hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膀胱癌発生における男性優位性の検討-アンドロゲン作用機序の研究-

今までの臨床的検討および実験的検討により,膀胱癌の発生頻度は男性が女性の34倍と高く,ラットおよびマウスではテストステロンを除去すると雄では膀胱発癌が有意に抑制されることが判明している。今回の研究では、このアンドロゲンの発癌への影響の機序を検討した。即ち,テストステロンからDHTへの変換酵素の阻害剤,5α-reductase inhibitorおよびアンドロゲン受容体阻害剤(anti-androgen)を用いて発癌への影響を調べた。その結果以下のことが判明した。(1)5α-reductaseは明らかな抑制効果を示さなかったが、anti-androgenは用量依存的にラット膀胱発癌を抑制した。この事実は、テストステロンの膀胱上皮細胞への作用機序は前立腺細胞で知られているような(5α-reductase-DHT)を介した機序とは異なるものである可能性を示唆する。(3)以上の二つの結果よりテストステロンがアンドロゲン受容体に直接結合して膀胱発癌に関与している可能性が考えられた。現在,米国では5α-reductase-inhibitorを用いた前立腺癌予防の大規模な臨床研究が行なわれている。膀胱癌は、年々その発生頻度が高まり、また手術後の再発の危険性は非常に高い疾患である。現在,臨床で使用されているanti-androgen剤は副作用は軽徴である。今回の研究は膀胱癌の予防にanti-androgen剤が有用であるかどうかの臨床研究の発足を促す結果を示したと考えられる。今までの臨床的事実および基礎的研究から以下のことが明らかである。(1)膀胱癌の発生頻度は男性が女性の34倍高い。(2)ラットおよびマウスの発癌実験ではテストステロンを除去することにより雄性モデルの膀胱発癌が統計学的優位に抑制される。平成5年度の研究では、アンドロゲン(テストステロン)作用機序の解明を目的とした。その結果(1)非ステロイド系のアンチアンドロゲンは発癌を抑制しなかった。以上のことより膀胱癌においても活性を有するアンドロゲンはDHTであること,しかし通常のアンドロゲンレセプターを介する作用ではないことが示唆された。次年度の検討において(1)(2)の追試および薬剤効果の用量依存性の検討、および膀胱癌組織におけるアンドロゲンレセプターの検討を行う予定でありすでにその1部の実験を開始した。平成5年度の研究結果をふまえ当該年度では5α-reductase inhibitorおよびpure-antiandrogenのラットBBN膀胱発癌に対する抑制効果の投与量依存性を検討した。その結果、以下のことが判明した。(1)この実験で5α-reductase inhibitorは抑制効果を示さなかったがantiandrogenは用量依存的に膀胱発癌を抑制した。この事実はテストステロンの膀胱粘膜細胞への作用機序は前立腺細胞で知られているような5α-reductaseを介した機序とは異なる機序である可能性を示唆するものと考えられた。(3)以上の二つの結果よりテストステロンがアンドロゲン受容体に直接結合して膀胱発癌に関与している可能性が示された。
グルココルチコイドレセプター機能制御機構の解明

(2)GR分子内ドメイン間相互作用の解析(2)mammaliantwo-hybrid assayをセットアップしAF-1、DBD、LBD/AF-2各ドメイン間相互作用に与えるリガンドの影響を明らかにした。(3)ヒト肝癌細胞、血管内皮細胞、ラット心筋細胞を用いて各種リガンド処理後RNAを採取し、microarrayを用いて遺伝子発現を解析し、各リガンド選択的GR応答性標的遺伝子を同定した。(4)HEXIM1発現制御機構の解明(1)ヒト各組織由来培養細胞におけるHEXIM1 mRNA、タンパク発現解析システムを構築した。(2)HEXIM1遺伝子のプロモーター解析によって発現を制御するシス配列を同定し、結合タンパクを同定した。(1)HEXIM1、GRの各種変異体発現プラスミドを発現させ、共免疫沈降を用いて各々の相互作用領域を決定した。HEXIM1の塩基性アミノ酸に富んだ領域とGRのヒンジ領域が同定された。(2)HEXIM1各機能ドメインのGR機能に与える影響の解明-HEXIM1のNLS、二量体形成領域、CDK9によるリン酸化部位への変異を導入した発現プラスミド、アデノウイルスを用いて、GR応答性遺伝子発現に与える影響を明らかにした。P1.リガンドによるGR機能制御機構の解明(1)リガンドのGRへの結合特性とリガンド-GR複合体の構造を明らかにするため、化合物を結合したGRのin silico modeling、タンパク分解酵素感受性実験、GR機能実験を整備した。(2)GR分子内ドメイン間相互作用の解析(3)GR応答性遺伝子発現パターンの解析と各リガンド選択的標的遺伝子の同定をめざしてヒト肝癌細胞、血管内皮細胞を用いて各種リガンド処理後RNAを採取し、microarrayを用いて遺伝子発現を解析した。P2.HEXIM1によるGR機能制御機構とそのグルココルチコイド作用調節における意義の解明(1)HEXIM1発現制御機構の解明(1)ヒト各組織由来培養細胞におけるHEXIM1 mRNA、タンパク発現解析システムを構築した(各種抗血清は検定済みである)。(2)HEXIM1遺伝子のプロモーター解析によって発現を制御するシス配列を同定した。現在、それらの領域をさらに狭めつつある。(2)HEXIM1各機能ドメインのGR機能に与える影響の解明-HEXIM1のNLS、二量体形成領域、CDK9によるリン酸化部位への変異を導入した発現プラスミドの構築と検定を終了した。(1)リガンドのGRへの結合特性とリガンド-化合物を結合したGRのin silico modeling,タンパク分解酵素感受性実験,GR機能実験を整備しGR複合体の構造を明らかにした。(2)GR分子内ドメイン間相互作用の解析(1)野生型ならびに変異導入AF-1,DBD,LBD/AF-2のタグ融合タンパク発現系を用いたpull-down解析系の基盤を整備し,GRと転写共役因子の結合動態に与えるリガンドの影響を明らかにした。(2)mammaliantwo-hybrid assayをセットアップしAF-1,DBD,LBD/AF-2各ドメイン間相互作用に与えるリガンドの影響を明らかにした。(3)ヒト肝癌細胞,血管内皮細胞,ラット心筋細胞を用いて各種リガンド処理後RNAを採取し,microarrayを用いて遺伝子発現を解析し,各リガンド選択的GR応答性標的遺伝子を同定した。(4)HEXIMI発現制御機構に関して,(1)ヒト各組織由来培養細胞におけるHEXIMImRNA,タンパク発現解析システムを構築し,(2)HEXIMI遺伝子のプロモーター解析によって発現を制御するシス配列を同定して結合タンパクを同定した。(5)HEXIMIのGR機能調節機構解明に関して,(1)HEXIMI,GRの各種変異体発現プラスミドを発現させ,共免疫沈降を用いて各々の相互作用領域を決定した。

