hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中性子結晶構造解析によるヒドロゲナーゼの水素合成・分解機構の全容解明

ヒドロゲナーゼの反応機構を真に理解するためには、反応中の各状態の水素原子を直接観測することが必須であるため、本申請研究では中性子を中核に据え、X線を相補的に組み合わせた構造解析から全原子構造情報を高精度に取得することを目的としている。今年度は、前年度に収集した還元型(活性状態:Ni-R型)の2.1Å分解能の中性子回折データの構造精密化を同一結晶から取得した1.0Å分解能程度のX線回折データを組み合わせて実施した。その結果、若干酸化型(不活性状態:Ni-A型)が混在した状態の構造であることが判明した。そこで、還元剤を添加した溶液に結晶を一定時間浸漬したのちに国内のパルス中性子源J-PARCでの中性子回折実験に供した。その結果、2.0Å分解能での中性子回折データを収集したが、データ処理後の統計値に若干の問題(データの完全性が低い)があった。また、同一結晶から取得したX線回折データを用いた構造解析の結果、前年度に取得した結晶に比べて還元状態が進んでいるものの、まだ少しだけ酸化型が混在していることが判明したため、還元剤添加溶液への浸漬時間を長くすることで、還元状態をより進めた結晶を作製した。予備的なX線回折実験の結果、X線回折で判断できる範囲では十分な還元状態であることを確認できたため、この条件下で中性子回折実験に供する大型結晶を作製した。還元型(活性状態:Ni-R型)制御の知見を取得し、中性子結晶構造解析に目処をつけることが出来た。還元型(活性状態:Ni-R型)の大型結晶の凍結条件を確立し、2Å分解能程度の中性子回折データを収集する。その後、同一結晶から取得した高分解能X線回折データを組み合わせた構造精密化を実施する。収集済みの還元型の中性子およびX線回折データを用いて相補的構造精密化を実施し、構造解析を完了する。収集済み及び今後取得する還元型の中性子回折データを、同一結晶から取得したX線回折データを組み合わせて、構造解析を完了する。当初予定した米国のパルス中性子源での回折実験が先方の装置の不具合のため順延となったため。結晶作製が順調のため、当初予定より物品費を要しなかった。次年度は結晶凍結用の機器購入と中性子回折実験および情報収集を目的とした国際会議出席のための旅費に使用する予定である。次年度は結晶凍結用の機器購入と成果発表のための国際会議出席の旅費および論文投稿費(英文校閲も含む)に使用する予定である。米国のパルス中性子源での実験のための旅費及び試料準備のための物品購入に充てる
炎症とその修復における細胞表面へパラン硫酸高分子構造の解析

本研究で、われわれは高速液体クロマトグラフィ-を用い、細胞間マトリックス構成であるムコ多糖(特にコンドロイチン硫酸異性体とデルマタン硫酸異性体)の再現性の高い分別定量を確立した。すなわち、これらムコ多糖の分子種をまずそれぞれの構成二糖レベルまで分解し、ついでこれをHPLCで同定できる条件を確立した。この際、最初にコンドロイチナ-ゼーABC,ーAC処理によりコンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸を分解し、それぞれの分子種より得られた該当構成二種を相互に対比し、特有なretentionより各分子種を定量的に測出する方法を見出した。すなわち10種類のムコ多糖分子種分別を可能にした。本研究では、細胞膜表面物質であるヘパラン硫酸異性体を対象に加えた。このため新しく見出したヘパリチナ-ゼ分解酵素I及びIIにより、ヘパラン硫酸をその構成二糖に分解した。この際、ムコ多糖分子種解析用に開発した新しいレジン・カラム(SDー613)を用い、高速液体クロマトグラフィ-により、6種のヘパラン硫酸をその他のムコ多糖分解後、ヘパラン硫酸構成二糖成分として的確に把握した。上記により、ヒト肝・腎・大動脈各組織に存在するムコ多糖構成成分を検討した結果、ヘパラン硫酸が細胞間マトリックスのみならず細胞表面に存在することを見出した。また細織肥厚、線維化、granulation、退行変性でマトリックスのうちデルマタン硫酸構成成分が増加し、異性体の硫酸化による成分変化が起ることを認め、これら病態変動過程にムコ多糖分子種の代謝が関与することを知った。
複雑系物理の手法に基づく地下水汚染予測モデルの実験的検証

放射性廃棄物の地層処分において、地質媒体中の放射性物質の挙動は、移流分散方程式という支配方程式によってモデル化されている。しかし実際のフィールド試験や室内実験の再現性を検討した場合、これは必ずしも最適な支配方程式ではないのではないかという指摘がされている。そこで本研究では、移流分散方程式に代わるモデルで近年注目を集めているCTRW(Continuous Time Random Walk)を新しいモデルとし、実験的にこの支配方程式の検証を行った。実験的に検証したのは(1)縦分散係数の距離依存性、および(2)重金属吸着系での移流分散挙動の確認の2点である。(1),(2)の両方において、移流分散方程式よりもCTRWモデルの方が実験結果の再現性が高いことが明らかになった。さらに詳細を述べると、(1)については、十分長いサンドボックスを用いた透水実験を行ったことにより、CTRWで予測される挙動を示すことが確認された。ただし、現実の体系ではオリジナルのCTRWで導入した「異常性」は強すぎており、待ち時間の確率密度関数に対し上下のカットオフ時間を導入することにより、若干「異常性」を弱めた方が現実に近い結果となることが明らかになった。(2)については、強い吸着をする重金属と弱い吸着をする重金属の2種について実験を行い、前者ではオリジナルなCTRWの結果と近いものの、後者ではやはりカットオフを導入した方が実験値に近い結果を得ることがわかった。以上の結果によりLLW,HLW地層処分の解析においてもカットオフ有りのCTRWによる検討を行うことは有意義であると考えられる。本研究の目的は、透水実験を行うことにより、従来広く利用されている移流分散方程式(ADE)と実際の実験との差違を定性的に明らかにし、新しく提案されている支配方程式が実験値をどの程度再現できるかを確認することである。今年度はまず以下の実験を行った。メチレンブルーおよび0.5%NaCl水溶液の混合溶液を一定流量にてガラスビーズを充填したサンドボックスに浸透させ、側面から浸透の様子を撮影した。これにより密度くさびの影響は小さいことを確認し、0.5%NaCl水溶液をトレーサー濃度として用いることを決定した。同時に、入り口境界条件流入タンクの改良を行った。上流タンク濃度をできるだけ短い時間で純水から所定濃度溶液へと切り替えるためタンク容量を縮小し、底部が外せる容器を作成した。以上により密度流の影響・境界条件切り替えの影響ともに無視できる実験体系を構築した。本実験においては0.5%NaCl水溶液を流入タンクより連続注入し、サンドボックス中の5カ所において濃度のサンプリングを行った。得られた破過曲線を、通常の移流分散方程式(ADE)とフラクショナルな移流分散方程式(fADE)の両者によりフィッティングを行った。その結果、新しい支配方程式(fADE)の方が破過曲線の全領域においてよく一致することが明らかになった。特に、テーリングとよばれる部分に相当する領域で顕著にフィットが改善された。テーリングは安全解析上、重要な領域であるため今後fADEモデルの適用を検討していくことが必要であると考えられる。地層処分の際、地質媒体中の放射性物質の移流分散には、従来、移流分散方程式という支配方程式が広く用いられている。しかし実際のフィールド試験や屋内実験結果を正確に予測できない場合があることが知られている。これを受けて近年、現実の物質移行により近い新しい理論モデルが提案されており、本研究では実験的にこれらのモデルの検証を行う。H17年度以来、実験およびシミュレーションにより、実際の系をよりよく再現できるモデルを開発している。H18年度は特に、縦分散係数という巨視的パラメータを正確に表す方法を検討した。【実験による成果】本年度は、まず実験において昨年度に引き続きサンドボックスによる透水実験を行った。昨年度の結果より、流入側タンクの水位調節をより厳密に行う必要があることが判明したため、流入側タンクを塩水で置換する手法の改良を行った。流入側タンクの幅を拡大し、置換の際

