hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
終戦直後の新聞小説の研究―織田作之助を中心に

このような分析を通じて、当時の新聞小説の特徴と社会的役割を明らかにすることが目的であった。具体的にはこれまでに、織田や太宰治が地方紙に発表した新聞小説について、初出紙面を踏まえた分析をしてきた。その過程で、吉川英治や大佛次郎が全国紙に発表した作品との比較も行った。当時の新聞小説の連載状況に関する調査結果もwebにアップした(終戦直後の新聞小説年表)。最終年度に研究会で発表し、論文化した「織田作之助『土曜夫人』論ー「読売新聞」を手がかりに」は、このような研究の集大成となるものであった。この論文では、1945年9月から1946年12月にかけて、地方紙に3篇の新聞小説を発表した織田が、いよいよ中央の大新聞に連載した作品を分析した。織田は、紙面の他の記事や広告と関係づけたり、その土地の固有名詞や話題を次々に登場させたり、メタフィクション的な構造にして読者との距離を調節したりといった、地方紙で大きく成功した手法を東京の大新聞でも用いていた。そのために成果のあがった面はありながらも、失敗した面もあることがわかった。織田は新聞小説で、文学的な形式上の実験と、一般の読者を楽しませる内容との両立を試みていた。芸術性と大衆性との架橋は、昭和初期に広津和郎や横光利一が、また後に多くの戦後派の作家たちが試みたことでもあった。ただ、物資と輸送力の不足で2面しかなかった終戦直後のごく限られた紙面においては、またGHQの方針によって地方の新しい新聞の発展が奨励されていた時期においては、読者を慰安し、かつ新鮮な内容を含んだ小説が特に強く求められていたと言える。そのような状況の中で、織田の方法は特筆されるべき成果をあげていたことがわかった。本研究では終戦直後の新聞小説の実態を研究した。衣食住にも事欠く時代に、それでも購読者の期待に応える形で連載された文学作品には、どのような特徴があるのか。1945年から1946年にかけて連載小説を4作書いた織田作之助を中心に分析した。作之助は「京都日日新聞」「大阪日日新聞」などの京阪の地方紙を中心に、記事や広告を活用した作品を書いていた。結果、連載当時の紙面には創作欄だけに留まらぬ面白さを備えた作品が成り立っていたこと、作之助が新聞小説という形式を問い直す試みをしていたことがわかった。平成26年度内に2本の論文と4度の口頭発表(講演を含む)を行い、研究の具体的な成果を世に問うことができた。また、次年度にも既に1本の論文の発表が決定している。平成26年度に考察する予定であった織田作之助の2つの新聞小説については、論文にするまでには至らなかったものの、口頭発表で考察を発表することができた。一方、平成27年度に考察する予定であった太宰治の新聞小説については論文にすることができた。このように目下の研究対象について多少前後するところはあったものの、研究全体としては問題なく進んでおり、おおむね順調に進展していると判断した。以下の4つの方面から研究を推進する予定である。(1)織田作之助の新聞小説として分析を終えていない『土曜夫人』について分析する。分析にあたっては、これまでの織田の新聞小説を読解する際と同様に、紙面全体との関わりに注視する。(2)織田作之助以外の作家の手になる新聞小説を分析する。具体的には、高見順の新聞小説を想定している。高見の小説を分析したうえで、織田や、前年度に集中的に分析した太宰の新聞小説はもちろん、この時期に全国紙で人気を博した石坂洋次郎『青い山脈』などと比較する。(3)終戦直後の新聞における文芸記事を調査する。
幼年児の科学学習コンピテンスの再評価とその教育適時性に関する理論的・実証的研究

本研究では,平成16年度は,日米の幼年児向け科学学習カリキュラムにおける内容の学年配当や教材配列の分析を中心に行った。日本の小学校学習指導要領と全米科学教育スタンダードや理科教科書を比較したところ,両国間で学年配当や教材配列に大きな違いが見られた。例えば,重力やエネルギーといった日本では中学校段階で導入される科学概念がアメリカではすでに幼年児段階で紹介されていた。実際の使い方に違いがあるとはいえ,小額3年生向けの日本の理科教科書の総ページ数は,米国のものの約1/6であった。科学教育を幼児教育の中心に据えた米国のサイエンス・スタートや,プロジェクトを実践の中心に据えたイタリアのレッジョ・エミリアのように興味深い実践例も見られた。諸外国の幼年児向け科学学習カリキュラムで,主に3歳から8歳までの子どもを対象とした組織的な取り組みで特に興味深いものとして,米国のプロジェクト・スペクトラムが抽出され,日本の小学校理科学習指導要領と詳細な比較が行われた。今回分析を行った同年齢段階の子ども向けの諸外国の科学学習カリキュラムの到達点から考えると,我が国において幼年児の科学学習コンピテンスをいっそう高めるような科学教育は十分に可能であろう。求められるべきなのは,子どもの自発的な活動に基づきながら,しかも同時に子どもの科学学習可能性を高めていくにはどうしたらよいのかという発想である。幼年児特有の統合的な遊びや,生活の中の自然環境を通しての学び,他者との共同による学びとして,プロジェクト型の活動は大きな意味を持っていると思われた。最近では,認知発達研究において新たな見解が次々に示されており,その中には,子どもの科学概念の獲得と変化に関するピアジェの理論に対する挑戦となっている研究が数多く見られる。本研究では,今年度,ピアジェが具体的操作期とみなした年齢層の子どもたちを中心に,近年の研究成果に基づき,幼年児の科学学習コンピテンスの再評価を中心に行った。ピアジェが具体的操作期や前操作期,感覚・運動期とみなした幼い子どもたちが有する科学的な有能性を示す研究は1980年代より世界中で続々と提出されている。それらの成果をレビューしたところ,今日の研究成果として,素朴物理学,素朴生物学のような大まかな「領域」を子どもの初期の認知や思考に想定することが可能であり,子どもたちは,発達の極めて初期から,特定の領域に関して抽象的な科学的思考を行うことが可能であると言えた。ただし,より年長の子どもや成人を対象とした研究より,特定の領域内での論理的な科学的思考は,その領域固有な科学知識・言語・経験に依存するため,個人差や領域の違いによる影響が指摘されていた。上記作業に関連して,科学教育カリキュラム研究分野で著名なピーター・フェンシャム教授(当時客員教授として在日中)を招聘し,子どもたちの科学学習有能性や教育適時性の問題について,多面的に検討を行った。その成果の一部は,海外の学術雑誌及び文部科学省編集雑誌に掲載され,国内外の関連学会や関係諸機関に公表された。続いて,本研究では,日米初等理科カリキュラムや教科書を例に,その学年配当や学習内容に関して,詳細に比較・検討を行うと同時に,韓国のプロジェクト学習や,米国のサイエンス・スタート,イタリアレッジョ・エミリア・アプローチのように,科学教育を幼児向け教育活動の中心に据えた興味深い実践例に関する資料を収集,分析し,現在これらの成果を発表準備中である。
エバネセント波励起蛍光法による低親和性自己抗体検出の試みと肺癌の早期診断への応用

