hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表面プラズモンの局在化とその応用に関する調査研究

メーリングリストを立ち上げ、研究代表および分担者間の情報交換および、得られた研究成果のディスカッションを行った。また、得られた調査結果を公開するためにWebサーバーを立ち上げた(予定)。さらに、非公開の研究会を2回行い、メーリングリストでのディスカッションを補完した。米国ロチェスター大学で開催された第7回近接場光学国際会議(nfo-7)に出席し(岡本、梶川)、海外での研究動向の調査を行った。本会議において、表面プラズモン関連の研究発表が目立った。総論文数に対する表面プラズモン関連論文数はnfo5(1998年)の11%、nfo6(2000年)15%から、今回のnfo7では23%に激増した。この比率からも表面プラズモン共鳴がナノフォトニクスの分野で非常に着目されていることがわかった。第63回応用物理学会学術講演会において「表面プラズモン共鳴によるナノ領域光局在」というテーマで公開シンポジウムを開催した。本シンポジウムでは本研究のメンバー6名と外部研究者2名による8件の講演を行った。シンポジウムには100名を越える出席者があり、局在プラズモン共鳴が着目されていることがわかった。講演タイトルは物理的な基礎と応用に関するものが2件、太陽電池関連が2件、近接場分光が1件、バイオセンシングに関するものが3件であった。本企画調査研究のメンバーが主体となって平成15年度発足の特定領域研究「表面プラズモン共鳴によるナノ領域光局在」(代表・福井)の申請を行った。
リアルタイム災害把握のための地震動モニタリングシステム開発

リアルタイム災害把握のための地震動モニタリングシステムの開発は都市防災の重要な課題で、都市防災観点から耐震工学の新たな分野を開拓するものである。本研究の成果は以下のようである1,本研究では,地震動補間法を開発した。この方法を実際に兵庫県南部地震の際に観測された地表面最大加速度に適用し,点データである最大加速度情報を面データに拡張することができた.2,地震動波動場を確率論的に内挿する手法については,本研究は,より現実に即したデータ処理を行えるように,パワースペクトルの確率分布に対して近似を導入,地盤条件が緩やかに変化する場合でも適用可能な手法を提案した.3,兵庫県南部地震における6観測点での鉛直アレー記録に基づく周波数依存等価線形化解析法の妥当性の検討を行った.また,非定常スペクトルの重ね合わせによる地震動シミュレーション手法を用いて,今回の断層に対する工学的基盤における地震動のシミュレーションを行った.4,大都市直下に発生するマグニチュード7から7.5クラスの地震による地盤震動強度を解析的に推定するための方法論を開発した.また,断層の破壊過程や表層地盤の増幅特性を考慮して最大加速度の推定を解析的に行い,観測値を用いてそれを補正する手法を提案した.5,地震時の地盤および構造物の損傷度評価を目的とした基礎的研究として,アレー観測記録から地盤や構造物の動的特性を等価線形的に同定する手法を開発した.6,過去の地震災害の分析を通じて,地震動をモニタリングする場合には,地形,地質の影響をどのように考慮するかについての知見を得ることができた.また,地震災害の対応については,対策の目的とその時間的切迫性の2点によって,緊急対策,応急対策,再建対策という相互に関連した3種類の対策に分類できた.リアルタイム災害把握のための地震動モニタリングシステムの開発は都市防災の重要な課題で、都市防災観点から耐震工学の新たな分野を開拓するものである。本年度の研究実績は以下のようである1、ニュートラルネットワークによるモニタリング地震計の配置優先度の決定方法と形状補間関数を用いた地震動補間法および地震動モニタリングとライフラインのリアルタイム被害推定法を提案した。2、都市域に設置された複数の地震計で得られた記録を用いて、未観測点での波動を推定するための理論的枠組みとして条件付確率場の理論を構築した。さらに波動場そのものを規定するスペクトル特性を事前情報によらないで観測記録のみから推定する手法を上記理論の応用として開発し、より実現象に即した波動場の推定を可能とした。3、地震動の定常性を仮定して、ライフラインシステムネットワーク内の任意地点での地震動の時刻歴を推定する方法を開発し、観測点で観測された現時刻以前の時刻歴のみから未観測点での地震動を遂次推定することができた。4、地表に存在する構造物などの影響を受けない地中の3点でのアレー観測記録を用いて、局所的な地盤特性を他の層とは独立に同定する部分同定法を提案した。5、時間・空間の連続的な関数としての地震波形をアレー観測記録から推定する方法を開発した。本方法をImperial Valley地震及び房総半島南東沖地震の場合の観測記録に適用し、その有用性を示した6、ひずみ波形のスペクトル強度に応じた等価ひずみを各周波数毎に規定する方法を提案し、地盤構造がきわめて詳細に調査されているアレー観測点での強震記録に基づいてその妥当性とパラメータの最適値について検討した。この結果、従来の等価線形化手法に比べ、高周波数領域においても観測値に近い応答解析結果が得られることを示した。リアルタイム災害把握のための地震動モニタリングシステムの開発は都市防災の重要な課題で、都市防災観点から耐震高額の新たな分野を開拓するものである。

