hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋の生物多様性保全に関する国際法-普遍と地域の制度連関と相互調整の実証研究

第3に、その検討結果を綜合し、普遍と地域の関連する諸制度間の相互連関と調整による海洋の生物多様性保全の国際法の形成と実施のダイナミズムを明らかにし、生物多様性保全の要請に応える今後の海洋秩序のあり方を探求する。特に、北東アジア海域における生物多様性保全の地域的制度のあり方についても探求する。これらの検討作業を推進しながら、共同研究の成果物の刊行(研究成果の中間的な公表)を目指す。成果物の構成については、1海洋法条約、生物多様性条約及びその他の環境諸条約と海洋生物多様性保全の課題、2国際海事機関(IMO)、国連食糧農業機関(FAO)、国際海底機構(ISA)、欧州連合(EU)、地中海、北東大西洋、韓国及び日本における海洋生物多様性保全の取り組み、3国家管轄権を越える海域における海洋生物多様性の保全、4海洋生物多様性保全に関する国際法の現段階、という内容で検討する。2013年10月には、研究実績の概要で記したとおり、田中則夫・都留康子がマルセイユで開催された国際会議に出席し、調査・研究を行った。しかし、それ以外にも、海外での(ヨーロッパ及びアジアを中心に)調査・研究を行う予定であったが、研究代表者及び研究分担者の年間スケジュールの調整をスムーズに行うことができなかっため、予定通りの研究費使用ができなかった。そのことが次年度使用額が生じた基本的な理由である。2014年度においては、海洋保護区の設定状況に関する調査を主要な目的とした海外調査を、昨年度以上に活発に行う予定であり、また、海洋生物学又は海洋生態学の専門家からの意見聴取なども予定しており、そのために繰り越された研究費を有効に活用したいと考えている。
ナオメータ浮上磁気ヘッドの浮上特性解析シミュレータの開発

現用の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドを記録媒体上で気体軸受の原理によりごくわずかに浮上させる浮動へッドスライダが用いられ、その浮上すきま量は0.05μm(50nm)程度以下にまで超微小化されている。今後、1040Gbit/in^2程度の超高記録密度を実現するためには、数十nm程度の超微小すきまで浮上させる"近接触(Near-contact)方式"が有望視されている。本研究の目的は、超高密度磁気ディスク装置用のヘッド機構実現を目指して、10nm程度の近接触状態(Near-contact state)で相対すべり運動する記録ヘッドの動的挙動(近接触ダイナミクス)を、ミクロ/ナノメータ領域における分子気体あるいは分子液体による力学作用を考慮して詳細に解析しうるシミュレーション基本技術を開発し、これによりヘッド形状設計のための指針を得ることである。本年度(最終年度)には、本研究を通じて蓄積したモンテカルロ直接シミュレーション法(DSMC法)による浮上特性解析の基本プログラムを用いて、浮上面が任意形状を有する場合、とりわけ規則的な面粗さの場合の発生圧力、速度プロフィール、温度等の解析を行うとともに、粗さ面間の平均圧力流量の算出のための基本検討を行った。さらには、スライダ面に働くせん断力と流れの3次元解析、自由分子流領域における境界値問題の定式化をそれぞれ進め、ナノメータ浮上磁気ヘッドの特性解析の詳細かつ簡便な手法として、その見通しを得た。本研究の一連の成果は、ますます微小化するコンピュータ用磁気ディスク装置の浮動形磁気ヘッドの特性解析手法として、従来にないナノメータ領域の解析手法として、モンテカルロ直接シミュレーション(DSMC)法を導入しその高度化を図ったことに基づいており、他に類を見ないものである。これにより、従来適用性が必ずしも明確でなかった、流体潤滑解析手法の一般化である分子気体潤滑(MGL)理論による結果が、大局的にDSMC法による数値予測と一致することも明らかとなり、MGL解析とDSMC法の両者における目的による使い分けの重要性が示された。さらには、ナノメータ浮上磁気ヘッド浮上特性解析シミュレータの基本的な構成をほぼ完成し、工学的有用性も高い。現用の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドを記録媒体上で気体軸受の原理によりごくわずかに浮上させる浮動ヘッドスライダが用いられ、その浮上すきま量は0.1μm(100nm)程度以下にまで超微小化されている。今後、1040 Gbit/in^2程度の超高記録密度を実現するためには、数十nm程度の超微小すきまで浮上させる"近接触(Near-contact)方式"が有望視されている。本研究では直接シミュレーション技法を扱うことから高速大容量計算が必須であるため、本年度(初年度)には、まず高速演算用パーソナルスーパーコンピュータの新たな整備を行い、これを用いてモンテカルロ直接シミュレーション法(DSMC法)による発生圧力解析の基本プログラムの開発・計算に着手した。

一方、すでに実績のある分子気体潤滑(MGL)解析については、ナノメータ領域内の分子気体の速度プロフィールの詳細解析に取り組むとともに、DSMC法解析との比較によって数数十nm領域の解析法の最適化を強力に推進した。今期の顕著な成果として、ステップ形状を有するナノメータ浮上磁気ヘッドを対象に、従来適用性が必ずしも明確でなかったMGL解析法の結果がDSMC法の結果とよく一致することを確認し、MGL解析の有用性を示した。次年度では、超微小すきまで顕在化する表面粗さを有するすきまにおける平均流量シミュレーション、さらには分子気体効果を考慮した接近・衝突問題解析への展開を図る。現用の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドを記録媒体上で気体軸受の原理によりごくわずかに浮上させる浮動ヘッドスライダが用いられ、その浮上すきま量は0.1μm(100nm)程度以下にまで超微小化されている。今後、1040 Gbit/in^2程度の超高記録密度を実現するためには、数十nm程度の超微小すきまで浮上させる"近接触(Near-contact)方式"が有望視されている。本研究の目的は、超高密度磁気ディスク装置用のヘッド機構実現を目指して、10nm程度の近接触状態(Near-contact state)で相対すべり運動する記録ヘッドの動的挙動(近接触ダイナミクス)を、ミクロ/ナノメータ領域における分子気体あるいは分子液体による力学作用を考慮して詳細に解析しうるシミュレーション基本技術を開発し、これによりヘッド形状設計のための指針を得ることである。本年度(第2年度)には、モンテカルロ直接シミュレーション法(DSMC法)による発生圧力解析の基本プログラムを完成し、これを用いたナノメータ領域の気体圧力発生の直接シミュレーション、とりわけ、ナノメータ領域内の分子気体の圧力、速度、温度等のプロフィールの詳細解析を行った。一方、すでに実績のある分子気体潤滑(MGL)解析によっても同一対象に対する解析を行い、DSMCシミュレーションの結果との詳細比較を通じて、数数十nm領域の発生圧力解析におけるDSMCシミュレーションの有用性とMGL解析の基本的妥当性を明らかにした。また、DSMCシミュレーションの3次元解析への拡張、流入・流出境界条件の最適化、分子気体潤滑(MGL)解析結果を援用した高速計算手法の開拓等を強力に推進した。さらには、分子気体効果を考慮した接近・衝突問題解析への展開を行い、簡易計算手法を確立した。現用の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドを記録媒体上で気体軸受の原理によりごくわずかに浮上させる浮動へッドスライダが用いられ、その浮上すきま量は0.05μm(50nm)程度以下にまで超微小化されている。
作り手の感性解析-包丁操作の「見える化」による熟練者と学習者の比較-

