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近代日本における女性スポーツ教育にみるグローバル化への先駆的展開

本研究は、近代日本において欧米からの先進的な教育に影響を受けつつ女性スポーツ教育を牽引する役割を担ったと考えられる華族女学校の体育・スポーツ教育の事例を検証し、今日のグローバル化に繋がる女性のスポーツ文化の先駆的展開を明らかにすることを目的とした。そのために、第4代校長の細川潤次郎の教育観と具体的な教育内容をアーカイブズ資料から読み解いた。また、津田梅子の留学先であった米国ブリンマー大学と下田歌子が視察した英国チェルトナム・レディース・カレッジの調査を実施し、欧米のモデルが近代日本の女性スポーツ教育にどのような影響をもたらし、現代のグローバル化とどのように関わって来たかを模索した。平成25年度においては研究計画で予定した以下4点について実施した。研究代表者及び研究分担者間における研究報告:お互いの研究課題の整合性をとり、問題点等を共有するため、適宜報告会を行った。また、両者に共通の国際学会(国際クーベルタン委員会主催シンポジウム:2014年1月開催・於ローザンヌ)に出席し、近代に入ってからの女性スポーツの動向をオリンピック史の視点から検討した。国内資料の調査・検証とその分析:研究代表者は、学習院大学資料室及びアーカイブズにおいて、アーキビストである桑尾光太郎氏の協力を得て、『女教一斑』『学習院式事録』等の資料を閲覧し精査した。研究分担者は、津田梅子資料室において研究対象についての基礎的資料を吟味した。アメリカおよびイギリスにおける研究対象大学への実地調査:研究代表者は、イギリスの英国国立公文書館他において、研究分担者はアメリカのブリンマー大学において資料収集を行った。国内及び国際学会における研究成果報告:研究代表者は、日本スポーツとジェンダー学会・春季研究交流会(2014年3月)において「華族女学校における初期の体育・スポーツ活動現代日本の女性スポーツ文化の源流を探る」というテーマで発表した。以上、当初の研究計画に沿って資料収集等の基礎的な研究を行った。これに基づき、次年度以降の具体的な調査・検証・分析等を進めることとする。平成26年度においては、研究計画において予定した以下4点について実施した。(1)研究報告会議:お互いの研究課題の整合性を確認し問題点等を共有するため、適宜、研究報告を含む打ち合わせ会議を実施し、各研究課題に関してさらに資料や関連情報の入手に努めた。(2)国内資料の調査・検証:研究代表者は、学習院大学資料室及びアーカイブズにおいて、昨年に引き続き、アーキビストである桑尾光太郎氏の協力を得て、『女教一斑』『学習院式事録』等の資料を閲覧し、研究対象について精査した。さらに、華族女学校を含む日本のこの時代の女子教育に、イギリスのエリザベス・フィリップ・フューズの来日が影響していることや、『女教一斑』から華族女学校における彼女の演説の記録を明らかにしたことから、新たな実施調査の課題を見出した。(3)研究対象大学への実地調査:研究代表者は、イギリスの「旧ケンブリッジ、トレーニング・カレッジ」である、現在のヒューズ・ホールを訪問し、担当者との面談とともに資料収集等を行った。研究分担者は、北米の有力私立女子大の一つであるブリンマー大学を訪問し、関係者と面談を実施した。さらに、北米私立女子大学との対照群として、アメリカの女子大学の中でも先導的取組みをしてきたノースカロライナ州立女子大学の女子教育と身体活動に関する資料を収集した。(4)研究成果報告:研究代表者は、日本スポーツとジェンダー学会13回大会において、「華族女学校の女子教育とスポーツ教育理念ー細川潤次郎の『女教一斑』を手がかりとしてー」と題した研究発表を行った。その内容は、学会誌「スポーツとジェンダー研究13号」には発表抄録として執筆した。研究分担者は、女子教育に関わる著書『健康教育:表現する身体』(山崖俊子・山口順子共編著、勁草書房2015.総ページ:190ページ)研究成果として出版・発表した。平成27年度の研究計画において予定していた以下4点について実施した。(1)研究代表者及び研究分担者間における研究報告:相互の研究課題の整合性を取り、問題点等を共有するため、フィールドワークの実施前後の連絡及び報告を行った。(2)国内資料の調査・検証とその分析(専門知識の提供を受ける):学習院大学資料室及びアーカイブズにおいて、アーキビストである桑尾光太郎氏の協力を得て、『式事録』(1号24号)についての点検作業を実施し(学習院大学大学院生による)、体操授業及び運動会次第に関する画像データを作成した。(3)アメリカおよびイギリスにおける研究対象大学への実施調査:研究代表者は、イギリスのチェルトナム・レディース・カレッジを訪問し華族女学校学監であった下田歌子とチェルトナム・レディース・カレッジの創設者であドロシー・ビール(Dolothea Beale)に関する資料収集を実施した。研究分担者は、20世紀の女性教育の先駆けとなったブリンマー大学(津田梅子の留学先)の女性スポーツを先導した指導者を調査すると共に、他方において、州立ノースカロライナ大学の女性スポーツ教育のリーダーが担った教育内容を参照しつつ、日本の女性スポーツ教育が諸外国から受けた影響を相対化する検討を行った。(4)研究成果報告:研究代表者は、日本スポーツとジェンダー学会第14回大会において、「『近代スポーツ』揺籃期と女性:社会・身体・文化の交差」をテーマとするシンポジウムジウムのコーディネーターを担当し本研究課題を背景としつつ議論を進めた。研究分担者は、津田塾大学における全人育成と『健康・ウェルネス教育』について、学内関係者とともに登壇し(2014.12.21.)、津田塾の女性スポーツ教育の先見性を報告した(『国際ウェルネスとは何か?

