hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい析出相を利用したTiPdNi合金の組織制御と高温形状記憶特性の改善

高温形状記憶合金として期待されているTiPdNi合金のPd, Ni過剰組成において、研究代表者が見出した新しい析出相を利用した本合金の組織制御と高機能化に関する基礎研究を実施した.析出相の組成はTi_9(Pd,Ni)_<11>と表すことができ、三方晶構造を持つ.B2母相との方位関係は{110}_<B2>//{100}_<Ti9(Pd,Ni)11>,<111>_<B2>//<001>_<Ti9(Pd,Ni)11>である.研究の進行にともない、当初、析出相と考えていたこの相はB2母相の<111>方向に4倍周期の構造をもつ規則相であることが判明した.この根拠として、上記の方位関係より4つのバリアントが存在しそれらは不規則な形状の逆位相界面(APDB)によって分割されており、規則化温度(Tc)以下の焼き鈍しにより単一バリアントのみが優先的に成長することが知られた.さらに規則相の成長にともないマルテンサト変態が抑制され、Ms温度が室温から液体窒素温度まで低下した.この現象はTi系形状記憶合金においては初めて見出されたものであり、これまで貴金属合金系のみで議論されていた母相の規則化とマルテンサイト変態の関係に、今後、新たな知見を与えるものと期待できる.拘束時効により規則相を分散させた合金では二方向形状記憶効果が200400°Cの間で発現することが確認できた.次に二方向特性に及ぼす熱処理の影響を種々検討したが、目的として設定したTi_3Ni_4相を分散させたNi過剰TiNi合金ほど顕著な形状変化を発現させるには至らなかった.今後の課題として、規則相の正確な結晶構造の同定およびマルテンサイト変態(母相の安定化)に及ぼす規則相の影響を明らかにする必要がある.高温形状記憶合金として期待されているTiPdNi合金のPd, Ni過剰組成において、研究代表者が見出した新しい析出相を利用した本合金の組織制御と高機能化に関する基礎研究を実施した.析出相の組成はTi_9(Pd,Ni)_<11>と表すことができ、三方晶構造を持つ.B2母相との方位関係は{110}_<B2>//{100}_<Ti9(Pd,Ni)11>,<111>_<B2>//<001>_<Ti9(Pd,Ni)11>である.研究の進行にともない、当初、析出相と考えていたこの相はB2母相の<111>方向に4倍周期の構造をもつ規則相であることが判明した.この根拠として、上記の方位関係より4つのバリアントが存在しそれらは不規則な形状の逆位相界面(APDB)によって分割されており、規則化温度(Tc)以下の焼き鈍しにより単一バリアントのみが優先的に成長することが知られた.さらに規則相の成長にともないマルテンサト変態が抑制され、Ms温度が室温から液体窒素温度まで低下した.この現象はTi系形状記憶合金においては初めて見出されたものであり、これまで貴金属合金系のみで議論されていた母相の規則化とマルテンサイト変態の関係に、今後、新たな知見を与えるものと期待できる.拘束時効により規則相を分散させた合金では二方向形状記憶効果が200400°Cの間で発現することが確認できた.次に二方向特性に及ぼす熱処理の影響を種々検討したが、目的として設定したTi_3Ni_4相を分散させたNi過剰TiNi合金ほど顕著な形状変化を発現させるには至らなかった.今後の課題として、規則相の正確な結晶構造の同定およびマルテンサイト変態(母相の安定化)に及ぼす規則相の影響を明らかにする必要がある.Ti_<50>Pd_XNi_<50-X>合金は室温近傍で優れた形状記憶特性を有するTiNi合金と高温形状記憶合金として期待されているTiPd合金の両者の特徴を併せ持つ形状記憶合金として注目されている.申請者はPd,Ni過剰組成のTiPdNi合金においてこれまでに報告されていない析出相が生成することを見出した.そこで本研究では、この新しい析出相を利用したTiPdNi合金の組織制御と高機能化について調査し、150400°Cの温度範囲で良好な特性を示す形状記憶合金の開発を目指す.以上の目的に沿って現段階で得らている研究の成果は以下の通りである.1)Pd,Ni過剰TiPdNi合金における新しい析出相は、溶体化処理(ST)温度から急冷し示差走査熱量分析(DSC)を行うと400°C近傍で鋭い発熱ピークを伴って生成し、450550°Cの範囲で吸熱反応を示し消滅するが、時効材では消滅に伴う吸熱反応のみが現れることが知られた.2)析出相の形態はNi基超合金のγ'析出相と類似し、良好な析出強化が期待され、この析出相を利用して二方向特性が得られることを確認した.構造は解析中であるが、B2母相の1/8(111)^*回折斑点を示す長周期積層構造を有する3元系合金固有の析出相である.3)析出相の組成に対応するTi_<45>Pd_<55-X>Ni_X(X=1030合金ではB2構造から上記の長周期構造へ1次転移の要素を持った規則-不規則変態を起こすことを確認した.4)また、上記組成の合金ではNi過剰

TiNi合金の強化相としてその形状記憶効果を飛躍的に改善するTi_3Ni_4相と同じ構造を持つ微細析出相が生成することが判明し、今後の組織制御への応用が期待できる.高温形状記憶合金として期待されているTiPdNi合金のPd, Ni過剰組成において、研究代表者が見出した新しい析出相を利用した本合金の組織制御と高機能化に関する基礎研究を実施した.析出相の組成はTi_9(Pd,Ni)_<11>と表すことができ、三方晶構造を持つ.B2母相との方位関係は{110}_<B2>//{100}_<Ti9(Pd,Ni)11>,<111>_<B2>//<001>_<Ti9(Pd,Ni)11>である.研究の進行にともない、当初、析出相と考えていたこの相はB2母相の<111>方向に4倍周期の構造をもつ規則相であることが判明した.この根拠として、上記の方位関係より4つのバリアントが存在しそれらは不規則な形状の逆位相界面(APDB)によって分割されており、規則化温度(Tc)以下の焼き鈍しにより単一バリアントのみが優先的に成長することが知られた.さらに規則相の成長にともないマルテンサト変態が抑制され、Ms温度が室温から液体窒素温度まで低下した.この現象はTi系形状記憶合金においては初めて見出されたものであり,これまで貴金属合金系のみで議論されていた母相の規則化とマルテンサイト変態の関係に、今後、新たな知見を与えるものと期待できる.拘束時効により規則相を分散させた合金では二方向形状記憶効果が200400°Cの間で発現することが確認できた.次に二方向特性に及ぼす熱処理の影響を種々検討したが、目的として設定したTi_3Ni_4相を分散させたNi過剰TiNi合金ほど顕著な形状変化を発現させるには到らなかった.今後の課題として、規則相の正確な結晶構造の同定およびマルテンサイト変態(母相の安定化)に及ぼす規則相の影響を明らかにする必要がある.
花の適応進化の遺伝的背景:アブラナ科植物を用いたエコゲノミクス

