hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
センサ・データフュージョンを利用した社会インフラ点検システムの高度化

中小橋梁の維持管理のために,無線通信を利用した多点振動計測システムを開発中である.このシステムは,多点で加速度を同時に計測することで,振動による橋梁全体の動態を3次元的にリアルタイム可視化することができる.本研究では,この無線計測・可視化システムに,センサ・データフュージョンを導入した.カルマンフィルタを用いてMEMSセンサで得られる加速度データの信頼性を向上させ(データ校正),ジャイロセンサ等の異種センサからのデータも加法的に結合することによって,動的挙動を高精度に3次元表示することができた(データ結合).さらに,粒子フィルタを用いて,多点計測による構造部材の損傷同定を試みた(データ同化).申請者が開発中である振動の無線計測・可視化システムに,センサ・データフュージョンを導入した.この導入目的は,S/N比の低いMEMSセンサから信頼性のある加速度データを抽出すること(データ校正),ジャイロセンサ等の異種センサからのデータも加法的に結合することによって多点間のデータを補間し,高精度な3次元動態可視化を行うことである(データ結合).さらに,シミュレーションとの連携によって損傷同定へと本システムを発展させる予定である(データ同化).1MEMSセンサのS/N比の改善(データ校正)H27年度は,RC桁のモックアップを作成し,非線形カルマンフィルタを用いて定常ノイズの除去を試みた.MEMS加速度センサは定常的にホワイトノイズが載っているため,ここでは,カルマンフィルタを無線計測システムのソフトウエア部分に組み込み,リアルタイムでノイズ除去を行った.ノイズ除去によって,RC桁についても動態可視化に有意なデータが計測できることが分かった.2変形情報可視化のための多種データの加法的処理(データ結合)支承部等で特定の方向が固定されている部分などは3軸を計測する必要は無く,例えば,傾きや一軸方向の変形であればよい.ここでは,ジャイロセンサを併用することで,傾きから求めた変形情報を加法的に補間し,データ結合という形でフュージョンさせた.H27年度は,木材の板を対象としてシステムの検証を行った.この結果,ジャイロセンサを上手く配置すれば,従来のシステムの映像化精度を維持したまま,加速度センサの数を減らすことができることを示した.これまで歩道橋(鋼橋)について,無線計測システムの検証を行ってきたが,H27年度は,RC桁のモックアップを作成し,コンクリート橋の部材を用いて実験を行った.データ校正(ノイズ除去)については,システムに組み込みが完了し,実験によって検証することができた.また,ジャイロセンサを用いたデータ結合についても,板の振動計測によって基本的な性能チェックは完了した.当初の予定では,部材のモックアップでデータ結合を検証する予定であったが,この部分はH28年度の前半期で行う予定である.申請者が開発中である振動の多点計測・可視化システムに,センサ・データフュージョンを導入する.ここでは,S/N比の低いMEMSセンサから有意な加速度データを抽出し(データ校正),さらに,ジャイロセンサ等の異種センサからのデータも加法的に結合することによって多点で得られるデータを補間し(データ結合),構造部材の高精度な3次元動態可視化を行う.さらにシミュレーションと連動し,損傷同定を行うシステムの開発を行うことを目的とする.H28年度に実施したことは,以下の2点である.1フィルタアルゴリズムを用いた損傷位置の同定H27年度に構築した3次元動態可視化システムを用いて,H28年度は損傷位置の同定を試みた.ここでは,フィルタアルゴリズムに基づくデータフュージョンを導入し,計測した固有振動と振動モードとシミュレーションデータを同化しながら損傷位置の推定を行った.非線性カルマンフィルタと粒子フィルタの2種類の方法を適用した.構造部材を模擬した2mの平板に人工きずを付加し,その位置と大きさを推定した結果,いずれの手法も振動の曲げ1次モードから損傷位置を同定できた.さらに高次モードのデータを加えることで,同定精度が向上することが確認できた.2相反性を利用した振動可視化の効率化損傷位置の同定や形状まで把握するには,高次の振動モードを利用する必要が生じるが,その場合はより多くのセンサを配置することになる.センサの個数が増えることによるコストの増大,また有線でセンサ同士を結合する場合には配線が複雑になる等のデメリットが考えられる.動弾性問題に対する相反定理に従えば,計測点と加振点を入れ替えた振動データは等価であるので,従来の一点加振多点計測から多点加振一点計測へシフトすることを考えた.ここでは,減肉のあるアルミニウム平板に対して,多点加振一点計測の有効性を検証した.H28年度は,データ校正・データ結合モジュールを組み込んだ3次元動態可視化システムを用いてRC桁(実橋梁のモックアップ)の振動計測を行った.これはH27年度の積み残しであったが,H28年度の前半にこれを実施でき,その成果は国内の査読付き論文集に掲載された.また,フィルタアルゴリズムを用いて損傷同定を試みた.この結果,平板中の減肉部が同定できた.ただ,複数箇所に減肉部がある場合など,実際の損傷を考慮した実用的な手法に拡張する必要がある.また,相反性を利用した振動可視化システムの効率化にも取り組んでおり,一点加振多点受信の有効性を確認できた.いずれも,当初の予定通り研究が進んでおり,大きな方向修正も無く順調である.申請者が開発中である振動・波動の多点計測・可視化システムに,センサ・データフュージョンを導入する.

