hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノメートル制御された物質系の非線形光学物性に関する共同研究

本研究は、理論予測を取り入れた物質・材料設計と作製を行い、ナノ構造の物質に特有の非線形光学現象を引き出すことを目的として行われた。エコール・ポリテクニクヘの研究代表者と協力者の派遣および研究分担者の招へいによる相互交流によって、銀ナノ結晶複合材料のフェムト秒ポンプ・プローブ分光の実験・討論と半磁性半導体の試料作製を進めてきた。1)銀ナノ結晶複合材料の研究では、非線形応答の励起条件をエコール・ポリテクニクと名古屋大学とで分担した。表面プラズモン共鳴条件、バンド間励起(名古屋大学)とバンド内励起条件(エコール・ポリテクニク)の結果から、銀ナノ結晶複合材料の非線形光学応答はホットエレクトロン効果によること、非線形屈折率は負でありその応答時間は2ピコ秒であることが明らかになった。さらに、エコール・ポリテクニク側の銀ナノ結晶に関する結果としては、100fs以下の時間領域では、電子系は準熱平衡にならずフェルミ分布を示さないことがスペクトル形状からわかった。また、コヒーレントな音響フォノンの生成に伴った非線形信号の振動構造が観測され、ナノ結晶に特有のフォノン伝搬現象を見いだした。2)半磁性半導体ナノ結晶の研究では、エコール・ポリテクニクで作製したCdMnTe結晶をターゲットに用いて、レーザーアブレーション法により半磁性半導体超微粒子を作製し、直径約12nmの超微粒子を成長させることに成功した。3)半導体ナノ結晶のコヒーレント過渡現象の研究では、CuClナノ結晶の閉じ込め励起子と励起子分子との量子干渉によるビ-ト現象と励起子遷移と光学フォノンを伴った遷移との間の量子ビ-ト現象を観測した。さらに、音響型フォノンが閉じ込められることによって励起子の位相緩和の熱浴の自由度が減少するために、熱浴の記憶効果である非マルコフ的緩和が起こることを閉じ込め励起子系で初めて明らかにした。4)ハロゲン化銅ナノ結晶の光学非線形性の起源は、閉じ込め励起子の巨大振動子強度であること、サイズが大きくなると2励起子状態の寄与が重要となるが、その寄与は価電子帯構造に依存することを明らかにした。これらの研究によりナノ構造の非線形光学材料の設計指針が得られた。エコール・ポリテクニクに研究分担者(市田正夫)と研究協力者(濱中泰)を派遣し、銀ナノ結晶複合材料のフェムト秒ポンプ・プローブ分光の実験結果の討論、赤外光領域のレーザー分光装置の設計に関する打ち合わせと実験を行った。エコール・ポリテクニク側の銀ナノ結晶に関する結果としては、位相緩和は100フェムト秒以下で起きること、表面プラズモンの非共鳴な条件においても、2ピコ秒程度の応答時間をもつ非線形光学応答が現れることが分かった。また、上記打ち合わせに基づいて赤外光領域のレーザー分光光源を名古屋大学で整備し、1.6から2.6μmのフェムト秒パルス光を発生させることができ、来年度以降赤外領域のポンププローブ分光を行うことが可能になった。研究代表者が、エコール・ポリテクニクにおいて半磁性半導体の試料作製の方針及び金属ナノ結晶複合材料の実験結果に関して討論した。エコール・ポリテクニクで作製したCdMnTe結晶をターゲットに用いて、レーザーアブレーションにより半磁性半導体超微粒子を作製し、直径約12nmの超微粒子を成長させることに成功した。

研究分担者(Flytzanis教授)を名古屋大学に招へいし、金属ナノ結晶複合材料の非線形光学応答と半磁性半導体の試料作製の進捗状況について討論した。共鳴条件(名古屋大学)と非共鳴条件(エコール・ポリテクニク)の結果ら、銀ナノ結晶複合材料の非線形光学応答はホットエレクトロン効果によること、非線形屈折率は角でありその応答時間は2ピコ秒であることが明らかになった。この研究成果は、日本物理学会及び国際会議で報告される予定である。エコール・ポリテクニクに研究代表者と研究協力者(濱中泰、大村英樹)を派遣し、銀ナノ結晶複合材料のフェムト秒ポンプ・ブローブ分光の実験および結果の討論を行った。エコール・ポリテクニク側の銀ナノ結晶に関する結果としては、フェルミ面近傍のバンド内励起の条件においても、2ピコ秒程度の応答時間をもつ非線形光学応答が現れ、この非線形応答は表面プラズモンバンドの広がりとレッドシフトから成ることが分かった。100fs以下の時間領域では、電子系は準熱平衡にならずフェルミ分布を示さないことがスペクトル形状からわかった。さらに、コヒーレントな音響フォノンの生成に伴った非線形信号の振動構造が観測され、ナノ結晶に特有のフォノン伝搬現象を見いだした。これらの結果の一部およびCuBrナノ結晶の非マルコフ的位相緩和現象に関する結果をミッテルブルク(ドイツ)で聞かれた国際会議で報告した。また、研究代表者が、エコール・ポリテクニクにおいて半磁性半導体微結晶作製及び金属ナノ結晶複合材料の実験結果に関して討論した。研究分担者(Flytzanis教授)を名古屋大学に紹へいし、金属ナノ結晶複合材料の非線形光学応答と半磁性半導件の試料作製の進捗状況について討論した。表面プラズモン共鳴条件、バンド間励起(名古屋大学)とバンド内励起条件(エコール・ポリテクニク)の結果から、銀ナノ結晶複合材料の非線形光学応答はホットエレクトロン効果によること、非線形屈折率は負でありその応答時間は2ピコ秒であることが明らかになった。
超高圧錯体触媒反応の開発研究

超高圧条件下での4族メタロセン-メチルアルミノキサンを触媒とするオレフィン重合反応は、特異な圧力依存性を示すことを我々は先に報告した。即ち、2500-5000気圧において触媒活性、分子量共に極大値を与え、それより高い圧力下では活性・分子量とも減少する。これは従来の高圧有機反応には見られない挙動であり、錯体触媒反応ゆえのふるまいである。我々は、この特異な圧力依存性を説明するために、得られるポリオレフィンのポリマー末端を詳細に検討し、錯体上で起こる個々の素反応について高圧下での加速・減速効果について興味深い情報を得た。高圧条件下では、オレフィンの通常の1,2-挿入に加え、2,1-逆挿入が加速されることにより、ポリマー末端に1,2-二置換の内部オレフィンが多くなることが分かった。このことは重合活性種が2,1-挿入により二級の炭素鎖を有する、低反応性の種に変化していることを示す。これが、高圧下での真の活性種の濃度の減少を引き起こしているらしい。また、常圧と高圧での分子量の濃度依存性を検討することにより停止反応について検討したところ、二分子過程であるオレフィンへのβ-水素移動による停止反応が高圧下で加速されていることが分かった。高圧下で成長反応が促進されるにもかかわらず分子量がそれほど伸びないのは停止反応もまた加速されているからに他ならないことが明らかとなった。加えて、かさ高い置換基を持つメタロセン錯体において高圧重合の影響を検討したところ三級ブチル基を配位子上に有する錯体では高圧の効果があまり現れないことが分かり、高圧反応のリミットも明らかとなった。
極域の微小降雪量検証を目指した降雪量観測法の確立