マリオットタンクからの流入により水位の変動幅を小さくした。この結果、破過曲線に現れる二重のピークが、下流において改善した。また、破過曲線から求められた縦分散係数についてBluntらの研究結果をもとにペクレ数Peに対する依存性を検討した。以上の検討により、立て分散係数のPe依存性は流下距離が5m以上になると顕著に現れることが明らかになった。また、地質媒体に吸着する陽イオンでの測定を行うため、原子吸光光度計のセットアップを行った。【理論解析による結果】連続時間ランダムウォークモデル(Continuous-Time Random Walkmodel ; CTRW)によるシミュレーションプログラムの改良を行った。これまで、固定された時刻における濃度プロファイルが得られるような計算を行っていたが、プログラムを書き換え、固定された位置(実験において測定した各チャンネルの位置に対応)における濃度プロファイルが得られるようにした。地下水・土壌汚染による日常生活への影響が大きく取り上げられるようになり、正確な汚染状況の把握や長期的な予測が必要となっている。従来土壌における吸着のある汚染物質の挙動の予測は、以下の移流分散方程式(ADE)と呼ばれるものが用いられて来た。dC/dt=D/R d^2C/dx^2-v/R dC/dx,ここでDは分散係数、Cは濃度、Rは遅延係数、vは地下水の平均実流速、xは汚染源からの距離、tは放出後の経過時間である。この式は1950年代から広く用いられているもので、流速と分散係数が分かれば各位置・各時間での濃度予測に使われているが、Adams and Gelhar(1992)によるフィールド実験などにより実測値との大きなずれが指摘されている。そのため、本研究では連続時間ランダムウォークと呼ばれる新しい物質移動のモデルをADEの代わりに使うことを提案している。現在までに、土壌中で吸着を起こさない塩化物イオンや臭化物イオンではこの新しいモデルの有効性が確認されているが、陽イオン等の吸着系についてはまだ検証されていない。そこで今回は室内カラム試験を行い、その破過曲線を従来の移流分散方程式とフィッティングさせて結果が合致しない事を示し、新しく提案されている支配方程式である連続時間ランダムウォークとのフィッティングを行い、適用が可能であることを示した。
規格化日本語による文書の作成に関する研究

本研究は、科学技術文書の正確で効率的な流通性を高めるために次のことを研究目的とする。(1)人間にとっても機械にとってもあいまいさが少ない日本語(規格化日本語)を提案する。(2)この言語を用いて文書を作成する方法を提案する。(3)文書作成を機械支援するための基本機能を検討し、さらに、機械支援システムを作成する。本研究の主な成果は以下の通りである。(1)科学技術文書において、不必要に複雑な表現とかあいまいな表現とかを収集した。さらに、その文法構造・意味構造を分析し、また、その原因を整理した。(2)文の枠組を構成する付属語表現の中から、規格化日本語にとって必要十分な表現を代表表現として抽出した。さらに、代表表現以外の付属語表現を代表表現に変換するルールを定めた。(3)規格化日本語における簡単な係り受け規則を定め、文法規則を設計した。(4)文の構造を複雑にする原因として、係り受け構造・並列構造の複雑さがある。係り受け構造の複雑さは文の長さと、強い相関をもつ。本研究では、長い文を複数の短い文に変換する短文化ルールと、並列構造単純化ルールとを定めた。さらに、これらのルールを大量の文書に適用して書き換え実験を行い、ルールの正当性を確かめた。(5)文書作成の機械支援のために必要な基本機能を定め、これらの機能をもつ文書作成支援システムを試作した。(6)規格化日本語の評価は難しい問題である。現在、文書作成支援システムを用いて科学技術文書を規格化日本語に書き換える実験を行っている。また(a)構文的・意味的あいまいさの減少度,(b)文書全体の意味が元のものから変化していないか等について検討中である。
疼痛ペプチド・ノシセプチン受容体の活性発現機構の解明とアンタゴニストの設計

