hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光1粒子イメージングによるHERファミリー2量体検出と抗がん剤薬効予測

<培養細胞を用いたタンパク質の定量>初年度において、申請者は、まず培養細胞を用いた検討を行い、HER2、HER3の発現量の異なる乳がん細胞株を用いて作製した切片について、免疫染色法により蛍光ナノ粒子で標識し、蛍光1粒子イメージングでHER2、HER3の局在や発現量の定量を行った。最終年度では、さらにこれらの培養細胞の一部について、スフェロイドを作製して切片化し、組織様の構造体にした場合のHER2/HER3の局在の変化について詳細に定量することができた。また、担癌マウスを作製し、形成した腫瘍の切片においても同様の染色を行ったが、マウス組織を染めるのに適した抗体がなく、定量には至らなかった。<蛍光エネルギー移動を利用した二量体形成量の定量評価>また、申請者は初年度においてHER2/HER3ヘテロ二量体を、独自に開発した蛍光ナノ粒子間のFRET現象を利用する技術によって検出できることを見出している。本年度は、さらにこの物理現象が正しくダイマーを検出しているのかを明確にするため、蛍光粒子間距離をコントロールしたサンプルを用いて、エネルギー移動の効率について検討を行った。蛍光顕微鏡観察およびTEMによる観察を組み合わせることで、蛍光粒子間の距離が100nm以内に収まった場合にのみ蛍光エネルギー移動が起きることまでは判明したため、概ねダイマーを形成した場合にのみエネルギー移動が起きていると示唆される。ただし、蛍光のドナーとなる粒子とアクセプターとなる粒子が1対1で対応していない輝点や、ダイマーを形成せずに近傍に存在するだけの粒子が一部検出されたため、これらを統計的に除いて評価する方法を検討する必要がある。<病理サンプル>病理サンプルにおけるダイマー評価については、検討に足る十分な結果が得られなかったので、引き続き条件を精査する必要がある。<培養細胞を用いたタンパク質の定量>申請者らが開発した蛍光1粒子イメージング装置の技術を用い、まず培養細胞を用いた検討を行った。HER2、HER3の発現量の異なる乳がん細胞株を用いた切片を作製し、免疫染色法により蛍光ナノ粒子で標識し、蛍光1粒子イメージングでHER2、HER3の局在や発現量の定量を行った。<蛍光エネルギー移動を利用した二量体形成量の定量評価>また、申請者はHER2/HER3ヘテロ二量体のタンパク質間距離に注目し、蛍光ナノ粒子間のFRET現象を利用して二量体の検出を試みた。585 nmに鋭い蛍光を示す量子ドット(以下、QD)と、先行研究で開発した有機蛍光ナノ粒子(吸収波長582 nm、蛍光波長626 nm、以下PID)の2種類の粒子を用い、それぞれをFRETのドナーとアクセプターとして利用する。HER2、HER3をそれぞれの特異的抗体で標識した後、抗体と結合性を持つQDでHER2を、同様にPIDでHER3を標識したHER2/HER3がヘテロ二量体を形成して蛍光粒子同士がごく近傍に存在する場合のみ、FRET由来の蛍光が検出可能という原理であり、実際に共局在している部位でのエネルギー移動現象を確認することができた。さらに、培養細胞にHER2標的抗体医薬を作用させ、膜タンパク質の局在の変化や、二量体の形成への影響を評価した。<ペルツズマブを用いた二量体形成阻害実験>ペルツズマブの効果の評価については、未だ十分な信頼性のあるデータは得られていないが、概ねダイマー形成の阻害効果を示唆する傾向が見られる。当初の予定していた培養細胞を用いた検討において、定量性のある評価を行うことができており、本手法の有効性を確認できている。また、研究の遂行にあたって蛍光ナノ粒子の改良を進めており、こちらについても安定的に検出することを実現した。また、HER2/HER3ヘテロ二量体の検出においては、事前に予測していなかったが検出に有利に働く可能性のある特徴的な蛍光特性を観測しており、こちらについては鋭意調査中である。得られた結果については、学会での発表においても高評価を獲得しており、本手法が注目され始めている。ペルツズマブの効果の評価については、当初予定よりはやや遅れているが、こちらについても事前の想定の範囲内であり、上記の現象の解明と並行して、実験のペースを上げることで対応可能であると考えている。

蛍光顕微鏡観察およびTEMによる観察を組み合わせることで、蛍光粒子間の距離が100nm以内に収まった場合にのみ蛍光エネルギー移動が起きることまでは判明したため、概ねダイマーを形成した場合にのみエネルギー移動が起きていると示唆される。ただし、蛍光のドナーとなる粒子とアクセプターとなる粒子が1対1で対応していない輝点や、ダイマーを形成せずに近傍に存在するだけの粒子が一部検出されたため、これらを統計的に除いて評価する方法を検討する必要がある。<病理サンプル>病理サンプルにおけるダイマー評価については、検討に足る十分な結果が得られなかったので、引き続き条件を精査する必要がある。<動物実験での評価>次の段階として、より実際のがん組織に近い環境での検討を行う。具体的には、種々の乳がん細胞株を免疫不全マウスの皮下に注入し、腫瘍モデルを作製する。形成される腫瘍の内部では、がん細胞同士がスフェロイドと同様の三次元の構造体を形成するだけでなく、新生血管が誘導され、間質などが形成される。形成された腫瘍組織を摘出し、ホルマリン固定ののち、薄切切片を作製する。培養細胞や細胞スフェロイドと同様の手法で免疫染色を行い、蛍光1粒子イメージング観察を行ってHER2、HER3、脂質ラフト内外の膜タンパク質の局在やHER2/HER3ヘテロ二量体の形成量の定量を行い、(1)、(2)の知見を元に治療効果予測を行う。<抗体治療の効果予測>次に、同じ細胞株を移植した担癌マウスについて、腫瘍摘出前に抗体医薬を投与し、がんの縮小や体重の増減、転移の有無などの評価を統合して、その奏功性を数値化する。転移の有無については、in vivo蛍光イメージングと造影剤CTでがん細胞を追跡し、評価を行う。また、同様に腫瘍を摘出して薄切切片を作製し、抗体医薬を認識する抗ヒトIgGを利用して組織切片上のどこにどれだけ抗体医薬が到達し、どのがん細胞のどこに結合しているかについても、蛍光1粒子解析で定量、数値化する。この解析で得られた結果についても、奏効率のデータとの相関性を評価して、効果予測法へフィードバックする。<病理検体への応用>東北大学病院のHER2標的抗体医薬適用乳がん患者の病理標本(針生検・手術標本)を用いて、本手法で免疫染色を行い、解析結果と奏効率の相関関係を解析し、カットオフ値の検討を行う。解析データを統合し、膜タンパク質の分布や相互作用の高感度定量技術を、実際のHER2陽性乳癌患者におけるHERファミリータンパク質を標的とした分子抗体医薬の治療効果予測の因子として確立させる。
摩擦オブザーバを用いた空気圧サーボ系の制御

