hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周組織再生シートを用いた歯根膜および歯槽骨の同時再生法の開発

歯槽骨欠損モデルとしてビーグル犬下顎臼歯部複根歯に実験的2級根分岐部病変と頬側歯槽骨を剥離したモデルに、骨髄より採取・培養増殖させた間葉系幹細胞(MSC)をコラーゲンスポンジに播種し欠損部に移植後、フラップした歯肉粘膜を復位・縫合した。移植後、定期的に抗生剤の投与を行ったが、移植部の感染が認められた個体が多く存在し、コラーゲンスポンジの脱落や同部位の歯肉退縮が生じ、実験群およびコントロール群(欠損部にMSCおよびコラーゲンスポンジの移植なし)の個体数が不十分となった。感染をおこさなかった実験群(n=1)とコントロール群(n=2)において、骨欠損モデル作成直後、MSCおよびコラーゲンスポンジ移植後、移植後2Wおよび4WにデンタルX線写真を撮影した。移植後2Wおよび4Wの時点で新生骨ができている様子が認められたが、コントロール群と実験群とのあいだにレントゲン上での差異は、確認できなかった。また、移植後6W後に、屠殺、還流固定を行い、実験部位の組織を採取し脱灰、パラフィン包埋後、薄切標本を作成し、組織学的に歯周組織再生を評価した。個体数が少ないために定量的な評価は行えなかったが、実験群では、コントロール群に対して、歯周組織の再生がわずかながら多いように思われた。しかしながら、定量的な評価をするためには、個体数を増やす必要があるため、今後さらなる実験および検討が必要であると考えられた。ラット頭蓋から骨膜を採取し、採取した骨膜の骨面に接する側が培養ディッシュに貼り付くようにして、培養を行った。約1Wで骨膜細胞がアウトグロースし、その後約2Wでコンフルエントに細胞は増殖した。コンフルエントの状態から、さらに培養を続けると紡錘状の細長い細胞形態から成熟した骨芽細胞に類似した形態に変化した。過去の報告では、骨膜から採取した細胞は培養中に自然と重層化すると言う報告があったが、今回の実験で用いたラット骨膜細胞ではそのような結果は見出せなかった。そのため、フィブリンゲル上で培養を行うことで骨膜細胞の重層化を計画したが、培養中にコンタミを起し、うまく培養を行うことができなかった。一方、ラットから採取した骨膜細胞が細胞培養期間により形態変化が生じることから自己のシグナル因子により細胞分化を起していることが解った。そのため、細胞培養期間の違いによる細胞の遺伝子発現レベルおよびタンパク発現レベルを解析し、歯槽骨再生においてどの段階の培養細胞を用いるのが良いかを今後検討する。また、引き続き、骨膜細胞の重層化をはかる。ラット骨膜の培養と同様に、ビーグル犬の下顎歯槽部より採取した骨膜を同様に培養し、現在培養段階にある。イヌ骨膜細胞では、培養によって自然と重層化する報告があることから、この細胞で重層化が生じるかを確認する。また、フィブリンゲル上での骨膜細胞の重層化についても引き続き検討する。今後、重層化した骨膜細胞を犬の歯槽骨欠損モデルに移植し、歯槽骨再生の検討を行う。ラット頭蓋から採取した骨膜を培養することにより、アウトグロースしてきた細胞を重層化させ骨膜由来の骨芽細胞からなる重層化細胞シートの作製およびフィブリンゲル上に骨膜由来の細胞を播種し重層化させた細胞シートの作製を試みたが、細胞を重層化させることができなかった。また、ビーグル犬の下顎歯槽部より採取した骨膜でも、同様な方法により細胞の重層化を試みたが、報告されているような重層化するという結果は見出せなかった。このため、骨膜から細胞シートを作成することを断念し、違う方法により歯槽骨の欠損部の再生する方法を検討することにした。新たな歯槽骨欠損部の再生法として骨髄より採取・培養増殖させた間葉系幹細胞をコラーゲンスポンジに播種し、歯槽骨欠損モデルに移植する方法を選択した。歯槽骨欠損モデルとしては、ビーグル犬下顎臼歯部複根歯に実験的2級根分岐部病変と頬側歯槽骨を剥離したモデルを用いた。この実験モデルは、生体による自然治癒を避けるために人工的欠損部にシリコン印象材を封入した状態で作製後2ヶ月間のヒーリング期間を設定、レントゲン写真にて自然治癒が生じていないことを確認し、このモデルが歯槽骨欠損モデルとして妥当であることを確立した。骨髄より得られる間葉系幹細胞の採取方法として、ビーグル犬腸骨稜より骨髄穿刺針を用い新鮮骨髄を約5ml採取後、間葉系幹細胞mediumにて培養い、Medium交換時に洗浄を行い余分な赤血球等を分離し、1回の継代後充分な細胞量になったところでコラーゲンスポンジに播種するために十分な量(数)の間葉系幹細胞の培養法を確立した。

移植後2Wおよび4Wの時点で新生骨ができている様子が認められたが、コントロール群と実験群とのあいだにレントゲン上での差異は、確認できなかった。また、移植後6W後に、屠殺、還流固定を行い、実験部位の組織を採取し脱灰、パラフィン包埋後、薄切標本を作成し、組織学的に歯周組織再生を評価した。個体数が少ないために定量的な評価は行えなかったが、実験群では、コントロール群に対して、歯周組織の再生がわずかながら多いように思われた。しかしながら、定量的な評価をするためには、個体数を増やす必要があるため、今後さらなる実験および検討が必要であると考えられた。
リージョナリズムへの地域構造論的アプローチに関する研究

