hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地殻・マントル内短波長不均質構造と高周波地震動の伝播特性に関する研究

理学系の学会だけでなく、地震の数値シミュレーションに関するワークショップ(ACES 7^<th> workshop)にも参加し、多岐にわたる議論を行った。本研究では、地震の被害に大きな影響を与える1Hz以上の高周波数地震動の伝播特性の解明とそれらを正しく再現できる広帯域地下構造モデルの構築を目指し、日本国内で発生した地震を用いた多面的な波形解析(3成分振幅比、最大振幅、Coda励起量など)と解析結果を定量的に再現できるような地震動シミュレーションを行う。これまでは、地殻・マントル中に含まれる小さなスケールの伝播速度のゆらぎ(以下、速度ゆらぎ)の地域性や深さ分布を推定するために、観測波形の解析と数値シミュレーションによるモデル構築を行ってきた。高周波数地震動の記録解析と数値シミュレーションの比較を通して、速度ゆらぎだけでなく複雑な表層地形を適切にモデル化することが必要不可欠であることが明らかとなった。そのため、今年度は複雑な表層地形を含んだ地震動シミュレーションを行い、それらの結果を定量的に評価することで、地形による散乱と伝播経路中の速度揺らぎによる散乱の効果の分離を試みた。その結果、これまでの速度ゆらぎによる地震波散乱の場合は伝播に伴いその効果が蓄積していったのに対して、地形による地震波散乱の効果は観測点近傍の表層地形の影響のみに依存しており、距離によって蓄積しないことが明らかとなった。また、自然地震の高周波数地震動のモデル化には速度ゆらぎのみを考慮していたが、表層地形の導入により直達波であれば数十%、Coda波であれば10倍以上、地震波散乱が強まることが明らかとなった。低周波数地震動のモデル化に用いられる大規模な層構造モデルに加えて、表層地形や本研究で推定された速度ゆらぎを加えた地下構造モデルを用いて、広帯域地震動シミュレーションを行った。得られたシミュレーション結果と観測記録の直接比較より、モデルや計算手法の精度検証を行った。その結果、地形と速度ゆらぎの導入により、従来は再現することが出来なかった3Hz程度までの高周波数地震動の特徴(波形の包絡線形状、最大振幅分布)を再現することに成功した。上記以外に、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震について、強震動と長周期地震動の生成について解析を行い、得られた知見をまとめた論文の発表に携わった。
覚醒サル大脳における食塊の性状認知機構

舌、口唇、下顎などの状態を知覚し、それらを巧緻的に制御するためには、口腔内からの体性感覚情報が大脳体性感覚野で適切に統合される必要がある。体性感覚野に微小金属電極を刺入し近接する複数の神経細胞(ニューロン)の活動を記録したところ、一箇所から同時に記録される複数ニューロンの反応特性は、しばしば異なっており、刺激や運動の異なる相に対応して反応する例がみられた。このような機能構成は、継時的に末梢部位から到達する種々の感覚情報を結びつけて脳内に表現する上で極めて都合のよいものであると考えられた。これまでの研究によって、中心後回一次体性感覚野の最外側部(口唇、舌などの口腔組織の再現がある)は、それより内側の手指の再現領域同様、前方から後方に向かうにつれて階層的に情報処理がなされていることが明らかになった。すなわち、受容野が前方の3b、1野から後方2野に向かうにつれて次第に大きくなり、構造的に離れてはいるが機能的に関連する口腔組織を含むようになる(例えば、舌尖と口唇正中部、上唇と下唇あるいは舌背と口蓋の対応する部分同士など)。今年度は、これまで得られたデータの解析をさらに進めた結果、前方3b、1野では、そのような複雑な受容野をつくる準備段階として、受容野の構成要素となる機能的関連部位の各々を近接したニューロンがコードする傾向があることもわかってきた。一方、上記3つの領野区分はブロードマンによりニッスル染色や髄鞘染色により決定されたものであり、手指の再現領域等では比較的明瞭であるが、より外側部の口腔組織再現領域では、1野と2野の区別が必ずしも容易ではない。そこで、今年度は、上記のデータ解析に加え、特定のニューロフィラメントを選択的に免疫組織学的に識別する方法(SMI-32に関する免疫組織染色法)を用い中心後回最外側部の領野識別を試みた。この方法は手指領域後方の2野と5野を区別するのに有用であるとの先行報告がすでにある(Lewis et al.1999)。脳ブロックは手指再現領域と口唇再現領域との境界付近から側頭裂までの範囲を切り出した後、厚さ50μmの凍結連続切片を作製した。一次抗体(1:5000)と4日間反応させた後、2次抗体との反応、ABC反応を経てDABにて発色させた。染色結果は良好であり、錐体細胞の尖塔樹状突起が主に染まった。今後、この標本とニッスル染色標本を比較することにより、領野識別の手がかりとなり得る所見がないかどうか精査する。中心後回一次体性感覚野の最外側部には、口唇、舌などの口腔組織の再現があり、それより内側の手指の再現領域同様、前方から後方に向かうにつれて階層的に情報処理がなされていることをこれまでの研究で明らかにしてきた。すなわち、受容野が前方の3b、1野から後方2野に向かうにつれて次第に大きくなり、構造的に離れてはいるが機能的に関連する口腔組織を含むようになる(上唇と下唇あるいは舌背と口蓋の対応する部分同士、舌尖と口唇正中部など)。前方3b、1野では、そのような複雑な受容野をつくる準備段階として、受容野の構成要素となる機能的関連部位の各々を近接したニューロンがコードする傾向があることもわかり、今年度はこの研究成果を論文にまとめ、現在投稿中である。その骨子は以下のとおりである。4頭5半球から得られた158本のトラック(3b野,92本;1野,66本)のうち、138本(3b野,84本;1野,54本)は、コラムを横切っていた。これらのトラックに沿って、3198組(3b野,1896組;1野,1302組)の隣接ニューロンpairが得られた。大多数のpair(3b野,87%;1野,89%)は、単一組織、もしくは隣接する2つの組織上の連続する部位に受容野をもっていた(continuous-RF pair)。しかし、残りのpair(3b野,13%;1野,11%)は、異なる組織上の不連続な部位を受容野としていた(discrete-RF pair)。一方、並行して進めてきた、特定のニューロフィラメントをマーカーとする領野識別法(SMI-32に関する免疫組織染色法)の有効性は今後さらに、検討していく。また、本年度新たに動物を購入し、馴化、トレーニングを鋭意進めている。舌、口唇、下顎などの状態を知覚し、それらを巧緻的に制御するためには、口腔内からの体性感覚情報が大脳体性感覚野で適切に統合される必要があるが、その情報処理機構については未解明の部分が多い。この1年間、研究代表者は、アカゲザル1頭を用い、口腔再現領域で、慢性実験を行ってきた。