植物は、高地環境への進出に伴い、花や繁殖器官への投資を増大化させる傾向にある。本研究ではこのような高地環境への適応を担うゲノム基盤の解析を行ってきた。ハクサンハタザオはモデル植物シロイヌナズナに最も近縁な系統の一つであり、日本の伊吹山と藤原岳においては、ハクサンハタザオだけでなくハクサンハタザオから二次的に進化した高地生態型であるイブキハタザオもみられ、繁殖器官への投資が増大していることを明らかにしてきた。そこで、近縁種であるシロイヌナズナで開発されたゲノミックマイクロアレイを用いて、伊吹山のイブキハタザオとハクサンハタザオの間での網羅的なゲノム多型解析をおこなった。その結果、全ゲノム領域の0.04%で違いが見られ、繁殖器官である花序への投資量に関係すると考えられる遺伝子を発見することができた。また、上記の遺伝子以外にも、低温耐性・凍結耐性・呼吸量・病原菌耐性に関与すると考えられる遺伝子を多数発見した。次に、これらの遺伝子のDNA塩基配列を解読したところ、ゲノミックマイクロアレイのプローブ(検出配列)が設計されている領域において実際に欠失・挿入・置換等の変異が見られ、それらの変異が機能の違いに関与していると予想された。また、伊吹山のイブキハタザオとハクサンハタザオの複数個体について配列解析を行なったところ、分化はしているものの完全には固定せず、低頻度で維持されている対立遺伝子も数多く見つかった。さらに、これらの遺伝子が藤原岳においても同様にイブキハタザオとハクサンハタザオで分化しているかを、DNA塩基配列を解読することで調査した。その結果、伊吹山では分化していたどの遺伝子も、藤原岳では分化していないことがわかった。このことは、伊吹山と藤原岳のイブキハタザオが異なる遺伝的メカニズムで進化したことを示唆する結果である。閉鎖花は、様々な系統で独立に複数回進化したにもかかわらず、花弁の退化・花粉数の減少という共通の表現型を示し、収斂進化・適応進化の好例である。本研究では、ゲノム情報が既に明らかにされているシロイヌナズナに近縁で、開放花と閉鎖花の両方をつけるコカイタネツケバナとハリナズナを用いて、そのゲノム基盤を解析することを目的とした。まずはじめに、コカイタネツケバナとハリナズナの分子系統解析と祖先復元解析をおこなった。両種から、matKとCHS遺伝子を単離し、ベイズ法と最尤法により解析を行なった。その結果、コカイタネツケバナとハリナズナを含む系統は、アブラナ科進化の初期において分岐し、統計的にも有意に閉鎖花が収斂進化したことが明らかとなった。次に、閉鎖花と開放花サンプルを使って発現マイクロアレイ解析をおこなった。本研究では、コカイタネツケバナのゲノムDNAをシロイヌナズナ用の発現マイクロアレイにハイブリさせることにより、両種間のDNA配列の違いで発現量が低下する遺伝子を解析対象遺伝子から除くことに成功した。その結果、これまでの実験に比べて格段に精度が増し、花形成に関わる遺伝子やストレス応答遺伝子において、閉鎖花と開放花の間に発現量の違いがあることが分った。今後は、ハリナズナにおいても、シロイヌナズナのマイクロアレイを使った異種間マイクロアレイ実験をおこない、そのゲノム基盤を比較する予定である。現在、そのための予備的実験として、様々な環境下でハリナズを栽培し、閉鎖花と開放花の誘導条件を検討中である。植物は、高地環境へ進出に伴って、花や繁殖器官への投資を増大化させる傾向にある。本研究ではこのような高地環境への適応を担うゲノム基盤の解析を行っている。ハクサンハタザオは、モデル植物シロイヌナズナに最も近縁な系統の一つであり、日本の伊吹山においては、ハクサンハタザオだけでなく、ハクサンハタザオから二次的に進化した高地生態型であるイブキハタザオもみられ、花や繁殖器官への投資が増大していると予想される。そこで、伊吹山において両生態型の標高に沿った分布と表現型変異を調査したところ、標高に沿って分布が明瞭に入れ替わることが分かった。低地においてはハクサンハタザオが生育し、標高900m付近を越えるあたりからイブキハタザオがみられるようになり、中間型個体も少数みられた。また、形態形質の表現型変異を解析した結果、高標高ほど繁殖器官への投資が増えることも分かった。さらに、マイクロサテライトマーカーを用いて伊吹山集団内の遺伝的構造を解析したところ、山の上と下で遺伝子流動がある程度制限されていることが分かった。また、ハクサンハタザオとイブキハタザオのそれぞれを父親と母親にして掛け合わせを行なったところ、種子は正常に成熟し、発芽を行なうことも分かった。これらの結果から、ハクサンハタザオとイブキハタザオには地理的・季節的な要因による交配前隔離か雑種に対する強い自然選択が働いていることが示唆された。そこで、近縁種であるシロイヌナズナで開発されたマイクロアレイを用いて、網羅的なゲノム多型解析をおこなった。その結果、ハクサンハタザオとイブキハタザオの違いが、全ゲノム領域の非常にわずかな部分に依拠していることが分かった。

ハクサンハタザオはモデル植物シロイヌナズナに最も近縁な系統の一つであり、日本の伊吹山と藤原岳においては、ハクサンハタザオだけでなくハクサンハタザオから二次的に進化した高地生態型であるイブキハタザオもみられ、繁殖器官への投資が増大していることを明らかにしてきた。そこで、近縁種であるシロイヌナズナで開発されたゲノミックマイクロアレイを用いて、伊吹山のイブキハタザオとハクサンハタザオの間での網羅的なゲノム多型解析をおこなった。その結果、全ゲノム領域の0.04%で違いが見られ、繁殖器官である花序への投資量に関係すると考えられる遺伝子を発見することができた。また、上記の遺伝子以外にも、低温耐性・凍結耐性・呼吸量・病原菌耐性に関与すると考えられる遺伝子を多数発見した。次に、これらの遺伝子のDNA塩基配列を解読したところ、ゲノミックマイクロアレイのプローブ(検出配列)が設計されている領域において実際に欠失・挿入・置換等の変異が見られ、それらの変異が機能の違いに関与していると予想された。また、伊吹山のイブキハタザオとハクサンハタザオの複数個体について配列解析を行なったところ、分化はしているものの完全には固定せず、低頻度で維持されている対立遺伝子も数多く見つかった。さらに、これらの遺伝子が藤原岳においても同様にイブキハタザオとハクサンハタザオで分化しているかを、DNA塩基配列を解読することで調査した。その結果、伊吹山では分化していたどの遺伝子も、藤原岳では分化していないことがわかった。このことは、伊吹山と藤原岳のイブキハタザオが異なる遺伝的メカニズムで進化したことを示唆する結果である。
重力エネルギーを利用した林業用モノレールの開発

