hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運転支援システム動作状況において前方監視を行っているドライバ行動に関する研究

本研究では,実際の高速道路におけるSAEレベル2による運転時のリスクとそのときのドライバ行動の分析を試みた.高齢ドライバ15名と一般ドライバ15名が走行実験に参加した.主な結果を以下にまとめる.・レベル2機能使用時に合流車を回避するためのオーバーライドが一般ドライバ,高齢ドライバとも多く計測された.そのとき,合流車を回避する運転行動として一般ドライバは車線変更を選択していたのに対し,高齢ドライバはブレーキによる減速を選択した.通常運転時は,両者とも車線変更が多く,高齢ドライバのみレベル2機能使用時に回避がブレーキによる回避となった.・右サイドミラーとルームミラーのドライバの注視回数と注視時間から,一般ドライバの方が,レベル2機能使用時であっても周囲の交通状況を認知する運転行動を多く行っていた.注視回数における年齢差は大きくなかったが,一般ドライバはレベル2機能使用時にミラーの注視時間を長くしていた.・主観評価において,一般・高齢のドライバの比較を行ったところ,レベル2機能の操作やその動作確認が高齢ドライバは一般ドライバより難しいと感じていた.また,レベル2機能を使った運転で高齢ドライバの合流車への確認意識が低くなっていた.一方,レベル2の機能を使った運転については両年齢グループとも信頼感が高く,車両動作への違和感も小さかった.以上から,高速道路における準自動運転車による走行調査から,高齢ドライバの方が一般ドライバより準自動運転車を使った走行時に交通状況に関する周辺認知レベルの低下とそれによるリスクが懸念される結果となった.今後,実際の道路における準自動運転時のリスク,特に高速道路における合流時のリスクを継続的に調査し,そのリスクが事故として顕在化しないよう自動運転システム側および道路側からの具体的な対策につなげることが重要である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ACC搭載車の体験走行環境を通して,高齢運転者の運転支援装置の受容性などの関する主観的評価を試みた.体験走行では,ACCの動作に慣れることを考慮し,1時間以上の追従運転を5台の車両による隊列走行の中で運転する条件を設定した.32名の高齢運転者が,体験走行に参加した.高齢運転者は,ACC体験走行前後に運転支援装置に関する6項目について主観評価した.6項目中4項目で有意に運転支援装置に関する項目の評価が高くなった.一方、体験走行後も3割の実験参加者が運転支援装置についての抵抗感が残った。体験走行前に「わからない」と回答した実験参加者の4割が,体験走行後に「抵抗を少し感じる」と評価した.このような評価の中で,実験参加者間の個人差は大きかった.個人的にADASの評価が高くならなかった理由として,体験走行時のACCトラブルによる影響が大きいと推察された.次に,ACC装置そのものと,ACC車を使ったときの運転に対してどの程度安心できたかを評価した.ACC車の体験走行により,多くの高齢運転者の運転支援装置に対する受容性・安心度は高くなった.その中で,ACCのシステムOFFが運転支援装置に対して信頼感を持てない原因となり受容性・安心度が低くなる場合が見られた.また,自身の運転に運転支援装置は不要というような考え方から,運転支援装置を受け入れない場合もみられた.今後,高齢運転者への運転支援装置の普及には,こういった走行体験の場を増やす一方,操作性のよい運転支援装置が必要であり,個々のドライバの考え方を把握していくことが一層重要になると言えた.公道上で自動走行システムを搭載した車両が走行する社会がまじかに迫っている。一方、高齢ドライバが自動運転者を適切に操作できるおか、操作の失敗による新しい事故リスクが発生しないかについての知見はほんどない。初年度の研究から、高齢ドライバ32名を対象に体験走行を行い、高齢運転者であっても90%程度の実験参加者は自動運転装置に順応し、れを使ったときのメリットについて高く評価した。このような知見を初年度に得られたことから順調に進展していると評価した。自動運転により、交通事故件数の減少、ドライバの疲労軽減などが期待されているが、ドライバがシステムを過信しすぎることで、事故を回避できないという恐れがある。完全な自動運転でない以上、事故の責任は人間が持つため、ドライバは常に周辺に注意を払う必要がある。そこで本研究では、現在普及している準自動運転を想定した仮想運転環境を構築し、ドライバがシステムを過信せず、事故を回避する運転ができるのかについて調査した。本研究の仮想運転環境は、FORUM8のUC-win/Road Ver.11.1.0(ドライビングシミュレータ)を用いて構築し、実験区間として北海道の苫小牧東IC恵庭IC(全長約23km)を作成した。6575歳の高齢者16名、1922歳の大学生18名の計34名が実験に参加した。実験参加者は、前方へ割り込む車両やICで流入する車両の有無、それらの車両が発生するタイミングが異なるコースを複数回走行した。実験の結果、高齢者が流入車両を回避しようとした際に、31%が咄嗟に走行モードの切り替えができない「切り替え失敗」であり、システムを正しく使用することが出来なかった。高齢者は流入車両を回避するのに31%が「減速」した一方で、「加速」した者はおらず、必ずしも状況に応じた行動がとれていないことがわかった。一方、若者は、流入車両を回避するために17%が「減速または減速とハンドル操作をした」、22%が「加速または加速とハンドル操作をした」を選択した。このことから、状況に合わせて減速と加速を使い分け、流入車両を回避していたことが示唆された。

しかし、流入車両が近づいてきても44%が流入車両を回避しない「無操作」を選択しており、システムを過信しがちであることが示唆された。準自動運転とすることから、それにより起きる状況に応じた行動がとれないケースが発生しており、新たなリスクとなりえることが本研究から明らかになった。公道上で自動運転システムを搭載した車両(以降、レベル2)が多くなりはじめている。レベル2の自動運転システムを搭載した車両の普及は、道路の効率的な利用や事故減少に寄与することが期待されている。一方、レベル2の車両を運転中、ドライバは周囲やシステムの監視タスクを分担し,いつでも短時間で全運転タスクを受け取れるように常に準備していなければならない。しかし,レベル2利用において、ドライバの覚醒度が低下したり、過信が起こりやすく、新たなリスクとなる可能性がある。そこで、以下を目的とし研究を実施している。1)実車を用いた自動運転システム(レベル2)の受け入れに関する研究、2)ドライビングシミュレータを用いた自動運転システム(レベル2)の利用時におけるリスク評価。1年目の研究から、ACC車の体験走行により,多くの高齢運転者の運転支援装置に対する受容性・安心度は高くなった.その一方で,ACCのシステムOFFが運転支援装置に対して信頼感を持てない原因となり受容性・安心度が高くならなかった場合が見られた.走行体験の機会が受容性を高めることになる可能性を示唆できたが,体験時の運転支援装置を正しくかつエラーなく使ってもらう一層の工夫が必要と言えた.2年目の研究から、ドライビングシミュレータにより仮想運転環境を構築し、6575歳の高齢者16名、1922歳の大学生18名の計34名が、前方へ割り込む車両やICで流入する車両の有無、それらの車両が発生するタイミングが異なるコースを複数回走行した。準自動運転とすることから、それにより起きる状況に応じた行動がとれないケースが発生しており、新たなリスクとなりえることが明らかになった。前述の目的に対応する結果を得てきたことから、おおむね順調に進展していると判断した。本研究では,実際の高速道路におけるSAEレベル2による運転時のリスクとそのときのドライバ行動の分析を試みた.高齢ドライバ15名と一般ドライバ15名が走行実験に参加した.主な結果を以下にまとめる.・レベル2機能使用時に合流車を回避するためのオーバーライドが一般ドライバ,高齢ドライバとも多く計測された.そのとき,合流車を回避する運転行動として一般ドライバは車線変更を選択していたのに対し,高齢ドライバはブレーキによる減速を選択した.
ヒト血管内皮前駆細胞の可塑性に起因するがん微小環境の異常とその制御

