hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セシウムの吸収・濃縮に関わるきのこ遺伝子の特定とこれを利用した革新的技術の開発

ヒラタケのゲノム情報からKトランスポーター(TRKH)とCs結合サイトをもつタンパク質のプライマーを設計し、抽出DNAにPCRを行いTRKH2および3が増幅可能であることを確認した。またTRKH2のリアルタイムRT-PCRを行い、Cs取り込みの活性化剤として確認しているジアゾキシドが有意に遺伝子発現を増加することを見出し、このトランスポーターがCs取り込みに関わることを推定した。本研究では、K含量が極めて低いために子実体が殆ど形成されないビール粕培地(培地基材;針葉樹おが屑、培地栄養材;ビール粕:無添加区)にKCl、CsClをそれぞれ、または同時に培地に添加することで子実体を形成させると同時に、K、Csを濃縮させることが可能か検討した。その結果、低カリウム培地(ビール粕培地)にKの代替としてCsを添加した場合、KCl添加区よりも収量が減少し、発生処理後の日数が長くなる傾向が見られた。また、無添加区よりは収量が増加していることからK程度ではないが、Csも子実体の成長に利用されていると考えられた。Cs添加量250mg/瓶1,000mg/瓶の間では子実体が形成されることから、KCl添加区と比較して収量は少ないが、Csは子実体に取込まれることがわかった。また、培地中にKが多く存在する場合、Csは子実体へ移行しにくいことがわかった。これらの現象はKとCsが拮抗的な関係にあることが影響しているためと考えられた。本試験では、カリウム含有量が極めて低いビール粕培地(ビール粕50.0%、針葉樹おが屑46.0%、貝化石4%)とビール粕培地にKCl(Kとして100mg/瓶)を添加した試験区及びKCl(Kとして100mg/瓶)とCsCl(Csとして250mg /瓶)を添加した試験区を準備し、ヒラタケ栽培試験を実施した。各培地で菌糸を27日間培養し、培地に菌糸を蔓延させた後、子実体の発生処理を施す作業(菌掻き・注水)を行った。この作業時にビール粕培地とビール粕培地にKClを添加した試験区には蒸留水を、KClとCsClを添加した試験区(KCl+CsCl試験区)については各種阻害剤、活性化剤(アラキドン酸、ジアゾキシド、カリブトキシン、アパミン、4アミノピリジン、テトラエチルアンモニウムクロリド、塩化バリウム、ルテニウムレッド)を注射器で注入し、これらの阻害剤、活性化剤がきのこ子実体の収穫までの日数、収量及びCs取込み量に与える影響を調査した。その結果、活性化剤,阻害剤を添加した試験区における菌掻きから収穫までの日数は、ジアゾキシド(活性化剤)を添加した試験区では他の試験区に比べ10日程度遅くなる傾向にあった。これは、ジアゾキシドの試薬を調製する過程でアルコールを使用しているためと考えられたが、同じく調製過程で同濃度のアルコールを使用したアラキドン酸を添加した試験区ではこのような影響は確認されなかった。このためジアゾキシドによって子実体形成が阻害されたと考えられた。また、ジアゾキシドを添加した試験区は蒸留水を添加した試験区(対照区)と比較して、収穫までの日数、収量及びCs取込量に有意差が認められた。ヒラタケのカリウム濃縮に関与すると考えられる活性化剤(ジアゾキシド)を推定できたため。本試験では、カリウム含有量が極めて低いビール粕培地とビール粕培地にKClを添加した試験区及びKClとCsClを添加した試験区を準備し、ヒラタケ栽培試験を実施した。その結果、昨年度と同様、ジアゾキシド(活性化剤)を添加した試験区では菌掻きから収穫までの日数が他の試験区に比べ10日程度遅くなる傾向にあった。2014年に公表されたヒラタケ(Pleurotus ostreatus)のゲノム情報を基に、カリウムおよびセシウムの取込みに関与すると推察されるトランスポーターの機能遺伝子TRKH14およびセシウム結合サイトを持つFTHFSの機能遺伝子を標的とするRT-PCR定量系を構築した。CsClおよび活性化剤添加試験区で生育させたヒラタケ子実体から抽出したRNAに対し、構築した定量PCR系を適用した結果、TRKH2において活性化剤(ジアゾキシド)添加した区は活性化剤未添加区と比較し有意な遺伝子発現の増加が確認された。このことからヒラタケのTRKH2はセシウム取込みにおけるマーカーとして利用できる可能性が示唆された。

ヒラタケのゲノム情報からKトランスポーター(TRKH)とCs結合サイトをもつタンパク質のプライマーを設計し、抽出DNAにPCRを行いTRKH2および3が増幅可能であることを確認した。またTRKH2のリアルタイムRT-PCRを行い、Cs取り込みの活性化剤として確認しているジアゾキシドが有意に遺伝子発現を増加することを見出し、このトランスポーターがCs取り込みに関わることを推定した。26年度の実施計画に記載した、ビール粕培地を用いたきのこ子実体形成試験及び子実体のセシウム濃縮特性を明らかにすることができたため。また27年度に実施予定の研究についても予備試験を行うことができたため。27年度の成果をもとに、きのこ培地中に添加するジアゾキシドの濃度を変化させ、きのこ子実体の収量、Cs取込み量について再度調査する。また同時にジアゾキシドに関連する遺伝子群を中心にヒラタケのカリウムトランスポーター遺伝子の探索を進める。2これにより、セシウムの菌類(きのこ)への吸収・濃縮に関係する遺伝子の特定に繋げ、きのこの生理的特性と他生物のカリウムトランスポーターに関連する遺伝子を利用した安定かつ、汚染地域のセシウムを効率良く回収する革新的除染技術を開発する。環境工学,廃棄物工学上述した通り、26年度は当初研究目的をおおむね達成することができたので,27度以降も計画通りのペースで研究を遂行していく方針である。具体的には、セシウムはカリウムトランスポーターを介して取込まれると考えられるため、既知のトランスポーターに対する各種インヒビター、アクチベターを利用して、きのこ子実体の収量、Cs取込み量について調査する。これにより、セシウムの菌類(きのこ)への吸収・濃縮に関係する遺伝子の特定に繋げ、きのこの生理的特性と他生物のカリウムトランスポーターに関連する遺伝子を利用した安定かつ、汚染地域のセシウムを効率良く回収する革新的除染技術を開発する。65円は物品(消耗品)購入時に発生した差額であり、27年度は本差額を加え、実験に使用するセシウム試薬、活性化剤、阻害剤の購入に充てる。使用計画については、前年度からの繰越額が小さいことから、当初の計画に変更はない。
ヒマラヤ社会における伝統医療の再構築－日常における薬・身体・権力の混交－