通常の微小金属電極を用い単一神経細胞からの記録を目指す実験手法であるが、時には近接する複数の神経細胞の活動が安定して記録されることがある(複数細胞同時記録)。例えば、歯根膜の再現領域では、歯の圧刺激に際して、近接する2つの細胞のうち1つは舌唇方向、もう1つは唇舌方向の刺激に選択的に反応した。一般に、大脳皮質の横方向(tangential)数百ミクロンの微小領域に含まれる細胞集団は、機能的に関連のある情報を表現する機能単位とみなされている(コラム仮説)。しかし、口腔再現領域の機能単位が表現する情報内容については報告がない。前述の記録例では、機能単位内の限局した神経回路網で歯に加えられた正反対の刺激方向の組み合わせを表現していることになる。同様の傾向は舌の再現領域でもみとめられ、サルの自発的な舌の突出、後退に際して、2つの細胞が交代性に活動する例がみられた。また、口唇再現領域では、持続的な機械刺激に対して、複数の細胞が、刺激中の異なる相で活動する例もみられた。このような体性感覚野の微小領域における機能構成は、自然刺激に際して継時的に末梢部位から到達する種々の感覚情報を結びつけて表現する上で極めて都合のよいものであると考えられた。
アジア熱帯における生物の分断と分散-獣糞にすむ動物群集の生物地理学的研究-

アジア熱帯は生物多様性が高く、複数の生物地理区が存在し、かつ多くの島に分断されているため、最適な進化の実験フィールドとして多くの研究がなされてきた。しかし、アジア熱帯における過去数千年の人が生物分布に与えた影響については、あまり研究がなされていない。本研究では、人とともに分布を広げた家畜牛の糞に生息する節足動物(ダニ・昆虫)に着目し、人と牛糞内節足動物群集のかかわりを生物地理学的に解明することを目的とした。アジア熱帯の家畜牛および野生牛の糞に生息する節足動物を調査し、その群集内における種・個体群の地理的分布がヒト・家畜の分布拡大様式と一致する程度を、形態分類学的および分子系統学的手法を用いて解析した。具体的には、ダニ類・昆虫類(鞘翅目:エンマムシ科、ガムシ科、ムクゲキノコムシ科、ハネカクシ科、コガネムシ科;双翅目:フンコバエ科、ツヤホソバエ科)を研究対象とし、分類学的、生物地理学的研究を行った。またダニ類については、分子を用いて、種間・個体群間系統樹(分岐図)を描き、地理的分断順序あるいは家畜分布拡大順序と比較した。また個々の種・個体群の由来を、在来哺乳類の獣糞に求め探索した。これらの結果から、島間距離、島サイズなどの関係が、「分断・分散・時間スケール(地史から人為撹乱まで)」の相互作用し、島ごとの群集の種構成形成に影響をおよぼしていることが示唆された。分類学的成果は多く、44論文が発表され、本研究に関連して27新種1新亜種が記載された。アジア熱帯の家畜牛糞に生息する節足動物群集を、生物地理学的見地および系統学的見地から解明するため、インドネシアにおいて、2005年11月および2006年2月に調査をおこなった。11月の調査には、大原・岩佐、海外の協同研究者であるハルティニの3名が参加し、ロンボク、バリ、ジャワの3島の調査をおこなった。特にジャワ島のバルーラン国立公園において、野生牛バンテンの糞より節足動物群集を採集した。2月の調査では、高久・小林・ハルティニの3名に研究協力者である丸山・澤田の2名が加わり、計5名で、バリとジャワの2島の採集・調査をおこなった。これらの調査により、それぞれの研究対象である分類群の資料が入手でき、現在、標本作製と分類学的整理を行っている最中である。採集された資料の中には、インドネシアの各島の新分布記録種や、新種が含まれていることが明らかになっているため、現在それらの記載論文や島ことの群集記載(リスト)の論文の執筆が進められている。3月9日には「アジアにおける節足動物の種分化と生物地理:Part2東南アジアにおける節足動物の分類とその地理的パターン-フンに集まる節足動物を中心に-」と題した公開シンポジウムを、北海道大学総合博物館にて開催した。シンポジウムには、インドネシアよりハルティニ女史を招聘し、研究分担者・協力者および他の研究者による計7題の講演発表が行われ、本研究の成果が、一般市民や研究者に公表された。1アジア熱帯の家畜牛糞に生息する節足動物群集を、生物地理学的見地および系統学見地から解明するために、インドネシアにおいて、2006年7月に21日間の調査をおこなった。調査には、大原・高久・近の分担者の他に、海外の共同研究者であるDr. Sri HartiniとMiss. Dhian Dwibadra、および研究協力者の林利彦が参加し、ジャワ島、ハルマヘラ島、テルナテ島、スラウェシ島(北部、南部)の調査を行った。採集資料は、研究者の担当分類群ごとに分けた後、標本作製と分類学的整理を行った。2 2005・2006年の調査結果をふまえた学会口頭発表

*や論文発表が15件行われた。(1)ツヤホソバエ科のウオーレスライン周辺の分布に関する知見*(2)ハルマヘラ島のコガネムシ科エンマコガネの新分布についての知見、ボルネオ島のコガネムシ科Ochicanton属の4新種の記載、アフリカ熱帯の牛糞集まるコガネムシ科の記録など(10編)(3)エンマムシ科オオエンマムシ属のウオーレスライン周辺の分布に関する知見*(4)フンコバエ科の一新属の記載(5)パプア地域のハエダニ属およびハエダニ科2新種について(2編)3野生牛を含む大型哺乳類の従来分布域と、ハルマヘラ島、テルナテ島などの本来分布しない地域の牛糞生息節足動物群集の比較が、データの蓄積により可能となりつつある。特に、後者では群集種構成が著しく貧相であり、小型種が多いことがあげられ、近隣の島との共通種率や距離などを考慮することで、島間の移入経路(歴史性)と生物個体サイズと移動の関係(スケーリング)の解明につながる結果が得られている。同時に各分類群の新タクソン記載と生物地理学的な分布情報蓄積がなされている。またダニ類において分子生物地理研究に適した分類群を見いだした。アジア熱帯は生物多様性が高く、複数の生物地理区が存在し、かつ多くの島に分断されているため、最適な進化の実験フィールドとして多くの研究がなされてきた。しかし、アジア熱帯における過去数千年の人が生物分布に与えた影響については、あまり研究がなされていない。本研究では、人とともに分布を広げた家畜牛の糞に生息する節足動物(ダニ・昆虫)に着目し、人と牛糞内節足動物群集のかかわりを生物地理学的に解明することを目的とした。アジア熱帯の家畜牛および野生牛の糞に生息する節足動物を調査し、その群集内における種・個体群の地理的分布がヒト・家畜の分布拡大様式と一致する程度を、形態分類学的および分子系統学的手法を用いて解析した。具体的には、ダニ類・昆虫類(鞘翅目:エンマムシ科、ガムシ科、ムクゲキノコムシ科、ハネカクシ科、コガネムシ科;双翅目:フンコバエ科、ツヤホソバエ科)を研究対象とし、分類学的、生物地理学的研究を行った。またダニ類については、分子を用いて、種間・個体群間系統樹(分岐図)を描き、地理的分断順序あるいは家畜分布拡大順序と比較した。また個々の種・個体群の由来を、在来哺乳類の獣糞に求め探索した。こららの結果から、島間距離、島サイズなどの関係が「分断・分散・時間スケール(地史から人為撹乱まで)」として相互作用し、島ごとの群集の種構成形成に影響をおよぼしていることが示唆された。分類学的成果は多く、3年間で45論文が発表され、27新種1亜種が記載された。平成19年度は18論文が発表された。
精神障害者の自尊感情回復プログラムの開発

