hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バーコフ切断によるアノソフ流の位相的研究

3次元多様体上の推移的なアノソフ流は曲面の擬アノソフ写像の懸垂流に対し、有限個の周期軌道でデーン手術を施したものとして記述することができる。このときもとの曲面の3次元多様体における像をバーコフ切断とよぶ。このバーコフ切断を通して3次元多様体上のアノソフ流の位相を理解することを試みる。釜谷・児玉・野田はBonattiとLangevinの例に対して種数0のバーコフ切断を構成することに成功していた。今回はさらに、同じ流に対して種数1のバーコフ切断の存在を調べた。3次元多様体上の(A)種数Oのバーコフ切断を許容するアノソフ流と、(B)アノソフ写像の懸垂流としては表わせないが流に横断的なトーラスを許容するアノソフ流の例について調べた。特に、Bonatti-Langevinによるアノソフ流の例は(B)の性質をみたす例として提示されていたものであるが、なおかつ(A)の性質も持つことが釜谷・児玉との過去の共同研究で知られていた。この例に対し、種数Oのバーコフ切断で相異なるものを2つとり、それらの関係について調べた。その結果、両者の定める擬アノソフ写像は一方より他方が特異点を2つ多くもち、その2つの特異点の指数はOであることが分かった。この指数Oの特異点は自然な方法で消去することができ、もう一方のバーコブ切断に還元することができる。この結果は、一つのアノソフ流に対する異なるバーコフ切断を関係付けられるかという問題の解明に迫る鍵となり得る。このほか、種数Oのバーコフ切断を利用して(B)の性質を持つアノソフ流の例の一般的構成法を得た。また、(B)の性質のみを持つアノソフ流の例の構成も試みた。まず、測地流の有限個の閉軌道についてデーン手術を行って得られる一連の例がある。他にFranks-Williamsによる非推移的アノソフ流の構成法を応用して、流に横断的なトーラスを許容しつつ推移的であるような例についても考察した。3次元多様体上の(1)種数0のバーコフ切断を許容するアノソフ流と、(2)アノソフ写像の懸垂流としては表わせないが流に横断的なトーラスを許容するアノソフ流の例について調べた。特に、Bonatti-Langevinによるアノソフ流の例は(2)の性質をみたす例として提示されていたものであるが、なおかつ(1)の性質も持つことが釜谷・児玉との過去の共同研究で知られていた。この例に対しては、既に相異なる2つの種数0のバーコフ切断を構成しており、両者の定める擬アノソフ写像の関係についても調べていた。この度はさらにこれらの一方にある操作を施すことによって新たに種数1のバーコフ切断を構成することに成功した。この操作は、周期軌道を境界として持つ2穴あき円板を既にあるバーコフ切断に貼り合わせることにより新たなバーコフ切断を生み出すもので、構成法から種数は不変であるかあるいは増加する。種数を制御する一般論を導き出すにはまだ至っていないが、推移的なアノソフ流には周期軌道が稠密に存在することからこの操作を適用することにより多様なバーコフ切断の変形が期待され、また実際に数式で明示的に与えられた他のアノソフ流の具体例に対してもバーコフ切断の取り換えを観察できている。また、(2)の性質のみを持つアノソフ流の例の構成も試みた。
障害者歯科の地域完結型医療構築のための治療効果，歯科需要および提供量に関する研究

本研究課題は,研究1地域の障害者の歯科医療に関する需要量の推測、研究2地域の障害者の口腔器官の加齢変化と歯科受診行動との関連、研究3地域の歯科医療機関の障害者歯科医療に提供可能なマンパワーと時間、の3つの研究からなる。研究1,研究2に関しては、県内の歯科疾患に関する横断調査と当科(岡山大学スペシャルニーズ歯科センター)受診患者の回顧的調査を行っている。横断調査は、県内の障害者施設を訪問して、歯科疾患実態調査を行っている。実態調査の内容は、歯の状態(齲蝕歯、齲蝕未処置歯、齲蝕処置歯)、歯周状態(歯周ポケット深さ、出血)および咬合状態である。また、当科受診患者、当科関連歯科医療機関受診患者に関しても同様の調査を行っている。現在、収集したデータは350例ほどである。調査結果より、ダウン症候群を有する対象者と非ダウン症候群知的能力障害者との口腔状態の比較を行った。その結果、ダウン症候群者は、非ダウン症候群知的能力障害者よりも、現在歯数は有意に少ないが、DMF歯数に有意差は認められなかった。この調査結果は、平成31年4月に台湾高雄市にて行われた、第1回アジア障害者歯科学会にて発表した。研究2は、当科の開設当初(昭和57年)から平成25年末までの患者全員(概ね1,500名)の治療内容と治療成績について回顧調査を行っている。そのデータより、15年以上の受診期間があった対象者について、15年間の受診状態と健全歯数変化との関連について解析を行った。その結果、受診回数および麻酔管理下受診の割合と健全歯数変化との間に有意差は認めなかったが、受診期間中に1年以上の受診中断期間があった対象者は、中断期間がなかった対象者よりも有意に健全歯数が減少していた。これは、日本障害者歯科学会雑誌に原著論文として掲載予定である。本研究課題は,研究1.地域の障害者の歯科医療に関する需要量の推測,研究2.地域の障害者の口腔器官の加齢変化と歯科受診行動との関連,研究3.地域の歯科医療機関の障害者歯科医療に提供可能なマンパワーと時間,の3つの研究からなる.研究1,研究2に関しては,県内の歯科疾患に関する横断調査と当科(岡山大学スペシャルニーズ歯科)受診患者の回顧調査を行っている.横断調査は,県内の障害者施設を訪問して,歯科疾患実態調査を行っている.実態調査の内容は,歯の状態(齲蝕歯,齲蝕未処置歯,齲蝕処置歯),歯周状態(歯周ポケット深さ,出血)および咬合状態である.また,当科受診患者,当科関連歯科医療機関の受診患者に関しても同じ調査を行っている.現状,収集したデータは100例程度であるが,平成28年末頃までには目標である600例程度の症例を収集する見込みである.調査結果は,横断調査として分析するほか,平成1920年に行った同様の調査の対象者でもあった者に関しては,その間の加齢変化と歯科受診状態との関連について解析する予定である.研究2は,当科の開設当初(昭和57年)から平成25年末までの患者全員(概ね1,500名)の治療内容と治療成績について回顧調査を行っている.その内容から現時点までに収集し得たデータに基づき,1障害者における抜歯の傾向,2障害者の歯の喪失の理由についての2点の所見を得た.1から得た所見は,「下顎第一大臼歯が最も多く抜歯され,また抜歯された時の年齢が低い」ということであり,2から得た所見は,「齲蝕により喪失した歯が最も多い」ということであった.これらの成果はそれぞれ,平成27年度中に国内学会において発表した.また,平成28年度発表予定の知見として,障害者に装着した歯冠修復物の保持期間に関する解析を行い,国内学会に抄録を提出している.現在,進行しているのは上記の研究1と研究2である.地域の歯科医療に関する需要量予測のため,県内の歯科疾患の実態に関する横断調査を行っている.横断調査は,障害者歯科施設(知的障害者および身体障害者を対象とする入所,通所施設)を訪問して行うフィールドワークと岡山大学病院スペシャルニーズ歯科センターおよびその関連施設を対象とした調査である.調査内容は歯の状態(歯数,健全歯,齲蝕未処置歯,齲蝕処置歯),歯列の状態(叢生の有無,咬合関係),歯周状態(歯周ポケットの深さ,歯周ポケット測定時の出血,歯の動揺)および歯科医療機関受診状況である.現状では100例程度の収集状況であるが,平成28年度末までに600例程度のデータを収集する見込みである.収集中のデータは,単独のデータとして解析するほか,平成19年から平成20年にかけて収集した同様のデータと同じ対象者のデータに関しては,約89年間の加齢変化および歯科受診状況と状態変化との関連に関する解析を行う予定である.また,岡山大学病院スペシャルニーズ歯科センターに受診歴がある患者全員(平成25年末までの受診患者で約1.500例の見込み)の回顧調査を行っている.