これは,多点に設置したセンサから有意な加速度データを抽出し,それらを加法的に結合することによって,構造部材の高精度な3次元動態可視化を行うものである.さらに可視化結果から損傷同定を行うシステムの開発を行う.H29年度に実施したことは,以下の2点である.1相反性を利用した構造部材中を伝搬する波動の可視化損傷位置や形状まで把握するには,より高い振動数の情報が必要となる.その場合は多くのセンサを配置することになるが,動弾性問題に対する相反定理に従えば,計測点と加振点を入れ替えた波動の振幅は等価である.すなわち,多点で励起した振動を一つのセンサで受信し,あたかもこの受信点から波動が発生したように可視化する技術を検討した.ここでは,減肉のあるI型金属片に対して,ガイド波を発生させ,それを3次元可視化した.可視化結果からガイド波の伝搬モードを抽出し,解析値と比較することで本手法の妥当性を示した.2振動モードの崩れと振動初期の波形に着目した割れの定量評価定H29年度は可視化結果から損傷の同定を試みた.本研究では,ステンレス鋼試験片の中心に疲労き裂を作成し,載荷試験を行いながら多点に設置したセンサで加速度を計測した.載荷に伴い1次曲げと3次曲げモードの振幅スペクトルが小さくなった.モード形状を確認すると,健全な試験体では載荷試験後では変化が見られなかったが,疲労き裂を含む試験体では3次曲げモードの形状が載荷前と異なることがわかった.また,き裂と同じ側に設置したセンサと試験片の上部に設置したセンサで加振直後の取得波形を確認すると,初動に違いが見られた.閉じているき裂でも振動の初期波形に着目すれば検出できる可能性があることがわかった.中小橋梁の維持管理のために,無線通信を利用した多点振動計測システムを開発中である.このシステムは,多点で加速度を同時に計測することで,振動による橋梁全体の動態を3次元的にリアルタイム可視化することができる.本研究では,この無線計測・可視化システムに,センサ・データフュージョンを導入した.カルマンフィルタを用いてMEMSセンサで得られる加速度データの信頼性を向上させ(データ校正),ジャイロセンサ等の異種センサからのデータも加法的に結合することによって,動的挙動を高精度に3次元表示することができた(データ結合).さらに,粒子フィルタを用いて,多点計測による構造部材の損傷同定を試みた(データ同化).H27年度のデータ校正とデータ結合で,高い精度・信頼性を有する変形データが計測可能になった.H28年度は,本システムを用いて,構造物の動特性の評価に応用することを試みる.多点計測によって部材を3次元可視化することで,振動モード形状およびモード減衰等の動的パラメータを抽出する.また,局所的な損傷を把握するために,ガイド波に着目する.ガイド波伝搬を3次元可視化したときに得られる各点の初動の振幅に着目し,これが損傷部で増幅することを利用して損傷同定を行う.また,シミュレーション値と計測値を用いて,データフュージョン(データ同化)技術を利用して損傷位置を同定する手法の開発を行う.振動データでは損傷位置に対する分解能が低いので,H29年度は振動だけでなく波動を利用したいと考える.そのためにはセンサの感度の見直しと,時間的分解能(サンプリングレート)の向上を検討することも必要であろう.
農山村における文化的景観の景観構造および境界形態に関する研究

・文化庁による調査「農林水産業に関連する文化的景観の保護に関する調査研究」(平成1214年)の中から、重要地域「集落に関連する景観(13事例)」および「複合景観(54事例)」を対象として調査を実施した。その67事例に関して地形図(1/2,5000,管内図等)での検討を行い、この段階で景観構造の把握が可能な24事例に絞り、空中写真、景観写真を収集するとともに、景観を形成し支えてきた地域情報(地域の歴史、生活文化、産業等)に関する情報も収集し景観構造について検討を行った。・そしてさらにその中で、特に平地水田型の農村地域に焦点をあて、集落の形状が典型的な塊村形式と散居形式を設定し、典型的な塊村型の黒部川扇状地、手取川扇状地、散居型の砺波地域、出雲地域をケーススタディエリアとした。そして、各々の文化的景観を構成する要素が形づくる構造について検討したところ、塊村型の場合には微地形による高低差、屋敷周辺の森林、道路の形式に特徴があることが整理され、それを支える要因としては、水の利便性や水害リスク、風向や風力が影響していることが検討された。・また、こうした文化的景観を保全する仕組み(制度)に関して、白川町荻町と下郷町大内宿において詳細調査を実施した。その結果、各々の文化的景観の特徴を保全していくことが必要であるもの、現行の景観要素を中心として保全していく制度では限界があることが指摘された。そして要素間の関係を保全するための仕組みとして、景観コードを設定し、その保全を担保するような制度が必要であることが考察された。・全国的に事例を収集し、文化的景観の景観構造に関してパターン分類を検討するにあたって、山間部の京都府美山町(現南丹市)北村、岐阜県白川村荻町、福島県下郷町大内宿の3集落に関して詳細な景観調査を実施した。・これら3集落は、それぞれに特徴的な景観構造を有しており、特に、集落が立地する地形および生業により異なっている。旧美山町北村は、森林を背にして家屋が集合し全面に田畑が展開し、白川村荻町は家屋が分散しその周囲に田畑が存在している。一方、半農半宿の生業を有する下郷町大内宿は、家屋集合が森林から離れ、その間に田畑が展開するという景観構造である。・そして詳細調査の結果、これら集落全体の景観構造を支え、秩序化するヒューマンスケールでの景観構造が存在することが明らかとなった。・旧美山町字北は、緩い斜面地に家屋群が集積しているため、低地の道路や田畑から屋並みが見える景観が特徴となっている。そして、傾斜に沿って、道路から森林に至る景観構造が明確に視認される点も特徴と言える。白川村荻町は、雪深い気象と大家族制度の生活様式により形成された、農地と家屋との境界に囲障がなく、家屋が群状に重なって見える景観が、一つの特徴的な景観ユニットとなっている。下郷町大内宿は「農」を支える、集落→畑→田→森林という東西軸と、会津西街道沿いに宿が並ぶ「宿」を支える南北軸との交点に「オモテ」と呼ばれる空間が存在し、農と宿の接点となるとともに、家屋が軒を接し連続するのではなく、隙間を有して断続する大内宿の景観的特徴となっている。・文化庁による調査「農林水産業に関連する文化的景観の保護に関する調査研究」(平成1214年)の中から、重要地域「集落に関連する景観(13事例)」および「複合景観(52事例)」を対象として調査を実施した。その68事例に関して、地形図(1/2,5000、管内図等)、空中写真、景観写真を収集するとともに、景観を形成し支えてきた、地域情報(地域の歴史、生活文化、産業等)に関する情報も収集し、景観構造について検討を行った。

・そしてその中で、特に平地水田型の農村地域に焦点をあて、集落の形状が典型的な塊村形式と散居形式を設定し、典型的な塊村型の黒部川扇状地、手取川扇状地、散居型の砺波地域、飯豊地域、そして中間型の出雲地域、満濃地域をケーススタディエリアとした。そして、各々の文化的景観を構成する要素が形づくる構造について検討したところ、塊村型の場合には微地形による高低差が、散居型に関しては屋敷周辺の森林、そして中間型に関しては道路の形式に特徴があることが整理された。・また、こうした文化的景観を保全する仕組み(制度)に関して、昨年度調査を行った白川町荻町と下郷町大内宿において詳細調査を実施した。その結果、各々の文化的景観の特徴を保全していくことが必要であるもの、現行の景観要素を中心として保全していく制度では限界があることが指摘された。そして要素間の関係を保全するための仕組みとして、景観コードを設定し、その保全を担保するような制度が必要であることが考察された。
卵胞発育調節カスケードの最上流因子の同定とその発現調節によるＯＰＵ高度化技術開発

