hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞老化による口腔癌の抗がん剤耐性獲得機序の解明

【目的】口腔扁平上皮癌においては抗癌剤治療に対して抵抗性を示すものもあり、その対応には苦慮させられることが多い。近年、DNA損傷を受けた細胞の一部は増殖能が低下し細胞老化に陥るものの、炎症性サイトカイン、ケモカイン、細胞外マトリックス分解酵素、増殖因子などのたんぱく質やエクソソームといった生理活性物質を分泌する細胞老化関連分泌現象(SASP)を引き起こすことで、生存し続けることが明らかにされた。さらに、このSASPは癌細胞周囲の微小環境を変化させ、癌の悪性度を増強することが示されている。そこで、本研究では口腔扁平上皮癌の抗癌剤耐性獲得における細胞老化とSASPの関与について検討した。【材料および方法】舌扁平上皮癌細胞株SASを低濃度のCDDPに持続的に曝露させることによりCDDP耐性株(SAS/CR2)を樹立した。親株と耐性株のCDDP存在、非存在下における細胞増殖能、CDDPによるアポトーシス誘導能を比較検討した。その後、CDDP耐性化が細胞老化に及ぼす影響を検討するとともに、SASPの関与について検討した。【結果】親株と比較して耐性株ではCDDPによる増殖能の低下、アポトーシス誘導が抑制されていた。それとともに、耐性株の一部の細胞はSA-β-gal陽性の老化様形態を示し、p21およびp53の発現が亢進していた。また、SAS/CR2の培養上清ではIL-1αを含む幾つかのサイトカインレベルが亢進していた。【考察】以上より、口腔扁平上皮癌細胞のCDDP耐性獲得には細胞老化およびSASPが関与することが示唆された。今年度に計画した研究は遂行できた。CDDP耐性化に関与するSAS/CR2細胞の培養上清中に含まれる主要なSASP因子を追及するとともに、間質細胞(線維芽細胞、血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞など)をSASP因子で処理し、増殖能、血管、リンパ管新生能への影響について解析を行う。さらに、親株およびSAS/CR2をヌードマウス背部皮下に移植し腫瘍を形成させた後、CDDPとともにSASP因子を投与するか、SASP因子を遺伝子操作により強発現ないしノックダウンした細胞を移植した後にCDDPを投与し、経時的に腫瘍径を計測し、腫瘍のgrowthへ及ぼす影響について検討する予定である。【目的】口腔扁平上皮癌においては抗がん剤治療に対して抵抗性を示すものもあり、その対応には苦慮させられることが多い。近年、DNA傷害を受けた細胞は細胞老化に陥り、炎症性サイトカイン、ケモカイン、細胞外マトリックス分解酵素、増殖因子などの様々なたんぱく質やエクソソームといった生理活性物質を分泌するSASP(細胞老化関連分泌現象)と呼ばれる現象を引き起こすことで、細胞周囲の微小環境を変化させ、発がんや癌の進展を促進することが明らかになってきた。そこで本研究では口腔癌の抗がん剤治療効果の向上を目指して、口腔癌の抗がん剤耐性獲得における口腔扁平上皮癌細胞および間質細胞の細胞老化とSASPの関与を明らかにすることにした。【材料および方法】舌扁平上皮癌細胞株SASを低濃度のCDDPで24時間処理した後に、老化細胞において活性が上昇する老化関連酸性β-ガラクトシダーゼ(SA-β-Gal)の染色をDay7まで行った。それとともに、SASに低濃度のCDDPを持続投与することにより樹立したCDDP耐性細胞株における細胞老化をコントロール細胞のものと比較した。【結果】CDDP無処理の状態においても少数のSA-β-Gal陽性細胞が認められたが、低濃度CDDPで24時間処理後、SA-β-Gal陽性細胞数は経時的に増加した。一方、CDDP耐性細胞株におけるSA-β-Gal陽性細胞は、コントロール細胞と比較して減少していた。【考察】以上のことより、CDDP単回投与では口腔扁平上皮癌細胞に老化が誘導されるが、CDDP耐性細胞では細胞老化が抑制されていることが示唆された。抗がん剤治療前後の口腔扁平上皮癌組織を用いて細胞老化、SASPの検討を行う予定であったが、着手できていないため【目的】口腔扁平上皮癌においては抗癌剤治療に対して抵抗性を示すものもあり、その対応には苦慮させられることが多い。【考察】

以上より、口腔扁平上皮癌細胞のCDDP耐性獲得には細胞老化およびSASPが関与することが示唆された。今年度に計画した研究は遂行できた。抗がん剤治療前後の口腔扁平上皮癌組織を用いて細胞老化、SASPの検討を行うとともに、口腔扁平上皮癌細胞株を用い、細胞周期関連タンパクの発現やSASP因子の分泌への影響について検討する。CDDP耐性化に関与するSAS/CR2細胞の培養上清中に含まれる主要なSASP因子を追及するとともに、間質細胞(線維芽細胞、血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞など)をSASP因子で処理し、増殖能、血管、リンパ管新生能への影響について解析を行う。さらに、親株およびSAS/CR2をヌードマウス背部皮下に移植し腫瘍を形成させた後、CDDPとともにSASP因子を投与するか、SASP因子を遺伝子操作により強発現ないしノックダウンした細胞を移植した後にCDDPを投与し、経時的に腫瘍径を計測し、腫瘍のgrowthへ及ぼす影響について検討する予定である。
エジプト社会のジェンダーと法識字 : 女性によるイスラーム言説の創出と利用

