hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋梗塞後の心筋リモデリングにおける炎症性サイトカインＩＬ１７の役割

C57BL6バックグランドの野生型マウス(WT)とIL17-KOマウス(全身性ノックアウト)を使用し、心筋梗塞モデルを作成後、表現型の解析、生理学的評価、組織学的評価、分子生物学的評価を行った。梗塞後心筋リモデリングの表現型の解析でIL17-KOマウスは野生型マウス(WT)と比較し、死亡率の著明な減少を認めた。心エコー検査、左室重量(mg)/体重(g)の評価ではIL-17KOマウスはWTマウスに比べ、心筋梗塞後のリモデリングが抑制されていることが示唆された。梗塞後心筋リモデリングの病態に炎症は増悪因子として関与しており、IL-17KOマウスとWTマウスでの炎症性サイトカイン活性化に差がないか評価中である。real-time PCRアレイでの炎症性サイトカイン、ケモカインの評価を行い、引き続き組織での炎症細胞浸潤評価の為、好中球(Ly6G抗体)とマクロファージ(IBA1抗体)の浸潤を免疫染色で評価中である。これらの実験により、IL-17をノックアウトする事で、梗塞後心筋リモデリングの病態に炎症がどの様に関与していくかを明らかにしていく。概ね予定通りに進行しているが、梗塞後心筋リモデリング抑制とIL-17との関連を更に評価していく必要がある。心筋梗塞後リモデリング抑制の機序を解明する為に、好中球(Ly-6G)やマクロファージ(IBA1)の浸潤を組織免疫染色で評価し、IL-17関連サイトカインや細胞外マトリックス分解酵素、コラーゲン等遺伝子発現をreal-time PCRで評価する。IL17の中和抗体を急性心筋梗塞モデルに投与し、梗塞後心筋リモデリングの改善効果を明らかにする。マウスに抗IL17モノクロナール抗体(rat IgG, clone# 50104)を投与し、梗塞後心筋リモデリングの改善効果を心エコーと組織学的評価で明らかにする。対照群にはコントロールrat IgGを投与する。これまでの報告では、炎症は梗塞後心筋リモデリングを促進し、炎症抑制は心筋リモデリングを改善すると報告されている。したがって、強力な炎症性サイトカインであるIL17ノックアウトマウスでは心筋リモデリングが軽減すると予想される。IL17は好中球の機能にも深く関与するため、梗塞後早期の心筋リモデリングの病態も改善する可能性があると予想される。IL-17を阻害することで、好中球の機能抑制、ケモカイン・炎症性サイトカインの発現抑制、MMPの発現抑制など、梗塞後心筋リモデリングに関わる複数の因子を抑制できるため、効率よく梗塞後心筋リモデリングを抑制できると考えられ、IL17を梗塞後心筋リモデリングや心不全の新たな治療標的として確立することができる可能性がある。炎症細胞の組織免疫染色、PCR Arrayを行い、WT IL17-KOマウスにおける梗塞後心筋リモデリング抑制の機序の解析を行う。具体的に以下の項目を計画している。1組織炎症細胞浸潤の評価:組織での炎症細胞浸潤評価の為、好中球(Ly6G抗体)とマクロファージ(IBA1抗体)の浸潤を免疫染色で評価する。2遺伝子発現の評価:梗塞後、3日、1週間、4週間の心臓を回収し、IL-17関連サイトカイン(IL17, IL23、IL6、TGFβ)、細胞外マトリックス分解酵素(MMP-2, MMP-9)、コラーゲンI、IIIの発現をreal-time PCRで評価し、発現経過を明らかにする。4IL17の中和抗体投与実験:IL17の中和抗体を急性心筋梗塞モデルに投与し、梗塞後心筋リモデリングの改善効果を明らかにする。
北アイルランド紛争の現在と詩的想像力の諸相

1960年代後半以降、約30年に渡って3,600人以上もの犠牲者を出した北アイルランド紛争は1998年の「ベルファスト合意」を以て一応の解決をみた。しかし、プロテスタント系住民ととカトリック系住民の対立は続き、現在でも暴動は絶えない。また、両宗派はすみ分けし、当地は依然として分断社会である。本研究は、民族、国家、帰属意識、宗派などの諸問題が複雑に絡みあって生じた紛争と対立の経緯を分析するとともに、当地で生み出される詩作品やミューラル(壁絵)を、歴史・社会・政治的文脈を踏まえながら紹介、読解し、紛争後の社会の現状と、分断社会のなかで果たす詩的想像力の役割などについて考察した。平成26年度は論文を2本書き、口頭発表を1度行なった。まず論文であるが、一つは北アイルランド詩人、シェイマス・ヒーニーの詩業全般に関わるもの、もう一つは「さらわれっ子」や「神隠し」とも呼ぶべき口承伝統について、方やアイルランド島に伝わる妖精譚やW.B.イェイツの詩、方や日本の東北に伝わる妖精譚や柳田国男の『遠野物語』を比較した論考である。また、口頭発表は、北アイルランドの和平プロセスの進展とそれによって変化するミューラルの現状について英語で行った。つぎに、現地調査についてであるが、本年度はベルファストではなくサラエヴォ(ボスニア・ヘルツェゴヴィナ)とザグレブ(クロアチア)を訪ねた。理由の一つは、バルカン半島の紛争と北アイランドの紛争は、地域的特性など背景こそ違うが、共通点が多く、とりわけ宗派の相違が対立の根にあることが認められる点である。それを反映してか、サラエヴォ出身のチェリスト、ヴェドラン・スマイロヴィッチは、北アイルランド出身のシンガー、トミー・サンズとともに『サラエヴォ/ベルファスト』というCDを1999年に出版している。二人の芸術家の活動を通し、本研究課題の一つである、紛争と芸術の社会的役割が考察されよう。バルカン半島での現地調査は、北アイルランド研究と直接的には結びつかないが、北アイルランドの紛争を考える場合、そして、芸術の効用を考える場合、大いに示唆的で、実りの多いものだった。本年度は論考を2本書き、研究発表を一つ行った。また、2016年3月には北アイルランドで現地調査を行った。論考は、一つはシェイマス・ヒーニーの、ソポクレス『プロクテテス』翻訳、『トロイの癒し』について、もう一つは在日コリアンの詩についてのものである。前者では、宗派対立が続く北アイルランド社会を背にして、詩人はいかに原作(ギリシア悲劇の世界)に忠実か、同時に、目の前の北アイルランド社会を見据えて、単なる翻訳(translation)ではない一変奏(a version)を作り上げたかを探った。その際、紛争の歴史を概観し、原作の世界を代表的な研究者の評価を引用しながら検証し、『トロイの癒し』の位置について論じた。後者では、在日コリアン詩人の、言語意識や植民地意識を、とくに金時鐘の詩を中心に論じた。在日コリアンの詩人は帰属意識、言語をふくめた植民地体験など、いろいろな点で、北アイルランド詩人と通じ合う。本論を書くことで北アイルランド詩人が展開する詩的想像力は、その地域にかぎられたものではなく、在日コリアンとも共通する、普遍的なものだと認識し、今後の研究の新たな展望が開けた。研究発表は1916年のイースター蜂起についてのもので、歴史専攻の研究者と合同で行った。蜂起はアイルランドの南部、すなわちアイルランド共和国とのつながりでとらえられることが多いが、発表では北アイルランドの視点を導入した。北アイルランドの現地調査は約2年ぶりであった。ベルファストの紛争地区、とくに東部、北部、西部を中心的に調査し、ミューラルの変遷ぶりを記録した。また現地ではミューラル研究の第一人者、アルスター大学名誉教授、ビル・ロールストン氏と会見し、ミューラルについての新たな知見に触れ、今後の研究にとっての示唆を得た。北アイルランドの詩的想像力研究については、ヒーニー論を書き、また、北アイルランド詩研究において有効な視点である在日コリアン詩についても研究を始めることができたのが主なる理由である。なお、本年度当初の研究目的であったシェイマス・ディーン研究は、進めたものの、論考を書き終えるという段階までいかず、その点、反省すべきである。次年度には必ず書きたい。なお、まだ出版はされていないが、論文では、上記2点のほか、パトリック・カヴァナ論を書いた。カヴァナは北アイルランド詩人ではないが、ジョン・モンタギュー、シェイマス・ヒーニー、ポール・マルドゥーンなど現代北アイルランドを代表する詩人たちに大きな影響を与えた詩人である。本論は、側面的ではあるが、研究の進展に寄与している。また、北アイルランドの現地調査は、短期間であるものの、有益であった。今回も多くの発見があり、ミューラルの変化を通し、北アイルランド社会の変遷がわかった。また、ミューラル研究家やミューラル・アーティストとも話す機会を持つことができ、いっそう理解が深まった。現地調査の重要性を再確認した出張であった。本年度は論文3本、口頭発表3回が主たる研究実績であった。まず後者であるが、2016年はアイルランドのイースター蜂起100周年にあたり、そのテーマについて2度発表を行った。「イースター蜂起100年後の政治的風景ーベルファストとダブリン」(日本アイルランド協会、歴史・文学合同研究会、10月)と「シンポジウムイースター蜂起ー100年を経た今」(日本アイルランド協会、年次大会、12月)である。ほかには、「シンポジウムエリオットとヨーロッパ文化」において「それぞれのヨーロッパ」という題で発表した(日本T.S.エリオット協会、年次大会、11月)。

