hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体アイオニクス技術を活用した振動発電素子の開発

静電式振動発電機とは、静電場を提供する物質であるエレクトレットと対向電極を基本構成とする振動駆動型発電機であるが、今後の普及に向けて、出力の向上が大きな課題となっている。静電式振動発電機の出力向上に向けた最も効果的な手段は、エレクトレットの表面電位を増大させることである。そこで本課題では、既存のポリマーではなく、イオン伝導製セラミックスを基材とする新たなエレクトレット材料の開発を目指した。結果、生体材料である水酸アパタイトにプロトン欠陥を導入したオキシハイドロキシアパタイを基材とすることで、1000 V超の表面電位を、実測ベースで1年間以上維持し続ける高性能エレクトレットの作製に成功した。最近、日常生活において発生する「環境振動」をエネルギー源として利用しようとする動きが活発化しおり、中でも、エレクトレットと呼ばれる安定静電気保持材料を発電素子として利用する静電式振動発電システムが注目されている。ただし、現在開発が進められているポリマー製のエレクトレットは、材料特性上、付与可能な表面電荷の限界量が1μCcm^2とされており、このことが静電式振動発電機の飛躍的な出力向上に対する妨げとなっている。そこで本課題では、既存のポリマーエレクトレット式装置より1桁以上高い出力を実現すべく、高密度な表面電荷を半永久的に保持し得る新たな「イオン伝導性セラミックエレクトレット」の開発を目指すこととした。イオン伝導牲セラミックスをエレクトレット化する際のコヒセプトは、直流電界下でのイオン分極の誘起とその凍結である。したがって、この手法を用いて高密度かつ長寿命な表面電荷を作り出すためには、できるだけ多くのイオンを長距離にわたって移動させるとともに、移動したイオンをできるだけ「深い準位」にトラップする必要がある。そこで数種の基材候補に対して導電/誘電特性評価を行い、この条件を満たし得るセラミックスとして、プロトン伝導を有するオキシハイドロキシアパタイト(Ca_<10>[PO_4]_6[O,OH]_2、導電率:400800°Cで10^<-9>10^<-5>Scnm^<-1>、活性化エネルギー:1.3eV)を選定、熱エレクトレット法によりイオン伝導に基づくチャージセパレーションを利用した表面電荷形成を試みた。結果、50μCcm^<-2>超の表面電荷を有し、2500V超の表面電位を実測ベーズで少なくとも2週間以上安定に維持し続けるセラミックエレクトレットの作製に成功した。振動発電の一方式である静電式振動発電システムは、エレクトレットと対向電極の位置関係が変わることで電極内の静電誘導電荷量が変化する現象を利用して発電する自立型発電機である。低周波振動から効率よく電力が取り出せることに加え、出力電圧が高く、また、小型化が容易で集積回路内への組み込みも可能であるため、試作段階ながら、この方式による自己発電型万歩計や腕時計がすでに開発されている。ただし発電量が小さいために応用範囲が限定されているのが現状であり、今後様々なアプリケーションに利用してゆくためには、少なくとも現状より13桁高いレベルまでの出力向上を目指さなければならない。静電式振動発電システムの出力を向上させるための最も効果的な手段は、エレクトレットの表面電位を増大させることであるが、現在試作されている静電式振動発電機に利用されているポリマーエレクトレットの場合、ポリマー基材の耐絶縁破壊性や劣化特性の観点から、高い表面電位を安定に保持し続けることは困難である。そこで本研究では、ポリマーと比較して表面電荷の高密度化に有利であることに加えて、形状安定性、分解・劣化耐性、電荷安定性にも優れた材料であるセラミックスを基材とした新たな高性能エレクトレットの開発を目指した。結果、水酸アパタイトを大気下で焼結処理することで水酸化物を部分脱離させたオキシハイドロキシアパタイト(OHA)セラミックを分極処理することで、1000 V超の表面電位を安定に保持するセラミック製のエレクトレットの作製に成功するとともに、OHAの微構造およびOHAの非化学量論組成を制御することで、表面電位の更なる飛躍的向上が望めることを明らかにした。最近、エレクトレットと呼ばれる安定静電気保持材料を発電素子として振動から電気を取り出す静電式振動発電システムが注目されている。本課題では、既存のポリマーエレクトレット式装置より1桁以上高い出力を実現すべく、高密度な表面電荷を半永久的に保持し得る新たな「イオン伝導性セラミックエレクトレット」の開発を目指すこととした。本年度は、昨年度エレクトレット基材として選定したオキシハイドロキシアパタイト(Ca10[PO4]6[O,OH]2、導電率:400800 °Cで10-910-5 Scm-1、活性化エネルギー:1.3 eV、以降OHAと表記)を対象として、エレクトレット作成時の印加電圧と、この処理によってOHAに付与された蓄積電荷量および表面電位の関係を詳細に評価した。

結果、OHAの蓄積電荷量は印加電圧が増加するにつれて直線的に増加してゆくものの、蓄積電荷の極性は、陽極処理面で正、陰極処理面で負の値をとっていることが分かった。これはイオン伝導による分極形成から予想される結果とは逆の傾向であり、おそらく、分極処理時に電極から試料表面への電荷注入が生じたものと考えられた。一方、表面電位についても、極性は、陽極処理面で正、陰極処理面で負の値となっていた。ただし、印加電圧の変化に対する表面電位の変化は蓄積電荷量のそれとは異なっており、一定の印加電圧レベルを超えると飽和値に至ることが示された。この挙動の違いの原因は不明であり、今後、より詳細な解析を行ってゆく必要がある。なお、エレクトレット化処理直後に±1000 V超の表面電位を示したOHAエレクトレットを対象として表面電位値の経時変化を追跡したところ、乾燥雰囲気下において現在までに、約4か月にわたって初期の値を保持しつづけていることが確認できている。23年度の目標は、静電式振動発電に用いることの可能な新規セラミックエレクトレットの開発であり、現時点までに、オキシバイドロキシアパタイトを基板とすることで2500V超の表面電位を安定に発生するセラミックエレクトレットの作製に成功している。また、帯電/非帯電パターニングについても、スパッタリング法の利用により実施可能であることを見出していることから、おおむね順調に進展しているものと評価した。25年度が最終年度であるため、記入しない。23年度からの継続課題であるエレクトレット開発については、既存のポリマーエレクトレットを超える特性を有するOHAエレクトレットの作製技術を確立したという観点において、当初計画以上に順調に進んでいると言える。また、24年度に着手することを計画していた発電試験に関しても、まだ測定データとしては十分に取得できているとは言えないものの、発電試験に必要な計測システムの手配、構築(初期設計から着手し、制御プログラムも独自のものを開発)は終えていることから、おおむね順調に進展していると判断した。前年度からの継続課題:イオン伝導性セラミックスエレクトレットの表面電荷発生メカニズムの解明前年度、数種のイオン伝導体を用いてセラミックエレクトレットの作製を行ったが、いずれの場合にも、熱誘起脱分極電流(TSDC)測定結果より得られる「表面蓄積電荷量」とケルビンプローブ式非接触電位測定により得られる「表面電位」の間に電磁気学で支持される関係が成立していなかった。今後、表面電荷に関するより定量的な評価によって、加熱・直流電界下における表面電荷形成メカニズムと表面電位の発生メカニズムの解明につなげてゆく必要があるる。本年度着手課題:単純化振動発電機による発電特性評価、エレクトレット開発へのフィードバックパターニングなどの微細加工要素をなるべく含まない極めて単純化した素子配置をもつ振動発電評価系を構築し、エレクトレット本来の特性による出力性能の比較を行う。比較対象のエレクトレットには、コロナ放電またはイオン注入フッ素系ポリマーを利用する予定である。結果は順次、エレクトレット開発ステージにフィードバックする。平成25年度推進計画◇設備対応:振動発電評価システムの拡充◇
確定節文法の漸次学習方式と機械学習への応用

