hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
唾液腺癌・口腔癌における新規遺伝子変異の検査法開発と治療戦略の検討

本研究ではEGFR-1からのシグナル伝達に関与するKRAS遺伝子変異の状況を検討するために、Loop-mediated isothermal amplification (LAMP)法を応用し、KRAS codon 12, 13の変異を迅速に検出できるシステムを開発した。本システムはLAMPプライマーとlock primerを設定し、変異型KRASを検出する方法である。同部位の遺伝子変異を生じている細胞株(NCI-H1573、T84)から抽出されたgDNAをコントロールとしたところ、12分程度で検出できた。さらに培養細胞を反応液に加えたところ20分程度でKRAS変異の検出が可能であった。本研究はEGFR-1からのシグナル伝達に深く関与するKRASの遺伝子変異の状況の検討を、Loop-mediated isothermal amplification (LAMP)法を応用し、迅速で簡便な検査法を開発することである。KRASの変異は大腸癌の50%、膵臓癌の90%および肺腺癌の30%に検出され、その多くはcodon 12および13番目のpoint mutationである。本研究ではKRAS codon 12, 13の変異を迅速に検出できるシステムを開発した。本システムはKRASのexon 2領域内に設定したLAMPプライマー一式(5種)とlock primerを組み合わせることにより変異型KRASを検出する方法である。同部位の遺伝子変異を生じている肺癌細胞株(NCI-H1573)および大腸癌細胞株(T84)を培養し、抽出されたgenomic DNAをコントロールとしてLAMP法を行ったところ、20分程度で検出が可能であった。さらに気管支肺胞洗浄液への応用を前提とし、培養細胞そのものを反応液に加えて検討したところ、40分程度で変異が検出可能であった。本研究は唾液腺癌をはじめとする口腔癌におけるEGFR-1からのシグナル伝達に深く関与するRASの遺伝子変異の状況の検討を、Loop-mediated isothermal amplification (LAMP)法を利用し、迅速で簡便な検査法を開発することである。始めにEGFR-1およびRAS遺伝子の突然変異の検出のために、EGFR-1の突然変異として肺癌で報告されているキナーゼドメインのdeletion mutantに対するプライマーセット(5セット)、RASの突然変異として大腸癌や膵臓癌で多く報告されているアミノ酸配列12番目および周辺領域に対するプライマーセット(7セット)を設計した。次いで肺癌細胞株(NCI-H1573, NCI-H1975)および大腸癌細胞株(CK-CO-1, LS123, SW48, T84)を培養し、抽出されたgenomic DNAをコントロールとしてLAMP法を行った。プライマーセットのうち、増幅の見られないものや非特異反応の多いものを除外し、約30分で検討できるプライマーセットをそれぞれ2セット得た。唾液腺癌および扁平上皮癌のパラフィン包埋ブロックから抽出されたgenomic DNAを用いて遺伝子増幅実験を行ったところ、良好な増幅が見られなかった。培養細胞をホルマリン固定して同様の実験を行ったところ、ホルマリン固定の時間に依存して増幅の阻害が見られた。またホルマリン固定後のgenomic DNAを電気泳動したところ、約400800kb程度に切断されていた。研究実績の概要で述べた通り、ホルマリン固定材料から抽出されたgenomic DNAをテンプレートとした場合は増幅効率がきわめて低下する。本年度はEGFR-1、RAS、MAPK経路、JAK-STA経路およびPI3K-AKT経路の遺伝子産物の突然変異を検討する予定であった。EGFR-1とRAS遺伝子の突然変異を検討した結果、ホルマリン固定標本から得られたgenomic DNAを元にしたLAMP法では、目的遺伝子の増幅効率がきわめて低かった。このことから、JAK-STA経路およびPI3K-AKT経路の遺伝子産物の突然変異の検討が遅れた。LAMP法による遺伝子の増幅は対象領域とプライマー配列に依存する。本研究の趣旨は、特定遺伝子の対象領域に生じる突然変異を検出することにあるため、変更は出来ない。ホルマリン固定後の切断されたgenomic DNAをもとにLAMP法を行うためには、新たにプライマーセットの配列を設計し、切断されたgenomic DNAであってもプライマーセットがアニーリング出来るようにする必要がある。具体的には特定遺伝子の対象領域を上流または下流プライマーの一に設定し、それを起点として増幅産物の長さが短くなるように下流ないし上流プライマーを設計する。予想される増幅産物が短いほど、ホルマリン固定によるgenomicDNA切断の影響が少なくなる。また検査を目的として得られた細胞診の余剰細胞からgenomic DNAを抽出した場合は、ホルマリン固定の影響が除外できるため、倫理審査の準備を進めている。LAMP法のコントロールDNAを得るために、細胞培養用の試薬を購入する。またLAMP法に用いる試薬や酵素、新たに設計するプライマーの合成ならびに研究に用いるプラスチック製品を購入する。
インプラント・骨の界面における全面吸収を予測する三次元有限要素モデルの追求