本年度の研究実績は以下のようである1,平成6年度に開発した地震動補間法を用いて,実際に兵庫県南部地震の際に観測された地表面最大加速度に適用し,点データである最大加速度情報を面データに拡張することができた.2,地震動波動場を確率論的に内挿する手法については,本年度は,より現実に則したデータ処理を行えるように,パワースペクトルの確率分布に対して近似を導入し,地盤条件が穏やかに変化する場合でも適用可能な手法を提案した.3,兵庫県南部地震における6観測点での鉛直アレー記録に基づく周波数依存等価線形化解析法の妥当性の検討を行った.また,非定常スペクトルの重ね合わせによる地震動シミュレーション手法を用いて,今回の断層に対する工学的基盤における地震動のシミュレーションを行った.4,大都市直下に発生するマグニチュード7から7.5クラスの地震による地盤震動強度を解析的に推定するための方法論を開発した.また,断層の破壊過程や表層地盤の増幅特性を考慮して最大加速度の推定を解析的に行い,観測値を用いてそれを補正する手法を提案した.5,地震時の地盤および構造物の損傷度評価を目的とした基礎的研究として,アレー観測記録から地盤や構造物の動的特性を等価線形的に同定する手法を開発した.6,過去の地震災害の分析を通じて,地震動をモニタリングする場合には,地形,地質の影響をどのように考慮するかについての知見を得ることができた.また,地震災害の対応については,対策の目的とその時間的切迫性の2点によって,緊急対策,再建対策という相互に関連した3種類の対策に分類できた.リアルタイム災害把握のための地震動モニタリングシステムの開発は都市防災の重要な課題で、都市防災観点から耐震工学の新たな分野を開拓するものである.本年度の研究実績は以下のようである.1.本研究で開発した地震動補間法で得られた地表面最大加速度をもとに,地理情報システムを用いて,町丁別単位の水平および鉛直最大加速度分布図を作成し,実際に兵庫県南部地震の際に発表した震度分布と比較・検討を行った。2.サイズミック・モニターリングシステムによる地震波動場の把握をもとにして,都市内建築物の振動特性,ライフライン系の復旧対策を考慮した被害推定,復旧支援システムの構築を行うための基礎的検討が達成された。3.本研究で提案した観測記録を含む時空間地震波形を算定する手法を兵庫県南部地震に適用し,兵庫県南部地震で得られた多地点の地表での記録に基づいて,加速度の最大値,応答スペクトルの分布を求め,実際の構造物の被害分布と比較した。4.Q値の周波数依存性を本研究で提案した部分同定法に組み込む。鉛直アレー観測記録を用いた解析からQ値の周波数依存性を検討した。解析結果からQ値に関するパラメータの同定値は記録ごとにばらつくが,Q値の周波数に対する変化は比較的安定することが得られた。5.兵庫県南部地震で得られた主な鉛直アレー観測記録について設置誤差の検討を行うとともに,その補正が解析結果に与える影響について検討した。また,地震動シミュレーション手法の妥当性について,既往の地震を対象として検討した。
海洋中規模現象及び大循環解明のためのデータ同化法の開発

(7年度)データ同化の手法を海洋物理現象解明に応用することは新しい試みであるので、研究代表者、国内研究分担者及び協力者が情報を持ちより、お互いの認識を高めることが必須であった。そこで上記グループに広く研究者を加えて、7月につくばで研究集会を開いた。ここで既存データ同化法のレヴュ-、データの検索と収集交換を行った。代表者をカナダに派遣し、ロシア分担者(当時カナダ在住)の随伴方程式法について調査・研究を行なった。またこのロシア分担者2名を1.5か月招へいし、代表者の研究課題に参画してもらった。また国内分担者の研究機関を訪問し、研究課題について打ち合わせを行なった。短期間ではあったが、ロシア分担者は代表者たちとの議論も含めて、研究成果を論文にまとめ学術誌に投稿した。国内分担者(蒲地政文)をノルウェーに派遣し、ノルウェー分担者の専門分野であるカルマン・フィルター法の調査を行った。国内には当分野の専門家がいないため、この派遣は必須であった。計画における初年度の目的は達成された。随伴方程式法とカルマン・フィルター法の調査・研究は計画どうり遂行できた。また国内の分担者以外の研究者に十分情報を与えることもできた。(8年度)海外研究者から高度なデータ同化の手法および海洋物理への応用例についての情報を収集した。8月にむつで研究連絡会を開催し、分担者以外の日本人研究者にも参加をよびかけ、約40名の参加者を得た。海外からの研究者は、ノルウェー、ドイツ、アメリカ合衆国、連合王国からの招聘であった。随伴方程式法においては、3次元モデルにおいて非線形性と拡散が大きくなる場合に、より簡略な力学モデルに同化する方が適切であるという指摘が出た。カルマン・フィルター法においては、非線形方程式を取り扱う場合により高度な方法を用いて、不安定性を取り去る必要があると示唆された。代表者をアメリカ合衆国に派遣し、ロシア分担者と共同研究を行ううえで必要になる太平洋大循環データへの応用について、アメリカ合衆国分担者と情報交換を行った。夏の研究連絡会以降、大学院学生も含めた研究者の間で、電子メイルによる研究会を作った。データ同化における基本的技術を修得するために、基礎となる問題を提出しそれに対する解答を提出する形式である。随伴方程式法とカルマン・フィルター法についての問題が投稿され、解答が寄せられた。本課題が終了しても、この電子メイル・スクールは継続していく計画である。代表者たちによる調査研究の結果、以下の所見を得た。随伴方程式法を用いて、海面高度計データを海洋中規模現象モデルに同化すると、海洋下層の流れも半分程度まで再現できることがわかった。随伴方程式法によって、海面ブイの運動から陸棚上の循環を下層でも求められることを示した。随伴方程式法あるいはカルマン・フィルター法を用いて、海面高度計と漂流ブイのデータを同化する際、それぞれのデータの特徴を利用して流れ場をより正確に再構築できることがわかった。海洋混合層モデルに水温、塩分などの海面でのデータを同化することによって、混合層以深の状態を推定することが可能であるという所見を得た。またいろいろな衛星データを同時に同化する方法については、手法は確立されているが、その結果を検証するデータセットを構築する必要があることが判明した。研究計画における目的は達成された。研究成果は学術論文として「日本海洋学会誌」をはじめ国際的学術誌に投稿し、あるものは発行予定となっている。

カルマン・フィルター法においては、非線形方程式を取り扱う場合により高度な方法を用いて、不安定性を取り去る必要があると示唆された。代表者をアメリカ合衆国に派遣し、ロシア分担者と共同研究を行ううえで必要になる太平洋大循環データへの応用について、アメリカ合衆国分担者と情報交換を行った。夏の研究連絡会以降、大学院学生も含めた研究者の間で、電子メイルによる研究会を作った。データ同化における基本的技術を修得するために、基礎となる問題を提出しそれに対する解答を提出する形式である。随伴方程式法とカルマン・フィルター法についての問題が投稿され、解答が寄せられた。本課題が終了しても、この電子メイル・スクールは継続していく計画である。代表者たちによる調査研究の結果、以下の所見を得た。随伴方程式法を用いて、海面高度計データを海洋中規模現象モデルに同化すると、海洋下層の流れも半分程度まで再現できることがわかった。随伴方程式法によって、海面ブイの運動から陸棚上の循環を下層でも求められることを示した。随伴方程式法あるいはカルマン・フィルター法を用いて、海面高度計と漂流ブイのデータを同化する際、それぞれのデータの特徴を利用して流れ場をより正確に再構築できることがわかった。海洋混合層モデルに水温、塩分などの海面でのデータを同化することによって、混合層以深の状態を推定することが可能であるという所見を得た。またいろいろな衛星データを同時に同化する方法については、手法は確立されているが、その結果を検証するデータセットを構築する必要があることが判明した。研究計画における目的は達成された。随伴方程式法とカルマン・フィルター法の調査・研究は計画どうり遂行できた。また国内の分担者以外の研究者に十分情報を与えることもできた。研究成果は学術論文として「日本海洋学会誌」をはじめ国際的学術誌に投稿し、あるものは発行予定となっている。データ同化の手法を海洋物理現象解明に応力することは新しい試みであるので、研究代表者、国内研究分担者及び協力者が情報を持ちより、お互いの認識を高めることが必須であった。そこで上記グループに広く研究者を加えて、7月につくばで研究集会を開いた。ここで既存データ同化法のレヴュ-、データの検索と収集交換を行った。代表者をカナダに派遣し、ロシア分担者(カナダ在住)の随伴方程式法について調査・研究を行なった。またこのロシア分担者2名を1. 5か月招へいし代表者の研究課題に参画してもらった。また国内分担者の研究機関を訪問し、研究課題について打ち合わせを行なった。短期間ではあったが、ロシア分担者は代表者たちとの議論も含めて、研究成果を論文にまとめ学術誌に投稿した。国内分担者(蒲地政文)をノルウェーに派遣し、ノルウェー分担者の専門分野であるカルマン・フィルター法の調査を行った。国内には当分野の専門家がいないため、この派遣は必須であった。当初の計画における目的は達成された。
微小血管病態に基づく家族性アミロイドポリニューロパチーの新規治療法の探索

