hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラピッドエスノグラフィーによる高齢者生活用調理作業支援ツールの研究

能力低下を防ぎ、活気ある日常の維持を目的とした高齢者生活における軽作業、特に調理に関わる作業を導入支援することを目的とした本研究において、平成28年度調査で得た分析結果を基に、デザイン解決の部分的プロトタイプ作成を行い、その検証を行い、平成29年度にヒューマンインタフェース学会HIシンポジウムでの発表に繋げたが、具体的な調理活動に関わる支援という当初目的を十分に満たすものではなかった。最終年度となる平成30年度においては、料理療法の研究グループ(京都教育大学・湯川教授ら)との連携をはかり、再度高齢者の調理活動の可能性について、多くの知見を得ることができた。その中には、料理活動の先進事例の再確認としてのカナダ・バンクーバー市周辺の高齢者施設での料理活動プログラム実践の観察調査や米国サンフランシスコ市の先端デザイン会社IDEO訪問調査が含まれる。こういった知見の整理と本研究で得た分析結果の統合とそのデザイン解決案の試作・実体化を目指したが、本務での業務繁忙と重なり、完成させることができていない。この状況より、平成31年2月に補助事業期間延長を申請し認可を得ている。料理療法研究グループとの作業によって得た新たな知見と、本研究でこれまで得た調査分析結果の有機的な統合整理が、明快なかたちでできなかった。これにより、調理作業の焦点を絞ることができなかったことが、当初予定の試作完成に至っていない研究状況としての理由である。またそれに加え、大学組織改編作業の担当者としての本務業務量の予想を超えた増加があり、十全な時間確保が行えなかったことも環境面での理由となっている。対象とする調理作業を具体的に定めた上で、デザイン解を試作し、その検証を行う。試作にあたっては3Dプリンターの使用など、短期間に改善を繰り返す方法を採用する。検証においては、料理療法研究グループとの連携のもとに、高齢者施設等の協力を得る。高齢者の生活は、高齢者施設、あるいは在宅においても単調かつ受動的なものになりがちである。生活の質向上の鍵を日常への軽作業の埋め込みと仮定し、それが生み出す生活「リズム」と「コミュニケーション」に注目し、軽作業、特に調理作業を支援する環境とツール開発を目的とした研究である。平成27年度の計画では、料理活動を積極的にリハビリや社会活動に取り入れている事例を調査し、その効果と問題を分析することとした。この計画に沿い、「料理療法」の著者である京都教育大学の湯川夏子准教授への取材を重ね、研究会等にも参加した。また、料理活動をアクティビティとして取り入れている高齢者施設への訪問調査を実施した。奈良県奈良市の「グループホームどんぐり」と東京都目黒区の「なないろクッキングスタジオ」の見学とそれぞれ責任者への取材を行い、それらは現在も継続している。また、調理器具の観点では、ユニバーサルデザインのアプローチで様々な器具を開発している新潟県燕市の株式会社青芳製作所を訪問し、代表者から開発プロセスについてヒアリングを実施した。現在、青芳製作所のいつくかの製品を「どんぐり」にて試用をしてもらい、その効果と問題点を洗い出している。また、上述先行事例調査の他、食事、そして調理自体を日々の修行と捉える禅宗寺院での活動を、生活の根源的質の向上に向けたアナロジーとして捉え、典座と呼ばれる調理担当僧の活動を調査するとした計画では、京都市大徳寺、妙心寺、そして奈良県郡山市慈光院に対する聞き取り取材を実施した。先行事例調査としての活動は、主に国内においては概ね計画通りの進捗であるが、当初予定の海外調査が実施できていない。これは、訪問先との交渉が難航していることと、本務業務(学部の課程長および大学院の専攻長を同時に引き受けることとなった)の予想以上の繁忙状況が理由である。高齢者の生活における軽作業の導入、特に調理に関わる作業の取り込みを容易にすることを目的とした本研究は、高齢者施設等での実体調査、および現在の先行事例調査を中心に、さらには、参照研究対象として、調理活動を高度な生活の意義として捉える禅宗における実践(修行)の調査を行う事を予定した。前者調査は、東京都での「なないろクッキングスタジオ」、大阪府「淀キリ訪問介護ステーション」、京都市「小規模多機能高齢者施設十四軒町の家」等での訪問調査や、高齢者と医療に関わる展示会や学会等(日本感性工学会、ヒューマンインタフェース学会、International Conference on Multimodal Interaction,介護・福祉ロボット&機器開発展等)に参加するなど、情報収集にも努めた。先行事例調査として海外調査をあげたが、これについては、現在も実施ができておらず、本務業務との日程に目途がつき次第実施したいと考えている。以上の調査の一部は、『料理療法』の著者である京都教育大学湯川夏子准教授の協力を得ることで、有用な基礎情報を得ることも出来、湯川氏の主催する現在も料理とリハビリの関係についての研究グループに参加し交流を行っている。一方、参照研究対象としての後者調査では、石川県輪島市「総持寺祖院」を訪問・滞在し、参禅体験と共に、日常の典座(調理担当僧)の観察調査を実施することが出来た。以上の調査の分析については、ラピッドエスノグラフィー手法に沿い、切片化作業を進行させつつあるが、分析結果の編集には現段階では至っていない。予定した調査自体は、概ね実施できたが、本務業務等の繁忙により調査データの分析作業に時間をかけられない状況が続いた。