成人末梢血から分化誘導培養によって得た血管内皮前駆細胞(EPC)を用いて、がん細胞とEPCの相互作用の分子機構を解析した。膵がん細胞はEPCにおけるPTCH1の発現を促し、腫瘍血管新生におけるHedgehog(Hh)経路の関与が示唆された。Sonichedgehog(SHH)を過剰発現させた293細胞のconditioned medium(CM)はEPCにおけるVEGFやAng-1などの血管新生因子の発現を顕著に増強した。さらに、SHHを高発現するヒト膵がん細胞株由来のCMもEPCにおけるVEGFを誘導し、これは中和抗体ならびにcyclopamineなどHh経路の阻害により抑制された。同時に、CM刺激を施したEPCとHUVECとのco-cultureによる管腔形成の促進効果もHh阻害によって抑制された(Cancer Sci2008)。一方、ヌードマウス皮下腫瘍モデルをcyclopamine処理することで、腫瘍縮小のみならず血管新生が著しく抑制された。GFPマウスをドナーとした骨髄移植ヌードマウスを用いて同様の実験を行い、腫瘍内へのEPCをはじめとする骨髄由来細胞の動員が減少することも確認された。また、Hh阻害により腫瘍血管の狭小化・断片化がみられ、SHHはEPCを介して腫瘍血管の成熟過程に関与することが示唆された(投稿準備中)。ヒト膵癌では、癌細胞のみならず腫瘍血管内皮細においてもPTCH1の発現が認められることから、SHHは重要な治療標的となると考えられる。腫瘍血管を含むがん微少環境の形成には骨髄が深く関与しており、これらの適切な制御にはその成り立ちの理解が鍵となる。現在、異なる癌腫間でみられるEPCの活性化機構の違いを網羅的な解析を進めると共に、がんと骨髄とのクロストークの分子機構の解明するモデルを構築している。がん患者および健常者の末梢血より血管内皮前駆細胞(EPC)を分離・培養した。がん患者では健常者に比較して単位血液体積あたりのEPC数が多い傾向にあったが、健常者はもとよりがん患者由来のEPCにも染色体異常は認めなかった。またがん患者のEPCにおける血管新生関連遺伝子群の発現パターンを健常人と比較したが、両群に明らかな差は認められなかった。現在、同様のがん細胞由来のEPC活性化因子を網羅的に探索すると同時に、がん細胞によるEPC活性化機構を様々な癌種で比較するために、EPCにおける遺伝子発現の変化をマイクロアレイを用いてデータベースの作製を行っている。
新奇糖脂質の生合成経路の発見を基盤とした抗真菌性抗生物質の探索

我々は抗真菌性の抗生物質オーレオバシジンAがケカビやクモノスカビなどの接合菌類に対して全く効果を示さないことを見出すとともに、その細胞膜を構成するスフィンゴ糖脂質の新しい生合成経路を発見し、それを阻害する物質が新規な抗生物質となり得ると考えて、糖脂質糖鎖を合成するガラクトース転移酵素の阻害物質を探索した。先ず、クモノスカビのガラクトース転移酵素遺伝子を動物細胞や酵母を宿主として形質転換を試みたが成功しなかった。また、ケカビのミクロソームを粗酵素として阻害物質を調べたが、α-メチルグルコシドにのみ、僅かな阻害活性が見られた。麹菌の酵素の遺伝子クローニングも試みたが、異なる酵素が得られた。我々は抗真菌性の抗生物質オーレオバシジンAがケカビやクモノスカビなどの接合菌類に対して全く効果を示さないことを見出し、それらの細胞膜を構成するスフィンゴ糖脂質が他の真菌類とは全く異なることを見出すとともにスフィンゴ糖脂質の新しい生合成経路を発見した。接合菌類には病原性の真菌も含まれるので新しい糖脂質合成経路を阻害する物質が新規な抗生物質となり得る可能性がある。そこで、接合菌類の細胞膜を構成するスフィンゴ糖脂質の糖鎖を合成する酵素であるガラクトース転移酵素の活性を阻害する物質を探索した。昨年度よりRhizopus oryzaeのガラクトース転移酵素の遺伝子を動物細胞や酵母などを宿主とした形質転換を試みて来たが成功には至っていない。そこで、ガラクトース転移酵素の粗酵素標品について、ラベルしたUDP-ガラクトースを基質として用いて酵素反応を行い、さまざまな物質について阻害活性を調べた。ガラクトース、マンノース、フラクトース、ラクトース、メチルグルコシド、メチルマンノシド、α-サイクロデキストリンなどの糖およびその誘導体について阻害活性を調べたところ、α-メチルグルコシドについてのみ、僅かな阻害活性が見られた。これはUDP-ガラクトースのUDPとガラクトースがα-結合しており、メチル基とグルコースがα-結合しているメチル-α-グルコシドが競合阻害したと推察される。一方、スフィンゴ糖脂質の糖鎖生合成の初発酵素であるセラミドガラクトシル転移酵素は脂質セラミドにガラクトースを転移する酵素であり、Aspergillus oryzaeにその存在が示唆されている。そこで、接合菌類のガラクトース転移酵素と比較するために、本酵素の遺伝子クローニングと酵母Pichia pastorisへの異種発現を試みた。その結果、単離した候補遺伝子はSterol glucosyltransferaseであることが明らかになった。抗真菌性の抗生物質であるオーレオバシジンAは動物細胞には見られないフィトスフィンゴシン塩基を構成成分とする細胞膜の構成糖脂質の生合成酵素を阻害することによって真菌の生育を阻止することが知られている。しかし、我々はケカビやクモノスカビなどの接合菌類が本抗生物質による生育阻止が見られず、新規な糖脂質生合成経路を有することを見出した。そこで、病原性真菌などが含まれる接合菌類の新規な糖脂質生合成経路を阻害する抗生物質を見出すことを本研究の目的とした。すなわち、脂質のフィトセラミドに糖鎖が伸長する過程の初発酵素であるガラクトース転移酵素の阻害物質を見出して接合菌類に対する抗生物質として応用することを企てた。先ず、マウス由来の既知のガラクトース転移酵素の遺伝子配列を基にしたバイオインフォマティクス解析により、接合菌類において全ゲノム解析が行われているRhizopus oryzaeのゲノム配列上に高い相同性をもつ候補遺伝子を探索した結果、相同性の高い4種類の酵素を見出した。そこで、R. oryzaeから抽出したゲノムをテンプレートにしてPCRを行い、増幅した3種類の遺伝子を得た。これらの遺伝子について、動物細胞や酵母などを宿主とした形質転換を試みたが、目的のガラクトース転移酵素の発現は見られなかった。現在、ケカビのMucor hiemalisの菌糸よりガラクトース転移酵素タンパク質の精製を試みている。接合菌類のガラクトース転移酵素の取得について、マウス由来のガラクトース転移酵素の遺伝子配列を基にしたバイオインフォマティクス解析とPCRによる遺伝子増幅によって、R. oryzae由来の3種類の候補遺伝子を得ることができたが、動物細胞(CHO細胞)や酵母(Saccharomyces. cerevisiae, S. pombe, Pichia pastoris)、Aspergillusoryzae、Mortierella alpineなどを宿主とした組換え酵素の発現については、目的の酵素を得ることができなかった。それ故に阻害物質を検索することができず、研究の進行が遅れている。大腸菌を用いた組換え酵素の発現には未だ至っていないので、それが実現できれば研究の大きな発展が期待できる。一方、遺伝子の取得ができなかった場合に予定していた酵素タンパク質の精製の実験を始めており、酵素の反応条件を検討しているので、これに関する研究については今後の進展が期待できる。

