hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内湾養殖場における底層貧酸素水の湧昇予知システムの開発

本研究は沿岸の環境保全や持続的な利用を目指し、大学の研究者、民間会社の技術者、海洋現場担当者が共同で沿岸環境モニタリングシステムの開発と海洋現場への応用に取り組んだものである。その結果、廉価で、耐久性に富んだ、通信費用が安価で、環境に易しい装置の開発に成功した。環境の急変を告知するシステムで、環境変化に迅速に対応できる。2001年7月から内浦湾の養殖施設に設置し、10m深のデータを10分ごとに計測し、E-mailにて関係機関にデータが転送される実験を開始した。日付、時刻、pH、伝導率、濁度、酸素濃度、水温、水深、塩分などを1日4回送信し、通信には成功した。しかし、センサーへの生物付着の影響が激しく、溶存酸素量、濁度、塩分などに現われたことから、(1)緊急性を要する底層貧酸素水の湧昇予報システムには多層水温センサー(510層)を開発して対応し、(2)生物付着の問題を解決するため、現場での付着実験を繰り返し、並行してセンサーの開発により、改善を目指した。2003年には3点での環境モニタリングにまで展開し、水温アレー・センサーと水質計を有効に使って、内部潮汐による湧昇と外洋水の進入に伴う急変現象の解析に成功した。現在、20箇所にデータをリアルタイムに近い状態で送信し、漁業者に利用されている。一方、モニタリング観測と並行して、夏季に湾内の環境調査を実施し、近傍でのCTD, ADCP観測から水温・流速の鉛直構造の時間変化、微細構造観測による鉛直拡散係数の見積もりなどを行ってきた。湾内の海底地形の急変部での内部潮汐波の散乱による空間スケールの小さな内部波への移行、内部波による密度逆転現象、内部潮汐に伴って発生する恒流などを明らかにしてきた。これらの物理現象の把握は湾内の海水交換や海水混合を考える上で不可欠であり、研究を進めている。本研究では、内湾養殖場における魚類の大量斃死を最小限に抑えるための予報システムを開発し、広く漁業関係者に使用されるよう簡便な方法を確立することを目的としている。養殖網で移動を抑えられた魚類は、湧昇した貧酸素水に直接触れることにより、酸欠状態におかれ、しばしば大量斃死を招くが、投餌を控えれば、相当数の斃死を避けられる。水質計により養殖場の環境をリアルタイムでモニターし、データを取得すると共に、緊急時には警報で告知する、携帯電話の機能を有効に活用した簡便なシステムを考案した。平成13年度は、テスト機器を開発し、駿河湾奥部の内浦湾の養殖施設に設置した。10m深のデータを10分ごとに計測し、E-mailを通して報告されている。測定項目は、日付、時刻、pH、伝導率、濁度、酸素濃度、水温、水深、塩分濃度、ORP、内部圧力、内部温度、太陽電池容量、などである。通信は順調であるが、問題点として、センサーへの生物付着がある。特に、溶存酸素量、濁度、塩分などに影響が現われている。解決策を2つに分けて考えていくこととした。(1)現実の湧昇予測が緊急課題であり、これに対応する。このため、近辺で、別の方法で観測している水温と酸素量の相関の高いことを活用し、多層水温センサーを開発(サーミスターチェーン)することにある。平成14年夏には使用できる見込みである。(2)生物付着の問題を解決するため、現場での付着状況実験を繰り返し行い、解決を図る。かなり、長期的な取り組みになるだろう。送信システムの開発および成功と温度と酸素量の相関の高さを活用することで、第一段階は通過したと判断している。生物付着の問題は沿岸における計測にとって、解決すべき極めて重要な問題だが、環境にやさしい方法を考えると必ずしもやさしい問題ではない。

湾内の海底地形の急変部での内部潮汐波の散乱による空間スケールの小さな内部波への移行、内部波による密度逆転現象、内部潮汐に伴って発生する恒流などを明らかにしてきた。これらの物理現象の把握は湾内の海水交換や海水混合を考える上で不可欠であり、研究を進めている。本研究では、内湾養殖場における魚類の大量斃死を最小限に抑えるための予報システムを開発し、広く漁業関係者に使用されるよう簡便な方法を確立することを目的としている。システム開発は順調に進み、2001年(平成13年)夏より現場での実験を開始している。沼津市内浦漁業協同組合の養殖場の10m深にセンサーを沈めて、10分ごとに、日付、時刻、pH、伝導率、濁度、酸素濃度、水温、水深、塩分濃度、ORP、内部圧力、内部温度、太陽電池容量をE-mailで送信し、すでに1年半にわたり順調に機能している。通信は順調であったが、夏季にセンサーへの生物付着が多く、溶存酸素量、濁度、塩分などに影響が現われている。その解決策として、(1)現実の湧昇予測が緊急課題であり、これに対応するため、水温と酸素量の相関の高いことを活用し、多層水温センサーを開発すること(2)生物付着の問題を解決するための技術的な方策を考えるべきこと、の2点であった。平成14年年度は、4月に2km離れた他点にもう1台配置し水質計測と多層水温計測を同時に観測することが可能になり、7月から周辺でのADCPによる流況変化の観測を加えて、予知精度の向上を図った。送信システムの開発、データ転送、機器の耐久性、多層水温計に依る海況変動の把握に成功し、漁業者からのリアルタイムでのデータ要望が急増している。この成功をさらに発展させるために最終年度は生物付着防止に挑戦する。環境保全を配慮した方法を開発するよう努力し、現在、観測直前にセンサーの洗浄を行う方法を考案中である。観測結果から特筆すべきものとして、(1)2002年8月の高温時に5m深で29°Cを越えることがあり、投餌を控えて大量斃死を免れた、(2)水温下降時の11月から3月に黒潮流路の接近により、35°C急激に上昇することがあったが、前もっての通報により被害を免れた。本研究では、内湾養殖場での魚類の大量瀕死を最小限に抑えるため、漁業関係者に広く使用されるような簡便な観測システムの開発と予報技術の確立を目指して研究を進めてきた。海況・水質をリアルタイムでモニタリングできるシステムによる観測は、これまでの内浦湾での水質計測センサー(pH、伝導率、濁度、溶存酸素、水温、深度等)による2年半の運用に加え、海洋の物理構造を把握できる多層水温計測システムにより平成14年7月から継続して行われた。その結果、養殖魚の衰弱・瀕死は、(1)冬季には黒潮系暖水の進入、(2)夏季には内部潮汐によって引き起こされることが明らかとなった。本研究により開発された観測システムは、他の海域へ適用する場合、事前に適切な設置場所を決めることにより、物理環境の変動予報と漁業被害の軽減において十分な効果を発揮するものと期待できる。さらに、内浦湾仝体の海況把握のために湾奥部でのモニタリングと平行して平成13年以降、3年間断続的に、ADCPおよびメモリ式温度計による係留観測を実施してきた。
高強度領域における主観的努力度の変化が平泳ぎパフォーマンスに及ぼす影響

