hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔質膜によるタンパク質の高度濃縮と高感度の分子診断するバイオセンサーの開発

申鶴雲さんは今まで酵素免疫測定(ELISA)において、カチオン性高分子積層膜表面のブロッキング剤の高い被覆率により、従来のポリスチレンプレートより高い測定感度を有することが明らかとなった。さらに多孔質膜表面に高分子積層膜を作製し、抗原溶液を多孔質膜に透過する際に反応させ、従来の拡散に支配された反応から抗原の局所的な濃縮反応に変換させることにより、精密かつ迅速な検出できることが明らかとなった(H.Shen.,J.Watanabe, M.Akashi, Polym.J. 2011,43,35.)。昨年度は(1)疎水性アミノ酸であるフェニルアラニン(Phe)をポリ(γ-グルタミン酸)(γ-PGA)に修飾し、水中で自己会合により形成した生分解性ナノ粒子(γ-PGA-PheNPs)を用いてELISA基板としての応用について検討を行った。γ-PGA-PheNPsの表面は親水性のカルボキシル基が出ているので、抗原や二次抗体の非特異吸着を効率強く抑制できた(H.Shen, M.Akashi, Analytica Chimica Acta, in preparation)。(2)またカチオン性アミノ酸のアルギニン(Arg)をγ-PGA側鎖に修飾することにより両性電解質ポリアミノ酸を合成し、水中で自己集合することによりナノ粒子を作製した。Argの導入率を制御することにより、アニオン性カルボキシル基とカチオン性グアニジウム基間の静電相互作用を制御でき、ナノ粒子のサイズと表面電荷を制御できた。さらにナノ粒子と反対電荷を持つタンパク質を効率よく、かつ安定に担持できることが明らかとなった(H.Shen, T.Akagi, M.Akashi, Macromol. Biosci., revised)。このような両性電解質アミノ酸ナノ粒子は新規なドラックデリバリーキャリアとして有用であると考えられる。多孔質材料は高い比表面積、透過性、外部環境変化の緩衝性などの性質を有するため、近年バイオテクノロジー、生物センサーやタンパク質の送達などの分野への応用に注目を集めている。これまで私は高分子積層膜の最表面の高分子の電荷により高度なタンパク質の選択吸着を見出した。さらに酵素免疫測定(ELISA)において、カチオン性高分子積層膜表面のブロッキング剤の高い被覆率により、従来のポリスチレンプレートより高い測定感度を有することが明らかとなった。そこで本研究では多孔質膜表面に高分子積層膜を作製し、従来ELISAの抗原-抗体の静的反応から抗原溶液を多孔質膜に透過する際に反応させ、従来の拡散に支配された反応から抗原の局所的な濃縮反応に変換させることにより、精密かつ迅速な検出が期待できると考えた。遠心透過法で抗原溶液の透過を実現した。様々な回転数と回転時間について検討した結果、800rpm,3minの条件下で最大の測定感度(シグナルとノイズの比)が得られた。遠心透過法は静的法(従来法、37°C,1h反応)と同程度に広範囲で定量可能であることが示唆された。しかも遠心透過法の反応時間は従来法の1/20に短縮された。これは遠心透過することにより抗原分子を短時間で基板、すなわち一次抗体の近傍に接近、局所的に濃縮させることで、精密かつ迅速な検出が実現できたと考えられる。一方、従来法は抗原分子のランダムな溶液中での拡散により反応が進むため、かなりの時間がなければ、反応が十分に進行することが困難であると考えられる。未修飾フィルターと積層膜を修飾した膜を比較すると、積層膜はより良い定量性が示唆された。これは積層膜表面の一次抗体の吸着量が多く、配向性が良好なためであると考えられる(H.Shen,J.Watanabe,T.Akagi,M.Akashi,Polym.J.2011,43,35.)。

さらにナノ粒子と反対電荷を持つタンパク質を効率よく、かつ安定に担持できることが明らかとなった(H.Shen, T.Akagi, M.Akashi, Macromol. Biosci., revised)。このような両性電解質アミノ酸ナノ粒子は新規なドラックデリバリーキャリアとして有用であると考えられる。
翻訳規範とコンピテンスの可操作化を通した翻訳プロセス・モデルと統合環境の構築

本研究では、翻訳プロセスに翻訳規範とコンピテンスの要素を対応づけた翻訳プロセス・モデルを構築し関連する機構・技術を開発する。研究は、大きく、(1)翻訳プロセス・モデルの構築と、(2)技術開発、(3)統合環境の構築、(4)モデルの評価の4フェーズから構成される。研究期間の前半はモデル構築と技術開発、後半は統合環境の構築とモデルの評価に重点を置くが、モデルが規範的な性格を有することから、構築・改善と評価を繰り返しながらモデルを精緻化する。翻訳統合環境・翻訳教育環境、翻訳プロセス要素の自動化技術、データ、メタ言語は研究終了時までにシステム・刊行物・データとして公開する。
リグノセルロース原料を用いた木質セメントボードの迅速硬化技術の開発とその高性能化

1)オイルパームセメントボードの製造硬化促進剤の種類や添加量がおよぼす効果を水和熱測定実験で明らかにし、オイルパームセメントボードの最適製造条件を求めて、ボードの材質との関係を明らかにした。2)二酸化炭素養生による迅速硬化技術の開発およびボードの高性能化新たに開発された高圧二酸化炭素養生法に関して、二酸化炭素の圧力、養生時間ならびに温度が及ぼすボード材質への影響を明らかにして、迅速硬化養生の効果を検討した。さらに、SEM観察、X線回折、熱分析等の応用し、二酸化炭素養生による迅速硬化ならびに強度発現機構を明らかにした。3)オイルパームセメントボードの製造における二酸化炭素養生技術の応用オイルパームセメントボードを冷圧法により成形したのち、二酸化炭素による養生をおこない、これまでの自然養生では得られない高性能ボードの製造が可能であることを明らかにした。これらの一連の研究成果の一部を、木材学会誌、J.Wood Scienceに発表した。竹、オイルパームフロンドやEFB等、各種の非木材リグノセルロース原料のセメントへの親和性を明らかにするために、木質-セメント混合物の水和反応熱を測定し、適合係数ならびに阻害係数を算出した。その結果、これら非木材リグノセルロースはセメント硬化を阻害することが判明したが、一方、前処理や添加剤によって硬化阻害性はある程度改善されることを明らかにした。また、主要備品である熱分析装置によって、木質-セメント混合物の水和過程の熱特性解析を試み、これらの手法がセメント硬化過程の特性把握に有効であることを予備的に明らかにした。また、これら一連の基礎実験の結果を基に、例えば、ケイ酸ナトリウムや炭酸水素ナトリウムなどの適当な添加剤を加え、蒸気噴射プレス法を適用することによって、竹質セメントボードの迅速成形に成功した。添加剤の種類、添加率、蒸気温度。熱圧時間など、各種製造因子がボードの材質に及ぼす影響を検討して、その最適条件を求め、ボードの材質が十分に実用的なレベルに達していることを明らかにした。これらの結果の一部は、日本木材学会誌に掲載されるとともに、現在、関連論文2報を同学会誌に投稿中である。本年度の当該研究で得られた主な成果は以下の通りである。1)適当な水和促進剤を添加し、ホットプレス法を適用した竹セメンボードの迅速成形技術の開発を試み、ホットプレス法と加熱養生法という比較的簡便な装置、手法によって、優れた材質をもつ竹セメントボードを短時間で成形、製造することに成功した。2)セメント-オイルパームの粉末混合系の水和反応熱を測定し、適合係数を算出して、これらのセメント硬化阻害性を明らかにした。これを改善するために、塩化マグネシウムの水和促進剤としての添加効果を実証した。3)従来法(コールドプレス)によってオイルパームセメントボードを製造し、その材質を調べて、水和促進剤の効果を確かめた。4)木質パネルおよび木質セメントボードの耐火性能の評価を行い、その特性を評価する。
家庭との連携に基づく道徳教育プログラムの開発：米英独仏の先行事例の批判的検討から