次に前者であるが、以下の通りである。「パトリック・カヴァナイニスキーン・ロードからラグラン・ロードへー田舎者詩人の上京」(『文学都市ダブリンーゆかりの文学者たち』所収、春風社)、「サラエヴォ、ベルファスト、ヨーロッパ」(『青山経営論集』51巻)、「アイルランドの独立と北アイルランドの成立」(『教養のイギリス近現代史』所収予定、ミネルヴァ書房)。以上である。このうち、「サラエヴォ、ベルファスト、ヨーロッパ」という論考に現れているように、研究課題対象である北アイルランド紛争を、バルカン半島の内戦と比較する視点が新たに確立できつつある。形がはっきりしたわけではないが、これは3年間の研究期間の大きな収穫であり、2017年3月にはセルビアとスロヴェニアで現地調査をすることにより、研究動機がさらに高まった。北アイルランドでは『ボスニア』と題されたバルカン半島出身の現代詩人のアンソロジーが出版され、当地の現代詩人の作品同様、よく読まれている。バルカン半島の歴史、文化、社会の研究は、北アイルランド紛争、および、当地出身の現代詩人の詩的想像力の研究に数多くの示唆と手掛かりを与える。1960年代後半以降、約30年に渡って3,600人以上もの犠牲者を出した北アイルランド紛争は1998年の「ベルファスト合意」を以て一応の解決をみた。しかし、プロテスタント系住民ととカトリック系住民の対立は続き、現在でも暴動は絶えない。また、両宗派はすみ分けし、当地は依然として分断社会である。本研究は、民族、国家、帰属意識、宗派などの諸問題が複雑に絡みあって生じた紛争と対立の経緯を分析するとともに、当地で生み出される詩作品やミューラル(壁絵)を、歴史・社会・政治的文脈を踏まえながら紹介、読解し、紛争後の社会の現状と、分断社会のなかで果たす詩的想像力の役割などについて考察した。理由は大きく2点ある。一点目は、論文、口頭発表とともに研究課題をめぐるものであるが、論考で取り上げた詩人がこれまでと同じくシェイマス・ヒーニーで、当初予定していたシェイマス・ディーン、あるいは、マイケル・ロングリーではない点である。二点目は、現地調査で、サラエヴォとザグレブを訪問し、今後の研究に幅と奥行きを与えたことはたしかだが、当初予定したベルファストなど北アイルランドの諸都市を調査することができなかった点である。紛争を含め、北アイルランドの歴史、文化、社会全般を理解するためのキーワードや必要項目を書き出し、整理し、一つ一つ、解説をほどこす作業に着手したい。その際、現地調査で撮りためた数万枚の写真があるので、写真を添え、視覚的にも理解しやする解説を付していきたい。これについては単著にまとめる計画がある。論考では、シェイマス・ディーン論を書くことが研究最終年度である本年の今年の最大の目標である。また、わが国で若手の研究者によるミューラル研究が昨年、2冊出たので、その書評も書きたい。
特別支援学校の授業改善に寄与する学習自己評価法の開発

