hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虫をめぐる現代日本の自然観・生命観の発達的研究

「虫」という身近な自然生命体と人間との交流がもたらす発達的意味を解明するために、虫をめぐる幼児期の子どもたちの認識を調査するとともに、過去10年間におよぶ行動データ(幼稚園の場における虫遊びの記録)の分析を行った。さらに大学生を対象とした質問紙調査も実施した。その結果、幼児期の後半にはすでに虫に対する好き嫌い感情に性差が生まれ、女児の虫離れが進むことなどが示唆された。また、虫をめぐるやりとり分析からは、虫遊びを通しての学びの多様性が示された。さらに、虫に対する言葉かけを分析した結果、ウサギなどの飼育動物は違う虫の独自性が示された。その結果から、虫の目線を通して世界の多様性に気づくことの意味を議論した。本研究の目的は,自然生命体と人間との交流がもたらす発達的意味を解明し,現代日本における自然観・生命観の一端を明らかにすることにある。特に、本研究では「虫」という身近でありつつ、見逃されがちな生き物と人間との関係に焦点を当てて研究を行うものとする。この目的のために、2006年度に実施したことは、観察データの収集とそのデータベース構築および質問紙調査である。(1)幼稚園での実態観察:自由保育の時間に虫捕りあそびにでかける子どもたちの姿や,教室や廊下,園庭など,いたるところで出会う虫に対する子どもたちの反応や活動(言葉かけや虫あそび)をビデオカメラで記録した。観察頻度は週に1回程度である。(2)就学前児を対象としたインタビュー調査の分析:捕獲した経験のある虫の名前や、幼稚園に生息している虫の名前について尋ね、幼児期の原体験としての虫との関わりを探った。その結果、虫に対する好き嫌いの好みには幼児期においてすでに男女差が見られることや、男女によって関心のある虫の種類には違いがあることなどが示された(総合科学研究所年報:大阪経済法科大学・印刷中)。(3)大学生を対象とした質問紙調査:現代日本における青年の昆虫観の一端を探ることを目的に、約150名の大学生を対象として、虫の名前の認識度を調べる課題を行った(分析途中)。(4)データベースの構築:虫をめぐる幼児の活動の実態観察は2000年から6年間にわたって継続してきた。これらの縦断的観察データの効率的な分析のために、その全てをハードディスクに取り込み、分析の基盤となるデータベースの構築を行った。次年度からは、幼稚園での実態観察に基づいた子どもたちの虫をめぐる諸活動の分析を開始するとともに、幼児および大学生への質問調査の実施および分析を行いたい。以上の目的のために、2008年度に実施したことは、観察データの収集と質問紙調査およびその分析である。(1)幼稚園での実態観察:本年度も引き続き虫に対する子どもたちの反応や活動(言葉かけや虫あそび)を記録した。(2)就学前児を対象としたインタビュー調査の分析:子どもたちの生物概念を探る目的で実施した縦断的インタビュー調査(20032007年度、毎年150名程度)の結果をデータベース化した。また、身近な動物(ウサギ、カメ、キンギョ、虫)に対する子どもたちの好嫌感情の発達についての調査結果をまとめ、年少の子どもたちは動物の種類に関わらず生物一般への関心が高い一方で、年長児になると動物の種類による好き嫌いや、性別による好き嫌いの差が生まれることを示した(大阪経済法科大学論集・印刷中)。次年度は動物への好き嫌い感情がどのようい生まれるのか、観察データをもとに実態の解明を行いたい。(3)大学生を対象とした質問紙調査:生き物との出会いの原風景をさぐることを目的とした調査を行った。その結果の一部を分析した結果、男女ともにイヌ(ペット動物)との出会いをあげる者が最も多かった。男女で比較すると、男子は「ハ虫類・両生類」と「虫」との出会いを女子よりも多く報告し、一方で女子は「小型哺乳類」「トリ」を多くあげることが示された。今後、その出会いの内容を含めた分析を行っていきたい。(4)データ解析:虫をめぐる幼稚園児の活動の記録から、子どもたちの言葉や行動を書き起こしトランススクリプションの作成作業をすすめている。このデータをもとに、次年度は虫をめぐる遊びの構造を解明するとともに、虫の命をめぐる子どもたちのやりとりの実態を明らかにしたい。2009年度に実施したのは、以下の3つである。

(1)大学生を対象とした質問紙調査の分析:虫に対する現代大学生の認識を探るために、知っている虫の名前を5分間で記述するという自由想起法による調査を行った(日本教育心理学会第51回総会で発表)。その結果、カブトムシやテントウムシ、クワガタなどの甲虫目だけで33%を占め、現代大学生の昆虫概念の中核は大型甲虫であることがわかる。興味深いのは、「昆虫以外」という項目であり、クモやムカデ、ダンゴムシ、時にはトカゲやカエルなどの名前があがっていた。日本語の「虫」は、昆虫のみならず「地を這うもの」という意味で、人間、鳥獣、魚貝以外の動物一般を指す場合がある。本研究の結果も現代大学生が幅広い概念で虫イメージを形成していることを示している。幼児を対象にとした同様の調査(藤崎,2007)と比較すると、大学生はより詳しく種名を記入する傾向はあるが、彼らが持つ虫概念の中核にある虫への認識は幼児期にほぼ出揃っているといえるだろう。(2)子どもたちの虫に対する言葉かけの分析:幼稚園で行われている虫遊びの実態を観察し、その中で子どもたちがどのように虫に対して言葉をかけているのかを分析した。さらに、そのデータをウサギやロボットなどに対する子どもたちの言葉かけと比較検討した結果、虫という存在がもっ特異性が浮き上がってきた。その結果をもとに、人間とは全く異なる論理で生きている虫の視点を通して、見慣れた世界を新鮮な驚きでもって見つめることができることの意味を議論した(科学基礎論学会総会、日本心理学会74回大会で発表)。(3)理論的まとめ:虫をめぐる子どもたちの諸活動の分析や質問紙調査の結果をまとめて、虫という存在が人間の育ちにもたらす意味を考察した。特に、「生きている」「死んでいる」ということを中心とした命のまなびについて議論を行った(公開講座フェスタにて発表)。
覚醒剤投与におけるラット心筋のミオシンアイソザイムの変化について

