hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
拘束条件と可変ダイナミクスを含む非線形系の実時間最適制御アルゴリズム

本研究では,非線形モデル予測制御(Receding Horizon制御)の実時間アルゴリズムに対する改良を行った.モデル予測制御とは,各時刻で有限時間未来までの最適制御問題を解き,得られた最適制御の初期値のみを実際の制御入力として用いるフィードバック制御手法である.計算量の大きい非線形最適制御問題を実時間で解かなければならないため実装が困難だったが,代表者が効率的なアルゴリズムを近年提案し,いくつかの適用例によって有効性を示した.ただし,拘束条件や可変ダイナミクス等を含む複雑な問題では数値計算が発散してしまう場合もあったので,本研究では計算精度と安定性の向上に重点を置いた.平成15年度には,解くべき問題を数値計算に適した形へ等価変換する前処理と呼ばれる手法を導入してある程度の精度向上に成功した.そして,ひもでつながれたホバークラフト模型の曳航制御実験に前処理を適用し,従来は不可能だった計算が実装可能となることを示した.平成16年度には,さらに精度を向上させるため,最適化問題の定式化自体を見直した.従来は制御入力の系列のみを最適化問題の未知変数としてシステムの状態や共状態は入力の関数と見なしていたが,状態と共状態も未知変数として扱えば,最適性条件の誤差が多数の条件に分散されて誤差の下限値が減少するため,結果的に精度の向上が期待される.そのような定式化を数値計算によって評価したところ,従来の定式化では計算が破綻するが新たな定式化によって初めて計算可能となる例が確認された.したがって,問題のサイズ増大が問題にならない範囲においてではあるが,定式化の変更によって計算限界を一層広げることができた.以上と異なるアプローチで拘束条件を扱う例として,デザー衛星の力学を利用した切替制御則を提案し,衛星をつなぐデザー(ひも)を切れた場合でも母船との衝突回避が保証できることを示した.非線形モデル予測制御(非線形Receding Horizon制御)とは,各時刻で有限時間未来までの最適制御問題を解き,得られた最適制御の初期値のみをその時刻における実際の制御入力として用いるフィードバック制御手法である.非線形系を対象とする場合,計算量の大きい非線形最適制御問題を実時間で解かなければならず,従来は実装が困難だと考えられていた.しかし,代表者が効率的なアルゴリズムを近年提案し,いくつかの適用例によって有効性を示した.ただし,より複雑な問題に適用する際には数値計算が発散してしまう場合もあった.そこで,本研究では,非線形モデル予測制御の実時間アルゴリズムに対して前処理手法を提案し,数値的安定性の向上に成功した.その結果,拘束条件や可変ダイナミクスを含み従来のアルゴリズムでは安定な数値計算が行えなかった複雑な問題であっても,ミリ秒単位のサンプリング周期でハードウェア実装が可能となった.前処理手法とは,解くべき問題に何らかの変換を施して,数値計算により適した等価な問題へと変形する手法である.すでに数多くの前処理手法が提案されているが,非線形モデル予測制御問題にはそのままの形で適用できない.そこで,非線形モデル予測制御に適した前処理手法を新たに考案した.いくつかのバリエーションを検討した結果,従来のアルゴリズムとほとんど変わらない計算量で大幅に精度を向上できた.アルゴリズム検証のための制御対象として,ひもでつながれたホバークラフトの曳航制御を取り上げた.母船のホバークラフトに被曳航物体の小型ホバークラフトをひもで接続した実験装置を構築した.ひもが張ったり弛んだりすることによって制御対象のダイナミクスが変化するため,このシステムのモデル予測制御は数値的悪条件に陥りやすいが,前処理手法を取り入れた新たなアルゴリズムによって従来不可能だった計算が実時間で実行可能になった.本研究では,非線形モデル予測制御(Receding Horizon制御)の実時間アルゴリズムに対する改良を行った.モデル予測制御とは,各時刻で有限時間未来までの最適制御問題を解き,得られた最適制御の初期値のみを実際の制御入力として用いるフィードバック制御手法である.計算量の大きい非線形最適制御問題を実時間で解かなければならないため実装が困難だったが,代表者が効率的なアルゴリズムを近年提案し,いくつかの適用例によって有効性を示した.ただし,拘束条件や可変ダイナミクス等を含む複雑な問題では数値計算が発散してしまう場合もあったので,本研究では計算精度と安定性の向上に重点を置いた.平成15年度には,解くべき問題を数値計算に適した形へ等価変換する前処理と呼ばれる手法を導入してある程度の精度向上に成功した.そして,ひもでつながれたホバークラフト模型の曳航制御実験に前処理を適用し,従来は不可能だった計算が実装可能となることを示した.平成16年度には,さらに精度を向上させるため,最適化問題の定式化自体を見直した.従来は制御入力の系列のみを最適化問題の未知変数としてシステムの状態や共状態は入力の関数と見なしていたが,状態と共状態も未知変数として扱えば,最適性条件の誤差が多数の条件に分散されて誤差の下限値が減少するため,結果的に精度の向上が期待される.そのような定式化を数値計算によって評価したところ,従来の定式化では計算が破綻するが新たな定式化によって初めて計算可能となる例が確認された.したがって,問題のサイズ増大が問題にならない範囲においてではあるが,定式化の変更によって計算限界を一層広げることができた.以上と異なるアプローチで拘束条件を扱う例として,デザー衛星の力学を利用した切替制御則を提案し,衛星をつなぐデザー(ひも)を切れた場合でも母船との衝突回避が保証できることを示した.
溶融塩を媒体としたAlの電析によるTiAl金属間化合物の耐酸化性能の改善

