hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間分解X線測定で追究するレーザー励起磁化反転

我々はレーザーによる強磁性体の磁化反転機構の解明を試みた。実験手法として、シンクロトロン放射X線とX線自由電子レーザー(XFEL)による時間分解型のX線分光を用いた。主に測定したのはX線磁気円二色性(XMCD)である。日本のXFEL施設SACLAのビームラインBL3での時間分解XMCD測定を行った。800 nmのチタンサファイアレーザーをポンプ光として室温強磁性体の合金薄膜FePtに照射し、PtのL端での時間分解XMCD測定に成功した。磁化の消える時間スケールが1ps程度であり、Feサイトより長いことが分かった。このような元素別のスピンダイナミクスは時間分解XMCDで初めて明らかになった。本研究では、レーザーによる強磁性体の磁化反転機構の解明と、磁化反転機構の普遍性の追究がテーマである。実験手法として、時間分解型のX線分光、特にシンクロトロン放射X線とX線自由電子レーザー(XFEL)を用いて、この課題に取り組む。対象とする物質として、合金系と酸化物磁性体がある。主な測定手法は、X線磁気円二色性(XMCD)である。時間分解XMCD測定により、元素ごとのダイナミクスを観測することができ、2種類以上の磁性元素が含まれる系での磁化反転の本質に切り込むことができる。具体的に得られた結果は下記のものである。まず、SPring-8の東大物性研ビームラインBL07LSUでの時間分解XMCD測定に成功した。800 nmのチタンサファイアレーザーをポンプ光として室温強磁性体の合金薄膜FePtに照射し、FeのL端での時間分解XMCD測定を行った。磁化の消える時間スケールが放射光の時間幅である50 psよりずっと短いことが明らかになった。さらに、ドイツBESSY IIでの時間分解XMCD測定により、酸化物磁性体であるダブルペロブスカイトLa2MnFeO6とLa2MnNiO6の薄膜に対し、時間分解XMCD測定を行い、2種類の磁性元素の応答速度を別々に明らかにすることができた。カー顕微鏡によるレーザー照射効果の観測も行った。レーザーの円偏光に依存した磁化反転を探索し、強磁性のFePt薄膜では成功しなかったが、Co/Ptの超格子薄膜に対して発見することにも成功した。特に、薄い薄膜ほど起こりやすい現象であることが明らかになった。これまでは、当初の計画以上の進展が見られている。特に、SPring-8の東大物性研ビームラインBL07LSUでの時間分解XMCD測定には成功し、実験手法の確立を行うことができた。世界的に見てもアメリカやドイツのXFELと放射光の施設で成功例があるのみで、世界有数の装置のレベルとなっている。また、合金系と酸化物系の両方で時間分解XMCD測定に成功したことも大きな進展であり、金属性などの違いや元素による応答速度の違いが明確になった。さらに、カー顕微鏡による測定により、実際にレーザー励起磁化反転が見られたのも重要であり、平成29年度でのさらなる測定につながる成果であった。実験手法として、時間分解型のX線分光、特にシンクロトロン放射X線とX線自由電子レーザー(XFEL)を用いて、この課題に取り組んだ。主な測定手法は、強磁性体へのX線磁気円二色性(XMCD)である。時間分解XMCD測定により、元素ごとのダイナミクスを観測することができ、2種類以上の磁性元素が含まれる系での磁化反転の本質に切り込める。まず、X線自由電子レーザーSACLAのビームラインBL3での時間分解XMCD測定に成功した。800 nmのチタンサファイアレーザーをポンプ光として室温強磁性体の合金薄膜FePtに照射し、PtのL端での時間分解XMCD測定を行った。SPring-8の東大物性研ビームラインBL07LSUでの時間分解XMCD装置建設については、論文として出版することができた。さらに、酸化物磁性体であるペロブスカイトLa0.33Sr0.67FeO3の薄膜に対し、硬軟X線回折により、電荷とスピンの秩序の臨界膜厚を決定した。この結果も論文として出版した。カー顕微鏡とファラデー顕微鏡によるレーザー照射効果の観測も行った。レーザーの円偏光に依存した磁化反転を探索し、Co/Ptの超格子薄膜に対して発見した。

磁化の消える時間スケールが1ps程度であり、Feサイトより長いことが分かった。このような元素別のスピンダイナミクスは時間分解XMCDで初めて明らかになった。今度は下記のように研究を進める。特に、SPring-8のみでなくSACLAでの時間分解測定を目指すのが第一である。上記のように放射光の時間幅以下の超高速な応答が見られているため、1 ps以下の時間スケールをSACLAで明らかにしたい。BL3の硬X線とBL1の軟X線の併用を考えており、時間分解XMCD測定をPtのL端やFe, CoのM, L端で行いたい。必要に応じてアメリカのXFEL施設LCLSでも測定を考えている。物質のさらなる探索として、磁化反転のための特にPtの必要性の検証を考えている。PtをPdに代えた試料での観測によりPtがどこまで必要かを考え、その結果に応じてスピン軌道相互作用の必要性とこの磁化反転の普遍性を追究する。光物性物品費として、真空部品、光学部品などで施設共通のものを使い、節約することができた。レーザー導入などの光学部品に使用予定である。出版された論文の内容でプレスリリースを行った。
日本人オリンピック代表選手コホートデータベースの構築による疫学研究

