hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域企業のニーズに基づく工科系大学の英語教育プログラム開発のための基礎的研究

本研究では、工科系などの単科大学においてESP教育を実践するために、数年間にわたり様々なアンケート及び面接調査を実施し、その結果に基づいてカリキュラム改変及びプログラム改善を行った。調査対象は、工科系を専門とする学生、専門課程教職員、卒業生が就職する可能性が高い近隣の企業、並びにアメリカ在住の日本人エンジニアとし、必要とされる英語力を調べた。その結果、学生、社会人とも、日常会話能力の向上を望んでおり、次いで基礎英語力、工業英語、学術英語の順で必要度が高かった。しかし同時に、現役学生の調査結果では、多くが英語に対する苦手意識を持っていることも明らかとなり、これらの結果を基盤に、大幅な習熟度別カリキュラムの改変し、さらにはオリジナルの海外研修プログラムを構築した。今年度は、工科系大学の英語教育において「仕事で英語が使えるエンジニアの育成」を目指し、効果的な英語教育プログラムを構築するため、「研究実施計画」に従って、必要とされている英語力の実態を調査した。具体的には、工科系大学の学生、専門課程の教員、協力要請が可能な地元企業、ESP教育を実践している他大学に対して、アンケート及び面接調査を行った。調査の結果、工科系大学の学生は、英語に苦手意識を持っているが、将来における英語の必要性を認識しており、総体的に実際に使える英語力の向上を望んでいることが明らかとなった。また、授業形態に関しても、習熟度別のクラス形態を希望していることが判明した。専門科目教員に対して行ったアンケートからも、英語教員とは異なった角度から英語教育を捉えた、貴重な意見を得ることができた。地元企業に対して行った調査では、職種により必要とされる英語力に差はあるが、仕事に関係なく、英語力は身につけるべきであるという意見が多かった。特に顕著であったのが、資格試験(TOEIC等)の受検に関しては、アンケート対象者の殆どが、必要性を感じており、今後学内でも受検を奨励するべきであるという示唆を得ることができた。さらに、ESP教育を実践している他大学で行った調査からは、新カリキュラムの編成やオリジナル教材の作成に関する、貴重なデータを収集することができた。これらの知見をもとに、新カリキュラム(全学科共通習熟度別新英語カリキュラム)を構築し、平成21年度からの試行に備えた。1.授業改善に関して成21年度は、昨年度に実施したニーズ分析調査(本学の学生、専門科目担当教員、地元企業、他大学、卒業生)の結果に基づいて試案された、英語教育プログラムを試行した。これまで、習熟度別ではなかった2年生の英語コア科目も全て習熟度別にし、次の通り科目名も変更し、1年次から2年次へ継続性のあるカリキュラムとした。1年次Freshman English I,II 2年次Sophomore English I,II(各コースとも7クラス、3レベルにクラス分けを実施した)また、授業の途次においてアンケートを実施して改善点を把握することにより、後期はクラス編成を実施した。特に、最上位クラスと、下位クラスにおいては、進度や使用するテキストを変え、学習者のニーズに合わせた授業を行った。さらに、e-Learning教材を2年生の全クラス実施することにより、TOEIC及び技術英語の上達を試みた。2.海外研修支援に関して「グローバルに活躍するエンジニアの育成」を目的とした海外研修を、夏期・春期休業中に2回実施することにより、参加者の専門に即した会社訪問をアメリカで行った。3.課外活動支援に関して海外研修で培った知見を活かし、他学生の士気を高めるため、積極的に海外事情を学内に紹介するイベントを実施した。4.地域ニーズの調査(継続)卒業生の就職先等で、アンケート・面接により、就職後の英語の必要性に関する調査を行った。平成21年度は、20年度に実施した調査に基づく様々なプログラムの実践を試みた。そこで、平成22年度は、21年に試行したプロジェクト関連プログラムの効果検証を行い、来年度からの学科再編に備え、工科系大学において、より効果的な英語教育プログラムを、ニーズ分析を基にして構築を試みる。1.新英語プログラムの効果検証及び改善:ニーズ分析調査の結果に基づいて試案された、新しい英語教育プログラムに関の効果検証を行った。その結果、新たに習熟度別クラスになった2年生の英語コア科目、及び2年生の全クラスにおけるe-Learning教材の導入に関しては、学習意欲の向上に役立ったことが明らかとなった。学習効果に関しては、今年度のTOEIC Bridgeの結果と、来年度のTOEIC Bridgeの結果を比較検討し確認する。2.海外研修の継続的な実施:「グローバルに活躍するエンジニアの育成」を目的とした海外研修で、参加者の専門に即した会社を訪問し、海外在住のエンジニアからレクチャーを受け、ディスカッションを行った。また、海外研修英語ゼミを新設し、オンライン英会話教材を積極的に活用し、ネイティブ教員がいない環境であっても、海外とオンラインにより英会話の練習ができる環境を整えた。

3.課外活動支援に関して:海外研修で培った知見を活かし、他学生の士気を高めるため、積極的に海外事情を学内に紹介するイベントを実施した。海外研修体験者や留学生を中心とした部活動の活動も益々盛んになり、他大学との国際交流のイベントに、積極的に参加する学生も増えた。4.地域ニーズの調査:卒業生の就職先等で、就職後の英語の必要性に関する調査の続行を試みたが、英語を殆ど使用しないという理由で、今年も被験者集めは困難を極めた。今後は、卒業生の有無に拘らず、調査範囲を広げるべきであると痛感した。5.カリキュラム改善:コミュニケーション能力の向上を目指し、平成23年度から、習熟度別最上位クラスを、ネイティブの教員が担当することとした。
子宮体癌の浸油・転移に関する諸因子について