極域の降雪量測定を目指しダイヤモンドダストなどの小さな降雪粒子に対して、(1)近年使われるようになった様々な光学式雨量計の動作特性の比較観測、(2)粒子の形状や大きさを記録するため、顕微鏡を用いた降雪粒子連続観察装置の試作および光学式雨量計との比較観測、を日本で最も寒いといわれる北海道陸別で三冬間行った。その結果、1mmより大きな降雪粒子が多く観測される場合は概ね正確な降雪量観測ができるが、0.5mm以下の小さな降雪粒子が主となる弱い降雪の場合は、降雪量の測定は難しく、測定誤差が大きいことが分かった。また降雪粒子連続観察装置の連続運転が行え、順調に降雪粒子の雪結晶写真を撮影することができた。本研究はダイヤモンドダストで代表される極域の降雪の降雪量を近年開発された個々の粒子を測定できる光学式降雪量計や降雪粒子全体の空間濃度を測定できるシーロメーターなどを用いて、正確に測定する手法の確立を目指している。そのため、以下の3項目を実施した。1)ダイヤモンドダスト作成実験:降雪粒子は様々な形状、粒径をしているので、降雪量測定時に実際に降った降雪粒子を記録する必要がある。本実験では、屋外に降る天然の氷晶の画像を自動記録する装置を作成するため、まず手始めとして実験室内で100μm程度の氷晶を連続して降らせる装置の開発を行った。実験装置は、冷却装置としてフリーザーおよび補助冷却装置を用い、高さ1.8mの円筒状の冷却筒内を-20°C程度に冷やした上で、円筒内を水蒸気で満たし、断熱膨張法によって100μmを超える氷晶を人工的に作成した。2)氷晶連続観察装置の製作:降雪量測定検証用に実際に降った降雪粒子を記録する装置を作成した。ダイヤモンドダスト作成実験で用いた円筒内下部にUSBカメラを上向きに設置し、カメラ直上のガラス板に降り落ちた氷晶の画像を連続して記録できるようにした。また、ガラス板に降り積もる氷晶が重なり合わないよう約10秒間隔でカメラの視野内をワイパーを用いて掃除する装置も合わせて作成し、降り落ちる氷晶の連続観察装置を作成した。この装置を用いて、降雪量測定時の降雪粒子の画像を記録できるようにした。3)北海道内陸部の陸別で、多種の光学式降水量計によるダイヤモンドダストの比較観測の実施:氷晶や微細降雪粒子を国内で最も寒い町として知られる北海道陸別で2種の光学式降雪量計、飛雪計、天秤式降雪量計、シーロメーターを用いて、11月から3月まで連続観測を行った。また、氷晶連続観察装置も陸別滞在中にのべ10日間動作させ、降雪粒子の形状を記録した。本研究はダイヤモンドダストで代表される極域の降雪の降水量を近年開発された光学式降水量計やシーロメーターを用いて、正確に測定する手法の確立を目指している。(1)人工ダイヤモンドダストに対する光学式降水量計の感度の検証実験:実験室内でフリーザーおよび補助冷却装置を用いて高さ1.8mの円筒状の冷却筒内をー20-35°Cに冷やし、氷晶作成実験を行った。落下した氷晶をスライドグラスで受け顕微鏡及び写真装置で観察記録した結果、粒径が100μmを超える氷晶を実験室内で作成することができた。最大粒径は294μmであった。計測器の検定は次年度以降に行う。(2)北海道内陸部で天然のダイヤモンドダストを光学式降水量計およびシーロメーターを用いた比較観測:氷晶や微細降雪粒子を国内で比較的多く観測される場所の一つである北海道中央部の陸別で降雪粒子観測を行った。降雪量を観測するため2種の光学式降水量計、飛雪計、天秤式降雪量計、また、降雪粒子の空間濃度を観測するためシーロメーターを設置し、さらに地上気温や風速を監視するため、地上気象観測装置も設置し、11月から3月まで連続観測を行った。概ね良好なデータが得られ、次年度以降に詳細な解析を行う。(3)降雪粒子の形状や粒径の検証用に地上降雪粒子連続撮影装置の製作:地上に降った降雪粒子の形状および粒径を記録するため、水平に置いたガラス板に降った降雪粒子を下から拡大して数秒間隔で撮影できる降雪粒子連続撮影装置を試作した。撮影装置として数種類のUSBカメラの露光、低温対策、収録ソフトの使いやすさなどを比較した。本研究はダイヤモンドダストで代表される極域の降雪の降水量を近年開発された個々の粒子を測定できる光学式降水量計や降雪粒子全体の空間濃度を測定できるシーロメーターなどを用いて、より正確に測定する手法の確立を目指した。(1)ダイヤモンドダスト作成