調査内容は,受診全期間に関する治療内容と状態変化(歯の修復と歯の喪失について)で,現在は,受診歴が長い患者を中心として約750例のデータが収集済みである.この結果は,患者の加齢変化,歯科受診効果の解析に使用予定である.調査結果の一部(歯の喪失)に関しては,解析結果を関連学会にて発表済みである.上記の研究3である,地域の障害者歯科に関するマンパワー量の推測に関しては,調査対象を歯科医師会会員としており,障害者歯科医療に関する意識調査を行う予定である.調査は集団対面方式を予定しており,会員が集合する機会にアンケート調査を行う予定であるため,その機会を待っている状態である.本研究課題は、研究1地域の障害者の歯科医療に関する需要量の推測、研究2地域の障害者の口腔器官の加齢変化と歯科受診行動との関連、研究3地域の歯科医療機関の障害者歯科医療に提供可能なマンパワーと時間、の3つの研究からなる。研究1,研究2に関しては、県内の歯科疾患に関する横断調査と当科(岡山大学スペシャルニーズ歯科センター)受診患者の回顧的調査を行っている。横断調査は、県内の障害者施設を訪問して、歯科疾患実態調査を行っている。実態調査の内容は、歯の状態(齲蝕歯、齲蝕未処置歯、齲蝕処置歯)、歯周状態(歯周ポケット深さ、出血)および咬合状態である。また、当科受診患者、当科関連歯科医療機関受診患者に関しても同様の調査を行っている。現在、収集したデータは250例ほどである。調査結果は、横断調査として分析するほか、平成19年20年に行った同様の調査との比較を行う予定である。また、平成1920年調査の対象者であった者で、今回の調査も行った者に関しては、その間の加齢変化と歯科受診状態との関連について解析する予定である。研究2は、当科の開設当初(昭和57年)から平成25年末までの患者全員(概ね1500名)の治療内容と治療成績について回顧調査を行っている。その内容から現時点までに収集し得たデータに基づき、1障害者における抜歯の傾向、2障害者の歯の喪失の理由について、3障害者に装着した歯冠修復物の保持期間に関する解析についての発表を国内学会において行った。1から得た所見は、「下顎第一大臼歯が最も多く抜歯され、また抜歯された時の年齢が低い」ということであり、2から得た所見は、「齲蝕により喪失した歯の割合が最も多い」ということであった。また3からは、インレーの10年保持率が48.9%,クラウンの10年保持率が57.1%との所見を得た。現在進行しているのは上記の研究1と研究2である。研究1では,地域の歯科医療に関する需要量予測のため、県内の歯科疾患の実態に関する横断調査を行っている。横断調査は、障害者施設(知的障害者および身体障害者を対象とする入所、通所施設)を訪問して行うフィールドワークと岡山大学病院スペシャルニーズ歯科センターおよびその関連医療施設を対象とした歯科疾患実態調査である。調査内容は歯の状態(歯数,健全歯,齲蝕未処置歯,齲蝕処置歯),歯列の状態(叢生の有無,咬合関係),歯周状態(歯周ポケット深さ,測定時の出血,歯の動揺)および歯科医療機関受診状況である。現状では250例程度の収集状況で,今後,できる限り目標の600例に近づける。これらのデータは、単独のデータとして解析するほか,平成1920年に行った同様の調査結果との比較を行う予定である。研究2では,岡山大学病院スペシャルニーズ歯科センターに受診歴がある患者全員(平成25年末までの受診患者で1300例程度の見込み)の回顧調査を行っている。調査内容は受診全期間における治療内容状態変化(歯の修復と歯の喪失について)で,現在は,受診歴の長い患者を中心として約900例のデータを収集済みである。この調査は,岡山大学病院歯科系カルテ閲覧システムの故障により滞っており,調査期間中に全数調査を終了できるか懸念される状況である。
脳防御システムとしての物質輸送機構の解明

薬物の脳移行性は、脳毛細血管、脈絡叢に存在する血液脳関門や血液脳脊髄液関門が、脳内の物質濃度を厳密に制御している。すなわち、物質輸送能を有する脳毛細血管内皮細胞や脈絡叢上皮細胞での物質移行制御により、脳内の環境は安定を保たれている。最近、脳に於いて異物侵入に対する防御機構として機能するものとして、P糖蛋白質、MRPなどの存在が報告されてきており、血液-脳間での化合物の移行は血液脳関門に備わる各種輸送メカニズムによって積極的かつ効率的に行われると考えられる。従って、薬物の中枢移行性を定量的に評価し、その脳移行制御機構を明らかとすることは重要である。本研究では、1年目に確立した脳移行性の検討を行うin vitro及びin vivo実験方法を用いて種々薬物の脳移行メカニズムを研究した。糖尿病治療薬であるトルブタミドは酸性pHで活性が高くなるようなpH依存的な輸送機構によって血液側から脳内皮細胞内に取り込まれ、さらに、何らかの輸送機構を介して脳から排出されていることが明らかとなった。また、β遮断薬であるブニトロロールについて、その脳移行性は塩基性pHで活性が高くなるようなpH依存的な輸送機構によって血液側から脳内皮細胞内に取り込まれ、さらに、P糖蛋白質及びMRPを介して脳から排出されていることが示唆された。さらに、イトラコナゾールについても、その脂溶性の高さから素早く脳内に移行するものの、脳からP糖蛋白質を介して排出されることが明らかとなった。薬物の中枢移行性は、この様な膜輸送機構の活性の釣り合いによって制御されているものと考えられる。今後、これらの結果を集積することにより、副作用発現を引き起こす相互作用の予測につながるものと考えられる。最近、脳において、異物の侵入に対する防御機構として機能するものとして、P糖蛋白質、耐性に働く蛋白質の存在が報告された。この他、薬物排出ポンプとしてMRP,GS-X pumpやcMOATなどの存在が報告されており、血液ー脳間の化合物の移行は血液脳関門に備わる各種の輸送メカニズムによって積極的かつ効率的に行われると考えられる。我々は、この様な未知の輸送系の発見を目的として本実験を遂行した。まず種々薬物の脳移行性に関してラットあるいはマウスを用い、in vivoでの血液脳関門輸送のinfluxとeffluxをintegration plot法及び脳灌流法を用いて速度論的に解析した。さらに、各々の化合物の脂溶性と脳移行速度及び脳からの排出速度との相関を解析した結果、いくつかの薬物についてその脳分布を制御する排出機構の存在が示唆された。そこで、さらにin vitro系における脳毛細血管内皮細胞透過性評価系として、マウス継代脳毛細血管内皮細胞(MBEC4細胞)を用いた取り込みあるいは経細胞的透過実験を行った。本実験系により、種々薬物の輸送特性の検討を行った結果、脳からの排出機構として、P糖蛋白質以外にも複数の脳解毒メカニズムの存在している事実が発見された。即ち、β-遮断薬であるブニトロロールについてP糖蛋白質による脳排出機構に加えてMRP関連蛋白質による脳解毒の可能性を見出した。この他、糖尿病治療薬であるトルブタミドを始めとするスルフォニル尿素化合物では、未知の脳移行性を制御する機構が存在することを発見している。また、シメチジンやラモセトロン等の様々な塩基性薬物についても何らかの排出機構の存在が示唆されている。現在は、脳からの物質排出輸送に関与するラット、ヒト遺伝子の同定に関する実験系として外来遺伝子発現系システムの確立を行った。
抗原受容体シグナル制御による免疫記憶の増強