エバネセント波励起蛍光法を用いて多種の腫瘍関連自己抗体(TAAb)を同時測定し,臨床的意義を検討した.乳癌患者において,本法による抗p53抗体陽性率はELISA結果の1.7倍高率となり,本法の優位性を確認した.また,抗CEA,抗HER2抗体など多くの腫瘍関連抗原に対するTAAbも同時に検出された.早期肺癌患者からも多種のTAAbが検出され,グロブリンクラスはIgGおよびIgM型が混在した.IgGおよびIgM型別TAAbの同時検出と平行し,多種のTAAbを同時測定することで診断感度は約70%まで上昇した.癌の早期発見に対し,多種のTAAbを容易に同時検出できる本システムの有効性が期待される.1.エバネセント波励起蛍光法(EN法)による抗p53抗体測定の確立と診断感度:平成24年度の研究実績により,エバネセント波励起蛍光法(EN法)による抗p53抗体の検出は,現行法であるELISAより高感度である可能性を示唆した.平成25年度は,その測定条件を最適化・確立し,新たに抗p53結果がELISAで既知の乳癌患者に対しEN法で測定した.乳癌と診断された64例で,抗p53抗体のELISA(北里大学病院臨床検査部データ)とEN法結果を比較すると,ELISA陰性例54例中9例(16.7%)がEN法では陽性となった.ELISA陽性例10例は,EN法でも全例陽性であった.現行ELISAでの乳癌陽性率は18.3%であり(Cancer, 97: 682, 2003),陰性率は81.7%となる.この陰性例のうち16.7%が陽性となる可能性を今回の結果は示唆し,陽性率が13.1%(81.7×0.16)上昇する.最終的な乳癌の陽性率は31.4(18.3+13.1)%となり(今回64例での陽性率は29.7%(19/64)),EN法はELISAの1.7倍の診断感度を推定される結果を得た.2.結果解離例の組織免疫染色:EN法のみ陽性のELISAとの結果乖離例で,組織の免疫染色が可能であった6例すべてで組織中のp53タンパクの異常発現が確認された.3.抗p53抗体以外の腫瘍関連自己抗体の同時検出:ER,PgR,HER2,CEA,CYFRA,CA15-3に対する抗体も同一患者で多種同時測定し,CA15-3やPgR,HER2,CEAに対する抗体も14.120.3%の割合で検出された.抗体陽性は患者間で異なり,同時測定6抗体のうちどれか一つ以上が陽性となった患者の割合は45.3%に及んだ.4.特許出願:結果を基に,関連技術で2件の特許申請を行った(特願2014ー048169,084841).エバネセント波励起蛍光法を用いて多種の腫瘍関連自己抗体(TAAb)を同時測定し,臨床的意義を検討した.乳癌患者において,本法による抗p53抗体陽性率はELISA結果の1.7倍高率となり,本法の優位性を確認した.また,抗CEA,抗HER2抗体など多くの腫瘍関連抗原に対するTAAbも同時に検出された.早期肺癌患者からも多種のTAAbが検出され,グロブリンクラスはIgGおよびIgM型が混在した.IgGおよびIgM型別TAAbの同時検出と平行し,多種のTAAbを同時測定することで診断感度は約70%まで上昇した.癌の早期発見に対し,多種のTAAbを容易に同時検出できる本システムの有効性が期待される.(1)エバネセント波励起蛍光法(EN法)による抗p53抗体測定:まず(EN法)による,抗p53抗体測定条件の最適化を図った.試行錯誤の末,基盤吸着p53蛋白濃度は10ug/ml,吸着量は4nl,患者血清は100500倍,標識抗体は100倍希釈で患者血清の希釈系列に則した結果が得られるようになった.(2)乳癌患者における抗p53抗体のEN法およびELISA法結果との相関分析:乳癌患者24例についてEN法で抗p53抗体を測定しELISA結果と相関分析を行った.R2 = 0.540と低い相関となった.この要因は4例がELISA法低値,EN法高値と乖離した結果に拠るものと考えられた.同時に測定した9例の健常者の平均+2SD値よりこれら4例はすべて高値であり,EN法では陽性と判定できる可能性(測定健常者数が少ないので参考値)があり,ELISA法での結果はすべて基準上限以下の陰性であった.(3)洗浄による低親和性抗p53抗体の抗原からの剥離:EN法はその測定原理からB/F分離を必要としないが,(3)の実験に意図的に洗浄操作を加えて再度(3)と同様の相関分析を行ったところ,R2 = 0.944とELISAと良好な相関が得られた.(4)平成24年度研究実績のまとめ:EN法による抗p53抗体測定条件を決定した.ELISA法高値検体はEN法でも高値を示し,健常者はEN法でもすべて低値であったが,ELISA法とEN法で結果の乖離例が認められた.乖離は全例ELISA法陰性,EN法陽性であり,診断感度が低いと云われている抗p53抗体検査の感度を,EN法は飛躍的に上昇させるかもしれない.

洗浄操作を加えるとEN法でも低値化(陰性化)することを確認した.洗浄を行っても結果に変化が認められない症例や,低下が1/2程度の症例なども確認されたことから,患者間・患者内で親和性の異なる抗体の混在が示唆された.EN法の優位性:エバネセント波励起蛍光法(EN法)による抗体測定法を新規構築し,抗p53抗体検出に関しELISAと陽性率比較を行ったところEN法が1.7倍高値となった.B/F分離が必要ないことで低親和性抗体も検出され,それが陽性率の改善に繋がったと考える.結果:ステージ1の初期肺癌患者では,IgG型自己抗体の陽性率が最も高値だったのは,CA15-3およびPSAの25.0%であり,上記19種のうちどれかひとつでも自己抗体が陽性だった割合(感度)は46.4%であった.健常者ですべて陰性だった割合(特異度)は74.5%だった.一方,IgM型抗体で最も高率だったのはERの32.1%,次いでNSEの21.4%であり,感度は42.9%であった.特異度は78.5%だった.IgG型およびIgM型を併せた感度は75.0%であり,特異度は71.4%だった.ステージ3-4の肺癌患者のIgG型では,CEAの20.0%が最高値,次いでMUC-5Bの16.0%であり,感度は44.0%であった.初期肺癌患者でも,IgGおよびIgM型腫瘍関連自己抗体を同時検出することで75.0%と高い感度が得られた.ただ特異度が71.4%と十分とは言えず,女性でもPSA抗体陽性など非特異反応と思われるものも認められた.感度を保ちつつ特異度が上がる組み合わせを,更に模索していきたい.病態検査学平成25年度では,EN法による抗p53抗体測定法の最適化が完了し,24年度に続いてELISAと比較し有用な抗p53抗体測定法であることが確認できた.ELISAとの相関分析でもELISA陽性例とでは良好であり,量的な相関関係に加え,両方法で陽・陰性結果の解離は一例も認められなかった.一方,7種の乳癌関連の腫瘍マーカーに対する自己抗体を同時測定したところ,抗p53抗体が陰性でも他の自己抗体が陽性である患者を確認できた.EN法でのアレイに固相する抗原濃度や血清希釈倍率などの測定条件も抗p53抗体測定と同一でよく,多種の抗腫瘍関連自己抗体を同時に検出する技術を得ることができた.腫瘍関連自己抗体の検出に関しては既に多くの報告があるが,それらのほとんどがELISAによるものであり,それでも多種の自己抗体の同時測定を勧めている(Int J Cancer, doi:10. 1002/ijc.28807, 2014[Epub ahead of print]).本研究結果によるEN法のELISAに対しての優位性を考慮しつつ,操作法の上でも,固相使用抗原量(標準的なELISA;110μg/mlを100μl,EN法;110μg/mlを4nl)は格段に少量で済み,且つ検査使用患者血清量(標準的なELISA;10倍希釈を100μlで1テスト,EN法;10倍希釈を100μlで同時に135テスト)も圧倒的に少量で実施でき,しかもそれら多項目が同時に測定可能となる.最終目的である肺癌患者に対する腫瘍関連自己抗体の測定は平成25年度中に実施できなかったが,EN法評価の基準となる現行抗p53抗体測定法であるELISAとの比較で,多種同時測定も可能となった研究成果は大きい.最終年度である26年度で,当研究室でストックしている肺癌患者について腫瘍関連自己抗体測定を短期間で終了し,その研究成果を期待したい.平成24年度研究実施計画は,「1EN法による抗p53抗体測定」,「2抗p53抗体測定におけるELISA法とEN法の相関分析」を行うことであった.そのため,当初の研究計画は達成されているが,EN法による抗p53抗体測定の最適化条件を決定するのに難航し,症例数を増やすことが出来なかった.
統合型誘電率設計手法を用いた極低消費電力素子のナノ材料プロセスの研究開発

