hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
好中球免疫系の作動機序の統合的解明と細菌由来分子による好中球免疫の制御方法の検索

これらの結果をベースにして,NETs誘導実験を繰り返し,精度の高いデータを集積することが可能となった.続いて,好中球以外の細胞にもNETs系の免疫システム作動性があるかについて,ヒト免疫細胞を網羅的に用いて調べたところ,マクロファージ細胞にもNETs様免疫を起こす能力が備わっていることを示せた.しかしながら,マクロファージ細胞のNETs様免疫システムは,好中球のNETs免疫と比較すると,肺炎球菌の捕獲能力が低い傾向にあった.以上の年度内研究の結果から,材料の制約を受けずにNETs誘導実験を繰り返す実験系の確立が果たせ,また好中球以外の免疫細胞にもNETs系免疫があるものの,細菌排除の効果が小さいことを見出し,肺炎球菌alpha-enplaseが現時点で最適なNETs誘導物質であることを示せた.誤嚥性肺炎を含めた肺炎は,耐性菌の増加と人口動態の高齢化に伴い増大・重症化する傾向にある.ついに昨年度は,わが国の死因疾患トップ3が入れ替わり,肺炎が第3位となる事態が生じている.申請者は,H2122若手研究(A)において肺炎起因菌を含めたレンサ球菌属に対する免疫システムのイメージング解析研究を開拓し,H2325基盤研究(B)にて好中球の新たな免疫システムを解析している.好中球は,微生物感染に対して最初に作動する重要な免疫系を形成するにも関わらず,世界的に見ても研究する人口が少ない免疫細胞である.したがって,好中球免疫については統合的な解析はこれまでに無く,かつ同細胞を制御して病原微生物を排除する方法も検索されていない.そこで本研究では,過去2回の科学研究費補助金による研究で蓄積した手技とアプリケーションを用いて,「好中球免疫系の作動機序の統合的解明と細菌由来分子による好中球免疫の制御方法の検索」を行い,既存の抗生剤治療と併用可能な感染症治療薬開発の基盤確立を目指すこととした.計画の最終年度では,肺炎球菌が細菌内部にニューモリシンと呼ばれる毒素をヒトに向けて放出すために,細菌が自己溶菌することで毒素を外界へ漏出させることを示した.次いで,ニューモリシンは肺胞上皮細胞ではなく,肺に浸潤した免疫細胞である好中球をターゲットにしているを明らかにした.さらに,エラスターゼをマクロファージに作用させると,貪食作用が阻害されることも示した.これらの感染モデルから,好中球エラスターゼを阻害する血清成分や認可薬品のシベレスタット等の添加で好中球免疫系の正常化を誘導できることを提示した.肺炎球菌は,高齢者肺炎で主たる病原菌として知られている.その肺炎球菌には,細菌内部にニューモリシンと呼ばれる毒素が内在している.しかし,その毒素をヒトに向けて放出するポンプ装置は保有していない.そこで,本研究では,まず,細菌が自己溶菌することで毒素を外界へ漏出させることを示した.次いで,ニューモリシンは肺胞上皮細胞ではなく,肺に浸潤した免疫細胞である好中球をターゲットにしていることを明らかにした.最後に,好中球の内在性エラスターゼを阻害する薬剤により好中球免疫の恒常化を図れば,免疫機能の正常化を誘導できることも提示した.交付申請書に記載した「研究の目的」を4つ掲げて,今年度の課題推進に臨んだ.その結果,各実験手順の小項目4つについて,概ね順調に実施しかつ達成することができている.国内学会において,中間報告を行い,専門家からの研究示唆を得ることができた.その示唆をもとに英語学術論文を執筆し,受理ならびに投稿中のそれぞれの成果を上げている.本基盤研究(B)にて実施した「NETs免疫系」に関する実験結果として,病原レンサ球菌を探知した好中球がETosis細胞死を起こすことに加え,マクロファージがMETsを誘導する減少も観察している.そして,運動する微生物を網状の構造物で捕獲し,他の貪食細胞に提示する役割を果たすことを明らかにできた.
IL-2結合パクリタキセル封入MPCポリマーの皮膚移植での有効性

IL-2結合PTX封入MPCポリマーのヒトリンパ球混合反応(MLR)に対する抑制効果をIL-2結合PTX封入MPCポリマー・PTX単独群・IL-2非結合PTX封入MPCポリマー群とで比較検討した.マウスの皮膚移植モデルを用いて免疫抑制剤としてのIL-2結合PTX封入MPCポリマーの有効性を証明するためにPTX単独群、IL-2非結合PTX封入MPCポリマー群とで比較検討した。また他の免疫抑制剤との拒絶反応の抑制効果、有害事象の評価による副作用の発現率の評価を行った。同種異系ラットを用い異所性心移植を行ない、術後レシピエントにIL-2RNase結合蛋白及びIL-2結合PTX封入MPCポリマーを投与しグラフトの生存日数、病理所見を非投与群及び他の免疫抑制剤投与群と比較し急性拒絶反応に対する予防効果を判定した。IL-2とMPCポリマーを48時間撹拌混合させ、続いて遊離パラニトロフェノールを透析膜によりろ過し、種々の濃度に調整されたPTXを混合した。さらに遊離したアルコールを蒸発させ、IL-2結合PTX封入MPCポリマーを作製した。IL-2結合PTX封入MPCポリマーのヒトリンパ球混合反応(MLR)に対する抑制効果をIL-2結合PTX封入MPCポリマー・PTX単独群・IL-2非結合PTX封入MPCポリマー群とで比較検討した。マウスの皮膚移植モデルを用いて免疫抑制剤としてのIL-2結合PTX封入MPCポリマーの有効性を証明するためにPTX単独群、IL-2非結合PTX封入MPCポリマー群とで比較検討した。同種異系ラットを用い異所性心移植を行った。術後レシピエントにIL-2RNase結合蛋白及びIL-2結合PTX封入MPCポリマーを投与しグラフトの生存日数、病理所見を非投与群及び他の免疫抑制剤投与群と比較し急性拒絶反応に対する予防効果を判定した。【IL-2結合パクリタキセル封入MPCポリマーの作成】IL-2とMPCポリマーを48時間撹拌混合させ、続いて遊離パラニトロフェノールを透析膜によりろ過し、種々の濃度に調整されたPTXを混合した。【IL-2RNase結合蛋白の製造】遺伝子工学的手法を用い、ヒトIL-2遺伝子及びヒトRNase遺伝子はそれぞれプラスミドpTCGF-11及びpBO49から切り出し、プラスミドpET-30b+中にこれらDNAをligationする。発現宿主としては大腸菌BL21(DE3)を用い上記ベクターで形質転換を行ない培養・発現誘導後に発現蛋白を分離精製した。【IL-2結合PTX封入MPCポリマー及びIL-2RNase結合蛋白の免疫抑制効果】IL-2結合PTX封入MPCポリマーのヒトリンパ球混合反応(MLR)に対する抑制効果をIL-2結合PTX封入MPCポリマー・PTX単独群・IL-2非結合PTX封入MPCポリマー群とで比較検討した.マウスの皮膚移植モデルを用いて免疫抑制剤としてのIL-2結合PTX封入MPCポリマーの有効性を証明するためにPTX単独群、IL-2非結合PTX封入MPCポリマー群とで比較検討した。
モジュライ理論から見たCalabi-Yau多様体とFano多様体のミラー対称性