抗原特異的な免疫記憶の形成と維持は免疫監視においてきわめて重要な機構である。これを人為的に制御し、感染症や癌に対する強力なワクチンの開発や、アレルギーや自己免疫病の抑止を目指す。BCRを介したB細胞の活性化・増殖に必要なアダプター蛋白BASHの欠損マウスのT細胞依存性抗原に対する免疫応答は、一次応答は低レベルであったが、3週後の二次免疫に対するIgG1産生は正常マウスより高く、そのV領域の体細胞突然変異やNPに対する親和性成熟は十分に起こっていた。意外にも、その高親和性IgG1が長期にわたって高いレベルで維持され、記憶免疫応答も正常よりはるかに高かった。よって、反復免疫による記憶細胞および記憶型プラズマ細胞の形成がBASHを介したBCRシグナルによって負に制御されている可能性がある。この抑制の分子機構を解明すること、特にこれに関わるBASH分子内の部位とそこに作用する分子を同定し、将来の分子標的薬剤開発の基礎を確立することを目的とした。まず、BASH欠損による免疫記憶増強という現象の一般性を確認するために、NP抗原以外に、オリゴDNA-アビジン複合体をBASH欠損マウスに免疫した。その結果、アビジン蛋白に対する抗体産生はBASH欠損マウスでは長期に高値が維持された。一方、DNAに対する抗体価は正常マウスと同様一過性に上昇するのみで、これは末梢トレランスがBASH欠損マウスでも正常に機能していることを示している。以上より、ハプテン(NP)のみならず、蛋白抗原(アビジン)に対する応答においても、BASH欠損マウスでは長期抗体記憶が増強していることが明らかになった。現在、抗原特異的B細胞の数が少ないという要因を除くため、NP特異的Igノックイン・κ鎖変異マウスにBASH変異を導入している。さらに、BASH欠損による記憶形成増強のメカニズムを明らかにするため、in vitro IgG産生系を用いてBCR架橋による抗体産生抑制がBASH依存的かどうかを調べている。
完全無機絶縁電磁石導体(MIC)の開発

本研究の目的は、大強度ビームラインに使用される電磁石の励磁コイル用線材として、完全に無機物のみによって電気絶縁され、かつ3000A以上の電流を取り扱えるミネラル・インシュレーション・ケーブル(MIC)を開発する事である。また開発されたMICを用いて実際の電磁石コイルを製作し、励磁試験を行う事を最終目標としている。平成6年度には(1)各種断面形状のMICのサンプル的試作、(2)曲げ試験等の実施と断面形状の確定、を実施し最終的断面形状を有するMIC一本の試作を行った。またこのMICの端末部を封止し、湿気の無機絶縁部への侵入を防止するセラミック・シールの開発、製造もおこなった。平成7年度では、平成6年度の研究で決定した断面形状を有する大電流用長尺MICを5本程度量産し、端末封止した後にコイルに成型し、最後に既存鉄芯と組み合わせた励磁試験を行う予定であった。しかし、(1)3000A級MICは非常に硬く、コイル加工時に不可欠な細かな曲げ加工が困難である事、(2)母材容積が引き抜き装置の取り扱える最大容量に近く、量産時の歩留まりが極端に悪くなると予想される事、が判明し、量産には一回りサイズを下げる必要があると判断した。そこで急遽2500A級MICに設計変更した。しかしこの変更はこれまでの経験を生かし比較的短期間で最適形状の決定に至り、直ちに量産に入った。最終的には量産品の中から二本を選びコイル整形し、励磁試験をおこなった。励磁試験はその後約1年間実施し、成功裏に終了した。この研究の最終結果は1997年の第15回国際電磁石技術会議で発表するとともに、米国電気学会誌に掲載が決定している。我々の研究の成功により、K中間子工場などの大強度ビームを取り扱う施設のビームライン建設が可能になった。特に我が国の原子核素粒子物理学分野の次期計画である大型ハドロン計画や、核燃料の消滅処理施設などの設計、建設が、はじめて現実的な技術的背景を有する事になった。これらは画期的な事である。本研究の目的は、大強度ビームラインに使用される電磁石の励磁コイル用線材として、完全に無機物のみによって電気絶縁され、かつ3000アンペア以上の電流を取り扱えるミネラル・インシュレーション・ケーブル(MIC)を開発することである。また開発されたMICを用いて実際の電磁石コイルを製作し、励磁試験を行う事を最終的目標としている。MICはかつてパイ中間子工場の建設期(約20年以前)にその耐放射線性に注目され、数百アンペアまでの電力線が開発され、ビームライン電磁石用線材として使用された実績がある。しかし、来るべきK中間子工場では、ビーム輸送に用いられる磁石のサイズも大型のものが必要とされることから、導体一本あたりの電流も、数千アンペアのものが必要になってくる。また、この技術は加速器ばかりでなく核融合炉の設計、長寿命核種の消滅処理など多大の放射能の発生が予想される他分野の技術開発とも密接に結びつくものと期待される。MICそのものの製造に関しては、多層インゴットからの引き抜き圧延法を用いた。