本研究の目的は「ムスリマ(イスラーム教徒の女性)によるイスラーム言説の創出および利用の実態を、彼女たちの日常実践と法識字レベルとに注目して明らかにすること」である。本年度の研究では、1)イスラーム言説にかかるムスリマの主体的活動について研究するとともに、2)2011年に起きた革命といわゆる「アラブの春」についての情報収集と分析を行った。本年度は具体的には、1)イスラーム言説の利用について、女性説教師の活動を事例として、権威というキーワードを用いて論じた英語論文を完成させた。この論文はオランダ・ライデンの著名な出版社、ブリル社から刊行された論文集に査読を経て掲載された。この本にはインデックスの語句の選定・語句説明の執筆、アラビア語の英語表記の方法等の決定、分担執筆など、論文だけではなく包括的な形で関わった。MLを立ち上げ、世界各国をフィールドにする多国籍の他の執筆者とEメールで意見交換しつつ、決定し、分担して執筆する過程で、学術的な国際的ネットワークを築くことが出来たことも今年度の成果である。2)アラブの春で宗教界が果たした役割について、現地紙等を資料にキリスト教、イスラームについて整理・分析を行った。日本語で読める、宗教界にフォーカスしてアラブの春を分析した研究はなかったため、本論文はアラブの春を多角的に理解するため、一定の貢献をしたといえよう。(嶺崎寛子「エジプト、1月25日革命を読む-宗教の視点から」『国際宗教研究所ニュースレター』70.東京:国際宗教研究所、pp.11-16)。本研究の目的は「ムスリマによるイスラーム言説の創出および利用の実態を、彼女たちの日常実践と法識字レベルとに注目して明らかにすること」である。そのため以降の研究では、イスラーム電話のファトワーの精査と、ムスリマの主体的活動について、主に法識字による差異に焦点を当てて分析する。本年度は具体的には、1)「イスラーム電話」における、ムスリマたちのファトワー利用について論文を発表し、2)イスラーム言説をめぐる、ムスリマたちの多様な日常実践について、英語および日本語で学会発表を行った。英語発表は22年度にブリル出版より論文として出版される予定である。1)では、選択性が高く、日常に密接している電話ファトワーの計量分析・内容分析を行った。注目すべきは、イスラーム電話には女性スタッフからなるクオリティコントロール部門があり、この部門が回答をチェックすることが、結果的にウラマーたちの女性嫌悪(misogyny)を緩和し、ムスリマたちに理解のあるファトワーを出すことにつながっていた点である。質問者たちも望みどおりの回答を得るべく努力していた。これらはファトワーを貰う、出すという行為そのものが、双方向の交渉の一場面であることを示唆する。これらを「生活の中のイスラーム言説とジェンダー:エジプト「イスラーム電話」にみるファトワーの社会的機能」論文にまとめた。2)では、女性説教師たちを事例として、イスラーム言説に女性たちが積極的に関わりつつあること、その関わり方の程度は彼女たちのイスラーム法にかかる法識字と比例していることなどを文化人類学的手法によって明らかにし、学会発表を行った。1)は今まで収集ができず、資料として用いられなかった生ファトワーを資料とした点に重要性が、それをもとに、イスラーム言説の利用について論じた前例のない研究である点に意義がある。2)は女性たちの主体的な宗教的実践にグラスルーツから迫った点に意義と独創性がある。当該年度は育児による研究中断からの復帰のため、9月1日から3月3旧までの7カ月間のみであった。本年度の研究では、イスラーム言説にかかるムスリマ(イスラーム教徒の女性)の主体的活動について、主に法識字による差異に焦点を当てて分析する。1)では、女性説教師たちを事例として、イスラーム言説に女性たちが積極的に関わりつつあること、その関わり方の程度は彼女たちのイスラーム法にかかる法識字と比例していることなどを文化人類学的手法によって明らかにし、学会発表を行った。女性たちの主体的な宗教的実践にグラスルーツから迫った点に本稿の意義と独創性がある。2)イスラーム世界を特殊な世界とみなし、彼らを他者としてまなざすこと、つまりはオリエンタリズムとジェンダーバイアスによって、ムスリマへのまなざしがいかに歪められているかをまず認識すべきことと、そのうえでイスラーム世界におけるジェンダーを読み解くために留意すべきことについて、先進国の非ムスリムを想定して示し、ジェンダー研究の成果を踏まえて整理・分析した。

MLを立ち上げ、世界各国をフィールドにする多国籍の他の執筆者とEメールで意見交換しつつ、決定し、分担して執筆する過程で、学術的な国際的ネットワークを築くことが出来たことも今年度の成果である。2)アラブの春で宗教界が果たした役割について、現地紙等を資料にキリスト教、イスラームについて整理・分析を行った。日本語で読める、宗教界にフォーカスしてアラブの春を分析した研究はなかったため、本論文はアラブの春を多角的に理解するため、一定の貢献をしたといえよう。(嶺崎寛子「エジプト、1月25日革命を読む-宗教の視点から」『国際宗教研究所ニュースレター』70.東京:国際宗教研究所、pp.11-16)。
高浸透圧と自然免疫がドライアイに及ぼす影響と、それに基づく新たな予防・治療戦略

今回、ヒト角膜上皮細胞を用いて、in vitroで高浸透圧のレベルと曝露時間を比較し、炎症性サイトカインの産生について調べた。高浸透圧液の24時間曝露により、浸透圧が500mOsmと低いレベルであっても細胞に傷害を起こすことが分かった。一方、短時間曝露(10分間)では、800mOsmという超高浸透圧であっても、細胞毒性はないことが分かった。次に、短時間曝露では、400mOsm以上の高浸透圧液で、浸透圧が高くなるほど、IL-6産生が多くなることを発見した。他の炎症性サイトカイン産生には変化が見られなかった。以上より、高浸透圧涙液が角膜上皮細胞からIL-6が産生される機構の一部が解明された。高浸透圧が眼表面の炎症を惹起してドライアイを引き起こすことは知られているが、そのメカニズムは十分に解明されていない。今回、超高浸透圧培養液を用いて、ヒト角膜上皮細胞から炎症性サイトカインが産生されるかどうか検討した。不死化ヒト角膜上皮細胞(HCE-T;RCB2280)を継代した。NaClの付加により高浸透圧培養液(3101000 mOsM/kg)を作成し、それらをHCE-Tの培養液と置換した。各高浸透圧培養液で24時間培養後、上清を回収した。また、短時間培養として、各高浸透圧培養液で10分間暴露後、正常浸透圧培養液で24時間培養した。各上清中のIL-1b, IL-6, IL-8, TGF-βをEnzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA)法にて調べた。また、細胞のアポトーシスについてトリパンブルー法にて調べた。高浸透圧培養液の24時間培養では、500 mOsM/kgにおいて、IL-6産生が65 pg/mlと有意に上昇していた。しかし、600m mOsM/kg以上では、細胞の形態変化が起こり、死細胞を認めた。一方、10分間の高浸透圧培養液では、1000 mOsM/kgまでは細胞の形態変化はなく、IL-6の産生は、600, 700, 800, 900mOsmにおいて有意な上昇を認めた。IL-1b, IL-8, TGF-βは検出できなかった。900 mOsM/kgという非常に高い浸透圧培養液でHCE-Tを培養しても、短時間であれば細胞の形態は変化せず、IL-6を産生することが分かった。ヒト培養角膜上皮細胞(HCEC)の培養を開始し、継代した。浸透圧測定器を用いて、正常な培養液の浸透圧を測定したところ、280mOsmであった。次に、NaCl又はSucroseを加えて浸透圧調整を行い、400700mOsmの高浸透圧培養液を作成した。各高浸透圧培養液でHCECを一定時間培養した後、上清を回収し、炎症性サイトカインをELISA法にて調べた。その結果、高浸透圧培養液を加えると、HCECからのIL-6の産生が有意に増加することが分かった。TGF-β, IL-1bについては結果にバラつきがあった。また、トリパンブルー法にて、細胞のアポトーシスを調べたところ、700mOsmにおいても短時間の高浸透圧暴露では、細胞死は起こらないことが確認された。さらに、眼表面に常在する細菌などの微生物がドライアイにもたらす影響について検討を行った。9つのToll Like Receptor(TLR)ライガンドを購入し、HCEC培養液に付加した。その結果、特にウィルスの断片(PolyIC)を付加したときに、IL-6が有意に増加することが分かった。また、ヒト結膜上皮細胞の培養を開始し、継代した。結膜上皮細胞については、培地中に既にIL-6が存在することが確認され、高浸透圧によるIL-6の上昇は確認できなかった。【目的】高浸透圧が眼表面の炎症を惹起してドライアイを引き起こすことは知られているが、そのメカニズムは十分に解明されていない。【対象と方法】不死化ヒト角膜上皮細胞(HCE-T;RCB2280)を継代した。

