hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LB法による超分極高次構造を有する非線形光学素子の開発

4本のフッ化炭素鎖をもつ無金属およびMnを含む数種のテトラフェニルポルフィリン誘導体を用いて、水面上に単分子膜として展開し、通常のLB(垂直浸漬)法と水平付着法で累積した膜について第三次高調波発生を測定してX^<(3)>を比較した結果、LB法で累積した膜の方がポルフィリン環同士の相互作用が強く、大きな値が得られた。一方、スチルベンの二重結合を三重結合にして光異性化反応を抑制したト-ランに電子供与基と受容基を導入した長鎖誘導体を合成し、水面上単分子膜の挙動を調べたところ、4-オクタデシル-4^1-ニトロト-ラン(ANT-18)単分子膜はかなり剛直な凝縮膜を形成し、その極限面積は28Å^2/分子であることから、単分子膜中ではアルキル鎖と共に発色団の長軸がほぼ垂直に近く配向していることが示唆された。また水面単分子膜をその場で観察したBAM像では表面圧0において既に結晶領域と思われる反射率の高い部分が見られた。さらに、LB法および水平付着法で累積した膜について二色性から発色団の配列状態を検討し結果、LB法で累積した膜では長軸が法線から約51度をなし、水平付着法で得た膜では約44度だあった。またQ-スイッチNd-YAGレーザを照射して532nmで求めた二次非線形光学感受率X^<(2)>の値にはいずれの膜においても顕著な面内異方性が観察された。すなわちLB法の場合には基板の浸漬方向に発色団の長軸が並ぶ傾向があり、head-to-tailのY型膜にもかかわらず強い第二高調波発生(SHG)が認められた。また水平付着法の場合には、細長い水槽を用いて水面単分子膜を圧縮しているため、発色団の長軸が圧縮方向に垂直に近くなる傾向があり、面内異方性を生じたと考えられる。SHG強度の平方根を層数に対してプロットすると、よい直線関係が成り立った。SHG強度が変調できる有機超薄膜の形成技術の知見が得られた。
AR-V7 に対する薬剤を用いた合成致死性前立腺がん治療法の開発

本研究は、新規AR阻害剤であるEPI compoundを用いた新たな合成致死がん治療法の確立を目的とします。本研究ではshRNAライブラリーを用いたhigh throughput studyを用いることにより、既存概念にとらわれない、新たな合成致死メカニズムを探求することを目的としている。
インスリン/IGFシグナル伝達経路を介するワムシ寿命制御機構に関する研究

前年度ワムシBrachionus plicatilisおいて1種類のインスリン様ペプチド(ILP)を同定したが、一般に無脊椎動物は複数のILP分子種を有する。そこで、ワムシ類における本可能性を検討するため、B.manjavacasおよびAdineta vagaの配列情報データベースを用い、ILP遺伝子を探索した。その結果、B.manjavacasから先述のILPと84%の演繹アミノ酸同一率を有する1種類の配列が得られた。一方、A.vagaからは3種類のILP遺伝子が得られた。これら3種類のILP間の演繹アミノ酸同一率は26-49%で、B.plicatilis ILPとのそれは4-7%であった。また、いずれのワムシ類ILPにも、他生物種ILPでS-S結合を形成することが知られている6つのシステイン残基が保存されていた。一方、免疫染色でワムシILPおよびインスリン/IGF-1受容体(IR)が輪毛器、側部触感器、神経索、足部および卵に発現することを明らかにした。また、卵、給餌した孵化直後および孵化後約12時間の個体につき、ILP、IRおよび下流のAktのmRNA蓄積量を定量的リアルタイムPCRで調べた。その結果、いずれの分子も卵中のmRNA蓄積量は、両孵化後の個体の2.8-22.4倍有意に高く、卵中においてインスリン様シグナルが活性化することが示唆された。さらに、非還元条件および還元条件下でそれぞれ調製した抽出液に対してILP抗体でイムノブロットを行い、ワムシILPが一本鎖ポリペプチドであることを示した。一方、ワムシIR βサブユニット抗体による免疫沈降反応およびリン酸化抗体を用いたイムノブロットで、βサブユニットのチロシンリン酸化が示唆された。以上の成果は、ワムシの寿命制御に関与するILPおよびIRの基礎的な知見を提供するもので、個体群変動機構を解明する一助となることが期待される。シオミズツボワムシBrachionus plicatilis(以下ワムシ)は水産養殖魚の初期餌料として不可欠であるが、個体群の急激な崩壊が生じることが深刻な問題とされてきた。個体群の崩壊は、豊富な餌条件下にて短寿命でストレス耐性の低下したワムシが急激に増殖し、高密度による低酸素や代謝産物の蓄積に晒されることが一因であると考えられている。そこで、他生物種で栄養摂取に伴う代謝、寿命およびストレス耐性の変化を制御する主要な経路として知られるインスリン/インスリン様成長因子(IGF)シグナル伝達経路のワムシにおける概要を明らかにして、個体群変動機構を解明する一助とすることを目的に研究を行った。本年度はまず、哺乳類でIGF受容体や受容体基質(IRS)など複数のインスリン様シグナル伝達分子と結合することが知られている14-3-3タンパク質をbaitとして、酵母two-hybridスクリーニングを行った。その結果、インスリン様シグナル伝達分子であるras GAPおよびG3BPを含む47種類のタンパク質断片をコードするcDNAのクローニングに成功した。続いて、他生物種で寿命に影響をおよぼす可能性が示されている嫌気代謝シフトおよびミトコンドリア数の変化について検討した。その結果、カロリー制限(CR)により寿命の延長したワムシで低酸素耐性が増大することが明らかとなった。また、解糖系酵素のmRNA蓄積量は種々のストレスに安定な定常期の個体群で指数増殖期より高く、嫌気代謝シフトは個体群安定化に寄与すると考えられた。一方で、CRによりミトコンドリアにコードされる遺伝子のmRNA蓄積量が増大するが、ミトコンドリアDNA量の増大は認められず、ミトコンドリア数は増加しないことが示唆された。種々の給餌条件で飼育したワムシの抽出液につき、インスリン様成長因子(IGF)-1の標的細胞であるラットL6筋芽細胞のインスリン様シグナル伝達分子への影響を調べた。L6細胞に各種ワムシ抽出液を添加し、10および40分後に細胞を回収し、リン酸化シグナル伝達分子の特異抗体を用いてイムノブロットを行った。その結果、種々のワムシ抽出液を加えて10分処理したL6細胞でMAPキナーゼ経路のキナーゼERKのリン酸化量が増大した。また、PI3-キナーゼ経路のキナーゼAktの基質である60kDa成分のリン酸化量も増加し、その増大量は、絶食させたワムシの抽出液より、給餌および絶食後に再給餌したワムシの抽出液を添加した際に高かった。一方、40分後にはいずれのワムシ抽出液においてもAkt基質48kDa成分のリン酸化量の増大がみられた。したがって、ワムシ抽出液中にはインスリン様因子が含まれ、当該因子の分泌は給餌により促進されることが示唆された。また、ワムシESTデータベースを他生物種の種々のインスリン/IGFシグナル伝達分子のアミノ酸配列をプローブにin silicoスクリーニングし、インスリン/IGF、インスリン/IGF受容体およびAktと相同性を示すクローンを抽出した。インスリン/IGFおよびインスリン/IGF受容体につき得られた配列からプライマーを設計し、RACE法によりの全長cDNAをクローニングした。また、インスリン/IGFに対する特異抗体を作製して免疫染色を行い、頭部、足の付け根および携卵に局在する事を明らかにした。以上の成果は、ワムシの寿命制御に関与すると考えられるインスリン/IGFシグナル伝達経路の基礎的な知見を提供するもので、個体群変動機構を解明する一助となることが期待される。

