hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
着衣を通しての熱水分移動と温熱的快適性

睡眠は疲労回復に非常に重要な役割を果たしている。よって快適な睡眠を得るための寝具と寝床内気候の研究は重要である。本研究では寝具の1つである掛布団に注目しその形状が寝床内気候に及ぼす効果について検討した。形状の異なる2種の掛布団を比較した。1方は掻巻き型布団で、他方は長方形型の標準型掛布団である。前者は東北地方など寒い地方の寝具で袖付きの掛布団である。掻巻き布団は睡眠者の肩部分が敷き布団まで隙間なく覆われるため保温性に優れている。日常的な経験から判断すると標準型の布団でも仰臥位で腕を掛布団に挿入した姿勢では肩部分が敷き布団との間に若干の隙間はあるが充分温かい。しかし、寝返りをすると隙間に流れが生じるので保温性低下が生じることが予想される。掛布団の形状の違いが寝床内気候や着心地のどんなところに生じるか検討するため以下の実験を行った。気温24°C相対湿度50%の人工気候室に床面が網状の簡易ベットを設置し、その上にポリエステル内ワタの敷き布団を敷き、各々の掛布団を用いて被験者に一晩、睡眠させた。被験者は28歳成人女子1名。綿100%のパジャマを着装した。被験者の皮膚6カ所(首、胸、腹、大腿、足裏)および敷き布団上下および掛布団の上に温湿度計を貼付した。さらに睡眠時の寝返り等の状況を把握するためビデオ撮影を入床から起床まで約5時間行った。撮影のため実験室は電灯を点灯した。実験結果を以下に示す。被験者の申告:睡眠中何度か覚醒したが寒さを感じて目が醒めることはなかった。電灯の明かりや人工気候室の音など通常と異なる環境のための覚醒であるだろう。温熱的には快適であった。衣服内温度湿度:温度、湿度とも足裏以外は掛布団の形状による有為な差がなかった。また、寝返りによる寝床内の温湿度のダイナミックな変動はあまり見られなかった。皮膚温、湿度とも掛布団にかかわらず足裏以外の部位では3436°C、3040%に保たれていた。足裏の湿度がやや遅れて60から70%へ上昇した。寝返りおよび覚醒回数:寝返り回数、覚醒回数とも布団の種類による差がなく寝返り回数は入床後1時間めが10回前後、その後1時間に6回程度に頻度が減少した。平均して8回/時間であった。覚醒回数は1.5回/時間であった。今回の条件は比較的快適域であったので両者に差が表れなかった。今後、もっと寒冷条件で追加実験を行う。また、掻け布団両者の差を明確にするため掻巻き布団の脇と足元部分を全て敷き布団に巻き込み、完全な閉鎖型にして標準型と比較する予定である。寝床内の実験については公開発表する段階に至らなかったが、基本となる熱と水分移動についての基礎実験について以下の報告を口頭発表にて行った。15EA07:日本家政学会第45回大会、1993年5月23日、要旨集P.213睡眠は疲労回復に非常に重要な役割を果たしている。

寝返りおよび覚醒回数:寝返り回数、覚醒回数とも布団の種類による差がなく寝返り回数は入床後1時間めが10回前後、その後1時間に6回程度に頻度が減少した。平均して8回/時間であった。覚醒回数は1.5回/時間であった。今回の条件は比較的快適域であったので両者に差が表れなかった。今後、もっと寒冷条件で追加実験を行う。また、掻け布団両者の差を明確にするため掻巻き布団の脇と足元部分を全て敷き布団に巻き込み、完全な閉鎖型にして標準型と比較する予定である。寝床内の実験については公開発表する段階に至らなかったが、基本となる熱と水分移動についての基礎実験について以下の報告を口頭発表にて行った。15EA07:日本家政学会第45回大会、1993年5月23日、要旨集P.213
次世代エネルギーシステムの最適更新計画

再生可能エネルギーの有効利用に資するとされる太陽電池ー蓄電池系を含む各種建物用エネルギー供給システムの更新問題に対し、経済性や省エネルギー性の観点からより望ましい合理性に富む計画立案を行うための方法論を検討した。電力・冷暖房・給湯用エネルギー供給システムの更新計画問題に対して、最適化手法を導入することにより,数値分析的計画立案を行った。対象建物の季時ごとに変化するエネルギー需要量を年間に渡り推定し、機器、特に蓄電池の劣化特性や新規導入機器の技術進歩といった不確実性を織り込み、需要量に対するシステム運用計画を考慮しながら評価期間内で望ましいシステム更新解を導出出来た。最適更新計画問題において初期システム構成が,更新計画に対して重大な影響を及ぼすことが予想される.実在する病院用エネルギー供給システムを元に,具体的なシステム構成候補をほぼ網羅的に想定してスーパーストラクチャを構築し,更新計画問題を混合整数計画問題として定式化して調査した結果を日本機械学会論文として投稿していたが,本年度発行された.当該論文では,機器性能値(効率,特に経年劣化に伴う機器性能劣化や新規技術開発による将来の性能向上の度合い)を考慮したモデルおよびパラメータを具体的に提示し,「初期コストが高いが,高性能な機器」や「初期コストは低いが,性能劣化の影響が強い機器」などとの組み合わせが,実際どの程度の経済性に影響するか,評価期間を機器の法廷耐用年数と同じく15年と設定し,評価して整理した.その結果,現在市場にある製品を元に想定した場合には,「初期コストが高いが,高性能な機器」が最適なシステムとして更新される傾向が見られ,法定耐用年数を待たずに導入することが最適であることなどの結果を得た.また,蓄電池として今後導入促進が期待されるリチウムイオン形2次電池の劣化特性が,長期間の最適機器運用に与える影響を考慮するための混合整数計画問題モデルを定式化した.ここでは特に,サイクル劣化特性と放電深度履歴に依存する劣化特性をモデル化した.非常用によく見られる常時満蓄状態近くに維持するフロート充電は想定せず,日々,省エネ性あるいは経済性を重視した最適な運用を行うことを想定した.家庭用を想定した評価期間10年の場合,最適運用に対する蓄電池の劣化特性が与える影響は無視できず,運転モード(経済優先か,省エネ優先か)による最適運用の違いを明らかにした.この成果は,エネルギー・資源学会および日本機械学会にて発表した.2014年度に行われる国際会議で,さらに発展した成果を報告する予定である.再生可能エネルギーの有効利用に資するとされる太陽電池ー蓄電池系を含む各種建物用エネルギー供給システムの更新問題に対し、経済性や省エネルギー性の観点からより望ましい合理性に富む計画立案を行うための方法論を検討した。本研究では,病院やオフィス等の業務用建物や一般家庭におけるエネルギー供給システムを対象として,各種代替システムの経済性・省エネルギー性・環境性の総合的比較評価を,最適化手法に基づいて実施する.初期システム導入計画問題のみならず,長期的なシステム更新計画についても検討する.(1)最適貢献計画問題における各種不確定要因の整理では,決定論モデルで構築したスーパーストラクチャによるシステム記述を踏襲したフレームワークにおいて,各機器毎に不確定要因を抽出,整理し,試算した.その結果,蓄電池,太陽光発電装置の劣化特性の影響が大きいことを確認した.(2)既存エネルギーシステムにおける年間にわたるエネルギー需要量の想定では,新たに,日本建築学会が収集・整理した日本の住宅におけるエネルギー消費データを入手した.(1)のフレームワークに適用可能かどうか判定し,可能な範囲についてのデータ変換を完了した.また,家庭用エネルギー需要データの時系列特性と燃料電池コージェネレーションシステムおよびヒートポンプシステムとの整合性を,KL情報量によるクラスタリングによって分類する手法を,初めて明らかにした.(3)機器劣化性能値の整理では,特に,太陽光発電パネルー蓄電池系を対象として,蓄電池の劣化特性をどのように最適化モデルに反映すべきかについて重点的に取り組んだ.サイクル劣化特性と放電深度に係わるサイクル劣化特性とを組み込んだ試算を行った.2013年度に日本機械学会にて成果報告する.(4)太陽光発電パネルー蓄電池系の試験装置の設置では,やや予算をオーバーし,かつ,メーカー製造遅れのため,設置が遅くなったが,計測系の動作確認も含めて,初期調整を終了した.2013年3月からデータ計測を開始した.各種建物用エネルギー供給システムの更新問題に対し、経済性や省エネルギー性の観点からより望ましい合理性に富む計画立案を行うための方法論を検討した.より実用性の高い方法論を確立するために、事務所ビルや病院等の建物を具体的に取り上げ、電力・冷暖房・給湯用エネルギー供給システムの更新計画問題に対して、最適化手法を導入することにより,数値分析的計画立案を行った.対象建物の季時ごとに変化するエネルギー需要量を年間に渡り推定し、機器、特に太陽電池ー蓄電池系の劣化特性や新規導入機器の技術進歩を織り込み、需要量に対するシステム運用計画を考慮しながら評価期間内で何時の時点でどのようにシステム更新を行うのが望ましいかという解を導出した.また、1回のシステム更新計画問題のみならず、より長期的な視点から2回更新計画問題についても検討を加え、上述の研究目的を達成する方法論の提案を行うことが出来た.エネルギー工学昨年度設置した試験装置に,一部不具合が発生した.