本年度は前年度に行われた英国小学校における訪問調査を踏まえ、多元的社会としての英国における社会の状況に目を配りながら、学校教育がどのように行われているのか、初等教育段階での教育目的やカリキュラム等を分析し、学会報告を行った。同校では、異なる文化や宗教をもつ人々が住む社会において、多文化共生の社会を展望するとともに、一人ひとりの子どもが社会のなかで幸福に生きていくための教育実践が志向されていることが明らかとなった。とりわけ、1・2年生や3・4年生におけるカリキュラムでは地域社会の歴史や現状を学習する機会が設けられていた。しかしながら、今回の学校報告では使用教科書や使用教材の内容分析等については、詳しく行うことができなかった。児童・生徒の学習実態を明らかにするためには、こうした作業も必要になると考えられる。本学会報告はその後、学術論文として公表している。また、本年度は、ドイツ・ニーダーザクセン州で5番目の規模を持つ都市ゲッティンゲンにおいて小学校を訪問し、調査を実施した。大学街として知られるゲッティンゲンでは、2018年11月27日にH基礎学校、翌11月28日にB基礎学校を訪問し、「社会性の学習(Soziales Lernen)」の実践について見学するとともに、校長や「社会性の学習」を行った教員を対象としたインタビュー調査を行った。調査にあたっては、社会性を育成するにあたって学校側は家庭とどのような連携を図っているかなどに注意を向けた。本調査の結果はより詳細な分析を経て、2019年度に学会報告ならびに学術論文として公表する予定である。調査対象先の都合等により、実施予定の訪問調査のスケジュールが遅れることとなった。そのため、フランスにおける学校訪問調査ならびに、ドイツやフランスにおける道徳教育の実態などに関する分析と学会報告、学術論文の執筆などを年度内に完了することができなかった。本年度はフランスにおける学校訪問調査を実施するとともに、ドイツやフランスにおける道徳教育の実態などに関する分析と学会報告、学術論文の執筆などを実施する。本研究では「道徳科」の効果を高める方策ならびに学校全体でいかなる取り組みや保護者との連携を進めればよいのかを検討するため、日本とは異なるかたちで道徳教育に取り組むアメリカ、イギリス、ドイツ、フランスにおいて調査を実施し、日本の道徳教育制度や社会的・歴史的事情との比較のもとに、道徳教育の在り方を検討する。また、それらの国々の研究者からの聞き取りを行い、理論的背景についても分析を行うことも目的としている。本年度はアメリカ・イギリス・ドイツ・フランスにおける道徳教育の教育制度や社会的・歴史的事情に関する文献調査を行うとともに、イギリスおよびドイツにおける学校訪問調査、ドイツにおける研究者訪問調査を行った。また、日本国内の教育学系学会においてイギリスにおける道徳教育に関する現時点までの調査内容の発表を行い、他の研究者からの情報提供も受けた。イギリスではケンブリッジ大学の附属小学校を訪問した。また、ドイツではゲッティンゲンの総合制中等教育学校を訪問した。さらに、ゲッティンゲン大学の教育学研究者を訪問し、ドイツにおける道徳教育の現状と課題について最新情報を収集した。イギリスにおいてもドイツにおいても、過去数十年の間に急増した外国系の出自を持つ児童生徒に対し、当該社会において求められる力をどのようにして身につけさせるかは、重要な課題となっている。その際、これらの力、とりわけ社会性や道徳性といった力は、特定の教科のみにおいてではなく、様々な教科や学校の教育活動全体を通じて児童生徒の中で高まるように配慮や支援がなされていた。本年度はアメリカ・イギリスでの訪問調査を予定していたが、アメリカでの調査に代えて、ドイツでの訪問調査を行った。その他、資料については順調に収集と分析が進められている。本年度は研究分担者の山口がイギリスでの訪問調査ならびにロンドン大学で開催された国際学会での研究発表を行なった。訪問調査を実施したのは2017年6月、対象校はロンドン市内で多様なエスニシティの暮らす地域タワーハムレット(マジョリティはバングラデシュ系)に所在するH小学校である。同校に通う子どもたちの家庭の状況は、ホワイトカラー家庭(駐在員の家庭を含む)や移民系の家庭など様々で、子どもたちのエスニシティ上の背景としては、バングラデシュ系の子どもが大半を占めている。子どもが作成した作品からも文化的な多様性を統合するような取組みをうかがうことができた。同校では、教育活動を円滑かつ効果的に実施するために、保護者との連携を重視していた。配布されていた学級通信にもそうした取り組みが明確に表れている。同じく2017年6月にはロンドン大学で開催されたInternational Conference for Education and Democratic Citizenshipに参加し、発表を行うとともに、ヒュー・スターキー教授ならびにアンドリュー・オスラー教授と意見交換を行なった。また、研究分担者の杉田は今年度、アメリカにおける道徳関係学会に参加するとともに、アメリカでの訪問調査を行った。参加した学会は2017年10月のNational Forum on Character Educationであり、併せてワシントンD.C.のS初等中等教育学校を訪問した。同校は1学年30名程度の小規模校であり、多様性を尊重することを重視するとともに、子ども中心・進歩主義的な理念に基づく学校である。2017年度にはキャラクター・エデュケーションの優秀校のひとつに選ばれている。各学校段階ごとにプログラムが実施され、多様性を尊重する雰囲気の醸成目指した学校全体での道徳教育のアプローチが見られた。当初計画では、平成29年度には独・仏で学校訪問調査を行うとともに、米、英で研究者の訪問調査を行うことを予定していた。また、当初28年度に行う予定であった米、英での学校訪問調査も未実施の状況であった。