平成24年度に得られた結果を基にして、大腸菌の発現系によるガラクトース転移酵素の組換え酵素の発現を試みる。また、ガラクトース転移酵素の最適な活性条件を検討するために至適温度、反応時間、酵素濃度、金属イオンの影響などについて、フィトセラミドとUDP-ガラクトースを基質として調べる。最適な酵素活性のアッセイ法による酵素阻害物質の検索方法を確立した後、従来の計画通り、阻害剤を探索して、その構造解析を行う。該当なし
トランスジェニックマウスを利用したタ-ミナルトランスフェラ-ゼ遺伝子発現機構の解析

タ-ミナルトランスフェラ-ゼ(TdT)遺伝子のin vivoにおける発現機構を解明するためにトランスジェニックマウスを用いて解析を進めている。すでにTdT遺伝子のキャップ上流域をクロ-ン化し、キャップ上流1000bpが発現に重要であることを決定しているので、この領域がマウス個体内でプロモ-タ-として働くか否かをまず第一の実験対象とした。特に、B細胞特異的に発現をコントロ-ルしていると推定されるエンハンサ-がこの領域に存在することから、B細胞では発現が観察されると予測される。しかし、T細胞での発現もこの領域によって支配されているか否かは不明である。我々の実験ではこの点が明確になると期待される。この目的のためのプラスミドの作成を試み、推定されるプロモ-タ-にレポ-タ-遺伝子であるβーガラクトシダ-ゼ遺伝子を連結させ、さらにTdTcDNAの3'非翻訳領域をつないだプラスミドを構築した。作成したプラスミド(TG2)を大量精製した後、制限酵素ScaIとPst1で消化し、得られたDNA断片をマウスの胚細胞に導入している。現在、トランスジェニックマウス作成の最終段階に入っている。TdTの遺伝子発現機構の解明は、キャップを含む領域、即ちイニシエ-タ-が重要な役割りを担っていることが判明したことで新しい局面を迎えている。我々の構築したプラスミドTG2は、このイニシエ-タ-領域をも含んでいるので、基本的遺伝子発現には支障ないと考えられる。また、TdTの遺伝子発現には、mRNAの翻訳時にも重要な調節機構が働いていることがヒト及びマウスのcDNA発現実験から推定された。我々は、この翻訳時における調節機構を解明するための一連のプラスミドを作成した。特に、5'非翻訳領域の構造と機能の関連が明らかになると期待される。タ-ミナルトランスフェラ-ゼ(TdT)遺伝子のin vivoにおける発現機構を解明するためにトランスジェニックマウスを用いての解析を行なっている。まずゲノムTdT遺伝子の解析に基づき、本遺伝子はキャップ上流域とその下流域(1000bp)が発現に関与している可能性を、TdT遺伝子そのものをリポ-タ-するプラスミドを構築した後、COS細胞で発現させることによって明らかにした。この可能性をさらにin vitroでの詳細な実験によって確めるために、このDNA領域をエキソヌクレア-ゼBal31で短いDNA断片に消化し、得られたDNAをCAT遺伝子の上流に連結したプラスミドを構築した。このプラスミドをCOS細胞を含む種々の培養細胞に導入発現させ、より詳細なTdT遺伝子発現の解析を進めている。一方、トランスジェニックマウス作成のためのプラスミドの構築を同時に行い、マウスTdTをすべての組織で発現させるためのプラスミド(pHSE3')を完成させた。プロモ-タ-として各組織での恒常的発現が確かめられているHー2K遺伝子プロモ-タ-,エンハンサ-はIgエンハンサ-を用いた。TdT発現解析用のプラスミド作成を現在行っており、リポ-タ蛋白質としてβーガラクトシダ-ゼを選択し、作成の最終段階に入っている。相同的組換えによるTdT遺伝子の特異的破壊によってTdTの生理機能を直接的に証明するためのプラスミドも構築した。マウスゲノムTdT遺伝子のエクソンイントロン構造を部分的に決定し、第3エクソンのAvaI部位に指標となるNeo遺伝子を組み入れたプラスミドを作成した。現在、ES細胞へトランスフェクションして相同的組換えによるTdT遺伝子の特異的破壊を行っている。

タ-ミナルトランスフェラ-ゼ(TdT)遺伝子のin vivoにおける発現機構を解明するためにトランスジェニックマウスを用いて解析を進めている。すでにTdT遺伝子のキップ工流域をクロ-ン化し、キャップ上流1000bpが発現に重要であることを決定しているので、この領域がマウス個体内でプロモ-タ-として働くか否かをまず第一の実験対象とした。特に、B細胞特異的に発現をコントロ-ルしていると推定されるエンハンサ-がこの領域に存在することから、B細胞では発現が観察されると予測される。しかし、T細胞での発現もこの領域によって支配されているかは不明である。我々の実験ではこの点が明確になると期持される。この目的のためのプラスミドの作成を試み、推定されるプロモ-タ-にレポ-タ-遺伝子であるβーガラクトシダ-ゼ遺伝子を連結させ、さらにTdT cDNAの3'非翻訳領域をつないだプラスミドを構築した。作成したプラスミド(TGー2)を大量精製した後、制限酵素ScaIとPst1で消化し、得られたDNA断片をマウスの胚細胞に導入している。現在、トランスジェニックマウス作成の最終段階に入っている。TdTの遺伝子発現機構の解明はキャップを含む領域、即ちイニシエ-タ-が重要な役割りを担っていることが判明したので新しい局面を迎えている。我々の構築したプラスミドTGー2は、このイニシエ-タ-領域も含んでいるので、基本的遺伝子発現には支障はないと考えられる。また、TdTの遺伝子発現には、mRNAの翻訳時にも重要な調節機構が働いていることがヒト及びマウスのcDNA発現実験から推定された。我々は、この翻訳時における調節機構を解明するための一連のプラスミドを作成した。特に5'非翻訳領域の構造と機能の関連が明らかになると期持される。
冷戦期ディストピア表象における集団的記憶と終りの意識の研究