今年度は、(1)チベット医学や村人の用いる民間療法の治療実践(2)病いに関する個別の語りと村の伝承(3)仏教復興運動の経緯と現状の3点について現地でフィールドワークを実施し、現地の病いの経験や社会運動の文脈から伝統医療の再編と社会との関わりについて分析、考察することを中心課題とした。(1)に関して、民間治療者の家庭に長期滞在し民間治療者の日常生活やライフヒストリー、村人たちとの関係について詳細な調査を実施したほか、チベット医学の伝統医や毒(ドー)の解毒薬をつくる薬師、治療儀礼を行う仏教僧から病いの診断方法、治療実践、治療者となった経緯、患者の傾向について調査した。(2)に関して、複数の村で村人から病いの経験や村の伝承について聴き取りをし、実際に伝承と関連のある場所を訪問しそこで行われる儀礼や文化実践を調査した。(3)に関して、1980年代から始まった仏教復興運動について運動団体の指導者ら4名に活動内容や目的、現状を調査した。本調査と分析から、従来の研究では十分に論じられてこなかったモンパ社会の多元的な医療状況と病いの経験の多様性、とくに土地と身体の不可分な結びつきについて明らかとなった。現地では、高僧によって竜神や妖怪が調伏されたとされる多数の聖地があり、人々の身体の不調を癒す効果があるとされている。1960年代の国境紛争後のタワンの開発政策で聖地が破壊されたことと病いが増えたという認識は密接に結びついており、近年のモンパの歴史や文化の根幹は仏教であるとする考え方を背景とした仏教復興運動による社会変革は、聖地の修復や管理、開発による聖地の破壊を阻止するための取り組みを展開していることから、土地と身体の関係を編みなおす過程としてとらえることができる。社会変容のなかでタワンの伝統医療の実践者たちはモンパの文化の重要な担い手の一人と新たに位置づけられるようになっている。27年度が最終年度であるため、記入しない。長期の現地調査を通じ(1)インドにおけるチベット医学をめぐる知識や制度、言説の再編、および(2)ヒマラヤ社会における実際の病いと治療の社会的文脈に関する情報収集と資料の分析をおこない、研究成果を国内の研究会で発表することを中心課題とした。(1)に関し、チベット亡命政府の下にあるCentral Council of Tibetan Medicineが公認する複数のチベット医学組織を訪問し、チベット医学の保護・促進に向けた取り組みについて治療者や研究者、スタッフにインタビューし、政治化や科学化の要素を含んだ形での伝統の構築、当事者である伝統医それぞれの立場や視点の違いを分析した。(2)に関しては、チベット難民が多く居住するヒマラヤ西部のダラムサラおよびヒマラヤ先住民モンパの居住するヒマラヤ東部のタワンにて、人々の日常生活や医療行動、病いの認識、伝統医と民間治療者、患者の社会関係を調査した。また、ネパールにてボン教寺院における伝統薬の精製や儀礼に関する資料を収集し民間治療について聴き取りをおこなった。本調査と分析から、従来のヒマラヤ地域の伝統医療や病いに関する人類学的研究において論じられることの少なかった薬の精製・分配を介した僧院と医学組織の権威をめぐる結びつき、民間レベルでの医療知識や実践とチベット医学組織のそれとの相違、ヒマラヤ社会に広くみられる「毒を盛る人々」の言説や毒に対抗する民間薬の伝承について明らかとなった。国内の研究会では、薬の精製および毒盛りの言説に注目して、その実践の背景にある身体のとらえ方について発表をおこなった。現在は、当該社会の毒と薬をめぐる実践に関して、呪術論における意識をめぐる議論やヒマラヤ社会のホスピタリティーに関する議論を参考に、もの(飲食物)をやりとりする際の与え手と受け手の社会的差異や緊張関係に着目して考察をすすめている。

社会変容のなかでタワンの伝統医療の実践者たちはモンパの文化の重要な担い手の一人と新たに位置づけられるようになっている。本研究課題は、ヒマラヤ社会におけるチベット医学をめぐる再編について、現地の人々の身体認識や治療実践、薬や権力との関係からとらえフィールドワークと文献調査を通して人類学的研究をおこなうことである。今年度の調査・研究から、チベット医学と近代医療に限られないヒマラヤ地域の医療の多元性や、宗教的権威と薬の効力との関係について具体的な事例とともに詳細を明らかにすることができた。とくに、現地の人々が医療実践の場や日常生活の場において語る薬/毒の両義的・多義的性格に注目したことにより、ヒマラヤ社会にみられる「毒を盛る人びと」という言説と、共同体における社会関係、歓待という実践において表出する身体の差異について探求する糸口を得た。また、インド滞在時には、首都デリーのジャワハルラール・ネルー大学において多様なバックグラウンドの研究者や学生と活発な議論をおこない理論の精緻化を進めた。また京都において日本のヒマラヤ研究の第一人者らを招いて行なわれた研究会に参加し、身体と毒/薬をめぐる発表と議論をおこなったことで、本研究目的を明らかにするうえで重要な視点を得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、歓待と毒盛りをめぐる言説に関する議論を中心に論文を執筆し学術雑誌『文化人類学』に投稿する。また、文献調査により欧米社会からのチベットとその伝統医学に対するまなざしの歴史的変化やチベット・ヒマラヤ社会に及ぼした影響について分析する。特に、チベットの医療に対する関心が高まる契機となった『チベット死者の書(Tibetan Book of the Dead)』( Walter Evans-Wentz 1927)が西欧社会に与えたインパクトとその背景、その後の展開に注目して議論をおこなう。さらに、インドへ再び渡航し現地調査をおこなう。調査地は前回と同様にダラムサラおよびタワンとし、チベット医学の治療者による薬用植物の採集や、チベット医学組織が試みている薬用植物の栽培化の取組みについて詳細を調査することにより、現地住民とチベット医との接触や交渉、タワン地域で近年進展する開発の状況との関わりについて分析し明らかにする。研究成果は、国内外の研究会で発表し、議論をさらに精緻化したうえで論文を執筆・投稿する。同時並行して、博士論文の執筆を進める。
高校における空間情報科学の確立