そうした中、計画通りロンドン大学の「教育・市民性国際センター」(International Center forEducation and Democratic Citizenship)を主導するHugh Starkey教授を訪問し意見交換を行うことができた。また。また、アメリカの人格教育に関する学会に参加し、同地の研究者たちの研究状況を把握することができた。平成28度に実施することができなかった米、英での学校訪問調査も実施した。本年度は前年度に行われた英国小学校における訪問調査を踏まえ、多元的社会としての英国における社会の状況に目を配りながら、学校教育がどのように行われているのか、初等教育段階での教育目的やカリキュラム等を分析し、学会報告を行った。同校では、異なる文化や宗教をもつ人々が住む社会において、多文化共生の社会を展望するとともに、一人ひとりの子どもが社会のなかで幸福に生きていくための教育実践が志向されていることが明らかとなった。とりわけ、1・2年生や3・4年生におけるカリキュラムでは地域社会の歴史や現状を学習する機会が設けられていた。しかしながら、今回の学校報告では使用教科書や使用教材の内容分析等については、詳しく行うことができなかった。児童・生徒の学習実態を明らかにするためには、こうした作業も必要になると考えられる。本学会報告はその後、学術論文として公表している。また、本年度は、ドイツ・ニーダーザクセン州で5番目の規模を持つ都市ゲッティンゲンにおいて小学校を訪問し、調査を実施した。大学街として知られるゲッティンゲンでは、2018年11月27日にH基礎学校、翌11月28日にB基礎学校を訪問し、「社会性の学習(Soziales Lernen)」の実践について見学するとともに、校長や「社会性の学習」を行った教員を対象としたインタビュー調査を行った。調査にあたっては、社会性を育成するにあたって学校側は家庭とどのような連携を図っているかなどに注意を向けた。本調査の結果はより詳細な分析を経て、2019年度に学会報告ならびに学術論文として公表する予定である。調査対象先の都合等により、実施予定の訪問調査のスケジュールが遅れることとなった。そのため、フランスにおける学校訪問調査ならびに、ドイツやフランスにおける道徳教育の実態などに関する分析と学会報告、学術論文の執筆などを年度内に完了することができなかった。平成29年度においては、イギリスとドイツで学校訪問調査と研究者の訪問調査を行う予定である。また、資料の収集と分析を継続し、各国における教育法規、学習指導要領、教科書、教育に関する社会的議論、道徳教育史などについて各国の特徴と共通性を抽出する。平成30年度においては、フランスとドイツで学校訪問調査と研究者の訪問調査を行う予定である。
岡山市における大気汚染短期・長期曝露の健康影響評価

欧米の研究を中心に、現在のような(過去の事例に比べれば低濃度の)大気汚染濃度でも健康影響を引き起こす可能性があることが指摘されているが、海外と比べ、国内では大気汚染の健康影響を評価した疫学研究は依然として少ない。特に、微小粒子状物質(PM2.5)やオゾンの健康影響、大気汚染の長期曝露による健康影響に関しては知見が少ない。昨年度は、岡山市健康診査データを利用し大気汚染長期曝露と疾病の関連を評価するための、大気汚染長期曝露の各種指標作成(濃度、交通量指標、推定濃度)を行った。平成18年か19年の何れかで岡山市基本健康診査を受診し、2016年まで追跡が行われた約7万6千人を対象とし、個人レベルの大気汚染(PM2.5)曝露の程度を評価する指標を作成した。また同時に、上記健康診査データは死因情報を保有していないため、厚生労働省に、動態統計情報の目的外申請を行い、死亡者の死因情報のリンクを行った。本年度は、取得した健康診査データに大気汚染曝露指標と死因情報を割り当てたデータセットを利用し、大気汚染長期曝露と様々な疾病・アウトカムとの関連を評価した。具体的な疾病・アウトカムとしては、全死因死亡、呼吸器系疾患死亡、循環器系疾患死亡、肺がん死亡、糖尿病の有病割合を用いた。解析では、生存分析、又はロジスチック回帰分析を用い、年齢、喫煙状態、飲酒状態、BMI値、既往歴、社会経済状態、地域の社会経済状態などの調整を行った。学術会議発表、英文論文発表を行っている。昨年度作成したデータセットを用いて解析を行い、学術会議発表及び英文論文発表を行うことができたため、おおむね順調に進展していると判断した。今後は、大気汚染の長期曝露の健康に関する研究を継続する予定であるが、更に、大気汚染の短期曝露に着目した研究も行う。岡山市は、市内で搬送された救急患者の救急搬送理由(罹患情報)もついたデータを保有している。岡山市消防局より救急搬送データ10年間分(2009年2018年)を入手し、そのデータと日々又は一時間ごとの大気汚染濃度をリンクし、大気汚染短期曝露と疾病(循環器疾患・呼吸器疾患)の関連を評価する予定である。2009年の環境基準値の設定以降、データが蓄積されてきた微小粒子状物質(PM2.5)や最近問題となっているオゾンに着目する予定である。長期曝露による健康影響に関しては、岡山市における基本健康診査のデータを利用し、大気汚染長期曝露と呼吸器系疾患・循環器系疾患だけでなく、糖尿病など幅広い疾病・アウトカムとの関連を評価する予定である。本年度は、岡山市健康診査データを利用し大気汚染長期曝露と疾病の関連を評価する為の、大気汚染長期曝露の各種指標作成(濃度、交通量指標、推定濃度)を行った。住所情報を利用した個人レベルの大気汚染曝露の程度の評価により対象者の曝露情報の誤分類を大幅に減らすことが出来ると考えられる。本年度は、次年度に行う「岡山市における大気汚染長期曝露と疾患別死亡・その他アウトカムとの関連評価」のための曝露モデルの作成を完了させた。次年度の解析により、大気汚染の長期曝露の健康影響に関する知見を提供できるものと思われる。岡山市健康診査データを利用した大気汚染長期曝露と疾病の関連を評価するための、大気汚染長期曝露の各種指標のデータの収集を終了した。また、目的外申請も行い、データの収集も完了した。よって、おおむね順調に進展していると判断した。