オリンピアンは卓越した身体能力を有する一方、長期間にわたって高強度運動負荷と心理的重圧などに曝されてきたにもかかわらず、一般に比ベて死亡は低いという先行研究が多い。しかし、その理由やメカニズムについては未だ明らかではない。本研究では、百有余年にわたり国民に希望と栄光をもたらしてきた全てのオリンピック代表選手に敬意を表すると共に、その後の生命予後について調べ、オリンピアンズコホートデータベースを構築する。これにより『オリンピアンは何故一般人に比べ長生きできるのか?』という問いに対する科学的根拠を明らかにする。具体的には、戦後開催(モスクワ大会除く)のオリンピック出場者約3500人について、公開情報源のみを使って確認できた死亡者数は夏季・冬季を合わせて150名、総観察人年は9万人年(一人あたり平均追跡期間:27年)となり、一般人口に対する標準化死亡比SMR:standard mortalityratioは0.3を下回っていた。これはオリンピアンが運動能力、体力共に優れていることに加えて日頃の生活習慣においても運動や体力維持に心がける行動特性が関連すると考えられる。さらに代表選手であった期間の長さや競技種目の運動強度別にみた場合、オリンピック出場回数が多く長年にわたって代表に選ばれた選手や、運動強度の高い種目の選手では死亡リスクが高くなる傾向がみられた。今後は、アンケート調査を実施して、確度の高い転帰情報を収集するとともに、人口動態統計死因情報との突合を試み、オリンピアンの死因別死亡リスクの評価を行う。さらに、オリンピアンのセカンドキャリア形成に資するエビデンスの確立やオリンピアンコホートデータベース利用基盤の整備を推進する。上記の成果については論文執筆中であり、並行してアンケート調査の実施準備中である。当初計画の通り、アンケート調査に用いる自記式質問紙票の作成までは完了している。今後は、調査の実施に向けて、IRB承認、次いでJOCをはじめとする各競技団体の協力を得て、調査表の送付作業を順次進める予定である。今後は、各競技団体の協力を得て、アンケート調査依頼を行い、データの収集方法としては質問紙票への自記式回答かもしくはインターネットを利用したウェブ登録による回答のいずれか選択制とする。収集データは匿名化後に、大阪大学データセンターにて解析を行う。転帰が死亡となっているオリンピアンについては、人口動態統計の死因情報との突合作業を行なって死因を特定し、死因別の死亡リスクの評価を行う。オリンピアンはその卓越した身体能力と精神力の故に長生きであると考えることができるが、日本人オリンピアンを対象とする生命予後に関する調査や、生存解析といった疫学研究報告はなされていない。一方、海外では死亡統計などの利用が可能な場合に限り、オリンピアンコホートの生存解析が試みられており、様々な理由から一般にオリンピアンのように社会的注目度の高い名選手(トップアスリート)は長生きであるとされる。1912年、日本における初回参加大会以降、夏季・冬季を合わせて約6000人のオリンピック代表選手名簿を手がかりにして、図書館資料やインターネット上の公開データベースに基づく全選手の生死(転帰)情報を収集し、オリンピアンコホートデータベースを構築するとともに、各選手の到達年齢より推計される期待死亡数に基づく標準化死亡比(SMR: stanadardized mortality ratio)を算出する。これにより日本のオリンピアンが一般人に比べて、どの程度長生きであるのか、さらに競技種目や引退後の生活環境による影響の度合いを調べ、オリンピアンの生命予後に関する疫学像を明らかにすることを目的としている。今年度の実績としては、SMRに関する中間解析結果については、既に第28回日本臨床スポーツ医学会学術大会においてポスター発表を行った。当初計画に記載通り、公開情報データベースによる転帰情報の収集はほぼ終わっている。また次年度計画に記載しているアンケート調査の実施に向けた準備も予定通り進行中である。

今後は、調査の実施に向けて、IRB承認、次いでJOCをはじめとする各競技団体の協力を得て、調査表の送付作業を順次進める予定である。今後の方針は、まず公開情報データベースのみを用いて生存解析を行い、既に報告のある海外の知見などと比較検討を行い、学術論文の公表に向けてデータの妥当性を評価する。さらに日本オリンピック委員会やオリンピアンズ協会をはじめ、各競技団体からの協力を得て、対象選手のセカンドキャリアに関するアンケート調査を実施する予定がある。既に1964年の東京五輪代表選手の健康診断は継続的に実施されており、そこで用いられているアンケート用紙を参考としながら、新たに生命予後に関連が大きいと考えられうるセカンドキャリアにおける要因を加えた自記式調査票を作成し、追跡調査を実施する。今後は、各競技団体の協力を得て、アンケート調査依頼を行い、データの収集方法としては質問紙票への自記式回答かもしくはインターネットを利用したウェブ登録による回答のいずれか選択制とする。収集データは匿名化後に、大阪大学データセンターにて解析を行う。転帰が死亡となっているオリンピアンについては、人口動態統計の死因情報との突合作業を行なって死因を特定し、死因別の死亡リスクの評価を行う。データベース構築に必要な計算機購入費用に物品費を使用し、国内学会発表、JISS(国立スポーツ科学センター)及びJOC(オリンピック委員会)での打ち合わせのための出張旅費の使用額が生じた。また人件費・謝金の使用は、公開情報データベース検索とデータの保管・管理のために必要額を使用した。次年度使用額が生じた理由としては、次年度計画を実行するためのアンケート調査票の印刷と郵送費の使用予定があり、転帰情報の不明者に関する個別の訪問調査費用を捻出するためにはできる限り初年度使用額を抑える必要があったため。アンケート調査を外部委託するため、当該年度の使用額をできる限り低減すべく努力した。アンケート調査実施には送付・再送付に加え、データの電子化及び匿名化の作業に人手を要するため十分な予算を確保しておかねばならない。こうした理由から次年度使用額が発生しており、適切な使用計画に基づくものである。
東アジア的視点から見た高麗青磁の総合的研究―産地、編年、流通、需要の諸様相

高麗青磁は韓国のほか、中国や日本をはじめとする地域でも陶片が出土しているため、生産から需要、流通にいたるその全体像を東アジア陶磁史の視点から多角的に比較考察するのが本研究の目的である。本年度は、近代の初期段階で形成された貴重な高麗青磁コレクションを所蔵するアメリカのボストン美術館とフリーア美術館で調査を行い、とくに、同コレクションに混入している近代の再現品を判別した。両コレクションに対してこのような調査が行われたのは、おそらく初めてのことと思われる。また韓国では、京畿道博物館および国立全州博物館で行われた高麗王朝時代に関する展覧会に合わせて、高麗青磁の主要な産地である康津窯址と扶安窯址出土品を調査した。両窯址の陶片と伝世品(完品)を照らし合わせることにより、産地を特定できるような根拠や資料を収集した。韓国本国での高麗青磁の生産と需要にかかわる最も基本的な問題のひとつとして、どのような器種が作られ、それらをどのような用途に使ったのかが、これまであいまいなままにされてきた。これは使用できる文献資料がほとんど存在しないためではあるが、いわばそうした問題を素通りしたまま、産地や編年、美的価値などが論じられてきたと言ってよい。2018年度には、本研究者が勤務先である大阪市立東洋陶磁美術館で特別展「高麗青磁ーヒスイのきらめき」を企画し、その際、用途別の展示を試み、また図録論文で用途とその文化的背景を論じた。これは、従来さまざまな論文や解説で個別に触れられてきた用途の問題を現時点で集大成するものであり、一般の来館者はもとより、韓国や日本の複数の研究機関の研究者からも好評を得た。勤務先での大型展覧会で高麗青磁研究の用途をあえて整理できたことが、大きな進展だった。ふたつの方面で同時に調査を進める予定である。ひとつは、高麗青磁の産地、編年および東アジア各地での流通、需要に関する先行研究全般を改めて整理すること。もうひとつは、今年度、韓国の扶安青磁博物館で窯跡調査にかんする展覧会が開かれるため、それを参観し、担当者から情報を収集する。また康津(高麗)青磁博物館による窯址発掘調査が行われているため、その現場での資料の収集および研究者との交流を行う。さらに同時代の中国青磁との影響関係も考察するため、中国青磁の窯址調査も行う。中国窯址の調査研究を予定していたが、発掘調査の進展や成果が見込まれてなかったため、中国出張を延期した。
技術ガバナンス能力を中核に「社会の形成者」を育成するカリキュラムの教科横断的研究

