平均場近似が予言するFFLOのパラメター範囲は広くない。そこで両者の中間の2次元系に興味が湧いてくる。そこで我々は2次元ハバード模型について、量子モンテカルロ法によるシミュレーションを行っており、ある程度のパラメターの範囲でFFLO状態が実現することを見出しつつある。(2)一次元系でのフリーデル散乱による相互作用の繰り込み一次元系では不純物あるいは障壁による散乱が非常に大きな役割をする。

一次元フェルミ系すなわちラッティンジャー流体に不純物を入れたときの不純物散乱は、フェルミ粒子問相互作用が斥力ならば強く、引力(超流動に相当)ならば弱く繰り込まれる。しかし、不純物がFriedel散乱によって粒子問相互作用を繰り込む効果は今までの研究では無視されてきた。我々はその効果が確かに存在することを2体のグリーン関数を用いた摂動的繰り込み群の方法によって明らかにした。
近代視覚文化史におけるマンガの位置づけの理論化－イメージと言語の関係をめぐって

本年度は、「出産・育児に係る採用の中断」により、特別研究員としての研究に専念できたのは二ヶ月間のみであった。そのため、この期間中の学会発表や論文の公刊はできなかったが、昨年度から継続して執筆してきた博士論文が完成に近づいた。この博士論文は、特別研究員PDとしての研究課題と直接に重なり、その成果の主要な一部をなすものである。論文中で試みたことは、次の三点にまとめられる。第一に、マンガの祖とされる19世紀前半の作家ロドルフ・テプフェールから、世紀転換期のアメリカの新聞マンガ、ひいては戦後日本のマンガ産業へといたるマンガの近代史を概観することで、体験の断片化や時間性の変質といった、広くモダニティを特徴づける諸論点をあぶり出し、マンガの近代性を剔出すること。第二に、マンガの文化史的意義を論じることを通して、モダニティの両義性をめぐる議論にマンガ研究を接続すること。従来、西洋史の一段階としてのモダニティ(進歩と理性への信仰によって特徴づけられるブルジョワ的概念)と、美的概念としてのモダニティ(反ブルジョワ的でアヴァンギャルドへと至るもの)との対立が論じられてきたが、キッチュな大衆芸術として産業的発展を遂げたマンガは、前者の産物であると同時に、そのユーモアとアイロニーへの傾斜によって後者と接続する側面をも合わせ持っている。第三に、同じく近代視覚文化である写真や映画などの映像文化や、あるいは高級芸術の領域におけるモダニズムとは区別される、マンガに固有の美学的意義についての理論的考察を提出すること。イメージとテクストの関係、リアリティとの接点、コマと時間性をめぐる問題などを俎上に載せつつ、マンガというジャンルが果たしてきた批評的実践の意義を論じた。「研究実績の概要」にも記したように、本年度は「出産・育児に係る採用の中断」のため、特別研究員としての研究活動は二ヶ月間のみであった。そのため、特別研究員採用時の見通しからすれば遅延していることは否めない。ただし、実質的には採用開始から一年二ヵ月の段階という意味では特段の遅れはなく、採用再開後も継続して研究の遂行に努めるべく、可能な範囲での準備を続けている。また、昨年度から継続してきた博士論文の執筆に目途がついたことも特記しておきたい(手続き上の提出は中断期間中に行う予定)。今年度までの研究成果を踏まえ、博士論文の公刊のための準備を行う。また研究課題のうち、「イメージと言語の関係」をめぐる問題は、博士論文の内容をさらに拡大するものとして構想しているため、最終年度に向けて引き続きその検証と考察を行う。「近代視覚文化史におけるマンガの位置づけの理論化」という研究課題の遂行のため、第一年度目は主に、(一)先行研究の検証と、(二)理論的な枠組み構築のための予備的考察とを行った。(一)まず先行研究の検証については、本研究の中心的課題となる、マンガにおけるイメージと言語(絵と言葉)の関係をめぐる議論として、ロバート・C・ハーヴェイ、ヤン・バーテンス、パスカル・ルフェーヴルらの外国語文献を参照し、日本のマンガ論との接続を図った。