具体的な疾病・アウトカムとしては、全死因死亡、呼吸器系疾患死亡、循環器系疾患死亡、肺がん死亡、糖尿病の有病割合を用いた。解析では、生存分析、又はロジスチック回帰分析を用い、年齢、喫煙状態、飲酒状態、BMI値、既往歴、社会経済状態、地域の社会経済状態などの調整を行った。学術会議発表、英文論文発表を行っている。昨年度作成したデータセットを用いて解析を行い、学術会議発表及び英文論文発表を行うことができたため、おおむね順調に進展していると判断した。本年度、取得した健康診査データに大気汚染曝露指標と死因情報を割り当てたデータセットを利用し、大気汚染長期曝露の各種指標(濃度、交通量指標、推定濃度)と様々な疾病・アウトカムとの関連を評価する。具体的な疾病・アウトカムとしては、全死因死亡、呼吸器系疾患死亡、循環器系疾患死亡、肺がん死亡、糖尿病による死亡、その他疾病への罹患、HbA1c値の変化、介護状態の変化、認知機能の変化などを用いる。解析には、生存分析、又はロジスチック回帰分析を用い、年齢、喫煙状態、飲酒状態、BMI値、既往歴、社会経済状態、地域の社会経済状態などの調整を行う。解析後、学術会議発表、英文論文発表を行う。今後は、大気汚染の長期曝露の健康に関する研究を継続する予定であるが、更に、大気汚染の短期曝露に着目した研究も行う。岡山市は、市内で搬送された救急患者の救急搬送理由(罹患情報)もついたデータを保有している。岡山市消防局より救急搬送データ10年間分(2009年2018年)を入手し、そのデータと日々又は一時間ごとの大気汚染濃度をリンクし、大気汚染短期曝露と疾病(循環器疾患・呼吸器疾患)の関連を評価する予定である。2009年の環境基準値の設定以降、データが蓄積されてきた微小粒子状物質(PM2.5)や最近問題となっているオゾンに着目する予定である。衛星情報を利用し大気汚染モデル作成が可能となったため、大気汚染の曝露モデル作成の為の費用(測定依頼など)を削減することができた。次年度その削減分の経費を、解析や論文発表費用として使用する予定である。論文出版の経費支払いが次年度に持ち越されたため。また、解析や論文作成に使用する予定であるため。
前脳血流慢性低灌流ラットが示す脳高次機能障害における脳内神経伝達機能変化の解析

高次脳機能の行動科学/意欲:痴呆をめぐる心理的要因のうち,意欲について着目し,累積比率教科課題を用いて検討した.累積比率(progressive ratio:PR)強化課題は報酬刺激の強化値を測定する行動系として標準的に用いられており,課題の進行とともに要求反応数が上昇することを利用して,モティベーションの程度を測定し,意欲に及ぼす影響を評価することを試みた.PR課題のモティベーション測定系としての妥当性を評価するために,エサを強化子とするオペラント行動において重要な役割を果たすとされるDA系神経の終末領域である側坐核の破壊が及ぼす影響を検討した.側坐核の破壊はDA神経毒である6-OHDA(10μg/μl)を両側性に投与することで行なった.また,対象群にはvehicleを投与したものを用いた.はじめに,通常の学習課題で用いられる基準体重の85%での体重統制を行なったところ,6-OHDAによる側坐核破壊の効果は認められなかった.ところが,体重統制を緩やかにすることで「生きるためのエサ」と「豊かな食生活を実現するためのエサ」をより強く区別させることを試みたところ,95%体重統制群では側坐核に6-OHDAを投与することで,ブレークポイントが明らかに低カした.このことは,6-OHDAで側坐核を破壊することによって,あきらめが早くなたこと,すなわち意欲の低下を示すことを意味する.以上の検討結果から,意欲を評価する指標としてモティベーションを測定することが有用であることを明らかにすると共にその測定系を確立した.IN VIVO測定法による脳内情報伝達機能評価/神経情報伝達機能:脳内の神経伝達物質は神経活動の結果として放出されることから,神経活動を評価する目的でin vivo microdialysis法による検討を行なった.既に海馬ACh系,扁桃核DA系がライトのon/offを手がかり刺激とするオペラント型弁別学習(mult VI EXTスケジュール)の獲得によって活性化されることから,本研究では,シナプス可塑性への関与が強く示唆されているNOについて検討を行なった.30日間の学習訓練終了後,ダイアシルス用埋め込みプローブを前頭皮質,海馬,扁桃核に埋め込み手術による影響が無くなったことを確認した上で学習課題遂行中のNO濃度を測定した.その結果,学習課題遂行中のNO濃度は何れの部位においても学習課題遂行前と比べて明らかな変化を認めなかった.脳血流慢性低灌流ラットにおいて認められる細胞傷害のメカニズム解明/活性酸素系の関与:慢性低灌流ラットで認められる細胞傷害に活性酸素系が関与している可能性を明らかにする目的で慢性低灌流負荷1日,1,3,6,12週後の時点における脳組織中の過酸化脂質量を測定したところ,細胞障害が強く認められる線条体で負荷1-3週後において有意に増加していた.したがって,少なくとも線条体における細胞障害に活性酸素系が関与ことが示唆された.1.脳高次機能の行動科学/学習記憶能:痴呆の臨床症状をより忠実に再現するため,予め弁別学習を獲得させたものを"学習獲得ラット"として位置付け,これを用いて検討した.ライトのon/offを手がかり刺激とするオペラント型弁別学習(mult VI EXTスケジュール)を用いて30日間の訓練を行ない最後の3日間の弁別率(生反応数/総反応数)の平均値が75%以上のものを"学習獲得ラット"として,脳血流慢性低灌流負荷を行なった.基準に達した"学習ラット"は25匹(81%:25/31),慢性低灌流負荷後,実際に生き残ったラットは低灌流群/偽手術群各8匹ずつの16匹で慢性低灌流負荷に因る死亡率は36%(16/25)であった.学習能力の評価は低灌流負荷1週後より再開し12週間おきに負荷12週後の時点まで行なった.負荷1週後の時点で偽手術群の弁別率(負荷前:79.3%)が78.1%であったのに対して,低灌流群(負荷前:82.4%)では51.8%に低下した.負荷12週後まで検討したが,偽手術群が常に80%程度の弁別率を示したのに比べ,低灌流群は60%程度の値に止まった.したがって,慢性低灌流負荷は弁別学習の獲得だけでなく保持についても影響を与えることが明らかとになった.2.IN VIVO測定法による脳内情報伝達機能評価/局所脳血流量:脳血流慢性低灌流ラットの脳内主要部位の局所脳血流量を明らかにするために,接触型レーザー血流計を用いて経時的に検討した.前頭皮質,線条体において低灌流群では偽手術群に比べて40-50%程度の低下を示し,この低下は負荷12週後の時点においても同様に50%程度の低下が認められた.これに対して,海馬では負荷12週後の時点に至るまで20%程度の低下に止まった.3.脳血流慢性低灌流ラットにおいて認められる細胞傷害の特徴付け:神経細胞,アストロサイト,ミクログリアに対する特異抗体を用いた免疫組織化学の結果,脳血流慢性低灌流ラットで認められる線条体外側部の細胞傷害は神経細胞死であることが明らかとなった.同様に虚血に対して脆弱とされる前頭皮質や海馬では例外的に認められただけであった.したがって,慢性低灌流負荷に因って引き起こされる細胞傷害は部位によってその感受性が異なる可能性が示唆された.

