hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
測定装置および検出器の開発

基転移酵素の結晶を使って時間分割ラウエデータの収集を行い、処理したところ良好な結果を得た(NewsLetter3-5)。本重点研究が開始されて3年を経て、非対称単位に分子量にして5万程度あるものでも、ミリ秒オーダーの間隔で構造変化を追跡できる世界最初の時間分割ラウエデータ収集システムを一応完成させることができた。高性能X線テレビの開発(雨宮、坂部):昨年に引きつずきテ-パ-ドオプチカルファイバーとCCDを組合わせ、この組をアレイ化する方式の高性能X線テレビの開発をおこなった。カッパゴニオメータを利用した自動軸立て回折データ収集システムの開発(田中):開発をして実際に応用した。またこのためのコンピュータグラフィックスソフトウエアを開発した。時間分割ラウエカメラによるデーター収集システムの開発(坂部、渡辺、佐々木、神谷、宮原):ガルバノスキャナーを利用した高速シャッターが渡辺により試作された。すでにシステム評価をおえたので、利用研究に提供し、使い勝手の良くないところの改良などを行った。最終年度であるため成果のとりまとめに重点をおいた。成果の発表はアメリカで8月に行なわれた国際結晶学会において行われた。時間分割ラウエ法のData Processingのプログラム改良(東):反応の中間段階や反応が進行するにつれてラウエ斑点の形が崩れ長く伸びた形を取るようになる。従って時間分割ラウエ法を使った実験においてはこのようなデータ処理が必要性である。改良の結果このような状態のデータ処理が可能となった。CCDを用いた高感度X線テレビの開発(雨宮、坂部):カメラは当初考えていたイメージインテンシファイア-を用いると感度は極めて良く申し分ないがダイナミックレンジや磁気感受性、大型化に対して問題がある。これらを解決するものとして、アレイ化したCCDを用いたテレビ型高性能X線2次元検出器の開発がはじまり、1個のものについてはすでに性能評価が行われた。2x2アレイ化したCCDを用いたテレビ型高性能X線2次元検出器の製作を行った。この特徴はミリ秒オーダーで2画面を撮影できることであり、単色を用いるLOT法では全データを連続的に記録できるものでありシャッある。カッパーゴニオによる実験(田中):自動軸立ソフトを利用した実験を行った。
雪中における音場計測と音声明瞭度評価

本研究では、(1)自然積雪;および(2)踏み固めることによって人工的に得られた圧雪;の二つの異なる積雪に関して、音響的特徴を計測した。圧雪に関しては、積雪表面で足踏みをする、スキーのストックで突き刺した場合についても音響的特徴を計測した。自然積雪では、高い周波数帯域の方が、低い周波帯域に比べて、減衰が大きく、圧雪では、広い帯域において一様に40 dB減衰した。一方、スキーのストックで雪面を叩いたり、雪面の上で足踏みをしたりする直接的に雪面に振動を加える方法では、30 cmの深さにおいても広い帯域においてMAFよりも20 dB強かった。さらに、振動する位置をマイクの垂直上の地点から1 m遠くの地点としても、60 cmの深さにおいて、1000 HzにおいてはMAFよりも10 dB強かった。この結果から、雪崩の埋没者に音で捜索者の存在を示すには、声で呼びかけるよりもスキーのストックで雪面を叩くなど直接雪面を振動させる方が有効であることが明らかになった。積雪環境および降雪時における雪崩埋没者と救助者との音声コミュニケーションを想定し,雪中での音場測定を実施した.新雪を含む自然積雪では,低周波領域で強い遮音特性を示し,また,圧雪では低周波から高周波まで広い周波数領域において強い遮音特性を持つことが明らかになった.測定した圧雪の条件は平均的な密度が350-400 kg/m^3で,雪崩のデブリとしてはやや低めの密度に相当し,この場合,雪面から30 cmの深さで,50 dB程度雪面から音響的な減衰が認められた.この結果は,雪面より上における会話音声が雪中の埋没者へ伝わることがほぼ不可能であることを示した.一方,ストックを雪面に突き刺す音,雪面上の足音などは,最小可聴閾値を,広い周波数領域で,30 dB以上上回っており,埋没者が聴くことが十分に可能であることが分かった.また,救助用のホイッスル(F0=4000 Hz)も,最小可聴閾値を30 dB程度越えることが分かった.以上の結果より,雪崩埋没者の捜索には,救助者の音声による呼びかけは有効性に欠け,埋没者へ救助者から音を伝達する場合は,雪面を振動させる方法が有効であることが示された.また,音声よりはホイッスルが有効であることが示された.本研究では、(1)自然積雪;および(2)踏み固めることによって人工的に得られた圧雪;の二つの異なる積雪に関して、音響的特徴を計測した。雪中にマイクを設置するための機器を製作し,雪中にマイクを設置し,積雪表面に音源を固定し,雪中における音響特性の計測を行った.マイクの設置位置は,積雪表面より深さを変えて数カ所で計測を行い,積雪条件は,自然積雪(積雪断面を観察し,各層の密度,硬度,雪質を記録),人工的圧雪(踏み固めて一晩放置し,圧密させ密度を雪崩のデブリと近付けた)の条件とした.音源は,TSP(time stretched pulse)および,笛(ピーク周波数4000 Hz)とし,また,振動によるマイク位置での音伝播も調べるために,足踏み,ストックによる雪表面の突き刺しなどを行った.今年度得られた結果は以下である.新雪を含む自然積雪では,低周波の領域での遮音が強く,また,圧雪では,低周波から高周波まで強い遮音特性を持つことが明らかになった.また,足踏みやストックによる突き刺しなどの振動伝播の場合,マイク位置での音圧は,笛よりも有意に大きく,埋没者への音伝達としては,音源を用いた方法よりも雪表面に振動を与える方法の方がはるかに有効であることが示された.低温下のフィールドでの音場計測という困難な実験を,様々な工夫により実施するに至った.民生の音響機器が低温で壊れるなどの問題があったが,保温の方法を工夫,考案し,野外での実験に成功した.また,これまでに知られていない,層構造も含めた雪の音響特性を計測し,また,圧密後の積雪の高い遮音特性を明らかにした.2011年度の計画はほぼ実施できた.計測した音場をもとに,インパルス応答と音声とを畳み込み,音声の明瞭度の推定をおこなう.また,水平方向の音の伝播について明らかにする予定である.これらの実験を実施するとともに,論文,国内/国際会議等で,対外的に研究成果を発表する予定である.国内/国際会議での発表にともなう旅費,および,追加実験をおこなうための研究分担者の移動のための旅費が中心となる.積雪断面観察用の道具等,実験道具についても使用する予定である.
分子生物学的手法における糖尿病予防の運動栄養学的研究