HEXIMIの塩基性アミノ酸に富んだ領域とGRのヒンジ領域が同定し,(2)HEXIMIのNLS,二量体形成領域,CDK9によるリン酸化部位への変異を導入した発現プラスミド,アデノウイルスを用いて,HEXIMI各機能ドメインのGR機能に与える影響を明らかにした。
ユニバーサルデザインに対する情報科学からのアプローチ

本研究は、現状でのユニバーサルデザインの方法論が本来のR.Maceが提唱した基本理念と乖離している事に注目して、定量的物理特性(サイズ・形状・色・材料の物性など)の変更という対処療法的な方法ではなく、基本理念をもう一段ブレークダウンしたレベルでの設計指針を策定することを目的とする。研究遂行の基軸として採用したのは、従来からの我々の研究成果を踏まえて導出した仮説、すなわち「特定の唯一最適な操作系列だけでなく様々な操作を許す『解釈の多様性』を残しながらも、緩やかな拘束によって操作の選択肢を使用者にアフォードし、操作とそれに対するアフォーダンスの変化があたかも『対話』を成立させる人工物が、ユニバーサルデザインされた物の一つの在り方である」というものである。これに対して、1:「緩やかな拘束」、「対話型人工物」という観念的なキーワードに理論的で明確な輪郭を与え、2:定量的な情報がただちに利用できない設計段階から次第に定量化されて設計対象が具体化する段階まで一貫してユニバーサリティを考慮するために、定性的な状態記述を「定量的パラメータ割り当てに対する制約」と捉えて制約充足問題解決手法を適用し、3:これらの理論的枠組みを実証するためのフィールドワークを実施するという、相互に連関する3つの基軸に具体化し、これらに沿って研究を展開した。1に関しては、緩やかな制約を様相論理によって、あるいは定性的情報理論における情報チャネルの任意性によってモデル化する方法を提案した。また、対話型人工物に関しては、操作者と人工物の対話性を目的論一因果論の視点、義務・許可・時制様相の視点から整理した上で設計支援システムとして実装する方法を提案した。2に関しては、進化計算を援用した制約充足問題解決手法を提案して、これを適用した。3に関しては、研究内容の性質上、工学系の学術雑誌では報告していないが、比較的小型の建造物を対象として大阪府内の病院における病棟内トイレの設計、比較的大型の建造物を対象として京都市内のベンチャー企業による無人自転車置き場ゲートの設計に参画し、物理的なもの以外を対象としてウェヴページのデザインを試みた。さらに、米国発のユニバーサルデザインに対して欧州発のインクルーシブデザインに着目して、第一人者として知られる英国Royal College of ArtのJullia Cassim氏を招いてワークショップを開催し、そこで得られた知見を書籍にまとめた。本研究の目的は、ユニバーサルデザインの実現のために、従来のような定量的物理特性(サイズ・形状・色・材料の物性など)の変更という対処療法的な方法ではなく、定量的な値がただちに利用できない設計段階から一貫してユニバーサリティを考慮する設計方法論を策定することにある。研究計画当初から研究遂行の基軸として設定しているのは、従来からの我々の研究成果をふまえて導出した仮説の検証である。この仮説とは、「特定の個人にとっての最適で唯一な操作系列」だけではなく様々な操作を許しているが、緩やかな拘束によって操作の選択肢を操作者にアフォードし、操作とそれに対するアフォーダンスの変化があたかも「対話」を成立させる人工物が、ユニバーサルデザインされた物の一つのあり方というものである。平成15年度には、「緩やかな拘束」を定性的に記述する方法の一つとして様相論理に着目し、システムの状態変化と因果律とのインタラクションに対して様相論理表現が緩やかな拘束を与えるモデルを構築した。

また、その応用例としてビジネスモデルの新規性を様相論理表現に写し取る方法を示した。一方、定性的な段階での設計結果を定量的な段階に反映させるために、定性的状態記述を定量的なパラメータ割り当てに対する「制約」と捉えて、制約充足問題解決手法の適用を検討しているが、そこで得られた結果の一つを国際会議で発表した。さらに、「使用者と人工物との会話」という観念的な主張をある種の指針という形にまで具体化するために、認知科学的知見の援用を試みており、そのためのフィールドワークの一つとして、大阪府内の病院と連携して、「ユニバーサリティを考慮に入れたリハビリテーションセンターの設計」に当研究グループの一人が参画している。本研究の目的は、ユニバーサルデザインの実現のために、従来のような定量的物理特性(サイズ・形状・色・材料の物性など)の変更という対処療法的な方法ではなく、定量的な値がただちに利用できない設計段階から一貫してユニバーサリティを考慮する設計方法論を策定することにある。研究遂行の基軸としているのは、従来からの我々の研究成果から導出した仮説、すなわち「特定の個人にとっての最適で唯一な操作系列」だけではなく様々な操作を許しているが、緩やかな拘束によって操作の選択肢を操作者にアフォードし、操作とそれに対するアフォーダンスの変化があたかも「対話」を成立させる人工物が、ユニバーサルデザインされた物の一つのあり方というものである。この観点から平成16年度の研究実績をまとめると、まず操作者と人工物の対話性に着目した設計支援システムの枠組みを策定し部分的に実装した結果を、学術雑誌にて報告した。また、ユニバーサルプレイシングが使用者を想定していないにもかかわらず使用者に様々な働きかけを促し結果としてユニバーサリティを実現していることに着目して、「インタフェースとしての遊び・遊具」と題した論文特集号をヒューマンインタフェース学会論文誌上で企画し、秋に発行された。なお、その中には解説論文と一般論文の合計2本の論文が我々の研究成果として掲載されている。さらに、大阪府内の病院と連携して、「ユニバーサリティを考慮に入れたリハビリテーションセンターの設計」に当研究グループの内二名が参画し、いくつかの知見を得た。これらを含めた我々の研究成果は、計測自動制御学会知能システムシンポジウムでOSを企画し、その席上にて発表した。本研究は、現状でのユニバーサルデザインの方法論が本来のR.Maceが提唱した基本理念と乖離している事に注目して、定量的物理特性(サイズ・形状・色・材料の物性など)の変更という対処療法的な方法ではなく、基本理念をもう一段ブレークダウンしたレベルでの設計指針を策定することにある。研究遂行の基軸として採用したのは、従来からの我々の研究成果を踏まえて導出した仮説、すなわち「特定の唯一最適な操作系列だけでなく様々な操作を許す『解釈の多様性』を残しながらも、緩やかな拘束によって操作の選択肢を使用者にアフォードし、操作とそれに対するアフォーダンスの変化があたかも『対話』を成立させる人工物が、ユニバーサルデザインされた物の一つの在り方である」というものである。
医学教育における時間生物学的特性のモニタリングによる教育効果の実証的研究