排卵誘起処理を併用した多排卵処置後の大及び中卵胞からの卵子回収率の良好なOPU技術を開発した。本OPU技術によって採取した卵子の体外受精率、卵割率および胚盤胞形成率は、排卵誘起処理を行わない区にくらべ有意に高くなり、移植可能胚数も多い傾向にあった。このような結果は黒毛和種のみならず褐毛和種においても確かめられた。また、FSHの上流域の卵胞刺激ホルモンであるGnRHを用いてFSH放出を促す卵胞刺激を行うことにより、より自然状態に近いホルモン環境をつくることが可能になり、卵胞の発育性向上、卵子の高品質化(受精率改善)が可能であることを明らかにした。生体卵巣から性周期ごとに繰り返し卵母細胞を採取するOPU(Ovum Pick Up,超音波誘導経膣採卵法)技術と卵母細胞の体外成熟・体外受精・体外培養(in vitro maturation, fertilization and culture,IVMFC)技術のドッキングにより高能力メス牛を高度に活用できる。OPUをさらに有効な技術にするには、優良雌個体における卵母細胞生産能を高める技術開発が必要である。申請者は卵巣から新しい3つの因子(FSH抑制因子、卵母細胞生存促進因子、血管増殖因子活性増強因子)を分離し、卵胞発育調節機構の概要を明らかにしている。卵母細胞生存促進因子と血管増殖因子活性増強因子はともにグリコサミノグリカンで分子性状は同一である。卵巣から分離したことでovarian glycosaminoglycans(oGAGs)と名付けたが、このoGAGsの産生調節の最上流因子を同定し、その利用方法を工夫することによって一個体から多数の優良卵母細胞を獲得することができると予想される。本研究においてoGAGsはヒアルロン酸様因子と同定されたが、ヒアルロン酸の産生様式を解析し、卵丘細胞ではヒアルロン酸産生酵素2(has2)、卵母細胞ではヒアルロン酸産生酵素3(has3)が発現し、ヒアルロン酸の産生を制御していることを明らかにした。卵胞刺激ホルモン(FSH)によってhas2の発現が誘導されることを明らかにしたが、卵母細胞を除去した卵丘細胞・卵母細胞複合体では、FSHのhas2発現誘導は観察されなかった。Has2の発現にはhas3あるいは卵母細胞の産生するhas2発現調節因子、あるいはヒアルロン酸産生カスケードの調節因子が関与すると推察された。1)主席卵胞を含めた発育中の卵胞の制御により、発育が同調された健常な顆粒膜細胞を備えた小卵胞群へのFSHの投与が、多数発育させた卵胞へのOPU-IVPに及ぼす影響について検証した。黒毛和種およびブラウンスイス種の2品種について卵胞発育同調後にFSHを投与し、発育した卵胞より体内成熟卵子をOPUにより採取し、体外受精後の胚の生産性とその品質として酸素消費量について調べた。FSHの投与により黒毛和種およびブラウンスイス種ともに胚生産効率が改善できた。品種間で比べたところ、胚発生率および胚の酸素消費量には違いはなかったが、初期発生における第一卵割時間が黒毛和種に対してブラウンスイス種において2時間程度遅くなった。2)卵巣内における卵子の生存性や成熟能力を高めるために、卵巣および卵子のオートファジーに着目し、その作用を検証するとともに役割について解析し、以下の成果を得た。1)ブタの卵巣および卵子内において、オートファジーのマーカーである、LC3のタンパク質が発現していることを明らかにした。体外成熟培養(in vitro maturation: IVM)により卵子内におけるLC3の発現量変化を調べみると、卵成熟開始後に一時的に高くなるものの、成熟卵子ではその発現量は低下することを確認した。オートファジーが機能するメカニズムをmTORおよびAMPK経路に着目して解析したところ、卵子内では、TORよりもAMPK経路を介して活性化していることが明らかになった。1)卵巣卵子卵丘複合体におけるfocal adhesion kinase(FAK)の発現や卵子成熟過程における卵子卵丘複合体のFAKのTyr397リン酸化について解析した。FAKのTyr397リン酸化は卵丘細胞におけるHas2mRNAの発現誘起を通して卵子成熟誘起に関わることを明らかにした。2)卵胞発育候補因子と同定されたニューロテンシンが受精時の精子先体反応を促進することを明らかにした。3)ハンギングドロップ法によるブタ卵母細胞-卵丘細胞複合体の単培養系を利用し、ネオニコチノイド農薬の安全性評価を行った。その結果、安全性が高いとされるネオニコチノイド農薬、アセタミプリド、イミダクロピリドについての生殖細胞毒性誘発作用が確認され、本系は、前年に行った有用化合物のスクリーニングのみならず、有害化合物のスクリーニングに効果的であると考えられた。4)主席卵胞を含めた発育中の卵胞の制御により、発育が同調された健常な顆粒膜細胞を備えた小卵胞群へのFSH投与により多数発育させた卵胞について、黒毛和種、ブラウンスイス種、ホルスタイン種および褐毛和種の4品種のウシについてOPU-IVPを用いて検証した。卵胞発育同調後にFSHを投与し、OPUにより排卵直前の卵胞から体内成熟卵子を採取、体外受精し、4品種間のその後の胚の発生率、初期発生パターンおよび発育速度について比較した。

その結果、FSH投与により胚発生率の改善および一回のOPU当りの胚発生数の向上が4品種全てのウシに見られたが、品種による差は認められなかった。初期発生における媒精開始から第一卵割までの時間は黒毛和種および褐毛和種(肉用牛)で短く、ホルスタイン種およびブラウンスイス種(乳用牛)で長かった。特に、ブラウンスイス種の第一卵割までの時間は、黒毛和種および褐毛和種に対して有意に長かった。卵胞発育には多くの因子・遺伝子が関与している。遺伝子発現の網羅的解析を行い、選択的卵胞発育に係わる候補遺伝子の同定を行い、それらの作用機序の解析を進めた。そして強い活性をもちかつ卵胞の選択的発育に係わる候補因子を同定した。この因子によるOPUの高度化を図るため、基盤となる牛のOPU技術を確立した。排卵誘起処理を併用した多排卵処置後の大及び中卵胞からの卵子回収率の良好なOPU技術を開発した。本OPU技術によって採取した卵子の体外受精率、卵割率および胚盤胞形成率は、排卵誘起処理を行わない区にくらべ有意に高くなり、移植可能胚数も多い傾向にあった。以上のOPU由来の体内成熟卵子から、品質の高い胚を効率的に生産できることを示した結果は黒毛和種のみならず褐毛和種においても認められた。すなわち、卵胞刺激ホルモン(FSH)投与により多数発育(FG)処理させた卵胞からOPUを用いて未成熟卵子を採取した。採取した卵子は、FSHあるいはEGF様ペプチド(アンフィレグリン:Areg)を添加した培地にて成熟培養後、体外受精した。その結果、FG処理により胚盤胞形成率は改善し、さらに成熟培養液へのFSHあるいはAreg添加により向上した。このようなことに加えて本研究で開発したOPU-IVFの応用により繁殖性に問題がある黒毛和種や褐色和種のリピートブリーダーからも胚生産が可能であることを明らかにした。またOPUで採卵した卵母細胞の薬剤の安全性評価のための培養法(ハンギングドロップ法)を確立した。本法を用いて卵母細胞への有害性について検討を行った結果、紡錘体形成異常が高頻度にて誘発されることが見出された。このような結果は黒毛和種のみならず褐毛和種においても確かめられた。また、FSHの上流域の卵胞刺激ホルモンであるGnRHを用いてFSH放出を促す卵胞刺激を行うことにより、より自然状態に近いホルモン環境をつくることが可能になり、卵胞の発育性向上、卵子の高品質化(受精率改善)が可能であることを明らかにした。遺伝子発現の網羅的解析を行い、選択的卵胞発育に関わる候補遺伝子の同定とそれらの作用機序の解析を進め、強い活性を持ちかつ卵胞の選択的発育に関わる候補因子を同定している、これらの相互関係の解析を進めることにより、卵胞発育に関わる最上流因子(遺伝子)が同定できると考え研究を進めている。これらの研究をより一層進展させるとともに、卵胞発育制御による牛のOPUの高度化を目指して研究を進めている。
創薬に指向した黄色ブドウ球菌免疫かく乱タンパク質ファ ミリーSSLの機能解析