現在はキュウリの小口スライスの動作をモデルとして、包丁運動について記録を行なっている。取得した包丁操作データ(持ち手前方後方2点の3軸加速度・3軸角速度)の単位時間あたりの変化量は想定していたよりも激しく、ドローンの姿勢制御などに利用される計算手法では、ドリフト,バイアスおよびノイズの除去が非常に困難だった。しかし、バターワースフィルタを利用することで、これらの問題点の解決につながった。これにより、取得データの積分計算が可能となり、軸方向の速度変化、位置推定、角度の変化を求めることができるようになった。また、加速度データにローパスフィルタを通すことで、包丁のおおよその姿勢検出が可能となり、そこに角速度データを相補的に組み合わせることで、包丁自身の細かな運動を捉えることに成功した。未だ暫定的な部分はあるものの、持ち手の前後の運動の違いが明確に表現できるようになった。これに加えて、操作データの2軸を虚数空間上の波とみなすことで、音声波形に変換する方法を考案し、「聞ける化」として官能的な比較ができる方法も検討した。その結果、包丁技術熟練者(日常的に包丁を利用する業務に3年以上従事している者)と学習者の間に一定の違いが認められた。熟練者は、一定のリズムで反復運動を行なうことができるため、周波数解析では倍音成分が明確に見られるが、その理由と、包丁の軌道変化少なく、また押し切りを行う場合において、持ち手後方の動きが大きいことが示唆された。それに対して学習者では、速度・軌道ともに変化が大きく、持ち手の前後ともに、同様の動きがあることが認められた。また、「聞ける化」では、熟練者はシャープだが、学習者ではホワイトノイズが混じった音色になる傾向が認められた。以上の結果を踏まえ、学習者に対してデータを提示することで、熟練者との違いを明確に指摘することができるようになった。昨年に引き続き、測定セットおよびセンサーモジュールともに改良作業を行なってきたが、なお故障しやすい状況が続き、取得データの信頼性に不安が発生したことと、それに伴い、ハードウェア的な部分で再設計の必要が生じたことが最大の要因である。加えて、測定データを統合・管理・解析するサーバーの開発を委託する予定でいたが、受託業者が依然見つかっておらず、計画および対応を再考する必要にも迫られている。これらについては、研究チーム内の、ハードウェア・ソフトウェア両面の開発に必要な人的リソースが不足していることが原因である。また、昨年の時点で切断物の測定方法を検討していたが、一定の方向性ができたものの、コストが大きいため断念せざるを得ず、その決断にも時間を取られており、全体の遅れにつながっている。また、依然として十分な数の熟練者から協力を得られておらず、学習者のデータ集積状況に比べ、根拠が薄弱であり、より深い比較解析に踏み込めない状況であることも、大きな問題となっている。現在、ようやく新しい測定セットが完成し、測定作業を再開できる状況に至っている。これまでの研究結果から測定モデルとして採用した「キュウリの小口スライス」については、学習者と熟練者の間の違いが明確になりつつある。そのため、これを利用して、実際に包丁技術の向上に効果があるのかを、学生を対象に検証する予定である。また、ようやく安定した分析方法、新たな測定セットが完成したので、他の食材・切り方についても調査を開始することができるようになったため、計画当初に予定していた、包丁操作全般についての調査を開始する予定である。データ解析については、特徴量の抽出、画像データ化、音声化に成功しているため、これらをリカレントニューラルネットワーク・畳み込みニューラルネットワークなどの機械学習を利用することで、さらに分析していく予定としている。ただし、現在速度・位置の割り出しについては、精度が低くまだまだ検討の余地が残っており、折を見て改良していく予定である。現状、このように様々な手法で解析可能な環境が整のいつつあり、その多くは自動化を念頭においた実装を行なっている。そのため、データ管理サーバーの開発委託がボトルネックとはなるものの、一定の進捗スピード向上を見込める状況である。また、理由でも述べた熟練者のデータ不足については、機械学習の手法で擬似的に解消できる可能性もあることから、進捗の遅れについても対応可能であると考えている。包丁操作測定セットの改良については、現在2回目の改良を行なっている。測定セット試作品による実地試験の結果、被験者から測定用包丁を持ちにくい、測定開始のタイミングが分かりにくいなどの意見が挙げられた。また、複数の測定セットを用意したところ、機器間のバラツキが発生した。1回目の改良では、これらについて、主にハードウェア面で改良を行った。その後、これを用いて被験者を集め改めて調査を行なった。その結果、操作用端末と測定セットは無線LAN(2.4GHz)で接続していたが、複数機器を同時に稼働通信させた場合、混線による回線ダウンが多発し、場調査続行に影響する問題が発生した。そのため、現在は操作端末が無くても稼働できるよう、ハードウェアおよびソフトウェア両面から改良を試みている。現在、学生104名、熟練者18名についてキュウリの小口スライス操作について調査を実施している。その結果、包丁を飛行機と見た場合のロール軸およびヨー軸について、利き手により対照な運動をする傾向が認められた。すなわち、切断過程において、ロール・ヨー共に内転していく傾向にあり、切断物もそれに従い、切り始めに比べて切り終わりの方が厚くなりやすい傾向にある。この傾向はいわゆる熟練者(ここでは主に包丁を利用する業務に3年以上勤務している者を指す)では、軽減されており、学習者においてよりはっきりと現れることから、学習者と熟練者の違いであると考えられる。