本研究では、1)公開されたアーカイヴにアクセスすることにより、1950年代に活躍した作家たちの第二次世界大戦における経験と記憶を、作家の自筆原稿、手紙、同時代の言説を参照しながら可能な限り再構築を試みる。2)そのうえで、作家たちが戦争体験について沈黙せざるをえなかった集団的記憶とは何であったか、3)エンディング構造のテクスト分析を行うことで、諸テクスト間に通底する「終りの意識」を明らかにしたい。まずはジャンルの異なる三人の作家(William Golding, John Wyndham, Mervyn Peake)の諸テクストを起点として、徐々に対象を広げていく予定である。
準巨視的量子重ね合わせ状態の生成・制御・検出技術の研究

連続波スクイーズド状態から任意の時間t1, t2において光子を一個ずつ抜き取る操作を実現し、偶・奇の両パリティのシュレーディンガーの猫状態を自在に生成する技術を開発した。特に、100ns程度のコヒーレンス時間内で時間間隔t2t1を変化させることにより、シュレーディンガーの猫状態の振幅サイズを増強できることを見出し、その機構が2つの異なる時間波形モードからの識別不可能な2光子抜き取り過程が量子的に干渉に起因すること解明した。今年度の目標は、スクイーズド光からわずかに分岐したトリガービームを2つの光子検出器で測定し、2光子同時検出事象によって条件付けされる重ね合わせ状態を生成・観測することである。これまでの1光子検出事象トリガーによる実験とは異なり、2光子検出事象のトリガーレートが格段に低くなるため、実験の難易度も急激に高くなる。光源、トリガー光子検出器回路、重ね合わせ状態評価用ホモダイン回路、及び系全体の安定化回路の各特性を詳細に調べた結果、非古典的効果を顕著に引き出すためには、安定化回路の特性を当初予想より格段に向上させることが必須と判明した。そこで、スクイージングレベルを向上させるかわりに、位相ロックの手法を抜本的に見直すこととした。具体的には、これまで回転式光学チョッパーにより500Hz周期で光子検出モードと位相ロックモードを切り替えていた方式を、音響光学変調器2台の組み合わにより10kHz周期で切り替える方式に変更した。さらに、状態評価用ホモダイン回路での位相マーカーを少ないトリガーレートでも正確の付けられる手法を開発した。これによってデータ取得時間は、当初予定の10倍からさらに1000倍まで伸延することに成功した。その結果、2つの光子の検出時問の間隔を自在に100ns程度の範囲で自在に選ぶことが可能になった。そして、2光子検出の時間間隔を最適化することによって、これまで知られていなかった新しい量子干渉制御が可能であることを見出した。理論解析を進めた結果、2光子検出の時間間隔がスクィージングの相関時間と同程度となる領域で、時間対称モードと時間反対称モードからの識別不可能な2光子検出過程が量子的に干渉し、時間差ゼロの2光子同時検出よりさらに大きな重ね合わせ状態を生成できることが実証できた。その予備的な成果を国際会議で発表し、現在、4編の論文に執筆中である。コヒーレント状態は光子が単一モードにボーズ凝縮した状態で、損失があっても干渉性が失われないため、光通信の理想的搬送波状態である。一方、スクィーズド状態は光子対のボーズ凝縮状態で、線形分波器で干渉させることで巨視的量子もつ状態を生成できるため、量子情報技術で本質的な役割を演ずる。これらの光子凝縮状態の量子重ね合わせ状態を自在に生成・制御できるようになれば、光の潜在能力を極限まで引き出す究極の量子情報通信を実現できる。本研究の目的は、光子凝縮状態の量子重ね合わせ状態を生成・制御する技術の開発である。そのためには、従来技術には無い低損失かつ高次の非線形相互作用を実現する必要がある。本研究では、スクイーズド状態から光子を抜き取る操作によってこれを実現した。具体的には、スクイーズド状態からわずかに分岐したトリガービームを2つの光子検出器で測定し、光子が検出された時のみ入力のスクイーズド状態を適切な時間フィルタによって選択的に観測することで実現する。用いたスクイーズド状態は、100ns程度のコヒーレンス時間を持つ連続波である。2つの光子の検出時間をt1,t2とする。時間間隔t2-t1を0からコヒーレンス時間の100ns程度まで徐々に増やすことによって、量子重ね合わせ状態の振幅を増強できることを見出した。この振幅増強された重ね合わせ状態は、t1とt2にピークを持って広がったダブルピークの時間対称パケットに生成される。一方、このパケットと直交する反対称パケットには振幅の小さなスクイーズド状態が存在する。重ね合わせ状態の振幅増強は、対称パケットと反対称パケットからの識別不可能な2光子抜き取り過程が量子的に干渉することで生じていることが理論解析によって明らかになった。これは時間領域における光子凝縮状態の新たな量子干渉現象である。成果は主要な国際会議の招待講演や4編の査読論文で発表した。
超高密度光磁気記録媒体における表面磁気光学効果の成膜中その場測定システムの試作

本研究では,次世代以降の光磁気記録媒体を開発するための成膜および評価システムを試作するとともにこれを用いて磁気光学材料の開発とその基礎物性の検討を行った。光磁気記録の記録密度を上げるためにはまず,記録波長を短くし,微小なマークを記録する必要がある。この場合,記録信号を十分なC/N比で検出するためには短波長領域で磁気光学効果の大きな材料を開発しなければならない。本研究では,短波長域で大きな磁気光学Kerr回転角を示す材料という観点から,(1)Au-Co非平衡合金膜およびAu/Co多層膜,(2)CuPt型のPtCo規則合金薄膜,(3)貴金属/Co/貴金属サンドウィッチ膜,(4)MnPt_3規則合金膜および(Mn_<1-X>TM_X)Pt_3擬二元規則合金膜,(5)MnPt_3/CoおよびMnPt_3/CoPt_3人工格子,(6)希土類/遷移金属アモルファス膜薄の6つの材料を取り上げ,本研究で開発した成膜,評価装置を用いて試料の作製を行うとともに,膜の構造や磁気異方性,磁気光学効果について系統的な検討を行った。その結果,MBE法によって作製したMnPt_3とCoPt_3規則合金と組み合わせたMnPt_3/CoPt_3人工格子膜において大きな垂直磁気異方性を誘導することには成功した。また,(111)単結晶基板上にMBE法でCoPt合金膜を作製したしたところ,300°Cで成膜したときには,CuPt型の規則合金となり,非常に大きな垂直磁気異方性を示すことが明かとなった。また,この膜の磁気光学Kerrスペクトルは,従来から知られているPtCo合金のものとは大幅に異なり,1.4eVで大きなピークを示すことが見い出された。本年度は,磁性超薄膜の成長の研究を行っていたMBE装置に,本研究の光磁気測定システムを連結できるよう以下のような真空システムの設計を行った。イオンポンプで10^<-9>Pa台まで排気可能な磁気光学効果測定用の試料室を新たに設計し,これと現有のMBE装置を超高真空の輸送機構で接続し,成膜した試料を測定室に運んで磁気光学ヒステリシスループが測れるような真空システムを設計した。システムの設計,組み立てと平行して,MBE装置およびマブネトロンスパッタリング装置を用いてMnPt系の磁気光学材料の研究を行い,以下の結果を得た。1.MnPt_3規則合金は,1000nmにおいて1.2°という非常に大きな磁気光学Kerr回転角を示すことを本研究代表者らは,1年ほど以前に発見している。本研究では,この大きな磁気光学効果の起源を探るとともに,短波長領域でのKerr回転角の増大を目指してMnの一部をFeで置換した規則合金の作製をスパッタ方で行った。その結果,Feの置換量が増えるとともに,Kerr回転角の1000nmにおけるピーク値が減少するとともに、560nm付近に新たなピークが生じることを見い出した。2.MnPt_3規則合金は,面内磁化膜であるため,光磁気記録材料として利用できない。これを改善するため,CoとMnPt_3を人工格子として,界面垂直異方性の誘導を試みた。その結果,かなり大きな垂直磁気異方性が誘導され,実用的は材料が得られる可能性が示された。本年度は、超高真空分子線エピタキシ-装置を用いて超薄膜及び人工的規則合金の作製を行ない,その結晶構造,磁気異方性,磁気光学スペクトルを調べた。以下に,その結果をまとめる。