TiAl金属間化合物は,高温での比強度が高いため,次世代の軽量耐熱材料として実用化が期待されている。しかし,高温環境での耐酸化性の悪さがこの材料の実用化を妨げている。TiAl表面部におけるAl濃度の高い層の形成は,保護皮膜となるAl_2O_3の生成を促すことから,TiAlの耐酸化性能の向上を導くことが期待される。本研究では,1023KのNaCl-KCl-AlF_3溶融塩を用いてAlの電析を行い,電析と同時に進行するTiAlとの合金化によりAl濃度の高い表面層の作製を試みた。さらに,Al濃度の高い表面層が作製されたTiAlの耐酸化性能を未処理のTiAlと比較して評価した。得られた結果をまとめると,以下のとおりである。1.AlF_3を含むNaCl-KCl溶融塩中,Ni試料をカソード分極すると-1.2V(vs.Ag/AgCl(0.1))以下の電位域でカソード電流の上昇が観察され,この電位域ではAl^<3+>イオンのカソード還元反応が起こることがわかった。2.TiAlを基板試料とした場合,-1.3-1.6v(vs.AgCl(0.1))の電位で形成された電析物は層状の形態を呈し,その構成物はAl濃度の高いTiAl_3であった。これらの電析層はTiAlを均一に被覆し,TiAlとの密着性はきわめて良好であった。3.電析層を被覆したTiAlを1273K,大気中で酸化試験を行った結果,酸化増量はきわめて小さかった。この場合,電析層表面には保護的なα-Al_2O_3皮膜の生成が認められた。以上の結果より,溶融塩を媒体としたAlの電析によりTiAl表面部にAl濃度の高い電析層が形成され,これによりTiAlの耐酸化性能が著しく改善されることが明らかとなった。TiAl金属間化合物は高温での比強度に優れることから,新しい軽量耐熱材料として注目されている。しかし,高温での耐酸化性の悪さがこの材料の実用化を妨げている。TiAl表面にAl濃度の高い層を形成させることは,保護性の高い酸化皮膜となるAl_2O_3の形成を促すため,耐高温酸化性の発現が期待される。本研究の目的は,溶融塩を媒体としたAlの電析によりTiAl表面部にAl濃度の高い層を作製し,これによりTiAlの耐酸化性能を改善することである。平成13年度においては,溶融塩を媒体としたAlの電析によりTiAl表面部にAl濃度の高い層の作製を試みた。得られた結果をまとめると以下のとおりである。1.AlF_3を含む等モル組成のNaCl-KCl溶融塩中,TiAl基板試料をカソード分極すると-1.2V(vs.Ag/AgCl(0.1))以下の電位域でカソード電流の上昇が観察された。このことより,この電位以下ではAl_<3+>イオンのカソード還元反応が起こることがわかった。2.-1.2V以下の電位域において各電位に3.6ks定電位分極した結果,電析層の形成が認められた。分極電位の低下は電析層の厚さの増加を導いた。3.-1.2V以下の各電位において形成された電析層はTiAl試料全体を均一に覆い,この層と下地TiAlとの密着性も良好であった。

4.-1.2V以下の各電位において形成された電析層はTiAl_3により構成され,分極電位が低下して電析層が厚くなっても構成相に変化はなかった。TiAl金属間化合物は,高温での比強度が高いため,次世代の軽量耐熱材料として期待されている。しかし,高温環境での耐酸化性が悪いため,実用化には至っていない。TiAl表面部におけるAl濃度の高い層の形成は,保護皮膜となるAl_2O_3の生成を促すことから耐酸化性向上が期待される。本研究では,1023KのNaCl-KCl-AlF_3溶融塩を用いてAlの電析を行い,電析と同時に進行するTiAlとの合金化によりAl濃度の高い表面層の作製を試みた。さらに,Al濃度の高い表面層が作製されたTiAlの耐酸化性を未処理のTiAlと比較して評価した。得られた結果をまとめると,以下のとおりである。1.-1.3-1.6V(vs. AgCl(0.1))の電位で形成された電析物は層状の形態を呈し,その構成物はAl濃度の高いTiAl_3であった。これらの電析物はTiAlを均一に被覆し,TiAlとの密着性はきわめて良好であった。2.電析処理時における分極電位の低下とともに,電析層の厚さは厚くなった。しかし,分極電位が低下しても層の均一性,良好な密着性は変化しなかった。また,分極電位が低下しても形成相はTiAl_3であり,組成の変化は認められなかった。3.電析層表面には電析処理前の試料調整の際についた研磨傷が残っていた。これより,電析層の成長は電析層中におけるAlの内方拡散により進行することがわかった。4.電析層を被覆したTiAlを1273K,大気中で酸化試験を行った結果,酸化増量はきわめて小さかった。この場合,電析層表面には保護的なα-Al_2O_3皮膜の生成が認められた。
レキシコンと文法の制約に関する総合的研究

レキシコンと文法の制約について、文法論、形態論、意味論、音声音韻の各分野で理論的研究を行い、国会議事録などの発話コーパスを用いて実証的な研究を行った。具合的には述語の語彙的特性と再帰表現の単文内での束縛関係といわゆる長距離束縛の関わり、...を示した。平成20年度の最後にあたってレキシコン、文法の制約が同一指示の現象に関与する諸相についての国際ワークショップを行った。本研究は、(i)自然言語で可能な語彙のみを表現するような語彙形式化であり、(ii)形式化の中から自然言語に関する経験的一般化が自然に表現されるような、レキシコンに関する文法理論のフォーマットを作り上げ、さらに、そのようなフォーマットに基づく形式的な語彙記述体系をデザインして、その計算機上での動作を音声・音韻、文法、意味さらに言語変異を含む総合的な観点から検討することを目的としている。本年度は、以下の研究をおこなった。いずれも、実質半年間の研究期間であるために、予備的な段階である。1.上記の基準を満たすレキシコンの理論のフォーマットについて検討をおこなった。それに則った形式的語彙記述体系を実際に計算機上に構築し,それを音声・音韻,文法構造,意味の各分野において検討することは次年度以降の課題である。2.心理言語学的実験設備として、成人の日本語を母語とする話者を対象にした文の発話と理解に関わる実験,および、日本語を獲得する過程にある子どもを被験者とした言語獲得に関わる実験の実施のための、眼球運動トラッキング検出器を設置し、その設定およびテストをおこなった。年度末近くでの購入であったために、実際に実験をおこなうまでには至っていない。3.言語変異に関わる研究分野では,国立国語研究所による「話し言葉コーパス」を購入し、実装した。分析の準備段階として、同じく大規模言語資源である国会会議録との比較を試みるため、国会会議録の整文化作業の影響を確認する作業を行い、実際の発話記録との差異を検証した。同時に、統計分析で必要なソフトであるVARBRULプログラムについて、これまで日本語では書かれていなかった詳細なマニュアルを作成した。それに則った形式的語彙記述体系を実際に計算機上に構築し,それを音声・音韻,文法構造,意味の各分野において検討する作業が継続中である。2.心理言語学的実験設備として、成人の日本語を母語とする話者を対象にした文の発話と理解に関わる実験,および、日本語を獲得する過程にある子どもを被験者とした言語獲得に関わる実験の実施のための、眼球運動トラッキング検出器を平成17年度に設置し、その設定およびテストをおこなった。本年度はこの機器を用いて日本語の再帰代名詞の解釈と関連する動詞の語彙的特性に関する実験を複数回実施した。3.今年度の活動は、変異理論の理論的追究と国会会議録のコーパス使用に関わる研究に大別される。前者については日本における変異理論の言語学史的位置づけを行うと共に、昨今日米で研究が著しい社会音声学の日本語への応用を試みた。後者については、国会会議録検索サイト上の会議録データ約7GBを、すべてダウンロードすることに成功し現在調整中である。これにより正規表現による会議録検索も可能になった。1.日本語の再帰照応形「自分」が単文内で束縛を受ける場合と文境界を超えて束縛を受ける場合とについて考察し、モダリティに関わる機能範疇が関与することについて検証を進めた。「自分」が生起する節に用いられる動詞の語彙的性質がこの現象に深く関わっていることが明らかになっている。2.昨年度に引き続き、日本語の音韻的情報と意味解釈との関係について考察した。今年度は特に、否定辞と共起する表現の形式意味論による記述を試みた。3.分担者の松井は、本年度は、推論に用いられる「AだからB」「AのでB」という語彙の違いが、・推論判断にどのような影響を及ぼすかという点について実験を行い、その結果を理論的に説明した。また認識的必然性と義務的必然性の違いが、日本語の語彙特性から計算できることを理論的に考察した。