また、加速度データの周波数解析では、熟練者のデータに、非常に明確な倍音成分が認められるのに対して、学習者ではこれが認められない。つまり、熟練者は非常に安定した反復動作をしており、学習者はそれができていないと考えらえる。ただし、これについては因果が逆である可能性もあり、熟練するにつれ、このような動きになっていると考えられる。しかし、これを指標に熟練度を表すことが可能と考えられる。包丁操作測定装置の量産に当たり、部品の個体差や構造的な欠陥による断線などが発生し、計測を継続できない場合あるなどの不具合が頻発した。その対応に時間を費やした結果、全研究拠点の測定環境整備の遅れにつながった。また、そこから、各拠点における倫理申請などにも時間を費やすこととなり、本題である被験者の募集作業の遅れにつながった。加えて、それにより学習者モデルの被験者である学生もちょうど定期試験期間に入り、研究協力を促すことができなかったことが、被験者減に影響している。また、研究方法の推敲により、計画当初予定をしていなかった、包丁切断物の調査を実施する必要性も生じた。しかし、その測定プロトコルが定まっていなかったため、その統一プロトコルの開発に別途時間を割く必要性が生じた。その結果、研究データーの収集および解析サーバーの要件定義ができておらず、構築準備に遅れがでている状況にある。これらの最大の原因は、ハードウェア・ソフトウェア両面の開発に必要なリソースが不足していることにある。そこに加えて、研究分担者の退職に伴う、人員入れ替えの検討および業務引き継ぎにより、今後の研究体制の再構築に時間が取られたことで、合計で6-7ヶ月程度の遅れにつながっている。現在はキュウリの小口スライスの動作をモデルとして、包丁運動について記録を行なっている。取得した包丁操作データ(持ち手前方後方2点の3軸加速度・3軸角速度)の単位時間あたりの変化量は想定していたよりも激しく、ドローンの姿勢制御などに利用される計算手法では、ドリフト,バイアスおよびノイズの除去が非常に困難だった。しかし、バターワースフィルタを利用することで、これらの問題点の解決につながった。これにより、取得データの積分計算が可能となり、軸方向の速度変化、位置推定、角度の変化を求めることができるようになった。また、加速度データにローパスフィルタを通すことで、包丁のおおよその姿勢検出が可能となり、そこに角速度データを相補的に組み合わせることで、包丁自身の細かな運動を捉えることに成功した。未だ暫定的な部分はあるものの、持ち手の前後の運動の違いが明確に表現できるようになった。これに加えて、操作データの2軸を虚数空間上の波とみなすことで、音声波形に変換する方法を考案し、「聞ける化」として官能的な比較ができる方法も検討した。その結果、包丁技術熟練者(日常的に包丁を利用する業務に3年以上従事している者)と学習者の間に一定の違いが認められた。
教材とノートの連携および共有支援を実現する学習メタデータ管理手法に関する研究

学習履歴を複数の端末間で共有するためのプロトタイプを作成すると共に,関連する技術動向を調査することで,異なるアプリケーションやユーザ間で学習履歴を共有するためのシステムの基本の要件を抽出した。また,オープンコースウェアなどで公開される学習コンテンツの中から,学習状況に応じたコンテンツの探索を支援するためのコンテンツ探索手法を検討し,併せて書籍情報やシラバス情報を活用したコンテンツ管理のための学習メタデータを設計した。大学における授業支援を目的とし、電子的に存在するデジタル教材やデジタルノートなどのコンテンツを、デジタル教科書を使った講義の進行と関連づけて管理することにより、他の教員の教材作成や学習者の予習・復習・自己学習を支援するコンテンツ共有システムの実現手法を検討している。ここでは、デジタル教科書とデジタルノートが独立したアプリケーションで実現されている場合の両コンテンツ間の連携手法の確立を目指し、ノートPCとスマートフォンなど、デジタル教材やデジタルノートを複数の異なるデバイスで利用した場合に、各デバイスでの学習状況を統合管理し、どのようなデバイスでもシームレスに学習を継続できる学習管理システムの実現手法を検討している。平成25年度は、デジタル教科書とデジタルノートの同期および共有支援のためのコンテンツフォーマットと、システムの全体の構成要件について整理した。また、近年の教育現場でのデジタル教材の活用動向や教育研究の動向、さらに学習メタデータの生成手法として、行動履歴やソーシャルクラウドなどにより生成される大量のデータの収集と活用手法などの専門知識の修得に努めた。デジタル教科書のフォーマットとしては、電子書籍のコンテンツフォーマットとして標準化が進められているEPUBを前提に検討を行った。大学教育では、義務教育と異なり共通の教科書が存在することが少なく、科目担当者や年度により異なることが多い。そこで、特定のフォーマットではなく、広く市販されている電子書籍が教科書として使用される状況を前提としている。そして、電子書籍の標準フォーマットであるEPUBをベースに、デジタル教科書の該当ページに対応するノートや画像、動画などの関連コンテンツを対応づけて管理する仕組みと、学習メタデータの動的な収集管理、教材間の関係性情報を表現するためのメタデータ付与システムの実現手法を検討した。本年度は、研究目的に挙げていた3つの課題のうちの一つである自らの学習知識とたの学習者の知識の関連付け手法の検討と、前年度に取り組んだもう一つの課題の続きとして電子教材の共有を支援するための学習メタデータの検討を行った。ここでは、自己学習の支援に着目し、シラバスに記載されている情報を用いて、学習者と類似するレベルの学習者を探索する方法の検討と、学習者の知識レベルに基づく資料の分類手法の検討を行った。学習者と類似するレベルの学習者を探索する方法の検討では、インターネット上に公開されている多様な資料の中から、学習者の自己学習に役立つ資料を効率的に発見することの支援を目的においた。ここでは、専門分野が類似する他の大学やその学生らが公開する資料の中に、役立つ資料が多く存在するという仮説をおいた。そして、シラバスとして公開されている情報をもとに、科目間の類似関係を分析した。学習者のレベルの判定は、成績情報の活用も考えられたが、プライバシー保護の観点から今回は使用せず、各大学が公開しているカリキュラムの情報をもとに、科目の内容や必修・選択などの区分から各学科の専門性を判断した。そして、各学生が修学した科目名の情報と各科目の類似度から、類似した前提知識を持つ学習者を探索する基礎的な検討を行った。学習者の知識レベルに基づく資料の分類手法の検討では、専門度の異なる教材の中から、各学習者の目的や知識レベルに応じた教材を推薦するための資料の分類手法を検討した。この検討では、学習者の知識レベルとして、その時点で学習している科目のシラバスの内容を基準として検討をした。また、教材の専門度は、テキストに含まれる専門用語の重要度の違い、各用語の頻出状況から判別する方法検討し、プログラミング関連のテーマを対象に資料の分類を試行した。大学における電子教科書とデジタルノートの使用状況を想定し,授業支援ならびに自己学習支援のための学習コンテンツの共有システムの実現手法を検討してた。ここでは,教材とノートの参照情報を連携させて統合管理することで,教材の作成や学習内容の理解に役立つコンテンツの共有を,学習内容や使用する教科書が類似する者の間で支援することを目的としている。この検討に当たって,既存のアプリケーションの機能を活用することで複数のデバイス上でのウェブページの閲覧履歴やドキュメントの編集内容を相互に参照することはできる。しかし,同時間帯に参照されたコンテンツの中には無関係のものも含まれることから,各ウィンドウの閲覧内容の関連性を考慮する必要がある。そこで,各ウィンドウで表示されるコンテンツのキーワードおよびコンテンツを構成する要素から,コンテンツの関連度およびその閲覧目的を判別する方法を検討した。また,学習コンテンツの共有システムの検討として,教科書あるいは参考書として参照する電子書籍の構造情報を利用して,各項と講義計画や各項とWebコンテンツ等を関連づけて登録することにより,共通する書籍または類似する講義内容を基準としたコンテンツの検索や共有を支援するコンテンツ管理モデルを提案した。また,学習者間の知識あるいは講義内容に類似したコンテンツの発見と共有を支援するため,シラバスの掲載内容をもとに学科間のカリキュラムの類似度を算出し,類似カリキュラム内での類似科目の推定手法を検討した。ここでは,情報系の学科を対象に専門分野の講義科目のシラバスを対象として,各学科のカリキュラムの類似度に基づいて複数のカテゴリに分類している。その後,各カテゴリ内で科目間の類似度を計算することで共有対象とする科目の候補を絞り込むことで,コンテンツ共有時の優先度を算出するモデルを提案した。