津田塾におけるウェルネス教育の系譜』所収2016.1.31.)。おおむね順調に進展してはいるが、予想以上に貴重な資料(「学習院式事録」やチェルトナム・レディース・カレッジ所蔵の史料など)が検出されたことにより、その整理や分析に時間を要しているため、予定していた研究会等を開催することができなかった。平成28年度の研究計画において予定していた以下4点について調査・研究を実施した。(1)入手資料の総合的検討:研究代表者は前年度までに検証した「例記録」や「女教一斑」に加え、今年度得られた新資料(下記)によって、華族女学校における体育(体操)授業や運動会プログラムの具体的な内容を精査しイギリスからの影響を検証した。また、研究分担者は、20世紀初頭の女性スポーツとリーダーシップ育成の先駆けとなったアメリカ合衆国東部のブリンマー大学の資料を整理するとともに、女性スポーツの全米への拡がりが、津田塾大学の健康/身体/レクリーション教育に導入された経緯を検討した。(2)国内資料の調査・検証と分析(専門知識の提供を受ける):学習院大学資料室及びアーカイブズの協力を得て、『華族女学校式事録』(学校行事記録)、『學習院女學部沿革志稿5・抄録』(細川潤次郎による第1回運動会時の講話収録資料)の2点を新たに入手し検証した。(3)英・米における研究対象大学への実施調査:研究代表者は、昨年に引き続きイギリスのチェルトナム・レディース・カレッジを訪問し、1854年1916年までの当該カレッジにおけるスポーツ種目の導入記録(「Sport at The Cheltenham Ladies'College」)を入手した。研究分担者は、ウェルズリー大学出身者が州立ノースカロライナ大学の女性スポーツ教育に果たした指導的役割を調査した。(4)研究成果報告:研究代表者は、日本スポーツとジェンダー学会15回大会において「華族女学校の体育奨励と運動会の開催ー『華族女学校式事録』を手がかりとしてー」と題した研究発表を行った(平成28年7月)。研究分担者は、日本体育学会体育哲学専門領域の研究会において、「近現代日本の女性リーダー育成にみる欧米型身体教育の3つの条件」として研究発表を行った(平成28年12月)本研究は、近代日本において欧米からの先進的な教育に影響を受けつつ女性スポーツ教育を牽引する役割を担ったと考えられる華族女学校の体育・スポーツ教育の事例を検証し、今日のグローバル化に繋がる女性のスポーツ文化の先駆的展開を明らかにすることを目的とした。そのために、第4代校長の細川潤次郎の教育観と具体的な教育内容をアーカイブズ資料から読み解いた。また、津田梅子の留学先であった米国ブリンマー大学と下田歌子が視察した英国チェルトナム・レディース・カレッジの調査を実施し、欧米のモデルが近代日本の女性スポーツ教育にどのような影響をもたらし、現代のグローバル化とどのように関わって来たかを模索した。本年度に予定した研究計画は、上記研究実績の概要において示した通り、ほぼ予定通り進捗した。特に実地調査において成果が得られた。
磁気双極子モーメントを通じた陽子ハロー構造の研究

本研究の目的は陽子ハロー構造が示唆されているリン同位体の基底準位磁気双極子モーメントの符号をβ-NMR法を応用して系統的に決定することで陽子ハロー構造の有無や核構造にせまることである。符号決定に必要な回転磁場発生装置の整備、検出器の整備は進めた。また30Pの生成量、純度の測定を行い、十分な収量、純度であることが分かった。実験に必要な偏極陽子ビームの供給が遅れた為にリン同位体の基底準位磁気双極子モーメントの符号測定を実施することは叶わなかったが、偏極陽子ビームの開発も行い、供給に目途がついた。これによって将来実施するための準備がほぼ完了した。本研究の目的は陽子ハロー構造が示唆されるリン同位体の基底準位磁気双極子モーメントの符号をβ-NMR法を応用して系統的に決定することで陽子ハロー構造の有無や核構造にせまることである。当該年度は符号決定に必要な回転磁場発生装置の整備、ならびに目的となる原子核の生成方法の探索を中心に行った。回転磁場を発生するには同等の性能を持つ二つのコイルが必要であり、かつ二つのコイルの軸が90度に交差している必要がある。また偏向度が高い回転磁場を発生させる為には各コイルから発生する高周波磁場の振幅が同じであり、かつ位相に90度の差が必要である。コイルが幾何学的に90度で交差するような治具は所有しており、印加する高周波電流の振幅・位相の調整ができるよう、必要な機器を購入し、回転磁場発生装置の整備を進めた。目的とする原子核30PについてSi、SiO2標的を用いた陽子共鳴吸収反応による生成量、純度の調査を筑波大タンデム加速器施設のタンデトロン加速器を使用して行った。陽子ビームのエネルギーは460keVと860keVの二つである。どちらの標的を用いても十分な量の30Pの生成ができたが、860keVのビームエネルギーでの生成量は460keVの生成量に比べて約5倍多い結果となった。得られた生成量を入射した陽子ビーム量で規格化したものは文献値とほぼ一致した。純度はSiO2標的を用いたほうがSi標的を用いて得た純度よりも高く、SiO2標的で得られた純度は十分な量であった。同じ標的でも860keVのビームエネルギーより460keVの純度が二倍程度高い結果であった。以上より、SiO2標的が30Pの生成について有利であることが示唆された。当該年度は基底準位磁気双極子モーメントの符号決定に必要な回転磁場の高偏向度化、β-NMR装置のアップグレード、磁気双極子モーメントの絶対値が既知である28Pの符号測定がテーマであった。回転磁場の高偏向度化では高周波の振幅調整機構の整備を行ったが、高周波発振器の整備には至らなかった為、回転磁場の高偏向度化は当初の計画より遅れている進行具合である。28Pの符号測定を行うことができなかったが、次年度に予定していた効率的な核スピン偏極した30Pの生成方法の探索を行い、陽子共鳴吸収反応での生成量、純度が十分であることが分かった。平成28年度の目標は昨年度整備した符号決定に必要な回転磁場発生装置を用いて、リン同位体の基底準位磁気双極子モーメントの符号を決定することであった。β-NMR法を適用するに必要な核スピンが偏極したリン同位体の生成には偏極陽子ビームを用いた偏極移行を伴う核反応を用いる予定であったが、実験を予定していた筑波大加速器施設において偏極陽子ビームの供給に遅滞が発生した。本研究では偏極陽子ビームは重要な因子となることから早急な偏極陽子ビーム開発の必要性が生じ、その為にビーム開発を行った。筑波大加速器施設では偏極陽子ビームはラムシフト型偏極イオン源によって生成している。現状得られている偏極陽子ビームの偏極度はイオン源直後では約80%であったが、β-NMR法の装置がある焦点面では約45%であり、ビームの輸送過程において減偏極していることを示唆する結果となった。偏極陽子ビームの偏極度は目的とする原子核の偏極度に影響を与える為、減偏極の原因を調査が必要である。ビーム開発と並行して磁気双極子モーメントの符号測定に必要なβ線検出器の整備も行った。また目的とする原子核30PについてSi、SiO2標的を用いた陽子共鳴吸収反応による生成量、純度の調査を行った。SiO2標的が30Pの生成について生成量、純度の観点から有利であることが示唆された。当初予定していたようにリン同位体の基底準位磁気双極子モーメントの符号測定を実施することは叶わなかったが、今後実施するための整備がほぼ完了した。