精神障害者の在宅生活が維持・促進できることをねらいとし、自尊感情の回復をめざした臨床プログラム(自尊心回復グループ認知行動看護療法プログラム)を開発した。開発したプログラムが実践的に使用可能であるかについて検証した結果、精神症状と精神的なコントロール感は介入後に有意に改善した。自尊感情は介入前に比べ有意な差はなかったが介入後に改善した。本プログラムは、精神障害者の自尊心回復に役立つ可能性をもつと考えられた。本研究課題の目的は、精神障害者の在宅生活が維持・促進できることをねらいとし、精神障害者の自尊感情回復モデルを構築し、自尊感情の回復をめざした臨床プログラムを開発することである。具体的には、精神障害者自身が社会に向けて自分自身を語ることは、彼らの自尊感情の回復に繋がることに着目し、社会に向けて自分の病気体験を語っている精神障害者当事者グループと協働して、(1)自己概念の構成要素の明確化、(2)自尊感情が低下した時の心身と行動の構造の明確化、(3)以上で得た結果を基に自尊感情回復プログラムを開発する。日本の精神保健施策は、脱施設化を目指しており社会的入院患者に対する退院支援策を実行している。精神障害者の在宅生活が維持・促進できるためには、彼らの自尊感情が回復することの重要性が明らかにされている。そこで、本研究では、精神障害者の自尊感情回復モテルを構築し、自尊感情の回復をめざした臨床プログラムを開発することを目的とする。今年度は、精神障害者の自尊感情の構成要素を明確にした。研究方法は、修正版Grounded theory approachを用いた質的帰納であり、研究者とコミュニティメンバーの協働的なアプセーチを基盤とするCommunity-Based Papticipatory Researchである。コミュニティメンバーは、精神障害者当事者グループの会である「スピーカーズ・ビューロー岡山」に所属する有志22名であった。質的テータを分析した結果、22個の概念が生成できた。22個の概念は、3個のカテゴリー『階層からなる欲求をもつ自分』、《獲得したものをもつ自分》、《環境の影響を非常に大きく受ける自分》に集約できた。精神の病を体験しながら、精神保健について正しい認識を広める活動をしているメンバーの自己概念は、欲求を通して意された自己であり、《獲得したものをもつ自分》と《環境の影響を非常に大きく受ける自分》は、『階層からなる欲求をもつ自分』と立体的に構造化されていた。結果より、『階層からなる欲求をもつ自分』と《環境の影響を非常に大きく受ける自分》の自己は、欲求の剥奪された自己慨念であり、剥奪されたことによる苦しい叫びと解釈されることから、ケア提供者は、メンバーを歴史・時代から大きな影響を受ける社会的存在として捉え、彼らの苦しい叫びをそのまま受け止める、体験の中に意味を紡ぎ出すプロセスを支援する、地域社会とメンバーの橋渡しの役割を強化する、無条件に受け入れる対人関係を構築する、活動の場作りの支援を行うことの必要性が示唆された。本研究では、精神障害者の自尊感情回復モデルを構築し、自尊感情の回復をめざした臨床プログラムを開発することを目的とする。今年度は精神障害者が自尊感情をもてない悪環境を明確にした。方法は、昨年度に引き続き、精神障害者当事者グループ(共岡研究者)のメンバー22名と協働し、彼らとの研究会の中で、自尊感情が低い時の様子を自由に討議した。結果、就職していない、経済的自立ができていない自分を自分が認めることができず自分を好きになれない【状況】に対し、「何で、私が...」「私は駄目な人間」「病気が治らない、治らない」「遅れる、早く、早く」「しなければ」「これから先...」「一部は全部(自分の一部が示すことは全部を意味する)」「全てかゼロか」「たぶん人は、私をよく思わないだろう」「私は必要とされない」「私の問題を消してやろう」といったグルグル思考が生じ(【認知】)、その結果、「激しい怒り」「焦燥感」「罪悪感」「透明な存在の感覚としての孤独」「ま100%のパニック・混乱」「死にたい」「落ち込み(憂うつ)」「悲観」「不安」「情けない」といったネガティブで強烈な不快な感情が生まれ(【気分】)、同時に、「胸が圧迫される」「目の前が真っ暗になり倒れる」「頭をぎゅっと〓まれる」「口の渇きや下痢」「体がだるく重たい」「不眠」「頭の中が空っぽで真っ白」「食事が喉を通らない」といった反応が体に出る(【身体反応】)。そして、自分を認めることができず自分を好きになれない自分に一旦なると、自分は、「一人で悩みを抱え込み」、とことん自分を責め「自分を追い詰め」、グルグル思考に「捕らわれ、こだわり、行動できなくなり」、「引きこもり」、終には「暴れたり」、「不本意だが自分を消す」という行動を選択するしかなくなる(【行動】)といった悪循環に陥っていることが明らかになった。

