hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スペース赤外線コロナグラフの開発: 系外惑星の直接観測を目指して

太陽系外惑星(系外惑星)の直接観測は、惑星の誕生から進化、多様性、また究極的には地球外生命の兆候にも迫る、人類の宇宙観に関わる重要な研究テーマである。しかし、主星光と惑星光のコントラストが極めて大きいことが直接観測の障壁となっている。大気の影響のないスペースから、コントラストの点から有利となる赤外線領域で、我々の太陽系外の惑星を直接検出することを目指して、ステラー・コロナグラフの開発に取り組んだ。その結果、今までにない高いコントラスト達成の実証実験に成功し、波面補償の基本アルゴリズムを開発し、赤外線実験用環境を構築し冷却実験に成功するなどの成果を上げられた。これらの成果は、将来のスペースからの系外惑星観測の貴重な基礎技術獲得となる。太陽系以外の恒星系での惑星の観測例は、いまや400個にも上っている。しかしながら、そのほとんどは、ドップラー法に代表されるような間接的手法によるものであり、分かっていることは惑星の軌道と質量(の下限)である場合がほとんどであり、惑星自身の性質(大気組成等)については未知のままに残されている。この目的を達成するためには、望遠鏡の不完全な波面を補正するための技術、望遠鏡の回折限界のできる限りまで近くの惑星を観測できるにする技術、赤外線という測定の難しい波長域での高コントラストを実現する技術、などが重要な開発課題となる。1.デフォーマブルミラーシステムの立ち上げコロナグラフ実現のためには、波面を様々な空間周波数にわたって補償することが最重要課題となる。そのために、多くの空間周波数領域で波面補償を可能とするために、多素子のデフォーマブルミラーを導入した。本研究では、特に多素子化が可能なデフォーマブルミラーとして、MEMS技術を用いたデフォーマプルミラーを導入した。デフォーマブルミラーの駆動装置については、高い精度で駆動可能な装置を用意する。これにより、まずデフォーマプルミラーの駆動実験を行う。具体的には、駆動装置からの入力信号にたいしてどのような変形(大きさ、面形状、安定性)が生じるかを、可視干渉計を用いて評価した。2.光学テスト・ベンチの整備高い精度のコロナグラフ試験のためには、高い精度の試験を可能とする光学テスト・ベンチが必要である。本研究においては、すでに保有している光学テスト・ベンチに改良を加え、高精度化を行った。平成20年度は、高コントラスト・コロナグラフの実現をめざして、ロナグラフ系全体の検討を進めた。さらにその中の重要要素「デフォーマブルミラー」と「光学テスト・ベンチ」の立ち上げを、平成19年度に続いて行った。1.デフォーマブルミラーシステム高コントラストのコロナグラフ実現のためには、入射波面をできる限り理想的な波面に近づける必要がる。そのための波面補償を可能とするために、多素子のデフォーマブルミラーを導入した。2.テスト・ベンチ高コントラストのコロナグラフ実現のためには、光学テスト・ベンチに高い安定性が要求される。本研究においては、すでに保有している光学テスト・ベンチに改良を加え、高精度化を行っており、平成20年度にはpreliminaryながらも安定化のデータを得た。系外惑星の直接観測を最終目標として、そのための必須技術として赤外線コロナグラフの開発に取り組んでいる。平成21年度は、主に以下の3点の開発に取り組んだ。1.デフォーマブルミラーシステムによる波面補償制御実証コロナグラフが所定の性能を発揮するためには、望遠鏡を含む全観測系の波面誤差が、観測波長よりも十分に(<<λ/10)小さくなっていること必要である。しかしながら、望遠鏡単体での波面誤差軽減には限界がある。そこで、本研究では、コロナグラフ内に波面補償光学系を導入することを検討している。具体的には、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いたデフォーマブルミラーを導入し、それを既存のコロナグラフと組み合わせ、波面補償実験を行った。その結果、実際にスペックルノイズを軽減し、コントラストを向上させることに成功した。特筆すべきは、この際に、専用の波面センサーを導入する必要はなく、観測センサーの信号のみにより、現実的なiteration回数により、スペックルノイズの軽減に成功していることである。2.高安定光学テスト・ベンチの実証精度の高いコロナグラフ実験のためには、実験系自身が優れた安定度を持っている必要がある。そこで、すでに保有している光学テスト・ベンチに改良を加え、高い温度安定性をもたせることができた。その結果、時間をおいて取得した複数のコロナグラフ・イメージ・データの差分をとることにより、単体試験よりもより優れた(一桁以上の向上)コントラストを実現することができた。3.コロナグラフシステムの性能評価上記のシステムを、実際のコロナグラフと組み合わせ、コロナグラフ全体として、どのような性能を持つかの見積もりを行った。さらに、実験的な評価に着手した。

本年度は、研究計画の最終年度として、今までに開発してきた「デフォーマブル・ミラー」と「光学テスト・ベンチ」を組み合わせて、コロナグラフ・システムとしての性能実証試験を行うことが目的である。1.デフォーマブル・ミラーによる「波面補償」今までに導入.試験をおこなってきた多素子のデフォーマブル・ミラーにより、波面補償のデモンストレーションを行い、効率的な波面補償を行うアルゴリズムの研究を行った。2.コロナグラフとしての総合試験コロナグラフとしての総合試験を目指して、上記のデフォーマブル・ミラーを光学テスト・ベンチに組み込む準備を進めた。さらに、コロナグラフに差分法を組み合わせて、高いコントラストを達成する研究を進め、多色の測定でその効果を実証した。3.惑星系円盤の観測本コロナグラフの観測対象となりうる近傍の天体について、debris diskの存在、組成の研究を、「あかり」、「すばる」を用いて進めた。「あかり」の中間赤外線全天サーベィデータから、地球のような惑星に成長しつつある天体同士の衝突により生じたと考えられる塵を持つ恒星を複数発見した。今回見つかった恒星の塵の温度は、これまで「こと座」のヴェガ(織女星)などの周りに発見されていた塵より高くて地球の温度に近く、地球に似た惑星の存在と強く関連するものと考えられる。このなかには、鉱物として、通常とは異なるエンスタタイトが支配的なものが見つかり、母天体が特別な性質をもっていたことが分かった。
ローカスワイドおよびゲノムワイド関連解析による統合失調症の分子基盤の解明