これを補修したため,実験データの収集がやや遅れているが,その他の理論的研究および具体的な数値実験は予定通り進捗した.試験装置の設置時期が当初の予定よりも,6ヶ月遅れた.これは,これは当初予定した供試蓄電池から新製品に急遽切り替えたためであり,かつ,メーカー側製造が計画通り進まなかったため納期が大幅に遅延したためである.計装系を先行して手配,調整することで,なんとか年度内に試験装置全体の設置,調整を完了した.それ以外の項目については,おおむね当初の計画通り進捗した.(1)引き続き,試験装置による太陽光継続データの収集,解析を進める.また,試験装置の要素(PVアレイ,パワーコンバータ,蓄電池)の要素特性を試験データから同定し,最適化問題のモデルパラメータとして整理する.(2)太陽光入射量の実データといくつかの予測手法との乖離を定量的に評価する.この結果を用いて,最適更新計画問題に与える影響を評価する.本年度の計画は以下の通り.(1)試験装置による太陽光計測データの収集,解析を中心に進める.(2)決定論的スーパーストラクチャモデルを元に,各種不確定性の影響を解析調査する.また,確率計画問題としての取り扱いを可能とする方法論を検討し,その具体的な最適解導出方法について検討を進める.特に,最適更新計画問題における再生可能エネルギーシステム特有の問題点を明らかにすべく,収集した機器特性を忠実にモデルに組み込むことを目指す,なお,本年度中に昨年度の成果を元に,学会発表(国内1件確定),学会論文(ジャーナル)投稿を進めていく.試験装置の消耗品関連を,安価なものを選定したため,若干の差額が生じた.試験装置の実験補助およびデータ解析のための研究補助員賃金や,消耗品に充当する予定である.当初の計画通り試験データ収集などの研究補助および,成果報告などを中心に研究費を充て,特に設備費などの用途は見込んでいない.国内学会出張旅費,国内打合せ旅費・経費,消耗品が主な使途である.
群集生態学的アプローチによる土壌中のリンをめぐる微生物応答の数理的記述の試み

