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２点境界値問題の非振動解の個数及び振動解の長さとフラクタル次元

本研究では非線形常微分方程式の2点境界値問題を考えた。正値解は非振動解の一種である。正値解のモース指数を求めることによって、正値解の対称性の崩壊を示した。それにより、正値対称解と正値非対称解の存在が示され、正値解の非一意性の結果を得た。1次元のpラプラス作用素をもつ非自励系の問題の正値解がちょうど2個存在するための十分条件を得た。ある楕円型偏微分方程式の球対称振動解のフラクタル次元を求めた。平成23年度に投稿していたクロアチアのザグレブ大学のMervan Pasic氏とのチャープ関数の振動解のフラクタル次元に関する共著論文がInternational Journal of Differential Equationsに掲載受理された。チャープ関数はよく2階線形微分方程式の振動解としてあらわれる。したがって、今回の結果により、ある2階線形微分方程式の境界値問題の特異解のフラクタル次元が求められることがわかった。韓国ウルサン大学のInbo Sim氏と一次元のp-Laplace作用素をもつ2点境界値問題の正値解の厳密な解の個数についての共著論文を執筆し、The Royal Society of Edinburgh Proceedings Aに掲載受理された。これまで非自励系の一次元のp-Laplace作用素をもつ2点境界値問題の正値解の厳密な個数に関する結果はほとんど得られていなかったので、今回の結果によりこの分野の研究の進展が期待される。一次元Henon型方程式の正値解の個数をMorse指数を求めることによって数えることができることに気がついた。そのことを日本数学会2012年度秋季総合分科会の特別講演などで成果発表した。またその結果を論文として執筆し国際学術論文に投稿した。台湾のS.-H. Wang氏を招へいし、岡山と京都で講演を行ってもらった。またWang氏と研究打ち合わせを行った。Wang氏は非自励系の2点境界値問題の専門家であり、今回の打ち合わせにより、本研究の進展が大いに期待できる知見を得ることができた。平成24年度の実施状況報告書で述べたように掲載受理されていた韓国ウルサン大学Inbo Sim氏との共著論文が出版された。一次元のHenon型方程式の正値解の個数を、Morse指数を求めることによって、数える方法による結果をまとめた論文が学術雑誌Journal of Differential Equationsに掲載受理され、出版された。その内容を台湾で開始された国際会議ICCMなどで講演発表した。その方法を応用し、一次元Henon方程式にパラメータを加えた問題の分岐現象に関する結果を新たに得た。その内容を愛媛大学で行われた日本数学科秋季総合分科会などで講演発表を行った。愛媛大学の内藤雄基氏、クロアチアのザグレブ大学Mervan Pasic氏、Darko Zubrinic氏らとのp-Laplace作用素をもつ楕円型方程式の球対称解のフラクタル次元に関する共著論文が掲載受理され、出版された。平成23年度は、クロアチアのザグレブ大学のMervan Pasic氏との共同研究により、自己随伴型2階線形微分方程式の振動解のフラクラル次元を求めるための十分条件を導くことができた。これまで2階線形微分方程式の振動解のフラクラル次元に関する結果はいくつか得られていたが、それらは非常に特殊な場合に対するものであった。しかし、今回得られてた結果は非常に一般的なもので、これまでの結果を含むものである。その結果は、Pasic氏との共著論文として学術雑誌Applied Mathematics and Computationに掲載されている。7月にクロアチアのザグレブに訪問し、Pasic氏と共同研究を行った。その際、振動する関数の一種であるチャープ関数のフラクタル次元を求めることが、今後の研究には重要であることが分かった。そこで、チャープ関数のフラクタル次元に関してPasic氏と共同研究を行った。その結果、ある種のチャープ関数のフラクタル次元を求めることに成功した。その成果は、現在、共著論文として学術雑誌に投稿中である。6月には韓国釜山で、8月はイギリスのラフバラで国際研究集会があり、優線形2点境界値問題の正値解が3個存在する新しい十分条件を発表した。多くの場合、優線形2点境界値問題の正値解はただ一つであり、今回得られた結果は大変珍しいものである。現在、その結果をまとめた論文を執筆中である。1は現在研究中であるが、そのかわりにMorse指数による正値解の個数の評価方法を発見するとこができた。その方法を応用すれば零点をもつ解の一意性についても得られることが大いに期待される。2はPasic氏が11月に来日された際に無限長振動解のフラクラル次元について研究打ち合わせを行った。3はその会議には学内の研究費で出張した。そのかわりに日本数学会2012年度秋季総合分科会の特別講演など国内数か所で成果発表を行った。

交付申請書に記載した事柄、「正値解が2個以上存在するための十分条件を得ること」、「Pasic氏と共同研究により、有限長振動解、無限長振動解が存在するための十分条件を得ること」、「クロアチアに訪問してPasic氏と詳細な打ち合わせを行うこと」、「韓国プサンやイギリスで行われる研究集会に参加すること」、「成果を論文にまとめ学術雑誌に投稿すること」は研究実績の概要で述べたようにおおむね達成されており、研究は順調に進展している。今後もおおむね研究計画の通り研究を進めていく。これまで得られた解析方法を応用して楕円型方程式の球対称解に対する諸問題に対して取り組む。さらに、Pasic氏との共同研究として関数のグラフのフラクタル次元について研究する。今回得られたチャープ関数のフラクタル次元に関する結果を活用して、無限長振動解のフラクラル次元を求めたい。また、零点をもつ解の一意性についても研究を行いたい。7月に台湾で開催される国際研究集会「ICCM 2013」や国内の学会・研究集会に参加し、これまでの研究成果を発表する。本研究に関係する図書を購入し研究を進める。次年度に使用する予定の助成金は本研究に非常に関わりが深い図書の出版が延期されたためで次年度購入したい。7月にアメリカで開催される国際会議「The 9th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications」に参加し、これまでの研究成果を発表する。また、国内の学会や研究集会に参加し研究成果を発表する。本研究に関係する微分方程式に関する図書を購入し、研究を進める。次年度に使用する予定の助成金は、本研究に非常に関わりが深い図書が次年度出版されるとの情報を得たためであり、次年度、購入したい。
混標数の環の上に定義された代数多様体の有限被覆の体系的な構成

体の巡回拡大を記述するKummer理論やArtin-Schreire理論、あるいは、Artin-Schreier-Witt理論は19世紀後半から20世紀前半にかけて定式化され、今日では代数学の、特にGalois理論の教科書の重要な項目になっている。さらに、Grothendieckによるetale cohomologyの理論での具体的な計算の出発点にもなっている。このように重要なKummer理論とArtin-Schreier-Witt理論を統合する理論についての関口力氏(中央大学)との共同研究が進展しているが、次数p^nのKummer理論とArtin-Schreire-Witt理論を統合する理論が局所環Z_<(p)>[μp^n]の上で存在することは既に示されている。この過程でまた、p^n次の理論とp^n次の巡回群の群環の単数群の間に深い関係が見出された。以上の結果を踏まえ、(1)p^2の理論とp^2次の巡回群の群環の単数群との関係について具体的な記述を得た。
バーチャル・リアルデータ比較に基づく生産財製造現場の分析とデザイン

