hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖代謝関連酵素遺伝子配列に着目した木材腐朽菌の新規分類手法の開発とその利用

申請者は最近、糖代謝関連酵素遺伝子配列を用いることで、従来目視で大別されてきた褐色腐朽菌、白色腐朽菌などを各菌の特徴に基づいて系統分類ができる可能性を見出した。そこでこの新規分類法を確立するため本研究では下記項目を研究目的とした。(1)ゲノムデータベース上に登録されている各木材腐朽菌の糖代謝関連酵素遺伝子配列の詳細な解析を行うことで、各木材腐朽菌の特徴に基づいた新規分類手法の開発を行い、その結果から木材腐朽菌の多様性や進化について考察する。(2)国内外の歴史的建造物、木造住宅等から得た実際の試料に、これらの遺伝子配列を用いた木材腐朽菌の分類手法を適用する。1.木材腐朽菌の分類手法の開発米国エネルギー省ジョイントゲノム研究所、米国・クラーク大学、東京大学などの担子菌ゲノム解析コンソーシアムが現在推進しているゲノムプロジェクトからのゲノムデータベース情報を利用し、種々の木材腐朽菌の菌類の糖代謝経路で反応を触媒する糖代謝関連酵素遺伝子配列を探索した。また、これらの配列を比較することで、各木材腐朽菌の特徴に基づいた系統分類が可能な遺伝子群を探索した。現在論文投稿に向けてこれらの解析結果について取りまとめている。2.実際の試料を用いた木材腐朽菌の分類手法の適用菌類の上記糖代謝関連酵素遺伝子配列を取得するための条件検討を行った後、京都大学、トルコ・イスタンブル大学との共同研究でご恵与頂いた実際の試料からゲノムDNAを抽出し次世代シーケンス技術を用いて上記糖代謝関連酵素遺伝子配列を取得し系統解析を行った。得られた結果から菌類の分布や動態、検出された菌の起源等について考察した。以上で得られた結果を基に現在投稿論文を執筆中である。申請者は近年、糖代謝関連酵素遺伝子配列を用いることで、従来目視で大別されてきた褐色腐朽菌、白色腐朽菌などを各菌の特徴に基づいて系統分類ができる可能性を見出した。そこでこの新規分類法を確立するため本研究では下記項目を目的として研究を行う。1.ゲノムデータベース上に登録されている各木材腐朽菌の糖代謝関連酵素遺伝子配列の詳細な解析を行うことで、各木材腐朽菌の特徴に基づいた新規分類手法の開発を行い、その結果から木材腐朽菌の多様性や進化について考察する。2.国内外の歴史的建造物、木造住宅等から得た実際の試料に、これらの遺伝子配列を用いた木材腐朽菌の分類手法を適用する。さらに得られた結果から菌類の分布や動態解析を行う。本年度では以下の項目の通り、研究を遂行し、取りまとめを行った。得られた結果から菌類の分布や動態、検出された菌の起源等について考察し現在投稿論文を執筆中である。標記課題の研究遂行過程について、昨年度は4件の国際学会発表、3件の論文発表を行った。東京大学、京都大学、東京農工大学、トルコ国イスタンブール大学、米国クラーク大学等の共同研究者らと様々な木質文化財の生物劣化に関わる微生物群のモニタリングやターゲットとする遺伝子の検討を行い、その成果を国内外の学会で発表し、現在さらにこれらの論文の投稿に向けて執筆中であることから、昨年度おおむね順調に進展したと評価している。2.実際の試料を用いた木材腐朽菌の分類手法の適用菌類の上記糖代謝関連酵素

遺伝子配列を取得するための条件検討を行った後、京都大学、トルコ・イスタンブル大学との共同研究でご恵与頂いた実際の試料からゲノムDNAを抽出し次世代シーケンス技術を用いて上記糖代謝関連酵素遺伝子配列を取得し系統解析を行った。得られた結果から菌類の分布や動態、検出された菌の起源等について考察した。以上で得られた結果を基に現在投稿論文を執筆中である。今後は、木材腐朽菌の多様性と進化についての比較ゲノム解析、菌の新規分類群の特定等を行い、いつ、どのように木材腐朽菌は多様化し進化してきたか等について研究協力者らと議論を重ねた結果を論文発表する。次年度は大規模シーケンサで得た遺伝子配列やデータベース上の遺伝子配列を専用のソフトウェアを用いて解析し、菌類の系統解析を行う他、外部に保存されている参照データについても大容量のメモリに保存し上記解析の高速化するため、メモリ増設、HDなどを購入予定である。また共同研究者との打合せも行うことを予定している。
電動式射出成形機の保持圧工程での多軸サーボ駆動系の位置同期制御技術の研究

