hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古墳分布南端域における出現期古墳の実証的研究

木槨の平面形は東西に長い長方形、床面での内法は長辺77.4m、短辺3.54.2m(平面積約17m^2)、高さは1.5m前後と推測される。長辺は厚さ2025cm、長さ4m程度(高さは不明)の角材2本を繋ぎ、継ぎ目部分の内側に木柱を立てる。短辺小口は長側壁間に角材を挟み込む構造。床面は多少の凹凸があるがほとんど平坦、槨内の北東隅に偏して割竹形木棺の痕跡が発見され(長さ2m、小口幅11.2m、深さ0.4m)。木棺内の副葬品は皆無、赤色顔料もまったく見出すことができなかった。(2)墓道の規模と構造木槨を収めるは浅皿状の墓壙内は、前方部側の中央が開いて前方部平坦面に延びる墓道に接続する。墓道幅は約5m、長さ約17m、深さは最深部で0.7mである。前方部頂面から地山を開削したもの。木槨構築の中途で埋め戻され、上部は墳丘盛土で覆われる。(3)調査の成果と課題今回の調査で確認された檍1号墳の木槨は、これまでわが国で確認されているこの種のなかで最大規模、また前方部頂面から接続する墓道は初出例である。後円部墳頂から出土した土師器の年代は4世紀前葉頃と推測され、墳形や木槨構造とのあいだに懸隔が感じられ、古墳築造年代は今後さらに検討する必要がある。いずれにしても、古墳分布南端域における出現期古墳の複雑な様相の一端が明らかとなったことは重要である。本年度は,新たに宮崎県西都市に所在する西都原81号墳(前方後円墳)の調査に着手した。第1次調査として,墳形と規模を確定するためのトレンチ調査を実施した。調査区は,後円部に4ヶ所,前方部4ヶ所,くびれ部に1ヶ所である。調査成果は多岐にわたるため,以下の4項目にまとめる。(1)墳形と規模,墳丘構造・前方後円墳の墳形は,奈良県纒向石塚,岡山県矢籐治山と酷似し,石塚型の範ちゅうに含まれる。・突出部を含まない墳長53m,後円部直径33m,同高47m,前方部長18m,同高2m。前方部前面の墳端は中央が外方に張り出す扇形で,隅角が丸みをもつ。くびれ部幅は9mと狭いが,前方部前面に向かって大きく撥形に開く。・墳丘は地山削りだしによって下部を形づくり,上部のみ盛土を行う。斜面に葺石を行わない。前方部の段築は不明。後円部のほぼ中位にテラスを設けた2段築成となるが,テラスが全周するか不明である。・後円部側面から前方部前端にかけて,鍵穴形周堀がめぐるが,前方部隅角で収束する。・後述するように,後円部背面側に造出し状の突出部を確認している。(2)くびれ部の埋葬施設西くびれ部に,墳端に沿って2基の埋葬施設を検出した。ひとつは舟形木棺(長さ約4m),いまひとつは箱形木棺(長さ約1m)。副葬品,赤色顔料は確認できなかった。(3)後円部背面側の造出し状突出部墳丘主軸からずれた位置に,幅10m,長さ12m,墳端からの高さ2mの造出し状の突出部が確認された。この施設は,地山整形によって形づくられているから,後円部本体と同時に築造されたとみてよい。頂部平坦面端の斜面側に控え積みをともなう葺石状石積みが「コ」字形にめぐる。(4)築造時期後円部背面の調査区から,二重口縁壷,高杯,小型台付き鉢などの土器が出土した。器種構成からみて埋葬儀礼に使用された容器類とみてよいだろう。当地域の土器編年が未整備のため細部が不明だが,庄内式新布留式古段階に併行する可能性がたかい。以上から,本墳は古墳出現期にさかのぼり,西都原古墳群形成の端緒となった前方後円墳の可能性がたかい。16年度の西都原81号墳第1次調査を継続して、第2次調査を実施した。調査内容と調査結果は次のとおりである。(1)前方部の平面形と規模の確定遺存状況の良くない東側を除く前方部墳丘をすべて露出させ、測量調査を行い前方部墳形を明らかにした。前方部の規模は、長さ20m、くびれ部幅9m、同高2mである。(2)後円部の平面形と規模の確定。後円部に4個所のトレンチを設定し、それぞれのトレンチで墳端・周堀・段築構造の把握につとめた。その結果、後円部直径約34mとなり、墳長が64mと確定した。後円部高は47mである。また、1次調査で一部が確認された段築は、後円部全体をめぐることが判明した。(3)後円部墳頂の構造把握トレンチ調査からはじめたが、供献土器が広く認められるため面的調査に切り替えた。また、墳丘盛土の上部に埋め込まれた転石群を確認し、特異な埋葬儀礼が想定されるに至った。
金属錯体系イオン液体をキャリアとする高性能酸素分離膜の創製

酸素は主に燃焼プロセスや医療において利用される重要なガスであり、効率的な酸素分離濃縮技術が望まれている。膜分離法は高効率な分離プロセスの構築を実現できる可能性があるが、酸素分離においては実用に足る高性能な分離膜が開発されていない。高性能ガス分離膜としては、分離対象ガスを優先的に輸送するキャリアを含有した促進輸送膜が有望である。我々は以前に金属錯体を含有したイオン液体(常温溶融塩)をキャリアとする促進輸送膜の開発に成功している。そこで本研究では、促進輸送膜の高性能化に向けた、キャリアの化学構造設計指針を明らかにすることを目的とし、最終的に高性能酸素分離膜の開発を目指す。
情動処理における意識・無意識知覚の神経基盤の検討