本研究の目的は,これまで進めてきた文脈自由文法(CFG)および確定節文法(DCG)に対する漸次学習方式の研究を基礎として,さらに広範囲の言語に対する効率の高い文法推論を確立し,機械学習へ応用することである. 3年間の研究によって,規則集合探索方式の解析と改良, 1次元セルオートマトン(CA)の学習,ブール式充足可能性判定(SAT)ソルバによる文法推論,線形インデクス文法(LIG)の学習などについての新しい成果が得られた.本研究の目的は,これまで進めてきた文脈自由文法(CFG)および確定節文法(DCG)に対する漸次学習方式の研究を基礎として,さらに広範囲の言語に対する効率の高い文法推論を確立し,機械学習へ応用することである. 3年間の研究によって,規則集合探索方式の解析と改良, 1次元セルオートマトン(CA)の学習,ブール式充足可能性判定(SAT)ソルバによる文法推論,線形インデクス文法(LIG)の学習などについての新しい成果が得られた.本研究はこれまで進めてきた拡張文脈自由文法の漸次学習方式を基本として,効率の高い確定節文法(DCG : definite clause grammar)の学習方式を確立すると共に,この文法推論方式をセルオートマトンの自動作成や構文的パタン認識などのいくつかの分野の他の機械学習へ応用することである。平成21度の主な研究実績は次の通りである。1.Synapseシステムに組み込まれた文脈自由文法(CFG)および確定節文法の学習方式において,これまで用いられていた最小規則(大域)探索および直列探索による規則集合の探索機能に加えて、最良優先(ビーム)探索方式を組み込み、この3つの探索戦略を比較した。この結果、CFGの学習に対する最良優先探索の有効性を確認した。2.ブール式の充足判定(SAT)によって文脈自由文法を学習する方式を検討して実験を行い、Synapseシステムの漸次学習方式と比較した。この結果、Synapseとほぼ同様な時間でいくつかのCFGの学習ができることが判明した。この方式はSATソルバーの改良を文法合成の高速化に反映させることができるという長所をもっている。3.本研究の学習方式を,形式言語を受理する1次元(1方向性)セルオートマトン(OCA)の学習に応用するための検討と実験を行い、いくつかの基本的な形式言語を実時間受理するOCAの規則集合の合成を行うことができた。4.文脈自由文法および確定節文法とその規則合成方式を,幾何学図形および輪郭図形の構文的パタン認識,特にパタンの学習に応用するための検討と実験を行った。本研究の目的は文脈自由文法(CFG)の推論方式を基礎として,確定節文法(DCG : definite clause grammar)および構文翻訳図式(SDTS : syntax-directed translation scheme)に対する効率の高い帰納推論の方法を確立し,コンパイラの自動作成,セル・オートマトン(CA)の学習および構文的パタン認識・学習など機械学習のいくつかの課題への応用を進めることである.平成22年度の主な実績は次のとおりである.(1) CFGおよびDCGを漸次学習するためのSynapseシステムについて,学習の高速化と機能の充実化のために規則合成方式を改良した。(2)形式言語を並列認識する1次元1方向性のセルオートマトン(OCA)の規則集合の漸次学習方式について,理論的な解析をすすめ,非文脈自由な言語を含むいくつかの基本的言語を受理するOCAの規則集合を合成できるOccamシステムを作成した.(3)非同期並列的に適用される規則集合がその規則集合自身を合成できるような自己複製(self-replication)のモデルを作成してシミュレーションを行い,新しい人工生命のモデルであることを確認した.次の課題はこのような規則集合の学習による合成である.(4)弱文脈依存文法(mildly context-sensitive grammar)に含まれる線形インデクッス文法(LIG : linear indexed grammar)の学習について検討した結果,このタイプの文法が強力で自然言語の文法などを表すために適していること,またこれまでSynapseで用いられてきた文脈自由文法の規則合成方式(ブリッジ方式)を応用できることが明らかになった.本研究の目的は文脈自由文法(CFG)の推論方式を基礎として,確定節文法(DCG)および構文翻訳図式(SDTS)に対する効率の高い帰納推論の方法を確立し,コンパイラの自動作成,セル・オートマトン(CA)の学習および構文的パタン認識・学習など機械学習のいくつかの課題への応用を進めることである.平成23年度の主な実績は,これまで進めてきた規則合成と規則集合探索による漸次学習の方式を改良するとともに,この方式を応用して線形インデックス文法(LIG)の学習を実現したことである.LIG(LIG:Linear Indexed Grammar)はAhoおよびDuskeらによって提案された拡張プッシュダウン・オートマトンにもとづいた文法であり,文脈自由言語(CFL)を超えた弱文脈依存言語(mildly context-sensitive language)と呼ばれるクラスの言語を表わすことができる.このクラスのために互いに等価ないくつかの文法モデルがあるが,LIGは簡潔であり,CFGなどに比べて自然言語の文法に適していること,多項式時間で構文解析が可能であることなど好ましい特性をもっている.これまでには弱文脈依存言語の文法学習の研究はほとんど報告されていない.本年度の研究では線形インデクッス文法(LIG)の学習方式について検討し,これまで用いてきた文脈自由文法の規則合成方式(ブリッジ方式)および規則集合探索方式を応用して正負の例から基本的なLIG文法をかなり効率高く合成できるシステムを作成した.合成された言語にはコピー言語(wwの形をもつ記号列の集合)などの非文脈自由言語を含んでおり,この結果は文法推論とその応用への新しい可能性を開くことが期待される。
中期シェリングにおける哲学と芸術―『世界時代』の構想と挫折

