hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粒子と微小生物運動の三次元計測装置の開発および環境計測への応用

屈折レンズまたは,合わせ鏡を回転させ,撮影される映像にTVカメラの受像面に平行な円運動を加えることで三次元計測をおこなう手法を開発した.本手法は,1枚の画像に運動を含む三次元情報を記録するので対象が動いている場合にも計測を行うことができる.また,1台のTVカメラを用いるため,ステレオ法のような画像間での対応点の検索を必要としない.本研究では,流体中に混入したトレーサ粒子運動を計測器で計測することで,間接的に流れ場の三次元計測を行う手法を開発した.撮影されるトレーサ粒子は,画像上でらせん形の軌跡を描き,らせん軌跡の位置および径より,トレーサ粒子の三次元位置を,また,らせん軌跡のピッチおよび径の変化量より,トレーサ粒子の移動速度を判断できる.多数のトレーサ粒子が画像内に存在する場合には,それぞれの軌跡が重なるが,重なった軌跡から自動的に軌跡を切り出し,解析する手法を開発した.また,計測性能の評価実験を行い,TVカメラから300mm以内の距離であれば,1%以内の誤差で計測できることを確認した.さらに,本粒子運動の計測技術を用いて,水質検査を行うことを試みた.具体的には溶液中で運動する多数の微小生物(淡水:ミジンコなど,海水:アルテミアなど)をコンピュータで一定時間追跡することで,微小生物の運動量計測と運動パターン分類(回転運動,分布状態など)を自動的に行う装置を試作した.すなわち,この装置を用いて,定められた時間・間隔毎に自動的に行い,微小生物の運動状態変化の定量化を行った.微小生物の速度,運動方向,姿勢を考慮したアルゴリズムを開発し,実験によりその有効性を確認した.微小生物の運動を模擬するために、マトリックス状に多数のレーザスポット光を投光するマルチスポット投光器とそれらのスポット光を変位させるガルバノミラーを用いて実験を行った.また,TVカメラから様々な距離に設置した複数の平板にマルチスポット光を投光し、装置の計測性能を評価した.既知の位置においた平板にマルチスポット光を投光し、本装置で計測された結果と比較することで位置情報に関する計測性能を評価した.また,既知の速度でレーザスポット光を移動させ、計測された結果と比較し,速度情報に関する計測性能を評価した.本計測装置によって微小粒子は,円軌跡または,らせん軌跡として撮影され,その径は奥行きに反比例する.対象が密集していると,軌跡は互いに重なるが,重なった軌跡からそれぞれの軌跡を切り出す手法を開発した.マルチスポット投光器から平板までの距離を変化させることで,レーザドット間の間隔を変化させた.レーザドット間の距離が短い場合、撮影される軌跡が互いに重なる.重なり度合いに対する軌跡の自動切り出し率を調べ,その結果に基づいて,アルゴリズムの改良を行った.粒子が運動している場合,撮影される粒子は画像上でらせん軌跡を描く,らせん軌跡のピッチはTVカメラの受像面に平行な方向の速度を示し,また、らせん軌跡の径の変化量は奥行き方向の速度成分を示す.そのため,らせん軌跡を解析することで,粒子運動の三次元速度を計測することができる.TVカメラのフィールド周期と計測器の同期を取ることで,らせん画像解析を大幅に簡単化することが可能となった.三次元計測器の開発と同時に,乾燥卵で供給されているアルテミアを用いて,コンピュータによる追跡プログラムを試作し,良好に追跡できることを確認した.本研究で開発している三次元計測器では,TVカメラの焦点に原点を置いた座標系において計測を行っていた.しかしながら,TVカメラの焦点位置を正確に求めるのは困難で,汎用性を持たせるためには,任意の位置に座標原点を置いたワールド座標系で計測を行う必要がある.そこで,z軸テーブルとマルチスポット光を用いて,ワールド座標系との関係を決めるキャリブレーションを行う手法を開発した.異なる距離に平板を設置し,平板表面にマルチスポットレーザを投光し,その位置を撮影することでキャリブレーションを行い,高精度なシステムを実現できた.計測誤差は約1%以内となり,十分実用的であることを確認した.これまでの実験により,カメラの受像面に平行な成分に比較して,カメラから奥行き方向の計測性能がかなり落ちることがわかった.そのため,計測器を2台準備し,2方向から計測することで,互いの奥行き方向の計測を補う手法を開発した.それぞれの計測器で求めた計測値から格子点上の速度ベクトルを求め,コンピュータディスプレイ上にグラフィカルに表示するプログラムを開発した.計測器は,運動立体視の原理に基づくために屈折レンズを高速に回転させる駆動部を含み,計測時に振動を起こし計測に影響を与える問題があった.本年度は,屈折レンズを小型化し,回転軸に埋め込むことで,振動を大幅に削減することに成功した.画像処理によって,微小生物の状態を定量化し,新しい水質検査装置として確立することを試みた.具体的には,溶液中で運動する多数の微小生物(淡水:ミジンコなど,海水:アルテミアなど)をコンピュータで一定時間追跡することで,微小生物の運動状態計測を自動的に行う装置を試作し,その有効性を確認した.微小生物運動の特性を考慮したアルゴリズムを組み込むことで,リアルタイムで多数の微小生物をコンピュータで自動的に追跡することが可能になった.屈折レンズまたは,合わせ鏡を回転させ,撮影される映像にTVカメラの受像面に平行な円運動を加えることで三次元計測をおこなう手法を開発した.