[13年度研究実績]電動式射出成形機の大型化に対して導入されたACサーボの多軸駆動法に必要となる位置同期制御技術の開発には,次の理由でシミュレータ装置が不可欠となる.実機を使用した多軸ACサーボの位置同期制御技術の開発では,同期制御が不良のときは機械本体に過度の応力を与えて実機を破損する危険がある.そのため,実機の機械要素と同じ小容量サーボモータ,減速機,ボールねじ,油圧シリンダによる模擬負荷および実機仕様と同じ制御装置からなるシミュレータ装置を計画・製作した.本研究では,シミュレータ装置での速度・圧力制御性能より実機での速度・圧力制御性能を予測できる実機とシミュレータ装置の相似則を理論的に明らかにし,この相似則に基づいて明らかにしたシミュレータ装置の設計法を用いて設計・製作した.シミュレータ装置の破損防止のため,当初計画を変更し,2軸独立の構成とした.[14年度研究実績]射出圧力工程でのモータトルク制限モード、保持圧検出信号を用いたフィードバック制御による保持圧工程でのトルク制御モードでは,多軸モータの位置制御ループが切れた形となり多軸モータの位置同期制御は保証されなくなる.本研究では,射出圧力指令,保持圧指令に対応した要求トルク(モータ電流)が実現される一方で,多軸サーボモータの位置同期制御も同時に満たす制御方式を考案し,上記シミュレータ装置を使用して技術検証した.射出速度・圧力工程から保持圧工程への移行は,射出ストローク途中の位置で行われるが,この移行時に大きな圧力変動が発生しないようにするトランスファ機能も検証した.考案した制御方式は特許出願した.[13年度研究実績]電動式射出成形機の大型化に対して導入されたACサーボの多軸駆動法に必要となる位置同期制御技術の開発には,次の理由でシミュレータ装置が不可欠となる.実機を使用した多軸ACサーボの位置同期制御技術の開発では,同期制御が不良のときは機械本体に過度の応力を与えて実機を破損する危険がある.そのため,実機の機械要素と同じ小容量サーボモータ,減速機,ボールねじ,油圧シリンダによる模擬負荷および実機仕様と同じ制御装置からなるシミュレータ装置を計画・製作した.本研究では,シミュレータ装置での速度・圧力制御性能より実機での速度・圧力制御性能を予測できる実機とシミュレータ装置の相似則を理論的に明らかにし,この相似則に基づいて明らかにしたシミュレータ装置の設計法を用いて設計・製作した.シミュレータ装置の破損防止のため,当初計画を変更し,2軸独立の構成とした.[14年度研究実績]射出圧力工程でのモータトルク制限モード、保持圧検出信号を用いたフィードバック制御による保持圧工程でのトルク制御モードでは,多軸モータの位置制御ループが切れた形となり多軸モータの位置同期制御は保証されなくなる.本研究では,射出圧力指令,保持圧指令に対応した要求トルク(モータ電流)が実現される一方で,多軸サーボモータの位置同期制御も同時に満たす制御方式を考案し,上記シミュレータ装置を使用して技術検証した.射出速度・圧力工程から保持圧工程への移行は,射出ストローク途中の位置で行われるが,この移行時に大きな圧力変動が発生しないようにするトランスファ機能も検証した.考案した制御方式は特許出願した.電動式射出成形機の大型化に対応して導入されたACサーボの多軸駆動法では,機械本体に過度の応力を与えないためには多軸サーボモータの位置同期制御技術が不可欠で,この技術課題の解決には負荷シミュレータ装置が不可欠となる.このような背景の下で実施したH13年度の実施内容を以下に記す.(1)小型シミュレータ装置の構想検討電動式射出成形機の射出・保圧機構を模擬する小型シミュレータ装置は,小容量サーボモータ,動力伝達系と油圧シリンダによる模擬負荷からなる2軸構成とした.模擬負荷は油圧シリンダの高圧側を利用し,比例電磁圧力調整弁で可変負荷とする.実機では連結体を介した2軸駆動であるが,シミュレータ装置では2軸位置同期ずれによる装置破損防止のため独立駆動軸とし,同期制御性能は2軸の同期ずれ量で評価する.(2)実機射出・保圧機構と小型シミュレータ装置の相似則研究小型シミュレータ装置と実機仕様の制御装置を使って,シミュレータでの制御ゲインと制御性能から実機でのそれらを事前予測できる相似則を明らかにした.(3)小型シミュレータ装置の設計・製作上記相似則に基づいて,実機の形状寸法と運転条件からシミュレータ装置の形状寸法を設計し,製作した.(4)制御装置の設計・製作電動式射出成形機は,成形性能,運転経費の点で油圧式より優れている代わりに,設備費が高くなる欠点があり,特にゴム射出成形での設備費抑制は重要課題である.したがって,制御装置もコスト重視の設計が不可欠で,実機仕様の制御装置と同じモーションコントローラを採用した.[13年度研究実績]電動式射出成形機の大型化に対して導入されたACサーボの多軸駆動法に必要となる位置同期制御技術の開発には,次の理由でシミュレータ装置が不可欠となる.実機を使用した多軸ACサーボの位置同期制御技術の開発では,同期制御が不良のときは機械本体に過度の応力を与えて実機を破損する危険がある.そのため,実機の機械要素と同じ小容量サーボモータ,減速機,ボールねじ,油圧シリンダによる模擬負荷およぴ実機仕様と同じ制御装置からなるシミュレータ装置を計画・製作した.本研究では,シミュレータ装置での速度・圧力制御性能より実機での速度・圧力制御性能を予測できる実機とシミュレータ装置の相似則を理論的に明らかにし,この相似則に基づいて明らかにしたシミュレータ装置の設計法を用いて設計・製作した.シミュレータ装置の破損防止のため,当初計画を変更し,2軸独立の構成とした.[14年度研究実績]

射出圧力工程でのモータトルク制限モード,保持圧検出信号を用いたフィードバック制御による保持圧工程でのトルク制御モードでは,多軸モータの位置制御ループが切れた形となり多軸モータの位置同期制御は保証されなくなる.本研究では,射出圧力指令,保持圧指令に対応した要求トルク(モータ電流)が実現される一方で,多軸サーボモータの位置同期制御も同時に満たす制御方式を考案し,上記シミュレータ装置を使用して技術検証した.射出速度・圧力工程から保持圧工程への移行は,射出ストローク途中の位置で行われるが,この移行時に大きな圧力変動が発生しないようにするトランスファ機能も検証した.考案した制御方式は特許出願した.
ハイパースペクトルデータ解析のための高性能並列粒子群最適化手法に関する研究

本研究では、反射スペクトルを高い波長分解能のもとで計測できるハイパースペクトル画像センサで観測される画像について、粒子群最適化法(PSO)およびニューラルネットワークを用いて、波長間演算の最適化を行い、農業や防災分野での応用を想定した新しい観測方式の提案を行った。ハイパースペクトル画像データは、多数のチャネルを有することから、各スペクトル成分間の演算様式は数限りなく想定される。これらの中から、有効な演算様式を抽出するために、二重PSO法(不連続量と、連続量を同人最適化する粒子最適化手法)を研究室内のサーバおよび本学のスーパーコンピュータTSUBAME上で実現した。この方式は赤外ハイパースペクトル画像に応用することで、画像中から人の肌のみを抽出するのに有効な特徴量を算出することができるなど、数々の応用が想定可能である。本研究では、ハイパースペクトル画像ももとにした牧草の教師付分類についても研究を進めた。対象とする画像は、東北大学農学研究科の協力を得て、同研究科付属複合生態フィールド教育研究センター(鳴子)の牧草地において移動式クレーン車搭載のハイパースペクトル画像センサで取得した。各種の牧草データについて微分演算の前処理を施した処理系で、ニューラルネットワークをベースとした波長間検算処理で、4種類の牧草分類問題について正解率90%以上の分類を実現することができた。これらの処理方式は、将来我が国で打ち上げが予定されているハイパースペクトルセンサ搭載衛星などから観測される大量のハイパースペクトル画像の効果的な処理に資するものと考える。
高度なスキルを実現可能な空圧駆動筋電義手の設計

