hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
文化現象研究における情報科学的客観性-遺跡の時空間構造分析手法の開発と適用-

今年度は、研究基盤となるデータベース構築および文化現象研究のための方法論の体系化を試みた。まず、データベース構築では、主として、滋賀県における古代瓦データベースおよび岐阜県における縄文遺跡データベースの設計・構築を行った。これらは、ISO 19100シリーズ(地理情報標準)と呼ばれる国際標準に準じて設計されている。方法論の体系化においては、これまでに開発を行なってきた、分子進化遺伝学における系統樹作成手法とGISを組み合わせた形質構造分析、楕円フーリエ記述子(EFD : Elliptic Fourier Descriptor)を用いた空間形状分析、グラフ理論をベースにした時間位相分析、および標準化圧縮距離(NCD : Normalized compression Distance)を用いた形質属性分析、についてマックス・ウェーバーの理念型分析をベースに体系化を試みた。また、体系化した方法論を「理念型モデル化分析法(ITMA : Ideal Types Modeling and Analysis)」と名付け、方言研究や美術史研究といった多方面への応用についても検討を行った。この方法論は、近年の人文社会科学における手法の乱立を防ぐと同時に、伝統的な手法と情報科学の融合化を可能とする方法である。この方法論は、今後、情報技術と駆使した文化現象研究を実現するための枠組みとして重要な役割を果たすと考えている。今年度は、5月20日から11月20日にかけて、英国のユニバーシティ・カレッジ・ロンドン(UCL)に留学の機会を得ることができ、現地の若手研究者らとITMAについて長期的に議論する機会を得た。英国においては、エージェント・ベース・モデル(ABM)と呼ばれるシミュレーション技術を用いた研究が注目されており、ITMAとABMを組み合わせた方法についての示唆を受けた。現在、ITMAに興味を持った同世代の研究者の一人とABMとITMAを組み合わせた方法論について共同研究を行っている。今年度は、研究基盤となるデータベース構築、分析・情報構築システムのためのコアパッケージ、および文化現象研究のための新しい分析手法の検討を行った。データベース構築では、古市・百舌鳥古墳群のデータベース、滋賀県における古代瓦データベース、および岐阜県における縄文遺跡データベースを構築した。これらは、ISO19100シリーズ(地理情報標準)に準じて設計されている。分析・情報構築パッケージについては同標準に準拠したクラスライブラリの開発を進め、同ライブラリを用いたフィールド調査システム「Survey Data Archivist for Client」の開発に成功した。分析手法の開発については、分子進化遺伝学における系統樹作成手法とGISを組み合わせた形質構造分析、楕円フーリエ記述子(EFD : Elliptic Fourier Descriptor)を用いた空間形状分析、グラフ理論をベースにした時間位相分析、および標準化圧縮距離(NCD : Normalized compression Distance)を用いた形質属性分析の提案を行い、マックス・ウェーバーの理念型分析にヒントを得た文化情報学的方法論「理念型モデル化分析法(ITMA : Ideal Types Modeling and Analysis)」として体系化を試みた。なお、これらの成果物については、他の研究者や一般の人々の両方が利用できるように考慮し、学会等を通して公表した成果から順次Web上で公開している。本研究は、多角的な視点から行われており、本研究の成果を通しては、地理情報標準という国際標準の普及、オブジェクト指向GISの分析ツールとしての可能性の拡大、文理融合型研究の促進、研究成果の情報発信および社会教育へ貢献を期待できる。
宇宙探査機の低温動作型、推進・電力統合システムの試作研究

推進系統合型燃料電池では凝固点の低い燃料および酸化剤を用いて燃料電池を動作させる。凝固点の低い液体の燃料・酸化剤を燃料電池に直接供給する場合、燃料・酸化剤に対する電解質膜の耐性、燃料・酸化剤の電解質膜透過による直接反応、ならびに燃料と酸化剤の蒸気圧の差による燃料電池電解質膜の破損などが問題となる。実験を安全に遂行するためにはこれらの特性を把握しておく必要があるため、燃料・酸化剤の候補の一例としてヒドラジン、四酸化二窒素を用いた場合における電解質膜耐性確認ならびに透過量の計測、電解質膜の耐圧破壊試験を実施した。ヒドラジンと四酸化二窒素をそれぞれ個別に燃料電池(電解質膜圧25μm)に約200時間充填した後においても電解質膜の破損などは確認されず、耐性を有していることが確認できた。燃料・酸化剤共に電解質膜の透過が確認されたため、実使用時においては厚膜の使用や発電量を調整するなどして透過量を低減させる必要があるものと考えられる。また、電解質膜の耐圧破壊試験の結果、200μmのガス拡散層を用いた場合において1MPa以上の耐圧を有するには200μm程度の電解質膜を用いる必要があることが分かった。今後、蒸気圧の高い低凝固点の燃料・酸化剤を用いた実験を進めるにあたって、透過や耐圧の観点から厚い電解質膜を用いる必要があると考えられる。凝固点特性の評価から、HA水溶液の混和は30%を上限に考えればよいことが明らかとなった。着火特性については温度の依存性が定量化できた。当該組成の低温側での反応性は、2液の混和方式や触媒の形状によって変化するため、今後はスラスタ形状での燃焼特性と推進性能評価が推進システム開発において重要である。継続的な検討を進めることが必要である。燃料電池との統合を考える場合、炭素原子を含まない推薬組成が望ましく、この要求を満足し、かつ化学活性の高い化合物を選定するとなるとその数はおのずと限られてくる。加えて探査機、ロケットへの搭載を考えると、常温での取り扱いにおける安全性も極めて重要なポイントとなる。HA水溶液は市場で比較的安全に取り扱われる物質であり、濃度管理さえ注意すれば大きな問題はない。これを混和したN2H4溶液の安全性はこれから詳細に評価する必要があるが、少なくとも水が混和することは危険側ではない。したがって、本検討で取り扱った組成は非凍結型液体推進剤の燃料として最有力候補といえる。本年度は以下の作業を行った。1.固体高分子膜を使用した燃料電池セルを試作し、この燃料電池セルに対して衛星用燃料/酸化剤の供給を可能とする設備を用意し、衛星用の推進剤による発電試験を実施した。2.特に、低温保管特性に優れる衛星推進剤であるモノメチルヒドラジン(MMH)を燃料としたときの燃料電池出力試験において、通電時に見られた出力電圧から、発電時にはダイレクトメタノール形燃料電池(DMFC)と同程度の出力電圧となることを確認することができた。