高機能デバイスの低消費電力化のための統合的なプロセス設計手法構築に向けて、プラズマプロセスにおける表面界面ナノ領域の欠陥形成機構とその動的挙動の解明に取り組んだ。シリコン半導体デバイスに着目し、プラズマ処理がデバイス消費電力増大に及ぼす影響を、高誘電率薄膜あるいはSi基板表面近傍での欠陥形成に着目しモデル化した。数ミクロン領域での解析が可能な変調反射率分光法、電気容量解析法に加え、分子動力学法を中心とするシミュレーションを用いて、種々のプラズマ処理に伴う欠陥形成過程を定量化した。さらに次世代3次元構造デバイスのプロセス設計や形成された欠陥の回復プロセス設計指針などを明らかにした。低炭素社会の実現には、個々の電子デバイスの極低消費電力化・高信頼性化が不可欠である。しかし、それらデバイスの新材料・プロセス研究開発段階での極低消費電力化の埋め込み設計思想は不十分であり課題が多い。本研究では、(1)材料技術に加えプロセス技術・素子構造設計技術を利用した極低消費電力化、(2)誘電率制御メカニズムの学術的・技術的基盤の構築、の2つの観点から研究を推進する。具体的には、ナノスケール表面での誘電率解析手法(光学的・電気的)や超微細加工に必須のプラズマプロセス技術を応用展開し、プラズマプロセスにおける表面ナノ領域の誘電率変化機構を解明する。また、ナノ領域変質の物理モデルを組み込んだ統合的設計手法を開発し、表面の誘電率構造最適化技術及び新しいプラズマプロセス技術・電子デバイスの極低消費電力化の設計手法を構築する。平成23年度には以下の成果が得られた。(1)極低消費電力デバイス実現のためのプラズマプロセス技術の確立産業界における2つのプラズマ源(誘導型(ICP)及び容量型(CCP))を1つのチャンバーで実現するプラズマ装置を構築した。そのチャンバーを用いて、希ガス系プロセスにより形成した消費電力増大要因となる電気的な構造的欠陥(以下、欠陥と記す)を、電気的誘電率解析手法により解析した。各種プラズマガス条件による表面反応層及び欠陥密度の違いを系統的に整理した。また、原子層レベルでの除去技術を駆使し、深さ方向の欠陥密度分布を得ることができた。(2)表面反応層形成過程モデリングの基盤構築分子動力学法におけるポテンシャルモデルを改善し、その計算精度の向上を実現した。また、量子化学計算コードを利用した解析から、上記(1)の実験結果の妥当性を検証し、将来の統合型誘電率設計手法のための予測モデル基盤とすることができた。今後、これらを発展させ、誘電率との相関モデル構築へと展開する。(A)誘電率解析システムの微細構造解析への改造,(B)分子動力学法を用いた3次元構造における欠陥形成過程モデリング:(A)Siデバイスの消費電力を増大させる欠陥を,実デバイス構造で計測できる顕微変調反射率分光システム(PRSシステム)を構築した.当初計画のPRSのin-situ化よりも産業界からの要望の高い微細構造(特に3次元構造)に注目し,数10um領域でのPRS解析を具現化した.新システムによって,プラズマ処理前後の誘電関数(信号)変化の取得を実証した.また,従来構造において,1/C2法による誘電率解析により,消費電力低減のための熱処理回復過程のモデリングに取り組み,大気圧プラズマトーチを用いた熱処理回復の可能性,ならびに通常の熱処理による回復過程のモデリングを行った.その結果,プラズマ処理による表面層数nm領域の欠陥構造は,通常の最先端Siデバイスの熱処理回復モデリングとは異なった活性化エネルギーで支配されるダメージ回復プロセスに従うことがわかった.(B)分子動力学計算(MD)を用いて,将来主流となる3次元デバイス構造における欠陥形成過程をモデル化した.従来の斜入射イオンによる欠陥形成だけでなく,基板に侵入したイオンの統計的散乱過程による欠陥形成が重要となるという事実を,MDにより明らかにした.さらに,統計的散乱過程に加え,底面部からのスパッタ過程による側壁領域での欠陥形成も,Siデバイスの消費電力増大を誘発する要因となることを明らかにした.今後,(B)で提案したメカニズムの実証を,(A)の手法を用いて進める予定である.シリコン系材料を中心に以下の結果を得た.(A)誘電率解析システムのプラズマ装置への統合in-situ化,(B)表面反応層形成過程モデリングのための計算コードの改良.上部電極が誘導型(ICP)/容量型(CCP)への切替えが可能なプラズマ装置に,変調反射率分光システム(PRSシステム)を取り付け,従来の大気暴露による表面層の誘電率変化への影響を排除する計測システムを完成させた.ex-situ解析については,Siへの,Ar,He,Xeなどのプラズマ処理に対して,PRS解析及び電気容量解析により,原子種による表面構造変化の違いのモデル化を進めた.欠陥の深さ方向の違い,表面変質層の除去効率の違いを実験的に評価した.