また30Pの生成量、純度の測定を行い、十分な収量、純度であることが分かった。実験に必要な偏極陽子ビームの供給が遅れた為にリン同位体の基底準位磁気双極子モーメントの符号測定を実施することは叶わなかったが、偏極陽子ビームの開発も行い、供給に目途がついた。これによって将来実施するための準備がほぼ完了した。28P、30P、28Alの磁気双極子モーメントの符号測定を筑波大タンデム加速器施設にて行い、軌道角運動量期待値とスピン期待値を導出し陽子ハロー構造の知見を得る。核スピンが偏極した28P、30P、28Alは偏極陽子または偏極重陽子ビームを試料に照射して生成する。生成した偏極不安定核に対し、速い断熱通過法を利用したβ-NMR法を適用させ、符号測定を行う。β線を測定する検出器や静磁場用電磁石などのβ-NMR装置の基本的な部分は筑波大で所有しているが適宜整備アップグレードする。原子核実験β-NMR装置の筑波大タンデム加速器施設のビームラインへの接続タイミングが当初予定していた時期にはできない事情が発生し、これに合わせて真空配管部品の購入時期を遅らせた為。またβ-NMR装置の整備より回転磁場の高偏向度化に重点をおき研究を進めた為。より高偏向度な回転磁場を得る為に当初計画していた通り一つの高周波発振器から二つの高周波を発振させ、これらの間に自由に位相差を持たせることのできる機能を有する新たな高周波発振器の購入を検討している。β-NMR装置装置をビームラインへ接続するための真空配管・機器を購入する予定である。またβ線を測定する検出器等のβ-NMR装置は筑波大で所有しているが整備、アップグレードに伴う必要な物品等を購入する。その他に不安定核を生成する為の標的、コイル作成用部材を購入、国内外の研究会参加費、旅費等に使用を考えている。
本研究は、国家の規模とガバナンスの理論化に挑戦する。その理由は(1)複合性:国家規模は多要素の組合せで決まる(2)経時性:(1)は歴史的に変化する(3)二次的複雑性:国家のガバナンス構造は、国家間の紐帯を規定すると同時に紐帯により規定される、この三点の解明に従来の社会科学が無力だったからである。これを突破するため、我々の学際的な研究履歴を応用し、I政治・経済学の学問的蓄積を踏まえた複雑性を考慮した仮説を提示、II仮説のモデル・理論化を支援する関連資料等の蓄積と重要語を複雑な因果関係を反映した一定の構成に沿って自動抽出・配列し可視化するシステムの開発、III複雑系科学の手法による計算機実験を実施して起こり得るシナリオを提示、IV、IIとIIIの提示に基づいた理論構築という研究サイクルで実施する。この目的を達成するため以下の研究項目を有機的に連携させた研究戦略で臨む。各内容と今年度の取組が以下である。I仮説・IV理論:規模とガバナンスの複雑性に注目した仮説の提示と理論化。本研究の起点かつ終点となる項目で(1)統計分析により国家規模の指標をGDPと人口に定め(2)世銀のガバナンス指標を手掛かりに(1)(2)との相関・因果関係の分析に着手(3)これらを踏まえたパイロット仮説をIIIに提示。IIBody of Knowledge(BOK)自動生成:データベースとBOK作成を自動化するシステムの開発。本研究を支える技術開発の項目で(1)研究遂行に不可欠となるデータベース構築(2)(1)から機械学習によるBOK作成、両者のシステム基盤開発に着手。III計算機実験:複雑系科学による計算機実験を実施し起こり得るシナリオを提示。複雑な現象の総合的分析を可能とする手法的核となる項目でI(3)を受け(1)世界的に進行する統合と分裂(2)人工知能を通じた情報の集中管理と国家のマネジメントの両者に関する計算機実験に着手。先ず先の研究項目Iで、研究目的に沿った国家規模を示す指標(GDPと人口)を統計分析を通じて確定し、ガバナンスの優劣を示す指標の確定に見通しを得ることができた。その結果、研究項目IIIにパイロット仮説の提示し、両者連携の中で本研究が挑む社会科学の隘路を突破し得る可能性を秘めた計算機実験の実施に道を開くことができつつある。またI・IIIとの連携の中で、本研究の特色ある技術的挑戦としてのBOKシステムのプロトタイプ構築にも一定の進捗が見られ、分担者八槇の所属機関でその基盤システムが開発されつつある。これらの取り組みの進捗と成果は、三度の研究合宿を通じて代表者と分担者が密接に連携しつつ共有されている。また、それぞれの研究合宿では分担者以外の研究者を招聘し適宜適切な外部評価も得ている。以上より、文理融合の新しい学際的研究モデルを築いてきた我々の研究履歴が、本研究目的に沿って順調に展開・進展していると判断した。本研究最大の目的は、古くて新しい社会科学の問題に対して実質的な学際的研究に実績を誇る我々の研究履歴を拡張し新しい研究モデルの開拓に挑戦することにある。今年度の実績を手応えに、今後の更なる展開をおおらかに志向するための挑戦を継続する。このため昨年度に続き、前述の研究目的を達成するために設置した四つの研究項目を有機的に連携させた研究戦略に基づく方法と体制で臨む。具体的には、次の通りである。I仮説提示・IIBOK自動生成システム構築・III計算機実験・IV理論構築の有機的連携を更に深化させつつ、Iでは国家規模とガバナンス両指標間の相関・因果関係の解明と本研究に沿った仮説の提示を継続する。IIでは(1)Iの理論的仮説をもとに、昨年度選定した各種文献・データを用いたデータベース化に特に注力する。その上で(2)(1)からIが提示する理論的仮説に沿うものを抽出し、それらに一定のストーリー性を与えて配置したBOKを作成(3)(1)(2)を試行する中で機械学習によるBOK自動生成システムの構築に向けた技術的検討に引き続き挑戦する。IIIでは(1)世界的に進行する統合と分裂(2)人工知能を通じた情報の集中管理と国家のマネジメントの両者に関する計算機実験を継続する。これらを総合してIV理論構築に挑む。令和元年度は、本研究の成果のうち特に多くの他研究分野への波及効果が見込めるIIを強化するために新しい分担者を招き、II(1)でWebスクレイピングの技術を組み込んだ技術開発に注力する。I仮説
