hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規の致死性自己免疫性肝炎モデルを用いた肝炎劇症化に関わる腸内細菌免疫応答の解析

この劇症型肝炎は約2週齢で発症し、約3週齢で重症化し、約4週齢までに多くが死に至るが、免疫組織学的解析とフローサイトメトリー解析などから、劇症期の肝炎組織では、T細胞、特にCD8+T細胞が優位に浸潤しており、肝炎発症後に抗CD8抗体を経時的にin vivoに投与すると、末梢のCD8+T細胞が除去され、CD4+T細胞は遺残するもののCD8+T細胞の肝浸潤が消失し致死的な肝細胞障害が抑制されることが明らかとなった。さらに、肝炎劇症期には、このモデルでの肝炎の病態誘導の場である脾臓と炎症の場である肝臓いずれにおいても、T細胞はt-bet発現が上昇しており、IFN-γ、IL-18受容体、CXCR3の発現増加が認められ、肝組織では、CXCR3のリガンドの一つであるCXCL9の発現上昇を認めた。そして、抗CXCL9中和抗体をin vivoに投与すると肝炎の劇症化が抑制でき、CXCR3発現細胞のCXCL9に依存した肝への移行が肝炎劇症化に必須であることが明らかとなった。次に肝炎劇症化に必要とされる炎症性サイトカインの同定を行った。このモデルにおいて、肝炎劇症化にともない、血清IL-18濃度が上昇しており、炎症性サイトカイであるIFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18の活性中和抗体のin vivo投与を行うと、抗IL-18受容体抗体でのみ劇症肝炎を阻止できた。そして、IL-18受容体抗体投与では脾臓での自己反応性T細胞活性化そのものは抑制できないが、CXCR3発現T細胞増加が抑制されることで、肝炎劇症化が阻止されることが示唆された。肝炎劇症化に関わる腸内細菌免疫応答の解析のために、劇症肝炎モデルにおいて、劇症化に関与し、その病態機構に重要な免疫応答誘導サイトカインとその発現細胞の同定を行うことを目的として研究をすすめた。その結果、サイトカインとしてIL-18が病態形成に必須であり、その発現細胞が樹状細胞であること、樹状細胞によってT細胞活性化が生じる脾臓の重要性と治療的意義を見いだした。以上の結果から、当初予定していた研究はほぼ順調に進展している。肝炎劇症化に関わる腸内細菌免疫応答の解析のために、まず肝炎劇症化免疫機構の解明を目指して、劇症肝炎モデルにおいて、劇症化に関与し、その病態機構に重要な転写因子、サイトカイン、ケモカインとその受容体の同定を行うことを目的として研究をすすめた。その結果、転写因子としてt-bet、サイトカインとしてIFN-γ、IL-18、ケモカインとその受容体としてCXCL9-CXCR3のケモカイン-ケモカイン受容体系の関与の可能性を見いだし、IL-18ーIL18RシグナルとCXCL9-CXCR3のケモカイン-ケモカイン受容体系が劇症化に必須であることを示し得た。引き続き劇症肝炎モデルを用いて、その病態形成機構と腸内細菌に対する消化管免疫応答の関与の解明を目指した解析をすすめ、新たな治療法開発にむけた取り組みを行う。肝炎誘導T細胞の活性化、その活性化を誘導する免疫担当細胞との相互作用、肝炎局所への移行に重要であると考えられる分子やそのリガンドまたは受容体を同定し、それらに対する中和抗体をin vivoで投与し、ターゲットとなる分子の機能阻害が、その免疫応答過程と肝炎劇症化にどのように影響するのか、免疫学的、組織学的に解析する。引き続き劇症肝炎モデルを用いて、その病態形成機構と腸内細菌に対する消化管免疫応答の関与の解明を目指して免疫学的、細菌学的解析を継続する。肝組織中のToll-like受容体リガンドの定量と、免疫担当細胞でのToll-like受容体の発現解析を行い、肝炎劇症化に関与する細菌因子について検討する。
台湾「原住民運動」前史の生活世界の変容と実践：写真アーカイブスによる人類学的探究

本研究は、台湾で「原住民族」と呼ばれるオーストロネシア語族系先住諸民族が1980年代半ばに社会運動「原住民運動」を開始する以前、1960-80年代前半の社会環境史およびそこでの彼ら自身による生活世界の調整・再構築をめぐる諸実践について明らかにすることを目的とする。その手がかりとして日本の研究者が同時期に現地で撮影した写真資料をデジタルアーカイブ化して用い、かつ現地の人々が保持する写真をも参照しながら、当時のオーラルヒストリーを集積する。現地調査は台湾の研究者との共同で実施する。そしてこの成果を「アーカイブス人類学」の研究モデルとして提示するとともに、学術資料と研究成果の社会還元を目指す。
ユビキチンファミリーによる細胞核と染色体の制御

SUMO(Small Ubiquitin-related Modifier)は真核生物に広く存在するタンパク質の翻訳後修飾因子で、分子量は15kDaほどのユビキチンに類似した構造を有する。哺乳類では3つのSUMOパラログSUMO1、SUMO-2、SUMO3が知られており、SUMO1に比べて、SUMO2とSUMO3は高い相同性を有し、SUMO1とSUMO2/3パラログ間での機能的差異を生んでいる。SUMOによるタンパク質修飾は、細胞内におけるタンパク質の局在や相互作用の制御に重要な役割を果たすと考えられている。とりわけSUMO修飾を受けるタンパク質には、核内に存在しているものが多く、細胞増殖や分化の過程でダイナミックに変化するクロマチンや染色体構造・機能の制御に関わる例が数多く報告されてきている。当該年度に於いては以下の点について研究を行い、SUMO修飾の生物学的な意義について重要な知見を得る事ができた。SUMO2/3特異的な相互作用部位のアミノ酸配列(SIM配列)の解析。MCAF1とSETDB1とヒストンシャペロンCAF1-p150のSIM配列についての研究に特に焦点を当てた。また、SUMO3をベイトとした酵母2ハイブリットスクリーニングにより、マウス精巣由来のcDNAがコードする相互作用因子を500以上得た。これらの中から、RNF4とNip45についてさらに相互作用を解析した。その結果、SUMO3と相互作用する新規の核・染色体構造制御因子であることが明らかとなった。SUMOはユビキチン類似の構造を持つ翻訳後修飾因子である。高等動物ではSUMO-1と、アミノ酸配列で約50%の相同性を示すSUMO-2の、2つのサブファミリーが存在している。近年のプロテオミクスによる網羅的な解析から、動物細胞内におけるSUMO-1およびSUMO-2修飾の基質タンパク質が数多く同定されるようになってきた。しかしながら、SUMO化されたタンパク質が、どのような細胞内因子に認識されるのか、あるいは、SUMO修飾を認識タンパク質がどのようにして下流イベントを誘導するのか、といったSUMO修飾によるタンパク質の機能変換の最も本質的な問題は明らかにされていない。また、この問題とも深く関わることだが、SUMO-1とSUMO-2のサブファミリー間の機能的な差異についても明らかでない。平成17年度は前研究助成期間(平成1516年度)に見いだしたSUMO結合因子の解析を継続して行い、1)細胞内因子がSUMO化修飾タンパク質をどのように認識して、相互作用を引き起こすのか、さらに2)そうした相互作用がいかにして核内あるいは染色体関連の分子複合体の形成・維持・崩壊といったリモデリングプロセスを制御するのか、を明らかにした。また、3)SUMO-1とSUMO-2の機能的な差異についても,SUMO修飾認識タンパク質との結合親和性観点から合わせて解析した。SUMO (Small Ubiquitin-related Modifier)は真核生物に広く存在するタンパク質の翻訳後修飾因子で、分子量は15kDaほどのユビキチンに類似した構造を有する。MCAFlとSETDB1とヒストンシャペロンCAF1-p150のSIM配列についての研究に特に焦点を当てた。