前年度ワムシBrachionus plicatilisおいて1種類のインスリン様ペプチド(ILP)を同定したが、一般に無脊椎動物は複数のILP分子種を有する。そこで、ワムシ類における本可能性を検討するため、B.manjavacasおよびAdineta vagaの配列情報データベースを用い、ILP遺伝子を探索した。その結果、B.manjavacasから先述のILPと84%の演繹アミノ酸同一率を有する1種類の配列が得られた。一方、A.vagaからは3種類のILP遺伝子が得られた。これら3種類のILP間の演繹アミノ酸同一率は26-49%で、B.plicatilis ILPとのそれは4-7%であった。また、いずれのワムシ類ILPにも、他生物種ILPでS-S結合を形成することが知られている6つのシステイン残基が保存されていた。一方、免疫染色でワムシILPおよびインスリン/IGF-1受容体(IR)が輪毛器、側部触感器、神経索、足部および卵に発現することを明らかにした。また、卵、給餌した孵化直後および孵化後約12時間の個体につき、ILP、IRおよび下流のAktのmRNA蓄積量を定量的リアルタイムPCRで調べた。その結果、いずれの分子も卵中のmRNA蓄積量は、両孵化後の個体の2.8-22.4倍有意に高く、卵中においてインスリン様シグナルが活性化することが示唆された。さらに、非還元条件および還元条件下でそれぞれ調製した抽出液に対してILP抗体でイムノブロットを行い、ワムシILPが一本鎖ポリペプチドであることを示した。一方、ワムシIR βサブユニット抗体による免疫沈降反応およびリン酸化抗体を用いたイムノブロットで、βサブユニットのチロシンリン酸化が示唆された。以上の成果は、ワムシの寿命制御に関与するILPおよびIRの基礎的な知見を提供するもので、個体群変動機構を解明する一助となることが期待される。
高齢化社会において有効な消臭機能を付与したオムツ素材の開発

高機能オムツ素材の設計指針を得るため,高分子ゲル素材の膨潤挙動を検討した.オムツ素材モデルとしてポリビニルアルコール(PVA)ゲルを用いた.アミノ酸と糖の水溶液中におけるゲルの膨潤度を測定し,ポリビニルアルコールのヒドロキシ基と溶質間の水を介しての相互作用がゲルの膨潤に大きく影響していることを示した.また,高吸水性高分子への消臭機能付与の基礎となる,荷電ゲルの直接染料収着についても検討を行った.本年度は,「オムツ素材モデルとしていくつかのゲルを調製し,吸水性を測定すること」,「ゲルのキャラクタリゼーションのひとつとして示差走査熱量(DSC)分析を行うこと」,「綿や羊毛などの布を染料と銅塩を用いて媒染染色し,得られた布の消臭性を評価すること」などを,研究実施計画として設定していた.以下にこれらの研究実績について述べる.1.アルデヒドにより架橋したポリビニルアルコール(PVA)ゲルを用いて,アミノ酸水溶液中の膨潤度を測定した.多くのアミノ酸水溶液中で収縮傾向にあった一方,ヒドロキシ基を有するセリンおよびトレオニンの低濃度水溶液中では膨潤するという極めて興味深い結果が得られた.PVAとセリンおよびトレオニンのヒドロキシ基間で水素結合を形成していることが原因と考えられるが,膨潤機構に対してはさらに検討が必要と考えられた.2.PVAから異なる条件でゲル膜を調製し,その膜中水の状態とアルカリ金属臭化物について収着特性の関係を明らかにした.異なるPVA濃度から調製された同程度の含水率を保持する膜について,また,同じPVA濃度から調製された同程度の含水率を保持する膜について,それぞれ膜中水の状態と塩収着特性の関係を,含水率測定,示差走査熱量(DSC)測定,塩収着量測定によって明らかにした.3.リアクティブオレンジ16と銅塩を用いて,エタンチオール除去機能の高い媒染染色綿布の最適調製条件を見出すことを目的に実験を行った.助剤として,硫酸ナトリウム,炭酸ナトリウム,媒染剤として,硫酸銅,酢酸銅を用いた.実験条件の範囲では,得られた媒染染色布の染着量や含銅量に大きな違いは見られなかったが,炭酸ナトリウムは,何回かに分けて染浴に添加することにより,染着量と含銅量を高くすることができた.含銅量測定では,今回拝受した科学研究費補助金により購入した原子吸光光度計を,極めて有効に利用した.本研究は,高齢者などに適した,高分子ゲル材料からなる消臭機能を付与した高機能オムツ素材の設計指針を得ること目的としている.本年度,ゲル構成高分子と溶質間の相互作用が関わると考えられるアミノ酸水溶液中におけるポリビニルアルコール(PVA)ゲル膨潤挙動の把握,示差走査熱量分析を用いたPVAゲル膜中の水の状態の把握,そして消臭機能化にも関わる,反応染料と銅塩を用いた消臭機能を持つ媒染染色布の調製条件の最適化の3点が行われた.また,拝受した科学研究費補助金により購入した原子吸光光度計について予備実験を行い装置立ち上げも無事終了した.以上より,実験的手法の確立と基本的な実験条件の探索が,8割程度は完了したと考えられるところから,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.平成28年度は,「高分子ゲルの膨潤に関して,高分子と溶質間の相互作用に着目して,実験条件を変えながら測定し,考察の取りかかりを見出すこと」,「示差走査熱量分析(DSC)を引き続き行い,ゲル中の水の状態を決定する要因について考察を進めること」を研究実施計画としていた.以下に,これらの研究実績について述べる.1.荷電高分子ゲルと直接染料水溶液のモデル系を用いて,静電的相互作用が存在する場合のゲルの膨潤度および染料収着量を測定することとした.正または負の固定電荷を持つゲルとして,ポリビニルアルコール(PVA)に,ポリアクリル酸ナトリウム,または,ポリアリルアミン塩酸塩を添加し,アルデヒドによって化学架橋して調製したものを用いた.染料水溶液に塩化ナトリウムを添加すると,染料収着量が増加した.塩添加により荷電ゲルのドナン排除による染料アニオンの排除が弱まったためと考えられた.染料溶液中の膨潤度に関しては,負電荷を持つゲルの方が正電荷を持つゲルよりも膨潤した.正電荷を持つゲルの場合,染料アニオンがゲルの固定正電荷に結合し,正電荷量が減少したためと考えられた.2.高分子ゲルを化学的橋かけにより調製する際,架橋剤の違いが高分子ゲル中の水にどのような影響を与えるかをDSC測定とアルカリ金属臭化物塩の収着量測定により調べることとした.PVAをグルタルアルデヒド(GA),ホルムアルデヒド(FA),ブチルアルデヒド(BA)により橋かけした,いずれも含水率約65%のゲル膜を調製し,DSC測定を行った.その結果,自由水分率はGA<FA<BAの順となり,凍結結合水の分率はこれと逆の順となった.塩収着量は,GAで小さく,FAとBAで大きくなった.アルデヒドの違いによりゲルの網目構造の不均一性が異なるためと考えた.本研究は,高齢者などに適した,高分子ゲル材料からなる消臭機能を付与した高機能オムツ素材の設計指針を得ること目的としている.本年度は,ゲル構成高分子と溶質間に静電気的な相互作用が関わると考えられる,正電荷と負電荷を持つポリビニルアルコール(PVA)ゲルの直接染料溶液中での膨潤度と染料収着量の測定,そして,異なるアルデヒドを用いて調製したPVAゲル膜に対する,示差走査熱量分析による膜中水の状態の把握および塩収着量の測定を行った.