研究の目的・・空間情報科学の基礎の習得については、GISの解析機能であるバッファ、クリップ、ディゾルブ等を国勢調査の結果により学び習得した。また、GeoDAやCrimeStatで空間的自己相関やNnhといった最新の空間解析の手法も学び、モデルを構築することができた。研究の成果は地理情報システム学会で発表し、学会と高校生との連携に寄与するとともに、全国の高校生の模範となることができた。研究者との連携も進み、参加者の東京大学空間情報センターの今井修先生より、高度な研究であると激励のお言葉やアドヴァイスを頂戴し、生徒達は今後の研究の課題を発見することができ、研究の目的はほぼ達成できたと言える。研究方法・・GISに関する書籍を読破させ、毎日放課後GISの演習を横浜国立大学、青山学院大学、筑波大学等の授業での実践を参考にして行った。また、フィールドワークの手法や研究の原点であるフィールドワークの重要性を認識することができた。大学の優れた実践は大変参考となり効率よくGISの演習を行うことができた。研究成果・・研究成果は聞き取り調査を実施した新発田市役所の市民まちづくり支援課へ報告し、参考にして頂いた。新発田市内の観光資源や通学路の歩行環境をフィールドワークを通して検証し、地域が抱える問題について考察することができた意義は大きい。また、新発田市の新市役所の配置に関してはP-センター問題による新たな提案をすることができ自治体への政策提言ともなった。こうした実績により生徒は大学の推薦入試で地理学・都市工学への進学が決まり大学での研究へと繋げることができた。またスライドの作成や発表の練習を通してプレゼン能力の向上も図ることができた。私自身は科研費によるこうした実践により上越教育大学より第4回辰野千壽教育賞最優秀賞を受賞することができ、GISの普及や新潟県の教育振興にも寄与することができた。
トーラス型非中性プラズマを用いた高速流プラズマの高ベータ平衡と安定性の実験的検証

流れをもつプラズマの自己組織化現象を理論的および実験的に解明し,宇宙空間や天体に見られる高速プラズマ流の基本構造と安定性を明らかにすると同時に,そのプラズマ閉じ込め原理を先進的核融合の概念に応用する可能性について検討した.1.理論研究の成果流れをもつプラズマの平衡および安定性は,従来の方法では解析できない難問であり,新しい解析手法を必要とする.本研究では,まず数学的に厳密で一般性をもつ解析方法の開発に力を注ぎ,変分原理やハミルトニアン形式における特異性と<渦>の関係,カシミール不変量を用いたリアプノフ関数の構築,非エルミート作用素のスペクトル理論など新たな技法を構築した.また,それらを具体的な実験体系や宇宙・天体現象に応用する研究を進めた.木星磁気圏における超高ベータ平衡の自己組織化の説明,太陽フレアーのモデル構築など,またProto-RT, RT-1実験装置における分岐平衡解の予測を行った.2.実験研究および要素技術開発の成果非中性プラズマは,自己電場によって高速回転することで平衡状態を形成する.本研究では,軸対称トーラス型磁気面配位の中に非中性プラズマを閉じ込めるというProto-RT実験装置の概念を拡張・一般化し,準中性プラズマに径方向電場を与えて極超音速の回転平衡を形成することに成功した.Proto-RTの磁気圏型磁場配位を利用したこの実験によって,非中性プラズマの物理と準中性プラズマの物理を統一的に捉える基礎を築く成果を得ると同時に,上記の理論研究の予測を実験的に検証する目的も達成した.その成果は以下4項目にまとめられる.(1)軸対称トーラス型磁気面配位における非中性プラズマの構造の解明,(2)弱電離準中性プラズマの高速回転平衡形成とその構造の解明,(3)高電離プラズマ中で現れる高速回転流の分岐構造の検証,(4)磁気圏型高速流プラズマ閉じ込めのための要素技術開発.流れをもつプラズマの自己組織化現象を理論的および実験的に解明し,宇宙空間や天体に見られる高速プラズマ流の基本構造と安定性を明らかにすると同時に,そのプラズマ閉じ込め原理を先進的核融合の概念に応用する可能性について検討した.1.理論研究の成果流れをもつプラズマの平衡および安定性は,従来の方法では解析できない難問であり,新しい解析手法を必要とする.本研究では,まず数学的に厳密で一般性をもつ解析方法の開発に力を注ぎ,変分原理やハミルトニアン形式における特異性と<渦>の関係,カシミール不変量を用いたリアプノフ関数の構築,非エルミート作用素のスペクトル理論など新たな技法を構築した.また,それらを具体的な実験体系や宇宙・天体現象に応用する研究を進めた.木星磁気圏における超高ベータ平衡の自己組織化の説明,太陽フレアーのモデル構築など,またProto-RT, RT-1実験装置における分岐平衡解の予測を行った.2.実験研究および要素技術開発の成果非中性プラズマは,自己電場によって高速回転することで平衡状態を形成する.本研究では,軸対称トーラス型磁気面配位の中に非中性プラズマを閉じ込めるというProto-RT実験装置の概念を拡張・一般化し,準中性プラズマに径方向電場を与えて極超音速の回転平衡を形成することに成功した.Proto-RTの磁気圏型磁場配位を利用したこの実験によって,非中性プラズマの物理と準中性プラズマの物理を統一的に捉える基礎を築く成果を得ると同時に,上記の理論研究の予測を実験的に検証する目的も達成した.その成果は以下4項目にまとめられる.(1)軸対称トーラス型磁気面配位における非中性プラズマの構造の解明,(2)弱電離準中性プラズマの高速回転平衡形成とその構造の解明,(3)高電離プラズマ中で現れる高速回転流の分岐構造の検証,(4)磁気圏型高速流プラズマ閉じ込めのための要素技術開発.本研究計画の初年度である本年度には,以下の準備を行なうとともに,顕著な研究成果を得た.1)本研究計画は,内部導体型実験装置Proto-RTにおいてRF(2.45GHzのマイクロ波)によるECRHプラズマ生成を行ない,これに電場を印可して高速プラズマ流を発生し,新たな緩和状態(DB平衡)を形成することを目的としている.先ずその準備として,純電子プラズマの発生と安定な閉じ込めを試みた.内部導体の電位を制御することによって,安定な電子プラズマを長時間閉じ込めることに成功した.これは,トーラス磁気面型非中性プラズマ閉じ込めの,世界で最初の実証となる成果である.2)次に,13MHzのRFを用いて,密度10^<10>cm^<-3>程度の低密度水素プラズマを発生させ,これに内部導体上の電極を用いて電場を印可し,マッハ数が1に達する高速プラズマ流を発生させた.電場と電流の関係を実験的にスケーリングし,中性ガスとプラズマとの衝突摩擦力相当の電流が流れることを確認した.これによって,磁化したプラズマに径方向電場を印可し,プラズマ流を発生させることの基本的な物理メカニズムを確認することができた.この予備実験によって,高速流プラズマ中の電場(したがって流速)の空間分布の精密な計測を行なった.上記の純電子プラズマ(自己電場によって高速回転する平衡)と,ここで述べた低密度プラズマの高速流は,いずれも密度が低いために静電的な平衡状態であり,これを電磁的にするための密度上昇が次年度以降の目標である.3)次年度以降はECRHによって盛度が高いプラズマを発生し,高速流が電磁的効果(高ベータ効果)を生じることを確認する必要がある.

