hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA干渉による細胞内情報伝達経路の修飾とミツバチ細胞への応用

RNA干渉の生化学的応用は広く試みられ、国内外で顕著な成果が上がっている。細胞に低毒性である食用成分をベースとした新規遺伝子導入試薬を用いることにより、RNA干渉のミツバチ細胞などにおけるウイルス感染症への農学的応用を目指した。特定のがん遺伝子(c-mycなど)が導入されたミツバチ初代培養細胞は継代培養炉可能となり、この点に関して、RNA干渉などの生物への応用について総説論文を発表している。遺伝子導入効率上昇を目指す細胞膜変化の解析を行った。カベオラは細胞が物質を取り込む場であり、カベオラの構成分子であるカベオリンの解析は、本研究のような遺伝子導入技術革新のためには欠かせない。細胞膜のくぼみ構造下で、リガンドレセプターの相互作用と情報伝達が3次元的にどのように行われるかを検討するため、カベオリンやSrcがん遺伝子に特異的な抗体を用い、免疫沈降や蛍光細胞染色によって局在を確認すると共に、成長因子やインスリンそしてカルシウム負荷における変化を追跡した。またDNAカセット添加後RNA干渉が誘導される際に細胞のカベオラ構造やカベオリン局在にどの様な変化を生じさせるのかを共焦点レーザー顕微鏡を用いて調べた。樹立したミツバチ細胞は公表済であるが、ゲノムPCR解析からこの継代培養細胞は確かにミツバチ由来であると同時にIAPV感染は陰性であることも確認されたので、以後の研究に十分活用できると考えられた。新規遺伝子導入試薬の開発にも深く関与したが、これは従来のものと同等以上の遺伝子導入効率が認められる上、コストは極めて低い画期的な導入試薬である。一般的に困難とされている浮遊細胞への遺伝子導入も成功し、ヒトB細胞由来のDaudi細胞でGFP発現細胞株を容易に作製できた。この遺伝子導入試薬開発については共著者論文として発表している。(抄録なし)RNA干渉を研究ツールとして活用することやその生化学的応用は広く試みられ、国内外で顕著な成果が上がっている。そこで申請者は、RNA干渉のミツバチ細胞などにおけるウイルス感染症への農学的応用を目指している。すでに、食用成分をベースとした細胞に低毒性である新規遺伝子導入試薬を用いることにより、特定の遺伝子(c-mycなど)が導入されたミツバチ初代培養細胞は継代培養が可能となった。また、RNA干渉を惹起させるDNAカセットを考案し、非コードRNAがどのようなメカニズムで働くのかという課題に対して、エフェクター分子の同定を踏まえて、非コードRNAの動作原理を解析した。さらに、遺伝子と試薬の混和溶液を霧状にして噴霧し、同時に強力な赤外線照射を行うことで、1メートル以上離れたシャーレ上の培養細胞に遺伝子導入できる装置を開発中である。種々の動物種でのフィールド応用も可能と考えられ、技術移転の可能性が高い。GFP遺伝子を精製し(1mg以上)トランスフェクションに使用可能な状態で保存している。実際に浮遊Daudi細胞を用いてGFP遺伝子を導入したところフローサイトメーターでおよそ15%の導入効率が得られた。現在も赤外線の波長や強度を変えつつ至適な条件を整えているが、これまでの実験結果から、遺伝子導入効率は、赤外線電球によって照射した場合、JurkatやDaudiヒト浮遊細胞での検討結果、およそ20%の上昇が確認された。赤外線照射による遺伝子導入効率の増加は、単に研究用途のみならず、蛋白質発現DNAやマイクロRNAなどの細胞調節機能誘導を介して、種々のウイルス感染対策などに使用できる。ヒトへの応用ばかりではなく、ペットや農作物などへの利用も十分可能であり、開発が進展すれば産業への社会貢献も大きいと思われる。この点に関しRNA干渉などのアレルギーへの応用について総説論文を発表している。研究計画を基本として、発展的な実験なども順調に進展している。

それらの成果として、これまでに査読付き英語論文を既に3報も学術雑誌に発表しているため。遺伝子導入効率上昇を目指す細胞膜変化の解析を行う。カベオラは細胞が物質を取り込む場であり、カベオラの構成分子であるカベオリンの解析は、本研究のような遺伝子導入技術革新のためには欠かせない。細胞膜のくぼみ構造下で、リガンドレセプターの相互作用と情報伝達が3次元的にどのように行われるかを検討するため、カベオリンやSrcに対する特異抗体を用い、免疫沈降や蛍光細胞染色によって局在を確認すると共に、成長因子やインスリンそしてカルシウム負荷における変化を追跡する。またDNAカセット添加後RNA干渉が誘導される際に細胞のカベオラ構造やカベオリン局在にどの様な変化を生じさせるのかを共焦点レーザー顕微鏡を用いて調べる。(抄録なし)
剛直な平面骨格を有する含高周期15族元素パイ電子拡張共役系の創製

本研究は、高周期15族元素間二重結合を含むパイ電子拡張共役系の創製を目的としている。ジホスフェン部位とパイ電子共役拡張部位との効果的な共役拡張を実現するために、分子内のリン-ホウ素原子間配位結合を活用したジボスフェン類の合成を検討した。実際には、ビス{8-(ジアリールボリル)ナフチル}ジホスフェン1を標的化合物として、その合成を検討した(アリール=3,5-ジ-tert-ブチルフェニル(a)orメシチル(b))。ジホスフェン1の前駆体と考えられる1-ジクロロホスフィノ-8-ジアリールボリルナフタレン2は、1,8-ジブロモナフタレンを出発原料として、段階的にホウ素原子、リン原子を導入することにより2段階で合成した。ジクロロホスフィン2に対して、金属マグネシウムなどによる還元反応によるジホスフェン合成を検討したところ、いずれの場合も期待したジホスフェン1は得られなかった。ジクロロホスフィン2aの還元反応では、transおよびcis異性体のジホスファジボレタン3aおよび4aがそれぞれ48%および44%の収率で得られたのに対し、2bの還元反応では、ホスフィノボラン5bが78%の収率で得られた。すなわち、還元反応において、ホウ素原子上のアリール基の一つがリン原子へと転位することが判った。本反応はリン-ホウ素結合を有する新規なヘテロ環合成に有用であると考えられる。さらに得られたホスフィノボラン5bの構造およびその光物性を解明した。既にその合成・単離に成功しているジホスフェン1{(9-Anth)P=PBbt;9-Anth=9-anthryl,Bbt=2,6-[CH(SiMe_3)_2]-4-[C(SiMe_3)_3]C_6H_2}は、パイ電子拡張部位であるアントリル基とリン-リン二重結合部位を分子内に有する化合物である。高周期15族元素であるリン原子を含むパイ電子系とアントラセンの共役に関する知見を得るため、1の反応性を調べることとした。ジホスフェン1と単体セレンとの反応では、三員環化合物であるセレナジホスフィラン2が得られた。一方、テルル化試剤であるトリブチルホスフィンテルリドとの反応では、予想外の生成物であるトリホスフィラン3[(9-Anth)_2P_3Bbt]とジホスフェン(BbtP=PBbt)が得られた。本反応は、新たなヘテロ環合成に有用であると考えられる。さらに、無水マレイン酸やフマロニトリルなどの電子不足オレフィン類との反応では、アントリル基の4パイ電子が反応した[4+2]環化付加生成物4が高収率で得られた。これまでに例のないsp^2置換ジホスフェンからsp^3置換ジホスフェンへの変換反応を達成した。続いて、ジホスフェン部位とパイ電子共役拡張部位との効果的な共役拡張を実現するために、分子内のリン-ホウ素原子間配位結合を活用したジホスフェン類の合成を検討した。具体的には、ビス[(2-ジメシチルボリル)フェニル]ジホスフェン(5)を標的化合物とし、その前駆体である1-ジクロロホスフィノ-2-ジメシチルボリルベンゼン(6)を、0-プロモフェニルボロン酸から3ステップで合成した。この前駆体6に対し、リチウムナフタレニドを用いて還元反応を行ったところ、反応混合物中の^<31>P NMRスペクトルにおいて、ジホスフェン5の発生を示唆するシグナル観測された。
杭の損傷度モニタリング技術の実用化および構造性能向上に関する研究