本研究課題は,中学校技術科の学習目標・内容として位置づけられる【技術ガバナンス能力】を,「国家・社会の形成者」に必要な資質・能力の中核に据え,関連する教科である数学科,理科,社会科などの視座から教科横断的に検討するとともに,高等学校情報科,公民科などとの教科発展的な検討を踏まえたカリキュラムを構築することを目的としている。平成29年3月に告示された「中学校学習指導要領・総則」では,教育課程の編成について「各学校においては,生徒や学校,地域の実態を適切に把握し,教育の目的や目標の実現に必要な教育の内容等を教科等横断的な視点で組み立てていくこと」を求めており,同7月に公表された「学習指導要領解説・総則編」には,その例示として,理科及び技術科の内容が,「主権者として理解しておくことが求められる現代的課題(例)〔科学技術の利用の在り方〕」として示された。このように,【技術ガバナンス能力】の重要性は認識されつつある。そして,この能力は関係教科等が連携して育成できるものである。しかし,先の「学習指導要領・解説」には,社会科や数学科は示されておらず,【技術ガバナンス能力】の視点で検討すると,「科学技術と社会との関わり」や「解決策を検討するためのモデリング」等の重要な内容が不足していると思われる。以上のような状況を踏まえ,具体的には,研究代表者がこれまでに研究を進めてきた【技術ガバナンス能力】に関する知識及び技能,思考力,判断力,表現力等について,数学科,理科,社会科,情報科などの他教科との関連性や発展性を分析するとともに,「国家・社会の形成者」としての資質・能力へ向上・昇華させるための中学校段階及び高等学校段階のカリキュラムの在り方に関して,教科横断的・発達的に検討を進めている。本年度は,まず昨年度の検討を元に,これまでの【技術ガバナンス能力】に関する中学校技術科の実践や研究について,「使用者や消費者の立場から,評価の下位能力を対象として扱われることが多い」,「必要な製品の開発者への要求や,新たな製品やシステムを構想する側面の強化が必要」といった課題を明らかにした。そして,このような課題を解決するために,普及している製品やシステムが開発・創造された当時に時間軸を遡り,開発者と消費者,及び両者を結び付け相互作用を生み出した前提となる社会構造や問題意識を俯瞰的に取り上げ,論理的に考察することや数値を用いて表現・説明することなどの数学科に関連する資質・能力や見方・考え方,科学的に探究することや科学的な根拠を基に表現・説明することなどの理科に関係する資質・能力や見方・考え方,社会の諸課題について多角的に公正に判断することなどの社会に関係する資質・能力や見方・考え方を複合して働かせて,【技術イノベーション】の成果として創造された製品に至るまでの【技術ガバナンス】の事例を明らかにする「技術ガバナンスレビュー学習」のカリキュラムを検討・実践した。具体的に本年度は,エネルギー変換の技術に関して,「アシスト自転車」が開発・創造された過去に遡り,その開発や普及に直接的に関連・貢献した科学の発見や技術の開発状況,開発される発端である社会問題や,普及に影響した法律や生活様式等を総合的に把握する授業を実践し,生徒の変容を把握した。加えて,関係教科の研究者・実践者を対象とするシンポジウムを開催し,社会を生きる子供たちに求められる技術教育の在り方について参加者とともに協議し,その方向性や特に配慮すべき事項等を明確にした。ただし,授業の分析とそれに基づくカリキュラムの検討に時間を要しシンポジウムの開催時期が遅れたために,本年度の研究成果を学会等で公表することはできていない。本年度も,【技術ガバナンス能力】を中心とした「社会の形成者」として必要な資質・能力を育むカリキュラムを構想・計画する。具体的には,昨年度「エネルギー変換の技術」について検討した中学校段階での【技術ガバナンスレビュー学習】のカリキュラムを元に,中学校における他の技術及び,高等学校における情報の技術についての【技術ガバナンス能力】の育成に関するカリキュラムを提案する。前半には,【技術ガバナンス能力】の位置づけに基づき,中学校技術科の「情報」,「生物育成」における授業実践の構想・計画を「技術科研究者」と「関連教科研究者」の協働により行う。各関連教科と技術科で扱われる知識及び技能,学習活動などの相互作用を考慮して,【技術ガバナンス能力】に関連した学習テーマ,学習過程,学習評価を検討した授業実践を構想・計画する。後半には,各関連教科との連携の基に構想された【技術ガバナンス能力】に関わる中学校技術科の授業実践を礎として,各関連教科固有の知識及び技能,思考力,判断力,表現力等が有機的に関連し,「社会の形成者」として必要な資質・能力を形成する中学校段階でのカリキュラムとなるよう整理する。また,中学校技術科「情報」に関する検討を元に,高等学校「情報科」を中心とした【技術ガバナンス能力】の育成に関するカリキュラムの検討を進める。年度末にはシンポジウムを開催し,整理されたカリキュラムについて,技術科及び関連教科の研究者,教師などに広く周知し意見を募るとともに,関係学会等での成果の公表に努める。本研究は,中学校技術科の学習目標・内容として位置づけられる【技術ガバナンス能力】を,「国家・社会の形成者」に必要な資質・能力の中核に据え,関連する教科である数学科,理科,社会科などの視座から教科横断的に検討することを目的としている。

平成29年3月に告示された「中学校学習指導要領・総則」では,教育課程の編成について「各学校においては,生徒や学校,地域の実態を適切に把握し,教育の目的や目標の実現に必要な教育の内容等を教科等横断的な視点で組み立てていくこと」を求めており,同7月に公表された「学習指導要領解説・総則編」には,その例示として,理科及び技術科の内容が,「主権者として理解しておくことが求められる現代的課題(例)〔科学技術の利用の在り方〕」として示された。このように,【技術ガバナンス能力】の重要性は認識されつつある。そして,この能力は関係教科等が連携して育成できるものである。しかし,先の「学習指導要領・解説」には,社会科や数学科は示されておらず,【技術ガバナンス能力】の視点で検討すると,「科学技術と社会との関わり」や「解決策を検討するためのモデリング」等の重要な内容が不足していると思われる。以上のような状況を踏まえ,本年度は,中学校学習指導要領及びその解説を元に,【技術ガバナンス能力】に関する知識及び技能,思考力,判断力,表現力等,態度について,数学科,理科,社会科との関連性を分析した。加えて,「国家・社会の形成者」に必要な資質・能力を育成する教科横断的カリキュラムを検討するために,学習場面において,何を問題として捉え,それを解決するために,どのような過程をへるのかという,各教科特有の「学習過程」に関する情報を収集した。「技術科研究者」は,【技術ガバナンス能力】に関わる先行研究や実践の成果を集約し,「関連教科研究者」との相互理解を図った。「関連教科研究者」は,主に中学校学習指導要領解説を調査対象とし,【技術ガバナンス能力】と関連する知識及び技能,思考力,判断力,表現力等,態度などを抽出・整理した。また,各種文献や,関係学会における実践発表等を元に,各教科特有の「学習過程」に関する情報を収集した。その上で,社会で主に活用されている「材料と加工」,「生物育成」,「エネルギー変換」,「情報」それぞれの技術ごとに,関係教科等における知識及び技能等の類似性の検討を進めたが,Web上で平成29年7月に公開された学習指導要領解説が,その後細かな修正が加えられたため,整理した結果を再確認する必要が生じたことから【技術ガバナンス能力】の教科横断的な位置づけについての見解はまとめきれておらず,学会等での公表もできていない。本研究課題は,中学校技術科の学習目標・内容として位置づけられる【技術ガバナンス能力】を,「国家・社会の形成者」に必要な資質・能力の中核に据え,関連する教科である数学科,理科,社会科などの視座から教科横断的に検討するとともに,高等学校情報科,公民科などとの教科発展的な検討を踏まえたカリキュラムを構築することを目的としている。
メタノール化学エネルギーの有効利用-メタノール酸化の反応機構と機能性膜電極の応用-

