hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「わたしたち」の起源：自己概念の拡張とその心理基盤の発達に関する多角的検討

本研究は、自己と他者とを包括する「わたしたち」という概念("We"概念)の生成および理解の発達過程を解明することで、ヒトの社会集団形成の重要な基盤となる、個と集団とを同一化する心的機構の起源に迫り、現代における人間観を構築する上で不可欠かつ新たな知見を提示した。高密度コーパスを用いたWe使用の発達様態の解明と共に、あらたに開発した行動実験パラダイムを通して「わたしたち」と発話する際の微細なニュアンス(真実/利己的/利他的)を反映してTD児が分配行動をおこなうのに対して、ASD児はそのような傾向が見られないことが明らかにした。本研究の目的は、自己と他者とを包括する「わたしたち」という概念("We"概念)の発達過程を解明することで、ヒトの社会集団形成の重要な基盤となる、個と集団とを同一化する心的機構の起源に迫り、現代における人間観を構築する上で不可欠かつ新たな知見を提示することである。「わたしたち」を意味する語彙はほぼすべての言語において日常的に観察されるが、社会集団を構成する心的要素としての"We"概念の意味は大きく、社会的存在としての個々人のアイデンティティ形成とも深く関わっている。これを可能にする心的機構をあきらかにするため、共同研究体制の下、実験発達心理学・生理的指標計測・認知発達語用論の理論と手法とを併用し、高密度母子会話コーパスデータの詳細な解析と新たに案出した複数の行動実験を組み合わせることで、"We"概念の発達機序および関与する社会的認知能力との相互作用をあきらかにし、自己・他者理解の定型/非定型発達研究と教育実践に、新たな展望を提供することを目指している。初年度は、高密度コーパスの分析に着手するとともに、「わたしは知っている」から「わたしたちは知っている」への以降に対する志向性の重要な一形態としての教示行動の発達的起源に実証的にアプローチする実験研究をおこない、成果を発表した。また、他者の曖昧な発話「これは?」に対する意図推論あ、先の教示行為と鏡の裏表を成す現象であるが、幼児期におけるこの発話解釈について、開発した新課題による実験をおこない、成果を発表した。We概念と関連の深いTheory of Mindに関わる新課題も、共同研究の一環として日仏での比較研究を行い、興味深い知見を加え発表することができた。本研究は、自己と他者とを包括する「わたしたち」という概念("We"概念)の発達過程を解明することで、ヒトの社会集団形成の重要な基盤となる、個と集団とを同一化する心的機構の起源に迫り、現代における人間観を構築する上で不可欠かつ新たな知見を提示することを目指している。本年度は、大きく3点に分けられる。■高密度コーパスからの発話データ抽出をおこなった。結果は現在解析中である。■幼児を対象とした行動実験に着手したが、当初計画のタスクでのデータ収集では十分な解釈が行えないという問題点が明らかになったため、議論の上で、実験デザインを変更した。新たな実験刺激準備をほぼ完了し、次年度改めて実施する準備を整えた。■"We"概念を検討する上で重要な、"Theory of Mind"を含むコミュニケーション理論に関する概念整理をおこない、学術書籍(共著)として刊行した。行動実験計画について、実施上の問題が発生したものの、これは"We"概念において検討すべき問題を再整理する契機ともなった。それ以外の部分については順調に進んでおり研究成果は学会等で積極的に発表し、反響を得ている。進捗状況はおおむね順調と判断している。本研究は、自己と他者とを包括する「わたしたち」という概念("We"概念)の発達過程を解明することで、ヒト社会集団形成の重要な基盤となる、集団を同一化する心的機構の起源に迫り、現代における人間観・社会観を再構築する上で不可欠かつ新たな知見を提示することを目的としている。最終年度にあたる本年度は、(1)高密度コーパスをもちいた解析を取りまとめた。論文を現在執筆中であり、近日中に投稿予定である。(2):「わたしたち」と発話する際のニュアンス(人物Aの功績に対してBが「わたしたちが」と発話する、等)について、定型発達児と自閉スペクトラム症児各40名(計80名)の対面調査を実施し、TD児は敏感に反応し、直後のA,Bへの分配行動に反映させるのに対し、ASD児ではそのような傾向が見られないという新たな知見を得た。現在論文を執筆中である。また、自他融合的な視点である"We"概念と対置して検討せねばならない、他者への共感的な「気遣い」の発達的起源についても新たな知見を得た。一方の行為に他方が「気づいていない」場面を0ー1才児に提示すると、1歳半の時点で、その行為の直後に「気づいていない」他方への注意シフトが見られることをあきらかにし、学術論文として発表した。この成果は新聞・TV等でも報道され、保育・育児現場への基礎研究からのアウトリーチとしても、社会的貢献を果たした。また、"We"概念を理論的に位置づける上で重要な「こころの理論」概念についても、研究代表者の翻訳書「ギャバガイ!」解説(近刊)において、歴史的背景を含めて取りまとめた上で検討し、論考としてのアウトプットもおこなうめどがついた。

本研究は、自己と他者とを包括する「わたしたち」という概念("We"概念)の生成および理解の発達過程を解明することで、ヒトの社会集団形成の重要な基盤となる、個と集団とを同一化する心的機構の起源に迫り、現代における人間観を構築する上で不可欠かつ新たな知見を提示した。高密度コーパスを用いたWe使用の発達様態の解明と共に、あらたに開発した行動実験パラダイムを通して「わたしたち」と発話する際の微細なニュアンス(真実/利己的/利他的)を反映してTD児が分配行動をおこなうのに対して、ASD児はそのような傾向が見られないことが明らかにした。概ね順調であるが、コーパス分析を詳細におこなう上での効率的な進め方について、いましばらく調整の時間が必要である。■高密度コーパスについては解析を終え次第英語論文投稿の準備に入る。■行動実験については、出力としては同一の"We"使用をおこなっているが、背景となる事実は「自分の成果を他者と分配する、利他的なWe」「他者の成果に"ただ乗り"する、利己的なWe」「事実に即した正直なWe」と三通りが存在する場合、発話したエージェントに選好が見られるかについて、2-4歳を中心とした年齢群で検討を行う。■理論的な概念整理についても引き続きおこなう。28年度が最終年度であるため、記入しない。比較発達心理学初年度にあらたに蓄積したノウハウを活用しつつ、引き続き課題を推進する。分析手法の精緻化については、当該分野の専門家の助言を得られる体制を整えた。孟憲巍・橋彌和秀(2016):「教え」、「気遣う」赤ちゃんー1歳半児は相手の知識や注意状態を踏まえてコミュニケーションする.Academist Journal.(研究コラム)
ロシア所蔵資料の実見調査に基づく西夏文字草書体の体系的研究

