hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水晶振動子を用いたその場重量測定法による金属薄膜腐食反応の研究

本研究の成果は1.金属薄膜大気腐食反応のその場重量測定、2.水溶液中における金属薄膜腐食反応のその場重量測定の2つに大別される。1.大気中における金属薄膜腐食反応のその場重量測定水晶振動子の共鳴周波数変化から大気中で金属薄膜の腐食による重量変化を自動計測する測定系および恒温槽中で相対湿度および微量腐食性ガス濃度を制御できる大気腐食加速試験装置を作成した。30°C、20ppmのH_2SおよびSO_2を含む空気中に銅薄膜の大気腐食挙動を空気中の相対湿度を変えて調べた。いずれの腐食性ガスにおいても、空気中の相対湿度の上昇とともに腐食速度が急激に増加した。また、空気中の酸素が腐食を加速する結果が得られた。H_2Sにおける銅薄膜の腐食性は高く、初期に直線則、後期に放物線則に従って腐食が進行するが、SO_2ではH_2Sに比べ腐食性が低く、初期から腐食は放物線則に従った。H_2SとH_2Sによるによる腐食挙動の相違は腐食生成物にも反映され、H_2Sでは主に銅硫化物が、SO_2では銅硫酸塩が腐食生成物として同定された。以上の結果より、銅薄膜の大気腐食は表面に形成されるが水膜中での電気化学的機構により進行することが明らかにされた。2.水溶液中における金属薄膜腐食反応のその場重量測定水晶振動子が水溶液中で安定に発振するための発振回路の作成および水晶振動子の共鳴周波数変化と電気化学の同時測定系の作成をおこなった。PH8.4のホウ酸塩水溶液中における銅薄膜のアノ-ド酸化にともなう重量変化そ水晶振動子の共鳴周波数変化から追跡すると同時にアノ-ド酸化電流の経時変化を測定した。重量変化と電流変化の比較よりアノ-ド酸化皮膜を通して銅イオンの溶出速度と皮膜成長による皮膜中への酸素イオンのとり込み速度を分離することに成功した。分離した両速度の関係より銅薄膜アノ-ド酸化機構の詳細が明らかにされた。1.大気腐食加速実験用の電極に銀を蒸着した4MHzの市販水晶振動子および水溶液中での腐食実験用の金を蒸着した8MHzの特注水晶振動子を入手した。2.大気腐食加速実験用のC-MOS水晶振動子発振回路および水溶液中での腐食実験用TTL水晶振動子発振回路を自作した。大気腐食加速実験用のC-MOS水晶振動子発振回路には周波数カウンターとパーソナルコンピュータを組み合わせ共鳴周波数変化の自動計測系を作成した。なお、発振回路の電源には12Vの2次電池を用いた。3.恒温槽中で相対湿度および微量腐食性ガス濃度を制御できる大気腐食加速実験装置を組み立てた。4MHzの市販水晶振動子の銀電極部に銅薄膜を電着法により作成し、30°C、H_2S濃度20ppm、種々の相対湿度の空気および窒素ガス中における銅薄膜の腐食になもなう重量変化を水晶振動子共鳴周波数変化から追跡した。その結果、次の事柄が明らかにされた。(1)窒素ガスに比らべ空気中では銅薄膜の腐食速度は大きく、空気中の酸素が銅の硫化腐食を加速することが明らかとなった。なお、腐食生成物はオージェ電子分光法により銅硫化物であることが同定された。酸素はH_2Sから水素を引き抜くことにより腐食を加速する。(2)相対湿度とともに銅の腐食速度は増加し、銅表面上に形成される

数原子層の水膜の存在が銅の硫化腐食に大きな影響をおよぼすことが判った。特に水膜中で腐食が電気化学的に進行すると予想される。4.水溶液中における金属薄膜の腐食に関して共鳴振動周波数変化と電気化学的計測を同時におこなうことが可能な電気化学セルと同時計測系を作成した。現在、pH8.4のホウ酸塩水溶液中における銅薄膜のアノード酸化過程にともなう重量変化と電流変化の追跡をおこなっている。1.大気腐食加速試験装置を用い、30°C、20ppmのSO_2ガスを含む相対湿度の異なる空気および窒素ガス中における銅薄膜の腐食にともなう重量変化を水晶振動子の共鳴周波数変化から追跡し、前年度におこなったH_2Sガスを含む場合の結果と比較検討し、次の事柄が明らかにされた。(1)SO_2ガスを含む空気中における銅薄膜の腐食性はH_2Sガスを含む場合に比らべて低く、腐食の初期から放物線則に従って腐食が進行する。また、H_2Sガスと同様、空気中の酸素が腐食を促進する。(2)H_2Sガスに比らべSO_2ガスでは銅薄膜上の腐食生成物は銅硫化物よりむしろ銅の硫酸塩であることがオ-ジエ電子分光法により同定された。(3)腐食速度が空気中の相対湿度の増加とともに急激に増加することから、SO_2ガスにおいても銅薄膜の腐食が表面に形成される水膜中での電気化学的機構により進行することが予想される。2.pH8.4のホウ酸塩水溶液中における銅薄膜のアノ-ド酸化にともなう重量変化を水晶振動子の共鳴周波数変化から追跡すると同時に、アノ-ド酸化電流の経時変化を測定し、アノ-ド酸化皮膜を通しての銅イオンの溶出速度と皮膜成長による皮膜中への酸素とり込み速度とを分離することに成功した。銅イオンの溶出速度と皮膜中への酸素とり込み速度との両対数プロットは直線となり、直線の勾配より酸素イオンの移動係数と銅イオンの移動係数との比、αO^<2->/αcu^<2+>を求めることが可能となった。移動係数の比、αO^<2->/αcu^<2+>はアノ-ド酸化電位に依存せず、1.77±0.15の値をとることが判った。以上、水晶振動子を水溶液中における銅薄膜の腐食研究に適用することにより腐食機構の詳細が明らかとなった。現在、他の金属薄膜の水溶液中における腐食反応の研究を進めている。
第二のFAK族チロシンキナーゼCAKβの機能に関する研究