4.分担者松田は、国会会議録と変異理論に関する研究をおこなった。前者では論文集の編集を進め、ひつじ書房より2008年5月末に出版予定にまで漕ぎ着けた。後者については、近年海外で盛んになりつつある実時間調査と、国立国語研究所が現在行っている岡崎敬語調査の関わりについて調査し、口頭発表を行った。5.借用語が音韻・形態論の面で日本語のレキシコンに与える影響とその理論的帰結について研究した。本研究は、(i)自然言語で可能な語彙のみを表現するような語彙形式化であり、(ii)形式化の中から自然言語に関する経験的一般化が自然に表現されるような、レキシコンに関する文法理論のフォーマットを作り上げ、さらに、そのようなフォーマットに基づく形式的な語彙記述体系をデザインして、その計算機上での動作を音声・音韻、文法、意味さらに言語変異を含む総合的な観点から検討することを目的としている。本年度は、以下の研究をおこなった。●日本語の再帰表現「自分」やアフリカ言語に見られるlogophorが現れる補文とそれを導く動詞の語彙的特性を意味、特に「視点」が関与する投射構造との関連で考察し、従来語用論の分野で扱われていた現象を統語的観点から説明する理論的な研究を行った。●スコープに関連する演算子の意味を語彙的意味と文全体の大局的なイントネーション情報から構成的に計算する方法を検討し、語彙的な局所的情報と普遍的制約との連関について研究した。●言語理解に必要な語彙アクセスに関して、高速で、かつ妥当性が保証された関連性の計算方法を提案した。この計算手法は言語以外の分野、例えば哲学的分野にも応用できることを議論した。●国会会議録、各種動画資料から議員の発言をデータに取り言語変異・言語変化の分析を行った。特に語彙的特異性を示すら抜き言葉、そしてレキシコンに深く関わる自称詞の変異を取り上げ、論文にまとめた。
階層制御構造を用いた4足歩行ロボットの3次元動的制御に関する研究

本研究は、滑らかな3次元動歩行をロボットで実現することを目的としている。滑らかな3次元動歩行は、姿勢角情報および力情報を用い、さらにロボットのダイナミクスを考慮することによって初めて可能となる。そこで本研究では、多くのセンサ-情報を用いた一つの階層制御方式を提案し、さらにロボットに適用して実験を行なった。当初の研究計画はほぼ達成でき、以下のような研究成果が得られた。1.対角線上の2脚(例えば右前脚と左後脚)が支持脚となる時期と3脚支持になる時期とを交互に持つトロット歩行について検討した。歩行速度を上げるには2脚支持になる時間の割合を増した方がよい。しかし、2脚支持期には地表の支持点を結ぶ対角線のまわりに回転が起こり不安定となる。この時期には、階層制御システムの上位レベルにおいて、筆者らが提案した低次モデルを用いて制御策を決定した。2.4足歩行システムの歩行シミュレ-タを構築した。この歩行シミュレ-タを用いて、歩行の各相においていかなるコンプライアンスが望ましいかの検討を行なった。3.足底圧センサおよび関節トルクセンサを製作し,これらのセンサを歩行ロボットに取り付けた。これらのセンサからの信号は下位レベルの制御を行うマイクロコンピュ-タに取り込まれ、コンプライアンス制御ル-プを構成した。3脚支持期には、位置制御だけを行うと爪先の滑りなどが生じる。そこで、これらの力情報を用いたコンプライアンス制御を3脚支持期には適用した。以上の方法を用いて、歩行速度0.6m/secの歩行実験を行った。4.動歩行を行いながら徐々に方向を変換する実験をおこなった。平成元年度の当初の研究計画はほぼ達成でき、以下のような結果が得られた。1.対角線上の2脚(例えば右前脚と左後脚)が支持脚とある時期と3脚支持になる時期とを交互に持つトロット歩行について検討した。この時期には、階層制御システムの上位レベルにおいて、筆者らが、提案した低次モデルを用いて制御策を決定した。2.足底圧センサおよび関節トルクセンサを製作し歩行ロボットに取り付けた。これらのセンサからの信号は下位レベルの制御を行うマイクろコンピュ-タに取り込まれ、力制御ル-プを構成した。そこで、これらの力情報を用いた制御を3脚支持期には適用した。以上の方法を用いて、歩行速度0.5m/secの歩行実験を行なった。3.一脚だけについてではあるが、コンプライアンス制御実験を行ない、任意のバネ定数行列およびほぼ要求を満たす粘性行列を実現した。4.歩行シミュレ-タを用いて、歩行の各相においていかなるコンプライアンスが望ましいかの検討を行なった。現在、遊脚着地時の望ましいコンプライアンスについてはほぼ設計が終了した。平成2年度の当初の研究計画はほぼ達成でき、以下のような結果が得られた。

歩行速度を上げるには2脚支持になる時間の割合を増した方がよい。しかし、2脚支持期には地表の支持点を結ぶ対角線のまわりに回転が起こり不安定となる。この時期には、階層制御システムの上位レベルにおいて、筆者らが提案した低次モデルを用いて制御策を決定した。2.歩行シミュレ-タを用いて、歩行の各相においていかなるコンプライアンスが望ましいかの検討を行なった。3.前年度に製作した足底圧センサおよび関節トルクセンサを歩行ロボットに取り付けた。これらのセンサからの信号は下位レベルの制御を行うマイクロコンピュ-タに取り込まれ、コンプライアンス制御ル-プを構成した。3脚支持期には、位置制御だけを行うと爪先の滑りなどが生じる。そこで、これらの力情報を用いたコンプライアンス制御を3脚支持期には適用した。以上の方法を用いて、歩行速度0.6m/secの歩行実験を行った。4.動歩行を行いながら徐々に方向を変換する実験をおこなった。
天然由来低分子マイクロアレイを発端とした蛋白質機能モジュレーターの探索と創成

