hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反省的実践家を育成する新しい教員研修～授業中の省察を可能にする方法論の提案～

平成30年度は産前産後の休暇又は育児休業を取得していたため、実績はない。平成30年度は産前産後の休暇又は育児休業を取得し、研究を遂行できていないため。平成31年度の5月から7月にかけては、平成29年度にH小学校で実施したバスケットボール単元におけるスーパーバイザーの見取りの具体を、発話分析から明らかにする。また、同日に開催された授業反省会において討議された、本研究についての座談会記録をまとめ直し、現職教師からの要望を踏まえ方法論の修正を行う。これらの結果を、日本体育学会第70回大会にて発表する。平成31年度の9月から、C大学附属小学校にて最終実践を行う。実践を行う三名は、授業者が第6学年担任の教師、スーパーバイザーが同じ体育部に所属する熟練教師(同学校第一学年担任)、観察者が体育科教育学の専門家、と決定した。二クラスの単元を同時期に実施し、A組はスーパーバイザーの介入無し、B組は介入あり、とする。単元実施前に診断的授業評価を統計分析し、両組間に有意な差が認められないことを確認した後、毎時間の形成的授業評価、単元後の総括的授業評価、単元前後の技能評価、授業の期間記録、教師の相互作用行動、以上の5つの方法論を元に、両組の差異、つまりスーパーバイザーの介入の有無による授業成果の差異を明らかにしていく。これらの結果は、学術論文として投稿する。本研究の目的は、授業終了後に授業を振り返る旧来の教員研修の方策を再検討し、授業中に第三者の助言を取り入れながらリアルタイムに授業改善を行っていく(省察能力を高める)方法を3カ年に亘り検証することである。平成27年度は、第一段階として、教師の授業中の意思決定(decision making)を捉え、第三者の介入によりそれらを引き出す方法を採用した。対象は、所属長から許可の得られた熟練教師Aと中堅教師Bとした。これは、本研究がリアルタイムに介入を行う方法論を採っているため、教授能力が低く授業実施上の問題がある教師だと、通常の授業に支障が生じると判断したためである。領域・学年・日程は、A「体つくり運動(第1学年・7月と12月)」と、B「表現運動(第2学年・9月)」であった。教師Aの7月(第1回)は第三者の介入なし、12月(第2回)は介入ありとした。7月は、授業中の意思決定(理由)が授業者から語られなかった。よって、12月を迎える前に“巡視行動や助言を行ったのはなぜか"等、具体的な意思決定の例を研究者が提示した。結果、第2回では“技能下位児童が学習のねらいに沿った取り組みができているか"に対する発話が多く生まれた。ここでは、授業者の“行動の理由"を問うリアルタイム介入が第三者によって行われたが、そこでも“技能下位児童に対する助言や支援についての発話"が多くなされた。教諭Bは、単元の前半で介入なし、後半で介入ありとした。教師Bの意思決定の多くは、クラス全体の勢いを察知し、説明を加えたりよりダイナミックな示範を行ったりするものであった。第三者は、クラス全体の実態を授業者に返すとともに、示範や声かけについて修正する介入を行った。インタビュー調査で両教諭とも、授業の客観的実態や修正方法が耳から入ってくることで、自らの指導観を見直したり授業を即座に修正することができたとしていた。計画段階で想定していた(研究を約束していた)授業者が、平成27年度の定期人事異動により異動となった。そのため、対象校を富里市立D小学校に変更することとなった。他にも対象にしていた授業者の人事異動により、対象校をH市の小学校へと変更することとなった。しかし、学校こそ計画と異なるが、対象は予定していた熟練教師と中堅教師であったため、ほぼ予定通りに検証授業が実施できた。リアルタイム介入には、アメリカンフットボールの無線を使った「ベースステーションとヘッドセット」、音声を録音する機材を用意した。本研究の方法論に合わせて、専門の業者に独自のセッティングを依頼し初期設定を行った。ただ、「表現運動」を実施した授業者の示範が、業者の想定していた運動の強度を超えていたため、機器同士をつなぐコードやアダプターなどに不具合が生じ、度々設定をし直して臨んだ。調整後は発話が録音され、データ収集が順調に実施できた。研究2年目に当たる本年度は、(1)自らの教授行動の元になった意思決定を“授業後"に語る「再生刺激法」と、自らの行動の意思決定を“授業中"に振り返る「リアルタイム意思決定」による校内研修、(2)「指導者・スーパーバイザー・体育科教育学の専門家」の三者が授業中リアルタイムに情報交換を行いながら即時的に授業の修正を行っていく「リアルタイム意思決定」による校内研修、以上の二つを実施した。両実践とも、全員の発話をICレコーダーとipodに録音し、それらを逐語記録して、吉崎(1988)を元にしたカテゴリー法により分類した。日程と対象単元は、(1)平成28年7月9月に実施した「ベースボール」、(2)平成29年1月2月に実施した「バスケットボール」であった。発話分析の結果、(1)の“授業後"に振り返る方法では、学習内容に関連した教授方法に関する内容が語られる一方で、“授業中"に語る方法では、その時々に目の前で生起する出来事や児童の取り組み状況に関連した内容がより多く語られた。