非受容体型タンパク質チロシンキナーゼCAKβ/PYK2のC末端側領域には2つのprolineに富む配列があり、SH3 domainのリガンドとして働く。これらの配列にある717番のprolineあるいは859番のprolineをalanineに点変異して、PXXPモチーフをこわした点変異体を作り細胞に発現する実験を行った。(1)野生型CAKβは核周囲の細胞質にdiffuseに存在しており、焦点接着部位にも、一部が存在した。(2)859番のprolineをalanineに変えた点変異体を細胞に発現すると、この変異CAKβの細胞内局在部位は野生型とは全く違って、核に局在した。717番のprolineをalanineに変異したもう一方の点変異体の細胞内局在部位は、野生型と同じであった。(3)タンパク質の核外移送を阻害する薬物であるleptomycin Bを細胞に作用すると、野生型CAKβのかなりの部分が細胞質から核に移行した。この事実は、野生型CAKβが細胞質と核との間を行き来している事を示唆する。野生型CAKβの核移行を促進する条件も検討した。(4)CAKβに結合するタンパク質として知られているHic-5およびp130^<Cas>も、CAKβの核移行に伴いCAKβと共に核に集積した。<考察>核移行したCAKβの機能は、未だ明らかではないが、最近、Hic-5がandrogen receptorのcoactivatorとして働き、androgen刺激に伴う転写を活性化すると報告されているので、CAKβは核内における転写の制御などに関与すると推定している。チロシン残基リン酸化による核内タンパク質の活性制御は、未開拓な研究領域であり、今後、核におけるCAKβの機能を明らかにしたい。また、P859A点変異CAKβが、細胞核に集積するメカニズムと、CAKβ核移行の制御機構も今後の研究課題である。
太陽圏における粒子密度分布の高感度計測による粒子加速の解明

宇宙において熱平衡からずれた高エネルギー粒子を作り出すのに重要な役割を担う「粒子加速」の物理的素過程の解明を目指し、遠方の天体において加速された粒子からの硬X線観測データを解析するとともに、惑星間プラズマでの粒子加速現象を観測する検出器の開発を進めた。Swift衛星は硬x線による高感度・広視野観測を特徴とし、初めて多数の天体の硬X線変動を年オーダーで調べる事が可能になった。私は、「低質量星と中性子星からなるX線連星系」における非熱的粒子の存在を示す硬X線が明確に存在する事を示し、その変動を詳細に追った。打上げ直後から行っていた解析に引き続き、軌道上校正試験をもとに再解析し、同じエネルギー帯を観測するIntegral衛星の国際ワークショップで口頭講演を行い、同じ天体現象の研究者と議論を行った。惑星間プラズマ現象の観測のために、2007年夏に打上予定の月周回衛星SELENE搭載の高エネルギー粒子検出器の開発・衛星試験に参画した。検出器が実際の熱環境で性能を失うことなく動作する事を確認するために熱真空試験を行うとともに、観測器が衛星に組込まれた状態での試験に参加し、データを入念に調べ、検出器の正常動作を実証した。さらに、次世代のプラズマ粒子観測装置の開発を進めた。シリコンストリップとアナログLSIからなるシステムの設計を進めている。水星など遠方に装置を運ぶためには軽量さが要求される。そこで、主検出部の周りの壁を突抜けてバックグラウンドとなる高エネルギー粒子をいかに薄い壁で防げるか、その形状の最適化を行うためにGeant4という検出器シミュレータを用い、その評価を進めている。また、アナログLSIの動作システムを立ち上げ、衛星上で被る放射線による影響を調べるために、プロトン・ヘリウムビームを照射し、性能劣化は軌道上データで補正可能であり、動作不良とならないことを実証した。
αシヌクレインの脂質関連代謝の解明とそれに注目した新しいパーキンソン病治療戦略

Parkison病(PD)において細胞外に分泌されるα-syuclein(αsyn)はPD病理の進展過程を仲介する存在であり、そのクリアランスの促進はPDの根本治療に新しいアプローチとなり得る。申請者は新たな存在様式として脂質代謝系、特にリポ蛋白と共益した代謝経路の存在を仮定し、同経路を通して中枢神経由来αsynuは体循環系、すなわち血漿中へ自由に排出されるという新しい仮説を提唱し、その存在を検証するために本研究を企画した。申請者らはゲル濾過法によって分子サイズに応じてふるい分けしたVLDL,LDL,HDL画分にαsynが存在していることをαsyn特異的抗体を使ったWestern blot法によって示した。また超遠心法によって分取した脂質画分においても同様にαsynの存在を確認た。さらにより簡便に脂質結合型αsynを抽出・検証する手法として、脂質分子を血漿から吸着する特殊カラムを用いて血漿から脂質を分離し、脂質成分からαsynを検証する方法を開発した。この手法を応用することによって同画分から安定的に脂質関連αsynを分取することが可能になった。こうした研究を通して脂質分子関連α-synは主としてHDL領域に多く存在しており、WesternblotでもApoA1 ApoE ApoJなどが検出される領域に認められることを明らかにした。さらにこうした脂質関連αsynは既存ELISAでは殆ど検出されないことを明らかにした。おそらくELISA法での検出の困難さはepitopeの脂質分子中への埋没によると想定された。Parkinson病(PD)において細胞外に分泌されるα-synuclein(α-syn)はPD病理の進展過程を仲介する存在であり、そのクリアランス促進はPDの根本治療の新しいアプローチになり得る。申請者は新な存在様式として、脂質代謝系、特にリポ蛋白と共役した代謝経路が存在し、同経路を通して中枢神経由来α-synは体循環系(血漿中)へ自由に排出されている可能性に注目し研究を企画した。その第一段階として2015年度は血漿における脂質分画方法の確立と脂質画分におけるα-synの存在を検証した。成果1:二種類の脂質分画方法で血漿脂質画分を得た。第一はNaBrによる比重調整下での超遠心によりVLDL,LDL,HDLを分取する手法、第二はSuperose6を2本直列し超高分子量領域を分取するゲル濾過クロマトグラフィーを用いて分取する手法である。いずれの手法においてもコレステロールおよびトリリグリセリド濃度を確認し目的の脂質を分取できていることを確認した。成果2:超遠心法で分取した脂質画分を透析により脱塩し、免疫沈降法とWesternblot法を併用してα-synを検出した。当初の予測通り、LDL,HDLにα-synが確認された。成果3:超遠心法で分取した脂質各分においてもα-synが検出された。以上の結果より血漿においてα-synの一部が脂質画分にも存在していることが明らかになった。今後は脂質分子との共益を可能にする分子を同定するため、各種リポ蛋白による免疫沈降によってα-synを共沈可能かどうかを検証する2015年度に予定されている血漿中α-synucleinの脂質への局在の検証は予定通り遂行され、仮説通りの結果が得られた。既に2015年度の段階で既にゲル濾過分画したVLDL,LDL,HDL画分にαsynが存在していることを証明した。また超遠心法によって分取した脂質画分においても同様にαsynを同定していた。2016年度はより簡便に脂質結合型αsynを抽出・検証する手法として、脂質吸着カラムを用いて血漿から脂質を分取し、脂質画分からαsynを検証する方法を開発した。こうした研究を通して脂質分子関連α-synは主としてHDL領域に多く存在しており、Western blotでもApoA1 ApoE ApoJなどが検出される領域に認められることを明らかにした。現在、これらのリポ蛋白抗体による免疫沈降法を通してαsynucleinと脂質分子の共存を検証する予定である。おそらくELISA法での検出の困難さはepitopeの脂質分子中への埋没によると想定されるので2017年度はこうした存在様式の究明も行う。2016年度に予定していたαsynucleinの存在様式の同定は予定通り進捗している、既存のELISA法で検出できない可能性についても当初予想されていたことなので、2017年度は引き続きそのメカニズムを検証する。一方で安定同位体を用いた脂質分子の体内動態測定系の検証は遅れている。担当者の人事異動が主たる原因である。