3次元有限要素モデルを用いて、過大な負担によるインプラント・骨の界面における広範な骨吸収現象を予測するためには、海綿骨を等方性のある材質としたモデル(従来モデル)より骨梁構造をシミュレートしたモデル(精密モデル)が適している事が、平成16年度に実施した撓骨のμCT画像を用いた研究より明らかとなった。この結果を踏まえ、平成17年度はより臨床条件に近い精密モデルの製作を目的として、ヒトの顎骨標本にチタンインプラントおよびアバットメントを植立させた標本のμCT画像によるコンピューター・シミユレーション・モデルを作成する為の条件確立を試みた。μCT装置を用い、X線がインプラントの長軸を通る方向に標本をセットし、70kV 100mA,75kV 100mAおよび80kV 100mAの管電圧電流条件にて撮影し、3次元再構築画像を比較検討した。3撮影条件の内、80kV 100mAで得られた画像は最も明瞭であったが、X線がインプラントおよびアバットメントの長軸を通ることが困難であった為、インプラント先端周囲の海面骨構造が不鮮明であった。次に、マイクロカッティング・マシンを用いて顎骨からインプラント植立部位を含む骨片を切り出し、X線がインプラントの長軸を横断する方向で、75kV 100mAおよび80kV 100mAの条件にて撮影し、3次元画像を再構築した。その結果、80kV 100mAの条件でX線がインプラントの長軸を横断する方向で撮影された画像が、最も明瞭に骨構造を描記していた。このμCTデータを原画像とし、3次元骨梁構造計測ソフト(TRI/3D-Bon, RATOC社)を用い、皮質骨、海綿骨、インプラントおよびアバットメントの2値化が可能であった。従って、本条件を用いる事によって、より臨床条件に近い精密モデル製作が可能である事が明らかとなった。インプラント・骨の界面における全面吸収を予測するための三次元有限要素モデルの検討を行った。まず、骨梁を無視してシミュレートした従来モデル(海綿骨を等方性のある材質としたもの)および中間モデル(海綿骨を異方性のある材質としたもの)を製作し、モデル間での応力の比較検討を行った。その結果、それぞれの応力値間に数パーセント程度の差を認めたものの、大きな差は認められなかった。すなわち、骨梁をシミュレートせず、材質の特徴のみを変更させたモデルでは、シミュレートが従来モデルに類似し、全面吸収を予測するためのモデルとなりえない事が示された。次に骨梁構造をシミュレートした精密モデルを作製し、従来モデルとの比較検討を試みた。サルの橈骨のマイクロCTデータを原画像とし、3次元骨梁構造計測ソフト(TRI/3D-Bon, RATOC社)にて、皮質骨および海綿骨の2値化画像を編集し、インプラントが骨に埋入された精密モデルを製作した。さらに三次元有限要素解析ソフト(TRI/3D-FEM, RATOC社)を用いてインプラントの上部に垂直(25N)および側方(12.5N)の分布荷重を与え、各方向から応力解析を行った。一方、従来モデルは上述の原画像を用い、海綿骨を等方性のある材質として製作し、同条件下で解析を行った。インプラント周囲骨の応力分布を材質別に観察した結果、荷重方向にかかわらず、精密モデルは従来モデルより2.53倍高い最大応力値を示した。また、従来モデルでは高い応力がインプラントの底部の角のみに認められたのに比べ、精密モデルではインプラント・海綿骨の界面の大部分に高い応力が認められた。以上の結果より、過大な負担によるインプラント・骨の界面における広範な骨吸収現象を予測するためには、従来モデルより精密モデルが適していることが明らかとなった。この結果を踏まえ、現在はインプラントの原物および人の顎骨(標本)マイクロCTデータを用いた精密モデルの製作を試みているところである。

その結果、80kV 100mAの条件でX線がインプラントの長軸を横断する方向で撮影された画像が、最も明瞭に骨構造を描記していた。このμCTデータを原画像とし、3次元骨梁構造計測ソフト(TRI/3D-Bon, RATOC社)を用い、皮質骨、海綿骨、インプラントおよびアバットメントの2値化が可能であった。従って、本条件を用いる事によって、より臨床条件に近い精密モデル製作が可能である事が明らかとなった。
視覚運動系を題材にした２者間実時間相互作用の最適化機構の解明

本研究は,他者との動的協調性(コミュニケーション)の定量的研究基盤の確立を目的とする.視覚目標追跡運動実験において,運動先行性と運動速度リズム成分に強い相関があることが示された.さらに,2者間相互追跡運動実験で,心理条件の違いによる運動速度相互相関特性が運動速度リズム成分が関連していることが明らかとなった.この結果は,速度相互相関特性を基にしたコミュニケーションの定量的研究の展開およびリズム成分付加によるコミュニケーションの操作可能性を示唆する.本研究は,社会性動物の生存にとり重要な他者との協調性(コミュニケーション)について,運動先行性を特徴とする人の感覚運動制御におけるプロアクティブ制御を鍵にして,コミュニケーションの実態を明らかにし,コミュニケーションの定量的研究の基盤を確立することを目的とする.本年度の成果は以下の通りである.1.ヒトの視覚的目標追従課題で観測された手の動きの先行性について,追従運動に関するミニマムダイナミクスモデルを用いて数値実験により,先行性が発現する条件を調査した.ミニマムモデルに目標運動周波数の倍周波数リズム成分を付加したダイナミクスモデルにおいて,(1)誤差修正項が常に働く,(2)誤差修正項と速度項が相補的に働く,(3)誤差修正項と速度項が同時に働く,条件で数値実験を行った.その結果,手の動きに視覚目標運動周波数の倍周波数のリズム成分が含まれ,かつ,フィードフォワード制御要素とフィードバック制御要素が相補的に動作することが運動先行性発現には必要なことが明らかとなった.2.1のモデルを基にコミュニケーションの定量的研究に必須な先行性の発現機構を考慮したコミュニケーションモデルのための手動運動モデルの準備を行った.本研究は,社会性動物の生存にとり重要な他者との協調性(コミュニケーション)について,運動先行性を特徴とする人の感覚運動制御におけるプロアクティブ制御を鍵にして,コミュニケーションの実態を明らかにし,コミュニケーションの定量的研究の基盤を確立することを目的とする.本年度の成果は以下の通りである.1.独立視覚目標運動追跡実験系の構築し,円運動追跡運動実験を実施した.円軌道上の水平2点,垂直2点,ランダム2点について,視覚目標運動に応じて,ビープ音を与え,運動先行性と運動リズムとの関係を調査した.視覚目標との位相差,および,運動速度スペクトルより,手動運動の先行性,視覚目標周波数の倍のリズム成分の大きさについて,水平>ランダム>音刺激なし>垂直の結果が得られた.これは,運動速度リズムと先行性に関連がある,また,外部からの刺激により,運動先行性を制御できる可能性を示唆する.2.遅延フィードバック・フィードフォワード制御系からなるプロアクティブ制御モデルを用いて,運動先行性を示すシステムの条件を調査した.1.の結果から,運動速度に関連するフィードフォワード成分にリズムを与え,その強弱のタイミングとフィードバック系の関係を運動先行性に関して,数値実験を行った結果,フィードバックとフィードフォワードが相補的に動作するときに運動先行性を示すことがわかった.3.2.のモデルを相互結合し,コミュニケーションモデルの数値実験の準備を行った.本研究は,社会性動物の生存にとり重要な他者との協調性(コミュニケーション)について,申請者らが発見した運動先行性を特徴とする人の感覚運動制御におけるプロアクティブ制御を鍵にして,コミュニケーションの実態を段階的に明らかにし,コミュニケーションの定量的研究の基盤を確立することを目的とする.本年度の成果は,以下の通りである.1.ヒトの視覚的目標追従運動課題で観測された手の動きの先行性について,先行が観測される臨界視覚的目標運動周波数前後の手の動きのゆらぎの特徴を調査し,ゆらぎの周波数依存成分特性と手の先行/遅れ運動と関連があることを見出した.2.上記の点と前年度の成果である先行性と誤差修正項と速度項との関連について考察し,先行性の発現機構を考慮した手動運動モデルの準備を行った.3.相互視覚目標運動追跡実験装置を構築し,相互作用実験の準備を行った.本研究は,社会性動物の生存にとり重要な他者との協調性(コミュニケーション)について,申請者らが発見した運動先行性を特徴とする人の感覚運動制御におけるプロアクティブ制御を鍵にして,コミュニケーションの実態を段階的に明らかにし,コミュニケーションの定量的研究の基盤を確立することを目的とする.本年度の成果は,以下の通りである.1.手動運動モデルとして,あらかじめリミットサイクル項を解としてもつ非線形振動子ベースのモデルを構築し,コミュニケーションモデルの準備を行った.2.非線形振動子ベースモデルの相互結合モデルにより,2者間相互追跡運動において得られた運動速度相互相関特性を再現し,コミュニケーションメカニズムを考察した.本研究は,他者との動的協調性(コミュニケーション)の定量的研究基盤の確立を目的とする.視覚目標追跡運動実験において,運動先行性と運動速度リズム成分に強い相関があることが示された.さらに,2者間相互追跡運動実験で,心理条件の違いによる運動速度相互相関特性が運動速度リズム成分が関連していることが明らかとなった.この結果は,速度相互相関特性を基にしたコミュニケーションの定量的研究の展開およびリズム成分付加によるコミュニケーションの操作可能性を示唆する.家族の介護や育児および平成26年度に計画していた相互作用実験について問題が生じ,計画していたスケジュール通りに研究を遂行できなかった.生体情報工学相互作用実験により,相互作用時の運動特性と相互作用状態との関係を速度相関を鍵に定量的に求める.