研究成果の概要子宮体癌細胞における浸潤、転移能に関与する因子として、E-cadherin,細胞外基質の破壊に関与するMMP、K-ras点突然変異などの各因子との関係について検討してきた。その結果、K-ras点突然変異は浸潤能と直接相関しなかった。しかしながらin vitro浸潤能はE-cadherinの免疫染色強度との間に負の相関を認めた。即ち浸潤能の低い細胞株ではE-cadherinの発現は強く、高い浸潤能を持つ細胞株ではE-cadherinの発現は認められなかった。細胞培養上清にはMMP-2の活性が認められ、高浸潤能を示す細胞株ではMMP-2の活性が他の細胞株に比して高く、さらに最も高い細胞株ではMMP-9の活性も認められた。次に浸潤能の異なる子宮体癌細胞株を用いて抗E-cadherin抗体を投与する事によって起こる浸潤能の変化、叉はinvasion assay系における浸潤過程の超微形態学的変化についての観察、matrix metalloproteinaseの産生能について検討した。その結果、E-cadherinの発現が強く、浸潤能が低い細胞株では抗E-cadherin抗体投与により浸潤能が増強した。しかし、E-cadherinの発現がほとんど認められない細胞では浸潤能は抗体投与によっても変化は認められなかった。しかしながらMMPの産生能の変化についての検討では同抗体を投与してもMMPの生産能には変化がなかった。次に超微形態学的観察では、浸潤能が高い細胞では偽足様突起を延ばしながらMatrigel中を経過し、microvilliが多く、細胞間の結合が疎である特徴を有していた。低い浸潤能を示す細胞ではporeを占拠し球状に突出し通過する所見を示し、細胞間の結合が蜜である所見を示した。そして抗E-cadherin投与によって低浸潤能を示した細胞は高浸潤能の超微形態学的特徴と類似した細胞形態に変化した。なおこれまでの実験と異なるが当科で治療した子宮体癌患者の組織を用いてDNA-mismatch-repair systemの異常について検討したところ、低分化型腺癌で異常が多い事を認め今後検討すべき課題である。昨年度までの研究で、子宮体癌細胞における浸潤能に関し、E-cadherin,MMP,K-ras点突然変異などの各因子との関係について検討した。子宮体癌細胞におけるin vitro浸潤能が分化度(E-cadherinの発現)の低下に相関することを明らかとし、浸潤におけるMMP-9産生の重要性を見出した(日産婦誌、46、1994)。本年度は、浸潤に伴う細胞形態との関連に着目し、細胞外matrixと癌細胞の相互作用、細胞外matrixの癌細胞浸潤能に与える影響を形態学的に検討した。また、これらの各因子に対する抗体の浸潤形態に対する影響について検討した。in vitroinvasion assayを用い、抗type IV collagenase抗体、抗E-cadherin抗体の添加実験を行い、抗type IV collagenase抗体により浸潤能は抑制され、抗E-cadherin抗体では浸潤能の促進がみられることを確認した。さらに、癌細胞に対する細胞外マトリックスの影響を検討するためにMatrigel内3次元培養による形態学的検討を行った。中等度ー高分化型腺癌由来の株細胞では、球形のコロニーを形成し、Matrigelに対して低い浸潤能を示した。高浸潤性の細胞はMatrigel内培養でも樹枝上に発育し、周囲に浸潤した。高浸潤細胞の浸潤性発育は抗type collagenase抗体によりほぼ完全に抑制された(日産婦誌、46、supple、1994)また、抗E-cadherin抗体によりE-cadherin発現細胞の細胞接着は阻害され、浸潤能の昂進が認められた(日産婦誌、47、supple,1995)。我我はinvasion assayとgel内3次元培養を併用することにより、癌細胞の浸潤能を定量的かつ定性的に評価する方法を確立した。浸潤修飾因子の添加によりin vitroにおいて癌細胞の浸潤能を抑制する可能性が示された。さらに、高浸潤性および低浸潤性癌細胞の超微形態学的特徴を明らかにした。

しかし、E-cadherinの発現がほとんど認められない細胞では浸潤能は抗体投与によっても変化は認められなかった。しかしながらMMPの産生能の変化についての検討では同抗体を投与してもMMPの生産能には変化がなかった。次に超微形態学的観察では、浸潤能が高い細胞では偽足様突起を延ばしながらMatrigel中を経過し、microvilliが多く、細胞間の結合が疎である特徴を有していた。低い浸潤能を示す細胞ではporeを占拠し球状に突出し通過する所見を示し、細胞間の結合が蜜である所見を示した。そして抗E-cadherin投与によって低浸潤能を示した細胞は高浸潤能の超微形態学的特徴と類似した細胞形態に変化した。なおこれまでの実験と異なるが当科で治療した子宮体癌患者の組織を用いてDNA-mismatch-repair systemの異常について検討したところ、低分化型腺癌で異常が多い事を認め今後検討すべき課題である。E-cadherinの発現、浸潤能の異なる子宮体癌細胞株を用いて、抗E-cadherin抗体添加による浸潤能の変化をin vitro invasion assayを用いて測定した。またこれらの実験でmatrix metalloproteinase(MMP)の産生能の変化の有無について検討し、更にこれらの実験での超微形態学的変化について観察した。低浸潤能を示す2つの細胞株では抗E-cadherin抗体HECD-1添加により浸潤細胞数は有意に増加した。しかしE-cadherinの発現が乏しい高浸潤能を示す細胞ではHECD-1添加によって非添加の同一細胞株と浸潤細胞数には差が認められなかった。なお同抗体を投与する事による細胞増殖に対する変化は実験した抗体の濃度では認められなかった。次にHECD-1添加によるMMPの産生能の変化はいずれの細胞株でも認められなかった。超微形態学的変化についての観察では高浸潤能を示す細胞株でもporeに僞足様突起をfilter内のMatrigel中に延ばしながら通過するのに対し、低浸潤能を示す細胞株ではporeを占拠し、球状に突出し通過する所見を示した。HECD-1を投与する事により低浸潤能を示した細胞は高浸潤能を示した細胞株と類似した超微形態学的特徴を示し、細胞間の結合は疎となり、細胞表面はmicrovilliが豊富になり僞足様突起を出して浸潤する所見が観察された。以上の様に細胞間の接合は浸潤能に影響し、形態学的変化も伴った。なおこれまでの実験と異なるが当科で治療した子宮体癌患者の組織を用いてDNA-mismatch-repair systemの異常について検討した結果、低分化型腺癌でmicro-satelliteのreplication errorsが多い事を認めた。今後検討を要する課題である。
環境負荷の低減と費用対効果を考慮した生活安全のための規範作りに関する研究