エネルギー変換の一環としてメタノールの電気化学的酸化に注目し以下の項目について研究を行った.1.速度論:酸性溶液中の速度論的パラメ-タ-が決められ、約0.55Vを境いに低電位領域では、それらの顕著な経時変化が認められた。これらは反応阻害種の生成と密接に関係しその定量関係を検討中、阻害種と考えられるCO単独の吸着・酸化実験も行ない吸着状態によって阻害作用が10^4分の1になることが判明した。2.多元化による触媒活性の向上:新らしい電極触媒を求めてAu-Ru修飾, Au-Fe修飾のpt電極を作成し, COおよびメタノール酸化活性をボルタモグラム法で調べた.いずれも活性向上が認められたが,なかでもメタノール酸化に対してAu-Fe-400°C熱処理修飾電極はすぐれた触活性を示す.一方Moを電気化学的に修飾したpt電極を用いたところ普通困難な0.45V以下の電位領域で再現性よく触媒活性を示すことがわかった.この触媒活性は温度とともにさらに顕著となり82°Cでは約10^4倍の酸化電流をえることができる.しかも0.10.2Vの電位領域で観測され,燃料電池の観点から理想的なものといえる.吸着状態のMo^4が活性種.3.SPE膜電極による電極機能の飛躍的向上:SPE(固体高分子電解質)膜面真下に分散析出した金属が触媒として働く膜電極は実働表面積が大きくまた活性の持続性が極めて高く,電極の機能性が飛躍的に向上することが確められている.今回はpt-SPE電極にpt-Ru, pt-Au-Ru, pt-Sn合金を化学的に修飾しメタノール酸化を行なった.いずれも無修飾のpt-SPE電極にくらべ1桁以上高い活性を示す.さらに水熱処理を加えるとpt-Sn修飾電極はアモルファス化し,触媒活性がさらに向上した. 20mA/cm^2(0.4V, 50°C)の定常電流をえている.エネルギー変換の一環としてメタノールの電気化学的酸化に注目し以下の項目について研究を行った.1.速度論:酸性溶液中の速度論的パラメ-タ-が決められ、約0.55Vを境いに低電位領域では、それらの顕著な経時変化が認められた。2.多元化による触媒活性の向上:新らしい電極触媒を求めてAu-Ru修飾, Au-Fe修飾のpt電極を作成し, COおよびメタノール酸化活性をボルタモグラム法で調べた.いずれも活性向上が認められたが,なかでもメタノール酸化に対してAu-Fe-400°C熱処理修飾電極はすぐれた触活性を示す.一方Moを電気化学的に修飾したpt電極を用いたところ普通困難な0.45V以下の電位領域で再現性よく触媒活性を示すことがわかった.この触媒活性は温度とともにさらに顕著となり82°Cでは約10^4倍の酸化電流をえることができる.しかも0.10.2Vの電位領域で観測され,燃料電池の観点から理想的なものといえる.吸着状態のMo^4が活性種.3.SPE膜電極による電極機能の飛躍的向上:SPE(固体高分子電解質)膜面真下に分散析出した金属が触媒として働く膜電極は実働表面積が大きくまた活性の持続性が極めて高く,電極の機能性が飛躍的に向上することが確められている.今回はpt-SPE電極にpt-Ru, pt-Au-Ru, pt-Sn合金を化学的に修飾しメタノール酸化を行なった.いずれも無修飾のpt-SPE電極にくらべ1桁以上高い活性を示す.さらに水熱処理を加えるとpt-Sn修飾電極はアモルファス化し,触媒活性がさらに向上した. 20mA/cm^2(0.4V, 50°C)の定常電流をえている.
入浴・サウナ浴を用いた心疾患患者における治療的患者ケアプログラムの開発

我が国においては高齢者の入浴時の死亡事故が諸外国に比べ頻度が高く、このために心疾患後のリハビリテーションとしても入浴やサウナ浴は危険度の高いレベルに位置づけられている。しかし、入浴やサウナ浴は環境条件を整備するとけして危険ではなく、むしろ血圧が正常化、心拍出量の増大、QOLの改善などが得られることがわかった。これらの結果を踏まえて本研究では入浴やサウナ浴が心疾患患者において治療的にどのような効果があり、患者ケアプログラムとして位置づけるためにはどのような条件が最適であるか検討した。本研究では入浴やサウナ浴が心疾患患者の血行動態(血圧,脈拍,酸素飽和度,心拍出量, BNP),体温(鼓膜温,皮膚温),気分, QOLに及ぼす影響を検討し,心疾患患者において安全に入浴やサウナ浴の温熱効果やリラクゼーション効果を利用できる条件を検討する.これにより日本人の生活習慣に根ざした入浴・サウナ浴の安全な患者ケアプログラムを開発し,心疾患患者のQOL向上や治癒促進に資する.1)平成1819年度:入浴・サウナ浴の安全性の検討:まず,健常成人において入浴やサウナ浴が血行動態に及ぼす影響をみる必要がある.非侵襲的に計測可能な心拍毎の血圧,心拍出量,心電図,脈拍,深部体温が温熱負荷によってどのように変化するか若年者と高齢者で検討する.2)平成20年度:安全性が確認されたプロトコールによって軽症中等症の心疾患患者において入浴やサウナ浴を施行し温熱による急性の生理学的変化を検討する.温熱負荷前後の血管内皮反応,酸化ストレスマーカーも心疾患患者では測定し,気分やQOLに対する影響も検討する.3)平成21年度:中等症の心疾患患者における長期サウナ浴による心不全の悪化やQOLに対する影響を検討する.入院回数や患者自身の気分やQOLの変化を質問紙票によって調査する.心疾患の治癒促進手段としての基礎的研究に基づいた安全な入浴・サウナ浴の患者ケアプログラムを作成し,心臓リハビリテーションプログラムにとりいれる.我が国においては高齢者の入浴時の死亡事故が諸外国に比べ頻度が高く、このために心疾患後のリハビリテーションとしても入浴やサウナ浴は危険度の高いレベルに位置づけられている。健常者における入浴・サウナ浴の予備実験心疾患患者において本研究を施行する前に循環動態や心機能にどのような影響があるかを健常若年者において検討した。これまでの我々の入浴実験において若年者と高齢者ではその温熱に対する反応性が異なる結果を得ているので乾式温熱の影響をまずは健常若年者(2545歳、男性)で以下のようなプロトコールにより検討した。室温20度で擁骨動脈における非観血的連続血圧、胸部誘導心電図、インピーダンス測定による心拍出量、皮膚温、簡易型深部温、末梢血流、酸素摂取量の測定を安静時20分測定し、首下加温型サウナ60度で30分間加熱し、その後1時間、保温状態ですべての指標をモニターした。加熱前後で精密体重計測(20g単位)により脱水量を推測した。皮膚温は加熱前34°Cから30分間加熱後40°C、前額で計測した簡易型深部体温は36.4°Cから38.4°Cに有意に上昇、血圧は110/76mmHgから104/70mmHgに低下傾向、脈拍は74/minから78/minに増加、心拍出量もわずかに増加傾向がみられた。加熱停止後30分まで血圧は徐々に低下し、脈拍と心拍出量はわずかに増大し、加温停止1時間後には安静時レベルに維持されていた。加熱中と保温中、末梢血流は増加し、酸素摂取量も増大していた。このように健常若年者では60°Cの首下乾式加熱において、末梢血管拡張が加熱中と保温中に見られ、それに伴う血圧低下、脈拍増大、心拍出量の増大が見られた。加熱中も保温中も過剰な血圧の低下はみられず、安全に施行できた。次年度は高齢者における同様の温熱実験を行う予定である。近年、我国の高齢化の影響もあり、心疾患患者の多くが高齢者であり、本研究を心疾患患者において施行する前に健常高齢者において循環動態や心機能にどのような影響があるかを検討した。これまで我々の若年者における実験条件と同じ条件で高齢者でも以下のようなプロトコールにより検討した。室温20度で橈骨動脈における非観血的連続血圧、胸部誘導心電図、皮膚温、簡易型深部温の測定を安静時20分測定し、首下加温型サウナ90度および70度で30分間加熱し、その後30分間、保温状態のあとさらに室温で30分間すべての指標をモニターした。また、温熱感、快適性、爽快性などのアンケート調査と採血による生化学分析(hs-CRP:高感度CRP、PAI-1:血栓性の指標)を温熱療法の前後で施行した。