実験:降雪粒子は様々な形状、粒径をしているので、より正確な降雪量を求めるには、降雪量測定時に実際に降った粒子の形状を記録する必要がある。本実験では氷晶や雪結晶の画像を自動記録するため、まず実験室内で100μm程度の氷晶を連続して降らせる装置の開発を行った。実験装置は冷却装置としてフリーザーおよび補助冷却装置を用い、高さ1.8mの円筒状の冷却筒内をー20°C程度に冷やした上で、円筒内を水蒸気で満たし、断熱膨張法によって100μmを超える氷晶を人工的に作成した。(2)氷晶連続観察装置の製作:降雪量検証用に降雪粒子を撮影する装置を作成した。ダイヤモンドダスト作成実験で用いた円筒内下部にUSBカメラを上向きに設置しカメラ直上のガラス板に降り落ちた氷晶の画像を連続して記録できるようにした。またガラス板に降り積もる氷晶が重なり合わないように、30秒間隔でブロワーで積もった雪を吹き飛ばす装置も合わせて作成した。(3)北海道内陸部の陸別で、多種の光学式降水量計によるダイヤモンドダストの比較観測:氷晶や微細降雪粒子を国内で最も寒い町として知られる北海道陸別で、多種の光学式降水量計を用いて、11月から3月まで連続観測を行った。また、氷晶連続観察装置ものべ57日間動作させ、降雪粒子の形状を記録した。最終年である今年度は、この地上降雪粒子連続撮影装置の製作に重点を置き、光学式などの間接的な測定法で測定した降雪粒子の粒径分布や落下速度分布とそのときに降った粒子の形状を比較できるようにした。気象学、降雪物理学今年度予定していた氷晶の発生実験および氷晶の自動連続観察装置の製作など、実験室で予定していた装置の開発は順調に行えた。また、陸別での観測(光学式降水量計、飛雪計、天秤式降雪量計、シーロメーター)も順調で、現時点ではデータの詳細な解析はまだ行っていないが、降雪時を含む冬季間のデータは装置のトラブルや停電などの問題もほとんどなく、データを取得することができた。極域に多く見られるような弱い降雪強度の降雪も観測されたので、今後のデータ解析によって、このような弱い降雪の降雪強度のよりよい推定法にこの観測で得られたデータが活きると考えている。一方、検証用の降雪粒子の画像記録法として氷晶の自動連続観察装置を実際に陸別でのべ10日間ほど使用したが、まだ改良の余地が大いにあることがわかった。降雪粒子(氷晶)の空間濃度が非常に少ない場合に顕微鏡の視野内に降雪粒子が捉えられることがほとんどないことや風がわずかでもあると捕捉率が低下するなどが問題点として現れた。今後、改良して検証用の降雪粒子画像記録法を確立する必要がある。初年度は、実験室内で(1)人工氷晶の発生実験、(2)氷晶粒径測定器の検定および(3)氷晶観察装置の試作を行い、屋外観測で(4)低温型雪結晶や氷晶の降雪量観測を実施する予定であった。このうち(1)の人工氷晶発生実験は、発生装置の作成を行い、期待通りの結果を出すことができた。一方この装置を用いた(2)の人工氷晶の粒径測定測器の検定は、まだ実施できていない。次年度以降の課題である。(3)の人工氷晶観察装置の試作は、いくつかの観察用カメラを、画像の拡大率や明るさの点で比較検討することを行い観察装置に適したカメラを選定した。今後、連続観察や防寒化対策を行い屋外で用いられるよう装置の改良を行う。(4)の屋外観測は、北海道陸別において11月に観測機器を設置し3月に回収するまで1月に集中観測を行うなどおおむね順調にデータを取得することができた。今後データの解析を行う。
行政争訟制度の新たな地平――個別行政法からの提言

本研究は、個別行政法に関する最新の知見をふまえて、新たな行政争訟制度を構想し、制度改革のための具体的提言を行うことを目的としている。個別行政法分野の研究が独立・分化する中、行政争訟制度を対象として領域横断的な研究はこれまでほとんど行われてこなかった。本研究は、個別行政法分野における最新の研究成果を行政争訟制度の改革に役立てようとする、これまでにない斬新活独創的な試みであり、この点で学術的独自性と創造性を有する。さらに、本研究により、行政法総論と個別行政法の間、さらには、各個別行政法の間においても、学問的交流が活発となり、行政法学のみならず、法学全体の活性化にもつながることが期待される。
アイスランド語における動詞の自他交替の研究

本研究課題は、現代アイスランド語の自動詞と他動詞の交替を扱った研究である。主要なトピックとして、(1)形態的関連のある自動詞・他動詞の交替パターン、(2)接尾辞-stをもつ動詞の意味特性、(3)衣類の着脱表現における自動詞構文と他動詞構文、(4)天候の動詞に見られる自動詞構文と他動詞的構文、を取り上げ、記述的研究を行なった。(1) (2)は形態的関連のある動詞の自他交替に関する研究で、(3) (4)は特定の意味領域における自動詞構文と他動詞構文をめぐる研究である。本年度は現代アイスランド語の動詞の自他交替について、形態・統語的にどのようなパターンがあるかという全体の拡がりを明らかにし、またどの部分に生産性があるかに焦点を当てて研究を進めた。言語データの収集方法としては、アイスランド語文献の調査を行なうとともに、2013年9月上旬にアイスランドにおいてアイスランド語話者の協力による言語調査を行なった。アイスランド語における形態的な関連のある自動詞・他動詞の対応パターンとしては(a)自他同形A(他動詞の被動者項の格形が自動詞文で保たれない)、(b)自他同形B(他動詞の被動者項の格形が自動詞文でも保たれる)、(c)他動詞は弱変化動詞/自動詞は強変化動詞、(d)他動詞に接尾辞-naをつけて自動詞を形成、(e)他動詞に再帰代名詞由来の接尾辞-stをつけて自動詞を形成、といったものが代表的である。数の上では(e)によるものが圧倒的に多く、また、(e)のパターンの中で意味的に逆使役と考えられるものだけが生産性をもつ。一方で、接尾辞-stをもつ動詞は意味の面で再帰、相互、身体動作など、いわゆる中動相の領域に広く分布しており、その中で動詞の自他交替に中心的にかかわる逆使役の位置づけを考えた。この用法は受動的用法ともつながり、生産的な受動構文との違いについても考察した。本年度の研究成果は口頭発表1件、雑誌論文1件の形で公表した。本年度は現代アイスランド語の自動詞のうち、特殊な構文をとる天候表現を中心に研究を行なった。関連文献の調査等、国内での準備を進めた後、2014年9月上旬にアイスランドにおいてアイスランド語母語話者の協力を得て言語調査を行ない、次のようなことを明らかにした。アイスランド語の天候表現で、叙述の中心となる語の品詞に注目すると、(a)動詞による表現、(b)名詞による表現、(c)形容詞による表現、がある。天候表現では虚辞代名詞の使用が特徴的で、動詞による表現と一部の形容詞による表現では、二種類の虚辞代名詞がある(文頭位置でしか現れない中性単数代名詞と、省略不可能でありながら指示対象をもたない男性単数代名詞)のに対し、名詞による表現では中性単数代名詞のみが虚辞として使用される。「血の雨が降る」等の動詞述語による比喩表現においては、項のとり方において、与格項をとる自動詞文や他動詞文とも共通性がある。現地調査により得られたデータに基づく研究成果は論文の形でまとめ、年度末に所属大学の紀要に投稿し、掲載された。研究期間全体を通じては、まず初年度にアイスランド語において形態的関連のある自動詞・他動詞の対応パターンを6つの類型に分類し全般的な記述を行なった。次に個別のトピックに取り組み、次年度にはアイスランド語の自動詞のうち特殊な構文をとる天候表現を中心に研究を行ない、最終年度には自動詞ベースの表現と他動詞ベースの表現が交差して現れる意味領域としての衣類の着脱表現の研究に主として取り組んだ。最終年度の研究結果は次の4点に要約される。(1)アイスランド語の着衣の表現では、比較的大きい衣類を身に着ける場合、自動詞「行く」を用いて動作の主体が前置詞句で表される着点としての衣類に向かって移動するという捉え方をするパターンと、他動詞「置く」を用いて動作主体の再帰的な行為として目的語の衣類を移動させるという捉え方をするパターンの二つが共存している。(2)脱衣の表現についても、自動詞「行く」を用いて動作の主体が前置詞句で表される起点としての衣類から出て移動するという捉え方をするパターンと、他動詞「取る」を用いて動作主体の再帰的な行為として目的語の衣類を移動させるという捉え方をするパターンの二つが共存している。(3)着衣の動作の表現と脱衣の動作の表現に平行性が強く見られるのは、アイスランド語が衛星枠付け言語の性格が強いことに起因する。(4)アイスランド語で自動詞をベースにして「動作主体が衣類の中へ(または外へ)移動する」という意味構造を取ることができることに基づき、先行研究で提案されている衣類の着脱表現の型論論的観点をさらに拡張することが可能である。この研究は自動詞と他動詞の諸問題を扱った論文集である、パルデシ・桐生・ナロック(編)(2015)『有対動詞の通言語的研究』の中の一篇として出版された。(1) (2)は形態的関連のある動詞の自他