高次脳機能の行動科学/意欲:痴呆をめぐる心理的要因のうち,意欲について着目し,累積比率教科課題を用いて検討した.累積比率(progressive ratio:PR)強化課題は報酬刺激の強化値を測定する行動系として標準的に用いられており,課題の進行とともに要求反応数が上昇することを利用して,モティベーションの程度を測定し,意欲に及ぼす影響を評価することを試みた.PR課題のモティベーション測定系としての妥当性を評価するために,エサを強化子とするオペラント行動において重要な役割を果たすとされるDA系神経の終末領域である側坐核の破壊が及ぼす影響を検討した.側坐核の破壊はDA神経毒である6-OHDA(10μg/μl)を両側性に投与することで行なった.また,対象群にはvehicleを投与したものを用いた.はじめに,通常の学習課題で用いられる基準体重の85%での体重統制を行なったところ,6-OHDAによる側坐核破壊の効果は認められなかった.ところが,体重統制を緩やかにすることで「生きるためのエサ」と「豊かな食生活を実現するためのエサ」をより強く区別させることを試みたところ,95%体重統制群では側坐核に6-OHDAを投与することで,ブレークポイントが明らかに低カした.このことは,6-OHDAで側坐核を破壊することによって,あきらめが早くなたこと,すなわち意欲の低下を示すことを意味する.以上の検討結果から,意欲を評価する指標としてモティベーションを測定することが有用であることを明らかにすると共にその測定系を確立した.IN VIVO測定法による脳内情報伝達機能評価/神経情報伝達機能:脳内の神経伝達物質は神経活動の結果として放出されることから,神経活動を評価する目的でin vivo microdialysis法による検討を行なった.既に海馬ACh系,扁桃核DA系がライトのon/offを手がかり刺激とするオペラント型弁別学習(mult VI EXTスケジュール)の獲得によって活性化されることから,本研究では,シナプス可塑性への関与が強く示唆されているNOについて検討を行なった.30日間の学習訓練終了後,ダイアシルス用埋め込みプローブを前頭皮質,海馬,扁桃核に埋め込み手術による影響が無くなったことを確認した上で学習課題遂行中のNO濃度を測定した.その結果,学習課題遂行中のNO濃度は何れの部位においても学習課題遂行前と比べて明らかな変化を認めなかった.脳血流慢性低灌流ラットにおいて認められる細胞傷害のメカニズム解明/活性酸素系の関与:慢性低灌流ラットで認められる細胞傷害に活性酸素系が関与している可能性を明らかにする目的で慢性低灌流負荷1日,1,3,6,12週後の時点における脳組織中の過酸化脂質量を測定したところ,細胞障害が強く認められる線条体で負荷1-3週後において有意に増加していた.したがって,少なくとも線条体における細胞障害に活性酸素系が関与ことが示唆された.
経皮的がんワクチン法のヒトがん治療への応用に関する研究

我々はこれまでに表皮DCであるランゲルハンス細胞(LC)に注目し、それを皮膚常在のまま利用する安全で簡便ながん免疫治療法をマウスメラノーマ細胞ばかりでなく、種々の実験がん細胞を用い研究してきた。その結果、テープストリッピングなどにより急性に角質層破壊した皮膚では種々の物質の透過性が高まるのみならず、LCが活性化しCTLへの強いプライミング能を獲得すること、またその皮膚へ腫瘍抗原ペプチドを塗布すれば、生体内で特異的CTL活性を増強できることを証明した。この研究成果はヒトに応用可能であると考えられる。我々の初期的な研究では、角質層破壊したヒト皮膚の表皮LCはCD40,CD80,CD86分子の発現ばかりでなくHLA分子の発現をも増強させていることを見い出している。そこで本研究では、角質層破壊皮膚を用いたがんワクチン法をヒトで応用するための基礎的研究を行う。具体的には1)ヒト皮膚角質層破壊した表皮LCを用いたin vitro CTL感作実験、2)種々のヒト腫瘍抗原ペプチド特異的CTL頻度を計算し、経皮的免疫法に適した抗原ペプチドの選択、さらには3)ボランティアによる経皮ペプチド免疫(この場合既に安全性が確認されているペプチドを用いる)の実施などを行い、ヒトへの臨床応用のための第一歩を踏み出す。4)さらに可能であれば、ヒトメラノーマ患者を対象としてペプチドによる経皮的免疫法を実施し、特異的CTL誘導と抗腫瘍効果を検討する。メラノーマの多くは皮膚原発であるため、この免疫法の効果判定が容易に行える利点がある。経皮ペプチド免疫療法は表皮に多数存在するLCを生体から取り出さずに、皮膚で活性化させてCTLを誘導して利用すること、また抗原ペプチドを生体に直接投与するのではなく、皮膚表面に塗布することにより選択的に生体内に浸透させることを特徴としており、簡便かつ極めて安全な方法といえる。さらにCTLが感染症の予防的役割を果たすことから、新たなワクチン法としての応用も可能である。我々はこれまでに表皮樹状細胞であるランゲルハンス細胞(LC)に注目し、それを皮膚常在のまま利用する安全で簡便ながん免疫治療法をマウスメラノーマ細胞ばかりでなく、種々の実験がん細胞を用い研究してきて、テープストリッピングなどにより急性に角質層破壊した皮膚では種々の物質の透過性が高まるのみならず、LCが活性化し細胞障害性T細胞(CTL)への強いプライミング能を獲得すること、またその皮膚へ腫瘍抗原ペプチドを塗布すれば、生体内で特異的CTL活性を増強できることを証明した。そこで本年度研究ではこれまでにマウス実験系で判明した事実が、ヒトに応用可能であるか検討した。その結果、1)瞬間接着剤の接着力を利用し角質層破壊したヒト皮膚の表皮LCはCD40, CD80, CD86分子の発現ばかりでなくHLAクラスI, II分子の発現をも増強させていること、2)角質層破壊ボランティア皮膚を用いたin vitro CTL感作実験では、角質層を破壊していないボランティア皮膚を用いた場合の5倍近く感作効率が上昇すること、3)メラノーマ抗原ペプチドは自己抗原と交差反応性があるため、危険度の低いHIVgagペプチドを角質層破壊したボランティア皮膚へ塗布した時、2週間間隔で5回抗原塗布を行えば、末梢血中にHIVgag特異的CTLがフローサイトメトリーで検出できるくらい増幅すること、が判明した。以上より本年度研究ではがん抗原ペプチドを用いた研究には今だ至っていないが、ここで得られた成果はヒトにおける経皮的な免疫法の有用性を強く示唆している。