荒川(主に仏典担当)・佐藤(主に官文書担当)・小野(主に法律文書担当)は、ロシア科学アカデミー東洋文献研究所所蔵、西夏文字草書体各種資料に関する実見調査と研究を行った。また荒川は敦煌石窟に書かれた草書体西夏文題記なども調査した。各メンバーは各種草書体文献の歴史学的・言語学的研究を発表した。西夏文字草書体字典の雛型を含むいくつかの論文を、研究成果報告書「ロシア所蔵資料の実見調査に基づく西夏文字草書体の体系的研究」にまとめ、これを2016年3月に刊行した。将来的には本研究の成果を活かし、西夏研究に資する字典・資料集の公刊に努めたい。初年度の主な課題としていた、西夏文字草書体資料の実見調査と基本資料の作成を開始した。荒川・佐藤貴保(研究分担者:新潟大学)は、種類・分量共に草書体資料の充実した、ロシア科学アカデミー東洋文献研究所(ロシア、サンクト・ペテルブルク市)にて、所蔵資料に関する実見調査を行った。荒川は主に仏典(一部の仏典は楷書体刊本・草書体写本ともに残る)を対象とした調査を行った。先行研究で楷書体データの存在する仏典(『華厳経』など)の、草書体写本の版を調査し、楷書体・草書体の仏教術語・訳語の比較を行った。佐藤・冨田(小野)裕子(研究協力者:岡山理科大学附属中学校教諭)は、法令集の調査・研究を行った。法令集『天盛禁令』、『亥年新法』、『法則』などの条文を比較することによって、法令・行政・軍事関連の西夏文字の「くずし方」を検討した。冨田はデータベース用の見出し文字を選定し、荒川は学生を雇用して文字のスキャン、電子データ化に着手した。国外の研究機関において、西夏文字草書体資料の実見調査を行い、基本資料の作成を継続している。荒川・佐藤貴保(研究分担者:盛岡大学)は、種類・分量共に草書体資料の充実した、ロシア科学アカデミー東洋文献研究所(ロシア、サンクト・ペテルブルク市)にて、所蔵資料に関する実見調査を行った。また、敦煌石窟に書かれた草書体題記なども調査し、比較検討を行っている。また、特に仏典「大般若波羅蜜多経」の奥書に見られる、西夏人発願者名など、判読しにくい草書体資料を精査した。佐藤・冨田(小野)裕子(研究協力者:岡山理科大学附属中学校教諭)は、草書体で書かれた法令集の調査・研究を継続している。冨田はデータベース用の見出し文字を引き続き選定し、荒川は学生を雇用して文字のスキャン、電子データ化を進めている。佐藤・冨田は一部解読の成果を論文化した。国外の研究機関において、西夏文字草書体資料の実見調査を行い、研究成果報告書「ロシア所蔵資料の実見調査に基づく西夏文字草書体の体系的研究」にまとめ、これを年度内に刊行した(2016.3.3)。また、敦煌石窟に書かれた草書体題記なども調査した。研究成果報告書に掲載した、「河西地域石窟の西夏文題記に関する覚書(4)」「西夏の「砲」設計図について」「2014年における『文字鏡』西夏文字フォントの修正と追加について」は、一連の研究と関連分野の成果である。佐藤・冨田(小野)裕子(研究協力者:岡山理科大学附属中学校)は、草書体で書かれた法令集の調査・研究を行った。研究成果報告書、佐藤「西夏文草書体官文書の解読に向けてー法令集を用いた崩し字用例の収集と分析ー」は、官文書の多くに使われている草書体の西夏文の解読が進んでいないことを指摘し、軍事や行政に関わる術語や定型句が草書体でどのように書かれるかの用例を求めた。研究成果報告書、小野「西夏語草書体文献『亥年新法』巻四の条文解読・復元ー第七条第十条ー」は、法律文書中の草書文献『亥年新法』を扱い、難解な判読と翻訳作業を、数種の文献の文字を比較対照することで可能にした。本科研でのこうした研究活動によって、西夏の歴史、言語、文字、仏教などの研究に一定の貢献をなす成果が得られたものの、草書体西夏文字のヴァリエーションは当初の想定を超える多様性を見せたため、草書体資料の作成は限定的なものに留まった。荒川(主に仏典担当)・佐藤(主に官文書担当)

・小野(主に法律文書担当)は、ロシア科学アカデミー東洋文献研究所所蔵、西夏文字草書体各種資料に関する実見調査と研究を行った。また荒川は敦煌石窟に書かれた草書体西夏文題記なども調査した。各メンバーは各種草書体文献の歴史学的・言語学的研究を発表した。西夏文字草書体字典の雛型を含むいくつかの論文を、研究成果報告書「ロシア所蔵資料の実見調査に基づく西夏文字草書体の体系的研究」にまとめ、これを2016年3月に刊行した。将来的には本研究の成果を活かし、西夏研究に資する字典・資料集の公刊に努めたい。ロシアでの実見調査、基本方針の策定、基礎データの収集と電子化の試行など、おおむね当初の計画通り進展しているため。言語学初年度・次年度同様、ロシア科学アカデミー東洋文献研究所(ロシア、サンクト・ペテルブルク市)に短期間渡航し、西夏文草書体の実見調査を行う。また集積したデータ(くずし字の例)の入力と整理を継続して行い成果報告書にまとめる。研究成果も適宜発表、論文化する。なお、現時点では大きな研究計画の変更はない。補助事業者(盛岡大学・佐藤貴保)のロシア渡航調査、約一回分の旅費として使用する予定であったが、補助事業者自身の研究費に余裕があり渡航が可能だった。また当人の本務の事由により、当該年度のロシア渡航回数を増やすことができなかった。初年度同様、ロシア科学アカデミー東洋文献研究所(ロシア、サンクト・ペテルブルク市)に短期間渡航し、西夏文草書体の実見調査を行う。また初年度集積したデータ(くずし字の例)の入力と整理を継続して行う。調査スケジュールを調整し、2015年度に、補助事業者(盛岡大学・佐藤貴保)のロシア渡航調査、約一回分の旅費として使用する。
マクロファージのフェノタイプを制御する環状スルフィド化合物による新規ガン治療戦略