・IV理論:規模とガバナンスの複雑性に注目した仮説の提示と理論化。本研究の起点かつ終点となる項目で(1)統計分析により国家規模の指標をGDPと人口に定め(2)世銀のガバナンス指標を手掛かりに(1)(2)との相関・因果関係の分析に着手(3)これらを踏まえたパイロット仮説をIIIに提示。IIBody of Knowledge(BOK)自動生成:データベースとBOK作成を自動化するシステムの開発。本研究を支える技術開発の項目で(1)研究遂行に不可欠となるデータベース構築(2)(1)から機械学習によるBOK作成、両者のシステム基盤開発に着手。III計算機実験:複雑系科学による計算機実験を実施し起こり得るシナリオを提示。複雑な現象の総合的分析を可能とする手法的核となる項目でI(3)を受け(1)世界的に進行する統合と分裂(2)人工知能を通じた情報の集中管理と国家のマネジメントの両者に関する計算機実験に着手。先ず先の研究項目Iで、研究目的に沿った国家規模を示す指標(GDPと人口)を統計分析を通じて確定し、ガバナンスの優劣を示す指標の確定に見通しを得ることができた。その結果、研究項目IIIにパイロット仮説の提示し、両者連携の中で本研究が挑む社会科学の隘路を突破し得る可能性を秘めた計算機実験の実施に道を開くことができつつある。またI・IIIとの連携の中で、本研究の特色ある技術的挑戦としてのBOKシステムのプロトタイプ構築にも一定の進捗が見られ、分担者八槇の所属機関でその基盤システムが開発されつつある。これらの取り組みの進捗と成果は、三度の研究合宿を通じて代表者と分担者が密接に連携しつつ共有されている。また、それぞれの研究合宿では分担者以外の研究者を招聘し適宜適切な外部評価も得ている。以上より、文理融合の新しい学際的研究モデルを築いてきた我々の研究履歴が、本研究目的に沿って順調に展開・進展していると判断した。本研究最大の目的は、古くて新しい社会科学の問題に対して実質的な学際的研究に実績を誇る我々の研究履歴を拡張し新しい研究モデルの開拓に挑戦することにある。今年度の実績を手応えに、今後の更なる展開をおおらかに志向するための挑戦を継続する。このため昨年度に続き、前述の研究目的を達成するために設置した四つの研究項目を有機的に連携させた研究戦略に基づく方法と体制で臨む。具体的には、次の通りである。I仮説提示・IIBOK自動生成システム構築・III計算機実験・IV理論構築の有機的連携を更に深化させつつ、Iでは国家規模とガバナンス両指標間の相関・因果関係の解明と本研究に沿った仮説の提示を継続する。IIでは(1)Iの理論的仮説をもとに、昨年度選定した各種文献・データを用いたデータベース化に特に注力する。その上で(2)(1)からIが提示する理論的仮説に沿うものを抽出し、それらに一定のストーリー性を与えて配置したBOKを作成(3)(1)(2)を試行する中で機械学習によるBOK自動生成システムの構築に向けた技術的検討に引き続き挑戦する。IIIでは(1)世界的に進行する統合と分裂(2)人工知能を通じた情報の集中管理と国家のマネジメントの両者に関する計算機実験を継続する。
ベクションの総合的な研究

視覚駆動性自己移動感覚、ベクションの包括的な研究を進めた。具体的な成果は、5つである。多色(6色)で構成されるドットの拡散刺激は単色の刺激よりも、ベクションを弱めてしまうこと。ダンボール製のヘッドマウントディスプレイ(HMD)とアンドロイド携帯端末で作った新しいベクションシステムの提案を行ったこと。中学生をベクション実験に参加させ、彼らが感じているベクションが成人男性に比べて強くなることを報告した。逆さ姿勢や、仰向け姿勢は、立ち姿勢や着座姿勢に比べてベクション強度を弱める事があること、すなわち観察体位がベクション強度を変えることを報告した。ベクションの理解を進め、多くのことが明らかに出来た。ベクション観察時の被験者の体位の安定性について2014年度は、実験を行った。これまでのベクション研究では、椅子に座った状態で実験を行うことが一般的であった。Seno (2014)では、椅子に座った状態で、顔と胴体部分の向きを体を回転させて不一致にすることの効果を報告している。本年は、そこからさらに発展させ、乗馬型マシンで体を揺すられながら、揺り椅子で体を揺すられながら、バランスボールの上に座りながら、振動マシンで足裏に一定周期の振動を与えながらという4つの特殊な観察体位でベクションの強度がどう変化するのかについて検討を行った。ベクションは、一般的な光学的流動刺激を用いて十分な強度のものをひき起した。この刺激は、過去の筆者の実験で効果が十分にあることが担保されていた。条件は上記4つの特殊観察体位に加えて、静止した一般的な椅子に座ってベクションを観察するという5条件が存在した。ベクション刺激の提示時間は40秒であり、この間、ベクションが生じた場合に被験者はボタンを押し続け、その持続時間、潜時を計測し、さらに刺激提示終了後に主観評価を行ってもらった。その結果、不安定な観察体位においては、概ねベクションを強めるという効果があることがわかった。乗馬マシンでも、揺り椅子でも、バランスボールでも、ベクションが強くなるという結果が得られた。同時並列して、関連するベクションの実験も進めており、それらについては、一定の成果が得られている。具体的には、乗馬型マシンを使い、風を顔に当てることで得られるベクションについての成果は論文の形になっている。また、視覚剥奪という特殊な観察環境における効果も論文になっている。さらに、刺激の意味がベクションに及ぼす影響についても、成果が論文の形になっている。主軸に据えた研究以外にもベクションの総合的な理解のために多数の実験をしており、一定の成果となっている。多色環境刺激によるベクションの実験では、6色のマルチカラーで構成したオプティカルフロー(拡散するドット刺激)と、その刺激のグレースケール版とでベクション強度を計測した。その結果、マルチカラー条件で有意にベクションが弱くなる事がわかった。この成果について、Colorful stimuli might inhibit vecton.Ogawa, M. & Seno T.Transactions of the Virtual Reality Society of Japan Vol.21, No.1, 2016という査読有り論文の形で報告を行った。次に、観察体位の効果については、グーグルカードボード(ハコスコ)を用いて、360度頭部を回転させても刺激が提示され続けるVR状態のベクション刺激を開発した。その結果、自由に体を動かし、頭を動かして刺激を観察する方が、座って静止している観察状態に比べてベクションをより強く誘発出来ることがわかった。この成果については、A New Vection Stimulus: Immerse yourself in vection.Seno, T. & Yoshinaga, T. Transactions of the Virtual Reality Society of Japan Vol.21, No.1, 2016という査読有り論文の形で報告を行った。これまでに、申請書に記載した、色の効果、発達的側面、観察体位については、それぞれ1編ずつ査読有り論文の形にして、成果を世界に発信出来た。引用数もそれなりにあり、国内外にベクション研究の意義を発信で来たと自負している。同時に、上記3点の研究トピックについては、まだまだ発展させて取り組む事が可能である。特に観察体位については、まだまだバリエーションがある(具体的には、片足立ちや逆さ吊り状態)。色についても、もっと色数を増やす事も出来る。発達については、幼稚園保育園児にも実験の意味が理解出来るようなプロトコルを発明出来れば、大きな発展が望めるはずである。2015年度には、3件の招待講演においてベクション研究について発表を行うと言う実績もつめた。国内外での口頭発表ポスター発表も適宜行っており、プレゼンスを示し続けている。一つ思うように進んでいないトピックがある。それは、反復経頭蓋磁気刺激法、rTMS (Repetitive transcranial magnetic stimulation)をつかったベクションの脳内基盤を探る研究である。この研究は、被験者の同意が取りづらく、かつ連続して長時間の実験を行わねばならず思うように進展が得られていない。これについては、最終年度になんとか、解決し大きな成果に結びつけたい。観察体位の効果について実験を実施した。具値的には、着座、仰向け、立つという3つの姿勢に対して、正面を向いて刺激を観察する条件と、首を90度回転させ、真上を向いて観察する条件を設定した。この姿勢を保つための工夫として、配線が全く無い、ダンボール製のヘッドマウントディスプレイ(HMD)と、アンドロイド携帯端末による刺激提示を行った。この新しいシステムについては、2016年中に、日本バーチャルリアリティ学会論文誌の形で成果を報告できた。