本研究では、情動情報が意識にのぼる前に優先的に処理され初期視覚野で生じる視覚表象に影響をあたえるのか否か、また無意識から意識へ視覚情報処理が移行する際に情動による視覚処理の促進効果が観察されるか否かを検証した。この研究を遂行するため、嫌悪条件付けを用いて情動を操作し、Continuous flash suppression(CFS)を用いて意識の有無を操作した。昨年度、嫌悪条件付けされた傾き刺激(ガボールパッチ)が無意識知覚状態でも傾き残効を生じさせることがわかった。この結果から、視覚処理が限定された状態でも扁桃体から初期視覚野への神経投射がなされていることが推測される。そして、無意識処理段階から意識処理へ移行する際にも情動刺激は非情動刺激よりも優先的に処理されている可能性を暗示させた。したがって、このことを検証するため、break CFSを用いた。この手法を用いると、試行の最初フラッシュにより標的刺激が知覚できない状態(無意識の状態)であるが、時間の経過とともにその標的刺激が知覚できる状態(意識にのぼた状態)を作り出せる。この手法では、無意識処理中に強い視覚処理が行われると反応時間が速くなるという特性があり、無意識から意識へ移行するまでの心理状態が測ることができる。意識にのぼるまでの反応時間を指標とし、情動刺激と非情動刺激ではどちらが無意識処理段階から優先的に処理されているかについて検証した。結果として、嫌悪条件付けされた傾き刺激はそうでない傾き刺激よりも反応時間が有意に短かった。そのため、情動情報は無意識処理段階から優先的に処理され、その後の意識知覚段階に移行する処理過程を促進させることがわかった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の課題は、情動を喚起させるような視覚刺激の意識的/無意識的な処理の神経基盤について調べることである。これを成すため、まずは心理学実験を実施し、その後心理実験の結果をもとにして脳機能計測実験を実施する。1年目は心理学実験に焦点をあてて研究を行った。初年度は、情動刺激の意識的な視覚処理によって引き起こされる知覚処理資源の搾取の影響が視覚処理を高める他の要因によってどのように変容するかについて検証した。この研究を遂行するため、International affective picture system (IAPs)を用いて情動を操作し、報酬連合学習を用いて視覚処理を高める他の要因を操作した状態で実験を実施した。高速視覚逐次提示(rapid serial visual presentation : RSVP)課題中に課題非関連な情動刺激を提示すると、その直後(200ミリ秒後など)に提示される標的刺激の認識が著しく低下する。この現象はEmotioninduced blindness (EIB)と呼ばれている。このEIBは情動刺激の意識的な処理が他の処理を抑制するために生じると考えられているが、先行研究ではRSVP課題の標的刺激を中立刺激で行っていたため、効率的に処理される視覚刺激が標的刺激の場合においてもこの情動の妨害効果が生じるか否かはわからなかった。本研究では、RSVP課題の標的刺激を報酬と連合させ、その報酬と連合した標的刺激がEIBの効果をどのように変容させるかについて検証した。結果として、標的刺激が報酬と連合していた場合、EIBは観察されなかった。そのため本研究では、情動の意識的な処理によって引き起こされる知覚処理資源の搾取は、報酬のような視覚処理を高める要因によって抑制されることを示唆する。この研究成果は論文としてまとめ、専門誌に掲載された。本研究では、情動情報は意識にのぼる前においても優先的に処理され、初期視覚野で生じる視覚表象に影響をあたえるか否かを検証した。また、Tilt aftereffectを生じさせるような残効実験を実施し、上記のことを検証した。情動の無意識処理に関わる視覚処理経路を検討しようとした先行研究では、主に表情画像が用いられてきた。また、それらの先行研究ではbackward maskingを用いることにより、視覚処理の投射経路を統制(制限)してきた。しかし、表情画像はさまざまな視覚情報をふくむ複雑な図形であるため、高次な物体認識処理を必要とする。またbackward maskingを用いた場合、maskによって意識下に抑制された視覚情報は腹側経路を抜け、その視覚情報は前頭野にまで到達することがわかっている。そのため、情動の無意識処理を検討した先行研究において、一貫した結果がえられていなかった可能性が高い。そこで本研究では、嫌悪条件付け、CFS、tilt aftereffect(傾き知覚の知覚バイアス。傾きは初期視覚野の処理と関連が深い)を生じさせる残効実験を組み合わせる事により、上記の問題を解決する実験的枠組みを考案した。まずは嫌悪条件づけを行い、特定の傾きを持つガボールパッチと電気刺激の連合学習を行った。その後、その嫌悪条件付けされた傾きをもつガボールパッチを用いて、CFS状況下においてもtilt aftereffectが生じるかを検証した。結果として、電気刺激と連合したガボールパッチはCFS状況下でも知覚バイアスを生じさせ、初期視覚野における視覚表象に影響をおよぼすことがわかった。平成26年度は、情動の無意識的な処理についての重要な心理学的知見が得られ、来年度実施する予定の追加実験、及び神経科学実験を行う上での重要な基礎を作る事が出来た。また、本年度実施した研究成果の一部を学会にて発表した。従って、おおむね順調に進展している。

本研究では、情動情報が意識にのぼる前に優先的に処理され初期視覚野で生じる視覚表象に影響をあたえるのか否か、また無意識から意識へ視覚情報処理が移行する際に情動による視覚処理の促進効果が観察されるか否かを検証した。この研究を遂行するため、嫌悪条件付けを用いて情動を操作し、Continuous flash suppression(CFS)を用いて意識の有無を操作した。昨年度、嫌悪条件付けされた傾き刺激(ガボールパッチ)が無意識知覚状態でも傾き残効を生じさせることがわかった。この結果から、視覚処理が限定された状態でも扁桃体から初期視覚野への神経投射がなされていることが推測される。そして、無意識処理段階から意識処理へ移行する際にも情動刺激は非情動刺激よりも優先的に処理されている可能性を暗示させた。したがって、このことを検証するため、break CFSを用いた。この手法を用いると、試行の最初フラッシュにより標的刺激が知覚できない状態(無意識の状態)であるが、時間の経過とともにその標的刺激が知覚できる状態(意識にのぼた状態)を作り出せる。この手法では、無意識処理中に強い視覚処理が行われると反応時間が速くなるという特性があり、無意識から意識へ移行するまでの心理状態が測ることができる。意識にのぼるまでの反応時間を指標とし、情動刺激と非情動刺激ではどちらが無意識処理段階から優先的に処理されているかについて検証した。結果として、嫌悪条件付けされた傾き刺激はそうでない傾き刺激よりも反応時間が有意に短かった。そのため、情動情報は無意識処理段階から優先的に処理され、その後の意識知覚段階に移行する処理過程を促進させることがわかった。平成26年度は、情動の意識的な処理についての重要な心理学的知見が得られ、来年度実施する予定の心理学実験、及び脳機能画像計測実験を行う上での重要な基礎を作る事が出来た。また、本年度実施した研究成果が第一著者として国際誌に掲載された。従って、おおむね順調に進展している。本研究課題の今後の推進方針として、本年度得られた心理物理学実験の結果が頑健かどうか確認する追加実験を実施する予定である。また、この追加実験と平行して、脳波又は脳機能画像計測実験を実施したいと考えている。来年度は最終年度であるため、この3年間で得られた研究成果を論文化する予定である。それと同時に学会発表も実施し、この研究課題が更に発展するように努める。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の今後の推進方針として、両眼視野闘争のような意識的気づきや無意識知覚を操作できるような心理学実験の手法を用いて、情動処理が意識的気づき、及び無意識知覚にどのように影響を与えるかについて検証する。まずは心理学実験にて、信頼性及び妥当性が高い知見が得られるような実験パラメーターの設定を行った後、脳機能画像計測実験を実施する。
技術革新の構成論的研究-生産システムの発展とその社会的受容について-

