hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
造血幹細胞と造血支持細胞間の細胞膜接着分子の精製と機能解析

ストロ-マ造血における接着分子の役割は重要と考えられるが分子レベルでの検索はヒトにおいてはまだ殆ど行われていない。ヒト骨髄ストロ-マ細胞株と骨髄系血液細胞株の間には蛍光色素Lucifer Yellow CHの交通が低頻度であるがみられ、電顕的にもデスモゾ-ム様細胞接着装置の存在が確認される。接着関連分子を解析する目的で造血細胞ー骨髄間質細胞間の接着分子を同定することを試みた。ヒト骨髄ストロ-マ細胞株(KM)を免疫源としてストロ-マ細胞膜抗原を認識するモノクロナ-ル抗体を作製した。また標的細胞として用いる骨髄系細胞株(HLー60,KGー1,U937,K562,TFー1,CMK,HEL,BーALL,RPMIー8402,JM,ELMー1)の接着関連分子の存在をFACSで検討した。用いた抗体はcommonβ_1β_2,VLAー4(8F2),VLAー5(2H6),LFAー1(S6F1)のα鎖,LAMー1(TQー1),CD26(1F9),CD44に対するものである。HLー60,CMKー7では検索した分子がすべて発現しており複雑な接着現象が起こっていることが示唆された。K562細胞株はこれらの分子の発現が最も制限されており、commonβ_1,VLA5のα鎖の発現が認められるのみであった。それ故以下の実験では標的細胞としてK562を用いた。作製抗体中1クロ-ンはin vitroのストロ-マ細胞株ー骨髄系血液細胞株(K562)(SーH)の接着をきわめて強く増強した。この抗体の認識抗原はSDSーPAGE後のwestern blottingで分子量約13万5千の膜蛋白であり、この抗体のFabを調製後、SーHの混合培養系に加えるとその結合を抗体の容量依存性に阻止した。この抗体の認識する分子は血液細胞,組織間質,平滑筋,血管内皮,膵導管上皮,腎集合管上皮,培養線維芽細胞,骨髄間質細胞に広く分布しCD44の分布に似るがT,Bリンパ球,顆粒球に発現が低く,上皮における分布や抗原の分子量が異なる。また、K562、TFー1細胞にTPAを処置すると発現量がK562では2倍程度に増強したが、TFー1では逆に1/2程度に減弱した。ILー1ではいずれの細胞株も変化がなかった。
膵臓癌の浸潤・転移におけるヘッジホッグシグナルの役割

膵臓癌は難治性癌の代表であり、特にその浸潤・転移などの病態制御法の開発が急務となっている。膵臓癌発生に関わる遺伝子異常として、K-rasやp53変異、c-erbB2過剰発現、Muc1・5の発現パターンの変化などが知られているが、これらは膵臓癌の浸潤・転移能を説明するのに十分ではなく、膵臓癌病態の分子機構の十分な理解は得られていない。こうした背景のもと、形態形成因子として知られる分泌型糖蛋白Sonic hedgehog(Shh)などヘッジホッグ蛋白が膵臓癌の75%以上の症例で過剰発現していることが報告され、注目されている。本研究では、ヘッジホッグ蛋白および細胞内ヘッジホッグシグナル因子群、特に本研究代表者らが見いだしてきたG12/RhoA/Rho-kinase経路やGLI1活性化因子SILに焦点をあて、膵臓癌の浸潤・転移能の分子機構の解明と、浸潤・転移制御のために有用な標的分子の同定を行ない、もって新たな治療戦略のための基礎的知見を得ることを目的とする。平成19年度の本研究によって、収集したヒト膵臓癌細胞株8株におけるヘッジホッグシグナル因子群各々の発現状況、ヘッジホッグシグナルの活性化状況およびマトリゲルを用いた細胞浸潤能について解析を終了した。また一部の細胞株については免疫不全マウス個体への移植実験を開始している。これらの研究結果から、単にGLI1転写因子の活性化状況とマトリゲルを用いた細胞浸潤能とは必ずしも相関しないことが示唆された。従って、Shh刺激によるPatched1・Smoothened活性化の後、GLI1転写因子系以外のシグナル伝達系が、Shhシグナル伝達活性化による癌細胞の浸潤・転移能を規定している可能性が考えられる。今後は非GLI1経路に関わるシグナル伝達因子の役割について分子細胞学的・病理組織学的に解析を進める予定である。もとよりGLI1転写活性化能獲得にはその抑制因子Suppressor-of-Fused(SUFU)から離脱する必要があるとされていたが、その作用機序は不明であった。研究代表者らは膵臓癌で過剰発現しているSILがK-RASシグナル依存性にGLI1のSUFU阻害から離脱し核移行能と転写活性化能を獲得することを明らかにした(KasaiK,et al Cancer Res2008;68:7723-7729)。この成果は単なるGLI1発現量と真のGLI1機能とは相関しないことを示している。昨年度までにGLI1発現状況とヒト膵臓癌細胞株の浸潤能が必ずしも相関しないことを見いだしていたが、再度GLI1機能と浸潤能との関係を調べるため、ヒト膵臓癌細胞株KPINを基にtetracyclinおよびestrogen依存性にGLI1を発現させる細胞株を作成した。その理由はSIL-SUFUなど内在性調節機構を越える量のGLI1蛋白を発現させることによりGLI1機能を顕在化させ浸潤転移への関与を明らかにするためである。この細胞株を用いたcDNA microarrayによる網羅的検索から、GLI1により転写活性化される標的遺伝子として種々のbHLH-ZIP型転写抑制因子の他に
乳癌術前化学療法後の転移リンパ節での乳癌幹細胞の量・機能の高感度蛍光ナノ解析

