hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
器械運動の学習指導を支援する「下位教材データベース」の開発と利用方法の検討

1.器械運動における学習指導が困難な技に関する情報を収集することで,以下の知見を得た。学校体育の実践現場において器械運動を専門としない教師が学習指導をおこなうためには,生徒が目標とする「運動像」や「教材づくりの方法論」に関する情報の提供が少なすぎることが明らかとなった。2.器械運動における学習指導に関連する情報を文献から収集し,それを器械運動の「教材づくり」に生じている問題とすり合わせて検討することで,以下の知見を得た。すでに解明されている技術を限られた授業時間内で「伝承する」ために必要な「練習課題の体系(教材の大きな体系)」は示されているものの,その大きな体系をもとにして生徒の実情に沿った教材を新たにつくり出す情報や,学習指導の段階を再構築するための情報の提供が少なすぎることが明らかとなった。3.データベースコンテンツの開発と利用方法の検討をおこなった。データベースコンテンツの制作は継続的にすすめているものの,当初の想定以上に膨大な時間がかかることが明らかとなった。さらにコンテンツの著作権や肖像権の問題,情報公開のレベル等を検討するなかで,データベースの公開を早急におこなうのではなく段階的におこなう必要があることが明らかとなった。データベースの制作に関わる研究成果は順次発表していく予定である。4.本研究課題に関連する内容で,運動学の知識を活用した実践研究と事例研究報告をおこなった。1.器械運動の学習指導が困難な技の情報を収集することを通して以下のような知見を得た。(1)小学校教師へのインタビュー調査から,器械運動の学習指導現場では,適切な下位教材(含:運動あそび)をつくり出せないことが問題となっていることを確認した。またその問題は「運動学」の知識を活用できないため生じてくることを検討から明らかにした。(2)この知見に基づき,体育における学習指導の専門性は,適切な下位教材をつくり出して「動きの発生」に関わることを提唱するとともに,子どもに対する教材づくりで考慮すべき要素を運動学の立場から解説した(子どもに「巧みさ」を身につけさせるには)。(3)さらに,「生涯スポーツの時代に求められる指導者像」において,スポーツ初心者への学習指導に生じる問題を浮き彫りにするとともに,問題解決への実践事例について解説した。これらは初心者指導に対する偏った認識を変革するための運動学的アプローチであり,器械運動の学習指導にとって必要不可欠な情報である。2.器械運動の学習指導に関連する情報を文献から収集し,「教材づくり」に生じている問題とあわせて検討した結果,以下のような知見を得た。(1)技の運動課題と技術は明らかにされているものの,多くの研究や指導書で紹介されている教材はいわゆる大きな体系であり,そこから広がる下位教材づくりの工夫を暗に期待している。(2)しかしながら実際に運動学的知識を活用できない教師にとっては,大きな体系から派生させる教材のバリエーションづくりそのものが学習指導実践上の問題であり,指導の鋳型化や教材づくりの行き詰まりにつながっていく。このような問題認識を背景にした「事例研究報告」を第22回スポーツ教育学会においておこなった(鉄棒運動における「け上がり」の教材づくりについて)。1.器械運動の学習指導が困難な技の情報を収集することで,以下の知見を得た。(1)学校体育の学習指導現場では適切な下位教材(運動あそび)をつくり出せないことで授業が行き詰まっており,その問題は学校体育全般に及んでいる。(2)下位教材はスポーツ運動を学習する際に「アナロゴン」として利用される可能性の高い「感覚」を提供する運動であり,運動学の知識(教材づくりの視点)を活用することによってつくり出せる。2.器械運動の学習指導に関連する情報を文献から収集し,「教材づくり」に生じている問題とあわせて検討することで,以下の知見を得た。(1)技の運動課題と技術は明らかにされているものの,多くの研究や指導書で紹介されている教材はいわゆる「大きな体系」であり,そこから広がる下位教材づくりの工夫を暗に期待している。(2)運動学的知識を活用できない教師にとっては,大きな体系から派生させる教材のバリエーションづくりそのものが学習指導実践上の問題であり,教材づくりの行き詰まりにつながる。

このような問題認識を背景にした事例研究報告をおこなった(「とび箱運動における『開脚とび』の教材づくりについて:第23回スポーツ教育学会)。3.本研究課題に関連する運動学の知識を活用した実践研究と事例研究報告をおこなった。(1)実践研究(なわとび運動の初心者指導における教材づくりの工夫について)。(2)事例研究報告(「体ほぐしの運動における教材づくりの工夫について」:第7回体育授業研究会,「仲間と動いて心をつなぐ『体ほぐし』の実践」:第3回日本体操学会シンポジウム)。これらの報告は,スポーツ初心者への学習指導問題を浮き彫りにするとともに問題解決実践について解説したものであり,学校体育における「偏った認識」を変革するための運動学的アプローチとして,器械運動の学習指導にとっても必要不可欠な知見の提供である。1.器械運動の学習指導が困難な技の情報を収集することで,以下の知見を得た。学校体育の現場では器械運動が専門でない教師も学習指導をおこなうという観点から見ると,生徒が目指すべき「運動像」や「教材づくりの方法論」に関する情報が十分提供されていないことが明らかとなった。2.器械運動の学習指導に関連する情報を文献から収集し,「教材づくり」に生じている問題とあわせて検討することで,以下の知見を得た。すでに解明されている技術を限られた授業時間内で「伝承する」ために不可欠な練習課題の体系(教材の大きな体系)は示されているものの,その大きな体系をもとにして生徒の実情に沿った教材を新たにつくり出したり,学習指導の段階を再構築したりする情報が十分提供されていないことが明らかとなった。3.本研究課題に関連して運動学の知識を活用した実践研究と事例研究報告をおこなった。上記の問題認識を背景にした実践研究報告(「とび箱運動における『開脚とび』の教材づくりの工夫」:第42回日本体育学会長野支部学会),および実践研究(「鉄棒運動における『け上がり』の教材づくりの工夫」:信州大学教育学部紀要第114号)をおこなった。4.データベースコンテンツの開発と利用方法の検討をおこなった。データベースコンテンツの制作は継続的にすすめているものの,当初の想定以上に膨大な時間がかかることが明らかとなった。さらにコンテンツの著作権や肖像権の問題,情報公開のレベル等を検討するなかで,データベースの公開を早急におこなうのではなく段階的におこなう必要があることが明らかとなった。データベースの制作に関わる研究成果は順次発表していく予定である。
免疫誘導中枢神経奇形の発現機序に関する研究

