hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「イオン液体-磁性体-炭素素材」から生まれる機能性流体の開発と基本電磁特性の解明

配位性置換基を持つイオン液体をμmサイズの酸化鉄微粒子の分散溶媒として使用することで、界面活性剤を使用することなくMR磁性流体を作成した。開発したイオン液体型MR流体は二週間以上安定に分散した。また、分散安定性をさらに向上させるために膨張化炭素繊維の改質をおこなったところ、当初の目的とは異なり、この炭素繊維がガン細胞に集積する特性を偶然に確認し、白金型抗ガン剤を導入することで効果的な抗ガン能を確認した。イオン液体型磁性流体の探索で、界面活性剤無しでフェライトをイオン液体中に安定分散できることを見いだした。しかし、実用化に耐える飽和磁化の大きさに問題があった。フェライトでは飽和磁化が鉄に比べて極めて弱いため、大きな飽和磁化の鉄粒子のイオン液体分散体開発を最終年度の目的とした。MR磁性流体とするためにナノではなくマイクロメーターサイズの鉄粒子を用いると、鉄粒子の沈殿と媒体とに分離しやすい。この課題を解決するために二つの方法論で展開した。方法論1.鉄粒子に配位して溶解性を増加させるポルフィリンの合成方法の確立と、炭素繊維をイオン液体に分散させることで鉄粒子の沈殿防止を試みた。炭素繊維の表面に配位性官能基を多く導入することを検討した。グラム当たりμモル量のカルボン酸などの官能基を持つ膨張化炭素繊維を利用して抗ガン性のプラチナ錯体を固定できた。しかし、6μmサイズの鉄に配位させて安定なイオン液体の分散体を得るためには、さらに高い官能基濃度を持つ炭素繊維が必要となった。硫酸/過酸化水素水で膨張化炭素を処理することでカンボン酸密度を倍増できることを見いだした。さらに、フェントン反応を膨張化炭素に施すことで水酸基濃度を増やす事も可能とした。これらの反応温度は高すぎても、低すぎても官能基濃度の低下をもたらし、最適温度の設定が不可欠な事を確認した。また、白金錯体を固定した膨張化炭素繊維の抗ガン能について特許申請を行った。方法論2.イオン液体のアニオン自身に磁性を持たせたイミダゾリウムFeCl4-塩中での鉄粒子の分散安定性を評価した。鉄の周りに磁気相互作用で被覆させる事を意図したものであったが、現時点ではこの磁性イオン液体でも安定に6マイクロメーターサイズの鉄粒子の分散体を得ることができなかった。方法論2に1を相乗させたイオン液体型MR流体の開発を継続している。本研究は、炭素素材と調和したイオン液体から「磁性流体」を得ることで、幅広い実用化力を持つ機能性流体を開発する基礎知見を得る事を意識している。炭素(膨張化炭素繊維)と磁性金属の双方に親和性があるイオン液体を活用することにより、電場と磁場双方に応答する機能性流体を開発することを研究目的している。23年度の課題はイオン液体中の磁性流体開発と膨張化炭素繊維の化学修飾による機能化とした。(1)イオン液体中の磁性流体開発:界面活性剤を被覆していない、裸のフェライト(5 μm)を数週間にわたって安定に分散できるイオン液体をスクリーニングした。磁場印可により、フェライト分散イオン液体の粘性が、増加して飽和する典型的なMR流体挙動を確認できるシステムを見いだした。しかしながら、その飽和磁化は小さく、フェライトに対して反磁性のイオン液体の含有率を低下させることが必要と判断した。即ち、高濃度にフェライトなどの磁性粒子を分散しうるシステムが必要との知見を得る事ができた。この知見獲得により当初計画を微修正した。(2)膨張化炭素繊維の化学修飾による機能化:ナノからマイクロメーターサイズが混合した膨張化炭素繊維に対してアミン系金属配位子とアルキル長鎖の導入を導入する方法論を確立した。膨張化炭素繊維の水分散液のpHは、アミン系配位子の表面固定により酸性から塩基性になる事を確認し、プラチナなどの触媒能を持つ金属イオンと金属の固定化も確認した。また、アルキル長鎖が導入された膨張化炭素繊維の親油環境における分散性の向上も確認した。