本研究は、高強度領域における主観的努力度の変化が平泳ぎパフォーマンスに及ぼす影響を検討することを目的に実施した。泳速度調節については、クロールも平泳ぎもストローク頻度を増減することで調節している。しかし、平泳ぎの方が泳速度が上昇しにくい種目であり、平泳ぎの技術的特性(キック動作及び腕と脚のコーディネーション)が影響していることが明らかとなった。本研究は、平泳ぎの高強度領域におけるグレーディングに関与するパラメータを明らかにすることを目的として、主にキック動作とコーディネーションに焦点をあて進めるものである。平成25年度は3年計画の二年目にあたり、ストロークーキックのタイミングが平泳ぎのグレーディングに及ぼす影響について、検討を進めることが主であった。特に、ストロークとキックのタイミングを評価する指標であるIDCを算出し、泳速度と平泳ぎの局面構造パラメータの変化に関係が認められるかどうかを調べることが具体的な内容であった。主な研究成果は、以下の通りである。1、回流水層を用いた実験を通して、平泳ぎにおける客観的な流速の違いがパラメータの変化に与える影響を確認するとが出来た。最大努力泳時の流速を100%とし、その流速の90%、80%、70%に相当する流速で約10秒間泳いでもらった。その際の映像を高速度カメラで撮影し、ストロークパラメータ(ストローク長とストローク頻度)の変化について、クロールと比較検討し、平泳ぎの特徴を明らかにした。この研究成果は、日本体育学会において発表を行った。2、日本体育学会、日本水泳・水中運動学会、日本コーチング学会や、実験協力をお願いしている筑波大学体育科学系において、本研究に関する打合せを行い、「自由泳における撮影方法(機材の補完に繋がった)」「コーディネーションの分析手法」など、今後の実験に向けての意見交換を行うことが出来た。平泳ぎは他の種目と比べ、加速減速が激しい種目とされており、その分技術的要素がパフォーマンスに与える影響が大きい。そうした影響も含めて比較検討ができるよう撮影・分析方法をより詳細に検討することができたことは、非常に大きな成果であった。3、平成26年4月にオーストライアで開催されるBMS2014 Conferenceにおいて、本研究に関わる発表が認められた。平成24年度は、3年計画の一年目にあたり、キック動作が平泳ぎのグレーディングに及ぼす影響の検証を行なう計画であった。1、キック動作の違いが泳速度調節にどのような影響を与えているのか、バタ足動作との比較を通して明らかにすることが出来た。平泳ぎのキック(かえる足)は、バタ足とは違って推進局面時の動き方を細かく変化させることが難しい動作であり、このことが速度調節に影響していることが示唆された。2、日本体育学会、日本水泳・水中運動学会、日本コーチング学会において、本研究に関わる研究者との意見交換を行い、「努力度の変化を10%より細かく区切ることは、主観的なものとしては難しさがあること」「各泳法の動作特性が違うため、キック動作とプル動作の最大回転数には違いが生まれ、そのことがコーディネーションに影響するであろうこと」など、今後の実験計画に必要な意見交換をすることが出来た。3、水中での動作分析に不可欠な水中撮影システムを構築し、分析方法も含めて検討することが出来た。次年度以降に実験を実施するためには、もう少し改善する必要な課題(移動する泳者をどのように撮影するのか、など)があることも把握することが出来た。以上3つの主な成果を得たことで、本研究全体の方向性が間違っていなかったことを確認するとともに、さらに詳細な検討をすることが可能となり、次年度以降にメインとなるコーディネーションに焦点をあてた研究を進めることができる。本研究は、平泳ぎの高強度領域におけるグレーディングに関与するパラメータを明らかにすることを目的として、主にキック動作とコーディネーションに焦点をあて進めるものであった。平成24年度はキック動作(キックのみでの検討)、平成25年度はコーディネーション(流水泳)、平成26年度はコーディネーション(自由泳)を中心に検討を進めた。平泳ぎのキック動作(かえる足)は、バタ足動作とは違い推進局面の動き方を細かく変化させることが難しい動作であり、このことが速度調節に影響していることが示唆された。2、客観的な流速の違いがストロークパラメータの変化にどのような影響を与えているのか、回流水槽を用いた基礎実験(最大流速を100%とし、その流速90%、80%、70%に相当する流速で約10秒間泳いでもらう)により、クロールと比較検討し、平泳ぎの特徴(100%強度に近づくと泳速度が上昇しにくい)を明らかにした。

3、高強度領域において、主観的努力度が平泳ぎ泳動作にどのような影響を与えるかについて、同一被験者による複数回(時期を変えて)の自由泳による実験を実施した。泳速度調節による実験結果を分析することが、泳技術の評価に繋がることが示唆された(平成26年8月の日本体育学会にて発表)。さらにコーディネーションの変化についての検討を進め、泳速度調節との関連を検討した。この結果については、平成27年8月開催の日本体育学会にて発表の予定である。コーチング当初計画した回流水層による実験などを通して、ある程度平泳ぎの技術的特性について把握することができたため。ただ、高強度領域におけるグレイディングに関わり課題が残っているため。平泳ぎの努力度利用に関する実践的示唆を与えることによるパフォーマンス向上の可能性を検証することが、本研究の目的であった。その第一段階としてキック動作の影響を検証することが、本年度の一つの目的であり、このことに関しては、ほぼ順調に研究を進めてきたと考えている。しかし、当初購入を計画していた「水中撮影システム」が製造中止のため、それに変わるシステムを構築すること、そのための分析方法を検討すること等、当初想像していたこととは違う状況となったことで、本研究の進行をやや遅らせる結果となった。(結果的には、当初計画していたものよりも、高解像度の映像を撮影できることとなり、次年度以降の実験では当初購入のカメラよりも良い映像が撮影できると考えている)次年度には、この結果を踏まえて「主観的な努力度と速度調節の関係を明確にし、コーチングの現場に応用できる」ように自由泳での実験を行う計画であり、既に平成26年5月から8月にかけて、定期的(2週間に一回程度)に実験を行う計画を立てている。コーディネーションの分析方法について、自由泳でどのように撮影するかという課題が残っているが、カメラの台数を増やし、分析手法を工夫するなどし、早い段階で確定した上で研究を進めていく予定である。当初予定の実験を実施する準備はほぼ整ったので、次年度の早い段階で、課題1(キック動作が及ぼす影響)についての実験を実施する予定である。その他の計画は、細かな実験内容には多少の変更(努力度の変更など)が考えられるが、ほぼ計画どおり推進していく予定である。国際学会への参加について予算計上していたが、日程等の関係で参加することが出来なかったことが1つである。また、予定した実験の一部が実施できていないことによる人件費・謝金の支出がないことがもう1つである。既に4月下旬から5月上旬にかけて行われる国際学会への出席(発表)が決まっていることと、7月に開催される国際学会への参加も検討している。(さらに12月開催の学会での発表も検討中である)また、5月から8月にかけて、月に2回程度の継続的な実験について準備が整った。施設使用料、実験補助の人件費などに使用する予定である。当初の予定からやや年度がずれ込み、使用計画も一部修正した形にはなるが、課題解決のための実験に関わる費用や研究成果の発表のための旅費等に使用する予定である。残額となった研究費は、実施予定であった実験を年度内に行なうことが出来なかったために生じたものである。次年度の早い段階で計画した実験を実施する予定である。
学校教育における観光教育の教材開発とカリキュラム立案

