概要

本研究では，ウイルスの外殻タンパク質の損傷を検出可能なPMAxx-Enhancer-PCR法，並びに感染力評価手法の一つであるICC-PCR法によるウイルス定量を適用することにより，水道原水における感染力を有する病原ウイルスの存在実態調査を実施した．その結果，対象とした水道原水河川においては，エンテロウイルス，ノロウイルスGI遺伝子群，ノロウイルスGII遺伝子群が最大で103–5 copies/L 程度存在していることが確認された．一方，PCR法単独による定量において病原ウイルスが陽性となった幾つかの試料について，PMAxx-Enhancer-PCR法による定量を実施したところ，外殻タンパク質の損傷によりほとんどのウイルスが感染力を失った状態で存在していることが示唆される場合とウイルスが感染力を有する状態で存在していることが示唆される場合の両方が確認された．また，ICC-PCR法による定量を実施したところ，エンテロウイルスが感染力を有する状態で10 MPN/L 程度存在する場合があることが明らかとなった．

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本研究では地方圏における市街地空間における公共交通の維持可能な条件を考察するため，路線バスに焦点をあて運行頻度と沿線の人口密度との関係について集計した．バス停留所の時刻表データの入手可能な5都市圏を対象に，人口密度についてメッシュ統計を用いて運行頻度別に集計した．熊本，大分ではバス停の便数と周辺のメッシュの人口密度が比例的であるのに対して，前橋，富山，福井については便数は多いものの人口密度が低い区域があることが示された．また，2020年の人口と2040年の将来推計人口を比較すると，各都市とも人口減少傾向にあるものの，熊本，大分では運行頻度の高いバス沿線で人口維持，増加する区域がみられる一方，前橋，富山，福井では路線バス沿線全般で人口が減少する区域があることが示された．2020年においては5都市圏中人口密度が最も低い富山都市圏では市街化区域においても約30人/ha程度の人口密度であり，今後さらに人口減少が進むと路線バスの運営が困難となることが想定される．

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国宝銅造阿弥陀如来像（鎌倉大仏）の保存修復計画立案を進めていく上で，耐震対策としてその耐震安全性能を把握・評価することは重要である。具体的なリスクとして，昭和の大改修で補強が行われた，尊像本体と頭部を接続する頸部の損傷を想定している。本研究では，常時地震観測と3 次元有限要素解析を並行して行った。地震観測で，頭部，尊像胴体部および基礎部免震層の振動性状の把握を行い，微小地震時の振動特性を把握し，免震層でのずれはないことを確認した。解析では，SfM/MVSを利用して，写真画像データから3 次元点群，そこから解析モデルへと変換することを試みた。さらに，解析モデルと常時微動測定，および地震観測を比較検討した。固有値解析ではモデルシェル要素の板厚分布を調整することで，既往の常時微動測定結果とモード同定した。地震応答解析での応答性状の比較では，モデル精度に課題はあるものの，スペクトル解析により，頸部損傷のリスクが高いことを確認した。

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本研究は景観体験における眺望隠れ場理論の考え方を夜間街路空間の滞留空間の居心地の良さの評価に応用したものである。眺望性と隠れ場性を2つの要因として、光環境指標（水平面照度分布・鉛直面輝度分布）と空間指標（景観画像におけるDepth（奥行き）値の分布）を基本指標とし、さらにFeu値や局所的な照度差などにより複合化し、2つの眺望性指標と3つの隠れ場性指標を独自に提案した。実際に照明シミュレーターを用いて、街路に配置した各種照明器具を点灯・消灯させることで、5つの異なる光環境パターンを3次元仮想空間上に再現し、それぞれ眺望性と隠れ場性の発生のバランスや両者を兼ね備えた場所の存在可能性を、評価対象の歩道空間を想定したメッシュ分布図として可視化することができた。また現実の夜間街路空間において、光環境のもとにある歩行者のベンチへの着座行動を観察することで、滞留行動の頻度や時間の上で、眺望性と隠れ場性の影響可能性を検討している。

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農業版のデジタルツインとして、本研究では「アグリデジタルツイン」を構築し、都市型リモート農業の実現に向けたプロトタイプの実装を試みた。アグリデジタルツインを構成するシミュレーション技術に加えて、環境認識や生育状況の判定のための人工知能技術に基づく深層学習モデルを仮想空間上にモジュールとして構築した。さらに、物理空間でのデータ収集と並行しつつ、環境や気象条件の違いが、生育や除草に与える影響の予測を試みた。アグリデジタルツインにより、都市部から農業に携わられるリモート環境を構築し、次世代を切り拓く新しい農業の形態の創造を通じて、農作物の消費者の立場から脱却して、都市住民がクラウドソーシングやオンラインロールプレイングゲーム感覚で農作業に参加するにより、生産者の一人として作物を栽培する歓びの享受に結び付け、若者世代の農業参入への敷居を下げつつ、農作業にエンタテイメント性を与えることができないかを多面的に検討した。

