hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セルロース水酸基を基点とする高位置選択的グラフト化ボトルブラシの創製

主鎖をセルロースに、異種グラフト側鎖を位置選択的に導入した高分子ヤヌス型ボトルブラシが形成する新規高次構造の創出を目的に、精密高分子合成および構造解析に関する研究を遂行した。最終年度には、異種グラフト側鎖の高効率導入法を確立し、側鎖分子量の異なるセルロース系ヤヌス型ボトルブラシを高収率かつグラムスケールで合成することに成功した。そのため、当初の計画にあったセルロース系ヤヌス型ボトルブラシが形成するミクロ相分離構造の観察および構造解析を達成し、相図の作成に至ったことから、構造解析研究が大きく前進したと考える。さらに、セルロース系ヤヌス型ボトルブラシの単分子膜がネマチック液晶のゼロ面アンカリング効果を有することを見出し、高輝度液晶ディスプレイ等への応用につながる成果を得た。また、研究期間全体を通じて得られた成果の概要を示す。(1)主鎖にセルロース、その6位水酸基にポリスチレン(PS)鎖を導入したセルロース系ボトルブラシ(一本鎖型)を精密に合成し、その希薄ジメチルホルムアミド溶液中における分子鎖形態をサイズ排除クロマトグラフィー-多角度光散乱(SEC-MALS)および小角X線散乱(SAXS)測定により解析したところ、みみず鎖で記述された当該分子の剛直性はセルロースと同程度であり、側鎖分子量の影響が反映されないことを解明した。これはセルロース固有の剛直性に起因すると考察した。(2)6位にPS鎖、2,3位にポリエチレングリコール(PEG)鎖を有するセルロース系ヤヌス型ボトルブラシの精密合成とその分子鎖特性解析を遂行したところ、みみず鎖では実験結果を再現できず、らせんみみず鎖による記述が妥当と判断した。本結果の解析により、セルロース主鎖のらせん性と異種側鎖間のミクロ相分離がカップルした新しい挙動を見出すことができた。以上、当初計画した研究内容をほぼ達成できたと判断した。本研究では、主鎖をセルロースに、異種グラフト側鎖を位置選択的に導入した高分子ヤヌス型ボトルブラシが形成する新たな高次構造の創出を目的とする。本年度は、キャラクタリゼーションに耐え得る量を得るための合成ルートの確立し、得られるヤヌス型ボトルブラシの溶液中におけるコンホメーションの解明に取り組んだ。まず、6位一級水酸基にポリスチレン鎖、2,3位二級水酸基にポリエチレングリコール鎖を位置選択的に導入したセルロース系ヤヌス型ボトルブラシを目的物と定め、高収率な反応を適用し、天然セルロースから4ステップにて合成した。本合成ルートと平行して、一級と二級水酸基の反応性の差異をに着目し、保護基を用いない合成ルートも検討した。次に、得られたセルロース系ボトルブラシの溶液をSEC-MALS測定および放射光小角X線散乱測定に供した。得られた結果を高分子溶液物性の理論と比較することで、ボトルブラシを決定付けるファクターの一つ、剛直性パラメータ、を算出した。得られた結果を既報の合成高分子主鎖から成るボトルブラシのそれと比較し、考察した。その結果、(1)側鎖導入による剛直性パラメータ値の増大、を確認すると共に、(2)側鎖の排除体積効果よりもセルロースの高い剛直性の効果が支配的である、と判明した。さらに、(3)ヤヌス型にすることで、側鎖の相分離効果によりらせん性を示唆する、といった期待通りの結果を見出した。本結果は、次年度で検討する新規高次構造創出の大きな足がかりとなった。セルロース系ヤヌス型ボトルブラシの合成ルートを確立し、SEC-MALSやSAXS測定による評価ができ、本ボトルブラシの基礎的知見、とくにらせん性、を得ることができた。今後、側鎖鎖長や側鎖導入位置が高次構造に与える影響を調べていくが、そのための合成および評価基盤が揃ったため、初年度としては研究はおおむね順調に進展していると判断した。主鎖をセルロースに、異種グラフト側鎖を位置選択的に導入した高分子ヤヌス型ボトルブラシが形成する新規高次構造の創出を目的に研究を遂行している。昨年度、6位水酸基にポリスチレン(PS)鎖を、2,3位水酸基にポリエチレングリコール(PEG)鎖を有するセルロース系ヤヌス型ボトルブラシの希薄溶液中における分子鎖形態について、サイズ排除クロマトグラフィー-多角度光散乱(SEC-MALS)測定および小角X線散乱(SAXS)測定による分子鎖特性解析を行うことで、らせんみみず鎖(HW)モデルによって記述できることを示唆する結果を得た。今年度、上記結果をさらに理解するために、PS/PEG側鎖長さと分子鎖形態の相関を調べた。具体的には、まず、PS鎖長およびPEG鎖長の異なるセルロース系ヤヌス型ボトルブラシを合成した。次に、SEC-MALSとSAXS測定により、希薄溶液中における分子鎖形態を予測し、分子モデルと比較した。その結果、(1)PS鎖のみ側鎖に有するセルロース系ボトルブラシは、従来型ボトルブラシと同様にみみず鎖モデル(KP)で再現できた点、(2)PS鎖の増大に伴い剛直性パラメータも増大(すなわち剛直化)した点、(3)短鎖PEGを有するヤヌス型ボトルブラシはHWモデルで記述できる一方、長鎖PEG系ではKPモデルで記述されること、すなわちPEG鎖長はボトルブラシ主鎖のたわみを決定づける要因の一つである点、を見出した。以上の結果は、セルロースを主鎖とするボトルブラシに独特な挙動と捉えることができる。