本試験を通じ、大電流通電および連続運転においては材料の耐腐食性が課題となることが明らかになった。.特に燃料電池材料のうち、一般的にガス流通用セパレータとして用いられる炭素材料が衛星推進剤や酸化剤により強い腐食を受けることが明らかになった。このことから、セパレータ用炭素材料の探索を行い、アモルファス性を有するガラス状ハードカーボンにおいて高い耐薬品性を確認した。このガラス状ハードカーボンは、一般的な炭素材料に対して高い腐食性を示した衛星用酸化剤である四酸化二窒素(NTO)に対しても、高い耐腐食性を見出すことができている。既に、この新規炭素材料を使用した燃料電池の二次試作に着手し、現在試験を継続中である。また、推進系に関わる試験としては、低温下における電磁弁の駆動および気密試験と、低温下における、四酸化二窒素(NTO)とモノメチルヒドラジン(MMH)の反応性検証を実施した。電磁弁の駆動試験は、零下4050度において実験を行ったが、低温下反応実験は、零下10 degCでの予備的な実験である。結果によれば、電磁弁の特性は良好であるほか、反応性にも十分なマージンのあることが確認されている。次年度試験では、零下4050度での反応性試験および電磁弁を含むスラスタ形態での燃焼・推力試験を実施する計画である。電磁弁に関しても、とくに高分子材シート部の適合性試験、ガラス転移条件の影響を見極める計画である。惑星間飛行中の電力需要を削減し,かつ電源系の長期保管を可能とする試みとして,低温保管が可能な衛星推進薬を使用した燃料電池の研究を進めている.本年度は以下の作業を行った。(1)燃料電池部:燃料としてモノメチルヒドラジン(MMH)を使用し,酸化剤として酸素を使用した際の発電性能確認を昨年度から継続して行い,燃料電池材料がMMH等の衛星推進薬に対して耐食性の問題をより深く解析し、昨年度試験的に導入したガラス状カーボン材料の耐腐食性を確認する作業を行った。昨年度末から開始した、この材料を使用した燃料電池スタックの試作をさらに進めるとともに、発電試験も実施した.また,今年度は、新素材の探索と並行して,燃料および酸化剤の供給方式についても検討を進め,改質器を用いる代わりに、一旦燃料を希薄燃焼させることにより水素を生成してから燃料電池スタックに供給する代替手法等を見出した.すでに、新たな型の電池の試作に着手している。(2)不凍結推進機関の構成:また、非凍結型2液推進系の燃料/酸化剤の調査、反応特性および推進性能については、推進剤の候補として、燃料にモノメチルヒドラジン(MMH)、酸化剤にMON-25(N_2O_4/NO混合物)を選定し、22N級スラスタによりマイナス50°Cにおける真空下での着火、連続燃焼およびパルス燃焼特性の評価を行った。マイナス50°CでMMHおよびMON-25共に凍結せず、スラスタで燃焼することを実証した。着火時における過大なスパイクなども発生せず、比推力は推進剤温度により多少のばらつきが見られるものの、およそ280sと見積もられ、動作および性能面で十分な低温推進系構築が期待できる結果を得た。以上の結果のうち、後者で得られた成果は、宇宙機に必要とされるヒータ電力を削減し、また熱設計に関する信頼性を飛躍的に高めるもので、直ちに静止衛星などへの幅広い応用へとつながる有用な成果である。
骨芽細胞の分化過程の解析

骨芽細胞は、軟骨細胞、骨髄間質細胞(脂肪細胞、細網細胞)、筋細胞などと共通の未分化間葉系細胞に由来すると考えられているが、各々の細胞系への分化の振り分けの調節機構は明らかされていない。我々は種々の培養細胞を用いてin vitroで骨芽細胞の分化過程におけるBMPの役割を検討し、骨芽細胞への分化過程を解析することを目的に本研究を行い、以下の結果を得た。(1)rhBMP-2は未分化な線維芽細胞であるC3H10T1/2細胞を骨芽細胞と軟骨細胞の両方に分化させた。(2)骨芽細胞の方向へすでにコミットされたROB-C26細胞、MC3T3-E1細胞ではBMP-2は骨芽細胞への分化だけを促進し、軟骨細胞へは分化させなかった。(3)BMP-2は骨髄間質細胞であるST2を骨芽細胞へ分化させた。(4)以上の作用はrhBMP-4、rhBMP-6でも認められたが、その作用はBMP-6が一番弱かった。(5)BMP-2は筋芽細胞C2C12細胞の筋肉への分化を抑制し、骨芽細胞へと分化を転換させた。このとき、rhBMP-2は筋肉の分化過程で重要な転写因子であるMyoDとmyogeninの発現を抑制していた。以上のことより、BMPは未分化な間葉系細胞から骨芽細胞・軟骨細胞への分化を促進し、筋肉への分化を抑制することが明かとなった。そのためBMPは未分化な間葉系細胞から種々の成熟した間葉系細胞への分化の振り分けの過程で重要な役割を担っていると考えられた。マウス胎児由来の線維芽細胞C3H10T1/2は通常の培養条件では骨芽細胞および軟骨細胞の表面形質を発現していないが、BMP-2を添加することによりこの細胞が骨芽細胞と軟骨細胞の両方に分かすることが明かとなった。一方、マウス頭蓋冠由来の骨芽細胞様細胞にBMP-2を添加すると、骨芽細胞への分化が強力に促進されたが、軟骨細胞への分化は誘導されなかった。このような作用はBMP-2だけでなく、BMP-4,BMP-6でも認められた。そのため、BMPは未分化な間葉系細胞を骨芽細胞と軟骨細胞の両方へ分化させるが、骨芽細胞へコミットした細胞に対しては骨芽細胞への分化を促進するが、軟骨細胞への分化を誘導しないことが示唆された。現在、これらの結果を投稿準備中である。老齢ラットおよび卵巣摘出ラットにおける骨基質蛋白の遺伝子発現の変化をIn situ hybridization法で解析中である。(5)BMP

-2は筋芽細胞C2C12細胞の筋肉への分化を抑制し、骨芽細胞へと分化を転換させた。このとき、rhBMP-2は筋肉の分化過程で重要な転写因子であるMyoDとmyogeninの発現を抑制していた。以上のことより、BMPは未分化な間葉系細胞から骨芽細胞・軟骨細胞への分化を促進し、筋肉への分化を抑制することが明かとなった。そのためBMPは未分化な間葉系細胞から種々の成熟した間葉系細胞への分化の振り分けの過程で重要な役割を担っていると考えられた。
機能性ナノ粒子-有機ハイブリッド膜の合成と評価