国民の10人に1人が糖尿病患者あるいはその予備軍と言われ、その数が年々増大しているわが国においては、運動や食事条件を考慮した非薬物療法の開発とその研究が重大であることは言うまでもない。日本人の糖尿病は、その9割以上がインシュリン非依存性糖尿病で、その病因は末梢組織のインシュリン抵抗性にあるとされている。本研究の目的は、持久的運動がインシュリン受容体及びインシュリンシグナル伝達系の遺伝子発現に与える影響について、実験動物を用いて明らかにしようとするものである。本研究では、ラットに9週間の持久運動ランニングトレーニングを負荷し、骨格筋のイッシュリン受容体、インシュリンシグナル伝達系の分岐点に存在するIRS-1、および糖取り込み調節能力を占めるPI3kinase、さらにGLUT4の遺伝子発現に及ぼす影響について検討した。その結果、持久運動トレーニングにより(1)インシュリン受容体遺伝子の発現が増大した。しかし2種類のインシュリン受容体存在比率は変化しなかった。(2)ISR-1の遺伝子発現が増加した。(3)PI3kinaseの遺伝子発現が増加した。以上の結果から、持久運動トレーニングによる骨格筋のインシュリン感受性の増大は、インシュリン作用初期でおこるインシュリン受容体の増加によるインシュリン結合数の増加と、インシュリンシグナルを下流に伝える上で重要な役割を果しているIRS-1とPI3kinaseの増加が引き起こすGLUT4のトランスロケーションの亢進、GLUT4量自体の増加、これらの相互作用によっておこる可能性が示唆された。本研究の目的は、持久的運動がインシュリン受容体遺伝子の発現に与える影響について、実験動物を用いて明らかにしようとするものである。平成6年度は「持久的運動はインシュリン受容体遺伝子の発現を増加させるか?」という点に関して、インシュリン受容体mRNA量を定量することにより検討した。Sprague-Dawley系雄ラット20匹(日本クレア、東京)をトレーニング群(10匹)とコントロール群(10匹)の二群に分け、トレーニング群にはトレッドミル走によるトレーニングを9週間負荷した。トレッドミル走は速度28m/分、傾斜6゚、30分/日、5日/週とした。トレーニング終了48時間後に、ラットをエーテル麻酔下に開腹し、ヒラメ筋、肝臓、脂肪組織を採取し、mRNAを抽出し、RT-PCR法によりインシュリン受容体mRNAの総量を定量し、β-アクチンmRNA量で補正してインシュリン遺伝子発現の指標とした。ヒラメ筋湿重量および総mRNA量にはトレーニング群とコントロール群間に有意な差は認められなかった。トレーニング群のヒラメ筋では、インシュリン受容体mRNA量に約60%の増加が認められたが、肝臓および脂肪組織ではコントロール群との間に差は認められなかった。このように、持久的運動が骨格筋でのインシュリン受容体遺伝子の発現を増加させることを明らかにした。この結果の一部は、Biochem.Biophys.Res.Commun.誌に投稿中である。本研究は持久的運動がインシュリン受容体遺伝子の発現に与える影響について、実験動物を用いて明らかにしようとするものである。平成7年度は持久的運動はインシュリン受容体の性質を変化させるか否かについて、二種類のインシュリン受容体mRNAを個別に定量することにより検討を加えた。更に、インシュリン作用のシグナル伝達経路を構成する多くの因子(IRS-1,PI 3-kinase,GLUT4など)の遺伝子の発現が持久運動の影響を受けて変化するか否かについても併せて検討するために、ラットに9週間の持久運動ランニングトレーニングを負荷し、骨格筋のインスリン受容体、インスリンシグナル伝達系のインスリン作用の分岐点に存在するIRS-1、および糖取り込みの調節能力を占めるPI3-kinase、及びGLUT4の遺伝子発現に及ぼす影響について検討した。その結果、持久運動トレーニングにより(1)インスリン受容体の遺伝子発現が増加する。(2)二種類のインシュリン受容体の存在比は変化しなかった。(3)IRS-1の遺伝子発現が増加した。(4)PI3-kinaseの遺伝子発現が増加した。(5)GLUT

4の遺伝子発現が増加した。以上の結果から、持久運動トレーニングによる骨格筋のインスリン感受性の増大は、インスリン作用初期でおこるインスリン受容体の増加によるインスリンの結合数の増加とインスリンシグナルを下流に伝える上で重要な役割を果たしているIRS-1の増加とPI3-kinaseの増加が引き起こすGLUT4のトランスロケーションの亢進、GLUT4量自体の増加、これらの相互作用によっておこる可能性が示唆された。この結果の一部はBiochem.Biophys.Res.Commun.210:766-773.1995に発表した。
日独豪比較による新しい環境研究の探求：環境危機対応としての政策・研究の過去と現在

