hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
C 型慢性肝炎に対するテーラーメイド治療を目指した IL28B 遺伝要因の包括的解析

1、新規SNPsの同定:PEG-IFN /RBV併用療法への応答性に関与するIL28B遺伝子(rs8099917)以外(例外例含む)の遺伝子の探索を行ったが、IL28B SNPs以外の遺伝要因は同定できなかった。また、HCV自然治癒に関する遺伝要因について検討した結果、IL28B SNP及びHLA-DQが有意な因子として同定された。2、IL28B、ITPA SNPの臨床的意義の検証:近年プロテアーゼ阻害剤を含む3剤併用療法が標準治療となっているが、皮疹や貧血などの副作用が顕著であるため、治療効果を予測するIL28B及び貧血を予測するITPASNPの結果に基づいて治療を実施した。IL28B major typeの方に積極的に治療介入した結果、約90%の著効が得られた。(基礎研究)PEG-IFNα/RBV併用療法によるC型肝炎治療効果予測因子であるIL28BSNPsのメカニズム解明のため、HCV感染患者に対する抗ウイルス効果と獲得免疫が除去されたヒト肝細胞置換キメラマウスHCV感染モデルの抗ウイルス効果を比較して、肝内自然免疫応答の影響を検討した。キメラマウスでは肝内ISG誘導能はIL28B SNPによる差異を認めなかったが、IL28Bを含めたIFNλs発現量がSNPにより異なっていた。したがって、IL28B SNPによるC型肝炎治療効果の差はこのIFNλ量がKeyであると類推され、産生されるIFNλを介した獲得免疫の修飾がHCV排除に重要であると考えられた。基礎研究・臨床研究で得られた成果は、論文化し学会発表もすることができた。今後も研究を継続し、インターフェロン治療が無効となるメカニズムを明らかにし、テーラーメイド治療を目指す。24年度が最終年度であるため、記入しない。臨床研究では、副作用に関連した新規SNPs候補の探索:IFN治療に伴う血球減少、うつ病、湿疹に関連した遺伝要因の探索を継続する。また、高感度IL28B蛋白測定系の開発を目指す。基礎研究では、1.IL28B遺伝子発現制御:(1)IL28B遺伝子プロモーター領域に存在するSNPsの影響:(TA)_nのリピート配列が長い場合は転写活性が高く,病態進展や治療効果に与える影響を検討する。(2)エピジェネティック解析及びトランスクリプトーム解析:IL28のプロモーター近郊CpGがインプリンティングによる制御を受けている可能性が示唆されたので、そのメカニズムを検討する。2.IL28B特異的機能の同定:IFNλノックアウト細胞株(Zinc Finger Nucleasesを用いる)の作成を継続する。その際、PCRによる遺伝子ノックアウトの確認、細胞内のJak/STAT経路の機能、IFNλ特異的レセプターの発現、細胞増殖等をチェックし、IFNλ機能解析に対する影響の有無を確認する。
Perfusion CTを用いた食道癌手術再建臓器の血行動態の検討

食道切除・再建手術における縫合不全の発生要因の一つとして、吻合部の血流障害が挙げられ、再建臓器の血流を十分に確保することが重要である。本研究では再建臓器である胃の血流の改善する方法として、左胃動脈と左胃大網動脈を結紮することで、右胃動脈と右胃大網動脈からの血流を増加させ胃の血流を改善させることを検討したものである。動物実験で、左胃動脈及び左胃大網動脈を結紮し、1週間生存させ、その安全性と胃の血流障害の有無や血管増生の有無を確認した。結紮した血管領域の胃壁の血流が結紮直後よりも増加していること、結紮した領域の胃壁に壊死が生じていないことを病理学的に確認し、我々の仮説がほぼ正しいことが判明した。本研究の目的である胃管血流の改善を確認するにあたり、本研究では実際の食道癌患者に対して、手術前に血管内治療にて左胃動脈と左胃大網動脈を塞栓させ、右胃動脈と右大網動脈からの血流を改善させるものである。本実験に先立って、予備実験として、大動物モデルでの検討を行った。ブタにたいして開腹下に左胃動脈及び左胃大網動脈を結紮し、一週間生存させその安全性と胃の血流障害の有無や血管増生の有無を確認することとした。SPFの約40Kgのブタを用いて、全身麻酔下に開腹し、左胃動脈と左胃大網動脈を同定。その後、血流の胃壁の血管の走向と結紮後の血流量の変化を可視化し定量化するために、ICG( indocyanine green )を静脈注射し、赤外光カメラでその血流を撮影した。その後、左胃動脈と左胃大網動脈を結紮し、再度ICGを静脈注射し再度赤外光カメラで撮影した。血流が低下したことを確認した。その後閉腹し、一週間生存させた。一週間後に再度、同様の手技を施行し、結紮した左胃動脈、左胃大網動脈領域の胃壁の血流が結紮直後よりも増加していることをICGで確認した。その後、胃は摘出し、結紮した領域の胃壁が壊死していないことを病理学的に確認した。我々の仮説(動脈塞栓による胃壁内側副血流の増加)がほぼ正しいことが判明した。研究推進にあたり、最終的には食道がん術前の患者に対し左胃動脈、および左胃大網動脈の塞栓を行い血流の評価を行う方針である。しかし、左胃動脈、左胃大網動脈を塞栓し治療を行った症例報告は数例しかなく、安全性を十分に確保することが困難であるとの判断から、倫理委員会の許可を得るには至らなかった。そのため研究を実行するにあたっては、まずは左胃動脈、および左胃大網動脈を塞栓しただけでは胃に障害をきたさないことを明らかにする必要が生じた。そのようなことから、まず動物実験にて左胃動脈、および左胃大網動脈の血流が遮断されても胃に問題が生じないことを確認し、その後当初の研究計画を進めることに方針を転換した。本研究は、食道がん患者に対して、手術前に血管内治療にて左胃動脈および左胃大網動脈の塞栓を行い、右胃動脈と右胃大網動脈の血流の改善を図ることで胃管血流の改善を確認することを目的としている。しかし、左胃動脈および左胃大網動脈の血流を塞栓し、治療を行った報告は数例しかないことから、安全性を十分に確保することが困難であるとの判断から倫理委員会からの許可を得るには至らなかった。そのため、研究を遂行するにあたり、左胃動脈および左胃大網動脈を塞栓した場合であっても、胃に障害をきたさないことを大型動物を用いた予備実験にて確認する必要となった。大型動物モデルでの検討として、ブタに対して開腹下に左胃動脈および左胃大網動脈を結紮し1週間生存させることでその安全性、および胃の血流障害の有無血管増生の有無を確認することとし、昨年度に引き続き症例の蓄積を行った。胃管の血流の評価は、ICG(Indocyanin green)を静脈注射後、赤外線カメラで行った。左胃動脈、左胃大網動脈の結紮前後で胃の血流の低下を確認した。1週間後再度ICGと赤外線カメラで胃の血流の評価を行うと胃の血流の増加が確認できた。実験の間は1週間の期間を置いたものの健康状態に異常はきたさなかった。加えて、胃を摘出し病理組織学的に胃壁の評価を行ったが、壊死をきたしている領域は認められず、左胃動脈と左胃大網動脈を結紮した場合においても安全性が確保できるのではないかと考えられた。前述のとおり、研究推進にあたり、安全性を十分に確保することが困難であるとの判断により、倫理委員会より食道がん患者に対し研究の施行に対し許可を得るに至らなかった。そのため、まずは動物を用いた予備実験で左胃動脈と左胃大網動脈を塞栓した場合においても胃に障害をきたさないことを確認する必要があった。食道切除・再建手術における縫合不全の発生率は約16%と報告されている。補剛不全の発生要因の一つとして、吻合部の血流障害が挙げられる。そのため、再建臓器の血流を十分に確保することが手術において重要なこととなる。