膨張化炭素繊維の化学修飾による機能化の項目については、プラチナや鉄などを固定する方法論を確立できた。但し、フラレーンなどを膨張化炭素繊維上にデザインし合成する計画は実施していない。この項目の代わりに金属を固定化した膨張化炭素繊維の機能評価を展開し、ガン細胞を指向すると同時に制ガン効果が存在することを医学部との共同研究から確認できた。当初期待していなかったうれしい成果を得た。イオン液体型磁性流体の探索において、反磁性媒体の含有率を低下させない限り、実用化に耐える飽和磁化に問題があることが判明した。23年度の後半は印可磁場下での粘度測定を軸に展開する計画であったが、これを修正し、フェライトを高濃度に安定分散できるイオン液体媒体システムの探索に起動修正した。これに加えて、酸化鉄のフェライトではなく、ナノからマイクロメーターサイズの鉄(0)粒子を分散できるイオン液体媒体システムの探索を開始することにした。

当初計画を軌道修正しながら新しい項目も展開できているため、「進展はほぼ順調である」と判断した。最終年度にあたる本年度は、実用化に耐える飽和磁化を持つイオン液体型磁性(MR)流体のを開発したい。そのためには、前年度後半から開始したフェライトを高濃度に安定分散できるイオン液体媒体システムと、鉄(0)粒子を分散できるイオン液体媒体システムの探索を成功につなげる事を目的としたい。一方、膨張化炭素繊維の機能化については、前年度に実施していない(1)フラレーンなどのナノ炭素や(2)温度応答性ポリマー(ポリN-イソプロピルアクリルアミド)をグラフト重合的に多数固定した、炭素ー炭素組織体や、温度応答性の炭素繊維の開発も展開する予定である。最終的には、これら膨張化炭素繊維の誘導体をイオン液体型磁性流体と融合させた系の磁気特性の評価を行う事を計画している。本研究は、有機と無機のハイブリッド合成系の課題であるため化学試薬とガラス器具、分離用のシリカゲル、溶剤、加熱器具の購入に対して物品費を265万円ほど使用予定である。初年度は、非常に高額なナノ化成品の購入が必要な展開にならなかったため、この経費を次年度に回している。ナノ素材の購入、合成に関する人件費と関連学会への報告、情報入手のための旅費も活用する計画である。謝金も30万円ほどをデータ整理などに計上する。配分助成金は、有意義に活用する。
DNGマテリアルを用いた不要電磁放射の軽減法に関する研究

DNGマテリアルを用いて不要電磁波を軽減させるには,DNGマテリアルの電気的・磁気的特性を如何に制御できるかということと,DNGマテリアルを何処に設置するかに依存する.そのため,前年度に引き続きシミュレーションと実験によりそれらの解明にあたった.以上の検討を通じて,理論的検討では,DNGスラブに対するダイアディックグリーン関数を導出し,DNGスラブに対する解析の基本原理を与えた.また,DNG媒質の計算機シミュレーションを効率よく行うために,周期構造に対するFDTD法を確立した.一方,損失を有するDNG媒質を化学的に合成するのは困難であったため,通常の損失性媒質表面に正方形導体を周期的に配置する構造(EBG構造)を用いて入射電磁界を効率よく吸収させる電波吸収体の検討を行った.その結果,従来予想されていたよりも広帯域で高効率な小形吸収体ができることが分かった.しかしながら,実用化のためには更なる小形化が必要であることも明らかとなった.以上の研究において研究代表者は,研究全体を統括すると共に,DNGマテリアル構造の電気的・磁気的特性の理論的考察を行い,不要電磁波低減に適した構造の提案を行った.この提案を元に研究分担者は電気的・磁気的特性の評価をシミュレーションによって解析した.さらに研究分担者はシミュレーションで得られた結果の妥当性を検証するとともに,それらの結果を研究代表者の理論的検討にフィードバックした.DNGマテリアルを用いて不要電磁波を軽減させるには,DNGマテリアルの電気的・磁気的特性を如何に制御できるかということと,DNGマテリアルを何処に設置するかに依存する.