そのため,実験系構築の際の問題を解決するための物品を導入し,早期に実験系を確立する.これまでの成果を合わせた運動制御モデルを構築し,コミュニケーションモデルを構築し,理論解析を行い,実験との比較を実施する.平成25年度の目的は,相互作用実験により,実験参加者の運動特性と速度相関特性との関係を定量的に求め,コミュニケーションの定量的評価方法を確立することであったが,購入備品の相互接続に問題が生じたことと平成25年度中,家族の介護および育休取得があり,当初計画からやや遅れていると判断する.本年度の目的は,運動先行性と運動速度リズムとの関係を明らかにすることで,そのため,独立視覚目標運動追跡実験系の構築および実験の実施,追跡運動モデルのフィードバック,フィードフォワード成分と運動先行性および運動速度リズムとの関連を調査,追跡運動モデルの相互結合し,相互作用を基にしたコミュニケーションの数値実験の準備を計画した.研究実績の概要の示す通り,ほぼ計画通りに研究を遂行したと判断する.家族の介護や育児および平成26年度に計画していた相互作用実験について実験装置に問題が生じたため,計画していたスケジュールの通りに実行できなかったことで,予定していた実験にかかる謝金,成果発表費用を執行しなかった.今後の研究課題は,相互作用実験により実験参加者の運動特性と速度相関特性との関係を定量的に求め,コミュニケーションの定量的評価方法を確立することである.平成25年度明らかになった申請備品の相互接続問題を解消し,相互追跡実験を実施する,2者運動の位相差,手動運動速度,手動運動スペクトル等に着目し,速度相互相速度相互相関係数の相関時間ゼロの特性を基にした,コミュニケーションの定量的特性を見出す.また,実験データよりコミュニケーション評価値最大の条件を求め,相互追跡モデルで再現する.これを相互追跡モデルの理論解析からえたコミュニケーションの最適化条件と比較し,コミュニケーションの定量的評価の普遍性と限界を求める.今後の研究課題は,相互作用実験により実験参加者の運動特性と速度相関特性との関係を定量的に求め,コミュニケーションの定量的評価方法を確立することである.申請備品を活用し,相互視覚目標運動追跡実験系を構築し,相互追跡実験を実施する,運動速度のリズム成分等に着目し,速度相互相関係数の相関時間ゼロの特性を基にした,コミュニケーションの定量的特性を見出す.また,実験データよりコミュニケーション評価値最大の条件を求め,それを,相互追跡モデルで再現し,コミュニケーションの最適化条件を探求すると共に,それを,制御するすべを調査する.実験装置の問題解決のための物品購入および実験にかかる謝金,成果発表費用として使用する.当該年度に実施を予定していた実験が計画通りに実行ができず,予定した謝金支払い等を執行しなかったため,次年度使用額が生じた.計画通りに実験を遂行し,実験に係る謝金として使用する計画である.独立視覚目標運動追跡実験系の構築の際に謝金の支払いを当初計画していたが,実際には,謝金が必要でなかったため,次年度使用額が生じた.相互追跡実験装置を構築するために,力覚フィードバック装置(ジオマジック社,Phantom Desktop)を導入する.その他,電子機器等,装置構築のために必要な消耗品等を購入する.(1,700,000円程度)
身体感覚能力の向上を目指した「なわとび連鎖交互回しとび」のデジタル教材開発