学習履歴を複数の端末間で共有するためのプロトタイプを作成すると共に,関連する技術動向を調査することで,異なるアプリケーションやユーザ間で学習履歴を共有するためのシステムの基本の要件を抽出した。また,オープンコースウェアなどで公開される学習コンテンツの中から,学習状況に応じたコンテンツの探索を支援するためのコンテンツ探索手法を検討し,併せて書籍情報やシラバス情報を活用したコンテンツ管理のための学習メタデータを設計した。研究目的に挙げている2つの課題については、おおむね順調に進展している。しかし、残りの一つである「複数ドキュメント間での学習情報の同期手法」については、幾通りか検討を進めているが有効な実現手法の実現には至っていない。また、目的の教材の検索や推薦に有効となる学習メタデータの検討と、断片的なデータの取得・生成の検討は進んでいるが、それらの自動的な収集管理手法の実現や授業中に試用するためのシステムならびにインタフェース設計までは至っておらず、当初、平成27年度の内容として計画していた1年通しての講義時間内のユーザビリティ評価を実施することができない。従って、計画よりも遅れていると判断する。情報通信平成27年度は、平成25年度に検討した電子教材や資料の閲覧などの学習履歴と、平成26年度の2年間で検討した類似科目ならびに関連資料の推薦のためのデータなどの断片的な成果を統合するための、各データの整理・拡張を検討する。これまでの検討の中で、電子教科書として新たなコンテンツフォーマットを定義するのではなく、標準化されているEPUB形式をベースとした教材の管理手法が実用化の上で妥当と判断している。そこで、EPUB形式のファイルやその他の電子教材を対象に、教材としての電子資料と学生が生成するノート等とのテキストデータの連携、または、連動を実現するシステム設計について検討を進める。本研究課題では、異なるアプリケーションおよびデバイス間で、デジタル教材の作成状況や学習状況を共有するための教材共有システムの実現手法について、(1)デジタル教材の共有を支援するためのコンテンツフォーマットおよび学習メタデータの設計、(2)複数ドキュメント間での学習情報の同期手法、(3)自らの学習知識と他の学習知識との関連付け手法の3点を明らかにすることを目的としている。平成25年度の研究計画は、デジタル教科書とデジタルノートの同期および共有支援のためのコンテンツフォーマットと学習メタデータの設計、メタデータの動的な付与と教材間の関係性情報を表現するためのメタデータ付与システムの構築を行うこととしていた。これに対し、平成25年度の研究実績は、学習メタデータの詳細な設計の以前に、動的収集および教材共有の仕組みの検討を先行することが重要と考え、当初の計画では平成26年度の検討内容として計画していた課題である教材コンテンツの共有システムの検討を先行して取り組んだ。
ローマ帝国における国家の支配と都市の構造的特質

ローマ帝国は対外的に領土を拡大して行く過程において,既存の都市の諸制度できるだけ温存かながら支配・統治するという巧妙な政策によって世界帝国にまで発展していった.本研究は,こうした帝国の国家と都市の関係について, 1.都市の行政機構の地域的な差異と類似性, 2.都市市民権の法的・政治的内容と時代的変質, 3.都市の自治と国家の関係, 4.国家による都市支配と自治機能などに焦点をあて研究を進めた.初年度にあたる本年は,文献史料の購入・入手を主として作業を進めた.すなわち,後期ローマ帝国の社会の解明のための貴重な法史料であるテオドシウス法典を入手し,また文献・著述史料としてロエブ・クラシッカル・ライブラリーを可能な限り購入すにとともに,他大学の図書館所蔵のローマ史関係の文献を渉猟し多数コピした.これらの諸史料を精読することによって,都市の行政機構を解明するために,都市の政治的・社会的な担い手である市参事会員について, 1.都市の市民身分に関する規定, 2.政務官職に関する規定, 3.市参事会に関する規定, 4.都市の財政に関する規定などに史料を分類・整理する作業を行った.そしてまた,ローマ帝国の都市を人法上の区分にしたがってローマ人の都市・ラテン人の都市・外人の都市に分類・類型化して,それぞれの都市の行政機構を分析した.これらの作業を通じて都市はその成立の事情,類型的な相違にもかかわらず,ローマによる長器官の支配によって次第に均質化していること解明した.また,紀元3世紀以降になると国家権力の強化,中央集権的官僚制の都市への浸透とともに,都市の自治行政の基盤を形成していた市参事会・諸政務官などはその権限を大幅に縮小され,都市の自治は次第に衰退していったとの見通しを得た.今後は個別的に都市を解明し,こうした動きを一層究明して行きたい.ローマ帝国は対外的に領土を拡大して行く過程において,既存の都市の諸制度できるだけ温存かながら支配・統治するという巧妙な政策によって世界帝国にまで発展していった.本研究は,こうした帝国の国家と都市の関係について, 1.都市の行政機構の地域的な差異と類似性, 2.都市市民権の法的・政治的内容と時代的変質, 3.都市の自治と国家の関係, 4.国家による都市支配と自治機能などに焦点をあて研究を進めた.初年度にあたる本年は,文献史料の購入・入手を主として作業を進めた.すなわち,後期ローマ帝国の社会の解明のための貴重な法史料であるテオドシウス法典を入手し,また文献・著述史料としてロエブ・クラシッカル・ライブラリーを可能な限り購入すにとともに,他大学の図書館所蔵のローマ史関係の文献を渉猟し多数コピした.これらの諸史料を精読することによって,都市の行政機構を解明するために,都市の政治的・社会的な担い手である市参事会員について, 1.都市の市民身分に関する規定, 2.政務官職に関する規定, 3.市参事会に関する規定, 4.都市の財政に関する規定などに史料を分類・整理する作業を行った.そしてまた,ローマ帝国の都市を人法上の区分にしたがってローマ人の都市・ラテン人の都市・外人の都市に分類・類型化して,それぞれの都市の行政機構を分析した.これらの作業を通じて都市はその成立の事情,類型的な相違にもかかわらず,ローマによる長器官の支配によって次第に均質化していること解明した.また,紀元3世紀以降になると国家権力の強化,中央集権的官僚制の都市への浸透とともに,都市の自治行政の基盤を形成していた市参事会・諸政務官などはその権限を大幅に縮小され,都市の自治は次第に衰退していったとの見通しを得た.今後は個別的に都市を解明し,こうした動きを一層究明して行きたい.
ビデオ強化型微分干渉顕微鏡による破骨細胞の動態機能解析