野外の黒ボク土について、16S rDNAおよびアルカリホスファターゼ(ALP)遺伝子phoDの組成は、土壌pHに強く規定されていた。また、交互作用付き重回帰分析によると、可給態リン濃度と酵素活性比酸性ホスファターゼ(ACP) /ベータグルコシダーゼ(BG)のあいだの関係は、pHまたは16S rDNAの組成に依存した。黒ボク土および褐色森林土のマイクロコズムについて、炭素源・窒素源の添加により微生物群集構造は大きく攪乱されるとともに、酵素活性比ALP/BG、ACP/BGが上昇した。しかし、添加後時間が経過すると、酵素活性比も元の水準近くへと低下した。平成26年度は、森林土壌を材料とした実験のみを行う予定であったが、畑土壌を用いた実験も開始した。1【リン酸化合物添加に対するホスファターゼ活性およびβ-D-グルコシダーゼ活性の応答本実験】畑の黒ボク土と森林の褐色森林土を供試し、C源とN源を添加し、リン獲得酵素であるアルカリホスファターゼ(ALP)と酸性ホスファターゼ(ACP)、炭素獲得酵素であるβ-D-グルコシダーゼ(BG)の活性を測定した。その結果、土壌の種類によって応答は異なった。黒ボク土は弱酸性であるにもかかわらず、ACP/BG比よりもALP/BG比の方がC・N添加への応答が大きかったが、褐色森林土では、ALP/BG比の方ががACP/BG比よりも小さな応答を示した。2【フォスファターゼ活性、β-D-グルコシダーゼ活性、および土壌細菌群集構造との関係性】上記と同じ黒ボク土(畑地)および褐色森林土(森林)の試料から土壌DNAを抽出し、細菌の16S rRNA遺伝子V4領域をPCR増幅して、次世代シーケンサーMiseqを用いた大量解読を行った。細菌の門レベルの分類構成を解析した結果、土壌の種類やフォスファターゼ活性等と門レベルでの細菌群集構造との間には明確な関係は認められなかった。3上記の土壌の一部から、リン酸カルシウムまたはリン酸鉄を唯一のリン酸源とする培地を用い、それらのリン酸塩を溶解する細菌の分離を行った。分離された細菌を、それらの培地で繰り返し植え継いで培養を続けた。5ヶ月以上の継代に耐えて生残した細菌は、ほとんどBurkholderia属細菌と同定され、それらは系統学的に2つに分けられた。一方の系統は培地中のpHを下げつつリン酸塩の溶解し、培地中に遊離したリン酸塩が蓄積した。他方の系統は、培地のpHをほとんど下げなかったが、よく増殖したことから生育に必要な量のリン酸を溶解するが、過剰には溶解しない機能を持つと考えられた。畑地から採取した黒ボク土および林地から採取した褐色森林土にC源・N源を添加すると、土壌の種類によってその応答は異なった。黒ボク土の1回添加区では、4回分割添加区と比較し、いずれのC源でも3日目にホスファターゼ活性が大きく上昇した。これは、土壌中の相対的なリン利用性が急激に低下し、微生物がリン酸を獲得するためにホスファターゼを大量に生産したことによると推測される。一方褐色森林土では、1回添加区と4回分割添加区で差がなく、培養3日目にホスファターゼ活性が急激に上昇した。資源配分モデルに基づき酵素活性比を算出したところ、黒ボク土は弱酸性であるにもかかわらず、酸性ホスファターゼ(ACP)/β-D-グルコシダーゼ(BG)比よりもアルカリホスファターゼ(ALP)/BG比の方がC・N添加への応答が大きかった。ALPは主に細菌によって生産されるため、用いた黒ボク土では細菌の方が糸状菌よりもリン制限に対して応答しやすい可能性がある。一方褐色森林土では、ALP/BG比はACP/BG比よりも1回添加区および4回添加区ともに応答が小さかった。これは用いた森林土壌のpHが低く、ALP生産菌やその生産量が少なかったことによると推測される。機能遺伝子(phoD)組成は主としてC源・N源の添加方法によって規定された。他方、微生物群集構造の変遷はC源・N源の種類・添加方法のいずれにも依存しており、特にN源の種類の影響が大きかった。可給態リン濃度もN源の種類の影響が強かった。また、ホスファターゼ活性・微生物群集構造のいずれについても、培養期間が長くなるにつれて培養条件の違いによる差異は小さくなっていった。以上の結果は、微生物生態系のレジリエンスを反映するものであると考えられ、微生物群集構造よりも環境要因がリンの可給性を強く規定することが示唆された。群集構造解析の失敗の原因を探る期間があったため、研究が遅れた。結果的に、主要な原因が試薬への微生物混入であることが判明し、群集構造の解析を再開できたた。遅れているが、集中的に解析を行うことにより、遅れを取り戻せる見込みである。長野県花き栽培試験場(長野県塩尻市)の長期連用圃場(70年以上にわたり施肥状況が固定されている土壌)の畑土壌黒ボク土12サンプルについて、16S rDNA(バクテリア・アーキア群集)、18S rDNA(真菌群集)、陸域で優占するとされる菌体外ホスファターゼ遺伝子phoDの組成を、次世代シーケンサーを用いたamplicon sequencingで解析した。

16S rDNAの群集組成、phoDの組成、18S rDNAの群集組成はいずれも、窒素施肥状況ならびに、その影響を受けていると考えられる土壌pHに強く依存し、リン施肥の状況、可給態リン濃度、酵素活性との間に明確な関係は見られなかった。日本国内8地域(北海道・東北・関東・中部・九州)から採取された、母材・気候条件・利用状況を異にする黒ボク土畑土壌45サンプルに対して、土壌酵素活性・理化学性を測定するとともに、16S rDNA、18S rDNA、phoDの組成を、次世代シーケンサーを用いたamplicon sequencingで解析した。その結果、116S rDNA、phoDの組成は土壌pHによって強く規定されていた。また、216S rDNAに比べて、phoDはサンプル間のOTUの入れ替わりが大きい傾向が見られたほか、316S rDNAの組成の類似度と、phoDの組成の類似度の間には有意な相関は見られなかった。一方、4アルカリホスファターゼ(ALP)・酸性ホスファターゼ(ACP)活性のβ-D-グルコシダーゼ(BG)活性に対する比(ALP/BG, ACP/BG)と、可給態リン・水溶性リン濃度のあいだには相関は見られず、単純なresource allocation modelは妥当しなかった。しかし、5pHや16S rDNA組成を含めた交互作用付き重回帰分析によると、可給態リン濃度と酵素活性比ACP/BGのあいだの関係は、pHあるいは16S rDNAの組成によって変化することが示され、既存のresource allocation modelに対する修正の可能性が示唆された。野外の黒ボク土について、16S rDNAおよびアルカリホスファターゼ(ALP)遺伝子phoDの組成は、土壌pHに強く規定されていた。また、交互作用付き重回帰分析によると、可給態リン濃度と酵素活性比酸性ホスファターゼ(ACP) /ベータグルコシダーゼ(BG)のあいだの関係は、pHまたは16S rDNAの組成に依存した。黒ボク土および褐色森林土のマイクロコズムについて、炭素源・窒素源の添加により微生物群集構造は大きく攪乱されるとともに、酵素活性比ALP/BG、ACP/BGが上昇した。しかし、添加後時間が経過すると、酵素活性比も元の水準近くへと低下した。黒ボク土から再現性よい効率でDNAを抽出することが困難で、抽出条件の最適化に時間を要した。そのため、次世代シーケンサーを用いた解析が遅れた。DGGEおよび定量PCRのための、新たなフォスファターゼ遺伝子用PCRプライマーの開発も試みたが、これについては成果が得られなかった。これまではミクロコズムを用いた解析を中心に行ってきたが、今後は、全国の多地点から黒ボク土を採取し、培養を行わないフィールドの土壌そのものについて、機能遺伝子と微生物群集構造の解析を進める。また、3年間で得られたデータから総合的な考察を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。土壌微生物学土壌から安定した抽出効率でDNAを得られるようになったため、この後の次世代シーケンサーを用いた解析は遅れないと考えられる。DGGEおよび定量PCRについては、既存のプライマーをいくつか組み合わせて用いることで、まずは先に進めることとした。その他の研究項目は順調である。H26年度に得られたデータを元にして、H27年度はポイントをしぼって土壌マイクロコズム実験のデータの量を増やす計画である。群集構造解析の失敗の原因を探る期間があったため、研究が遅れた。結果的に原因が判明し、解析を再開できたが、まだ遅れている。
逆問題法を用いたナトリウムエアロゾル群のふく射・散乱特性同定