鎮痛に関わるオピオイド受容体には、δ、μおよびκの3種類が存在する。一方、痛み増強に関わるノシセプチンの受容体(ORL1受容体)もオピオイド受容体と非常によく似たGタンパク質共役の7回膜貫通型受容体構造を持つ。ORL1受容体のTrp^208をAlaに置換した変異受容体では、リガンドは結合するが受容体が活性化しない。このTrpは、他のオピオイド受容体においても保存されているアミノ酸残基であるため、これらに共通する受容体活性化機構が存在する可能性が高い。そこで本年度は、3種のオピオイド受容体およびORL1受容体において、TM5の最上部に存在するTrpをAlaに置換した変異受容体を作製し、Trpの役割について評価した。まず、δ、μおよびκの3種の受容体のTrpをPCR法によりAlaに置換した変異受容体を作製し、COS-7細胞に発現させた。細胞より膜標品を調整し、競争結合試験により各特異的リガンドについて受容体結合能を評価した。その結果、δ、μ、κ変異受容体においてwild-type受容体と同等の結合能を示したことから、これらの受容体のTrpはORL1のTrp^<208>と同様にリガンド結合には関与していないことが分かった。さらに、[^<35>S]GTP_γS結合試験により受容体活性化能を評価したところ、ORL1では活性が失われた。一方δ、μおよびκオピオイド受容体では、アゴニストはwild-type受容体同様の強い活性化能を示した。以上の結果から、オピオイド受容体ではTM5の最上部に位置するTrpはリガンドの結合および活性化の両方にとって必須ではなく、このTrpはORL1受容体の受容体活性化にきわめて特徴的で重要な構造要因であることが明らかとなった。このTrpへの相互作用を介した特異的なTrp-インドールとスタッキング相互作用するHis含有ペプチドの分子設計を実施した。ノシセプチンアンタゴニストであるAc-RYYRIK-NH_2は、そのアミノ酸配列中に塩基性残基を3箇所含むことから、受容体の第2細胞外ループ上に集中した酸性アミノ酸残基と相互作用すると予測されてきた。そこで、それらの酸性アミノ酸残基(191位Glu、192位Asp、193位Glu、194位Glu)についてそれぞれをAla置換した変異受容体を計4種(Glu191Ala、Asp192Ala、Glu193Ala、Glu194Ala)、さらにこれらの残基を全てAla置換した変異受容体(EDEE191-194AAAA)を作製し、ORL1受容体のAc-RYYRIK-NH_2結合部位を調査した。5種の変異体について[^3H]ノシセプチンをトレーサーとした競合結合試験を実施したところ、ノシセプチン、Ac-RYYRIK-NH_2ともに強い結合能を示した。その親和性はGlu191Ala、Asp192Ala、Glu193Ala、Glu194Alaでは野生型ORL1受容体とほぼ同じ(ノシセプチン:IC_<50>=0.83nM、Ac-RYYRIK-NH_2:IC_<50>=1.53nM)であった。EDEE191-194AAAA変異体ではノシセプチンのみ若干の結合親和性低下が見られた。この結果は、191194位の各酸性アミノ酸残基がリガンド結合に必ずしも必須ではないことを示すものである。今後はAc-RYYRIK-NH_2の受容体結合部位の候補として、ループ上の他の酸性アミノ酸残基を視野にいれて研究を行っていく。(2)ORL1受容体の活性化に関与する残基の同定ORL1受容体を含めた各オピオイド受容体サブタイプ間には全部で85個のアミノ酸残基が保存されている。これら保存残基の受容体活性化機構への役割を調べるため、まず、この中で唯一存在するHis残基である151位Hisについて変異受容体(His151Ala)を作製した。His151Alaについてリガンド結合能を測定したところ、野生型ORL1受容体とほぼ同等のリガンド結合親和性が観察された(ノシセプチン:IC_<50>=1.19nM、Ac-RYYRIK-NH_2:IC_<50>=3.37nM)。151位Hisは第2細胞内ループ上に存在し、細胞膜外に露出していないので、この結果は妥当であると考えられる。今後は、生理活性測定([^<35>S]GTPγS結合試験)を実施し、受容体活性化への151位Hisの役割を調査する予定である。ノシセプチン受容体のアンタゴニストであるAc-RYYRIK-NH_2ペプチドはそのアミノ酸配列中に塩基性のアミノ酸残基を3個含んでいる。このペプチドとノシセプチン受容体との相互作用を解明するために、1位と4位のアルギニンに注目した。これらのアルギニン側鎖グアニジノ基をトシル基およびニトロ基で保護したアナログとアルギニンをシトルリンに置換して側鎖での正電荷をなくしたアナログを合成し、ノシセプチン受容体への結合親和性を評価した。その結果、1位置換体において、200-1500倍の結合親和性の低下が見られた。

これより、1位のアルギニンの正電荷がノシセプチン受容体との結合に必須であり、静電的に相互作用しているものと考えられた。一方、4位置換体ではいずれも4-5倍程度ではあるが結合親和性の低下が観察され、4位のアルギニンも活性に必須であると考えられた。また、Ac-RYYRIK-NH_2のアンタゴニストとしての問題点は、アゴニスト活性がかなり強く、ノシセプチンの50%もあることである。このアゴニスト活性を打ち消し、強いアンタゴニスト活性が保持されれば、純アンタゴニストが得られ、分子機構解明の分子ツールとしてだけではなく、鎮痛薬の創製の点からも、その重要性は計り知れない。N末端アセチル(Ac)基を除去して、遊離アミノ酸にすると結合親和性が100倍以上低下することから、Ac基は疎水性ポケットに結合するのではないかと考えられた。そこで、様々なサイズのアシル基(For基、Pr基、Bu基、iso-Bu基、Bx基、Ada基の6種)に置換したアナログを合成し、ノシセプチン受容体への結合親和性とアンタゴニスト活性を測定した。その結果、アシルーアルキル基が大きくなるほどアゴニスト活性が小さくなり、イソブチリル基で最適化されることが判明した。さらに、これは天然ノシセプチンとほぼ同様にノシセプチン受容体と強く結合し、生物活性ではアゴニスト活性を示さず、しかもノシセプチンに対して非常に強いアンタゴニスト活性を示した。こうして、ノシセプチン受容体の純アンタゴニストをはじめて作り出すことに成功した。鎮痛に関わるオピオイド受容体には、δ、μおよびκの3種類が存在する。一方、痛み増強に関わるノシセプチンの受容体(ORL1受容体)もオピオイド受容体と非常によく似たGタンパク質共役の7回膜貫通型受容体構造を持つ。ORL1受容体のTrp^208をAlaに置換した変異受容体では、リガンドは結合するが受容体が活性化しない。このTrpは、他のオピオイド受容体においても保存されているアミノ酸残基であるため、これらに共通する受容体活性化機構が存在する可能性が高い。そこで本年度は、3種のオピオイド受容体およびORL1受容体において、TM5の最上部に存在するTrpをAlaに置換した変異受容体を作製し、Trpの役割について評価した。まず、δ、μおよびκの3種の受容体のTrpをPCR法によりAlaに置換した変異受容体を作製し、COS-7細胞に発現させた。細胞より膜標品を調整し、競争結合試験により各特異的リガンドについて受容体結合能を評価した。その結果、δ、μ、κ変異受容体においてwild-type受容体と同等の結合能を示したことから、これらの受容体のTrpはORL1のTrp^<208>と同様にリガンド結合には関与していないことが分かった。さらに、[^<35>S]GTP_γS結合試験により受容体活性化能を評価したところ、ORL1では活性が失われた。一方δ、μおよびκオピオイド受容体では、アゴニストはwild-type受容体同様の強い活性化能を示した。以上の結果から、オピオイド受容体ではTM5の最上部に位置するTrpはリガンドの結合および活性化の両方にとって必須ではなく、このTrpはORL1受容体の受容体活性化にきわめて特徴的で重要な構造要因であることが明らかとなった。このTrpへの相互作用を介した特異的なTrp-インドールとスタッキング相互作用するHis含有ペプチドの分子設計を実施した。
Haivy cell leukemic腫瘍細胞から産生される造血抑制物質の研究