術前化学療法を施行した乳癌症例の病理組織切片を用いて、癌幹細胞マーカーのABCトランスポーターBCRPの蛍光免疫染色及び高感度定量化を行い、BCRP蛋白量が予後とどのように関連しているかを検討した。術前化学療法前の針生検検体を用いてBCRP nano patho scoreと臨床病理学的因子との比較検討行った結果、悪性度の指標となるKi67とBCRP nano patho scoreの相関係数は0.623と有意な相関を認めた(p=0.023)が、再発の有無について有意な相関は認められなかった(再発群:11.3-24.0、無再発群:8.8-15.6、p=0.317)。平成26年度は抗癌剤耐性と乳癌幹細胞との関連を明らかにするため、当院での初発乳癌手術症例における、手術前に抗癌剤を投与しても腋窩リンパ節転移が遺残していた症例の選定と、ホルモン受容体、HER2ステータスなどの臨床病理学的検討を行った。20042010年に当院で手術を行いリンパ節転移陽性と診断された49例の原発巣および転移リンパ節巣の切除標本を対象として免疫組織学的に解析を行った。また、術前化学療法前後の変化を検討するために、同症例中から標本作成が可能であった35例の針生検(CNB; Core needle biopsy)検体に対しても同様の検討を行った。結果、エストロゲン受容体,プロゲステロン受容体, HER2の発現は、原発巣と転移リンパ節巣の間に有意な相違は見られなかった。転移リンパ節巣のサブタイプ毎の解析では、乳癌幹細胞性の少ないとされるlumilal A typeは、lumilal B typeに比較して予後良好であったという結果が得られた。これらの術前化学療法を施行した症例での乳癌幹細胞性の検討を行うため、抗ABCトランスポーターの条件検討を行った。ABCトランスポーターの中で、乳癌術前化学療法で用いられるエピルビシン、パクリタキセル、ドセタキセルに影響を与える種類として、ABCB1、ABCC1、ABCG2が上げられ、それら抗体についての蛍光ナノ粒子イメージングのための条件検討を行っている。本研究課題と平行し、新規蛍光ナノ粒子であるPIDを用いた免疫染色について、1抗原に対する1対1対応の結合がなされているかを原子間力顕微鏡を用いて確認(論文投稿中)、2画像解析ソフトの改善(1細胞当たりの粒子数検討のためのプログラム)を行い、さらに本研究課題での検討であるABCトランスポーターのBRCPに関する検討をおこなったが、条件検討にやや難渋し、若干進行が遅れたが、十分な条件設定を行うことができた。臨床データセットの抽出は終了し、臨床情報に関する英文論文報告は行った。また、臨床検体を用いるための倫理委員会審査も行い承認を得ている(東北大学倫理委員会承認番号2015-1-603)。昨年度の蛍光ナノ粒子を用いたBRCPタンパク質染色する条件を確立できるか否かを検討するため、抗BRCP抗体としてAnti-BCRP Antibody, clone BXP-21(Merck Millipore)を使用し、陽性コントロール細胞株としてA549, HEK293、陰性コントロール細胞株としてSKBR3を使用したin vitroでのデータを元に、ヒト腫瘍組織検体での検討をおこなった。まず組織スライドの用紙絵コントロールとして精巣腫瘍、陰性コントロールとして大腸癌組織を用い、陽性組織と陰性組織の粒子数比が13.414.2となり、本プロトコールにおいて、BCRPの養成と陰性の染め分けが出来ることを確認し得た。更に2004-2010年に当院で、手術を行いリンパ節転移陽性と診断された49例中、針生検組織標本が作製可能であった35例について検討を行い、2報目の論文を作成中である。臨床データの収集・解析が終了し、結果も論文化され、初年度として研究は順調に進展している。臨床データセットでの臨床情報収集、基礎的検討、臨床献体を用いるための倫理委員会申請は既に終了しており、平成28年度は臨床検体での蛍光ナノ粒子による抗ABCトランスポーター抗体等を用いた免疫染色実験を行い、得られたデータと臨床情報の関連性について解析し論文報告する。腫瘍外科学ABCB1、ABCC1、ABCG2に対する抗体を用いて、in vitro及び臨床検体のパラフィン包埋切片を用いた蛍光ナノ粒子イメージングを行い、乳癌幹細胞の"機能の定量化"を行う。既に抗体は選定済であり、臨床症例の検体及び臨床病理学的データセットも初年度で揃えたため、イメージング後、画像解析並びに統計学的解析を行宇予定である。平成27年度はABCトランスポーターのBRCPに関する検討を行ったが、条件検討にやや難渋し、若干進行が遅れたため臨床検体の免疫染色実験が平成28年度にずれこんだため。

ただし、細胞株を用いた基礎的検討が終了し、十分な条件設定が得られたため、直ぐに臨床検体の実験が開始可能である。平成26年度は本研究の対象となる当院での初発乳癌症例の選定及び臨床病理学的解析を主として研究を行い、論文化に至った(Nemoto, Tada et al. Int J Biol Markers, 2015)。これらの症例を用いて蛍光ナノ粒子解析を行う為、抗ABCトランスポーター抗体の購入を予定していたが、非常に多くの抗体が上市されており、科学研究費を無駄に使うことのないよう、慎重に検討を重ねていた結果、抗体の購入が平成26年度内に間に合わず、次年度繰り越しとさせて頂いた。臨床検体の検討のための抗体費に使用予定である。上記の抗ABCトランスポーター抗体の選定は既に終了しており、早期に前年度予算を使って購入し、研究を進めていく予定である。
Web型データベースを持つ学習指導案作成支援システムの開発