このメカニズムは異種側鎖間のミクロ相分離に由来すると考察しており、用いる溶媒を変化させた場合の分子鎖形態に関する実験にも着手した。側鎖長の異なる種々のセルロース系ヤヌス型ボトルブラシの合成に成功したが、今年度の後半にSEC-MALS装置に不具合が生じ、良質なデータを得ることができず、進捗に遅れが生じた。主鎖をセルロースに、異種グラフト側鎖を位置選択的に導入した高分子ヤヌス型ボトルブラシが形成する新規高次構造の創出を目的に、精密高分子合成および構造解析に関する研究を遂行した。最終年度には、異種グラフト側鎖の高効率導入法を確立し、側鎖分子量の異なるセルロース系ヤヌス型ボトルブラシを高収率かつグラムスケールで合成することに成功した。そのため、当初の計画にあったセルロース系ヤヌス型ボトルブラシが形成するミクロ相分離構造の観察および構造解析を達成し、相図の作成に至ったことから、構造解析研究が大きく前進したと考える。さらに、セルロース系ヤヌス型ボトルブラシの単分子膜がネマチック液晶のゼロ面アンカリング効果を有することを見出し、高輝度液晶ディスプレイ等への応用につながる成果を得た。また、研究期間全体を通じて得られた成果の概要を示す。(1)主鎖にセルロース、その6位水酸基にポリスチレン(PS)鎖を導入したセルロース系ボトルブラシ(一本鎖型)を精密に合成し、その希薄ジメチルホルムアミド溶液中における分子鎖形態をサイズ排除クロマトグラフィー-多角度光散乱(SEC-MALS)および小角X線散乱(SAXS)測定により解析したところ、みみず鎖で記述された当該分子の剛直性はセルロースと同程度であり、側鎖分子量の影響が反映されないことを解明した。これはセルロース固有の剛直性に起因すると考察した。(2)6位にPS鎖、2,3位にポリエチレングリコール(PEG)鎖を有するセルロース系ヤヌス型ボトルブラシの精密合成とその分子鎖特性解析を遂行したところ、みみず鎖では実験結果を再現できず、らせんみみず鎖による記述が妥当と判断した。本結果の解析により、セルロース主鎖のらせん性と異種側鎖間のミクロ相分離がカップルした新しい挙動を見出すことができた。以上、当初計画した研究内容をほぼ達成できたと判断した。側鎖として導入するポリスチレンやポリエチレングリコールの鎖長、導入率、および導入位置、がコンホメーションに与える影響を、SEC-MALSおよびSAXSなどの測定により調べ、構造因子との相関を明らかとする。それら知見に基づき、セルロース系ヤヌス型ボトルブラシの高次構造(ミセル、薄膜、等)をTEMやAFMなどの構造観察により解明する。メンテナンスによりSEC-MALSデータを取得できるようになったため、当初の予定通り、合成したボトルブラシの分子鎖形態を異なる溶媒中で観測するとともに、その薄膜系における高次構造観察も遂行する計画である。今年度、セルロース化学合成モノマーであるグルコースオルトエステル誘導体を原料としたボトルブラシの合成も検討したが、下記の理由により中断した。すなわち、天然セルロースを原料とした合成ルートの方が化学合成のルートよりも最終目的物のサンプル量を多く得られるだけでなく、後者では主鎖長が大きくならないために、ボトルブラシを光散乱で検出できず、本研究の目的を達成できなかったためである。よって、真空排気装置およびマニホールドの購入を断念したために、次年度使用額が生じた。SEC-MALS装置に不具合が生じ、良質なデータを得られず論文をまとめられなかったため、補助事業期間を延長した。
低次元電子-正孔系の理論的研究

ドープされていない半導体を光で強く励起し、伝導帯に電子、価電子帯に正孔を多数作って、これらがバンド内緩和するのを待つと、電子正孔系の準平衡状態が実現される。本年度は、これを擬一次元構造に閉じ込めた一次元系を念頭に置き、一次元電子正孔ババードモデルの考察を行った。この格子モデルでは、電子間、正孔間の斥力と電子正孔間引力がオンサイト相互作用として取り扱われる。まず、この系の状態密度を計算し、基底状態が相互作用パラメータによらず常に絶縁的である事を明らかにした。これは初年度に行ったボゾン化法による考察の結果を裏付けるものである。また、引力相互作用が斥力相互作用に比べて大きいか小さいかによって、エネルギーギャップがそれぞれ、局所的励起子分子相関、局所的励起子相関によって生じることも明らかにした。さらに、この状態密度の情報に加え、励起子相関をはしご近似で取り入れ、バンド間光吸収・利得スペクトルも考察した。その結果、1.状態密度のギャップを反映し、吸収端と放出端の間に吸収・利得のないギャップ構造が現れること、2.これらの端近傍で新たなデルタ関数型の孤立ピークを生じること、3.端近傍の連続的なスペクトルは強度が著しく抑制されることが分かった。バルク系についても電子正孔ハバードモデルを考察し、スレーブボゾン法による考察を行って、その結果を上記の一次元系の結果と比較した。ノンドープの半導体を光で強励起し、伝導帯に電子、価電子帯に正孔を多数作ると、電子-正孔系を実現できる。本年度は、これらの電子と正孔を擬一次元構造に閉じ込めた一次元電子-正孔系についての理論的研究を進めた。電子と正孔は再結合する前にバンド内で速やかに緩和するため、電子-正孔系は準熱平衡状態に達する。そこで、高電子-正孔密度領域における一次元電子-正孔系の基底状態と低エネルギー励起についてボゾン化法を用いた考察を行った。その結果、電子-正孔の電荷密度励起およびスピン密度励起にギャップが開き、基底状態が絶縁体的であることが明らかになった。これにより、絶対零度では励起子モット転移が起こらず、系は高電子-正孔密度が低い極限から高い極限に渡って常に絶縁体であることが示された。また、低エネルギーの励起が、ギャップレスの電子-正孔の粒子密度励起によって支配されていることを明らかにし、この励起モードを記述する朝永-Luttingerハミルトニアンを考察して、基底状態が電子と正孔の電荷密度波が同期した励起子分子結晶としての性格を持っていることを示した。温度をギャップのエネルギースケール以上に上げると、系は金属的な朝永-Luttinger液体となる。相互作用が長距離クーロン相互作用であれば、この場合でも非常に強い励起子分子的な相関が残っていることを明らかにした。さらに、絶対零度における光吸収・利得スペクトルのフェルミ端近傍における構造ついても議論した。電荷密度励起およびスピン密度励起にギャップが開くことに対応し、ギャップ構造が現れること、スペクトルが冪的なテールを引くことを明らかにした。このギャップ内にホロン-アンチホロンの束縛状態に対応した孤立ピークが現れる可能性もあり、これについて考察を開始した。ドープされていない半導体を光で強励起し、伝導帯に電子、価電子帯に正孔を多数作ってしばらく待つと、これらが準熱平衡に達した電子-正孔系を実現することができる。本年度は、これらの電子と正孔を擬一次元構造に閉じ込めた一次元電子-正孔系およびバルクの電子・正孔系についての理論的研究を進めた。まず、一次元電子・正孔系については、電子と正孔がすべて励起子を組んでいる低密度・低温領域に注目し、光励起によって生成された励起子と、背景にある励起子の波動関数が自己無撞着になるように決める定式化を構築した。これによって得られる計算結果は、これまで用いられてきた半導体ブロッホ方程式によるものとは定性的にまったく異なる。特に低温では励起子モット転移を起こさず、系は常に絶縁相にあることが見出された。これは昨年度行ったボゾン化法を用いた理論計算の結果を支持するものである。次に、バルクの電子・正孔系を研究するためのモデルとして、電子-正孔ハバードモデルを用い、これをスレーブボゾン平均場法を用いて解析した。同種粒子間に働く斥力相互作用と異種粒子間に働く引力相互作用の強さによって、基底状態(凝縮相ではないことを仮定)の性格がどのように変化するかを調べて相図を作成した。その結果、引力相互作用が斥力相互作用に比べて大きい領域では、すべての電子と正孔が励起子分子を形成した励起子分子ガス絶縁相、引力相互作用が斥力相互作用に比べて弱くしかも斥力相互作用がそれほど強くない領域では、電子と正孔がバラバラに乖離したプラズマ金属相、作用が斥力相互作用に比べて大きい領域では、すべての電子と正孔が励起子分子を形成した励起子ガス絶縁相、引力相互作用が斥力相互作用に比べて弱くしかも斥力相互作用が強い領域では、すべての電子と正孔が励起子を形成した絶縁相が現れることが明らかになった。また相互作用パラメータを固定して、電子-正孔密度を小さくしていくと、励起子ガス絶縁相の領域がプラズマ金属相の領域を侵食していくことが分かった。

