hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
泥質変成岩の部分溶融により形成される花崗岩質メルトの量の定量的解明

この発見によりこの地域の下部地殻の温度構造が解明されたとともに,全岩化学組成分析とモデル計算から,おおよその溶融量を見積もることが出来た.この成果は,7月に東京で開かれた国際学会,さらに1月にオーストラリアで開かれたSタイプ花崗岩に関する国際学会で発表した.成果の論文としての公表は裏面に示した物の他に,Sタイプ花崗岩に関する論文を投稿中であり,さらに前述のスピネル+石英グラニュライトについては国際誌に2編に分けて投稿する所である.本研究は,天然の花崗岩・ミグマタイト・変成岩に注目し,変成岩の変成岩岩石学的解析とともに,花崗岩の火成岩岩石学的解析を関連づけて行うことにより,下部地殻の部分溶融現象と花崗岩マグマの生成量に関して定量的解明をめざすものであった.研究期間初年度の目標の1つは,粗粒な岩石でも汚染が少なく効率的な粉砕が出来る環境を整備する事であった.岩石の全岩化学組成を測定するには,一般に岩石を粉砕する必要があるが,粗粒な岩石ほど,より多量の試料を粉砕しないと鉱物粒子による化学組成の不均質性が無視できなくなる.粗粒な岩石ではキログラム単位の岩石を粉砕する必要も生ずる.従来この作業は乳鉢での粗砕きと四分法を繰り返す事により必要量(数十グラム)の試料を得ていた.このため1サンプルの粉砕に,半日を要することもあった.今回,ラボ・ジョークラッシャ,メノー製粉砕ボールや,粉砕に関わる消耗品を購入し,ラボの整備を行った.これにより,粗粒な岩石でも試料間の汚染が殆ど無く,効率よく試料を粉砕できる環境を整えることが出来た.具体的な研究は,2年間とも日高変成帯,羽越地域などについて行った.特に,羽越地域においてスピネル+石英共生を日本列島で初めて発見し,超高温変成岩が島弧の環境で形成されうることを示したことは重要な成果であった(Shimura et al.,2000, 2001で学会発表;Shimura et al., 2002,印刷中).さらに,このような地殻構成岩石と火成岩類との成因関係を定量的に議論出来るようになってきた(加々島・志村,2001).日高変成帯では変成岩-ミグマタイト-花崗岩の関係が整理され(志村,2000),さらにコランダム-紅柱石-電気石を含むペグマタイト脈が発見され,日高変成帯の熱史解明の次段階への発展の契機をみいだした.
極低温収差補正ＳＴＥＭ法による強相関電子秩序のサブナノスケール状態解析

強相関電子材料の結晶構造とその電子の秩序状態を透過型電顕法によりサブナノスケールで分析した。ローレンツ顕微鏡法により、ペロブスカイト型マンガン酸化物La1-xSrxMnO3 (x = 1/8)の軌道秩序した強磁性絶縁相においてナノスケールの磁気バブルが形成することを見出した。また、ビスマス系高温超伝導体(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+d (Bi-2223)多結晶ワイヤの結晶粒界・欠陥における構造を低加速収差補正STEM法による原子コラム分析により明らかにした。収差補正走査透過型電子顕微鏡を用い、強相関電子系材料として代表的なビスマス系高温超伝導体(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox (Bi,Pb-2223相)及び強磁性ペロブスカイト型マンガン酸化物La1-xSrxMnO3の多結晶体について、それらの電子自由度の秩序状態をサブナノスケール解析することを試みた。それぞれ、イオンミリング法により薄板化した電顕観察試料について、電子回折法により電子線入射方位の調整を行った後、観察・分析を行った。ビスマス系高温超伝導体Bi,Pb-2223多結晶体に対しては、加速電圧80kVにおいて低加速収差補正STEM法によりHAADF(高角度環状暗視野)像及びBF(明視野)像観察及びEELS分析を行った。その結果、結晶粒内においてはホールがドープされたCuO2面の連続枚数の変化(積層不整)が観察され、結晶粒界においてはCuO2面の連続性・不連続性が観察された。ペロブスカイト型マンガン酸化物La1-xSrxMnO3 (x=1/8)に対しては、加速電圧300kVにおいて100K-290Kの温度領域で、ローレンツ顕微鏡観察を行い、強度輸送方程式法によりスピン状態を解析した。試料に対して所定の垂直磁場を印加して観察を行った結果、100Kにおいて形成される強磁性絶縁相のストライプ磁区に対して3.6kOeの垂直磁場を印加すると直径200nmのナノスケール磁気バブルが形成され、このバブルの安定性は試料厚さと相関があることが確認された。これはMultiorbital Mott絶縁体において磁気バブルが形成することを示した例であり、電場による磁気バブル制御を用いた新しい磁気デバイスとしての応用が期待される。ビスマス系高温超伝導体(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi-2223)多結晶ワイヤをイオンミリングで薄膜化した電顕観察試料について、加速電圧80 kVにおいて収差補正走査透過型電子顕微鏡法(STEM)を用いて高角度環状暗視野(HAADF)、明視野(BF)像観察及び電子エネルギー損失分光(EELS)スペクトラムイメージングを行った。STEMモードにおいてプローブコレクターにより4次までの各収差係数を補正した後、TEMモードにおいて制限視野電子回折法により各粒子の結晶方位を合わせ、原子分解能STEM分析を行った。収束角22.5 mrad、プローブ電流50 pA、HAADF検出散乱角64ー200 mradの条件で分析を行った。[010]入射で観察されたHAADF像では、正方晶I4/mmm層状構造を構成する各原子コラムが観察され、平均原子番号と像強度の相関が確認された。超伝導電流が流れるCuO2面が連続した結晶粒界やツイスト粒界、(Bi,Pb)2O2ブロックのステップ構造を有する非対称小傾角粒界の構造が、原子スケールで直接観察できた。さらに、原子分解能STEM-EELSを用いて積層不整の単原子コラムを分析し、Bi-2212相((Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8+δ)及びBi-2234相((Bi,Pb)2Sr2Ca3Cu4O12+δ)がBi-2223相中にインターグロースしていることを初めて実証することに成功した。強相関電子系酸化物として代表的なペロブスカイト型マンガン酸化物La1-xSrxMnO3および銅酸化物高温超伝導体(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox(Bi,Pb-2223相)について、それらの電子自由度の秩序状態を収差補正走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いてサブナノスケール状態解析することを試みた。それぞれ合成された多結晶試料をイオンミリング装置により薄板化し、電子回折法により結晶方位の調整を行った後、電顕観察を行った。ペロブスカイト型マンガン酸化物La1-xSrxMnO3に対しては、液体窒素冷却ホルダーを用い100K-290Kの温度領域で試料面に対する垂直磁場の強度を制御しながらローレンツ法によりスピン状態を解析した(加速電圧300kV)。