空気圧サーボ系は、万一衝撃が加わった場合でも空気の圧縮性により緩和・吸収できる能力を備えていることから、安全性が要求される医療・福祉用機器などに応用されている。しかし、その特性のため、摺動部に生じる摩擦の影響を受けやすく、一般に高精度な制御を実現するためには何らかの対策を必要とする。近年・製造形態の多様な変化により、空気圧サーボ系の一層の機能の高度化に対する期待が高まっている。しかし、機能や精度の向上を追求すれば、それに伴ってセンサ数が増してコストが上昇し、低コストが特徴である空気圧の優位性が薄れることになる。一方、空気圧サーボ系の高性能化において障害となる摩擦は、潤滑剤の状態や温度などによって多様に変化し、的確に補償することは容易ではない。そこで、本研究では、位置決めのための空気圧サーボ系にオンラインで摩擦を推定するための非線形オブザーバを導入し、摩擦の影響を低減化することにより制御性能の向上を図った。本年度は、圧力制御系を内部ループとする位置制御系を設計し、これに昨年度設計を行った摩擦オブザーバを付加することにより制御系を構成した。この位置制御系の性能を実験により検証した結果、定常偏差±0.1mm程度の空気圧サーボ系としては満足できる精度が実現できた。また、加速度センサ、速度センサを使わず低コストで制御系を構成した場合でも、摩擦オブザーバと速度オブザーバの併用により制御性能を維持できることを確認した。近年、製造形態の多様な変化により、空気圧サーボ系の一層の機能の高度化に対する期待が高まっている。そこで本研究では、空気圧サーボ系に摩擦オブザーバを組み込み、摩擦の影響を低減化することを試みる。今年度は、Friedlandらによって提案されたオブザーバをもとに、空気圧サーボ系の摩擦補償のために用いるオブザーバの設計を行い、摩擦を推定する実験によりどの程度の性能を有するかを確かめた。オブザーバによって得られる推定摩擦と測定摩擦との比較を行い、その性能を検証した結果、静止摩擦力、およびシリンダ室内の圧力による影響を考慮して設計したオブザーバを用いて得られた推定摩擦は、測定摩擦に良く合致し、十分な性能を得ることができた。さらに、コスト削減のため速度センサを省き、摩擦と速度を同時に推定するオブザーバを用いた場合においても良好な結果を得ることが出来た。今後は、設計した摩擦オブザーバを位置決めのための空気圧サーボ系に付加し、その性能を評価する。
トヨタコレクション資料の評価及び再分類

本研究は幕末から明治に及ぶ科学技術黎明期資料の体系化に向けた基礎データを提供するため、トヨタ自動車(株)より国立科学博物館が預託された「トヨタコレクション」と江戸東京博物館所蔵の「赤木コレクション」の調査及び評価を行い、合わせて同種分野の国内資料にも光を当てることを目的とした。トヨタコレクションの基礎調査は、本研究班と東京文化財研究所によって行われ、すべて(台帳登録数は526点であるが、付属品等も加えた事実上の資料点数は約2,000点以上)の資料について、写真撮影し、資料データのデータベース化を行い、「トヨタコレクション資料の評価及び再分類」中間報告として取りまとめた。さらにデータを研究者ネット上に公開し、毎年数度にわたる合同調査会や、国内外の同種資料の調査を総括班と共に行い、東京文化財研究所による蛍光X線調査結果なども得て、各資料について個別の評価を得た。これらの成果は平成17年3月9月にトヨタ自動車(株)が開催した「トヨタコレクション展」、同図録、全容本及び、同展に関連して開催されたトヨタコレクション・フォーラムで紹介した。同コレクションは評価を得たことにより、その後も常設展などに活用されている。江戸東京博物館が所蔵する赤木コレクションについては、同館都市歴史研究室に協力を仰ぎ、資料計測、デジタル写真撮影、ポジフィルム撮影を行ない、トヨタコレクションの仮分類に従って分類し、全3,361点の資料台帳を整備した。これらの成果を「赤木コレクション調査報告」として発行し、データをデジタル化して「江戸のモノづくり」研究者に公開した。さらにこれら基礎データを元に、同コレクションに含まれる写真・写真機、映写機、天文、本草、医療分野の資料について、合同調査研究会を開催した。これらの成果は、江戸東京博物館の特別展および常設展に活用された他、電気治療器などの個別分野で論文発表を行った。両コレクションやトヨタコレクション展は新聞等でも大いに注目され、国立科学博物館で開催された「江戸大博覧会」など、日本各地で同様の特別展を励起した。本研究が対象とした資料点数は4,000点を超えており、細かい部品等も含めるとその10倍以上の点数を取り扱ったため、基礎調査に予想以上の人件費、撮影費、莫大な時間がかかった。従って周辺資料や国内に存在する同種の資料群に対する調査は、電気治療機などの特定分野に限られた。現存する江戸から明治に及ぶ膨大な器物資料の中には、未評価の科学技術黎明期資料が多数含まれる。これらを体系的に捉え直す上で、国立科学博物館がトヨタ自動車(株)より寄託されている器物資料群(通称、トヨタコレクション)と、江戸東京博物館収蔵の資料群(通称、赤木コレクション)の調査及び評価は重要な位置を占める。本年はまず、両資料群のデータベース化に重点を置いた。1.両者合せて4,000点を超える資料群の中から、本年はまずトヨタコレクション1,575点(旧所蔵者による分類。測量道具セットをどう数えるかによって点数は変わる)について、保管している国立科学博物館と東京文化財研究所において調査を行い、法量を測定し、リストをデジタル化した。501点については、その全景を撮影し、リストと合せデータベース化した。

