hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メコン地域開発とアジア・ダイナミズム：ASEAN後発国発展の政治経済学的研究

メコン地域において、域内インフラは道路網を中心に着実にネットワークが拡大、域内緊密化を促している。これらをさらに進展させる上で制度面での改善が必要である。また、メコン諸国は域内の緊密化を前提とした発展戦略の構築が望まれる。さらに、メコン域内では日本企業のみならず、韓国企業、タイ企業が積極的な事業展開を行っている。特に、製造業分野のみならずサービス業の分野での進出も活発になっている。現状では、ベトナムへの進出が目立っているが、域内の開発が進み緊密化することで、CLM3カ国への波及、拡大が期待される。こうした活動を活発化させるため、制度の統一など域内の一体化を進める方策がいっそう求められる本研究では、メコン河流域経済圏(GMS)における後発国と先発国の格差是正の課題と方策をGMS及び東アジアの経済ダイナミズムを踏まえて、学際的・包括的に分析することを目的とする。先行研究では道路・港湾などの物流や各国の開発状況の分析はなされているが、経済特区などの生産拠点の分析、地域の生産の担い手となる外国企業・地場企業の戦略と発展の分析、人的資本の形成と労働移動の分析を踏まえた複合的研究はなされていないからである。本研究においては、1東アジア・ダイナミズムの視点からのメコン地域開発課題の探索、およびキャッチアップ条件の分析枠組みの構築に加えて、2経済区・工業団地、3交通インフラ整備、4企業戦略・発展、5人的資本形成・労働移動の各ファクターに焦点を当てて、経済的・政治的側面から上記課題を分析する。平成27年度は、東アジア・ダイナミズムの分析枠組みを再構築した上で東アジア・ダイナミズムの視点から見たGMS後発国の発展課題の整理を重点的に行った。各分担者・協力者はGMS諸国(タイ、ベトナム、ミャンマー、ラオス、カンボジア、中国南部各省)に関する文献調査・データ整理を行うとともに、早稲田大学で会議を3回開催し、各国事情に精通している研究者・実業家から状況を聴取、基礎的理解を深め、問題点の洗い出しを行った。また、研究メンバー7名がベトナム、タイ、カンボジア、ラオス、ミャンマーで現地調査を行い、経済特区・工業団地での外資企業、各国内企業の活動、工業化の進展について視察、資料収集等を行った。平成27年度の計画では、GMS圏(ベトナム、ミャンマー、カンボジア、タイ、ラオス)に関する基礎的な文献整理及びデータ収集を行い、それに基づく詳細な調査項目の検討および現地調査を行う予定であった。計画に従い、各分担者・協力者が各自テーマに沿った形でGMS諸国に関する文献調査・データ整理を行い基礎的理解を深めるとともに、早稲田大学ベトナム総合研究所の研究会で、各国事情に精通している研究者・実業家から状況を聴取、かつ研究課題に対するアドバイス等を通じて、問題点の洗い出しを行った。さらに、年度後半に、ベトナム、カンボジア、ミャンマーにおける経済特区・工業団地、及びメコン圏の交通インフラの整備状況に関する実地調査を計3回実施し、各自が中間報告会(2016年10月)に向けて準備を進めた。以上の通り、おおむね予定通りに研究計画を進めることができた。メコン河流域経済圏(以下、GMS経済圏)ラストフロンティアとして世界的に注目を集め、多くの研究が進められている。しかし、既存研究では道路・港湾など物流や国レベルの開発状況の分析はなされているものの、経済特区などの生産拠点の分析、外国企業・地場企業の戦略の相違、人的資本の形成と労働移動といった複合的視点から研究はなされていない。こうした点を鑑み、本研究では、GMS経済圏における後発国と先発国の格差是正を図るための方策及び課題について、GMS諸国を取り巻く東アジアの経済ダイナミズムを踏まえて、学際的・包括的に分析する。より具体的には、1東アジアダイナミズムの視点からメコン地域開発課題の探索、及びキャッチアップ条件の分析枠組みの構築に加えて、2経済特区・工業団地、3交通インフラの整備、4企業戦略、5人的資本形成・労働移動の各ファクターに焦点を当てて、経済的・政治的側面から分析する。平成27年度は、東アジアの経済ダイナミズムの分析枠組みを再構築するため、文献サーベイ、専門家からの意見聴取を中心に問題点の洗い出しを行った。平成28年度は、平成27年度の研究成果を踏まえて、東アジア・ダイナミズムの視点からGMS後発国の発展戦略、GMSにおける域外国のアプローチといった切り口から、調査・分析を重点的に行った。早稲田大学を拠点に、年3回研究会を開催し、各国事情に精通している研究者、実業家から状況を聴取した。また、平成29年2月、研究分担者・協力者の中間的成果を公表するため、ベトナムハノイで国際シンポジウムを開催した。平成28年の計画では、平成27年度で抽出された問題点、課題について研究分担者・協力者が分析、考察を行い、中間的成果を国際シンポジウムを開催し、広く公表することとしていた。おおむね計画通りに研究を進めて、平成29年2月、ベトナムハノイで国際シンポジウムを開催した。シンポジウムでは、広く成果を公表するとともに、今後の研究の方向性に関する示唆を得た。なお、シンポジウムにおいて、新たな論点を検討する必要が生じたが、それは平成29年度に検討することで、成果に盛り込むこととした。以上の通り、おおむね予定通り研究は実施、進展している。メコン流域地域は、現在、東アジアの最後フロンティアとして世界から注目を浴びている。メコン流域のカンボジア、ラオス、ミャンマー、ベトナムはCLMVと称されるが、これら諸国は、日本などのアジア先進国から資本・技術・経営資源の導入を通じて、アジアでのダイナミックな分業に参加することで、発展加速が期待されている。