間伐を実行して二酸化炭素の吸収量が多い健全な森林を作るため、および集材の際に排出される二酸化炭素量を削減するために、新しいモノレールを開発した。このモノレールは材を積載し斜面を降下する際に発電し、そのエネルギーを空荷で荷積み地点まで戻る際に利用するシステムを有する。このモノレールを用いて化石燃料の消費量が極めて少ない集材を実行し、間伐材を収穫して二酸化炭素の吸収固定量が多い健全な森林を作り、ゼロ・エミッション、すなわち廃棄物を出さない循環型の木材収穫システムの実現を目指した。試作機を用いて電気エネルギーと重力エネルギーの変換効率を測定すると、上りで0.500.68、下りで0.180.33と低い値になり、ゼロ・エミッションを達成することはできなかったが、化石燃料使用量を削減することができた。効率の高い直流モータとバッテリーおよび発電量を増加させるために歯車を入れるなどの改良点を明らかにした。地球環境を改善するために、環境倫理学に基づいた森林の管理法について検討を加えた。間伐材の集材ではコストを押さえることが重要である。このため、モノレールに搭載されたクレーンによる合理的な木寄せ法とモノレールへの積載法、最適複合路網計画法および軌条敷設作業能率などモノレール集材における作業の高能率化について検討した。ここで提案した木寄せ・積載法については、保残木を利用するためアウトリガーが不要で車両の軽量化と木寄せ地点間移動の簡素化を実現した。複合路網とは、急傾斜地ではモノレール、緩傾斜地では林道を敷設するものである。遺伝的アルゴリズムを用いて、敷設と木寄せに関わるコストが最も低い最適路網を求める方法を提案した。敷設作業能率については、軌条勾配と作業能率の関係を明らかにし、急傾斜地における敷設法に関する提案を行った。モノレール導入による、労働負担の軽減について定量的な効果を証明した。本年度の研究計画は、(1)モノレールシステムの仕様を決定し、全体設計を行う。モノレールの線路位置の選定を行う。(2)モノレールと林道を有機的に組合せた複合路網について以下の5条件を満たす最適密度計算法を検討を行う。(1)化石燃料使用量。(2)線路への木寄せ経費。(3)林道の建設費。(4)モノレールの建設費。(5)作業員の歩行経費。(3)ウインチを利用した集材作業システムについて検討する。(4)間伐・択伐後の残存木によって吸収される二酸化炭素量の予測モデルを構築する。である。(1)については、モノレールを設計・製造し、走行実験を行った。また、エネルギーの収支に関する理論式を作った。実験の結果、理論とほぼ一致する走行結果が得られ、化石燃料の削減効果を確認した。線路は、平坦、緩傾斜、急傾斜の3種類の区間を建設した。各区間の延長と平均勾配、最急勾配は、平坦区間では115m、3.6度、9.5度、緩傾斜区間では75m、23.9度、36.5度、急傾斜区間では90m、27.5度、46.5度である。(2)については、遺伝的アルゴリズムによる林道とモノレールが有機的に繋がった路網の設計法と最適密度計算法を構築した。(3)については、木寄せ距離が短くなるように路網を建設することが必要であるので、(遺伝的アルゴリズムで木寄せ距離の短縮と路網の関係を研究した。(4)チェンソーや木寄せ、集材に関わる燃料消費量の実態調査を行った。さらに、今年度は線路建設の作業能率およびモノレール利用による労働負担の軽減について研究した。

作業能率に関する研究では、1本のレール(3m)の設置に要するおおよその時間は、平坦区間では19分、緩傾斜区間では24分、急傾斜区間では35分であった。傾斜が作業能率に大きく影響を受けていることが明らかになった。また、モノレール利用による労働負担の削減量を定量的に明らかにした。1,モノレール動力車のエンジンを1回り大きくし、エンジンによる発電量を上げた。また、ギヤ比を変更し、走行中の発電機による発電量を増加させた。荷を積載して斜面を降下している時の発電量と空荷で斜面を登坂している時の直流モータの消費電流を電流計で測定した。その結果、バッテリーの効率が明らかになった。効率は約0.3で、非常に悪かった。自動車用の鉛バッテリーを使い、気温が低い時期に行ったためだと思われる。イオンリチューム電池を使えば効率が上がると考えられる。2,地形図上において、林道とモノレールから成る複合路網計画を提案した。これは,遺伝的アルゴリズムを用いて、鳥取大学三朝演習林の20mメッシュデジタルマップ上で林道とモノレールの建設費と木寄せ経費の合計が最小となる路網を求めるものである。モノレールの本数と地形の傾斜を変化させて試算した結果、傾斜とは関係なくモノレールを3本(合計35503350m)、林道を約133mの時に最も経費が少なく、平均木寄せ距離が62.565mとなることが明らかになった。さらに、林道と集材路による複合路網の集材経費との比較を行い,両者にはそれほどの差がないことを明らかにした。3,ミニクレーンとそれを牽引するためのモノレールを開発した。本研究で考案した集材システムは、モノレールを2台用いるもので、1台目はクレーンの牽引に、2台目は材の搬出に用いる。クレーンは、木寄せと搬出用モノレールへの材の積載を行う。木寄せと材の搬出を独立して実行できること、およびクレーンがモノレールで牽引されているので容易に移動することができるため機動的であることから、高い作業能率を実現した。2台のモノレールを使用した間伐材搬出システムについて検討した。このシステムでは、1台目のモノレールは運材用台車を牽引する木材運搬用モノレール、2台目はジブクレーンを搭載した台車を牽引するクレーン用モノレールである。クレーンは、木寄せと運材用台車への荷積みに用い、クレーン用モノレールは運材用モノレールの前方に停車して積載を行い、運材用モノレールが運搬している時には木寄せに用いる。モノレールに搭載されたクレーンで木寄せを行う場合には、木寄せ方向に力が作用して脱線・転倒する恐れがあるため、アウトリガーが必要である。しかし、急傾斜地では斜面下方までの距離が長くなるため、長くて頑丈なアウトリガーが必要になり、重量が大きくなり扱い難くなる。本システムでは、運材用台車が停車する地点の木寄せ方向と反対側の軌道横にある保残木の幹にブロックを掛け、ジブの先端から引き出したワイヤロープをそのブロックに通して木寄せ・積載を行い、アウトリガーを必要としない方法を採用した。その結果、軌条周辺までの木寄せと木材の運搬作業を分離でき、木寄せ・積載地点の移動の簡略化と移動時間の短縮により作業能率を上げ、同時に木寄せ・積載作業の労働負荷の軽減を実現できた。
ゲノム医学研究支援委員会