現在,プラズマパラメータと表面層構造の定量的物理モデルの構築を進めている.また,(B)については,1分子動力学計算(MD)を用いて,上記(A)の原子種による構造変化の違いをモデル化した.また,欠陥解析コードを用いた欠陥構造モデルによって,前述した欠陥の深さ方向の違い,表面変質層の除去効率の違いを明らかにした.さらに,それらの電気特性(電気容量C)変化の違いも1/C2法を用いて明らかにした.一方,実プロセスを想定した,欠陥構造回復過程の微視的モデル化のための実験にも着手した.プラズマ処理で形成される変質層の回復過程は,従来の熱処理パラメータのうち,時間や総熱量よりも温度が支配的である事実を実験的に検証した.現在は,これらの過程に対する計算科学からのアプローチを進めている.当初のマイルストーンである、プラズマ源の構築及び希ガス系を中心とした実験は完了させることができた。また、それら表面反応層の電気的誘電率変化の解析を完了した。25年度が最終年度であるため、記入しない。2つの大きな枠組のうち,プラズマによる表面反応層形成過程モデリングについては,計算コード(分子動力学法,欠陥形成コード)の改良は大きく進展した.その結果,希ガス系に対する実験結果(表面反応層構造,除去効率)に対する妥当性を検証することができた.また,分子動力学法を用いて,将来有望視されている超低消費電力デバイスを目指した3次元構造のトランジスタに対し,プラズマ暴露されたときの3次元構造特有の課題抽出を行うことができた.一方,光解析システムin-situ化については,ようやく実験に着手できた段階である.現在は,光解析システムの高精度・高感度化を並行して進めている.ともにおおむね計画通りに進捗していると考えている.平成24年度以降は、(A)誘電率解析システムのプラズマ装置への統合in-situ化を進め、本プラズマ装置に、光学的誘電率解析手法の1つと位置づけているPRSシステムを取り付け、従来の大気暴露による表面層の誘電率変化の効果を除去し、表面層から原子層毎の誘電率の動的変化を高精度にin-situで計測することを狙う。また、(B)計算コードの応用・改良を進め、上記の実験結果の妥当性の検証を進める。前年度の構築したin-situ光解析システムを用いて,表面反応層形成過程モデルの構築を目指す.具体的には,ガス種(He,Ar,Xe),バイアス周波数依存性などに着目し,種々のプラズマ処理時における表面誘電関数変化を,in-situシステム中心に計測する.大気暴露による表面構造変化過程をあわせて理解することにより,実用的観点からの(特に3次元構造Siデバイスに対して)プラズマプロセス設計手法の提案を目指す.
食品廃棄物色素の抽出と染色への応用ー消臭性測定と染色堅ろう度の検討ー

18世紀後半に発明された合成染料は、安価、再現性、発色性、染色堅牢度等の点で天然染料を凌駕し、工業製品としての繊維製品に大量に使用されてきた。しかし近年、環境の時代になり、人々の関心が自然へと向かい、エコの観点からも環境負荷の小さな天然色素に目が向けられるようになり、合成色素の代替物としても利用されている。特に廃棄物の有効利用が着目され、その一環として、イカ墨色素の分離精製や廃棄物エビ色素の抽出など食品廃棄物からの色素の抽出が酵素などを用いて行われている。こうした天然色素はサプリメントや香粧品などに用いられることが多い。本研究では緑色の色素として、昨年度とは異なり、道端に生い茂る植物の葉を中心に使用した。オレンジ色の色素としては、果物や野菜の外皮などや落ち葉など有効利用されていない色素を抽出して、濃色で堅ろうな染色物を得ることを目的とした。今年度は、緑色の色素をクズ、ヨモギ、クローバー、セイタカアワダチソウなどの草葉からと緑茶の茶殻から抽出して染色液とした。オレンジ色の色素をネーブルオレンジ・柿・玉ネギの外皮やイチョウの葉などから得た。それぞれ綿布、絹布、羊毛布を染色した。染色方法は、先媒染、後媒染、同浴媒染、重ね媒染法などにより行った。媒染剤として酢酸アルミニウムを使用し、後媒染により染色したクズとヨモギによる羊毛布の染色は濃色に染まった。媒染剤として塩化鉄IIIを用いて後媒染による重ね染色をしたセイタカアワダチソウによる羊毛布染色も濃色に染まった。ネーブルオレンジ・柿の外皮色素による羊毛布の無媒染染色は淡色ではあったが、アンモニアの収着が活性炭のそれを越え、柿外皮色素による羊毛染色布は250分後も活性炭の収着量を上回った。前年度は、色素抽出試料として、家庭から排出される食品廃棄物である緑茶の茶殻、玉ネギの外皮、ブドウの外皮、コーヒー残渣などから、煮沸、還流、ソックスレー抽出、ミキサーによる粉砕などにより、色素を抽出した。溶媒は蒸留水とエタノールを用いた。直接染法では淡色にしか染まらないものが多かったので、媒染染法に切り替えた。金属媒染剤として、塩化第二銅と酢酸第二銅を手始めに使用した。媒染方法としては、まず先媒染法を用いた。染色布として、羊毛、絹、ナイロン、綿を用いて染色した結果、緑茶茶殻抽出色素の場合、酢酸第二銅で先媒染した羊毛布が最も濃色に染まった。しかし洗濯堅ろう度は2級と低く、実用に耐えるものではなかった。玉ネギ外皮からの抽出色素による染色の場合は、塩化第二銅、酢酸第二銅による先媒染法で羊毛、絹は濃茶色に、ナイロン、綿は黄色に染まり、良好な染色性を示した。洗濯堅ろう度に関しては、ナイロンと綿染色布は4級以上とJISの基準をクリアしたが、羊毛染色布は3-4級で、まずまず、絹染色布は2-3級と実用性には乏しかった。今年度は、緑色の色素をクズ、ヨモギ、クローバー、セイタカアワダチソウなどの草葉を中心に抽出して染色液とした。染色方法は、先媒染、後媒染、重ね媒染法などにより行った。今年度は媒染剤に酢酸アルミニウムと塩化鉄IIIを使用した。今年度もクズ、ヨモギ、セイタカアワダチソウなどは濃色に染まったが、洗濯堅ろう度、日光堅ろう度ともに悪かった。染色堅ろう度の向上に関して工夫をしたい。染色布の消臭性に関しては、ネーブルオレンジ外皮色素による綿布と柿外皮色素による羊毛布に活性炭を上回る消臭性が見られた。次年度はこの結果を精査したい。今後も、廃棄物色素や未利用色素を使っての、濃色で堅ろうな染色物の実現に邁進する。媒染剤として、これまでに使用しなかった種々の金属塩やタンニンなどの有機物を検討する予定である。媒染方法についても重ね媒染法などを試み、濃色化を図る。染色堅ろう度についても洗濯堅ろう度、耐候堅ろう度の向上を図りつつ、これら以外の堅ろう度試験についても試みる。さらに、今年度手を付けられなかった染色布の消臭性、抗菌性についても検討する。毎年数千万トンと大量に排出される食品廃棄物を有効利用するために、合成染料に比べて環境負荷の小さな食品廃棄物中の色素を抽出して、色染に利用する。天然色素を使った染色で最も問題なのは色が濃く染まらないことと、色があせやすいことである。従って実用的な染色物を得るためには、濃色で色があせにくい堅ろうな染色物を得るための方法を見つけることである。加えて天然色素は古より薬として使用されているものも多く、染料+αの機能を持つものがあることが経験的に分かっている。そこで、本研究では、染色布の消臭性能と抗菌性能の評価を行ない、そのメカニズムを解明し、実用化への基礎データとする。その第一歩として、緑色の代表として多量の廃棄物となっている緑茶残渣を、黄色の色素の代表としてタマネギの外皮を用いて、濃色で堅ろうな染色物を得るための染色方法の確立を図った。