医学教育における学生の修学・精神・生活面の管理・指導への時間生物学的知見の応用・展開を背景として、1医学科1年次学生のクロノタイプ・睡眠リズムと学生データベースの学業成績・心理検査結果との相関関係を調べ、2クロノタイプと睡眠リズムから抽出した学生に対して、腕時計型活動量測定装置(アクティウォッチ)による活動の概日リズム計測と、携帯型脳波計(スリープスコープ)による睡眠の質を計測し、生理・行動科学的指標に基づく1の結果の時間生物学的・睡眠生理学的裏付けを行うこと、さらに3睡眠・概日リズム特性と学業成績に問題のある学生に対する睡眠・生活リズムへの介入指導の効果を検討することを目的とした。平成30年度は、29年度1年次学生に実施した2の調査の分析と結果の考察を行い、同時に30年度1年次学生への1と2の調査の実施と解析、さらに3について、29年度において抽出された学生に対して、高照度光療法による介入の効果を調べた。1については、30年度においても28・29年度と同様に、夜型傾向のある学生および睡眠リズムが不規則な学生ほど学業成績が低い傾向が見られた。2については、28年度の調査では、δパワー値に基づく最初の睡眠周期での深い睡眠が学業成績と関連することが示されたが、29・30年度の調査では、睡眠の質と学業成績とに有意な関係は得られなかった。3については、29年度に睡眠相が後退し留年した学生に対して、高照度光照射装置(ブライトライト、2500Lx)により自宅で4週間、起床時に近距離で1530分間の光照射を行った。その結果、睡眠日誌において、睡眠リズムが改善する傾向が見られ、スリープスコープによる睡眠脳波計測においても、睡眠の質が改善する傾向が見られた。以上の結果から、医学生の修学・精神・生活支援における睡眠・概日リズム指導の重要性を、さらに確かめることができた。平成30年度実施計画における1「質問紙による睡眠・概日リズム特性の測定と学生データベースとの相関の検討」および2「睡眠・概日リズム特性の生理・行動科学的指標による検証と学生データベースとの相関の検討」について、当初計画通り、平成28・29年度と同様の調査を実施した。同時に29年度に実施した2の解析を30年度に行った。30年度に実施した1と2の解析を行い、28年度および29年度のデータと合わせて考察を行った。さらに、30年度当初計画における3「生活リズム・睡眠指導による修学・精神面への効果の検討」について、当初計画通り介入指導による効果の検証を行った。以上により、調査・解析ともに当初計画通り進んでおり、学生支援における時間生物学的指標の重要性と、生活リズム・睡眠指導による学生支援の重要性についての知見を得ることができていることから、「おおむね順調に進展している」と判断した。最終年度である令和元年度は、平成2830年度の1および2の3年間のデータをまとめて分析し、結果をさらに詳細に考察し、研究の総括を行う。必要に応じて追加調査を実施する。とくに、2の結果が初年度とそれ以降で異なったことについて検討を進める。3については、30年度において睡眠・概日リズム特性と学業成績または心理検査に問題のあった学生に対する介入指導による効果の検証を行う予定である。総括した4年間の成果は、学会・論文等で発表する予定である。以上により、睡眠と概日リズムの観点から、医学生の修学・精神・生活面における指導の妥当性を示し、学生支援における時間生物学的指導の重要性を検証し、得られた成果を実践的な啓発に活用する予定である。【研究協力者】福井大学学生総合相談室・臨床心理士・前川伸晃。医学教育における学生の修学・精神・生活面の管理・指導への時間生物学的知見の応用・展開を背景として、今年度は、1医学科1年次学生のクロノタイプ・睡眠リズムと学生データベースの学業成績・心理検査結果との相関関係を調べ、2クロノタイプと睡眠リズムから抽出した学生に対して、腕時計型活動量測定装置(アクチウォッチ)による活動の概日リズム計測と、携帯型脳波計(スリープスコープ)による睡眠の質を計測し、生理・行動科学的指標に基づく1の結果の時間生物学的・睡眠生理学的裏付けを行うことを目的とした。医学科1年次生(110人)を対象とし、時間生物学的項目として4月と10月にミュンヘン・クロノタイプ質問紙および睡眠日誌を測定した。心理検査項目として4月に大学生健康調査(UPI)、困りごとに関するセルフチェックリストを実施した。学業成績については1年次医学系コア科目である解剖・生化学系科目の初回試験合格科目数を用いた。クロノタイプと睡眠リズムパターンから学生を抽出し、規則型(コントロール)と不規則型に分類し、それぞれにアクチウォッチとスリープスコープによる生理・行動学的測定を実施した。クロノタイプでは、睡眠調整MSF(朝型と夜型の指標)が4月に比較して10月にやや遅くなる傾向が見られた。睡眠日誌では、4月よりも10月に睡眠リズムが不規則になる学生が多く見られた。クロノタイプ、睡眠日誌と学業成績との間には有意な相関が得られなかった。しかし、UPIでは、健康項目が低いほど学業成績が高い傾向がみられ、ADHD傾向とクロノタイプ、うつ項目と睡眠日誌とに有意な相関が得られた。アクチウォッチとスリープスコープによるデータについては、現在解析中である。以上の結果から、健康について楽観的である学生ほど学業成績が低く、また大学生活に慣れるにつれて生活リズムが不規則になっていく学生が多いことが示唆された。

