hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単一カイラリティ実現に向けたカーボンナノチューブの構造制御に関する研究

本件旧の目的である,単一カイラリティを有するカーボンナノチューブ(SWNT)実現に向け、前年度に引き続き,高真空アルコールガスソース法を用いて成長実験を行った。特にカイラリティ単一化のため、Pt触媒を用いてグラファイトシート基板上に作製したグラフェン膜上へのSWNTの作製を行った。1グラファイト基板上のPt触媒からのSWNT成長前年度の結果から、化学処理を行ったグラファイト基板にPt触媒を担持させ、エタノールを原料ガスに用いてSWNT成長を行った場合、直径が1nm以下で直径分布幅も狭いSWNTが生成することがわかった。本年度は、グラファイト基板の化学処理条件、Pt触媒の膜厚条件、成長時間などを変化させることにより、単一カイラリティを有するSWNT実現を目指して実験を行った。その結果、特定の成長条件下においてほぼ単一カイラリティを有するSWNTを生成させることができた。2SWNT-グラフェン複合体の作製と構造解析前年度の結果より、グラファイト基板を用いてSWNT成長を行った場合、一定の成長条件下において、グラファイト表面上でSWNTとグラフェンの複合構造が形成する様子が観察された。本年度は、グラフェン上に形成されたSWNTに対し、界面微細構造を高分解能透過電子顕微鏡観察により調べた。その結果、触媒表面上にグラフェン層が形成されたのち、SWNTが生成していることを示唆する結果が得られた。(抄録なし)(抄録なし)実用レベルでコストの安いカーボンナノチューブ(CNT)電子デバイス作製のためには、バンドギャップのそろった半導体型CNTを同時に生成する技術が不可欠である。CNTの電子構造は直径やカイラリティにより決定されるため、上記を実現するには"CNTのカイラリティの単一化"を達成することが重要となってくる。本研究では、高真空アルコールガスソース法を用いたCNT成長により、カイラリティの単一化の実現を目指しており、特にサイズのそろったクラスター触媒を用いることで、上記目的を達成することを考えている。その予備実験として、本年度はグラファイト基板上に担持させたPt触媒粒子からのCNT成長について検討を行った。基板には、Pt触媒粒子のマイグレーションを抑え、触媒担持に適していると考えられるグラファイトシートを用い、申請者のグループで実績のある高真空アルコールガスソース法による単層カーボンナノチューブ(SWNT)成長を試みた。成長温度、エタノール圧力の条件を変えて実験を行ったところ、未処理のグラファイトシート上ではSWNT成長はみらなかった。これを解決するため、グラファイトシートに王水処理を施したところ、基板の一部でSWNTが成長している様子が観察された。一方、Pt触媒からのSWNT成長のメカニズムについて調べるため、SiO_2/Si基板上での成長実験も行ったところ、Pt触媒からは従来のCo触媒を用いた場合に比べ、より低エタノール圧力下でSWNTが成長する様子が観察された。また、生成するSWNTの直径が細く、半導体型SWNTの割合が高いことが明らかとなった。本年度は、単一カイラリティを有する単層カーボンナノチューブ(SWNT)実現に向け、高真空アルコールガスソース法を用いて成長実験を行った。カイラリティの単一化に向け、高融点金属であるPtナノ粒子を触媒として用い、グラファイト基板上に担持させて、エタノールガスを照射することによりSWNTの成長を試みた。昨年度の研究から、未処理のグラファイト上にPt触媒を堆積させた場合、SWNTがほとんど成長しないことがわかっているため、グラファイト表面に対し、予め化学処理を行って触媒が担持されやすいように表面改質を行った。エタノールの成長圧力をSi基板を用いたときと同様、エタノール圧力10-4Pa、成長温度700°CでSWNTの成長を行ったところ、グラファイト表面の一部にSWNTが生成している様子がみられた。透過電子顕微鏡(TEM)観察とラマン分光測定によりSWNTの評価を行った結果、生成したSWNTのほとんどが直径1.1nm以下と、非常に細く、また直径分布幅も狭いことがわかった。この結果は、我々の期待どおりPt触媒が直径とカイラリティの均一化に有効であることを示すものである。また、興味深いことに、SWNTと同時にグラフェンも形成されており、グラファイト基板上にSWNTとグラフェンの複合体が成長している様子が観察された。SWNTとグラフェンの複合体がこのような状態で同時に成長したという報告はこれまでに無いことから、新たなメカニズムによるS職T成長が生じている可能性がある。

本年度は、グラフェン上に形成されたSWNTに対し、界面微細構造を高分解能透過電子顕微鏡観察により調べた。その結果、触媒表面上にグラフェン層が形成されたのち、SWNTが生成していることを示唆する結果が得られた。単層カーボンナノチューブ(SWNT)のカイラリティの単一化のために、グラファイトシート基板上Pt触媒からの成長について検討を行ったが、基板に対し化学処理を施すことで、SWNT成長を実現することができた。Ptクラスター触媒からのSWNT成長の実現に向け、有望な結果が得られたと考えられる。本年度は化学処理を行うことにより、グラファイト基板上のPt触媒からの単層カーボンナノチューブ(SWNT)成長を実現することができた。Ptクラスター触媒を用いての実験は行うことができなかったが、電子ビーム蒸着により作製したPt触媒を用いても、非常に直径の細いSWNTが生成し、カイラリティの単一化に一歩近づいたと考えられる。また、本研究の目的とは少し異なるが、SWNTとグラフェンの複合体の同時形成が生じることも明らかとなり、SWNT成長の点でも興味深い結果が得られたと考えている。(抄録なし)グラファイトシート基板上のPt触媒からの単層カーボンナノチューブ(SWNT)成長は達成したものの、基板の一部にしか成長がみられないなど、成長条件や再現性を確認する必要がある。現在、基板処理条件や成長条件を種々に変えることで、成長量の増加や均一化の向上に向けた検討を行っている。成長量の改善後は、グラファイトシート上にPtクラスター触媒を担持することで、均一なカイラリティをもつSWNT成長の実現を目指す予定である。Pt触媒を用いることにより、グラファイト基板上にカイラリティ分布幅の狭い、単層カーボンナノチューブ(SWNT)を生成することができたため、今後は、成長条件を工夫することにより、さらなる均一化を目指し、最終的には単一カイラリティのSWNT生成の実現に向けて研究を進めていく。また、グラフェンとSWNTの複合体構造の生成メカニズムについても調べていく予定である。(抄録なし)
生体情報処理を応用した囲碁におけるパタン・定石と格言の獲得