量評価や基準を必要としない自己評価を特別支援教育に持ち込むために、NES型学習自己評価法が提案された。その結果、1)たとえ非言語的であっても自分の意見や意図を伝えようとする児童・生徒はNES型学習自己評価法を活用できる、2)自己評価に教師のコメント指導は欠かせない、3)NES型学習自己評価法は学習者の意欲の向上に繋がる、そして4)教師の授業改善にも繋がることがわかった。残された課題としては、実施する教師がNES型学習自己評価法の考え方を効果的に理解できる説明法の開発が上げられた。前年度の研究に基づき、教師の授業改善力、および指導と評価の一体化の観点から、出来の程度ではなく、行った学習活動の関心事を宣言して振りかえさせる自己評定法(NES)が認知発達に障碍がある児童・生徒の学習改善にも有効であると仮説を立て、非限定的臨床応用法でその導入の有効性について検証する。そこで課題となったのは、一般的な小中学校における実践でも確認されている(森、2012)が、当該の教師へのNES型評価の説明後でも、実際の実践場面でABC評価の概念枠組みから抜け出せない教員が少なからずいることである。そこで25年度研究では、当初の計画に加え、ワークショップを含めた3時間以上の教示のグループと一時間足らずの説明で教示されたグループで比較することも試みた。そして計画にある特別支援教育特有の作業学習や生活単元学習などにおける授業種別の現場教員の有用感についてデータを収集し、実践応用のためのマニュアル作りを目標とした。その結果、ABC評価の概念枠組みに囚われる教師はどちらのグループにも現れた。説明量に違いはあるものの、説明表現は基本的に同じなため、表現そのものに問題点があると判断された。さらにABC評価の概念とは異なるというNES自己評価導入の論理的必然性の説明や表現が誤解を招きやすいと、本研究を発表した研究会のディスカッションの中でも指摘された。また授業種別では生活単元学習や作業学習での有効性は仮説通り実践者から得られたものの、一般小中学校で評価の高い特別活動では必ずしも同様の高い評価が得られなかった。これは特別支援学校における特別活動の位置づけに関与していることが分かった。本研究におけるNES型学習自己評価法の本格的な導入(マニュアルを含む)には、授業種別の注意事項と供に、導入説明法や表現に修正が必要であり、導入で十分理解されなければ、現場で利用してもらえないことも予想される。指導と評価の一体化の観点から、出来の程度ではなく、行った学習活動の関心事を宣言して振りかえさせる自己評定法(NES)が認知発達に障碍がある児童・生徒の学習改善にも有効であると仮説を立て、その有効性について検証する。今まで順序尺度としてのABC評定による児童・生徒の理解度・達成度に関する自己評価が行われてきたが、現場では指導に十分に役立っておらず、また自己評価の効果の検証もこの形式では不十分であるため、特に認知発達に問題のある特別支援学校および特別支援学級の児童・生徒への導入には早急な改善が必要であると判断したためである。認知発達に障碍のある児童・生徒に効果的な自己評価法(NES)を開発するため、NES評定を数種類、附属特別支援学校の国語、算数・数学、特別活動、生活単元学習に導入し、児童・生徒の振り返りカードの工夫とその経過および担当教員の自己評価利用の報告を集めて、授業改善に有効な自己評価の条件を探索した。手続き:1)参加教員を集め、行った学習活動の関心事を宣言する自己評価法(NES)の背景、先行実践による導入方法や事例の説明会を行う。2)各単元、授業において成績評価に関わる授業内容の観点を複数用意し、教師によって工夫されたNES評定を振り返りカードに組込む。なお、対応する児童、生徒の認知能力に鑑み、評定記号の変更、カード以外の口頭による方法も許可した。授業の最後に自己評定法(NES)を実施する。その後、自己評価内容を分類・分析する。この分析に研究代表者が参加して必要な情報のフィードバックを行った。3)教師への質問紙から自己評価による授業改善の有効性と実施条件を考察する。4)報告書を作成し、日本心理学会で発表、または情報収集を行い、有効な実施条件の検証として25年度の研究計画を立てる。1.教師への質問紙が未回収である。必要な情報はデータ点検・回収時に文書または口頭で実施結果報告を受けて考察が可能であったため、一律のNESを評価する質問紙を早急に回収する必要性が無かったため。2.成果は学会発表後の平成24年度後半にもあり、この分の成果報告は平成25年度の日本心理学会で報告する予定であるため。目的:1.NES評定法の実践応用のためのマニュアルを作成する。2.指導運用上の評価方法とその振り返りカードの構成について、および発達差、教科領域間での効果、運用上の観点について分析・確認する。方法手続き1.教科(領域を含む)

条件:国語、算数・数学、生活単元学習、特別活動、音楽、体育、作業学習。2.運用学年条件と障碍条件:小学部中高学年から高等部三年までの主に軽度の知的障碍のある児童・生徒。3.測度:NES評定法による観点別振り返りカードの内容および、運用した各教科・学年の担当教員による自己評定法のマニュアル運用評価。この質問項目(教科内容との適合度、発達条件での適合度、指導との関係性、改善の容易さ)は研究代表者が担当教員と相談しながら自作する。実施体制:研究代表者は研究計画の立案、支援者の雇用、評価実施校の選定、実施方法の説明、質問紙の作成と実施、結果の分析、考察を行う。研究協力教師(謝礼あり)は各教科条件・年齢条件別の授業にNES評定法を用いた振り返りカードを使用しながら、振り返りのさせ方と授業改善の内容を記録する。その後、研究代表者は学期終了後に評価法マニュアルの質問紙調査を担当教師に実施し、分析の後、平成25年度末にテーマに関連した研究会で研究成果の発表を行い、それに関連した助言、資料の収集も行う。最終成果を関連する専門誌に投稿し、平成26年度の専門学会で発表する。該当なし
新たな急性期蛋白LRGのループス腎炎における臨床的意義の解明