本研究では,家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)における末梢神経の微小血管障害の病態を細胞学的に明らかにすることを目的として,我々が樹立したヒト末梢神経由来内皮細胞株と周皮細胞株による血液神経関門(in vitro BNB)モデルを用いて,transthyretin(TTR)蛋白を輸送・排泄する分子機構の解明と変異型TTR蛋白による血液神経関門(BNB)破綻の分子メカニズムについての解析を行った.TTRに対する受容体の1つとして後期糖化反応生成物受容体(receptor of advanced glycation-end product:RAGE)が想定されているが,今回,定量的RT-PCRとwestern blot法による検討で,ヒト末梢神経由来内皮細胞株や周皮細胞株にRAGEの遺伝子・蛋白が認められ,変異型TTR(recombinant V30M TTR)を細胞株に作用させることで,RAGEの遺伝子発現および蛋白レベルの増加が確認された.また,recombinant V30M TTRの作用により細胞株のROS活性の亢進が認められ,野生型TTRを作用させた場合に比べ,V30M TTRを作用させた際にin vitro BNBのバリア機能を示す電気抵抗値が有意に低下した.これまでの結果から,変異型TTRは直接的に微小血管を障害し,病態として酸化ストレス活性化を介する機序が示唆された.一方,TTRに対する新たな受容体分子や輸送・排泄分子を発見することを目的として,野生型TTR蛋白質を一定時間作用させた微小血管内皮細胞株の全細胞抽出液を用いて共免疫沈降法による探索を行ったが,新たな分子の同定には至らなかった.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
ダイナミカル・アセンブリー仮説-その数理的・生理学的検証

この研究は、脳認知系において符号化と情報表現の原理を最近の生理学的知見と理論的側面から再検証を行うことを目的とする。とりわけ、発火率コード(1次統計符号化)とは異なる、時空間符号化(高次統計符号化)が情報の基本コードである可能性を実験的、理論的に検証することが課題である。具体的なテーマとして、次の項目について研究を行った。I.理論的接近a、認知系の基本コードにかんする数理的研究b、時空間ダイナミクスの抽像-動的細胞集成体仮説c、時空間コーディグの原理-理論モデルによる研究II.実験的接近d、Tetrode電極による多重ユニット細胞外記録法の開発と、統計的記述方法、データ解析手段の開発研究項目a、bを中心に、動的細胞集成体仮説の提唱を論文「1」で行った。論文「2」(速報)では、コーディングのレベルからバインディング問題やシンボル間の階層構造の動的な形成といった問題の理論モデルによる研究を行った。最近の生理学的知見として、脳認知系神経細胞の入力の同時性の検知器性が注目されている。このことを基礎にした時空間符号化概念に基づく「動的細胞集成体仮説」の立場から、実際にCoincidence Detector系がつくる動的細胞集成体がどのように稼働し、また情報の統合にかんするバインディング問題などを解くことが出来るかということを、視覚系の概念モデルを構成することにより示した。1次元視覚刺激の位置に関する完全な不変コーディングと、「色」と「形」に関する動的結合(dynamic binding)を実現するネットワークモデルを、そのシミュレーション結果とともに示した。
細胞極性化はLyn-ACSL3システムを介して誘導されるか?

