hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心理統計テスト項目データベースの実践的運用～コミュニティ形成を目指して

本研究の目的は,心理統計テスト項目データベースの利用を核として,心理統計授業担当教員によるコミュニティを形成することであった。具体的な成果は,(1)DBユーザビリティ調査の実施とその結果をフィードバックし,DBの整備・強化を行ったこと,(2)DBの活用を通じたオンライン上のコミュニティと,学会でのシンポジウムを通じた対面でのコミュニティの両者を形成できたこと,(3)DBに心理統計の授業で利用できるe-learning教材を公開したこと,をあげることができる。本研究の目的は,心理統計テスト項目データベースをより使いやすいものへと向上させながら,このデータベースの活用を軸として「心理統計教育コミュニティ」を形成することである。本研究で検討する内容は以下の3つに整理することが出来る。A.データベースの整備・強化:データベース新版は,項目追加機能・コメント機能を有しており,データベース利用者から問題項目を提供してもらいやすい環境がある。この利点を活かし,項目数を増やす。また,使い勝手に関する情報を収集し,データベースを強化していくこととする。B.心理統計教育に携わる教員を対象とした調査:大学で心理統計の授業を担当している教員を対象に大規模な調査を実施する。具体的な調査内容として,「カリキュラムに関する調査」及び「教員の心理統計教育観」を計画している。C.データベースの学習教材としての活用可能性の検討:学生の自習用教材としてデータベースに搭載されたテスト項目を活用してもらうことや,電子的な教材をデータベース上で公開することで,自習用教材としての価値をより高めることを検討する。本年度は,上記のA及びBを中心に研究を遂行した。具体的には,データベースの開発・運用について研究組織メンバーで協議し,試験的な運用を開始した。データベースのユーザビリティ調査についても調査対象となる大学教員の選定と調査依頼の手はずを整えた。また,カリキュラムに関する調査について,その具体的な調査手続き及びスケジュールを研究組織メンバー間で協議し確定した。Western Psychological Associationに参加し,研究成果発表を行うとともに,日本教育心理学会総会(2012年11月)において,自主シンポジウムを実施し,本研究についての情報を周知すると共に,本研究に関心のある研究者・教員とのネットワークを作ることができた。A.データベース(以下,DBと略す)の整備・強化:データベース新版について,項目数を増やす。また,使い勝手に関する情報を収集し(B),DBを強化していくこととする。B.心理統計教育に携わる教員を対象とした調査:大学で心理統計の授業を担当している教員を対象に調査を実施する。DBのユーザビリティに関する調査,それぞれの教員の担当する心理統計教育関連科目についての調査を行う。C. DBの学習教材としての活用可能性の検討:学生の自習用教材として電子的な教材をDB上で公開することで,自習用教材としての価値をより高めることを検討する。研究最終年度である本年度は,3つの目的を収斂させることを目指して研究を遂行した。A.DBの整備・強化については,DB検索システムの再検討,搭載項目の増強(研究遂行時点で400項目を搭載),また,Bの調査結果のフィードバックにより,DBの操作体系についての見直しを行った。B.心理統計データベースのユーザビリティ調査については,実際に文系学生に対する心理統計の授業を大学で担当している教員に調査を依頼し,38名から協力を得た。この調査協力者に対して,DBを使ってもらい,DBについての意見や,自身の実践している心理統計の授業やカリキュラムについて,また,心理統計教育観について調査を行った。CのDBの学習教材としての活用については,e-learning用の教材をDB上に公開し,Bの調査協力者となった先生方に今後活用していただくための準備を整えた。これらの研究を通じて,本研究目的に関心のある研究者・教員とのネットワークを作ることができた。本年度は,上記のAを中心に研究を遂行した。

具体的には,データベースに搭載する項目の開発について研究組織メンバーで協議を行い,実際に項目の開発に努めた。当初予定していた,研究協力教員を募集し,項目を収集するということを実現することが十分に実現できなかった。また,データベースのユーザビリティ調査についても計画段階で留まっている。しかし,日本教育心理学会総会(2011年7月)において,自主シンポジウムを実施し,本研究についての情報を周知すると共に,本研究に関心のある研究者・教員とのネットワークを作ることができたので,次年度以降に本年度の成果を活かしていきたいと考えている。データベースの本格運用のための準備を整え,ユーザビリティ調査の実施体制を確立した。さらに,心理統計のカリキュラムに関する調査の手続き及びスケジュールを確定することができたため。データベースの本格運用とユーザビリティ調査を実施することが出来なかったため,このように自己評価をした。しかし,運用と調査実施のための準備は進んでいるため,大幅に遅れているわけではない。研究課題の最終年度となるため,当初の計画を遂行し,成果としてまとめられるように不断の努力を行うこととする。特に,3つの研究目的の中のC(データベースの学習教材としての活用可能性の検討)についても,十分に時間をかけて研究を遂行する。現在までの進捗の遅れを取り戻しつつ,当初の計画通りに研究を進めていくこととする。データベース用の新サーバーの購入と,調査の実施のために予算を活用する。国際学会(Western Psychological Association)に出席し,研究成果に関する発表と研究題目に関する情報収集を行うため,次年度に研究費を使用することにした。アメリカ(サンフランシスコ)までの旅費として一人当たり35万円の予算を計画している(35×4=140万円)。残りは,データベースのバックアップサーバーと調査のための予算として計上する。
中小製造企業のコアコンピタンス形成と製品化過程に関する実証的研究