本手法は,1枚の画像に運動を含む三次元情報を記録するので対象が動いている場合にも計測を行うことができる.また,1台のTVカメラを用いるため,ステレオ法のような画像間での対応点の検索を必要としない.本研究では,流体中に混入したトレーサ粒子運動を計測器で計測することで,間接的に流れ場の三次元計測を行う手法を開発した.撮影されるトレーサ粒子は,画像上でらせん形の軌跡を描き,らせん軌跡の位置および径より,トレーサ粒子の三次元位置を,また,らせん軌跡のピッチおよび径の変化量より,トレーサ粒子の移動速度を判断できる.多数のトレーサ粒子が画像内に存在する場合には,それぞれの軌跡が重なるが,重なった軌跡から自動的に軌跡を切り出し,解析する手法を開発した.また,計測性能の評価実験を行い,TVカメラから300mm以内の距離であれば,1%以内の誤差で計測できることを確認した.さらに,本粒子運動の計測技術を用いて,水質検査を行うことを試みた.具体的には溶液中で運動する多数の微小生物(淡水:ミジンコなど,海水:アルテミアなど)をコンピュータで一定時間追跡することで,微小生物の運動量計測と運動パターン分類(回転運動,分布状態など)を自動的に行う装置を試作した.すなわち,この装置を用いて,定められた時間・間隔毎に自動的に行い,微小生物の運動状態変化の定量化を行った.微小生物の速度,運動方向,姿勢を考慮したアルゴリズムを開発し,実験によりその有効性を確認した.Z軸ステージ上に目盛りを刻んだ平板を設置し,これにマルチスポットレーザを照射し,平板に現れる輝点の位置を計測器で計測する実験を行った.予め直線の式を求めておき,撮影される輝点はこのレーザの式上にあることから,計測値を補正し計測値の精度向上に利用する新たな着想に至った.計測精度を検定し,2倍以上の計測性能が得られた.この着想により,粒子運動の計測以外にも,流体自由表面形状計測など,本計測器の応用範囲の拡大が見込まれる.また,中空軸モータに屈折レンズを埋め込むことで,計測器の振動を押さえることが可能になった.それに伴い,撮影される画像の鮮明さが向上し,一度に計測される計測点の数を大幅に増やすことが可能になった.撮影されるらせん軌跡の情報をフィールド間で比較し,その変化から非定常的な運動状態を解析するアルゴリズムを開発した.異なる時刻に撮影された画像間で対応する計測点を探し出す処理が必要であるが,本計測手法で撮影される各計測点の形状は,円形のバイアスにより,計測点ごとに異なり,また,画像間では,同一の計測点であれば,相似形になる.この特徴は,画像処理の自動化には非常に有効であることを確認した.また.微小生物の運動計測に用いるマイクロスコープには,これまで用いていた矩形断面の屈折レンズの変わりにウェッジプリズムを利用することで,TVカメラからの奥行き情報をさらに正確に算出できることを確認した.本研究では,地域の特性を生かした研究として,流体中や溶液中の粒子や微小生物の運動状態を計測する手法を開発した.平成14年度からは,さらに,"画像処理による海洋生物環境モニタリング"(地域結集型プロジェクト)のテーマでさらに発展する予定である.
寄生虫にみられる好気・嫌気のエネルギー代謝転換機構の生化学・分子生物学的解析

(1)回虫ミトコンドリア(Mt)呼吸鎖の解析:回虫生活史における呼吸転換の実態を明らかにする目的で,好気的呼吸鎖成分のマーカーとして回虫筋よりシトクロムc(Cty.c)を精製し,蛋白および遺伝子レベルの解析を行なった。成虫筋ホモジェネートからCM500セルロファインバッチワイズ吸着,硫安分画,CM500セルロファインクロマトグラフィー,Sephadex G-75ゲル濾過によりSDS-PAGEで単一バンドを示す標品を得た。収量は1kgの筋肉から約1.7mgであった。還元型の吸収スペクトルは常温で416(gamma帯),520nm(beta帯),550nm(alpha帯)に吸収ピークを示した。精製酵素のピリジンフェロヘモクロムを調製し,その吸収スペクトルからヘム含量を求めるとヘムCに典型的なスペクトルが得られ,ヘムと蛋白分子がほぼ1:1に結合していることが明らかになった。酸化型Cyt.cの吸光係数epsilonはepsilon_<280nm>=22.7mM^<-1>,epsilon_<410nm>=92.9mM^<-1>となり,還元型Cyt.cの吸光係数はepsilon_<550nm>=22.7mM^<-1>,epsilon_<416nm>=112.6mM^<-1>の値を得た。また,ホロ酵素を酸加水分解し,アミノ酸組成を求めたところ,cDNAから推定したアミノ酸組成とよく一致した。成虫筋のCyt.cの分子量をエレクトロスプレーイオン化質量分析法により決定する13,119の値が得られた。これより補欠分子族であるヘムを除いた蛋白部分の分子量を計算した結果,cDNAから推定した分子量と非常に良く一致した。酸化還元滴定により本酵素の酸化還元電位を測定すると,哺乳動物酵素の電位値とほぼ同程度の+248mVの値が得られた。しかしながら,Cyt.c酸化酵素に対する反応性は酸化酵素の起源によって異なり,ウシ心筋Mtと2期幼虫Mt由来のCyt.c酸化酵素との反応性を比べると,2期幼虫由来酵素との反応性が高いことが明らかになった。(2)ウェステルマン肺吸虫Mt呼吸鎖の解析:本虫からMtを分離し呼吸鎖を解析したところ好気・嫌気の両呼吸が併存する条件嫌気的Mtであることが明らかになった。以上,本年度得られた成果を申請書の研究計画項目順に述べた。
緑内障性視神経症の無髄軸索内ミトコンドリア行動異常の制御機構