妊娠9日目のウイスターラット腎に対する抗体(ARKS)をウサギで作成し、これを妊娠9日目のウイスターラットに投与し、congenital hydrocephalusを誘発した。癌遺伝子の発現については、S-myc,ras,C-mycやRBの発現はなく、P53wild typeのみが発現されており、このP53は障害された核を修復するために動員されているものと考えられた。また細胞増殖関連抗原のうちMib-1、Ki-67の発現はなくPCNAのみが確認された。PCNAの発現は対照群で高く、APRK投与群ではAPRKが胎盤、羊膜、卵黄嚢膜、中枢神経管上皮細胞の増殖を抑制しているものと考えられた。染色体異常の有無に関しては専門の研究施設に外注して検索したが、この時点での染色体異常は検出されなかった。妊娠を一種の臓器移植とみなした場合、抗妊娠ラット腎血清に感作された臓器および細胞がどのような免疫応答を示し奇形発生へと発展して行くのか検討した結果、T-cell,B-cell,macrophage抗原はAPRK投与ラットの子宮、胎盤、羊膜に発現していたが、生食水を投与した対照ラットには存在しなかった。細胞性免疫の胎仔への直接作用は証明されなかったが、子宮、胎盤、羊膜での免疫応答が間接的に胎児水頭症の発現を促進しているものと考えられた。ARKS投与ratにおける奇形発生の機序を接着因子との関連で検討した結果、neural tube defect fetusではconcanavalin Aやwheat germ agglutininの発現が対照よりも多く、しかもextra-cellular spaceに蓄積しており、このことが接着不全を起して脊椎破裂が発現するものと考えられた。神経管癒合不全に関しては、アポトーシスの関与も考えられるため、Fasやbcl-2の発現やTunel法によるDNAの断片化などの検索を行ったがこれらの発現は証明されなかった。抗妊娠ラット腎抗体(APRK)を妊娠9日目のウィスターラットに1.0mg/100g腹腔内投与して、中枢神経奇形を誘発した。1.APRK誘発胎児水頭症における細胞性免疫の関与をCD3,CD4,CD8,CD20,CD68に対するモノクローナル抗体を用いて免疫組織化学的に検討した結果、T-cell,B-cell,macrophage抗原はAPRK投与ラットの子宮、胎盤、羊膜に発現していたが、生食水を投与した対照ラットには存在しなかった。2.APRK誘発胎児水頭症における癌遺伝子の関与をP53,c-myc,c-fosについて検討した。その結果、c-myc,c-fosの発現はなく、P53のみの発現が確認された。P53のsubtypeをさらに分析してみると、type1およびtype3に対するモノクローナル抗体で検討した結果、type1に対してのみ陽性所見が得られた。このため、この胎仔に発現しているP53はwild typeのものであり、APRKによって障害されたDNAを修復するために発現しているものと考えられた。3.APRK誘発胎児水頭症および神経管閉鎖不全モデルにおける発現機序をconcanavalin A(ConA)とwheat germagglutinin(WGA)に蛍光色素を標識したconiugateを用いて検討した。FITC-ConAは胎仔神経上皮細胞上と細胞間に証明されたが、染色性は弱く対照胎仔での発現が強かった。FITC-WGAは胎仔終脳皮質において細胞間と基底膜に強い染色を認めた。

しかし、神経管管腔面には陽性所見を認めなかった。これに対し対照胎仔では、神経管の神経上皮細胞の基底側と細胞間に強く発現していた。以上より、APRK投与胎仔では神経上皮細胞上の炭水化物がAPRKによって修飾され、細胞間相互の作用が不完全になったものと考えられた。このことは、細胞間の接合に重要な役割を果たす細胞表面のpolysaccharideとglycoproteinとのレクチン結合部に変化をもたらしたと推測された。1.妊娠9日目のウイスターラット腎に対する抗体をウサギで作成し、これを妊娠9日目のウイスターラットに投与し、3時間、6時間、12時間、24時間、72時間、6日12日後に胎仔を深エーテル麻酔下に摘出し、4%パラフォルムアルデヒドで24時間固定した後、パラフィン包埋した。パラフィン切片は免疫酵素抗体法の資料とした。2.パラフィン切片にオンコー社製in situapoptosis detection kitを用いて染色し、DNAの断片化の有無を検討したが陽性所見は得られなかった。また、中枢神経奇形組織をホモジネートして得られた上清を8%SDS-PAGEに溶解して電気泳動を行い、抗Fasまたは抗bcl-2抗体(1:500)と反応させ、Fas抗原およびbcl-2抗原の発現の有無を検討したがこれらの発現は証明されなかった。アポトーシスの関与に関する検索は、電顕レベルでも形態学的変化について検索した。しかしいずれの検索においても陽性所見は得られず、この時点におけるapoptosisの関与はないものと考えられた。3.染色体異常の有無に関しては専門の研究施設に外注して検索したが、この時点での染色体異常は検出されなかった。4.癌遺伝子との関係については、パラフィン切片に抗S-myc,抗ras,抗C-mycなど発癌遺伝子に対する抗体でその発現をみる一方、P53やRB抗原に対する抗体を用いて癌抑制遺伝子の発現と、その役割について検討した。その結果、P53のwild typeのみが発現されており、このP53は障害された核を修復するために動員されているものと考えられた。5.その他、Mib-1,PCNA,Ki-67に対する抗体を用いて、抗血清によって障害された各細胞の増殖能についても検討した結果、PCNAのみの発現がみられ、抗血清投与ラットにおいて有意に発現率が高値を示した。抗体で障害された核の修復がP53を介して急ピッチで行われていることを反映したものと考えられた。
腸上皮化生への分化変更点での胃食道幹細胞の再プログラム化と癌幹細胞誘導機序の解明