ヒト試料収集と遺伝子タイピング支援が主要な目的である.具体的な対象疾患は糖尿病,パニック障害,脳動脈瘤,アルツハイマー病など,比較的頻度の高い疾患と,多系統萎縮症をはじめとする神経疾患など,個々には頻度の低い疾患群である.後半の主要な支援は,これまでに収集したヒト試料を使ったGenome-wide association study (GWAS)の遺伝子タイピングである.糖尿病,パーキンソン病,脳動脈瘤などの遺伝的背景を明らかにする成果となった.ヒト試料収集と遺伝子タイピング支援が主要な目的である.具体的な対象疾患は糖尿病,パニック障害,脳動脈瘤,アルツハイマー病など,比較的頻度の高い疾患と,多系統萎縮症をはじめとする神経疾患など,個々には頻度の低い疾患群である.後半の主要な支援は,これまでに収集したヒト試料を使ったGenome-wide association study (GWAS)の遺伝子タイピングである.糖尿病,パーキンソン病,脳動脈瘤などの遺伝的背景を明らかにする成果となった.ヒト試料集配システムを,検査会社と業務契約を締結することで実現した.多施設共同研究であるため,施設ごとのヒト試料提出申込書を作成することにより,匿名化を実現した.現在,先天異常,神経疾患,パニック障害,脳動脈瘤,アルツハイマー病,糖尿病で実施中である.収集したヒト試料は検査会社でDNA抽出,必要とされる場合は,株化をおこなう.その後,解析研究機関へ配送する.今後,提出資料数が増えることが予想されるため,リアルタイムに試料の状況をモニターできるシステムが必要と考えられる.比較的頻度の高い疾患においては,インフォームド・コンセント履行補助者の活用が研究推進の鍵となる.指針には「研究責任者は,研究計画書にその旨を記載するとともに,必要に応じ当該履行補助者の研修の機会を確保しなければならない」とあるのみで,その内容に関する記載はない.そこで,7月4-5日の二日間で主に応用ゲノムに所属するプロジェクト関係者を対象に養成セミナーを開催した.脳動脈瘤に関して,研究内容を説明するための説明文書および同意書を作成した.また,ウェブ上に「研究協力へのお願い」に関するページを作成し,疾患の説明と研究協力方法を見ることができるようにした.一方,高精度ゲノムアレイ応用対象としての「先天異常」症例収集に関する支援として,専門外来を担当する医師の全国的なネットワーク構築,診断不明例を対象とした症例検討システムの構築を始めた.家系例を集める事が,ヒトゲノム研究において,大きな意味をもつ.全国的なヒト試料収集体制を作ることは簡単ではない.現在,脳動脈瘤収集のため,脳ドック学会の研究協力への賛同を得たので,学会員の所属施設への研究依頼を進めている.人材やホームページの活用で,精力的に進め,他疾患の家系例収集のモデルとしたい.海外の研究支援システムを調査し,日本に取り入れられる仕組みを検討している.前年度,構築したヒト試料集配システムは先天異常,神経疾患,パニック障害,脳動脈瘤,アルツハイマー病,糖尿病で特に問題なく機能している,不正防止のため強化された,各施設で行われる検品システムへの対応は,千葉大学事務,業務委託業者,ヒト試料収集施設での話し合いの結果,現実的な対応策を取り決めた.各疾患でばらつきが大きいが,かなりの数のヒト試料収集実績が得られた.その為,早期に成果を出すために,遺伝子タイピング,全ゲノムSNPタイピングへの支援を強化した.多系統萎縮症,パニック障害を中心に解析が進んだ.比較的頻度の高い疾患においては,インフォームド・コンセント履行補助者の活用が研究推進の鍵となることが,「ゲノム医学研究支援体制の構築に関する研究」により明らかになった.特に家系例の収集には必須であると結論づけた.しかし,永続的な制度とするためには,少なくとも関連する複数の学会による認定制度とする必要があると判断した.そこで,関連学会に呼びかけたところ,委員を出して参加する10学会と情報提供などをとおして協力する16学会が関与することになった.養成セミナーなどを共同で実施する準備を進める.一方,個別には頻度の少ない疾患収集例として,高精度ゲノムアレイを解析基盤とした「先天異常」症例収集がある.専門外来を担当する医師の全国的なネットワーク構築,診断不明例を対象とした症例検討システムの構築を進めた.その結果,現在まで14施設から収集実績があり,合計,約200症例の収集を得た.また,各施設関係者が頻繁に会議をすることは不可能であるため,ウェッブにおける情報共有システムのプロトタイプを構築した.ほぼ使える目処が立ったので,実用化に向け改良を重ねる予定である.支援委員会の主要な目的は,ヒト試料が必要な応用ゲノムにおける各プロジェクトの研究を支援する事である.支援は大きくわけて,ヒト試料収集支援と遺伝子タイピング支援である.前者は,ヒト試料の集配システムの整備,提供と頻度の高い疾患において,インフォームド・コンセントを支援する人材の養成である.後者は主に,成果が見込めるプロジェクトの選定と,タイピング支援コストの提供である.ヒト試料集配システムは,各研究グループのニーズを個別に把握し,最適な試料収集システムを構築し,順調に稼働している.本システムはヒト試料集配とDNA抽出,ニーズに応じてリンパ球株化を追加し,検査会社に業務委託することで,臨床現場の医師は,通常の検査提出と同様の手続きで提出ができるようにした.支援した研究グループは,パニック障害,多系統萎縮症などの神経疾患,脳動脈瘤,先天奇形症候群,糖尿病,アルツハイマー病である.各グループのインフォームド・コンセント履行補助者(Genome medical research coordinator:GMRC)の養成をおこなったが,今後のわが国のゲノム研究を進めるためにも必須の人材であることがわかったので,資格化の検討をおこなった.

