hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海の除染：マイクロバブルと微生物を利用した海底堆積汚泥からの放射性セシウムの除去

原発事故により陸地が放射性物質により汚染された.しかも東京湾にも河川から放射性セシウムが流入し,事故以前の13倍になったとの報告もある.よって,海の除染を早急に行う必要がある.一方,申請者は堆積汚泥の分解法としてマイクロバブルと微生物活性剤を用いた循環型浄化システムを既に開発していた.そこで,放射性セシウムは堆積汚泥の表面に吸着しているとの仮説から,堆積汚泥を分解することによって放射性セシウムを除去しようと考えた.さらに,残存した堆積汚泥中のセシウムを凝集剤で沈殿させることを案出した.結果として最適稼働時間(50%以上短縮)と最適凝集剤量(80%減少)が求められ,画期的なシステムとなった.マイクロバブルと微生物活性剤を併用することによって,微生物の助けを借りた循環型浄化システムを用いて,堆積汚泥の分解による放射性セシウムの溶出挙動と効率的なセシウム除去システムを開発することを目的としている.当初の目標(1)システムの最適稼動条件の確定に関して,循環型浄化システムを用いた実験では,現在のところ,水温30°C,活性剤濃度100ppm,循環流量は毎分300Lの場合が安定した実験結果をだしているようである.当初の目標(2)システムのメカニズムの確定に関して,メカニズムは以下のようである.堆積汚泥にセシウムが「吸着」している.それを,循環型浄化システムによって,堆積汚泥を分解すれば,セシウムが海水中に「溶出」する.それが出来ると,既存技術のゼオライトによって,「固定」することが出来る.このように,システム内のメカニズムはほぼ確定されてきている.当初の目標(3)生物学的特性(微生物)の解明に関して,現在までのところ,アルカリ・ゲネス・フェカリスを検出した.到達目標(4)セシウムの最適除去システムの構築として,現在までのところ,30.9%の除去率を達成した.研究の進展としては,順調に推移していると言えよう.マイクロバブルと微生物活性剤を併用することによって,微生物の助けを借りた循環型浄化システムを用いて,堆積汚泥の分解による放射性セシウムの溶出挙動と効率的なセシウム除去システムを開発することを目的としている.当初の目標(1)循環型浄化システムの最適稼動条件としては,海水量30リットル,堆積汚泥量1kg当たり,水温30°C,活性剤濃度100ppm,循環流量は毎分300Lの場合が安定した実験結果をだしているようである.この結果は,H26,27年ともに同様の結果となった.当初の目標(2)システムのメカニズムの確定に関して,堆積汚泥にセシウムは「吸着」しているようである.循環型浄化システムを用いて,その堆積汚泥を「分解」すれば,セシウムが海水中に「溶出」する.溶出すれば,既存技術のゼオライト等で「固定」可能である.当初の目標(3)生物学的特性(微生物)の解明に関しては,培養・分離を繰り返す混釈法を用いて,単一種となるまで繰り返し,DNA解析による結果ではアルカリ・ゲネス・フェカリスを検出し続けている.当初の目標(4)セシウムの最適除去システムの構築では,システム内のメカニズムは確定されてきたが,昨年度は実験システムを若干変更した.すなわち,システム内に既存技術であるゼオライトを設置して循環型浄化システムによって実験を行った.その結果,H26年度のセシウム除去率30%程度だったものが,除去率は約60%に達した.研究の進展として,順調に推移していると言えよう到達目標(1)システムの最適稼働条件として,水温,活性剤濃度,循環流量等,ほぼ最適であろう結果となっている.到達目標(2)システムのメカニズムの確定に関して,堆積汚泥にセシウムは「吸着」している.循環型浄化システムを用いて,その堆積汚泥を「分解」すれば,セシウムが海水中に「溶出」する.溶出することが出来れば,既存技術のゼオライト等で「固定」可能である.到達目標(3)生物学的特性(微生物)の解明に関しては,アルカリ・ゲネス・フェカリスを検出し続けている.到達目標(4)セシウムの最適除去システムの構築では,システム内に既存技術であるゼオライトを設置して実験を行った.その結果,セシウム除去率は約60%に達した.以上のように,当初のアイデアを基に若干の改良を行い,良い結果を得た.順調・それ以上に進展していると考えられる.原発事故により,陸地が放射性物質により汚染され,東京湾にも河川から放射性セシウムが流入し,海の除染を早急に行う必要があるとの観点から本申請の研究が開始された.当初申請者は,堆積汚泥の分解方法としてマイクロバブルによって好気的状態をつくり,好気性細菌を活性化させ,浄化を行う循環型浄化システムを開発していた.このセシウムは海底堆積汚泥(ヘドロ)に吸着しているのではないかとの仮説のもと,ヘドロを分解可能な循環型浄化システムを用いれば,セシウムが溶出するのではないかと考えた.実験結果からセシウムは最大20%程度が溶出可能となった.マイクロバブルなし・循環なしの場合,溶出量は全くのゼロであった.次に本システムの最適稼動条件を確定して,実験条件を修正することによって,最大除去率として30.9%となった.しかし,循環型システムであるので溶出して再度吸着する現象が起きているとの考察から,循環システム内で溶出したセシウムを固定するために従来技術であるゼオライトを入れた.