近年、マクロファージ活性化機構には、古典的活性化経路(M1)とオルタナティブ活性化経路(M2)が存在する。このマクロファージの活性化の違いは様々な疾患の病態形成や消長と深く関連するため、ガンではマクロファージの活性化状態をM2からM1に転換できればガンの予防や治療への応用が可能であると考えられている。本年度はマクロファージの活性化状態をM2からM1に制御する天然化合物であるOnionin AおよびGarlicnin Cの類似化合物(環状スルフィド化合物)であるSL-23およびSL-47の腫瘍移植モデルマウス(肉腫移植および卵巣癌移植モデル)における既存の抗腫瘍療法(シスプラチン投与)との併用効果を検討した。その結果、併用群ではSL-23およびSL-47単独群やシスプラチン単独群と比較して肉腫ならびに卵巣癌の進展を抑制し生存期間の延長が認められた。また、得られた腫瘍組織を用いて免疫染色を行ったところ、腫瘍組織中のpSTAT3陽性細胞数や腫瘍の活性化状態を表すki-67陽性細胞数は化合物投与(単独・併用)により有意に減少した。さらに、腫瘍内に浸潤するCD8陽性細胞数は化合物投与(単独・併用)により増加する傾向が認められたことから、これら化合物は腫瘍内微小環境において腫瘍免疫を活性させていることも示唆された。本結果については、in vitroのマクロファージ活性化制御作用の結果も含めて研究論文執筆中である。また、MC38移植モデルマウスにおけるSL-23およびSL-47の免疫チェックポイント阻害剤である抗PD-1抗体との併用効果についても評価したところ有効性が認められる結果が得られた。ゆえに、環状スルフィド化合物はマクロファージ活性化制御を介した間接的なメカニズムをもつ抗ガン剤として応用できる可能性が強く示唆された。近年、マクロファージ(Mac)の活性化機構には、古典的活性化経路(M1)とオルタナティブ活性化経路(M2)が存在することが知られている。このMacの活性化の違いは様々な疾患の病態形成や病態の消長と深く関連するため、Macの活性化制御が疾病の予防や治療に有効であると考えられている。ガンではMacをM2MacからM1Macに転換できればガンの予防や治療への応用が期待できる。本年度はMacの活性化状態をM2からM1に制御する天然化合物であるOnionin A(ONA)およびGarlicnin C(GNC)のin vivoにおける効果を詳細に検討した。まず、GNCに関しては、高肺転移株であるLM8肉腫細胞を皮下移植したC3H/Heマウスに、週に2回の頻度でGNCを経口投与し3週後に評価した。その結果、GNC投与群では有意に皮下腫瘍重量が減少し、腫瘍の肺転移も有意に抑制された。また、免疫組織学的解析から、GNC投与により皮下腫瘍内のpSTAT3陽性細胞数の減少が認められたことから、in vivoにおいてもSTAT3の活性化を抑制することが示唆された。また、ONAに関しては、すでに肉腫細胞移植モデルにおける有効性は明らかにしていたため、本年度は卵巣癌移植モデルでの効果と既知抗ガン剤(シスプラチン)との併用効果を検討した。その結果、ONA投与群では卵巣癌の進展を抑制し生存期間の延長も認められた。さらに、シスプラチンとの併用効果も認められた。また、GNCやONA投与群では腫瘍内のCD4およびCD8陽性T細胞数が増加したことから、Mac以外の免疫関連細胞にも作用することで抗腫瘍免疫を活性化していることが示唆されたため解析を行ったところ、ミエロイド由来免疫抑制細胞(MDSC)の活性化も抑制することで腫瘍免疫を賦活化していることが明らかとなった。本年度の実験計画における大きな目標としては、Garlicnin C(GNC)のリンパ球やミエロイド由来免疫抑制細胞(MDSC)に対する作用とOnionin A(ONA)の既知抗ガン剤(シスプラチン)との併用効果を評価することであった。本計画の進展度としては、GNCの骨肉腫移植モデルマウスへの投与により皮下腫瘍の進展の有意な抑制が認められたと共に、投与群ではMacの活性化制御のみならず、MDSCの活性化を抑制することで、ガンにおける抗腫瘍免疫(T細胞の活性化)の低下を抑制していることを明らかにした。さらに、in vivoモデル(卵巣癌移植モデル、肉腫移植モデル)を用いたマウス実験にて、ONAとシスプラチンとの併用効果を検討したところ、ONAならびにシスプラチン単独と比較して有意な腫瘍サイズの減少ならびに生存期間の延長が認められた。これらONAの実験結果に関しては学術論文にて報告した。さらに、ONAやGNCをリード化合物として、より効果の強い候補化合物を同定する目的で、ONAおよびGNCの基本骨格である環状スルフィド構造を有する様々な誘導体の合成および収集を行い、現在のところ試験サンプルとして30種類のONA類似化合物の準備を行った。ゆえに、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。近年、マクロファージ(Mac)の活性化機構には、古典的活性化経路(M1)とオルタナティブ活性化経路(M2)が存在する。このMacの活性化の違いは様々な疾患の病態形成や消長と深く関連するため、ガンではMacの活性化状態をM2からM1に転換できればガンの予防や治療への応用できると考えられている。本年度はMacの活性化状態をM2からM1に制御する天然化合物であるOnionin A(ONA)およびGarlicnin C(GNC)の類似化合物(環状スルフィド化合物)60種のin vitroならびにin vivoにおける効果を検討した。

まず、Macにおけるin vitroの評価として、M2マーカーであるCD163の発現にならびにM1/M2サイトカインの分泌に対する作用を検討した。その結果、60種の化合物のうち5種の化合物(SL14, SL20, SL23 SL31, SL47)がCD163の発現をならびにIL-10(M2マーカー)の分泌を顕著に抑制し、ILー12(M1マーカー)の分泌を増加させた。また、これら化合物はMacとガン細胞との共培養実験においてもMacの活性化を制御することでガン細胞の増殖を抑制した。さらに、肉腫LM8移植モデルマウスを用いて評価した結果、SL23およびSL47投与群では有意に皮下腫瘍重量が減少し、腫瘍の肺転移も有意に抑制された。また、ONAに関しては、すでに肉腫細胞移植モデルならびに卵巣癌移植モデルにおける有効性は明らかにしていたため、本年度は卵巣癌移植モデルでの既存の抗腫瘍療法(抗PD-1抗体)との併用効果を検討した。その結果、併用群ではONA単独群や抗PD-1抗体単独群と比較して卵巣癌の進展を抑制し生存期間の延長も認められた。ゆえに、環状スルフィド化合物はMac活性化制御を介した間接的なメカニズムをもつ抗ガン剤として応用できる可能性が強く示唆された。本年度の実験計画における大きな目標としては、Onionin A(ONA)およびGarlicnin C(GNC)の類似化合物(環状スルフィド化合物)60種のin vitroならびにin vivoにおける効果の検討とOnionin A(ONA)の既存の抗腫瘍療法(リツキシマブや抗PD-1抗体)との併用効果を評価することであった。本計画の進展度としては、60種の環状スルフィド化合物の中から、M2マーカーであるCD163の発現にならびにM1/M2サイトカインの分泌を指標として、5種の環状スルフィド化合物(SL14, SL20, SL23 SL31, SL47)が顕著なマクロファージ活性化制御作用(M2→M1)を有することが明らかとした。さらに、同定した5種の化合物を高肺転移株であるマウス肉腫LM8の移植モデルマウスに投与したところ、SL23およびSL47の2種の化合物に顕著な皮下腫瘍の進展および肺転移の抑制効果が認められた。本結果については、学術論文を執筆中であり報告予定である。また、卵巣癌移植モデルを用いたマウス実験にて、ONAと既存の抗腫瘍療法(抗PD-1抗体)との併用効果を検討したところ、ONAならびに抗PD-1抗体単独と比較して有意な腫瘍サイズの減少ならびに生存期間の延長が認められた。今後、環状スルフィド構造をもつONA類似化合物として、顕著な腫瘍増殖抑制効果が認められたSL23およびSL47よりもさらに効果の強い候補化合物を同定する目的で、SL23およびSL47の環状スルフィド構造を基本骨格とした新たな誘導体の合成および収集を行っている。ゆえに、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。近年、マクロファージ活性化機構には、古典的活性化経路(M1)とオルタナティブ活性化経路(M2)が存在する。
無線センサネットワークで切り拓くリアルタイムレスポンスアナライザーの創製