自律分散的な生産活動を行っている工作機械の製造現場を対象として,生産システムの変動要因と現場の動的な計画方法を考慮した製造シミュレータの構築を行い,シミュレーション結果を現場データ(作業効率,工程納期遵守率)と比較して,作業設計ルール,作業因子の生産性への影響を分析した.現場職長の差立の影響においてはマルチタスクの割り付けの効果が実作業時間予想誤差より影響があり,作業者のスキル向上の段階では一時的に生産効率が低下することが示された.自律分散的な生産活動を行っている生産財の製造現場を対象として,生産システムの変動要因と現場の動的な計画方法を考慮した製造シミュレータの構築を行い,シミュレーション結果を現場データ(作業効率,工程納期遵守率)と比較して,作業設計ルール,作業因子の生産性ならびに生産状態への感度を分析する.製造シミュレーションは管理部門で得られる統計値を利用し,その結果を作業現場視点で得られる情報と比較するために統計解析,可視化などのツールの開発を行う.この比較により,スケジューリングルール,作業ルールといった計画に関する基本事項の形式知化を行い,同時に現場リーダと作業者間の暗黙知や行動原理の存在についても洞察して,生産現場の特徴を活かした生産管理の在り方について考察を行う.本年度は,実際の工作機械組立現場を対象とし,管理部門が作成した生産スケジュールに対して,バーチャルリーダが一定時間内に作業割り当てスケジュールを作成し,バーチャル作業者が作業を行うといったプロセスを模擬できるシミュレータを開発した.シミュレーションモデルでは,現場職長の作業配分とリスケジューリング方法を差立規則としてプログラム化し,確率的な要素として作業者毎のスキルに応じた作業時間,作業スペース数,部品欠品,作業時間ばらつき,作業不良(手戻り),作業者の欠勤を考慮し、需要変動のある計画に対して生産シミュレーションを行って稼働率、納期、残業時間数を評価する方法を考案した.差立方法を比較することで,複数工程を作業者に担当させること,ならびに作業時間を作業者の能力に応じて見積もることの稼働率と納期への影響を定量的に示した.また,シミュレーション結果が生産実績の特徴をとらえていることを示した.本年度は,実際の工作機械組立現場の生産状態を分析するために,昨年度に開発したシミュレータを改良してより柔軟な計算予想を行い,現場の管理データと比較することで以下の結果を得た.(1)需要変動がない生産スケジュールで生産阻害要因の感度解析を行った結果、欠品率は納期や稼働率に与える影響が大きいこと,組立スペースを増やすことは必ずしも納期の改善にはつながらないこと,不良発生は納期と残業時間への影響があることがわかった.(2)どのような方針で作業者がスキルを獲得していけば,組織としての生産性を向上できるかについて,構築したシミュレーションモデルを用いて調査した.スキル習熟過程を模擬した作業者のスキルパターンを設定し,単純な差立規則を用いてスキルパターンが納期と稼働率,残業時間にどのような影響を及ぼすか評価した.その結果,1)単一工程の作業を遂行するスキルが不十分な段階では,概ね納期や稼働率の指標が悪化する、2)ある工程のスキルを100%獲得した後,他の工程のスキルを50%獲得した場合においても,1工程のみスキルが100%である場合と同程度の納期しか達成できず、残業時間が減る,3)他の工程のスキルを100%追加で獲得すると,納期,稼働率ともに向上するという結果を得た.すなわち,スキル習熟過程において、生産現場では一時的な納期遅延や稼働率低下が起こることを明らかにした.この対策として、追加の支援作業者を投入することで生産指標が改善するかのシミュレーションを行った結果,納期と稼働率はいずれも改善されたが,複数工程で100%のスキルを持つ作業集団の生産指標には及ばないことが明らかになった.自律分散的な生産活動を行っている工作機械の製造現場を対象として,生産システムの変動要因と現場の動的な計画方法を考慮した製造シミュレータの構築を行い,シミュレーション結果を現場データ(作業効率,工程納期遵守率)と比較して,作業設計ルール,作業因子の生産性への影響を分析した.現場職長の差立の影響においてはマルチタスクの割り付けの効果が実作業時間予想誤差より影響があり,作業者のスキル向上の段階では一時的に生産効率が低下することが示された.今年度予定していた以下の項目を実行した.(1)複数の差立規則と変動要因を考慮した製造シミュレータを開発した.(2)製造シミュレーション結果と生産実績の比較を行った.特に,作業効率と納期という定量的な実績との比較を行った.(3)変動要因が存在する状況で,リーダの差立てdispatchルールを変化させ,工程におよぼす影響を分析した.その結果,複数工程割り付けや実作業時間の予想がリーダにとって重要なスキルであることがわかった.生産加工本手法を拡張して,シミュレーションと現場観察から,次の調査を行う.(1)作業スキル向上のための教育プラニング:作業者のスキルをどのような計画のもとに向上すれば,生産性を中長期的に維持できるかについて調査する.教育パターンをシミュレータを用いて定量的に比較する.(2)生産管理法のデザイン:リーダの差立のコアとなる部分については明らかになった.検証した差立規則のもとで,よりロバストな生産を行うために管理すべき内容について調査を行う.(3)海外工場との比較研究:同等の製品の製造を行っている海外工場を調査し,本手法が適用できるかを調査する.
「ヴィラール・ド・オヌクールの画帖」の建築書的意義に関する研究