当初,関連学会の参加を募り,合意を得てすすめることを試みたが,意見がまとまらなかった.その為,関連学会を絞って,現在の人材を暫定制度で認定,その後,正式な認定制度を発足させるという手順ですすめることにした.タイピング支援は,今回,主にアルツハイマー病のgenome-wide association study(GWAS)を主要な対象として支援した.応用ゲノムCO5の「ゲノム医学研究支援体制の構築に関する研究」の解析に基づき,応用ゲノム内の研究項目CO1「ゲノム情報を基盤とした疾患遺伝子の探索・検証と医療への応用」, CO2「臨床データとゲノム情報の統合を基礎とした疾患のシステム的理解と医療への応用」において研究成果を出すためにヒト試料収集が重要となる研究の支援と遺伝子タイピング支援が主要な目的である.具体的な対象疾患は糖尿病,パニック障害,脳動脈瘤,アルツハイマー病など,比較的頻度の高い疾患と,多系統萎縮症をはじめとする神経疾患,遺伝外来受診者を対象とした先天異常など,個々には頻度の低い疾患群である.これまで構築した資料収集体制は順調に機能しているので続行した.また,本プロジェクト後もゲノム研究を推進するための制度の1つとして,これまで我々が行ってきたインフォームド・コンセント履行補助者(GMRC : Genome Medical Research Coordinatorと名づけた)の認定制度の構築も目的とする.当該年度の主要な支援は,これまで収集したヒト試料を使ったGenome-wide association study(GWAS)による成果を出すための遺伝子タイピングとした.GMRC制度の構築として当該年度中に暫定制度の認定,恒久制度の講習会,認定試験などを行った.高精度ゲノムアレイの応用対象としての「先天異常」症例収集に関する支援として,専門外来を担当する医師の全国的なネットワーク構築をすすめてきた.診断不明例を対象としたセキュリティを強化したウェブ上における専門医間の症例検討システムのプロトタイプもできあがった.収集したヒト試料による成果のとりまとめを進めた.応用ゲノムCO5の「ゲノム医学研究支援体制の構築に関する研究」の解析に基づき,応用ゲノム内の研究項目CO1「ゲノム情報を基盤とした疾患遺伝子の探索・検証と医療への応用」,CO2「臨床データとゲノム情報の統合を基礎とした疾患のシステム的理解と医療への応用」において研究成果を出すためにヒト試料収集が重要となる研究の支援と遺伝子タイピング支援が主要な目的である.具体的な対象疾患は糖尿病,パニック障害,脳動脈瘤,アルツハイマー病など,比較的頻度の高い疾患と,多系統萎縮症をはじめとする神経疾患,遺伝外来受診者を対象とした先天異常など,個々には頻度の低い疾患群である.平成21年度の主要な支援は,前年度に引きつづき,これまでに収集したヒト試料を使ったGenome-wideassociation study (GWAS)による成果を出すための遺伝子タイピングとした.その結果,糖尿病,ハンチントン病,脳動脈瘤などの遺伝的背景を明らかにする成果となった.
H^+-ATP合成酵素の溶液および個体多次元NMRによる構造・機能解析

本研究においては溶液NMRを用いてβサブユニットの構造変化の解析を行い、固体NMRの方法論を開発しつつ、サブユニットcの合成と固体NMRによる解析に取り組んだ。溶液NMRでは、チロシンとヒスチジン残基に注目し、これらのプロトンシグナルをアミノ酸置き換えにより帰属し、ヌクレオチドの結合による構造変化を見いだした。この構造変化はF_1-ATPasaの回転の原動力の一つになると考えられる。さらに詳しい構造情報を得るために、重水素化βサブユニットを^<15>N標識し、2次元HSQCスペクトルを測定した。その結果、アミド領域のプロトンシグナルが^<15>Nによって分離にて観測された。またTROSYを測定することによって8割程度のアミドプロトンが分離して観測された。また、ATP-TF_1βサブユニット複合体を調製し、固体^<31>P-NMRによる解析を行った。ATPのリンのシグナルの帰属を行ったところ、ATPの結晶構造とはかなり異なることが明らかになった。さらに、固体NMRを用いて膜結合部分であるH^+-ATP合成酵素Foを研究することを目指して、サブユニットcの合成に取り組んだ。その結果、化学的な合成法と大腸菌を用いた生合成法を確立した。化学合成法によりアミノ酸の選択標識を行った[3-^<13>C[Ala-24,[4-^<13>C]Asp-61 subunit cを合成し、精製した。大腸菌による大量発現系では^<15>N-Glysubunit cの合成と精製を行った。さらに、^<15>N-Gly subunit cをDPPCの中に再構成し、固体NMR測定をCP-MAS法を用いて測定した。この測定でシグナルが観測されたことにより、今回のような精製法により得られた^<15>N-Gly subunitc試料で、固体NMR測定が可能であることが分かった。さらに、このシグナルの解析から、膜中においても有機溶媒でとっていたヘリックス構造をとっている可能性が高いことが明らかになった。好熱性細菌由来のH^+-ATP合成酵素のTF_1ドメインはATPase活性があり、そのβサブユニットに触媒部位があることが明らかになっている。このβサブナユニット中に12個存在し、一次配列上比較的均等に分布しているHis残基に注目し、ATP再生系によるATPase活性測定の結果と、^1H-NMR測定の結果を合わせることによって、βサブユニットの構造や機能の解析を試みた。この試料調整に本研究で購入したフラクションコレクターおよび小型高速冷却遠心機を用いた。ATPase活性測定の結果からは、His119とHis324が重要な残基であることが分かった。^1H-NMR測定においては12個あるHis由来のシグナルの帰属を完了した。また、基質滴定実験の結果、ヌクレオチド結合による構造変化が、βサブユニットというモノマーのみでも起きていることが明らかになった。この構造変化こそ、F_1の回転の駆動力になっていることが示唆された。また、固体二次元相関NMRでβサブユニット中のATPの構造解析を行うために、試料調製法を検討した。急速凍結法・再水和法を用いることにより、ATP-TF_1βサブユニット複合体の^<31>P-NMRシグナルはシャープになり、3本に分解することが出来た。同時に、ATP結晶を用いて固体NMR法の開発を行った。