胃においてはH.pylori感染により腸上皮化生が進展し分化型胃癌が発生する。この分化変更の際、homeobox遺伝子Sox2が抑制されCdx2が相補的に発現誘導する。本研究ではSox2遺伝子抑制を安定的に制御できるin vitroでの腸上皮化生進展モデルを樹立することができ、さらに胃における再プログラム化関連遺伝子の1つとして、Microarray解析によりTribblesを同定した。この遺伝子は胃上皮細胞に対して増殖作用があり、ヒト胃癌組織で強発現していることが明らかとなった。上部消化管における腸上皮進展過程では、ホメオボックス遺伝子Sox2が抑制され腸の形質表現型であるCdx2遺伝子が発現誘導することを見出している。これを踏まえて、腸上皮細胞への分化変更する際に必要な再プログラム化関連遺伝子を同定し、その異常で誘導されると考えられる分化型胃癌やBarrett腺癌の分子生物学的機序について解明することを目的としている。このため、Knockout Single Vector System for inducible RNAi (Clontech)に、Sox2siRNAの遺伝子導入しSox2抑制誘導システムを構築した。このシステムを、ヒト食道培養細胞株およびマウス胃培養細胞株に遺伝子導入し、遺伝子発現の変移の解析を行っている。また、幹細胞維持に重要な役割を果たしているNotch1遺伝子のsiRNAを同様に胃培養細胞株に導入し、DoxycyclineでNotch1を抑制するシステムを確立した。その結果、MTT法を用いた検討では増殖能は抑制され、また、Agilentのchipを用いたMicr。array解析では、stem cell markerの1つを考えられている糖タンパク細胞表面マーカーであるCD133が抑制されることを見出している。さらにMicroarray解析の結果で、有意に発現変動の認められた遺伝子群について、腸上皮細胞への分化変更する際に必要な再プログラム化関連遺伝子候補として、分化あるいは発癌に関与しているか検討を進めている。胃・食道上皮においては、H.pylori感染、または胃酸および胆汁酸暴露によって、腸上皮への分化変更が生じる。この分化変更(幹細胞の再プログラム化)過程で分化型胃癌やBarrett腺癌が生じると一般的に考えられている。一方、この過程において、幹細胞の分化制御に関与しているSox2遺伝子発現が抑制され、相補的にhomeobox遺伝子Cdx2が誘導されることを本研究者のグループが見出している。このため、in vitroでのSox2抑制Cdx2発現誘導モデルを作成するために、Sox2 siRNAinducible vector(Clontech)をマウス正常胃培養細胞株GSMO6に遺伝子導入し、Doxycyline(DOX)存在下でSox2を抑制するstable clone(Sox2KOGSMO6)を樹立した。この系を用いて、Sox2KOGSMO6を72 hrs Dox存在下で培養し、Dox有無でSox2の抑制が、RT-PCRあるいはWestern blotレベルで確認できた独立したtotal RNA 3組を作製した。これらRNAに対してAgilent Expression Arrayを用いてMicroarray解析を行った。その結果、Sox2の発現抑制により発現が2倍以上へと増強を認めた遺伝子は129遺伝子、1/2以下へ発現が減弱した遺伝子は69遺伝子であった。これらの遺伝子に対し、RT-PCRで生検検体・ヒト胃癌細胞株に対しスクリーニングを行い、Sox2発現抑制による分化・発癌機構に関連の予想される遺伝子3個を候補遺伝子として抽出した胃においては、H.pylori感染によって、腸上皮への分化変更が生じ、この過程で胃癌が生じると考えられている。本研究者らは、この過程においてSox2遺伝子発現が抑制され、相補的にhomeobox遺伝子Cdx2が誘導されることを明らかにしている。このため、Sox2発現抑制Cdx2発現誘導の過程における異常が、発癌あるいは癌幹細胞出現に関与しているという作業仮説を立て、in vitroでSox2抑制Cdx2発現誘導モデルを作成、新規遺伝子を同定し、その発現機構の一端を解明した。in vitroでのSox2抑制Cdx2発現誘導モデルとして、Doxycycline(Dox)存在下でSox2を抑制する細胞株(Sox2KOGSMO6)を樹立した。このSox2KOGSMO6に対してMicroarray解析を行った。その結果、Sox2の発現抑制により発現が2倍以上増強を認めた遺伝子は129遺伝子、1/2以下に発現が減弱した遺伝子は69遺伝子であった。これらの中から分化・発癌への関与が報告されている既知の遺伝子を3個抽出しRT-PCRでスクリーニングを行い、大腸癌・肺癌で過剰発現の報告のあるTrib3に着目し検討した。まずヒト胃癌組織におけるTrib3の発現を免疫組織化学で検討したところ、25症例中16症例で癌細胞の細胞質に特異的に発現がみられ、ヒト胃癌の病態に関与していることが示唆された。さらにTrib3の強発現が認められたヒト胃癌

培養細胞株MKN45に対してTrib3 siRNAでknockdownし、MTT assayを行ったところ、有意に増殖能が抑制された。以上より、胃における腸上皮化生進展時にSox2の発現が抑制される過程で誘導される遺伝子の1つとしてTrib3が同定され、このTrib3が誘導発現することにより、胃上皮細胞や癌細胞の増殖能が亢進することが明らかとなった。
日本中世における「会計史」の構築

本年度は、前年度に収集した史料群を用いて、(1)散用状の監査制度である算勘に対する研究、(2)東寺の寺内組織で作成された散用状に対する研究を主たる検討課題として研究を実施した。(1)については、論文「中世後期東寺における算勘制度の展開」(『ヒストリア』2018年6月号)を発表した。本稿では中世東寺で行われた算勘制度の基本的な内容とその方式の変遷について分析した。まず、算勘者の変遷を検討し、14世紀後半から15世紀期前半にかけて算勘を行う寺僧の人数が増加することを確認し、この時期を散用状の算勘に対して寺僧が関心を高めた時期と評価した。次に、寺僧が算勘への関心を高めた背景を検討し、算勘において寺僧が散用状に記載された和市を変更させることで、年貢額の増加を企図している事例から、算勘が単なる監査ではなく、年貢を増加させるための手段の一つとなっていることを指摘し、これを寺僧が算勘への関心を高めた理由の一つと評価した。(2)については、史料が連続的に残されていることが判明した浮足方を分析対象に設定し検討した。まず、15世紀後半から16世紀前半にかけての浮足方の収支の変遷を検討し、収入の増減と収支バランスが必ずしも連動しないことを確認した。次に、16世紀にかけて収入が減少した理由を検討し、浮足方の所領からの年貢収取は安定していたものの、京都の米価が16世紀にかけて下落していたため、収入が減少していたことを確認した。最後に、支出について検討し、収入の減少に際して支出すべき費用を他の組織に付け替えることで収支バランスを保つことができた時期が存在する一方で、支出すべき費用を他の組織に付け替えることができずに、借銭で賄っている時期が存在するなど時期に応じて多様な財政運営を行っている事例を検出した。今後は以上の内容をまとめるとともに、それぞれの要因について更なる検討を加える予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は東寺の散用状を検討対象として、(1)分析の前提となる散用状の収集と分類、(2)個別庄園で作成された散用状の分析、を主たる課題として研究を実施した。(1)については、「東寺百合文書」『教王護国寺文書』「琵琶湖博物館収蔵東寺文書」「東京大学編纂所収蔵東寺文書」「旧京都府立総合資料館収蔵中世文書」に所収されている散用状を収集し、14世紀から16世紀にかけて東寺で作成された散用状1827件について、対象の庄園・寺院組織・法会名、作成日時、算勘日時、算勘を行った寺僧名・人数を表計算ソフトを用いてまとめた。但し、人名(花押比定)については全てを明らかにすることはできず、次年度の課題として残されている。(2)については、播磨国矢野庄を対象に分析を加え、論文「年貢散用状の記載からみる「庄未進」の変遷:東寺領播磨国矢野庄を事例として」(『日本歴史』837号、2018年2月号)を発表した。同論文では、矢野庄の年貢散用状に計上される項目のひとつである「庄未進」の記載方式が14世紀後半に単年度額から累積額へと変化していることに注目して検討を行い、この記載が変更された要因として、同時期に発生した永和の嗷訴との関係を指摘するととともに、庄未進が累積額となることによって、その放棄を求める新しい要求が15世紀前半に在地社会から登場することを指摘した。また、分析を重ねていく中で、上記論文で検討した時期以降にも代官の交代などに伴い矢野庄の散用状の形式が変化していることが明らかになった。この点については、史学会大会(発表題目:「年貢散用状の記載から見る庄園支配の変質:東寺領播磨国矢野庄を事例にして」2017年11月12日)や東寺文書研究会(「年貢散用状からみる庄園支配の変質:15世紀の東寺領播磨国矢野庄を事例として」)で口頭報告を行った。本年度は、分析の前提となる史料収集について、当初予定していた以上の史料を収集することができた。また、矢野庄の散用状に関する論文1本を成稿するとともに、学会で関連する報告を行うことができた。以上の研究状況に鑑み、本年度は上記の評価とした。

