hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模交通シミュレーションのための人間行動モデリングの研究

本研究の目的は,人間の行動を詳細に表現する細粒度の行動モデルの大規模な集積に基づくマルチエージェントシミュレーションを実現するための技術と,具体的な計算基盤の開発である.本研究では,まず人間の行動を説明する先験的知識に基づく個別性を持った行動モデルの構築手法を開発した.次に,細粒度の行動モデルを多数実行可能な大規模マルチエージェントシミュレーション基盤を設計,構築した.そして,それらの成果に基づいて京都市で行われた社会実験の再現を行った.本研究の目的は,人間の行動を詳細に表現する細粒度の行動モデルの大規模な集積に基づくマルチエージェントシミュレーションを実現するための技術と,具体的な計算基盤の開発である.本研究では,まず人間の行動を説明する先験的知識に基づく個別性を持った行動モデルの構築手法を開発した.次に,細粒度の行動モデルを多数実行可能な大規模マルチエージェントシミュレーション基盤を設計,構築した.そして,それらの成果に基づいて京都市で行われた社会実験の再現を行った.マルチエージェントに基づく交通シミュレーションの実現のため,1)運転行動モデル,および2)大規模交通シミュレータの構築を行った.1)運転行動モデルの構築人間の運転行動を再現するための計算モデルの構築を行った|参加型モデリングの技術の援用により,実際の入間の運転行動データに基づいた計算モデルを下記の手順で作成した.1.仮想道路環境を提供するドライビングシミュレータ上で走行シミュレーションを実施し,人間の運転行動ログを得る.2.収集したログデータから,特徴的な行動がとられた箇所を特定する.3.シミュレーションで観測された運転行動の理由・動機を明らかにし,ルール形式の先験的知識として抽出する.4.被験者の観測事象を述語論理に基づき形式的に記述する.5.先験的知識として抽出した運転行動ルールと観測事象に基づき,被験者の走行を説明可能な運転行動モデルを構築する.2)大規模交通シミュレータの構築細粒度の運転行動モデルに基づく多数のエージェントによる大規模交通シミュレーションの実行基盤を開発した.本シミュレータの構築では,経路選択に関連した熟考的な行動決定と,運転行動に関連した即応的な行動決定を行う機能を実現するエージェントを設計した.その上で,マルチエージェント交通シミュレーションツールキットMATSimをベースとした経路選択機能と,新規に実装した周辺環境情報に基づいて運転行動を決定可能とする運転行動の逐次決定機能を連携動作可能とし,細粒度の運転行動を表現可能な大規模シミュレーションを実現した.本シミュレータ上で京都市で実施された社会実験を再現し,一定の再現性が得られる事を確認したマルチエージェントによる都市交通のシミュレーションのための,シミュレーション実行環境の構築,およびモデルの組み込みを行った.・多層型マルチエージェントシミュレーションプラットフォームの構築都市交通は多様な要素から構成されている.シミュレーションの構成論として,全要素を内包するシミュレータを一度に構築するのではなく,要素を逐次投入し,その要素の影響を確認しながらシミュレータを充実させる方針を採る.ところで,再生可能エネルギー利用の出口としての電気自動車(EV)が,環境志向の社会状況下で注目を集めている.このような背景から,EVによる都市交通流,およびEVによる電力流通という異なる社会システムの動態を模擬するため,シミュレーションプラットフォームの再設計と構築を行った.本プラットフォームは,異なる社会システムを模擬する個々のシミュレーションを展開する複数のレイヤーの合成によって都市のシミュレーションを実現する,多層型のアーキテクチャに基づいて実現した.・車載電力流通シミュレーションの実施と検証EVは普及段階に入ってきており,2030年における国内普及目標は2030%にのぼると予想されている.一方,太陽光発電(PV)についても,2010年代にGridParityを迎えるという予想から,普及の加速が予想される。両者を繋ぐ考え方としてVehicle-to-grid(V2G)が支持されつつある.V2Gは,EVの車載バッテリへの蓄電によるピークカット等を目的として設定される事が多いが,本研究では,V2GによるPV電力の社会への引き込み,流通を実現する仕組みとして車載電力流通を構想し,シミュレーションによる検証を試みた.新たなデバイスの登場,社会システムの導入による社会の動態変化や,具体的な効果を,個々人の行動を起点として計算,一分析することを可能とした.近年,新たなエネルギー源とその社会導入の方法が世界中で模索されており,例えば,エネルギーと交通のシステムに関する検討は,これからの社会をデザインする上で不可欠と考えられる.本研究では,EV(Electronic Vehicle:電気自動車)によるPV電力(Photo-Voltaic電力:太陽光電力)の都市内流通を分析するマルチエージェントシミュレーションを行い,既存の異種システムを統合した新たな社会システムのベストデザインの計算を試みた.ここでの課題は,個々のエージェントが,交通においては日々の状況に基づいて交通行動を変化させ,電力流通においては交通行動の変化に応じて電力流通への貢献を変化させる事による,システム挙動の複雑さへの対処方法にある.そこで,近似解法のプロセスに則ったシステムデザインの漸次的な更新と,各デザイン下でのエージェントシミュレーションによる創発現象の生成と評価を繰り返し,準最適解を得るアプローチを試みた.すなわち,群集の振る舞いを指標とした社会デザイン改善の計算をマルチエージェントシミュレーションを基盤として実現する手法を提案した.前年度までに開発したマルチエージェントに基づく車載電力流通シミュレーション環境を利用し,近似解法として遺伝的アルゴリズムを用いた,未知の社会システムデザインの計算プロセスを明らかにし,システムデザインに対する太陽光エネルギーの逆潮流用の変動を検証する実験を行った.実験の結果,逆潮流量を抑制(つまり社会的コストを低減)するシステムデザインの計算が可能である事を示した.一方で,巨大な解空間に対する求解の困難も明らかとなり,さらなる研究の必要性が確認された.
ポリマーに結合するペプチドの創製