ラット高眼圧モデルにおいて、異常ミトコンドリアの集積かつ正常ミトコンドリアの減少が視神経篩状板近傍で認められた。眼圧上昇2及び5週間後の視神経ミトコンドリア抽出蛋白でミトコンドリア膜制御因子であるThioredoxin2(Trx2)及びAIFの減少が認められた。さらに軸索内小器官内においてAIFの上昇が認められた。網膜神経節細胞の核抽出蛋白においてAIFの上昇が認められた。さらにエレクトロポレーションによりTrx2プラスミドDNAを網膜神経節細胞に強制発現すると、緑内障による軸索変性に対し保護的に働くことがわかった。これらの結果はミトコンドリア外膜制御機構破綻によるAIFの軸索内への流入及び網膜神経節細胞内の核内移行が緑内障性視神経症に大きく寄与していることが判明した。アルゴンレーザー誘導緑内障モデルラットを作成し、軸索変性及び網膜神経節細胞死におけるミトコンドリアの分布異常及び機能障害に焦点を置いた。ミトコンドリアの標識は中脳上丘にMitoTracker Redを投与し、逆行性に視神経及び網膜神経節細胞内の正常膜電位を持つミトコンドリアを標識した。機能評価はIn Vitro及びIn Vivoにて行った。In VitroではRGC-5 CellsにTNF-αかつButhionine sulfoximine(BSO)を投与し、酸化ストレスを誘導した。ミトコンドリア膜透過制御蛋白としてThioredoxine2(Trx2)さらにはミトコンドリア内腔に存在するapoptosis-inducing factor(AIF)に着目し、酸化ストレス下における細胞内変化を解析した。さらにTrx2によるAIF核内移行の制御機構はTrx2をミトコンドリア外膜に強制発現させ検討した。In Vivoでは視神経及び網膜神経節細胞を採取後、ミトコンドリア、核、及び細胞質分画に分離し、Trx2とAIFの変化を解析した。ミトコンドリアの分布に関して、緑内障眼では対照群と比較し眼圧上昇後のLamina近傍でのMitoTracker Redに標識された正常膜電位を保有するミトコンドリアの減少を認めた。ミトコンドリア機能解析に関しては,RGC-5 cellsに酸化ストレス誘導後ミトコンドリア分画におけるAIFレベルの減少と同時に核分画での上昇を認めた。Trx2の強制発現はAIF核内移行を抑制することがImmunoblot及び共焦点顕微鏡下で確認された。さらにTrx2強制発現は酸化ストレスに対し神経保護効果を有し、機序として膜透過性制御によるAIF核内移行抑制が示唆された。緑内障眼における視神経内ミトコンドリア分画において、Trx2とともにAIFレベルの減少が認められた。さらに網膜神経節細胞内核分画におけるAIFレベルの上昇を認めた。緑内障におけるAIFの核内移行は免疫染色においても認められた。今回得られたデータより、緑内障眼におけるTrx2の減少がAIFの核内移行を促進し、軸索変性かつ網膜神経節細胞死へ関わっていると考えられた。さらに正常膜電位保有ミトコンドリアのLamina近傍における減少もAIFの核内移行に関わっていると推測された。アルゴンレーザー誘導ラット高眼圧モデルを作成し、その変性軸索内のミトコンドリア関連蛋白及び順行性ミトコンドリア輸送関連蛋白の変化を検討し、さらにミトコンドリア外膜透過性制御による軸索変性に対する視神経保護効果を検討した。眼圧上昇2週目における変性軸索内のKinesin1(KIF5B)及びMyosinVaの減少を認めた。ミトコンドリア分画における膜透過制御蛋白Thioredoxin2(Trx2)の減少及び細胞死誘導因子であるapotosis-inducing factor(AIF)の減少、それに伴う軸索原形質内及び網膜神経節細胞体核内のAIFの上昇を認めた。これらの結果は高眼圧による視神経変性軸索内ミトコンドリア輸送の減少及びミトコンドリア関連細胞死因子の外膜透過性亢進によるミトコンドリア外への流出に伴う軸索変性及び細胞体死を示唆した。神経保護効果に関しては、Trx2 cDNAの硝子体注射及びelectroporationによるミトコンドリア外膜への強制発現により検討された。Trx2のミトコンドリアへの強制発現はimmunoblot及び共焦点顕微鏡で確認された。immunoblotでは強制発現された網膜及び視神経においてTrx2の上昇が認められた。共焦点顕微鏡ではGFPで標識されたTrx2のミトコンドリア外膜での発現が認められた。眼圧上昇5週間での軸索数は高眼圧群では約27x10^4に対し、Trx2強制発現群では約32x10^4と神経保護効果を得ることができた。

本研究において、高眼圧による軸索変性にはミトコンドリアの外膜透過性制御破綻及びミトコンドリア輸送蛋白の分解・減少さらにはAIF等ミトコンドリア関連細胞死誘導蛋白の軸索内及び細胞体核内での上昇が関与しており、Trx2強制発現による外膜透過性制御によりその軸索変性保護が得られた。
生体腎移植ドナーの継続的看護支援システム構築にむけた研究

【対象・方法】看護師を対象に、生体腎移植ドナー看護実態とドナー看護課題を調査した。生体腎移植ドナーを対象に、看護支援ニーズを調査した。【結果】看護師は兼任が多く、約9割がドナー看護に課題ありと答えた。ドナー看護課題は、長期的な精神支援、受診継続、自発的意思の確認と保障などがあった。ドナーの看護支援ニーズは、相談窓口、精神的支援、生涯に渡るフォロー、体験を語る機会などがあった。【結論】経験者の語りはドナーの意思決定支援に活用し得る。腎提供の意味づけを促進するため、ドナーの経験を語る機会が必要である。レシピエントの体調変化時は、ドナーへの重要なアクセスタイミングである。本研究の目的は、生体腎移植ドナーの継続的看護支援システム構築に向けて、現在実践されている看護支援の内容を明らかにすることと、生体腎移植ドナーの看護支援ニーズを明らかにすることである。研究計画は3段階で構成され、看護支援の実態を明らかにするための、第1段階第2段階調査、ドナーの看護支援ニーズを明らかにするための、第3段階の調査を計画している。下記に、本年度の実績について概要を記載する。1.第1段階調査:2013年4月時点で日本臓器移植ネットワークに登録されていた152施設の腎移植病院に勤務する移植に関わる看護師を対象として、自記式郵送式質問調査を5月に実施した。101の返信を得て、そのうちの86名の回答を有効回答としてIBM SPSS Ver.19を用い解析を行い、看護支援実態を明らかにした。この結果の一部を、2013年10月18日に韓国で開催された3rd WANS (World Academy of Nursing Science)にてポスター発表を行なった。2.第2段階調査:第1段階調査の回答で生体腎移植ドナー看護について課題の自由記述があり、且つメール追加調査に応じることが可能と返信があったものを抽出し、課題と捉えた理由などを含め課題内容を深く探究する目的でメールによる追加質問調査を実施した。調査期間は2013年5月7月、12名の内9名からの返信を得た。看護課題の自由記述は、内容分析を行った。第1段かおよび第2段階調査結果の一部を、2014年3月14日、第47回日本臨床腎移植学会にて、口演発表を行なった。学会発表内容は、日本臨床腎移植学会誌への投稿に向けて、準備を行なった。3.第3段階調査:12月には、生体腎移植ドナーを紹介を依頼する病院の倫理審査を受け、2014年1月に承認を得た。3月には、生体腎移植ドナーを対象として、看護支援ニーズを明らかにする目的でインタビュー調査を開始した。本年度中は、1名の調査を終えた。研究計画は3段階で構成され、看護支援の実態と課題を明らかにするための第12段階調査、ドナーの看護支援ニーズを明らかにするための第3段階調査を計画した。前年度までに第2段階調査までを終えている。2014年度は、第3段階調査の実施と報告を行なった。腎提供後1年以上が経過した生体腎移植ドナー6名を対象として、移植前後の困難と看護支援ニーズを調査した。術前の困難は、提供について周囲の理解を得ること、不安を表出しにくいこと、術後の困難は、疼痛などの身体変化への対処、医療者の関心がレシピエント中心となったと感じることなどがあった。看護支援ニーズは、相談窓口、心理的サポート、生涯に渡るフォロー、体験を語る機会の設定などがあった。本調査結果は、2015年2月6日、第48回日本臨床腎移植学会にて口演発表を行った。発表内容は、日本臨床腎移植学会誌への投稿に向け、準備を行なった。本研究の目的は、生体腎移植ドナーの継続的看護支援システム構築に向けて、現在実践されているドナー看護支援の内容を明らかにすることと、ドナーの看護支援ニースを明らかにすることであった。研究計画は第3段階で構成され、ドナーの看護支援実態と課題を明らかにするための、第12段階調査、ドナーの看護支援ニーズを明らかにするための第3段階調査を計画し、平成26年度までに第3段階調査までを終了した。平成27年度は、第3段階調査結果を日本臨床腎移植学会誌論文投稿し、5月に原著論文として同学会誌3巻1号に採用、掲載された。さらに、第13段階調査結果を統合し、生体腎移植ドナーの継続的看護支援モデル案を検討した。この結果を論文にまとめ、9月、日本臨床腎移植学会誌に研究の最終報告として投稿し、12月原著論文として同学会誌の3巻2号に採用、掲載された。