本研究の目的は「リージョナリズム(地域主義)」の問題を地理学の立場から理論的・実証的に追求することである。これは「地域構造」の問題と深いかかわりをもち、そしてリージョナリズムの基本は行政的な「形式地域」と学問的な「実質地域」とを一致させることにある。研究地域は主として東京大都市圏周辺地域である山梨県・長野県・福島県などである。まず地域構造・リージョナリズムに関するこれまでの考え方を理論的にまとめて考察を行なったのち、それをふまえて次のような分担研究を進めた。(1)研究地域は果樹園芸の盛んな地域であり、それを全国的視野から地域的に分析して位置付けを行なった。(2)山梨県の近年の工業化、とくに中央自動車道の開通に伴う京浜地方からの機械工業の進出と新たな工業配置システムの形成を考察した。(3)地方商業中心甲府市の機能が近年郊外卸売団地の造成によって変化したことを分析した。(4)地方中心都市甲府・会津若松と周辺農村間の人口流動や産業別就業人口構造の地域的配置を明かにした。(5)首都圏を中心として東京外周部・首都圏内周部・同外周部の各地域の都市景観の変容からみた都市化傾向を比較考察した。(6)福島・長野・甲府三市の各県域の統一的・指導的中心としての地域性を特定指標によって比較考察し、ランク付けを行なった。これらの研究を通じて農業や工業の産業立地配置、物資流通、住民の就業構造と都市・農村関係、人口流動、各都市の中心地としての機能などが考察され、それらを総合することによって「地域構造」を明らかにする手がかりが得られたのである。なお昭和62年度は前年度に引き続いて研究を行ない、報告書を作成した。本研究の目的は定住圏・広域行政圏など実際の行政面における国土計画・地方計画を規定するリージョナリズムの考え方を地理学の立場から理論的に基礎付けることにある。そのためには現実の地域構造の実態を的確に把握する必要がある。事例地域として首都圏をとりまく周辺地域たる山梨県・長野県・福島県をとり、その内部にある盆地群とそれぞれ所在の地域中心都市を目標とし、さらにそれらの上位都市・下位都市との階層関係をも考慮しつつ、全体として都市-農村関係を中心とする地域構造をとらえようとするものである。中間的に明らかになったことをまとめると以下のようである。(1)農業・農村面からの考察においては事例地域は果樹園芸(ブドウ・モモ・リンゴ・ナシなど)の盛んな地域であり、これらの市場関係を通じての盛衰・増減がひいては地域構造に反映すること、兼業農家労働力の通勤流動を含む農村の生活圏が交通の発達を通じて地域中心都市へと拡大しつつあること、また労働力の転出入など人口移動は京浜地方を中心として益々増大しつつあること。(2)工業面では中央自動車道の開通を契機として、近年地場産業を主体とする地域に、先端技術産業など機械工業を中心とする近代工業の進出が顕著で、京浜→郡内→甲府盆地→諏訪盆地→松本・伊那盆地と連なる新たな工業配置システムが形成されつつあること、東北自動車道沿線地域にも同様な傾向がみられること。(3)都市・サービス産業面からの考察では新幹線・高速道路など交通施設の発達とも関連して大都市と地方都市・農村との間で住民の表面的な生活水準では大きな差異がみられなくなり、景観的に同質化・画一化が進行・拡大しつつあること、しかし各地域中心都市そのものの政治的・経済的機能や風格などの点を比較すると、それぞれの持つ条件からして格差があり、県庁都市でも必ずしも一率ではないこと。
各関節疾患における血清中、関節液中、尿中ケラタン琉酸値の測定

体液中のケラタン硫酸値をThonarらのinhibition stepを併せたELISA法を一部改変して測定した。正常健常人の血清中ケラタン硫酸値は加齢とともに有意に上昇した。疾患でみるとOA患者の血清中ケラタン硫酸値は同世代の正常健常人と有意差を認めなかった。GOAでも高値を示さなかった。変形性脊椎症の有無による血清中ケラタン硫酸値の差は認められなかった。治療としてはNSAIDSの投与によっても血清中ケラタン硫酸値は変動しなかったが、ステロイドの関節内注入にて上昇した。関節液中ケラタン硫酸値とレントゲン所見との関係では関節裂隙がやや狭小化する時期に最も高く、それ以後減少した。関節内ヘヒアルロン酸を注入することにより関節内ケラタン硫酸値は低下した。RA患者の血清中ケラタン硫酸値の結果では正常健常人に比べて高値を示すことはなかった。また、炎症症状が強いと低値になる傾向を示した。両疾患ともに関節液中ケラタン硫酸値は血清中ケラタン硫酸値に比べて有意に高値を示したが、血清中ケラタン硫酸値と関節液中ケラタン硫酸値との間に相関は認められなかった。罹患関節のレントゲン所見との比較では関節液中ケラタン硫酸値が非常に低値を示すものはTKRの対象となった。関節液中ケラタン硫酸値はOAがRAに比べて有意に高値を示した。正常関節液中のケラタン硫酸値は非常に高値を示し、OAやRAの関節液より高値であった。活動性による血清中ケラタン硫酸値を測定してみると活動性が低い寝たきりとなる疾患患者の血清中ケラタン硫酸値は低値を示した。5km走による血清中ケラタン硫酸値の変動を測定すると運動直後が最も高く、運動後に低値を示した。ラットにコラーゲン関節炎を作製し、血清中のケラタン硫酸値を測定したが、関節炎惹起ラットおよび正常ラットにも血清中にはケラタン硫酸は存在せず、炎症および組織学的検討と血清中ケラタン硫酸値との検討はできなかった。本年度は血清中ケラタン硫酸値を再現性よく測定するためその測定方法をThonarらのinhibition stepを併させたELISA法を一部改変して用いた。即ち、コンドロイチナ-ゼABCにて処理したプロテオグリカンモノマ-をプレ-トにcoatingした。inhibition stepとしては血清をPH5.3のリン酸緩衝液にて2倍より640倍まで希釈した後、Catersonが作製したケラタン硫酸に対するモノクロ-ナル抗体1/20/5ーDー4を18000倍希釈して等量加え、冷所でovernightした。翌日inhibition stepを行った検体をcoatingしたプレ-トの各well内に加え、20才以上の正常健康成人96名(年齢:22歳ー75歳(平均42.7歳)。男性64人、女性32人)の血清中ケラタン硫酸値と年齢との相関を調べると加齢とともに血清中ケラタン硫酸値は有意に上昇した(p<0.05)。これはThonarらの血清中ケラタン硫酸値と年齢変化の間に有意差はないとの報告と明らかに異なる。彼らとわれわれの結果との相違は明確ではないが、その一因として本吉らも指摘しているように正常群の定義が異なっている可能性もある。今後更に症例を増やし、正常健康人におけるそれぞれの年代における血清中ケラタン硫酸値の正常値を求める予定である。