我々は、これまでに全長数メートル程度の短尺のもののMICの試作に成功しているものの、実用線材である数十メートル規模のものの製造には、これまでの試作に比較しても、かなりの大規模設備の投入を必要とすると思われ、この点については、本研究所近くに工場を有する日立電線(株)の冷間引き抜き圧延設備を用いた(有償)。線材端末部の設計、製作をふくめた線材のコイルへの加工及び加工時の絶縁劣化の測定等については、(株)ト-キンの金属磁性事業部の協力を得た。平成6年度は、各種断面形状の3000A級MICのサンプル的試作をおこない、曲げ試験等を実施した後、最終的断面形状を決定した。しかる後、最終形状のものの長尺物(60m程度)の一本以上の製作を試みた。設備との関連で長尺の製造は非常に難しかったが、既存設備の範囲内での最大許容電流値の達成をめざした。最終的な量産とコイル形成、既存鉄芯との組み合わせた励磁試験は来年度に実施する。初年度の成果は、本年6月のフィンランドで行われる第14回電磁石技術国際会議で発表する予定である。本研究の目的は、大強度ビームラインに使用される電磁石の励磁コイル用線材として、完全に無機物のみによって電気絶縁され、かつ3000アンペア以上の電流を取り扱えるミネラル・インシュレーション・ケーブル(MIC)を開発することである。また開発されたMICを用いて実際の電磁石コイルを製作し、励磁試験を行う事を最終的目標としている。平成6年度には、(1)各種断面形状の大電流用MICのサンプル的試作、(2)曲げ試験等の実施と断面形状の確定、を実施し、最終的断面形状を有するMIC一本の試作をおこなった。またこのMICの端末部を封止し、湿気の無機絶縁部への浸入を防止するセラミック・シールの開発、製造も実施した。平成7年度では、平成6年度の研究で決定した断面形状を有する大電流用長尺MICを量産(5本程度)し、端末封止を実施した後にコイル形成し、最後に既存鉄芯と組み合わせた励磁試験を行なう予定であった。しかし(1)3000A級MICは、余りに硬く、実際のコイル加工時必要な細かな曲げ加工が不可能である事が判明した事、(2)母材容積が、引き抜き器の取り扱える最大に近く、量産品としての歩留まりが極端に悪くなると予想される事が判明し、量産には不適切である事が解った。そこで急遽2500A級のMICに設計変更した。この変更はしかし、3000A級試作の経験から、比較的短期間で最適な形状に達した。直ちに量産に入り、最終的にはその中の二本を選んでコイル整形し、励磁試験をおこなった。現在、長期の安定性の検査を実施中である。この研究の途中経過等は、1995年の第14回国際電磁石技術会議で口頭発表するとともに、米国電気電子学会誌に論文発表した。
スパッタ形大電流イオン源の開発とその酸化物高温超伝導体薄膜形成への応用

本研究では対向タ-ゲット式スパッタ法を利用した大電流金属イオン源の開発と、その酸化物超伝導体薄膜などの薄膜合成への応用を試みた。対向タ-ゲット式スパッタ形イオン源のイオン引き出し系を従来の多口形から単口形に変更することによって厚いタ-ゲットを使用できるようにするとともに、高密度プラズマそのものを膜形成槽に引き出す方法を検討した。その結果、この方法は従来のイオン源に比べて数倍高いイオン密度のイオンを基板上に取り出すことができることが明らかになった。さらに永久磁石を用いてプラズマ収束磁界を印加する方式を採用することで、この対向タ-ゲット式スパッタ形プラズマ源の大幅な小型化を実現することができた。しかし、当初、計画した熱電子放出源,及びRF電界を用いて高密度プラズマを生成する方法は熱輻射等の問題で実用的ではないことがわかった。これらのプラズマ源を用いて、実際に窒化鉄薄膜、CoーCr薄膜、さらにYBaCuO薄膜の合成を試みた。窒化鉄薄膜の合成では基板に入射するイオンの量及びエネルギ-が増すと結晶粒の成長が抑制され、良好な軟磁気特性を持つ膜が得られること、CoーCr薄膜の作製では結晶粒の極めて小さな非晶質に近い膜が形成されることなどが明らかになった。YBaCuO薄膜の合成では、得られた膜の組成が膜作製条件により著しく変化し、Cuの不足した膜しか得られないという問題が生じた。そこで、その原因を明らかにするため、小さなタ-ゲットを用いた場合でも、低ガス圧中で高速スパッタ可能な小型タ-ゲット用対向タ-ゲット式スパッタ装置を開発し、これを用いてスパッタ時に生じる膜の組成ずれの原因を調査した結果、YBaCuOのスパッタにおいては、スパッタ放出される粒子の組成が放出角度によって大きく異なるため、このことを充分考慮して膜を作製する必要があることが明らかになった。本研究に関して平成元年度に行なった研究内容をまとめると以下のようになる。(1)新形スパッタ形イオン源の設計・製作とその動作特性の確認(a)よりコンパクトでより大電流の取れるイオン源を実現するため、下記のような点を改良した永久磁石内蔵形対向タ-ゲット式スパッタ形イオン源を設計・製作した。◎高速2次電子閉じ込め用の磁界(約200Oe)を永久磁石を用いて印加できるように改良◎タ-ゲットを接着したバッキングプレ-トを直接水冷する構造とすることで、より大きな放電電流で動作可能とした。◎タ-ゲットとして5mm以上の厚さのタ-ゲットを使用できるようにするため、タ-ゲット中央部に直径2cm程度の穴を開け、この穴から出てくる高密度のプラズマからイオンを引き出す方式を採用(b)製作したイオン源(タ-ゲット径8cm)の動作特性を調べ、イオン電流密度として1mA/cm^2以上、イオンのエネルギ-分布の半値幅【approximately equal】5eV90%以内のイオン密度分布が得られる面積:直径4cmの円内、が実現できるイオン源として動作することを確認した(2)酸化物超伝導体薄膜の作製上記イオン源を用いたイオンビ-ムデポジッション法による膜形成に関しては現在準備中であり、デ-タをまとめるところまでは進んでいないが、比較のため、通常のマグネトロンスパッタ法による膜形成の検討を進め、スパッタ中、タ-ゲットから放出される酸素負イオンの基板衝撃の抑制が重要であることを明らかにするとともに、高周波スパッタと直流スパッタによる成膜の違いを調べた。(3)上記イオン源を用いて窒化鉄薄膜を形成し、良好な特性の膜を得た。

本研究では対向タ-ゲット式スパッタ形イオン源の諸特性を飛躍的に向上させるとともに、それを用いたイオンビ-ムデポジッション法により酸化物高温超伝導体薄膜の合成を試み以下の結果を得た。(1)従来の対向タ-ゲット式スパッタ形イオン源に熱電子放出用のフィラメント及びrf電界印加用の電極を付加したイオン源を製作し、その特性を調べた結果、大電流動作においては熱電子やrf電界によるイオン化の促進よりもタ-ゲットから放出される2次電子によるイオン化の効果の方がはるかに大きく、これらの2次電子によるイオン化を効率良く起こさせることで、十分高密度のプラズマを生成できることが分った。(2)上記イオン源をよりコンパクトで取り扱い易いものにするため、永久磁石内蔵のイオン源を製作し、その容積を1/3以下にすることに成功した。(3)より大きなイオン電流密度を基板上で実現するとともに、5mm以上の厚さのタ-ゲットを使用できるようにするため、タ-ゲットの中央部にプラズマ引き出し用の穴を設けたプラズマ源を試作し、この方法が従来の方法に比べて20倍程度のイオン電流密度を基板上で実現できることを示した。(4)引き出されるイオン電流密度はプラズマ収束磁界、イオン引き出し用電極及び基板の電位に強く依存し、それらを最適化することで基板上でのイオン電流密度2mA/cm^2,イオンのエネルギ-半値幅10eVを得た。(5)酸化物高温超伝導体薄膜形成への応用は、組成制御の面で問題を残しており、いまだ所望の組成の膜を再現性良く得るための方法を確立するに至っていない。これはイオン源から放出される高エネルギ-の酸素原子が基板を衝撃するためであるが、今後、基板および引き出し電極の配置と形状を工夫することにより、所望の組成の酸化物超伝導体薄膜の形成を試みる予定である。
ソ連崩壊後のキルギス共和国におけるコード・スイッチングの実態に関する調査研究