1.酸化ナトリウムの複素屈折率の推定値を与えて、粒度分布を有するエアロゾル群中での透過率を求めるための3次元非灰色ふく射伝熱プログラムを開発した。ここで、粒子の散乱はMie散乱とし、入射ふく射はスペクトル分布を有するものとする。また、粒子の複素屈折率の波長分布も考慮可能である。2.このプログラムを用い、複素屈折率を色々変えて、指定された温度の黒体炉から放射されたふく射の3次元透過率分布を計算で求め、屈折率-吸収指数平面上での等透過率曲線群を求めた。この結果より、粒径分布と個数濃度が与えられたエアロゾル群中での透過実験から、このエアロゾルの屈折率と吸収指数の組み合わせを推定できることを示した。3.対象としているナトリウムエアロゾルはほとんどが酸化ナトリウムと推定されるが、これは酸化マグネシウム、酸化チタンのような絶縁物(dielectrics)であるため、その複素屈折率は絶縁物特有の下記のような特性を有するはずである。すなわち、可視光から近赤外領域では屈折率は1より大きいほぼ一定の値を取り、また吸収指数は無視できるほど小さい値を取る。酸化マグネシウム、酸化チタンについては、複素屈折率の詳細な波長分布が文献に与えられているので、これをそのまま用いて計算した透過率と、複素屈折率の波長分布を無視(屈折率として上記の一定値を用い、吸収指数としては0を与える)した時の透過率の計算結果を比較した。この結果、複素屈折率の波長分布を無視しても透過率の誤差は数%程度であることが示された。4.上記2の逆解析手法で、酸化ナトリウムエアロゾル群の複素屈折率同定が可能であることを示すため、マグネシウムリボンの燃焼で発生した酸化マグネシウムエアロゾルを用いたふく射透過実験を行い、上記解析結果との比較から、酸化マグネシウムの複素屈折率(m=1.7-0i)を実験的に求めることができた。1.高温液体ナトリウムの発火・燃焼実験時の、酸化ナトリウムエアロゾル群の粒径分布、体積濃度、およびこれを通したふく射の透過率のデータを調査した。この結果、この実験で生じた酸化ナトリウムエアロゾルは、個数平均粒径0.5μm、対数標準偏差2.0の対数正規分布を有する粒径分布をなし、体積濃度は0.01、1m厚さのエアロゾル群のふく射透過率は0.179であることがわかった。2.酸化ナトリウムの複素屈折率の推定値を与えて、上記条件のエアロゾル群中でのふく射の透過率を求めるための1次元非灰色ふく射伝熱プログラムを開発した。ここで、粒子の散乱はMie散乱とした。3.このプログラムを用い、複素屈折率中の屈折率と吸収指数を色々変えて透過率を計算で求め、実測された透過率に合う複素屈折率の範囲を調べた。この結果、酸化ナトリウムの複素屈折率(m-n-ik)において、屈折率は、n【similar or equal】1のごく近傍の値をとること、またkの値を定めるには、0度方向(エアロゾル層のふく射透過方向)と3040度方向の透過率を調べれば良いことが示された。4.上記で推定された範囲の複素屈折率を用い、水蒸気分圧0.1atの空気中に浮遊するエアロゾル粒子群を通しての1次元非灰色ふく射伝熱を解析し、水蒸気の存在が系内の温度分布や透過率に与える影響について明らかにした。5.上記2の逆解析手法で、酸化ナトリウムエアロゾル群の複素屈折率の同定が可能であることを示すための実験を来年度に予定しているが、これに関し、同じ系を対象にふく射透過解析を行うための、エアロゾル群中3次元非灰色ふく射伝熱解析プログラムを開発した。

1.酸化ナトリウムの複素屈折率の推定値を与えて、粒度分布を有するエアロゾル群中での透過率を求めるための3次元非灰色ふく射伝熱プログラムを開発した。ここで、粒子の散乱はMie散乱とし、入射ふく射はスペクトル分布を有するものとする。また、粒子の複素屈折率の波長分布も考慮可能である。2.このプログラムを用い、複素屈折率を色々変えて、指定された温度の黒体炉から放射されたふく射の3次元透過率分布を計算で求め、屈折率-吸収指数平面上での等透過率曲線群を求めた。この結果より、粒径分布と個数濃度が与えられたエアロゾル群中での透過実験から、このエアロゾルの屈折率と吸収指数の組み合わせを推定できることを示した。3.対象としているナトリウムエアロゾルはほとんどが酸化ナトリウムと推定されるが、これは酸化マグネシウム、酸化チタンのような絶縁物(dicleglrics)であるため、その複素屈折率は絶縁物特有の下記のような特性を有するはずである。すなわち、可視光から近赤外領域では屈折率は1より大きいほぼ一定の値を取り、また吸収指数は無視できるほど小さい値を取る。酸化マグネシウム、酸化チタンについては、複素屈折率の詳細な波長分布が文献に与えられているので、これをそのまま用いて計算した透過率と、複素屈折率の波長分布を無視(屈折率として上記の一定値を用い、吸収指数としては0を与える)した時の透過率の計算結果を比較した。この結果、複素屈折率の波長分布を無視しても透過率の誤差は数%程度であることが示された。4.上記2の逆解析手法で、酸化ナトリウムエアロゾル群の複素屈折率同定が可能であることを示すため、マグネシウムリボンの燃焼で発生した酸化マグネシウムエアロゾルを用いたふく射透過実験を行い、上記解析結果との比較から、酸化マグネシウムの複素屈折率(m=1.7-0i)を実験的に求めることができた。
超大型浮体構造物による環境影響予測手法の開発