Staphylococcal superantigen-like (SSL)はスーパー抗原と共通の立体構造を持ちながら,スーパー抗原活性を示さない黄色ブドウ球菌の分泌タンパク質毒素で,14種のSSLが存在し,その一部はSSLは宿主の免疫関連因子に結合しその機能をかく乱することが知られている.本研究において私たちはSSL3がToll -like receptor 2に,SSL8がテネイシンCに,SSL10がホスファチジルセリンおよび血液凝固因子に結合し,これらの生理機能を抑制することを見出した.本研究の成果はSSLの機能のかく乱を目指した黄色ブドウ球菌感染症の治療薬の開発およびSSLの宿主タンパク質かく乱作用を利用した新規医薬品の開発につながると思われる.Staphylococcal superantigen-like (SSL)はスーパー抗原と共通の立体構造を持ちながら,スーパー抗原活性を示さない黄色ブドウ球菌の分泌タンパク質毒素で,14種のSSLが存在し,その一部はSSLは宿主の免疫関連因子に結合しその機能をかく乱することが知られている.本研究において私たちはSSL3がToll -like receptor 2に,SSL8がテネイシンCに,SSL10がホスファチジルセリンおよび血液凝固因子に結合し,これらの生理機能を抑制することを見出した.本研究の成果はSSLの機能のかく乱を目指した黄色ブドウ球菌感染症の治療薬の開発およびSSLの宿主タンパク質かく乱作用を利用した新規医薬品の開発につながると思われる.黄色ブドウ球菌の産生する分泌タンパク質ファミリーSSL (Staphylococcal superantigen like)は免疫回避に重要な役割を果たしていると考えられているが,それらの多くの機能は明らかにされていない.本研究はSSLファミリーの宿主側の標的分子を同定し,SSLと標的分子相互作用の生化学的解析と生理的意義の解析を行い,SSLの免疫回避における役割を明らかにすること,またSSLの持つ宿主側標的分子に対する特異的阻害作用を応用した,新しい抗がん薬,抗炎症薬,免疫調節薬などの創薬を行うことを目的としている.本年度は,組換えSSLを結合したセファロースビーズを用いて試料中よりSSL結合タンパク質をアフィニティー精製することにより新たなSSLの宿主側の標的分子の探索を行った.その結果,これまでに報告したSSL5がMMP-9に結合しそのプロテアーゼ活性を抑制すること,SSL10がIgGに結合し古典経路による補体活性化を抑制することに加え,SSL6が補体活性化のレクチン経路の開始タンパク質,フィコリンに結合することを明らかにした.現在SSL6がどのようにしてフィコリンの生理的機能を妨害しているか解析を行っている.またこれ以外にも複数の免疫,生体恒常性の維持にかかわるタンパク質がSSLファミリーの標的分子として同定された.現在これらのSSL-標的分子相互作用の生理的意義の解明を行っている.黄色ブドウ球菌の産生する分泌タンパク質ファミリーSSL(Staphylococcal superantigen like)は14種のSSLからなり,黄色ブドウ球菌の病態形成,免疫回避に重要な役割を果たしていると考えられているが,それらの多くの機能は明らかにされていない.本研究はSSLファミリーの宿主側の標的分子を同定し,SSLと標的分子相互作用の生化学的解析と生理的意義の解析を行い,SSLの免疫回避における役割を明らかにすること,またSSLの持つ宿主側標的分子に対する特異的阻害作用を応用した,創薬を行うことを目的としている.本年度も昨年度に引きつづき,SSL結合セファロースビーズを用いて各種試料中よりSSL結合タンパク質の探索を行った.その結果,これまでに報告した3つの標的分子(MMP-9,IgG,フィコリン)に加え,新たに4つのSSLファミリーに結合する宿主因子を見いだすことができた.すなわち,SSL10は血液凝固因子に結合し,抗凝固作用を示すことを見いだし,これについて特許出願を行った.さらにSSL10はホスファチジルセリンに結合し,アポトーシス細胞にCa非依存的に結合することを見いだし,この成果についてMicrobioligyand Imunology誌に投稿,受理された.残り2つのSSL-標的分子相互作用についてはすでに生理的意義の解析を終え,現在投稿中あるいは投稿準備中である.また,本年度はこれまでに見出したSSL-標的分子相互作用の結合メカニズムについて,各々のSSLと標的分子相互作用の糖鎖依存性,結合部位などについて解析した.その結果SSLの欠失変異体においても標的分子との結合能が認められることを確認できた.黄色ブドウ球菌の産生する分泌タンパク質ファミリーStaphylococcal superantigen like(SSL)はアミノ酸配列の異なる14種のメンバーからなり,黄色ブドウ球菌の病態形成,免疫回避に重要な役割を果たしていると考えられているが,それらの多くの機能は明らかにされていない.本研究はSSLファミリーの宿主側の標的分子を同定し,SSLと標的分子相互作用の生化学的解析と生理的意義の解析を行い,SSLの免疫回避における役割を明らかにすること,またSSLの持つ宿主側標的分子に対する特異的阻害作用を応用した,創薬を行うことを目的としている.最終年度である本年度はヒト母乳とブタ脾臓を材料に,SSL結合セファロースビーズを用いてSSL結合タンパク質の探索を行った.その結果,それぞれSSL8に細胞外マトリクスタンパク質であるテネイシンC(TNC)が,SSL3にパターン認識受容体であるToll like receptor 2(TLR2)が結合することが見いだされた.SSL8はTNCに結合することでTNCと別の細胞外マトリクスタンパク質であるフィブロネクチンとの結合を阻害し,TNC存在下でのケラチノサイトの細胞運動を抑制することが明らかとなった.