また、SUMO3をベイトとした酵母2ハイブリットスクリーニングにより、マウス精巣由来のcDNAがコードする相互作用因子を500以上得た。これらの中から、RNF4とNip45についてさらに相互作用を解析した。その結果、SUMO3と相互作用する新規の核・染色体構造制御因子であることが明らかとなった。
OLETFラットにおけるインスリン非依存型糖尿病原因遺伝子のクローニング

OLETFラットにおけるインスリン非依存性糖尿宿原因遺伝子をクローニングするためにPCR-directed subtraction cloning法を実行した。10週令のOLETF及び対照ラットであるLETOの膵臓より調整されたcDNAをドライバーもしくはトレイサーのいずれかに設定し、過剰ドライバーcDNAとトレイサーcDNA間のハイブリダイゼーション及びドライバーcDNA鎖の除去というサブトラクションを3回繰り返すことでトレイサーcDNA中にのみ存在するcDNAを選抜した。この選抜cDNAPCR産物をプローブとして用いてドライバーcDNA及びトレイサーcDNAを転写したサザンブロットにハイブリダイゼーションさせたところ、ドライバーcDNA及びコントロールの膵RNAのノーザン解析を行ったところ、トレイサーが由来するRNAにより強くハイブリダイゼーションシグナルが観察されると判明した。これらの結果は今回のサブトラクション実験により、OLETFラットの膵臓でコントロールに比べ発現が上昇あるいは減少しているcDNA群が調整されたことを示している。さらに、これらの選抜cDNAPCR産物はpBluescriptベクターにサブクローニングされ、外来インサートDNAとして選抜PCR産物を含むプラスミドが100個単離された。これら選抜PCR産物の中に、OLETFラットで生じるインスリン非依存性糖尿病の原因遺伝子となるものもしくはその原因遺伝子の下流で機能を発揮する二次的遺伝子が含まれると考えられる。現在、OLETFラットにおけるインスリン非依存型糖尿病に関わる原因遺伝子のクローニングをPCR-directed subtraction cloning法を用いて行っている。糖尿病発症後に発現量が変化する遺伝子の影響を考慮しないようにするため、インスリン抵抗性及び糖尿病が顕在化していない10週齢のOLETF及び対照ラットであるLETOの膵臓よりサンプルRNAを単離した。そのRNAよりmRNAを精製した後、Super script逆転写酵素を用いてcDNAを合成した。そのcDNAをAluI及びRsaI制限酵素で切断し約150800bp長のcDNA断片にした後、リンカーDNAをライゲートし、そのリンカーをプライマーとして用いる事で+cDNA(OLETF由来)及び-cDNA(LETO由来)をPCR増幅した。-cDNAをビオチンラベルレドライバーcDNAとした後、過剰ドライバーcDNAとトレイサ-となる+cDNAをハイブリダイゼーションした。ストレプトアビジンとの結合、さらにフェノール抽出を実行する事によりビオチンラベルcDNAを除去し、残りのものをPCR増幅した。我々は現在、その残存トレイサ-cDNAのPCR産物を得ている。同時に、ドライバーとトレイサ-を逆にした場合のPCR産物も得ている。サブトラクション前にアガロースゲル電気泳動によりスメアを示していたcDNAがサブトラクションにより明確なバンドを示す事が判明した。この事は、現時点までのPCR directed subtraction cloningになんの問題もない事を示している。今後我々は、さらに(12回)サブトラクションを繰り返す事を考えている。あるいは、現時点で明確なバンドを示すものをサブクローニングし、その断片について解析(ノーザン解析及びシークエンス解析)する事も考えている。
環境情報構造化に基づくサービスロボット実現のためのセンサ情報ネットワークの開発