^<31>C,^<15>N同位体均一標識試料について全シグナルの帰属を行うことができた。また、安定同位体で多重標識した試料でも距離や二面画を決めることができることが示された。一方、Foの構成成分であるサブユニットcに安定同位体ラベルされたアミノ酸を任意に組み込むことができるような化学的合成方法の検討も進めた。好熱菌のサブユニットcについては二つのセグメントに分けて合成し、これをつなげることを検討したが、効率よくはいかなかった。好熱性細菌由来のH^+-ATP合成酵素のTF_1ドメインのβサブユニット中に12個存在し、一次配列上比較的均等に分布しているTyr残基の芳香環の^1H-NMRシグナルのうちまだ帰属の明確でなかったシグナルについて2重の点突然変異を導入することにより帰属を行った。その結果、一つのアミノ酸残基が2本のシグナルを与えるものが最低3つあることが明らかになった。さらに、ヌクレオチドはこの二つの構造の一方にしか結合しないことも明らかになった。この際、試料調製に本研究で購入した振とう機およびインキュベートボックスを用いた。また、固体NMRでβサブユニット中のATPの構造解析を行うために、試料調製法をさらに検討したところ、トレハロース存在下で急速凍結法・再水和を行うとATP-TF_1βサブユニット複合体の^<31>P-NMRシグナルがさらにシャープになった。したがって、これは複合体構造を安定化させるものと考えられる。一方、Foの構成成分であるサブユニットcについては、再構成を考えて大腸菌の系を使うこととし、安定同位体ラベルされたアミノ酸を任意に組み込むことができるような化学的合成が可能であるとの目途をつけた。固体3次元異方性相関NMRを用いてC-13、N-15でフルラベルしたアミノ酸残基の側鎖の二面角を決定する方法論を開発した。これはα位とβ位のC-Hの双極子相互作用の相関を利用するもので、前者の双極子相互作用で展開した後にその^<13>Cの磁化をβ位の^<13>Cに移し、再びプロトンと双極子相互作用で展開する。この両者の相関スペクトルをさまざまな二面角のシミュレーションスペクトルと比較する。この際、^<13>Cα-^<13>Cβ間の磁化移動が非等法的になることを利用して高い精度で二面角お決定できる。二面角にととまらず、結合角、結合長も同時に決定できることが明らかになった。昨年度までに明らかにしてきたβサブユニットの構造変化をさらに詳しく解析することを目指した。βサブユニットは分子量が5万であるため、NMRシグナルをブロードにしてしまう。そこで、緩和速度をおさえてシグナルをシャープにするためにタンパク質全体の重水素化を行った。まず重水中での大腸菌の培養条件の検討を行い、80%重水を含むM9培地中で大腸菌の培養に成功した。またIPTGで誘導をかけることによリタンパク発現も認められた。この重水素化βサブユニットを^<15>N標識し、2次元HSQCスペクトルを測定した。その結果、アミド領域のプロトンシグナルが^<15>
日本古代貴族社会における記録・創作行為とジェンダーとの関係について

『小右記』『御堂関白記』の記事を調査し、共通する話柄を調査、分類したところ、婚姻・恋愛に関する意識と、社会的地位上昇に関する意識とが交錯するところに、「男性性」を端的に表すと思われる行動様式があることに気づいたため、一旦調査を中断し、それについてのみ、先に論文としてまとめた。記録類の調査としては、不十分な点もあったが、先のこの論点のみを学会に報告する意義はあると考え、この点に限り、既に調査・分析済みの物語・女流日記類からの再検証を行った上で、報告した。とりわけ、『源氏物語』帚木巻について、この視点からの読替が可能であることが確認できたため、論文にまとめ、雑誌『日本文学』及び森永康子・神戸女学院大学ジェンダー研究会編の『はじめてのジェンダー・スタディーズ』上において、この観点を報告した。以後、再び男性日記類の検証に戻り、分類を進め、『小右記』における、相応の権力者(当事者)である意識と、道長体制への批判者(傍観者)である意識との重心の移り変わりを感じさせる記述と、『御堂関白記』における権力者としての比較的シンプルな記述の質的差異からは、従来言われているような二人の個人的性格の差異のみならず、後代の『明月記』などや、中世から近世の「文人意識」の形成などにも見られる「政治」か「文化」かといった、いわば生き方の比重の置き方へのこだわりにもつながる、「男性性」の発現が看取される。この点については現在投稿準備中である。また、この「男性性」が対となる知識人女性の側にもたらす影響について考えた場合、女流日記類における「日常性」の獲得という点での大きいものがあると考えられたため、その点については「「思ひなげかじ」考」として、石原昭平編『日記文学新論』上に発表した。現在までのところ、『小右記』『御堂関白記』の記事を調査し、共通する話柄を順次分類中である。調査途中、婚姻・恋愛に関する意識と、社会的地位上昇に関する意識とが交錯するところに、「男性性」を端的に表すと思われる行動様式があることに気づいたため、それについてのみ、先に論文としてまとめることにした。が、記録類の調査としては不十分であると判断し、一旦、この点に限り、既に調査・分析済みの物語・女流日記類からの再検証を行うことにした。『源氏物語』帚木巻について、この視点からの読替が可能であることが確認できたため、論文にまとめ、雑誌『日本文学』に投稿、採用の通知を得た。また、森永康子・神戸女学院大学ジェンダー研究会編の『はじめてのジェンダー・スタディーズ』執筆に参加し、この点について論述した。以後、再び男性日記類の検証に戻り、分類を進めている。『小右記』における、相応の権力者(当事者)である意識と、道長体制への批判者(傍観者)である意識との重心の移り変わりを感じさせる記述と、『御堂関白記』における権力者としての比較的シンプルな記述の質的差異からは、従来言われているような二人の個人的性格の差異のみならず、後代の『明月記』などや、中世から近世の「文人意識」の形成などにも見られる「政治」か「文化」かといった、いわば生き方の比重の置き方へのこだわりにもつながる、「男性性」の発現が看取される。この点については、論考として現在用意中である。
睡眠時無呼吸症候群患者の上気道形態の呼吸気流への影響

本研究では、上気道部における管腔状形態(内径、中心軸の湾曲)と、睡眠時に発生する呼吸の気流(速度、方向)を生体に近づけてシミュレーションするため、セファロレントゲン像から作成したモデルを利用し、上気道内腔の軟組織が吸引され、閉塞される可能性を検討した。1名の睡眠時無呼吸症候群患者について、下顎前方整位装置の適用前後で得られたセファロレントゲン像の上気道の計測値を利用し、3Dモデルを2例作成した。一定速度の空気を流入させるため、気道モデルの形態修正を加え、これに、一定速度(0.5m/sec5m/sec、0.5m間隔)の空気を流入させ、'最大負圧の比較を行った。その結果、上気道の最大狭窄部付近で最大負圧が発生し、流速の増加に伴って指数関数的に増加する様相が得られた。また、流入させた方向とは反対方向に空気が逆流す首部位のあるととが判明した。次に、18名の睡眠時無呼吸症候群患者について、同様に、下顎前方整位装置の適用前後での上気道3Dモデルを36例作成した。これらのモデルに、一定速度の空気を流入させ、最大負圧・最大陽圧の発生部位と大きさ、空気の走行方向について解析を行った。また、sleep labから得られた18名の症状改善の様相との比較を行った結果、両者で判定の一致したのは9名で50%であった。そこで、気道への空気流入体積を等量にするため、気道の空気流入側の口径の面積に応じて流速を調整して、36例の解析を行ったところ、18名中10名で判定一致、5名で判定が不一致、3名が判定困難で、不一致率は28%であった。これらのことは、下顎前方整位装置の適用後の効果を、あらかじめ予測できる可能性を示したものと考えている。
進化分子工学を用いた蛋白質のフォールディング機構に関する研究

