hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境・交通・都市財政を考慮した土地利用政策および関連政策の最適設計

土地利用政策および関連政策の同時最適化を行っている。具体的には、1)環境外部性およびエネルギー消費の定量的考慮、2)コードンプライシングと土地利用政策の同時最適化、および3)都市政策のための財源調達の3項目に着目した土地利用政策の研究を行った。その結果として、1)について、環境への影響を考慮した最適土地利用政策を都市の性質別に最適政策を示している。2)については、地点別土地利用政策およびコードンプライシングの位置と料金レベルを示した。3)については、Pines・Kono (2012)に財政制約を追加して、最適制御理論を用いて地点別地価税の性質を導出した。次の3つの分析を行った.1.環境外部性に関する理論的解析と数値解析:Kono et.al(2012)のモデルに環境外部性や燃料消費モデルを追加して,土地利用政策が環境やエネルギー消費に与える定量分析を行った.なお,数値解析のために,排出原単位(ガソリン・電力・ガス関連)や都市別家屋形態別冷暖房消費やエネルギー効率のデータ,容積率規制等の土地利用規制のデータを用いた.2.コードンプライシングに関する理論的解析:開放都市と閉鎖都市における土地利用政策を研究したKono・Joshi (2012)のモデルにコードンプライシング政策を追加して,土地利用政策とコードンプライシング政策と道路整備の最適化を分析した.それにより,最適土地利用政策および最適コードンプライシング(料金水準とコードンラインの位置)ならびに道路整備の地点別最適密度を示した.3.固定資産税に関する数値解析:Pines・Kono (2012)のモデルを用いて,都市に混雑がある状況での地点別地価税を求めた.ただし,地方公共団体の財源(e.g.公共施設整備費)調達のために,地価税収入をその財源に合わせる必要がある状況(財政制約)に拡張したものである.課税による厚生損失をできる限り小さくするようにするラムゼイ問題と混雑などの外部性を同時に考慮する問題であり,最適制御理論を用いて解いた.また,その理論解析について必要条件のもとでしか得られていない結果等について,実際に起こりうることを数値解析で示した.Kono et.al(2012)のモデルに環境外部性や燃料消費モデルを追加して,土地利用政策の最適化を馬奈木と大学院生と河野で行った.土地利用政策が環境やエネルギー消費に与える定量分析を行っている.排出原単位(ガソリン・電力・ガス関連)や都市別家屋形態別冷暖房消費やエネルギー効率(外岡他(2010)と外岡氏から直接入手)といった詳細データに基づいた都市環境モデルとなっている.項目2)の分析:理論的解析開放都市と閉鎖都市における土地利用政策を研究したKono・Joshi (2012)のモデルにコードンプライシング政策を追加して,土地利用政策とコードンプライシング政策と道路整備の最適化を分析した.それにより,最適土地利用政策および最適コードンプライシング(料金水準とコードンラインの位置)ならびに道路整備の地点別最適密度を示している.論文はすでにScandinavian Journal of Economicsに受理されている.項目3)の分析:数値解析Pines・Kono (2012)のモデルを地方公共団体の財源(e.g.公共施設整備費)調達のために地価税収入をその財源に合わせる必要がある状況(財政制約)に拡張して,都市に混雑がある状況での地点別地価税を求める分析をおこなっている.課税による厚生損失をできる限り小さくするようにするラムゼイ問題と混雑などの外部性を同時に考慮する問題であり,最適制御理論を用いて解いている.当初の計画通りすすんでいる。コードン課金と土地利用規制の同時最適化の理論研究がKono and Kawaguchi (2016)で行われている.このモデルは,課金空間と非課金空間の二つの連続空間がコードンラインにおいて非連続につながる都市モデルを,最適化手法で表現して分析して,コードン課金の料金水準とライン位置および土地利用規制の最適化手法について導出している.これに,鉄道を導入したモデルを構築して分析を行った.また,理論で求めた最適政策の性質を定量分析も行っている.定量分析のためのモデルは抽象モデルではあるものの,実際のデータを用いてパラメータ等をキャリブレーションした都市シミュレーションモデルを構築して行っている.構築した鉄道と道路ありの都市モデルを用いて,Kono and Kawaguchiと同様の理論的分析を各土地利用政策とコードン課金政策(具体的には,容積率規制のあり方,コードンラインの位置,コードン料金レベル,都市境界規制の方法)の最適政策の導出について行った.結果として,鉄道の存在により,各政策について,理論的に異なる結論と同じ結論の両方が得られている.そのうえで,理論で求めた最適政策の性質を定量分析も行った.分析結果は理論的に求めた特性と整合的なものとなっている.さらに,定量的にコードン課金の効果と土地利用規制の効果を求めている.土地利用政策および関連政策の同時最適化を行っている。

当初の計画通り進んでいる.論文執筆について速度を速めて完成させたい.28年度が最終年度であるため、記入しない。社会科学昨年度の結果を論文にすると同時に,当初の研究計画書にしたがって研究を進める.論文投稿において予定していた英文校正タイミングが遅くなったため,残金が生じた.28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度計画していたパソコン購入を見送ったため。今年度はスペックのおとるパソコンと外付けディスクを用いていた。論文投稿準備を進め,英文校正に適正に利用する.28年度が最終年度であるため、記入しない。パソコンおよび外付けディスクを購入し、大規模なシュミレーションを行う予定。28年度が最終年度であるため、記入しない。
PTEN発現ベクター導入による不死化ヒト卵巣表層上皮細胞株の形質変化について

本研究課題において用いる不死化ヒト卵巣表層上皮(OSE)細胞株は正常ヒトOSEへのSV40 large Tantigen導入により樹立されたもので、この中において軟寒天培地上で高率にコロニー形成能を有するOSE2b2株は、ヌードマウス腹腔内への移植によって、腹水産生を伴う播種性の癌腫形成がみられた。また、同一症例のOSEより得られたOSE2a株は、コロニー形成能は低率でこのような造腫瘍性はみられなかった。これらの2つの細胞株において、腫瘍形成能を有しない細胞株OSE2a株においてluteinizing hormone/human chorinoic gonadotropin receptor (LH/hCGR)の発現がみられたものの、腫瘍形成能を有する細胞株OSE2b2株ではLH/hCGRの発現がみられなかった。LH/hCGRの発現を有するOSE2a細胞株において、低濃度(10^3mIU/ml)のhCG添加群では足場依存性増殖の亢進ならびにIGF-1の発現増加が観察され,高濃度(10^5mIU/ml)のhCG添加群では両者の減弱が観察された.また,IGF-1を添加することで濃度依存性に細胞増殖能の亢進が観察された.一方,足場非依存性増殖能を表すコロニー形成率は、高濃度(10^5mIU/ml)のhCG添加群(1.29±0.18%)でのみ有意に増加がみられ(P<0.005),無添加群(0.44±0.12%)に比して2.9倍であった.IGF-1添加群では有意な増加はみられなかった.また、Atlas Human cDNA Expression Array (Clontech)を用いて、既知の588遺伝子の発現の変化の有無を調べたが、これらに含まれる癌遺伝子や癌抑制遺伝子の発現は両者において差がみられなかった。両細胞株で差異を認めた遺伝子は、integrinβ1,接着因子であるICAM-1、ならびに、cyclin dependent kinase 2 (CDK2) inhibitorであるCip1/Waf1であった。これらの3つの遺伝子において、OSE2a株において、hCG添加による発現変化をみたところ丸高濃度(10^5mIU/ml)のhCG添加群ではintegrinβ1の発現の減弱がみられた。これらの結果より、LH/hCGRはIGF-1やintegrinβ1の発現を介して、足場依存性増殖能や足場非依存性増殖能に影響している可能性が示された。これは、OSEのLH/hCGRの頻回の刺激や過剰刺激により、OSE細胞が増殖刺激を受け、卵巣癌発生に関与する可能性を示唆するものである。現在、以上の研究成果をCancer Scienceに投稿中である。PTENに関しては、LH/hCGRに関する機能解析を先行し、PTEN導入による形質の変化は今後さらに検討を行っていく。