近年、埋立工法に代わるものとして浮体式の空港建設案が提唱されており、その他にも超大型浮体構造物による海洋空間利用の計画は今後ますます増加するであろう。超浮体構造物は埋立に比べて海洋環境への影響が少ないと一般にいわれているが、現時点でそれが定量的に示されているわけではない。一方で、構造物下部に生じる暗黒領域による生態系への影響や、構造物周囲の防波堤内で海水が淀むことによる水質への悪影響などのが懸念が指摘されている。本研究では、超大型浮体構造物による環境への影響のうち、構造物を設置したときの流れや物質拡散の変化および構造物と防波堤で囲まれた領域の波や流れの状態に注目して、構造物を設置したことによる周囲の環境への影響を予測する数値計算手法を開発しすることを目的として3年間の研究を行った。まず、浮体周囲の波浪場および浮体の動的応答を計算する手法として、2次元の領域分割法、3次元の特異点分布法を用いたプログラムを開発した。3次元特異点分布法を用いたプログラムでは任意形状の複数浮体の相互干渉を考慮でき、周波数領域のみならず時間領域の計算も可能とした。また、2次元領域分割法では浮体の弾性挙動や防波堤との相互干渉を考慮することができる。次に、流動・拡散に対しては、海水流動計算マルチレベルモデルを用いて超大型浮体構造物の影響を考慮できるようにした。このモデルでは流れのみならず密度場の計算も可能であり、さらに海水交換についても評価できるようにした。また、生態系に関しては簡便な鉛直1次元モデルによる解析と既存の3次元モデルによる検討を行った。本研究では、超大型浮体構造物による環境への影響のうち、構造物を設置したときの流れや物質拡散の変化および構造物と防波堤で囲まれた領域の波や流れの状態に注目して、構造物を設置したことによる周囲の環境への影響を予測する数値計算手法を開発することを目的としている。平成7年度は、3カ年計画の初年度であり、以下の検討を行った。・海水流動計算多層モデルにおける超大型浮体の影響を考慮できるような計算手法の検討。・超大型浮体を設置したときの拡散問題の計算方法の検討。・防波堤内の波浪の計算法の検討。研究の成果として以下の結論を得た。・海水流動計算多層モデルにおいて、浮体領域とそれ以外の領域に分割して計算を行うことにより、超大型浮体の影響を考慮できるような計算手法を開発し、プログラム作成を行った。また、作成したプログラムを用いて内湾に大型の海洋構造物を浮体式と埋立式で設置したときの周辺海域の流動物に与える影響の際について検討を行った。・超大型浮体を設置したときの拡散問題については、浮体壁面での境界条件を適当に与えて上記の流動場の計算手法と組み合わせることにより問題なく計算できることがわかった。・防波堤内の波浪の計算法については、速度ポテンシャルを用いた領域分割法を複数浮体の問題に適用する手法を開発し、2次元問題についてのプログラム作成を行った。平成8年度は、3カ年計画の2年目であり、以下の検討を行った。・観測値との比較等による海水流動計算モデルによる計算結果の妥当性の検証。・海水流動計算モデルへの生態系モデルの組み込み方の検討およびプログラム作成。・実験値との比較等による波浪計算プログラムの検証。・メガフロート技術研究組合によって行われている実海域実験の超大型浮体モデル周辺で水温・塩分濃度の計測を行い、実海域でのデータを収集した。研究の成果は以下の通りである。・海水流動計算多層モデルを用いて東京湾の流動・密度場のシミュレーションを行い、観測地との比較を行った。

その結果、数値モデルによって湾内の物理現象の季節変動の特徴を再現できることがわかった。また、境界条件や数値モデル中のパラメータの影響についても検討を行った。・沿岸低次生態系モデルについて調査を行い、鉛直1次元モデルを構築した。海表面での日射や再ばっ気を遮ることによって超大型浮体の影響を検討した。・領域分割法による波浪の計算結果を他の計算結果や実験報告と比較し、計算の妥当性の検討を行った。・メガフロートモデル周辺の貴重な観測データを得ることが出来た。現在のところ浮体による顕著な影響はみられないが、引き続き観測を継続する。近年、埋立工法に代わるものとして浮体式の空港建設案が提唱されており、その他にも超大型浮体構造物による海洋空間利用の計画は今後ますます増加するであろう。超浮体構造物は埋立に比べて海洋環境への影響が少ないと一般にいわれているが、現時点でそれが定量的に示されているわけではない。一方で、構造物下部に生じる暗黒領域による生態系への影響や、構造物周囲の防波堤内で海水が淀むことによる水質への悪影響などの懸念が指摘されている。本研究では、超大型浮体構造物による環境への影響のうち、構造物を設置したときの流れや物質拡散の変化および構造物と防波堤で囲まれた領域の波や流れの状態に注目して、構造物を設置したことによる周囲の環境への影響を予測する数値計算手法を開発しすることを目的として3年間の研究を行った。まず、浮体周囲の波浪場および浮体の動的応答を計算する手法として、2次元の領域分割法、3次元の特異点分布法を用いたプログラムを開発した。3次元特異点分布法を用いたプログラムでは任意形状の複数浮体の相互干渉を考慮でき、周波数領域のみならず時間領域の計算も可能とした。また、2次元領域分割法では浮体の弾性挙動や防波堤との相互干渉を考慮することができる。次に、流動・拡散に対しては、海水流動計算マルチレベルモデルを用いて超大型浮体構造物の影響を考慮できるようにした。このモデルでは流れのみならず密度場の計算も可能であり、さらに海水交換についても評価できるようにした。また、生態系に関しては簡便な鉛直1次元モデルによる解析と既存の3次元モデルによる検討を行った。
新たな数学教育の実践を目指したカリキュラムから評価方法までの総合的な研究

本研究によって得られた成果は次の通りである。1.達成度評価のための学生用チェックシートの開発平成16年度に、基礎解析(1年)、解析I(2年)、線形代数(2年)、解析II(3年)、数理統計学(3年)の学生用のチェックシートを冊子化した。平成17年度にはその書式を一部改良し、各学年で活用している。今後、カリキュラムとの関係も考慮しながら有効的な活用を検討していく。2.テクノロジーを用いた数学教育を推進するためのワークブックの開発について平成17年度に、これまで本校で開発してきた基礎解析(1年)と解析I(2年)の教材(テクノロジーの利用を前提とした探究課題や数学実験)をCD-ROMにまとめた。収録したファイルは、使用する教員が適宜改良できるように、TEX、PDF、WORDの3種類のファイル形式で、それぞれ目次にリンクを張った。達成度チェックシートも収録した。3.テクノロジーを含めた新しい数学教育のためのカリキュラム研究について平成16年度には、イギリスで行われているCASE(科学教育を通じた認知的促進)やアドバンス物理の理念を研究し、我々が考える新しい数学教育の理念と共通する点があることがわかった。平成18年度には、高専における数学教育のカリキュラムについて、教育目標における観点、高専で教えるべき数学の内容とその方法、および探究活動を含めた評価に対して考察を行った。4.グラフアートと関数学習について本校おける関数グラフアートとそのコンテストとの連携についての効果の検証を行った。また、センサーとグラフ電卓を用いた関数学習の教材を開発した。さらに、グラフアートなどのグラフ電卓を用いた課題提出のためのパソコンの活用方法を検討した。5.研究会による研究成果の収集と公開平成17年度、18年度とそれぞれ6月に本校主催の「グラフ電卓研究会」を行い、研究成果を発表した。本研究の本年度の成果は次のとおりである。1.達成度評価のための学生用チェックシートの開発について本年度内に、基礎解析(1年)、解析I(2年)、線形代数(2年)、解析II(3年)、数理統計学(3年)の学生用チェックシートを冊子化することができた。主な特徴としては(1)書式を少し変更し、各教員がチェック項目を増やすことのできる欄を付け加えた。(2)学生がチェックした日付を書く欄を明確にした。(3)各科目のチェックシートには公式集を付録として付けた。(4)チェックシートの項目に、関連する公式集の番号を付けた。(5)年度の最初に配布し、ミシン目を付けることで、単元終了後に学生が切り取って提出できるようにした。このことで、教員の配布の手間が軽減できると思われる。(6)2つ穴を開けることで、返却後、ファイルに整理できるよう工夫してある。平成17年4月から13クラスで使用予定である。2.テクノロジーを用いた数学教育を推進するためのワークブックの開発について本年度の研究においても、三角関数における数学実験や微分方程式の分野等で新たに教材が作成された。ワークブックも、レポートのページは提出できるような形式(ミシン目、2つ穴)とする。1年の基礎解析および2年の解析Iに関しては、これまでの教材とともに平成17年8月頃までにまとめる予定である。3.テクノロジーを含めた新しい数学教育のためのカリキュラムの検討についてイギリスで行なわれているCASE(科学教育を通じた認知的促進)やアドバンシング物理の理念が、私たちの考える新しい数学教育の理念と共通する点があることがわかった。今後、これらを参考にカリキュラムを検討することになる。1.テクノロジーを用いた数学教育を推進するためのワークブックの開発について基礎解析および解析Iの教材(探究課題や数学実験)を、CD-ROMにまとめた。