中世の稀書「ヴィラール・ド・オヌクールの画帖」を古代のウィトルウィウス、近世のアルベルティら各建築書の間にある中世の建築書と位置づけ、その史料的価値を問い直すことを試みた。〇平成8年度は、画帖とウィトルウィウス建築書との比較を行った。画帖を個別図柄の段階におろして分別再編し、建築書図版の体裁を整えた。内容が一目瞭然となり、各図柄相互の寸法と図形対応の把握に至った。J.ジャンペルやR.ベッシュマンの著作を参照して、画帖に遺るウィトルウィウス的痕跡・影響を随所に見出し得た。平行して画帖のローマ吋格子構成と幾何図形理念を都市に布衍し、中世都市に200ローマ尺格子構成法の多用を見た。ウィトルウィウスの測量技師的・都市計画家職能のヴィラール等への影響が推察された。〇平成9年度は、近世諸建築書と画帖の比較検討を行った。アルベルティの建築書には遥かに及ばないものの、両者の建築技法書的性格に共通するものを見出し得た。レオナルド・ダ・ヴィンチの画稿の諸工夫の萌芽をヴィラール画帖に考証した。ローマ尺大格子構成を古代都市に遡って見出し、ミレトス遺構でローマ尺からローマ矩尺への転化を実証した。他方、中世写本の細密画技法を調査し、ローマ吋・カロリング吋による割りつけなど、画帖の書誌学的位置づけをも明らかにし得た。〇平成10年度は、全体の纏め、照合整理を行った。ヴィラール画帖の古語フランス語説明文を翻訳・集成し、ウィトルウィウスとアルベルティの両建築書から関連事項部分を抜粋抄録した。ジャンペルらのストック刊本画帖研究書の完訳を果たしたほか、ローマ尺格子構成による都市・建築平面の解析を中近東・イスラム圏に進めて、その成果を確信するに至った。以上において、ヴィラール画帖が容量において比較にならないものの、その教育的意図・技術書的性格は、実質的にウィトルウィウスを継承し、アルベルティに先駆けるものとの結論に達した。研究年度当初、前年度科学研究費補助金による"画帖の復原・復刻に関する調査研究"の成果を論文にまとめ、大阪芸術大学紀要「芸術」19号に投稿、11月に発刊を見た。画帖を個別図柄の段階におろして分別・再編したもので、各図柄を赤線による2ローマ吋格子に乗せて主題ごとに分別し、さらに図形要素としての円弧構成の一部を青色で示した。これにより画帖の主題別内容が一目瞭然となり、各図柄相互の寸法と図形対応が明確に把握できることとなった。ここにウィトルウィウス建築書において、所要図面がすべて失われたと対蹠的に、画帖は文章のない中世の技術提要的性格を如実に示すものとなった。森田慶一による建築書註釈の再検と合わせ、テオフィルス著「技術提要」(森洋訳)の発刊を見てこれとの照合を試みた結果、いっそうその感を深くし得た。研究関連図書多数を購入したが、中でもP.ウイルソンによる「建築論史」は、ウィトルウィウスから現代に至る建築思潮の流れを論考した好著で、一部にヴィラール画帖に関する考察も含まれ大いに有効であり、その精読を進めている。その他、建築学会図書室ならびに熊本大学西洋建築研究室資料室で、参考図面コピーの参照、コピー収集を果たした。

本研究に平行して、ヴィラール画帖のローマ吋格子構成と幾何図形理念を都市に及ぼして、中世の新都市(バスチッド)の平面解析を試みた結果、200ローマ尺格子による格子構成原理が見出されるに至り、ウィトルウィウスの測量技術的・都市計画家的職能が、ヴィラールら中世の建築家に引き継がれと推定する傍証を得ることになった。以上の成果の一部を学会発表に向けて準備できることとなった。L.B.アルベルティの“建築論"とヴィラールの画帖との比較対照作業ではやはり内容の格差が大きく、事項の逐一検討は困難を伴ったが、全体的な建築家の職能の見地からは方向づけができた。ヴィラールをL.ダ・ヴィンチの中世的先行と見ることについては、M.ブリヨンらの著作から多くの示唆を得た。別途、ローマ尺のマクロ的用法に関する研究を昨年度の中世新都市の場合に引き続き、古典古代のギリシア・ローマの諸都市遺構に拡げて考察を進めた。その結果ここでも矩尺を含むローマ基準尺度単位による格子状街区平面の計画設定が見込まれるに至った。特にミレトス遺構に推定される旧・新都市街区での使用尺度と格子系の変換という事実は興味深いものといえた。かねてよりヴィラール画帖の書誌学的意義についても目を配り、中世の写本・造本の技術に関連する資料の収集を心掛けて来た。犢皮祈祷書零葉を入手、罫線や彩色・筆写等、その細密画技法の実態に触れることを得た。スペインで発刊の各種零葉集復刻版により紙面レイアウトの比較考察を行った結果、ローマ吋による割りつけが明らかにになった。また小品ながらイタリア15世紀末の構築技術の手描本復刻版により、当時の機械装置類の描画法をヴィラール画帖のものと比較し得た。ダ・ヴィンチ画稿の背景を知ることでも有効である。熊本大学建築史料研究室に古代ギリシア建築史専攻の伊藤重剛助教授を訪問、同助教授からレプティス・マグナ遺構でのローマ尺派生尺についての藤本の考察に関心が示された。東京丸善で開催の中世写本展を視察、原本品の実見を果たし担当者の説明を得た。以上の成果を、日本建築学会近畿支部研究報告集並びに大会講演での発表に向けて準備を進めている。〇ヴィラール画帖の説明文の全訳を集成し、さきに完成した画帖図柄のローマ吋格子上分類配列図集の対巻として、重要資料の態をなすに至った。○ヴィラール画帖内容事項に対応するウィトルウィウス建築書並びに、アルベルティ建築論の関連部分を抜粋、対照抄録して比較検討にそなえた。その結果、ヴィラール画帖が量的に大きな差があるとはいえ、あと2書に劣らない建築技術書的意義を持つものであることが明らかになった。○藤本がこれまで明らかにして来たヴィラール画帖のローマ吋縮尺法が、新たに大型投石機図でも検証され、ヴィラールの建築技術者的職能をいっそう確かに裏づけることとなった。○今回の研究成果をまとめて、日本建築学会近畿支部研究発表会、同大会学術講演にむけて投稿の準備ができたほか、本題の建築書的意義を整理し建築史学会誌に投稿、1991年藤本中央公論美術出版から公刊した「ヴィラール・ド・オヌクールの画帖研究書」への書評に答える予定が立った。○図書としてgesta(国際中世研究所機関誌)第1巻34巻(19631995)計57冊を古書で入手。ヴィラール関連をはじめ多数有効論文の収集を得た。中でもS.マーレイの「フランス羊皮紙図面に見るゴシック聖堂正面図(1978)は、藤本が1990年に発表した16目方眼分析に準ずるものとして注目された。同論文参考図によりローマ吋格子図法がいっそう明らかになった。
衣服の紫外線遮蔽機能と皮膚障害防止効果に関する研究