本年度は,前年度の研究成果を基に構成論的アプローチの修正および拡張を行った.そして,次世代生産システム構築のための研究推進手法を提案し,本研究を総括する.具体的には以下の通りである.(1)構成論的アプローチの分析および再構成前年度において構築した構成論的アプローチによる新技術構成理論について,既存研究との違いや,産業技術・生産システム技術革新の分析において明らかとなった要求を満たすのかどうかの分析を行った.(2)次世代生産システム・産業技術における技術革新の構成理論構築上記項目(1)におけるアナリシスとシンセシスの繰り返しにより,社会受容が実現できる次世代生産システム・産業技術の技術革新の構成法を構築した.特に,技術と社会との相互作用を考慮に入れた価値創成の視点から,技術革新の構成理論構築を行った.(3)研究の総括と成果発表研究を総括し,本研究課題で明らかになったことと未解決の部分を明確にし,本研究で構築した手法の有効範囲について議論を進めた.研究の成果は,研究領域における報告会に加え,関連学会において発表を行った.研究初年度は,技術革新の構成論的研究手法の有効性をシステム論的に分析した.また,産業技術の発展と社会受容に関して分析を行うとともに,イノベーション普及過程を計算機実験と被験者実験によって分析した.具体的には以下の通りである.1.構成論的アプローチのシステム論的分析既存の技術革新のアナリシスと,その知識基盤を基にしたシンセシスによる技術革新の構成論的アプローチについて,システム論的分析し理論構築を行った.また,サービスのイノベーションモデルについてもシステム論的分析を行った.2.産業技術の発展とその社会的受容CCD,液晶,携帯電話などを題材に,新技術の発展とその社会受容に関して分析を行った.個々の「技術」は様々な商品を使いながら段階的かつ複線的に発展し,また個別の「商品」は多様な技術や社会経済システムが結合されたときにはじめて実用化される共通の構造を持っていることが明らかになった.3.イノベーション普及の構成論的分析ネットワーク外部性を有する製品を対象に,イノベーション普及過程をマルチエージェントシステムによる計算機実験と,実験経済学に基づく被験者実験によって分析を行った.シンセシスとアナリシスの双方向作用を用いる構成論的手法のシステム理論的な分析に対する有効性を検証した.本年度は,前年度の研究成果を基に構成論的アプローチの修正および拡張を行った.そして,次世代生産システム構築のための研究推進手法を提案し,本研究を総括する.具体的には以下の通りである.(1)構成論的アプローチの分析および再構成前年度において構築した構成論的アプローチによる新技術構成理論について,既存研究との違いや,産業技術・生産システム技術革新の分析において明らかとなった要求を満たすのかどうかの分析を行った.(2)次世代生産システム・産業技術における技術革新の構成理論構築上記項目(1)におけるアナリシスとシンセシスの繰り返しにより,社会受容が実現できる次世代生産システム・産業技術の技術革新の構成法を構築した.特に,技術と社会との相互作用を考慮に入れた価値創成の視点から,技術革新の構成理論構築を行った.(3)研究の総括と成果発表研究を総括し,本研究課題で明らかになったことと未解決の部分を明確にし,本研究で構築した手法の有効範囲について議論を進めた.研究の成果は,研究領域における報告会に加え,関連学会において発表を行った.
液滴噴霧によるリキッドアイス迅速製造法に関する研究

液滴を冷気中に噴霧することにより,リキッドアイスを迅速に作成するための基礎的研究が行われた。実験的および解析的に以下の事柄が明らかになった。得られた結果は,工業的に有用な資料である。1.実験的研究低温風洞内に設置した水平円柱群上に,プロピレングリコール水溶液を噴霧し,気流速度,気流温度,液滴流量,およ円柱材質が,円柱上着氷拳動およびリキッドアイス生成量におよぼす影響について,実験的検討が行われた。(1)円柱への着氷形状は,主として気流速度により決定される。気流速度が大きいほど横へ張り出した着氷となり,円柱間の閉塞をひきおこす。(2)気流速度,気流温度,および液滴流量を変化させると,気流温度が低く,気流速度および液滴流量が大きくなるとリキッドアイス生成量は増大する。一方,気流温度が高く,気流速度および液滴流量が小さいと,着氷量は減少する。(3)円柱の材質としては,表面あらさが大なるほど,円柱上着氷量は増大する。これは,円柱に付着したリキッドアイスと円柱の間に,あらさが大なるほど溶液が侵入し易いためと考えられる。2.解析的研究着氷現象を,二次元であり,物面物体でルイスのアナロジーが成立するなどの仮定を設け,熱バランス,質量バランス,および濃度バランスの式を遂次積分することにより,解析的に検討した。その結果,気流温度および気流速度に,リキッドアイスを生成する上での最適条件が存在することがわかった。水溶液濃度が10wt%の場合,気流温度-11°C-13°C,気流速度,5m/s7m/sである。今後さらに,リキッドアイスの質に及ぼす因子の効果の検討が望まれる。1.低温回流型風洞の改造既設の低温回流型風洞を大幅に改修した.特に,液滴供給部,拡大部,および供試円柱を改造した.試験部は,高さ840mm,幅200mm,奥行を200mmとした。試験部上端より600mmの位置に,直径25mmの供試円柱を3本取りつけた.円柱間の軸間距離は45mmとした.気流速度はダンパにより調整し,気流温度は冷凍機と風洞内に設置したヒ-タ-により調節した.噴霧する水溶液は,貯水タンクで冷却したのちポンプにて風洞上部まで供給し,さらに熱交換器にて所定の温度まで冷却した。2.着氷形状に及ぼす各因子の効果検討する因子として,気流速度,気流温度,噴霧液滴径,噴霧液滴量,および噴霧時液滴温度を採用した.気流速度が大きくなると,円柱上部氷層が厚く,円柱下部にできるつららは太く短かくなる.これは,凍結時の潜熱移動が関与している.噴霧された液滴は,円柱上部に衝突して凍結するが,その一部は凍結せずに円柱下部に流れ落ちてつらら状に凍結する.この場合,気流速度が小さいと,氷層上液面からの凍結潜熱移動が小さいため,液滴は円柱下部へ大半の液が流れ,細長いつららが成長することがわかった。液滴温度が高い場合および液滴径が大きい場合には,凹凸の大きい氷層表面が得られることが明らかになった。3.リキッドアイス生成量に及ぼす各因子の効果リキッドアイス生成量は,気流温度の低下とともに増加するが,ー12°C以下ではほとんど一定となることがわかった.一方,気流速度の効果では,4m/s程度より増大するにつれリキッドアイス生成量は増加する。しかし,6m/s付近で最大となり,その後は速度の増加とともに低下することがわかった.

