hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光トラップ場の時空間構造の動的制御による３次元マイクロ操作の研究

1.微粒子操作に適した時空間構造の探索と制御:昨年度までに試作・最適化したハイブリッド光ピンセット系の時分割走査側を用いて,円ハフ変換による微粒子認識と孤立点型トラップ場の3次元構造の制御で,カバーガラス上に滴下した溶液中にランダムに分散した8個の微小ガラス球から,6面体の各頂点位置に微粒子を配置した3次元構造の動的アレイが全自動で作成できることを示した.また,この3次元アレイは,3次元空間内において回転,並進,拡大・収縮などの幾何学変換を行えることも示した.これら結果は,次世代センシングツールと期待される動的微粒子アレイの有用性や可能性をより高めるものと考える.2.非球状物操作に適した時空間構造の探索と制御:我々がOptical Express誌などで提案している光多点クランプ法による非球状物の操作法を,電気式焦点可変レンズを用いた3次元時分割走査法を用いることにより,レーザ光源1台の光学システムで3次元へ拡張できることを示した.そして,珪藻とその破片を24点で捕捉し,これら捕捉点を3次元位置制御することで,捕捉した珪藻を3次元空間内のXYZの3軸回りに回転できることなどを示し,拡張した本方法の有効性を実証した.この結果は,単一細胞の精密操作が不可欠なライフサイエンスおける汎用ツールとしての光トラップ技術の有用性をより高めるものと考える.光メカトロニクス今年度も,国際会議での成果発表,国際誌への論文掲載を行うことができた上に,昨年度ヨーロッパ光学会誌Journal of Opticsに掲載された論文がHighlights of 2013に選定されるなど,提案した光学系の新規性と有用性が世界的に高く評価された.初年度成果で,特許出願,国際会議での成果発表,国際誌への論文掲載を行うことができた上に,当該掲載論文はFeatured Articleに選定されるなど,提案した光学系の有用性が世界的に高く評価された.当初の計画どおり順調に計画は進捗しているので,3年目の最終年度は,より積極的に国内および国際会議で研究発表を行うと共に,国際誌への論文投稿を行う.当初の計画以上に順調に,計画は進捗しているので,初年度同様,成果の国際会議での発表や論文投稿をより積極的に進める.今年度3月末に世界中の研究者が無料で閲読できる国際誌へ論文投稿(掲載料:約15万)を予定していたが,研究所の空調工事等に伴う緊急作業などで,論文完成が3月末に間に合わなかった.繰り越し分については,3月末に投稿予定であった論文の英文校正と掲載決定時の当該論文掲載料として次年度使用する計画である.今年度1月末に投稿した論文の掲載料(約6万)を予定していたが,論文が最終的に受理されたのは3月末となり,実際の論文発行とそれに対する掲載料の請求は次年度になった.そこで,この繰り越し分は,当該論文の掲載料として次年度使用する計画である.
白内障の発症機序の解明と抗白内障薬の検索

先進国における白内障からの失明者数は外科的手術法の進歩によって減少してきた。しかしながら、世界的視野に立つとその恩恵に浴する患者は限られ、白内障は失明原因の一位となっている。私共は白内障発症に関わる危険因子の同定と抗白内障薬の開発が急務と考え、そのための基礎研究をグルココルチコイド誘発鶏胚白内障モデルを使用し行った。1.白内障発症機序の解明:1)私共はいままでに本モデルを用いて白内障の発症には酸化性ストレスの関与があることを示唆してきた。その際、多くの白内障の場合と同様にグルタチオンの低下と過酸化脂質の増加が認められたがそれらの相互関係は不明であった。今回、グルタチオンの生合成阻害剤であるブチオニンスルホキシミンを使用することによって、グルタチオンの低下だけでは水晶体は白濁せず、過酸化脂質などの過生成があってはじめて白濁することが判明した。2)本白内障では水晶体核周辺部に空胞が生じることが分かっていたが、今回、その部分は糖脂質分布の少ない細胞接着能の弱い部位であることが判明した。3)ブチオニンスルホキシミン処置鶏胚の水晶体は白濁し易い組織構造になっていることが電子顕微鏡を用いた研究で明らかとなり、この新しいモデルは白内障発症危険因子の検索に利用できると考えられる。2.抗白内障薬の検索:リポ酸誘導体およびパンテシンなどについて本モデルを用いて抗白内障効果の有無を調べたが、今までのところ顕著な白内障予防効果は見られていない。現在投与法、経路について検討中である。
ウイルス細胞傷害の分子機構とその制御

パラミクソウイルスとHIVを用い、細胞融合、多核巨細胞形成やウイルス侵入機構のウイルス側の要因を解析した。F蛋白単独で細胞融合を誘導できる系を見い出したので、その系を用いて、パラミクソウイルスの細胞融合誘導の分子機構を解析した。SV5のF蛋白の中には、HN蛋白の関与なしに細胞融合を誘導できる蛋白とHN蛋白と共同してしか、細胞融合を誘導できない蛋白があることを我々は明らかにした。この両者の蛋白の生化学的・構造化学的解析をした。パラミクソウイルスとHIVを用い、細胞融合、多核巨細胞形成やウイルス侵入機構の宿主細胞側の要因を解析する。特に我々が見い出したウイルス誘導細胞融合の制御因子、Fusion Regulatory Factor-1(FRP-1)について解析した。抗FRP-1抗体(FRP-1・Ligand)のParamyxovirusとHIVによる多核巨細胞形成に対する制御機構の分子機構を解明する。多核巨細胞形成制御活性のpositive signalとnegative signalの細胞内情報伝達機構の共通経路と独自経路を明らかにした。マウスFRP-1に対するモノクローナル抗体を作製し、その生物活性を解析した。マウスFRP-1はアロ抗原であることを明らかにし、またマウスFRP-1はLy10抗原と同一分子であることを証明した。SV5のF蛋白の中には、HN蛋白の関与なしに細胞融合を誘導できる蛋白とHN蛋白と共同してしか、細胞融合を誘導できない蛋白があることを我々は明らかんにした。抗FRP-1抗体(FRP-1・Ligand)のparamyxovirusとHIVによる多核巨細胞形成に対する制御機構の分子機構を解明する。多核巨細胞形成制御活性のpositive signalとnegatiVe signalの細胞内情報伝達機構の共通経路と独自経路を明らかにした。マウスFRP-1はアロ抗原であることを明らかにし、またマウスFRP-1はLy1O抗原と同一分子であることを証明した。
特許など知的所有権の大学における現状およびその有効活用法に関する総合的研究