近年,環境問題への関心が高まるなか,様々な学問分野で環境政策の内容や運用の実際をめぐる研究がなされるようになったが,環境政策がいかなる過程を経て成立するに至ったかについては十分に研究されていないのが現状である。このように,環境危機への対応として進められた環境政策の誕生背景,政策過程,その後の変遷を政治的・社会的・経済的文脈のなかに位置付けた歴史的研究は,これまで殆ど注目されてこなかった。そこで,われわれは,新しい環境研究を探求し,環境政策の成立・展開を歴史的に考察するEnvironmental Policy Historyという新しい視点の必要性を提唱し,その理論的及び実証的検討をおこなった。環境政策・環境研究の来歴をつぶさに見るには政治学や経済学のモデル分析のみでは限界があり,歴史的視点が必要になるが,そういった研究はほとんどおこなわれていない。そこで,26年度の実施計画は,環境政策史という領域の開拓および環境政策史アプローチによる事例研究を積み上げていくというものであった。そして,26年度には以下の成果をあげた。1.日本における環境研究の展開:様々な公害に見舞われた日本では,1960年代より環境危機対応としての環境研究である,いわゆる公害研究が,都留重人や宮本憲一らによって進められてきた。彼らの研究業績に関して資料収集等をおこなうとともに,今日の視点から捉え直し,その成果を書籍および論文にまとめた。2.日独の環境政策の展開:ドイツは「環境先進国」と評されることが多い。しかし,1980年代前半までのドイツの環境政策の実態は必ずしも先進的ではなかった。そのようなドイツが環境先進国へ転換したひとつの画期となったのが,容器包装廃棄物政策と大気汚染防止政策である。そこで,26年度はドイツの容器包装廃棄物政策および大気汚染防止政策の展開とその要因を明らかし,その成果を書籍および論文として公表した。また,日本の大気汚染防止政策における技術選択過程を詳細に検討し,論文にまとめた。3.現代史の文脈における社会的な危機の検討:環境危機に関する重層的な考察を可能にするため,日本を中心とする現代史における,様々な政治・経済・社会の危機とその超克の実態に関する歴史研究もおこない,その成果を書籍および論文にまとめた。環境政策・環境研究の来歴をつぶさに見るには政治学や経済学のモデル分析のみでは限界があり,歴史的視点が必要になるが,そういった研究は環境政策研究が精力的になされている今日においても殆ど行われていない。そこで本研究は,研究代表者らが提唱してきた環境政策史(Environmental Policy History)の視点に基づいた,環境政策の展開過程の詳細な解明を目的としている。27年度の実施計画は,26年度の成果をふまえつつ,環境政策史研究をさらに発展させるというものであった。そして,27年度には以下の成果をあげた。1.日本における環境研究の展開:前年度に引き続き,公害研究委員会に関する資料収集及び関係者への聞き取り調査を実施した。特に,公害研究委員会の重要な関係者に焦点を当て,その軌跡を通じて環境研究の発展要因を解明した。そして,公害研究委員会をはじめとする日本の公害研究の意義を再評価した。その際,日本の公害研究に関する先端的な研究者であり,本研究における海外共同研究者であるSimon Avenellオーストラリア国立大学准教授とも議論し,世界史的見地からの日本の公害研究を捉え直した。2.日本,ドイツ,豪州における環境政策の展開過程について考察し,公害・環境規制が関連技術の開発・普及をどのように促したのか検討し,排出規制が技術開発・普及に結び付いたメカニズムを解明した。また,本研究では,環境保全自体の価値よりも経済的利益のために環境政策を追求する行動原理を「環境リアリズム」と位置づけ,環境リアリズムに関するケーススタディを進めた。さらに,アメリカ合衆国の日独豪の環境政策への影響を検討するために,1960ー70年代のアメリカ合衆国の環境政策についてロックフェラー史料館所蔵のフォード財団関連文書を収集し,アメリカ合衆国と日独豪の政策面及び学術研究面での関連性を考察した。3名のメンバーは学術書単著を刊行するとともに,論文,学会報告を着実に進めた。また,これまでほとんど注目されていない文献資料および口述資料の収集を実現した。28年度には,前年度迄の成果をふまえつつ環境政策史的な分析を継続した。主な成果は,以下のとおりである。なお,環境政策史の方法論に関するさらなる考察もおこない,その成果を書籍として刊行した。1.日本における環境研究の展開:前年度に引き続き,学際的な公害研究を先導してきた日本の「公害研究委員会」の関係者への聞き取り調査をおこなった。特に,これまでほとんど注目されていない,公害研究委員会の重要な関係者に焦点を当て,その研究の意義を考察した。2.オーストラリアにおける環境研究の展開:28年度には,分野横断的な環境研究の先駆者といえるオーストラリアの実態調査をおこなった。同国での学際的環境研究機関として先導的な役割を担ってきたオーストラリア国立大学のCentre for Resource and Environmental Studiesとその後継機関であるフェナー・スクール(Fenner School of Environment and Society)は,1970年代初頭以来,生態学者,衛生工学者,システム工学者,経済学者,地理学者(近年では環境史研究者も参加)らにより構成され,幅広い政策提言をおこなってきたが,そこには徹底した問題解決志向の発想があったことが,関係者へのインタビューと収集資料から明らかになった。

3 .大気汚染防止政策及び気候変動防止政策の展開:日本の革新自治体における大気汚染防止政策に関して,個人文書等の一次資料やインタビュー記録といった歴史的な資料を利用する一方で,定量分析も用いるという包括的なアプローチを採用することで,企業側の自主的な対策の実態を明らかにするとともに,革新自治体の大気汚染対策の限界をも解明した。また,他の先進国にはみられないような劇的な制度変化のなかで展開しているオーストラリアの気候変動政策の実態についても併せて検討した。近年,環境問題への関心が高まるなか,様々な学問分野で環境政策の内容や運用の実際をめぐる研究がなされるようになったが,環境政策がいかなる過程を経て成立するに至ったかについては十分に研究されていないのが現状である。このように,環境危機への対応として進められた環境政策の誕生背景,政策過程,その後の変遷を政治的・社会的・経済的文脈のなかに位置付けた歴史的研究は,これまで殆ど注目されてこなかった。そこで,われわれは,新しい環境研究を探求し,環境政策の成立・展開を歴史的に考察するEnvironmental Policy Historyという新しい視点の必要性を提唱し,その理論的及び実証的検討をおこなった。3名のメンバーで単著2冊(学術書)を刊行し,そのほか,日本語および英語による論文の公表と学会報告をおこない,当初の計画以上に進んだと評価できる。28年度は,オーストラリアでの長期調査をおこなうとともに,その他の事例調査を推進する。そしてこれまでの理論的及び実証的研究の取りまとめをおこなう。環境政策研究対象国における環境危機対応としての政策・研究の展開について,前年度に引き続き歴史的に考察する。本研究における海外共同研究者であるオーストラリア国立大学のSimon Avenell准教授の日本への渡航費用が格安航空券の手配により想定額を下回ったこと,インターネットを通じた文献収集が当初計画以上に進んだことと,他の用務での出張の際に東京等での文献収集をあわせておこなうことができたため,次年度使用額が生じた。インターネットを通じて予想以上に文献収集が進んだことと,他の用務での出張の際に東京等で文献収集をあわせておこなうことができたこと,さらにすでに収集していた資料により研究を進めることができたため,次年度使用額が生じた。インターネットで収集可能な文献がある一方で,本研究対象のひとつである豪州の環境政策および環境研究に関する文献は同国内に散在しているとともに体系的に整理されていないので,現地での収集に頼らざるをえない。また,豪州での関係者への聞き取り調査も必要である。そのため,次年度使用額は,その豪州での長期現地調査のために使用することを計画している。次年度使用額は文献籍購入や旅費にあてる。インターネットを通じた文献収集が可能なものもあるが,とくに豪州の環境政策および環境研究に関する文献は,現地での収集に頼らざるをえない状況であるうえ,関係者への聞き取り調査のためにも豪州への長期滞在が必要となり。その際に,26年度未使用額の使用を計画している。
体重減少性無月経患者におけるmelatoninの病態生理学的検討

これまで、体重減少性無月経患者では夜間血中メラトニン濃度が高値を示し、その増量が本症のLHパルス発現障害に関与していることを明らかにしてきた。本研究では、ラットFood restriction(FR)モデルを作製し、体重減少がメラトニン産生動態に及ぼす影響を松果体中メラトニン産生関連代謝物、メラトニン産生酵素活性、血中メラトニン濃度、メラトニン産生を刺激するNorepinephrine(NE)に注目し検討した。Sprague-Dawley雌ラットを用い14時間-明、10時間-暗の条件下で飼育し、自由摂食させた群(AL群)と排卵周期確立後の日令8週0日から摂食量を50%に制限したFR群に群別し、10週0日のMid darkに体重、子宮、卵巣重量を測定し、松果体および血液を採取した。松果体中メラトニン、Tryptophan(T)、Serotonin(S)、NAS、メラトニン産生酵素活性(NAT,HIOMT)、NE含量および血中メラトニン濃度をHPLC法で測定した。なお、性周期を連日、膣スメアで確認した。その結果、1)FR群の体重、子宮、卵巣重量は、AL群に比し有意に減少した(各々22.4、41.7、36.4%減少)。2)FR群の4days cycleの性周期は、日令8週6日から9週4日の間に全て消失した。3)松果体中メラトニン、メラトニン産生前駆物質(T,S,NAS)の含量、メラトニン産生酵素(NAT,HIOMT)活性、およびNE含量については、両群間に差を認めなかった。一方、4)血中メラトニン濃度は、AL群(59.99±23.13pg/ml)に比較し、FR群(92.50±26.39pg/ml)が、有意に高値であった。以上よりFRに伴う血中メラトニン濃度の増量が示された。更にこのメラトニンの増量は松果体でのメラトニン産生能の増加に基づかず、体重減少に起因するメラトニンの末梢での代謝要因が関与している可能性が強く示唆された。
黄河流域方言混合地帯における言語伝播の実態解明－地理情報科学の手法を用いて－