本邦ではHairy cell leukemia(HCL)に欧米型、本邦型、類前リンパ球異型の3亜型が存在することが我々の研究より明らかとなっている。この3亜型は血液像や白血病細胞の形態などに相違がみられるが、病態、病理組識所見、フォルボールエステルに対する反応態度などは共通し、加えて我々は癌遺伝子fgrがいずれの病型にも強く発現していることを見出した。また、HCL腫瘍細胞(HC)は、MW,56kDaの造血コロニー抑制物質(HC-CIF)を産生することを我々は既に報告している。HC-CIFは上記3亜型全ての細胞から無刺激培養上清中に産生がみられ、臨床的には強い好中球減少がみられる。まれに好中球減少のない例があり、これらの例では培養上清中にHC-CIFの自然産生がみられないことを明かにした。しかし、この細胞もSAC刺激により、強い造血コロニー抑制作用物質産生が生じ、HC-CIFの産生に加え、無刺激上清中にはみられなかった造血コロニー抑制作用を同じく示すTNFαの産生も誘導された。HC-CIFの精製には、大量のHCを必要とし、研究の進展を困難にしていた。ところが、最近樹立したHC細胞株がHC-CIFを産生することを知った。この細胞株を用い、大量の培養上清を作成し、これよりHC-CIFを分離・精製し、逆相クロマトグラフィーにて単一のペプチドを得た。現在そのアミノ酸配列の決定をおこなっている。ところで、以前より、HCLの中にはまれに著明なポリクローナル高γグロブリン血症(「高γ」)を示す患者がみられるが、我々は、HCが「高γ」発現にも関与するのではないかと考え、そのHCの培養上清を検討したところ、HC-CIFに近接した分子量をもつIgG産生を促進する液性因子を産生していることが明かとなった。以上の成績より、HCは、2種類の液性因子を産生し、それぞれ病態と密接に関連することが明かとなった。正常ヒトにHCに相当するnormalcounte-rpartが存在することも知られており、本研究はこの細胞の生理的な役割を明らかにしていくものである。Hairy cell leukemia(HCL)の腫瘍細胞(HC)から産生される造血コロニ-形成抑制物質(HCーCIF)は無刺激HCの培養上清中に認められる比較的低分子(分子量5,0006,000)のペプタイドである。我々はこれまで検索したHCLの全例においてこの活性を認めたが、これらの例は欧米型、本邦型、prolymphocytic rariantの全ての亜型にわたり、いずれも巨脾を有し、好中球絶体数の減少があった。ところがごく最近、HCLの細胞学的診断基準を満しながらも、脾腫を認めず、好中球数がむしろ増加した症例を見い出し、この例についてHCーCIFを調べたところ、この例のHCーCIFを産生していないことが明らかとなった。しかしこの例でもHCをSACで刺激したところ、強い活性の産生を誘導しうることが分った。現在この誘導の機序について検討中である。HCーCIF活性の検出、力価の評価はヒト造血コロニ-形成法によっているが、この方法は正常骨髄材料を得ることが困難なことから研究遂行の1つの障害となっている。

HCーCIFはマウス造血コロニ-形成の抑制はみられないのでマウス細胞の利用はできない。そこでヒトGーCSF依存性細胞株OCI/AML 1aの供与を受け、この細胞のGーCSF増殖に対する抑制系を利用して活性の検出を行おうとした。ところが、この細胞株ではHCーCIFを含むHC上清はむしろ細胞増殖を亢進させた。この無刺激培養上清には他のcytokinesを含まないことをみているので、この現象はHCーCIFのmultifunctionを示唆し、特に腫瘍細胞株における作用の逆転は極めて興味深い現象である。HCーCIFの機能としてCSF増殖抑制能にとどまらず、HCーCIF単独でのCIF以外の機能の検討も計画中である。Hairy cell leukemia(HCL)の腫瘍細胞から無刺激で培養上清中に産生される造血コロニ-抑制物質(HCーCIF)は低分子ペプタイド(分子量5,0006,000)であることが確認されている。本邦ではHCLに欧米型、本邦型、類前リンパ球異型の3亜型が存在することが我々の研究から明らかにされた。この3亜型は血液像や白血病細胞の形態などがかなり異なるが、TPAに対する反応態度など細胞生物学的特異性は共通している。また巨脾などの臨床病態も共通し、これらの例では3亜型全ての細胞から無刺激培養上清中にHCーCIFの産出が見られ、臨床血液像では強い好中球減少がみられる。HCLの中にまれに好中球減少のない例があり、これらの例では培養上清中にHCーCIFの自然産生がみられないことが明らかとなった。しかし、この細胞もSAC刺激により強い造血コロニ-抑制作用を持つようになった。この培養上清には、無刺激上清中にはみられなかった造血コロニ-抑制作用を同じく示すTNFαの産生が誘導されるとともに、低分子HCーCIFの産生も誘導されていた。HCーCIFの精製には大量の白血球細胞を患者より分離採取せねばならぬが、現在無刺激HCーCIF産生例で採取可能症例がなく、刺激後産生例より抑制因子の精製を続行中である。ヒトGCF依存性白血病細胞株OCI/AML laのGーCFS依存性がCFUーG形成のGーCFS依存に対するHCーCIFの抑制と同一態度を示すかを見たところ、この白血病株は逆に増殖亢進を示すことが明らかにされた。即ち同一サイトカインによる増殖に対してHCーCIFは正常細胞と腫瘍胞とでは異なる作用を示すことが明らかとなった。HCーCIFは分子量などよりILー8ファミリ-に属する可能性があるが、産生細胞、生物学的作用は特有なものであり、新たなこのファミリ-の1種の可能性が大である。本邦ではHairy cell leukemia(HCL)に欧米型、本邦型、類前リンパ球異型の3亜型が存在することが我々の研究より明らかとなっている。この3亜型は血液像や白血病細胞の形態などに相違がみられるが、病態、病理組織所見、フォルボールエステルに対する反応態度などは共通し、加えて我々は癌遺伝子fgrがいずれの病型にも強く発現していることを見出した。また、HCL腫瘍細胞(HC)は、MW,56kDaの造血コロニー抑制物質(HC-CIF)を産生することを我々は既に報告している。HC-CIFは上記3亜型全ての細胞から無刺激培養上清中に産生がみられ、臨床的には強い好中球減少がみられる。まれに好中球減少のない例があり、これらの例では培養上清中にHC-CIFの自然産生がみられないことを明かにした。
網膜病変におけるICGの局在の組織学的証明