マテリアルに結合するペプチドを自在に応用することは、ボトムアップナノテクノロジーの発展において重要であり、そのためにはペプチドとマテリアル間の相互作用を理解する必要がある。本年度は、昨年度獲得したペプチドを用い、βシートペプチドが形成する自己組織的な単一のナノファイバー選択的に結合するペプチドとナノファイバー間相互作用の詳細な検討を行った。ペプチドを化学合成し、ドットブロットアッセイによりナノファイバーへの結合を評価した結果、合成ペプチドであっても構成アミノ酸がわずかに異なるペプチドから成るリファレンスナノファイバーと結合を比較した結果、標的ナノファイバーの集合化状態選択的に結合することがわかった。さらにペプチドを用いたナノファイバー表面の金ナノ粒子による修飾を検討した結果、ファイバー上で金ナノ粒子が20nm程度の一定の間隔で配置できることがわかった。また新たなターゲットとして、ネットワーク性の高いペプチドナノファイバーに着目し、ファージディスプレイ法により標的選択的に結合するペプチドの獲得に成功した。合成ペプチドを用いた結合アッセイの結果、獲得したペプチドは標的ファイバーの組織化を認識して結合していることを明らかにした。獲得したペプチドに細胞接着ペプチドをコンジュゲートすることでナノファイバー表面の修飾を検討した結果、ナノファイバーに細胞接着性を付与できることを見出した。本結果は、任意のナノマテリアルに新規機能を導入可能であることを明らかにした結果である。ポリマーを認識し、特異的に結合するペプチド分子の創製を目指し、立体規則性が制御されたイソタクチックポリ(メタクリル酸メチル)(it-PMMA)を標的としたスクリーニングの結果得られたペプチドとポリマー間相互作用を動力学・熱力学的に解析した。ターゲットであるit-PMMA、リファレンスとして用いたシンジオタクチック(st)PMMAはスピンコート法によってフィルム化し、合成ペプチドとの相互作用を表面プラズモン共鳴を用いてリアルタイム観察した。得られた結合曲線をフィッティングすることでペプチドのit-あるいはst-PMMAに対する結合および解離速度定数ならびに結合定数を決定した。ペプチドは、その配列によってはit-PMMAに対して10^5オーダーの結合定数を示したのに対し、st-PMMAに対しては10^3オーダーの結合定数を示した。すなわち、立体規則性の違いを識別して2オーダーの結合定数の違いを有することが明らかとなった。また、その特異性や速度定数はペプチドのアミノ酸配列によって異なり、ペプチドを構成するアミノ酸の構造によって特異性が誘起されていることを明らかにした。速度定数を比較することで、ペプチド配列によってit-PMMAの結合サイトが異なっている可能性を見出した。欠失解析の結果、7残基のうち4残基が結合および特異性に重要であることを見出した。さらに、測定温度を変化させて測定し熱力学的に解析した結果、it-PMMAに対してはペプチドがコンホメーションを変化させながら誘導適合して結合して特異性を獲得していることが明らかとなった。また、立体規則性の異なるst-PMMAを標的としたスクリーニングにより得られたペプチドも同様に測定した結果、it-PMMAと比較するとst-PMMAに対して50倍大きな結合定数を示すことが明らかとなった。以上の結果から、合成ペプチドのみであってもポリマーの立体規則性という極めてわずかな違いを認識し得ることを見出した。マテリアルに結合するペプチドを自在に応用するためには、その相互作用を定量的に解析する必要がある。具体的には、その結合の強度およびその特異性や結合サイトを知ることが挙げられる。本年度はファージディスプレイ法を利用したスクリーニングにより得られた、βシートペプチドが構成する自己組織化ナノファイバーに特異的に結合するペプチドとナノフアイバー間相互作用の詳細な検討を行った。得られたペプチドを提示したファージの結合を酵素結合免疫測定(ELISA)により評価したところ、ライブラリーファージと比較して有意に強く標的ナノファイバーに結合した。さらに、構成アミノ酸がわずかに異なるペプチドやアミノ酸配列のみが異なるペプチドから成るリファレンスナノファイバーと結合を比較した結果、標的ナノファイバー特異的に結合することがわかった。さらに、その結合強度や特異性は得られたペプチドそれぞれで異なっていることから、アミノ酸それぞれが結合に寄与していることが示唆された。また、それらペプチドのファージに提示されたペプチドを化学合成し、円偏光二色性測定および赤外分光解析を行った。全てのスクリーニングにより得られたペプチドは、通常溶液中ではランダムコイル構造であり、特定の二次構造は形成しないことが分かった。一方、標的ナノファイバーと相互作用させた状態で測定した結果、特定のペプチドは逆平行βシート構造に転移して結合しており、その結果として強い結合および高い特異性を獲得していることを明らかにした。

獲得したペプチドに細胞接着ペプチドをコンジュゲートすることでナノファイバー表面の修飾を検討した結果、ナノファイバーに細胞接着性を付与できることを見出した。本結果は、任意のナノマテリアルに新規機能を導入可能であることを明らかにした結果である。
琉球列島ジュゴン個体群保全のための個体群解析

現在,我が国のジュゴンは沖縄島北部の東海岸を中心に目視情報が報告されているが,その生息数は非常に限られておりその保全が求められている.しかしながら,琉球列島のジュゴンに関する知見は少なくより効果的な保全対策を検討するための科学的知見はほとんど存在しない.本種のように広い生息範囲を有する海生哺乳類の個体群構造・動態および個体群間の関係を推察する上で,形態学的変異や遺伝情報を利用した解析は有効な方法のひとつである.しかし,琉球列島のジュゴンに関しては,これまで個体群解析は行われておらず,その個体群構成,遺伝的多様度などに関する知見は非常に乏しい.そこで本研究では,琉球列島内の新城島において保存されているジュゴンの頭骨を用い形態学および分子系統学的検討を行い琉球列島および周辺のジュゴン個体群間の関係性と遺伝学的特性を明らかにするとすることを目的とした.本年度は初年度で実行した琉球列島個体群のmtDNA分析および頭骨形態における地理的変異の解析のための形態学的調査を継続し行った.mtDNA分析では,コントロール領域の多様性が比較的高い領域において330塩基対の塩基配列を決定し,54個体から5つのハプロタイプを得た.これまで琉球列島のジュゴン個体群からこれほどまとまった標本数を用いての塩基配列決定の報告はなく,本研究にて得られた大きな成果である.また,頭骨における形態学的研究では,本年度はオーストラリアにおいて117個体の頭骨の計測を行った.本年度と昨年度の調査結果を照らし合わせジュゴンの頭骨形態における地理的変異の解析した結果,アジアとオーストラリアの個体群間の吻部に関して地理的な変異が検出された.今後これらのデータのさらなる解析および調査の継続により琉球列島内外を含めた個体群間の交流の一端を明らかとすることができると考えられる.現在,我が国のジュゴンは沖縄島北部の東海岸を中心に目視情報が報告されているが,その生息数は非常に限られておりその保全が求められている.しかしながら,琉球列島のジュゴンに関する知見は少なくより効果的な保全対策を検討するための科学的知見はほとんど存在しない.本種のように広い生息範囲を有する海生哺乳類の個体群構造・動態および個体群間の関係を推察する上で,形態学的変異や遺伝情報を利用した解析は有効な方法のひとつである.しかし,琉球列島のジュゴンに関しては,これまで個体群解析は行われておらず,その個体群構成,遺伝的多様度などに関する知見は非常に乏しい.そこで本研究では,琉球列島内の新城島において保存されているジュゴンの頭骨を用い形態学および分子系統学的検討を行い琉球列島および周辺のジュゴン個体群間の関係性と遺伝学的特性を明らかにするとすることを目的とした初年度である22年度では,琉球列島内の沖縄島および新城島において回収されたジュゴンの骨を用い分子系統学的検討を行うためのサンプリングを行った.60個体余りより採集された試料からの微量DNAの抽出とPCR法による最適な増幅条件の決定を試みた.その結果,新城島より得られた骨では大部分の試料からの増幅に成功した.加えて,琉球列島のジュゴンの形態的特徴を明らかとするため,比較対象としてロンドン自然史博物館およびパリ自然史博物館に収蔵されているアフリカ,中近東,アジア地域より得られたジュゴンの頭骨の形態学的な調査を行った現在,我が国のジュゴンは沖縄島北部の東海岸を中心に目視情報が報告されているが,その生息数は非常に限られておりその保全が求められている.しかしながら,琉球列島のジュゴンに関する知見は少なくより効果的な保全対策を検討するための科学的知見はほとんど存在しない.本種のように広い生息範囲を有する海生哺乳類の個体群構造・動態および個体群間の関係を推察する上で,形態学的変異や遺伝情報を利用した解析は有効な方法のひとつである.しかし,琉球列島のジュゴンに関しては,これまで個体群解析は行われておらず,その個体群構成,遺伝的多様度などに関する知見は非常に乏しい.そこで本研究では,琉球列島内の新城島において保存されているジュゴンの頭骨を用い形態学および分子系統学的検討を行い琉球列島および周辺のジュゴン個体群間の関係性と遺伝学的特性を明らかにするとすることを目的とした.本年度は初年度で実行した琉球列島個体群のmtDNA分析および頭骨形態における地理的変異の解析のための形態学的調査を継続し行った.mtDNA分析では,コントロール領域の多様性が比較的高い領域において330塩基対の塩基配列を決定し,54個体から5つのハプロタイプを得た.これまで琉球列島のジュゴン個体群からこれほどまとまった標本数を用いての塩基配列決定の報告はなく,本研究にて得られた大きな成果である.また,頭骨における形態学的研究では,本年度はオーストラリアにおいて117個体の頭骨の計測を行った.本年度と昨年度の調査結果を照らし合わせジュゴンの頭骨形態における地理的変異の解析した結果,アジアとオーストラリアの個体群間の吻部に関して地理的な変異が検出された.今後これらのデータのさらなる解析および調査の継続により琉球列島内外を含めた個体群間の交流の一端を明らかとすることができると考えられる.
ホームステッドフォリストでの炭素固定…小規模CDM植林政策に関する研究