緑茶の茶殻から抽出した色素を用いて、媒染剤として塩化第二銅と酢酸第二銅を使い、先媒染法で羊毛、絹、ナイロン、綿布を染色した。酢酸第二銅で先媒染した羊毛布が最も濃色に染まった。しかし洗濯堅ろう度は2級と実用的な堅ろう度が得られなかった。媒染剤、染色方法をさらに検討する必要がある。玉ネギ外皮を蒸留水に浸漬し、煮沸によって色素を抽出し、塩化第二銅と酢酸第二銅を用いて先媒染法で、羊毛、絹、ナイロン、綿を染色した。羊毛と絹は濃茶色にナイロンと綿は黄色に染まり、良好な染色性を示した。洗濯堅ろう度は、絹は2-3級と実用的な堅ろう度は得られなかったが、ナイロンと綿は4級、4-5級、羊毛は3-4級と実用に耐えうる堅ろうさであった。まず色素抽出試料として、家庭から排出される食品廃棄物である緑茶の茶殻、玉ネギの外皮、ブドウの外皮、コーヒー残渣などから、煮沸、還流、ソックスレー抽出、ミキサーによる粉砕などにより、色素を抽出した。溶媒は蒸留水とエタノールを用いた。直接染法では淡色にしか染まらないものが多かったので、媒染染法に切り替えた。金属媒染剤として、銅、アルミニウム、カルシウム、有機物としてタンニンなどが考えられるが、予備的実験で成果のあった、銅塩を用いた。銅塩として、塩化第二銅と酢酸第二銅を手始めに使用した。媒染方法として先媒染、後媒染、重ね媒染などがあるが、まず、先媒染法を用いた。染色布として、羊毛、絹、ナイロン、綿を用いて染色した結果、緑茶茶殻抽出色素の場合、酢酸第二銅で先媒染した羊毛布が最も濃色に染まった。しかし洗濯堅ろう度は2級と低く、実用に耐えるものではなかった。玉ネギ外皮からの抽出色素による染色の場合は、塩化第二銅、酢酸第二銅による先媒染法で羊毛、絹は濃茶色に、ナイロン、綿は黄色に染まり、良好な染色性を示した。洗濯堅ろう度に関しては、ナイロンと綿染色布は4級以上とJISの基準をクリアしたが、羊毛染色布は3-4級で、まずまず、絹染色布は2-3級と実用性には乏しかった。今後は、媒染剤として銅塩以外の金属塩やタンニンなどの有機物も検討する予定である。媒染方法も、後媒染法、重ね媒染法を試みる。染色堅ろう度についても、洗濯以外の、他の堅ろう度試験を試みる。さらに、今年度手を付けられなかった機能性に関しては、消臭性、抗菌性について検討する。18世紀後半に発明された合成染料は、安価、再現性、発色性、染色堅牢度等の点で天然染料を凌駕し、工業製品としての繊維製品に大量に使用されてきた。しかし近年、環境の時代になり、人々の関心が自然へと向かい、エコの観点からも環境負荷の小さな天然色素に目が向けられるようになり、合成色素の代替物としても利用されている。特に廃棄物の有効利用が着目され、その一環として、イカ墨色素の分離精製や廃棄物エビ色素の抽出など食品廃棄物からの色素の抽出が酵素などを用いて行われている。こうした天然色素はサプリメントや香粧品などに用いられることが多い。本研究では緑色の色素として、昨年度とは異なり、道端に生い茂る植物の葉を中心に使用した。オレンジ色の色素としては、果物や野菜の外皮などや落ち葉など有効利用されていない色素を抽出して、濃色で堅ろうな染色物を得ることを目的とした。今年度は、緑色の色素をクズ、ヨモギ、クローバー、セイタカアワダチソウなどの草葉からと緑茶の茶殻から抽出して染色液とした。オレンジ色の色素をネーブルオレンジ・柿・玉ネギの外皮やイチョウの葉などから得た。それぞれ綿布、絹布、羊毛布を染色した。染色方法は、先媒染、後媒染、同浴媒染、重ね媒染法などにより行った。媒染剤として酢酸アルミニウムを使用し、後媒染により染色したクズとヨモギによる羊毛布の染色は濃色に染まった。
骨髄におけるB細胞分化の制御機構

正常マウスおよびλ5ノックアウトマウスの骨髄細胞を骨髄由来のストローマ細胞株ST2上でプレB細胞増殖因子IL7を含む無血清培地により長期培養することで、正常マウス由来の細胞株BPB、λ5ノックアウトマウス由来の3つの独立した細胞株clone1, clone2, clone3を樹立した。このうちλ5ノックアウトマウス由来の細胞株はλ5を欠損しているため細胞表面におけるSL鎖の発現はみられないが、正常マウス由来の細胞株と同様、B220, IL7R陽性で、H鎖における免疫グロブリン遺伝子の構造はDJ/DJ, L鎖においては胚型のプレB細胞のステージであった。このように樹立されたBPBは培養系からIL7を除くことにより未熟B細胞へと分化を誘導することが可能であるが、λ5を欠損したプレB細胞株clone1とclone3においては、3日間IL7を除いて分化を誘導しても、IgMレセプター陽性の未熟B細胞はほとんどみられなかった。そこで、λ5を欠損したプレB細胞株clone1とclone3にレトロウイルス・トランスフェクションを用いてλ5を再発現させることによりSL鎖の再構築を行った。λ5を再発現させた細胞株clone1-λ5およびclone3-λ5は細胞表面にSL鎖を発現しており、培養系からIL7を除くと、どちらの細胞株も全体の8%程度の細胞がlgMレセプター陽性の未熟B細胞へと分化が誘導された。さらに、BPB, clone1, clone1-λ5の分化前後における免疫グロブリン遺伝子の構造をPCRを用いて解析した結果、clone1においてH鎖の再構成はBPBと同様に正常に起こるが、κ鎖の再構成において著しい低下がみられた。また、λ5の再発現によりSL鎖が再構築されたclone1-λ5においてはκ鎖の再構成の低下がBPBと同程度まで回復することが示された。今回の実験から、SL鎖が免疫グロブリン遺伝子κ鎖の十分な再構成に必須であることが示された。このことはSL鎖と機能的なμ鎖からなるプレB細胞レセプターのシグナルがκ鎖の再構成において重要な役割を担っていると考えられるが、実際にどのように免疫グロブリン遺伝子の再構成を制御しているのかは今後の課題である。B細胞は骨髄中で造血幹細胞から分化し抗原レセプター陽性の未熟B細胞となる。未熟B細胞は血中に移行した後脾臓、リンパ節で抗原感作を受け、成熟し、再度骨髄に戻ってきて形質細胞として抗体を産生する。このようなB細胞の運命には骨髄の微細環境が重要な働きをしているが、その分子レベルの解析は未だ十分になされていない。我々は骨髄微細環境と相互作用する分子として、新規カドヘリン、OBカドヘリン及びプレB細胞レセプターの同定、機能について解析している。OBカドヘリンは、我々が骨芽細胞株からクローニングしたII型カドヘリンに属する新規カドヘリン分子であり、ストローマ細胞株にも発現している。カドヘリンは同種間細胞接着性を有する分子であり、様々な細胞種で発現していることが知られているが、リンパ球細胞では幼弱なT細胞にE-カドヘリンが発現している以外に報告はない。