またSSL3はTLR2に結合することでマクロファージからの各種TLR2リガンド(黄色ブドウ球菌細胞壁成分,リポペプチド,黄色ブドウ球菌死菌)によるサイトカイン産生を抑制した.これらの成果についてBiochemical and Biophysical Research Communications誌およびInfection andImmunity誌に投稿,受理された.昨年度,本年度に新たに4つのSSL標的分子を見いだし,その成果について特許出願,論文投稿(1報受理,1報投稿中)できたことからおおむね順調に進展していると判断した.24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度,本年度までは新規SSL標的分子の単離を中心に研究を進めてきたが,最終年度はこれを創薬に結び付ける研究を重点的に行いたいと考えている.しかしながら,14種あるSSLのうち,標的分子が明らかにされているものは我々および他の研究グループからの報告を合わせても5個のみであり,以前過半数のSSLの標的分子は未知のままである.したがって新規SSL標的分子の探索についても継続して行いたいと考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
有機化学学術研究の推進と方策

研究班の全体会議を分子科学研究所において計3回開催し、わが国に於ける有機化学基礎研究の研究態勢の現状および研究分野の分析、推進すべき研究分野および研究態勢に関して理想と現実の両面から検討を加えた。特に第2および3回の全体会議では大学付置研究所の所長および経験者を招き、大学付置研究所における研究態勢の現状と有機化学基礎研究の推進における役割について分析、検討を加えた。また既設の国立大学共同利用研究所と有機化学基礎研究の関係について検討した。研究班の幹事会および小委員会を、岡崎、筑波、および福岡に於て計5回開催し、大学及び研究機関の関係者と基礎研究推進の態勢について意見の交換を行った。また、福岡では来日中の韓国化学会長らを招き、韓国における化学研究推進の現状および基礎科学研究における日韓の協力関係についての講演会を開催し、基礎研究における国際協力のあり方について討論を深めた。全国の研究者から、熱望されている基礎研究の推進の中心となる研究所の設立へ向けての運動の分析及び方針についての意見の集約を計った。さらに、基礎研究所と既存の国立共同利用研究所および大学との協力関係の推進の方策について検討した。筑波大学で開催された基礎有機化学連合討論会の際に有機化学基礎研究所の計画案を公表し、第一線の指導的立場の研究者に出席を求めた研究会を開催し、計画案に対する討論を行った。本研究は、1年で終了する性格のものではなく、基礎研究の推進の核となる有機化学基礎研究所の設立へ向けての今後の運動の進め方および具体化への計画を立案し、全国の有機化学者だけでなく有機化学に関連する多くの分野の研究者の支援のもとに関係各方面への強い働きかけを行なっている。
適応制御手法による摩擦外乱自動補償サ-ボコントロ-ラの開発研究

サ-ボ技術において、サ-ボの高速化高精度化を阻害する大きい要因となっている摩擦に対する対策が急務の課題であり、本研究は、摩擦推定値を用いた摩擦補償によりサ-ボの高速・高精度化をはかることを目的としている。このため、摩擦外乱をオンラインで推定する適応オブザ-バの提案とそのプログラム化、摩擦を補償する適応制御則の提案、適応制御系の安定性証明方法の考案、サ-ボ実験装置の試作と摩擦外乱の推定実験を行った。主な研究実績は以下の通りである。1.回転運動、繰返し動作をするサ-ボ系の摩擦外乱は周期性でありこれを推定する周期性外乱推定適応オブザ-バの構成法を提案し、さらに、高速演算可能とするため、外乱推定可能条件、フィルタ変数、線形モデルおよび推定外乱計算の簡単な計算式を導き、これを計算機プログラム化した。2.摩擦を補償する適応制御則について(1)パラメ-タ概略値を用いて摩擦などの補償を行いパラメ-タ誤差による制御偏差を外乱とみなして非干渉適応制御を行う制御方式を提案し、(2)2自由度制御系の構成法を用いるアルゴリズムを提案し、計算機シュミレ-ションを行った。3.適応制御系の安定性証明方法を考察し、閉ル-プ系の安定性の検討に用い、適応制御系の安定性条件を得た。4.サ-ボモ-タ-・アンプとコンピュ-タとを接続したオンライン制御実験可能なサ-ボ実験装置、および、6自由度垂直多関節型ロボットを改造し、アンプ部とコンピュ-タとを接続したロボット実験装置を試作し摩擦外乱の推定実験を行った。また、摩擦の影響がより顕著に現れ、摩擦特性の解析が容易で摩擦補償の効果が大きい減速比1のダイレクトドライブサ-ボモ-タを用いたダイレクトドライブ実験装置の試作を開始した。高速化・高精度化をはかるサーボ技術において、サーボの高速化高精度化を阻害する大きい要因となっている摩擦に対する対策が急務の課題であり、本研究では、摩擦推定値を用いた摩擦補償によりサーボの高速・高精度化をはかる。この目的のために、昭和63年度では、昭和62年度に提案した摩擦外乱をオンラインで推定する適応オブザーバの改良摩擦を補償する適応制御則の検討、および、サーボ実験装置の試作を継続して行った。1.前年度に提案した摩擦外乱を推定するための周期性外乱推定適応オブザーバの構成法を改良した。すなわち、この適応オブザーバの外乱推定式を簡単に導出する方法を考案した。さらに、前年度に試作したサーボ実験装置によるデータで摩擦外乱推定を行った。2.摩擦を補償する適応制御則について2自由度制御系の構成法を用いるアルゴリズムを検討した。3.前年度購入した6自由度垂直多関節型マニピュレータとパーソナルコンピュータとを接続したサーボ実験装置の試作改良を継続して行った。4.摩擦の影響がより顕著に現れ、摩擦特性の解析が容易で摩擦補償の効果が大きい減速比1のダイレクトドライブサーボモータを用いたダイレクトドライブ実験装置の試作に着手した。高速化・高精度化をはかるサ-ボ技術において、サ-ボの高速化高精度化を阻害する大きい要因となっている摩擦に対する対策が急務の課題であり、本研究では、摩擦推定値を用いた摩擦補償によりサ-ボの高速・高精度化をはかる。この目的のために、平成元年度では、前年度までに考案した摩擦外乱をオンラインで推定する適応オブザ-バの改良、摩擦を補償する適応制御則の新たな提案、ロボット実験装置による摩擦外乱の推定実験、および、ダイレクトドライブ実験装置の試作を継続して行った。