これにより,液相中のセシウムは100%固定可能となり,固相中のセシウムは62.7%の除去性能を示した.さて,微生物解析により,堆積汚泥の有機物を分解していると考えられる微生物として「アルカリゲネスフェカリス」を特定し,浄化システム内の生物学的特性が明らかになった.ここで,解明された微生物の大量投与等により最適な除去システムを構築することも考えられたが,堆積汚泥中の有機物の分解によるセシウムの溶出は既に100%であった.そこで,固相のセシウム除去に際して凝集剤を登場させて,固相全体の凝集・沈殿を考案した.これにより,液相,固相とも除去するための最適凝集剤添加量は500ppmが100ppmに(80%以上)削減可能,最適システム稼働時間は120時間が60時間前後に(50%前後)削減可能となった.原発事故により陸地が放射性物質により汚染された.しかも東京湾にも河川から放射性セシウムが流入し,事故以前の13倍になったとの報告もある.よって,海の除染を早急に行う必要がある.一方,申請者は堆積汚泥の分解法としてマイクロバブルと微生物活性剤を用いた循環型浄化システムを既に開発していた.そこで,放射性セシウムは堆積汚泥の表面に吸着しているとの仮説から,堆積汚泥を分解することによって放射性セシウムを除去しようと考えた.さらに,残存した堆積汚泥中のセシウムを凝集剤で沈殿させることを案出した.結果として最適稼働時間(50%以上短縮)と最適凝集剤量(80%減少)が求められ,画期的なシステムとなった.到達目標(1)システムの最適稼動条件の確定に関して,水温,活性剤濃度,循環流速等,ほぼ最適であろう結果となっている.到達目標(2)システムのメカニズムの確定に関して,堆積汚泥にセシウムが「吸着」している.それを,循環型浄化システムによって,堆積汚泥を分解すれば,セシウムが海水中に「溶出」する.それが出来ると,既存技術のゼオライトによって,「固定」することが出来る.ほぼ確定されてきている.到達目標(3)生物学的特性(微生物)の解明に関して,現在までのところ,アルカリ・ゲネス・フェカリスを検出した.到達目標(4)セシウムの最適除去システムの構築として,現在までのところ,30.9%の除去率を達成した.以上のように,当初のアイデアの基,研究計画を立てているので,順調・それ以上に進展していると考えられる.当初の研究計画に関して,順調・それ以上に進展していると考えられる.今後の推進方策として,以下のように行う.到達目標(3)セシウムの最適溶出システムの確定として,現地微生物以外に別の海域の微生物でも活性化するか調べる.到達目標(4)セシウムの最適除去システムの構築として,液体中は100%であり,固相中のセシウム除去率は約60%となっている.よって,残りの40%程度は汚泥中に存在する.そこで,新たに「凝集剤」を用いて,循環型浄化システムを稼働して48-60時間程度の時間を決め,システムの稼働時間と凝集剤の最適投入量を決定し,セシウムの除去率を確認する.この方法で100%除去を目指すことにする.海洋環境工学当初の研究計画に関して,順調・それ以上に進展していると考えられる.今後の推進方策としては,以下のように,当初の予定通りとする.平成26年度に得られた結果を基に,到達目標(2)システム内のメカニズムの確定として,到達目標(1)の稼動条件
看護学生のためのIT教育方法及び学習支援システムの開発に関する研究

本研究の目的は、わが国における看護学生に対する看護情報学教育の実情と問題点とを明らかにし、看護情報学教育のガイドラインや枠組みの再検討を行うとともに、新しいITを活用した教青システムを開発することである。その目的にそって、2002年には看護学生のための情報科学についての授業、教育施設や設備、授業要綱、そして看護情報学についての意識などに関して質問紙法により全国調査を行った。調査対象は1,046の看護系学校であり、回収率は40.2%であった。調査の結果、回答した学校の90.7%が情報科学教育を行っており、情報処理教育用設備は82.9%が有していることが明らかになった。しかしながら、CAI (computer assisted instruction>を利用している学校は13.1%、遠隔授業を行っているのは4.0%に過ぎなかった。そうしたことから、わが国においても看護情報学は看護実践に必要であることが認識されてきたが、学生に対する看護情報学教育への対応は十分であるとはいいがたい。看護情報学教育を発展させていくために、いくつかの特別なプロジェクトを立ち上げ、今後の研究が必要である。そこで1つの試みとして、地域看護活動に関するCAIを開発した。このCAIの教育効果について着護学生を選び検討した結果、有用であることが確認できた。これらの知見をもとに、看護情報学教育の枠組みや内容について討論し、2004年には看護学生のための情報科学の新しい教科書を出版した。本年度の研究課題は3つであった。まず第1の課題として、全国看護系学校のIT教育及びITを使った看護教材の開発の実態と課題を明らかにするため、看護大学、短大、専門学校等、全国看護系学校1,061校を対象に、「看護学生のためのIT教育及びITを活用した教育方法に関する調査」を実施した。その結果、郵送法による調査としては、比較的高い回収率(405件(約38%))が得られ、本研究課題への関心の高さが確認できた。回答が得られた学校の内、IT教育を実施しているのは90.6%、また、95.3%が看護教育にITを利用しているものの、CAI教材の利用は12.8%に留まり、また、最近注目されている遠隔授業の実施は、4.2%に過ぎない等、看護教育におけるITの活用についての問題点等が明らかになった、この調査では、本年度の研究において、貴重な情報を得ただけではなく、次年度の研究を進める上で重要な協力校のリストも作成できた。第2の課題として、これまで看護で利用されてきた学習ソフトを検討するため、文部科学省大学共同利用機関メディア教育開発センターや茨城県立医療大学等が作成したソフト、また、看護におけるCAIに関する文献等を収集した。これらの資料を基に、看護における学習ソフトの現状と今後の課題、学習ソフトの内容、そして、デジタル技術による動画方式を採用した看護の教材の開発に関わる問題点について検討した。さらに、第3の課題として、地域看護学に関する教材開発の一環として、地域における中高年の肥満に関する健康学習及び健康支援や高齢者イメージをテーマとして、教材のシナリオを再検討するとともに、実際の場でデータ収集を行い、その基礎的データの一部を発表した。本年度の研究課題は大別すると2つであった。まず第1の課題として、前年度に全国看護系学校を対象に実施した、「看護学生のためのIT教育及びITを活用した教育方法に関する調査」より得られた情報をもとに、IT教育について様々な試みをしている学校を選択し、現状での問題点を総合的に検討した。そして、その中から、承諾を得られた、東日本にある大学について現地調査を行った。その結果、充実したIT教育施設と教員のIT教育に対する創意工夫が成果を上げる大きな要因であることが確認された。しかし、組織的な管理・運用体制は未だ不十分であり、1校だけで対応するのではなく、全国的規模で情報交換、教材の提供、そして、専門教員の不足をカバーするための遠隔教育などを連携して行うことが必要であることが明らかになった。なお、西日本の大学について来年度引き続き検討したい。第2の課題は、前年度から継続している教育ソフトの開発・改良である。

前年度検討したシナリオを基に、独自の方法に加えて、専用のCAI教材作成支援ソフトウェアを導入し、より汎用性のある教材の開発を試み、様々の面から検討した。その結果、限られた学習コースを学生が履修することも重要であるが、学生自身が教材を作り上げることで、より応用範囲が広い教材となりえることが明らかになった。そのことを踏まえ、次年度では、新たな教材の開発概念のもとで開発を継続して実施したい。さらに、地域看護学学習教材の開発過程で得られた知見を共同研究者間で協議し、保健師や学生との意見や要望を取り入れた。そして、「健康日本21」における「生活習慣改善のための目標値設定」に関する地域住民を対象にした教材の開発に着手し、隣地実習などへの対応も強化した。本年度は、研究課題は大別すると3つであった。まず第1は、平成13年度に全国看護系学校を対象に実施した、「看護学生のためのIT教育及びITを活用した教育方法に関する調査」より得られた学校のリストから、平成14年度に引き続き、承諾が得られた西日本にある看護系大学を対象に現地調査を行った。その結果、総合大学ではIT教育の設備は、教養教育機関や他学部に依存していることが多く、看護に特化したIT教育を実施するには、さらに環境作りが必要であること、また、教員の創意工夫により効果的なIT教育を行っている大学もあるが、ごく少数に限られ、看護におけるIT教育の専門家を組織的に養成する必要があることが明らかになった。第2は、前年度から継続している教育ソフトの開発・改良であった。特に、地域看護学学習教材の開発過程で得られた「学生自身が教材を作り上げる」という、新たな教材の開発概念のもとで開発を進め、学生用教材のみならず、地域住民の健康づくりにも貢献できるように、大別して「食生活・運動」「タバコ・酒・ストレス」「病気の予防・歯の健康」の3つのコースを作成し、教材の開発を行った。第3は、製作した教育ソフトを実際に運用して、問題点を明らかにすることであった。これに関しては、学習した多くの学生が地域住民の健康づくりを支援していくための知識・技術が修得できたということを評価しており、また地域住民からも「楽しみながら健康づくりの必要性が理解できた」「これから健康づくりを行う気になった」などという感想・意見が得られ、概ね好評であった。
MOCVD法による青色半導体レーザの試作研究