大学と民間との連携を推進する方策を探ることを目的とした調査・研究を行った。まず、産学連携の一つの鍵である大学における特許について、特に、大学がどの程度の特許を作り出す能力を擁しているかに注目して、アンケート調査を行った。その結果、大学の教官の意識次第ではあるが、徐々に特許取得を目的とした研究を行う素地ができつつあるのではないか、との結果が得られた。しかし、現時点では、大学に存在している特許を媒介とした産学連携ができるような状況には到達していないことも明らかになった。そのため、どのような形態の産学連携であれば産業界として受け入れが可能であるか、産業界が期待している産学連携の形が、業種によってどのように異なるか、などの状況を明らかにすべく、企業のヒアリングを行った。その結果、これまでの産学連携によってどのようなメリットを得たことがあるか、これがかなり企業の態度に影響を及ぼしているように見受けられる。さらに、業種による違いとしては、技術のロードマップが描かれている業種、すなわち、半導体関係を中心としたエレクトロニクス業種では、比較的長期的な見地からの産学連携が行われる可能性があるが、これまで伝統的に技術導入に依存してきた産業、例えば化学業界などでは、大学と産業界の意図がかなりすれ違っており、そのためお互いの信頼関係の回復が今後緊急の課題であるとのニュアンスが多かった。結論として、エレクトロニクス関係の業界を除いて、現時点では大学側からの過剰サービスだと言われても、かなりの積極的な対応が望ましい。大学で行われている研究成果の社会への還元の一つの方法として、特許を出すということが行われている。しかし、欧米の大学と異なり、特許事務を行う部署が無い状態で、とのような現状であるかを調査する必要がある。そこで、国立大学・私立大学に対してかなり長文にわたるアンケート調査を行った。回答総数は570件に及んだ。その結果、様々な事実が明らかになった。まず、現在の予算の枠組みで行われている研究から派生した発明の帰属については、大学の教官は必ずしも正しく理解していないことが明らかになった。枠組み全体の整合性が取れていないことに加え、文章になっているものを理解することが困難な状態であることも原因ではあるが、発明委員会などによる特許に関するオリエンテーションが全く行われていないことに原因があるだろう。大学教官がどのような意識で産学共同研究を目指しているか、また、その際に特許をどの程度意識しているかなどについても興味あるデータが得られた。2年継続の研究であり、現在、さらに詳しい解析を進めている。次年度については、産業界側の大学における発明に対する意識、産学共同研究に対する意識調査を行い、これらを合わせて全貌を解明できるものと考えている。具体的な有効活用方策の提案に向けた作業も行う予定である。
非線形回路の高能率解法及び回路構造と解の性質との関係解明

トランジスタを基本素子とする非線形抵抗回路に関しては、高速求解法、解の存在・一意性、解の個数、解の安定性などが重要な問題であるが、長い研究にもかかわらず大部分は未解決といえる。本研究では上記の諸問題中、高速求解法および解の個数に関して解析的に検討したものである。解の個数の情報は、求解法に直接関係するほか、例えばニュ-ラルネットによる連想記憶回路の連想能力や汎化能力とも関係し、その検討は重要である1.非線形抵抗回路の解の高能率計算法について:区分線形方程式の全ての解を求める方法として、計算量O(Mn)(Mは線形領域の総数;nは未知変数の個数)の新しい方法を見いだした(研究成果報告書の論文2.参照)。従来の方法では、最悪の場合O(Mn^2)の計算量を要していた。本研究で得られた計算量は、全ての解を求める最悪計算量としては(オ-ダ-的に)最良ではないかと推測されるが、証明はされていない。2.非線形方程式の解の個数について:非線形1ポ-ト抵抗または非線形能動素子と線形素子(能動素子をも含む)とからなる回路(トランジスタ回路も含む)を対象とする。この回路(方程式)の検討の際、従来は専ら、仮定1:非線形1ポ-ト抵抗のvーi特性または増幅器の増幅特性が広義または狭義単調増加関数という仮定のもとで論じられている。しかし仮定1のもとでは、一般には、一意解の場合しか議論できない(解は一意であるか、さもなくば、一般には任意の個数の解をもち得るという結果しか出てこない)。より現実的な結果を得るためには、より実際に即した仮定をする必要がある。本研究では、仮定2:非線形1ポ-ト抵抗のvーi特性または増幅器の増幅特性が単調増加関数でかつ2階の微係数も正仮定3:増幅器の増幅特性は理想的飽和特性をもつという条件のもとで、解の一意性、解の個数等について検討し、種々の必要十分条件を導いた。トランジスタを基本素子とするVLSIは典型的な非線形回路であり、これの解析、設計には、定量的解析のほか、解の存在、一意性、安定性等の定性的解析が重要である。平成元年度は、非線形抵抗回路を対象とし、解の高能率計算法の検討及び解の個数などに関する定性的性質の検討を行った。1.非線形素子特性を区分線形化することにより、回路方程式は区分線形方程式となり、これは一般には複数個の解をもつ。この方程式の全ての解を求めるのに、従来の方法では計算量としてO(Mn^2)(Mは線形領域の個数、nは変数の個数)を要したが、本研究では計算量がO(Mn)ですむ新しい手法を見いだし、1989ISCAS(International Symposium on Circuits and Systems,IEEE主催)において発表した。2.非線形抵抗がダイオ-ドの場合に対して、回路方程式が(ダイオ-ド特性に無関係に)有限個の解しか持ち得ないための条件を求め、電子情報通信学会の回路とシステム研究会及び全国大会などにおいて発表した。この条件を利用すると、回路の構造と解の性質の関係を検討することができる。この類の研究は基礎的なものであるが、欧米でも盛んに検討されている。この結果は、集積回路の基本回路(メモリ等)、ニュ-ラルネトワ-ク等に対する設計指針を与える可能性を持ち、更に詳細な検討の価値があると思われる。

3.来年度の予定としては、ダイナミクス回路を対象として、定常解の一意性、安定性、発振可能性、カオス的振舞の可能性、等を検討したい。トランジスタを基本素子とするVLSIは典型的な非線形回路であり、これらの解析・設計には、数値解法のほか、解の一意性・個数・安定性などの定性的研究はが重要な問題である。実用上重要な高速解法にとっても、解の個数に関する情報は大いに参考となる。また、解の個数・安定性は、例えば、最近のニュ-ラルネットワ-クによる連想記憶回路の連想能力や汎化能力とも関係し、その検討は重要な研究課題であろう。仮定1:非線形1ポ-ト抵抗のvーi特性または増幅器の増幅特性が広義または狭義単調増加関数という仮定のもとで論じられている。しかし仮定1のもとでは、一般には、一意解の条件しか導けない。より現実的な結果を得るためには、より実際に即した仮定をする必要がある。本研究では、仮定2:非線形1ポ-ト抵抗のvーi特性または増幅器の増幅特性が広義または狭義単調増加関数であると同時に、2階の微係数も正仮定3:増幅器の増幅特性は理想的飽和特性をもつという条件のもとで、解の一意性、解の個数等について検討し、電子情報通信学会の回路とシステム研究会などにおいて発表した。仮定2は通常のダイオ-ド特性が満足している妥当な条件であり、仮定3もよく用いられている条件である。今後は得られた結果を、回路の構造と回路特性との関係に翻訳し、その応用を検討したい。
ステロイド包接結晶に基づくCombinatorial Chemistry