皮膚温は加熱前34°Cから30分間加熱後39°C、前額で計測した簡易型深部体温は36.4°Cから38.6°Cに有意に上昇、血圧は150/86mmHgから120/80mmHgに有意に低下、脈拍は74/minから88/minに有意の増加がみられた。心拍の増加は深部体温の上昇と有意に相関していた。加熱停止後30分まで血圧は徐々に低下し、脈拍はわずかに増大し、加温停止1時間後には安静時レベルに維持されていた。このように健常高齢者では首下乾式加熱において、末梢血管拡張が加熱中と保温中に見られ、それに伴う深部体温の増加、血圧低下、脈拍増大が見られた。加熱中も保温中も過剰な血圧の低下はみられず、安全に施行できた。施行後の爽快感が有意にあがっていた。次年度は心疾患患者における同様の温熱療法を行う予定である。今年度は安定期の心疾患患者(拡張障害を含む心不全の既往のある患者など)において膝から下の温熱装置を用いて深部体温を上昇させた時の血行動態に及ぼす影響を連続指血圧測定装置、血流計、深部体温計、心拍出量計などの装着を用いて検討し、若年者や健常高齢者との違いを検討した。九州大学病院循環器内科で同意を得た11症例の連続血圧・脈拍・深部体温などのバイタルサイン、発汗量、血管内皮機能(FMD)、交感神経活性(心拍変動)、血液・尿生化学的変化(神経体液性因子、炎症・酸化ストレスマーカーなど)について検討した。スワンガンツカテーテルによる検討も一部で行った。血圧・脈拍・深部体温などのバイタルサイン、発汗量、血管内皮機能(FMD)、交感神経活性(心拍変動)、血液・尿生化学的変化(神経体液性因子、炎症・酸化ストレスマーカーなど)についての検討では、深部体温は僅かでのるが+0.2+0.3°Cと有意な全身性の体温上昇が認められ、脈拍数変化は-3±5/分、収縮期血圧変化は-2±8mmHgと共に僅かであるが、低下傾向を認めた。心拍出量は1.2±2.2%の有意な増加と肺血管抵抗減少が見られた。FMDは7人で有意な改善が認められ、心拍変動解析では8人に有意な交感神経活性抑制効果が認められた。血液・尿生化学的変化では、hs-CRPN、PAI-1、hANPは低で傾向を認めたが統計学的に有意差ではなく、尿中カテコラミン3分画では有意な低下を認めた。抗酸化ストレスマーカーのーつでのるチオールの産生の有意な増加が認められ、温熱に抗酸化作用があることが示唆された。以上の結果から膝からでの温熱療法の急性効果として副交感神経賦活化効果、血管内皮機能の改善、血管拡張作用による心機能改善、および抗酸化ストレス効果が示唆された。今後は心不全に対する下半身もしくは膝で温熱療法の急性効果の症例の蓄積と慢性効果の検討を継続していく予定でのる。昨年度は安定した心不全患者において膝下を温める足温器を用いて45分間温めた前後の血圧・脈拍・深部体温などのバイタルサイン、発汗量、血管内皮機能(FMD)、交感神経活性(心拍変動)、血液・尿生化学的変化(神経体液性因子、炎症・酸化ストレスマーカーなど)についての検討を行い、血管内皮機能の改善と酸化ストレスの軽減がみられていた。今年度はこの温熱の効果を確実にするために足温器を3日間連続して夜間の午後8時から使用し、その前後で同様め指標の変化を検討した。
灌漑用水配分のための人工知能に基づく対話型意思決定支援システムの開発と実地試験