交替に関する研究で、(3) (4)は特定の意味領域における自動詞構文と他動詞構文をめぐる研究である。昨年度の実施状況報告書の「今後の研究の推進方策等」には、動詞の自他交替のパターンと逆使役をめぐる問題の研究に焦点を当てて研究を進めると述べていたが、本年度はこの点についての研究があまり進展しなかったため。人文学次年度は本研究課題の最終年度にあたることから、まずは残された問題を精査し、その解明のためにどのようなデータが必要であるかを明確にしておく。その上で、8月または9月にアイスランドにおいて二週間程度の現地調査を実施し、言語データの収集に努める。研究内容面では、自動詞表現と他動詞表現の交差する意味領域の研究を進めるとともに、動詞の形態的な自他交替の中心的位置を占める再帰接辞の有無による交替に関して、動詞ごとの構文レベルでの変異について明らかにし、研究の総括を行なう。研究成果については、学会での口頭発表、あるいは専門誌や所属機関の紀要等に論文を積極的に投稿することで公表することに努める。「研究の目的」に記した研究内容をおおむね遂行することができ、本年度の実績として、研究発表を一件行ない、論文を一本発表することができたため。本年度に収集した言語データの分析と新たな調査、およびそれに基づく文法記述の作業を進める。具体的な方策としては、日本国内とアイスランド本国における言語調査および文献の収集・調査を引き続き行い、言語データの収集に努める。研究内容面では、アイスランド語の動詞の自他交替の個々のパターンについて、その細部を明らかにしていく。特に再帰動詞と逆使役をめぐる問題に焦点を当てて研究を進める。人件費・謝金に計上していた金額の執行の必要がなかったため。日本国内での調査協力者に対する謝金として使用する予定である。
ニワトリのワクチン免疫応答への食餌性抗原による全身的経口免疫寛容の影響

家禽の経口免疫寛容については殆ど明らかにされておらず,ワクチン混入物である各種動物蛋白がワクチン本来の特異的免疫機構に対してどのように影響するのかについては全く解明されていない。また,昨今養鶏業界で使われている動物性蛋白不含飼料で飼育されたニワトリに対するワクチン混入動物蛋白の影響についても全く検討されていない。そこで,上記の問題を解明するために,1.動物性蛋白未感作のニワトリを作製して,全身性の液性免疫応答に対する経口免疫寛容が成立するのか否か,2.ニワトリにおける全身性の液性免疫応答に対するバイスタンダーサプレッションが成立するのか否か,さらに,3.全身性免疫応答が動物性蛋白に対して既感作であることが,同抗原に対するバイスタンダーサプレッションの成立にいかなる影響を与えるのか,について検討を加えた。その結果,1.ニワトリでは比較的長期にわたる抗原投与によって経口免疫寛容を誘発しうること,2.経口免疫寛容による全身性の体液性免疫応答の抑制は比較的軽度であること,3.全身性の液性免疫応答に対するバイスタンダーサプレッションは存在するが,それによる抑制は比較的軽度であること,4.動物性蛋白に対して全身性免疫応答が既感作である場合,同抗原に対するバイスタンダーサプレッションは成立せず,逆に全身性の免疫応答が亢進されることが明らかとなった。また,経口免疫の成立機序や消化管の非特異的生体防御機構に関する基礎的知見も同時に得ることができた。本研究で得られた成果の内,未公表のものについては今後さらに若干の検討を加えた上で,原著論文として逐次公表する予定である。今後,これらの成果を踏まえて,常在細菌の制御やワクチン等のより効率的な接種へ向けて研究を発展させていく予定である。家禽の経口免疫寛容機構は殆ど解明されておらず,ワクチン混入物である各種動物蛋白がワクチン本来の特異的免疫機構に対してどのように影響するのかについては全く明らかにされていなかった。また,昨今養鶏業界で使用されてきている動物蛋白不含飼料で飼育されたニワトリに対するワクチンの混入産物の影響についても全く検討されていない。そこで本年度の研究では,これらの問題の解決に向けての基礎的な知見を得るために,ニワトリにおける経口免疫寛容の成立時期を解明するとともに,経口免疫寛容に関わる免疫応答機序を免疫学的及び免疫組織学的に解明することを目的として実験し,今までに以下の成果を得た。1.ニワトリにおける経口免疫寛容の成立時期の解明(1)本実験の予備実験として,従来ニワトリ消化管におけるリンパ組織の詳細な分布が明らかにされていなかったため,これについて検討を加え,この成果の一部を公表した(Kitagawa et al.,1998)。(2)成ニワトリにおいて食餌性抗原に対する消化管免疫応答の誘発及び経口免疫寛容の誘発に成功しており,現在中ビナから初生ヒナまでの経口免疫寛容の成立の有無を明らかにしつつある。この成果は明らかになり次第,公表する予定である。2.経口免疫寛容に関わる免疫応答機序の解明(1)食餌性抗原に対する未感作ニワトリへの経口免疫の誘発機序については,経時的に実験を進めつつあり,現在までに,抗原呈示や免疫学的記憶の場所,及び特異抗体の消化管での非分泌とハーダー腺のみにおける分泌を明らかにしている。現在さらに詳細に検討を進めており,終了次第,公表する予定である。家禽の経口免疫寛容については殆ど解明されておらず,ワクチンの混入物である各種動物蛋白がワクチン本来の特異的免疫応答に対してどのような影響を与えているのかについては全く明らかにされていない。また,昨今養鶏業界で使用されている動物蛋白不願試料で飼育されたニワトリに対するワクチン混入産物の影響についても全く検討されていない。