「有機分子の情報表現」という概念は、タンパク質・核酸などの生体高分子ではすでに使われている。それなのに、一般の有機分子に対して使われていないのはなぜか。その理由は、近年Combinatorial Chemsitryが知られるようになったにもかかわらず、モノマーの配列順序(定序性)という概念が一般の有機分子に適用されていないからだと思われる。しかし、キラル炭素鎖分子で定序性に基づく分子情報と表現の関係が明白にできれば、有機分子の情報表現という概念が一般的に成立することになる。本研究では、キラル炭素鎖分子であるステロイドやアルカロイドを用いてこの概念を確立することを目指し、本年度は以下のような成果を得た。1.キラルな定序性炭素鎖分子として、昨年度に続いてステロイド誘導体を多数合成した。さらに、定序性分子としてアルカロイドのブルシンにも注目し、カルボン酸との塩を多数合成した。2.これらのステロイドやブルシン塩を用いて、水素結合による情報表現を検討した。この検討から、分子構造における水素結合基の数・位置・配置の違いが、分子建築、分子複合(包接)、化学反応に及ぼす影響が系統的に明らかになった。3.上記ホストの包接化合物形成能力を調べ、分子認識能を評価した。さらに得られた単結晶のX線構造解析を大量に行った。その結果、各ホストは、分子構造のごくわずかな違いに基づいて、かなり異なる分子集合様式と包接空間をもつことが明らかになった。4.上記ホストについて、それらの分子構造と分子集合様式・包接化合物形成能・分子認識能・ゲストの反応などとの相関関係を系統的に整理した。5.以上の研究に基づいて、分子情報と表現の新しい研究分野を発展させ、水素結合基をもつキラル炭素鎖の意義を正しく評価するように訴えている。しかし、炭素鎖分子で定序性に基づく分子情報と表現の関係が明白にできれば、有機分子の情報表現という概念が一般的に成立することになる。本研究では、ステロイドを用いてこの概念を確立することを目指し、本年度は以下のような成果が得られた。1.日本語では長編小説でなくとも、俳句や短歌ぐらいで十分に面白い。この字数に相当する定序性炭素鎖分子として、ステロイド誘導体を多数合成した。骨格変換に加えて、側鎖の長さや官能基を変換し、既存の方法で二十以上の誘導体を合成した。2.これらのステロイド分子による、水素結合による情報表現を検討した。この検討から、分子構造における水素結合基の数・位置・配置の違いが、分子建築、分子複合(包接)、化学反応にに及ぼす影響がかなり明らかになった。3.各ホストの包接化合物形成能力を調べ、分子認識能を評価した。さらに得られた包接結晶のX線構造解析を大量に行った。その結果、各ホストは、分子構造のごくわずかな違いに基づいて、かなり異なる能力をもつことが明らかになった。4.上記のホストについて、それらの分子構造と分子集合様式・包接化合物形性能・分子認識能・ゲストの反応などとの相関関係を評価し、これに基づいてステロイド包接結晶とCombinatorial Chemistryとの相関を考察中である。
生産システムのミニチュア・ブロックモデルの試作

本研究による研究成果の概要は以下の通りである.(1)自律分散型の生産システムであるランダム生産システム(RMS)の概念を提案し,その基本的な処理の流れと各要素に要求される情報処理機能を明らかにした.(2)自律分散型システムにおける各エージェントの情報処理機能を行うCPUの基本仕様を明確とし,カード型CPUにより,仕様を実現する機器構成の設計を行った.(3)各エージェント間の通信方法に関して,モジュラ性と機器コストとを踏まえて検討を加え,現状ではサーバーを介したシリアル回線による通信,また将来はTCP/IPプロトコルによる任意の2者間通信が有効であることを示した.(4)ミニチュア・ブロックモデルの機構部分について考察・検討加え,モジュラ性の高いアクチュエータとセンサを採用することで,動的な再構成可能なミニチュア・ブロックモデルが構成可能であることを示した.(5)カード型CPUとモジュラ性の高い機構部分とを併用することで,エネルギおよび情報処理的に自律したミニチュア・ブロックモデルを構成することが可能となった.今後の検討課題としては,通信手段の無線化による各ブロックの完全ワイヤレス化と,こうした自律分散系を効率的な開発環境の実現が挙げられる.本研究による研究成果の概要は以下の通りである.(1)自律分散型の生産システムであるランダム生産システム(RMS)の概念を提案し,その基本的な処理の流れと各要素に要求される情報処理機能を明らかにした.(2)自律分散型システムにおける各エージェントの情報処理機能を行うCPUの基本仕様を明確とし,カード型CPUにより,仕様を実現する機器構成の設計を行った.(3)各エージェント間の通信方法に関して,モジュラ性と機器コストとを踏まえて検討を加え,現状ではサーバーを介したシリアル回線による通信,また将来はTCP/IPプロトコルによる任意の2者間通信が有効であることを示した.(4)ミニチュア・ブロックモデルの機構部分について考察・検討加え,モジュラ性の高いアクチュエータとセンサを採用することで,動的な再構成可能なミニチュア・ブロックモデルが構成可能であることを示した.(5)カード型CPUとモジュラ性の高い機構部分とを併用することで,エネルギおよび情報処理的に自律したミニチュア・ブロックモデルを構成することが可能となった.今後の検討課題としては,通信手段の無線化による各ブロックの完全ワイヤレス化と,こうした自律分散系を効率的な開発環境の実現が挙げられる.
心のダイアグラムを活用した自己調整による“身心”の機能の最適化