現在、以上の研究成果をCancer Scienceに投稿中である。PTENに関しては、LH/hCGRに関する機能解析を先行し、PTEN導入による形質の変化は今後さらに検討を行っていく。以上より、LHR、Cip1/Waf1、Cip2ならびにICAM-1遺伝子は造腫瘍性に関連する遺伝子と考えられる。今後、PTENの野生型および変異型発現ベクターを導入することで、細胞の形質変化ならびにこれらの遺伝子発現の変化を検討していく。本研究課題において用いる不死化ヒトOSE細胞株は正常ヒト卵巣表層上皮(OSE)へのSV40large Tantigen導入により樹立されたもので、この中において軟寒天培地上で高率にコロニー形成能を有するOSE2b2株は、ヌードマウス腹腔内への移植によって、腹水産生を伴う播種性の癌腫形成がみられた。また、同一症例のOSEより得られたOSE2a株は、コロニー形成能は低率でこのような造腫瘍性はみられなかった。これらの2つの細胞株において上皮性卵巣癌に関連する代表的な遺伝子の変異の有無ならびに発現の変化の有無を調べた。まず、上皮性卵巣癌に高率にみられるp53遺伝子の変異の有無に関しては、direct sequenceによる解析で両者の細胞株において変異は認められなかった。また、上皮性卵巣癌に関連するsex steroid hormone receptor、gonadotropin receptor、gonadotropin releasing hormone receptorの発現を調べた結果、腫瘍形成能を有しない細胞株OSE2a株においてluteinizing hormone receptor (LHR)の発現がみられたものの、腫瘍形成能を有する細胞株OSE2b2株ではLHRの発現がみられなかった。また、Atlas Human cDNA Expression Array (Clontech)を用いて、既知の588遺伝子の発現の変化の有無を調べたが、これらに含まれる癌遺伝子や癌抑制遺伝子の発現は両者において差がみられなかった。両細胞株で差異を認めた遺伝子は、cyclin dependent kinase 2 (CDK2) inhibitorであるCip1/Waf1ならびにCip2遺伝子、接着因子であるICAM-1遺伝子で、また、軽度の発現の差がインテグリンならびにカドヘリンにおいて認められた。さらに、LHRの発現を有するOSE2aにおいて、hCG投与により、異なった濃度で足場依存性の細胞増殖と非依存性の細胞増殖が観察された。特に、コロニー形成能の低いOSE2aで高度のhCGを添加することで、この形成能の亢進が観察された。また、OSE2aにおいて、hCG投与によりインテグリンの発現の変化もみられた。一方、内在性のPTENの発現をRT-PCR法を用いて観察したところ、両者に発現が確認されたが、hCG投与によるFTENの発現変化は観察されなかった。
犬の肥満・糖尿病に対する褐色脂肪賦活薬を用いた新しい予防・治療法の開発

ヒトと同様に小動物臨床領域においても、肥満は糖尿病や高血圧などいわゆる生活習慣病(成人病)を誘発する最大のリスクファクターである。体脂肪を蓄積している白色脂肪組織での脂肪分解や、エネルギー消費に寄与する褐色脂肪組織での熱産生は、カテコールアミンのβ作用によって活性化される。従って、脂肪細胞に特異的に発現しているβ3アドレナリンレセプターの作動薬は、肥満の予防と治療に有効であると期待できる。従来の研究で、齧歯類で有効性が認められたいくつかのβ3作動薬について、ビ-グル犬に対する急性効果を調べ、CL316,243(日本レダリ-)が脂肪分解作用が最も強いことを見いだした。そこで、更に長期投与の効果を調べ、以下の知見を得た。ビ-グル成犬8頭(体重10-12kg)を群に分け、一方にはCL316,243(0.1mg/kg/day),他方にはプラシーボを1日1回、食餌と共に与え、経日的に体重を胴囲を測定した。プラシーボ群に較べて薬物投与群では、体重、胴囲共に低値となり、4週間後に投与群を交替させると逆転した。更に5週間経過した後、組織学的並びに生化学的検索を行ったところ、体脂肪の減少と、褐色脂肪に特異的な熱産生蛋白質であるUCPの多量発現が、mRNAと蛋白質の両者で確認された。また、薬物の投与を中止した後5週間にわたって体重と胴囲を追跡したが、ゆり戻し(rebound)現象は見られなかった。これらの結果から、イヌに対してβ3作動薬が褐色脂肪組織の増生を伴いながら体脂肪を減少させる、即ち抗肥満効果があることが明らかとなった。白色脂肪組織での脂肪分解と褐色脂肪組織(BAT)での熱産生は、ノルアドレナリンのβ作用によって活性化される。従ってこれらの脂肪組織に特異的に存在するβ_3レセプターの作動薬には、抗肥満効果が期待できる。げっ歯類で有効性がみとめられたいくつかのβ_3作動薬のうちでも特に作用が強かったCL316,243(日本レダリ-社)について、急性及び慢性作用をビ-グル犬8頭を用いて解析し、以下の知見を得た。1.急性作用:CL316,243を経静脈的に投与し、経時的に採血して、遊離脂肪酸濃度(FFA)を測定した所、用量依存的に(0.02-0.5nmole/mim/kg)FFAが上昇しており、脂肪分解作用が確認された。同時に心拍数も調べると、これも上昇していたが、その影響は脂肪分解に較べて軽微だった。2.慢性作用:ビ-グル犬を2群に分け、一方にはCL316,243(0.1mg/日/kg)、他方にはプラシーボを1日1回、食餌と共に与え、経日的に体重と胴囲を測定した。プラシーボ群に較べて薬物投与群では体重、胴囲共に低値となり、4週間後投与群を交替させると逆転した。更に5週間経過した後組織学的並びに生化学的検索を行った所、体脂肪の減少とBATに特異的なタンパク質であるUCPの多量発現が認められた。これらの結果からイヌに対してβ_3作動薬が強い脂肪分解作用を持ち、長期投与するとBATの増生を伴う体脂肪の減少、即ち抗肥満効果があることが判った。