雄wisterーKYラット4週令を購入し、1週間予備飼育の後、メタンフェタミン(MA)を体重1Kg当り1mg1日1回、1週間に6回皮下注射にて投与した。対照群として同量の生理食塩水を投与した。実験は投与期間を8週間、12週間の2群に分け行った。なお、1群は89匹で構成した。ネンブタ-ル麻酔下に心摘出後、心重量を測定し、組織学的検索あるいはミオシンアイソザイムやATPase活性測定の試料とした。各群の体重、心重量並びに心体重比はMA群と生食群の間に有意差は認められなかった。組織学的検索:生食群は全体にほとんど心病変が認められなかったのに対し、両MA群において肥大、線維化、心筋の錯綜配列、コントラクションバンド、筋融解などの心病変が認められた。ミオシンアイソザイム:両群において、生食群に比べMA群は、V1の減少とV3の増加の傾向を示したが、統計学的に有意差は認められなかった。アクトミオシンのMg^<2+>ーATPaseは0.1μM及び10μM遊離カルシウム存在下で測定した。0.1μMカルシウム存在下での活性は8週間のMA群と生食群の間に差がなく、12週間のMA群が生食群に比べ有意に高い値を示した。10μMカルシウム存在下の活性は、8、12週間のMA群と生食群に有意な差は認められなかった。また、Mg^<2+>ーATPaseの活性のカルシウム感受性(10μMCa^<2+>の活性値/0.1μMCa^<2+>の活性値)は、12週間のMA群で有意に減少した。またこれらのアクトミオシンのSDSーPAGE電気泳動のパタ-ンには大なる差が認められなかった。これらの結果は、MA投与により生じる心病変の進展とその心毒性における心筋代謝の適応もしくは病態生理学的に重要であるかもしれないと考える。慢性覚醒剤中毒者に認められる肥大・錯綜配列などの心病変の病因機序の解明の一つとして心筋ミオシンアイソザイムに注目し、ラットを用いて検討した。オス4週令Wister系ラットを購入し、1週間予備飼育の後実験に用いた。メタンフェタミンは体重当り1mg/kg、1日1回4週間(1週間に6回)皮下注射により投与した。生理食塩水のみを投与したものを対照とした。最終投与から2日後にネンブタ-ル麻酔下に心摘出し、心筋100150mgを細片にし、10倍量の抽出用バッファ-(100mM Na_4P_2O_5、5mMEGTA、2mM2-mercaptoetanal,pH8.8)中でホモジネ-トした後、48000g、3hr超遠心分離し、上清に同量のグリセロ-ルを加え試料とした。ミオシンアイソザイムの分離は、Hohらの方法に準じ、ピロリン酸バッファ-によるポリアクリルアミドディスク電気泳動法により行った。泳動後ゲルはCoomassie BrilliantBlueで染色し脱色後観察した。又、心筋の一部は光顕用試料として固定、包埋し、HE染色を行い組織学的に検討した。その結果、覚醒剤投与群と対照群のミオシンアイソザイムは、いずれもVI優勢を示し、両群に明らかな差は認められなかった。しかし、ミオシンATPase活性は覚醒剤投与群がわずかに高値を示した。

そこでオス20週令WisterKY系を購入し、同様の実験を行い、アイソザイムパタ-ンをデンシドメトリ-で検出した。覚醒剤投与群はV1:59.33±4.16、V2:21.58±1.27、V3:18.9±2.90、対照群は各々55.32±6.33、V2:21.8±1.88、V3:22.76±5.44(%)であり、覚醒剤投与群は、対照群に比し、V1が増加しV3が減少する傾向を示した。又光顕による組織検査では、4週令Wister、20週令WisterKY系ラット覚醒剤投与群において、肥大、錯綜配列などの心病変が認められたものの20週令WisterKY系の方がその病変が軽度であった。今後、覚醒剤投与期間や週令を変化させ、更に検討する必要があると思われる。今年度は、雄WisterーKYラット4週令を購入し、1週間予備飼育の後、メタンフェタミン(MA)を体重1kg当り1mg1日1回、1週間に6回皮下注射にて投与した。対照群として同量の生理食塩水を投与した。実験はMA投与期間を6週間、8週間、10週間の3群に分け、各群に対照群を作成した。なお1群は49匹で構成した。ネナブタ-ル麻酔下に心摘出し、組織学的検索、ミオシンアイソザイム、ATPase活性を測定するための試料とした。各群の体重、心重量並びに心体重比はMA群と生食群の有意差は認めなかった。組織学的検索:6週間MA群では、中等度の肥大、筋融解、好酸性変性、細胞浸潤の他、コントラクションバンド壊死、空胞変性が認められた。8週間MA群では、肥大の程度は強くなる一方、筋構成蛋白の粗鬆化が強く認められ、6週間MA群で見られた心病変が全体的に強く存在し、一部心筋の錯綜配列が見られた。10週間MA群では、肥大した細胞は少なくなり、むしろ萎縮傾向が見られるようになり、こられ肥大、萎縮した心筋細胞が錯綜した像が所々に見られるようになってきた。また、筋融解やコントラクションバンド壊死、空胞変性などが一段と増強する傾向が見られたが、明らかな線維化は認められなかった。このような心病変は心室全体にわたり見られたが、中隔と左室との接合部に多く認められる傾向があった。ミオシンアイソザイムについては、現在の段階でMA群と生食群の大なる差は認められていない。又、10週群のMA群、生食群の心室筋よりアクトミオシンを調節し、Mg^<2+>ATPase活性を、10μM及び0.1μM遊離カルシウム存在下で測定した。0.1μMカルシウムの存在下の活性は、MA群と生食群に差は認められず、10μMカルシウム存在下の活性は、MA群が生食群に比し、低下する傾向が認められたものの有意差は認められていない。
グアニル酸シクラーゼファミリー遺伝子発現の発達に伴う変動

可溶性グアニル酸シクラーゼ及び心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)受容体のグアニル酸シクラーゼ活性はともに、ラットの生後発達に伴って腎・肺等で増加するが、酵素活性の変化が遺伝子発現の変化によるかどうかを知る目的で実験を行ない、以下の結果を得た。1.可溶性グアニル酸シクラーゼ活性変動の再検討。臓器ホモジェネート中のヘモグロビンが酵素活性を阻害することがわかったので、ホモジェネートをセファデックスG100カラムに通し、ヘモグロビンを除いて酵素活性を測定した。肺ホモジェネートでは発達に伴ない可溶性グアニル酸シクラーゼ活性が増加したが、腎、脳では発達による変動はないことがわかった。2.可溶性グアニル酸シクラーゼalpha1サブユニット(GCSalpha1)cDNAをプローブとするノーザンハイブリダゼージョンによりラット肺のmRNA量を測定したが、GCSalpha1mRNA量が少ないためノーザンブロットでは検出できなかった。他の高感度測定法たとえばsolution hybridizaitionによる測定を検討中である。3.ANP受容体mRNA量の定量。供与されたウシANP受容体cDNAプローブを用いたノーザンブロットでは、ANP受容体mRNAは検出できなかった。そこで供与されたラットANP_A受容体、ANP_B受容体のcRNAを用い、solution hybridizationによりラット肺のANP受容体mRNA量を定量する系を確立した。現在発達に伴う肺・腎における変化を測定中である。
新しい都市環境形成のための農地の緑地的価値と都市農業の役割に関する研究