本研究は,II-VI族半導体を用いた青緑色半導体レーザの研究を純粋な青色まで短波長化し,現在まで研究の行われてきたMBE法に加えてMOCVD法によるレーザ実用化の基礎を築くことを目指している。MOCVD法における懸案であるp型伝導度制御に関しては,理論的な観点からZnSeならびにZnMgSSeへのアクセプタード-ピングを検討し,Amphoteric Native Defect(両極性真性欠陥)モデルにもとづいてこれまでのド-ピングに関する実験結果がうまく説明できること,このような検討において成長温度の違いを考慮することが重要であることを示した。また実験的にはp型電気伝導を示しやすいZnTeを1/3分子層ずつ離散的にZnSeに挿入し,このZnTeにLiをド-ピングすることにより,10^<18>cm^<-3>のアクセプター濃度を達成した。さらに最近理論的に予見されているドナーとアクセプターの同時ド-ピングによる高濃度アクセプタード-ピングについても検討を進めており,その有効性が確認されつつある。これらの伝導度制御によりMOCVDで青色半導体レーザを実現する主要な問題点は克服されたと考えられる。一方キャリアの漏れを防ぐバンド不連続の大きなヘテロ構造としてMgS/ZnSe構造を検討し,強い量子閉じ込め効果により励起子が室温まで安定化することを励起子吸収の測定,励起子発光の測定から確認した。これらの励起子は井戸幅ゆらぎによる局在化により,より高温まで発光効率が高くなることが示され,今後高効率の半導体レーザを実現するために有効であると考えられる。さらに3次元的に量子閉じ込めした量子ドット構造の研究も進め,ワイドギャップ半導体でも自己組織化が可能であることを示した。これらの発光領域における量子化と上記伝導度制御の成果を組み合われることにより,高性能青色レーザの実現が期待出来る。本研究は,当該研究者のこれまでのMOCVD法によるp型伝導度制御ならびに青色半導体レーザ動作の研究を基礎とし,青色半導体レーザの実用化におけるMOCVD法の可能性を実証することをめざす.p型伝導度制御に関しては,通常のMOCVD法で用いる有機金属をそのまま用いたMOMBE法において,窒素プラズマを用いてp型ZnSeが成長できることが明らかになった.またこの結果から,通常のMOCVD法において問題となる水素によるアクセプターの不活性化は,キャリアガスである水素が関与している可能性が高まった.なおその検討を進めている.一方バンド不連続の大きなヘテロ構造としてMgS/ZnSe構造を検討し,世界で初めて閃亜鉛鉱構造のMgSならびにその超格子の作製に成功した.特にMgSの格子定数の正確な値はこれまで知られていなかったが,高精度X線回折測定によりその値を決定した.現在こうしたヘテロ構造のバンド不連続の測定,ヘテロ界面の急峻性の改善,ヘテロ構造へのド-ピングなどの検討を進めている.GaAs表面とSの相互作用によって,特にMOMBEの高真空系ではGaAs表面に〔-110〕方向に並んだピットが発生することを明らかにしたが,常圧水素中のMOCVDにおいては顕著なピット発生は観測されなかった.これはキャリアガスの水素の存在によって表面反応が変化するためと思われる.これによってMOCVDにより,ヘテロ界面からの欠陥生成を防いだダイオード製作の可能性も出てきた.本研究は,当該研究者のこれまでのMOCVD法によるp型電導度制御ならびに青色半導体レーザ動作の研究を基礎とし,青色半導体レーザの実用化におけるMOCVD法の可能性を実証することをめざす。

p型伝導度制御に関しては,通常のMOCVD法で用いる有機金属をそのまま用いたMOMBE法において,窒素プラズマを用いてp型ZnSeが成長できることが明らかになった。またその電気特性の容量一電圧特性による評価において,用いる周波数とサンプルの特性変化についての判定基準も明らかにした。さらに理論的な観点からもZnSeへのアクセプタード-ピングを検討し,Amphoteric Native Defect(両極性真性欠陥)モデルにもとづいてこれまでのド-ピング特性がうまく説明できること,この結果を用いることにより高温での成長によりド-ピング特性が改善されることを示した。一方バンド不連続の大きなヘテロ構造としてMgS/ZnSe構造を検討し,世界で初めて閃亜鉛鉱構造のMgSならびにその超格子の作製に成功した。その結晶性向上の研究に関連して,特にGaAs基板表面でのZnSe初期成長が超格子の結晶性ならびにヘテロ界面の平坦性に大きく関与していることが次第に明らかとなり,GaAs表面の有機Asによるクリーニング,その後の2次元成長の条件を明確にした。その結果,一分子層程度の非常に平坦な表面を持つZnSe薄膜の初期成長が可能となった。この結果に基づいてZnSe/MgS超格子内のヘテロ界面急面急峻性の改善に取り組み,井戸幅の一分子層の違いによる発行ピークが明瞭に分離して観測されるレベルに向上した。この超格子における発行は室温までエキシトンによることを明らかにしている。本研究は,II-VI族半導体を用いた青緑色半導体レーザの研究を純粋な青色まで短波長化し,現在まで研究の行われてきたMBE法に加えてMOCVD法によるレーザ実用化の基礎を築くことを目指している。MOCVD法にける懸案であるp型伝導度制御に関しては,理論的な観点からZnSeならびにZnMgSSeへのアクセプタード-ピングを検討し,Amphoteric Native Defect(両極性真性欠陥)モデルにもとづいてこれまでのド-ピングに関する実験結果がうまく説明できること,このような検討において成長温度の違いを考慮することが重要であることを示した。また実験的にはp型電気伝導を示しやすいZnTeを1/3分子層ずつ離散的にZnSeに挿入し,このZnTeにのみLiをド-ピングすることにより,10^<18>cm^<-3>のアクセプター濃度を達成した。さらに最近理論的に予見されているドナーとアクセプターの同時ド-ピングによる高濃度アクセプタード-ピングについても検討を進めており,その有効性が確認されつつある。これらの伝導度制御によりMOCVDで青色半導体レーザを実現する主要な問題点は克服されたと考えられる。一方キャリアの漏れを防ぐバンド不連続の大きなヘテロ構造としてMgS/ZnSe構造を検討し,強い量子閉じ込め効果により励起子が室温まで安定化することを励起子吸収の測定,励起子発光の測定から確認した。これらの励起子は井戸幅ゆらぎによる局在化により,より高温まで発光効率が高くなることが示され,今後高効率の半導体レーザを実現するために有効であると考えられる。さらに3次元的に量子閉じ込めした量子ドット構造の研究も進め,ワイドギャップ半導体でも自己組織化が可能であることを示した。これらの発光領域における量子化と上記伝導度制御の成果を組み合わせることにより,高性能青色レーザの実現が期待出来る。
人間と共存する環境で動作する移動ロボットのための人移動モデルに関する研究