ドープされていない半導体を光で強く励起し、伝導帯に電子、価電子帯に正孔を多数作って、これらがバンド内緩和するのを待つと、電子正孔系の準平衡状態が実現される。本年度は、これを擬一次元構造に閉じ込めた一次元系を念頭に置き、一次元電子正孔ババードモデルの考察を行った。この格子モデルでは、電子間、正孔間の斥力と電子正孔間引力がオンサイト相互作用として取り扱われる。まず、この系の状態密度を計算し、基底状態が相互作用パラメータによらず常に絶縁的である事を明らかにした。これは初年度に行ったボゾン化法による考察の結果を裏付けるものである。また、引力相互作用が斥力相互作用に比べて大きいか小さいかによって、エネルギーギャップがそれぞれ、局所的励起子分子相関、局所的励起子相関によって生じることも明らかにした。さらに、この状態密度の情報に加え、励起子相関をはしご近似で取り入れ、バンド間光吸収・利得スペクトルも考察した。その結果、1.状態密度のギャップを反映し、吸収端と放出端の間に吸収・利得のないギャップ構造が現れること、2.これらの端近傍で新たなデルタ関数型の孤立ピークを生じること、3.端近傍の連続的なスペクトルは強度が著しく抑制されることが分かった。バルク系についても電子正孔ハバードモデルを考察し、スレーブボゾン法による考察を行って、その結果を上記の一次元系の結果と比較した。
がん関連CNV(copy number variation)の同定に関する研究

各種固形癌(子宮癌、大腸癌、胃癌など)について、各患者(2030例)から採取した癌組織(細胞)と非癌細胞(リンパ球)および当該癌に罹患したことのない高齢者(20人)のリンパ球からのDNAを抽出した。抽出されたDNAはBACアレイCGHによりコピー数が解析され、高頻度にコピー数異常を呈するBACクローンを同定した。癌患者における非癌検体からのDNAで、癌細胞からのDNAと同様に高頻度に出現したコピー数異常部位をまずCNV候補とした。それらのうち非癌患者DNAにおける結果と比較し、癌との関連性が考えられるCNVを絞っていった。このときデータベースとの照合も行った。子宮癌、大腸癌ではこれらの候補CNVを同定することに成功し、本研究の目的は達せられたと考えている。
大統一統論とニュ-トリノの質量

米国・ホ-ムステ-クの太陽ニュ-トリノ測定実験の結果は太陽標準模型に基づく理論値と大きなくい違いを示している。本研究期間中に,我ヶ国の神岡地下実験による太陽ニュ-トリノ測定が報告され新たな局面をむかえている。本研究では,この2つの独立な実験結果は太陽標型の修正では説明不可能であることを示した。これはホ-ムステ-クの測定した太陽ニュ-トリノのエネルギ-領域と神岡地下実験のものとが互いに異なることに基づいている。さらに本研究では,ニュ-トリノが,10^<-3>ー10^<-4>のV程度の質量を持ち物質中でニュ-トリノ振動が起きている場合のみが上記の「太陽ニュ-トリノ問題」を解決できることを示した。この小さなニュ-トリノの質量は我々が大統一理論に基づき10年前に予言したものに一致しており,大統一理論の最初の証拠になると思われる。さらに上記の振動仮説が正しければ,ガリウムを用いる太陽ニュ-トリ測定値が理論値に比べて大幅に小さくなると予言できる。平成2年度には,ソ連と米国の共同研究(SAGE)によるガリウム実験の結果が報告され上の予言と矛盾しないことが示されている。この結果はまだ最終的なものではないので決定的なことは言えないが,今までの結果が正しければ,ニュ-トリノ振動仮説はかなり信頼できるものになる。また平成2年度の後半には原子核の崩壊により放出されたニュ-トリノの中に17keVの質量をもつ重いニュ-トリノが1%程度混っていることが報告された。この重いニュ-トリノと太陽ニュ-トリノとの整合性や太統一理論との整合性について現在検討中である。また,大統一理論と関係の深い宇宙のバリオン数についても研究を行った。特に,現在の宇宙のバリオン数を説明するためにはニュ-トリノの質量に上限が与えられることを示した。弱電磁相互作用を統一するワインバーグ・サラム理論には、量子効果によりバリオン数を破る効果が生成される。最近、この効果が高温で大きなバリオン数の破れを生じることが指摘されている。この主張が正しいとすると、宇宙の初期に生成された宇宙のバリオンが温度T100GeVで、全部打ち消されてしまう。とこずが今までの所、このバリオン数の破れの大きさの計算に現れるエントロピーファクターは計算されていない。我々は、このエントロピー項の詳しい計算を行いその一部をPhysical Reviewに発表した。その結果、上に述べた主張は正しいものであることが分かった。しかし、もし宇宙初期にバリオン数とともにレプトン数も生成され、しかもその差が有限ならば宇宙のバリオン数の一部が残ることが分かった。これは宇宙進化のある段階でバリオン数のみならずレプトン数も大きく破れていた事を意味する。SO(10)の統一理論ではこのようなB-Lの破れが起ると期待される。この模型では右巻ニュートリノが大きなマヨラナ型の質量を持ち、その結果レプトン数が破れるためである。SO(10)大統-理論のように右巻ニュートリノが大きなマヨララ質量を持てば、宇宙のバリオン数の一部を現在まで残せる。この場合左巻ニュートリノが極めて小さな質量を持つことになる。このような観点から、太陽ニュートリノ問題の解の一つであるニュートリノ振動を詳しく研究した。ニュ-トリノの質量は大統一理論の重要な予言の一つである。平成元年度は、ニュ-トリノが100KeV-1000KeVの質量を持ち輻射崩壊を行う場合に宇宙物理へ与える効果を詳しく調べた。