昨年度に引き続き(1)Calabi-Yau(CY)多様体の退化と可積分構造(主にDHT予想)、(2)Kahler構造のモジュライ空間に関係する事柄を研究した。(1)DHT予想は、雑に言えば、Landau-Ginzburg(LG)模型の貼り合わせに関する予想であるが、この逆について考察することは自然な問題である。具体的には、コンパクトなCY多様体のCYファイブレーションを適当に分解することで2つのLG模型が構成される。この構成法の利点の1つは固有な超ポテンシャルが得られることで、これはミラー対称性の観点から重要である(ミラーの反標準因子の非特異性に関係する)。簡単な応用として、有理楕円曲面の場合にミラー対称性と整合的なLG模型の構成に成功した。トーリック幾何の範疇を大きく超えた、真に新しいLG模型のクラスが得られることが期待される。(2)昨年度の研究の応用として、アトラクター幾何のミラー対応物に関する研究を進めた。アトラクター幾何とは、G.Mooreによって導入された、複素構造のモジュライ空間上の質量関数の極小点に関する幾何である。例えばAbel多様体の場合に極小点はCM型Abel多様体に対応しており、CY多様体の対称性をモジュライ空間の幾何学から抽出する新しい方向の研究である。本研究では三角圏の安定性条件の空間をKahler構造のモジュライ空間の代替物と考え、(適当な条件の下で)アトラクター方程式のKahler類似の候補を書き下すことに成功した。Kahler構造のモジュライ空間は双有理幾何や連接層の導来圏に関係する重要な話題であるが、その数学的理解はまだ初期段階である。複素構造のモジュライ理論との類似を手掛かりに着実に研究を進めることが出来た。DHT予想の逆問題は当初の計画にはない研究であったが、本研究課題の理解を深める上で重要であることが明らかになった。特にCYファイブレーションとLG模型を繋げる研究に関しては類似の研究は(申請者の知る限り)現在のところ存在しなく、新しい方向の研究を着実に進められたと考えている。昨年度に行ったKahler構造のモジュライ空間上のWeil-Petersson幾何に関する研究は技術的な困難もあり、あまり進展が得られなかった。これは導来圏の安定性条件の空間へのKahler構造のモジュライ空間の埋め込みに関する情報が不足していることが原因である。一方で、応用として考えていたアトラクター幾何のKahler類似に関する研究を進めることで、Kahler構造のモジュライ空間に関して新しい知見を得ることが出来た。以上の点を総合的に踏まえ、おおむね順調な進捗状況と判断した。基本的には本年度までの研究を継続発展させていく。本研究においてLG超ポテンシャルの(適当な)加法分解の重要性が明らかになっており、この解析も新たな課題と考えている。これはミラー側で反標準因子の有効分解に対応しており、代数幾何の立場からも重要である。Kahler構造のモジュライ空間の研究に関しても、理解を深めるためにアトラクター幾何のKahler類似について考察しており、三角圏の安定性条件の枠組みで得られた結果を纏めると同時に発展させていく。(箙の表現のなす圏など)幾何を背景に持たない圏にも理論の範疇を広げるために、アトラクター幾何の圏化も視野に入れて研究を進める。また今年度あまり研究を進められなかった、標準基底と幾何学的量子化についても研究を進めたい。以上の研究の過程で生じるであろう関連した問題についても積極的に調べていくことで、周辺分野についても理解を深めていく。本年度は(1)Calabi-Yau(CY)多様体の退化に関するDHT予想と(2)Kahler構造のモジュライ空間上のWeil-Petersson(WP)幾何学を主に研究した。(1)DHT予想とはCY多様体がFano多様体達の和にTyurin退化する場合に、CY多様体のミラー対称性と退化先のFano多様体達のミラー対称性を関係付ける予想である。楕円曲線の場合に証明が得られていたが、本年度は証明をAbel多様体の場合に拡張し論文に纏めた。大きな違いはAbel多様体のミラー対称性を論ずる際に格子偏極の情報を付加する必要がある点である。しかし鍵となるアイデアは楕円曲線の場合と同様で、CY多様体の退化先のFano多様体達の(退化と整合性のある)Lagrangianトーラスファイブレーションの底空間として得られる整アフィン多様体達の貼り合わせを考えることである。(2)CY多様体の複素構造のモジュライ空間上にはWP計量が自然に備わっていることが古典的に知られている。ミラー対称性を鑑みるとこの微分幾何構造のKahler類似の存在が期待できる。そこで導来圏の安定性条件の理論を援用して、CY多様体のKahler構造のモジュライ空間上のWP計量となるべき標準計量を定義した(Y.-W.Fan氏とS.-T.Yau氏との共同研究)。楕円曲線の自己直積について、その連接層の導来圏の被約安定性条件の空間を導来同値で割った空間がSiegelモジュラー多様体と同一視でき、我々の定義したWP計量が古典的なBergman計量に一致することを証明した。この結果は同種な楕円曲線2つの直積に簡単に拡張できる。またクインティックCY多様体の場合にも適当な仮定のもと我々のWP計量がPoincare計量の量子変形が得られることを示した。Abel曲面の場合にDHT予想を完全に解決したことは研究計画通りである。