この新しいシステムを用いて、3姿勢、2観察方法の6条件でベクション強度を測定した。各条件で40秒間の刺激提示を行い、それを4回ずつ繰り返した。ベクション強度は、マグニチュード推定法によって、0から100の値で主観的な強度を口頭で報告させた。その結果、姿勢と観察スタイルは、ベクションの強度に影響を及ぼすことが明らかになった。しかし、一方で、ベクション強度はかなりの一貫性を保つことも明らかになった。少なくとも、着座と立ちの2つの姿勢には差が無かった。仰向けの姿勢は、ベクション強度に影響を及ぼした。90度以上の体の傾きが、ベクションの変調には必要である可能性がある。今後は、十数度刻みで、体を回転させて、それぞれのベクション強度を取得して比較するような実験が今後必要である。次に、逆さぶらさがり器を用いて、逆さ姿勢と正常姿勢との2条件の比較を行った。その結果、ベクション強度は、逆さ姿勢で有意に弱くなる事が明らかになった。ここでも、やはり90度以上の体の回転で、ベクションが弱まる事がわかったと言えるだろう。様々な姿勢は、身体の座標系を変化させた。一方で、刺激自体は常に同一であり、網膜座標系のレベルでは、常に同じものが提示されていたわけである。したがって、ベクションは網膜座標のみでは決まらず、身体や頭部の座標系の影響を受ける事が明らかにできた。視覚駆動性自己移動感覚、ベクションの包括的な研究を進めた。具体的な成果は、5つである。多色(6色)で構成されるドットの拡散刺激は単色の刺激よりも、ベクションを弱めてしまうこと。ダンボール製のヘッドマウントディスプレイ(HMD)とアンドロイド携帯端末で作った新しいベクションシステムの提案を行ったこと。中学生をベクション実験に参加させ、彼らが感じているベクションが成人男性に比べて強くなることを報告した。逆さ姿勢や、仰向け姿勢は、立ち姿勢や着座姿勢に比べてベクション強度を弱める事があること、すなわち観察体位がベクション強度を変えることを報告した。ベクションの理解を進め、多くのことが明らかに出来た。研究費の大半を一名の学術研究員の雇用に充てている。小川将樹さんである。小川さんの学位取得がずれ込み、2015年の3月にようやく学位取得が実現した。本来は、2014年の夏までには学位取得が完了するはずであったが、進展が悪く大幅に遅れてしまった。そのため、若手Aの業務のエフォート率が十分に避けない状態が1年間続き、彼の学位取得の妨げになるような要求は強く出来なかった。その結果、実験自体は、妹尾が主導で行ったが、その成果を論文の形にまとめ、投稿し、査読を経るという事態まで、研究を進展させることが出来なかった。
慢性腎臓病患者予備群への低侵襲早期診断マーカーの探索と検討

腹膜透析では、生命予後に残存腎機能が大きく寄与する。そのため、残存腎機能の評価が腹膜透析にとって重要な課題である。本研究では、腹膜透析患者の血液検体および腹膜透析排液を対象とし、尿毒症物質をLC-MS/MSで測定を行い、臨床パラメータと比較を行い、残存腎機能の指標となる化合物の探索を行った。その結果、グアニジノ化合物であるメチルグアニジンおよびタンパク結合型尿毒症物質であるインドキシル硫酸の血中濃度が、残存腎機能に依存して変化していた。このことから、これらの物質が指標の候補と考えられる。また、これらの血中濃度が体内筋肉量と関連が認められ、筋肉に何らかの影響を与えている可能性が示された。本研究は、増加する透析患者に歯止めをかけるため早期に腎障害を発見することができるバイオマーカーを探索することを目的としている。慢性腎臓病(CKD)は、老廃物の排泄がうまくいかないことから、薬物や代謝物が血中に蓄積する。この原因は糸球体濾過機能が低下することで引き起こると考えられてきたが、近年CKDにおいてトランスポーターの発現量および機能が変化するという報告が多くされている。SCL4C1は尿細管基底側に発現するorganic anion transporting polypeptide (OATP)トランスポーターであるが、CKD患者で薬物や代謝物の他に尿毒症物質を尿へ排泄する役割を担っている。近年、グアニジノ化合物の排泄にSLCO4C1が関与していること、さらにタンパク質結合尿毒症物質の排泄には残腎機能が重要であることが報告されている。本研究ではCKD患者の中でも腹膜透析患者を対象として、尿毒症物質(特にカルボニル物質、グアニジノ化合物、インドキシル硫酸などのタンパク質結合尿毒症物質)を測定し、患者の病態や残腎機能、投与薬剤との関連について検討を行い、マーカーとしての意義づけを行う。さらに昇圧物質であるアンジオテンシン代謝物についても測定を行っている。現在、腹膜透析患者の腹膜平衡試験(PET)で得られる腹膜透析排液、血漿、および尿検体が約550検体(患者数としては約40名)を回収することができた。現在、半数以上の検体における尿毒症物質の測定が終了している。今後、臨床データと結果を照合しデータを解析する。本研究は、増加する透析導入患者に歯止めをかけるため、早期に腎障害を発見することができるバイオマーカーを探索することを目的としている。具体的には、現在腎臓の状態を反映するマーカーとしてクレアチニンが用いられているが、その代替となるマーカーを探索する。24年度は慢性腎臓病患者と健常人の血漿成分と尿中成分のメタボローム解析を行い、マーカー候補成分を選出する計画であった。しかし近年、腎障害に関与する尿毒症物質が数多く報告されている事から、マーカーとして有用と考えられる尿毒症物質(グアニジノ化合物、インドキシル硫酸等のタンパク結合尿毒症物質、カルボニル物質等)に焦点を当てた。そこで、グアニジノ化合物:21物質、タンパク結合尿毒症物質:6物質、カルボニル物質:3物質についてLC-MS/MS条件の検討を行った。グアニジノ化合物とタンパク結合尿毒症物質に関しては既報の測定法を基に、より良い測定条件となる様に検討を行い、カルボニル物質に関しては新たな測定法を検討し、LC-MS/MS測定条件を確立した。次に、健常人の血漿と尿を用いてそれぞれの目的とする物質を抽出する前処理法を検討した。グアニジノ化合物に関しては有機溶媒による徐タンパク法、タンパク結合尿毒症物質に関しては超遠心法、カルボニル物質に関しては誘導体化法を用いた前処理法を検討した。グアニジノ化合物、タンパク結合尿毒症物質に関してはまだ前処理法の検討途中であるが、カルボニル物質に関しては前処理法を確立した。カルボニル物質は既報の前処理法があるが、本研究で少量のサンプルで多検体を一度に前処理し、測定をすることが可能となった。また今年度、透析治療を受けている患者約30名分の血漿、尿、透析廃液を回収しており、今後本研究で確立した前処理と測定法で目的とする尿毒症物質の動態を解析し、腎障害を早期に発見するバイオマーカーを検討する。本研究は、腎臓病を早期に発見するバイオマーカーを探索することを目的としている。この原因として糸球体ろ過機能が低下することで引きおこると考えてきた。近年CKDにおいてトランスポーターの発現量および機能が変化するという報告が多くされている。