地球環境の急速な悪化の要因の一つに、地表に届く有害な紫外線を吸収しているオゾン層の減少が挙げられる。その原因がフロンガスによる人為的な破壊であり、生体に対する傷害も増加しつつあることが明らかとなっている。そこで我々は環境と生体との関連における研究の一環として、すでに日常生活において問題化しつつある紫外線の人体に与える影響についての研究に着手した。本研究では特に人体を紫外線から保護する目的で開発が盛んな紫外線遮蔽加工製品の遮蔽効果の測定法について検討した。従来から行われてきた測定法としては分光光度計法、紫外線強度計法等の光学的測定法が中心で、生物学的測定法としては直接人体の皮膚を使って測定するSPF法以外ないことに着目し、人体を使わずに生物学的影響を測定できる方法を検討し、生化学的測定法の導入を計画した。平成5年度科学研究費の交付で購入した超低温冷凍庫により、変性や失活を起こしやすい生体物質の保管が可能となり、主要生体成分であるタンパク質が扱えるようになった。そこで生体内代謝に必要不可欠な酵素を用い、その活性変化を追うことで紫外線遮蔽効果を測定することを試みた。その結果、用いた酵素は紫外線の照射時間に比例して活性の低下がみられることが明らかになった。次いでこの測定法を紫外線遮蔽加工製品の遮蔽効果の測定に適用し、本研究では遮蔽加工製品として新繊維素材を取り上げた。その結果加工布と対照布で被覆した酵素溶液に紫外線を照射した場合、両者には著しい差異が認められ、従来から行われている測定法の結果と一致した。このことから本研究て開発した測定法は直接人体を使わずに生物学的側面から紫外線遮蔽加工製品の遮蔽効果を測定できることが明らかになり、特に従来から行われているいかなる測定法によっても測定が不可能な遮蔽効果の経時的変化も測定できる、特筆すべき特長を持つ測定法であることが明らかになった。近年、地球環境が急速に悪化しつつあり、フロンガスによるオゾン層の破壊もその一つで地球上に致達する紫外線の増加による生体の傷害が問題となってきている。これに呼応し、日常生活においても様々な遮光対策が採られ、衣服や化粧品にもその役割が要求され紫外線遮蔽加工製品が競って開発されている。従来、遮蔽効果を測定するには光学的測定法に加え、生物学的測定法としては被験者を使って光を照射し紅斑が生じるまでの時間を測定するSPF法が採られていた。この方法は、直接人体に対する影響を調べられる利点もあるが、被験者の確保や個人差の問題、照射光源の種類や方法等が限定されるなどの短所がある。本研究は人体を使わず、生物学的な紫外線遮蔽効果を測定できる方法として、従来行われたことのない生化学的測定法を導入した。生体成分物質としてタンパク質を採り上げることとし、生体に広く分布し生体物質の代謝に不可欠で、活性変化を測定することにより容易に紫外線の影響を定量できる酵素を用いた。紫外線無照射時の酵素活性に対し、紫外線遮蔽加工繊維と対照布で試料を覆い紫外線照射した場合及び覆いをせず紫外線照射した場合の酵素活性を比較することにより紫外線遮蔽効果を求めた。その結果、本研究で用いた加工繊維製品は対照布に比べて紫外線遮蔽効果は著しく高いが、照射時間が増すにつれて酵素活性の低下がみられ、従来の測定法では不可能であった遮蔽効果の生体に及ぼす経時的変化を測定できることが明らかになった。このことから本方法は紫外線遮蔽効果測定法として特筆すべき長所を持つものであることがわかった。今後は、他の生体構成重要成分についても検討を行う計画であるが、いずれも人体を使わない測定法であるため種々の波長や時間における紫外線の照射実験等も可能で、紫外線遮蔽効果の測定にとどまらず、紫外線の生体成分代謝における影響などについても検討できると考えられる。

このことから本研究て開発した測定法は直接人体を使わずに生物学的側面から紫外線遮蔽加工製品の遮蔽効果を測定できることが明らかになり、特に従来から行われているいかなる測定法によっても測定が不可能な遮蔽効果の経時的変化も測定できる、特筆すべき特長を持つ測定法であることが明らかになった。我々は環境と生体との関連における研究の一環として、地球環境の急速な悪化の要因の一つとなっているオゾン層の減少に伴い問題化しつつある紫外線の人体に与える有害な影響について検討した。現在、この問題に呼応して日常生活においても様々な遮光対策が採され、衣服や化粧品にもその役割が求められており、新繊維素材等の紫外線遮蔽加工製品の開発が競って行われている。しかし、これらの加工製品の遮蔽効果の測定法としては直接人体の皮膚を使って測定するSPF法しかない。そこで人体を使わずに生物学的側面から遮蔽効果を測定する方法を検討し、生化学的測定法を導入することを試みた。平成5年度科学研究費の交付により、超低温冷凍庫を購入したため、生体物質の取り扱いや保管が可能となった。そこで、主要な生体成分であるタンパク質を採り上げ、中でも生体内代謝に必要不可欠な酵素を用い、紫外線に対する活性を測定した結果、使用した酵素の活性は紫外線の照射時間に比例して低下することが明らかになった。従って、この測定法を遮蔽効果の測定法として導入し、本研究では紫外線遮蔽加工製品の中、新繊維素材を採り上げた。その結果、加工布と対照布で被覆した酵素に紫外線を照射した場合、両者に顕著な差異が生じ、従来の測定法の結果とも一致した。従って、本研究で開発した測定法は直接人体を使わずに生物学的側面から遮蔽効果を測定できることが明らかとなり、さらに従来のいかなる測定法によっても不可能な遮蔽効果の経時的変化も測定できる特長を持つことが明らかとなった。今後この測定法が利用できれば、現在問題となりつつある異なる波長域紫外線の人体における相乗作用の検討をはじめ、人体を使う測定法では不可能な様々な照射条件に対する生体反応や遮蔽効果の測定が可能となり、皮膚疾患の予防対策の検討等広く医療面での応用にも大いに役立つことが期待される。
染色無しのタンパク質単分子の電子顕微鏡画像化