変形性関節症については43名の血清中ケラタン硫酸値を測定したが、変形性関節症患者の血清中ケラタン硫酸値は、正常健康人と比べて有意な差を認めることはできなかった。しかし、一部の症例では明かな高値を示した。慢性関節リウマチ患者41名の血清中ケラタン硫酸値は正常健常者のケラタン硫酸値と有意差は認めなかったが、炎症が強いと血清中ケラタン硫酸値は低くなる傾向を示した。本年度も体液中のケラタン硫酸値をThonarらのinhibition stepを併せたELISA法を一部改法して測定した。今までに得られた結果は正常健常人178名の血清中ケラタン硫酸値は加齢とともに有意に上昇した(p〈0.01)。疾患でみるとOA患者80名の血清中ケラタン硫酸値は同世代の正常健常人と有意差を認めなかった。GOAでも高値を示さなかった。変形性脊椎症の有無による血清中ケラタン硫酸値の差は認められなかった。治療としてはNSAIDSの投与によっても血清中ケラタン硫酸値は変動しなかったが、ステロイドの関節内注入にて上昇した。関節液中ケラタン硫酸値とレントゲン所見との関係では関節裂隙がやや狭小化する時期に最も高く、それ以後減少した。関節内ヘヒアルロン酸を注入することにより関節内ケラタン硫酸値は低下した。RA患者80名の血清中ケラタン硫酸値の結果では正常健常人に比べて高値を示すことはなかった。また、炎症症状が強いと低値になる傾向を示した。両疾患ともに関節液中ケラタン硫酸値は血清中ケラタン硫酸値に比べて有意に高値を示したが、両者間の相関は認められなかった。罹患関節のレントゲン所見との比較では関節液中ケラタン硫酸値が非常に低値を示すものはTKRの対象となった。関節液中ケラタン硫酸値はOAがRAに比べて有意に高値を示した。活動性による血清中ケラタン硫酸値を測定してみると活動性が低い寝たきりとなる疾患患者の血清中ケラタン硫酸値は低値を示した。5km走による血清中ケラタン硫酸値の変動を測定すると運動直後が最も高く、運動後に低値を示した。体液中のケラタン硫酸値をThonarらのinhibition stepを併せたELISA法を一部改変して測定した。今までに得られた結果は正常健常人の血清中ケラタン硫酸値は加齢とともに有意に上昇した。疾患でみるとOA患者の血清中ケラタン硫酸値は同世代の正常健常人と有意差を認めなかった。関節内へヒアルロン酸を注入することにより関節内ケラタン硫酸値は低下した。RA患者の血清中ケラタン硫酸値の結果では正常健常人に比べて高値を示すことはなかった。両疾患ともに関節液中ケラタン硫酸値は血清中ケラタン硫酸値に比べて有意に高値を示したが、血清中ケラタン硫酸値と関節液中ケラタン硫酸値との間に相関は認められなかった。正常関節液中のケラタン硫酸値は非常に高値を示し、OAやRAの関節液より高値であった。ラットにコラーゲン関節炎を作製し、血清中のケラタン硫酸値を測定した。
中級レベルにおける情報活用能力測定尺度及び情報教育カリキュラムの開発に関する研究

本研究の目的は,大学生における中級レベルの情報活用能力を測定する尺度の開発と,その測定尺度を試行的に用いて,文科系学生を対象とする中級レベル情報処理演習授業の学習成果の検討を行うことであった。大学1回生60名と,2回生以上で教科「情報」の教員免許科目の履修者39名を調査対象者にして,試作された中級レベル情報活用能力測定尺度(22項目)と,小川・浅川(1991)によるコンピュータ不安尺度(CAS)を,2001年10月上旬と2002年1月下旬の計2回実施した。中級レベル情報活用能力測定尺度に関して,因子分析を行ったところ,(1)アプリケーションソフト活用能力に関する因子,(2)情報操作能力に関する因子,(3)プログラミング能力に関する因子,という3つの因子が抽出された。また,調査時期と学年別に,各項目別の完全通過率を調べた結果,通過率は1回生よりも2回生以上の方が高くなっていて熟練度の違いを反映しており,中級レベルにおける情報活用能力の差異がある程度うまくとらえられていた。調査時期での違いを比較すると,本尺度項目でとらえられる中級レベルの能力についても,学習の進展によってある程度向上が可能であることを示していた。以上のような結果より,今回作成された中級レベル情報活用能力測定尺度は,全体としては実用可能な範囲のものであることが示された。中級レベル情報活用能力測定尺度得点とコンピュータ不安得点との間には,-0.6程度の負の相関が認められ,さらにコンピュータ不安の高低別に群分けをして,調査時期,学年ごとに,同測定尺度得点を調べた結果,(1)コンピュータ不安の高い人が中級レベル情報活用能力は低い,(2)不安の高低にかかわらず,熟練度の違い(学年の違い)による情報活用能力の差が明確である,(3)10月から1月の間の学習の進展に伴って,いずれの群においても能力の向上がみられる,ということが明らかになった。
量の経験的データから学習した知識を利用する効率的な探索技術の研究

大量の経験的データから学習した知識を利用する効率的な探索技術の研究を行った.探索においては対象の知識を活用することで効率が向上することが知られている.本研究により棋譜に残された人間の判断履歴から,80万次元以上のパラメータを調整し計算機が活用可能な知識とすることが可能となった.研究成果を将棋プログラムへと応用したところ,現時点で最も強いコンピュータプログラムを作成することができた.このことは本研究の有用性を示していると考えられる.大量の経験的データから学習した知識を利用する効率的な探索技術の研究を行った.探索においては対象の知識を活用することで効率が向上することが知られている.本研究により棋譜に残された人間の判断履歴から,80万次元以上のパラメータを調整し計算機が活用可能な知識とすることが可能となった.研究成果を将棋プログラムへと応用したところ,現時点で最も強いコンピュータプログラムを作成することができた.このことは本研究の有用性を示していると考えられる.今まで知識なしで動かしていたアルゴリズムに,知識を組み込むことで効率化する研究を行なった.また,ハードウェアの進歩により扱えるデータの量が増えた利点を活用し,組み込む知識を自動的に獲得させる際に大槻模な計算を行うことで信頼性を追及した.対象としては適度に複雑でかつ成果が期待できる題材として,探索問題の一つである将棋及び囲碁のプログラムを選び,そこで用いられるアルゴリズムと知識の組み合わ方を整理し,そのような知識を自動的に獲得することを目標に研究を行なった.今年度の成果は,まず将棋において駒の関係が重要な特徴量であることを示し,統計的な手法に基づき有用な評価関数を実際に作成することに成功した.100万以上の重みを自動的に調整したことに意義がある.続いて,自動調整の手法に探索を組みあわせることでより正確な知識を得る手法について研究を行った.従来手法では数ケ月かかっていた計算をこの手法では数日で終わらせることができる.発表時点では実験の規模が十分ではなかったが,現時点ではさらに大きな規模の実験で成果が出ている.並行して,将棋の終盤や囲碁の攻め合いなどにおいて,一手勝ちを計算可能とするために,詰や必至の概念を一般化した探索の枠組の精緻化を行い,その效率化のために知識が利用であることを示した.最終に,組み込むべき知識の効果的な予測方法を開発した.具体的には,大量の棋譜から求めた評価値毎の勝率を用いることを提案し,実際に、囲碁,将棋,チェスなどで有効性を示した.この手法と前述の学習手法を組みあわせることで知識の獲得をより効果的に行うことができる.また,この手法はゲームに汎用的な方法手法であり,今後の発展が見込まれる.近年発展している効果的な探索アルゴリズムを対象に,経験的知識を活用することで,さらに効率を向上させるための手法について研究した.手順としてはまず,それぞれのアルゴリズムに対してどのような知識が有効であるかを明らかにし,続いて,そのような知識を棋譜や探索木などの大量のデータからの学習によって獲得する手法を研究した.対象となる探索問題として,適度に複雑でかつ成果が期待できる題材である,将棋と囲碁を選んだ.これらの分野はプロ棋士の棋譜という形で,分野に精通した人間の判断履歴が利用可能である点で本研究に適している.一般には,人間の知識は例外が多く,単純に組み合わせただけでは副作用が多いことが知られている.本研究では棋譜に残された人間の判断に着目し兄弟節点の比較に基づく統計的モデルを立てることでその問題に対処し,機械学習の種々の手法の応用を可能にすることができた.最終的に,獲得した知識を組み込んだプログラムが実際に探索が効率的であり,さらにゲームにおいても実際に強いことを示し,提案手法の有効性を検証した.コンピュータ将棋においては,トップレベルのプログラムに研究成果を加えることで,従来の半分程度の探索節点数で従来のプログラムに9割程度勝ち越すことができた.コンピュータ囲碁においては対局を行うまでにいたらなかったが,コンピュータ囲碁において有力なモンテカルロ木探索というアルゴリズムにおいても,提案手法が有効であることが共同研究により示された。性質がまったく異なる囲碁と将棋という二つの分野において有効性が示されたことにより,本研究は汎用的に様々な分野に応用可能であると考えられる.
証券市場における投資家行動(情報活動、戦略的行動、心理)の調査・研究