学校現場において,意図的,計画的な教育の実施には,指導計画書の作成がきわめて重要である.しかし,学習指導計画書には慣習的な形式はあるが,統一的な記述形式は存在しない.このことは,詳細な指導計画書を必要とする経験の浅い教師や教育実習生が,自ら記述項目のもれがなく整合性のとれた高品質な指導計画書を作成することを困難にしている.さらに,指導計画書のデータベース化の推進を困難なものにしており,指導計画書を用いた教師間における教育手法の共有・再利用が十分に行えない現状がある.そこで本研究は,高品質な指導計画書の作成を支援すること,さらにそれら指導計画書のデータベース化を行い共有・再利用の支援を行うことを,目的とする.本研究における「高品質な指導計画書」とは,指導の流れが明瞭で理解しやすい構造であること(明瞭性),記述項目に落ち度がない,記述項目間の出現順序や対応関係に矛盾がない整合性がとれた構造であること(健全性)を満足する指導計画書を指す.Tepportsの実践・評価から,MelaTepに基づいて作成された指導計画書は明瞭性・健全性を保ち高品質が保証されること,さらにデータベース化により,指導計画書の共有・再利用の実現の容易を示した.学校現場において,意図的,計画的な教育の実施には,指導計画書の作成がきわめて重要である.しかし,学習指導計画書には慣習的な形式はあるが,統一的な記述形式は存在しない.このことは,詳細な指導計画書を必要とする経験の浅い教師や教育実習生が,自ら記述項目のもれがなく整合性のとれた高品質な指導計画書を作成することを困難にしている.さらに,指導計画書のデータベース化の推進を困難なものにしており,指導計画書を用いた教師間における教育手法の共有・再利用が十分に行えない現状がある.そこで本研究は,高品質な指導計画書の作成を支援すること,さらにそれら指導計画書のデータベース化を行い共有・再利用の支援を行うことを,目的とする.本研究における「高品質な指導計画書」とは,指導の流れが明瞭で理解しやすい構造であること(明瞭性),記述項目に落ち度がない,記述項目間の出現順序や対応関係に矛盾がない整合性がとれた構造であること(健全性)を満足する指導計画書を指す.Tepportsの実践・評価から,MelaTepに基づいて作成された指導計画書は明瞭性・健全性を保ち高品質が保証されること,さらにデータベース化により,指導計画書の共有・再利用の実現の容易を示した.本年度は,学習指導案と,年間計画,月間計画などの指導計画書を統一して記述できるよう,記述言語の設計と開発およびXML化を行った.方針は次の3つを基準とした.(2)項目の順序,箇条書きへの対応や,表形式を用い明確で理解しやすい記述にする.(3)項目の意味的整合性が取れるよう項目を精選する.特に必須な項目と省略できる項目の選定や項目同士の相互関係を考慮する.また,学習形態(一斉学習,グループ学習,個別学習)によって指導も変わるべきであり,項目も適宜変更できるようにする.XML化の方法は,拡張BNF記法で記述された記述形式の各ノードの間構造を保ちながら,XMLのタグとしてXMLのDTDに置き換える操作で行うこととした.これにより,指導計画書の項目に近い表現で意味内容を合わせて記述形式が表現できるようになった.また,プラットフォームに依存せず,Webアプリケーションや情報検索などの汎用的な利用が可能となり,データベース化を含めたシステム開発が容易となる.さらに,他の処理系や他のXMLで記述されたメタモデルとの連携が容易になった.。学校現場において,意図的,計画的な教育の実施には,指導計画書の作成がきわめて重要である.しかし,学習指導計画書には慣習的な形式はあるが,統一的な記述形式は存在しない.このことは,詳細な指導計画書を必要とする経験の浅い教師や教育実習生が,自ら記述項目のもれがなく整合性のとれた高品質な指導計画書を作成することを困難にしている.さらに,指導計画書のデータベース化の推進を困難なものにしており,指導計画書を用いた教師間における教育手法の共有・再利用が十分に行えない現状がある.そこで本研究は,高品質な指導計画書の作成を支援すること,さらにそれら指導計画書のデータベース化を行い共有・再利用の支援を行うことを,目的とする.本研究における「高品質な指導計画書」とは,指導の流れが明瞭で理解しやすい構造であること(明瞭性),記述項目に落ち度がない,記述項目間の出現順序や対応関係に矛盾がない整合性がとれた構造であること(健全性)を満足する指導計画書を指す.Tepportsの実践・評価から,MelaTepに基づいて作成された指導計画書は明瞭性・健全性を保ち高品質が保証されること,さらにデータベース化により,指導計画書の共有・再利用の実現の容易を示した.
階層的並列処理手法を実現するための自動並列化コンパイラに関する研究

本研究は、本申請者がこれまでの研究で開発しFORTRANプログラム粗粒度タスクの並列処理方式を土台として、プログラム全域にわたる階層的並列処理実現に関する研究を行なったもので、研究実績は次の通りである。(1)細粒度並列処理と粗粒度並列処理の階層化の検討階層的並列処理は粗粒度タスクをプロセッサクラスタへ割り当て、プロセッサクラスタ内のプロッセッサ群を利用して細粒度並列処理を行なうものである。細粒度並列処理においてはスティックスケジューリングによりタスクをコンパイル時に静的にプロセッサに割り当てており、コンパイル時に割り当てが行なわれることを利用して、同期コードの挿入およびその最適化を行なっている。一方粗粒度並列処理においてはマルチプロセッサスケジューリングアルゴリズムを応用したダイナミックスケジューリング手法を用いることにより、実行すべきタスクが実行時に決定されるという問題に対処している。このため細粒度並列処理において必要となる同期情報をハードウェア同期機構に挿入することをプログラム実行時に動的に行なう必要がある。本研究ではone-PE同期機構ならびにSBM同期機構を用いる細粒度並列処理と粗粒度並列処理を階層的に実現する手法を考案した。(2)階層的並列処理を実現する自動並列コンパイラの開発上記方式を実現する自動並列化コンパイラを作製した。対象プログラミング言語はC及びHigh Performance Fortranである。本コンパイラでは逐次中間コードを生成の後、並列性解析を行ない、並列中間コードを生成する。また細粒度並列処理のための同期コードおよび粗粒度並列処理のためのダイナミックスケジューリングコードもコンパイラが生成する。これにより実行時ののオーバーヘッドを軽減することが可能となる。なお、本コンパイラは大規模なソフトウェアとなるため、ワークステーションを利用した複数人数による開発となるが、本補助金で購入した設備により開発した。(3)実マルチプロセッサシステム上での有効性評価申請者が既に開発している実マルチプロセッサシステム上で本方式により各種アプリケーションプログラムを並列処理し、本自動並列化コンパイラによる階層的並列処理の有効性を検証した。(4)研究成果のまとめと学会発表以上の成果をまとめて学会において発表を行なった。
プロセスグループへの資源割当ての分散アルゴリズムとその応用に関する研究