本研究では,人と共存する環境で動作する自律移動ロボットを対象に,未来の人の移動状況を人移動モデルとして定式化することで,ロボットが安全かつ効率的な経路を自律的に生成する手法を提案した.具体的な研究成果は以下の2点である: (i)一般的にSocial Force Modelとして知られる歩行者モデルを,ロボットの存在を前提としたモデルに拡張し,環境に適応しながら時間とともに変化していく人移動モデルを提案した;(ii)機械学習アルゴリズムを用いて,大量の観測データから,未来の人の移動軌跡を系列データとして予測する手法を提案した.本年度は,ロボットとの相互作用を考慮した人移動モデルの構築を目指して,(1)環境内に設置されたセンサにより人間の歩行を観測するシステムの構築;(2)人が保持するモバイル端末などから取得されるセンシングデータを基に人の属性や状態を推定する手法の提案;(3)環境の物理的な形状を基に初期人移動モデルを構築し取得データによりそのモデルを更新する手法の提案,という3つの研究課題に取り組んだ.最終的には,課題1と課題2から得られる情報を統合し,課題3で構築するモデルに組み込むことになるが,本年度はその第一段階として,各課題ごとに研究を進めた.まず,課題1として,単一の測域センサにより人の足首の動きを測定するシステムの構築を行った.ここではセンサから人までの距離を時系列データとして取得し,ベイズフィルタを用いてある時刻の人の位置を確率分布として推定する.足首の動きを測定することで,人移動データと合わせて歩容データの取得が可能になり,これにより人属性(高齢者/若年者)の分類が可能になることを明らかした.課題2としては,ウェラブル端末で測定される脈拍データを利用し,ストレス状態およびリラックス状態を推定する指標を提案した.ここでは,脈波のピーク間隔のゆらぎとストレス状態に関連があることを利用し,被験者実験によりその有効性を検証した.この結果は,課題1の人属性分類結果と合わせて,属性や状態ごとにクラスタリングを行った人移動モデルを構築する際に利用していく.課題3としては,Social Force Modelとして知られるHelbingの歩行者モデル(人が環境から仮想的な斥力を受けると仮定し人の移動を推定するモデル)を利用し,環境形状のみを考慮した人移動モデルを構築した.ここでは人がある場所に存在する確率分布を定義し,観測データにより逐次的にモデルを更新する手法を提案した.本年度は当初,誘導ロボットを配備した環境で人間の歩行を観測し,観測データを用いた人移動モデルを構築すること,および,人が保持するモバイル端末などからセンシングデータを取得し,属性や状態の推定を行うことの2つを計画していた.後者に対してはほぼ予定どおり研究が進み,環境側センサによる人属性の推定,ウェラブル端末による人状態の推定が可能になった.一方,前者に対しては,以下2つの理由により,実機を用いた観測データの測定を行わなかった.1つは,誘導ロボットの発注,納品が遅れたため,実機を用いた実験自体を延期したことである.当初計画では,ロボット用ソフトウェアにはROSを利用し,ロボットにはネットワーク経由での遠隔操作機能とSLAM機能を搭載し,教示走行により地図作成を行った上で,遠隔地からオペレータが目的地を指定することとしていた.本年度,実機実験は行えなかったが,操作機能についてはシミュレータを利用して実装済であり,次年度以降すみやかに実験を行う環境を整えた.もう1つは,当初観測データを用いたモデル構築を考えていたが,検討の結果,環境形状のみで初期モデルを構築しておき,それを観測データにより逐次更新する方式を採用したことである.これにより,モデル構築のためのデータ取得が不要になった.これらを総合的に判断すると,実機実験は延期したが,人移動モデルの構築という当初の目的はほぼ達成されており,研究はおおむね順調に進展していると考えられる.本年度は,人移動モデルに基づいた移動予測アルゴリズムの開発を目指して,(課題1)ロボットと人間の相互意図推定モデルに基づくアルゴリズムの提案;(課題2)提案手法を評価するためのシミュレータの開発;(課題3)実機実験のための遠隔ナビゲーションシステムの構築,という3つの研究課題に取り組んだ.昨年度の研究成果として,環境形状のみを用いて構築した初期モデルを,観測データにより逐次更新していく人移動モデルの提案を行っている.本年度は,これを相互意図推定モデルにより拡張することを目指して研究を進めた.また,評価のためのシミュレータの開発,次年度の実機実験の準備として,実ロボットを用いた遠隔ナビゲーションシステムの構築を合わせて行った.まず,課題1として,Social Force Model(SFM)として知られるHelbingの歩行者モデルを,ロボットと人間の相互意図推定モデルにより拡張し,これをロボットの存在を考慮した人移動モデルとして定式化した.このとき,ロボットは事前に設計されたベクトル場(測度場)により移動すると仮定し,これを推定モデルに取り込んだ.課題2としては,回廊内を周遊する人流が存在する場に,1台の移動ロボットが人と共存する環境を模擬するシュミレータを開発した.本シミュレータを用いて,人がロボットの移動モデルを意識して動いた場合,意識しないで動いた場合に比べて,ロボットとの接近率が低下するとともに,ロボットがゴールに到着するまでの時間が短縮することを示した.