兵庫県南部地震(1995)では、建物を支持する杭基礎の被害も多数認められたが、地中部での損傷であるため、1)掘削作業に膨大な労力・時間と費用が嵩み、迅速性と経済性に問題があること、2)深い位置の損傷の確認はインテグリティテストやボアホールカメラのみではまだ不安を残すこと、3)杭の損傷度に関する適切な判定基準が整備されていないこと、などの問題点があることが判明した。そこで、地震後に掘削することなしに杭の損傷を即座に判定できる簡便なモニタリング技術の開発研究を行った。センサーとしてはコスト高にならないようとの理由からカーボンファイバーを用いることにした。センサーを内蔵したコンクリート杭の構造実験を通じて、曲げひび割れに対してはセンサーを杭軸方向に、せん断ひび割れに対しては杭周方向に配置することで、それぞれ検知可能なこと、除荷によって杭の変形がある程度元に戻った条件でも残留抵抗を示してメモリ効果が期待できること、破壊まで載荷するとセンサーが破断して断線すること、などが確認された。この結果に基づいて、実用化への足掛かりとして実構造物の基礎として設計された場所打ちコンクリート杭と既製コンクリート杭の2例について施工時にセンサーを内臓させた。また、杭頭の回転性能を高めることで杭体の破壊を免れることを目標とした工法を解釈するための解析プログラムを作成して解析を行った。その結果、杭頭の非線形化によって上部構造への入力は長周期化するとともに、エネルギー吸収効果もある程度期待できることが推定された。本年度行った研究の概要は以下のとおりである。1)既製コンクリート杭の損傷度モニタリングに関する実験従来から行ってきたセンサー内蔵の有無による既製コンクリート杭の曲げおよびせん断試験結果を分析し、新たにセンサーの改良を行い、杭体への内蔵方法を検討して試験体を曲げ試験用2体、せん断試験用3体を作製し、実験を行った。測定は、センサーの電気抵抗の変化を主体とし、それとの関係をみるために杭体表面の歪み、PC鋼材などに取り付けた鉄筋計による歪み、たわみなどの変位を補助的なデータとした。その結果、杭のひび割れ幅との関係よりも、PC鋼材やせん断補強筋の応力度との関係で整理することの方が合理的であるとの見通しが得られたと同時に、杭材の破壊(曲げでは圧縮側の圧壊が生じるときの曲げひび割れ、せん断ではせん断補強筋の切断が生じるときのひび割れ)に対して十分にモニタリングできることを確認した。2)損傷度を導入した杭の非線形解析上記実験結果のシミュレーションの一手段として、さらには地震時における杭の損傷程度による挙動を把握することを目的として、杭の靭性(回転性能)を導入した非線形解析プログラムを作成した。これは、材料非線形性として建築の上部構造で開発されている両端に弾塑性回転ばねを持つ梁要素、幾何学的非線形性としてP-δ効果、杭としての地盤反力の3つの考え方を合成したものからなっている。杭頭にこのモデルを配置した杭支持建物の地震応答に関する予備解析を行った結果、杭頭が線形である場合に対して、周期が伸び、加速度応答値が減少する非線形効果が確認された。兵庫県南部地震(1995)では、建物を支持する杭基礎の被害も多数認められたが、地中部での損傷であるため、(1)堀削作業に膨大な労力・時間と費用が嵩み、迅速性と経済性に問題があること、(2)深い位置の損傷の確認はインテグリティテストやボアホールカメラのみではまだ不安を残すこと、(3)杭の損傷度に関する適切な判定基準が整備されていないこと、などの問題点があることが判明した。そこで、地震後に堀削することなしに杭の損傷を即座に判定できる簡便なモニタリング技術の開発研究を行った。センサーとしてはコスト高にならないようとの理由からカーボンファイバーをもちいることにした。

センサーを内蔵したコンクリート杭の構造実験を通じて、曲げひび割れに対してはセンサーを杭軸方向に、せん断ひび割れに対しては杭周方向に配置することで、それぞれ検知可能なこと、除荷によって杭の変形がある程度元に戻った条件でも残留抵抗を示してメモリ効果が期待できること、破壊まで載荷するとセンサーが破断して断線すること、などが確認された。この結果に基づいて、実用化への足掛かりとして実構造物の基礎として設計された場所打ちコンクリート杭と既製コンクリート杭の2例について施工時にセンサーを内蔵させた。また、杭頭の回転性能を高めることで杭体の破壊を免れることを目標とした工法を解釈するための解析プログラムを作成して解析を行った。その結果、杭頭の非線形化によって上部構造への入力は長周期化するとともに、エネルギー吸収効果もある程度期待できることが推定された。
機能形質に基づく熱帯樹木の群集形成と多様性維持機構の解析

採用第1年目である平成27年度は、目的の1「資源利用と関わる形質間の関係を異なる生育段階で解析する」に着目し、マレーシアのパソ、タイのドイインタノンの長期観察林において、実生及び稚樹の葉の形質を測定するための約3ヶ月間の野外調査及び解析を行った。マレーシアのパソでは、実生に関する共同プロジェクトとして2014年の一斉開花時に播種した1年生の実生ポットを収穫し(90種493個体)、生葉の形態測定を行い、乾燥後に、重量測定及び化学分析を行った。また、パソ50ヘクタール調査区内に生育する樹木種の810種のうち測定可能あった650種の稚樹(幹直径1cm以上3 cm以下の個体,存在しない場合は調査区内の最小個体)から生葉を採取し、形態測定を行い、乾燥後、重量測定及び化学分析を行った。タイのドイインタノン国立公園でも同様に15ヘクタール調査区内に生育する192種のうち測定可能であった144種の稚樹(幹直径1cm以上3 cm以下の個体,存在しない場合は調査区内の最小個体)から生葉を採取し、形態測定を行い、乾燥後、重量測定及び化学分析を行い、葉の形質を調べた。今後の調査により、他の生育段階の形質及び他のサイトでのデータを集めることにより、群集間比較が可能となる。本年度の調査・分析データを元に、マレーシア・パソの熱帯樹木群集の共存樹種間の異なる生育段階における葉の形質の違いを調べた結果、実生、稚樹、成木において、種の葉の形質の関係では、従来から報告されている葉の経済スペクトラムと関連する葉形質が主成分分析の第一主成分となり、コストの高く生産性が低いが耐久性が高い葉を作る種とコストが低く生産性が高いが耐久性が低い葉を作る種の関係をうまく表していた。また、葉面積のみが生育段階の変化に伴い葉形質の関係内で大きく変動していることが明らかとなった。本成果は2016年3月に第63回日本生態学会でポスター発表を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
インドの初等教員養成改革の構造的特質:県教育研究所(DIET)の設立と展開