リアルタイムレスポンアナライザ(以後RAと呼ぶ)は学生個人ごとの理解度を把握するために有効である。RAの構成は学習者が回答を送信するための子機と、子機からの回答を分析集計する親機より構成される。実際に実時間分析を可能とするRAは何種類か市販されている。しかしながら、電圧などのような実験データを直接入力可能な機種は見当たらないようであることから、実験データを取り入れた授業へのRAの導入は容易ではない。そこで筆者は、数値入力モードとアナログ入力モードを備えた無線通信方式RAのプロトタイプを試作し、評価した。その結果、試作段階で目標とした機能がすべて動作することを実験的に確認できた。レスポンスアナライザは学習者個々の理解度を把握しながら授業を進める上で極めて有用であるが、有線方式の場合、配線制約から使用される教室が制限されることが解決すべき課題である。そこで、本研究では、無線センサネットワークに着目したレスポンスアナライザを試作し、その実用可能性について実験的に評価を行うことにし、見通し距離で数十mの無線通信を可能とするZigBee方式の無線モジュールを用い、クラス定員40名程度の一般教室におけるデータ収集については十分通信可能であることを、1台の親機と数台の子機によるプロトタイプを試作・開発し、実験的に確認した。25年度は、先ず、親機に備える機能について検討し、1クラス40名程度を想定し、SP分析を主とする授業分析機能を備えたシステムを試作・開発した。子機からのデータ収集のために親機には1個のZigBeeモジュールをUSB接続したウインドウズパソコンを用い、その機能として、子機からのデータ収集と、学習支援や授業分析に有用なデータ分析・表示をリアルタイムで行う機能を実現した。また、システムの改良や機能拡張などを容易にするため、親機の機能についてはすべてExcel_VBAにより実現した。子機には、多肢選択式の回答機能だけにとどまらず、実験データを直接収集可能とすることについて検討した。温度や圧力などの物理量を電流や電圧などの電気量に変換することができれば、現段階で試作した子機を用いて物理量を取得可能になる。これを実現するための1つの方法としてアナログ入力ディジタル出力機能を備えたマルチメータを用いればよいことを確認できた。また、子機の量産容易性について検討した結果、Arduinoマイコンとシールドを組み合わせることで実現できることを実験により確認できた。また、学習者個々の実験データそのものを収集分析する機能を備えた例は見当たらない。そこで、本研究では、無線センサネットワークに着目し、実験データの収集分析機能を有するレスポンスアナライザを試作し、その実用可能性について実験的に評価を行うことにした。24年度には、見通し距離で数十mの無線通信を可能とするZigBee方式の無線モジュールを用い、クラス定員40名程度の一般教室におけるデータ収集については十分通信可能であることを実験的に確認した。さらに、数台の無線モジュールを用いた小規模無線ネットワークシステムの立上げと通信品質の改善についても実験的に評価し、これらの成果については関係学会で報告した。25年度以降は、1クラス40名程度を想定し、SP分析を主とする授業分析機能を備えたシステムを立上げ、実際の運用環境において、更に評価を重ねたい。親機には1個のZigBeeモジュールをUSB接続したウインドウズパソコンを用い、その機能として、子機からのデータ収集と、学習支援や授業分析に有用なデータ分析・表示をリアルタイムで行う機能の実現を目指す。また、システムの改良や機能拡張などを容易にするため、親機の機能についてはすべてExcel_VBAにより実現する。子機には、多肢選択式の回答機能だけにとどまらず、実験データを直接収集可能とする機能を備える。また、現在まで試作を繰り返しているプロトタイプの試作結果を踏まえ、量産を容易にするためのマイコン選択についても検討を加える。そこで、本研究では、無線センサネットワークに着目したレスポンスアナライザを試作し、その実用可能性について実験的に評価を行うことにした。24年度は、見通し距離で数十mの無線通信を可能とするZigBee方式の無線モジュールを用い、クラス定員40名程度の一般教室におけるデータ収集については十分通信可能であることを実験的に確認した。さらに、数台の無線モジュールを用いた小規模無線ネットワークシステムの立上げと通信品質の改善についても実験的に評価し、その成果については関係学会で報告した。25年度は、1クラス40名程度を想定し、SP分析を主とする授業分析機能を備えたシステムを立上げ、実際の運用環境において、更に評価を重ねた。

親機には1個のZigBeeモジュールをUSB接続したウインドウズパソコンを用い、その機能として、子機からのデータ収集と、学習支援や授業分析に有用なデータ分析・表示をリアルタイムで行う機能をい実現し、また、システムの改良や機能拡張などを容易にするため、親機の機能についてはすべてExcel_VBAにより実現した。26年度は、子機に多肢選択式の回答機能だけにとどまらず、実験データを直接収集可能とする機能を付加した。また、量産を容易にするため、Arduinoマイコンに変更した。以上のように、無線ネットワークとArduinoマイコンによる子機、Excelによる親機の機能を実現することにより、レスポンスアナライザシステムを構成できた。今後は、このプロトタイプの応用研究として、創造性涵養教育などの新しい教育方法の開発が重要になる教育工学的手法に基づく達成度評価と専門導入教育への実践無線方式の選択に当たり、実験室環境で使用可能な代表的無線方式であるWiFi、Bluetooth、ZigBeeの中から、レスポンスアナライザ試作に必要な電源電圧や接続可能な端末数などの条件に基づき、ZigBee方式のモジュールを用いることとした。得られた成果は以下のとおりである。1、多肢選択方式回答機能を備えた子機のプロトタイプ試作についてはArduinoマイクロコンピュータをベースとした。学生の使いやすさを考慮して、多肢選択方式における解答番号の入力・表示機能や、解答訂正機能、データを転送できたことを知らせる機能を実現した。2、親機のプロトタイプには、子機からのデータ収集・表示機能を備えることとし、表計算ソフト用プログラミング言語であるExcelVBAを用いて実現した。この言語を用いることで、機能の拡張性を大幅に向上できた。3、レスポンスアナライザにおける必須条件は、子機・親機間の安定したデータ収集である。データ収集の信頼度は通信方式に左右されがちである。そこで、データ通信の信頼度を実験的に評価するため、子機が生成する解答データの構成を{データの先頭を示す符号、子機の識別番号、解答選択番号、データの末尾を示す符号}とし、親機が各子機を順番にアクセスするポーリング方式で、データを収集後、未収拾の子機を再度アクセスする方式とした結果、ほぼ100%に近いデータを収集することができた。4、量産体制に向けた子機のハードウェア構成方法を見直し、Arduinoマイコンを用いることにした。また、アナログデータ収集機能の実現は、ディジタル出力機能を備えたマルチメータの出力を子機に入力することで実現可能である見通しを得た。無線方式の選択に当たり、実験室環境で使用可能な代表的無線方式であるWiFi、Bluetooth、ZigBeeの中から、レスポンスアナライザ試作に必要な電源電圧や接続可能な端末数などの条件に基づき、ZigBee方式のモジュールを用いることとした。
死後剖検脳を用いた分裂病候補遺伝子の探索