本研究の目的は、子どもやアスリートが、各自の“身心"のコンディションをスポーツや勉強などの各課題の遂行に適した状態に調整して、能力を十分に発揮できるようになる自己学習システムを開発することである。心のダイアグラムを活用して毎日の心理状態をモニタリングしながら、自律訓練法、呼吸法、軽運動、音楽などを活用した“身心"の自己調整システムを継続的に実施する介入研究を、小学生・中学生・高校生及び大学生を対象に学校現場で実施した。結果として、心理状態が良好になり、学業やスポーツのパフォーマンスが向上した。学習・仕事・競技などの課題遂行時のパフォーマンス向上のために、二次元気分尺度(坂入他、2009)の“心のダイアグラム"を用いて、それぞれの課題の遂行に最適な心理状態(ベスト・エリア)を個人ごとに明らかにし、各種のリラクセーション技法とアクティベーション技法を選択的に用いてコンディションを自己調整する“身心の自己調整システム(特許第4378455号)"を、教育・産業・スポーツの幅広い領域で活用することを目的に、段階的に研究を進めてきた。3年計画の初年度である本年は、児童や生徒から高齢者まで幅広い対象者に、二次元気分尺度(心のダイアグラム)を用いて一定期間継続的に心理状態の測定を行い、課題遂行のパフォーマンスを予測可能な心理状態のベストエリアをパターン分析するためのデータを蓄積し、課題別および個人別に解析した。個人差はあるが、小学生においても心理状態を継続的にセルフモニタリングし、課題遂行に適した状態に自己調整することが可能であることが確認された。また、各種の自己調整技法を用いた介入研究を次年度以降実施するための基礎研究として、自律訓練法、呼吸法、軽運動、音楽などを実施することによる心理的効果の特徴と大きさを、心のダイアグラムを用いて方法ごとに数量化した。さらに、パフォーマンスの高低を予測可能な包括的媒介変数として、心理指標(心のダイアグラム)だけでなく生理指標(自律神経系活性)と行動指標(動作解析)を活用することに取り組んだ。結果として、心理状態の変動と生理指標の間には一定の相関関係が確認されたが、行動指標(動作)には個人差や変動が大きく明確な結果が得られなかった。パフォーマンスを予測可能な包括的媒介変数として行動指標を活用することは、次年度の課題として残された。当初の研究計画通り、課題遂行のパフォーマンスの予測が可能な包括的媒介変数として二次元気分尺度の“心のダイアグラム"を活用するために、心理状態の変動に関する基礎的なデータを、多くの対象者から幅広く継続的に収集し、パターン解析することができた。また、各個人が自分のコンディションを調整するために用いる各種のリラクセーション技法とアクティベーション技法の心理的効果の特徴と大きさの数量化についても、研究を推進した。また、次年度に予定している学校教育における介入研究のためのパイロットスタディを、小学生および高校生を対象にすでに実施した。この点は予定以上に進んでいる。一方、課題遂行時の動作分析による行動指標とパフォーマンスの関係の検討に関しては、明確な成果が得られておらず、全体としておおむね順調に進展していると評価した。子どもやアスリートが“心のダイアグラム"を活用して毎日の心理状態をモニタリングしながら、“身心の自己調整プログラム"を継続的に実施することで、各自のコンディションを最適な状態に調整して能力を十分発揮できるようになることを目的として、学校教育領域およびスポーツ・健康領域において、次年度の介入研究の準備として予備的研究を実施した。小学生および大学生アスリートを対象とした研究を各実践領域で実施したが、結果として、学校教育領域での活用において介入の効果が顕著であった。小学6年生を対象として6週間実施した介入研究において大きな効果量が確認され、各児童が自分の心理状態を各自の目的に適した状態に自己調整できるようになり、レジリエンス能力の得点も向上した。この結果を踏まえて、次年度に中学校において大規模な効果検証研究を実施する準備が整った。さらに、心理指標である“心のダイアグラム"以外に、各自の“身心"の状態のモニタリングに活用可能な生理指標(自律系反応)、及び行動指標(重心動揺)を確立するための基礎研究に取り組んだ。しかし、まだアウトカムの予測が可能な包括的媒介変数として有効な指標の構築ができず、次年度の継続課題となった。また、課題のパフォーマンスなどのアウトカムの予測が可能な指標を包括的媒介変数としてセルフモニタリングを継続し、状況と個性に応じて適した対処法を各自が実施する“身心の自己調整システム"の有効性を検証する研究を通して、個人差を重視した応用科学のための独自の研究法を具体的に提示することも本研究の重要な目的であり、応用科学のための新たな研究パラダイムの提案を、国際会議等で行った。本研究では、以下の3つの目的を達成するために研究および成果の発信を行ってきた。1.“心のダイアグラム"を活用した“身心の自己調整プログラム"を教育領域・スポーツ健康領域に応用し、その有効性を検証すること。2.最終アウトカムを予測することが可能な包括的媒介変数の継続的モニタリングを通して、個人差と状況差に応じた身心の機能の自己調整を可能にし、パフォーマンスの向上を可能にする、新たな実践と研究のパラダイムを提案すること。3.心理指標である“心のダイアグラム"以外に、アウトカムの予測に適した包括的媒介変数として活用可能な、生理指標及び行動指標を構築すること。目的1に関しては、“身心の自己調整プログラム"の学校教育現場での実践的活用とその効果の検証に計画通りの成果が得られた。また、目的2に関しても、国際会議での提案や著書の発刊などを通して、新たな実践と研究のパラダイムの社会への発信ができた。

しかし、目的3に関しては、生理データや行動データの変動が大きく、アウトカムとしての課題のパフォーマンスの予測に適した指標と分析方法の構築が、まだできていない。一方、本研究の実施過程で、研究対象者が各自の課題に取り組む際に、自己の心身の状態や総合的な体験およびアウトカムのモニタリングを毎日継続的に行うことによって、本研究の開始時に想定していた、コンディションの調整による実力発揮効果としての課題のパフォーマンスの向上だけでなく、その課題のスキル自体が顕著に向上すること、さらに、そのような課題への取り組み方(学習方法)が、実践者の内発的動機づけや自己効力感を高めることがわかってきた。そこで、新たな研究目的4として、学習効果の検討を追加して取り組むこととした。2つの課題が順調に進展しており、残りの1つは遅れているが新たな1つを加えたので、総合的にはおおむね順調に進展していると自己評価した。本研究課題のこれまでの研究成果として、人々が各自の“身心"のコンディションを整えて高いパフォーマンス発揮を可能にする“身心の自己調整システム"を学校教育に導入するための基盤となる知見が得られ、このシステムを活用した教育を行う学校との連携体制も整ったので、本年度は連携先の中学校の生徒全員を対象とした実践的教育・研究を実施し、その有効性を検討した。具体的には、中学校における朝の自主学習時間の活動内容の中に“身心の自己調整プログラム"を導入し、3年生の生徒全員が、心のダイアグラム(坂入他,2016)を用いて自分の身心の状態を毎日モニタリングし、身体技法を活用して自己調整した。結果として、心理的スキルの向上効果としてはレジリエンスの得点が上昇し、試験における緊張が緩和され、学習パフォーマンスが向上した。さらに、本研究課題において提唱している新たな研究パラダイムの実践への応用として、「包括的媒介変数」を活用した個々の学習者を主体とする教育方法の有効性の検討を行った。大学生を研究対象として、専門家によるトップダウン型の指導を中核とする一般的な学習方法(モデル習得型指導法)と、「包括的媒介変数」を活用して学習者が主体的に体験的データを蓄積していくボトムアップ型の学習方法(感覚経験型指導法)とで、運動課題の習得における有効性を比較した。結果として、感覚経験型指導法の方が、学習者が快適な心理状態で主体的に課題に取り組み、運動パフォーマンスの向上効果も大きいことが確認された。心のダイアグラムを活用した“身心の自己調整システム"の有効性を、実際の学校現場で確認し、本研究課題において提唱しているボトムアップ型の新たなパラダイムの応用研究と教育実践における活用方法を、論文や講演を通して具体的に発信した。本研究の目的は、子どもやアスリートが、各自の“身心"のコンディションをスポーツや勉強などの各課題の遂行に適した状態に調整して、能力を十分に発揮できるようになる自己学習システムを開発することである。
高精度チャネル推定を用いたマルチユーザMIMOシステムのユーザ間干渉除去