本研究の課題は、中期シェリングの主要著作『世界時代』の分析を通して、ヘーゲルによるシェリング芸術哲学の批判とそれに基づく《芸術終焉論》がシェリング自身によっていかに再批判されるのか、という問いに答えることにある。この問題意識のもとに平成30年度は以下の活動を行った。第一に、平成29年9月以来、ドイツ連邦共和国のボン大学国際哲学センターにおいてマルクス・ガブリエル教授のもとで研究を行っており、平成30年度の前半も引き続き同所において研究を行った。平成30年6月にはガブリエル教授の日本への招聘講演にも帯同した。来日中、報告者の日本での所属研究機関の主催により、ガブリエル教授の京都大学で講演会を開催した。その発表原稿を翻訳したものが「なぜ世界は存在しないのかー<意味の場の存在論>の<無世界観>」である。第二に、ヘーゲルのシェリング批判の内実とその妥当性を判定するための論文を執筆した。「〈導入〉としての『ブルーノ』ー同一哲学の見過ごされた側面」と題するもので、ヘーゲルの『精神現象学』におけるシェリング批判がある意味で一面的であることを示そうとした。本研究の中心的課題である『世界時代』の再解釈は、具体的には、(1)『世界時代』の構想の解明、(2)『世界時代』の過程の解明、(3)『世界時代』の成果の解明という三つの段階を踏んで行われる。本年度の前半は『世界時代』の執筆の挫折の主要原因を十分に明らかにした上で、後半はこの挫折の経験がシェリングの後期哲学(特にその『神話の哲学』)にとってどのような意義を有しているのかについて考察した。そのためには、この挫折の経験をふまえて行われている『エアランゲン講義』の内容の分析が不可欠であった。主に『エアランゲン講義』の読解を中心とした研究成果はいずれ、国内外の学会において研究発表を行い、各機関誌に論文を投稿する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。この問題意識のもとに平成29年度は以下の活動を行った。第一に、一次文献の読解と平行して、近年の最も重要な『世界時代』研究であるヴォルフラム・ホグレーベの『述語づけと世界創造』(1989)の翻訳に取り組んだ。訳稿は一通り完成し、平成30年度中の刊行を目指し、現在推敲中である。この翻訳を通して本書の研究に必要な基本文献や考慮すべき論点を確認することができたほか、後述のガブリエル教授のシェリング解釈に対するホグレーベの影響の大きさも再認識することができた。第二に、哲学と芸術の関係という問題について、やや広い観点から、二つの論文を発表した。一つは「詩と哲学ーノヴァーリスと産出的構想力」と題するもので、ノヴァーリスをとりあげ、ロマン主義を代表する《文学者》としてではなく、フィヒテから受け継いだ哲学的理論を独自に発展させた《哲学者》としての側面に改めて注目した。もう一つは「真理の場としての芸術ーシェリング美学のアクチュアリティー?」と題するもので、現代哲学において《真理の場としての芸術》という思想が復活しつつあることに着目し、シェリング美学の現代性の可能性をさぐった。第三に、2017年9月より、ボン大学国際哲学センターにてマルクス・ガブリエル教授のもとで研究活動を行っている。ガブリエル教授は著名なシェリング研究者であるだけでなく、独自の《新しい実在論》によってポストモダン以後の哲学シーンにおいて重要な位置を占める。教授のもとで学ぶことにより、現代においてシェリングがどのような意味をもちうるのか、その具体例を目の当たりにし、研究内容だけでなく、その姿勢から多大な影響を受けた。平成29年度は(1)と(2)に取り組む予定であった。(1)については、ホグレーベの研究を参照しながら、『世界時代』がいつ頃から構想され、どのように具体化していったのかについて大体のイメージをつかむことができた。しかし(2)については、やや不満足な点が残った。というのは、『世界時代』のテキストそのものの分析(三つの草稿の異同の研究)が未消化のままに終わり、『世界時代』の執筆の挫折の主要原因を十分に明らかにできなかったからである。ただしこれは継続的に研究を進めることによって、解消可能な問題(時間的な問題)であり、研究方針や研究計画そのものの変更を必要とするようなものとは考えられない。

来日中、報告者の日本での所属研究機関の主催により、ガブリエル教授の京都大学で講演会を開催した。その発表原稿を翻訳したものが「なぜ世界は存在しないのかー<意味の場の存在論>の<無世界観>」である。第二に、ヘーゲルのシェリング批判の内実とその妥当性を判定するための論文を執筆した。「〈導入〉としての『ブルーノ』ー同一哲学の見過ごされた側面」と題するもので、ヘーゲルの『精神現象学』におけるシェリング批判がある意味で一面的であることを示そうとした。本研究の中心的課題である『世界時代』の再解釈は、具体的には、(1)『世界時代』の構想の解明、(2)『世界時代』の過程の解明、(3)『世界時代』の成果の解明という三つの段階を踏んで行われる。本年度の前半は『世界時代』の執筆の挫折の主要原因を十分に明らかにした上で、後半はこの挫折の経験がシェリングの後期哲学(特にその『神話の哲学』)にとってどのような意義を有しているのかについて考察した。そのためには、この挫折の経験をふまえて行われている『エアランゲン講義』の内容の分析が不可欠であった。主に『エアランゲン講義』の読解を中心とした研究成果はいずれ、国内外の学会において研究発表を行い、各機関誌に論文を投稿する予定である。上記の課題のうち(2)の残りの部分と(3)に取り組む。本年度の前半は『世界時代』の執筆の挫折の主要原因を十分に明らかにした上で、後半はこの挫折の経験がシェリングの後期哲学(特にその『神話の哲学』)にとってどのような意義を有しているのかについて考察する。そのためには、この挫折の経験をふまえて行われている『エアランゲン講義』の内容の分析が不可欠となる。そこで後半は主に『エアランゲン講義』の読解を中心としつつ、同時に上述のホグレーベ『述語付けと世界創造』の翻訳の刊行も目指したい。また平成29年9月以来、ドイツ連邦共和国のボン大学国際哲学センターにおいてマルクス・ガブリエル教授のもとで研究を行っており、平成30年度の前半も引き続き同所において研究を行う予定である。ガブリエル教授との関連では、氏の主著とされる『意味と存在』の翻訳にもかかわっており、こちらも平成30年度中に刊行が予定されている。さらにこれ以外にも、昨年度からの研究成果に基づいて国内外の学会において研究発表を行い、各機関誌に論文を投稿する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ランタノイドの特性を生かした新規触媒的不斉反応の開発と有用生物活性物質合成