本研究では再建臓器のひとつである胃管血流の改善を検討する方法として、実際の食道がん患者に対し、手術直前に血管内治療の手技を用い左胃動脈と左胃大網動脈を塞栓させることで、右胃動脈と右胃大網動脈からの血流を増加させることで胃の血流を改善させることを計画したものである。本実験におけるヒトに対しての塞栓術は、ある程度の胃壁の血流低下が予想される。そのため、実際に施行した際に手術前に発熱や胃潰瘍の発生といった偶発症が生じ、食道癌手術を施行することが不可能となる可能性も否定できなかったことから、先立って大動物モデルを用いて予備実験を行い、治療効果や安全性についての検討を行う必要があると考えられた。予備実験として、ブタを用いて行なった。開腹下に左胃動脈及び左胃大網動脈を結紮し、その後1週間生存させることで、その安全性と胃の血流障害の有無や血管増生の有無を確認することとした。約40kgのSPFブタを用いて、全身麻酔下に開腹し、左胃動脈と左胃大網動脈を同定した。その後、胃壁の血管走行と血流量、結紮後の血流量の変化を可視化して定量するために、ICG(Indocyanine green)を静脈注射し、赤外光カメラを用いてその血流を撮影した。撮影後、閉腹し、ブタは1週間生存させた。1週間後に再度全身麻酔下に開腹し、結紮した左胃動脈、左胃大網動脈領域の胃壁の血流が結紮直後よりも増加していることを赤外光カメラで確認した。確認後、胃は摘出し、結紮した領域の胃壁に壊死が生じていないことを病理学的に確認し、我々の仮説がほぼ正しいことが判明した。食道切除・再建手術における縫合不全の発生要因の一つとして、吻合部の血流障害が挙げられ、再建臓器の血流を十分に確保することが重要である。本研究では再建臓器である胃の血流の改善する方法として、左胃動脈と左胃大網動脈を結紮することで、右胃動脈と右胃大網動脈からの血流を増加させ胃の血流を改善させることを検討したものである。動物実験で、左胃動脈及び左胃大網動脈を結紮し、1週間生存させ、その安全性と胃の血流障害の有無や血管増生の有無を確認した。結紮した血管領域の胃壁の血流が結紮直後よりも増加していること、結紮した領域の胃壁に壊死が生じていないことを病理学的に確認し、我々の仮説がほぼ正しいことが判明した。さらにブタに対して、追加実験を施行しその安全性と効果を検証する予定である。有意性が明らかになったのちは、当院倫理委員会に対して、ヒトに対する血管内治療による左胃動脈と左大網動脈塞栓術の施行の許可を得る予定である。ヒトに対して塞栓術を施行する場合、ある程度の胃壁の血流低下が予想されることから、実際の手術前に行うことにより、発熱や、胃潰瘍の発生などにより食道癌の手術自体が不可能となる可能性も否定できない。そのため塞栓する程度や、手術の可否に関与しない方法をさらに対策する必要がある。症例の蓄積が進んだものの有意性を得るには、さらに追加実験を行い症例の蓄積する必要があり、継続していく予定である。有意性が得られたのち、当院倫理委員会に対して、ヒトに対して左胃動脈、左胃大網動脈の側線を血管内治療にて行うことに対し許可を得る予定である。一方、ヒトに対して行った際、胃の血流低下や塞栓術により発熱などが発生し、結果食道がん手術そのものの施行に影響を及ぼす危険性も否定できない。そのため、手術に影響を及ぼさないように対策を検討する必要もある。消化器外科平成27年度は人を対象とした実験について倫理承認が得られなかったため、ブタをモデルとした予備実験を先行させることとなった。倫理申請の手続き、差し戻し、承認可否について大きく時間がかかったため予定した実験を遂行できなかった。そのため、次年度に繰り越し、強力に研究を推進する予定である。倫理委員会からのヒトを対象とした本研究遂行にあたっての承認を得られなかったため、ブタを用いた実験を先行させていたため、当初予定していた実験を遂行できなかった。ブタを対象とした予備実験の症例を蓄積する。
遊離のテルペノイド類の生物活性の検討

研究実施計画にもとずき、センダン科Aglaia属植物(インドネシア、ボゴール植物園より試料を調達)および日本の主として南西諸島に生育する植物を葉部を中心に採取し、成分の検索および生物活性の検討を行ない、次に示す(1)-(5)の結果を得た。(1)Aglaia grandisの葉部よりすでに報告したプレグナン型ステロイドやサイクロアルタンヒドロパーオキシド型トリテルペンの他に、新たにアロマデンドラン型セスキテルペン1種と3種の新規プトレスシンジアミド体を単離し、それらの構造を報告した。また本植物の細枝からはこれまでに新規および既知の各種セスキテルペノイド類等を単離した。(2)すでにトリテルペンを中心に成分解明を行ったAglaia harmsiana葉に含まれるサイクロアルタン型トリテルペン類の内、側鎖部24-位の水酸基の絶対配置が不明確であった化合物のX線結晶構造解析を行い、水酸基の絶対配置が推定どうり(R)-配置であることを明らかにした。(3)Aglaia ellipticaの葉部からは、新規および既知アミノピロリジンのジアミド体、おのおの2種を3種のサイクロアルタン型トリテルペノイドとともに単離し、それらの構造を決定した。(4)Aglaia属植物中の特異成分であるアミノピロリジン系化台物、odorineおよびodorinolについて、1n vitroの系での抗腫瘍活性を検討し、これらの化合物が抗発がんイニシエーターおよびプロモータ-として強い活性があることを報告した。(5)(1)(3)の研究で得た各種トリテルペン、ステロイドおよびセスキテルペン類について、がん細胞に対する細胞毒性の検討を現在行っている。研究実施計画にもとずき、センダン科(インドネシア、ボゴール植物園より試料を調達)および日本の主として南西諸島に生育する植物を葉部を中心に採取し、各部位ごとに抽出しおのおののエキスを作製した。このうち今年度は先ずセンダン科Aglaia属植物につき成分の検索および生物活性の検討を行ない、次に示す(1)-(4)の結果を得た。(1)Aglaia grandisの葉部よりすでに報告したプレグナン型ステロイドやサイクロアルタンヒドロパーオキシド型トリテルペノイドの他に、新たにアロマデンドラン型セスキテルペノイド1種と3種の新規プトレスシン(=1,4-butanediamine)ジアミド体を単離し、それらの構造を決定した。また本植物の細枝からはこれまでに数種のセスキテルペノイド類等を単離し、それらの構造については現在検討中である。(2)Aglaia ellipticaの葉部からは、新規および既知アミノピロリジンのジアミド体、各々2種を3種のサイクロアルタン型トリテルペノイドとともに単離し、それらの構造を決定した。(3)すでに成分解明を行ったAglaia harmsiana葉に含まれるサイクロアルタン型トリテルペノイド類の内、側鎖部24-位の水酸基の絶対配置が不明確であった化合物のX線結晶構造解析を行い、水酸基の絶対配置が推定どうり(R)-配置であることを明らかにした。(4)Aglaia属植物の特異成分である各種アミノピロリジンジまたはプトレスシンジアミド類の中で、含量の多いodorine,odorinol(=2-hydroxyodorine)について、in vitroの系での抗発癌プロモーター活性を検討し,これらに強い活性があることを明らかにした。研究実施計画にもとずき、センダン科(インドネシア、ボゴール植物園より試料を調達)、アカテツ科(南西諸島で採取)、クロウメモドキ科に属する植物を葉部を中心に採取後、各部位ごとに抽出し、おのおののエキスを作製した。これらのエキスにつき含有成分の検索および生物活性の検討を行ない、次に示す(1)-(5)の結果を得た。(1)Aglaia