都市農業を我々は以下の三つの視点から捉え,都市農家は"農のある街づくり"の担い手として,都市社会の中で不可欠な存在であることを明らかにした.(1)農業生産からの視点,(2)都市環境整備からの視点,(3)都市農家の土地所有構造からの視点である.(1)については,軟弱野菜経営を典型とする高収益経営が市街地に立地していること.また,都市生活に重要な位置をもつことなど,従来にも増してその役割が期待されていることを明きらかにした.(2)については,都市農地の緑地空間などの非農業生産的機能に着目したものであり自然環境保全機能,アメニティ維持機能である.本来,都市農地や丘陵地・平地林がもっていたそのような機能が無秩序な宅地化によって破壊され,都市における水害や土砂崩壊などの環境問題が発生していることを指摘した.(3)については,従来見落されてきた視点である.都市農業の担い手である都市農家は,農地の所有者であるだけでなくアパート・貸家などの不動産経営者でもある.大都市の農家は戦前から戦後,とくに昭和40年代半ばにおいて農地と宅地の多面的土地経営構造を確立している.都市農家は民間借家の建築,供給を通して都市の一翼を担ってきたといえるのである.ちなみに,昭和50年の経営で,民営借家のうちどのくらいが農家によって供給されているかという点についての我々の試算結果では,全国段階で37%,三鷹市29%,仙台市23%などの数字が得られている.このような農家の多面的土地利用構造を都市社会の中でどのように計画的かつ合理的に評価・位置づけていくかが,これから各地でとりくまれるであろう"農のある街づくり"の課題である.都市農業を我々は以下の三つの視点から捉え,都市農家は"農のある街づくり"の担い手として,都市社会の中で不可欠な存在であることを明らかにした.(1)農業生産からの視点,(2)都市環境整備からの視点,(3)都市農家の土地所有構造からの視点である.(1)については,軟弱野菜経営を典型とする高収益経営が市街地に立地していること.また,都市生活に重要な位置をもつことなど,従来にも増してその役割が期待されていることを明きらかにした.(2)については,都市農地の緑地空間などの非農業生産的機能に着目したものであり自然環境保全機能,アメニティ維持機能である.本来,都市農地や丘陵地・平地林がもっていたそのような機能が無秩序な宅地化によって破壊され,都市における水害や土砂崩壊などの環境問題が発生していることを指摘した.(3)については,従来見落されてきた視点である.都市農業の担い手である都市農家は,農地の所有者であるだけでなくアパート・貸家などの不動産経営者でもある.大都市の農家は戦前から戦後,とくに昭和40年代半ばにおいて農地と宅地の多面的土地経営構造を確立している.都市農家は民間借家の建築,供給を通して都市の一翼を担ってきたといえるのである.ちなみに,昭和50年の経営で,民営借家のうちどのくらいが農家によって供給されているかという点についての我々の試算結果では,全国段階で37%,三鷹市29%,仙台市23%などの数字が得られている.このような農家の多面的土地利用構造を都市社会の中でどのように計画的かつ合理的に評価・位置づけていくかが,これから各地でとりくまれるであろう"農のある街づくり"の課題である.
温暖化環境下における中間温帯林の炭素循環・収支の動態予測

近年、地球温暖化が心配されているが、温暖化に伴う現在の森林生態系の地理的分布、更新速度・パターン及び生産力、構造や現存量などの動態予測に必要なデータは不足している。そこで、今後100年間で気温が2-4°C上昇すると仮定し、中間温帯域である中国山地から暖温帯域の瀬戸内沿岸部にかけて、温度環境が異なり現在人為的攪乱を受けていないコナラ林三林分を対象とし、植生構造、及び現存量や土壌炭素循環などの機能量などを各林分ぶ現状を把握するとともに、その温度環境の違いによる差異の比較考察を行い、温暖化環境下におけるコナラ林の動態予測を試みた。現在中国山地の北限のコナラ林には他の調査地にはない冷温帯に生育する樹種が存在するが、温暖化によって生存できなくなる可能性がある。また今後も攪乱を受けない場合、コナラ林は維持されず、植生構造の大きな変化が予想された。また、土壌呼吸量は気温の上昇に伴い増加すると予測されたが、現存量や水分条件とも密接な関係があり、温暖化が起こると複雑な相互作用が働くと思われた。その結果、気温の上昇によって植生構造が大きく変化することが示唆され、今後も攪乱を受けない場合、中国山地のコナラ林は維持されず、新しい樹種も侵入しにくいため、ソヨゴなどの低木林に変化する可能性が推察された。さらに、北限に位置する吉和村のコナラ林を例に、現環境下での光合成特性、生産力特性やその生産力を定量的に評価し、温暖化環境下での炭素収支の予測を試みた。その結果、このコナラ林の総生産、純生産、呼吸速度はそれぞれ、18.0、4.6、13.4 tC/ha・yrと推定され、野外で得られた光合成や分解過程の温度依存性を考慮した場合、上記のような植生の動態の下では、温暖化環境の進展によって、この森林が大気中のCO2の吸収体から放出体になる可能性が指摘された。日本の冷温帯から暖温帯にかけて広く分布しているコナラ林は、現在人為的撹乱が減少し成長を続けているが、萌芽再生能力が低下していると思われ、これらの二次林の維持・管理が問題となっている。そこで、コナラ林成立の上限に近いと思われる、中国山地のコナラ林において、予測されている温暖化環境下での植生、生産力、機能量の動態予測を将来的目標とし、温度環境の異なるコナラ林三林分を対象に、それぞれの植生構造、及び現存量や物質循環量を明らかにすることによって、温度環境の違いによる差異の比較考察を行った。調査地はいずれも広島県内であり、吉和村のコナラ林(調査地A:標高700m,林齢6070年)、三次市のコナラ林(調査地B:標高300m,林齢60年前後)、竹原市のコナラ林(調査地C:標高70m,林齢40年前後)の中間温帯域から暖温帯域にかけて、異なる温度環境に生育する、現在人為的撹乱を受けていないコナラ三林分とした。この各調査区において、毎木調査による種組成、構造、現存量の推定や、実生の追跡調査、気温・地表温度、土壌含水率の測定を行い、現境境下での各林分の現状把握、また差異の比較を行った。3調査区とも最上層はコナラが占めているが、調査区Aではクリ、ミズナラが、調査区B、Cではアベマキが加わって構成されていた。