人工知能研究のゲーム分野において,チェスに替わる新たな目標とされる囲碁では,チェスに比べて桁違いに探索空間が広く,力任せ探索が利用不可能なので,全く新しいアプローチが必要と考えられる.そこで,人間のエキスパートが持つような多様かつ柔軟な囲碁知識を大量に自動獲得するシステムを構築した.本研究では,生体情報処理の一種である遺伝的アルゴリズム(GA)からヒントを得た新たな進化的アルゴリズムを提案した.しかし,従来の進化的アルゴリズムは最適解を求めることを目的とするため少数の解に収束しやすい,知識表現が固定化している,などの問題点があった.本アルゴリズムでは,個々の知識を生態系の個体になぞらえ,その共存を実現するために各個体に活性値を導入した.さらに,柔軟な知識表現を許すために,GAにおける交叉に代わる分裂(split)という新たなオペレーターを導入し,徐々に複雑な知識を生成した.その結果,柔軟でありながら大量の知識を獲得することが可能となった.囲碁の棋譜を用いて本アルゴリズムの評価を行った.ここではパタン(手筋)が獲得され,更に分裂の際の候補として「何手前の着手か」を加えることにより,定石も獲得された.獲得された知識をエキスパートの評価にかけたところ,全体の68割りの知識が有用であると判定された.また,詰碁からの知識獲得を行いこれを用いて詰碁を解いたところ,人間の初段と同程度のパフォーマンスを示したため,本システムでかなりな程度の知識が獲得されたと考えられる.本アルゴリズムは柔軟であるため囲碁用語を定義すれば,この用語を用いた知識(格言)が獲得できると期待される.また,囲碁だけでなく,データマイニングなどの分野にも応用可能である.人工知能研究のゲーム分野において,チェスに替わる新たな目標とされる囲碁では,チェスに比べて桁違いに探索空間が広く,力任せ探索が利用不可能なので,全く新しいアプローチが必要と考えられる.そこで,人間のエキスパートが持つような多様かつ柔軟な囲碁知識を大量に自動獲得するシステムを構築した.本研究では,生体情報処理の一種である遺伝的アルゴリズム(GA)からヒントを得た新たな進化的アルゴリズムを提案した.しかし,従来の進化的アルゴリズムは最適解を求めることを目的とするため少数の解に収束しやすい,知識表現が固定化している,などの問題点があった.本アルゴリズムでは,個々の知識を生態系の個体になぞらえ,その共存を実現するために各個体に活性値を導入した.さらに,柔軟な知識表現を許すために,GAにおける交叉に代わる分裂(split)という新たなオペレーターを導入し,徐々に複雑な知識を生成した.その結果,柔軟でありながら大量の知識を獲得することが可能となった.囲碁の棋譜を用いて本アルゴリズムの評価を行った.ここではパタン(手筋)が獲得され,更に分裂の際の候補として「何手前の着手か」を加えることにより,定石も獲得された.獲得された知識をエキスパートの評価にかけたところ,全体の68割りの知識が有用であると判定された.また,詰碁からの知識獲得を行いこれを用いて詰碁を解いたところ,人間の初段と同程度のパフォーマンスを示したため,本システムでかなりな程度の知識が獲得されたと考えられる.本アルゴリズムは柔軟であるため囲碁用語を定義すれば,この用語を用いた知識(格言)が獲得できると期待される.また,囲碁だけでなく,データマイニングなどの分野にも応用可能である.生態学にヒントを得た新しい進化的アルゴリズムを提案した。従来の進化的アルゴリズムでは唯一のルールしか得られなかったが、本アルゴリズムでは、進化的アルゴリズムでありながら大量のルールを得られる、という利点がある。また、従来の進化的アルゴリズムは、遺伝子長が固定されているというルールの知識表現上の厳しい制限があったが、本アルゴリズムでは、それを可変長とすることにより、従来よりも柔軟な知識表現が可能となった。本アルゴリズムを囲碁におけるパタン獲得に適用した。従来は固定された形のパタンしか学習されてこなかったが、本アルゴリズムは柔軟な知識の獲得が可能なため、さまざまな形のパタンや、より大きなパタンが得られた。このようなパタンの獲得を可能にしたシステムは本研究のシステムが初めてである。また、本アルゴリズムを応用することで、囲碁における連続したパタンの獲得が可能となった。布石・定石などは連続したパタンとみなせるので、布石・定石の学習も可能であると考えられる。本年度は、本アルゴリズムを応用することで囲碁格言の獲得を目指す。人工知能研究のゲーム分野において、チェスに替わる新たな目標とされる囲碁では、チェスに比べて桁違いに探索空間が広く、力任せ探索が利用不可能なので、全く新しいアプローチが必要と考えられる。そこで、人間のエキスパートが持つような多様かつ柔軟な囲碁知識を大量に自動獲得するシステムを構築した。本研究では、生体情報処理の一種である遺伝的アルゴリズム(GA)からヒントを得た新たな進化的アルゴリズムを提案した。しかし、従来の進化的アルゴリズムは最適解を求めることを目的とするため小数の解に収束しやすい、知識表現が固定化している、などの問題点があった。本アルゴリズムでは、個々の知識を生態系の個体になぞらえ,その共存を実現するために各個体に活性値を導入した。さらに、柔軟な知識表現を許すために、GAにおける交叉に代わる分裂(split)という新たなオペレータを導入し、徐々に複雑な知識を生成した。その結果、柔軟でありながら大量の知識を獲得することが可能となった。囲碁の棋譜を用いて本アルゴリズムの評価を行なった。

ここではパタン(手筋)が獲得され、更に分裂の際の候補として「何手前の着手か」を加えることにより,定石も獲得された。獲得された知識をエキスパートの評価にかけたところ、全体の68割の知識が有用であると判断された。また、詰碁からの知識獲得を行ないこれを用いて詰碁を解いたところ、人間の初段と同程度のパフォーマンスを示したため、本システムでかなりな程度の知識が獲得されたと考えられる。本アルゴリズムは柔軟であるため囲碁用語を定義すれば、この用語を用いた知識(格言)が獲得できると期待される。また、囲碁だけでなく他の分野、たとえば、データマイニングなどにも応用可能である。
プリオン病の病態に関する組織学的,生化学的検討ー海馬病変の解析を手掛かりとして