そこで,これらの問題を解決するための基礎的知見を得るために,ウシ血清アルブミンに対して消化管免疫応答が発動されていないニワトリと既に経口感作されたニワトリに同抗原を血中投与し,これらの免疫応答機序を免疫学的及び免疫組織化学的に比較検討した結果,今までに以下の成果を得た。1.消化管免疫応答が発動される際に,その端緒を開く役割を担う瀘胞被蓋上皮のM細胞及び絨毛円柱上皮細胞の細胞動態を定量免疫組織学的に明らかにし,これを公表した(Takeuchi et al.,1998)。2.非特異的生体防御機構の一環として,粘膜上皮細胞は早い世代交代を行うが,ニワトリの消化管における瀘胞被蓋上皮のM細胞及び絨毛円柱上皮細胞の消失様式がアポトーシスによる脱落であることを明らかにするとともに,この上皮細胞のアポトーシスの発現にはCD3^+,CD8^+,TCR2^+の上皮内Tリンパ球サブポピュレーションが関与することを明らかにした。この成果についても既に公表済みである(Takeuchi et al.,1999)。3.ウシ血清アルブミンに対する経口感作が成立したニワトリと未感作のニワトリでの,同抗原に対する体液性免疫の応答機序については,抗原提示細胞の細胞動態,特異的胚中心の形成部位,特異抗体産生細胞の動態等が現在明らかになっており,すべての実験例が揃い次第,公表する予定である。家禽の経口免疫寛容については殆ど明らかにされておらず,ワクチン混入物である各種動物蛋白がワクチン本来の特異的免疫機構に対してどのように影響するのかについては全く解明されていない。また,昨今養鶏業界で使われている動物性蛋白不含飼料で飼育されたニワトリに対するワクチン混入動物蛋白の影響についても全く検討されていない。そこで,上記の問題を解明するために,1.ニワトリにおける全身性の液性免疫応答に対するバイスタンダーサプレッションが成立するのか否か,さらに,2.全身性免疫応答が動物性蛋白に対して既感作であることが,同抗原に対するバイスタンダーサプレッションの成立にいかなる影響を与えるのかについて検討を加えた。その結果,1.比較的長期にわたる抗原投与によって経口免疫寛容を誘発したニワトリでは,寛容原と異種抗原の全身性の液性免疫応答に対するバイスタンダーサプレッションは存在するが,その寛容の程度は比較的軽度であること,2.同ニワトリでは,異種蛋白に対して全身性免疫応答が既感作である場合,寛容原と異種蛋白を同時投与してもバイスタンダーサプレッションは成立せず,逆に全身性の免疫応答が亢進されることが明らかとなった。また,経口免疫の成立機序や消化管の非特異的生体防御機構に関する基礎的知見も同時に得ることができた。本研究で得られた成果の内,未公表のものについては今後さらに若干の検討を加えた上で,原著論文として逐次公表する予定である。今後これらの成果を踏まえて,常在細菌の制御やワクチン等のより効果的な接種に向けての研究を発展させていく予定である。
脂肪組織および血管壁のアンジオテンシノーゲン遺伝子発現の相互作用と血圧調節

1.アンジオテンシノーゲン遺伝子プロモーターの解析:申請者らは、CATアッセイにより培養肝細胞および培養脂肪細胞の分化に伴うアンジオテンシノーゲン遺伝子の転写活性化に重要な複数のプロモーター領域を同定した。一つは転写開始点より上流の-96-52領域(AGE2)であり、もう一つはエクソン1にオーバーラップする」-6+22領域(AGE3)であることを明らかにした。ゲルシフトアッセイおよびDNaseIフットプリント法の結果、AGE2のパリンドローム配列には、肝細胞および分化した脂肪細胞に特異的な転写調節因子が結合し、AGE3の転写開始点を含む部位には細胞非特異的で、細胞分化とも無関係な転写調節因子が結合することが判明した。また、AGE2とAGE3に結合する転写調節因子間の相互作用が細胞特異的・分化特異的なアンジオテンシノーゲン遺伝子の転写調節に重要である可能性を示した。2.転写活性化因子の単離:現在、マウスの肝臓および脂肪組織からRNAを抽出して、lambdagt11ベクターを用いてcDNAライブラリーを作製し、サウスウエスタン法による発現クローニングの実験を進めている。実験的高血圧ラットを用いる研究:申請者らは、遺伝性肥満ラット(Wistar fatty rats)の血圧が肥満とともに上昇することを見いだしたので、まずこのラットを用いた研究に着手した。この肥満ラットはヒトの肥満に伴う高血圧に見られる特徴を持っているので、高血圧の成因につき交感神経系、レニン・アンジオテンシン系、特にアンジオテンシノーゲン遺伝子発現、の面から解析中である。また、肥満ラットの研究と同時に、遺伝性高血圧ラット(SHR,Dahl-Iwaiラット)、二次性高血圧モデルラット(DOCA-食塩高血圧ラット、Goldblatt高血圧ラット)を用いる実験を現在行っている。
クロライドチャネル関連分子CLCAによる細胞増殖・接着の制御