JSPS外国人特別研究員Dr.Miah氏は平成23年度において、研究課題「ホームステッドフォリストでの炭素固定・...小規模CDM植林政策に関する研究」を、3カ年間24ヶ月にわたる外国人特別研究員としての研究生活の最後の仕上げの5ヶ月間に地道な努力を積み重ねる中で、着実に進展させた。氏はこのように当初に計画して交付申請書に記載した平成23年度における研究実施計画に沿った形で研究の目的を達成している。またこのことは氏の外国人特別研究員としての24ヶ月間における研究の目的を達成したことにもなる。以上のように氏はJSPS外国人特別研究員に採用されたことを感謝し、最終年度においても着実に成果を上げた。平成21年度においては,外国人特別研究員として研究課題,ホームステッドフォリストでの炭素固定...小規模CDM植林政策に関する研究を進めるたの枠組に関して来日後直ぐに検討を行なった。その後研究を進める上での基礎的資料収集を開始し,現地における実態調査研究を企画した。同時並行的に既存資料及び自己の過去からの研究データに基づいて成果を取りまとめて,米国のエネルギー・ポリシー誌に2報を投稿した。本年に入り3月には計画に沿ってバングラデシュでの現地実態調査をバングラデシュ林野庁及びチッタゴン大学森林環境学部と協力して実施し,予定通りの研究データ収集が出来た。帰国後直ぐに収集データの分析と論文執筆を実施している。その研究成果を22年度に開催される国際学会で発表することになっている.その国際学会は,カナダのトフィーノで5月に行なわれる国際学会,7月に英国エジンバラで行なわれる国際学会,8月に韓国ソウルで行なわれる国際学会(招待講演),9月にローマで行なわれる国際学会である。平成21年度の予定に国際学会報告があったが,21年度は研究の基礎的資料収集及び分析に集中することにした結果、22年度における国際学会への参加・報告の準備と申し込み報告論文の受理に至る過程が21年度であったと言える。当該年度における外国人特別研究員としての研究成果は米国から発行されているこの分野ではインパクトファクターが高い国際誌であるエネルギー・ポリシー誌に気候変動と森林に関わる論文を2報(1報は38巻2号に掲載済み、1報は受理され印刷中)公表しており,その他にも韓国で発行されている国際誌森林科学と技術誌に一報(5巻2号)掲載済みである。以上の様に21年度の研究は,ほぼ予定通りに着実に実行することが出来た。JSPS外国人特別研究員Dr.Miah氏は研究課題「ホームステッドフォリストでの炭素固定...小規模CDM植林政策に関する研究」を、地道な努力を積み重ねる中で着実に進展させた。氏は本年度は著書1冊、研究論文12報(内ファーストオーサー7報)、学会報告等4報を公表した。氏は気候変動問題の解決に向けての研究を母国バングラデシュの森林管理とのかかわりから展開している。バングラデシュは現在経済発展の途上にあり国民の生活水準は向上傾向にあるが、国民の大多数を占める氾濫源集落に暮らす人々の生活水準は未だに低く、エネルギー消費水準は低い。氏はバングラデシュで昨年度実施した克明な実態調査結果及び過去からの蓄積資料によって、バングラデシュの氾濫源集落周辺に暮らす一般庶民のバイオマス利用実態を把握した。この地域の人々の識字率は非常に低く、アンケート調査ができず、個別聞き取り調査を困難を極める中で実施して資料を収集した。これらの資料に基づき分析を加え、新たな知見を有した論文を公表した。またこれらの調査結果を駆使する中でクズネッツカーブとのかかわりの論文を公表した。またバングラデシュでの気候変動に関わる取り組みを、科学的に把握する論文も執筆公表した。このような地道で着実な研究の積み重ねの中で、主要課題である小規模CDM植林の必然性に関して明らかにしている。以上のように氏はJSPS外国人特別研究員に採用されたことを感謝し、着実に研究成果を上げつつある。
Homogeneousな確率構造を持つ場を導入した計画降雨算定手法の開発