2018年度は,科研費基盤研究B「黄河流域方言混合地帯における言語伝播の実態解明ー地理情報科学の手法を用いてー」の最終年度であり,本科研のクライマックスである。2018年度は3つの任務を予定通りに完成した。A.黄河流域諸方言のデータベース完成,B.黄河流域の言語伝播のメカニズムの解明,C.国際学会を開き,上記の科研成果を公表する。1.データベース作成についてー沈力と川崎廣吉分担者が中心に,汾河流域のデータをサンプルとして,データベースを作成した。いま,データベースの試運転を行っているところである。本データベースから,「各方言における3810字の声母・韻母・声調に対応する『廣韻』の声韻調+現代北京語声韻調」をそれぞれ検索することができる。本データベースは,黄河秦晋沿岸の50種類の方言の声母・韻母・声調の情報(190500字)を『廣韻』情報と北京語情報と共に併記することで,黄河秦晋沿岸の諸方言の歴史的・地域的変化を探ることができるように設計している。2.方言伝播のメカニズムの解明についてー秦晋黄河沿岸諸方言は入声が残存しているという意味で,広大な北方大地において珍しい地域である。この地域の入声の分布的特徴を観察することによって,北方諸方言の入声は嘗て如何に変化し,如何に伝播してきたのかを垣間見ることができる。沈力・川崎氏が入声舒声化字数の統計およびGIS分析を通じて、秦晋黄河流域の諸方言から歴史的痕跡が3層あることを観察し、その3層は西南部の関中地域から影響された結果であることを提案している。3.国際会議についてー本科研の計画通り,2019年3月2日(土),第49回中日理論言語学研究会「言語生態科学国際シンポジウムー黄河流域の方言伝播ー」は、同志社大学室町キャンパス寒梅館にて開催された。当日,11名の発表者が黄河流域諸方言について発表していただき,30名の方々が参加した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.研究目標:本研究の目的は,黄河流域の晋方言地区(北部)ー中原官話地区(南部)間に見られる言語変化の段階性から,両地域間の言語伝播の実態を解明することである.晋方言と中原官話の混合地帯は下記の地域である.黄河流域方言混合地帯:a.西側(陝西省側):神木県、佳県、綏德県、呉堡県、清澗県、延川県;b.東側(山西省側):興県、臨県、柳林県、石楼県、永和県、大寧県.15年度の目標は,12県における方言区分の実態を明らかにすることと,それぞれの方言区の地理情報を作成することである.調査方法として,科研分担者の現地調査のほかに,本科研海外協力者:喬全生(山西大学チーム)とXing向東(陝西師範大学チーム)の現地調査によるものである.ここで,まず今年度黄河流域山西省側の方言区分の調査結果を報告し,さらに,地理情報作成の進展を説明する.2.方言調査の成果:山西大学チーム+本科研代表は共同で、黄河流域混合方言地帯の東沿岸の1687個の村を調査した結果,当該地域の方言は35種類に分かれていることを明らかにした.その35類は次の通りである.興県:5方言区(魏家攤方言、蔚汾鎮方言、賀家会方言、蔡家会方言、東会郷方言);臨県:6方言区(臨泉鎮方言、三教鎮方言、林家坪方言、清凉郷方言、石白頭郷方言、克虎寨方言);柳林県:11方言区(劉家山方言、成家庄鎮方言、李家湾方言、柳林鎮方言、軍度方言、石西方言、薛村方言、陳家湾方言、高家溝方言、金家庄方言、棗林坪方言);石楼県:5方言区(蒜鎮方言、義牒鎮方言、和合郷方言、羅村鎮方言、龍交郷方言);永和県:5方言区(芝河鎮方言、坡頭方言、打石yao郷方言、南庄郷北方言、坡頭北方言;大寧県:3方言区(徐家duo郷方言、昕水鎮方言、太古郷方言)である.3.地理調査の成果: 1687個の村々の地理データを入手し,それをデータベース化した.(GISによる展示省略)当初,黄河流域混合方言地帯の東側と西側を同時に推進する予定であった.予算については山西大学チームは104万円、陝西大学チームは96万円であった.しかし,2015年度,Xing向東教授が在外研究(2015年10月-2016年1月)のため,西側の方言区分調査は予定通りに進めることができなかった.本科研代表沈力は黄河西側の神木県の方言区分調査を行ったが,まだ5つの県の区分調査が行われていない状態である.