今後、各分野の研究者と共同の研究を行い、また各地の博物館に評価される事無く収蔵されている関連資料を発掘するために、CD-ROMに焼き、関連する各研究者などに配布した。2.本特定領域の他の研究者と共同の調査研究集会を6月に開き、トヨタコレクションの主要資料について、事前調査を行った。また、カメラ、ガラス、人体模型などについては、国内に現存する関連資料との比較調査を行った。3.江戸東京博物館が所蔵する赤木コレクションについて、データベース化に取り掛かり、1,000件ほどのデータをデジタル化した。4.パリとユトレヒトにおいて、トヨタ・赤木両コレクションを評価する上で必要となる同分野の関連資料の予備調査を行った。平成15年度は昨年度の作業に引き続き、未撮影写真の撮影と各個別分野の資料の予備調査に重点を置いて活動し、以下成果を得た。1.トヨタコレクション資料について、領域を横断した器物資料研究の基礎データベースを構築するため、平成14年度に調査したデータと資料写真を「江戸のモノづくり」研究者用ホームページ上に公開した。2.ラジオ、蓄音機など昨年度未撮影の写真撮影及び調査用ディテール写真の撮影と資料全体の把握調査を継続して行い、その結果を「トヨタコレクション資料の予備調査報告」として、国立科学博物館研究報告E類に発表した。3.本特定領域の他の研究者を含む合同調査研究集会を8月、11月、12月に開き、トヨタコレクション資料について、本調査を行った。特にエレキテルは、詳細に調査を行い、国内に現存する関連資料との比較調査も行った。4.江戸東京博物館が所蔵する赤木コレクションについては、昨年度に引き続き研究協力者とともに、約1,800点の資料計測、カード写真スキャニング、デジカメ撮影及び、約500点のポジフィルム撮影を行ない,全3,361点の資料台帳の整備をトヨタコレクションの仮分類に従い行なった。合わせて、データをデジタル化しCD-ROMに焼いた。4.平成14年度及び15年度の予備調査結果を取り込み,中間報告としてトヨタコレクション全品のカタログを作製した。1.平成14・15年度に引き続き「トヨタコレクション」資料(点数で約1,300点、登録台帳による点数だと526点)の調査を継続し、未調査であった科博収蔵分のラジオや蓄音機などの近代通信・情報分野の資料について詳細調査を行った。これをもって、トヨタコレクションに含まれる資料それ自体の調査はほぼ終了した。その成果は、平成17年3月9月まで開催されている「トヨタコレクション展」で公開された。2.トヨタコレクションと比較研究に重要なデータを提供する江戸東京博物館所蔵の「赤木コレクション」(資料点数3,361点)については、未整理分1,500点について、昨年度に引き続き研究協力者と共に、資料計測、カード写真スキャニング、デジタル撮影を行ない、資料データの整備を行った。また、同コレクションに含まれる写真・写真機、映写機、天文、本草、医療分野の資料について、本特定領域の他の研究者を含む合同調査研究会を8月、9月、12月、2月に開き、詳細な調査を行った。
魚類ミオシン重鎖遺伝子の進化を探る-無顎類から肉鰭類まで-

ミオシン重鎖(MYH)は筋運動に必須のタンパク質であるが、四足類や真骨魚類だけでなく、無顎類のヤツメウナギもMYH遺伝子(MYH)がクラスターを形成し、その起源は同一であることが示唆された。また、真骨魚類と四足動物間、および真骨魚類と無顎類間では共通した筋発生の転写調節機構を保持しているが、四足動物と無顎類間ではこの機構が保持されていないことが示唆された。1.ゼブラフィッシュ筋分化制御因子(MRF)を強制発現させたヒトおよびゼブラフィッシュ由来の培養細胞を用いて、カワヤツメミオシン重鎖遺伝子(MYH)プロモーターの機能を調べた。MRF4、Myf5、MyoDおよびmyogeninの発現ベクターを、カワヤツメMYHの上流域を結合したルシフェラーゼ遺伝子コンストラクトと共に、ヒトHEK293細胞およびゼブラフィッシュZF4細胞に導入した。HEK293細胞において、カワヤツメMYHコンストラクトの細胞内ルシフェラーゼ活性は、ゼブラフィッシュMRF発現区および非発現区間で差がみられなかった。ZF4細胞を用いて同様の解析を行ったところ、Myf5およびMyoD発現区で明確な活性上昇がみられた。以上より、真骨魚類のMRFは無顎類のMYHプロモーター領域を認識して結合するが示唆されたが、この結合は哺乳類の培養細胞では転写には至らないことが示された。2.真骨魚類MYHプロモーターの哺乳類筋細胞内における挙動を調べた。ゼブラフィッシュMYHコンストラクトをマウス筋芽細胞C2C12に導入した。ゼブラフィッシュMYHコンストラクトは、マウスMYHコンストラクトと同様に、C2C12の筋管細胞への分化誘導に伴い細胞内ルシフェラーゼ活性が上昇した。この結果より、真骨魚類と哺乳類の筋分化制御機構は保存されていることが示唆された。3.ゲノムデータベース解析より、シーラカンスゲノム中に数種類の速筋型MYHと思われる配列が存在することがわかった。このうち、ある領域には速筋型MYHの3'上流域にSCO1が存在しており、哺乳類のMYH領域とシンテニーがあった。同MYHを詳細に解析し、分子系統樹解析を行ったところ、同MYHはヒトMYH3のオルソログであることが示唆された。以上の結果より、肉鰭類と四足動物の分岐以前にMYH3が既に存在していたことが予想された。1.カワヤツメ速筋型ミオシン重鎖遺伝子(MYH)クラスターの全塩基配列を決定した。合計約2800クローンをアセンブリングしたところ、MYH2上流からMYH1の第41エクソンまで、106kbの塩基配列を決定した。カワヤツメ速筋型MYHのエクソン-イントロン構造は、報告されている真骨魚類速筋型MYHおよび6種類のヒト速筋型MYHのうち、MYH3およびMYH8と同一であった。近年バージョンアップしたウミヤツメゲノムデータベースを用いた解析により、ヤツメウナギMYHクラスターに隣接する遺伝子がヒトと同じくGAS7であることがわかった。以上の結果より、脊椎動物のごく初期段階においてすでにMYHクラスターが存在し、同クラスターが原生脊椎動物MYHクラスターの起源出会ったことが示唆された。2.GFPレポーター遺伝子を用いた解析により、ヤツメウナギ速筋型MYHプロモーターがゼブラフィッシュ速筋で正しく認識されることがわかった。ここで、ヤツメウナギ-ゼブラフィッシュ間の方がゼブラフィッシュ-マウス間よりも系統的に離れていることから、マウスにおいてもヤツメウナギ速筋型MYHプロモーターが認識されることが予想された。そこで、カワヤツメMYHの上流域を結合したルシフェラーゼ遺伝子ベクターを構築し、マウス筋芽細胞C2C12にトランスフェクションした。筋芽細胞から筋管細胞への分化誘導後、細胞内ルシフェラーゼ活性を測定した。対照として用いたマウスMYH1の上流域約3kbを挿入したコンストラクトでは、筋管細胞への分化誘導に伴い細胞内ルシフェラーゼ活性が約70倍上昇したが、カワヤツメMYH1およびMYH2の上流域約3kbを挿入したコンストラクトでは活性上昇はみられなかった。以上の結果より、速筋型MYHの転写調節機構の一部は無顎類と真骨魚類間で保存されているが、無顎類と四足類間では異なることが示唆された。申請者の所属学部が被災したことにより、研究スペースおよび機器の不足だけでなく、学部移転等当初予定していなかった研究以外の活動に時間を取る必要が生じたため。また、当初計画では釜石キャビア株式会社からチョウザメを入手する予定であったが、同社が被災、解散し、サンプル入手が困難となったため。ゾウギンザメゲノムデータベースを用いた解析を早急に行う。また、肉鰭類としてハイギョの使用を計画していたが、最近シーラカンスのゲノムが解読されたことを受け、可能ならば同データを使用した解析につき検討する。また、プロモーター解析についてはマウス細胞だけでなく、ゼブラフィッシュの株化細胞を用いることも検討する。