1)ロースワイド関連解析:III型代謝型グルタミン酸受容体遺伝子GRM4とGRM7について解析を行った。まずGRM4, GRM7について8個、および43個のSNPを選択し、100ペアのサンプルを用いて単点およびハプロタイプ関連解析を行った。GRM4については関連が認められなかったが、GRM7の2つのSNPについてハプロタイプで関連が認められた。またこの有意差はFDRによる多重検定補正後も消失しなかった。そこでこの2つのSNPにつきサンプルを追加して(合計404のケースと420のコントロールサンプル)解析を行ったところ、有意差が認められた。以上の結果から、GRM4については日本人の統合失調症発症への主要な関与はないが、GRM7は疾患感受性遺伝子と考えられた。2)ゲノムワイド関連解析:約3万個のマイクロサテライトマーカーを用いたゲノムワイドの関連解析で、有意差のあるマーカーを基点としたSNPによる解析を行い、31個のSNPを選択した。これらのSNPにつき、独立の2,450ペアのサンプルにつき解析を行った。SLC23A3とC2orf24遺伝子間領域の1個のSNPで有意差が見られ、さらに周辺SNPのタイピングを全サンプル約2,900ペアで行った。その結果、先に有意差が見いだされたSNPとともに、C2orf24の3'フランキング領域、およびそのコード領域内のSNPにも有意差が見られ、C2orf24が疾患感受性遺伝子であることが示唆された。3)遺伝子改変マウスの解析:既に関連を報告している代謝型グルタミン酸受容体3型遺伝子GRM3の統合失調症への関与を機能的に検討するために、mGluR3ノックアウトマウスを作出した。C57BL/6系マウスへの戻し交配後、行動解析を実施した。本疾患のエンドフェノタイブとして知られる運動量の亢進、ワーキングメモリーの障害が見られ、病態への関与が示唆された。(2)ゲノムワイド関連解析: 3段階からなる全スクリーニング終了後、各スクリーニング間で有意差の見られるアレルの再現性の確認等を行い59マーカーを選択した。これらのマーカーを中心に200kbの領域におけるMAF>0.1,r^2>0.8のTagSNPを合計1,564個選びタイピングを行った。その結果167個のSNPに有意差が認められた。複数の検定で有意差がみられる31個のSNPについて、スクリーニングサンプルとは独立の約2,400ペアのサンプルによる確認のための関連解析を行ったところ1個のSNPに有意差が認められた。(3)個体を用いた機能解析:先に関連を報告し作出しだGluR4ノックアウトマウスのC57BL/6マウスへの戻し交配系統を用いて行動解析を行った。その結果、統合失調症のエンドフェノタイプであるPrepulse inhibition(PPI)の障害が見られた。また変異型マウスは野生型マウスより早いタイムコースでNMDA型受容体の選択的人工アンタゴニストMK-801による影響があらわれ、MK-801に対する感受性が増大していることがわかった。以上からGRIA4が統合失調症の病態の一端を担っている可能性が考えられた。
ミクロ細孔を利用した電気化学的手法によるコンポジットイオン伝導体の作製と評価

本研究では、以下の事項を中心として研究を進めた。1.多孔質マトリックスの細孔中にイオン伝導体を堆積させるコンポジットの作製方法及び条件。2.コンポジットとバルクを、その構造・組織の面から比較検討することに重点をおいたキャラクタリゼーション。3.コンポジットイオン伝導体の特性を、バルクのそれと比較検討する特性測定及び評価。以上の結果、得られた成果は数報の論文としてまとめられたが、その概要は次の通りである。1に関する成果多孔質マトリックスとして、触媒担体用のアルミナを低温で焼成した多孔質アルミナを採用した。この細孔中に、Agl-Al_2O_3系では硝酸銀とヨウ化ナトリウム水溶液を、Li_3PO_4-Al_2O_3系では、リン酸二水素アンモニウムと水酸化リチウム水溶液を異なる方向から浸透させ、細孔中で反応堆積させることによって、多孔質アルミナをマトリックスとするコンポジットを作製した。2に関する成果Agl-Al_2O_3系で多孔質アルミナ中に生成した堆積物は、六方晶系のβ-Aglでり、その成長速度はAgl中の銀イオンの拡散によって支配されていることが判した。又、その成長は異方性で顕著な配向組織が形成されることが明らかになった。一方、Li_3PO_4-Al_2O_3系では生成した堆積物は斜方晶系のLi_3PO_4であった。顕著な配向組織は認められなかったが、一部非晶質相の生成が認められた。3に関する成果Agl-Al_2O_3系では、コンポジット系でバルクに比較して一桁程度の電気伝度の増大効果が、室温から200°Cの範囲で認められた。一方、Li_3PO_4-Al_2O_3系では、室温付近で雰囲気の影響が大きかったが、400600°Cの範囲で一桁程度の電気伝導度の増大が認められた。
制御ループに人間が入ったSystemsの安定化と高度化

1高速携帯通信とイーサネットを用いた車両型移動ロボットの組み込み型ハードウェアおよび,ロボット通信制御用Linuxソフトウェアの開発を行った.本研究で開発した準リアルタイム制御ソフトウェアはシミュレーションでの評価通りに線形微分制御方程式を高速計算し,また遠隔地にあるコンピュータやウェブ対応携帯通信器のカメラ画像および制御インタフェースを操縦者に提供する.この成果はIFACシンポジウムで発表した.本研究で開発した拡張容易なウェブベースグラフィカルインタフェースは操縦インタフェースの人間工学と操作効率の探求に応用できる.本遠隔制御システムは車両型ロボットの実制御だけでなく,教育・研究・商業目的の様々なロボット装置の通信制御開発プラットフォームとして利用できる.本携帯通信制御法は安全性や周辺環境の監視,福祉,救急等を含む多くの実際的用途をもつ.残りの研究期間では通信速度改善と文書整備を行う.2フォルトトレラント遠隔操縦.COEプログラム「操作能力熟達に適応するメカトロニクス」の一環として形式的記述の妥当性検証法(モデル検証)をロボット通信制御システムに応用した.ヒューマンエラーや操作者の未熟さから生じる安全性の低い状況に対処する方法が望まれていることから,フェイルセイフ遠隔制御の概念を述べた論文をIROS学会で発表した.本方法はエンジニアリングならびに機械生産のプランニングにも利用でき,これはCARS&FOF学会で発表する.研究期間後半では車両型移動ロボット用制御プログラムの安全性検証ソフトウェアを開発する.3生体インピーダンス・同期計測分野での研究を現在も継続しており,バイオメディカル学会で論文発表を行った.生体インピーダンス・同期計測は,生体の状態を客観的に表せる希少技術であり,安全性が不可欠な遠隔操縦作業における操作者の状態をモニタリングするために極めて重要である.1高速携帯通信とイーサネットを用いた車両型移動ロボットの組み込み型ハードウェアおよび,ロボット通信制御用Linuxソフトウェアの開発を行った.本研究で開発した準リアルタイム制御ソフトウェアはシミュレーションでの評価通りに線形微分制御方程式を高速計算し,また遠隔地にあるコンピュータやウェブ対応携帯通信器のカメラ画像および制御インタフェースを操縦者に提供する.この成果はIFACシンポジウムで発表した.本研究で開発した拡張容易なウェブベースグラフィカルインタフェースは操縦インタフェースの人間工学と操作効率の探求に応用できる.本遠隔制御システムは車両型ロボットの実制御だけでなく,教育・研究・商業目的の様々なロボット装置の通信制御開発プラットフォームとして利用できる.本携帯通信制御法は安全性や周辺環境の監視,福祉,救急等を含む多くの実際的用途をもつ.残りの研究期間では通信速度改善と文書整備を行う.2フォルトトレラント遠隔操縦.COEプログラム「操作能力熟達に適応するメカトロニクス」の一環として形式的記述の妥当性検証法(モデル検証)をロボット通信制御システムに応用した.ヒューマンエラーや操作者の未熟さから生じる安全性の低い状況に対処する方法が望まれていることから,フェイルセイフ遠隔制御の概念を述べた論文をIROS学会で発表した.本方法はエンジニアリングならびに機械生産のプランニングにも利用でき,これはCARS&FOF学会で発表する.研究期間後半では車両型移動ロボット用制御プログラムの安全性検証ソフトウェアを開発する.3生体インピーダンス・同期計測分野での研究を現在も継続しており,バイオメディカル学会で論文発表を行った.生体インピーダンス・同期計測は,生体の状態を客観的に表せる希少技術であり,安全性が不可欠な遠隔操縦作業における操作者の状態をモニタリングするために極めて重要である.
π-d電子系分子性導体の固体物性研究