これらの結果から,含水高分子ゲル材料におけるゲルー溶質間静電相互作用の重要性が明らかになり,また,高分子ゲル中の水の状態は,ゲル構造と深く関わっていることが明らかになってきた.考察の方向性が見えてきたことから,当初計画の8割程度は完了したと考えられ,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.本研究課題では,ゲル材料や消臭機能布からなり,尿量が乳児よりも多い高齢者などに適した高機能オムツ素材の設計指針を得ること目的とした.最終年度に実施した研究の成果は次の通りである.グルタルアルデヒドにより架橋した完全および部分鹸化型ポリビニルアルコール(PVA)ゲルを調製し,グルコース,ガラクトース,マンノース,フルクトースの4種類の糖水溶液中における膨潤度を測定した.完全鹸化型PVAゲルの場合,グルコースとガラクトース水溶液中でゲルは純水中よりも収縮した.一方,マンノース水溶液中ではゲルは逆に膨潤するという興味深い現象を見出した.部分鹸化型PVAゲルについては,すべての糖水溶液中で純水中よりも収縮し,同じ糖濃度で比較すると,完全鹸化型PVAゲルよりも収縮した.糖水溶液中では,PVAの水和水の減少と,PVA分子間の水素結合の切断という,ゲル膨潤に対してそれぞれ負と正の効果を持つ機構が共存していると考えられた.また,糖の違いにより膨潤度に違いが見られたのは,糖の立体構造,特にヒドロキシ基の位置と向きが,糖の水和水の構造に違いをもたらし,その結果として,水和水を介しての糖とPVA間の相互作用に影響するためと考えられた.研究期間全体を通じて実施した研究の成果について以下に述べる.本研究課題では,オムツ素材モデルとしてPVAおよび荷電PVAを,尿モデルとして,純水,アミノ酸水溶液,糖水溶液などを用いて膨潤度を測定し,溶質特異的な膨潤を観察した.結果を考察し,ゲル中の水の状態や,水とゲル構成高分子間,水と溶質間の相互作用がゲルの膨潤すなわち吸水性に影響していることを示した.また,媒染染色による布への消臭機能加工についての検討においては,加工方法と,におい物質の分解や吸着などの消臭機構との関係を示すことができた.高機能なオムツ素材設計に役立つ指針が得られたと考える.高機能オムツ素材の設計指針を得るため,高分子ゲル素材の膨潤挙動を検討した.オムツ素材モデルとしてポリビニルアルコール(PVA)ゲルを用いた.アミノ酸と糖の水溶液中におけるゲルの膨潤度を測定し,ポリビニルアルコールのヒドロキシ基と溶質間の水を介しての相互作用がゲルの膨潤に大きく影響していることを示した.また,高吸水性高分子への消臭機能付与の基礎となる,荷電ゲルの直接染料収着についても検討を行った.平成28年度は,ゲル膨潤に関して,高分子と溶質間の相互作用に着目して,実験条件を変えながら測定し,考察の取りかかりを見出す.また,示差走査熱量分析も引き続き行い,ゲル中の水の状態を決定する要因について考察を進める.そして,平成29年度には,高分子ゲル材料の吸水性と含銅媒染染色布が示す消臭性を組み合わせる方法について道筋を付けるとともに,吸水性と消臭性に関して物理化学的視点からの考察を加え,本研究をまとめる.平成29年度は本課題の最終年度である.平成29年度には,本年度検討した高分子ゲル材料の吸水性と,昨年度に検討した含銅媒染染色布が示す消臭性を組み合わせる方法について道筋を付けるとともに,吸水性と消臭性に関して物理化学的視点からの考察を加え,本研究をまとめる.生活材料学
シンセティックジェットを利用したマイクロポンプの開発