インタビュー調査(初年度から2年半、技術革新を実現した62社の中小製造企業)とアンケート調査(2014年67月、回収250社)を実施した。その結果から下請型企業と独立型中小企業では相違があった。技術醸成期間は下請型企業が社長主導、独立型企業が取引先や大学支援を受けながら新技術を獲得している。事業化推進期間は差異はなかった。ただし用途先調査や新たな取引先との接触は行われていないことがわかった。他に情報源や業界別分析も合わせて行った。初年度に実施できなかった地域を中心にさらなるインタビュー調査を実施した。具体的には山口地区、関西(京都・大阪市内)地区、諏訪地区、北陸地区および海外(ベトナム・マレーシア・カンボジア・中国)である。全体として35社の中小企業経営者とのインタビュー調査を実施した。さらに初年度および今年度に訪問した地域の中小企業政策に関わる諸団体から各地域の直近の中小企業の置かれている状況について話を聞いた。上記インタビュー調査を基にアンケート調査のための仮説設定と調査シートの作成を開始した。ただし、当初計画では今年度にアンケート調査を実施する予定であったが、アンケート調査範囲の確定やその質問シート内容などの検討を十分行うため、次年度前半で実施することにした。なお、本件に関連して、平成25年度で講演4回(11月30日、12月13日、2月8日、3月8日)学会発表2回(9月10日、11月3日)を行った。研究2年目に実施予定のアンケート調査の予備調査として関西地区(当初東大阪のみから大阪府、兵庫県、奈良県)、東京地区(当初大田区のみから墨田・葛飾地区、埼玉県、千葉県)、石川地区(金沢市、小松市、能美市等)の自主独立型中小企業の経営者にインタビュー調査を実施した。全体で20社である。さらに中小企業政策に関わっている下記組織の幹部と総括的意見交換会を都合10数回実施した。本意見交換会で間接的ではあるが30社ほどの中小企業の実態とその開発途上製品誕生についての話が聞けた。(組織:大田区産業振興協会、荒川区産業経済部経営支援課、東京商工会議所渋谷支部、大阪府立大学産学官連携機構、石川県商工労働部政策課、石川県産業創出支援機構ほか)上記インタビュー調査および引き続き行うインタビュー調査を基にアンケート調査票を今後作成する。なお本件に関連して、平成24年度で2回講演:ものづくり企業の今後の生きる道(6月15日、9月7日)と研究・技術計画学会で発表(10月28日)を行った。インタビュー調査を7社追加した。したがって初年度から累計で62社行った。インタビュー調査を基にアンケート調査票を作成し、1352社(経産省戦略的基盤技術高度化支援事業研究開発成果事例集542社,大田区180通,大阪地区150通,京都地区120通,山口地区120通,諏訪地区120通,石川地区120通)へ6月6日に一斉発送し7月29日までの返却分250通(回収率18.5%)を回答分とし有効回答数212通(有効回答率84.8%)を基に統計的処理を行いデータ集計を行った。その内容概要は「中小製造企業の独自の競争力獲得と製品化過程に関する調査報告書」(日本経済大学経営学研究科付属価値創造型企業支援研究所編)として冊子(41ページ)を11月20日発行し、同日実施した同研究所主催の報告会で報告した。なお、本件に関連して、平成26年度で講演3回(5月16日、7月26日、11月22日)学会発表6回(8月18日、10月19日×2本、10月26日、11月8日、11月16)を行った。技術経営初年度のインタビュー調査から自主独立型中小企業といえども、大半が特定業種(たとえば輸送・電機・精密機械等)との付き合いがあり、その業界別に特徴的な行動があることを見出したので、その検証のためにインタビュー調査範囲を拡大してさらなるインタビュー調査を続行した。そのため、アンケート調査準備の開始が遅れ、今年度中に実施予定のアンケート調査が来期にずれ込んだ。直接行う予定のインタビュー調査件数は計画では50社であったが、20社に留まった。その理由は中小企業の経営者の多忙さや研究開発や商品化の経過の話を聞かせていただくためにはそれなりのお土産(他社情報などの要求(開示できない)があり、筆者側からお断りしたケースがあった。そこで、当初から協力体制を持っていた関係組織のコーディネータやその責任者との意見交換会で間接的ではあるが自主独立型中小企業30社の生い立ちやその経過などを聞くことができた。したがって、ほぼ順調に進展していると考えている。また講演会では出席者から貴重な意見をいただき今後の研究内容の充実を図りたい。

当初計画に対して多少遅れているが、最終年度(3年目)の四半期でアンケート調査を実施することで計画を挽回でき、当初計画を実施できる予定である。当初計画に従い2年目研究を遂行する予定である。したがってさらに10数社ほどの直接インタビュー調査(一部海外進出中小企業の現地調査も追加して行う予定である。)を夏休み期間を含め前期に行う。当初予定通り、後期にはアンケート調査票を作成し、アンケート調査を実施する予定とする。アンケート準備と実施が平成25年から平成26年へずれたためです。平成26年の最初の四半期中にアンケート準備と実施を行います。25年度物品費は前年度節約したお金でボイスレコーダー(目的:インタビュー調査の効率化)とビデオレコーダ(目的:東京商工会議者渋谷支部からの要請で経営者への筆者の本研究に関する講演内容の貸出のため講演内容を収録等)を購入する。旅費は、前年度節約したお金(石川と関西地区はまとめて訪問し旅費節約と関東地区は請求せず)で、自社独立型中小企業の中にはインタビュー調査から海外企業との新ビジネスをしている企業があることがわかり、その主体が海外にあり、中小企業の経営者から直接海外拠点に訪問インタビュー調査をされたらどうかとの進言あり実施したい。今のところ、中国、マレーシア、タイ、ベトナムを夏季(一部冬季)期間に訪問予定とする。人件費は当初計画通りとする。なお前年度使用しなかった5万円は今年度のアンケート調査費用に加算する。その他費用な当初計画通りとする。なお前年度使用しなかった1万円は今年度に加算する。
腫瘍組織標本からの腫瘍抗原ペプチドの定量解析とがん免疫療法バイオマーカーへの応用