本申請課題の目的は「タンパク質の染色操作を行わずに、タンパク質単一分子を走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いて確認する」ことである。この研究課題のために、本研究では、コントラストの殆どないグラフェンの親水性誘導体であるグラフェンオキシド(GO)をSTEMの基板として用い、無染色タンパク質で1nmの分解能を達成することを試みた。この結果1.染色無しのタンパク質単分子の電子顕微鏡画像化を可能にする0.3nm厚さの単原子層GO基板の開発;2.低加速電圧でも分解能を低減させない試料の調製法の開発;3.サイズ20 nmのNADH酸化還元酵素1分子の確認を達成した。本申請課題の目的は「クライオTEM(透過型低温電子顕微鏡)など特殊な装置を用いず、またタンパク質の染色操作を行わずに、タンパク質単一分子を走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いて確認できるか」を2年間の研究期間内に行うことである。このような研究課題が可能になったのは2004年に一原子層厚さの究極の薄膜基板であるグラフェンが発見されたことによる。本研究では、グラフェンの親水性誘導体であるグラフェンオキシド(GO)をSTEMの基板として用い、無染色タンパク質で1nmの分解能を達成しようとするものである。平成25年度には1.染色無しのタンパク質単分子の電子顕微鏡画像化を可能にする0.3nm厚さの単原子層GO基板の実用的な作製法の開発;2. GOを基板とする無機極微結晶の検出と解析;3.低加速電圧でも分解能を低減させない試料の調製法の開発;4.無染色条件下で大きさ3 nmのリゾチーム分子の画像化。を目標としていた。しかし計画年度半ばで研究代表者の所属機関の移動という事態が発生し、計画の変更を余儀なくされた。異動先の所属ラボには装置類は殆どなく、本科研費にてラボのセットアップと化学実験器具をそろえなければならなかった。通常の合成実験に必要なガラス器具や試薬の他に、新規に実験室を立ち上げるため小型の機器;ロータリーエバポレーター、湯浴、攪拌機、乾燥機、卓上遠心器、真空デシケーター、油回転ポンプ、アスピレーター、冷蔵庫等の購入ならびに、グラフェンオキシドを作成するのに不可欠なAr雰囲気下での反応システムの構築を計画した。このほとんどを25年度内に達成し、研究環境を整えることはできた。しかしながら作成したグラフェンオキシドを電子顕微鏡で確認するには至っていない。本申請研究の目的として2年間の研究期間内に「クライオTEM(透過型低温電子顕微鏡)など特殊な装置を用いず、またタンパク質の染色操作を行わずに、タンパク質単一分子が走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いてどの大きさまで確認できるか」に挑戦することとした。きっかけは2004年に一原子層厚さの究極の薄膜基板であるグラフェンが発見されたことである。本研究では、その親水性化合物であるグラフェンオキシド(GO)をSTEMの基板として取り上げ、無染色タンパク質で1nmの分解能を達成しようとするものであり、具体的に以下の研究目標を掲げた。1.染色無しのタンパク質単分子の電子顕微鏡画像化を可能にする0.3nm厚さの単原子層GO基板の実用的な作製法の開発;2. GOを基板とする無機極微結晶の検出と解析;3.低加速電圧でも分解能を低減させない試料の調製法の開発;4.無染色条件下で大きさ3 nmのリゾチーム分子の画像化。この内平成24年度には1)GOの電子ビーム耐性の改善を行った。すでに準備段階でGO基板作製に成功しているが、電子ビームに対する耐性が充分でなく、40万倍以上の高倍率観察においてコンタミネーションに悩まされることが多かった。製造時にGOの酸化の可能性があり、雰囲気制御下でGOを作製する必要がある。H24年度内に全システムをアルゴン等不活性ガス雰囲気下で製造できるように変更した。2)サイズ数ナノメートルのNaClのSTEM電子顕微鏡写真の撮影を行った。原子番号Z=6の炭素原子を主要構成要素とするタンパク質の電子顕微鏡観察に直ちに挑む前に、Zが大きくより観察しやすいNaの電子顕微鏡測定を行う。結晶化しやすいNaClにおいては、ナノ粒子を作製することがチャレンジであるが、キセロゲル化することにより10 nm程度のナノ粒子を作製して、その電子顕微鏡画像をとることに成功した。平成24年度内の研究計画として次の三つを掲げた。1)GOの作製法の改良と評価。特に電子ビーム耐性の改善;2)サイズ数ナノメートルのNaClの電子顕微鏡写真の撮影;3)NADHユビキノン酸化還元酵素の画像検出。この内1)および2)が達成された。

特に1)GOの作製法の改良と評価に関しては関連する準備段階の研究が審査付きの論文誌(Bulletin of the Chemical Society of Japan, 86 (2013) 333-338)において論文賞受賞の栄誉に輝いた。これについて詳述する。すでに研究実績において述べているように我々はGO基板の作製に成功しているが、電子ビームに対する耐性が充分でなくコンタミネーションに悩まされていた。この原因を探るためコンタミネーションの進行を定量的に把握し、基板処理との関係を求めた。コンタミネーション反応は一次反応速度式に従い、機構は比較的簡単なものであることが示唆され、雰囲気制御実験の結果と合わせ、酸化反応が基板安定性に影響していることを突き止めた。この結果、H24年度はAr雰囲気下での実験環境の設営に注力し、安定なGO基板が作製できるようになった。無機ナノ粒子の作製に関しては、市販品の化粧用ミスト発生機を用いてNaClナノ粒子の発生に成功し、電子顕微鏡写真をとることができた。これに関しては論文執筆予定である。タンパク質が凝集しないように離散的にGO基板上に付着させること自体がまだ充分には確立していない技術であるが、NaClナノ粒子の成功により充分なタンパク質濃度と粒子の離散性を一挙に達成することができるようになった。3)の酸化還元酵素はサイズが20 nmである。より大きなタバコモザイクウィルスを用い、GO基板を用いて無染色での予備実験に成功した。以上より、当該年度の研究は順調に進んでいると自己評価した。元々の平成25年度内の研究計画として次の四つを掲げていた。1)歩留まり20%の大面積グラフェンオキシドの作製技術の開発;2)大きさ3nmのリゾチームの画像化;3)タンパク質と親和性のある金ナノ粒子とタンパク質とのハイブリッド分子の電子顕微鏡観察; 4)2nmの金ナノ粒子のSTEMによる確認。しかし研究代表者の所属機関の移動がおこり、計画の変更が必要になった。最終目標であるタンパク質一分子の画像化を損なわないよう以下に述べるように計画を縮小変更する。平成25年度前半は新たなラボの構築に注力する。ドラフト設備などの実験空間は与えられているが、細かな実験設備は用意されていないため、次節に述べるような実験機器を科研費から購入設置する。本格的な実験開始は8月からと予想している。1)国際会議での成果(NCSS2010,Makuhari)を基盤として歩留まり50%を越えるGO基板の開発を行う。これは24年度実施の電子ビーム耐性基板とは異なり、GO基板の面積を大きくして、タンパク質の観察を容易にするためのものである。2)大面積の基板を使用して無染色状態で単一タンパク質の観察を行う。使用タンパク質は当初予定のリゾチームから予備実験が進展しているNADHユビキノン酸化還元酵素に変更する。タンパク質分子は完全に離散状態にしてしまうと、基板とのコントラスト差が小さいためその位置の確認が困難になる。しかし前年度にナノミスト装置を用いてNaClナノ粒子の分散化と画像化に成功しているため、分散の制御には困難は無いと予想している。NADHユビキノン酸化還元酵素は大きさがおよそ20 nmであるので、その形状が確認できれば、分解能は10 nmをきることになる。
金属の摩耗に対する温度・湿度・非摩擦時間効果の解明