elliptica葉部から、新規および既知アミノピロリジンのジアミド体3種を3種のサイクロアルタン型トリテルペンとともに単離し、構造研究についての詳細を報告した。2)Aglaia grandis葉部の成分解析に引き続き、本植物の枝中の成分についても検討を加え、新規および既知のセスキテルペン類をプレグナン型ステロイド類等とともに単離した。(3)Aglaia属植物中の特異成分であるアミノピロリジン系化合物、odorineおよびodorinolについて、in vitroの系での抗腫瘍活性を検討し、これらの化合物が抗発がんイニシエーターおよびプロモーターとして強い活性があることを報告した。4)アカテツ科植物、アカテツ葉部の成分検索を行い、既知のウルサン型トリテルペン類をフラボノール配糖体とともに単離した。(5)(1)(3)の研究で得た各種トリテルペン、ステロイドおよびセスキテルペン類について、がん細胞に対する細胞毒性の検討を現在行っている。
繁殖形質の多様性と熱帯における多種共存メカニズム

系統の近い種どうしが生息環境や分布を分けている例はよく知られている。その一方で、熱帯域にかけては種数が増加していき、同じ属の種が地域的に共存している。適応放散を駆動したメカニズムについての研究は進んでいるが、分化した多くの同属近縁種が共存できるメカニズムについては不明な点が多い。私はこれまでの研究から、繁殖プロセスにおける負の種間相互作用(繁殖干渉)があるとき競争排除(ニッチ分割)が生じ、そうでない場合は共存できることを指摘した。そこで、熱帯域で共存している同属近縁種間では、繁殖形質に多様化が起きているため、強い繁殖干渉が起こらずに共存できることを予測した。ウガンダおよびグアテマラの熱帯林においてチョウ類群集を対象とした調査を行なった。生息環境、活動時間、出現時期に加え、チョウの繁殖形質として翅の大きさ、色、模様を比較した。また、既存の分子系統樹より系統情報を得た。その結果、仮説をおおむね支持する結果を得た。同じニッチに共存している同属種では、系統と繁殖形質が比較的分化している可能性が見られた。この成果は、「同じ環境に多種が共存している」とされる「プランクトンのパラドクス」を解決するものである。同時に、近縁種間でのニッチ分割を説明しているため、従来のニッチ理論との整合性も高い。熱帯における多種共存メカニズムと繁殖干渉についての関係について概念的な整理を行なった(論文投稿済み)。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題「繁殖形質の多様性と熱帯における多種共存メカニズム」を進めるために、熱帯乾燥林において野外調査を行った。調査には現地カウンターパートが同行し、現地の法律を遵守し、安全に配慮した。調査地には多くの種類のチョウが生息し、また近隣の治安も良好なため、順調に調査を行うことができた。具体的には、チョウ類を採集し、翅の模様や大きさといった繁殖に関わる形質と、熱帯における共存メカニズムについて調べた。一部の分類群ではごく近縁な種類が同じ生息環境を利用していたが、ほとんどの種類では繁殖に関わる形質に著しい多様化が見られた。繁殖形質の酷似した系統的に近縁な種類(いわゆる姉妹種)が同じ生息環境を利用できている理由は今のところ明らかではない。しかし、野外における環境の異質性とチョウの飛翔による移動分散を考慮に入れれば、競争関係のある2種が同じニッチから見出される理由を説明できる見込みがある。これは、近年発展したメタ群集の理論に依るところが大きい。また、繁殖形質の多様化に関しては、本研究課題で予測されている通り、ニッチの重複を許容するメカニズムとして重要だと考えられる。古くはダーウィンが指摘したように、(狭義の)自然選択に関わる資源利用形質よりも、性選択に関わる繁殖形質のほうが、近縁種間で多様化している傾向はしばしば報告されている。本研究で明らかにしつつあるのは、繁殖に関わる形質の多様化こそが、生態群集における多種共存メカニズム、すなわち種の多様性の起源と維持において重要だということである。研究課題,「繁殖形質の多様性と熱帯における多種共存メカニズム」を進めるために、昨年度までにウガンダおよびグアテマラの熱帯林において調査したチョウ類のデータを解析した。その結果、一部の分類群ではごく近縁な種類が同じ生息環境を利用していたが、ほとんどのニッチを共有する近縁種間では繁殖に関わる形質(翅の大きさ、模様、活動時間、活動高度)が異なることが明らかになった。繁殖形質の多様化に関しては、本研究課題で予測されている通り、ニッチの重複を許容するメカニズムとして重要だと考えられる。本研究で着想したアイデアをまとめるために、繁殖干渉(配偶時における負の種間相互作用)と群集中立説に関する論文を執筆した。群集中立説によれば、共存する種と個体数は種間競争のような決定論的な要因ではなく、ランダムな分散や確率的な人口動態過程によって決まっていると考えられている。この理論は樹木をはじめとした実際の群集パターンをかなり正確に表現できている。しかし、系統的にごく近縁な種間では、排他的な分布がしばしば観察されている。私は、群集中立説に繁殖干渉のプロセスを組み入れることで、この矛盾が解決できるのではないかと考えた。繁殖干渉は配偶シグナルの似た近縁種間でのみ強く効く。その一方、系統的に離れている種間では繁殖干渉はほとんど重要でなく、したがって中立説が予測する動態に近づくと考えられる。これは種間相互作用と確率的過程を統合する建設的な見方だと思われる。