本研究の目的は、ソ連崩壊後のキルギス共和国におけるコード・スイッチング(CS)の実態を明らかにすることである。主にキルギス共和国の首都において、キルギス語とロシア語のCS現象が頻繁に観察されることは、国内外の研究者及び現地メディア、また一般の人々によってもある種の社会現象として指摘されてきたが、これまでその実態は、事実上、学術的に解明されてこなかった。そこで本研究では、キルギス共和国首都ビシュケク市におけるキルギス語とロシア語のCSの実態を、談話データの分析、参与観察等の方法を駆使して多角的な視点から検討し、その特徴、類型、機能等を実証的に明らかにすることを目的としている。2016・2017年度は、ビシュケク市において2人の対話形式の談話データ6件(計12名分)を収集し、キルギス語とロシア語のバイリンガルである現地の協力者の助けを得て文字化を完了した。2018年度は、過去2年間で収集した対話形式による言語データの弱点を補う目的で、再度ビシュケク市において現地調査を実施した。現地の人々の自然会話におけるキルギス語とロシア語のコード・スイッチングの実例を収集し、フィールド・ノートに記録した。3年間の研究期間を通して他の業務で多忙を極めた上に、言語データ分析に当初の想定以上の時間を要している。本テーマで査読付き国際誌への論文採択を目指しているため、研究期間を延長し、引き続き取り組むことにした。2019年度中の研究プロジェクトの完了を目指し、引き続き、データ分析と論文の執筆を進めていく。2016年度は、CSに関する研究史を整理しつつ、2015年度までにすでに収集済みであった言語データの一部を用いてパイロット研究を行った。パイロット研究では、ビシュケク市在住者のCSの発生頻度とパターン・特徴を部分的に明らかにした上で、CSの機能について若干の考察を行った。また、今後探究すべき研究課題を明らかにした。以上を踏まえ、2016年度夏季にキルギス共和国ビシュケク市において現地調査を行い、特定の話題を設定した上で、2人の対話形式で20分程度の談話データを3件(計6名)収集した。現地調査時には、併せて人々の日常生活における自然会話を参与観察しつつ、話題を設定した上で録音した談話と比較する目的で、自然会話も計3件録音した。談話データの文字化にあたって、適任者の人選が難航したため、当初の計画より、やや遅れている。キルギス語とロシア語の談話に対応可能な業者は皆無である上に、キルギス語に使用される文字を入力するためのキーボードが、現地の一般家庭のPCには備え付けられていない等、技術的な問題があるためである。幸い、現地調査後に人選が無事終わり、現在は徐々に文字化を進めている段階である。2017年度は2016年度に引き続き、夏季にキルギス共和国ビシュケク市において現地調査を行い、特定の話題を設定した上で、2人の対話形式で20分程度の談話データを3件(計6名分)収集した。また、併せて人々の日常生活(食事や公共交通機関など)における自然会話を参与観察し、キルギス語とロシア語のCSが実際に発生する状況や実例について記録した。2年間に渡って収集した対話形式の談話データ6件(計12名分)は、キルギス語とロシア語のバイリンガルである現地の協力者の助けを得て文字化を完了した。現在は、対話の録音にあたってインフォーマントに記入してもらった質問紙調査(言語的バックグラウンドやCSに対する意識等を問うもの)の結果と併せて、整理・分析を進めている段階である。キルギス語に使用される文字を入力するためのキーボードが一般家庭に普及していない等の技術的な問題で、文字化作業がスムーズに進まなかったため。また、キルギス語とロシア語の2言語が含まれる言語データのため、データの整理および分析作業に当初の想定以上の時間がかかっているため。

そこで本研究では、キルギス共和国首都ビシュケク市におけるキルギス語とロシア語のCSの実態を、談話データの分析、参与観察等の方法を駆使して多角的な視点から検討し、その特徴、類型、機能等を実証的に明らかにすることを目的としている。2016・2017年度は、ビシュケク市において2人の対話形式の談話データ6件(計12名分)を収集し、キルギス語とロシア語のバイリンガルである現地の協力者の助けを得て文字化を完了した。2018年度は、過去2年間で収集した対話形式による言語データの弱点を補う目的で、再度ビシュケク市において現地調査を実施した。現地の人々の自然会話におけるキルギス語とロシア語のコード・スイッチングの実例を収集し、フィールド・ノートに記録した。3年間の研究期間を通して他の業務で多忙を極めた上に、言語データ分析に当初の想定以上の時間を要している。本テーマで査読付き国際誌への論文採択を目指しているため、研究期間を延長し、引き続き取り組むことにした。話題を設定した上での談話データは、最終的には10組20人程度収集する予定である。今後の分析結果によって、話題を設定しない自然会話の方がふさわしいことが明らかになった場合は、自然会話の件数を増やすなど、柔軟に対応する予定である。2018年夏の現地調査に向け、すでに文字化が完了している言語データの分析を進める。その結果に応じて、従来通り話題を設定した上での談話データ収集を継続するか、自然会話の録音あるいは参与観察をより重視するか、決定する予定である。2019年度中の研究プロジェクトの完了を目指し、引き続き、データ分析と論文の執筆を進めていく。夏季の現地調査にあたっては、大学間交流業務を兼ねることになり、出張後半の日当や、復路の航空券代を、別の予算で賄うことになったため、科研費による出張費が当初の予定より少なくなった。また、談話データの文字化にあたって適任者の人選が難航したため、2016年度は謝金の支出が無かった。当初計画していた学会発表が実現できなかったため。次年度に、現地調査および学会発表旅費として使用する予定である。英語による論文の校正費用として予算を使用する予定であったが、今年度中に論文を完成できなかったため。次年度も英文校正費用として使用する予定である。談話データ文字化の人選が無事に終わったため、文字化の進行状況に応じて、2017年度に謝金として支出する予定である。
がん原物質の活性化および解毒化酵素の機能と発がんリスク