化学的活性の異なる金,銀,銅,プラチナ,ニッケル,チタン,鉄の7種類の金属に対して酸素,アルゴン中の湿度を変え,特に鉄に対しては温度と非摩擦時間も変えて摩耗試験を行った.金属の化学的活性が上がるに従って,摩耗に対して最初に酸素,次に水蒸気が影響を与えることが示された.鉄の摩耗に対する酸素,水蒸気の単体効果および複合効果については,酸化物は表面を硬化するのに対し,水酸化物は表面を軟化するので,それらの生成量によって鉄の摩耗現象が整理できることを見出した.これまでの研究で我々は鉄の摩耗に対して摩擦していない時間(「非摩擦時間」)が影響を持つことを明らかにした.それによれば空気中鉄同士の摩擦において非摩擦時間を長くするとシビア-マイルド摩耗遷移が抑制され摩耗が増加する.しかしながらこの非摩擦時間効果が空気中の酸素によるのか水蒸気によるのか,また他の金属においても生じるかどうかについては調べられていなかった.そこで今年度は鉄の摩耗に対して酸素と水蒸気の影響を分離する実験,ならびにアルミニウムの摩耗に対しては非摩擦時間と湿度の効果について調べた.得られた結果は以下の通りである.鉄の摩耗については,非摩擦時間中に作用するのは水蒸気のみであり酸素単独では作用を持たないことが示された.また水蒸気のある雰囲気では,アルゴンをキャリアガスとした場合には非摩擦時間の増加と湿度の増加は同じ作用をもたらすこと,酸素をキャリアガスとした場合は非摩擦時間の増加は酸素の摩耗抑制効果を阻害することがわかった.アルミニウムの摩耗については相対湿度40%を除くすべての湿度で非摩擦時間の対数に摩耗量が従った.また非摩擦時間が最短の0.1秒以外では相対湿度が高くなるに従って摩耗が増大することが示された.さらに相対湿度が高くなるほど,また,非摩擦時間が長くなるほど移着粒子の大きさが小さくなることが確認された.雰囲気湿度やその曝露時間が効果を持つことは,水蒸気が表面に対して化学吸着のみならず物理吸着で作用していることを意味する.凝着摩耗機構は,これまで雰囲気酸素の化学吸着を用いて説明されてきた.しかしながら,本研究の結果は,水の物理吸着も摩耗機構に取り入れるべきことを示している.水中での摩耗は腐食摩耗として研究されている.湿潤気体中の摩耗は凝着摩耗と腐食摩耗の中間の形態に分類され,凝着摩耗機構,腐食摩耗機構の両面からのアプローチが必要となることが理解された.昨年度のAlの摩耗に対する非摩擦時間効果と湿度の効果の研究に続いて,今年度は金属の種類をAu,Ag,Cu,Ptなどの貴金属および反応性の高いTiに増やし,その摩耗に対する非摩擦時間効果と湿度の効果について調べた.この時,酸素と水蒸気の役割についてより厳密に調べるために,水蒸気のキャリアガスとして酸素とアルゴンを使用した.得られた結果は以下の通りである.アルゴン雰囲気中において湿度の影響があったのはCuのみであった.その摩耗率の湿度特性は,ある水蒸気量で極大値となった.全ての湿度中でころ状の摩耗粉が確認された.Ag, Auの摩耗率および摩耗粉形状に対して湿度の影響はほぼなかった.酸素雰囲気においてCuとAgではアルゴン中よりも摩耗率は多くなったが,Auでは同じ程度であった.このときの摩耗の湿度特性について,Cuの摩耗率は湿度の上昇とともに増加した.それに対して,Agの摩耗率にはほとんど湿度の影響が見受けられなかった.ただし,Agの場合摩耗粉のサイズは水蒸気が含まれると小型化した.Auの摩耗粉に対しては,アルゴン雰囲気と同様酸素中でも湿度の影響がなかった.Ti同士の摩擦では,すべての条件に共通して摩擦開始から摩擦500回までは徐々に軸間距離が離れ,その後に軸同士は接近した.その傾きはいずれの条件においてもほとんど違いがなかった.以上から次の結論を得た.1) Auの摩耗に対して水蒸気および酸素の影響はない.2) Ag同士の摩擦における摩耗粉の生成過程に対して酸素雰囲気でのみ水蒸気が物理吸着することで影響を及ぼす.3) Cuの摩耗を酸素および水蒸気が促進したのは表面に生成した酸化物と水の物理吸着に伴う凝着抑制作用による.4) Tiの摩耗に対しては酸素濃度によらず湿度の効果はほとんどなかった.このように,金属の摩耗に対してその活性によって酸素と水蒸気の効果が異なることが示された.平成27年度は,(1)温度,湿度,非摩擦時間の三つのパラメータの全てを独立して変えた鉄対鉄の摩耗試験をおこなった.また,(2)水素の同位体で構成される水を使って,鉄のシビア・マイルド摩耗遷移機構における雰囲気水分子からの吸着層の役割を明らかにすることを試みた.第1の実験の成果は以下の通りである.実験では温度を30°Cから60°Cまでの4通り,相対湿度を1%以下から80%までの5通り,非摩擦時間を0.5から13.5までの4通りとして,全ての条件で一次元摩耗量を測定した.ほとんど全ての条件において非摩擦時間を延ばすことによって摩耗は増大した.全ての湿度において温度の上昇は摩耗を減少させた.それらに対して湿度効果は単調ではなく,1%以下に比べて20%の湿度は摩耗を増大させたが,それ以上の湿度は摩耗を減少させた.

マイルド摩耗が生じる限界条件は非摩擦時間よりも温度・湿度に対してより敏感であった.すなわち,30°Cではマイルド摩耗は湿度80%のみで生じたが,40°Cにすると湿度範囲は60%以上に拡大した.さらに50°Cでは40%以上となった.別の言い方をすれば,湿度80%では30°C以上でマイルド摩耗になるが,湿度60%では40°C以上が必要で,湿度40%では50°C以上が必要であるといえる.このように,空気中の水分と摩擦材の温度が相補的,補完的に効くのがマイルド摩耗という現象であることが明らかになった.第2の実験の成果は以下の通りである.重水を含んだアルゴンガスによって摩擦部分の雰囲気を置換し,重水素を含む陰イオンの摩耗面における存在量を飛行時間型二次イオン分析装置で解析した.その結果,シビア摩耗面や未摩耗面に比べてマイルド摩耗面には約5倍の量の重水素化された陰イオンが存在していた.この結果から真空にしても脱離しない水からの化学吸着層の存在がマイルド摩耗面の土台として機能していることを明らかにした.化学的活性の異なる金,銀,銅,プラチナ,ニッケル,チタン,鉄の7種類の金属に対して酸素,アルゴン中の湿度を変え,特に鉄に対しては温度と非摩擦時間も変えて摩耗試験を行った.金属の化学的活性が上がるに従って,摩耗に対して最初に酸素,次に水蒸気が影響を与えることが示された.鉄の摩耗に対する酸素,水蒸気の単体効果および複合効果については,酸化物は表面を硬化するのに対し,水酸化物は表面を軟化するので,それらの生成量によって鉄の摩耗現象が整理できることを見出した.今年度は酸素とアルゴンを水蒸気のキャリアガスとすることによって,金属の摩耗に対する酸素と水蒸気の効果を独立して論じることに成功した.特に貴金属の摩耗特性から酸素の化学吸着と水の物理吸着の役割が明確となった.トライボロジー金属の種類をさらに増やすことで,金属の摩耗に対する酸素と水蒸気の役割についての全貌を明らかにする.さらに,雰囲気気体の温度を室温よりも上げることで,雰囲気気体の反応性を高くし,その際の摩耗挙動を調べる.それによって金属の摩耗に対する雰囲気気体の作用機構についてより本質的な議論を行う.今年度は温度と湿度を独立にコントロールできる雰囲気温度湿度制御装置を導入し,申請書記載の通り,空気中での金属の摩耗に対して湿度効果,非摩擦時間効果を調べた.得られた結果は摩耗のメカニズムに関する仮説を形成するために充分であり,次年度以降の研究においてそれを証明することが期待される.残りが一万円未満となり,本研究に必要な額に満たなかったため.今後は雰囲気温度湿度制御装置の性能を最大限に引き出すために,雰囲気温度を60度まで上げ,摩擦材として銅,ニッケルなどの金属に対して同様の実験を行う.気体を購入するのに使用予定である.予算の遂行は概ね予定通りであり予算額の99%を執行した.が,1円の桁まで一致する消耗品がなかったため次年度繰越とした.薬品,試料などの消耗品費として使用予定である.
肝星細胞活性抑制による虚血再潅流時における類洞障害制御機構の確立