1.白金フタロシアニン(PtPc)固体へPF^-_6イオンを固体状態でドープする新しい方法を試み確立する事ができた。白金フタロシアニン微結晶ををPBC高分子膜に分散させ、この高分子膜をグラッシーカーボン電極に強く密着させたものを電解質溶液(TBA-PF_6のCH_2Cl_2溶液)の陽極とする。この陽極と白金電極との間に電圧を印可し、電圧を掃引する事によって望みの量のPF^-_6をPtPc固体にドープする事に成功した。生成物の粉末X線回折、ESR、電気抵抗、熱電能測定によって、溶液法で作成したPtPc(PF_6)_<0.5>単結晶と同じ物質ができている事を証明した。この方法によって絶縁性のPtPc固体を導電性のPtPc(PF^-_6)_<0.5>に変換できる手法を確立した。またフタロシアニン固体におけるPF^-_6のドーピング過程についても電気化学の観点から知見を得る事ができた。2.フタロシアニン導体の混晶Ni_xCo_<1-x>Pc(AsF_6)_<0.5>の作成法を確立し、偏光反射分光、ラマン分光、ESR、磁化率に関して予備的な実験を行なった。ラマンスペクトルの測定で混晶にのみ現れる振動モードを発見した。混晶により新たに生成した電子励起状態との共鳴効果である事を証明し、この振動モードの帰属に対して提案を行なった。また混晶の偏光反射スペクトルからはコバルトの3d_z^2軌道が一次元のバンドを形成している事を強く示唆する結果を得た。この他Coを1%程度ほど混ぜた混晶のESR測定において、低温でコバルト原子の超微細構造が出現するなどπ性の伝導電子とコバルト上のd性の局在電子との相互作用を理解する上で重要な発見を行なった。
脂肪細胞におけるAM-RAMP2系の病態生理学的意義の解明と治療標的への展開

アドレノメデュリン(AM)は血管拡張作用をはじめ多彩な生理作用を有するペプチドであり、AMとその受容体活性調節タンパクであるRAMP2は脂肪細胞でも高発現が認められる。本研究では、脂肪細胞でのAM-RAMP2システムの役割に着目し、脂肪細胞特異的なRAMP2ノックアウトマウスを作成し、白色脂肪組織と褐色脂肪組織における脂質代謝およびエネルギー代謝調節機構の解析を行った。白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞ともに、AM-RAMP2システムが脂肪細胞の分化およびエネルギー代謝制御に関与することを明らかにした。アドレノメデュリン(AM)は、血管拡張作用をはじめ、抗酸化作用、抗炎症作用など多彩な生理活性を有する内因性ペプチドである。AMとAMの受容体活性制御タンパクであるRAMP2は脂肪細胞でも高発現を認めるが、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割や、メタボリックシンドロームにおける病態生理学的意義は明らかでない。本研究では、新たに脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)を樹立し、AM-RAMP2システムの、脂質代謝およびエネルギー代謝調節における意義や、脂肪細胞の分化制御における役割を解明し、それらの知見をもとに、メタボリックシンドロームの新たな治療法開発へ展開することを目的とした。平成25年度は、樹立したA-RAMP2-/-の表現型解析および生理機能解析を行った。A-RAMP2-/-のRAMP2遺伝子発現は、白色脂肪組織および褐色脂肪組織において、野生型マウスの約20%に低下した。A-RAMP2-/-は野生型マウスと比較して、普通食投与下において若年期より体重の増加と脂肪組織重量の増加を示した。また、オキシマックス等流量システムによる呼吸代謝測定により、A-RAMP2-/-は野生型マウスと比較して、酸素消費量の低下および呼吸商の上昇が見られた。以上の結果より、脂質代謝およびエネルギー代謝調節に、脂肪細胞のAM-RAMP2システムが関与することが示唆された。さらに詳細なメカニズムを解明することにより、AM-RAMP2システムが治療の有用な標的となるか明らかになると考える。アドレノメデュリン(AM)は、血管拡張作用をはじめ、抗酸化作用、抗炎症作用、臓器保護作用など多彩な生理活性を有する内因性ペプチドである。脂肪細胞でもAMとAMの受容体活性調節タンパクであるRAMP2は高発現を認めるが、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割や、メタボリックシンドロームにおける病態生理学的意義は明らかでない。本研究では、新たに脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)を樹立し、AM-RAMP2システムの、脂質代謝およびエネルギー代謝調節における意義や、脂肪細胞の分化制御における役割を解明し、それらの知見をもとに、メタボリックシンドロームの新たな治療法開発へ展開することを目的とする。平成26年度は、作成したA-RAMP2-/-の脂肪組織の病理解析および遺伝子発現解析を主に行った。A-RAMP2-/-は野生型マウスと比較して、白色脂肪細胞が肥大化し、マクロファージ浸潤が増加していた。また、リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析により、白色脂肪組織において炎症性サイトカインやマクロファージマーカーの上昇、脂肪酸β酸化系遺伝子の発現低下が認められた。また、褐色脂肪組織においては、ミトコンドリア関連遺伝子の発現低下が見られた。以上の結果より、白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞ともに、AM-RAMP2システムが脂肪細胞の分化およびエネルギー代謝制御に関与することが示唆された。脂肪細胞においてもAMとAMの受容体活性調節タンパクであるRAMP2の高発現を認めるが、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割や、メタボリックシンドロームにおける病態生理学的意義は明らかでない。本研究では、新たに脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)を樹立し、AM-RAMP2システムの、脂質代謝およびエネルギー代謝における意義や、脂肪細胞の分化制御における役割を解明し、それらの知見をもとに、メタボリックシンドロームの新たな治療法開発へ展開することを目的とする。平成27年度は、作成したA-RAMP2-/-の褐色脂肪組織の解析を主に行った。A-RAMP2-/-は野生型マウスと比較して、リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析により、ミトコンドリア関連遺伝子や脂肪酸のβ酸化関連遺伝子の発現低下が見られた。また、鼠径部脂肪組織では、病理解析により、A-RAMP2-/-においてベージュ脂肪細胞とUCP1の減少が認められた。以上の結果より、褐色脂肪細胞、白色脂肪細胞ともに、AM-RAMP2システムが脂肪細胞の分化およびエネルギー代謝制御に関与することが示唆された。

脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)の病理解析および遺伝子発現解析を行った。リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析により、A-RAMP2-/-は、野生型マウスと比較して、白色脂肪組織において炎症性サイトカインやマクロファージマーカーの上昇、脂肪酸β酸化系遺伝子の発現低下が認められた。また、褐色脂肪組織においては、ミトコンドリア関連遺伝子の発現低下が見られた。以上の結果より、脂質代謝およびエネルギー代謝調節にAM-RAMP2システムが関与することを明らかにした。当初目的としていた白色、褐色脂肪組織の解析ができているため、おおむね順調に進展していると判断できる。代謝学平成27年度は、脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)の褐色脂肪組織の解析を中心に行い、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割をさらに詳細に解析する。また、A-RAMP2-/-に高脂肪食を投与した肥満誘導モデルを作成し、肥満およびメタボリックシンドローム病態での脂肪組織の解析を行い、普通食投与マウスと比較することにより、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割をより明確にする。脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)の表現型解析および生理機能解析を行った。A-RAMP2-/-は、野生型マウスと比較して、普通食投与下において体重の増加と脂肪組織重量の増加を示した。また、オキシマックス等流量システムによる呼吸代謝測定により、A-RAMP2-/-は、野生型マウスと比較して、酸素消費量の低下と呼吸商の上昇が見られた。当初目的としていた表現型解析ができているため、おおむね順調に進展していると判断できる。平成26年度は、脂肪細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(A-RAMP2-/-)の白色脂肪組織と褐色脂肪組織の解析を中心に行い、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割をさらに詳細に解析する。また、A-RAMP2-/-に高脂肪食を投与して肥満誘導モデルを作成し、肥満およびメタボリックシンドローム病態での脂肪組織の解析を行い、普通食投与マウスと比較することにより、脂肪細胞におけるAM-RAMP2システムの役割をより明確にする。
微生物酵素を応用した新パルプ化法開発のための基礎研究

1.ラッカーゼ系リグニン分解酵素の性質と機能との解明:リグニン分解性酵素としては、ラッカーゼIIIがすでに分離されているが、このほかにもいくつかのリグニン分解性フェノールオキシダーゼの存在する可能性があるので、従来より精緻なイオン交換クロマトグラフィー分析及び分取用等電点電気泳動法を用いて、菌体外フェノールオキシダーゼの分別を行ってみた。その結果6種の酵素画分を得た。これらはそれぞれ、PI値、基質特異性等に相違があった。またβーOー4型及びビフェニル型化合物に対する反応性については、1画分はその両型に、他の画分はどちらかに反応するなどの差がみられた。リグニンの化学構造は非常に複雑であるので、担子菌によるリグニン分解にあたっては、各種の酵素が複合的に関与するものと考えられてきたが実験的証明は欠いていた。今回の研究結果はそれを裏づけるものと考えることができる。2.ラッカーゼIII酵素の木材質含有培地における出現と作用:ラッカーゼIIIは、はじめカワラタケの液体培養濾液から得られたものである。その培養液には木粉その他のリグニン物質は含んでいないものを使用した。今回、自然に近い状態でのリグニン分解を実験室的に再現しようとして、木粉固体培地を用いてラッカーゼIIIの分泌状況を調べた。その結果木粉朽が進んだ状態では、この酵素は認められなかったが、腐朽初期には明らかにその出現が認められた。また、残渣として残った木粉中のリグニンにも化学構造の変化が看取された。その著しい例としてはフェノール性単位の脱芳香核化をあげることができる。すなわち、自然界における木材腐朽乃至リグニン分解にあたって、この酵素がその初期に役割を果たしているようである。3.バイオパルプ調製の基礎実験:ラッカーゼIIIを用いて、いわゆるバイオパルプを製造するための諸条件を木粉を用いて検討を行った。1.ラッカーゼ【III】の大量生産担子菌カワラタケをジャーファーメンターを用いて大量培養を行い,培養期間ごとに生成フェノールオキシダーゼをゲル濾過によって分画し,そこに得られたフェノールオキシダーゼの性質を調べた。分画はF-1,F-2,F-3に大別されるが,F-2とF-3は培養期間が長くなるとフェノールオキシダーゼ活性が強くなり,またF-3画分では培養長期化にともなってチロシナーゼ活性が認められるようになった。リグニン分解活性のあるラッカーゼ【III】部分はF-1画分に存在するので,今後はなるべく培養期間を短期にして,フェノールオキシダーゼ生成が複雑化しないうちに,できるだけ多くのF-1画分を分離するように培養条件を設定したい。2.ラッカーゼ【III】酵素液による広葉樹チップの処理シラカバ材チップを爆砕して得た解繊物を1%NaOHで洗浄して,ヘミセルロースを除去し,さらに水洗した繊維についてラッカーゼ【III】処理を行いつつある。まだ,予備実験の段階であるので今後,酵素を反応させるときの好適条件の決定に向ってつめて行く方針である。なお,併行して木材薄片を用いて酵素反応条件の検討を行っている。紫外線顕微鏡下の観察によると,中間層リグニンが時間の経過とともに減少した。これはラッカーゼ【III】が爆砕チップの脱リグニンに適用可能であることを示すひとつの裏づけ資料となろう。3.処理後の反応物の分離と定性定量分析このために必要な各種モデル物質の合成を行い,その過程でガスクロマトグラフ質量分析計を用いており,また一部のモデル物質については,ラッカーゼ【III】を反応させ,分解物の解析を同分析計を駆使して実施中である。1.ラッカーゼIIIの性質と酵素機能の解明:ゲルろ過による得られた高分子フェノールオキシダーゼ画分Fー1(ここにラッカーゼIIIが含まれる)を, DEAE-TOYOPEARL 650Mカラムを用いて分別し,中性及び酸性フェノールオキシダーゼをそれぞれ単一蛋白として精製した.両者の性質を略記すると,分子量は67000,66000,等電点は4.1,3.2,糖含量は17%,6%,至適pHは6.0,5.0で,それぞれは異なる蛋白分子であると考えられる.また,ウエタンブロッティングの結果から,中性フェノールオキシダーゼがその活性をもち立体構造を保持している場合,酸性フェノールオキシダーゼの抗体に対しては抗原抗体反応をおこさないことがわかった.すなわち,両者の三次元的表面分子構造は異なっているものと推察できる.次に糖鎖合成阻害剤ツニカマイシン添加による酸性フェノールオキシダーゼのリグニン低分子化能に及ぼす影響を調ベたところ,カワラタケ菌体の生育が若干抑制されたものの酵素活性にはほとど変化がなかった.このことより,この酵素のリグニン低分子化活性に関しては糖鎖はあまり関係をもっていないといってよい.将来バイオパルプ生産のためにカワラタケからのリグニン分解酵素を遺伝子工学的に大量生産する場合,この事実は甚だ望ましいことといえよう.2.ラッカーゼIII酵素液による木材試料の処理:ブナ木粉にラッカーゼIII溶液を加え, pH4,40°Cで反応させたところ,ジオキサン水可溶分が明らかに増加し,また残渣木粉中のリグニン含量は減少した.木粉の粒度が細かい程脱リグニン度は上昇し,その値が6%となった例を得た.これらから,粉砕等の前処理を行えば,ラッカーゼIIIによる脱リグニンも十分に使え,したがってバイオパルプ化に応用可能と考えられる.