本研究では、精神障害者の自尊感情回復モデルを構築し、自尊感情の回復をめざした臨床プログラムを開発することを目的とする。昨年に続き、彼らの自尊感情が低下した時に、浮かぶ考えや取る行動、気分の経験世界がどのように繋がっているかを明確にした。方法は34名の地域で住む当事者を対象に、修正版Grounded theory approachを用いて分析した。結果、自尊感情が低下する状況が生じた時、《否定的な自己像》が活性化し、それにより、否定的な《バランスを失った思考》が次々に引き出され、それらの思考が頭の中をグルグル回り、《追い詰められた不快な気分》《不快な身体現象》、自己内外に対し《攻撃または守りとしての行動》が生じ、彼らはその悪循環に巻き込まれていた。悪循環は自己に対する強いこだわりの思いから生じると解釈できた。この悪循環から脱出する看護支援として、《否定的な自己像》を認識する、スキーマの修正、リラクゼーション活動、肯定的自己評価を意識化できる、などの必要性が示唆された。以上の結果をもとに、14回で構成する「自尊心回復をめざすグループ認知行動看護療法」を構築した。具体的な内容は、(1)心理教育(自尊心の重要性、認知行動療法の基本モデル、低い自尊心の時のスキーマ、肯定的思考の取り込み方、ノーマライジング)、(2)認知の再構成(観察、整理、バランス回復)、(3)スキーマの再構成(観察、整理、バランス回復)、(4)行動療法(計画立案、リハーサル、ロールプレイ)で構成する。また、毎回、可能性への挑戦、承認を得る、フィードバックと要約、ホームワークの提示と確認、呼吸法や笑いやレクリェーションなどのリラクゼーショシを行う等の内容を含むものとする。平成1921年度に得たデータを根拠に、12回で構成する「自尊心回復グループ認知行動看護療法(以下、プログラム」を構築した。プログラムの実践可能性を確認するために、6名の研究参加者にプログラムを実践した。プログラム介入前後における自尊感情(RSES)、気分(POMS)、心の健康度と疲労度(SUBI)、精神症状(BPRS)の変化を量的に測定した結果、SUBIのうち心の疲労度合計点ならびに下位尺度である精神的なコントロール感、BPRSは全員が改善した。BPRSとSUBIの精神的なコントロール感は、介入後に有意に改善した。RSES平均値は介入後に改善したが、介入前に比べ有意差はなかった。また、「プログラムに参加して、自分はどのような体験をしたか」についてフォーカスグループインタビューを介入後に実施し、プログラムに参加して自分はどのような体験をしたと認識しているかについて語った個所を抽出し、カテゴリーの生成を行った。結果、6個のカテゴリーが生成できた。研究参加者は、プログラムに参加する中で自分と向き合う【苦しみ】を体験しながらも【グループ活動の有用性】に支えられながら、【自分に関する理解の促進】を得てメタ認知を強化することで、こだわりや緊張や症状を【手放す】とともに、肯定的な認識を【取り入れる】体験をした。さらに、認知行動看護療法の技法をプログラム史だけでなく【日常での活用】も体験していた。
学校教育における立体映像の機能的価値の解明と活用法

本研究の目的は、奥行きや凹凸を直接的に表現できる立体映像を、どのように利用すれば教育学習面で効果があるのかを明らかにし、学校教育における立体映像の使い方を提案することであった。小学校で実施した授業実践の結果から、小学6年生の社会科の学習に3D教材を用いることで、写真や教科書などの平面映像からは分かりにくい、特徴的な気づきや発見を促す効果が立体映像にあることが分かった。本研究の目的は、奥行きや凹凸を直接的に表現できる立体映像を、どのように利用すれば教育学習面で効果があるのかを解明し、学校教育における立体映像の使い方を提案することである。平成25年度は、学校の授業で立体映像を用いることの効果を検証するために、古墳時代を学習する3D教材を用いて、小学校6年生を対象とした実証授業を実施した。具体的には、公立小学校6年生3クラスを対象とし、古墳時代の単元における石室と埴輪の学習に立体映像を利用した。クラスごとにどちらの映像を立体映像で学習するのかはあらかじめ決めて条件設定をした。石室と埴輪のムービーはそれぞれ約1分間であり、各映像の観察では、気づいたことや分かったことを自由に記述させるワークシートを用意した。また、各映像の観察後に、学習への参加態度や三次元的な分かりやすさ、学習内容の理解に対して、5件法によるアンケートを行った。その結果、石室のムービーでは、立体映像を観察したクラスで、学習への参加態度や三次元的な分かりやすさにおいて評定点が高かった。また、ワークシートの自由記述の回答からは、立体映像の観察では、石室の特徴として広さや岩が積み重なった様子に注目した記述が多い傾向にあることが分かった。一方、埴輪については、観察後の質問項目には顕著な差が見られなかったが、自由記述の結果から、立体映像観察群の方が凹凸などの形状や埴輪が持つ意味に関する記述が多いことが分かった。これらの結果は、立体映像を教材として用いることで、児童に細かな観察と深い考察を促し教育効果を高める可能性があることを示唆している。さらに、実証授業とその分析と並行して、立体映像を用いることで高い教育効果が期待される学習単元や項目に関する調査や検討を行った。平成25年度(初年度)の検討から、小学校の社会科授業において3D教材を用いることで、児童に細かな観察と深い考察を促し、教育効果を高める可能性があることが示唆された。また一方で、立体映像と平面映像の効果の差異をより明確にし、授業の中で3D教材をどのように利用すべきかを検討する必要性が、今後の課題として挙げられた。そこで、平成26年度(2年目)は、初年度と同様に古墳時代の学習を対象として、立体映像と平面映像による気づきの差異を明確化するための授業実践を行い、立体映像の機能的価値を検討した。また、立体映像を用いた学習形態の検討として、3種類の3Dディスプレイを用いることで、グループワークにおける立体映像の活用方法に関する基礎的検討を行った。具体的には、小学校6年生の社会科の学習において、立体映像を用いる場合と平面映像を用いる場合とを比較し、児童が映像を観察する内容にどのような差異があるのかを検討した。その結果、立体映像と平面映像では気づきの観点が異なり、立体映像を観察することで、平面映像では気づかなかったことに気づいたり、同じコンテンツを平面映像で見た時の勘違いに気づいたりするなどといった効果があることが分かった。それらは、立体映像が新たな教育効果をもたらす可能性を示唆している。加えて、3Dモバイル端末と3Dノートパソコン、3Dテレビの3種類のディスプレイを比較した検討からは、画面サイズが大きいほど、児童の着眼の個数が増える傾向にあることが分かった。これまでの検討から、小学6年生の社会科の学習に3D教材を用いることで、写真や教科書などの2D映像からは分かりにくい、特徴的な気づきや発見を促す効果が3D映像にあることが分かった。最終年度は、これまでの授業実践での成果を発展させ、3D教材の機能的価値を具体化するために、歴史の探究的な学習に着目し、3D教材を用いることでどのような効果をもたらすのかを検討した。具体的には、小学6年生の古墳時代の学習において、通常の授業を行った後に、3D教材を用いるクラスと2D教材を用いるクラスの2つに分けて、授業実践を行った。3D教材の表示には49インチの3Dテレビを用いて、児童は偏光式3Dメガネをかけて視聴した。なお、2D教材は3D教材と同じ映像内容であった。探求的な活動では、学習者自身が疑問を生成することが重要となるため、本研究では、多様な疑問を児童に持たせられることを、教材の効果と位置づけた。その結果、児童から出た疑問数は、2D教材と3D教材ともに、通常の授業後よりも増加し、特に、3D教材の体験後の方が、2D教材よりも疑問数の平均が約1.5個多かった。