初年度の取り組みとしてもっとも時間を割いて行ったことは,次の2点である.(1)当教室が保有する多くのスライドの臨床データ(臨床診断,性別,発症年齢,死亡年齢,罹病期間,死亡時年齢),病理学的データ(脳重量,病理学診断)およびゲノム遺伝学的データ(codon129遺伝子型,家族性プリオン病の変異コドン)の整理収集:当教室はヒトプリオン病の貴重な標本を多数有しているが,標本のバックグラウンド情報は,さまざまな医療機関からの持ち込み標本が多いため,十分に整理されているとは言えなかった.当教室の記録ではわからない部分は,当時の主治医や病理医に直接問い合わせを行い,一部症例報告の形で論文となっている標本に関しては論文を取り寄せ,情報の統合を行った.標本の作製期間が長期間にわたるため,この作業は予想以上の困難を伴ったが,協力者の支えもあり,ほぼ全てのデータを揃えることができた.(2)染色設備のセットアップおよび用いる標本の変更:得られた研究費を元に基本的な試薬(パラホルムアルデヒド,エタノール,キシレン),染色バット,染色篭,スライドグラス,封入剤などのハード面での整備,ならびに1次抗体,2次抗体,蛍光発色基剤などの購入を行った.ヒト剖検脳を用いた免疫染色を当初検討していたが,保存状態が標本によって全くことなることが判明したことから,実現は難しいと考えられた.代わってラットなどの齧歯類を標本として海馬の情報伝達を担う転写因子の免疫染色プロトコルの立ち上げに実験の主軸をシフトした.いくつかの転写因子や受容体に候補を絞り,老年期神経変性疾患に重要と目される標的分子の多重蛍光染色系を安定して走らせるための予備実験を行った.初年度の取り組みとしてもっとも時間を割いて行ったことは,次の2点である.(1)当教室が保有する多くのスライドの臨床データ(臨床診断,性別,発症年齢,死亡年齢,罹病期間,死亡時年齢),病理学的データ(脳重量,病理学診断)およびゲノム遺伝学的データ(codon129遺伝子型,家族性プリオン病の変異コドン)の整理収集:当教室はヒトプリオン病の貴重な標本を多数有しているが,標本のバックグラウンド情報は,さまざまな医療機関からの持ち込み標本が多いため,十分に整理されているとは言えなかった.当教室の記録ではわからない部分は,当時の主治医や病理医に直接問い合わせを行い,一部症例報告の形で論文となっている標本に関しては論文を取り寄せ,情報の統合を行った.標本の作製期間が長期間にわたるため,この作業は予想以上の困難を伴ったが,協力者の支えもあり,ほぼ全てのデータを揃えることができた.(2)染色設備のセットアップおよび用いる標本の変更:得られた研究費を元に基本的な試薬(パラホルムアルデヒド,エタノール,キシレン),染色バット,染色篭,スライドグラス,封入剤などのハード面での整備,ならびに1次抗体,2次抗体,蛍光発色基剤などの購入を行った.ヒト剖検脳を用いた免疫染色を当初検討していたが,保存状態が標本によって全くことなることが判明したことから,実現は難しいと考えられた.代わってラットなどの齧歯類を標本として海馬の情報伝達を担う転写因子の免疫染色プロトコルの立ち上げに実験の主軸をシフトした.いくつかの転写因子や受容体に候補を絞り,老年期神経変性疾患に重要と目される標的分子の多重蛍光染色系を安定して走らせるための予備実験を行った.
ヒドリド伝導水素化物の高温高圧合成による新規超イオン伝導体の創成

今年度は、BaH2の各相の安定条件を明らかにするため、10GPa, 600°Cまでの高温高圧相図を調べた。高圧相への圧力誘起相転移を起こす圧力条件は、300°Cまでは温度上昇とともに低圧側に下がる傾向を見せたが、400-500°Cではそれとは異なる傾向が見られた。また、その相転移はsluggishで、圧力が上昇しても二相共存状態が続いた。相境界はまだ誤差が大きく、より詳細な検討が必要である。一方、常圧相から高温相の相転移は、3GPaまでの範囲では約550°Cで起こることが分かった。常圧相/高圧相相境界と常圧相/高温相相境界は連続的には見えず、高圧相と高温相との関係は、今後明らかにする必要がある。また、水素位置まで含めた各相の構造を明らかにするには、重水素化試料を用いて中性子回折測定を行うことが有効である。重水素化BaD2を合成して中性子回折実験を行うことを目的に、高圧水素による金属Baの室温水素化条件を調べた。その結果、わずか2MPaの高圧水素でもBaの水素化は進行し、水素圧を7.5MPaに高めると未反応の金属Baはごくわずかとなった。これにより、10MPa程度の高圧水素を用いれば容易に金属BaからBaH2を合成できることが明らかとなった。重水素でもほぼ同様の圧力で重水素化物を得られると考えられる。BaH2は室温約60GPaでsimple hexagonal構造を持つ第2高圧相に相転移すると報告されており、それを確認した。さらに水素過剰な高圧下でBaH2を超える水素量を持つ化合物の生成も期待されているが、現在のところBaH2以外の物質は得られていない。得られたBaH2の高温高圧相図では、常圧相から高圧相、常圧相から高温相への大まかな相境界は示せたが、誤差が大きく、いまだ各相の安定条件を正確に決められていない。そのため、高圧相と高温相の関係も未解明である。誤差が大きい主な理由は、試料室内の圧力分布があることや、通常圧力マーカーとして用いているルビーの蛍光が高温でブロード化して圧力測定の精度が出ないこと、高圧相転移がsluggishである上に相転移圧は静水圧性の影響を受けやすい、といった問題による。これらについては、ガス圧力媒体の利用による静水圧性の向上や、圧力マーカーをSrB4O7:Sm2+に変更することにより、高圧条件の精度向上に良好な結果が得られつつある。また、高温での温度安定性や圧力制御にも問題があり、必要な条件で的確に測定ができていない。これらの技術的改良を、放射光X線のビームタイム時間内で試料を測定しながら行っているため、進捗に時間がかかっている。BaH2の高温高圧相図作成において、圧力条件の精度向上には、ガス圧力媒体の利用による静水圧性の向上や、圧力マーカーをSrB4O7:Sm2+に変更を行って良好な結果を得ている。さらに、より精密な圧力コントローラーを導入したため、制御性の向上も実現できる目途が立っている。温度条件の安定性には、ヒーター材を含めた加熱機構の改良が必要であり、次年度前半にはそれを進める。放射光X線のビームタイム期間中だけでこの改良を行うことは時間的に充分ではないので、所属機関に既設のRaman分光装置で高温高圧in-situ測定を行ってBaH2の相転移を観測しつつ、技術的改良を進める。これらの技術的改良により、より精度の高いBaH2の高温高圧相図の作成を進める。また今年度は、BaH2の高圧下イオン導電率測定を行い、BaH2高圧相の物性を明らかにする。さらに、金属Baと高圧重水素との反応により、中性子回折実験試料となるBaD2の大量合成を進める。