SCL4C1は尿細管基底側に発現するorganic anion transporting polypeptideトランスポーターであるが、CKD患者で薬物や代謝物の他に尿毒症物質を尿へ排泄する役割を担っている。尿毒症物質であるグアニジノ化合物の排泄には、SLCO4C1が関与していることから、本研究ではグアニジノ化合物に着目している。これに加え、インドキシル硫酸(IS)のようなタンパク質結合型尿毒症物質が予後に影響するため、本研究ではISにも着目している。我々の研究では、CKD患者の中でも腹膜透析(PD)患者を対象とした。PD患者(約40名)の腹膜平衡化試験で得られるPD排液、血液、尿(約550検体)を回収し、LC-MS/MSで、グアニジノ化合物、タンパク質結合型尿毒症物質を測定した。LC-MS/MSで得られた結果を、患者の病態や残腎機能、臨床パラメーター、体成分データとの関連を調べ、マーカーとしての意義づけを行った。今回の結果から、血漿中のIS、メチルグアンジン濃度は、体内水分量、筋肉量、骨格筋量と有意な負の相関が認められた。この結果は、体内に蓄積したメチルグアニジンやISが筋肉量に影響を与える可能性を示している。本研究では、腎障害の早期発見マーカーを同定できなかったが、血漿中インドキシル硫酸およびメチルグアニジンが腹膜透析患者いおける栄養障害の指標となり得ることが示唆した。メタボロミクス研究代表者が産前産後休暇であったため、研究が一時中断していた。しかし、研究代表者が産前産後の休暇中も検体は回収されていたため、着実に検体数は増やすことができた。また研究代表者が復帰後、尿毒症物質を順調に測定したためおおむね順調に進展していると評価した。当初の目的では慢性腎臓病患者と健常人の血漿と尿を用いてメタボローム解析を行い、マーカー候補成分を選出する予定であったが、近年、数多くの尿毒症物質が報告されている。未知物質の場合、物質の同定や標準物質の合成を行わなくてならないため時間をかなり要する。また、LC-MS/MS測定の場合、標準物質と同様に内部標準物質が必須となる。これも標準物質を基に合成を行う。既報の尿毒症物質の場合、多くの物質で標準物質が存在するため、同定や合成の時間を短縮することができる。そのため既報の尿毒症物質の解析を行うことで当初の目的通り、ターゲットとする物質の測定条件の検討を行うことができた。カルボニル物質測定では、標準物質等がすぐに入手できたため、測定条件と前処理の検討を行い、慢性腎臓病患者の検体も測定することができた。しかし、グアニジノ化合物やタンパク結合尿毒症物質測定では、標準物質や内部標準物質を入手するのに数か月かかったため、条件検討は行うことができたが前処理の検討を十分に行えていないため、患者検体の測定を行っていない。以上のことから、一部の物質では予定通り進んでいるが、その一方で予定通り進んでいないためおおむね順調に進展していると評価した。現在、グアニジノ化合物、タンパク質結合尿毒症物質の測定を行っているため、引き続き、残りの検体の測定およびデータの解析を行う。近年、インドキシル硫酸が炎症マーカーであるMCP-1の近位尿細管での発現を活性酸素の産生を介してアップレギュレートしていることが報告された。さらにインドキシル硫酸が腹膜透析患者において、心血管イベントと腹膜透析における傷害イベントに関与していることが報告された。
視覚障害児・者の読書効率を最大限に引き出すための読書環境評価システムの開発

本研究の目的は、視覚障害児・者の読書効率を最大限に引き出すための読書環境評価システムを開発することであった。「弱視用知的リーディングエイドの開発」研究(平成5年度科学研究費奨励研究)ですでに蓄積してあった手法を応用し、読書効率を最大限発揮できる条件を明らかにするための総合的な評価システムを構築した。すなわち、1)コンピュータを用いた評価システムと2)文字サイズの評価に焦点を絞った冊子版の評価票を開発した。コンピュータによる評価システム普及型のパソコンで利用可能なソフトウェアとして構築し、試作版をフリーソフトとして配布できるようにした。また、読書に適した文字サイズを判断するための冊子版評価票は試用実験を実施するために50部作成した。これらを用いて、学校、福祉施設、研究機関で試用実験を行った。その結果、a)この評価システムを用いれば、それぞれの視覚障害児・者にとって最適な読書環境を客観的に調べることが可能となること、b)評価結果は、拡大写本や手作り教材等の作成に応用可能なこと、c)「弱視用知的リーディングエイド」の条件設定が容易にできること、d)研究的な用途だけでなく、学校や福祉施設でも簡便に活用できること等がわかった。操作が簡便であるため、学校や福祉施設でも評判がよく、これらの手法を臨床場面に定着させる上でも貢献できたと思われる。これらの研究成果は、弱視教育、特殊教育学会、弱視教育全国大会、視覚障害リハビリテーション研究発表大会等で発表した。
IKKβのキナーゼ活性非依存的な役割の解明

炎症機構において重要な働きを担っているIKKβのキナーゼ活性非依存的な役割に注目し、その詳細なメカニズムと既存の抗炎症剤による影響を検討した。その結果、IKKβが物理的に結合して制御している可能性のある蛋白を質量分析によっていくつか同定し、また動脈硬化や癌に関わるとされている蛋白の発現が抗炎症剤によって制御されていることを見出した。1.IKKβを中心とした蛋白結合の検討Flag-tagのついwild type, kinase-activeおよびkinase-deadのIKKβをtransfectionにて強発現させたHEK293細胞を用いて、IKKβ結合する蛋白の探索を行った。予想される何種類かの蛋白を検討したところ、条件によっては結合が認められる結果が得られたが、完全に安定した結合としては疑念が残った。このため、結合条件のさらなる検討と、出来ればプロテオミクスを用いて結合蛋白の検索を行い、他の候補蛋白を探ることを今後の方針とした。2.IKKβの細胞内移行の観察細胞免疫染色のシステムを研究室内で確立し、いくつかの分子の免疫染色に成功した。今後は各種蛋白の強発現細胞を用いて解析を進め、IKKβと関連蛋白の細胞内局在や移行を検討する。また、sucrose gradientによる検討も併せて施行する。3.各種薬剤やinhibitorによるIKKβ各種抗炎症剤によるIKKβおよび関連蛋白の変化をウェスタンブロットやReal Time-PCRにて検討した結果、いくつかの抗炎症剤において興味深い結果が得られつつある。今後はその再現性を含めてメカニズムを検討する。\4.