本研究は,人との接触を前提とした,より高機能で軽量な筋電義手の開発を目的としておこなった.安全性を考慮し,筋電義手には独自に開発した空気圧アクチュエータを駆動源とする5指ロボットハンドを使用した.アクチュエータの動作特性や外乱に対する制御系および手指の動作識別法を構築し,実験によってそれらの有効性を検証した結果,手首2自由度と母指掌側内転機能を有する空圧駆動筋電義手の基本的な設計手法が確立された.本研究は,人との接触を前提とした,より高機能で軽量な筋電義手の開発を目的としておこなった.安全性を考慮し,筋電義手には独自に開発した空気圧アクチュエータを駆動源とする5指ロボットハンドを使用した.アクチュエータの動作特性や外乱に対する制御系および手指の動作識別法を構築し,実験によってそれらの有効性を検証した結果,手首2自由度と母指掌側内転機能を有する空圧駆動筋電義手の基本的な設計手法が確立された.本研究の目的は,人との接触を前提とし,より安全で柔軟性を兼ね備えた.フレキシブルに働くロボットハンドの開発である.この目的を達成するために,まずロボットハンドの駆動源であるアクチュエータに着目した.人との接触を前提としているため,安全性を考慮して駆動源としてマッキベンタイプの人工筋を用いることとし,独自に開発した低圧駆動型空気圧アクチュエータを使用した.知的クラスター事業で開発した低圧駆動型空気圧アクチュエータを22本用いた5指ハンドを試作し,物体の「握り」と「摘み」動作を確認した,さらなる器用さの実現を図るため,手首関節に前後屈と旋回の2自由度を付加するため,5指ハンドに小型軽量のモータ装置を組み込んだ肘から先を持つ5指筋電義手のプロトタイプを試作した.手首に追加した自由度は,義手としての自然な動きを実現できるようにワイヤ腱駆動方式を導入し,新規性の高い駆動手法を開発した.減速機構にもワイヤ作動方式を開発して,モータの低容量化を実現した.また,空気源として使用する圧縮機の小型化も必須であるため,現状のシリンジポンプ制御装置を,背圧を利用したサーボバルブ制御装置に置き換える必要がる.従って本年度は,小型圧縮機および小型アキュームレータ,小型サーボバルブからなる空気圧アクチュエータ駆動型5指プロトタイプモデル用の制御および空気圧供給システムについても試作した.5指ハンドの制御手法高度化のため,レギュレータを用いた連続制御手法を開発した.非線形の影響を考慮した制御モデルを構築し,モデル精度の向上を図った.また,構築したモデルを用いて1リンクアーム指モデルの制御系を構築し,実験によりその有効性を検証した.本研究の目的は,人との接触を前提とし,より安全で柔軟性を兼ね備えたフレキシブルに働くロボットハンドの開発である.この目的を達成するために,まずロボットハンドの駆動源であるアクチュエータに着目した.人との接触を前提としているため,安全性を考慮して駆動源としてマッキベンタイプの人工筋を用いることとし,独自に開発した低圧駆動型空気圧アクチュエータを使用した.知的クラスター事業で開発した低圧駆動型空気圧アクチュエータを22本用いた5指ハンドを試作し,物体の「握り」と「摘み」動作を確認した.さらなる器用さの実現を図るため,手首関節に橈屈・尺屈と内転・外転の2自由度を付加するため,5指ハンドに小型軽量のモータ装置を組み込んだ肘から先を持つ5指筋電義手のプロトタイプを試作した.手首に追加した自由度は,義手としての自然な動きを実現できるようにワイヤ腱駆動方式を導入し,2つのモータを協調駆動することによって,トルクの低い小型モータで,60Nのトルク発揮を実現した.また,ワイヤ駆動による非線形性と物体把持による負荷変動に対してロバストな制御系として,目標値に対する手首の偏差角度と偏差各速度を入力とするファジィ制御を提案し,実験によってその有効性を実証し,同志社大学工学研究科博士課程(前期課程)修士論文に纏めた.また,空気源として試作した小型圧縮機および円筒の周りにサーボバルブを配置することによって小型化を実現したサーボバルブを用いて,試作した5指ハンドが駆動可能であることを確認した.5指ハンドの制御の有効性を実証するためマスタ・スレーブハンドの制御を実現し,機械学会論文に纏めた.本研究の目的は,空気圧アクチュエータを用いた,より高機能で軽量な筋電義手とその制御方法の開発である.この目的を達成するために,まずロボットハンドの駆動源であるアクチュエータに着目した.人が使用することを前提としているため,安全性を考慮して駆動源としてマッキベンタイプの人工筋を用いることとし,独自に開発した低圧駆動型空気圧アクチュエータを使用した.知的クラスター事業で開発した低圧駆動型空気圧アクチュエータを22本用いた5指ハンドの手首関節に橈屈・尺屈と内転・外転の2自由度を付加した,5指筋電義手のプロトタイプを試作した.制御精度の向上を図るため,空気圧アクチュエータが有するヒステリシスや摩擦などの非線形の影響を考慮した制御モデルを構築した.また,構築した制御モデルを1リンクアーム指モデルに適用し,実験によりその有効性を検証した.手首のワイヤ駆動による非線形性と物体把持による負荷変動に対してロバストな制御系として,目標値に対する手首の偏差角度と偏差各速度を入力とするファジィ制御を提案し,実験によってその有効性を実証した.また,筋電信号による角速度生成法を提案し,円錐モデルによる誤動作識別法と併用することで,より誤動作の少ない筋電義手駆動方法を開発し,実験によりその有効性を確認した.

これらの結果を国際学会(IECON2009:査読付き,EMBC2009:査読付き)で公表した.これらの成果は,セル生産に用いられる産業用ロボットハンドに展開され,「国際食品工業展2009,ロボットフードパーク」にて「すしをつまみ上げるロボットハンド」としてデモ展示を行い,多くのメディアに取り上げられた.以上により,手首2自由度と母指掌側内転機能を有する空気圧駆動5指筋電義手を製作するにあたり,基本的な設計手法が確立された.
忌地現象における根圏微生物相解析と植物生育改善法の確立

国内の主要アスパラガス産地(5道県20圃場)の忌地(いやち)圃場では、立枯病菌及び株腐病菌が発病主導因子であることを分子生物学的手法により明らかにした。また、AMF共生アスパラガスでは、アレロパシー物質含有土壌における生長促進、立枯病及び株腐病耐性が確認され、抗酸化機能変動もみられた。これらのことから、忌地現象における化学的・生物的誘導因子への対策として、AMFによる総合的植物生育改善が有効な手法となることを実証した。園芸植物生産における忌地現象について、国内外で問題となるアスパラガス忌地現象を事例とし、忌地現象発生機構解明として根圏微生物相解析を行うと共に、有用微生物であるAMF(arbuscular菌根菌)による植物生育改善法の検討を行った。**主要アスパラガス産地(北海道,福島,長野,香川,佐賀:5地域20圃場)の忌地圃のアスパラガス生育不良株根におけるフザリウム菌種分布をPCR-SSCP(single-strand conformationalpolymorphism)法で解析した結果、主に3種[Fusarium oxysporum f.sp.asparagi(Foa),F.proliferatum(Fp),F.solani(Fs)]が検出・同定された。中でもFoaの分布密度が極めて高く、次いでFpであった。この場合、各種の分布密度には国内地域・圃場間差があり、圃場ごとに発病誘導種が異なることが示唆され、栽培年数との関連は確認されなかった。よって、忌地圃では立枯病(Foa)及び株腐病(Fp)が生育不良症状誘導の一因であることが示唆され、忌地対策として両病害に対する防除策を講じる必要があると考えられた。次に、忌地現象における化学的・生物的な生育阻害因子への対策として、AMFを利用した植物生育改善法の検討を行った。その結果、AMF(4菌株)処理したアスパラガス(`Welcome')では、アレロパシー様物質含有土壌における植物生育改善効果並びに立枯病(Foa)及び株腐病(Fp)に対する発病抑制効果が確認された。以上のことから、忌地現象発生因子に関する基礎的知見が得られ、アスパラガス忌地現象におけるAMFによる総合的な植物生育改善法を確立できる可能性が明らかになった。園芸植物生産における忌地現象について、国内外で問題となるアスパラガス忌地現象を事例とし有用微生物であるAMF(arbuscular菌根菌)による植物生育改善法の検討等を行った。忌地現象における化学的誘導因子の対策として、数種忌地圃場土(長野県より採取)をバイオアッセイし、アレロパシー物質含有を確認後にAMFによる生育改善を検討した結果、全ての忌地圃場土において生長促進効果が確認された。一方、アレロケミカルとして推測されるフェルル酸、カフェ酸処理土壌でAMF接種したアスパラガスを育苗した結果、無接種区では特に高次の萌芽抑制がアレロケミカル添加区でみられ、AMF区ではその障害が軽減されていた。これらより、アレロパシー障害に対するAMFによる生育改善が実践的手法として有効であることが示唆された。次に、生物的誘導因子に関連して、これまでのフザリウム病の他に紫紋羽病に対するAMFによる耐病性検定を行った結果、AMFによる耐病性発現が確認された。一方、AMF共生による抗酸化酵素[スーパーオキシドジスムターゼ(SOD),アスコルビン酸ペルオキシダーゼ(APX)]活性、DPPHラジカル消去能、抗酸化物質(アスコルビン酸,ポリフェノール)含量変動を解析した結果、全ての項目においてAMF共生により増大する場合がみられ、特に抗酸化酵素のSOD活性増大が相対的に大きかった。これらのことから、AMFによる耐病性誘導は、同時に複数の病害に対して可能であることが示唆され、抗酸化機能はAMFによる耐病性と密接な関連があると考えられた。以上のことから、忌地現象における化学的・生物的誘導因子への対策として、AMFによる総合的植物生育改善が有効な手法となることが実証された。
低線量放射線の胎児影響に対するビタミンE誘導体(TMG)の放射線防護効果の研究