本研究では,体育授業における運動感覚能力の向上を目指した,なわとび運動の「連鎖交互回しとび」のデジタル教材を開発した。本教材は,次のように作成された。「連鎖交互回しとび」の多様な運動形態をモルフォロギー的な発生分析によって分類し,体系化した。「連鎖交互回しとび」の基本形態習得における学習つまずき事例を動感分析し,「できる」動感を誘う運動アナロゴンを構想した。本教材を用いて小中高校の体育授業を実践した結果,運動の得意でない生徒たちも,自分と相手の動きに気づき,動感内容を伝え合うなどの積極的な学習活動が認められた。本年度は,前年度の研究において明らかにされた「連鎖交互跳び」の基本構成要素と発展形態の構造体系論的認識に基づいて「連鎖交互跳び」の学習課題とその解決法を検討し,「連鎖交互跳び」の学習ステップを構想した。そして,この学習ステップの妥当性を授業実践において確認する作業を行った。学習ステップにおいては予備的な運動として,大きく分類して,次の4課題が設定された。(1)「順とび」を歩,走,ギャロップ,スキップなどと組み合わせて行い,走からスキップへ移行したり,スキップから走へ移行することを組み合わせる運動,(2)「交互回し動作」を,一定のリズムを保って両側側回旋をするなかで行う運動,(3)「交互回し動作」を,両側側回旋の交互回しと半回転転向を組み合わせて行う運動,(4),外側なわを側回旋させて,内側なわをペアが跳ぶ運動を一定のリズムを保って行う。これらの運動課題は,歩・走の運動形式に含まれる要素である「交互動作」と,「順とび」のなわ回旋動作における力の投入の「アクセント感覚」を「運動アナロゴン」として作用させることを期待した運動である。授業実践の結果,上記の運動課題のなかで「連鎖交互跳び」の動感形態の探索活動に積極的に活用された運動は,(2)「交互回し動作」を一定のリズムを保って両側側回旋のなかで行う運動と,(4)一定のリズムを保って,外側なわを側回旋にして内側なわをペア跳ぶ運動であることが確認された。このことから,運動課題の(2)と(3)については,学習ステップとして一定の妥当性が示された。しかし一方で,これらの運動課題を用いた練習によっても,「連鎖交互跳び」の運動感覚に共鳴できない事例も少ない件数ではあるが示された。これらの事例から,一つの練習法だけに囚われない学習ステップを用意する必要性が示された。この学習ステップの検討については今後の研究課題である。平成25年度は3カ年計画の最終年度であり,前年度に作成した「連鎖交互回しとび」の学習ステップの妥当性をさらに検討するとともに,この運動の技術と学習ステップおよび授業展開の映像をデジタル教材としてまとめることを課題とした。1学習ステップの検討では,まず,授業をビデオ撮影して種々のつまずきの映像を収集した。次に,そこから得られたつまずき類型における「交互回し動作ができない」動感構造を,モルフォロギー的な運動志向分析法によって解釈し,「できる」動感構造を誘う運動アナロゴンを探究した。その結果,左右の腕を一体として同調して回旋させる運動感覚に気づかせること効果的であることがわかった。2映像教材を活用した授業実践は,中学校と高校の体育授業で行った。紙媒体による運動分解図で運動課題を呈示する授業形式と,動画映像をタブレットで呈示するとともに生徒同士で自らの動きを撮影して確認する活動を取り入れた授業形式の2通りの授業を行った。授業形態は2名6名の少人数グループ学習。その結果,両者の授業においても,動きながら,自分の動きに気づき,相手の動く感じに共感してアドバイスを行う,そして各々の運動の観察内容を記述する,など自分と仲間の動感を振り返り,積極的に活動する事例がみられた。また,授業者である教員からは,運動の苦手な者も,溌剌と参加し,練習できる教材であるというコメントが得られた。このことから,「連鎖交互回しとび」は,身体感覚能力の向上を目指した教材の一つとして妥当であることが示唆された。本研究で示した学習ステップと授業の様相は,授業教材用に視聴しやすい形式でDVD化した。本研究全体を通して,「連鎖交互回しとび」の体系化,系統的な練習法の開発と実践意義の確認,および映像教材化を行うことができた。今後は,研究成果を踏まえて学会誌や各種シンポジウムなどで成果を発表し,教材を発展させたい。なわとび運動における「連鎖交互回しとび」は,体育授業において「巧みな動き」ができる能力と体力向上,コミュニケーション能力の育成が期待できる教材であるが,その指導方法論が確立されておらず,練習法と映像資料,指導プログラムおよび授業モデルの開発が求められている。

本年度は,まず教材の全体像を明らかにすることを目指して,「連鎖交互回しとび」の基本形態と発展形態を明らかにして体系化することを研究課題とした。分析の観点として「連鎖交互回しとび」の運動形式の基本構成要素を,(1)連結(連鎖),(2)交互回し,(3)同時回し,(4)入れ替え(並び替え),(5)転向(ひねり),(6)交差,の6要素を措定して,それらの要素に基づいて「連鎖交互回しとび」の類化形態を構想した。そして,これら構想された類化形態の達成可能性を実験指導によって確認し,被験者の動感に関する内観報告と課題解決の仕方を資料にして技の分類作業を行った。その結果,「連鎖交互回しとび」は,「二人連結とび」を基本形態にして,連結数増大と並び替えの方向性をもって発展形態が構成されることが明らかになった。また,並び替え系の動作には,(1)回旋動作が同時回し動作と交互回し動作との間で移行する形式,(2)転向動作によって回旋方向を変化させる形式,(3)交差とび形式,の3種類の存在が確認された。これら3つの運動形式は,発展形態の学習のための予備的技能になるものと考えられた。実験指導において,交差とび形式を伴って並び替えを行う場合には一本のなわを複数人でとぶ形式も達成可能であることも新たに示された。この類化形態の体系における位置づけ作業については,今後の研究課題である。3カ年研究の全体計画の概要は,(1)「連鎖交互跳び」の技術分析と運動形式の体系化,(2)「連鎖交互跳び」の学習ステップの作成と検証,(3)「連鎖交互跳び」の指導における問題事例の対処法とデジタル教材化,の3段階である。第2年目の今年度は,学習ステップの試案を作成し,小学校と中学校において授業実践することができた。その授業実践の成果の一部は,学会発表することができ,また論文として発表することができた。3カ年研究の全体計画の概要は,(1)「連鎖交互回しとび」の技術分析と運動形式の体系化,(2)「連鎖交互回しとび」の学習過程の作成と検証,(3)問題事例の対処法の整理と学習ステップのデジタル教材化,の3つに分けられる。本年度は,この3段階のうちの第1段階である技術分析と運動形式の体系化作業のための資料の大部分を収集することができ,またその成果を学会発表することができた。実験授業の受け入れ学校数が十分ではなく,今年度に行った授業実践を記録した映像資料において,指導者の音声がクリアーに記録できていないものについて,補完することができなかったものも生じた。また,デジタル教材として製作中の映像が鮮明で無いものがあった。今後,映像モデルの被験者数を増員するとともに,映像記録の専門家に撮影依頼してデータ収集を行う。今年度に行った実験から収集した映像資料において,鮮明でないものが散見された。この補正資料を次年度の研究において収集する必要が生じたため,それに必要な物品等の予算を次年度に繰り越した。今後,各学校の通常授業期間に加えて夏期休業期間も活用して精力的に資料収集を行う。今年度は,実験授業の受け入れ学校数が予定を下回ったことにより,旅費に残額が生じた。映像記録の専門家に撮影依頼するので,このための費用を増額して当てる。また,実験授業に用いる「ビーズロープ」を買い増し,余裕をもって撮影できるように準備する。
保育所における食事援助の質向上を目指す研修ツールの開発：多職種アプローチを通して