ROS-TMSのタスクスケジューラにおいて,ROS-TMSと親和性の高い効率的なタスク記述法を新たに開発し,その有効性を実機実験により検証を行った。まず,情報構造化環境において,多様なロボットに対しその作業設計ができる,柔軟で汎用性の高い作業情報構造化アーキテクチャを提案した.タスク設計では,プログラムの再利用性を高め,システムの命令系統を統一するために,ロボットのタスクを,タスク間で共有できるサブタスクの集合として定義した.さらに,ROS-TMSに作業情報構造化の概念を導入するため,ロボットプランニングモジュール内でサブタスクを実装してロボットのハードウェア構成の差異を吸収,これより上位のモジュールではロボットに依存しない情報を扱える機構を構築した.タスク管理では,ROS-TMSの上位モジュールとしてタスクスケジューラモジュールを構築した.ここでは,設計したタスクを一意に管理するために,新たなタスク記述法を定義し,データベースと連携しながらタスク実行マシンSMACHを介してそれを遂行する一連の機構を構築した.開発したシステムに対し,実機実験により,提案したシステムの有効性を示した.ここまでの成果は,本研究のシステムをROS-TMSと名付け公開している.(https://github.com/irvs/ros_tms/wiki/).また,ROS-TMSでは,汎用ロボットOSであるROS (Robot Operating System)を用いて情報ネットワークを構築している.ROSはロボットと搭載されたセンサ間の通信,およびロボット間の通信を目的に開発されたOSであるが,本研究ではこれを拡張し,多くのセンサノードや処理ノード間で接続を柔軟に組み替え可能な情報ネットワークのアーキテクチャとして利用した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.センサ情報ネットワークとしての床面レーザ計測システムの追加床面上の数センチの高さにレーザレンジファインダ(LRF)を設置し,計測された距離値から輪郭を抽出し,床面上の足,ロボット,家具什器,小物などの位置や移動状態を計測するものである.LRFを用いて物体の位置を計測するシステムでは,物品が同時に多数計測された場合,輪郭情報のみから点群を対象毎に切り分けそれぞれに適切なラベルを付加しなければならない.そこで,LRFでは距離値と同時に反射強度が副産物として得られることに注目し,従来の研究では積極的に用いられることのなかったレーザ光の反射強度と距離計測値を併用した物品識別手法を提案した.2.処理フローを考慮した柔軟な情報ネットワークの構築環境情報構造化システムの満たすべき要件として,(1)センサ,システム,ロボット間の通信機能,(2)規模に応じて柔軟に組み替え可能なデータベース機能,(3)膨大なセンサ情報から意味のある情報を抽出する機能,(4)ロボットのタスク管理機能が挙げられる.本研究では(1)に対し汎用ロボットOS(ROS)を拡張し,これまでにLRF, RGB-Dカメラ,カメラ, 3次元計測器のVelodyne,モーションキャプチャーなどのセンシングシステムを構築した.(2)ではクラウド型データベースを構築し,(3)では各センサごとに生データから意味のある情報を抽出する機能を実装している.(4)では情報構造化環境において,多様なロボットに対し作業設計ができる,柔軟で汎用性の高い作業情報構造化アーキテクチャを構築した.タスク設計ではロボットのタスクを,タスク間で共有できるサブタスクの集合として定義した.タスク管理では上位モジュールとしてタスクスケジューラモジュールを構築した.本システムをROS-TMSと名付け公開している(github.com/irvs/ros_tms).ROS-TMSのタスクスケジューラにおいて,ROS-TMSと親和性の高い効率的なタスク記述法を新たに開発し,その有効性を実機実験により検証を行った。まず,情報構造化環境において,多様なロボットに対しその作業設計ができる,柔軟で汎用性の高い作業情報構造化アーキテクチャを提案した.タスク設計では,プログラムの再利用性を高め,システムの命令系統を統一するために,ロボットのタスクを,タスク間で共有できるサブタスクの集合として定義した.さらに,ROS-TMSに作業情報構造化の概念を導入するため,ロボットプランニングモジュール内でサブタスクを実装してロボットのハードウェア構成の差異を吸収,これより上位のモジュールではロボットに依存しない情報を扱える機構を構築した.タスク管理では,ROS-TMSの上位モジュールとしてタスクスケジューラモジュールを構築した.ここでは,設計したタスクを一意に管理するために,新たなタスク記述法を定義し,データベースと連携しながらタスク実行マシンSMACHを介してそれを遂行する一連の機構を構築した.開発したシステムに対し,実機実験により,提案したシステムの有効性を示した.ここまでの成果は,本研究のシステムをROS-TMSと名付け公開している.(https://github.com/irvs/ros_tms/wiki/).また,ROS-TMSでは,汎用ロボットOSであるROS (Robot Operating System)を用いて情報ネットワークを構築している.ROSはロボットと搭載されたセンサ間の通信,およびロボット間の通信を目的に開発されたOSであるが,本研究ではこれを拡張し,多くのセンサノードや処理ノード間で接続を柔軟に組み替え可能な情報ネットワークのアーキテクチャとして利用した.環境側に分散配置された様々なセンサや処理アルゴリズムをネットワーク化し,目的ごとに構成を組み変えて必要な情報を取得,処理するとともに,結果をクラウド型データベースに格納し,大規模環境においてロボットからの問い合わせやサービス提供を実現するシステムの構築手法を開発することが本研究の目的である.このため,今年は以下の要素の開発に取り組んだ.1.センサ情報ネットワークとしての床面レーザ計測システムの追加:この床面レーザ計測システムを環境情報構造化に基づくサービスロボット実現のためのセンサ情報ネットワークの一つして開発した.これまでの成果は,センサ関連で主要な国際論文誌であるSensorsで発表している.

2.処理フローを考慮した柔軟な情報ネットワークの構築:生活支援ロボットの実用化に向けた環境情報構造化に関する研究で,センサネットワークやサービスロボットを統合して運用するためのアーキテクチャROS-TMSの開発を行っている.環境情報構造化を実現する情報管理システムの満たすべき要件としては,(1)センサ,システム,ロボット間の通信機能,(2)規模に応じて柔軟に組み替え可能なデータベース機能,(3)膨大なセンサ情報から意味のある情報を抽出する機能,(4)ロボットのタスク管理機能が挙げられる.本年度の成果としては,これらの機能を揃えた新たな情報構造化アーキテクチャ(ROS-TMS)を構築し,システムを公開している.また,日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会で既に発表済みであり,ロボティクス分野の主要な国際論文誌であるRobotics and Autonomous Systemsを含む学術論文誌に3本の論文を投稿中である.27年度が最終年度であるため、記入しない。情報構造化はロボットが作業を行う空間に様々なセンサを配置し,空間内のモノやヒト,ロボットの位置や状態を逐次収集,蓄積,提供することで,ロボットをより導入しやすい日常生活環境を構築する枠組みである.今年はこのシステムの基本センサ情報ネットワークや新たな情報構造化アーキテクチャ(ROS-TMS)を構築した.今後は,これまでにROS-TMS技術を用いて構築した屋内空間プラットフォーム,および実空間とシミュレーション空間を直感的に結びつけるサイバー空間の可視化システムと,その仮想空間で行う作業情報構造化アーキテクチャの追加機能である半自動タスク作成に取り組む.これらは,実空間で分散センサにより収集された環境情報を基にシミュレーション空間を構築し,シミュレーションの結果得られた次時刻の状態をVRとAR技術を用いて直感的に扱うものであり,生活支援ロボットの実用化に向けた環境情報構造化キラーアプリケーションになるとも言える.また,一般家庭を完璧に模倣した施設内でサービスの提供実験を行う予定である.その際,日常的に発生する日常タスク(整理,掃除など)や,携帯端末を通してユーザから要請された単発タスクなど,同時並行的に実行されるタスクを管理するサービススケジュールマネージャーを開発する.サービスを行う際に,データベースに蓄えられた情報を用いて,複数ロボット間の役割分担や作業計画を行うノードを開発する.掃除ロボットTurtleBotやヒューマノイドロボット
言語行為(発話行為)の認知における非言語的文脈の影響に関する状況意味論による研究