次に、寺僧が算勘への関心を高めた背景を検討し、算勘において寺僧が散用状に記載された和市を変更させることで、年貢額の増加を企図している事例から、算勘が単なる監査ではなく、年貢を増加させるための手段の一つとなっていることを指摘し、これを寺僧が算勘への関心を高めた理由の一つと評価した。(2)については、史料が連続的に残されていることが判明した浮足方を分析対象に設定し検討した。まず、15世紀後半から16世紀前半にかけての浮足方の収支の変遷を検討し、収入の増減と収支バランスが必ずしも連動しないことを確認した。次に、16世紀にかけて収入が減少した理由を検討し、浮足方の所領からの年貢収取は安定していたものの、京都の米価が16世紀にかけて下落していたため、収入が減少していたことを確認した。最後に、支出について検討し、収入の減少に際して支出すべき費用を他の組織に付け替えることで収支バランスを保つことができた時期が存在する一方で、支出すべき費用を他の組織に付け替えることができずに、借銭で賄っている時期が存在するなど時期に応じて多様な財政運営を行っている事例を検出した。今後は以上の内容をまとめるとともに、それぞれの要因について更なる検討を加える予定である。本年度は矢野庄の散用状に対する分析を中心に進めたが、収集した史料は矢野庄以外のものも多く含まれており、それらに対する分析は不足している。それゆえ、次年度は他の庄園や寺院組織の散用状に検討対象を広げて分析を進め、本年度に分析した矢野庄の散用状と比較しながら、東寺の会計制度の特質について考察を深めていきたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
高温超電導物質における電子格子相互作用に関する研究

実験はab面に偏光が平行となる配置で行いCuサイト、Mnサイト、Ni, Coサイトの3つをそれぞれの吸収端でEXAFSを室温から5.1Kまでの範囲で、精密データを収集し、解析した。まずCuサイトの格子(酸素原子)は100K以下で動的な格子歪みをもつドメインにあるが、動的な格子歪みは超伝導較移でコヒレンスが成立し見かけ上、消失したようにみえるが、より低温で再び動的歪みが発生し低温でその傾向が増大する。これに対して超伝導にならないNi, Coドーピングではこれらのドープ金属は静的ドメインにある。Mnドメインは中間的な挙動を示す。すなわちドープ量が小さいときはCuと同じく動的格子歪みをもつが、ドープ量が増えて超伝導転移がぼけた試料では格子歪みは存在するものの通常の超伝導にはならない。この状態はドメインサイズがコヒレンス長にいたらない状態と考えられる。これらの結果から、(1)超伝導には動的格子歪みが必要、(2)ドープにより超伝導が消失する金属は静的格子を周囲につくる。(3)高温超伝導にポーラロンが関与することを示す。これらの内容はPhysical ReviewLetters投稿中である。高温超伝導は発見以来、20年が経過したが、基本的な機構については未だに不明な点が多い。これは強相関物質の複雑な電子状態が構造に極めて敏感なために、重要因子を絞り込むことの困難さによるところが大きい。またスピンゆらぎによる純粋な電子的な超伝導機構に隠れて注目されてこなかった電子格子相互作用の重要性を示す実験結果があいついで報告されており、スピン、格子を正当に取り込んだ超伝導理論の整備がすすめられている。当該JSPSフェロー申請者は超伝導物質への磁性金属(Mn)ドープ効果が従来の予測(Abrikosov-Gork'v理論)では説明がつかないことをみいだしている。平成18年度には、高温超伝導物質であるLa2-xSrxCuO4(LSCO)へMnドープされた粉末試料を用いて局所構造に関する研究を行った。具体的にはX線吸収分光の精密解析を行いMnイオンが銅原子を置換し伝導面に存在すること、銅原子の局所構造(酸素原子配位)がMnイオンの周辺のみ影響を受ける不均一な電子状態が出現している可能性を示した。このことはアンダードープ領域の異方的なフェルミ面や擬ギャップなど高温超伝導の特徴が不均一な電子状態と密接なつながりを持つことと矛盾しない結果である。この研究結果は高温超伝導現象が従来の考え方では説明できないことを示したものである。結果はPhys.Rev.Bに投稿し現在、印刷中である。さらに異方的な電子構造を考慮することより精度の高い単結晶を用いた研究が必須であることから、研究の後半ではTSFZ炉を用いてMnドープLSCOの良質な単結晶の育成を行った。集中して結晶育成技術を習得した結果、当該フェローは純LSCOおよび一連のMn濃度を変化させた単結晶の育成に成功した。Mnを高濃度までドープしたLSCOの単結晶育成は世界で初めての試みである。単結晶を用いて精密な局所構造研究を行うには結晶の品質を高め信頼度を増すとともに、長期のマシンタイムが必要である。そのため充分なマシンタイムを確保する新規に放射光実験課題を申請中であるが、実験が可能になるのは平成19年度からとなる。これに先立って単結晶の配向状態、帯磁率などの基礎物性を評価し良質の単結晶が得られていることを確認した。また単結晶試料のX線吸収分光の予備的測定を行い粉末試料の結果を確認できた。
ミラーシステムに注目した全身運動学習の脳機構解析