本プロジェクトでは、アジアダイナミズムのコンテクストの下で、メコン流域地域の潜在性と発展条件を、(1)メコン流域のインフラと人的資本、(2)メコン流域各国の開発と分業、(3)メコン流域の開発と多国籍企業という3つの観点から究明した。それらを検討した結果、得られた知見は以下のとおりである。メコン地域におけるインフラは道路網を中心に着実にネットワークが拡大、域内緊密化を促している。これらをさらに進展させる上で制度面での改善が必要である。また、メコン諸国は各国が策定した戦略に基づき発展を模索しているが、域内の緊密化を前提とした発展戦略の構築が望まれる。さらに、メコン域内では日本企業のみならず、韓国企業、タイ企業が積極的な事業展開を行っている。特に、製造業分野のみならずサービス業の分野での進出も活発になっている。現状では、製造業、サービス業ともにベトナムへの進出が目立っているが、域内の開発が進み緊密化が進展することで、CLM3カ国への波及、拡大が期待される。こうした活動を活発化させるためには、制度の統一など域内の一体化を進める方策が求められる。メコン地域において、域内インフラは道路網を中心に着実にネットワークが拡大、域内緊密化を促している。また、メコン諸国は域内の緊密化を前提とした発展戦略の構築が望まれる。現状では、ベトナムへの進出が目立っているが、域内の開発が進み緊密化することで、CLM3カ国への波及、拡大が期待される。こうした活動を活発化させるため、制度の統一など域内の一体化を進める方策がいっそう求められる平成27年度に重点的に行った基礎的文献・データ調査を踏まえて、平成28年度はメコン経済圏における工業化、インフラ整備、人的資本形成政策、及び進出企業の戦略に焦点を当てた調査・研究を進める。具体的には、現在の東アジアのヒト、カネ、モノの交流がGMS後発国にどのような影響を与えているのか分析を行う。そして、その社会・経済的発展のために、単なる物的インフラの整備にとどまらず、経済特区などの生産拠点の分析・評価、生産拠点と都市、港湾・空港を結ぶ交通網の分析・評価、地域の生産の担い手となる外国企業・地場企業の発展の分析・評価、及び人的資本の形成と労働移動の分析・評価を行う。さらに、平和学・地政学的見地・政治環境の分析も踏まえて行う。これら調査結果をまとめて、「メコン地域開発とアジア・ダイナミズム」をテーマとして、中間報告会を兼ねたシンポジウムを2016年11月にベトナム・ハノイにて開催する。研究成果を国際社会へ還元するとともに、GMS諸国の研究者との討論を通じて研究の深化を図る。平成29年度は、平成28年度にハノイで実施した国際シンポジウムでの議論を踏まえて、各自が追加調査を行い、テーマを深耕する。
植物の根において亜鉛欠乏を感知するセンサータンパク質の探索とその機能解析

本研究では、シロイヌナズナにおいて亜鉛恒常性維持に重要な機能を持つ転写因子bZIP19とbZIP23に着目した。亜鉛欠乏時にこれら転写因子が制御する下流因子を調べるために、定量プロテオーム解析手法としてiTRAQ解析やSRM解析などを行ったところ、いくつかの亜鉛輸送体や分泌ペプチドなどがbZIP19とbZIP23により制御されていることが示された。bZIP19とbZIP23は同じ機能をもつと信じられていたが、本研究により異なる遺伝子の発現を制御することが示された。さらに、分泌ペプチドが亜鉛恒常性維持に重要な役割をもつことが示唆されている。本研究では、植物において未だに発見されていない亜鉛欠乏を感知するセンサータンパク質の同定とその機能解析に取り組む。申請者は、bzip19変異体の解析や定量プロテオーム解析の結果から、転写因子bZIP19が亜鉛欠乏時の亜鉛恒常性維持に重要な役割を持つことを明らかにしている。そこで、bZIP19自身またはその相互作用タンパク質が亜鉛欠乏センサーとして働く可能性を考えている。bZIP19には亜鉛が結合する可能性のある、システインとヒスチジンリッチな配列がある。bzip19変異体は亜鉛欠乏条件下において著しい生育阻害を示すことを指標に、システインとヒスチジンリッチな配列を削った変異型bZIP19配列をbzip19変異体に導入し、その表現型が回復するかどうかを調べた。しかし変異型bZIP19のmRNAは検出されず、分解されていると推察された。このためbzip19変異体の表現型が亜鉛欠乏条件下で回復する事も無かった。また、同じ配列を大腸菌に導入し、精製bZIP19タンパク質への亜鉛結合量をドットブロット解析または元素濃度測定装置ICP-OESにより測定することを計画したが、同様にbZIP19タンパク質タンパク質が発現することは無かった。次に、bZIP19と直接相互作用するタンパク質には、亜鉛欠乏センサーまたは機能調節因子が含まれると考え、免疫沈降実験を行った。この実験では、bZIP19に2種類のタグ(GFPとFLAG)を付加した融合タンパク質をbzip19変異体において発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製し、変異体の表現型が回復することを確認した。なお、プロモーターはbZIP19の自己プロモーターおよび35Sプロモーターを用いた。自己プロモーターを用いた場合、発現量の低さから、bZIP19自身が同定される事は無かった。一方、35Sプロモーターを用いた場合はbZIP19が同定され、相互作用因子の候補を複数得ることが出来た。現在、この変異体を取り寄せ、解析を進めている。申請者は、bzip19シロイヌナズナ変異体の解析や定量プロテオーム解析の結果から、転写因子bZIP19が亜鉛欠乏時の亜鉛恒常性維持に重要な役割を持つことを明らかにしている。平成27年度から実施していた、bZIP19の配列内に存在する亜鉛結合領域と推定される配列を削った変異タンパク質を、bzip19変異体および大腸菌への導入を引き続き行ったが、bZIP19変異型タンパク質は発現しなかった。このためこの実験は断念することとした。次に、平成27年度にbZIP19と相互作用するタンパク質の候補を得ることができたため、該当するシロイヌナズナT-DNA挿入変異体を用いて解析したが、亜鉛欠乏に対して全く表現型を示さなかった。そこで、bZIP19が発現を制御する新規遺伝子として同定された3種類の分泌ペプチドに着目して研究を進めることとした。当初の目的であったbZIP19の相互作用因子は同定できていないことから、達成度は低い。一方、bZIP19およびそのホモログであるbZIP23の機能解析を実施し、論文を報告することができた(Inaba et al., 2015, Plant J.)。bZIP19は、プロモータ配列上に存在するZDREモチーフと呼ばれるシス配列に結合し、遺伝子発現を制御することが知られている。これまでZDREモチーフは主に亜鉛輸送体をコードする遺伝子のプロモータ配列上に存在することが知られていたが、新たに同定された分泌ペプチドのプロモータ領域にも存在することが示された。また我々は、分泌ペプチドのN末端側にシグナルペプチドが存在しており、N末端がプロセシングにより切断されること、またC末端側は成熟型の分泌ペプチドにおいても切断されないことを質量分析により明らかにした。このため、GFP、FLAGを分泌ペプチドのC末端側に付加し、35Sプロモータまたは自己プロモータにより発現制御させたシロイヌナズナ形質転換体を作成した。これらはbzip19変異体に導入した。この他、自己プロモータ制御下でGUSタンパク質を発現させる形質転換体を作成している。またこれまでbZIP19とbZIP23は協調的に機能すると信じられていたが、bZIP19が制御する遺伝子群、bZIP23が制御する遺伝子群が存在し、それぞれ機能分担していることが示された。平成27年度に立案した通り、野生型シロイヌナズナ、bzip19およびbzip23変異体を用いたマイクロアレイ解析を行い、bZIP19およびbZIP23に発現制御される遺伝子群の候補を得た。bZIP