さらに水素過剰な高圧下でBaH2を超える水素量を持つ化合物の生成も期待されているが、現在のところBaH2以外の物質は得られていない。得られたBaH2の高温高圧相図では、常圧相から高圧相、常圧相から高温相への大まかな相境界は示せたが、誤差が大きく、いまだ各相の安定条件を正確に決められていない。そのため、高圧相と高温相の関係も未解明である。誤差が大きい主な理由は、試料室内の圧力分布があることや、通常圧力マーカーとして用いているルビーの蛍光が高温でブロード化して圧力測定の精度が出ないこと、高圧相転移がsluggishである上に相転移圧は静水圧性の影響を受けやすい、といった問題による。これらについては、ガス圧力媒体の利用による静水圧性の向上や、圧力マーカーをSrB4O7:Sm2+に変更することにより、高圧条件の精度向上に良好な結果が得られつつある。また、高温での温度安定性や圧力制御にも問題があり、必要な条件で的確に測定ができていない。これらの技術的改良を、放射光X線のビームタイム時間内で試料を測定しながら行っているため、進捗に時間がかかっている。BaH2の高温高圧相図作成において、圧力条件の精度向上には、ガス圧力媒体の利用による静水圧性の向上や、圧力マーカーをSrB4O7:Sm2+に変更を行って良好な結果を得ている。さらに、より精密な圧力コントローラーを導入したため、制御性の向上も実現できる目途が立っている。温度条件の安定性には、ヒーター材を含めた加熱機構の改良が必要であり、次年度前半にはそれを進める。放射光X線のビームタイム期間中だけでこの改良を行うことは時間的に充分ではないので、所属機関に既設のRaman分光装置で高温高圧in-situ測定を行ってBaH2の相転移を観測しつつ、技術的改良を進める。これらの技術的改良により、より精度の高いBaH2の高温高圧相図の作成を進める。また今年度は、BaH2の高圧下イオン導電率測定を行い、BaH2高圧相の物性を明らかにする。さらに、金属Baと高圧重水素との反応により、中性子回折実験試料となるBaD2の大量合成を進める。計算機部品代として見積もっていた物品費が、当初予定より節約できたために次年度に繰り越した。また、イオン導電率測定に関わる消耗品は次年度購入することとした。
染色体ターゲッティングを応用した遺伝子増幅細胞の迅速構築法

現在、抗体や微量生理活性物質、血液製剤などはバイオ医薬品としての確固たる地位を築いている。現在、これらの蛋白質は、安全・安定供給などの面から遺伝子組換え体を用いた物質生産が一般的に用いられている。ヒト由来の蛋白質が生理活性を持つためには、高度な翻訳後修飾を必要とする場合が多く、高等真核生物での物質生産が必須である。また、医薬品としての安全性認可の観点や、開発のスピード化に伴い、動物個体や植物個体を用いた生産系構築では開発が遅く、まにあわない。従って、動物細胞を用いた物質生産系が高度に用いられているのが現状である。動物細胞における生産性を向上させる手段の1つとして、「遺伝子増幅」という現象が広く応用されている。しかし、遺伝子増幅現象自体のメカニズムは全く不明で、そのため実際の物質生産に利用可能な遺伝子増幅細胞株の構築過程には、多大な時間と労力を要している。そこで、エリスロポエチン、G-CSF、リットキサン、ハーセプチン等、最も良く用いられているChinese hamster ovary (CHO)細胞のdihydrofolate reductase (dhfr)遺伝子増幅系を染色体レベルで解析し、高頻度に遺伝子増幅する細胞株は、特定の染色体末端部位において遺伝子増幅していることを明らかにし、本染色体に特異的に遺伝子増幅する系を構築した。すなわち、dhfr遺伝子と部位特異的組換え配列であるloxP配列を有したベクターを構築し、dhfr欠損株であるCHO-DG44株に組み込み、上記の染色体末端部位に特異的に本ベクターを組み込んだ細胞株を構築した。本細胞株を用いて特異的組換えを行わさせることにより、高頻度に遺伝子増幅する特定染色体部位に特異的にジーンターゲッティングできることを明らかにした。近年、ヒト由来の生理活性蛋白質・酵素・抗体などが医薬品として注目されている。これらの蛋白質は生体内に極微量にしか存在しないため、安全・安定供給などの面から遺伝子組換え体を用いた物質生産が一般的に用いられている。ヒト由来の蛋白質が生理活性を持つためには、高度な翻訳後修飾を必要とする場合が多く、高等真核生物である動物細胞での物質生産が望ましい。しかし、動物細胞における組換え蛋白質の生産性は、微生物と比較して低いことが知られており、これを上昇させるための試みが数多くなされている。動物細胞における生産性を向上させる手段の1つとして、宿主のゲノム上に存在する特定の遺伝子のコピー数が上昇する遺伝子増幅という現象が広く応用されている。しかし、遺伝子増幅現象自体のメカニズムは不明で、そのため実際の物質生産に利用可能な遺伝子増幅細胞株の構築過程には、多大な時間と労力を要している。そこで、実際のバイオ医薬品生産に最も良く用いられているChinese hamster ovary(CHO)細胞のdihydrofolate reductase(dhfr)遺伝子増幅系を染色体レベルで解析し、高頻度に遺伝子増幅する細胞株は、特定の染色体末端部位において遺伝子増幅していることを明らかにした。さらに、Cre/loxPシステムを用いたジーンターゲティングによって、この染色体末端部位へ特異的に目的遺伝子を挿入し、物質生産に有用な細胞株を効率的かつ再現性よく構築する方法を確立することを目指し、dhfr遺伝子と部位特異的組換え配列であるloxP配列を有したベクターdhfr-mloxPの構築を行った。本ベクターは、(dhfr遺伝子と、変異型loxP遺伝子を含むベクターであり、変異型loxPを含むことにより、組み込み後の切り出しを防ぐことが可能となる。現在、ヒト由来の生理活性蛋白質・酵素・抗体などはバイオ医薬品としての確固たる地位を築いている。