同じニッチに共存している同属種では、系統と繁殖形質が比較的分化している可能性が見られた。この成果は、「同じ環境に多種が共存している」とされる「プランクトンのパラドクス」を解決するものである。同時に、近縁種間でのニッチ分割を説明しているため、従来のニッチ理論との整合性も高い。熱帯における多種共存メカニズムと繁殖干渉についての関係について概念的な整理を行なった(論文投稿済み)。26年度が最終年度であるため、記入しない。計画していた野外調査および実験室における解析を遂行できたため。計画していた解析、論文執筆が進んだため。今後は野外調査を続けてデータの精度を高めるとともに、適切な統計手法を用いて複雑な群集パターンと系統進化の関係について解析する必要がある。今後はチョウ以外の分類群においても仮説が適用されるか検証する必要がある。具体的には、トンボ、テントウムシ、カタツムリ等の無脊椎動物を検討している。
タスク情報を考慮した高精度アウェアネス情報検出法に関する研究

アウェアネス情報にはいろいろな種類のものが考えられるが,本研究においては,「忙しさ」に着目する.忙しさは,他人に話しかけるなどのコミュニケーションを取りたいときに,実際にその行動を実行するか今しばらく待つかの判断の根拠となるアウェアネス情報である.本研究では,他者とのインタラクションの観点から,「他人もしくはシステムから割り込まれると困る度合い」と定義する.人が他者の忙しさに気づくのは,他者のそのときの状況を見て気づくことが多いと考えられるので,これまで,その瞬間の情報から人の忙しさを自動的に推定することを試みてきた.しかし,実際には,主観的な忙しさはどのくらいの仕事(タスク)を抱えているかにも影響されると考えられる.従って,本研究では,人が抱えているタスクを「〆切までの空き時間」,「タスクの〆切りまでの時間」,「そのタスクを行うために必要だと主観的に判断している見込み時間」の三つをパラメータとしてモデル化し,忙しさの推定法を提案した.この推定法を実用化するために,空き時間,タスクの見込み時間,〆切りまでの時間を知る必要がある.そのためのシステムとして,タスク/スケジュール管理システム「タイムラインナビ」を設計・試作した.タイムラインナビは,この空き時間を利用してスケジュールとタスクを統一的に管理するシステムであり,従来のスケジューラではしばしば起こっていた,処理しきれないタスクを引き受けてしまうという事態を避けることができる.このタイムラインナビを用いたタスク情報に基づく忙しさの実環境での評価を行った.また,音楽プレーヤシステム向けのアウェアネス情報の自動検出及び楽曲選択/推薦手法の研究と,割り込みや周辺情報提示に関する応用研究を行った.アウェアネス情報にはいろいろな種類のものが考えられるが,本研究においては,「忙しさ」に着目する.忙しさは,他人に話しかけるなどのコミュニケーションを取りたいときに,実際にその行動を実行するか今しばらく待つかの判断の根拠となるアウェアネス情報である.本研究では,他者とのインタラクションの観点から,「他人もしくはシステムから割り込まれると困る度合い」と定義する.人が他者の忙しさに気づくのは,他者のそのときの状況を見て気づくことが多いと考えられるので,これまで,その瞬間の情報から人の忙しさを自動的に推定することを試みてきた.しかし,実際には,主観的な忙しさはどのくらいの仕事(タスク)を抱えているかにも影響されると考えられる.従って,本研究では,人が抱えているタスクを「〆切までの空き時間」,「タスクの〆切りまでの時間」,「そのタスクを行うために必要だと主観的に判断している見込み時間」の三つをパラメータとしてモデル化し,忙しさの推定法を提案した.この推定法を実用化するために,空き時間,タスクの見込み時間,〆切りまでの時間を知る必要がある.そのためのシステムとして,タスク/スケジュール管理システム「タイムラインナビ」を設計・試作した.タイムラインナビは,この空き時間を利用してスケジュールとタスクを統一的に管理するシステムであり,従来のスケジューラではしばしば起こっていた,処理しきれないタスクを引き受けてしまうという事態を避けることができる.このタイムラインナビを用いたタスク情報に基づく忙しさの実環境での評価を行った.また,音楽プレーヤシステム向けのアウェアネス情報の自動検出及び楽曲選択/推薦手法の研究と,割り込みや周辺情報提示に関する応用研究を行った.アウェアネス情報にはいろいろな種類のものが考えられるが,本研究においては,「忙しさ」に着目する.忙しさは,他人に話しかけるなどのコミュニケーションを取りたいときに,実際にその行動を実行するか今しばらく待つかの判断の根拠となるアウェアネス情報である.本研究では,他者とのインタラクションの観点から,「他人もしくはシステムから割り込まれると困る度合い」と定義する.人が他者の忙しさに気づくのは,他者のそのときの状況を見て気づく場合が代表的であると考えられるので,これまで,その瞬間の情報から人の忙しさを自動的に推定することを試みてきた.具体的には,キーボードの打鍵,マウス操作,ペンの使用と,会話を検出し,これらに基づいて忙しさを推定する手法を提案した.実際には,主観的な忙しさはどのくらいの仕事(タスク)を抱えているかにも影響される,と考え,本研究では,人が抱えているタスクを「〆切までの時間」と「そのタスクを行うために必要だと主観的に判断している見込み時間」の二つをパラメータとしてモデル化し,忙しさの推定精度を約10%向上させた.しかし,現実には,人は〆切のある多くのタスクを同時にもっている.上記の手法を現実に応用しようとすると,人のもつタスクすべてについて,〆切と主観的見込み時間を収集する必要があり,それらの複数のタスクの相互作用による影響も解明しなくてはならない.以上の研究を行うためのシステムとして,タスク/スケジュール管理システム「タイムラインナビ」を設計し,試作した.このほか,アウェアネス情報の応用として,音楽プレーヤシステム向けにアウェアネス情報の自動検出および楽曲選択/推薦手法の研究,および,周辺情報提示法への応用研究を行った.アウェアネス情報にはいろいろな種類のものが考えられるが,本研究においては,「忙しさ」に着目する.忙しさは,他人に話しかけるなどのコミュニケーションを取りたいときに,実際にその行動を実行するか今しばらく待つかの判断の根拠となるアウェアネス情報である.本研究では,他者とのインタラクションの観点から,「他人もしくはシステムから割り込まれると困る度合い」と定義する.人が他者の忙しさに気づくのは,他者のそのときの状況を見て気づくことが多いと考えられるので,これまで,その瞬間の情報から人の忙しさを自動的に推定することを試みてきた.