19に発現制御される遺伝子は、亜鉛輸送体だけが実験的に証明されているが、本研究から分泌ペプチドなど亜鉛輸送には関わらない遺伝子についても発現制御されていることが示された。本研究では、植物において未だに発見されていない亜鉛欠乏を感知するセンサータンパク質の同定とその機能解析に取り組む。申請者は、bzip19シロイヌナズナ変異体の解析や定量プロテオーム解析の結果から、転写因子bZIP19が亜鉛欠乏時の亜鉛恒常性維持に重要な役割を持つことを明らかにしている。そこで、bZIP19自身またはその相互作用タンパク質が亜鉛欠乏センサーとして働く可能性を考えている。平成28年度は、平成27年度から引き続き、bZIP19が発現を制御する新規遺伝子として同定された3種類の分泌ペプチドのうち、亜鉛欠乏に対して発現量が著しく増加したペプチドをP2と名付けて集中的に解析した。P2のT-DNA挿入変異体および過剰発現体を亜鉛十分培地および亜鉛欠乏培地で生育し、表現型観察を行った。この結果、野生型と過剰発現体との間で変化が見られなかったが、変異体ではやや亜鉛欠乏に対して感受性を示した。さらに、根と葉の細胞内亜鉛濃度は、変異体ではやや亜鉛含有量が低下していた。またP2遺伝子は亜鉛欠乏時に発現量が増加し、生育環境中の亜鉛濃度が高まるにつれて発現量が減少することが明らかになった。一方、他の元素欠乏時にはほとんど発現量の変化は示さなかったが、鉄欠乏時においてのみ発現量が減少した。興味深いことに鉄過剰では発現量が上昇し、亜鉛の濃度とまったく逆の応答を示した。そこで鉄過剰における表現型観察を行ったところ、変異体はCol-0に比べて生育阻害を示した。また、P2自己プロモータに制御されたP2とGFP融合タンパク質を発現する形質転換体を作成し、顕微鏡観察したところ、細胞膜あるいは細胞外に局在化した。また亜鉛欠乏下と過剰鉄存在下で特にGFP蛍光が強くなることが確認され、mRNA発現レベルの結果と一致した。現在は、P2が亜鉛と鉄の恒常性維持の両方あるいはどちらに寄与するのかその詳細を解析している。本研究では、シロイヌナズナにおいて亜鉛恒常性維持に重要な機能を持つ転写因子bZIP19とbZIP23に着目した。亜鉛欠乏時にこれら転写因子が制御する下流因子を調べるために、定量プロテオーム解析手法としてiTRAQ解析やSRM解析などを行ったところ、いくつかの亜鉛輸送体や分泌ペプチドなどがbZIP19とbZIP23により制御されていることが示された。bZIP19とbZIP23は同じ機能をもつと信じられていたが、本研究により異なる遺伝子の発現を制御することが示された。さらに、分泌ペプチドが亜鉛恒常性維持に重要な役割をもつことが示唆されている。bZIP19への亜鉛結合解析については、bzip19変異体および大腸菌における変異型bZIP19タンパク質の発現が確認されていないことから、達成度は低い。一方、相互作用因子の探索においては、候補タンパク質を得ることが出来たことから、現時点では当初の目的を達成したと考えている。現在までの進捗状況に記したマイクロアレイ解析の結果から、少なくとも41種類の遺伝子がbZIP19またはbZIP
MRIを用いた生体組織における各種物理特性の異方性に関する検討

MRIでは、細胞という明確な構造単位を有する生体組織では水分子の拡散が異方性示すことを利用して、拡散テンソル画像法として神経組織や筋組織などの異方性を検出し、細胞配列情報を抽出する試みが行われている。本研究では、組織における拡散以外の物理特性に着目し、弾性特性や電気的インピーダンス特性の異方性の検出により新たな細胞配列情報の抽出法を開発することを目的に基礎的検討を進め、鶏肉を対象に電気的インピーダンスの異方性検出の可能性を実験的に示した。拡散テンソル画像(DTI)法は水分子の拡散が組織の構造によって異方性を示すことを利用したMRI撮像法で、神経組織を対象に臨床応用も試みられているが、本研究では弾性あるいは音響特性、電気的なインピーダンス特性など、拡散以外にも組織が有する物理特性を対象としてテンソル画像を作成することにより組織構造や異方性を可視化することを目的とする。我々は既に臨床用MRI装置でMR性画像(MRE)の撮影を実現しており、平成21年度はMREにて得られる弾性特性の異方性(弾性テンソル)と組織構造の特徴との関係について検討するため、細胞スケールに匹敵する数十ミクロンの高い空間分解能を持つ7T動物用MRI装置にてMRE撮影を行う計画で、圧電素子を用いて振動を発生しMRE撮像を行う環境を構築した。しかし、撮影視野が数cm程度以下に限定された動物用MRI装置による高精度の弾性率計測には、臨床に用いられているMREのような波長が数cmとなる百Hz程度よりも高い周波数の弾性波を用いる必要があるため、本年度は撮像環境を構築した段階にとどめ、組織弾性率の周波数依存性に関する問題の調査を優先することとした。一方、我々としては未着手で原理検証を含めた開発が必要であり、また弾性波とは異なり撮影視野制限の問題が生じないと考えられる電気的インピーダンス計測法(MREIT)に関する基礎検討に平成22年度の計画から前倒しで着手し、直流電流を通電した際の画像1化に成功した。未だ均質なファントムを対象とした計測に限定されているものの、得られたインピーダンスは電気的に直接計測した実測値と一致することを確認した。MRI画像からの多次元テンソル算出処理については、拡散テンソル画像を対象に画像のS/N比と算出テンソルの精度に関するシミュレーションを行い、画像計測を行う多方向のベクトルの組み合わせが異方性の程度によって変化することを明らかにした。テンソル面像(DTI)法は水分子の拡散が組織の構造によって異方性を示すことを利用したMRI撮像法で、神経組織を対象に臨床応用も試みられているが、本研究では弾性あるいは音響特性、電気的なインピーダンス特性など、拡散以外にも組織が有する物理特性を対象としてテンソル画像を作成することにより組織構造や異方性を可視化することを目的とする。我々は既に臨床用MRI装置で脈弾性画像(MRE)の撮影を実現しており、平成21年度には細胞スケールに匹敵する数十ミクロンの高い空間分解能を持った7T動物用MRI装置によるMRE撮影を試みたものの、臨床用MRI装置におけるMREの場合よりも弾性波の波長が短い高周波の振動を与える必要があったため、MREについては動物用MRI装置における撮像環境の構築にとどめ、MRIによる組織の電気的インピーダンス計測法(MREIT)の基礎検討を計画から前倒しで着手し直流電流を通電した際の画像化までを完了した。平成22年度には7T動物用MRI装置によるMRE撮影を実現するため、百Hz以上の振動を発生する圧電素子を用いて、ポリアクリルアミド製のファントムにおける縦波のMRE画像の撮影に成功した。MRE, MREITともに、方向による差異を確認するには至っていないが、基礎的な撮影環鏡は整ったと考えられる。本研究では、MRE, MREITをはじめとする様々なMRI画像から多次元テンソルを算出するための画像処理方の開発も必要であり、21年度は拡散テンソル画像を対象としたテンソルの精度評価をシミュレーションにより行い、この結果に基づいて22年度には心臓の運動を詳細に描出するタギングMRI法を用い組織の異方性を立体的に表現する可能性を検討することによって心筋組織の収縮運動に関する3次元異方性を学術誌に報告するに至った。研究の開始当初はMREあるいはMREITなどの特殊な撮影法に限定していたが、タギングMRI法も研究対象に加え、細胞配列の異方性推定の可能性について検討を続ける。拡散テンソル画像(DTI)法は水分子の拡散が組織の構造によって異方性を示すことを利用したMRI撮像法であるが、本研究では弾性あるいは音響特性、電気的なインピーダンス特性など、拡散以外にも組織が有する物理特性を対象としてテンソル画像を作成することにより組織構造や異方性を可視化することを目的とする。