これはK3曲面や高次元の場合の大きな手掛かりとなると考えられ、今回得られた証明の知見をより一般の場合に活かせると考えている。実際、CY多様体のTyurin退化は実3次元多様体のHeegaard分解の複素類似であり、証明はこの類似に沿った自然で満足のいくものである。CY多様体のKahler構造のモジュライ空間上のWP構造に関しては類似の研究は今のところ存在しなく、新しい方向の研究を着実に進められたと考えている。楕円曲線の自己直積やクインティックCY多様体の場合の結果は基本的で大事な具体例であり、研究が正しい方向を向いていることの傍証になっている。以上の点を総合的に踏まえ、おおむね順調な進捗状況と判断した。昨年度に引き続き(1)Calabi-Yau(CY)多様体の退化と可積分構造(主にDHT予想)、(2)Kahler構造のモジュライ空間に関係する事柄を研究した。(1)DHT予想は、雑に言えば、Landau-Ginzburg(LG)模型の貼り合わせに関する予想であるが、この逆について考察することは自然な問題である。具体的には、コンパクトなCY多様体のCYファイブレーションを適当に分解することで2つのLG模型が構成される。この構成法の利点の1つは固有な超ポテンシャルが得られることで、これはミラー対称性の観点から重要である(ミラーの反標準因子の非特異性に関係する)。簡単な応用として、有理楕円曲面の場合にミラー対称性と整合的なLG模型の構成に成功した。トーリック幾何の範疇を大きく超えた、真に新しいLG模型のクラスが得られることが期待される。(2)昨年度の研究の応用として、アトラクター幾何のミラー対応物に関する研究を進めた。アトラクター幾何とは、G.Mooreによって導入された、複素構造のモジュライ空間上の質量関数の極小点に関する幾何である。例えばAbel多様体の場合に極小点はCM型Abel多様体に対応しており、CY多様体の対称性をモジュライ空間の幾何学から抽出する新しい方向の研究である。本研究では三角圏の安定性条件の空間をKahler構造のモジュライ空間の代替物と考え、(適当な条件の下で)アトラクター方程式のKahler類似の候補を書き下すことに成功した。Kahler構造のモジュライ空間は双有理幾何や連接層の導来圏に関係する重要な話題であるが、その数学的理解はまだ初期段階である。複素構造のモジュライ理論との類似を手掛かりに着実に研究を進めることが出来た。DHT予想の逆問題は当初の計画にはない研究であったが、本研究課題の理解を深める上で重要であることが明らかになった。特にCYファイブレーションとLG模型を繋げる研究に関しては類似の研究は(申請者の知る限り)現在のところ存在しなく、新しい方向の研究を着実に進められたと考えている。昨年度に行ったKahler構造のモジュライ空間上のWeil-Petersson幾何に関する研究は技術的な困難もあり、あまり進展が得られなかった。これは導来圏の安定性条件の空間へのKahler構造のモジュライ空間の埋め込みに関する情報が不足していることが原因である。
3次元ヒト顎関節モデルにおける関節頭偏位が惹起する生体力学的応答

下顎移動術後は理論上、何らかの下顎頭の位置変化を惹起し、子の結果、短期・長期的に生じるであろうリモデリングを含めた手術の影響を精査することは重要であるが、これらの変化は個人差が多く未だ明らかでない。一方、Arnett, Wらは、自験例とほかの論文からの引用例を用いて種々の状況証拠から、顎矯正手術後に内方、外方や前方、後方への下顎頭の偏位が起こり、結果として顎関節部の重篤な骨変形を来しやすいと報告しているが、その科学的な証明は見当たらない。これらの解明の一助とするために有限要素法を用いたヒト顎関節のモデルを使った本研究を計画した。本法を応用することにより、患者の個体差、術者の技量、筋肉などの条件を除外でき、純粋に下顎頭、関節円板および関節包、下顎窩からなるが、顎関節構成体に対する下顎頭の位置移動が及ぼす影響を詳細に検討することが可能となる。また、骨変形との関連性が強いと考えられているせん断応力やvon Mises相当応力、圧縮応力の分布様式を観察、検討することで、今後、臨床においても望ましい内外側骨片間の固定状況が明らかになるものと考えられている。平成13年度には、健常者(正常顎関節)のMRI撮影および正常顎関節モデルの作成を行い、顎関節の前頭断、矢状断画像についてそれぞれの三次元有限要素モデル(正常顎関節、以下正常モデル)を作成した。ついで、三次元有限要素モデル解析プログラムCOSMOS/MVer.1.71(S.R.A.C.社、口腔外科所有)を、用いて情報をハードウェアP5-133XL(GATEWAY2000社、口腔外科所有)に入力した。また、上下関節腔に相当する間隙にはすべり要素を設定することにより、機能圧を与えた場合に円板のすべり移動を可能とし、生体と同様の運動を再現した。平成14年度には、機能圧の大きさ、角度の選定をするため、正常顎関節モデルの下顎窩皮質骨表層、下顎頭皮質骨表層、下顎頭皮質骨、海綿骨境界層においての応力値を測定。これにより求められた機能厚、角度条件をハードウェアに再入力、解析し、骨変化に影響を及ぼすと考えられる主応力、相当応力、せん断応力などの評価を行った。データ分析をし報告予定である。下顎移動術後は理論上、何らかの下顎頭の位置変化を惹起し、この結果、短期・長期的に生じるであろうリモデリングを含めた手術の影響を精査することは重要であるが、これらの変化は個人差が多く未だ明らかではない。一方Arnett, Wらは、自験例とほかの論文からの引用例を用いて種々の状況証拠から、顎矯正手術術後に内方、外方や前方、後方への下顎頭の偏位が起こり、結果として顎関節部の重篤な骨変形を来たしやすいと報告しているが、その科学的な証明は見当たらない。本法を応用することにより、患者の個体差、術者の技量、筋肉などの条件を除外でき、純粋に下顎頭、関節円板および関節包、下顎窩からなるが顎関節構成体に対する下顎頭の位置移動が及ぼす影響を詳細に検討することが可能となる。また、骨変形との関連が強いと考えられている剪断応力やvon Mises相当応力、圧縮応力の分布様式を観察、検討することで、今後、臨床においても望ましい内外側骨片間の固定状況が明らかになるものと考えられている。次いで、三次元有限要素法解析プログラムCOSMOS/M Ver.1.71(S.R.A.C.杜、当講座所有)を用いて情報を、ハードウェアP5-133XL(GATEWAY2000社、当講座所有)に入力した。解析に使用する機能圧の大きさ、角度を選定するため、正常顎関節モデルの下顎窩皮質骨表層、下顎頭皮質骨表層、下顎頭皮質骨、海綿骨境界層においての応力値を測定。これにより求められた機能圧、角度条件をハードウェアに再入力、解析し、骨変化に影響を及ぼすと考えられる主応力、相当応力、剪断応力などの評価した。これらの結果を分析し、平成14年度中に報告予定である。

また、骨変形との関連性が強いと考えられているせん断応力やvon Mises相当応力、圧縮応力の分布様式を観察、検討することで、今後、臨床においても望ましい内外側骨片間の固定状況が明らかになるものと考えられている。平成13年度には、健常者(正常顎関節)のMRI撮影および正常顎関節モデルの作成を行い、顎関節の前頭断、矢状断画像についてそれぞれの三次元有限要素モデル(正常顎関節、以下正常モデル)を作成した。ついで、三次元有限要素モデル解析プログラムCOSMOS/MVer.1.71(S.R.A.C.社、口腔外科所有)を、用いて情報をハードウェアP5-133XL(GATEWAY2000社、口腔外科所有)に入力した。また、上下関節腔に相当する間隙にはすべり要素を設定することにより、機能圧を与えた場合に円板のすべり移動を可能とし、生体と同様の運動を再現した。平成14年度には、機能圧の大きさ、角度の選定をするため、正常顎関節モデルの下顎窩皮質骨表層、下顎頭皮質骨表層、下顎頭皮質骨、海綿骨境界層においての応力値を測定。これにより求められた機能厚、角度条件をハードウェアに再入力、解析し、骨変化に影響を及ぼすと考えられる主応力、相当応力、せん断応力などの評価を行った。データ分析をし報告予定である。
BZ反応とカップルした高分子ゲルのダイナミクス