申請者は新たな存在様式として脂質代謝系、特にリポ蛋白と共益した代謝経路の存在を仮定し、同経路を通して中枢神経由来αsynuは体循環系、すなわち血漿中へ自由に排出されるという新しい仮説を提唱し、その存在を検証するために本研究を企画した。申請者らはゲル濾過法によって分子サイズに応じてふるい分けしたVLDL,LDL,HDL画分にαsynが存在していることをαsyn特異的抗体を使ったWestern blot法によって示した。また超遠心法によって分取した脂質画分においても同様にαsynの存在を確認した。さらにより簡便に脂質結合型αsynを抽出・検証する手法として、脂質分子を血漿から吸着する特殊カラムを用いて血漿から脂質を分離し、脂質成分からαsynを検証する方法を開発した。この手法を応用することによって同画分から安定的に脂質関連αsynを分取することが可能になった。こうした研究を通して脂質分子関連α-synは主としてHDL領域に多く存在しており、Western blotでもApoA1 ApoE ApoJなどが検出される領域に認められることを明らかにした。さらにこうした脂質関連αsynは既存ELISAでは殆ど検出されないことを明らかにした。おそらくELISA法での検出の困難さはepitopeの脂質分子中への埋没によると想定された。2017年度に予定していたαsynucleinの存在様式の同定は予定通り進捗している、既存のELISA法で検出できない可能性についても当初予想されていたことではあったが、同問題を克服する目的で質量分析法を応用して仮説検証の補完を試みたが、現時点では血漿中の干渉蛋白の存在のため難航している。Parkison病(PD)において細胞外に分泌されるα-syuclein(αsyn)はPD病理の進展過程を仲介する存在であり、そのクリアランスの促進はPDの根本治療に新しいアプローチとなり得る。また超遠心法によって分取した脂質画分においても同様にαsynの存在を確認た。こうした研究を通して脂質分子関連α-synは主としてHDL領域に多く存在しており、WesternblotでもApoA1 ApoE ApoJなどが検出される領域に認められることを明らかにした。
剛直らせん高分子多座配位子をビルディングブロックとする巨大不斉空間の構築

様々な金属イオンとそれらを連結する有機配位子からなる多孔性配位高分子(PCP)の合成とその機能開拓に大きな注目が集まっており、特に最近の研究において巨大内部空間を有するPCPに注目が集まっている。我々はこれまでの研究を通じて、ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)が、「リビング重合に続く変換反応によって末端を自在に修飾可能」であり「完全一方向巻きの剛直な不斉らせん構造」を有することを明らかにしてきた。本年度の研究では、末端に配位性部位を有する主鎖らせん不斉ポリキノキサリンを合成し、金属との錯形成によって巨大不斉空間を内部に有するPCPの合成を目指し検討を行なった。有機パラジウム錯体を開始剤として用い、光学活性置換基を有する1,2-ジイソシアノベンゼン誘導体を重合することで、末端にパラジウム官能基を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を得た後、過剰量の有機亜鉛試薬と反応させることで、末端にピリジル基を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を定量的に得た。その後、ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロリドと反応させることで、末端のピリジル基がパラジウムに配位したらせん高分子錯体の合成に成功した。末端部位に相当する低分子モデル化合物をビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロリドと反応させることで対応するパラジウム錯体を得ており、その構造はNMR・質量分析に加えて単結晶X線結晶構造解析によって確認した。さらに、メチルエステル基を有する有機亜鉛試薬と反応させ、その後加水分解を行うことで末端にカルボキシル基を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を得ることにも成功しており、今後ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)誘導体を配位子として用いた巨大内部空間を有するPCPの合成について検討を進める予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。様々な金属イオンとそれらを連結する有機配位子からなる多孔性配位高分子(PCP)の合成とその機能開拓に大きな注目が集まっている。特に最近の研究においては、巨大分子を直接包接可能な巨大内部空間を有するPCPに注目が集まっている。我々はこれまでの研究を通じて、ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)が、「リビング重合によって両末端を修飾可能」、「完全一方向巻きの剛直な不斉らせん構造を構築可能」、「外部刺激による不斉らせん制御が可能」であることを明らかにしてきた。本研究では、末端に配位性部位を有する主鎖らせん不斉ポリキノキサリンを合成し、金属との錯形成によって巨大不斉空間を内部に有するPCPの合成を目指している。本年度の研究では、3核パラジウム錯体を開始剤として用いることで、3本腕ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の精密合成に成功した。3核パラジウム錯体前駆体について、単結晶X線構造解析を行うことでその構造を明らかにした上で、様々な重合度の3本腕ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を合成し、その溶液X線小角散乱測定を通じてその分岐構造の詳細について明らかにした。さらに予備的な結果ではあるが、ジイソシアノベンゼンモノマーの重合後に末端部位に金属に配位可能な部位を定量的に導入する手法の開発にも成功している。本手法を用いることで、末端部位に配位性部位を有する分岐型ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の合成が可能になると考えている。現在までに、当初の研究計画に示した(1)分岐型ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の精密合成と、その(2)末端修飾について達成している。分岐型ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の合成については、3核パラジウム錯体を前駆体して用い、かさ高いジイソシアノベンゼンを反応させてからモノマーの重合を行うことで、腕の長さを精密に制御可能であることを示した。末端修飾について、重合後にポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)末端に残ったパラジウム部位を足がかりとし、過剰量の亜鉛試薬を作用させることで定量的に末端に配位性部位を導入可能であることを見出した。

末端部位に相当する低分子モデル化合物をビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロリドと反応させることで対応するパラジウム錯体を得ており、その構造はNMR・質量分析に加えて単結晶X線結晶構造解析によって確認した。さらに、メチルエステル基を有する有機亜鉛試薬と反応させ、その後加水分解を行うことで末端にカルボキシル基を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を得ることにも成功しており、今後ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)誘導体を配位子として用いた巨大内部空間を有するPCPの合成について検討を進める予定である。これまでの検討によって、末端に配位性部位を有する分岐型ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)の精密合成が可能となった。今後はこのポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)をビルディングブロックとして用い、様々な金属との錯形成検討を通じて、巨大内部空間を有するPCP合成を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
アクチン骨格形成におけるSrcファミリーの機能