本研究では,流体輸送及び混合促進機能を併せ持つ新しいマイクロポンプ開発にむけた基礎的研究として,小型化・軽量化に適したシンセティックジェットを利用したジェットポンプ(ファン)の性能特性について,数値計算並びに実験の両面からの解明を試みた.主に,ポンプ内部の流れ場と性能曲線に与えるシンセティックジェットの駆動条件とポンプ幾何形状の関係について調べた.さらに,連続噴流を利用した従来型ジェットポンプとの同異について議論した.本研究では,流体輸送及び混合促進機能を併せ持つ新しいマイクロポンプ開発にむけた基礎的研究として,小型化・軽量化に適したシンセティックジェットを利用したジェットポンプ(ファン)の性能特性について,数値計算並びに実験の両面からの解明を試みた.主に,ポンプ内部の流れ場と性能曲線に与えるシンセティックジェットの駆動条件とポンプ幾何形状の関係について調べた.さらに,連続噴流を利用した従来型ジェットポンプとの同異について議論した.本研究では,連続噴流を駆動源とするジェットポンプに比べて,小型化・軽量化が容易であるシンセティックジェットを利用した流体輸送および混合促進特性について,実験的並びに数値的に解明を試みるものであり,マイクロポンプおよびミキサーへの応用を目指している.初年度である平成25年度は,流体輸送および混合促進特性とシンセティックジェット・アクチュエータの駆動条件との関係を明らかにするために,シンセティックジェットの代表速度に基づくレイノルズ数と無次元ストロークで,アクチュエータの駆動条件を整理し,従来型の正弦波駆動と駆動休止時間を組み込んだ非正弦波駆動によって生成されるシンセティックジェットの流動特性の違いについて,自由噴流状態におけるシンセティックジェットの噴流中心速度と噴流幅を,実験および数値計算の両面から調べることで検討した.得られた主な成果を以下に示す.(1)同一のレイノルズ数およびストローク条件下においては,正弦波状にアクチュエータを駆動するよりも,駆動休止時間を組み込んだ非正弦波状に駆動させた方が,スロット下流に生成されるシンセティックジェットの噴流中心時間平均速度が大きくなることが明らかとなった.また,駆動時間に占める休止時間の割合が大きくなるに連れて,噴流中心時間平均速度が大きくなることが分かった.一方で,噴流幅については駆動条件による大きな差は見られなかった.以上の結果から,アクチュエータを従来型の正弦波駆動よりも,休止時間を含んだ非正弦波駆動させた方が,より大きな運動量およびエネルギを有する流れが生成され,より優れた流体輸送特性を持つと考えられる.(2)数値計算結果より,非正弦波駆動における駆動休止時間の割合が高いほど,スロット直下で生成される渦対が大きな渦度を有し,より下流まで並進することを確認した.したがって,混合促進特性の向上に有効であることが予想される.本研究ではシンセティックジェットポンプ開発のための基礎的研究として,シンセティックジェットを利用したジェットポンプ(ファン)の性能特性について,数値計算並びに実験により検討した.なお,実験を容易に遂行するために作動流体を液体の代わりに空気としたジェットファンで上述の検討を行った.主として,スロット出口近傍での噴流速度の時間変化並びにポンプ内部の典型的フローパターンを示すとともに,ストロークをパラメータとしてポンプの昇圧機構並びに性能特性に言及した.さらに,シンセティックジェットと同一のレイノルズ数条件下において,連続噴流を利用した標準型ジェットポンプとのポンプ内部の流れ場・性能曲線との同異についても議論した.得られた主な成果を以下に示す.1.ポンプ(ファン)の幾何形状が一定の場合には,駆動流体であるシンセティックジェットのストロークが大きくなるにつれて,ダクト内での静圧回復位置が下流になること,併せて装置出口における流量の時間変化が大きいことが明らかとなった.これは,ストロークが小さくなるに連れて,駆動源出口近傍に生成される噴流の噴流幅の拡大角が大きいことが原因であると考えられる.また,連続噴流の場合,シンセティックジェットよりも噴流幅の拡大角は小さく,静圧回復位置はさらに下流であることがわかった.従って,従来型よりも装置の小型化,流体の混合に有利であると考えられる.2.シンセティックジェットポンプ(ファン)性能曲線は,連続噴流を駆動源とするジェットポンプと同様に単純な右下がり特性を示すことが明らかになった.また,同一幾何形状下において,ストロークを変化させた場合の性能特性の違いは僅かであり,本研究範囲では明確な違いは確認されなかった.性能曲線に及ぼすストロークの影響の詳細については,幾何形状とストロークの両方をパラメータとして検討すべきであり,今後の課題である.26年度が最終年度であるため、記入しない。流体工学26年度が最終年度であるため、記入しない。アクチュエータを非正弦波駆動させた状態で,実験で検討したい諸条件(レイノルズ数,ストロークなど)を再現することが想定以上に難しく,予定していたスケジュールよりも進捗がやや遅れている.しかしながら,苦戦した分,緻密に実験条件を検討した為に信頼性の高い実験データを得る事が出来た.

また,平行して実施している数値シミュレーションによる検討は順調に進んでいるために,残りの実験を効率よく進めることができれば,高い流体輸送特性および混合促進特性を発揮するために,最適なポンプ幾何形状を提案できると考える.2年目となる平成26年度は,これまでに検討してきた駆動条件下における最適なポンプ幾何形状について,実験・数値計算の両面より調査する.具体的には,シンセティクジェットにより生成された噴流がもたらす出力エネルギについて駆動流体と被駆動流体の流量比,装置入口・出口圧力をパラメータとして性能曲線を調べることで,シンセティックジェットの駆動条件がポンプ性能に及ぼす影響を明らかにする.また,一定のアクチュエータ駆動条件下において,供試ポンプの形状(すなわち駆動流体供給スロット幅b0,被駆動流体供給流路幅b1,スロート幅b2,スロート入口角の曲率R)がポンプ性能に及ぼす影響について調査する.さらに,数値シミュレーションにより,低レイノルズ環境下での適用を鑑みて,系統的にデータ収集を行い,マイクロスケール供試ポンプの設計を進める.
多機能分子触媒の創成と実用触媒反応の開発