課題3としては,ネットワークを介した実ロボットの遠隔ナビゲーションシステムを構築した.合わせて,ネットワーク遅延の影響がナビゲーションに及ぼす影響を評価し,それを解決するためのモデルを提案した.本年度は,移動予測アルゴリズムの提案,シミュレータの開発と提案手法の評価,および実機実験のためのシステム構築の3つの事項を計画した.1つめと2つめについては,想定環境を模擬したシミュレータを開発し,アルゴリズムの有効性を検証したが,提案モデルが現実の人移動をどの程度反映したものになっているかの検証は行えておらず,評価は不十分である.昨年度,モデル構築手法を当初計画から変更し,モデル構築のためのデータ取得は不要になった.しかし,実測データを用いたモデルの検証は必要である.次年度は,すみやかにこの検証に着手したいと考えている.3つめについては,昨年度,誘導ロボットの発注,納品遅れから延期した,実機実験を行うためのシステムの構築を行い,ほぼ予定どおりの進捗であった.ロボット用ソフトウェアにROSを利用し,ロボット(TurtleBot2)にはネットワーク経由での遠隔操作機能とSLAM機能を搭載し,教示走行により地図作成を行った上で,遠隔地からオペレータが目的地を指定するシステムを構築した.当初の予定には含まれていなかったが,システムの構築にあたり,ネットワーク遅延の影響がナビゲーションに及ぼす影響が問題になり,これを解決するモデルを提案するに至った.これらを総合的に判断すると,評価が不十分であるものの,移動予測アルゴリズムの提案と遠隔ナビゲーションシステムの構築という当初の目的はほぼ達成されており,研究はおおむね順調に進展していると考えられる.本年度は,ロボットとの相互作用を考慮した人移動モデルの拡張を目指して,(1)人移動モデルへの機械学習手法の組み込み;(2)大規模データセットを用いた評価実験;(3)人と共存する環境で動作するロボットサービスへの提案手法の適用,という3つの研究課題に取り組んだ.ここでは,SFMに基づくモデルベースの手法を,ニューラルネットワークやSVMを用いた機械学習ベースの手法に拡張することにより,高精度で汎用的な予測手法を構築し,データセットを用いた評価実験により手法の有効性を検証した.また,据え置き型の受付ロボットを対象に,環境情報の推定結果をロボットと人のインタラクションに利用するサービスを提案し,移動だけでなく,人と共存する環境で動作するロボットサービスへの研究提案の適用可能性を示した.研究期間全体では,当初の目的であったモデルベースの人移動モデルの提案を行った上で,近年のニューラルネットワークをはじめとした機械学習技術の進展に伴い,アルゴリズムの見直しを行い,機械学習ベースの予測手法としてモデルの再構築を行った.また,当初,提案手法は人の案内を行う誘導ロボットへの適用を前提としていたが,コミュニケーションロボット等,人とのインタラクションを行うロボットの急激な普及に伴い,手法の適用範囲を拡張したサービス提案を行った.
弾性表面波モータによるサブナノステップトラッキング型ステージの研究

弾性表面波モータの摩擦駆動のダイナミクスを解明するために昨年度に行った摩擦駆動面での垂直・水平方向の変位の測定結果に対して,コンタクトメカニクスの考え方を用いることで摩擦駆動により発生した力を推定する手法を提案した.この手法を用いることで,摩擦駆動の詳細に関してより多くの知見を得ることが出来た.水平方向への力は原理的に垂直抗力に摩擦係数をかけた最大摩擦力以上発生しないが,コンタクトメカニクスの手法で測定結果の解析を行うとそれ以上の力となっていることが分かった.摩擦力以上の力は物理的に発生しない為,1摩擦駆動が機械的共振と関連している,2.摩擦係数は以前に報告されている値よりも大きい,3垂直方向の力は機械的な変形のみで発生するのではなくその他の現象による追加の力がはたらいている,という3つの可能性が考えられた.1つ目の可能性について,接触面の機械的な応答を動的なコンタクトメカニクス解析を行うことで検討し,共振が生じていないことからこの可能性ではないことを示した.2つ目の可能性について,さまざまな摩擦駆動面の形状を有するスライダとステータ間の摩擦試験を行い,摩擦係数はスライダの表面形状により変化する結果を得た.この結果は3つ目の可能性の機械的な変形以外の力がはたらいているため,同じ垂直方向の負荷の条件では等価的に摩擦係数が増大しているように測定されると考察し,接触面間の静電力等の相互作用について検討すべきとの方針を得た.相互作用のメカニズムはまだ明らかとなっていないが,透過的に摩擦係数が大きな値となっていると想定することで,摩擦駆動面での変位の測定結果を摩擦駆動モデルで十分にシミュレートすることが出来た.この結果を用いることでより高精度の摩擦駆動モデルが実現でき,今後の設計に役立てることができるようになった.弾性表面波モータのナノメートルからサブナノメートルのステップ動作時における特性を詳細に検討した.また最小動作が可能となる条件を実験的に求めることを試みた.弾性表面波モータの100nm以下の範囲でのステップ駆動特性を動作実験から求めた.微小駆動時には,可動部中の弾性変形が機械的な出力に大きな影響を与えており,対象とする系は弾性変形要素により,2自由度振動系として振る舞うことを明らかにした.これより弾性変形による影響をできる限り排除し摩擦駆動の特性のみを評価するためには,摩擦駆動での変位量を評価すればよいことを示した.ステップ駆動時における可動部のメカニクスを,測定結果をふまえて検討しモデリングを行った.弾性表面波からスライダヘの摩擦力を介して推力が発生するまでの推力モデル,および推力により駆動される可動部の力学モデルを提示した.このモデルのパラメータ値を,駆動実験の結果から求める手法を提示し同定を行った.弾性表面波モータの微小駆動限界を規定する要因について実験的に検討を行った.予圧,駆動電圧,駆動に用いるレイリー波振幅,スライダの突起パラメータという,弾性表面波モータの駆動特性に大きな影響を与える要素を変え,微小駆動特性とそれぞれの条件での微小駆動限界を実験的に求めた.その結果,レイリー波振幅を低振幅とすることが,微小動作を実現するために非常に重要であることがわかった.最小0.5nmのステップ駆動を実現し,0.8nmのステップ動作を400ms間という長時間続けることができることを示した.弾性表面波モータの長ストロークかつサブナノメートルの高い動作分解能を示し,位置決め/トラッキング型ステージへの応用が可能なアクチュエータとして,高い能力を実証した.従来用いてきた10MHzの駆動周波数に変え,10倍の100MHzの高周波で駆動を行うことで,3x12.5x2.5mmの小型化弾性表面波モータを実現した.スライダの突起をマイクロレンズ状とすることで,低予圧で高い接触圧力を実現し駆動を可能とした.ミリメートルサイズの小型アクチュエータながら,0.3m/sの高速度および13mNの高推力が4.3mmのストロークにわたり可能であった.100MHzの駆動周波数は弾性表面波モータ,また超音波モータ一般の現在の最高駆動周波数である.弾性表面波モータの利点を活用した,20度以上の大偏向角を実現する2軸偏向マイクロミラーを開発した.このモータは高速動作が可能であるため,20ms間(10ms間の駆動時間と10ms間のミラー構造の振動減衰)という短時間で20度の偏向角の回転・保持を行うことが可能であった.また摩擦保持力により,ミラー偏向角の保持のための電力消費はなかった.またこのモータは最小サブナノメートルオーダの高分解能動作が可能であるため,ミラー偏向角の分解能は0.003度と非常に高分解能であった.この2軸偏向ミラーは10の4乗オーダのダイナミックレンジを有することを示した.弾性表面波モータの摩擦駆動のダイナミクスを解明するため,摩擦駆動面に2つのレーザドップラー振動計のレーザ光を入射し,垂直・水平方向にどのような変形が生じているのかを測定した.ステータに透明材料を使用し,不透明材料で構成されるその他の超音波モータでは不可能であった摩擦駆動面の直接観測を可能とした.垂直・水平方向の変形は実測した変位ベクトルの合成で求めた.