平成28年度実施計画における、1「質問紙による睡眠・概日リズム特性の測定と学生データベースとの相関の検討」については、すべての計画項目について、平成28年度医学科入学生に対して実施し、データを取得、相関関係の分析を行った。現在までの結果を平成29年度の日本医学教育学会で発表する予定である。実施計画の2「睡眠・概日リズム特性の生理・行動科学的指標による検証と学生データベースとの相関の検討」については、1で抽出した学生に対して、アクチウォッチとスリープスコープによる概日リズムと睡眠の質についての測定を実施した。現在データ解析中である。以上より、平成28年度の実施計画を概ね実施できたことから、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」と判断した。医学教育における学生の修学・精神・生活面の管理・指導への時間生物学的知見の応用・展開を背景として、1医学科1年次学生のクロノタイプ・睡眠リズムと学生データベースの学業成績・心理検査結果との相関関係を調べ、2クロノタイプと睡眠リズムから抽出した学生に対して、腕時計型活動量測定装置(アクチウォッチ)による活動の概日リズム計測と、携帯型脳波計(スリープスコープ)による睡眠の質を計測し、生理・行動科学的指標に基づく1の結果の時間生物学的・睡眠生理学的裏付けを行うことを目的とした。29年度は、28年度1年次学生に実施した2の調査の分析と結果の考察を行い、同時に、29年度1年次学生への1と2の調査を実施した。28年度実施した1の調査において抽出した規則的睡眠リズム群7名、不規則的睡眠リズム群7名のうち同意の得られた13名に対して2を実施した。そのうち、スリープスコープによる睡眠の質と、心理的健康、学業成績との関連性について、2群間比較及び2群を合わせた指標間比較により分析した。その結果、2群間比較では、睡眠の質、心理的健康及び学業成績に有意差は見られなかった。一方、2群を合わせた指標間比較では、第一睡眠周期のδパワー値及び睡眠段階1の長さと学業成績に正の相関が見られた。また平日外出時間の長さと入眠時間の不規則さに正の相関が見られた。以上の結果から、δパワー値と学業成績との相関から、最初の睡眠周期での深い睡眠が学業成績の維持に重要であることが示唆された。一方で、睡眠段階1の長さと学業成績との相関から、睡眠を削って成績を保持している学生がいることも考えられ、修学支援として適切な睡眠指導の必要性が示唆された。加えて、課外活動など大学生活をバランスよく充実させるための生活指導も重要であると考えられた。29年度1年次生に対する調査では、1は28年度と同様の傾向が見られた。2は現在解析中である。平成29年度実施計画における1「質問紙による睡眠・概日リズム特性の測定と学生データベースとの相関の検討」および2「睡眠・概日リズム特性の生理・行動科学的指標による検証と学生データベースとの相関の検討」について、当初計画通り、平成28年度と同様の調査を実施した。このうち1については解析を行い、28年度のデータと合わせて結果の考察を行った。2については、現在解析中である。28年度に実施した2の解析を平成29年度に行い、新たな知見を得ることができた。現在解析中の29年度データを28年度データと合わせて、さらに結果を検証する。
非常災害時における養護教諭の役割に関する研究

非常災害時に養護教諭に求められる役割、児童生徒が自主的に救急活動に参加できることの可能性を検討した。その結果、救急処置を適切に実施する自信は十分でないと答えており、今後も継続した研修が必要であった。また、養護教諭には、1的確な救急処置2丁寧な心のケア3迅速な組織対応4学校外との連携5救急資材の備えが必要であり、災害直後の初期対応と中長期的対応では求められることが異なっていた。非常災害時に求められる養護教諭の役割と学校保健のセンター的役割としての保健室の多様な機能を明らかにするために、A県の小中学校に勤務する養護教諭を対象に独自の質問紙を作成し、アンケート調査を行った。23年度は、養護教諭が学校外において体験した救急対応の具体的内容と現在の保健室の救急資材の備蓄状況および今後必要と考える資材や機器について調査した。また、勤務校の教諭や児童生徒が軽度、骨折、心肺蘇生などの救急対応がどの程度できると思うかなどについてめ内容を調査し分析した。その結果、校外において最も多いけがの対応経験は、擦り傷83%であり、切り傷73%、打撲傷72%、捻挫70%、骨折62%、蜂刺され52%、脱臼31%、噛傷31%の救急対応を体験していた。疾患対応では、アレルギー疾患が55%、呼吸器疾患35%、ショック症状14%、心疾患10%、脳血管疾患4%、その他の病気の救急対応は45%であった。また、救急処置を必要とする軽度のけがと骨折などの中程度のけが、緊急性を要する心肺蘇生など重度状態の三つの救急対応別に対応ができると回答した割合は、養護教諭はそれぞれ83%、74%、83%、教諭64%、79%、55%、児童生徒は68%、25%、37%であった。万が一の時に必要とする救急処置対応が的確にできるためには、日頃から研修の機会を作り、その必要性が認識でききるとともに正確な観察や救急置技術が身についていることが重要である。また、児童生徒に対しては、自他の命を守れるために、骨折の対応や心肺蘇生を中心とした救急処置を学ぶ機会を推進する必要があることが明らかになった。非常災害時に求められる養護教諭の役割を明らかにするために、23年度に養護教諭が学校外において体験した救急対応の具体的内容と現在の保健室の救急資材の備蓄状況および今後必要と考える資材や機器について調査した。24年度はその結果に基づき、緊急時に必要とされる正確な観察や救急処置技術が身につくことを目的に災害時における救急法実施に関する研究を進めた。また、児童生徒が自他の命を守れるように、骨折の対応や心肺蘇生を中心とした救急処置を学ぶ機会を推進する必要があるため、指導者の育成として心肺蘇生法を中心とした講習会を養護教諭を目指す大学生、養護教諭、大学職員計79人に対して合計3回行った。その結果、三角巾では、たたみ三角巾の扱いや結び方、包帯法、鎖骨骨折時の固定、シーネを用いた前腕骨骨折固定も繰り返しによって時間短縮がみられた。また、心肺蘇生法の実施においては口頭で実施した者より、具体的モデルで事前実施後、体験した者の方が技術力の向上が見られた。また、災害時に備えての災害DIG図上訓練と防災まち歩きを行った。実際に住民と共に地域に出かけて車椅子で行う避難訓練体験と危険個所を知る防災まち歩き体験後の調査結果では「日頃からの備え」「訓練の効果」「視覚と体験の効果」「隠れた危険を見つける」「地域を知る」「地域の防災意識」などのキーワードが抽出された。非常災害時に養護教諭の専門性が発揮されるためには、正確な観察や救急置技術を身につける救急法の研修機会を繰り返すとともに、地域住民とともに地域の防災力を高めるDIG図上訓練や防災まち歩きなど、視覚を通した研修と体験が効果的であることが示された。現職養護教諭に対するアンケート調査を実施できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。非常災害時には、養護教諭は学校内の唯一の医療保険の専門職としての的確で迅速な対応が求められる。そのために必要な知識と技術を高めることが重要であるために、教員養成課程で必要な取組について明らかにする。
マザリナード文書のデジタル化:次世代型コーパスの構築

研究目的:本研究は我が国の国有財産である「マザリナード文書コレクション」(東京大学蔵全44巻)の保護ならびにWeb上での公開推進を目的とする事例研究である。同時に人文科学研究の次世代型コーパスを構築するための技術・方法を蓄積する基礎研究でもある。研究方法:原資料を保護するため、専門技術者と協力しマイクロフィルム(全15巻)のスキャニングを最優先事項として進める。次に各文書を画像として切りだし、分類番号とのリンクづけ作業を行いながら、コーパスの核となるコレクションのデジタル画像化を終了する。これらの作業と同時に、インターネット上で閲覧できるようにするにはどのような工夫が必要かを考察し、Webにおけるこれまでの人文研究用サイトを参照しながら、近年の動向を分析しつつ、「マザリナード文書コレクション」の公開のために望ましい形態を探っていく。研究成果:スキャニングを終え各文書ごとに画像を切り出していく行程で、マイクロフィルム作成時に撮影されなかった頁があることがわかった。原資料とっきあわせて欠落している部分は新たに撮影し直し、全文書を完全にデジタル画像化することができた(2717点、マルチTiff形式)。さらに肖像画170点、版画33点、文字版画45点、手書きの書き込み文字58カ所、物理的な特徴179カ所を別途切りだし分類し、デジタル・コンテンツとして利用できるように準備した。Web上で公開されれば世界に先駆けて日本がマザリナード研究の中心的位置を占めることも可能になる。同時に本研究はWeb上において近年活発になっている人文系コーパス再構築の最先端の取り組みのひとつとしても歴史的に位置づけられるため、マザリナード・プロジェクトとして学習院大学紀要『人文』に紹介し、フランス国立図書館関連学術団体誌にも研究成果の一部を発表することになった(Mazarinades. La collection del'Unlversite de Tokyo in『Bulletin du Bibliophile』査読有り、2009年6月刊行予定)。これにより、原資料の保護のみならず国際的価値を高めることにもつながったと確信する。
臼歯修復用メタル・レジンコンポジットに関する研究