1.貴金属でサンドイッチされたCo超薄膜の構造が,貴金属原子の原子半径によってどのように変化するかを(111)と(100)の2つの結晶配向についてRHEEDを用いて詳細に調べた。その結果、(100)膜では,原子半径の大きいAuの上に成長したCoはc磁区が膜面内にそろったhcp構造に,Pt,Rh,Cuの上のCoは,(100)配向のfcc構造であることが分かった。また,(111)膜は,すべてfcc構造となった。2.MBE成膜したPt/Co/Pt超薄膜の磁気光学効果を調べたところ,スパッタ膜とは異なった磁気光学スペクトルが観察された。Co層の導電率テンソルの非対角成分を評価したところバルクのCoともにスパッタ成膜したPtCo合金とも異なるスペクトルを示すことが分かった。これは,Co超薄膜の電子構造が界面において変化していることを示しているものと考えられた。3.非常に大きなKerr回転角を示すMnPt_3規則合金は,面内磁化膜であるため,光磁気記録材料として利用できない。これを改善するやめ,CoとMnPt_3を人工格子として,界面垂直異方性の誘導を試みた。Co層を4Å,MnPt_3層を20Åとしたところ,大きな垂直磁気異方性が誘導され,角形比が1の膜が得られた。しかし,磁気光学効果は,期待したほど大きな値は得られなかった。これはMnPt3層の規則度が不十分であるためと考えられる。本年度は,マグネトロンスパッタリング装置および超高真空分子線エピタキシ-装置を用いて薄膜や人工的規則合金の作製を行ない,その結晶構造,磁気異方性,磁気光学スペクトルを調べた。以下に,その結果をまとめる。1.非常に大きなKerr回転角を示すMnPt_3規則合金をベースに垂直磁気異方性を誘導するため,CoPt_3規則合金と組み合わせた人工格子,すなわちMnPt_3/CoPt_3規則合金人工格子のMBE成膜を試みた。成膜温度を300°C以上に上げることにより,規則相の生成が認められ,300°Cで角形比のよい垂直磁化膜が得られた。界面の拡散や層厚の分布等をXRDパターンのプロファイルフィッティングより解析し,かなり界面のシャープな人工格子が作製できていることを確認した。また,磁気光学効果については,成膜温度の上昇とともに1.2eVにおけるKerr回転角が増大した。これは,MnPt_3規則相の生成によるものと考えられる。Kerrスペクトルは全般的に,予想されたものより小さくなったが,これは,MnPt_3層の規則度が不十分であること,および界面での拡散層の存在によるものと考えられた。2.自然界に存在しない新しい規則合金を生成することを目的にPt/Mn/Co/Pt人工格子の成膜を行った。試料は,単結晶Pt(111)面上に各層を1原子層ずつ成長させ,その構造を成膜中のRHEEDと成膜後のXRDによって調べた。膜は,部分的にAuCu_3型の規則相を形成し,XRDパターンには,きれいな超格子線が現われた。Kerrスペクトルについては,1.2eVと4.2eVにピークを持つものとなったが,値としては,0.1から0.2度程度であまり大きな値は示さなかった。
生きている化石貝形虫、Promanawaおよび「新属」の進化生物学的研究

本研究の目的は殻形態の特徴より、`生きている化石'とされているPromanawaとSaipanettidae科の「新属」(以下、単に「新属」と呼ぶ)について分類学的検討を行ない、機能形態、生態分布、進化的意味を明らかにすることにあった。その第一歩として、まだ得られていない動物体付のいわゆる「生体」の採集を試みた。「新属」については'93年4月の宮古島近くの下地島、5月の沖縄本島近くの伊江島周辺の礁斜面途上の海底洞窟内においてプロダイバーを雇い、調査、試料採取を実施した。その結果、伊江島の「大洞窟」の側壁の割れ目より「生体」を得る事が出来た。そしてこの一連の調査、試料採取を通じて「新属」が側壁の隙間を生活の場とする隠生的な生活葬式を採っており、そのことが洞窟内に強力な競争相手となり得るより進化した貝形虫種が少ないこととあいまって、`生きている化石'として生存し得た一つの大きな原因であると結論を得た。殻形態については走査型電子顕微鏡を駆使して高倍率の像でしか観察し得ない感覚子孔の形態や殻表面上での分布等を調べ「新属」の原始性を確認し、殻をもとにした分類学的記載を行なった。「新属」については今後、殻だけでなく動物体も含めた研究を進めていく予定である。Promanawaについては、'93年9月、石垣島・西表島間のサンゴ礁、石西礁において船をチャーター、プロダイバーを雇って堆積物試料の採取を実施した。現在、採取した堆積物サンプルよりPromanawaの「生体」を拾い出す試みを続けている。なお本研究以前より殻をもとにした分類学的・機能形態的研究を進めており、その得られた知見については最近、花井・田吹の共著によりドイツの学術誌上で報告した。「生体」が発見、研究されれば、殻で得られた知見と合わせ、Promanawaの`生き残り戦略'を明らかにする重要な手がかりが得られるであろう。
養魚飼料タンパク質の栄養価標示指標に関する研究