既に開発をスタートし,その一部を短時間降雨予測に利用可能とした降雨の不安定場モデルを,計画降雨の算定に利用可能なHomogeneousな確率構造を持つ場として拡張を計った。すなわち,まずより広域に広がる降雨域にも適用可能とするために,広域降雨の代表例として台風降雨をとり挙げ,降雨場の基本となる台風まわりの圧力場および風速場に関し,指数形の圧力から同定する手法を開発した。次に,不安定場モデルそのものを水蒸気の鉛直輸送を考慮したものに発展させた。先に述べた風速場はメソαスケールに属する風速場の算定には,高分解能の情報の提供できるレーダーの利用が考えられる。そこで,3次元レーダーのエコー強度情報からメソβγスケールでの3次元での3次元風速の3次元分布を推定する手法の開発を行ない,定性的に良好な結果が得られただけでなく,ドップラーレーダーやMVレーダーによって直接観測される大気風速を真値とした精度調査から,定性的ににも有効であると発展させるために,日本全域への適用も可能な手法へと発展させるために,日本全域への適用も試み,良好な結果を得た。また,その際に必要な広域での3次元降水分布を,2次元レーダー情報から推定する手法もあわせて開発した。以上の手法および推定結果を土台にして,沖縄レーダーによってとらえられた台風を含む幾つかの降雨事例につき,地形の影響を受けていない降雨場の確率構造解析を行ない,降雨セルの寿命や移動特性等のいくつかの確率構造を明らかにし,一連の手法を結合して,計画降雨算定手法へと発展させる十分な土台を築いた。まず,3次元レ-ダ-情報から水蒸気相変化量や水蒸気の流れ場を推定する手法を開発するとともに,算定した流れ場,地形,エコ-強度分布の変動形態の関係調査に基づき,不安定場概念を導入した降雨分布の再現手法を開発した。すなわち,Homogeneousな確率構造を持つ場として不安定場という概念を導入し,場のモデル化をはかるとともに,それによって地形の影響を受けた降雨分布がいかに良く再現されるかの調査を,梅雨および台風時の降雨事例を用いて行った。その結果,良好な再現性の得られることが明らかとなった。一方,従来の降水分布の確率モデルを整理した上で,これらのモデルを上記不安定場モデルといかに結合す可きか,その他どういった計画上の問題に利用可能かを議論した上で,我が国に大きな災害をもたらす台風に関し,レ-ダ-およびGMS情報を用いて降雨分布の確率構造解析を行うとともに,確率モデルを提案した。今後は,不安定場そのものについての調査を進めることになる。最後に,より広い領域に関して不安定場モデルを適用し,その確率構造を調査するために必要な手法を開発した。すなわち,すでに気象衛星セレタ-によって開発されている手法によって算定される広範囲にわたる降水強度の2次元分布を用いて,広範囲にわたる3次元降水強度分布を推定する手法を開発した。以上によって,広範囲にわたり不安定場の確率構造解析を行うための条件がそろったことになり,次年度はその確率モデルを開発した上で、計画降雨の算定手法に発展させることになる。Homogeneousな確率構造を持つ場として,開発を進めてきた不安定場に対し,新たなモデル化を行い,降雨の算定精度の向上を計った。すなわち,昨年度まで適用範囲の拡張を計ってきた不安定場モデルを,水蒸気の豊富な下層大気からの水蒸気の鉛直輸送が表現できるモデルとして,新たに提案した。もともと計画降雨として算定に大きな役割を果す降雨現象は,対流性降雨であり,その対流性降雨のメカニズムは水蒸気の鉛直輸送によって代表されるので,計画降雨への地形の影響の導入にはこの鉛直輸送の導入が有力な方法である。具体的には,不安定場を大気下層の水蒸気供給能力と大気上層の水蒸気吸引能力の相互作用のモデル化に対応する。一方では,これらのパラメ-タ構造の推定に必要な3次元大気風速を3次元レ-ダ-情報から推定する手法に関し,ドップラ-レ-ダ-やMVレ-ダ-から直接観測される大気風速をトゥル-スデ-タとして精度調査を行うとともに,より広域への適用が可能な手法へと発展させるために,日本全域への適用も試み,良好な結果を得た。

以上の手法および推定結果を土台にして,沖縄レ-ダ-によってとらえられた台風を含む幾つかの降雨事例につき,地形の影響を受けていない降雨場の確率構造解析を行ない,降雨セル手法を結合して,計画降雨算定手法へと発展させる十分な土台を築いた。
東アジア地域経済統合の総合的研究

本研究の目的は、世界的にみてユニークな経緯を辿り、先行研究が説明できていない東アジア地域(ASEAN+日中韓豪印NZ)の経済協力の諸条件を明らかにすることである。そのために、1970年代・80年代に当該地域の経済統合が進まなかった理由を歴史的に明らかにし、さらにそれら要因を数量化することによって、現代の地域経済協力の計量分析を行った。東アジア地域協力が進まない理由として、当該地域の輸出産業構造は大きく乖離していることが、歴史分析および計量分析によって明らかになった。さらには、貿易量が多いほど自由貿易協定を結び難いという世界的な傾向に反する結果も明らかになった。本研究の目的は、世界的にみてユニークな経緯を辿り、必ずしも先行する研究が説明できていない東アジア地域(ASEAN+6カ国)の経済協力の諸条件を、歴史分析と計量分析を組み合わせることによって抽出し、近い将来の展望を描くことにある。すなわち、まず1970年代・80年代に当該地域の統合が進まなかった理由を明らかにした上で、それら要因を抽象化・数量化する。その上で、マルチレベル分析や生存分析という統計手法にかけることによって、1990年以降の東アジア地域経済協力の検証を行う。このように単一の研究で複数の手法を駆使することで、東アジア地域経済統合の全体像を明らかにすることが可能になると考える。初年度となる平成25年度は、計画に従って先行研究のサーベイとともに、定性的・定量的データの収集に力点をおいた。前者のサーベイは、国際政治学の研究だけでなく、国際経済の理論・実証研究の理解にエフォートを割いた。その際には、国際貿易の理論(比較優位・新貿易理論・「新」新貿易理論など)を学習した。また後者としては、数量データについては東アジア諸国の貿易・直接投資・距離などのデータを収集し、また先行研究の主張する地域協力の条件(民主主義度・地域主義のドミノ効果など)に従った数量的なデータ加工を行っている。定性データについては、1970年代・1980年代の邦語・英字新聞のサーベイを継続中である。昨年度はまだ一年目ということもあって目立った実績は出していないが、おおむね、当初の予定は達成したと考える。このように単一の研究で複数の手法を駆使することで、東アジア地域経済統合の全体像を明らかにすることが可能になる。2年目となる平成27年度は、数量データの収集と、それを使用した計量分析に注力した。その成果の一つとして、日本の政府開発援助(ODA)と輸出・輸入・直接投資の関係をパネル・データで計量分析した研究が挙げられる。当初は日本とアジア諸国のみに焦点を絞るつもりであったが、それではサンプルに偏りが生じるため、データの範囲を全世界に広げた分析を行った。その結果としては、ODAは輸出・直接投資に、正の統計的に有意な影響を与えていることが確認された。ODAがどのようなメカニズムを通じて地域主義へと結びついていくか否かは、今後検証するべき興味深いテーマである。その計量分析の研究成果は、2014年11月に開催された日本国際政治学会で発表した。本研究の目的は、世界的にみてユニークな経緯を辿り、必ずしも先行する研究が十分に説明できていない東アジア地域主義(ASEAN10カ国+日本+韓国+中国+豪州+NZ+インドの計16カ国)の経済協力(特に貿易枠組み)の諸条件を、歴史分析と計量分析を組み合わせることによって抽出し、近い将来の展望を描くことにある。具体的にはまず1970・80年代に当該地域の統合が進まなかった理由を明らかにしたうえで、それら要因を抽象化・数量化する。そのうえで、マルチレベルや生存分析という統計手法にかけることによって、1990年代後半以降の東アジア地域経済協力の検証を行う。このように単一の研究で複数の手法を組み合わせることで、東アジア地域経済統合の全体像を明らかにすることが可能となる。3年目となる平成27年度は、主に以下の2点を中心に研究を行った。(1)2000年以降に日本との間に締結された特恵貿易協定の貿易効果を、差分の差分(difference in difference)で推定した。その結果、ベトナムおよびブルネイでは正の貿易効果があったことがわかったが、その他の国では協定の効果はほとんど見受けられなかった。データは全商品の合算を使用していたため、今後は商品別のデータでどのような結果になるか検証する。(2)1970年代から80年代にかけて、日本を中心とする特恵貿易協定締結の動きを事例分析した。その結果、ASEAN諸国からの貿易協定締結要請、あるいはアメリカからの打診に対して、日本の頑なな拒否の存在が浮き彫りになった。これはさらに実証を進めることによって、原因を追求する。歴史実証が計画よりもやや遅くなっているが、それは新たに貿易効果の推定を行った結果であって、総合的に見ればおおむね計画通りに研究は推移していると考える。