学校教育における観光教育の理論的検討や教材レベルに下した研究を行った。小学校において沖縄県を中心に数校で出前授業を実施し、新たに開発した観光教育教材を用いて検証できた。特に、小学校社会科や外国語活動の一環として、観光情報や観光地を扱う学習を展開した。また、問題解決学習として児童生徒のグループ学習に対応した思考ツールを用いた。イギリスやポルトガル、米国の地理・地図関係学会においてもカリキュラム立案に資する資料を収集したが、観光教育としての体系的なカリキュラムは見つかっていない。中学校段階においては教科書中の教材の検討や地誌学習との関連性を検討した。高校では、SGH指定校で新規の教材を開発した。国内外において観光教育の課題やカリキュラム収集、イングランドナショナルカリキュラムや米国の地理教育教材の中に含まれる観光教育目標や具体的な教材の収集を分担者が手分けして調査した。創立100年を迎えた記念大会が開催された全米地理教育学会において調査した報告では、小学校の観光教育体系の手掛かりや優れた地図映像教材を見出した。また、ハワイ州において中等学校段階における観光教育実績がどの程度展開されているか、ハワイ・ツーリズム・オーソリティという組織が関与する学社連携の事業(観光人材育成)の展開に関しても現地でインタビュー調査を実施することができた。ホノルルにある日本文化センターにおいては現地理解教材の書籍や日系人移住の歴史に関するDVDも購入し、少しずつではあるが、観光教育の教材に関して収集を進めることができた。ビショップ博物館においてはポリネシア関係の文化に関する展示方法の中から、優れた観光教育的方法を知ることができた。国内で開催された地理教育や社会科教育関係、並びに総合的学習教育学会の学会大会において関連する発表を何本か見聞きし、さまざまな分野において観光内容や観光現象の教育的価値に関する成果を把握できた。科研費による成果と関連して、別件で沖縄県に出向いた機会に、地元の小学校社会科教師の団体が作っている観光教育研究会のメンバーとの交流や沖縄県コンベンションビューロー関係者、琉球大学観光産業科学部の教員などとの成果に関する情報交換も行った。予定していた海外調査や国内における事例収集も実施できた。文献収集もおおむね満足できる程度まで行っている。研究代表者である寺本は、沖縄県と高知県に出向き、観光教育の授業実践に臨んだ。沖縄では観光コンベンションビューローとも連携し、具体的な教材開発も進展し、観光マーケティング基礎や地図技能育成も盛り込んだ研究実績を得た。SGH指定校である那覇国際高校において新しい観光授業内容を盛り込んだ学習ワークを展開した。大西はGISと位置情報、ARを組み合わせたネットワークゲームであるPokemon GOやIngressを活用し地域の賑わい創出について調査するとともに、富山市中心市街地でのアクションリサーチを実施した。特に、位置情報を用いたネットワークゲームは街歩きのモチベーションを高めた。また、IGU地理教育委員会大会でいくつかの研究報告についての情報収集を行った。池は、ヨーロッパ各国の地理教育における観光的要素の活用の実態を調査し、ポルトガルの地理教育における観光の取扱いや食文化教材を調査した結果、ESDを重視した第9学年において観光開発と環境保全とのバランスに関する考察が重視されていることが明らかとなり、成果を『教科教育におけるESDの実践と課題』古今書院に発表した。志村は、学校教育現場における地図活用の促進による学習改善、世界地図・地球儀というグローバルな思考・行動を促す教材活用の検討と深い学びを生みだす教科用図書「地図帳」の活用検討を行った。さらに一般社会でも活用される地名辞典も調べた。永田は、世界遺産教育として、徳之島の高等学校において自然環境や観光地はどのような特色があるのかを踏まえ、地域の観光政策を考える地理実践を行った。田部は、リバプールに出向き、英国の観光地理教材の収集と研究を行った。本年のもう一つの実績では、ESDと観光との関連に関しても研究を進め、観光系学部教官との研究交流を寺本が日本観光研究学会に加入するなどして進めていることがあげられる。欧米の観光教育の現状をおおむね把握できており、それらを踏まえて具体的な観光教育の教材開発や実験的な授業開発に着手できている。とりわけ、沖縄県や高知県において地元の地理教材を活かした観光人材育成につなげていく教材開発が具体的に進展した。また、観光コンベンションビューローなどの関連機関との連携も生じつつあり、研究が社会的な貢献に結び付くことが予想される。研究分担者により児童生徒の観光題材に対する興味関心を引き出し、効果的な地図教材の活用なども盛り込んだ指導法に至るレベルまで研究が進展しつつある。また、欧米の地理教育の動向やESDの動きなどとの関連も押さえることができ、次年度の課題である観光教育のカリキュラム開発に向けて貴重な一歩を記すことができている。観光地理教育のカリキュラム立案を検討した。寺本は沖縄県石垣市と那覇市の公立小学校で地図帳を活用した学習(小5)やホノルルと那覇市の観光魅力の比較を経営学で多用されるSWOT分析表を組み込んだ思考ツールで授業(小6)を実施した。これまでの出前授業を通して、4年6年のカリキュラム立案が構築できた。池は、ポルトガル国を対象として、地理教科書を始めとする資料収集を行った。6年の教科「ポルトガル歴史・地理(文化遺産と観光)」、8年の「地理」、高校「地理A・C」(日光浴・温泉)において観光内容を見出した。経済として「観光」を扱う単元も存在し、観光客の動向、環境へのダメージなどESDの強い影響が認められた。GISソフトを活用する方法もまとめた。