しかし,実際には,主観的な忙しさはどのくらいの仕事(タスク)を抱えているかにも影響される,と考えられる.従って,本研究では,人が抱えているタスクを「〆切までの空き時間」,「タスクの〆切りまでの時間」,「そのタスクを行うために必要だと主観的に判断している見込み時間」の三つをパラメータとしてモデル化し,忙しさの推定法を提案した.この推定法を実用化するために,空き時間,タスクの見込み時間,〆切りまでの時間を知る必要がある.そのためのシステムとして,タスク/スケジュール管理システム「タイムラインナビ」を設計し,試作した.タイムラインナビは,この空き時間を利用してスケジュールとタスクを統一的に管理するシステムであり,従来のスケジューラではしばしば起こっていた,処理しきれないタスクを引き受けてしまうという事態を避けることができる.このほか,アウェアネス情報の応用として,音楽プレーヤシステム向けにアウェアネス情報の自動検出および楽曲選択/推薦手法の研究,および,周辺情報提示法への応用研究を行った.アウェアネス情報にはいろいろな種類のものが考えられるが,本研究においては,「忙しさ」に着目する.忙しさは,他人に話しかけるなどのコミュニケーションを取りたいときに,実際にその行動を実行するか今しばらく待つかの判断の根拠となるアウェアネス情報である.本研究では,他者とのインタラクションの観点から,「他人もしくはシステムから割り込まれると困る度合い」と定義する.人が他者の忙しさに気づくのは,他者のそのときの状況を見て気づくことが多いと考えられるので,これまで,その瞬間の情報から人の忙しさを自動的に推定することを試みてきた.しかし,実際には,主観的な忙しさはどのくらいの仕事(タスク)を抱えているかにも影響されると考えられる.従って,本研究では,人が抱えているタスクを「〆切までの空き時間」,「タスクの〆切りまでの時間」,「そのタスクを行うために必要だと主観的に判断している見込み時間」の三つをパラメータとしてモデル化し,忙しさの推定法を提案した.この推定法を実用化するために,空き時間,タスクの見込み時間,〆切りまでの時間を知る必要がある.そのためのシステムとして,タスク/スケジュール管理システム「タイムラインナビ」を設計・試作した.タイムラインナビは,この空き時間を利用してスケジュールとタスクを統一的に管理するシステムであり,従来のスケジューラではしばしば起こっていた,処理しきれないタスクを引き受けてしまうという事態を避けることができる.このタイムラインナビを用いたタスク情報に基づく忙しさの実環境での評価を行った.また,割り込みや周辺情報提示タイミングに関する応用研究を行った.
中国・韓国・日本における育児の社会的支援と乳幼児の権利保障に関する調査研究

本研究によって得られた研究成果の概要は以下の3点に特徴づけることができる。第1は、研究主題に示されているように「子育て支援」をキーワードとして、日本、中国、韓国という東アジアの幼児教育先進国の研究者たちとの研究ネットワークを構成することができたことである。この研究ネットワークの形成はそれぞれの国の幼児教育研究分野では初めての画期的な成果であった。また、その成果は日本保育学会での国際フオーラム(報告書に概要を収録)の開催、自主シンポジウムの開催、韓国チームによる三カ国幼児教育政策比較研究等の成果も生まれている。第2に、この研究ネットワークに依拠して三カ国の幼児教育・保育制度の実態と当面課題及び子育て支援の視点から三ヵ国の実態を明らかにできたことである。当該国研究者による詳細な研究はこれまで殆ど先例のないものであり、その成果の一部を研究報告書の第I部に収録している。第3は、日本における子育て支援ネットワークの実際について詳細な調査を実施し、豊かな成果を得たことである。私たちはこれまでの先行研究が一つの地域のみを対象とした研究であったことに対して、それぞれ個性的で先進的な内容を持っている三鷹市、吹田市、静岡県由比町及び名古屋市天白区を対象として選定した。そこからは子育て支援ネットワークにおけるキー組織キーパーソンの重要性が明らかにされた。その調査報告は第II部に収録されている。1.日本・中国・韓国の研究者によるアジア初の幼児教育研究交流の実現幼児教育分野では日本で初めての、中国、韓国、日本三カ国の研究交流国際会議を開催した。(2001年7月16-17:名古屋市立大学)会議の目的は従前交流がほとんど行われていない韓国と中国の研究者と一緒にアジアの幼児教育の発展という立場を共有し、本共同研究推進のための研究計画の合意形成をはかることであった。会議では、各国研究者による現況及び研究課題に関する研究報告と、共同研究の内容と方法について合意形成が行われた。2.韓国・中国における幼児教育の現況及び当面課題調査韓国に関しては、韓国側研究協力者による本研究主題に関わる現況及び当面課題の整理、及び韓国担当者による韓国の実地調査研究であった。訪問調査は7月と11月に行われた。その結果、子育て支援の視点とともに、乳幼児の権利保障の具体化としての「保育の質」への必要性が明らかになった。中国に関する調査研究は中国側研究協力者の支援の下、中国班によって、2002年1月に行われた。調査地域は上海、北京で、調査は主として急速に変貌しつつある中国幼児教育界の現状把握に充てられた。全託問題その主たる論点の一つであった。3.日本における子育て支援実態調査研究のための予備調査の実施外国における調査研究を東アジアとして総合的に把握するという視点から、以上の調査研究と並行して、日本の4地域(名古屋市、吹田市、三鷹市、由比町)を選定し先行調査を行いながら、質問紙の試案作成を行った。ここで作成した「質問紙」は2002年度の現地調査研究に使用する。当該年度における研究活動は、(1)子育て支援に関する中国、韓国及び日本における子育て支援の実態調査研究、(2)蒐集した資料の分析とその成果に関する学会発表活動、(3)その成果の一部に関する論文執筆活動及び(4)研究報告集作成に向けての研究成果の整理の4種類に分けて行った。(1)の実態調査については中国は北京市(6月)、上海市(11月)に一見他が従事した。韓国については丹羽他がソウル市(5月)、釜山市及び順天市(10月)等の調査を行った。また、日本については1年間に渡って、三鷹市(一見、水野、丹羽)、由比町(金田)、名古屋市天白区(勅使、平岩、一盛)、吹田市(宍戸、有賀)が実施した。(2)については日本教育学会(8月、勅使、丹羽)、乳幼児教育学会(10月、平岩)、PECERA上海大会(宍戸)での報告を行った。その成果は最終報告書に収録することとしている。(3)については本研究で収集した資料に基づき、別紙報告の如く韓国(丹羽)、中国(一見)が報告している。