本研究の目的は、端末の稠密環境下における無線ネットワークの接続性改善に関する内容である。具体的には、平成29年度では、マルチユーザMIMO無線システムにおける高精度チャネル推定機能を備えたユーザ間干渉の効率的な除去アルゴリズムの開発と、そのLSI化設計まで実施する。平成30年度では、干渉原因の一つであるチャネル情報(CSI)の推定精度の改善のため、チャネル行列の特異値打ち切りによる高精度チャネル推定法の利用を提案する。平成31年度では、上記のアルゴリズムのLSI化設計を実施し、工学的な価値を高める。また、これらの研究成果をIEEE802.11無線LAN国際標準化委員会に提案を行い、日本の技術のグローバルスタンダード化を通して、通信容量の高いマルチユーザMIMO無線システムの実現に寄与する。平成30年度の研究実績は、マルチユーザシステムにおいて、複数台端末にユーザ間干渉が生じている場合に、効率的に干渉除去する前年度に開発した新しい干渉除去手法を利用した送信側のプリコーダの設計法を提案した。このプリコーダを使用することで、マルチストリーム伝送に対応するスケーラブルな動画像伝送に応用し、有効に動作していることを計算機シミュレーションで確認した。これにより等価的にチャネル情報(CSI)の推定精度の改善を図るプリコーダの設計が可能であることが確認できた。工学的な価値としては、同じ送信電力で、一般のMIMO無線システムと比較して、通信距離が約1.4倍延びる高画質な無線動画像伝送が実現できる。以上の成果を国際会議ISPACS 2018で発表し,Best Paper Awardを受賞した。平成30年度の計画は、ダウンリンクマルチユーザMIMOシステムにおいて、干渉原因の一つであるチャネル情報(CSI)の推定精度の改善のため、チャネル行列の特異値打ち切りによる高精度チャネル推定法の利用を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで実施することであった。これに対し、マルチストリームMIMOシステムにおけるプリコーディングおよびSN比の劣化しているストリームのチャネル行列の特異値打ち切り法を検討し,その評価を行った結果、等価的に高精度チャネル推定法が確立できた。以上により,「おおむね順調に進展している」と評価する。平成31年度では、これまで開発してきた高精度チャネル推定法を用いたダウンリンクマルチユーザMIMOシステムのLSI化設計を実施し、工学的な価値を高める。平成29年度の研究実績は、ダウンリンクマルチユーザシステムにおいて、複数台端末にユーザ間干渉が生じている場合、効率的に干渉除去する新しい干渉除去手法を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで確認した。具体的には、通常のユースケースであろう送信アンテナの数より受信アンテナの数が少ないOverloaded MIMOダウンリンクシステムを想定し、その条件でも有効に動作するユーザ間干渉除去手法を検討した。また、その応用としてスケーラブルな動画像伝送に応用し、有効に動作していることを確認した。平成29年度の計画は、ダウンリンクマルチユーザシステムにおいて、複数台端末にユーザ間干渉が生じている場合、効率的に干渉除去する新しい干渉除去手法を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで実施することであった。これに対し、通常のユースケースであろう送信アンテナの数より受信アンテナの数が少ないOverloaded MIMOダウンリンクシステムを想定し、その条件でも有効に動作するユーザ間干渉除去手法を検討した。また、その応用としてスケーラブルな動画像伝送に応用し、有効に動作していることを確認できた。以上より、申請時の当初計画にほぼ合致した進捗状況と言える。

工学的な価値としては、同じ送信電力で、一般のMIMO無線システムと比較して、通信距離が約1.4倍延びる高画質な無線動画像伝送が実現できる。以上の成果を国際会議ISPACS 2018で発表し,Best Paper Awardを受賞した。平成30年度の計画は、ダウンリンクマルチユーザMIMOシステムにおいて、干渉原因の一つであるチャネル情報(CSI)の推定精度の改善のため、チャネル行列の特異値打ち切りによる高精度チャネル推定法の利用を提案し、その有効性を計算機シミュレーションで実施することであった。これに対し、マルチストリームMIMOシステムにおけるプリコーディングおよびSN比の劣化しているストリームのチャネル行列の特異値打ち切り法を検討し,その評価を行った結果、等価的に高精度チャネル推定法が確立できた。以上により,「おおむね順調に進展している」と評価する。平成30年度では、干渉原因の一つであるチャネル情報(CSI)の推定精度の改善のため、チャネル行列の特異値打ち切りによる高精度チャネル推定法の利用を提案し、計算機シミュレーションにより確認する。また、これらの研究成果をIEEE802.11無線LAN国際標準化委員会に提案を行い、日本の技術のグローバルスタンダード化を通して、通信容量の高いマルチユーザMIMO無線システムの実現に寄与する。平成31年度では、これまで開発してきた高精度チャネル推定法を用いたダウンリンクマルチユーザMIMOシステムのLSI化設計を実施し、工学的な価値を高める。
固液連成界面における動的キャビテーション生成