従って、脂肪細胞に特異的に発現しているβ3アドレナリンレセプターの作動薬は、肥満の予防と治療に有効であると期待できる。昨年度の研究で、齧歯類で有効性が認められたいくつかのβ3作動薬について、ビ-グル犬に対する急性効果を調べ、CL316、243(日本レダリ-)が脂肪分解作用が最も強いことを見いだした。そこで、今年度は、長期投与の効果を調べ、以下の知見を得た。ビ-グル成犬8頭(体重10-12kg)を群に分け、一方にはCL316,243(0.1mg/kg/day),他にはプラシーボを1日1回、食餌と共に与え、経日的に体重を胴囲を測定した。プラシーボ群に較べて薬物投与群では、体重、胴囲共に低値となり、4週間後に投与群を交替させると逆転した。更に5週間経過した後、組織学的並びに生化学的検索を行ったところ、体脂肪の減少と、褐色脂肪に特異的な熱産生蛋白質であるUCPの多量発現が、mRNAと蛋白質の両者で確認された。また、薬物の投与を中止した後5週間にわたって体重と胴囲を追跡したが、ゆり戻し(rebound)現象が見られなかった。これらの結果から、イヌに対してβ3作動薬が褐色脂肪組織の増生を伴いながら体脂肪を減少させる、即ち抗肥満効果があることが明らかとなった。
ナノチャネル異方性電気二重層空間における超解像流動計測

近年、光の波長よりも小さい10-100 nmの空間を利用したナノ流体工学が進展しつつあり、表面効果が顕在化する極微小空間の流動を理解するための時空間流動計測法が課題となっている。本研究では、ナノ空間で支配的な表面の効果を踏まえて、ナノ粒子と壁面近傍100 nmのエバネッセント光を用いたナノ流路の流速分布計測法を確立することを目的とした。ナノ流路を流れるナノ粒子を高精度で検出するための計測システムを開発した。これにより、ナノ粒子の非一様な濃度分布および拡散係数低下と拡散異方性など、ナノ空間ならではの粒子挙動を明らかにし、計測法確立に極めて重要な知見を得た。本研究では、従来の流体工学に化学の手法を融合させて、ナノ空間の流動解明に向けて光の回折限界を超える新たな超高空間分解能流動計測法を創出することを目的とする。具体的には、ナノ空間のイオン分布や表面の界面化学的な要素を制御し、ナノトレーサの機能を最適化してエバネッセント光を用いた計測法を開発し、ナノ流路内の圧力駆動流の計測を行う。平成24年度は、10nmオーダのトレーサ粒子とエバネッセント光を用いたナノ粒子画像流速計(PIV)の開発を行うとともに、次年度以降に向けた基礎検討を行った。20-60nmの蛍光ナノ粒子とエバネッセント光を用いた計測システムを開発し、400nmのナノ流路における速度分布計測に初めて成功した。粒子径が10nmオーダになるとシグナル強度の低下および増大したブラウン運動による計測の誤差が顕著となる。そこで、連続光レーザと高感度EMCCDを制御して100μsオーダの時間分解能を実現し、更に多時刻粒子追跡による全粒子検出アルゴリズムを開発することでこれらの問題を解決した。更に、ナノ流路へのトレーサ粒子の導入についても、ナノ流路の加工プロセスの影響や壁面近傍イオン分布によって導入される粒子数が異なることが判ってきた。これらの結果、粒子位置検出誤差60nmという超解像の分解能を達成し、400nm流路の圧力駆動流において、親水性のガラス壁面にもかかわらずすべり速度を示唆する流動計測結果が得られた。これは、単一分子群から連続体への遷移領域であるナノ空間の流体の特異性が顕在化した可能性を示唆している。一方で、粒子径や粒子表面の化学的性質、更には露光時間や時間分解能といった計測条件が結果に及ぼす影響が明らかになりつつある。そこで、今後はこれらを最適化して計測法そのものによる誤差を特定し、ナノ流路内の正確な流速分布の把握に取り組む。本研究では、従来の流体の計測法に近接場光学と化学の方法論を融合させて、ナノ空間の流動解明に向けて光の回折限界を超える超高空間分解能流動計測法を創出することを目的とする。具体的には、エバネッセント光を用いた流速分布計測法を開発し、更にナノ空間のイオン分布や表面の化学的特性を明らかにした上でナノトレーサの機能を最適化する。これを用いて、ナノ流路内の圧力駆動流の計測を行う。平成25年度は、開発した計測法について誤差要因などを考察し、更なる分解能向上に向けて方法論を検証した。前年度は計測法を開発し、64 nmの蛍光ポリスチレン粒子を用いた計測を行った。しかし、粒子のサイズおよび流路内の粒子分布のため壁近傍の分解能が不足していた。そこで、より小さなナノ粒子を利用すべく、蛍光ポリスチレン粒子および金ナノ粒子を用いて検討実験を行った。その結果、蛍光ポリスチレン粒子では時間分解能は低いものの20 nm粒子でも十分なS/B比の測定ができた。一方、金ナノ粒子では高い時間分解能を達成できたが、散乱光検出であるため40 nmより小さい粒子ではS/B比が著しく低かった。このことから、可能な限り小さな蛍光ナノ粒子を用いて、空間分解能と時間分解能が両立できるように計測法を最適化することが必要であることが判った。また、流路表面ー粒子相互作用を検証するために、カルボキシル基が付加された蛍光粒子の径を20-100 nmで変化させてナノ流路への粒子溶液導入実験を行った。その結果、深さ230 nmのナノ流路のとき、溶液のイオン濃度を変化させてもバルクの粒子濃度に対して最大で13%の粒子しか導入されなかった。これは、従来の界面化学における電気二重層の効果に加えて、ナノ流路入口において粒子を除外する何らかの効果が働いていることを意味している。次年度はこれらの要因を考慮した上で引き続き方法論を検討する。