東南アジアの多くの地域では,各農家が不安心理からリスク管理として必要以上に多量に取水し,結果として本来配分されるべき灌漑用水が下流側に供給されない場合がある。そこで,水管理者が水配分をする際の農家との調整を助け,より良い水配分を提示するため,人工知能(AI)の一部である「強化学習」を利用し,常時情報を更新しながら,自然・社会・心理的側面を内包する対話型の意思決定支援システムの開発を目的とした。本年度は研究対象地として,インドネシアおよびカンボジアの水田地帯を選び,水配分状況を検証した。1)インドネシアのバリ島におけるスバックと呼ばれる水配分組織について,Agent Based Modelを用いて,水配分ルールについて解析を行った。2)棚田地帯における水収支の解析を実施し,乾期の水供給状況を調査した。3)カンボジアの水配分状況の調査に着手した。4)対照試験地として国内の水田地帯である茨城県新利根川地区の水田の水収支状況を調査した。1)については,農家の集団的な作付け時期の変更という形で水利調整がなされている現状を明らかにした。その結果を投稿論文としてまとめることができた。2)については,棚田地域特有の地下水による湧水が乾期の主要な水供給源であることを明らかにし,棚田の上下段において水配分の実態が異なることを明らかにした。3)では,カンボジアの平地水田における水配分では,ゲート操作による水位管理が重要であるが,その管理は熟練した管理者の存在が大きいものの,読み書きができないためそのノウハウの伝達が難しい状況であった。4)については,水資源の制約が少ない状況ではあるが,環境制約(水質汚濁)があるため,水配分に関連する要因がより複雑であることを示した。開始年度としては順調であり,Agent-Based Modelの開発を行った。そのモデルを用いて解析を行い論文を1本発表することができた。また,インドネシアの棚田地帯,カンボジアの平地水田の水収支解析を行い,水配分の基盤なデータの収集を行った。次年度に対する準備をおおむね整えることができ,順調に研究を進めることができる。ただし,海外に設置しているセンサー等は,故障や盗難のリスクが高く,データの収集についてはこまめに海外に出向く必要があり,時間の制約も大きい。海外共同研究者に今以上の協力を仰ぐ必要が出てくると思われる。エージェントベースモデルの基盤は構築することができた。各エージェントの判断ルールは,現時点では固有のものであり,この点を今後改善していく。具体的には強化学習を導入し,各エージェントの判断を初期条件のみによらず,周囲のエージェントの意思決定の結果の複雑な組み合わせから,最適に近い解を選べるようなプロセスを埋め込む。これにより,複数の評価項目あるいは意思決定に影響を与える複数の要因ごとに重み付けを実施し,各エージェントが重要視する要因を特定していく。このモデルを,インドネシア,カンボジア,日本の水田地帯に適用を検討する。

これにより,複数の評価項目あるいは意思決定に影響を与える複数の要因ごとに重み付けを実施し,各エージェントが重要視する要因を特定していく。このモデルを,インドネシア,カンボジア,日本の水田地帯に適用を検討する。
腎臓近位尿細管の領域特異的カドミウム輸送機構の解析

Cdによる近位尿細管障害発現機構を解析するため、マウス近位尿細管のS1, S2, S3領域から単離した領域別の不死化培養細胞を用い、S1, S2, S3各領域のCd輸送および毒性発現機構を解析した。S1, S2, S3細胞のCd2+に対する感受性は差が見られなかったが、Cdを細胞内に輸送するZIP8の発現が高いS3細胞へのapical側からの取り込みが高いことを見いだした。また腎障害マーカーのKim-1の誘導が非常に低濃度のCd曝露によりS1, S2, S3のどの細胞でも見られた。mMTタンパク質の精製ができたため、今後、Cd-MTの輸送と毒性発現機構も解析する予定である。本研究者らはこれまでにCd2+の輸送にZn輸送体ZIP8, ZIP14が重要な役割を果たすことを見出してきた。本研究はCd毒性の標的組織である腎臓におけるCdの輸送機構を詳細に明らかにするために、近位尿細管のS1、S2、S3それぞれの領域から作成した不死化細胞を活用し、尿細管の部位特異的な輸送機構の解明を目指した。本年度は、S1、S2、S3細胞が近位尿細管の部位特異的な性質を保持していること、カップ培養が可能であることを確認後、管腔側、血管側それぞれからのCd2+の輸送能を調べ、ZIP8、ZIP14が特にS3領域におけるCd2+の取り込みに関与している可能性を明らかにした。Cd2+と同様にZIP8、ZIP14を介して輸送されるMn2+も同様の傾向を示した。S3細胞におけるCdとMnの蓄積量が高いことから、これらの細胞間でCdとMnに対する感受性が異なるのではないかと考え、細胞毒性をalamarBlue法を用いて比較した。Mnは蓄積量の結果と一致して、S3細胞が最も高いMn感受性を示した。しかし、Cd感受性には差がなかったので、Cd蓄積量以外の因子が毒性発現に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。今後、腎毒性の新規バイオマーカーの発現誘導を指標に、Cd2+に対する感受性を比較する予定である。本研究者らは、Cdーメタロチオネイン複合体(Cd-MT)が尿細管上皮細胞のS1, S2領域で取り込まれた後、一部がCd2+として管腔側に排泄され、再びS3領域の上皮細胞に再吸収される、というCdの動態が起こる可能性を提唱している。そこでCd2+輸送のみならず、Cd-MTの取り込みおよび排泄効率についても検討する必要がある。そこで今年度はCd-MTの輸送実験のため、GST融合mouseMT-Iタンパク質を大腸菌系で大量精製を行った。今後、Cd-MT調製し、解析を行う予定である。カドミウム(Cd)の毒性標的である腎臓近位尿細管において、Cdはメタロチオネイン(MT)と結合したCd-MTの形で糸球体を通過し、近位尿細管のS1領域からエンドサイトーシスで再吸収されることが明らかにされている。これまでの本研究者らの研究から、尿細管の部位によってはCd-MTのエンドサイトーシスのみならず、亜鉛輸送体のうちのZIP8あるいはZIP14を介したCdイオンの取り込み系が関与していること、一度近位尿細管上皮細胞に取りこまれたCdの一部は管腔側へと再び排出されていることを見出している。そこで本研究者は、近位尿細管のS1領域からCd-MTの形で一度細胞内に取り込まれたCdは再び尿細管腔へと排泄され、さらに下流のS2あるいはS3領域からイオン型のCdとして再取り込みされるというモデルが存在するのではないかという仮説を立てた。尿細管の部位ごとの詳細な輸送機構の解明を目指し、マウスの近位尿細管のS1, S2, S3それぞれの領域由来の不死化細胞を入手し、カップ培養システムを使用し、今年度はまずS1, S2, S3細胞におけるCd2+の取り込み、蓄積及び排泄効率について解析した。また、Cd2+とMn2+は共通の輸送体ZIP8、ZIP14を介して尿細管細胞に取り込まれることを本研究者らは明らかにしているため、来年度以降にMnの輸送機構についても詳細に検討したい。Cd-MTを用いた輸送およびさまざまな検討については来年度以降に実施する予定であるが、今年度はrecombinantマウスメタロチオネイン(MT)タンパク質を大腸菌で作製する系を立ち上げた。今後、Cd-MTの調製について条件検討し、Cd-MTが調製を確認後、カップ培養系に添加してS1, S2, S3細胞への取り込みおよび排泄実験を実施することで、さらに詳細な機構を解析していく予定である。本研究者らはこれまでにCdの細胞内への取り込みにZn輸送体ZIP8, ZIP14が重要な役割を果たすことを見出してきた。本年度は、ZIP8が特にS3領域におけるCdの取り込みに関与している可能性を明らかにするためS3細胞におけるZIP8の発現抑制を試みた。siRNAを用いてZIP8の発現低下を誘発することができなかったので、現在CRISPR-Cas9系を用いたゲノム編集によりZIP8の発現抑制を行っている。