腎提供の意味づけを促進するため、ドナーの経験を語る機会が必要である。レシピエントの体調変化時は、ドナーへの重要なアクセスタイミングである。計画していた調査はすべて終了し、2015年2月の日本臨床腎移植学会において、第3段階調査結果の報告までを完了した。研究結果の論文投稿がまだ完了していない。研究結果をまとめ、すでに上記学会誌に論文投稿を済ませており、査読結果待ちの状況である。移植看護第3段階調査結果をまとめた論文の査読結果に応じて修正し、日本臨床腎移植学会誌掲載を行なう。第13段階調査結果の内容を統合し、望まれる看護支援システム案を考察し、日本移植・再生医療看護学会誌へ論文投稿を行う予定である。本研究結果を踏まえ、基盤研究Cでは生体腎移植ドナーの看護支援モデル開発をめざし、研究を発展・継続する。平成25年度は、第1段階調査および第2段階調査を終了し、第3段階調査に入ることを計画していた。第1段階の調査結果を、韓国で開催された3rd WANSにてポスター発表し、第2段階調査までの結果を、第47回日本臨床腎移植学会で口演発表を行なった。現在、第3段階調査に入り、生体腎移植ドナーのインタビュー調査1例を開始出来ており、おおむね順調に進展していると判断する。第3段階調査のドナーインタビューの最終が、2014年12月に実施され、当初予定された期間よりも調査自体に期間を要したため、順次計画が繰り下がった。当初の予定の5名でインタビューを終了することも可能であったが、対象者から研究協力依頼の返信があったのが、12月であったことと、その対象者が移植後2年を経過していたため、移植後経過が長期に渡るドナーの新たな看護支援のニーズが抽出される可能性があったため、調査期間を延長した。今後は、生体腎移植ドナーを対象として、インタビューによる看護支援ニーズ調査を継続して実施する。対象目標数は7例程度であり、2014年度は6名の調査を実施する予定である。研究協力の状況に応じて、対象数は増減の可能性がある。第2段階調査までに得られた結果と、第3段階調査の結果を統合し、現状と課題を踏まえながら、生体腎移植ドナーの継続的看護支援の内容と方法を考察する。第3段階調査結果を日本臨床腎移植学会誌に論文投稿しており、抄録英訳代、別刷り印刷代などを計上する予定である。また、第13段階調査結果を統合して、看護支援モデルについて検討を行い、研究成果を発表する予定。本報告は、全文英語にて投稿する予定があり、英訳委託料、別刷り印刷代などが計上される予定である。第2段階調査は、看護師のインタビューを計画していたため、調査施設までの旅費やインタビュー内容の逐語録おこしなどのための支出を計上していた。調査を早期に効率よく進めるために、メールによる調査を実施したことにより、旅費の削減につながった。またメールによる回答は逐語録おこしの必要が無く、業者依頼をしなくても分析が可能となったため、使用額が減額となった。第3段階調査の生体腎移植ドナーを対象としたインタビュー調査を継続して実施する。インタビュー内容はICレコーダーに録音し、逐語録とするため、業者依頼を行う。成果の公表に当たり、学会発表の他、論文投稿を行なう予定である。
盲学校高等部生徒の進路指導につながる視覚障害学生の実態調査

2015年7月から12月にかけて、全国の大学および大学院に在学する視覚に障害のある学生を対象に、大学生活における支援について、現状の支援内容と本人の希望を、質問紙を用いて調査した。これは、2008年に全国盲学校長会大学進学対策特別委員会が行った『視覚障害学生実態調査』をもとにしたものであり、現状と希望の違いを明らかにすることを目的に行った。また、2008年の調査結果との比較も行った。調査は、視覚障害のある大学生および大学院生45名(男17名・女28名)を対象に質問紙を用いた面接方式で実施した。対象者の使用文字は、点字27名、墨字(拡大文字を含む)18名であった。質問紙の内容は1プロフィール、2入学前の支援、3資料の入手、4資料の提出、5講義等、6定期試験、7図書館・参考資料室、8学習室・専用ロッカー、9支援機器・視覚補助具、10施設・設備、11視覚に障害のある友人との関わり、12学生生活、13高校時代に身につけておくべき力の13項目であった。2008年の調査結果と比較したときに変化が見られた点として、資料の入手において、2008年には学生便覧やシラバスの情報を入手できていない学生もいたが、今回の調査では資料のデータを入手している学生の割合が増え、ほとんどの学生が入手できていた。一方、学生の希望としては点訳や拡大コピーを希望する割合も高かった。また、墨字使用学生が支援を希望する割合が、全体的に2008年よりも高くなっていた。さらに、今回の調査では、大学から合理的配慮に関する説明を受けたかという質問をしたが、十分な説明を受けている学生は、点字使用学生の4%、墨字使用学生の18%しかいなかった。一方、点字使用学生の29%、墨字使用学生の24%が、「合理的配慮という言葉をよく知らない」と回答していた。障害者差別解消法が施行されたが、大学も学生本人も、合理的配慮に関する意識をより一層高めていく必要性を感じた。
低炭素性・透明性の高い撃込み鋲による接合工法の開発