資源割当ての問題は分散処理環境における重要な問題の一つとして知られており、多くの研究が為されています。また、ネットワーク環境の劇的な発展に伴い、様々な分散協調型のアプリケーションが開発されています。分散協調型アプリケーションの上では、強調して動作するプロセスやユーザが一つのグループとして動作するものと見ることができます。複数のグループが同時にそれぞれ何らかの動作を行う場合、異なるグループに属するプロセス同士の間で資源競合が生ずる場合があり、そこで資源の割当てが不適切に行われた場合、いくつかのグループの動作に支障を来たす危険性があります。そういった新たな形態の資源競合は、古くからある解決の手法では十分に対処することができず、またその餌決法に関する研究は、あまり十分には行われておりませんでした.そこで、私どもは従来の資源割当問題を拡張した「プロセスグループに対する資源割当て問題」という問題を提起し、その分散的解決法に関する研究を行って参りました。その研究において、この様な資源競合の問題の定式化を行い、またその問題を解決する資源割当ての手法を複数提案することができました。更に、その問題をより広範囲のアプリケーションに応用できるようにするために、いくつかの拡張を施した新たな問題を複数提起し、またそれぞれの解決法を示すことにも成功しております。最後に提案する分散アルゴリズムを実際の分散アプリケーション(マッチメーキング問題と遠隔ゼミ環境における資源競合解決)の構築する際に適用する可能性を検討しました。12年度では、以下の研究を行いました。(1)過去の研究成果を踏まえて、新しい資源割り当てモデルの設定を行いました。現実の(分散協調型)アプリケーションにおいて生ずるであろう資源競合の構図の定式化を行いました。そのモデル上に配されるプロセスやグループの動作,資源要求の形態などを従来の資源割り当て問題のモデルと比較しつつ検討しました。特に,ネットワークの通信路(資源)の帯域幅(量的要求)のように、一つの資源は、複数のプロセスに同時に利用され、各々のプロセスは、その資源の一定の量を要求したり、使用したりするようなアプリケーションを想定して、モデル化をしました。(2)そのモデル上で,新に発生する(従来の資源割り当て手法で解決できない)新な問題(グループ間のデッドロック,グループの飢餓状態等)について,検討しました。(3)より効率的に資源の利用をするための、割り込み手法を開発し、それを応用する資源割り当てアルゴリズムを開発しました。(4)では,資源割り当てアルゴリズムを実装し,コンピュータ上でシミュレーションを試み,プロセスの数は、充分に多く,かつ,要求する量のばらつきが大きい時に,従来の研究より、かなり効率があがる結果がでました。今度の研究結果をまとめて、論文誌への投稿中である。また、関連する資源割り当てに関する論文は、情報処理学会マルチメディア通信と分散処理ワークショップに採録され、The Excellent Paper Awardが受賞され,研究会推薦論文として、情報処理学会の論文誌へ推薦され,いま,その論文誌の投稿の準備中である。分散協調型アプリケーションの上では、協調して動作するプロセスやユーザが一つのグループとして動作するものと見ることができます。複数のグループが同時にそれぞれ何らかの動作を行う場合、異なるクループに属するプロセス同士の間で資源競合が生ずる場合があり、そこで資源の割当てが不適切に行われた場合、いくつかのグループの動作に支障を来たす危険性があります。そういった新たな形態の資源競合は、古くからある解決の手法では十分に対処することができず、またその解決法に関する研究は、あまり十分には行われておりませんでした。そこで、私どもは従来の資源割当て問題を拡張した「プロセスグループに対する資源割当て問題」という問題を提起し、その分散的解決法に関する研究を行って参りました。

更に、その問題をより広範囲のアプリケーションに応用できるようにするために、いくつかの拡張を施した新たな問題を複数提起し、またそれぞれの解決法を示すことにも成功しております。最後に提案する分散アルゴリズムを実際の分散アプリケーション(マッチメーキング問題と遠隔ゼミ環境における資源競合解決)の構築する際に適用する可能性を検討しました。
日本の青少年への管楽器導入における早期教育の必要性及びそのシステム化の研究

平成30年度本研究では、研究代表者松浦と研究協力者で東京藝術大学名誉教授の守山光三の2名が6月11日から6月16日の6日間に渡って管楽器初期教育が進んでいるドイツ連邦共和国、バーデン=ヴュルテンベルク州ハイルブロン市にあるハイルブロン市立音楽学校および市内周辺の小学校において現地視察を行った。視察の結果、研究課題としてドイツ国内で広く使用されている管楽器初期教育用テキスト「PICCOLINIとBRASSINI」のコンセプトを日本語に翻訳し、日本の学校教育においてどのように活用するのかが今年度の主たる研究目的となった。日本で検証を行う学校現場のモデルとして、岐阜大学附属小学校1年3組の児童35名と音楽科教員の協力を得て、11月に3回、2月に振り返り授業として1回、計4回の検証授業を行った。この4回の実践研究によって子供達が自ら教え合うなどの変容(成果)を見ることができた。しかしながら、ドイツで実際に行われているシステムは5名程度の児童を対象とすることが明記されている。そのコンセプトを可能な限り忠実に検証するために、2019年度研究から、少人数の小学校低学年生を対象に、各務原市で小学生を対象に活動している各務野さくらマーチングバンドをモデルとして金管楽器初期教育の実証研究を行うことになった。また、木管楽器は共同研究者である横田が埼玉県さいたま市立日進小学校の協力を得て管楽器初期教育の研究を進める計画となっている。この管楽器初期教育研究は、姿勢や呼吸法などの身体の使い方はもとより日本語とドイツ語(外国語)の違い、すなわち言語によって舌や口腔内の使い方、横隔膜を有効的に使用できるかが重要になって来るものである。今後、日本語とドイツ語(外国語)発音の違いが管楽器演奏にどのように影響するのか、いかに関わってくるのかを語学発音とりわけ身体的側面から研究して行くことが課題となる。当初の計画通り研究は進んでいる。しかしながらこの研究は9歳までの児童が対象となり、人数も少なくなくては一人ひとりに十分に指導をすることができず研究そのものが曖昧になってしまう。それらを勘案してモデルを附属小学校から各務野さくらマーチングバンドおよび日進小学校に変更し各団体に研究を依頼し快諾を得ている。2019年度からモデル校を変更し、少数の児童を対象に本研究の核となる「BRASSINIおよびPICCOLINI」のコンセプトをもとに日本人児童に合った管楽器初期教育研究を定期的に継続する。研究の内容として指導者教育も重要であり指導者育成にも努めなくてはならない。そこでモデルバンドとの連携を密にして、我々研究者が一方的に指導を行うのではなくモデルバンドの指導者にノウハウを惜しみなく提供し、協働して指導法の研究を進めて行く。

当該年度後半に計画していた子供用テキストの翻訳外注の依頼が、翻訳者の都合により次年度に変更となった。次年度予算と合わせてテキストの翻訳代として使用する。
無線ICタグを用いた移動ロボットの準動的環境地図の生成と利用