流体機械の寿命評価においてキャビテーションの発生予測は極めて重要であるが,固液連成界面近傍で気泡核が存在していてもキャビテーションが発生・成長しない事例が確認されるなど,正確な発生予測モデルの構築は困難を極めている.一方,固体に関しては破壊力学の学問体系が確立されており,固体内にき裂が存在していたとしても周囲の拘束の影響などによりき裂が進展しない条件が理論的に定義されている.本研究では固体の破壊力学におけるき裂の生成と進展のアナロジーをキャビテーション気泡の生成と波面伝播に適用することで,動的キャビテーション波面発生を予測する新しい学理を創出することを目指している.今年度は固液連成界面におけるキャビテーション波面生成を観察・測定し,生成条件を明らかにするとともに生成量を定量的に評価することを目指した.固体丸棒と水を充満した円管を用いて,固体側から伝播する応力波が固液連成界面を通過し圧力波として管内水中に伝播する実験系を構築し,キャビテーション波面を生成する実験を行った.固液連成界面にあらかじめ単一気泡を配置して圧力波動の伝播に伴う気泡の成長を観察し,固体の破壊力学におけるグリフィス理論と比較することにより,気泡核が成長する臨界条件を示す指標の可能性を示した.また円管内の水に界面活性剤を添加することで固液界面における界面エネルギの平衡を変化させ,キャビテーション生成量を変化させることに成功した.さらに固体の運動エネルギと流体に与えられたエネルギの保存を考慮することにより,固液連成界面におけるキャビテーション生成量を定量的に評価できることを示した.平成30年度は固体のき裂進展理論を波動伝播によるキャビテーション発生へ適用し評価することを目標にして研究を行い,以下の2つの面で目標を達成した.1流体内の気泡核の成長に対する固体内のき裂の進展のアナロジーの適用に関して,固液連成界面にあらかじめ単一気泡を配置して圧力波動の伝播に伴う気泡の成長を観察し,固体の破壊力学におけるグリフィス理論と比較して力学モデルを構築することにより,気泡核が成長する臨界条件を示す指標の可能性を示した.2固体の破壊力学にけるき裂の進展と関連を持たせた,キャビテーション生成領域が圧力波と共に波面として伝播する条件の調査に関して,ハイスピードカメラの撮影能力限界により,気泡近傍において固体のき裂先端に形成される応力場のような圧力変動を観測することはできなかったものの,水に界面活性剤を添加して固液界面における界面エネルギの平衡を変化させることにより,キャビテーション生成量を変化させることに成功した.また,固体の運動エネルギと流体に与えられたエネルギの保存を考慮することにより,固液連成界面におけるキャビテーション生成量を定量的に評価できることを示した.H31年度はH30年度の継続として,H30年度に構築した力学モデルの発展と数値解析への実装を行う.H30年度における実験は円管内で行ったため管壁の慣性や拘束の影響があったが,周囲に拘束のない条件下で固液連成界面近傍の気泡に圧力波を伝播させる実験を行い,H30年度に構築した理論モデルが境界の影響がない流体中における3次元的な単一気泡発生にも適用可能となるよう発展させる.さらに構築した理論モデルを固体の破壊じん性に相当するような流体の物性値として数値解析に実装することを試みる.すでに数値解析ソフトウェアとしてANSYS AutodynおよびLS-Dynaを使用可能な環境が用意してあり,これらのソフトウェア上で数値解析モデルを構築する.流体機械の寿命評価においてキャビテーションの発生予測は極めて重要であるが,固液連成界面近傍で気泡核が存在していてもキャビテーションが発生・成長しない事例が確認されるなど,正確な発生予測モデルの構築は困難を極めている.一方,固体に関しては破壊力学の学問体系が確立されており,固体内にき裂が存在していたとしても周囲の拘束の影響などによりき裂が進展しない条件が理論的に定義されている.本研究では固体の破壊力学におけるき裂の生成と進展のアナロジーをキャビテーション気泡の生成と波面伝播に適用することで,動的キャビテーション波面発生を予測する新しい学理を創出することを目指している.今年度は固液連成界面におけるキャビテーション波面生成を観察・測定し,生成条件を明らかにするとともに生成量を定量的に評価することを目指した.固体丸棒と水を充満した円管を用いて,固体側から伝播する応力波が固液連成界面を通過し圧力波として管内水中に伝播する実験系を構築し,キャビテーション波面を生成する実験を行った.固液連成界面にあらかじめ単一気泡を配置して圧力波動の伝播に伴う気泡の成長を観察し,固体の破壊力学におけるグリフィス理論と比較することにより,気泡核が成長する臨界条件を示す指標の可能性を示した.また円管内の水に界面活性剤を添加することで固液界面における界面エネルギの平衡を変化させ,キャビテーション生成量を変化させることに成功した.さらに固体の運動エネルギと流体に与えられたエネルギの保存を考慮することにより,固液連成界面におけるキャビテーション生成量を定量的に評価できることを示した.平成30年度は固体のき裂進展理論を波動伝播によるキャビテーション発生へ適用し評価することを目標にして研究を行い,以下の2つの面で目標を達成した.1流体内の気泡核の成長に対する固体内のき裂の進展のアナロジーの適用に関して,固液連成界面にあらかじめ単一気泡を配置して圧力波動の伝播に伴う気泡の成長を観察し,固体の破壊力学におけるグリフィス理論と比較して力学モデルを構築することにより,気泡核が成長する臨界条件を示す指標の可能性を示した.

2固体の破壊力学にけるき裂の進展と関連を持たせた,キャビテーション生成領域が圧力波と共に波面として伝播する条件の調査に関して,ハイスピードカメラの撮影能力限界により,気泡近傍において固体のき裂先端に形成される応力場のような圧力変動を観測することはできなかったものの,水に界面活性剤を添加して固液界面における界面エネルギの平衡を変化させることにより,キャビテーション生成量を変化させることに成功した.また,固体の運動エネルギと流体に与えられたエネルギの保存を考慮することにより,固液連成界面におけるキャビテーション生成量を定量的に評価できることを示した.H31年度はH30年度の継続として,H30年度に構築した力学モデルの発展と数値解析への実装を行う.H30年度における実験は円管内で行ったため管壁の慣性や拘束の影響があったが,周囲に拘束のない条件下で固液連成界面近傍の気泡に圧力波を伝播させる実験を行い,H30年度に構築した理論モデルが境界の影響がない流体中における3次元的な単一気泡発生にも適用可能となるよう発展させる.さらに構築した理論モデルを固体の破壊じん性に相当するような流体の物性値として数値解析に実装することを試みる.すでに数値解析ソフトウェアとしてANSYS AutodynおよびLS-Dynaを使用可能な環境が用意してあり,これらのソフトウェア上で数値解析モデルを構築する.当初の予定ではH30年度に国際学会参加のための渡航費と,実験時のハイスピードカメラのレンタル料を計上していた.しかし,明治大学の国際学会参加渡航費助成300千円分を受けることができたためと,東京工業大学の因幡和晃准教授の協力の下でハイスピードカメラを使用して実験を行うことができたため,次年度使用額が発生した.次年度使用額の使用計画として,H30年度に行った実験では使用したハイスピードカメラの撮影能力限界により,圧力波とともにキャビテーション生成領域が波面として伝播する現象の,気泡生成領域近傍における圧力変動を観測することができなかったため,流れの可視化手法としてPIV装置を新たに購入し,ハイスピードカメラをレンタルして圧力変動を観測する実験を行う予定である.
唐代古文における地方言語文化の受容に関する研究