これは、“授業後"の意思決定では、第三者的に授業の成果を捉えながら学習内容に関わった気づきが生まれるが、“授業中"の意思決定では、まさに今そこで起こっている事象に対する教師の意思決定が発話として出現するからだと考えられた。(2)では、授業者による即時的な修正が可能だった事柄と不可能だった事柄が明らかになった。示範方法・場所や児童の作戦タイムにおける授業者のかかわり方は、スーパーバイザーの介入により大きく変化した。特にスーパーバイザーの介入により、試合状況の見取り(チームがそれぞれどこに苦戦しているか)がより明確になった。ただ、“学習内容に関わる即時的な修正"に対する対処は困難であった。(1)で得られた結果と類似して、学習内容といった授業の「内容的条件」に関する修正を“授業中"に行うことは大変難しいことが示唆された。(1)は附属学校で実践し、本研究の方法論と検証方法の是非を確かめる上で重要なものとなった。当初、授業の導入からまとめの全てに対する教師の発話を分析する予定だったが、小学校に所属する指導者の限られた空き時間(授業の合間)の中で再生刺激法を実践せざるを得なかったため、分析対象を導入とまとめを除く「運動学習場面」に限定した。実際はこの修正が功を奏して、再生刺激法とリアルタイム意思決定それぞれの方法論の良さと課題が明確になった。その良さについて、再生刺激法では運動学習場面における学習内容の適否を客観的に捉えることができ、リアルタイム意思決定では運動学習場面における教師の暗黙裏に行われる意思決定を顕在化させることで授業者自らの授業中の指導観を改めて確認することができた。課題について、再生刺激法は振り返るのに授業と同じだけの時間をかけるため、時間のない学校現場の教師に適用していくのは難しいこと、リアルタイム意思決定は授業時間内に研修が終わるため校内研修に取り入れやすいが、「児童の技能の把握」と「技能的助言」に関わる認識と修正が多くなってしまうことが挙げられた。(2)は、十分な検討時間も用意することができ、校長や当該クラスの学年主任などの理解・協力も得られた中で実践できた。授業者(講師歴含む2年目)もスーパーバイザー(教務主任)も体育科教育学を専門として卒業・修士論文を書いており、体育授業をより良くしていこうという姿勢や目標が合致したのも大きかった。本研究の遂行には、関わる三者の信頼関係が重要である。つまり、授業者には、他者の助言を肯定的に受け入れつつ自らの授業を改良していこうという姿勢が必要不可欠であり、スーパーバイザーには授業者と共に良い授業を創っていこうとする姿勢がなければならない。本研究では、実践に対する両者の姿勢に齟齬が生じなかったため、成功裏に研究を遂行できたと考える。平成29年度は、二つの検証授業を実施した。<授業1>1月18日C市立H小学校5年1クラスで全5単位時間「バスケットボール」、授業者は初任(担任)でスーパーバイザー(以下SV)は熟練で力量のある教務主任<授業2>7月14日N市立Y小学校2年・4年各1クラスで全2単位時間「表現運動」、2年の授業者は教職5年(表現運動は初の担任)でSVは熟練の研究主任(教職20年)、また4年の授業者は教職8年(体育主任で表現運動の研究歴有りの担任)でSVは同学年の同僚教師(教職8年)授業者・SV・観察者(体育科教育学専門)の三者が、授業中に無線を通じて行ったやりとりを文字化した。
アナターゼ型およびルチル型二酸化チタン単結晶薄膜の合成と原子スケール評価

プローブ顕微鏡は反応条件下において単一原子分子スケールの実空間観察を実現する強力な実験手法である。しかし、その極限的分解能を十分に発揮するためには平坦性の良い試料が必要である。従来の顕微鏡観察は良質の単結晶基板が入手できるルチルに限られてきた。本研究では、実用的に用いられる光触媒材料・太陽電池材料のほとんどを占めるアナターゼの単結晶薄膜(膜厚50nm)をチタン酸ストロンチウム結晶上にエピタキシャル合成し、走査トンネル顕微鏡(STM)と非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)で原子分解能観察した1)。合成したアナターゼ(001)単結晶膜のNC-AFM画像をFig.1に示す。NC-AFMは探針先端と表面原子とのあいだにはたらく力を用いて探針位置を制御する顕微鏡2)であり、アナターゼ表面を構成する原子による凹凸が比較的素直に投影された顕微鏡画像がえられていると考えてよい。これに対してSTMは局所電子状態密度の濃淡を画像化する顕微鏡である。NC-AFM像とSTM像を比較し、さらにアナターゼ表面にギ酸イオンを吸着させて吸着活性なチタン原子を検出して表面構造を検討した。アナターゼ結晶を構成するTi06ユニットは正八面体から歪んでいる。歪み応力にさらされた表面は大規模な構造変化を起こしやすい。アナターゼ(001)表面も結晶を単純切断した構造をとることができず、(1x4)と名付けられた別の構造に再構成することが知られている。(1x4)表面の原子スケール構造は未決定で、いくつかの相反する構造モデルが提案されていた。これまでに提案された構造モデルのほとんどは本研究でえた顕微鏡画像を説明できない。唯一、第一原理に基づいた構造最適化計算から予言されたモデルが顕微鏡画像と矛盾しなかった。
植物MYB相同性遺伝子群の器官形成における機能解析

植物の転写制御因子のひとつであるMYB相同遺伝子の器官形成における役割、及びMYB遺伝子ファミリー間の遺伝子発現における機能分担について分子レベルで明かにすることを目的とし、既にクローン化しているMYB相同遺伝子群の構造解析と組織特異的発現について解析する。さらにトランスジェニック植物実験系を用いて遺伝子に導入し、器官形成に与える影響を解析する。さらにMYB遺伝子ファミリーの機能の多様性の分子的基盤を明かにするために、MYB蛋白質のリン酸化などの修飾や蛋白質との相互作用による機能調節について解析を進める。平成6年度には、既にクローン化しているシロイヌナズナのMYB相同性遺伝子のうちヒトcMYBと相同性の高いAtmybl遺伝子に関してトランスジェニック植物実験系で組織特異的発現について解析を進めた。PCR法で同定されている6個のMYB遺伝子に関してはcDNAのクローニングを進め、その内の一つAtCDCSが酵母の細胞周期に関与するcdc5と相同性が高いことを明かにした。さらに大腸菌で発現したAtCDCS蛋白質にDNA結合活性があることを示した。燐酸化によるMYB蛋白質のDNA結合活性の影響を解析した結果、ATMYB2蛋白質はリン酸化によりDNA結合活性失われることを明らかにした。植物のMYB蛋白質のDNA結合活性が燐酸化により影響を与えられることを明らかにしたのははじめてである。
葉の発生分化におけるDNAメチル化と核小体の役割

多細胞生物の形態形成においては、発生過程において特定の遺伝子を発現すると同時に、細胞特異的なエピジェネティックな抑制が重要である。我々は、シロイヌナズナのASYMMETRIC LEAVES1 (AS1)とAS2のタンパク質複合体(AS1-AS2)が葉の向軸(表)側分化の鍵因子であり、表側細胞分化過程では、背軸(裏)側遺伝子であるETT/ARF3(以降はARF3)の転写を直接抑制することにより表側分化を誘導する事を明らかにした。さらに、AS1-AS2と核小体のタンパク質が協調的に作用することにより、より強く背軸(裏)側遺伝子を抑制することを明らかにしたが、その分子機構は未解明である。本研究ではAS1-AS2と核小体局在因子による協調的なエピジェネティック転写抑制の分子機構を解明する事を目的とした。第一に、AS2タンパク質のAS2ドメイン内のZinc-finger motif (ZF-motif)はAS2 body形成に必須であり(submitted)、ARF3遺伝子のexon領域への結合に必要であることが明らかになった。第二に、AS1-AS2と相互作用する核小体側因子NUC1の変異体におけるAS2 body形成を解析した所、野生型に比較して、AS2 bodyが小さく、核小体周縁部に散在している事がわかった。第三に、核小体因子NUC1とRH10の変異体では、ARF3遺伝子のexon 6のメチル化レベルが低下した(Vial-Pradel et al., 2018)。また、AS2 bodyはこれまで報告されている核内正体とは異なる事もわかった。これらの結果は、核小体周辺領域に存在するAS2bodyは、AS1-AS2と核小体因子等による標的遺伝子のDNAメチル化などのエピジェネティックな発現抑制の場であるというモデルを支持する。我々はAS1-AS2には標的遺伝子(ARF3など)を核小体周辺領域にリクルートする機能があり、核小体周辺領域に存在するAS2bodyは、AS1-AS2と核小体因子等による標的遺伝子のDNAメチル化などのエピジェネティックな発現抑制の場であるというモデルを提案した。これまでの我々の結果は、基本的にこのモデルを支持するものである。今後は、第一に、AS2ドメイン内の保存されたGlyを含むInternal region(IcG-region)、Leucine-Zipper-like sequence(LZL-sequence)についても、AS2 body形成とETT exon 1への結合における機能解明を行う。また、AS2によるETT exon 1(CpGリピート)への結合とexon 6のDNAメチル化(CpGのシトシンのメチル化)との関連を明らかにする。第二に、AS1-AS2と相互作用する核小体側因子を明らかにする。NUC1以外に、RH10、RID2の変異体におけるAS2 body形成を解析する。第三に、AS2 bodyとクロモセンター(核内の凝縮したクロマチン)との関連を明らかにする。これらを明らかにする事により、植物の発生分化過程におけるエピジェネティックな遺伝子の抑制制御における核小体の新しい役割を解明する。