1)新規軸不斉キラル配位子BINAMIDEとYb(OTf)_3より調製されたキラルYb錯体を用いシクロペンタジエンと種々のジエノファイルとの不斉Diels-Alder反応を検討した。ブロモアクリロイルイミドとの反応では速やかに付加体が生成し(収率97%、98%de,93%ee)、得られた付加体は10工程、全収率6%にて抗腫瘍抗生物質ザルコマイシン前駆体であるシクロザルコマイシンに変換された。光学活性シクロザルコマイシンの合成はこれまでキラル補助基を用いるジアステレオ選択的な手法により得られていたが今回初めてエナンチオ選択的触媒的合成法が確立した。又同様な反応条件にてフマル酸誘導体もシクロペンタジエンと反応し光学活性付加体を生成した(収率83%、52%de、84%ee)。得られた付加体は数工程を経て小野薬品により開発されたTXA_2アンタゴニストONO-8809の合成中間体に変換された。さらにこれまで通常のDiels-Alder反応が困難であったシロキシジエンとの反応を検討した所、不斉収率は低いものの(13%ee)高収率にて環化付加体を与えた。2)触媒的不斉反応の開発を指向して、新たにランダノイド金属を触媒とする反応の開発を検討した。その結果、新規アリル位ハロゲン化反応、イミンを用いるPictet-Spengler反応を開発することができた。今後これらの反応の不斉化を検討する予定である。1)軸不斉2,2'-bisacylaminobinaphthaleneをキラルリガンドとして種々のルイス酸との錯体形成を検討し、Yb(Otf)_3が光学活性な錯体を形成することを見いだした。本錯体は二座配位性アクリル酸イミドやクロトン酸イミドとシクロペンタジエンとのDiels-Alder反応において高い不斉誘導を示した(up to 98% ee)。一方、β-ブロモアクリル酸イミドを用いるDiels-Alder反応においても、反応はほぼ定量的に進行し、高いジアステレオ、およびエナンチオ選択性にて環化付加体が得られた。2)得られた光学活性付加体は脱ブロム化およびベンジルアルコールの不可反応、更に二重結合の酸化解裂などを経て抗腫瘍性抗生物質、sarkomycinの重要合成中間体に変換された。3)新たな光学活性リガンドの開発を目的として、種々の軸不斉ジアミン、ジアルコールより閉環メタセシス反応により大環状ラクタム、および大環状ラクトンを合成した。得られたキラル環状リガンドの機能について更に調査する予定である。4)ランタノイドトリフラートを触媒とする新たな反応の開発およびその不斉化を目指し、トリプタミンとアルデヒドから得られるイミンのPictet-Spengler反応を検討した。その結果、Yb(Otf)_(3)-TMSCIが本反応のプロモーターとして有効であることが判明し、種々のテトラヒドローβ-カルボリンを緩和な条件下、合成することができた。1)光学活性ランタノイド錯体を用いる不斉Diels-Alder反応:我々が開発したBINAMIDE・Yb(OTf)_3錯体存在下、ブロモアクリルアミドとシクロペンタジエンのDiels-Alder反応を経て抗腫瘍性抗生物質サルコマイシンの世界初の触媒的不斉合成に成功した。鍵Diels-Alder反応の化学収率、不斉収率はいずれも95%以上であった。又、同様な錯体を用いてフマル酸アミドとシクロペンタジエンのDiels-Alder反応を検討し高収率、かつ高エナンチオ選択的に付加体を得ることに成功した。得られた付加体を用いて小野薬品により開発されたトロンボキサンA_2拮抗剤の触媒的不斉合成にも成功した。本反応にはよりかさ高いBINAMIDEリガンドが効果的であった。

一方、本錯体を用いてDanishefsky型シロキシジエンとフマル酸アミドの不斉Diels-Alder反応を検討したが高い不斉誘導は観測されなかった。しかし、長鎖側鎖を有するBINAMIDEを用いることにより不斉収率の向上が観測されたことから、更なるリガンドの最適化により不斉誘導の向上が期待された。3)Fischerインドール合成の変法を用いるピロロインドール合成及びジアステレオ選択的Pictet-Spengler反応におけるランタノイド金属の触媒活性を検討した。
指先の初期滑りと把持/負荷力の同時計測に基づく人の把持力制御機構のモデル化

本研究は、触覚を必要とする代表的な動作であり、かつ日常生活の基本的な動作でもある物体の把持運動に焦点を当てる。そして、人が"把持"を遂行する上で、どのような触覚入力が本質的に重要であるのかをモデル化する。具体的には、弾性力学より導出された接触モデルを議論し、独自に開発した触覚計測装置を用いた心理物理実験を行う。まず、弾性体接触理論に基づく議論を行い、指先の接触をモデル化した。接線方向力を加えられた弾性球の接触面には、局所的な滑り(初期滑り)が周辺から生じる。そして、これが把持力制御と密接な関係を持つことが示唆されている。接触領域に対する固着領域の割合を固着率と定義した。これは、弾性球の一般的な接触状態を表すスカラパラメータである。そして、指先固着率に基づく把持力制御仮説を提案した。人の把持力は、把持物体に関わらず同程度の安全率を持つことが示唆されているが、本研究では把持力制御を行うための触覚入力として指先固着率に着目した。固着率が一般化された滑り余裕を表すため、それが同程度の値に収束するように把持力を制御すれば、いかなる物体に対しても適切な把持力が実現できるからである。この仮説を検証するため、把持運動中の指先固着率計測実験を行った。質量と摩擦係数がランダムに変化する計測装置の持ち上げ運動を繰り返し行うように指示した。その結果、どの条件でも数回の試行で固着率が似たような値に落ち着くことが確認された。以上の結果は、固着率と等価な情報が触覚受容器で知覚可能であり、かつ実際の把持においても固着率が似たような値に収束することを示唆している。つまり、提案する把持力制御仮説を強く支持するものである。本研究では触覚を用いた代表的動作であり,かつ日常生活の基本的動作でもある物体の把持動作に焦点を当て,触覚入力がどのように知覚され,把持力が制御されているのかを実験心理学的手法を用いて明らかにすることを目的としている。また,そこから得られた知見を基に,人の触覚情報処理の工学的応用を目指す。今年度は、画像処理および力覚センサをベースとした、初期滑りと把持/負荷力の同時計測装置を開発した。被験者の指腹部にドットパターンを描画し、これを把持物体内のカメラより計測することで、接触面内に生じる滑りの計測を可能とした。把持/負荷力の計測は、把持面を6軸力センサで支持することで実現した。この装置、59Wx46Dx130H[mm],270[g]と小型・軽量であり、被験者は無理なく計測装置を摘み上げることができる。また、装置下部に負荷を挿入したり、装置表面を油、透明ゴムなどでコーティングすることにより、装置質量/表面摩擦係数も変化させることができる。これらは、異なる装置条件において、自然な把持運動の計測を行うためには極めて重要な機能である。また、画像処理30[Hz]、力と加速度のサンプリングは100[Hz]で行うことができる。これは、初期滑りの発生を計測するのに十分な能力である。開発した計測装置を用いて、異なる接触状態を与えた指先接触面の計測を行い、この装置が有効に機能することを確認した。すなわち、指先に接線方向力を加えた時の初期滑りの発生は、弾性体接触理論に基づく予測と定性的に一致するものであった。また、指先にトルクを加えたときにも初期滑りと等価な現象が発生することを確認した。