BZ反応とカップルしたゲルのダイナミクスについて,調べた.その結果,従来の化学架橋されたゲルでは体積相転移温度以上ではゲルの体積振動は観察されなかったのに対して,ミクロ相分離したゲルでは体積相転移温度以上でも体積振動は観察された.体積振動が誘起された要因は,金属イオンの価数変化に対するドナン浸透圧変化の寄与が大きいことが明らかとなった.本研究では、化学振動反応であるBZ反応によって自励振動する高分子ゲルのダイナミクスについて研究を行った。中性子散乱によるゲルの構造転移の実験により、約2.2次元から2.8次元へ高分子ゲルの特徴的な構造が転移していることが明らかとなった。また、これまで自励振動する高分子ゲルの主鎖としてN-イソプロピルアクリルアミドを使用してきたが、28度以上ではゲルが収縮してしまい、結果としてBZ反応によってゲルの膨潤・収縮運動を観察することができなかった。しかしながら、このゲルをミクロ相分離させることで、ゲルを多孔質化することで28度以上で体積振動することを新たに見いだした。28度以上でも、温度と体積振動の周波数との関係はアレニウスの式でかけることが明らかとなった。したがって、ゲルの周波数を制御する方法として温度を上げることが有効であることがわかった。さらに、ミクロ相分離したゲルの有効拡散係数が従来のゲルのゲルに比べると1桁以上大きくなっていることも分かっており、化学反応とゲルをカップルさせるのにミクロ相分離したゲルは非常に有効であることが分かった.BZ反応とカップルしたゲルのダイナミクスについて,調べた.その結果,従来の化学架橋されたゲルでは体積相転移温度以上ではゲルの体積振動は観察されなかったのに対して,ミクロ相分離したゲルでは体積相転移温度以上でも体積振動は観察された.体積振動が誘起された要因は,金属イオンの価数変化に対するドナン浸透圧変化の寄与が大きいことが明らかとなった.これまで申請者は、自発的に秩序を生成する化学反応系として、化学振動として知られるBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応と高分子ゲルがカップルさせることで、自発的に力学振動を生成する系について研究を行ってきた。本研究では、高分子ゲルの自発的運動に関して、ミクロな分子レベルの変化がどのようにマクロな現象に影響しているのかを明らかにすることを目的とした。温度をパラメータとして、振動反応によって高分子ゲルの体積振動の挙動がどのようになるか検討した。本実験では、ミクロ相分離したゲルとミクロ相分離していないゲルについて検討した。ミクロ相分離したゲルとミクロ相分離していないゲルにおいて力学的な挙動が全く異なることが明らかとなった。ミクロ相分離した高分子ゲルと通常の高分子ゲルは、約27度で体積相転移現象を示した。しかし、通常のゲルは27度以上では振動現象が観察されなかったが、ミクロ相分離したゲルは27度以上においても体積振動を観察することができた。SEMなどを用いて高分子ゲルの内部構造を観察した結果、ミクロ相分離したゲルは特徴的なミクロドメイン構造間の距離が膨潤状態と収縮状態で異なることが明らかとなった。ミクロ相分離しているゲルとミクロ相分離していなゲルにおいて、ゲルの膨潤に関する有効拡散係数を実験的に算出したところ、10倍以上の差があることがわかった。したがって、化学振動と体積振動に関して、ゲルの膨潤・収縮のダイナミクスが非常に重要であることがわかった。これまで申請者が研究を行ってきた、Belousov-Zhabotinskyとカップルした振動ゲルに関して比較的高温領域においても振動することが明らかとなり、その原因がゲルの内部構造とゲルのキネティクスに起因することを実験的に明らかにした。現在、この挑戦的萌芽研究において実施多研究成果を論文として投稿準備中の段階となっている。また、この研究成果により、振動ゲルを用いた応用デバイスに関する例も、開けるであろうと考えている。実際に、生体の体温の領域でも十分に駆動することが可能であることが、実験的にも示されており、医療応用への展開も考えられるものであり、研究は順調に進んでいると考えられる。ミクロ相分離した高分子ゲルとBelousov-Zhabotinsky反応がカップルした系に関して、力学モデルについて検討する。これまで、申請者は研究協力者である秋元琢磨博士(力学系理論)と研究に関する議論を行ってきており、実験データを元に理論について検討する。基本的には、成果発表(国内・国外の学会、論文党綱領)・実験用の消耗品(試薬・ガラス器具類、ソフトウェア)などに関して主たる研究費となる。
児童生徒の社会性を育てる特別活動のカリキュラム開発に関する総合的研究

本研究の研究成果は、研究報告書「児童生徒の社会性を育てる特別活動のカリキュラム開発に関する総合的研究」(2分冊構成)としてまとめられている。第1分冊は全6部21章から成り、第I部では、教育人間学、教育臨床学、教育課程学、教育社会学の立場から、「社会性」をどう捉えるのか、社会性育成の今日的課題とは何か等について考察を行った。第II部では、戦前、戦後の各時期において、その時々の社会的課題に基づき、社会性の育成を図る教育課程がどのように構成、実践されてきたのかということについて考察を行った。第III部では、アンケート調査と年間指導計画の分析に基づいて、児童生徒の社会性の実態、特別活動の実践状況、教師の指導意識等について考察を行った。第IV部では、小学校、中学校、高校及び地域における特色ある特別活動の実践事例について分析・検討し、各学校段階における、また、地域ぐるみで社会性の育成に取り組む実践の現状と課題について考察を行った。第V部では、研究協力校の実践に基づく現場の先生方との共同研究を踏まえ、社会性の育成を図る特別活動のカリキュラム開発についての実践課題について考察を行った。第VI部では、本研究の遂行を側面から支援していただいた日本特別活動学会のこれまでの研究成果について、社会性の育成という視点から分析・検討を行った。第2分冊は、資料編として、第一次アンケート調査及び第二次アンケート調査の結果、社会性を育てる特別活動の実践に関する2つの事例、アンケート結果から見た特別活動実践の課題に関する座談会の記録を収録した。以上の考察を通して、現在の特別活動が、児童生徒の社会性を育成するうえで、どのような問題状況に直面しているのか、またその克服のために、どのような実践を行っているのかということが明らかにされた。1.「社会性」に関する日本特別活動学会の研究実績の検討:特別活動研究に関する専門学会である日本特別活動学会の設立以来10年間の研究成果を総括し、個と集団との関わりを中心に、特別活動の研究における「社会性」育成の意味と実践課題について明らかにした。2.「社会性」の歴史的視点からの検討:昭和22年から今日までの学習指導要領の変遷において、その時々の社会状況を背景に、学校教育に対してどのような「社会性」の育成が求められ、特別活動の目標、内容にどのように反映されてきたのかを明らかにした。3.「社会性」の内実に関する理論的研究:教育学及びその関連領域である社会学、心理学の最近の研究成果の中で、「社会性」の概念、及びそれを育成する方法がどのように捉えられているのかについて、分析、整理した。今後は、それに基づいて、特別活動において「社会性」を育成する際の基本的なアプローチ方法を類別する。4.特別活動の実施状況に関する調査研究:学習指導要領の内容に即して、各学校で行われている特別活動の実施状況と実践課題に関するアンケート調査を、小・中・高の児童生徒及び教員、並びに教育委員会に対して行った。現在、その分析、検討を行っている。5.社会性の育成を図る実践事例の収集及び分析検討:全国の小・中・高の中から、社会性の育成に関して特色ある特別活動の実践事例を収集し、分析、検討する作業を進めている。とりわけ、総合的学習との関連、地域との連携の視点を重視して進める予定である。今年度は3年研究の初年度にあたり、研究成果をまとめていない。来年度中に中間報告をまとめる予定である。本年度は、以下の点を中心に研究を進めた。1.昨年度末に実施したアンケート調査(小・中・高校生、教師、教育委員会を対象に、3803の回答を得た)の結果の分析及び考察を行い、それを「特別活動に関するアンケート調査(予備調査報告)」としてまとめ、平成15年8月18日に発行した。