その結果、x=1/8, 100Kにおける強磁性絶縁相に対して3.6kOeの磁場を印加すると直径200nmのナノスケール磁気バブルが形成されることを見出した。このバブル形成は強磁性絶縁相における軌道秩序に関連する巨大な磁気異方性を示唆している。また、銅酸化物高温超伝導体Bi,Pb-2223相に対しては、室温において低加速収差補正STEM法によりHAADF(高角度環状暗視野)像及びBF(明視野)像観察を行った(加速電圧80kV)。その結果、ホールがドープされたCuO2面の結晶粒界における連続性・不連続性がサブナノスケールで観察された。これは多結晶材料における結晶粒界と超伝導特性との相関を示唆している。本研究は、強相関電子系酸化物における電子自由度の秩序状態を極低温収差補正透過型電子顕微鏡を用いてサブナノスケールで解明することを目的としている。La1-xSrxMnO3系のスピン状態の解析の結果、現在までに、今まで報告がなされていなかったMultiorbital Mott絶縁体(強磁性絶縁相)におけるナノスケール磁気バブルの形成が明らかとなり、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究は、ペロブスカイト型マンガン酸化物等の強相関電子系遷移金属酸化物における電子自由度の秩序状態を極低温収差補正透過型電子顕微鏡を用いて解明することを目的としている。現在までに、今まで報告されていなかったペロブスカイト型マンガン酸化物系におけるナノスケール磁気バブルの形成を見出しており、おおむね順調に進展していると考えられる。ペロブスカイト型遷移金属酸化物等の電荷軌道秩序相、強磁性金属相、強磁性絶縁相、反強磁性絶縁相およびそれらの電子相分離・電子相競合について電子状態のサブナノスケール解析を行う。また、これらの強相関電子系酸化物の人工格子・ヘテロ接合界面の原子サイトにおける電子状態について直接観察、解析を行う。ペロブスカイト型マンガン酸化物等の電荷軌道秩序相、強磁性金属相、強磁性絶縁相、反強磁性絶縁相およびそれらの電子相分離・電子相競合について電子状態のサブナノスケール解析を行う。また、銅酸化物高温超伝導体の常磁性金属相、擬ギャップ相、超伝導相についても解析を試みる。設備備品として歪み場のナノスケール解析のためのソフトウエアを購入し、消耗品として試料作製用試薬を購入する。また、論文校閲に係る費用及び論文投稿費を使用する。投稿論文の審査が本年度内に終了しなかったため、その論文掲載費用を次年度に使用する。また、設備備品としてスピン状態の解析のための強度輸送方程式法解析プログラムを購入し、消耗品として試料作製用試薬を購入する。
多核錯体における非等価なポテンシャル面形成による異常原子価の創生

a.中間原子価を持つ錯体の合成研究は,bpmPを主配位子として,Ph(CH_2)_2COOHを架橋配位子に用い,[Fe_2(bpmp)(Ph(CH_2)_2COO)_2]BF_4おいて2.2-2.8価の原子価を有する錯体を創生することに成功した.[Fe_2(bpmp)(Ph(CH_2)_3COO)_2]BF_4の錯体の構造解析によると,2個の鉄原子周りは相互にかなり類似しているが,カルボン酸の端部分が2つのカルボン酸の間で対称的にパッキングされていない.長鎖カルボン酸の錯体では層状構造をとることで,2つ鉄原子まわりの立体配置が同一構造をとりやすくなり,鉄原子の電子ポテンシャルエネルギー曲線にダブルミニマムを生じてきたと結論される.b. [Fe_2(bpmp)(MeOPhCOO)_2]BF_4は,室温で非局在化原子価状態をとり,非局在化原子価状態から局在化原子価状態へ変わる温度が,230Kと今までの錯体に較べて50Kほど低い転移温度示す錯体の合成に成功した.さらにX線回折的には130Kでも非局在化原子価状態をとっていることが判明した.この錯体の構造は柱列状で,分子内には2回軸があり,2つの鉄部分の酸化数の変化に応じてカルボン酸が容易に変位できるパッキング構造になっている.柱列状のパッキングをとるように分子を設計すると低温まで非局在化原子価状態で存在できる錯体を合成出来ると推定される.c. trans-スチリルピリジン(trans-stpy)を配位子とした鉄錯体を用いて光照射でtrans-stpyをcis-stpyに転移させることにより,鉄の電子状態を低スピン状態⇔高スピン状態間で相互に変換することを試みた.両者ともスピンクロスオーバー錯体であり,前者は後者より低スピン状態をとりやすく,完全な作りわけは難しいことが解った.320nmの光照射でtrans-stpyはcis-stpyになることは観測されるが,それと対応したスピン状態の変化は,高低両スピン状態の吸収スペクトルの差が違いが小さい.今後,可逆反応を実験的に見いだす必要がある.a.中間原子価を持つ錯体の合成研究は,bpmPを主配位子として,Ph(CH_2)_2COOHを架橋配位子に用い,[Fe_2(bpmp)(Ph(CH_2)_2COO)_2]BF_4おいて2.2-2.8価の原子価を有する錯体を創生することに成功した.[Fe_2(bpmp)(Ph(CH_2)_3COO)_2]BF_4の錯体の構造解析によると,2個の鉄原子周りは相互にかなり類似しているが,カルボン酸の端部分が2つのカルボン酸の間で対称的にパッキングされていない.長鎖カルボン酸の錯体では層状構造をとることで,2つ鉄原子まわりの立体配置が同一構造をとりやすくなり,鉄原子の電子ポテンシャルエネルギー曲線にダブルミニマムを生じてきたと結論される.b. [Fe_2(bpmp)(MeOPhCOO)_2]BF_4は,室温で非局在化原子価状態をとり,非局在化原子価状態から局在化原子価状態へ変わる温度が,230Kと今までの錯体に較べて50Kほど低い転移温度示す錯体の合成に成功した.さらにX線回折的には130Kでも非局在化原子価状態をとっていることが判明した.この錯体の構造は柱列状で,分子内には2回軸があり,2つの鉄部分の酸化数の変化に応じてカルボン酸が容易に変位できるパッキング構造になっている.柱列状のパッキングをとるように分子を設計すると低温まで非局在化原子価状態で存在できる錯体を合成出来ると推定される.c. trans-スチリルピリジン(trans-stpy)を配位子とした鉄錯体を用いて光照射でtrans-stpyをcis-stpyに転移させることにより,鉄の電子状態を低スピン状態⇔高スピン状態間で相互に変換することを試みた.両者ともスピンクロスオーバー錯体であり,前者は後者より低スピン状態をとりやすく,完全な作りわけは難しいことが解った.320nmの光照射でtrans-stpyはcis-stpyになることは観測されるが,それと対応したスピン状態の変化は,高低両スピン状態の吸収スペクトルの差が違いが小さい.今後,可逆反応を実験的に見いだす必要がある.
フラッシング側視型ニードルプローブ生体顕微鏡の開発