したがって現在の実験条件の範囲では,気流温度ー12°C,気流速度6m/sの場合に,最適の製造条件であると言える。1.凍着体形状が凍着挙動に及ぼす効果凍着体として水平円柱および角柱を用いた.円柱は水平並列三円柱の場合についても検討した.実験の因子として,気流速度,気流温度,噴霧液滴径,噴霧液滴量,および噴霧液滴温度を採用した.凍着初期をのぞき,凍着形状および凍着量には,顕著な差が認められないことがわかった.気流速度が増大すると,凍着体上流側氷層が厚く,下流側には太い短かいつららが出来る.これは,凍結時の気・液界面の熱伝達特性が深く関与している.噴霧された液滴は,凍着体上部に衝突し凍結するが,その一部は凍結せず凍着体下部へ流下し,つらら状に凍結する.この場合,気流速度が小さいと,氷層上液面からの凍結潜熱移動が小さいため,液滴は大半が凍結体下部へ流れ,細長いつららに成長することが明らかになった.2.凍着氷体の解析モデルによる検討氷層表面が,液膜で完全に覆われているWet-Growthモデルを導入し,着氷形状の解析を行なった.熱および質量バランスに加えて塩分バランスについても考慮し,次の仮定を行なった.(1)円柱上の液膜の挙動は,軸方向に変化はなく二次元的である.(2)飛翔している液滴の飛行軌跡は直線である.(3)円柱まわりの対流熱伝達率および物質伝達率は単相流の値と同じで,ルイスのアナロジ-が成立する.(4)液膜流は層流で波立ちおよび液滴の飛散はない.その結果,(1)水平円柱まわりの上部氷層は,気流温度が低いほど厚くなり,また気流速度の変化に伴い着氷形状の変化が認められる.一方解析値は,気流速度が10m/s以下の範囲で実測値とほぼ一致し,本解析モデルを用いて,気流速度10m/s以下における着氷形状および氷厚の予測が可能であることがわかった.(2)凍着物体まわりの氷層内塩分濃度を,解析値は良く説明することが明らかになった.1.凍着氷体の解析モデルによる検討気流速度,気流温度,液滴初期温度,および液滴流量などの因子が与えられた場合,物体上に凍着するリキッドアイス形状,リキッドアイス内の濃度分布などを推測するための解析モデルを導入した.その場合,(1)物体表面上の凍結形状は二次元であり,(2)液滴のトラジェクトリは直線的である,(3)物体まわりの熱および物質伝達率は,単相流の値と同じであり,両者の間にはルイスのアナロジーが成立する,(4)液膜流は足常層流で,波立ちおよび液滴の飛散はない,(5)氷層からの溶質の析出は無視できるなどの仮定の下に,熱バランス,質量バランス,および濃度バランスの式を遂次積分するという方法を用いた.その結果,以下の事柄が明らかになった.(1)水平円柱まわりの上部氷層は気流温度が低いほど厚くなり,また,気流速度の変化に伴い着氷形状の変化が認められる.一方,解析値は,気流速度が10m/s以下の範囲で実測値とほぼ一致し,本解析モデルを用いて,気流速度10m/s以下における着氷形状および氷厚の予測が可能である.(2)水平円柱まわりの氷層内塩分濃度は,下流側に行くにしたがい大きくなり,解析値(φ≦90deg)は実験値とよく一致する.さらに,氷層内に含有するブライン量に関与する結晶粒子径は,よどみ点より下流側へ行くにしたがい大きくなる.2.リキッドアイス迅速製造法の最適条件に関する検討気流温度および気流速度には,最適条件が存在することを,実験的および解析的に行うことを見出した.気流温度は,エチレングリコール水溶液の濃度が10wt%の場合,-11°C-13°C,気流速度は,5.5m/s7m/sの値である.この値は,工業上非常に有用な試料である.
性的自己形成の多様性に関する研究

1)学術論文については,性同一性障害に関する総説論文の公刊と行動遺伝学に関する投稿論文が受理されるという成果が得られた。性同一性障害の総説論文は,雑誌「臨床心理学」に性同一性障害の臨床に携わる心理臨床家のための臨床プロトコルを示したものであるが,性同一性障害臨床の流れを紹介した論文はこれまで皆無であった。行動遺伝学に関する論文は,性役割パーソナリティの個人差に及ぼす要因が男女で遺伝的に環境的に異なるのか否かを明らかにした論文である。"ジェンダー"における生物学的要因と心理社会的要因との分離は不可能であると言われてきたことから,画期的な論文であるといえる。また,わが国ではまだ双生児法についての邦論文の公刊は少ないため,我が国最大の心理学系学術雑誌である「心理学研究」に掲載が決まったことは意義深い。2)学会発表については,北京で開催された国際学会で1本の口頭発表を行っている。その様子は,性の健康医学財団ニューズレターである「性の健康」の8号第2巻にて報告した。国内学会では,2つのシンポジウムで話題提供を行い,一つでは性同一性障害/トランスジェンダーの多様性を紹介し,もう一つでは性同一性障害傾向の遺伝と環境の影響の発達的変化を示した。また,性同一性障害当事者における,ジェンダー・アイデンティティに影響を及ぼすストレスコーピングスタイルについて,日本心理臨床学会で口頭発表をしたところ,その後,発表内容を論文にするよう「心理臨床学研究」の編集委員会から推薦を受けた。1)トランスジェンダー(性同一性障害を含む)に関する2本の投稿論文と性機能障害の事例研究に関する1本の投稿論文が受理・公刊された。『パーソナリティ研究』に採択された「ジェンダー・アイデンティティ尺度の作成」論文では,これまでジェンダー・アイデンティティが性役割で測定されてきたことに批判を加え,アイデンティティ理論の立場から心理測定を可能にし,信頼性・妥当性を確認した。また,275名の性同一性障害当事者におけるこの尺度と典型的性役割との関連を検討したものが『心理臨床学研究』に掲載された。さらに,性機能不全(挿入障害)をもつ女性クライエントの曖昧な言語表現について考察を行った事例研究が『日本性科学会雑誌』に掲載された。2)国外学会では,2本の口頭発表を行った。シドニーで開催された『The 18th World Congress of Sexology(Sexual Health)』では,トランスジェンダーにおける身体的治療とジェンダー・アイデンティティとの関連についての横断調査の報告をおこない,シカゴで開催された『The 20th International Symposium of The World Professional Association for Transgender Healty(トランスジェンダーに関する医療・法律・教育・その他専門家が集う国際学会)』では,ジェンダー・アイデンティティに対するホルモン療法と手術療法の効果を追跡した調査報告を行った。なお本発表は,分科会ではなく全体会に組み込まれており,世界各国のFollow up study報告の一つとして口頭発表された。3)H19年度の終盤に,報告者は,行動遺伝学の立場から分析をした,性役割パーソナリティの個人差の遺伝的・環境的性差に関する論文を国内誌に投稿した。現在審査中である。現段階で報告者は,既に双生児のさまざまな性的諸側面に関するデータを収集し終えている。H20年度は,遺伝的・環境的性的自己形成のメカニズムについて,得られたデータからさまざまな分析を試み,妥当なモデルを生成したいと考えている。
3次元量子ドット超格子の作製評価と高効率太陽電池応用