2.日本特別活動学会第12回大会(千葉県教育会館)において、本研究研究分担者が研究成果に基づき研究発表を行った。シンポジウム「豊かな社会性を育てる特別活動のカリキュラム開発」提案(安井一郎)、課題研究「豊かな社会性の育成」提案(瀬戸健一、遠藤忠、田原恭蔵)、課題研究「特別活動の新しい方法と実践」提案(有村久春)3.研究のメインテーマである「児童生徒の社会性を育てる特別活動のカリキュラム開発」を進めるための研究協力校として、3校(小学校1校、中学校2校)にご協力をいただくことになり、それぞれ研究に着手した。4.特別活動に関する年間指導計画等を約100校分収集し、特別活動のカリキュラム開発に関する問題点の分析に着手した。5.日本特別活動学会における「社会性」に関する研究実績、「社会性」の歴史的視点からの検討、「社会性」の内実に関する理論的研究に関する各部会で、まとめの作業に着手した。本年度は、研究期間の最終年にあたり、以下の点を中心に研究を進めた。1.小・中・高等学校における特別活動のカリキュラム開発の現状及び今後の検討課題を明らかにするために、小・中・高等学校の先生方に対するアンケート調査を実施し、調査結果の分析・検討を行った。それに基づいて、児童生徒の社会性を育てる特別活動のカリキュラムを開発する上での実践課題及び、次期学習指導要領改訂に向けての検討課題を提示した。2.3つの研究協力校(大阪市立啓発小学校、沼津市立長井崎中学校、筑波大学附属中学校)の実践をもとに、当該校の先生方とともに、児童生徒の社会性を育てる特別活動のカリキュラム開発に関する実践的共同研究を行った。3.6つの研究部門(理論研究部門、歴史研究部門、調査研究部門、実践事例研究部門、カリキュラム開発研究部門、日本特別活動学会の研究実績検討部門)ごとに、過去3年間に行ってきた研究成果をまとめ、研究報告書を作成した。
周生期のカルシウム調節印紙の変動に関する研究

出生に伴い胎盤を介した糖ならびにカルシウムの輸送が途絶する。出産前後の糖ならびにカルシウムの恒常性の維持は破綻を来す理由である。今研究の主目的は、胎児の血中カルシウム調節機序が他の時期と異なる事を明らかにすることである。出生後のカルシウムの恒常性は副甲状腺・腎臓で発現される7回幕貫通型G蛋白共訳型受容体による厳格なカルシウム濃度の測定、結果としての副甲状腺ホルモン、活性型ビタミンDの動員により行われる。本研究の当初の作業仮説は退治期のカルシウム恒常性は胎盤で発現される単膜貫通型カルシウム受容体、出生後は副甲状腺7回膜貫通型受容体、液性因子は退治期副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)出生後PTHというものであった。この点に関しては、胎盤からtrophoblastの初代培養を得この細胞で単膜貫通型カルシウム受容体ならびにPTHrPが共に発現している事を確認した。この細胞では副甲状腺で発現されている7回膜貫通型のカルシウム受容体は確認できなかったが、新生児低カルシウム血症で発症した家族性副甲状腺機能低下症の解析からカルシウム受容体自律機能亢進型の異常で新生児低カルシウム血症が発症する事が明らかとなった。Jansen骨幹端異形成症候群のPTH/PTHrP受容体の自律機能亢進型の変異の同定と症例の解析から、PTH/PTHuP受容体発現の出生前後の発達に伴う変動がCaの恒常性に重要である事が判明した。RT-PCRサザン解析でも確認された。さらにこれらのあたらいい知見をもとに今後胎盤カルシウム受容体ならびにPTHrPの検討をすすめ本研究の最終論文とする予定である。現在まで本課題で結果が出た2点についてまとめる.Jansen chondrodysplasiaにおいてPTH/PTHrP受容体の持続機能亢進を来すmis-sense変異を同定(H223R)した。本症では臍帯血は高Ca血症を呈しない事が判明した。この結果は、胎児の血液Ca調節がPTH-PTH/PTHrP受容体に強くよらない事を示唆する。またCa調節の異常が疑われる家族性副甲状腺機能低下症の1家系で7回膜貫通型Ca受容体の持続機能亢進を来すと考えられるmis-sense変異を同定した.発現実験未であるが本家系では新生児早期からの低Ca血症が確認されている。この事は胎児副甲状腺で発現されている7回膜貫通型Ca受容体が新生児・胎児期の血中Caを規定する因子となる可能性のあるヒトでの最初の検討である可能性がある(1996年米国骨代謝学会で7回膜貫通型Ca受容体Gene knock-out mouseにより胎児副甲状腺7回膜貫通型Ca受容体が胎児の血中Caを規定する因子である可能性が報告)。またこれが生体生理の事実であるとすると,胎盤特異の単膜管通型Ca受容体との関係が問題となり,本研究の作業仮説と異なる可能性がある.さらに1996年米国骨代謝学会での1)PTHrP(38-94)おそらくその代謝物PTHrP(67-86)が胎盤Ca能動輸送の因子である、2)7回膜貫通型Ca受容体Gene knock-out mouse検討をふまえ,1)臍帯血・母胎血採取(Tradirol-EDTA検体を含む)、2)PTHrP(67-86)amido/PTHrP(87-106)(免疫電顕)胎盤特異の単管通型Ca受容体に対する抗体作製、2)胎盤特異の単管通型Ca受容体解析する系をつくる事を行っている.出生に伴い胎盤を介した糖ならびにカルシウムの輸送が途絶する。出生前後の糖ならびにカルシウムの恒常性の維持は破綻を来す理由である。