1.言語行為論特に発語内行為論の理論的研究を行うために、状況意味論の枠組みについて研究した。従来の状況意味論においては、主として伝達的言語使用が問題になっていたのに対して、非伝達的言語使用を表現するための粋組みを作ることを目的とした。本研究においては、発語内行為の名前を述語して理解し、その述語の充実条件を発話と状況群とによって表現する部分関数とすることを提案した。このことによって、間接的言語行為の仕組が自然に表現できることが明らかとなった。2.日本語の言及行為を表す動詞について、それらを捨集、分類する作業を試みた。Ballner etalの提案にしたがって、数5000個の動向を検討した。分類の粋組みとして、Austinの古典的分類が依然として妥当することを実証的に明らかにした。3.言語行為と言語理解の相互関係について考察を加えた。また確実な成果となってあらわれてないが、計算機等によって人間の言語行為をシミュレートするためには、従来のような表現的理論が非効率的であるということが明らかとなった。4.状況意味論における真理の機会について考案し、上術のような発語内の力の表現がもつ論理的性格と同様の性格をもつことが理解された。そして、その理解を形式的に表現するためには、従来の集合論ではなく、循環性を許容する理論が必要であることが明らかとなった。
量子ヒステリシスを示すポリ酸ナノ磁性体の開発と分子磁性

2004年、我々はVO^<2+>が3個V...V距離5.4Aでほぼ正三角形に配位したV_3クラスターを含む[(VO)_3(SbW_9O_33)_2]^<12->ポリ酸がスピンフラストレーション系特有の磁化の跳びと量子ヒステリシスを示しDzyaloshinsky-Moriya相互作用の優れた研究対象モデルであることを報告した。この発見を基礎に量子/古典の境界領域のナノスピンクラスターの分子磁性を総合的に理解するためnon-colinearなスピン構造(三角、四角、六角、プリズム、ボール、リング、鎖状)の新規ポリ酸分子磁性体を創製し、自己集合反応の生成メカニズムと構造化学および磁気化学を明らかにし、新規単分子磁性体群の分子設計を行った。光自己集合反応を用いてリング、楕円、卵、ボール、チェーン、チューブ構造の新規ナノポリ酸を創製しその構造化学、生成メカニズムを明らかにした。またリング内に有機分子、磁性イオン(Cu^<2+>,Mn^<2+>,Ni^<2+>など)、希土類イオン(Ln^<3+>)を配位させることにも成功した。三角スピンに続いて六角スピン、スピンプリズム、菱形スピンクラスターを含む新規ポリ酸を創製し、量子トンネル、量子ヒステリシスに関する磁気化学の実験的詳細(スピン間の相互作用としてのJおよびDの見積もりと起源など)を求めることに成功し分子磁性を明らかにした。創製されたナノリング、ナノボールポリ酸の新しい物性として近赤外光伝導を見出し、分子表面のMoO_6八面体での水分子の配位が光伝導の発現に重要であることを指摘した。得られた成果は新規な分子磁性体の開発と分子設計を確立しただけでなく実験的証拠に裏打ちされた分子磁性理論の理解の良いモデルとなった。(3)の発見はごく最近であったため伝導電子と磁性イオンとの相互作用の分子論的詳細を得るには至らなかったが今後の展開が大いに期待された。ポリ酸がナノテクノロジーの分野での新素材として十分に意義あり重要であることが判明した。2004年に代表者は、Dzyaloshinsky-Moriya相互作用を実験的に示すモデルとして理論的にも注目される[(VO)_3(SbW_9O_<33>)_2]^<12->(VO^<2+>が3個V...V距離5.4Åでほぼ正三角形に配位)がスピンフラストレーション系特有のS=1/2【tautomer】S=3/2の磁化の跳びと量子ヒステリシス(低温での高磁場パルスの下)を示すことを見出した。この発見を契機に量子/古典の境界領域のナノスピンクラスターの分子磁性を総合的に理解するため新規ポリ酸分子磁性体を創製しその構造化学を明らかにし、スピン間相互作用の実験的詳細を磁化率、EPR,パルス磁場下での磁化、μSR、中性子散乱、比熱などの測定により求め、新規単分子磁性体群の分子設計の実験的基礎を得ることを目的とした。2005年度ではほぼ正六角形のスピンクラスターを含むポリ酸の創製に成功しこれが強磁性を示すことを発見した。

これら新規ポリ酸は(n-BuNH_3)_<12>[(CuCl)_6(AsW_9O_<33>)_2]・6H_2O(1),(n-BuNH_3)_<12>[(MnCl)_6(SbW_9O_<33>)_2]・6H_2O(2),(n-BuNH_3)_<12>[(CuCl)_6(AsW_9O_<33>)_2]・6H_2O(3),(n-BuNH_3)_<12>[(MnCl)_6(AsW_9O_<33>)_2]・6H_2O(4)の化学式で表されるD_<3d>対称のアニオンとn-BuNH_3^+カチオンとの塩であって、中心は6個のCu^<2+>およびMn^<2+>常磁性イオンからなる2.9-3.2Åの辺の正六角形geometryを示し1-3は強磁性的相互作用を、4は反強磁性的相互作用を示した。最近接の常磁性イオン間の交換作用のみを考慮した場合これらの値は磁化率、強磁場ESRスペクトルの温度依存性の結果からそれぞれJ=15.5K(g=2.06),0.2K(g=2.00),5.6K(g=2.49),-0.1K(g=1.88)と求められた。基底状態、励起状態のエネルギー準位も見積もられ、今回発見された六角スピンポリ酸は現在、分子磁石として実験的、理論的に盛んに研究されているMn_<12>に比べ構造的にも単純であることから理論的解明も容易と推定された。今後AC磁化率、パルス磁場下での磁化、μSR、中性子散乱、比熱などを求め新規分子磁石として理論的解明を行う。さらには新規スピンボール、ナノチューブポリ酸の創製にも成功しこれら量子/古典の境界領域のナノスピンクラスターの分子磁性と構造化学を求めつつある。スピンクラスターの分子磁性を総合的に理解するため単純なスピン構造を持つポリ酸分子磁性体を創製、構造化学と自己集合反応メカニズムを明らかにする。得られる結果を基礎にスピン間相互作用の実験的詳細を磁化率、EPR,パルス磁場下での磁化の測定を行い、磁気化学を明らかにし量子トンネルの分子論的解釈を行い、新規単分子磁性体群の分子設計の実験的基礎を得る。本年度の成果としては、(1)これまで見出してきた種々の構造(例えば3-4nm径のタイヤ状ナノリング)のポリ酸に磁性イオン、例えばVO^<2+>,Cu^<2+>,Ni^<2+>,Co^<2+>,Mn^<2+>や希土類金属イオン(Ln^<3+>)を導入し種々のスピン構造(三角、六角、プリズム、ボール、リング、鎖状)のナノ(4nm)構造のポリ酸を得る中で希土類イオンが導入された一連の楕円構造の希土類ナノリングポリ酸{Mo_<150>Ln_2},{Mo_<120>Ln_6},{Mo_<130>Ln_<10>}のチェーン構造{Mo_<146>Ln}∞を発見しその合成法を確立した。また光化学的に生成されるこれらナノリングポリ酸および反応中間体のESI-MSの測定に成功した。(2) ε-Keggin構造を含む[H_2MO^V_<12>O_<28>(OH)_<12>(Mo^<VI>O_3)_4]^<6->の構造が明らかにされこの構造の光自己集合化のメカニズムがこれまで得られてきたナノリングポリ酸の場合を基礎に考察され、{Mo^V_6Mo^<VI>_3}中間体の分解を経た機構が提案された。(3)昨年度見出した六角スピンを含む新規ポリ酸分子磁石のパルス磁揚による磁化過程が、たとえばCu_6AsやCu_6Sbの場合S=3→S=-2への量子トンネルを経た磁化によるものであることが明らかとなった。
モーダル解析によるオッセオインテグレーションとスクリュー連結状態の検査機器の開発