平成26年度は、前年度に見出したナノ空間特有のトレーサナノ粒子の挙動について、更に理解を深めるべく研究を推進した。本研究で開発した計測法を用いて、深さ410 nmの石英製ナノ流路における64 nm蛍光ポリスチレン粒子の挙動を測定した。圧力駆動流によるマイクロ空間からナノ流路へのナノ粒子導入では、最大でも40%程度の粒子しか導入されなかった。そこで、ナノ流路内の粒子濃度分布計測から粒子に働く力を評価したところ、壁面-粒子間で0.1 pN程度の静電反発力が働いていることが判った。これにより、ナノ粒子の導入率は、表面近傍数10 nmの電気二重層に大きく依存することを明らかにした。しかし、電気二重層の効果を小さくした際にも、粒子導入率の低下がみられた。数μm/sの拡散距離で乱雑にブラウン運動する粒子が拡散距離より1桁小さいナノ流路に導入される確率など、他の要因も考えられる。一方、ナノ流路内でのナノ粒子の拡散係数を評価したところ、拡散係数がバルクよりも小となり、壁面に対して平行・垂直方向で拡散異方性がみられた。表面近傍の拡散異方性は、粘性力の効果として古くから知られている。しかし、本研究で得られたナノ流路壁面に垂直方向の拡散係数低下は、従来理論の予測よりも顕著であった。これは、従来は考慮されていなかった数10-100 nmでの表面効果が顕在化しているためと考えられる。以上、100 nmの極微小空間で支配的な表面効果によるトレーサ粒子挙動を明らかにした。これは、ナノ空間流動計測法確立のための重要な知見であるだけでなく、生体内の極小空間におけるウイルスや巨大タンパクの挙動の理解など、他の分野にも大きく寄与するものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロ・ナノ流体工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では平成24年度にナノ空間の流動計測に向けた流速計の開発を行い、流動解明に向けた課題を抽出することを目的とした。それに対して、実際に計測法を構築してナノ流路における初期的な計測結果を得るに至っており、特異な流動を示唆する結果が得られるとともに、計測法の課題も明らかになってきており、おおむね順調に進展している。当初の計画では、平成25年度までにナノ空間のイオン分布や表面物性がナノトレーサ粒子を用いた流動計測法に及ぼす影響を明らかにして、ナノトレーサ粒子のサイズや表面を最適化する方法を開発する予定であった。それに対して、蛍光や散乱光などの粒子検出法の検討やナノ流路における粒子挙動の評価を実施し、ナノトレーサ粒子を用いた方法論の最適化に向けた基礎的な知見を得ることができた。一方で、抽出した課題を踏まえてこれを解決する方法論を提案するには至らなかった。その要因としては、ナノ流路にナノ粒子を導入することが当初予想していたよりも困難であったことが挙げられる。これについては、溶液だけでなくナノ流路の幅や深さと粒子導入効率のとの関係を明らかにして、粒子導入が阻害される要因を考察する必要がある。今後の推進方策としては、平成24年度に明らかにした計測法の課題に対して解決方策を練り、計測法の確立に取り組む。平成25年度を計測法の課題の抽出、平成26年度を計測法の確立と位置付ける。以上で挙げた問題点を踏まえ、平成26年度は引き続き流動計測に用いるナノトレーサ粒子の検討に取り組み、これを踏まえて計測法を確立する。前年度に引き続きナノトレーサ粒子の検討を行う。
視覚の残像現象を利用した3次元メカニカルグラフィックスの研究

仮想現実感技術の進展に伴い,3次元形状をいかに提示するかという研究が進められている.一般的な例として,HMDを用いて左右眼に視差のある画像を与え,その両眼視差により奥行き感を知覚させる方法がある.しかし,この方法では頭部に装着した装置の重量や,輻輳調節矛盾という現象により利用者に多大な疲労を与えてしまうことが問題となっている.そこで本研究では新しい視覚提示法として,視覚の時間的応答特性を利用した3次元図形描画法を提案する.光源の高速運動により発生する残像現象を用いて図形を描くことを基礎原理として,パラレルワイヤ駆動方式による高速運動制御を実現するためのシステムを構築し,図形描画装置としての評価を行った.H13年度は円や正方形の描画を実現したが,光源速度の限界により立体形状を描くことはできなかった.そこで,H14年度は高速な運動が可能な装置の試作と,それによる四面体図形の描画を目標に研究を行った.より単純な構造を取る為にパラレルワイヤ駆動装置は,3自由度機構とした.提示領域は,1辺,約400[mm]の四面体とした.描画においては,光源の最大加速度が重要な因子となるため,描画目標の形状から,必要な光源加速度を計算し,その加速度を実現するモータの選定とプーリ径の決定法を確立した.この場合,光源を駆動させるワイヤの最大加速度は,プーリ径により変化し,その最大化加速度はあるプーリ径で極大値を示すことが分かった.極大値を示す,プーリ径を用いてプーリを設計する方法を提案した.次に,このようにして設計したモータとプーリの組み合わせにより,目標の加速度が得られているかどうかを確認するために,閉ループ系の周波数応答実験を行った.実験結果より,当初の目標加速度が得られていることが分かった.試作した3自由度パラレルワイヤ駆動システムを用いて,描画実験を行った.その結果,目標とした1辺10[mm]の四面体を描画できることが分かった.10[Hz]の周波数で,この四面体図形を描画し,良好な結果が得られた.以上により,視覚提示装置としての本システムの有用性を示すことができたと言える.一方,鋭敏な角を持つような図形の場合には,大きな加速度が必要となり,鋭敏な角のない形状の方が提示しやすいことが分かった.仮想現実感技術の進展に伴い,3次元形状をいかに提示するかという研究が進められている.一般的な例として,HMDを用いて左右眼に視差のある画像を与え,その両眼視差により奥行き感を知覚させる方法がある.しかし,この方法では頭部に装着した装置の重量や,輻輳調節矛盾という現象により利用者に多大な疲労を与えてしまうことが問題となっている.そこで本研究では新しい視覚提示法として,視覚の時間的応答特性を利用した3次元形状提示を提案する.光源の高速運動により発生する残像現象を用いて立体形状提示を行うことを基礎原理として,パラレルワイヤ駆動方式による高速運動制御を実現するためのシステムを構築し,視覚提示装置としての評価を行った.3次元形状の視覚提示を目標とし,光源の高速運動による残像現象を実現するパラレルワイヤ駆動システムの開発とその評価を行った.パラレルワイヤ駆動方式では,モータを用いてワイヤ長さを調節することで対象の運動を制御する.高さ800[mm],幅920[mm],奥行700[mm]のアルミニウム製フレーム上に,6自由度運動のための7個のDCモータ(定格回転速度3000[rpm],定格トルク0.64[Nm])を配置する.モータの駆動軸にはMCナイロン製プーリ(φ92[mm])をギアを介さず直接取り付け,運動の高速化を図っている.プーリに巻きつけられたワイヤ(φ0.5[mm])はワイヤガイドを通じて光源球体へと接続される.光源球体の中央には視覚提示用のLEDが取り付けられている.パラレルワイヤ駆動システムの周波数応答特性と目標軌道の追従性について実験による評価を行った.その結果,周波数1015[Hz]まで光源が目標軌道に追従して運動しており,モータの周波数特性と同程度の結果が得られた.直径60[mm]の円軌道と一辺30[mm]の正方形軌道を生成する視覚提示実験を行い,目標とした形状提示を行うことができた.以上により,視覚提示装置としての本システムの有用性を示すことができたと言える.今後,より高速な運動制御実現すると共に,LEDアレーを用いて複雑な形状の提示を可能としたい.仮想現実感技術の進展に伴い,3次元形状をいかに提示するかという研究が進められている.一般的な例として,HMDを用いて左右眼に視差のある画像を与え,その両眼視差により奥行き感を知覚させる方法がある.しかし,この方法では頭部に装着した装置の重量や,輻輳調節矛盾という現象により利用者に多大な疲労を与えてしまうことが問題となっている.そこで本研究では新しい視覚提示法として,視覚の時間的応答特性を利用した3次元図形描画法を提案する.光源の高速運動により発生する残像現象を用いて図形を描くことを基礎原理として,パラレルワイヤ駆動方式による高速運動制御を実現するためのシステムを構築し,図形描画装置としての評価を行った.H13年度は円や正方形の描画を実現したが,光源速度の限界により立体形状を描くことはできなかった.