調査区Aには冷温帯で生育するといわれるミズナラ、コハウチワカエデ、サワシバなどが存在し、調査区Cではアラカシ、ナワシログミ、ネズミモチといった暖温帯に生育する常緑樹やナラガシワがあらわれる。これらの分布の違いは、各調査区の温度環境の差によるところが大きいと思われる。調査区Aのコナラ、ミズナラ、調査区Bのコナラ、アベマキは現在高木層を形成しているが、低木層にはみられず実生もわずかであることから、このまま撹乱を受けなければ将来的に衰退していく可能性がある。温暖化環境下における森林生態系の動態予測は、土壌呼吸など分解過程の面と共に、生産力の動態に関する研究も大切である。昨年度に引き続き、温暖化の影響を受けやすいと思われる温度下限(北限)に位置する中国山地のコナラ林を調査地とし土壌炭素循環の調査とともに、光環境と光合成特性の関連性をはじめとする生産力動態予測の調査を実施した。光強度と光合成速度は、林外、林縁、林内いずれも非常に高い相関を示した。光合成有効日射量がもっとも大きい林外では、光飽和点、飽和光合成速度が最も高かったが、その反面呼吸速度も高く、結果、光補償点も高くなっていた。同じ種でも、明るさの違う光環境においてそれぞれ生産を有利に展開できるよう、光合成特性の異なる葉をつけていることが裏付けられた。光量子計で層別に20分毎に測定された日射量及び葉面積から9月11月の秋期の純光合成量の試算を行った。その結果、測定期間が9月中旬から10月と秋期であったため、高層部では純光合成量が1.52tC/haと大きくプラスになったものの、下層部では夜の呼吸による消費が大きく、合計がマイナスとなり、全体としては1.35tC/haとなった。下層部の消費が生産を上回っているのは、この時期は、葉がでそろっており下層まで光が届きにくい上に日照時間が短く、太陽高度が低いため、日中に生産が稼げないことが考えられる。光合成速度や光の入射角度の日変化、季節変化を考慮し通年測定ができれば、年間の総光合成量の概算ができ、非同化部分の呼吸による消費の解析を組み合わせることで、定義式に沿った純生産のシミュレートが可能であろう。高CO2・高温度環境下での樹木の光合成などの生理活性に関する研究が盛んに行われつつあるが、野外の林分を対象にした研究は極めて少ない。さらに、現環境下でのこの種の研究報告も依然として限られており、今後温暖化環境下での森林生態系における炭素循環・収支を予測する上で大きな障害となっている。そこで、わが国の温帯林の一つで、温暖化の影響を受けやすいと思われるコナラ林を例に、現環境下での光合成特性、生産力特性について昨年度に引き続き調査した。調査地は広島県吉和村の約60年生コナラ林とそれに隣接する伐採跡地である。立地は標高700mの南西向き緩斜面で母岩は玄武質溶岩で、この地域の年平均気温は11.5°Cで、年降水量は約2,200mmである。光合成速度の測定は携帯型光合成蒸散測定装置(Ll-6400)を使用し、1998年9月と1999年7月に、伐採跡地でのコナラ葉(陽葉)、林縁部の中間葉、及び林床の陰葉の光-光合成曲線、蒸散速度を求めた。さらに、光量子センサーをポールを用いて、林冠表面(高さ23m)から8、14、12、19.5mにそれぞれ設置し、通年、20分間隔で有効日射量を記録した。さらに、年間落葉量(小川ら1997)と比葉面積からコナラ林の葉面積比(m^2/m^2)を求めた。落葉期(11月5月)を除いた、群落全体の光減衰係数は0.78と推定されたが、ブナ林(0.65)やコジイ林(0.50)(依田1971)と比較して大きい。上層(陽葉)、中層、下層(陰葉)のコナラ葉の光-光合成曲線において、光補償点は陽葉(34μmolquanta/m^2・s)→中間葉(23)→陰葉(8.4)と、また光飽和光合成速度も順に14mmolCO_2/m^2・s→6.4→2.5と低下した。これに対応して気孔コンダクタンスも減少した。
二成分不溶性混合冷媒による蒸発器の高性能化

中低位熱エネルギーの有効な利用には、ランキンサイクルによる発電とヒートポンプによる昇温技術が有力な候補であり、その際、低沸点の炭化水素類やフロン類などの有機物質が作動流体となる。しかし、これらの冷媒は、外部熱源温度と蒸発あるいは凝縮温度との差が大きく、成績係数も小さくなる欠点を有する。そこで、既存の有機系冷媒に水のように優れた物性をもつ無機物質を混ぜた不溶性混合冷媒の利用により、熱損失を小さくしてサイクル効率を向上させ得ることが考えられる。代表者らはこれまで,凝縮熱交換器を対象に二成分不溶性混合冷媒の凝縮伝熱特性の詳細を、装置形状ならびに操作条件の最適化を含めて明らかにしてきた。本研究は、不溶性混合冷媒による蒸発熱交換器の高性能化を目的に、二成層プール液中に置かれた水平単一加熱円管および管群を対象に沸騰伝熱特性について理論的・実験的に追究し、以下の成果を得た。1.非共沸系を含む混合冷媒のサイクル性能について比較検討され,不溶性混合冷媒の有効性が明らかにされた。2.低沸点高密度のパーフロロカーボン(PFC)と高沸点低密度の水系を用い,水とPFCの上下二層からなる成層プール液体中に置かれた水平単一加熱管による沸騰伝熱実験を行い、不溶性混合冷媒の沸騰曲線ならびに伝熱機構が明らかにされた。3.沸騰熱伝達に及ぼす伝熱管配置および分離液層の液位影響について,理論的・実験的に明らかにされた。4.管群(上下1列2段管)による実験を行い,管群効果を含めた伝熱特性が明らかにされた。5.装置形状に対する伝熱管過熱度,液位などの操作条件の最適化が追究され,蒸発熱交換器の高性能化の基礎データを得た。
慢性C型肝炎を対象とした新規核酸医薬治療法の開発

本研究では核酸による慢性C型肝炎の治療を実現するため、HCVの排除と線維化の治療を目的とした新規の核酸医薬とDDSの開発を目指した。改変型エクソソーム産生細胞を樹立するために、HCVのエンベロープ発現ベクターおよび、パッケージングベクターを作製した。本研究で樹立した改変型エクソソームは、肝細胞へ効率よく医薬を送達するためのDDSとして慢性C型肝炎の治療をはじめ幅広く応用出来る可能性がある。また改変型エクソソームに効率よく核酸医薬を封入するパッケージングシステムは、核酸医薬の実現化を推進することが期待される。慢性C型肝炎では線維化の進行により肝硬変から高頻度で肝がんを発症する。線維化の進行は肝がんの発症率と相関することから発がんの防止には、C型肝炎ウイルス(HCV)の完全な排除と、線維化の有効な制御方法の開発が必須である。これまでに肝炎の治療に対して数多くの核酸医薬の研究が行われているが、未だ実現化には至っていない。これらの問題点は核酸医薬を肝細胞へ効率良く送達するドラッグデリバリーシステム(DDS)にある。そこで、核酸による慢性C型肝炎の治療を実現するため、本研究ではHCVの排除と慢性肝炎に伴う線維化の治療を目的とした新規の核酸医薬とDDSの開発を目指した。初めに、HCVのエンベロープを基礎にした改変型エクソソーム産生細胞を樹立するために、HCVのエンベロープ発現ベクターの作製を行った。HCVの全長DNAより、HCVのエンベロープを構成する5`側のCore, E1, E2, P7, NS2領域をサブクローニングし、エンベロープベクターを作製した。エンベロープベクターは、肝癌細胞株Huh-7およびヒト胎児腎細胞HEK293に導入し、HCVエンベロープを恒常的に発現する細胞株の樹立を試みた。結果、Huh-7細胞と比較して、HEK293細胞で強いエンベロープタンパク質の発現を確認した。また、HCVの全長DNAより、HCVの複製を担う分子およびパッケージングシグナルを有する3'側のNS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5B領域をサブクローニングし、パッケージングベクターを作製した。以上の実験から、改変型エクソソーム発現HEK293細胞の樹立および、核酸医薬を改変型エクソソームに内包するためのパッケージングベクターの作製に成功した。本研究では核酸による慢性C型肝炎の治療を実現するため、HCVの排除と慢性肝炎に伴う線維化の治療を目的とした新規の核酸医薬とDDSの開発を目指した。本研究で樹立した改変型エクソソームは、肝細胞へ効率よく医薬を送達するためのDDSとして慢性C型肝炎の治療をはじめ幅広く応用出来る可能性があり、また改変型エクソソームに効率よく核酸医薬を封入するパッケージングシステムは、核酸医薬の実現化を推進することが期待される。分子病理学HCVエンベロープベクターを作製し、HCVエンベロープを恒常的に発現する細胞株の樹立に成功した。また、パッケージングベクターの作製も完了している。また本年度予定している、四塩化炭素の連続投与による肝線維化モデルマウスの樹立に成功しており、肝繊維化のin vivo評価系が既に確立できている。従って、ほぼ当初の予定通りに進行している。今後は、作製したパッケージングベクターにリボザイム誘導性shRNAクラスターを組み込み、エンベロープを恒常的に発現するHEK293細胞へ導入することを行う。放出されるHCVエンベロープにリボザイム誘導性shRNAクラスターが内包されること、および各々のshRNAが機能的に切り出されることの確認を行う。