本年度は、同じ培養条件で一度に多数の破骨細胞の培養、観察が可能なBiostation IMを用いることにより、短時間でより信頼性の高いデータの収集が可能となった。この手法により骨吸収抑制作用を有するカルシトニンの存在下に破骨細胞の培養を行い、さらに破骨細胞の細胞内構造体の変化、吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べた。日本白色家兎の四肢長管骨より単離した破骨細胞と、マウス骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養より得られた破骨細胞様細胞の2種類を用い、Biostation IM位相差培養顕微鏡を用いてリン酸カルシウムコートカバースリップ上で培養を行い、コントロールメディウムとカルシトニン添加した後の破骨細胞の細胞内での形態的変化およびリン酸カルシウム基質吸収面積の計測をタイムラプス観察し、DVDメディアに記録後、画像解析を行った。カルシトニン添加群はコントロール群と比較して、カルシトニン添加後に吸収窩形成速度が有意に遅くなった。さらにカルシトニンを添加することにより、細胞内の液胞の形成が保たれているのにもかかわらず、吸収窩を形成しなくなったことが観察できた。これは破骨細胞自体の活性があるにもかかわらず、リン酸カルシウム面との接着面で吸収が阻害されている可能性を示唆している。また破骨細胞と骨マトリックスの接着に関与するアクチンリングに蛍光能を有するファロイジンを用いて生細胞のまま破骨細胞のアクチンリングの蛍光染色が可能となった。この手法を用いてカルシトニンの破骨細胞の細胞内構造体に対する影響を調べるため、アクチンリングの崩壊過程の解析を行っている。さらに、より強力な骨吸収抑制剤であるビスフォスフォネート存在下に培養を行い、破骨細胞の細胞内構造体の変化、吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べている。破骨細胞の運動機能および骨吸収能の定量化に関して、本年度は日本白色家兎の四肢長管骨より単離した破骨細胞と、マウス骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養より得られた破骨細胞様細胞の2種類を用い、ビデオ強化型微分干渉顕微鏡(VEC-DIC)システムを用い、コントロールメディウムのみでの破骨細胞のリン酸カルシウム基質吸収面積の計測をタイムラプス観察し、DVDメディアに記録後、画像解析を行った。培養環境、およびコントロールメディウムの条件を統一し、それぞれの破骨細胞において、細胞内構造の観察、吸収窩形成速度のコントロール値を算出した。日本白色家兎由来の単離破骨細胞では、細胞内の液胞形成、核の偏在様式、運動能においてばらつきがみられたが、マウス共存培養より得られた破骨細胞様細胞では、液胞形成、核の偏在様式、運動能においてほぼ均一な性質をもった多数の破骨細胞様細胞が同一視野に観察された。これら二つの破骨細胞実験系において、骨吸収に影響を及ぼす薬物の破骨細胞に対する直接的な影響を調べるため、強力な骨吸収抑制剤であるビスフォスフォネートおよび破骨細胞に受容体を有し、破骨細胞の運動能、吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べた。ビスフォスフォネートにはリセドロネートを用い、ヒトにおいて投与される生理的な血中濃度とその10倍の濃度設定になるようメディウムを調整した。両実験系において破骨細胞の運動能、吸収窩形成速度には明らかな変化がみられなかった。今後は、培養液の濃度調整を10000倍まで設定することと、あらかじめリン酸カルシウム基質にビスフォスフォネートを吸着させた状態で細胞内に基質とともに取り込ませる方法を確立する。また破骨細胞に受容体を有し、骨吸収抑制作用を有するカルシトニンの存在下に培養を行い、破骨細胞の運動能、吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べ、データ解析中である。

破骨細胞の運動機能および骨吸収能の定量化に関して、本年度は破骨細胞に受容体を有し、骨吸収抑制作用を有するカルシトニンの存在下に培養を行い、破骨細胞の細胞内構造体の変化、吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べた。日本白色家兎の四肢長管骨より単離した破骨細胞と、マウス骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養より得られた破骨細胞様細胞の2種類を用い、ビデオ強化型微分干渉顕微鏡(VEC-DIC)システムと位相差培養顕微鏡を用いてリン酸カルシウムコートカバースリップ上で培養を行い、コントロールメディウムとカルシトニン添加した後の破骨細胞の細胞内での形態的変化およびリン酸カルシウム基質吸収面積の計測をタイムラプス観察し、DVDメディアに記録後、画像解析を行った。カルシトニン添加群はコントロール群と比較して、カルシトニン添加後に吸収窩形成速度が有意に遅くなった。さらにカルシトニンを添加することにより、細胞内の液胞の形成が保たれているのにもかかわらず、吸収窩を形成しなくなった破骨細胞が観察できた。これは破骨細胞自体の活性があるにもかかわらず、リン酸カルシウム面との接着面で吸収が阻害されている可能性を示唆している。現在、この事実のより詳細な検証とカルシトニンの破骨細胞の細胞内構造体に対する影響を調べるため、細胞と骨マトリックスの接着に関与するアクチンリングに蛍光能を有する破骨細胞に対してカルシトニン添加による詳細な解析を行っている。今後はより強力な骨吸収抑制剤であるビスフォスフォネート存在下に培養を行い、破骨細胞の細胞内構造体の変化、吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べる予定である。本年度は,同じ培養条件で一度に多数の破骨細胞の培養,観察が可能なBiostation IMを用いることにより,短時間でより信頼性の高いデータの収集が可能となった。この手法により骨吸収抑制作用を有するカルシトニンの存在下に破骨細胞の培養を行い,さらに破骨細胞の細胞内構造体の変化,吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べた。日本白色家兎の四肢長管骨より単離した破骨細胞と,マウス骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養より得られた破骨細胞様細胞の2種類を用い,Biostation IM位相差培養顕微鏡を用いてリン酸カルシウムコートカバースリップ上で培養を行い,コントロールメディウムとカルシトニン添加した後の破骨細胞の細胞内での形態的変化およびリン酸カルシウム基質吸収面積の計測をタイムラプス観察し,DVDメディアに記録後,画像解析を行った。カルシトニン添加群はコントロール群と比較して,カルシトニン添加後に吸収窩形成速度が有意に遅くなった。さらにカルシトニンを添加することにより,細胞内の液胞の形成が保たれているのにもかかわらず,吸収窩を形成しなくなったことが観察できた。これは破骨細胞自体の活性があるにもかかわらず,リン酸カルシウム面との接着面で吸収が阻害されている可能性を示唆している。また破骨細胞と骨マトリックスの接着に関与するアクチンリングに蛍光能を有するファロイジンを用いて生細胞のまま破骨細胞のアクチンリングの蛍光染色が可能となった。この手法を用いてカルシトニンの破骨細胞の細胞内構造体に対する影響を調べるため,アクチンリングの崩壊過程の解析を行っている。さらに,より強力な骨吸収抑制剤であるビスフォスフォネート存在下に培養を行い,破骨細胞の細胞内構造体変化,吸収窩形成速度に及ぼす影響を調べている。
超高精細形態画像と機能画像の統合解析による早期肺癌の次世代予後予測モデルの確立