3.処理後の反応物の分析:残渣の分析から,シリンギル核の減少と芳香核の重縮合はないことが明らかとなった.1.ラッカーゼ系リグニン分解酵素の性質と機能との解明:リグニン分解性酵素としては、ラッカーゼIIIがすでに分離されているが、このほかにもいくつかのリグニン分解性フェノールオキシダーゼの存在する可能性があるので、従来より精緻なイオン交換クロマトグラフィー分析及び分取用等電点電気泳動法を用いて、菌体外フェノールオキシダーゼの分別を行ってみた。その結果6種の酵素画分を得た。これらはそれぞれ、PI値、基質特異性等に相違があった。またβーOー4型及びビフェニル型化合物に対する反応性については、1画分はその両型に、他の画分はどちらかに反応するなどの差がみられた。リグニンの化学構造は非常に複雑であるので、担子菌によるリグニン分解にあたっては、各種の酵素が複合的に関与するものと考えられてきたが実験的証明は欠いていた。今回の研究結果はそれを裏づけるものと考えることができる。2.ラッカーゼIII酵素の木材質含有培地における出現と作用:ラッカーゼIIIは、はじめカワラタケの液体培養濾液から得られたものである。その培養液には木粉その他のリグニン物質は含んでいないものを使用した。今回、自然に近い状態でのリグニン分解を実験室的に再現しようとして、木粉固体培地を用いてラッカーゼIIIの分泌状況を調べた。その結果木粉朽が進んだ状態では、この酵素は認められなかったが、腐朽初期には明らかにその出現が認められた。また、残渣として残った木粉中のリグニンにも化学構造の変化が看取された。その著しい例としてはフェノール性単位の脱芳香核化をあげることができる。すなわち、自然界における木材腐朽乃至リグニン分解にあたって、この酵素がその初期に役割を果たしているようである。3.バイオパルプ調製の基礎実験:ラッカーゼIIIを用いて、いわゆるバイオパルプを製造するための諸条件を木粉を用いて検討を行った。
トルコ諸語におけるプロソディ―の通言語学的研究

トルコ語のアクセントが高さアクセント体系であることをふまえて、(1)アクセントと呼気流量との相関性、(2)音節数と持続時間長との間に正比例関係が成立させるか否かの2点が、本研究期間で遂行された課題である。前者においては、アクセントが呼気流量とは相関性を持たないことが確認された。後者については、強さアクセントなら正比例しないという従来説は否定され、アクセントの種類すなわち強さ、高さ、声調に関わらず、正比例することが明らかになった。今年度は、トルコ語を含めたトルコ諸語のプロソディーの通言語的研究をするにあたって、研究の基礎作業となる部分について、取り組んだ。1.音節数増加と持続時間長との相関性に関する通言語的調査:これまで音節数の増加に対する持続時間長の増加との関係は、概ね正比例関係になれば音節リズムであるという仮説があった。この点に関して、国内では英語と日本語の対照研究としてしか検証されてこなかったが、筆者はトルコ語以外の系統の言語も含めた19言語(英、独、仏、露、中、葡(2種)、西、比、亜、尼、越、柬、朝、泰、蒙、土、東京、大阪)で検証を行なった。その結果、強勢リズムであろうと音節リズムであろうと、音節数の増加に対する持続時間長の増加における関係は概ね正比例の関係であることが検証できた。2.二千文文例集の作成:アンリ・フレの「フランス語2000文」という文例集を、トルコ諸語でも適用できるようにはどのような手順をふめばいいのかを再考した。これまでのトルコ語における調査では対面調査で進めてきたが、翻訳方式で進める方が効率がいいという点を「大阪方言2000文」の作成において確認することができた。3.静的パラトグラフィーおよびリンゴグラフィー:実験室に足を運ばなくても舌と口蓋の接触面を捉えることができる、古典的な静的パラトグラフィーおよびリンゴグラフィーの方法を検討した。今年度は、まず作業手順、作業仮説を確認することに専念した。27年度は「トルコ語のアクセントに呼気流量は左右されるのか?」という問題を扱った。トルコ諸語における独特の音調に伴う音声学的特徴、主としてプロソディーを明らかにするために行われている本課題の一つとして、高さアクセント言語としてのトルコ語におけるプロソディーの諸特徴を捉える研究を行っている。この視点がこれまでの研究ではまだ不十分であったためである。特に生理音声学的研究は人文系の研究ではあまり開拓されておらず、通言語学的なデータを見るためには不可欠なデータとなってくる。また、トルコ語が高さアクセントであるため、英語のような強さアクセントによる研究に左右されることなく、日本語との類似性を対照できる点でメリットが大きい。呼気流の研究は、母音や子音に対しては一定の成果を示しているが、超分節音に対する検証はあまり行われていない。そこで、本研究は、トルコ語におけるアクセントに伴う音調の高低が呼気流量に影響を及ぼすか否かを検証するために、PHONO-LARYNGOGRAPHを用いて、各音節のピークとなる呼気流量を計測した。分析資料としては、基本アクセント型である語声調によって語末が高くなる語群と、例外アクセント型である下がり目によって高くなる語群を用いた。結果として、語声調、アクセントの下がり目、重音節という音節構造のいずれもが、呼気流量の増減に積極的に関わっているとは言えず、アクセントにおける音調は呼気流量を左右しないということが確認できた。トルコ語のアクセント体系の精査については、トルコ語の呼気流量を調べた結果を書いた論文に、これまでのトルコ語アクセント研究を整理した論述を示したため、これまでバラバラであった論考を一括して読めるようになったという点で、順調に進展している。トルクメン語の調査については、筆者らが過去に公刊した『トルクメン語入門ーキリル文字編』を「ラテン文字編」にするための改訂作業が進められている。27年度は準備期間であり、28年度内には終える目処がついている。トルコ語のプロソディーを解明するために以下の研究成果が得られた。音響音声学的分析による結果は、トルコ語とトルクメン語において、1音節の長さが等倍になるわけではないが、音節数の増加に従って概ね正比例の関係になることが確認できた。これは他のトルコ諸語でも同様の結果が出るだろうと推測できる。閉音節、重音節の割合が言語の中である程度多い場合には、1音節の開音節より1音節の閉音節は長くなり、ミクロ的な視点でとらえると長い語もあれば短い語もという結論に落ち着く。本稿では、マクロ的な視点、すなわち音節の構造の差異は加算平均によって相殺されることで音節数と時間長の相関性を捉えられるという考え方を基にした結果、トルコ語と同系統のトルクメン語でも同様の傾向になることを確認できた。また、通言語的研究の結果として、トルコ語のなぞなぞ分析で得られた韻律節という視点は、他言語でも適用できる例が確認でき、日本における歌わない都都逸は俳句や短歌での8拍子説では説明がつかないため、韻律節の適用が有効であることが確認できた。