このために,RF電源設備を整備するとともに,電子サイクロトロン共鳴を得ることができるようProto-RTの磁場を増強するパルスモードの改造と電源の整備を行なった.本研究計画の2年目にあたる平成15年度には,高速プラズマ流の発生を試み成功した.また,流れの内部構造に関する基礎的なデータを得た.本年度の主要な研究成果は,以下のようにまとめられる.1)Proto-RT実験装置を用いて高速(超音速)プラズマ流を発生し,プラズマ内部の電場の構造を精密に解析した.内部導体壁に電位を与えることで,プラズマ中に径方向電場を引加して超音速流を形成できた.ただし,正の電位を与えると,電極周辺に真空層が形成され,電場はそこに集中してプラズマ中に電場が形成されない.これは,径方向電流がイオン電流であることによって説明される.2)Mini-RT実験装置(超伝導磁気浮上コイルによって閉じ込め磁場を生成可能)においてプラズマの生成実験をおこない,2.45GHzのECRカットオフ密度にいたるプラズマ密度を得た.今後,この装置を用いた電場形成,高速プラズマ流駆動実験をおこない,ベータの高いプラズマを得る計画である.3)プラズマ流の自己組織化および平衡状態の理論解析によって,2流体効果を表す特異摂動によって1流体MHDモデルがもつ特異性(アルフヴェン波の特異性に対応する)が除かれ,滑らかな構造がつくられること,またdouble Beltrami場(2流体MHDモデルの特殊解)がスケール階層をうまく説明することを明らかにした.この理論に基づいて,高速プラズマ流のトロイダル平衡の解析をおこなえるようになった.また,Lyapunov関数の方法によって,プラズマ流の安定性を解析した.プラズマ流の安定性・波動解析は非エルミート系の理論となり,特に連続スペクトルの解析は極めて高度な数学的問題となる.連続スペクトルを与える特異固有関数を佐藤超関数の理論によって構成できることを示した.内部導体の電位バイアスによってプラズマ中に超音速(マッハ数>5)の流れを安定的に駆動し,その流れ駆動に必要なエネルギー関するスケーリング則を確立した.イオンと中性粒子との衝突による粘性散逸と,流れを駆動するトルク(径方向の電流と外部から印加したポロイダル磁場による電磁力)とがバランスしており,異常粘性などの乱流を示唆するスケーリングではなく古典的な関係が成立することが確かめられた.プラズマの流速は,局所的な電場を計測することによって評価される.通常用いられているエミッシブプローブによるポテンシャルから電場を算出する方向に加え,ポッケルス素子を用いた電場の直接計測をおこない,両者を比較した.マッハ数が1.5程度を超えると,プローブの計測値が過小評価となることが示され,これは超音速流が作る衝撃波の効果であることを理論的に示した.次に大電流電子銃によってプラズマに負の電位を与え,プラズマ流を駆動することを試みた.電子銃からの電子注入は,これまで真空磁場に対して行って純電子プラズマのトーラス平衡の形成および極めて良好な閉じ込め性能を実証している.しかし,RF放電で生成したプラズマに対して電子を注入した場合は,プラズマの電位が0以下に下がらず飽和傾向を示す.
統計的な表象理解を促す学習支援システムの開発

本研究では、学習者自身のデータまたはシミュレーションによって生成したデータから統計的表象を生成可能なWebベース学習支援システムを開発した。本システムでは専門的な知識やスキルがなくとも平均値や標準偏差といった代表値の計算や、ヒストグラムや箱ひげ図といった統計的表象を生成することができ、パラメタを指定することで理論分布からデータを生成することも可能である。本システムの評価実験の結果、被験者は自ら生成した図表の解釈やその比較をしながらデータの解釈に向けた会話が起きることが確認された。本研究の目的は、統計的な思考力の育成を目的とした、統計的表象を伴った探究型学習活動を促すための学習支援システムの開発である。平成26年度の研究計画として、1)最新研究の現地調査と2)学習活動のデザインと支援システムの設計・開発の2つがあった。現地調査の一環として、2014年6月に米国コロラド大学・ボルダー校(University of Colorado Boulder)で開催された国際会議ICLS2014に参加し、身体的活動の統計的表象を使った探究型学習(Moher et al., 2014)など、データ収集→分析までを含めたデータ分析に従事させる学習科学の研究動向について調査を行った。また、システムの技術的な検討の一環として、統計的表象の画像生成ライブラリ(例. rApache, Shiny, D3.jsなど)に関する調査を行った。学習活動のデザインとして、上記の研究動向やWatson (2006)などの文献を参照しながら、0)探究テーマ・コンテクストの設定(カリキュラムによって異なる)→1)リサーチクエスチョン・仮説の生成→2)データ収集の計画・実施→3)分析方法(モデル)の選択→4)統計量の算出・解釈→5)分析結果に基づいた結論・説明の構築→6)他者との議論→7)振り返り・説明の修正を含む探究活動が(理想的な)モデルであることがわかった。このうち、特にシステムで支援すべきプロセスとして3)や4)に加え、2)の収集したデータを取り込むプロセスも重要であることがわかった。これらの知見を元にWebベースのアプリケーションを設計し、オープンソースを活用して統計的表象を生成する基盤部分の開発を行った。本研究の目的は、統計的な思考力の育成を目的とした、統計的な表象理解を促す学習支援システムを開発することである。平成27年度の研究計画として、1)システムの評価実践と2)学習活動デザインの理論構築の2つがあった。当年度ではまず、前年度に引き続きシステムの開発を行い、ユーザがアップロードしたデータに対してヒストグラムや箱ひげ図といった統計的表象を生成する機能の他、平均値や標準偏差といった代表値の計算、正規分布など指定した理論分布からサンプルデータを生成する機能を開発しWebに公開した。本システムは拡張性を考慮して機能別にモジュール化する設計となっており、今後新たな機能を追加できるだけなく、実装されている機能を組み合わせて探究シナリオを構成できる。次に、1)について、大学生を対象に本システムを使ってシミュレーション活動を伴う評価実験を行った。その結果、被験者が自ら生成した統計的表象を比較しながらデータの解釈に向けた会話が起きることが確認された。一方で、理論的な問いを意識したシミュレーションの条件設定や、複数の図を比較しながら解釈するプロセスにおいてより具体的な足場かけが必要であることも明らかになった。以上の結果から、2)について、学習者自らがデータの分析やシミュレーションを行えるテクノロジー環境に加え、複数条件の比較を通して統計的表象の理解を促進する足場かけのデザインが課題であることがわかった。今後の展望として、この課題の解決に向けた追加機能と学習活動のデザインを検討していく予定である。学習活動のデザイン要素・プロセスの特定や統計的表象生成の基盤部分の開発は予定通りに進んでいるが、既存のLMSとの連携部分の実装作業を引き続き行っている。また、システム評価に向けた協力校(者)の選定、評価実験の計画を行っている。教育工学、科学教育、学習科学今後の予定として、LMSとの連携部分を含めた実装を夏までに終了し、夏以降にシステムの評価実践を行う予定である。探究テーマ・コンテクストとして既存のカリキュラム教材を用いる。(協力校の)学生数名を対象に本システムを使用した学習プロセスを映像・音声で記録し、統計的表象とのインタラクションから生まれる発話を中心に分析を行うことで、システムの有用性について評価を行う。そして、その結果に基づき必要なシステム機能の追加・修正を行う予定である。前年度に購入を予定していたコンピュータ機材の一部が未購入のため。上記の未購入の機材を本年度中に購入する。
アダプター型癌遺伝子CRKによる癌化の解析