平成12年度平成14年度の当該研究において、統合失調症の病態に関連すると考えられる神経情報伝達の変化についていくつかの知見を得た。さらに死後剖検脳を用いて、統合失調症の候補遺伝子を探索した。以下に当該研究結果と関連研究結果について概略する。1)統合失調症のモデル動物であるメタンフェタミン投与ラットの脳において、NMDA受容体の下流域にある主要酵素カルシニューリンとその基質のリン酸化DARPP-32に変化があることを見出した。その結果は欧文雑誌SYNAPSE誌上にて報告した。2)死後剖検脳を用いて統合失調症患者の上側頭回に神経生化学的に左右差が存在することを明らかにし、これまでの諸外国の報告と併せて上にて検討した。3)NMDA受容体2BサブユニットのC-末端に遺伝子多型を見出し、統合失調症と正常対照群間で関連研究を行った。しかしながら統合失調症と有意な関連は認めなかった。4)Differential display法を用い、統合失調症の動物モデルであるフェンシクリジン投与ラット脳において特異的に変化するmRNAの同定に成功した。その遺伝子の翻訳産物はNMDA受容体の下流域にある蛋白であり、統合失調症脳においても同様の変化を示していることを明らかにした。その知見はNeuropsycopharmacologyに投稿中である。5)統合失調症脳前頭前野において2倍以上発現が増加している33のmRNAと1/2以下に発現が減少している22のmRNAをアレイ法にて同定した。現在、欧文雑誌への投稿準備をしている。神戸大学医学部解剖学教室から提供された精神分裂病患者および正常対照者の死後剖検脳から前頭前野を分割し、その脳組織からmRNAを抽出した。逆転写酵素により、32P-dATPでラベルしたcDNAプローブをそれぞれ作製し、cDNAがダブルブロット済みのメンブレンとhybridizationを行ない分裂病前頭前野で量的変化のある遺伝子を現在探索している。同時に、分裂病の動物モデルの一つである逆耐性形成ラットの線条体および海馬で特異的に発現する遺伝子をアレイ法を用いて検索中である。グルタミン酸受容体の拮抗薬であるPCPおよびケタミンが分裂病類似の症状を惹起させ、分裂病患者においては症状を再燃させるという報告などから分裂病の病因や病態にグルタミン酸神経系が関与することが推察されている。そこで、その分裂病のグルタミン酸仮説を検証する目的で、分裂病患者のNMDA受容体の2Bサブユニット遺伝子の変異について検討した。分裂病患者のNMDA受容体2BサブユニットのC末端の細胞内領域の遺伝子変異の有無をスクリーニングし、新規の2664C/Tの変異を同定した。その変異と分裂病との関連を知るため相関研究を行ったが、分裂病群と正常対照群との間で優位な相関を認めなかった。この結果はThe American Journal of Psychiatry誌に報告した。当該研究では、分裂病患者死後脳を用いて分裂病候補遺伝子の検索を行なっている。分裂病の陰性症状に関連するとされる前頭前野に注目し、1)正常対照脳と分裂病脳との間で、前頭前野で発現している種々のmRNAの量的比較を行い、分裂病脳で発現が増加している遺伝子と減少している遺伝子を検索している。2)さらに候補遺伝子がコードする蛋白に対するポリクローナル抗体を作製し蛋白生化学的に変化があるかどうかを検討する。3)分裂病モデル動物であるメタンフェタミン投与ラットおよびメフェンサイクリジン投与ラットの脳に発現する遺伝子を同定し、それら遺伝子のmRNAおよび蛋白の量的変化をノザンブロットおよびウエスタンブロットにて分裂病死後脳を用いて検討する。現状)(1)候補遺伝子同定分裂病脳と正常対照脳から得られたmRNAから、アレイ法により、変化のある遺伝子同定を継続研究している。(2)候補遺伝子の蛋白の生化学的、免疫組織学的検討

分裂病モデル動物であるメタンフェタミン投与ラットの脳においてNMDA受容体の下流域にある主要蛋白DARPP-32に蛋白生化学的に変化があることを見いだした。その結果の一部は欧文雑誌SYNAPSEに投稿している(印刷中)。その蛋白の分裂病前頭前野の変化については現在生化学的に検討中である。当該研究者らは、死後剖検脳を用いて、統合失調症における神経伝達物質受容体の変化、細胞内情報伝達の異常などを見出し報告してきた。統合失調症の前頭前野におけるセロトニン2受容体の低下、GABAA受容体の増加、セロトニン1A受容体の増加などは国外の他の研究グループでも追認されている。今回の研究では、統合失調症の陰性症状に関連するとされる前頭前野に注目し、統合失調症の候補遺伝子を探索した。1)統合失調症患者死後脳の前頭前野を用いた候補遺伝子同定統合失調症脳前頭前野において2倍以上発現が増加している33のmRNAと1/2以下に発現が減少している22のmRNAを同定した。現在、欧文雑誌への投稿準備をしている。2)候補遺伝子の蛋白の生化学的、免疫組織学的検討3)メタンフェタミン投与ラットの脳において、NMDA受容体の下流域にある主要酵素カルシニューリンとその基質のリン酸化DARPP-32に変化があることを見出した。その結果は欧文雑誌SYNAPSE誌上にて報告した。4)Differential display法を用い、統合失調症の動物モデルであるフェンシクリジン投与ラット脳において特異的に変化するmRNAの同定に成功し、その遺伝子の翻訳産物である蛋白が統合失調症脳においても同様の変化を示していることを明らかにした。その知見はNeuropsycopharmacologyに投稿中である。
次世代電荷デバイス用ニオブ粉末の新しい製造プロセス