昨年までに組織の弾性特性を計測するMR Elastograohy法、電気的インピーダンス特性を計測するMR Electrical Impedance Tomography(MREIT)法の開発を行ってきたが、最終年度の本年度は研究の最終目的である異方性の可視化を最優先課題とし、これまでの開発過程から実現の可能性が最も高いと期待されたMREIT法を用い、異方性を有する組織として鶏肉を対象とする撮影実験を進めた。一辺が2cmの立方体状の鶏肉に対して筋線維方向とその直交方向に、それぞれ5Vの直流電圧を与えて得られた電流密度分布像を比較すると、前者では筋線維方向に沿って電流が集中ずるが、後者では電流密度分布が筋線維方向に広がる様子が捉えられ、筋線維を横切る方向に比べて筋線維方向の電気的インピーダンスが低いことが示唆された。このような実験結果は、鶏肉全体を対象に筋線維方向と直交方向で電気抵抗値を直接測定した確認実験結果と一致していた。さらに、筋組織の小部分における異方性を推定するため、得られた電流密度分布像に基づいて有限要素解析を試みたが、各部分の異方性テンソルの導出は困難で、組織の不均一性が原因と考えられた。MRE法の開発については縦波の描出によるヤング率の計測が7T動物用MRI装置で可能となったが、異方性を検出するまでには至らなかった。今年度の研究成果により、弾性特性についてほ組織の異方性を確認できなかったものの、電気的インピーダンスについては、マクロの異方性を確認でき、今後、組織レベルの異方性検出の可能性が確認できた。
サイバーフィジカルシステムからの情報漏洩の定量的解析

本研究では、サイバーフィジカルシステムからの情報漏洩の定量的解析技術を改良することを目指し、大規模な確率的システムからの秘密情報の漏洩量を効率的かつ自動的に推定する新たな手法を開発した。具体的には、定量的情報流解析の理論研究を発展させるとともに、記号的手法と統計的手法を組み合わせることによって、従来手法よりも高い品質で、より効率的な定量的情報流解析手法を提案した。さらに、このハイブリッド手法を用いて、定量的情報流解析ツールHyLeakを開発した。また、スケジューリングと観測が情報漏洩にどのような影響を与えるのかについても研究を行った。大規模な確率的システムからの秘密情報の漏洩量を測定・推定することを目指し、本年度は定量的情報流解析の要素技術に関する研究を行った。1.複数の部分システムの実行のスケジューリングが秘密情報の漏洩にどのように影響を及ぼすのかについて理論研究を行った。具体的には、スケジューラの振る舞いと攻撃者の観測能力が情報漏洩の度合いにどのように影響を及ぼすかについて、定量的情報流解析の枠組みで定式化した。特に、スケジューラに依存するシステムが漏洩する情報量の上限を示した。また、min-entropyベースの情報漏洩量を最小化するスケジューラの構成方法を示した。2.確率的システムに対する効率的な定量的情報流解析の手法には、記号的手法に基づく手法と統計的手法に基づく手法がある。前者はソースコードの情報を用いてシステムを抽象化して解析するのに対し、後者はシステムをブラックボックスとしてランダムに実行して統計的に解析する。両者にはそれぞれ長所と短所があるが、本研究では、定量的情報流解析手法を効率化するために、両手法を組み合わせた新たな定量的情報流解析手法を開発した。具体的には、確率的プログラムを分解し、各部分の性質を評価することにより、統計的手法に適した部分に対しては統計的手法を用い、記号的手法に適した部分に対しては記号的手法を用いる。この際、情報漏洩量の推定値の信頼区間を計算し、解析結果の品質を評価できる。この理論に基づき定量的情報流解析解析ツールを開発した。本研究では、大規模な確率的システムからの秘密情報の漏洩量を測定・推定するために、定量的情報流解析の効率化を目指しているが、本年度は統計的手法と記号的手法を融合させることにより、より効率的な定量的情報流解析の手法を開発することができた。大規模な確率的システムからの秘密情報の漏洩量の推定を効率化・自動化することを目指し、本年度は昨年度に引き続いて定量的情報流解析の技術を改良するとともに、これを実装したツールHyLeakの開発に取り組んだ。その他に、暗号システムを記述した確率的プログラムの形式検証に関する解説論文を執筆した。1.確率的システムに対する定量的情報流解析の手法には、記号的手法と統計的手法がある。本研究では昨年度、これらの二つの手法を融合させることにより、解析の品質と効率を両立させた新たな解析手法を考案していたが、本年度はこの新手法を改良した。具体的には、例えば、記号的手法に基づいてソースコードを解析することにより、解析の品質を保ちつつも、統計的手法におけるシミュレーションの実行回数を削減する手法を考案した。これらの研究成果をまとめ、査読付国際会議FM 2016(21st International Symposium on Formal Methods)で発表した。2.前述の定量的情報流解析の新手法において、確率的プログラムの各部分に対して、記号的手法と統計的手法のどちらを用いて解析するとより効率的なのかを判定するヒューリスティクスを改良し完成させた。このヒューリスティクスを前述の解析技術と組み合わせることにより、確率的システムからの情報漏洩の度合いを、従来よりも高速かつ高品質に推定する解析技術を開発した。さらに、昨年度実装したプロトタイプを改良し、定量的情報流解析ツールHyLeakを開発し、公開した。また、HyLeakに関するツール論文を国際会議に投稿中である。3.確率的システムの安全性検証に関して、定理証明支援系ベースの検証手法・ツールについて調査を行い、確率的システムの中でも暗号システムに焦点を当てて、安全性の形式検証の入門から計算機上での証明までを紹介する解説論文を執筆した。本年度開発した定量的情報流解析の手法は、記号的手法と統計的手法を融合させたものであるが、記号的手法によるシステムの抽象化が限定的である。そこで、今後の研究では、既存の形式手法における抽象化の手法を応用することにより、解析の効率を高め、スケーラビリティを向上させることを目指す。また、本研究の手法を具体的なサイバーフィジカルシステムの解析に適用することを目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。プログラム検証28年度が最終年度であるため、記入しない。
合成ポリアニオンによる抗がん剤の効果増強に関する研究