そこで我々は、骨髄中でストローマを介したB細胞のホ-ミングにOBカドヘリンが機能しているのではないかと予想し、B細胞におけるヒトOBカドヘリンの発現を調べた。その結果、このカドヘリンがIgM,IgD,CD19陽性のヒト成熟B細胞表面上に発現していることを見出した。B細胞分化の過程でプロB細胞からプレB細胞にかけて、H鎖再構成、対立遺伝子排除、L鎖再構成がおこる。このステージで特異的に発現しているのがVpreBとλ5から構成されているSL鎖(代替L鎖)で、λ5ノックアウトマウスでは骨髄中のB細胞の大部分がこのステージで分化が停滞していることから、SL鎖が免疫グロブリン遺伝子の再構成に機能していると考えられる。そこで、我々はλ5ノックアウトマウス骨髄由来のプレB細胞株を確立し、それらの細胞にλ5を導入することによりSL鎖の再構築を行った結果、H鎖、κ鎖が再構成しλ5の再発現がB細胞分化を誘導した。正常マウスおよびλ5ノックアウトマウスの骨髄細胞を骨髄由来のストローマ細胞株ST2上でプレB細胞増殖因子IL7を含む無血清培地により長期培養することで、正常マウス由来の細胞株BPB、λ5ノックアウトマウス由来の3つの独立した細胞株clone1,clone2,clone3を樹立した。このうちλ5ノックアウトマウス由来の細胞株はλ5を欠損しているため細胞表面におけるSL鎖の発現はみられないが、正常マウス由来の細胞株と同様、B220,IL7R陽性で、H鎖における免疫グロブリン遺伝子の構造はDJ/DJ,L鎖においては胚型のプレB細胞のステージであった。このように樹立されたBPBは培養系からIL7を除くことにより未熟B細胞へと分化を誘導することが可能であるが、λ5を欠損したプレB細胞株clone1とclone3においては、3日間IL7を除いて分化を誘導しても、IgMレセプター陽性の未熟B細胞はほとんどみられなかった。そこで、λ5を欠損したプレB細胞株clone1とclone3にレトロウイルス・トランスフェクションを用いてλ5を再発現させることによりSL鎖の再構築を行った。λ5を再発現させた細胞株clone1-λ5およびclone3-λ5は細胞表面にSL鎖を発現しており、培養系からIL7を除くと、どちらの細胞株も全体の8%程度の細胞がIgMレセプター陽性の未熟B細胞へと分化が誘導された。さらに、BPB,clone2,clone1-λ5の分化前後における免疫グロブリン遺伝子の構造をPCRを用いて解析した結果、clone1においてH鎖の再構成はBPBと同様に正常に起こるが、κ鎖の再構成において著しい低下がみられた。また、λ5の再発現によりSL鎖が再構築されたclonc1-λ5においてはκ鎖の再構成の低下がBPBと同程度まで回復することが示された。今回の実験から、SL鎖が免疫グロブリン遺伝子κ鎖の十分な再構成に必須であることが示された。このことはSL鎖と機能的なμ鎖からなるプレB細胞レセプターのシグナルがκ鎖の再構成において重要な役割を担っていると考えられるが、実際にどのように免疫グロブリン遺伝子の再構成を制御しているのかは今後の課題である。
スパースガウシアンネットワークによる遺伝子ネットワークの構造推定

遺伝子発現プロファイルデータにおける共分散構造を表現するための適切な確率モデル、およびそのための事前分布を検討した(Oba, Sato, Ishii,2003)。これを別途論文化した欠測補填法(Oba, et al.,2003)に適用することで、モデル化が適切であることを確認した。一方で、遺伝子発現データは一般に含まれるノイズの大きさに比べてデータ量が少ない。それを補うためには、多くの生命データに階層性が存在すること、および文献データに基づく事前知識の活用が有効である。ベイズ推定に基づく多項分布ベイジアンネットワークを定式化し、枯草菌のオペロン構造予測に適用した(Shimizu, Oba, Ishii,2003)。また、少ないデータ量からダイナミクス(遺伝子ネットワークの動的挙動)を同定(グラフィカルモデリング)するために、線形ダイナミカルシステムのベイズ推定法を開発し、酵母菌の公開データに適用した。その結果、細胞周期に依存した内部状態の変化を抽出することができ、また、システムを駆動する外的あるいは内部駆動因子の数は高々2から4次元程度であることが分かった(Yukinawa et al.,2004)。客観的な統計的基準に基づき内部次元数を決めることができ、また推定の精度自体も客観的尺度により評価できるのが本手法の特徴であり、今後は微生物の転写制御データに適用することで論文化を図る。また現在、発現プロファイルデータの共分散構造に対して適切な事前知識(スパースネス)を導入することで、高い推定精度を持つ解析法を開発した。癌の予後予測問題に適用して良い結果を得ており、現在論文投稿中である。この手法では、定量的尺度(確率的出力)により予後予測が可能であることも特徴である。
多孔質膜の片側面に含浸した液体膜によるガス・蒸気透過分離プロセスの開発

2年目となる平成18年度は,液体膜の除湿性能の検証および操作条件の最適化を検討した平成17年度の成果を発展させ,表面含浸膜構造の最適化と,空気中の炭酸ガス回収プロセスおよび空気中の有機蒸気回収プロセスへの応用を検討した。表面含浸膜の最適化に関しては,コロナ放電処理の電圧と回数を種々検討し,多孔質膜の片側面が50mN/m,裏側はオリジナルの21mN/mとなる条件を見いだした。この条件の多孔質膜により,液体膜を20-30μm厚みとし,膜間差圧3kPaまでの耐圧のある液体膜装置とすることができる。この膜を上下面両側に設置した,30cm角の膜モジュールを製作し,ジグリコールアミン液体膜による炭酸ガス分離性能を調べた。炭酸ガス/窒素系および炭酸ガス/メタン系においてこの膜は分離係数20以上で,高分子膜に比べて1オーダー大きい透過速度を得た。この炭酸ガス分離膜を応用した空気中の炭酸ガスを回収して,炭酸ガス濃縮空気を供給する膜装置を構成した。この装置により2000ppm以上の炭酸ガス濃縮空気を供給出来ることが示され,その装置設計の基礎モデルも確立した。この炭酸ガス濃縮空気供給装置は人工栽培温室における炭酸ガス補給装置としての実用化を期待している。また,トリエチレングリコール液体膜を応用して,空気中の有機蒸気の分離。回収性能を調べた。本装置により,空気中のアルコール蒸気や炭化水素蒸気が分離できることが示され,その装置設計モデルを確立した。回収性能を調べた。本研究では1枚の多孔質膜の裏・表で親・疎水性の性質が異なる膜を作成し,表面側に液体膜を含浸し,裏側面でそれを支持するというアイデアによる「表面含浸型液体膜」提案する。疎水性多孔質膜の片側面をコロナ放電により親水化処理することで,このような膜内部表面特性が非対称な多孔質膜を作成できる。この考案により,液体膜の薄膜化による分離性能向上と膜モジュール製作が簡単になり,液体膜の実用化に近づくと期待される。本研究ではこの片側含浸液体膜の実用化を目標に,含浸膜の作成法,液体膜の耐久性を検討し,水蒸気,炭酸ガス等の各種ガス・蒸気の分離性能および,分離に適切な液体膜成分の探索,膜装置の性能等の検討を目的とした。本年度の研究成果は以下のようである。A.本液体膜による除湿装置を構成した。液体としてトリエチレングリコールを用い,この平膜モジュールと真空ポンプで構成される。装置は膜裏面の片側よりSweep airを流し,これにより膜に吸収された水蒸気を回収する形式で空気からの除湿をおこなうものである。膜面積280cm2の装置により,湿度60%RH,室温の条件で1-2g/hの凝縮水を回収できる性能を達成した。透過係数にもとずくモデルでこのプロセスを解析した。B.もうひとつの応用として空気中の炭酸ガスを濃縮した空気の供給装置を構成し,その性能を検証した。液体膜成分としては炭酸ガス吸収液であるジグリコールアミン液とトリエチレングリコールの混合液体が最適であった。膜面積900cm2の平膜モジュールと真空ポンプ,Sweep air用のニードルバルブからなる簡単な構成で,Sweep air中に空気から炭酸ガスを吸収して濃縮する装置を構成した。この装置により大気中の炭酸ガス(400ppm)から5000ppmから10000ppm濃度の炭酸ガス濃縮空気を0.1-0.5L/min供給する性能を達成した。含浸型液体膜によるガス・蒸気透過分離プロセスを実用化するには,液体膜の減圧・加圧操作可能な構成を工夫する必要がある。本研究では超疎水性多孔質膜の片側面のみを親水化し,その面に不揮発性で親水性の液体を含浸する方法で液体膜を構成した。疎水性膜の裏側面の撥水性により,表側面の含浸液体を減圧・加圧操作下で保持するものである。