CortactinはSrcファミリーチロシンキナーゼの基質となるアクチン骨格結合蛋白であり、アクチン重合の起点としてラメリポディアの先端部やフィロポディア基部に局在化してアクチン重合を調節していると考えられる。Cskノックアウト細胞ではSrcの過剰な活性化によりCortactinの顕著なチロシンリン酸化の亢進と接着斑近傍でのドット状の局在化(ポドソーム)によりアクチン骨格が異常となることがこれまでに観察されている。本年度の研究では、RNAiによるCortactinのノックダウン、Srcの活性阻害剤によるCortactinのリン酸化とアクチン骨格の変化について検討した。まずCortactinのノックダウンにより、ラメリポディアの形成が阻害される傾向が観察された。さらにCskノックアウト細胞では、ポドソームが消失し、アクチンストレスファイバーの構造が正常化することが観察された。Src阻害剤PP2で処理した場合、Cskノックアウト細胞でCortactinのチロシンリン酸化が低下するとともにアクチンストレスファイバーの形成も正常化した。これらのことからポドソーム形成にはSrcの活性化とCortactinの存在そのものが必須であることが判明した。またタイムラプス観察の結果、正常細胞でも一時的に小さなポドソーム様の構造が形成されることがわかった。この正常細胞でのポドソーム様構造は接着斑に隣接した部位で起こっており、Cskノックアウト細胞ではこの構造が肥大化してポドソームとなることが推測された。これらの反応が培養細胞だけでなく生体内でも起こり得ることを示すために、皮膚上皮でCskの欠失が起こるコンディショナルノックアウトマウスを作製して解析したところ、マウス生体においても細胞内にポドソーム様のアクチンとCortactinの凝集塊が形成されることが判明した。正常マウス線維芽細胞株とCsk欠損線維芽細胞株において、Src基質であるCortactinをGFP融合蛋白質として発現させ、その局在をタイムラプス観察した。Cortactinはこれまでにもラメリポディア先端の細胞膜直下やアクチン線維に沿って局在することが観察されていたが、これまでの観察同様にここでも伸展中のラメリポディア先端部に強く局在することが観察された。また半円形に広がった大きめのラメリポディアの中心部では、細胞膜直下への局在とは別のリングの様に連なった斑点状の局在を示すことが観察された。この局在は以前から固定した細胞での免疫染色でも観察されており、ポドソーム様構造と捉えられていたものだと思われる。今回タイムラプス観察したことで、このリング状局在がダイナミックに変化するCortactin局在の一時的な姿であり、この動的な局在変化が細胞の接着斑形成と関連するものである結果が観察された。またCsk欠損細胞で観察されるCortactin集積点が、このリング状構造の最終状態が固定されて出来るものである可能性が示された。これらの結果から、Srcファミリーキナーゼの活性調節によるCortactinのリン酸化・脱リン酸化反応が細胞接着時の接着斑の形態や維持の調節に重要な役割を果たしている可能性が示された。今後、この可能性を検証するために、Cortactin欠損細胞株の樹立やCortactinリン酸化状態の変化をリアルタイム観察するためのFRETプローブの作製を行い、これらを用いることにより生きた細胞でのリン酸化Cortactinの局在を観察することが重要な意義を持つと考えている。
個々人が担う「植民地責任」―英系クリオール女性を例として

2018年度は、ハリケーンによる被害から公文書館と図書館の復興がいまだ完了していないことから、英連邦ドミニカへの資料調査には行けなかった。そのため、7月と2月に行う資料調査は、いずれも連合王国(ロンドン)で実施した。2回の調査では、ロンドン大学本部図書館(Senate House Library)とロンドンのブリクストン地区にあるBlack Cultural Archivesで、主に、西インド移民に関する資料を取集した。とりわけ2018年度は、本格的にイギリスに当時の英領西インド諸島からの労働移民が来英した「ウィンドラッシュ号」入港70周年にあたり、British Library, Museum of Londonなどで、「ウィンドラッシュ」世代のイギリスでの苦難の日々を回顧する展覧会などが開かれ、その模様を観覧することができた。2018年度は、移民政策におけるイギリス内務省の不作為が露呈し、新聞・ニュースで大きく取り上げられた年でもあった。西インド移民の今日まだ続く苦境が改めてイギリス社会に知られたことから、かれらを取り巻く移民政策に関する資料にも触れられたことが収穫だった。とりわけジェンダーに関わる事柄については、2018年度は、「ブラック・フェミニズム」に関する資料に出会え、1970年代から「ウィンドラッシュ」第二世代を中心とした、いわゆるイギリス生まれの「ブラック・イングリッシュ」の女性たちが展開した、ブラック・コミュニティじたいの解放をめざす運動をまとめ、一つの論考に仕上げられたことが大きな成果であった。また、これらの成果が、他のカリブ海研究に携わる研究者グループとの遭遇をもたらしてくれ、共同での研究会を開催できたことも大きな喜びであった。概要でも挙げたように、ハリケーン被害からの復興が未完の英連邦ドミニカへの資料調査ができないでいることが、唯一の研究進捗へのブレーキになっている。しかし、そのことを差し引いても、英国への西インド移民二世たち、とりわけ「ブラック・女性」の反差別・反抑圧の運動史の全貌に迫りつつあること、また、カリブ海域を研究対象とする研究者たちとの出会いに恵まれ、双方の情報を交換しつつ、自己の研究課題がより明瞭になってきたことが、「おおむね順調に進展している」理由である。現地とのやりとりを続けているが、おそらく最終年度の2月に予定している英連邦ドミニカへの資料調査は実現できると思われる。それまでに、主にロンドンで入手した資料をまとめ、本研究のテーマである、クリオール(白人)女性の「植民地責任」ついては、これまでの研究ですでに発表した論文をもとに、さらに調査したい項目を明らかにしておきたい。また、クリオール女性の経験と対比する目的で考察していた、イギリスへの西インド移民の体験や心情も、すでに入手している資料をもとにまとめ、次回ドミニカを訪れる際、より詳細な事情を把握できるよう準備しておく。1.資料収集の進捗状況:連合王国イギリスへの二度の資料調査2017年4月に本研究への助成が開始されてから、2017年度中に二度の資料調査を実施した。2017年8月と2018年2月のロンドンへの調査である。本来なら、2月の調査は実施計画に基づき、英連邦ドミニカを訪れる予定であったが、昨秋のハリケーンによる甚大な被害のため、宿泊先および公文書館、図書館等の資料保管場所への立ち入りが困難になった。そのため、急きょ調査訪問先をロンドンに変更した。変更にはなったが、ロンドンでの新たな調査機関(Black Cultural Archives)の全面的な協力を得られ、本研究の最終目標の一つである、「イギリス本国における植民地主義の歴史認識」を考察するうえで欠かせない、1960年代以降の「人種衝突」に関する資料を入手することができた。2.研究成果の公表:二編の雑誌掲載論文昨年度一度目の資料調査で得た情報をもとに、二編の論文を作成し掲載された。どちらも本研究の最終目標の一つである、「クリオール女性による植民地責任」をより明確にする論考となった。一つはドミニカの政治的独立に向けて奮闘した作家・政治家フィリス・オーフリーの独立に賭ける心情を、もう一つは、フィリス・オーフリーとジーン・リースという二人の同時代のクリオール女性作家が、脱植民地過程にある故郷の島をどのように作品に描いたか、そのことからくみ取れる心情を、「郷愁と確執」というキーワードで明らかにした。一年目の資料調査で、予定訪問先に関しては予想していなかった自然災害による変更を余儀なくされたが、変更した先で出会えた資料が、想定以上の価値あるものだったため、これからの考察と論文への発表は、かなり順調に進むと考えている。しかし、一年目の前半での資料調査から得られた考察を論文として公表した数を考えると、必ずしも早いとはいえない。よって「おおむね順調に進展している」との自己点検になった。