がんワクチン療法においては、がん細胞における腫瘍抗原ペプチドのHLA class I分子上の発現が必須の要素となる。そこで、質量解析技術を用いて腫瘍組織から腫瘍抗原Wilms' Tumor-1 (WT1)の抗原性ペプチドの検出と定量を試みた。WT1とHLA-A24を発現するヒト膵癌細胞株のzenograft腫瘍組織を作成した。腫瘍組織からHLA class I分子に結合した抗原性ペプチドを分離しLC/MS/MSで解析したところ、WT1の抗原性ペプチドのイオンピークが検出され定量も可能であった。また、Mass Imaging法によりWT1抗原性ペプチドの存在を示すスポットが検出された。腫瘍抗原に対する特異的T細胞免疫反応を誘導して抗腫瘍効果を得るがんワクチン療法においては、腫瘍細胞における特定腫瘍抗原の発現が必須と考えられる。現在まで腫瘍組織における腫瘍抗原の発現は免疫組織化学的手法により行われてきた。しかし、用いる腫瘍抗原に対する抗体の種類によりその結果は一定せず混乱を招いている。たとえば、代表的な腫瘍抗原Wilms' Tumor 1 (WT1)のmRNAを発現し、WT1特異的T細胞受容体遺伝子を導入したCD8+T細胞に感受性を有するヒト膵がん細胞株を免疫不全マウス皮下に移植して形成させた腫瘍組織は免疫組織化学においてWT1陰性の結果を示す。この原因として一般に使用可能な抗WT1抗体を使用した際、WT1の細胞内局在や他の蛋白との立体関係などにより免疫組織化学的にWT1を検出できない場合があるという限界を示している。一方、近年の質量解析の急速な発展は抗体を使用せずに細胞内、組織内の特定分子の同定を可能にした。特に腫瘍組織内にT細胞が直接認識する主要組織適合抗原クラスI分子に結合して提示される抗原性ペプチドが実存するかは極めて重要な問題である。本研究では細胞傷害性T細胞に認識される各種腫瘍抗原の抗原性ペプチドの腫瘍組織内の発現を質量解析技術をもちいて直接的に証明する試みである。ハイスループットな検出技術を確立することにより、悪性腫瘍組織から各種の既知の腫瘍抗原ペプチドを同定し、この知見をもって各悪性腫瘍症例に最も適応のあるがんワクチンの選定が可能となると予想される。また、多数の腫瘍抗原の発現を効率よく解析することにより、特定腫瘍抗原の発現による特徴的な病態形成や予後予測などにも有益な知見が得られることが期待される。腫瘍組織の生検標本などから免疫療法の標的抗原となる腫瘍抗原の発現量を知ることができれば、抗原特異的がん免疫療法(がんワクチン療法)の良い奏効バイオマーカーとなる可能性が高い。従来まで免疫組織化学的方法で腫瘍抗原の蛋白レベルでの発現が評価されてきたが、上記目的のためにはHLA class I分子上に提示され細胞障害性Tリンパ球の標的となる抗原性ペプチドの検出と定量が重要である。腫瘍抗原Wilms' Tumor 1(WT1)を様々な程度で発現する数種類のヒト膵癌細胞をSCIDマウス皮下に移植し腫瘍を形成させた。腫瘍径が約1.5cmとなったところでマウスから腫瘍を切除し、定法に則りホルマリン固定標本を作製した。レーザーマイクロダイセクション法を用いて、間質を含まない腫瘍部分を分離して採取し、その腫瘍切片を専用の可溶化剤を用いて可溶化し、LC/MS/MSを用いてHLA-A24に結合する8merのWT1抗原性ペプチドの検出を試みた。試料の解析では抗原性ペプチドに由来すると考えられる4-8 merのペプチド領域のイオンピークの検出が困難で、WT1が抗発現しているヒト膵癌Panc-1の腫瘍組織からも目的とするWT1の抗原性ペプチドを検出することは不可能であった。この原因として、腫瘍組織のホルマリン固定に際して、抗原性ペプチドの構造が破壊されている可能性が考えられた。次年度以降の研究においては、同様にSCIDマウスに形成された腫瘍組織の凍結標本を作成して、そこからHLA class Iに結合して提示されているWT1の抗原性ペプチドの検出定量を試みる予定である。腫瘍抗原に対する特異的T細胞免疫反応を誘導して抗腫瘍効果を得るがんワクチン療法においては、腫瘍抗原蛋白の抗原ペプチドが腫瘍細胞のHLA class I上に提示されていることが必須である。現在まで腫瘍抗原の発現は主に免疫組織化学的方法を中心として解析が行われてきたため、真にプロセッシングにより腫瘍抗原蛋白から抗原性ペプチドが分離されHLA class Iに提示されているか不明のままであった。このことはがんワクチン療法がこれまで十分な治療効果を発揮することができなかったことと関連する可能性が有る。効果的ながんワクチン療法を施行するには、がん細胞のHLA class I分子上に提示された腫瘍抗原の抗原性ペプチドの存在を示す必要があり、同時にこの解析結果はがんワクチンの有効性を予見するバイオマーカーとしての意義を有する。われわれは、腫瘍組織標本から腫瘍抗原の抗原性ペプチドの定量的検出を試みた。

ヒト膵癌細胞株MIAPaCa2をSCIDマウス皮下に移植して形成させた腫瘍組織の新鮮標本をphospahate cytrate bufferを用いた酸処理を行い、HLA class Iに結合している抗原性ペプチドを遊離させLC/MS/MSで解析したところ、腫瘍抗原Wilms' Tumor-1 (WT1)のHLA-A24に結合性を示す抗原性ペプチドCMTWNQMのピークを検出することができた。また、合成ペプチドを用いて検量線を作成し定量することが可能であった。しかし、ホルマリン固定標本からは抗原性ペプチドの分離は不可能であった。そこで、移植膵癌組織を凍結保存し、その凍結切片をマトリックス処理しautoflex speedでTOFMAS解析を行ったところ、腫瘍組織上におけるWT1抗原性ペプチドCMTWNQMの検出が可能で、顕微マスとして腫瘍組織における局在も示された。同法の今後の臨床応用が期待される。腫瘍免疫学われわれは以前、WT1mRNAを発現しWT1特異的TCR遺伝子導入CD8+T細胞により傷害されるヒト膵がん細胞MIA Paca2を免疫不全マウスに移植して形成させた腫瘍組織にHLA-A24拘束性WT1抗原性ペプチドが存在することをLC/MS/MSを用いた質量解析法により証明し報告した(Takahara A et al. Cancer Immunol Immunother, 2013)。この解析においては腫瘍組織の新鮮凍結標本を用いたことによりWT1抗原性ペプチドの検出に成功したが、多くの臨床サンプルはホルマリン固定標本であり、このような試料からの腫瘍抗原ペプチドの検出の可否が臨床応用のためには重要である。上記のMIA Paca2移植腫瘍組織のホルマリン固定標本をレーザーマイクロダイセクション法を用いて腫瘍部分と間質部分に分けてそれぞれ採取し、LC/MS/MSを用いて繰り返しWT1抗原性ペプチドの検出を試みたが、ホルマリン固定標本からのWT1抗原性ペプチドの検出には至らなかった。このことは抗原性ペプチドがホルマリン処理により変性、または他の成分と強固な結合を示したためと考えられた。そこで、新たに導入されたTOF massシステムを用いてWT1抗原性ペプチドの腫瘍組織内の検出を試みた。MIA Paca2移植腫瘍の凍結切片から真空下でレーザー照射により放出されるイオンピークを検出し、WT1抗原性ペプチドと同一の質量を有するイオンピークを探索した。すると、目的のWT1抗原性ペプチドと全く同一の質量を有する成分の検出が可能であった。顕微massによるWT1ペプチドの腫瘍組織内局在の解析では、広く腫瘍組織内に存在するが、部位による発現量の相違、不均一性が示された。ホルマリン固定腫瘍組織からの抗原性ペプチドの抽出のところで研究の遅延が認められる。検出すべきペプチドがすでに固定段階で構造的に破壊されているか、または構造的に保たれていても抽出条件が適正でないのか、その見極めと対策に時間を要した。TOF massを用いた質量解析により、免疫組織
光誘起電子リレーによる化学増幅:システムの構築と反応制御