また、医薬品としての安全性認可の観点や、開発のスピード化に伴い、動物個体や植物個体を用いた生産系構築では開発が遅く、まにあわない。従って、動物細胞を用いた物質生産系が高度に用いられているのが現状である。動物細胞における生産性を向上させる手段の1つとして、宿主のゲノム上に存在する特定の遺伝子のコピー数が上昇する「遺伝子増幅」という現象が広く応用されている。しかし、遺伝子増幅現象自体のメカニズムは全く不明で、そのため実際の物質生産に利用可能な遺伝子増幅細胞株の構築過程には、多大な時間と労力を要している。そこで、エリスロポエチン、G-CSF、リットキサン、ハーセプチン等、実際のバイオ医薬品生産に最も良く用いられているChinese hamster ovary(CHO)細胞のdihydrofolate reductase(dhfr)遺伝子増幅系を染色体レベルで解析し、高頻度に遺伝子増幅する細胞株は、特定の染色体末端部位において遺伝子増幅していることを明らかにし、dhfr遺伝子と部位特異的組換え配列であるloxP配列を有したベクターdhfr-mloxPの構築を行った。本ベクターは、dhfr遺伝子と、変異型loxP遺伝子を含むベクターであり、変異型loxPを含むことにより、組み込み後の切り出しを防ぐことが可能となる。さらに構築したベクターをdhfr欠損株であるCHO-DG44株に組み込み、上記の染色体末端部位に特異的に本ベクターを組み込んだ細胞株を構築した。現在、抗体や微量生理活性物質、血液製剤などはバイオ医薬品としての確固たる地位を築いている。現在、これらの蛋白質は、安全・安定供給などの面から遺伝子組換え体を用いた物質生産が一般的に用いられている。ヒト由来の蛋白質が生理活性を持つためには、高度な翻訳後修飾を必要とする場合が多く、高等真核生物での物質生産が必須である。動物細胞における生産性を向上させる手段の1つとして、「遺伝子増幅」という現象が広く応用されている。そこで、エリスロポエチン、G-CSF、リットキサン、ハーセプチン等、最も良く用いられているChinese hamster ovary(CHO)細胞のdihydrofolate reductase(dhfr)遺伝子増幅系を染色体レベルで解析し、高頻度に遺伝子増幅する細胞株は、特定の染色体末端部位において遺伝子増幅していることを明らかにし、本染色体に特異的に遺伝子増幅する系を構築した。すなわち、dhfr遺伝子と部位特異的組換え配列であるloxP配列を有したベクターを構築し、dhfr欠損株であるCHO-DG44株に組み込み、上記の染色体末端部位に特異的に本ベクターを組み込んだ細胞株を構築した。
動脈管における平滑筋の分化とミオシン重鎖遺伝子発現との関係

平滑筋には,同一の遺伝子よりRNAのスプライシングの差により生ずるSM1(204Kd),SM2(200Kd)の2種類の平滑筋ミオシン重鎖(MHC)遺伝子と,NMA,NMB(200Kd)の2種類の非筋MHC遺伝子が存在する.実験1).ウサギ胎仔(29日齢)の動脈管(DA),大動脈(AO),肺動脈(PA)の外膜と内膜を取り除いた中膜サンプルより,グアニジン・イソシアン酸/酸-フェノール法を用いてRNAを抽出した.プローブは,平滑筋MHC遺伝子からは,RNAのスプライシングの差によって生じたSM1,SM2遺伝子の塩基配列の異なる部分を選んで70bpのSM1プローブを,非筋MHC遺伝子の頭部の一部からは,166bpのNMBプローブの2種類を作成した.これら2種類のプローブと抽出したRNAを用いてS1マッピング法により平滑筋および非筋MHC遺伝子の発現を調べた.実験2).同じサンプルより平滑筋細胞を30日培養後,db-cAMP(90mug/ml)を投与し,さらに3日間培養後,同様にRNAを抽出し,S1マッピング法を施行した.実験1)より胎生29日令のDAにおける平滑筋のSM2遺伝子は,同時期のAO,PAに比べて多く,生後DAでは急速にSM2の減少がみられるが、AOとPAでは生後急速にSM2の増加が認められた.実験2)において,培養平滑筋細胞にdb-cAMP(90mug/ml)を投与し,3日間培養後RNAを抽出し,S1マッピング法を施行した結果,AOでは平滑筋の4種類の遺伝子(SM1,SM2,NMA,NMB)の発現が増加したにも関わらず,DAとPAではその発現が減少した.以上のことより,動脈管は大動脈とは形態的,組織的,機能的に異なるだけでなく,平滑筋の遺伝子発現レベルでも異なっていることが示された.今後,更にこの違いがどのような機序で生ずるか等に関して研究する必要がある.平滑筋には,同一の遺伝子よりRNAのスプライシングの差により生ずるSM1(204Kd),SM2(200Kd)の2種類の平滑筋ミオシン重鎖(MHC)遺伝子と,NMA,NMB(200Kd)の2種類の非筋MHC遺伝子が存在する.実験1).ウサギ胎仔(29日齢)の動脈管(DA),大動脈(AO),肺動脈(PA)の外膜と内膜を取り除いた中膜サンプルより,グアニジン・イソシアン酸/酸-フェノール法を用いてRNAを抽出した.プローブは,平滑筋MHC遺伝子からは,RNAのスプライシングの差によって生じたSM1,SM2遺伝子の塩基配列の異なる部分を選んで70bpのSM1プローブを,非筋MHC遺伝子の頭部の一部からは,166bpのNMBプローブの2種類を作成した.これら2種類のプローブと抽出したRNAを用いてS1マッピング法により平滑筋および非筋MHC遺伝子の発現を調べた.実験2).同じサンプルより平滑筋細胞を30日培養後,db-cAMP(90mug/ml)を投与し,さらに3日間培養後,同様にRNAを抽出し,S1マッピング法を施行した.実験1)より胎生29日令のDAにおける平滑筋のSM2遺伝子は,同時期のAO,PAに比べて多く,生後DAでは急速にSM2の減少がみられるが、AOとPAでは生後急速にSM2の増加が認められた.実験2)において,培養平滑筋細胞にdb-cAMP(90mug/ml)を投与し,3日間培養後RNAを抽出し,S1マッピング法を施行した結果,AOでは平滑筋の4種類の遺伝子(SM1,SM2,NMA,NMB)の発現が増加したにも関わらず,DAとPAではその発現が減少した.以上のことより,動脈管は大動脈とは形態的,組織的,機能的に異なるだけでなく,平滑筋の遺伝子発現レベルでも異なっていることが示された.今後,更にこの違いがどのような機序で生ずるか等に関して研究する必要がある.
CAIの合成実験:SrおよびBaをトレーサとする鉱物結晶の晶出過程の研究