A)腎内微小血管到達法:1)手術時(開放性腎生検,腎腫瘍の摘出)に腎表面を露出・固定し細径(径:3.5mm)ニードル型CCD生体顕微鏡を被膜経由で直接挿入し観察することを想定し麻酔犬で正中切開し露出した腎表面より直接直視型ニードルを用いて腎内微小循環を観察した。2)尿管の閉塞に対して半永久的に背中より直接腎瘻を造設している患者に対して,そのルートを使って腎内へ側視型細径ニードル型CCD生体顕微鏡を挿入し経皮的に観察することを想定し麻酔犬で腎瘻を作成側視型細径ニードルを用いて腎内微小循環を観察した。B)腎内微小循環の観察:麻酔犬を対象として上記の方法で腎内微小血管より数十ミクロン離れた点にニードル先端を固定し,グリーンフィルターを用いて血管径のイメージを得る。この状態で,インジゴカルミン20mg/10ccを上腕静脈よりone shotで注入し,腎内微小血管の観察と同時にこの腎排泄性色素の近位尿細管への排泄状態を観察・解析する。具体的には色素の糸球体までの排泄時間と近位尿細管排泄時間を測定し、正常者と腎機能障害群で比較した。1)血管をエンハンスするグリンフィルターと糸球体・尿細管をエンハンスするインジゴカルミンによりvasculo-tubularsystemの可視化が可能であった。なお,全症例感染症,血腫の合併症はなかった。2)閉塞性腎症で尿細管障害の著明な群は糸球体・尿細管の正常な群に比し近位尿細管へのICの排泄時間の遅延を認めた。直視型,側視型ニードルプローブを用いることによってヒト腎vasculo-tubular systemの可視化ができ,ネフロンレベルでの機能評価が可能になった。一年目の95年度は主に側視型腎臓ニードルプローブの試作を主な目標とし,CCD生体顕微鏡との一体化を進めることが可能であった。(1)側視型腎臓ニードルプローブの設計,試作側視型腎臓ニードルプローブの基本はGRIN (Gradient-index)レンズとし,その先端に反射鏡と通常型の微小レンズを取り付ける。さらに,フォーカシングのためのレンズをCCD前方に組み込む。外径は1mmから4mm,長さ10cmで数種類試作する。光源路として光ファイバ18本をレンズ周囲に組み込むことができた。シースの材質は金属,プラスチックと数種類試作した。(2)ニードルプローブとCCD生体顕微鏡との一体化試作したニードルプローブとCCD生体顕微鏡を結合し,全体をシールして防水化する。最終倍率は200倍,および400倍とした。(3)システムの測定精度の評価既知のマイクロスケール(2μm, 5μm, 10μm)とUSAFターゲット1957を計測し,空間分解能を評価する。像の歪みは,正方形のグリッドである血算板を側視型腎臓ニードルプローブで観察して検討し被写界深度は±500ミクロンで微小血管を測定するのに可能な範囲であった。イヌ腎糸球体および輸入・輸出細動脈のイメージングを長期間行い,安全性安全性の検討を行う。側視型腎臓ニードルプローブを腎臓内に1, 2, 3, 4, 5時間挿入し,挿入部位の出血の程度について経時的検討した結果、弓状動脈より大きな血管を損傷しなければ圧迫止血は容易で安全であった。A)腎内微小血管到達法:

1)手術時(開放性腎生検,腎腫瘍の摘出)に腎表面を露出・固定し細径(径:3.5mm)ニードル型CCD生体顕微鏡を被膜経由で直接挿入し観察することを想定し麻酔犬で正中切開し露出した腎表面より直接直視型ニードルを用いて腎内微小循環を観察した。2)尿管の閉塞に対して半永久的に背中より直接腎瘻を造設している患者に対して,そのルートを使って腎内へ側視型細径ニードル型CCD生体顕微鏡を挿入し経皮的に観察することを想定し麻酔犬で腎瘻を作成側視型細径ニードルを用いて腎内微小循環を観察した。B)腎内微小循環の観察:麻酔犬を対象として上記の方法で腎内微小血管より数十ミクロン離れた点にニードル先端を固定し,グリーンフィルターを用いて血管径のイメージを得る。この状態で,インジゴカルミン20mg/10ccを上腕静脈よりone shotで注入し,腎内微小血管の観察と同時にこの腎排泄性色素の近位尿細管への排泄状態を観察・解析する。具体的には色素の糸球体までの排泄時間と近位尿細管排泄時間を測定し,正常者と腎機能障害群で比較した。初年度は臨床にこのニードルを応用するため、安全性と有用性を確認する意味で麻酔犬でこれらを確認することが可能であった。
食品の生体調節機能の解析

食品には栄養素としての機能以外に、人間の生体調節系に作用する多くの因子が存在することが明らかになりつつある。このような食品の生体調節機能に関する研究は人類の健康の増進を図るうえできわめて重要な意義を有しているが、生体調節因子の構造や機能については未解決の部分が多く、また食品中の生体調節因子をいかに利用するかという点についても解決せねばならない問題点が多い。本課題では食品の生体調節機能について次の五つの観点から検討を加えた。I.食品に由来する生体調節因子の構造II.生体における食品成分の受容・応答の機作III.食品成分による細胞分化誘導の機作IV.食品成分による生体防御の機作V.食品構造の修飾と新機能の開発これらの研究を通じて食品由来の新しい生体調節因子(細胞増殖因子、サピオイドアンタゴニスト、コレステロール低下ペプチド、抗発癌プロモーターなど)が見出された。また食品中の摂食調節物質、膵液調節物質、ホルモン分泌調節物質、神経調節物質、細胞分化増殖調節物質、免疫系調節物質の作用機構を検討した。さらに食品成分に物理的、化学的、酵素的および遺伝子的に修飾し、食品の生体調節機能の有効利用を図るための研究を開始した。総括班で購入したプロテインシーケンサを用いて班員の共同利用に共し、ペプチド性生体調節因子の構造決定を行った。また九月には東京にて講演会と班員会議を行った。さらに1月には京都にて公開シンポジウムと初年度成果報告のための班会議を開催した。3月には初年度成果報告書を刊行した。
酸素濃度制御を利用したヒト多能性幹細胞のnaive化の検討