当初、冊子化の予定であったが、使用する教員で適宜改良できるように、TEX、PDF、WORDの3種類のファイル形式でそれぞれの目次にリンクを張った。CD-ROMには画像ファイルおよび達成度チェックシートも収録した。このことは、平成17年8月の第87回全国算数・数学教育研究(長野)大会で発表した。(日本数学教育学会誌第87回総会特集号p.478)2.グラフアートと関数学習について本校で取り組んでいる、グラフ電卓を使用した「グラフアートと関数学習」について、井之上先生が論文発表を行った。(日本数学教育学会高専・大学部会論文誌Vol.12 No.1 pp.15-34(2005))3.達成度評価のための学生用チェックシートの改良前年度に作成した学生用チェックシートを使用した。いくつかのクラスでアンケートを取り、今後の利用方法についての課題が見つかった。また、次の形に改訂を行った。(1)チェック項目に番号をつけた。(2)一番下の欄は教員用であることを明確にするため、「検印」とした。(3)ページの入れ替えや、項目の表現のおかしいところを直した。今年度はチェック項目をTAMSに提供し、基礎数学(1年生用)のドリルの作成に使われた。平成18年度は、このドリルとチェックシートを併用し、有効的な活用方法を検討したい。4.研究会による研究成果の収集と公開平成17年6月18日(土)に「第6回グラフ電卓研究会」を行った。東海大学の渡辺先生や、石川高専の阿蘇先生など全部で5件の発表があった。本研究の本年度の研究成果は次の通りである。1.カリキュラム研究高専における数学教育のカリキュラムについて、教育目標における観点、高専で教えるべき数学の内容とその方法、および探究活動を含めた評価に対して考察を行い、論文発表した。(長水、宮田「高専における数学教育のカリキュラムに関する考察」日本数学教育学会高専・大学部会論文誌)2.グラフアートと関数学習について本校における関数グラフアートとそのコンテストの連携についての実践例の報告と、コンテスト実践による効果の検証を行い、ロ頭発表および論文発表した。また、センサーとグラフ電卓を用いた関数学習にっいても口頭発表を行った。(坪川「関数グラフアートコンテストに見る学生の創造性」第88回全国算数・数学教育研究(東京)大会,井之上、坪川「関数グラフアートコンテストの実践と関数学習への効果」論文集「高専教育」,宮田「身近な現象を関数で表す」第55回北陸4県数学教育研究(金沢)大会)3.グラフ電卓とパソコンの活用についてグラフ電卓を活用した実践の中で、従来からあった「ファイルのやり取りの煩雑さ」と「学生自身によるデータ活用の不十分さ」という問題を解決するために、TI-Connectを導入した。その方法およびTI-Connectを利用した事例報告を行った。
仏教説話図の図像学的研究ーアヴァダーナを中心としてー

本研究は仏教説話のうちの比喩譚(たとえ話)の文献と美術作品にかんする研究である。比喩譚(たとえ話)の邦訳を行い、主題を同一にする文献と比較検討を行う。また美術作品を研究の対象に加えて図像学的考察を行うことで、作品におけるイメージの典拠を明らかにし、説話物語の主題を明確にする。文献と美術の両側面から比喩譚に代表される仏教説話図における大乗的思想の展開の一端を明らかにすることを目的とする。本年度は研究の中核となるアヴァダーナ文献の翻訳を行い発表した。またこの文献を典拠として表された絵画についてインドとネパールにおいて現地調査を行った。インドのデリーにおいてはチベットハウス所蔵のチベットに伝わるアヴァダーナの絵画を調査し、多くの資料を得ることができた。またインドの西部石窟の壁画を現地調査し、インド伝来の絵画表現を確認することができた。さらにネパールにおける現地調査ではインド所伝の仏教説話のネパール的展開を解明するために、文献と絵画作例の資料収集を行った。ほかにも、仏教絵画における図像学的研究について『大日経』を中心に絵画や彫像にみられる尊容の表現と文献の記述をもとに解明を行い発表した。本年度は海外に所蔵、現存する文献および美術作品の資料収集を精力的に行い、今後の研究に活用できる資料を取りそろえることができた。これに並行して、これまでに翻訳されなかった文献についても翻訳の発表を行い、さらに未比定であった絵画の主題についても同定することができた。計画通りに進展している。今後も計画通りに推進する。大羽恵美「国立民族学博物館所蔵「仏教版画コレクション」における大型木版仏画」『民博通信』No.160、2018年、26-27頁.
自己開発型医学教育の教育者育成システム開発と評価