従来,移動ロボット技術の中では殆どが静的環境物体のみを地図の対象としており,準動的物体、動的物体が混在する環境で地図を生成し,その地図をロボットのタスクに利用する技術については,重要であるにも係わらず未発達の状況にある。本研究の目的は,準動的物体のモデル化を含む環境地図生成と移動ロボットタスクへの利用の課題に取り組むことである.本研究では準動的物体に無線ICタグが付けられていることを前提としている.つまり,近い将来,現在のバーコードに替わって様々な製品に付けられるユビキタス社会を予想している.具体的には,まず,移動ロボットに搭載したICタグを検出するタグリーダ(およびアンテナ)を利用して準動的物体の位置決めを行う.タグリーダでICタグの存在情報が得られると,タグの検出可能領域の境界近くにタグが存在することが分かる.一方,ロボットに搭載されたレーザ距離センサのデータの中に準動的物体の部分形状が含まれていれば,タグの位置推定とレーザ距離スキャンパターンを融合することで,準動的物体のポーズを推定し,それを作業環境地図の中に記述していくことが可能になる.本研究では,このような準動的物体の位置推定を実行し,SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)で地図を生成するプロトタイプシステムを構成した。準動的物体が次にセンシングを行ったときに移動した場合でも,それに対応するように地図を変更することが可能である.可動型のキャビネット,廊下のドア,ゴミ箱などの準動的物体が存在する環境において地図生成および地図更新の実験を行い,本提案システムの有効性を確認した.従来,移動ロボット技術の中では殆どが静的環境物体のみを地図の対象としており,準動的物体、動的物体が混在する環境で地図を生成し,その地図をロボットのタスクに利用する技術については,重要であるにも係わらず未発達の状況にある。準動的物体が次にセンシングを行ったときに移動した場合でも,それに対応するように地図を変更することが可能である.可動型のキャビネット,廊下のドア,ゴミ箱などの準動的物体が存在する環境において地図生成および地図更新の実験を行い,本提案システムの有効性を確認した.本研究では「準動的物体のモデル化を含む環境地図生成と、移動ロボットタスクへの利用」の課題に取り組む。今年度(平成17年度)は、準動的物体に無線ICタグを貼り付け、一定期間、それらの位置・姿勢の変化の履歴を蓄積することにより準動的物体の存在を作業環境地図に記述するプロトタイプシステムの構成に着手した。具体的には以下の課題に取り組んだ:(1)無線ICタグの検出性能評価本研究に用いる無線ICタグとしてはUHF帯・パッシブ型の利用を検討していたが、この帯域の電波利用の規格が2005年に制定されたこと、また、この規格のICタグ(およびReader/Writer)の販売開始が遅れたことから、今年度は、まず、従来型の2.45GHz帯のICタグおよびReader/Writer(Alien社製)を用いたプロトタイプシステムを構成し、アンテナからの距離、アンテナに対するタグの向き、等の測定条件の変化に伴う無線ICタグの検出性能について評価を行った。(2)移動ロボットシステムのハードウエア・プラットフォームの構成無線ICタグReader/Writerを搭載した移動ロボットが作業環境内で一定の(長期)期間に走行することにより、ICタグの情報とICタグが存在する位置・姿勢情報を収集し、地図情報として蓄積する必要がある。今年度は、本研究で用いる移動ロボットのハードウエア・プラットフォームの整備を行った。移動ロボットのベースにはActivMedia社製のPioneer3を利用し、ICタグReader/Writerとの通信にはシリアルポート(RS-232C)を用いる.(3)無線ICタグを用いて準動的環境地図を生成・利用するソフトウェアの開発移動ロボットから2.45GHz帯の無線ICタグへの情報の書き込みおよび読み取りためのソフトウエアを整備した。本研究では「準動的物体のモデル化を含む環境地図生成と、移動ロボットタスクへの利用」の課題に取り組む。平成18年度は、UHF帯ICタグの検出性能の評価を行い,ICタグ検出のセンサモデルを構成した.また,準動的物体に無線ICタグを貼り付け、ロボットの移動に伴ってICタグの位置決めを行うと同時に,レーザレンジファインダ(LRF : Laser Range-Finder)により得た距離データに基づいて,準動的環境地図の生成とロボットの自己位置決めとを行うプロトタイプシステムを構成した。具体的には以下の課題に取り組んだ:

1.無線ICタグの検出性能評価本研究に用いるUHF帯(953MHz)のICタグについて,アンテナからの距離、アンテナに対するタグの向き、等の測定条件の変化に伴う無線ICタグの検出性能の評価を行った。この結果に基づき,RFIDシステムでICタグを検出する際のセンサモデルを構成した.2.無線ICタグを用いて準動的環境地図を生成しロボットの自己位置決めをするソフトウェアの開発RFIDシステム,および,レーザレンジファインダを搭載した移動ロボットが,作業環境内で走行することにより,準動的環境物体に貼り付けられたUHF帯ICタグの自己位置決めを行う。これと同時に,レーザレンジファインダから得られる距離データに基づいて,準動的物体を含む環境地図の生成と,ロボットの自己位置決めを行うソフトウエアを構成した。なお,ICタグの自己位置決めでは,前記1.で構成したICタグ検出のセンサモデルを用いた。また,環境地図生成とロボットの自己位置決めの処理ではRBPF (Rao-Blackwellized Particle Filter)を用いた。従来、移動ロボット技術の中では殆どが静的環境物体のみを地図の対象としており、準動的物体・動的物体が混在する環境で地図を生成し、その地図をロボットのタスクに利用する技術については、重要であるにも係わらず未発達の状況にある。本研究の目的は、準動的物体のモデル化を含む環境地図生成と移動ロボットタスクへの利用の課題に取り組むことである.平成19年度は、準動的物体に貼付された無線ICタグを利用して、移動ロボットの自己位置決め,地図の推定,ならびに,無線ICタグの位置決めに基づく準動的物体の位置決め,を同時に実施するプロトタイプシステムを構成した.具体的には,ICタグの検出情報とレーザ距離スキャンデータに基づき,RBPF(Rao-Blackwellized Particle Filter)を用いて,移動ロボットの自己位置決め,地図推定,そして,準動的物体の位置決めを同時に行うシステムを改良した.準動的物体が移動された後に地図を更新することも可能になっている.評価実験では,準動的物体として可動型のキャビネットのポーズ(位置・姿勢),および,廊下環境においてドアの開閉,また,ドア周辺に置かれたゴミ箱のポーズ推定を行い,本システムの有効性を確認した.
物理パラメータに着目した、細胞内外ナノ構造の空間的制御

細胞は多くのナノ構造の集合体とみなすことができる。特に細胞の応答にかかわるナノ構造体は、免疫応答・神経伝達・薬剤取り込みと密接に関わっている。これらナノ構造体の操作を可能にするナノデバイスの作成は新しい細胞工学を切り開く。本研究ではナノ構造体を、脂質膜上の構成要素の偏りにより生じ2次元ナノ構造体と、明確な境界を持つ3次元ナノ構造体に分類し、それぞれに対して1)構成要素の人為的操作2)境界付近選択的な衝撃波の発生による構造変化を可能にするナノデバイスを作成する。さらにそれらを生細胞に適応し、膜組成依存的な活性をもつ神経伝達チャネルの制御や、病原性凝集体の衝撃波による破壊を試みる。
生体への負担軽減を目指した多周波超音波イメージングに関する研究