今後は、第一に、AS2ドメイン内の保存されたGlyを含むInternal region(IcG-region)、Leucine-Zipper-like sequence(LZL-sequence)についても、AS2 body形成とETT exon 1への結合における機能解明を行う。また、AS2によるETT exon 1(CpGリピート)への結合とexon 6のDNAメチル化(CpGのシトシンのメチル化)との関連を明らかにする。第二に、AS1-AS2と相互作用する核小体側因子を明らかにする。NUC1以外に、RH10、RID2の変異体におけるAS2 body形成を解析する。第三に、AS2 bodyとクロモセンター(核内の凝縮したクロマチン)との関連を明らかにする。これらを明らかにする事により、植物の発生分化過程におけるエピジェネティックな遺伝子の抑制制御における核小体の新しい役割を解明する。DNAメチル化解析のために次世代シーケンスを発注する予定であったが、シロイヌナズナの変異体の生育が悪く十分なDNAが得られなかったため、サンプルの作成が遅れ、次年度に繰り越した。変異体の種子を取り直して、再度、播種し、サンプリングを行い、DNAを精製しバイサルファイト処理後、DNAのメチル化解析を行う予定である。
社会・文化的視点に立った聴覚障害児・者の心理査定に関する実践的研究

1.聾学校、身体障害者更生相談所、精神病院で聴覚障害児・者に対してどのような心理検査が使用されているか、また施行法はどうか実態調査を行った。その結果、ウェックスラー式知能検査(特に動作性検査)が比較的よく使用されていること、実施にあたって、コミュニケーション方法で苦慮していること(口話、手話、指文字、身振り、筆談などさまざまな方法がとられている。)が明らかにされた。このことから、聴覚障害児・者に実施可能な視覚や動作を主とした心理検査の開発の必要性が示唆された。2.ろう学校で具体的に知能検査(WPPSI)がどのように実施されているか聞き取り調査を行なった。指文字と手話を主たるコミュニケーション手段としたトータルコミュニケーション教育を行っている奈良県立ろう学校教員の協力によるものである。この調査から、聴覚障害児を対象とした知能検査作成の具体的な課題が明確にされた。3.WISC-IIIの動作性検査にみられるろう学校生徒の特徴を明らかにした。ここでは絵画配列および符号問題を取り上げた。この結果、(1)絵画配列は聴児と比較して有意差は認められなかった。(2)符号問題は学年が上がるにつれ得点が低くなる傾向がある。(3)絵画配列より符号問題の得点が高い群は、手話をコミュニケーション手段とする人が多いことが分かった。このことから手話の意義が示唆された。4.WISC-IIIの動作性検査の手話翻訳版を作成した。これは手話を用いた知能検査のモデルとなるものである。)が明らかにされた。平成14年度は聴覚障害児・者に心理検査を実施していると思われる医療、福祉、心理、教育機関を対象に実態調査を行った。具体的には、北海道内のすべての聾学校、全国の身体障害者更生相談所(回収率74%)、および聴覚障害心理臨床に携わっている心理士のいる精神病院である。聾学校で使用頻度の高い心理検査は、読書力検査、S-M社会生活能力検査など、言語能力と社会適応力を見るものが中心であった。ウェックスラー式知能検査も比較的使用されているが、性格検査はほとんど使われていない。更生相談所においては、知能検査ではWAIS-Rがよく使用されており(93.4%)、その他コース立方体、田中ビネーなども使われていた。また質問紙法、バウムテスト、人物画も使用されているが、ロールシャッハ・テストはあまり使用されていない。精神病院を対象とした調査は回収率が悪く、それほど心理検査を実施していないのが現状ではないかと推測された。回答のあった病院には手話が堪能な心理士がおり、ロールシャッハ・テストなど高度な技術を必要とするパーソナリティ検査も実施していた。いずれにしても、聴覚障害者とのコミュニケーション方法に苦慮しており、施行法も対象者にあわせて口話、手話、身振り、筆談あるいは文字カードを利用するなど、それぞれの機関で工夫がみられた。現実には、言語性検査はむずかしく、動作性の検査が中心となり、その結果をもとに全体の能力を推定する傾向がうかがえた。今回の調査で明らかにされた心理検査は、健聴児・者用に標準化されたものであり、聴覚障害者にそのまま適用してよいのかどうかは疑問が残る。今後の課題として、聴覚障害者に使用可能な視覚や動作を主とした心理検査の開発が必要だろう。平成15年度は3つの研究を行なっている。第1は、ろう学校で具体的に知能検査がどのように実施されているか聞き取り調査を行なった。聞き取り調査の結果、WPPSI(Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence)の言語性検査実施に伴う問題点を明らかにすることができた。これによって聴覚障害児を対象とした知能検査作成の具体的な作業課題がある程度明確にされた。

第2は、WISC-III(Wechsler Intelligence Scale for Children-Third Edition)の動作性検査の中から、従来聴覚障害児(ろう学校生徒)で得点が低いとされている絵画配列および符号問題を取り上げ、学年別(小3,小6,中2)にどのような特徴があるか調べた。その結果、絵画配列は聴児(標準化群)と有意差がないことが明らかにされた。一方、符号問題は学年が上がるにつれ得点が低くなること、しかも手話を使用しない生徒にその傾向が多くみられた。このことから、手話をコミュニケーション手段とすることの意義が示唆された。第3の研究は、WISC-IIIの動作性検査の手話翻訳版作成である。聴覚障害児を対象に知能検査を実施する場合、対象児のコミュニケーション様式やコミュニケーション能力に応じて柔軟に対応していかなければならないが、手話を導入することは意義あることと考えられる。その場合のひとつのモデルとなる手話翻訳版を作ることができた。
ＡＡアミロイドーシス発症に寄与するリスク因子の解明