一方,Xing教授は帰国後(2016年度),調査地チームを率いて,今年度96万円+来年度100万円の予算で,黄河流域西側(陝西省側)の5県における方言区分調査(15年度の任務)+6県の音韻調査(16年度の任務)を完成することを約束しているため,2016年度の研究成果を待つことになっている.1.16年度の研究目標:黄河流域混合方言地帯における12県の方言区分を明らかにし,音韻データを調査することと,それぞれの方言区の地理情報を入手することである.調査方法として,科研分担者の現地調査のほかに,本科研海外協力者:喬全生(山西大学チーム)とXing向東(陝西師範大学チーム)の現地調査によるものである.2.方言区分の分析成果:陝西師範大学チームと本科研代表は、黄河流域混合方言地帯の西沿岸の村々を調査した結果,当該地域の方言は29種類に分かれていることを明らかにした.その29類は次の通りである.神木県:4方言区(城区方言、万鎮方言、賀家川方言、馬鎮方言);佳県:5方言区(王家fan方言、城区方言、xi鎮方言、馬家条方言、丁家坪方言);呉堡県:4方言区(呉堡上方言、呉堡下方言、樊家畔方言、馬家石方言);綏德県:4方言区(城区方言、吉鎮方言、義合方言、棗林坪方言);清澗県:6方言区(城区方言、石嘴驛方言、石盤方言、崖腰溝方言、寺則河方言、小折家溝方言);延川県:6方言区(永坪方言、城区方言、土崗方言、劉家河方言、張家河方言、賀家河方言島)である.さらに,われわれは黄河西側の29種類の方言と東側の35種類の(15年度調査した)方言の特徴を比較分析した結果,西側は19種類,東側は31種類にまとめることができた.3.音韻データ調査の成果:陝西チームは19種類の方言に対し,「3812漢字」を中心に聞き取り調査を行い,声母・韻母・声調を含む音韻データを全部入手した.山西チームは31種類の方言のうち,28種類の方言に対し,同様の方法で調査し,それらの音韻データを入手した.(音韻データ展示省略)4.地理情報作成の成果:黄河流域方言混合地帯には4486個の村(陝西省側2799村+山西省側1687村)があるが,それらの位置情報を作成し,それをデータベース化した.(GIS展示省略)16年度は,15年度の遅れを取り戻していると言える.なぜなら,黄河流域混合方言地帯の西側の方言区分が完全に完成したからである.黄河西側の諸方言は19種類の方言区に分かれていることが分かった.さらに,16年度の任務もほぼ完成したと言える.陝西師範大学チームの努力で,黄河西側にある19方言の音韻データを全部入手している.また,山西大学チームの努力で,黄河東側にある31種類の方言のうち,28方言の音韻データを入手している.もちろん,柳林県にある3方言の音韻データはまだ調査されていない状態である.その理由として,柳林県には10種類の方言があるので,同じ調査チームが一年間で10種類の音韻データの調査を成し遂げることが困難だからである.残った3方言区の音韻データは2017年度に調査する予定である.2017年度の研究目標:2016年度の続きとして方言調査を行うこと,黄河流域の道路網をデータベース化すること,大量の方言データのデータベース化すること,黄河流域の方言伝播のメカニズムを解明することである.以下,今年度の研究成果を報告する.(1)黄河流域の方言混合地帯の村庄は全部で4486あり,その内訳は,黄河東側1687村+黄河西側2799村である.昨年度,それぞれの村の経緯度をデータベース化したが,今年度は,それぞれの村を結ぶ道路網をデータベース化した.12県のすべての道路情報をgoogle earthからダウンロードし,excelに入力した.この作業は大量の人件費が発生した.(GIS展示省略)(2)昨年度,黄河流域50方言区のうち,47方言区のデータを調査し,excelに入力した.しかし,柳林県の10方言区のうち,3つの方言区の調査が未完成であった.今年度山西省チームは上記の3つの方言に対し,声母・韻母・声調を含む音韻データを調査・入力した.これで,黄河流域の50方言区の調査研究は全部完成したと言える.(音韻データ展示省略)(3)本科研の調査項目は方言調査字表における3812語の音声である.
新型コレラ菌0139ベンガルに対するワクチンの開発研究

コレラの予防にはワクチンの経口投与が極めて有効である。従来、経口型のコレラワクチンとして、死菌ワクチンと組換え型の弱毒性菌ワクチンが検討されてきた。死菌ワクチンは運動性と粘着性を失活させてしまう加熱とホルマリン処理で作製されたもので、フィールド実験で高い安全性とある程度の感染防御効果が確認されている。本研究では、従来の死菌ワクチンがもつ高い安全性と生菌ワクチンがもつ高い有効性を兼ね備えた全く新しい概念のコレラ粘膜免疫ワクチンを開発することを目標とした。新型コレラ菌0139ベンガル型をCFA寒天培地上で培養後、^<60>Co照射し、死菌体とした。10^910^<10>(CFU)/mlレベルの菌液を用いた場合、1.5×10^5rad以上の^<60>Co照射が必要であった。^<60>Co照射後の死菌体は、650%の残存HA活性を、4365%のレベルでM細胞への粘着能力を、538%の運動性を依然保持していた。^<60>Co照射による殺菌のメカニズムは巨大構造であるDNAの破壊であった。以上の結果、新型コレラ菌0139を^<60>Co照射することによって、死んではいるが、依然粘着性と運動性を保持した状態の菌体を作製することができた。この菌体が示す粘着性はヒトパイエル板M細胞に対しても働くことを確認した。今後、この生菌ワクチンを用いて動物実験を行い、新しい経口型コレラ不活化ワクチンとしての有効性を確認する予定である。新型コレラ菌O139によるコレラは、一時患者数が減少したが、1996年秋からインド亜大陸で再び猛威をふるいつつある。この予防には、O139型に有効なワクチンの開発が必須である。(1)生菌ワクチン候補株の選定:コレラ菌の病原因子として報告されているコレラ毒素(CT)、ZOT、AXE、HLYを保有していないO139型菌を作成するため、これらの毒素遺伝子のdeletion mutantを作成した。(2)死菌ワクチン候補株の作成:従来、死菌ワクチン株としては、ホルマリンまたは加熱死菌を使用しているが、防禦抗体産生能に問題があった。効率よく防禦抗体を産生する抗原として、コバルト60照射により殺菌したコレラ菌は、運動性を保持していることを見出し、従ってM細胞への定着がホルマリン死菌に比べて著名であることを確認した。(3)粘膜免疫を誘導して、効率のよい防禦効果を発揮させるためには、抗原投与に際してのアジュバンドの選択が重要である。コレラ毒素のAサブユニットの活性部位のアミノ酸部位特異的変異法によって置換した無毒変異毒素が、強いアジュバンド活性を持つことを見出した。コレラ毒素由来の無毒変異毒素による粘膜免疫の誘導はThl由来であり、毒素原性大腸菌の易熱性エンテロトキシン(LT)由来の無毒変異毒素による粘膜免疫の誘導がTh2由来であることと異なっていることがわかった。(4)O139型LP合成に関与する遺伝子領域を明らかにし、その解析を行った。1992年10月に出現した新しいコレラ菌O139ベンガル型は、またたく間にインド亜大陸に広がり、近隣諸国へも広がった。カルカッタ市立伝染病院では、1993年の前半、入院コレラ患者からO1型菌が全く分離されなかった。しかしながら、その後1993年末頃から、再びO1型菌が分離されるようになり、1994年1995年では、コレラ患者から分離されるコレラ菌のうち、1020%がO139ベンガル型である。O139ベンガル型菌のワクチン開発のために、まず、コレラ毒素、ZOT, ACE, HLYなどの各種下痢原因毒素遺伝子を持たないO139ベンガル型菌を野生株のなかから探すことと、上述の抗原変換がいかなる機構で起こるかを明らかにする必要がある。まず無毒株の探索については、患者由来の176株のO139ベンガル型菌について調べたが、すべての菌株がコレラ毒素、ZOT, ACE, HLYのすべての毒素遺伝子を保有していた。次いで抗原変換については、まずO1およびO139抗原合成に特異的な遺伝子領域を明らかにし、そのぞれのプローブを2030種ずつ作成した。さらにパルスフィールドゲル電気泳動によって、O139型菌流行以前のO1型菌に、RFLPが類似の菌株が存在しないかどうかを調べたが見つけることはできなかった。ところが、1993年後半から流行しはじめたO1型菌のRFLPは、O139流行以前のO1型菌のRELPとは全く異なり、むしろO139型菌のRFLPと類似していた。このことは、1993年後半から流行しているO1型菌は、以前のO1型菌が再流行したのではなく、O139型菌から抗原変換したO1型菌であることを示唆しており、ワクチン開発菌株の選定とワクチン開発そのものに重要な情報を提供した。新型コレラ菌0139によるコレラは、一時患者数が減少したが、1996年秋からインド亜大陸で再び猛威をふるいつつある。この予防には、0139型に有効なワクチンの開発が必須である。