1、唐代における韓愈・柳宗元らによる古文は先秦両漢を規範とするとされるが、左遷先である南方の言語文化の受容が見られる。(1)柳宗元には南方(今の湖南・広西)方言の意識的な使用と南方言語文化の紹介が見られ、文学の特徴を成している。韓愈にも地方文化の紹介は見られるが、方言の使用・紹介とともに少ない。これは滞在時間の長短に因るだけでなく、深く思想と関係しており、韓愈の儒教道統思想は夷狄文化を排斥すると同時に地方文化をも排斥するものであった。(2)柳宗元の紹介・使用した方言語彙としては「渇」「黄/王」「歩」「鈷〓」「尾」「瀧」「欸乃」「虚/墟」「〓」「〓」「潭」「塘」「〓」「颶母」「夥」「趁」「嶂」「莫」「区」「廖」「豊隆」「蜚廉」などがある。名詞が圧倒的に多いが、量詞・形容詞・動詞・嘆詞にも及ぶ。(3)これらはおよそ三つのレベルに分類できる。方言の意味・発音などを作者が自ら解釈・説明しているもの、したがってこれらは当時ほとんど知られていなかった;作者自らは説明を加えていないが、宋人が注で説明しているもの、したがってこれらは当時あまり知られていなかった;作者自らの説明も宋人の注もないもの、当時すでにかなり普及していた。2、唐代古文はその学術思想・表現性とともに宋以後の正統となってゆくが、その中に含まれる南方方言も同時に宋人に影響を与えている。(1)宋人による南方方言語彙の使用とそれによる標準語化。(2)方言の解釈をめぐる南方言語文化への興味の拡大と深化。これは南宋に移る以前、北宋からすでに見られる。3、当時の南方方言語彙の使用・紹介の言語学上の重要性。(1)それらは当地で使用されていた口語である。(2)それらの中には少数民族、多くは今日の壮族の言語と思われるものが多い。
留学とアイデンティティの形成-中国人の日本留学を中心に-

中国人大学生が中国から日本へ国境を越えて行き来をした時のアイデンティティの変化を調査し、文化触変の現象を考察するために、中国北京で、1,2年の日本留学に行く前の中国人大学生と1,2年の日本留学を経て帰国したばかりの中国人大学生にWAI法(20の私テスト)を実施した。量的分析を行った結果、日本留学を経験した中国人大学生は自分に自信が出て、前向き志向になり、日中友好の必要性を感じるようになっていることが示された。しかし対日感情には大きな変化はみられなかった。北京の大学で、日本へ1年間の長期留学に行く前と帰国後の学生にWAI技法(「20の私」テスト)を実施し、KJ法を用いて内容分析を行なった。その結果、12大項目と54小項目のカテゴリーを作成した。さらにこのカテゴリーを用いてすべての回答を量的分析した結果、日本留学を経た中国留学生はポジティブ志向になったことが示された。自分に自信が出て、日本語が上達し、日本語学習を肯定的にとらえるようになっている。また親しい日本友人も増え、現状に対する不満も減り、帰国後は、自分は中国人であるという意識が強くなっている。さらに帰国後は日中友好の必要性をより強く感じるようになっており、日中間の留学の積極的な意義が示された。このように1年間という短い時間ではあるが、日本という相対的に落ち着いた環境の中で、北京の大学生の内面が大きく成長したことが今回の調査で示された。しかしその一方でインタビュー調査と自由記述調査を質的に分析した結果、日本留学中に対人関係に困難を感じた学生が多くおり、来日前に日本にネガティブな感情があった学生は1年間の留学を経ても対日感情は大きく好転しなかったことが示された。来日前に日本に好感をもっていた学生の対日感情は、帰国後はさらに良くなっていた。対人関係と対日感情の間にプラスの相関関係があることは多くの先行研究で証明されている。つまり、もともと日本にネガティブな感情をもっている中国人学生は来日後、対人関係に困難を感じやすく、留学を経て帰国後も対日感情が大きく好転しなかったが、もともと日本に好感をもっていた学生は来日後、対人関係も良好で、帰国後の対日感情はさらによくなっている、という結果が示された。留学生の対日感情の良し悪しは国際関係の変容に大きな影響を及ぼす。この点の分析は今後の課題としたい。
気象モデルとＧＩＳによる風力発電量予測システムの構築－アンサンブル手法を活用して