この液体膜構成法により供給側大気圧,透過側真空のガス・蒸気透過分離操作を実現した。これを表面含浸型液体膜と呼ぶ。先ず液体膜成分をトリエチレングリコールとして,この液体膜装置を除湿機として構成し,その性能を検討した。膜面積280cm2の小型平膜モジュールと真空ポンプの簡単な構成により,膜モジュールの透過側入り口からSweep Airを導入し,膜モジュール出口に接続した真空ポンプの出口で大気圧に戻ることで,凝縮水が得られる。この方法で,1-2g/hの凝縮水が得られる除湿機となることが示された。次いで,空気中の炭酸ガスを回収するプロセスを検討した。ここでは液体膜成分としてジグリコールアミン液体を用いる。アミン液は空気中の低濃度の炭酸ガス(400ppm)を選択的に吸収し,減圧された膜の透過側に促進輸送する。膜モジュールの透過側入り口からSweep Airを導入するとこれに空気中からの炭酸ガスが透過する。膜モジュール出口・真空ポンプ出口からのSweep Air中に炭酸ガスが濃縮されるプロセスである。膜面積1300cm2の中型平膜モジュールと10Wの小型真空ポンプからなる実験装置によりこのプロセスの性能を検討した。例えば1800ppm-CO2にCO2濃度が濃縮された空気を1L/minの供給量でえることができた。この炭酸ガス分離性能を別に測定した膜透過係数によるモデル計算と比較することで,このプロセスのモデルを確立し,今後の実用計算の基礎とすることができた。
イシサンゴ目における２つの新亜目の設立：発生様式はサンゴの分類形質となりうるか

受精後、刺胞動物に特徴的なハートの形から、サンゴの卵割は始まる。桑実胚の後、扁平胚を経て丸型胚となるが、その過程もしくはその後に原腸形成が起こり、二胚葉が形成される。そして、遊泳プラヌラ幼生となり、適当な基質を見つけて着底・変態し、ポリプとなる。これらイシサンゴ目の発生様式は、胞胚腔の有無により大きく2つに分かれ、原腸形成に関わる遺伝子の発現時期も2つの様式で異なることが分かってきた。また、イシサンゴ目の亜目に相当する2つのクレードの分類形質としても使えることが明らかとなった。近年、刺胞動物門の分子系統解析が多く行われており、その中のイシサンゴ目についてもmtCO1やrDNAの配列などから得られた様々な系統樹が発表されています。これらのコンセンサスとして、イシサンゴ目のグループは、RobustとComplexという2つのサブグループに分かれることが明らかとなってきました(Romano and Palumbi 1996)。しかし、サンゴの形態(群体形)とこれら2つのサブグループには全く関係性がみられず、サブグループの分かれ方がどのような差異を生んでいるのかは未だに不明です。そこで、刺胞動物の発生様式が多様であることに着目し、発生様式と系統関係に何らかの繋がりがあるかどうかを調べました。すると、分子系統学的解析で得られていた2つのクレードの差異は、生息環境の影響をあまり受けることのない発生胚の短期的な形態にも現れていたと考えられました。そこで、本助成金により、新たに採取したイボヤギとCyphastreaの発生様式の結果を含めて、Okubo (2016)では、発生様式と分子系統解析の結果を分類形質として、イシサンゴ目で多系統に出ていた既存の亜目に属する科を全て再構成し、2つの新亜目を提唱しました。その第一の亜目は、発生過程で胞胚腔がない若しくはほとんど見られず、分子系統解析でcomplexに属するサンゴです。静かにいつのまにか内側が満ちていく原腸形成の特徴から、シズカテマリ亜目(Suborder Refertina Okubo 2016)と名付けました。また、第二の亜目は、明らかな胞胚腔が見られ、分子系統解析でrobustに属するサンゴです。丸型の胞胚がまるで波に浮かぶ風船のようである様子(図1F-L)から、ナミフウセン亜目(Suborder Vacatina Okubo 2016)と名付けました。思いのほか進捗したので、既に亜目を提唱する論文を投稿し、受理されたから。様々な分子系統的位置にいるサンゴの発生様式が,実は大きく2つに分かれることが明らかになった(Okubo et al. 2013)。その2つとは、長らく分類形質が不明であったイシサンゴ目のサブグループであるComplexクレードとRobustクレード(Romano & Palumbi 1996,深見氏総説の図1を参照)に相当する可能性を示唆する、胞胚腔をもつグループと、もたないグループである(Okubo et al. 2013)。分子系統学的解析で得られていた2つのクレードの差異は、生息環境の影響をあまり受けることのない発生胚の短期的な形態にも現れていたと考えられる。そこでOkubo (2016)は、発生様式と分子系統解析の結果を分類形質として、イシサンゴ目で多系統に出ていた既存の亜目に属する科を全て再構成し、2つの新亜目を提唱した。その第一の亜目は、発生過程で胞胚腔がない若しくはほとんど見られず、分子系統解析でcomplexに属するサンゴである。静かにいつのまにか内側が満ちていく原腸形成の特徴から、シズカテマリ亜目(Suborder Refertina Okubo 2016)と名付けた。また、第二の亜目は、明らかな胞胚腔が見られ、分子系統解析でrobustに属するサンゴである。丸型の胞胚がまるで波に浮かぶ風船のようである様子(図1F-L)から、ナミフウセン亜目(Suborder Vacatina Okubo 2016)と名付けた。亜目を提唱したが、例外的な種が2つ見つかったので、そのことについて調べるのと、未だデータがとられていないサンゴの発生を引き続き観察する。サンゴ備品が思ったより安く購入できたサンゴの飼育に必要な水槽装置を新しくする予定
データマイニングにおける共生進化アルゴリズムに関する研究