(4)については、海外協力者を含めての第2回合同会議を8月に開催した。その主題は3ケ国における幼児教育・保育制度の現状、子育て支援の実態と当面課題及び乳幼児の権利を具体的に保障する基本的条件の分析にあてられ、貴重な資料集が作成された。また、これと関連してアジアの教育研究の動向をふまえる基礎資料として、"Asia Pacific Education Review"(2001,2000)の抄訳を作成した。本研究で得られた成果の一部を整理、公開するために第56回日本保育学会(静岡市コンベンションアーツセンター:2003/5/17-18)で発表した。その題目は(1)日本における子育て支援の実態について(名古屋市事例研究)、(2)日本における子育て支援の実態について(東京都及び三鷹市事例研究)、(3)中国における育児の社会的支援と乳幼児の権利保障に関する研究(北京・上海)の三木であった。本年(2003)年度は、中国幼児教育の歴史100年年目にあたり、中国幼児教育学会は100年記念大会を人民大会堂及び京豊賓館(北京市)で開催した(2003.10.15-18)。私たちは本研究に参加している祝士媛、張燕、蘇真教授(北京師範大学)の支援のもと、(1)日本の子育て支援実態報告(水野)、(2)日本の幼児教育・保育政策動向(丹羽)、(3)日本の育児支援とその特徴(有賀)の報告を行った。本研究グループは第56回日本保育学会実行委員会の要請を受け、国際フォーラムを準備、実行した。主題は「東アジア幼児教育新時代への課題と展望」で、発表者は李基淑(梨花女子大学教授:韓国における子育て支援現況)、張燕(北京師範大学教授:中国幼児教育現況と子育て支援)、一見、勅使、宍戸が指定討論者として参加した。司会は平岩が担当した。100名を超すたくさんの参加者があり、盛会であった、この3年間にわたって蒐集された調査研究資料の整理、研究論文のまとめ、重要資料の翻訳を内容とする「研究成果報告書」を作成し、成果の公共化を図るための作業を行っている。また、本研究に拘わって韓国では「中・韓・日三カ国の幼児教育・保育政策比較研究」が韓国文部省の支援で成立するなど、三カ国の幼児教育研究ネットワーク形成に大きな貢献を果たすことができた。
摘出脳幹三叉神経標本を用いた頭頸部痛覚神経情報処理機構の膜電位イメージング解析

本研究において、平成17年度には、摘出脳幹標本、摘出脊髄標本、スライス標本などのin vitro標本を用い、脳幹脊髄に分布する痛覚感知神経網の機構を解析した。また、痛覚と密接な関係を有する(すなわち、痛覚刺激により活動が影響を受ける)呼吸調節機構についても、その生理機能およびそれらに対する局所麻酔薬や低酸素などの影響を、膜電位イメージング法などの方法により解析した。まず、脊髄スライス標本においては、各種の局所麻酔薬(lidocaine, bupivacaine)が後角の痛覚神経回路網機能に及ぼす影響を膜電位イメージング法により解析した。すなわち、若齢ラットより摘出した脊髄から一髄節厚の頚髄スライス標本を作製し、それを蛍光膜電位感受性色素(di-4-ANEPPS)で染色した後、痛覚刺激をシミュレートした後根電気刺激により後角神経回路網に活動を惹起させ、その活動を高速高感度カメラによる膜電位イメージング法により動画像として計測・記録した。本解析により、局所麻酔薬は、後根神経線維に対して直接的な弱い抑制作用を及ぼすが、後角内の痛覚神経回路網におけるシナプス伝達を強く抑制することを明らかにした(Okada et al.2005;Kashiwagi et al.2005)。また、脊髄スライス標本においては、後角(特に第IIIIV層)が低酸素感受性を有する(低酸素によりシナプス伝達効率が低下し神経活動が低下する)ことを明らかにした(Fukuda et al.2006)。これら脊髄レベルでの検討結果をふまえて、現在、延髄内の神経回路網機能に対する各種の薬物の効果について、膜電位イメージング法により解析を行っている。本研究は、三叉神経を介する求心性神経情報の脳幹内神経回路網における処理様式の解明を目的としている。平成15年度には、in vitro脳幹標本に膜電位イメージング法応用し、三叉神経各枝の電気刺激に伴う延髄各断面での神経興奮伝播様式を動画像として解析するため、標本の作成法を開発し、また実験のための至適条件を確立しえた。すなわち、エーテル深麻酔下で幼若ラットから脳幹・脊髄を摘出した。標本には橋、延髄、上部胸髄、両側三叉神経根(半月神経節よりも遠位まで残す)を含めた酸素化人工脳脊髄液(組成mM:126NaCl,5KCl,26NaHCO_3,1.25NaH_2PO_4,2MgSO_4,2CaCl_2and30glucose)を満たした標本作成用チェンバー内に標本を置き、尾側延髄で横切断し橋延髄ブロック標本を作成した。標本を膜電位感受性色素(di-4-ANEPPS)により染色した後、計測断面を上にして正立蛍光顕微鏡下の記録用チェンバー内に固定し、酸素化人工脳脊髄液(O_2=95%,CO_2=5%,pH=7.4)により26°Cで連続的に灌流・維持した。標本組織の生存性は、舌下神経根よりの呼吸神経出力モニターを行うことにより確認しえた。そのうえで、ガラス吸引電極を介して三叉神経各枝の電気刺激を行った。高輝度緑色励起光(530nm)で計測表面を照射し、標本からの赤色蛍光(620nm)を高速光計測システム(BrainVision社製MiCAM01)で計測・記録した。ここで得られた信号をマトリックス上に擬似カラー表示することにより各計測時点における観察面内の神経活動を動画像として表示することに成功した。平成16年度には、各種薬剤の脳幹部痛覚神経回路網機能への影響を解析していく予定である。三叉神経支配領域の疼痛に対する対策は麻酔科領域の重要課題である。三叉神経支配領域から三叉神経半月神経節細胞体を介して脳幹内へ入った痛覚神経情報は、橋から尾側へ伸び脊髄へ至る三叉神経脊髄路核において処理されるが、これら神経情報処理機構の詳細は未解明である。そこで、三叉神経からの求心性神経情報の脳幹内神経回路網における処理様式を詳細に解明するため、膜電位イメージング法をラット脳幹・脊髄(スライス、ブロック)標本に応用し、脳幹・脊髄内における三叉神経関連の神経興奮伝播様式を動画像として解析し、さらにその神経興奮伝播に対する各種薬剤の修飾効果を検討するための実験を行った。エーテルによる深麻酔下で幼若ラットから脳幹・脊髄を摘出し、脳幹スライス標本、脳幹・脊髄ブロック標本、脊髄スライス標本を作成した。標本脳幹部には橋、延髄、頚髄、両側三叉神経根をそれぞれ含めたものを作成した。標本を膜電位感受性色素で染色後、正立蛍光顕微鏡下チェンバー内で観察面を上にして置き、酸素化人工脳脊髄液で灌流・維持した。標本への化学刺激(二酸化炭素負荷等)、電気刺激(吸引電極による三叉神経各枝の刺激等)を行った際の標本観察面における神経応答(膜電位応答)を高速高感度光計測システムで動画像として記録した。次いで、これら神経応答に対する各種麻酔関連薬剤の作用も観察した。その結果、局所麻酔薬は、痛覚神経回路網においてシナプス伝達に対して強い遮断作用を示すことを見出した。今後は、尾側延髄において三叉神経脊髄路尾側亜核の腹内側に存在し,三叉神経を介する痛覚神経情報と触覚神経情報とを処理するとされる延髄外側網様体にも着目し、未解明の重要課題である三叉神経脊髄路核と延髄外側網様体との間の結合様式について詳細な解析を行う予定である。そして、これらの成績に基づき三叉神経を介する疼痛に対する新しい薬理学的鎮痛法の開発を目指す。