本研究では、半導体量子ドットを用いて中間バンドを形成することで太陽電池の高効率化を図ることを目的としている。本年度は、長いキャリア寿命を有するInGaAs/GaAsSbタイプII量子ドット超格子セルをGaAs(311)B基板上に作製し評価した。その結果、タイプII構造の形成により、発光再結合損失が減少し、さらに中間バンドを介した2段階の光吸収レートが増大することを見出した。また、セルの特性としては非集光下において、J_<sc>=28.1mA/cm^2,V_<oc>=0.824V,FF=0.747が得られ、変換効率は17.3%を達成した。次に、量子ドット内のキャリアが熱励起によって脱出する過程を抑制して2段階光吸収レートをさらに増大させるために、量子ドット超格子セルの母体材料としてバンドギャップエネルギーの大きいAIGaAsを用いることを検討した。本試料においては、価電子帯から伝導帯に励起された電子が量子ドット内に閉じ込められた後、赤外光を利用して再び伝導帯に励起される2段階光吸収過程の量子効率を最大で約4%まで向上させることに成功した。これは、母体材料のバンドギャップエネルギーを大きくしたことで、量子ドットの内のキャリアの熱励起が抑制され、光学遷移が向上したと考えられる。このとき、2段階光吸収による生成電流量はAM1.5太陽光スペクトル照射時における短絡電流値の12.6%を占めており、非常に高い値を得た。上記の結果は、量子ドットから伝導帯への光学遷移が十分高いことを示唆しており、中間バンド型太陽電池において非常に有用な研究成果と考える。本研究では、半導体量子ドットの中間バンド型太陽電池への応用を目指している。量子ドットを用いた中間バンドの形成方法としては、量子ドットを多重積層させることで生じるミニバンドを利用することが期待されるが、そのためには、量子ドット間を電子的結合させることが必要であり、積層時における量子ドット間(中間層)の膜厚の制御が重要となる。これまで作製されている量子ドット太陽電池は結晶成長の問題から中間層の膜厚が40nm程度の厚いものが多く、ミニバンドの存在を示唆する特性は得られていない。そこで、今年度は積層量子ドットの成長条件の最適化に行った。研究方法としては、まずGaAs(311)B基板上の10層積層InGaAs量子ドット構造において中間層膜厚を薄くすることに取り組んだ。これまで、中間層を薄くした積層量子ドットでは、界面に多量の欠陥が生じ、結晶性が劣化することが問題となっていた。この対策として、本研究では量子ドットの成長速度の最適化及び材料供給後の成長中断を取り入れた。その結果、15nmの中間層膜厚においても積層量子ドットを作製することに成功した。次に、中間層膜厚を1540nmで変化させたサンプルにおけるPhotoluminescence (PL)発光特性を測定し、量子ドット間の電子的結合を評価した。中間層膜厚が厚いサンプルにおいてはシングルピークを持つPL発光スペクトルが観測されたのに対し、中間層膜厚が薄いサンプルにおいては同波長のピークに加え、さらに長波長側にピークを有したPLスペクトルが得られた。また、長波長側の発光成分は中間層膜厚を薄くするに従って長波長化する傾向が観測された。これらの結果は、中間層膜厚の薄いサンプルにおいて量子ドット間が電子的に結合していることを示唆しており、中間バンド型太陽電池において、非常に有効な結果が得られたといえる。本研究では、半導体量子ドットを利用した太陽電池の高効率化を目的としている。本太陽電池においては、量子ドットを近接積層して量子ドット間を電子的に結合させてミニバンドを形成することが重要とされる。また、光吸収によって生成されたキャリアを効率的に取り出すには、量子ドット層における発光再結合損失を少なくすることが課題とされる。そこで、今年度は(1)成長中断を利用した量子ドットの近接積層及び(2)GaAsSb層を用いた再結合損失の抑制に取り組んだ。(1)GaAs(311)B基板上の10層積層InGaAs量子ドット構造において量子ドット間距離即ち中間層膜厚の異なるサンプルを作製した。このとき量子ドットの形成過程において成長中断を入れることで中間層膜厚を10nmまで減少することに成功した。また、中間層膜厚を1040nmで変化させたサンプルにおいて時間分解フォトルミネッセンス測定を行い、各サンプルにおけるキャリア寿命を評価した。その結果、中間層膜厚が10nmのサンプルにおいて、キャリア寿命の顕著な増加が確認された。このことは、量子ドット間の電子的結合を示唆しており、中間バンド型太陽電池において、非常に有効な結果と考えられる。(2)GaAs(311)B基板上にGaAsSb層を形成し、その上にInGaAs量子ドットを作製した。このとき、GaAsSb層におけるSb組成を14%程度にすることで電子と正孔の閉じ込め位置が空間的に分離されるタイプII量子構造が形成でき、発光再結合の抑制を可能とした。また本成果を太陽電池デバイスに応用し、電流値の増加を達成した。

また、セルの特性としては非集光下において、J_<sc>=28.1mA/cm^2,V_<oc>=0.824V,FF=0.747が得られ、変換効率は17.3%を達成した。次に、量子ドット内のキャリアが熱励起によって脱出する過程を抑制して2段階光吸収レートをさらに増大させるために、量子ドット超格子セルの母体材料としてバンドギャップエネルギーの大きいAIGaAsを用いることを検討した。本試料においては、価電子帯から伝導帯に励起された電子が量子ドット内に閉じ込められた後、赤外光を利用して再び伝導帯に励起される2段階光吸収過程の量子効率を最大で約4%まで向上させることに成功した。これは、母体材料のバンドギャップエネルギーを大きくしたことで、量子ドットの内のキャリアの熱励起が抑制され、光学遷移が向上したと考えられる。このとき、2段階光吸収による生成電流量はAM1.5太陽光スペクトル照射時における短絡電流値の12.6%を占めており、非常に高い値を得た。上記の結果は、量子ドットから伝導帯への光学遷移が十分高いことを示唆しており、中間バンド型太陽電池において非常に有用な研究成果と考える。東日本大震災の影響により、一時的に実験装置を利用することができなかったため量子ドットの多重積層技術として計画していたGaAsP歪み補償層の結晶成長は、分子線エピタキシー装置に支障をきたす恐れがあるため、成長中断を用いた多重積層技術の研究を代替法として同時に遂行する。
骨髄異形成症候群(MDS)におけるIL-2受容体α鎖を標的とした新規治療の検討