【質問紙調査の分析】前年度に実施した保育士を対象とした質問紙調査の分析を行った。その結果、担当児一人ひとりに応じた援助の実現には、時間差での食事提供や担当制との関連が推察された。また、時間差での食事提供を行っている場合は「食事の環境構成の不十分さ」を、担当制を実施している場合には「食事時間の人員の不十分さ」を感じるものが有意に多かった。また、0歳児クラス担当回数が増えることで、悩むものが増える項目(小食・吸い食べ)と、担当回数が増えることで悩まなくなる項目(偏食・食事段階を上げる時期)があった。また「食事に集中できる環境づくり」は担当回数が少ない場合「あまりに積極的には行っていない」が有意に多かった。そして研修への参加により「全量食べること」に対する価値基準の変化、「職員連携の重要性」の認識につながっていることが推察されたが、「一人ひとりへの丁寧な援助」は研修参加では解決しない要因があることが示唆された。【ビデオ観察データの分析】前年度までに蓄積してきた保育所での離乳期の食事場面における観察データのうち、2組の子どもー保育者の離乳食場面に焦点をあて、分析を行った。子どもー保育者間のやりとりにおいて、2名の保育者はともに、子どもの状況を汲み取り、共感を示しながら、食べることを誘いかけ励ましながら援助を行っていた。しかし、食べるか否かといった結果に焦点を当てた援助と、食べるプロセスに焦点を当てた援助といった特性の差異がみられ、後者では,子どもの動きを自らの身体で共時的に経験することにより、タイミングを見計らった援助につながることが推察された。質問紙調査の分析を行い、栄養改善学会・乳幼児教育学会にて発表を行った。ビデオ分析データについては論文投稿を行った。研修ツール作成に向け複数の園での撮影協力を得ており、場面シナリオ作成をすすめており、ほぼ当初の予定通りに進行している。研修ツールは4つのテーマで<a)援助の実際配慮、b)環境構成、c)調理の実際と配慮、d)職種間の協働>構成をする。研修ツールは協力園での園内研修で使用し検証を行い、現職保育士・栄養士や園長の助言をもとに改善を行う。【質問紙調査】離乳期における食事援助・学びの機会についての現状把握を目的とし、全国1321園の保育所に勤務する二職種(保育士/栄養士または調理従事者)を対象に質問紙調査を11月に実施した。返信531通中、471通を分析対象とした(有効回収率35%)。〈保育士対象調査〉1食事介助の悩み:7割以上が悩んでいると回答した項目は「噛まない」「偏食」「食物アレルギーへの対応」であった。2栄養士等との連携:栄養士等への食事状況の伝達はほぼ全員が必要と回答したが、実際の頻度は週1回未満が3割弱だった。3養成教育・現職研修:十分に学んだと回答した項目は、離乳期の「食機能の発達」「調理形態」が6割ほど、「食事介助」「環境設定」「食具」は4割ほどだった。3割は離乳食・幼児食いずれの調理実習経験もなかった。現職での離乳食研修に参加経験のない者は4割だった。<栄養士等対象調査>1食事提供の悩み:「食材の大きさ」「食材のかたさ」は7割以上が悩んでいた。「ミルクの量」「食事環境」「介助方法」で悩む者は3割程であった。2保育士との連携:「離乳食開始時期」「段階をあげる時期」は9割以上が保育士と話し合うと回答したが、「食事で座る場所」「椅子やテーブルの高さ」は2割に満たなかった。ほぼ全員が食事場面の観察が必要と回答したが、頻度は週1回未満が半数ほどだった。3養成教育・現職研修:十分に学んだと回答した項目は、離乳期の「調理形態」「食機能の発達」が半数ほど、「食事環境」「食具」「食事介助」は2割ほどだった。現職での離乳食研修に参加経験のない者は3割に満たなかった。【保育所視察】保育所3園で食事場面の環境構成、職員配置や援助の実際を観察し、遊びや生活とのつながりも含めた食事援助のあり方についての示唆を得た。【質問紙調査】項目選定に時間を要し、当初の予定よりも送付時期が遅れたが、年度内に回収と素集計を終えることができた。回答者から自由記述に多くの記載をいただくことができ、集計とカテゴリー化を行った。クロス集計分析は30年度にすすめていく。【観察データの収集】保育所・一般家庭での食事場面の観察データの収集を行うことができたが、分析項目の検討に時間を要し、予定よりも遅れている。【保育所視察】保育理念や食に関する取り組みに特色のある保育所の協力を得ることができ、食事環境や食具等を含める具体的な物的環境や、人員配置や多職種との連携を含めた人的環境に実際に触れることができた。視察結果をもとに、研修ツールで用いる画像や映像案の選定をすすめていく。

また、時間差での食事提供を行っている場合は「食事の環境構成の不十分さ」を、担当制を実施している場合には「食事時間の人員の不十分さ」を感じるものが有意に多かった。また、0歳児クラス担当回数が増えることで、悩むものが増える項目(小食・吸い食べ)と、担当回数が増えることで悩まなくなる項目(偏食・食事段階を上げる時期)があった。また「食事に集中できる環境づくり」は担当回数が少ない場合「あまりに積極的には行っていない」が有意に多かった。そして研修への参加により「全量食べること」に対する価値基準の変化、「職員連携の重要性」の認識につながっていることが推察されたが、「一人ひとりへの丁寧な援助」は研修参加では解決しない要因があることが示唆された。【ビデオ観察データの分析】前年度までに蓄積してきた保育所での離乳期の食事場面における観察データのうち、2組の子どもー保育者の離乳食場面に焦点をあて、分析を行った。子どもー保育者間のやりとりにおいて、2名の保育者はともに、子どもの状況を汲み取り、共感を示しながら、食べることを誘いかけ励ましながら援助を行っていた。しかし、食べるか否かといった結果に焦点を当てた援助と、食べるプロセスに焦点を当てた援助といった特性の差異がみられ、後者では,子どもの動きを自らの身体で共時的に経験することにより、タイミングを見計らった援助につながることが推察された。質問紙調査の分析を行い、栄養改善学会・乳幼児教育学会にて発表を行った。ビデオ分析データについては論文投稿を行った。研修ツール作成に向け複数の園での撮影協力を得ており、場面シナリオ作成をすすめており、ほぼ当初の予定通りに進行している。30年度は研究分担者の1名が育児休暇を取得のため、計画に遅れが生じることが予想されるが、可能な範囲で計画をすすめていく。【質問紙調査の分析】研究計画通りに29年度実施の調査分析をすすめ、栄養士対象の調査を9月の栄養改善学会で、保育士対象の調査を12月の乳幼児教育学会で発表する予定である。【ビデオ観察データの撮影と分析】29年度までに蓄積した観察データをもとに、離乳期における食事援助について保育者ー乳幼児の同調性やタイミングを分析視点とし、分析を行う。分析結果や視察結果をもとに研修ツールの視聴覚教材に使用する場面の選定と構成を行い、一般家庭ないしは保育所での食事場面の映像の撮影を行う。研修ツールは4つのテーマで<a)援助の実際配慮、b)環境構成、c)調理の実際と配慮、d)職種間の協働>構成をする。研修ツールは協力園での園内研修で使用し検証を行い、現職保育士・栄養士や園長の助言をもとに改善を行う。質問紙実施が遅れ、分析の方向性が定まらなかったため、予定していたデータ解析ソフト購入までに至らなかった。しかし既に入手しているソフトで分析を行う見通しであり、未使用分の一部は集計結果分析の際に研究協力者への謝礼として使用する予定である。また、学会参加の旅費をおさえて生じた未使用額があるが、最終年度の視聴覚教材作成に費用がかかると予想されるため、そこでの不足分に充てる。分担者の1名が育児休暇中であったため、予定していた旅費等の支出がなかった。今年度は、研修ツール作成にあたり、編集・撮影等に関する謝礼や製作費に使用する予定である。
現代社会の健康課題解決に資する新しい公衆衛生看護学の構築