また、疑問の内容に注目してみると、3Dクラスで生成された疑問や教材使用後の活動内容の結果から、埴輪が不規則に配置されている理由や埴輪の鼻の長さの理由など、2D教材では気付きにくい立体形状に注目した疑問が生成されることが分かった。本研究課題により、3D教材を用いることで社会科の学習に良い効果があることが分かった。教育における3D映像の効果的な活用のために、今後は他の教科や単元でも検討を行い、3D映像の機能的価値を体系化していくことが必要であると考えられる。本研究の目的は、奥行きや凹凸を直接的に表現できる立体映像を、どのように利用すれば教育学習面で効果があるのかを明らかにし、学校教育における立体映像の使い方を提案することであった。小学校で実施した授業実践の結果から、小学6年生の社会科の学習に3D教材を用いることで、写真や教科書などの平面映像からは分かりにくい、特徴的な気づきや発見を促す効果が立体映像にあることが分かった。本研究では学校現場における立体映像の実践的活用について検討するため、研究を遂行するためには小学校や学校教員の協力を必要とする。初年度の研究成果およびその対外発表の効果により、小学校の積極的な協力を得ることができ、研究を実施している。また、3年間で実施する研究内容を様々な状況に応じて検討し、当初は3年目に予定していた、立体映像を用いた学習形態の検討を2年目から前倒しで行った。さらに、当初2年目に予定していた、立体映像を用いることで高い教育効果が期待される学習単元・項目の検討は初年度から取り組んでいる。3年目は、より具体的な検討と初年度からのまとめを行う予定である。以上より、研究の全体計画から考えておおむね順調に進展していると考える。人間工学今後の研究方策として、立体映像の機能的価値が児童の学習にどのように活かされているのかを、より客観的・定量的に捉えるための授業実践を検討する。具体的には、小学校の2学級を対象として、実験群と統制群を設定した比較検討を行う。また、初年度から検討を継続している、立体映像を用いることで高い教育効果が期待される学習単元や項目に関する調査や検討を行い、研究成果が効果的かつ早期に教育の現場や社会に活用されるよう研究を推進する。本研究では、学校現場における実践的な立体映像の活用について検討するため、研究を遂行するためには、学校や教育委員会などの協力を必要とする。当初の研究計画通り、大学近隣の小学校の協力を得ることができ、実証授業を実施している。また、初年度から本研究の成果発表(学会発表や講演)を行っていることなどからも、研究の全体計画から考えてもおおむね順調に進展していると考える。計画通り研究費を使用したが、物品購入などでの端数が生じたためである。初年度における研究成果や学校現場の教員との議論から、今後の研究方策として、立体映像の機能的価値が児童(生徒)の学習にどのように活かされているかを、より客観的・定量的に捉えるための実証授業を実施する。また、初年度からに引き続き、立体映像を用いることで高い教育効果が期待される学習単元や項目に関する調査や検討を行い、研究成果が効果的かつ早期に教育の現場や社会に活用されるよう研究を推進する。繰り越し分と翌年度分の助成金を合わせ、当初の研究計画に沿って研究を遂行する。計画通り研究費を使用したが、残額に百円単位での端数が生じたためである。
流体力学の応用解析的研究

ナヴィエ・ストークス方程式の非斉次境界値問題は一般に、制限された流速条件が成り立つ場合、またはレイノルズ数が小さい場合に解の存在が知られている。我々は、一般流速条件のみを仮定してナヴィエ・ストークス方程式およびブシネスク方程式の定常解の存在について研究した。境界値が調和関数のgradientの定数μ倍であるときにブシネスク方程式の定常解が、高々可算個の場合を除いて任意のμに対して存在することを示した。同じく、2次元円環領域におけるブシネスク方程式の定常解の存在が、高々可算個の場合を除いて示せることがわかった。また1984年にアミックによって得られた結果(2次元有界領域で直線に関して対称の場合)の構成的証明が藤田により得られた。藤田のこの構成的方法を応用して、湧き出し吸い込みを含む無限に長いチューブ状の領域の場合にナヴィエ・ストークス方程式の解の存在を示し、無限遠での漸近挙動を調べた。桂田は、偏微分方程式の数値解法の一つである代用電荷法について研究した。藤田と斎藤は福原と共に領域分割法の収束と領域の形状について研究した。我々は、一般流速条件のみを過程してナヴィエ・ストークス方程式およびブシネスク方程式の定常解の存在について研究した。境界値が調和関数のgradientの定数μ倍であるときにブシネスク方程式の定常解の存在が高々可算個の場合を除いて任意のμに対して存在することが示せた。5月に開かれた第1回流体力学の数学解析(京都大学大学院人間環境研究科)および第6回ナヴィエ・ストークス方程式と非線形問題国際会議(パランガ、リトアニア)にて、この結果を発表した。同じく、2次元円環領域におけるブシネスク方程式の定常解の存在が、高々可算個の場合を除いて示せることがわかり6月に開かれたナヴィエ・ストークス方程式理論と数値的方法国際会議(ヴァレンナ、イタリア)にて森本が発表した。また1984年にアミックによって得られた結果(2次元有界領域で直線に関して対称の場合)の構成的証明が藤田により得られ、上記イタリアの学会に招待され講演した。藤田のこの構成的方法は他の問題、外部問題、パイプ状の領域の場合などに有効であることが予想され研究中である。研究実績の概要ナヴィエ・ストークス方程式の非斉次境界値問題は一般に、制限された流速条件が成り立つ場合、またはレイノルズ数が小さい場合に解の存在が知られている。我々は、昨年度に引き続き、一般流速条件のみを仮定してナヴィエ・ストークス方程式およびブシネスク方程式の定常解の存在について研究した。昨年度の成果の一つ、2次元で領域の形状および境界条件に対称性がある場合の解の存在保証(藤田)の応用として、湧き出し吸い込みを含む無限に長いチューブ状の領域の場合にナヴィエ・ストークス方程式の解の存在、及び無限遠での漸近挙動を調べ、成果を、5th MAFPD,29 June-3 July,1998,Maui,Hawai,U.S.A.日本数学会函数方程式分科会(大阪大学1998年10月3日)
マイクロ波による電子パッケージ封止樹脂の吸湿の定量的非破壊評価