始原的な隕石中のカルシウムとアルミニウムに富むインクルージョン(CAI)は太陽系の最古の固体物質と考えられている。実験室で人工的にこのCAIを合成する方法によって、その形成過程の研究を行った。まず、微量のSrとBaをトレーサとして加えて合成実験を行い、CAIが溶融状態から単一の冷却過程で生成する場合どのような順序で結晶が晶出成長して行くかをSrとBaの分布から追跡した。この目的のためには、Sr/CaおよびBa/Ca比をパラメータとして用いるのが有効である事がわかった。CAIは構成鉱物間で酸素同位体が異常な分布を示すことから見ると、単一の冷却過程からはつくることが出来ないとされている。そのような分布の原因として、太陽系形成の初期の段階で、急激な再加熱によって部分溶融し、その過程で酸素同位体が交換された可能性が考えられている。Sr、Baを含まない合成CAIをSr、Baを含む溶融塩中に入れ、徐冷することによって、部分溶融再結晶を行わせ、その生成物中のSr、Baの分布から、その再溶融再結晶の過程の追跡を行い、Sr/CaおよびBa/Ca比をパラメータする方法が有効なことがわかった。CAIは、メリライトをその構成鉱物として、最も普遍的に含んでいる。これらのCAIはゲーレナイト(Ca_2Al_2SiO_7)-オケルマナイト(Ca_2MgSi_2O_7)系の固溶体として存在しする。この系の相図上の固相線と液相線の間の温度に加熱された場合、固相と液相に分かれると考えられる。合成のメリライト固溶体をこのような温度領域で加熱し、モザイク状の微少結晶からなる独特の構造を観察した。この微少結晶は、加熱時間の1/3乗に比例して成長することがわかった。人工CAIについて得られた結果を天然のCAIに応用することが出来れば、CAIの太陽系星雲中の熱履歴を調べることが出来ると結論した。アエンデ隕石のCAI(タイプ-B)に相当する化学組成の酸化物混合試料を白金容器中で加熱溶融し、徐冷して結晶化させた。1°C/hrの冷却速度で天然の隕石中に見られるCAIと同様のメリライト、スピネル、アノーサイト、ファッサイト輝石を主とする生成物が得られた。出発物質である酸化物混合試料中に少量のSrおよびBaを加え同様の実験を行った。SrとBaはそれらの鉱物結晶-融液間の分配係数に応じて結晶中に取り込まれる。アノーサイトに対するSrの分配係数を除くと分配係数の値は1より小さいので、一般に後から晶出した鉱物の部分ほどSr、Baの濃度が低くなる。固化した生成物中のSrおよびBaの分布をEPMAによって測定し、鉱物が晶出していく過程を推定した。鉱物の晶出過程の推定には、Sr/Ca対Ba/CaをとってプロットするSBダイヤグラム法をもちいたメリライト中の測定値からだけでも、他の鉱物を含めた晶出過程の推定が出来る可能性が示された。しかし、分配係数の小さいファッサイト輝石と、鉱物結晶のサイズの小さいアノーサイトについての測定値を得ることが難しいことがわかった。また、SrとBaの濃度を高くするとBaおよびSrに富んだCAI中に存在しない長石が晶出し、これが障害になることがわかった。これらの問題を除く目的で、結晶化過程をいくつかの段階に分け、SrおよびBaの濃度をなるべく低くして実験を行った結果

いくつかの改良点が見られたが、最終的には、低濃度で2次イオン質量分析法による測定が必要であると結論した。アエンデ隕石中のタイプ・BのCAI(Ca, Al-rich inclusion)の組成の酸化物混合試料を出発物質として、(1)隕石中のCAIと同様の鉱物組成を持つ人工CAIの合成条件の決定、(2)Caの一部を少量のSrとBaで置換した人工CAIの合成とその結晶化の過程の研究、(3)^<18>Oをトレーサとして加えたCAIの合成、(4)ゲーレナイト-オケルマナイト組成が50対50のメリライト固溶体について、固相線-液相線間の温度に加熱したときの部分溶融実験と、その速度論的解析を行った。SrとBaをトレーサとしてもちいると、晶出した結晶中のCa、Sr、Baの含有量の鉱物中の分布から、その鉱物部分が晶出したときの溶融相中のCa、Sr、Baの含有量を求めることが出来る。Sr/Ca比対Ba/Ca比を図にプロットすることにより、人工CAIが結晶化した過程を追跡できることがわかった。現在、天然のCAIに応用することにより、Ca、Sr、Baの分布からその形成過程の研究を行うことを計画中である。(3)については、Al_2^<18>O_3を加えることにより、窒素気流中で^<18>Oが330‰程度濃縮した人工CAIの合成に成功した。(4)の実験では、部分溶融の状態から、ゲーレナイト組成に富むメリライトの固相が晶出し、その大きさが時間の1/3乗に比例して成長していくことがわかった。成長速度が速いことから、その成長過程は、溶融相中の陽イオンの拡散速度によって律速されていると結論した。このことは、メリライトが完全に溶融しないでも部分溶融が起これば、結晶の外形を変化させずに内部の酸素同位体が速やかに置換されることを意味している。これらの実験の結果を組み合わせることによって、隕石中のCAIの形成過程を推定できると結論した。
MALTリンパ腫の治療を新しい観点から探るための基礎的および臨床的研究