本研究の目的は、世界的に見てユニークな経緯をたどり、必ずしも先行研究が説明できていない東アジア地域(ASEAN+日中韓豪印NZ)の経済協力の諸条件を、歴史分析と計量分析を組み合わせて抽出し、近い未来の展望を描くことにあった。成果は次の3点である。第一に、理論分析については、地域主義研究の理論をサーベイし、古い地域統合論から新しい地域主義論へと展開・転換がなされた経緯を分析した。当該テーマに関する研究状況の盛衰は、研究者の認識に起こった三つの大きな変化ー政治統合から経済統合へ興味が移ったこと、欧州中心主義的な考えが失われたこと、研究者がグランド・セオリーを追求しなくなったことーの結果であることを明らかにした。第二に、歴史分析については、当該地域における1970年代と1980年代の地域経済協力の事例、特に第一回先進国サミット(1975)福田ドクトリン(1977)および環太平洋連帯構想(1979)についての実証分析を進めた。第三に、計量分析については、1990年代2010年代初頭までの二国間自由貿易協定を対象として、生存分析を行った。これはたとえば二国間の貿易量が貿易協定の締結に必ずしも直結しない、という興味深い結果を得られた。ちなみに近い将来の展望は、米国政治の急変のために当該地域の多国間貿易協定の行方が見えない状況下にあり、本研究の分析からは外した。本研究の成果は、すでに複数の媒体で発表しており、現在それらを単著として出版すべく、まとめている。本研究の目的は、世界的にみてユニークな経緯を辿り、先行研究が説明できていない東アジア地域(ASEAN+日中韓豪印NZ)の経済協力の諸条件を明らかにすることである。そのために、1970年代・80年代に当該地域の経済統合が進まなかった理由を歴史的に明らかにし、さらにそれら要因を数量化することによって、現代の地域経済協力の計量分析を行った。東アジア地域協力が進まない理由として、当該地域の輸出産業構造は大きく乖離していることが、歴史分析および計量分析によって明らかになった。さらには、貿易量が多いほど自由貿易協定を結び難いという世界的な傾向に反する結果も明らかになった。当初の計画としては、26年度は歴史事例分析を、27年度に計量分析を行う予定であったが、申請者が国内を離れていたこともあり、この順序を変更した。つまり現在までに計量分析のいくつかを終え、現在いくつかの論文を投稿中/執筆中である。歴史事例分析、特に1970年代、80年代の事例に関しては、27年度に行う。結果として、おおむね計画どおりに順調に推移していると言うことができる。4年目となる最終年度は、残している歴史的実証分析を仕上げたのちに、統計分析をして研究成果をまとめる。おそらく今年度中の出版は難しいと思われるが、年度末には初校を完成させて、来年度の出版助成申請に繋げたい。国際関係論3年目となる27年度は、歴史事例分析に力点を置く。すなわち、1977年の福田ドクトリン、1980年の環太平洋連帯構想、そしてAPECの設立過程に関する東アジア諸国の見解を詳細に分析し、これら諸国の地域統合への態度ー消極的だった原因ーを浮き彫りにする。その上で、前年度の計量分析の結果と合わせて最終年度のまとめに繋げたい。初年度の計画は先行研究のサーベイと、定性的・定量的データの収集である。
美術鑑賞におけるレパートリーの分析とそのスキル習得のための教材開発

本研究の目的は、視覚美術に対する美的感受性の発達の特徴の解明を進め、さらにその発達的知見から学習の適時性に注目して、美術鑑賞におけるさまざまなスキルを習得する教育ソフトウェアを開発し、その有用性と課題を検証することである。具体的な課題は,鑑賞レパートリーを定義づけ,学年変化に伴う多様な使い方を明確にし、さらにレパートリーの観点を援用して美術鑑賞文の分析方法を開発して,その分析方法に基づいて,「アートリポーター」で作成された鑑賞文を分析し,鑑賞スキル習得の効果を検討することである。その結果、次のような成果を得た。まず、鑑賞レパートリーの最小単位としての鑑賞スキルを,作品の要素(主題,表現性,造形要素,スタイル)と鑑賞行為(連想,観察,感想,分析,解釈,判断)の二要因の組み合わせから規定した。頻出するレパートリーは、小学高学年から高校にかけてよく使われる表現性の感想レパートリーと,中学から大学にかけてよく使われる造形要素の分析レパートリーであることを明らかにした。また、学年の変化に伴い、作品の要素では主題から表現性や造形要素へ移行し,行為の要素では観察から感想へ,そして分析へと鑑賞レパートリーの使い方が移行することを明らかにした。また,レパートリーの枠組みから分析基準を作成し,それに基づく方法の信頼性と妥当性を検証した。そして,中学生から大学院生に行った調査から,「アートリポーター」による鑑賞文と,それを使う前に作成した自由鑑賞文を比較し,それぞれの特徴について鑑賞スキルの出現率から量的に明確化した。その結果,分析方法の信頼性と妥当性が確認され,さらに,「アートリポーター」の効果として,鑑賞スキルの多様化とレベルの深化を促す点が示唆された。本年度は研究の第一段階として、以下の点について検討を進めた。第一は、美的感受性に関するParsonsの発達段階モデル(1987)の指標に、新たにレパートリーの視点を加えてその発達モデルの具体的構造を考案し、その妥当性を検証した。(『美術教育学』25号、印刷中)特にレパートリーの学年別出現率において、表現性と造形要素に関わるレパートリーが、全学年を通しての頻出レパートリーであることを明確化し、さらに、個人の事例分析において、スタイルの連想以外のすべてのレパートリーを確認した。また、学年の変化にともない鑑賞レパートリーの使い方に変化があることを明らかにし、発達モデルの妥当性を示した。第二は、レパートリーの視点を加えた発達モデルに基づいて、美術鑑賞を支援するマルチメディア教材「アート・リポーター」を開発し、パイロット的にその効果と課題を検討した。(「宇都宮大学教育学部研究紀要』54号、2004)その結果、批評文の作成を支援する過程で、美術鑑賞のレパートリーが、見方のヒントとして学習者の意識を高め、効果が認められた。特に、批評文が鑑賞学習の成果として具体化したことや、アートゲームが学習意欲の向上と見方の深化支援として機能した点が特筆される。今後は、ソフトの内容の充実、つまり、鑑賞する絵画の種類の充実を図る必要がある。具体的には、今回は鑑賞する絵画が1点のみであったが、内容の充実によって選択の幅を増やすことや、対象学年の拡充により、小学生バージョン、中学生バージョンといった細分化も必要である。一方、その学習プロセスとその関連資料を整えるには、膨大な労力が求められるという課題も抱えている。本年度は研究の第二段階として、鑑賞レパートリーの視点を取り入れた発達モデルの理論的構築を図りつつ、美術鑑賞におけるレパートリーのスキルを効果的に習得するソフトウェア教材の改良を進めた。具体的には以下の成果を得た。