肝虚血再灌流障害におけるクッパー細胞、内皮細胞の役割はよく研究されているが、肝星細胞についてはほとんど研究されていない。本研究では星細胞にアポトーシスを誘導するGliotoxinを用い、星細胞数を減少させることによる肝虚血再灌流障害への影響について検討した。雄性SDラットにGliotoxin 3mg/kgを腹腔内投与し、星細胞数の変化および類洞径の変化を測定した。星細胞数はGFAP陽性細胞の組織全体に対する面積比として算出した。類洞径とperfusion rateは生体顕微鏡を用いて検索した。再灌流後6時間のAST, ALT値を測定し肝障害度とした。GFAP陽性細胞はCorltrol群2.5±0.19%に対しGliotoxin群1.91±0.46%と有意に減少していた。類洞径ではzone1,2で有意差を認めなかったが、zone3においてControl群8.21±0.50μmに対しGliotoxin群10.25±0.35μmと有意に類洞径が拡大していた。類洞のperfusiorl rateも虚血前後で比較した結果、Control群で100%から79.8±6.1%と低下していたが、Gliotoxin群では99.9±0.2%から99.8±0.7%と、虚血再灌流後のperfusion rateの低下を認めなかった。虚血再灌流後6時間における血清AST, ALT値(IU/L)はControl群512±151,346±128に対しGliotoxin群291±141,116±49と有意に肝障害が軽減された。以上の結果からGliotoxinによって肝星細胞数が減少し類洞径が拡張した結果、肝微小循環が保たれ虚血再灌流障害の抑制につながったのでないかと考えられた。心停止ドナーでは温虚血における肝細胞障害、保存・再灌流による類洞障害が複雑に関係しあっているが、有効な改善策はまだ確立されていない。類洞形成細胞にはクッパー細胞、類洞内皮細胞および星細胞(伊東細胞)があり、クッパー細胞に対しては細胞除去や不活化が行われているが、虚血再灌流障害の制御には至っていない。類洞内皮細胞に対しても接着因子の抑制が行われているが、充分な効果は得られていない。類洞を形成する第3の細胞として肝星細胞があるが、虚血再灌流における役割は今なお不明である。そこで我々はクッパー細胞の制御のみならず星細胞の活性化を同時に制御できれば肝微小循環内皮障害を軽減できると考え実験を開始した。今年度はまず虚血再灌流障害時における類洞星細胞の活性化の有無について検討した。SDラット雄を用い30分虚血、再灌流後2、6、24、48、72時間で肝細胞を摘出し、活性マーカーとしてのα-SMAを免疫組織染色した。灌流類洞内のα-SMA陽性細胞を検索したが、24時間以内では0-1/cm2であり、24時間以降ではわずかに増加を認めるものの、有意な増加しているとは言えず、肝虚血再灌流時における星細胞の活性化は確認できなかった。そこで活性の有無による影響ではなく、星細胞自身の存在意義を検討するため、星細胞のアポトーシス誘導薬による虚血再灌流障害への影響を観察した。その結果、薬剤投与後1224時間でトランスアミラーゼの有意な低下を認め、虚血再灌流障害軽減を認めた。

来年度はこの結果をふまえ、星細胞アポトーシスと虚血再灌流障害軽減化の因果関係を解明するため、星細胞特異的な線維関連因子であるDesminやGFAPの変化をmRNAおよび蛋白レベルで検討する予定である。肝虚血再灌流障害におけるクッパー細胞、内皮細胞の役割はよく研究されているが、肝星細胞についてはほとんど研究されていない。肝星細胞の役割を解明することで虚血再灌流障害の軽減化へつながるのではないかと考え本研究をおこなった。虚血再灌流時における星細胞の活性化を確認するためα-SMA陽性細胞数を測定したが有意な増加を認めなかった。そこで活性化を抑えるのではなくアポトーシスを誘導することによって星細胞数を減少させ、その上で星細胞の役割について検討した。アポトーシスの誘導はGliotoxinを用いた。雄性SDラットに対しGliotoxin 3mg/kg・BW量を腹腔内投与し、48時間後の星細胞数の変化および類洞径の変化を検討した。星細胞数の変化はGFAP陽性細胞の組織全体に対する面積比として算出した。Control群2.50±0.19%に対しGliotoxin群1.91±0.46%と有意に細胞数の減少を認めた。生体顕微鏡を用いた肝類洞径の測定の結果、zone1,2ではそれぞれ、Control群7.88±0.35μm,7.76±0.70μmに対しGliotoxin群7.71±0.19μm,8.62±0.44μmと有意差を認めなかったが、zone3においてはControl群8.21±0.50μmに対しGliotoxin群10.25±0.35μmと有意に類洞径が拡大していた。次に肝類洞のperfusion rateを測定した。虚血再灌流前後で比較した結果、Control群では100%から79.8±6.1%と低下していたが、Gliotoxin群では99.9±0.2%から98.8±0.7%と、虚血再灌流後のperfusion rate低下を認めなかった。虚血再灌流後6時間における血清AST, ALT値はControl群で512±151,346±128に対しGliotoxin群では291±141,116±49と有意に肝障害が軽減された。これらの結果からGliotoxinによって肝星細胞数が減少し類洞径が拡張した結果、肝微小循環が保たれ虚血再灌流障害の抑制につながったのではないかと考えられた。
「新・日本人の国民性調査」のための基礎的研究