金属-配位子の協奏効果に基づき開発した協奏機能分子触媒による不飽和化合物の不斉水素化反応および不斉炭素-窒素、炭素-炭素結合形成反応の開発に成功した。さらに、協奏機能触媒分子の構造修飾により実用的水素化触媒の開発に成功し、これまで水素化されにくかった極性官能基の水素化が立体および化学選択的に進行することを見いだした。また、単核の協奏機能触媒の概念を二核協奏機能分子触媒に展開できることを実証し、酵素類似機能への展開の可能性を提示できた。加えて協奏機能触媒の概念を活用して、二酸化炭素の有用化合物への固定化反応の開発にも成功した。(1)酸塩基複合効果を基盤とする協奏機能分子触媒の機能拡張と一般性の検証をするとともに、これを用いた不斉還元反応を含む実用的不斉炭素-炭素、炭素-窒素、炭素-酸素結合形成反応を開発して協奏機能触媒反応の概念の確立をめざす。(2)協奏機能触媒による水やメタンなどの単純分子の活性化と不飽和化合物の触媒的水和反応や炭化水素と二酸化炭素との付加反応による触媒的カルボキシル化など新規固定化反応の開発をめざす。(3)上記課題で開発した協奏機能触媒の効率化を実現するために、超臨界流体化学との融合を図り、革新的な協奏機能分子触媒化学の確立をめざす。本年度は、それぞれの課題を早期に立ち上げ、研究目的に記した2課題について集中的に検討した。その結果、1)塩基複合効果を有する多機能分子触媒による革新的な不斉触媒反応の開発光学活性ジアミン配位子を有する協奏機能分子触媒において、触媒活性種であるアミド錯体のブレンステッド塩基性やアミンヒドリド錯体のヒドリド性あるいは求核性が、中心金属や配位子の微妙な修飾により精密に制御できることに着目して、電子供与性のP-Nキレート配位子を有する協奏機能触媒によるケトンやエポキシド類より極性の高い環状イミド類の水素化反応を検討した結果、イミド類の一方のカルボニル基が選択的に水素化され対応するアミドアルコール類を収率良く与えることを見いだした。さらに不斉触媒を用いることでプロキラルなグルタルイミド類の非対称化を伴う不斉水素化により、対応するキラルアルコールを最高99%eeで収率良く与えることを見いだした。この水素化生成物は抗うつ剤パロキセチンの鍵中間体として利用でき、比較的短工程の効率の良い新規合成プロセスとなりうる。2)多機能分子触媒系による水やメタンなどの単純分子の変換反応の開発多機能アミド錯体の塩基性を利用して、活性化されていないメタンなどの炭化水素の炭素-水素結合の活性化と二酸化炭素との固定化反応の可能性を探索する目的から、金属-炭素結合を有する新たな有機金属化合物を合成して、その性質を調べた。その結果、得られる有機金属化合物は熱的にも安定であり、二酸化炭素との反応性は乏しいものの、配位子の電子状態を制御することで酸性化合物と反応性を示すことがわかった。炭素-炭素結合生成における金属-炭素結合を有する化学種の関わりについてさらに検討する。本年度は研究目的に記した2課題について集中的に検討した。その結果、1.塩基複合効果を有する多機能分子触媒による革新的な不斉触媒反応の開発キラルなP-Nアミン配位子を有する協奏機能分子触媒が極性の高い環状イミド類の不斉水素化反応に有効であり、イミド類の一方のカルボニル基が選択的に水素化され対応するキラルアミドアルコール類を、最高99%eeで収率良く与えることを見いだした。この水素化生成物は抗うつ剤パロキセチンの鍵中間体として利用でき、比較的短工程の効率の良い新規合成プロセスとなりうることを実証した。一方、スルホニル化されたキラルジアミン配位子を用いると、類似構造を有するキラルIr錯体がアゾジカルボン酸エステル類によるシアノカルボン酸エステルの不斉アミノ化反応の触媒として有効であることを見いだした。反応は速やかに進行して、計算化学を活用することで可能な反応機構を提案した。単核の協奏機能触媒の酸塩基複合効果を二核錯体へ展開してヒドリド、アミド架橋の二核Ir錯体の合成に成功した。得られた錯体は水素化活性を示すことを見いだした。2.多機能分子触媒系による酸素などの単純分子の変換反応の開発多機能ヒドリド錯体が温和な条件下で酸素と反応してアミド錯体に変換されることを見いだした。この事実に基づいて、キラルアミド錯体を触媒とする空気酸化を基軸とする二級アルコール類の速度論分割によりキラルアルコール類が高い光学純度で収率よく得られることを見いだした。協奏機能触媒が酸素の活性化にも有効であること,さらに酸化条件下でも触媒反応が構築できることを示す重要な知見である。本年度は研究目的に記した3課題について集中的に検討した。

その結果、1.塩基複合効果を有する多機能分子触媒による革新的な不斉触媒反応の開発P-Nアミン配位子を有する協奏機能分子触媒が極性不飽和化合物であるカーバメートやラクトン、エステル類の水素化反応に有効であり、対応する水素化生成物、アミン、アルコール、ジオール類が効率よく得られることがわかった。化学量論量の金属水素化物による還元反応に代替可能な環境調和型還元反応として有望である。協奏機能触媒の新たな機能開発に成功した。単核の酸塩基複合効果を基盤とする協奏機能触媒の概念を二核錯体へ展開して、イミド架橋の二核Ru, Rh, Ir錯体の合成に成功した。特に、二核のRh錯体は水素やアルコールを活性化してアミド架橋錯体を与え、さらにこのアミド錯体が酸素と反応してイミド錯体へ戻る可逆過程を見いだした。この可逆的なイミドーアミド錯体間の相互変化を使って酸素の触媒的水素化反応による水の生成を見いだすことができた。酸素と水素から触媒的な水生成反応としてエネルギー変換の観点から興味深い結果である。2.多機能分子触媒系による酸素などの単純分子の変換反応の開発協奏機能を有するアミドおよびヒドリド錯体が酸素と可逆的に反応することに着目して、二級アルコール類の酸素雰囲気下における速度論分割によりキラルアルコール類が高い光学純度で収率よく得られたことを見いだした。さらに、より効率の良い空気酸化反応に活性を示す炭素-窒素キレート配位子を有する新たな触媒の開発に成功した。3.二酸化炭素の有用化合物への固定化反応の開発二酸化炭素とアミン化合物が可逆的にカルバミン酸を与えることを利用してカルベン化合物を触媒とする分子内ウレタン生成による環状化合物が効率よく生成することを見いだした。二酸化炭素が反応場となり、さらに反応基質になる高効率固定化反応である。金属/NH結合の結合性に由来する酸塩基複合効果を基盤とする協奏機能分子触媒の概念の確立とともに、触媒構造修飾や中心金属の選択により触媒機能拡張と一般性の実証に成功した。具体的に、1.分子触媒構造と協奏機能の精密制御による実用的触媒反応の開発キレートアミンN-N、P-N型配位子を有するCp*ルテニウム錯体が、水素移動型還元と水素化の双方の触媒活性を有することが分かった。実際、環状酸イミドやアシルカーバメートに加えてエステルやアミド化合物などの難水素化化合物である極性不飽和化合物の触媒的水素化反応の開発に成功した。また、アミンキレート配位子としてC-N配位子をもつヒドリド錯体が酸素を水素受容体とするアルコール類の酸素酸化触媒となることを見いだした。キラル触媒を用いると、ラセミアルコールの空気酸化による速度論分割が可能である。2.二核協奏機能分子触媒の機能開拓金属/NH結合部位に基づく協奏機能触媒の概念を、複数金属システムに展開した結果、スルホニルイミド架橋二核ロジウム錯体が水素分子およびアルコールの酸素酸化反応の触媒となることがわかった。ブレンステッド塩基性スルホニル酸素原子と、二核ロジウム中心の酸化還元と連動したヒドリド配位子の極性転換が鍵段階となっていることを明らかとした。3.二酸化炭素の有用化合物への固定化反応の開発NHCカルベンの二酸化炭素活性化能を利用して二酸化炭素とプロパジルアルコールやエポキシドとの反応による環状カーボネートの合成反応の開発に成功した。協奏機能触媒と超臨界二酸化炭素との融合による新たな反応開発の成功例である。
Barrett食道癌を特異的に認識する分子イメージングシステムの構築