本研究では,超音波検査における被検者負担の軽減を目的として、複数の周波数を有する超音波を用いて生体内部の映像化を行う2つの方式を開発した.2つの超音波を異なる方向から生体内部へ向けて送波し,2つの超音波ビームが交差する領域に存在する微小気泡(造影剤)の非線形振動を利用して,低速血流の分布を映像化しようとする「二周波クロスビーム方式」と,広帯域に渡って複数のピーク周波数を有する多周波超音波パルスで映像化する「多周波エコー方式」である.本研究では,超音波検査における被検者負担の軽減を目的として、複数の周波数を有する超音波を用いて生体内部の映像化を行う2つの方式を開発した.2つの超音波を異なる方向から生体内部へ向けて送波し,2つの超音波ビームが交差する領域に存在する微小気泡(造影剤)の非線形振動を利用して,低速血流の分布を映像化しようとする「二周波クロスビーム方式」と,広帯域に渡って複数のピーク周波数を有する多周波超音波パルスで映像化する「多周波エコー方式」である.本研究では,臨床診断における超音波イメージングの課題であった干渉性雑音の低減と低速血流分布のイメージングを実現しようとするものである.平成20年度ではそのための基礎的な研究を実施した.前者においては,多周波超音波を送波可能な新しい振動子を設計,開発を行い,後者においては実際の造影剤を用いたファントム実験によって多周波におけるドプラシフト周波数と流速の関係を調査した.まず,厚みの異なる2つのセラミック系振動子を接着して2MHzと8MHzに共振周波数を有する振動子を作成した.しかし,この振動子で送波される超音波の音圧レベルは非常に小さく,実用上問題がある.そこで,1-3コンポジット材を用いて振動子を作成した.2つの異なる厚み(それぞれの共振周波数:2MHzおよび6MHz)の振動子を接着して一体化した振動子を作成したところ,全体の厚みの共振周波数である1.5MHzとその整数倍である3.0,4.5,6.0MHzで共振を有する振動子を試作することができた.この振動子をインパルス電圧で駆動したところ,これら4つ周波数でビームが形成されていることを確認した.また,送波される超音波の音圧レベルは実用上十分であることを確認した.次に,造影剤による低速血流イメージングの基礎研究として次のような実験を行った.まず,2.8MHzと2.0MHzの超音波ビームを対向して交差するように振動子を配置した.シリコンゴム管(内径4mm)の中を水とともに造影剤(ソナゾイド)を流し,超音波が管内で交差するように超音波を送波した.造影剤による散乱波はハイドロフォンで受信されて,AD変換後コンピュータで和周波数(4.8MHz)成分が抽出され,ドプラシフト周波数が計算される.ドプラ周波数と流速の関係は線形であることを確認し,その比例係数は理論値と一致した.本研究は,(1)多周波数の超音波を用いて,生体内部の画像に見られるスペックルノイズを軽減すること,(2)2周波クロスビーム方式を用いて,造影剤(マイクロバブル)の非線形振動をエコーから効率よく抽出し,肝臓等における低速血流を映像化することを目的とする.平成21年度においては,(1)多周波数の超音波を送受信するために多共振型圧電振動子を開発した.この振動子は厚さの異なる2つの圧電体を接着して,薄い圧電体の両端に設けた電極で駆動するもので,全体の厚みを半波長とする基本共振周波数の整数倍の周波数にピークを有する超音波を効率良く送受信できることを等価回路計算で確認した.圧電材料として1-3コンポジット材を用いて,2MHzと6MHzを基本共振周波数とする2つの圧電体を接着した振動子を試作した.6MHzの圧電体をインパルス電圧で駆動することによって1.5MHz,3.0MHz,4.5MHz,6.0MHzにピークのあるパルスを送受信できることを確認した.この振動子を超音波診断装置(アロカ社SSD1000)のメカニカルセクタプローブ(ASU-35CWD-2)内に組み込んだ.(2)2周波ビームの交差領域において和音成分のドプラシフト周波数と流速の関係を定式化した.流路ファントムを製作し,管内に市販の造影剤(ソナゾイド)を水とともに流し,流速とドプラシフト周波数との関係を実験によって確認した.超音波診断装置(東芝医用社SSA700A)から超音波送信の同期信号を取り出して,平面振動子(PZT)から送波された2MHzの超音波が,任意の位置および角度でコンベクスプローブ(PVT-375AT)による超音波ビームと交差するようにした.この2つの実験システムは,平成22年度に行われる,生体への負担を軽減する多周波超音波イメージングの検討を実施するために用いられる.本研究では,本研究では異なる周波数帯域を有する複数の超音波を用いて生体内部の映像化を行う2種類の方式を開発した.周波数帯域の異なる2つの超音波を異なる方向から生体内部へ向けて送波し,2つの超音波ビームが交差する領域に存在する微小気泡(造影剤)の非線形振動を利用して,低速血流の分布を映像化しようとする「二周波クロスビーム方式」と,広帯域に渡って複数のピーク周波数を有する多周波超音波パルスを送波することによって,生体内部の画質改善を目的とする「多周波エコー方式」である.

前者については,市販の超音波診断装置(東芝SSA.-700A)を用いた実験システムによって,流路中に造影剤(ソナゾイド)を水とともに流した場合の定常流と疑似拍動流の流速を本方式で測定した.低速での測定精度を単一周波数方式と比較して,本方式の優位性を確認した.後者については,2MHzと6MHzの1-3コンポジット材を接着した多共振型圧電振動子を試作して,市販の超音波診断装置(アロカSSD1000)のメカニカルセクタ型プローブに内蔵した.プローブから送波される超音波パルスをハイドロフォンで受信して,そのスペクトルから1.7,3.0,4.8,6.8MHzをピークとする多共振特性を有することを確認した.上腹部術中モデル超音波診断ファントム(京都科学US-3)の映像化を行い,多周波イメージングによるスペックル軽減効果を確認した.超音波出力の安全性(MI値1.9以下)を確認した後,肝臓および甲状腺の映像化を行って医学的見地からの検討を行った.
大学のレピュテーション・マネジメントの推進のためのIRの活用のあり方に関する研究