本研究では酸素制御による刺激と間葉上皮転換(MET)機構を組み合わせ、ヒト多能性幹細胞(hPSC)の効率的なnaive化を図ることを目的としている。研究は酸素条件の設定及びその条件下のhPSCにおけるエピジェネティック因子の変動の解析と、好適酸素条件下でのガン阻害剤低分子化合物ライブラリーからのnaive化に寄与する化合物のスクリーニングを年度毎に分け計画した。初年度は培養条件の作成に注力し、低酸素(2%5%)処理後とその処理時間、化合物添加時を想定した播種密度の組合せの検討を行い、ヒストン修飾関連酵素の遺伝子発現の増減を定量PCRで比較した。結果として低酸素濃度ほど発現量が上昇する傾向があり、hPSCが低密度かつfeeder-free条件下での長時間処理では細胞死を招きやすいことが判明した。同時にパウチパック/低酸素調節剤を用いた更なる低酸素条件(≦1%)の検討を行ったが、播種条件と処理時間を厳密に調整する必要があり、最適酸素濃度条件の決定には至らなかった。一方で、遺伝子発現制御によるMETを合せて進め、METに関連する遺伝子の過剰発現と低酸素状態の同時処理によるnaive化の可否を検討した。E-cadherin過剰発現ヒトES細胞株を作成し、通常酸素濃度と低酸素濃度(2%)下でE-cadherinを過剰発現させ比較したところ、低酸素条件下でよりコンパクトでタイトなコロニーを形成し、また遺伝子発現を調べた結果ではnaive関連遺伝子の発現が上昇することが判明した。しかしその発現は既報値ほど増加せず、またE-cadherinの過剰発現量もやや制限的であったため、遺伝子導入株のクローニングを行い再施行する必要があると判断した。研究者の退職により本研究は廃止されるが、今後更に至適酸素条件を確定することで、確実なnaive化が実現されると考える。
主観評価と客観指標に基づく剣道に適した専用サーフェイスの検討と開発

最終年度においては、すでに検証したコルクとゴムの配合による試作マット(マットI)に対する主観評価の結果を踏まえて、新たに製作した改良マット(マットII)に対する剣道実践者の評価データの収集を行った。なお、マットIIの評価は、マットIの評価者を含む国内の剣道実践者(n=64)に加えて、日常の稽古環境が良好でないことが予想される海外の実践者として、英国の剣道実践者(n=45)を対象に、ウエールズ・カーディフで調査を実施した。日本のデータを分析した結果、マットIが体育館仕様のウレタン塗装に比べて、「すり足」動作はしやすいが、「踏み切り」動作に適していないと評価されたのに対して、マットIIは「すり足」「踏み切り」「踏み込み」の動作に関係なく、ウレタン塗装よりも優れていると評価された。さらに、マットIとIIの直接比較においては、「踏み切り」および「踏み込み」動作において、いずれもマットIIが優れていると評価された。一方、英国実践者は、彼らの日常の稽古場よりも、3つのすべての動作に関してマットIIの評価が高く、日英間の比較では日本よりも英国の実践者が、マットIIを高く評価していることが示された。これらの結果から、マットIIは、国内および海外のいずれの剣道実践者にとって、ウレタン塗装の体育館よりも剣道の動作がしやすいサーフェイスであることが明らかになった。上記を踏まえ、補助事業期間全体を通じて実施した研究の成果は次の通りである。1)剣道用サーフェイスの客観指標は、従来の摩擦係数・滑り抵抗係数と比べて、本研究で開発した吸着力測定器が有用であった。2)しかしながら、人間の主観評価に合致する客観指標は得られなかった。3)剣道の競技場面での公平性・安全性、国際的な普及に資する稽古環境改善等を目的とした剣道用サーフェイスの開発において、コルクとゴムの配合によるマットの有用性が明らかになった。研究初年に当たる平成28年度は,研究計画に基づいて以下のような活動を行った.1測定器具の開発:従来のスポーツサーフェイスや各種床面などの「すべり」に関する客観指標の測定には,すべり試験機や摩擦計が用いられているが,これらで得られる指標と剣道用のサーフェイスとしての適切性については評価が異なると思われるため,あらたに吸着力の強さを測るための機械を開発した.2剣道用サーフェイスに関わる客観指標データの収集:剣道場の床面の施工を専門とする業者の協力のもと,剣道場で使用されているさまざまな床材とその条件を設定(松や杉,無垢材と集成材,ウレタン塗装の有無,オイル仕上げの有無)し,摩擦係数,すべり抵抗係数,吸着力に関する測定実験を実施した.さらに,剣道専用の床面が設置できない施設などで剣道を行う際に有効と思われるマットを開発し,それについても同様に,客観指標の測定実験を行った.3剣道用サーフェイスに関わる主観評価データの収集:剣道場の床面に対する主観評価と客観指標の関連を検討する目的で,2で客観指標測定を行った床材のうち,ウレタン塗装(通常の体育館),無垢無塗装の杉材(剣道用仕様),剣道用マットの3種類について,K大学剣道部員の大学生の協力を得て,いくつかのパターンの試技をおこなった後,その使いやすさについて,3つの観点(踏み込み足,踏み切り動作,すり足)について評価を実施した.4データ分析:上記で得られたデータをもとに,客観指標の信頼性や指標間の関連性,客観指標と主観評価の関連,主観評価と回答者属性の関連について分析を行っている.本年度の研究活動においては,剣道用のサーフェイスに関して,予定していた新たな客観指標の開発やそれを含めた3つの客観指標データおよびプレーヤーによる主観評価データの収集作業を順調に終えることができた.特に新たに開発した吸着力の測定器は,剣道用のサーフェイスの客観指標として有効な手法となることが確認された.また,それと摩擦係数やすべり抵抗係数との関連についても確認できている.さらに,客観指標と主観評価の関連についても,一部において認められ,本研究課題の主要な目的の一つである,剣道用のマットの開発のために有効となる研究成果を導き出すことができた.本年度は、昨年度収集したデータを分析し、その成果を公表した。第1の成果は、様々な床面サーフェイスを客観的指標で測定し、その信頼性、妥当性を確認した。適用した指標は、摩擦係数、滑り抵抗係数と本研究で独自に開発した吸着力であり、ウレタン塗装床、鉋削り無垢材、鑢削りの無垢材、オイル仕上げの無垢材、集成材、オイル仕上げ集成材およびコルクマットの試料について測定を行った。信頼性(ICC)は、摩擦係数0.961、滑り抵抗係数0.954、吸着力0.988であった。指標間の関連では、摩擦係数と滑り抵抗係数が有意な線形関係、滑り抵抗係数と吸着力は有意な2次式の関係であることが示された。つまり、摩擦係数が高ければ、滑り抵抗係数が低い。また、吸着力が高い時と低い時に滑り抵抗係数が高くなることが示された。第2の成果は、床面の主観評価と評価者の特性の関連について明らかにした。大学生剣道部員53名の性別、競技ランク、段位、体力、怪我の有無、保護用具使用、技の特徴を調査し、ウレタン塗装、無垢材(鉋仕上)およびコルクマットについて、ふみきり、ふみこみ、すり足の3つの視点で評価を求めた。