西インド移民の今日まだ続く苦境が改めてイギリス社会に知られたことから、かれらを取り巻く移民政策に関する資料にも触れられたことが収穫だった。とりわけジェンダーに関わる事柄については、2018年度は、「ブラック・フェミニズム」に関する資料に出会え、1970年代から「ウィンドラッシュ」第二世代を中心とした、いわゆるイギリス生まれの「ブラック・イングリッシュ」の女性たちが展開した、ブラック・コミュニティじたいの解放をめざす運動をまとめ、一つの論考に仕上げられたことが大きな成果であった。また、これらの成果が、他のカリブ海研究に携わる研究者グループとの遭遇をもたらしてくれ、共同での研究会を開催できたことも大きな喜びであった。概要でも挙げたように、ハリケーン被害からの復興が未完の英連邦ドミニカへの資料調査ができないでいることが、唯一の研究進捗へのブレーキになっている。しかし、そのことを差し引いても、英国への西インド移民二世たち、とりわけ「ブラック・女性」の反差別・反抑圧の運動史の全貌に迫りつつあること、また、カリブ海域を研究対象とする研究者たちとの出会いに恵まれ、双方の情報を交換しつつ、自己の研究課題がより明瞭になってきたことが、「おおむね順調に進展している」理由である。資料調査については、二年目にあたる2018年度中に二度、英国と英連邦ドミニカを訪問する予定である。西インド植民地への支配の過去を、1950年代以降、急増する西インド人労働移民との軋轢のなかで、本国イギリス白人がどう認識したのかを知るための具体的な資料がまだまだ不足している。今後はこの範疇に入る資料を求め、その都度、考察を深めながら、報告と論文作成につなげていきたい。また、昨年度のような自然災害は、今後もあると想定し、ドミニカの復旧の進捗状況によっては、調査訪問先の変更も念頭に入れつつ、現地のアカデミック・スタッフとの情報のやり取りを継続して行う。現地とのやりとりを続けているが、おそらく最終年度の2月に予定している英連邦ドミニカへの資料調査は実現できると思われる。それまでに、主にロンドンで入手した資料をまとめ、本研究のテーマである、クリオール(白人)女性の「植民地責任」ついては、これまでの研究ですでに発表した論文をもとに、さらに調査したい項目を明らかにしておきたい。また、クリオール女性の経験と対比する目的で考察していた、イギリスへの西インド移民の体験や心情も、すでに入手している資料をもとにまとめ、次回ドミニカを訪れる際、より詳細な事情を把握できるよう準備しておく。当初計画していた遠方の資料収集目的地(英連邦ドミニカ)が、ハリケーン被害を受け渡航が不可能になったため、急きょ、年二回の資料収集を、二回ともロンドンに変更したことで、費用とくに航空運賃に差額が生じた。来年度は、天災などがない限り、計画通りに資料収集を二か所で行う予定である。
セルオートマトンアーキテクチャによる多重解像度・統合処理LSIの研究

本研究の目的は、非ノイマン型アーキテクチャであるセルオートマトンを用いてアルゴリズム及び情報処理LSIを開発することである。超解像において、1枚の画像から高速・高品質な高解像度画像生成を開発・FPGA実装した。目的解像度よりも、更に拡大高解像度化された画像を生成、近接拡散ルールを適用することで、少ないラインバッファで、Bicubic補間よりも優れた超解像を実現した。また、局所ヒストグラムを用いた変換処理において、局所輝度変換特性が、大局処理に分離できることを明らかにした。そして、局所ヒストグラム生成において、その分布を混合ガウスで近似することで、処理の高速化および局所・大局の独立・同時制御を可能にした。ソフトウェアを開発し、実証した。I.研究計画【平成22年度】に基づく研究実績セルオートマトン・アルゴリズムの研究(アルゴリズム設計)◆物体形状を簡略した図形に変形させるアルゴリズム物体形状を簡略化図形(ポリゴン:多角形)に変形するアルゴリズムを研究・開発した。物体に代表点を設定し、最短経路を形成する問題を局所演算に適用させる。線分要素を探す問題は、2点間の中点を繰り返し求める問題に帰着できる。これを繰り返す事で、離散空間上で任意角度の最短距離線図形を生成した。本アルゴリズムを2値化・輪郭抽出した任意物体画像に適用し、その代表点群から、3x3ウィンドウのみで曲線から線図形に変換する局所画像アルゴリズムを実証した。実写画像から2値化された物体を、単純な線図形に変換できることを確認した。◆超解像アルゴリズム・階調復元アルゴリズム局所演を用いて低解画高解像度化及び、階調復元するアルゴリズムを研究・開発した。高解像度化する際に、劣化した高周波成分(特に輪郭成分)を復元する問題を局所演算に適用させる。低い階調画像から、低解像・高解像に依存しない局所画像・輪郭抽出アルゴリズム(誤差拡散のようなざらついた画像からの輪郭成分抽出が可能)を開発し、輪郭を復元して、高い階調に復元する処理をソフトウェアで実装し、任意の低い階調画像(3bit)から、PSNR値40dB近い高階調画像復元を実証した。また、雑音のが多く含まれた画像からも輪郭が中失できることを確認した。【平成23年度】多重解像度・セルオートマトン統合処理LSIの研究(システムLSI設計)トポロジー制御は、高速画像処理システムとの相性が良い。そこで、上記アルゴリズムをHW化し、FPGA上での実装とLSl試作に向けたアーキテクチャを開発した。本研究では、多重解像度を制御するメモリ制御部と同時実装する。多重解像度を効率良く処理するためには、高解像度から低解像度へ任意のサイズのフィルタカーネルサイズを高速に処理する必要がある。そこで、メモリ部の制御方式として、数本の水平方向のラインバッファのみで、様々なカーネルサイズでのフィルタ演算・統計量抽出ができる構成を開発した。アーキテクチャは、ラインバッファ+テンポラリバッファ+バッファ制御部+演算部のシンプルな構成となる。周辺領域の影響度を演算する上で、3×3のサイズのみならず、128×128のサイズで演算しても、同一の速度で実現できることをC++による実装で確認した。また、上記演算部では、セルオートマトン用の相互作用ルールが複数必要となるため制御が複雑になる。そこで、扱うルールのために必要な情報として、局所ヒストグラムを想定し処理高速化への影響を調べた。処理アーキテクチャは、カーネルサイズには依存しないが、ヒストグラムの階級数に処理速度が依存する(比例する)ことがわかった。高速かつできるだけヒストグラムの品質を高める手法として、画素値累積ヒストグラムを提案した。画素累積ヒストグラムは、階級内での度数だけでなく、累積画素値も格納する。メモリ量は2倍に増えるが、階級内における値の偏りを新たなパラメータとして取り出すことができる。次年度のアドホックネットワークのセルオートマトン適用向けた研究に対し、無線入力部に該当する回路の試作も行った。本研究の目的は、非ノイマン型アーキテクチャであるセルオートマトンを用いて、相互作用演算を多重解像度で行い、それを統合処理するアルゴリズム及び情報処理LSIを開発することである。局所的なパターン生成に留まらず、画質向上処理やネットワーク解析等の実アプリケーションへの展開を重要視した。まず、画像処理分野として、簡略化した特徴抽出(中・低解像度)において、セルオートマトンの任意の線分に対して、線分を中間解像度で分割する。次に分割された曲線に対し、局所相互作用のみで、1.曲線を囲む矩形領域を生成。2.矩形領域を細線化。3.細線化図形を等方的に縮退し中点を探索。1-3の処理を解像度に合わせて繰り返すことで、任意の曲線で構成された図形を、近接相互作用のみで直線のみで構成される図形に変換するアルゴリズムを開発した。超解像において、1枚の画像から高速・高品質な高解像度画像生成を開発