新しい公衆衛生看護学の学問体系を、国際的な視点を踏まえて構築することを目的とした。諸外国の文献19本を検討し、保健師の活動目的、コアコンピテンシー、専門的コンピテンシー、領域(科目)から成る学問体系を作成した。社会的公正・サスティナビリティの視点、また、リーダーシップ・専門的自律・教育力・国際性・ITの能力が包含された点が、現行の保健師教育に比して新しい点であると言える。日本で開拓されてきた保健師の専門性を中核に、これを海外の保健師活動と比較することにより、現代社会の健康課題解決に資する保健師活動の学問的基盤としての新しい公衆衛生看護学の学問体系を、国際的な視点を踏まえて構築することを目的とした。WHO、米国、英国、カナダの公衆衛生看護学・地域看護学および公衆衛生学の基礎教育および保健師の能力に関する海外文献19本を収集した。また、新しい公衆衛生の知識を学習するために、New Public Healthに関する講演会を開催した。文献内の既存のコンピテンシーモデルの理解、日本での応用可能性を議論し、国際的な視点を入れた公衆衛生看護学の構築に向けて、質的に分析・統合を行った。その結果、公衆衛生看護学の学問体系として、保健師の活動目的、コアコンピテンシー、専門的コンピテンシー、領域(科目)を明らかにし得た。保健師の活動目的では、生存権の保障、人々のQOL・Well-beingの向上・社会的公正・サスティナビリティが含まれた。また、コアコンピテンシーでは、リーダーシップ・専門的自律・教育力・国際性・ITの能力が、専門的コアコンピテンシーでは、調整・交渉能力やヘルスプロテクションが包含された。さらに、領域(科目)には、環境保健論・社会行動学・公衆衛生看護研究論・公衆衛生看護教育学などが含まれた。これは、日本の現在の保健師の教育内容としてはあまり強調されていない視点であり、現代社会の健康課題解決に際して、社会・生活環境、国内外の専門的知識・技術を踏まえた保健活動の実施に資すると考えられる。本研究は、日本で開拓されてきた保健師の専門性を中核に、これを海外の保健師活動と比較することにより、現代社会の健康課題解決に資する保健師活動の学問的基盤としての新しい公衆衛生看護学を、国際的な視点から構築することを目的とした。平成23年度は、下記を実施した。1)海外の公衆衛生看護学教育および公衆衛生学教育に関する資料収集世界保健機関(WHO)・カナダ・英国の公衆衛生看護学教育に関する資料、米国の学部・大学院における公衆衛生教育コアコンピテンシーモデルに関する資料、英国の公衆衛生従事者のコンピテンシーに関する資料を収集し、一部を翻訳した。資料の内容を検討し、学問体系構築に向けた分析方針を立てた。一部の海外機関より、資料翻訳の許可を得た。2)New Public Healthに関する講演会の開催学問体系に、新しい公衆衛生の考え方を取り入れるため、公衆衛生学の専門家を講師に招き、New Public Healthに関する講演会を開催した。<意義・必要性>本研究は、学術的には、(1)新しい公衆衛生の概念を取り入れた公衆衛生看護学の国際的視点からの再構築、体系化、(2)公衆衛生看護学教育の質の向上と標準化、(3)保健師の専門性の明確化、(4)現代社会の健康課題解決に資する保健師活動の効率化に貢献できる。さらに、日本から、各国の差異と現代社会における健康課題への対応をふまえた、新しい公衆衛生看護学の学問体系を発信できる。公衆衛生看護は、「看護学、社会学、公衆衛生学による知識を用いて、集団の健康の増進と保護を図る活動」である。現代社会では、健康危機管理や生活習慣病、うつ・自殺、いじめ・虐待などの多様化・複雑化した健康課題への対応・予防、社会格差や未知の健康課題への対応など公衆衛生看護の機能を発揮することが求められている。そのため、新しい公衆衛生看護学の学問体系を構築することが必要である。当初の計画と比べ、資料収集の対象とする国は変更となったが、十分な海外資料を収集でき、公衆衛生看護学の学問体系の分析・抽出の準備が整った。翻訳した海外資料を参考に、新しい公衆衛生看護学の体系を作り、保健師にとって必要な知識・技術を整理する。体系について、保健師や公衆衛生看護学の教育研究者に対して調査を行い、意見を聴取する。計画を推進するために、翻訳者に協力を依頼し、研究補助者を雇用する。会議費(会場費、旅費、宿泊費)20万円、翻訳費60万円、研究補助者雇用費20万円、調査費15万円、物品費5万円、報告書印刷費20万円
医学進学課程における物理教育の研究

1.当該分野研究の背景として、大学一般教育における物理教育の動向調査を実施した。学習意欲の低下、入学者の高校における物理履修率の低下傾向、教養課程年限の短縮傾向など、教養課程は諸問題を抱えているのが現状である。この状況の下にあって、教育現場では、各種の改革への試みがなされている。2.医学分野において、物理学の果たす役割は多大である。医学分野での医用物理学者の役割・必要性が近年高まりつつあり、専門家の養成も計画されている。医師は物理関連の知識をどれだけ修得することが必要なのか、について、日本医学放射線学会のカリキュラム案が、示唆を与えている。この分野には診療放射線、医用工学、臨床工学など関連技術分野があり、物理関連については医師は基本的内容を、医用物理学者や技術者が各論の詳細を学習・担当することになろう。3.物理コ-スとして、「医学・ライフサイエンス」関連分野の題材を効果的に配置するもの、放射線医学関連から原子核・放射線などの分野において「高校物理」から「放射線基礎医学」まで、共通な物理学用語のもとに内容を発展させる展開など、特色のあるコ-スが可能である。診断装置の原理である生体情報入手の基礎にある物理計測法を基調にした「物理計測に重点をおいた物理コ-ス」を立案・設計した。4.物理教育の活性化の試みとして、教育方法を改善し、学生が講義や実験に積極的に参加できる形態を開発し、実践した。教育方法については大学教授法の調査研究を実施した。実践的研究における講義では「情報処理の手法を導入した医学・ライフサイエンスにおける物理学」の総合的教育を、実験では現代的テ-マとして「高温超伝導」を導入し、それぞれ行った。本年度、主に関連資料の収集・整理を実施した。研究実績は次の通り。1.医用物理学開係資料の収集(1)医学・ライフサイエンスに関連した物理学題材:本学所蔵の関連医学・物理学書等の資料を補完するために、医用物理学関係図書(放射線医学、医用電子工学、医用物理学等)を購入、参考資料に供した。さらに国会図書館や放射線医学総合研究所、理化学研究所などの所蔵図書・雑誌・報文集等より関連資料を入手し、物理学題材の集成化を目指した。また医用物理学分野は欧米で盛んに研究されているものの、わが国では未発達である状況を鑑み、本研究の周辺背景として、医学物理学士の資格認定制度や医学物理学会の設立等、最近の当該分野の動向調査を行った。(2)周辺分野である医学系技術職関係の資料:臨床工学士、診療放射線技師、臨床検査技師、医学物理士および理学療法士等に関する資料の収集、特に臨床工学士について重点的に行った。2.教育に関する資料の収集(1)物理教育コースの関連資料:医進課程の物理教育関連(岩手医大物理学教室の実験施設と実践現場の見学等)、工学系の物理教育関連(山形大工学部物理学教室の実験施設の見学等)、および医用物理学科の資料(英国Reeds大学等のコース概要等)の収集を実施した。(2)大学教授学に関連する資料から、有効な教育方法を研究した。(3)医学・物理学関連の物理教育研究に関する文献等の収集を実施した。3.収集資料の集成化とデータベース化(1)医学・ライフサイエンスに関連した文献・資料および医学系の物理教育研究に関する文献等の整理・分類・製本化を実施した。(2)資料の骨子について、ワープロ入力を行い、データベース化を実施した。4.次年度に基礎資料と医学専門家の助言を基に物理コースを構築予定。1.前年度に行った「医学・ライフサイエンスに関わる物理学」分野の教材や「医学分野における物理学の役割」に関する調査結果をもとに、本年度においては教養課程の物理コ-スを立案、設計した。