1.前年度までに提案した摩擦外乱推定適応オブザ-バの構成法を更に、改良した。すなわち、位置変数のみで外乱を推定する外乱推定アルゴリズムを導出した。2.摩擦を補償する適応制御則なついて2自由度制御系の構成法を用いるアルゴリズムを提案し、計算機シミュレ-ションを行った。3.前年度に試作した6自由度垂直多関節型マニピュレ-タを用いたロボット実験装置で採取した実験デ-タにより摩擦外乱推定実験を行った。2正弦波外乱モデルによる外乱推定で良く摩擦外乱を推定し、外乱周波数を良好に同定した結果を得た。4.摩擦の影響がより顕著に現れ、摩擦特性の解析が容易で摩擦補償の効果が大きい減速比1のダイレクトドライブサ-ボモ-タを用いたダイレクトドライブ実験装置の試作を継続して行った。5.本研究の成果を学術雑誌に論文として投稿するための研究成果の取りまとめを行った。
下肢の関節を守るための重量物の運搬方法

「両肩で背負う」,「前方にて両手で抱える」,「右手でさげる」,「右肩にかける」の4種の運搬方法における下肢や脊柱の関節へ加わる負荷を,筋活動ならびに運動力学的分析により比較した.片手で持つ方法では,対側の股関節のみではなく,対側脊柱や同側膝関節へ大きな負荷が加わること,両手で抱える方法では,体重の20%の負荷で,両側の脊柱起立筋に,無負荷時の約2倍の筋活動を生じさせ,脊柱に大きな負荷が加わることが示唆された.「両肩で背負う」,「前方にて両手で抱える」,「右手でさげる」,「右肩にかける」の4種の運搬方法における下肢や脊柱の関節へ加わる負荷を,筋活動ならびに運動力学的分析により比較した.片手で持つ方法では,対側の股関節のみではなく,対側脊柱や同側膝関節へ大きな負荷が加わること,両手で抱える方法では,体重の20%の負荷で,両側の脊柱起立筋に,無負荷時の約2倍の筋活動を生じさせ,脊柱に大きな負荷が加わることが示唆された.本研究は,通学や買い物,旅行の際に用いる荷物の運搬方法の違いによる下肢の関節や脊柱への影響を,運動力学的に分析することで,関節に負担の少ない持ち運び方を提示することを目的としている.本年度は,主に床反力および筋電図の分析から重量物の運搬方法の違いによる,歩行中の重心移動や下肢・体幹の筋活動に及ぼす影響を調べた.健常成人8名を対象とし,床反力計が設置された歩行路で,無負荷での歩行と体重の20%に相当する重量物を負荷した歩行を実施した.運搬方法として,「両肩で背負う」,「(前方で)両手で抱える」,「右手でさげる」,「右肩にかける」の4種類を設定した,筋電図は,左右の脊柱起立筋,中殿筋,外側広筋の計6筋を計測した.重心移動(変位)は床反力を2回積分法にて算出し,さらに重心のエネルギー変化量から重心移動に必要な仕事量を算出し,無負荷時と各運搬方法間で比較した.重心移動では「両肩で背負う」方法において,上下の移動幅が無負荷時と比較して有意に大きかった。一歩行周期中の仕事量では「両肩で背負う」方法と「右肩にかける」方法で無負荷時より有意に大きな値を示した.筋活動に関しては,「両手で抱える」方法では無負荷時の約2倍の筋活動を示した.「右手でさげる」方法では,バッグと反対側の脊柱起立筋と中殿筋,およびバッグと同側の外側広筋の筋活動が有意に増大した,「右肩にかける」方法では,バッグと反対側の中殿筋の活動が有意に増大したが,右手でさげる方法に比べてその増加量は小さかった.さらに,左右の外側広筋の活動も有意に増大した.今回の研究結果から,股関節のみならず,同側の膝関節伸筋活動が有意に増加することが分かった.また,両手で抱える方法や片手でさげて運搬する方法は,両側または対側の脊柱起立筋の活動を大きく増大させ,当該関節に大きな負荷が加わることが示唆された.本研究は,通学や買い物,旅行の際に用いる荷物の運搬方法の違いによる下肢の関節や脊柱への影響を,運動力学的に分析することで,関節に負担の少ない持ち運び方を提示することを目的としている,平成21年度の研究においては,運搬方法の違いによる,重心移動や下肢・体幹のモーメント,筋活動の比較を行ったが,動作解析装置の機能的問題により荷物の持ち方などに多少の制約が余儀なくされた.平成22年に,最新機種の3次元動作解析装置が導入され,カメラ性能の向上やマーカーの小型化が実現したため,より自然な姿勢でかつ詳細な情報を得ることが可能になった.したがって,当初に立てた研究計画に加えて,21年度に行った歩行時の実験を再度行った.加えて,当初の予定通り,各運搬姿勢における脊柱の静的アライメントの比較を行った健常成人を対象とし,床反力計が設置された歩行路で,無負荷での歩行と体重の20%に相当する重量物を負荷した歩行を実施した.運搬方法として,「両肩で背負う」,「(前方で)両手で抱える」,「右手でさげる」,「右肩にかける」の4種類を設定した.筋活動は,左右の脊柱起立筋,中殿筋,外側広筋の計6筋を計測した.脊柱の静的アライメントの測定は,脊柱形状計測分析器(スパイナルマウス)を使用した片手で持つ運搬方法では,対側の股関節のみではなく,対側脊柱や同側膝関節への過剰な負荷が加わることが示唆された.両手で抱える方法では,体重の2%の負荷で,両側の脊柱起立筋に,無負荷時の約2倍の筋活動を生じさせ,脊柱に大きな負荷が加わることが示唆された.今回の運搬方法の中では,両肩で背負う方法が,最も筋活動の増大を要しない運搬方法であることが示唆された矢状面での静的アライメントの比較では,前方に持つことで無負荷時と比較して仙骨傾斜角の直立化(後傾増大)と胸椎後弯角の増大がみられた.現在3次元動作解析から得られた多量のデータを解析中である本研究は,関節に負担の少ない荷物の運搬方法を提示することを目的として,種々の運搬方法の違いによる下肢の関節や脊柱への影響を運動学,運動力学的な観点から分析することである.