そのため,前年度に引き続きシミュレーションと実験によりそれらの解明にあたった.以上の検討を通じて,理論的検討では,DNGスラブに対するダイアディックグリーン関数を導出し,DNGスラブに対する解析の基本原理を与えた.また,DNG媒質の計算機シミュレーションを効率よく行うために,周期構造に対するFDTD法を確立した.一方,損失を有するDNG媒質を化学的に合成するのは困難であったため,通常の損失性媒質表面に正方形導体を周期的に配置する構造(EBG構造)を用いて入射電磁界を効率よく吸収させる電波吸収体の検討を行った.その結果,従来予想されていたよりも広帯域で高効率な小形吸収体ができることが分かった.しかしながら,実用化のためには更なる小形化が必要であることも明らかとなった.以上の研究において研究代表者は,研究全体を統括すると共に,DNGマテリアル構造の電気的・磁気的特性の理論的考察を行い,不要電磁波低減に適した構造の提案を行った.この提案を元に研究分担者は電気的・磁気的特性の評価をシミュレーションによって解析した.さらに研究分担者はシミュレーションで得られた結果の妥当性を検証するとともに,それらの結果を研究代表者の理論的検討にフィードバックした.DNGマテリアルを用いて不要電磁波を軽減させるには,DNGマテリアルの電気的・磁気的特性を如何に制御できるか,ということと,DNGマテリアルを何処に設置するのが最適化ということに依存するので,その解明に関する基礎検討をシミュレーションにより行った.一方,DNGマテリアルの製作技術に関する基礎検討も行い,実際にいくつかのDNG構造の作成を行った.以上の検討を通じて,平成18度は,DNGマテリアル構造の電気的・磁気的特性の評価・制御法,および電磁波との相互結合の解明を理論的・実験的に行った.この際,リング構造を変化させたり,別の構造体を複層したりすることにより,吸収特性を平坦にさせると共に小型化を図るための基礎検討を行った.実験に関しては現有備品と,購入したホーンアンテナを用いて実施した.一方,理論的検討に関する大規模数値シミュレーションについては,東北大学のスーパーコンピュータを利用した.以上の研究において研究代表者は,研究全体を統括すると共に,DNGマテリアル構造の電気的・磁気的特性の理論的考察を行い,不要電磁波低減に適した構造の提案を行った.この提案を元に研究分担者は電気的・磁気的特性の評価をシミュレーションによって解析した.さらに研究分担者はシミュレーションで得られた結果の妥当性を検証するとともに,それらの結果を研究代表者の理論的検討にフィードバックした.DNGマテリアルを用いて不要電磁波を軽減させるには,DNGマテリアルの電気的・磁気的特性を如何に制御できるかということと,DNGマテリアルを何処に設置するかに依存する.そのため,前年度に引き続きシミュレーションと実験によりそれらの解明にあたった.以上の検討を通じて,理論的検討では,DNGスラブに対するダイアディックグリーン関数を導出し,DNGスラブに対する解析の基本原理を与えた.また,DNG媒質の計算機シミュレーションを効率よく行うために,周期構造に対するFDTD法を確立した.一方,損失を有するDNG媒質を化学的に合成するのは困難であったため,通常の損失性媒質表面に正方形導体を周期的に配置する構造(EBG構造)を用いて入射電磁界を効率よく吸収させる電波吸収体の検討を行った.その結果,従来予想されていたよりも広帯域で高効率な小形吸収体ができることが分かった.しかしながら,実用化のためには更なる小形化が必要であることも明らかとなった.以上の研究において研究代表者は,研究全体を統括すると共に,DNGマテリアル構造の電気的・磁気的特性の理論的考察を行い,不要電磁波低減に適した構造の提案を行った.この提案を元に研究分担者は電気的・磁気的特性の評価をシミュレーションによって解析した.さらに研究分担者はシミュレーションで得られた結果の妥当性を検証するとともに,それらの結果を研究代表者の理論的検討にフィードバックした.