LRGは申請者らのグループが血清炎症マーカーとして新たに同定した血清糖タンパク質であり、臨床検査マーカーとして実用化が進んでいる。申請者らのグループでは、LRGがヒトループス腎炎などの腎障害の際に尿中にも分泌され、尿バイオマーカーとしても臨床応用が期待できることを見出した。本研究において、マウスのループス腎炎モデルおよびアルブミン負荷尿細管障害モデルを検討した結果、過剰なアルブミン再吸収により傷害された尿細管上皮においてLRGが高発現していたことから、LRGは尿細管障害を反映して尿中に増加することが示唆された。実際、マウス腎臓から尿細管上皮細胞を採取し、in vitroでアルブミン負荷を行ったところ、上皮細胞からのIL-1β産生を介してLRGの発現が誘導されるというデータが得られた。また、ヒトにおいて造影剤投与後の急性腎障害患者の尿でもLRGが上昇していたことから、LRGはループス腎炎のみのマーカーではなく、より広範な腎疾患において尿細管の障害を反映するマーカーであると考えられた。最近の研究から、LRGの病態生理学的機能にも注目が集まっている。これまでにLRGは、TGFβもしくはその受容体と相互作用し、TGFβシグナルを増強することが報告されている。申請者らは腎障害におけるLRGの役割を検討するため、LRG欠損マウスと野生型マウスに対し、アルブミン負荷により尿細管障害を誘発した。その結果、腎臓でのIL-1βの発現量や蛋白尿の程度がLRG欠損マウスでやや軽減していた。しかしながら今回の検討の範囲では、野生型マウスとの差が統計学的に有意とはいえず、アルブミン負荷尿細管障害モデルにおけるLRGの重要性については、さらに詳細に検討を行う必要がある。LRGは申請者らが関節リウマチ患者血清より同定した急性期蛋白の一種で、関節リウマチや炎症性腸疾患等の疾患活動性マーカーとして診断薬開発を進めている。LRGはループス腎炎患者の尿中にも増加が認められ、尿バイオマーカーとしても臨床応用が期待できる。本研究では、尿中LRG上昇の臨床的意義について解明することを目標とし、ヒト患者検体の解析のほか、ループス腎炎モデルであるNZBWF1マウスを用いて、ヒトでは困難な基礎的研究を行う。本研究では、腎生検で確認された活動性病変を有するループス腎炎患者が解析対象として重要であり、H28年度から尿検体採取および臨床情報の収集を再開した。まだ症例数が限られるが、今後も継続して症例の集積を行う。また、尿LRGの産生機序や病態形成との関わりを解明するため、NZBWF1マウスの解析を行った。同マウスのメスは加齢とともに抗dsDNA抗体産生等の免疫異常を呈し、生後約半年で尿蛋白等の腎炎症状を来たす。H28年度においては、このモデルの尿、血清、腎臓を経時的にサンプリングし、尿中および血清中LRGの値の推移、および、腎臓における炎症性サイトカインとLRGの発現の推移を検討し、腎の組織学的検討を行った。この結果、本モデルマウスにおいては、生後半年前後において、腎臓IL-1βmRNAの発現の有意な上昇とともに、LRG mRNAも上昇することが明らかになった。さらに、尿蛋白の上昇に先んじて尿中LRGが検出できる傾向が認められた。免疫組織化学染色においてLRGは、発病マウスの腎尿細管に発現が認められるため、同マウスより腎尿細管上皮細胞を採取し、炎症性サイトカインにて刺激したところ、IL-1β刺激で特に強いLRG産生誘導が認められた。以上から尿中LRGは、腎における炎症の出現、特にIL-1β産生を反映し、ループス腎炎発病のマーカーになる可能性が示唆された。本研究においては、まずループス腎炎患者の検体と臨床情報の収集を進めつつ、臨床検体では困難な基礎的研究をループスモデルマウス(NZBWF1)で行っていく計画である。初年度の計画であった患者検体の新たな収集は、予定通りに開始しており現在症例を集積中である。腎生検にて評価を行う症例が特に重要であるため、インフォームドコンセントのもとでサンプリングを進めていく。また、モデルマウスであるNZBWF1については、李(大阪大学)とともに経時的な検体のサンプリングが終了し、腎組織での炎症性サイトカインおよびLRGのmRNA発現のプロファイリングを行うことができた。この結果、生後半年頃から腎でのサイトカイン産生が上昇し、LRGにも同様の上昇がみられることが明らかになった。中でも腎でのLRGの発現誘導にあたっては、サイトカインIL-1βの有意な増加とその重要性を示唆する結果が得られた。以前のNZBWF1マウス腎の免疫組織化学染色から、LRG発現が尿細管上皮で強く増強することが分かっている。そこで、マウス尿細管上皮の初代培養細胞をIL-1βで刺激したところ、LRG発現が増強することが分かった。以上から、ループス腎炎の進行に伴い、炎症性サイトカインIL-1βの発現が上昇し、尿細管上皮でLRGが産生され、尿中に排泄されることが考えられた。また、ISH法によりマウス腎におけるLRG mRNAの検出は今のところ評価できる結果が得られていない。この点については、市販プローブによる検討を進めていく。この点ではやや遅れがみられるが、全体としては当初に計画した研究がほぼ予定通りに進行中であり、概ね順調に進展したと考える。LRGは申請者らのグループが新規炎症マーカーとして開発中の血清糖蛋白であり、臨床検査として実用化を目指している。

LRGは血清のみならずループス腎炎患者の尿中にも増加が認められ、尿バイオマーカーとしても臨床応用が期待できる。本研究は尿LRG上昇の臨床的意義について解析することを目標とし、ヒト患者検体の解析のほかにマウスモデルを用いて、ヒトでは困難な詳細な基礎的研究を行っている。本年度においては、これまでに集積したSLE患者の尿中LRGデータをまとめた。SLE患者を(1)ループス腎炎なし、(2)ループス腎炎の既往があるが現在腎症状なし、(3)ループス腎炎で現在腎症状ありの3群に分けて、尿LRG濃度を検討したところ、(3)のグループで有意に尿中LRGが高値であることが明らかになり、尿マーカーとしての可能性が支持された。尿LRG上昇の機序について検討すべく、ループス腎炎モデルマウス(NZBWF1)の検体を経時的に採取したところ、尿蛋白が増加するタイミングで、腎でのLRG mRNA上昇と尿中LRGの増加がみられることが明確になった。また腎の免疫組織化学的検討を行うと、LRGの高発現が損傷された腎尿細管上皮に認められ、アルブミンが同じ尿細管上皮に高度に蓄積していることも明らかになった。このことから、腎におけるLRGの発現には、尿アルブミンの尿細管における再吸収とそれに伴って起こる尿細管障害が関与することが示唆された。尿アルブミンは尿細管障害を惹起して腎機能を悪化させることが知られ、その検討には、マウスアルブミン負荷モデルが良く利用される。本モデルにおいては、マウス腹腔内にアルブミンを過剰投与し、尿へのアルブミン排泄を増加させてその影響を観察する。本モデルの検討によって、尿アルブミンの負荷が腎尿細管でのLRG発現に繋がることが明らかになり、その詳細を論文にて公表することにした。本研究ではループス腎炎患者の尿検体を集積し、同患者の尿でLRGが増加するかどうかの検証を行うことと、患者検体では困難な基礎的研究をモデルマウスを用いて検討していく計画である。患者検体については一定数の集積が完了し、腎症状をもつループス腎炎患者において尿中にLRGが排泄されていることが明確になった。LRGがループス腎炎の何らかの病態を反映することは間違いないと考える。またループスモデルマウスの検討から、尿アルブミンの増加と尿細管への負荷が尿中LRG増加の引き金になることが示されており、尿中LRG上昇の機序が明らかになりつつある。予定していた一部の実験(ISH法によるマウス腎におけるLRG mRNA上昇部位の特定)は評価系が確立できずデータが得られていないが、他のデータ集積により上記の結論を導くことが出来ており、研究の進捗は順調と考える。ループス腎炎において、尿アルブミン増加が尿LRG増加の引き金になるということは、尿LRGがループス腎炎特異的なマーカーではなく、さまざまな尿細管障害で尿中に増加する可能性があることを同時に示唆している。この結果は当初予期したものとは異なるため、尿マーカーとしてのLRGの意義について、今後あらためて検討していく必要がある。LRGは申請者らのグループが血清炎症マーカーとして新たに同定した血清糖タンパク質であり、臨床検査マーカーとして実用化が進んでいる。申請者らのグループでは、LRGがヒトループス腎炎などの腎障害の際に尿中にも分泌され、尿バイオマーカーとしても臨床応用が期待できることを見出した。
細胞表面を模倣した有機ナノスフィアの開発と糖鎖機能解明