申請者の所属学部が被災したことにより、当初予定していなかった研究以外の活動に時間を取る必要が生じたため、研究活動に支障をきたし、結果繰越金が生じた。本年9月からは新たな研究スペースを得ることが可能となったため、繰越金と合わせた研究費を以下の計画に基づいて使用する。1.ハイギョおよびチョウザメ筋組織につき、次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析を検討し、受託費に使用する。2.株化細胞を用いたプロモーター解析をさらに進め、同実験に用いる物品費等に使用する。3.ゾウギンザメMYHクラスターの決定につき検討する。すでにシンガポールで構築されているゾウギンザメBACライブラリーの活用を検討し、同実験に用いる物品費等に使用する。
１９２０年代から１９３０年代中国周縁エスニシティの民族覚醒と教育に関する比較研究

本研究は中国の周縁エスニシティの20世紀前半覚醒運動の比較を行った。いずれも近代教育とメディアの発達が大きな影響を与えていたことが明らかになった。1)回民は中東・インド発のイスラーム覚醒の影響を強く受け、ムスリム意識・近代教育・メディア発行熱、国民意識が高まったが、その結果ペルシャ語を使う伝統的経堂教育が斜陽に向かったこと。2)独立を画策していたモンゴル人は日本式の軍事教育を受けそれを逆利用して民族運動への情熱を燃やしたこと。3)朝鮮人は韓国式の教育を中国東北部において展開し、反日意識を高めることで民族意識を高揚させたこと。4)西南諸民族エリートは旧来の土司制度を利用して権利要求を行ったこと。松本は、1920年代から30年代の中国ムスリム雑誌のマイクロフィルムを購入し、大量にその内容を読み込むとともに、キリスト教宣教師が対中国ムスリム宣教のために残した資料をSOASで調査した。また、雲南と天津で1930年代後半の経堂教育について、関係者にインタビュー調査を行なった。その結果、中国ムスリムの間でも近代化の流れの中で、国民教育へのうねりが高まるとともに、漢語学習への意欲がエリートの中で強まったこと、また日本占領下の華北では逆に国民化をする必要がなかったがために、ペルシャ語学習を含む伝統的経堂教育が温存されたことを明らかにした。吉開は20世紀中国の民族政策関連の文献を中国の古書市場で収集、台北の中華民国国史館で中華民国時代の民族政策関連文書を調査、東京大学を中心に関連文献をコピーし、国民党と共産党の対立構造の中での西南民族エリートの動向について研究を進めた。権は、広州で資料収集を行い、蒋介石や周恩来で有名な黄埔軍官学校に朝鮮人工リートが在籍したことに注目し、朝鮮人の独立運動との関連について調査した。小林(新保)は、SOASでこの時代の中国ムスリム女子教育についての資料調査を行なった。特に、宣教師が作ったキリスト教女子学校との比較を行なった。大野(楊)は、1930年代以降1945年まで日本がモンゴル人に対して行なった教育についての文献調査を中国で行なった。花井(研究協力者)は、北京で戦前日本による教育を受けた朝鮮族女性へのインタビューとそれを裏付ける文献調査を行なった。以上の研究経過により、本研究の目的である中国周縁エスニシティの独立・自立・自尊獲得運動は、多く日本や欧米からの否応なき近代への契機から大きな影響を受けつつ1920年代から30年代にかけて、軍事主義、教育革新運動の中で醸成されていったことが証明された。2013年度には全体で2回の研究会を開催した。5月25日には、第1回研究会として北海道大学史学会との共催でミニシンポジウム「中国周縁エスニシティの民族覚醒と教育に関する比較研究」を北海道大学開催した。内容は以下の通りである。1.松本ますみ「中国イスラーム経堂教育の「凋落」と天津周辺における「保存」:近代主義者、「保守主義者」と日本占領下の華北の対回教政策2.権寧俊「1910年代の中国東北地方における朝鮮人社会と新興武官学校」3.吉開将人「福音主義と20世紀中国の民族史論」2回目研究会は早稲田大学で行った。1.松本ますみ「資料紹介:華北交通編集『北支』・華北交通写真にみる日本占領下華北・蒙疆の「少数民族」表象と「帝国の知」」2.新保敦子「日本占領下における中国少数民族教育」3.山崎典子(東京大学大学院)「アブドュルレシト・イブラヒムの中国旅行:ロシアのタタル人ウラマーが見た清末ムスリム社会」松本は発表に基づき、Jonathan Lipman編の著作の中で2014年に出版を行なう予定である。内容としては文字出版により、伝統教育が衰退したことと日中戦争中、ムスリム伝統主義者の日本や「傀儡」権力側との交渉の結果の伝統の維持である。吉開は、文献収集を活発に行い、順調にキリスト教の「衝撃」による民族論の進展と国民統合理論の構築の問題点に関して執筆準備に取り掛かっている。松本と小林は、9月に内蒙古科技大学で研究発表を行った。それぞれ、日本の中国イスラーム研究の現状と戦前の対回教徒政策の問題点を一次資料に基づき発表したもので、日本の研究水準の高さを本国中国に知らしめることとなった。以上、実績の概要としては、1920年代30年代という大戦間期と戦争開始期において、教育が普及し、識字者が増えることによって、自民族意識が喚起されたことが明らかになった。本研究は、中国周縁のエスニシティが「民族」として覚醒する近代の過程を比較検証した。