エンドペルオキシドやジオキセタンは一電子酸化あるいは還元によって連鎖的に反応し、一重項酸素や化学発光を与える。本研究では、それらの素材分子のオリゴマーを合成し、光誘起電子移動で駆動する電子リレー反応系の構築を試みた。また、増感剤を用いるそれらの光反応と制御についても検討した。ハロゲン、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、アミノ基などの連結官能基を導入したポリメチルナフタレンやジアリールジオキサンの合成と、連結基としてトリヨードベンゼン、エチニルベンゼン、フタル酸、およびそれらの誘導体を用いる、直鎖型、側鎖型、デンドリマー型などの前駆体の合成も試みた。増感酸素化による多元化ペルオキシドの合成も行った。9,10-ジシアノアントラセンやピレンなどの増感剤を用い、上記の多元ペルオキシドの光誘起電子移動反応を行った。その結果、脱酸素化が起こることがわかった。生成物分析の結果、一重項酸素が発生していることがわかった。発生する一重項酸素の収率ををその発光強度をもとに定量することを試みたところ70%程度であった。しかしながらそれは再現性のないものであった。最近、その原因が測定機器の設計不良と故障が重なっていたことにあることがわかった。機器の改良と修復をを完了し、当初予定していた増感剤や溶媒効果の検討も行っている。今年度は主に以下のような合成実験を行った。ハロゲン、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、アミノ基などの連結官能基を導入したポリメチルナフタレンやジアリールジオキサンの合成と、連結基としてトリヨードベンゼン、エチニルベンゼン、フタル酸、およびそれらの誘導体を用いる、直鎖型、側鎖型、デンドリマー型などの前駆体の合成を行った。増感酸素化による多元化ベルオキシドの合成も行った。詳しい生成物分析を行うとともに、発生する一重項酸素や発光強度を定量する計画である。また、増感剤や溶媒の効果も検討する予定である。発生する一重項酸素をその発光強度をもとに定量することを試みたが、再現性のない結果が得られた。現在、機器の改良と修復を行っており、完了次第、当初予定していた増感剤や溶媒効果の検討も行う予定である。
東南アジア大陸部山地林の攪乱動態と山地民の生活環境保全

東南アジア大陸部山地では、焼畑が山地民の生活を支えている。しかし焼畑制限政策のため、山地民はこれまでの自由な土地利用を続けることが困難になり、同時に商品作化や市場経済化が山地民の生活環境を大きく変えつつある。生活環境保全と土地・森林の持続的利用の実現にはまず現状把握が大切であると考え、ラオス北部のカム焼畑村落で9年間、バゴー山地のカレン焼畑村で12年間の焼畑全筆データを蓄積して、休閑地バイオマスの回復の経年変化を定量的に把握した。焼畑システムと長期的な土地利用の安定性を確保するためには、水田・常畑・園地などへの転換と平行して、草地休閑と叢林休閑との違いを理解した植生回復への配慮が欠かせない。研究代表者をはじめとする研究分担者・連携研究者は、東南アジア大陸部山地の森林の撹乱動態と山地民が生活環境保全のために経験的に蓄積してきた生態智を明らかにするために、ミャンマーとラオスでのフィールドワークを展開した。2009年5月にミャンマーの森林研究所(イェジン)においてワークショップ(Sustainable Forest Management and Indigenouse Uses of Forest Resources in Myanmar)を開催し、バゴー山地の森林と山地民に関するこれまでの成果報告と今後の共同研究についての意見交換をおこなった。8月から9月にはバゴー山地のカレン焼畑村で2008年焼畑全筆の同定と世帯聞き取り調査を行った。同村では在来の長期休閑型の焼畑土地利用を維持しつつも、豆類を作付する常畑の導入といった土地利用の集約化が始まった。11月にはラオス北部のカム焼畑村落で焼畑休閑地の植生回復に関する調査と世帯聞き取り調査を行った。焼畑においてひろく除草剤が使用されている事実が確認され、さらに自給陸稲作から商品作としてのトウモロコシ栽培への移行が観察された。休閑地の植生調査では、木本の萌芽更新の重要性を定量的に把握することができた。また両村における山地民の生活環境に関する聞き取り調査をすすめ、次年度以降の健康調査の準備をすすめた。これらの成果は、2009年10月に三重大学で開催された第106回日本熱帯農業学会大会、2010年4月に筑波大学で開催された第121回日本森林学会大会などで報告するとともに学術雑誌で成果を公表した。研究代表者をはじめとする研究分担者・連携研究者は、東南アジア大陸部山地の森林の攪乱動態と山地民が生活環境保全のために経験的に蓄積してきた生態智を明らかにするために、ミャンマーとラオスで臨地調査を行った。5月7日と7月23日に京都で研究会を開催した後、9月にラオス国立大学を訪問して共同研究の打合せを行った。11月にはラオス北部のカム焼畑村落で2010年の焼畑全筆の同定と世帯聞き取り、焼畑休閑地の植生回復に関する調査を行った。2005年からの焼畑全筆調査で平均休閑年数(6年以下)を超える6年間のデータを収集することができた。休閑地の植生調査では、バイオマスの回復を定量的に把握することができた。2月にはバゴー山地のカレン焼畑村で2009年と2010年の焼畑全筆の同定と世帯聞き取り調査を行った。同村では2009年末に竹(Bambusa tulda;thaik-wa)の開花があり、その後のネズミの大量発生で,焼畑の陸稲はほぼ壊滅した。開花後の竹は乾燥して固くなり鉈では伐倒が困難になる。そのため開花後の竹林は焼畑地の候補としては適さずまた休閑地の植生回復が遅れるなど、竹の開花が焼畑システムに及ぼす影響は大きくしかも長期にわたる。休閑地の回復を定量的に把握するとともに、竹開花の影響にも注目して調査をすすめた。これらの成果は、日本森林学会大会(4月筑波大学)、日本熱帯生態学会大会(6月広島大学)、日本地理学会秋季学術大会(10月名古屋大学)、日本熱帯農業学会大会(10月沖縄)などで報告するとともに、学術雑誌で公表した。12月にはバングラデシュ農科大学で開催されたワークショップにも参加し成果を報告した。研究代表者をはじめとする研究分担者・連携研究者は、東南アジア大陸部山地の森林の攪乱動態と山地民が生活環境保全のために蓄積してきた経験的生態智を明らかにするために、ミャンマーとラオスで臨地調査を行った。12月にはミャンマー・バゴー山地のカレン焼畑村で2011年の焼畑全筆の同定と世帯聞き取り調査、さらに休閑地の植生回復に関する調査を行った。2002年からの継続調査で収集した10年間のデータの解析をすすめた。