本研究では触覚を用いた代表的動作であり,かつ日常生活の基本的動作でもある物体の把持動作に焦点を当て,触覚入力がどのように知覚され,把持力が制御されているのかを実験心理学的手法を用いて明らかにすることを目的としている。また,そこから得られた知見を基に,人の触覚情報処理の工学的応用を目指す。これまでに、画像処理および力覚センサをベースとした、初期滑りと把持/負荷力の同時計測装置を開発した。本装置は、被験者の指腹部にドットパターンを描画し、これを把持物体内のカメラより計測することで、接触面内に生じる滑りの計測を可能としている。把持/負荷力の計測は、把持面を6軸力センサで支持することで実現した。この装置は、59Wx46Dx130H[mm],270[g]と小型・軽量であり、被験者は無理なく計測装置を摘み上げることができる。この装置を用いて、把持動作時の指先接触面の計測を行った。この結果、人の指先が剛体平板と接触し接線方向力を加えられる際の挙動が、弾性体接触理論により予測できることを示した。また、把持した物体の滑り始めの現象、すなわち、初期滑りの状態においては、接触面内に、滑る領域と滑らない領域が存在することが確認された。そして、この面積比が滑りを伴う運動においては重要な役割を示していることが推察された。そこで、この面積比を固着率と定義し、その変化に着目して、引き続き計測を行うこととした。さらに、より細かな計測を行うために、指にドットを描画するかわりに指紋をトラッキングすることにより、接触領域および固着領域を認識する手法について検討した。昨年度までの研究で、把持した物体の滑り始めの現象、すなわち、初期滑りの状態においては、接触面内に、滑る領域と滑らない領域が存在することが確認された。そこで、この面積比を固着率と定義し、その変化に着目して、昨年度までに開発した初期滑りと把持/負荷力の同時計測装置を用いて引き続き把持運動の計測を行った。その結果、どの被験者でも十分慣れた状態では、固着率が同程度の値に落ち着くことが明らかになった。このことから、人の把持力制御法として、指先固着率知覚に基づく把持力制御仮説を提案できる。すなわち、固着率に代表される指先接触状態が一定の値に落ち着くように力を制御することで、適切な把持力を実現するという仮説である。さらに、この把持力制御仮説の有効性を検証するため、初期滑りを利用した弾性体の把持力制御システムに適用した。半球状の弾性体の把持を1自由度のグリッパで行うシステムを試作した。弾性球と剛体平板の接触モデルの解析から、接触面の半径と偏心度、さらに接触面に働く接線方向力を計測することで滑り余裕を求めることができ、接触面の摩擦係数が未知であっても任意の滑り余裕で把持力制御が可能であることを、シミュレーションとグリッパによる把持力制御実験により示した。
調和解析研究グループの構築と共同研究の企画

調和解析研究者の最大規模の研究発表の場は、「実函数論・函数解析学合同シンポジウム」である。その次に数学会、分野ごとのシンポジウムがある。更にはその細分として、セミナーやワークショップなどが例年開催されている。研究発表や研究連絡の場としては、十分な状況と言える。しかしながら科研費の適正な申請と利用を考えたとき、この構造が最適かどうかという疑問、および、欧米に比べると国際的な規模には成熟していないのではないかとの反省から今回の企画調査を行った。現状を把握するとともに、グループ内の意識、とくに横断的な研究協力への気運が高まることを期待した。調査対象は学会やシンポジウムなどへの参加者を対象とし、方法としてはアンケート形式で質問紙への回答をお願いした。合わせてこれらの方々には、会場や懇親会などで上述の話題での積極的な議論をお願いした。アンケートは合同シンポジウムのあり方について、継続性・分野・名称・重点領域・国際化についての5項目を質問をした。併せて数学会における分科会のあり方について質問した。具体的な質問紙、集計結果については私のホームページwww.sfc.keio.ac.jp/kawazoe/math/kaken.htmlで公開した。ただし、最後の項目については今回の調査の趣旨から外れるので非公開とした。調査結果を要約すると、科研費の問題とは別にして、合同シンポジウムの開催は維持すべきである。しかしながら現状が満足する状態とは言えない。このシンポジウムを組織する分科会委員は責任をもって、シンポジウムの意義と方向性打ち出し、求心力を高める必要がある。この課程の延長として、国際シンポジウムや重点領域の設定するならば受け入れられる。とくに組織委員会の23年先を視点に入れた展望が期待された。個人の意見としては調和解析研究グループを日本に限定する必要はなく、この合同シンポジウムがアジアの調和解析の研究拠点として発展するのが自然ではないかと感じた。次回の企画調査としたい。
磁気島効果を含む圧力上昇時のトロイダルプラズマの巨視的構造変化の研究