研究実施計画に従い、前年度前半に他研究グループから報告された手法、すなわち、RFP結合型リコンビナント蛋白質を過剰発現させたヒト培養細胞の抽出液を、そのまま低分子マイクロアレイを用いたバインディングアッセイに用いる手法を、我々の天然由来低分子マイクロアレイ用に最適化してリガンドスクリーニングを行った。ブレオマイシン結合蛋白質に対して行ったリガンドスクリーニングにおいて、各種のブレオマイシン類縁体がヒットしたため、アレイ上での構造-結合活性相関を解析することにより、両者の相互作用に必須の因子を明らかにした。これらの構造-結合活性相関の結果はITC(等温滴定カロリメトリー)を用いた実験結果ともほぼ一致した。また、現在までに約8,000種類の化合物を固定化した天然および非天然由来低分子マイクロアレイに対して、100種類を超える蛋白質に対してリガンドスクリーニングを実施し、幾つかの新規な蛋白質-リガンドペアを見いだした。さらに、前年度までに化合物固定化アフィニティービーズを用いて同定された、天然由来砕骨細胞分化阻害物質と解毒酵素グリオキサラーゼ1の相互作用と生物学的な意味に関する解析を共同研究者らと行い、(1)この天然由来砕骨細胞分化阻害物質はグリオキサラーゼ1と直接結合してその酵素活性を基質競合的に阻害すること、(2)グリオキサラーゼ酵素活性の阻害が砕骨細胞前駆体から砕骨細胞への分化の阻害を引き起こすこと、および、(3)化合物とグリオキサラーゼ1の共結晶解析による詳細な相互作用機構の解析、を行い、この天然由来砕骨細胞分化阻害物質がグリオキサラーゼ1の新規な機能モジュレーターになることを明らかにした。
希土類酸化物のナノ粒子形態制御と、表面官能基を用いて高次配列化したメタ結晶の構築

使用資源の最小化、省エネルギーの観点から、無機ナノ粒子への期待が高まっている。研究代表者は幅広い物性を示す金属酸化物のナノ粒子を表面修飾剤の共存下で水熱合成することで、粒子形態の制御、表面への官能基の配置に成功している。本研究課題では有機分子存在下で希土類酸化物ナノ粒子を合成することで、ナノ粒子の形態の制御、粒子表面への官能基の配置を行うことと、官能基間の相互作用を利用して希土類酸化物ナノ粒子が規則性良く配列した高次配列メタ結晶の実現を目指している。本年度は、以下の2項目について研究を行った。1)希土類酸化物ナノ粒子の構造制御と官能基付与原料となるセリウムイオン水溶液に表面修飾剤となる有機化合物を添加し、これを加熱することで表面修飾酸化セリウムナノ粒子の水熱合成を行うと共に、形成されたナノ粒子の構造制御を試みた。その結果、表面修飾剤の非存在下では正八面体であった酸化セリウムナノ粒子が、ジカルボン酸共存下で立方体となることを明らかにした。XRD測定の結果、両者の結晶系はいずれもフッ化カルシウム構造であった。生成物上に有機分子が存在するかをFTIR測定により確認したところ、立方体ナノ粒子表面にはカルボン酸が化学吸着していることが明らかとなった。従って、ジカルボン酸の共存下で酸化セリウムナノ粒子を合成することで、粒子の構造制御とその表面に官能基を付与できることが明らかとなった。2)粒子表面官能基による希土類酸化物ナノ粒子の高次配列上記の立方体ナノ粒子の構造をTEMにより詳細に解析すると、立方体のナノ粒子が、より小さな正八面体ナノ粒子の集合体として得られていることが明らかとなった。つまり、1次粒子として得られた正八面体ナノ粒子が、その表面に存在する官能基の相互作用により規則正しく配列し、集合体として立方体構造を得ることが明らかとなった。この結果は、ナノ粒子表面の官能基により、ナノ粒子自体が規則正しく配列複合化することを示唆しており、酸化セリウムナノ粒子に限らず様々なナノ粒子の高次配列を可能にするものと考えている。
末梢血管収縮度モニタの開発 -光波長により組織透過深さが異なる性質を利用した光電脈波法-

1.はじめに可視光や近赤外光では,波長が長くなるほど生体組織内へ光が深く透過する.この性質を利用して深さ方向の末梢血液量分布を評価するため,基礎的研究として皮膚表面組織を模擬したモデルを作製し,可視から近赤外領域の反射光スペクトルを測定した.2.実験方法特別注文で製作した2分岐型光ファイババンドルを用いて,Xeランプからの白色光をモデルに照射し,その反射光を光スペクトルアナライザ(AQ-6310B,ANDO)へ導いた.スペクトルは波長400nmから1400nmまで測定した.組織と末梢血流のファントムとしてテフロンシートと血液試料を用い,前者の厚さを0.1mmから3.0mmまで変化させた.血液試料には抗凝固剤を加え十分に空気を通じ酸素加した牛血を用い,マグネチックスターラーで撹拌した.3.結果と考察モデルでのテフロンシートを厚くすると,血液試料のみのスペクトルからテフロンシートのみのそれに近いパターンへと変化した.テフロンシートの厚さが0.7mmから3.0mmでは,ほとんど同じスペクトルパターンを示した.このように血液試料からモデル表面までの距離を変化させると,異なるスペクトルパターンが得られた.これより可視から近赤外領域で光吸収スペクトルを得れば,深さ方向の末梢血流分布を評価できる可能性が示唆された.4.まとめ皮膚表面組織を模擬したモデルを作製し,その光スペクトルを測定した.可視から近赤外領域で反射光の吸収スペクトルを得れば,深さ方向の末梢血流分布を評価できる可能性が示唆された.1.はじめに可視光や近赤外光では,波長が長くなるほど生体組織内へ光が深く透過する.この性質を利用して深さ方向の末梢血液量分布を評価するため,基礎的研究として皮膚表面組織を模擬したモデルを作製し,可視から近赤外領域の反射光スペクトルを測定した.2.実験方法特別注文で製作した2分岐型光ファイババンドルを用いて,Xeランプからの白色光をモデルに照射し,その反射光を光スペクトルアナライザ(AQ-6310B,ANDO)へ導いた.スペクトルは波長400nmから1400nmまで測定した.組織と末梢血流のファントムとしてテフロンシートと血液試料を用い,前者の厚さを0.1mmから3.0mmまで変化させた.血液試料には抗凝固剤を加え十分に空気を通じ酸素加した牛血を用い,マグネチックスターラーで撹拌した.3.結果と考察モデルでのテフロンシートを厚くすると,血液試料のみのスペクトルからテフロンシートのみのそれに近いパターンへと変化した.テフロンシートの厚さが0.7mmから3.0mmでは,ほとんど同じスペクトルパターンを示した.このように血液試料からモデル表面までの距離を変化させると,異なるスペクトルパターンが得られた.これより可視から近赤外領域で光吸収スペクトルを得れば,深さ方向の末梢血流分布を評価できる可能性が示唆された.4.まとめ皮膚表面組織を模擬したモデルを作製し,その光スペクトルを測定した.可視から近赤外領域で反射光の吸収スペクトルを得れば,深さ方向の末梢血流分布を評価できる可能性が示唆された.
レーザ光による電子ビームの量子論的エネルギー変調の実験的検証