調査村では2009年末に竹(Bambusa tulda ; thaik-wa)の開花があり、その後のネズミの大量発生で、焼畑の陸稲はほぼ壊滅した。開花後の竹は乾燥して固くなり鉈では伐倒が困難になる。そのため開花後の竹林は焼畑地の候補としては適さずまた休閑地の植生回復が遅れるなど、竹の開花が焼畑システムに及ぼす影響は大きくしかも長期にわたる。休閑地の回復を定量的に把握するとともに、竹開花の影響の経年変化にも注目して調査をすすめた。12月にはラオス北部のカム焼畑村落で2011年の焼畑全筆の同定と世帯聞き取りを行った。2005年からの焼畑全筆調査で平均休閑年数(6年以下)を超える7年間のデータを収集することができた。とくに焼畑への除草剤導入について新たな知見を得た。これらの成果は、日本熱帯生態学会大会(5月沖縄)、日本地理学会秋季学術大会(9月大分大学)、日本熱帯農業学会大会(9月信州大学)、日本熱帯農業学会大会(3月東京農工大学)などで報告するとともに、学術雑誌で公表した。2月にはヤンゴンで開催されたワークショップにも参加し成果を報告した。東南アジア大陸部山地の森林の攪乱動態と山地民が生活環境保全のために経験的に蓄積してきた生態智を明らかにするために、ラオスとミャンマーで臨地調査を行った。9月から12月にはラオス北部のカム焼畑村落で2013年の焼畑全筆の同定と世帯聞き取り、焼畑休閑地の植生回復、商品作導入による焼畑システムの変化に関する調査を行った。2005年からの9年間の焼畑全筆データを蓄積して、植生調査結果と合わせて休閑地バイオマスの回復の経年変化を定量的に把握することができた。LVN10品種の導入と仲買業者との集荷道造成契約によってトウモロコシ集荷圏に組み込まれたことで従来の陸稲焼畑システムから、a)連作、b)草地休閑、c)叢林休閑(萌芽更新短期休閑)の3つを組み合わせた焼畑システムへと変化している。トウモロコシ連作後の休閑植生の回復は困難であり、焼畑システムと長期的な土地利用の安定性を確保するためには、草地休閑と叢林休閑との違いを理解した植生回復への配慮が欠かせない。11月と3月にはバゴー山地のカレン焼畑村で2012年から2013年の焼畑全筆の同定と世帯聞き取り調査を行った。2002年から数えて12年間の焼畑全筆データを収集することができ、対象村全域での休閑地バイオマス推計が可能となった。2011年からは土地政策の変更に影響されて、谷地田と園地の開墾が少しずつ広がりを見せている。19世紀末のカレン領域制定から続くカレン焼畑土地利用では、自給用陸稲生産という基本的な性格は変わらないが、道路通信事情が改善され、そして学校教育が普及する中で、市場経済との接合が少しずつ進行している。これらの成果は、日本熱帯生態学会大会(6月福岡市)、国際地理学会議IGU2013(8月京都市)、日本熱帯農業学会大会(9月網走市)、日本森林学会大会(3月大宮市)などで報告するとともに、学術雑誌で公表した。3月には京都大学で国際ワークショップを開催し、5年間の成果をとりまとめた。東南アジア大陸部山地の森林の攪乱動態と山地民が生活環境保全のために経験的に蓄積してきた生態智を明らかにするために、ラオスとミャンマーで臨地調査をおこなった。10月と12月にラオス北部のカム焼畑村落で2012年焼畑全筆の同定と世帯聞き取り調査を実施した。2005年から継続している調査で8年間の焼畑全筆データを蓄積することができた。
歯周ポケット測定時の歯周病細菌の口腔内伝播に関する考察

今回の結果から、Normalプローブは他のプローブ比べて菌が付着しにくいことがわかった。CPIプローブは先端が球状であること、Universalプローブは目盛りの刻み目が深いことが菌が付着しやすい原因と考えられた。従って、集団歯科検診においてはNormalプローブを使用することが推奨される。集団歯科検診においては、深いポケットを測定した後、他部位を測定する前にプローブを変えるか、あるいはすべてに使い捨てのプローブを使用する等の注意が必要である。また、集団歯科検診で歯周病の検診をする場合には、事前に充分な問診を行い、検診後に治療に行くことが可能であるかどうかを充分に把握する必要がある。特に治療に行くことが不可能な患者については、検査の際に重度の歯周疾患の部位から健康な部位に菌を伝播して、新たに歯周病を惹起することがないように充分留意する必要がある。九州大学歯学部附属病院を受診した歯周病患者中、6mm以上の深いポケットを有する歯を3歯以上もつ16名を研究に対する同意を得たうえで被験者とした。実験を開始する前に各々の被験者より研究に対する同意を得た。実験は被験者の6mm以上の深いポケット内に1.CPI用のプローブ2.1mm毎に目盛りが刻まれたプローブの3種のプローブを10秒間挿入した。その後プローブに付着する菌の定量を行うために生理食塩水を入れたチューブ中にプローブを10秒間静置し、生理食塩水中に遊離してきた菌数を位相差顕微鏡にて測定した。その結果N=16と少ないため統計処理は行っていないもののプローブ1とプローブ3、およびプローブ2とプローブ3はそれぞれ有意差があるようであった。次にプローブごとのばらつきを調べたところ、プローブ1及び2ではかなり付着菌数の多い場合があった。このことより、平滑なプローブに比べて、目盛りの刻みの深いプローブには菌の付着量が多いことが示唆された。今後はプロービング時の出血との関連、および菌の同定を行っていくつもりである。
元素置換戦略が拓くケイ素含有天然物様ライブラリーの構築とケミカルスペースの拡大

本研究は、創薬を志向し、かつケミカルスペースの拡充ができうる新規骨格の創出を目的とする。これを達成するために研究代表者は、炭素原子の結合様式を模倣できるケイ素原子を天然物骨格に組み込みケイ素原子周辺の官能基を含め炭素原子では構成しにくい分子骨格の創出を着想した。研究代表者は、生物活性を有するテルペノイドに着目し、それらを模倣したケイ素原子含有テルペノイド様化合物を設計した。その設計に基づき研究代表者は、1)ケイ素原子含有テルペノイド様化合物群の合成経路確立やライブラリー構築、2)ライブラリーをアッセイ系に供給し、本化合物群の生物活性評価を行い、リード化合物を創出することを目指す。
「トロトラスト」被注入者における寿命短縮とその原因疾患に関する研究ー「トリウム燃料の生物学的安全性算定のための基礎研究」