できない動作を観察やイメージした場合、脳はどのような反応が見られるのかについて検討した。後方宙返りのイメージを行っているときに、一次運動野へ経頭蓋的磁気刺激を加え、大腿の筋から得られる誘発筋電図を記録した。後方宙返りができる被験者では安静時より大きな誘発筋電図が得られるが、出来ない被験者では変化がなかった。つまり、出来ない運動はイメージもできないのである。さらにトレーニングで後方宙返りができるようになると誘発筋電図にも変化が現れた、つまりイメージもできるようになった。運動イメージとは、実際の動きを伴わずにある動作を想起するものである。運動イメージはイメージトレーニングなどのトレーニングとして用いられているように、スポーツにおいて重要な要素である。イメージトレーニングは身体運動を実践せずに技能を脳内で繰り返しイメージすることで、補助的にトレーニング効果を高めるためのトレーニングである。その有効性は様々な先行研究から確認されているが、技能の習熟度とイメージトレーニングの効果の関係には見解の一致が得られておらず、スポーツ現場では選手やコーチの経験に依存して実施されている部分が大きい。しかし、経験の程度にかかわらず全ての競技者が一様にイメージトレーニングを行うことは有効であろうか。本研究はこの点を明らかにするために、経験の程度によってイメージの難易度が異なると考えられる体操競技の宙返り動作と体操未経験者でもイメージが容易なジャンプ動作を課題とし、体操の経験者と未経験者にイメージさせた際の運動皮質の活動を経頭蓋磁気刺激法(TMS)を用いて検証した。経験の有無と課題の2要因で二元配置の分散分析を行い、経験の有無に有意な差が認められ、経験者のMEPが未経験者と比較して増大した。各課題で得られたMEPの被験者群間比較では、jumpで有意な差が認められず、salto (jump)とsalto (tack)両刺激タイミングで経験者が未経験者と比較し有意に増大した。被験者群内のcontrolと各課題の比較では、経験者群でcontrolと比較し全課題有意に増大した。未経験者群ではjump、salto (jump)で有意な差が見られず、salto (tack)で有意に増大した。スポーツにおいて「観察」や「イメージ」は非常に重要な要素のひとつである。新たな動作を獲得する場合は熟練者の動作を観察し、自身に置き換えてイメージすることで実際の動作をスムーズに行うための予備練習としている。Calvo-Merinoら(2005)はバレエの動作を観察させたところ経験者は未経験者よりも高い脳活動が見られたと報告している。それでは宙返りなどの想像もできない動作を観察やイメージした場合、未経験者の脳はどのような反応が見られるのか。また、未経験者が宙返りを習得していく過程においてどのような反応の変化が起きるのかについて検討した。本研究では運動指令を筋へ送る皮質脊髄路の興奮性に注目した。昨年は宙返りの未経験者と経験者を比べて、観察時やイメージ時において宙返り経験者よりも未経験者では皮質脊髄路の興奮性が低くなることが明らかとなった。今年度は未経験者に2か月のトレーニングを行って、皮質脊髄路の興奮性がどのように変化するかを検討した。被験者はトレーニングにより宙返りを習得したことが主観評価や客観評価からわかった。MEP測定時の観察条件においてcontrolと各課題を比較した結果、Preでは全ての課題で差が無かった(それぞれP>0.05)。それに対し、MiddleとPostにおいて有意な増大が見られた(それぞれPスポーツにおいて「観察」や「イメージ」は非常に重要な要素のひとつである。宙返り未経験者を対象とし、事前に作成した指導プログラムに沿って2ヶ月間の宙返りトレーニングを行った。被験者は週に2回計16回のトレーニングを行った。トレーニングの前後で被験者は椅子に座らせ、正面に置かれたモニターでジャンプと宙返りの映像を見せた。見方は、ただ見るだけの観察条件と自身が行っているかの様にイメージしながら見るイメージ条件を行わせた。磁気刺激は安静時域値の1.2倍の強度で刺激し、静止立位姿勢[control]、ジャンプ時[jump]、宙返り(ジャンプ)時[somersault(J)]、宙返り(抱え込み)時[somersault(T)]のタイミングで刺激した。運動誘発電位(MEP)は大腿直筋から記録した。

被験者はトレーニングにより宙返りを習得したことが主観評価や客観評価からわかった。またMEPはトレーニング後に増加した。以上の結果はトレーニングにより技能レベルが上がることで皮質脊髄路の興奮性は増大することが明らかとなった。
造血幹細胞の非対称性自己複製を誘導する細胞外分子の探索

造血幹細胞の運命の選択肢は自己複製、分化、アポトーシスに大別される。申請者らは造血幹細胞をstemcell factor(SCF)とthrombopoietin(TPO)存在下で培養系すると、非対称性自己複製分裂をある頻度で起こすことを見出した。本研究ではこの培養系を応用して、分裂時の運命決定に影響を及ぼす細胞内外のシグナルを明らかにすることを目的とした。造血幹細胞は生体内では造血組織のある特定の部位(ニッチ)に局在し、ニッチからのシグナルによって制御されていると考えられた。そこで、ニッチに発現されていると想定される因子について検討した。Wnt3aはSCF存在下で造血幹細胞の対称性自己複製を誘導すると報告された。そこで、精製したWnt3aとWnt5aの造血幹細胞に対する作用を解析した。Wnt3aには細胞質に局在するβ-cateninを核内へ移動させ、Lef/Tcf転写活性を上げる作用があったが、Wnt5aにはその作用がないことが明らかとなった。しかし、Wnt3aには造血幹細胞の分裂を誘導する作用はなく、SCFを加えても同様であった。一方、SCF+TPOには造血幹細胞のbulk cultureにおいて造血幹細胞活性を上昇させる作用があり、そこへWnt3aを加えてもその作用に変化は認められなかった。これらの結果はWnt3aには造血幹細胞の自己複製を誘導する作用がないことを示している。次に、TGFβシグナルの役割について検討した。通常、生体内で造血幹細胞は休眠状態にあり、Smadシグナルが活性化していることが明らかとなった。また、TGFβ1にはSCF+TPOのシグナルを抑制する作用があることが明らかとなった。一方、p57^<Kip2>のプロモータ下にGFPを発現するトランスジェニックマウスを作成した。このマウスはまだ解析中であるが、造血幹細胞のニッチ細胞の同定に役立つものと期待された。申請者らは造血幹細胞をサイトカイン存在下で培養系すると、非対称性の自己複製をある確率で起こすことを見出した。また、ある特殊な条件下を除き、細胞分裂前に運命決定が起きることはなかった。これらの結果は造血幹細胞の運命は主に細胞分裂を介して起きることを示唆した。そこで、本研究ではサイトカインで誘導される造血幹細胞の分裂を基本型として、分裂後の運命に影響を及ぼす細胞内外のシグナルを明らかにすることを目的とした。造血幹細胞は生体内ではある特定の部位(niche)に局在し、nicheからのシグナルによって制御されていると考えられた。そこで、申請者らは造血幹細胞に特異的に発現する遺伝子によって造血幹細胞をマーキングし、nicheの局在を明らかにすることを試みた。一方、細胞内のシグナルを解析するためにSingle-cell immunostaining法を独自に確立した。この方法を用いて、niche因子候補の細胞内シグナルの解析を行った。マウス造血幹細胞にはα4β1,α5β1,α6β1インテグリンが高発現し、一部の造血幹細胞にはαvβ3,αIIaβ3インテグリンが発現していることを見出した。また、インテグリンリガンドによって造血幹細胞にシグナルを入れることが可能であった。精製されたWnt3a蛋白によって造血幹細胞内のβカテニンシグナルを活性化することができたが、報告されたような自己複製を誘導することはできないことが明らかとなった。TGFβsuperfamilyは造血幹細胞の休眠状態維持に重要な役割を果たしていると想定されたが、休眠状態にある造血幹細胞では、実際にSmadシグナルが活性化していることが明らかとなってきた。