歯科修復を目的として,銀スズ合金と銀インジウム合金の微細粒子をフィラーとするメタル・レジンコンポジット材料を試作し,試作材料の機械的性質(たわみ強さと曲げ弾性係数),生物学的性質(細胞毒性と抗菌性),化学的性質(耐食性)ならびに耐磨耗性を評価した。その結果,試作したコンポジット材料のたわみ強さは,銀スズ合金フィラーでは最大91.8MPa,銀スズ合金フィラーでは最大91.0MPaに達した。これらの材料を水中に長期間浸漬した場合やサーマルサイクリングを行った場合でも強さは減少するが,その減少程度は現在市販されている臼歯用コンポジットレジンと余り変わらなかった。また,その強さは従来のコンポジットレジンと余り変わらないものの,現在市販されている臼歯用コンポジットレジンには及ばなかった。したがって,本材料については今後強さの向上が必要と考えられる。試作したメタル・レジンコンポジットの細胞毒性は硬化後1ヶ月未満では歯科用アマルガムと同程度もしくは低めであった。抗菌性は硬化前の時点で認められたが,硬化後は消失した。耐食性は電気化学的試験と腐食溶液浸漬試験によって評価したが,試作材料は電気伝導性がほとんどなく,電気化学的にはかなり安定であった。腐食溶液浸漬試験においては,アマルガムは大きな変色を示したのに対し,試作材料のうち銀インジウムをフィラーとするコンポジットはやや変色したものの,その変色程度はアマルガムより小さく,銀スズをフィラーとするコンポジットではさらに小さかった。。磨耗試験では,試作材料のレジンマトリックス部における摩耗が認められたが,フィラー粒子の多くは研磨時の表面状態を維持して試料表面に存在しており,耐磨耗性は比較的良好であった。。2種の銀合金粒子(Ag-Sn,Ag-In)を溶湯噴霧法によって作製し,これらをフィラーとするメタル・レジンコンポジット材料を試作した。試作したメタル・レジンコンポジットのたわみ強さと曲げ弾性係数を測定するとともに,細胞培養試験によって細胞毒性を調べた。その結果は以下の通りである。試作したメタル・レジンコンポジットのたわみ強さは,フィラー合金の種類によって異なったが,4-META処理によって大きく増加するとともに,メタルフィラーの含有率が95%で最大となった。たわみ強さは,Ag-Snフィラーで約70MPa,Ag-Inフィラーで約60MPaであり,従来の前歯部用コンポジットと同程度であった。また,弾性係数は合金種や4-META処理によってあまり変化しなかったが,フィラー増加とともに増加し,その範囲は約1113GPaであった。細胞毒性は,たわみ強さの結果と同様にフィラー合金の種類によって異なった。Ag-Snフィラーを用いたものは従来のコンポジットやアマルガムと同様に試験開始時にはわずかな細胞毒性を示したが,1カ月後の時点でほとんど細胞毒性を示さなくなった。これに対して,Ag-Inフィラーを用いたものは試験開始後からわずかな細胞毒性を示し,その毒性は1ヶ月経過後まで持続した。以上の結果から,Ag-Sn粒子をフィラーとするメタル・レジンコンポジットが有用であると結論される。2種の銀合金粒子(Ag-Sn,Ag-In)を溶湯噴霧法によって作製し,これらをフィラーとするメタル・レジンコンポジット材料を作製し,その耐久性と抗菌性について評価した。耐久性はメタル・レジンコンポジットを最長100日間37°C水中に浸漬した場合と720回サーマルサイクリングを行った場合のたわみ強さによって評価し,抗菌性はStoreptococcus Mutansを培養した寒天培地にメタル・レジンコンポジット試験片を静置し,静置24時間後の試験片周囲における菌育阻止帯の大きさによって評価した。なお,無機質フィラーを用いた従来型コンポジットについても同様の試験を行い,メタル・レジンコンポジットと比較した。

水中浸漬したメタル・レジンコンポジットのたわみ強さは,100日間水中浸漬後にはAg-Snフィラーで約25%減少したが,Ag-Inフィラーではあまりあまり減少せず(約7%減少),従来のコンポジットレジンと同程度,あるいはわずかに大きい程度であった。720回サーマルサイクリングを行った時のたわみ強さは,いずれの材料においてもサーマルサイクルを行わなかった場合のたわみ強さと同程度であった。メタル・レジンコンポジットの菌育阻止帯はフィラー合金種にかかわらず約2mmで,アマルガムと同程度であった。これに対し無機質フィラーを用いた従来のコンポジットでは菌育阻止帯は認められなかった。2種の銀合金粒子(Ag-Sn、Ag-In)をフィラーとするメタル・レジンコンポジット材料を作製し、その耐磨耗性と耐食性、耐変色性について調べた。耐磨耗性は歯ブラシ磨耗試験および咬合磨耗試験により評価した。耐食性は、分極曲線により評価した。また、耐変色性は試験片を0.1%硫化ナトリウム溶液および0.1N乳酸・塩化ナトリウム溶液に3日間浸漬した前後の色の変化をスペクトロフォトメータを用いてΔE^*で評価した。歯ブラシ磨耗試験では、10万回の歯ブラシ刷掃で標準試料のPMMAが40mm^3の体積減少を示したのに対し、Ag-Sn、Ag-Inをフィラーとしたメタルレジンコンポジットの体積減少はそれぞれ18mm^3、15mm^3であった。市販のハイブリッドタイプのコンポジットレジンは、6mm^3体積が減少した。40万回の咬合磨耗試験の結果、Ag-Sn、Ag-Inメタルレジンコンポジット、市販コンポジットレジンのいずれも咬合部の部分的摩滅は見られなかったが、試験後の試料表面全体の表面粗さは、市販のハイブリッドタイプのコンポジットレジンがAg-Sn,Ag-Inメタルレジンコンポジットよりも小さかった。分極曲線による耐食性の評価では、Ag-Snメタルレジンコンポジットには電流が流れず、従って電位差による腐食は計測不能なほど小さいと判断した。試料を硫化ナトリウム溶液に浸漬したときのΔE^*の値は、Ag-Snメタルレジンコンポジットが6.7と小さかったのに対し、アマルガムが24.7、Ag-Inメタルレジンコンポジットが28.6と変色が見られた。しかし、乳酸・塩化ナトリウム溶液に浸漬したときは、アマルガムのΔE^*が62.1とさらに変色が大きくなったのに対し、Ag-Inメタルレジンコンポジットは逆に4.0と変色が極めて少なくなった。Ag-Snメタルレジンコンポジットは、両者の中間程度の値であった。
カオス的遍歴現象の数学的特徴づけ