アダプター型癌遺伝子Crkの主たる情報伝達下流因子であるC3Gの活性化機構を解析した。C3Gは、Ras型GTP結合蛋白Rap1/Krev1/Smg21の活性化因子である。そこで、C3GによるRap1の活性化がCrkの存在によりどのように変化するかを解析した。その結果、C3Gは、Crkが存在すると活性化されることが分かった。このCrk依存性C3G活性化には、C3GのCrk結合領域が必要である。しかも、C3GのCrk結合領域を欠失すると、C3Gの活性はCrk存在下でのC3G程度に上昇することを見出した。このことは、C3GのCrk結合領域が、C3GのRap1活性化を負に制御しており、Crkが結合することにより、この負の制御が解除されることを示している。また、Crkの変異体を用いた解析では、CrkのSH2およびSH3の双方が必要であることがわかった。さらに、C3Gに膜移行シグナルを付加してみると、この場合はSH2ドメインは不要であった。したがって、CrkによりC3Gが細胞質から細胞膜へ移行することが、C3Gの活性化の機構であることが本年度の研究により明らかとなった。一方、Crk自身の制御についても研究を進め、上皮細胞増殖因子刺激によりCrkがチロシンリン酸化されること、このリン酸化はC3Gとの解離を誘導すること見出している。これらの結果は、C3GがCrkにより細胞膜へ移行し活性化された後、Crkがリン酸化をうけ、C3Gが離れることを示しており、巧妙なオートシャットオフ機構が存在することを示している。HIVの感染性をSrc型チロシンキナーゼがどのように制御するかについて研究した。まず、Src型チロシンキナーゼのうち、マクロファージに多く存在することが知られているHckのアミノ末端側半分を発現するベクターを作成し、産生される蛋白をHckNと命名した。同様の構築のSrcチロシンキナーゼは内在性のSrcに対して抑制性に働くことが知られており、優勢劣性変異体となる。HIVプロウイルスNL432とHckNを同時に発現させるとHIVの感染性が約30%に低下することを見出した。HckNのSH2ドメインに変異を入れてもこの抑制効果に変化は無かったが、SH3ドメインに変異をいれると、この抑制効果が完全に失われた。次に、どういう機序でHckNがHIVの感染性を低下させるかを調べるために、VSVのpseudotypeを作成したところ、HckNの影響はまったく認められなかった。このことは、HIVの細胞内侵入にHckNの影響があることを示唆する。そこで、HIVのT細胞に対する侵入効率を測定したところ、HckNはHIVの侵入効率を約30%に低下させていた。ウイルス上のgp120を測定したが、あきらかな差は認められなかった。また、Hckと結合することが知られているNef蛋白を欠失した変異体に対するHckNの影響を調べたが、HckNはこの変異体も野生型同様に抑制した。以上の結果は、HckNがNef非依存性にHIVのgp120を機能的に阻害することを示唆し、逆に、Src型チロシンキナーゼの活性がHIVの標的細胞への侵入に必要なことを意味しているものと思われる。本年度は、癌遺伝子Crkに結合する蛋白の中で2番目に量的に多い、DOCK180蛋白の解析を行った。まず、この蛋白のcDNAをファーウエスタン法にてクローニングした。約7.5kbのmRNAのうちの蛋白翻訳領域の核酸配列を決定した。この配列をもとにデータベースサーチを行ったが、既存の蛋白との相同性はほとんど見出されなかった。唯一、アミノ末端側にSH3領域が存在することを見出すことができた。また、Crkとの結合部位はカルボキシル末端側であることが確認された。つぎに、カルボキシル末端側を大腸菌に発現させ、それをもとに抗体作成を行った。この抗体は、得られたcDNAを培養細胞に発現させたものと良く反応した。さらに、条件を変えることにより、内在性のDOCK180と思われる蛋白も、180kDa付近に検出することができた。このバンドと、得られたcDNAから発現される蛋白とは電気泳動上同じ位置に来たので、得られたcDNAはDOCK180をコードしていると結論づけられた。これらの材料を使ったウエスタンブロッティングとノザンブロッティングにより、DOCK180は血球系の細胞を除くほぼすべての細胞に発現していることがわかった。さらに、DOCK180が癌化にどのような影響を与えているかを検討するために、DOCK180に膜移行シグナルを付加して、恒常的に活性化型と考えられるものを作製した。これを培養細胞に発現させると、細胞の形態を偏平化させ、付着性を上昇させることを見出した。

しかも、C3GのCrk結合領域を欠失すると、C3Gの活性はCrk存在下でのC3G程度に上昇することを見出した。このことは、C3GのCrk結合領域が、C3GのRap1活性化を負に制御しており、Crkが結合することにより、この負の制御が解除されることを示している。また、Crkの変異体を用いた解析では、CrkのSH2およびSH3の双方が必要であることがわかった。さらに、C3Gに膜移行シグナルを付加してみると、この場合はSH2ドメインは不要であった。したがって、CrkによりC3Gが細胞質から細胞膜へ移行することが、C3Gの活性化の機構であることが本年度の研究により明らかとなった。一方、Crk自身の制御についても研究を進め、上皮細胞増殖因子刺激によりCrkがチロシンリン酸化されること、このリン酸化はC3Gとの解離を誘導すること見出している。これらの結果は、C3GがCrkにより細胞膜へ移行し活性化された後、Crkがリン酸化をうけ、C3Gが離れることを示しており、巧妙なオートシャットオフ機構が存在することを示している。
傷害治癒促進における高気圧酸素療法の有用性に関する研究