研究成果報告書では、全体を四章に分けてこれまでの研究成果をまとめた。第一章では、独立(1947年)から1968年の独立後初の国家教育政策決議に至るまでの、初等教育の特徴と初等教員養成拡張の特徴とその構造的特質を解明しようと試みた。インドの学校教育の拡張は独立前も独立後も高等教育に比重がかかっており、急激な人口増と予算不足もあって、初等教育はその量的拡張を支える質的改善を伴うことが出来なかった。また、初等教員増員は短期訓練の実施などによって行われたことで、以前から指摘されていた初等教員の社会的地位の低さなとの改善には繋がらなかった。また、この時期の初等中等教育は州政府の管轄とされていたため、全国的な教員養成政策実施は難しく、また実際に学校教育の実状も州ごとにきわめて異なっていた。第二章では独立後の連邦政府が無視し得ない英国植民地政府の教育政策について検討した。植民地政府の基本方は植民地の効率的な維持であったが、時代の推移とともにその教育政策は変化している。だが、初等教育の大衆への普及に関しては19世紀前半から幾度か詳細な調査を実施し、教員養成を含めたその問題点、すなわち、養成の不足のみではなく地域社会からもアカデミックな世界からも孤立していることなどを指摘してはいるものの、結局、植民地政府はインド人大衆への教育の責任を担うことはなく、独立後の政府は植民地時代の負の遺産を背負ったまま、教育政策を進めることとなった。第三章では、1968年の教育政策決議以降の学校教育拡充の低迷と1986年の「国家教育政策決議」以降設立が進められている各州下の各県の「県教育研究所(DIET)」での初等教員養成の展開を検討し、デリー、ハリアナ、マハラシュトラの各州について調査結果からその実状を分析した。各研究所にカリキュラムの編集や教材の出版の自由を認めたこのDIET政策による初等教員養成によりて、地域社会で養成されて地域社会で勤務する初等教員が実現している州がある一方、員養成の実施のみで地域の初等教育振興のための研究活動には比較的力を入れていない州もあることなどが明らかになった。このように州差はあるものの、このDIET政策は連邦政府が計画し、予算も負担する形態で進められており、教育の地方分権化を全国的に推し進めるという初等教育振興策は、今後も継続するであろう。教員がどのようにこの政策を受容し、どのような教育の担い手となるかは、今後の研究課題である。初年度の計画に従い、インドの初等教員養成の歴史的経緯に焦点をおいてその構造的特質を追求した。国内の研究機関(国立教育行政研究所など)では独立後のインド連邦政府の教育政策を含めた開発計画に関する資料などを収集し、研究目的のひとつである、県教育研究所(DIET)という形態での初等教員養成実現の妥当性あるいは蓋然性の検討に着手した。8月には申請した計画に沿って訪印し、国立教育行政計画研究所(デリー)作成の教員養成に関する資料を検討した。

また、同研究所の研究者との討議を通じて、DIETの活動はインド連邦政府主導の全国的展開であるにもかかわらず、その実状には大きな地域差が存在することが明らかになり、新たにマハラシュトラ州地域初等教育担当部門(在ムンバイ)への訪問の機会を得た。これにより、同州教育研究所作成の資料の検討が可能となり、同州でのDIETの初等教員養成のみならず、同研究所を含めた最近の研究動向や住民参画を伴う初等教育の展開についての資料を得ることができたことは、今後の研究に資するところが大きい。内外の関係者との面談や収集した資料を活用した結果として、英国統治時代からDIET設立に至る経緯とその背後にある歴史的課題を検討し、インドの初等教育と教員養成の改革には、独立前からの複雑な諸問題と独立後の困難の双方の克服が必要である点を論じた、「インドの初等教員養成:英国統治時代から独立後の初等教員養成の展開」(東海大学福岡短期大学紀要第4号、pp.1-27、2002年)をあげ得る。また、地方分権と住民参加という潮流のなかで教育活動に従事する初等教員についての講演として、「インドの先生達の生活と仕事-教職は最後の選択?」(福岡県宗像市観光講座、2002年6月19日)をあげ得る。二年度目の計画に沿って、インドの国家教育政策(1986年)によって1987年から全国的に設立されている県教育研究所(DIET)について、その設立の必然性や構造的特質を検討すべく研究を展開した。国内の研究機関(世界銀行図書館、早稲田大学図書館等)からは、アジア全体の教育を視野に入れた研究成果を入手するとともに、独立前の教育政策に閲する資料を収集した。これらの資料を検討し、初年度に提起した、インドの教員養成の改革には独立前から存在した複雑な諸問題の解決が不可欠である」点をさらに検討することによって、DIET設立に至る経緯を明らかにすることを試みた。二年度目の計画のひとつにあげていたDIETの組織・運営の実態についての把握と、地域の初等教育にかかわる諸条件の検討を行うべく、二年度に申請した計画に基づいて8月に訪印し、国立教育行政計画研究所(在デリー)から初等教員養成に関する最新の資料を入手し、検討した。また、同研究所の研究者との討論を通じて得た学校教育を取り巻く諸問題についての情報は、初等教員養成の改革の検討に大変有益であった。さらに今年度の訪印では、初年度の研究から手がかりを得たマハラシュトラ州の教員養成と同州のDIETの実態を検討するために、同州の教育研究所(在プネ)を訪問することが出来た。ここでは現在、同州の初等教員養成に関する計画を立案中であることが明かになった。また、同州の県教育研究所で初等教員養成に携わる人々との面談がかなった点も、本計画に資するところが大きい。これらの研究資料の分析・検討と、内外の関係者との面談から得た情報をもとにした研究成果としては、「インドの教育政策:英国統治下の初等教育と初等教員養成」(東海大学福岡短期大学紀要第5号、ppl-16、2003年)をあげ得る。これは、英国統治政府の教育関係の資料を検討することによって、初等教員養成に関する現在の諸問題の多くが英国統治下にすでに存在していた点を明らかにしたもので、独立後のインドの初等教員養成の困難さと複雑さを理解する鍵となる事柄を解明したものである。また、講演としては、インドの現職の初等教員の活躍や勤務上の諸問題を題材とした「インドの未来と若い先生達の情熱:学校から生まれる変化」(福岡県宗像市観光講座、2003年6月26日)をあげ得る。
GPCRの逆作動薬の合理的設計法の開発に向けて