1)合成ポリアニオン(DIVEMA)ーアドリアマイシン(ADR)結合体におけるDIVEMAのADR薬物動態に及ぼす影響(マウス実験系)DIVEMA(divinyl ether and maleic anhydride)は、ADRを共有結合させることによりADRの薬物動態を著しく修飾できることが判明し、現在最も難治性とされる癌の腹膜播種性転移に対する有効で低毒性の化学療法を開発できる可能性が示唆された。すなわちDIVEMAーADR結合体75mg/kgを腹腔内に投与すると、24時間に亙って腹腔内では約4000ng/m190.2ng/mlの高濃度のADRが滞留する一方、血漿中では対応する全測定点で6ng/ml以下であった。2)DIVEMAのADR組織内分布に及ぼす影響(マウス実験系)ADRの主な副作用である心筋障害、排泄臓器として重要な腎臓、癌化学療法の障害臓器として重要な消化管の三者について、ADRとDIVEMAーADR結合体を腹腔内に投与し、12時間と24時間後における組織内濃度を比較検討した。ADR投与後12時間では、心筋で1244ng/g、腎臓3396ng/g、小腸3771ng/gであったが、結合体投与では心筋、小腸で測定限界以下、腎臓で327ng/gとなり、DIVEMAを結合する事により癌化学療法剤の臓器障害を軽減出来る可能性が示された。3)DIVEMAの抗腫瘍活性発見におけるNK細胞(脾細胞)、腹腔マクロファ-ジ、CTLの役割の解明(非担癌マウス実験系)DIVEMAをマウス腹腔内に投与するとNK細胞(脾細胞)、腹腔マクロファ-ジ、細胞障害性T細胞のいずれも、同系マウスに発生した線維肉腫(FSaI)に対し、著明な殺細胞活性が発現した。4)DIVEMAの肺転移抑制作用1.DIVEMA-抗がん剤結合体の合成:テトラヒドロフラン混合溶媒中でラジカル重合開始剤を用い封管中でジビニルエーテルと無水マレイン酸を共重合させてDIVEMAを合成し、酸型DIVEMAの水系GPCにより分子量を決定した。アドリアマイシン(ADR)塩酸塩、及び5 ́DFURと無水物型のDIVEMAを有機溶媒中でトリエチルアミンを触媒して反応させ抗がん剤との結合体を合成した。この結合体中にADRは32%、5 ́-DFURは28%含まれている。2.DIVEMAの生体防御機構に及ぼす影響(DIVEMAの抗がん活性機構):DIVEMA分子量、投与量、投与間隔を変えて非担癌マウスに投与し、腹腔マクロファージ(P-Mφ)及びNK細胞の癌細胞致死効果をYAC-1細胞とEL4細胞を標的として評価した。DIVEMAがP-MφとNK細胞の癌細胞致死作用を増増する。またP-Mφは投与後6日目、NK細胞は3日目に最も増強した。また分子量が大きい程(MW=5600120000)少ない投与量(0.1mg300mg/Kgで実験)で殺細胞効果が増強する傾向がみられた。P-Mφ活性を抑圧する物質及び抗NK細胞抗体であらかじめ処理したマウスではDIVEMAの効果が出現しなかった。次年度移行は抗がん剤との結合体いついて同様の検討をする。3.DIVEMA-抗がん剤結合体の抗腫瘍効果の検討:DIVEMAは生体反応を介して抗腫瘍活性を示すので、担癌生体での癌細胞致死効果を細胞レベルで定量的に評価することが出来るTD50法(半数のマウスが死亡するのに必要な癌細胞数を求める方法)で効果を検討した。腫瘍系は、免疫原性の強い線維肉腫(FSaI)と免疫原性の弱い自然発生線維肉腫(FSaII)を同系マウス(C_3H)に移植して実験した。分子量3万のDIVEMAを主に用いたが、50mg/Kg3回投与で99.98%のFSaI細胞を死滅させることが出来た。この用法では副用(体重変化)は認められなかった。OK-432、C-parvum、BCG、Lentinanに比べて極めて高い効果が得られた。抗がん剤結合体については実験中である。また薬物動態学的検討も目下進行中であり成果が挙がりつつある。1)合成ポリアニオンであるジビニ-ルエ-テル無水マレイン酸共重合体(DIVEMA)に抗がん剤であるアドリアマイシン(ADR)及び5'-DFURのそれぞれについて、32%と8%、及び29%と7.5%の結合体を合成し、それぞれの毒性並びに抗がん活性について検討した。動物-腫瘍系はC_3H/HCマウス-メチルコラントレン誘発性線維肉腫(FSaI)を用いた。毒性は結合比の高低にあまり影響されなかった。一方、抗がん活性は32%、29%の方が高い傾向を示した。2)DIVEMA-ADR(32%)のマウスFSaIに対する治療効果FSaI腹膜播種モデルを用いて、DIVEMA単独、ADR単独、DIVEMA-ADR結合体のそれぞれについて抗がん活性並びに毒性について、生存率並びに体重減少を指標として検討した。DIVEMA単独及びADR単独投与群の120日生存率は25%であるのに対しADR-DIVEMA結合体のそれは、75%と有意に改善した。一方、毒性については薬剤投与後DIVEMAでは平均2.5g、ADR単独では0.8gそれぞれ一週間で体重が増加したが、結合体はそれらの中間の増加(1.7g)を示し、毒性は増強していない事が明らかであった。