本研究では、オリゴシアル酸、ヘパラン硫酸の機能解明、標的蛋白質の探索を目指し、糖鎖の効率的な合成法の開発、生体適合性有機ナノスフィアの開発を行い、探索研究の新たな方法論の開拓を目的としている。本年度は特にヘパラン硫酸に着目し、その効率的な合成法の開発を行った。無保護糖鎖の供給しナノスフィアに固定化することで、探索研究を行う。しかし、ヘパラン硫酸の脱保護を行う十分な手法は確立されていない。これは、脱保護体が多数の高極性官能基を有するため非常に高極性となり、通常の分液操作やカラム精製が困難だからである。そこでフルオラスタグを導入し、対応する精製操作を行うことで効率的に無保護糖鎖を合成する手法を開発することとした。また糖鎖同士を連結する手法に関してもより効率的な手法を開発することとした。1)まず、糖鎖伸長法の開発を行った。通常用いられるグルコサミンの2位がアジド基のアクセプターを、グルコサミンの2位がトロック基のアクセプターを変更することで、糖鎖同士の連結反応の反応性が大きく向上することを見出し、4糖同士の連結を行うことで12糖保護体の合成に成功した。2)次に糖鎖の脱保護を行った。得られた保護糖鎖に対し、フルオラスタグを導入することで各種反応後の精製操作が容易になり、4糖体3種、8糖体1種、12糖体2種の計6種のヘパラン硫酸の合成に成功した(年次計画3)。今後、生体適合性有機ナノスフィアの開発を行い、合成した糖鎖を固定化し、探索研究を行っていこうと考えている。(年次計画4)。本研究では、オリゴシアル酸、ヘパラン硫酸の機能解明、標的蛋白質の探索を目指し、精密に表面制御された生体適合性有機ナノスフィアの開発を行い、探索研究の新たな方法論の開拓を目的としている。一般的に、糖鎖-蛋白質間の相互作用は非常に弱く、解析が困難であることが多い。実際に糖鎖が機能を発現している細胞表面上では、糖鎖が適当な密度で存在し、それらが多価で蛋白質と相互作用している。そこで、このような細胞表面を模倣し、糖鎖を適切な密度で固定化できるプラットフォームとして、生体適合性有機ナノスフィアの開発を行うこととした。具体的には細胞表面を参考に、(1)糖鎖を固定化するための反応点を適切な密度で有し、(2)非特異的吸着がない、有機ナノスフィアを設計した。ナノスフィアの合成の合成を行う重合法、モノマーの設計、割合を詳細に検討することで、目的のナノスフィアを合成することを目指す。まず、フェノキシアレンモノマーとアジド基を有するアレンモノマーを合成した(研究計画1-1)。それらのモノマーを共重合することでアジド基を有すナノスフィアの合成に成功した(同1-2)。SEM測定を行ったところ本ビーズは球状になってあり、その粒径は1umほどであることがわかった(同1-3)。(1)またアジド基の量を定量的に測定したところ0.085mol/gのアジド基が存在していることがわかった。(2)なお、本ナノスフィアには非特異的な吸着が少ない事も確認している(同2-1)。今後このナノスフィアを用い、探索研究の新たな方法論の開拓を行えると考えている。その一端として、シアル酸、ヘパラン硫酸の標的蛋白質を明らかとし、バイオイメージング研究へと展開する(2年目の研究計画)。(年次計画4)。
可逆な結合形成と分子間相互作用の協奏作用に基づく非対称性超分子集合体の創成

自然界では複数の相互作用が協同的に作用し,生命活動を支えている。自然界で達成されている高度な分子システムを人工系でも達成するためには,協同的な相互作用の仕組みを理解し,利用することが近道と言える。本研究では,申請者が見出した超分子構造体の合成法を基礎として,複数の非共有結合性相互作用・可逆な結合を協奏的に利用した,非対称な超分子構造体の構築と非対称構造に由来する新奇光機能開拓を目指す。
糖脂肪酸エステル類の酵素的合成法に関する研究

アスペルギルス由来のリパーゼを用い、糖としてエリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、リボース、グルコース等を用い、これらとオレイン酸とのエステル合成反応を行い、その転化率を比較した。また、反応系の水分濃度を減圧濃縮および窒素バブリング法によって制御し、微水反応系におけるエステル合成反応を行った。その結果、反応系の水分濃度を30004000ppm程度に制御することによってキシリトール、ソルビトールでは80%以上の転化率が得られた。DSCによる反応系の水についての解析の結果、酵素反応はオレイン酸と糖水溶液との油水界面において進行し、反応系の水分濃度を減少させることによって糖の界面濃度が高まり、反応速度が大きくなると同時に平衡がエステル側に傾き、高い反応率が得られることがわかった。また、イノシトール、リボース、グルコース等の環状構造を有する糖ではエステル化が困難であった。これらのことから反応率は油水界面の糖吸着量に依存し、この吸着量は界面の糖濃度と糖の種類によって定まる吸着平衡定数に密接に相関することがわかった。リパーゼによるエステル合成を連続で効率よく行うためにはリパーゼを水不溶性担体に固定化し、バイオリアクターによる合成を行う必要がある。リパーゼはN-イソプロピルアクリルアミドの懸濁重合によって得られる高分子ゲル中に効率よく包括固定化されることを見いだした。更に、接触面積を飛躍的に増大したリアクターを開発するため中空糸膜表面へのリパーゼの固定化を試みた。ポリエチレン、ポリサルフォン中空糸の疎水性表面はアンモニアプラズマによって親水性に改質され、この表面に親水性高分子を媒介としてリパーゼが薄膜状に包括固定化されること見いだした。アスペルギルス由来のリパーゼを用い、糖としてエリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、リボース、グリコース等を用い、これらとオレイン酸とのエステル合成反応を行った。その結果、キシリトールの場合が最も高い反応率を与え、ほぼ80%が達成された。また、ソルビトール、エリスリトール、マンニトールの場合でも反応系の水分濃度を30006000ppm程度にコントロールすることによって反応率を高めることが可能となった。すなわち、酵素的エステル合成反応はオレイン酸と糖水溶液との油水界面において進行し、反応系の水分濃度を減少させることによって糖の界面濃度が高まり、反応速度が大きくなると同時に平衡がエステル側に傾くことによって高い反応率が得られることがわかった。更に、イノシトール、リボース、グルコース等の環状構造を有する糖ではエステル化が困難であった。これらのことからエステル反応率は油水界面の糖吸着量に依存しており、この吸着量は界面の糖濃度と糖の種類によって定まる吸着平衡定数に密接に相関することが明らかとなった。この反応率は糖のオレイン酸に対するモル比によっても影響を受け、糖のモル比の増大によって反応率が低下するが、これは反応場である油水界面において糖の結晶化が起こり、これに起因して反応がそれ以上進まなくなるためと考えられた。エステル合成に多大な影響を及ぼす反応系の水についてDSCにより解析した所、キシリトール、ソルビトール、エリスリトール等の反応率の高い反応系において-33°C付近に束縛水のピークが確認され、この束縛水が酵素によるエステル合成に大きな影響を与えることが明らかとなった。更に、反応生成物はGPCによって分取後NMRによる解析の結果、糖エステルであることを確認した。種々の糖および糖アルコール類と脂肪酸とのエステル合成反応をリパーゼを用いて行い、その反応率を比較検討した。エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール等の糖アルコールでは高い反応率が得られた。