化学物質による発がん過程の最初のステップであるイニシエーション段階では、異物代謝酵素による化学物質の代謝的活性化と解毒化反応が関わり、その両者のバランスが個体の発がんリスクを左右すると考えられる。本研究では、化学物質の代謝的活性化や解毒化に関わる酵素の性質と量が化学発がんに対するリスクを決定する因子であることを確証し、その定量的評価を行い、その結果として化学発がんに対するリスクの個人差を解明することを目的として行った。我々はCYP2A6がタバコ煙中に含まれるがん原物質NNKなどのニトロソアミン類の代謝的活性化に関与する酵素であり、本酵素が欠損しているヒトおよび変異型CYP2A6遺伝子型を有するヒトでは肺がんリスクが有意に低いことを明らかにしてきた。予測されるCYP2A6の酵素活性によりCYP2A6遺伝子型を四群に分類した後、ロジスティック回帰分析により年齢および喫煙歴を調整した結果、喫煙による肺がんリスクは酵素活性に依存して低下した。また、肺がん組織型別による解析も同様に行ったところ、喫煙と非常に関係があると考えられている扁平上皮がんおよび小細胞がんのリスクとCYO2A6遺伝子型の関連が明確であった。P4501A2はヘテロサイクリックアミンを代謝的に活性化し、肝細胞の発がんに密接に関係している。ラットCYP1A2遺伝子のメチルコランスレンによる転写活性化機構を調べた結果、(1)転写開始点から約2kb上流に誘導に関与するエンハンサー(XRE IIと命名)が存在すること。(2)XRE II結合タンパク質を、マウス腎臓より精製し、ペプチドマップおよび部分アミノ酸配列決定から、転写因子LBP-1a、LBP-1b、LBP-cであることを同定した。また、(3)LBP-1ファミリーメンバーとAhリセプター(AhR)とArntが直接相互作用することがわかり、(4)AhR/ArntとLBP-1bが、相乗的にCYP1A2エンハンサーからの転写を活性化することを解明した。化学発がんのイニシエーション段階では,生体内の異物代謝酵素による化学物質の代謝的活性化と解毒化反応が関わり,その両者のバランスが個体の発がんリスクを左右すると予想される.本研究では,1)環境中の変異原物質がヒトの異物代謝酵素で実際に活性化されるか否か2)ヒトの異物代謝酵素活性の個体差が発がんリスクの個体差と直接関連するか否か3)これら酵素の発現量を制御する発現制御機構の未解明の問題の解決を目的としている.本年度は,1)について,がん原物質を代謝的に活性化するヒトの異物代謝酵素チトクロームP450分子種の1つであるCYP1B1を発現する二種類のサルモネラ菌(TA1538およびYG7108)株の構築に成功し,それぞれ,Trp-P-1,煙草特異的ニトロソアミンであるNNKなどの変異原・がん原物質の高感度な検出系として有用であることを明らかにした.また,発がん物質の解毒化にかかわるヒトUDP-グルクロン酸転移酵素(UGT)の1分子種(UGT1A1)について,活性を有する形でサルモネラ菌に発現させることにはじめて成功した.さらに,2)については,日本人を用いたケース・コントロール研究で3種類のがんを検討したところ,CYP2A6の遺伝的多型が肺がんの感受性と関連することを明らかにし,CYP2A6遺伝子の欠損者では,肺がんリスクが有意に低い(オッズ比0.25,95%信頼区間,0.08-0.83)ことを明らかにした.

最後に,3)については,焼け焦げに含まれるがん原性ヘテロサイクリックアミン類の代謝的活性化に重要な役割を果たしているCYP1A2について,申請者らはその発現を制御する領域を見出した.今年度は,この領域に直接結合するタンパウ質を常用されるクロマトグラフィーおよび,エンハンサー配列を持つオリゴヌクレオチドによるDNAアフィニティークロマトグラフィーを用いることにより精製することに成功した.得られた蛋白質の分子量は約60kDaであることが明らかとなった.化学物質による発がん過程の最初のステップであるイニシエーションの段階では,生体内に存在する異物代謝酵素による化学物質の代謝的活性化と解毒化反応が関わり,その両者のバランスが個体の発がんリスクを左右すると予想される.本研究では,化学物質の代謝的活性化や解毒化に関わる酵素の性質と量が化学発がんに対するリスクを決定する因子であることを確証し,その定量的評価を行い,その結果として化学発がんに対するリスクの個人差を解明することを目的とした.日本人喫煙者の肺がんリスクは,CYP2A6遺伝子全欠損者において有意に低いことに加え,新たに発見したCYP2A6の酵素活性の低下をもたらす一塩基置換体(CYP2A6*7)も,肺がんリスクの低下に関与することを明らかにした.これらのことから,CYP2A6の触媒機能が喫煙者の肺がんリスクに寄与していることが推察された.噛みタバコに起因すると推察される口腔がんにかかりやすいヒトも,喫煙者の肺がんと同様に,CYP2A6の遺伝子多型によって影響を受けていることが示唆された.がん原性物質の代謝的活性化に関与するヒトCYPのバクテリアを用いる発現系を構築し,緑茶成分カテキンや食品由来の含硫黄化合物による活性化代謝の阻害の可能性を示した.またヘテロサイクリックアミンを活性化するCYP1A2のエンハンサー結合因子とマウスAhリセプターリプレッサー遺伝子の構造を決定した.この研究と関連した仕事として、マウスAhリセプターリプレッサー遺伝子の構造を決定し、転写調節領域を解析した。遺伝子は60kbの大きさで、11エクソンに分かれていた。TATAボックスはなく、プロモーター領域には3つのXRE配列のほか、GCボックス、NF-kB結合配列が存在することを見出した。(1)日本人肺がん患者における大規模case-control study;CYP2A6*4,*7および*9と喫煙による肺がんリスクとの関連についてさらに検討する目的で,日本人男性喫煙者1437名を用いた症例-対照研究を行った.頻度解析の結果,CYP2A6*4/*4,CYP2A6*7/*7およびCYP2A6*9/*9の頻度は対照群で4.6,3.4,4.9%であったのに対し,肺がん患者群では1.8,1.8,4.2%であった.CYP2A6*4,*7および*9を少なくとも一アリルでも有する全ての群において肺がんリスクが低下した.CYP2A6の触媒機能が日本人男性喫煙者の肺がんリスクに寄与していることが推察された.(2)スリランカ人口腔がん患者における小規模case-control study;スリランカ人口腔がん患者286名および健常者135名(全て噛みタバコ常用者)のCYP2A6遺伝子型を判定した。
ポリネシア諸語における様々な小辞の機能・用法に見られる差異について