データマイニングは膨大なデータの中から有用な知識を抽出することを目的としている。通常の統計処理では、データの非線形性、非独立性、非数値あるいは欠損データの存在、および一括処理などのために困難であることが多い。このようなデータマイニングは従来の機械学習と極めて近い関係にあるが、ここで発掘しようとする知識は、対象の特性、クラスタリング・分類、予測に関わるものである。本研究においては、主にクラスタリング・分類を取り上げ、遺伝子を統合的に取り扱う共生進化アルゴリズムによる新しい方法を開発した。具体的には、共生進化アルゴリズムにおけるポピュレーションを構成する遺伝子の数、遺伝的アルゴリズムに基づくことから進化に直接関係する交差、突然変異の割合、適切な遺伝子を選択するための評価関数である適用関数の設定などの基本的事項について実験的に検討するとともに、本手法が遺伝的アルゴリズムより優れている理由を考究した。また分類・検索のための決定木を構築する際の問題点を調べ、並列的な構成に適しているとされる共生進化アルゴリズムを直列的ともいえる決定木の構成に適用するための方法を開発し、既存のC4.5と同程度以上の成果を得ている。さらに、共生進化アルゴリズムは統合的に遺伝子を処理することから、線形分離可能でないパターンクラスの識別に対し、線形識別関数を組み合わせた多数決機械の実現を図り、そのシステムを構築して実験を行った。すなわち、従来困難とされていた荷重学習に共生進化アルゴリズムを適用し、種々の非線形パターンクラスについて実験を行い、その結果本システムは十分に学習が可能であり、極めて有用であることを確かめている。本研究においては、多数決識別関数によりデータをクラス分類し、概念として取り出す新しい手法を開発した。線形識別関数は線形分離可能でないパターンクラスに対しては、学習の収束性は保証されず、隠れ素子による非線形構造のネットワークが用いられているが、学習の収束性が保証されない。このため隠れ素子の結合をパターンクラスに応じて学習的に構成していくような遺伝アルゴリズムに基づく共生進化アルゴリズムが提案されている。多数決機械は奇数個の線形機械により構成され、線形分離可能でないパターンクラスに対しても有効であるシステムであるが、その学習は荷重空間の多峰性のため、最適荷重への収束が困難であり、不可能とされていた。本研究においては、従来困難とされていた荷重学習に共生進化アルゴリズムを用いる方法を適用することによって多数決機械を構成する方法を開発し、実験的に本方法が有効であることを示した。さらに、多数決機械が最適荷重に収束せず、学習が有限時間内で終了しない原因を解明し、必ず全ての荷重が学習過程においてパターンに応じた修正を行うような手順を提案した。この手順によって、線形機械の学習に基づく収束が可能な多数決識別関数の学習構成方法を開発することに成功した。

また分類・検素のための決定木を構築する際の問題点を調べ、並列的な構成に適しているとされる共生進化アルゴリズムを直列的ともいえる決定木の構成に適用するための方法を開発し、既存のC4.5と同程度以上の成果を得ている。さらに、共生進化アルゴリズムは統合的に遺伝子を処理することから、線形分離可能でないパターンクラスの識別に対し、線形識別関数を組み合わせた多数決機械の実現を図り、そのシステムを構築し実験を行なった。すなわち、従来困難とされていた荷重学習に共生進化アルゴリズムを適用し、種々の非線形パターンクラスについて実験を行ない、その結果本システムは十分に学習が可能であり、極めて有用であることを確かめている。
水田転換畑における効果的な暗渠疎水材の組み合わせに関する研究

1987年に暗渠を施工したA圃場、1990年に暗渠を施工したB圃場、未施工のC圃場にて3年目の調査を行った。1.土壌水分調査2.インテークレイト調査シリンダーインテークレイトの測定をA圃場で3回、B圃場で5回、C圃場で3回行った。これで従来のものと合わせるとAの暗渠間3、真上3、Bの暗渠間4、直上4、C3、合計17回となった。これらのデータを見比べることにより、積算侵入量の式D=C・T^nにおいて、Cと暗渠の関係、nと土性の関係を知ることができた。3.暗渠排水量調査,これらについては、前2年の補足調査を行った。4.土壌調査,これらについては、前2年の補足調査を行った。5.暗渠排水断面モデル調査,これらについては、前2年の補足調査を行った。6.不飽和透水試験,これらについては、前2年の補足調査を行った。7.不飽和透水係数の測定,これらについては、前2年の補足調査を行った。調査数量試料層圃場1.土壌物理性飽和透水係数3×4×4=48ケ真比重3×4×4=48pF試験3×4×4=48仮比重3×4×4=48粒度試験3×4×4=48ケ所層圃場2.土壌水分調査テンシオメ-タ法3×3×3=27ヶ3.暗渠モデル試験疎水材の構成種別8タイプ4.暗渠排水水収支調査雨量観測1ヶ所流出量観測(電礎流量計)1ヶ所調査概要調査地区の土壌の物性値および、水分特性を測定した。その結果、この調査地区は、局部的に堅密な土壌構造を持つ層位、飽和透水係数の小さな値を有する層位が存在を認めることができた。また、この地区は有効水分が少なく土層改良の必要性があることがわかった。室内において、暗渠断面をモデル的に再現して排水量を測定した。その結果、暗渠埋め戻し疎水材の通水性は、埋め戻し土壌より100倍強の能力を持つことがわかった。また、埋め戻し土壌の厚さが、通水性に影響を与え埋め戻し厚さ5cmと20cmの間には約7倍の差が認められた。以上のことから暗渠断面の埋め戻し土壌の厚さと暗渠と暗渠の間隔が排水効果を向上させる要素となり得ることがわった。A圃場-暗渠1987年施工、B圃場-暗渠1990年施工、C圃場-暗渠未施工1.暗渠排水量調査・Bの暗渠排水の排水口に電磁流量計を設けて、1991年8月以降暗渠排水量の観測を行なった。月別流出率は、梨の生育期である5月8月は2050%台で推移していることがわかった。・電磁流量計の精度を超音波流量計とメスシリンダーによって1991年以降3回チェックした。2インテークレイト調査・直径30cmのシリンダーによりインテークレイトの実測を1992年以降合計9回行なった。(A圃場-暗渠上2回暗渠間3、B圃場-暗渠上2暗渠間1、C圃場-1)・積算浸入量D=C・T^nの式において、nは暗渠排水に関係なくそれぞれの圃場の土性を表わしていることが確かめられた。又、Cについては一般に暗渠上が暗渠間を上まわっており、暗渠まわりの土壌の透水係数の増大が実現していることが確かめられた。3暗渠排水モデル調査・暗渠埋め戻し部の疎水材および埋め戻し土壌について、室内モデル実験を行った。その結果、疎水材の透水性は埋め戻し部土壌に比べてはるかに大きく、埋め戻し土壌の厚さが排水に影響を与えることがわかった。また埋め戻し土壌の空隙の量が土の透水性を決定する因子であることも確かめられた。