本研究は、微小間隙相互作用回路を用いた光と電子ビームとの相互作用を理論及び実験的に明らかにし、光領域で動作する新たな小型電子ビーム装置開発のための基本特性を得ることを目的としている。本年度は、先ず、波長1ミクロン帯の実験に用いる微小間隙相互作用回路の製作を行った。電子ビームガイド用の溝をシリコンの異方性エッチングにより形成し、集束イオンビームを用いてシリコン表面上に幅1ミクロン以下の微小間隙を作製した。また、電子ビーム、レーザ光、微小間隙回路のアライメントを真空中で行うための高精度マニピュレータを設計し、製作した。一方、FDTD法を用いた間隙上の電磁界解析、及び電子ビームとのエネルギー授受の理論解析を推し進め、間隙を多段化した場合に、僅か数本程度で周期構造として電磁界分布の解析を簡略化することが可能であることが確認された。(5本で一次ピーク値の誤差が5%程度)また、スリット溝、スロット溝、V溝、矩形溝、等々の種々の形状について幅や溝深さを変化させて解析を行い、矩形溝を用いた場合に他と比較して倍程度のエネルギー授受が得られることが確認された。以上の解析結果を基に、矩形の回折格子を作製し、波長10.6ミクロンの炭酸ガスレーザを用いて相互作用実験(逆スミス・パーセル効果)を行い、場との同期条件を満たす電子速度で現れる3次までのエネルギー授受量のピークを実験的に確認した。これは現段階における最短波長での逆スミス・パーセル効果の実験結果である。本研究は、微小間隙相互作用回路を用いた光と電子ビームとの相互作用を量子論的な効果も含めて理論および実験的に明らかにし、光領域で動作する新たな小型電子ビーム装置開発のための基本特性を得ることを目的としている。本年度は、それまで金属加工により製作していた微小間隙回路を、シリコン基板を用いた半導体微細加工技術により1ミクロン以下の精度で精密に製作し、更に、表面にタングステンと銅を併せて蒸着することによりレーザ光に対する耐性の高い回路が得られることを確認した。理論解析では、種々の回路形状における近接場分布を解析するために新にFDTD法による電磁界解析法を導入し、それまでスリット構造しか解析できていなかったが、矩形溝、V溝等の深さ方向に構造を持つような形状に関しても解析を行うことが可能となった。以上の結果を基に波長10.6ミクロンの炭酸ガスレーザを用いて相互作用実験を行い、より高い精度での理論と実験の一致が得られるようになった。また、可視光領域の実験ではエネルギー授受量の減少が予想されることから、溝を多段化する方法を同様に炭酸ガスレーザを用いて検討し、深さ約4分の1波長の多段矩形溝、および多段V溝を用いた相互作用実験において、ほぼ溝数に比例して電子のエネルギー授受量が増加することを実験的に確認した。また、電子の初期速度を変化させて実験を行い、構造が周期化したことにより、その周期で決まる、ある初期速度に対して離散化されたエネルギー値のピークが現れる現象を理論解析および実験により確認し、両者の良い一致を得た。
COPII小胞のコートタンパク質に結合する新規リパーゼの解析

オルガネラ間のタンパク質輸送はコートタンパク質で覆われた小胞によって媒介されている。COPII小胞は小胞体から出芽する輸送小胞である。申請者らはCOPII小胞のコートタンパク質と結合し、リパーゼ構造を持つタンパク質p125を発見した。p125のC末端側の配列は、ホスファチジン酸に選択性の高いホスホリパーゼA_1(PA-PLA_1)と相同性を有する。さらに申請者らはESTデータベース検索によりp125、PA-PLA_1と構造類似性を示す新規タンパク質KIAA0725pを見出した。本研究ではp125及びKIAA0725pの機能解析を行った。1年目はp125とKIAA0725pの性質を比較した。試験管内で作製したリポソームを基質として両者の酵素活性を測定した結果、KIAA0725pがホスホリパーゼA_1活性を有すること、541番目のセリン残基が活性に必須であることがわかった。同条件下でp125の活性は検出されなかった。両者を培養細胞で過剰発現させたところ、異なるオルガネラ構造変化が観察された。これらの結果よりp125とKIAA0725pは酵素としての性質、細胞内での局在が異なると考えられた。2年目はp125の小胞輸送への関与について調べた。p125に対する抗体を作製しその局在を調べたところ、COPII小胞が出芽するER exit siteに局在することがわかった。またバーゼル大学・Hauri博士との共同研究によりp125がCOPIIコートタンパク質と同様に小胞体からの選別シグナルであるFFモチーフに結合することを示した。RNAi法によってp125の発現を阻害してオルガネラ構造を観察したところ、ER exit siteとシスゴルジに変化が見られた。これらの結果よりp125がCOPIIコートタンパク質と機能的に関連して小胞体からのタンパク質輸送に関与している可能性が示唆された。COP II小胞は小胞体から出芽する輸送小胞であり、タンパク質を小胞体とゴルジ体の間に存在する中間コンパートメントまで輸送する。申請者らは、COP IIコートタンパク質の成分であるSec23pと結合し、リパーゼ構造を持つタンパク質p125を発見した。p125の中央およびC末端部分の配列は、ホスファチジン酸に選択性の高いホスホリパーゼA1(PA-PLA1)と相同性を有する。さらに申請者らはp125、PA-PLA1と構造類似性を示す新規タンパク質KIAA0725pを見い出した。本年度はp125およびKIAA0725pの酵素活性について解析した。その結果、KIAA0725pがホスファチジン酸に対して選択性を有するホスホリパーゼA1であること、ホスホリパーゼA2活性およびリパーゼ活性は持たないことが明らかとなった。またKIAA0725pの541番目のセリン残基が活性に必須であることがわかった。同条件下でp125のホスホリパーゼA1活性は検出されなかった。さらにp125およびKIAA0725pを過剰発現したときの細胞への影響を比較した。