また、短時間培養として、各高浸透圧培養液で10分間暴露後、正常浸透圧培養液で24時間培養した。各上清中のIL-1b, IL-6, IL-8, TGF-βをEnzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA)法にて調べた。また、細胞のアポトーシスについてトリパンブルー法にて調べた。【結果】高浸透圧培養液の24時間培養では、500 mOsM/kgにおいて、IL-6産生が65 pg/mlと有意に上昇していた。しかし、600m mOsM/kg以上では、細胞の形態変化が起こり、死細胞を認めた。一方、10分間の高浸透圧培養液では、1000 mOsM/kgまでは細胞の形態変化はなく、IL-6の産生は、600, 700, 800, 900mOsmにおいて有意な上昇を認めた。IL-1b, IL-8, TGF-βは検出できなかった。【考案】900 mOsM/kgという非常に高い浸透圧培養液でHCE-Tを培養しても、短時間であれば細胞の形態は変化せず、IL-6を産生することが分かった。結果は2014年度、Cornea誌に掲載された。眼表面の免疫システムとドライアイ短時間の高浸透圧負荷により炎症サイトカインが上昇したため。予定していた通り、角膜上皮細胞・結膜上皮細胞の培養と、高浸透圧培地作成、及びそれを用いた炎症を調べる系が確立したため。また、角膜上皮細胞の高浸透圧暴露でIL-6の上昇が認めれたため。今後、浸透圧の程度と細胞障害性についても評価していく予定である。HCECの高浸透圧培養液の暴露時間とIL-6の産生について、確認実験をする。IL-1など他の炎症性サイトカインについても調べる。また、マウスのリンパ球を用いて、HCECの高浸透圧培養液で得られた炎症性サイトカインを付加して、Th17細胞に分化するかどうかの実験を行う予定である。さらに、HCEC及び結膜上皮細胞を用いて、高浸透圧下でTLRライガンドに対する反応を調べ、炎症抑制に関連する因子についても解析していく予定である。生化学的実験を行えなかったため。26年度に行う実験計画に予定変更はないが、25年度に行う予定であった生化学的実験を行う予定である。高浸透圧暴露によって得られたHCECの上清を付加することにより、マウスのリンパ球がTh17細胞に分化するかどうか検討する予定である。また、ドライアイと炎症について、in vitroのこれまでのデータをまとめるため、追加実験に必要な、HCECやヒト結膜上皮細胞、培養液、TLRライガンド、ELISAキットなどを購入する予定である。
植物特異的なDof転写因子群の発現・機能・起源に関する網羅的な解析

植物特異的なDof転写因子のさまざまな生理的役割が既に示唆されているが、Dof転写因子の役割の大部分は未知である。モデル植物であるシロイヌナズナを用いてDof転写因子群の網羅的解析を行い、この転写因子群の全体像に迫ることが本研究の目的である。シロイヌナズナのすべてのDof遺伝子の発現をRT-PCRによって解析し、36個存在するDof遺伝子のほとんどは発現しているが、6つの遺伝子は発現していない、あるいはその発現は非常に微弱であることがわかった。個々の遺伝子の発現の組織特異性を調べ、幾つかのDof遺伝子の発現には組織特異性があることを明らかにした。さらに、GUSレポーター遺伝子を用いて詳細な解析を行い、AtDof5.8プロモーターは芽生えでは茎頂部分の若い葉と葉原基でのみ活性を示すことと胚や花原基でも活性を示すことがわかった。AtDof2.3プロモーターは根において特に強い活性を示し、胚軸に近い部分の中心柱の細胞と根冠で特に強い活性を示した。AtDof2.4プロモーターは、芽生えでは葉の原基と根端の前維管束細胞で活性を示し、胚発生の過程においては前維管束細胞で活性を示した。これは葉の背腹性の決定に関与するホメオボックス遺伝子ATHB8の発現パターンと非常に類似していた。一方で、Dof転写因子の機能について検討するために、Ac/DsトランスポゾンあるいはT-DNAの挿入によって特定の遺伝子の機能が破壊されている株の表現型解析を行った。17個のDof遺伝子について解析を行い、関係の近い二つの遺伝子(AtDof3.1とAtDof5.8)における変異は、ともに糖に対する感受性を変化させることがわかった。さらに、AtDof2.4を過剰発現させた形質転換体で、葉がカールするという葉の背腹性の異常を示唆する結果も得た。Dofタンパク質は植物特異的な転写因子群である。さまざまなDof転写因子の生理的役割が既に示唆されているが、Dof転写因子の植物における役割の大部分は未知である。そこで、モデル植物であるアラビドピシスを用いて、Dof転写因子群の網羅的解析を行いこの転写因子群の全体像に迫ることが本研究の目的である。このために本年度はDofタンパク質の機能解析を開始した。まず、Dofタンパク質の生理的重要性と遺伝子発現に対する影響を確認するためにトウモロコシ由来ではあるがDof1を強発現している形質転換体における遺伝子発現パターンを解析した。この植物体は窒素利用効率が高く窒素を制限した環境で野生型よりも良い生育を示す。マイクロアレイを用いた網羅的解析において表現型と一致した有機酸代謝に関係する遺伝子の発現の組織的な上昇が確認され、Dof転写因子は特定の遺伝子の発現に関わっていることが個体レベルで示唆された。さらに、アラビドピシスのDofタンパク質、OBP1,OBP3及びOBP4のそれぞれを強発現いている形質転換アラビドピシスの作成を試みた。OBP3とOBP4を強発現している形質転換体は得られたが、OBP1を強発現している形質転換体をえることはできなかった。このことから、幾つかのDof転写因子は非常に重要な生理的役割を担っているが故に強発現している形質転換体は得られない可能性が示唆された。一方で、Ac/DsトランスポゾンによってDof遺伝子が完全に破壊されているラインのホモ接合体を作成し、簡単な表現型解析を行ったところ、6ライン中1ラインにおいて目に見える異常が確認された。