トロイダル核融合プラズマでは、不安定性の非線型発展によってプラズマ圧力や磁場構造が変化する。そのような巨視的構造変化に対しては、圧力上昇、背景磁場の実時間変化、外部印加された磁気島が大きな影響を及ぼす。そこで本研究では、その影響を、電磁流体力学に基づく数値シミュレーションを用いて解明した。結果として、圧力上昇に伴う連続的な緩やかな自己組織化による安定化が生じ得ること、及び背景磁場変化と加熱によって崩壊現象が繰り返されることを示した。また、摂動磁場による磁気島形成が三次元的に平衡圧力分布を変形させ、それによって圧力駆動型不安定背性のモード構造が変化することも示した。核融合科学研究所のLHD装置における実験では、この装置の目標の一つである平均ベータ値5%を達成している。ところが、この配位では、プラズマは交換型モードに対して線型不安定であることが既に得られている。従って実験では何らかの安定化メカニズムが働いていると考えられ、そのメカニズムを交換型モードの非線型発展の観点から数値シミュレーションを用いて調べてた。交換型モードは圧力駆動型モードであるので、その解析においては、ベータ上昇効果を取り入れることが重要となる。そこで、このベータ上昇効果を含むマルチスケール非線型MHD解析スキームを開発した。特に、連続加熱と背景圧力分布拡散の効果を予測子-修正子法に取り込んで、1%を超えるベータ値まで解析できるようにスキームを改良した。この手法をLHDプラズマに適用したところ、ベータ上昇に伴って、交換型モードは励起されるが緩やかに非線型飽和し、共鳴面近傍で圧力分布に局所平坦領域を作り出すことが得られた。このことから、このような局所平坦構造の形成という巨視的構造変化を与える自己組織化現象が安定化メカニズムであると主張している。一方、直線ヘリオトロン配位での交換型モードと静的磁気島の非線型相互作用についても解析を行った。特に、平衡圧力に対する磁場に平行方向の拡散を導入した効果について数値シミュレーションを用いて解析を進めた。その結果、この拡散項のない場合には、交換型モードの成長によって磁気島が成長する場合と減衰する場合の両方の結果が得られるが、この項が入ると必ず成長するという結果が得られている。これは、平衡圧力分布に対する平行拡散項が方程式系に対して非同次項を作り出し、この項が磁気島を成長させる関数成分を解に与えていることによることがわかった。平成23年度では、直線ヘリオトロン配位において、磁気島を含む平衡における交換型モードの振る舞いについて簡約化1MHD方程式を用いて研究を行った。そのためにまず、磁気島と矛盾のない平衡解を計算する手法を確立し、数値計算コードを開発した。この手法では、平衡解を2段階に分けて計算する。第一段階では、固定された磁場に対して、磁力線方向に一定であるような圧力分布を求める。第二段階では、第一段階で求められだ圧力分布を固定して、力の均衡を満たす磁場を求める。第二段階で求められた磁場を用いて第一段階での圧力を求める。このようにして、磁気島幅が収束するまで、この2段階を繰り返す。この計算手法を直線ヘリオトロン配位に適用した結果、磁気島のX点において圧力勾配がゼロとなる平衡と有限である平衡が存在することがわかった。セパラトリクスにおいて圧力勾配が連続である場合には前者の平衡が、また、セパラトリクスにおいて圧力勾配の不連続性が許される場合には、後者の平衡が存在する。このようにして求まった磁気島を含む平衡に対する交換型モードの振る舞いを調べた。前者の平衡では、共鳴面近傍においてほぼ一様に圧力分布が平坦化されており、このような圧力分布は交換型モードに対して安定化の寄与を持つことが既に知られている。そこで、X点で有限の圧力勾配を持つ後者の平衡について線型及び非線型解析を行った。磁気島幅に対する線型安定性を調べだところ、磁気島幅を増加させるにつれて、成長率は減少し、ある閾値を超えると完全に安定化されることが得られた。この閾値は、磁気島がない平衡における不安定モードの流れ関数の半値幅とほぼ同程度である。また、この線型不安定領域での、交換型モードの非線型発展も追跡した。その結果、運動エネルギーの非線型飽和レベルが、磁気島幅の増加とともに減少していくことも得られている.また、非線型飽和領域では、磁気島幅も変化を受け、交換型モードと同位相の場合には増加し、反位相の場合には減少することが得られている。平成25年度は、ヘリオトロン配位における構造変化について、2通りの電磁流体力学的(MHD)解析を行った。一つは、簡約化MHD方程式を用いた解析であり、昨年度開発したマルチスケール数値シミュレーション手法を高性能化した。特に、プラズマの放電中に背景磁場を変化させる実験を解析するための手法を改良した。この手法は、摂動の時間発展と平衡量の時間発展を同時に取り扱う手法である。以前のものは、平衡圧力分布の計算においてのみ、摂動のダイナミクスの効果を取り入れられるようにしていた。

今回、平衡回転分布の計算においても、ダイナミクスの効果を取り入れられるようにした。また、初期条件においても、圧力分布には実験で得られたものを用い、回転変換分布には、以前のシミュレーションにおいて非線型飽和したときに得られるものを用いた。その結果、背景磁場の変化がない場合にはプラズマは安定で、背景磁場を変化させた場合には崩壊現象が生じるという実験結果を再現することができた。また、崩壊が生じた後も加熱入力によって圧力が回復するため、崩壊現象が繰り返し生じるということも再現されている。もう一つは、三次元解析コードを用いた、共鳴摂動磁場(RMP)による構造変化の解析である。RMPが印加されると、プラズマ内に磁気島が生じ、それによって圧力分布が変化する。このような状況に対応する平衡を計算するために、HINT2コードを用いて計算を行った。計算の結果、磁気島の内部の圧力勾配が低減されるような平衡解が得られた。この平衡解の安定性をMIPSコードを用いて調べたところ、RMPがない場合に不安定となる交換型モードではなく、モード構造が局在するバルーニング型の不安定性が成長することが得られている。平成23年度では、背景磁場の変化を取り込んだ電磁流体力学的数値シミュレーションを発展させた。大型ヘリカル装置(LHD)では、放電中に磁場を変化させる実験が精力的に行われている。その中の一つである、背景垂直磁場を変化させて磁気軸位置を放電中に内側へシフトさせる実験では、あるシフトのところで電子温度分布に崩壊現象が観測されている。そこで、この崩壊現象を数値シミュレーションで再現することにした。この場合、背景磁場の変化をシミュレーションに取り込むことが本質的である。しかし、背景磁場の時間変化は、プラズマダイナミクスの時間変化に比べて、10の5乗程度ゆっくりとしている。そこで、このかけ離れた時間スケールを同時に取り扱うために、マルチスケールスキームを開発した。このスキームでは、一定間隔のダイナミクス計算と、平衡計算を交互に繰り返すことによって、両方の時間スケールを取り扱う。ダイナミクスの計算では、簡約化MHD方程式に基づいて、早い時間スケールの摂動の時間発展を追跡する。平衡計算では、背景磁場の変化とその時点でダイナミクス計算から得られている圧力分布とを取り込んで新たな平衡を計算する。この平衡の変化が、ゆっくりした時間スケールの変化に対応する。このシミュレーションを行った結果、背景磁場を固定した場合にはプラズマは安定であるが、変化させた場合には崩壊現象が生じることを示すことができた。また、このとき生じた摂動は交換型モードではなくインファーナルモードであること、また、その支配的なモード数が実験で観測されたものと一致しているということも示すことができた。LHDでは、放電中に垂直磁場の代わりに摂動磁場を変化させる実験も行われており、磁気島の実時間の挙動が研究されている。
都市内水資源の持続的活用のための次世代MBR開発