主観評価を従属変数、評価者特性を独立変数とする数量化I類を用いて検討した結果、無垢材、競技ランクと段位の低群、男性、反復横跳と立幅跳の高群、遠間からの技や手数は多く発現しないが、それらを重視する競技スタイルの学生ほど、床質を高く評価する傾向が示され、評価への影響が大きいアイテムは床質(偏相関係数0.414)であった。これらの結果から、低体力の学生は床質に依存して評価が低くなるが、競技ランクや段位など、技量の高い学生も床質に求めるものが厳しくなる傾向が示された。年度末にはコルクマットを用いて英国での調査を実施した。研究対象となる剣道用の床面サーフェイスの試料を選定するとともに、客観指標の信頼性や妥当性が確認された。また、主観評価の特徴についても確認できた。平成29年度末から30年度初めにかけて、英国において調査を実施し、海外の剣道実践者を対象として、剣道用に開発したコルクマットの評価データを得ることができた。最終年度においては、すでに検証したコルクとゴムの配合による試作マット(マットI)に対する主観評価の結果を踏まえて、新たに製作した改良マット(マットII)に対する剣道実践者の評価データの収集を行った。なお、マットIIの評価は、マットIの評価者を含む国内の剣道実践者(n=64)に加えて、日常の稽古環境が良好でないことが予想される海外の実践者として、英国の剣道実践者(n=45)を対象に、ウエールズ・カーディフで調査を実施した。日本のデータを分析した結果、マットIが体育館仕様のウレタン塗装に比べて、「すり足」動作はしやすいが、「踏み切り」動作に適していないと評価されたのに対して、マットIIは「すり足」「踏み切り」「踏み込み」の動作に関係なく、ウレタン塗装よりも優れていると評価された。さらに、マットIとIIの直接比較においては、「踏み切り」および「踏み込み」動作において、いずれもマットIIが優れていると評価された。一方、英国実践者は、彼らの日常の稽古場よりも、3つのすべての動作に関してマットIIの評価が高く、日英間の比較では日本よりも英国の実践者が、マットIIを高く評価していることが示された。これらの結果から、マットIIは、国内および海外のいずれの剣道実践者にとって、ウレタン塗装の体育館よりも剣道の動作がしやすいサーフェイスであることが明らかになった。上記を踏まえ、補助事業期間全体を通じて実施した研究の成果は次の通りである。1)剣道用サーフェイスの客観指標は、従来の摩擦係数・滑り抵抗係数と比べて、本研究で開発した吸着力測定器が有用であった。2)しかしながら、人間の主観評価に合致する客観指標は得られなかった。3)剣道の競技場面での公平性・安全性、国際的な普及に資する稽古環境改善等を目的とした剣道用サーフェイスの開発において、コルクとゴムの配合によるマットの有用性が明らかになった。2年目以降である,今後の推進方策としては,平成28年度に得られた剣道用のサーフェイスに関する客観指標や主観評価のデータ分析によって得られた成果を,日本体育学会および日本武道学会等の場において公表していく予定である.また,これらの研究成果によって得られた知見に基づいて,剣道専用マットを,その実用化に向けて改良していく予定である.さらに,試作されたマットをモニターに提供し,継続的な使用に伴う,使用感や耐久性の変化について検証していきたいと考えている.平成29年度末から30年度初めにかけて、英国で得られたデータをもとに、海外の剣道実践者の剣道用コルクマットに対する評価について分析を行う予定である。
先進国での喘息とアトピーの相関解析による遺伝学的アプローチ

喘息やそれを主徴とするアトピーは、先進国では10人に一人以上の多くが罹患する典型的な生活習慣病であるが、原因や病態の分子機構が不明の難治疾患である。そこで本研究では、東海大学で収集された3万個のマイクロサテライトを用いたゲノムワイド相関解析により、喘息の感受性遺伝子の同定を行い、発症に関わる分子機構や生活環境などの環境要因を解明し、遺伝子診断、ゲノム創薬、予防などに資することを目的とした。なお、本科学研究費補助金(特別研究員奨励費)の特質を生かすべく、対象集団として、1)相関解析において、擬陽性遺伝多型マーカーを除く、2)民族間で関与する感受性遺伝子が異なる可能性を追求する、3)複数の感受性遺伝子間の病態における相互作用やカスケード解析を行う、4)遺伝疫学により効率的に環境要因を同定するため生態系が異なる2集団を調査する、の以上の4つの理由により、日本とオーストラリア白人の2集団とした。本年度に明らかになった研究結果は次のとおりである。1)本年度はオーラリア人の喘息について、3万個のマイクロサテライトを用いたプールDNA法により相関解析を用いたマッピングを行った、すなわち、第1次スクリーニング(患者150名、健常者150名)の相関解析を行い陽性マーカーが計2605個えられた。それらについて、第2次スクリーニング(患者150名、健常者150名の相関解析を行い、計570個えられた。これらの570個について、現在第3次スクリーニング(患者150名、健常者150名)の相関解析を行っている。2)喘息の感受性遺伝子の存在が予想される第6染色体のHLA領域について、詳細なマイクロサテライト解析を行い、」その結果クラスIII領域のLTA(リンフォトキシンA)遺伝子付近のマイクロサテライトマーカーが陽性をしめし、LTA遺伝子が喘息の感受性遺伝子であることが示唆された。喘息やそれを主徴とするアトピーは、先進国では10人に1人以上の多くが罹患する典型的な生活習慣病であるが、原因や病態の分子機構が不明の難治疾患である。そこで本研究では東海大学で収集された3万個のマイクロサテライトを用いたゲノムワイド相関解析により、喘息やアトピーの感受性遺伝子の同定を行い、両病態の異同や発症に関わる分子機構や生活環境などの環境要因を解明し、遺伝子診断、ゲノム創薬.予防などに資することを目的とする。なお、本科学研究費補助金(特別研究員奨励費)の特質を生かすべく、対象集団として、1)相関解析において、遺伝多型マーカーの擬陽性による相関を除く、2)民族間で関与する感受性遺伝子が異なる可能性を追求する、3)複数の感受性遺伝子聞め病態ヒおける相互作用やカスケード解析を行う、4)遺伝疫学により効率的に環境要因を同定するため生態系が異なる2集団を調査する、の以上の4つの理由により、日本とオーストラリア白人の2集団とする。したがって、両集団の患者群の抗体価、肺機能、IgE、FEV1、アレルゲン、ストレス因子、喫煙など詳細な臨床データについての多変量解析を必要とする。本年度は、上記の目的を遂行するため、1)日本人の喘息性アトピー患者150名、健常者150名について、3万個のマイクロサテライトを用いたプールDNA法により、相関解析を行った(第1次スクリーニング)。2)1)で相関を示したマイクロサテライトについて、独立の日本人喘息性アトピー患者150名、健常者150名を用いて、プールDNA法により、相関解析を行った(第2次スクリーニング)。3)2)で相関を示したマイクロサテライトについて、独立の日本人の喘息性アトピー患者150名、健常者150名を用いて、プールDNA法により、相関解析を行った(第3次スクリーニング)。
幸福の宗教学：一地方都市の「福分」と「無事」をめぐる基礎的調査研究