1.網脈絡膜変性眼におけるインドシアニングリーン(ICG)の組織内局在の証明平成9年度に引き続いて実験動物に網脈絡膜病変を作成し、ICG造影さらにICGの局在を組織学的に証明して、臨床的なICG造影所見と病理組織所見におけるICGの局在を比較、検討することによって、ICG造影の読影基準を確立し病態を解明することを目的とする。(1)実験動物として、有色ラット(50日齢、Brown-Norway系)を用いる。網脈絡膜病変の作製には以下の薬剤を用いる。観察時期は網膜色素上皮・視細胞外節障害期と網脈絡膜萎縮期に行う。(2)それぞれの時期の実験モデルにICGを静脈内投与後、Scanning Laser Ophthalmoscopeを用い、ICG螢光眼底造影を行う。(3)組織標本でICGを検出するため、それぞれの時期のラットにICG(25mg/kg)を追加投与し、投与後早期、晩期に眼球を摘出し急速凍結、5mの網脈絡膜の組織切片を作製、切片をアセトン凍結置換法にて脱水固定する。(4)作製した切片を網膜脈絡膜におけるICGの螢光を赤外線光学顕微鏡下で観察し、ICGの組織内局在を証明する。今回の実験結果から(1) MNUによる網膜色素上皮・視細胞外層の障害期には、ICG造影で早期から過蛍光を示し、組織学的にもICG色素の網膜色素上皮への貯留上、網膜色素上皮の関門機構の破綻による感覚網膜内への漏出をみた。(2)造影早期のベール状螢光は、脈絡膜毛細血管板へのICGの流入を反映していた。(3)網膜色素上皮・脈絡膜毛細血管板が萎縮に陥ると、ICGの流入はみられず、造影、組織所見にても流入欠損による低蛍光を示す。(4) ICGは網膜血管、脈絡膜中央血管からは漏出しない。1.ICGの網脈絡膜における局在の組織学的証明様々な網脈絡膜病変にCG造影を行い、さらにICGの局在を組織学的に証明し、臨床的なICG蛍光造影所見と病理組織所見におけるICGの局在を比較して検討することによって、ICG蛍光造影の読影基準を作製し病態を解明することを目的とする。1)実験動物として、成熟有色ラット(Brown-Norway系)を用いる。実験モデルには下記の2種類の方法を用いる。a)オルニチン網膜症b)ヨ-ソ酸ナトリウム網膜症2)ICGを各実験モデルに静脈内投与後、Scanning Laser Ophthalmoscopeを用い、ICG蛍光眼底造影を行う。3)組織標本でICGを検出するため、ラットにICG(25mg/kg)を追加投与し、適宜、眼球を摘出し急速凍結、5μmの網膜脈絡膜の組織切片を作成、切片をアセトン凍結置換法にて脱水、固定する。4)作成した切片で網膜脈絡膜におけるICGの蛍光を赤外線光学顕微鏡下で撮影しICGの局在を証明する。今回の実験結果から、1)薬剤による網膜色素上皮の障害期では、ICG造影では強い過螢光を示し、組織学的にもICG色素のstainingと色素上皮の関門機構の破綻による網膜内への漏出をみた。2)網膜色素上皮が萎縮すると、脈絡膜血管の造影像が明瞭に見えるようになり、さらに脈絡膜毛細血管が萎縮に陥るとICG色素の流入がなく造影、組織所見にても低螢光を示す。2.今後の展開今回の結果にさらに、ニトロソウレア(MNU)を用いて網膜変性モデル眼を作成し、その変性過程にICG造影、組織学的なICGの局在の確認の実験を行い、ICG造影でみられる様々な所見と照らし合わせて組織学的に病態の把握を試みる。

(2)造影早期のベール状螢光は、脈絡膜毛細血管板へのICGの流入を反映していた。(3)網膜色素上皮・脈絡膜毛細血管板が萎縮に陥ると、ICGの流入はみられず、造影、組織所見にても流入欠損による低蛍光を示す。(4) ICGは網膜血管、脈絡膜中央血管からは漏出しない。
キャッチ結合組織の基礎的研究

本研究の最大の成果は、カルシウムイオンがキャッチをひきおこすことを強く示唆する結果が、はじめて得られた事である。シカクナマコの体壁を、無刺激でキャッチしていない状態と、高濃度のカリウムイオンを含む人工海水でキャッチ状態にしたものとを、ピロアンチモン酸存在下で固定して、電子顕微鏡で観察した。キャッチしていない状態では、ピロアンチモン酸の沈澱は、2種類の細胞の中に観察された。大きなvacuoleを持った細胞のvacuole中と、0.2-0.6μmの楕円形で電子密度の高い顆粒をたくさん持つ細胞の顆粒の中とである。分析電子顕微鏡(EDAX)の分析により、これらの沈澱はカルシウムを含むことが分かった。一方、顆粒中の沈澱には変化がなかった。以上の結果は、vacuole中からカルシウムが放出されることによりキャッチが引き起こされることを強く示唆しており、キャッチ結合組織の機構を理解する上での、重要な発見といってよい。もう一つの成果は、ヒトデの腕のかたさとその変化を、はじめて定量的に記載し、この変化が、キャッチ結合組織によることをほぼ確実にしたことである。腕のかたさは曲げ試験を行い、梁理論を適用することにより求めた。腕の形態学的研究から、腕の形と断面二次モ-メントを記載する関係式をつくり、これをもとに、たわみ量からかたさ(ヤング率)を産出する式をもとめた。アオヒトデのかたさは、刺激をくわえない状態では8MPaであった。機械刺激により、かたさは3倍に増加した。かたさはイオン環境により大きく変わった。これは、体壁の結合組織がキャッチ結合組織であり、これがかたさの変化を引き起こしていることを示唆する結果である。ヒトデにもキャッチ結合組織の存在することがほぼ確実になった。
NF_3プラズマアシスト反応およびNF_3熱化学反応によるSiCのフッ素化