1.生菌ワクチン候補株の選定:コレラ菌の病原因子として報告されているコレラ毒素(CT),ZOT,ACE,HLYを保有していないO139型菌を作成するため、これらの毒素遺伝子のdeletion mutantを作成した。2.死菌ワクチン候補株の作成:従来、死菌ワクチン株としては、ホルマリンまたは加熱死菌を使用しているが、防禦抗体産生能に問題があった。効率よく防禦抗体を産生する抗菌として、コバルト60照射により殺菌したコレラ菌は、運動性を保持していることを見出し、従ってM細胞への定着がホルマリン死菌に比べて著明であることを確認した。3.粘膜免疫を誘導して、効率のよい防禦効果を発揮さすためには、抗原投与に際してのアジュバンドの選択が重要である。コレラ毒素のAサブユニットの活性部位のアミノ酸を部位特異的変異法によって置換した無毒変異毒素が、強いアジュバンド活性を持つことを見出した。コレラ毒素由来の無毒変異毒素による粘膜免疫の誘導はTh1由来であり、毒素原性大腸菌の易熱性エンテロトキシン(LT)由来の無毒変異毒素による粘膜免疫の誘導がTh2由来であることと異なっていることがわかった。コレラの予防にはワクチンの経口投与が極めて有効である。従来、経口型のコレラワクチンとして、死菌ワクチンと組換え型の弱毒性菌ワクチンが検討されてきた。死菌ワクチンは運動性と粘着性を失活させてしまう加熱とホルマリン処理で作製されたもので、フィールド実験で高い安全性とある程度の感染防御効果が確認されている。本研究では、従来の死菌ワクチンがもつ高い安全性と生菌ワクチンがもつ高い有効性を兼ね備えた全く新しい概念のコレラ粘膜免疫ワクチンを開発することを目標とした。新型コレラ菌0139ベンガル型をCFA寒天培地上で培養後、^<60>Co照射し、死菌体とした。10^910^<10>(CFU)/mlレベルの菌液を用いた場合、1.5×10^5rad以上の^<60>Co照射が必要であった。^<60>Co照射後の死菌体は、650%の残存HA活性を、4365%のレベルでM細胞への粘着能力を、538%の運動性を依然保持していた。^<60>Co照射による殺菌のメカニズムは巨大構造であるDNAの破壊であった。以上の結果、新型コレラ菌0139を^<60>Co照射することによって、死んではいるが、依然粘着性と運動性を保持した状態の菌体を作製することができた。この菌体が示す粘着性はヒトパイエル板M細胞に対しても働くことを確認した。今後、この生菌ワクチンを用いて動物実験を行い、新しい経口型コレラ不活化ワクチンとしての有効性を確認する予定である。
生物無機化学を基礎とした環境化学への挑戦

生物無機化学を基礎として、環境汚染物質や毒物を安全に分解できる手法の提案を行い、バイオインスパイアード環境化学の新分野を開拓する。従来の生物無機化学では金属酵素の反応機構解明や構造・機能シミュレーションに焦点が当たっていた。本研究では、酵素反応のモデル化にとらわれず、応用への先駆けとして環境化学への展開を実施する。これまでの生物無機化学を基礎として、人類の生活に役立つ環境化学へ展開する。
希土類ドープナノファイバーを用いた量子光学デバイスの開発

本研究の目的は,希土類ドープ光ファイバーを延伸したナノファイバーとよばれる素子を用いて,単一光子源などの汎用性の高い量子光学デバイスを開発することであった.しかし,市販の希土類ドープファイバーではわずかに含まれる不純物の影響でナノファイバー化が困難であることが判明した.そこで研究計画を多少変更し,ナノファイバーの周囲に漏れ出すエバネッセント光と気体分子を用いて微弱光での非線形光-物質相互作用の実現を目指すことにした.具体的には,波長1.5ミクロンのアセチレン分子をターゲットとして,ナノファイバーを用いた飽和吸収分光を行い,10mW程度の弱いレーザー光でラムディップを観測することに成功した.本研究の目的は,希土類ドープ光ファイバーを延伸したナノファイバーとよばれる素子を用いて,単一光子源などの汎用性の高い量子光学デバイスを開発することであった.しかし,市販の希土類ドープファイバーではわずかに含まれる不純物の影響でナノファイバー化が困難であることが判明した.そこで研究計画を多少変更し,ナノファイバーの周囲に漏れ出すエバネッセント光と気体分子を用いて微弱光での非線形光-物質相互作用の実現を目指すことにした.具体的には,波長1.5ミクロンのアセチレン分子をターゲットとして,ナノファイバーを用いた飽和吸収分光を行い,10mW程度の弱いレーザー光でラムディップを観測することに成功した.本研究の目的は、(1)希土類ドープファイバーを加熱・伸延し、直径が光の波長と同程度の希土類ドープナノファイバーを開発すること、(2)ナノファイバーをリング状に丸めて微小なリング共振器に加工すること、(3)ナノファイバー中の単一ドープイオンと共振器モードとの量子的相互作用を研究すること、の3点に集約される。平成21年度は主に(1)の希土類ドープナノファイバーの作製に重点を置く予定であったが、ドープファイバー内の不純物の影響で加熱・伸延がうまくいかず、現時点ではナノファイバーの完成には至っていない。不純物はドープファイバーの作成工程の変更で取り除ける可能性があり、現在ファイバーメーカーと打ち合わせを行っている。一方で、通常の(希土類のドープがない)シングルモードファイバーを用いたナノファイバーではリング共振器の作成に成功している。加熱・伸延直後のナノファイバーをたるませ、軽く捻ることで直径数ミリ程度のナノファイバーリングが完成する。その際、自身のファンデルワールスカによってリングの結合部分が自着し、機械的、構造的に安定することも確認された。リング共振器のFSR(フリースペクトラルレンジ)は約300GHz、Q値は20000程度であった。これは今後行う予定の(3)の実験を行う上で、(ドープイオンが存在しないという点を除いて)十分なスペックを持っている。今後、伸延が可能なドープファイバーが作製できれば、それ以降は速やかに研究が遂行できると期待される。本年度の大きな目標のひとつは,希土類ドープファイバーの不純物を極力減らして伸延性を高めた上でナノファイバー化を試みることであった.これはファイバー製造工程の見直しで実現できる可能性があり,ファイバー製造メーカーと慎重に協議を重ねてきた.しかし,製造過程の変更にコストがかかりすぎ,本研究予算では実現することが不可能という結論に達した.そこで当初の研究計画を多少変更し,ナノファイバーの周囲に漏れ出すエバネッセント光と気体分子を用いて非線形光-物質相互作用の観測を目指すことにした.まずは,波長1.5ミクロンのアセチレン分子をターゲットとして通常の(無添加の)シングルモードファイバーを用いてナノファイバーを製作した.さらにこれを真空容器内に設置してアセチレン分子の飽和吸収スペクトルを観測した.通常,アセチレンの遷移強度は非常に弱いため,飽和吸収を観測するためには光共振器や数100mW程度の高出力レーザー光源が必要となる.しかし本研究では,究極的に小さいモード断面積を持つナノファイバーの恩恵により10mW程度の半導体レーザーで飽和スペクトルの観測に成功している.この分光計は,今後重要性が増すことが予想される通信波長帯の光周波数標準に応用できる可能性があり,投稿論文及び国際会議に於いて発表を行った.さらに,より強い光学遷移を持つルビジウム原子をターゲットとして量子的相互作用を観測するべく,ルビジウム原子のレーザー冷却装置及び,超高真空チャンバーを製作した.すでにナノファイバーをこの真空中に導入することにも成功しており,今後ナノファイバー共振器を用いた量子光学実験が実現できると考えられる.
メタンの新規活性化法とファイン化学変換反応の開発