志村はデジタル情報が氾濫する現代社会において,中学生が他国をどのような情報にもとづいて,認識しているかについて,アイルランドの研究者ワディントン博士(アイルランド国立大学)と国際研究を進展させ,その成果をイギリスの学会で共同発表した。永田は、鹿児島県徳之島で観光政策と観光教育の実態を調査し小学校において「われんきゃガイド」として,トライアスロンに参加した選手に地域のよさを伝えていく活動を調べた。地元高校において,「ふるさとの観光政策を考える」地理Aの出前授業(4時間)を行った。田部は,横浜市旭区の中学校における単元「身近な地域の調査」における観光資源の教材開発を行い、出前授業を実施し,大西とInternational Cartographic Conference(2017)A trial map and GIS class on junior high school with university collaboration in Yokohamaとして共同発表を行った。以上、国内外の事例収集と出前授業による教材の検証を進めることができた。学校教育における観光教育の理論的検討や教材レベルに下した研究を行った。小学校において沖縄県を中心に数校で出前授業を実施し、新たに開発した観光教育教材を用いて検証できた。特に、小学校社会科や外国語活動の一環として、観光情報や観光地を扱う学習を展開した。また、問題解決学習として児童生徒のグループ学習に対応した思考ツールを用いた。イギリスやポルトガル、米国の地理・地図関係学会においてもカリキュラム立案に資する資料を収集したが、観光教育としての体系的なカリキュラムは見つかっていない。中学校段階においては教科書中の教材の検討や地誌学習との関連性を検討した。高校では、SGH指定校で新規の教材を開発した。今後は、中等教育レベルにおける観光教育の内容を調査したい。また、北陸新幹線沿いのエリアに関する観光学習の教材開発や沖縄県を事例地に観光の授業を展開する予定である。研究分担者による課題意識を授業レベルにまで引き上げることが必要である。教材開発と実際の指導法も取り入れた授業づくりに至るまでには、開きがあるため、児童生徒の実態に応じた観光授業のための指導法の工夫が引き続き求められる。そのため、研究分担者全員が加入している日本地理教育学会(上越教育大学で開催予定)において新たに観光教育に関する実践的な教材開発のための研究グループ(申請済み)を設け、広く学会員などからの意見交換も取り入れつつ、最終年度のカリキュラム開発に向けて推進していく方策である。社会科教育調査によって収集した資料の整理に関する人件費・謝金が使用されていないので次年度使用分としたい。本年度は、いまだ海外調査や国内での実験的観光授業の展開のための旅費や物品費に使用する額が多く、人件費・謝金及びその他の支出費目が0となった。その理由としては、研究資料の整理に関する作業に伴う人件費・謝金は次年度に回すためである。
天水田イネ・陸稲における土壌ストレス要因と根系形質関連ＱＴＬの相互作用評価

フィリピン国内において未調査の、耐旱性に関わるイネ遺伝資源の広範な調査を行った。続いて、種々の水ストレス条件に対するイネの適応性において重要な役割を果たす根の形質として可塑性を同定し、その関連QTLを第6染色体上に同定した。さらに、各対象栽培地域における水ストレスの特徴を定点観測によって把握した上で、水ストレス条件の異なる地域での栽培試験を実施し、可塑性を有する品種/系統が、とくに土壌水分変動が特徴である、天水田で高い乾物生産を示すことを見出した。根の可塑性は土壌要因との間に強い相互作用を示し、また土壌硬度×土壌水分の相互作用が根系発達と吸水機能に強く影響を及ぼすことを定量的に明らかにした。フィールド実験で、PhilRice Central Experiment Station(CES)とPhilRice Cagayan Valley Experimental Stationの2カ所のPhilRice実験圃場と3カ所の天水田農家圃場(パンガシナン、ムニョス、イラガン)について、土壌水分や土壌硬度の測定や生育調査を行った。それらの実験結果から、場所によって降水量や土壌の性質など土壌環境に大きな違いがみられ、それによって生育や収量が大きく異なるという、大変興味深い結果を得た。フィリピンイネ研究所(Philrice)において、Line source sprinkler装置を作成した。そこで、これまでに収集、保存してきた品種・系統について、発育諸パラメータ、葉身水ポテンシャル、気孔伝導度、光合成速度、乾物重、収量の測定により、成長反応と、根系発育を評価した。これらの結果から、耐旱性の評価を行い、圃場試験用の有望系統(主としてDRS系統群)を選抜した。乾燥や降水のパターンが大きく異なるフィリピン国内の以下の地域で、Philrice本場ならびに、以下の支場における調査、試験を継続して実施した。1.パンガシナン州サンニコラス:天水田地帯。2.イサベラ州サンマテオ:天水田地帯。これらの地域の試験場ならびに農家圃場において、Philriceが所有している品種・系統の耐旱性と根系の機能的役割を評価した。その結果、土壌水分と硬度との間には相互作用が存在することが定量的に示され、根系発育の可塑性が大きい品種/系統が有利になる土壌環境条件の存在が示唆された。また、名古屋大学において、共通の材料を用いて、種々の異なる土壌水分条件に対する根系発育反応を評価し、日本晴/カサラス由来の染色体断片置換系統群から、土壌水分変動条件(0から-50KPaの間)に対して日本晴と比べ明らかに適応性の高いものとして選抜した、系統47番に関して、根の可塑性などの諸形質に関わるQTLを解析し、第6染色体長腕側に根への乾物分配に関わるQTL、第12染色体短腕上に側根発育に関わるQTLを同定した。フィリピンイネ研究所において、これまでに収集、保存してきた品種・系統に加えて、国際イネ研究所との共同研究において評価してきたOryzaSNPパネルから選抜した数品種、名古屋大学ならびにフィリピンイネ研究所で遺伝解析用に育成してきた系統から選抜した数系統について、乾燥や降水のパターンが大きく異なるフィリピン国内の以下の地域で、フィリピンイネ研究所(Philrice)本場(ヌエバエシハ州)ならびに、パンガシナン州サンニコラスとイサベラ州サンマテオの天水田地帯で、農家圃場において、耐旱性と根系の機能的役割を評価した。そして,2011年雨季、2012年乾季・雨季、2013年乾季の実験で得られた試料の計測、分析ならびにデータの解析を行った。その結果、土壌貫入抵抗値は土壌水分と有意な相互作用を示し、後者が低くなるに連れて前者が高くなった。乾物生産、総根長とキャノピー温度は、季節、場所ならびに品種・系統間との相互作用の影響を受けた。総根長は乾物生産と関係したが、その関係は、乾燥時の10-20 cmまたは20 - 30 cmの土層の含水率によってより強く規定された。キャノピー温度は、乾物生産と相関関係を示したが、その関係は乾季の方が雨季に比べて強くまた有意であった。これらの結果は、土壌水分変動条件下で、より大きな乾物生産を示した品種/系統は、利用可能な土壌水分が存在する層で根の可塑性を発揮し、それによって根長増加が起きた可能性を示している。とくに、20 - 30 cmの土層で、含水率が高くなり貫入抵抗値が低下した時に、可塑性が発揮された可能性がある。フィリピンイネ研究所において、これまでに収集、保存してきた品種・系統について、Line source sprinkler施設において耐旱性の評価を行い、圃場試験用の有望系統の探索を継続して行った。