本研究の結果、TMG投与による放射線照射に対して着床前期死亡、胚死亡、外表奇形の発生及び胎児体重の放射線防護効果が明らかにされた。木研究では、胎児の器官形成期に注目して奇形実験に多く使わられているICRマウスを用いて放射線に対するビタミンE誘導体(TMG:2-(α-D-Glucopyranosyl)Methyl-2,5,7,8-Teramethylchorman-6-OL)の防護効果のメカニズムについて実験的に解明した。着床前死亡においてSham control群とTMG+2.0Gy群の胚死亡率とControl群の胚死亡率との間には統計学的な有意差は認められなかった。胚死亡率については2.0Gy群に比べ、2.0Gy+TMG群では胚死亡率が明らかに減少が認められた(p<0.01)。したがって、TMGには胚死亡に対する放射線防護効果があることが明らかとなった。外表奇形と骨格奇形については、Control群とSham control群に対し、すべての照射群において統計学的な有意差が認められた。しかし、奇形発生率からみると2.0Gy群と2.0Gy+TMG群では最も高かったが、TMG+2Gy群では2/3以下に減少が認められた。また、骨格奇形についても奇形奇形と同様の結果が得られた。胎児体重については、Control群とSham control群の休重に対し、2.0Gy群では雄雌の両方とも胎児体重減少の有意差が認められた(p<0.01)。しかし、Control群とSham control群の体重に対し、TMG+2.0Gy群では体重減少に有意な差は認められなかった。従って、TMGには胎児体重減少に対する放射線防護効果があることが明らかにされた。核濃縮細胞(Pyknosis)、Apoptosis、小核(Micronuclei)のような細胞レベルについてもControl群とTMG+2.0Gy群との間に統計学的な有意差は認められなかったが、他の各照射群では、Control群のそれに対して統計学的な有意差が認められた(p<0.05)。本研究の結果、TMG投与により、放射線照射に対して胚死亡、奇形発生そして胎児体重の放射線防護効果が明らかにされた。本研究では、低線量の電離放射線に着目し、胎児の催奇形性に対するビタミンE誘導体TMG(2-(α-D-Glucopyranosyl)Methyl-2,5,7,8-Teramethylchorman-6-OL)の放射線防護効果について検討した。従って、本研究では、これらの副作用を改善するのと同時にラジカルスカベンジャー作用をin vivo & in vitroレベルまで実験的に検証した。まず、胎児の発生決定時期(器官形成期)に注目して奇形実験に多く使われているICRマウスを用いて放射線に対する胚死亡、外表奇形、骨格奇形に着目し、放射線に対する胚の細胞・分子レベルの検討を行った。放射線の催奇形性に対するTMGの放射線防護効果のメカニズムについて実験的に観察・解析した。これらの胎児影響の放射線防護効果が明らかであれば、子供や成人も当然、防護でき、放射線防護剤として有用の筈である。実験の結果、胚死亡率については、TMG投与による防護効果が明らかに認められた。胎児死亡率については、すべての照射群において統計学的な有意差は認められなかった。奇形発生率に関しては、TMG投与による放射線防護効果が認められた。胎児体重についてもTMG投与により、胎仔体重の減少を抑えることができた。本研究において、TMGには2.0Gy放射線照射に対する胚死亡、奇形発生そして胎児体重の防護効果が明らかに認められた。また、放射線に対する白血球(リンパ球、単球、好中球)に対する放射線単独照射群とTMG投与後、放射線照射群との比較においては、明らかにTMG投与後、放射線照射群において放射線防護効果が認められた。更に、TMGにおいて抗酸化効果も明らかにされた。従って、本研究により、これらのTMGのRadical scavenger効果と活性酸素阻止効果により、放射線防護効果が認められたと考えられる。また、更なるメカニズムについての研究を進めている。

しかし、Control群とSham control群の体重に対し、TMG+2.0Gy群では体重減少に有意な差は認められなかった。従って、TMGには胎児体重減少に対する放射線防護効果があることが明らかにされた。核濃縮細胞(Pyknosis)、Apoptosis、小核(Micronuclei)のような細胞レベルについてもControl群とTMG+2.0Gy群との間に統計学的な有意差は認められなかったが、他の各照射群では、Control群のそれに対して統計学的な有意差が認められた(p<0.05)。本研究の結果、TMG投与により、放射線照射に対して胚死亡、奇形発生そして胎児体重の放射線防護効果が明らかにされた。
正学と学問所――江戸儒学と武家政府の思想史的交錯