能力低下を防ぎ、活気ある日常の維持を目的とした高齢者生活における軽作業、特に調理に関わる作業を導入支援することを目的とした本研究において、平成28年度調査で得た分析結果を基に、デザイン解決の部分的プロトタイプ作成を行い、その検証を行い、平成29年度にヒューマンインタフェース学会HIシンポジウムでの発表に繋げたが、具体的な調理活動に関わる支援という当初目的を十分に満たすものではなかった。最終年度となる平成30年度においては、料理療法の研究グループ(京都教育大学・湯川教授ら)との連携をはかり、再度高齢者の調理活動の可能性について、多くの知見を得ることができた。その中には、料理活動の先進事例の再確認としてのカナダ・バンクーバー市周辺の高齢者施設での料理活動プログラム実践の観察調査や米国サンフランシスコ市の先端デザイン会社IDEO訪問調査が含まれる。こういった知見の整理と本研究で得た分析結果の統合とそのデザイン解決案の試作・実体化を目指したが、本務での業務繁忙と重なり、完成させることができていない。この状況より、平成31年2月に補助事業期間延長を申請し認可を得ている。料理療法研究グループとの作業によって得た新たな知見と、本研究でこれまで得た調査分析結果の有機的な統合整理が、明快なかたちでできなかった。これにより、調理作業の焦点を絞ることができなかったことが、当初予定の試作完成に至っていない研究状況としての理由である。またそれに加え、大学組織改編作業の担当者としての本務業務量の予想を超えた増加があり、十全な時間確保が行えなかったことも環境面での理由となっている。平成28年度は、昨年度において未実施である海外調査を行うと共に、計画に沿い、観察調査を本格的に開始させる。高齢者施設におけるフィールドでは、いくつか候補があるため、それらの特性バランスを考慮する。また、禅寺への働きかけを継続し、京都周辺以外も視野にフィールド確保に努める。さらに、年度内での分析が可能となるよう、学生協力者の確保と組織化も工夫する。調査データの分析作業を、研究室の大学院学生などにも協力要請を行い、作業の促進を図り、デザイン解決の指針(コンセプト)の確立を急ぎ、それらコンセプトの検証については、料理療法に関わる研究者、高齢者施設担当者などとも交流を図ることで行いたい。また、プロトタイプ制作の着手に予定通りに取りかかれるよう業務計画を見直し、研究環境の改善に努めたい。対象とする調理作業を具体的に定めた上で、デザイン解を試作し、その検証を行う。試作にあたっては3Dプリンターの使用など、短期間に改善を繰り返す方法を採用する。検証においては、料理療法研究グループとの連携のもとに、高齢者施設等の協力を得る。物品費については、分析用コンピュータの購入を延期したことが理由であるが、本格的な観察調査自体が28年度であるため、研究自体には支障をきたしていない。旅費は、海外調査が未実施であることが理由である。平成27年度実施予定の海外先行事例調査が28年度においても実施することができず、予定額を消化できなかった。これは、本務における業務負担が予定を上回ったため、日程調整がつかなかった事による。平成27年度から翌年にいたるフィールドワークの実施と分析においては、予定通りの研究進捗であったが、平成29年度予定のデザイン解の実体化の遅れが、最終年度においても取り戻すことができなかった。
国際経済法における無差別原則の変容と法解釈論の再構成

本研究は、現代における行政国家現象の更なる進展によって国際法規律と主権国家の規制裁量とのバランスが鋭く問われるようになっているなかで、国際経済法上の無差別原則にいかなる変容が生じつつあるのかを、その解釈論的枠組を再構築する作業を通じて究明するものである。まず、およそ平等規範に通底する規範構造とその特質を把握することによって、国際経済法上の既存の無差別原則理解を批判的に検証する視座を設定する。そのうえで「無差別原則=競争条件の平準化」という従来の固定観念を相対化し、国家の規制裁量を適切に確保するためにはいかなる解釈論上の修正が施されるべきか、また、かかる修正がいかにして可能であるかを検討する。
19世紀後半のベルギー王国における地理学と芸術の関係性

19世紀後半のベルギー王国では,以前のハプスブルク家領南部ネーデルラントに散在していた重要な文化的諸事象を「国家化」し,国民国家統合のシンボルとして祭り上げてゆく動きが生じた。地理学と芸術は,さまざまな関係性を取り結びつつ,この動きに巻き込まれていった。南部ネーデルラントの歴史的建築物や美しい景観,そしてメルカトルやオルテリウスといった16世紀の地理学者は,いずれも美術というメディアに媒介されつつ,ある種の「国家的遺産」として表象され,消費されていった。平成22年度は,主に既存の文献資料やWEB上のリソース,現地でのフィールドワークで収集した史資料に基づき,19世紀ベルギー王国における広義の地理学と芸術との関係性について考察し,地理学者や地理学の可視的メディアとしての芸術の意義の解明を試みた。『和歌山地理』に論文1編(査読有)を発表し,19世紀後期の地理書の執筆・編集や挿絵の製作に携わった人々が広義の《芸術》というジャンルに属していたことを論じた。また,関連するテーマについてIGU地域会議(イスラエル)における地理学史コミッションの集会で発表した。未公表の成果としては,フェルメールを「再発見」したとされるトレ=ビュルガーが1866年にGazette des Beaux-Artsに公表した論文"Van der Meer de Delft"のなかに,《地理学者》の複製版画(エティエンヌ・ボクール描画/レオン=ルイ・シャポン線刻)が掲載されたことが判った。19世紀仏語圏に《地理学者》の図像を広めたメディアの一つを突き止めたことになる。フェルメールのみならず,地図や地球儀(天球儀)と人物を配した構図の絵画は,ルネサンス期ネーデルラントの人文主義者エラスムスの『愚神礼讃』(1515年版)の挿絵以来の伝統を有し,17世紀ネーデルラントでも同様の絵画がいくつか確認される。フェルメールと同時代を生きたレンブラントも,《ファウスト》と称される,《地理学者》と似た構図の版画を1652年頃に製作していた。ベルギー王国では,1913年にルイ・テヴネが《地図を指差す男》という絵画を描いたことも新たに判明した。アンリ・ド・ブラーケレールの《地理学者》(1871年)に始まるこの国のかかる図像表現は,フェルメールの「再発見」のみならず,エラスムス以来のネーデルラント絵画の伝統の延長上にも位置付ける必要がある。前年度に続き,19世紀後半のベルギー王国における地理学と芸術の関係性を,国民国家アイデンティティの確立や植民地主義の進展,及びそれらと複雑に関係しつつ勃興する地域主義というコンテクストのもとで探究した。絵画や彫刻といった造形芸術は,地理思想と地理的実践の融合体としての広義の地理学や,その担い手としての地理学者を,ある種の普遍的価値を有するものとして社会に効果的に伝達するメディアとしての役割を果たしうる。君主制国民国家の建設途上にあった19世紀後半のベルギー王国では,メルカトルやオルテリウスといった地理学史を飾る人物群や,近代科学の一象徴としての地理学それ自体を国家的あるいは地域的に領有する動きが顕在化するなかで,とくに屋内外に建立された彫像群がかかるメディアとしての役割を演じた。本年度の成果として特筆されるのは,1871年のアントウェルペンにおける最初の国際地理学会議開催に事後的に接合される形で,生誕地域たるワースランドの地域主義のもとで建立された二つのメルカトル銅像である。ワースランドの中心都市たるシントニクラースの彫刻家ファン・ババマートの製作した銅像が,同じくシントニクラースで活動した医師にして地域史家たるファン・ラムドンクの主導によって,生誕地ルペルモンデの教会前の広場に1870年に建立され,レプリカがシントニクラースの市庁舎に置かれた。ファン・ラムドンクは政府に働きかけ,同じ彫刻家に,ブリュッセルのアカデミー宮殿に据えられることになる,メルカトルの石像をも製作させた。地域主義の色合いを帯びて製作された一体の銅像が,やがて国家主義や植民地主義の色合いを帯びた国際地理学会議と偶有的に接合されつつ増殖し,偉人とその実践の国家的領有のシンボルとなってゆく。なお,地理学と芸術の関係性について考察した関連論文1編を『空間・社会・地理思想』に発表した。
新しい結合特性を示すGlcNAc特異レクチンと糖鎖研究への応用