その結果,水平方向・垂直方向の振動は,駆動に用いた波の振幅と相関を示した.弾性表面波モータの摩擦駆動のダイナミクスを解明するために昨年度に行った摩擦駆動面での垂直・水平方向の変位の測定結果に対して,コンタクトメカニクスの考え方を用いることで摩擦駆動により発生した力を推定する手法を提案した.この手法を用いることで,摩擦駆動の詳細に関してより多くの知見を得ることが出来た.水平方向への力は原理的に垂直抗力に摩擦係数をかけた最大摩擦力以上発生しないが,コンタクトメカニクスの手法で測定結果の解析を行うとそれ以上の力となっていることが分かった.摩擦力以上の力は物理的に発生しない為,1摩擦駆動が機械的共振と関連している,2.摩擦係数は以前に報告されている値よりも大きい,3垂直方向の力は機械的な変形のみで発生するのではなくその他の現象による追加の力がはたらいている,という3つの可能性が考えられた.1つ目の可能性について,接触面の機械的な応答を動的なコンタクトメカニクス解析を行うことで検討し,共振が生じていないことからこの可能性ではないことを示した.2つ目の可能性について,さまざまな摩擦駆動面の形状を有するスライダとステータ間の摩擦試験を行い,摩擦係数はスライダの表面形状により変化する結果を得た.この結果は3つ目の可能性の機械的な変形以外の力がはたらいているため,同じ垂直方向の負荷の条件では等価的に摩擦係数が増大しているように測定されると考察し,接触面間の静電力等の相互作用について検討すべきとの方針を得た.相互作用のメカニズムはまだ明らかとなっていないが,透過的に摩擦係数が大きな値となっていると想定することで,摩擦駆動面での変位の測定結果を摩擦駆動モデルで十分にシミュレートすることが出来た.この結果を用いることでより高精度の摩擦駆動モデルが実現でき,今後の設計に役立てることができるようになった.
皮膚電気刺激法を用いたヒトにおけるかゆみ過敏モデルの確立

健常被験者延べ30名に参加していただき、前年度の実験からわかった、かゆみ過敏を最も生じやすい波長、周波数の皮膚電気刺激を用いてかゆみ過敏を生じさせ、そこにヒスタミン、セロトニン、ブラディキニンを投与した際の反応を調べた。その結果、かゆみ過敏状態下においては、ヒスタミンにより通常よりも強いかゆみが生じた。セロトニン、ブラディキニンにもその傾向があったが有意差には到らなかった。このことは、3物質の全てによって有意にかゆみが強く生じたアトピー性皮膚炎のかゆみ過敏状態のほうが電気刺激によるかゆみ過敏よりも程度が強いことを示唆する。また、抗ヒスタミン薬内服によりヒスタミンのかゆみはかゆみ過敏状態下であろうとなかろうと完全に抑制できたが、セロトニン、ブラディキニンのかゆみは影響を受けなかった。これはアトピー性皮膚炎のかゆみ過敏状態と同じであった。また、ステロイド外用薬の塗布はいずれのかゆみにも影響を与えなかった。これは、アトピー性皮膚炎のかゆみ過敏と異なる点であり、電気刺激のかゆみ過敏が末梢の炎症と無関係に生じていることを示唆している。また、ヒスタミン、セロトニンで生じる軸索反射性紅斑の大きさには、かゆみ過敏状態下とそれ以前の状態とで有意差は見られなかった。これは電気刺激のかゆみ過敏が末梢神経の閾値低下よりもむしろ中枢性であることを示唆している。これらを総括すると、電気刺激誘発性のかゆみ過敏も炎症性メディエーターによるかゆみの程度を増強させるが、その程度はアトピー性皮膚炎の場合よりは弱く、その理由は、アトピー性皮膚炎のかゆみ過敏には炎症による末梢神経の閾値低下が含まれるのに対して、電気刺激のかゆみ過敏にそれが含まれないからであると考えられた。この1年間において、公募した被験者延べ40名において、皮膚電気刺激をおこない、かゆみとかゆみ過敏発生の関係にっいて調査した。被験者の手関節の皮膚上に0.1mm×71mmのステンレス製電極を設置して、直流電流刺激を与えた。過去の実験と同様に、70%の被験者において、純粋なかゆみを生じることに成功した。かゆみの発生に必要な刺激パルスの波長は0.5ms以上であり、波長が長いほどかゆみが生じやすかった。長波長がかゆみ発生の必要条件であるのに対して、刺激頻度は、高いほどかゆみが強くはなったものの、どの頻度においても感覚の種類に変化は見られなかった。これらのことは、C神経の特徴に一致する。また、かゆみ過敏状態は、機械的刺激を加えて生じたかゆみの程度とその範囲で計測したが、その程度はともに誘発されたかゆみの強度に依存した。波長と刺激頻度は2ms、50Hzが、かゆみおよびかゆみ過敏の両者において最適であった。この電気刺激誘発性のかゆみとかゆみ過敏に対する、他の刺激が与える影響も調べた。かゆみ刺激用の電極の1cm近位側に直径5mmの円形電極を設置して、200μs、100Hzの直流電流パルス刺激を30秒間与えた。被験者は軽い痛みを感じた。この痛み刺激の前後において、電気刺激誘発性のかゆみとかゆみ過敏の程度を比較した。その結果、同じ電流量で刺激を続けているにも関わらず、痛み刺激を与えた後では、かゆみは有意差を持って弱くしか生じなかった。また、かゆみ過敏の強さと範囲も同様に減弱した。したがって、かゆみ過敏の程度は、自覚的かゆみの程度に依存することが明らかとなった。
伸張-短縮サイクル運動の遂行能力を決定する要因