本研究は、吸湿状態の電子パッケージにおいて湿度を直接測定できるオンライン定量評価手法の開発を目指したものである。二年継続により、まず湿度を変化させた封止樹脂単体の試験片を用いて、マイクロ波の応答と湿度の関係を解明し、マイクロ波による湿度の定量評価式を生成する。またセンサの寸法、使用周波数、スタンドオフ距離等を最適化する。次に素子搭載板を有する実際の電子パッケージ試験片を対象として、湿度のオンライン定量評価を実施して検証するものである。本年度は以下の実績を得た。電子パッケージ封止樹脂の吸湿の定量的非破壊評価素子搭載板を有する実際の電子パッケージ試験片を対象として、電子パッケージ封止樹脂の吸湿の定量的非破壊評価を行った。同軸ケーブルセンサを用いてマイクロ波を電子パッケージの裏側から入射し、素子搭載板で反射されたマイクロ波を受信した。ネットワークアナライザにより測定した反射率の振幅および位相と前年度に得られた湿度の定量評価式を用いて、電子パッケージの湿度の定量評価を実施した。つづいて評価結果の封止樹脂厚さに対する非依存性、素子搭載板の重さに対する非依存性、および評価精度について検討を行った。さらに実用化の観点から任意のセンサ、使用周波数、スタンドオフ距離等を使用できるマイクロ波測定の校正方法およびこれに基づいたマイクロ波による電子パッケージの吸湿の定量評価手法の開発を実施中である。電子パッケージの封止樹脂は環境中の水分を吸収する。これがはんだ付け処理過程中のはく離発生の重大な原因である。電子パッケージの健全性確保には,封止樹脂の吸湿の定量的非破壊評価が不可欠である。電子パッケージの湿度の測定には,従来,オーブン法が使用されている。しかしながら同手法では試験片の重さをオーブン処理前後で,すなわち二度測定することが必要であり,またオーブン処理には数日から数週間がかかる。本研究は,吸湿状態の電子パッケージにおいて湿度を直接測定できるオンライン定量評価手法の開発を目指す。1.基本的な湿度測定システムの構築現有の設備を用いて,湿度測定システムを構築した。実験装置は,ベクトルネットワークアナライザ,パソコン,電動ステージ,センサおよびセンサ取付具からなる。さらに寸法の異なる同軸ケーブルセンサを用いて,使用周波数およびスタンドオフ距離を変化させ,最適なセンサ寸法,使用周波数,スタンドオフ距離を決定した。2.封止樹脂の吸湿の測定および定量評価種々の封止樹脂材料について,厚さ等の寸法の異なる封止樹脂単体の試験片を用いて,吸湿条件(温度,湿度,時間)を変化させ,試験片中を伝ぱするマイクロ波の反射率の振幅および位相を測定し,試験片の吸湿状況によって変化するマイクロ波の応答を解明した。さらにマイクロ波の反射率の振幅および位相と従来のオーブン法により評価される試験片の湿度から,マイクロ波による湿度の定量評価式を生成した。
観光誘致のためのVR映像の効率的な利活用に関する実証研究

本研究は、観光誘致のためのVR映像の効果的な制作基準や活用方法の調査を行う。そのため、複数の地域において、観光資源を題材とした様々なジャンルのVR映像を制作し、アンケートによる主観的な感想と人体計測(脳波、脈拍数、表面電位など)による客観的な情報を多変量解析して定量的な評価を試みる。
等危険度線理論の拡張とその実用化-残流域のある場合-

貯留施設と排水施設を併用して治水を行う場合の計画対象水支量としては,ピーク流量のみならず,ハイドログラフの波形,とくに流出継続時間や総流量も重要な指標となる.よって計画の安全度を評価するには,ピーク値と総量のように, 2つ以上の度数の結合確率分布を基礎とした評価の手順を確立する必要がある.江藤らはこのような考え方に基づいて等危険度線の式を導いた.等危険度線とは「治水安全度をある水準に保つに必要な貯留施設容量と排水施設容量の関係を表わす曲線」である.本研究では等危険度線の理論を次のような場合についても適用可能なように拡張した.(1)残流域がある場合(2)ピーク値と継続時間が独立ではなく,ある相関をもって生起する場合(3)ピーク・カット(一定量放流)方式以外の調節方式を持つ,一般的な貯留施設の場合式中には,降雨特性,流出特性,貯留施設の調節方式を代表するいくつかのパラメータが入っている.このうち降雨特性を代表するパラメータ,すなわち確率時間雨量および確率総雨量等について,日本各地の値を計算し,これを日本地図上にプロットした水文地図を作成した.これらを用いて,各地域で雨水貯留施設を計画するときの効果の評価を簡単に行うことができる.雨水貯留施設に貯留された水を雑用水として利用することや,貯留された水を処理して放流することにより,放流先公共用水域の水質保全に役立てることなども提案されている.このような利水,水質改善効果の式についても理論式を導いた.同じく式中のパラメータのうち降雨特性を代表するものについて水文地図を作成した.降雨資料としてはアメダスの資料を用いた.貯留施設と排水施設を併用して治水を行う場合の計画対象水支量としては,ピーク流量のみならず,ハイドログラフの波形,とくに流出継続時間や総流量も重要な指標となる.よって計画の安全度を評価するには,ピーク値と総量のように, 2つ以上の度数の結合確率分布を基礎とした評価の手順を確立する必要がある.江藤らはこのような考え方に基づいて等危険度線の式を導いた.等危険度線とは「治水安全度をある水準に保つに必要な貯留施設容量と排水施設容量の関係を表わす曲線」である.本研究では等危険度線の理論を次のような場合についても適用可能なように拡張した.(1)残流域がある場合(2)ピーク値と継続時間が独立ではなく,ある相関をもって生起する場合(3)ピーク・カット(一定量放流)方式以外の調節方式を持つ,一般的な貯留施設の場合式中には,降雨特性,流出特性,貯留施設の調節方式を代表するいくつかのパラメータが入っている.このうち降雨特性を代表するパラメータ,すなわち確率時間雨量および確率総雨量等について,日本各地の値を計算し,これを日本地図上にプロットした水文地図を作成した.これらを用いて,各地域で雨水貯留施設を計画するときの効果の評価を簡単に行うことができる.雨水貯留施設に貯留された水を雑用水として利用することや,貯留された水を処理して放流することにより,放流先公共用水域の水質保全に役立てることなども提案されている.このような利水,水質改善効果の式についても理論式を導いた.同じく式中のパラメータのうち降雨特性を代表するものについて水文地図を作成した.降雨資料としてはアメダスの資料を用いた.著者らはすでに、所与の治水安全度を確保するのに必要な排水施設の容量と貯留施設の容量との関係を表わす曲線(等危険度線)の式を理論的に導いたり。等危険度線の式は3つのパラメーターを含む。これを全国の実測雨量資料に適用し、これらのパラメーターを等高線で表示しておけば(等高線マップ)、標準等危険度線の考え方が、1地点のみならず、全国各地における貯留施設を持つ治水システムの計画手法に、さらに有効かつ簡便に利用できるものと考えられる。等危険度線を実測降雨資料から描くには、連続した時間雨量資料が必要である。気象庁によりアメダスが運用されはじめて約10年になる。この雨量資料を用いて各測点の等危険度線作成に必要なパラメーターを求め、これを等高線で表示することを試みた。理論解析から、一定量放流方式に対して、等危険度線は23次曲線となることが示されている。都市河川等においては、各洪水ハイドログラフのピーク値と継続時間の相関係数は低い。もしこれらが独立であれば、等危険度線はほぼ3次曲線となることがわかっている。近畿圏の諸地点の連続時間雨量資料に対する適用結果より、氾濫のリターン・ピリオド5年に対して、2.514.81次曲線、平均的には3.49次曲線であることがわかった。これは理論曲線よりやや次数の高いパラボラとなることを示しているが、次数が低い方がより大規模な治水施設,すなわちより安全側の施設を計画することになることを考慮すれば、標準等危険度線として3次曲線を選んでおくことには、実用上も,理論上も,高い意議があるものと考えられる。このほか、標準等危険度線の作成には、5年あるいは10年確率ピーク時間雨量,一雨総雨量の推定が必要である。これらを近畿圏の主要観測所について求め、地図上にプロットしたもの(等危険度線マップ)を作成した。
q完備空間の特徴付けについての研究