第一は、美術鑑賞に関するレパートリー理論の構造を明確化した。構造化に際しては、レパートリーの枠組みにおける六つの鑑賞行為(連想、観察、感想、分析、解釈、判断)それぞれに三つのレベルを設定し、定義の検討と調査データからの根拠づけを行った。三つのレベル設定に際しては、特に連想と観察ではHousen, A.(1983)、解釈ではBarrett, T.(2003)、判断ではWilson, B.(1966)のそれぞれの先行研究をふまえて明確化した。同時にこの構造を基に鑑賞文の分析方法を開発し、その妥当性と信頼性を検証した。第二は、美術鑑賞を支援するソフトウェア「アートリポーター」の内容とインターフェイスを改善した。さらに、「アートリポーター」によって作成された鑑賞文と、使用しない鑑賞文を比較分析して、鑑賞スキル習得の効果を大学生と大学院生の事例で考察した。その結果、「アートリポーター」は、学習者に解釈や分析、観察の鑑賞行為を強く意識させる効果が示唆された。ただし、その効果は、鑑賞者の特性によって異なるものであった。今後、熟達度などの背景要因との関連についてさらに検証が必要であり、例えば、初心者群と熟達者群での比較や、小学生から高校生までを対象とした分析からの検証が課題となった。なお、本年度の研究成果は、第27回美術科教育学会(千葉大学)において発表した。本研究の目的は、視覚美術に対する美的感受性の発達の特徴の解明を進め、さらにその発達的知見から学習の適時性に注目して、美術鑑賞におけるさまざまなスキルを習得する教育ソフトウェアを開発し、その有用性と課題を検証することである。本年度は研究の第三段階として、鑑賞レパートリーの理論的枠組みを応用しつつ、美術鑑賞文作成過程における鑑賞レパートリーの分析と学習支援ソフトウェア教材の効果について、以下のような手順で考察を進め、以下のような成果を得た。第一は、美術鑑賞学習支援ソフトウェア「アート・リポーター」の改善を進めた。特に、学習者の鑑賞文作成過程において、ソフト内のレパートリー習得支援ツールがどの程度かかわっているかを量的に分析するために、操作履歴の保存機能を取り入れて、プログラムの構造、コンテンツならびにインターフェイスの問題点を改良し、調査データを収集した。第二は、美術鑑賞レパートリーの構造とそれに基づく分析基準を活用して、学習者の美術鑑賞文作成過程における鑑賞レパートリーの特徴を分析した。具体的には、対象を中学生から大学院生にまで拡大し、その美術鑑賞文を分析し、発達的に鑑賞スキルがどのように変化するかを量的分析によって明示し、また、その発達変化におけるレパートリーの累積性を検証した。さらに、エフランド(Efland, A.1995)が示した格子構造の視点を取り入れ、複合型のレパートリー構造をモデル化し、鑑賞文の事例分析から鑑賞レパートリーの典型的なパターンを明確化した。
イカやタコなど頭足類の表皮中に含まれる赤色素の着色料としての実用化へ向けた研究