平成23年度においては,1)荷物の重量を変化させた場合に,運搬方法の違いによる下肢の関節や脊柱への運動学,運動力学的影響がどう変化するかを検証する,2)床反力から得られる重心移動に必要な仕事率(Power requirement)と関節パワーより得られる下肢筋により産出される仕事率(Power output)について,運搬方法による差を検証することを目的とした.重量の違いによる比較は,健常男性を対象に,体重の10%と20%の重量の荷物を背負って運搬する際の比較を行った.その結果,重い方が股関節の最大屈伸角度,骨盤前傾角度,体幹最大屈曲モーメントが有意に増加したが,体幹最大伸展モーメントは減少した.このことから,本研究の範囲においては,リュックサックの重さの増加は体幹屈筋の筋活動を要求するが,体幹伸筋の大きな筋活動は,必ずしも要求しない可能性が示唆された.また,Power requirementやPower outputを用いた比較を行うために,床反力値からPower requirementや仕事量,機械的効率性の指標である位置エネルギーと運動エネルギーの交換率(Recovery)を算出するソフトを新たに開発した.両下肢の各関節により産み出されるパワーを総計して得られる曲線(Power output curve)と身体重心移動から得られるパワー曲線(Power requirement curve)は極あて類似していた.まだ解析途中ではあるが,「肩にかける」方法や「手でさげる」方法では,対側下肢の接踵期後の両脚支持期に同側とは非対称な大きな正のPowerの算出がみられ,その時期における下肢の大きな筋活動と下肢関節への負荷量の増大が生じる可能性が示唆された.
苦鉄質マグマの火道上昇に伴う物性変化とその噴火ダイナミクスへの影響の解明

低粘性で脱ガスしやすいはずの苦鉄質マグマが何故,激しい爆発的噴火をおこすのか?近年の研究では,火道上昇過程での減圧結晶作用(マグマの減圧に伴う脱ガスに駆動される結晶作用)による結晶量の増加が,マグマのガス浸透率やレオロジー等の物性に著しい影響を及ぼし,その結果,噴火様式を変化させると考えられている.しかし,火道上昇中に結晶作用がどのように進行するのか,またマグマの物性が深さとともにどう変化するのかは理解不十分である.そこで本研究では,天然スコリア中の石基鉱物の組織・化学組成分析を行い,その結果に基づいて火道上昇中の減圧結晶作用の進行過程と物性変化,そして爆発的噴火の発生メカニズムを検討する.低粘性で脱ガスしやすいはずの苦鉄質マグマが何故,激しい爆発的噴火をおこすのか?近年の研究では,火道上昇過程での減圧結晶作用(マグマの減圧に伴う脱ガスに駆動される結晶作用)による結晶量の増加が,マグマのガス浸透率やレオロジー等の物性に著しい影響を及ぼし,その結果,噴火様式を変化させると考えられている.しかし,火道上昇中に結晶作用がどのように進行するのか,またマグマの物性が深さとともにどう変化するのかは理解不十分である.そこで本研究では,天然スコリア中の石基鉱物の組織・化学組成分析を行い,その結果に基づいて火道上昇中の減圧結晶作用の進行過程と物性変化,そして爆発的噴火の発生メカニズムを検討する.
教育スタンダード達成と自律学習を両立させる中等学校像ー南ドイツの「社会的な学校」

本研究は、2012/13年に設置され数を増している(2017/18年現在304校)南ドイツのバーデン=ヴュルテンベルク州の中等学校Gemeinschaftsschule(「社会的な学校」「共同学校」GMS)を対象に、a.生徒の「学力」の獲得、c.生徒の自律的学習の促進のいずれをも視野に入れた、異質性を踏まえた新しい学校の挑戦がどのようなものかを明らかにすることが目的である。具体的には、1GMSの理念と関係者間の議論、成果と葛藤、2校長と教職員による実践と理解、3「学力」達成と自律学習の状況、4保護者ほか社会的受け止めに即して、GMSの経緯を整理、評価、課題を抽出することを研究作業にする。
ベンズブロマロン感受性を指標とした腎尿細管テトラヒドロビオプテリン輸送体の探索

フェニルケトン尿症などのテトラヒドロビオプテリン(BH4)関連疾患は、BH4を必要とする組織(細胞)において、十分な細胞内濃度が確保されない事が原因であり、その治療には体外(細胞外)からの補充が必須である。しかし外来性のBH4は容易に尿中に排出されるため、腎臓での排出抑制無くして有効な血中濃度の維持は不可能である。BH4は親水性物質であり、その細胞膜透過にはトランスポーターが必要である。これまでの検討では腎臓でのBH4尿中排泄は一部尿酸降下薬ベンズブロマロンにより抑制される事から、その感受性を指標としたBH4トランスポーター分子の同定を目指す。昨年度は、(a)データベースおよび文献検索からの候補分子群の絞り込み、および(b)候補遺伝子の入手とその予備的輸送実験を行った。その結果、候補遺伝子として、ヌクレオシドトランスポーターENTs(SLC29)と有機陰イオントランスポーターOATs(SLC22)を選定し、その中でヌクレオシドトランスポーターではhENT1とhENT2、有機陰イオントランスポーターではhOAT1,hOAT3,hOAT4を候補として選択し、それらの本来持つヌクレオシドおよび有機酸の輸送活性の測定に成功し、それらのタンパク質としての機能確認に成功した。平成21年度はこれら候補トランスポーターのビオプテリン輸送特性の解明を進めるため、アフリカツメガエル卵母細胞発現系による解析を行った。その結果hENT1,hENT2,hOAT1,hOAT3,hOAT4は、BH4とその前駆体プテリンを有意に輸送することを見いだした。これらはベンズブロマロンなどの阻害薬により著しく抑制された。この結果はビオプテリン類が個別のトランスポーターにより輸送されることを示す世界で初めての報告となり、Mol Genet Metab誌にて世界に向けて公表された。フェニルケトン尿症などのテトラヒドロビオプテリン(BH4)関連疾患は、BH4を必要とする組織(細胞)において、十分な細胞内濃度が確保されない事が原因でありくその治療にはBH4の体外(細胞外)からの補充療法が必須である。しかし外来性のBH4は容易に尿中に排出されるため、腎臓での排出の抑制無くして有効な血中濃度の維持は不可能である。上記の目的のため、平成21年度に、(a)データベースおよび文献検索からの候補分子群の絞り込み、および(b)候補遺伝子の入手とその予備的輸送実験を行った。その結果、探索すべき候補遺伝子として、ヌクレオシドトランスポーターENTs (SLC29)と有機陰イオントランスポーターOATs (SLC22)を候補として選定するに至った。さらにその中でヌクレオシドトランスポーターではhENT1とhENT2、有機陰イオントランスポーターではhOAT1, hOAT3, hOAT4を候補として選択し、それらの本来持つヌクレオシド、および有機酸の輸送活性の測定に成功し、それらの遺伝子クローンのタンパク質としての機能を確認できた。そこで、次年度はこれら候補トランスポーターの更なる輸送特性の解明に進む。
Ku帯・L帯衛星通信・放送方式の稼働率改善のための各種ダイバーシテイ方式の研究