また、乾燥や降水のパターンが大きく異なるフィリピン国内の以下の地域で、フィリピンイネ研究所(Philrice)本場(ヌエバエシハ州)ならびに、以下の支場における調査、試験を継続して実施した。1.パンガシナン州サンニコラス:天水田地帯。地形の起伏が大きい。乾季と雨季の降水量の差が明瞭(平均降水量乾季53.2 mm、雨季2323.0 mm)。2.イサベラ州サンマテオ:天水田地帯。地形の起伏が大きい。乾季と雨季があるが、サンニコラスほど降水量の差はない(平均降水量乾季644.3 mm、雨季1103.7 mm)。上記の圃場に加えて、ヌエバエシハ州のフィリピンイネ研究所内実験圃場において、それぞれが所有している品種・系統の耐旱性と根系の機能的役割を評価した。また、名古屋大学において、共通の材料を用いて、種々の異なる土壌水分条件に対する根系発育反応を評価した。その結果、天水田条件下の乾燥に対して、側根発育の促進によって根系表面積を増加させるにもかかわらず、地上部乾物重を著しく減少させる品種が存在することを見出した。国際イネ研究所において、プレッシャーチャンバー法によって、水通導性を測定した。また同時に供試品種であるOryza SNP品種群全20品種を用いた栽培試験を実施した。その結果、水通導性には統計的に有意な品種間差が存在し、さらに、マイルドな乾燥ストレス条件下で、根長、根系表面積を増加させたにもかかわらず、乾物生産が抑制された品種は、水通導性を低下させることを見出した。天候不順のため、2011年雨季作の圃場実験での,イネの生長が例年より悪く不作であった。したがって、その実験で得られるはずであった、約15品種/系統について、今年、繰り返して実施する必要があった。25年度が最終年度であるため、記入しない。2012年乾季における降水量が、例年になく極端に少なく、非常に強い乾燥ストレスがかかり、根系が可塑性を発揮する程度より格段に強い乾燥ストレス条件となった。また、同様に、根系サンプリングに際しては、地下水を汲み上げて土壌を湿らせて実施する予定であったが、一部の圃場で、地下水位が低すぎて汲み上げることができずに、根系サンプリングを断念せざるをえない事態が発生した。予定通り、2012年、2013年とも、雨季、そして可能な場合には乾季作の圃場実験を実施する。また同時並行で行っている、Line source sprinkler装置でによって選抜されてくる有望系統/品種を評価に加えていく。さらに、名古屋大学で育成しつつある、天水田イネ品種KDML105をバックグランドとした系統も評価に加える。また、圃場実験で得られた土壌水分ならびに硬度を再現しうる、容器を用いたモデル実験を、Philriceならびに名古屋大学で同時に並行して実施する。当初の予定通り、2013年の雨季ならびに乾季における圃場試験を実施し、3年間の圃場試験データを蓄積し、年次変動ならびに異なる降水量地域での試験結果から、遺伝子型×環境相互作用を評価する。土壌硬度と土壌水分率の関係についてはこれまでの調査では不明な点が多かった。そのため、最終年の実験ではこれまでの成果を踏まえたうえで、データ計測地点を大幅に増やすことによって、より詳細に変動を評価する。
特異な構造をもつヌクレオシドの化学合成と反応

DielsーAlder反応の新しいジエノフィルとして,ビニルホスホネ-トを開発し,シクロペンタジエンとのDielsーAlder付加体より還元条件下でのレトロアルド-ル反応を用いて炭素環Cーヌクレオシド前駆体の合成を達成した。また、ビシクロアシドの水素化ホウ素ナトリウムによる還元的アシド結合開裂反応を行い炭素環ヌクレオシドの一般合成法の開発に成功した。本手法を用いて各種新規炭素環ヌクレオシドを合成し,それらの中に顕著な抗HIV活性を有するBCAを見出した(金子)。グリコシル化反応に関して,ルイス酸の組合せ,あるいはルイス酸と銀塩の組合せにより生じるカチオン活性種が1ー0ーアセチル糖の活性化に有効であり,トリメチルシリルエ-テルをグリコシル化ドナ-とする触媒的0ーグリコシル化反応の開発に成功した。また,1ーヒドロキシ糖の活性化剤として,トリフェニルホスフィンオキシドと無水トリフラ-トの組合せが有効であることも明らかにした(向山)。ブレオマイシンの金属部位モデルにディスタマイシンを連結した化合物によりDNAのアデニン,チミンに富む部分を切断することが出来た(小林)。2'および3'に保護された2つのリン酸基をもつ合成ユニットを用いて分岐RNAの合成研究を行い,2'リン酸基が転移しないため立体障害をもつリン酸基のヌクレオシドの糖水酸基への導入反応を確立した。また核酸合成条件下におけるこれら立体障害をもつリン酸基の保護基の基本的な諸性質を明らかにすることができた。さらに,3',5'環状シリルエ-テル型の保護基の選択的脱保護には弱酸性条件下おこなうと、極めて選択的にリン酸基の転移は防げるという基礎的かつ重要な結果を得た(関根)。新規ヌクレオシド,DMDC,CNDAはマウス実験腫瘍ばかりでなく、ヒト固型腫瘍に対しても強い抗腫瘍性を示すことを見出した(佐々木)。
病気・障害・ストレスへの積極的対処と人生再構築に焦点化した健康社会学的研究