原発性肺癌の臨床病期分類は胸部CTに様々な画像検査を組み合わせて決定され、最適な治療方針を決定する基盤情報である。しかし限られた空間分解能による形態診断の限界により病理病期分類との間に差を生じることがある。本研究では肺癌症例の膨大な画像・手術・病理データを活用し、浸潤性・予後に関連する超高精細CT、MRI、PETによる新たなバイオマーカー構築を探索し、これらを統合的に解析することで早期肺癌の予後予測の精度向上、次世代の肺癌病期分類改訂に貢献する。
ヒト病原性クローン・耐性因子を介したヒト－環境における薬剤耐性菌循環の俯瞰的解析

ヒトと環境の間での薬剤耐性菌及び耐性遺伝子の循環、これらを担う環境リザーバーの重要性の解明を主要な目的とした。本年度は、小児専門病院の臨床材料由来ESBL産生Escherichia coliを解析し、blaCTX-M-27保有の推定多剤耐性・高病原性世界流行クローンB2-O25b-ST131-H30R/non-Rxが優位に検出され、国内の成人における疫学知見と一致していた。小児感染症治療の使用可能抗菌薬が限定されており、薬剤耐性菌の出現・動向の監視が重要である。愛玩動物由来MRSA56株の分子学的解析を実施し、我々の既報のヒト臨床由来MRSA178株との系統ネットワーク解析を行った。CA-MRSAの遺伝系統はヒトと愛玩動物の両方に適応性を有し、愛玩動物がCA-MRSAの感染源や媒体となる可能性が示唆される。HA-MRSAにはヒトのみに適応性を有する遺伝系統に加え、ヒトと愛玩動物の両方に感染し得る遺伝系統が存在する可能性が考えられた。環境水として下水処理場4施設から収集した流入水由来ESBL産生E. coliの解析で、blaCTX-M保有73株は31と多様なSTに分別されたが、blaCTX-M-27保有B2-O25b-ST131-H30R/non-Rxをはじめヒト臨床的に重要なblaCTX-M保有クローンが複数の流入口、複数の処理場で検出された。さらに国内起源の臨床由来株で報告のないキメラ遺伝子blaCTX-M-64並びにblaCTX-M-123も確認され、未処理下水のESBL遺伝子変異、組み換えの進化的hotspotとしての重要な役割が示唆される。多剤耐性菌重篤感染症の最後の砦的治療薬コリスチンの耐性株については国内のヒトでの報告は極めて稀であるが、流入水からプラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1保有E. coli7株が検出され、現在NGSにて解析中である。初年度に下水流入水由来ESBL産生E. coli株並びに保有blaCTX-M遺伝子の分子遺伝学的解析が終了し、論文化の段階であること。また、下水流入水由来プラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1保有E. coli並びにmcr-1を担うプラスミドについての全ゲノム配列解析、プラスミド全塩基配列解析が終了していること。愛玩動物由来MRSAの解析知見についての論文が投稿中であること。下水流入水由来プラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1保有E. coli並びにmcr-1を担うプラスミドについての全ゲノム配列解析、プラスミド全塩基配列解析知見の論文作成に着手する。さらにはプラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1とは異なるコリスチン耐性機構である染色体上の二成分制御系因子pmrA、pmrB、mgrBなどの遺伝子変異/IS挿入などを保有するKlebsiella spp.株の全ゲノム配列解析が進行中である。ヒト難治性感染症の起因菌であるAcinetobacter baumannii、Pseudomonas aeruginosaについてこれまでに実態が把握されていない愛玩動物由来株の収集、薬剤耐性菌の疫学解析に着手する。病院環境(病棟シンク)より検出されたNDM-1産生Acinetobacter pittiiについてWGS解析を行い、論文化の予定である。初年度に下水流入水由来ESBL産生E. coli

株並びに保有blaCTX-M遺伝子の分子遺伝学的解析が終了し、論文化の段階であること。また、下水流入水由来プラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1保有E. coli並びにmcr-1を担うプラスミドについての全ゲノム配列解析、プラスミド全塩基配列解析が終了していること。愛玩動物由来MRSAの解析知見についての論文が投稿中であること。下水流入水由来プラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1保有E. coli並びにmcr-1を担うプラスミドについての全ゲノム配列解析、プラスミド全塩基配列解析知見の論文作成に着手する。さらにはプラスミド性コリスチン耐性遺伝子mcr-1とは異なるコリスチン耐性機構である染色体上の二成分制御系因子pmrA、pmrB、mgrBなどの遺伝子変異/IS挿入などを保有するKlebsiella spp.株の全ゲノム配列解析が進行中である。ヒト難治性感染症の起因菌であるAcinetobacter baumannii、Pseudomonas aeruginosaについてこれまでに実態が把握されていない愛玩動物由来株の収集、薬剤耐性菌の疫学解析に着手する。病院環境(病棟シンク)より検出されたNDM-1産生Acinetobacter pittiiについてWGS解析を行い、論文化の予定である。(理由)ゲノム配列解析において、重要株を先行して解析し、その結果に基づき後の解析を行うことが妥当と考えられたため。(使用計画)次年度請求額と合わせて、解析対象株を選択し、ゲノム解析やプラスミドの全塩基配列解析を実施する。さらには塩基配列の隙間(ギャップ)を埋めるためのPCRシークエンシングによるプラスミド配列取得を行うのに使用することを計画している。
液-液界面におけるマランゴニ効果をともなう対流現象に関する研究