NF_3を用いた反応性イオンエッチング(RIE)によりSiC表面をエッチングすると、NF_3圧力が3Paの場合にエッチング速度が最小となり、それより圧力を減少させても、また、増加させてもエッチング速度は増加した。そこで、NF_3圧力1Pa,RFpower100Wの条件下でSiCをRIEした試料をAFMで観測すると、エッチング時間30分まではナノオーダーの平滑な表面が維持でき、6090分間RIEを継続しても、20mnの凹凸が観測される程度であった。一方、NF_3圧力が3Pa以上では、SiC表面はCarbonrichとなり、その部分がマスクとなって表面上にSpikeが形成された。発光分光分析から、NF_3プラズマ中にはN_22^+,N_2,Fラジカルなどの化学種の存在が確認され、低いNF_3圧力下では、N_2^+などのプラズマ種による物理的エッチングにより、また、高いNF_3圧力下では、主にFラジカルによる化学的なエッチングにより、高いエッチング速度が得られることがわかった。これらの結果から、NF_3圧力0.5Paでのエッチング速度は87nm/minで、2μmの深さまではNF_3ガスのみで異方性エッチングが可能であり、しかも、ナノオーダーの平滑な表面が維持できると考えられる。また、(111)面方向にエピタキシャル成長させたSiC(111)と多結晶β-SiCをRIEした後の比較から、必ずしも粒界がエッチングされやすいとは限らないこと、Ar^+による物理的なエッチングは、いずれの結晶面も均等であるのに対し、ダウンフローエッチング(DFE)では、SiCの(111),(200)および(222)面よりも(220)および(311)面の方が化学的なエッチングは起こりにくいことがわかった。さらに、熱天秤法によるNF_3とSiCの化学反応の研究から、Fラジカルは優先的にSiと反応し、生成した炭素原子(C)同士は再結合してグラファイトが生成することも明らかとなった。NF_3圧力1Paとし、Power 100Wの下で30,60および90分間SiCのエッチングを行い、その表面をAFMで観察した。反応性イオンエッチング(RIE)の場合、エッチング時間30分まではナノオーダーの平滑な表面が維持できるのに対し、60分間および90分間エッチングした試料については、粗化が進行し、20nmの凹凸が見られた。NF_3圧力3Pa以下では、エッチング速度が速く、0.5Paでのエッチング速度は87nm/minであった。これらの結果から、2μmの深さまでであれば、NF_3ガスのみで異方性エッチングが可能であり、しかも、ナノオーダーの平滑な表面が維持できると考えられる。一方、全圧10PaのNF_3+20%O_2の混合ガスを用いてRIEすると、NF_3単独ガスの場合よりもエッチング速度は速くなり、平滑な表面が維持できた。また、(111)面方向にエピタキシャル成長させたSiC(111)と多結晶β-SiCをRIEして比較したところ、必ずしも粒界がエッチングされやいとは限らないことがわかった。Ar^+による物理的エッチングでは、いずれの面も均等にエッチングが起こるのに対し、ダウンフローエッチング(DFE)では、SiCの(111),(200)および(222)面よりも(220)および(311)面の方が化学的なエッチングは起こりにくかった。

さらに、熱天秤法によるNF_3とSiCの熱化学反応では、ケイ素(Si)が優先的に反応し、生成した炭素原子(C)同士が再結合してグラファイトが生成することも明らかになった。反応生成物としては、CF_4およびN_2F_4が検出されたが、SiF_4およびフッ素-グラファイト層間化合物は確認できなかった。NF_3圧力が3Paの場合にエッチング速度は最小となり、それよりNF_3圧力を減少しても、また、増加してもエッチング速度は増加した。その原因を究明するため、NF_3圧力を2Paと20Paに絞り、Power 100Wの下でプラズマエッチングを行った。AMFによる表面観察から、NF_3圧力2Paでは平滑な表面が得られたが、20Paでは表面にスパイクの生成が確認された。そこで、650750nmの領域でFラジカルの存在を、また、350450nmの領域ではN_2^+やN_2の存在を発光分光分析で観察したところ、いずれのNF_3圧力の下でも、それらの化学種が確認できた。しかも、NF_3の圧力の増大とともに、それらの化学種に帰属されるスペクトルの強度が増大した。以上の結果から、低いNF_3圧力下では、主にN_2^+などのプラズマ種による物理的エッチングにより、また、高いNF_3圧力下では、主にFラジカルによる化学的エッチングにより、高いエッチング速度が得られること、および2Pa程度の低いNF_3圧力下では、SiCの平滑化が可能であることがわかった。また、SiCとNF_3との化学反応では、Siが、優先的に、NF_3から生じたFラジカルと反応することから、低いNF_3の圧力下では、SiとFラジカルとの反応による化学的エッチングの速度とN_2^+によるCの物理的エッチングの速度のバランスがとれ、スパイクが生じなかったものと考えられる。
ユーコン地域における氷河サージ発生機構の解明