2.医学教育における物理関連項目を明らかにするために、放射線医学で使用されている物理学関連項目を抽出し、この分野で用いられている物理内容を明らかにした。この物理内容を一般教育の物理学や高校物理とどのような関連性があるのかを検討した。また共通の用語については高校物理から教養物理さらに放射線医学分野まで学習内容の発展性などを考察し、教材配列の順序性など物理コ-ス構築の基礎的作業を実施した。3.物理コ-スとして、「医学・ライフサイエンス」関連分野の題材を効果的に配置するもの、放射線医学関連から原子核・放射線などの分野において「高校物理」から「放射線基礎医学」まで、共通な物理学用語のもとに内容を発展させる展開など、特色のあるコ-スが可能である。診断装置の原理である生体情報入手の基礎にある物理計測法を基調にした「物理計測に重点をおいた物理コ-ス」を立案・設計した。4.物理教育の活性化の試みとして、教育方法を改善し、学生が講義や実験に積極的に参加できる形態を開発し、実践した。教育方法については大学教授法の調査研究を実施した。実践的研究における講義では「情報処理の手法を導入した医学・ライフサイエンスにおける物理学」の総合的教育を、実験では現代的テ-マとして「高温超伝導」を導入し、それぞれ行った。
樹状突起フィロポディアに局在するニューログリカンCの神経発達における役割

NeuroglycanC(NGC)は我々の研究グループにより発見された神経細胞に発現するコンドロイチン硫酸プロテオグリカンである。知的障害者の中枢神経細胞ではスパインと呼ばれる構造が、健常者と異なった形態を示すことが知られている。NGCはスパインに極めて高い局在を示すことから神経系の発達障害との関連が示唆されている。我々は本研究課題の実施期間に以下の結果を得た。まずNGCに対する特異抗体により細胞膜表面のNGCが細胞体に小胞輸送で移動されることを見いだした。この結果は、他の多くの増殖因子受容体が2量体化が起きることで細胞内シグナルが活性化し、活性化した受容体は細胞内に取り込まれることと酷似している。このことから、我々の作成したNGCに対する特異抗体はNGCの未知のリガンドと同じ働きをする可能性を示唆しているという仮説を得た。そこで本年度は、さらに以下に述べる解析を行った。NGC抗体を初代培養神経細胞に処理し、アクチン線維により形成されている樹状突起のフィロポデアの形態的な変化を観察した。その結果、NGC抗体によりフィロポデアが退縮すること、また数日間の抗体処理を行うことにより微小管により形成されているMAP2陽性の樹状突起も減少していることを見いだした。さらに、シナプスへの影響を観察するため、長期間培養した神経細胞にNGC抗体を作用させた結果、MAP2陽性の神経突起の減少に加えスパインの退縮が起きることを見いだしている。本研究結果から、NGCは細胞外領域に結合するリガンドにより神経突起やスパインの形態が制御されていることが強く示唆された。今後は、NGCの細胞外領域に結合するリガンドを探索し、NGCの神経細胞への生理的な作用機序を明らかにしたい。ニューログリカンC(NGC)は神経祖期に発現するコンドロイチン硫酸であり、主に樹状突起のフィロポデアに局在する。上皮細胞をはじめとした多くの細胞は、側底側と頂端側と呼ばれる極性を持つ。これらは、神経細胞で樹状突起と軸索にそれぞれ対応することが知られている。この二つの細胞領域は異なる細胞機能を有するが、それに伴い各領域を構成する蛋白質も大きく異なる。この蛋白質の局在は、細胞内分子輸送により形成される。これまでに幾つかの膜貫通分子は、その細胞内領域に輸送小胞を形成するシグナルを有し、そのシグナルを認識する輸送分子と結合して細胞内の特定の領域に輸送されることが知られている。そこで、本年度は、NGCの輸送機構を調べる目的で解析を行った。細胞内の小胞輸送に関与する分子に対する抗体を用いて免疫沈降を行い、NGCと結合しうる輸送分子の同定を行った。その結果、Adaptinと呼ばれる細胞内輸送関連分子とNGCの分子結合を見いだした。Adaptinはヘテロテトラマーを形成し、輸送小胞の構成分子であるクラスリン分子と輸送分子の結合を仲介するアダプター分子である。以上の結果から、NGCはクラスリン被覆小胞によりゴルジ体から細胞膜に輸送されると考えられる。発達障害における認知障害や行動障害は、先天的または後天的理由で対応する神経回路網が抑制/増強されている可能性が高い。従って、発達障害の予防や臨床像の理解・改善のためには、まず神経回路形成の分子機構を明らかにすることが必要である。ニューログリカンC(NGC)は、申請者の所属グループで発見された膜貫通型コンドロイチン硫酸プロテオグリカンである。これまでに、申請者はNGCが神経細胞の樹状突起のフィロポディアに局在することを示している。