平成30年度においては、大学のレピュテーション・マネジメントに関しては、わが国では、これまで大学におけるレピュテーション・マネジメントのあり方に関する先行研究がほとんど見当たらない現状を踏まえて、今後の研究の基礎として大学のみならず、企業等のレピュテーション・マネジメントの研究状況の確認のための文献調査を行った。また、大学のIRに関しては、研究代表者・研究分担者が所属大学において担当しているIR業務の遂行を通じて知見の深化を図るとともに、先進的な取組に関する文献調査等を行った。さらに、レピュテーション・マネジメントに取り組んでいる大学の国際的なネットワークであるWorld 100 Reputation Networkの主催の国際会議W100 Annual Conference 2018(Vancouver, Canada 27-28 September 2018)に参加し、大学における国際的なレピュテーション・マネジメントの状況についてヒアリング調査を行った。これにより、レピュテーション・マネジメントに関する先進的な大学の取組状況等を把握することができたが、現時点では、レピュテーション・マネジメントへのIRの活用事例はほとんど見られない状況が明らかになった。以上の研究成果については、本科研費によって開催した「大学IR集中講習会」(平成31年2月27日28日開催、東京国際フォーラム・ガラス棟G402)における研究代表者及び研究分担者の講演を通じて、大学等のIR実務担当者に対して、知見をフィードバッし、共有を図るとともに、意見交換を行うことで知見の深化を図った。本年度は、先行研究等の確認を通じて、国内の大学のRMの取組の全体的な実態が必ずしも明確でなかったため、国内大学へのヒアリングについては実施を見送った。このため、平成31年度に国内の大学の全体的な状況に関するアンケート調査を実施し、その結果を踏まえて、ヒアリング対象の大学を選定し、ヒアリング調査を実施する予定である。平成31年度に国内の大学の全体的な状況に関するアンケート調査を実施し、その結果を踏まえて、ヒアリング対象の大学を選定し、ヒアリング調査を実施する予定である。また、アンケート調査によって把握された実態と課題を元に、わが国の大学におけるRMのあり方に関する検討を行う。平成30年度に実施予定であった大学に対するヒアリング調査を、平成31年度(令和元年度)のアンケート調査の実施後に行うこととしたため。
再生医工学を用いた腸骨海綿骨非依存型顎裂部骨移植の臨床展開の可能性について

口唇裂・口蓋裂形成手術時に得られた上顎骨からの間葉系細胞で骨形成を確認した.また上顎骨由来の間葉性細胞を無血清培養し骨形成能が認められた.10年以上凍結保存された骨組織由来未分化間葉系細胞に染色体の形態異常及びmyc遺伝子,p53遺伝子の異常発現が観察されないとともに骨形成能も確認されたことから、凍結保存された骨組織由来未分化間葉系細胞は代替骨組織のための細胞供給源となり得ることが示唆された.前年度は、口唇裂・口蓋裂形成手術に得られた上顎骨からの間葉系細胞の分離・増殖し、その間葉系細胞の骨形成能を確認した。しかし検体数が少ないため、成人上顎骨由来の間葉性細胞で基礎研究をおこなった。【平成24年度目的】1.無血清培地(STK)による上顎骨由来間葉系細胞の分離・増殖・保存の確立。2.上顎骨由来間葉系細胞を無血清培地(STK)とFBS添加培地で培養し、両者の骨形成能についての比較検討。【評価法】1.骨組織由来間葉系細胞の分化能の評価:(1)Alkaline Phosphatase(ALP)1ALP stain,2ALP Activity Assay,(2)Calcium(Ca)1Alizarin Red S stain,2Calcium Assay; Calcium Assay2.骨芽細胞マーカーの発現評価3.組織学的評価:1HE染色,2免疫染色,3骨面積(%Area)の比較【結果・考察】上顎骨より得られた間葉系細胞は骨芽細胞の供給源となること、この細胞を利用した代替骨が作製可能であること、また培養では無血清培地の使用が可能であることが示された。しかし、STKとFBS添加培地で培養した細胞を比較すると、in vitroではSTKのほうがCa産生量はより少なく、in vivoでもSTKのほうが骨組織形成面積(%Area)はより低値であった。原因として、STKの培養では細胞の増殖速度が遅いこと、STKでは骨芽細胞への分化速度がより遅いと推測された。しかしFBS添加培地にともなう感染リスクや、自己血清培地にともなう患者の負担軽減を考慮すると、今後さらに改良された無血清培地の開発が望まれる。【今後の展望】長期凍結保存の臨床応用の観点から当科に10年以上保存されている間葉系幹細胞の生物学的活性とその安全性を検討する。【平成23年度】口唇裂・口蓋裂形成手術時に得られた上顎骨からの間葉系細胞を分離・増殖し,その間葉系細胞の骨形成能を確認した.しかし検体数が少ないため,成人上顎骨由来の間葉性細胞で基礎研究をおこなった.【平成24年度】1.無血清培地(STK)による上顎骨由来間葉系細胞を分離・増殖・保存の確立.2.上顎骨由来間葉系細胞を無血清培地(STK)とFBS添加培地で培養し,両者の骨形成能についての比較検討.【平成25年度】長期凍結保存の臨床応用の観点から当科に10年以上保存されている腸骨由来間葉系細胞の生物学的活性とその安全性を検討した.(方法)生物学的活性:1.骨組織由来間葉系細胞の分化能の評価:(1)Alkaline Phosphatase(ALP)1ALP stain,2ALP Activity Assay,(2)Calcium(Ca)1Alizarin Red S stain, 2Calcium Assay; Calcium Assay2.骨芽細胞マーカーの発現評価3.組織学的評価:1HE染色,2免疫染色,3骨面積(%Area)の比較.安全性:1染色体の形態異常検査,2p53とmycの異常発現.(結果・考察)in vitro:凍結保存された未分化間葉系細胞から分化させた骨芽細胞においてAlizarin Red S染色によりCa産生能を確認した.In vivo:骨組織形成を確認され.長期間凍結保存された骨組織由来の未分化間葉系幹細胞より骨組織形成が可能であった.細胞安全性:凍結保存細胞の染色体の形態異常は確認されなかった.またmyc遺伝子,p53遺伝子の異常は確認されなかった.以上より長期間凍結保存された骨組織由来未分化間葉系細胞は,代替骨組織形成のための細胞供給源となり得ることが示唆された.口唇裂・口蓋裂形成手術時に得られた上顎骨からの間葉系細胞で骨形成を確認した.また上顎骨由来の間葉性細胞を無血清培養し骨形成能が認められた.10年以上凍結保存された骨組織由来未分化間葉系細胞に染色体の形態異常及びmyc遺伝子,p53遺伝子の異常発現が観察されないとともに骨形成能も確認されたことから、凍結保存された骨組織由来未分化間葉系細胞は代替骨組織のための細胞供給源となり得ることが示唆された.【平成23年度目的】1.口唇裂・口蓋裂形成手術に得られた下鼻甲介骨組織から間葉系幹細胞の分離・増殖・保存の確認する。2.口唇裂・口蓋裂形成手術に得られた間葉系幹細胞の骨形成能の確認(in vitro, in vivo)する。【結果・考察】1,下鼻甲介骨組織から間葉系幹細胞の分離・増殖・保存が可能であった。2.骨形成能について:in vitroでは、下鼻甲介より採取した骨組織