本研究において、平成17年度には、摘出脳幹標本、摘出脊髄標本、スライス標本などのin vitro標本を用い、脳幹脊髄に分布する痛覚感知神経網の機構を解析した。また、痛覚と密接な関係を有する(すなわち、痛覚刺激により活動が影響を受ける)呼吸調節機構についても、その生理機能およびそれらに対する局所麻酔薬や低酸素などの影響を、膜電位イメージング法などの方法により解析した。まず、脊髄スライス標本においては、各種の局所麻酔薬(lidocaine, bupivacaine)が後角の痛覚神経回路網機能に及ぼす影響を膜電位イメージング法により解析した。すなわち、若齢ラットより摘出した脊髄から一髄節厚の頚髄スライス標本を作製し、それを蛍光膜電位感受性色素(di-4-ANEPPS)で染色した後、痛覚刺激をシミュレートした後根電気刺激により後角神経回路網に活動を惹起させ、その活動を高速高感度カメラによる膜電位イメージング法により動画像として計測・記録した。本解析により、局所麻酔薬は、後根神経線維に対して直接的な弱い抑制作用を及ぼすが、後角内の痛覚神経回路網におけるシナプス伝達を強く抑制することを明らかにした(Okada et al.2005;Kashiwagi et al.2005)。また、脊髄スライス標本においては、後角(特に第IIIIV層)が低酸素感受性を有する(低酸素によりシナプス伝達効率が低下し神経活動が低下する)ことを明らかにした(Fukuda et al.2006)。これら脊髄レベルでの検討結果をふまえて、現在、延髄内の神経回路網機能に対する各種の薬物の効果について、膜電位イメージング法により解析を行っている。
バッファリングを有するナノパターンド微粒子3次元光メモリ

非感光領域であるバッファリングを有するナノパターンド微粒子三次元光記録メディアを作製し,新規開発した偏光干渉非線形共焦点レーザ顕微鏡をデータピックアップ系に使用して,微粒子ピットデータの記録再生を行った.同顕微技術の開発によりピックアップ光学系のコントラスト伝達関数(CTF)を大幅に向上することに成功し,光記録ピットとしての微粒子サイズを更に低減した光記録メディアの使用も可能であることを確かめた.非感光領域であるバッファリングを有するナノパターンド微粒子三次元光記録メディアを作製し,新規開発した偏光干渉非線形共焦点レーザ顕微鏡をデータピックアップ系に使用して,微粒子ピットデータの記録再生を行った.同顕微技術の開発によりピックアップ光学系のコントラスト伝達関数(CTF)を大幅に向上することに成功し,光記録ピットとしての微粒子サイズを更に低減した光記録メディアの使用も可能であることを確かめた.本研究では国が提唱するグリーンIT化政策の一課題であるデータ記録システムの低エネルギ・大容量化というテーマに加えて,超高密度光メモリにて将来最も問題視されているジッター(クロック信号とビット列再生信号の時間軸上でのずれ)とエラーレートをいかに低減するかという項目に論点を絞り研究を行っている.ナノパターンド微粒子を記録媒体として利用することにより原理的にジッターが全く発生しない,大容量フォトンモード低エネルギ高密度3次元光メモリの開発が目的である.ナノ微粒子を使ったメモリ媒体からジッターフリー化技術・多値化技術を利用する記録再生顕微機械システムまでの包括的なメモリシステムの実現を目指し3年間での研究開発を行う.今年度,具体的には直径200nmのナノ微粒子の周りにバッファリングと呼ばれる非感光領域を形成し,それを3次元的に配列させることで,同リングを有するナノパターンド微小球光ディスクの合成・作成に取り組み・ほぼ成功した.微粒子間のイオン間力と表面張力の諸条件を変えてバランスさせることにより,僅か10-20nm程度のバッファ領域を粒子の周りに形成可能であることを突き止めた.さらにはそのディスクを低NA(開口数)レンズを使用したレーザ顕微鏡で再生し,十分なコントラスト比・SN比で信号復調することが可能であることも実証した.得られた成果は世界的にインパクトファクタの高いことで知られるOptics Express誌に投稿,さらにナノテクノロジの情報交換の場として有名な2つの国際会議で発表し,大きな反響を得た.本研究では国が提唱するグリーンIT化政策の一課題であるデータ記録システムの低エネルギ・大容量化というテーマに加えて,超高密度光メモリにて将来最も問題視されているジッター(クロック信号とビット列再生信号の時間軸上でのずれ)とエラーレートをいかに低減するかという項目に論点を絞り研究を行っている.ナノパターンド微粒子を記録媒体として利用することにより原理的にジッターが全く発生しない,大容量フォトンモード低エネルギ高密度3次元光メモリの開発が目的である.ナノ微粒子を使ったメモリ媒体からジッターフリー化技術・多値化技術を利用する記録再生顕微機械システムまでの包括的なメモリシステムの実現を目指し3年間での研究開発を行う.今年度,具体的には直径200nmのナノ微粒子の周りにバッファリングと呼ばれる非感光領域を形成し,それを3次元的に配列させたナノパターンド光ディスクサンプルの合成・作成に目処をつける予定でいたが,予算削減の報道もあり物品購入を一時停止し,再開後その条件出しに手間取った為,計画が若干遅れ気味である.その分,同時進行で行っていた光ピックアップとなる低NA(開口数)レンズを使用した偏光干渉レーザ顕微鏡の作製および,同システムでの十分なコントラスト比・SN比での信号検出実現のための光学的な理論解析を行い,ほぼ予定する分解能,コントラスト比での検出が可能であることを実証した.その成果を下記の国際会議において報告した.僅かな光パワーで記録した微粒子光ピットにおいても比較的大きなSN比でのビット再生が可能であることも分かった.本研究では国が提唱するグリーンIT化政策の一課題であるデータ記録システムの低エネルギ・大容量化というテーマに加えて,超高密度光メモリにて将来最も問題視されているジッター(クロック信号とビット列再生信号の時間軸上でのずれ)とエラーレートをいかに低減するかという項目に論点を絞り研究を行っている.ナノパターンド微粒子を記録媒体として利用することにより原理的にジッターが全く発生しない,大容量フォトンモード低エネルギ高密度3次元光メモリの開発が目的である.ナノ微粒子を使ったメモリ媒体からジッターフリー化技術・多値化技術を利用する記録再生顕微機械システムまでの包括的なメモリシステムの実現を目指し3年間での研究開発を行う.昨年度までに直径200nmのナノ微粒子の周りにバッファリングと呼ばれる非感光領域を形成し,それを3次元的に配列させたナノパターンド光ディスクサンプルの合成・作成に目処をつける予定でいたが,予算削減の報道もあり物品購入を一時停止し,再開後その条件出しに手間取った為,計画が若干遅れ気味であったが,今年度はほぼ設計通りのディスク作成に成功した.また,昨年度までにほぼ開発に目処をつけた光ピックアップとなる低NA(開口数)レンズを使用した偏光干渉レーザ顕微鏡のセットアップを行い,ほぼ予定する分解能,コントラスト比でのピット検出に成功した.その成果を有機化学関係の国際的な論文誌において報告した.200nm径の微粒子周辺にバッファリングと呼ばれる非感光領域を有するナノパターンで微粒子光ディスクを作成し,光記録実験を行う予定でいた.ところが予算削減の報道もあり,途中予算執行を止めた為,再開後バッファリングサンプル作成の条件出しに試行錯誤した.