チロシンキナーゼc-SrcとLynを誘導発現できるイヌ腎臓上皮MDCKII(Madin-Darbycaninekidneycell)細胞株を作製し、極性細胞でのc-SrcとLynの局在を検討した。その結果、c-Srcはアピカル膜とバソラテラル膜の両者に存在したが、Lynの膜局在はバソラテラル膜に偏っていることが分かった。細胞質で生合成されたLynはc-Srcと異なり、ゴルジ領域に集積しゴルジ領域でlong-chainacyl-CoAsynthetase3(ACSL3)と会合により細胞膜へと運ばれるので、Lyn-ACSL3との会合システムと細胞極性発揮の機構解明が待たれる。細胞極性化の研究には、イヌ腎臓上皮MDCK細胞(Madin-Darby canine kidney cell)が用いられ、MDCK細胞を単層培養すると円柱上皮に分化し、タイトジャンクションを形成し極性化する。私達はこれ迄、非極性細胞において、Src型チロシンキナーゼc-SrcとLynの細胞膜への輸送経路が異なることを報告してきたので、極性細胞ではc-SrcとLynはアピカル膜とバソラテラル膜での局在に違いが見られるかどうかを検討した。しかしながら、MDCK細胞では内在性c-Srcと内在性Lynは発現量が低くて共焦点レーザー顕微鏡では観察できなかったので、極性化MDCK細胞に一過性遺伝子導入を企てたが、極性化前(非極性化状態)には遺伝子導入が可能であるが極性化後は遺伝子導入効率が激減することが分かった。従って、極性化前(非極性化状態)に誘導発現した場合では、極性化による局在変化が判別不能となった。そこで、世界で初めて、MDCK細胞に遺伝子誘導発現系を構築し、c-SrcとLynをそれぞれ誘導発現できる細胞株を作製した。そして、極性化後になってから誘導発現を行なったところ、誘導2時間後に生合成されたc-SrcやLynが共焦点レーザー顕微鏡で見え始めた。誘導発現4時間後にZ軸に沿って細胞を輪切りにして、アピカル膜とバソラテラル膜への局在を観察したところ、c-SrcとLynとの細胞膜局在の違いが明らかとなった。すなわち、c-Srcはアピカル膜とバソラテラル膜の両者に存在が確認されたが、Lynの膜局在はバソラテラル膜に偏っていることを見いだした。細胞質で生合成されたLynはゴルジ領域に集積しゴルジ領域でACSL3と会合により細胞膜へと運ばれるので、今後、Lyn-ACSL3との会合システムと細胞極性発揮の機構解明が待たれる。細胞極性化は、蛋白質などを細胞内の特定位置に非対称かつ秩序をもって分布させ、細胞機能発揮に重要な役割を担っている。上皮細胞ではapical膜とbasolateral膜に極性が維持されるが、癌細胞ではepithelial-mesenchymal transition (上皮間葉転換)により極性喪失が起こるので、癌化病因論からも極性化機構の全容解明が待たれる。本研究では、細胞膜蛋白質のapical/basolateral選別解明へ向けた新展開を狙って、極性細胞を用いたSrcメンバーの輸送経路を調べる系の確立を試みた。まず、極性上皮細胞MDCKを極性化させ、basolateralとapical膜蛋白質を用いて極性化を確認した。Srcキナーゼメンバー(c-Src・Lyn・Fyn・c-Yes)を一過性遺伝子導入したところ、極性化した細胞には殆ど導入できず、また、極性化前の細胞には遺伝子導入できるが、極性化形成時には遺伝子発現が消失する傾向が見られ、極性細胞で発現を随意にコントロールさせる必要が生じた。そこで、極性化誘導後のMDCK細胞において、テトラサイクリンオペレーター・テトラサイクリンリプレッサーシステムを用いて、Lynとc-Srcそれぞれがテトラサイクリン添加により誘導発現できる細胞株の作製を行なった。その結果、極性状態において、テトラサイクリン誘導体ドキシサイクリン添加によりLynまたはc-Srcを誘導発現できるMDCK細胞株の樹立に成功した。極性化MDCK細胞でのLynとc-Srcの局在はかなり異なっていたので、Lynとc-Srcの輸送経路の差異について詳しく調べているところである。また、非極性細胞をタンニン酸処理により、細胞膜と輸送小胞の膜融合を阻害して、Srcメンバーと共輸送されるcargoの特徴を調べているが、現時点では共輸送する蛋白質は見つかっていない。当初、一過性遺伝子発現によって、Src型チロシンキナーゼの局在を調べながら、誘導発現細胞株を作製する予定であった。しかしながら、先に誘導発現細胞株を樹立しなければ、極性細胞でのSrc型チロシンキナーゼメンバーの局在解析が極めて困難であることが判明した。

そこで、細胞株樹立を最優先して研究計画を遂行し、Lynとc-Srcの誘導発現MDCK細胞株の樹立に成功した。このMDCK細胞株は、興味ある如何なる蛋白質でも誘導発現することができるので、世界初の非常に有用な極性化細胞系である。この細胞系は、誘導剤添加によって蛋白質生合成を同調的に開始できるので、apical/basolateral sortingに関する細胞生物学的実験のみならず、生化学的解析ができる大変に優れたものである。細胞極性化機構に関する研究に供することができる細胞株が樹立できたことは、大きな成果である。そこで、樹立したLynまたはc-Src誘導発現MDCK株を用いて、細胞内輸送経路の違いを解析し、ACSL3の役割を調べる。また、極性化細胞において、どのような蛋白質でもアピカル・バソラテラル輸送を調べることができるので、アルカリホスファターゼやVSV-G蛋白質を誘導発現できるMDCK細胞株を作製して、一般的なsorting機構を解明する準備を行なう。細胞培養、遺伝子実験、細胞染色実験等に用いる消耗品を購入するために使用する。
膜ダイナミクスを利用した動物実験代替法

界面活性剤の皮膚刺激評価法に動物実験(ドレイズ試験)があるが、代替法の開発が望まれる。リポソームに界面活性剤を添加することで起きる、膜ダイナミクスを解析し、皮膚刺激性の関係を考察した。高刺激性界面活性剤ではリポソームが膜揺らぎを経て膜陥入した後に、膜孔を形成するダイナミクスを観察した。低刺激性界面活性剤では膜揺らぎを経て破裂するダイナミクスを観察した。刺激が起こるメカニズムについて分子レベルで考察し、ダイナミクスの背景、そして皮膚刺激の背景には、膜断面積の増減、フリップフロップが関係していると考え、分子レベルでのモデルを構築した。リポソームの膜ダイナミクスは、代替法の有力候補である。界面活性剤による皮膚への刺激性は化粧品等の開発において重要な要因の一つである。しかし、刺激性評価法には動物個体を用いたドレイズ試験など、動物愛護や個体差による誤差など多くの問題を含んでいる。我々の研究室では細胞模倣膜であるリポソームに界面活性剤を添加し、リポソームの形態変化を観察する新しい刺激性評価実験法を開発してきた。その手法を用いて、本研究ではイオン性・非イオン性・アミノ酸界面活性剤を用いて、それらの皮膚刺激性を系統的に評価していく。特に、刺激性に応じて界面活性剤が膜とどのように相互作用しているのかを分子レベルで明らかにする。そこから、界面活性剤誘起膜ダイナミクスと皮膚刺激性の相関を明らかにすることを目的とし、下記に研究項目を挙げる。(1)リポソームを用いた動物実験代替法(多くの界面活性剤を用いた検証)(2)高刺激ダイナミクスと低刺激ダイナミクス(膜に対する界面活性剤の作用メカニズムの比較)(3)ドメインを形成しているリポソームの膜ダイナミクス(界面活性剤が与える相分離構造への影響)界面活性剤には、限界ミセル濃度など複数の指標があるが、皮膚刺激と相関性はない。刺激性評価法は、動物個体を用いたドレイズ試験法があるが、個体差や動物愛護の点で問題があり代替法の開発が望まれる。そこで、我々の研究室では細胞膜の主成分であるリン脂質からなるリポソームに界面活性剤を添加することで起きる、リポソームの変形ダイナミクスをリアルタイムで観察してきた。本研究の目的は、リポソームを用いて界面活性剤が誘起する膜ダイナミクスを解析し、界面活性剤誘起膜ダイナミクスと皮膚刺激性の関係を考察することである。高刺激性界面活性剤のTritonX-100はリポソームが膜揺らぎを経て膜陥入した後に、膜孔を形成するダイナミクスが観察できた。低刺激性界面活性剤はリポソームが膜揺らぎを経て破裂するダイナミクスが観察できた。刺激性とされるラウレス硫酸ナトリウムの場合には収縮しながら膜陥入をした後に破裂し、TritonX-100に似たダイナミクス、アミノ酸系界面活性剤は、収縮しながら破裂したのでTween20に似た、無刺激性のダイナミクスを観察することができた。以上の結果は、界面活性剤が膜の内、外層へ与える影響、そして界面活性剤間の相互作用が刺激性に関係している可能性が示唆され、刺激が起こるメカニズムについて分子レベルで考察した。生体機能工学膜ダイナミクスと公開されている動物実験の結果を対比させてみたところ、きわめて高い相関関係が認められている。アミノ酸系界面活性剤に関して、企業との共同研究も成立し、多くのサンプルを入手することができるようになったこと、さらに、培養細胞の評価結果とよく一致する結果が、開発中の動物実験代替法でも得られていることから、おおむね順調に進展していると判断できる。リン脂質のみから成るリポソームの系は複雑な要素を排除することで、膜が本来有している性質の影響を直接評価できるため有用である。さらに、多成分のリン脂質から成るリポソームでは生体膜中に存在することが考えられている飽和脂質とコレステロールに富んだ脂質ラフトを相分離構造として再現することが可能であり、ヘテロな構造を持つ生体膜への界面活性剤の刺激性も明らかにすることができると期待される。本研究室の過去の研究で、非イオン性界面活性剤やイオン性界面活性剤による膜の形態変化で、ポア(膜面に形成される細孔)の形成と、ポアを形成した後のリポソームの収縮が報告された。このリポソームの収縮スピードとドレイズスコアに相関が見られた。高刺激を示す界面活性剤TritonX-100の場合は膜が揺らいだ後に陥入し、ポアが形成してリポソームが収縮することがわかった。また低刺激を示すTween20はリポソームが揺らぎながら破裂または揺らがずに破裂する挙動を示した。