(1)行動ファイナンス・ワークショップの開催とその成果6月20日に行動ファイナンス研究の専門家を全国から集め、互いの研究報告を基にした意見の交換を行った。報告者・報告タイトル・要旨等は下記のURLに公開している。研究代表者自身も本プロジェクトで進行中の研究の概要について報告し、参加者から有益なコメントを頂戴することができた。(2)論文の執筆と報告本研究で昨年度から執筆中の論文を改定し、本年度は日本ファイナンス学会、およびLondon School of EconomicsのFinancial Market Group(以下FMG)の研究会で報告(後者英語による報告)を行った。この研究は投資情報をめぐる機関投資家間の駆け引きが投資戦略の多様性と行動の不安定性の原因となる理論的可能性を考察している。日本ファイナンス学会の報告では、討論者の高橋大志先生からコンピュータシミュレーションによる分析の可能性について有益なコメントを得ることができた。FMGの研究会では、清滝信宏先生及びJP Zigrand先生から価格の内生化についての有益な示唆を頂いた。価格の内生化の問題については、昨年度の日本経済学会で倉澤資成先生から指摘された問題であり、これに解決の方向性が見えてきた。(3)英国における心理学研究者との交流LSEのGeorge Gaskell教授は社会心理学を経済分析に応用する研究を行っており、教授の講義に参加し社会心理学における人間行動に対する考え方がいかに経済学で想定するものと異なるかについて多くのことを学ぶことができた。社会心理学における研究と経済学における研究の統合を現在模索している。これが可能となれば、両分野における知見を有効に活用し、経済現象の解明に大いに貢献できるものと期待される。本年度の研究の成果は以下の通りである。1.研究テーマに関する理論分析の結果を論文に纏め、都立大学と早稲田大学の研究会、および日本経済学会において報告した。この論文は、証券市場において、証券情報を巡る機関投資家間の駆け引きと投資家の目的関数が、運用収益の相対的パフォーマンスに依存する場合に、機関投資家間の戦略的関係が複雑になり、投資戦略の多様性を生む可能性があること。また、投資戦略の分布が循環的に変化する原因となりうることを進化ゲーム理論を応用して示した。投資家の目的関数が、相対的パフォーマンスに依存する理由として、この論文では機関投資家の心理的バイアスをあげている。この論文は、working paperとしてインターネットで以下のURLに公開している。2.英国スコットランドのグラスゴーで開催されたヨーロピアン・フィナンシャル・アソシエーションの年次大会に出席し、ヨーロッパとりわけ英国における行動ファイナンス研究の実情を調査した。大会の約70のセッションのうち、行動ファイナンスに関するセッションは4つ、市場の効率性に関するセッションも含めると5つもあり、行動ファイナンスに対するヨーロッパの研究者の関心の高さを垣間見ることができた。しかし、未だ観察されたデータに対する心理学的な解釈に留まる研究が多く、情報の問題や投資家間の戦略的関係に注目した研究は少なかった。その中で資産価格理論のセッションで報告されたデリバティブ商品の開発に関する研究は興味深いものの一つだった。デリバティブ商品の価格はそれと同じ資産を実現するポートフォリオの価値に等しくなると考えられているが、そのようなポートフォリオが簡単に作れるならばそのような商品は存在する意義が無い。この点に注目して、デリバティブ商品の価格付けの問題を再検討しようとする内容である。こうしたファイナンス理論の新しい論点を見つけることができたのは一つの収獲である。
腹膜透析の腹膜機能低下を起こす機構の解明と血管新生抑制を介した新規治療法の開発