大腸菌3-イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼ(IPMDH)を好熱菌IPMDHの代わりに好熱菌内で発現させると、高温では凝集体を形成するために56度以上では生育できない。しかし、56度でも生育可能となった好熱菌を突然変異により選択したところ、IPMDH遺伝子内にS106Iの変異が起きていた。その変異酵素は野生型大腸菌IPMDHと比べて耐熱性や触媒活性が低下していたものの、変性状態から希釈によるリフォールディングする能力が向上していた。この反応において濁度を測定したところ、濁度上昇が抑制された事から、S106I変異によりフォールディング過程における凝集体形成が抑制される事がわかった。本酵素は野生型酵素の結晶構造解析から、ホモダイマー構造のうち一つのサブユニットが大きく2つのドメインに分けられことがわかっている。そして片方のドメイン内にN、C両末端を含むため、フォールディング過程において複雑なトポロジー形成を必要とする。S106部位は、そのドメイン間の中間にあるヒンジ領域にあるが、この部位が置き換わる事により2つの末端を含むドメイン形成が容易になると考察される。また、上記と同じ進化実験系によりS106I+M264Vの二重変異体が得られていた。このうち、M264Vの変異体を人為的に作製し、好熱菌内で発現させたところ、高温での生育はできなかった。したがってM264V変異は単独では凝集体形成の抑制には効果がなく、触媒活性や安定性に関わるものと考えられる。高度好熱菌内で好熱菌自身のイソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼ(IPMDH)のかわりに大腸菌IPMDHを発現させた。本酵素はロイシン合成に関わる酵素であるが、培地中にロイシンが無い場合、その形質転換株は51°Cでは生育できたが、56°Cでは生育できなかった。そこで自然に起きる突然変異により56°Cでも生育可能となった変異株を得た。染色体DNAからIPMDH遺伝子をPCRにより増幅し、大腸菌内にクローニングして塩基配列解析を調べたところ、Ser106Ileの変異が起きていた。次に大腸菌内で大量発現させ、酵素を精製して耐熱性を調べたところ、Tmにして野生型大腸菌IPMDHよりも10°C低下していた。また、触媒活性を調べたところ、野生型酵素よりも低下していた。したがって、この変異が得られた理由は、いわゆる酵素の耐熱性や触媒活性の上昇によるものではないことがわかった。一方、終濃度6Mのグアニジン塩酸で酵素を変性させておき、緩衝液で希釈したところ、変異酵素の方が野生型酵素に比べて高い活性を示した。この傾向は5055°Cの高温で顕著であったが、3540°Cの低温でもリフォールディングの割合は変異酵素の方が高かった。また、酵素濃度が高くなるほどどちらの酵素もリフォールディング率が下がった。そこで、リフォールディング反応における濁度を測定したところ、どちらも温度が上昇するにしたがって濁度が上昇したが、変異酵素の方が濁度が低かった。したがって、この変異はフォールディングにおける凝集が起きにくくなった酵素と考えられる。IPMDHの立体構造から、106番は2つのドメイン間のヒンジ領域に存在する。アミノ酸置換によって蛋白質のフォールディング能を改善するためには、ヒンジ領域が重要なのかもしれない。
グラフェン端からの電界電子放出現象の端形状と官能基種依存性

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
「想像の共同体」MexAmericaの構築をめぐる米墨の相克

本研究はメキシコ班、アメリカ班、経済班の3チームの分担によって行う総合的MexAmericaに関する研究である。メキシコ班によるメキシコのユカタンとオアハカ両州の先住民移民のメキシコーアメリカ間のトランスナショナルな移民研究は順調に調査が進み、またアメリカに在住するメキシコ移民のメキシコ大統領選挙に関するクアトリクスデータ分析を行い、メキシコの政党によるアメリカでの選挙活動が明らかになった。特にユカタンのマヤ先住民とオアハカのミステコ族移民が出身村からカリフォルニア州のロサンジェルス、キングシティ、サンデイエゴへ移住し、そこに先住民移民コミュニティを建設し先住民族祝祭を実施し、民族アイデンティティ維持を積極的に行い、また故郷へ集団的送金を行い、出身地村の社会的インフラ整備や雇用創出に尽力していることが判明した。トランプ大統領は壁建設等の移民抑制策を取っているが、長年にわたり構築されてきたトランスナショナル的移民コミュニティの存続を阻止することは難しいといえる。アメリカチームはトランプ政権の対メキシコ移民政策への研究を行い、再選をもくろむ現大統領の壁建設を含む露骨な反移民対策と同時に野党民主党の柔軟な移民政策を指摘した。専門職の外国人労働者ビザH1bを厳格化し、メキシコをはじめ北上する中米移民の入国を制限しようとしている。経済チームはマクロ経済学の立場からNAFTA改変後の新しい米墨経済関係について総合的に研究を実施し、トランプ政権の一国中心主義が思惑通りに進捗していない点を指摘した。メキシコチームの先住民移民調査研究と在外選挙制度研究はほぼ予定通り進んでいる。またアメリカのトランプ政権の移民政策研究も順調に推移しているが、米国議会での共和党と民主党の移民政策のろんそうについてはもう一歩踏み出した調査研究が望まれる。経済チームはNAFTA改編後米墨経済貿易関係について新しい経済データの公式データ発表があり次第、さらに調査研究の進捗が見込まれる。2019年はメキシコ、アメリカ、経済の3チームが過去2年間と同様に本研究の趣旨に則り一歩一歩確実に調査研究を進めていく。メキシコチームはユカタンとオアハカ両州とニューメキシコ州とのトランスナショナルな移民を調査するとともにニューメキシコ及びテキサス州におけるメキシコ人移住者の大統領選挙動向調査を行う。アメリカチームは再選を狙うトランプ政権の移民政策と議会における共和・民主両党の移民政策審議について引き続き調査分析する。経済チームはNAFTA改編後のアメリカーメキシコの両国間経済貿易関係についてデータ分析を行い、MexAmerica圏における経済指標データを集積し調査分析する。第1ー1チーム(山崎・渡辺):山崎はオアハカ州のサン・ミゲル・エル・グランデ村で移民アンケート調査を実施し、24名の帰還移民から回答を得、カリフォルニア州、オレゴン州、ノースカロライナ州からの集団送金が行われ、利他的「3x1プログラム」がオアハカ州で最も実施されている状況を把握した。渡辺はユカタン州のマヤ先住民とカリフォルニア州サンフランシスコ郊外に創設された移民コミュニティ間のトランスナショナルナル的ネットワークの存在について調査し、両者の精神的つながりを証明した。第1ー2チーム(山崎・高橋):山崎はメキシコ市の社会発展本省とオアハカ州支部を訪れ、それぞれの「3x1プログラム」の責任者と面談し、メキシコ政府の本プログラムに関する基本的具体的な政策を確認し、調査への協力を取り付け、資料の提供を受けた。その資料に基づきオアハカ州で実りある移民調査を実施できた。高橋は移民と民主主義の関係について文献調査を行い、その成果を論文として発表した。第2チーム(吉野・前島・安井):吉野はトランプ政権の移民政策を調査し、学会で発表するとともに、その成果を論文にまとめた。前島は「不法入国した若者の救済制度「DACA」撤廃:アメリカン「ドリーム」の行方」等の移民制度に関する調査を行い、主にマスメディアで持論を展開した。第3チーム(弦間・鷲津):鷲津は家計収入に関するミクロ分析から消費行動を調査し、移民の家計収入の分析を試みた。2018年度の研究目的は当初の目標どおりほぼ達成されたといえる。アメリカ合衆国に存在するメキシコ人の移民共同体MexAmericaについて、初年度はメキシコの移民送り出し自治体とカリフォルニア州のメキシコ人の移民コミュニティ間のトランスナショナルナル的関係を調査した。メキシコ側と米国側の双方向的調査によって、少なくともカリフォルニア州にはヒスパニック的文化的自治体が存在することが確認された。この双方向的関係は移民の集団的送金システムによって経済的に維持されていることが明らかになった。また米国に存在する移民コミュニティ構成員はメキシコの大統領・知事選に対して投票権を持ち、メキシコ政府は政治的にも米国の移民政策に影響を与え得ることが明確となった。