軟体動物頭足類(イカやタコ)の表皮色素胞は黄色から紫色までの様々な色素を含んでいる。これらの色素は着色料として利用できる可能性があるが、色素成分はオンモクローム類であること以外は不明である。そこで主にスルメイカを対象に表皮から色素を抽出し、それら全成分を分析するHPLC分析法を開発した。分析の結果、黄色、赤色、紫色といった複数の色素の観測に成功した。さらにスルメイカ抽出液から紫色色素をクロマトグラフィーによって単離精製した。組成分析の結果、紫色素は硫黄原子を含んでいることが強く示唆された。市場で購入したスルメイカの胴部から表皮を採取し、粘液を除くために、表皮を水、アセトン、メタノールで洗浄した。その後、2%塩酸入りメタノール溶液に表皮を浸した。その結果、表皮から赤紫色の色素の溶出が確認された。色素抽出液に水を加え50%メタノール濃度にした結果、色素の大半が不溶化した。さらに0.5M水酸化ナトリウム溶液で中性にした後、酢酸エチルおよびブタノールで色素の有機層への抽出を試みたが、色素は有機層と水層の境界で不溶化したままであった。この結果から、イカ表皮の色素は中性条件では水および有機溶媒に不溶であることが判明した。続いて、色素抽出液をイオン交換カートリッジOasisMCX(Waters社製)に負荷し、色素を吸着させたのち4%アンモニア入りメタノール溶液で溶出させた結果、黄橙色の色素が溶出した。これは無脊椎動物の色素として報告されているオマチン類のxanthommatinであると考えられた。続いて0.5M水酸化ナトリウム溶液で押し出した結果、褐色がかった紫色色素が溶出された。この色素は構造が未解明のオミン類であると示唆され、本色素の単離を目標とした。本溶出液をSep-Pak ODSカートリッジ(Waters社製)に負荷し、水およびメタノールで洗浄後、2%塩酸入りメタノール溶液で押し出した結果、桃色の色素溶液を得ることができた。本色素溶液を含水メタノールを溶媒とした逆相HPLCに負荷し分析を試みたが、メタノール濃度を上げても色素は溶出しなかった。溶媒に1%ギ酸を加えても色素は溶出しなかった。ODSカートリッジで用いた2%塩酸程度まで酸性度を上げない限り、色素はカラムから溶出しないと判断し、ヘプタスルホン酸をイオンペア試薬として加えた含水アセトニトリル溶媒による逆相HPLC分析を行った。その結果、極大吸収が480520nmに観測される複数の色素の溶出が確認された。頭足類の表皮色素を比較するために、スルメイカ,ヤリイカ,ケンサキイカ,コウイカ,アオリイカ,マダコ,ミズダコを市場で購入し試料とした。各試料から採取し表皮をアセトンとメタノールで洗浄後,2%塩酸入りメタノール溶液に浸漬して色素を抽出した。7種からの表皮の抽出液は赤赤紫色であり種間で差があった。特にヤリイカとアカイカは鮮やかな赤色を示した。各抽出液を逆相HPLC分析した結果,全ての試料で450nm近辺に極大吸収をもつ黄色色素のみが検出された。LC/MS分析の結果,分子関連イオンピークからこれらはオンモクローム類のxanthommatin,decaroboxyxanthommatinと推定された。Xanthommatin類は還元型で赤色,酸化型で黄色を呈する。そのため黄色の色素だけが検出された理由は、抽出時には還元型であったxanthommatin類が、HPLC分析における含水溶離液中で酸化型になったためと考えられた。実際に塩酸入りメタノールで抽出した液に水を添加すると、抽出液の色は赤色から黄色へと容易に変化した。また逆相条件では赤紫色素は溶出しなかった。これまで抽出試料のHPLC分析では、黄色色素しか検出できなかったが、その理由が解明された。またxanthommatin系色素は水系では容易に酸化されることが示された。続いてイオンペアHPLC分析を行った結果,黄色のxanthommatin類と共に複雑な組成の赤紫系の色素が溶出した。表皮色素の組成は各成分の量に差はあるが、成分のパターンは相似していた。未解明の赤紫色色素を単離すべく、スルメイカ表皮の抽出液に水を加えたのちイオン交換樹脂であるSP樹脂に負荷して分画した結果,xanthommatin類の黄色色素が酸性条件で溶出し,赤紫色色素がアルカリ条件で溶出した。この赤紫色素は構造未解明のommin類と考えられた。Ommin類は安定した赤紫色を呈するため着色料としての使用が期待できる。各種頭足類の表皮を分析し、色素パターンが一定であることを発見し、さらに主要色素を同定することができた。スルメイカ表皮を対象に紫色素の単離精製を行った。これまでHPLC移動相に添加する酸にはギ酸を用いていたが、キサントオマチン類は溶出するものの、一部のオンモクローム色素は溶出せず、その場合はイオンペア試薬を用いた分析を行っていた。そこで酸をトリフルオロ酢酸(TFA)とし、添加濃度を変えて溶出実験を行った。その結果、TFAを高濃度(1%以上)に添加すると、注入した全ての色素が溶出することが確認された。よって本条件を用いて色素の分析を行った。

表皮の粗抽出液を分析した結果、極大吸収が450nm、480nm、500nm、さらには540nm近辺の複数の色素を観測することができた。複数のスルメイカを対象に実験を行ったが、色素組成はほぼ同じであった。表皮から選択的に紫色色素を分離するために、TFAおよび塩酸入りメタノールを用いての2段階抽出を行った。この結果、紫色色素は後者に多く溶出した。この溶出画分に水を加えた後、逆相のオープンカラムに付して色素の分離精製を行った。酸性の含水メタノール溶液、純水、メタノール、およびアンモニア添加の含水メタノール溶液による溶出を順次行い、目視で紫色色素を回収した。回収した色素を減圧下で濃縮して中性にした後、再び逆相カラムに付して最終精製を行った。このとき目標の紫色素は酸性メタノール溶液で溶出した。溶出した色素を減圧乾固した後に再溶解し、HPLC分析した結果、紫色素はほぼ純品であることが確認された。得られた色素をギ酸等に溶解して分子量分析を行った。陰イオンモードのESI-MS分析の結果、本色素の分子量は600前後であり、分子組成の有力候補にはすべて硫黄分子が含まれていた。よって本紫色素は昆虫等の無脊椎動物において存在が確認されていながら、いまだ単離と構造決定が達成されていないオミン類である可能性が強く示唆された。軟体動物頭足類(イカやタコ)の表皮色素胞は黄色から紫色までの様々な色素を含んでいる。これらの色素は着色料として利用できる可能性があるが、色素成分はオンモクローム類であること以外は不明である。そこで主にスルメイカを対象に表皮から色素を抽出し、それら全成分を分析するHPLC分析法を開発した。分析の結果、黄色、赤色、紫色といった複数の色素の観測に成功した。さらにスルメイカ抽出液から紫色色素をクロマトグラフィーによって単離精製した。組成分析の結果、紫色素は硫黄原子を含んでいることが強く示唆された。スルメイカ表皮から赤紫色素の抽出法および分析法が一部確立できた。未解明のままである赤紫色のOmmin色素について構造を解明したい。またスルメイカ表皮を部位別に抽出し、色素胞の色調の差異についても明らかにしたい。天然物化学スルメイカ表皮から紫色素を単離して構造決定を行い、色素の安定性および染色性について研究を行う。次年度に化学構造決定関係の物品費(機器購入等)の発生が予想されたため。サンプル凍結器の購入を行う。
超高層大気における音波のイメージング観測