高血糖状態におけるIKKβ高血糖状態においてAktの活性化傾向が既報の通り認められる一方で、IKKβの発現に関しては明らかな安定した変化を認められなかった。本研究は、炎症反応における主要な転写因子であるNFκBの最も重要なキナーゼとされているIKKβが有するキナーゼ非依存的役割に注目することによって、炎症反応を新たな側面から捉え、そのメカニズムを解明することを目的として行われた。具体的にはIKKβを中心とした蛋白結合の検討と、薬剤によるIKKβへの影響、及び臓器特異的IKKβノックアウトマウスの三つを柱として研究を行った。まず蛋白結合に関しては、予想されるいくつかの蛋白について検討を行ったが安定した結合を示す結果を得られなかった。このため、MALDI-TOFを用いた質量分析によってProteomicsを行い、wild-type IKKβ、kinase-active IKKβ、kinase-dead IKKβそれぞれに結合する蛋白を網羅的に解析を行った。その結果、癌、動脈硬化などに関連するいくつかの興味深いタンパク質が同定され、またそれは免疫沈降にても確認された。これらの結果については更にメカニズムを追求している。薬剤によるIKKβへの影響については、IKKβ阻害薬として報告され、また抗炎症剤として最も広く用いられているアスピリンを中心に検討を行った。長時間のアスピリン刺激によって細胞内のシグナル蛋白が影響を受けていることを見出し、そのメカニズムを検討するためにアスピリン刺激した際に細胞上清に認められる蛋白の同定を上記同様のProteomicsによって行った。その結果、癌、アルツハイマー、動脈硬化に関連するいくつかの興味深いタンパク質が同定され、またそれはウェスタンブロット、ELISA法にても確認された。これらの結果については更にメカニズムを追求しており、近い将来に報告がされる予定である。臓器特異的IKKβノックアウトマウスについては平滑筋細胞特異的IKKβノックアウトマウスを作製したところ興味深い表現型が認められており、現在各種疾患マウスモデルの作製も含めて鋭意解析中である。
抗炎症作用に着目した新しい消化器疾患治療用漢方処方の創製

大建中湯は消化管運動遅延改善作用を目的として術後腸管麻痺(POI)を始めとする消化管疾患に用いられてきた。これまでに、POIモデルマウスを用いて、大建中湯が消化管の運動改善作用だけでなく、マクロファージ浸潤と好中球浸潤の抑制を介して抗炎症作用が発揮することを明らかとし、この作用は大建中湯の構成生薬の乾姜に由来することを発見した。本研究では、乾姜の抗炎症作用機序を解明し、乾姜を増量した大建中湯を用いて検討し、既存の乾姜の割合が抗炎症作用に対しては最適であることを示唆した。また、大建中湯に他の生薬や他の処方を加えて煎じた処方を投与し、大建中湯よりも抗炎症作用を増強する新たな処方を明らかとした。DKTの処方中の各生薬単味や特定の生薬一味抜きにしたDKTを用いて、POIモデルマウスにおける抗炎症作用に対する作用を検討し、抗炎症性の活性を持つ生薬を同定することを試みた。IMを施行した回腸筋層部ではCD68とMPO陽性細胞数が増加し、マクロファージと好中球の浸潤が認められた。MPO活性もIM後に増加した。DKTはマクロファージと好中球浸潤を有意に抑制し、MPO活性を減少させた。DKT去人参の投与では抗炎症作用を維持していたが、乾姜、山椒、膠飴を除いて煎じた他の一味抜きDKTは、抗炎症作用を示さなかった。一方、一味投与による検討から、乾姜一味の投与でDKTと同等のマクロファージ浸潤抑制作用を示した。POIにおけるDKTの抗炎症作用において、マクロファージ浸潤抑制作用には乾姜成分が関与する可能性が考えられた。大建中湯と六君子湯の構成生薬単位でのPOIモデルにおける抗炎症作用の検討のうち、大建中湯に関しては、有効生薬を同定し、その詳細な作用メカニズムまでも検討を完了し、現在研究成果発表のための投稿準備を開始している。我々はこれまでに大建中湯がPOIモデルマウスの消化管運動亢進作用に加えて、α7ニコチン性アセチルコリン受容体(α7nAChR)活性化を介したマクロファージ浸潤抑制作用による抗炎症作用を示すことを明らかにした。さらに、大建中湯の処方中のどの生薬が抗炎症作用の活性を持つ生薬であるのかを同定するために、POIモデルマウスにおける各生薬単味の抗炎症作用への関与を検討したところ、乾姜成分がマクロファージ浸潤抑制作用に関与する可能性を示唆した。そこで、さらに乾姜の抗炎症作用の機序を詳細に検討した。その結果、POIにおける乾姜の抗炎症作用の作用機序の一部として、乾姜は直接α7nAChRを活性化するのではなく、5HT-4Rの活性化により筋層間神経叢のコリン作動性神経からのACh分泌を促進し、このAChが炎症により活性化したマクロファージ細胞膜上のα7nAChRを活性化して抗炎症作用を発揮する可能性が示唆された。加えて、5HT-4Rの活性化に対する作用が直接作用であるのか否かを検討中である。また、乾姜の主要成分であるショーガオール、ジンゲロールについてもその抗炎症作用、消化管運動亢進作用の有無、作用機序についても解析中である。マウスを用いた抗炎症作用の検討は通常解剖による侵襲的方法で行ってきた。13C酪酸呼気試験を用いた方法を用いれば、解剖することなく、経時的に同じ個体で非侵襲的方法にて検討することが可能である。抗炎症作用をスクリーニングする場合には多数の被試験漢方薬に対してマウスの使用数を減らすことが可能であるため、13C酪酸呼気試験を確立した。大建中湯の構成生薬中の有効生薬と成分について同定し、その詳細な作用メカニズムにおいても解明することが出来た。現在その研究成果発表の論文投稿を行ったところである。これまでに、術後腸管麻痺(POI)のモデルマウスを用いて、大建中湯の抗炎症作用における機序の一部はα7ニコチン性アセチルコリン受容体(α7nAChR)活性化によるマクロファージ浸潤抑制作用であることを明らかとした。また、乾姜のマクロファージ浸潤抑制作用は、直接のα7nAChR活性化ではなく、セロトニン4受容体(5HT4R)を介したマクロファージ細胞膜上のα7nAChRの活性化であることを示唆した。本研究では新たに、乾姜のPOIに対するマクロファージ浸潤抑制を介した抗炎症作用は、TRPA1を介したEC細胞からの5HT分泌により、5HT4Rが活性化され、筋層間神経叢のコリン作動性神経からのACh分泌を促進し、このAchが炎症により活性化したマクロファージ細胞膜上のα7nAChRを活性化する可能性を示唆した。さらに、大建中湯の好中球浸潤抑制を介した抗炎症作用における作用機序の一部には、ムスカリン受容体の活性化が関与している可能性を明らかとし、その有効生薬の一つに乾姜が考えられることを示した。この成果については現在論文投稿中である。加えて、大建中湯を構成する乾姜の用量を増量して煎じた大建中湯のPOIにおける炎症に対する効果を検討してみたところ、既存の乾姜の構成割合が抗炎症作用に対しては最適であることが示唆された。加えて、大建中湯に他の生薬や他の処方を加えて煎じた処方を投与した場合のマクロファージ浸潤と好中球