カオス的遍歴現象は「複数のカオス的な状態を不規則に渡り歩き続ける高次元複雑現象」として知られているものの、確固たる数学的特徴づけを欠いた概念である。その数学的特徴づけの手がかりを得る目的で重要性質をもつミニマルモデルを解析した。そのひとつが間欠的性質をもつ2次元トーラス写像であり、x方向は拡大的な性質をもち、y方向はxの値によって拡大的であったり縮小的であったりするものである。それが生み出すダイナミクスは不安定次元の異なる周期点の共存と準周期軌道の存在が鍵となっていることを見出した。また、その研究過程で準周期軌道の存在に着目してその上で定義される関数のバーコフ平均を高速で求める手法を開発した。平成26年度は、カオス的性質をもつ1次元写像を平均場結合することによって2次元結合写像を構成し、それに関しての研究をおこなった。まず、パラメタ空間(1次元写像のパラメタと結合強度をあらわすパラメタ(結合パラメタ))を広域に調べ、2種類のカオス的状態(ラミナー状態とバースト状態)を不規則に行き来するオン・オフ間欠性がロバストに起こり、特に、微小な結合パラメタの下でもオン・オフ間欠性が起こることが確認された。また、各状態に継続して滞在する時間の分布を調べるとラミナー状態に関してはベキ的、バースト状態に関しては指数的であることを確認した。したがって、この2次元結合写像はカオス的遍歴現象が持つべき重要な性質をもつことがわかった。そこでオン・オフ間欠性を示す写像を詳しく調べるべく、系に埋め込まれた不安定周期軌道を多数検出した。不安定周期軌道を分類するとラミナーに埋め込まれたもの、バースト状態に埋め込まれたもの、さらにその双方に不安定次元が1のサドルと不安定次元が2のリペラーが存在することがわかった。ラミナーのサドルはラミナーカオスを駆動する役割で、ラミナーのリペラーはラミナーカオスからの離脱を駆動する役割であると考えられる。しかし、ラミナーにおいてサドルとリペラーが共存している場合にも、2次元写像のアトラクタがラミナーカオスとなりうることがわかり、ラミナーにおけるリペラーの存在が必ずしもラミナーアトラクタの崩壊を起こさないこともわかった。カオス的遍歴は明確には数学的に定義されていない複雑現象であるが、脳科学、レーザーをはじめ、多くの分野で観察されてきた。一般に高次元力学系に典型的な現象と考えられているが、平成27年度は、カオス的遍歴のミニマルモデルとも言うべきある種の2次元トーラス写像を研究した。この力学系はサドルとリペラーを持ち合わせており、ひとつの方向は常に拡大的、もうひとつの方向は拡大的なところと縮小的なところが共存している。この種の構造に由来して間欠的なふるまいを引き起こす。本研究では、この間欠性ダイナミクスの背後に存する数学的構造を調べたところ、不安定な準周期軌道が重要な役割を果たしていることがわかった。すなわち、準周期軌道の存在によってトーラスでサドルとリペラーが稠密となり、不安定次元の異なるそれらの共存によって間欠的なふるまいが引き起こされることがわかった。また、準周期軌道の存在を数値的に確認するための研究を進めるうちに、準周期軌道上のバーコフ平均を高速で計算するフィルターを見出した。通常のバーコフ平均は収束が遅い(軌道長Nとして1/Nのオーダーの収束)ために実用性に乏しかったが、本研究で提案した無限回連続微分可能なフィルターを用いると理論値としては軌道長Nとして(1/Nに関する任意の多項式)のオーダーの収束を得ることができる。Nがそこまで大きくない状況でも(1/(Nの20乗))程度のオーダーの収束が得られるため、実用性が高く、バーコフ平均として計算されるリアプノフ指数やフーリエ級数の計算の高速化が実現可能となった。カオス的遍歴のミニマルモデルとも言うべきある種の2次元トーラス写像を研究した結果、不安定準周期軌道が重要な役割を果たしていることがわかった。すなわち、準周期軌道の存在によってサドルとリペラーがトーラスで稠密となり、間欠的なふるまいを示すことがわかった。カオス的遍歴現象は主に高次元のダイナミクスで見出されるものとして知られている。前年度までにミニマルモデル(2次元写像)で得られた成果を高次元に拡張した場合に直面する困難さを把握し、それを解決する方法について具体的な力学系を用いながら研究した。間欠性ダイナミクスを引き起こすある種のトーラス写像(3次元以上)に関して、2次元以上の準周期軌道の存在が間欠性を駆動するシナリオが考えられる。しかし、与えられた力学系がその種の構造を保持しているかどうかを調べることは一般にそれほど容易なことではない。

その困難さは主に2つの理由に起因している。ひとつ目は回転数を計算する際のリフトの取り方である。高次元軌道を2次元平面に射影すると、射影後にはしばしば軌道の交差が起こる。その交差が困難さをもたらす訳であるが、そこでも時間遅れ座標を導入することによって交差を解消させた。もうひとつは、射影によって得られる回転数が変わり得る点である。すなわち、ある基本的な回転数の整数係数一次結合のすべての値が射影のとり方によって実現されうる。今年度の研究では、以上の点に注意しながら具体的な力学系の高次元準周期軌道の回転数を得ることに成功した。回転数の高精度計算のためには昨年度までに得た重み付きバーコフ平均を適用した。それにより、4倍精度の数値計算をおこなうと、10000から100000程度の軌道長で25から30桁程度の精度で回転数を得ることができ、リアプノフ指数の情報と合わせて、その精度の範囲内で回転数が有理数か無理数かを推定することが可能となった。この手法により、準周期軌道に起因する間欠性ダイナミクスが稀ではないことを明らかにした。これまでの結合力学系の解析はラミナー(同期状態)の局所安定性解析に留まっているものが多かったが、本研究において大域的な構造解析、すなわちバースト(非同期状態)に埋め込まれた不安定周期軌道解析に踏み込むことによって意義深い結果が得られた。間欠性、カオス的遍歴などの複雑ダイナミクスを示す高次元力学系で、準周期軌道がその種のダイナミクスの背後で働いている例を見出す。力学系、応用数学カオス的遍歴は本来高次元力学系にあらわれる複雑現象と考えられてきており、3次元以上の結合力学系において、2次元の場合とは異なる描像が得られるかどうかを不安定周期軌道の観点から研究する。また、系に内在する対称性を減らした場合にも同種の現象がみられるかどうかについても研究する。これらの研究を推進するために平成27年度もアメリカのメリーランド大学のJames A. Yorke教授を訪問して共同研究する。共同研究者であるメリーランド大学のJames A Yorke教授を3月に訪問する予定で居たが、先方と日程が合わず、延期した。前年度計画していたものの延期していたメリーランド大学James A Yorke教授の訪問を今年度に実施する。
ケイ素-ケイ素シグマ結合の光化学反応の研究