ニュ-トリノの寿命が10^<10>-10^<14>秒の時、宇宙背景輻射のスペクトラムのエネルギ-の高い部分を10%以上ゆがめることが分った。最近、米国の人工衛星の測定によりスペクトルのゆがみは1%以下であることが確認されニュ-トリノの寿命に強い制限が与えられることが分った。最近、神岡地下実験グル-プは大気ニュ-トリノの測定に成功した。しかし、VeとVμの比が理論値の2倍程度である事が報告され話題になっている。そこで我々は大気ニュ-トリノの理論計算を独自に行った。我々の結果はこれまでの結果と10%以内の範囲で一致しており、大気ニュ-トリノ問題は確実に存在する事を確認した。もし実験も理論も正しければ、ニュ-トリノは0.1eV程度の質量を持ち振動を行うことになり、大統一理論に大きな影響を与える。素粒子の標準模型の重大なパズルにバリオン数の破れが高温で大きくなると言う問題がある。我々は、スファレロン解の量子状態を詳しく調べで、高温初期宇宙ではバリオン数の大きな破れが実現することを確かめた。これが正しいとすると、温度100GeV程度の初期宇宙で全ての宇宙のバリオン数が消え去ることになる。もしニュ-トリノがマヨラナ質量を持っていれば、上記の困難を解決できることを示した。米国・ホ-ムステ-クの太陽ニュ-トリノ測定実験の結果は太陽標準模型に基づく理論値と大きなくい違いを示している。本研究期間中に,我ケ国の神岡地下実験による太陽ニュ-トリノ測定が報告され新たな局面をむかえている。本研究では,この2つの独立な実験結果は太陽標型の修正では説明不可能であることを示した。これはホ-ムステ-クの測定した太陽ニュ-トリノのエネルギ-領域と神岡地下実験のものとが互いに異なることに基づいている。さらに本研究では,ニュ-トリノが10^<ー3>ー10^<ー4>eV程度の質量を持ち物質中でニュ-トリノ振動が起きている場合のみが上記の「太陽ニュ-トリノ問題」を解決できることを示した。この小さなニュ-トリノの質量は我々が大統一理論に基づき10年前に予言したものに一致しており,大統一理論の最初の証拠になると思われる。さらに上記の振動仮説が正しければ,ガリウムを用いる太陽ニュ-トリ測定値が理論値に比べて大幅に小さくなると予言できる。平成2年度には,ソ連と米国の共同研究(SAGE)によるガリウム実験の結果が報告され上の予言と矛盾しないことが示されている。この結果はまだ最終的なものではないので決定的なことは言えないが,今までの結果が正しければ,ニュ-トリノ振動仮説はかなり信頼できるものになる。また平成2年度の後半には原子核の崩壊により放出されたニュ-トリノの中に17keVの質量をもつ重いニュ-トリノが1%程度混っていることが報告された。この重いニュ-トリノと太陽ニュ-トリノとの整合性や太統一理論との整合性について現在検討中である。また,大統一理論と関係の深い宇宙のバリオン数についても研究を行った。特に,現在の宇宙のバリオン数を説明するためにはニュ-トリノの質量に上限値が与えられることを示した。
溶接基礎現象解明に基づく超高パワー密度ファイバレーザ溶接プロセスの知能化

電子ビームのMW/mm^2に匹敵する超高パワー密度ファイバレーザ溶接時における基礎現象の解明および溶接プロセスの知能化を実施した.基礎現象の解明では,キーホールのX線透視観察結果と関連付けて,ステンレス鋼では最大89%と高いレーザ吸収が実現されることを明らかにした.一方,知能化では、連続発振ファイバレーザ溶接に適用し,蓄熱を考慮することで,従来の適応制御法では難しかった,加減速時の所定の溶接部形成に成功した.電子ビームのMW/mm^2に匹敵する超高パワー密度ファイバレーザ溶接時における基礎現象の解明および溶接プロセスの知能化を実施した.基礎現象の解明では,キーホールのX線透視観察結果と関連付けて,ステンレス鋼では最大89%と高いレーザ吸収が実現されることを明らかにした.一方,知能化では、連続発振ファイバレーザ溶接に適用し,蓄熱を考慮することで,従来の適応制御法では難しかった,加減速時の所定の溶接部形成に成功した.電子ビームのMW/mm^2に匹敵する10kW高輝度ファイバーレーザを用いて、高品質な深溶込みを安定的に得られる画期的なレーザ溶接法を創出するため、超高パワー密度レーザ溶接時における基礎現象の解明および溶接プロセスの知能化を実施した。主な結果を下記に示す。1.基礎現象の解明:アルミニウム合金、ステンレス鋼の高出力ファイバーレーザ吸収特性を、カロリメトリー法を用い,広範囲な溶接条件で調査した。その結果、10kW出力では、アルミニウム合金では最大93%,ステンレス鋼では最大89%と高いレーザ吸収が実現されることが明らかになった.また、250mm/sの高溶接速度に達しても、レーザ吸収が、アルミニウム合金72%,ステンレス鋼60%と比較的高い値であった.吸収の低下は,キーホールロを通過する入射レーザ光の割合に強く依存し,高速域では,レーザ照射部から後方にズレた位置に,キーホールが生成されることが大きな要因であることが判明した。このような点は従来指摘されておらず,新しい結果であり,最近話題である超高速レーザ溶接のリモート溶接に対しても有効な知見である.2.プロセスの知能化:連続溶接では,レーザ照射位置が常に移動するので,溶接欠陥に対して予防的なレーザ制御が必要である。そこで、シングルモード・ファイバーレーザを純チタン薄板の重ね溶接に適用し、溶接速度の加速・減速時に、蓄熱を考慮した適応制御アルゴリズムに基づき、レーザ出力を制御すれば、目的な溶接部形状が得られることがわかった。この結果は、新規的で、欧州で主な溶接関連の発表があるJ. Phys. D : Appl. Phys. (IMPACTFACTOR : 2.2)でも掲載が決まり、世界に対して発信ができた。電子ビームのMW/mm^2に匹敵する高出力・高輝度レーザを用いて、高品質な深溶込みを安定的に得られる画期的なレーザ溶接法を創出するため、超高パワー密度レーザ溶接時における基礎現象の解明および溶接プロセスの知能化を実施した。1.基礎現象の解明:X線透視観察装置を用いて、高出力・高輝度レーザ溶接時の溶接欠陥ポロシティの新しく特徴的な発生機構を観察した。従来のレーザ溶接では、主にキーホール底部から気泡が発生し、凝固界面でトラップされ、ポロシティとなるが、高出力・高輝度レーザ溶接では、キーホール中央部から気泡が発生した。これは,レーザ集光特性を比較・検討すると、MW/mm^2級に超高パワー密度が集光れた部分に相当し、このような超パワー密度部では、ポロシティ生成の芽になる可能性が判明した。さらに,X線透視観察装置を用いて、ステンレス鋼では最大89%と高いレーザ吸収が実現される溶接プロセスにおいて、レーザ光の高パワー密度部が、直接キーホール底部に届く位置配置になっていることも明らかにした。本研究成果は、日本の主な溶接関連の雑誌である溶接学会論文集,27,3(2009),183-188(査読有)に掲載された。2.プロセスの知能化:連続溶接のレーザ適応制御の研究成果が、J. Phys. D: Appl. Phys., 42, 8 (2009), 085501(査読有IMPACTFACTOR:2.2)に掲載された。また、16kW高輝度ディスクレーザを使用し、ビード・オン・プレート溶接を行い、これまでの研究成果と同様に熱放射光が溶融池サイズのリアルタイム指標であり、適応制御の有効な入力信号となることを確認した。
語り手と女:ジェンダーを巡るイランの文学的言説の研究