基礎的な研究についてはMALTリンパ腫患者16例の病理組織とその患者の末梢血のリンパ球を用いて、chemokine receptorとそのリガンドを比較検討した。その結果、MALTリンパ腫は局所の腫瘍が全身に広がるのではなく、逆に末梢血中のCD20/CXCR3陽性という比較的特殊なBリンパ球が局所の慢性炎症に関与して腫瘍化している可能性があることがわかった。一方、1983年から2000年までに我々が治療した頭頸部領域の限局型のリンパ腫287例について、臨床病理学的に検討した結果、MALTリンパ腫29例は他病死を含む全生存率が5年、10年とも80%を越え、他のどの組織型よりも治療成績がよいことが確認された。治療法として局所治療、特に30Gy程度程度の低線量の放射線治療が効果的なことが実証された。胃MALTリンパ腫ではH.Pylori菌の陰性例や除菌治療に効果が不十分な例に放射線単独治療(30Gy-40Gy)を行う多施設共同研究を行った。平成17年3月までに登録され、放射線治療が行われた胃MALTリンパ腫は79例であるが、全例がプロトコール通りに途中休止の必要なく治療が可能であった。さらに、全例で完全寛解が得られ、経過観察中に局所再燃した症例なく生存中であることがわかった。臨床的に問題となる副作用や合併症の報告はない。なお、特筆すべきは76歳以上の12例(最年長90歳を含む)の高齢者にもプロトコールの変更の必要なく治療が可能であったことである。以上の研究をまとめると、MALTリンパ腫は全身化の可能性があるものの、良性の経過をとるリンパ腫である。超高齢化社会においてMALTリンパ腫は局所治療、特に低線量の放射線治療が有効であり、大きな副作用や合併症なく治療が可能であると考えられる。MALTリンパ腫の性質を明らかにするために1983年から1999年までに九州大学病院と久留米大学病院で治療された頭頸部初発のI期とII期の287例の全てについて先ず病理標本を新WHO分類に従い見直した。その結果、MALTリンパ腫は29例で、全体の約10%を占めることがわかった。もっとも多い組織型はびまん性大細胞型のB細胞リンパ腫で186例(約64%)を占め、濾胞性リンパ腫24例やMK/Tリンパ腫17例などより多く、MALTリンパ腫は2番目に多い組織型であることがわかった。治療成績をみると、MALTリンパ腫は他のどの組織型よりもよく、他病死を含むOverall survival rateは5年、10年とも80%を越えていることがわかった。一方、組織型以外にも頭頸部初発のI期とII期のリンパ腫では、腫瘍の大きさ(6cm以上)、年齢、血清LDH、PS、病期、などが予後因子になることがあきらかになり、また放射線単独治療群80例と放射線治療+化学療法併用治療群207例とには治療成績に差がないことがあきらかになった。このような新しい知見を2002年9月のヨーロッパ放射線腫瘍学会(ESTRO)で発表し、またInt J Radiat Oncol Biol Physにも投稿し、受理された。一方、胃MALTリンパ腫は多施設共同研究を行い、H. Pylori除菌治療を行い、効果がないか、不十分なものに放射線単独治療を行うことにした。非MALTリンパ腫と合わせ、2002年8月までに100例の登録があった。このうち、MALTリンパ腫は45例で非MALT

リンパ腫が55例であった。MALTリンパ腫は放射線単独治療で全例完全寛解が得られ、局所再燃はなく、1例だけが肺門部から再燃した。この症例を含め全例生存中で3年生存率は100%であることがわかった。この結果は2002年12月の消化器病学会九州地区例会のシンポジウムと2003年2月の悪性リンパ腫治療研究会で発表した。1983年から17年間に九大病院と久留米大病院で初回治療された頭頸部初発のI期とII期の287例の全てについて新WHO分類に従い見直したところ、MALTリンパ腫は29例で、全体の約10%を占めることがわかった。MALTリンパ腫の性質を明らかにするために、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫186例、濾胞性リンパ腫24例やNK/Tリンパ腫17例などと治療成績を比較したところ、MALTリンパ腫は他のどの組織型よりもよく、他病死を含む全生存期間は5年、10年とも80%を越えていることがわかった。一方、組織型以外にも頭頸部初発のI期とII期のリンパ腫では、腫瘍の大きさ(6cm以上)、年齢、血清LDH、PS、病期、などが予後因子になることがあきらかになり、また放射線単独治療群80例と放射線治療+化学療法併用治療群207例とには治療成績に差がないことがあきらかになったので、Int Radiat Oncol Biol Physに投稿し、掲載された(55:44-50,2003)。一方、九州に多いHTLV-1 carrierではMALTリンパ腫を含むB細胞性リンパ腫でも死亡率が高いことがわかったのでBr J Haematolに報告した(123:606-612,2003)。一方、胃MALTリンパ腫ではH.Pylori除菌治療を行い、効果がないか、不十分なものに放射線単独治療を行う多施設共同研究を続けている。非MALTリンパ腫と合わせ、2003年8月までに137例の登録があった。このうち、MALTリンパ腫は70例で非MALTリンパ腫が67例であった。この症例を含め全例生存中で5年生存率は100%であることがわかった。この結果は2004年4月の日本医学放射線学会学術大会で発表する予定である。MALTリンパ腫は局所の慢性炎症を要因として、腫瘍化したものと考えられ、通常は除菌治療や局所治療(手術や放射線治療)で治癒するが、時には全身的に広がることもある。全身化の要因をさぐるために基礎的な検討を行った。MALTリンパ腫患者16例の組織とその患者の末梢血中のリンパ球を用い、両者のchemokine receptorとそのリガンドを比較検討した。用いたのはMALTリンパ腫の腫瘍組織に見られるCD20/CXCR3陽性リンパ球と同じく腫瘍組織中の上皮細胞に見られるMIGである。末梢血中のCD20/CXCR3陽性リンパ球はMIGへ遊走することが確かめられ、また腫瘍組織とCXCR3/CD20陽性リンパ球でPCR解析を行ったところ、6例で両者に同じbandが認められた。さらに、6例中4例では両者が同一のものであることが確認された。これらのことから、MALTリンパ腫は局所の腫瘍が全身に広がるのではなく、逆に末梢血中のCXCR3陽性という比較的特殊なBリンパ球が局所の慢性炎症に関与して腫瘍化している可能性が疑われた。この結果はInt J Cancer(2004)(電子ジャーナル版)に末藤、大島、早渕らの連名で発表した。一方、胃MALT
ナレッジベースの線状加熱加工シミュレータの開発