後者については、強さアクセントなら正比例しないという従来説は否定され、アクセントの種類すなわち強さ、高さ、声調に関わらず、正比例することが明らかになった。音節数と持続時間長の相関性においては、これまで英語と日本語のみで、英語は正比例にならず日本語は正比例になるという結果しか得られていなかった。しかし、19言語で検証した結果、どの言語も概ね正比例になるということが検証できた。これはプロソディーにおける言語リズム、およびアクセントとの関連性を検証するための基盤を提示したことになり、そこから一般化を導くための基準ができたという点で、順調に進展していると判断した。アクセントを捉えるにあたって、基本周波数と持続時間長の相関を捉える必要がある。通言語学的に18言語における音節数と持続時間長との相関性が、アクセントによって左右されるかという結果を、26年度に公刊しているが、そのトルコ諸語オグズ語群版を今年度まとめる予定である。トルコ語の音調における階層性については、現在整理する段階に入っており、年度内には何らかの形で公刊できるだろう。トルクメン語については、入門書の改訂版ができることで研究の進展の基盤が構築されることになる。実験音声学・言語学音節数と持続時間長の相関性については、言語データのまとめを公開した。ついで、各言語ごとの傾きから正比例の程度差を比べ、強勢リズムや音節リズム、強さアクセントや高さアクセントや声調との関連性を検証していく。2000文やパラトグラフィー、リンゴグラフィーについては、作業手順および作業仮説の確認が終わったので、順次作業を進めていく予定である。28年度において論文掲載料が必要となったため、その分を繰り越した。当該年度に予定していた言語調査のための出張が諸般の事情により規模が短縮したため。28年度論文投稿料として使用する。言語調査の出張費用として用いる。
Sb系希薄窒化物半導体の物性解明と高輝度遠赤外線発光素子の創製

本研究では、III-V半導体の中で最もエネルギーバンドギャップの小さいInSbに窒素を導入したInSbN希薄窒化物半導体を作製するために、有機金属気相成長法を用いて、GaAs(001)基板上InSbN膜を作製した。材料であるアンモニアの流量を変化させることにより、X線回折の2θ-ω測定において、スペクトルのシフトを確認し、格子定数が小さくなることを明らかにした。これらの結果等から、InSbN結晶を作製することが可能であることがわかり、アンモニア流量やSb流量の制御によりナローバンドギャップ化を達成できることがわかった。これらのことから、私たちは、遠赤外線デバイスを実現することが示唆できた。InSbN結晶を用いることで、他の希薄窒化物半導体材料の傾向からInSbの帯域を超える515μmでの発光が可能であると考えられる。本研究では、詳細な報告例の少ないInSbN結晶の物性構造の解明と中赤外-遠赤外線光デバイスを開発することを目的とする。今年度は、デバイス構造に用いる1GaAs基上GaSb緩衝層の平坦化とInSb膜の高品質化、2n型層のTeドーピング濃度の調査、3第一原理計算による物性解明、等を試みた。結果、1GaAs基板のオフ角に注目し、0・2・4°上にGaSb緩衝層の成長を行い、2°off基板を用いることでGaSb膜の螺旋転位低減に成功した。また、その上にInSbの成長も行い、2°off基板は有用であることを明らかにした。2Teドーピング量(Teセル温度)と成長基板温度の依存性を行い、Al0.4In0.6Sb膜においてTeセル温度485 °Cでキャリア濃度が最も高くなった。また、キャリア濃度は10^17乗台が限界であることが明らかとなった。3今年度も引き続き計算を行う。InSbN結晶成長の準備においては、各種装置部品を整備しているところである。デバイス構造作製の初期段階までには至っているが、MBE装置の故障が相次ぎ窒素ラジカルセルの動作まで至らなかった。また、第一原理計算においては、まだ計算途中のため引き続き研究を進める。前年度は、主に発光層に用いるInSbN薄膜の結晶成長をMOCVD法を用いて作製した。最初に,成長前に必要とされるGaAs基板の酸化膜脱離についてH2,N2,TMSb(Sb)をそれぞれ用いて表面状態にどのような影響を与えるのかを調査した。結果,ノマルスキー顕微鏡では,H2とN2ではほとんど差がなく,Sbでは表面に欠陥と思われる凹凸が多数確認された。また,AFM像よりH2を用いた場合にRMSが一番小さく,表面がきれいであることを確認した。さらに、GaAs基板上にInSb薄膜を成長し,XRD測定の2θ-ωスキャンを行った。結果、スペクトルのピークは56.8°であり,InSb薄膜の結晶ピークの文献値である56.7°付近にピークが観察された.次に,InSb薄膜に窒素を導入してInSbN薄膜を作製し,NH3ガスの流量を変化させ試料の各特性の評価を行った。InSb薄膜に窒素が導入されたかを判断するために,XRDを用いてInSbNの結晶ピークの観察を行った。結果、InSbN薄膜のピークがInSb薄膜のピークからわずかだがGaAs側にシフトしており,窒素が導入されたと同時に、格子定数が小さくなっていることが確認でき,InSbN薄膜の作製に成功した。また,NH3流量が少量の時では結晶ピークが観察されたが,NH3の流量が2000sccm以上に増加させると結晶ピークが観察されなかった。これは、閃亜鉛鉱型構造からウルツ鉱型構造に変化したものと推測している。当初目標にしていたInSbN結晶の作製に成功した。各種成長条件の傾向も得ることができた。しかし、成長レート等の問題点から、当初予定していたデバイス構造作製までには至っていない。本研究では、InSbよりエネルギーバンドギャップが小さくなると予測したInSbN希薄窒化物半導体の物性を明らかにするとともに、それを用いた新規省電力高効率型遠赤外線領域の高温動作小型光源・検出器を目指して研究を行った。試料は、有機金属気相成長法を用いてGaAs(001)基板上に結晶成長を行った。まずInSb薄膜の成長を行い、X線回折の2θ-ωスキャン測定によりInSbのスペクトルピークを観測した。また、InSb薄膜にアンモニアを導入してInSbN薄膜の作製を行った。アンモニアの流量を変化させることで、X線回折の2θ-ω測定において、GaAs基板のスペクトル方向にシフトしており、格子定数が小さくなることを確認した。これらの結果から、InSbN結晶の作製が可能であることがわかり、アンモニアの流量制御によりナローバンドギャップ化が可能で、遠赤外線デバイスも実現可能であることが示唆できた。