ポリネシア諸語の機能語は名詞的小辞、動詞的小辞、一般的小辞の三つのタイプに分類される。この研究では、いろいろな小辞について、別のポリネシア諸語の同系小辞と対照をすることにより、どのような意味的・機能的差異が見られるのか研究した。観察された差異は二種類であった。一つは、ある小辞の意味や機能が徐々に推移した結果として生じたと思われる差異、もう一つは、二つの小辞が意味的・機能的に一つ統合したことにより生じたと思われる差異である。後者は更に、文中の同じ位置に起こる二つの小辞が統合し多義的な小辞となる場合、文中の隣接する位置に起こる二つの小辞が統合し多機能的な小辞となる場合の二つに分かれる。データの拡充のための資料収集を行った。国内大学図書館としては、太平洋地域の辞書を多数所蔵する東京外国語大学図書館において、ポリネシア諸言語の辞書や文法書等の参考図書から名詞的小辞に関する記述を閲覧・複写した。米国ハワイ州では、ハワイ語及びその他のポリネシア諸語関連資料を多く蔵書するハワイ大学マノア校ハミルトン図書館パシフィックコレクションで禁帯出文献を含む貴重図書を閲覧・複写した他、同図書館マイクロフィルム室にて、ポリネシア諸語関係の古い文献から名詞的小辞に関する記述を閲覧・複写した。また、市内専門書籍扱い書店で関連文献を収集した。上記で収集した資料、及び過去の科研費等による調査で収集した資料から、名詞的小辞に関連するものを集め、それぞれの名詞的小辞について、形式、機能、用法を調べ、形式別に整理統合し、一覧を作成した。この一覧については、今後、他のタイプの小辞の分析のためのデータの拡充を進める過程で、名詞的小辞について新しい関連データ等が得られた場合に、随時追加・訂正を行う。上述の一覧を基に、各言語が持っている名詞的小辞のうち、形の上で対応しているものについて、その機能・用法の対象を行い、どの小辞にどのような差異が見られるのか分析した。ハワイ語、サモア語、タヒチ語については、収集した言語データから名詞的小辞の用例データを抽出し、それぞれの機能・用法の詳細な分析を行った。上記の成果として、名詞的小辞のうち、一つの形に二つの機能が融合しているような場合(例えば、一つの名詞的小辞が前置詞と冠詞の機能を併せ持つと分析される場合)に、ポリネシア諸語間で機能・用法上の顕著な差異が見られることがわかった。これまでの成果を「ポリネシア諸語の名詞的小辞について」として北海道言語研究会にて発表した。データの拡充のための資料収集を継続した。国内大学図書館としては、太平洋地域の参考図書を多数所蔵する東京外国語大学図書館において、ポリネシア諸語の辞書や文法書等の参考図書から動詞的小辞に関する記述を閲覧・複写した。米国ハワイ州では、ハワイ語及びその他のポリネシア諸語関連資料を多く所蔵するハワイ大学マノア校ハミルトン図書館パシフィックコレクションで貴重図書を閲覧・複写した他、同図書館参考図書コーナーにおいても、ポリネシア諸語の辞書や文法等から、動詞的小辞に関する記述を閲覧・複写した。また、市内専門書取り扱い書店で関連資料を収集した。上記で収集した資料、及び過去の科研費等による調査で収集した資料から、動詞的小辞に関連するものを集め、それぞれの動詞的小辞について、形式、機能、用法を調べ、形式別に整理統合し、一覧を作成した。この一覧については、今後、他のタイプの小辞の分析のためのデータの拡充を進める過程で、動詞的小辞について新しい関連データ等が得られた場合に、随時追加訂正を行う。上述の一覧を基に、各言語が持っている動詞的小辞のうち、形式または機能の上で対応しているものについて、その用法及び細かい機能の対照を行い、どの対応する小辞のグループ内でどのような差異が見られるのか分析した。ハワイ語、サモア語、タヒチ語については、収集した言語用例データから動詞的小辞の用例データを抽出し、それぞれの機能・用法の詳細な分析を行った。上記の結果として、動詞的小辞のうち、不定詞節を導くものについて、ポリネシア諸語間で機能・用法上の顕著な差異が見られることがわかった。これまでの成果を「サモア語、タヒチ語、ハワイ語における非定形節を導く動詞的小辞の用法について」として北海道言語研究会にて発表した。データ拡充のための資料収集を継続した。国内大学図書館としては、太平洋地域の参考図書を多数所蔵する東京外国語大学図書館において、ポリネシア諸語の辞書や文法書等から一般的小辞に関する記述部分を閲覧・複写した。仏領ポリネシアではパペエテ市内の図書館でタヒチ語文献関連図書情報を入手し、市内のタヒチ語及びポリネシア諸語文献取り扱い書店ではタヒチ語及び周辺のポリネシア諸語の言語データを収集した。今回収集した資料、及び過去の科研費による調査で収集した資料から、一般的小辞に関連する記述を集め、それぞれの一般的小辞について、形式、機能、用法を調べ、整理した。上述のデータを基に、各言語が持っている一般的小辞のうち、形式及び機能の上で対応しているものを選び出し、その詳細な用法・機能の対照を行い、ポリネシア諸語同士でどのような差異が見られるのか分析した。強調を表す一般的小辞について、サモア語、タヒチ語、ハワイ語の三言語間で形式的及び機能的に対応するものがあり、三言語でのその用法・機能について詳細に分析した。その結果、意味・機能の点においては概ね一致していたが、文中の分布について、サモア語・タヒチ語の二言語とハワイ語との間では明確な差異が存在することが示された。

その成果について「サモア語、タヒチ語、ハワイ語における強調辞について」として北海道言語研究会にて発表した。また、研究過程において、従来の小辞の分類に一部不十分な点があることが明らかになり、より厳密な分類の提案について「ポリネシア諸語の一般的小辞について」として北海道言語研究会にて発表した。平成27年度は、一般的小辞のうち、形式及び機能の点で対応するものについて、その用法を細かく分析・対照し、どのような差異が見られるのか、或いは見られないのかを示すことが目的であったが、サモア語とタヒチ語とハワイ語の三言語間で対応する強調の一般的小辞について、詳細な用法の分析と三言語間での対照を行い、そして、そこで見られた類似点と相違点を明らかにし、研究発表としてまとめるところまで、年度内に一応終えることが出来た。東京外国語大学付属図書館、ハワイ大学ハミルトン図書館においてこれまでに収集し切れなかったポリネシア諸語関連資料の拡充を行った。具体的にはポリネシア諸語の機能語の歴史的な変遷に関連するデータと、直接的に小辞に関するデータではないが小辞の分析に間接的に関係しそうな文法項目についての関連資料の拡充を行った。過去3年間に渡り、ポリネシア諸語内でも異なる下位グループに属するサモア語、タヒチ語、ハワイ語に焦点を置き、それぞれ名詞的小辞、動詞的小辞、一般的小辞について、元々同一起源と考えらえるものが、現在の各言語間において、どのようなものについて機能的な差異が見だされるのか、について分析した。最終年度は、それらの三つの分析結果を集約し、現代の各言語で見られる同一起源の小辞の様々な機能的な差異にはどのようなものがあるのか、また、差異の現れ方について、どのような傾向性が見られるのか、について分析を行った。その結果、まず、同一起源の小辞に機能的な差異が見られる場合は大きく二つの場合があることが示された。一つは、元々の機能がそこから派生する別の機能へと推移していった結果として言語間でずれが生じる場合、もう一つは、元々二つの別個の小辞が担っていた機能が一つの小辞に統合されたことによりある言語では二つの小辞を用いて表すものが別の言語では一つの形式のみで表される場合である。更に後者には二種類あり、句構造の中で同一のポジションを占める(同じ語類に属する)二つの小辞の機能が一つに統合する場合、句構造の中で異なるポジション(通常は隣接するポジション)を占める(異なる語類に属する)二つの小辞の機能が一つの小辞に統合する場合がある。前者は多義語的な小辞をうみだすものであり、後者は二つの語類の機能的な融合形である。この研究成果の中核となる部分については既に研究会で口頭発表し、現在、論文として投稿準備中である。ポリネシア諸語の機能語は名詞的小辞、動詞的小辞、一般的小辞の三つのタイプに分類される。この研究では、いろいろな小辞について、別のポリネシア諸語の同系小辞と対照をすることにより、どのような意味的・機能的差異が見られるのか研究した。観察された差異は二種類であった。一つは、ある小辞の意味や機能が徐々に推移した結果として生じたと思われる差異、もう一つは、二つの小辞が意味的・機能的に一つ統合したことにより生じたと思われる差異である。
肩義手使用者の両手協調を実現するための制御インタフェースの研究開発