そのため全体的にスケジュールが遅れている.投稿論文の出版においてもMol.Cryst.Liq.Cryst.誌にてアクセプトされた論文が現在インプレスとなっているが今年度内の印刷には間に合わなかった.24年度が最終年度であるため、記入しない。同課題の補助は残り1年となってしまうが,その期限内にはナノパターンド微粒子光ディスクと超高分解能光ピックアップのセットアップまでを実現できるよう推進する.但し,今年度ナノ微粒子光ピックアップシステムの高空間分解能化の為の理論解析を行っていくうちに,光ディスクのより高密度化を実現するには単なるビットピックアップとしてのシステム開発では高密度化に限界があり,ナノピットの偏光解析にまで理論を拡張する必要があることが分かった.今年度はこれら諸課題を考慮した上で軌道修正を試みる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
エネルギー吸収機構を用いた空間構造の包括的防災技術の確立

本研究は,大地震及び強風時にも避難施設として使用可能な空間構造物の実現を目標として行われた。大地震時の構造物の挙動に関しては,数値解析及び振動台実験を行い,構造部材等の損傷メカニズムを明らかにするとともに,エネルギー吸収機構を用いた場合の設計法及び応答評価手法の提案を行った。強風時における挙動に関しては,流体解析及び風洞実験を行い,粘性抵抗を利用したエネルギー吸収機構による応答制御効果について分析した。さらに,最適化問題により強風中において変形が最小となる屋根面形状の提案も行った。本研究は,災害時に避難施設となる体育館・公共ホールなどの空間構造物に対象とし,大地震および強風時における構造部材および2次部材の損傷メカニズムを明らかにするとともに,エネルギー吸収機構を用いた設計法および応答評価手法の研究・開発を行うことを目的としている。平成19年度では,まず研究対象とする空間構造物の抽出,設定を行った。その結果,本研究では災害時の避難場所・防災拠点となりうる一般的な学校体育館,公共ホールを対象とすることとした。次に,設定した空間構造物の簡便な応答評価手法の確立を目指し,基本的な振動特性および地震入力に対する模型を用いた振動台実験を行った。ここでは,アーチ構造,屋根型円筒ラチスシェル構造を対象として,エネルギー吸収機構を設けない通常の下部構造物の応答による屋根構造の応答増幅効果を分析した。エネルギー吸収機構を付加した場合の地震応答の低減については,数値解析により屋根型円筒ラチスシェルを対象として応答低減効果を分析している。振動台実験での低減効果については,平成19年度の実験結果に基づき具体的なエネルギー吸収機構の詳細の検討を進めている。エネルギー吸収機構の部材単位での力学的挙動については,損傷制御構造に多用される座屈拘束ブレースを対象とした芯材の局部座屈による拘束鋼管の局部変形挙動の分析,拘束材の回転剛性の評価およびブレースの有効座屈長評価を構造実験により行った。また,当初平成20年度に行う予定であった強風時における空間構造物の動的応答の分析およびエネルギー吸収機構による応答低減効果については,平成19年度より着手し,風洞実験により,HP型膜屋根を対象として風応答性状を分析し始めている。エネルギー吸収機構については,減衰付加装置を作成し,応答の低減効果を分析する予定である。本研究は,災害時に避難施設となる体育館・公共ホールなどの空間構造物に対象とし,大地震及び強風時における構造部材及び2次部材の損傷メカニズムを明らかにするとともに,エネルギー吸収機構を用いた設計法及び応答評価手法の研究・開発を行うことを目的としている。次に,設定した空間構造物の簡便な応答評価手法の確立を目指し,基本的な地震応答性状の把握のため振動台実験を行った。更に数値解析により,エネルギー吸収機構を付加した場合の地震応答の低減について分析した。前年度の結果を受け,今年度はエネルギー吸収機構を支持構造に設けた屋根型円筒ラチスシェルを対象とした振動台実験により,実挙動における応答低減効果を明らかにした。エネルギー吸収機構は,オイルダンパーとした。実験結果より,既往の応答評価手法との対応,実挙動における応答等を分析した。計測された加速度及び変位は,屋根架構に設置される天井・照明等の設計のための基礎データとしても用いられる。強風時におけるエネルギー吸収機構による応答低減効果に関しては,風洞実験を行った。その結果,膜屋根の振動に伴う付加質量効果について分析する必要性が明らかとなった。そこで今年度は,液体の粘性抵抗を利用したエネルギー吸収機構による応答制御効果の検証に加え,膜屋根を模擬したプレートにおける付加質量効果の評価を行った。また,MGCG法による流体解析も行った。解析では,強風時の空間構造物の応答制御方法の一つとして,流体問題に可変複合手法を適用した最適化問題も扱い,応答変位が最小となる屋根形状を創生した。次年度は,引き続き地震応答実験を行い,大地震時における屋根型円筒ラチスシェルの弾塑性挙動についても分析し,エネルギー吸収機構による応答低減効果について更に分析する。また,風応答についても数値解析の効率化を含め,応答制御方法について分析を進める予定である。前年度までに,研究対象とする空間構造物の抽出,設定を行った上で,簡便な応答評価手法の確立を目指した基本的な地震応答性状の把握のための振動台実験を行った。また,振動台実験により,エネルギー吸収機構を支持構造に設けた屋根型円筒ラチスシェルの実挙動における応答低減効果を明らかにした。以上の結果を受けて,平成21年度には,現在に至るまで数値解析により分析を行ってきた崩壊時挙動に関して,実挙動についても明らかにするため,振動台実験を行った。

対象構造物は屋根型円筒ラチスシェルとし,入力は地震波の加速度レベルを徐々に大きくすることにより行った。振動台実験により得られた結果を基に,屋根部材の降伏過程や部材の塑性化か弾塑性応答性状に及ぼす影響について分析した。屋根各部で測定された加速度応答および変位応答は,屋根架構に設置される天井・照明等の設計に用いるための基礎データとしても用いられる。地震応答性状に関しては,数値解析によって,免震および制震機構を支持構造に配置することによる屋根架構の応答低減効果および応答評価手法についても分析した。強風時における応答低減を目的とした空間構造物の形態創生については,まず形態創生を行う際に使用する流体解析プログラムの高速化を進めた。ここでは,複数の解析領域を利用したマルチグリッド法を適用することで高速化を行った。その結果,最大で約50%の高速化を実現することが出来た。この流体解析プログラムを使用した形態創生については現在行っており,今後も検討を進めていく予定である。