・FPGA実装した。目的解像度よりも、更に拡大高解像度化された画像を生成、近接拡散ルールを適用することで、超解像処理のジャギー(ギザギザ状のアーティファクト)を3次元CG作成時のアンチエイリアスの問題に帰着させ、少ないラインバッファで、Bicubic補間よりも優れた超解像を実現した。また、局所ヒストグラムを用いた変換処理において、局所輝度変換特性が、大局処理に分離できることを明らかにした。そして、局所ヒストグラム生成において、その分布を混合ガウスで近似することで、処理を高速化および局所・大局の独立・同時制御を可能にした。ソフトウェアを開発し、実証した。ネットワーク解析・実証の為、RF-ID用のICチップを設計し、外部からの電波によって、チップが駆動すること確認した。LSI化に向けたアーキテクチャとして2次元空間に対し、多重解像度を同一の処理速度できる構成を開発した。C++によるアルゴリズム化されたアーキテクチャの実装により、ウィンドウサイズが異なる画像処理でも同一の処理速度となることを実証した。24年度が最終年度であるため、記入しない。多重粒度のセルオートマトンに関し、生体模擬のアルゴリズム検討は既に進めている。無線通信システムに向けた実装の検討を行なっていく。
新規プロスタグランジントランスポーターOAT-PGのNa輸送調節機構における役割

最近我々はシクロオキシゲナーゼ(COX)2発現部位に存在する、新規腎特異的プロスタグランジントランスボーターOAT-PGの同定に成功した。我々はOAT-PGがCOX-2により産生されたPGE2を尿細管中に排出し、管腔側のEP4に作用して同部位でのNa^+輸送調節を行うという、腎尿細管管腔側プロスタグランジン・シグナル系の構成因子ではないか、という可能性を見出し、本研究課題の提案を行った。初年度(平成18年度)は、「OAT-PGによるPG輸送方向性の解明と特異的阻害物質の探索」を主たる目的として解析することを目指した。初めに実験系の確立を試み、まずは我々の研究グループで頻繁に用いられる典型的な有機酸トランスポーターであるOAT3を対象に、そのPGE2輸送の駆動力解析を行った。その結果細胞内TCAサイクル中間代謝体であるαケトグルタル酸であることを明らかにした(Nilwarangkoon et al.,2007)。本研究期間である平成19年度までの間には明らかにできなかったが、最近我々の研究協力者がOAT-PGの輸送駆動力は硫酸イオンであることを明らかにしている(未発表)。平成19年度に「OAT-PG,COX-2,EP4を束ね、ユニットとしての作用を可能にする細胞内因子の同定」を主たる目的として解析を行った。OAT-PGをベイトとした腎臓cDNAライブラリーに対する酵母Two-hybrid法によるスクリーニングを施行した。その結果、4つのPDZドメインを持つPDZタンパク質のCIPPの同定に成功した(未発表)。またCIPPの発現部位の解析のために、ウサギを用いて抗マウスCIPPポリクローナル抗体の作成を行い、2種の抗体を得ることに成功した。本年度の成果が今後のCIPPのOAT-PG輸送複合体の解明に役立つ事が期待される。プロスタグラジンは腎臓の種々の生理機能に重要な役割を果たしている。腎臓で最も多く産生されるプロスタグランジンはPGE2であり、これは細胞内の合成酵素であるシクロオキシゲナーゼ(COX)により産生され、細胞外に出て、膜表面にあるレセプターに作用する。プロスタグランジン作用はCOX活性調節による産生量変化が決定する。プロスタグランジンは構造上カルボン酸を持っており、生理的pHではアニオンに分類されるためプロスタグランジンの細胞膜通過には膜トランスポーターが必要となる。最近我々はこのCOX-2発現部位に存在する、新規腎特異的プロスタグランジントランスポーターOAT-PGの同定に成功した。我々はOAT-PGがCOX-2により産生されたPGE2を尿細管中に排出し、管腔側のEP4に作用して同部位でのNa+輸送調節を行うという、腎尿細管管腔側プロスタグランジン・シグナル系の構成因子ではないか、という可能性を見出すに至った。本研究課題の初年度である平成18年度は、「OAT-PGによるプロスタグランジン輸送方向性の解明と特異的阻害物質の探索」を主たる目的として解析することを目指した。本研究課題では、アフリカツメガエル卵母細胞にOAT-PG cRNAのmicroinjectionを行い、その蛋白質を発現させた卵母細胞に、更に輸送を駆動すると考えられる対向基質をmicroinjectionしてRI標識PGE2の細胞内取込みを指標にOAT-PGの輸送活性を評価するわけであるが、本実験は高度であるため、まずは実験系の確立を試みた。