1.疫学的研究:トロトラスト被注入者群では肝癌,肝硬変,白血病,トロトラスト肉腫,てんかん,肝外胆管癌,腹膜悪性腫瘍などの死亡率が高い。また感染性疾患による死亡率も高くトロトラスト沈着による免疫系の障害も示唆された。トロトラスト注入量と死亡率との間には量・反応関係があり,注入量の増大と共に注入後余命の中央値が減少することが明らかとなった。2.線量評価:トロトラスト被注入者の呼気中のトロン濃度の測定結果から,肺胞領域のalpha線吸収線量率は約1rad/yと推定された。高LET放射線による肺癌発生と吸収線量との関係は今後更に検訂を要する問題である。また,原子炉中性子による放射化分析法を用いて臓器組織中のトリウム含有量を求める方法を確立した。3.臨床病態:トロトラスト被注入者では網内系機能,特に貧食機能の低下があり,エンドトキシン血症を発症しやすいこと,トロトラスト肝線維症では,門脈域及び類洞に沿ったTypeIIIコラ-ゲンを主体とした線維化と限界板部のTypeIコラ-ゲンの増生が特徴的であった。4.病理学的研究:胆管癌についてトロトラスト症例と非トロトラスト症例を比較検討した結果,前者では95.4%が肝の末梢・中間部に,後者では77.7%が肝門部に発生しており,小葉間胆管がトロトラストの沈着障害を受け易く,肝末梢部あるいは中間部に癌の発生が集中するものと思われる。膵臓におけるトロトラスト沈着はリンパ濾胞,動脈周囲リンパ鞘,濾胞周辺帯や膵柱及びその周囲に強く,これらの部位より線維化が進展し,遂には線維性の萎縮膵の状態になるものと考えられる。線維性萎縮膵の状態では,膵機能は低下しており赤血球内にしばしばHowellーJolly小体が出現してくる。なお少数の膵腫大をきたす症例では,食道静脈瘤を合併し,その破裂が死因となっていることが多かった。本年度は、第一年度研究として「トロトラスト」血管内注入患者につき、次の如き研究を行った。1.疫学的研究:注入後4452年目でのこれらの患者の生存率、死亡率、死因およびその相対リスクを知るため、対照群を置き、平成元年末日現在の状態を調査した。本調査に基づく情報の解析は、第2年度に完成する予定である。2.統計病理学的研究:本研究の基本となる剖検例の集積も、平成元年末日現在で、370例を超したので、対照群を置き、死因の相対リスクに関して解析をすすめている。3.生存者についての臨床検査:本年度は、特に免疫学的変化につき、対照群を置き、精密検査を行い、「トロトラスト」例を対照例の間で差が存在する疑を得た。よって、第2年度には、検索数を増加させ、統計学的検定により、その差を確認する予定である。4.「トロトラスト」臓器沈着量および線量評価:注入患者の老齢化が著しいため、出張測定が可能な呼気ラドン測定による臓器線量評価に主力を移した。そのため、平成元年度には新たに呼気ラドン測定をして例について行うことが出来た。よって、呼気ラドン測定もしくはホ-ル・ボディ・カウンタ-測定による体内トリウム沈着量評価が完了した数は90例に達した。それに剖検材料による線量評価を加えると、重複例を除いても、200例を超す線量評価例を得ている。5.病理組織学的研究:剖検例の病理標本検索で、従来「トロトラスト」による発癌が認められなかった膵、肝外胆管、その他でも発癌率の有意の増加が昭和63年度以降認められるようになったので、これらの臓器での発癌についても精密検査を開始した。6.寿命短縮に関する統計学的解析:本年度の研究では、「トロトラスト」体内沈着に基づく寿命短縮で、沈着量による差があり、量が増加すると、寿命短縮が増大することが認められた。

膵臓におけるトロトラスト沈着はリンパ濾胞,動脈周囲リンパ鞘,濾胞周辺帯や膵柱及びその周囲に強く,これらの部位より線維化が進展し,遂には線維性の萎縮膵の状態になるものと考えられる。線維性萎縮膵の状態では,膵機能は低下しており赤血球内にしばしばHowellーJolly小体が出現してくる。なお少数の膵腫大をきたす症例では,食道静脈瘤を合併し,その破裂が死因となっていることが多かった。平成2年度では,平成元年度からの課題を更に進めて以下の如き成果が得られた。1.疫学的研究:トロトラスト被注入者群では肝癌,肝硬変,白血病,トロトラスト肉腫,てんかん,肝外胆管癌,腹膜悪性腫瘍などの死亡率が高く,またトロトラスト注入量と死亡率との間には量・反応関係があり,注入量の増大と共に注入後余命の中央値の減少することが判明した。2.線量評価:トロトラスト被注入者の呼気中のトロン濃度の測定結果から,肺胞領域のα線吸収線量率は約1rad/yと推定された。高LET放射線による肺癌発生と吸収線量との関係は今後更に検討を要する問題である。また,原子炉中性子による放射化分析法を用いて臓器組織中のトリウム含有量を求める方法を確立した。3.臨床病態:トロトラスト被注入者では,網内系細胞の貧食能が低下し,エンドトキシン血症をきたしやすいこと,トロトラスト肝線維症では,門脈域及び類洞に沿ったTypeIIIコラ-ゲンを主体とした線維化と限界板部のTypeIコラ-ゲンの増生が特徴的なものであった。4.病理学的研究:胆管癌についてトロトラスト症例と非トロトラスト症例を比較検討した結果,前者では95.4%が肝の末梢・中間部に,後者では77.7%が肝門部に発生しており,小葉間胆管がトロトラストの沈着障害を受け易く,肝末梢部あるいは中間部に癌の発生が集中するものと思われる。脾臓におけるトロトラスト沈着はリンパ濾胞,動脈周囲リンパ鞘,濾胞周辺帯や脾柱及びその周囲に強く,これらの部位より線維化が進展し,遂には線維性の萎縮脾の状態になるものと考えられる。線維性萎縮脾の状態では,脾機能は低下しており赤血球内にしばしばHowellーJolly小体が出現してくる。なお少数の脾腫大をきたす症例では,食道靜脈瘤を合併し,その破裂が死因となっていることが多かった。
打撃動作における体幹及び下肢の運動メカニズムとそれに貢献する筋の解明

野球の打撃では、下肢が地面に加えた力の反作用として体が回転し、その回転が体幹、上肢、バットへと伝達することによってスイングスピードが獲得されている。すなわち、スイングの回転の原動力となる下肢やその回転を上肢に伝達する体幹の役割はスイングスピードを向上させるためには重要であると考えられる。本研究では、打撃のスイングスピードを向上させるための下肢・体幹の運動メカニズムとそれに貢献する下肢や体幹部の筋群を明らかにすることを目的としている。当該年度では、実験を実施し、モーションキャプチャシステムを用いた打撃動作の撮影やフォースプレートを用いた力の測定、およびMRIによる身体の横断画像の取得を行った。主な分析は1得られた動作や力のデータから、スイング中に発揮される下肢や体幹部の関節トルクや各セグメントにおける角運動量を算出すること、2撮像された身体の横断画像からそれぞれの筋の大きさ(面積や体積)を算出することである。これら2つの分析を通して、スイングの原動力となる下肢や体幹の運動メカニズムを明らかにし、これらの力を発揮しうる筋とその筋の大きさが関連しうるのかを検討する。現在、データの分析作業を行っているため、研究としての実績はいまだない状態である。翌年度に実績を示すために、MRIで撮像した画像から体幹部、臀部、大腿部の筋横断面積の算出している段階であり、動作や力に関する分析は十分に行えていない段階である。打撃動作の撮影やMRIによる身体横断画像の撮像など、実験を実施・完了することができた。しかしながら、分析するデータの量が多く、当初のスケジュール通りにデータ分析ができていない状態である。データ分析を終了させ、早急にまとめる予定である。また、分析したデータは学会発表や論文などで随時発表していく予定である。当初予定していた測定補助等の人件費が、人員が十分に確保できたためにかからなかった。差額分については来年度の物品費、学会参加費に充てる予定である。
悲しみ感情の質的分類に関する多角的検討その主観的側面，生理的側面，行動的側面