都市内水資源の持続的活用に資する次世代型MBRとして、運転エネルギー効率を飛躍的に向上させることを目指し、高集積膜モジュールを開発した。傾斜板を無酸素槽に挿入した汚泥沈降促進機構を実証し、汚泥濃度管理法の確立と環境低負荷型維持管理を実現した。エネルギー回収型MBRの開発と合わせて超高度処理型小規模分散水資源涵養システムを構築すること目指し、大規模集合処理用、小規模分散処理用の2種類のプロトタイプを提示した。本年度は、白色腐朽菌を用いた染色排水処理として高集積モジュールの設計・開発のため実験装置を製作し、また、種々のモジュールを試作し性能評価を行った。平膜と中空糸モジュールの比較により、膜内部のファウリング抑制にはコンパクト型円筒形中空糸モジュールが良く、試行錯誤を重ねた結果、ソフトスペーサを用いて外周にハードカバーを巻いたモジュールあれば、二重円筒にしなくても安定したろ過が行えることがわかった。ハードカバー周囲に対し洗浄エアレーションをかければ、洗浄のためのエアレーション量も節約でき、それに加えて定期的な薬品洗浄をかけることが効率的な洗浄方法であることがわかった。環境低負荷型汚泥管理については、本年度は予備的検討の予定であったが、汚泥沈降促進機構として脱窒用無酸素槽に傾斜板を挿入する方法で期待以上に汚泥の保持が達成できたため、本年度より本格的な検討を開始した。傾斜板の効果としては、当初はカウンターフローの効果が大きいと考えていたが、それよりも流入部からの密度成層を保持する整流効果の方が大きそうである。大規模都市下水処理標準活性汚泥法と同等の滞留時間で窒素除去が可能で、かつ汚泥を引き抜かずに運転可能であることが示せた。嫌気MBR用ナノろ過膜の物質移動特性として、低級脂肪酸の阻止性能をpHを指標にして調べた。阻止性能を説明する現象論的なモデルを組み立て、pH中性付近の阻止率の変化を説明した。前処理として導入した不織布嫌気MBRが、長期間全く洗浄無しで運転できるという極めて興味深い結果を得たため、連続処理実験としては予定を変更し、不織布嫌気MBRの実証を先行させている。後段の処理もまず精密ろ過を用いた通常の好気MBRでシステムを構成して長期試験を続けている。そのため膜面の微生物相の解析もまず好気で進めている。さらに好気ナノろ過MBRについても比較検討を行っている。都市内水資源の持続的活用に資する次世代型のMBR開発を目的として、高架集積モジュール開発、環境低負荷型汚泥管理、エネルギー回収型MBRの開発について、昨年度に引き続き実験を行った。得られた成果は、次の通りである。(1)高集積MF膜モジュールを開発し染料排水処理に適用したところ、汚泥濃度(MLSS)11g/L、膜差圧(TMP)5kPa以下で約6ヶ月問の長期安定運転に成功した。モジュールの最適設計に向けて、膜バイオファウリング解明のための膜近傍での流体計測や分子生物学的手法を用いた微生物解析を行った。(2)返送汚泥を流入下水と混合して密度を減少させてから傾斜板下に流入させることにより、傾斜板間の密度成層の形成と保持をより確実にすることで無酸素槽と好気槽間の汚泥濃度差の拡大を試みた結果、極端に好気槽の汚泥濃度が減少してしまうほど、傾斜板による汚泥の分離効果が大きくなることがわかった。未だ、システムとしての最適設計条件を確立していないが、運転条件を適切に設定すれば安定した有機物除去及び窒素除去が得られることを確認した。(3)開発した嫌気不織布-好気MFの浸漬型MBRにより余剰汚泥を系外排出せずに安定した処理が1年以上継続できており、メタン回収がCOD(化学的酸素要求量)ベースで総COD投入の60%程度見込め、生ごみを投入しかつ余剰汚泥を発生させない処理を行っているにもかかわらず、MBRシステムとしてのCOD除去率は98%以上を維持している。特に、メタン発酵槽での不織布については、洗浄せずに予備的検討期間を含めて二年半を越える連続運転を継続できていることは特筆に値する。次年度の準備段階として、好気NF-MBRの長期性能試験を併せて行った。本年度は,研究項目「高集積モジュールの開発」では,前年度までに開発したスペーサ付き中空糸膜モジュールのモジュール表面の流体解析を行なったところ,格子状のカバーによる乱れの発生が顕著で,ファウリング抑制に大きな効果を持っことが強く示唆された。また,膜糸長を短くしたより簡易な構造のモジュール開発の可能性も得た。これらの知見をもとに,モジュール集合体としての基本設計とその特許申請を準備している。また高集積NF膜モジュールを試作した。研究項目「環境低負荷型汚泥管理」では,好気槽1時間,無酸素槽2時間の滞留時間でかつ汚泥引き抜きなしの条件で都市下水の処理を行い,3ケ月以上安定した汚泥濃度差の保持と有機物除去及び窒素除去が得られることを実証した。