腹膜機能低下は腹膜透析の継続を困難にし、腹膜透析患者の生命予後を悪化させる要因である。TGF-beta1-VEGF-A経路の増強とそれによる血管恒常性の破綻が腹膜機能を低下させるという仮説の元、研究を行った。本研究では、腹膜機能低下においてTGF-beta1がVEGF-A発現を増強する機構並びにVEGF-Aによる腹膜機能の低下機構を解明することを目的とした。様々な腹膜機能を持つ患者由来の腹膜透析液、腹膜組織を用いた解析。我々はこれまで様々な腹膜機能を持つ患者由来の腹膜透析液および腹膜組織について解析を行ってきた。本研究においても解析を継続した。ELISA法を用い、腹膜透析液中のTGF-beta1およびVEGF-Aの測定を行った。また、腹膜組織については主に線維化と血管新生を評価する方法として、腹膜壁肥厚(腹腔側の端から筋組織あるいは途中に脂肪組織が認められる場合は脂肪組織の腹腔側端までの距離)と血管内皮細胞の目印としてCD-31抗体を用いた組織染色を行い、その陽性血管数の計数を行った。また、得られた腹膜組織の内、表層部分からmRNAを抽出しRT-qPCR法によってVEGF-Aの遺伝子発現について評価を行った。以上より、腹膜機能が低下した群では有意に(1)腹膜透析液中のVEGF-A濃度、TGF-beta1濃度は上昇する、(2)腹膜組織中のCD-31陽性血管数は増加する、(3)腹膜組織中のVEGF-A mRNA発現は亢進している、事を明らかにした。申請者らのグループでは現在までの研究活動により、約1000の腹膜透析排液検体と約500のヒト腹膜組織検体を有しており更に臨床検体の集積を進めた。腹膜機能が低下した患者の腹膜において、TGF-beta1とVEGF-Aが共に増加すること、腹膜線維化においてTGF-beta1が直接的にVEGF-Aを誘導し血管数を増加させることは明らかにした。しかしながら、この研究成果を発展させ腹膜機能が低下した患者においてTGF-beta1がVEGF-A発現を増強する機構については研究が進んでいない。今後の研究の発展が望まれる。また、VEGF-Aによって腹膜機能低下が起こる機序の解明については2019年度に行う予定である。1.臨床検体の解析を行う。ELISA法を用いた腹膜透析排液中のTGF-beta1、VEGF-A等、血管新生に関与する成長因子の測定を行い、組織学的な所見を併せ検討を加える。2.腹膜機能低下患者の腹膜中皮細胞においてTGF-beta1によるVEGF-A発現が増強される機構を解明する。3.ラット腹膜線維症モデルを用い腹膜機能低下の原因と考えられる血管透過性亢進を評価する。VEGF-Aを阻害する因子を投与しVEGF-Aが動物モデルにおいても血管透過性亢進の原因となるか評価を行う。また、各種薬剤を投与し血管透過性を抑制する機構について評価を行う。生体顕微鏡による血行動態の観察の他に、エバンスブルーを静脈注射することによる血管透過性の評価方法も検討する。以上の研究によって、腹膜機能低下を起こす機構を解明し治療ターゲットを明らかにする。

しかしながら、この研究成果を発展させ腹膜機能が低下した患者においてTGF-beta1がVEGF-A発現を増強する機構については研究が進んでいない。今後の研究の発展が望まれる。また、VEGF-Aによって腹膜機能低下が起こる機序の解明については2019年度に行う予定である。1.臨床検体の解析を行う。ELISA法を用いた腹膜透析排液中のTGF-beta1、VEGF-A等、血管新生に関与する成長因子の測定を行い、組織学的な所見を併せ検討を加える。2.腹膜機能低下患者の腹膜中皮細胞においてTGF-beta1によるVEGF-A発現が増強される機構を解明する。3.ラット腹膜線維症モデルを用い腹膜機能低下の原因と考えられる血管透過性亢進を評価する。VEGF-Aを阻害する因子を投与しVEGF-Aが動物モデルにおいても血管透過性亢進の原因となるか評価を行う。また、各種薬剤を投与し血管透過性を抑制する機構について評価を行う。生体顕微鏡による血行動態の観察の他に、エバンスブルーを静脈注射することによる血管透過性の評価方法も検討する。以上の研究によって、腹膜機能低下を起こす機構を解明し治療ターゲットを明らかにする。
函数論に現われたMETRICの幾何学的研究

複素コークッド空間【C^n】の領域D(t)が複素助変数t(∈B)と共に、函数論的に自然に歪曲しながら、変化しているとしよう。今、各D(t)は原点0を常に含んでいると仮定しよう。このとき、D(t)の0に極をもつグリーン関数G(t,z)が、一意的に定まる。0のちかくではG(t,z)=1/(||Z||)+λ(t)+H(t,z)但し、λ(t)は定数項、H(t,z)はZの調和函数でH(t,0)=0と表わせる。このλ(t)はD(t)はロバン定数とよばれて、電磁気学での容量に対応するもので、重要な量である。我々は次の主定理を得た。これを用いて、任意の滑らかな境界を有する擬凸状領域D(⊆【C^n】)に、函数論的なケーラー計量を具体的に作った。その応用は今後の課題である。次に、【C^n】を複素多様体Mに拡張した場合に、同様の考察を行った。そして、Mのケーラー計量【dλ^2】については、同様の結果が成立することを見た。このことは大きな展望を広げたように思える。例えば、一例として、等質空間でのレビの問題(ミッシェルの定理)に新たな視点を与えた。また、【C^n】での領域のロバン定数が古典電磁気学に関係した如く、Mでの領域のロバン定数は、電磁気学を量子論的に見たときのものに関係しているのではないかと思える。新しい研究問題を提供したように思う。
重金属耐性細菌の耐性発現の分子機構と重金属含有廃水処理への応用

1.重金属耐性Pseudomonas細菌の遺伝学的解析(1)Cd(II)耐性Pseudomonas putida GAMー1の保有するCd(II)耐性プラスミドpGU100にコ-ドされているCd(II)耐性遺伝子のクロ-ニングを行なった。2mM CdCl_2存在下で増殖可能なEscherichia coli形質転換株が24%の割合が得られた。BamHI処理により安定にCd(II)耐性を示したE.coli C600(pCDR1)を得ることができた。pCDR1の分子量は約5.0kbであり、pBR322のBamHIサイトに塩基数約800bのDNAが挿入されていた。挿入DNA断片の塩基配列は挿入配列IS1に極めて高い相同性があることが判明した。(2)Cr(IV)耐性Pseudomonas ambigua Gー1が保有している7種のプラスミドを用いて、E.coli C600を形質転換したところ、Cr(VI)耐性形質転換株を3株得ることができた。いずれの株とも共通して分子サイズを7.4kbのプラスミドを保有していた。このプラスミド上における六価クロム還元酵素遺伝子の有無について確認するに至っていない。2.重金属耐性Pseudomonas細菌の重金属耐性機構(1)P.putida GAMー1のCd(II)耐性は低濃度のCd(II)によりその耐性が誘導されるが、Cd(II)耐性E.coli C600形質転換株では構成的にその耐性を発現していることを認めた。E.coli C600形質転換株はCd(II)の取込みが親株に比べかなり低くなっていた。これは、エネルギ-依存性の細胞内Cd(II)蓄積阻止機構が作動しているためと考えられた。(2)P.ambigua Gー1より六価クロム還元酵素を各種クロマトグラフィ-を用いて高度に精製した。分子量は約65、000であり、約25、000の同一サブユニットからなる二量体であることが示唆された。補酵素としてNAD(P)Hを要求し、最適温度並びに最適pHはそれぞれ60°C、8.18.6であった。化学量論的な解析及びESRスペクトルの結果から、本酵素が、Cr(V)を中間体としてCr(VI)をCr(III)にまで還元していることが明らかとなった。3.重金属含有廃水の微生物学的処理(1)P.putida GAMー1及びCd(II)耐性E.coli形質転換株とも、3.5mM Cd(II)含有人廃水に増殖した。また、P.putida GAMー1の増殖はpH5で完全に抑制されたので、低pHのCd(II)含有廃水の浄化処理を行う場合には、pHを中和する必要がある。(2)P.ambigua Gー1は150ppm Cr(VI)存在下で旺盛な増殖を示し、CR(VI)を低毒性のCr(III)にまで活発に還元した。ただし、本菌を用いて、Cr(VI)含有廃水を処理する場合は、廃水中に水素供与体として有機物を含有している必要がある。