自己開発型教育を行う教育能力を高める医学教育者教育法の開発と検証を行った。教育方法として双方向性講義および問題基盤型学習を設定した。講義教育能力開発は、伝授型(ダイダクティック)から双方向型にする教育法を少人数短時間で自己開発するマイロティーチングシステムを確立した。問題基盤型学習として、学生の主導性の高いテュートリアル教育および教員の主導性の高いチームベーストラーニングの教員教育法を確立した。本研究は医師教育として不可欠な学習者の能動学習を促進する教育能力開発のための教員教育方法を作り検証することを目的としている。研究全体の目標としてダイダクティック(伝授型)授業の中で学習者主導型教育を行う教員教育法としてマイクロティーチングシステムの開発検証そして実践法の確立、問題基盤型学習教育のための教員教育法の開発検証、そして能動学習促進教育の教員教育能力評価法の開発と有効性の検証を行う。ダイダクティック(伝授型)教育能力開発プラットフォームとして東京女子医科大学と北里大学でマイクロティーチングシステム(MT)を共同で開発し教育能力研修とその評価を行った。東京女子医科大学では4回のマイクロティーチング(12名の教員養成)を行なった。北里大学では必要な機材の整備を教員教育セミナーで、MTを実践した。参加教員が小グループ内で模擬講義を行い、ビデオ利用による振り返りとグループ討論を実施した。また、MT用の評価表を各グループで作成して、講義での留意点を自ら見つけ出す一助とした。それぞれの大学の事後評価で参加教員からは本教育手法について高い評価を受けたとともに、どのようなフィードバックが効果的かについて基礎的情報を得た。次年度には更に異なった施設での実施について検証を行い、本システムが様々な教育施設で実施できるようにプロトコールを向上させ、ユビキタス化を図る。PBL型教育能力開発プラットフォームとしては、チーム・ベースト・ラーニング(TBL)の開発を行った。TBLは大教室の中でグループ(チーム)に分かれて問題解決を行う教育法であるが、東京女子医科大学では、臨床推論TBL開発を行い平成20年度からトライアルを行う。研究分担者の阿部は、シンガポールのデューク大学シンガポール国立大学連携医学大学院を視察し、TBLをMTに導入することを検討した。東京女子医大ではケース・スタディー法による教育用の実験教室が整備され双方向性の教育開発が行われた。平成19年度は模擬授業を行ない、教育能力効果測定方法を開発するための基礎情報を得た。平成20年度計画に従い1)マイクロティーチング(MT)システム開発、2)チーム・ベースト・ラーニング(TBL)開発、3)客観的教育能力評価法開発を行った。MTシステムについては前年度に継続して東京女子医科大学と北里大学医学部でMTシステム開発・改良を継続した。作成したプロトコールに従って東京女子医科大学では3回のMT(9名)を行なった。本年度計画のひとつは異なった施設でのMT実施検証を行い、本システムが様々な教育施設で実施できるようにプロトコールを向上させ、ユビキタス化を図ることであった。この計画に沿って北里大学ではFDにおいては教員を対象に、大学院の医療・医学教育学では大学院生を対象にMTを実践した。講義者と聴衆の両方を撮影し、同期して編集することにより、講義に対する聴衆の反応を確認することができるので、より効果的な講義評価が出来ると考えられた。東海大学においても、MTシステムを構築し3校間で同じ環境で実施できるようになった。TBL開発は、平成20年6月ならびに21年1月に第4学年を対象としたTBLトライアルを行った。調査票評価を行った結果、TBLは双方向性授業として学生の能動学習を促進することが明らかになった。一方で教員の教育能力評価法開発が必要で、教材開発および教育方法のための手順書ならびに教員教育システムを構築する必要が明らかになった。客観的教育能力評価法開発は、新たな学生による授業評価用紙を作成した。講義評価表の改変の目的は、(1)講義者への講義のフィードバックする項目をわかりやすくする、(2)大学評価への対応、である。今回は神戸大学大学教育研究センターが作成し、信頼性、妥当性の基本データが明らかになった評価尺度を用いた評価表を作成した。次年度に同じ評価尺度を利用した客観的教育能力評価法を作成することにより、教育能力の自己開発を促進する客観的教育能力評価として完成させ、実際に講義評価を行い実証を行う。科学的・医学的思考力、医学的問題発見解決能力を教育するための教員の教育能力を向上させる教育システムを開発検証する。講義を教員と学生の双方向性情報交換型にする教育法研修方法としてマイクロティーチング実施方法を確立し教員教育ならびに大学院学生教育で実証した。東京女子医科大学では本システムの効果について参加者から聞き取り調査を行った結果、参加することにより教育能力の自己効力感が高まることが明らかになった。短時間で効果的な研修となるように実施プロトコールを確立し手順書を作成した。また、研修では研修者間で教育能力を評価するが、その標準的評価基準を開発した。

北里大学では(1)参加前後で、被験者間の講義する力が向上したかについて、講義事前準備、講義評価、講義後の省察などを評価項目として検討を行ない、今年度は将来教育職に就くことを目指す大学院生を対象に実行し効果を得た。今後マイクロティーチング実施経験のない者でも実施できる手順書の作成を急ぐ予定である。これらの結果は今後、教育能力評価として活用される。医学教育では問題解決能力教育法として、Problem-based learningテュートリアルが行われているが、本研究で新たな教育法の効果的教育方法と教員育成法を開発した。開発したTeam-basedlearning(チーム・ベースト・ラーニング、TBL)は従来の授業と比べ学生が能動的に問題解決を行う学習を教員が主導できることが明らかになった。とくに新たに導入したレスポンスアナライザーにより従来の方法よりも学生個人とグループでの問題解決・判断を共有して授業の双方向性を高めることが明らかになった。これらの結果を基にTBL教育の手順書を作成した。また、事例をもとに双方向型授業を行うケース・スタディー法をレスポンスアナライザーを用いて行う教育法を開発し実施した。さらに能動教育を行うための教員教育用教材としての動画学習用教材シナリオを作成した。医学教育に用いる講義型授業、問題基盤型授業、能動双方向性授業の教育能力の開発と検証を行った。伝授型授業では東京女子医科大学と北里大学でマイクロティーチングを実施し、医学教育の教員教育能力開発のために有効であることを明らかにした。東京女子医科大学では教員研修および大学院授業として異なるプロトコールで行い、研修環境の違いに即したマイクロティーチングの実施法を確立した。北里大学では、教員教育セミナー(FD)でのマイクロティーチングの実践が定着し、2010年度も24名の教員が実践を行った。参加者からの聞き取り調査では、自らの教育能力向上という本来の目的もさることながら、お互いのミニ講義を聴くことによる副次的な効果(他の分野での講義内容の把握、他の教員の教育への意欲からの刺激、講義を受ける者の側に立った時の実体験から得る、教育に関する気づき、など)も大きいことが明らかになった。計画に従ってこれらの成果を手順書として「医学の講義スキルアップのためのマイクロティーチングの実践」を作成した。問題基盤型授業・能動双方向性授業としては、それぞれProblem-based learning(PBL)は45事例、Team-basedlearning(チーム・ベースト・ラーニング、TBL)は2事例を約410名の学生に実施した。特にPBLとTBLを組み合わせた教育法は世界でも新しく、国際学会のシンポジウムにおいて注目された。計画通り手順書を作成し、教育に広く活用できるようになった。教育能力評価法開発については、教育アウトカムとアウトカムに至る中間指標(ロードマップ)を策定し、アウトカム・ロードマップを評価する学生評価情報のデータベースを構築した。データベースを基にそれぞれの教員の担当する教育の評価が可能になった。
絶滅危惧種イシカワガエルの保全と遺伝的多様性に関する研究