正則函数の芽のなす層Oを係数とするコホモロジー群の消滅とStein性の研究に関連して,まず次の問題を考えてみた。複素n次元空間内にある領域Dにおいて,Cousin-I問題が解けることと1次元コホモロジー群H^1(D,O)=0となることは,同値であろうか?この問題は現在までも解かれていない。そこで、この問題に関連して,次の問題を考えてみた。ある領域Dにおける自明でない正則コサイクルα∈H^1(D,O)で,有理型コサイクルμ(α)と見てもH^1(D,m)内で自明でないものが存在するだろうか?本研究において、まず上の問題について,肯定的な解答を得た。すなわち,複素2次元空間より原点をぬいた領域をDとし,Dにおける正則コサイクルとして,α={exp(11/(ZW)}をとると,αは正則函数に依って分解されないばかりか,有理型函数に依っても分解されないことが分る。証明の要点は、次のことである。Dでは,Thullenに依れば,Cousin-II問題が常に解けること,さらに,係数の比較より定まるある無限次の連立方程式が自明な解しか持たないことを示すことである。次に,複素射影空間内のStein領域の在り様を明らかにする為に,次の様な問題を考えてみた。2次元複素射影空間より代数曲線をぬいたStein領域をDとするとき,代数曲線の次数が3でなければ,Dから複素2次元空間へのはめ込みが存在しないことが知られているが,3次のとこは,曲線が尖点をもつときは,はめ込みの存在が知られていた。ここでは,非特異3次曲線について,はめ込みの有無を研究した。その結果,4次元空間への埋蔵等いくつかの結果を得た。その他,関連研究として,フェルマ-曲線上のワイエルシュトラス点についての,いくつかの知見を得た。
低エネルギー分子内振動の関与した構造一物性相関の解明

ジチオ酢酸誘導体を配位子とする複核白金錯体について、ヨウ素架橋一次元複核白金混合原子価錯体Pt_2(RCS_2)_4I(R=Et, n-Pr, n-Bu)の合成に成功した。Pt_2(RCS_2)_4Iの結晶構造は、すべてヨウ素を架橋子とした一次元直鎖状構造をとっていた。しかし、Pt_2(n-prCS_2)_4IやPt_2(n-BuCS_2_4IのX線回折写真には、一次元鎖方向の結晶学的周期がーPt-PtーIーの3倍および2倍に対応する弱いブラッグ反射が観測されており、構造的および電子的にさらに長い周期を持っていることが分かった。また、Pt_2(dta)_4IとPt_2(EtCS_2)_4Iついて一次元鎖方向を回転軸とするX線回転写真を撮影したところ、ーPt-PtーIーの基本周期の2倍に対応する散漫散乱が観測された。さらに、Pt_2(EtCS_2)_4Iついて散漫散乱温度変化を測定したところ、温度を下げるのつれて散漫散乱の形状が線状→面状→ブラッグ点と変化することが明らかになった。これは輸送特性と対応しており、半導体的な物性を示す低温では原子価秩序配列が凍結されるためと思われる。輸送特性を見ると、金属的挙動がPt_2(dta)_4I以外に、Pt_2(EtCS_2)_4Iでも観測された。部分酸化型ではない一次元混合原子価錯体では初めてであり、その発現機構は大変興味深い。一次元鎖上での白金原子価の秩序配列に関しては、散漫散乱の測定、ラマンスペクトル、129Iのメスバウアー測定から、ーPt^<II>ーPt^<III>ーIーPt^<III>ーPt^<II>ーI-であると考えられる。また、Pt_2(EtCS_2)_4Iの散漫散乱の温度変化から、金属的な挙動を示す温室付近で原子価秩序配列が2次元的であるという結果は、電荷の移動機構を考える上で大変興味深い。Pt_2(dta)_4Iの電気伝導性の測定から室温付近で半導体→金属的→半導体の物性変化が見られ、X線構造解析から90°C付近の一次相転移が明かになっている。低温相のX線解析から、Pt_2(dta)_4ユニットでは4つのdta配位子面はPt-Pt結合軸に対して捩れた配置をとっているが、結晶構造に乱れは観測されない。一方、高温相ではPt_2(dta)_4ユニットの構造に乱れが見られ、右回りと左回りの2つの捩れ配置まで捩れ振動が存在する。今回、金属的伝導性を示す中間相の結晶構造を解析したところ、dta配位子面がPt-Pt結合軸に平行な新しい配置が、捩れた配置以外に存在することが明かとなった。分子力場計算からdta配位子面がPt-Pt結合軸に平行な場合、Pt-Pt結合の伸びが予測される。Pt-Pt結合距離とPt原子価状態との相関から、Pt^<II>-Pt^<II>状態ではPt-Pt結合距離は長く、Pt^<III>-Pt^<III>状態ではPt-Pt結合距離は短いことが報告されている。