機能性ナノ粒子-有機ハイブリッドは新しい機能材料として注目されている。本研究では、機能性ナノ結晶粒子としてチタン酸バリウムを選択した。(1)バリウム有機、チタン-有機、不飽和配位子を用いてチタン酸バリウム前駆体を調製することができた。(2)ナノ結晶性チタン酸バリウムの生成条件を確立した。前駆体を制御された反応条件下で加水分解、重合した。重合プロセスは、赤外および核磁気共鳴スペクトルで解析した。100°C以下でのナノサイズチタン酸バリウム粒子の結晶化条件を調べた。有機マトリックス中の結晶性粒子はX線回折、制限視野電子線回折で分析した。粒径は重合および加水分解条件に依存していた。(3)チタン酸バリウム-有機ハイブリッドの透明な膜を調製することができた。膜の吸収スペクトルは量子サイズ効果によるブルーシフトを示した。ハイブリッドは電気粘性効果を示し、その挙動は有機配位子の種類に依存していた。直流電場の印可時に、ハイブリッドが繊維状組織を生成することを光学顕微鏡で確認した。チタン酸バリウム-有機ハイブリッドの調製条件と新規な誘電および光学的性質の関係を確立することができた。本研究では、機能性ナノ結晶粒子として磁性粒子およびチタン酸バリウムを選択した。不飽和結合を有する金属-有機化合物を用いて、磁性微粒子およびチタン酸バリウム粒子-有機ハイブリッド材料を合成し、その性質を評価することを目的として研究を行った。まず、磁性微粒子-有機ハイブリッド前駆体の合成条件を検討した。鉄-有機化合物の配位子としてアセチルアセトナト誘導体を選択し、磁性ハイブリッド前駆体を調製した。この磁性ハイブリッド前駆体の付加重合反応を検討することにより、磁性ハイブリッド前駆体ポリマーを合成することができた。調製した磁性ハイブリッド前駆体ポリマーを種々の条件下で加水分解し、磁性微結晶粒子がポリマーマトリックス中で生成することが明らかとなった。加水分解条件を種々検討することにより、磁性微結晶粒子を含むハイブリッド膜を合成することができた。この薄膜は透明であり、吸収端がブルーシフトしており、量子サイズ効果を示した。またチタン酸バリウム-有機ハイブリッド前駆体を調製し膜化した後、紫外線照射を行ったところ、重合反応が進行することを確認した。チタン酸バリウム-有機ハイブリッドの誘電的性質を評価した結果、誘電率は5から6であることが明らかとなった。また、このハイブリッド材料の電気粘性特性を評価したところ、電場の印加に対して粘度の増加が確認された。この電気粘性は、前駆体の配位子、加水分解条件などに依存していることが明らかとなった。不飽和結合を有する金属有機化合物を用いて、チタン酸バリウム粒子有機ハイブリッド材料を合成し、その性質を評価することを目的として研究を行った。まず、チタン酸バリウム有機ハイブリッド前駆体の合成条件を検討した。バリウム・チタン複合有機化合物の配位子としてビニルエーテル誘導体を選択し、チタン酸バリウム粒子ハイブリッド前駆体を調製した。このチタン酸バリウム粒子ハイブリッド前駆体の付加重合反応を検討することにより、チタン酸バリウム粒子ハイブリッド前駆体ポリマーを合成することができた。調製したチタン酸バリウム粒子ハイブリッド前駆体ポリマーを種々の条件下で加水分解し、チタン酸バリウム微結晶粒子がポリマーマトリックス中で生成することが明らかとなった。加水分解条件を種々検討することにより、チタン酸バリウム微結晶粒子を含むハイブリッド膜を合成することができた。また、吸収端のシフトは前駆体の配位子、加水分解条件などに依存していることが明らかとなった。以上のように、機能性ナノ結晶粒子有機ハイブリッド膜の合成条件を検討し、その粒径制御条件を確立することができた。ハイブリッド薄膜の光学的性質は、機能性ナノ結晶粒子の粒径により制御できることを明らかにした。
透明メダカを用いたナノ物質の生体内挙動と毒性に関する研究

目的:化学合成されたナノ物質の環境挙動は切迫した環境問題として対処するべき問題である。本研究では,水懸濁性の蛍光ナノ粒子を用いて,透明メダカの受精卵および生体におけるナノ粒子の挙動について研究を行った.さらに透明メダカ薬物代謝酵素誘導の成長依存性について検討した.結果:粒子直径が39.4-42,000nmの粒子はメダカ卵の卵膜を通過して卵内の油滴に濃縮された.直径474nmの粒子は卵に対して最も高い取込を示した。油滴に取り込まれた直径39.4nmの粒子は受精卵の発達に伴い卵黄および胆嚢に移行した.メダカ成魚は,直径39.4nmの粒子に10mg/L濃度で曝露された場合,主にエラおよび腸管にナノ粒子を蓄積した.体内に取り込まれたナノ粒子は脳,精巣,肝臓および血液から検出された.メダカ血中のナノ粒子濃度は10.5-16.5ng/mg血液タンパクであった.これらの結果はナノ粒子は血液脳関門を通過でき,最終的には脳を汚染することを示唆した。毒性についてはナノ粒子の毒性は,試験水の塩分によって影響されることが明らかとなった。薬物代謝酵素誘導については,孵化1週間後,2週間後および4週間後におけるCYP1Aの誘導活性について評価した結果,誘導活性は成長段階によって異なり孵化2週間後のメダカにおいて最も優れた用量反応曲線を得ることができた.また孵化直後ではCYP1A活性のバックグラウンド値が高いため正確な測定が不可能であった.考察:水環境におけるナノ物質の生物による取込と毒性は生物成長,環境要因およびナノ物質の物理化学的性状に依存する.工業製品に含まれるナノ物質の毒性影響と環境影響に関する追加研究がナノ物質の利用に関するリスクとベネフィットを決定するために重要である.目的:化学合成されたナノ物質の環境挙動は切迫した環境問題として対処するべき問題である。薬物代謝酵素誘導については,孵化1週間後,2週間後および4週間後におけるCYP1Aの誘導活性について評価した結果,誘導活性は成長段階によって異なり孵化2週間後のメダカにおいて最も優れた用量反応曲線を得ることができた.また孵化直後ではCYP1A活性のバックグラウンド値が高いため正確な測定が不可能であった.考察:水環境におけるナノ物質の生物による取込と毒性は生物成長,環境要因およびナノ物質の物理化学的性状に依存する.工業製品に含まれるナノ物質の毒性影響と環境影響に関する追加研究がナノ物質の利用に関するリスクとベネフィットを決定するために重要である.
生薬の歯科薬剤への応用

抗炎症作用を有する生薬を歯科薬剤として応用する為にIN VITROでの細胞の反応を観察した。既存の作用が明確な抗炎症薬を被験材料とし基準となる実験を行った。抗炎症薬として水溶性ヒドロコルチゾンおよびサリチル酸ナトリウムを選択し、標的細胞はヒト歯髓組織から採取した線維芽細胞を培養し実験に供した。観察項目は、細胞形態の変化および酵素活性(酸性phosphatase、アルカリ性phosphataseおよび乳酸脱水素酵素)の変動とした。細胞形態の観察は光学顕微鏡下で行った。細胞形態の変化水溶性ヒドロコルチゾンおよびサリチル酸ナトリウムの作用濃度は、50mg/mlから10倍希釈とした。5mg/mlの濃度では、細胞死の像を示した。0,5mg/mlの濃度を作用させた場合、細胞の分裂増殖が抑制され、完成した単層に変化は観察されなかった。対照は、血清を添加しない培養液で培養した。酵素活性の変動実験に供した細胞世代数は、7および10世代である。薬剤の作用濃度は、形態観察の結果から0,5mg/mlとした。対照は、血清を添加しない培養液で培養し、測定に使用した。酸性phosphataseおよび乳酸脱水素酵素を測定した結果、7および10世代ともに対照と比較して両薬剤ともほぼ同じか抑制された値となった。アルカリ性phosphataseは対照と比較して水溶性ヒドロコルチゾンを作用させた7世代細胞の場合明らかに高い値を示した。10世代では対照の値とほぼ同じか抑制された結果となった。サリチル酸ナトリウムを作用させた場合、細胞はほぼ同じか抑制された値を示した。以上のことから、水溶性ヒドロコルチゾンをある濃度でヒト歯髄由来の細胞に作用させた場合、増殖機能の低下がみられても代謝機能の変動は存続し続ける可能性が示唆された。これからの計画として、抗炎症薬での基準実験をさらに増加させ、それらの値を参考に抗炎症性を有する生薬での実験を行う予定である。
先史時代の地磁気永年変化と孝古地磁気年代推定への応用