2.PVLを固定化したアフィニティ-カラムを用いて還元RI標識オリゴ糖の親和性を調べると、GIcNAcβ1→3>β1→6、及びGIcNAcβ1→2>β1→4の関係が明らかになった。またbisecting GlcNAcが存在すると親和性が低下した。以上の知見は上記の阻止試験で得られた結果を支持するとともに、PVLが末端SlcNAcの結合位置を識別して分画できる有用なプロ-ブとなることを示した。(東大医科研・遠藤らと共同研究)3.PVL固定化ゲルによるアフィニティ-クロマトで複数の糖タンパク質とそれらの糖ペプチドの分画を行った。その結果、ヒトのグリコホリンが特異的に結合して回収できることを見出した。そこで、グリコホリンからPVLレセプタ-を取出して構造を明らかにする研究に着目した。4.末端GlcNAcを2個持ったオリゴ糖及びオボムコイドとその糖ペプチドを用いてELISA阻止試験を行ったところ、二相性の阻止曲線を示した。また、ハプテンと結合したPVLは時間と共に不溶化する傾向が見られた。この現象は、PVL1分子に4個ある結合サイト同志の相互作用と結合サイト近傍の疎水性領域の影響と考えられた。そこで、PVL分子を修飾して価数と疎水性を減らしたレクチンを用いて、結合パラメ-タ-の解析を進める計画である。
環境ストレス応答性転写因子ATF5が脂肪細胞分化に及ぼす影響

肥満は糖尿病、高血圧、高脂血症などの生活習慣病のリスクファクターであり、脂肪組織の過剰状態である肥満は脂肪細胞の増殖や分化機構と関係している。すでに、3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化に伴いATF5 mRNA量が30%に減少することが見いだされている。このことは、ATF5が脂肪細胞の分化にも重要な役割を果たしていることを示唆する。いわばATF5は脂肪細胞の終末分化の決定因子としてではなく、分化を開始させないゲートキーパーとして働いていることが考えられる。また、ATF5の発現量が様々なストレスにより変化することも見いだされている。このことはATF5により発現が制御されている遺伝子群はストレス暴露下において生体の恒常性を維持するために働いている可能性を示唆する一方、ストレスによるATF5の発現の変動がその下流の遺伝子の発現パターンを乱し生体の病的な状態への移行を伴うことも予想される。しかし現在、ATF5により発現が制御されている遺伝子はほとんど分かっておらず、その様な遺伝子を探索することによりATF5の機能を推定することができると考える。SiRNAを用いて脂肪細胞への分化能を持つ3T3-L1細胞のATF5タンパク質のノックダウンを行い、DNAチップを用いて、正常細胞との間で発現量の変動が見られる遺伝子を同定することはATF5により転写制御を受ける遺伝子の探索を行う上で重要である。そこで、ATF5 SiRNAの作製を試みた。FLAG-tag付きのATF5、を動物細胞で発現させ、その発現をWestern blottingにより確認した。この細胞へ作製したATF5 siRNAを導入したところ、ATF5タンパクの発現が効率的に抑制されていた。一方、ATF5の脂肪細胞分化への関与を効率的に解析するためにATF5のcDNAを効率的に培養細胞へ導入し、機能タンパク質を安定的に発現させる技術が必要である。そこで、様々な細胞に応用可能で、一過性であるにもかかわらず比較的長時間ATF5を高発現させる事ができるATF5発現アデノウイルスベクターの構築を試みアデノウイルスベクターにATF5cDNAを組み込んだベクターの構築をおこなった。今後このベクターを用いてATF5の脂肪細胞の分化への関与を調べる必要がある。肥満は糖尿病、高血圧、高脂血症などの生活習慣病のリスクファクターであり、脂肪組織の過剰状態である肥満は脂肪細胞の増殖や分化機構と密接に関係している。これまでに、脂肪細胞の分化に重要な転写因子やシグナル伝達因子の役割は解明されつつある。しかし未解明な部分も多くその全貌の理解が待たれている。我々の研究室では、3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化に伴いATF5 mRNA量が減少することを見いだした。このことは、ATF5が脂肪細胞の分化に重要な役割を果たしていることを示唆した。いわばATF5は脂肪細胞の終末分化の決定因子としてではなく、分化を開始させないゲートキーパーとして働いていることが考えられた。ATF5遺伝子発現量の変動が脂肪細胞の分化に与える影響を調べ、ATF5が脂肪細胞分化を制御するメカニズムの解明を行う為に、ATF5のcDNAを効率的に培養細胞へ導入し、機能タンパクをほとんどの種類の細胞で安定的に高発現させる技術が必要である。そこで、様々な細胞に応用可能で、比較的長時間かつすべての細胞でATF5を高発現することができるATF5発現アデノウイルスの作製を試みた。

アデノウイルスの遺伝子配列を持つコスミドベクターpAxCAwtitへATF5をコードするcDNAを組み込みin vitroPackagingにより大腸菌内へ導入した。次にコスミドDNAを制限酵素により直鎖状に切断した。そのDNAを動物培養細胞である293AD細胞へ導入しアデノウイルス増殖させ、ATF5発現アデノウイルスの作製に成功した。肥満は糖尿病、高血圧、高脂血症などの生活習慣病のリスクファクターであり、脂肪組織の過剰状態である肥満は脂肪細胞の増殖や分化機構と関係している。すでに、3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化に伴いATF5 mRNA量が30%に減少することが見いだされている。このことは、ATF5が脂肪細胞の分化にも重要な役割を果たしていることを示唆する。いわばATF5は脂肪細胞の終末分化の決定因子としてではなく、分化を開始させないゲートキーパーとして働いていることが考えられる。また、ATF5の発現量が様々なストレスにより変化することも見いだされている。このことはATF5により発現が制御されている遺伝子群はストレス暴露下において生体の恒常性を維持するために働いている可能性を示唆する一方、ストレスによるATF5の発現の変動がその下流の遺伝子の発現パターンを乱し生体の病的な状態への移行を伴うことも予想される。しかし現在、ATF5により発現が制御されている遺伝子はほとんど分かっておらず、その様な遺伝子を探索することによりATF5の機能を推定することができると考える。SiRNAを用いて脂肪細胞への分化能を持つ3T3-L1細胞のATF5タンパク質のノックダウンを行い、DNAチップを用いて、正常細胞との間で発現量の変動が見られる遺伝子を同定することはATF5により転写制御を受ける遺伝子の探索を行う上で重要である。そこで、ATF5 SiRNAの作製を試みた。FLAG-tag付きのATF5を動物細胞で発現させ、その発現をWestern blottingにより確認した。この細胞へ作製したATF5 SiRNAを導入したところ、ATF5タンパクの発現が効率的に抑制されていた。現在、ATF5ノックダウンにより発現量が変動する遺伝子を検索中である。
NMDA受容体NR2B受容体サブユニットを中心とした恐怖学習のメカニズム