骨髄異形成症候群(MDS)の一部の症例においてMDS芽球上にIL-2受容体α鎖(IL-2Rα、CD25)の発現を認め、また血漿中可溶性IL-2Rα高値例では予後不良であることが明らかとなった。しかし、CD25陽性MDS芽球は陰性芽球と比較し、細胞周期やアポトーシス、薬剤耐性に差を認めなかった。一方、MDS患者骨髄中に白血病幹様細胞(LSCs)は0.16.4%と若干存在しており、一部の症例ではLSCs上にCD25分子が発現し、その発現強度は他の芽球と比較して高かった。これらの結果より、MDS患者において、CD25分子標的薬が腫瘍細胞根絶の治療法となる可能性が示唆された。(2) IL-2Rα発現細胞の細胞増殖能: 22クローンのうち2クローンのIL-2Rα発現細胞において、フローサイトメトリー(FCM)を用いてPropidium iodide (PI)染色法による細胞周期、BrdU取り込み量、Ki-67の発現を解析した。しかし、IL-2Rα発現細胞は、コントロール細胞と細胞増殖能には差がなかった。(3) IL-2Rα発現細胞の薬剤感受性: IL-2Rα発現細胞にAra-C、azacitidineをそれぞれ添加し、培養した。その後、Annexin V-PI染色し、FCMを用いてアポトーシス細胞の割合を解析した。Azacitidine添加では細胞のアポトーシスは起こらなかったが、AraーC添加では、濃度依存にIL-2Rα発現細胞のアポトーシスが誘導された。しかし、IL-2Rα発現細胞とコントロール細胞の薬剤感受性は同じであった。(7)MDSまたは白血病化MDS患者18人中10人でCD34陽性芽球上のCD25発現を認めた。(8)CD25は白血病幹細胞LSCs(Lin(-)CD34(+)CD38(-)分画)に発現する特異的分子として注目されており、MDS細胞のLSCsのCD25の発現をFCMで解析した。F36-P、HNT34はLSCs様であり、SKM-1はLSCsは認めなかった。MDSLではLSCs分画はわずかに認めたが、細胞集団の同定は困難であり、CD25発現の解析は困難であった。(9)MDS患者5例ではLCSsは単核球の0.16.4%であり、CD25発現が12.5%、30%の症例を認め、CD34細胞と比較してCD25発現は上昇した。MDS患者のLSCsにおけるCD25分子が病勢に関連している可能性が考えられた。CD25陽性細胞の細胞周期や薬剤耐性に陰性細胞との差を認めず確認検査に時間を要した。MDS患者の検体収集に時間を要し、実験進行が遅延した。血液内科(1) MDS、MDS白血病化患者検体における芽球上CD25発現の解析を蓄積し、予後との関連を検討する。また、末梢血または骨髄液の単核球における制御T細胞(Treg)比率をFCM法にて解析し、血漿中の可溶性IL-2RαとTregとの関係性について検討する。CD25は白血病幹細胞に発現する特異的分子として注目されており、MDS細胞株および患者検体においても幹細胞、Lin(-)CD34(+)CD38(-)分画におけるCD25の発現を解析する。(2) MDS患者検体におけるCD25陽性芽球について細胞増殖能や薬剤感受性をフローサイトメトリー法により検討する。また、健常CD4+ naive T細胞と共培養を行いTregの誘導を解析する。(3) MDS細胞株よりAraC耐性株を作成する。耐性株においてCD25発現の有無を調べる。CD25発現を認めれば、CD25陽性細胞分画においてPropidium iodide (PI)染色法による細胞周期、BrdU取り込み量、Ki-67の発現を解析し、陰性細胞分画と比較を行う。以上の結果をふまえMDS患者におけるCD25陽性細胞の細胞的特徴および予後に与える影響を検討する。安定型IL-2Rα発現細胞の樹立に関して時間を要した。IL-2Rα陰性MDS細胞株のF-36P細胞にpEF1-IL-2Rαvectorをエレクトロポレーション法により遺伝子導入した。トランスフェクション後、選択用抗生物質G418存在下で培養を行い、G418耐性細胞を樹立した。

しかし、トランスフェクション効率が悪く、IL-2Rα陽性F36P細胞の割合は数パーセントであったため、BD FACSAria IIセルソーターにてIL-2Rα陽性細胞を分離し、更に、限界希釈法にてIL-2Rα陽性F36P細胞をクローニングし、IL-2Rα発現細胞株を樹立した。その後、培養上清の可溶性IL-2Rαの確認を行った上、IL-2Rα発現細胞の細胞増殖能や薬剤感受性の検討等を行った。細胞株の樹立に時間を要したため、その後のT細胞との共培養の実験の開始がやや遅延した。今後はT細胞との共培養実験を行い、制御T細胞の解析を進めていきたい。更に、早期にNOGマウスへのIL-2Rα細胞の移植を行いモデルMDSマウスの樹立を目指す。その後、腫瘍免疫の解析やIL-2Rαを標的とした薬剤の投与により、IL-2Rα陽性MDSの病態解析、また、治療法の検討を解析する予定である。(1)骨髄異形成症候群(MDS)患者、健常者の末梢血、または、骨髄液から単核球を分離し、制御T細胞(Treg)の割合をFCMにて解析する。同時に、MDS芽球上のIL-2Rα発現を解析する。更に、血漿中の可溶性IL-2RαをELISA法にて用いて定量し、血漿中IL-2RαとTregの割合の関係性を解析する。(2) MDS患者、または、健常者からCD4+ naive T細胞を分離し、IL-2添加したIL-2Rα発現細胞とともに共培養を行う。これにより、可溶性IL-2RαがTregの誘導に寄与するのか、FCMにてTreg細胞の割合を解析する。Treg細胞が誘導された場合、Treg細胞の機能を更に解析する。(3) NOGマウスにIL-2Rα発現細胞を皮下移植し、モデルMDSマウスを作成する。コントロールは、IL-2Rα陰性F-36P細胞を移植したマウスとする。作成したMDSマウスにジフテリア毒素結合の抗IL-2Rα抗体を単独投与、または、Ara-Cとの併用投与にて、血漿中の可溶性IL-2Rαの濃度と、腫瘍量の変化を解析する。(4) MDSマウスに、ヒト腫瘍患者の末梢、または、骨髄液の単核球を移植し、更に、IL-2を投与する。その後、Treg細胞が誘導されているか、腫瘍環境部分の細胞を採取し、FCMにてTreg細胞を解析する。更に、末梢血中の可溶性IL-2Rαの濃度を定量し、Treg細胞数との関連性を検討する。また、抗IL-2Lα抗体、ジフテリア毒素結合の抗IL-2Rα抗体を投与した場合、血漿中の可溶性IL-2Rαの濃度、Treg細胞の割合、腫瘍量の変化等を検討する。
線虫の神経系変異種を用いた神経系の形態形成に関する分子遺伝学的研究