Gタンパク質共役型受容体(GPCR)の逆作動薬の分子機構は様々であり、逆作動薬の合理的設計は難しい。申請者らが結晶構造解析を行ったロイコトリエンB4受容体(BLT1)では、逆作動薬中のベンズアミジン基がBLT1の膜貫通ヘリックス束内に存在するNa+-水分子クラスター結合部位に結合し、活性状態への構造変化を阻害していた。同クラスター結合部位のアミノ酸は、約800種存在するヒトGPCRの大部分で保存されているので、ベンズアミジン(派生)基はBLT1と同じ分子機構で他の多くのGPCRの活性を抑制し得る。本研究では、ベンズアミジン派生基が多くのGPCRに対する活性抑制能を有することを検証・考察する。
視覚IDタグと物体操作知識を活用したロボット作業環境の知能化

単眼カメラによってIDと位置・姿勢を認識可能な視覚IDタグを活用し,1個のUSBカメラで物体や環境の3次元多面体モデルを簡単に作成する手法を開発した.また,視覚IDタグとロボットハンドで扱いやすい物理的インターフェースを環境側に配置し,それらと関連づけた物体操作知識を活用することでロボットによる自律物体操作を支援する環境構造化手法を提案した.これらの手法の有効性を実環境,実ロボットを用いた実験により実証した.単眼カメラによってIDと位置・姿勢を認識可能な視覚IDタグを活用し,1個のUSBカメラで物体や環境の3次元多面体モデルを簡単に作成する手法を開発した.また,視覚IDタグとロボットハンドで扱いやすい物理的インターフェースを環境側に配置し,それらと関連づけた物体操作知識を活用することでロボットによる自律物体操作を支援する環境構造化手法を提案した.これらの手法の有効性を実環境,実ロボットを用いた実験により実証した.本申請課題は,ロボット活動を支援する環境知能化の中でもとくに「ロボットによる物体操作」の支援を重視し,そのための汎用的かつ実用的な環境整備法とロボット制御技術を研究するものである.本年度に実施した内容は以下の通りである.1.視覚IDタグのセンシング技術およびデータ処理技術:作業環境にある視覚IDタグをカメラで確実に認識する技術を研究し,ノイズを除去するフィルタ技術と,タグ間の相対位置関係を安定して取得する手法を開発した.2.タグの位置姿勢情報を用いた物体形状把握と空間認識:複数のタグが提供する平面情報を統合することで空間や物体の大まかな形状モデルを生成する手法を研究し,以下の2つの技術を新たに開発した.(1)タグの位置を復元する最適化計算手法:タグ間の相対位置・姿勢の情報のみを用い,観測値との誤差が最小となるようにタグ全体の6自由度配置を計算する手法を開発した.(2)多面体モデルを生成するアルゴリズム:タグが規定する平面の表裏の情報を用いた論理演算により,物体形状を多面体で近似するアルゴリズムを導出した.3.タグに対応した形状モデルおよび物体操作知識を活用したマニピュレーション(前半):2で作成した形状モデルをロボットのタスクで利用するシステムを構築した. Augmented Realityの技術を応用し,検知したタグのIDと位置に対応させて形状モデルを提示し,さらにタグのIDをキーとして,対象物体の操作法をデータベースから取得するシステムを開発した.これにより,視覚IDタグを検知するだけで,ロボットが物体操作に必要な位置,形状,操作法の情報を一挙に取得し,自律作業を実行可能なシステムの基礎が完成した.本申請課題は,ロボット活動を支援する環境知能化の中でもとくに「ロボットによる物体操作」の支援を重視し,そのための汎用的かつ実用的な環境整備とロボット制御技術を研究するものである.本年度に実施した内容は以下の通りである.(1)タグに対応した物体操作知識を活用したマニピュレーション視覚IDタグと,ロボットに扱いやすいハンドルを活用し,ロボットがタグをカメラで認識するだけで自律マニピュレーションが可能なロボットアームシステムを構築した.ここではタグの提供する物体IDと物体座標系に応じたマニピュレーション軌道をデータベースから検索し,ビジュアルサーボの技術によってその軌道に沿った作業を生成した.市販の生活支援ロボットアームの手先に小型カメラを取り付け,冷蔵庫や電子レンジの扉開けタスクや調理用タッパー取り出しタスクの自律制御を実現した.(2)システムの拡張性と再利用性の検討視覚IDタグによって構造化されていない一般物体認識への本システムの拡張と制御の枠組みの再利用を検討した.ここではまず,人間の顔を認識し,その位置に応じたアーム軌道を生成することで,飲み物のカップを自動で把持し,車椅子のユーザの口元に自動で運ぶという生活支援ロボットシステムを実現した.また,このような「物体を把持して別の場所に運ぶ」タスクを自動で行うための,ロボットハンドに設置するカメラの新しい配置法と利用法を開発し,提案した.一方,屋外移動ロボットの研究において,視覚タグではなく環境の画像そのものに対して位置と姿勢の情報を載せることで,ロボットの自己位置推定が可能であることを実証した.ここでは,鉛直上方の広角画像の系列によって屋外の経路を表現し,その画像列のマッチングによって位置推定と自律ナビゲーションを行った.これらを通じ,非構造化環境の情報構造化および本システムの拡張可能性を実証した.
アミロイド前駆体の分泌に関わる情報伝達因子の単離