これらの結果等から、InSbN結晶を作製することが可能であることがわかり、アンモニア流量やSb流量の制御によりナローバンドギャップ化を達成できることがわかった。これらのことから、私たちは、遠赤外線デバイスを実現することが示唆できた。MBE装置による結晶成長に加え、MOCVD装置を用いた結晶成長も平行して、InSbN結晶の作製を行い研究を遂行していく。第一原理計算による物性解明も引き続き遂行する。バルク結晶のPLスペクトルの観測とデバイス作製に向けて、成長レートの高速化を試みる。さらにp型化とn型化を試みてデバイス作製を行う予定である。結晶工学物品(消耗品)を購入しようとしたが、ちょうど残高0円で使い切るのは難しく、他の予算と合算も不可とのことで、やむおえず今回は他の予算で購入し、次年度繰り越しすることにした。他の助成金も獲得し、それらの使用期限が早かったため優先して支出した。そのため残高が生じたが、研究遂行のためにはかなりの予算が必要なため、次年度使用完了予定である。次年度繰り越し分は、成長基板のn型GaAs基板(物品(消耗品))に使用予定である。当初予定していたデバイス作製が次年度にもつれ込んだため、それに必要な金属材料や電極材料や評価装置の部品等を次年度分予算含め購入し、残高0になる予定です。
新規SLC10ファミリートランスポーターの輸送機能および発現調節機構の解析

胆汁酸は生体内で極めて重要な役割を果たすが、血液脳関門における胆汁酸の細胞膜透過に関わるトランスポーターの同定は未だなされていない。また、小腸上皮細胞においても、消化管管腔から細胞内への輸送がASBT/SLC10A2によって行われていることが知られているものの、血管側膜を介した細胞内から血液中への輸送機構には不明の点が多い。申請者らは、NTCP/SLC10A1(血液から肝細胞内へのナトリウム依存的な胆汁酸取り込みに関与)・ASBT/SLC10A2のホモログとして、データベース上に3種類の機能未知のトランスポーター(SLC10A3,10A4,10A5)が存在することに着目した。本研究課題は、これらトランスポーターの輸送機能・細胞内局在・発現臓器などを解析し、生理的役割を見出すことを目的としている。昨年度までに得られたSLC10A3・10A4・10A5の全長cDNA配列をGFP融合蛋白発現ベクターに組み込んだ後、非極性細胞(HEK293細胞)・極性細胞(MDCK細胞)へ導入し、安定発現系を作製した。ウェスタンブロットにより蛋白の発現は確認されたものの、共焦点顕微鏡により細胞内局在を観察したところ、細胞膜上での発現は少なく、細胞内全体に分布したものが大部分であった。また、胆汁酸(タウロコール酸)・硫酸抱合体(エストロン-3-硫酸)・薬物(ジゴキシン)について検討したところ、これらの化合物はナトリウム存在下および非存在下において良好な基質とはならないことが示された。また、ラット小腸から調製した反転腸管を用いて胆汁酸の輸送実験を行った結果、血管側膜輸送におけるABCトランスポーターの寄与は小さいことが示され、Ostα/βなどが主として関与することが示唆された。胆汁酸は生体において極めて重要な役割を果たす。しかし、血液脳関門における胆汁酸排出に関与するトランスポーターの同定はなされていない。また、小腸上皮細胞においても、胆汁酸は管腔から細胞内にSLC10A2によりNa^+-依存的に取り込まれることが知られているものの、細胞内から血液へ輸送される機構については未だ不明である。申請者らは、SLC10A1(血液から肝細胞内へのNa^+-依存的な胆汁酸の取り込みに関与)およびSLC10A2のホモログとして、データベース上に3種類の機能未知のトランスポーター(SLC10A3,10A4,10A5)が存在することに着目した。本申請研究は、これらのトランスポーターの輸送機能、細胞内局在部位および発現臓器の同定を行い、生理的機能を解明することを目的としている。本年度は、SLC10A3,10A4,10A5の輸送機能解析を行うために、これら遺伝子のcDNAクローニング・哺乳類発現ベクターの構築を行った。データベース上のヒトSLC10A3,10A4,10A5の配列を元に検索を行った結果、マウスおよびラットのオルソログ遺伝子と思われる配列が見出されたため、PCRによる増幅を試みた結果、マウスSLC10A3・ラットSLC10A5のみが増幅された。これら産物をクローニングベクターへ挿入し、配列確認を行った。また、ヒトSLC10A3,10A4,10A5に関しては市販クローンを購入し、輸送機能・細胞内局在を評価すべく、GFPとのキメラ蛋白を発現する哺乳類発現ベクターの構築を行い、極性・非極性細胞への遺伝子導入を行っているところである。これら遺伝子群に関しては、脳cDNAから得られたEST cloneの報告も多数あり、特に脳実質細胞・血液脳関門における寄与に注目して研究を進めている。またSLC10Aファミリーに属するNTCP(SLC10A1)とABCファミリーに属する排泄側のBSEP/ABCB11を極性細胞に共発現させ、輸送基質の経細胞輸送を観察することで多数の基質を簡便にスクリーニング可能であることを示した。この系をSLC10A3,10A4,10A5にも応用することで、今後の機能解析の効率化がはかれるものと考えられる。