そこで,H14年度は高速な運動が可能な装置の試作と,それによる四面体図形の描画を目標に研究を行った.より単純な構造を取る為にパラレルワイヤ駆動装置は,3自由度機構とした.提示領域は,1辺,約400[mm]の四面体とした.描画においては,光源の最大加速度が重要な因子となるため,描画目標の形状から,必要な光源加速度を計算し,その加速度を実現するモータの選定とプーリ径の決定法を確立した.この場合,光源を駆動させるワイヤの最大加速度は,プーリ径により変化し,その最大化加速度はあるプーリ径で極大値を示すことが分かった.極大値を示す,プーリ径を用いてプーリを設計する方法を提案した.次に,このようにして設計したモータとプーリの組み合わせにより,目標の加速度が得られているかどうかを確認するために,閉ループ系の周波数応答実験を行った.実験結果より,当初の目標加速度が得られていることが分かった.試作した3自由度パラレルワイヤ駆動システムを用いて,描画実験を行った.その結果,目標とした1辺10[mm]の四面体を描画できることが分かった.10[Hz]の周波数で,この四面体図形を描画し,良好な結果が得られた.以上により,視覚提示装置としての本システムの有用性を示すことができたと言える.一方,鋭敏な角を持つような図形の場合には,大きな加速度が必要となり,鋭敏な角のない形状の方が提示しやすいことが分かった.
電極還元反応および高分子反応を用いた光学活性ポリシランの新規合成法の開拓

本研究では、クロロシラン類の電極還元反応を綿密に検討した結果、反応性電極にMg金属を用いる全く新しい還元法を開拓し、ポリシラン類の有効且つ実用的な合成法を開拓した。さらに、この電極還元芳反応および、生成したポリシラン類の高分子反応を用いて光学活性な置換基を有する光学活性ポリシラン類の高収率且つ実用的な合成法を開拓するすることに成功した。すなわち、クロロシラン類の電極還元反応を検討した結果、反応性電極にMg金属、溶媒にTHF、支持電解質にLiClO_4を用いる全く新しい還元法を開拓し、ポリシラン類の有効且つ実用的な合成法を開拓した。また、光学活性な置換基を有するクロロシラン類の合成法を確立し、これらの光学活性な置換基を有するクロロシラン類電極還元反応により、種々の光学活性なオリゴシランおよびポリシランの合成に成功した。また、電極還元反応により生成したポリシラン類のフェニル基の一部を塩素に変換する全く新しい方法を確立し、この塩素化したポリシラン類と光学活性なグリニヤール試薬との反応により光学活性なポリシランの合成に成功した。次に、塩素化したポリシラン類と光学活性なアルコールとの反応によっても光学活性なポリシランが高収率で合成出来ることを明らかにした。本研究では、反応性電極にMgを用いた新しい電極還元系を開発し、この方法を用いて、ポリシラン、ポリゲルマンおよび、シラン-ゲルマン共重合体の実用的合成法を開拓した。さらに、この方法を応用して次のような光学活性な置換基を有するポリシランの新規且つ有効な合成法を開拓した。まず、フェニルメチルポリシランのフェニル基の一部をクロロ基に変換したポリシランを合成し、光学活性な臭化シトロネリルから合成した光学活性グリニャール試薬とのカップリング反応を行い、光学活性な置換基を有するポリシランを収率良く合成することに成功した。この場合、光学活性置換基の導入率が増えると伴に、ポリシランの旋光度が増大することが明らかになった。つぎに、ポリシランのフェニル基の一部をクロロ基に変換したポリシランと、シトロネリルアルコールや、メントールなどの光学活性アルコールとの反応により、光学活性なポリシランを収率良く合成することにも成功した。さらに、光学活性な臭化シトロネリルから合成した光学活性グリニャール試薬とトリクロロシランとの反応により、光学活性なジクロロシランの合成を行い、この電解還元重合により全てのケイ素原子上に光学活性置換基有するポリシランの合成にも成功した。
板木を核とした出版記録の再読解と出版記録データベースの構築