伸張-短縮サイクル(Stretch-shortening cycle)運動の遂行能力は,反動動作をともなう走,跳,投などの各種運動の成績を決定する極めて重要な要因である。研究代表者らは,これまで,伸張-短縮サイクル運動の遂行能力[RDJindex=(1/8・g・ta^2)/tc]は,台高30cmからの浅い膝曲げ動作によるリバウンドドロップジャンプ(RDJ)の滞空時間(ta)と踏切時間(tc)の2変数を用いて評価できること(体育学研究,38:265-278,1993),分子の高い跳躍高を獲得する能力と分母の運動遂行時間を短縮する能力は互いに独立した異なる能力であること(体力科学,44:147-154,1995),および脚の筋力や瞬発力に優れると,高い跳躍高を獲得できる可能性はあるが,運動遂行時間を短縮できる可能性は少ないこと(体力科学,44:147-154,1995)などを報告してきた。本研究では,これらの知見を踏まえて,さらに伸張-短縮サイクル運動の遂行能力に影響する技術的要因について検討した。おもな結果はつぎのとおりである。(1)踏切前半における足関節の仕事量が大きくなると,あるいは着地に対する時間的空間的な予測が優れると,運動遂行時間を短縮できる可能性がある(体育学研究,40:29-39,1995)。(2)着地前の膝曲げの先取り動作が適切に行われると,高い跳躍高を獲得できる可能性があるのみでなく,運動遂行時間も短縮できる可能性がある(体力科学,45:209-218,1996)。伸張-短縮サイクル運動の遂行能力を高めるための体力および技術トレーニング法を確立していくためには,今後さらに,伸張-短縮サイクル運動の遂行能力の発達のしかたを,年齢,性,生活環境,専門に行っているスポーツ種目とその鍛練度などと関連づけて検討することが必要である。
マイクロチャネル技術による均一径エマルションを利用した精密酵素反応

(1)高圧乳化によるβ-カロテン分散系の粒径および粒度分布変化:100MPa下では0.17μmから0.27μmの分散系が、10MPa下では1.16μmから1.59μmの分散系が得られた。同じ乳化圧下では同じ脂肪酸に属するPGE中でもグリセロールの長いものの粒径が顕著に減少した。(2)胃・小腸モデル溶液中のPGEの種類による影響:重合度の高いグリセロールを乳化剤に用いた場合、分散系はより安定化する傾向が認められた。MO750を用いた分散系は消化反応中ほぼ安定であった。消化開始から2時間ですべてのサンプルでβ-カロテンの喪失が認められた。β-カロテンは粒径の小さい安定な分散系内でより化学的な安定性が高かった。小腸モデル溶液中では、分散系の粒径および粒度分布に顕著な変化は認められなかった。(3)溶媒置換法によるβ-カロテン分散系の粒径および粒度分布変化:平均粒径は33.5nmから202nmであり、グリセロールの重合度の増大につれ平均粒径は減少した。β-カロテンの濃度変化は粒径および粒度分布に顕著な影響を与えなかった。作製したβ-カロテンナノ分散系は8週間にわたって平均粒径および粒度分布に関して安定であった。MOを用いた分散系での保持率は顕著に低下した。平均粒径はMO310を用いた分散系ではわずかに増加した。(4)β-カロテンのナノ/マイクロ分散系のミセル化:一般にβ-カロテンの粒子径が小さい方が消化液から水相へのβ-カロテン移す効率が高くなる。消化の間にミセルに取り込まれるβ-カロテンの量はエマルション中の濃度に比例して増加した。マイクロチャネル乳化技術を用いた分散系の作出実験を種々のタンパク質を乳化剤として用いて検討した。その結果、牛血清アルブミン、βラクトグロブリン、ホエータンパク質を用いた際に、均一粒径のエマルションを作出できた。γグロブリンやリゾチウムを用いた際には巨大な液滴が形成されて、単分散とならなかった。それぞれのタンパク質系の界面張力、分散相透過流束、pH条件を検討し、液滴化にもっとも大きな影響を与えているのは、pHとその条件におけるタンパク質の電荷であることが示された。すなわち、タンパク質のもつ荷電がマイナス領域となるときに均一サイズの液滴化がおこることをみいだした。また、種々のポリグリセリン脂肪酸エステルを乳化剤として用い、βカロテン分散系を高圧乳化により作製した。得られた分散系のサイズ、サイズ分布の測定、また胃および腸モデル液を用いた安定性の検討を進めた。その結果、脂肪酸の鎖長と種類により、エマルションの消化性に差異が認められた。分散系のサイズは、乳化の圧力や回数に依存した。(1)小腸モデル溶液中の分散系の粒径変化およびPGEの種類による影響β-カロテン分散系により安定化した微粒子の平均粒径は4時間後約30%増大した。小腸モデル溶液中でリパーゼと胆汁酸が存在することにより、粒径変化が発生した。しかし、MO750と和ML750を用いた分散系の粒径および粒度分布に顕著な区別をされなかった。(2)溶媒置換法によるβ-ナノカロテン分散系の粒径および粒度分布変化平均粒径は335nmから202nmであり、グリセロールの重合度の増大につれ平均粒径は減少した。025wt%から2wt%へのML750濃度の増加は粒径を40.5nmから27.9nmへと減少させ、PGE濃度は粒度分布に影響を与えた。しかし、2wt%より高濃度では粒径の顕著な減少は認められなかった。(3)貯蔵安定性評価作製したβ-カロテンナノ分散系は8週間にわたって平均粒径および粒度分布に関して安定であった。しかし、β-カロテン保持率は、MOを用いた分散系では24.5%より低く、MLを用いた分散系では47.6%より高かった。このようにMOを用いた分散系での保持率は顕著に低下した。同時に、平均粒径はMO310を用いた分散系ではわずかに増加した。乳化技術と安定な分散系が得られる乳化剤の選定、特に界面特性の解明によりサイズ制御が可能な実用的分散系の構築を図り、機能性食品成分送達システムや薬物送達システムのキャリア等としての利用が期待されている。

(3)溶媒置換法によるβ-カロテン分散系の粒径および粒度分布変化:平均粒径は33.5nmから202nmであり、グリセロールの重合度の増大につれ平均粒径は減少した。β-カロテンの濃度変化は粒径および粒度分布に顕著な影響を与えなかった。作製したβ-カロテンナノ分散系は8週間にわたって平均粒径および粒度分布に関して安定であった。MOを用いた分散系での保持率は顕著に低下した。平均粒径はMO310を用いた分散系ではわずかに増加した。(4)β-カロテンのナノ/マイクロ分散系のミセル化:一般にβ-カロテンの粒子径が小さい方が消化液から水相へのβ-カロテン移す効率が高くなる。消化の間にミセルに取り込まれるβ-カロテンの量はエマルション中の濃度に比例して増加した。
淡蒼球外節の可逆的ブロックによる眼球運動の障害と大脳基底核の運動制御機構