扁桃体シナプスではLTPプロトコールに脱分極がなければプレ側のカイニン酸受容体活性によるLTPのみが誘導され、一方脱分極があれば、ポスト側のNMDA受容体活性によるLTPのみ誘導される。LTP誘導時、ポストから内因性カンナビノイドが放出され、ポスト型NMDA受容体依存性LTPがプレシナプス型LTPを抑制する現象が確認された。すなわち、同一シナプスにLTPには、このようなヒエラルキーが存在し、これは学習した恐怖の情報処理に役立つと考えられる。本計画の主要な目的であるカルシウム測定のための装置である二光子顕微鏡の購入が年度後半になるため、前半には扁桃体でのシナプス伝達の長期増強(LTP)誘発でのカルシウム流入の関与について検索を行なった。まず大脳-扁桃体間のシナプスでのLTPの実験では、新しいプロトコール(前シナプス刺激に後シナプスの活動電位を組み合わせ、これを20Hzの頻度で2発、更にこれを2Hzで240回を与える)を前シナプス刺激と後シナプスへの活動電位の時間差(Δt)を変化させながら、spike-timing dependent LTPの誘導を行ないました。Δt=+4-+8msでは予想どおりLTPが誘発され、Δt=+8m以上、-5-+4msではシナプス可塑性は誘発されませんでした。しかし驚くべきことにΔt=-20ms前後ではLTPが誘導されました。海馬、大脳皮質等ではこの時間差では長期抑制(LTD)が誘発されていますので、これは扁桃体シナプスでの特徴だと考えられます。次にこのようなLTPの誘発にどのようなチャンネルが関与しカルシウム流入が関わっているかを検討した。カルシウムキレート剤であるBAPTAを神経細胞に注入し後シナプスでのカルシウムをキレートするとどちらのLTPも抑制された。またNMDA受容体アンタゴニストであるD-AP5の作用を検討したところ、どちらのLTPも抑制されなかった。これは予想外の事で論理的な解釈を検討するため、更なる実験が必要である。本研究計画の主要な目的は扁桃体でのシナプス伝達の長期増強(LTP)誘発でのNMDA受容体NR2Bサブユニットの役割を明らかにすることである。二光子顕微鏡にて細胞内へAlexa594,Furo-4注入し、LTP誘発による細胞の形態変化やカルシウムイメージングを試みた。対物レンズの性能の検討や技術的問題を含めて、数々の問題点が明らかになり、本年度も引き続きこのような問題点を解決しながら細胞の変化の観察を継続する予定である。また昨年度後半に発見されたpairingよるLTPがBAPTAをシナプス後神経細胞に注入によりLTPが抑制され、D-AP5の作用では抑制されないメカニズムを検討した。これにはシナプス前神経末端の刺激のみで誘発されるLTPの存在を仮定しないと成り立たず、この存在を検討した。カルシウムキレート剤であるBAPTAをシナプス後細胞のみに作用させてもその誘発は抑制できず、BAPTA-AMをシナプス前にも作用させると抑制できた。すなわち予想外にもシナプス前依存性LTPの発見に至った。この誘発メカニズムにNMDA受容体NR2Bサブユニットの関与も行う予定とした。本研究計画の主な目的は恐怖学習過程において扁桃体グルタミン酸作動性シナプス伝達の長期増強(LTP)誘発でのNMDA受容体NR2Bサブユニットの役割を明らかにすることである。扁桃体スライス標本において恣意的にポストシナプスに全く膜電位を変化させず、頻回刺激を与えると長期増強(LTP)が誘発された。このメカニズムについて薬理学実験を追加したところ、プレシナプスに局在するカイニン酸受容体によるカルシウムの上昇によるLTPで有ることが判明した。更に興味深い事にポストシナプス電位を+70mVまで上げて同じ頻回刺激に与えると、ポストシナプスに局在するNMDA受容体活性によるLTPのみが確認され、上記のプレシナプスに局在するカイニン酸受容体活性によるLTPの誘発は認められなかった。すなわち、ポストシナプス型LTPの誘発過程でプレシナプス型LTPの誘発を抑制される、新しいシナプスのルールが発見された。このメカニズムにはポストシナプスの代謝性グルタミン受容体活性による内因性カンナビノイドが誘導、生産され、ポストからプレへ作用し、プレシナプス型LTPの誘発を抑制する機構が発見された。元来恐怖学習を担う扁桃体において、グルタミン酸作動性シナプスのLTPは扁桃体そのものを興奮させるので内因性機構による興奮を抑える可能性がある。また別の見方からは内因性カンナビノイドの濃度を上げるか、その代謝を抑制する薬剤は不安障害への治療のターゲットになりうる。更に基礎医学ではシナプスでの新しい規則が発見され、神経科学的にも興味ある結論である。
線形計画問題の履歴依存型ピボット規則の解析