AAアミロイドーシスモデルマウスより摘出した臓器の線維沈着部位をレーザーマイクロダイセクション法により切り出し、糖鎖の硫酸基含有量の分析を行った。その結果、線維非沈着部位の糖鎖と比較して、線維沈着部位は高い硫酸基含有量を示し、線維沈着部位の硫酸基含有量は他の領域と異なる可能性が見出だされた。AAアミロイドーシス発症の原因蛋白質である血清アミロイドA(SAA)は生体内で高密度リポ蛋白質(HDL)の構成成分の一つとして主に脂質に結合して存在するが、HDLの脂質組成変化がSAAの構造特徴に及ぼす影響は明らかになっていない。そこで、HDLの主要構成脂質であるホスファチジルコリン(PC)を中心に、コレステロール、スフィンゴミエリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン(PS)、ホスファチジン酸(PA)をそれぞれ含むSAA-HDLモデル粒子を作製し、それぞれの粒子におけるSAAの構造特徴を評価した。粒子径や粒子中のSAA分子のαへリックス形成割合は、脂質の組成に関係なく、いずれも同じであった。しかしながら、SAA-HDL(PC/PS)および(PC/PA)は、熱変性実験から求めた活性化エネルギーの値が他の脂質組成の粒子に比べて小さく、また酵素消化実験より、酵素消化の影響を受けやすいことがわかった。さらに、Trp残基周囲の環境を評価するKI消光実験より、SAA-HDL(PC/PA)のTrp残基周囲は他と異なることが明らかとなった。これらの結果は、脂質組成の変化がSAA分子の構造の不安定化や局所構造の変化を促す可能性を示した。化学合成したSAA1.1および1.3の1ー76残基ペプチドを用いて、中性条件下での線維形成評価を行った結果、日本人のAAアミロイドーシス患者において保有頻度が高いSAA1.3の1ー76残基ペプチドでは、GAGの添加により、線維を形成することが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。AAアミロイドーシス発症の原因蛋白質である血清アミロイドA(SAA)は、生体内で高密度リポ蛋白質(HDL)の構成成分の一つとして主に脂質に結合して存在する。これまでに、SAA-HDLモデル粒子の作製に成功し、脂質存在下においてSAAの線維形成が抑制されることを明らかにしている。しかし、粒子を構成する脂質の種類がSAAの高次構造および線維形成に及ぼす影響については検討できていなかった。そこで、慢性炎症性疾患罹患者のHDLで脂質組成の割合が増加するとの報告がある酸性リン脂質のホスファチジン酸(PA)を含む粒子を作製し、その粒子の特徴を評価した。その結果、HDLの主要な構成脂質であるホスファチジルコリン(PC)のみの粒子と比べて、粒子の大きさや粒子中のSAAの構造安定性に大きな違いは認められなかった。しかし、蛋白質分解酵素で処理した試料をSDS-PAGEで評価した結果、PAを含む粒子の方がPCのみの粒子に比べて短時間でSAA全長蛋白質が消失していた。このことから、脂質組成の違いがSAAの酵素消化に影響をもたらす可能性が示された。また、大阪大学蛋白質研究所協力の下、AAアミロイドーシス患者の臓器沈着物から検出されているSAAのC末端部分が欠損したSAA1ー76残基ペプチドの合成を試みた。ペプチドの合成は通常C末端側から行うが、SAAはN末端領域の合成効率が低く、1ー76残基を1残基ずつ合成すると最終段階で合成に失敗してしまうリスクが高い。そこで、今回はSAAを2つの断片(1ー44および45ー76残基)に分けて合成後、縮合するNative chemical ligation法を用いた。現在、3つのSAA1アイソフォームのうち、SAA1.1および1.3の合成に成功している。1年目は検討に必要な研究試料の作製方法の確立を中心に研究を進めることができた。また、当初の研究計画では正常時および炎症時のHDLの脂質組成後、その組成を反映させたSAA-HDLモデル粒子を作製する予定であったが、現在行っているように慢性炎症性疾患罹患者のHDLで脂質組成の割合が増加するとの報告があるPAなどの脂質を含む脂質組成を変えたSAA-HDLモデル粒子を作製することにより、HDLモデル粒子中のSAAに及ぼす各脂質成分の影響を評価できるように計画を変更した。よって、一部当初の研究計画とは異なる部分もあるが、おおむね順調に進展していると考える。

しかしながら、SAA-HDL(PC/PS)および(PC/PA)は、熱変性実験から求めた活性化エネルギーの値が他の脂質組成の粒子に比べて小さく、また酵素消化実験より、酵素消化の影響を受けやすいことがわかった。さらに、Trp残基周囲の環境を評価するKI消光実験より、SAA-HDL(PC/PA)のTrp残基周囲は他と異なることが明らかとなった。これらの結果は、脂質組成の変化がSAA分子の構造の不安定化や局所構造の変化を促す可能性を示した。化学合成したSAA1.1および1.3の1ー76残基ペプチドを用いて、中性条件下での線維形成評価を行った結果、日本人のAAアミロイドーシス患者において保有頻度が高いSAA1.3の1ー76残基ペプチドでは、GAGの添加により、線維を形成することが示唆された。一年目に引き続き様々な脂質組成のSAA-HDLモデル粒子を作製し、粒子の特性を評価するとともに、SAA-HDLモデル粒子に線維形成促進効果のあるグリコサミノグリカン(GAG)を共存させ、構成脂質組成の違いがSAAの線維形成に与える影響を評価する。また、これまでの研究よりSAAの線維形成に促進効果をもたらすGAGの構造要因が硫酸基であることを明らかにしている。そこで、AAアミロイドーシスモデルマウスおよび健常マウスの各臓器から抽出したGAGの二糖解析を行い、硫酸基含有量を比較することでSAA線維の沈着部位と硫酸基含有量の相関を明らかにする。また、これまで検討されていないAAアミロイドーシス患者の病変部から検出されているSAA1ー76残基からなるポリペプチドの線維形成能および形成する線維の形態について、新規合成したSAA1ー76残基ペプチドを用いて、SAAアイソフォーム間で比較することで、SAAアイソフォームがAAアミロイドーシス発症の直接的なリスク因子となるのかについて明らかにする。さらに、SAA全長蛋白質とSAA1ー76残基ペプチドの線維形成能を比較することにより、SAA分子のC末端領域の有無が線維形成およびその後のAAアミロイドーシス発症へもたらす影響を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
虚血肢をもつ患者における皮膚血流改善のための看護ケアの検討