本研究ではBarrett腺癌もしくは前癌病変であるdysplasiaを高感度に診断可能な内視鏡システムの基盤を構築することを目的としている。Barrett腺癌は症例・検体数に限りがあり、検体を集めやすい腺癌である大腸癌細胞を用いて基礎的な研究を行った。大腸癌に高頻度に発現を認めるEGFRをターゲットとする光イメージングを行い、Barrett腺癌においても同様の方法で検討した。しかし、EGFR発現はBarrett腺癌で必ずしも高いとは限らず、EGFRでのイメージングは困難であった。新たにBarrett腺癌の標的分子となるペプチドを決定することがやはり必要であり、現在引き続き検討を進めている。Barrett食道の長期経過観察例では腺癌を合併するリスクが高いことが知られているが、癌やその前癌病変であるdisplasiaを内視鏡的に診断することはしばしば困難である。本研究では、病変を特異的に認識する分子イメージングシステムを構築することを目的として取り組んでいる。初年度はBarrett腺癌症例の検体数に限りがあるため、より癌検体を獲得しやすい腺癌である大腸癌細胞を用いて基礎的研究を行った。大腸に発生する腺癌である大腸癌にて高頻度に発現を認めるEGFR(Epidermal Growth Factor Receptor)は、食道扁平上皮癌の病態形成にも関係していることが報告されており、Barrett腺癌においても高頻度に発現している可能性が考えられる。われわれはまず、EGFRをターゲットし、大腸癌細胞株におけるEGFR発現数をフローサイトメトリー法にて算出、AlexaFlouor488標識抗EGFR抗体の蛍光発現強度を測定した上で、ヒト大腸癌移植ヌードマウスを用いてEGFR発現および標識セツキシマブのIn vivo分子イメージングを行うとともに、セツキシマブにおける投与前後におけるEGFR発現と治療効果の関連を評価した。大腸癌細胞におけるEGFR発現する宇は蛍光強度と相関し、セツキシマブ投与後における蛍光強度は投与前に比較して著しく低下していた。EGFR発現の強い細胞株を移植したヌードマウスにおけるEGFRのin vivoイメージングでは48時間後の蛍光ピークを認め、標識セツキシマブを用いた検討でも同様の動態が観察された。EGFRをターゲットとする光イメージング技術が癌の分子特性診断に有効であることが確認された。現在同様の方法をBarrett腺癌に応用することでBarrett腺癌のイメージングに技術の開発を進めている。Barrett食道の長期経過観察例では腺癌を合併するリスクが高いことが知られており、この癌を早期発見、早期治療することが重要な課題である。Barrett腺癌は今後日本においても増加することが懸念されているが、現在のところは比較的疾患頻度は低く、症例・検体数に限りがある。そのためより検体を集めやすい腺癌である大腸癌細胞を用いて基礎的な研究を行った。大腸癌に高頻度に発現を認めるEGFR(Epidermal growth factor Receptor)をターゲットとする光イメージングの基礎的検討から、Barrett腺癌においても同様の方法が可能と考えられた。検体数その他の問題からBarrett腺癌の特異的な標的分子となるペプチドの同定には時間を要するため、まずEGFRをターゲットとして検討を行うこととした。現在手法の確立のための基礎実験を行っている。分子イメージングのターゲットとなるペプチドを決定するためには当初計画より、さらに多数症例のサンプルが必要と考えられたが、、現時点では必要十分なサンプル数を得ることができておらず、他施設症例も含めたサンプルの収集を進めている。消化器内視鏡基礎実験により技術自体の確立はできてきていると考えられる。現在まで進めてきたEGFRがBarrett腺癌での発現の状態を確認できれば、EGFRについての検討を行う。また十分量のサンプル数が確保された段階で、ターゲットペプチドの絞り込みに移る予定である。元々症例数の少ない疾患であるため、サンプルの収集については他施設とも連携し、できるだけ漏れのないように、サンプル確保にあたりたいと考えている。イメージングのためのターゲットとなるペプチドの決定を行うためのサンプル収集が不十分のため実験計画にやや遅れが生じており、物品購入予定が次年度に繰り越しになるため。次年度に候補ペプチドの絞り込みを行い、研究計画で予定された研究を進めていく。
集団分子診断を目指した蛍光相関遺伝子検出システムの開発