前年度に引き続き、近世日本の武家政府が儒学の「学校の政」の観念をいかに受容したかを分析し、関連資料を収集した。およそ以下のような事実が浮かび上がってきた。18世紀以降、都市の出版文化に支えられた学問は武士に波及し、領地における文化拠点として学問所を設ける例が徐々に現れる。その学問所の意義は、商品経済化の中、武士の物質的かつ精神的引き締め(「倹約」)、いわば武士の家業道徳に見出されるが、徂徠学では画一的な教育を想定しないので実用に困難が生じる。そこで標準的な程朱学に回帰することになるが、学問所の目的に沿うようにその内容も加工される。かくして、かつて程朱学が自称したところの「正学」はその批判的含意を失い、学問所の中だけで通用するものとなった。学問所での成績を人事考査に反映させることで武士の「正学」学習意欲を引き出す試みはある程度成功したが、それでは元来「正学」が批判した「俗学」の記誦詞章と差異がない。また「正学」への限定(「異学の禁」)は,学者をして自分の思想信条と学問所における教育とを<使い分け>する態度を生じさせた。学問所附儒者が政府の諮問に答える場合も特段「正学」に固執したわけではない。学問所の運用に「正学」が適していたとしても、その限りでの普及にすぎなかった。商業出版の上での自由な学問の営みに対して、学問所は本屋を媒介にした一発信者であったに過ぎない。ただし、天保の改革の一時期、本屋仲間を解散させて出版統制に学問所が利用されたことがある。これは却って混乱を招き、幕末に及んだ。一旦、学問所の制度が定着し、諸大名にまで普及すると、学問所を媒介として、各大名家の枠組を乗り越える新たな交流の経路が形成される。特に昌平坂学問所の書生寮は重要である。ここに佐賀・鍋島家、鹿児島・島津家、萩・毛利家、会津・松平家など、諸大名家から選抜された武士が留学しに集まった。そのことは幕末の政治過程の一つの前提になると考えられる。また、実現した学問所の制度と、理念としての「学校の政」を手がかりに、西洋(学校によって富国強兵したと情報が伝わる)に対抗する新たな国家構想の試みも現れた。横井小楠が代表的である。「実学」観、「政教一致」などの議論は、明治新政府の政策論争に引き継がれることになる。『宋史選挙志譯註』((財)東洋文庫)を入手し、これを分析することで中国近世における学校制度の変遷を把握することができた。儒学経典上の「学校の政」の理念は、士大夫官僚らの政府の中で確かに実現が図られた。しかしながら官僚登用制度として既に科挙が確立したところへ学校を実現するのは財政面の他、進級制度や試験科目などの様々な困難を生じさせた。結局、中国でも学校は科挙の補助的な機能しか果たさなかった。したがって、この点については、"儒学は中国では実現できたのに日本社会に輸入しても根付かなかった"などと言えないことがわかった。中国でも実現できなかったわけである。他方、日本の武家学問所の跡を熊本や仙台で辿ろうとしたが、いづれも全く遺るものがなかった。仙台の養賢堂は第二次大戦まで残存したはずだが、今日そこには宮城県庁が建ち、僅かに記念資料室を設けるのみである。熊本城は観光目的で復元が進んでいるが、史実に忠実であるべきなのは勿論として、その二ノ丸にあったはずの時習館につき何ら考慮されていないようであった。なお、復元の不正確さが後で発覚したり、また却って遺跡を傷つけたりする問題があることを、仙台・青葉城本丸で現在行われている石垣工事をきっかけに知ることができた(参照、『歴史評論』校倉書房,2003年1月号)。当該研究課題の文献調査に関しては、近世前・中期をほぼ終了し、次年度はいよいよ近世後期を検討することになる。

商業出版の上での自由な学問の営みに対して、学問所は本屋を媒介にした一発信者であったに過ぎない。ただし、天保の改革の一時期、本屋仲間を解散させて出版統制に学問所が利用されたことがある。これは却って混乱を招き、幕末に及んだ。一旦、学問所の制度が定着し、諸大名にまで普及すると、学問所を媒介として、各大名家の枠組を乗り越える新たな交流の経路が形成される。特に昌平坂学問所の書生寮は重要である。ここに佐賀・鍋島家、鹿児島・島津家、萩・毛利家、会津・松平家など、諸大名家から選抜された武士が留学しに集まった。そのことは幕末の政治過程の一つの前提になると考えられる。また、実現した学問所の制度と、理念としての「学校の政」を手がかりに、西洋(学校によって富国強兵したと情報が伝わる)に対抗する新たな国家構想の試みも現れた。横井小楠が代表的である。「実学」観、「政教一致」などの議論は、明治新政府の政策論争に引き継がれることになる。
マウスTRPA1スプライスバリアントの病態生理学的意義は何か？

マウス感覚神経にfull lengthのTRPA1 (TRPA1a)より30アミノ酸だけ小さいsplice variant (TRPA1b)が存在することを見いだした。神経細胞でTRPA1aとTRPA1bが結合することによって、細胞膜にTRPA1a/TRPA1b複合体量が増えることがわかった。TRPA1a, TRPA1bの共発現によってTRPA1電流の著しい増大が観察された。炎症性疼痛モデルマウス、神経障害性疼痛モデルマウスの後根神経節ではTRPA1b遺伝子の経時的増大が観察され、TRPA1活性も増大した。TRPA1bの増加によってTRPA1活性が増大して痛み増強につながっていると考えられた。マウス感覚神経にExon20を欠失したスプライスバリアントTRPA1bを見いだした。生化学的解析によってTRPA1bはfull length TRPA1 (TRPA1a)と物理的に結合していることが分かった。また、TRPA1bはTRPA1aの形質膜移行あるいは形質膜への滞在を促進して形質膜のTRPA1a量を増大させてTRPA1の機能を増強させていることがパッチクランプ法を用いた電気生理学的実験で分かった。このTRPA1bによるTRPA1応答の増強はHEK293細胞を用いた異所性発現系のみならず、マウス感覚神経細胞でも確認された。また、マウスの炎症性疼痛モデルと神経障害性疼痛モデルにおいて、TRPA1欠損マウスでは有意に機械刺激痛覚過敏が減弱しており、TRPA1が炎症性疼痛および神経障害性疼痛発生に関わっていることが分かった。モデルマウスから調整した後根神経細胞では、TRPA1応答が有意に増大していた。さらに、TRPA1a遺伝子の発現増加は一過的であったが、TRPA1b遺伝子は持続的に増加しており、このTRPA1bの増加がTRPA1機能増強を介して炎症性疼痛および神経障害性疼痛発生をもたらしているものと考えられた。また、マウスの炎症性疼痛モデルと神経障害性疼痛モデルにおいて、TRPA1a遺伝子の発現増加は一過的であったが、TRPA1b遺伝子は持続的に増加しており、このTRPA1bの増加がTRPA1機能増強を介して炎症性疼痛および神経障害性疼痛発生をもたらしているものと考えられた。このスプライスバリアントTRPA1bの発現を異なる疼痛マウスモデルで検証するとともに、TRPA1a, TRPA1bを別々に認識する抗体作製を目指した。また、TRPA1bはTRPA1aの形質膜移行あるいは形質膜への滞在を促進して形質膜のTRPA1a量を増大させてTRPA1の機能を増強させていることがパッチクランプ法を用いた電気生理学的実験で明らかになった。このスプライスバリアントTRPA1bの発現を異なる疼痛マウスモデルで検証したが、はっきりとした結果は得られたなかった。また、TRPA1a, TRPA1bを別々に認識する抗体作製を目指したが、成功しなかった。ヒトTRPA1遺伝子では、同じ部位のスプライスバリアントが存在しないことが明らかになった。ゼブラフィッシュTRPA1 (TRPA1a, TRPA1b)遺伝子をクローニングし、機能解析を行った。ゼブラフィッシュTRPA1は熱感受性であったが、ヒトTRPA1の阻害剤であるHC030031では機能阻害されないことが明らかになった。1疼痛モデルマウスにおけるTRPA1bの発現増大に関与するかもしれない転写因子のスクリーニングを行ったが、大きく変化するものは発見できなかった。レーザー熱刺激での熱痛覚過敏モデルマウスでのTRPA