本年度は、昨年度末に自然災害対応で行えなかった研究の取りまとめを行った。具体的には、これまで行ってきた平坦地形に立地する風力発電所と複雑地形に立地する風力発電所を対象とした領域気象モデルを用いた風況再現シミュレーションの再現性や発電量の予測精度について精査した。その結果、発電量の予測精度には風向と風速が大きく影響を及ぼすが、風向については弱風時を除き平坦地形上の発電所と複雑地形上の発電所ともに大きな計算誤差はなく、風速と比較すると発電量の予測精度への影響は少ないことが分かった。一方で、風速については計算事例ごとに予測精度のばらつきが見られ、平坦地形上の発電所と複雑地形上の発電所について比較すると、複雑地形における予測精度のばらつきの方が大きいとの結果が得られた。複雑地形上の発電所では、発電機のある斜面に対して風が吹き上げるか吹き降ろすかによっても発電特性が異なるため、それらが予測精度に影響を与えていると考えられる。そのため、複雑地形上の発電所の発電量予測に当たっては、立地場所周辺の詳細な地表面データと高解像度のシミュレーションが必要であることが分かった。本年度は、領域気象モデルを用いた風力発電所での風況予測の精度を向上させるために様々なアンサンブル手法を導入し、風況再現シミュレーションを行った。具体的には、(1)初期値アンサンブル手法の導入、(2)モデルのアンサンブル手法の導入、(3)地表面境界条件のアンサンブル手法の導入、という3点について研究を進めた。(1)初期値アンサンブルに関しては、風況再現シミュレーションに用いる初期値にメソ客観解析データ、GSM客観解析データ、領域客観解析データ、JRA-25、NCEP Final Analysis,NCEP/DOE Reanalysis 2など複数の客観解析データを用いることで、初期値の不確実性による予測誤差の低減を狙った。(2)モデルのアンサンブルに関しては、RAMS (Regional Atmospheric Modeling System)とWRF (Weather Research and Forecasting Model)という2つの領域気象モデルを使用することによるマルチモデルアンサンブルを行うことで、モデルの不完全性による予測誤差の低減を狙った。関東地方を対象にした風況再現シミュレーションを行ったところ、初期値アンサンブルにより多くの事例で風況の再現精度が高くなることが明らかとなったが、マルチモデルアンサンブルでは、風況の再現精度は必ずしも高くはならなかった。これは、使用したモデル数が2種類と少なく、事例によってモデル毎の風況の再現精度に大きな差異がある場合があったためである。(3)地表面境界条件のアンサンブル手法に関しては、地表面境界条件のうち地形に関して、SRTMと数値地図50mメッシュ(標高)という複数のDEM(数値標高モデル)を用いて作成し、九州の山岳地域を対象に風況再現シミュレーションを行ったが、アンサンブルによる風況の再現精度の向上は限定的であった。本年度予定していたアンサンブル手法の導入自体に関しては概ね順調に進んだが、電源容量の問題で予定していた計算機の導入ができなかったことの影響もあり、アンサンブルを行う風況再現シミュレーションの事例数が、当初の予定より少なくなってしまった。本年度は、昨年度に引き続き、まず、風況予測の精度向上のためのアンサンブル手法についての検討を進めた。その結果、初期値アンサンブル手法による精度向上と比べて、マルチモデルアンサンブル手法や地表面境界条件のアンサンブル手法による風況予測精度の向上は限定的で、計算機負荷も考慮すると初期値アンサンブルのアンサンブルメンバーを増やすことが最も効率よく予測精度の向上に寄与することが明らかとなった。次に、平坦地形に立地する風力発電所1ヶ所と複雑地形に立地する風力発電所1ヶ所からデータ提供を受け、各風力発電所の風況再現シミュレーションを初期値アンサンブル手法を用いて行い、風力発電量を予測した。風力発電量の予測結果と実際の発電量を比較し再現精度について検討を行った。その結果、平坦地形上の風力発電所の予測精度は高い一方で、複雑地形上の風力発電所の発電量の予測精度はばらつきが大きく、時間帯によって大きく変動することが分かった。予測精度のばらつきについて詳しく検討したところ、風向の影響が大きいことが分かった。そこで、予測風速から発電量を計算する際に風向別に補正を行うことにし、補正方法の検討を行った。その結果、風向に加え風速も考慮した補正を行うことで、風力発電量の予測精度が向上することが分かった。ただし、この補正方法で用いるパラメータは、風力発電所周辺の地形に強く依存しているだけでなく、使用されている風車の発電特性なども影響していると考えられるため、発電所毎に求める必要がある。計算機の導入が当初の計画より遅れたために風況予測のためのアンサンブル手法の検討に時間がかかり、研究全体のスケジュールが計画よりやや遅れているが、風力発電量の予測については、平坦地形上だけでなく複雑地形上の発電所の発電量予測についても風向別に補正を行うことにより予測精度を向上させる目処が立ってきた。本年度は昨年度に引き続き、平坦地形に立地する風力発電所と複雑地形に立地する風力発電所を対象に、領域気象モデルを用いて風況再現シミュレーションを行った。昨年度は各発電所につき1事例の再現性評価を行ったが、風向や風速の違いによって予測精度にばらつきが見られることが明らかになったため、本年度は風向や風速の異なる複数事例を対象に再現性評価を行った。昨年度までの研究により発電量の予測精度に風向と風速が大きく影響を及ぼすことが明らかになっているため、本年度は風向と風速の予測精度の検証を詳細に行った。その結果風向については弱風時を除き平坦地形上の発電所と複雑地形上の発電所ともに大きな計算誤差は見受けられなかったが、風速については事例ごとに予測精度のばらつきが散見された。

平坦地形上の発電所と複雑地形上の発電所について風速の予測精度を比較すると、昨年度までの結果と同様に複雑地形における予測精度のばらつきが大きい結果が得られたが、一方で平坦地形でも事例によっては予測精度が低くなるケースも存在した。また複雑地形上の発電所では、発電機のある斜面に対して風が吹き上げるか吹き降ろすかによっても発電特性や予測精度が変化することが明らかとなった。特に斜面を吹き降ろす風は大気の鉛直構造の解析からおろし風が発生していると考えられるが、モデル内でおろし風を再現するためには詳細な地表面データと高解像度のシミュレーションが必要であり、モデルの設定次第でより予測精度が低下する可能性がある。2018年1月の草津白根噴火災害時に、国土交通省をはじめとした国の機関が取得できなかった噴火口の3次元データを、いち早く当方が取得し、関係機関に提供したことにより、草津白根関係の事案で忙殺されることになってしまい、3月末まで、本研究の取りまとめを行うための時間を一切とれなかったため。本年度は、昨年度末に自然災害対応で行えなかった研究の取りまとめを行った。具体的には、これまで行ってきた平坦地形に立地する風力発電所と複雑地形に立地する風力発電所を対象とした領域気象モデルを用いた風況再現シミュレーションの再現性や発電量の予測精度について精査した。その結果、発電量の予測精度には風向と風速が大きく影響を及ぼすが、風向については弱風時を除き平坦地形上の発電所と複雑地形上の発電所ともに大きな計算誤差はなく、風速と比較すると発電量の予測精度への影響は少ないことが分かった。一方で、風速については計算事例ごとに予測精度のばらつきが見られ、平坦地形上の発電所と複雑地形上の発電所について比較すると、複雑地形における予測精度のばらつきの方が大きいとの結果が得られた。複雑地形上の発電所では、発電機のある斜面に対して風が吹き上げるか吹き降ろすかによっても発電特性が異なるため、それらが予測精度に影響を与えていると考えられる。そのため、複雑地形上の発電所の発電量予測に当たっては、立地場所周辺の詳細な地表面データと高解像度のシミュレーションが必要であることが分かった。限られた計算機資源をできるだけ効率的に活用し、風況再現シミュレーションを実施して再現精度を確認することで、風況予測を行うのに適切なアンサンブルメンバーを絞り込む。風力発電量の予測を行う対象期間を1年まで延ばし、通年での発電量予測の精度についての検討を行い、その後、風力発電量予測システムの構築とチューニングを行う予定である。草津白根に関する業務が6月中旬には目処が立ちそうであるので、それ以降、本研究の取りまとめに集中したいと考えている。当初購入を予定していた数値解析用のコンピュータが電源容量の問題で導入できなかったため。