本研究の目的は、希求度の高い生活安全に関する規範について、工学分野を超えた広い範囲で資料収集・分析を行うとともに、この規範のあり方を、環境負荷の低減と総費用最小化の境界条件が、相互に防災対策選択にどのように影響するかを明らかにする作業を通じて検証し、許容リスク内で環境負荷を上げずに総費用を最小とする防災対策のあり方:規範についての知見を得ることである。平成13年度においては、種々の安全に関わる規範についての情報収集を行うと共に、建築物の耐震性を主眼に、ある防災対策を採用した建築物のライフサイクルコストと、そのライフサイクルCO_2排出量を分析する手法を、建築学会が公開している建物のLCA計算ソフトをベースに、より目的にそう形での利用法を開発した。平成14年度においては、防災対策としての構造強度を指標に、標準オフィスビルで階数が一定の条件で、地下空間とする階数を変化させ、その総費用とライフサイクルCO_2排出量が、どのような影響を受けるかを分析した。この結果として、従来考えられていた結論(地中に埋めれば建設コストは上がるが、省エネルギーである)に対して、現在の標準的なオフィスでは、LCCもLCO_2もほとんど改善されないこと、この結果は使用年数を35年から100年に増加させても数%しか変化しないことが明らかとなった。このことを受けて、耐震性を対象とする範囲では、エネルギーと防災に規範の相克はあまり生じないという、規範を考える際の選択ができることとなった。本年度の研究内容としては、以下の2点を行ないそれぞれの項に記述した成果を得た。1.ライフサイクルに関する文献調査LCC、LCCO_2による環境負荷分析は、建築における各分野で盛んに行われており、これらの研究から環境負荷の低減と総費用最小化の境界条件が、相互に防災対策にどう影響するかを視点とした文献調査を行なった。両者を総合的に扱った文献は当然のことながら無いが、具体的成果として以下の(1)、(2)から、標準仕様に対して省エネ型と防災対策強化型のLCCO_2を比較することで、総費用最小化への影響を明らかにできると判断し、来年度の課題とした。(1)構造形態の違いによるLCCO_2評価では、防災対策は境界条件外(損傷制御構造の採用で被害を交換可能な部分に限定するという仮定)の扱いをしている。一方でリサイクルの採用で、3割の環境負荷低減が可能とする計算例が示されている。(2)標準仕様にリサイクル資材使用型と省エネ型の2者を加え、LCCO_2評価をした計算例では建設費10%増で省エネ型にしたものが圧倒的にLCCO_2を減らすことができるとされている。2.規範としての法規と環境顕在する代表的規範として日本の法規の構造、特にその環境問題(大気汚染、日影障害)に関わる構造を法体系の側と環境工学の側の両方から検討することによって、現状で両者の負っている問題点とこれが規範の明確化に落としているマイナス面を明らかにした。具体的成果としては、マスキー法(1970年、米国)を契機とする大気汚染防止において、法体系の側からは、日米ともに規制した幾つかの汚染物質のうち窒素酸化物だけが規制値に達しない状態で推移している矛盾、技術側からは規制値と技術の間に適切な関係を作り出せずにいる弱点を明らかにした。

平成14年度においては、防災対策としての構造強度を指標に、標準オフィスビルで階数一定の条件で、地下空間とする階数を変化させ、その総費用とライフサイクルCO_2排出量が、どのような影響を受けるかを分析した。この結果として、従来考えられていた結論(地中に埋めれば建設コストは上がるが、省エネルギーである)に対して、現在の標準的なオフィスでは、LCCもL C0_2もほとんど改善されないこと、この結果は使用年数を35年から100年に増加させても数%しか変化しないことが明らかとなった。このことを受けて、耐震性を対象とする範囲では、エネルギーと防災に規範の相克はあまり生じないという、規範を考える際の選択ができることとなった。
マージナルエリアにおける都市化の構造と環境計画

都市の外延的拡大による都市化の進行は近年地方都市圏に於ても著しく、都市と農村の境界領域である都市周縁地域はドラスティックな環境変化が展開しており、都市圏の環境問題を扱う際の最重要地域と考える。本研究はこの都市周縁地域をマージナルエリアと定義し、福岡都市圏、熊本都市圏、久留米都市圏を対象に事例研究を行ない、次の成果を得た。(1)マージナルエリアはジンメルのマージナルマンに由来する造語であり、都市と農村の接点・境界にあり、異質な社会と文化の狭間にあって、両者の対立と共存、葛藤と同化のダイナミズムが展開している地域であり、そのダイナミックな相互作用を通して問題を克服し止揚していく責極性に意義がある。(2)近年、都市と農村の関係はこの境界性としてのマージナルエリアから、コアとマージンという一極集中構造に変容しつつあり、農林漁業の後退による広大なマージンの創出は、環境保全にとって危機的事態である。(3)伝統的な農村集落では、農業を営むことを通じて、生産基盤はもとよりその背後の自然環境から生活空間に至るまで、共同的かつ自律的に保全管理する構造が存在する。兼業化・混住化は〈集落保全〉と呼ぶこの全体構造の変容を余儀なくし、環境保全のための新たな主体の形成が要請されている。(4)3つの都市圏の相対的位置は一極集中の入れ子構造を浮き彫りにしており、マージナルエリアの責極的意義の回復と、周辺市町村の自立性の回復が求められている。(5)都市化をコントロールする現行法制はマージナルエリアのような重層的生活空間には不充分であり、住民の地域形成力を活用するような支援装置も考慮されてよいと思われる。(6)今後は、環境的・文化的ストックの把握と、それに基づいた環境保全と環境計画の指針を得て、事例研究から得られた知見を基礎とした政策課題の追求が必要である。環境をテーマとする研究には学際的な研究方法の確立と国際的視野も要請されていると思われる。
Lotka-Volterra 方程式を用いた構造化生態系モデルの数理的研究