専門職の外国人労働者ビザH1bを厳格化し、メキシコをはじめ北上する中米移民の入国を制限しようとしている。経済チームはマクロ経済学の立場からNAFTA改変後の新しい米墨経済関係について総合的に研究を実施し、トランプ政権の一国中心主義が思惑通りに進捗していない点を指摘した。メキシコチームの先住民移民調査研究と在外選挙制度研究はほぼ予定通り進んでいる。またアメリカのトランプ政権の移民政策研究も順調に推移しているが、米国議会での共和党と民主党の移民政策のろんそうについてはもう一歩踏み出した調査研究が望まれる。経済チームはNAFTA改編後米墨経済貿易関係について新しい経済データの公式データ発表があり次第、さらに調査研究の進捗が見込まれる。今年度は、継続して文化的。政治的要因を調査・分析するが、さらに移民の労働と収入が米国経済にどのような影響を与えているのかマクロ・ミクロの観点から調査・分析する。2019年はメキシコ、アメリカ、経済の3チームが過去2年間と同様に本研究の趣旨に則り一歩一歩確実に調査研究を進めていく。メキシコチームはユカタンとオアハカ両州とニューメキシコ州とのトランスナショナルな移民を調査するとともにニューメキシコ及びテキサス州におけるメキシコ人移住者の大統領選挙動向調査を行う。アメリカチームは再選を狙うトランプ政権の移民政策と議会における共和・民主両党の移民政策審議について引き続き調査分析する。経済チームはNAFTA改編後のアメリカーメキシコの両国間経済貿易関係についてデータ分析を行い、MexAmerica圏における経済指標データを集積し調査分析する。
スケジューリングによる適応型外乱抑制フィルタの最適設計に関する研究

本研究では、高速で移動する移動体(自動車、船舶、航空機)に搭載された可動式アンテナを、地上の固定基地局、あるいは、軌道上を周回している人工衛星や成層圏プラットホームなどの通信対象に対して、高い精度で指向させることができる制御系の設計法を検討した。このようなシステムにおいては、移動体に時々刻々変化する持続性外乱が作用することが考えられ、高精度の指向性を確保するためには、その影響を低減できる制御手法の適用が求められる。また、移動体と通信対象の相対位置は、短時間内に大きく変化するため、その変化に対応したアンテナの回転駆動により生じる制御対象の物理パラメータ変動や、通信対象に対する追従制御系の構築、などの問題を考慮する必要がある。そこで、本研究では、移動体に作用する持続性外乱の影響を低減するために、外乱抑制フィルタの周波数を変動パラメータとしてアフィンパラメータ依存形式で記述し、アンテナの追従制御を実現するためのローパスフィルタと合わせて用いることにより、H∞ゲインスケジュール制御設計法の枠組みの中で、最適となる制御器を設計する手法を提案した。また、提案手法を効果的に機能させるために、FFTを用いたスケジューリングパラメータの推定手法についても検討した。提案した手法の有効性は、車両に搭載された可動式アンテナのモデルを用いた数値シミュレーション、及び、それを模擬した実験装置による実装実験、のそれぞれにおいて確認された。今後の課題としては、移動体の発進、停止による姿勢角度変化や三次元モデルを用いた旋回運動など、より現実的な運用状況下に対する検討が求められる。また、より高精度な制御系を実現するため、未知の外乱周期に対応できるフィルタの数を事前に決定する手法、及び、フィルタの数に比例して増加する制御器の次数を低次元化する手法、などについても検討する余地がある。本研究は,高速で移動する物体(自動車,船舶,航空機)に搭載された回転式アンテナを,地上基地局,あるいは,人工衛星や成層圏プラットホームなどの通信対象に対して,高い精度で指向できる制御系の構築を目的としている.このうち,本年度の研究活動により得られた成果は以下である.1.回転式アンテナを搭載した移動体(自動車)の数値モデルを作成した.また,このモデルにもとづいた実験機の設計を行い,製作を開始した.2.周波数に依存して変動する外乱抑制フィルタを,アフィンパラメータ依存形式で記述する手法を考案した.3.周波数に依存して変動する外乱の影響を抑制し,かつ,アンテナの追従性能を向上させる制御器を,ゲインスケジュール制御法を拡張した手法により設計した.そして,その有効性を数値シミュレーショシにより確認した.4.将来のさらなる性能向上を目指し、パラメータ依存系,及び,非線形系における対称な構造を持つ制御器の設計法について検討した.1制御系設計法の理論的研究移動体に作用する周期性外乱の周波数特性を特定するために、FFTを利用する手法について検討した。そしてこの手法により計測された周波数を制御器のスケジューリングパラメータとして活用する設計法を考案し、その有効性を数値シミュレーションにより検証した。2実験装置の製作と制御実験実験装置の同定を行い実験環境の整備を行った。また、外乱周波数を既知として、前年度に考案した設計法により得た制御則を用いて実験を実施し、良好な結果を得た。今年度に考案した外乱周波数をリアルタイムに計測する制御手法については、次年度に実施する。3研究成果の公表上記の内容に関する成果を下記にて発表した。(1)計測自動制御学会第4回制御部門大会2004年5月26日-28日北九州学術研究都市産学連携センター2004年9月2日-4日台湾(3)日本機械学会第13回スペース・エンジニアリング・コンファレンス2005年1月21日東京都新宿区日本機械学会会議室本研究では、高速で移動する移動体(自動車、船舶、航空機)に搭載された可動式アンテナを、地上の固定基地局、あるいは、軌道上を周回している人工衛星や成層圏プラットホームなどの通信対象に対して、高い精度で指向させることができる制御系の設計法を検討した。