歯科インプラント治療においては,良好で強固な初期固定,それに続く確実なオッセオインテグレーションの獲得が重要であり,適切にその状態を把握することは,適切な荷重時期の決定やインプラントの長期安定性の獲得に繋がり,その生存率を大きく左右する.また歯科インプラント臨床上の偶発症として,アバットメントスクリューの緩み,スクリューの破折等が挙げられ,インプラント補綴終了後のメインテナンス時にスクリューのわずかな緩みを検出できれば,予期しない上部構造の脱落や破折を未然に防ぐことができる.本研究は,インプラント体埋入から上部構造装着に至る治療過程,さらにその後のメインテナンス時において,インプラント体のオッセオインテグレーション状態ならびに上部構造連結状態をチェアサイドで簡便に評価しうる検査機器の開発を目的とし,共振周波数分析(Resonance Frequency Analysis: RFA)およびモードシェイプ特性や振動減衰特性を用いて物体の動的特性を多角的評価するモーダル解析を応用して,インプラント・オッセオインテグレーションの進行度や状態の詳細,上部構造装着後のアバットメント連結状態(スクリューの緩み)を評価する.昨年度は,これまで申請者らが施行した共振周波数分析結果およびμCTデータを用いてスライスデータを取り込み,インプラント体とその周囲骨の三次元有限要素解析(FEA)モデルを構築し,減衰特性や各モードの振幅の比率を算出するために周波数応答解析を行った.センサ取付位置の節点の応答をグラフ化し,これまで施行した実験と同じスペクトル図を作成した.三次元有限要素解析モデルの構築および周波数応答解析が,当初の計画よりも時間を要してしまった.現在,作成したスペクトル図と,得られた共振周波数,モード解析および周波数応答解析により,モーダルパラメータの抽出を行う方法,条件について,比較検討中である.今年度は,雄性ニュージーランドウサギ脛骨に全身麻酔下にて,両側脛骨に各3本ずつチタン製インプラントを埋入し,インプラント埋入モデルの作成を行う.ウサギ脛骨モデルにて,カスタムメイドの共振周波数分析装置を用いて,インプラントに低周波から高周波の微弱振動を与えた際の変位を時系列波形として,埋入後から8週まで経時的に記録し,高速フーリエ変換(FFT)にて共振周波数へ変換する.埋入後8週で屠殺後,皮膚を剥離し,インプラントおよび骨を露出し,10Nでスクリューを締結した時点をスターティングポイント(10N, 0°)とし,スクリューの緩みの異なる13条件での時系列波形を記録し,同様に共振周波数へ変換する.前年度に有限要素解析にて算出したモーダルパラメータおよび動物実験により得られた固有振動特性を用い,モーダル解析を実施し,動的特性,減衰特性を検索する.歯科インプラント治療においては,良好で強固な初期固定,それに続く確実なオッセオインテグレーションの獲得が重要であり,適切にその状態を把握することは,適切な荷重時期の決定やインプラントの長期安定性の獲得に繋がり,その生存率を大きく左右する.また歯科インプラント臨床上の偶発症として,アバットメントスクリューの緩み,スクリューの破折等が挙げられ,インプラント補綴終了後のメインテナンス時にスクリューのわずかな緩みを検出できれば,予期しない上部構造の脱落や破折を未然に防ぐことができる.本研究は,インプラント体埋入から上部構造装着に至る治療過程,さらにその後のメインテナンス時において,インプラント体のオッセオインテグレーション状態ならびに上部構造連結状態をチェアサイドで簡便に評価しうる検査機器の開発を目的とし,共振周波数分析(Resonance Frequency Analysis: RFA)およびモードシェイプ特性や振動減衰特性を用いて物体の動的特性を多角的評価するモーダル解析を応用して,インプラント・オッセオインテグレーションの進行度や状態の詳細,上部構造装着後のアバットメント連結状態(スクリューの緩み)を評価する.昨年度は,これまで申請者らが施行した共振周波数分析結果およびμCTデータを用いてスライスデータを取り込み,インプラント体とその周囲骨の三次元有限要素解析(FEA)モデルを構築し,減衰特性や各モードの振幅の比率を算出するために周波数応答解析を行った.センサ取付位置の節点の応答をグラフ化し,これまで施行した実験と同じスペクトル図を作成した.三次元有限要素解析モデルの構築および周波数応答解析が,当初の計画よりも時間を要してしまった.現在,作成したスペクトル図と,得られた共振周波数,モード解析および周波数応答解析により,モーダルパラメータの抽出を行う方法,条件について,比較検討中である.今年度は,雄性ニュージーランドウサギ脛骨に全身麻酔下にて,両側脛骨に各3本ずつチタン製インプラントを埋入し,インプラント埋入モデルの作成を行う.ウサギ脛骨モデルにて,カスタムメイドの共振周波数分析装置を用いて,インプラントに低周波から高周波の微弱振動を与えた際の変位を時系列波形として,埋入後から8週まで経時的に記録し,高速フーリエ変換(FFT)にて共振周波数へ変換する.埋入後8週で屠殺後,皮膚を剥離し,インプラントおよび骨を露出し,10Nでスクリューを締結した時点をスターティングポイント(10N, 0°)とし,スクリューの緩みの異なる13条件での時系列波形を記録し,同様に共振周波数へ変換する.前年度に有限要素解析にて算出したモーダルパラメータおよび動物実験により得られた固有振動特性を用い,モーダル解析を実施し,動的特性,減衰特性を検索する.(理由)当初計画していた今年度の実験が効率的に進行したことに伴い発生した未使用額であり,次年度の研究遂行により使用する予定である.(使用計画)当初予定していた各種実験器具の購入,動物実験、研究打ち合わせおよび研究成果発表旅費として使用予定である.
グローカル時代の外国語教育－理念と現実／政策と教授法－