マンガをあくまでも「視覚文化」の一種として捉える視点においては、マンガに見られる言語的な要素はしばしば副次的な意味合いしか与えられない。これに対し、ハーヴェイは言語をマンガの本質的な構成要素と考えており、かつその主張はアメリカのカートゥーンの歴史を踏まえてなされている。そのような議論を参照することで、「視覚文化としてのマンガ」という枠組みそのものと、日本のマンガ論とを同時に相対化する作業を行った。(二)次に、理論的な枠組み構築のため、そもそも近代視覚文化史においてマンガが果たした役割に何らかの固有性があるとすれば、それはどのようにして論じられるべきなのか、という(本研究の大前提となる)問題に取り組むべく、その地ならしといえる考察を行った。西洋美術史における詩画比較論の伝統では、たとえば詩と絵画の境界を(したがって各々の固有性を)論じたG・E・レッシングの『ラオコオン』のような議論にあってさえも、各々の芸術は「模倣」という共通の目的の枠内にあるとみなされうる。しかし、モダニズム美術や映画と同じく、「近代文化」としてマンガを捉える本研究では、マンガを他の諸芸術と比較しつつ、さらに「現実」とどのような関係にあるかを論じることで、問題を立体化させなければならないことを示した。研究課題の最終的な目標に向けて、(一)先行研究の検証と、(二)理論的な枠組み構築のための予備的考察という、基盤になる作業が行うことができたため、第一年度目としてはおおむね順調に進展していると考える。(一)先行研究の検証においては、従来の日本のマンガ研究が十分に目配りできずにいた海外のマンガ論を積極的に参照すべく、本研究と特に関わる主題についての重要文献を洗い出し、精読を行うことができた。その過程では、近しい問題意識を共有する他のマンガ研究者とも連携し、月二回程度の自主的な研究会のなかで、ディスカッションしつつ読解を深めた。また、以上のような先行研究の検証は、竹内オサム氏(同志社大学)が発行する『ビランジ』誌に、二回にわたって論文として発表した。(二)理論的な枠組み構築のための予備的考察においては、シンポジウムのなかで口頭発表を行った。このシンポジウムは、美術史の研究者であり本研究の受入研究者である加治屋健司氏にモデレーターを務めていただき、海外のマンガ研究に詳しい野田謙介氏、シュルレアリスム研究を専門とする中田健太郎氏とともに登壇し、発表とディスカッションを行ったものである。

マンガはもちろんのこと、他の専門を持つ研究者との議論のなかで、本研究の意義と課題を明確化することができた。本年度は、「出産・育児に係る採用の中断」により、特別研究員としての研究に専念できたのは二ヶ月間のみであった。そのため、この期間中の学会発表や論文の公刊はできなかったが、昨年度から継続して執筆してきた博士論文が完成に近づいた。この博士論文は、特別研究員PDとしての研究課題と直接に重なり、その成果の主要な一部をなすものである。論文中で試みたことは、次の三点にまとめられる。第一に、マンガの祖とされる19世紀前半の作家ロドルフ・テプフェールから、世紀転換期のアメリカの新聞マンガ、ひいては戦後日本のマンガ産業へといたるマンガの近代史を概観することで、体験の断片化や時間性の変質といった、広くモダニティを特徴づける諸論点をあぶり出し、マンガの近代性を剔出すること。第二に、マンガの文化史的意義を論じることを通して、モダニティの両義性をめぐる議論にマンガ研究を接続すること。従来、西洋史の一段階としてのモダニティ(進歩と理性への信仰によって特徴づけられるブルジョワ的概念)と、美的概念としてのモダニティ(反ブルジョワ的でアヴァンギャルドへと至るもの)との対立が論じられてきたが、キッチュな大衆芸術として産業的発展を遂げたマンガは、前者の産物であると同時に、そのユーモアとアイロニーへの傾斜によって後者と接続する側面をも合わせ持っている。第三に、同じく近代視覚文化である写真や映画などの映像文化や、あるいは高級芸術の領域におけるモダニズムとは区別される、マンガに固有の美学的意義についての理論的考察を提出すること。