北方のモンゴル人(現在のモンゴル族)、回民(回族)、中国・「満洲国」内の朝鮮人(朝鮮族)、西南の苗族・夷族(彝族)・蔵族であった。この時代、中国周縁エスニシティは他者との出会いを通して、独立、自立・自尊運動、あるいは「民族自決権」をもつものとして、覚醒運動をおこなった。その方向性は、あるものは中国や日本といった「大国」からの政治的独立をめざしたり、中国や日本による統治の逆政治利用を行った。あるものは、中国領域内での文化的・社会的権利獲得、中国以外の地からの知の流入と人的関係構築による民族自覚を行うなど、多様であった。彼らの自立・自尊の契機がどのような政治的契機や圧力、経済的問題、教育思想、居住・生活形態と関わっていたのかについて、本研究では明らかにした。松本ますみは回民の経堂教育の衰退とペルシャ語学習の衰退に着目し、合理化された近代的宗教教育の導入こそが「民族」覚醒を促したとした。小林(新保)敦子は、日本占領下の北京の回民女子学校、実践女子中学に焦点をあて、日本主導の良妻賢母型教育が回民にほとんど受け入れられなかった事実を証明した。楊海英は日本が「満洲国」につくった陸軍興安軍官学校の軍歌に着目し、その尚武の精神がひそかなモンゴル独立の気概をあおったことを示した。権寧俊はその一方で朝鮮人主導の「新興軍官学校」が朝鮮独立運動の指導者を育成したことを示した。吉開将人は、中国西南部の苗、夷、蔵といったエスニシティが1949年以降中華人民共和国に取り込まれた原因の一因を歴史的羈縻政策、長征中の博巴政権、民族政策の経験不足であることを明らかにした。そして、エスニシティの伝統的エリートを幹部として登用することで共産党側に有利に働くようにしたと結論づけた。20世紀現象としての民族覚醒の多様性が証明された。26年度が最終年度であるため、記入しない。東アジア近現代史26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の遂行に向けて、研究グループが全員真摯に取り組み、順調に学会発表を行ったり論文執筆にとりくんでいるため。聞き取り調査や、資料収集が順調に進んでいる。松本は研究協力者、山崎典子に代理で台湾の国史館に茂川秀和の戦犯裁判記録、1930年代の回民のマッカ巡礼記録の資料収集に行ってもらい、茂川(中国回教総聯合会のトップ、茂川機関長)の占領下華北での対ムスリム工作をさぐることができた。また、同じく研究協力者花井みわに、満洲国期の高等女学校出身者の朝鮮族に聞き取りをしてもらい、彼女たちの一部が識字能力によって共産党幹部にまで上り詰めたことを突き止めた。ある階層の人々にとっては、日本の植民地教育であっても識字教育はのちの人生設計と自己実現のためにはある役割を果たしたことが明らかとなった。松本の1930年代の中国イスラーム改革運動と伝統的経堂教育テキスト廃止についての論文は、2014年度中にJonathan Lipman編の書籍の中に納められ出版される予定である。大野は精力的に資料収集を北京で続け、本科研に関係する著書も出版される予定である。権は、中国共産党の対朝鮮人認識と三均主義関連資料をかなりの部分収集し、朝鮮人独立運動と民族覚醒活動の概要を把握するようになった。小林は、日本の華北占領期、日本の肝いりで出された『回教週報』を再読することにより、日中戦争期の対イスラーム政策を再検討しつつある。
可視化機能を利用した概念形成・知識の再認識支援の研究-電気磁気学を対象として-

概念形成および種々の知識の再認識の支援に、情報の可視化が利用される。電気磁気学を学ぶ上で非常に重要な基礎概念である「電界」、「電位」は、直接目に見えるわけでなく、抽象的で仲々理解しにくい。本研究では、これらの概念の理解を支援するための知識ベースの作成と「電界」、「電位」の可視化を行った。諸概念・知識は各々が独立して存在するものでなく、ある関係で結ばれている。また、「理解」は、個々の具体的事例から一般的な理解へと進む「帰納的な理解」と、抽象的なおぼろげな理解から個々の事例を通して、より深い理解へと進む「演繹的な理解」があると考えられる。従って、知識表現をフレーム形式で、階層的に表現し、学習者の理解に応じて、学習者モデルに反映させる構成にした。これらの概念の定性的な理解を支援するために、13個の正または負のある整数比をもつ電荷を対称的に配置した各々の場合の電界および電位をソフトウェアツールAVSにより可視化した。電界は、ベクトル量に応じた矢印や指力線で、電位は、大きさに応じたカラーマップで出力し、学習者は注視点を変えることにより、その場をマクロ的にもミクロ的にも捉える事ができる。今後の主たる課題は、1.認知実験に基づいた知識表現と学習者モデルの構築2.1.の結果を踏まえた情報の可視化3.1.の結果を踏まえた可視化された情報の提示方法の検討である。電気磁気学を学ぶ上で非常に重要な概念である「電界」「電位」理解支援のための『操作型学習環境』をオブジェクト指向による実現という形で研究を行っている.これらの概念は,直接目で見えるわけでなく,抽象的で仲々理解しにくい.従って,仮想空間に点電荷を置いたり,取り除いたり,種々の学習者の操作を通して,その世界をマクロ的に捉えたり,ミクロ的に捉えたり,別の切り口で捉えたり,変化の様を捉えたりするため知識の表現,可視化機能を活用した『学習環境』に関する研究を行っている.そのための基礎研究として,1)対象を記述する知識・概念の知識表現2)学習者の操作と場の視覚的提示3)発見誘導学習の仕掛けが,重要である.本年度は,1)2)に重点を置いて,次の3つのサブテーマについて研究を行った.1)次のような知識をさらに粒度の細かいものに階層化した.・「静電界」を構成する知識表現:概念,概念間の関係,それらの属性など・「静電界」において成立する法則・法則を記述する数学的知識オブジェクト指向論理型言語CESPを使用して作成した.2)静電場の定性的な理解を支援するため典型的な場の電位,電界の可視化を行った.可視化ソフトウェアAVSは,京都大学大型計算機センターのものをネットワークを介して,利用する形態をとした.3)同一対象に対して概念・知識,属性,単位,場の拡り等を異なったレベルで表現可能な知識表現法の検討を行った.電気磁気学を学ぶ上で非常に重要な基礎概念である「電界」「電位」理解支援に関して研究を行っている.これらの概念は,直接目で見えるわけでなく,抽象的で仲々理解しにくい.これらの理解支援を「情報の可視化」という切り口で研究を行っている.そのための基礎研究として,1)対象を記述する知識・概念の知識表現2)対象を記述する知識・概念の可視化3)概念理解のための発見誘導学習の仕掛けが,重要である.本年度は,2)に重点を置いて,次の3つのサブテーマa)c)について研究を行った.静電場の定性的な理解を支援するため典型的な場の電位,電界の可視化を行った.可視化は、対象をクロ的に捉えたり,ミクロ的に捉えたり,別の切り口で捉えたり,変化の様を捉えたりすることに留意した.

a)「電界の強さ(ベクトル量)」を「矢印」や「川の流れ」に例えて3次元で表現し、任意の位置、角度で捉えられる情報の可視化b)「電位(スカラー量)」を「色」や「山の高さ」に例えて3次元で表現し、任意のの位置、角度で捉えられる情報の可視化c)13個の正、負の電荷を整数比で配置した場合の「電界の強さ」、「電位」の可視化を試み、「概念理解」のための認知実験.以上より、「概念理解支援のための情報の可視化」の基盤はほぼ出来上った.今後の課題は1)静電場の定性的な理解を支援するため異なる概念「電位」および「電界」の関係の理解支援のための情報の可視化.2)昨年度の研究成果「オブジェクト指向論理型言語CESPによる概念の知識表現」と本年度の成果「可視化された情報」を融合した知識ベースの作成.3)「学習者の認知モデル」の検討と「発見的学習へ誘導するための可視化情報の提示方法」の検討.である.
芳香族ポリチオエーテルの新合成法とその性能に関する試験