先史時代の地磁気永年変化を明らかにし、考古地磁気・古地磁気を用いて年代推定を行えるようにすることが本研究の目的である。その為に次の3点に重点を置き研究を進めた。1).先史時代の詳しい永年変化曲線を完成すること。2).永年変化が明らかにされている時代(過去2000年間)について、実際に年代推定を行ってみること。3).地磁気エクスカーションの様な大変動を捉えて地層の年代推定を試みること。1)永年変化曲線。大磯丘陵,南太閣山I遺跡の他、丹那断層など活断層トレンチ調査の行われた5地点で成層した地層から試料を得て、測定を行った。その結果、過去12000年間についての大略の永年変化曲線を得ることができた。それによると偏角は3000年B.P.,7000年B.P.頃に顕著な東偏があり、また伏角については5000年B.P.頃と6000-7000年B.P.頃が深いらしいことが判明した。2)年代の推定。稲作を行った田の遺跡の残留磁化(堆積残留磁化と思われる)は十分な精度で測定できることが判明し、時代を示す遺物の無い場合の考古地磁気年代推定が可能であることがわかった。また、活断層のトレンチ調査地点の試料の測定から、断層活動の際に再帯磁が起こることが明らかとなり、その磁化方向から古地震の活動年代を求めることができた。3)地磁気エクスカーションを用いた年代推定。ブリュンヌ正磁極期中の地磁気エクスカーションをとらえて、年代を推定する試みがなされ、宮城県馬場壇A遺跡および、明石西八木海岸の発掘調査地点で採取した試料を測定した結果、いずれもエクスカーションが見つかり、明石IV層がイナI・エクスカーション、馬場壇A遺跡の下位はブレーク・イベント或はビワIイベントである可能性が高いと考えられる。1)永年変化曲線。2)年代の推定。1984年に試料を採集した宮城県古川市の馬場壇A遺跡や、1985年3月にサンプリングを行った明石人骨出土地点の堆積残留磁化を測定し古地磁気学的研究を行った結果、双方とも、発掘調査露頭の下位の方に地磁気エクスカーションと思われる異常帯磁した層準が見い出された。馬場壇Aではフィッション・トラック年代や熱ルミネッセンス年代と考え合わせると、11万年前とされているブレイク・イベントに相当すると考えられる。また、明石では、発掘地点の【IV】層(海成シルト層)の中・下部が異常帯磁しており、ブレイク・イベントあるいはビワIイベント(17万年前)に相当すると思われる。いずれにしてもこれらは前期旧石器時代に相当することになり、日本列島の人類の起源が従来考えられていたものより、ずっと古い時代にまで遡ることの証明となった。長野県岡谷市、茅野市および富士見町で行われた、糸魚川-静岡構造線沿いの活断層トレンチ発掘調査の現場で試料の採集を行い、活断層の活動年代を考古地磁気学的に求める試みを行った。その結果、やはり、地震動にともなう再帯磁が起こり地震発生時の地球磁場方向を残留磁化として記録している可能性が極めて高いことが判明した。丹那断層では発掘地の断層活動は、過去2000年以内に起きたものであるとして考古地磁気永年変化曲線と照合すると、西暦7世紀の前半となり、もっと古いものであるとすると、B.P.3000年頃あるいはB.P.4000年頃の可能性が考えられる。
幼児期における適正活動量の評価基準作成及び体力向上プログラムの開発

(1)幼児の日常生活の活動量を知るために、トレッドミル運動負荷テストを用いて心拍数、酸素摂取量、ライフコーダの関連を検討した結果、生活習慣記録装置ライフコーダ(スズケン社製)が幼児の活動量の指標になることを明らかにした。(2)ライフコーダを用いて幼児の1週間の行動記録と運動量を測定した結果、幼児の適正運動量は毎日1時間以上あそびをすることが望ましい事を明らかにした。(3)運動能力が優れている幼児は屋外遊び時間が多くみられ、骨密度も高く、接地足跡面の形成も早い傾向が認められた。(4)園生活において運動あそびプログラムを実践した幼児は活動量も向上し、運動能力、骨密度、接地足蹠の形成にも効果が認められた。3-6歳の幼稚園園児男女633名を対象に、ライフコーダ"が幼児の運動強度評価基準を作成する指標に成り得るか否かについて確認すると伴に、ライフコーダを用いて幼児の1週間の活動量を連続測定し、幼児の適正活動量の評価基準値を作成した結果、(1)幼児用トレッドミルを使用し、多段階漸増運動負荷テストを行い、心拍数、酸素摂取量、LC運動強度を測定し、それぞれの関係式がp<0.O1の範囲で有意な関係が認められ、ライフコーダのLC運動強度が幼児の運動強度の指標に准ることが明らかに成った。(2)ライフコーダを幼児のズボンに1週間連続して装着し、歩数、運動強度、運動量、総消費量を測定した結果、歩数は男児で加齢に伴い増加し、女児で減少の傾向を示した。運動量、総消費量は男児女児伴に加齢に伴い増加する傾向を示した。曜日別に見ると休日(土-日)で活動量が低く、平日(月-金)で活動量が多い傾向が見られた。幼児の適正活動量は、歩数で男児の年少13555歩,年中14086歩,年長14320歩,女児の年少12613歩,年中12452歩,年長12426歩以上が望ましいと考える。運動強度は6以上が10パーセント以上必要であると考えられる。運動量は男児の年少107kcal,年中132kcal,年長149kcal,女児の年少95kcal,年中111kcal,年長121kcal以上が望ましいと考えられる。総消費量は男児の年少1230kcal,年中1330kcal,年長1407kcal,女児の年少1158Kcal,年中1221kcal,年長1274kcal以上が望ましいと考えられる。3-6歳の幼稚園園児1392名の保護者を対象に幼児の生活実態調査を実施した結果、(1)テレビの視聴時間、パソコン・ゲームをする時間、外遊びの場所・頻度・時間、我慢強い、やる気がある、運動教室の参加で、男児が女児に比して優位に高い傾向が、家事の手伝い、家事の手伝いをさせる、食事の後かたずけ、衣服の着脱の項目で女児が男児に比して優位に高い傾向が認められた。(2)はいはいをするようになった時期が早い赤ちゃんが独り歩きが可能な時期と比例関係にあり、独り歩きが可能な時期と現在の運動場所、体を活発に動かす遊びをする頻度との間に有意な関係がみられた。(3)3才までにからだをたくさん動かした幼児は現代の運動場所、体を活発に動かす遊びをする頻度、外遊びの時間との間に有意な関係が認められた。(4)保護者との共食の頻度が高い幼児はそうでない幼児に比して朝食の摂取頻度が高く、朝すっきり目覚める頻度が高い傾向を示した。(5)友達の人数が多い幼児は戸外遊びの頻度、体を活発に動かす遊びの頻度、外遊びの時間が多い傾向が認められた。(6)保護者の子供に対する運動に対する関心・態度や行動が幼児の遊ぶ場所、体を動かす頻度や強度、外遊びの時間にも大きく影響すること(7)保護者の中・高等学校時代の運動経験が子どもの運動意欲や関心、経験に大きく影響することが明らかになった。(8)アンケート法により日常生活で幼児がよく遊ぶ種類を年少、年中、年長、走能力、跳ぶ能力、投能力、投能力,筋持久力、協応性、巧緻性の面から分類し、3-6歳の幼児60名を対象にライフコーダーを用いて各種の遊びの運動強度を明らかにした。3ー6歳の幼稚園園児1159名(男児609名、女児553名)を対象に(実験I)6種目の運動能力テストを実施した結果、125m走、立ち幅跳び、硬式テニスボール投げ、体支持持続時間、両足連続跳び、捕球の結果は加齢とともに増加傾向を示した。225m走、立ち幅跳び、硬式テニスボール投げは男児が女児に比べ高い傾向を示した。3運動能力を示す