加えて、アラビドピシスの植物ホルモン処理した植物体から調製したRNAと遺伝子特異的プライマーを用いて各々遺伝子の発現パターンの予備的な解析も行った。植物特異的な転写因子群Dofファミリーの個々のメンバーはさまざまな生理的役割に関わると推測されている。本研究はモデル植物であるシロイヌナズナを用いて個々のDof転写因子の発現パターンと生理的役割に関して網羅的な解析を行うことを目的としている。モデル植物であるシロイヌナズナのすべてのDof遺伝子の発現をRT-PCRによって解析を行った。その結果、37個存在するDof遺伝子のほとんどが発現していることが確認された。しかしながら、AtDof4.2遺伝子、AtDof4.3遺伝子、AtDof4.4遺伝子とAtDof4.5遺伝子の発現はRT-PCRの検出限界以下であり、また、AtDof1.2遺伝子とAtDof3.5遺伝子の発現も非常に微弱なものであった。また、個々の遺伝子の発現の組織特異性を調べたところ、いくつかのDof遺伝子の発現には明白な組織特異性があることが判明した。例えば、AtDof58遺伝子は芽生えのシュート、花、つぼみでのみ発現が見られ、また、AtDof2.3遺伝子は根において特に強い発現が見られた。さらに、幾つかのDof遺伝子の発現は植物ホルモンによって誘導された。例えば、AtDof2.3遺伝子とAtDof4.1遺伝子の発現はオーキシンによって誘導され、また、AtDof4.7遺伝子の発現にアブシジン酸によって誘導された。これらのことから、各々のDof転写因子の異なる生理的役割に対応して発現パターンも異なっていると考えられた。さらに、Dof遺伝子に挿入DNAを持つシロイヌナズの変異株の表現型を解析した。この解析には、AtDof3.1、AtDof5.1、AtDof5.8、AtDof1.5、AtDof1.10、AtDof1.3あるいはAtDof1.6遺伝子の翻訳領域に挿入DNAを持つシロイヌナズナ、AtDof2.3あるいはAtDof4.1遺伝子のプロモーター領域に挿入DNAを持つシロイヌナズナ、及びAtDof4.7、5.2あるいは2.4遺伝子の3'非翻訳領域に挿入DNAを持つシロイヌナズナを用いた。その結果、AtDof3.1あるいはAtDof5.8遺伝子の変異は糖に対する感受性を変化させることを示唆する予備的知見を得た。また、AtDf1.3遺伝子の破壊はクロロフィルの減少を引き起こすことが示唆された。本研究はモデル植物であるシロイヌナズナを用いて個々のDof転写因子の発現パターンと生理的役割に関して網羅的な解析を行うことを目的とした。今年度は、昨年度のRT-PCR解析において特徴的な発現パターンが見られたDof遺伝子のプロモーター領域をクローン化した。そのプロモーターの下流にGUSレポーター遺伝子を接続した融合遺伝子を作成し、それを導入した形質転換シロイヌナズナを作成して発現の詳細な解析を行なった。AtDof5.8プロモーター:GUSは、芽生えにおいては、茎頂部分の若い葉と葉原基でのみ発現が見られた。この葉における発現は非常に特徴的であり、原基の段階ではトライコームとなる細胞で発現し、その後葉が生長するにつれ、発現は孔辺細胞、葉脈へとシフトしていった。
低次元ナノ構造における量子干渉効果と電子相関

本研究では,微細加工によって作り出されたナノ構造において,干渉効果や多体効果に起因する新しい現象を見出すことを目的としている。ナノ構造体としては,直径1ミクロン程度のリング(アハラノフボームリング)に量子ドットを埋め込んだものを用いている。量子ドットは典型的な0次元系であり,クーロン振動をはじめ多彩な現象が見つかっている。また,アハラノフ・ボーム(AB)効果と組み合わせることにより,ドットを通った伝導電子の位相の情報を知ることもできる。このように,「リング+ドット」系は電子の「粒子性」と「波動性」とが混在するような系である。本年度はこの系において,これまでに知られていない二つの新しい知見を得た。(1)非局所測定による干渉効果の増大まず,ドットがない「リング」だけで測定を行った。このリングに対して,非局所的な4端子測定を行うと,電子の干渉効果がこれまでの10倍ほどにも増大することが明らかになった。このような測定方法を適用したのは本研究が初めてであり,それによる干渉効果の増大は,これまでの理論では予言されていなかった。この現象の解明は,電子の干渉性がなぜ失われていくのか,という量子力学の基本問題に多くの示唆を与えるものと期待している。(2)ファノ効果の発見次に「リング+ドット」での実験を行い,ファノ効果を見出した。これはリング内の連続状態にある電子と、ドット内の離散準位にある電子との「配置間相互作用」によって生じる効果であり,数多くの物理系で知られているが,ナノ構造においては本研究が初めての観測である。しかも,この系は多くの点で制御可能であり,ファノ効果の検証実験としてはこれまでで最良のものである。以上のように,本年度は「リング+ドット」系において新しい二つの知見が得られた。これらは二つとも今後のメゾスコピック系の物理の発展に寄与するものと考えられる。本研究の課題「低次元ナノ構造における量子干渉効果と電子相関」において、精度の高い信頼できる実験を行うためには、まず低次元ナノ構造を再現性良く作り出すことが必要不可欠である。申請者は低次元ナノ構造として「量子ドット」を用いている。量子ドットはAlGaAs/GaAsヘテロ接合内に形成された二次元電子系を微細加工することによって、1ミクロン四方の領域中に数十個の電子を閉じ込めたものである。この構造は、含まれる電子を一個ずつ制御でき、いわゆる単一電子素子として働く。本年度の計画は、単一電子素子としての量子ドットの作製方法を確立し、クーロン振動や近藤効果の観測を通して、基本的な動作特性を明らかにすることであった。実際に、申請者は既存の分子線エピタキシー装置(MBE)を用いて、高品質の二次元電子系の作製を試みた。さらに、電子線リソグラフィ・フォトリソグラフィ・蒸着装置を用いて様々な条件下で二次元電子系を微細加工することにより、これまでに比べて遥かに再現性良く量子ドットを作製することに成功した。また、この量子ドットを現有の希釈冷凍機に組み入れて極低温下での輸送特性を調べたが、特徴的なクーロン振動(ゲート電圧によって試料の電気伝導度が大きく振動する現象)がはっきりと見られ、確かにこの構造が単一電子素子として働くことを明らかにした。近藤効果についてはその兆候が得られた段階である。このような測定は非常に微小な信号を捕らえなければならないが、申請者は補助金で購入した「ITHACO preamp 1211」をアンプとして用いた。また、ゲート電圧の制御にはやはり補助金で購入した「WF1946(エヌエフ)」を用いた。本年度はこれらの実験を通じて、2年目の課題である量子干渉効果と電子相関の観測と制御に向けて十分な足がかりを得た。
日本語におけるカタカナ語の使用実態調査と材彙習得支援環境の構築