申請者らは先に、国内外で使用されている5種類の採糞装置を用いて、その精度と魚種別の適正な採糞方法について比較検討し、改良型採糞装置を開発した。そこでこの装置を用いて、現在養魚用配合飼料の原料に良く用いられている北洋魚粉、ミ-トミ-ル、サナギミ-ル、大豆カス、コ-ングルテンミ-ル、脱脂小麦胚芽ミ-ル、脱脂米ぬか、小麦粉などの9種類の動・植物性原料の可消化タンパク質(DCP)をニジマス、コイ、テラピアおよびアユを用いて測定した。その結果、いずれの魚種においても各試験飼料原料のDCPは、魚のサイズよりも水温に影響された。さらに、雑食性のコイとテラピアでは、肉食性のニジマスに比較し、植物性の原料の消化吸収率が優れていた。また、各魚種のDCPは豚、牛の場合とほぼ同じ値を示していた。次に、DCP含量が明らかにされた前述の原料を用い、数種類の実用飼料に近い試験飼料を作成し、コイ、ニジマスおよびテラピアを供試魚とし、実測した飼料のDCP値と、各飼料原料の配合割合とそれらのDCPから計算によって求めた値との整合性を検討し、簡便な飼料のDCP算定方法を検討した。その結果、各試験飼料とも計算値と実測値の間に大差なく、いずれの魚種もよく一致することが分かった。すなわち、ニジマス、コイおよびテラピア飼料のDCP含量は原料の配合割合とそのDCPより計算によって求めた値を用いても実測値と大差のないことが分かった。一方、飼料タンパク質のアミノ酸パタ-ンが試験動物の組織遊離アミノ酸パタ-ンに反映されることに着目し、ニジマスを用いて適切な採血部位および採血時間を検討した。その結果、カゼインまたはアミノ酸飼料を強制投与した場合、投与後3時間後には肛門脈中に遊離アミノ酸が出現し、12時間後に最高値に達した。さらに、血漿中の遊離必須アミノ酸パタ-ンは飼育結果を良く反映していた。今回の結果から、養魚飼料タンパク質の栄養価標示指標についてはDCPが、より正確なタンパク質栄養価の評価には精製飼料の場合ではあるが、血漿中遊離必須アミノ酸パタ-ンが有効であることが明らかになった。申請者らは先に、国内外で使用されている5種類の採糞装置を用い、その精度と魚種別の適正な採糞方法について比較検討し、改良型採糞装置を開発した。そこで、この装置を用いて、タンパク質等の消化・吸収率(消化率)を測定した。まず、ニジマスおよびコイを用いて、最終給餌後の採糞時間によって消化率がどのように変動するか、すなわち糞中からの栄養成分の溶出状況を調べた。その結果、排せつ後糞を水中に滞留させておくと、ニジマス、コイともタンパク質、脂質、エネルギー物質などの溶出が起り、見掛の消化率が高くなるが、以後はほぼ一定の値に達っした。

その結果、可消化タンパク質(DCP)を従来の方法により18時間目に採取した糞について測定する場合は、得られた値にニジマスでは0.93、コイでは0.82の係数を乗ずれば、比較的排せつ直後の値に近い値の得られることがわかった。次に、間接測定法でニジマス、コイ、テラピアおよびアユについて、現在良く使用されている北洋魚粉、沿岸魚粉、ミートミール、サナギミール、大豆粕、コンーグルテンミール、脱脂小麦胚芽ミール、脱脂米ぬか、小麦粉などの9種類の動・植物性原料のDCPを測定した。ニジマスは10g以下、10-100g、100g以上の3段階の魚体に分け、5、10、15°Cの水温で、コイ及びテラピアは10g、10-100g、100g以上の3段階で、水温15、20、25°Cで、アユは10g以下では15、20°C、20g及び40g前後の魚では20、25°Cの魚のサイズと各水温を組合せた。その結果、いずれの魚類においても各飼料原料のDCPは、魚のサイズよりも水温に影響された。一方、4魚種におけるDCPはニジマスとアユ、コイとテラピアでそれぞれほぼ同じパターンが見られた。すなわち、雑食性のコイとテラピアでは、肉食性のニジマスに比較し、植物性原料の消化吸収率が優れていた。さらに、各魚種のDCPは豚、牛の場合とほぼ同じ値を示していた。前年度に可消化タンパク質(DCP)含量が明らかにされた実用の養魚飼料原料(北洋魚粉、沿岸魚粉、ミ-トミ-ル、サナギミ-ル、大豆滓、小麦粉、脱脂米ぬか、脱脂小麦はい芽、コ-ングルテンミ-ル)を用い、数種類の実用飼料に近い試験飼料を作成し、コイ、ニジマスおよびテラピアを供試魚とし、実測した飼料のDCP値と、各飼料原料の配合割合とそれらのDCPから計算によって求めた値との整合性を検討し、簡便な飼料のDCP算定方法を検討した。その結果、各試験飼料とも計算値と実測値の間に大差なく、いずれの魚種もよく一致することが分かった。すなわち、ニジマス、コイおよびテラピア飼料のDCP含量は原料の配合割合とそのDCPより計算によって求めた値を用いても実測値と大差のないことが分かった。一方、飼料タンパク質のアミノ酸パタ-ンが試験動物の組織遊離アミノ酸パタ-ンに反映されることに着目し、ニジマスを用いて適切な採血部位および採血時間を検討し、ついで、コイを用いて摂餌後における両者の関連性および組織遊離アミノ酸パタ-ンと成長との関連性を検討した。その結果、カゼイン-ゼラチンをタンパク質源とした飼料の必須アミノ酸パタ-ンとこれを給餌した後4時間目の血漿、全血および肝膵臓の遊離アミノ酸パタ-ンとの間に最も強い関連性が認められたことから、飼料タンパク質の評価に応用する場合、血漿分析が適当であると判断された。そこで、アミノ酸バランスの異なる7種類の飼料をコイ稚魚に給餌して6週間の飼育試験を行った。カゼインとゼラチンを6:1の割合でタンパク質源とした試験区が最も良い増重率、飼料効率、窒素蓄積率を示した。さらに、血漿中遊離必須アミノ酸パタ-ンと、上記の各率との関連性について検討したところ、両者の間に高い相関関係が認められ、正確なタンパク質栄養価の評価ができることが示唆された。今回の結果から、養魚飼料タンパク質の栄養価標示指標についてはDCPが、タンパク質の栄養評価には血漿中遊離必須アミノ酸パタ-ンが有効であることが明らかになった。
上皮極性輸送における新規分子Rab8BPの機能解析