スポーツ選手に多発する軟部組織損傷の治癒促進を目的に高気圧酸素療法(HBO療法)の有用性を検討した。一連の実験的、臨床的研究により次の結果を得た。1.実験的筋断裂の修復:HBOの投与は筋線維の連続性の回復の促進とhydroxyprolineの代謝を亢進させたことから、コラーゲンの代謝の亢進が示唆される。2.実験的靭帯断裂の修復:HBOは組織学的に治癒の促進と線維芽細胞数の有意な増加(断裂314日後)を招き、分子生物学的にはpro-α_1(I)mRNAの合成量の有意な増加が断裂714日後に認められた。コラーゲン代謝に有利に作用していると思われる。3.設定条件の違いによる実験的靭帯断裂の修復:組織学的な治癒と線維芽細胞数の増加はHBO群の方が、また高気圧、長時間ほど有効であった。pro-α_1(I)mRNAの発現量は1.52ATA(3060分間)のいずれの範囲でも増大していた。4.スポーツ選手の傷害やコンディショニングへの臨床的有用性:軟部組織損傷を生じたスポーツ選手22名に対し1.32絶対気圧(ATA)、暴露時間3090分、平均3.6回投与したところ、17例、77%に改善がみられた。急性期における投与の方が軽快する傾向を認めた。軽度の耳痛5例以外は副作用はなかった。長野冬季オリンピックの代表選手7名のコンディショニング調整や試合後の筋肉疲労回復を目的とした。オリンピック期間中1.3ATA、3040分、平均2回の投与で全例に改善効果や良好なコンディショニング効果が得られた上に、高い競技能力を発揮させることができた。5.血清乳酸の除去:男子6名に疲労困憊にいたるまでの自転車駆動後の乳酸値の除去が1.3ATA、2ATA条件下で促進された。しかも1.3ATAの方がより有効であった。6.安全性の検討:自覚的には「体が楽になった」、「気分よく寝てしまった」、「投与後にリラックスした」など多くは肯定的な感想であったが、副作用として軽度な耳痛、頭痛がみられた。最近のフリーラジカル分析システムによる活性酸素の測定では投与前平均210.6、投与後201.2といずれも正常範囲であった。7.その他:トレーニング効果なども期待されるが、今後の検討課題とする。以上より高気圧酸素療法(2ATA以下)は傷害治癒促進に有用性が高いことが実証された。高気圧酸素療法は環境圧を上げ酸素を付加することによって血漿中の溶存酸素を増やし,末梢組織に多くの酸素を送ることを可能とした治療法で,一酸化炭素中毒や減圧症などの救急医療や,感染症、脳血管障害などの慢性疾患など,主に医学的治療法として幅広く使われてきた.最近、英国で従来のシステムとは異なった装置が試作されスポーツ医学の分野に利用され注目されている.治療のねらいはスポーツ傷害に対する早期治癒の効果や高強度の運動後における早期疲労回復の手段であるが、その効果について研究すべき問題点が多く残されている.そこで,われわれは主としてスポーツ傷害治癒促進と全身コンディショニング向上における高気圧酸素療法の有用性に関する観点から研究を行ってきた.今年度我々は動物の靭帯損傷モデルを作り,高気圧酸素療法を行って形態的,生化学的(血液、尿)治療促進過程をみた.また,TypeIおよびTypeIIIprocollagen m-RNA,growthfactor(PDGF,TGF)の影響を遺伝子解析(RT-PCR法,in site hybridization法)を行い,損傷の回復促進を確認した.Orthopaedic Research SocietyやUndersea and Hyperbaric Medicine学会などの国際学会において発表した.日本では欧米に比べプロスポーツ選手を取り巻くスポーツ医学の歴史が浅いこともあり,スポーツ医学の分野における高気圧酸素療法はほとんど行われておらず,有用性の検討はきわめて意義があると思われる.さらに来年度からは,筑波大学と国立スポーツ科学センター設置準備室および経済産業省産業技術総合研究所と協力研究して行く予定である.スポーツ選手に多発する軟部組織損傷の治癒促進を目的に高気圧酸素療法(HBO療法)の有用性を検討した。

長野冬季オリンピックの代表選手7名のコンディショニング調整や試合後の筋肉疲労回復を目的とした。オリンピック期間中1.3ATA、3040分、平均2回の投与で全例に改善効果や良好なコンディショニング効果が得られた上に、高い競技能力を発揮させることができた。5.血清乳酸の除去:男子6名に疲労困憊にいたるまでの自転車駆動後の乳酸値の除去が1.3ATA、2ATA条件下で促進された。しかも1.3ATAの方がより有効であった。6.安全性の検討:自覚的には「体が楽になった」、「気分よく寝てしまった」、「投与後にリラックスした」など多くは肯定的な感想であったが、副作用として軽度な耳痛、頭痛がみられた。最近のフリーラジカル分析システムによる活性酸素の測定では投与前平均210.6、投与後201.2といずれも正常範囲であった。7.その他:トレーニング効果なども期待されるが、今後の検討課題とする。以上より高気圧酸素療法(2ATA以下)は傷害治癒促進に有用性が高いことが実証された。我々は本大学と産業技術総合研究所と国立スポーツ科学センターと共同してスポーツ傷害における治癒促進のための高気圧酸素療法の有用性を基礎的および臨床的な観点から研究を進めている.今回,基礎的研究としては高気圧酸素療法の靱帯損傷の治癒過程に対する影響を力学的粘弾性の観点より検討した.9週齢のWister系雄性ラット10頭の右膝蓋靱帯中央部に2mmの横切断(部分切断)を加え,その翌日より高気圧酸素療法を行ったHBO群(2ATA100%O2 60分/日(5回/週;計10回))と高気圧酸素療法を行わず靱帯切断後そのまま放置したAir群を対象とした.断裂4週目に両側の膝蓋靱帯を取り出し,肉眼的,組織学的検討および動的粘弾性測定装置を用いて粘弾性の測定を行った.実験条件は周波数11,35HZで0.39Nの静的牽引力にて変位,引っぱり応答を測定した.その結果は肉眼的,組織学的所見では,患側のHBO群における正常組織と再生組織との境界部位はAir群比較して不明瞭であった.stiffnessにおいては,4群ともに11HZに比して35HZ周波数において低くなる周波数依存性を示し,患側の靱帯はHBO群およびAir群ともに周波数に関係なく健側よりも有意に低い値を示した(p<0.05).位相差tanδにおいては11HZにおいてHBO群の患側の靭帯は他の3群と比較して有意に高い値を示したが(p<0.05),35HZにおいては4群間に有意差は認められなかった.以上の結果より,力学的な観点からみると,高気圧酸素の使用によって急速に再生された靭帯は正常治癒によって再生される靭帯と比較して機能的にまだ不十分である可能性がある.現在は,従来の高気圧酸素療法の研究のみならず,局所に対する酸素供給の治療法を新たに開発中である.我々は,スポーツ障害や外傷からの治癒回復促進の方法として,また疲労回復,コンディショニングの向上においても有用性が高いと考えて研究を行ってきた。昨年度までは基礎実験として高気圧酸素を使ったラットの靱帯損傷部位のType I Collagenの増加,靱帯粘性の影響,In vitroにおける断裂前十字靱帯の細胞の酸素濃度の違いによる影響を報告し,臨床研究としては男子大学生に対するケガの治癒効果や長野オリンピックでの代表選手の使用効果などを報告してきた。現在は損傷組織に対する高気圧酸素の至適条件や局所投与の手法を用いた治癒促進に注目して研究を継続している。
私法関係の形成における書面の機能と法律専門職の現代的役割