生物の個体数変動のパターンを説明するために研究されてきた伝統的な生態系モデルの多くは,年齢構造やステージ構造といった種内構造を無視している.そのため,種内構造が個体数変動に決定的な影響を及ぼす場合には,現象の本質を捉えることが出来ない.本研究では,Lotka-Volterra方程式よって近似できるシステムに的を絞り,離散的な年齢構造を考慮した生態系モデルのダイナミクスが持つ特徴を数学的に明らかにした.生物の個体数変動のパターンを説明するために研究されてきた伝統的な生態系モデルの多くは,年齢構造やステージ構造といった種内構造を無視している.そのため,種内構造が個体数変動に決定的な影響を及ぼす場合には,現象の本質を捉えることが出来ない.本研究では,Lotka-Volterra方程式よって近似できるシステムに的を絞り,離散的な年齢構造を考慮した生態系モデルのダイナミクスが持つ特徴を数学的に明らかにした.Lotka-Volterra方程式のような古典的な生態系モデルでは各生物種の種内構造が無視されている.つまり,各生物種の空間分布や年齢分布などは無視されており,同一種の個体は全て同じ繁殖率を持ち,同じ死亡率を持つと仮定されている.この仮定は,容易に分かるように,多くの生物に対して当てはまらない.例えば昆虫であれば,同一種の個体であっても,成虫は繁殖するが卵・幼虫・蛹は繁殖しないためである.このように,これまで生物の個体数変動のパターンを説明するために研究されてきた生態系モデルの多くは,種内構造を無視しているため,種内構造が個体数変動に決定的な影響を及ぼす場合には現象の本質を捉えることが出来ない.そこで本研究では,年齢特異的な種間相互作用が生態系の安定性にどのような影響を及ぼすのかを数理モデルを用いて研究した.理論的な研究を展開するために,semelparousな生活史を持つ複数のLeslie行列モデルを結合させた結合Leslie行列モデルから出発した.このモデルは,Lotka-Volterra方程式によって近似できる.当該年度は捕食者・被食者系を主に研究した.被食者はn個の齢クラスを持ち,捕食者はm個の齢クラスを持つとした。この種内構造を持つ捕食者・被食者系をn+m次元のLotka-Volterra方程式によって近似した.この方程式を線形化し解析することにより,nとmが互いに素であるか否が,2種の共存平衡点の安定性に強い影響を与えることが明らかとなった.nとmが互いに素であれば,年齢特異的な種間相互作用が系を不安定化することはないが,nとmが互いに素でないのであれば,年齢特異的な種間相互作用が系を不安定化することが明らかとなった.このことにより,種間相互作用だけを見ていても,種内相互作用だけを見ていても見えてこない現象の存在が浮き彫りになった.昨年度に引き続き,Lotka-Volterra方程式によって近似できる構造化生態系モデルのダイナミクスの研究を行った.昨年度はn個の年齢クラスを持つ被食者とm個の年齢クラスを持つ捕食者から成るn+m次元のLotka-Volterra方程式の研究を行った.この研究によって,nとmが互いに素であるとき,正平衡点の局所安定性および大域安定性はn次元とm次元の2つのLotka-Volterra競争系および2次元のLotka-Volterra捕食者・被食者系の安定性により決定されることが明らかとなった.特に,n次元とm次元のLotka-Volterra競争系がそれぞれ安定であれば,システム全体の安定性は2次元のLotka-Volterra捕食者・被食者系の安定性に帰着される.本年度はこの性質が一般のN種系の構造化生態系モデルにおいても成り立つことを明らかにした.そして,システム全体の安定性がN次元のLotka-Volterra方程式の安定性に帰着するための条件を導いた.この結果により,捕食者・被食者関係だけでなく,競争関係,共生関係を含む構造化生態系モデルの安定性の判別法が得られた.システム全体の安定性がN次元のLotka-Volterra方程式に帰着しない場合には,種内構造を持つ生態系モデル特有の不安定性が生ずることがある.2種競争系の構造化生態系モデルを解析することにより,異種を媒介することによって生ずる種内競争が,系を不安定化する一つの要因であることが明らかとなった.これまで,昆虫などの大発生のメカニズムを明らかにするために,個体群振動を引き起こすメカニズムが研究されてきた.個体群振動を引き起こすメカニズムは大きく種内相互作用と種間相互作用に分けられるが,本研究の結果は,この2種類の相互作用が絡み合うことによりはじめて引き起こされる個体群振動があることを示している.本計画では,構造化生態系モデル,特に種内構造を持つ捕食者・被食者系の解析を計画通り実施し,新たな知見を得る等,これまでの目的は達成された.24年度が最終年度であるため、記入しない。初年度で得た種内構造を持つ捕食者・被食者系の解析結果を一般化する.そして,これまでの研究で得られた知見をもとに種内構造を持つ競争系の解析にとりかかる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ストリングトポロジーのオービフォールドへの拡張

昨年度に引き続きオービフォールドのストリングトポロジーについての研究を行った。また自由ループ空間とHochschildホモロジーとの関わりから動機を得てマグニチュードホモロジーについての研究を行った。オービフォールドの自由ループ空間については対応するcrossed simplicial groupを調べるなどしたが大きな成果は得られなかった。マグニチュードホモロジーは豊穣圏に付随する二重次数付き加群であり、一般化されたHochschildホモロジーとして定義される。自由ループ空間のホモロジー群が鎖複体のHochschildホモロジーと同型であること、またリーマン多様体の場合にそれらの群が閉測地線の分布に関して豊かな情報を持っていることはよく知られた事実である。これを動機としてマグニチュードホモロジーがリーマン多様体の閉測地線に関する情報を持っていないか調べた。一般に距離空間は[0,∞)上豊穣化された圏であるため、Alexandrovの意味で曲率が上から抑えられた測地的距離空間のマグニチュードホモロジーを計算した。結果として1.閉測地線はマグニチュードホモロジーの非自明な類を代表すること2.曲率が上から抑えられた距離空間でCAT(k)でないもの、もしくは標準球面のマグニチュードホモロジーは閉測地線が無いほど消えること、を証明した。証明にはmetric geometryの一般論を用いた。従って上で述べた予想はおおよそ正しいことが確かめられた。マグニチュードホモロジーが閉測地線によって生成されるか調べること、マグニチュードコホモロジー積との関係、また正確な自由ループ空間及びストリングトポロジーとの関係の記述を今後の目標として研究を進めていきたい。オービフォールドストリングトポロジーをホックシルトホモロジーの観点から調べることが効果的に働いて、順調に成果が出ている。ホックシルトホモロジーは代数的な操作により幾何学的性質を取り出すことを可能にする有用な道具であることが再確認された。本年度はホックシルトホモロジーにより記述できる対象としてマグニチュードホモロジーに注目し、その性質をストリングトポロジーにおいて中心的な役割を果たす閉測地線の分布を調べることで一部解明することができた。ストリングトポロジーでは自由ループ空間のホモロジー群を調べることで測地線の情報を取り出したが、マグニチュードホモロジーはさらに測地線の長さに関する情報まで持っているためより精密な分布を知る手がかりになる。特に双曲多様体に対するセルバーグゼータ関数との関わりを調べることで数論的な研究との相補的発展が望めると考えている。オービフォールドストリングトポロジーの観点からも、マグニチュードホモロジーは距離空間に対する理論であり、オービフォールドを含む広いクラスの多様体に適用することができるためオービフォールドストリングトポロジーの研究を押し進めることに大きな寄与を果たすと考えられる。以下の課題に取り組む。1.マグニチュードコホモロジーのカップ積と、ストリングトポロジーにおけるループ積との対応の解明。2.マグニチュードホモロジーと自由ループ空間のホモロジーの明示的な関係の記述。3.マグニチュードホモロジーのすべてのホモロジー類が閉測地線で生成されるかを調べる。4.マグニチュードホモロジーのマイヤービートリス完全列を、測地的距離空間に対して証明する。5.マグニチュードホモロジーの非自明なサイクルの存在する次元と、フラクタル幾何的次元との関係を解明する。6.区間パーシステント加群を係数にもつマグニチュードホモロジーの理論を構築し、パーシステントホモロジーの理論との関連を解明する。7.双極多様体に対して、マグニチュードホモロジーの非自明なサイクルの分布と、セルバーグゼータ関数との関連を調べる。以上の課題解決のためには、これまでの代数トポロジー的手法だけでは十分でない可能性が大いにあるため、metric geometryや応用トポロジーの研究者との議論を積極的に行なっていくつもりである。多様体の有限群作用に関するボレル構成$M_{G}$のストリングトポロジーについて前年度の研究を精密化することで次の成果を得た。$\mathcal{G}$を有向連結閉多様体$M$に連続に作用する弧状連結群とする。また$G$をその有限部分群で$M$に滑らかに作用するものとする。$k$を標数が$G$の位数$|G|$と互いに素な体とする。まずベクトル空間としての同型$H_{*}(LM_{G};k)\cong H_{*}(LM;k)\otimes Z(k[G])$が成り立つための十分条件として、「$|G|$と$|(\pi_{1}\mathcal{G})^{tor}|$が互いに素」を得た。(しかしループ積構造については後述の通りこの限りでない)。作用$\mathcal{G}\times M\to M$の随伴写像とHurewicz写像を合成することで写像$\phi:\pi_{1}\mathcal{G}\to H_{\dim M}(LM)$が得られる。$P:= \phi^{-1}[M]$とする。このとき上の同型$H_{*}(LM_{G};k)\cong H_{*}(LM;k)\otimes Z(k[G])$により右辺に誘導される積構造の同型類は、群コホモロジー$H^{2}(G;\pi_{1}\mathcal{G}/P)$によって分類されることを証明し、対応するコホモロジー類が0の場合は積構造が分裂することを示した。また積構造が分裂しない群作用の例を構成した。