化学量論的な解析及びESRスペクトルの結果から、本酵素が、Cr(V)を中間体としてCr(VI)をCr(III)にまで還元していることが明らかとなった。3.重金属含有廃水の微生物学的処理(1)P.putida GAMー1及びCd(II)耐性E.coli形質転換株とも、3.5mM Cd(II)含有人廃水に増殖した。また、P.putida GAMー1の増殖はpH5で完全に抑制されたので、低pHのCd(II)含有廃水の浄化処理を行う場合には、pHを中和する必要がある。(2)P.ambigua Gー1は150ppm Cr(VI)存在下で旺盛な増殖を示し、CR(VI)を低毒性のCr(III)にまで活発に還元した。ただし、本菌を用いて、Cr(VI)含有廃水を処理する場合は、廃水中に水素供与体として有機物を含有している必要がある。1.重金属耐性の遺伝学的解析(1)カドミウム耐性遺伝子のクロ-ニングについて:P.putida GAMー1の保有するカドミウム耐性プラスミドpGU100にコ-ドされているカドミウム耐性遺伝子のクロ-ニングを行なった。2mM Cd(II)存在下で増殖可能な形質転換株株として24%の割合で得られた。しかしこれらの形質転換株は植継ぎ操作により増殖不能となったが、BamHI処理により安定にカドミウム耐性を発現した株E.coliC600(pGUSー1)を得ることができた。カドミウム耐性遺伝子の全塩基配列の決定を行なっている。(2)六価クロム耐性遺伝子のクロ-ニングについて:P.ambiguaGー1が保有している7種のプラスミドを用いてE.coliC600を形質転換したところCr(VI)耐性で六価クロム還元酵素を有する形質転換株を3株得ることができた。また六価クロム還元酵素遺伝子は7.4kbのプラスミド上の7.4kbのDNA断片上に存在していた。2.重金属耐性機構(1)カドミウム耐性:P.putida GAMー1のカドミウム耐性は低濃度のCd(II)によりその耐性が誘導さるれが、E.coli形質転換株では構成的にその耐性を発現していることを認めた。E.coliC600(pGUSー1)のCd(II)の取り込みが宿主細胞に比べかなり低下していることが明らかとなった。3.重金属含有廃水の微生物処理前年度得られたカドミウム耐性形質転換株E.coli C600(pDRI)の挿入DNA断片の分子遺伝学的解析を行なった。本形質転換株の保有するpDR1の分子サイズは約5.5kbであり、pBR322のBamHIサイトに塩基数約800bpのDNAが挿入されていた。サザンブロットハイブリダイゼイションにより本挿入DNA断片がpGU100由来であることが確認された。本挿入DNA断片のサブクロ-ニングを行ない、その塩基配列の一部をジデオキシ法により決定した。この塩基配列は挿入配列IS1に極めて高い相同性があることが判明し、本カドミウム耐性形質転換株はE.coli C600のゲノムDNA中へ挿入配列が転移したことにより、何らかの原因でカドミウム耐性を獲得していることが示唆された。P.ambigua Gー1の超音波破壊無細胞抽出液より、DEー32及びAFーキレ-トトヨパ-ル、DEAEートヨパ-ル、セファデックスGー100、HPLC,DEAEー5WP、HPLC,HAー1000の各カラムクロマトグラフィ-操作を用いて標記憶還元酵素を精製した。
聴覚障害者を対象としたデザイン教育において「気付き」を誘発させるシステムの開発

創造的活動において,周囲の人間の「気付き」というのは重要な役割を持っている。その気付きについて,聴覚障害者と健聴者では傾向が異なる可能性がある。本研究では創造的活動時のコミュニケーションの度合い(主観評価,コミュニケーション時間など)について検討した。その結果,健聴群と比較して聴覚障害群の方がコミュニケーションの時間,コミュニケーションを取れた度合いについての主観評価で高い値を示した。21年度には単独レポート作成課題と合作レポート作成課題を、健聴被験者のペア、聴覚障害被験者のペア、それぞれ10組に課し、ペア内でのインタラクションの様態について分析を行った。単独レポート作成課題では、決められたテーマ(例:新型インフルエンザ、地球温暖化等)について、被験者ペアが横に並んだ状態でそれぞれ一本ずつのレポート作成課題を行った。合作レポート作成課題では、前課題同様、決められたテーマについて、2人で1本のレポート作成課題を行った。両課題とも時間は15分で、ノートPCに液晶モニタ、キーボード、マウスをつなぎ、デスクトップPCのように使えるものを各被験者に1台ずつ与えた。被験者はブラウザを用い、インターネットからの情報収集が自由に出来るようにした。レポート作成にはMac OS 10.6内蔵のノートパッドアプリケーションを用いた。被験者には日本語入力の方法、インターネット検索の方法などを実験前に詳細に指導した。また、いずれの課題においても被験者同士が口話、手話、筆談などを用いてコミュニケーションを取ること、データ交換することを許可した。なお、筆談用にメモ帳とペン、データ交換用にUSBメモリを貸与した。データの取得については、本課題を行っている様子のビデオで撮影、レポートの保存、アンケート調査を行った。アンケート調査でば、両課題についてコミュニケーションが取れた度合い、隣の被験者に影響を受けた度合い、完成度、合作課題についてのみ、自分がどの程度レポートの完成に寄与したかを100段階で評価してもらった。現状ではビデオデータについて大凡の解析を完了している。ビデオ解析の結果、聴覚障害被験者群は、健聴被験者群と比較して、インタラクションの様態が若干異なることが明らかになった。アンケート、レポートについての解析は22年度の課題である。創造的活動時のコミュニケーションの様態を探るため、単独レポート作成課題と合作レポート作成課題を聴覚障害被験者(D群)2人のペア、健聴被験者(0群)2人をペア、それぞれ10組に課し、ペア内でのインタラクションの様態についてのインタラクションの分析を行った。単独レポート作成課題(課題1)では、決められたテーマ(例:新型インフルエンザについて等)について、被験者2人が横に並んだ状態でそれぞれ一本ずつのレポート作成課題を行った。合作レポート作成課題(課題2)では、前課題同様、決められたテーマについて、2人で一本のレポート作成課題を行った。両課題とも課題時間は15分で、ノートPCに液晶モニタ、キーボード、マウスをつなぎ、デスクトップPCのように使えるものを各被験者に1台ずつ与えた。実験条件の詳細については平成21年度の報告と同様である。【課題時間中のコミュニケーション秒数】課題1:D群>O群(p<0.10),課題2:D群=O群(ns)【隣人とのコミュニケーション自己評価】課題1:D群>O群(p<0,01),課題2:D群=O群(ns)【隣人に受けた影響の度合い100段階自己評価】課題1:D群>O群(p<0.05)考察:本実験では当初の仮説が覆される結果となった。隣人とコミュニケーションを取ることが必須ではない課題1において,コミュニケーション秒数,取れた度合い,隣人に受けた影響について,健聴群と比較して聴覚障害群の方が有意に高い値を示し,聴覚によるトリガー無しでコミュニケーションが発生していることを示している。このことは本学特有の共同生活(寮生活などによる人間関係や聴覚障害者としての共同体意識)が影響している可能性がある。このような性質を、聴覚障害者を対象としたデザイン教育において「気付き」を誘発させるシステムに積極的に用いることは有効である。
肝虚血再灌流障害に対する薬理学的ポストコンディショニング法の開発と分子機序の解明

ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与によって保護効果を組織学的障害の有無とTUNELアッセイにより検討し、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬が薬理学的ポストコン作用を有することが明らかになった。PI3K-Akt活性化阻害薬wortmannin、LY294002とERK活性化阻害薬PD-98059、eNOS阻害薬L-NAMEを用いた検討ならびに免疫組織染色、ウエスタンブロット法によって、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の薬理学的ポストコン作用に虚血ポストコンと同様にPI3-Akt、ERK、eNOSが関与していることが明らかとなった。(1)肝虚血再灌流障害に対する薬理学的ポストコン法の開発:ラット肝虚血再灌流モデルを用い、虚血ポストコンならびに再灌流早期のPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬投与が肝虚血再灌流障害に与える影響について検討する。(2)分子機序の解明:RISK経路に関する検討:ラット肝虚血再灌流モデルを用い、虚血ポストコンならびに再灌流早期のPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬投与がPI3-Akt、ERKの活性化に与える影響について検討する。肝臓においては、短時間先行虚血(虚血プレコン)やPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の虚血前投与の肝虚血再灌流障害に対する保護作用は報告されているが、そのメカニズムに関する報告は少ない。また、虚血・薬理学的ポストコンに関する検討はなされていない。今回、ラット肝虚血再灌流モデルを用い、虚血ポストコンおよびPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護効果の検討とRISK経路であるPI3-Akt、ERKの関与を調べるため、以下の検討を行っている。1)肝虚血再灌流障害に対する薬理学的ポストコン法の開発現在、ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護効果を検討しており、組織標本を作製し組織学的障害の有無とTUNELアッセイによりアポトーシスの検討の結果、薬理学的ポストコン作用を有することが解ってきた。2)分子機序の解明:RISK経路に関する検討ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護メカニズムにRISK経路が関与するかを、PI3-Akt活性化阻害薬wortmannin、LY294002とERK活性化阻害薬PD-98059を用いて虚血再灌流保護作用に与える影響を検討するとともに、Akt、ERKの活性化を虚血再灌流後の肝臓をホモジナイズして、冷却遠心分離を行い、PI3-Akt、ERK、Rhoキナーゼの活性化をウエスタンブロット法により解析中である。1)肝虚血再灌流障害に対する薬理学的ポストコン法の開発現在、ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEHIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与によって、肝逸脱酵素AST、ALT、LDHの低下とアポトーシス抑制効果を有することが解明された。2)分子機序の解明:RISK経路に関する検討ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護メカ,ニズムは、PI3-Akt活性化阻害薬wortmannin、LY294002とERK活性化阻害薬PD-98059により抑制された。現在、Akt、ERKの活性化を虚血再灌流後の肝臓をホモジナイズして、冷却遠心分離を行い、PI3-Akt、ERK、Rhoキナーゼの活性化をウエスタンブロット法により解析中である。また、肝虚血再灌流障害に関与するとされているeNOSの関与を検討中である。

今回、ラット肝虚血再灌流モデルを用い、虚血ポストコンおよびPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護効果の検討とRISK経路であるPI3-Akt、ERKの関与を調べるため、以下の検討を行っている。1)肝虚血再灌流障害に対する薬理学的ポストコン法の開発現在、ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与によって、肝逸脱酵素AST、ALT、LDHの低下とアポトーシス抑制効果を有することが解明された。2)分子機序の解明:RISK経路とNOに関する検討肝臓においては、短時間先行虚血(虚血プレコン)やPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の虚血前投与の肝虚血再灌流障害に対する保護作用は報告されているが、そのメカニズムに関する報告は少ない。また、虚血・薬理学的ポストコンに関する検討はなされていない。今回、ラット肝虚血再灌流モデルを用い、虚血ポストコンおよびPDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護効果の検討とRISK経路であるPI3-Akt、ERKの関与を調べるため、以下の検討を行った。1)肝虚血再灌流障害に対する薬理学的ポストコン法の開発ラット肝虚血再灌流モデルで、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護効果を検討しており、組織標本を作製し組織学的障害の有無とTUNELアッセイによりアポトーシスの検討の結果、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬が薬理学的ポストコン作用を有することが解ってきた。2)分子機序の解明:RISK経路に関する検討ラット肝虚血再灌流モデルで、PI3-Akt活性化阻害薬wortmannin、LY294002とERK活性化阻害薬PD-98059、eNOS阻害薬L-NAMEを用いた検討ならびに免疫組織染色、ウエスタンブロット法によって、PDEIII阻害薬、Rhoキナーゼ阻害薬の再灌流時投与による保護メカニズムに虚血ポストコンと同様にPI3-Akt、ERK、eNOSが関与していることが明らかとなった。
粘弾性体を含むマルチボディシステムの効率的な解析手法の検討