平成19年度の調査結果から、ABIが正常範囲内にある健康成人において、ビデオマイクロスコープを用いた下腿部皮膚の肉眼的観察所見と、皮膚血流や血行動態を反映する皮膚温や酸素飽和度の大小(高低)との間には、特徴のある所見や傾向はみられなかったことから、今年度は、まず下肢血流障害の所見が片側にある追加対象において前年度と同様の測定項目・方法手順でパイロットスタディを行い、観察項目の検討を行った。対象は80代男性。足部冷感と足部および足趾皮膚温の左右差が2.5°Cあり、いずれも右側で低かった。下腿皮膚の血行動態を反映する指標であるABIは0.67で正常値よりも低かった。足背動脈の走行部位である足背部、前脛骨動脈の走行部位である足首部(内顆より10cm中枢側の下腿前面)の2部位における皮膚のマイクロスコープの二値化画像所見は、足首部においては左右差がみられなかったが、皮膚温度差のある足背部において「皮溝」の本数、平行度、密度が、左よりも右において少なく疎である特徴がみられた。以上の結果から、明らかに左右下腿において血行状態の異なる同一対象では、皮膚末梢血流循環を反映する皮膚温の低いほうで、マイクロスコープを用いた皮膚の肉眼的所見として「皮溝」の配列が異なる傾向がみられた。このことから、皮膚の肉眼的観察という看護ケア技術が、皮膚血流障害という異常を早期発見できる可能性が示唆された。今後さらに同様の対象で追試を行い、さらに虚血肢をもつ(ABI値が0.8以下の)対象においても同様の測定項目・方法で調査する必要があると考える。当初の研究計画では、「血圧脈波検査装置」によるABI測定に加えてデジタル画像の評価を検討後、研究方法を決定する予定であったが、6月に新たな画像解析による定量的評価法の知見が先行研究論文から得られたため、平成19年7月12月まで、新しい画像解析方法の検討および画像解析プログラムの入手、測定評価に係る技術の習得(開発者より受講)を行った。平成20年1月より具体的な計画立案を開始し、2月の倫理委員会承認(N07-002)後、3月4月に、健康成人10名のデータ収集を行った。対象の概要は、年齢38.7±13.7歳、女性8名,男性2名、足部冷感の訴えは5名にみられた。すべての対象において、下腿皮膚の血行動態を反映する指標であるABI低下はみられなかった。さらに、足背動脈の走行部位である足背部、前脛骨動脈の走行部位である足首部(内顆より10cm中枢側の下腿前面)の2部位において、個々の皮膚血行状態を反映する皮膚温や酸素飽和度の大小(高低)と皮膚のビデオマイクロスコープの二値化画像の間には、特徴のある所見や傾向はみられなかった。また、同部位の皮膚機能を反映する角質水分量、pHについても、異常値はみられず、測定部位により特徴のある所見や傾向はみられなかった。以上の結果から、下腿部皮膚に肉眼的、さらに拡大したマイクロスコープ所見を用いた観察所見においても、ABIが正常範囲内にある健康成人においては皮膚血流や血行動態を反映するような変化がみられなかったといえる。このことから、今後は同様の測定項目・方法で下肢血流障害がみられる対象においてパイロットスタディを行った後に、虚血肢をもつ(ABI値が0.8以下の)対象での調査について検討していく必要がある。対象は80代男性。
英語語彙力における意味・音韻知識の関係性解明と両者の統合を促す学習システムの開発

英語習得における英語語彙力の重要性は広く認識されているが,「語彙力とは何か」という問いにはいまだ明確な回答が存在しない。本研究では,語彙力の構成要因を意味理解力・音韻理解力・統語理解力の3つととらえ,将来の語彙学習システムの開発の前提として,それぞれの能力の相互の関係性を明らかにすることを目指した。3年間のプロジェクトでは,(1)アンケートによる学習者の語彙・言語使用意識調査,(2)語彙テスト結果分析,(3)作文を収集した英語学習者コーパスCEEAUSの構築と公開,(4)英語処理時と日本語処理時の反応速度・脳賦活調査を行った。一連の調査の結果,日本人英語学習者の英語語彙知識と実際の語彙運用は大きく乖離していること,L1語彙処理とL2語彙処理のシステムには違いが存在すること,とくに初級者においてはL2語彙の音韻と意味が異なるシステムで処理されていることが示唆された。平成19年度においては,反応速度実験,および磁気共鳴脳機能画像撮像法.(fMRI)を用いた実験という2種類のアプローチから,日本人英語学習者による英語の音韻処理時と意味処理時の能内反応の違いを行動科学的手法によって分析した。具体的には、音韻処理として押韻性判断課題(doll/callなど),意味処理として反義性判断課題(up/downなど)を与え,反応速度と脳内賦活状況を調査した。また,ノイズを聞いて機械的にボタン押しを行うという統制課題を与え,統制課題によって引き起こされる反応を減算することで,意味処理・音韻処理に特化した反応を抽出した。一連の実験の結果,音韻処理と意味処理では脳内賦活の水準が異なること,賦活部位が異なること,また,初級学習者においては音韻処理時と意味処理時の脳内反応が異なっているが,上級学習者においては両者が一致に近づくことが明らかになった。このことは,初級学習者が英語の音と意味を独立的・個別的に処理する一方,上級学習者は両者を統合的・融合的に処理している可能性を示す結果である。語彙指導においては音韻と意味の両方が重要になるが、学習者の習熟度に応じてその提示のバランスに違いを設けることが学習効果を高める可能性が示唆された。すなわち,初級学習者にあっては意味中心,中級学習者にあっては音韻中心,上級学習者にあっては意味と音韻を組み合わせることがそれぞれの段階における脳内賦活をもっとも効果的に高める方法と考えられる。研究目的英語習得における英語語彙力の重要性は広く認識されているが,「語彙力とは何か」という問いにはいまだ明確な回答が存在しない。本研究では,語彙力の構成要因を,意味理解力・音韻理解力・統語理解力の3つととらえ,それぞれの能力の相互の開係性を明らかにすることをめざす。具体的には,学習<処理<アウトプットという各局面における3能力の位置づけを, 1)学習スタイルアンケート, 2)言語実験, 3)語彙テスト実験を通して明らかにする。あわせて,学習者の言語産出データを収集し,これらにより,日本人学習者に特化した語彙学習システムの基本デザインの開発を行う。研究成果当該年度においては, (1)アンケートデータの収集, (2)反応速度データの収集, (3)脳賦活実験データの収集,(4)学習者言語産出データの収集を行った。このうち, (1)と(4)についてはCEBAUSというコーパスとしてデータをまとめ,一般公開の準備を行った。(2)と(3)については必要なデータを取得の上,分析を行い,研究論文として発表した。研究の意義従来,教育現場であまり重視されていなかった音韻理解と意味理解の乖離の問題について,実証的データによって解明を行った点に研究上の意義があると思われる。また,学習者の様々な態度要因と彼らの言語産出の関係を研究する基礎資料となる学習者コーパスの構築が完了し,公開準備を行っていることも,言語教育・研究の点で意義があるものと判断する。本研究の成果は言語教育における音韻の扱いについて再考を迫るものであり,最終年度のとりまとめを経て具体的な提言を行っていきたい。本研究では,語彙力の構成要因を,意味理解力・音韻理解力・統語理解力の3つととらえ,それぞれの能力の相互の関係性を明らかにすることをめざす。具体的には,学習<処理<アウトプットという各局面における3能力の位置づけを,1)学習スタイルアンケート,2)言語実験,3)語彙テスト実験を通して明らかにする。