1の関与とTRPA1bの関与の解析を進めたが、CFA炎症性疼痛モデルマウスや座骨神経部分結紮神経障害性モデルマウスに見られたようなTRPA1bの強い関与を見いだすことはできず、TRPA1bの関与は疼痛モデル依存的であるものと推定された。3TRPA1bの発現増加を蛋白質レベルで確認すべくTRA1bを特異的に認識する抗体の作成を行ったが、今のところ、よい抗体はできていない。分子細胞生理学これまでの成果を踏まえ、次のことを進めたい。1平成26年に試行したのとは異なる疼痛モデルマウスを作成して、疼痛関連行動(自発痛)の解析、機械刺激痛覚過敏のvon Frey試験での定量化解析、レーザー熱刺激での熱痛覚過敏行動の定量解析を野生型マウス、TRPA1欠損マウスで行い、それら疼痛モデルへのTRPA1の関与とTRPA1bの関与の体系的解析を進める。また、患側と健側のL4-L6DRGを取り出し、TRPA1a, TRPA1b遺伝子の発現をreal-time PCR法で定量解析する。また、経時的に採取したDRG細胞のTRPA1機能変化をAITCに対する応答を指標としてCa2+イメージング法で検討する。2引き続き、TRPA1bの発現増加を蛋白質レベルで確認すべく、TRA1bを特異的に認識する抗体の作成を行う。3TRPA1の進化解析に関しては、恒温動物であるニワトリのTRPA1が熱センサーであることが分かり、哺乳類に進化して熱刺激感受性が失われたことが推定されるので、複数種の哺乳類のTRPA1遺伝子クローニングを進めるとともに、現時点では温度感受性がないとされている魚類(ゼブラフィッシュ)TRPA1の温度感受性解析を進め、アミノ酸レベルでのアラインメント比較解析から熱刺激に関わるドメインもしくはアミノ酸の同定を目指す。マウスTRPA1のalternative splicing variantを発見したので(full length TRPA1をTRPA1a、スプライスバリアントをTRPA1bと名づけた)、TRPA1bの生理学的意義、病態生理学的意義をかなり明らかにできたと考えている。TRPA1bがTRPA1aと結合してTRPA1aの形質膜移行(あるいは形質膜への留まり)を促進して種々のTRPA1活性化刺激によるTRPA1応答(電流)を増大させることによって痛み増強をもたらしていると考えた。2つの疼痛モデルマウス(CFA投与による炎症性疼痛モデルと座骨神経部分結紮による神経障害性疼痛モデル)において、機械刺激に対する応答がTRPA1欠損マウスで減弱し、TRPA1b mRNA発現が病勢の進行に応じて増大していたことから、これらのモデルマウスの疼痛増強にTRPSA1bが関与すると考えられた。当初の目的と計画は十分に達成されたと考えられるが、以下の疑問点が残る。1) alternative splicing variant TRPA
地方都市における在宅医療を含めた在宅ケアシステムの構築を通したまちづくり

本研究の推進により次に成果を挙げた。(1)平成21年度から協議会を設けて検討し、多職種の調整を進めた。(2)坂井地区医師会による在宅医療と地域包括支援センターとの連携を進めた。(3)坂井地区医師会と坂井地区連携病院との間で、安心連携カードの運用がはじまり、緊急入院や検査・処置などで受診が必要になったときにスムーズな連携が出来るようになった。(4)在宅生活を支える人材強化として、実地研修に取り組んだ。(5)在宅医療を含む地域包括ケアの市民啓発活動として、小規模単位での啓発活動を実施した。本研究は、典型的な地方都市として福井県坂井地区(あわら市、坂井市にまたがる地域)をフィールドに、超高齢社会対応の在宅医療を含めた在宅ケアシステム導入と共に、在宅医療・介護をスムーズに受け入れるための住まいや移動を含めた超高齢社会対応まちづくりを推進していくことを目的としている。昨年度の実績から、この地域では医師会による在宅医療に対する取り組みがあったがその利用が進んでいない実態がありその理由として、住民側にこの取り組み自体の認知度が低いこと、加えてそもそも在宅における療養生活のライフスタイルが定着していないことが大きな要因として挙げられていた。これを受けて、在宅医療を根付かせるために、在宅医療連携拠点事業も生かしながら介護保険者(行政)が中心となる在宅ケア体制の構築(医療・介護事業者、大学による)を進めており、次の二点がポイントである。1介護保険者(行政)が坂井地区医師会のノウハウを活用し、医療も含めた在宅サービスをワンストップで調整2坂井地区のすべての医療・介護事業者が参画他方、まちづくりを進める上で重要度の高い住民への啓発活動を並行して展開する形で進めているが、これは地域の在宅ケア状況や市町単位の医療・介護データの分析にもとづく健康づくり活動の紹介、在宅ケアに関する不安の解消など、住民が在宅ケアについて自発的に学び・理解を深める普及啓発活動を推進する。これをきっかけに家族、コミュニティで対話をすることが重要なので、継続して住民が自主的に自分の自治会という小単位でも集会を開催できるように支援ツール(DVD、パンフレット等)や担い手の発掘をしつつ、開催時間や登壇者に様々なバリエーションをもたせ汎用性を高めることも念頭に他地域でも活用できるものを目指している。平成20年度に開始された、坂井地区在宅ケアネットの活動は、在宅医療に関する相談、在宅主治医・副主治医の紹介および医師会を中心としたチームによる在宅医療の調整であった。本研究の推進により、(1)平成21年度から協議会を設けて検討し、歯科医師・専門医の調整、管理栄養士、訪問薬剤師、訪問看護し、ケアマネージャー等の調整を進めた。医師会は坂井地区(坂井市・あわら市)にあり、福井県を窓口とする体制であった。介護保険制度は坂井市とあわら市が広域連合をにて運営している。地域包括支援センターは、坂井市に2箇所、あわら市に1箇所という体制であった。協議会を繰り返し開催し、1医療と介護の多職種連携ルールの検討、2在宅患者情報共有システムの整備、3顔の見える関係カンファレンスなどを繰り返し実施して、連携を進めている。(3)坂井地区医師会と坂井地区連携病院との間で、安心連携カードの運用がはじまり、かかりつけ医である坂井地区内の在宅い医療対応診療所と患者が希望する坂井地区内の病院間で診療情報を共有し、緊急入院や検査・処置などで受診が必要になったときにスムーズな連携が出来るようになった。(4)また在宅で支える人材強化として、実地研修に取り組んだ。在宅医療現場への同行訪問研修の実施、在宅医療を担う多職種との同行訪問実施である。(5)最後に、在宅医療を含む地域包括ケアの市民啓発活動として、小規模単位での啓発活動を行い、患者自らが選び、望む暮らし、その人らしい生き方が住み慣れた在宅生活の中で安心してでいる環境について話し合った。啓発用DVDの開発、擬似見取り体験用の紙芝居や寸劇の作成である。在宅ケアシステムの導入に向けて今年度は現状分析から行っている。この地域では医師会による在宅医療に対する取り組みがあったが、利用が進んでいない実態が見えてきた。これは、住民側にこの取り組み自体の認知度が低いこと、加えてそもそも在宅における療養生活のライフスタイルが定着していないことが大きな要因として考えられたため、在宅医療を根付かせるために、医師、看護師ら専門職とは地域の病院、診療所、訪問看護ステーション等がいかに連携しながら体制をつくるかという議論を進める一方、まちづくりを進める上で重要度の高い住民への啓発活動を並行して展開する形で進めている。啓発活動は次のことを念頭において活動を展開している。