本研究者らは、Cd-メタロチオネイン複合体(Cd-MT)が尿細管上皮細胞のS1, S2領域で取り込まれた後、一部がCdとして管腔側に排泄され、再びS3領域の上皮細胞に再吸収される、というCd動態を提唱している。そこで今年度はGST融合mouseMT-Iタンパク質の大腸菌系での大量精製を試みた。GST-MT1の精製には成功したため、今後MT1タンパクの精製を行う予定である。近年、腎障害のより鋭敏な指標として、Kim-1, clusterinなどの腎障害バイオマーカーが報告されている。しかしその機序はよく分かっていない。そこで、これらのマーカータンパク質の部位特異的発現レベルをmRNAレベルで検討した。Cdに1日曝露するとKim-1のmRNA発現がS1, S2, S3細胞全てで有意に上昇した。また、3日および6日曝露後にもS1, S3細胞において上昇を確認できた。今後、Cd-MT曝露時のKim-1, clusterin発現量をCdイオン曝露時と比較する予定である。1. ZIP8の発現抑制のため、siRNAを用いて発現抑制を試みたが、S3細胞におけるZIP8の発現低下は確認できなかった。siRNAの導入条件検討に時間がかかったため進行が遅れた。現在、CRISPR/Cas9系を用いてゲノム編集によりZIP8の発現抑制を行っている。2. Cd-MTを用いた輸送およびさまざまな検討は今年度開始する予定であったが、recombinantマウスメタロチオネイン(MT)タンパク質を大腸菌で作製が難航し、遅れた。GST-MTから切り出したMT1はCBB染色では染まらなかった点、GST-MTの切断に必要なproteaseの量が予想以上に多く必要だったことが精製を困難にした原因だったと考えられる。現在、GST-MT1の精製までは成功したため、残りのステップの条件を検討し、MT1およびほかのタンパクについて精製でき次第、カップ培養系に添加してS1, S2, S3細胞への取り込みおよび排泄実験を実施することで、さらに詳細な機構を解析していく予定である。本研究者らはこれまでにCdの細胞内への取り込みにZn輸送体ZIP8, ZIP14が重要な役割を果たすことを見出してきた。本研究はCd毒性の標的組織である腎臓におけるCdの輸送機構を詳細に明らかにするために、近位尿細管のS1、S2、S3それぞれの領域から作成した不死化細胞を活用し、尿細管の部位特異的な輸送機構の解明を目指した。1.昨年度までに腎障害マーカーであるKim-1がS1, S2, S3細胞においてCdによって誘導されることを明らかにしたが、今年度はカップ培養システムを用いて管腔側からCdを添加した時の変化を解析した。通常のシャーレ培養と一致してS1, S2, S3細胞すべてでCd添加によりKim-1のmRNAレベルの誘導が見られた。しかし、カップ培養システムを用いて培地中に分泌されるKim-1のタンパク質量をELISA法で測定しようと試みたが、上手くいかなかった。2.Cd-MTの細胞内取り込みおよび細胞毒性についてS1, S2, S3細胞で評価するため、大腸菌系を用いてmouse MT-Iタンパク質の大量精製を行った。pGEX-4T-1vectorに変更することにより精製に成功した。しかしmouse MT-Iを使用した実験は今後の課題となった。3.Cd2+の取り込み効率が高いS3細胞におけるZIP8の寄与を明らかにするためCRISPR-Cas9系を用いて発現抑制を行った。
暑熱の影響を受けた乳腺細胞のホルモン感受性の解析

【目的】乳牛では乾乳の初期に古い乳腺細胞が脱離し、新しい細胞に更新される。しかし、暑熱の影響によりこの更新が進まないときには秋季における乳生産が抑制されることが知られている。本研究では、乳生産に及ぼす暑熱の影響を理解する研究の一環として、乳腺細胞の機能性に及ぼす暑熱の影響を解析することを目的とした。このために,夏季乾乳・夏季泌乳牛と秋季乾乳・秋季泌乳牛の生乳中乳腺細胞のプロラクチン負荷に対する乳腺細胞プロテインキナーゼ活性などの比較調査を行った。【方法】ホルスタイン種夏季泌乳牛8頭(試験期間内日平均気温;23。3°C)、秋季泌乳牛8頭(試験期間内日平均気温;10。9°C)を用いた。分娩1日と10日の14時に乳房静脈から採血し、分娩10日の8時に生乳を採取した。血漿中エストラジオール17-β濃度を高速液体クロマトグラフィーUV検出法で、血漿中プロラクチン濃度をEIA法で測定した。プロラクチン負荷に対する乳腺細胞のプロテインキナーゼ発現量の測定では、生乳から乳腺細胞を分離し、10^3個前後の乳腺細胞に100、500および1000ng/ml濃度のプロラクチンを添加培養後にプロテインキナーゼ活性を酵素法で測定した。【結果】夏季泌乳牛のTDN摂取量と泌乳量は、秋季泌乳牛よりも低い傾向にあった。分娩1日における血漿中エストラジオール17-β濃度は夏季泌乳牛で低い傾向にあり、分娩10日における血漿中プロラクチン濃度は夏季泌乳牛で低い傾向にあった。乳腺細胞のプロテインキナーゼ発現量は3段階のプロラクチン添加のいずれにおいても夏季泌乳牛で有意に高い値であった。以上の結果、プロラクチンの血中放出は暑熱により抑制される傾向にあるものの、乳腺細胞内のプロテインキナーゼ活性などの代謝機能性が亢進することにより、泌乳牛は暑さに対応して乳生産の機能性を維持するものと考えられた。本研究では,夏季乾乳牛と秋季乾乳牛の泌乳期における乳蛋白生産量を調査すると同時に,乳腺細胞におけるプロラクチン感受性を比較することにより,暑熱環境が,乳腺細胞更新抑制を介して,泌乳期における乳生産を抑制する可能性を検討した.ホルスタイン種乳牛の夏季乾乳牛秋季乾乳牛を供試した.体温調節性生理反応を乾乳開始7日間の午後12時,体重を乾乳7日目および分娩20日目,TDN摂取量を乾乳開始14日間および泌乳最盛期(分娩2856日目),泌乳量を泌乳最盛期に測定した.また,血液を乾乳7日目および分娩20日目に乳房静脈から採取した.乳汁採取は分娩1921日目に行なった.秋季乾乳牛群に比べて,夏季乾乳牛群の乾乳期における呼吸数と直腸温は有意に高かった.TDN摂取量も有意に低く,Ht値,血中遊離脂肪酸濃度,血中総蛋白濃度はいずれも高い値を示し,中でも遊離脂肪酸と総蛋白濃度はその差が有意であった.これらの結果は夏季乾乳牛群が乾乳期において暑熱の影響を受けていたことを示す.一方,夏季乾乳牛群と秋季乾乳牛群間で泌乳期の平均気温,TDN摂取量に差異はなく,両牛群の泌乳期は適温環境であった.血中アルブミン濃度は夏季乾乳牛群で有意に低く,乳蛋白生産量も低い値を示した.乳汁中細胞数を反映する乳汁中DNA含量は夏季乾乳牛で有意に高かったにもかかわらず,1細胞あたりのプロラクチン受容体発現量は低い値を示した.以上の結果,夏季乾乳牛における乳腺細胞での乳生産プログラムの入口であるプロラクチン受容体発現量の低いことが夏季乾乳牛での乳蛋白生産量減少の引金の一つであることが判明した.【目的】乳牛では乾乳の初期に古い乳腺細胞が脱離し、新しい細胞に更新される。9°C)を用いた。