3)DIVEMAの抗がん治性発現機序に関する研究上記2)の動物-腫瘍系を用いて、DIVEMAを非担癌マウスに投与した後NK細胞活性、マクロファ-ジ活性、細胞障害性T細胞活性について、FSaI細胞を標的細胞として測定した。DOSE-RESPONSE、及び活性動態についても検討した。いずれの細胞系においてもDIVEMA投与(ip)により殺FSaI細胞効果の明らかな増強がみられたが、NK細胞活性及びマクロファ-治活性がほぼ一週間で消失したのちT-細胞活性が出現して来ることが判明した。4)DIVEMA及びDIVEMA-ADR結合体における、DIVEMA、ADRの組織内動態の解析に関する研究、結合体を腹腔内に投与した場合血中ADR濃度は極めて低値にすることが出来る。DIVEMAの体内分布を測定中である。1)合成ポリアニオン(DIVEMA)ーアドリアマイシン(ADR)結合体におけるDIVEMAのADR薬物動態に及ぼす影響(マウス実験系)DIVEMA(divinyl ether and maleic anhydride)は、ADRを共有結合させることによりADRの薬物動態を著しく修飾できることが判明し、現在最も難治性とされる癌の腹膜播種性転移に対する有効で低毒性の化学療法を開発できる可能性が示唆された。すなわちDIVEMAーADR結合体75mg/kgを腹腔内に投与すると、24時間に亙って腹腔内では約4000ng/m190.2ng/mlの高濃度のADRが滞留する一方、血漿中では対応する全測定点で6ng/ml以下であった。2)DIVEMAのADR組織内分布に及ぼす影響(マウス実験系)ADRの主な副作用である心筋障害、排泄臓器として重要な腎臓、癌化学療法の障害臓器として重要な消化管の三者について、ADRとDIVEMAーADR結合体を腹腔内に投与し、12時間と24時間後における組織内濃度を比較検討した。ADR投与後12時間では、心筋で1244ng/g、腎臓3396ng/g、小腸3771ng/gであったが、結合体投与では心筋、小腸で測定限界以下、腎臓で327ng/gとなり、DIVEMAを結合する事により癌化学療法剤の臓器障害を軽減出来る可能性が示された。3)DIVEMAの抗腫瘍活性発見におけるNK細胞(脾細胞)、腹腔マクロファ-ジ、CTLの役割の解明(非担癌マウス実験系)DIVEMAをマウス腹腔内に投与するとNK細胞(脾細胞)、腹腔マクロファ-ジ、細胞障害性T細胞のいずれも、同系マウスに発生した線維肉腫(FSaI)に対し、著明な殺細胞活性が発現した。4)DIVEMAの肺転移抑制作用
メダカトランスポゾンの線虫C.エレガンス研究への応用

本研究では最近開発された新規脊椎動物トランスポゾン実験系であるメダカTol1を線虫C.elegansに応用することを目指しており、当面の目標はTol1が挿入された線虫系統の作成である。今年度は、まず生殖系列細胞でのTol1トランスポゼース(TPase)高発現のために、pie-1プロモーターで駆動するTol1 TPaseを、蛍光蛋白質マーカーをもつTol1エレメントとともにcomplex array形成法によって遺伝子導入したが、挿入系統は作成できなかった。線虫では、マイクロインジェクションによって導入されたDNAはextrachromosomal array(EA)として染色体外で安定に維持される。ここまでの結果からTol1の生殖染色体への挿入頻度は当初の期待より低く、EA中のTol1エレメントの存在が染色体に挿入されたTol1検出の大きな障害となっていると考えられた。そこで、線虫生殖系列細胞でのMosIトランスポゾン置換反応用に開発されたMosSCI実験系を参考に、以下のTol1挿入系統の高感度検出系構築を試みた。ポジティブ選択マーカーとして野生型unc-119遺伝子断片をもつTol1エレメント、ネガティブ選択マーカーとしてrab-3::mCherry,myo-2::mCherry,myo-3::mCherryを用い、これらを生殖系列細胞で高い発現活性をもつglh-2遺伝子プロモーターによって駆動したTol1TPaseとともにunc-119変異体の生殖巣にマイクロインジェクションした。F2世代以降でmCherry非発現かつunc-119変異運動異常救済を指標として挿入系統を検索したが、得られなかった。生殖細胞におけるTol1挿入頻度が現状では極めて低いと考えざるを得ず、本研究の成功には生殖系列細胞でのTol1転移率を飛躍的に高める方途を探る必要がある。トランスポゾンはモデル生物研究の重要なツールとなっている。線虫C.elegans個体内での外来性トランスポゾン転移はこれまで多くの研究者が試みたが、Mos1以外に成功例がなかった。本研究の目的は、最近、開発された新規な脊椎動物トランスポゾン・トランスポゼース実験系であるメダカのTol1をC.elegansに応用して、このモデル生物での効率的な変異作成系、単一コピー遺伝子導入系、ジーントラップ法・エンハンサートラップ法を開発することである。生殖巣でのトランスポゼースの高発現はTol1をC.elegans研究へ応用するための突破口であり、本計画でもっとも重要なポイントの一つである。今年度は熱ショックプロモーターhsp16-2によりTol1トランスポゼースcDNAの発現誘導を試みた。また、Tol1トランスポゼースcDNA化学合成による配列の改変を行い、メダカ遺伝子であるTol1トランスポゼースの線虫での発現の最適化も試みた。しかし合成Tol1トランスポゼースcDNAを用いた場合、これまでのところ体細胞において従来のトランスポゼースと比べて顕著な発現の増加は確認できていない。また、遺伝子導入法としてcomplex array形成法、bombardment法を試み、トランスポゼースcDNAを発現させて次世代線虫染色体でのTol1挿入の検出を試みたが、生殖巣での高頻度のTol1転移は確認できていない。
Notchレセプター糖鎖転移酵素フリンジのTリンパ球特異的ジーン・ターゲティング