申請者は,誰もが体験する一般的なネガティブ感情とされている悲しみ感情の中にも,悲しみ喚起時の生理反応パターンの一貫しない結果(Cacioppo, Bernston, Larsen, Poehlmann, & Ito, 2000)や2種類の機能の存在から,質的に異なる種類の異なる悲しみが存在すると考えている。本研究では,悲しみの種類の違いを主観・生理といった多数の側面における反応パターンから多角的に捉えることによって明らかにすることを目的としている。異なる種類の悲しみの存在が明らかになれば,悲しみを1つの典型的な感情として捉えてきた従来の研究結果に対して,重要な知見を提供することになると考えられる。平成28年度の研究業績の概要としては,死別と目標達成の失敗という2種類の異なる場面による悲しみ場面においてそれぞれ生じる行動についての調査を行った。大学生30名に対して,悲しみを感じた時,感じるときにどのような行動をとるかを複数回答可で尋ねた。その結果,「寝る」という行動が15人と1番多く,「友人や家族にはなす」といった行動が12人,「好きなことや趣味をする」は,10人,「泣く」は9人,「食べる」・「音楽を聴く」が5人であった。悲しみを感じた時の行動は,寝るといった気晴らし行動によって,エネルギーの保存が目指されていると推察される。また,悲しみや怒りといったネガティブ感情は他者との共有がなされることが報告されている(Brans, Mechelen, & Rime, 2014)ことからこのような結果が示されたと思われる。その一方で,悲しみに伴う行動というよりは,悲しみをいかにして低減させるかという対処行動とのオーバーラップが認められた。好きなことや趣味をするといったことは,情動型対処に当たると思われる。28年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は,誰もが体験する一般的なネガティブ感情とされている悲しみ感情の中にも,悲しみ喚起時の生理反応パターンの一貫しない結果(Cacioppo, Bernston, Larsen, Poehlmann, & Ito, 2000)や2種類の機能の存在から,質的に異なる悲しみが存在すると考えている。本研究では,悲しみの質の違いを主観・生理・行動の3側面の反応パターンから多角的に捉えることによって明らかにすることを目的としている。異なる質の悲しみの存在が明らかになれば,悲しみを1つの典型的な感情として捉えてきた従来の研究結果に対して,重要な知見を提供することになると考えられる。平成26年度の研究業績の概要としては,2014年10月から12月にかけて,イメージ法を用いて2種類の悲しみ喚起場面により喚起された悲しみがもたらす生理反応変化について検討する実験を行った。その結果,生理指標に関して死別条件は統制条件よりも皮膚伝導水準(SCL)の値が高く,またイメージ時に拡張期血圧(DBP)の上昇が認められた。このことから,死別による悲しみは交感神経系を亢進する反応をもたらすと考えられる。目標条件においては,DBPの上昇やSCLの明確な違いは認められなかったことから,相対的ではあるが,死別により喚起された悲しみと目標達成失敗による悲しみには,生理反応における違いがある可能性が示唆された。また,主観指標に関して,死別の悲しみは目標達成失敗による悲しみよりも「涙がでそう」といった涙を表現する言葉で表される特徴を持つ悲しみであることが明らかになった。この結果は,従来は1つの感情として捉えられていた悲しみという感情を異なる場面によって喚起した時,異なる生理反応変化をもたらす可能性を示す重要な知見であると考えられる。申請者は、誰もが体験する一般的なネガティブ感情とされている悲しみ感情の中にも、悲しみ喚起時の生理反応パターンの一貫しない結果(Cacioppo, Bernston, Larsen, Poehlmann, & Ito, 2000)や2種類の機能の存在から、質的に異なる種類の異なる悲しみが存在すると考えている。本研究では、悲しみの種類の違いを主観・生理といった多数の側面における反応パターンから多角的に捉えることによって明らかにすることを目的としている。平成27年度の研究業績の概要としては、2015年6月から11月にかけて、イメージ法を用いて2種類の悲しみ喚起場面により喚起された悲しみがもたらす生理反応変化について検討した。その結果、生理指標に関して、皮膚伝導水準反応のイメージ課題後の変化に3条件ごとに違う傾向が示された。このような違いは、感情価および悲しみの種類の違いによって生じた反応であると解釈できるだろう。ゆえに、死別により喚起された悲しみと目標達成失敗による悲しみには、生理反応における違いがある可能性が示唆された。また、主観指標に関して、死別の悲しみは目標達成失敗による悲しみよりも「涙がでそう」といった涙を表現する言葉で表される特徴を持つ悲しみであることが明らかになった。これは、主観的側面において悲しみの特徴を検討した研究(白井・鈴木,2015)および前年度の生理反応を検討した研究(白井・鈴木,印刷中)の結果と一致するものである。本研究により見いだされた知見は、従来は1つの感情として捉えられていた悲しみという感情を異なる場面によって喚起した時、異なる生理反応変化をもたらす可能性を示す重要なものであると考えられる。申請者は、一般的なネガティブ感情とされている悲しみ感情の中にも、質的に異なる悲しみが存在すると考えている。本研究では、悲しみの種類の違いを主観・生理的な反応パターンの違いから多角的に捉え、明らかにすることを目的としている。

本年度は、これまで行ってきた主観のデータおよび、昨年度の生理反応に関する研究の論文化も行った。また、7月には国際学会にて学会発表も行った。本年度の研究成果は、今年の7月の国際学会で発表予定であることから、研究はおおむね計画通りに進めていると思われる。申請者は,誰もが体験する一般的なネガティブ感情とされている悲しみ感情の中にも,悲しみ喚起時の生理反応パターンの一貫しない結果(Cacioppo, Bernston, Larsen, Poehlmann, & Ito, 2000)や2種類の機能の存在から,質的に異なる種類の異なる悲しみが存在すると考えている。本研究では,悲しみの種類の違いを主観・生理といった多数の側面における反応パターンから多角的に捉えることによって明らかにすることを目的としている。異なる種類の悲しみの存在が明らかになれば,悲しみを1つの典型的な感情として捉えてきた従来の研究結果に対して,重要な知見を提供することになると考えられる。平成28年度の研究業績の概要としては,死別と目標達成の失敗という2種類の異なる場面による悲しみ場面においてそれぞれ生じる行動についての調査を行った。大学生30名に対して,悲しみを感じた時,感じるときにどのような行動をとるかを複数回答可で尋ねた。その結果,「寝る」という行動が15人と1番多く,「友人や家族にはなす」といった行動が12人,「好きなことや趣味をする」は,10人,「泣く」は9人,「食べる」・「音楽を聴く」が5人であった。悲しみを感じた時の行動は,寝るといった気晴らし行動によって,エネルギーの保存が目指されていると推察される。また,悲しみや怒りといったネガティブ感情は他者との共有がなされることが報告されている(Brans, Mechelen, & Rime, 2014)ことからこのような結果が示されたと思われる。その一方で,悲しみに伴う行動というよりは,悲しみをいかにして低減させるかという対処行動とのオーバーラップが認められた。好きなことや趣味をするといったことは,情動型対処に当たると思われる。申請者は,一般的なネガティブ感情とされている悲しみ感情の中にも,質的に異なる悲しみが存在すると考えている。本研究では,悲しみの質の違いを主観・生理・行動の3側面の反応パターンから多角的に捉えることによって明らかにすることを目的としている。悲しみの質的な違いを主観・生理・行動の3側面から明らかにすることを目的としている。本年度は,これまで行ってきた主観のデータをまとめるとともに,論文化し現在投稿中である。また,学会発表も2度行った。さらに生理的な側面からの研究を進めることができた。この研究結果は,今年の7月の国際学会で発表予定であることから,研究は概ね計画通りに進められていると思われる。先の2年間で、悲しみの種類の違いを主観・生理的側面から検討してきた。今後は、3つ目の側面である行動的側面から悲しみの種類の違いを検討する予定である。
アジアモンスーンの季節内及び年々変動の研究