線形計画問題(LP)を解くアプローチの1つに,単体法[Dantzig(1947)]に始まるピボットアルゴリズムがある。多項式時間ピボットアルゴリズムの存在の解明はLPにおける重要な未解決問題である。本研究では,多項式時間達成の可能性があるピボット規則として近年注目を集めている最小訪問規則[Zadeh(1980)]に着目し,以下目標を通じてこの未解決問題の解決に挑んだ。(1)ピボットアルゴリズムの振る舞いを記述するLPグラフの列挙法を構築;(2)最小訪問規則から着想した履歴依存型ピボット規則の振る舞いをLPグラフ上で解析;(3)ピボット規則の適用回数に関する予想の成立・不成立を検証線形計画問題(LP)のピボットグラフの振る舞いを記述したグラフをLPグラフという。1947年に提案された単体法以来の未解決問題である,同問題を解く多項式時間ピボット規則の存在を解明するうえで,LPグラフ上でのピボット規則の解析が不可欠となる。しかし,一般にはLPグラフが特徴付けられていないため,LPグラフの集合を真に含む非巡回唯一シンクグラフ(AUSO)上で解析が行われてきた。今年度は,以下4点の研究を進めた。第1に,一連の履歴依存型ピボット規則をd次元超立方体のAUSO上で解析した[Aoshima, Avis, Deering, Matsumoto, Moriyama (2011)]について,その詳細を記したジャーナル版を公表した。第2に,有向マトロイド理論を通じてLPグラフを列挙するにあたり,有向マトロイドの疎構造であるマトロイドの構造を解析し,マトロイドと有向マトロイドの差を示す向きづけ可能性を解明した。また,有向マトロイドと幾何構造の差を示す実現可能性について,これまでの一連の研究成果を記したジャーナル版を公表した。第3に,一般には特徴付けられていないLPグラフについて,d次元多面体がd+2頂点から成るとき,[Avis, Moriyama (2009)]で提案したシェリング性で特徴付けられることを示した。第4に,任意のピボット規則の回数の下界を与える多面体の直径について解析し,LPグラフの土台となる超平面配置に内在する多面体の直径の平均に関する予想を部分的に解明した。線形計画問題(LP)のピボットグラフの振る舞いを記述したグラフをLPグラフという。1947年にDantzigにより提案された単体法以来の未解決問題として,同問題を解く多項式時間のピボット規則の存在の解明があり,この解明にはLPグラフ上でのピボット規則の解析が不可欠である。しかし,一般にはLPグラフが特徴づけられていないため,LPグラフの集合を真に含む非巡回唯一シンクグラフ(AUSO)上で解析が行われてきた。今年度は以下について研究を進めた。第1に,近年注目を集めている履歴依存型ピボット規則の具体的な振る舞いを調べるため,LPグラフの大規模な列挙を行うことを目指した。LPグラフを列挙するうえで,実現可能な有向マトロイドを列挙する必要がある。前年度までに構築したマトロイドの大規模な列挙法を土台として,実現可能な有向マトロイドを列挙した。また,有向マトロイドの粗構造としてマトロイドの構造解析を行い,マトロイドの大規模列挙結果から向き付可能性について研究を進めた。第2に,LPグラフ上での履歴依存型ピボット規則の理論解析において必要となるグラフにおける線形性を解明した。LPグラフの一般的な特徴付けは得られていないが,LPグラフが満たす性質として,非巡回性,唯一シンク性,Holt-Klee性およびシェリング性[Avis, Moriyama (2009)]が知られている。このシェリング性でLPグラフが特徴づけられる多面体クラスを発見し,その理論的解析を進めた。(1)ピボットアルゴリズムの振る舞いを記述するLPグラフの列挙法を構築;(2)最小訪問規則から着想した履歴依存型ピボット規則の振る舞いをLPグラフ上で解析;(3)ピボット規則の適用回数に関する予想の成立・不成立を検証線形計画問題(LP)のピボットアルゴリズムの振る舞いを記述したグラフをLPグラフという。ピボット規則の振る舞いに関する殆どの研究において,特徴付けが与えられていないLPグラフ上ではなくAUSO上で解析されてきたが,AUSOの集合はLPグラフの集合より十分大きいため,本来はLPグラフ上で解析が行われるべきである。そこで,本年度はLPグラフと超平面配置との対応から有向マトロイド理論を通じてLPグラフの列挙法を構築することを目指し,以下4つの方向性で研究を進めた。第1に,一連の履歴依存型ピボット規則のAUSO上での振る舞いを解析し,[Aoshima, Avis, Deering, Matsumoto, Moriyama (2011)]で発表した。本論文では,計算時間を要する代表的な振る舞いとして,AUSO上でのハミルトニアンパスを中心に解析した。第2に,有向マトロイド理論を通じてLPグラフの列挙法を構築するにあたり,有向マトロイドの疎構造であるマトロイドの効率良い列挙法を構築し,その列挙結果を用いて計算幾何の未解決問題を部分的に解決した。本結果について論文[Matsumoto, Moriyama, Imai, Bremner (2011)]にまとめ公表した。

第3に,LPグラフの性質の1つであるシェリング性[Avis, Moriyama(2009)]を解明すべく,組合せ論の基本的性質であるシェリングに立ち戻り,同性質を判定する効率良いアルゴリズムを構築した。本結果を[Moriyama(2011)]にまとめ公表した。第4に,LPグラフと超平面配置の対応という幾何学的視点の重要性から,他の幾何学的視点を模索すべく,計算幾何の古典的な問題に取り組み,論文[Tanuma, Imai, Moriyama (2011)]で公表したほか,[森山園子(2011)]で発表した。本年度は,以下2つの方向性で研究を進めた。第1に,昨年度に引き続き,有向マトロイド理論を通じてLPグラフを列挙する方法を考案することを目標に研究を進めた。有向マトロイドの理解を深めることを目的に,有向マトロイドの疎構造であるマトロイドと有向マトロイドの差を示す向きづけ可能性を解析し,向き付け不可能な2つの無限列を発見した。本結果は,ランク3のマトロイドでは任意の要素数において向き付け不可能なマトロイドが存在することを示しており,有向マトロイドとマトロイドとの本質的な差に言及した最初の結果と言える。第2に,LPグラフの線形性を明らかにすることを目標に研究を進めた。LPグラフの一般的な特徴付けは得られていないが,LPグラフが満たす性質については,非巡回性,唯一シンク性,Holt-Klee性および[Avis, Moriyama (2009)]で提案したシェリング性が知られる。特徴付けが可能なLPグラフの部分集合として,d+2頂点を持つd次元多面体上のLPグラフがシェリング性で特徴付けられることを示した。特徴付けが可能な既存の部分集合は多面体の次元を固定したものであり,本結果は多面体の次元を固定せずに特徴付けを与えた最初の結果と言える。第3に,多面体の直径に関する一連の予想を明らかにすることを目標に研究を進めた。多面体の直径は任意のピボット規則の回数の下界を与える。LPグラフの土台となる超平面配置に内在する多面体の直径の平均に関する平均ヒルシュ予想を部分的に解明した。多面体の直径の最大値に関するヒルシュ予想については,1957年の提案から50年以上経った2010年に反例が発見されるというブレークスルーがあった。本結果は平均ヒルシュ予想の成立・不成立に言及した訳ではないが,同予想に関する部分的な解決としては最初の結果であり,同予想の解決の第一歩となる足掛かりを与えたと言える。本年度は,線形計画問題(LP)のピボットアルゴリズムの振る舞いを記述したLPグラフと超平面配置との対応から,有向マトロイド理論を通じてLPグラフの列挙法を構築することを目指して研究を進めた。LPグラフを列挙するうえで,実現可能な有向マトロイドを大きなサイズまで列挙することが重要となる。従来の手法では,実現可能なものと実現不可能なものの両方を含む既存の有向マトロイドデータベースから,実現可能性を判定することで実現可能なものを列挙していた。
寄生虫性食中毒に対する分子疫学的解析法の確立