この結果によりオービフォールドストリングトポロジーから非自明なオービフォールド不変量を構成することに成功した。さらに上の積構造の分類は余積構造にも適用できることがわかり、これにより群コホモロジー(「ねじれ」)によってパラメトライズされた2次元TQFTを得ることができた。当初目標としていた、「ストリングトポロジーから非自明なオービフォールド普遍量を構成する」を、有限商オービフォールドに対してそのループ空間のホモロジーから定まるある群コホモロジーのコサイクルを対応させることで達成した。昨年度に引き続きオービフォールドのストリングトポロジーについての研究を行った。また自由ループ空間とHochschildホモロジーとの関わりから動機を得てマグニチュードホモロジーについての研究を行った。オービフォールドの自由ループ空間については対応するcrossed simplicial groupを調べるなどしたが大きな成果は得られなかった。マグニチュードホモロジーは豊穣圏に付随する二重次数付き加群であり、一般化されたHochschildホモロジーとして定義される。自由ループ空間のホモロジー群が鎖複体のHochschildホモロジーと同型であること、またリーマン多様体の場合にそれらの群が閉測地線の分布に関して豊かな情報を持っていることはよく知られた事実である。これを動機としてマグニチュードホモロジーがリーマン多様体の閉測地線に関する情報を持っていないか調べた。一般に距離空間は[0,∞)上豊穣化された圏であるため、Alexandrovの意味で曲率が上から抑えられた測地的距離空間のマグニチュードホモロジーを計算した。結果として1.閉測地線はマグニチュードホモロジーの非自明な類を代表すること2.曲率が上から抑えられた距離空間でCAT(k)でないもの、もしくは標準球面のマグニチュードホモロジーは閉測地線が無いほど消えること、を証明した。証明にはmetric geometryの一般論を用いた。従って上で述べた予想はおおよそ正しいことが確かめられた。マグニチュードホモロジーが閉測地線によって生成されるか調べること、マグニチュードコホモロジー積との関係、また正確な自由ループ空間及びストリングトポロジーとの関係の記述を今後の目標として研究を進めていきたい。オービフォールドストリングトポロジーをホックシルトホモロジーの観点から調べることが効果的に働いて、順調に成果が出ている。ホックシルトホモロジーは代数的な操作により幾何学的性質を取り出すことを可能にする有用な道具であることが再確認された。本年度はホックシルトホモロジーにより記述できる対象としてマグニチュードホモロジーに注目し、その性質をストリングトポロジーにおいて中心的な役割を果たす閉測地線の分布を調べることで一部解明することができた。
野郎歌舞伎の演技・演出-「与論十五夜踊り」と新出の文献・絵画資料による研究-

「与論十五夜踊り」は予想以上の型の崩れがあったため、なお分析研究を残すことになったが、沖縄県立芸術大学教授の板谷徹氏や元日本学術振興会特別研究員鈴木博子氏の協力のもとに、新出の文献資料に注目できたこと、さらに「登場の演技」と「笑いをよぶ演技」という視点を導入することによって、17世紀後半の野郎歌舞伎の演技・演出研究の実態解明を進展させたことが本研究の主たる成果であった。「与論十五夜踊り」の現地調査を実施し(9月16日19日)、ビデオ撮影と関連資料の収集を行った。本年度予定していた現地予備調査は、予算の関係のためとりやめ、沖縄県立芸術大学の板谷徹教授を招へい、現地の情報を収集することによって代行した。現地では狂言5本のハイビジョン・カメラ撮影を、研究代表者の指示のもとに民俗芸能専門撮影業者によって実施し、当該芸能の撮影記録を作成した。また現地に在る関連資料「二番組大和言葉帖」など3本の撮影も実施した。さらに与論十五夜踊り二番組保存会会長仁禮清氏(80歳)に面談し当該芸能の聞き取り調査を行った。これらによって「与論十五夜踊り」狂言台本の古本として龍野興澄編著「城籠踊・舞踊集」(和綴じ青表紙本30頁)の存在が知られ、来年度以降に調査を継続することとなった。現存本としては「与論町誌」所載の本文が信頼できるものであることが知られ、同書は入手することが出来た。上記の現地調査のほか、佐渡市猿八山舎(3回、8日)、たばこと塩の博物館(1回、1日)、金沢市立玉川図書館(依頼調査)などで文献資料・絵画資料の調査を実施した。当初予定していた山口県立山口図書館、弘前市立図書館、今治市河野美術館は今年度は調査が及ばなかったが、関連資料の所蔵が判明した大阪府立中之島図書館(2回、2日)、広島市立中央図書館(2回、2日)で調査を実施した。その他、新出資料として発見した鎌倉新蔵芝居番付について、奈良女子大学教授井口洋氏と意見交換し、香川県琴平町金丸座において野郎歌舞伎時代の劇場照明についての調査を行った。本年度は、基礎資料の収集に当てたため、論文執筆等は次年度以降にせざるを得なかったが、韓国高麗大学における国際学術会議「18世紀アジアの公演文化」において招待研究発表「玉川千之丞の登場-歌舞伎演技の形成-」を口頭発表した。これは本研究の成果の一部である。昨年度は「与論十五夜踊り」の現地調査を実施し、ビデオによる記録を作成するとともに文献その他の諸資料を収集した。本年度はこれらを分析研究するとともに、各地の関係資料所蔵機関の資料調査を実施した。予定していた与那国・多良間の調査は、現地の都合で実施を見合わせざるを得ないことになった。ビデオによる「与論十五夜踊り」の分析は「与論町誌」の記録などと合わせて進めることによって、現在上演されている「狂言」の欠落部分の復元を試みた。5月・9月に大阪府立中之島図書館、9月・11月・12月に佐渡市鳥越文庫、2月に京都立総合資料館、10月に広島市立中央図書館の資料の調査を実施した。歌舞伎評判記、歌舞伎番付、観劇記録等などを調査したが、いずれも資料の残存が僅少な野郎歌舞伎時代の演技・演出を、後期の資料によって補うことができることを証するものであることが判明した。また、11月には国立文楽劇場において野郎歌舞伎の演技・演出の参考となる文楽を調査した。10月には静岡県コンベンションセンターで、近世演劇研究者と情報交換を行った。4月に実地調査した今治市河野美術館所蔵の『歌舞伎遊楽図屏風』は、これら文献資料に記録される野郎歌舞伎の実態を、絵画によって視覚的に補うもので、当時の演技・演出の分析・解明を大きく前進させるものであった。また、岡山大学附属図書館所蔵の岡山藩池田家文書が本研究に資する重要な資料であるとの情報を得たため、これの予備調査を開始した。平成19年度は資料の充実と収集資料の分析に重点を置いて研究を進めた。昨年度に引き続き『与論町誌』に掲載される「十五夜踊り」の詞章を撮影したビデオと比較することにより分析研究した。とくに当該年度は「奴言葉」に注目して詞章を分析した。本年度当初に予定していた岡山大学図書館「池田家記録」と金沢市立玉川図書館「前田家記録」の調査は、鈴木博子氏(日本学術振興会特別研究員)の協力を得、鈴木氏調査の金沢市立玉川図書館所蔵の『御能方』の翻刻作業を二人の協力体制のもとに開始した。本年度の調査は大阪府立中之島図書館と佐渡市鳥越文庫の所蔵資料を中心に実施した。7月・8月・10月・11月に大阪府立中之島図書館、9月・11月に佐渡市鳥越文庫、10月に京都府立総合資料館、11月に沖縄県立芸術大学所蔵資料の調査を行った。また12月には舞踊学会(倉敷市)で上演された白石踊りを調査した。