この事から、高刺激を示すTritonX-100と低刺激を示すTween20では膜に対する刺激のメカニズムが異なっていると考えられる。この違いを、膜の2層構造を考えながら、痛みが発生するメカニズム解析へと発展させる。
ナノ粒子高密度集積化ポリマーナノコンポジットのモルフォロジーと機能性に関する研究

本研究では、エレクトロスピニング法を用いてナノ粒子高充填ナノファイバー集合体を作製し、それをポリマーと複合化することにより、ナノ粒子高密度集積化ポリマーナノコンポジットを得た。ナノ粒子高充填ナノファイバーにおけるナノ粒子分散モルフォロジーと電気・熱伝導特性の関係を検討した上で、最終目標である「ナノ粒子高密度集積化ポリマーナノコンポジット」のナノ粒子分散モルフォロジーと電気・熱伝導特性の関係を明らかにした。同軸異径スピナレットを用いたエレクトロスピニング法により、ナノ粒子をコア部に高充填化させた芯鞘型ナノファイバーを作製する技術を確立した。伝導性ナノ粒子としてカーボンナノチューブ(CNT)、銀粒子およびアルミナ粒子を用いた。母材として、ポリアミド66(PA66)およびポリアクリロニトリル(PAN)/シランアルコキシド・ブレンドを用いた。ナノ粒子がコア部に高密度に集積化したモルフォロジーを得るためには、(1)溶液押出速度および(2)芯材溶液と鞘材溶液の相溶性の制御が重要であることを見出し、その最適条件を明らかにした。ナノ粒子の分散モルフォロジーの観察には、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた。得られたナノ粒子高充填ナノファイバーの力学試験を行い、コア部に高密度にナノ粒子を集積化した芯鞘構造を形成することにより、ナノ粒子高充填化にともなう引張強度低下を抑制できることを示した。すなわち、ナノ粒子充填ナノファイバーの複合化に必要な要素技術が確立できた。前年度に確立した手法により作製した「ナノ粒子高充填ナノファイバー集合体」にエポキシ樹脂を含侵させ、複合体を作製する手法を検討した。ナノファイバー集合体には繊維-繊維間に数ミクロンの空隙が存在するため、複合体成形時には多数のボイドが発生した。ボイド発生を抑制するための成形手法を確立したことが今年度の主な成果である。これより、本研究で創製を目指す「ナノ粒子高密度集積化ポリマーナノコンポジット」作製のための要素技術((1)ナノ粒子高充填ナノファイバー集合体作製技術、(2)ナノファイバー基複合成形体作製技術)が確立できたこととなる。アルミナ粒子充填複合成形体を作製し、ナノ粒子充填量と熱拡散率を測定した。低ナノ粒子充填量(6wt%)において熱拡散率1.7×10^<-7>m^2/sを示し、ナノ粒子ネットワーク構造が形成されていることが示唆された。ただし、目標の熱拡散率を達成するには、ナノ粒子のさらなる高密度集積化が必要であることが明らかとなった。前年度までに、「ナノ粒子高密度集積化ポリマーナノコンポジット」作製のための要素技術((1)ナノ粒子高充填ナノファイバー集合体作製技術、(2)ナノファイバー基複合成形体作製技術)を確立した。これにより、ナノファイバー技術によりナノ粒子分散モルフォロジーを高度に制御したナノコンポジットの創製が可能となった。本年度の目的は、上記ナノコンポジット作製技術を利用し、昨年度作製したアルミナ粒子充填複合成形体の熱拡散率1.7x10^<-7>m^2/sを如何に向上できるかに取り組んだ。具体的には、(1)マイナス電源を用いたナノファイバーの高密度化、(2)回転ディスクコレクターを用いたナノファイバーの配向化により、さらなるナノ粒子の高密度集積化を目指した。その結果、熱拡散率を約2.0x10^<-7>m^2/sにまで増加させることに成功した。これにより、ナノ粒子を高密度に集積化したポリマーナノコンポジットの創製技術を確立したばかりでなく、それにより、限られたナノ粒子充填量により高い熱拡散率を達成できることを実証した。本研究において得られた成果は、熱伝導性のみならず、電気伝導性、機械的特性など、ナノ粒子の分散性に依存するあらゆる物性に対して有効なナノコンポジットに関わる知見であると考える。
細胞接着分子による胚盤胞-子宮内膜間の着床期シグナル伝達機構