微小管は主にαとβチュ-ブリン、そしていくつかの結合タンパクにより構成される円筒型構造をとっている。人を含む高等動物では、微小管は細胞運動・細胞分化・細胞形態の保持・軸索輸送や成長のような重要な細胞機能を司っている。微小管の主成分であるチュ-ブリンはアイソタイプをもっており、私たちは遺伝・細胞・分子生物学での解析が可能であるC.エレガンスを使ってそのチュ-ブリンアイソタイプの研究を行ってきた。チュ-ブリンの異なったアイソタイプを認識するいくつかの抗チュ-ブリンモノクロ-ナル抗体が見付けられており、それらを細胞または分子特異性の決定に用いた。他の複雑な高等生物のように、C.エレガンスにおいてもIEFG解析結果から少なくとも12個のアイソタイプが存在していることが分かった。これらのアイソタイプの内のいくつかは個々の抗チュ-ブリンモノクロ-ナル抗体によって確認された。C.エレガンスにおいて、抗チュ-ブリンモノクロ-ナル抗体6-11B-1は物理刺激受容ニュ-ロンを認識し、2-28-33はGABA抑制ニュ-ロンを特異的に認識した。異常な動きをする"Uncoordinated(協同性を欠いた)"変異体を免疫化学的にスクリ-ニングし、軸索成長・誘導に関わる遺伝子を同定することができた。最後に、私たちはC.エレガンスにおいて多くのチュ-ブリンアイソタイプをクロ-ンするため、C.エレガンスcDNA libraryをαおよびβチュ-ブリンに特異的なモノクロ-ナル抗体を用いてスクリ-ニングした。こうして得たα-チュ-ブリンの核酸配列はトランス-スプライシングのコ-ドを含んでいることが新しく解った。これらの研究は高等動物において機能的に異なる微小管が形成される機構を理解するのに役立つであろう。本研究の目的は神経への成長および神経走行,つまり神経の形態形成に関する細胞・分子レベルでのメカニズムを明らかにすることである.実験材料としては,全神経系の発生・分化および神経細胞の位置・連結が既知である線虫C.エレガンスを用いる.本年度の研究では,チューブリンに焦点を絞り,この蛋白質の発現と神経の形態形成の関係を明らかにするため,まず10種類のチューブリンαとβ分子種を等電点電気泳動法を用いて分離した.つぎに,これをニトロセルロース膜に転写し,抗チューブリン抗体(McAbs)を用い,抗原抗体反応を行ない,イムノブロッド法によって,神経系に特異的に反応する分子種を分離した.また,チューブリン分子種の局在分布を免疫組織化学的に解析した.つぎに,抗チューブリンモノクローナル抗体を用いて神経系変異株11種をスクリーンした.これらの変異株においては,胚の時期と成虫の時期における神経系の走行に異常が見られた.次年度においては,その解剖学的特徴を光学顕微鏡レベルで,また更に,電子顕微鏡レベルで明らかにしたい.また,抗体を用いてジュノミックDNAまたは, cDNAライブラリーから遺伝子のクローニングを行なう予定である.線虫C.エレガンスは頭部や尾部の物理的刺激に対して、反転運動などの反応をする。これら接触刺激の伝達を担う感覚神経細胞は、頭部にALML、ALMR、AVM、尾部にPLML、PLMR、PVMのそれぞれ3つずつ分布している。アセチル化αーチューブリンに対するモノクローナル抗体である6ー11Bー1は、間接蛍光抗体法によってC.エレガンスの感覚神経のみを特異的に染色する。6ー11Bー1を用いて、これら感覚神経の位置や回路に異常が見られるかどうかを多数の検体でチェックすることができる。

我々は、これまでに分離されている約100種類の運動異常突然変異(uncミュータント)に対して6ー11Bー1で間接蛍光抗体法を行ない、野性型と比較することによって感覚神経系に異常のみられるものをスクリーニングした。その結果、異常の形態や程度に差はあるけれども、23種類のunc変異(uncー1,unc-3,unc-5,unc-6,unc-13,unc-27,unc-30,unc-33,unc-34,unc-40,unc-44,unc-49,unc-51,unc-53,unc-55,unc-59,unc-61,unc-71,unc-73,unc-76,unc-85,unc-98,unc-104)で感覚神経系に異常が認められた。これらのunc突然変異は、神経系の異常が原因で運動異常を起こしていることが示唆される。また、他の抗チューブリンモノクローナル抗体について、C.エレガンスで間接蛍光抗体法を行なったところ、特定の運動神経のみを染色するものや神経系全体と反応するものなどが同定された。これらの抗原(チューブリンアイソタイプ)の神経系における発現様式を調べる目的で、今後はチューブリン遺伝子群のクローニングを行なう予定である。チュ-ブリン遺伝子を同定するために、C.エレガンスのcDNAライブラリ-をαおよびβチュ-ブリンに特異的なモノクロ-ナル抗体を用いてスクリ-ニングを行った。モノクロ-ナル抗体3A5(Dr.M.Fuller)は特異的にC.エレガンスのαチュ-ブリンを認識し、免疫組織化学的手法によりC.エレガンスの神経細胞体やそれらの軸索分化過程を特異的に染色する。また、3A5は有糸分裂している微小管をも染色する。我々はモノクロ-ナル抗体3A5を用い、λgtll(Dr.R.Barsted)をベクタ-としたC.エレガンスのcDNAライブラリ-をスクリ-ニングし、その中から14個のクロ-ンを同定した。その後、クロ-ンを精製、再確認しプラスミドベクタ-pUC118にサブクロ-ニングを行った。そして、これらのクロ-ンのデレ-ションミュ-タントをssDNAに調整しSanger,Coulsonのジィデオキン法によりシ-クエンスを行い、遺伝解析をした。チュ-ブリンをコ-ドしているSQ#TbA77クロ-ンの一つはニワトリのαチュ-ブリン遺伝子と79%の相同性があり、アミノ酸配列では88%の相同性を持つことが解った。同様に、C.エレガンスのcDNAライブラリ-をβチュ-ブリンに対するモノクロ-ナル抗体E6B6(Dr.T.Arai)を用いてスクリ-ニングした。その結果15個のクロ-ンが得られ、それらをプラスミドベクタ-pUC118にサブクロ-ニングを行った。現在、これらの遺伝子の解析を行っている。
斜面の転がり現象を利用した火山観察用小型移動ロボットの開発