イメージとテクストの関係、リアリティとの接点、コマと時間性をめぐる問題などを俎上に載せつつ、マンガというジャンルが果たしてきた批評的実践の意義を論じた。「研究実績の概要」にも記したように、本年度は「出産・育児に係る採用の中断」のため、特別研究員としての研究活動は二ヶ月間のみであった。そのため、特別研究員採用時の見通しからすれば遅延していることは否めない。ただし、実質的には採用開始から一年二ヵ月の段階という意味では特段の遅れはなく、採用再開後も継続して研究の遂行に努めるべく、可能な範囲での準備を続けている。また、昨年度から継続してきた博士論文の執筆に目途がついたことも特記しておきたい(手続き上の提出は中断期間中に行う予定)。第一年度に行った先行研究の検証と理論的枠組みの構築を踏まえ、近代視覚文化としてのマンガのありようについて具体的に考察を深め、その意義を明らかにする。その成果は特に、博士論文としてまとめる予定である(この博士論文は、特別研究員PDとしての研究課題と直接に重なるものである)。同時に、特別研究員PDの研究課題のうち、「イメージと言語の関係」をめぐる問題は、博士論文の内容をさらに拡大するものであるため、最終年度に向けて引き続きその検証と考察を行う。今年度までの研究成果を踏まえ、博士論文の公刊のための準備を行う。また研究課題のうち、「イメージと言語の関係」をめぐる問題は、博士論文の内容をさらに拡大するものとして構想しているため、最終年度に向けて引き続きその検証と考察を行う。
最適な資源配分を立案するための知識ベース型設計プロセス計画・評価システム

本研究は,大まかな製品の構造と主要な仕様が決定された後の基本設計・詳細設計における設計プロセスを計画し,資源の最適配分の側面からプロセスの評価を行うシステムを開発することを目的とするものである.平成18年度の研究実績の概要は以下のようにまとめることができる.1.平成17年度の研究では,設計開発プロセスにおける協調構造において,チーム内の情報伝達とチーム間の情報伝達の差異を考慮したモデルを提案した.平成18年度においては,このモデルに設計者の能力とタスク難易度を表すパラメータを加え,担当設計者の違いによる設計開発プロジェクトの実施効率を考慮したモデルを提案した.2.大阪大学学生フォーミュラカープロジェクト(OFRAC)における設計開発プロセスの事例分析を行い,設計開発プロセスを構成するタスクに関する知識およびプロジェクトメンバーの持っている経験や設計能力に関する知識を収集した.3.1で提案したモデルと,2で収集した知識に基づき,様々なチーム構成案およびタスク実施スケジュール案に対して,目標の設計品質に到達するまでの予想実施時間,および納期までに達成される見込みの設計品質を算出するシミュレーションシステムを作成した.4.OFRACの設計プロセス計画を本手法を用いて行い,その評価を行った.最適な資源配分を立案するための知識ベース型設計プロセス計画・評価システムは,以上のうち1から3に基づいて構成され,4における具体的な事例分析のフィードバックを通じて検証された.その結果,本研究で提案したシステムによって,設計プロセス計画・評価を支援できることを確認した.本研究は,大まかな製品の構造と主要な仕様が決定された後の基本設計・詳細設計における設計プロセスを計画し,人的・物的資源の最適配分の側面からプロセスの評価を行うシステムを開発するものである.平成17年度における研究実績の概要は以下のようにまとめることができる.1.設計開発プロセスを構成するタスクに関する知識を定式化した.2.設計開発プロセスにおける協調構造をDSM(Design Structure Matrix)によって表現し,DSMにおけるクラスタリングおよびパーティショニングを通じてチームの編成と各チームのスケジューリングの立案を行う手法を提案した.3.