これまでの我々の研究では、急性に角質層を取り除いた皮膚は種々の物質の透過性が高まるのみならず、表皮ランゲルハンス細胞(LC)が活性化し細胞障害性T細胞(CTL)への強いプライミング能を獲得し近傍のリンパ節に移動すること、またその皮膚へ腫瘍抗原ペプチドを塗布すれば、生体内で腫瘍特異的CTL活性を増強できることをマウスおよびヒトを用いた系で証明してきた。本研究においては更に詳細なヒト皮膚におけるLCの動態および角質層除去皮膚を用いたペプチド感作研究を行った。瞬間接着剤を利用し角質層破壊したヒト皮膚のHLA-DR+表皮LCの40%がco-stimulatory分子とHLA class I, II分子の発言を増強させ、さらにその60%程度がリンパ節移動すること、そのLCの遊走には少なくともCCR6とCCR7及びそのリガンドであるELCとLARCが関係していことが判明した。また5名以上のHLA-A0201+ボランティアによる角質層破壊皮膚へのHIVgagペプチド感作実験では、4名のボランティアで2週間間隔で5回以上ペプチド塗布を行えば末梢血中にHIVgag特異的CTLがフローサイトメトリーで検出できる(約0.4%)程度に増幅することを証明した。1名のボランティアは何の特異的CTL増殖が観察されなかった。またMART-1ペプチドを用いた本格的なヒトメラノーマ免疫治療の実施に当たり、2名の治療前メラノーマ患者の抹消血MART-1特異的CTL頻度をコントロールとして検討しているが、メラノーマ患者では既にMART-1特異的CTL頻度が増幅しており、これについての解釈を現在検討している。我々はこれまでに表皮DCであるランゲルハンス細胞(LC)に注目し、それを皮膚常在のまま利用する安全で簡便ながん免疫治療法をマウスメラノーマ細胞ばかりでなく、種々の実験がん細胞を用い研究してきた。その結果、テープストリッピングなどにより急性に角質層破壊した皮膚では種々の物質の透過性が高まるのみならず、LCが活性化しCTLへの強いプライミング能を獲得すること、またその皮膚へ腫瘍抗原ペプチドを塗布すれば、生体内で特異的CTL活性を増強できることを証明した。この研究成果はヒトに応用可能であると考えられる。我々の初期的な研究では、角質層破壊したヒト皮膚の表皮LCはCD40,CD80,CD86分子の発現ばかりでなくHLA分子の発現をも増強させていることを見い出している。そこで本研究では、角質層破壊皮膚を用いたがんワクチン法をヒトで応用するための基礎的研究を行う。具体的には1)ヒト皮膚角質層破壊した表皮LCを用いた、in vitro CTL感作実験、2)種々のヒト腫瘍抗原ペプチド特異的CTL頻度を計算し、経皮的免疫法に適した抗原ペプチドの選択、さちには3)ボランティアによる経皮ペプチド免疫(この揚合既に安全性が確認されているペプチドを用いる)の実施などを行い、ヒトへの臨床応用のための第一歩を踏み出す。4)さらに可能であれば、ヒトメラノーマ患者を対象としてペプチドによる経皮的免疫法を実施し、特異的CTL誘導と抗腫瘍効果を検討する。メラノーマの多くは皮膚原発であるため、この免疫法の効果判定が容易に行える利点がある。
サブプライム危機と企業統治の再検討

本研究は、社外取締役の独立性の金融危機の影響を和らげるかどうか、銀行のコーポレート・ガバナンスのあり方、ストック・オプションの企業リスクと配当政策などの企業行動に対する効果、株主の株主総会の出席率、株主総会の所要時間などの決定から株主総会の監督機能、M&Aの決定要因と生産性に及ぼす効果、企業統治と管理会計のあり方、資産価格急変の原因について、理論・実証分析を行った。多数の成果は、雑誌論文・学会発表・図書として公表された。本年度は、金融危機との関連で企業統治のあり方を再検討するために、文献レビューしつつ、論点を整理して仮説や理論モデルのフレームワークを提示しながら、仮説検証のためのデータ整備を行ない、いくつかの実証分析を試みた。代表者・胥は、銀行の情報生産機能という企業統治の最も基本問題に挑戦した共著論文と非上場企業の企業統治において私募社債が果たす役割を分析した共著論文を内外に発信した。森田は、経済学アプローチを用いて、統合の最中に金融危機で相場の下落が起きた状況における適正買取株価の決定という会社法実務の難題に挑んだ。田中は、日本の企業統治の根幹にかかわる買収防衛策として株式の持合いに生じうる法律問題について検討した。竹口は急速に増加している既発行のストック・オプションを中止する事例を取り上げ、適時開示情報と株式市場の反応を検証した。内田は、金融危機時に業績不振に陥った企業について、独立的取締役の役割を分析した論文を発表した。武田は自己資本比率に余裕がない銀行が先を争って国債の早期売却がかえって国債価格の急落を招く可能性があることを理論的に分析した。蟻川はIPO実施企業に事前に出資を行ったVCがアンダーライターの子会社である場合のほうが、アンダープライシングの問題が深刻でないことを明らかにし、アンダープライシングにおけるプリンシパルエージェント問題の重要性を示すことに成功している。武智は各国の制度に着目し、制度の質の高低のみならず同質な制度が直接投資といった取引を促進する点を明らかにした。宮崎は企業統治の再検討の基礎となる金融政策によるマクロ経済の影響を研究した。松井は社債市場の価格付けに関する実証研究を行った。上記の様々な角度から金融危機を題材に日本の企業統治を再検証した研究実績は、連携研究者も交えた研究会における法学者、会計学者、経営学者と経済学者のコラボレーションの成果である。胥・原は、銀行・証券会社・保険会社のストックオプションの導入要因、社外取締役の有無などのコーポレートガバナンスの決定要因について分析した。Serita and Xu(胥)は、行動ファイナンスの企業統治に対する影響の分析を試みた。胥(2011)では、MBO後の業績改善は所有集中、モニタリング強化などのコーポレートガバナンスの再構築の結果だという事例研究が行われた。墨、竹口、武智はストックオプションの導入要因と親子会社関係についての分析を行い、親子依存度が高く親会社交渉力が低い場合にストックオプションが付与されるという点が実証的に確認した。森田(2011)は,訴訟において,計量経済学的手法の有用性と問題点について分析を行った。松井は管理会計の観点から企業統治の経済理論分析を行った。蟻川・河西・宮島(2011)は、R&D投資に与えた金融的要因の影響を定量的に分析した。蟻川(2012)は、グローバル企業の意思決定の現地化について、とりわけ、組織の経済学などの研究成果を用いた検討を行っている。Arikawa and Takechi(2011)は、M&Aが企業の生産性に与える影響に関して、M&Aの意思決定におけるセルフセレクションの問題を考慮した分析を行った。竹口は、ストックオプションを中止・消却するケースを取り上げ、その影響と要因を分析した。浅野・佐々木はSRI(社会的責任投資)を行っている投資信託のパフォーマンスを伝統的ファンドと比較した。Shinozaki and Uchidaは、米国と異なり、ストックオプション導入前後の日本企業の現金配当が増加することを発見した。Yue,Uchida,and Matsumoto(2012)は、独立系ベンチャーキャピタルが自社の名声のために未熟な企業を上場させる傾向が強いことを明らかにした。今年度の宮崎の論文は、インフレと内生成長について分析を行った。胥・田中・森田は,世界的に見ても珍しく貴重な,株主総会運営担当者に対する質問票調査に関するミクロ・データを活用することで,株主運営のあり方が,株主総会の運営にどのように影響しているのか,について,斬新な分析結果を生み出すことができた。内田は、日本の取締役会独立性の選択、企業特性と取締役会独立性のパフォーマンスに対する効果を分析した。墨・竹口・武智は、子会社役員などを対象とした親会社ストック・オプションの付与とグループ経営との関係について分析し、グループ・ガバナンスのツールとしてそうした報酬が付与される傾向にあることが確認された。松井(Matsui, 2012, 2012, 20313)は管理会計の観点から企業統治の経済理論分析を行った。具体的には、本年度は振替価格操作の問題に一貫して取り組み、国際学術誌に3本の論文の掲載が決定した。