本研究では,電子化された新聞記事フルテキストデータベースを対象に,カタカナ語の使用実態調査を実施した。本研究での調査により,海外在住の日本語学習者や成人の外国人留学生を対象とした語彙習得支援環境を構築するために必要な基礎的データを得ることができた。具体的には,国民への定着度や使用頻度の低いカタカナ語を明らかにした上で,それらのカタカナ語の特徴を分析した。そして,それらのカタカナ語について,定着率や頻度が低い理由を考察し,語彙習得を促すための適切な学習方略を提案することを試みた。次に,国立国語研究所(2003)が定めた『第1回「外来語」言い換え案』に示された「カタカナ語62語」を対象に,その使用実態を調査した。その結果の概要は,次の通りである。「カタカナ語62語」のうち1993年と1996年の新聞で使用されていなかった語(オンデマンド,フィルタリング,プロトタイプなどの6語)は定着度が低いこと,「アクセス」や「コンセンサス」のように新聞での使用頻度が高いにもかかわらず,国民各層への定着度が低い語が存在すること,などが示された。さらに,「カタカナ語62語」について電子辞書『大辞林』(第二版)での辞書掲載状況を分析した。その結果,1.複数の見出し語として大辞林に掲載されているカタカナ語であっても,使用頻度や定着度が著しく低い語(モチベーション,アジェンダ,モラトリアムなど)が存在すること,2.大辞林には掲載されていないカタカナ語は16語(オンデマンド,フィルタリング,インターンシップなど)が存在すること,3.2で述べた16語の多くは使用頻度や国民への定着度が低く,複合語(セカンドオピニオンなど)もいくつか含まれていること,などが明らかになった。こうして得られた結果は,日本語教材に掲載するカタカナ語を選定する際の基礎的資料となり,語彙習得支援環境を構築するために役立つ有用な知見となり得る。本年度の研究実績は,次の通りである。一般に,カタカナ語は,外来語のみならず,和製英語や専門用語,その時代を反映する語彙(流行語)などでも数多く用いられている。今日の日本語環境ではカタカナ語の重要性が増大する傾向にある。そこで,本年度,研究代表者は,テキストマイニングの手法を用いて,日本語テキストデータベースの中からカタカナ語を抽出し,その使用頻度を自動的に集計するシステムを開発した。このシステムを用いて,大規模な語彙調査を実施し,日本語におけるカタカナ語の使用実態を明らかにした。具体的には,1993,1996年の朝日新聞の新聞記事フルテキストデータベースを対象に,発行年度別にカタカナ語の使用頻度表を作成し,日本語におけるカタカナ語の時代的変化やカタカナ語使用の特徴を分析した。さらに,『第1回「外来語」言い換え案』(国立国語研究所2003)に示されたカタカナ語62語について,1993年と1996年の新聞を対象に使用頻度を分析した。その結果,新聞での使用がなされていないカタカナ語は定着度が低いこと,「アクセス」や「コンセンサス」のように新聞での使用頻度が高いにもかかわらず,国民各層への定着度が低い語が存在すること,などが明らかになった。こうして得られた本年度の研究成果は,一般にカタカナ語へのなじみが薄いといわれている高齢者や日本語学習者に対する日本語理解への支援を行うために必要な基礎的資料となる。また,その資料は,カタカナ語に関する語彙習得支援環境を構築するために役立つものとなり得る。カタカナ語の多用は,高齢者や日本語学習者の日本語理解を妨げる大きな要因の1つとなっている。このような情報弱者を支援するために,『第一回「外来語」言い換え案』(国立国語研究所)では,一般になじみの薄い外来語を日本語に置き換えることを提案している。本年度の研究では,『第一回「外来語」言い換え案』に掲載されているカタカナ語62語を対象に,電子辞書『大辞林』での辞書掲載状況を分析した。さらに,研究代表者がこれまでの研究で作成した『カタカナ語使用頻度表』で得られた頻度データを用いて,電子辞書に掲載されていなかったカタカナ語の頻度特性を分析した。その結果,1.複数の見出しで辞書に掲載されているカタカナ語であっても,使用頻度や定着度が著しく低い語(モチベーション,アジェンダ,モラトリアムなど)が存在すること,2.大辞林に掲載されていないカタカナ語は16語(オンデマンド,フィルタリング,インターンシップなど)が存在すること,3.2で述べた16語の多くは使用頻度や国民への定着度が低く,複合語(セカンドオピニオンなど)も若干含まれていること,などが明らかになった。こうして得られた知見は,辞書や日本語教材に掲載するカタカナ語の選定に大変有用な資料となる。また,カタカナ語の辞書掲載状況や頻度データを分析することは,語彙習得支援環境を構築する際に役立つ有効なデータが得られ,日本語教育に役立つことが期待できる。

次に,国立国語研究所(2003)が定めた『第1回「外来語」言い換え案』に示された「カタカナ語62語」を対象に,その使用実態を調査した。その結果の概要は,次の通りである。「カタカナ語62語」のうち1993年と1996年の新聞で使用されていなかった語(オンデマンド,フィルタリング,プロトタイプなどの6語)は定着度が低いこと,「アクセス」や「コンセンサス」のように新聞での使用頻度が高いにもかかわらず,国民各層への定着度が低い語が存在すること,などが示された。さらに,「カタカナ語62語」について電子辞書『大辞林』(第二版)での辞書掲載状況を分析した。その結果,1.複数の見出し語として大辞林に掲載されているカタカナ語であっても,使用頻度や定着度が著しく低い語(モチベーション,アジェンダ,モラトリアムなど)が存在すること,2.大辞林には掲載されていないカタカナ語は16語(オンデマンド,フィルタリング,インターンシップなど)が存在すること,3.2で述べた16語の多くは使用頻度や国民への定着度が低く,複合語(セカンドオピニオンなど)もいくつか含まれていること,などが明らかになった。こうして得られた結果は,日本語教材に掲載するカタカナ語を選定する際の基礎的資料となり,語彙習得支援環境を構築するために役立つ有用な知見となり得る。
音声認識技術を取り入れた日本語発音自学システムの作成と試用