あわせて,学習者の言語産出データを収集し,これらにより,日本人学習者に特化した語彙学習システムの基本デザインの開発を行う。研究成果研究の最終年度にあたる本年度においては,(1)英語学習者コーパスCEEAUSの構築と公開,(2)英語処理時と日本語処理時の反応速度・脳賦活調査,(3)英語→日本語翻訳および日本語→英語翻訳時の反応速度および脳賦活の調査を行った。(1)については成果を論文で方向した他,オンラインでの無償公開を実現した。(2),(3)については実験データの分析を行い,成果を研究論文として発表した。研究の意義言語産出に基づくコーパス言語学的なアプローチと心理実験のアプローチを組み合わせ,従来,教育現場であまり重視されていなかった音韻理解と意味理解の乖離の問題について新たな視点から解明を行おうとした点に本研究の意義がある。また,学習者の様々な態度要困と彼らの言語産出の関係を研究する基礎資料となる学習者コーパスの構築が完了し,公開に至ったことも,言語教育・研究の点で意義があろう。3年間にわたる研究により,日本人英語学習者は,ごく平易な語であっても,その意味理解と音韻理解の間に質的なギャップがあり,それは母語処理時とは根本的に異なることが客観的に示された。この結果は,言語教育,とくに語彙指導における音韻の重要性を改めて示唆するもので,今後の指導においては,語彙の意味と音韻の統合性を高めてゆく方向性が重要になると考えられる。
曲面結び目理論におけるタングル的手法の開発とその応用

4次元空間に埋め込まれた閉曲面を曲面結び目という。この研究では曲面結び目の性質を曲面タングルおよびその置換である局所変形の観点から明らかにした。自明な曲面タングルによる分解をもつ曲面結び目を特徴付けたり、布構造をもつ曲面タングルの分離性などを示した。一方で、種数1の曲面結び目を表現する仮想結び目と溶接結び目の性質も明らかにした。3ステイト数が0になる結び目を特徴付けたり、フォックス彩色およびデーン彩色に必要な色の種類の最小値を決定した。また、溶接結び目に対して交差交換やデルタ変形などの局所変形が結び目解消操作となることを示した。本研究の課題は曲面結び目の性質を曲面タングル分解という観点から明らかにすることである。本年度に行った研究は大きく3つに分けられる。(1)まず「自明な」曲面タングルという概念を導入した。4次元ボール内の何本かの3次元1ハンドルから得られるアニュラスを成分にもつタングルを自明と定義する。このとき、自明な曲面タングルを2つ貼り合わせて得られる曲面結び目(トーラスの埋め込み)は常にリボン型になること、また逆に、任意のリボン型の曲面結び目は自明な曲面タングル分解をもつことを示した。その応用として、溶接結び目の橋指数に関する2つの定義(ある方向に関する極大点の個数の最小値と、射影図上での上方の橋の本数の最小値)が一致することを示した。この結果は仮想結び目ではこの2つの定義が一致しないという平澤・鎌田・鎌田の結果と比較すると大変興味深い現象である。(2)次にリボン型の曲面結び目を表す溶接結び目ついてさらに研究を進めた。溶接結び目は仮想結び目のある同値類とみなされる。この仮想結び目は古典的結び目の自然な拡張となっていて、ジョーンズ多項式も定義される。そこでカウフマンのステイトモデルに着目し、各射影図においてちょうどk個の円周からなるステイトの個数の最小値を、その仮想結び目のkステイト数と定義した。これは仮想結び目の複雑さを表す初等的に定義される不変量であるが、その振る舞いを調べると大変興味深い性質がいくつも分かった。特に、1ステイト数や2ステイト数が0となる仮想結び目は自明なものに限るのに対し、3ステイト数が0となる仮想結び目は無限個存在し、その宮澤多項式や拡張されたねじれ数に制限がつくことを明らかにした。(3)仮想結び目や曲面結び目のフォックス彩色に関して「効果的」という自然な概念を導入し、特に効果的11彩色に用いられる色の種類の最小値が5であることを示した。本研究の課題は曲面結び目の性質を曲面タングルという観点から明らかにすることである。本年度におこなった研究は大きく3つに分けられる。(1)種数1のリボン曲面結び目は溶接結び目によって表現される。曲面結び目の一部分の曲面タングルを別のものに置き換える局所変形のうち、特に溶接結び目上の局所変形によって表現されるものに注目した。このとき、交差交換、デルタ変形、シャープ変形はいずれも溶接結び目に対する結び目解消操作であることが分かった。このことはリボン曲面結び目に対する新しい結び目解消操作の発見を意味しており、大変興味深い。またその応用として、溶接シータグラフに内在される溶接結び目の実現問題と、それらに対応する曲面グラフに内在されるリボン曲面結び目の実現問題の解決を与えた。(2)3次元立方体の中に、各面に平行な円板を複数枚埋め込んだものを用意し、それを射影図とする曲面タングルを考察した。これはちょうど2次元の布を縦糸と横糸で織って得られるタングルの4次元版とみなせる。このとき、この曲面タングルは常に分離的であること、すなわち2次元の糸は互いに絡まらないことを示した。この結果は高次元にも拡張される。このことは4次元以上の空間内の高次元タングルが3次元内の古典的タングルと大きく性質が異なることを示している。(3)以前の研究により古典的結び目、仮想結び目、曲面結び目に対する非自明な11彩色に用いられる色の種類はつねに5色以上であることは分かっていたが、Chenらのグループによりその最小値は6以下であることが発表された。そこで中村、中西との共同研究により、11彩色に用いられる色の種類の最小値が5であることを決定した。また9彩色以下の場合と異なり、最小値を与える5色の集合の候補は本質的に2通りあり、そのどちらも実現できることを示した。本研究の課題は曲面結び目の性質を曲面タングルの観点から明らかにすることである。(1)向き付け可能な種数1のリボン曲面結び目(トーラス)は溶接結び目によって表現される。この研究では「向き付け不可能な」種数1のリボン曲面結び目(クラインの壷)を表現するために、溶接結び目にいくつかの節をおくことで「節付き結び目」という概念を導入し、その性質について調べた。この節は自明なアニュラスからなる曲面タングルで、両端においてその向きを逆転させるものに対応する。節付き結び目の基本変形を整理し、変形の過程において特に節が1個あれば十分であることを示した。また節付き結び目と対応するリボン曲面結び目の結び目群や結び目カンドルが一致することも明らかにした。(2)以前の研究により、古典結び目やリボン曲面結び目に対するフォックスn彩色に用いられる色の種類の最小値を考えるうえで「効果的」n彩色に限定することが本質的であることが分かっている。