一方、p57^<Kip2>のプロモータ下にGFPを発現するトランスジェニックマウスを作成した。このマウスはまだ解析中であるが、造血幹細胞のニッチ細胞の同定に役立つものと期待された。
近代科学の起源と人文主義: ピエール・ガッサンディの人文主義的自然学

前年度に引き続いて、16,17世紀の自然哲学の研究を行った。その成果として以下のような結果を得ることができた。まず年度はじめに、"Creation, Trinity and prisca theologia in Julius Caesar Scaliger[ユリウス・カエサル・スカリゲルにおける創造、三位一体、古代神学]"をJournal of the Warburg and Courtauld Institutes誌に投稿し審査の末掲載が決定した(2010年末に掲載予定)。この論文では、17世紀の哲学に大きな影響を及ぼした16世紀の哲学者であるスカリゲルを取り上げ、彼の哲学構想の基礎の一つがルネサンスプラトン主義との対決によって形成されたものであることを明らかにした。なお、同論文の内容を日本哲学会の大会にて5月に発表した。続いて年度前半はフランシス・ベーコンの物質論を研究し、その成果を「フランシス・ベーコンによる創造と摂理の原子論的解釈テレジオ批判とセヴェリヌス受容」として『科学史研究』誌に投稿した。同論文は2009年12月に出版されている。そこではこれまで行ってきた16世紀研究の成果を踏まえ、ベーコンが17世紀初頭に定式化した物質論がそれ以前の物質論の成果を引き継いで形成されていることを明らかにした。この成果を受けて現在4名の研究者とベーコンをテーマとしたシンポジウムを科学史学会において開くことを企画中である。またベーコン研究と並行する形でスカリゲルの物質論の研究を行った。というのもこれまでの研究により、次第に17世紀の哲学が生まれる土壌となった16世紀の物質論の重要性が明らかとなってきたからである。この研究の進展状況を、5月の日本科学史学会での年会で発表した。本年度は、前年度に書き上げた修士論文で得られた知見をもとに、4月から7月にかけて日本語で「ヘラクレスを継ぐもの:ピエール・ガッサンディによるケプラー受容」という論文を執筆し、『哲学・科学史論叢』に投稿し、採用掲載された。同論文は、天文学史上重要なケプラーの思想が、原子論の復興の担い手であるガッサンディにどのように受容されたかを明らかにすることで、いわゆる科学革命の担い手たちの間で科学、哲学、神学の各分野にわたって思想的な影響関係があったことを明らかにした。本論文をもとに8月から9月にかけて"German Hercules's Heir:Pierre Gassendi's Reception of Keplerian Ideas"という論文を執筆し、Journal of the History of Ideasに投稿しか。同論文は1月付で採用され、翌年出版される第70号にて出版されることが決定した。同雑誌は思想史研究の分野で広く読まれているものであり、掲載決定により国際的なガッサンディ理解の進展に貢献できたものと自負している。論文投稿後10月からはオランダの人文主義者であるユストゥス・リプシウスの自然哲学に関する研究を開始した。同じく古代哲学の復興者であるガッサンディを理解するためには、それ以前に同じようなプロジェクトに取り組んだリプシウスの哲学の理解が欠かせないからである。調査は10月から2月にかけて進められ、結果として"Eclecticism as Seneca's Heritage:Evil and the Cosmic Cycle in Justus Lipsius"という論文を執筆した。同論文はリプシウスのストア派哲学において、古代ローマの哲学者であるセネカの折衷主義が重要な役割を果たしていることを明らかにしたものである。本論文はHiro Hirai,ed.,Justus Lipsius and Natural Philosophy(Brussels:Royal Academy of Belgium,forthcoming)という雑誌への掲載が決定している。本年度は昨年度に引き続き、4月から6月にかけてオランダの人文主義者であるユストゥス・リプシウスについての研究を行った。その結果「セネカと折衷主義:ユストゥス・リプシウスにおける悪と宇宙周期」という論文を執筆した。本論文はリプシウスが自然哲学において悪の起源を説明する際に、ローマの哲学者であるセネカの哲学に依拠していることを明らかにしたものである。同論文を6月に日本哲学会の機関誌である『哲学』に投稿し、10月7日に採用、掲載が決定した。2009年に出される同雑誌の60号に掲載される予定である。6月からは、ガッサンディの自然学を理解する上で欠かせないもう一人の人物であるユリウス・カエサル・スカリゲルについての研究を開始した。同人物は16世紀のアリストテレス主義者の中で最も重要な人物の一人であるにもかかわらず、研究が進展しておらず、現在本格的な研究が待たれている。この人物の主著の研究をすすめ、7月にオランダのデン・ボッシュで開催されたサマー・スクールにおいて、"Julius Caesar Scaliger's Theory of the Soul as the Divine Fifth Element"なる発表を行った。本発表はスカリゲルの哲学の最も重要な概念である形相という考えの内実を明らかにし、その後世への影響を考察したものである。その後8月から引き続きスカリゲルの研究を進め、現時点で"Creation, Trinity and prisca theologia in Julius Caesar Scaliger"という論文をほぼ完成させた。本論文は2009年4月に投稿予定である。この研究と並行させて、12月から1月にかけて雑誌『化学史研究』からの依頼により、Nancy,G.Siraisi,History,Medicine,and the Traditions of Renaissance Learningという書籍への書評、及び雑誌Historia Scientiarumからの依頼により、Hiro Hirai,Le concept de semencedans les theories de lamatiere a laRenaissance:de Marsile Ficina Pierre Gassendiへの書評を執筆した。