[目的]マウス胚着床過程におけるtrophoblast Spreading(TS)には細胞増殖因子が重要な役割を果たすことが示唆されている.本研究ではfibroblast Growth Factor(FGF)ファミリーに属するbasicFGF(bFGF)とkeratinocyte growthfactor(KGF)の着床胚に対する影響を明らかにすることを目的とした.[成績]胚盤胞においてFGFR1,FGFR2およびKGFR遺伝子発現が認められた.100ng/ml以上のbFGFの添加は、attachmentおよびspreading率を有意に促進し、胚のTS面積を対照の124%以上へと有意に増加させた.KGFはhatching,attachment,spreading率に影響を与えなかったが,1ng/ml以上の添加はTS面積を対照の153%以上へと有意に増加させた.[結論]bFGFはマウス胚盤胞に存在するFGFR1および2を介して着床を促進すること,KGFはFGFR2遺伝子からalternative splicingによって形成されるKGFRを介してTSを特異的に促進することが示された.FGFリガンド・受容体ファミリーが着床過程に関与することを初めて明らかにした.[目的]マウス胚着床過程におけるtrophoblast Spreading(TS)には細胞増殖因子が重要な役割を果たすことが示唆されている.本研究ではfibroblast Growth Factor(FGF)ファミリーに属するbasicFGF(bFGF)とkeratinocyte growthfactor(KGF)の着床胚に対する影響を明らかにすることを目的とした.[成績]胚盤胞においてFGFR1,FGFR2およびKGFR遺伝子発現が認められた.100ng/ml以上のbFGFの添加は、attachmentおよびspreading率を有意に促進し、胚のTS面積を対照の124%以上へと有意に増加させた.KGFはhatching,attachment,spreading率に影響を与えなかったが,1ng/ml以上の添加はTS面積を対照の153%以上へと有意に増加させた.[結論]bFGFはマウス胚盤胞に存在するFGFR1および2を介して着床を促進すること,KGFはFGFR2遺伝子からalternative splicingによって形成されるKGFRを介してTSを特異的に促進することが示された.FGFリガンド・受容体ファミリーが着床過程に関与することを初めて明らかにした.
国内外のIgA腎症病理組織分類の検証に関する臨床病理学的後ろ向き研究

IgA腎症の組織分類に関して、Oxford国際分類と我が国の厚労省・日本腎臓学会合同による組織学的重症度分類が異なる分類となった。これらの2つの基準による混乱をさけるため、異なったコホートで検証し改良することを目的とした。我が国のコホート233症例の成人IgA腎症患者を対象とし、Oxford国際分類の手法を用いて追試した結果、エヴィデンスに基づく組織分類作成の手法はコホートの相同性を要求し普遍化出来なかった。組織分類はすべての病変をスコア化し公平な病態把握のもとに使用されるべきである。1)Oxford国際分類ならびに日本分類を構成する病理パラメータに関する追試研究IgA腎症Oxford国際分類は我が国の組織学的重症度分類(日本分類)と異なるため、Oxford研究の手法を用いて我が国のコホートにおいて後方視的に追試した。233症例の成人IgA腎症患者を対象とし、追跡期間127ヶ月(17-602ヶ月)であった。重回帰分析では、腎生検時のeGFR、そして腎生検時ならびに追跡期間中の平均血圧と蛋白尿で補正した結果、管外性病変と間質の線維化が腎機能低下に関連した。腎機能の50%低下あるいは末期腎不全への進展をendpointとしたCox単回帰ならびに重回帰分析では、管外性病変の有無と間質線維化の程度が腎予後に関する独立した予測因子であった。一方、Oxford分類では、管外性病変は選ばれず、間質線維化と分節状硬化のほかにメサンギウム細胞増殖と管内増殖病変が予後不良因子として選択されているが、我々の研究では選ばれなかった。その原因は追跡期間、対象年齢、初期のeGFRと蛋白尿の制限の違いによった。国際組織分類が標準となるためには日本のコホートにも適応できる分類が望まれた。2)Oxford国際分類ならびに日本分類の病理診断者間での再現性に関する研究15施設90症例のIgA腎症を用いて、4人の観察者がオックスフォード基準にそってスコアー化し、級内相関係数(intraclass correlation coefficient:ICC)を用いて多者間の再現性を評価した。組織学的重症度分類(活動性と慢性)とOxford分類についての再現性は良好であった。個々の病変については、細胞性半月体、全節性硬化、分節性硬化の再現性は良好であったが、線維細胞性半月体、線維性半月体、癒着のそれぞれの再現性は低かった。そのため、細胞性または線維細胞性、癒着または線維性半月体として、病変をスコアーするのが実践的であった。IgA腎症組織分類(国際分類と日本分類)は、いずれも腎機能予後不良を予測する病理パラメータから成立しているが、そのエヴィデンスを出すためのコホートや統計的手法が異なるため、異なった組織分類となっている。そこで、それぞれの分類を同じコホートで検証し、統一した組織分類をめざして改良することを目的とした。厚労省科研IgA腎症分科会に登録された成人IgA腎症の118症例を用いた。日本分類の組織学的重症度分類grade I-IV(急性病変A,慢性病変C,A/C)、そして、国際分類におけるMEST(M;メサンギウム細胞増多、E;管内性細胞増多、S;分節状硬化・癒着、T;間質線維化・尿細管萎縮)スコアにて各症例を分類し、それぞれの分類の各群間での臨床データの識別能力について統計的に検証した。臨床データとして、腎生検時のeGFR、eGFRの傾き(648ヶ月間)、1日蛋白尿を用いた。その結果、日本分類のgradeはeGFRと1日蛋白尿で群間に有意差を認めたが、eGFRの傾きでは有意差がなかった。また、日本分類の急性病変はeGFRの傾きと1日蛋白尿で有意差を認めた。一方、Oxford国際分類のMESTでは、1日蛋白尿においてすべての病変で有意差を認めたが、eGFRにおいてはMとTのみしか有意差がなかった。eGFRの傾きは、すべての病変の群間で有意差を認めなかった。以上、日本分類のgradeとOxford分類のMTは、腎生検時腎機能と蛋白尿の指標となったが、648ヶ月間のeGFRの傾きでは群間の有意差を認めなかった。日本分類の急性病変に限るとeGFRの傾きで有意差が認められた。以上の結果から、日本分類にはMETの評価がないため、腎機能ならびに蛋白尿予後の臨床的観点から、lumped systemの日本分類とsplitsystemの国際分類の両者を併記する必要が示唆された。IgA腎症の組織分類に関して、Oxford国際分類と我が国の組織学的重症度分類(日本分類)が異なる分類となった。これらの2つの基準による混乱をさけるため、それぞれの分類を異なったコホートで検証し、改良することを目的とした。