私法関係形成における書面制度のありかたに関し、以下のことが明らかになった。1契約法の領域では、法律専門職を契約書の作成に関与させるのは当事者に過度の負担を課すが、書面による当事者意思を担保するには、書面の媒体や作成方法について検討がされる必要がある。2財産管理の領域では、書面により、組織運営の透明性と合理性を向上させるためには、規律内容を、組織の類型ではなく、当該組織の性格と規模など実態に基づいて定める必要がある。3企業組織法の領域では、閉鎖企業の社員権の扱いにおいては、書面の作成・維持を団体に委ねず、公証人の介在と商業登記簿への書面提出により、制度の実効性を確保することを検討する余地がある。本研究は、私法関係において書面の作成・保存が求められる目的および書面が果たす役割を再検討することを通して、合理的な書面制度を模索しようとするものである。研究初年度の成果は、次のとおりである。1書面要件の適切性に関する総論的研究として、会社の定款、事業用定期借地契約、任意後見契約等公正証書の作成が要求される場合について、その理由と他の方法による可能性を検討した。そこでは、当事者の意思形成支援および形成される法律関係の適法性の確保の面から中立の法律専門職の関与が求められていること、我が国では中立の法律専門職は公証人のみであるとされていることが理由となっているところ、とりわけフランスとの比較研究から、行為規範の定め方次第で弁護士等の他の法律専門職の書面作成への関与による代替可能性があると考えるに至った。これは、商事仲立人の規律を考えれば、我が国でも十分ありうると考えられる。2各論的検討として、各種の非営利法人と会社においてガヴァナンスのために要求される書面について検討し、書面の作成が所轄庁等の外部機関による公的監督に代替する機能を担っていることを確認した。これは、とくに規模の大きくない一般社団法人・一般財団法人において、会社と同等の書類の作成・保存の負担が過大であると考えられる場合、外部機関による監督体制の整備によって代替する可能性を示唆しているとも考えられる。3同じく各論的検討として、ローマ法、明治初期における我が国、現在の我が国における書面と執行力の付与との関係について検討した。ここでは、法律専門職をはじめとする人証から書証への転換過程を追うことにより、証書が公正証書であることは執行力付与の当然の前提となるわけではないことを確認した。平成25年度は、第1に、前年度に引き続き、書面に関する法制史研究および比較法研究を行った。まず、ローマ法における書面の執行力について、特定の書面に一定の効力が認められていた可能性を示す史料をみた。それによれば、4世紀以降、「公に作成されたとみられる文書」に基づく執行を国家が黙認せざるを得ない状況が生じたと考えられることがわかった。つぎに、近代日本法の形成期における公正証書の効力について、公正証書制度導入期における裁判例の研究を行った。その結果、明治20年代に、公正証書の効力を重視する裁判例が現れており、公正証書の効力に関する新たな法理が生まれた可能性があることが判明した。さらに、ドイツ法およびフランス法の比較法研究を行った。ドイツでは、最近の有限会社法改正により、商業登記簿上の社員名簿に公信力を与えられたこと、また、フランスでは、取得時効に必要な占有の証明に公証人証書を用いる立法の改正案が出されていることが明らかになった。第2に、現代日本法において、書面要件が課されている法制度を個別にとりあげ、書面の果たすべき役割に照らして書面要件が必要十分であるかどうかについて検討を行った。まず、書面要件がその機能に比して過重と考えられる場合として、たとえば、法人や信託など、一種の継続的な財産管理組織における、各種の報告書等の文書の作成・開示とその保存義務がある。すなわち、規模の小さな法人や、定まった利害関係者も存在しない公益法人について、ほぼ株式会社準拠の書類作成・開示・保存の義務が一律に課すことには疑問がある。他方で、書面に新たな機能を付与する可能性がある制度の存在も明らかになった。たとえば、ドイツ有限会社法の改正は、わが国の株券発行会社ではない株式会社における株主名簿につき、取引安全の観点から、現在とは異なる書面の役割を付与する可能性を示唆している。平成24年度は、前年度に引き続き、まず、財産事務処理に用いられる書面を中心に、個別具体的な書面制度の機能分析を行った。その結果、以下のことが明らかになった。第1に、事務処理関係継続中に作成・保存が求められる種々の書面には、事務処理によって利益を受ける者の利益の確保および事務処理者による不正の防止という共通の機能がある。第2に、組織的活動において作成・保存される書面には、活動の合理化・効率化の契機としての機能が重大であると考えられる。

第3に、非営利法人法の領域では、前記二つの機能の観点からやや重い書類作成義務を課すことは、法人格の付与に値しない活動体が法人となり、または存続することを防止する機能を果たしている。つぎに、比較法的観点から、第1に、フランス法における書面の機能を取引関係について検討した。その結果、フランス法では、契約の成立に際し多くの書面が要求することが、書面の洪水ともいうべき現象を引き起こし、当事者意思形成の適切な支援に反する事態を生じさせる場合があることが明らかになった。第2に、ドイツ法における債務名義の成立の瑕疵の取り扱いとわが国のそれとの違いの由来についての検討を行った。それにより、両者の相違には公証人の関与のあり方が関係している可能性が明らかになった。さらに、歴史的観点から、日本およびヨーロッパにおける書面制度の生成過程を検討した。まず、日本では、近世日本の民事紛争処理において行われていた「証文」=書証の価値を最重視する法運用が、明治に引き継がれたものの、その後、開港場における渉外取引の処理の蓄積およびフランス法の影響などにより、書証の重視の傾向が弱まったことが明らかになった。他方、ヨーロッパについては、イタリアに加えドイツについても、書面制度を支える公証人制度の歴史に関する研究を行った。研究初年度は、書面の目的・機能に関する従来の理解の問題点を洗い出し、集中的に検討すべき論点の絞り込みを主として行うこととしていた。「研究実績の概要」に述べたとおり、書面の目的・機能には歴史的にも比較法的にも揺らぎがあること、法律関係の明確化や証拠の維持という機能はたとえば法律専門職の適切な介在等の代替的方法によっても実現されうることが確かめられた。また、次年度以降の研究項目の絞り込みも、「今後の研究の推進方策」に述べるとおり、行うことができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、研究期間をおおまかに2つに分け、平成23年度および平成24年度は、書面制度の目的および機能を、1わが国における個別制度の分析、実務の実態調査、2書面制度の生成と発展過程、3ヨーロッパ諸国における書面制度との比較法研究を行うことが計画されていた。これらのうち、1については、信認関係における書面制度の研究の領域で、予定より早く書面の機能につき一定の見通しができている。他方、組織関係における書面制度については、具体的な制度分析がまだ終わっていない。取引関係については、ほぼ予定通りの進捗状況にある。なお、研究の過程で、取引関係身分法関係についても個別制度を分析することが重要であるとの認識を得たため、研究領域を当初より拡大しており、その部分については、まだ分析は終了していない。つぎに、2のうち、わが国における書面制度の発展については、研究課題の進捗が予定より著しく進んでおり、研究業績の一部はすでに公表されている。西洋法における書面の生成についても、ほぼ予定どおり課題が達成されている。さらに、3については、大陸法のなかで、書面に対する専門家の関与のありかたが異なるイタリア法、ドイツ法およびフランス法の調査が完了している。これらのうち、フランス法については、予定より早く分析がすでに終了しているが、イタリア法およびドイツ法については、調査結果の分析を継続中である。
定荷重バネ機構を用いた3Dフリー体重軽減システムの開発と応用