そのために我々の研究グループで頻繁に用いられる典型的な有機酸トランスポーターOAT3を材料にシステムの確立を試み、OAT3におけるPGE2の駆動力が細胞内TCAサイクル中間代謝体であるαケトグルタル酸であることを明らかにした(Nilwarangkoon et al.,2007)。プロスタグラジンは腎臓の種々の生理機能に重要な役割を果たしている。腎臓で最も多く産生されるプロスタグランジンはPGE2であり、これは細胞内の合成酵素であるシクロオキシゲナーゼ(COX)により産生され、細胞外に出て、膜表面にあるレセプターに作用する。プロスタグランジン作用はCOX活性調節による変生量変化が決定する。プロスタグランジンは構造上カルボン酸を持っており、生理的pHではアニオンに分類されるためプロスタグランジンの細胞膜通過には膜トランスポーターが必要となる。最近我々はこのCOX-2発現部位に存在する、新規腎特異的プロスタグランジントランスポーターOAT-PGの同定に成功した。我々はOAT-PGがCOX-2により産生されたPGE2を尿細管中に排出し、管腔側のEP4に作用して同部位でのNa^+輸送調節を行うという、腎尿細管管腔側プロスタグランジン・シグナル系の構成因子ではないか、という可能性を見出すに至った。昨年度の成果を元に本年度は「OAT-PG,COX-2,EP4を束ね、ユニットとしての作用を可能にする細胞内因子の同定」を主たる目的として解析を行った。OAT-PG、COX-2、EP4はそれぞれ遠位ネフロンの管腔側に存在しており、それらは皆細胞内C末端側にPDZモチーフと呼ばれるタンパク質問相互作用への関与が示唆される特徴的アミノ酸配列を持つが、特にユニットの中心をなすOAT-PGをベイトとした腎臓cDNAライブラリーに対する酵母Two-hybrid法によるスクリーニングを施行した。その結果、4つのPDZドメインを持つPDZタンパク質のCIPPの同定に成功した(未発表)。またCIPPの発現部位の解析のために、ウサギを用いて抗マウスCIPPポリクローナル抗体の作成を行い、2種の抗体を得た。本年度の成果が今後のCIPPのOAT-PG輸送複合体の解明に役立つ事が期待される。
スパース表現に基づくマーク付き点過程に対する距離尺度の学習手法の開発

本研究課題は,スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成の一環として,地震発生データを代表とする「マーク付き点過程」と呼ばれる特殊な時系列データに着目し,データ同士の本質的な構造を反映した距離尺度をデータ駆動で学習する手法の開発と,開発手法によるデータ解析を通した知識発見を目的とするものである.マーク付き点過程に適切な距離尺度を定義する問題に対し,比較的容易に計算が可能な単純な距離尺度を複数準備して,これらの距離尺度に従い計算した複数の距離行列から情報を取捨選択して最適な距離尺度を設計するアプローチをとっている.研究期間において,神経科学において多数提案されている単純点過程のための距離尺度の整理とマーク付き点過程への拡張を行ない,種々の距離を計算するソフトウェアパッケージを開発して一般に公開し,関連して原著論文を執筆した.また,複数の距離の組合せ手法を開発し,国際会議にて発表した.また,スパースモデリングの研究として,異なる統計モデルに基づく判別分析を統合するスパース線形判別分析手法を開発し,国際会議及び論文誌にて発表した.また,スパースモデリングの実問題への応用として,位置情報プライバシにおける非匿名化攻撃がスパーステンソル分解によって高精度に実現出来ることを示した.関連して,国際会議にて研究発表を行った.さらに,スパースモデリングに基づく信号の超解像技術を開発し,特に医用画像において従来法を上回る結果を得た.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は,地震発生データを代表とする「マーク付き点過程」と呼ばれる特殊な時系列データに着目し,データ同士の本質的な構造を反映した距離尺度をスパースモデリングに基づきデータ駆動で学習する手法の開発と,開発手法によるデータ解析を通した知識発見を目的とするものである.マーク付き点過程に適切な距離尺度を定義する問題に対して,比較的容易に計算が可能な単純な距離尺度を複数準備して,これらの距離尺度に従い計算した複数の距離行列から情報を取捨選択して最適な距離尺度を設計するアプローチをとっている.本年度は,1.神経科学において多数提案されている単純点過程のための距離尺度の整理と,マーク付き点過程への拡張と,2.地震現象の研究者との情報・意見交換を中心に行なった.1.の成果は以下の通りである.神経科学分野においては,神経細胞の発火パターンの解析が重要な課題であり,この発火パターンは単純点過程のサンプルとみなすことが出来るため,単純点過程向けの距離・類似度尺度が多数提案されていた.本年度は,これらを整理・分類し,さらに各尺度をマーク付き点過程データに適用できるように拡張した.その上で,点過程同士の種々の距離尺度を計算するソフトウェア・パッケージを統計解析言語Rを用いて開発し,一般公開した.また,種々の距離尺度を結合する簡易的な手法も開発し,研究会にて発表した.2.の成果としては,領域内外で地震現象を専門とする研究者と交流し,セミナーにおいて討論を行なった.本活動は2015年度に実施予定の実データ解析において,地震活動の専門家からのコメントを受けつつ解析を行うために重要である.本研究課題は,スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成の一環として,地震発生データを代表とする「マーク付き点過程」と呼ばれる特殊な時系列データに着目し,データ同士の本質的な構造を反映した距離尺度をデータ駆動で学習する手法の開発と,開発手法によるデータ解析を通した知識発見を目的とするものである.マーク付き点過程に適切な距離尺度を定義する問題に対し,比較的容易に計算が可能な単純な距離尺度を複数準備して,これらの距離尺度に従い計算した複数の距離行列から情報を取捨選択して最適な距離尺度を設計するアプローチをとっている.研究期間において,神経科学において多数提案されている単純点過程のための距離尺度の整理とマーク付き点過程への拡張を行ない,種々の距離を計算するソフトウェアパッケージを開発して一般に公開し,関連して原著論文を執筆した.また,複数の距離の組合せ手法を開発し,国際会議にて発表した.また,スパースモデリングの研究として,異なる統計モデルに基づく判別分析を統合するスパース線形判別分析手法を開発し,国際会議及び論文誌にて発表した.また,スパースモデリングの実問題への応用として,位置情報プライバシにおける非匿名化攻撃がスパーステンソル分解によって高精度に実現出来ることを示した.関連して,国際会議にて研究発表を行った.さらに,スパースモデリングに基づく信号の超解像技術を開発し,特に医用画像において従来法を上回る結果を得た.2014年度の成果として公開したソフトウェアパッケージは,関連分野の研究者及び実務家が自由に利用できる形態で公開してあり,当初の目的の一つである解析プログラムの公開は果たすことが出来た.今後は理論面での検討とソフトウェアの改善を平行して行う.新学術領域という性質を活かし,領域内の異分野の研究者との交流を広く行うことが出来た.スパースモデリングに基づくグラフ構造推定手法の開発や,カーネル正準相関分析手法の開発,情報論的データクラスタリング手法の開発等,領域内研究者との共同研究成果が複数あがっている.検討すべき課題は残っているが,全体としては概ね順調に進行している.27年度が最終年度であるため、記入しない。観測データそのものを用いて観測データ間に適切な距離構造を定める問題は,機械学習においてDistance Metric Learning(以下,DML)と呼ばれる一つの重要なトピックである.2014年度には多数のマーク付き点過程間の距離尺度を,単純点過程のための距離尺度を拡張することで定義し,それらを計算するソフトウェアを開発した.本年度はこの結果を利用し,まずマーク付き点過程の距離学習問題に対して既存のDML手法の適用可能性と限界を明らかにする.