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ヨシは基本的には人の手を要することなく生長するため，ヨシ原の定期的な管理作業を行うことで半永久的に調達が可能な持続可能素材である。加えて引張強度が高く，木質系構造用材料の原材料として実用性がある。そこで，ヨシの活用法の1 つとして，ヨシを原材料とした構造用ストランドボードの開発を目的とし，力学的性能に影響する因子を網羅的に把握するための各種の実験・調査を行った。まず，原材料であるヨシの力学的特性については，ヨシの稈形状と稈高さ・根際稈直径の間に明確な相関が確認でき，稈高さ・根際稈直径が得られればヨシ稈の各高さの稈直径・稈壁厚を推定することが可能である。次に，ヨシと接着剤との接着強度は決して低いわけではなく，じゅうぶんに接着剤を塗布することができればヨシの材料強度をじゅうぶんに活かせること，および接着材の付着量を大きくすれば接着強度は確実に増大することを確認した。また，カップリング剤による接着強度への影響については顕著な傾向は確認できなかった。

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本研究では、小断面の木材を弾性域で曲げ、積層して形成するラチスシェル構造（曲げ積層ラチスシェル）を製作してつり合い曲面を形成した後、鉛直荷重を載荷して座屈させ実際の崩壊挙動を観察、計測し、直接的に座屈特性を観察するとともに、開発した形状解析と連続した座屈解析手法の検証を行った。
実験では、外周を鉄骨トラスのテンションリングとした約5m スパンのドーム状の単層および複層の曲げ積層ラチスシェル構造の試験体を上記の形状解析手法にて設計し、試験体の施工後トーナメント方式で静的載荷して座屈させた。部材には断面が11x60mmの杉の製材を用いた。形成した試験体の形状は、形状解析結果とシェル面外方向にスパンの約1/200ほどの誤差があり、実験で得た座屈荷重は単層・複層ともに解析結果の約6割となった。

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本研究は、「空き家の地域的活用」事例を公表している東京都日野市および新潟県三条市を対象に、現地調査および建物所有者・運営者へのヒアリング調査を行い、ぞれぞれの関わり方のパターンを整理するとともに、各事例に関わる関係法令を洗い出し、建物所有者・運営者双方のリスクマネジメントの考え方を取りまとめたものである。その際、工学的かつ法学的観点から、本研究では不動産の契約や取引に着目し検討した結果、関係者間の関係度合いが低いものから高いものへフローチャートによって示すことができた。

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高度経済成長期に建設された多くの都市構造が老朽化しており、特に杭基礎の適切な管理が急務となっている。地中に残る既存杭の撤去や再利用は、都市再生における大きな課題である。本研究では、既存杭を撤去せずに補強し再利用する技術を提案し、3次元弾塑性有限要素法（FEM）を用いてその支持力を解析した。解析の結果、補強杭の支持力が不健全な杭の約3倍に回復することが確認され、補強により杭径が増加することが支持力向上の主要因であることが示された。再利用と補強の手法は、既存杭の物理的状態に応じて選択されるべきであり、このアプローチにより建設コストの削減、工期の短縮、CO2 排出量の低減が可能である。また、不健全な杭を利用することによるリスクを軽減し、持続可能な都市基盤の構築に寄与すると考えられる。これらの成果は、将来の都市開発における資源の有効活用と環境負荷の低減につながり、SDGsの達成にも貢献する可能性がある。

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本研究の目的は、鉄筋コンクリート（RC）造建物と木造CLT構造壁を組み合わせた構造壁の耐震性能を評価し、実用的な解析モデルを開発することである。具体的には、CLT壁の圧縮ストラットの破壊モードに着目し、破壊メカニズムと期待耐震強度の評価、小試験体による実験、実用的な解析モデルの開発の3段階で研究を進めた。実験の結果、CLTの使用によりRCフレームの横耐力が2.3倍向上することが示され、圧縮ストラットの破壊メカニズムが詳細に検討された。その結果に基づいて解析モデルを提案し、試験結果を再現する性能を証明した。今後の課題としては、実大試験体を用いたさらなる実証試験と、他の破壊メカニズムを取り入れた解析モデルの精度向上が挙げられる。本研究の成果は、鉄筋コンクリートおよび木質CLTを用いた持続可能な建築技術の促進に貢献することが期待される。