この研究では初めてnが偶数の場合に、タングルを用いた局所変形による考察を行い、特に4彩色、6彩色、8彩色に対してその最小値(それぞれ4、4、5)を決定した。これにより、これまでに知られている下からの評価では不十分であることが分かり、その精密化が今後の課題として明らかになった。この研究は中村氏(大阪電通大)中西氏(神戸大)とともに南フロリダ大のSaito氏との国際共同研究である。(3)彩色は結び目群の二面体群への表現とみなせるが、その基本的なものとしてフォックス彩色とデーン彩色が知られている。この研究ではデーン彩色に注目して(2)と同様に定義される最小値を導入し、その性質について研究を行った。特にデーン5彩色対する最小値が5であることを、フォックス彩色の場合とは異なる局所変形の手法を用いて決定した。4次元空間に埋め込まれた閉曲面を曲面結び目という。この研究では曲面結び目の性質を曲面タングルおよびその置換である局所変形の観点から明らかにした。自明な曲面タングルによる分解をもつ曲面結び目を特徴付けたり、布構造をもつ曲面タングルの分離性などを示した。一方で、種数1の曲面結び目を表現する仮想結び目と溶接結び目の性質も明らかにした。3ステイト数が0になる結び目を特徴付けたり、フォックス彩色およびデーン彩色に必要な色の種類の最小値を決定した。また、溶接結び目に対して交差交換やデルタ変形などの局所変形が結び目解消操作となることを示した。本年度は曲面タングルを用いた曲面結び目の研究の有効性を調べることであった。その結果,研究実績の概要でも記述した通り、曲面タングルの置き換えに相当する曲面結び目に対する局所変形に関して大きく進展することができた。溶接結び目に対する交差交換が結び目解消操作であることから、それに対応するリボン曲面結び目のベースとバンドの取り替えも結び目解消操作であることが示せた。そこでさらに研究を進めると、当初予想していなかったデルタ変形、シャープ変形に対応するリボン曲面結び目の新しい結び目解消操作を発見することができた。一方、新しい曲面タングルの構成の提案という観点から2次元の布に対応する曲面タングルを考案した。その結果、高次元のタングルは古典的なタングルと大きく異なる性質をもつことが分かった。またさらに発展して、フォックス11彩色に関する興味深い結果を得た。これらは当初計画していた交差交換に対応する曲面タングルの研究だけでなく、曲面結び目の研究に関する新しいアプローチを提供している。結び目理論本年度の研究の進捗状況を踏まえて、今後の研究の方針を次のように考えている。(1)リボン型の曲面結び目を表現する溶接結び目について、その性質をさらに調べる。本年度の研究で交差交換やデルタ変形、シャープ変形が結び目解消操作であることが分かったので、それらに対応する局所変形によってリボン結び目間の距離を定義することができる。そこでアレキサンダー多項式やカンドルコサイクル不変量などと関連づけて、距離の評価に役立てられないか考察する。(2)溶接結び目は向き付け可能な種数1のリボン曲面結び目(トーラス)を表す。そこで溶接結び目による表示を発展させて、向き付け不可能な種数1のリボン曲面結び目(クラインの壺)を表現できないかを考えたい。
母体低栄養、ステロイド投与のネフロン形成への影響およびそのメカニズムの解明

母体低栄養ラットの腎サイズ、尿管芽分岐は胎生14日以降減少する。腎サイズは生後正常となるがネフロン数は減少している。母体低栄養腎において腎発生に重要なシグナル分子は胎生15日には抑制、胎生18日には活性化されていた。一方、アポトーシスの指標、活性型カスパーゼ3は両時期ともに母体低栄養腎で減少していた。カスパーゼ3阻害は尿管芽細胞の運動を抑制した。母体低栄養腎のネフロン数減少はカスパーゼ3を介する細胞運動の低下により尿管芽分岐が抑制されるためと推測される。母体低栄養によりネフロン数は減少し高血圧をきたすが詳細な機序は不明である。そこで腎発生において重要な役割をはたすシグナル分子ERK、p38、PI3K、Akt、βカテニンの活性、発現を検討した。母体低栄養ラット(NR)の体重、腎表面積(胎生15日)または腎重量および腎重量/体重比(胎生18日、生後1日)は対照に比し減少していた。胎生18日のNRのネフロン数は減少しており髄質は低形成であった。しかし予想に反し、胎生18日のNRにおけるリン酸化活性型ERK、p38、PI3K、Akt (P-ERK、P-p38、P-PI3K、P-Akt)、βカテニンの発現は増加していた。この原因として第一にNRの腎の発達の遅れによる可能性が考えられた。対照、NRのシグナル分子の発現の差は成長とともに減弱し生後7-15日には消失した。同時期に腎サイズ、マクロの形態学的差も認められなくなった。しかしネフロン形成は両者とも生後12日には終止し、NRのネフロン数減少のcatch upはみられなかった。第二に胎生18日におけるシグナル伝達系の活性化がそれ以前に生じた腎、ネフロン形成抑制に対する代償反応である可能性が考えられた。より早期の胎生15日においてはNRのP-ERK、P-p38、P-PI3K、P-Akt、βカテニン発現は減少しており、その結果生じる腎、ネフロン形成抑制に対し代償機構が働き胎生18日におけるシグナル伝達系の活性化が生じている可能性が示唆された。平成20年度に腎発生において重要な役割をはたすシグナル分子ERK、p38、PI3K、Akt、βカテニンの活性、発現を胎生18日(E18)の母体低栄養ラット(NR)胎仔腎で検討したところ、予想に反し増加していた。そこで昨年度は母体低栄養胎生15日(E15)の後腎で同様の検討を行い、これらのシグナル伝達経路が抑制されていることを見いだした(対照のそれぞれ0.6、0.8、0.7、0.5、0.7倍、すべて有意)。またE15、E18のNRにおけるアポトーシスの指標cleaved caspase 3の発現は対照のそれぞれ53%、13%に、増殖の指標PCNAは89%、70%に減少していた。組織学的にはTUNEL陽性細胞はE15、E18のNRの糸球体原基周囲に少数認められた。Ki67発現はE18のNRのnephrogenic zoneで対照に比し増加していた。その他の発達段階におけるKi67発現はNRと対照で差がなかった。また母体低栄養ラットE13の尿管芽分岐は2で対照と差がなく腎サイズも等しかったが、E14、E15では尿管芽分岐(11.2±1.3 vs 21.3±1.0および31.0±1.7 vs 59.6±3.5)、腎サイズ(57±5%、80±3%)ともに有意に減少していた。母体低栄養胎仔腎ではE14以降の尿管芽分岐、腎成長が抑制され、その原因として発生早期におけるシグナル伝達経路の抑制が考えられた。母体低栄養胎仔腎はサイズ、尿管芽分岐数が対照に比し減少している。生後7日で腎サイズは対照と同等となるが、生後4週におけるネフロン数は対照の80%であった。糸球体が形成されるnephrogenic zoneは対照と同様に生後12日には消失し、糸球体の前駆細胞であるcap mesenchymeのマーカーCited 1の発現も対照腎と同様生後3日で消失した。したがって母体低栄養腎では尿管芽分岐が抑制されているにもかかわらずネフロン形成終止時期は延長されないため、ネフロン数減少を来すと考えられた。胎生15日にはDNA/腎(細胞数のマーカー)、蛋白/DNA(細胞サイズのマーカー)ともに有意差はなかったが、胎生18日には両者とも母体低栄養腎で対照に比し低値であり、母体低栄養胎仔腎のサイズ減少は細胞数、細胞サイズ減少両者によることが明らかになった。母体低栄養胎仔