In vitroにおいてshRNA内包改変型リポソームの機能を確認でき次第、肝繊維化およびHCV感染モデルマウスを用いて、症状の抑制効果を評価する。前年度は、当初の計画通りに試薬およびシークエンス受託解析、学会出張費等で助成金の約半分を使用した。従って次年度で残りの約半分を使用する予定である。次年度も計画通りに、試薬およびシークエンス受託解析、学会出張費等で助成金の約半分を使用する予定である。
幇助犯の成立要件の明確化―不作為による幇助事例を題材に

不作為による幇助の因果性は、犯罪阻止可能性が少ない場合にも肯定されるという前年度の研究実績を前提に、保障人に義務付けられる作為義務の内容に関して考察を行った。因果関係が認められる行為が作為義務の内容とするならば、犯罪阻止可能性が少ない行為も作為義務の内容となる。結果として、犯罪を阻止し得るあらゆる行為が義務付けられることになり、保障人にとって、不当な結論が導きだされる可能性がある。そこで、逆に、幇助者に、正犯の場合以上の負担を課すことは妥当ではないという考慮を働かせるとすれば、正犯と同様の作為義務の内容が課されることになる。しかし、多くの裁判例は、作為義務の内容をそのように高度のものに限定しておらず、犯罪の実現を防止することが可能な行為、あるいは、犯罪の実現を困難にすることが可能な行為を作為義務の内容としているし、作為義務の内容を、そのように高度のもののみに限定することにも疑問がある。不作為による幇助の成立要件を、作為による幇助の場合とパラレルに考えるべきである。そこで、改めて不作為による幇助の成立要件を考察すると、これまで具体化が十分とはいえなかった幇助行為性の要件を精査することで、作為義務の内容を具体化すべきだと考えられる。最近の裁判例を分析すると、直接的で効果的な措置の不履行を問題としている裁判例が見受けられた。因果関係が認められる行為の中から、作為義務の対象となる行為が選別されているのであるとすれば、これは、不作為による幇助の成立要件のうちの幇助行為性の判断のレベルの問題である。そして、犯罪阻止の可能性が低い行為については、不作為による幇助行為性が否定されるのであれば、適切な処罰範囲を確保し得るといえると結論づけた。幇助の成立要件を再構築し、幇助犯の適切な処罰範囲を確保することを目的として、当該年度は、不作為による幇助の因果関係の内容の解明に取り組んだ。具体的には、わが国やドイツ判例を題材に、不作為による幇助の因果関係の内容を、作為による幇助と対応させて理解すべきなのか否かを検討した。我が国の判例は、不作為による幇助については、作為による幇助と同様、犯罪を容易にした場合に認められるとされている(犯罪阻止を可能にした場合に因果関係が認められるとするものもある)。我が国の判例は、不作為による幇助については、作為の幇助の因果関係と対応関係にあると解する立場といえる。一方、作為の幇助の因果関係と異なって、因果関係の内容をより厳格に解釈するものは、ほとんど見られない。ドイツにおいても、判例は、繰り返し、不作為による幇助の因果関係は、作為による幇助と同様に把握するとの立場を示している。ドイツや我が国の学説の中には、処罰範囲の不当な拡大を指摘して、判例の立場を批判するものも見受けられるが、判例は、不作為の保証人が、結果阻止可能性を全くもっていない場合にまで、不作為による幇助の因果関係を認めるわけではない。判例が保証人に全く無意味な行為を義務付けているとの批判は、必ずしも当たらない。「不作為によって犯罪を容易にした」場合(犯罪阻止可能性ある場合)に、因果関係が認められるとする判例の立場は支持に値するといえる。当該年度では、不作為による幇助の因果関係の内容を明らかにすることを予定していたが、おおむね順調に進めることができたといえる。当該年度では、ドイツ文献・判例収集を行い、我が国の公刊物未登載判例を閲覧する機会も得た。これらの有益な資料分析をもとに、研究結果を得ることができた(投稿済みの論文として、「不作為による幇助の処罰範囲の限定についてー児童虐待不阻止事例を題材に」信州大学経法論集2号掲載確定)前年度の研究実績(犯罪阻止可能性ある場合には不作為による幇助の因果関係が認められるといえる)を前提に、不作為による幇助の因果関係が認められる範囲について、次のような考察を行った。不作為による幇助は、作為による幇助と対応関係にあると考えられるところ、作為による幇助については、犯罪を容易にした効果が比較的小さい場合にも、因果関係を認められている。不作為による幇助についても、阻止可能の少ないが、それが行われるならば阻止し得たといえるならば、因果関係が認められることになるといえる。このように不作為による幇助の因果関係の範囲を明らかにすることにより、因果的解決が可能である事例と、因果関係とは別の要件の精査が必要な事例を区分することが容易になるという意義がある。さらに、上記の考察を前提に、犯罪阻止可能性のある場合に、因果関係が認められるとする場合には、作為義務の内容はいかなるものになるのかについても考察した。実際の裁判例を検討したところ、作為義務の対象とされているのは、犯罪阻止可能性の比較的高いものが多く、阻止可能性のあるあらゆる行為が、義務の対象として列挙されているわけではない。また、裁判例の中には、犯罪を阻止する可能性のある行為の中から、作為義務の対象となる行為を選別するというアプローチをするものもあることを明らかにした。