造船現場で作業している熟練ぎょう鉄技能員の線状加熱加工における暗黙知(ナレッジ)を調査し,横収縮,角変形、ねじりに対する加熱加工の条件と因子整理を行った。一方、線状加熱加工に関する文献をサーベイし、加熱条件と変形の関係の技術化(数式化)の現状を調査した。その結果、ぎょう鉄作業は技能の塊であり、技術化がなされていないことが判明した。そこでシミュレータの開発に必要な技術化をぎょう鉄の代表例である椀形と鞍形に絞って、トーラスモデルにより微分幾何学で検討した。検討の結果、椀形を作るためには、絞り(横収縮)が重要であり、板幅中央から端部にかけての5分割領域の加熱熱量を1:3:5:7:10にする必要があることが微分幾何学により明らかになった。この比は熟練技能工の暗黙知である三角焼きと一致することが判明した。また、鞍形を作る場合も横収縮の分布が必要でありダイヤモンド焼きすることが微分幾何学で示された。次に、現場の板幅4m、板長10mの板を相似則で小さくした板幅75mm、板長150mmの試験片に、熱量を相似で小さくしたレーザ熱源を使用して、レーザフォーミングの実験を行い、熱量の無次元因子を使用して、たわみ・収縮の無次元因子の関係式を導いた。同様に角変形も熱量の無次元因子で導けるようにした。次に、現場で椀形の線状加熱加工の実験を行い微分幾何学で得られた技術が正しいことを証明した。また、熱弾塑性の数値解析手法を確立して、熱量と変形の関係が数値解析できるようにした。しかし、造船現場で製作する曲板を作成するためには、平板の曲げ加工後に、縮みを与えなければ製作できない。すなわち、縮み分布が技術化されなければ、現場で利用できる実用シミュレータは完成しないことが明らかになった。この縮み分布は現場での原図技能工が持っている原図展開の暗黙知である。この点を調査したが、造船各社のノウハウであり、技術化されていない。最終年度にこの点に注目した技術化の研究を行い、測地線を利用した曲板と平板のひずみ関係(縮み分布)を求める展開線を考案し、トーラスモデルで縮み分布が予測できることを実証した。最後に、現場の曲板を対象に縮み分布を推定し、概ね良好な結果を得ていることが分かった。今後、シミュレータに搭載できるように、更なる技術化を行う必要がある。造船を低コスト,高品質で製作するためには,船殻を構成する曲板加工,すなわち,線状加熱加工をデジタル化する必要がある.そのために,熟練技能者の知識(ナレッジ)を基礎学問である微分幾何学に基づいて数式化し,基礎実験と有限要素法による数値実験により数式化の妥当性を検討する必要がある.本年度は熟練技能者のナレッジを最初に調査した結果,(1)椀形曲げ,鞍形曲げにおいて,長手方向の曲げ加工に収縮を利用していること,

(2)収縮の基本は三角焼きであり,線状加熱速度の変化が重要であることが明らかになった.そこで,椀形の線状加熱加工を対象として,微分幾何学,有限要素法およびレーザフォーミングの実験を行って,熟練技能者のナレッジを理論的に検討した.その結果として,次の結論が得られた.○角変形は一定速度で線状加熱加工して付与しているため,投与熱量と角変形に関する実験を行い,実験結果を相似則のパラメータで系統的に整理し,利用しやすいようにした.○微分幾何学のトーラスモデルを利用して,最終形状に到達するために必要な線状加熱加工の絞り量を求めた結果,現場で使用されている三角焼きの線状加熱加工速度および絞り量が説明できた.○レーザフォーミングによる三角焼きの実験を行い,トーラスモデルの微分幾何学の有効性を確認した.○実験値を推定できる熱弾塑性数値解析手法を検討した結果,実験値が説明できる熱弾塑性析の注意点が明らかになった.そして,板幅方向の曲率半径が三角焼きの収縮量に影響を与えない知見が得られた.船殻を構成する曲板加工である線状加熱加工をデジタル化するためには,平板と曲板の座標位置の相対関係を数式化する研究と線状加熱加工の加熱方法と収縮・角変形の関係の明確化が必要である.今年度の成果として,線状加熱加工の熱量から収縮量および角変形量を計算できる数値解析手法が確立されたが,残念ながら平板と曲板の相対関係の数式化には成功していない.今年度の成果を次に箇条書きで列挙する.○曲板の角変形に曲板の曲率が影響することを実験と数値計算で明らかにし,曲率半径が角変形に影響を与える機構を解明した.そして,現場で使用される捻れ,フレーム曲げを与える角変形作業では,実船での曲率半径は大きいため,平板の角変形の実験式が利用できることが明らかになった.○線状加熱で使用される三角焼きのナレッジが微分幾何学から得られるトーラスモデルから推定できる速度変化で説明できることを,レーザフォーミングの実験と数値解析で明らかにされた.○鞍形の熟練工のナレッジであるダイアモンド焼きがトーラスモデルを使用した速度変化で説明できることを,現場の調査結果およびレーザフォーミングを使用した基礎実験で明らかにした.昨年度の成果として,線状加熱加工の熱量から収縮量および角変形量を計算できる数値解析手法が確立された.今年度は平板から曲板を作るのに必要な収縮量を数式化することを試み,シミュレータを完成させることを目指した.今年度の成果を次に箇条書きで列挙する.〇平板から曲板を作る工程は造船での現図展開の逆作業である.この点を把握して,造船所の現図展開機能を調査したが,ブラックボックスであり数式化が行われておらず,技能の技術化がなされていなかった.この点を1年間かけて,研究を行ったが,数式化にはまだいたっていない.しかし,測地線を使用すれば,収縮量が計算できることをトーラスモデルで確認する段階になっている.○シミュレータを開発するための描画機能をソフトに装着するためにOpenGLを導入したVC++のソフトを作成した.トーラスのように限られた曲板に関しては,試作シミュレータで線状加熱過程が再現できるようになったが,一般の曲板には完全な適用状態になっていない.○任意形状の曲板を平板から作成するためには,現図展開機能の数式化が必要である.ぎょう鉄における現場ナレッジで最も重要な点が平板に与える収縮量の分布を把握することであり,現図展開であることが明確になった.これにより,実用性のあるシミュレータとして具備すべき技術が明確になった.
学生が主体的に考え、教員と共に成長していくシーケンス制御実習の構築

本校で行っているシーケンス制御実習は、講義・演習・体験・問題解決等の学習が含まれるため、従来よりアクティブラーニングである。今までの学習方法に加え、グループ・ディスカッション、グループ・ワークなどの手法を取り入れる。学習者がより楽しめ、学生と教員が「学ぶことの楽しさ」を共有できるような方法を本研究にて開発し、計画(plan)・実行(do)・確認(check)・改善(act)のPDCAサイクルにより、学生自身が学習成果をレベルアップしていく高度化されたアクティブラーニングに再構築することを目的とする。現在のシーケンス制御実習では68名のグループに対し、本校に設置されているFAシステムを使用し、課題として与えたFAラインの運転計画を学生自身が作成するシーケンス制御実習を行っている。最終的な目標が「FAラインを完成させる」ことであるため、制御課題に自由度が少なく、全員が同じようなプログラム形式になる。今までは68名のグループ単位ではあるが、個人別のアクティブラーニングであった。そこで本研究では、一軸ステージユニット・位置センサユニット・駆動ユニット・ハンドリングユニット・表示ユニット等の制御装置を製作した。制御装置の各ユニットを複数用意することにより、課題設定の自由度が増し、プログラム形式が無数に広がる。また、1つ1つのグループが学生同士で話し合い、PDCAサイクルにより課題設定の改善が行われ制御装置の作品レベルが高度化する。