今年度は, Donjek氷河において12年周期で発生している氷河サージ(流動速度が平時の数十倍にも上昇する現象)の論文がThe Cryosphere (TC)に出版された(Abe et al., 2016).衛星データ解析については, ALOS-2のSARデータは流動速度変化を検出できる好条件のペアが多くなかったが,本研究地域であるアラスカ・ユーコン地域の流動速度マップ(2014-2016)を作成することができた.ALOSのデータ(2006-2011)と比較し,新たなサージが複数の氷河で開始していることが明らかになった(図1).これらの結果とSARが氷河流動速度検出に貢献してきた経緯を合わせて,雪氷学会の学会誌「雪氷」の衛星観測特集号に解説論文として発表した(阿部・古屋, 2016).また, ALOS/PALSARとSentinel-1AのSARデータ及びLandsat-7と-8の光学センサ画像を用いて,高時間分解能な流動速度変化の検出に成功した.Steele氷河で2011年頃より発生した氷河サージついて,上記の流動速度データに加え, Terra/ASTERによる数値標高モデルからサージに伴う氷厚変化のデータを得ることができた.これらのデータをもとに,サージの発生メカニズムについて議論をまとめ,論文を執筆中である.昨年度に引き続き,氷河水理水文モデルを用いた冬期底面環境の推定を行った.昨年度の数値実験により,冬期に融解水を流入させることで底面水圧を上げることが可能であった.本年度は,融解水の量ならびに流入期間を変えて調べたところ,いずれの場合もその変化が極めて短期的であり,冬期の加速とは明らかに異なっていた.このことから,冬期において少量の水で高い底面水圧を生成できる新たな物理過程が必要であると考えられる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,本研究の先駆けとなった「サージ型氷河の静穏期における冬期加速」の論文がThe Cryosphere (TC)に出版された(Abe and Furuya, 2015).衛星データ解析については, 2014年5月に打ち上げられたALOS-2のSARデータ解析を始めた. ALOSのデータ(2006-2011)と比較するとKlutlan, Walsh氷河で新たな氷河サージを発見した.また, Landsat衛星の光学画像解析にも取り組み, Steele氷河でもサージが発生していた.この3つの氷河サージは現在も継続中であり,今後もデータ解析を続けていく. Donjek氷河では最近40年間において12年周期でサージが発生していたことを発見し,その発生メカニズムに谷地形が関連していることを示唆した.この内容を論文にまとめ, TCに投稿し, The Cryosphere Discussions (TCD)として出版された(Abe et al., 2015).現在はTCでの出版に向けて改訂中である.以上の成果を国内外の学会で発表し,秋の2つの講演会(雪氷学会,測地学会)では学生優秀発表賞を受賞した.また,冬期における氷河底面環境を調べるために,氷河水理モデルを使った数値実験に着手した.2015年10月より, JSPS日本ースイス若手研究者交流事業の支援を受けて,スイス連邦工科大学チューリッヒ校に滞在し,氷河水理モデルGlaDS (Werder et al., 2013)を用いた数値実験を行った.GlaDSの標準設定では,夏季の融解水流入の大きさやその期間を変えても冬期は高い有効水圧となったが,上流部に少量の水を冬期のみ流入させると有効水圧が下がることが判明した.この結果は冬期加速には氷河内の融解水が不可欠であることを示唆している.今年度はこれまでに用いてきた合成開口レーダーのデータに加え,光学衛星画像も使用したことで,長期間の時空間変動を捉えることに成功した.また,新たな氷河サージを複数見つけることができた.氷河水理モデルを使った実験も順調に進んでいる.以上の点から,進捗状況はおおむね順調に進展していると言える.今年度は, Donjek氷河において12年周期で発生している氷河サージ(流動速度が平時の数十倍にも上昇する現象)の論文がThe Cryosphere (TC)に出版された(Abe et al., 2016).衛星データ解析については, ALOS-2のSARデータは流動速度変化を検出できる好条件のペアが多くなかったが,本研究地域であるアラスカ・ユーコン地域の流動速度マップ(2014-2016)を作成することができた. ALOSのデータ(2006-2011)と比較し,新たなサージが複数の氷河で開始していることが明らかになった(図1).これらの結果とSARが氷河流動速度検出に貢献してきた経緯を合わせて,雪氷学会の学会誌「雪氷」の衛星観測特集号に解説論文として発表した(阿部・古屋, 2016).また, ALOS/PALSARとSentinel-1AのSARデータ及びLandsat-7と-8の光学センサ画像を用いて,高時間分解能な流動速度変化の検出に成功した.Steele氷河で2011年頃より発生した氷河サージついて,上記の流動速度データに加え, Terra/ASTERによる数値標高モデルからサージに伴う氷厚変化のデータを得ることができた.

これらのデータをもとに,サージの発生メカニズムについて議論をまとめ,論文を執筆中である.昨年度に引き続き,氷河水理水文モデルを用いた冬期底面環境の推定を行った.昨年度の数値実験により,冬期に融解水を流入させることで底面水圧を上げることが可能であった.本年度は,融解水の量ならびに流入期間を変えて調べたところ,いずれの場合もその変化が極めて短期的であり,冬期の加速とは明らかに異なっていた.このことから,冬期において少量の水で高い底面水圧を生成できる新たな物理過程が必要であると考えられる.来年度は当初の予定通り,衛星データ解析と氷河水理モデルによる数値実験を並行して行う.衛星データ解析については, 2016年1月現在で氷河サージ中であるKlutlan, Steele, Walsh氷河の時空間変動を明らかにする.数値実験については,パラメータ調整の試行錯誤に加え,計算された有効圧力から氷河表面速度への変換を実装していきたい.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
人の歩行の多様性における身体ダイナミクスベースト制御に関する研究