反応系の水分濃度を減圧濃縮および窒素バブリングによって制御し、徴水反応系とすることによって更に高い反応率が得られた。中でも、キシリトール、ソルビトールでは80%以上の成績が得られた。DSCによる水の存在状態、UVスペクトル等の解析結果から酵素的エステル合成反応は脂肪酸と糖水溶液との油水界面において進行し、反応系の水分濃度を減少させることによって、糖の界面濃度が高まり反応速度が大きくなると同時に平衡がエステル側に傾くことによって高い反応率の得られることが明らかとなった。また、その水分濃度は30004000ppm程度に制御することが必要なこともわかった。一方、イノシトール、リボース、グルコース等の環状構造を有する糖ではエステル化が困難であった。すなわち、水分濃度および糖の種類によって油水界面での糖吸着量に差が生じ、これが反応率に影響を及ぼすと考えられた。この吸着量は界面の糖濃度と糖の種類によって定まる吸着平衡定数に比例することが想定された。リパーゼによるエステル合成を連続で効率よく行うためにはリパーゼを水不溶性担体に固定化し、バイオリアクターによる反応を行う必要がある。リパーゼがN-イソプロピルアクリルアミドの懸濁重合によって得られる高分子ゲル中に効率よく包括固定化され、温度およびpHに対する耐性が増大することを明らかにした。さらに、酵素の囲走化担体としてポリスチレン粒子、シリカ粒子へのプラズマグラフト重合法によるアミノ基、およびポリメタクリル酸グリシジル基の導入による酵素固定の可能性について検討し、この固定化法がリパーゼの同定に有効なことがわかった。
自己組織化を利用した新規磁性材料の開発

本研究では毋相中に周期的積層欠陥が導入され,そこに添加元素濃縮している長周期積層構造の形成原理を熱力学と電子論計算により明らかにした.さらにその結果を用いて作製した合金中に自然に形成された積層欠陥に磁性元素を偏析させ,新規な化合物相を生成させることによって特異な物理的特性が生じる可能性について検討した.本研究で測定した何れのLPSO合金に対しても超伝導マイスナーシグナルのような目覚しい特徴を持つものは観測されなかったが,2次元層状構造を反映した磁性が複数の系で発現したことから,磁気揺らぎを媒介とした超伝導が発達する可能性は十分あり得ると考えられる.本研究では超格子構造を有する磁性材料をバルク体として作製することを目指して,熱力学的な組織制御法による材料開発研究を行うことを目的にしている.具体的には第一原理計算等を利用して添加元素の選定を行い,バルク中の積層欠陥の形成を制御することで,新規な長周期構造をもつ磁性材料の創成を目指している.H25年度は,溶質元素が積層欠陥に偏析する理由についての基礎的研究を行った.具体的には,第一原理に基づいて計算されたMg-Y-Zn3元系のhcp, fcc固溶体の自由エネルギーを熱力学的に解析した.その結果この合金の積層欠陥に対する溶質元素は,Yでは3.4,Znでは16程度偏析することが明らかになった.この結果を前年度に得られた周期的積層欠陥構造の熱力学的安定性についての知見と組み合わせると,偏析した溶質元素は凝固後の固相の結晶格子を膨張させることによって,長周期積層欠陥構造の形成を促進し,そこに溶質元素が偏析することによって特異な組織が形成されることが明らかになった.さらに,このようにして明らかにされた超格子構造の形成機構に基づいて,磁性元素を含むMg基3元合金を溶製した.本研究では毋相中に周期的積層欠陥が導入され,そこに添加元素濃縮している長周期積層構造の形成原理を熱力学と電子論計算により明らかにした.さらにその結果を用いて作製した合金中に自然に形成された積層欠陥に磁性元素を偏析させ,新規な化合物相を生成させることによって特異な物理的特性が生じる可能性について検討した.本研究で測定した何れのLPSO合金に対しても超伝導マイスナーシグナルのような目覚しい特徴を持つものは観測されなかったが,2次元層状構造を反映した磁性が複数の系で発現したことから,磁気揺らぎを媒介とした超伝導が発達する可能性は十分あり得ると考えられる.H24年度は,周期的な積層欠陥を導入させるベースメタルの例としてTiを選定し,高温領域で構造変態が生ずる可能性について検討を行った.また,LPSO構造が確認されているMg合金における添加元素の効果について,Mg-Al-RE(RE=Ho,Sc)系における熱力学的性質を調査した.まず純TiにおいてMgにみられるLPSO構造と同様の周期的積層欠陥を導入した構造(4H, 6H, 10H, 14H, 18R)を仮想的に作成し,それぞれの構造のエネルギーを第一原理計算によって計算した.さらに格子振動の効果を準調和近似によって取り入れることで構造のもつエネルギーの温度依存性を求めた.その結果,純Tiではこれらすべての長周期構造が温度上昇とともに安定化し,特に10H,18R構造が1700K付近で2H構造より安定することが分かった.このようにTiにおいても長周期構造が安定化する可能性が示されたが,純Tiは1155Kでhcp→bcc変態を起こすため,長周期構造が安定化する温度域では,むしろbcc構造が安定である.実際,純Ti試料を用いて熱分析,X線回折による構造相変態を測定してみたが,そのような兆候は見られなかった.したがってbccへの変態を抑制するAlなどの添加元素を加える必要があることが分かった.一方,Mg-Al-Ho,Mg-Al-Sc 3元系におけるLPSO構造生成の可能性を調べるために,これらの3元系の熱力学的解析を行った.その結果,LPSO構造が確認されているMg-Zn-Y 3元系と比較すると,3元系におけるhcp相の準安定2相分離領域がやや小さいが,Mg-rich領域とAl-RE-rich領域での2相分離傾向も確認された.この結果から考えると, Mg-Al-Ho,Mg-Al-Sc 3元系においても熱力学的にはLPSO構造が形成する可能性があることが分かった.本研究ではMg合金などでみられる長周期積層(LPSO)構造中に生じた積層欠陥に、微量添加した元素が濃縮して自己組織化するメカニズムを明らかにし,そこから得られた知見に基づいて実際に合金を試作して磁性などの性質を測定することを目的とした.自由エネルギーは第一原理計算から得られたhcp構造の規則構造をクラスター展開して求めた相互作用エネルギーから評価した.さらにその結果を熱力学的に解析し,相分離傾向などの熱力学的諸性質を検証した.得られた研究成果として具体的には,18Rをはじめとする長周期積層(LPSO)構造の形成には,マトリックスであるhcp構造においてはスピノーダル分解の傾向が見られること,また周期的積層欠陥への溶質元素の偏析が起こることが濃度変調に関わる熱力学因子であることがわかった.一方構造変調に関しては,hcp構造において周期的な積層欠陥をもつ構造への変態が存在することが重要であることが明らかになった.