ケイ素-ケイ素シグマ結合は大きな電子供与能を有する。この特徴に注目して、研究例の末だ殆んどないポリシラン類の光誘起電子移動反応を研究した。本研究ではこの種の反応機構、反応性を支配する因子を明らかにすることを目的とした。このような高選択的なケイ素-ケイ素結合開裂反応の開発は有機ケイ素化合物の合成と云った学術的な面のみならず、ポリシラン類の材料としての用途開発と云った実用的な面からも重要である。シクロヘキサシランを電子受容体(ジシアノアントラセン,DCA)存在下,塩化メチレン-四塩化炭素中で光照射するとケイ素-ケイ素結合がほぼ定量的に塩素化開裂を受けて対応するクロロシランをヘキサクロロエタンと共に与える。開裂反応はDCAなしには殆んど進行しない。電子受容体の蛍光消光実験および電子移動に関する自由エネルギー変化の計算から本反応がケイ素化合物を電子供与体とする光誘起電子移動反応であることを明確に示した。さらに、直鎖テトラシランについて本反応を試み開裂位置に選択性がありこの選択性が溶媒の極性の効果を受けることを見いだした。今後、反応の選択性を上げるべく塩効果,溶媒効果,さらに置換基効果を詳細に検討する予定にしている。また、同時にケイ素橋かけ分子の光化学反応に付いても研究し興味ある結果を得ている。この種の化合物は一般にイオン化ポテンシャルが低く良好な電子供与体となる。したがって、光誘起電子移動反応によってこれらの化合物からより温和な反応条件で反応活性種の発生が可能になることが期待される。
日本語教育支援のための汎用的教材構成要素の開発と流通に関する研究

本研究の主たる研究目的は,日本語教育の研究者,教師,学習者に役立つ膨大な日本語教育データベースを,有効活用することである。本研究の概要を以下に述べる。1.既有の日本語教育用データベースを基に,教材構成要素のモデル化と抽出を行った。既に開発したCASTEL/Jデータベースに収録されている基本辞書(漢字辞書,筆順辞書,単語辞書,用例辞書,和英辞書,学術辞書)及び音声・画像データを含む豊富な日本語教育用教材を分析した。次に,コンピュータ利用可能な教材構成要素を分類整理し,モデル化した。また,そのモデルにもとづき,CASTEL/Jデータベースから,汎用的な教材構成要素を抽出した。CASTEL/Jデータベースの中に適切なものがないデータは,データを作成し新たに追加した。2.教材構成要素を処理するツールの開発・評価研究を行った。教材構成要素の中で,特に,マルチメディアを処理するツール(入出力処理,検索処理,リンク処理,パッケージ処理,再加工処理等)の開発を行った。次に,マルチリンガル(日本語,英語,スペイン語,ポルトガル語,ドイツ語,イタリア語)を処理するツールの開発を行った。この開発によって,他国語による基本辞書(単語辞書,用例辞書,和英辞書)の検索・出力と音声データ・画像データの検索・出力が可能になった。3.海外研究者と情報交換を行い,データベースの改良及び評価を行った。本研究に密接に関連する海外研究者を招へいしたり,我々が海外に出向いて海外研究者と打合せを行い,日本語教育用データベースの改良と評価を行った。本研究は,膨大なデータベースの有効活用を図るために,日本語教育の研究者,教師,学習者が必要に応じて適切なデータを瞬時にかつ簡易に取り出すことができるように,データベースを分析し,日本語教育支援のための教材構成要素を明らかにしモデル化することである。本研究は4年間の実施計画で進行し,今年度が初年度である。本年度は,まず教材構成要素のモデル化のために,既有の日本語教育用データベースに収録されている基本辞書(漢字辞書,筆順辞書,単語辞書,用例辞書,和英辞書,学術辞書)及び音声・画像データを含む豊富な日本語教育用教材を分析し,コンピュータ利用可能な教材構成要素をモデル化した。このモデルは,日本語教育の教授内容(漢字,語彙,文法,会話,異文化理解等)教授方法(文法訳読法,直接法,対話法,構成要素法等),学習者特性(文化圏,学習目標,学習時間,既有知識量,得意技能,理解特性等),そして教材データの種類(文字,画像,音声,動画)を考慮して構築した。次に教材構成要素を処理するツールを開発した。このツールは,教授内容,教授方法,学習者特性,教材データに応じて,教材構成要素を処理する機能を持たせた。具体的には,教材データの入出力処理・検索処理,教材データ相互のリンク処理,関連教材のパッケージ処理,教材データの再加工処理等を,簡易な操作で瞬時に実行するツールを開発した。さらに,将来のインターネット上での実験を想定し,開発したツールをクライアント・サーバ方式で利用できるかどうかを検討した。本研究は,膨大なデータベースの有効活用を図るために,日本語教育の研究者,教師,学習者が必要に応じて適切なデータを瞬時にかつ簡易に取り出すことができるるように,データベースを分析し,日本語教育支援のための教材構成要素を明らかにしモデル化することである。本研究は4年間の実施計画で進行し,今年度が2年度目である。本年度も昨年度に引き続き,日本語教育用データベースを利用して教材構成要素のモデル化と抽出を行った。特に本年度は,教材構成要素を処理するツールの開発・評価研究に重点を置いた。具体的には,既有のCASTEL/Jデータベースに収録されている基本辞書(漢字辞書,筆順辞書,単語辞書,用例辞書,和英辞書,学術辞書)及び音声・画像データを含む豊富な日本語教育用教材を分析し,コンピュータ利用可能な教材構成要素を分類整理し,モデル化した。また,構築したモデルにもとづき.CASTEL/Jデータベースから,汎用的な教材構成要素を抽出した。