病・障害・ストレスと生きる人々において、様々な苦痛や困難がもたらされている現実とともに、よりよく生きようと苦痛・困難に日々対処し、生活・人生の再構築に努める懸命な営みがあることに着眼し、様々な病気・障害・ストレスと生きることを余儀なくされた人々を対象に実証研究と理論研究を行い、その成果は、英文原著17件を含む研究論文26件、国内外での学会発表60件、書籍2件に纏めて発表してきた。本研究では、病気・障害・ストレスに由来する様々な苦痛や困難に対処し、健康およびQOLの維持・回復とライフの再構築を図っていく過程、並びに、その成否を左右する対処能力や対処資源、支援環境について実証的包括的に把握解明することを目的として、初年度には、すでに得られている調査データの分析または2次分析を行うとともに、新たに幾つかの調査を実施した。調査データの分析・2次分析は、(1)薬害HIV感染被害者生存患者のライフとその再構築に関わる要因、(2)薬害HIV感染患者の最近7年間における健康・生活面の変化とその要因、(3)侵襲的人工呼吸器を装着した在宅ALS(筋側索硬化症)患者における苦痛・困難とそれへの対処並びにホープとの関連、(4)一般住民におけるホープとその関連要因、(5)関節リウマチを持つ日米男女におけるベネフィットファインディング、メンタルヘルスと社会関係、セルフケアとの関連、(6)主観的健康管理能力(PHCS)と杜会経済的地位との関連性、(7)口唇口蓋裂患者におけるライフの肯定に至るプロセスとその要因、(8)新卒新入社員のメンタルヘルスに就職前準備因子と社内サポートネットワークが及ぼす影響、(9)ストレス・危機対処能力SOCとその関連要因の都鄙間比較、(10)東大健康社会学版SOC3項目尺度の開発、について行った。新たな調査は、(1)SOCと従来型心理社会的健康資源間の関連並びにその都鄙間比較、(2)子どものSOC(CSOC)とその関連要因の日中台間比較、(3)クリニクラウン(臨床道化師)が入院がん患児の心理社会面に与える影響、(4)難病をもつ人々における新しい就業支援とキャリア再構築のプロセス、(5)日本人における精神障害(者)へのスティグマと「まなざし」の構造、(6)乳がんマンモグラフィ検診への参加意図と選好、(7)看護師が患者との対人関係において困難を感じる事態とその対処方略、(8)民間航空機客室乗務員の救命経験と教育及びサポートニーズ、(9)海外勤務後の離・転職者のライフ及びジョブストレスマネジメントと人生再構築、について行った。本研究では,病気,障害,ストレスに由来する様々な苦痛や困難に対処し,健康およびQOLの維持,回復とライフの再構築を図っていく過程,並びに,その成否を左右する対処能力や対処資源,支援環境について,実証的包括的な把握解明と理論化,理論開発が目指されている。そのため,第2年度には,以下のような実証研究と理論研究を行った。実証研究は,薬害HIV被害者生存患者とその家族の困難と対処と人生再構築,薬害HIV感染患者におけるSOCがその後のQOL等に及ぼす影響,職業をもつIBD患者の困難と職業生活適応過程,関節リウマチをもつ人々の困難および対処と人生再構築ならびにその関連要因,口唇口蓋裂患者の社会関係の発達と家族との相互作用,慢性疾患セルフマネジメントプログラムが患者の病気への積極的対処と人生再構築を促進する過程,精神障害者への日本社会の態度とスティグマ,中壮年期の男女労働者におけるワークライフバランスの規定要因と疲労,ストレスへの影響,SOCと従来型心理社会的対処資源との関係,クリニクラウンが入院がん患児の心理社会面に与える影響,難病をもっ人々における就業支援とキャリア再構築のプロセス,乳がんマンモグラフィ検診への参加意図と選好,といったテーマでそれぞれ調査,分析,論文化が進められた。理論研究は,健康生成論とSOC研究のレビュー,健康生成モデルと社会モデルに基づく新しいストレス研究の創成,「健康への力」に関する理論開発,の各々をテーマにした研究会が定期的にもたれる彰で進められた。焦点は,健康生成論とストレス対処能力概念SOC及びその類似概念とストレス関連成長概念とにあり,それらを保健医療社会学的理論及び概念として組み入れることにあると考えられた。病気・障害がもたらす苦痛や困難とともに、それらへの積極的対処と人生再構築に光を当てだ研究では、まず第1に、薬害HIV被害者生存患者とその家族の20年間を対象とした研究があり、国内学会への発表は多数、国際学会への発表エントリーも多数行えたが、国内外学術誌への発表はまだ2件程度で、多数が来年度に持ち越さ:れた。第2に、職業をもつIBD患者の困難と職業生活適応過程に関する研究、関節リウマチをもつ人々における困難と対処ならびにその関連要因に関する研究、心身に障害を抱えるホームレスの人たちのサポートネットワークと健康関連行動に着眼した研究の3件については、やっと英文原著論文として採用された。

第3に、口唇口蓋裂患者における〈生〉の肯定が社会関係の発達と家族との相互作用を通じて得られていく過程をまとめた研究は、国内学会への発表と国際学会への発表エントリーは済み、英文誌への投稿論文は審査中である。ストレッサー対処に関するテーマでの研究では、第1に、精神障害者への日本社会の態度とスティグマに関する研究、「障害者への社会のまなざし」を偏見・差別以外の角度からも明らかにすることを試みた研究とも、和文雑誌への投稿・掲載に漕ぎ着けた。第2には、中壮年期の男女労働者と看護師のそれぞれを対象とするワーク・フナミリー・コンフリクトの規定要因と疲労・ストレスへの影響に関する研究とも両立支援文化や風土の重要性を明らかにしてくれる貴重な研究となった。前者の研究は英文原著論文として掲載され、後者の研究は国際学会にエントリーされた。第3に、ストレス対処・健康保持能力概念SOCに関しては、慢性疾患セルフマネジメントプログラムの受講患者数百人に対する1年に及ぶ追跡研究、高校生の「生きる力」に繋がる生活探しと題する縦断調査研究、薬害HIV感染生存患者におけるSOCがその7年後のQOL等に及ぼす影響に関する追跡研究、全国一般住民サンプルを用いた生活ストレッサーの進行過程におけるSOCの効果に関する横断研究の各データを用いた、世界でも初めての知見を得てきているが、投稿は国内外とも来年度に持ち越された。
腸管機能獲得に関わる因子の遺伝学的解析

ショウジョウバエの中腸中央部には銅吸収細胞と間質細胞が交互に存在する領域があり,銅吸収機能と酸分泌機能を担っている。転写制御因子Dveの2種類のアイソフォーム(Dve-A,Dve-B)の発現が,細胞種・時期特異的に極めて厳密に制御されることで,これらの中腸機能の制御に関わることが明らかとなった。また,RhoファミリーGTPaseやV-ATPaseの活性が,細胞種特異的に要求されることも明らかとなった。ショウジョウバエ中腸の銅吸収細胞(copper cell)は明確な細胞極性を持つ。腸管内腔側(アピカル面)はフラスコ状に陥入し,表面はアクチン束からなる微絨毛で覆われている。Rho fcmily GIPaseはアクチン細胞骨狢や細胞内極性の制御に関わる重要な因子であるため,優性阻害型(ドミナントネガティブ型)Rho GTPaseを細胞種特異的に誘導し,腸管機能への影響を調べたところ,銅吸収機能にはDcdc42の活性が問質細胞で要求され,酸分泌機能にはRho1の活性が問質細胞で要求されることが明らかとなった。銅吸収機能の獲得に必要なNotchシグナルとDcdc42の上下関係を調べた結果,Dcdc42が下流に存在し,Dcdc42の適切な活性レベルが機能獲得に重要である可能性が示唆された。また,銅吸収細胞において発現する遺伝子スクリーニングの結果,プロトンポンプV-ATPaseのサプユニットをコードするvha16遺伝子に注目し,vha16::GFP発現系統,vha16-dsRNA発現系統を樹立した。vha16-dsRANを細胞種特異的に発現させて遺伝子機能阻害を行った結果,vha16活性は,酸分泌機能には銅吸収細胞と問質細胞の両方で必要であり,吸収機能のためには銅吸取細胞で必要であった。この結果は,V-ATPaseが銅吸収細胞アピカル面の微絨毛に集積してプロトンポンプとして機能する以外にも,エンドソーム経路などを介して腸管の機能制御に深く関わっていることを示している。ショウジョウバエdefectiveproventriculus (dve)遺伝子からは,dve-A (4.9kb)とdve-B (3.5kb)の2種類のmRNAが転写される.Dve-A, Dve-Bタンパク質は共通してコンパスドメイン(CMP)と2つのホメオドメイン(HD)を有しており,Dve-Aにのみヒスチジンとグルタミンに富んだ領域(HQ)が存在する.dve-A欠失変異体(dve^<E131>)およびRNA干渉(RNAi)を用いて,それぞれの発現パターンと腸管機能分化における要求性を調べた。胚期の前胃予定領域ではDve-B,中腸予定領域ではDve-Aがそれぞれ発現していた.1齢幼虫期になると,前胃ではDve-A,中腸間質細胞ではDve-B発現(dve-Bのエンハンサー活性を皮映するdve^1-lacZ発現)への変換が認められた.興味深いことに中腸の銅吸収細胞(copper cell)では1齢幼虫への孵化前後にDveタンパク質発現は一時的に抑制され,再び発現の回復が見られた.このcopper cellではdue^1-lacZ発現(dve-B活性)は検出されないことから,幼虫期に検出されるDveタンパク質はDve-Aであると考えられる.また,dve-A欠失変異体ではcopper cellにおいてdve^1-lacZが異所発現することから,中腸copper cellではdve-B発現への変換がDve-Aによって積極的に抑制されていることが明らかとなった。時期特異的なRNAi誘導実験から,このdve-B発現抑制には胚期におけるDve-A活性が必要であること,胚期のDve-A活性は中腸機能獲得にも必要であることが明らかとなった。ショウジョウバエDveタンパク質は2個のホメオドメイン(HD))と1個のCOMPASSドメイン(CMP)を持つ。CMPは脊椎動物のクロマチン構造変換因子SATBとの間に高い相同性が認められる傾域である。dve遺伝子からはdve-A (4.9kb)とdve-B (3.5kb)の2種類のmRNAが転写される。Dve-A,Dve-Bタンパク質は共通してCMP腰と2つのHDを有しているが,Dve-Aにのみヒスチジンとグルタミンに富んだ傾域(HQ)が存在する。dve-A欠失変異体(dve^<K181>)およびRNA干渉(RNAi)を用いた解析から,2種類のDveアイソフォームの発現は暢の細胞種および時期特異的に極めて厳密こ制御されていることがわかった。そこで,dve-A,dve-Bを異所的・異時的に強制発現させ,その効果を検討した。胚期の中腸では主にDve-Aが発現しているが,孵化直前にはその発現が抑制される。