1月・2月に予定した山口県立山口図書館と広島市立中央図書館所蔵の藩政記録の調査は、所属機関の移転等の関係から中止した。本研究における藩政資料調査の成果を取り入れた論文「見立と歌舞伎」(『図説<見立>と<やつし>』八木書店所収)を発表した。また関連の研究発表をヴェネツィア大学の日本文学研究会で行った。次年度は最終年度にあたるため、本研究の成果発表としてEAJS(ヨーロッパ日本研究学会)における研究発表を計画し、パネルを申請して採択された。パネルで研究発表する「17世紀歌舞伎の笑いの演技・演出」について、先行の論文(ハワード・ヒベット、長谷川強『江戸の笑い』・荻田清『笑いの歌舞伎史』など)の調査と分析を行った。平成20年度は、引き続き『与論町誌』掲載の「十五夜踊り」の詞章と現地撮影したビデオの比較研究を実施し、琉球の近世資料『家譜』の芸能上演記録を板谷徹「『家譜』に見られる芸能資料2(江戸上り)」(沖縄県立芸術大学『ムーサ』9号)によって分析研究した。また大阪府立中之島図書館所蔵資料、佐渡市鳥越文庫所蔵資料の調査を進めるとともに、研究の最終年度として4年間のとりまとめを実施し、研究成果の発表を行った。6月28日に国際日本文化研究センター共同研究会「18世紀日本の文化状況と国際環境」において「初期歌舞伎と沖縄の組踊り」として、8月30日に佐渡市鳥越文蔵講座において「歌舞伎と越後・佐渡」として、それぞれ研究成果の一部を口頭発表した。また9月21日にイタリアで開催された第12回EAJS(ヨーロッパ日本研究学会)において、「ゆうなん三郎兵衛」の物真似芸を考察対象とした、野郎歌舞伎の演技・演出研究に基づく「17世紀歌舞伎の〈笑い〉から現代の〈笑い〉へ」という研究発表を、シンポジウムの基調報告として行い、総合的な成果発表の端緒とした(国文学研究資料館「近世文学の表現技法〈見立て・やつし〉の総合研究」プロジェクト報告書4号に概要を掲載)。この研究発表は、ノーベル文学賞を受賞したイタリアの劇作家ダリオ・フォーの翻訳者に注目され、次年度のローマにおけるシンポジウムへの参加を打診された。「与論十五夜踊り」は予想以上の型の崩れがあったため、なお分析研究を残すことになったが、沖縄県立芸術大学教授板谷徹や元日本学術振興会特別研究員鈴木博子の協力のもとに新出の文献資料に注目することが出来たこと、さらに〈笑い〉という視点を導入することによって、野郎歌舞伎の演技・演出研究を進展させ得たことは研究の大きな成果であった。
GnRHニューロンにおけるGABA作用とニューロステロイドによる修飾

GnRHニューロンに発現する膜電位依存性イオンチャネルとGABA_A受容体機能を解析した。性成熟後のGnRH-EGFPトランスジェニックラットから麻酔下に脳を取り出し、酵素処理で分散し、カバーグラス上で短期培養(1日以内)し、実験に供した。EGFP蛍光を指標にGnRHニューロンを同定し、穿孔パッチクランプ法で膜電位・膜電流を記録した。まず膜電位依存性カルシウム電流を解析した。その結果、L-,N-,PIQ-,R-およびT-型の電流が認められ、R-型が全カルシウム電流の30%を占め、L-型が25%、N-型が20%、P/Q-型が12%、T-型が13%であった。この発現比率は幼弱ラットのとは異なるが、思春期ラットで認められたものとほぼ同じであった。以上からラットGnRHニューロンにおけるカルシウム電流の発現パターンは発達段階で異なり、思春期で完了すると考えられる。つぎにカルシウム活性型カリウム電流を解析した。その結果、減衰過程の長い緩徐後過分極電流が認められ、SKチャネルの阻害剤であるアパミンで強力に抑制されることがわかった。さらにGnRHニューロンの放電過程を解析した結果、この緩徐後過分極電流は、比較的強い脱分極性の刺激にたいして、持続的な放電を維持するのに不可欠であることが判明した(Kato et al.,2005,日本神経科学学会大会;Kato et al.,2006 in press)。最後に、GABA作用について、カルシウムイメージングで解析した。その結果、GABAはGABA_A受容体に作用し、50%以上のGnRHニューロンで細胞内カルシウム濃度を上昇した。この反応は細胞外カルシウムの除去で完全に消失し、また塩化物イオン(chioride ion)輸送体NKCC1の阻害で反応が減少することから、GABAはGnRHニューロンに発現するGABA_A受容体を介して細胞を脱分極し、膜電位依存性カルシウムチャネルを活性化し、カルシウムイオンの流入を引き起こすと考えられる(Tanaka et al.,2006,国際神経内分泌学会で発表予定;Watanabe et al.,2006論文準備中)。なお、上記膜電流には雌雄差および性周期による変化は認められなかった。GnRHニューロンを遺伝子工学的に増強緑色蛍光タンパク(EGFP)で標識したトランスジェニックラットからGnRHニューロンを単離培養し、細胞生理学的解析を行った。成熟ラットのGnRHニューロンは(GABA100μM)に反応して細胞内遊離カルシウム濃度を変化させた。5070%の細胞で細胞内遊離カルシウム濃度の上昇が、722%の細胞で抑制が見られた。これらの反応はGABAA受容体の拮抗阻害剤bicuculine(100μM)で完全に抑制され、アゴニストであるmuscimol(100μM)で同様の反応が誘起されたことから、GABAによる反応はGABAA受容体を介するものと考えられる。