Ku(14/12GHz)帯でのサテライトダイバーシテイ(Sat.D)方式の特性測定実験、適用法、さらにL(2GHz)帯の移動通信方式の設計に必要なSat.D方式、時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式の電波伝搬特性および劣化補償のための各種方策について研究、測定実験を実施した。(1)L帯での移動体放送方式の設計に必要な時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式の研究時間遅延させた2信号を合成して稼働率を向上させる新方法としてTDD方式について提案し、測定実験、データ処理を行った。測定は札幌、旭川、小樽、函館の4市内で実施し、GPSの測定データを擬似静止衛星からの信号と考え、エクセルによる処理プログラムを作成し特性解析を行った。TDD方式での最適な遅延時間は、都市構造の違いにより、若干の最適遅延時間に差があるが、仰角約45°で約36分に最適値が存在することを明らかにした。衛星見通し率の改善効果は約2倍の稼働率改善となっている。静止衛星を用いて移動体受信機で、静止衛星からの信号の遮蔽の夜劣化を補償する1方法として、Sat.D方式を検討した。札幌、旭川、小樽、函館の4市内でのデータを用いて解析し、各都市で衛星見通し率の改善効果は約2倍の稼働率改善となっている。Sat.D方式の適用により、ほぼ90%の衛星見通し率が達成できていることが明らかになった。(3)Ku帯でのTDD/Sat.D方式の提案Ku帯でのSat.D方式は、同じ敷地にアンテナを2基設置して信号強度の大きい信号に切替て通信を継続し、回線稼働率の改善を図るものであり、測定を実施した。Sat.D方式は2衛星を使用しているが、これに上記のTDD方式の概念を導入し、各衛星に2chを設けて一方のchを遅延させることによりTDD/Sat.D方式を構成し、ほぼ完全に不稼働率を無く方式を提案し、検討を進めている。今後、より詳細で長期のTDD/Sat.D方式の特性を明らかにする実験を継続する。以上の結果は、IEEEAP-S(アンテナ伝搬シンポジューム)、通信学会論文誌、研究会などに論文として37件、口頭発表29件を発表した。(2)L帯での移動体放送方式の設計のためのサテライトダイバーシテイ(Sat.D)方式の研究静止衛星を用いて移動体受信機で、静止衛星からの信号の遮蔽の夜劣化を補償する1方法として、Sat.D方式を検討した。これまでのHIT-Networkの研究成果を生かし、Ku(14/12GHz)帯でのSat.D方式の効果、適用法、さらにL(2GHz)帯の移動通信方式の設計に必要な電波伝搬特性および劣化補償のための各種方策について研究を実施した。(1)Ku帯での回線稼働率改善のためのサテライトダイバーシテイ(Sat. D)方式の研究Sat.D方式は、同じ敷地にアンテナを1対設置して信号強度の大きい信号に切替て通信を継続し、回線稼働率の改善を図るものである。これまで6衛星を用いて測定を継続してきたが、長期データなどが不足しておりまだ十分な結果が得られていない。より詳細で長期のSat. D方式の特性を明らかにするために複数の衛星信号の降雨・降雪減衰特性を測定するための新しい測定系のソフトの開発、受信アンテナ系の整備などを実施し、測定を開始した。(2)L帯の移動体放送方式の設計に必要な電波伝搬特性の研究

静止軌道上に打ち上げられた静止衛星を用いて移動体受信機で、高品質のデジタルラジオ放送が受信できる方式を想定し、静止衛星からの信号の遮蔽特性、Sat. D特性を明らかにする。静止衛星の信号を簡易に模擬するためGPSの信号を用いる方法を採用し、特定の衛星軌道を想定した範囲内の信号を取出すことで擬似静止衛星からの信号と考え測定を行い、都市内での遮蔽特性、Sat. D特性などについてデータ整理した。国際学会、電子情報通信学会に論文を発表し掲載された。(3)時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式の研究信号減衰による回線品質劣化の新しい補償法として、時間遅延させた2信号を合成して稼働率を向上させる新しい方法として時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式を新しく考案し、この方式構成について基礎検討を行った。測定系の準備として、GPSを用いた測定、データ処理プログラムを作成開始した。システムによってどのくらいの遅延時間でよいか、どの程度の効果があるかは不明であり、この点を実験的なデータと理論計算から明確化を図る予定である。Ku(14/12GHz)帯でのSat. D方式の効果の実験、適用法、さらにL(2GHz)帯の移動通信方式の設計に必要な電波伝搬特性および劣化補償のための各種方策について研究を実施した。(1)L帯の移動体放送方式の設計に必要な時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式の研究信号減衰による回線品質劣化の新しい補償法として、時間遅延させた2信号を合成して稼働率を向上させる新しい方法として時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式を新しく考案し、この方式構成について基礎実験を行った。測定は、札幌市内でGPS衛星を用い、データ処理プログラムを作成し、これにより特性解析を行った。どのくらいの遅延時間でよいかが問題であったが、約35分が有効であることを明らかにした。改善効果は約2倍の稼働率改善となっている。今後、他の地域での測定、異なった仰角でのデータ、Sat. Dとの比較などを実施する。今年度の結果は2003年6月のIEEE AP-S(アンテナ伝搬シンポジューム)に採録され発表の予定である。静止衛星を用いて移動体受信機で、高品質のデジタルラジオ放送が受信できる方式を想定し、静止衛星からの信号の遮蔽特性、Sat. D特性を明らかにする。静止衛星の信号を簡易に模擬するためGPSの信号を用いる方法を採用し、特定の衛星軌道を想定した範囲内の信号を取出すことで擬似静止衛星からの信号と考え測定を行う。これまで、都市内での遮蔽特性、Sat. D特性などについて測定したが、さらに、詳細なデータを得て、(1)と比較する。(3)Ku帯での回線稼働率改善のためのサテライトダイバーシテイ(Sat. D)方式の研究Ku帯でのSat. D方式は、同じ敷地にアンテナを2基設置して信号強度の大きい信号に切替て通信を継続し、回線稼働率の改善を図るものである。これまで6衛星を用いて測定を継続してきたが、長期データなどが不足しておりまだ十分な結果が得られていない。より詳細で長期のSat. D方式の特性を明らかにするために複数の衛星信号の降雨・降雪減衰特性を測定するための新しい測定系のソフトの開発、受信アンテナ系の整備などを実施し、測定を継続している。今年度の冬季の降雪時の特性を整理し、降雨時の特性との比較などを行う。Ku(14/12GHz)帯でのSat.D方式の効果の実験、適用法、さらにL(2GHz)帯の移動通信方式の設計に必要な電波伝搬特性および劣化補償のための各種方策について研究を実施した。