これらの事実から,合金元素が十分拡散できる温度領域でスピノーダル分解が起こるか否かが,マトリックスにおける長周期構造の導入に密接に関連することが示唆された.そこでこのような熱力学的特徴を有するMgに注目し,添加元素としてCo, Dy, Yなどを用いて実際の合金を溶製して磁性などの特性を評価した.これらの合金系では当初磁性において特異な現象が出現することが期待されたが,むしろ超電導的挙動において組織の異方性による特異性が現れることが分かった.材料工学本研究で第一原理計算を用いて計算した結果では,体積が膨張すると18Rや14Hなどの長周期構造が安定化することがわかった.このことから,イオン半径の大きなYをはじめとする希土類元素が凝固時に偏析すること,および温度上昇に伴う熱膨張の効果により,周期的な積層欠陥構造が形成されやすい状況が作られることが明らかになった.それらの欠陥構造における溶質元素の化学ポテンシャルが母相よりも熱力学的に安定な場合,いわゆる鈴木効果によって添加した遷移元素と希土類元素の偏析によってLPSO構造に見られる特異な組織が形成されると考えられる.このように,H25年度までに目的とする長周期積層構造の形成原理に関する新たな知見を得られたことが理由である.このように形成原理を学理的に解明することは,長周期積層構造が出現する物質群を拡大することにつながる.そこでこのような組織制御の条件を満たすMg基合金の添加元素を,CoやDyなどの磁性の機能発現が期待される元素を中心に選択し,ベースメタルの構造を基本とする基底状態解析を行い,合金の溶製を開始している.これらの試料の組織観察と磁化測定を行うことで,本研究で明らかにした形成機構の実証が可能になり,新規なLPSO構造磁性材料の創成に近づくことができると考えられる.H24年度の研究遂行により,金属中に長周期積層構造が形成されるためには,結晶格子中に周期的な積層欠陥が導入される構造変調の導入と,マトリックスと積層欠陥の間で添加元素の分配,濃縮が起こるための組成変調を起こすことが必要であるという,研究遂行上きわめて重要な知見が得られた.すなわち,4H, 6H, 10H, 14H, 18Rをはじめとする周期的な積層欠陥がマトリックスの構造(たとえば2H)に対して,熱力学的に安定化する温度領域が存在し,それらの欠陥構造における溶質元素の化学ポテンシャルがマトリックスよりも熱力学的に安定である場合,いわゆる鈴木効果によって添加した遷移元素と希土類元素が偏析するという形成機構が推定される.この場合,添加元素の偏析を促進するためには,マトリックス内部での顕著な2相分離傾向の存在が重要であり,これまでLPSO構造が観察されているMg-Y-Zn系などでは,いずれもこのような熱力学的性質を持つことが明らかにされた.したがって,本研究の初年度に得られたこれらの研究成果は,今後の研究遂行上重要な指針と考えられることから,研究は概ね順調に進んでいると考えられた.MgにCoやDyなどの自発磁化をもつ合金元素を添加した試料の磁化測定を行う.予備的に測定したMg-Y-Cuの磁化測定の結果では,50K付近に磁化曲線の折れ曲がりが観察されたが,これはこの系の磁性を担うCuの磁気モーメントが反強磁性的な秩序を起こしていることを強く示唆していると考えられた.
結晶配向に基づく鉄心加工劣化予測とこれを応用したISG用クローポールモータの開発

本研究の目的は,電磁鋼板の加工時の応力による磁気特性の劣化まで考慮したISGシステム用クローポールモータの最適設計手法の確立と,さらなる高性能化の達成である。初めに,電磁鋼板の加工劣化予測手法を構築する。具体的には,加工を施した電磁鋼板の結晶配向を観測し,得られた情報を,磁性体内部の磁化の挙動や分布を表現可能なLLG方程式に与えることで,実測せずに,任意の大きさの応力を加えた電磁鋼板の磁気特性を算定する。その後,モータ鉄心各部の加工劣化まで考慮したクローポールモータの最適設計を行う。さらに,実証機の試作・実験を行い,最適設計手法の妥当性と有用性を明らかにする。
ヒューマノイド・ロボットの周波数ハイブリッドコンプライアンスの設計に関する研究