それは、住み慣れた家やまちで、最後の最後まで暮らしていくには施設・病院だけでなく自宅での生活が選択肢としてあること、そのために在宅で支える医療や看護、介護の体制があること、どうすれば利用できるのか等を知った上で家族と元気なうちから話し合っておく、というメッセージを伝えることだ。平成23年9月に坂井市、あわら市でキックオフとして「在宅ケアを考える住民集会」を共に100人以上の参加者を集める形で実施した。これをきっかけに家族、コミュニティで対話をすることが重要なので、継続して住民が自主的に自分の自治会という小単位でも集会を開催できるように支援ツール(DVD、パンフレット等)や担い手の発掘をしつつ、開催時間や登壇者に様々なバリエーションをもたせ汎用性を高めることも念頭に他地域でも活用できるものを目指している。前年度の活動で構築してきた活動基盤を生かしながら、H25年度までの合計三年間で県・市連携の下、坂井地区における医療関係者(医師・歯科医師・薬剤師・看護師等)、及び介護関係者(介護サービス事業者・ケアマネジャー・社会福祉協議会・地域包括支援センター等)と共同で、在宅医療を含めた在宅ケアシステムの導入を図ることを予定していたが、在宅医療推進、体制構築、住民啓発などを柱に活動を進めてきた。今年度の活動として、在宅医療推進においては坂井地区医師会によって「坂井地区在宅医療連携コーディネート事業」が開始され、在宅医療コーディネーター1名(介護支援専門員の資格を持つ看護師)を配置して、次の事業を実施した。(1)在宅主治医・副主治医、専門医、歯科医、薬剤師等の登録・紹介(2)地域住民および医療機関、地域包括支援センター等関係機関からの相談対応業務(3)在宅医療関係機関相互の連携強化・技能向上に資する研修の企画・実施(4)地域ケア体制の整備にむけ、介護と医療のスムーズな連携および情報、共有のあり方等、地域包括ケアシステムの推進に関する業務(5)その他必要な業務また、他職種連携においては、「第1回顔の見える多職種連携カンファレンス」を実施し、155名(3圏域×6グループ)の医師、歯科医師、看護師、ケアマネ等の参加を得た。住民啓発においては、公民館などで行われる高齢者サロンや、まちづくり協議会の地域行事、民生委員、福祉委員研修会等に在宅ケア出前講座を実施し、在宅医療への安心感、イメージを伝達してきた。前年度の活動で構築してきた活動基盤を生かしながら、H25年度までの合計三年間で県・市連携の下、坂井地区における医療関係者(医師・歯科医師・薬剤師・看護師等)、及び介護関係者(介護サービス事業者・ケアマネージャー・社会福祉協議会・地域包括支援センター等)と共同で、在宅医療を含めた在宅ケアシステムの導入を図ることを予定していた。また、その過程において住民との対話の場を設けながら、(1)医療等提供側の理解不足及び多職種連携システムのノウハウの未確立、(2)地域住民の理解及び知る機会の不足、(3)在宅医療を含む在宅ケアを受け入れる空間的環境の未整備という3つの構造的な課題解決に取り組むこととしていた。
CEAプロモーターを用いた特異的膵癌遺伝子治療法の開発

実用的な遺伝子導入法と期待される、アデノウイルスベクターを用いることで、N116Y遺伝子は膵癌細胞へ効率的に導入され、膵癌細胞に対し強力な増殖抑制効果を持つことを証明した。さらに特異的遺伝子治療法の開発を目的として、従来のベクターにCEAプロモーターを導入することにより、N116YがCEA産生膵癌細胞に特異的な増殖抑制効果を示すことも証明された。これらin vitroの研究成果に基づき、N116YのCEA産生膵癌細胞特異的発現ベクターを使用し、今後の臨床応用に向けて、副作用のない癌遺伝子治療法のモデルを確立するべく、動物実験モデルを用いて、in vivoでのN116Yの腫瘍抑制効果の評価及び正常組織への副作用の検討を行った。その結果、これらのベクターがCEA産生膵癌細胞特異的に増殖抑制効果を表し、かつ正常組織への影響の少ないことがin vitro実験により確認できたことから、臨床における治療への移行は可及的早期に行いうる状況である。これまでの基礎的研究において、胃癌(NKPS)膀胱癌(T24)などに対し、N116Yが腫瘍増殖抑制効果をもつことを明らかにしてきた。さらに、膵癌細胞に対してもリポゾームを用いて遺伝子導入実験を行い、N116Yが膵癌細胞の増殖を強力に抑制し、膵癌細胞の持つ癌形質である、足場非依存性増殖能及び、ヌードマウスにおける造腫瘍性を特異的に喪失させることを明らかにした。次に、より実用的な遺伝子導入法と期待される、アデノウイルスベクターを用いることで、N116Y遺伝子は膵癌細胞へ効率的に導入され、膵癌細胞に対し強力な増殖抑制功果を持つことを証明した。さらに特異的遺伝子治療法の開発を目的として、従来のベクターにCEAプロモーターを導入することにより、N116YがCEA産生膵癌細胞に特異的な増殖抑制効果を表す可能性が示されつつある。これまで胃癌(NKPS)膀胱癌(T24)などに対し、N116Yが腫瘍増殖抑制効果を持つことを明らかにし、膵癌細胞に対してもリポゾームを用いて遺伝子導入実験を行い、N116Yが膵癌細胞の増殖を協力に抑制し、膵癌細胞の持つ癌形質である足場非依存性増殖能及びヌードマウスにおける造腫瘍性を特異的に喪失させることを明らかにした。より実用的な遺伝子導入法と期待される、アデノウイルスベクターを用いることで、N116Y遺伝子は膵癌細胞へ効率的に導入され、膵癌細胞に対し強力な増殖抑制効果を持つことを証明した。
再帰透過光学構造の試作と虚像プロジェクタの構成