出生後のカルシウムの恒常性は副甲状腺・腎臓で発現される7回幕貫通型G蛋白共訳型受容体による厳格なカルシウム濃度の測定、結果としての副甲状腺ホルモン、活性型ビタミンDの動員により行われる。本研究の当初の作業仮説は胎児期のカルシウム恒常性は胎盤で発視される単膜貫通型カルシウム受容体、出生後は副甲状腺7回膜貫通型受容体、液性因子は胎児期PTHrP出生後PTHというものであった。この点に関しては、胎盤からtrophoblastの初代培養を得この細胞で単幕貫通型カルシウム受容体ならびにPTHrPが共に発現している事を確認した。この細胞では副甲状腺で発現されている7回膜貫通型のカルシウム受容体は確認できなかったが、新生児低カルシウム血症で発症した家族性副甲状腺機能低下症の解析からカルシウム受容体自律機能亢進型の異常で新生児低カルシウム血症が発症する事が明らかとなった。Jansen骨幹端異形成症候群のPTH/PTHrP受容体の自律機能亢進型の変異の同定と症例の解析から、PTH/PTHrP受容体発現の出生前後の発達に伴う変動がCaの恒常性に重要である事が判明した。RT-PCRサザン解析でも確認された。さらにこれらのあたらしい知見をもとに今後胎盤カルシウム受容体ならびにPTHrPの検討をすすめ本研究の最終論文とする予定である。
宗教組織の経営についての比較民族誌的研究

・2015年度:メンバーのこれまでの研究内容を共有すると同時に、「宗教組織の経営」という問題をいかに共通の枠組みで分析しうるか議論した。・2016年度:前年度の議論を踏まえ、経済人類学者(住原則也氏)、宗教社会学者(白波瀬達也氏)を招き、シンポジウムを開催した。そしてその成果を『「宗教組織の経営」についての文化人類学的研究』(2017年、南山大学人類学研究所)として刊行した。・2017年度:前年度までの議論を踏まえ、「宗教と社会」学会(2017年6月)において、宗教社会学者(西村明氏)をコメンテーターとして招き、「宗教組織の「経営」についての民族誌的研究」と題するテーマセッションを開催した。本年度は、計3回の研究会とフィールドワークを実施した(1)第1回研究会:はじめに研究代表者・分担者・協力者の全員で、本研究の射程、今後の方針・計画について議論を行った。次に、ゲストスピーカー2名の発表(1南條了瑛「浄土真宗の伝道とツーリズム」、2石川俊介「氏子組織の結成から解散まで:富士見地区御柱祭典委員会を事例として」)を元に、本研究の理論的な枠組みについて議論した。(2)第2回研究会:ゲストスピーカー3名の発表(1田中鉄也「現代インドにおけるヒンドゥー寺院運営と「公益」をめぐる政治学」、2杉藤重信「オセアニアのトーキング・チーフ」、3吉田早悠里「エチオピア:聖者が生きる村」)を元に、本研究の理論的な枠組みについて議論した。(3)第3回研究会:各メンバーの調査報告および、今年度のゲストスピーカーの報告を踏まえ、本研究の問題枠組み・射程について議論した。その上で来年度以降の計画を相談した。(4)フィールドワーク:第1回研究会での議論を踏まえ、各メンバーがフィールドワークを実施した。1藏本龍介はミャンマーおよび日本で仏教僧院の経営について、2岡部真由美はタイにおいて宗教施設における新たな聖性の創出過程について、3門田岳久は日本において聖地巡礼と観光産業について、4東賢太朗はフィリピン・アクラン州においてリプロダクティブヘルスに関するカトリック教会と政府の葛藤について、5清水貴夫はブルキナファソにおいてフランコ・アラブ学校の経営について、6中尾世治はフランス国立海外公文書館においてブルキナファソ、植民地期のイスラーム史について、それぞれ調査した。初年度においては、当初の予定のどおり、全体研究会と各メンバーのフィールドワークを実施でき、当初予定していた成果を順調にあげることができた。初年度の最も重要な目的は、「宗教組織の経営」という問題枠組みを洗練させ、かつ、メンバー間で共有することにあった。そのために関連するゲストスピーカーを合計5名招き、その発表を元に理論的な検討や問題点の発見ができたことは非常に成果のあるものであった。また、各メンバーはそれぞれのフィールドにおいて、このテーマでどのような対象を設定できるか、予備的な調査を行うことができた。このように理論的枠組の検討とフィールドワークの双方を踏まえ、本研究の射程が次第に明確になりつつあり、初年度の計画は順調に進展したといえる。本年度は、本科研の中間報告として、公開シンポジウム「「宗教組織の経営」についての文化人類学的研究」を実施した。本年度の活動は、このシンポジウムの準備と講演録の出版である。(1)シンポジウムのための準備研究会(2016年7月9日):前年度の議論を踏まえ、シンポジウムの趣旨および構成について議論した。(2)シンポジウム(2016年12月3日):南山大学において、上述の公開シンポジウムを開催した。このシンポジウムでは、宗教組織はどのように「経営」されているのか。つまりいかなる目的をいかなる方法で達成しようとしているのか。そしてそのプロセスはどのように展開しているのか、という問題について、タイの仏法センター(岡部真由美)、ブルキナファソのコーラン学校(清水貴夫)、インドのヒンドゥー寺院(田中鉄也・ゲストスピーカー)、日本の巡礼地(門田岳久)を事例として、人類学的なアプローチから分析を行った。さらに経営人類学を専門とする住原則也氏(天理大学)と、宗教社会学を専門とする白波瀬達也氏(関西学院大学)をコメンテーターとして招き、「宗教組織の経営」という問題について分野横断的な議論を行った。その概要は南山大学人類学研究所のウェブサイトでも確認できる(http://www.ic.nanzan-z.ac.jp/JINRUIKEN/activity/2016/20161203.html)(3)シンポジウムの講演録の出版(2017年3月31日):上述のシンポジウムの議論をまとめた講演録を、南山大学人類学研究所から出版した(103頁)。公開シンポジウムの実施および講演録の出版ができ、当初予定していた成果を順調にあげることができた。本年度の最も重要な目的は、前年度の研究会を通して培ってきた問題枠組みや議論について、他の学問分野の専門家の意見を仰ぎ、さらに議論を洗練させることにあった。この点についてシンポジウムにおいて経営人類学と宗教社会学を専門とするコメンテーターを招いて、議論をすることができたのは、非常に成果のあるものであった。またシンポジウムを講演録として出版することができ、本研究会をより広く知ってもらう素地ができたといえる。さらに各メンバーはそれぞれのフィールドにおいて、「宗教組織の経営」に関する調査を行うことができた。このようにシンポジウムの開催とフィールドワークの実施によって、本研究の議論を深化させることができ、本年度の計画は順調に進展したといえる。近現代の社会変動に伴い、宗教組織もまた、企業と同じく「経営」という問題に直面している。