また、胆汁酸(タウロコール酸)・硫酸抱合体(エストロン-3-硫酸)・薬物(ジゴキシン)について検討したところ、これらの化合物はナトリウム存在下および非存在下において良好な基質とはならないことが示された。また、ラット小腸から調製した反転腸管を用いて胆汁酸の輸送実験を行った結果、血管側膜輸送におけるABCトランスポーターの寄与は小さいことが示され、Ostα/βなどが主として関与することが示唆された。
低コスト画像リモートセンシング無人航空機のための軽量ミラージンバル装置の開発

近年低コストなリモートセンシング手段として,無人航空機(UAV)が注目されている.観測用カメラは,機体の姿勢変化の影響を除くためにジンバル機構で支持されるのが通常である.しかしジンバルは重く,小型軽量で低コストというUAVの利点を相殺する.そこで本研究では,機体に固定されたカメラに対し,ミラー光学系だけをジンバルで支持するシステムを新たに提案する.ミラーは軽量のため広帯域の制御が可能となり,本構成は姿勢変化だけでなく構造振動の抑制にも有効であると考えられる.本研究では小型UAVに搭載可能な小型軽量の撮影システムを開発し,ジンバルの逆運動学的関係を導出し,撮影実験により有効性を確認した.作物の栄養診断,病害発生評価,土地利用状況の評価などにおけるリモートセンシング技術の有効性が近年注目されており,一般農家が利用可能な低コストで即時的に画像センシング情報を得る新たな手段として,無人航空機(UAV)の応用が試みられている.UAVは小型で風の影響により姿勢が変化しやすいため観測用カメラをジンバル機構で支持することが多いが,カメラを姿勢変化に追従させ高速に動かす機構は通常複雑で重量も大きいため,小型軽量で低コストというUAVの利点を相殺する.そこで本研究では,カメラ本体は機体に固定し,ミラー光学系だけを支持する小型軽量なジンバルシステムを新たに開発する.ミラー系は軽量のため広帯域での撮影方向制御が可能となり,機体の姿勢変化だけでなく構造振動の影響(画像のブレ)を除去するためにも有効であることが期待される.平成25年度にはミラージンバル装置の設計および開発【第1段階】として,機構の実現性確認のための試作ジンバル装置を開発した.ミラー支持機構についてはシリアルリンク及びパラレルリンク機構を持つ数種類の支持機構モデルを3D CADにより試作し,重量およびミラー動作範囲を機構解析機能により調査した結果,パラレルリンク機構を用いた試作機を作成することにした.またアクチュエータは軽量化のためRCサーボモータを用いた.リンク機構の完成後,mbedマイコンおよびPCを用いてジンバル制御用ハードウェアシステムを開発した.また開発した機構の自由度解析を行い,飛行中の機体運動に追従したミラー姿勢変化を発生するために十分な自由度を有することを確認した.1.ミラージンバル装置の開発平成25年度に開発した第1段階のミラージンバル装置試作において,パラレルリンク機構を用いた軽量ジンバル装置を作成したが,ミラー部分の姿勢が3自由度をもつ構造であった.しかし画像の撮影に必要な自由度は2であり,冗長な自由度の存在によりサーボモータ回転角とミラーステージ姿勢角の機構的関係が複雑であった.また撮影点を指向するために必要な解の導出が困難であった.そこで平成26年度では既存の試作機をベースとした2自由度ミラージンバル装置を開発した.本装置ではサーボモータの回転軸を直交させたことにより機構関係が単純化され,本装置に基づきモータ回転角とミラーステージ姿勢角の機構関係の導出を完了した.また試作機を用いて姿勢角の指定実験およびリンク長等のパラメータ感度の解析を行った結果,現状の機器で平均1度程度の誤差で動作可能であることを確認した.また機体搭載時にカメラと撮影点の位置関係にもとづき適切なミラーステージ姿勢角を算出するアルゴリズムを決定し,試作機により撮影実験を実施し有効性を確認した.2.ジンバル装置搭載用無人機の開発平成26年度に引き続きリモートセンシング撮影ミッションのための無人機GAV-5の開発を行った.推進系および操舵系,飛行制御系を除いたペイロード1kgを搭載可能な無人機の基本設計を行い,機体および搭載機器の開発を行った.胴体および主翼は発泡材およびCFRPを用いて作成し,ラジコン用機器および仮想ペイロードとしてのバラストを搭載して基本的飛行性能を確認するための飛行実験を実施した.実験の結果,操舵応答はピッチおよびヨーについては問題がなかった.ロールに関しては主翼の剛性が低いため,低周波の入力に止めることが必要であった.推力に関しては離陸および巡航高度への上昇性能に関しては問題がなかったが,推力変化に伴うピッチアップ傾向が顕著で改善を要した.1.ミラージンバル装置の開発平成25年度にパラレルリンク機構を用いた3自由度ジンバル装置を試作した.しかし画像の撮影に必要な自由度は2であり,撮影点を指向するために必要な解の導出が困難であった.平成26年度にはこの試作機をベースとした2自由度ミラージンバル装置を開発した.本装置では2つのサーボモータの回転軸を変更し機構関係が単純化された.またモータ回転角とミラーステージ姿勢角の機構関係を導出した.姿勢角の指定実験およびリンク長等のパラメータ感度の解析を行い,平均1度程度のミラー姿勢角誤差を確認した.さらにカメラと撮影点の位置関係にもとづき適切なミラーステージ姿勢角を算出するアルゴリズムを決定し,実験により有効性を確認した.平成27年度は小型無人機に搭載可能な重量とサイズ(300g以下,直径100mm以下の円筒形状)を規定し,フライト可能なジンバル装置の開発を行った.各部品の軽量化に務め,最終的に重量は124.3gまで軽量化された.またミラー位置決め精度向上のため,回転角が計測可能な新型サーボモータを採用した.撮影画角はピッチ,ロール方向ともに30度以上を確保できた.2.ジンバル装置搭載用無人機の開発リモートセンシング撮影ミッションのための無人機GAV-5の開発を行った.ペイロード