この研究は、地方都市をフィールドとして、主として聞き書きから、そこに住む人々の幸福への模索を描きだす試みである。ムラ社会との対比から、そなえの民俗、いいきたり・しきたり・ひととなりの三区分、などの分析をへて、幸福の四象限を仮説的に提示した。そのうち「あいだの幸福」とよぶ第四象限はまだ未熟であるが、宗教者類型のみならず、マチバの民俗的人物像(世話人)を考えるうえでも生産的なみとおしを与えうることを示した(「民俗レベルの利他主義」)。本研究は、福岡市のマチバの日常生活をフィールドとし、人々が幸福を求めて生きる技法そのものを対象とする。都市の生活世界については、a)場所、b)時間、c)成員、d)職業の四点を焦点化し、こうした環境を生きる人々の生活の知恵(ハビトゥス[そなえの民俗])として、A)個々人のそなえ、B)出会いと社交のつくり方の二点にまとめる。初年度は、往来(a-1)と仕事(a-2)をめぐって、主としてA)諸個人を対象とした。地域としては、往来(a-1):博多部(綱場町)、福岡部(唐人町)、周辺(東区、早良区、近郊)を、職としては、仕事(a-2):商人、職人、料理人、介護人等々を調査対象とした。連携研究者の三名は、うえの調査を分担しつつ、1)イナカとマチバの比較(重信)、2)マチバの民俗の史的深度(西村)、3)同苦共同体の形成過程(有薗)へと主題をふくらませ、諸事例と幸福の四象限との往還的分析(代表者)とあわせて所期の成果を得てきた。その途上で、A)個々人に限定されないB)社交の仕組みとそこにひそむ知恵へと調査がおよび、またa)場所から入ってb)時間の主題へとふみこむ試み(重信)もあわせておこなった。すなわちマチバの時間の多層性と重層性への着目であり、グローバルな資本の時間とナショナルな制度の時間とは別に、ローカルでときにパーソナルな時間の流れを生み出すマチバの知恵(そなえの民俗)の析出がその主眼となる。くわえてこれまでの調査研究の枠組としての「しきたり」(慣行)と「いいきたり」(コトバ)に「ひととなり」(人物)の項を立てる方法的模索を進めた。都市の生活世界においては、a)場所、b)時間、c)成員、d)職業の四点を焦点化し、こうした環境を生きる人々の生活の知恵(ハビトゥス[そなえの民俗])として、A)個々人のそなえ、B)出会いと社交の作り方の二点にまとめる。二年目にあたる今年度は、A)個々人を焦点化した初年度をうけて、継続調査をおこないつつ、B)出会いと社交へと場面の拡大をはかった。すなわち調査地(a)として、博多部(綱場町)、福岡部(唐人町)、周辺(香椎)、郊外旧農村部(脇山)の年中行事をふくめたひと集まりをおき、そこでの地縁の交際のしくみと、被覆的な記憶の深度のあり方を探究した。B)へと比重を移すことで、再びA)をみると、社会性をあらかじめ内蔵した切りとられない「人物像」(ひととなり、人格、person)が周囲をまきこみつつ調和と安定を図るカギとなることが注目される。この前提にたって、はじめて半人前(c)や雑業(d)のスキマが生じうるとする視角は、なお調査中だが、ひとつの可能性をもつといえる。また時間(b)の多層性については、加速するグローバルな時間と別種の時間を構築する、マチバの知恵(待つ、蓄える、保存する、遡るなど)のあり方について、仕事と趣味にわたって資料収集と考察を進めた。マチバの夜の作り方については、家庭とマチの二つの場所をめぐって模索をつづけている。都市の生活世界においては、a)場所、b)時間、c)成員、de)職業の四点を焦点化し、こうした環境を生きる人々の生活の知恵(ハビトゥス[そなえの民俗])として、A)個々人のそなえ、B)出会いと社交の作り方の二点にまとめる。三年目のまとめにあたって、今年度は個別の聞き書きを深めるとともに、マチバの生活世界(民俗、社会、宗教)をめぐる文献資料の収集と、聞き書きから記述にいたる方法的視角の深化を主として文庫作業によって図った。初年度の作業A)と次年度の作業B)をへて、前提としての「そなえの民俗」(ハビトゥス)の地図配置の中でA)とB)を通底する「ひととなり」に注目し、課題としての「無事と福分」や「半人前」もこの主題系に即して展開できるとの見通しが得られた。すなわち、より長期のプロジェクトで云うなら、「日常性の宗教学」(平成19&20)「モニュメントの宗教学」(平成21&22&23)はそれぞれ、マチバの時間の多層性と、マチバの空間をめぐる記憶の重層的仕組みの析出に特色があった。これをふまえて今回のプロジェクトは、1)マチバの人物(人格、ひととなり、person)の作られ方とその働きを焦点化し、さらには、2)これと相即して民俗誌・民族誌的記述が定義の学問と対比的な配置にあることの深意の探究への糸口を開いたことになる。