腎で腎発生に重要なシグナル伝達経路は胎生15日には抑制、18日には活性化されているが、アポトーシスのマーカーとして評価した活性型caspase3は両時期ともに母体低栄養で発現が減少する。Caspase3阻害薬下に培養された後腎は腎サイズ、尿管芽分岐が減少し、母体低栄養腎に類似することから、培養尿管芽細胞を用い腎発生におけるcaspase3の役割を検討した。Caspase3阻害薬は尿管芽細胞のcord formation、遊走を阻害したが、アポトーシス、細胞数には影響しなかった。Caspase3が細胞運動を介し尿管芽分岐を促進する可能性、また母体低栄養腎におけるネフロン数減少がcaspase3活性の低下による可能性が考えられた。
ホウ素化合物の新規触媒特性の創出に基づく多置換複素環式化合物合成法の開発

窒素原子や酸素原子を含む環状構造は、生物活性化合物に広く含まれており、創薬探索研究においては、そのような構造を迅速に構築できる方法論の開発が望まれている。本研究では、毒性や希少性が問題とならない典型元素であるホウ素を中心元素とする触媒を用いる方法を開発する。特に、フッ素原子が複数置換したベンゼン環を持つホウ素化合物は、特異な性質を持つ潜在的機能性の高い触媒であることがこれまでの研究から示唆されており、本研究では、さらなる触媒特性を明らかにすることによって多置換複素環化合物の新しい合成法を開発する。
オブジェクト指向モデル化手法による工作機械の構造と運動モデルの表現法

高精度加工を実現するためには、工作機械の運動機能を計算機で表現し、加工運動シミュレーション、解析などを行い補正することが必要となる。しかし、実際に計算機を用いて加工運動シミュレーション等を行うには、工作機械の構造などの計算機表現が十分でなく、加工運動シミュレーションや補正法などなされていない。その理由としては、工作機械の構造と運動を表すためには、リンク構造間の相対運動をマトリクス表現で表す方法では、人間が概念的に理解する為、及び計算機により工作機械の運動シミュレーションを行う上で適切な形式ではない、が挙げられる。本研究は、工作機械の構造と運動を、工作機械の各構成要素の構造や構成要素間の運動を詳述する情報モデルとして表現しそれを用いて工作機械における計算機支援システムを実現することを目的としている。上記の目的で研究を行ない、以下の結論を得た。1)工作機械の運動モデルの理論の調査、検討工作機械の運動モデルについて、従来研究の調査により工作機械の運動モデルとして表現すべき情報は、リンク間の相対運動及び運動座標系間の一つのリンク上における位置関係である。この観点から、座標系の設定法として、形状創成関数、D-H記法、S-U記法を比較し、本研究ではS-U記法が適していることがわかった。2)オブジェクト指向言語による工作機械の運動モデルの情報モデル表現法に関する検討上述した手順により求められた運動モデル表現のための情報を用いて、工作機械の運動モデルを記述した。その際、モデル記述言語としてオブジェクト指向言語であるEXPRESS言語と、図式表記法としてEXPRESS-Gを用いる。このモデルは、ISO10303:Part105Kinematicsで記述されている構造を基にしている。3)工作機械の運動モデルを用いたシミュレーションシステムの試作及び評価上述したEXPRESS言語による工作機械の運動モデルの情報モデル表現を用いて、工作機械の運動シミュレーションシステムをパーソナルコンピュータ上で実現した。また、実現したシミュレーションシステムを用いて、工作機械の運動モデルとしての機能が十分であること、及びシミュレーションシステム実現の容易性が確認できた。
確率過程論とloop空間上の確率解析

ここでの研究目標は、Lie群上のloop空間を確率論的な立場から、解析的、幾何的に研究することであった。その際、確率微分方程式の解から定まるpath空間上の測度を条件つけたものがloop空間上の基本的な測度であった。まず重要となるのは確率微分方程式の定めるIto mapの研究である。ここではキャパシティの理論を用い、この写像が測度だけでなくキャパシティをも保つものであることを示した。このことはWiener空間の解析がそのままLie群の上のpath spaceに移せることを保証するものである。さらにキャパシティは条件付けに対してregularityを保つのでloop空間にまで制限することが出来る。また研究の過程でWiener空間の部分多様体上での共変微分などRiemann幾何的な概念が整理され有限次元と平行した議論が出来ることが分かってきた。それをLie群のloop空間に適応することによってRicci curvatureやWeitzenbockの公式などを得ることが出来た。これでHodge-Kodaira型の作用素を扱う準備が出来てきた。今後はスペクトルの性質の解明などを進め位相幾何との対応関係を明らかにすることが課題である。一方またスペクトルの性質を調べるためWiener空間上でOrnstein-Uhlenbeck作用素にdriftの変換をつけたものを考え、それがスペクトルギャップを持つこと及び対数ソボレフ不等式が成立することを示した。これらの事を手がかりに今後更にloop群上の解析を進めたい。他に、分担者の渡辺は分数巾ソボレフ空間の精密化を進め、Wiener汎関数の条件付き測度の下でのregularityについて研究を行った。平井は多様体上の可微分写像のなす群についてそのユニタリー表現について調べ、野村はHilbert-Jordan代数からHilbert多様体を構成し微分幾何的構造を解明している。また谷口はタイヒミューラー空間内の周期写像の研究を行った。