このdve-A発現抑制を阻害すると銅吸収,酸分泌の機能がともに低下した。また,胚期にdve-Bを過剰発現させると,中腸形態が著しく乱れた。幼虫期間質細胞ではDve-Bへのアイソフォーム変換が起きるが,このとき御dve-Bを過剰発現させると酸分泌が低下した。幼虫期copper cellではアイソフォーム変換が抑制されるためDve-Aが発現しているが,dve-Bを強制発現させることによって銅吸収が阻害された。このように,中腸細胞の機能期待にはDveのアイソフォーム変換が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
南極雪氷試料に含まれる粒子状物質の微量無機成分を指標とした発生源推定に関する研究

南極雪氷試料の粒子状物質に含まれる微量なストロンチウム、ネオジム同位体分析手法の研究を行った。また、南極雪氷試料に含まれる微量硫黄化合物(メタンスルホン酸等)の化学種別の同位体分析手法の研究を行った。それらの手法を用いて、南極雪氷試料中に含まれる無機元素および化合物の濃度および同位体比の分析を行こない、南極高緯度地域の物質循環に関する知見を得た。南極雪氷(表面積雪および氷床コア)に含まれる粒子状物質の発生源には、大陸、火山、海洋、生物、宇宙などがある。無機元素あるいは化合物の濃度や同位体の分析を行うことで、粒子状物質の発生源やその寄与の大きさに関する情報が得られる。そこで、高緯度地域の物質循環の理解を深めるために、南極雪氷試料中に含まれる無機元素および化合物の濃度および同位体比の分析を行った。南極雪氷試料に含まれるストロンチウム、ネオジムの同位体分析法の確立を行った。元素の同位体分析を行う場合は、質量数が等しく原子番号の異なる原子種(同重体)の分光学的干渉を避けるために、目的元素の単離が必要となる。南極雪氷試料は汚染無く試料確保することが難しく、試料に含まれる元素濃度は非常に低い。そこで、目的元素だけを抽出できる樹脂を用いたカラムを準備し、微量なストロンチウム、ネオジムの同位体分析に特化した試料前処理法を開発した。南極雪氷試料に含まれる硫黄化合物(メタンスルホン酸等)の化学種別の同位体分析法の確立を行った。南極雪氷試料に含まれる大部分の元素および化合物濃度は低濃度である。また、分析に使用できる南極雪氷試料の量は限られている。そのため硫黄化合物については、イオンクロマトグラフを改造して分取装置を作成し、微量な硫黄化合物の単離、濃縮を可能にした。さらに既存の質量分析計に元素分析計を接続し、微量な固体の硫黄化合物の同位体分析を可能にした。南極雪氷に含まれる粒子状物質の起源には、大陸、火山、海洋、生物、宇宙などがある。そこで、南極高緯度地域の物質循環の理解を深めるために、南極雪氷試料に含まれる無機元素および化合物(陽・陰イオン)の濃度および同位体比の分析を行った。またこれらの試料について、固体微粒子濃度の分析をあわせて行った。南極雪氷試料に含まれるストロンチウム、ネオジム同位体の分析を行った。そこで、微量なストロンチウム、ネオジムの分析に特化した試料前処理法を用い、同位体の分析を行った。元素濃度の測定は四重極型誘導結合プラズマ(ICP)質量分析計、同位体比の測定は磁場型ICP質量分析計を用いて行った。南極雪氷試料に含まれる硫黄化合物(メタンスルホン酸等)の化学種別の同位体の分析を行った。南極雪氷試料に含まれる大部分の化学種の濃度は低濃度である。そのため硫黄化合物については、イオンクロマトグラフを改造して分取装置を作成し、目的成分の単離、濃縮を行った。さらに磁場型質量分析計に元素分析計を接続し、単離した目的成分(液体または乾固させたもの)の同位体比の測定を行った。分析化学当初の計画に加えて、他の化学種に関する分析法の開発も行い、計画以上の項目について進めている。南極雪氷試料の微量元素、化合物の濃度分析および同位体分析を継続する。水安定同位体比、陽・陰イオン濃度、固体微粒子濃度の分析項目について、分析未実施の場合はすみやかに行う。また取得したデータを検証し、環境中濃度の解析から発生源を推定するレセプターモデルによる解析が可能になるよう、必要なデータを効率よく取得する。業者の在庫不足により納期が間に合わなくなった物品があったため。関係する分析は次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとする。
通信ネットワーク利用のための教育交流支援ツールの開発