本研究はイランにおける多様な文学的言説を、ジェンダーを分析的に用いて総合的に検証することで、文化的周縁に置かれ、常に歪められてきたイラン女性の実像を明らかにし、ひいてはイスラーム世界に対する認識の刷新を図ろうとした。古典から現代までの文学作品のみならず、民間歌謡、民話、祭祀や宗教儀礼をも対象とした多様なテクストの分析を通して、複数の時代・階層・ジェンダーにまたがる女性の文学的言説の豊潤な蓄積を立証することができた。本研究は、イランにおける文学的言説を、ジェンダーを分析的に用いて総合的に検証することで、文化的周縁に置かれ、常に歪められてきたイラン女性の実像を明らかにし、ひいてはイスラーム世界に対する認識の刷新を図ろうとする。「語り」をキーワードに、古典文学から宗教儀礼やディアスポラ文学に見られる女性のナラティヴまで、時代やジャンルの異なる研究者が女性という共通の研究対象について複数の視点から共同研究を行い、中世以降現代に至るジェンダーを巡る文学的諸言説を俯瞰し、相関的、有機的に捉えることで、イランにおけるジェンダーの構造とセクシュアリティのあり方を解明する。平成19年度は、当研究の準備期間と位置づけ、研究組織の立ち上げと調査・資料収集の準備、および研究環境の整備を行うと同時に、調査・資料収集と個人研究も開始することとしており、実際には以下のような活動を行った。1.準備会合の開催:6月30日に準備会合を開き、研究目的の確認、研究計画に関する意見交換、調査日程や研究者等招聘の計画、必要な文献や物品についての購入について話し合った。2.イランでの資料収集および研究打合せ:イラン=イスラーム共和国のテヘラン州およびファールス州へ、藤元優子、佐々木あや乃、ザフラー・ターヘリー、および鈴木珠里の4名が調査と資料収集に出かけ、藤元は女性の宗教儀礼におけるナラティヴに関する調査(女性による願掛け儀礼を3例収集)および現代文学者との研究打合せ、佐々木は古典文学にみる女性像に関する資料収集および研究打合せ、ターヘリーは女性による労働歌の調査、鈴木は現代女性詩人に関する資料収集および研究打合せを行った。3.講演会の実施:平成20年1月13日に、イランからゾフレ・ロルザンギャネ氏を講師に、女性の宗教儀礼ソフレに関する講演会を開催した。4.個人研究の開始:準備会合での立案に基づき、本研究参加者が各分野における個人研究を開始した。このうち、ザフラー・ターヘリー氏から、神秘主義文学・現代詩より、女性による絨毯織りや農作業時の労働歌研究に移りたいと希望があり、準備的な調査として前記2の活動を行った。今年度は、研究計画第一段階の継続的活動である、「各研究者が取り組む特定のジャンルもしくは作品に見られる女性像の抽出」に向け、以下の活動を行った。1.イランにおける現地調査および資料収集:連携研究者のうち、山中由里子氏(2008年10月4日から10月11日)、山岸智子氏(2008年10月10日から10月18日)、ターヘリー、ザフラー氏(2008年12月20日から2009年1月12日)の3名が現地調査および資料収集のため、イラン=イスラーム共和国に出張した。2.講演会および研究会の実施:6月21,22日の両日、現代女性詩人スィーミーン・ベヘバハーニー(ハリーリー)氏および文学研究者アリー・ベヘバハーニー氏をイランから招き、自作詩の朗読会および現代イラン文学とロシア文学の関係を論じた講演会を開催して、参加者と活発な質疑応答を行った。また、同時開催した研究会では、「現代詩概説とべヘバハーニー氏の詩について」(鈴木珠里氏)と「女性による民間歌謡」(ターヘリー、ザフラー氏)と題した中間報告会も実施した。なお、この講演会および研究会の後、本研究参加者4名の執筆により、月刊『すばる』誌第30巻第12号に「イラン女性文学特集」が組まれ、論文一点、短編小説翻訳3点、現代詩翻訳1点、およびスィーミーン・ベヘバハーニー氏インタビューが掲載されて、イラン現代文学紹介に大きく貢献した。3.個人研究の進行:本研究参加者は、第一段階の研究を各自進めた。平成21年度は、研究計画第二段階の「ジェンダーの構造的理解への深化」に入り、以下の活動を行った。1.イランおよびドイツにおける現地調査および資料収集:研究代表者の藤元優子が平成21年9月18日から28日、連携研究者のタンハー、ザフラーターヘリーが平成21年12月20日から22年1月6日の期間、イラン=イスラーム共和国に出張した。藤元は作家および現代文学研究者との意見交換を行い、資料を収集した。タンハーは、女性による民間歌謡の収集を行った。また、連携研究者山中由里子は、古典文学に関する意見交換と資料収集のため、平成22年2月23日から3月5日までドイツのバンベルグ大学に出張した。

2.講演会および研究会の実施:平成21年6月6,7日の両日、オックスフォード大学ホマー・カートゥーズィヤーン氏を招いて、「サーデク・ヘダーヤトと女性」と題した講演会を開催し、現代文学最大の小説家の描く女性像に関して活発な論議を行った。また、同年11月28,29日の両日には、著名な小説家シャハルヌーシュ・パールスィープール氏の「サーデク・ヘダーヤトと私」、およびイランの人文科学研究所教授タキー・プールナームダーリヤーン氏による「ペルシア古典文学の中の女性」の二つの講演を含む研究会を開いた。前者の講演とその後の全体議論は、大作家の抱く女性像が次世代の作家に与える影響について出席者に多くの示唆を与えた。また、後者の講演は、ペルシア文学全体を俯瞰した女性観を提示して、各研究者に大いに刺激となった。3.個人研究の進行:各研究者は、今年度の研究会での成果を踏まえ、平成22年11月に開催予定の国際ワークショップに向け、各自の研究対象についての研究を進めるのみならず、各時代の文脈に置き直しての考察を始めており、上記の研究会で進捗状況を報告した。平成22年度は、本研究の最終年度であるため、以下のような纏めの活動を行った。1.イラン・アルメニアにおける現地調査と資料収集:平成22年9月には、藤元優子が研究協力者ファーテメ・バーバーザーデと共にテヘランで女性の願掛け儀礼に関する調査を行った。その後、藤元はアルメニアでアルメニア系イラン人作家と意見交換を行った。平成23年2月には、研究協力者・中村菜穂が、同年3月には連携研究者カームヤール・アーベディーシャールがテヘランに出張し、現代文学に関する資料収集および現地研究者との意見交換を行った。2.研究会の実施:平成22年6月に、東京外国語大学において研究会を行い、連携研究者のカームヤール・アーベディーシャールと鈴木珠里が、現代女性詩人フォルーグ・ファッロフザードに関する研究発表を行った。3.国際ワークショップの実施:平成22年11月26, 27両日、大阪大学にて研究の総まとめとなる国際ワークショップを開催した。研究代表者、連携研究者、研究協力者のほか、外国から4名の研究者も招聘して、ペルシア語および英語で発表・討論を行った。参加者は、日本人、イラン人、スイス人、ハンガリー人と多彩で、単にイランの純文学だけでなく、女性の祭、昔話、アマゾン伝説、女性によるイラン・イラク戦争回顧録など、本研究の目指した多様な文学的言説を対象とした研究が並んだ。4.研究報告書の出版:本研究の4年間の活動を纏めた報告書を作成した。研究期間内に招聘した詩人・作家・研究者の講演と質疑のすべてと、国際ワークショップの発表原稿とその後の討論をそのまま収録した3カ国語が混在するユニークな記録となっている。この報告書を一次資料とした今後の継続的研究を期して作成された。
日中戦争期の中国で発掘した考古資料の再検討