平成16年度に界面張力計測法の開発を行い,これを用いて複数の種類の実験流体の表面・界面張力及び聴力温度係数を測定した.また,比較的液-液界面形状を安定させやすい矩形ガラス容器を作成した.平成17年度はこのガラス容器内にいろいろ種類のシリコンオイルとフロリナートを入れ,実験条件を系統立てて変化させ,浮力流れとマランゴニ流れの相互作用について検討した.平成18年度は円筒形実験装置を製作して実験を行った.液体中に小さな液柱を形成して,液-液界面を持つ液柱に生じる対流について,液柱の外側の層での流れをも含めた検討を行った結果,厳密な測定には至らなかったものの,外側の層における対流が影響していることがわかった.そこで当該部位での温度分布計測を実現することが重要と判明したため,オイルの温度分布を可視化計測する技術の開発を実施した.シリコンオイルやフロリナートなどの液体は化学的に非常に安定であるため,蛍光染料などを溶解させることが比較的難しく,また,脂溶性の染料で蛍光強度などが温度依存性を持つものも知られていないため,流動時の温度計測を非接触で可視化計測できた例は過去にない.本研究では,その燐光強度と寿命が温度に依存し,かつ,アルコール可溶である染料を多孔質性の粒子に吸着させ,この粒子をシリコンオイル中に分散させることによって,シリコンオイル中の温度分布を非接触可視化計測することに成功した.LEC法によるバルク結晶育成では混ざり合わない液体間(融液・封止液体)の界面張力に起因するマランゴニ流れが製品の低コスト・高品位化を阻害している.この液面相互作用を理解するためには,まず,その界面張力や界面張力温度係数を知る必要がある.しかし,マランゴニ流れに関する基礎実験でしばしば利用される模擬流体のシリコンオイルやフロリナートに関するデータすらあまり測定された例がない.一方,界面張力計測では,磁気浮遊法などの表面張力波を利用する手法の適用が困難である.プレート法やセシルドロップ法の場合もシリコンオイルの高い濡れ性による誤差が考えられる.そのため本研究では濡れ性が液滴保持性以外に影響することのないペンダントドロップ法を用い,シリコンオイル(KF96L-2cst,5cst, KF96-10cst,20cst)とフロリナート(FC3283,40,43,70)の表面張力・表面張力温度係数及び,これらの組合せにおける界面張力・界面張力温度係数を測定した.測定では温度を1550°Cの範囲で5°Cずつ変化させ,各条件で50回ずつの測定値の平均から張力を求めた.今回構築した測定システムでは格子画像を用いて歪を取り除いた液滴画像から液滴の形状を抽出し,この形状と良く一致する理論曲線を与える張力値を解とする方法を用いた.画像処理など一連の処理を行うプログラムは独自に作成したものである.これにより表面張力の値が1420mN/m,界面張力は38mN/mと非常に小さいにもかかわらず,標準偏差が0.4%と非常に小さく,確度の高い測定を行うことができた.また,これらの測定結果,及び表面及び界面張力が温度の一次関数であるとの仮定に基づいて,最小自乗法により,表面・界面張力の温度係数を求めた.その結果,表面張力については0.0260.16[mN/m],界面張力については0.0090.07[mN/m]の標準偏差を持つ近似式及び張力温度係数を得た.液体封止チョクラルスキー(LEC)法によるバルク結晶育成技術では液-液界面におけるマランゴニ効果が融液の流れに大きな影響を与える.浮力の効果が比較的小さくなるマイクロスケール流れにおいても,マランゴニ効果を含む,界面流体現象が対流に大きな影響を与えると考えられる.これらの現象ではマランゴニ力と浮力との相互作用が重要となる.一方,これまでマランゴニ対流に関する研究は,単一の液体の気液界面のみを対象として行われたものが多く,液体の形状や温度の制御は容易であるが,周囲流体との熱のやり取りなどを考慮することが難しかった.また,浮力との相互作用を考慮した例はほとんどない.そこで本研究では非混合液-液界面に着目することによって界面を形成する流体間の熱交換や液層間の流れの相互作用も考慮し,対流におけるマランゴニ力と浮力との相互作用について検討する.平成16年度に,界面張力計測法の開発を行い,これを用いて複数の種類の実験流体の表面・界面張力及び聴力温度係数を測定した.本年度はこのガラス容器内にいろいろ種類のシリコンオイルとフロリナートを入れ,実験条件を系統立てて変化させ,浮力流れとマランゴニ流れの相互作用について検討した.まず,表層(0.2mm)に熱電対を埋め込んだ銅ブロックを作成する.ガラス製矩形容器の左右に恒温循環水によって温度差を一定に保った銅ブロックを設置し,多数の熱電対を用いて銅壁上の温度変動を測定した.また,レーザーフォーカス変位計で液-液界面の微小変動を計測した.これらによって流れの基本特性を把握しつつ,粒子画像流速測定法(PIV)により流体の速度場の詳細を測定した.実験のための基本機器は全て現有のシステムを用い,実験用消耗品を購入した.また,平成18年度以降,円筒容器を用いた実験を行うことを考えているため,その実験装置の製作に着手した.

平成16年度に界面張力計測法の開発を行い,これを用いて複数の種類の実験流体の表面・界面張力及び聴力温度係数を測定した.また,比較的液-液界面形状を安定させやすい矩形ガラス容器を作成した.平成17年度はこのガラス容器内にいろいろ種類のシリコンオイルとフロリナートを入れ,実験条件を系統立てて変化させ,浮力流れとマランゴニ流れの相互作用について検討した.平成18年度は円筒形実験装置を製作して実験を行った.液体中に小さな液柱を形成して,液-液界面を持つ液柱に生じる対流について,液柱の外側の層での流れをも含めた検討を行った結果,厳密な測定には至らなかったものの,外側の層における対流が影響していることがわかった.そこで当該部位での温度分布計測を実現することが重要と判明したため,オイルの温度分布を可視化計測する技術の開発を実施した.シリコンオイルやフロリナートなどの液体は化学的に非常に安定であるため,蛍光染料などを溶解させることが比較的難しく,また,脂溶性の染料で蛍光強度などが温度依存性を持つものも知られていないため,流動時の温度計測を非接触で可視化計測できた例は過去にない.本研究では,その燐光強度と寿命が温度に依存し,かつ,アルコール可溶である染料を多孔質性の粒子に吸着させ,この粒子をシリコンオイル中に分散させることによって,シリコンオイル中の温度分布を非接触可視化計測することに成功した.
身体的要因と心理的要因との相互作用に基づく高齢者の転倒・骨折リスク評価法の開発

本研究課題は,地域で生活を送る高齢者を対象に3年間の観察研究を行う.調査内容は,歩行能力やバランス能力といった身体機能面の評価と転ばずに活動する自信の程度である転倒関連自己効力感という心理面での評価,さらに転倒や骨折の発生を調査する.得られるデータから,歩行能力,バランス能力,転倒関連自己効力感の評価を組み合わせた新しい転倒・骨折リスク評価手法を確立するものである.本研究課題は,地域で生活を送る高齢者を対象に3年間の観察研究を行う.調査内容は,歩行能力やバランス能力といった身体機能面の評価と転ばずに活動する自信の程度である転倒関連自己効力感という心理面での評価,さらに転倒や骨折の発生を調査する.得られるデータから,歩行能力,バランス能力,転倒関連自己効力感の評価を組み合わせた新しい転倒・骨折リスク評価手法を確立するものである.
生菌数計測用センサに関する研究