5段階評価は男児の4.0歳前半で、A判定18.8%、B判定43.8%、C判定25.0%、D判定12.4%、E判定0%を示し、女児の4.0歳前半で、A判定11.1%、B判定33.4%、C判定38.9%、D判定16.7%、E判定0%を示し、加齢による変化は認められなかった。(実験2)ライフコーダーを園児のズボンに1週間連続して装着し、歩数、運動強度、運動量、総消費量を測定した結果、1歩数は男児で13131-14949歩、女児で11735-13755歩、運動量は男児88-161Kcal、女児で95-146Kcal、2総消費量は男児で1171-1443Kcal、女児で1101Kcal ー1353Kcalの範囲を示し、3男児が女児に比して高い傾向を示した。また、4曜日別にみると休日(土ー日)は平日[月ー金]に比べて活動量が低い傾向が認められた。(実験3)園生活の指導プログラムに運動あそび(体操教室、親子体操、ピョンピョンチャレンジ、かけっこタイムなど)を導入し、特に運動能力の低い幼児に注目しながら継続的に運動あそびを実施した結束、1運動能力はA,B判定が増加し、DE判定が減少した。2歩数、運動量、総消費量も増加し、運動能力テストの低い幼児の日常生活における活動量も増加し、運動能力の向上が認められた。以上の結束、運動能力と身体活動量の関係は運動能力が高い幼児程、歩数、運動量が高い傾向が認められ、日常生活における遊びの重要性が示唆された。実験(1)で調査項目、対象が多いためにデーター整理に時間がかかり,実験(2)に取り掛かるのが少し遅れましたが何とか実験、データー整理も終わりました。24年度が最終年度であるため、記入しない。膨大なデーターを測定・収集し、面白い結果が出ました。今年は是非学会発表、原著論文として投稿したい。
波形解析による粒子識別法を適用した大立体角シリコン反跳粒子測定器系の開発

シリコン検出器に接続された前置増幅器からの波形を解析することによって、入射粒子の識別が可能である。これまでその手法により実証されてきた識別可能な荷電粒子の種類、ならびにエネルギー領域を拡げることによって、軽い低エネルギーの反跳粒子の識別を行うことを目的として研究を行った。テスト実験結果より、ヘリウムの同位体に関しては、5MeV近傍までの^3Heと^4Heを、原子番号1と2の粒子に関しては2MeV付近までが識別可能であることが示された。次に、解析に用いたアルゴリズムをもとに、実装可能な回路の製作を行った。回路は大きく3つの部分に分けることができる。最初の部分では、後段の処理に適した波高にするための増幅をにない、続く部分は、増幅された波形をデジタル化するためのサンプリングADCからなる。サンプリングレートとビット数は、それぞれ100MHz、14bitである。最終段には、サンプリングADCからの出力に対して、パイプライン処理による波形解析を行うためのFPGAが組み込まれている。反跳粒子の測定を行う実験では、粒子識別情報以外にも、入射粒子のエネルギーと到達時間情報をFPGAの出力結果から取り出す必要があるので、それぞれの目的にあわせた解析プログラムが働くようになっている。回路製作の一方で、テストの結果を考慮し、目的にあったシリコン検出器の選定、ならびに波形シミュレーションプログラムの改良をおこなった。これらを組み合わせることによって、波形解析による粒子識別法を実装したシリコン反跳粒子測定器系を構築することができた。波形解析を用いた粒子識別法に適したシリコン半導体検出器を設計した。その検出器に接続された前置増幅器からの出力波形を、100MHzでサンプリングすることのできるフラッシュADCを用いて記録した。その波形に対して、後に、様々な波形整形方法を試行することによって、最も粒子識別の精度において優れた方法を選択した。今年度、識別対象とした粒子は、低エネルギーの軽い荷電粒子であったので、エネルギー30MeVの^3He粒子を、厚い銀の標的に照射したときに散乱された軽粒子に対して、上述の測定を行った。結果、原子番号1と2の粒子については、1MeV以上のものに対して、一枚のシリコン検出器で識別可能であることが示された。また、同位体の識別に関しては、5MeV以上の^3Heと^4Heの粒子を区別することができた。これら二つの粒子のエネルギーが5MeVのとき、シリコン中での飛程の差は約4μmである。本識別原理は、飛程の差を時間情報に置き換えて取り出すことにあるので、この程度の飛程差を持った同一エネルギーの粒子間の識別が、原理的には可能であることが示された。一方、1MeVの重陽子と^3He粒子の飛程差がそれよりも大きいにもかかわらず、それ以下のエネルギーでの識別ができなかったのは、時間の原点を正確に決める測定を行っていなかったことによると、波形のシミュレーション結果等から推測された。今後は、その点を確かめるための測定を行い、反跳粒子を、本手法を適用することにより測定したい。
道徳科の探究型授業モデルの開発と遠隔化システムを活用した指導と評価の開発的研究