インド亜大陸やインドシナ地域の降雨現象の変動を調べることは水資源利用や洪水や干ばつなどの気象災害の立場から重要であるが、1998年から展開されたGAME (GEWEX ASIAN MONS00N EXPERIMENT)で蓄積された気象資料を基本として、その他の地上気象資料や衛星気象資料を利用して、南アジアおよびインドシナ地域の夏季モンスーン期の降水に関して、その年々変動や季節内変動を明らかにした。とくに、熱帯地域特有のMJOやDipole Momentと南アジアの降水との関係を統計的に明らかにした。これによって、南アジアやインドシナの降水予測に貢献できた。さらに、同様の解析をインドシナ半島についても拡大し、インド亜大陸とインドシナ半島との地域的な差を明らかにした。また、この2つの地域での差がお互いにどのような関係にあるのかについても解析を進めた。インド洋の海面水温などの海洋の資料を参照して、大気海洋相互作用の立場からも南アジア、インドシナの降雨の特徴を明らかにする。昨年度のGAME再解析資料に基づいた解析に引き続いて、より詳細なモンスーンの開始や終了を調べるが、そのためにインド気象局や周辺諸国の資料を収集した。ECMWFの再解析資料を使用して,過去50年間程度のモンスーンのonsetおよびwithdrawについて統計的に調べる。気象災害の発生とこれらのモンスーンの開始終了,エルニーニョなどとがどのように関わっているのかを調べた。これらの解析から、南アジアの降水現象が、局所的な洪水や干ばつなどの気象災害の発生とどのように関係したかについて、調査をする。これらの成果は、日本気象学会の春季大会、秋季大会で公表した。
雷害リスク低減のための確率的雷分布同定システムの研究

本研究では、雷放電による放射電磁波を観測し、観測波形から雷放電位置を同定することを目的としている。従来開発した、同定法である、チホノフの正則化を用いた逆問題に、正則化パラメタを適切に選ぶ手法であるGCVを導入し、衛星観測との比較により、精度向上を確認できた。また、近傍雷の同定を行うための時間領域解析手法として、FDTD法にE-J法とNPMLを導入することで、VLF帯までの時間領域解析を開発した。さらに、将来に更に広域の電磁界解析を行うための新しい手法としてCIP法に着目し、CIP法で電磁界問題を解く際に必要なTF/SF境界を開発、精度よく平面波を解析領域に伝搬させることに成功した。本研究は、広域雷分布同定の有効な手法として、低周波電磁界を遠隔で連続観測し、電磁界解析と逆問題の手法を用いて確率的雷分布の位置を同定するシステム構築を最終的な目的としている。本年の取り組みとして、従来はELF帯観測波形をそのままフーリエ変換したスペクトルをシューマン共振の強度としていたが、観測データの前処理として、観測波形からパルスを検出し、線形予測を用いてパルスが存在する数ミリ秒の間のデータを推定することでパルス除去を行い、シューマン共振をより正確に求めることに取り組んだ。線形予測によるフィルタリングにより、全時刻にわたってパルスのみが効果的に除去され、妥当な推定ができた。また、観測値近傍で活発な雷活動がある時刻帯(現地時刻15:00付近)では、直接求めたスペクトルでは共振ピークが乱れているが、パルス除去したものは静穏時と変わらないシューマン共振のスペクトルが得ることに成功した。さらに、北海道において、西日本の商用周波数である60Hzのノイズが観測されることも示された。もう一つの取り組みとして、逆問題による雷分布推定に用いる正則化パラメタの客観的評価として、任意のノルムを持つ雑音に対し適切な正則化パラメタを評価するGeneralized Cross Validation(GCV)を導入し、適切な正則化パラメタを導出した。最適化した正則化パラメタから求めた結果と、従来の経験的手法による結果の比較を、1999年12月の一ヶ月のデータを用いて行った。また、妥当性検討のため、人工衛星観測であるLISの結果を基準解として検討したところ、観測点から1214Mmにおける雷活動が最大のピークとなる位置の推定を正確に同定することに成功した。以上により、雷分布の推定精度は順調に高まったと言える。大規模な電磁界問題を解く可能性を持つ、Constrained Interpolation Profile法(CIP法)について、多次元化したときの数値分散及び、TF/SF境界の開発を行った。数値分散については、1次元3次多項式と5次多項式を用いたときの数値分散関係式を導出、その評価を行い、現在広く用いられている電磁界解析手法であるFDTD法より位相誤差が極めて小さいという結果を得た。数値減衰による誤差は、3次のCIP法では大きいものの、5次に次数を上げることで大きく改善されるという結果を得た。また、2次元M型CIP法における数値分散関係式を初めて定式化、伝搬方向依存性を含めた数値分散関係式を導出することに成功した。こちらも、いずれの伝搬方向でもFDTD法より位相誤差が小さいという結果が得られている。数値減衰による誤差は、1次元のときと同様に存在し七いることも分かった。TF/SF境界については、グリッド間プロファイルを全電磁場あるいは散乱場とする手法を確立、これにより1次元のTF/SF境界を定式化に成功した。さらに、高周波成分を含むパルスに対しても適用可能とするよう、数値分散による伝搬中の波形変化を考慮することで不要な散乱場を除去する、Nearly Perfect TF/SF境界をCIP法で開発した。これにより、不要な散乱場を80dB以上低減することに成功した。現在では多次元でのTF/SF境界の定式化を行っている。雷放電によって発生した電磁波の観測波形を調べるため、時間領域における電磁界解析手法についての研究を行った。時間領域解析として現在最も広く用いられている手法は有限差分時間領域法(FDTD法)であり、これを用いて磁化プラズマとしての電離層の分散性と異方性を考慮した3次元電磁界解析手法の開発を行った。分散性を考慮するにはプラズマ電流の差分方程式を解く必要があるが、電流の時間空間は位置を電界と同じとするE-J法を用いることで、安定条件を変えることなく計算を進めることができた。また更に異方性も考慮するため、3種の荷電粒子を考慮したときは、電界の時間更新式は未知数12の連立方程式となるが、数値的に時間更新に組み込むことで定式化を用意とした。また、分散性かつ異方性を持つ媒質の吸収境界条件としてNPMLを導入した。