本研究で撃込み鋲接合と溶接接合を施した鋼材の引張特性を比較した結果,降伏応力度と最大応力度の違いはほぼ無いが,撃込み鋲接合の塑性変形能力は溶接接合より乏しいことは明らかになった.撃込み鋲接合の引剥し耐力及びせん断耐力はデッキプレート厚さの影響を最も受けており,根入れ深さや鋼種の影響をあまり受けないことが分かった.本研究で撃込み鋲接合と溶接接合を施した鋼材の引張特性を比較した結果,降伏応力度と最大応力度の違いはほぼ無いが,撃込み鋲接合の塑性変形能力は溶接接合より乏しいことは明らかになった.撃込み鋲接合の引剥し耐力及びせん断耐力はデッキプレート厚さの影響を最も受けており,根入れ深さや鋼種の影響をあまり受けないことが分かった.本研究では,合成梁用シアコネクタの接合に用いる撃込み鋲接合と,頭付きスタッド溶接の2つの接合要素が構造用鋼材の引張性に与える影響を比較することを目的としている.この2つの接合要素を施した鋼材の引張試験結果,降伏応力度と最大応力度における撃込み鋲接合と頭付きスタッド溶接の違いはほとんど無いが,塑性変形能力は撃込み鋲接合が頭付きスタッド溶接に比較して乏しいことが明らかになった.また,破断状況の分析結果,頭付きスタッド溶接は溶接部位を避けて破断線が形成されたが,撃込み鋲接合の破断線は撃込み鋲を通ることが判った.したがって,撃込み鋲接合は鋼材の破壊モードに関与することを念頭において使用しなければならない.撃込み鋲接合の接合性能に関する信頼性向上を目的としで,撃込み鋲接合界面のビッカース硬さ試験および光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を行った.ビッカース硬さ試験結果,撃込み鋲の主な固着原理は母材の残留応力による締付けであることが確認できた.光学顕微鏡観察結果,亜鉛メッキとローレット加工の施されている撃込み鋲側面で界面のはく離が発生していることと,鋼材は強加工を受けていることが明らかになった.また,はく離部とローレット加工による溝に亜鉛が溜まっていることから,鋼材と撃込み鋲は高速で衝突・変形し,撃込み鋲底部では爆発圧接が生じ,亜鉛はほとんど上部に吐き出きれたと考えられる.SEM観察結果,撃込み鋲底面の鋼材との界面に亜鉛は検出されず,完全にクーラッド化していることが明らかになった.そのため,撃込み鋲のせん断試験および撃込み鋲接合デッキプレートのせん断試験において,撃込み鋲が破断する場合でも撃込み鋲底面の界面の圧接状態は良好であり,強固な接合となっていると考えられる.火薬の爆発を利用した専用の鋲打ち機により鋲を鋼材に撃込む撃込み鋲接合は,電源が不要となり,天候に左右されないので,施工性の向上や工期短縮が期待できる.撃込み鋲接合を構造用鋼材とデッキプレートの接合に用いる既存の用途以外に,最近,需要の増加と適用範囲の拡大に直面している軽量鉄骨構造に適用することを試みる.本研究では,板厚6mm以下の軽量鉄骨構造の鋼管や形鋼などに用いた撃込み鋲の接合特性を実験によって明らかにすることを目的とする.具体的には,軽量鉄骨材とデッキプレートの撃込み鋲接合部に引剥し力が作用する場合とせん断力が作用する場合について調査した.撃込み鋲接合の引剥し耐力はデッキプレート厚さの影響を最も受けており,根入れ深さと鋼種の影響をあまり受けないことが分かった.また,最大引剥し耐力はデッキプレート厚さ1.0mmに比べ,1.2と1.6mmで大きい値を示すが,1.2と1.6mmの差はあまりなかった.最終的な破壊形状はほとんどデッキプレートの破断であるが,一部で撃込み鋲の座金抜けが見られた.しかし,座金抜けの場合も最大引剥し耐力はあまり低下しないことが分かった.撃込み鋲接合のせん断耐力はデッキプレート厚さの影響を最も受けているが,鋼種の影響は受けないことが分かった.また,せん断耐力はデッキプレートが厚くなる程,根入れ深さが大きくなる程,大きい値を示した.ほとんどの試験体でデッキプレートの端抜け後せん断破壊が見られたが,比較的デッキプレートの厚い1.6mmではデッキの端抜け後せん断破断,端抜け破断,撃込み鋲引抜けの3種類の破壊形状が現れた.
動脈硬化巣におけるマクロファージの増殖とスカベンジャー受容体の関与

我々は、変性した脂質がマクロファージに蓄積されると、マクロファージが分裂、増殖する事を見いだし、発表してきた。変性脂質がスカベンジャー受容体を経て、血管壁のマクロファージ内部に取り込まれ、その刺激によりマクロファージが分裂し、多数の泡沫細胞となって蓄積する事が、動脈硬化成立機序に重要な意味をもつと考えられる。一方、マクロファージは炎症などに関わるサイトカインを放出したり、各種サイトカインによりその機能が制御を受けていることが知られている。すなわち、マクロファージが関与する動脈硬化巣も、各種サイトカインによりその病巣は影響を受けている可能性が考えられた。従って、マウスのマクロファージを用い、過酸化や化学修飾を受けたリポ蛋白、リン脂質などがスカベンジヤ-受容体に取り込まれる事により、マクロファージの増殖・泡沫化を誘導する系に、サイトカインを共存させ、その効果を調べた。炎症性サイトカインとして、インターフェロン_γ、TNFを用いたところ、増殖が促進された。一方、抗炎症性サイトカインとしてインターロイキン-4、10、TGF-βなどを用いたところ、増殖の抑制が観察された。さらにスカベンジャー受容体の関与の程度を明らかにするために、各種サイトカインの有無によりスカベンジャー受容体のmRNA量がどのように影響を受けているかを調べたところ、活性と相関した。
ヒッグスと重いクォークセクターから探るTeV領域を超える素粒子物理