重合不活性化合物のジフェニルジスルフィド(DPS)を、カチオン活性種を経由させて重合可能とする方法を発見した。DPSは酸性雰囲気で酸化されるとフェニルビス(フェニルチオ)スルホニウムカチオンを生成し、これの求電子置換反応の繰り返しは直鎖ポリフェニレンチオエーテルを効率良く生成する。この反応はバナジル化合物の接触が有効な電子移動媒体として働き、効率高く促進されて酸素酸化によって進行することになる。重合系の電子過程を詳細に解明、また中間規模での反応試験により再現性の確認、反応効率向上と高分子量生成物の条件を明確にした。さらに、塩化硫黄とキシレンやジフェニルスルフィドなどの芳香族化合物から直接PPSを生成させる合成法を確立し、これを広く芳香族ポリチオエーテル合成に展開した。他の樹脂とのブレンド、また共重合を含め、新しい含硫黄芳香族エンジニアリングプラスチックとしての物性を評価をした。本研究の展開は、当初の考えを超える多くの新知見を得ることに成った。1)塩化硫黄と芳香族の直接反応において、酸化過程抑制により有用なジスルフィド化合物の選択合成が可能。この反応は簡便で経済性の高いジスルフィド合成法をも提供するものである。2)新規物質としてポリスルホニウムが誕生し、これが謂わば可溶性前駆体を経由する従来にない超高分子量(Mw:2.5×10^5)の高性能PPSを合成できる方法となることが確認できた。3)一段階多電子移動が分子変換に有効に役立つことは、バナジウム多核錯体の多電子移動を中心に詳しい知見が集積された。カチオン酸化重合の利用により、優れたエンプラ特性を持つ直鎖高分子のPPSや置換PPSの極めて簡便な合成法が、可能となったことは誠に面白い。本法により、興味ある物性の各種PPSが出現すれば、新材料として間違いなく用途拡大につながるはずで、その波及効果は大きいと思う。今後、この新しいカチオン酸化重合が、芳香族高分子全般の新しい合成法として定着することが期待される。初年度の研究計画に従い下記の項目を強力に推進した。1)ジスルフィドの酸化重合のScale Up(50 1)の要件を整理、実験規模と同じ重合結果の再現を確認した。重量平均分子量5x10^3のポリフェニレンスルフィドが100%収率で純度高く得られた。また、フェニルスルフィドと塩化硫黄の一段階酸化重合反応を展開、キノンなど強力な酸化剤存在下、ポリフェニレンチオエーテルが室温、大気下、の反応で収率100%の生成を確認した。2)反応規制因子の整理、ポリアリーレンチオエーテルを高収率で得る条件を把握、少量のバナジル錯体との接触が、酸素酸化による芳香族ポリチオエーテル直接合成を可能とした。この方法はヘテロ原子を含む芳香族化合物にも広く適用可能で、有用で簡便な芳香族含硫黄高分子合成法の確立として意義ある内容となった。3)ハロゲン化ジスルフィドの熱反応により、高分子量芳香族ポリチオエーテルが定量的に生成する。この反応を利用し、ポリアリーレンチオエーテルとナイロンのブロック共重合体が生成可能となった。4)カチオン種の求電子反応により進行する本反応は、芳香環4位の電子密度とHOMOエネルギーの高い化合物の方が、有効に重合することをコンピュータシュミレーションと併せ確認できた。

5)これらの知見を元に、両鎖端にフェノキシ基を有するアルカンやパーフルオロアルカンなどの化合物から、ポリフェニレンスルフィド-アルカン共重合体が合成可能となった。溶媒可溶で弾性のあるPPS(分子量5万)として物性評価を進めている。平成5年度の研究計画に従い、下記の項目を強力に推進した。1)ジスルフィド類について、規模向上の要点整理と経済性向上の要点把握ジスルフィドの酸化重合における評価用試料合成を、最適条件下中間規模【数百g:反応容量13L規模】で実施、反応の再現性を確認した。無置換ジフェニルジスルフィド反応系は析出による反応停止が問題となるが、置換基導入により格段の分子量向上(3万以上)が見られた。2)芳香族化合物と塩化硫黄による反応条件探索酸化剤添加による芳香族ポリチオエーテル類一段生成法を初めて確立した。キシレン、ジフェニルスルフィドに留まらず、ジフェノキシアルカン類など幅広い芳香族化合物に、本合成法の適用が可能であることが明らかとなった。3)生成重合体の熱分析とX線回折測定DSC,TG/DTAを用いてTg,Tc,Tm,Td,熱履歴を測定、広角X線より結晶化度、結晶格子を決定した。キシレンより生成した芳香族ポリチオエーテルは、高結晶性、高融点(Tm=306°C)を示した。既存ポリチオエーテル系エンプラに比較して格段の特徴値(結晶化度、融点)向上が確認された。平成6年度の研究計画に従い、下記の項目を強力に推進した。1)芳香族ポリチオエーテルの特性試験ジスルフィドの酸化重合により合成した芳香族ポリチオエーテルが、既存ポリチオエーテル系エンプラと比較して格段に優れた値(結晶化度90%、融点306°C、10%重量減少温度535°C)を示すことが明らかとなった。また、ジメチル置換基導入により得られる可溶性高分子量PPSは高ガラス転移点(189°C)を有する非晶性ポリマーであり、全組成領域にわたってポリスチレンと相溶することを示差走査熱量測定(DSC)から確認した。分解特性の確認スルフィド化合物を出発とする酸化重合により、スルフィドとスルホニウムが芳香環を介して交番結合したポリスルホニウムを新規に合成した。ポリスルホニウムは光照射(320nm)により、高効率で出発化合物(4-メチルチオフェニルチオベンゼン)に分解することを確認した。以上より、本法により合成した芳香族ポリチオエーテルが従来にない高性能材料として興味ある特性を有しており、また、使用後原料への分解可能環境保全材料として目処が立てられたことは予想を上回る成果となった。
ヒト11p15.5(セントロメア側)に対応するマウスゲノム領域の構造解析

ヒト11p15.5はインプリンティング領域といわれ、Beckwith-Wiedemann症候群を発症する座位として知られている。その責任領域には23Mbにおよび、現在までテロメア側の約1Mbの領域の解析がなされてきた。今回セントロメア側1.5Mbに対応するマウス領域の染色体の解析を進めた。そのためにRo5-Cars間のゲノム解析を行った。今まで得られているヒトゲノム解析を参考にしてマウスゲノムのBACコンティグを作成した。ヒトの結果ではRo5-Cars間は1.5-2Mbと予測されたが、両側からウオークし1Mb以上コンティグを作成した段階で両者の間はヒトと比べて予想以上に離れていることが予測された。現在までに得られたBACクローン266,473,406,434ならびに72のシークエンスを始めた。方法はEcoRIサブクローンの両末端からのシークエンスであり、そのデータをもとにESTサーチを行った。その結果Obp-rs遺伝子が得られた。この遺伝子はcDNAが3786pbで21エクソンからなる。発現は脳、肺、心、肝、腎臓で認められ、胎盤でのみインプリンティングを受けていることがわかった。この事はインプリンティング領域が予想以上に広がっていることを意味する。さらにRo5-Cars間のクローンコンティグを作成する段階で、得られたクローンが目的の領域をカバーしていることを確認するために同時にFISHを行った。その結果、両者クローン間の距離はヒトでは同じバンドの15.5内であったが、マウスの場合は両者はF4/F5とE3-F1となりバンドを大きくまたぎ10Mb以上離れていることがわかり、ヒト同領域と比較してゲノムの再編が起きていることがわかった。
随意的筋収縮が脊髄興奮性に及ぼす機序の解明とリハビリテーションへの応用