京都大学人文科学研究所の前身である東方文化学院京都研究所は、1938年から1944年にかけて山西省大同市に所在する雲岡石窟とその周辺遺址の調査を実施した。その報告書は水野清一・長廣敏雄『雲岡石窟』全16巻32冊として公刊されたが、残念なことに、出土遺物についてはほとんど未整理・未報告のまま人文科学研究所に保管されてきた。そこで岡村秀典助教授の指導のもとに新石器時代・殷周時代・漢時代・北魏時代・遼時代の土器・陶磁器について整理を進めてきた。今の時点で半分あまりを完了し、来年度に継続して整理をおこなう予定である。今年度の所見では、雲岡石窟の出土品は北魏と遼代、新石器時代の遺物は大部分が雲岡石窟の対岸にある八蘇木地遺址の出土、漢代の遺物は大同市の平城遺址や応県東張寨遺址など当時の県城址からの出土である。とくに新石器時代の土器や陶環(土製腕輪?)の数は多く、不明な点の多い当該地域の仰韶文化後期から龍山文化を解明する上で重要な資料と考えられる。この整理作業に関連して、11月下旬から12月上旬に山西省とそれに隣接する陝西・内蒙古・北京の遺址を踏査した。とりわけ本資料の出土した大同市周辺の各遺址は、新中国において遺址として関係機関にほとんど認知されず、十分な保護措置がとられていないことから、早急に現状を把握する必要があり、来年度も継続して現地を調査する予定である。本研究における成果の一部は11月に名古屋の南山大学で開催された日本中国考古学会第14回大会において「二里頭時代の中原東部地区-土器動態からみた地域間関係とその背景」と題する発表をおこなった。それは来年度刊行の学会誌『中国考古学』第4号に掲載する予定である。
加齢進行性内耳障害を誘起する新規遺伝性難聴モデルマウスの開発

加齢性難聴は老化に伴う感音難聴であり、その機序解明のためには、良い動物モデルが不可欠である。ヒト遺伝性非症候群性難聴(HDFN)と、ヒト加齢性難聴の2つの病態の中には共通の発症機構が存在する可能性があり、HDFNのよいモデルであるENU誘発遺伝性難聴マウスの発症機構を解析する事が、加齢性難聴解明のための重要な知見をもたらす可能性がある。本研究において、ENU誘発マウス系統から、新規の難聴遺伝子を同定し、多面的な解析を実施中である。ENU-mutagenesisにより代表者は聴覚関連遺伝子機能解析のモデルとなる突然変異体マウスの検索を大規模に実施し、20系統以上の難聴マウス変異体を単離した。これらの点突然変異による遺伝性難聴マウスは、HDFN(ヒト非症候群性難聴)のモデルとなり得るが、HDFNを、ヒト加齢性・老人性難聴と比較して同様の病態の存在を厳密に示すのは簡単ではない。HDFNには多数の進行性難聴が含まれるものの、その加齢変化、進行性内耳障害に関する詳細な解析は乏しく、逆に、ヒト加齢性・老人性難聴に関し遺伝的要因がどの程度関わるかについては殆ど解明されていない。しかしながら、HDFNの既知の原因遺伝子群が極めて多様性に富み、かつ未だ多数の原因遺伝子未知家系が存在する事を考慮すると、これら2つの病態の中に、共通の発症機構が存在する可能性は低くないのではないかと考えられる。実際、HDFNの加齢変化が報告されている多くの例で、その原因遺伝子の老人性難聴への関与が示唆されている。ヒトでの実験的な解析には限界があるため、HDFNのよいモデルであるENU-mutagenesisによる、遺伝性難聴マウスの表現型・発症機構を解析する事は、加齢性難聴を理解するための重要な知見をもたらす可能性があると期待される代表者は上記ENU変異体repertoireの初期解析を進める中で、聴覚表現型として顕著な加齢性聴力低下を示す系統を含む、5系統の新規難聴変異体候補を同定した。これらの系統は、未知難聴遺伝子に点変異を持つと考えられ、新しい難聴遺伝子の発見に繋がる可能性が高い。当該年度において、これらの原因遺伝子変異同定を目的とし、物理地図作製、表現型連鎖解析によるマッピングを行った所、この内の1系統に既知の難聴遺伝子の存在しない約2Mbの領域を同定し、この変異体が新規の難聴系統である事を確認した。更に未知の新規遺伝子変異同定、表現型解析、組織学的解析を遂行し、加齢性難聴モデルとしての意義を検討するための基盤となる知見を得る。ENU-mutagenesisにより代表者は聴覚関連遺伝子機能解析のモデルとなる突然変異体マウスの検索を大規模に実施し、23系統の難聴マウス変異体を単離した。これらの点突然変異による遺伝性難聴マウスは、HDFN(ヒト非症候群性難聴)のモデルになり得るが、HDFNを、ヒト加齢性・老人性難聴と比較して同様の病態の存在を示すのは簡単ではない。HDFNには多数の進行性難聴が含まれるものの、その加齢変化、進行性内耳障害に関する詳細な解析は乏しく、一方、ヒト加齢性・老人性難聴に関し遺伝的要因がどの程度関わるかについては殆ど解明されていない。しかしながら、HDFNの既知の原因遺伝子群が極めて多様性に富み、かつ未だ多数の原因遺伝子未知家系が存在する事を考慮すると、これら2つの病態の中に、共通の発症機構が存在する可能性は有るのではないかと考えられる。実際、HDFNの加齢変化が報告されている多くの例で、その原因遺伝子の老人性難聴への関与が示唆されてきた。ヒトでの実験的な解析には限界があるため、HDFNのよいモデルであるENU-mutagenesisによる遺伝性難聴マウスの表現型・発症機構の解析が、加齢性難聴を理解するための重要な知見をもたらす可能性があると期待される。代表者は上記ENU変異体repertoireの初期解析を進める中で、聴覚表現型として顕著な加齢性聴力低下を示す系統を含む、5系統の新規難聴変異体候補を同定した。当該年度において、これらの原因遺伝子変異同定を目的とし、物理地図作製、表現型連鎖解析によるマッピングを行い、この内の1系統に既知の難聴遺伝子の存在しない約1.6Mbの領域を同定した。この領域中に新規の難聴因子と考えられる遺伝子変異を発見し、この変異体が新規の難聴系統である事を確認した。更に、表現型解析、組織学的解析を遂行し、加齢性難聴モデルとしての意義を検討するための基礎的知見を獲得する。加齢性難聴は老化に伴う進行的な感音難聴であり、その発症機序として、複雑な分子生物学的、生理学的変化が考えられている。