これまでに提案された各種生菌数計測法は培養に長時間を要し、操作も煩雑であった。そこで、平板計数法の考えに基づいた簡単、迅速な生菌数計測法の開発を目的に生菌数センサを試作した。また、試料として5°Cに貯蔵したマグロ、サバを用いてその生菌数を計測した。まず、A.putrefaciens、E.coli、Lactobacillus、Stahylococcus、P.fluoressensを各至適条件下に培養後、その培養液を希釈してメンブランフィルタ-を用いて口過し、菌体を膜面上に吸着固定した。次に、このフィルタ-を直系1cmの円に切り抜き、酸素電極の選択に装着し、さらにその上から透析膜でこれを被覆して生菌数センサを構成した。本センサを酸素飽和のリン酸緩衝液および無菌状態の培養液中に挿入し、その時の微生物の呼吸活性の差を測定し、この値に体するメンブランフィルタ-上の菌数を求め検量線を作製した。得られた結果を要約すると以下のとうりである。A.putrefaciens、E.coli、Lactobacillus、Stahylococcus、P.fluoresecensの各菌とも10^610^8/mlの範囲で、センサの出力と従来法から求められた菌数との間には直線的相関が得られた。また、実際の魚肉中にはこれらの菌が共存していることを考え、Lactobacillus以外の4種の菌を任意に混合し、その全菌数を求めたところ、平板計数法で求めた菌数とセンサ出力からA.putrefaciens換算で得られた菌数との間には多少バラつきはあるものの良い相関が得られた。さらに、5°Cに3日間貯蔵したマグロ、サバ筋肉1g中の総菌数については、平板計測法で得られた値とセンサ出力からA.putrefaciens換算で得られた値との間には良い相関が得られた。現在、鮮魚に貯蔵温度を考えて、A.putrefaciensやP.fluorescensなどが優勢に存在する場合、センサの応答がどのように影響されるかを検討中である。水産物に発生する代表的な腐敗細菌であるアルテロモナス・ビュトレファシェンス、乳酸菌および大腸菌をそれぞれ純培養後、その一定量をメンブランフィルター上に吸着固定した。これを酸素電極の先端に装着することにより生菌数センサーを構成した。次に、本センサーをリン酸緩衝液中に浸漬し、電極の出力が安定したところで電極先端を培養液中に移し替え、その時の出力電流減少値に対するメンブランフィルター上に吸着固定した菌数を求め検量線を作成した。以下に本研究で得られた各菌の培養条件および最適測定条件等を示す。1アルテロモナス、ピュトレファシェンス:(1)培養液組成ーグルコース1g+酵母エキス2.5g+ポリペプトン5g/l、pH7.2。(2)センサー使用条件ー温度25°C、pH7.2。(3)検量線ー2×10^57×10^6/ml。2乳酸菌:(1)培養液組成ー酵母エキス5.5g+ペプトン12.5g;グルコース11.0g+リン酸第一カリ0.25g+リン酸第二カリ0.25g+酢酸ナトリウム10g+硫酸マグネシウム0.1g+硫酸マンガン5mg+硫酸鉄5mg/l、pH6.8、(2)センサー使用条

件ー温度30°C、pH6.8、(3)検量線ー3×10^88×10^9/ml。3大腸菌:(1)培養液組成ー腐敗菌と同一培養液、(2)センサー使用条件ー温度18°C、pH7.2、(3)検量線ー10^63×10[^<8]>/ml。本年度はこれらの検量線を基に主に水産物(生で食されるマグロ、ハマチなど)の生菌数計測を行なう。また、実際の魚肉中には種々の微生物が存在し、環境変化に伴って細菌相は変化するものと思われる。したがって、各菌の温度特性、pH特性、資化物質等についても検討する。これまでに提案された各種生菌数計測法は培養に長時間を要し、操作も煩雑であった。そこで、平板計数法の考えに基づいた簡単、迅速な生菌数計測法の開発を目的に生菌数センサを試作した。また、試料として、5°Cに貯蔵したマグロ、サバを用いてその生菌数を計測した。まず、A.putrefaciens,E.Coli(いずれも昨年実験済み)、Staphylococcus,P.fluorescensを各至条件下に培養後、その培養液を希釈してメンブランフィルタ-を用いてロ過し、菌体を膜面上に吸着固定した。次に、このフィルタ-を直径1cmの円に切り抜き、酸素電極の先端に装着し、さらにその上から透析膜でこれを被覆して生菌数センサを構成した。本センサを酸素飽和のリン酸緩衝液および無菌状態の培養液中に挿入し、その時の微生物の呼吸活性の差を測定した。従来法としては平板計測法を用いた。得られた結果を要約すると以下のとうりである。A.putrefaciens,E.Coli,staphylscoccus,P.fluorescensの各菌とも10^610^8/mの範囲で、センサの出力と従来法から求められた菌数との間には直線的相関が得られた。また、実際の魚肉中にはこれらの菌が共存していることを考え、これら4種の菌を任意に混合し、その全菌数を求めたところ、平板計数法で求めた菌数とセンサ出力からA.putrefaciens換算で得られた菌数との間には多少バラつきはあるものの良い相関が得られた。さらに、5°Cに3日間貯蔵したマグロ、サバ筋肉1g中の総菌数については、平板計測法て得られた値とセンサ出力からA.putrefaciens換算で得られた値との間には良い相関が得られた。現在、群魚の貯蔵温度を考えて、A.putrefaciensやP.fluorescensなどが優勢に存在する場合、センサの応答がどのように影響されるかを検討中である。
静圧エアスピンドルのロータ曲げ振動モードの減衰比の向上に関する研究

本研究は静圧エアスピンドルのロータの曲げ振動モードに着目し,スピンドルロータの構造および気体膜特性が曲げ振動モードの減衰比におよぼす影響を明らかにするとともに、ロータの曲げ振動モードが静圧エアスピンドルの動剛性におよぼす影響を低減し得るエアスピンドル設計法を明らかにした。研究実績の概要は以下の通りである。1.2重構造ジャーナルを試作し,固有振動数およびモード減衰比を測定した結果,圧入しめしろが大きくなるほど固有振動数は高くなり、モード減衰比は低くなるが、その値は最大でも0.01程度であり、気体膜に起因する減衰能に比べさほど高くないことを明らかにした.2.有限要素法によるスピンドルの各部材の構造解析プログラムと、潤滑理論に基づく気体膜圧力の数値解析プログラムを結合し、エアスピンドル全体の振動解析プログラムを作成した。そして以前試作した格子形溝静圧エアスピンドルの固有振動数と減衰比を計算し、実験結果と比較検討することにより、数値解析の妥当性を明らかにした。また、曲げの固有振動数近傍で気体膜減衰を最大限に高めても曲げ振動モードの減衰比はさほど高くできないことを明らかにした。3.エアスピンドルのスラストおよびラジアル方向に特定のスペクトル分布を有する研削加工力が作用する場合について、加工点の振動振幅の2乗平均値を最小とし得るスラストおよびラジアル軸受面寸法の最適な組合せおよび軸受剛性と減衰比の最適な組合せを選択する静圧エアスピンドルの簡易設計法を明らかにした。そして、ロータの曲げが支配的となる振動モードの最低次の固有振動数を7kHz程度とすることにより、5kHz以下の周波数領域において高い動剛性を有する静圧エアスピンドルが実現できることを示した。