アルツハイマー病患者の脳に沈着しているアミロイドβ蛋白質(Aβ)の生成が、アルツハイマー病の発病の鍵になることが、ここ数年の研究で明らかになっている。本研究は、この前駆体蛋白質(APP)が細胞内のどこで生成されるか、その分泌にどの情報因子が関与しているかを明らかにするものである。正常の脳ではAβは生成せず、APPはAβの真ん中で切断され細胞外に分泌される。この切断が小胞体またはゴルジ体で行われていることを小胞輸送阻害物質を用いた検討や、小胞輸送シグナルを欠失させたり付加したりすることによって明らかにすることができた。本年度は、小胞体移行シグナルであるアデノウイルスE19蛋白質のC末端10残基をAPPのC末端に移設した変異体(APPE19)と、APPのC末端から10残基欠失させただけの変異体(APPδ10)を作製し、APPの細胞内移行と分泌に及ぼす影響を見たところ、APPE19では分泌量が低下すると共に、小胞体からゴルジ体へ移行してきたAPPが分泌経路をとらずに戻っていくことを明らかにした。一方APPδ10は、分泌方向に偏った結果が得られた。同様に、リソソーム移行シグナルGYとエンドソーム移行シグナルNPTYを欠失させると、両方ともAPPは分泌方向に偏ることが判明した。この結果は、細胞内ソーティングシグナルがAPPの代謝を劇的に変化させることを示している。これらの知見をもとに、APPの細胞内での寿命を短くすることによってアルツハイマー病の発病を抑える新しい治療法の可能性が示唆された。家族性アルツハイマー病や長寿に伴う痴呆患者の脳には、アミロイドβ蛋白質と呼ばれる不溶性のペプチドが沈着している。この蛋白質はアミロイドβ蛋白質前駆体(APP)の異常なプロセシングによって生ずることが明らかになっており、アルツハイマー病脳での蛋白分解とソーティングの異常が症状に関係あることが強く示唆されている。一方正常脳では、β蛋白質の沈着は認められず、APPはβ蛋白質部分で切断されて、細胞外に分泌される。これらの2つの経路の比率が、症状を規定していると考えられている。本年度、ソーティングに関係するAPP分子中のアミノ酸を同定するため、いくつかの欠失変異体を作成し、COS細胞に発現させることによってAPPの代謝がどのように調節されるかを検討した。その結果、N-グリコシル化される2つのAsn残基をAlaに変異させたものでは、APPの分泌が遅くなった。また、このとき細胞外に分泌されるべき蛋白質が細胞内に留まっていることも明らかとなった。一方、小胞体移行シグナルやリソソーム移行シグナルを欠失させたものでは、発現した蛋白質は正常よりも速く細胞外に分泌されることがわかり、これら細胞内ソーティングシグナルがAPPの代謝を変化させることが証明できた。今後は、このソーティングを調節する因子(プロテアーゼ、APP結合蛋白質)の同定を行う予定である。この切断が小胞体またはゴルジ体で行われていることを、小胞輸送阻害物質を用いた検討や、小胞輸送シグナルを欠失させたり付加したりすることによって明らかにすることができた。本年度は、小胞体移行シグナルであるアデノウイルスE19蛋白質のC末端

10残基をAPPのC末端に移設した変異体(APPE19)と、APPのC末端から10残基欠失させただけの変異体(APPdelta10)を作製し、APPの細胞内移行と分泌に及ぼす影響を見たところ、APPE19では分泌量が低下すると共に、小胞体からゴルジ体へ移行してきたAPPが分泌経路をとらずに戻っていくことを明らかにした。一方APPdelta10は、分泌方向に偏った結果が得られた。同様に、リソソーム移行シグナルGYとエンドソーム移行シグナルNPTYを欠失させると、両方ともAPPは分泌方向に偏ることが判明した。この結果は、細胞内ソーティングシグナルがAPPの代謝を劇的に変化させることを示している。これらの知見をもとに、APPの細胞内での寿命を短くすることによってアルツハイマー病の発病を抑える新しい治療法の可能性が示唆された。
セラミックス及びそれらを分散した炭素材料の抗菌特性

酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛及びそれらの固溶体ならびにそれらを分散した炭素材料の抗菌特性を細菌の増殖に伴う電気伝導度変化より評価し、抗菌活性の発現に寄与する化学種の同定を行った。本研究で使用した抗菌性材料は、暗所において強い抗菌活性を示し、セラミックス粉末の濃度の増加及び粒子径の減少に伴いその活性は増大した。酸化カルシウム及び酸化マグネシウムの抗菌活性の発現は、増殖培地中のpH値の増加及びそれらの表面から発生するスーパーオキシドによることが明らかになった。酸化マグネシウム一酸化亜鉛固溶体及び酸化亜鉛一酸化カルシウム固溶体の場合、抗菌活性は酸化亜鉛及び酸化カルシウムの添加量の増加に伴い低下することが分かった。酸化亜鉛の場合の抗菌活性の発現は、その表面から発生する過酸化水素によることが分かった。殺菌効果は、これらセラミックスの表面から細菌までの距離が長くなるほど低下した。そこで、セラミックスと細菌の間の距離を短くするために、多量の細菌を吸着すると考えられる活性炭素中に抗菌性セラミックスを分散することを考えた。亜鉛及びマグネシウムイオン交換樹脂を炭素化することによって酸化亜鉛及び酸化マグネシウム分散活性炭素を作製し、細菌の吸着量及び抗菌活性を調べた。その結果、多量の細菌は得られた活性炭素表面上に吸着し、暗所において強い抗菌活性を示し、活性炭素中の酸化亜鉛及び酸化マグネシウムの量の増加に伴い抗菌活性は増大した。酸化カルシウム,酸化マグネシウム及び酸化亜鉛などのセラミックス粉末を用いて,暗所における抗菌活性を測定し,粉末の粒子径,化学組成及び結晶性が抗菌活性に及ぼす影響を調べた.その結果,酸化亜鉛の抗菌活性の増大は結晶性に影響されず,粉末の比表面積すなわち粒子径の増大に伴って増大することが分かった.この抗菌活性の発現は,酸化亜鉛粉末表面から発生する過酸化水素によることが明らかとなった.また,大腸菌と黄色ブドウ球菌を比較したところ,黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性の方が強く現れた.酸化カルシウム及び酸化マグネシウム粉末を用いた場合にも,強い抗菌活性が見出され,その発現は粉末表面から派生するスーパーオキシド及び細菌の増殖環境下のpHの増大によることが分かった.この場合には,大腸菌及び黄色ブドウ球菌ともにほぼ同一の抗菌活性を示した.酸化マグネシウムに酸化亜鉛を固溶した粉末の場合には,酸化亜鉛の固溶量の増加に伴い抗菌活性は低下した.この理由は,酸化亜鉛の増加により酸化亜鉛より強い抗菌活性をもつ酸化マグネシウムの量が少なくなることに起因していることが示唆された.この抗菌活性の低下傾向は,これら粉末の混合した粉末の場合と同一であった.酸化カルシウム及び酸化マグネシウムの混合粉末の場合では,酸化マグネシウム量の増加に伴い抗菌活性は低下した.酸化カルシウムと酸化マグネシウムの抗菌活性を比較したところ,酸化カルシウムの方が強いことが明らかとなったので,この混合粉末の場合の結果は,抗菌活性の強い方のセラミックス粉末の量に抗菌活性の増減が律速化されることを意味していると考えられた.亜鉛及びマグネシウムイオン交換樹脂を種々の温度で炭素化することにより,酸化亜鉛及び酸化マグネシウム超微粒子分散炭素球を合成し,炭素化温度の増加に伴う含有微粒子の量及び抗菌活性を調べた.得られた炭素球中の酸化亜鉛及び酸化マグネシウムの量は,炭素化温度の増加に伴い減少した.これは,炭素化温度の増加によりイオン交換樹脂中の金属イオンあるいは酸化物が還元されたことによる金属が蒸発したためと考えられた.しかし,比表面積は炭素化温度の増加に伴い増大した.この理由は,低温で炭素化されたイオン交換樹脂には,未分解有機物が多く含まれており,炭素化温度の増加に伴いその有機物が燃焼したことによるガスの発生に起因していると考えられた.炭素球中の酸化物の分布を調べたところ,その分布は均一であり,分散した酸化物はナノサイズであることが分かった.また,酸化物分散炭素球は,菌種を問わず,多量の細菌を吸着することが分かった.暗所における抗菌活性を調べた結果,酸化マグネシウム分散炭素球は大腸菌及び黄色ブドウ球菌に対して強い抗菌活性を示し,抗菌活性は炭素化温度の増加に伴い低下した.培地のpH値を測定した結果,抗菌活性の発現はpHによるもので無く,炭素球中の酸化マグネシウムから発生したスーパーオキシドによると考えられた.酸化亜鉛分散炭素球の場合も,抗菌活性は炭素化温度の増加に伴い低下した.