本研究ではMcKibben型空気圧アクチュエータ(以下MPA)を用いたロボットの解析を通じて,二足歩行ロボットの身体ダイナミクスベースト制御理論の構築,および人間の歩行メカニズム解明を目指している.今年度申請者はMPAを用いた脚ロボットの(1)跳躍運動,(2)足踏み運動および(3)MPAの内製化・量産化,(4)二自由度脚ロボットの設計に重点を置いて研究を行った.(1)膝周りの伸筋と屈筋を有する脚ロボットに対して,伸筋/屈筋への入力位相差,腰部重量などの身体設計が跳躍量に与える影響について研究を行った.結果,腰部重量と跳躍量の間に単峰性の相関があること,跳躍量が最大となる入力周期は腰部重量の増加に伴って長くなることがわかった.重量が増えた方が却って跳躍量が増えるという結果は身体ダイナミクス(身体重量や筋量など)と,そのパフォーマンスを最大化する制御入力の関係を考える上で重要な示唆を与えるものだと考えられる.(2)歩行運動の前段階として二脚ロボットによる足踏み運動に関する研究を行った.昨年度までの研究結果を応用することで足踏み運動を実現した.また足踏み運動が安定な周期運動となること,運動中の関節剛性を制御可能であることを示した.(3) MPAを内製化することで研究の自由度を広げることを試みた.削り出しによる部品の作成,および動作テストを通じた部品形状の検討ののち,シリコン型を用いた複製を行い,安定したMPAの生産を可能とした.上記研究結果(1)(2)においてもこの内製MPAが用いられており,研究を円滑に進める上で非常に重要な技術を確立したと言える.(4)昨年度までに行った二自由度を有する脚モデルに関する安定性解析の結果を検証するためのロボットの設計を行った.作成,実験には至らなかったが,今後この設計に基づいて研究を行い,研究結果(2)と合わせて歩行運動に関する研究に着手したい.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではMcKibben型空気圧アクチュエータ(以下MPA)を用いたロボットの解析を通じて,二足歩行ロボットの身体ダイナミクスベースト制御理論の構築,および人間の歩行メカニズム解明を目指している.これに対して今年度申請者は,(1) MPAを用いた二自由度脚ロボットの立位姿勢安定性解析,(2)MPAの動的特性の実機検証,(3) MPAを用いた脚ロボットの周期運動に対する解析,以上の三つのテーマに重点を置いて研究を行った.以下その詳細について個別に述べる.(1)においては,申請者らがこれまで扱ってきた脚モデルを拡張した,足首と膝に自由度を有する脚モデルについて解析を行った.またその結果から,脚モデルの平衡姿勢が安定となる条件を導出した.その条件を満たす具体的な入力の設計や実機実験については今後の課題であるが,高自由度モデルにおける安定条件の導出は,今後さらに高い自由度を有するモデルを考える上でも重要な結果だと考える.(2)においては,MPAの動特性に影響する物理パラメータについて実験検証を行った.その結果,MPAの動特性は収縮速度だけでなくその長さにも依存すること,またヒステリシス性を有することが明らかとなった.さらに動特性-収縮速度-長さの関係について,伸縮の周波数が高い領域においては平面の方程式でよく表せることがわかった.MPAの動特性は未だ定式化されておらず,ロボットの運動解析や入力設計を考える上で非常に重要である.(3)においては,腰部を拘束した簡単な脚モデルの周期運動について,その安定性解析と入力設計法の考案を行った.その結果,安定性が脚機構とMPAの特性により満たされること,また設計手法の妥当性を解析および実機検証により確認した.このテーマは当初の研究実施計画には含まれていないものの,これらの結果は歩行という周期運動を今後扱って行く上で非常に有意義である.本研究では,McKibben型空気圧アクチュエータ(以下MPA)を用いたロボットの解析を通じて,二足歩行ロボットの身体ダイナミクスベースト制御理論の構築,および人間の歩行メカニズムの解明を目指している.これに対して今年度,申請者は(1)MPAのモデル化に向けた測定実験,(2)MPAを用いた脚ロボットの関節剛性の特異点に関する解析,(3)MPAを用いた脚ロボットの任意の周期運動に対する圧力入力設計法の構築,以上の三つのテーマに重点を置いて研究を行った.(1)では,動的特性を含むMPAのモデル化に向けて詳細な測定実験を行った.その結果,MPAの張力を,長さ,収縮速度を独立変数とする平面として表現可能だとわかった.さらにその係数が圧力の関数であり,MPAの張力を長さ,収縮速度と圧力を変数とするシンプルなモデルで表現可能であることを示唆しており,解析用のMPAモデルの構築に向けて大きな手がかりとなる.(2)では二自由度の脚モデルの解析を行っている際に発見した関節剛性の特異点について行った研究である.特異点とは,これよりも高い(立ち上がった)姿勢領域においては圧力入力と関節剛性の定性的な関係が逆転する点,すなわち力む程に関節剛性が下がる点のことである.この領域では,圧力入力を高めすぎると姿勢が不安定化する恐れがある.この知見は,従来経験的に決定されてきた入力設計に,解析による指標を与える第一歩であると言える.(3)では,正弦波の重ね合わせで運動を表現することで,幾何的に実現可能であればそれを達成するような圧力入力を設計することが可能であることを解析,および実機検証によって示した.

これにより,従来試行錯誤で決定されていた圧力入力を数理的に設計することが可能になると考えられる.これは今後歩行などの複雑な運動などを考える上で非常に有益である.当初の研究実施計画では,(1)上半身を有する脚モデルに関する安定性解析および実機検証, (2)MPAを用いた二足歩行ロボットの解析的な設計論の構築,また(3)上半身を有する二足歩行ロボットの制作を開始する予定であった.(1)については,前年度の予定であった二自由度脚モデルに対する解析の結果を拡張する予定であった.二自由度脚モデルについては,解析とシミュレーションが概ね達成されており,続いて上半身を有するモデルに対して解析を行う準備はできている.しかし二自由度脚モデルの解析の過程で発見した,「関節剛性の特異点」を先に研究する方が重要であると考え,研究計画を一部変更し,今年度はこちらについて重点を置いて研究を行った.(2)については,先に述べた通り任意の運動を実現する圧力入力設計法を構築した.上半身を有するモデルについてもこれを拡張する形で対応できると考えられる.よって,これについては概ね順調であると考えられる.(3)については,(1)(2)に注力したためにまだ着手していない.これらを総合すると,当初の予定に照らし合わせるとやや遅れていると考えられる.しかし,予定に無かった新たなテーマやそれに対する知見を得られたことを加味すると,概ね順調であると考えられる.本研究ではMcKibben型空気圧アクチュエータ(以下MPA)を用いたロボットの解析を通じて,二足歩行ロボットの身体ダイナミクスベースト制御理論の構築,および人間の歩行メカニズム解明を目指している.今年度申請者はMPAを用いた脚ロボットの(1)跳躍運動,(2)足踏み運動および(3)MPAの内製化・量産化,(4)二自由度脚ロボットの設計に重点を置いて研究を行った.(1)膝周りの伸筋と屈筋を有する脚ロボットに対して,伸筋/屈筋への入力位相差,腰部重量などの身体設計が跳躍量に与える影響について研究を行った.結果,腰部重量と跳躍量の間に単峰性の相関があること,跳躍量が最大となる入力周期は腰部重量の増加に伴って長くなることがわかった.重量が増えた方が却って跳躍量が増えるという結果は身体ダイナミクス(身体重量や筋量など)と,そのパフォーマンスを最大化する制御入力の関係を考える上で重要な示唆を与えるものだと考えられる.(2)歩行運動の前段階として二脚ロボットによる足踏み運動に関する研究を行った.昨年度までの研究結果を応用することで足踏み運動を実現した.また足踏み運動が安定な周期運動となること,運動中の関節剛性を制御可能であることを示した.(3) MPAを内製化することで研究の自由度を広げることを試みた.削り出しによる部品の作成,および動作テストを通じた部品形状の検討ののち,シリコン型を用いた複製を行い,安定したMPAの生産を可能とした.上記研究結果(1)(2)においてもこの内製MPAが用いられており,研究を円滑に進める上で非常に重要な技術を確立したと言える.