本研究は、自動車のサスペンションに用いられるラバーブッシュなどの粘弾性体を対象としており、粘弾性体要素の単体でのモデル化手法と、粘弾性体を含むマルチボディシステムの効率的な解析手法を検討したものである。機械システムに用いられる粘弾性体は高い剛性を有するものが多く、安定した解析を実現することは容易ではない。本研究では、一般化Maxwellモデルによる表現された粘弾性体要素を含むマルチボディシステムを対象として、効率の良い解析手法を検討した。本研究で対象としているラバーブッシュなどの粘弾性体は、ヒステリシス特性や周波数依存性などの非線形特性を有している。また実際の機械システムにおいて、これらのラバー部品にはさまざまな方向に力の入力が生じるため、いわゆる複合入力の条件において粘弾性体の特性を把握する必要がある。平成27年度は、小型6自由度モーション装置を用いて、複合入力の条件において粘弾性体の動特性を評価する試験を行った。この6自由度モーション装置は、並進3自由度+回転3自由度の運動を実現することが可能であり、15Hz程度までの振動を忠実に再現できることが実験的に確認されている。この特性評価試験については、計画通り開発を進めることができており、今後防振ゴムを対象にさまざまな入力条件に対する特性を評価することを検討している。また、本研究ではラバー部品を含むシステムの特性を評価するにあたり、マルチボディダイナミクスを適用することを検討している。マルチボディダイナミクスの分野では、微分方程式により表される運動方程式と、部品同士の結合状態を表す代数方程式を組み合わせたさまざまな定式化手法が提案されている。マルチボディダイナミクスの数値積分のプロセスにおいては、陰解法に区分される数値積分法を利用することが望ましいが、これらの陰解法はイタレーションによる収束計算が必要である。平成27年度は、陰解法の収束計算において必要となる微分代数方程式のヤコビアン産出の過程を簡略化することにより、数値積分の際の計算時間を短縮するアルゴリズムを検討した。検討したアルゴリズムを用いて実行時間を評価した結果は良好であり、おおむね計画通りに検討を進めることができているといえる。粘弾性体の特性を評価する試験と、リアルタイム解析に向けた数値積分法の検討の両面において、おおむね計画通りに検討進めることができているといえる。粘弾性体を含むマルチボディシステムを対象としたリアルタイム解析を実現する際には、粘弾性体のモデル化手法と、数値積分法の選択が重要である。平成28年度は、小型6自由度モーション装置を用いて粘弾性体の周波数依存性を実験的に評価し、一般化Maxwellモデルによりその特性をモデリングすることを試みた。一般化Maxwellモデルは、複数のばねダンパ要素を組み合わせたものであり、粘弾性体の周波数依存性の表現に適している。一方で、粘弾性体の軸方向依存性を含めてこの周波数依存性を表現するためには、多数のパラメータを同定する必要がある。そこで本研究では、パーティクルフィルタと呼ばれる手法を用いて、これらのパラメータを自動的に同定する手法についても検討した。また、マルチボディダイナミクス解析における数値積分の手法としては、Generalized-Alpha Methodの適用を試みた。このGeneralized-Alpha Methodは、陰解法の数値積分アルゴリズムの一種であり、高い周波数の現象に対しては数値減衰を利かせて高次モードによる解析の不安定性を抑制しつつ、低い周波数の現象に対しては数値減衰を抑えて解析精度を向上する手法である。剛性の高いばね要素を含む車両モデルに対してこのGeneralized-Alpha Methodを適用し、解析のリアルタイム性を評価した。粘弾性体の特性を評価する試験とモデル化手法、およびリアルタイム解析に向けた数値積分法の検討といった点において、おおむね計画通りに検討を進めることができている。期間全体を通じて実施した研究により、ラバーブッシュのように高い剛性を持つ力学要素を含むスティッフなマルチボディシステムを対象に、リアルタイム解析に適したモデリング手法よび解析手法を実現することができた。最終年度の研究成果として、一般化Maxwellモデルによる粘弾性体のモデリング手法について、前年度より継続した検討を行った。軸方向依存性を持つ粘弾性体の試験体を3Dプリンタを用いて試作し、その特性評価試験の結果に基づいて一般化Maxwellモデルを同定することにより、一般化Maxwellモデルによるモデリング手法、およびパーティクルフィルタ法によるパラメータ自動同定が有効であることを確認した。また、粘弾性体を含むマルチボディシステムの解析手法として、Generalized-Alpha Methodの精度および安定性の評価を行った。ステアリング反力模擬装置への適用を想定し、ラバーブッシュを含むマルチボディ車両モデルを用いて、Generalized-Alpha Methodによるシミュレーションを行った。Runge-Kutta法やAdams-Bashforth法などの陽解法では、安定した解析を実現するためには数値積分のステップ幅を0.1ms程度まで小さく設定する必要があったのに対し、Generalized-Alpha Methodではステップ幅を10msに設定しても安定した解析が実現できること、またこのステップ幅の設定でリアルタイム解析を実現できることを確認した。

本研究では、一般化Maxwellモデルによる表現された粘弾性体要素を含むマルチボディシステムを対象として、効率の良い解析手法を検討した。粘弾性体のモデル化手法としては、複数のばねおよびダッシュポットモデルを組み合わせたVoigtモデルや一般化Maxwellモデル、先行すべりを考慮したLuGreモデルなどが検討されているが、リアルタイム解析を実現するに当たっては、実行速度と解析精度をバランスさせる必要がある。これらのモデリング手法を比較検討し、実行速度と解析精度がバランスする点を明らかにし、対象とするマルチボディシステムにおいて考慮できる周波数領域を明らかにする。また、解析手法や粘弾性体モデリング手法の検討結果に基づき、ドライビングシミュレータなど実際のハードウェアを対象に、粘弾性体の特性を考慮したモデリング手法を適用し、評価を行う。これまでに検討した粘弾性体のモデル化手法と数値積分法を用いて、自動車の運動をリアルタイムに解析し、解析結果を実際のハードウェアであるステアリング反力模擬装置を用いて再現することを行う。実際のハードウェアに対してリアルタイム解析を適用するということは、計測されたセンサ情報に基づく解析を実行することを意味しており、解析の安定性が重要なファクタとなる。このため、計算速度だけに着目するのではなく、解析精度と安定性についてもバランスを図る必要がある。併せて、ステアリング反力模擬装置が再現できる反力の応答性についても評価を行う。これらの検討を通し、対象とするシステムにおいて考慮できる周波数領域を明らかにする。車両運動学試験装置を開発するにあたり、当初平成27年度中にセンサなどの計測制御装置を新規に購入することを検討していたが、装置の選定にあたり、対象とする粘弾性体の特性をあらかじめ理解することが重要であると判断し、既存の計測制御装置を用いて試験体の基礎的特性を評価することにした。試験装置を開発するにあたり、平成28年度に6分力計を新規に購入することを検討していたが、計測条件を緩和して試験体に生じる荷重のレンジを見直したことにより、予備実験の際に利用していた6分力計を流用できることになった。平成27年度に実施した試験結果に基づき、平成28年度にセンサなどの計測制御装置の導入を検討する。これまでに利用していた計測システムはWindows XP上で動作していたものであり、Windows XPのサポート終了に伴い更新を行う必要が生じた。平成29年度はこの計測システムの更新を行う計画である。