この試料から発生する活性酸素量を調べたところ,活性酸素の量は低温度で炭素化した試料ほど多かった.また,pH値は弱酸性を示したが,細菌の増殖抑制効果を与えるpH値でなかったことから,抗菌活性の発現は炭素球中に分散した酸化亜鉛の表面から発生した活性酸素によることが分かった.
『争い』と発展 - 歴史データを使った因果分析

本研究では、欧州と日本のユニークな歴史データをデジタル化し、それらを使った実証分析を通じて、経済発展の背後にある政治と文化の発展メカニズムを明らかにする。とりわけ人々の争いの歴史が、政治と文化の発展に与えた影響を分析する。2018年度は、主に情報・データ収集とデジタル化作業を行った。欧州の歴史的な戦闘データは、当初、Michael Clodfelterの著作物等からデジタル化する予定であったが、その後、アメリカ陸軍省所属の研究所が作成した紙ベースのデータを発見したため、後者をデジタル化した。19世紀初頭までデジタル化作業が完了した段階で地理空間データと結合し、試験的な計量分析を試みている。歴史的な絵画データは、当初予定していたソースに加え、既存研究を通じて、それと補完的なソースを発見したため、両者の取得、整備を行った。これまで15万を超える作品のデータが集まっている。また、小国家間の競争が欧州の長期的な経済発展に及ぼした影響を分析した論文が、Journal of the European Economic Associationにアクセプトされ(決定は2月。刊行は2019年度以降)、本課題を推し進めるための学術的基盤が整った。一方、米騒動の研究は、富山県魚津市の米騒動100周年関連事業等に積極的に参加し情報収集した他、騒動データを選挙データと結合し、試験的な計量分析を試みている。また、これまでの研究でわかったことを書籍の1章にまとめた(刊行は2019年度)。2018年度の実施計画は情報・データ収集とデジタル化であり、概要で述べた通り、その点は確実に進展している。戦闘データは、採択後により良いデータが見つかったため、そのデジタル化に切り替えた。絵画データは、当初予想していた以上に膨大なデータが集まった。概要で述べた通り、欧州の経済発展を分析した論文の国際学術誌への掲載が決まったため、課題で取り扱う欧州と日本のうち前者の研究ウェイトを若干大きくする。戦闘データのデジタル化をさらに進めるとともに、絵画データの解析と追加情報の収集、入力をする。米騒動の研究に関しては、書籍の分担執筆中に新しい分析アイデアが浮かんだため、関連するデータを追加的に収集、入力する。絵画データに関する研究補助員による作業が、タイミング的に2018年度中に発生しなかったため。2019年度以降に使用する。
植物寄生性LactobacillusによるNOD1活性化と消化管粘膜自然免疫増強

近年、菌体成分をパターン認識して生体防御を担う自然免疫系の研究が飛躍的に進んだ。細菌細胞壁の骨格を成すペプチドグリカン(PGN)に関しては、Toll-like receptor(TLR)2に加えて、細胞内レセプターNOD1とNOD2が、それぞれジアミノピメリン酸(DAP)含有ペプチド構造とムラミルペプチド構造を認識する。プロバイオテイクスに頻用される動物寄生性Lactobacillus(乳酸菌)はDAPを保有しないが、植物寄生性のLactobacillusplantarumはDAP型でNOD1とNOD2両方のリガンド構造を有している。本研究はL. plantarum PGNが多様なレセプターを介して、局所(腸管粘膜)ならびに全身の免疫機構を強力に活性化する可能性を探るものである。[本年度の成果と考察]PGNの免疫増強作用、特に細胞性免疫(Th1応答)増強作用の研究には伝統的にモルモットが供試されてきた。実際、MDPに関してモルモットやヒトは高応答性で、マウスは低応答性との報告がある。共同研究者の遠野雅徳博士(学振特別研究員)らはヒトに近いモデル動物としてブタを供試して各種乳酸菌のプロバイトテイクスとしての研究を進めている。その一環として、ブタのTLR系ならびにNOD1/2遺伝子をクローニングしてその機能解析を進めてきた。そこで、遠野博士らの協力を得て、モルモットのNOD1ならびにNOD2遺伝子をクローニングしたところ、その塩基配列はヒトに類似性が高く、マウスとは異なっていた。[今後の計画]モルモットNOD1/2分子の機能をヒトならびにマウスのそれらと比較しながら解析して、NOD1/2系に関して、モルモットがヒトに近いモデルであることを実証した上で、L. plantarumの免疫増強作用を動物寄生性乳酸菌のそれと比較検討して、その有用性を実証したいと考えている。細菌細胞壁の骨格を成すペプチドグリカン(PGN)に関しては、Toll-like receptor (TLR)2に加えて、細胞内レセプターNOD1とNOD2が、それぞれジアミノピメリン酸(DAP)含有ペプチド構造とムラミルペプチド構造を認識する。プロバイオテイクスに頻用される動物寄生性LactobacillusはDAPを保有しないが、植物寄生性のLactobacillusplantarumはDAP型でNODlとNOD2両方のリガンド構造を有している。[本年度の成果と考察]種々のLactobacillus菌体の活性を比較検討したところ、L. plantarum菌体がNOD系を介してpriming作用を発揮する可能性については否定的な成績が得られた。一方、FK156(NOD1 agonist)でプライムしたマウスにおいては、L. plantarum2菌株を投与したマウスのみで血清TNF-αが上昇した。おそらくはL. plantarumのTLRアゴニスト成分の活性を反映していると考えられる。ヒト単球系THP-1細胞を用いて、乳酸菌によるIL-8,IL-12,IL-1βおよびTNF-α誘導能を検討したところ、何れの菌株においてもIL-8及びIL-1βの誘導を検出した。おそらくは菌体に含まれるNODアゴニストとTLRアゴニスト成分が相乗的に作用した可能性が示唆される。しかし、菌株間における誘導能に特段の差異は確認できなかった。[今後の計画]今回の結果から、予めNOD1アゴニストによりプライミングしておいたマウスにおいて、L. plantarumが強いTNF-α産生誘導能を有することが判明した。しかし、L. plantarumの生体防御能の有無を判断するためには、IL-12等その他の生体防御能に携わるサイトカイン誘導能の有無あるいはTNF-α誘導起因物質の追求等の検討が必要である。