P125を培養細胞で過剰発現させると繋留タンパク質(輸送小胞の膜への繋ぎ止めに働くタンパク質)であるGM130、p115と凝集体を形成する。KIAA0725pを過剰発現させてもGM130、p115との凝集体は形成されなかった。またKIAA0725pを過剰発現させた細胞では小胞体の形態変化がみられ、これはKIAA0725pの酵素活性に依存していた。これらの結果はp125とKIAA0725pが細胞内で異なる局在と機能を有する可能性を示す。オルガネラ間のタンパク質輸送はコートタンパク質で覆われた小胞によって媒介されている。COPII小胞は小胞体から出芽する輸送小胞であり、タンパク質を小胞体とゴルジ体の間に存在する中間コンパートメントまで輸送する。申請者らは、COPIIコートタンパク質と結合し、リパーゼ構造を持つタンパク質p125を発見した。これまでの研究よりp125はCOPIIコートタンパク質と同様に小胞が出芽するER exit siteに局在することがわかっていた。COPIIコートタンパク質の膜への結合は低分子量GTP結合タンパク質であるSar1PのGTP/GDPサイクルに依存する。p125の局在がSar1Pにより調節されているのかを調べるためSar1PのGTP結合型、GDP結合型変異体を培養細胞で発現させp125の局在を調べた。その結果、p125のER exit siteへの局在はCOPIIコートタンパク質と同じくSar1PのGTP/GDPサイクルに依存することがわかった。RNAi法によってp125の発現を阻害してオルガネラ構造への影響を調べた。小胞体、ER exit site、シスゴルジ、トランスゴルジ、ミトコンドリアの構造をそれぞれのマーカータンパク質の染色により観察した。p125の発現が低下した細胞では、通常は核近傍に密集しているER exit siteが細胞全体に分散する傾向が見られた。またこのとき核近傍に固まって存在するはずのシスゴルジは広がっていた。一方、小胞体、トランスゴルジ、ミトコンドリアの構造には変化は見られなかった。これらの結果はp125がER exit site、シスゴルジの構造維持に関与している可能性を示唆する。
遺伝子工学的手法を用いた肺癌の転移診断と治療に関する研究

本研究は肺癌における転移関連遺伝子や、その遺伝子産物(特にマトリックスメタロプロティナーゼ)の発現を検討し、肺癌転移に関連した新しい遺伝子のクローニングを試みることにより、肺癌転移の分子機構の一部を明らかにし、肺癌の転移診断や治療の一助となることを目的とし計画された。肺癌におけるマトリックスプロティナーゼ(MMPs)およびその阻害酵素(TIMPs)発現の検討では,肺癌細胞株および肺癌組織においてMMP-2の陽性率は高く、肺癌の浸潤転移では,MMP-2が重要な役割をはたすものと考えられた。またTIMP-2の陽性率も高く、肺癌組織では病期進行に伴い陽性率が高くなることから、TIMP-2はMMPsを抑制的に調節するとともに、腫瘍増殖を促進する作用も有する可能性があるものと考えられた。また抗MMPsならびにTIMPsモノクローナル抗体を用い肺癌患者血清中MMPsならびにTIMPs量と、肺癌の浸潤転移性につき、臨床的に明らかにすることを試みた。肺癌進行例や肺内転移を認める症例に異常値を示すものが多く、MMP-1、MMP-2、MMP-9、TIMP-1およびTIMP-2は、肺癌の浸潤転移を検出する有用なマーカーとなる可能性が示唆された。転移関連遺伝子は単離こそならなかったものの、サブトラクションライプラリーを検索中である。癌転移の分子機構の解明は、最近数年来の話題だが、これまでにクローニングされた遺伝子やその産物ではまだとても十分とは言い難く、Differential Display法など類似の方法も検討し、今後あきらかにしてゆくことが可能であると考えられた。今後は、マトリックスメタロプロティナーゼおよびその阻害酵素(TIMPs)の調節機構解明,血中濃度と転移との関連性,さらに新遺伝子の発見に向け研究を進めて行くことが重要であると考える。本研究は肺癌転移に関連した新しい遺伝子のクローニング、および肺癌における転移関連遺伝子やその遺伝子産物(特にマトリックスメタロプロティナーゼ)の発現を、肺癌の細胞株および臨床例の組織において検討することにより、肺癌転移の分子機構の一部を明らかにし、肺癌の転移診断と遺伝子治療の一助となることを目的とし計画された。新しい癌転移関連遺伝子をクローニングするために必要な肺癌細胞株は、現在4ないし5株が樹立されつつあり、クローニングを試みている。肺癌細胞株は原発性肺癌切除症例のうち、約10%程度の確率で樹立されているものの、当初予想した以上に原発巣および転移巣、双方からの樹立は困難であった。今後も更に培養法の改善を目指すとともに、実験動物などによる転移モデルより、高転移株を樹立するなどの方法を試みている。癌転移の研究は急速に分子レベルで発展しており、マトリックスメタロプロティナーゼ(MMP-2およびMMP-9)は基底膜の主要構成成分である4型コラーゲンを破壊し癌の転移や浸潤に重要な役割を果たすといわれている。本年度予定した肺癌細胞株におけるMMP-2およびMMP-9発現はザイモグラム法およびノーザンプロット法の条件設定が終了した。現在症例を重ねているが、浸潤性の顕著な細胞株ほどMMPの発現を強く認め、MMPが肺癌の転移や浸潤に重要な役割をはたしていることが示唆された。本研究は平成5年度より新規開始されたプロジェクトである。平成5年度は肺癌細胞株の樹立や各種電気泳動法の条件設定など、予定した計画はほぼ達成されたと考えられる。平成6年度はこれらの結果を用い、サプトラクション法による肺癌転移関連遺伝子のクローニング、および各種癌転移関連遺伝子を発現させた肺癌細胞株の転移浸潤能を検討することによってこれら遺伝子の生体内における意義を明らかにすることができると考える。