Oxford国際分類により、IgA腎症に関する必須の病理パラメータとして、メサンギウム細胞増多(M)、管内性細胞増多(En)、管外性細胞増殖(活動性半月体)(Ex)、全節性硬化(G)、分節性硬化・硝子化+癒着(S+AD)、間質内炎症(TI)、尿細管萎縮・線維化(TF)、小動脈硬化(AS)、細動脈硝子化(AH)が選択された。Oxford国際分類と日本分類は腎機能予後に関与する病理因子を基準に、前者はM、En、S、TFを選択しsplit systemにより、後者はG,S,Exを選択しlumpedsystemにより成立している。そこで、我が国のコホートでOxford国際分類の追試研究をおこなった結果、S,Ex,TFが採択され、MとEnは採択されなかった。その原因として、コホートの腎生検時一日蛋白尿と腎機能による制限(inclusion criteria)の違いが挙げられた。この追試研究による評価では、inclusion criteriaを同じくしないコホートにおいてOxford国際分類が適応されなかった。さらに、MとSの組み合わせや動脈病変(AS,AH)が腎機能予後不良を加速させたため、各病変を組み合わせによるlumped systemに進展させる余地があった。以上、Oxford組織分類の改良にはExの追加が必須であった。エヴィデンスに基づく組織分類作成の手法は、コホートの相同性を要求し、普遍化出来ないという限界を持つことがわかった。そのため、組織分類はG,S+AD,M,En,Ex,TI,TF,AS,AHをスコアー化し公平な病態把握に使用されるべきであった。東日本大震災における損害の修復のため、4ヶ月間、研究継続の停止を余儀なくされた。その後、研究体制は戻ったが、これまでの成果の論文化が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。IgA腎症の組織分類は、コホートを亜分類し、その臨床予後を予測するうえで重要な情報となる。しかし、治療介入により、その臨床予後が影響される。その観点から、治療前に行われる腎生検の病理評価に組織分類を用いて、治療介入により治療に奏功するする群としない群を分別するために、組織分類が役立つかどうか、役立つとすれば、日本分類と国際分類のどちらが有効かを検証する方向に進展させたい。
域外国のＡＳＥＡＮ関与とアジア地域主義の運用規範の変容

「アジアの流儀」の変容を促す、国内の政治体制に関わる人権や民主化などに対する対応の変化、RCEPやTPPといった広域地域経済圏への対応の変化やASEAN経済共同体形成など、ASEAN自身の変化が、ASEAN国内における内生的要因とともに、域外国のこの地域への関与のあり方や、域外国とASEAN諸国との関係の変動、東アジア地域秩序全体の変容等外生的要因と大きく絡んでいることが確認された。またASEAN諸国が、自らの主体性を外からの関与を求める動きも見られる。ただ、「ASEANの流儀」および「アジアの流儀」の変容の程度は現在のところかなり限定的であり、過大評価すべきではないことも明らかになった。近年、日本、中国、韓国等ASEANの主な域外国がASEANとの関係を強める観点から、ジャカルタに常駐代表部を置くようになってきている。日本は2010年、中国及び韓国は2012年にそれぞれ設置した。よって今年度は、ジャカルタに行き、日本政府のASEAN常駐代表部、及び中華人民共和国政府ASEAN代表部にインタビューを行い、両国のASEANへの関与の状況、実態についての調査を行った。常駐代表部を置くことにより、ASEANとこれら域外国との連絡は密になっていること、またASEAN各国のジャカルタへのASEAN常駐代表との横の連携関係は強化されていることが確認された。他方、域外国同士の横の連携はほとんどなされていないことも確認した。よって、現在、ジャカルタにおいては、ASEANを中心とするハブ・アンド・スポークのネットワークの強化は見られるが、域外国が連携してASEANに協力を行うという仕組みは弱い、よってASEANへの域外諸国からの関与は、域外国それぞれ個々に行われているという暫定的結論を得た。また、近年、ASEAN及び東アジア地域主義の研究書は英文で数多く刊行されている。よって今年度も先行研究の収集を行い、データベース構築に努めた。文献によっては、電子化され廉価かつ敏速に入手できたことから、電子書籍も多数購入した。ASEAN設立時の域外国の関与の中でも特にアメリカの関与を改めて検証する資料を求めて、スタンフォード大学フーバー研究所で、ASEAN設立当時の在インドネシア米国大使MarshallGreenの文書を探索した。その結果、アメリカがASEAN設立時には直接的な関与を少なくとも表向きにはなるべく抑制していたことを改めて確認したものの、もう少し資料の探索が必要であるという結論に達した。平成25年度は、昨年度に引き続き、ASEANの規範変容に関する既存研究や一次資料の収集と整理に努めた。その際、高度なアカデミック・トレーニングを受けたRAを一名雇い、作業の補助を担当させた。ASEANにおける規範変容、特に内政不干渉原則の見直しと、人権・法の支配・民主化の導入という主要な事柄について、当初の研究計画で焦点を当てていた日本、アメリカ、EU諸国、オーストラリアといった先進国からの関与と支援による影響とと共に、中国からの影響も視野に入れるべきであるという観点から、視野を中国の対ASEAN政策の展開にまで広げて調査を行うことも昨年度までの調査に引き続いて行われた。中国の影響は、内政不干渉原則の堅持、人権・法の支配・民主化について「柔軟」な対応を取ると言った、いわばA「伝統的なASEAN」を維持するという方向をより促す作用を持っている。また、EU諸国に関する調査の前段階として、EUを専門とする研究者との意見交換を行い、聞き取り調査の進め方に関する貴重な助言を得た。さらに、ASEANと中国との経済的関係は、中国のASEANへの政治的および規範の側面での影響を補完する役割を果たしており、国際経済の専門家との意見交換を行うことでその点についての貴重な示唆を得た。本研究の成果の一部を含む研究成果を、2013年10月に新潟で開催された日本国際政治学会大会において発表を行った。さらに、本研究の成果の一部を反映させた英語および日本語での論考を数本発表し、研究成果の周知に努めた。初年度である平成23年度は、日本国内における、ASEAN政策及びASEANを中心とするアジアにおける地域協力に関与していた政策担当者らへのインタビューを進めつつ、報道資料や既存研究等の二次資料の収集を行い、かつそれらを元に、寝票データや自行データの整備を開始すること、また次年度のアメリカ及びオーストラリアにおける本格的なインタビュー作業に向けて、両国に関する予備調査と予備インタビューを行うことを目的としていた。実際に平成23年度において実行したのは以下の作業である。まず、外務省及び経済産業省の担当部局のスタッフあるいは元スタッフにインタビューを行い、日本のASEAN関与についての情報を得た。具体的には、2011年7月時点で外務省地域政策課長(当時)の藤山美典氏、また地域政策課長(現職)の伊従氏、経済産業省元地域連携課長の三田氏等に協力をいただいた。