平成29年度に引き続き、重いクォークのパートナー粒子が複数含まれるような場合に関する現象論的な研究を進め、最新の成果を学術論文として発表した。この研究は、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者のチームとここ数年来実施している一連の研究プロジェクトの一部である。素粒子標準模型を超える理論では、しばしばベクターライクな余分なクォーク導入される。このような模型では特に余分に導入したクォークが標準模型の3世代のクォークとどのように混合するかによって、模型に対する現象論的な制限やLHC実験での検証の可能性に違いがでる。最新論文ではベクターライクのクォーク2重項を2つ導入した場合について、電弱精密測定や低エネルギー実験による制限を取り入れたうえで、LHC実験の発見の可能性について解析した。ヒッグスと重いクォークの物理は、将来のILC実験でも重要なテーマである。これまでの研究で、250 GeV ILC実験でのヒッグス粒子に現れると期待される標準模型からのずれに対する感度を向上させるため、標準模型有効場理論の枠組みを用いた結合定数解析の手法を発展させてきた。また、それに関連し、電子・陽電子衝突によるヒッグス粒子と光子生成過程等の解析を進めるとともに、軽いヒグシーノの発見があった場合、それとヒッグス結合測定とを組み合わせて、模型のパラメータをどの程度決定できるかを評価した。これらの研究により理論家と実験家が協力してILCプロジェクトの意義をより明確にする研究の推進に寄与した。平成27年度には、重いクォークセクターの有効相互作用について、共同研究者である、Aldo Deandra氏、Naveen Gaur氏、原田大輔氏らと協力して、余分なクォークが2種類以上存在する場合について論文にまとめ、JHEPに出版した。平成30年度には第2論文を作成しJHEPに出版した。平成30年度の途中からは、原田大輔氏を非常勤研究員として雇用し、共同研究を強力に進める体制を整えた。ILC計画について研究は、実験家との連携を深めながら進めている。当初から、LHC時実験の進展状況を取り入れながら研究を進める計画であった。LHC13TeV実験結果を踏まえて、ILC計画を重心系エネルギー250GeVのヒッグスファクトリーとする国際的合意ができた。国際研究者コミュティはヒッグスファクトリーは次世代高エネルギー物理実験計画として最重要であるとの見解を示しているので、いくつかのヒックスファクトリーの提案のうち、ILC計画の優位性を科学的に示すことはますます重要になった。この研究の結果は、そのために役立っている。CERNのLHCは、現在アップグレード期間に入っている。現在の解析、運転再開後の実験に備えて、重いクォークのパートナーが複数含まれる場合の現象論的な解析を、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者とさらに進める。共同研究者を通じてLHCの実験グループと情報交換をおこない、実験データの解析に活用してもらう。LHC実験の現時点での結果により、ILC実験の物理的な意義は一層明らかになった。LHC実験でヒッグス粒子以外の新粒子が見つかっていない現状では、ILCにおけるヒッグス粒子の精密測定は、新しい物理へ探る確実な窓口としての重要性がますます強く認識されるようになった。ヒッグスセクターばかりでなくクォークセクターが拡張された場合もヒッグス粒子の性質に有意な影響がでうる。これらの点に留意して関連する実験研究者の協力を得ながら研究を進める。今年度は本研究の最終年度であるため、これまでの研究を総括し、今後の課題を明確にして、研究をまとめる。重いトップクォークのパートナー粒子が2つ含まれるような場合に関する現象論的な研究を進めた。リトルヒッグス模型や余分な空間次元を含む模型などでは、しばしばベクターライクな余分なクォークが現れ、模型を検証するための重要な手掛かりとなる。LHC実験ではこのような重いトップパートナーの探索が行われてきたが、通常は標準模型のクォークとの混合については単純化された仮定を用いてきた。この研究では、重いトップクォークのパートナー粒子を含む模型について、標準模型に関するゲージ群についての表現で分類し、それぞれの場合の現象論的な解析を行った。重いトップのパートナーと標準模型のアップ、チャーム、トップクォークの混合が電弱精密測定や低エネルギーの実験によりどのように制限されるかを考慮に入れたうえで、LHC実験の重いクォーク探索で重要となる新粒子の単独生成の断面積を計算し、今後の実験における発見の可能性を議論した。この研究結果の一部は、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者との論文として発表した。この研究テーマについては、引き続き共同研究者と研究を続けている。ヒッグスセクターやクォークセクターの拡張を通じて標準模型を超える物理を探ることは、LHC実験ばかりでなく、将来のILC実験にとっても重要な課題である。このような観点から、ILC実験の物理的な意義の検討を行っている実験研究者と連携を強め、LHC実験の進捗を踏まえて、ILCプロジェクトの意義付のさらなる明確化に取り組んだ。平成27年度は第一に、重いクォークセクターの有効相互作用について、共同研究者である、Aldo Deandra氏、Naveen Gaur氏、原田大輔氏らと協力して、余分なクォークが2種類以上存在する場合について、一般的な相互作用を仮定して現象論的な解析を行うことを目標としてきた。この研究については、JHEPに投稿していた論文が必要な修正後に出版され、最初の研究成果を上げることができた。引き続き関連するテーマの研究を行っており、近く研く論文を発表できる状況である。また、ILC計画についての実験家との連携をはじめることができた。

今後のどのように進展させるかの議論を始めたところである。平成27年度に引き続き、重いクォークのパートナー粒子が複数含まれるような場合に関する現象論的な研究を進めた。この研究は、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者のチームとここ数年来実施している一連の研究プロジェクトの一部である。素粒子標準模型を超える理論では、しばしばベクターライクな余分なクォーク導入される。このような模型を検証するために、LHC実験では重いクォークの探索が行われている。一方、ベクターライククォークを含む模型は、LHCの直接探索ばかりでなく、電弱精密測定や低エネルギーの実験により現象論的に制限される。平成27年度は重いトップクォークのパートナー粒子が2つ含まれる場合について、可能な模型の分類を行い、現象論的に興味深い場合があることを指摘した。平成28年度は余分なクォークダブレットが2種類含まれる場合に、LHC実験における新粒子の単独生成による模型の検証可能性についての詳しい解析をおこなった。その結果は投稿論文としてまとめているところである。ヒッグスセクターやクォークセクターの拡張を通じて標準模型を超える物理を探る観点から、将来のILC実験の物理的な意義の検討を進めた。実験研究者と連携し、LHC実験の現状の成果をふまえ、ヒッグス粒子やトップクォークの精密測定、新粒子探索によりILC実験の新物理を探る能力について検討し、ILC科学的意義の議論を深めた。まもなく本格的な物理実験が始まるBelle II実験と、ヒッグスセクターやクォークセクターの物理との関係についての検討を始めた。そのために、まず、Belle IIで期待される様々な物理量の測定精度と新しい物理の探索へのインパクトをまとめて、今後の研究の準備とした。平成27年度には、重いクォークセクターの有効相互作用について、共同研究者である、Aldo Deandra氏、Naveen Gaur氏、原田大輔氏らと協力して、余分なクォークが2種類以上存在する場合について論文にまとめ、JHEPに出版した。平成28年度は引き続き関連するテーマの研究を行っており、近く論文を発表できる状況である。ILC計画についての研究は、実験家との連携を深めながら進めている。当初から、LHC時実験の進展状況を取り入れながら研究を進める計画であった。LHC13TeV実験結果が発表されている現在、特にILC実験の初期段階における物理的意義を、再確認、再定義することは、喫緊の課題であり、時宜を得た研究として進行中である。平成28年度に引き続き、重いクォークのパートナー粒子が複数含まれるような場合に関する現象論的な研究を進めた。
中途失明者の個に応じた最適点字サイズ評価と点字触読指導プログラム及び教材の開発