本研究では,超高層大気で発光するOH大気光をトレーサにして,下層大気から超高層大気に至る音波のイメージング観測を試みた.2016年に3度の特別実験を実施したが,音波の2次元構造の検出には至らなかった.この結果から,音波は超高層大気において背景光強度に対して3%以下程度の強度変動をもたらす,あるいは,極めて低い出現率である,という知見を得た.また,同時におこなった低廉な大気光カメラの開発からは,今後の大気光観測網の飛躍的な多地点化の展望が開け,低廉カメラによる音波のイメージング観測の可能性も示唆される結果となった.本年度は,主に,(1)音波のイメージング観測に向けたソフトウェアの開発・整備と,(2)波動構造の高度推定に使用するサブカメラ(低廉大気高カメラ)の開発を進めた.大気光画像から自動で波動を検出するため,観測データである画像(全天座標)から地理座標(256 km ×256 km)に変換し,さらに波数空間座標に変換するプログラムを作成した.これにより大量の画像データを効率よく処理することが可能となるとともに,本研究課題のターゲットである音波と,大気光画像によく見られる大気重力波の切り分けが容易になると考えられる.またサブカメラの開発を進め,極めて安価な大気光カメラによってOH大気光(発光高度約85 km)のイメージングを成功させた.テスト観測を夏から秋にかけて信楽MU観測所内において実施し,既存の大気光カメラ(OMTI)との同時観測をおこなった.10枚程度(約1分間分)の積算画像を作成し,その時間差分(5分)をとることで,OMTIで観測されたものと同様の大気波動構造をサブカメラでも捉えることに成功した.両者のSN比などの詳細な比較はまだおこなっていないが,2つのカメラで,水平波長が数十km以下程度の小スケールの波動構造が得られていることから,信楽から50 km程度離れた場所に,このサブカメラを設置することで,OMTIによる観測との三角測量から波動パタンの高度を推定することが可能となる.平成27年度は,大気光画像から位相速度の速い波動を検出するソフトウェアの開発・改良をおこなった.音波モードの波動が大気光画像にどのように現れるかを知ることが本研究の目的であるため,擬似的な音波構造を画像で再現し,音波のパラメータ(水平波長・位相速度・伝搬方向・振幅)を変えて自動検出の精度および検出限界を調査した.さらに平成28年3月6日から3月12日において,音波検出に特化した特別観測モード(OH大気光のみの観測:15秒露光,30秒サイクル)を実施した.詳細な解析はまだおこなうことができていないが,晴天時間のデータも多い.現在は,開発した自動検出処理を用いて大気光画像から音波構造を取り出す作業をすすめている.ソフトウェアの整備は概ね完了したが,開発期間が想定より長引いた.また大気光カメラの音波観測の特別モードでの運用は,当初平成27年11月から12月を想定していたが,実際は平成28年3月にずれこんだため,解析が進んでいない.地球大気中に満ちあふれている大気波動は,エネルギー・運動量輸送の担い手となり,様々な大気規模の変動を駆動する原因となっている.近年,下層大気や地表から伝搬する“音波"が引き起こす電離大気(高度100 km以上)の擾乱が注目されるようになった.しかし,超高層大気での音波の水平構造の観測はこれまで行なわれておらず,その観測的描像は未だよく分かっていない.本研究の目的は,下層と電離大気の中継点(中間圏界面付近:高度&#8764;100 km)における音波の2次元イメージング観測である.中間圏界面付近で発光する大気光をトレーサーとして,音波のイメージング観測を試みた.はじめに大気光画像から位相速度の早い波動(音波モード)を検出するソフトウェアの開発をおこなった.擬似的な音波構造を画像中に再現し,波動パラメータ(水平波長.位相速度・伝搬方向・発光強度振幅)を変化させ,自動検出の制度および検出限界を調査した.平成28年度3月6日3月12日,11月28日11月30日に信楽MU観測所おいて,音波検出に特化した大気光特別観測モード(OH大気光のみの観測:15秒露光,30秒サイクル)を実施し,合わせてMUレーダー流星観測モードの共同実験をおこなった.得られた大気光画像を解析した結果,音波を示すような大きな位相速度(300 m/s以上)を持つ波動は検出されなかった.もともと音波の引き起こす大気光強度振幅が非常に小さいのか,観測実験を実施した晩には顕著な音波が存在しなかったのかを切り分けるのは難しいが,今後は定期的に音波観測モードの特別観測を申請するとともに,得られたデータをより詳細に解析する.本研究では,超高層大気で発光するOH大気光をトレーサにして,下層大気から超高層大気に至る音波のイメージング観測を試みた.2016年に3度の特別実験を実施したが,音波の2次元構造の検出には至らなかった.この結果から,音波は超高層大気において背景光強度に対して3%以下程度の強度変動をもたらす,あるいは,極めて低い出現率である,という知見を得た.また,同時におこなった低廉な大気光カメラの開発からは,今後の大気光観測網の飛躍的な多地点化の展望が開け,低廉カメラによる音波のイメージング観測の可能性も示唆される結果となった.冬期に信楽の大気光カメラ(OMTI)を用いて,音波モードの試験観測をおこなう予定であったが,サブカメラシステムの開発の遅れから,実施することができなかった.

ただし,通常観測モードでの同時観測は夏期から秋期にかけて実施することができている.大気光画像中の波動構造のパラメータを精度よく決めるためには,実際の背景風速が重要になることがわかっている.最終年度となる平成28年度には,大気光高度(およそ85km)における同時風速データを得るために,大気光カメラと信楽MUレーダー(流星観測モード)の同時観測を実施する.すでに平成28年4月6日および3月8日の夜間に,大気光と風速の同時観測をおこない,晴天時のデータも取得できているため,このデータの解析結果を基に大気光観測モードの微調整をおこない,平成28年度の冬季にも同様の観測を実施予定である(現在,MUレーダーの流星観測モードでの運用を申請中).超高層物理学まずは,初年度に実施したサブカメラシステムとOMTIの同時観測データを解析し,両者で観測された構造の詳細な比較をおこなう.また,音波の観測に最適な観測モードを調査し,OMTIでの特別観測を実施する.同時に,サブカメラシステムの設置を進め(滋賀県内を予定),定常観測を目指す.信楽MU観測所へ出張し,現地で大気光観測のモード変更をおこなう計画だったが,実際はリモート・アクセスでおこなったため信楽出張の旅費を使用しなかった.冬期に信楽において,音波モードの試験観測が実施できなかったことによる,出張費と観測機器の消耗品費の未使用分である.信楽MU観測所のカメラと視野が重なる滋賀県内のサイトでサブカメラによる観測を開始するための旅費として使用する予定である.2016年度の夏期,あるいは冬期に,2015年度に実施できなかった信楽での試験観測をおこなう予定である.この出張費と観測機器の消耗品費に,次年度使用額をあてる.
高活性触媒抗体の創製とその生産および反応プロセスの開発

触媒抗体の出現により、物質変換のために特殊設計した触媒を作製することが可能になった。しかしながら、触媒抗体の実用化を阻んでいるのは、触媒活性がまだ低く、安価に大量生産する手法が確立されていないことによる。本研究では、遷移状態アナログをマウスなどに免疫することで得られた触媒抗体の活性をファージディスプレイ系を活用した分子進化工学的な手法で飛躍的に向上させるとともに、大腸菌で安価に大量生産する手法を確立することで、触媒抗体の実用化を目指した。ここでは、糖エステル誘導体の4位を位置、立体選択的に加水分解する触媒抗体17E11をモデル系として選んで検討を行なった。特に工業的な生産および利用を考え、抗体のFab,Fv領域に注目して、その改変による触媒活性の向上、大腸菌による大量生産系の確立について検討し、以下の様な成果を得た。1)触媒抗体17E11のFab部をファージミドpComb3に組み込んだファージディスプレイ系を構築した。抗体のCDR領域のなかで、触媒機構に重要な領域あるいは新規な触媒基を導入するのに適した領域をコンピューターシミュレーションにより選択し、PCR法でランダム改変を行なったファージミドライブラリーを構築することに成功した。現在、より活性の高い触媒抗体をファージディスプレイ系によりスクリーニングしている。2)大腸菌による触媒抗体の大量発現および効率的分離回収システムの構築を目指して、抗体のFab領域およびFv領域(Fvを構成するVH,VLをペプチドリンカーで結合したscFvとして生産)をIgG結合タンパク質であるZZと融合させて(FabZZ,scFvZZ)生産する発現システムを構築した。これらの融合タンパク質は培地中に分泌生産され、固定化IgGカラムを活用したアフィニティクロマトグラフィーによる一段の分離で高純度まで精製できた。