新しいプロピレン合成法を見出した。そのひとつは,銀イオン交換を用いたエチレン共存下でのメタン転化反応である。もうひとつはプロトン交換ゼオライトによるエチレン転化反応である。銀イオン交換ゼオライトではメタンが不均等解離し, CH_3^+が生成する。これは400°C付近でエチレンと反応してCH_3CH^+CH_3を生成する。メタンが転化していることは, ^<13>CH_4とCH_2=CH_2とを反応させると^<13>CC_2H_6が生成することから支持された。一方,プロトン交換ゼオライトではC_3H_6が生成し, ^<13>CC_2H_6が生成しない。この結果はプロトン交換ゼオライトではエチレンからプロピレンが生成していることを示している。エチレン共存下でメタンの高級炭化水素への転化反応において,反応初期過程で起こるメチルカルベニウムイオンの生成とそれに続くプロピレンの生成機構を調べた。即ち,Ag-Y, Ag-A及び銀イオンで修飾したH-ZSM-5ゼオライトを触媒として,^<13>CH_4の転化反応をエチレン共存下で行なうとプロピレンと水素が生成し,しかも^<13>Cをひとつだけを含むプロピレン(^<13>CC_2H_6)と水素が生成した。こうした実験結果はメタンとエチレンとの反応によってプロピレンと水素が生成していることを示している。エチレン共存下でのメタンの炭化水素への転化反応は,銀イオン以外の金属イオンで修飾したH-ZSM-5ゼオライトでも進行する。即ち,^<13>CH_4の転化反応をエチレン共存下で行なうと,^<13>CC_2H_6と水素が生成した。また,メタンとして^<13>CH_4を用いるとベンゼンとも反応してトルエンを生成した。以上の実験結果を基に,金属イオンによるメタンの活性化機構を提案した。この研究によってメタンをはじめとするアルカンの新しい活性化法を提案できる可能性がある。一方,H-ZSM-5などのプロトン交換ゼオライトではエチレンだけが反応し,プロピレンなどの炭化水素を生成する。即ち,プロトン交換ゼオライトでは,メタンの転化反応が進行しない。従って,プロトン交換ゼオライトによって生成するエチルカチオンは,メタンと反応しないと結論できる。そこで,エチレンからプロピレンを選択的生成する触媒の探索を行った。なかでもSAPO-34を用いると選択的にプロピレンが生成することを見出した。反応温度400°Cでエチレンを反応させると,エチレン転化率がおよそ75%以下では,プロピレン選択率が80%以上であった。このときプロピレンの最高収率は55%に達した。昨年度の研究において,銀イオン交換ゼオライトによってCH_4が活性化できることを明らかにした。言い換えると,ゼオライトの細孔内に生成した銀イオンクラスターによって,メタンのC-H結合が不均等解離を起こし,CH_3+と銀-ヒドリド種を生成する。生成したCH_3+はエチレンと反応してプロピレンを生成する。このとき銀-ヒドリド種は反応中に生成した酸性プロトンと反応し,水素を生成すると同時に銀イオンクラスターが再生することによってメタンとエチレンからのプロピレン生成反応が触媒的進行する。銀イオンでなくともメタンと反応して金属-ヒドリドを形成する金属イオンであれば,メチルカルベニウムイオンが生成するはずである。更に,金属-ヒドリドが酸性プロトン反応すれば,触媒的にメタンの活性化が起こると予想される。そこで種々の金属イオン交換ZSM-5ゼオライトを用いてCH_4転化反応を行った。メタンとエチレンの分圧はそれぞれ33.8kPaである。メタン転化率、生成物分布が用いた金属イオンの種類に大きく依存した。反応温度400°CにおけるCH_4転化率の活性序列は以下のようになった。In(14.0%)>Ag(13.2%)>Mo(9.5%)>Fe(7.8%)>V(7.6%)>Ga(6.9%)>Pd(5.5%)>Pb(5.4%)>La(2.5%)>Zn(1.8%)このように銀イオン以外の金属イオンでもCH_4の活性化が起こることが明らかとなった。更に,Inイオン等でイオン交換をしたZSM-5を触媒として^<13>CH_4の転化反応をエチレン共存下で行なうとプロピレンと水素が生成し,しかも^<13>

Cをひとつだけを含むプロピレン(^<13>CC_2H_6)と水素が生成することからも明らかとなった。Ag-Y, Ag-A及び銀イオンで修飾したH-ZSM-5ゼオライトを触媒として, ^<13>CH_4の転化反応をエチレン共存下で行なうとプロピレンと水素が生成し,しかも^<13>Cをひとつだけを含むプロピレン(^<13>CC_2H_6)と水素が生成した。こうした実験結果はメタンとエチレンとの反応によってプロピレンと水素が生成していることを示している。エチレン共存下でのメタンの炭化水素への転化反応は,銀イオン以外の金属イオンで修飾したH-ZSM-5ゼオライトでも進行する。即ち, ^<13>CH_4の転化反応をエチレン共存下で行なうと, ^<13>CC_2H_6と水素が生成した。また,メタンとして^<13>CH_4を用いるとベンゼンとも反応してトルエンを生成した。以上の実験結果を基に,金属イオンと酸性プロトンの二元機能によるメタンの活性化機構を提案した。銀イオンをはじめとする金属イオンと酸性プロトンとの二元機能触媒によって, CH_4からCH_3^+を発生させる手法は,新規なカルベニウムイオンの生成法である。メタンはアルケンや芳香族化合物の炭素ユニットを,一つ以上大きくするメチル化剤として使用することができる。さらに金属イオンの種類を代えることや酸性プロトンの性質や細孔径を制御することによって,生成する炭化水素の選択性を制御できる可能性を秘めている。プロピレンを選択的に合成するには,細孔径が小さく,酸強度が弱いプロトンとAg^+などの金属イオンが共存するゼオライトが適している。また,金属イオンと酸性プロトンとの二元機能触媒によってメタン以外のアルカンからアルキルカルベニウムイオンを生成する可能性もある。即ち,この研究によってメタンをはじめとするアルカンの新しい活性化法を提案できる可能性がある。
先天性腎尿路疾患における新規原因遺伝子の探求