本研究は、一旦普通文字を獲得した後に視覚障害となった者の点字触読能力の向上に焦点をあて、個に応じた最適な点字サイズと指導プログラム及び教材の開発を目指した。この目的を遂行するにあたり、具体的な研究項目として、次の3点をあげ、取り組んできた。1.指導プログラムと教材開発のため、盲学校やリハビリテーションセンター等で行われている中途失明者に対する点字指導法と教材の実態を把握する。2.点字初期指導時の個に応じた最適点字サイズの評価法を検討する。3.点字触読能力を高めるための個に応じた指導プログラムと教材を開発する。本研究では、盲学校・リハビリテーションセンター・点字図書館等で実際に中途失明者の指導に携わっている人たちを対象として、「中途失明者の点字指導に関する学習会」を年1回開催してきた。この学習会においては、情報交換や点字触読演習を行いながら、指導法や教材の工夫等について、実験的な試みを行い、ニーズ把握の面からも本研究の中心に位置づけてきたものである。これらの取り組みを通して次のような成果が得られた。1の実態把握については、各学校・施設等から提供のあった指導法や教材の分析を行い、その特徴を整理した。2の最適点字サイズについての研究結果からは、中途失明者の点字触読初期指導にマス間隔の広い点字やLサイズでの教材提供の有効性が明らかになった。3の指導プログラムと教材の開発では、2の結果や学習会での試みから、指導者用の「中途失明者の点字触読指導マニュアル及び教材(CD・フロッピー付き)」を作成した。特に、このマニュアルでは、より分かりやすくするため、ポイントごとに指導の実際場面をビデオ収録し、CDに収め、また教材のヒント集「おもしろ教材集」を作成した。これらの教材の点訳電子データー等を作成し、活用の便をはかった。本研究では、一旦普通文字を獲得した後に視覚障害となった者の点字触読能力め向上に焦点をあて、個に応じた最適な点字サイズと指導プログラム及び教材の開発を目指す。この目的を遂行するにあたり、具体的な研究項目として、次の3点をあげた。1.指導プログラムと教材開発のため、盲学校やリハビリテーションセンター等で行われている中途失明者に対する、点字指導法と教材の実態を把握する。本年度においては、1及び2を中心に研究を進めた。1については、全国の中途失明者の点字指導に関するプログラムや教材の実物及び情報を収集した。これら情報を収集するに当たり、各施設ともに指導法や教材等で苦慮している実態が明らかとなった。独自のプログラムや教材のあるところ、それらを借りてきて指導しているところ、手探りの状態のところ等、指導法についても研修の不十分さを感じている指導者が多い。これら実態から、再度、この研究の意義を確認するとともに、実際の指導者を対象とした点字指導法の学習会や情報交換等の場の必要性を感じた。そこで「中途失明者の点字指導に関する学習会」を開催し、情報交換や演習を行いながら、点字触読能力を高めるための指導法や教材の工夫等について、参加者と共に考え、深めていくことに取り組んだ。この学習会を次年度以降も継続し、実際の指導者の意見等を取り入れながら、指導法や教材等を見直していく予定である。2については、遮眼した晴眼者を対象とし、点字の大きさ・行間・マス間の違う読教材を用意し、読速度を調べた。この分析は次年度以降となる。

現在、点字のプロポーションを自由に変えることのできる点字プリンターに限界があり、次年度以降検討していく必要があろう。本研究では、一旦普通文字を獲得した後に視覚障害となった者の点字触読能力の向上に焦点をあて、個に応じた最適な点字サイズと指導プログラム及び教材の開発を目指している。この目的を遂行するにあたり、具体的な研究項目として、次の3点をあげた。1.指導プログラムと教材開発のため、盲学校やリハビリテーションセンター等で行われている中途失明者に対する点字指導法と教材の実態を把握する。2.点字初期指導時の個に応じた最適点字サイズの評価法を検討する。3.点字触読能力を高めるための個に応じた指導プログラムと教材を開発する。本年度2年目の取り組みである。前年度同様、盲学校・リハビリテーションセンター・点字図書館で実際に中途失明者の指導に携わっている人たちを対象とした「中途失明者の点字指導に関する学習会」を開催した。この学習会においては、情報交換や演習を行いながら、点字触読能力を高めるための指導法や教材の工夫等について、実験的な試みも行っている。1の実態把握については、各学校・施設等から提供のあった指導法や教材の分析を進めているところである。2の最適点字サイズについての研究では、現時点での成果を第40回日本特殊教育学会において、「中途失明者の点字指導に関する研究(I)-点字触読初期指導における縦読みの有効性についての検証-」「中途失明者の点字指導に関する研究(II)-カリフォルニアサイズ点字と国際サイズ点字の触読の違いについての検証-」という2題で発表した。現在、「Lサイズ点字」についてその有効性を検証しているところである。3の指導プログラムと教材の開発では、「おもしろ教材集(試案)」を作成し、学習会で意見を収集した。また、指導プログラムについては、内容の検討を進めているところであるが、「指導者用の研修ビデオ」の必要性がでてきており、作成を検討中である。本研究は、一旦普通文字を獲得した後に視覚障害となった者の点字触読能力の向上に焦点をあて、個に応じた最適な点字サイズと指導プログラム及び教材の開発を目指した。この目的を遂行するにあたり、具体的な研究項目として、次の3点をあげ、取り組んできた。本研究では、盲学校・リハビリテーションセンター・点字図書館等で実際に中途失明者の指導に携わっている人たちを対象として、「中途失明者の点字指導に関する学習会」を年1回開催してきた。この学習会においては、情報交換や点字触読演習を行いながら、指導法や教材の工夫等について、実験的な試みを行い、ニーズ把握の面からも本研究の中心に位置づけてきたものである。これらの取り組みを通して次のような成果が得られた。1の実態把握については、各学校・施設等から提供のあった指導法や教材の分析を行い、その特徴を整理した。2の最適点字サイズについての研究結果からは、中途失明者の点字触読初期指導にマス間隔の広い点字やLサイズでの教材提供の有効性が明らかになった。
体内移動ロボット駆動用機能材料としての磁性粒子