武田は、神津多可思氏・竹村敏彦氏と共同で、2012年に実施した日本の個人投資家に対する金融行動調査のアンケート・データを用いて、将来の物価変動率予想を分析した。蟻川・高橋は、風評被害に基づく損害の有無・範囲に関する判断基準をより具体化・精緻化することを試みている。Arikawa and Takechiは、企業のパフォーマンスとM&Aの意思決定の同時決定や、M&Aの時間を通じた意思決定を明示的に考慮した分析手法を用いて、M&Aによって買い手企業の生産性が向上するかどうかを検証した。Serita and Xuは、福島原発事故の電力株、原発関連株およびエネルギー株に対する影響を分析し、電力会社の企業統治のあり方について模索を行った。胥・劉はコミットメントラインという新たな企業銀行関係が銀行経営に対する効果を分析した。宮崎は資産価格等に関する理論モデルを構築した。代表者と分担者11名は、研究課題の2年目で英文と和文査読付き論文をそれぞれ2本と4本を発表し、多数の国内学会発表と国際学会発表を行い、ディスカッションペーパーも多数執筆したほかに、雑誌寄稿や本の編著・分担執筆も積極的に行っていた。よって、非常に順調に進展しているといえよう。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度のディスカッションペーパーの査読付き雑誌に採用されるように一層邁進する所存である。また、内外の学会で論文を多く発表し、研究成果を広げるために雑誌寄稿や本の分担執筆も積極的に進めていきたい。概ね順調に進んでいるため、今まで通りに研究を進めていく予定である。
軽量・快適,安全・安心に向けた防刃被服の高機能化設計および評価法の開発

日本で多発する刃物による傷害(事件)に対応するため,軽量で快適な防刃被服について検討を行った.研究は,防刃性能の工学的評価法の確立,高性能ナノ材料および複合層構造による貫通遮断機構の開発,防刃被服の温熱環境評価と改善法の検討,被服構成学に基づく防刃被服の評価・構造設計,の4つの側面から行った.その結果,防刃材料の開発に必要な物理量による評価手法を構築すると共に,防刃用繊維材料,防刃衣服の冷却機構などの提案が可能となった.日本で多発する刃物による傷害(事件)に対応するため,軽量で快適な防刃被服について検討を行った.研究は,防刃性能の工学的評価法の確立,高性能ナノ材料および複合層構造による貫通遮断機構の開発,防刃被服の温熱環境評価と改善法の検討,被服構成学に基づく防刃被服の評価・構造設計,の4つの側面から行った.その結果,防刃材料の開発に必要な物理量による評価手法を構築すると共に,防刃用繊維材料,防刃衣服の冷却機構などの提案が可能となった.平成21年度は,主に(1)防刃材料評価装置の設計・試作,(2)強度軽量材料の開発,(3)既存の防刃衣服の分解を行った.(1)については,米国の評価方法と同等のエネルギーで試験可能な装置を設計・試作した.アイスピック,刃物を対象物に高速で衝突させ,その際の破壊現象と物理量の計測を行うものである.実際の殺傷物衝突エネルギーは65J以上,衝突速度は2.83m/s以上を実現できた.また衝突実験時に荷重センサ,変位計により速度,力,変形の計測を可能とした.またこれらのデータから対象物の貫通に要したエネルギーと途中の負荷を計算から求めることが可能である.実際に異なる防刃材料で評価実験を行った結果,最終的な破壊強度だけでなく,破壊プロセスにおける微妙なエネルギー変化の特徴を捉えることができた.(2)については,カーボンナノチューブを用いた高強度軽量材料の開発を進めた.VGCFおよびSWCNTについてコンポジットを作成し,その物性を評価した.その結果,SWCNTを用いた複合材料の特性に優位性が認められた.今後,この材料をべースにさらに基礎実験,および開発を進める予定である.(3)については,市販されている防刃衣服を購入し,分解することで基本的構造を解析した.これらの防刃衣服は層構造を有しており,衝撃破壊に対する耐性を持たせるために薄型鉄板を使用していることなどが知られた.また温熱特性については評価装置を試作し,防刃衣服材料の基本的な熱的物理量を計測することが可能になった.年度末には警察庁を訪問し担当者と意見交換を行った.(1)試作した防刃性能評価装置を改良し,大荷重付与時の安定性・安全性向上のため刃物用の独自レールを設置し,大変位を測定できるようにセンサーを変更した.その結果,アイスピックなどによる突き刺し・衝撃における材料破壊の荷重と変位の計測が可能となり,算出した吸収エネルギーにより材料特性を評価する方法を確立できた。(2)防刃効果を設計するために,貫通者断層について検討を進めた.カーボンナノチューブやセルロースウイスカー等の異方性超高強度ナノフィラーを繊維中に高分散・高配向させることで、繊維の引張強度のみならず耐刃性向上に必要な曲げ強度や耐フィブリル性を大幅に向上させることができた。繊維マトリックスからナノフィラーへの応力伝達をX線回折法によりミクロレベルで評価し、マトリックスーフィラー間の高い接着性が補強効果発現に重要であることを明らかにした。(3)防刃被服内の温度を下げるため,シャツ地にチューブ状のホロー繊維を導入し,これにポンプで水を供給して温度降下させる被服の設計・試作・評価を行った.その結果,外衣に付属させたファンによる冷却服よりも効果的に被験者の体感温度を降下させることがわかった.(4)着用方法による防刃服の重量感と動作拘束感へ影響の評価を行った。ベスト型防刃服の締め付け量を段階的に変化させ、被験者に着用させ、立位、座位での伸び等計15種類の動作における身体の拘束部位を調査した。その結果、空隙の多い着用法では肩および上腕部に強い拘束感が見られた。密着させた場合は、さらに背上部と脇腹に動作拘束感が生じた。また、トルソーに着装時の圧力分布の測定を行った結果、肩部には面で当らず縁部が当っていること、締め付けにより背上部の圧力が上昇することが明らかになった。アームホール部、前肩部の形状の改良、防刃材のフレキシブル性の向上、バックルの張力調整機能の付与などにより、動作性が向上するものと考察された。衣生活本研究は,軽量で快適な新規防刃被服材料と構造を開発することにより,最終的には安心・安全社会の構築に寄与することを目的としている.このために(1)防刃材料の工学的評価法の確立(特にアイスピックなどの鋭利な刃物に対する性能),(2)新規防刃材料の開発,(3)動作快適性,(4)温熱快適性の確保の4点について研究を進めている.平成23年度は,(1)防刃材料が突き刺しを阻止する過程や荷重変化を観察し,計測評価する手法を構築することができた.(2)セルロースウイスカー(繊維状ナノ結晶)やカーボンナノチューブの添加により、高強度ポリビニルアルコール繊維の引張強度・弾性率を増加させることが可能であることを確認できた.