また、朝日新聞、日経新聞、Straits Times, International Herald Tribune、New Straits Times, Bangkok Post等の新聞などの報道データの集積に努めた。また、ASEANおよびアジアにおける地域主義に関する関連書籍、また国際規範及びその変容に関する関連書籍の収集を行った。そして、これらの集めた資料をもとに、年表データや事項データの整備を開始した。今年度は、アメリカ及びオーストラリアにおける予備調査および予備インタビューを行うことが出来なかったため、平成24年度にその作業を行う予定である。本年度は、この研究プロジェクトの最終年度に当たり、研究成果の発表に務めるとともに、今後の研究の新たな方向性を模索することも兼ねた調査を開始した。例えば2015年1月、シンガポール国立大学日本研究所主催の国際ワークショップにおいて口頭発表した。また、アジアにおける地域主義の展開についての全体像を記した『重層的地域としてのアジア:対立と共存の構図』を2015年11月に出版した他、英文誌Asia Pacific Reviewへの寄稿など、研究成果の積極的な発信に務めた。なお、アメリカではハーバード大学など複数の研究機関において、専門家とASEANの東アジアの秩序変容における位置づけや、アメリカや中国、日本のASEANとのなどについての意見交換を行った。中国の北京では、中国社会科学院などに在籍する専門家と、AIIBや一帯一路構想など、中国の対ASEANを含めた周辺諸国に対する地域主義戦略の新たな方向性の具体的な内容やその背景などについて、意見交換を行った。このプロジェクトを通じて、「アジアの流儀」の変容を促す、国内の政治体制に関わる人権や民主化などに対する対応の変化、RCEPやTPPといった広域地域経済圏への対応の変化やASEAN経済共同体形成など、ASEAN自身の変化が、ASEAN国内における内生的要因とともに、域外国のこの地域への関与のあり方や、域外国とASEAN諸国との関係の変動、東アジア地域秩序全体の変容といった外生的要因と大きく絡んでいるということが改めて明らかになった。またASEAN諸国が、自らの主体性を強調しつつ、外からの関与を求めるという動きも見られる。ただ、「アジアの流儀」の変容の程度は現在のところかなり限定的であり、ASEANの人権や民主化、経済自由化への対応変化を過大評価すべきではないことも明らかになった。国際関係論研究計画初年度である平成23年度、学外の兼職に関して、不測の事態により、当初の予定よりも多忙を極め、当該プロジェクトへの関与のエフォートを下げざるを得なかった。よって、初年度の研究進捗が遅れた。しかしながら、平成24年度はその遅れを取り戻すべく、努力をし、なんとか初年度で生じた遅れ以上の研究の遅延を避けることが出来た。研究計画初年度である平成23年度、学外の兼職に関して、不測の事態により、当初の予定よりも多忙を極め、当該プロジェクトへの関与のエフォートを下げざるを得なかった。よって、初年度の研究進捗が遅れたため、そのまま研究計画の進行がずれ込むこととなった。
環境の多様性・非均質性・不確実性に対応できる移動ロボットの環境記述用ソフトウェア

本年度はまず,昨年度に試作した環境記述用ソフトウェアを用いて実際の移動ロボットを制御する実験を行った.レーザレンジファインダを備えたロボットを未知空間内で動作させ,環境中の障害物の地図を作成し回避しながら指定された目的地まで移動させた.環境記述ソフトウェアを用いることによって,地図作成や経路生成の処理を容易に記述することができた.次に,ソフトウェア開発を容易にするための手段として,環境記述内容をグラフィクス表示することを研究した.グラフィクス表示部はOpenGLを用いて記述し,用意した環境記述法およびロボットやセンサデータそれぞれに対しグラフィクス表示するルーチンを開発した.さらに,ロボットの移動やセンシング処理を,それらの誤差を考慮してシミュレーションするルーチンを開発した.これらにより,実際にロボットを動作させることなく移動ロボット制御プログラムの開発をある程度進めることが可能になった.さらに,動的環境を扱うために移動障害物のモデル化手法を検討した.移動の不確かさを確率モデルで表現し,複数回の観測から移動障害物の動きを推定する手法を,移動障害物を表現するクラスとして実装した.本年度はまず,従来から提案されている移動ロボットのための環境表現手法を調査し,それらを以下の3つの観点から分類しそれぞれの特質を検討した.(1)環境情報の内容とその記述手法の観点からは,2次元環境に設定したグリッドごとに物体の有無を記述する方法,物体の形状を記述する手法,経路をグラフで表現する手法を取り上げた.(2)非均質性の観点からは,(2)グリッド分割の粒度を可変にする手法と物体形状の記述を階層的に変化させる手法(詳細な形状記述→多角形近似→外接円による近似といった変化)を取り上げた.(3)不確実性の表現手法では,不確かさを確率分布で表現する手法と不確かさの範囲で記述する手法を取り上げた.次に,検討した各種表現手法を備えた環境記述用ソフトウェアをオブジェクト指向言語C++を用いて試作した.一つの環境表現手法をC++の一つのクラスとして表し,各クラスは環境記述の生成・削除・利用の手続き,観測による環境記述の更新手続き,クラスの間の変換手続きをメソッドとして持つようにした.移動ロボットが視覚と超音波センサを用いて室内環境を移動する問題を例とし,そのためのシミュレーションプログラムの開発を通して,ソフトウェアの有効性を確かめた.本年度はまず,昨年度に試作した環境記述用ソフトウェアを用いて実際の移動ロボットを制御する実験を行った.レーザレンジファインダを備えたロボットを未知空間内で動作させ,環境中の障害物の地図を作成し回避しながら指定された目的地まで移動させた.環境記述ソフトウェアを用いることによって,地図作成や経路生成の処理を容易に記述することができた.次に,ソフトウェア開発を容易にするための手段として,環境記述内容をグラフィクス表示することを研究した.グラフィクス表示部はOpenGLを用いて記述し,用意した環境記述法およびロボットやセンサデータそれぞれに対しグラフィクス表示するルーチンを開発した.さらに,ロボットの移動やセンシング処理を,それらの誤差を考慮してシミュレーションするルーチンを開発した.これらにより,実際にロボットを動作させることなく移動ロボット制御プログラムの開発をある程度進めることが可能になった.さらに,動的環境を扱うために移動障害物のモデル化手法を検討した.移動の不確かさを確率モデルで表現し,複数回の観測から移動障害物の動きを推定する手法を,移動障害物を表現するクラスとして実装した.