寄生虫性の食中毒事例が国内で急増しているが、これまで大規模でかつ頻発する寄生虫性食中毒はほとんどなかったため、これらの食中毒に対する分子疫学的解析はほとんど行われていない。一方、細菌やウイルス分野では種々の分子疫学的解析手法が開発されている。本研究では細菌やウイルスの分子疫学的解析に用いられてきた解析法の寄生虫への応用を試みた。本研究ではモデル寄生虫としてKudoa septempunctataを用いた。種々の検討の結果、Random Amplified Polymorphic DNA法がK. septempunctataの分子疫学的解析法の一つとして有用であることが明らかになった。近年、寄生虫性食中毒事例が国内で急増しているが、これまで大規模でかつ頻発する寄生虫性食中毒の発生はほとんどなかったため、寄生虫性食中毒に対する分子疫学的解析はほとんど行われていない。一方、細菌やウイルス性食中毒に関しては、種々の分子疫学的解析手法が開発され実用化されている。近年ではこうした方法が感染源の特定や食中毒事例間での微生物株の比較に威力を発揮している。しかし、寄生虫はゲノムが細菌やウイルスなどと比較して非常に巨大である。また、実験室で人工的に培養できない種が多く、解析に必要な多量のDNAを調整出来ない場合が多い。さらに、分子疫学に利用できるだけの遺伝的多様性が寄生虫に存在するのかどうかなど不明な点は多い。こういったことから、これまでの分子疫学的解析法を寄生虫に対して利用できるか不明な点が多い。本研究では細菌やウイルス分野で利用されてきた分子疫学的解析法の寄生虫への応用を試みる。そのモデル寄生虫として、生鮮魚介類の食中毒の原因として細菌問題になっているKudoa septempunctataを本研究では使用した。本年度はrandom amplified polymorphic DNA analysis(RAPD法)がK. septempunctataの分子疫学的解析に応用できるかどうか検討した。その結果、RAPD法はK. septempunctataの分子疫学的解析法として使用できることが明らかになった。RAPD法の欠点であると考えられている再現性の低さも、複数のRAPDプライマーを使用することによって克服できることが示唆された。RAPD法は必要とするDNAが少量でよいため、限られた量の検体しか入手できないことが多く、また実験室で培養もできないK. septempunctataのような寄生虫の分子疫学的解析法として有用であることが示唆された。本研究ではこれまで細菌やウイルス性の食中毒の分子疫学的解析に用いられてきた検査法を寄生虫性の食中毒の疫学解析に応用できるか検討を行うものである。そのモデル寄生虫として現在国内で最も問題となっているKudoa septempunctataを選び、分子疫学的解析法を構築する。今年度はパルスフィールドゲル電気泳動法でKudoa septempunctataを解析する場合の基礎的な条件検討を行った。しかし寄生虫の場合、細菌のように培養して増殖させることができない。そのため、食中毒残品から回収できるDNA量だけでは不十分で、解析を行えない場合が想定された。また、食中毒残品を解析する場合、長期間冷凍保存されていたり、凍結融解が繰り返されていたりしてゲノムDNAが物理的な損傷を受けている可能性が想定された。細菌では実験室で培養すれば損傷の少ないDNA回収できるが、寄生虫は実験室で増殖させることができない場合が多い。そのため、パルスフィールドゲル電気泳動法のように無傷のゲノムDNAが保存されていないと解析できない方法だけでは、寄生虫性食中毒の解析には対応できない可能性が考えられた。そこで本研究では今後、RELP(Restriction fragment length polymorphism)法や温度勾配ゲル電気泳動(TGGE)法のように確保できるDNA量が十分でなかったり、無傷のDNAが確保できない場合にも対応できる方法もあわせて検討していくこととした。今年度はRELP法やTGGE法の基礎的条件も検討を行った。近年、寄生虫性の食中毒事例が国内で急増しているが、これまで大規模でかつ頻発する寄生虫性の食中毒の発生はほとんどなかったため、寄生虫性食中毒に対する分子疫学的解析はほとんど行われていない。本研究ではモデル寄生虫として近年国内で最も問題となっているKudoa septempunctataを用いた。種々の検討の結果、Random Amplified Polymorphic DNA法(RAPD法)がK. septempunctataの分子疫学的解析に適していることが明らかになった。そこでRAPD法を用いてK. septempunctataの分子疫学的解析を試みた。食中毒由来ヒラメ34検体,参考品ヒラメ6検体からK. septempunctata胞子を精製し、解析した。

その結果,K. septempunctataは8つのグループに分類された。2010年10月に発生した愛媛県の大規模事例由来8株は4つのグループに分類された。韓国産ヒラメ由来8株は愛媛県の大規模事例が分類された3つのグループに分類された。以上の結果から、愛媛県の事例では韓国産ヒラメに寄生しているものと近縁株を含む複数の株が関与している可能性が示唆された。また、発生日が近い事例から分離された株同士は近縁関係にある場合が多く認められたことから、これらの事例には共通の遺伝的背景を持った株が関与している可能性が示唆された。以上、今回の結果から、RAPD法はK. septempunctataの分子疫学的解析法の一つとして有用であることが示唆された。食品微生物学寄生虫の分子疫学的解析法として有効な方法を見出すことができた。パルスフィールドゲル電気泳動法の基礎的条件の検討を行っただけでなく、RELP法やTGGE法の基礎的条件の検討もあわせて行った。これらの結果から、本研究課題で用いる分子疫学的解析法の基礎的条件の検討という本年度の目標を達成できたと考える。今年度の結果から、RAPD法がK. septempunctataの分子疫学的解析法として利用できることが明らかになった。来年度は実際に食中毒事例から回収されたヒラメ、K. septempunctata汚染養殖場からのヒラメ、海外から輸入されたK. septempunctata汚染ヒラメからK. septempunctataを精製し、各K. septempunctata株間の遺伝的関係をRAPD法を用いて解析、考察する。今年度の結果から、食中毒残品の保存状態が必ずしも良くなく、パルスフィールドゲル電気泳動法に必要な無傷のゲノムDNAを回収できない事例が多く見られた。また、寄生虫は実験室で培養できないものが多くK.septempunctataもそういった寄生虫のひとつである。そのため、食中毒残品中の寄生虫量が少ない場合にはパルスフィールドゲル電気泳動法に必要なDNA量を確保できない事例も多く見られた。こういったことから、パルスフィールドゲル電気泳動法だけでは寄生虫の分子疫学的解析には対応できない可能性が考えられた。このようなパルスフィールドゲル電気泳動法の欠点を補うために、当初の計画を変更してRELP法およびTGGE法による解析もあわせて検討することにした。RELP法およびTGGE法はパルスフィールドゲル電気泳動法のようにゲノム全長を解析対象としないため、遺伝学的多型性の検出感度ではパルスフィールドゲル電気泳動法より劣ると考えられるが、PCRによるDNA増幅ステップが入るため、少量のDNAからでも解析が行えるという利点を持つ。また、PCRによるDNA増幅を行うため、DNAの損傷が多少あっても解析が行える。
リンゴ3倍性品種と2倍性品種の交雑育種の確立に関する研究