本年度の重点は、外国語としての英語、ドイツ語、フランス語、スペイン語および日本語に焦点を絞り、各言語圏を代表するInstitutesと研究者、また現場での実践者を一同に集め、冠テーマ『21世紀、グローカル時代の外国語教育』のもとにそれぞれの立場を表明し、直面する課題を議論することであった。2011年11月25日から27日までの3日間、東京ドイツ文化会館の講堂を借りて、シンポジウムを行った。のべ150人ほどの参加者を得た。詳細はHP www.fleeg.jpで見ることができる。その時のpresentationは加筆の上同HPに載せる予定である。この議論の中で浮かび上がったのはGlobal化した英語と、世界的に広がって、英語と並ぶcommunication言語となっているスペイン語、およびその他の言語、ドイツ語、フランス語、日本語の間の言語教育上の差違である。しかしコミュニケーション達成を根底の課題として、学習過程を構築していくことに共通の地盤を見出すことができた。Global Englishでは従来のform中心主義の教育はcommunication達成の大目標の前で影が薄くなっているが、言語能力の向上を目指すなら、そのdiversityの中で、標準化を目指す必要がある。スペイン語の場合はその地域的広がりの割に形式面でも均一性が見られ、英語の持っているような課題はないと言える。その他の言語については、その文化との関係がより大きな問題になってくる。Communicationを第一目標とすると、全ての言語において、特にpragmaticのレベルでその文化的影響が大きく出ると考えられる。これをどう標準化するか、その必要性、またdiversityに対応する能力の育成も今後の課題として認識された。CEFRの受容に関してはまさに落差が大きく理念を理解しての受容とはまだほど遠いというのが現状であり、ヨーロッパでのその取り組みには差がおおきくみられる。アメリカのSFLLについても同様である。公用語と、外国語あるいは第二言語教育の関係をスイスのBasel市で調査した。同市の学校には60%以上を移民の子弟が占めるクラスが多くある。その子供たちを市民として受け入れる以上は、ドイツ社会で対等に活動できるだけのドイツ語能力をつけさせねばならない。同市の教育で特筆すべき点は、それが、移民だけを対象とするのではなく、Language Profileと呼ばれているカリキュラムにより、ドイツ語母語話者と一緒に同一のクラスで教育を行い、大学入学資格を勝ち取るまでの教育が行われていることである。しかも、言語教育を超えて全教科にこの考えを取り入れ、ドイツ語話者の生徒にとっても、その学業達成の基礎となるドイツ語能力の向上にも寄与しているとして全般の歓迎を得ている。これはCumminsのCALPの考え、CLILのアプローチとも比較できるが、すでにBasel一州の試みの段階を超えて、いくつかのKantonで組織的に実施されようとしており、制度化に大きな特徴がある。現在、日本では、大阪などの一部地域で移民のための日本語教育が課題になっているが、将来の日本社会を考えたときに大いに参考になる。ヨーロッパでは、全COE参加国でCEFRに準拠する外国語教育が行われようとしている。外国語教育養成についても同様にEPOSTLをもとに平準化された教員養成が行われようとしている。これは外国語教員の養成が貧弱な日本が大いに参考にすべきところである。ただ、そうした参照枠は、抽象的メタ言語で書かれているため、現場では直接使えないという難点がある。そのために、ドイツの例であるが、2年の研修期間中に定期的に通うTeacher Seminarで実践的な対応力を身に付けさせる仕組みができている。こうした制度は日本では不十分としか言いようがない。必要な教員養成をどう行うか、これらを参考に引き続き調査研究を進める。
DcR3を介した滑膜増殖制御による関節リウマチ治療の検討

我々は、TNF受容体に属するおとり受容体であるDcR3が、単球・貪食細胞系細胞THP-1においてFas誘導性アポトーシスを抑制するとともに、細胞接着分子VLA4の発現を促すことにより、シクロヘキシミド誘導アポトーシスを抑制することを明らかにした。また、関節リウマチ(RA)患者の血清中DcR3が、健常者と比較して高値であることも明らかにした。さらに、DcR3が炎症性サイトカインによるRA滑膜線維芽細胞の増殖促進作用と細胞内MAPK活性化作用を、細胞表面のTL1Aを受容体として抑制することを明らかにした。DcR3はFasリガンドのおとり受容体として細胞死を抑制して炎症の促進に作用するだけではなく、直接作用として細胞接着促進による細胞死抑制及び炎症性サイトカインによる細胞増殖の抑制作用といった多面的な作用機序により、RAの病態に深く関与していることを明らかにして、RA治療ターゲットとしてのDcR3の重要性を解明した。本研究は、関節リウマチ滑膜を構成する綿維芽細胞様滑膜細胞(F型/B型)とマクロファージ様滑膜細胞(M型/A型)それぞれにおける、DcR3のアポトーシス抑制作用とリガンド作用、を検討し、滑膜細胞の種類の相違が、DcR3を介した増殖とFas誘導性アポトーシスに及ぼす相違についてin vitroのレベルで明らかにして、DcR3の発現と細胞増殖の変化を明らかにすることを目標としている。本年度、我々は、DcR3が、_デコイレセプターとしてFas誘導性アポトーシスを抑制しているとともに、細胞接着分子、特にVLA4の発現を促すことにより抗アポトーシス作用をもたらすことを明らかにして、論文にて発表した。また,関節リウマチ患者の血清中DcR3が健常者と比して高値であることも明らかにして、論文にて発表した。DcR3はTNFレセプターファミリーの中では、比較的最近にかなって同定された分子であることから、まだ、その機能ば十分に解明されておらず、RAと関連づけてのDcR3の滑膜細胞における機能解析は我々の以前の報告を除いて無かった。そのため、マクロファージ様滑膜細胞やマクロファージ系細胞株は、線維芽細胞様滑膜細胞と比較して、類似した反応性をDcR3に対して示す可能性が高いと予想されていたが、全く違った結果を示す可能性も否定できなかったことから、類似した結果を実証したことは、大いに意義があると考えられた。DcR3はおとりレセプターとしてだけではなくVLA4発現の誘導により細胞間接着に関与することによっても、RAの病態に関与していることが示唆され、DcR3を介した新しいRA治療への可能性が示された。本研究は、関節リウマチ(RA)滑膜を構成する線維芽細胞様滑膜細胞(F型/B型)とマクロファージ様滑膜細胞(M型/A型)それぞれにおける、DcR3のアポトーシス抑制作用とリガンド作用を検討し、滑膜細胞の種類の相違が、DcR3を介した増殖とFas誘導性アポトーシスに及ぼす相違についてin vitroのレベルで明らかにして、DcR3の発現と細胞増殖の変化を明らかにすることを目標としている。本年度、我々は、DcR3が直接作用として炎症性サイトカインによるリウマチ線維芽細胞様滑膜細胞増殖を部分抑制することを明らかにし、また、DcR3のリガンドの中でTL1AのmRNAが有意に多く発現しており、抗TL1A抗体での前処置が、DcR3による炎症性サイトカインによる増殖の部分抑制作用と、細胞内MAPK活性化作用を抑制することを明らかにして、学会並びに論文として発表した。DcR3は、TNFレセプターファミリーの中では、比較的最近になって同定された分子であることから、まだ、その機能は十分に解明されておらず、RAと関連づけてのDcR3の滑膜細胞における機能解析は我々の以前の報告を除いて無かった。DcR3は、おとりレセプターとしてFas誘導アポトーシスを抑制し線維芽細胞様滑膜細胞の増殖を促進させるだけではなく、炎症性サイトカインによる細胞増殖誘導を、膜結合型TL1AをレセプターとしてDcR3が結合しすることにより部分抑制して、促進と抑制の両面からRA-FLS増殖の調節に関与している可能性を明らかにしたことは、DcR3を介した新しいRA治療への可能性が示され、大いに意義があると考えられた。本研究は、関節リウマチ(RA)滑膜を構成する線維芽細胞様滑膜細胞(F型/B型)とマクロファージ様滑膜細胞(M型/A型)