その上で,スパースモデリングを通してマーク付き点過程向けのDML手法を開発する.より具体的には,データからの知識発見に適した距離構造をデータ駆動でスパースモデリングの原理に基づき学習する方法論の開発を目指す.このために,L1ノルム正則化に代表される従来型のスパース性だけではなく,行列のランクや線形・非線形特徴空間における構造を考慮したスパース性の導入を検討している.マーク付き点過程向けの距離を最適設計するという研究自体,他に類をみないものであり,その研究過程では点過程という特殊な時系列構造に対するスパース性の概念に対する理論的考察も必要になるが,領域内の研究者と連携して研究を推進する方針である.また,開発した手法が実際の地震発生データを含む諸データに対してどの程度有効であるかの検証を,地震活動の研究者からの助言を受けつつ行う予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。マーク付き点過程同士の距離尺度計算ソフトウェア・パッケージ
人の人体操作術におけるコツの抽出と解析及び人型ロボットへの応用

本研究の目的は人の持つ高度な運動スキルを解明し,ロボットの新たな運動制御法を確立することにある.本研究では,高度な運動スキルとして他者の身体を扱う動作に注目し,これを解析するために甲野善紀に実験協力を得た.そして片手で人を引き上げる動作,人を押す動作,竹刀で相手の姿勢を崩す動作など様々な動作の計測解析を行なってきた.そして各動作において動作の成否を分ける重要な運動特徴を抽出した.これらの運動特徴の有効性を検証する必要がある.そこで,片手で人を引き上げる動作及び押し動作において力学モデルを導出し,動力学シミュレータによってそのモデルの妥当性を検証した,その結果,いずれにおいても動作の主体者のみならず,受け手の運動も重要でありことが分かり,甲野は受け手に任意の運動を誘導することで少ない労力でタスクを成功させていることが分かった.本研究では,押し動作に注目し,解析から得た運動特徴に基づくロボットを開発した.押し動作では腕部の高剛性と全身を活用した瞬間的な加速度変化が重要であることが動作解析の結果から分かっている.腕部の高剛性は多関節筋の拮抗が重要な役割を果たしていると考えられ,これを実現するために空気圧人工筋をアクチュエータとして用いた.このロボットを用いた押し動作の実験の結果,受け手の運動誘導が確認され,運動特徴に基づくロボットの有効性が確かめられた.本研究で開発したロボットは運動特徴の重要な点を実装したに過ぎず,複雑な人の身体において運動特徴が重要な役割を果たしていることを正確には示していない.そこで,運動特徴をコツという簡易な表現にまとめ,このコツを人に教示することで動作に変化が生じるかどうかを検証した.実験の結果,コツの教示による主体者の運動に統計的に有意な変化が確認できた.このように,人の運動解析から重要な運動特徴を抽出し,その再現性,工学的応用などを示すことができた.本研究では他者の身体を扱う動作の計測解析を行い,その結果をもとにロボットの開発を行うことが目的となり,その目的は達成されている.また,解析された動作を一般の人に教示したところ,解析した動作と類似した効果が確認できたことから,解析結果の一般性が検証された.これは当初の計画にはないが,重要な研究成果である.このことから,当初の計画以上に進展していると判断した.本研究では,押し動作の解析結果をもとにロボットを開発し,人を用いた実験を行い,開発したロボットの有効性を示した.しかし,本研究では片手で引き上げる動作など様々な動作の計測を行い多くの知見を得た.そこで,本研究の今後の展開として,高度な運動スキルに基づくロボットの介護やリハビリテーションへの応用にある.本研究から,人の身体を活用することで高度なスキルが実現されることが分かっているため,人の身体性を引き出す最小限のハードウェアで実現でき,ローコストハイパフォーマンスが期待できる.他者の身体を任意に操作する動作は一般的に困難であるため,特殊な身体技法を会得している人物に限られている.本研究ではこれまでに一般被験者による背負い動作や現役介護士による移乗動作を扱ってきた.他者の身体を操作する動作の一般原理を解明するために,身体運動を研究している甲野善紀氏に計測被験者として協力を得た.本研究ではこれまでに甲野氏による他者の身体を任意に操作する動作の計測と解析を行った.また,一般被験者による比較実験も行った.他者の身体を操作する動作として,座位の他者を引き起こす動作,立位あるいは座位において他者の身体を押す動作,竹刀で相手の姿勢を崩す動作,他者の動きを回避する動作を本研究では扱った.計測には光学式モーションキャプチャシステム,床反力計,筋電計,足圧力分布計を用いた.本報告では簡単のために,座位の他者を引き起こす動作についてのみ解析結果を説明する.甲野氏と一般被験者との大きな違いとして床反力の向きが挙げられる.一般被験者は腕の力で他者の身体を鉛直方向に持ち上げようとするため,力は鉛直上向きである.これに対して甲野氏は床反力ベクトルが一般被験者と比べて水平成分が大きく,水平方向の運動によって他者の身体を引き上げていると考えられる.そこで床反力と運動の関係を考察するために重心とZMPの軌道に基づく考察を行った.重心とZMPの軌道から動作主体者は自身が倒れ込む勢いを他者の身体を支えることに利用していると考えられる.これはこれまでに扱った介護における移乗動作にも見られる戦略である.一方で,他者の身体を引き上げる直前においてZMPの振動的な振る舞いと急激な変化が見られる.これは急激なZMPの変化によって身体の加速度が増大し,他者の身体を引き上げることを可能にしていると考えられる.このように,本動作では大きく2つの力学構造を利用していることがわかり,甲野氏の運動の巧みさの一端を理解するに至った.本解析結果をもとに異なる制御ゲインを使い分けることで他者の身体を自己の力学構造を利用して引き上げる力学モデルを提案し,その運動をシミュレーションした.また,他者の身体を引き上げる動作以外においても解析を行い,これらの動作に共通する人の運動のコツについて考察した。本研究の目的は人の持つ高度な運動スキルを解明し,ロボットの新たな運動制御法を確立することにある.