設計開発プロセスにおける協調構造において,チーム内の情報伝達とチーム間の情報伝達の差異を考慮したモデルを提案した.4.設計プロセスの評価指標として,プロセス実施に必要な人的・物的資源のコスト,費やされる時間,およびプロセス実施によって得られる製品の品質を定義し,モンテカルロシミュレーションによる設計プロセス評価を行うシステムを作成した.5.大阪大学学生フォーミュラカープロジェクトにおける設計開発プロセスの事例分析を行い,本手法を適用してその評価を行った.最適な資源配分を立案するための知識ベース型設計プロセス計画・評価システムは,以上のうち1から4に基づいて構成され,5における具体的な事例分析のフィードバックを通じて検証される.来年度は,本年度の研究成果を基礎として,提案した手法の事例への適用と手法の精緻化を行う予定である.本研究は,大まかな製品の構造と主要な仕様が決定された後の基本設計・詳細設計における設計プロセスを計画し,資源の最適配分の側面からプロセスの評価を行うシステムを開発することを目的とするものである.平成18年度の研究実績の概要は以下のようにまとめることができる.1.平成17年度の研究では,設計開発プロセスにおける協調構造において,チーム内の情報伝達とチーム間の情報伝達の差異を考慮したモデルを提案した.平成18年度においては,このモデルに設計者の能力とタスク難易度を表すパラメータを加え,担当設計者の違いによる設計開発プロジェクトの実施効率を考慮したモデルを提案した.2.大阪大学学生フォーミュラカープロジェクト(OFRAC)における設計開発プロセスの事例分析を行い,設計開発プロセスを構成するタスクに関する知識およびプロジェクトメンバーの持っている経験や設計能力に関する知識を収集した.3.1で提案したモデルと,2で収集した知識に基づき,様々なチーム構成案およびタスク実施スケジュール案に対して,目標の設計品質に到達するまでの予想実施時間,および納期までに達成される見込みの設計品質を算出するシミュレーションシステムを作成した.4.OFRACの設計プロセス計画を本手法を用いて行い,その評価を行った.最適な資源配分を立案するための知識ベース型設計プロセス計画・評価システムは,以上のうち1から3に基づいて構成され,4における具体的な事例分析のフィードバックを通じて検証された.その結果,本研究で提案したシステムによって,設計プロセス計画・評価を支援できることを確認した.
幹細胞を用いた再生医療のための三次元足場材料と培養技術の開発

増殖、分化能力の高い幹細胞を用いて、欠損組織の再生誘導が試みられている。しかしながら、幹細胞の利用における問題は、細胞数の少ないことであり、細胞を効率よく増殖させるための技術、たとえば、細胞の局所環境のための3次元足場材料の研究などが必要不可欠である。これまで主に、その優れた細胞親和性からコラーゲンスポンジが利用されてきた。しかしながら、このスポンジ足場には、細胞培養中に収縮、変形してしまうという欠点があった。本研究の目的は、このコラーゲンスポンジの力学強度を高め、幹細胞の培養環境をよくすることである。そのために、スポンジ内に繊維を組み込み、力学補強することを試みた。また、この足場材料の繊維強化が骨髄間葉系幹細胞(MSC)の増殖性、骨分化度に与える影響について検討した。PET繊維を組み込むことでコラーゲンスポンジの圧縮弾性率は有意に増大し、培養時における収縮も有意に抑制された。また、圧縮弾性率、収縮抑制率は、スポンジに組み込むPET繊維の量が多いほど、繊維径が小さいほど高まることがわかった。さらに、このPET繊維強化コラーゲンスポンジ内でMSCの培養を行い、増殖性および骨分化の程度が高まることがわかった。これは、力学補強によって、スポンジ内に細胞の増殖、分化できる空間が維持されたことが理由であると考えられる。これらのことにより、PET繊維強化コラーゲンスポンジは、生体親和性と強い力学強度を兼ねそろえた、幹細胞の3次元培養において非常に有用な足場材料となりうることがわかった。