これら二つの書評のうち、前者け日本語、後者は英語で執筆されている。前年度に引き続いて、16,17世紀の自然哲学の研究を行った。その成果として以下のような結果を得ることができた。まず年度はじめに、"Creation, Trinity and prisca theologia in Julius Caesar Scaliger[ユリウス・カエサル・スカリゲルにおける創造、三位一体、古代神学]"をJournal of the Warburg and Courtauld Institutes誌に投稿し審査の末掲載が決定した(2010年末に掲載予定)。この論文では、17世紀の哲学に大きな影響を及ぼした16世紀の哲学者であるスカリゲルを取り上げ、彼の哲学構想の基礎の一つがルネサンスプラトン主義との対決によって形成されたものであることを明らかにした。なお、同論文の内容を日本哲学会の大会にて5月に発表した。続いて年度前半はフランシス・ベーコンの物質論を研究し、その成果を「フランシス・ベーコンによる創造と摂理の原子論的解釈テレジオ批判とセヴェリヌス受容」として『科学史研究』誌に投稿した。同論文は2009年12月に出版されている。そこではこれまで行ってきた16世紀研究の成果を踏まえ、ベーコンが17世紀初頭に定式化した物質論がそれ以前の物質論の成果を引き継いで形成されていることを明らかにした。この成果を受けて現在4名の研究者とベーコンをテーマとしたシンポジウムを科学史学会において開くことを企画中である。またベーコン研究と並行する形でスカリゲルの物質論の研究を行った。というのもこれまでの研究により、次第に17世紀の哲学が生まれる土壌となった16世紀の物質論の重要性が明らかとなってきたからである。この研究の進展状況を、5月の日本科学史学会での年会で発表した。
加熱改質フライアッシュを混和したコンクリートの細孔構造変化と耐凍害性に関する研究

コンクリートの耐凍害性を確保するためには、適切な空気の連行が必要であるが、フライアッシュを混和したコンクリートはフレッシュ時の空気量のロスと、ポゾラン反応による長期的な組織の緻密化の影響について明らかになっていない。本研究では、その空気を連行するために使用するAE剤を吸着する未燃炭素を1%以下に削減した加熱改質フライアッシュを混和したコンクリートのそれらが耐凍害性に及ぼす影響を明らかにするために、これらの変化における硬化体の気泡および細孔の変化を測定し、凍結融解試験で得られる耐久性指数との関係について検討している。今年度は、まず、空気量ロスが大きな夏期の高温時における空気量ロスの影響について、静置状態でのフレッシュ性状の経時変化試験、圧縮強度試験および凍結融解試験を行い、細孔径分布および気泡間隔係数等の硬化体の空隙組織との関係について検討した。その結果、フレッシュ時の空気量ロスの影響に関して、加熱改質フライアッシュの混和の有無に関わらず、経時に伴い空気量や細孔量は減少するものの気泡間隔係数に大きな変化はなく、フレッシュ時の経時変化が耐凍害性に及ぼす影響は小さく、経時変化によらず気泡間隔係数が300μm以下であれば比較的良好な耐凍害性を有することを明らかにした。また、昨年度、作製した供試体の材齢1年時の組織の緻密化の影響について、同様に圧縮強度試験および凍結融解試験を行い、細孔径分布および気泡間隔係数等の硬化体の空隙組織との関係について検討した。その結果、組織の緻密化は進行しているものの、耐久性指数の明確な低下は見られず、ポゾラン反応の組織の緻密化の影響については、材齢1年では見られないことを明らかにした。分析費用の高騰によって、当初予定していた冬期の空気量ロスの影響の実験を実施できなかったが、昨年度の標準期、今年度実施した夏期の実験によって、加熱改質フライアッシュを混和したコンクリートのフレッシュ時の空気量ロスが耐凍害性に及ぼす影響が小さいことを明らかにしており、十分な研究成果が得られていると判断している。おおよそ計画通りに研究は進行しており、今後は、予定していた加熱改質フライアッシュのポゾラン反応によるさらに長期的な組織の緻密化の影響について、長期養生を行った供試体の組織構造の変化の測定と凍結融解試験を実施し、それらの関係について明らかにする予定である。コンクリートの劣化現象の一つに凍害があり、耐凍害性を確保するためにAE減水剤により微細な空気泡を導入している。フライアッシュはポゾラン反応を有し、コンクリートの長期的な組織の緻密化と強度増進に効果があるが、その混和によるコンクリートのフレッシュ性状の経時変化とポゾラン反応による硬化体の組織構造の変化が耐凍害性に及ぼす影響については明らかになっていない。そこで、本研究は、加熱改質フライアッシュ(MFA)を混和したコンクリートのフレッシュ性状、特に耐凍害性に影響する空気量の経時変化に及ぼす各種要因を明らかにするとともに、MFAのポゾラン反応による長期的なコンクリート組織の緻密化がコンクリートの耐凍害性に及ぼす影響を明らかにし、MFAを混和したコンクリートの耐凍害性を確保するために必要な練り上がり時の空気量を明らかにすることを目的としている。29年度は、長期養生による細孔構造の変化による影響に関する短期材齢の実験と、フライアッシュの未燃炭素がエアロスと耐凍害性に及ぼす影響に関する実験を行った。長期養生の影響については、基準となる短期材齢における凍結融解試験と細孔径分布の測定を行い、次年度以降の長期養生を行った供試体による実験結果との比較検討を行う。エアロスの影響については、未燃炭素量が多いフライアッシュ原粉はエアロスが多く、耐凍害性に劣るが、MFAは基準コンクリートとエアロスおよび耐凍害性が同等であることなどを明らかにした。混和剤種類の影響については検討できていないが、それ以外は予定通り実施できている。

その結果、組織の緻密化は進行しているものの、耐久性指数の明確な低下は見られず、ポゾラン反応の組織の緻密化の影響については、材齢1年では見られないことを明らかにした。分析費用の高騰によって、当初予定していた冬期の空気量ロスの影響の実験を実施できなかったが、昨年度の標準期、今年度実施した夏期の実験によって、加熱改質フライアッシュを混和したコンクリートのフレッシュ時の空気量ロスが耐凍害性に及ぼす影響が小さいことを明らかにしており、十分な研究成果が得られていると判断している。上記のとおり、29年度に予定していた混和剤種類の影響について検討できていないため、30年度にその影響を検討するための実験水準を追加して実験を実施する予定である。おおよそ計画通りに研究は進行しており、今後は、予定していた加熱改質フライアッシュのポゾラン反応によるさらに長期的な組織の緻密化の影響について、長期養生を行った供試体の組織構造の変化の測定と凍結融解試験を実施し、それらの関係について明らかにする予定である。
tRNAアンチコドン部位のコンホメーションの人工的固定化およびその分子認識能