[今後の計画]モルモットNOD1/2分子の機能をヒトならびにマウスのそれらと比較しながら解析して、NOD1/2系に関して、モルモットがヒトに近いモデルであることを実証した上で、L. plantarumの免疫増強作用を動物寄生性乳酸菌のそれと比較検討して、その有用性を実証したいと考えている。
知識循環指向のLearning-GRIDシステムと新しい教授学の体系化

e-Learning,特に協調学習を社会的視点から捉えると,社会的コンピューティング,さらに学習グリッドという概念でその広がりや発展を展望することができる.Learning-GRIDは,社会的文脈に位置づけられた生きた知識の獲得,交換,洗練,加工,伝達の場である.そこで,関連する欧米の動向調査と同時に,日本独自の知識循環指向のLearning-GRIDシステムと新しい教授学の体系化を,次の3つの分野に分割し,実施した.(1)Learning-GRIDの完成(Learning Technology系),(2)e-Pedagogyの体系化(e-Pedagogy系),(3)知識創造プロセスの体系化(教育組織ダイナミックス系).(1)Learning-GRIDの完成:LearningTechnology系は,学習資源のレポジトリ,学習者パフォーマンス情報の管理機構の設計・開発,GRID間コミュニケーションモデルの検討/エージェント技術による通信機構の設計・開発を中心に進めた.(2)e-Pedagogyの体系化:e-Pedagogy系は,e-Pedagogyの体系化を目指した.具体的には,Learning-GRIDの学習環境の下,知識創造型教材を用いた実証実験を行い,その効果を検証する.そして,検証結果をフィードバックし,e-Pedagogyを再考しながら体系化を図った.(3)知識創造プロセスの体系化:e-Pedagogy系は,Learning-GRIDを軸とする知識創造プロセスの体系化を中心に進めた.具体的には,e-Pedagogy系の教育実践と効果検証を踏まえて,教育組織における知識創造プロセスの体系化を図った.それぞれの系の研究成果を本研究の目標とする「知識循環指向のLearning-GRIDシステムと新しい教授学の体系化」研究報告書(313ページ)にまとめ,その成果を公開した.e-Learning,特に協調学習を社会的視点から捉えると,社会的コンピューティング,さらに学習グリッドという概念でその広がりや発展を展望することができる.Learning-GRIDは,社会的文脈に位置づけられた生きた知識の獲得,交換,洗練,加工,伝達の場である.そこで,関連する欧米の動向調査と同時に,日本独自の知識循環指向のLearning-GRIDシステムと新しい教授学の体系化を,次の3つの分野に分割し,実施した.(1)Learning-GRIDの完成(Learning Technology系),(2)e-Pedagogyの体系化(e-Pedagogy系),(3)知識創造プロセスの体系化(教育組織ダイナミックス系).(1)Learning-GRIDの完成:LearningTechnology系は,学習資源のレポジトリ,学習者パフォーマンス情報の管理機構の設計・開発,GRID間コミュニケーションモデルの検討/エージェント技術による通信機構の設計・開発を中心に進めた.(2)e-Pedagogyの体系化:e-Pedagogy系は,e-Pedagogyの体系化を目指した.具体的には,Learning-GRIDの学習環境の下,知識創造型教材を用いた実証実験を行い,その効果を検証する.そして,検証結果をフィードバックし,e-Pedagogyを再考しながら体系化を図った.(3)知識創造プロセスの体系化:e-Pedagogy系は,Learning-GRIDを軸とする知識創造プロセスの体系化を中心に進めた.具体的には,e-Pedagogy系の教育実践と効果検証を踏まえて,教育組織における知識創造プロセスの体系化を図った.それぞれの系の研究成果を本研究の目標とする「知識循環指向のLearning-GRIDシステムと新しい教授学の体系化」研究報告書(313ページ)にまとめ,その成果を公開した.・北米諸国(アメリカ、カナダ)アメリカ(オレゴン大学、カリフォルニア大学バークレー校)、カナダ(サイモンフレーザー大学、e-Learn2005参加)の調査を行った。・EU諸国(ドイツ、イギリス、イタリア)ドイツ(Fern大学)、ポルトガル(CELDA2005参加)、イギリス(GSCL)、イタリア(LUISS Guido Carli大学)の調査を行った。・北欧諸国(フィンランド、スウェーデン、ノルウェー)北欧諸国調査は3月9日から19日にかけて行われる予定である。今回、調査を行った海外の先進諸外国におけるe-Learningと日本のe-Learningを比較すると、理論的な部分では遜色がないと思われるが、実践的な面では劣っているといえる。常駐の専門スタッフの不在、予算、e-Learning及びそのカリキュラムの認知度と必要性、大学での組織化などの様々な問題が解決されることが、日本でのe-Learning実践にとって必要であるといえる。海外調査で得られた知見をもとに、個別学習を支援するWBLシステムと協調学習を支援するCSCLシステム構築のための検討を行った。具体的にはWebサービスを使った機能分散学習管理システム(LMS)をベースにして、LMS同士がXMLで情報交換を行い、必要な教材や学習者情報の相互交換などを行えるシステムを設計した。従来の教授学の精査(e-Pedagogy系の活動)従来の教授学の調査を行い、e-Learningによる教育・学習環境を設計する際の諸問題を整理した。その問題は個別化された学習の保障や、状況にそった文脈での学習の保障などである。Learning-GRID運用の組織・体制の検討(教育組織ダイナミックス系の活動)e-Learningを実践する教育組織の運用・体制について海外調査を行った。上記の活動の遂行において、本年度は3回(8月、12月、3月)の全体会議を行い、進捗報告と研究の方向性や内容を確認した。現在、本研究の実施状況を示す中間報告書を作成中である。

平成18年度は,平成17年度の成果を踏まえて(1)Learning-GRIDの開発とGRID間コミュニケーション・モデルの検討(Learning Technology系),(2)知識創造指向教材の開発方法の検討/教材の試作(e-Pedagogy系),(3)Learning-GRIDの知識循環構造の検討(教育組織ダイナミックス系)を実施した.(1)Learning-GRIDの開発とGRID間コミュニケーション・モデルの検討学習資源と学習者パフォーマンス情報の管理機構をe-Learningシステムに付加し,さらに知識の共有・管理・発見の支援機能を実現するための知識循環システムの枠組みを提案し,実装した.また,Learning-GRID間コミュニケーション・モデルを検討し,エージェント・アーキテクチャを用いた通信機構を設計した.(2)知識創造型教材の開発方法の検討/教材の試作情報メディアの活用,学習者との対話性を考慮しながら,知識循環を指向する教材の開発方法を検討した.教育・学習環境の変容・変化を促進する支援方策を検討した.上記の活動の遂行においては,3つの系による全体会議を3回実施した.(1)Learning-GRIDの完成:Lcarning TechnoIogy系は、学習資源のレポジトリ,学習者パフォーマンス情報の管理機構の設計・開発,GRID問コミュニケーションモデルの検討/エージェント技術による通信機構の設計・開発を中心に進めた.(2)e-Pedagogyの体系化:e-Pedagogy系は,e-Pedagogyの体系化を目指した.具体的には,Learning-GRIDの学習環境の下,知識創造型教材を用いた実証実験を行い,その効果を検証する.そして,検証結果をフィードバックし,e-Pedagogyを再考しながら体系化を図った.(3)知識創造プロセスの体系化:e-Pedagogy系は,Learning-GRIDを軸とする知識創造プロセスの体系化を中心に進めた.具体的には,e-Pcdagogy系の教育実践と効果検証を踏まえて,教育組織における知識創造プロセスの体系化を図った.上記の活動の遂行においては,3つの系による全体会議を複数回実施し,進捗報告と研究の方向性や内容を確認した.また.それぞれの系の研究成果を本研究の目標とする「知識循環指向のLearning-GRIDシステムと新しい教授学の体系化」研究報告書(300ページ)にまとめ.その成果を広く公開した.
半導体電力変換機器の高周波障害発生機構とその抑制に関する研究