粒子状の磁性体を外部磁場で動かすことにより臓器と腹壁の間を移動する小形医用ロボットの開発を通じ,体内での駆動,移動,変形を自在に実現できる磁性粒子流体を開発し,新たな機能材料として確立することを目的とし,多軸磁場発生装置の開発と,体内移動ロボットの移動原理の考案について研究を行った.体内移動ロボットについては,柔軟で変形できる本体が,周囲との接触がある状態ですべりのない移動ができる駆動原理を提案した.この駆動には,ウォータースネークという玩具の仕組みを流用した.その構造は円筒型の水風船であり,円筒外側を握ることで増加する水圧により円筒内側の風船膜が外側に押し出され,外側の膜は内部に巻き込まれ,全体ですべり無しの回転が生じ,やがて把持した部分も押し出され手から離れる.外力による内部の水圧上昇に代わり,内部に入れた磁性粒子に外部磁場を印加し,円筒を内側から押すことで風船膜に内側から外側へと回転が生じ移動する.提案した移動原理の特長として,周囲環境とそれに接する円筒外側にすべりが生じない移動であること,内部の磁性体を外部磁場で引っ張るので移動のためのアクチュエータやバッテリーを搭載やエネルギーの供給が不要で無線駆動であること,弾性膜と液体と磁性粒子により構成されているため柔軟であり変形ができ,自然状態の太さより細い管内や狭わい部への侵入と移動ができた.構造が単純であるため小形化が可能であることを示した.粒子状の磁性体を外部磁場で動かすことにより臓器と腹壁の間を移動する小形医用ロボットの開発を通じ,体内での駆動,移動,変形を自在に実現できる磁性粒子流体を開発し,新たな機能材料として確立することを目的とし,多軸磁場発生装置の開発と,体内移動ロボットの移動原理の考案について研究を行った.体内移動ロボットについては,柔軟で変形できる本体が,周囲との接触がある状態ですべりのない移動ができる駆動原理を提案した.この駆動には,ウォータースネークという玩具の仕組みを流用した.その構造は円筒型の水風船であり,円筒外側を握ることで増加する水圧により円筒内側の風船膜が外側に押し出され,外側の膜は内部に巻き込まれ,全体ですべり無しの回転が生じ,やがて把持した部分も押し出され手から離れる.外力による内部の水圧上昇に代わり,内部に入れた磁性粒子に外部磁場を印加し,円筒を内側から押すことで風船膜に内側から外側へと回転が生じ移動する.提案した移動原理の特長として,周囲環境とそれに接する円筒外側にすべりが生じない移動であること,内部の磁性体を外部磁場で引っ張るので移動のためのアクチュエータやバッテリーを搭載やエネルギーの供給が不要で無線駆動であること,弾性膜と液体と磁性粒子により構成されているため柔軟であり変形ができ,自然状態の太さより細い管内や狭わい部への侵入と移動ができた.構造が単純であるため小形化が可能であることを示した.粒子状の磁性体を外部磁場で動かすことにより臓器と腹壁の間を移動する小形医用ロボットの開発を通じ,体内での駆動,移動,変形を自在に実現できる磁性粒子流体を開発し,新たな機能材料として確立するための研究を行った.該当年度では,金属材料による中空球体粒子を採用した.球状ワックス表面に磁性材料をコーティングし,熱処理により形状生成した後,ワックスを除去することで内部が中空となる.材料選択,熱処理条件等をパラメータにして,直径1.5mm,3.0mmの2種の粒子を用意した.パルス磁場を用いた外部磁場駆動による小型体内ロボットに搭載し,評価を行った.このロボットの5角形ホイール内部に,水と中空鉄球多数個を搭載した.水より比重が小さい中空鉄球は,磁場の無い状態ではホイール上部に集まる.パルス磁場を与えると,中空鉄球は磁力と浮力の関係から磁場の方向に素早く移動する.中空鉄球がホイール内側上部の内壁と衝突し,ホイールがロボット内で回転する.回転後ホイールは1/5回転(72[deg])した状態で停止する.磁場を無くすと中空鉄球は浮力によりゆっくりホイール上部に戻るため,ロボットの位置やホイールの回転角度は変わらない.製作した小形体内ロボットのサイズは,23×15×d15[mm]である.印加磁場0.2[T]のパルス磁場を印加したところ72[deg]回転し,連続2回転の移動が確認され,中空球体粒子の有効性が確認された.粒子状の磁性体を外部磁場で動かすことにより臓器と腹壁の間を移動する小形医用ロボットの開発を通じ,体内での駆動,移動,変形を自在に実現できる磁性粒子流体を開発し,新たな機能材料として確立することを研究目的としている.2011年度では,「(1)多軸磁場発生装置の開発」,「(2)体内移動ロボットの移動原理の考案」について研究を行った.(1)については,2種の電源とホルムヘルツ型のコイルを使用して磁場発生装置2種を構築することを目的とし,大容量のコンデンサを搭載した着磁電源を改良し,電源ごとに同期させて,任意方向のパルス磁場ベクトルを発生させる「3軸パルス磁場発生装置」,正のオフセットを加えた正弦波を直流電源で電流増幅させ,コイルに印加する.電源ごとに同期させて,任意方向の交流磁場ベクトルを発生させる「6軸交流磁場発生装置」について,これら装置が発生する磁場の解析を行った.(2)については,柔軟で変形できる本体が,周囲との接触がある状態ですべりのない移動ができる駆動原理を提案した.この駆動には,ウォータースネークという玩具の仕組みを流用した.

その構造は円筒型の水風船であり,円筒外側を握ることで増加する水圧により円筒内側の風船膜が外側に押し出され,外側の膜は内部に巻き込まれ,全体ですべり無しの回転が生じ,やがて把持した部分も押し出され手から離れる.外力による内部の水圧上昇に代わり,内部に入れた磁性粒子に外部磁場を印加し,円筒を内側から押すことで風船膜に内側から外側へと回転が生じ移動する.提案した移動原理の特長として,周囲環境とそれに接する円筒外側にすべりが生じない移動であること,内部の磁性体を外部磁場で引っ張るので移動のためのアクチュエータやバッテリーを搭載やエネルギーの供給が不要で無線駆動であること,弾性膜と液体と磁性粒子により構成されているため柔軟であり変形ができ,自然状態の太さより細い管内や狭わい部への侵入と移動ができる.また構造が単純であるため小形化が可能である.粒子状の磁性体を外部磁場で動かすことにより臓器と腹壁の間を移動する小形医用ロボットの開発を通じ,体内での駆動,移動,変形を自在に実現できる磁性粒子流体を開発し,新たな機能材料として確立することを目的とし,多軸磁場発生装置の開発と,体内移動ロボットの移動原理の考案について研究を行った.体内移動ロボットについては,柔軟で変形できる本体が,周囲との接触がある状態ですべりのない移動ができる駆動原理を提案した.この駆動には,ウォータースネークという玩具の仕組みを流用した.その構造は円筒型の水風船であり,円筒外側を握ることで増加する水圧により円筒内側の風船膜が外側に押し出され,外側の膜は内部に巻き込まれ,全体ですべり無しの回転が生じ,やがて把持した部分も押し出され手から離れる.外力による内部の水圧上昇に代わり,内部に入れた磁性粒子に外部磁場を印加し,円筒を内側から押すことで風船膜に内側から外側へと回転が生じ移動する.提案した移動原理の特長として,周囲環境とそれに接する円筒外側にすべりが生じない移動であること,内部の磁性体を外部磁場で引っ張るので移動のためのアクチュエータやバッテリーを搭載やエネルギーの供給が不要で無線駆動であること,弾性膜と液体と磁性粒子により構成されているため柔軟であり変形ができ,自然状態の太さより細い管内や狭わい部への侵入と移動ができた.構造が単純であるため小形化が可能であることを示した.臓器と腹壁の間を移動する小形医用ロボットの開発を通じ,粒子状の磁性体を外部磁場で動かすことで体内での駆動,移動,変形を自在に実現できる移動原理の提案,試作実機による検証までに至っている.この成果をロボットの国際会議に投稿したところ受理され,2012年5月に口頭発表することから,おおむね順調に進展していると判断した.24年度が最終年度であるため、記入しない。多軸磁場発生装置の開発について,本年度は発生する磁場の解析に着手した.次年度も継続し,解析結果を元に装置を構築し,体内ロボットを駆動試験し検証する.24年度が最終年度であるため、記入しない。