この犯罪を阻止する可能性のある行為の中から、作為義務の対象となる行為を選別するというアプローチは、幇助行為(保証人の作為義務違反行為)を選別するアプローチといえ、因果的アプローチとは別個の視点によるものと整理できる。このような整理は、幇助行為性概念具体化の手がかりになるという意味で、重要と思われる。当該年度では、不作為による幇助の因果関係の範囲を明らかにすることを予定していたが、おおむね順調に進めることができたといえる。これにより、因果的解決が可能である事例と、因果関係とは別の要件の精査が必要な事例を区分することが容易になり、平成30年度に予定していた研究を順調に進めることができる見込みである。不作為による幇助の因果性は、犯罪阻止可能性が少ない場合にも肯定されるという前年度の研究実績を前提に、保障人に義務付けられる作為義務の内容に関して考察を行った。因果関係が認められる行為が作為義務の内容とするならば、犯罪阻止可能性が少ない行為も作為義務の内容となる。結果として、犯罪を阻止し得るあらゆる行為が義務付けられることになり、保障人にとって、不当な結論が導きだされる可能性がある。そこで、逆に、幇助者に、正犯の場合以上の負担を課すことは妥当ではないという考慮を働かせるとすれば、正犯と同様の作為義務の内容が課されることになる。しかし、多くの裁判例は、作為義務の内容をそのように高度のものに限定しておらず、犯罪の実現を防止することが可能な行為、あるいは、犯罪の実現を困難にすることが可能な行為を作為義務の内容としているし、作為義務の内容を、そのように高度のもののみに限定することにも疑問がある。不作為による幇助の成立要件を、作為による幇助の場合とパラレルに考えるべきである。そこで、改めて不作為による幇助の成立要件を考察すると、これまで具体化が十分とはいえなかった幇助行為性の要件を精査することで、作為義務の内容を具体化すべきだと考えられる。最近の裁判例を分析すると、直接的で効果的な措置の不履行を問題としている裁判例が見受けられた。因果関係が認められる行為の中から、作為義務の対象となる行為が選別されているのであるとすれば、これは、不作為による幇助の成立要件のうちの幇助行為性の判断のレベルの問題である。そして、犯罪阻止の可能性が低い行為については、不作為による幇助行為性が否定されるのであれば、適切な処罰範囲を確保し得るといえると結論づけた。不作為による幇助の因果関係は、不行為により、犯罪を容易にした場合に認められるとの結論を前提に、因果関係が認められる範囲を明らかにする予定である。判例上、不作為による幇助の因果関係が認められる範囲は必ずしも明確ではないため、手掛かりを得るために、我が国やドイツの、作為による幇助の因果関係の範囲に関する裁判例・学説も検討する。今後は、因果関係とは別の要件、すなわち幇助行為性概念を具体化することにより処罰範囲を限定し得ることを示す予定である。近年の作為による幇助犯の幇助行為性の限定的解釈をめぐる議論を参照することは、不作為による幇助の幇助行為性の具体化に資すると思われる。また、作為義務の対象となる行為を選別するというアプローチをとったといえる横浜地判平成23年9月22日も精査し、幇助行為性概念の具体化の手がかりとする。さらに、不作為による幇助に関するドイツの判例・学説を参照しつつ、検討を進める予定である。当初計画していた研究書の購入が遅れたため。購入予定の研究書の納品が間に合わなかったため、次年度使用額が生じた。平成30年度請求額と合わせて、研究書の購入費にあてる予定である。平成29年度請求額とあわせて、予定していた研究書を購入する予定。
プロタミンの簡便な免疫検出法の開発とその法医学的精液検査での活用に関する研究

1研究の目的性犯罪の現場に遺留された精液の法医学的証明は、犯罪事実の立証上重要な意味を持つ。現在、精液の直接的な指標となる精子の同定は専ら顕微鏡検査により行われているが、同検査は作業負担が大きいうえ、微量の試料や体細胞が多数混在する試料等では精子の探索が困難なこともある。そこで、本研究では、顕微鏡を使わずに精子を簡便に同定しうる手法の確立を目的として、精子特異的な核タンパク質であり、個人識別の重要な因子であるDNAと強固に結合しているプロタミン(Protamine : PRM)を指標とする免疫検出法の開発を行った。2研究方法健康成人男性由来の精子及び口腔内細胞から、市販のRIPAバッファー又はDNA結合タンパク質抽出キットでタンパク質を抽出し(以下それぞれ「RIPA法」と「キット法」という。)、抽出成分に対する抗PRM1抗体(Hup1M、Briarpatch Biosciences社製)及び抗PRM2抗体(Hup2B、同上)の反応性をドットプロット法(検出は、酵素標識二次抗体を用いた発色検出)により評価した。なお、本研究は、日本法科学技術学会ヒトゲノム・遺伝子解析研究倫理審査委員会の承認を得て実施した。3研究成果RIPA法では1.0×10^5個(精子濃度1.0×10^8個/mlの精液ならば1.0μl相当)、キット法では1.0×10^4個(同1.0×10^<-1>μl相当)の精子から調製した抽出試料において、抽出成分と各抗体(Hup1M及びHup2B)の結合を検出することができた。一方、RIPA法又はキット法により口腔内細胞1.0×10^5個から調製した抽出試料では、酵素標識二次抗体を用いた発色検出において、抽出成分に起因する非特異的反応を示唆する結果が得られたことから、精子と体細胞が混在する試料を扱うためには、検出系の改善が必要であると考えられた。
SCIDマウスを用いたヒト気道アレルギー性炎症モデル作成とその病態解析:喘息治療への応用

上皮内T細胞(IEL)は粘膜免疫において重要な役割を果たし、中でも消化管上皮内T細胞(i-IEL)は、その発生起源、T細胞受容体、表面抗原をはじめ様々な点で末梢血T細胞と異なる性質を持つ独特なサブセットであることが知られている。ヒト気管支に存在する気管支上皮内T細胞の検討するため、機能的T、B細胞を欠くC.B-17 SCIDマウスに移植したヒト気管支xenograftにおけるT細胞の動態を検討した。肺癌患者の摘出肺から得られたヒト気管支組織をSCIDマウス皮下に移植し、様々な期間(7-174日)を経た後に回収し、免疫組織染色にてCD3、CD4、CD8陽性細胞につき検討した。xenograftの粘膜固有層中のCD3陽性細胞は、移植後最初の1ヶ月で有意に減少し、5ヶ月以上を経過したxenograftではほとんど認められなかった。それに対しb-IEL数は、5ヶ月以上にわたり、移植を行わないものと比較し変化がなかった。正常ヒト気管支においては、CD4陽性のb-IELは、CD8陽性のものより有意に少なかった。しかし、xenograftにおけるCD4/8比の平均は正常のものより有意に高かった。b-IELの99.5%は、ab-TCRを発現しており、35.8%はIEL特異的なaeb7 integrinを発現していた。気管支上皮細胞には、i-IELの分化、増殖に関わっているといわれるIL-7、SCF、ICAM-1及びHLA-DRの発現が認められた。以上の結果から、このモデルにおいて、b-IELが長期生存しうる特異的サブセットであることが確認された。ヒト気管支上皮細胞は、IL-7、SCF、ICAM-1及びHLA-DRを発現しこれらのb-IELを維持している可能性が示唆された。次に、このSCIDマウスに移植したヒト気管支xenograftのシステムを利用してアレルギー反応におけるリンパ球の動態を検討するために、気管支組織を移植したSCIDマウスにダニ抗原に対するIgE RAST高値の喘息患者および健常者の末梢血単核球の末梢血単核球を分離して腹腔し移植し、移植気管支へのリンパ球の移行性を検討した。その結果、喘息患者の末梢血単核球を移植した群は、気道へのCD3の移行性が健常者の末梢血単核球を移植した群と比較して有意に高いことが認められた。この事実は、喘息患者のTリンパ球が気道組織に親和性が高い機能を持つものとして重要と考えられる。肺癌による手術にて得られた肉眼的に正常な気管支組織をSCIDマウスの皮下に移植した結果、ヒト気管支がSCIDマウスの皮下に生着し、その気管支組織の血管がヒトの血管内皮の性状を保ち、かつ、そこに血流が存在することを確認した。また、TNF-αにて移植気管支組織を刺激すると血管内皮に接着分子が発現した。