NotchレセプターのひとつであるNotch1からのシグナルが、リンパ球系前駆細胞からのT細胞の発生・分化に必須であることが知られている。NotchレセプターとNotchリガンドの相互作用は、Notchの糖鎖付加に影響されるが、それを司る酵素のひとつがフリンジ(lunatic fringe ; Lfg)である。しかしながら、T細胞の発生・分化におけるNotchレセプターの糖鎖付加の意義は、まだ十分解明されていなかった。我々はTリンパ球の発生過程で、Lfg遺伝子の発現レベルが劇的に変化することを見出し、LfgによるNotchの糖鎖付加がT細胞の発生・分化に関与することが示唆された。そこで、Lfg遺伝子のTリンパ球特異的ジーンターゲティングを試みた。しかしながら、その過程において、カナダの研究グループが先行してLfg遺伝子のTリンパ球特異的ジーンターゲティングに成功したため、我々は研究の方針を変更して、フリンジのT細胞の発生・分化に関与を胎仔胸腺器官培養法を用いたin vitroでの実験系を中心に解析し、以下の研究成果を得た(論文投稿中)。リンパ球系前駆細胞におけるLfg遺伝子の過剰発現や発現抑制のTリンパ球の発生・分化に与える影響を詳細に解析した結果、リンパ球系前駆細胞におけるlunatic fringeの高い発現は、その細胞自身のNotchシグナルを増強しT細胞への分化を正に調節するが、一方、Notchリガンドを競合することによって隣接する前駆細胞のT細胞への分化を負に調節すること(細胞非自立性経路)を明らかにした。つまり、本研究において、T細胞の発生・分化を促進するためのNotchシグナルの閾値を設定するLfgの新規の役割を明らかにした。[1]ターゲティング・ベクターの構築Notchレセプターに対する糖鎖転移酵素であるフリンジ(lunatic fringe)の完全欠損マウスは胎生致死になることから、フリンジのTリンパ球特異的なジーン・ターゲティングを行うためのベクターの構築を行った。まず、ゲノムDNAライブラリーからフリンジのゲノム遺伝子をクローニングした。そのゲノムDNA断片を基にして、約3kbの短腕部と約6kbの長腕部から構成されるターゲティング・ベクターを完成した。loxP配列を両端にもつネオマシン耐性遺伝子発現カセット(NEOR)はエクソン1の約3kb上流のBamHI部位に挿入し、エクソン1を除去するために必要なさらなるloxP配列をエクソン1の下流近傍に存在するHindIII部位にNEORと同じ方向になるように挿入した。さらに、相同組換えの頻度を向上する目的で、長腕の末端にHSV由来のthymidine kinase遺伝子発現カセットを挿入した。[2]変異導入胚幹細胞株の樹立このターゲティング・ベクターDNAは、胚幹細胞(ES細胞)にエレクトロポレーションにて導入され、その後、ES細胞はG418およびgancyclovir存在下で選択培養された。培養710日目で出現してきたES細胞のコロニーを採取し、その一部はPCRによる相同組換えの検査に、残りを継代培養した。現在まで約1,000コロニーに1個の頻度で目的の変異をもつクローン3個得られたが、形態上分化が進行していることから、新しいクローンの獲得するために繰返しスクリーニングを実施している。また、相同組換え頻度が低いことから、新しいターゲティングベクターの構築も検討している。Notch(Notch1-4)は膜型受容体であり、とくにNotch1からのシグナルはリンパ球系前駆細胞からのT細胞の発生・分化に必須である。NotchとNotchリガンドの相互作用は、Notchの糖鎖付加に影響されるが、それを司る酵素のひとつがfringe(哺乳類では3種類:lunatic, manic and radical fringes)である。しかしながら、T細胞の発生・分化におけるNotchの糖鎖付加の意義は、まだ十分解明されていない。

我々はTリンパ球の発生過程で、lunatic fringe(Lfg)が胸腺細胞の分化段階でその発現レベルが著明に変化することを見出した。したがって、LfgによるNotchの糖鎖付加がT細胞の発生・分化に関与することが示唆された。そこで、Lfg遺伝子の完全欠損マウスは胎生致死であることから、Lfg遺伝子のTリンパ球特異的ジーンターゲティングを試みた。しかしながら、その過程において、カナダの研究グループが先行してLfg遺伝子のTリンパ球特異的ジーンターゲティング作製に成功したため、我々は研究内容を変更してLfgのT細胞の発生・分化に関与を胸腺器官培養法を用いたin vitroでの研究を中心に展開し、以下の研究成果を得た(論文投稿中)。リンパ球系前駆細胞におけるLfg遺伝子の過剰発現や発現抑制のTリンパ球の発生・分化に与える影響を詳細に解析した結果、リンパ球系前駆細胞におけるlunatic fringeの高い発現は、その細胞自身のNotchシグナルを増強しT細胞への分化を正に調節するが、一方、Notchリガンドを競合することによって隣接する前駆細胞のT細胞への分化を負に調節すること(細胞非自立性経路)を明らかにした。つまり、T細胞の発生・分化を促進するためのNotchシグナルの閾値を設定するLfgの新規の役割が明らかになった。
さまざまな大規模赤道波に伴う対流雲発達過程の観測研究:統一的理解に向けて