本研究は次世代の高性能電荷デバイス(コンデンサ)の基幹素材となりうる高純度ニオブ粉末を製造する新しい製造プロセスの開発を目指したものである。研究対象となるニオブは、その全量がバルク素材として利用されてきたため、これまで粉末としての用途がなかった。このため、ニオブ粉末の製造プロセスを対象とした既存の研究開発はほとんどない。ニオブコンデンサの実用化研究が進む中で、高純度で微細なニオブ粉末は不可欠な素材となりつつあるため、効率良く低いコストでニオブ粉末を製造する技術が必要である。本研究では、均一な金属粉末を効率よく製造するプロセスとして、原料(ニオブ酸化物)を含む成形体(プリフォーム)をあらかじめ作製し、これを還元剤の蒸気で還元するプリフォーム還元法を開発した。このプロセスは原料成形体と反応容器との接触部位を限定し、還元剤の蒸気を用いる還元手法であるため、反応容器や還元剤からの汚染を効果的に防止できる。また、還元プロセスの(半)連続化・大型化が容易に達成できる。プリフォーム還元法によりニオブ酸化物を還元したところ、微細で均一なニオブ粉末を製造できることがわかった。また、還元時間、還元温度やプリフォームに加える還元助剤(フラックス)などの条件を変えて実験を行った結果、各種実験条件を適切に制御することによって、得られる金属粉末の粒径の制御が可能であることもわかった。このプロセスはニオブ粉末だけでなく、チタン・タンタルなどの金属粉末製造プロセスとして発展する可能性がある。本研究では、従来の金属熱還元反応において電子とイオンの動きを制御する新しい手法を導入しこれを発展させ、反応媒体塩をうまく利用しニオブを金属熱還元反応により直接還元して微細な高純度ニオブ粉末を効率良く製造する新しいプロセスを確立する探査的研究を行った。本研究初年度は、約800°Cにおけるニオブの還元反応おける反応媒体塩の役割について解析を行い、ニオブ粉末の生成反応について詳細に検討した。さらに、還元反応のメカニズムと反応生成物の形態との関連を解析することに重点を置いた研究も行った。塩化カルシウムなどの金属の溶解度が大きく、条件によっては電子伝導性を有する溶融塩を反応媒体とした還元反応を行い、粉末の形態の差異を比較検討した。効率のよい還元実験を行うために反応容器を新たに設計し、工業プロセスへの適応を視野にいれた小型反応セルを自作して還元実験を行った結果、粒径が1μ程度の均一で高純度のニオブ粉末が得られた。
膜透過促進ペプチドとpH応答性低分子抗体を組み合わせた細胞選択的膜透過技術の開発

受精や胎盤形成における細胞膜融合に関与するタンパク質の部分ペプチドが、様々な高分子の人為的な膜透過を促進するツールとして利用できる可能性を提唱し、従来の細胞膜透過性ペプチドによるタンパク質の細胞質送達効率を数十倍向上させることができ、かつ、免疫原性の懸念がないヒト由来の膜透過促進ペプチドを発見した。また、我々が開発したPURE mRNAディスプレイ法を用いて、膜抗原に中性pH(細胞外)で結合し酸性pH(エンドソーム内)で解離するpH応答性の一本鎖抗体の試験管内進化に成功した。膜透過促進ペプチドとpH応答性抗体とを融合することで、バイオ医薬の細胞選択的なデリバリーシステムへの応用が期待できる。本研究では、申請者らが見出した新規の膜作用性ペプチドをpH応答性の低分子抗体と組み合わせることで、膜非透過性のバイオ医薬を細胞選択的に膜透過させる新たな技術を開発することを目的としている。これまでに、一本鎖抗体の効率的な試験管内選択を可能とするPURE mRNAディスプレイ法(J. Biochem.印刷中)を新たに確立し、この手法を用いて、一本鎖抗体遺伝子のCDRにヒスチジン残基を多めに導入したランダム変異体ライブラリーを作成し、細胞外環境と同じpH7.4で膜抗原に結合し、エンドソーム内環境と同じpH6.0で膜抗原から解離するpH応答性の一本鎖抗体の試験管内進化をおこなった。その結果、pHの違いによって抗原に対する結合力が変化する一本鎖抗体の変異体を取得することに成功した(未発表)。また、申請者らが昨年までに見い出していたシス型およびトランス型の膜透過促進ペプチドB18およびB55(J. Control. Release, 212, 85-93, 2015)はウニ由来であったため、バイオ医薬に適用するには免疫原性の懸念があった。そこで、新たにヒト由来の膜透過促進ペプチドを探索し、エンドソーム離脱を促進するヒト由来のペプチド配列を世界で初めて同定することに成功した(特許出願、論文投稿中)。さらに、これらの膜透過促進ペプチド融合タンパク質の膜透過性を迅速かつ正確に評価するために、核移行シグナル配列(NLS)の利用について検討した。従来の方法では、エンドソーム内のタンパク質と細胞質のタンパク質を区別して定量することは困難であったが、NLSを融合することで細胞質に移行したタンパク質のみが核に輸送されるため、分画により核画分を抽出し、タンパク質を定量することで、それらの膜透過性を定量的に評価することができた(J. Biochem. 159, 123-132, 2016)。まず、1年目の計画目標を概ね達成することができた。また、2年目に予定していたヒト由来の膜透過促進ペプチドを早期に取得し、特許出願および論文投稿することができた。さらに、2年目に計画していたNLSを利用した膜透過効率の定量にも成功した。まず、前年度に同定したヒトSyncytin1由来膜透過促進ペプチドS19と従来の膜透過性ペプチドであるTATペプチドを融合したGFPの細胞質送達の効率を核移行シグナルを利用して正確に定量した結果、TATのみの場合よりも数90倍効率よく細胞質に送達できることを明らかにした(J. Control. Release,印刷中)。次に、この膜透過促進ペプチドS19と膜抗原に対する一本鎖抗体とを融合した遺伝子を作製し、大腸菌を用いて発現した融合タンパク質が膜抗原の細胞外ドメインに結合することをELISAにより確認できた。しかし、これを膜抗原過剰発現ヒト培養細胞に作用させ、共焦点顕微鏡により細胞内取り込みを観察するには収量が不十分であった。そこで、大腸菌の宿主や培養条件を変えて、大量発現条件の検討をおこなった結果、収量を数倍改善することができた。また、新たに同定したヒト由来の膜透過促進ペプチドS19はシス型の膜透過は促進したがトランス型の膜透過は促進しなかったことから、トランス型膜透過促進ペプチドのデザインの参考とするために、申請者らが以前に見出していたウニ由来B55(J. Control. Release, 212, 85-93, 2015)によるトランス型の膜透過促進メカニズムの詳細な解析をおこなった。具体的には、トランス型の膜透過促進に必要な最小領域を特定するために、55アミノ酸残基のB55の欠失変異体を作製した。その結果、B55のN末端側38アミノ酸残基であるB38Nがトランス型活性を保持していることが示唆された。前年度までに見出した新規の膜作用性ペプチドとpH応答性一本鎖抗体を融合することで、細胞選択的に効率よく、(1)エンドソームから細胞質に侵入できる膜透過抗体、および、(2)共添加したバイオ医薬を細胞質に取り込ませることができる膜透過促進抗体を作製する。(1)シス型の膜透過促進ペプチドを融合した膜透過抗体の作製前年度に取得したヒト由来の膜透過促進ペプチドをpH