それぞれにおける、DcR3のアポトーシス抑制作用とリガンド作用を検討し、滑膜細胞の種類の相違が、DcR3を介した増殖とFas誘導性アポトーシスに及ぼす相違についてin vitroのレベルで明らかにして、DcR3の発現と細胞増殖の変化を明らかにすることを目標としている。本年度、我々は、DcR3が直接作用として炎症性サイトカインによるリウマチ線維芽細胞様滑膜細胞増殖を部分抑制することを明らかにし、また、DcR3のリガンドの中でTL1AのmRNAが有意に多く発現しており、抗TL1A抗体での前処置が、DcR3による炎症性サイトカインによる増殖の部分抑制作用と、細胞内MAPK活性化作用を抑制することを明らかにして、学会並びに論文として発表した。DcR3は、TNFレセプターファミリーの中では、比較的最近になって同定された分子であることから、まだ、その機能は十分に解明されておらず、RAと関連づけてのDcR3の滑膜細胞における機能解析は我々の以前の報告を除いて無かった。DcR3は、おとりレセプターとしてFas誘導アポトーシスを抑制し線維芽細胞様滑膜細胞の増殖を促進させるだけではなく、炎症性サイトカインによる細胞増殖誘導を、膜結合型TL1AをレセプターとしてDcR3が結合しすることにより部分抑制して、促進と抑制の両面からRA-FLS増殖の調節に関与している可能性を明らかにしたことは、DcR3を介した新しいRA治療への可能性が示され、大いに意義があると考えられた。
中国江南水郷の環境民俗学的研究-民俗学の社会問題への応用

平成19年度は、研究分担者(外国人特別研究員・陳)が、研究代表者(受入研究者・菅)の指導のもと、本研究の研究目的に鑑み、フィールド・ワークを中心とする研究を行った。調査地は、陳が博士論文作成過程で基本的なデータを収集している中国浙江省紹興市東浦鎮青龍村、安昌鎮長楽村である。具体的には、調査では、伝統的な水利用、管理のシステムとその変化、水環境保全に関する伝承、およびそれをめぐる環境観に関する民俗誌を作成するための基礎的データの収集を行った。さらに、調査終了後、本務地の受入機関においてデータ整理、解析を行い、当該調査地域の基本的な民俗誌のスキームを作成した。この作業の結果、研究対象地域(中国江南地域)の水界をめぐる共的な社会システム(地域を基盤としたコモンズなど)がほとんど存在しないことが明確に確認され、その要因として中国社会に典型的な宗族等の血縁的集団が卓越する分、相対的にコミュニティーを基盤とした地縁的結合が弱いという興味深い論点を発見した。これは、今後、生活空間と密接な関係を持つ水環境の問題を解決するうえで、コミュニティーを基盤とした制度、規則、組織の構築の可能性、必要性を示唆するものであり、本研究の最終目標である応用的、実践的な提言に繋がるものと考えられる。陳は、このような調査研究を行うとともに、その研究の途次において非常に積極的に多くの優秀な研究成果を発表している。具体的には、平成19年には『東洋文化研究所紀要』『杭州師範学院学報』等で学術論文の発表を行うとともに、さらに日本文化人類学会第41回研究大会で発表を行った。平成18年度は、研究分担者(外国人特別研究員・陳)が、研究代表者(受入研究者・菅)の指導のもと、本研究の研究目的に鑑み、フィールド・ワークを中心とする研究を行った。調査地は、陳が博士論文作成過程で基本的なデータを収集している中国漸江省紹興市東浦鎮青龍村、安昌鎮長楽村であり、現地調査は、平成18年4月26日5月8日、平成18年9月6日27日、平成18年12月18日平成19年1月5日の3回行われた。調査では、伝統的な水利用、管理のシステムとその変化、水環境保全に関する伝承、およびそれをめぐる環境観に関する民俗誌を作成するための基礎的データの収集を行った。さらに、調査終了後、本務地においてデータ整理、データ解析を行い、当該調査地域の基本的な民俗誌のスキームを作成している。このような研究成果は、その研究の途次において随時公開、中間発表されている。具体的には、日本の関連学会(日本民俗学会第58回年会)で発表するとともに、国際会議(2007.3.18-23「国際会議・現代都市発展と文化伝承」:於中国・広州)などで発表した。
仮想レオロジー物体における視触覚情報提示に関する研究