リンゴの交雑育種では、これまで育種母材として3倍性品種はほとんど利用されず、2倍性品種相互の交雑により行われてきた。そこで、本研究ではリンゴ3倍性品種(3x)と2倍性品種(2x)の交雑育種の方法を確立することを目的とし、3倍性と2倍性品種の正逆交雑からの実生を用い、その樹体生長と開花・結実、果実形質などについて比較検討した。1.幼木期の樹体生長では、2x×3xからの実生は3x×2xの実生に比較して生育が良好であること2x×3xでは2x×2xと同程度の生育良好な実生の割合が3954%であること、さらにわい性を示す実生もかなり混在していることが明らかになった。2.交雑実生を強勢台木のマルバカイドウに接ぎ木した場合でも幹周指数で判定すると2x×3xでは約50%の実生がわい性であった。わい性の実生は強勢台木に接ぎ木した場合でもわい性の傾向が明らかに認められた。3.交雑実生の開花と結実性は2x×3xが2x×2xに比較して劣っていたが、その逆交雑である3x×2xよりも明らかに優れていた。4.交雑実生の播種後7年における果実形質は、交雑組合わせにより差はみられたが、2x×3xと2x×2xの間で明確な違いが認められなかった。しかし、これらの実生は結果年齢に達して間もないため、今後さらに継続して調査する必要がある。以上の結果、2倍性品種を母本、3倍性品種を父本に用いて交雑を行った場合には、交雑育種が十分可能であること、さらにわい性品種育成の可能性がかなりあることが明らかになった。リンゴ3倍性品種(3x)と2倍性品種(2x)の正逆交雑からの実生と、2倍性品種相互の交雑からの実生を供試し、播種6年目の早期結実性、及び樹体生長(わい性)を比較調査した。その結果、結果樹の割合は2x×2xが67.2%、2x×3xが8.726.7%、3x×2xが1.3%であり、2x×3xは2x×2xに比較して低いものの、3x×2xに比較して早期に結実する実生が多かった。播種後6年の実生の幹周は2x×2xが28.2cm、2x×3xが18.420.4cm、3x×2xが11.0cmであった。2x×2xにおける幹周の75%未満の値を示す実生をわい性と判定してその実生割合を求めると、2x×3xでは約6070%、3x×2xでは約95%と両区ともわい性を示す実生が著しく多く認められた。2x×3xの実生の穂木を強勢台木(マルバカイドウ台木)に接ぎ木した樹について、接ぎ木5年目の開花と結実、樹体生長を調査した。開花樹の割合は60%、結果樹の割合は43.9%であった。強勢台木に接ぎ木した場合のわい性樹の割合を2x×2xの接ぎ木樹を指標として求めると、その割合は約50%であった。交雑実生の原木とその穂木を強勢台木に接ぎ木した樹の生育との関係を樹齢が播種後5年と接ぎ木後5年でみると、相関係数はr=0.756で0.1%水準で有意な正の相関が認められた。

これは実生でわい化するものは強勢台木に接ぎ木した場合でもわい化する傾向が強いことを示唆している。リンゴ3倍性品種(3x)と2倍性品種(2x)の正逆交雑からの実生と、2倍性品種相互の交雑からの実生を供試し、播種7年目の早期結実性を比較調査した。その結果、結果樹の割合は2x×2xが77.6%、2x×3xが28.337.1%、3x×2xが3.8%であり、2x×3xは2x×2xに比較して低いものの、3x×2xに比較して明らかに早期結実性であった。2x×3xで樹体のわい化度別に早期結実性をみると、結果樹の割合は2x×2xにおける実生の75%以上の生長を示す実生では71.2%、2575%の生長を示す実生では13.3%、25%以下の実生では0%であり、わい化度が強い実生ほど早期結実性は弱かった。2x×3xの実生の穂木を強勢台木(マルバカイドウ台木)に接ぎ木した樹について、接ぎ木6年目の開花と結実、樹体生長を調査した。開花樹の割合は58.5%、結果樹の割合は41.5%であった。強勢台木に接ぎ木した場合のわい性樹の割合を2x×2xの接ぎ木樹を指標として求めると、その割合はおよそ50%であった。2x×3xの実生原木と、強勢台木に接ぎ木した樹の果実形質を調査した結果、果重と果形、着色、食味(糖度など)いずれも2x×2xに比較して著しい変異が認められた。種子形成も同様の結果で、実生によって果実当たりの種子数が1個10個と大きく変動していた。本年度は、主に実際栽培での交雑実生の特性を明らかにするため、我が国で一般に使われている強勢台木のマルバカイドウに2x×3xの実生を接ぎ木して、果実形質と樹体生長を調査した。すなわち、2x×3xとして'スターキング・デリシャス'(S)×'陸奥'(M)と、2x×2xとして'ゴールデン・デリシャス'(G)×'スターキング・デリシャス'の接ぎ木後6年の交雑実生を供試した。前者の交雑組合わせでは60種類、後者の組合わせでは無作為に選んだ5種類の実生を接ぎ木した樹を用いた。得られた結果は下記の通りである。接ぎ木後6年では成熟果の果重と大きさ、果形(L/D比)については、両交雑組合わせで大きな違いが認められなかった。果実品質は果肉硬度が2x×3xで16.0ポンド、2x×2xで13.7ポンドと、2x×3xで果実が硬い傾向が認められた。屈折計示度は2x×3xが13.8%、2x×2xが13.5%であり、リンゴ酸含量は前者で0.457%、後者で0.571%と、ほとんど差がなかった。接ぎ木後7年の幹周は2x×3xが27.6cm、2x×2xが38.2cmと、2x×3xで樹体生長が劣った。2x×2xの幹周の平均値を100とし、2x×3xでそれに対する相対値を算出したものが幹周指数である。幹周指数が75以下の接ぎ木樹をわい性とみなしてその実生割合を求めると、2x×3xでは51.7%であった。以上のことから、2x×3x(S×M)と2x×2x(G×S)では果実の糖度と酸度に大差は認められなかった。また、2x×3xでは、強勢台木に接ぎ木した場合でも約半数の実生がわい性であることが分かった。
マダガスカル農村部における消費者の栄養改善に対するモチベーション

栄養問題は、持続的な開発目標(SDGs)にも掲げられた最優先課題の1つである。本研究で対象とするマダガスカル国では栄養不足が深刻で、コメに偏った食生活を送るため栄養バランスは不均衡であり経年変化も殆どみられない。本研究では、マダガスカルで食生活の変化が起こりにくい要因を消費者行動面から分析する。特に、栄養改善に対するモチベーションがあるか、より栄養価の高い食事へのシフトを妨げる障壁は何か等を明らかにすることで、栄養改善に実効性のある政策立案に貢献する。
思春期の子どもの心の健康に対する至適な身体活動の検証