平成30年4月より小学校において道徳科が完全実施され、学校現場では主体的・対話的で深い学びの道徳授業の実現が喫緊の課題となっている。本研究で目指す探求型道徳授業モデルの開発は、この課題を克服し、道徳科が目指す「考え、議論する」道徳の実現とも繋がる。探求型道徳授業モデルの満たす要件は、1道徳的価値を理解する学習〔主体的な学び〕、2自己を見つめる学習、3多面的・多角的に考える学習、4自己(人間として)の生き方を考える学習の4つ学習である。1単位時間の道徳授業には、この4つの学習が常に含まれていることが必要不可欠である。また、探求型道徳授業モデルには、主体的な学びの視点として「問題意識を持つ」「自分自身との関わりで考える」「自らを振り返る」、対話的な学の視点びとして「協働し、対話する」「多面的・多角的に考える」「学級経営の充実を図る」、深い学びの視点として「道徳的価値を基に考える」「自己(人間として)の生き方について考える」ことが大事なポイントとなる。探求型道徳授業モデルは、道徳的価値に関わる問題に対する判断の根拠やそのときの心情を様々な視点から考えたり、自分と違う立場や感じ方、考え方を理解しようとしたりすることにつながる。また、登場人物を自分に置き換えて考えたり、現在の自分自身を振り返り、自らの行動や考えを見直したりすることにつながる。このように、探求型道徳授業モデルの意義は、子供自身が自らの考えをもち、発言したり、書いたり、ときには教材や教具を使って表現したりするような真剣な姿に結びつくことである。また、友達や教師等と話し合ったり、ときには自分の心の中で自間自答したりする姿であったりする。そのためには、教師が明確な指導観をもって、ねらいとする道徳的価値の学習に向けて授業を行うことが大事になる。平成30年度の計画における進捗状況であるが、「1道徳科の指導方法についての有効性と課題を明らかにする」「2道徳科の探究的な授業について検討し、探究型道徳授業モデルを提案する」「3探究型道徳授業モデルを実践し、その有効性を検証する」の項目では、順調に進んでいる。探究型道徳授業モデルの実践において、子供が自ら学びたいという課題意識や課題追究への意欲を高めたり、学習の見通しなどをもたせたりすることができることの有効性を確認することができた。また、道徳的価値に関わって多面的・多角的に考えたり、道徳的価値の視点から自分の生活を振り返ることも確認することができた。結果として、子ども自身が成長を実感したり、自分の課題や目標を見付けたりすることもできた。以上の点から、道徳的価値や子ども自身の生活について多様な観点から捉え直し、自らが納得できる考えを導き出す「探究型道徳授業モデル」の開発が順調に進んでいると考える。しかし、遠隔化システムの運用準備については、やや遅れている。購入予定であった遠隔システムがメーカーの都合で製造・販売が打ち切りとなったために購入できなくなった。新規のシステムを購入しようとしたが、予定の予算を超過しており、購入することが難しくなっている。30年度は他大学の遠隔システムをお借りして短期的に取り組んだが、十分といえる状況ではない。そのため、児童生徒の個人情報の機密を保持できる遠隔化システムの導入はできていない。教育委員会等(学校現場含む)と遠隔化システム導入のための交渉、契約も進んでいない状況である。昨年度は、主体的・対話的で深い学びの実現である探究型道徳授業モデルを開発し、一定の成果を得た。今年度は、その成果を生かし、子供の経験や体験を基に考えを深めたり、家庭・地域とが融合して取り組んだりすることができる探究型道徳授業モデルの開発も目指そうと考えている。また、教師が子供一人一人の人間的な成長を見守り,子供自身のよりよい生き方を求めていく努力を認め、それを勇気付ける働きをもつ評価の開発も進めていく。そのため、遠隔システムを活用した研究がやや遅れている。打開策として、スカイプなどを利用した運用に変更せざるを得ない状況である。その場合、児童生徒の個人情報の機密を十分保持できないこともあり、教育委員会等と契約し研究を進めることが困難と予想される。そこで、無償アプリ(スカイプ)等を利用して個別の学校と連携して、遠隔化システムの運用(探究型道徳授業モデルの実施、指導と評価の在り方の検証)に取り組んでいこうと考えている。また、探求型道徳授業モデルには、主体的な学びの視点として「問題意識を持つ」「自分自身との関わりで考える」「自らを振り返る」、対話的な学の視点びとして「協働し、対話する」「多面的・多角的に考える」

「学級経営の充実を図る」、深い学びの視点として「道徳的価値を基に考える」「自己(人間として)の生き方について考える」ことが大事なポイントとなる。探求型道徳授業モデルは、道徳的価値に関わる問題に対する判断の根拠やそのときの心情を様々な視点から考えたり、自分と違う立場や感じ方、考え方を理解しようとしたりすることにつながる。また、登場人物を自分に置き換えて考えたり、現在の自分自身を振り返り、自らの行動や考えを見直したりすることにつながる。このように、探求型道徳授業モデルの意義は、子供自身が自らの考えをもち、発言したり、書いたり、ときには教材や教具を使って表現したりするような真剣な姿に結びつくことである。また、友達や教師等と話し合ったり、ときには自分の心の中で自間自答したりする姿であったりする。そのためには、教師が明確な指導観をもって、ねらいとする道徳的価値の学習に向けて授業を行うことが大事になる。平成30年度の計画における進捗状況であるが、「1道徳科の指導方法についての有効性と課題を明らかにする」「2道徳科の探究的な授業について検討し、探究型道徳授業モデルを提案する」「3探究型道徳授業モデルを実践し、その有効性を検証する」の項目では、順調に進んでいる。探究型道徳授業モデルの実践において、子供が自ら学びたいという課題意識や課題追究への意欲を高めたり、学習の見通しなどをもたせたりすることができることの有効性を確認することができた。また、道徳的価値に関わって多面的・多角的に考えたり、道徳的価値の視点から自分の生活を振り返ることも確認することができた。結果として、子ども自身が成長を実感したり、自分の課題や目標を見付けたりすることもできた。以上の点から、道徳的価値や子ども自身の生活について多様な観点から捉え直し、自らが納得できる考えを導き出す「探究型道徳授業モデル」の開発が順調に進んでいると考える。しかし、遠隔化システムの運用準備については、やや遅れている。購入予定であった遠隔システムがメーカーの都合で製造・販売が打ち切りとなったために購入できなくなった。新規のシステムを購入しようとしたが、予定の予算を超過しており、購入することが難しくなっている。30年度は他大学の遠隔システムをお借りして短期的に取り組んだが、十分といえる状況ではない。そのため、児童生徒の個人情報の機密を保持できる遠隔化システムの導入はできていない。教育委員会等(学校現場含む)と遠隔化システム導入のための交渉、契約も進んでいない状況である。昨年度は、主体的・対話的で深い学びの実現である探究型道徳授業モデルを開発し、一定の成果を得た。今年度は、その成果を生かし、子供の経験や体験を基に考えを深めたり、家庭・地域とが融合して取り組んだりすることができる探究型道徳授業モデルの開発も目指そうと考えている。また、教師が子供一人一人の人間的な成長を見守り,子供自身のよりよい生き方を求めていく努力を認め、それを勇気付ける働きをもつ評価の開発も進めていく。
ナノコンタクトにおけるエネルギー変換過程の研究