浸潤に対する作用を検討する実験を完了し、単独の処方よりも抗炎症作用が増強する新たな組み合わせの処方が明らかとなった。これらの成果については現在データ解析し、発表論文にまとめているところである。大建中湯は消化管運動遅延改善作用を目的として術後腸管麻痺(POI)を始めとする消化管疾患に用いられてきた。これまでに、POIモデルマウスを用いて、大建中湯が消化管の運動改善作用だけでなく、マクロファージ浸潤と好中球浸潤の抑制を介して抗炎症作用が発揮することを明らかとし、この作用は大建中湯の構成生薬の乾姜に由来することを発見した。本研究では、乾姜の抗炎症作用機序を解明し、乾姜を増量した大建中湯を用いて検討し、既存の乾姜の割合が抗炎症作用に対しては最適であることを示唆した。また、大建中湯に他の生薬や他の処方を加えて煎じた処方を投与し、大建中湯よりも抗炎症作用を増強する新たな処方を明らかとした。すでに六君子湯の構成生薬についても検討をおおむね終了としており、当初の予定通り、六君子湯に大建中湯をはじめとした処方の構成生薬を一味ずつ加えて行った場合に作用が増強するのかいなかの検討を開始する予定である。大建中湯の処方中の乾姜の構成量を変化させ、抗炎症作用、消化管運動亢進作用が増強される濃度を検討する。また、六君子湯の乾姜を加えてその作用が増強されるのか否かを検討する。同じ薬理作用のものを足すよりも、異なる薬理作用のものを混合する方がその効果が大きくなることを経験している。最近、大建中湯、六君子湯以外の生薬に術後腸管麻痺(POI)抑制効果があることが報告されている。そこで、大建中湯や六君子湯にPOI抑制効果のある生薬を加えて検討を行う。漢方医学調達方法の工夫などにより、当初計画していたより経費の使用が節約できた。実験に用いたα7nAChRノックアウトマウスや5-HT4Rノックアウトマウスは自家繁殖による方法で必要数を得ているが、当初の予想よりも生まれる頻度が少なく、実験に用いる数を十分に得るまでに時間がかかったため、進捗が遅れた。その分の飼育や実験にかかる当年度分の試薬等の購入が少なかった。次年度は現在準備中の研究成果発表のための投稿を行う予定であり、英文校正や掲載料などの経費がかかることが予想される。また、学会発表開催予定地も現住所から離れた遠隔地で行われる為旅費なども多くかかると考えられる。さらに、試薬や動物などの消耗品も残量がないため購入の必要があり費用がかかる。α7nAChRノックアウトマウスや5-HT4Rノックアウトマウスが成長してきたので、次年度の実験と同時に遅れていた実験を行うため、次年度使用額と翌年請求額の合計をすべてを必要とする予定である。
IPMモータの位置センサレス駆動用制御チップの開発

本研究の目的は,内部永久磁石形同期電動(IPMモータ)の位置センサレス駆動が可能な制御回路を,ワンチップでしかも全デジタルで実現可能な制御チップを開発することである。開発する制御チップには,研究代表者の考案したIPMモータの突極性に基づくセンサレス位置推定法を組込む。この制御チップにより,IPMモータの電力線をインバータに接続するだけで,位置制御系や速度制御系を構成することが可能となる。平成14年度の研究においては,現有の3.7kWのIPMモータを駆動するための主回路,制御チップとして使用する20万ゲートのFPGAを搭載した評価基板に接続するインターフェース基板の設計製作を行ない,実験に必要なハードウェア部分の開発ならびに銅さ確認を終了していた。平成15年度においては,20万ゲートのFPGAの中に実現する,DSPコア,リプル電流検出用論理回路,PWM信号発生回路のハードウェア記述言語(VHDL)を用いた開発,制御チップの心臓部であるDSPコアで実行する制御ソフトウェアの開発を行なった。開発した駆動システムを用いて実験を行ない,位置推定誤差はバラツキ±0.5度(電気角)以内,平均値で±1.1度以内の良好な位置推定特性が得られることを確認した。また,位置センサレス駆動システムにおいても20rad/sの位置制御が可能であること,推定位置を用いたモータ軸の位置制御による固定(サーボロック)が可能なことも確認した。開発した制御チップは,異なる電動機定数を有するIPMモータに無調整で適用可能であり,また制御回路の大幅な小型化や良好な待ノイズ性などが期待できることから,実用化が期待される。本研究の目的は,内部永久磁石形同期電動機(IPMモータ)の位置センサレス駆動が可能な制御回路を,ワンチップでしかも全ディジタルで実現可能な制御チップを開発することである。開発する制御チップには,研究代表者の考案したIPMモータの突極性に基づくセンサレス位置推定法を組み込む。この制御チップにより,IPMモータの電力線をインバータに接続するだけで,位置制御系や速度制御系を構成することが可能になる。平成14年度においては,以下の研究を行なった。(1)現有の3.7kWのIPMモータを用いた位置センサレス駆動システムの主回路部分の設計製作を行ない,その動作を確認した。(2)制御チップとして使用する20万ゲートのFPGAを装着した評価用基板と接続するインターフェース回路基板を設計製作し,動作確認を行なった。(3)DSPコア,リプル電流検出用論理回路PWM信号発生回路をVHDLで記述しさらにFPGAにプログラムして,論理回路動作の確認ならびにインターフェース回路との組合せ試験を行なった。(4)制御チップとして使用するFPGA内部の論理チェック,インターフェース回路の動作チェックを行なうために,FPGAに組み込むDSPコアで動作する試験用ソフトウェアの開発を行った。実際にセンサレス位置推定の演算をリアルタイムで実現する制御ソフトウェアの開発は,この試験用ソフトウェアへの推定演算プログラムの追加をベースとして進める予定である。平成14年度の研究においては,現有の3.7kWのIPMモータを駆動するための主回路,制御チップとして使用する20万ゲートのFPGAを搭載した評価基板に接続するインターフェース基板の設計製作を行ない,実験に必要なハードウェア部分の開発ならびに動作確認を終了していた。平成15年度においては,以下の研究を行なった。1 20万ゲートのFPGAの中に実現する,DSPコア,リプル電流検出用論理回路。PWM信号発生回路をハードウェア記述言語(VHDL)を用いて開発し,動作検証を行なった。さらに,開発した論理回路が他の制御ブロックと組み合わせた場合においても適切に動作できるかどうかについても検証した。

2制御チップの心臓部であるDSPコアで実行する制御ソフトウェアの開発を行なった。この制御ソフトウェアでは,PWMインバータのリプル電流の取りこみ,位置推定演算,PWM信号の発生を,400μsの制御周期で演算することができ,従来のシステムの3倍以上の高速化を実現した。3開発した駆動システムを用いて実験を行ない,位置推定誤差はバラツキ±0.5度(電気角)以内,平均値で±1.1度以内の良好な位置推定特性が得られることを確認した。また,位置センサレス駆動システムにおいても20rad/sの位置制御が可能であること,推定位置を用いたモータ軸の位置制御による固定(サーボロック)が可能なことも確認した。開発した制御チップは,異なる電動機定数を有するIPMモータに適用する場合においても,制御パラメータの調整が必要無く,また制御回路の大幅な小型化や良好な待ノイズ性などが期待できることから,実用化が期待される。