さらに、蛍光色素をつけたヒト好中球をSCIDマウスに輸血してTNF-αを移植気管支組織に投与すると蛍光色素をもつヒト好中球が遊走することを確認した。この組織では、ヒトの肥満細胞が生存し続けることを発見した。すなわち、移植気管支組織の肥満細胞数は軽度の低下を認めるも、以後、徐々に増加し、移植時の細胞数に戻ってくることが確認された。しかも、この細胞はヒト型tryptaseを示すことより、ヒト気管支に存在した肥満細胞であることが確認できた。今後、ダニ抗原に対するIgERAST高値の喘息患者血清をSCIDマウスに輸注し移植されたヒト気管支組織をを受動免疫して、移植ヒト気管支組織にダニ抗原を加えることによりアレルギー性炎症を誘導できる可能性がでてきた。リンパ球の気管支組織へのホーミングの研究は、現在、移植した気管支に分布するリンパ球の特性を検討中である。移植気管支上皮内にリンパ球がより長期に生存可能であることが認められつつある。このようにヒト気管支組織にてヒトリンパ球が生存できることより、喘息患者とアトピー性皮膚炎患者のリンパ球を輸血し、抗原刺激でヒト気管支に喘息患者のリンパ球が特異的に集積するか否かを抗CLA(cutaneouslymphocyte antigen)抗体を使用し検討する予定である。SCIDマウスに肺癌による手術で得られた気管支組織を移植した後に、移植気管支組織内のリンパ球の動態について検討した。その結果、気管支粘膜固有層のリンパ球は、1ヶ月後から有意に減少し、その後、ほとんど消失した。それに反して、粘膜上皮内のリンパ球数は、有意な変化がなくそのまま維持された。それらのリンパ球はT細胞であり、移植前はCD8細胞がCD4細胞よりも多かった(CD4/CD8=0.6)が、移植後はその関係が逆転した(CD4/CD8=5.2)。気管支粘膜上皮細胞内のリンパ球の維持をつかさどるサイトカインを予測して免疫組織染色をするとIL-7、stem cell factor、ICAM-1、HLA-DRが気管支上皮に発現していることが確認された。このように移植したヒト気管支上皮のみにリンパ球が長期生存しうるには上皮細胞と密接な情報交換をしていることが予測され、何らかの粘膜免疫に重要な役割を担っていると考えられる。次に、気管支組織を移植したSCIDマウスにダニ抗原に対するIgERAST高値の喘息患者および健常者の末梢血単核球の末梢血単核球を分離して腹腔し移植し、移植気管支へのリンパ球の移行性を検討した。その結果、喘息患者の末梢血単核球を移植した群は、有意に気道へのCD3の移行性が高いことが認められた。この事実は、喘息患者のリンパ球が気道組織に親和性が高い機能を持つものとして重要と考えられる。
発達障害児に対する性教育のありかたの検討

研究の背景と目的:特別支援教育が推進されている中、発達障害児への支援は重要な検討課題である。しかし性教育に関しては現在障害の有無に関わらず根強い性教育不要論などから統一性がなく地域格差などがみられる。障害のある子どもの場合、一般的な性行動を誤解することから生じる不適正行動により性被害や性加害の対象にもなりかねない。そこで発達障害児に対してどのような性教育を行うことが有用か検討することを目的とした。方法1:初年度は、障害のある子どもに対する性教育の実態調査を目的とし、その中でも障害のある思春期女子の月経や月経随伴症状に焦点をあて調査を実施した。得られた結果から本年度は保護者の不安について取り上げ分析した。結果1:月経が未発来である子どもをもつ保護者は月経発来のある子どもをもつ保護者に比べ月経に関する内容で不安が有意に高くなっていた。そのため、ピアサポートの場や保護者が不安を表出できるよう学校との連携や地域でのシステムの構築の必要性が示唆された。方法2:初年度から実施している教員の性教育に対する意識に関して、半構成的面接を引き続き実施した。結果2:意識に関連する要因として文化的社会的要因や、コミュニティにより意識格差があることが明らかになった。そのため今後は、特にどのような要因が意識に関連するのかについて、多変量解析するとともに、教員の意識改革の必要性の有無や、現状に即した性教育の方法について検討する必要性が示唆された。特別支援教育が推進されている中で、発達障害児への支援は重要な検討課題である。しかし、性教育に関しては現在障害の有無にかかわらず、根強い性教育の不要論や、地域格差などから性教育体制は統一性が少ない。障害のある子どもの場合、一般的な性行動を誤解したことによっておこる不適切行動から性被害や性加害の対象になりかねないという問題も挙げられ、早急に対応していく必要がある。本研究における初年度の研究計画は、障害のある子どもに対する性教育の実態を明らかにすることを目的とした。その1つとしてまた障害のある思春期女子の月経と月経随伴症状について調査し、障害の程度と月経や月経随伴症状の関連を分析した。方法は、近畿圏のA市特別支援学校4校の通学する女子の保護者に対し質問紙調査を配布した。結果、対象となる保護者205名中134名から回答を得た(有効回答64.5%)。回答者は母親が96.5%であり、思春期女子は療育手帳を97.7%のものが有していた。月経随伴症状を評価する尺度であるMDQでは、障害が重くなるほど主観的な項目である随伴症状は不明となっていた。さらに月経時の対応は8割のものが母親と回答し、障害により随伴症状が困難な中で負担も増強すると考えられた。そのため、一般的に用いられている指標では月経や月経随伴症状の評価は困難であり、疾患や障害を踏まえた指標の開発の必要性が示唆された。同時に、特別支援学校に勤務する教員に対してを半構成的面接調査を行い、性教育への意識調査を実施した。その結果、教師間の意識の差異や学校間での教育方針の差異からの戸惑いが挙げられた。また性教育を行う上で性被害や性加害の防止を特に指導する必要性を訴える教員が多くみられた。初年度は性教育の実態を明らかにすることを目的とし、実態調査を行うこととし、以下の3点について調査を実施してきた。1特別支援学校の教員の性教育に関する意識や認識を調査するため半構成的面接を行った。(平成24年8月から継続中)2我が国の性教育の歴史的変遷や障害のある子どもに対しての課題を諸外国の性教育と比較して文献検討を行い、その内容を紀要論文としてまとめた(平成24年4月平成25年10月)3障害のある思春期女子の月経に焦点を絞り月経や月経随伴症状に関しての実態調査の実施:1調査