不明であったRab8分子のメカニズムを明らかにした。まず新規分子Rab8BPを同定し、さらにRab8BPに結合する分子を同定した。その分子、Rab8BPIPはオルガネラ膜の湾曲を感知し、その形成を促進することが明らかになった。さらに小腸初代上皮培養細胞に対しRab8BPやRab8BPIPのノックダウンを行ったところ、頂端面方向に輸送されるタンパク質の輸送が特異的に阻害された。これらのことよりRab8-Rab8BP-Rab8BPIPは、これらが局在するリサイクリングエンドソーム上で膜小胞の出芽の前段階である膜の湾曲を形成する過程に機能、さらに頂端面方向の輸送を制御することが示唆された。我々はこれまでにRab8に結合する新規因子、Rab8BPを同定し、解析を行ってきたが今回さらに詳細な解析を行った。まず、Rab8BPに結合する分子の探索を行い、RabBP interacting protein (Rab8BPIP)が特異的に結合することを見いだした。膜輸送は供与側の膜コンパートメントから小胞、あるいはチューブルが出芽して、それが目的地である受容側の膜に融合することによって成り立つシステムである。Rab8BPに結合する分子、Rab8BPIPをGST-pull downで同定した後、それらの細胞内局在を確認したところこれら分子は共にリサイクリングエンドソームに共局在した。Rab8BPIPは細胞内小器官の膜上に結合し、小胞の出芽に先立ち、受容側膜の湾曲を感知し、その形成を促進することが知られている。Rab8BPはRab8BPIPをリサイクリングエンドソーム上にリクルートし、膜輸送を上記のような方法で制御していると考えられる。そこでRab8BPならびにRab8BPIPを、小腸初代培養を用いてノックダウンしたところ、頂端面に局在するタンパク質の輸送が部分的に阻害され、リソソームに蓄積することが明らかになった。以上のことから、上皮細胞において、これまで不明な点が多かった、頂端面方向への輸送の分子メカニズムの一端が明らかになったと考えられる。細胞生物学・組織学現在までにRab8に結合する分子が細胞内に確かに共局在し、共に機能することを示唆する結果を得られた。よってRab8とその結合分子の結合をより確かめられたという点で当初の予定通りに実験が進んで言える。Rab8は上皮極性細胞において頂端面方向の輸送を制御していることがマウスを使った実験によって明らかになっている。この現象は小腸初代培養を用いた試験管内に実験においても再現できており、この実験系を用いることでRab8BPやRab8BPIPの機能も明らかになると考えられる。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を使用したため、当初の見込額とは執行額は異なったが、研究計画には変更がなく、予定通り研究を進めていく。学会発表、研究打ち合わせ等に使用予定である。また、初代小腸培養細胞をのための培地、サプリメント、培養皿、試験管等を購入予定である。さらにshRNA作製に関わる試薬等も購入予定である。
エンドトキシンによる循環障害の薬理学的解析

エンドトキシン投与により種々の生理活性物質の産生が誘導され、様々な循環作用を発揮する。このうちアドレノメデュリンは近年見いだされた血管拡張性のペプチドであるが、今回の研究においてはエンドトキシンによる臓器障害の標的臓器の一つである腎臓に対する本ペプチドの作用様式ならびに作用メカニズムを明らかにした。その結果、本ペプチドは極めて低濃度で一酸化窒素の生成遊離を介した腎血管の拡張を利尿と惹起することがわかり、本ペプチドはエンドトキシン投与時には腎に対しては保護的に働く可能性が示唆された。次にエンドトキシンを麻酔したラットに投与し、全身循環動態を経時的に検討した。さらに血小板活性化因子受容体拮抗薬(PAF)であるTCV-309、シクロオキシゲナーゼ阻害薬であるイブプロフェンおよびTx A2/PG H2受容体拮抗薬であるS-1452を用いてPAFおよびシクロオキシゲナーゼ代謝物がどのような作用点に効果を及ぼすことによりエンドトキシンの循環障害に関わっているかを検討した。その結果、これら3種類の薬剤はエンドトキシンによってもたらされた心拍出量の低下を抑制し、ヘマトクリットの上昇を抑制する事がはじめて明らかとなり、PAFおよびシクロオキシゲナーゼ代謝物特にTxA2がラットエンドトキシンショックにおいて心拍出量低下を引き起こしていることが明らかとなった。イブプロフェンとS-1452はエンドトキシン投与後早期にのみ、逆にTCV-309はエンドトキシン投与後3時間で初めて血圧下降を抑制することが明らかとなった。総末梢血管抵抗はエンドトキシンで逆に上昇し、この上昇は3薬剤で減弱したことからこれらの薬剤は心拍出量の低下を抑制し、末梢循環を改善することでエンドトキシンによる循環障害を抑制することが明らかとなった。さらにエンドトキシンによる頻脈にはTXA2以外のプロスタノイドが関与することがわかった。麻酔したイヌにエンドトキシンを投与すると著明な持続的降圧が観察され、心拍出量の低下とともに総末梢血管抵抗の低下(動脈系の拡張)、有効血管コンプライアンスの上昇(容量血管の伸展性の増加)を認めた。シクロオキシゲナーゼの阻害薬であるイブプロフェンの投与により心拍出量の改善を認めないものの総末梢血管抵抗の低下および有効血管コンプライアンスの上昇は抑制されたのに対し血小板活性化因子受容体拮抗薬TCV-309は、心拍出量の改善とともに有効血管コンプライアンスの上昇を抑制した。このようにエンドトキシン投与により種々の血管作動性の生理活性物質の産生が誘導され様々な循環作用を発揮するが、そのうち、近年見いだされたペプチドのアドレノメデュリンは腎血管を拡張させ、利尿効果を持つことが明らかとなった。エンドトキシンの循環作用についてのラットを用いた実験に関しては現在検討中である。まず予備実験において麻酔したラットにエンドトキシンを10mg/kg静脈内に投与すると一過性の著しい血圧低下が生じたのち、一時的に血圧は回復傾向を示すものの、3時間以内に致死例が増加する事を観察している。さらに詳細に循環作用部位を同定するために新規に導入された心拍出量計によって心拍出量の測定、評価を行った。本法は熱希釈法に基づいており、100ulの冷却した生理的食塩水を中心静脈内または左心室内に投与、血液の温度変化は大動脈内に留置した温度センサーにより検出する。これにより麻酔ラットの心拍出量を測定した結果、平均115ml/minで長時間にわたって心拍出量の測定が可能なことがわかった。さらにエンドトキシンを10mg/kg静脈内に投与し心拍出量を測定すると、全身血圧の低下を上回る心拍出量の低下が観察され、算出された末梢血管抵抗は増加していた。

この結果からラットにおいてエンドトキシンは心拍出量を低下させることにより降圧をもたらすこと、末梢の細動脈系はむしろ収縮していることが明らかとなった。平成7年度においては、エンドトキシンによって生成が著しく刺激される血管拡張ペプチドのアドレノメジュリンの腎における作用メカニズムについて検討を加えた。その結果、アドレノメジュリンの腎血管拡張は一酸化窒素合成酵素の阻害薬で抑制されることを見いだし、本ペプチドの血管作用メカニズムに一酸化窒素の生成遊離が関与していることが明らかとなった。この結果エンドトキシン投与時に産生が刺激されたアドレノメジュリンは一酸化窒素の生成遊離を介して血管の反応性に影響している可能性を示唆すると考えられた。さらに本年度においてはラットにエンドトキシンを投与し、循環動態を経時的に測定し、血小板活性化因子受容体拮抗薬(PAF)TCV-309、シクロオキシゲナーセ阻害薬イブプロフェンならびにTxA2/PG H2受容体拮抗薬S-1452の効果を検討した。その結果、これら3種類の薬剤はエンドトキシンによってもたらされた心拍出量の低下を抑制し、ヘマトクリットの上昇を抑制する事がはじめて明らかとなり、PAFおよびシクロオキシゲナーゼ代謝物特にTxA2がラットエンドトキシンショックにおいて心拍出量低下を引き起こしていることが明らかとなった。血圧の低下に対してはイブプロフェンやS-1452はエンドトキシン投与後早期にのみ血圧の低下を抑制するが、逆にTCV-309はエンドトキシン投与後3時間で初めて血圧下降を抑制することが明らかとなった。総末梢血管抵抗はエンドトキシンで逆に上昇し、この上昇は3薬剤で減弱したことからこれらの薬剤は心拍出量の低下を抑制することによりエンドトキシンショックを改善することが明らかとなった。さらにエンドトキシンによる頻脈はイブプロフェンのみで消失することを見いだし、TxA2以外のプロスタグランジンが頻脈に関係していることを明らかにした。
次世代型PBLを意識した国際出前授業の推進