応答性一本鎖抗体のN末またはC末に融合した遺伝子を作製し、大腸菌を用いて大量発現・精製する。これを膜抗原過剰発現ヒト培養細胞に作用させ、共焦点顕微鏡により観察する。このとき、NLSを融合することで膜透過性を定量的に評価する。また、より実用的な条件として、細胞内タンパク質を阻害する抗体やペプチドを融合し、それらの作用が膜抗原発現細胞特異的に示されるかどうかを検証する。さらに、本手法の汎用性を示すために膜抗原の種類を増やして同様の検討を行う。(2)トランス型の膜透過促進ペプチドを融合した膜透過促進抗体の作製新たに同定したヒト由来の膜透過促進ペプチドはシス型のみで、トランス型の膜透過は促進しなかったことから、ウニ由来B55によるトランス型の膜透過促進メカニズムの詳細な解析を行う。具体的には、B55の欠失変異体を作製し、トランス型の膜透過促進に必要な領域を特定する。得られた短縮型の膜透過促進ペプチドをpH応答性一本鎖抗体に融合したタンパク質を調製し、蛍光標識Dextranや蛍光標識完全抗体などの蛍光分子とともに膜抗原過剰発現細胞に共添加し、各蛍光分子の細胞内への透過量が融合タンパク質の存在によって増加するかを検証する。また、哺乳類細胞に対して毒性を示す化合物や細胞内タンパク質を阻害するペプチドを膜透過促進抗体とともに細胞に共添加し、それらの作用が膜抗原発現細胞特異的に示されるかを検証する。タンパク質(抗体・ペプチド)の進化工学
キラルブレンステッド酸触媒を用いた高度分子変換

光学活性なアミン類の合成は,医薬品の開発研究においても非常に重要な研究課題の一つである。われわれは、(R)-BINOLより得られるリン酸エステルがキラルブレンステッド酸としてすぐれた不斉触媒能を有することを見出している。イミンの不斉還元は,アミン類を光学純度良く得る有用かつ簡便な合成手法である。近年,リン酸をキラルブレンステッド酸触媒を用いHantzschエステルを水素源として用いるリン酸触媒によるイミンの還元反応が知られている。Hantzschエステルに変わる新しい水素供与体の開発が望まれている。我々は,薪たな水素源としてベンゾチアゾリンに着目し,ベンゾチアゾリンを用いた水素移動反応によるケトイミンの還元反応を開発した。ベンゾチアゾリンは,2位の置換基の修飾が容易であり,Hantzschエステルに比べよりチューニングの容易な水素供与体であると考えられる。本手法を用いる事により,これまでのHantzschエステルを水素源として用いた還元反応よりもより高い光学純度で対応するアミンを得る事ができた。次に,インドールのトリフルオロピルビン酸エステルに対するFriedel-Craftsアルキル化反応を検討した。興味ある事により,反応の濃度を変化させる事により不斉収率が大きく変化する事を見出し,対応する付加体を光学純度良く得る事ができた。以上、本研究により,アミン類を高い光学純度で得ることのできる簡便な合成法を見出すことができ、リン酸触媒の適用範囲をさらに拡げることができた。すぐれた不斉触媒の開発は,有機合成化学における極めて重要な課題の一つである。これまで, (R)-BINOLより誘導した光学活性環状リン酸ジエステルが,イミンとケテンシリルアセタールとのマンニッヒ型反応において,すぐれた不斉触媒活性を示し,対応するβ-アミノエステルが光学純度良く得られることを見出している。ブテノリド骨格は,生理活性化合物中に多く見られる骨格である。今回,イミンとトリメルシロキシフランとのvinylogousマンニッヒ型反応による,ブテノリド誘導体の不斉合成反応を検討した。触媒として,リン酸の3,3'-位に2,4,6-(i-Pr)_3C_6H_2基を導入することにより,最も良好な結果が得られた。更に, 6,6'-位にヨウ素を置換することにより,更に不斉収率が向上することを見出した。5mol%の触媒を用いることにより,対応する付加体が, 55-96%eeで得られた。これまで, 3,3'-位の置換基の検討は,幅広く行われてきたが, 6,6'-位置換基の検討は行われていなかった。新規なキラルブレンステッド酸をデザイン,開発することにより,これまでに報告例の極めて少なかった,イミンとトリメルシロキシフランとのvinylogousマンニッヒ型反応の不斉触媒化に成功した。ヨウ素置換基の効果については,現在検討中であるが,立体的な要因よりも,電子的な要因に起因していると思われる。今後,更に,新しいキラルブレンステッド酸の開発が望まれる。
HIV vif遺伝子の作用する細胞内因子の同定

HIV-1 vif遺伝子の細胞内における機能を探索する目的で、vif遺伝子産物の精製を行った。vif遺伝子産物はグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)もしくはマルトース結合タンパクとの融合タンパク質として発現、調製した。融合タンパクの発現量は極めて低いものであったが、アフィニティカラムによる精製では比較的高純度の産物が得られた。融合タンパクを培養細胞中に添加することによるシクロスポリンA(CsA)様の免疫抑制作用(IL-2産生に対する影響等)は特にみられなかった。したがってvif遺伝子との細胞内結合因子をCyP以外に求め、これを同定するための実験を以下の様に行った。vif依存性にHIV-1の感染性粒子を産生するH9株よりmRNAを採取し、cDNAを作成した。H9株由来のcDNAはλgt11又はpGAD424を用いた発現cDNAライブラリの材料とし、前者を、^<32>PでラベルしたGST-vifによるファー・ウエスタン・ブロット、後者を、下流にvifを融合させたGAL4結合因子発現ベクターを用いた酵母菌によるtwo-hybridシステムによりスクリーニングを行った。その結合、ファー・ウエスタン・ブロットでは極めて高いバックグラウンドが、またtwo-hybridシステムでは、vifとGAL4活性化因子との非特異的な結合がみられ、両者共にvif結合細胞因子を特定することはできなかった。しかしこのことは、vifタンパクが多種の細胞内因子に結合し得ることを示唆しており、vifタンパク自身の宿主細胞への影響は無視できぬものと考えられた。そこで、vif非依存性に感染性粒子を産生するM8166細胞由来mRNAを、H9細胞由来のcDNAによりサブトラクションを行い、vifの役割を補足する因子を同定することを目的として、発現cDNAライブラリを作製した。このcDNAライブラリをH9細胞にトランスフェクトすることにより、H9細胞がvif非依存的に感染性粒子を産生する性質を持つことを指標にvif補足因子を同定しようと試みているが、当該研究期間内では未だその様な因子を同定するには至っていない。
コンパクトハイブリッドスマートコンポジットの最適設計に関する研究