本研究は肺癌における転移関連遺伝子やその遺伝子産物(特にマトリックスメタロプロティナーゼ)の発現を、肺癌の細胞株および臨床例の組織において検討し、肺癌転移に関連した新しい遺伝子のクローニングを試みることにより、肺癌転移の分子機構の一部を明らかにし、肺癌の転移診断や遺伝子治療の一助となることを目的とし計画された。癌転移の研究は急速に分子レベルで発展しており、腫瘍細胞より産生されるマトリックスメタロプロティナーゼ(MMP-2およびMMP-9)は、基底膜の主要構成成分であるIV型コラーゲンを破壊し、癌の転移や浸潤に重要な役割を果たすといわれている。本研究では、今年度ザイモグラム法やノーザンブロット法を用い、MMP-2およびMMP-9の発現が、さまざまな肺癌細胞株により、大きく異なることを明らかにした。現在MMP-2およびMMP-9の阻害酵素として話題になったTIMP-1およびTIMP-2の発現もあわせて検討している。また種々の経路により、これら細胞株をヌードマウスに移植し、肺癌細胞の転移浸潤能を検討している。新しい癌転移関連遺伝子をクローニングするために必要な肺癌細胞株は、現在4ないし5株が樹立されたものの、転移好発株を得ることは困難であった。このため手術材料をもちい原発巣および転移巣から直接cDNAライブラリーを作成し、サブトラクション法を試みるよう材料を収集している。平成6年度は初年度であった前年度の結果を踏まえ、癌転移関連遺伝子(とくにIV型コラゲナーゼ)の発現とその転移浸潤能を、肺癌細胞株をもちい分子レベルで明らかにした。今後さらに臨床例をもちいた検討を行うとともに、平成7年度はMMP-2、MMP-9に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドを用い、腫瘍細胞の転移抑制効果を検討する予定である。またcDNAサブトラクション法をもちいた、新しい肺癌転移関連遺伝子は、そのクローニングには至らないものの、基礎的設定を変更し実験の方向性が明らかとなった。平成7年度はこのような変更点を考慮し、さらに実験法に検討を加え研究を遂行する予定である。本研究は肺癌における転移関連遺伝子やその遺伝子産物(特にマトリックスメタロプロティナーゼ)の発現を、肺癌の細胞株および臨床例の組織において遣唐使、肺癌転移に関連した新しい遺伝子のクローニングを試みることにより、肺癌転移の分子機構の一部を明らかにし、肺癌の転移診断や遺伝子治療の一助となることを目的とし計画された。癌転移の研究は分子レベルで急速に発展しており、腫瘍細胞より産生されるマトリックスメタロプロティナーゼ(MMP・2およびMMP・9)は、基底膜の主要構成成分であるIV型コラーゲンを破壊し、癌の転移や浸潤に重要な役割を果たすといわれている。本研究では、平成6年度にはザイモグラム法やノーザンブロット法を用い、MMP・2およびMMP・9の発現が、さまざまな肺癌細胞株により、大きく異なることを明らかにした。平成7年度はMMP・2およびMMP・9の阻害酵素として話題になったTIMP・1およびTIMP・2の発現もあわせて検討をおこなっている。また種々の経路により、これら細胞株をヌードマウスに移植し、肺癌細胞の転移浸潤能をあきらかにするとともに、これら酵素のモノクローナル抗体をもちいて、手術の際摘出された腫瘍組織を免疫染色し、その発現と臨床経過との相関を検討している。
マイクロアレイを使った激症型A群溶連菌の病原因子の検索

インターネット上で公開されているStreptococcus pyogenesのゲノムデータ及び既報の遺伝情報より本菌の病原因子に関連すると思われる遺伝子及びその制御遺伝子71種を選び出し,各遺伝子をPCRにより増幅し精製後スライドガラスに固定化し,DNAマイクロアレイを作成することに成功した.また細菌からtotal RNAを安定して回収する方法を確立した.S.pyogenesでは発現しない遺伝子を同一アレイ上に固定化し,in vitro転写で得たmRNAを一定量加えることで定量化の基準とする方法を確立した.激症型A群溶連菌感染症(TSLS)患者由来のS.pyogenes菌株を種々の異なった条件で培養し,toal RNAを抽出し,蛍光標識cDNAとした後,アレイ上で競合hybridizationを実施,各遺伝子の発現量比の測定を行ったところ,M1型T1型SpeB産生S.pyogenes株では5%CO_2存在下で培養した場合は好気条件で培養した場合に比べ特定の発赤毒素の発現量が非常に高くなっていた(SpeBで数十倍,SpeFで数倍).またマイトジェンファクター,免疫応答分泌蛋白などに関連する遺伝子の発現量にも増加が認められた.別の菌群では異なった傾向が見られ,TSLS由来であっても菌株によって遺伝子発現プロファイルが異なっていた.現在,各菌株グループでの遺伝子発現の傾向を明確にするため,より多くの菌株について解析を行っている.本研究の成果からTSLS病態は多くの遺伝子の発現が寄与している可能性が示唆された.今後生体側の反応を加味して,さらに包括的な遺伝子発現のモニタリングを行い,TSLS病態に寄与する菌体側の因子の全容を明らかにしていきたい.マイクロアレイ上に固定すべき遺伝子の検索を行った.ORF予測は隠れマルコフモデルを使った方法を利用した.インターネット上で公開されているStreptococcus pyogenesのほぼ全領域の塩基配列を使い500塩基以上のORFを主に検索した.その結果約1000種の推定ORFが存在していることが明らかとなった.これら推定ORFから一部はプライマーを設計したが,更に各種ブロテアーゼなどを規定している遺伝子を絞り込み,プライマーを設計する.既知のS.pyogenes病原遺伝子約35種については,プライマーを設計した.細菌からのmRNAの回収方法についてはtotal RNAを回収し,ビオチン標識した16S rRNAおよび23S rRNAと混合後,アビジンコートで吸着させる方法を採用した.スライドグラス上にDNAを確実に固定しマイクロアレイを作製する条件を検討した.DNA濃度,スホット条件(温度,湿度,時間など)等について検討し,使用可能なマイクロアレイを作ることができた.プローブDNAのラベルは蛍光プライマーを使って増幅することにより容易に導入できたが,感度がやや弱く更に検討が必要と思われた.DNA-DNAhybridizaion中の非特異反応を軽減するため種々のブロッキング剤を検討したが,メチルピロリジンが最も有効であった.インターネット上で公開されているStreptococcus pyogenesのゲノムデータ及び既報の遺伝情報より本菌の病原因子に関連すると思われる遺伝子及びその制御遺伝子71種を選び出し,各遺伝子をPCRにより増幅し精製後スライドガラスに固定化し,DNAマイクロアレイを作成することに成功した.また細菌からtotal RNAを安定して回収する方法を確立した.S.pyogenesでは発現しない遺伝子を同一アレイ上に固定化し,in vitro転写で得たmRNAを一定量加えることで定量化の基準とする方法を確立した.激症型A群溶連菌感染症(TSLS)患者由来のS.pyogenes菌株を種々の異なった条件で培養し,toal RNAを抽出し,蛍光標識cDNAとした後,アレイ上で競合hybridizationを実施,各遺伝子の発現量比の測定を行ったところ,M1型T1型SpeB産生S.pyogenes株では5%CO_2存在下で培養した場合は好気条件で培養した場合に比べ特定の発赤毒素の発現量が非常に高くなっていた(SpeBで数十倍,SpeFで数倍).またマイトジェンファクター,免疫応答分泌蛋白などに関連する遺伝子の発現量にも増加が認められた.別の菌群では異なった傾向が見られ,TSLS由来であっても菌株によって遺伝子発現プロファイルが異なっていた.現在,各菌株グループでの遺伝子発現の傾向を明確にするため,より多くの菌株について解析を行っている.本研究の成果からTSLS病態は多くの遺伝子の発現が寄与している可能性が示唆された.今後生体側の反応を加味して,さらに包括的な遺伝子発現のモニタリングを行い,TSLS病態に寄与する菌体側の因子の全容を明らかにしていきたい.
広域高度コラボ型モバイルネットワーク上での先端融合ウェアラブル情報機器実験