つまりいかなる目的をいかなる方法で達成するのか、各宗教組織は常に決断と反省を迫られるようになっている。それでは宗教組織は実際に社会変動にどのように対応しているのか。つまりどのように「経営」されているのか。本研究ではこの問題について、アジア・アフリカにおけるイスラーム圏、キリスト教圏、仏教圏を事例として、現地調査を通じて実証的に明らかにする。それによって現代社会における宗教組織の実態に迫ると同時に、各地における宗教と社会の動態的な関係を浮き彫りにする。さらにその手法をモデル化することによって、宗教研究の新たな方法論を提示することを目的とする。こうした目的のもと、以下のような研究を実施した。2015年度:メンバーがこれまで個別に実施してきた宗教組織に関する研究内容を共有すると同時に、「宗教組織の経営」という問題をいかに共通の枠組みで分析しうるか議論した。2016年度:前年度の議論を踏まえ、経済人類学者(住原則也氏)、宗教社会学者(白波瀬達也氏)を招き、シンポジウムを開催した。そしてその成果を『「宗教組織の経営」についての文化人類学的研究』(2017年、南山大学人類学研究所)として刊行した。2017年度:前年度までの議論を踏まえ、「宗教と社会」学会(2017年6月)において、宗教社会学者(西村明氏)をコメンテーターとして招き、「宗教組織の「経営」についての民族誌的研究」と題するテーマセッションを開催した。・2015年度:メンバーのこれまでの研究内容を共有すると同時に、「宗教組織の経営」という問題をいかに共通の枠組みで分析しうるか議論した。・2016年度:前年度の議論を踏まえ、経済人類学者(住原則也氏)、宗教社会学者(白波瀬達也氏)を招き、シンポジウムを開催した。・2017年度:前年度までの議論を踏まえ、「宗教と社会」学会(2017年6月)において、宗教社会学者(西村明氏)をコメンテーターとして招き、「宗教組織の「経営」についての民族誌的研究」と題するテーマセッションを開催した。初年度での成果を踏まえて、2年目以降は積極的に公開研究会やシンポジウム、学会発表を実施し、本研究の枠組みである「宗教組織の経営」という視点について、研究者や宗教関係者から広く意見を仰ぐことを目指す。また同時並行で、各メンバーのフィールドワークも実施し、その成果を共有する。2年目にあたる本年度は、コメンテーターとして宗教社会学者や経営学者を招いて公開シンポジウムを実施する予定である(秋に予定)。さらにそこでの議論を講演録という形で刊行することを目指す。このようなメンバー外に開いた議論を通じて、本研究の理論的枠組をさらに洗練させていく。研究計画を変更する必要はなく、今後、本研究を遂行する上での問題点もない。最終年度は、第1に、「宗教と社会」学会(2017年6月開催予定)において、テーマセッションを実施する。
PGC-1αおよびmicroRNAを用いた術後認知機能障害に対する新規治療戦略

今研究の目的は、運動によって誘導もしくは抑制される蛋白などの因子を術前に調整することで、術後認知機能障害(POCD;Post-operative Cognitive Dysfunction)を予防することが出来るかを検討することである。現時点でPOCDの有効な予防・治療法は確立されていないが、術前の運動が有用である可能性が示唆されている。しかし、POCDを発症するのは多くが高齢者であり、術前に運動介入することが困難であることも少なくない。そこで、術前に運動によって誘導される蛋白やmicroRNAを投与することで、運動と同等の効果をもたらし、POCDを予防することが出来るかを、高齢ラットを用いて検討することを目的としている。昨年度はrt-PCRの調整を行い、今年度はサンプル数を増加しデータを収集中である。昨年度、rt-PCR法の確立に時間がかかったこと、および今年度もmRNA抽出やcDNA作成におけるミスもあり、時間がかかっている。また、高齢ラットを研究対象としているが、その数にも限りがあるため、確保にも時間がかかっている。今年度、ALAの投与方法については確立することが出来たため、これを用いて実際にPGC-1αおよびBDNFが増加し、POCDの発症を抑制することが出来るかを評価する。また、評価方法についてもrt-PCRでの評価が難しければ、ELISA法への変更も検討する。しかし、PGC-1αのrt-PCR法確立がプライマーなどの関係で予定よりも困難であったため、今年度は他研究室へ協力を要請し検証するにとどまった。また、国内および海外学術集会に参加し、POCDの最新の知見について情報収集し、他施設の研究やrt-PCR法について意見交換を行った。結果、PGC-1αのrt-PCR法を確立することができたため、来年度、予定していた研究プロトコールを再開する予定である。PGC-1αおよび炎症サイトカインについてrt-PCRを用いて評価する予定であったが、プライマーの調査に時間がかかったため、実験を開始することが遅れた。初年度に予定されていた高齢ラットを用いた、運動による脳内PGC-1αの変化について、ELISAおよび昨年度習得したrt-PCRを用いて評価を行う。さらに、脳内PGC-1αと術後認知機能評価をfear conditioningtestを用いて行う。PGC-1αの上昇と術後認知機能保持との間に関係性が認められれば、薬剤的にPGC-1αを増加させ、それが術後認知機能との間にどのような影響をもたらすか検討する。今年度、予定されていたrt-PCRを確率するのに時間がかかり、実験を進めることができず予定されていた必要物品の購入に至らなかったため。ALAの投与後の、rt-PCRによる脳内炎症物質の評価を行う予定であったが、今年度中にそこまで進めることが出来なかったため。
イソプロピルウノプロストンの視細胞保護効果に関する研究

イソプロピルウノプロストンの点眼液を用いて網膜色素変性モデル動物のひとつであるロドプシントランスジェニックラット(P23H)の網膜変性の進行遅延がみられた。電子顕微鏡にて観察すると視細胞外節の変性が対照群に比べ明らかに変性像が改善されているのが観察された。引き続き、DNAマイクロアレイ法にて網膜での遺伝子発現の差異を検討したところ、対照群とは有意な違いは見いだせなかった。このことから、イソプロピルウノプロストン点眼による視細胞保護作用は視細胞への直接的な影響によるものではないことが示唆された。遺伝性網膜変性疾患の代表疾患である網膜色素変性は進行性の視細胞変性を主体とする難病である。本疾患は原因遺伝子異常にともなう視細胞のアポトーシスないしネクローシスがその本体であると考えられている。治療法開発においてアポトーシスやネクローシスによる視細胞死の抑制による視細胞保護はひとつの有力な候補となりうる。イソプロピルウノプロストンはプロスタグランジン系化合物であり、緑内障治療薬として広く点眼薬として市販されている薬物である。この化合物には眼血流の増加、アポトーシスの抑制などを通して視神経への保護効果があるという研究報告が既になされている。本研究ではイソプロピルウノプロストンの神経保護効果を視細胞保護へ応用し、その効果を網膜色素変性モデルラットであるロドプシンP23HトランスジェニックラットおよびRCS(Royal College of Surgeon's)ラットを対象にして本薬剤の視細胞保護効果を検証することを目的とした。これらのモデル動物に本薬剤を1日2回点眼したところ、RCSラットでは効果は確認されなかったが、ロドプシンP23Hトランスジェニックラットでは網膜電図のb波の振幅が有意に高値を示した。電子顕微鏡的に視細胞を観察すると視細胞外節と網膜色素上皮の接触面で視細胞外節が対照群では不整な形態を示したのに対して、本剤投与群では配列の乱れはみられなかった。以上の結果からイソプロピルウノプロストンはRCSラットにおいて網膜色素上皮や視細胞の機能を保護する働きがあることが示唆された。イソプロピルウノプロストンはプロストン系点眼薬として緑内障治療に広く臨床使用されている薬剤である。本薬剤はMaxiKチャンネル抑制作用により、局所血流増加作用、神経細胞ならびに視細胞アポトーシスの抑制、および眼圧下降作用などを有することが報告されている。本研究ではイソプロピルウノプロストンの視細胞アポトーシス抑制作用をin vivoにて証明するべく、遺伝性網膜変性モデルラットを使用し、視細胞変性抑制効果を検討した。前年度ではロドプシンP23Hトランスジェニックラットを用いた研究で、イソプロピルウノプロストン点眼により電子顕微鏡的に明らかに視細胞変性が抑制されていることが証明できたので、本年度はイソプロピルウノプロストン点眼により同ラット網膜での遺伝子発現がどのように変化するかをマイクロアレイ法を用いて検索した。生後2週齢から6週齢までイソプロピルウノプロストン点眼液を1日2回点眼し、生理食塩水を点眼した群と比較することを試みた。点眼期間終了後に眼球摘出を行い、網膜組織からRNAを抽出してイソプロピルウノプロストン点眼群網膜と対照群網膜との間で遺伝子発現の増減を比較したところ、両群の明確な差異は見いだせなかった。この結果については実験操作上の間違いがあった可能性も否定できず、再検する方針とした。以上の時点で本研究計画は終了となったが、さらに今後新たな研究プロジェクトとしてイソプロピルウノプロストン点眼液の視細胞保護作用についてヒトへの応用も含めて検討することとした。
情報結合構造の変化を考慮した群移動ロボットによる物体協調把持