平成9年度には、まずセンサーとして光ファイバー、アクチュエータとしてセラミックピエゾ素子に加えて、ER流体(Electrorheological fluids)を一体化し、アクティブ振動制御を目的としたスマートCFRP複合材料はりの設計と製作を行った.続いて、振動制御にはいろいろな制御方法がもちいられているが、今回取り扱うスマートCFRP複合材料はりシステムが複雑であるため、システム同定において有効なファジィ制御が制御手法として採用し、ファジイコントローラを設計した。平成10年度は、9年度で設計したファジイコントローラを実際も稼動させ、制御効果を確認することを主たるテーマとした。すなわち、片持ち状に支持したCFRP複合材料はりの先端変位および速度を変数とするメンバーシップ関数を採用し、それら2変数単独またはそれらの組み合わせメンバーシップ関数を用いてオンラインでアクチュエータへの入力電圧の計算を行い、そられらをER流体あるいはセラミックピエゾ素子へフィードバックできるファジイコントローラを製作した。平成11年度は、最終年度のためこれまでに得られた実験ならびにシミュレーションを繰り返し実施し、安定したファジイコントローラを完成させ、CFRP積層はりの振動制御実験に適した。その結果、ER流体、ピエゾセラミック素子をそれぞれアクチュエータとして併用した、いわゆるコンパクトハイブリッドスマートコンポジットの最適設計が完了し、2つのコントローラを単独で用いるよりが効率よく振動制御が可能となった。センサとして光ファイバ,アクチュエータとしてセラミックピエゾ素子に加えて,ER流体(Electro-rheological fluids)を一体化し,アクティブ振動制御を目的としたスマートCFRP複合材料はりの設計と製作を行なった.まず,センサとしては,オンラインモニタリングが可能なシステムを構築するため,EFPI光ファイバひずみセンサと非接触レーザ変位計を採用した.つぎに2枚のCFRP積層板の間にアクチュエータとしてER流体をシリコンシーラントで封入した複合材料はりと,ピエゾセラミックスを絶縁のためカプトンフィルムを介して接着したCFRP複合材料はりを製作した.さて,2つのCFRP複合材料はりの振動制御のために,ファジイコントローラを設計した.すなわち,片持ち状に支持したCFRP複合材料はりの先端変位および速度を変数とするメンバーシップ関数を採用した.具体的にはそれら2変数単独またはそれらの組み合わせたメンバーシップ関数を用いてオンラインでアクチュエータへの入力電圧の計算を行ない,それらをER流体あるいはセラミックピエゾ素子へフィルドバックできるファジイコントローラを製作した.これらの振動抑制実験より,整定時間に要する消費エネルギと振動減衰効果を求め,上記メンバーシップ関数のどの組み合わせが最も効果が大きいかを検討した.その結果,2つのアクチュエータの制御動作の違いにより,メンバーシップ関数の変数の取り方の差異が明らかになった.前年度には、まずセンサとして光ファイバ、アクチュエータとしてセラミックピエゾ素子に加えて、ER流体(Electrorheological fluids)を一体化し、アクティブ振動制御を目的としたスマートCFRP複合材料はりの設計と製作を行なった.続いて、振動制御にはいろいろな制御方法が用いられているが、今回取り扱うスマートCFRP複合材料はりシステムが複雑であるため、システム同定において有効なファジィ制御が制御手法として採用し、ファジィコントローラを設計した。今年度は、前年度で設計したファジィコントローラを実際に稼働させ、制御効果を確認することを主たるテーマとした。すなわち、片持ち状に支持したCFRP複合材料はりの先端変位および速度を変数とするメンバーシップ関数を採用し、それら2変数単独またはそれらの組み合わせたメンバーシップ関数を用いてオンラインでアクチュエータへの入力電圧の計算を行ない、それらをER流体あるいはセラミックピエゾ素子へフィードバックできるファジィコントローラを製作した.その結果、CFRP積層はりの振動制御実験を行い、コンピュータを用いたシミュレーションとを併用して以下のような知見を得た。(1)外力がランダム信号入力のような複雑な信号でもファジィ制御を用いれば制御が可能であることを示すことができた。(2) ER流体およびピエゾセラミックスは立ち上がり時間に大きな差がある。このことはシステム同定にはあまりいい影響を与えない。そこで立ち上がり時間が同じようなアクチュエータを組み合わせる必要があることが分かった。(3)最適レギュレータを設計する際には、評価関数はER流体およびピエゾセラミックスアクチュエータの入力電圧に重み行列を与えて求める必要があるのでその設計を試みた。

平成9年度には、まずセンサとして光ファイバ、アクチュエータとしてセラミックピエゾ素子に加えて、ER流体(Electrorheological fluids)を一体化し、アクティブ振動制御を目的としたスマートCFRP複合材料はりの設計と製作を行なった.続いて、振動制御にはいろいろな制御方法が用いられているが、今回取り扱うスマートCFRP複合材料はりシステムが複雑であるため、システム同定において有効なファジィ制御が制御手法として採用し、ファジイコントローラを設計した。平成10年度は、9年度で設計したファジイコントローラを実際に稼働させ、制御効果を確認することを主たるテーマとした。すなわち、片持ち状に支持したCFRP複合材料はりの先端変位および速度を変数とするメンバーシップ関数を採用し、それら2変数単独またはそれらの組み合わせたメンバーシップ関数を用いてオンラインでアクチュエータヘの入力電圧の計算を行ない、それらをER流体あるいはセラミックピエゾ素子へフィードバックできるファジイコントローラを製作した。平成11年度は、最終年度のためこれまでに得られた実験ならびにシミュレーションを繰り返し実施し、安定したファジイコントローラを完成させ、CFRP積層はりの振動制御実験に適用した。その結果、ER流体、ピエゾセラミック素子をそれぞれアクチュエータとして併用した、いわゆるコンパクトハイブリッドスマートコンポジットの最適設計が完了し、2つのコントローラを単独で用いるよりが効率よく振動制御が可能となった。