活動中の火山において,火山の火口近辺に堆積した火山灰の厚さ分布や組成を観察するため,無人ヘリコプタ投下型の小型探査ロボットによる観察システムが有力視されている.そこで,本研究では,不整地斜面を効率的かつ高速に下ることが可能な,小型移動ロボットの研究開発を進めてきた.平成26年度までに,本体を転がす方式のロボットプロトタイプを製作し,フィールド試験を実施した.また,この試験結果を元に,平成27年度には,この試験で明らかとなった問題点を克服するための新たな小型移動ロボットに関する設計と製作を行った.活動中の火山において,火山の火口近辺に堆積した火山灰の厚さ分布や組成を観察するため,無人ヘリコプタ投下型の小型探査ロボットによる観察システムが最も有力視されている.本研究では,斜面を転がる現象を制御することで,不整地斜面を効率的かつ高速に下ることが可能な,小型移動ロボットの研究開発を進めている.平成25年度には,斜面転がり型移動ロボットのプロトタイプを製作した.このロボットは,円筒形をしており,左右にスポークが取り付けられている.このスポークは,本体と回転関節で接続されており,放射状に展開し,自由端側を直径として,斜面を転がることができる.また,本体内部の台形ねじがDCモータによって回転することにより,ナットが左右に移動する.このナットの動作と同期して,ロボットの外側のプレートも左右に運動する.この斜面転がり型移動ロボットの特徴として,従来の移動機構と比較して低消費電力であるという点が挙げられる.例えば,車輪型火山探査ロボットCLOVERは,車輪の駆動に11WのDCモータを2つ用いており,浅間山斜面でのフィールド試験では,30Whのバッテリで2時間の動作が限界であった.一方,斜面転がり型移動ロボットの移動に関するアクチュエータは,進行方向を変化させるためのDCモータ1つである.さらに,斜面を下る際には,ロボット自身の位置エネルギーを利用するため,電力を消費する必要がない.したがって,斜面転がり型移動ロボットは,従来のロボットと比較して長時間の動作が可能となる.このロボットを用いて,小浅間山斜面で予備試験を実施した.その結果,比較的凹凸のある環境においても,開発した移動機構がステアリングを切ることができることが分かった.活動中の火山において,火山の火口近辺に堆積した火山灰の厚さ分布や組成を観察するため,無人ヘリコプタ投下型の小型探査ロボットによる観察システムが有力視されている.そこで,本研究では,斜面を転がる現象を制御することで,不整地斜面を効率的かつ高速に下ることが可能な,小型移動ロボットの研究開発を進めている.平成26年度には,平成25年度に開発したプロトタイプロボットに制御系を搭載し,火山環境においてフィールド試験を行った.このロボットの左右のスポークは,本体と回転関節で接続されており,これらを放射状に展開することで斜面を転がることができる.また,本体内部の台形ねじが,DCモータにより回転することでナットが左右に移動する.このナットと同期して,スポークとスライドを介して接続されている外側のプレートが左右に運動する.このとき,外側のプレートと内側のプレートの距離が変化することで,スポーク先端がなす円の直径が変化し,ロボットは任意の方向に進行方向を変化させることが可能となる.平成26年9月には,このロボットを利用し,小浅間山において走行性能検証を目的としたフィールド試験を行った.この試験では,無線通信により,車輪径を変更することで操舵制御を行うこととした.このフィールド試験では,斜度がそれほど大きくない斜面であれば,操作者による目視による目的地への操舵制御が可能であったが,斜面の斜度が大きくなるにつれ,走行速度が速くなり,操舵が間に合わなくなるという問題があった.今後の課題としては,移動機構の移動速度の調節方法の考案ならびに,ロボットの姿勢情報取得による目標経路追従制御の実現が挙げられる.活動中の火山において,火山の火口近辺に堆積した火山灰の厚さ分布や組成を観察するため,無人ヘリコプタ投下型の小型探査ロボットによる観察システムが有力視されている.そこで,本研究では,斜面を転がる現象を制御することで,不整地斜面を効率的かつ高速に下ることが可能な,小型移動ロボットの研究開発を進めている.平成27年度には,平成26年度までに開発したプロトタイプロボットによるフィールド実験結果を元に,この試験で明らかとなった問題点を克服するための新たな小型移動ロボットに関する設計と製作を進めた.フィールド試験で問題となったのは,走行時の安定性と停止方法である.平成26年までに試作したプロトタイプロボットは,左右車輪の径を調節することで,進行方向の操舵を可能としていたが,基本的には,速度調整ならびに,停止が困難であると共に,石などに乗り上げた際の走行が不安定となっていた.そこで,本年度は,基本コンセプトを生かしつつ,新たに4輪型の移動ロボットを設計することとした.

このロボットは,提案書通り,基本的には斜面を下る際の位置エネルギーを利用する点を生かして,斜面を走行する.ただし,本体で転がるのでは無く,車輪に減速比の低いモータを取り付けて走行を行う.操舵ならびに停止については,車輪の径を変更するのではなく,左右輪のブレーキ(回生ブレーキ)量を調節して行う.この手法を用いることにより,走行時の安定性と停止方法の問題について,解決することが期待できると共に,電力を回収することで,総合的なエネルギー収支も改善することが期待できる.本年度は,この機構の設計・製作を行うと共に,研究室で有する4輪型ロボットに適応する目処を立てることができた.助成期間後も継続して研究開発を行い,不整地斜面を効率的かつ高速に下ることを可能とする移動ロボットの試験を実施する予定である.活動中の火山において,火山の火口近辺に堆積した火山灰の厚さ分布や組成を観察するため,無人ヘリコプタ投下型の小型探査ロボットによる観察システムが有力視されている.そこで,本研究では,不整地斜面を効率的かつ高速に下ることが可能な,小型移動ロボットの研究開発を進めてきた.平成26年度までに,本体を転がす方式のロボットプロトタイプを製作し,フィールド試験を実施した.また,この試験結果を元に,平成27年度には,この試験で明らかとなった問題点を克服するための新たな小型移動ロボットに関する設計と製作を行った.提案した機構のプロトタイプ機を用いて,実際の火山環境で遠隔からの動作試験を行い,有用性と問題点を確認することができた.ロボット工学平成26年度には,斜度が大きくなるにつれて,移動機構の移動速度が制御不能となるまで増大することが判明した.また,スポークの車輪の強度を大きく取れないということが分かった.そこで,平成27年度には,効率的に斜面を転がる現象を制御するという点を押さえつつ,車輪のブレーキングを利用した手法を適用することを考慮し,その機構の実装を試みる.提案した機構のプロトタイプ機を製作し,車輪径の制御について不十分であるが,火山環境において,提案機構の有用性を確認することができたため.平成26年度前半には,平成25年度において不十分であった車輪径制御を確立し,斜面における安定した走行を実現する.また,9月ならびに10月には,このプロトタイプ機を用いて小浅間山にて走行試験を行い,実環境における有用性を確認する.さらに,平成26年度後半には,円筒形のロボットに視覚センサを搭載し,転がりながら環境情報を取得する手法について検討・実装を行う.
TBIに基づいた思考力、判断力、表現力向上のための授業案とその評価の開発

Task Based Instruction(以下TBI)とは、学習者が与えられたタスク(課題・問題)を解決する時におこる言語使用が言語発達を促すという考え方に基づいている。本研究では、そのTBIを通して、生徒の英語運用能力の向上とともに思考力、判断力、表現力向上にもつながる中学校の実際の授業での実践事例とその評価の開発を行った。習得→活用→実践的運用の流れを基本的な学習過程の流れとし、活用と実践的運用の課程で、TBIの考えに基づいた活動(タスクを思考した活動、タスク活動、タスク)を行うこととした。1タスクを志向した活動Task-Oriented Activity(以下TOA)、2タスク活動Task Activity(以下TA)と3タスクTaskの3つの活動についての英語学習としての思考力・判断力・表現力をそれぞれ定義し、その結果を検証した。単元ごとにテーマと場面を設定し、それに応じた即興の対話を行い、意欲、表現、メッセージの3つの観点で評価を行い、その結果を検証した。思考力、判断力・表現力との関係は、状況に応じた語彙や適切な文法事項を考え、選択し(思考・判断)、相手の話す内容に応じて適切に会話がつながるように(思考・判断)し、会話を続ける(表現)必要があり、活動全体を通して、思考力・判断力・表現力が問われることとなった。TBIに基づいた指導法を授業に取り入れたことで、生徒は思考、判断、表現力の向上にも一定の効果があることが検証からわかった。また、今回の教材は教科書をベースにしたタスク活動であることと、タスクを3つの段階に分けたことで、多くの学校で取り入れやすいものになることと評価についても、筆記テストだけでなく様々なパフォーマンス評価に応用できることが期待できる。