ナノスケールにおける熱エネルギー⇔電気エネルギー変換過程を明らかにするため,『ナノコンタクト型熱電性能評価装置』を製作するとともに,局所ペルチェ係数を測定する理論を構築した。この装置を用いて,実用熱電材料であるp型-(Bi, Sb)^2Te^3焼結体の局所ペルチェ係数を室温で測定した。コンタクト径は約10 μmである。実測された局所ペルチェ係数の値はπ^*=31 mVであった。この値はバルク値π=54 mVよりも小さいが,コンタクト径の減少とともに局所ペルチェ係数π^*が増加する傾向を見出した。本研究課題では,ナノスケールにおける熱エネルギー⇔電気エネルギー変換過程を明らかにするため,新たに『ナノコンタクト型熱電性能評価装置』を構築し,これを用いてナノスケールにおけるエネルギー変換過程がバルクの場合とどのように異なるかを実験的に明らかにすることが目的である。平成18年度は下記の研究実績と成果を得たので報告する。●ナノコンタクト型熱電性能評価装置の構築熱電材料表面に探針をナノスケールで接触させ,このコンタクト部の一次・二次微分コンダクタンスを測定し,局所電子状態密度とナノスケールでの熱電性能を測定するシステムの構築を行った。システムは,電気計測部とクライオスタット部に分けて構築中である。電気計測部では,テスト試料の点接触型ダイオードの微分コンダクタンスの室温での測定が可能となり,現在LabVIEWへのプログラム移植を試みている。クライオスタット部は,ベローズを用いた高真空中での探針駆動システムの設計が終了し,実際の装置を組み立てている。室温での動作は確認できたが,極低温での駆動テストと実際の測定を平成19年度に行う予定である。●ビスマス-アンチモン合金(Bi-Sb合金)系熱電材料の合成と熱電物性上記システムの評価・調整用の試料として,室温以下の低温で熱電性能が大きい材料として知られているBi-Sb合金とその関連物質に関する研究を行った。Bi-Sb合金はSeのドープにより伝導電子密度が増加するが,それに伴う熱電物性の変化が単純な自由電子モデルで取り扱うことが可能であることを示した。さらに,直径50マイクロメートル長さ数ミリの多数のビスマスワイヤーをガラステンプレート内に埋め込んだマイクロワイヤーアレイの熱電性能が,テンプレート内での結晶配向に強く依存することを明らかにした。これらの成果を第25回熱電国際会議で発表した。現在世界の多くの研究室で,熱電材料を微細化することにより熱電性能を向上させる試みが活発に行われている。この現状を踏まえ,本研究課題では,ナノスケールにおける熱⇔電気エネルギー変換過程を明らかにするため,『ナノコンタクト型熱電性能評価装置』を構築し,これを用いて微細スケールにおけるエネルギー変換過程がバルクの場合とどのように異なるかを実験的に明らかにすることを目的としている。平成19年度は下記の研究実績と成果を得た。●ナノコンタクト型熱電性能評価装置の完成と局所ペルチェ係数の測定熱電材料表面に探針をナノスケールで接触させ,このコンタクト部の熱電性能を測定するシステムを完成させた。断熱真空中でのコンタクトの制御には,長いストロークと100nmの精度を兼ね備えた直線型アクチュエータを用いた。このシステムを用いて,実際に製品に応用されているp-型ビスマス・テルル系熱電材料に,Pt-Irやマンガニンの探針を接触させ,局所ペルチェ係数を測定することに成功した。コンタクト径はおよそ10μmである。実測された局所ペルチェ係数はバルクの値II=54mVよりも小さいが,コンタクト径の減少とともに局所ペルチェ係数が増加する傾向が明らかとなった。これは世界で初めての成果である。この結果は,システムサイズが微細化することによって熱電性能が向上することを示唆しており,熱電材料を微細化することによる熱電性能の改善の方向が妥当であることを示している。●ビスマス-アンチモン合金(Bi-Sb合金)系熱電材料の合成と熱電物性NiやMnなどの磁性元素をドープすることにより,Bi-Sb合金の熱電性能が大きく変化することを明らかにした。これは,磁性を担う3d軌道と母体の軌道の混成による状態密度の変化と,偏析磁性体によるフォノン散乱の効果などが複雑に寄与しているものと考えられる。平成20年度は下記の研究実績と成果を得た。

●ナノコンタクト型熱電性能評価装置の完成と局所ペルチェ係数の測定前年度に完成させたナノコンタクト型熱電性能評価装置を用いて,実用熱電材料であるp型-(Bi,Sb)_2Te_3焼結体の局所ペルチェ係数を室温で測定した。コンタクト径は約10μmである。実測された局所ペルチェ係数の値はII^*=31 mVであった。この値はバルク値II=54 mVよりも小さいが,コンタクト径の減少とともに局所ペルチェ係数II^*が増加する傾向を見出した。この成果は招待講演として2008年の熱電国際会議(ITC2008)で発表され,新たなナノ熱電特性評価法として好評を博した。現在,より制御された探針を用いて,単結晶(Bi,Sb)_2Te_3劈開面での局所ペルチェ係数測定を行っており,新たな情報が得られるものと期待している。●ビスマス-アンチモン合金(Bi-Sb合金)系熱電材料の合成と熱電物性Bi-Sb合金にNiやMnなどの磁性元素をドープすることにより,電子状態が変化し,熱電性能が変化することを見出した。特にNiをドープした場合,x=0.03の濃度で電子状態密度が増加し,この変化に対応して熱電性能が向上した。さらにこの研究の副産物として,Bi-Ni-Sbが磁性元素を含む超伝導であることが明らかとなった。
広域災害時の救援救助活動を支える空港運用最適化モデルの開発と効果的運用方策の検討