特定遺伝子やその遺伝子の発現の検出には、様々な手法の中でもPCR(Polymerase Chain Reaction)やRT-PCR法がよく知られている。申請者等は極微小領域を出入りする蛍光分子の動きに由来する蛍光揺らぎを測定する蛍光相関分光法(Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS)を利用することで、その簡便な検出法の開発を行った。FCSはサブフェムトリットル(10-15L)オーダーの極微小な溶液の中を観察する事でブラウン運動に由来する1分子レベルの蛍光強度の揺らぎを検出し、分子の数や運動を測定する方法である。一本鎖短鎖DNA(プライマー)から二本鎖長鎖DNA(ターゲットDNA)へ長さが長くなる(分子量の増加)と同時にランダムコイル構造から剛直な円柱構造へ変化し、そのため並進拡散定数(ブラウン運動の速さ)が大きく変化する。その速度変化を蛍光相関分光法を用いて簡便に、しかも単一分子レベルの高感度で測定することで標的遺伝子の増幅過程を反応溶液中にて定量することを目的とした。そのためにこれまでPCRを行う時に、2種類用意するPCRの反応プライマーのうち蛍光標識標識プライマーの量を極端に少なくすることで、FCSに最適なPCR法の確立を行った(FA-PCR法)。これまでに、装置の試作をおこない、既設のFCS装置の試料台の電動化を行い、96ウェルならびに384ウェルのコントロールが可能な事を示した。装置の改良に重点を置いた。さらに、今年度はこれまで顕微鏡ベースの装置を利用してきたが、半導体レーザーと、顕微鏡レンズを利用することで非常にコンパクトな装置の試作を行い、実証した。今後の課題としては、2色の蛍光色素を用いることでどの程度まで感度を上昇させることが可能か明らかにする必要がある特定遺伝子やその遺伝子の発現の検出には、様々な手法の中でもPCR(Polymerase Chain Reaction)やRT-PCR法がよく知られている。今後の課題としては、2色の蛍光色素を用いることでどの程度まで感度を上昇させることが可能か明らかにする必要がある特定遺伝子やその発現の検出には、様々な手法の中でもPCR(Polymerase Chain Reaction)やRT-PCR法が知られているが、莫大な試料数を処理しようとすると、その定量性の低さとともに煩雑な操作性が短所とされ、大集団への応用は制限されている。一方、申請者等は極微小領域を出入りする蛍光分子の動きに由来する蛍光揺らぎを測定することで、蛍光分子の数とその大きさを検出する蛍光相関分光法を開発研究をすすめてきた。本研究は、一本鎖短鎖DNA(プライマー)から二本鎖長鎖(ターゲットDNA)へと長さと構造がともに変化し、そのため並進拡散定数(ブラウン運動の速さ)が大きく変化する。これまでのような電気泳動やビーズ結合法などのB/F分離過程を含まない特徴を用いて、一度に1000近くの試料を対象とした遺伝子発現検出装置の試作開発を行った。これまでにローダミンを用いた蛍光標識非対称遺伝子増幅反応液の一部5μlをFCSの対物レンズ上のカバーグラス上に移して最初の鋳型に依存してPCR産物が増加することを確認した。また、これまでに、装置の試作をおこない、既設のFCS装置の試料台を電動化を行い、96ウェルならびに384ウェルのコントロールを可能にした。試作装置の制作と平行して暫定的な手法としてカバーガラスが底辺に張られて96ウェルを利用して、新規に購入したPCR装置を利用してPCRの温度変化に耐えられるかどうかを検討した結果、温度の上昇、ならびに滑降温度速度を緩やかにすることで克服するめどがついた。特定遺伝子やその発現の検出には、様々な手法の中でもPCR(Polymerase Chain Reaction)やRT-PCR法が知られているが、申請者等は極微小領域を出入りする蛍光分子の動きに由来する蛍光揺らぎを測定することで、その簡便な検出法の開発を行った。

一本鎖短鎖DNA(プライマー)から二本鎖長鎖(ターゲットDNA)へ分子量(すなわち長さ)と構造がともに変化し、そのため並進拡散定数(ブラウン運動の速さ)が大きく変化する。その速度変化を蛍光相関分光法を用いて簡便に、しかも単一分子レベルの高感度で測定することで標的遺伝子の増幅過程を反応溶液中にて定量することを目的とした。PCRを行う時に、片方のプレイマーに蛍光標識を行うだけでは、反応終了後に大多数のフリーな未反応蛍光標識プライマーが残像する。それを避けるために、標識プライマーの量を極端に少なくすることで、未反応標識プライマーを減らす事が可能であることを確認した。また、これまでに、装置の試作をおこない、既設のFCS装置の試料台を電動化を行い、96ウェルならびに384ウェルのコントロールを可能を目指している。試作装置の製作と平行してカバーガラスが底辺に張られて96ウェルを利用して、新規に購入したPCR装置を利用してPCRの温度変化に耐えられるかどうかを検討した結果、温度の上昇、ならびに滑降温度速度を緩やかにすることで克服することができたがさらに改良が必要である。また、研究の過程で、SNP(Single Nucleotide Polymorphisms)にの検出にの可能性についても見当を行い、2色の蛍光色素を別々のプライマーにラベルを行い、検出することが可能であることを確認した。特定遺伝子やその遺伝子の発現の検出には、様々な手法の中でもPCR (Polymerase Chain Reaction)やRT-PCR法がよく知られている。申請者等は極微小領域を出入りする蛍光分子の動きに由来する蛍光揺らぎを測定する蛍光相関分光法(Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS)を利用することで、その簡便な検出法の開発を行った。FCSはサブフェムトリットル(10-15L)オーダーの極微小な溶液の中を観察する事でブラウン運動に由来する1分子レベルの蛍光強度の揺らぎを検出し、分子の数や運動を測定する方法である。一本鎖短鎖DNA(プライマー)から二本鎖長鎖DNA(ターゲットDNA)へ長さが長くなる(分子量の増加)と同時にランダムコイル構造から剛直な円柱構造へ変化し、そのため並進拡散定数(ブラウン運動の速さ)が大きく変化する。そのためにこれまでPCRを行う時に、2種類用意するPCRの反応プライマーのうち蛍光標識標識プライマーの量を極端に少なくすることで、FCSに最適なPCR法の確立を行った(FA-PCR法)。これまでに、装置の試作をおこない、既設のFCS装置の試料台の電動化を行い、96ウェルならびに384ウェルのコントロールが可能な事を示した装置の改良に重点を置いた。さらに、今年度はこれまで顕微鏡ベースの装置を利用してきたが、半導体レーザーと、顕微鏡レンズを利用することで非常にコンパクトな装置の試作を行い、実証した。
水素エネルギーの社会的受容性に関する国際比較研究