本研究は、日常生活での使用を想定し、肩義手とその使用者の健常肢との協調の実現を目指すものである。以下の研究成果の統合で肩義手使用者の両手協調の実現が可能となった。1)日常生活動作に基づく可動範囲、衝突時の衝撃吸収性、アクチュエーター所要力、重量を評価指標とした肩義手の開発手法を確立した。本手法により目標とする軽量肩義手の実現ができた。2)両手協調動作の計測結果に基づき、上肢活動時の脳活動情報と肩部の筋活動情報を用いた手先の運動軌跡再構成を行い、適応型協調制御部を構築した。3)使用者への感覚フィードバックの効果をf-MRI実験で取得する脳活動情報で評価する手法を提案し、検証した。本研究は、肩義手とその使用者の健常肢との協調を実現することを目的とする。本研究は、日常生活の使用を想定して、ウエラブルセンサから構成するセンサハーネスの情報を用いた適応型協調制御部、及び両手協調動作のパフォーマンスと使用者へのメンタル負荷の最適化を図る感覚フィードバック部からなる両手協調インタフェースを構成・検証・評価することを目指す。初年度において、これまで開発してきた軽量腱駆動多節パラレルリンク肩義手を多自由度に拡張し、肩義手と健常上肢によって、ペットボトルを握り、キャップを回し開け、口まで持っていく一連の日常生活動作を実現した。また、典型的な四種類の両手動作:荷物を両手で持ち上げる動作、運転ハンドルを両手で回す動作、ネクターを締める動作、靴下をはく動作に関する計測実験を行い、計測の結果を用いて、健常側の活動より、肩義手の動作を推測できる動作モデルを構築した。さらに、それらの動作を区別するための識別実験においては、特徴量、センサチャンネルの選定を行い、センサハーネスの作成を可能にした。同時に、義手制御の感覚フィードバックにおけるメンタルワークロードを二重課題法を用いた評価実験を実施し、感覚フィードバックの精神生理学評価手法の確立を試みた。平成27年度においては、肩義手と健常側との協調のため、静的協調制御と動的協調制御部の構築を行った。静的協調部では、使用者が健常側で、肩義手側に位置や姿勢を示し、肩義手が指示に従う。協調制御を実現するため、RGB-Dカメラの映像を用いて、手、対象物の形状・姿勢・位置の解析し、対象物の形状に応じて把持法を決定するアルゴリズムを開発した。この静的制御では時間がかかるが、確実に両手同一動作の協調を実現できるようになる。動的協調部では、実時間で両手同動作、両手周期動作(位相差なし、位相差あり)、両手シーケンシャル協調の実現を目的とする。両手協調は、相似した軌跡レベルの実現よりも、目標指向(Goal Directed)の共同作業としてとらえ、複数の作業スキーマ(schema)を構築していく。作業スキーマとは、タスクを完成するためのセンサ情報・動作のシーケンスである。目標物の形状、位置、姿勢がパラメータとなり、それに応じて、肩義手の把持位置、姿勢、戦略(power grasping, pin graspingなど)も異なる。各動作は、前年度の計測実験で獲得した動作プロファイルをベースとするが、学習法を用いてチューニングし、より汎用性の高い動的制御方法を構築した。これらの研究開発によって得られた成果は、すでに、国際学会での発表、国際学術誌の論文掲載によって、公表された。当初の研究計画、達成目標と比較して、順調に進展していると判断できる。本年度中、まず、日常生活での使用を目指し、空気圧駆動アクチュエータによるロボットハンドを完成して、データグローブの信号をもとに、両手動作実験を行い、その実用性を確認した。空気圧駆動アクチュエータは、固有粘弾性があるゆえ、拮抗構造と併せ持つことで、装着型生体補助機器に必要とするBack-drivabilityを実現し、高い安全性が確保できる。また、技術課題のシステム統合については、上肢高位切断者の実時間肩義手制御インターフェースを構築するため、上肢運動時肩部筋電情報、脳波情報を信号源とした手の運動軌跡再構成プログラム、精確な位置測定を必要としない感覚フィードバック法:バーチャルアバターを用いる位置フィードバック法を実装した。これを15人の被験者を募集し、検証実験を行い、その有効性を検証した。リハビリテーション現場には、モーショントラッキングなどの位置測定装置がほとんど設置しておらず、精確な位置情報を用いるトレーニングが困難である。バーチャルリアリティによる教示、トレーニングを用いても、一定の訓練精度が達成できることをこの分野で初めて示すことができた。さらに、関節座標系や筋座標系と比べて、脳内活動はより直接に機能訓練の効果を反映することできるため、上肢機能の訓練における感覚フィードバックの効果について、Functioanl MRI (fMRI)を用いて、検討した。具体的には、訓練中に、動作に合わせて、障害側に振動覚を与え、fMRIでとらえた健常側と障害側脳活動を用いて、比較を行った。結果、適切な振動覚を与えることで、訓練の効果があることを明らかにしました。

1)日常生活動作に基づく可動範囲、衝突時の衝撃吸収性、アクチュエーター所要力、重量を評価指標とした肩義手の開発手法を確立した。本手法により目標とする軽量肩義手の実現ができた。2)両手協調動作の計測結果に基づき、上肢活動時の脳活動情報と肩部の筋活動情報を用いた手先の運動軌跡再構成を行い、適応型協調制御部を構築した。3)使用者への感覚フィードバックの効果をf-MRI実験で取得する脳活動情報で評価する手法を提案し、検証した。当初の研究計画、達成目標と比較して、順調に進展していることが判断できる。当初計画通り進めていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。医用ロボティクス当初計画通り進めていく予定である。投稿料に使用する予定の論文2本の採択が2ヶ月ほど遅れ、次年度にずれ込んだため、その投稿料を次年度に回すこととした。投稿料に使用する予定の論文の採択が2ヵ月ほど遅れ、次年度にずれ込んだため、その投稿料分を次年度に回すこととした。次年度の論文投稿料と合わせて使用していく予定である。