本研究では、インターネット衛星「きずな」(WINDS)の可搬型小型ウエラブルアンテナ(直径45CM程度)を用い,モバイル・コラボ型多地点間ネットワークシステムを構築し、ウエアラブル情報機器のネットワークへの組み込み、およびその教育への実証実験を行った.アンテナで一旦うけたインターネット通信をWiFiに接続,各種機器,教育への利用を試みた.その結果,通信遅延などの問題を検討した.本研究では、インターネット衛星「きずな」(WINDS)の可搬型小型ウエラブルアンテナ(直径45CM程度)を用い,モバイル・コラボ型多地点間ネットワークシステムを構築し、ウエアラブル情報機器のネットワークへの組み込み、およびその教育への実証実験を行った.アンテナで一旦うけたインターネット通信をWiFiに接続,各種機器,教育への利用を試みた.その結果,通信遅延などの問題を検討した.「e-Japan重点計画」にある施策の1つ、「世界最高水準の高度情報通信ネットワークの形成」の課題として、「2005年までに超高速インターネット衛星WINDSを打ち上げて実証実験を行い、2010年を目途に実用化する」とある.超高速インターネット衛星WINDSは、オンボードATM交換機を搭載した再生中継型衛星であり、多地点間をメッシュ型トポロジで接続したネットワーク上での高度な利用が期待されている。本研究では、H19年度に打ち上げられた超高速インターネット衛星「きずな(WINDS(WidebandInterNetworking engineering test and Demonstration Satellite))」を用いた、モバイル・コラボ型多地点間ネットワークシステムを構築し、ウェアラブル・モニタリング・非設置型力触感デバイスシステムの組み込み、およびその教育への実証実験を行う。(1)衛星を用いた多地点間高速ネットワークシステムの構築:本年度は打ち上げにともない,タイ,マレーシアとのネットワーク再構築に向け,無線ライセンスの取得,アンテナ設置の実地調査をおこなった.そのため,打ち合わせのため,タイ,マレーシアを訪問した.(2)高度モバイル実証実験:「きずな」搭載ATM交換機能の有効性を検証するため、(1)で構築した多地点間メッシュ型・ネットワーク上において、遠隔医療、遠隔レスキュー、遠隔インストラクション、遠隔防災システムなどの広域モバイルアプリケーションの利用実験をおこなうため,通信器機,および,多画面モニターシステムMMCの実験をおこなった.(3)ウェラブル・モニタリング、力触感デバイスを使った遠隔教育利用への応用:仮想的広域モバイル実験を行い、先端モバイルアプリケーションの開発を目指し,モバイルアンテナの設置,システム構築の検討,実施形態,アプリ開発を行った.「e-Japan重点計画」にある施策の1つ,「世界最高水準の高度情報通信ネットワークの形成」の課題として,「2005年までに超高速インターネット衛星WINDSを打ち上げて実証実験を行い,2010年を目途に実用化する」とある.超高速インターネット衛星WINDSは,オンボードATM交換機を搭載した再生中継型衛星であり,多地点間をメッシュ型トポロジで接続したネットワーク上での高度な利用が期待されている.H19年度に超高速インターネット衛星「きずな(WINDS (Wideband InterNetworking engineeringtest and Demonstration Satellite))」は成功裏にうちあげられ,初期テストを経て,今年度6月から,通信テストを行い,8月までに,タイのアジア工科大学に参照局を作成し,通信テストを繰り返してきた.11月には,筑波大学にアンテナを持ち込み,衛星「きずな」との折り返しテストを行い,実際にモバイル通信できる,マルチキャスト環境で,遠隔操作テストを行った.さらに,2月,3月と,コラボ型ケットワークの実際の環境を構築し,タイ,マレーシア,日本の問で,遠隔教育テストを行った.(1)衛星を用いた多地点間高速ネットワークシステムの構築:実際にコラボ型ネットワークの作成を行い,テストを行った.(2)高度モバイル実証実験:モバイルアンテナを筑波大学に持ち込み,折り返しテスト,遠隔操作テストをおこなった.(3)ウェラブル・モニタリング、力触感デバイスを使った遠隔教育利用への応用:モバイル環境で力触感デバイスを持ち込み接続テストを行った.本研究では,平成19年度に打ち上られた,超高速インターネット衛星「きずな」(正式名称:WINDS (Wideband Inter Networking engineering test and Demonstration Satellite))の可搬型小型ウェラブルアンテナ(直径45CM程度)を用い,モバイル・コラボ型多地点間ネットワークシステムを構築し、ウェアラブル・モニタリング・非接触型力触感デバイスシステムのネットフークへの組み込み,およびその教育への実証実験を行った.超高速インターネット衛星「きずな」は,フェーズド・アレイ・ビーム・アンテナを持つオンボードATM交換機搭載再生中継型衛星である。多地点間をメッシュ型トポロジーで高速接続する衛星ネットワーク上では,高度なモバイル・アプリケーション利用が可能と期待されており,今回この小型アンテナを用い,つくば地区の野外でノートパソコンを中心とする衛星ネットワークを構築し,野外と大学研究室を繋ぐ実証実験を行った.ウェラブル小型カメラ,シースルーカメラ,ファンットムカ触覚デバイスを被験者に携行させ,BlueToothにより衛星ネットワークに繋いだをノートパソコンから情報の収集実験,力触覚デバイスを用いた遠隔操作実験を行った.その結果,衛星ネットワークのメリット・デメリット,実用化への問題点を検討した.特に,衛星ネットワークの特性である,タイムラグを踏まえた制御,ネットフークアクセレレータの必要性などが判明した.また,衛星以外,災害時の車載・航空機搭載システムへの応用なども検討した.