本研究は、板木が江戸時代における出版機構の根本装置であったことに鑑み、これまで本の出版の記録として読まれてきた出版記録を、「板木」をキーワードに再読解することを試みるものである。それにあたり、すでに活字化されつつも、これまで索引が存在しておらず、活用が難しかった出版記録、および未翻刻である出版記録のテキストデータアーカイブおよびデータベースを構築するとともに、板木デジタルアーカイブ、板本デジタルアーカイブの拡充を進め、近世出版総合データベースのスキームを構築した。(1)当年度は、佛光寺が所蔵する板木についてデジタルアーカイブ構築(クリーニング・採寸・計測・デジタル撮影・画像処理)に取り組んだ。結果、当年度は板木約700枚(約15,000カット)のデジタル化を行った。これらは次年度、申請者が構築を進めているwebデータベース「板木閲覧システム」に登録し、書誌情報の蓄積を進めることになる。これらの板木と(2)に述べる『京都書籍出版文書』とを照合し、佛光寺所蔵板木の伝来経緯について考察を進めた。板木デジタルアーカイブと同時に、板木に対応する板本の調査・収集を行い、それらのデジタルアーカイブ構築を行った。これらを立命館大学アート・リサーチセンターが運営する「書籍閲覧システム」に登録した上で板木閲覧システムと連動させ、公開を進めた。これらにより申請者が構築する「板木閲覧システム」の収録件数は17,200件(非公開を含む)に増加した他、メタデータを充実させることができた。(2)出版記録のテキストデータアーカイブ構築当年度は、京都書林仲間記録「京都書林行事上組済帳標目」「京都書林行事上組重板類板出入済帳」、大阪本屋仲間記録「出勤帳」「裁配帳」「差定帳」「鑒定録」のテキストデータアーカイブの構築を進めた。研究計画にあげた『京都書籍出版文書』の共同翻刻は行わなかったが、画像処理までを終えている。代替計画として、個人所蔵出版記録の共同翻刻と読解を月例の研究会形式で進め、翻刻データの集積を進めた。(3) (1)および(2)の活動を通じて、共著書1件、論文1件、口頭発表4件の成果発表を行った。(1)当年度は、株式会社法藏館および本山佛光寺が所蔵する板木についてデジタルアーカイブ構築(クリーニング・採寸・計測・デジタル撮影・画像処理)に取り組んだ。結果、当年度中において、前者は板木210枚(4,010カット)、後者は板木404枚(7,852カット)のデジタル化が進捗した。これらは申請者が構築を進めているwebデータベース「板木閲覧システム」に登録し、書誌情報の蓄積を進めているところである。これらにより申請者が構築する「板木閲覧システム」の収録件数は19,396件(非公開を含む)に増加した他、メタデータを充実させることができた。また、板木に対応する板本の調査・収集を行い、それらのデジタルアーカイブ構築を行った。(2)出版記録のテキストデータアーカイブ構築当年度は、京都書林仲間記録「十番諸証文」「諸証文標目」「他国版売出添状証文帳」「板木株目録」、大坂本屋仲間記録「出勤帳」や「備忘録」「仲間触出留」「京江戸書状之控」などの諸記録についてテキストデータアーカイブの構築を進めた。また、記録の原文ではないが、参考資料として出版書目類もテキスト化を進めた。この他、個人所蔵出版記録の共同翻刻と読解を月例の研究会形式で進め、第1次翻刻を完了した。(3) (1)および(2)の活動を通じて、論文1件、国際会議における発表1件、共著書1件の成果発信を行った他、学会賞受賞が1件あった。(1)株式会社法藏館(A)、本山佛光寺(B)、美術書出版株式会社芸艸堂(C)、奈良大学博物館所蔵(D)、および個人2件(E)(F)が所蔵する板木についてデジタルアーカイブ構築(クリーニング・採寸・計測・デジタル撮影・画像処理)を進捗させた。(A)は板木210枚(3,634カット)、(B)は板木355枚(6,508カット)、(C)は板木516枚(4,848カット)、(D)は板木12枚(264カット)、(E)は板木73枚(762カット)、(F)はデジタル化に至らなかったが、板木474枚についてクリーニングから採寸・計測までの作業を終えることができた。これらにより、申請者が構築するデータベース「板木閲覧システム」の収録件数は20,243件まで増加した他、メタデータを充実させることができた。また、板木に対応する板本の調査・収集をおこない、それらのデジタルアーカイブ構築をおこなった。これらを立命館大学アート・リサーチセンターが運営する「ARC所蔵・寄託品古典籍データベース」に登録した上で板木閲覧システムと連動させ、公開を進めた。(2)出版記録のテキストデータアーカイブ構築を進め、当年度は、大坂本屋仲間記録(『出勤帳』)、京都書林仲間記録(『重板類板出入済帳』)、個別板元の記録(『竹苞楼秘録』『竹苞楼大秘録』)について作業を行った。この他、昨年度までに第1次翻刻を終えた個人所蔵出版記録について、研究会形式で校正を進めた。これらの記録と、上記「板木閲覧システム」との連動までには至らなかった。

(3) (1)および(2)の活動を通じて、論文2件、発表5件(講演を含む)の成果発信を行った他、学会賞受賞が1件あった。(4)韓国古版画博物館(原州市)を訪問し、今後の板木研究の展開、とりわけ東アジア地域における木版の比較研究について意見交換を進めた。本研究は、板木が江戸時代における出版機構の根本装置であったことに鑑み、これまで本の出版の記録として読まれてきた出版記録を、「板木」をキーワードに再読解することを試みるものである。それにあたり、すでに活字化されつつも、これまで索引が存在しておらず、活用が難しかった出版記録、および未翻刻である出版記録のテキストデータアーカイブおよびデータベースを構築するとともに、板木デジタルアーカイブ、板本デジタルアーカイブの拡充を進め、近世出版総合データベースのスキームを構築した。平成26年度は、平成25年度に行った主に2件の所蔵機関の板木コレクションについて板木のデジタル化を実施した。申請時の予定数量を下回ってはいるが、大きな問題は発生しておらず、むしろ安定的に進捗していると評価できる。出版記録テキストデータアーカイブについては、活字・くずし字資料ともに比較的順調に進捗しており、特に活字資料については、当初予定資料の当該研究期間中の完了も視野に入っている。またくずし字資料は平成25年度に計画を変更して実施したが、こちらも第一次翻刻が完了するなど順調に進捗している。したがって課題全体としては、概ね順調に進展していると評価する近世出版平成27年度における推進方策は以下のとおりである。(1)板木デジタルアーカイブについて、平成27年度も、平成25年度に着手したコレクションの板木を中心にデジタル化を進捗させる予定である。平成26年度に板木クリーニング機器の更新を行い、ほぼ環境は整っている。なお、過年度に構築した板木デジタルアーカイブの一部公開に向けて、メタデータの充実と所蔵機関との調整を進める。(2)出版記録のテキストデータアーカイブについて、活字・くずし字資料とも比較的順調に推移している。ただし、依然としてくずし字読解を伴う作業は人材不足の状態であり、構成員や協力者を増やす努力を継続する。なお最終年度にあたる平成27年度は、テキストデータの蓄積だけでなく、運用の状態に持って行けるよう、データベースのシステム選定やデータ調整の時間を確保し、進捗を図る。平成25年度は、研究計画に記載した板木コレクションのデジタル化は実施せず、別のコレクションについて実施することとなった。結果としてデジタル画像数は当初予定数を下回ったが、これは次年度以降の工程を見据え、採寸やクリーニング等の付随作業を先行して進めた結果であり、比較的順調に進捗したと評価して良いと考える。一方、出版記録のテキストデータアーカイブについては、校正にやや遅れが見られるものの、比較的順調に進んでおり、これをベースとした研究成果の発表も行った。研究計画にあげた『京都書籍出版文書』の翻刻は行わなかったが、これに変えて個人所蔵資料の翻刻を協力者と進めるなど研究計画に変更は生じたが、順調に進捗したと評価している。したがって課題全体としては、概ね当初計画どおりに進展していると評価する。平成26年度は149,431円の残額が発生しているが、このうち123,008円は年度末のアルバイト謝金や作業委託費の支払いが2015年4月となったために発生したものであり、実質的には次年度に繰り越して使用するものではない。
高齢者の健康寿命延長に最適な身体活動・運動に関する新しいガイドラインの作成