人間と空間を共有するヒューマノイド・ロボットが安全性・作業性能の向上のために柔らかさを持つことが必要とされている.しかし,どのような状況で,あるいはタスクに対してどの程度の柔らかさが要求されるのかという評価基準は明確にされていない.本研究ではまず,コンプライアンスの概念を周波数領域に拡張したダイナミックコンプライアンスによって,タスク・安全性に必要な特性を表現した.次に,希望のコンプライアンス特性をメカニカルなコンプライアンス(パッシブ)とフィードバックによるコンプライアンス(アクティブ)の2つで実現した.特に後者では周波数領域での補償器設計法であるロバスト制御則を用い,パッシブとアクティブの両方の利点を生かしたハイブリッドコンプライアンスを実現する.これにより,タスクや安全性とコンプライアンス特性の関係が明確化され,されにこの特性を実現する体系的な手法を確立することで,コンプライアンス制御の新たな指針だけでなく,ヒューマノイド・ロボットに柔らかさを導入する有効性が示されることによって新たな機構設計の展開をもたらす.一方,コンプライアンスを有効に利用することはロボットの運動性能の向上につながる.具体的には柔らかなリンクにポテンシャルエネルギを蓄え,これを一気に放出することでモータだけでは出力できないパワーを瞬間的に得ることができる.本研究では,コンプライアンス制御の応用として,エネルギの蓄積と放出の制御を行うことにより得られる新たな性能を力学的技量と呼び,これがロボットの力学特性に依存した能力を発揮することを示した.また,この設計論を上半身型のヒューマノイド・ロボットに応用し,素振り動作に置いて大きな速度を得るための軌道計画方を提案した.人間と空間を共有するヒューマノイド・ロボットが安全性・作業性能の向上のために柔らかさを持つことが必要とされている.しかし,どのような状況で,あるいはタスクに対してどの程度の柔らかさが要求されるのかという評価基準は明確にされていない.本研究ではまず,コンプライアンスの概念を周波数領域に拡張したダイナミックコンプライアンスによって,タスク・安全性に必要な特性を表現した.次に,希望のコンプライアンス特性をメカニカルなコンプライアンス(パッシブ)とフィードバックによるコンプライアンス(アクティブ)の2つで実現した.特に後者では周波数領域での補償器設計法であるロバスト制御則を用い,パッシブとアクティブの両方の利点を生かしたハイブリッドコンプライアンスを実現する.これにより,タスクや安全性とコンプライアンス特性の関係が明確化され,されにこの特性を実現する体系的な手法を確立することで,コンプライアンス制御の新たな指針だけでなく,ヒューマノイド・ロボットに柔らかさを導入する有効性が示されることによって新たな機構設計の展開をもたらす.一方,コンプライアンスを有効に利用することはロボットの運動性能の向上につながる.具体的には柔らかなリンクにポテンシャルエネルギを蓄え,これを一気に放出することでモータだけでは出力できないパワーを瞬間的に得ることができる.本研究では,コンプライアンス制御の応用として,エネルギの蓄積と放出の制御を行うことにより得られる新たな性能を力学的技量と呼び,これがロボットの力学特性に依存した能力を発揮することを示した.また,この設計論を上半身型のヒューマノイド・ロボットに応用し,素振り動作に置いて大きな速度を得るための軌道計画方を提案した.本研究の目的は,ヒューマノイドロボットのコンプライアンス制御の手法として,アクティブとパッシブなコンプライアンスの役割分担を周波数領域で行うハイブリッドコンプライアンスの設計法を与えることにある.制御を行いやすい低周波数帯域ではアクティブコンプライアンスを用い,衝突などの早い応答が要求される高周波数帯域ではパッシブコンプライアンスの機能を用いる.ここでは,役割分担をH_∞制御理論を用いて行った.この制御理論は閉ループ系の特性を周波数帯域で整形するもので,ハイブリッドコンプライアンスの設計に有用な理論である.さらに,H_∞制御理論はH_∞ノルムの上限を与える設計となっており,これを利用してコンプライアンス特性の上限と下限を与え,この制約条件のもとでロバストなコントローラを設計する手法を提案している.平成13年度は,肩部にパッシブコンプライアンス特性を持つ上半身型ヒューマノイドロボットを用いて,手先のハイブリッドコンプライアンスを実現した.システム同定理論を用いたモデリングにより,パッシブコンプライアンスだけでは困難な硬さ,柔らかさを実現し,希望の特性を満たすロバストなコントローラを設計している.さらに,この手法の応用に力学的技量がある.力学的技量とは身体の力学特性を生かして運動を行うことと定義し,パッシブコンプライアンスにポテンシャルェネルギーを蓄積し,これを一気に開放することで大きなエネルギーを得る行動が代表的なものとして考えられる.この力学的技量では(1)パッシブコンプライアンスの設計,(2)制御アルゴリズムの設計,(3)運動パターンの設計があり,ハイブリッドコンプライアンスは上記(1)と(2)の役割を果たす.平成13年度は,素振り動作の設計アルゴリズムを提案し,上半身型ヒューマノイドロボットによって,エネルギーの蓄積と開放を行う運動パターンの設計アルゴリズムを提案した.人間と空間を共有するヒューマノイド・ロボットが安全性・作業性能の向上のために柔らかさを持つことが必要とされている.しかし,どのような状況で,あるいはタスクに対してどの程度の柔らかさが要求されるのかという評価基準は明確にされていない.本研究ではまず,コンプライアンスの概念を周波数領域に拡張したダイナミックコンプライアンスによって,タスク・安全性に必要な特性を表現した.次に,希望のコンプライアンス特性をメカニカルなコンプライアンス(パッシブ)とフィードバックによるコンプライアンス(アクティブ)の2つで実現した.特に後者では周波数領域での補償器設計法であるロバスト制御則を用い,パッシブとアクティブの両方の利点を生かしたハイブリッドコンプライアンスを実現する.これにより,タスクや安全性とコンプライアンス特性の関係が明確化され,されにこの特性を実現する体系的な手法を確立することで,コンプライアンス制御の新たな指針だけでなく,ヒューマノイド・ロボットに柔らかさを導入する有効性が示されることによって新たな機構設計の展開をもたらす.一方,コンプライアンスを有効に利用することはロボットの運動性能の向上につながる.

具体的には柔らかなリンクにポテンシャルエネルギを蓄え,これを一気に放出することでモータだけでは出力できないパワーを瞬間的に得ることができる.平成14年度は,コンプライアンス制御の応用として,エネルギの蓄積と放出の制御を行うことにより得られる新たな性能を力学的技量と呼び,これがロボットの力学特性に依存した能力を発揮することを示した.また,この設計論を上半身型のヒューマノイド・ロボットに応用し,素振り動作に置いて大きな速度を得るための軌道計画方を提案した.
超イオン伝導ガラスにおける混合アニオン効果

高いイオン伝導性を有する超イオン伝導ガラスは、種々の電気化学素子への応用が期待されている。この超イオン伝導ガラスにおいて、ガラス中に2種の異なるアニオンが混在すると、伝導度が増加するという「混合アニオン効果」が発見され、注目されている。この「混合アニオン効果」は基礎的な興味のみならず、より高いイオン伝導度を有するガラスを開発する上でも重要である。本研究では、この「混合アニオン効果」に検討することを目的として、性質の異なる種々のアニオンを混合したガラスを作製し、その伝導特性およびガラス構造の構造解析を行なった。得られた結果は次の通りである。1.2種のオキソ酸アニオンを含む超イオン伝導ガラスの作製と伝導特性ガラス中で孤立構造を持つオキソ酸アニオンのみを組み合わせたAgI-Ag_2MoO_4-Ag_3PO_4系と、鎖状構造を持つアニオンと孤立構造を持つアニオンを組み合わせたAgI-Ag_2MoO_4-AgPO_3系のガラスを作製し、その伝導特性について検討した。その結果、オキソ酸塩を混合しても、オキソ酸アニオンの構造が変化しないAgI-Ag_2MoO_4-Ag_3PO_4系では、伝導度も加成則に従って変化するのに対し、オキソ酸塩を組み合わせることにより、オキソ酸アニオンの構造は複雑に変化するAgI-Ag_2MoO_4-AgPO_3系では、伝導度に極大が現れた。これより、「混合アニオン効果」は、ガラス中のオキソ酸アニオンの構造変化と密接な関係があるものと考えられる。オキソ酸アニオンの構造変化が「混合アニオン効果」に重要な影響を与えていると考えられることから、どのような構造単位がガラス中で生成しているかを^<31>P MAS-NMRにより検討した。その結果ピロリン酸構造単位に酸素を介してモリブデンが結合した構造単位の存在量と伝導度の極大には強い相関が見られた。