本研究は、安静・不動が余儀なくされる部位と異なる部位の随意的筋収縮と運動想起(Motor Imagery: MI)が脊髄前角細胞の興奮性に与える影響を臨床神経生理学の立場から検証し、得られた結果を機能再建に応用する可能性をリハビリテーション医学の立場から探求する。(1)脊髄の髄節性支配が異なる筋の随意収縮とMIが脊髄興奮性に及ぼす影響を尺骨神経刺激で第1背側骨間筋(FDI)から導F波で検討する。(2)異なる髄節性支配を受ける筋の筋収縮とMIがもたらす脊髄興奮性に及ぼす影響が,経頭蓋直流電気刺激(tDCS)によるNeuro-modulationで生じる変化を検討する。2017年度は、咬筋と三角筋を対象に各筋の安静時、MI、軽度収縮時に同側のFDIから導出したF波を解析することで、脊髄の髄節性支配がFDIより高位の筋のMIと筋の随意収縮がFDIを支配する脊髄前角細胞の興奮性に及ぼす影響を検討する実験を実施した。咬筋を用いた予備実験を健常対象6名に、三角筋を用いた予備実験を咬筋の対象とは異なる健常対象6名に実施した。咬筋の実験では、平成30年度実施予定の左半球運動野にanodal tDCS(1mA、20分)でconditioningを行い、conditioningの前後で、各筋の安静時、MI、軽度随意収縮時の右FDIのF波を記録した。三角筋を用いた予備実験では同筋ではMIのTaskの困難性を被験者から指摘された。2018年度は、代表研究者が2018年4月に埼玉医科大学に異動し実験環境の整備が必要になった。具体的には、着任時に実験で使用可能と思われた筋電計が院内患者使用の関係から併用が難しく本基金で許可を得て購入した。咬筋のデータを検討し、米国神経生理学会(ACNS Annual Meeting:2019年2月)にその成果を発表した。2018年4月に異動し研究環境に変化が生じた。異動当初は学内の筋電計の使用の制限があったが、基金で筋電計を購入してその設置が終了した状態である。2018年末から研究継続にかかわる環境が整いつつある。2018年度に購入した誘発筋電計の設置が完了して異動後の新たな研究環境がようやく整いつつある。今後、咬筋を随意収縮した場合のAnodaltDCSの効果について対象者を増やして検討し、論文作成につなげる予定である。(1)脊髄の髄節性支配が異なる筋の随意収縮とMIが脊髄興奮性に及ぼす影響を尺骨神経刺激で第1背側骨間筋(FDI)から導出したF波で検討する。平成29年度は、当初計画通りに、FDI(髄節性支配C8-Th1)より高位の髄節性支配を受ける筋のうち、(1)脳神経支配で神経核が脳幹に位置する咬筋と(2)上肢帯ー上肢の筋のうち髄節性支配がFDIの髄節支配より高位の三角筋、上腕二頭筋,上腕三頭筋の3筋を対象に各筋の安静時、MI、軽度収縮時に同側のFDIから導出したF波を解析することで、脊髄の髄節性支配がFDIより高位の筋のMIと筋の随意収縮がFDIを支配する脊髄前角細胞の興奮性に及ぼす影響を検討することを目標にPilot Studyを実施した。咬筋を用いた予備実験を健常対象6名に、上肢の三角筋を用いた予備実験を咬筋の対象とは異なる健常対象6名に実施した。結果については解析中であるが、三角筋を用いた予備実験では同筋ではMIのTaskの困難性を被験者から指摘されているので、その点も含めて検討する。研究代表者が学部長を兼務することになり学内管理業務が急増し当初予定していたEffortを研究に割けなくなったこと、年末以降は2018年度から医学部大学病院への異動がほぼ確定的になったためである。2018年度当初には異動直後で同様の事情が予想されるが、実験自体は2017年度も進行しているので、今後の研究計画全体への影響は研究期間の範囲内では限定的と考えている。(2)異なる髄節性支配を受ける筋の筋収縮とMIがもたらす

脊髄興奮性に及ぼす影響が,経頭蓋直流電気刺激(tDCS)によるNeuro-modulationで生じる変化を検討する。2017年度は、咬筋と三角筋を対象に各筋の安静時、MI、軽度収縮時に同側のFDIから導出したF波を解析することで、脊髄の髄節性支配がFDIより高位の筋のMIと筋の随意収縮がFDIを支配する脊髄前角細胞の興奮性に及ぼす影響を検討する実験を実施した。咬筋を用いた予備実験を健常対象6名に、三角筋を用いた予備実験を咬筋の対象とは異なる健常対象6名に実施した。咬筋の実験では、平成30年度実施予定の左半球運動野にanodal tDCS(1mA、20分)でconditioningを行い、conditioningの前後で、各筋の安静時、MI、軽度随意収縮時の右FDIのF波を記録した。三角筋を用いた予備実験では同筋ではMIのTaskの困難性を被験者から指摘された。2018年度は、代表研究者が2018年4月に埼玉医科大学に異動し実験環境の整備が必要になった。具体的には、着任時に実験で使用可能と思われた筋電計が院内患者使用の関係から併用が難しく本基金で許可を得て購入した。咬筋のデータを検討し、米国神経生理学会(ACNS Annual Meeting:2019年2月)にその成果を発表した。2018年4月に異動し研究環境に変化が生じた。異動当初は学内の筋電計の使用の制限があったが、基金で筋電計を購入してその設置が終了した状態である。2018年末から研究継続にかかわる環境が整いつつある。咬筋を用いた経頭蓋直流電気刺激(tDCS)の検討対象数を予定の10例程度まで拡大し、データ解析を行う。なお、tDCSについては実験機器を移管できたが、前職において研究代表者が実験専用に使用していた筋電計を移管することができなかった。現在、大学病院内で実験に使用できる筋電計の使用状況などを確認中である。2018年度に購入した誘発筋電計の設置が完了して異動後の新たな研究環境がようやく整いつつある。今後、咬筋を随意収縮した場合のAnodaltDCSの効果について対象者を増やして検討し、論文作成につなげる予定である。2017年度に生じた本研究に対するEffortの度合いが低下した要因については、研究の進捗状態に述べたように研究は進行しており、研究期間全体への影響は限定的と考えている。しかしながら、研究代表者の異動に伴い研究に欠かせないtDCSの装置は赴任先に移管できたが、従来使用可能であった記録用の筋電計の移管ができなかったため、2018年度の赴任先で本研究に使用可能な記録用の筋電計の使用状況(研究目的での使用の可能性など)を現在学内の関係部署と検討している。今後、機器の購入または機器使用に関連した経費が発生する可能性があり、検討結果によっては今年度中に経費の使用目的の変更の必要性が生じる可能性がある。2019年度については、代表研究者が平成30年4月1日に埼玉医科大学に異動したため、実験環境の整備が必要になった。具体的には、病院内で使用可能と思われた筋電計での実験が院内患者使用の関係から研究との併用が難しく、本基金で許可を得て新たに購入することになった。
3次元無限歩行空間の生成とその評価