群馬県中之条町の65歳以上の住民約5000名を対象に研究を行った結果、高齢者の健康保持に最適な身体活動の量(1年間以上、毎日、終日の測定に基づく平均1日歩数)と質(健康によいと考えられている、安静時代謝の36倍の活動に費やされる時間)が明らかになった。例えば、高齢者において、鬱や動脈硬化の予防、QOL(生活の質)の保持など、「こころの健康」を保つには平均1日歩数が約4000歩以上であればある程度の効果が得られるが、一方、歩行機能や骨密度、糖尿病など、筋の機能や代謝などに強く依存する「からだの健康」には量よりも質の高い身体活動が必要であること、加えて、いずれの場合も至適身体活動を基準に日間および季節間変動は小さいほうがよいことが分かった。また、これらの健康指標に関して、家事などの低強度の活動が1日全体に占める割合が比較的少ない男性は「質」を、一方、それが比較的多い女性は「量」をそれぞれ目安に身体活動を処方したほうがよいことが示唆された。そして、このような健康保持における至適身体活動に及ぼす気象条件の影響について調べたところ、我が国の高齢者では、身体活動の量は降雨量の増加に伴い約4000歩まで著しく(指数関数的に)低下することが分かった。この歩数は日常生活を行う上で最低限必要な活動量であり、換言すれば、現在問題となっている「閉じこもり(+鬱・睡眠障害)」の客観的な指標・基準となり得ると考えられる。さらに、降水量1mm以上の日を除いて分析すると、身体活動の量は日照時間、風速、湿度よりも、気温や日長(日出から日没までの時間)、特に前者の影響を強く受けることが明らかとなった。また、17°C前後をピークに気温が高くても低くても歩数(活動の量)は減少するが、代償的に体動レベル(活動の質)は増加する(つまりエネルギー消費量は一定に保たれる)傾向にあることが示唆された。群馬県中之条町の65歳以上の住民約5000名を対象に研究を行なった結果、高齢者の健康保持に最適な身体活動の量(1年間以上、毎日、終日の測定に基づく平均1日歩数)と質(健康によいと考えられている、安静時代謝の36倍の活動に費やされる時間)が明らかになった。また、これらの健康指標に関して、家事などの低強度の活動が1日全体に占める割合が比較的少ない男性は「量」でも「質」でも、一方、それが比較的多い女性は「質」をそれぞれ目安に身体活動を処方したほうがよいことが示唆された。この歩数は日常生活を行なう上で最低限必要な活動量であり、換言すれば、現在問題となっている「閉じこもり(+鬱・睡眠障害)」の客観的な指標・基準となり得ると考えられる。

さらに、降水量1mm以上の日を除いて分析すると、身体活動の量は日照時間、風速、湿度よりも、気温や日長(日出から日没までの時間)、特に前者の影響を強く受けることが明らかとなった。また、17°C前後をピークに気温が高くても低くても歩数(活動の量)は減少するが、代償的に体動レベル(活動の質)は増加する(つまりエネルギー消費量は一定に保たれる)傾向にあることが示唆された。群馬県中之条町の65歳以上の住民約5000名を対象に研究を行った結果、高齢者の健康保持に最適な身体活動の量(1年間以上、毎日、終日の測定に基づく平均1日歩数)と質(健康によいと考えられている、安静時代謝の36倍の活動に費やされる時間)が明らかになった。例えば、高齢者において、鬱や動脈硬化の予防、QOL(生活の質)の保持など、「こころの健康」を保つには平均1日歩数が約4000歩以上であればある程度の効果が得られるが、一方、歩行機能や骨密度、糖尿病など、筋の機能や代謝などに強く依存する「からだの健康」には量よりも質の高い身体活動が必要であること、加えて、いずれの場合も至適身体活動を基準に日間および季節間変動は小さいほうがよいことが分かった。また、これらの健康指標に関して、家事などの低強度の活動が1日全体に占める割合が比較的少ない男性は「質」を、一方、それが比較的多い女性は「量」をそれぞれ目安に身体活動を処方したほうがよいことが示唆された。そして、このような健康保持における至適身体活動に及ぼす気象条件の影響について調べたところ、我が国の高齢者では、身体活動の量は降雨量の増加に伴い約4000歩まで著しく(指数関数的に)低下することが分かった。この歩数は日常生活を行う上で最低限必要な活動量であり、換言すれば、現在問題となっている「閉じこもり(+鬱・睡眠障害)」の客観的な指標・基準となり得ると考えられる。
家禽の産卵率向上を目的とした高照度/短縮日周期光条件利用のこころみ

本研究は、家禽の生産性向上を目的に、これまでの産卵率の限界を越える新光線管理技術を開発するために計画された。家禽では1日を24時間以下にすると、産卵間隔がかえって長くなって、1日が24時間の場合より産卵率は低下する。また高照度を与えると、中照度の場合より、産卵リズムが光周期によく同調するようになる。従って、1日を24時間以下の光周期にしても、高い照度を与えるならば、短い産卵間隔で連産し、24時間当たりの産卵率上昇が確実に期待できるという考えである。予め光周期14L:10Dで4か月間飼育したウズラを、中照度を与える群(平均照度69lux)及び高照度をえる2群(平均照度975lux及び1959luux)の計3群に分け、各群に最初42日間は1日24時間、次の42日間は暗期を1時間短縮して1日23時間、次の60日間は1日22時間光周期を与えた。その間の産卵率、産卵数、産卵間隔及びModal 8ーh segment(同調の強弱)を調査した。24時間周期においては94%以上の高い産卵率を維持していたが、日周期を短縮するとともに、中照度での産卵率は低下し、23時間周期では88%、22時間周期では86%に低下した。しかし高照度の場合には、23時間周期まで産卵率はほぼ同じで、94%以上の高産卵率を維持したので、この高照度によって産卵率の低下減少が阻止されたものと考えられた。しかし23時間周期では、高照度を与えても産卵率は中照度レベルまで低下し、この効果は23時間周期まで有効であることが示唆された。生物リズム同調機構の追究は、生物の光受容器の機構解明に他ならない。本研究では、光受容器として機能していると考えられる松果体の形態と組織を調べた。また、松果体から放出されるホルモン、メラトニンの血中濃度は、光周期への同調性を高める高照度が、低照度及ぴ中照度の場合より高く、照度の松果体血清メラトニン産生機構への関与も示唆された。本研究は、家禽の産卵性向上を目的として、従来の産卵率の限界を超える新光線管理技術を開発しようとするものである。一般的に、家禽の放卵周期及び放卵間隔は日周期の長さに左右されるから、人爲的に、一日の長さを24時間から21ー23時間に短縮すると、放卵周期は短くなり、放卵間隔も24時間以下になって、24時間当たり産卵率は上昇すると考えられる。しかし、実際には、産卵中の家禽を24時間以下の光周期下で飼養すると、通常の強さの光条件では、放卵リズムを光周期に同調させる要因の働きが弱く、24時間周期の場合より、放卵間隔はかえって長くなった。そこで、高照度の光を与えることによって、点灯刺激と考えられる光周期同調要因を強化し、放卵リズムを光周期に強く同調させ、産卵率の増加を図ることにした。