神経特異的Ras類似GTP結合タンパク質Rinの細胞内機能

Rasと非常に相同性の高い低分子量GTP結合タンパク質であるRinは、脳神経系に特異的に発現し、カルシウムイオン依存的にカルモジュリンとの結合能を有する分子量約25Kの低分子量GTP結合タンパク質である。Rinは神経活動に伴うカルシウムシグナリングに関与する因子と考えられるが、その細胞内情報伝達機構に関しては現在のところ全く不明である。私は、神経系の良いモデル細胞であるPC12細胞にRin遺伝子を発現させたところ、高度に枝分かれした神経突起を形成することを見出した。このRinによる神経突起は、神経成長因子(NGF)による突起とは異なりMAPキナーゼの活性には全く依存せず、優性抑制変異体(Dominant negative)おRac/Cdc42の共発現やカルモジュリン阻害剤の投与により著しく阻害された。又、PC12細胞にRin遺伝子を発現させると、細胞内に存在するRac/Cdc42が活性化されることも見出した。カルモジュリンとの結合能を欠くRin変異体では、野生型Rinと同程度のRac/Cdc42活性化を引き起こせるが、神経突起を形成することは出来なかった。更に、PC12細胞に内在的に存在するRinタンパク質の機能をDominant negative Rin遺伝子の発現により阻害すると、細胞内のカルシウム依存性の情報伝達経路が阻害されることも明らかになった。以上の実験結果から、Rinによる神経突起の形成には、Rac/Cdc42の活性化とカルモジュリンとの結合が必要であり、内在性Rinタンパク質は細胞内のカルシウムシグナリング系に於いて重要な役割を担っていることが示唆された。
テネイシン欠損マウスにおける異常行動原因遺伝子の高精度連鎖地図の作製

TNKOは相同組換えにより作製されたテネイシン欠損マウスより育成された系統で、不自然な首振り運動や多動を特徴とする。TNKOはさらに、プールに導入すると頚部を反らせて溺水する。本研究は、テネイシン欠損マウス系統、TNKOマウスに見られる溺水行動形質に関連する遺伝子(テネイシン関連溺水遺伝子)の染色体上の位置を高精度連鎖地図を作製する事により決定し、その近傍にマップされている既知遺伝子との異同を推定して候補遺伝子の有無を調べる事を目的として行った。TNKOにおける溺水行動が、特定の遺伝子によって引き起こされているかどうかを調べるために、TNKOと野性マウス由来の近交系MSMとの交配よりF2世代のマウスを作製して水泳試験を施し、溺水個体を検索した。水泳試験は180秒間として、水泳軌跡を移動軌跡解析装置MZ-30により分析し、方向変換数を求めた。さらに、水泳中の姿勢異常の有無を点数化して各個体の水泳異常スコアとした。この水泳異常スコアの高いF2個体と低いF2個体を用いて、ゲノムDNAを抽出し、MITマーカーによる各染色体領域の系統由来を調べた。連鎖解析をMapManager QT ver3.0b20(K.F.Manly)にて行った結果、第4染色体中央部のTnc(tenascin-C)遺伝子座でLOD score=16.4が得られた。さらに、第10染色体遠位部のD10Mit291(LOD score=35.4)とD10Mit150(LOD score=40.7)との約6.5cMの間隔に最も影響力の強い遺伝子座が存在することが判明した。10番染色体の遺伝子座の関与は戻し交配世代においても確認した。この結果から、TNKOにおける溺水行動にはtenascin-Cの欠損とD10Mit150近傍の遺伝子が強く関係している事が示された。TNKOは相同組換えにより作製されたテネイシン欠損マウスより育成された系統で、不自然な首振り運動.や多動を特徴とする。その結果、第4染色体および第10染色体の各遺伝子座において、スコアの高い異常個体群のみで遺伝子型が、1:2:1の分離比からはずれ、有意にTNKO由来のホモ型に片寄っていることがわかった。さらに、検索個体数と染色体マーカーの密度を増して、連鎖解析をMapManager QT ver3.0b20(K.F.Manly)にて行った結果、第4染色体中央部のTnc(tenascin-C)遺伝子座でLOD score=16.4,第10染色体遠位部のD10Mit150遺伝子座でLODscore=40.7とそれぞれピークを示した。

さらに、第10染色体遠位部のD10Mit291(LOD score=35.4)とD10Mit150(LOD score=40.7)との約6.5cMの間隔に最も影響力の強い遺伝子座が存在することが判明した。10番染色体の遺伝子座の関与は戻し交配世代においても確認した。この結果から、TNKOにおける溺水行動にはtenascin-Cの欠損とD10Mit150近傍の遺伝子が強く関係している事が示された。