本研究では、全方向に動く移動機構を有する可動床が、循環することによって無限に続く歩行面を提供する、歩行感覚呈示装置を実装し、それに昇降機構を搭載することによって、階段などの凹凸面のある歩行面を模擬することを実現した。本システムが体験者に与える効果を、足圧力等の計測によって評価した。本年度は以下の項目について研究を行った。[1]要素技術の高度化循環可動床方式の技術実証プロトタイプは前後左右に動ける床と、歩行者の足と可動床の位置を計測するセンサー、そして各稼動床に指令を与えるための無線通信装置によって構成されている。このようなシステムを十分に機能させるためには、可動床の全方向移動機構、可動床の無線制御、歩行者と可動床のワイヤレス位置検出、といった要素技術に高い性能と信頼性が要求される。これらを実用レベルにブラシアップする必要がある。そのため、制御装置に専用のコントローラ基板を開発し、内界センサーによる位置検出精度の評価を行った。[2]可動床の数の決定、および循環アルゴリズムの最適化可動床の数を増やすのが望ましいが、数が増えると無線通信に負担がかかるという問題が発生する。いくつまで増やすのが現実的かという問題に対して、実験的を通じて解答を探る。そのため、待ち受け用の可動床数を、1個の場合と2個の場合と3個の場合について実験を行う。したがって、最大で6個の可動床を用意する。床の数が増えた場合は、アルゴリズムが複雑化するため、床数の増加によって最適な循環アルゴリズムがどう変化するかを、シミュレーションを通じて検討した。[3]歩行者の内部状態の計測歩行感覚呈示装置のユーザが、体験中にどのような状態にあるかを定量的に評価するために、生理指標を導入した。従来、足の表面筋電位を用いていたが、本研究では新たにデジタル脳波計を導入し、より高度な評価をめざす。足の歩行動作による移動感覚を生成するためには、体全体が移動することなく脚の運動感覚を与える装置が必要である。そのような装置を実現するためには、歩行者が床を蹴って歩く時に、前に進む動きを打ち消す仕掛けが必要になる。本年度は、歩行空間を上下も含めた3次元に拡張するため、各可動床に凹凸面の呈示機構を搭載することを行った。凹凸面の呈示は、各可動床に昇降機構を付加することによって実現できる。本研究では、各可動床の上面に上下動を与える方式を開発した。昇降機構はパンタグラフ機構とカム機構の組み合わせによって実現した。これらのアクチュエータを歩行者の足の位置に応じて制御することにより、歩行面に凹凸が与えられる。階段や山道のように上昇・下降を続ける場合は、上下の移動の打ち消しが必要になる。その基本原理は、後ろ側の足を前進させる過程において、その前進量だけ、前側の足を後退させるということになる。すなわち、段差を上り下りする場合に、上る時は踏み上げた前側の足が、後ろ側の足の前進に対応して後退下降する。これは下ってくるエスカレータを逆に上る動作と同じである。下る時は踏み降ろした前側の足が、後ろ側の足の前進に対応して後退上昇する。段差がなくなった時には常に基準面に戻るようにしている。さもないと、次にくる仮想の段差に対応できないからである。この原理によって無限に続く凹凸面を上り下りする動作を実現した。この動作によってリアルな昇降感覚が得られる。平成20年度は、構築された3次元歩行空間呈示システムを用いて、歩行運動の評価を行った。歩行運動を評価するための指標として、足裏の圧力と、腰部と踵の動きに着目した。足裏の圧力は踏力分布が測定できるセンサーを導入し、足が床を踏む力を測定した。腰位置と踵位置は光学センサ(ステレオラベリングカメラ)を用いて測定した。実空間の歩行と当該装置における歩行時の挙動の違いを調べた。また、被験者には、当該装置に熟練した者と、初めて体験する人を両方選び、比較検討を行った。足裏圧力変化で熟練者は階段の上り動作、階段の下り動作共に装置上歩行と実空間上歩行で酷似した結果が得られている。一方、初心者の足裏圧力も概ね似た様な傾向が見られているが、装置上の歩行の際に立脚時における変動が見られた。昇降歩行では機体一台につき一歩で歩いてもらっている為、平面歩行に比べて片足で立脚し続ける時間が長くなったためにこのような結果が得られたと考えられる。腰変位についても、熟練者は細かな揺れがあるものの、装置上歩行で実空間歩行と同じ様な動きが出来た。一方、初心者の腰変位は、概ね機体上歩行で実空間と似た傾向が得られているが、平面歩行時よりも少し歪な軌跡になった。さらに、腰の位置に対する踵の相対位置を求め、その軌跡を描いたところ、実空間と当該装置上の歩行運動には、ほとんど差がなく、歩行者の足を拘束せずに歩行が行える床循環型歩行感覚呈示装置の利点である、実空間に近い足運びが出来るという事が示せた。
シリコーンオイル乳化系で形成するゲルの研究

〈目的〉シリコーンオイル(ポリジメチルシロキサン)はヘアコンディショニング基剤などの香粧品をはじめ被服、食品等に幅広く用いられてる。しかし希釈するための適当な溶剤に乏しく、それゆえシリコーンオイルは乳化系で使用されている。また、シリコーンオイルを乳化させる技術は、乳化機などを用いた機械的な手法に頼っている。本研究は水/非イオン界面活性剤テトラエチレングリコールドデシルエーテル(C_<12>EO_4)/イソプロピルミリステート(IPM)/シリコーンオイル(ジメチルオリゴシロキサン)系において自発的乳化が観察できたので報告する。〈方法〉C_<12>EO_4は日光ケミカルズ社製、オリゴシロキサンは東レダウコ-ニングシリコーン社製、IPMは東京化成製を用いた。相平衡図は所定組成の試料を試験管にとり、じゅうぶん振とうした後恒温水槽(30°C)に静置し、溶解平衡に達した液相の目視観察によって作成した。乳化粒子の形態観察は、微分干渉顕微鏡像をデジタル信号に変換し、コントラスト増強処理をして行なった。〈結果〉C_<12>EO_4とIPMの等量混合物を一成分と見なした、疑似三成分系の30°Cにおける相平衡図を作成した。この相平衡図から、広い組成範囲でラメラ液晶と過剰の油相が共存した二相系(II_<LC>)を形成するのがわかった。この二相系領域内の特定の組成において、透明な外観を呈するゲルが形成する。このゲルを過剰の水とともに軽く振とうすると、O/W型乳化を得た。得られた乳化の直径は2.3±0.3μmと単分散性が良好だった。また顕微鏡下でゲルと水を接触させると、ゲル/水の界面において乳化滴が形成し、水中へ拡散移動していくのが観察できた。