大災害発生時に被災地やその周辺の空港は,消防ヘリや自衛隊機などの多種多様な航空機による救助・救援活動の拠点となり,日常とは大きく異なる空港運用が求められる.本研究では,東日本大震災での被災地における空港運用の実態と課題を客観的分析と現地調査により明らかにした.それら調査結果を参考に,災害時の空港運用に関するシミュレーションモデルを構築し,空港での航空管制の方法や受入機数制約などについて分析した.以上の結果から,運用方法によってヘリによる救助人数が大きく異なることなどが明らかになり,空港がより効果的な航空機活動を支援するために,災害発生時の空港運用方法について事前の検討と準備の重要性を指摘した.大災害発生時に被災地やその周辺の空港は,消防ヘリや自衛隊機などの多種多様な航空機による救助・救援活動の拠点となり,日常とは大きく異なる空港運用が求められる.本研究は,東日本大震災での被災地における空港運用の実態と課題を客観的分析と現場のインタビュー調査により明らかにし,それを後世に伝えることを第1の目的とする.さらに,それら調査結果を参考に災害時の空港運用における各種供給制約を定義・定量化し,広域被災を想定した複数空港の運用最適化モデルの開発を行う.開発したモデルを今後の広域大災害が想定される地域に対して適用し,複数空港の望ましい運用方策について検討することを第2の目的とする.以上の調査・分析から空港がより効果的な航空機活動を支援するための運用の方法論の提示,および今後必要となる備えや対応すべき課題と改善の方向性について分析・提言することを最終目的とする.本年度は,(1)過去の大災害時の空港運用の実態,(2)東日本被災地空港の関連調査分析,(3)災害時の空港容量制約の推計手法及び空港運用最適化モデルのフレームワークの検討について研究を進めてきた.その結果,大規模災害発生直後には,消防ヘリや自衛隊機など多くの航空機が活動し,その活動拠点として空港が重要な役割を果たしていること,空港および周辺空域の空間的・人的制約などから活動が一部で制限されてしまったことなどを東日本震災地域における関係者インタビュー調査などから明らかにした.これらの知見を踏まえて,既存空港等を有効に活用することを前提とした航空機活動のモデル化へむけたフレームワークについて検討を行った.このモデルとしては,空港における容量制約を明らかにするためのモデルと,複数空港間での効果的な役割分担を求めるモデルの2つとすることを決めた.本年度は,大規模災害に対する高知空港の備えに関する実態調査,高知県における南海トラフ地震を想定した救援救助のシミュレーション分析を行った.現地調査では,高知空港の被災状況によって救援救助活動の内容や場外離着陸場の活用方法が大幅に変更される可能性があることが明らかとなった.また,現地調査で明らかにした前提条件をもとに,南海トラフ地震による津波被害を想定したシミュレーションモデルを構築し,救助人数をシミュレーションにより分析した.被害状況や活動方法などについて複数シナリオの下で分析を行った結果,高知空港が利用可能であることにより,航空機の混雑が緩和され,救助人数を増加させる可能性があることが示唆された.そのため,津波や地震から高知空港を利用可能な状態にしておく対策が必要であることが考えられる.また,空港や自治体に対するヒアリングや各自治体が定める防災計画等の調査から災害時の航空機運用の特徴である「ヘリコプターの運航」や「管制化空港と非管制化空港(レディオ空港)での運航の差異」に関してその基本ルールや災害時の特殊運用方法を体系的に明らかにし,それらを基に,空港施設の配置・規模,発着航空機種等が災害時の空港容量に与える影響について定量評価する方法を開発した.開発した空港容量評価手法により,災害時の固定翼配置数や誘導路の特殊運用により空港容量がどの程度制約されるか評価を行った.これら結果は,施設規模や特殊運用の可否などを考慮した複数空港への機材配置や役割分担を検討する上での基礎情報として活用ができると考えられる.本年度は、1つ目として、災害時の航空機運用の特徴である「ヘリコプターの運航」や「管制化空港と非管制化空港での運航の差異」に関して災害時の特殊運用方法等を体系的に整理した上で、平行誘導路の有無が空港容量に与える影響を明らかにした。その結果、平行誘導路の供用開始により固定翼機、回転翼機ともに容量の増加が見込めることが明らかとなった。そのため、災害発生時には平行誘導路が閉鎖され駐機場として運用されることも想定されるが、その際には容量の減少について考慮すべきということがいえる。2つ目として、航空機は空港を拠点として一斉に集中的に活動するため、災害発生後の空港における航空機の待ち時間が課題となる。そこで、各運航主体の活動を考慮した航空機の待ち時間推計モデルを構築し、様々なケースを想定した場合の主体別の待ち時間を推定した。その結果、報道機の優先順位を最も低くしたところ、救援活動の待ち時間は400分以上と推計された。このように、各運航主体に優先順位を定めることで、待ち時間を精緻に推計可能なことを示した。3つ目として、昨年度開発した南海トラフ地震による津波被害を想定したシミュレーションモデルの精緻化を行い、複数空港を活用した場合の救助人数を分析した。その結果、高知空港が津波浸水により利用できずに隣県空港を利用する場合、移動時間によるロスが発生するため、救助人数が減少した。そのため各被災地と近距離にある高知空港を津波や地震から守ることは重要であるとの示唆を得た。最後に、これまでの分析内容を整理し、空港がより効果的な航空機活動を支援するための運用の方法論の提示、および今後必要となる備えや対応すべき課題と改善の方向性について示した。

これらの結果は、今後起きる大規模災害時における空港の備えの基礎情報として活用できると考えられ、複数空港への機材配置や役割分担を検討する上で参考になると考える。大災害発生時に被災地やその周辺の空港は,消防ヘリや自衛隊機などの多種多様な航空機による救助・救援活動の拠点となり,日常とは大きく異なる空港運用が求められる.本研究では,東日本大震災での被災地における空港運用の実態と課題を客観的分析と現地調査により明らかにした.それら調査結果を参考に,災害時の空港運用に関するシミュレーションモデルを構築し,空港での航空管制の方法や受入機数制約などについて分析した.以上の結果から,運用方法によってヘリによる救助人数が大きく異なることなどが明らかになり,空港がより効果的な航空機活動を支援するために,災害発生時の空港運用方法について事前の検討と準備の重要性を指摘した.当初の計画通り,(1)想定災害における空港の備えの実態調査,(2)最適化モデルの開発と仮想空港ネットワークを用いたキャリブレーション,(3)南海トラフ地震等を想定したモデル分析について研究を進めてきた.(1)については,若干不十分であるので引き続き他の自治体を含めて検討を行うこととする.(2)(3)については,シミュレーションモデルを作成し,関係者との議論を行ったため一定の成果を得たと考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。交通計画,空港H27年度は,当初予定通り,(4)災害時の被災地空港運用のあり方に関する基礎的検討,(5)フォローアップ調査,(6)広域災害時の空港運用方策に関する総合的な考察および提言について行うこととする.(4)については,H25年度及びH26年度の成果をもとに災害時の空港運用のあり方,その空港運用に配慮した空港整備のあり方,さらには近隣空港間の連携・役割分担のあり方について検討を行う.(5)については,(1)想定災害における空港の備えの実態調査について捕捉することとし,他の検討内容についても精査することとする.(6)については,これまでの研究成果を提言としてまとめ,調査に協力いただいた関係機関などにフィードバックする予定である.当初の計画通り,(1)過去の大災害時の空港運用の実態,(2)東日本被災地空港の関連調査分析,(3)災害時の空港容量制約の推計手法及び空港運用最適化モデルのフレームワークの検討について研究を進めてきた.(1)については,まだまだ不十分ではあり,引き続き文献調査等を進める必要がある.しかし,(2),(3)については精力的に調査および議論を進め,一定の成果を得ている.次に進めるための準備は整ったと評価している.また,次年度の予定であった今後発生が危惧される南海トラフ地震の被災地での備えの実態調査を一部ではあるが先行的に実施した.27年度が最終年度であるため、記入しない。昨年夏に予定していた調査出張が豪雨のために中止になり,計画していた出張回数が少なくなったため,基金の一部を翌年度分として繰り越した.27年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度は,当初予定どおり,(1)想定災害における空港の備えの実態調査,