国民の意識(心情、価値観など)の変遷を統計調査的な方法で捉えることは日本社会の動向を知る上で極めて重要である。われわれは、日本人のものの見方や考え方が、社会的属性によってどう違うか、過去40年の間にどう変わって来たかを、計量的方法に基づいて分析し、日本人の意識の特徴を明らかにするために、昭和28年から5年ごとに全国調査を繰り返し、平成5年秋には第9次全国調査を実施した。これまでの継続調査から、現在は、近代化を終え、伝統回帰をも超えたさらに新たな次元の意識状況に在るが、その詳細は解明されておらず、その解明がまたれている。この調査研究の目的は、将来の意識動向をより精細に把えるための新しい質問の開発をめざして、そのための基礎的な作業をすることである。このため、3年にわたって、以下の作業を行なった。(1)平成6年度にオムニバス調査を実施し、調査方式と調査結果の関係についての考察を深めるとともに、種々の質問文の試作・検討を行なった。(2)過去の、特に初期の「日本人の国民性調査」の個票データと手集計カードとを照合し、データファイルの改訂を行った。また、コーディングに不統一な点があった自由回答項目については、自由回答そのものを、9回の全調査にわたって、入力し、再コーディングした。国民の意識(心情・価値観など)の変遷を統計調査的な方法で捉えることは日本社会の動向を知る上で極めて重要である。われわれは,日本人のものの見方や考え方が,社会的属性によってどう違うか、過去40年の間にどう変って来たかを,計量的方法に基づいて分析し,日本人の意識の特徴を明らかにするために,昭和28年から5年ごとに全国調査を繰り返し、平成5年秋には第9次全国調査を実施した。これまでの継続調査から,現在は,近代化を終え,伝統回帰的変化えおも超えたさらに新たな次元の意識状況にあるが,その詳細は解明されていない。そこで,この調査研究では,今後の意識動向をより精細に捉えるために新しい質問の開発を試みる。今年度は以下の作業を行なった。(1)第19次の「日本人の国民性調査」に共通な全調査項目についての共通ファイル作成をめざした。しかし,初期の調査の項目の中にはコード化が欠落していたり不備が見られたので,来年度,手集計カードそのものに困って,原データのファイルの改善を試みたい。(2)上記(1)の作業に基づき,概略的な分析を行なった。(3)オムニバス調査用の質問を作成し,調査を行なった。この調査研究の目的は、将来の意識動向をより精細に把えるための新しい質問を開発することである。このため、今年度は以下の作業を行なった。(1)これまでの問題意識を洗いなおすために、昨年度、第19次の「日本人の国民性調査」に共通な全ての調査項目についての共通ファイル作成をめざした。しかし、コンピューターが未発達であった昭和2030年代の「日本人の国民性調査」のいくつかの項目はコード化されていなかったり、途中で回答肢が不統一になっていたりしていたため、全項目のファイルは出来なかった。そこで、今年度は、現在の個票データと手集計カードとを照合し、データファイルの改訂を行った。また、コーディングに不統一な点があった自由回答項目については、その回答そのものを、9回の全調査にわたって、入力したが、コーディング作業までは完了できなかった。(2)昨年度実施したオムニバス調査のファイルを作成し、概略的な分析を行った。

ただし、一部の自由回答質問の結果は、上記と同様、回答そのものを入力しただけで、コーディングは完了していない。国民の意識(心情、価値観など)の変遷を統計調査的な方法で捉えることは日本社会の動向を知る上で極めて重要である。われわれは、日本人のものの見方や考え方が、社会的属性によってどう違うか、過去40年の間にどう変わって来たかを、計量的方法に基づいて分析し、日本人の意識の特徴を明らかにするために、昭和28年から5年ごとに全国調査を繰り返し、平成5年秋には第9次全国調査を実施した。これまでの継続調査から、現在は、近代化を終え、伝統回帰をも超えたさらに新たな次元の意識状況に在るが、その詳細は解明されておらず、その解明がまたれている。この調査研究の目的は、将来の意識動向をより精細に把えるための新しい質問を開発することである。このため、今年度は以下の作業を行なった。(1)将来の意識動向の把握に備えるため、平成7年度に引き続き、過去9回の「日本人の国民性調査」をはじめとして、種々の社会調査のデータ、特に開始当初の「日本人の国民性調査」の自由回答質問の回答そのものを再入力し、第1次コーディングを行った。(2)平成6年度実施のオムニバス調査の分析を行ない、結果をまとめるとともに、いくつかの新質問を作成した。
モデリング誤差に起因する共分散成分を考慮した震源過程解析手法の確立

震源過程モデルは、主に地震波形データをインバージョン解析することにより推定される。解析では、データの誤差は観測誤差とモデリング誤差の和として定義されている。モデリング誤差は、モデルが不完全であるために生じる誤差で、通常データ間に大きな相関を作り出す。本研究では、グリーン関数の不確定性を考慮した新たな震源過程解析手法の定式化を行い、実際のデータに適用した結果、非負の条件を用いることなく、尤もらしい解を得ることに成功した。断層面上での破壊の進展を記述する地震の震源過程モデルは、震源の物理を解明する上で必須の情報であり、主に地震波形データをインバージョン解析することにより推定される。インバージョン解析では、データの誤差は観測誤差とモデリング誤差の和として定義されている。モデリング誤差は、グリーン関数の誤差などモデルが不完全であるために生じる誤差で、通常データ間に大きな相関を作り出す。しかし、これまでの研究では,各データの誤差が完全に独立であると仮定してインバージョン解析がなされてきた。本研究では、モデリング誤差に起因するデータ間の相関(共分散成分)を取り入れた新たな震源過程解析手法の定式化を行った。今年度は、まず、グリーン関数や震源過程モデルが不完全であることを考慮して、地震波形データから震源過モデル、即ち断層面上でのすべり速度の時空間布を推定するためのインバージョン解析法の定式化を行った。次に、その定式化に基づいて解析プログラムを作成し、適当な地震について地震波形データを取得・処理して新しい解析手法を適応し、妥当性について検討した。これらの結果については、現在国際誌に投稿準備中である。また、解析結果は績極的に公開した。例えば、2010年1月に発生したハイチの地震や2010年2月に発生したチリ巨大地震の解析結果をWebにて公開した。この二つの地震の解析結果は全国紙(読売新聞・朝日新聞)にて取り上げられている。これらの地震の他にも、2009年9月にスマトラで発生した大地震、2009年9月にサモア沖で発生した巨大地震についても解析結果をWebにて公開した。本研究では、モデリング誤差に起因するデータ間の相関(共分散成分)を取り入れた新たな震源過程解析手法の定式化を行い、その定式化に従いプログラムを作成した。結果として、世界に先駆けて、巨大地震の解析を安定に行うことに必須のグリーン関数の不確定性の効果を考慮した定式化を完成させた。本手法を、解析が困難であるとされている津波地震である2006年ジャワ津波地震に適用した。手法の有効性を示すために、グリーン関数の誤差を入れた理論波形を用いて数値実験を行い、従来の手法では解析結果が不安定になることを確認した。また実際の解析を行い、数値実験の結果と同様の結果が得られることを示した。本内容は、平成22年11月にGeophysical Journal Internationalに投稿し、平成23年4月に受理された。本手法を、多くの地震に適用することにより、他の手法とは異なる安定した結果を、客観的な方法で求めることに成功した。解析結果については、多くのマスコミに引用されている。本研究では、モデリング誤差に起因するデータ間の相関(共分散成分)を取り入れた新たな震源過程解析手法(地震波形データから震源過モデル、即ち断層面上でのすべり速度の時空間布を推定するためのインバージョン解析法)の定式化を行った。定式化を行う上で重要な改良は、グリーン関数による誤差を明示的に取り入れた点である。定式化に基づいて解析プログラムを作成し、適当な地震について地震波形データを取得・処理して新しい解析手法を適応し、妥当性について検討した。その結果、従来の定式化では非負の拘束条件を導入しない限り、非現実的な解が得られるが、新しい定式化では非負の条件を導入しなくても、適切な解を得ることが分かった。これらの結果については、GJIに掲載された。本手法を、2011年東北地方太平洋沖地震に適用し、すべり量分布モデルを得た。