由来間葉系細胞は、FBS添加培地ヒト血清添加培地、無血清培地のいずれの培養でもアリザリン・レッドでの染色が確認された。また骨芽細胞マーカーの評価ではALP、OCの発現を認めたことから骨芽細胞への分化能を有することが確認された。したがって口唇裂・口蓋裂形成手術時に得られる下鼻甲介は、腸骨に代わる新たな間葉系幹細胞の供給源となり得ることが確認された。また、その際に無血清培地による培養が可能であることが示された。3種類[無血清培地(STK-1),10%ヒト血清添加α-MEM培地(bFGF1ng/ml),10% FBS添加α-MEM培地(bFGF1 ng/ml含有)]の培地によるアリザリン・レッドの染色性の差と、骨芽細胞マーカー発現に相違を認めたが、これは各培地によって得られる骨芽細胞の細胞数および分化度の相違が反映された結果と推測された。in vivoのHE染色では、HA気孔内に明らかな骨組織の形成は確認されなかった。原因として、下鼻甲介より採取された初期採取標本に含有される細胞数が少ないことにより、骨芽細胞に分化しうる細胞の絶対数が不足していることによると考えられた。【今後の方針】(1)口唇裂・口蓋裂患者よりの検体数が少ないため,上顎骨の生物学的な基本情報を獲得のため新たに成人上顎骨を検体に加える。(2)口唇裂・口蓋裂形成手術で得られた下鼻甲介骨組織から間葉系幹細胞の確実なin vivoでの骨形成環境を獲得する。口唇裂・口蓋裂の患児(3例のみ)からの骨組織検体が少かった。そこで対象となる上顎骨が再生医療の代替人工骨としての適否を成人上顎骨に置き換えて行ったことにより、十分な基礎研究が遂行できている。また同時に10年以上長期凍結保存間葉系細胞からも生物学的活性が確認され、研究目的は達成できると考える。あくまで口唇裂・口蓋裂の手術に際しての余剰骨組織を研究献体としているが,平成23年度は3検体のみと少なかったため.本研究は成人上顎骨で基礎研究を完了させる。新たに(1)口唇裂・口蓋裂患者よりの検体数が少ないため,上顎骨の生物学的な基本情報を獲得のため新たに成人上顎骨を検体に加える。(2)口唇裂・口蓋裂形成手術に得られた下鼻甲介骨組織から間葉系幹細胞の確実なin vivoでの骨形成環境を獲得する。口唇裂・口蓋裂の患児(3例のみ)からの骨組織検体は少ないため、基礎研究は成人上顎骨を主体に行う。1.下鼻甲介ならび口蓋骨由来間葉系幹細胞の骨形成能の確認(in vitro, in vivo):in vitro:凍結保存間葉系幹細胞を骨分化誘導培養し細胞生化学的活性(RT-PCRによるRNKL,ALP,OC等)で確認する.in vivo:凍結保存間葉系幹細胞を無血清培地で増殖,次に骨分化誘導培養.担体はハイドロキシアパタイトを使用.動物(ヌードマウス)に移植し骨組織の組織学・免疫組織学的に検索する.2.胎児診断により口唇裂・口蓋裂を診断された新生児の臍帯血からの分離・保存と初回手術時の提供組織からの間葉系幹細胞の保存3.成人上顎骨の生物学的な基本情報を獲得:1.と同様のin vitro, in vivoの研究を行い、1.の検体数不足を補う.4.下鼻甲介なら口蓋骨由来間葉系幹細胞の安全性を確認:(1)染色体数分析:
粒子サイズのバイモーダル分布制御による高温構造用in-situ MMCの設計

本研究は、高温構造用先進材料として新規のアルミニウム系セラミック粒子強化金属基複合材料(metal matrix composites, MMC)の開発を意図したものである。すなわち、従来の粒子強化MMCと分散強化合金では、大きく異なる粒径のセラミック粒子が、それぞれ異なる役割を持って機能している点に注目し、微細粒子(<1μm)と粗大粒子(10μm)の片方または双方を強化相としたMMCについて、高温における剛性およびクリープ抵抗に及ぼす粒子サイズの効果を調べ、それら粒子から成る新規の"ハイブリッド"粒子強化MMCの設計に資する情報を得ることを目的とした。そこで、まず、Al-Ti-B混合粉を原料とするTiB_2/Al MMCの反応合成ではサブミクロンオーダーのTiB_2微粒子がAlマトリックス中に"その場(in situ)^2"生成することに着眼し、そこで問題となっている中間生成物Al_3Tiが脆性有害相として残留する理由を解明すべく、反応過程の詳細を調べた。その結果、中間生成したAlB_2とAl_3Tiが、溶融Alの存在下では分解し、TiB_2とAlが生成すること(AlB_2+Al_3Ti→TiB_2+4Al)、したがってTiB_2/Al MMC二層組織を得るには原料組成xAl-Ti-2Bにx≧4なる制約があり、この臨界組成x=4は最大27.9vol.% TiB_2に対応することを明らかにした。次いで、微細なin situ生成粒子(<1μm)と粗大な'ex situ'生成粒子(10μm)の片方または双方を強化相とした三種類の20vol.% TiB_2/Al MMCの作製を試み、それらを同一のプロセス条件で作製することに成功した。これらのMMCについて、動的引張弾性率の温度依存性の測定およびクリープ試験を実施し、得られた結果を筆者らの平均場微視力学に基づく理論解析の結果と比較検討して、高温剛性およびクリープ抵抗に及ぼす粒子サイズの効果を明らかにした。以上により、"ハイブリッド"粒子強化によるMMCの設計と、その反応合成プロセスによる作製は、高温構造用MMCの新規技術として有望であることが分かった。本課題(3カ年計画)では、粒径110ミクロンオーダーの粗大なセラミック粒子と10100ナノメートルオーダーの微細なセラミック粒子のバイモーダル粒子サイズ分布制御により、高温における剛性と耐クリープ性を両立させる新たな金属基複合材料(Metal Matrix Composites, MMC)の可能性を研究する。これは従来の粒子強化MMCと分散強化合金のハイブリッドであり、粗大粒子は主として高温剛性を高め、微細粒子はマトリックス金属のクリープに対する'しきい応力'レベルを高めることが期待できる。このため、特に微細な粒子を反応合成により"その場"で生成させるin-situ複合化プロセスに着眼した。具体的にはAl-TiB_2系MMCを対象とし、これまで若干の報告例があるが未だ反応課程の詳細に不明点が多いAl、Ti、Bの3元混合粉を原料とする反応合成を試み、示差走査熱量分析(DSC)、XRD相同定、組織観察等を通じて、Al_3TiとAlB_2の過渡的生成を含むやや複雑な反応過程を詳細に調べた。その結果、従来、粗大な脆性有害相として残留するとされているAl_3Tiは、Al: B: Tiのモル比が4: 2: 1を境とする低Al側組成の場合であることを明らかにし、所望の強化