発音学習において,学習者に音響学的な波形やピッチ曲線を見せ,そこから適切な情報を読み取らせる従来の方法は,困難を伴う。そこで本研究では,音声認識技術を活用し,入力音声のリズムを視覚的に補正した「プロソディグラフ」を自動出力する新たなシステムを開発した。しかし,ピッチ曲線における高さをそのままのタイミングで示すと,アクセントの下がり目が遅れて生じる「おそさがり」現象により学習が阻害される。そこで,ピッチ情報を1拍分前にずらす修正方法を適用し,表示した結果,ほとんどの例文が妥当な表示となった。しかし,文末イントネーションの表示方法には,未解決の課題が残った。平成24年度前半は、23年度までの基盤研究(B)「音声認識技術を取り入れた日本語発音自学システムの開発」(課題ID 09004900)で開発したソフトに「韻律一発変換ボタン」「高さ調節スライダー」等の新たな機能を加えたものを試用し、その成果を、日本語教育国際研究大会で発表した。このプロソディ調整ツールは、市販の音声認識エンジンを使用して業者に開発させたものだが、ここに更なる改良を加えるには、技術的な問題や、継続的なライセンス料が生じることなどがわかった。最終的にWEB上で無料公開を行うためには、同等の機能を持つCALL教材をオープンソースのフリーソフトを活用して作成し、常に改良を加えていける体制を整える必要がある。そこで、平成24年度後半は、ひとまず下記の機能を備えたWEBシステムのひな形を完成させた。(1)学習者による文読み上げ音声の韻律を「プロソディグラフ(高さ・長さを音符のように示した視覚教材)」で示す(2)学習者の誤った韻律を、モデル音の韻律と合成して正しく補正し、学習者に聞かせる(1)の基本周波数推定プログラムには「DIO」を、(2)の韻律補正には「WORLD」を使用した(森勢将雅氏開発のフリーソフトhttp://www.slp.is.ritsumei.ac.jp/morise/world/)が、基本周波数推定や、音声合成のコア部分に手をつけることは困難を極め、現状、学習者の最適な発音を誘導するプロソディグラフの描画方法や、録音時のノイズへの対応策などに難がある状態である。次年度以後、筑波大学内外の、音声認識・音声合成専門の研究者がいる研究室を訪問し、専門的見地からのアドバイスを受けるとともに、開発に携わる複数の研究協力者の確保を行い、展開していく必要がある。引き続き、「オープンソースのフリーソフトを活用して、常に改良を加えていけるようなCALL教材を作成する」という方針をもとに教材の改良およびそのための基礎研究を行った。具体的には、下記の機能を備えたWEBシステムを開発した。(1)基本周波数推定プログラム「DIO」を利用した、学習者の文読み上げ音声の韻律を表示する機能(2)フリーソフト「WORLD」を利用した、読み上げ音声の誤った韻律を、モデル音の韻律と合成して正しく補正して聞かせる機能本年度はまず、国内の音声合成/音声認識/音声教育の専門家の研究室を訪問し、アドバイスを受けるとともに、開発に携わる作業者の募集を行った。その後、複数の業者との折衝を繰り返し、最終的に選ばれた業者と仕様に関する打ち合わせを行い、音声認識エンジンおよびプロソディ調整ツールの開発を展開した。この業者との折衝に、殊の外時間を費やしたため、教材開発に遅れが生じ、本年度は学習者による試用までを行えなかった。本年度の作業により、(1)縦表示の長さを調整するゲージ、(2)横スクロールのゲージ、(3)発話記録を管理/呼び出し/削除できるシステム、(4)学習管理のためのログイン機能、(4)複数の例文を選択するためのデータベースの構築、(5)録音時の発話開始前の無音部分の自動削除および録音判定機能、(6)試行中の気づきを学習者が記録できるメモ帳呼び出し機能、等が実装されたCALL教材の雛形を、WEBでアクセスできる状態に仕上げた。また、学習者の最適な発音を誘導するピッチ表示方法について基礎研究を行い、その一部を発表した。今後は、音響分析結果の妥当性および高さ表示の修正の適正さについて、試行を元に仮説を検証していく。また、録音判定機能については、雑音を音声として誤認識してしまう場合があるため、閾値の設定を最適なものに調整していく必要がある。本年度は大きく分けて2つの作業を行った。1つは,昨年度からの継続課題である、「オープンソースのフリーソフトを活用して、常に改良を加えていけるようなCALL教材の作成」に基づく教材の改良およびそのための基礎研究である。もう1つは、「音声認識技術を取り入れた日本語発音自学システムの開発(研究課題番号:21320094)」において開発が途中で止まっていたプログラムに,学習者の発音評価や韻律の補正表示などの機能を加え,教材を完成させることである。

まず,前者に関しては,基本周波数推定プログラム「DIO」を用いた韻律表示および「WORLD」を用いた韻律合成プログラムの改良を行った。これは一応の教材の雛型の確定には到ったものの,依頼業者の技術力の限界から,録音判定・音声合成・表示方法の妥当性に問題が残り,学習者による試用が可能な教材とはならなかった。そこで,後者の「Prosody Tuner」のプログラム修正が可能な業者と新たに折衝を重ね,(1)韻律表示方法の妥当化,(2)韻律の評価および評価結果の記録・呼び出し,(3)ユーザーフレンドリーなシステムへの機能改良,の3点に取り組んだ。(1)では,物理的なピッチ変動が聴覚印象よりも遅れて生じる「おそ下がり」現象に対応するべく,拍毎の測定値を後ろにずらして適用することで,音韻的な型に近づけることに成功した。(2)では,拍毎の測定値のモデル音からの逸脱を4段階で評定するもので,学習者への試用とインタビュー結果を受けて,発音力の伸長を記録・参照できるシステムに仕上げた。(3)は合成音声の自動再生や,男女の声の高さの違いに対応した表示の工夫などである。開発した教材は,音声認識のライセンス問題が解決できれば,2015年中に無償で公開できる予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。日本語教育26年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度までの基盤研究(B)「音声認識技術を取り入れた日本語発音自学システムの開発」(課題ID09004900)で開発を行ったソフトは、市販の音声認識エンジンを使用して業者に開発させたものだが、前業者を含め複数の業者と折衝した結果、改変が難しく、また、使用に継続的なライセンス料が生じることなどがわかったため、オープンソースのフリーソフトを活用して常に改良を加えていけるCALL教材を作成する方法を模索中である。仕様に関する業者との折衝が難航し、開発に遅れが生じた。また、実装の最終段階で、単体の機能を結合させたところ、音声情報の基本周波数情報の生成方法や取り扱い方法、韻律の表示機能等に重大な問題があることが明らかになり、詳細な開発仕様書を作成し直すことになった。筑波大学内外の、音声認識・音声合成専門の研究室を訪問し、専門的なアドバイスを受けるとともに、開発に携わる複数の研究協力者の確保を行い、音声認識エンジンおよびプロソディ調整ツールの開発を展開する。録音判定および音声合成、表示方法への対応策などに難がある状態であり、更なる修正を要する。特に、音声認識および合成の最適な数値に関しては、試用を繰り返して調整していく必要がある。問題が改善され次第、教材の検証作業に入る。具体的には、様々な母語、学習レベル、属性を有する学習者にCALL教材を試用してもらい、その学習効果を測定するとともに、インタビュー等によるフィードバックをもとに学習者の誤用傾向や学習行動を分析する。その結果を受けて、力の伸長を記録・参照するシステムを開発し、発音評価方法の妥当性・信頼性を高めるための研究を行う。
中空分子の生成と崩壊