分娩1日における血漿中エストラジオール17-β濃度は夏季泌乳牛で低い傾向にあり、分娩10日における血漿中プロラクチン濃度は夏季泌乳牛で低い傾向にあった。乳腺細胞のプロテインキナーゼ発現量は3段階のプロラクチン添加のいずれにおいても夏季泌乳牛で有意に高い値であった。以上の結果、プロラクチンの血中放出は暑熱により抑制される傾向にあるものの、乳腺細胞内のプロテインキナーゼ活性などの代謝機能性が亢進することにより、泌乳牛は暑さに対応して乳生産の機能性を維持するものと考えられた。
学習者の活動履歴に適応する遠隔教育のためのサーバシステムの研究

研究成果は以下のとおり.本研究の目的は,環境型学習支援システムの教材を提供する遠隔学習のためのサーバシステムを実現するシステムアーキテクチャを開発することである.学習者は,開発したシステムを利用することによって,複数の学習支援システムを統合した学習環境を学習者ごとに構築することができる.さらに,本研究では,この学習者ごとに作られた学習環境にある部品や道具の情報と,学習者の活動履歴(これも学習者側に記録されている)を利用して,サーバが提示するカリキュラムや教材の種類を学習者ごとに変えるシステムを実現する.本研究の開発には,北海道大学が開発したIntelligentPadを用いている.IntelligentPadは,機能を持ったパッドと呼ばれる-部品を紙と同様の貼り合わせ操作によって,より複雑な機能を持った部品を構築するシステムである.本研究では,学習者の活動履歴によって教材を配送するための基盤システムを開発した.ここで,学習者の活動履歴は,学習者のコンピュータ上における活動履歴を利用することによって,複数の異なるサーバを利用しても,必要な教材が配送できるようにした.開発したシステムおよびフレームワークの項目を示す.(1)サーバ用コンピュータから教材を配送し,クライアント測コンピュータで受け取るためのフレームワーク.(2)クライアント側の状態に応じて,サーバ側に要求するデータの種類を変えるためのフレームワーク.(3)サーバとクライアントにあるパッドオブジェクトを連携する分散オブジェクトの開発.(4)(3)を介することによって,サーバのパッドとクライアントのパッドを自由に組み合わせ連携するフレームワーク.研究成果は以下のとおり.本研究の目的は,環境型学習支援システムの教材を提供する遠隔学習のためのサーバシステムを実現するシステムアーキテクチャを開発することである.学習者は,開発したシステムを利用することによって,複数の学習支援システムを統合した学習環境を学習者ごとに構築することができる.さらに,本研究では,この学習者ごとに作られた学習環境にある部品や道具の情報と,学習者の活動履歴(これも学習者側に記録されている)を利用して,サーバが提示するカリキュラムや教材の種類を学習者ごとに変えるシステムを実現する.本研究の開発には,北海道大学が開発したIntelligentPadを用いている.IntelligentPadは,機能を持ったパッドと呼ばれる-部品を紙と同様の貼り合わせ操作によって,より複雑な機能を持った部品を構築するシステムである.本研究では,学習者の活動履歴によって教材を配送するための基盤システムを開発した.ここで,学習者の活動履歴は,学習者のコンピュータ上における活動履歴を利用することによって,複数の異なるサーバを利用しても,必要な教材が配送できるようにした.開発したシステムおよびフレームワークの項目を示す.(1)サーバ用コンピュータから教材を配送し,クライアント測コンピュータで受け取るためのフレームワーク.(2)クライアント側の状態に応じて,サーバ側に要求するデータの種類を変えるためのフレームワーク.(3)サーバとクライアントにあるパッドオブジェクトを連携する分散オブジェクトの開発.(4)(3)を介することによって,サーバのパッドとクライアントのパッドを自由に組み合わせ連携するフレームワーク.本研究の目的は,環境型学習支援システムの教材を提供する遠隔学習のためのサーバシステムを実現するシステムアーキテクチャを開発することである.学習者は,開発したシステムを利用することによって,複数の学習支援システムを統合した学習環境を学習者ごとに構築することができる.さらに,本研究では,この学習者ごとに作られた学習環境にある部品や道具の情報と,学習者の活動履歴(これも学習者側に記録されている)を利用して,サーバが提示するカリキュラムや教材の種類を学習者ごとに変えるシステムを実現する.本研究の開発には,北海道大学が開発したIntelligentPadを用いている.IntellgentPadは,機能を持ったパッドと呼ばれる部品を紙と同様の貼り合わせ操作によって,より複雑な機能を持った部品を構築するシステムである.本年度は,学習者の活動履歴によって教材を配送するための基盤システムを開発した.ただし,学習者の活動履歴は,学習者のコンピュータ上における活動履歴を利用することによって,複数の異なるサーバを利用しても,必要な教材が配送できるようにする.本年度は,次の事柄を開発した.(1)サーバ用コンピュータから教材を配送し,クライアント側コンピュータで受け取る方法.(2)クライアント側の状態に応じて,サーバ側に要求するデータの種類を変える方法.(3)サーバとクライアントにあるパッドオブジェクトを連携する分散オブジェクトの開発.(4)(3)を介することによって,サーバのパッドとクライアントのパッドを自由に組み合わせ連携することができるようにする.研究実績は以下のとおり.本研究の目的は,環境型学習支援システムの教材を提供する遠隔学習のためのサーバシステムを実現するシステムアーキテクチャを開発することである.学習者は,開発したシステムを利用することによって,複数の学習支援システムを統合した学習環境を学習者ごとに構築することができる.さらに,本研究では,この学習者ごとに作られた学習環境にある部品や道具の情報と,学習者の活動履歴(これも学習者側に記録されている)を利用して,サーバが提示するカリキュラムや教材の種類を学習者ごとに変えるシステムを実現する.本研究の開発には,北海道大学が開発したIntelligentPadを用いている.IntelligentPadは,機能を持ったパッドと呼ばれる-部品を紙と同様の貼り合わせ操作によって,より複雑な機能を持った部品を構築するシステムである.本年度は,(1)クライアント側の状態に応じて,サーバ側に要求するデータの種類を変えるためのフレームワーク,(2)サーバとクライアントにあるパッドオブジェクトを連携する分散オブジェクトの開発,(3)(2)を介することによって,サーバのパッドとクライアントのパッドを自由に組み合わせ連携するフレームワーク,を開発した.