熱帯海洋上に発達する対流雲は、熱帯地方の気象のみならず、大規模大気循環を通じて日本の気候形成にも大きな影響を及ぼす。対流雲発達過程を支配するメカニズムの理解を深めるため、熱帯大気の代表的な擾乱として知られるマデンジュリアン振動(MJO)、ケルビン波、および赤道ロスビー波に着目し、これらの相互関係に着目した衛星データ解析を行った。また、風や海流を通じた海洋と対流活動間の相互作用についての観測的知見を得るため、熱帯東太平洋の収束帯(ITCZ)の維持機構に着目した研究を行った。本年度は3年計画の初年度にあたり、解析に用いる10年間(1998-2007)の熱帯降雨観測衛星(TRMM)データの確保をまず完了した。そのデータに基づき、ケルビン波・赤道ロスビー波・MJO各々に付随する対流雲発達過程の解析を進めた。TRMMデータから同定された浅い積雲・雄大積雲・深い対流雲・深い層状雲が、大規模赤道波に伴い発達する過程が明らかにされたと共に、海面水温・可降水量・水蒸気収束場といった環境場についても衛星観測データや再解析データを用いた解析を実行し、対流雲発達過程に伴う力学・熱力学的進化の観測的描像をまとめた。詳しくは以下に述べる。既存の研究から知られているように、MJOの発達に伴い、浅い積雲から深い対流雲まで降水雲が深化していく様子が確認されたが、赤道ロスビー波については一貫した対流雲の深化は認められなかった。ケルビン波やMJOの対流活動を活発化させる物理機構として、伝播の前方に位置する水蒸気収束が大気を不安定化させる摩擦収束理論が提案されている。本研究の結果では、ケルビン波については理論的に予測されるとおり摩擦収束が確認されたが、MJOに付随する摩擦収束は伝播に先行せず、むしろ対流活発期と同期していた。水蒸気収束が最も顕著な領域も、理論的に予測されるような赤道上ではなく、10度ほど極方向に離れた領域であることが明らかになった。更なる解析の結果、MJOの対流活発化においてはケルビン波対流加熱に対する大気応答として対流圏中層の水蒸気が赤道域から極方向に輸送され、その結果赤道から離れた領域で加湿が起こることが示唆された。さらに、加湿領域に赤道ロスビー波が強い下層収束場を伴い到着した際に対流バーストが誘起され、これがMJO対流活発期を形成するという仮説を提案した。前年度から進めてきた熱帯対流雲の衛星観測研究においては、雲・風・湿度といった大気場の解析が主体であり、海洋との相互作用については対象外としてきた。一方、熱帯大気波動の駆動機構においては、大気海面相互作用が重要な役割を果たすことはよく知られた事実である。そこで平成21年度は、衛星観測をもとに海洋混合層の熱収支を解析する方法論を構築し、東太平洋の赤道収束帯(ITCZ)の形成・維持機構を明らかにする研究を行った。前年度でも解析に活用した熱帯降雨観測衛星(TRMM)データに加え、衛星搭載散乱計による海上風速データなどを駆使し、さまざまな海面熱フラックスを広域・長期間(8年)にわたり導出することに成功した。その結果をもとに、通常赤道の北側だけに存在する熱帯東太平洋のITCZが3月から4月にかけての限定的な期間に限り南半球側にも発達する要因を同定した。本年度の研究から得られた知見を以下に要約する。1.東太平洋において、赤道の南側では収束帯の存在しない12月ごろから海面水温が徐々に上昇を始めており、それに続いて水蒸気収束、浅い対流雲の発達といった段階的な発達を経て3月に深い対流群が活発化することを見出した。初期段階の海面水温上昇の要因についてさらに解析を進めた。2.海面熱フラックス推定値をもとに海面水温を数値計算し観測値と比較したところ、南半球ITCZの発達に決定的に寄与する要因は、太陽放射の季節変化であることを見出した。3.これらの要因のほか、南東太平洋に典型的な下層雲の放射影響についても評価を行った。さらに、今年度確立したデータ解析を他領域に拡張する研究が現在進行中である。前年度において、衛星観測をもとに海洋混合層の熱収支を解析する方法論を構築し、東太平洋の赤道収束帯(ITCZ)の形成・維持機構を明らかにする研究を開始した。平成22年度ではその解析手法をさらに改良し、3-4月をのぞく一年の大半にわたりITCZが北半球側のみに存在する要因について、衛星観測データに基づく検討を行った。以下に本年度の成果をまとめる。1.海洋混合層の熱収支において、南北半球間の非対称にもっとも貢献する要因は、水平移流の効果であった。

これは、ITCZ非対称性を潜熱(蒸発)フラックスを通じた風速と海面水温間のフィードバック機構で説明する従来の理論(WESフィードバック説)に大幅な変更を迫る観測結果である。2.水平移流の南北非対称性は、中米沖の暖水域と南米沖の冷水域の水温コントラストが、南北赤道流によりITCZ全域に影響を与えるためと説明できる。また、寄与は小さいが赤道反流の影響もある。3.さらに、季節変化の振幅が赤道の南北で大きく異なることが、非対称性の維持に重要であることを明らかにした。南半球は北半球に比べ夏冬の日射量変化が大きいこと(地球軌道がわずかに楕円である効果)など複数の要因の複合的な結果として、南半球では秋季をのぞいて高いSSTを維持できない一方、季節変化の小さい北半球側ではITCZ下で高いSSTが年間を通じて維持される。
操縦軌跡記憶型自動走行ロボットの試作研究

本研究は,手動操縦した走行軌跡を,自動操縦により再現させるシステムを開発した.走行軌跡を記憶する手法は,手動操縦データ(モータ制御命令)とモータ回転数を100ミリ秒ごとにUSBメモリに記憶させ,そのデータを同間隔ごとに読み出すことで走行軌跡を記憶したように再現させる方法である.製作するロボットは教材として使用するため回路設計は,モジュール(モータ制御回路,通信回路,メモリ回路等機能単位)ごとに行い,すべて自作することで動作原理や電子素子の特徴を学習できるようにした.モータ制御回路は,FETによるHブリッジ回路で構成した.モータ回転数計は,フォトインタラプタを用いた光学式エンコーダ方式で構成した.通信回路は,シリアル通信(RS-232C)で赤外線とラジコン無線のどちらかを選択できるように構成した.メモリ回路は,当初シリアルEEPROMを使用していたが,書き込んだデータの確認・修正が視覚的に行いにくいことから,パソコンでデータの確認・修正が行いやすいUSBメモリに変更した.本システムの動作確認を行ったところ概ね良好な結果が得られたが,走行距離や走行環境により多少のずれが発生した.しかし,メモリのデータ修正が容易に行えるため,走行軌跡の微調整が行えるようになった他,通信データ等の解析も行えるようになった.これにより,学生にティーチング動作(手動で装置を動かし,その時の状態変化をメモリに記憶させ,同じ動きをさせること)についての基本的な原理や仕組みについて学習させることができ,ロボットを製作する上で新たな技術を身に付けさすことができるようになった.今後,開発した教材の教育効果を本校学生において調査し,より学習効果を高められるものにしていきたい.本研究は,手動操縦した走行軌跡を,自動操縦により再現させるシステムを開発した.走行軌跡を記憶する手法は,手動操縦データ(モータ制御命令)とモータ回転数を100ミリ秒ごとにUSBメモリに記憶させ,そのデータを同間隔ごとに読み出すことで走行軌跡を記憶したように再現させる方法である.製作するロボットは教材として使用するため回路設計は,モジュール(モータ制御回路,通信回路,メモリ回路等機能単位)ごとに行い,すべて自作することで動作原理や電子素子の特徴を学習できるようにした.モータ制御回路は,FETによるHブリッジ回路で構成した.モータ回転数計は,フォトインタラプタを用いた光学式エンコーダ方式で構成した.通信回路は,シリアル通信(RS-232C)で赤外線とラジコン無線のどちらかを選択できるように構成した.メモリ回路は,当初シリアルEEPROMを使用していたが,書き込んだデータの確認・修正が視覚的に行いにくいことから,パソコンでデータの確認・修正が行いやすいUSBメモリに変更した.本システムの動作確認を行ったところ概ね良好な結果が得られたが,走行距離や走行環境により多少のずれが発生した.しかし,メモリのデータ修正が容易に行えるため,走行軌跡の微調整が行えるようになった他,通信データ等の解析も行えるようになった.これにより,学生にティーチング動作(手動で装置を動かし,その時の状態変化をメモリに記憶させ,同じ動きをさせること)についての基本的な原理や仕組みについて学習させることができ,ロボットを製作する上で新たな技術を身に付けさすことができるようになった.今後,開発した教材の教育効果を本校学生において調査し,より学習効果を高められるものにしていきたい.