しかしながらはその全容は未だ不明な点が多く、機序解明のためには、加齢性難聴の良い動物モデルが不可欠である。一方ヒト遺伝性非症候群性難聴(HDFN)の世界で同定された原因遺伝子は50に上り、原因遺伝子未同定のグループも50近くに上る。その原因遺伝子から推定される内耳の障害は多岐に及び、難聴発症機作が著しく多様であることを示す。理研において樹立されたENU誘発難聴変異体マウスは、表現型解析の結果から非症候群性と考えられる点で、HDFNの良いモデルである。HDFNには多数の進行性難聴が含まれるものの、その加齢変化、進行性内耳障害に関する詳細な解析は乏しく、逆に、ヒト加齢性・老人性難聴に関し遺伝的要因がどの程度関わるかについては未解明の部分が多い。しかしながら、HDFNの既知の原因遺伝子の種類が極めて多様性に富み、かつ未だ多数の原因遺伝子未知家系が存在する事を考慮すると、これら2つの病態の中に、共通の発症機構が存在する可能性がある。HDFNのよいモデルであるENU誘発遺伝性難聴マウスの表現型・発症機構を解析する事は、加齢性難聴を理解するための重要な知見をもたらす可能性があると期待される。本研究において、新規のENU誘発マウス難聴系統の遺伝的連鎖解析、配列決定による原因遺伝子の同定を進め、2系統において、新規の難聴遺伝子を同定した。これらは、マウスでもヒトでも聴覚における機能が知られていない転写因子をcodeする遺伝子であった。この変異体の加齢性難聴モデルとしての意義を検討するために、聴覚生理学的機能変化、形態学的異常の解析を推進するとともに、変異遺伝子産物のin silicoでの3次元構造予測法の適用により、その機能変化予測を実施中である。新規難聴変異体候補の一系統について、新規の難聴因子と推定される遺伝子変異を同定し、その表現型解析を行うと同時に、他系統の詳細マッピングを並行した。当該難聴系統は表現型の遺伝的浸透率が低く、表現型連鎖解析の規模を拡大する必要があった。24年度が最終年度であるため、記入しない。新規難聴系統の候補について、難聴遺伝子の探索を推進する。表現型の遺伝的浸透率が低い系統の連鎖解析について規模を拡大するとともに、塩基配列決定、表現型解析の効率化を図る。
非日本語話者に対する災害時の緊急言語情報の与え方に関する調査・研究

日本の国際化に伴って増え続ける外国人居住者。日本語を十分に理解できない人々に災害時の情報はどう伝えられるべきかの調査・研究を行ってきた。3年間の研究成果として,災害発生時に,日本語にも英語にも不慣れな外国人住民が、より適切な行動をとれるようにする情報の提供方法についてのマニュアル「災害時に使う外国人のための日本語案文(全国版)」「災害が起こったときに外国人を助けるためのマニュアル(コミュニティ版)」をまとめた。<事例の内容>緊急時に,複数の言語で情報の提供を行うことは不可能である。日本に住むほとんどの外国人に理解してもらえる言語は、わかりやすい日本語の表現である。普通の日本語ニュースは難しすぎてわからないが,買い物をしたり,バスに乗ったりできる程度の日本語を使えば,十分に理解できる外国人が多数生活している。ボランティア団体が立ち上がるまでの3日間の情報を、やさしい日本語で伝えていくことを提案した。<事例の特色>マニュアルの使い手を,「ラジオ放送担当者,テレビの字幕スーパー担当者」「行政関係者。とくに外国人担当者および防災担当者、あるいは防災無線担当者」「外国人の支援にあたるボランティア団体」と想定した。マニュアルでは、防災後3日間に必要とされる情報の種類を時間軸にそって示した。「外国人だけに必要な情報」以外に,「日本人と同じように必要な情報」や「日本人にとって常識でも、外国人には気付きにくい情報」も含めている。また、具体的な案文の作り方についても詳述した。巻末にはCDでの音声サンプルも添付しており,実際にテレビやラジオで流すことも可能なようにした。同マニュアルは平成11年度の消防庁町づくり大賞「消防庁長官賞」を受賞した。また当該研究は平成11年度の村尾学術研究奨励賞を受賞した。日本経済の強さは、日本から外へというだけの関係に留まらず、日本国内に、日本語を母語としない人々を多数受け入れるという、内なる国際化をも意味していた。しかし一方で、95年の阪神大震災によって、日本は、日本語を話せない人々に十分な危険情報や生活情報を流せなかったという現実に直面した。本年度の研究では、このようなことから、外国人被災者たちは、どこから、どうやって必要な情報を入手したのか、不足していたことは何だったのかということについての調査を行った。被災した外国人や外国人対応を行った機関などからの聞き取りを行った結果、被災外国人が災害発生後にとった典型的な行動は、いくつかの具体的な事例に集約できた。・情報はマスコミに頼らず、もっぱら近所の日本人や身内、同国籍の友人に求めた・教会やボランティア団体が提供する情報に頼った・テレビやラジオから情報は盛んに流れるが、日本語ばかりで理解できなかった・新聞からの情報を得るために、毎日何時間も辞書を片手に漢字を調べて読んだ・テレビのニュースの画面を見つめて何が起きたのかを推測しようとした・日本語以外での災害情報が少ないことから不安になり帰国した日本国内に居住する外国人の多くは、地震についての経験則がないだけでなく、そのまた多くは、日本語にも英語にも精通していない人々であったため、結果的に情報からも隔離される形になっていたことが判明した。次年度は、本年度得られた結果をもとに、日本語を十分に理解できない人々に対して災害時には「どのような情報を流すべきか」という情報の種類についての調査を進める。日本語を十分に理解できない人々に災害時の情報はどう伝えられるべきかの調査・研究を課題としている。平成10年度は、前年度に引き続き、阪神・淡路大震災でラジオから流された情報の種類分けと外国人被災者からの聞き取り調査を行った。外国人を多く抱える自治体では、日本語放送と同内容の英語放送を、外国人のために防災無線などで流すようにするなどの工夫をしていたが、複数のことばでの情報案内には限度があること、また、少数言語を話す者たちはどうしても情報弱者となってしまうことが明らかとなった。そこで、日本語に不慣れな外国人には、緊急性の高い情報を、災害発生の初期に提供できる言語的方法を考案すべきことが見えてきた。災害時用の外国人のための日本語(Easy Japane se)は、簡単な日本語での日常会話ができる程度(初級後半中級前半程度)の外国人を対象としている。Easy Japaneseを、簡単な日常会話ができる程度の外国人は、1.どの程度理解できるか2.普通のNHKのニュースにくらべて、理解度は高まるかどうかを調べたところ、非常に有効であることが実証された。Easy Japaneseは、災害が起きたときのラジオや有線放送、テレビのテロップ、掲示物などで使われるべきであり、とても伝達率の高い情報伝達手段であること、また、日本語に不慣れな外国人だけでなく、災害で判断能力が低下している日本人や、お年寄り、聴覚障害者、子供といった災害弱者にとっても有効な情報伝達手段であることが明らかとなりつつある。

普通の日本語ニュースは難しすぎてわからないが,買い物をしたり,バスに乗ったりできる程度の日本語を使えば,十分に理解できる外国人が多数生活している。ボランティア団体が立ち上がるまでの3日間の情報を、やさしい日本語で伝えていくことを提案した。<事例の特色>マニュアルの使い手を,「ラジオ放送担当者,テレビの字幕スーパー担当者」「行政関係者。とくに外国人担当者および防災担当者、あるいは防災無線担当者」「外国人の支援にあたるボランティア団体」と想定した。マニュアルでは、防災後3日間に必要とされる情報の種類を時間軸にそって示した。「外国人だけに必要な情報」以外に,「日本人と同じように必要な情報」や「日本人にとって常識でも、外国人には気付きにくい情報」も含めている。また、具体的な案文の作り方についても詳述した。巻末にはCDでの音声サンプルも添付しており,実際にテレビやラジオで流すことも可能なようにした。同マニュアルは平成11年度の消防庁町づくり大賞「消防庁長官賞」を受賞した。また当該研究は平成11年度の村尾学術研究奨励賞を受賞した。
二関節筋を模倣したバイラテラルサーボによる下肢動力装具の研究