そこで、本研究課題において、後シナプスに局在するNGCがシナプスやスパインに及ぼす作用を明らかにし、神経回路形成の分子機構を検討する目的で研究を行っている。本年度はNGCの細胞外領域に対するポリクローナル抗体を初代培養神経細胞に作用させ細胞の形態変化を観察した。その結果、NGC特異抗体を処理することによって、神経細胞のアクチン繊維により形成されている樹状突起のフィロポデアが退縮することを見いだした。また、神経細胞の細胞体にNGC抗体陽性の小胞が認められた。神経系の株価細胞であるNeuro2aを用いてNGC抗体によるNGC分子の細胞内の取り込みを解析すると、NGC抗体陽性の小胞は抗EEA1抗体により染色されることから、初期エンドソームであることを見いだした。以上の結果から、NGC抗体はNGCの細胞内への初期エンドソームへの小胞輸送を促進すると共に、神経細胞のフィロポディアの形態変化を引き起こすことが明らかになった。昨年度は、初代培養神経細胞や神経芽細胞であるNeuro2aを用いて、NGCに対する特異抗体の作用により細胞膜表面のNGCが細胞体に小胞輸送で移動されることをに見いだした。多くの増殖因子受容体がリガント依存的に2量体化により細胞内シグナルが活性化し、活性化した受容体は細胞内に取り込まれることが報告されている。このことから、我々の作成したNGCに対する特異抗体はNGCリガンドと同じ働きをする可能性を示唆していると考え、本年度はNGCの機能を明らかにするため以下に述べる解析を行った。まず、NGC抗体を初代培養神経細胞に処理し、アクチン繊維により形成されている樹状陶突起のフィロポデアの形態的な変化を観察すると、フィロポデアが退縮すること、また数日間の抗体処理を行うことにより、微小管により形成されているMAP2陽性の樹状突起も減少していることを見いだした。さらに、シナプスへの影響を観察するため、長期間培養した神経細胞にNGC抗体を作用させた結果、MAP2陽性の神経突起の減少に加えスパインの退縮が起きることを見いだしている。本研究結果から、NGCは細胞外領域に結合するリガンドにより神経突起やスパインの形態が制御されていることが強く示唆された。今後は、NGCの細胞外領域に結合するリガンドを探索し、NGCの神経細胞への生理的な作用機序を明らかにしたい。
弾性平板上に生成される純粋進行波を利用した水中推進機構の推力向上と横力低減

本研究は,ベルヌーイ・オイラーはりにおける半無限要素を利用することで,水中の弾性平板上に純粋進行波を生成する方法に関係する。はじめに,水中推進機の推力を向上させるため,弾性平板前端において所望のピッチ角を得る方法を波動の行列解法に基づいて導き,実験によって妥当性を検証した.次に,水中推進機で発生する横力の低減を意図して,駆動力と制御力によって発生する反力を打ち消す役割の対向平板を導入した。対向平板により,横力によって実験機上に発生する振動が低減することが示された。本年度の目標は,弾性平板前端部のピッチング運動が自在に制御でき,波浪や潮流などの外乱へも対応可能な水中推進機構の開発であった。前端部のピッチング運動は,推力を生み出す渦の発生と関係しており,推力向上のためには制御する必要がある。外乱への対応は,所望の振幅と周波数で純粋進行波の状態を保ち,推力を維持するために必要である。これらの目標の下に研究を遂行した結果,以下の通り,課題と解決策を見出した。1はりに対する能動インピーダンス整合制御において,従来の論文等で公表されていた無反射端インピーダンスを利用しても,高々50%程度しか反射波を抑制できず,定在波率が1に収束しない課題を明らかにした。この結果を受けて,制御則を再検討する必要性が生じたため,当初予定していた前端部でのピッチ角制御にまで到達できなかった。ただし,この解析において,新たにはり用の無反射端インピーダンスを導出したことから,今後はこの理論に従ってピッチング角の制御と進行波生成の両立を実現できるものと考えられる。2波浪や潮流に対処するため,フィードバック型のインピーダンス整合制御を試みたが,シミュレーションでの成功に対して,実機では所望の制御を実現できなかった。これは,シミュレーションで用いる理想アクチュエータが力だけを純粋に発揮できるのに対して,実際のアクチュエータは可動部質量などの慣性を有することが原因である。この慣性によって,インピーダンス整合制御を始める前の時点において,制御点における変位(速度に変換)が小さく,フィードバックすべき速度信号を正確に計測できないという問題や,アクチュエータ可動部の慣性を考慮した無反射インピーダンスの設定ができてないという問題が表面化した。今後は,これらの問題を回避する手法として,フィードフォワード型制御への回帰も視野に入れた再検討を行う。本年度の目標は,フィードフォワード型インピーダンス整合制御の実現可能性の検証と,並進力と回転力を同時に与えてインピーダンス整合制御と前端部ピッチ角制御,前後進切換え制御の3つの制御性能を同時に検証することであった。これらの目標の下に研究を遂行した結果,以下の通りの成果を得た。(1)フィードフォワード型の制御力算出式を導出し,任意の駆動周波数において,純粋進行波を生成する実験に成功した。はりの無反射端インピーダンスを実現するには,駆動力によって発生する伝播波と近接波の成分を同時に制御する必要がある。駆動周波数が低いほど近接波が制御端にまで到達しやすいため,この影響を回避しない限り,任意の推進速度で推力を発生できない。そこで,任意の点の近接波も含んだ波動から制御力を算出する式を導き,これを適用した実験によって,任意の周波数で定在波率が1に近い純粋進行波を生成できることを示した。(2)偶力の概念を用いて並進力と回転力を同時に与えられる仕組みを導入し,上記(1)に示した理論通りの制御力を与えることに成功した。弾性平板の後端に設けた剛体板の両端にアクチュエータを接続し,並進力と回転力を同時に与えた。これにより,はりにおいても伝播波と近接波の両方を制御し,純粋な進行波を生成することに成功した。当初の予定であるピッチ角制御や前後進切換え制御の検証には到達できなかったが,この剛体平板を前端にも設けることで,すぐにでもこれらの検証を実施できる。また,目的の一つである推力向上のため,魚体のようなくさび形はりを弾性平板とした場合の推力向上効果の検討も始めた。くさび形はりに波動を送る場合,後端にいくほど振幅が増加して推力向上に効果的である反面で,後端ほど位相速度が低下し,前端と後端の位相速度の差が推進の抵抗成分として働く。この程度を有限要素解析によって定量化し,適度なテーパ角を導いた。本年度は,推力向上のためのピッチ角制御の実現,フィードフォワード型制御手法の確立,振動的横力の低減のそれぞれについて,当初計画で予定していた手法を適宜修正したり,必要な技術を追加で導入するなどして,完遂することを目指した。まず,推力向上に関して,弾性平板の前端部のピッチ角制御による手法を検討した。