本研究では、研究代表者らが開発した新しい実験手法、(γ、2γ)法、を用い、内側の価電子が励起した結果「中空」となった分子多電子励起状態を探索することを目的とする。(γ、2γ)法は、光励起に伴い2つの真空紫外光子を放出する過程(AB+hv→AB^<**>→A^*+B^*→A+B+hv'+hv")の断面積を2光子同時計数により測定する方法で、高エネルギーの中性分子励起状態を超高感度で観測することができるばかりでなく、純粋に多電子励起状態のみに起因する断面積曲線を得ることが可能となる実験手法である。平成18年度は、17年度のN_2に対する結果を受け、電子数がわずかに異なる等核2原子分子であるO_2を対象に、中空状態の探索を行った。本研究で新たに発見した多電子励起状態は、最も内側の価電子軌道に空孔をもつ状態であると考えられるが、そのエネルギーはN_2の多電子励起状態に非常に近いという結果を得た。最外殻電子および内殻電子の束縛エネルギーが両者で大きく異なることことを踏まえると非常に興味深い結果といえる。また、多電子励起状態からのスペクテーター・オージェ遷移の可能性を実験結果から引き出すことに成功した。これについては理論面から確証を得るべく分子軌道計算を進めている。これまで全く見ることのできなかった高エネルギーの中性励起状態を、電子数、原子核電荷のわずかに異なる分子で観測し、相互に比較できたことは意義深いといえる。また、第三世代放射光施設BESSY II(ドイツ)にて、NOの内殻電子の励起状態ダイナミックスに関する共同研究を行った。NOの内殻光励起により誘起されたけい光放出を、真空紫外2次分光器を用いて分光することにより、内殻に空孔をもつ分子状態のオージェ崩壊に続く真空紫外けい光放出過程を観測した。2光子放出過程(AB+hv→AB^<**>→A^*+B^*→A+B+hv'+hv")の断面積を測定する「(γ、2γ)法」は、本研究代表者らが最近開発した実験手法であり、中性分子の非常に高い励起状態を観測することのできる唯一の実験方法である。本研究では、この手法を用い、内側の価電子が励起し多結果「中空」となった分子多電子励起状態を探索することを目的とする。平成17年度は、これまでの予備的実験の範囲を超え、より汎用性の高い装置にすべく装置上の改良を行った。具体的には、2つの検出器間の混線を極力抑える努力と、より高い入射光子エネルギーでの実験に対応するための、光量モニタとしてのシリコンフォトダイオードの導入である。装置改良の後、窒素分子を対象に(γ、2γ)実験を行った。測定を行うにあたっては、実験条件の最適化に多くの時間を費やした。その後、2光子放出過程のしきい値以上で、最も内側の価電子軌道(2σ_g)から電子がイオン化するのに必要なエネルギー程度(3045eV)の入射光子エネルギー範囲において測定を行った。得られた2光子放出断面積は、36、39、40-44、45eVにピークをもち、そこに「中空」の電子配置をもつ多電子励起状態が存在することを明らかにした。多くの窒素分子イオンに対する研究を吟味し、取捨選択して、中世の多電子励起状態と結びつけ、中空状態の電子配置について議論した。窒素分子の2重イオン化しきい値を超えたエネルギーにも多電子励起状態が存在し、それらが中性解離により崩壊しているという興味深い事実を発見した。検出器からの出力パルス形状の改善については、努力にもかかわらずそれほど良い結果が得られなかった。これは時間分解能に関係するため、来年度継続して努力したい。

また、第三世代放射光施設BESSY II(ドイツ)にて、NOの内殻電子の励起状態ダイナミックスに関する共同研究を行った。NOの内殻光励起により誘起されたけい光放出を、真空紫外2次分光器を用いて分光することにより、内殻に空孔をもつ分子状態のオージェ崩壊に続く真空紫外けい光放出過程を観測した。
ニーマン-ピック病C型の胆汁酸抱合体異常代謝産物の構造決定と測定法の開発

ニーマン・ピック病C1型(NP-C1)は、リソソームの酵素スフィンゴミエリナーゼの欠損により、脳、膵臓、肝臓、腎臓などにスフィンゴミエリンが異常蓄積する劣性遺伝形式(ヒト18番目のNPC1遺伝子の欠損)をとる先天性代謝異常症である。2001年、Alveliusらは肝障害を発症したNP-C1患者尿中に健常人の尿中には全く存在しない新規胆汁酸多重抱合体がきわめて有意な量で排出されることを明らかにした。この胆汁酸多重抱合体の確定構造は未だなされていないものの、3β,7β-ジヒドロキシ-5-コレン酸を母核とし3位に硫酸、7位に淋アセチルグルコサミン(または、オキソ基)、側鎖24位にグリシン(あるいはタウリン)を共有結合で抱合した三重抱合体である可能性が最も有力であると推測されている。本研究では、これら胆汁酸多重抱合体がNP-C1疾患の特異的診断マーカーとなり得るものと期待し、標品合成を行った。合成標品はエレクトロスプレーイオン化(ESI)-質量スペクトル(MS)およびESI-MS/MSによるスペクトルパターンをAlveliusらによる報告のそれと比較・検討を行ったところ極めてよく一致した。現在、合成標品とNP-C1疾患者の実尿検体を用い、高感度・高選択的なLC/MS測定法を開発中である。ニーマン-ピック病C型(NP-C)症はリソソームの酵素スフィンゴミエリナーゼの欠損により脳、脾、肝、腎などにスフィンゴミエリンが異常に蓄積する劣性遺伝形式(ヒト染色体18番のNPC1遺伝子の欠損)をとる重篤な先天性代謝異常症である。本症疾患者はそのほとんどが乳児、小児であり、生後6ヶ月ですでに肝、脾腫の腫大、精神運動発達の遅延、痙攣が認められ、痩せて悪液質となり4才までにその多くが死亡するといわれ、早期発見による発症予防と対症療法がきわめて重要視され、早期確定診断法の確立が強く望まれている。本研究ではNP-Cの特異的疾患マーカーとして新規胆汁酸抱合体の異常代謝産物をとりあげ、1)予想推定化合物の化学合成による構造決定、及び2)HPLC、LC/MSによる高感度・高選択的な信頼度の高い直接測定法を開発し、本症の早期発見、確定診断の基盤を構築することを目的とする。合成ターゲットであり、本症疾患マーカーとして期待される具体的候補化合物としては、3β,7β-ジヒドロキシ-5-コレン酸を母核とし、ステロイド核上のC-3位ヒドロキシル基に硫酸、C-7位ヒドロキシル基にN-アセチルグリコサミン、側鎖末端のC-24位カルボキシル基にアミノ酸(グリシンあるいはタウリン)が結合した三重抱合体であると推測されている。その合成には以下に記した立体選択的・特異的合成手法、選択的保護基の導入と除去、並びにそれに伴う至適カップリング剤の選択がポイントとなった。(1)3β,7β-ジヒドロキシ-5-コレン酸を胆汁酸原料から数段階の工程を経て合成した。次いで、このちののC-3、-7位ヒドロキシル基に対する選択的保護基の導入と脱保護化にっいて至適誘導体化剤を吟味した。(2)上記(1)で合成した非抱合体化標品について、C-24位側鎖末端カルボキシル基にグリシンあるいはタリンを適当なカップリング剤を用いて結合し、アミド型に誘導した。(3)上記(2)で得たアミド抱合体のG3位ヒドロキシ基にスルホン酸基を導入してタウロ(グリコ)胆汁酸3-スルフェート二重抱合体を得た。(4)上記(3)の二重抱合体のC-7位ヒドロキシル基にさらにα-アセトハロアミノ糖誘導体をKornig-Knorr反応等を用いてカップリングし、最終目的物である三重抱合型のタウロ(グリコ)-3β,7β-ジヒドロキシ-5一コレン酸3-スルフェート7-N-アセチルグルコサミンの三重抱合体の合成に成功した。平成16年度は、上記合成標品を用いての至適分離・分析条件を確立し、本症の早期確立診断法の確立に資する予定である。