1.パッシブダイナミック制御(PDC)基礎理論の確立機能化定荷重バネを利用した体重軽減システムには、PDCが適用される。PPCは、本質的安全設計に基づいており、平衡操作と移動操作を独立して行う、省エネルギーで高い安全性を実現する新しい機械システム制御法である。本研究では、PDCの基礎理論を確立した。さらに、機能化定荷重バネを用いた鉛直方向位置決め制御において、制御性能の改善方法を検討し、実験によりその有効性を確認した。2.機能化定荷重バネの開発ホールド用のMRブレーキと設定体重変更用の小型モータを有する定荷重バネ機構を開発した。また、MR流体の特性を利用した速度制御を実現した。さらに、体重調整を容易にすると同時にバネの破断に対する安全性を高めるため、複数のバネを直列に連結した新しいバネ機構の検討を行った。3.体重軽減システムの安全性評価実用化を真に求めるとき、体重軽減システムの安全性は絶対的に達成すべき条件である。本研究では、機能化定荷重バネの安全性を評価し、バネの破断に対する安全性を高めるための方策を検討した。4.レスキューロボットシステムへの応用開発した体重軽減システムを利用した、新しいタイプのレスキューロボットシステムを提案し、安全性に関する詳細な検討を行った。また、現在のバネストロークは2.5mしかないため、動滑車を利用してストロークを5mにする機構を開発し、落下に対する安全性の検証と人間工学的な評価を行った。5.その他人間を吊り下げるスリングの改良を行った。さらに、体重軽減型歩行支援システムの開発と、体重軽減システムの高所作業への適用に関する検討やテストを行った。1年目の今年度は,以下の成果を得た。1)機能化定荷重バネの開発市販の定荷重バネはもともと人間を吊下げる目的で作られていないため、人間特性と安全性を考慮し、機能性流体であるMR流体を用いたMRブレーキと、設定荷重の変更を行うためのモータを付加した機能化定荷重バネを開発した。磁界を印加することによって流体の粘度が著しく増大するMR流体により、磁界の調整で、"減速"と"ロック"の両機能を実現した。これにより、体重軽減の設定・変更を容易に行うことができ、転倒防止や高所からの着地の衝撃緩和に利用することができる。2)長時間の使用が可能なスリング(吊下げ補装具)の開発座骨、恥骨、腸骨という腰部にある3つの骨の一体的構造を考慮し、立位姿勢でも座位姿勢と同じ力分布となって痛みを生じないスリングの試作品を開発した。3)体重軽減システムの実用化に関する研究スリングを装着した人間を機能化定荷重バネによって上部から吊り下げて体重軽減するシステムの実用化として、(1)天井部に設置したレールから吊り下げるリハビリ用歩行補助システム、(2)レスキューロボットシステム、(3)アミューズメント装置、への応用に関する研究を行った。4)新しい制御方式パッシブ・ダイナミック制御の提案バランシングの能動的方法と受動的方法を効果的に組み合わせた新しい制御方式であるパッシブ・ダイナミック制御(PDC)を提案し、開発した機能化定荷重バネに適用した。PDCは、省エネルギーと高い安全性を特徴とする制御方式であり、鉛直方向の位置決め制御に関する基礎実験により、その有効性を確認した。1.パッシブダイナミック制御(PDC)の確立機能化定荷重バネを利用した体重軽減システムには、PDCが適用される。PDCは、能動制御に受動制御を併用し、省エネルギーかつ高い安全性を実現する新しいサーボ方式であるが、基本シーケンスでは速応性は考慮していない。ここでは、制御性能の改善方法を検討し、物体の上下方向位置決め制御実験によって、その有効性を確認した。2.安全性の評価実用化を真に求めるとき、体重軽減システムの安全性は絶対的に達成すべき条件である。本研究では、定荷重バネの安全性を評価し、バネの破断に対する安全性を高めるための方法を検討した。

3.機能化定荷重バネの開発減速とロックの両機能を備えたMRブレーキ機構と体重設定機能用小型モータを有する定荷重バネ機構を開発した。更に、体重調整を容易にすると同時にバネの破断に対する安全性を高めるため、複数のバネを直列に連結した新しいバネ機構の検討を行った。4.レスキューロボットシステムへの応用開発した定荷重バネを用いた体重軽減システムの、レスキューロボットシステムへの適用を検討した。現在のバネストロークは2.5mしかないため、動滑車を利用してストロークを5mにする機構を開発した。また、落下に対する安全性の検証と人間工学的な評価を行った。さらに、本システムの高所作業への適用に関する検討とテストを行った。1.パッシブダイナミック制御(PDC)理論の確立機能化定荷重バネを利用した体重軽減システムには、PDCが適用される。PDCは、省エネルギーで高い安全性を実現する新しい機械システム制御法である。PDCでは、平衡操作と移動操作を独立して行い、制御を平衡ステップ、アンバランスステップ、フリーステップの三つに分ける。各ステップでは、準備と安全性の確認を経て、制御が実行される。これにより、本質安全設計に基づいた制御が可能となる。各ステップでは、制御対象を固定するホールド操作が重要な役割を担う。本研究では、その基礎理論を確立した。さらに、機能化定荷重バネを用いた鉛直方向位置決め制御において、制御性能の改善方法を検討し、実験によりその有効性を確認した。2.レスキューロボットシステムへの応用ホールド用のMRブレーキと設定体重変更用の小型モータを有する定荷重バネ機構を開発した。さらに、開発した体重軽減システムを利用した、新しいタイプのレスキューロボットシステムを提案し、安全性に関する詳細な検討を行った。また、現在のバネストロークは2.5mしかないため、動滑車を利用してストロークを5mにする機構を開発し、落下に対する安全性の検証と人間工学的な評価を行った。3.その他の応用体重軽減型歩行支援システムの開発と、高所作業への適用に関する検討やテストを行った。