また、GABAによる細胞内遊離カルシウム濃度の上昇は外液カルシウムイオンの除去で完全に抑制されたことから、GABAはGnRHニューロンを脱分極し膜電位依存性カルシウムチャネルを活性化すると考えられる。反応パターンは幼弱期から思春期を経て成熟ラットに至るまで大きな変化は見られなかった。雌雄およびメスラットの性周期でも反応パターンに大きな変化は見られなかった。成熟ラットから得られた同一標本上のEGFPで標識されていないニューロンではGABAにたいして細胞内遊離カルシウム濃度の上昇をおこす細胞は見られなかった。以上から、GnRHニューロンでは成熟後も細胞内塩素イオン濃度が高く保たれ、その結果GABAA受容体の活性化で脱分極すると結論される。GnRHニューロンに発現する膜電位依存性イオンチャネルとGABA_A受容体機能を解析した。性成熟後のGnRH-EGFPトランスジェニックラットから麻酔下に脳を取り出し、酵素処理で分散し、カバーグラス上で短期培養(1日以内)し、実験に供した。EGFP蛍光を指標にGnRHニューロンを同定し、穿孔パッチクランプ法で膜電位・膜電流を記録した。まず膜電位依存性カルシウム電流を解析した。その結果、L-,N-,P/Q-,R-およびT-型の電流が認められ、R-型が全カルシウム電流の30%を占め、L-型が25%、N-型が20%、P/Q-型が12%、T-型が13%であった。この発現比率は幼弱ラットのとは異なるが、思春期ラットで認められたものとほぼ同じであった。以上からラットGnRHニューロンにおけるカルシウム電流の発現パターンは発達段階で異なり、思春期で完了すると考えられる。つぎにカルシウム活性型カリウム電流を解析した。その結果、減衰過程の長い緩徐後過分極電流が認められ、SKチャネルの阻害剤であるアパミンで強力に抑制されることがわかった。さらにGnRHニューロンの放電過程を解析した結果、この緩徐後過分極電流は、比較的強い脱分極性の刺激にたいして、持続的な放電を維持するのに不可欠であることが判明した(Kato et al.,2005,日本神経科学学会大会;Kato et al.,2006投稿中)。最後に、GABA作用について、カルシウムイメージングで解析した。その結果、GABAはGABA_A受容体に作用し、50%以上のGnRHニューロンで細胞内カルシウム濃度を上昇した。この反応は細胞外カルシウムの除去で完全に消失し、また塩化物イオン(chloride ion)輸送体NKCC1の阻害で反応が減少することから、GABAはGnRHニューロンに発現するGABA_A受容体を介して細胞を脱分極し、膜電位依存性カルシウムチャネルを活性化し、カルシウムイオンの流入を引き起こすと考えられる(Tanaka et al.,2006,国際神経内分泌学会で発表予定;Watanabe et al.,2006論文準備中)。なお、上記膜電流には雌雄差および性周期による変化は認められなかった。
基底核-脳幹-脊髄系神経回路網と身体筋骨格構造の力学的秩序形成による歩行運動生成