本年度は,思春期の身体活動と心の健康の実態を明らかにし,思春期の心の健康と身体活動の関連を検討した.まず,全国の地方都市にある国公立小学校28校・中学校22校の小学5,6年および中学13年の児童生徒12,086名を対象に身体活動ならびに抑うつ,首尾一貫感覚(SOC)の質問紙調査を行い,得られたデータの基礎解析を行った.基礎解析より中学3年生2,443名を除く小学5,6年生から中学1,2年生9,424名を解析対象とし,身体活動,抑うつ,SOCについて各資料の実態を報告した.思春期はスポーツ活動は小学生よりも中学生が参加している者が多かった.抑うつは,小学生は学年差は見られなかったが,中学生は小学生よりも強い抑うつを示した.一方,SOCは「対人把握可能感」「有意味感」「把握処理可能感」により構成された.SOCは中学2年において男子が女子より良好であり,小学生は中学生より良好であった.以上の実態をふまえ,抑うつならびにSOCに対する身体活動の要因の効果を明らかにすることを目的に,抑うつに対する至適な身体活動ならびにSOCに対する至適な身体活動を検討するため決定木分析をそれぞれ行った.「活動性および楽しみの減退」に関する抑うつは身体活動と関連があることを示した.また,小学生と中学生では特徴が異なり,中学生は男女ともに身体活動の活動内容が強度別身体活動時間より関連した.SOCは「有意味感」と身体活動に関連がみられ,中学生は活動内容が活動強度別身体活動時間よりも強く関連することを示唆した.以上の成果について,実態報告を投稿し,資料論文として発育発達研究に掲載された.また,2つの国内学会においてポスター発表を行い,1つの国際学会においてポスター発表を行った.本年度は,実態調査によって明らかになった成果を論文に投稿し,成果発表を行うことができた.また,抑うつにおける至適な身体活動時間について検討を行い,その成果を国際学会において成果発表を行うことができた今後は,本年度にまとめた実態のなかでも思春期の子どもにおける首尾一貫感覚(SOC)の構造について論文を投稿する.また,思春期の心の健康と身体活動の因果関係を検討し,思春期の子どもにおける心の健康に対する至適な身体活動時間を提示する.また,これらの成果を論文にまとめ,学会誌に投稿する予定である。
ナノメートル分解能の三次元座標測定機の改良と精度評価手法の確立

ナノメートル分解能の三次元測定機(nano-CMM)の基本的な構成と精度評価手法を確立し,今後の実用化への方向性を示すことができた.前年度までの詳細設計に基づいて,低熱膨張材料を用いてnano-CMMの新しいプロトタイプを製作した.主な改良点は以下の部分である.(1)全体の部材として低熱膨張材料(低熱膨張鋳鉄)を用いた.(2)スケール部分には,低熱膨張ガラスを用いた分解能10nmのスケールを使用した.(3)駆動系として,摩擦駆動(フリクションドライブ)機構を用いた.製作され移動ステージに対して,以下の試験を行いその性能を評価した.(1)スケールとしてナノメートルスケールシステム,プローブとして三次元プローブシステムを使ったシステムを評価した.(2)各軸のヨーイング,ピッチング,ローリングなどの回転の影響を調べた.結果として,真直度40nm,繰り返し精度10nmを達成できた.(3)オプティカルフラットおよび非球面レンズの測定により,形状測定機としての能力を評価した.温度ドリフトの評価を行った.(1)通常の恒温室の条件で温度ドリフトを評価し,1度あたり200nmの温度ドリフトがあることが分かった.(2)温度をより安定させるケースを適応することで,0.1度あたり20nmの温度ドリフトに押さえることができた.以上の実験より,提案したnano-CMMの方式が,一般的な恒温室+特別なケースという環境で,十分実用化できる実現可能性が証明できた.ナノメートル分解能の三次元測定機(nano-CMM)の基本的な構成と精度評価手法を確立し,今後の実用化への方向性を示すことができた.前年度までの詳細設計に基づいて,低熱膨張材料を用いてnano-CMMの新しいプロトタイプを製作した.主な改良点は以下の部分である.(1)全体の部材として低熱膨張材料(低熱膨張鋳鉄)を用いた.(2)スケール部分には,低熱膨張ガラスを用いた分解能10nmのスケールを使用した.(3)駆動系として,摩擦駆動(フリクションドライブ)機構を用いた.製作され移動ステージに対して,以下の試験を行いその性能を評価した.(1)スケールとしてナノメートルスケールシステム,プローブとして三次元プローブシステムを使ったシステムを評価した.(2)各軸のヨーイング,ピッチング,ローリングなどの回転の影響を調べた.結果として,真直度40nm,繰り返し精度10nmを達成できた.(3)オプティカルフラットおよび非球面レンズの測定により,形状測定機としての能力を評価した.温度ドリフトの評価を行った.(1)通常の恒温室の条件で温度ドリフトを評価し,1度あたり200nmの温度ドリフトがあることが分かった.(2)温度をより安定させるケースを適応することで,0.1度あたり20nmの温度ドリフトに押さえることができた.以上の実験より,提案したnano-CMMの方式が,一般的な恒温室+特別なケースという環境で,十分実用化できる実現可能性が証明できた.この研究の仕様を満たすための基本的構造を決定した.また,最初のプロトタイプを製作し,このプロトタイプの評価をもとに,シミュレーションソフトおよび有限要素法などを用いて以下のような検討を行った.(1)測定力,摩擦力の影響による移動ステージの変形を最小にするテーブルの仕様を決定した.(2)温度変化による熱膨張の影響を考慮し,温度環境条件を決定した.(3)有限要素法により,力および温度の影響を詳細に評価した.上記の詳細設計に基づいて,低熱膨張材料を用いてnano-CMMの新しいプロトタイプを製作した.製作され移動ステージに対して,以下の試験を行いその性能を評価した.(1)スケールとしてナノメートルシステム,プローブとして三次元プローブシステムを使ったシステムを評価した.(2)各軸のヨーイング,ピッチング,ローリングなどの回転の影響を調べた.(3)オプティカルフラットおよび非球面レンズの測定により,形状測定機としての能力を評価した.(4)現有の恒温室で,温度条件を種々に変更して上記の試験を行った.以上の実験より,提案した方式の実現可能性が証明できた。前年度の詳細設計に基づいて,低熱膨張材料を用いてnano-CMMの新しいプロトタイプを製作した.主な改良点は以下の部分である.(1)全体の部材として低熱膨張材料(低熱膨張鋳鉄)を用いた.(2)スケール部分には,低熱膨張ガラスを用いた分解能10nmのスケールを使用した.(3)駆動系として,フリクションドライブ機構を用いた.製作され移動ステージに対して,以下の試験を行いその性能を評価した.(1)スケールとしてナノメートルスケールシステム,プローブとして三次元プローブシステムを使ったシステムを評価した.(2)各軸のヨーイング,ピッチング,ローリングなどの回転の影響を調べた.結果として,真直度40nm,繰り返し精度10nmを達成できた.(3)オプティカルフラットおよび非球面レンズの測定により,形状測定機としての能力を評価した.温度ドリフトの評価を行った.(1)通常の恒温室の条件で温度ドリフトを評価し,1度あたり200nmの温度ドリフトがあることが分かった.(2)温度をより安定させるケースを適応することで,0.1度あたり20nmの温度ドリフトに押さえることができた.以上の実験より,提案したnano-CMMの方式が,一般的な恒温室+特別なケースという環境で,十分実用化できる実現可能性が証明できた.