奄美大島と沖縄本島北部に分布イするシカワガエルは、環境省レッドリストで絶滅危惧IB類に、鹿児島県と沖縄県で天然記念物に指定されている。本研究では、本種の保全を目的に飼育下繁殖を試みたところ、実験室の人工繁殖個体から、完全飼育下で自然繁殖に成功した。また、奄美産と沖縄産を用いて形態計測、mtDNA解析及び交雑実験を行ったところ、両者は遺伝的にも形態的にも分化しており、雑種致死による交配後隔離が成立していることから、別種とするのが妥当であると考えられた。奄美産を新種「アマミイシカワガエル」として記載した。イシカワガエルは奄美大島と沖縄本島の固有種で、鹿児島県と沖縄県で天然記念物に、環境省レッドリストで絶滅危惧IB類に指定されている。従来の研究から、両島の個体群間で、形態・核型・生態的特徴に相違があることが分っており、最近では、奄美大島内に普通個体と区別できる大型個体の存在が報告されている。本研究では、先ず実験室での保全を目的に、鹿児島県と沖縄県から許可を得て採集した雌雄8対を用いて、人工交配を行った。その結果、これまでに人工繁殖させた1-4年齢のカエル2,000匹が順調に発育しており、これらの繁殖個体から、実験室での自然繁殖によって二代目も誕生している。さらに本研究では、本種の種内分化の実態を解明するため、奄美大島の大型と普通および沖縄島の計48個体を用いて、形態観察、交雑実験、アロザイムおよびmtDNA分析を行った。その結果、奄美産の普通と大型および沖縄産には、頭胴長などの外部形態形質に明瞭な差があることが分かった。交配後隔離を確認するため、奄美産と沖縄産との間で交雑実験を行ったところ、奄美産雌と沖縄産雄との雑種は正常に発育するが、沖縄産雌と奄美産雄との雑種は発生初期に致死になることが分った。アロザイムおよびmtDNA分析でも奄美産と沖縄産とは大きく分化しており、奄美産の大型と普通の間にはアロザイム分析で僅かな相違がみられた。mtDMの分析でも奄美産は2つのタイプに分かれ、その一方は主に大型に対応したが、もう一方には大型と普通の両方が含まれた。以上の結果から、(1)沖縄産と奄美産は明瞭に分化しており、分類学的に別種に位置づけられること、(2)奄美産の大型と普通は種分化の途上か、あるいは、かつてある程度分化した後、二次的接触により遺伝的交流が再開された状態にあること、が考えられた。奄美産の大型と普通については今後、さらに交配後隔離や遺伝的分化の程度を解明し、その分化プロセスを検討する必要がある。イシカワガエルは奄美大島と沖縄本島北部に分布し、鹿児島県と沖縄県で天然記念物に、環境省レッドリストでは絶滅危惧種IB類に指定されている。本研究では絶滅が危惧されている本種について、飼育下での自然繁殖を試みるとともに、沖縄と奄美の両集団間の交配後隔離機構を調べた。今年の繁殖時期には、人工繁殖によって生まれた5年齢個体から、完全飼育下での自然繁殖によって、多数の2代目を得ることに成功した。また、交配後隔離の有無を確認するため、奄美産の普通と大型、及び沖縄産との間で交雑実験を行ったところ、奄美産雌と沖縄産雄の雑種は正常に発育するが、沖縄産雌と奄美産雄との雑種は発生初期ですべて致死になり、明確な交配後隔離が成立していることが分った。両者は遺伝的にも形態的にも明らかに分化しており、別種とするのが妥当であると考えられた。また、リュウキュウアカガエルは奄美大島、徳之島、沖縄本島および久米島に分布するカエルで、環境省レッドリストで準絶滅危惧種に指定されている。本研究では、本種内の遺伝的分化の程度と集団間の交配後隔離の有無とその程度を明らかにすることを目的とし、奄美大島と沖縄島の個体を用いて、アロザイムとmtDNA分析および交雑実験を行った。その結果、両者は遺伝的にかなり分化していることが分った。さらに、沖縄産雌と奄美産雄との交配の結果、雑種は正常に発育し、そのほとんどが雄になり、それらの精巣には、異常な大型精子や濃染核が多数観察された。また、精子形成時の減数分裂における相同染色体の行動を観察したところ、雑種では相同染色体が対合に失敗してできる一価染色体やロッド状二価染色体がかなり観察され、精子形成が異常になることが分った。以上の結果から、リュウキュウアカガエルの奄美大島産と沖縄島産とは亜種以上の分化であると考えられた。イシカワガエル(Odorrana ishikawae)は奄美大島と沖縄本島北部に分布するカエルで、鹿児島県と沖縄県で天然記念物に、環境省レッドリストでは絶滅危惧種IB類に指定されている。これまでの研究から、両島のイシカワガエルには形態・核型・生態的特徴に相違があることが示唆されている。

本研究では絶滅が危惧されている本種について、飼育下での自然繁殖を試みるとともに、本種の種内分化の実態を解明するため、奄美産と沖縄産の成体を用いて形態計測、アロザイム分析、mtDNA解析及びマイクロサテライト解析を行うとともに、交雑実験により、両集団間の交配後隔離機構を調べた。2010年の繁殖期には、人工繁殖によって生まれた6年齢の人工繁殖個体から、完全飼育下での自然繁殖によって、多数の2代目を得ることに成功した。また、形態計測に基づく主成分分析の結果、奄美産と沖縄産とは形態的に明瞭な相違があること、アロザイム分析、mtDNA解析及びマイクロサテライト解析から、両集団は遺伝的にも明瞭に分化していることがわかった。さらに、交雑実験の結果、沖縄産雌と奄美産雄との雑種は発生初期ですべて致死になること、奄美産雌と沖縄産雄の雑種は正常に発育するが、成熟期に達した雑種の雄は精子形成が異常であることがわかった。以上、奄美産と沖縄産は遺伝的にも形態的にも明瞭に分化しており、生殖的にも明確な交配後隔離が成立していることから、両集団は別種とするのが妥当であると考えられる。イシカワガエルの基準産地は沖縄本島であることから、奄美産のイシカワガエルを「新種アマミイシカワガエルOdorrana splendida」として記載した。