再帰透過という新たな基礎光学機能を試作を通じて実現し、性能の高い光学素子を実現する方法を探求した。主たる再帰透過性能の定義は、ボケ量、光利用効率であるとし、これらの理論式を構築するとともに、試作片の性能試験を行って理論値と実験値が概ね一致することを確認した。本研究を通じて、「直交ルーバー鏡型」と名付けた光学構造では、他の構造ではボケ量を大きく支配する直交精度がほぼ無関係になることを見出し、これが現時点では最も有望な構造であることを見出した。試作にはナノ加工機を用いた切削を中心とした方法、鏡面をあらかじめ形成し積層し切断する方法を用い、積層法の法が鏡面の乱れが小さく性能がよいことがわかった再帰透過構造の内、現時点で有望であると考えられる張り合わせ型片ミラーアレイに絞り、試作品を設計、製作した。現在までに、(1)1mmピッチ高さ1.5mmのメッシュ、(2)200umピッチ高さ100umのメッシュ、(3) 1mmピッチ高さ1mmのメッシュの3種類の同様の構造の張り合わせ型片ミラーアレイを実現、入手し、その結像性能を評価するとともの、既存の他の構造との比較を行った。なお、(1)は2枚のルーバーミラーが直交して張り合わされたもの、(2)、(3)は両者が分離しており、張り合わされていないものである。まず、理論的な面から再度考察を行った結果、張り合わせ型片ミラーアレイ構造の利点は、(1)光路が片側に限られるため、ミラー2面のなす角が厳密に90度でなくても、結像に誤差(ぼけ、乱れ)が出にくい、(2) V字型の溝や角を作り、コーナーミラーとして利用する場合には、重要な底(稜線)部分にRがつくなど、製造が難しいが、片ミラーアレイ構造ではこの点を気にする必要がない、ということがが判った。特に、結像性能に関わる(1)について実験により検証を行った。すなわち、2つの平行ルーバーミラーアレー板を90度に直交させたうえで、片側を回転させて像のボケを観察した。像のボケは生じず、大幅に角度をずらした場合には視野が狭まるという、理論面から予想されたとおりの結果であった。(2)の200umピッチのものについては、各平行ルーバーミラーアレーを通過する際に回折が生じ、この影響でボケが大きかった。レーザプロジェクタ、製作したピンホール像プロジェクタにより、ボケの主な原因は回折であることをおおむね証明できた。直交短冊鏡列という構造に絞り、幾つかの試作と実験を行った。切削による試作1では、マシニングセンタを使い、面粗さRa=1um程度と、アクリルー空気界面での全反射を使った。画像は確認できたが、ボケがひどく、評価不能なレベルであった。そこでナノ切削マシンを使い、面粗さを一桁向上させるとともに、反射面に白金スパッタリングを施した。これにより換算視力0.1未満ではあるが、画像を視認できるようになった。両者とも昨年度の構造よりも各部のスケールを5倍に拡大し、問題となっていた回折の影響を現実的なレベルにまで抑えることができ、構造のおおまかな大きさが決まった。また、反射像の明るさを求めるための理論式を構築し、実験システムを製作した。再帰透過を起こす光学的基本構造を直交ルーバー鏡に絞り、試作、評価を行った。ルーバー鏡列は、まず0.5mm厚のガラス板表面にストライプ鏡をフォトリソグラフィを用いて生成し、多数精密に積層し接着してインゴットとし、切断することによって作成した。精密積層は、1枚づつの位置合わせは可能なものの、積層の数が多くなるに従って誤差が蓄積することから必要な10um程度の精度は得られなかった。ガラス端面とフォトリソグラフィの相対位置を10um以下に保ち、基準側板への突き当てにより全体の精度を保つ方法に変更したが、接着のための紫外線硬化樹脂が基準側板とガラス間に存在し、硬化前に板のドリフトが生じる、という問題があった。ガラス板を押当てる方法、積層板全体を押さえる方法を工夫し、予備試作を繰り返し20-30um程度の精度を得た。このルーバー鏡列板を2枚直交させ再帰透過性を得、さらに虚像プロジェクタを構成し、画像を結像させ、人間及びカメラにより観察評価を行った。鏡列板の必要な直交精度は、今までの1分程度から数度にまで緩和された。以前の試作による虚像プロジェクタと比較して画像ははるかに鮮明となった。画像歪みが見られたが、変動しない歪みなので、補正は比較的簡単で問題にはならない。片側性/両側性ルーバー鏡列型両方について、虚像形成の光効率、迷光率、透過率の理論式を構築した。1cm程度の大型モックアップで実験検証し、理論値との差はおおむね数%以内、傾向も極めて類似であったため、理論式は正しいと考える。本方式では、光の入射角度により各種効率が大きく変わる。それは鏡の深さ、幅、密度などによって支配されるのだが、変数が多く設計の最適化が難しかった。構築した理論式では、鏡のアスペクト比によって光の入射・射出角度の正接を正規化し、鏡の形状と入射角の2変数まで縮退させたことで、虚像プロジェクタの効率設計が容易となった。

主たる再帰透過性能の定義は、ボケ量、光利用効率であるとし、これらの理論式を構築するとともに、試作片の性能試験を行って理論値と実験値が概ね一致することを確認した。本研究を通じて、「直交ルーバー鏡型」と名付けた光学構造では、他の構造ではボケ量を大きく支配する直交精度がほぼ無関係になることを見出し、これが現時点では最も有望な構造であることを見出した。試作にはナノ加工機を用いた切削を中心とした方法、鏡面をあらかじめ形成し積層し切断する方法を用い、積層法の法が鏡面の乱れが小さく性能がよいことがわかった第1に加工分野の違いの影響がある。同様に見える微細光学構造の試作にも、プロセスが変わると異なる困難と、加工分野の違いが現れ、現在までの経験値を超えるものがあるため。業者を変え、新たに相談をし、分野間を繋げて行くことが必要であった。第2に計測方法が限られることである。レーザー顕微鏡をレンタル使用するなどして取り組んでいるが、透明体、鏡は両方とも確認かしにくい。また、原子間力顕微鏡では深い構造の観察はできないなど。岐阜県の工業研究所が提供する加工・計測サービスがある程度有用であることがわかったため、これを活用する。27年度が最終年度であるため、記入しない。情報工学岐阜県の工業研究所が提供する加工・計測サービスがある程度有用であることがわかったため、これを活用する。性能面の評価だけでなく、実現可能性(製作方法)の検討が進み、構造の候補を主に張り合わせ型片ミラーアレイにしぼることができた。実際の試作を通じて、微細構造製作に特有の問題や困難についてのノウハウが溜まって来た。理論面の検討と実験による検討を合わせて、直接は観察出来ない現象(光の状態)を像として多面的に検討することで、着実な進歩が見られる。現在のところ、構造の候補を張り合わせ型片ミラーアレイに集中し、いくつかの製作方法及びパラメトリックスタディを行う。現在までに作成、検証した光学計算ライブラリを用いてシミュレーションを行うことで設計検討を行うとともに、製作業者へのヒアリングを継続し、現実的に可能な試作方法を探求し、製作方法の違い、性能を支配する寸法の違いにより発生する結果の相違を解釈し、性能をコントロールする方法を確立する。