CASTEL/Jデータベースの中に適切なデータがないデータは,データを作成し新たに追加した。本研究を進める上で,既にこのような研究に着手している海外研究者との情報交換が必要不可欠であるため,北欧の国を対象に海外実態調査を行った。また,カリフォルニア大学サンデェゴ校とハワイ大学カピオラニ校の日本語教育専門家2名を招へいし,日本で検討会議を開催した。本研究は,膨大なデータベースの有効活用を図るために,日本語教育の研究者,教師,学習者が必要に応じて適切なデータを瞬時にかつ簡易に取り出すことができるるように,データベースを分析し,日本語教育支援のための教材構成要素を明らかにしモデル化することである。本研究は4年間の実施計画で進行し,今年度が3年度目である。本年度は,昨年度に行った,日本語教育用データベースを利用した教材構成要素のモデル化を基に,教材構成要素を処理するツールの開発を行った。特に,マルチメディアを処理するツール(入出力処理,検索処理,リンク処理,パッケージ処理,再加工処理等)の開発に重点を置いた。具体的には,これまで開発してきたCASTEL/Jデータベースに収録されている基本辞書(単語辞書,用例辞書,和英辞書)と音声データ・画像データをリンクし,教材構成要素から,これらの各種データを検索し表示するツールを開発した。CASTEL/Jデータベースの中に適切なデータがない音声データ・画像データは,新たにデータを作成し追加した。本研究を進める上で,既にこのような研究に着手している海外研究者との情報交換が必要不可欠であるため,英国に海外実態調査を行った。また,カリフォルニア大学サンデェゴ校の日本語教育専門家2名を招へいし,日本で検討会議を開催した。本研究は,日本語教育の研究者,教師,学習者に役立つ膨大な日本語教育データベースの有効活用を図ることが主たる研究目的である。具体的には,利用者が必要に応じて適切な日本語教育データを瞬時にかつ簡易に取り出すことができるるように,データベースを分析し,日本語教育支援のための教材構成要素を明らかにし,利用に供することである。本研究は4年間の実施計画で進行し,今年度が最終年度である。本年度は,昨年度の研究開発を継続し,日本語教育用データベースに収録した教材構成要素を処理するツールの開発を行った。特に,マルチメディアを処理するツール(入出力処理,検索処理,リンク処理,パッケージ処理,再加工処理等)の開発と,マルチリンガル(日本語,英語,スペイン語,ポルトガル語,ドイツ語,イタリア語)を処理するツールの開発に重点を置いた。この開発によって,他国語による基本辞書(単語辞書,用例辞書,和英辞書)の検索・出力と音声データ・画像データの検索・出力が可能になった。今年度は本研究の最終年度であるため,本研究組織が中心となり,平成14年7月に米国カリフォルニア大学サンデェゴ校で,国際会議を開催し各国・地域の現状及び研究成果について情報交換した。最後に,本研究成果を取りまとめ,研究成果報告書を作成した。
適応分散制御方式による多関節型ロボットの残留振動低減と軌跡精度向上

多関節型ロボット数式モデルを運動学に基づいて求め、時空間応答・周波数応答の両面から、シミュレ-ションと実機のデ-タを比較検討することによって、その数式モデルの妥当性を確認した。実機の時空間応答を得るに際し、ワ-クステ-ション(ソニ-製NWS1750)と画像処理ボ-ド(ビデオIF、NWBー224)から構成された画像処理装置を用意した。画像処理装置への入力デ-タはTVカメラより得られる。このため、カメラパラメ-タ構成の最適化と計測誤差の解析を行う必要があった。得られた数式モデルに基づき、重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償と線形フィ-ドバック補償(極配置とオブザ-バ)を設計した。実機試験により、これらの補償器は残留振動低減と定常偏差補償に極めて有効であることを確認した。しかし、軌跡精度の向上という観点からはなお問題点を残した。多関節型ロボットマニピュレ-タの数式モデルに含まれる物理パラメ-タの同定をオンライン的に行ない、それらのパラメ-タを用いて重力項・軸干渉項・コリオリ力/円心力を補償する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償器を設計した。実機試験により、この補償器の有効性を確認した。しかし、残留振動低減に関しては上記の方法より劣るものであった。最後に、H∞制御に基づく線形フィ-ドバック制御を提案し、シミュレ-ションでその有効性を確認するとともに、実機試験により、その有効性を確認した。上記の2つの方法と比較すると、軌跡精度、残留振動低減ともにほぼ中間の性能を有した。本年度の研究実施計画にもとづいて得られた知見は以下の通りである。(1)多関節型ロボットの数式モデルを運動学に基づいて求め、時空間応答・周波数応答の両面から、シミュレ-ションと実機のデ-タを比較検討することによって、その数式モデルの妥当性を確認した。実機の時空間応答を得るに際し、本研究補助金で購入した画像処理装置(ワ-クステ-ションと画像処理ボ-ドから構成)を使用した。さらに、この画像処理装置は以下の残留振動や軌跡精度の計測にも利用された。(2)画像処理装置への入力デ-タはTVカメラより得られる。このため、カメラパラメ-タ構成の最適化と計測誤差の解析を行なった(ロボテックス・メカトロニックス'91で口頭発表予定・裏面参照)。(3)上記で得られた数式モデルに基づき、重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償と、パラメ-タミスマッチに対する線形フィ-ドバック補償(極配置とオブザ-バ)を設計した。実機試験により、これらの補償器は残留振動低減と定常偏差補償に極めて有効であることを確認したが、軌跡精度については悪化した。(4)上記の問題点を解決すべく、必要な物理パラメ-タの同定をオンライン的に行ない、それらのパラメ-タを用いて重力項・軸干渉項・コリオリ力/円心力を補償する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償器を設計した。実機試験により、この補償器は、軌跡精度向上と残留振動低減に有効であることを確認した(9th IFAC/IFORS Symposiumで発表予定・裏面参照)。しかし、残留振動低減に関しては(2)の方法を上回るものではなかった。次年度においては、上記制御方式の改良と制御装置のコンパクト化を計り、より実用的なコントロ-ラを開発する。昨年度の研究においては、多関節型ロボットの数式モデルに基づき、重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償と、パラメ-タミスマッチに対する線形フィ-ドバック補償(極配置とオブザ-バ)を設計した。

実機試験により、これらの補償器は残留振動低減と定常偏差補償に極めて有効であることを確認したが、軌跡精度については悪化した。この問題点を解決すべく、必要な物理パラメ-タの同定をオンライン的に行ない、それらのパラメ-タを用いて重力項・軸干渉項・コリオリ力/円心力を補償する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償器を設計した。実機試験により、この補償器は、軌跡精度向上と残留振動低減に有効であることを確認した。しかし、残留振動低減に関してはあまり改善がみられなかった。本年度の研究実施計画にもとづいて得られた知見は以下の通りである。1.昨年度の問題点を解決すべく、新たに、非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償器とH∞制御に基づく線形フィ-ドバック制御を提案し、シミュレ-ションでその有効性を確認した。2.実機試験により、H∞制御に基づく線形フィ-ドバック補償器の残留振動低減に対する有効性を確認した。3.昨年度と本年度で得られた(1)重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償+線形フィ-ドバック補償(極配置とオブザ-バ)、(2)パラメ-タ同定に基づいて重力項・軸干渉項・コリオリ力/円心力を補償する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償+PD制御、(3)重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償+線形フィ-ドバック補償(H∞制御)の各補償器に対し、価格対制御性能比の比較検討による考察が今後の課題である。