また通常フィブリル構造発達に伴う引張強度・弾性率増加とトレードオフの関係を示す傾向にある繊維軸と直角方向の強度もあわせて向上させることが可能であることを見いだした.さらにケプラーやザイロン等のスーパー繊維の欠点である低耐光性を,無機ナノ粒子を用いた無電解法による高密着性めっき形成により大幅に改善することができた.(3)防刃衣服の動作快適性について評価し,具体的な改善点を見いだすことができた.具体的には,硬質耐刃材が入った防刃服の着用実験により拘束感が生じる動作及び部位を明らかにし,また締め付け度による衣服圧分布の変化から適切な着用状態を検討した.その結果,適度な締め付けで身体に密着させると着用感が比較的良いことが明らかになった.また特に前屈時に拘束感が生じるため、前部耐刃材が前屈に追従できることが重要であることが知られた.(4)防刃衣服の大きな問題である暑暖環境下での冷感を得る技術を検討した.具体的には,下着の外表面上を一様に水で湿らせ,その蒸発潜熱で衣服内微気候と身体を冷やすシステムを試作した結果,29°C60%の人工気候室内で十分な冷却が得られることを確認できた.
センサーネットワークにおける時刻同期に基づく位置推定方式に関する研究

本研究では、センサーネットワークにおけるセンサーノードの位置推定方式、時刻同期方式、およびこれらに基づく省電力化方式を開発し、その有効性及び実用性を検証した。具体的には、以下の項目について研究を行った。(1)ToA測位技術を利用した高精度時刻同期システム(2)非線形連立方程式の解法を用いた位置推定方式(3)屋内における遮蔽物による影響を考慮した測位誤差軽減手法(4)センサーノードの測位精度の向上を目的とするビーコンノードの選択アルゴリズム(5)スケーラビリティを考慮したクラスタ間マルチホップネットワークの構成手法(6)センサーネットワークトポロジの部分的再構築手法(1)の研究では、センサーノード間の通信用の無線のみを使用して距離と位置の推定を同時に行う方式を検討した。これは、特殊なハードウェアを使用せずに、センサーノードに内蔵されているクロックを使用して時間を測定するものである。(2)では、従来の測位手法の問題点の1つであった、繰り返し測位を行った場合に生じる誤差の蓄積問題を解決するための数値処理手法を提案し、既存のセンサーネットワークシステム上に実装し、評価を行った。(3)および(4)では、使用可能なビーコンノードが多数存在した場合に、測位計算に用いる測距データの信頼性を高めるために、使用するビーコンノードを選択するための手法について検討した。(5)はノードの位置情報を用いることによって効率的なネットワーククラスタの構成を実現する。(6)はノードが自由に移動する環境下における、省電力を考慮した効率的なネットワークトポロジの構築手法を実現する。これらによって、測位可能なセンサーネットワークシステムにおいて実現できる省電力手法を示した。本研究では、センサーネットワークにおけるセンサーノードの位置推定方式を開発し、実際に位置情報サービスを提供するミドルウェア(ロケーションサーバ)を実装し、いくつかのアプリケーションに適用して、その有効性及び実用性を検証することを目的としている。具体的には、以下の項目について研究する。(2)ToA測定によるセンサーノード間距離を使用したノード位置の推定手法(3)センサーノードが移動する場合のノード位置の追跡(トラッキング)手法(4)位置情報サービスを提供するミドルウェア(ロケーションサーバ)の実装と評価本年度は、上記(1)及び(2)に関して、時刻同期に基づくノード間距離のToA測定手法と、測定した距離を使用したノード位置の推定手法について理論面から検討し、アルゴリズムを確定した。次に、確定したアルゴリズムに基づいてプログラムを開発し、シミュレーションで評価し、本手法の有効性を確認した。その後、実験環境に必要なプログラムを開発し、複数のセンサーノードを使用して評価を行った。その結果、本研究で実現した位置推定手法は、従来のmulti-laterationに基づく手法よりも、位置推定の誤差が小さく、有効な手法であることが実証された。本年度は、さらに、(4)に関して、センサーネットワーク向けの分散型マイクロストレージのアーキテクチャ、Jiniによる柔軟なゲートウェイサービス、時間指定可能な質問処理システムなどに関して検討し、一部のソフトウェアを試作・評価し、位置情報サービスを提供するミドルウェアの機能要件を明らかにした。本研究では、センサーネットワークにおける時刻同期に基づくセンサーノードの位置推定方式を開発し、実際に位置情報サービスを提供するミドルウェア(ロケーションサーバ)を実装し、いくつかのアプリケーションに適用して、その有効性及び実用性を検証することを目的としている。本年度は、まず、前年度に開発した時刻同期手法と、それに基づく位置推定手法を利用して、屋内における遮蔽物による影響を考慮した測位誤差軽減手法と、センサーノードの測位精度向上を目的としたビーコンノードの選択アルゴリズムを開発し、実験及びシミュレーションにより評価し、これらの2つの手法の有効性を示した。これらの2つの手法は、従来の位置推定方式との併用も可能であり、応用範囲が広い手法であることも示した。次に、センサーノードが移動する場合の位置の追跡に関して必要となる、ネットワークをまたがった追跡手法について検討した。

具体的には、クラスタ間マルチホップネットワークの構成手法と、ネットワークトポロジの部分的再構築手法の2つ手法を開発して、実験及びシミュレーションにより評価し、実現可能性を示した。さらに、位置情報サービスを提供するロケーションサーバと、インターネットから各種センサー情報をアクセス可能とするゲートウェイサービスを実現する機能を、マイクロストレージネットワークによって実現し,各種センサー情報をアプリケーションに対して提供するセンサーネットワーク基盤の構成手法と実装手法を明らかにした。