ニホンザルの二足歩行を対象として,筋骨格構造の解剖学的数理モデルを構築し,実歩行中に見られる適応現象の生体力学的分析を行った.また,神経制御系の数理モデルを構築して身体筋骨格系・神経系・環境系の適切な相互作用により発現する歩行運動を動力学的に再現することを通して,歩行の適応現象のメカニズムを構成論的に分析した.その結果,筋骨格系に内在する構造制約や位相リセット機能など,適応的二足歩行運動の獲得と生成に関する仕組みの一端を明らかにした.ニホンザルの二足歩行を対象として,筋骨格構造の解剖学的数理モデルを構築し,実歩行中に見られる適応現象の生体力学的分析を行った.また,神経制御系の数理モデルを構築して身体筋骨格系・神経系・環境系の適切な相互作用により発現する歩行運動を動力学的に再現することを通して,歩行の適応現象のメカニズムを構成論的に分析した.その結果,筋骨格系に内在する構造制約や位相リセット機能など,適応的二足歩行運動の獲得と生成に関する仕組みの一端を明らかにした.本研究は,筋骨格系の解剖学的情報に基づく身体力学モデルと,歩行の生理学データに基づく歩行神経系の数理モデルを構築し,それらを組み合わせてニホンザル二足・四足歩行の歩行生成シミュレーションを行うことにより,神経筋骨格構造の力学的相互作用の中から発現すると予想される動物の適応的歩行生成メカニズム(移動知)を構成論的に明らかにすることが目的である。本年度は,まず,ニホンザル全身筋骨格モデルの構築を行った。具体的には,ニホンザル新鮮屍体を,X線CTを用いてスキャンし,その3次元体表面形状と骨形状を抽出した。そして,各関節面形状を二次曲面で近似し,骨座標系に対する二次曲面の向きから関節面座標系を,この座標軸から関節の回転軸を,二次曲面頂点の曲率から回転中心を決定した。こうして求めた関節面の形状情報に基づき,隣接する骨を関節させることによって,全身骨格を体幹部4節,前肢5節,後肢3節の計20節から成る直鎖リンク系として表現した。各節の剛体特性は,体表面形状を各関節の回転中心で分割して算出した。また,筋系の解剖学的に精密なモデル化のために,新鮮屍体の解剖を行い,特に四肢の筋について起始点,停止点,筋走行を確認するとともに,筋重量と平均筋線維長を計測した。現在,この身体力学系の運動方程式を導出し,そのダイナミクスを仮想空間内で再現するシミュレーションプログラムの開発を進めている。また本年は,神経生理学的知見に基づく歩行制御機構のモデル化についての基礎的検討も進めた。さらに,歩行メカニズムの理解およびシミュレーション結果の評価に必要なニホンザル3次元歩行データ(関節角度変化,床反力など)の計測準備,およびシミュレーションより構成論的に抽出できると期待される動物の適応的歩行生成原理の実機検証を行うためのロボット製作を開始した。本年度は,前年に行った歩行制御機構についての基礎的検討を継続的に発展させ,特に脊髄レベルの数理モデルの構築を行った。具体的には,歩行周期に一致する周期を持った振動子(CPG)が各脚と体幹に対して存在し,その位相が脚と体幹のキネマティクス(脚軸の向きと長さ)をコードしていると仮定して神経系モデルを構築した。各脚と体幹のキネマティクスは,計測した運動データ(後述)を修正して与えた。振動子の位相は,接地のタイミングに基づいてリセットされ,支持脚相を開始するようにした。また四肢間の協調的な運動を実現するため,振動子の位相に適切な相互作用を仮定した。この神経モデルに基づいて,ニホンザルの筋骨格モデルの各関節に運動指令を与え,歩行の順動力学シミュレーションを試みた結果,まだ安定性など多くの問題がまだ残されているものの,ニホンザルの身体力学系,振動子により構成される神経力学系,環境系の相互作用により,歩行が実現できることが確認できた。一方,歩行メカニズムの理解およびシミュレーション結果の評価のため,二足歩行訓練を受けたニホンザルを対象として,歩行時の3次元全身運動の計測を開始した。具体的には床反力計を埋め込み可能なトレッドミルを製作し,さらに複数台のハイスピードカメラを導入することにより,関節点に付着した標点の3次元運動と床反力の同時計測を行い,実際の分析を開始した。また,計測した3次元運動データに,構築した精密筋骨格モデルをマッチングしてやることにより,実計測が困難な骨格運動を推定する手法を開発した。これにより多数の筋や骨の状態変化,つまり筋骨格系全体の内部状態を推定することを可能とし,身体と環境が相互作用することによって織りなされる複雑な生体力学的現象を詳細に分析・理解することが可能となった。さらに,呼吸代謝測定装置を用いた歩行中の消費エネルギ計測の実験準備を進めた。昨年度に引き続き、ニホンザルに見られる適応的歩行の運動学的・生体力学的分析と、身体筋骨格系・神経系・環境系の動的な相互作用により発現する歩行運動を計算機内に再現し、歩行の適応メカニズムの構成論的理解を可能としうる順動力学的シミュレーションの研究を推し進めた。ニホンザルの運動計測については、4台のハイスピードカメラと床反力計を埋め込み可能なトレッドミルを用いて、ニホンザルの二足歩行運動における3次元身体運動と床反力の同期計測を行い、歩行速度変化に伴う3次元関節角度や床反力の適応的変化などを明らかにした。またニホンザルの四足歩行時に手足に作用する床反力を計測し、霊長類に見られる対角歩行のメカニクスとその機能的意義を考察した。

一方シミュレーションについては、昨年までは歩行周期に一致する周期を持った振動子が脚と体幹のキネマティクスをコードしていると仮定して、PDフィードバック制御により歩行運動の生成を試みてきた。しかしフィードバック制御に基づく運動生成は、各関節に非現実的な大きなゲインを仮定する必要があるなど必ずしも生物学的に妥当ではない。そこで本年は、脊髄に内在するいくつかの筋の主活動パターンが組み合わされて、歩行運動のフィードフォワード的な運動指令が作られており、これが姿勢制御や反射のようなフィードバック系と協調的に動作することによって適応的で柔らかい歩行が実現されていると考え、歩行制御系の数理モデルの構築し、歩行の生成を行った。このフィードフォワード信号をどのように学習し制御すれば、歩行の強靱制を高めることにつながるのかが今後の課題であるが、より生物学的に妥当と思われる神経制御系のモデル化と、それに基づく歩行の動力学的シミュレーションの具体化を進めた。昨年に引き続き、ニホンザルに見られる適応的歩行の運動学的・生体力学的分析と、身体筋骨格系・神経系・環境系の動的な相互作用により発現する歩行運動の順動力学シミュレーションの研究を推し進めた。ニホンザルの運動計測については、ハイスピードカメラと床反力計を埋め込み可能なトレッドミルによる二足歩行データの分析を行い、二足歩行中の後肢各関節の3次元角度変化を明らかにした。また歩行速度の増大とともに適応的に歩容を変化させていることが分かった,さらに歩行中の二酸化炭素排出量からニホンザル二足歩行の移動仕事率と速度の関係を推定した。一方シミュレーショシについては、2次元筋骨格モデルによるニホンザルの二足歩行生成を行い、歩容の仮想的改変が移動効率に与える影響を検討した。その結果、ニホンザルは速度変化に対応して移動仕事率を最小化するように適応的にその二足歩行のキネマティクスを変化させていること、ニホンザルにおいてもヒト的な重心移動のパターンが歩行効率の向上に実際に寄与していることなどが明らかとなった。また、動物の歩行は脊髄に内在する歩行運動のフィードフォワード的運動指令が姿勢制御などフィードバック系と協調的に動作することによって適応的かつ柔らかく実現されていると考え、歩行生成神経系の制御モデルを構築し、ヒト筋骨格モデルに実装して歩行の生成を試みた。その結果ヒトの実歩行とほぼ対応する運動を再現するととができ、さらに体幹節に作用する外力、体幹節質量の増加,床面の傾斜、といった歩行中の外乱や環境変動に対してある程度自律的に適応して歩行を持続できることを確認した。今後この歩行生成モデルをニホンザル筋骨格モデルに適用し、3次元歩行運動の動力学的再現を試みる。本年も、ニホンザルとヒトに見られる適応的歩行の運動学的・生体力学的分析と、身体筋骨格系・神経系・環境系の動的な相互作用により発現する歩行運動の順動力学シミュレーションの研究を推し進めた。ニホンザルの運動計測については、二足歩行中の後肢各関節の3次元角度変化とその速度変化を明らかにするとともに、歩行速度に増大に伴い倒立振子メカニズムの活用による二足歩行の効率化は限定的になることを明らかにした。また、ニホンザルの四足歩行中の床反力波形を分析し、霊長類が採用している対角歩行パターンは、移動効率は相対的に悪いものの、身体鉛直軸まわりに作用するモーメントを低減させる効果があることを示唆した。