本研究課題の目的は,実世界に数多く存在する柔軟なレオロジー物体と,同等の視触覚情報を人間に提示するために必要な基盤技術を確立することである.レオロジー物体とは,レオロジー的特性を有する三次元物体であり,血管や筋肉などの生体組織や食品がその代表的な例である.本研究では,まず,レオロジー変形のパーティクルベースモデリングを確立した.位相保持と体積効果を導入することにより,レオロジー変形を安定に計算できるパーティクルベースモデリングに成功した.次に,FPGAによる仮想レオロジー物体のリアルタイム変形計算を実現した.パーティクルベースモデルにおける変形計算をFPGA(Field Programmable Gate Array)に回路として実装し,PCより二桁高速な,仮想レオロジー物体のリアルタイム変形計算を実現した.また,視触覚提示のための仮想レオロジー物体のキャリブレーション手法を確立した.レオロジー物体の三次元変形形状と物体に作用する力を計測するシステムを構築するとともに,randomized algorithmを用いて,パーティクルベースモデルの実際のレオロジー物体の計測値から,力学パラメータを同定する手法を確立した.さらに,連続体力学に基づく物体変形のパーティクルベースモデリングを考案した.ポワソン比が0.5という非圧縮性の場合に,CSM(Constraint Stabilization Method)を用いて,非圧縮性をモデリングし,非圧縮性変形を安定に計算する手法を提案した.以上のように本研究課題では,1)パーティクルベースモデリングによるレオロジー物体の大変形モデリング技術の確立,2)FPGA(Field Programmable Gate Array)によるリアルタイム変形計算,3)レンジファインダと分布圧センサを用いたリアルタイム変形計測法の確立,4)Randomized Algorithmによる仮想レオロジー物体のモデルパラメータ同定技術という成果を得た.得られた成果により,厚さが10分の1に圧縮される変形過程のシミュレーション,1000点規模のパーティクルベースモデルのビデオフレームレート実行,変形誤差10%以内のモデル同定が可能になっている.本研究課題の目的は,実世界に数多く存在する柔軟なレオロジー物体と,同等の視触覚情報を人間に提示するために必要な基盤技術を確立することである.レオロジー物体とは,レオロジー的特性を有する三次元物体であり,血管や筋肉などの生体組織や食品がその代表的な例である.本研究では,まず,レオロジー変形のパーティクルベースモデリングを確立した.位相保持と体積効果を導入することにより,レオロジー変形を安定に計算できるパーティクルベースモデリングに成功した.次に,FPGAによる仮想レオロジー物体のリアルタイム変形計算を実現した.パーティクルベースモデルにおける変形計算をFPGA(Field Programmable Gate Array)に回路として実装し,PCより二桁高速な,仮想レオロジー物体のリアルタイム変形計算を実現した.また,視触覚提示のための仮想レオロジー物体のキャリブレーション手法を確立した.レオロジー物体の三次元変形形状と物体に作用する力を計測するシステムを構築するとともに,randomized algorithmを用いて,パーティクルベースモデルの実際のレオロジー物体の計測値から,力学パラメータを同定する手法を確立した.さらに,連続体力学に基づく物体変形のパーティクルベースモデリングを考案した.ポワソン比が0.5という非圧縮性の場合に,CSM(Constraint Stabilization Method)を用いて,非圧縮性をモデリングし,非圧縮性変形を安定に計算する手法を提案した.以上のように本研究課題では,1)パーティクルベースモデリングによるレオロジー物体の大変形モデリング技術の確立,2)FPGA(Field Programmable Gate Array)によるリアルタイム変形計算,3)レンジファインダと分布圧センサを用いたリアルタイム変形計測法の確立,4)Randomized Algorithmによる仮想レオロジー物体のモデルパラメータ同定技術という成果を得た.得られた成果により,厚さが10分の1に圧縮される変形過程のシミュレーション,1000点規模のパーティクルベースモデルのビデオフレームレート実行,変形誤差10%以内のモデル同定が可能になっている.今年度は,FPGAを用いた仮想レオロジー物体の高速変形計算(平井),三次元変形過程のリアルタイム計測と体積効果を用いたモデリング(田中),仮想レオロジー物体の変形提示(登尾)に関する研究を進めた.高速変形計算においては,変形計算アルゴリズムの並列化とパイプライン化を行い,HDLで変形計算回路を設計し,FPGAに実装した.その結果,数百万ゲート相当のFPGAで1000点規模のレオロジー物体の変形計算を,msecオーダで計算できる見通しを得た.並列化においては,変形計算と微分方程式の数値計算をFPGAとPCのどちらで担うかを,計算時間と回路規模の点から検討し,双方ともFPGA上で実装することが望ましいとの結論を得た.さらに,複数のレオロジー物体間の接触あるいは変形による自己接触を表現するために,ペナルティ法を基にしたモデリング手法を提案した.また,PCとFPGAを接続するために,PCIドライバを構築し,データ転送を実現した.リアルタイム計測においては,新規購入したキュービックススキャナを用いて,レオロジー物体,特に食品生地の変形過程を計測し,膨らみや体積変化を定量的に求めた.これらの計測結果を基に,体積効果を用いたモデリング手法を提案した.体積効果を用いたモデリングを用いると,より実際の物体の変形過程に近い形で,レオロジー物体のモデルを構築できることがわかった.仮想レオロジー物体の変形提示においては,変形過程を計測結果からrandomized algorithmを用いて,モデルパラメータを推定する手法を提案した.さらに,現有のjoyarmを用いて,変形時に生じる力の感覚を,一点で提示するシステムを構築した.サンプリングレートが数msecと遅いため限界はあるが,変形時の感覚を提示できることがわかり,サンプリングレートの向上により,より微妙な触覚を提示できる見通しを得た.本年度はまず,論理回路を書き込むことができるVLSIであるFPGAに,仮想レオロジー物体の計算アルゴリズムを実装し,高速な変形計算を実現した.昨年度進めた変形計算の並列

パイプライン化アルゴリズムを,今年度購入した600万ゲート相当のFPGAボードに実装した結果,1000点規模のレオロジー物体の変形計算を,msecオーダで実現できることが判明した.また,固定小数点の演算において,適切なスケーリングを行うことにより,PC上での浮動小数点を用いた計算に近い計算結果が得られることが実証できた.次に,変形形状と分布力の同時計測により,実際のレオロジー物体の物理パラメータを推定する手法を開発した.特に,弾性が非線形性を有する場合に,パラメータを推定する手法を考案し,実際に推定が可能であることを確認した.三次元変形形状と力の計測データから,randomized algorithmを用いて,レオロジー物体の物理パラメータを推定するとともに,実験で得られた変形形状と変形シミュレーションとの比較し,推定パラメータの妥当性を検証した.さらに,力覚提示装置PHANToMを用いて,仮想レオロジー物体の変形と力覚を提示するシステムを構築した.構築には,田中研究室と登尾研究室がすでに所有している装置,新規購入の装置を用いた.ペナルティ法を用いて,PHANToMに作用する力を計算し,計算した力を提示した.仮想レオロジー物体を人間に提示する実験を行ったところ,レオロジー的な変形特性は提示できるものの,PHANToMに生じる振動のため,仮想レオロジー物体操作における人間の特性を評価できるほどの精密な提示は困難であることが判明し,振動を抑制する手法が必要であることが明確になった.本研究課題の目的は,実世界の柔軟なレオロジー物体と同等の視触覚情報を,人間に提示するために必要な基盤技術を確立することである.本研究課題における成果は,1)パーティクルベースモデリングによるレオロジー物体の大変形モデリング技術の確立,2)FPGA (Field Programmable Gate Array)によるリアルタイム変形計算,3)レンジファインダと分布圧センサを用いたリアルタイム変形計測法の確立,4)Randomized Algorithmによる仮想レオロジー物体のモデルパラメータ同定技術である.