実験設定として、中照度区(慣行的照度の70lux)及び高照度2区(1,000luxと2,000lux)の計3区を設け、23時間及び22時間の2種類の日周期を与えて日本ウズラを飼育し、放卵時刻自動記録装置の使用によって、個体別の産卵状況を正確に調査し、光周期に対する放卵リズムの同調性(最頻値8時間内の産卵割合)を調査した。その結果、中照度の場合は、23時間周期における同調性は低く、全個体が個体特有の自由継続リズムを示した。これに対して、高照度の場合は、22時間日周期に対しては、ごく僅かな個体だけしか光周期に同調しなかったが、23時間日周期に対しては、供試した全個体が同調し、高照度条件にすると、放卵リズムは24時間以下の日周期にもよく同調するという新知見が得られた。今後、実験期間の延長、供試羽数の増加、新対照区の設定など、実験デ-タの信頼性を高めることに努め、精密な実験結果が得られる処置を講じ、鳥類における放卵リズムの同調性に対するアヘメラル(非24時間)日周期と高照度条件との関係について、決定的な知見を得たいと考えている。本研究は、家禽の生産性向上を目的に、これまでの産卵率の限界を越える新光線管理技術を開発するために計画された。家禽では1日を24時間以下にすると、産卵間隔がかえって長くなって、1日が24時間の場合より産卵率は低下する。また高照度を与えると、中照度の場合より、産卵リズムが光周期によく同調するようになる。従って、1日を24時間以下の光周期にしても、高い照度を与えるならば、短い産卵間隔で連産し、24時間当たりの産卵率上昇が確実に期待できるという考えである。予め光周期14L:10Dで4カ月間飼育したウズラを、中照度を与える群(平均照度69lux)及び高照度をえる2群(平均照度975lux及び1959lux)の計3群に分け、各群に最初42日間は1日24時間、次の42日間は暗期を1時間短縮して1日23時間、次の60日間は1日22時間光周期を与えた。その間の産卵率、産卵数、産卵間隔及びModal 8ーh segment(同調の強弱)を調査した。24時間周期においては94%以上の高い産卵率を維持していたが、日周期を短縮するとともに、中照度での産卵率は低下し、23時間周期では88%、22時間周期では86%に低下した。しかし高照度の場合には、23時間周期まで産卵率はほぼ同じで、94%以上の高産卵率を維持したので,この高照度によって産卵率の低下減少が阻止されたものと考えられた。しかし22時間周期では、高照度を与えても産卵率は中照度レベルまで低下し、この効果は23時間周期まで有効であることが示唆された。生物リズム同調機構の追求は、生物の光受容器の機構解明に他ならない。本研究では、光受容器として機能していると考えられる松果体の形態と組織を調べた。また、松果体から放出されるホルモン、メラトニンの血中濃度は、光周期への同調性を高める高照度が、低照度及び中照度の場合より高く、照度の松果体血清メラトニン産生機構への関与も示唆された。
波動現象を用いる気体の熱分離現象に関する研究

PWR1号機は、2002年12月に設計が完了し、膨張管の内径は20mmで分配器に対して垂直に上下に各4本設置されている。これは従来の装置とは異なった特徴であり、実用的な装置の開発につながるように設計されている。装置性能は2003年1月に確かめられ、分配器の回転率や拡張管の長さ、および駆動気体の圧力といった主要なデータを得た。膨張管を最も短くした時に、最大で約20Kの温度減少に達した。実験結果および数値シミュレーションに基づき、より少ない水圧の抗力を得るための円滑な分配器を考え、新しいPWR設備が設計された。分配器と膨張管の間の動的バランスは、実用的な操作に問題を生じ、強い漏出が起こる可能性がある。しかしながら、2003年10月に行われた実験では15度の温度減少が得られた。1次元、2次元の数値解析に基づいた変化平衡の仮定の下で、簡略化された最頻値と自由エネルギーの保存が発見され、最適操作の状態を推論することが可能となった。実験条件、設計仕様と熱伝達は、それぞれ独自に分析することができる。PWRを空気漏出、油圧抗力および熱伝達といった点を考慮しつつ、温度減少の効率を高めることを最も重視して、PWRを改善し、装置の変更を行う。一方、複数の論文、レポートを定期的に発表しPWRの効率改善を研究している。圧力波冷凍機(Pressure Wave Refrigerator:以下PWR)は非定常は波動伝播を利用して高圧気体を冷却する装置で、回転するノズルと幾本かの膨張菅からなっている。高圧気体はノズルによって膨張波菅に導入されたあと、管内で複雑な波動干渉を起こすが、この内膨張波によって温度の下がった気体を選択的に外部に取り出す構造になっている。PWRの性能を左右するパラメータとしてはノズルの回転速度ω、膨張波菅の長さL、さらには膨張波菅の数で決まる高圧気体の導入時間と冷却気体の取り出し時間の非εや気体の熱伝導係数κなどがあるが、装置の効率η=η(ω、κ、L、ε)をあげるためには波動干渉の詳細な研究が必要である。PWRの研究のための装置は昨年既に1号機が完成しているが、この装置ではω、L、εを変えて運転できるようになっている。一方PWRの運転を数値模擬するための1次元及び2次元の計算コードも開発された。入り口気体過剰圧力0.20.5MPa,ノズル回転数10004500rpm,膨張菅長さ0.73m1.03mに対して一連の実験を行い、最大温度減少としてほぼ20°Cを得た。又、実験を通じて温度減少ΔTは回転速度ωにたいして周期的なピーク値をとる傾向があり、またそのピーク値はωに対して正の相関があるように見られた。また、ピーク値を与えるωはLが大きいほど小さいなる傾向も示された。波動干渉の観点からは、膨張波菅の端で反射した圧力波が低温気体の取り出し口に到達する前に冷却気体の取り出しを終えることが装置の効率を高めると考えられるため、この点に留意して詳細な数値計算を通じて装置の改良を行い、更に効率の良い実用に耐える装置を開発する研究を行っている。
コンクリート系床版に内在する凝縮水の動態による早期疲労限界状態

水が浸透したコンクリート系橋梁床板の早期疲労劣化問題を解明するため、コンクリート構造物のひび割れや接合界面などに介在する凝結水の動態と、コンクリート構造の変形応答・破壊進展に現れる速度依存性に着目し、地盤分野で多くの成果を挙げているBiotの固液二相理論を既往のコンクリートの非線形有限要素解析プログラムに組み込んだプロトタイプモデルを作成した。これにより、多方向分散ひび割れ構成則と対数時間積分法に基づく全履歴追跡型の疲労解析法と水の動態を、ひとつの数値計算システムで解くことが可能となった。作成した数値解析モデルの感度解析を実施するとともに、検証実験の詳細設計を行った。意図的にひび割れを生じさせた鉄筋コンクリート試験体で、載荷速度をパラメータとし、ひび割れ内部の水圧変動、試験体の変形(変位)、鉄筋のひずみおよび荷重の動的測定を行い、凝縮水の圧力変動と構造物の応答変化に関するデータを得ようとするものである。また、ひび割れを有するコンクリートとひび割れ内に貯留される凝縮水に着目し、既往の研究(ひび割れを有するコンクリートの透水係数同定実験)のデータに基づき、本研究で提案する数値モデルによる異方性透水係数の検証方法を策定した。本研究は3年間の研究期間を想定していたが、期間途中で申請者の基盤研究Sが採用されたため、重複制限により研究廃止措置となった。よって、平成23年5月末日までの2カ月に行った研究について報告するものである。