ラットのクロライドチャネル関連分子fCLCAは、スプライシングアイソフォームtrCLCAを持つが、この分子は他の動物種のCLCA分子との関連性に乏しく、解明が進んでいない。基盤研究(C) 18592025において、trCLCAの局在について主としてin vivoでの解析を行った。本研究では、それを受けて重層扁平上皮再構築モデルや培養細胞といったin vitro系を併せて用いながら、trCLCAの機能に踏み込んだ解析を試みた。trCLCA分子のタンパクレベルでの発現をsiRNAにより抑制することにより、サイトケラチンのプロファイルに変動が起こり、その結果細胞接着、増殖にも負の影響が起こることを示した。ラットの正常粘膜および皮膚の重層扁平上皮層において、2つのCLCA subtypesの局在の検討を行ったところ、trCLCAは基底細胞層、fullCLCAはそれより上層の主として有棘細胞層にタンパク質レベルでの局在がみられた。p63の局在は、trCLCAとほぼ同様であったが、傍基底細胞層の細胞の陽性像を始め、trCLCA陽性細胞より広いpopulationの細胞に分布していた。Ki-67およびPCNAの局在は、p63陽性細胞の分布とほぼ同様であった。アポトーシス制御タンパク質であるBax、Bcl-2について、Baxは有棘細胞層の下部から基底細胞層までの範囲に局在がみられた。これに対し、Bcl-2は上皮内局在が見られなかった。再生重層扁平上皮について同様の検討を行うと、trCLCAの局在が上皮の上層に拡がり、有棘細胞層の上層に達するphaseもみられた。これに対し、正常上皮においてみられたfullCLCAの局在はほぼ完全に消失した。再生上皮におけるKi-67およびPCNA陽性細胞は、正常組織より増加したが、陽性細胞の分布は上皮下層に限局していた。p63陽性細胞の局在には、大きな変動はみられなかった。上皮層におけるBax、Bcl-2の局在は正常組織と同様であったが、再生過程にみられる炎症細胞(とくにリンパ球系)にはBcl-2の局在がみられた。CLACAの2つのsubtypesのうち、trCLCAは上皮の再生過程(増殖や分化)に深く関わっていることが示唆された。次年度は、再生とは逆に壊死・アポトーシス系での同様の分析を進めるとともに、integrins、cadherinsなど接着分子について併せて検討を行う予定である。ラットの正常口腔粘膜および皮膚の重層扁平上皮層において、2つのCLCA subtypes(trCLCA,fullCLCA)の局在について、「trCLCAは基底細胞層、fullCLCAはそれより上層の主として有棘細胞層にタンパク質レベルでの局在がみられた。p63の局在は、trCLCAとほぼ同様であったが、傍基底細胞層の細胞の陽性像を始め、trCLCA陽性細胞より広いpopulationの細胞に分布していること」を平成21年度に示した。本年度は、最長でair lift後、7日間ほど維持できるin vitroでの再構築モデルを完成させることができた。このモデルは、keratinocyteの平面的なシート状増殖→重層化→角化という重層扁平上皮の分化をほぼ忠実に再現した。これらの上皮の経時的な分化の過程は、胎生期新生児期の発生過程よりむしろ、創傷後の再生過程に類似していた。しかし、7日以後、基底細胞および傍基底細胞のviabilityが急速に衰え、分化完了後の上皮組織を長期間維持することは、まだ実現できていない。trCLCA、fullCLCA、p63の局在もin vivoの両組織とほぼ同等で、サイトケラチンのサブタイプCK10,CK14などを使ったケラチン・プロファイルも非常にin vivoの組織と近似した局在を示した。分化完了後の重層扁平上皮には、in vivo,in vitroの再構築モデルともにKi-67陽性像はほぼ皆無であったが、分化途上の再構築モデルでは、Ki-67やmitosisにより評価される細胞増殖能が比較的旺盛であった。前年度に、最長でair lift後、7日間ほど維持できるin vitroでの再構築モデルを完成させることができた。このモデルは、keratinocyteの平面的なシート状増殖→重層化→角化という重層扁平上皮の分化をほぼ忠実に再現でき、皮膚および口腔粘膜という異なる2組織において実現することができた。しかし、依然として、長期間維持することは、まだ実現できていない。この再構築モデルやもっと単純なHEK293細胞によるtrCLCA強制発現系においてsiRNAによる抑制実験を行った結果、trCLCAの発現抑制効果が得られた。さらにin vivo(ラット背部皮膚)において、siRNAによるtrCLCAの発現抑制を試みた。数種類の軟膏製剤、electrophoresis、iontophoresis、上皮下への直接注入など考えられる手段をすべて試した。

いずれの方法も抑制効果は見られるものの、抑制効果の調節(抑制の程度、範囲、抑制効果の持続時間など)を術者の思いのままにコントロールできるほど満足な効果を得ることがこれまでできていない。抑制効果の得られた重層扁平上皮組織においては、隣接する抑制効果のみられない組織あるいは陰性コントロール組織と比較して、CK10,CK14を始めとするケラチンタンパクのプロファイル、PCNAで評価した細胞活性(増殖能と正の相関がある)、接着因子の発現に変動がみられた。Δp63,p63,EGFRなど他に検討を行った重層扁平上皮の幹細胞を絞り込むために利用されているマーカーや成長因子については、顕著な差異はみられていない。
学生向けアナログ技術の知識・技術習得用支援教材の開発と試行

大学や産業界で活用されているアナログ技術がディジタル技術に席巻されている現状がある。このため学生向けアナログ技術の知識・技術修得用として、メカニカルリレーを使用したシーケンス回路により教材用として開発した。リレーの基本からモータ、リミットスイッチ等を用いて応用までを行えるように工夫した。実験用テキストは入門書と位置づけ、パーツについてはJIS規格による記号を標記し、動作説明付記し分かり易くし、シーケンスダイヤグラムを書きやすくした。各種の課題と解答も付記した。ビデオは課題の動作を視覚化するために作成し、ポイントとなるところは指差し、各課題を20秒程度に納め分かりやすく使いやすくした。試行として高大連携により昨夏の休暇において高校生に体験実験してもらった。10人のアンケートより電気の流れをパズルのようにして解くことが出来たなど、回路等が有効に活用できることが分かった。この成果をH19年度実験・実習技術研究会で発表した。今年度の3年生の電気電子工学科の学生実験において、製作した回路を活用することが決まった。
メソスコピックな量子伝導現象の基礎理論

(1)Ballistic領域での量子伝導現象に対する磁場効果の取り扱い法が提出され、コンダクタンエンスの量子化への効果が解析的に計算され、その他にも有効な応用が出来る事が指摘された(伊沢)。すなわち、既に伊沢によって導入されたコヒ-レント状態の方法を用いると、細いチャンネルの幅を決めるポテンシアルが無限に切り立った井戸型の時のコンダクタンスが計算できた。また調和ポテンシアルを用いた数値評価は、実験での跳びの位置を定性的に説明した。この方法はまた、電子波の、焦点に集まる効果や、ホ-ル効果の欠落などのballistic領域での重要な特徴を論ずるのに役立つ事が指摘された。(2)ballistic領域での回路論が展開され、二端子、多端子系の回路方程式が導かれた(伊沢)。試料と外界(これを理想化して、リザ-バ-とする)との間に存在するリ-ド線の役割が明らかにされ、電流の流れている状態のハミルトニアンが用いられたことが特徴で、リザ-バ-とリ-ド線の間についても散乱理論を適用することにより、二端子及び多端子素子の体系について導かれた回路方程式は、Buttikerの理論式とは多チャンネルの場合に異なり、新しい結果である。(3)拡散領域における端子の役割、異なる性質の試料の接合部における理論の問題点が明らかになり、特に超伝導線を持つ微細構造体のコンダクタンスのゆらぎの評価が与えられた(海老沢)。これにより位相のコヒ-レンスについての理解が深まった。
転座型白血病のDNAチップを用いた分子機構の解析