酵素を用いた調理によるテクスチャー改善の試みとその高齢者向け食品開発への応用

本研究は,高齢者など咀嚼・嚥下に困難をもつ人でもおいしく食べるために必要な調理方法を示すことを目的とした。そのために,タンパク質を多く含有する食品(豆腐など)のテクスチャーを,タンパク質分解酵素(プロテアーゼ)を用いることにより改変できることを示すことを試みた。プロテアーゼを作用させた豆腐は,やわらかくなめらかであり,対照との間に組織構造の差違が認められた。これはタンパク質のネットワーク構造がプロテアーゼにより切断されたためと考えられた。プロテアーゼ処理によるテクスチャー修飾は他のタンパク質を多く含む食品へ適用することができ,高齢者用食品への応用が可能であると考えられた。日本は超高齢社会となり,咀嚼・嚥下困難者が増加しているが、誰もが食べ物を口からおいしく摂取できることが望まれている。本研究はこれを実現するために必要な調理方法を示すことを目的としている。平成25年度はタンパク質ゲルのテクスチャーの変化の詳細を検討し、変化の原因の追及を行った。また、魚介や大豆加工食品への応用を試みた。1.タンパク質ゲルにプロテアーゼを作用させ、ゲルの構造がどのように変化したかを、走査電子顕微鏡により観察した。2.ゲル中のタンパク質のネットワークの変化を、共焦点レーザー顕微鏡により観察した。3.ゲル中のタンパク質をSDS-PAGEにより観察したところ、タンパク質の顕著な分解が見られた。4.魚介や大豆加工食品(凍り豆腐、油揚げなど)にプロテアーゼを作用させたところ、テスクスチャーに変化が見られた。プロテアーゼ処理した凍り豆腐について、クリープメータを用いた破断強度解析を行い、得られた応力ー歪曲線によりテクスチャーを評価したところ、対照(プロテアーゼを使用しないこと以外は同様に処理したもの)よりやわらかいと判断された。このとき、凍り豆腐のタンパク質の分解がSDS-PAGEにおいて観察された。また、油揚げにプロテアーゼを作用させたところ、同様にクリープメータを用いた破断強度解析により対照よりやわらかくなったと判断され、油揚げのタンパク質の分解がSDS-PAGEにおいて観察された。本研究は、超高齢社会にあっても誰もがおいしく食べられることを目指し、これを実現するために必要な調理方法を示すことを目的としている。そのための基礎的調理データとして、タンパク質を中心とした食品のテクスチャーを、プロテアーゼを用いることによりやわらかく、なめらかで、おいしいものにすることができることを示すことを試みた。平成24年度は、タンパク質ゲルに対するプロテアーゼの影響の概要の把握を行った。1.タンパク質ゲル(豆腐など)に市販プロテアーゼ製剤(モルシンなど)を作用させた。クリープメータを用いた破断強度解析を行い、得られた応力-歪曲線によりテクスチャーを評価したところ、やわらかいテクスチャーであると考えられた。このとき、タンパク質が分解されたことがSDS-PAGEにより観察された。また、外観の変化はほとんどみられなかった。2.タンパク質ゲルの中から豆腐を選択し、各種酵素反応条件を試みて最適条件を得た。まず、1で使用した以外のプロテアーゼ(パンクレアチン、パパインなど)についても豆腐に作用させ、作用後のテクスチャーを比較(クリープメータによる測定が中心であるが、一部官能評価、顕微鏡観察を含む)し、モルシンが適当であると考えられた。次に、これまで4°Cで96時間行っていた酵素反応を40°Cで16時間に変更したところ、前者と同様の品質のゲルを得ることができなかった。3.モルシンを作用させた豆腐についてクリープ解析を行い、その粘弾性を検討した。モルシンを作用させた豆腐は対照と比べて瞬間弾性率、遅延弾性率、定常粘性率、遅延粘性率が小さかったことから、しなやかでのびのあるゲルであったと考えられた。本研究は、咀嚼・嚥下困難者が増加する超高齢社会にあっても誰もがおいしく食べられることを目指し、これを実現するために必要な調理方法を示すことを目的とした。そのための基礎的調理データとして、タンパク質を多く含有する食品のテクスチャーを、プロテアーゼを用いることによりやわらかくなめらかなものにすることができることを示すことを試みた。最初に、タンパク質ゲルに対するプロテアーゼの影響の概要の把握を行った。タンパク質ゲル(豆腐など)に市販プロテアーゼ製剤を作用させたところ、やわらかいテクスチャーのゲルを得た。各種酵素反応条件を試みて、最適条件を得た。プロテアーゼを作用させた豆腐は、外観は対照とほとんど違いがなかったが、クリープメータによる破断強度解析やクリープ解析により、やわらかくなめらかでのびがある状態であることが示された。ゲルの構造の変化を走査電子顕微鏡や共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、対照との間に組織構造に差が認められた。これはタンパク質のネットワーク構造が切断されたためと考えられた。またSDS-PAGEによりタンパク質の分解が観察された。