この研究は、地方都市をフィールドとして、主として聞き書きから、そこに住む人々の幸福への模索を描きだす試みである。ムラ社会との対比から、そなえの民俗、いいきたり・しきたり・ひととなりの三区分、などの分析をへて、幸福の四象限を仮説的に提示した。そのうち「あいだの幸福」とよぶ第四象限はまだ未熟であるが、宗教者類型のみならず、マチバの民俗的人物像(世話人)を考えるうえでも生産的なみとおしを与えうることを示した(「民俗レベルの利他主義」)。初年度の調査研究をうけて、個々人のそなえをふまえた、社交と出会いの場面へと視野を拡大するこころみはなしえているものの、1)マチバの夜の作られ方、2)半人前の幸福論、というきわめて都会的な課題については、ややあしぶみ状態である。この点において「生きる技法」の探求という大筋の目的ははたしつつありながら、具体的細部になお瑕疵があると判断した。宗教学資料収集と分析視角の双方においてこれまでの研究方針を継続する。ただし、次の二点に比重をおき、最終年度における課題の深化をこころみたい。1)「ひととなり」を軸とした「無事」と「福分」という対象化しにくい項目については、より厚い事例の集積から再度「幸福の四象限」を検討すること。2)マチバの「夜」のしくみと、「半人前」の幸福論についても、一歩踏みこんだ事例の集積をこころみること。福岡市のマチバの日常生活をフィールドとし、人々が幸福を求めて生きる技法そのものを対象とする本研究において、対話的環流型調査は不可欠の方法である。話者の人生の自己定義と再定義を促しながら、生きがいとその背景にあるそなえの民俗を析出するやり方には、とおりいっぺんでない調査者のコミットメントが介入する。できうる限り正確な人生資料の収集とともに、全体像を記述する主体的な視角が模索される。この点で、初年度の調査研究は、「研究実績の概要」に述べたように、1)イナカとマチバの比較、2)マチバの民俗の史的深度、3)同苦共同体の形成過程へとふくらみながら、諸事例と幸福の四象限との往還的分析を進めており、当初の計画以上の進展をみせている。また、ローカル/ナショナル/グローバルの問題系についてはマチバの時間論からの切り口に可能性がみられる。ただし「福分」と「無事」をめぐる方法的記述についてはやや停滞気味のきらいがあり、総じて「おおむね順調」と判断した。物品(文具類)購入にあてる予定であったが、運営交付金でまかなえたため、次年度により有効に活用することにした。資料収集と分析視角の双方においてこれまでの研究方針を継続する。「ひととなり」を軸にした、「無事」「福分」という対象化しにくい項目をめぐる方法的模索も、諸学との連携をはかりつつ模索的深化をこころみる。物品(文具類)購入にあてる。
立体特異性リビングラジカル重合と新規ステレオ共重合体の合成

本研究では、ラジカル重合において、分子量と立体構造の同時制御を可能とする立体特異性リビングラジカル重合を開発することを目的とした。具体的には、遷移金属錯体などを用いたリビングラジカル重合系と、極性溶媒やルイス酸を用いた立体特異性ラジカル重合を、うまく組み合わせることにより、種々のモノマーのラジカル重合において、分子量と立体構造の同時制御が可能となることを見出した。両者の選択においては、一方が他方の重合制御を妨げない組み合わせを見つけることが問題であった。以下にいくつかの項目について簡単に述べる。1.ルテニウム錯体とフルオロアルコール或いは非プロトン性極性溶媒の組み合せRuCp^*Cl(PPh_3)_2を用いて、(CF_3)_3COH中で、メタクリル酸メチルの重合を行うことにより、分子量がよく制御され(M_w/M_n=1.07)、シンジオタクチシチーの高い(r=88%)ポリマーが得られた。また、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルでは、溶媒としてDMFを用いることにより、同様なポリマーが得られた。この重合を利用して、シンジオタクチック-アタクチックのセグメント鎖から成るステレオブロック重合体の合成も可能となった。2.鉄錯体とルイス酸の組み合せN,N-ジメチルアクリルアミドの重合を、鉄錯体([FeCp(CO)_2]_2)と共に、希土類ルイス酸(Y(OTf)_3)を用いて行うことにより、アイソ特異性リビングラジカル重合が進行した(M_w/M_n=1.87,m=82%)。3.ヨウ素移動重合とフルオロアルコールの組み合せ酢酸ビニルの重合をヨウ素化合物をアゾ開始剤と共に用いて、フルオロアルコール中で重合を行うことで、シンジオ特異性リビングラジカル重合が進行した(M_w/M_n=1.20,r=59%)。N-ビニルピロリドンの重合を、キサントゲン酸エステルとアゾ開始剤の存在下、フルオロアルコール中で行うことにより、シンジオタクチシチーが高く、分子量制御されたポリマーが得られた(M_w/M_n=1.28,r=60%)。本研究では、ラジカル重合において、分子量と立体構造の同時制御を可能とする立体特異性リビングラジカル重合を開発することを目的としている。とくに、遷移金属錯体を用いたリビングラジカル重合系において、立体特異性ラジカル重合を可能とするルイス酸やフルオロアルコールなどの極性溶媒を用いることで、その実現をめざす。1.遷移金属錯体と希土類ルイス酸を用いたアクリルアミド類の重合鉄錯体[(FeCp(CO)_2)_2]を用いたN,N-ジメチルアクリルアミドのリビングラジカル重合系に、トリフルオロメタンスルホン酸イットリウム[Y(OTf)_3]などの希土類ルイス酸を添加しても、重合が進行し、リビング重合が可能であった。生成ポリマーの立体規則性ついては、メゾ(m)含率がm=82%であり、ルイス酸を添加しない場合のm=52%に比べて高く、立体特異性ラジカル重合が進行した。金属触媒およびルイス酸の添加量は、モノマーに対して1mol%と5mol%と低くても、この立体特異性リビングラジカル重合は可能であり、両成分は触媒的に働いていることがわかった。