日本国内でも燃料電池技術の実用化に向けた取り組みが進められているが、現時点で人々が燃料電池技術のリスクとベネフィットをどのように理解し、その社会における受け入れを決定しているのかについてはこれまでにほとんど明らかにされていない。そこで、本研究は燃料電池技術のリスクやベネフィットに対する主観的な認知と、その社会への受け入れに対する人々の態度(社会的受容)について、さらにそれらの主観的な認知と社会的受容との関連について、以下の2つの意識調査の結果をもとに分析を行った。(1)神奈川県相模原市及び鹿児島県屋久島における市民意識の比較研究電気分解法によりオンサイトで水素を製造する水素ステーションが設置された神奈川県相模原市及び鹿児島県屋久島を対象地域とし、燃料電池および水素燃料に対するリスクとベネフィットの認識および地域への導入意向についてアンケート調査を行い、両地域における市民意識の比較分析を行った。この結果、いずれの地域においても、コストの認識が導入意向に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。(2)アイスランド及び日本の大学生における意識構造の国際比較研究アイスランド及び日本における燃料電池車の普及政策に対する大学生の態度とその意思決定要因を階層分析法(Analytic Hierarchy Process:AHP)により構造的に明らかした。本研究では世界で最初の水素社会の実現を目指し、その最初の段階として燃料電池バスによる本格的な走行試験を行っているアイスランドの大学生を対象とし、日本(神奈川、鹿児島)の大学生との比較分析を行った。この結果、アイスランドの大学生では安全性に対する意識が燃料電池車の普及政策への支持に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。水素エネルギーに関する社会的受容性を明らかにするため、まず、水素ステーションの設置と燃料電池車による走行試験が行われている鹿児島県屋久島において住民アンケート調査を行った。この調査では水素エネルギーに対する認識や導入意向だけでなく、実証試験に伴って行われたマスコミ報道や環境教育などの普及啓発活動などとの情報接触状況についても把握を行い、これらの関連について分析を行った。この結果、マスコミ報道や普及啓発活動と住民の水素エネルギーに対する認識との間には関連があることが確認された。次に、都市部での水素エネルギーに対する社会的受容性について明らかにするため、AHP法を用いた意識調査を東京および神奈川に住む大学生を対象として行った。この結果、燃料電池車に対する評価では安全性に関する情報が重要であることなどを明らかにした。また、水素ステーションが設置されている神奈川県相模原市において、屋久島と同様な住民アンケート調査を実施するための準備を行った。相模原市では2005年秋から市と企業、大学などが共同で燃料電池研究会を発足させ、燃料電池の開発と水素エネルギー社会に向けた取り組みを始めたところであり、この研究会との共同でアンケート調査を実施するための準備を行った。さらに、来年度にアイスランドのレイキャビック市における市民意識との比較研究を行うため、今年度はアイスランド新エネルギー機関およびアイスランド大学を訪問し、同種の調査などを行っている関係者との打合せを行った。この結果、2004年度に行われた市民アンケート調査の結果について情報提供を受けることおよび2006年9月にアイスランド大学にて大学生向けアンケート調査を行うことなどで合意した。
農業機械作業の協調管理に関する研究

農作業では、複数の農業機械がほぼ同時に作業を行う場合が多く、これらの作業を合理的に協調させようとするのが、本研究の目的である。そのため(1)合理的手法について、(2)相互通信法について、及び(3)農業機械の自己位置認識法について明かにしようとした。1.複数農業機械による農作業を、その性質から直列、並列及び複合作業に分類し、牧草収穫を対象として、直列作業と複合作業のモデルを作成し、数値計算を行った結果、協調作業を行うことにより、オペレ-タが単独に作業を行う場合に比して、良い結果がえられることが明らかになった。2.相互通信法については、信号を直接計算機が発信受信できる、デジタル信号のFM通信を試みたが、電波法の制約で100m以内であった。次に農家が使用する立場から、BCバンドのトランシ-バに制限し、通信をこころみたが、騒音の多いコンバイン収穫の場合でも、通信は可能で収穫作業への支障はなかった。次いでトランシ-バによるデジタル信号の送受信に、パケット通信法を採用し、農業機械の自己位置と、作業情報をホストコンピュ-タに無線で知らせることを試みたが、成果は不十分で今後の課題とする。3.農用車輌の自己位置認識法には、種々の方法が想定されるが、オ-トジャイロによる角速度信号と走行速度信号から、刻々の位置を求め、積算する手法について、実験を重ねた。角変化については、サンプリング間隔に関係なく、実用上の可能性が認められ、走行距離については、車輪の回転数によって検出したため、サンプリング間隔に制限を受けた。実用上問題はないとも判断されるが、改善の必要が残った。農作業では複数の農業機械がほぼ同時に作業を行う場合が多く、これらの作業を合理的に協調させようとするのが、本研究の目的である。そのために(1)合理的手法について、(2)相互通信技法、加えて(3)自己位置認識法について明らかにしようとした。(1)複数機械による農作業を、その性質から直列作業、並列作業及び複合作業に分け、いくつかの農作業について作業調査を行うと共に、アルゴリズムとプログラムの検討中である。具体的には実測デ-タをもとに作業のシミュレ-ションと、これに対して、ダイナミックプログラミングの手法の適応についてである。(2)相互通信は直接その信号を計算機が受け取ることのできるデジタル信号の無線通信が望ましいが、電波法の制約で実験によれば100m以下であった。そのためBCバンドのトランシ-バによる音声通信を、特に操作箇所の多く、且つ騒音の多いコンバイン収穫の場合についてノイズ及び収穫作業操作への支障について調査した。コンバイン運転席でのオペレ-タ頭部位置での騒音は、実測の結果90dbを越えているたが、音声通信は可能であった。しかし、長時間にわたる場合には、トランシ-バの送信側にフィルタを挿入する必要があろう。なお、コンバインとトランシ-バの両者の操作上の問題はなかった。(3)農用車輌の自己位置認識には車輌の角速度と走行距離からの位置変化を刻々求め、積算する方法があり、この手法について自走式小型運搬車を用いて繰返し実験を行った。平均約1.7%の誤差があったが、改善の見通しも得られた。1.牧草収穫を対象として、直列作業と複合作業のモデルを作成し、数値計算を行った結果、協調作業を行うことにより、オペレ-タが単独に作業を行う場合に比して、良い結果がえられることが明らかになった。2.相互通信法については、農家が使用する立場から、BCバンドのトランシ-バに制限した。

本年度はデジタル信号の送受信に、パケット通信法を採用し、農業機械の自己位置と、作業情報をホストコンピュ-タに無線で知らせることを試みたが、成果は不十分で今後の課題とする。なお、人手を介した通信は昨年可能性を見いだしている。3.農用車輌の自己位置認識法には、種々の方法が考えられるが、オ-トジャイロによる角速度信号と走行速度信号から、刻々の位置の変化を求め、積算する手法について、実験を重ねた。角変化については、サンプリング間隔に関係なく、360.0度に対して、平均367.48度、標準偏差2.99度で、実用上問題がないと判断された。走行距離については、車輪の回転数によって検出したため、サンプリング間隔に制限を受けた。20m秒までは良いが、30m以上では誤差が増大した。しかし、2.5%から3.6%の誤差があり、実用上問題は生じないとも判断されるが、改善の必要がある。