本研究では、高周波漏洩電流や輻射ノイズの発生に影響する回路構成要素の抽出、高周波雑音の発生機構を定量的な解析、および高周波雑音の抑制方法について検討した。1.高周波漏洩電流の誘発要素の抽出と漏洩電流の抑制法に関する研究(1)電力用半導体デバイスの浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流の発生機構の解明と、その抑制法の考案:電力変換回路に使用される電力用半導体デバイス(パワーモジュール)の半導体素子と冷却体の間に生じる浮遊静電容量に起因した漏洩電流を定量的に明らかにした。さらに、この漏洩電流を効果的に抑制する方法を提案した。(2)電力用蓄電池の浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流の発生機構の解明と、抑制方法の考案:無停電電源装置などの交流電源装置ではその直流回路部分に蓄電池が接続される。蓄電池端子と匡体外壁との間には比較的大きな浮遊静電容量が存在することを明らかにした。また、これを考慮した蓄電池モデルを提案し、蓄電池を経由して流れる高周波漏洩電流のメカニズムを定量的に解析した。さらに、この漏洩電流の抑制手法を提案した。(3)高周波漏洩電流に関係する電力変換回路要素に関する研究:高周波漏洩電流に関係する主回路要素を抽出し、その特性について検討を行った。2.高周波漏洩電流の抑制方式に関する研究(1)中性点電位変動抑制回路方式に基づく高周波漏洩電流抑制方法に関する研究:交流三相出力のインバータ回路やコンバータ回路において、主回路と並列に挿入し、交流中性点の電位変動を抑制する方式を考案した。また、最適な回路条件を算出し、その妥当性を検証した。(2)電力用半導体デバイスのソフトスイッチングと直流コモンモードトランスを用いた高周波漏洩電流の抑制方式の考案:ソフトスイッチング方式とコモンモード変圧器を用いた高周波漏洩電流抑制方式を考案した。本方式の有効性を確認し、最適な回路定数の検討を行った。3.高周波輻射ノイズの発生機構の解明と、その抑制方法の考案輻射ノイズの発生源を含めて輻射ノイズを簡便かつ定量的に解析する方法を提案した。輻射ノイズの原因となる高周波電流成分を分析し、等価回路を導出した。また、スイッチング波形を改善して、輻射ノイズを低減する方法を提案し、その効果を立証した。本研究は、半導体電力変換装置がその原因となる高周波電磁波障害、特に高周波漏洩電流の発生機構を理論的に解明し、具体的かつ効果的な抑制方法を検討することを目的とする。初年度の研究計画は、高周波電磁波障害の調査とその発生機構の解明であり、その成果は以下に要約される。1.高周波障害の調査結果:産業用電力変換装置の製造メーカに対して聞き取り調査を行った結果、高周波電磁波障害を頻繁に引き起こす装置として、交流電動機駆動用変換装置、無停電電源装置、電気鉄道車両など多数存在することが判明した。一方、学術論文・文献は極めて少なく、これも交流電動機用変換装置に限定される。また、装置レベルはもとより、使用される部品単位での定量的検討も不十分であることが判明した。2.高周波漏洩電流発生機構の研究:調査結果を参考に、電力変換装置に使用する回路部品、周辺電気機器類の浮遊静電容量成分や浮遊インダクタンス成分の実験・分析を行った。

その結果、電力用半導体素子(パワートランジスタモジュール)の浮遊静電容量が比較的大きく、高周波漏洩電流の発生に大きく関与しうることを明らかにした。さらに、この浮遊静電容量に起因してPWMインバータの高周波漏洩電流が発生する機構を理論的に解明し、その抑制法を考案して実験により妥当性を検証した。また、負荷回路の浮遊静電容量に起因するものとして、PWMインバータのスイッチング動作に伴う交流仮想中性点電位の急激な変動が高周波漏洩電流を誘発することを明らかにし、その解決策として、新たにPWMインバータの交流仮想中性点電圧変動の抑制方法を考案し、実験によりその有効性を検証した。これらの研究成果を研究論文に纏め、学会誌等に発表した。本研究は、半導体電力変換装置がその原因となる高周波電磁波障害、特に高周波漏洩電流の発生機構を理論的に解明し、具体的かつ効果的な抑制方法を検討することを目的とする。本年度の研究計画は、高周波漏洩電流に影響を与える回路構成要素の抽出とこれに伴う障害の抑制方法の検討、および代表的な高周波電流発生機構の解明と効果的抑制法法の検討であり、その成果は以下に要約される。1.高周波漏洩電流に影響を与える回路構成要素の抽出と障害の抑制方法。電力変換装置に使用する回路部品、周辺電気機器類の浮遊静電容量成分や浮遊インダクタンス成分の実験・分析を行った。これらの研究成果を研究論文にまとめ、学会等に発表した。2.代表的な高周波電流発生機構の解明と効果的抑制法法の検討。電力変換回路で最も多用されるPWMインバータでは、交流仮想中性点の急峻な電位変動によって、負荷回路の浮遊静電容量を経由して高周波漏洩電流が流れることを解明した。さらに交流中性点の電位変動を抑制する方法として、PWMインバータに適した交流仮想中性点電圧変動抑制方法を考案し、回路定数と抑制効果の関係を定量的に解析し、本方式の有効性を検証した。本研究では、高周波漏洩電流や輻射ノイズの発生に影響する回路構成要素の抽出、高周波雑音の発生機構を定量的な解析、および高周波雑音の抑制方法について検討した。1.高周波漏洩電流の誘発要素の抽出と漏洩電流の抑制法に関する研究(1)電力用半導体デバイスの浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流の発生機構の解明と、その抑制法の考案:電力変換回路に使用される電力用半導体デバイス(パワーモジュール)の半導体素子と冷却体の間に生じる浮遊静電容量に起因した漏洩電流を定量的に明らかにした。さらに、この漏洩電流を効果的に抑制する方法を提案した。(2)電力用蓄電池の浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流の発生機構の解明と、抑制方法の考案:無停電電源装置などの交流電源装置ではその直流回路部分に蓄電池が接続される。蓄電池端子と匡体外壁との間には比較的大きな浮遊静電容量が存在することを明らかにした。