また、鉄錯体によるリビングラジカル重合を行い、途中からルイス酸を添加することにより、アタクチックとアイソタクチックセグメントからなる、ステレオブロック共重合体の合成が可能であることが明らかとなった。2.遷移金属錯体と種々の溶媒を用いたメタクリル酸エステルの重合2-ヒドロキシエチルメタクリル酸エステル(HEAM)のラジカル重合を、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を用いて、種々の溶媒やさらにルイス酸を添加して行ったところ、ジメチルホルムアミド(DMF)中ではシンジオタクチック含率が高く、一方、フルオロアルコール中ではアイソタクチック含率が高いポリマーが生成し、溶媒によりポリマーの立体規則性を大きく変化させることが可能であった(rr=43-79%)。さらに、これらの溶媒中でルテニウム錯体[RuCp^*Cl(PPh_3)_2]を用いて重合を行うと、ポリマーの分子量と立体構造が同時に制御された立体特異性リビングラジカル重合が進行した。本研究では、ラジカル重合において、分子量と立体構造の同時制御を可能とする立体特異性リビングラジカル重合を開発することを目的としている。とくに、遷移金属錯体などを用いたリビングラジカル重合系において、種々の極性溶媒を用いて立体構造を制御することで、その実現をめざす。1.遷移金属錯体と種々の溶媒を用いたメタクリル酸エステルの重合メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEAM)のラジカル重合を、種々の溶媒を用いて重合を行ったところ、ジメチルホルムアミド(DMF)などの非プロトン性極性溶媒中ではシンジオタクチック含率が高く、一方、フルオロアルコール中ではアイソタクチック含率が高いポリマーが生成し、溶媒によりポリマーの立体規則性を大きく変化させることが可能であった(rr=51-82%)。ポリマーのガラス転移温度は、タクチシチーに大きく依存した。また、これらの溶媒中でルテニウム錯体[RuCp^*Cl(PPh_3)_2]を用いて重合を行うと、ポリマーの分子量と立体構造が同時に制御された立体特異性リビングラジカル重合が進行した。さらにこの重合を用いることにより、立体規則性が異なるステレオブロック共重合体の合成が可能となった。2.フルオロアルコール中での酢酸ビニルのヨウ素移動ラジカル重合の重合ヨウ素化合物(CH_2ICO_2Et)を用いた酢酸ビニルのヨウ素移動ラジカル重合を、種々のフルオロアルコール中で行うことにより、分子量が制御され、しかもシンジオタクチック含率の高いポリ酢酸ビニルの合成が可能となった(r60%)。とくに、ジオールタイプ[m-C_6H_4{C(CF_3)_2OH}_2]中では分子量分布も非常に狭くなった(M_w/M_n1.2)。ポリマー主鎖および末端構造の解析により、フルオロアルコール中では頭-頭結合の生成が抑制され、これにより分子量の制御能が向上している可能性が示された。すなわち、フルオロアルコールは、重合反応における立体選択性のみならず位置選択性の制御も行うことが示唆された。
知覚フィードバックに基づく柔軟多指ハンドの高知能化

自由度配分(関節の数)が(2,3)あるいは(3,3)の指一対について、対象物体の側面が平行でなくても、外界センシングを用いなくても、また、物体情報(重心位置、物体幅)が無くても、安定把持を可能にする制御法を見出し、安定性の証明を与えるとともに、シミュレーションと実験によってそのことを確認した。これは人が栂指と人差指で物体をピンチングするとき、その近くまで手を近づけておけば、目を閉じても安定にピンチングできることに相当し、これを"blind pinching"と呼んだ。これらの結果は2004年度と2005年度のIEEE ICRA国際会議で発表し、両方ともmanipulation部門の最優秀論文の最終候補に選ばれた。3次元物体の3次元安定把持については、ころがり接触は非ホロノミック拘束を引き起こすが、この場合の拘束条件を含めた全体系の運動方程式の導出に成功し、両側面が平行な場合に限ってではあるが、動的に安定な3次元把持が対向力によって可能になることを見出し、ロボット指一対にも3次元的"blind grasping"ができることを示した。これらの結果は報告書には間に合わなかったが、論文にまとめ学会誌に投稿することが出来た。なお、3次元指の設計は終え、各構成部品の工作と発注を終えて、組み立て段階にまで進めたが、実験的確認には至らなかった。他に、直接の研究目的以外にも、指と手を一体にした手書きロボットについても研究し、冗長自由度をもつロボットに対しても、逆運動学を解かないで、自然で巧みな運動生成があり得ることを理論的かつ実験的に確認し、論文発表した。指と物体の全体系の運動が平面内に限られている場合について、自由度配分が(2,3)あるいは(3,3)の指一対による物体把持と姿勢角の同時制御が、物体の二つの側面が非平行であり、かつ重力の影響を直接受ける場合についても、感覚フィードバックによって可能になることを理論的に明らかにした。また、本年度には自由度3の指一対を製作し、この理論的予測を実験によっても確認した。但し、指の自由度配分が(2,2)の場合の安定把持と姿勢角の同時制御が可能になることは、シミュレーションと実験では確認できたが、理論的な証明は非常に困難であり、未完成のままとなった。3次元物体の3次元空間における安定把持については、指先がころがり接触をもつ場合について、全体システムの力/トルク平衡が満たすべき条件を明らかにし、この結果に基づいて感覚フィードバック則の発見に努めている、来年度の課題は、自由度配分が(2,2)の指一対による感覚フィードバックによる閉ループダイナミクスの収束性を証明し、また、3次元物体の感覚フィードバック法を確立することとする。なお、研究目的以外にも本年度において、回転できる手首部分の付加によって、物体の姿勢角制御が容易になることを見出し、また、物体操作の巧みさが、ヤコビアンベクトルと作業ベクトルの間の独立性に深くかかわることを見出している。また、根元の関節が2自由度をもつ合計4自由度の指一本を設計し、他の3自由度をもつ指を3次元運動ができるように改良し、これらの指一対をハンドするロボットの製作に取りかかった。3次元物体については、平行な側面をもつ物体であれば指2本で3次元安定把持が可能になることを既に見出している。しかし、重力下ではtwist運動が起こる可能性があり、これを制御するためにもう一つの指が必要になり、指3本のハンドで完全な安定把持が可能になることを示した。最終年度では、多自由度の指一対で構成したロボットハンドによる安定的な物体把持(ピンチング)が、外界センサーを一切用いないで、かつ、物体そのものの運動学的パラメター(幅、質量、質量中心、慣性モーメント)も知らずに、実現可できることを重力の影響を無視した2次元水平面内で示した。

これは、人間が目を閉じても、手指の姿勢が物体の近傍で適切に整えれば(このことを"preshaping"と呼ぶ)、中枢神経系からのフィードバックなしに、拇指と人差指(あるいは中指)による対向力で自然に安定把持できることに相当し、これを"blind grasping"と称した。次いで、重力の影響を直接受ける垂直平面下でもこれを可能にする制御入力の探索を試みた。対象物体の側面が非平行になると、対向力だけでは重力とのバランスを取れず、物体をころがしつつ落とす可能性が起こる。そのため、物体が傾き力を押さえる感覚信号を付加し、加えて、推定方式に基づく重力補償を組み込んでこの問題を解決した。これらの理論的考察はすべて、シミュレーションと製作したロボット指一対による実験によってその有効性を検証し、様々な作業を実現させた。また、物体の把持と目標姿勢を同時に実現する問題には"巧みさ"が重要な働きをすることを見出し、"巧みさ指数"を導入し、拇指と人差指の各関節の役割分担が巧みさ指数を増加させ、巧みさの実現の鍵となることを見出した。多自由度の指一対あるいは三本指による3次元物体把持については、対向直線まわりの回転(twist)が無視できれば、回転力のバランスを静的に実現させる条件を導出し、また、指と物体を含めた全体系のラグランジュの運動方程式を導いた。現時点ではシミュレータを製作し、3次元動作可能な指メカニズムの設計を終えている。研究成果の発表は本年度には間に合わなかったが、次年度には発表する予定である。