これらのことから、Pt-Pt結合の伸縮が複核白金ユニットの原子価状態の揺らぎを誘起し、複核錯体ユニットまでの電荷移動を引き起こしていることが推測される。同様な現象が他の化合物でも見られるか検討するため、dta配位子を化学修飾した配位子(EtCS_2-、n-PrCS_2-)を用いて新奇なヨウ素架橋一次元複核白金錯体の合成を試みている。この結果、Pt_2(EtCS_2)_4IとPt_2(n-PrCS_2)_4Iの結晶作成に成功し、Pt_2(EtCS_2)_4Iの結晶構造解析より一次元鎖状構造が明かになった。また、Pt_2(n-PrCS_2)_4IのDSC測定より86°C付近の一次転移が確認された。今後、これらの結晶について電気伝導性や結晶構造の温度依存性の測定、さらに類似の一次元金属錯体を合成し、一次元錯体中での捩れ振動と物性変化との相関を明かにする。ジチオ酢酸誘導体を配位子とする複核白金錯体を構成単位として、ヨウ素架橋一次元複核白金混合原子価錯体Pt_2(EtCS_2)_4IとPt_2(n-PrCS_2)_4Iを合成した。Pt_2(EtCS_2)_4Iについて、電気伝導度および熱起電力を測定したところ、204Kで半導体から金属的状態へ転移することが明かとなった。相転移温度前後での結晶構造解析から、複核白金ユニットのねじれ振動に伴うS原子の位置の乱れは認められなかった。SPring-8を用いた散漫散乱の測定から、204K以上では一次元鎖方向の基本周期{-Pt-Pt-I-}の2倍に対応する散漫散乱が観測されたが、204K以下では散漫散乱はブラッグ反射に変化することが明かとなった。この結果、一次元鎖上の電子構造として、...Pt^<2+>-P^<2+>...I-Pt^<3+>-Pt^<3+>-Iまたは...Pt^<2+>-Pt^<3+>-I-Pt^<3+>-Pt^2...I...が示唆され、半導体状態では一次元鎖間で構造的な秩序配列が起っていることが明らかになった。Pt_2(n-PrCS_2)_4Iについては、半導体から半導体への一次相転移が358Kで起ることが明らかになった。結晶構造解析からS原子の位置に乱れがあり、ねじれ振動があることが分かった。SPring-8で振動写真を撮影したところ、330K一次相転移温度では基本周期の3倍に対応するブラッグ反射と2倍に対応する散漫散乱が観測された。330K以下では散漫散乱は弱いブラッグ反射に変化し、一次相転移以上では3倍周期のブラッグ反射は消失し散漫散乱のみが観測された。これより、一次相転移は3倍周期に関係する構造変化であり、2倍周期の散漫散乱は一次元鎖上での白金原子価の秩序配列に対応していると考えられる。
ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発～倒伏から防災まで～

本年度の計画として掲げた、2根混じり土の屋外及び屋内載荷試験の実施および研究目的3シミュレーションと実験結果の比較によるシミュレータの改良および実問題への適用、の二点についてはおおむね達成した。室内試験としては、前年度までに開発した薄型アクリル土槽を用いて、幼植物体スケールでの倒伏試験を行う。本試験によって変位ー反力関係と変形図を得るとともに、用いた根および土の力学特性を併せて計測した。新規に購入した高精度タイムラプスカメラと小型コンピュータ群を用いて、生育時の根のイメージデータの取得と、それらを用いた高品質な解析メッシュの作製に成功し、これらを用いて再現計算を実施した。解析メッシュが大規模なものとなり、従来のワークステーションでの解析が困難となったため、並列計算ライブラリであるMPIを用いた並列計算が可能なようにソフトウェアを改良し、併せて並列計算環境を整備した。その結果、11ノードからなるクラスタの構築に成功し、66コア350GB DRAMを有する中規模な計算環境上で効率よく解析を実施するに至った。シミュレーション結果は実験結果を高精度に再現し、これまで困難であった、高精度な根混じり土の変形シミュレーションを達成した。本成果を国内学会にて報告し、併せて論文として国際誌に投稿中である。また、土壌水分の変化に応じて接触面のせん断強度が変化することを数理モデル化し新たにシミュレーションに導入し、不飽和抜根試験の再現計算に成功した。本成果も国内学会での発表とともに国際誌への投稿を予定している。2次元条件下で高精度な根ー土接触計算を達成したことで、当初の目的である転び型倒伏の予測および植物根の土に対する補強効果の予測が可能となった点は順調に進展している。一方で、登校中の論文に関しては、投稿には至ったものの、採用に向けて当初の計画よりもやや遅延している。今後は、2次元における根ー土接触計算を異なる根形状に対して適用し、パラメトリックな研究を展開するとともに、3次元の定式化を行い、3次元問題への適用を試みる予定である。また、これまでの成果をとりまとめ国際誌に論文を投稿する予定である。本年度までに,第一の研究目的である根ー土接触面の力学特性のモデル化および数値シミュレーションの開発を行った.その成果として,2次元根混じり土シミュレータを開発した.シミュレータに対して,従来摩擦接触シミュレータのベンチマークとして用いられたpress-fit問題の再現計算により検証を行い,先行研究と同様の結果を得た.加えて,実際の根ー土接触面の摩擦特性を再現できるか検証するため,抜根試験(友部ら,2016)の再現計算を行った.結果として,シミュレータにより高精度に力学特性を予測することができた.特に、接触面の降伏条件として導入したMohr-Coulombの降伏基準を非常に精度よく再現したことで、根ー土接触面の摩擦特性に関して、その要素試験と要素シミュレーションを一貫した理論を構築できたことは重要である。以上の成果により,要素試験スケールにおいて本シミュレータが根ー土接触面の力学特性を精度良く予測できることを確認した.また,より大規模な実問題である倒伏や斜面安定に係る根混じり土の変形シミュレーションに対応するため,本シミュレータを用いて簡易な倒伏試験の再現シミュレーションを実施した.その結果から,変形が比較的小さい場合においては,シミュレーション結果と実験結果が一致した一方で,変形が大きい場合においてはシミュレータは実験結果と比較して反力を過少に見積もることが明らかとなった.この点を改良するため,1根と土の構成モデルの見直し,2高解像度な形状モデルの生成,31と2を用いたシミュレーションを行うため,計算環境の拡充,以上の3点に取り組む予定である.本年度までに,第一の研究目的である根ー土接触面の力学特性のモデル化および数値シミュレーションの開発を行った.その成果として,2次元根混じり土シミュレータを開発した.シミュレータに対して,従来摩擦接触シミュレータのベンチマークとして用いられたpress-fit問題の再現計算により検証を行い,先行研究と同様の結果を得た.加えて,実際の根ー土接触面の摩擦特性を再現できるか検証するため,抜根試験(友部ら,2016)の再現計算を行った.結果として,シミュレータにより高精度に力学特性を予測することができた.以上の成果により,要素試験スケールにおいて本シミュレータが根ー土接触面の力学特性を精度良く予測できることを確認した.また,より大規模な実問題である倒伏や斜面安定に係る根混じり土の変形シミュレーションに対応するため,本シミュレータを用いて簡易な倒伏試験の再現シミュレーションを実施した.その結果から,変形が比較的小さい場合においては,シミュレーション結果と実験結果が一致した一方で,変形が大きい場合においてはシミュレータは実験結果と比較して反力を過少に見積もることが明らかとなった.本年度の計画として掲げた、2根混じり土の屋外及び屋内載荷試験の実施および研究目的3シミュレーションと実験結果の比較によるシミュレータの改良および実問題への適用、の二点についてはおおむね達成した。