最近、Hillenおよび横山らによってtRNAのアンチコドン1字目が"かたい"コンホメーションをとる5-メチルアミノメチル-2-チオウリジン(mnm^5s^2U)をもつtRNAの場合、アンチコドン部位に隣接するUターン構造の5'側のウリジンの2'水酸基とmnm^5s^2Uの5-メチルアミノメチル基が分子内水素結合することによって構造がAとGのみを認識せざるを得ないように固定されている可能性が提唱されている。本研究ではこれを検証するため、tRNAのUターン構造部位を人工的に固定化した2種類の環状Upmnm^5U誘導体の化学合成をおこなった。この2種類の環状Upmnm^5U誘導体はUターン構造部位の上流のウリジンの2'水酸基と下流のアンチコドン第1字目ウリジンの5位との間にスペーサーとしてそれぞれ-CH_2C(O)NHCH_2-および-C(O)NHCH_2-のスペーサーを介して連結したものである。両者の合成には適当な保護基が導入された上流側および下流側のウリジンブロックを構築し、両ブロックを縮合したのち脱保護して化学合成を達成することができた。前者の環状Upmnm^5U誘導体は^1HNMRによる構造解析の結果かなりフレキシブルな構造をとっていることがわかった。後者のUpmnm^5U誘導体はスペーサーのウレタン結合のアミドの回転異性体の平衡混合物として得ることができた。これら合成した環状Upmnm^5U誘導体はtRNAに組み込み“かたい"コンホメーションになるか現在検討中である。
磁気軸受と電磁ブレーキを用いた高角運動量・高トルク小型リアクションホイールの開発

小型衛星向けのリアクションホイール(RW)は、小型・軽量化に伴って慣性モーメントを失い、角運動量が低下してしまう。本研究は、RWの軸受を磁気軸受とし、回転速度を向上させることによって、RWを30mm程度まで小型化しながら角運動量を高めることを目的とする。まず、ボールベアリングを用いた従来型のRWと制御回路について、小型化を行い、その評価を実施した。また、小型化によって減じるトルクを補うため、電磁ブレーキを用いることにより、瞬発的な高トルクを可能とした。次に、RWの磁気軸受化について検討を行った。6自由度全てをアクティブ制御しようとすると、インバータ回路を含め全体を小型化することが難しい。そこで、軸受けの一部に永久磁石を用いたパッシブな永久磁石反発型を埋め込み、スラスト方向への一軸制御型磁気軸受を設計した。従来の磁気軸受では、制御力を出すアクチュエータを、モータの設計を磁気軸受と一体化して複雑化したり、あるいは回転体外部に電磁石を設置するなどし、小型化が難しかった。そこで、本研究では、高トルクを実現するために用いている電磁ブレーキを磁気軸受のアクチュエータとしても利用することで、小型かつ簡素な構造を提案した。ベアリング式の小型RWの構造で、既に電磁ブレーキを使う構造を提案しており、ほとんど構造を変えることなく実装できる。シミュレーションにより、永久磁石とコイルの最適な配置を検討し、提案する機構の実現性を検討した。小型化に当たり、配線を最小限化する工夫と同時に、民生のSoCを用いて電子回路の高集積化、及び、構造材と電子回路の一体化設計を行い、配線の簡略化、構造の簡素化を行った。結果、従来と同じ構造のRWでも、世界最小サイズの31mm立方で姿勢制御モジュール(RW、センサ、計算機を含む)を実現した。その内容について一件の国内学会発表を行い、最優秀若手奨励賞を受賞した。次に、RWの磁気軸受化・小型化について、直径50mm/1軸のホイールを設計・検討した。このサイズは選定した部品の制約による。回転体の慣性モーメントは、回転中心からの距離の自乗に比例し、慣性質量に比例する。大きさと重量の制約がある中で慣性モーメントを高めるため、ホイールを中空のドーナツ型とした。浮上用コイルはホイール中心部に配置されるが、外周部に配置された場合よりも小型・高密度化が必要となる。この時問題になるのはコイルの発熱とコアの磁気飽和であるが、宇宙空間は無重量のためホイールの浮上に理想的には定常電流は流れない。そこで、地上での実験時には長時間電流を流さない前提で、瞬間的に制御に必要な最大電流でコアが磁気飽和しない範囲でコアを設計することで小型化した。回転以外の5自由度を制御できるよう、軸保持用のコイルを4個ずつ合計8個、ホイール上下に面対称に配置し、その最適なサイズと配置を磁場シミュレーションにより設計した。RWの磁気軸受化・小型化について、1軸のホイールを設計・検討した。RWとしての性能を高めるため、ホイール部をドーナツ型とし、中心部にコイルを設置することで重量当たりの慣性モーメントを大きくしている。この時、浮上用コイルがホイール中心部に位置し、小型・高密度化が必要となる。磁気回路の小型化と最適な磁石の配置をシミュレーションにより検討し、実験装置を設計・製作した。ダイナミクスシミュレーションにより、浮上と回転を模擬し、30,0000rpm以下では妥当な電流密度の範囲内で制御可能であることを示した。一方で、回転速度を高めていくと、あるとことで制御が発散してしまう。これは、現在の制御系はジャイロ効果を考慮していないこと、また十分な制御力が出ていないことなどが考えられる。現在、2017年度設計した1軸磁気軸受RWについて、シミュレーション内容の妥当性の検証のため、実験装置を作成し、浮上実験を行っている。電気回路の実装や制御コントローラへのプログラムの実装等、実作業を行っている。また、30mmに小型化するためには全体の簡略化と、磁場回路の設計の根本的な見直しが必要である。これまでの検討では、基本的にすべての自由度を能動的に制御する方針でコイル・コアを設計していた。しかしながら、コアの磁気飽和を避け、また少ない電力で十分な安定性を得るには、一部に永久磁石を用いて受動的に制御することが有効であると考えられる。制御回路についても、コイルの数を8個としたことでインバータの数が増え、小さな回路に搭載するには規模が大きくなり、駆動回路設計が複雑化したが、一部自由度を受動的に安定化することで制御に必要なコイルの数も減らせると考えられ、この観点からも有利となる。