11q23転座型白血病の細胞株と新鮮検体を用いて、転座の相手による発現の相違をDNA Chipを用いて検索し、下流の標的遺伝子を探索した。t(4;11)-とt(11,19)-白血病の細胞株各5株と新鮮検体各8例からRNAを抽出し、cDNAを合成し、Affymetrix社のDNA Chip(12,000個)により発現プロファイルの解析を行った。t(4;11)とt(11,19)の発現プロファイリングは非常に類似していたが、両方を比較すると、t(4;11)のみ発現している遺伝子が10種、t(11;19)のみに発現している遺伝子が12種みられ、両方に共通して発現がみられる遺伝子がHOXA9,HOXA10等15種にみられた。これらの遺伝子の発現をreverse transcriptase(RT)-polymerare chainreaction (PCR)でチェックしたところ、ほぼアレイの発現と一致していた。MLL再構成例の共通の標的遺伝子および転座相手の相違によるMLLのキメラ遺伝子の下流の標的遺伝子の相違を探索するため、これらの遺伝子を詳細に検討している。さらに新鮮白血病各5例を集めて共通する下流遺伝子をしぼる作業を進めている。今年度はさらに乳児急性骨髄性白血病のt(X;11)(q22;q23)のXq22領域よりcDNA panhandle PCR法を用いて新規遺伝子のSEPTIN6をクローニングした。この遺伝子はこれまでのMLLの相手遺伝子CDCREL1,AF17q925と相同性がみられ、SEPTIN familyと思われた。SEPTIN6とAF17q25は、成人組織では脳を除いたほとんどの組織で強く発現していたが、胎児組織では、SEPTIN6の発現は心臓、肺、脳、肝臓では発現していたが、AF17q25は肺、脳、肝臓での発現が強かったのに対して心臓ではほとんど発現していなかった。このMLL-SEPTIN6キメラ遺伝子をもつ乳児AMLは、3例ともFAB分類M1とM2であり、従来のMLL再構成のあるM4,M5とは異なっていた。現在、SEPTIN6遺伝子をES細胞に導入し、ノックアウトマウスの作成を行っている。
NO還元酵素を範とするNO分子および小分子活性化

本研究は、自然界における窒素循環サイクルの一部である、一酸化窒素還元酵素(NOR)をとする機能モデル錯体を構築し、そのNO還元サイクルを達成する。また、この活性化様式を模倣し、小分子の活性化を行う。さらに、配位NO分子との新規カップリング反応の創出を目指す。昨年度、N-Nカップリンゲ二核錯体を用いることにより、目的とするNO還元サイクルを達成した。今年度は、これらの知見をもとに、以下の2つの新規反応系に挑戦した。1、配位NO分子との新しいカップリング反応TpRuCl_2(NO)(Tp:ハイドロトリスピラゾリルボラト)をホスフィンおよびNaBF_4存在下、Et_3Nと反応させることで、C-H結合活性化を伴ったNO配位子のN-Cカップリング反応が進行し、ニトロソエテノラト錯体が得られた。また、この反応では酸素によるアミンの酸化および加水分解反応が同時に進行していた。三級の脂肪族アミンの酸化は珍しいため、非常に興味深い。2、小分子の活性化についてNO還元サイクルを参考に、酸素架橋二核錯体に対して2当量のHBF_4と反応させて、OH_2架橋錯体を系中に発生させた。その後、一酸化炭素ガスと反応させたが、反応が進行しなかったため、亜鉛存在下で反応させたところ、ジカルボニル二核錯体が単離された。IRスペクトルにより、末端カルボニルに帰属されるバンドが観測され、またX線構造解析によりその構造を同定した。この合成法を用いることにより、他の小分子を導入できることが示された。本研究は、自然界における窒素循環サイクルの一部である一酸化窒素還元酵素(NOR)を範とする機能モデル錯体を構築し、そのNO還元サイクルを達成する。今年度は、NO還元酵素(NOR)の還元サイクルの機能を模倣した、独自の還元サイクルの達成を目的とする研究を行った。NORは、2分子のNOと2電子および2つのプロトンにより、N_2OとH_2Oへと変換している。これまで、その機能モデル錯体の合成に成功し、すでに還元反応によるN-N結合生成を再現している。残りのステップの研究を行い、NO還元サイクルを達成する。N-N結合を有する二核錯体とプロトン酸との反応を行った。その結果、ジニトロシル二核錯体とともに酸素架橋二核錯体が単離された。この反応において生成したガス成分をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、N_2O分子が検出された。このN_2O分子の脱離は、まさしくNORのNO還元サイクルで生成する分子であり、酵素の機能を再現したことになる。2脱水反応およびNOとの反応2、脱水反応およびNOとの反応得られた酸素架橋二核錯体に対して2当量のHBF_4と反応させて、OH_2架橋錯体を系中に発生させた。その後、直接NOガスと反応させることで、ジニトロシル二核錯体を単離することに成功した。これらによりNO還元サイクルが達成された。
CyARM非視覚的モダリティを用いた空間印象認識装置の研究