ニーマン・ピック病C1型(NP-C1)は、リソソームの酵素スフィンゴミエリナーゼの欠損により、脳、膵臓、肝臓、腎臓などにスフィンゴミエリンが異常蓄積する劣性遺伝形式(ヒト18番目のNPC1遺伝子の欠損)をとる先天性代謝異常症である。最近の研究[J.Lipid.Res.,42,1571(2001)]で、肝疾患を併発したNP-C1患者が排泄する尿中には健常人の尿中に全く存在しない新規胆汁酸多重抱合体がきわめて有意な量で存在することが明らかにされた。この多重抱合型異常胆汁酸の最終構造は未だなされていないものの、3β,7β-ジヒドロキシ-5-コレン酸を母核とし、そのC-3位に硫酸、C-7位にN-アセチルグルコサミン(または、オキソ基)、側鎖C-24位カリボキシル基末端にグリシン(あるいはタウリン)を共有結合で抱合する三重抱合体である可能性が最も有力であると構造推測された。本研究では、これら異常胆汁酸多重抱合体がNP-C1疾患の特異的診断マーカーとなり得るものと期待し、先ずその標品合成を行なった。引き続き、合成標品を用いてのエレクトロスプレーイオン化(ESI)-質量スペクトル(MS)およびESI-MS/MSによるスペクトルパターンを測定し、文献報告による代謝異常産物とされるそれと比較・検討して精査した。その結果、文献記載の新規異常胆汁酸多重抱合体のMSスペクトルパターンは合成標品のそれと極めてよく一致することが判明した。現在、合成標品とNP-C1疾患者の実尿検体を用い、高感度・高選択的な直接一斉LC/MS測定法を開発中である。本研究成果は、NP-C1型患者の特異的疾患マーカーとして直ちに臨床応用される可能性が高く、本症の早期発見と早期対症療法に大いに役立つものと期待される。
メカニカル安全装置を用いた人間共存型ロボットの開発(安心安全ロボットを目指して)

人と同じ空間で作業を行なう人間共存型ロボットにおいて,人に対するロボットの安全性が重要である.本研究代表者は,人間共存型ロボットの人に対する安全性の更なる向上を目指し,これまでに,ロボット用安全装置を提案している.その安全装置は機械要素のみで構成され,アクチュエータ・コントローラ・バッテリーを必要としない.本研究では,これまでに提案した安全装置を搭載した人間共存型ロボットを設計・開発する.そして,安全装置を搭載したロボットの有効性を実験により検討する.人と同じ空間で作業を行なう人間共存型ロボットにおいて,人に対するロボットの安全性が重要である.本研究代表者は,人間共存型ロボットの人に対する安全性の更なる向上を目指し,これまでに,ロボット用安全装置を提案している.その安全装置は機械要素のみで構成され,アクチュエータ・コントローラ・バッテリーを必要としない.本研究では,これまでに提案した安全装置を搭載した人間共存型ロボットを設計・開発する.そして,安全装置を搭載したロボットの有効性を実験により検討する.人と同じ空間で作業を行なう人間共存型ロボットの研究開発は,我が国の戦略重点科学技術課題の1つであり,国民や産業界から大いに期待をされている.しかし,ロボット暴走時における安全対策に関する研究は十分ではないと考えられる.本研究代表者は,これまでに,人間共存型ロボットの安全性の更なる向上を目指し,ロボットの暴走時・誤動作時においてロボットが高速度運動した場合に,バネやダンパ等の機械要素のみでロボットの高速度運動を検知しロボットを停止させる安全装置(メカニカル安全装置)を提案している.本研究では,これまでに提案したメカニカル安全装置を,車輪移動機能と双腕マニピュレーション機能を有する人間共存型ロボットに適用することにより,従来よりも安心・安全な人間共存型ロボットを開発することを目的とする.人間共存型ロボットは,人と同一の環境で動作するため,平らな床面だけでなく段差等のある不整地も走行することになる.不整地を走行する際,ロボットには振動が加わるが,その振動によりロボットに搭載したメカニカル安全装置が誤動作を起こさないように安全装置を設計する必要がある.そこで,本年度では,振動がメカニカル安全装置に及ぼす影響を解析・シミュレーションし,それに基づいてメカニカル安全装置を設計・試作した.さらに,試作したメカニカル安全装置に加振機により強制振動を加え,実験を行った.実験の結果,想定した振動に対しては,安全装置は誤動作を起こさず,ほぼ目的通り動作していることが確認できた.次年度は,本安全装置を搭載した車輪移動式双腕型の人間共存型ロボットを用いて,本安全装置の有効性を検証する予定である.人と同じ空間で作業を行なう人間共存型ロボットの研究開発は,我が国の戦略重点科学技術課題の1つであり,国民や産業界から大いに期待をされている.しかし,ロボット暴走時における安全対策に関する研究は十分ではないと考えられる.本研究代表者は,これまでに,人間共存型ロボットの安全性の更なる向上を目指し,ロボットの暴走時・誤動作時においてロボットが高速度運動した場合に,バネやダンパ等の機械要素のみでロボットの高速度運動を検知しロボットを停止させる安全装置(メカニカル安全装置)を提案している.本研究では,これまでに提案したメカニカル安全装置を,車輪移動部と腕部を有する人間共存型ロボットに適用することにより,従来よりも安心・安全な人間共存型ロボットを開発することを目的とする.本年度は,昨年度ロボットが不整地を走行する際に加わる振動を考慮して再設計したメカニカル安全装置を搭載した車輪移動部と腕(片腕)部を有する人間共存型ロボットを設計・製作した.さらに,製作したロボットに対して,擬似的な暴走状態をロボットのモータを制御することにより生み出し,安全装置の動作実験を行った.また,ロボットに不整地を走行させ,段差乗り越え時等に安全装置が誤動作を起こさないか否かについての実験も行った.来年度も継続して種々の実験を行い,安全装置の有効性を検証する.安全装置・ロボットに改良すべき点が見つかれば適宜改良を加え,従来よりも安全なロボットの開発を目指す.人と同じ空間で作業を行なう人間共存型ロボットの研究開発は,我が国の戦略重点科学技術課題の1つであり,国民や産業界から大いに期待をされている.しかし,ロボット暴走時における安全対策に関する研究は十分ではないと考えられる.本研究代表者は,これまでに,人間共存型ロボットの安全性の更なる向上を目指し,ロボットの暴走時・誤動作時においてロボットが高速度運動した場合に,バネやダンパ等の機械要素のみでロボットの高速度運動を検知しロボットを停止させる安全装置(メカニカル安全装置)を提案している.本研究では,これまでに提案したメカニカル安全装置を,車輪移動部と腕部を有する人間共存型ロボットに適用することにより,従来よりも安心・安全な人間共存型ロボットを開発することを目的とする.本年度は,昨年度に引き続き,これまでに本研究で製作したメカニカル安全装置を搭載した人間共存型ロボットを用いて種々の実験((1)製作したロボットに対して疑似的な暴走状態をロボットのモータを制御することにより生み出し安全装置が目的通り動作するか否かの実験,(2)ロボットに不整地を走行させ段差乗り越え時等に安全装置が誤動作しないか否かの実験,(3)段差乗り越え時等にロボットが暴走した場合安全装置が目的通り動作するか否かの実験,など)を行った.また,その実験を行う中で発生した問題点や実験データの計測のしやすさなども考慮して,人間共存型ロボットを改良した-改良した人間共存型ロボットを用いて上述したような種々の実験を行い,その実験結果より,人間共存型ロボットにおけるメカニカル安全装置の有効性を検証した.