CAKUTの新規遺伝子解析であることから、対象から同意を得るため以下の問題があった。1患者において臨床的意義が少ないこと、2家族内のCAKUT検査を全例必要であること、3小児を含めて家族全員の検体が必要であること。これら問題点を克服し、同意を得ることができた。2家系の検体採取を行い、必要なDNA量を確保できたため、解析を進めている。エクソームにおいてCAKUTや腎疾患を含めた128遺伝子以外のtruncating mutationの確認を行う。またGenotypingにおいて、欠失やLOHの存在を確認し、CAKUTとの関与がないかを検討する。以上を行ったうえで、2家系において常染色体優性遺伝、常染色体劣性遺伝、X連鎖型遺伝の形式をもとに連鎖解析を行う予定。エクソーム解析とアレイ情報による統計解析に費用が生じるため、次年度使用額を担保できるようにしました。次年度はあらゆる可能性について統計的解析を実施したいと考えている。
Twin-Frame 型移動システムにおける多様的移動形態の獲得

必要最小限の自由度を有するロボットを用い,平面上を移動するための方法について検討を行った.腰部に2自由度運動を生成するアクチュエータのみから構成されるロボットを製作し,これを用いて平面上の移動を実現した.腰部における適切な2自由度運動により,平面上における歩行動作を確認した.本研究では,同一機構によって歩行型移動動作,車輪型移動動作を実現するTwin-Frame型移動システムにおいて,従来行われていない,真に同一の機構を用い様々な不整地上の状況に適した移動手法を選択し移動する,という適応的移動手法を獲得することを最終目的としている.新たに開発する汎用型のTwin-Frame型移動システムでは,移動する不整地の状況に応じて適した移動方法を自律的に選択することができるようになる.前年度までに開発した腰部に直交2軸の関節のみを備えた単純なモデルで構成されるTwin-Frame型移動システムを使用し,腰部関節の協調動作により歩行動作を実現した.本体左右方向に対する揺動運動に対して周期の異なる波形を前後方向への屈曲運動へ入れることで前後方向へのバランスを取りながら歩行動作を実現するものである.さらにこれに対して,本体に搭載された姿勢センサによるセンサフィードバックの有効性を,コンピュータシミュレーションにより確認した.これらの結果は,上体の運動のみで本体を様々な方向へ移動させることが可能であることを示している.接地点を適切に選択することにより,バランスを取りながらの移動が可能であるためである.また同時に,移動に関してのみならず,バランス制御の観点からも接地点である足裏形状を十分に検討する必要があることも示している.以上のように,少ない自由度すなわち少ないエネルギー消費で,本体の揺動運動を効果的に使用することによる,様々な方向への移動に関する実現可能性を確認した.必要最小限の自由度を有するロボットを用い,平面上を移動するための方法について検討を行った.腰部に2自由度運動を生成するアクチュエータのみから構成されるロボットを製作し,これを用いて平面上の移動を実現した.腰部における適切な2自由度運動により,平面上における歩行動作を確認した.本研究では,同一機構によって歩行型移動動作,車輪型移動動作を実現するTwin-Frame型移動システムにおいて,従来行われていない,真に同一の機構を用い様々な不整地上の状況に適した移動手法を選択し移動する,という適応的移動手法を獲得することを最終目的としている.新たに開発する汎用型のTwin-Frame型移動システムでは,移動する不整地の状況に応じて適した移動方法を自律的に選択することができるようになる.当該年度においては,腰部に直交2軸の関節のみを備えた単純なモデルを作成し,この2関節に取り付けたアクチュエータを協調して動作させることで,揺動運動から歩行動作をを実現するTwin-Frame型移動システムを作成した.実際に歩行動作が可能であることを,コンピュータシミュレーション並びに実機を使った歩行実験によって確認した.この結果は,上体の運動のみで歩行動作が実現可能であることを示している.通常の2足歩行ロボットの多くは,各関節のアクチュエータをあらかじめ決められた協調制御により歩行動作する.倒れこみを抑止する様に各関節を制御しながら歩行するため,エネルギの損失が大きい.しかし実際の人間の歩行では,体の持つ質量を利用して倒れこむような動作を周期的に行い,エネルギ消費を少なく抑えている.本結果は,少ない自由度すなわち少ないエネルギー消費で,本体の揺動運動を効果的に使用することにより,人間の歩行動作と同様の原理による歩行動作の実現可能性を示唆している.従来行われていない,真に同一の機構を用いた様々な不整地上の状況に適した移動手法を選択し,適応的な移動手法を獲得する手法を検討するため,現在までに単純な構造で多彩な移動手法を実現するためのTwin-Frame型の移動システム2種類を作成した.1つは,単純な構造により,歩行動作を実現する機体であり,重心位置を2自由度で励振させることにより本体に揺動動作を誘発させ,これを効果的に利用することで3次元平面内をある程度の制約条件下で自在に移動させる可能性があることを示すものである.なおその制約条件の追求に関しては現在研究を行っているところである.またもう1つは,全6自由度を有するTwin-Frame型の機体である.これは移動のための運動制約条件を若干緩和したものである.歩行運動実現のための軌道生成パターンは少なくとも現在の所,数種類に及ぶことが確認され,現在適切な運動パターン生成に関する研究に着手し始めたところである.現在までに得られた結果を基に,自律的な移動形態の選択法に関する研究を遂行する.そのために,多様的な移動形態に関する移動効率・速度などの指標に対する測定を行う.そして,主に歩行型・車輪型の2種類のから適応的に移動手法を選択するための手法開発に関する研究を行っていくこととする.また,これらの手法を実際のロボットで具現化するために必要な現実的な問題としては,自己姿勢や接地状況を判断するための信号処理技術であると考えている.中でも,脚の切り替え時や歩行と車輪移動の切り替え時など,接地状態が大きく変化する際に加わる衝撃力に対する力覚センサなどの信号処理が重要であることが分かりつつある.そのため,ある程度の大きさを有する機体を作成し,実際にそれらを制御しながら対地適応性向上のためのセンサ信号処理技術を確立していく.最終的には,開発したこれら全ての技術を集約し,不整地上において歩行動作と車輪型移動動作を自律的に切り替え移動していくロボットとして結実させる.始めに,現在までに得られた知見並びに現在解析中に結果より,同一機構を用いた車輪型・歩行型の切り替え運動を実現する機体の作成を行っていく.