本研究は,人間や動物特有の走行やジャンプなどの機能を持った二関節筋アクチュエータの工学的応用とその効果を実証することである.特に,下肢動力装具は,実用されておらず,ヒトの機能に合った下肢装具の設計・試作を行った.(1)下肢動力装具の設計・試作について:二関節筋駆動システムの設計を行い,実用に近いレベルへ設計・試作した.(2)二関節筋動作の工学的評価:富山県立大学(大島)により,(1)で試作した実験機のシミュレーションと動作実験を進めた.下肢動力装具の可動領域をシミュレーションから得たリンク長を東京電機大学へフィードバックし,設計データとした.(3)二関節筋の駆動システムとモータ制御の特性改善:研究分担者羽根吉により,バイラテラルサーボ系のモータ駆動をマルチモータ駆動とすることで,系の安全性と位置決めサーボ,及び歯車のバックラッシュ除去をシミュレーションと実験機から検討を行った.(4)研究分担者鈴木は,リハビリテーション専門医の立場から下肢動力装具の傷害レベルと操作法について設計の指針を与えた.特に二関節筋の効果は動物などの動作に見られるように強力なジャンプ,高速動作として位置付けられている.従来のロボットでは,一致関節部に一モータである構造に対し,二関節部に一アクチュエータの構造により新しいロボット設計のコンセプトが実現できた.本研究は,人間や動物特有の走行やジャンプなどの機能を持った二関節筋アクチュエータの工学的応用とその効果を実証することである.特に,下肢動力装具は,実用されておらず,ヒトの機能に合った下肢装具の設計・試作を行った.(1)下肢動力装具の設計・試作について:二関節筋駆動システムの設計を行い,実用に近いレベルへ設計・試作した.(2)二関節筋動作の工学的評価:富山県立大学(大島)により,(1)で試作した実験機のシミュレーションと動作実験を進めた.下肢動力装具の可動領域をシミュレーションから得たリンク長を東京電機大学へフィードバックし,設計データとした.(3)二関節筋の駆動システムとモータ制御の特性改善:研究分担者羽根吉により,バイラテラルサーボ系のモータ駆動をマルチモータ駆動とすることで,系の安全性と位置決めサーボ,及び歯車のバックラッシュ除去をシミュレーションと実験機から検討を行った.(4)研究分担者鈴木は,リハビリテーション専門医の立場から下肢動力装具の傷害レベルと操作法について設計の指針を与えた.特に二関節筋の効果は動物などの動作に見られるように強力なジャンプ,高速動作として位置付けられている.従来のロボットでは,一致関節部に一モータである構造に対し,二関節部に一アクチュエータの構造により新しいロボット設計のコンセプトが実現できた.平成14年度の研究実績は、以下の通りである。本研究は、人間を始めとする二関節筋の工学的応用とその効果を実証することである。(1)下肢動力装具の設計・試作について:二関節筋駆動システムの設計・試作を行った。耐久性向上のためにシリンダ構造を変え、引き抜きパイプの加工精度を上げ、実用に近いレベルへと設計した。現在、耐久試験中である。(2)二関節筋動作の工学的評価:富山県立大学(大島)により、(1)で試作した実験機のシミュレーションと動作実験を進めている。下肢動力装具の可動領域をシミュレーションから得たリンク長を東京電機大学へフィードバックし、設計データとしている。(3)二関節筋の駆動システムとモータ制御の特性改善:研究分担者羽根吉により、バイラテラルサーボ系のモータ駆動をマルチモータ駆動とすることで、系の安定性と位置決めサーボ、及び歯車のバッククラッシュ除去をシミュレーションと実験機から検討を行った。(4)研究分担者鈴木は、リハビリテーション専門医の立場から下肢動力装具の障害レベルと操作法について設計の指針を与えた。以上の研究成果を2002年、及び2003年の各学会で研究報告を行った。通常のロボットや動力装具は、一関節部に一モータが付き駆動している。これまでの動物学などの生態系では、二関節にまたがった筋、いわゆる二関節筋が強力なジャンプや走行を支える筋であることが分かり、かつ、簡単な制御で安定した動作が得られる結果がある。本研究は、このような特性を有する拮抗アクチュエータ、即ち、二関節駆動アクチュエータを下肢動力装具に応用し、これまで不可能であった下肢メカニズムをバイラテラルサーボ系による制御する方式を確立することにある。平成15年度の成果として、(1)二関節筋を下肢動力源とすることで、極めて単純な下肢動力装具の設計・試作を進め、現在、細部にわたり、加工部品の調整を行っている。このような設計は、全く前例が無く、これまでの実用性が無いと判断されていた下肢機構として可能なことが証明された。(担当:斎藤、音琴)(2)下肢動力装具の工学的評価として、ソフトウェア上のシミュレーションと実験的評価を設計グループで協力して進めている。このことからも下肢動力化が可能であることが証明されている。(担当:大島、藤川)(3)拮抗作用を含むアクチュエータとしてモータへの応用は全く前例が無く、駆動実験とシミュレーションにより、モータによる制御も可能であることが解析によって求まった。特に、モータをマルチで制御した場合、これまでのロボットなどで使用されているNC用モータが加速、減速時に振動を伴っていたものが、拮抗作用により制御できることが分かった。(担当:羽根吉)(4)障害者を具体的に選び出し、これらのシステムを保持する保持具など、リハビリテーション医の指導で進めた。(担当:鈴木)

本研究は、人間や動物特有の走行やジャンプなどの機能を持った二関節筋アクチュエータの工学的応用とその効果を実証することである。特に、下肢動力装具は、実用化されておらず、軽量化と外観を含め機能性が重要視される。(1)下肢動力装具の設計・試作について:二関節筋駆動システムの設計を行い、実用に近いレベルへ設計・試作した。(2)二関節筋動作の工学的評価:富山県立大学(大島)により、(1)で試作した実験機のシミュレーションと動作実験を進めた。下肢動力装具の可動領域とシミュレーションから得たリンク長を東京電機大学へフィードバックし、設計データとした。(3)二関節筋の駆動システムとモータ制御の特性改善:研究分担者羽根吉により、バイラテラルサーボ系のモータ駆動をマルチモータ駆動とすることで、系の安全性と位置決めサーボ、及び歯車のバッククラッシュ除去をシミュレーションと実験機から検討を行った。(4)研究分担者鈴木は、リハビリテーション専門医の立場から下肢動力装具の障害レベルと操作法について設計の指針を与えた。特に、二関節筋の効果は動物などの動作に見られるように強力なジャンプ、高速動作として位置づけられている。従来のロボットでは一関節部に一モータである構造に対し、二関節部に一アクチュエータの構造により、新しいロボット設計コンセプトが実現できた。平成16年度では、動物の特性を有する拮抗アクチュエータ、即ち、二関節駆動アクチュエータを下肢動力装具に応用し、これまで不可能であった下肢メカニズムを研究代表者が開発したバイラテラルサーボ系による力伝達機構を導入し、下肢動力装具として試作し、シミュレーション通りの歩行を座位から立位への移行を含め実験的に実証した。今後、これらの研究は、福祉分野のみならず、ロボットなど大きな変革へと繋がると確信している。また、これらの研究により精密工学会に「生体機構制御・応用技術専門委員会」として40名程の委員会により2005年2月に発足した。