国際社会に適応した人材を育成するには、語学力を身に付けると共にコミュニケーション能力が要求される。しかし、英語を母国語としない国同士での語学交流では、言語的障壁が高い。本研究では、遠隔地間コミュニケーションを円滑にするための教育支援ツールの構築を目指した。通信ネットワークを利用した遠隔交流では、距離を克服できることから定常的国際交流に適しており、特に学生同士の交流ではそのモチベーションが格段に上がる。日本人学生はその文化的背景もあり自分の意見を表現しようとしない傾向にあり、国際交流において大きなハンディになっている。これを排除する第一歩が、議論内容の的確な把握である。外国語での交流に慣れていない学生が内容を十分理解できるように、言語的に支援する工夫が必要である。本研究では、遠隔コミュニケーションにキーワードを利用する手法を提案した。話者がキーワードを提示し、聴衆側で翻訳や画像など関連情報を提示する。これにより、話の内容が理解しやすくなると共に、議論のテーマや論点が明確になりやすいと期待される。本手法を実現するため、拡張現実感技術を応用することにより、遠隔地間で交換する映像に含まれるキーワードを検出し、その翻訳や画像、三次元モデル、音など関連情報を提示する支援ツールを開発した。使い方として、一人の講師と複数の学生(異なる母国語を持つ)が遠隔コミュニケーションすることを考慮して、システムをサーバ・クライアント構成にした。また、システムを安定化させるための文字検出精度の向上、様々な学生に対応するための提示語句形態の多様化を図った。遠隔コミュニケーションでマルチメディア・コンテンツを効果的に扱うためのインタラクション手法について調査し、まとめた。国際社会に適応した人材を育成するには、高い語学力を身に付けると共にコミュニケーション能力が要求される。本研究では、遠隔地間コミュニケーションをターゲットにした教育支援ツールを開発する。通信ネットワークを利用した遠隔交流は、距離を克服できることから定常的国際交流に適しており、特に学生同士の交流ではそのモチベーションが格段に上がる。本年度は、拡張現実感技術を応用することにより、提示されたテーマやキーワードがリアルタイムに母国語で表示される支援ツールのプロトタイプを開発するため、次の2つの課題を並行して進めた。(1)組み合わせ検索マーカを含む映像を画像処理することにより文字を検出し、単語として認識するモデルを構築した。照明環境が良く、マーカが正面に提示される条件であれば、高い認識率を実現できることがわかった。(2)変換リスト検出した単語情報を基に、複数の他言語(英語、タイ語など)に変換するリストを試作した。まず、平仮名の初期文字を対象として、日常会話に用いられる単語を中心に取り上げた。教育支援ツールに必要な機能として、外国語での交流に慣れていない学生が内容を十分理解できるように、言語的に支援することが必要である。そこで、提示されたテーマやキーワードがリアルタイムに母国語で表示される翻訳機能を構築する。昨年度までの研究結果から、語学支援ツールの単語認識の円滑化には、文字検出精度の向上及び提示語句形態の多様化が必要であることがわかった。そこで、本年度は以下の研究を並行して進めた。さらに、付加的提示情報は言語だけに留まるべきか、3Dコンテンツも含まれるべきか検討するための調査を実施した。

(1)文字検出精度の向上マーカに含まれる文字検出精度を改善するため、語学支援ツールの単語認識部に光学文字読み取り機能(OCR)ライブラリを実装した。これにより、文字単体だけではなく単語として認識することによる精度向上が見込まれると共に、マーカ登録作業の軽減にもつながった。(2)提示語句形態の多様化語学支援ツールの情報提示部にWeb Browserを利用した。これにより、Web Browserがサポートするファイルの再生が可能になった。マルチメディア・データの多様な形態に対応し、利用者がすでに持っているデータを再利用する環境を整備した。(3)3Dマルチメディア教材及び素材の調査大学間衛星ネットワークの担当者を通した大学関連教員に対して高等教育の授業などにおけるマルチメディア教材の利用実態や三次元教材の必要性を調査した。その結果、マルチメディア教材の必要性が認識され、実際に利用されてきていることがわかった。国際社会に適応した人材を育成するには、優れたコミュニケーション能力が要求される。しかし、遠隔教育では、そうした能力の育成が難しいと考えられてきた。本研究では、遠隔コミュニケーションを目的にした教育支援ツールを開発する。通信ネットワークを利用した遠隔交流では距離を克服できることから、様々な人とのコミュニケーションが可能になる。日本人学生は、その文化的背景もあり自分の意見を表現しようとしない傾向にある。これを排除する第一歩が、議論内容の的確な把握である。学生が内容を十分理解できるように支援する必要がある。本研究では、拡張現実感技術を応用することにより、提示されたキーワードが実時間表示される支援ツールを構築した。これまで、文字検出機能の構築、提示語句形態の多様化及び3Dマルチメディア教材・素材の調査を行ってきた。準備的実験から、遠隔コミュニケーションでの多地点接続が重要な要素であることがわかった。(1)サーバ・クライアント構成遠隔コミュニケーションにおいて、一人の講師と複数の学生が多地点接続する場合、システムのサーバ・クライアント構成に配慮する必要がある。映像音声は既存のビデオ会議システムで送受信され、支援情報の交換にはインターネットが利用されるという環境を想定して構成した。(2)提示語句形態の多様化マルチメディア・データの多様な形態に対応するため、Web Browserがサポートするファイルの再生だけではなく、既存のplug-inも利用可能にした。(3)マルチメディア・インタラクションの調査開発したプロトタイプでは、3Dマルチメディア・コンテンツを扱う。支援ツールとして遠隔コミュニケーションに利用するためには、そのインタラクション手法が効果的でなければならない。
重金属循環における生物制御システム開発

本研究の目的は,重金属循環における生物学的制御システムを開発することにあり,細菌を用いた重金属制御と耐性植物の育成から成る。前者に関して本年度は,生物学的な6価クロムの環元,水銀感受性菌の利用,および生物学的鉱物化作用に関する検討をした。6価クロム処理に関しては,クロム耐性菌を応用するための最適環境条件をまとめると共に,流加培養型バイオリアクターの開発を行った。水銀感受性菌は,水銀の取り込みを支配しているmer-T遺伝子を大腸菌にクローニングして得た。この菌を利用して低濃度有機排水からの水銀除去の検討を行った。生物による金属の結晶に関しては,コンクリート微生物腐食の際のジャロサイト,およびジプサムの生物学的結晶化に関する検討を行い,微生物又は有機物を核として結晶化が進むことがわかった。耐性植物の育成に関しては,植物の重金属耐性機構,重金属耐性植物の作出,その環境適合性および安全性の検討を行った。重金属耐性植物に関しては,重金属ストレス下で生成される誘導タンパク質の遺伝子の解析を行った。また,Cdに関しては,植物体内に生成されたSH化合物によって解毒されることがわかった。重金属耐性植物の作出に関しては,鉄酸化細菌の水銀耐性遺伝子とタバコに導入した。また,水銀耐性植物を野外に放出した場合を想定して,環境への影響評価を試みた。