本研究は、センサーで獲得した空間情報を腕の向き・腕の屈伸など体の動きに働きかけて,外部の様子を非接触で直感的に利用者(主に視覚障害者)に伝達する装置(以下、CyARM)を開発した.超音波や赤外線を利用した実験装置を開発し,認知的な評価を行なった結果,物体の存在,物体までの距離,物体の厚さ(隙間)が判別できることが分かった.また,簡単な学習によって物体の形状(球体、立方体等)を8割程度判別できることも分かった.本研究は、センサーで獲得した空間情報を腕の向き・腕の屈伸など体の動きに働きかけて,外部の様子を非接触で直感的に利用者(主に視覚障害者)に伝達する装置(以下、CyARM)を開発した.超音波や赤外線を利用した実験装置を開発し,認知的な評価を行なった結果,物体の存在,物体までの距離,物体の厚さ(隙間)が判別できることが分かった.また,簡単な学習によって物体の形状(球体、立方体等)を8割程度判別できることも分かった.本研究は、視覚障害者が外界の様子を直感的に把握する装置がないことに着目し、視覚以外の感覚を用いた新しい空間属性認識装置を研究するものである。本研究グループは、空間情報(物体までの距離・方位)を抽象化した記号(音、点字)で伝えるのではなく、腕の向き・腕の屈伸などに働きかけて、外部の様子を非接触で直感的に利用者に伝達する装置(以下CyARMと呼ぶ)を開発した。本年度は特に以下の3つの観点から研究開発をおこない、国際学会などで発表を行った。1)距離感の認知的評価CyARMでは距離情報を装置と身体の間に張った糸の長さを調整して利用者に伝えるが、従来の実験機では、糸の長さは距離情報と単純な比例関係にあった。しかし、人の心理的な感覚と物理的な刺激は単純な比例関係になく、刺激のモダリティや種類によって異なることがスティーブンス等によって明らかにされている。CyARMの刺激が人間にどう認識されるのかを実験/分析し、その結果、距離感はS=0。30I^<1。33>という式に従い非線形に変化することが分かった。この成果を次期実験機の糸の制御に応用したい。2)実験機外装のユーザインタフェース現在の実験機は、機構部が露出していて一般被験者が扱うのには注意が必要である。被験者(特に全盲の被験者)が取り扱いやすい外装と身に付けるためのアダプターを4セット開発した。次年度はこれを用いて視覚障害者への実験を行いたい。3)共同注意・共同触覚複数の視覚障害者がCyARMを用いて空間にある対象物の存在を共有できるような「共同注意・共同触覚」インタフェースの基本装置の開発を行った。試作装置は、装置固有のIDをレーザ光によって送出する仕組みを持ち、同時に相手側の装置から発せられた信号を認識することができる。一方の装置が指示している対象物の近辺を他方の装置で探索すると装置が振動し両者が同じものを注視していることが分かる。本研究は,視覚障害者が外界の様子を直感的に把握する装置がないことに着目し,視覚以外の感覚を用いた新しい空間属性認識装置を研究するものである.本研究グループは、空間情報(物体までの距離・方位)を抽象化した記号(音、点字)で伝えるのではなく,腕の向き・腕の屈伸などに働きかけて,外部の様子を非接触で直感的に利用者に伝達する装置(以下CyARMと呼ぶ)を開発した.本年度は特に以下の2つの観点から研究開発をおこない,国際学会などで発表を行った.1)CyARMの性能の向上と小型軽量化フィールド実験を行いやすいように,CyARMの高性能化を行った.躯体は,手に持ちやすい形状とし,アルミフレームの形状を変更した.またこれまでの試作で小型モータのトルクが不十分であったため,トルク性能の高い縦型モータを採用し,バッテリーを持ち手部分に内蔵したプロトタイプを完成させた.2)共同注意・共同触覚複数の視覚障害者がCyARMを用いて空間にある対象物の存在を共有できるような「共同注意・共同触覚」インタフェースの基本装置の開発を行った.試作装置は,装置固有のIDを超音波またはレーザ光によって送出する仕組みを持ち,同時に相手側の装置から発せられた信号を認識することができる.一方の装置が指示している対象物の近辺を他方の装置で探索すると,装置が他者の装置が指示している部位に操作者の装置の向きを自動的に移動させることができる.これは装置の中にジャイロを用いた力覚提示の仕組みを内蔵することにより実現した(実験機:JA2-m).また,超音波による注視点検出装置の試作機(JA2-s)の開発を行った.本研究は,視覚障害者が外界の様子を直感的に把握する装置がないことに着目し,視覚以外の感覚を用いた新しい空間属性認識装置を研究するものである.本研究グループは、空間情報(物体までの距離・方位)を抽象化した記号(音、点字)で伝えるのではなく,腕の向き・腕の屈伸などに働きかけて,外部の様子を非接触で直感的に利用者に伝達する装置(以下CyARMと呼ぶ)を開発した.平成19年度は特に以下の2つの観点から研究開発をおこない,学会などで発表を行った.1)CyARMの性能の評価と次期モデルのコンセプト

立案: CyARML4を用いて形態認識性能の評価を行なった.能動的な知覚行為と受動的な知覚行為の形態認識の差をCYARML4を用いた実験により明らかにした.またモーションキャプチャシステムを用いて,探索行為と形態認識の関連をみる実験も行ない,ヒューマンインタフェース系の複数の学会に論文を投稿し採択された.2)共同注意・共同触覚:複数の視覚障害者がCyARMを用いて空間にある対象物の存在を共有できるような「共同注意・共同触覚」インタフェースの基本装置の開発を行った.昨年度は,装置固有のIDを超音波またはレーザ光によって送出する仕組みを持つ実験装置を試作したが,対象と装置が近接した場合には想定した性能が実現できるが,両者が離れると実現が困難であった.今年度は,画像処理によって注視点が検出できる試験装置を開発しこの問題を解決した.また,注視点を他者に伝える為にジャイロによって自動的に他者の装置が指示している方向に装置を移動させることができる装置(実験機:JA2-m)は,取っ手の形状などを変更し方向感覚を理解し安く改良した.3)感覚拡張(代行)装置の新しいコンセプト:CyARMで実現した人間の能動的な知覚行為を支援するユーザインタフェースは、人間の感覚を代行または拡張するために有効な手段という事が分かって来た.研究を更に深め,拡張する為に,感覚代行を支援する新しいインタラクションのコンセプトを検討した.この考えに基づき,授業と連携しいくつかのコンセプトモデルを試作し,展示会等で公開した.本研究は,視覚障害者が外界の様子を直感的に把握する装置がないことに着目し,視覚以外の感覚と人間の能動的な知覚行為を利用した新しい空間属性認識装置を研究したものである.本研究グループは、空間情報(物体までの距離・方位)を抽象記号(音、点字)として伝えるのではなく,腕の向き・腕の屈伸などに働きかけて,外部の様子を非接触で直感的に利用者に伝達する装置(以下CyARMと呼ぶ)を開発した.本年度はCyARMの性能の向上と小型軽量化を行ない,CyARMや市販の空間知覚装置を使った形状認識やその学習効果に付いて評価を行ない,成果を国際学会などで発表した.1.CyARMの形状理解能力小型軽量化したCyARM(Level4)を使って,被験者が視覚を用いずに立体形状(円柱,球,立方体,直方体)を理解できるか実験した.形状を理解する手がかりが,縁の鋭さとアスペクト比であることが分かった.また実験では,学習をしなくとも4つの形状をある程度弁別できることがわかった.2.空間知覚装置と能動的知覚行為の関係CyARMとPalmSonarを用いて,学習効果が立体形状の認識に与える効果を確認する実験を行なったところ,80%の認識できたことが確認された.3.能動的知覚行為を生かした新しい装置の提案能動的知覚行為を生かした,親しい知覚装CyARM(CyARM-Banana他)を設計し実装した.
非可換幾何学による物質のトポロジー相の解明

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。