大脳基底核の眼球運動関連領域である尾状核(Cd)-黒質網様部(SNr)系は上丘(SC)の活動を抑制的に制御し、この系の神経細胞は状況依存性の活動をする。高頻度の自発活動をするSNrはSCを持続的に抑制し、CdはこのSNrを抑制してSCに対する持続的抑制を取り除く。最近SNrの高頻度の自発活動は視床下核(STN)からの興奮性入力によって維持されていることが明らかになった。STNは、高頻度の自発活動をする淡蒼球外節(GPe)から抑制性の入力を受ける。STNの破壊は不随意運動を、GPeの局所冷却は腕の固縮・屈曲位を引き起こすことが知られ、GPe-STN系は基底核の運動制御機構の重要な鍵であると考えられる。眼球運動課題遂行時のサルのGPeから神経活動の記録から予想されるGPe-STN系の機能は,Cdからの入力により非選択的にSNrの自発活動を高進させ不必要な神経信号を抑制し、Cd-SNr系の信号の選択性を高めるということである。この仮説を試すために、眼球運動課題遂行時のサルを用いて、抑制性伝達物質GABAのagonistのmuscimolを一側のGPeに微量注入し、GPeの神経活動を可逆的に抑制して、課題遂行能力、眼球運動の変化を調べた。その結果、眼球の位置がmuscimolの注入部位と対側に向いてしまい、サルは、思うように目を向けることができなく、課題遂行が不可能となった。眼球が対側偏位するということは、注入部位と同側のSCが興奮、或いは、脱抑制されたことを示し、SCを抑止しているSNrの持続的な活動が減少する、すなわち、STNの活動が減少したことを示している。このことは、STNに抑制性出力を送っているGPeをmuscimolにより抑制する結果、予想されることは、STNの脱抑制による活動の増加であり、実験の結果は予想に反している。その理由として、GPeを抑制したことによりSTNは脱抑制されるが、この時に、大脳皮質からのSTNへの興奮性入力が過剰になり、STNが過剰に脱分極してしまい活動電位がブロック(depolarizing bolck)されてしまったため、STNの活動が全体としても、agonistであるmuscimolを注入しても不随意運動が起こることも説明できる。しかしながら、GPeを冷却したりmuscimolの注入により活動を抑制したりすると腕の固縮・屈曲位を起こし、これは、腕の筋活動が持続的に増加しているためであることがわかっている。この筋活動の増加も、GPe-STN-淡蒼球外節-視床の経路からは説明できないが、現象的には眼球運動の対側偏位と似ている。これらの神経機構はおそらくParkinson病の筋の固縮、不随意運動の基盤として重要であり、今後これらの神経機構を解明する必要がある。

この筋活動の増加も、GPe-STN-淡蒼球外節-視床の経路からは説明できないが、現象的には眼球運動の対側偏位と似ている。これらの神経機構はおそらくParkinson病の筋の固縮、不随意運動の基盤として重要であり、今後これらの神経機構を解明する必要がある。
Translation surfacesのモジュライ空間の位相幾何学

JMSJの論文では,Bers-Sullivan-Thursonの稠密性予想のparabolicがない場合について,収束性を示す部分を解決法を発表した.一般の予想の解決は投稿中の次の論文で完成させている.WangとLiとの共同研究では通常のKlein群に関するMaskitの組み合わせ定埋を高次元に拡張した.これまでApanasovらによる試みがあったが,そこでは高次元における幾何的有限性の定義が誤って用いられており,全体として議論が完成していなかった.我々の論文では,Bowditchの研究に従い,正しい幾何的有限性の定義を採用し,その下で新たに正しいMaskitの組み合わせ定理の拡張を行った.現在出版されたものは融合積に関する一般化であり,HNN積や,より複雑な状況の組み合わせ定理については,現在同じメンバーで論文を執筆中である.大鹿と高山は5角形のフラット構造のタイヒミューラー空間を定義し,それと種数2の閉曲面のタイヒミューラー空間の間の同型写像を構成した.埋め込みになっていないような5角形についをDeveloping mapを通じて,タイヒミューラー空間の元と見なす方法を与えた.一般の多角形についてのこの理論を拡張するための障害となるものが同じ境界をもつ相異なる円板のはめ込みであることを明らかにし,これを回避するための角度のパラメータを与えた.大鹿はMSRIでのタイヒミューラー空間に関する研究集会において,Gabriela Schmithuesenと議論した際に,これらの理論はVeech groupを「折り紙」と呼ばれるtranslation surfaceを通してとらえる理論と密接な関係があることが判明した.そこで,帰国後,translation surface上のSL(2,R)作用の視点を持ち込んだ研究を開始した.一方盛田は平面上の有界領域でいわゆるeclipseを持たないようなものを考え,そこでのビリアードの問題において現れるゼータ関数についての研究を推し進め,その上半平面全体への実軸での条件を課した上での有理型拡張可能性を示した.これはこのような領域でのビリアードに関するlength spectrumから定まるゼータ関数を考えたとき,それが同様の有理型拡張性を持っていることを導くことがわかった.ビリアードの問題とtranslationsurfaceは等価な問題であるので,ビリアードの力学系的解析が進むことは,translation surfaceの理解に貢献する.Kontsevich-Zorichによって考えられた,translation surfacesのmoduli空間のstratificationの構造を双曲幾何を用いて解釈し直す研究を開始した.この研究はまだ未完成であり,途中経過であるが,現時点で以下のようなことが明らかになった.まずstratumの次元が減る原因となるsaddle connectionの現象をmeasured foliationではなく,measured laminationの空間で考えた.するとこれはThurstonにより提唱された,rational depthの概念と結びついていることが明らかになった.これにともない,Thurstonの未出版のlecturenotes以降に取り上げられることのなかった,Rational depthの概念の有効性が認識され,たとえばGabaiによって証明されたendingl amination spaceの連結性もrational depthを使えば,ごく簡単に証明できることがわかった.Rational depthはtraintrackを使ってmeasured lamination spaceの局所座標を与えるとweightの言葉で簡単に言い表せる.これを使い,moduliのstratificationの局所表示が得られる.Train track間の座標変換(これはsplit sequenceを使い表示できる)により,大域的なstratificationの構造をrational depthの視点から解明するのが次の目標である.JMSJの論文では,Bers-Sullivan-Thursonの稠密性予想のparabolicがない場合について,収束性を示す部分を解決法を発表した.一般の予想の解決は投稿中の次の論文で完成させている.WangとLiとの共同研究では通常のKlein群に関するMaskitの組み合わせ定埋を高次元に拡張した.これまでApanasovらによる試みがあったが,そこでは高次元における幾何的有限性の定義が誤って用いられており,全体として議論が完成していなかった.我々の論文では,Bowditchの研究に従い,正しい幾何的有限性の定義を採用し,その下で新たに正しいMaskitの組み合わせ定理の拡張を行った.現在出版されたものは融合積に関する一般化であり,HNN積や,より複雑な状況の組み合わせ定理については,現在同じメンバーで論文を執筆中である.
術後痛におけるGRK2関連メカニズムの解析

Gタンパク共役型受容体キナーゼ2(GRK2)は、Gタンパク共役型受容体(GPCR)をリン酸化して、受容体の脱感受性を起こす。後根神経節(DRG)のGRK2は抗侵害受容作用を持ち、慢性痛とGRK2発現低下の関連が指摘されているが、術後痛におけるGRK2の役割については知られていない。本研究では、GRK2が術後痛を制御するという仮説のもと、GRK2の発現増加が術後急性痛の消退を促進するという可能性を検証し、そのメカニズムを解明する。研究成果をもとに、GRK2標的薬が術後痛からの回復を促進させる可能性を提案する。