また,最適設計のための数値流体力学(CFD)解析ソフト(ANSYSCFX)を用いた無酸素槽内の流動解析を行ったところ,密度成層保持の効果が確かに認められ,傾斜板の角度については,それほど大きな効果の違いは認められないという推定結果となっている。今後それを実証していく。同時に,余剰汚泥の最小化には微生物学的視点も重要であり,さらにファウリング因子の解明にも結びつくため分子生物学的手法を用いた微生物群集解析を進めている。このような分析は,最終年度のシステム技術の総合判断時に利用される。研究項目「ナノろ過嫌気MBR」では,前年度に引き続き嫌気不織布一好気MFの浸漬型MBRの運転を継続し,余剰汚泥を系外排出せずに安定した処理が2年以上継続でき,メタン発酵槽での不織布については,洗浄せずに予備的検討期間を含めて3年半を越える連続運転を継続できた。嫌気を組み込む場合のプロトタイプとなることが期待される。さらに,好気MFを好気NFに進化させることにより最終目的である超高度処理が可能となる。本年度は、スペーサ付き中空糸膜モジュールのモジュール表面の流体解析を行い、マイクロ流れの乱れ構造を定畢化し、微小流速下で振動する流れの存在を示唆した。また、膜糸長を短くしたより簡易な構造のモジュールを基に新しいモジュールを設計した。砂町実飯場での長期性能試験の実施が予定より遅れているが、その際に新.設計モジュールを試みる準備を終了した。また前年度までの染料排水を用いた実験室レベルでの処理性能試験において様々な応用可能性を実証しモジュールの汎用性を示した結果をまとめて公表した。傾斜板MBRでは、従来法との比較のため、好気槽2時間、無酸素槽4時間の滞留時間でかつ汚泥引き抜きなしの条件で都市下水の処理の長期試験を行い、余剰汚泥の最小化には微生物学的視点から分子生物学的手法を用いた微生物群集解析を進めた結果、無酸素槽に膨大な汚泥貯留機能を持たせたことによる特徴として、これまでの活性汚泥法をベースとした下水処理プロセスとは異なり、無酸素槽ではBacterioroidesが優占することを明らかにした。これは汚泥分解に関わる微生物群の存在を示唆するものであり、今後の無酸素槽の機能の工学的位置づけが脱窒のみならず汚泥分解に重点を移すことの可能性を示すものである。また、フアウリングの進行に伴って膜に付着する微生物群が変遷し、それが膜材質(ポリエチレンとポリフッ化ビニリデン)の違いにより優占する微生物群が異なるなどの知見を得た。嫌気不織布-好気MF浸漬型MBRについては、基礎試験を終了し長期性能試験の準備を行っている。本年度は、最終年度として東京都下水道局砂町水再生センター実験フィールド内の実下水を用いた長期パイロット試験を特に研究項目(2)について重点的に実施した。下水の採取場所が沈砂池後で最初沈殿池流人前である特徴を生かし、最初沈殿池に傾斜管を挿入する既存処理場の改善に資するプロトタイプの最終提案を実証することに重点を置いた。実験スペースの狭さ故の場所的な制約が厳しく、嫌気MBRによる汚泥からのエネルギー回収までのシステム実証は断念した。しかし、汚泥からのエネルギー回収は大規模処理場への適用としては実績が豊富であるので、むしろ最初沈殿池と余剰汚泥を一体化させた高濃度汚泥回収システムとして、回収固形物濃度20g/L以上が達成できることを実証した成果の方が、今後の実際への展開にとって重要な意義を有する。システム内の微生物解析も実施した。
分化脂肪細胞内におけるアディポネクチンの分泌経路の同定と調節機構の解明

脂肪細胞由来の抗炎症性サイトカイン、アディポネクチン(APN)の分泌を促す効果的な方法は現在知られておらず、分泌機構を解明する事で創薬開発に繋げる事を目的とする。脂肪細胞に脂肪酸7種のカクテルを生理的な混合比で負荷したところAPNの分泌亢進が見られた一方、バランスを欠いた組成では分泌は低下した。APN分泌はVAMPという分子の制御で小胞輸送により行われる。APN分泌が亢進する脂肪酸カクテル負荷でVAMP2の発現亢進が、分泌が低下する飽和脂肪酸過剰でVAMP3の発現低下が見られた。両者の発現を阻害するとAPN細胞内貯留量が減少した事より細胞内プール形成の候補分子と考えられた。アディポネクチン(APN)を分泌する脂肪細胞のモデルとして3T3-L1細胞を用いている。脂肪細胞分化誘導時より生理的範囲内低濃度である0.1nMのインスリンと150micro Mの脂肪酸カクテルを添加する事で、未分化の細胞数を抑え、形態学的により均一で安定した分化度を示す細胞群を得る事が出来た。また、インスリン、脂肪酸添加を行わなかった場合と比し、APN蛋白合成能、分泌能共に上昇かつより安定した結果が得られた。しかし、アッセイの48時間前より脂肪酸濃度を生理的範囲の上限である800micro Mまで上昇させると、蛋白産生量は増加しているのに拘わらず、分泌能は著しく低下し、細胞内貯留量の増加が見られ、高脂肪酸負荷はAPN生成後の分泌過程に影響を及ぼす可能性が考えられた。分泌小胞上の膜蛋白でありその輸送を制御しているSNARE蛋白のうち、脂肪細胞分化過程で発現上昇が見られるVAMP2、VAMP3、VAMP5、VAMP7のAPN分泌への関与を検討した。インスリン応答性に糖取り込みを行うGLUT4の輸送に関わるVAMP2をsiRNAにより転写阻害した際には、APNの分泌に変化は見られなかった。しかし、多くのホルモンの分泌でリサイクリングエンドゾームを介する輸送に関わっているVAMP3を阻害した場合には、APNの著しい細胞内貯留と分泌能の低下が認められた。そこで、リサイクリングエンドゾームの構築・輸送を制御している低分子量G蛋白質Rab4の関与を検討した。siRNAによりRab4の転写を阻害するとAPNの分泌は大きく阻害された。これより、APNはメインルートとしてリサイクリングエンドゾームを介して分泌されていることが示唆された。標準的方法で脂肪細胞分化誘導後、2日目より5日目までインスリン負荷継続と400micro Mの脂肪酸カクテルを添加する事で、未分化の細胞数を抑え、形態学的により均一で安定した分化度を示す細胞群を得る事が出来た。5日目に、特定の分子に対しreverse法にてsiRNAをtransfectionし、6日目から8日目まで48時間、グルコース、インスリン、脂肪酸カクテルの負荷の組み合わせによる計8通りの条件で培養を行った。グルコース、インスリンの負荷に拘わらず800micro Mの脂肪酸負荷にて、生体内の脂肪細胞で見られる様な著しく大きい寡少の脂肪滴形成が見られた。高インスリン条件で培養しインスリン抵抗性を惹起させた細胞群では、グルコース、脂肪酸に拘わらず、6時間でのAPN分泌量の割合は低インスリン群11-12%に対し、5-6%と著しく低下していた。分泌小胞上の膜蛋白でありその輸送を制御しているSNARE蛋白のうち、脂肪細胞の分化と共に発現上昇が見られるVAMP2、VAMP3、VAMP7のAPN分泌への関与を検討した。大きな脂肪滴を形成するグルコース、脂肪酸負荷条件と、更にインスリン負荷を追加した条件を比較したところ、VAMP3の発現は有意に上昇した。逆にVAMP7は発現が低下しており、インスリン抵抗性惹起にてその経路の縮小が示唆された。一方、インスリン応答性GLUT4輸送に関わるVAMP2ではその様な変化が見られなかった。VAMP2をsiRNA法で発現を阻害してもAPNの分泌に影響は見られなかったが、VAMP3、VAMP7抑制では共に分泌が低下したことより両者のAPN分泌への関与は示されたが、インスリン抵抗性の条件に応じて反応性が異なり、代償し合っている可能性が示唆された。アディポネクチンを分泌する脂肪細胞のモデルとして3T3-L1細胞を用いている。3T3-L1細胞は脂肪細胞の研究に広く使われているが、3種類の薬剤刺激により成熟脂肪細胞に分化させる必要があり、個々の細胞間で不均一な分化度を示す事が多い。分化誘導4日目にショ糖密度