方法:質問紙調査、2調査対象・期間:特別支援学校に通学する思春期女子の保護者、計205名。;平成24年7月10月3調査内容:対象の属性(年齢・性別・子どもとの続柄)、子どもの属性(年齢、療育手帳の有無、月経の有無と発来年齢)、月経随伴症状、月経時の対応、保護者の不安、要望など4質問紙調査の結果の整理とまとめ:データ処理と分析(平成24年11月平成25年3月)5今年度の研究成果のまとめ(2から3学会発表予定、1論文投稿予定)初年度に明確になった教員の性教育に対する意識について引き続き検討し、諸外国との比較から、文化的社会的背景に関連した性教育の推進や阻害する要因を探り、我が国の性教育の課題を明らかにする。1学校における性教育の実態や教員の意識について質問紙調査を実施:質問紙の開発のための会議(4月7月)。日本版と英語版、インドネシア語版を作成する。2調査対象:近畿圏の普通校・特別支援学校の教員、発展途上国(インドネシア)の教員3質問紙調査の実施(8月10月)4質問紙調査の結果の整理(10月から2月)5 24年度までの研究成果を学会発表、論文にまとめ投稿消耗品:質問紙調査、文房具(PPCペーパー、封筒、インクなど)国内・海外旅費(打ち合わせ会議、調査依頼への旅費、海外(インドネシア)への旅費、学会発表会、謝金等)その他:通信費(質問紙調査の郵送費:施設間往復)、会議費など
生物における膜面展開挙動の力学的合理性評価とその応用

本研究の目的は,生物の膜面展開挙動を3次元で計測し,その仕組みを定量的に評価することから,力学的に合理的な宇宙膜面構造物の設計法へとつなげることであったが,計測装置の開発・調整に時間がかかり,昆虫の羽化の時期に目的とするデータを取得することができなかった.マッチング成功率が低いことが主な原因だが,時々刻々形状だけでなく位置を変える羽化過程の計測が非常に困難であることが明らかとなった.一方,折り畳んだ紙や開花する花などゆっくりとした挙動を示す計測対象物については3次元形状を取得することができた.また,外部での3次元計測にも対応できるようになった.本年度は,昨年度導入した全周形状計測装置の改良を行い,格子幅と精度の関係を確認するとともに,紙の座屈形状,花の開花,ダイヤカット缶の座屈形状の3次元計測をおこなった.昨年度導入した計測装置は,計測ユニットの配置が悪く,3つの計測装置の測定結果をマッチングする際に失敗が多かったので,計測ユニットの配置を工夫し,マッチングの成功率が格段に上昇した.また,格子幅と精度には正の相関関係があるが,基準面モニタを計測対象として実際に計測し,その関係を定量的に評価した.さらに準静的ではあるが,形状を変化させる膜面状構造物として,紙やダイヤカット缶の座屈前後の3次元形状,花の開花過程の3次元計測を実施した.本研究の目的は,生物の膜面展開挙動を3次元で計測し,その仕組みを定量的に評価することから,力学的に合理的な宇宙膜面構造物の設計法へとつなげることであったが,計測装置の開発・調整に時間がかかり,昆虫の羽化の時期に目的とするデータを取得することができなかった.マッチング成功率が低いことが主な原因だが,時々刻々形状だけでなく位置を変える羽化過程の計測が非常に困難であることが明らかとなった.一方,折り畳んだ紙や開花する花などゆっくりとした挙動を示す計測対象物については3次元形状を取得することができた.また,外部での3次元計測にも対応できるようになった.本研究は,昆虫の羽化を3次元計測装置で計測し,昆虫の羽の展開メカニズムを定量的に評価することを目標としている.本年度は,基準面を用いた格子投影法に基づく計測装置3台から構成された全周形状計測装置を購入し,昆虫の羽化を撮影するための設定と調整をおこなった.購入した珪藻装置の3台の計測系は約120度の角度をもって全周に配置されており,この3台の計測系で同時撮影した基準上の基準点をマッチングさせることで,全周の形状を計測する.また,計測精度は基準面間隔に比例するため,基準面間隔を細かくとりそれを位相接続することで計測精度を保ちつつ計測空間を広げる工夫をしている.本年度の設定と調整における課題点は,計測対象物の形状にもよるが,マッチングがうまくいく計測系の配置をどのように見つけるかで,昆虫の羽化がうまく計測できるような配置を試行錯誤によって探索した.また,計測精度と基準面間隔の関係を検証しながら所定の精度を出すための基準面間隔を設定した.その結果,幅200mm,奥行き200mm,高さ50mmの計測範囲に対して,50μm以下の標準偏差で全周計測することができた.この計測範囲ならびに計測精度は,昆虫の羽化を撮影するのに十分な精度と考えている.本年度は,昨年度配置を改良した全周形状計測装置を用いて,昆虫の羽化過程の3次元計測に取り組んだ.しかし,羽化がみられる7月8月に計測装置の不具合が頻発し,うまく撮影することができなかった.花の開花については,昨年度に引き続き,3次元形状データを取得することができた.昆虫の羽化過程の撮影はできなかったが,膜面のダイナミックな変形を計測するために,風船に加圧・減圧していく際の形状変化や,折り畳んだ紙を展開・収納していく際の形状変化を計測し,簡単な数値計算と比較・検討をおこなっている.また,計測装置を可搬型とし,城陽市歴史民俗資料館で,古墳出土の青銅製品の3次元計測をおこなった.本研究の目的は,生物の膜面展開挙動を3次元で計測し,その仕組みを定量的に評価することであったが,計測装置の開発・調整に時間がかかり,対象とする昆虫の羽化の時期が限られていることから最終的には目的とするデータを取得することができなかった.そのほか計測対象物の形状によっては,マッチング成功率と計測精度に課題があることが明らかになり,とくに昆虫の羽化は計測が困難な形状であることが明らかとなった.一方,開花する花や風船や折りたたんだ紙といった実験室内で準備できる対象については,動的な挙動を取得することができた.また,可搬型とすることで,外部での3次元計測にも対応できるようになり,取得した3次元形状データの処理方法についてもまとめることができた.航空宇宙工学全周計測装置のセットアップと精度評価が完了し,実際に生物の展開挙動(花の開花)の3次元計測に成功した.本年度は計測装置を導入し,設定と調整をおこなう計画であったので,おおむね順調と言える.全周計測装置による生物の膜面展開構造の3次元計測を進め,データを収集するとともに,力学的合理性評価に必要な数理モデル化に着手する.