他で実施されているGPBLとは異なり、専門分野にてゴール設定を明確にすることで、多国籍でのグループワーク(PBL)にて分野横断能力を活用して取り組むキットを開発した。PBLに必要なシーケンス実験キットの開発とそれを用いたGPBL実施可能なテキストを開発した。また、これを用いて国内外にて小規模ではあるがGPBLを実施可能である。主観性が強いが、受験生のアンケート分析を行い、その有効性を確認した。次世代型PBLを意識した国際出前授業を実現するために、これまでに開発したシーケンスの実験キットのブラシアップをすすめた。また、開発したキットを海外にて実施できるようケースへの梱包し可搬性をアップした。次世代型PBLとして、課題設定からを学生同士で行う自発的問題設定ができることを目的としている。そのための基本実験が行えるようキットのバージョンアップ、それに付随するコンテンツの改良を行った。キットを5セット準備し、それらキットを用いた国際PBLがスムーズに実施できるように電子コンテンツ(Webページ、自学学習による習熟度の確認用テストの作成)を充実した。日本人学生による簡易的な実験を行い、改良点の洗い出しを行った。学生のジェネリックスキルの成長を可視化するために、KMITLの学生へのスキルテストを行い、日本人大学生、高専生とのスキルの違いを得ることができた。出前授業に必要なキットを可搬性を含めた部分までの開発が終了した。今年度前半に、国外持ち出し可能となるように手続きを進めて、可能となれば実機を持っていき実際の授業実現のための詳細打合せ、実施をすることが可能となった。コンテンツの精査が完全に終わっていないこと、模擬PBLが実施で来ていない点が今後の課題である。国際的な考えを養うために、問題解決型のキットとして、PLCを用いたシーケンス実験システムの開発を進めている。システムの開発だけにとどまらず、実際に海外研修生との交流、海外での実施によりシステムに必要な改善点を明確にする。2年目の取り組みとして、タイの大学であるKMITLにて、開発したシーケンス実験システムを用いた1DAY-PBLを実施した。可搬型のシステムとして開発したことにより、海外への搬出はスムーズに行うことができた。また、現地での実施にて、実験システムに大きな不具合は発生しなかった。しかし、PBLの導入部にて、機器マニュアルの再整備、1DAYで行うには、PBLの達成地点を見直す必要がある。同システムを用いた学生のスキルの伸長を図るためにPROGを用いているが、短期間でのPBLによるジェネリックスキルの成果を見ることが困難であることが分かってきた。詳細分析により、本実験によるスキルの向上かどうかを今後の実験でにて、継続的に図る必要がある。また、スムースな実験を行うためにも、配線周りを無線化が重要であることが新しい課題として、発見できた。PCLの接続までを配線にこだわる必要はなく、PLCコントローラと実験ボード間を無線化することで、効率の良い実験環境を提供できるものと思われる。機器の基本部分は完成しており、ベースとなるPBLの実施は可能であることが分かった。実験を効率的に行うための工夫や機器の取り扱いのマニュアルを製作することで、1DAY-PBLでも十分な効果を得ることができる。1DAY-PBLを組み合わせて、2DAYS,3DAYSのPBLを構築することにより、学生のモティベーションを維持しながら、より高度な実験が可能である。学生のスキルの伸長をPROGとは別のアンケートなどを用いて、主観的な評価と実験者同士の客観的な評価を組み合わせて、分析する必要がある。今後の実験において、継続的に調査すると国際PBLの有効性が確認できると思われる。他で実施されているGPBLとは異なり、専門分野にてgゴール設定を明確にすることにより、より具体的な解決案にて、グループ内での議論を活性化する構成とした。これにより、多国籍でのグループワーク(PBL)にて、それぞれの専門的知識を分野横断能力として活用して取り組み、開発されたキットを用いて実際の回路を組み、動作を確認し、さらに改良を行い、グループ間での競争原理を用いたPDCAサイクルが回る授業設計を行い、実践した。GPBLに必要なシーケンス実験キットの開発とそれを用いたGPBL実施可能なテキストを開発した。センサ設置位置の自由度を上げることで、学生らが自ら考え、目的を遂行するために創意工夫することができるキットを開発することができた。また、これを用いて国内外にて小規模ではあるがGPBLを実施した。提携校であるタイのKing Mongkut's Institute of Technology Ladkrabangにて、日本人学生とタイの学生が協力して、GPBLに取り組んだ。また、本校において、海外からの研修生(フィンランドヘルシンキメトロポリア応用科学大学、KMITL)とのGPBLを実施した。実施に必要な操作マニュアルの開発と、GPBLとなるよう実験の流れをまとめたファシリテーション用の簡易マニュアルを作成した。これらマニュアルを用いて、GPBLを実施した。GPBLの実施だけではなく、国民性によるGPBLの取り組みの違いを分析するために、主観性は強くなるが受験生へのアンケート調査を行った。また、GPBL前のジェネリックスキルを計測、分析し、GPBLの今後の実施に関して考察した。GPBLの実験実施に関する報告、キット開発に関する報告を国際会議8本、国内の研究会8本と成果を報告した。PBLに必要なシーケンス実験キットの開発とそれを用いたGPBL

実施可能なテキストを開発した。また、これを用いて国内外にて小規模ではあるがGPBLを実施可能である。主観性が強いが、受験生のアンケート分析を行い、その有効性を確認した。模擬PBLを国内にて留学生と本校高専生とで構成されたグループにて、基本学習から、模擬PBLまでをトライアルにて実験してもらうことを計画し、これにより加速度的に研究を進める予定である。タイでの実施にあたり、現地学生の予定、日本人学生のスケジュール調整、渡航に関する準備を早めに進める。実際のPBL前に、出前によるPBLの実施を可能であれば行う必要がある。ジェネリックスキルの可視化に関しても、データの母数が少ないため、コストパフォーマンスを考慮しながら、進める。また、実験環境を整備することで、効率的なPBL実施を行うことを可能とする。そのためには、センサ間の無線化を実現する。Webコンテンツによる事前学習(反転授業)の環境を整備することも有用である。海外での実施時の故障に備えて、パーツ類の整備や移動のための梱包方法についても検討する必要がある。最終年度であるが、再度海外の提携校にてPBL実験を行い、その評価とともに実験システムのブラッシュアップを行う。教育学