本課題では「情報結合構造の変化を考慮した群移動ロボットによる物体協調把持」の実現のための研究を行った.まず複数小型移動ロボット制御系の構成と数理モデルを導出し,更には時間的に変化する情報結合構造に対応した新しい取り囲み制御則を導出し,その有効性を数値実験によって検証した.次に対象物とロボットエージェントの相互作用力を考慮し,固定した情報結合構造に対するターゲット把持を達成した.最後に,「時間的に変化する情報結合構造に対するターゲット把持」を達成する制御則の導出を行った.またその制御則を用いた際にシステム全体の漸近安定性を保証出来る条件を明らかにした.得られた理論結果を数値実験と制御実験により検証した.本課題では「情報結合構造の変化を考慮した群移動ロボットによる物体協調把持」の実現のための研究を行った.まず複数小型移動ロボット制御系の構成と数理モデルを導出し,更には時間的に変化する情報結合構造に対応した新しい取り囲み制御則を導出し,その有効性を数値実験によって検証した.次に対象物とロボットエージェントの相互作用力を考慮し,固定した情報結合構造に対するターゲット把持を達成した.最後に,「時間的に変化する情報結合構造に対するターゲット把持」を達成する制御則の導出を行った.またその制御則を用いた際にシステム全体の漸近安定性を保証出来る条件を明らかにした.得られた理論結果を数値実験と制御実験により検証した.本研究の目的は,移動ロボット間の情報結合構造が時間的に変化する場合について,ターゲット(対象物)の追跡,包含,把持を達成できる制御方策を理論的に明らかにし,更にはその提案制御方策の有効性を実験的に検証することにある.この目的を達成するため平成21年度は以下の3項目に関して研究を行った.(1)複数小型移動ロボット制御系の構成と数理モデルの導出複数台の小型移動ロボットを用いてマルチビークルシステムを構成した.また通信装置,リアルタイム制御システムを統合・発展させることによって,「高速・高精度実時間ディジタル制御環境」を構築した.更に作成したエージェントの運動学,動力学モデルを計算し,またセンサの特性を計測した.そのモデルとセンサ特性,アクチュエータ特性を基に同定実験を行い,小型移動ロボットのモデルパラメータを同定した.(2)時間的に変化する情報結合構造に対応した取り囲み制御則の導出時間的に変化する情報結合構造に対応した協調取り囲み制御則と,更にはエージェントの絶対位置ではなく,相対距離に基づく動的協調取り囲み制御則を提案した.これにより物理的にエージェント間のネットワークが動的に変化しても取り囲みを達成することを可能とした.また制御則を用いた場合の閉ループ系の漸近安定性を制御理論的に証明した.(3)統合的な制御環境の構築と制御実験による検証(1)で構成した「高速・高精度実時間ディジタル制御環境」を用いて制御実験を行った.これにより(2)で提案した制御則と導出した定理の有効性が検証された.本研究の目的は,移動ロボット間の情報結合構造が時間的に変化する場合について,ターゲット(対象物)の追跡,包含,把持を達成できる制御方策を理論的に明らかにし,更にはその提案制御方策の有効性を実験的に検証することにある.この目的を達成するため平成22年度は以下の3項目に関して研究を行った.(1)固定した情報結合構造に対するターゲット把持の達成マルチエージェントシステム全体の動作計画を行う際に,特に情報結合構造が固定されている場合に関して,「対象物の取り囲み」と「運搬・把持」の2つのモードに分けた分散制御方策を提案した.具体的には,「取り囲み」モードでは,これまでに申請者が提案してきた制御則を発展させ,新たな制御則として自由なフォーメーション形態を取れるような制御則へと拡張した.また提案制御方策を用いた閉ループ系の漸近安定性を理論的に証明した.つぎに「運搬・把持」モードでは,仮想の把持対象物の入力を,適当なポテンシャル関数の勾配として設計することで達成した.更には,2つのモード「取り囲み」と「運搬・把持」のモード切り替えのための適切な切り替えアルゴリズムを提案し,スムーズに切り替えが可能であることを示した.(2)シミュレーションによる提案法の有効性検証ここでは(1)で提案した「対象物の取り囲み」と「運搬・把持」の2つのモードでの制御則と導出した定理の検証を主目的として,シミュレーションによって有効性を検証した.またアニメーションを用いたシミュレーション評価の可視化を行った.(3)制御実験環境の整備今年度新たな無線通信機器と移動ロボットを整備し,制御実験の環境を整えた.今後ハードウェア/リアルタイム制御環境を再構築し,次年度は制御実験による検証を実施する.初年度である平成21年度には「複数小型移動ロボット制御系の構成と数理モデルの導出」,「時間的に変化する情報結合構造に対応した取り囲み制御則の導出」および「統合的な制御環境の構築と制御実験による検証」を行い,引き続き,平成22年度は「固定した情報結合構造に対するターゲット把持の達成」,「制御シミュレーションによる検証と制御実験環境の整備」を行った.最終年度である平成23年度には合計3年間の研究期間の総括として以下の項目に関する研究を遂行した.1.時間的に変化する情報結合構造に対するターゲット把持の達成前年度までに理論的に導出した「時間的に変化する情報結合構造に対応した取り囲み制御則」と「対象物の取り囲み」と「運搬・把持」の2つのモードに分けた分散制御方策を融合.発展させ,時間的に変化するダイナミカルな情報結合構造に対するターゲット把持を達成させる制御則を最終的に導出した.またその制御則を用いた際にシステム全体の漸近安定性を保証出来ることを明らかにした.