さらに他の大豆加工食品等へのプロテアーゼ処理によるテクスチャー変化の応用を試みた。凍り豆腐は高齢者にとっては食べにくい食品とされているが、やわらかく改変することができた。また、油揚げについても軟化させることができた。様々な調理へのニーズに対応することが可能になるようにするため、プロテアーゼ処理方法等の検討を行った。プロテアーゼ溶液に浸漬する方法以外に、注射器等で注入する方法等も有効であることが認められた。また、食品の応用範囲を広めることを試みたところ、大豆加工食品以外にも適用が可能であり、高齢者などの咀嚼・嚥下困難者用食品への応用が可能であると考えられた。調理科学タンパク質ゲルのテクスチャー変化の原因の追及について、順調に研究を進めている。また、魚介や大豆加工食品への応用も試みることができた。タンパク質ゲルに対するプロテアーゼの影響の概要の把握についてはほぼ計画通りに行うことができた。また、豆腐を中心にプロテアーゼの選択・反応条件の最適化を行うことができた。さらに豆腐については、テクスチャーの解析について計画していた破断強度解析に加え、クリープ解析を行うことができた。平成26年度は、1.タンパク質ゲルのテクスチャー変化の原因の追及や、2.魚介や畜肉等、ゲル以外の食品への応用を中心に行う予定である。1.タンパク質ゲルのテクスチャー変化の原因については、各種ゲルの構造を走査電子顕微鏡により観察しているが、これについて新たな方法を試みる予定である。また、透過電子顕微鏡によるタンパク質ネットワークの構造変化の観察も行う予定である。2.これまでの本研究で、プロテアーゼを作用させたときにタンパク質ゲルの外観に大きな変化がなかったことを生かして、魚介や畜肉等への応用については、やわらかくて食べやすく、食欲がわく外観の食品を作製していく。平成25年度以降は1.タンパク質ゲルのテクスチャー変化の原因の追求や2.畜肉・魚肉等への応用を中心に行う予定である。1.タンパク質ゲルのテクスチャー変化の原因については、卵白ゲルを中心に行う。主に卵白タンパク質の50%以上を占めるオボアルブミンを使用し検討を行う。この研究には市販の精製されたオボアルブミンを使用する予定である。2.畜肉・魚肉等への応用については、これまでの本研究でプロテアーゼを作用させたときにタンパク質ゲルの外観に大きな変化がなかったことを生かして、やわらかくて食べやすく、食欲がわく外観の食品を作製していく。平成25年度の研究では、当初の予定より試薬等が少量で実験が行えたなどの理由から、“次年度使用額"が生じた。平成26年度の研究では、新たな実験方法を試みるため比較的価格の高い試薬等を各種使用する予定であり、平成25年度の“次年度使用額"もあわせて使用する。平成24年度の研究では、当初購入する予定であったプロテアーゼのうち一部のものについてはサンプル供与を受けたものを使用することができたなどの理由から“次年度に使用する予定の研究費"が発生した。
視覚障がい者アーチェリーにおける照準システムの開発

視覚障がい者が聴覚情報を用いてアーチェリーを楽しむことができるアーチェリー補助システムを開発することを目的とした。視覚情報を聴覚情報に変換し、どの方向にどの程度外れているのかを実施者に伝えるものである。機器の軽量化を実現し、的方向に対する方位の誤差を磁気センサーにより検出し無線モジュールによってヘッドホンを通じてその情報を伝えるシステムを構築した。音情報は高低及び左右の断続音を用いて左右のヘッドホンから伝えた。晴眼者の初心者がアイマスクをした状態で約60%の精度での実射を可能とした。また、的に刺さった矢の画像処理を施し静止画像による得点の推定システムを開発した。本研究は、視覚障害者が聴覚情報を用いてアーチェリーを楽しむことができるアーチェリー補助システムを開発することを目的とする。昨年度、高精度磁気センサを用いた照準システムを開発し左右方向においてある程度の精度が確認された。さらに精度を向上させ、上下方向のシステムを導入させるため、あらかじめ的の方向を中心として的の上下左右斜めそれぞれに向けた時の9方向に関する磁気データを測定し、磁気センサから得られたデータとの誤差を求めた。求めた9つの誤差のうち最も誤差の小さいものの交点位置の情報を的の方向との誤差情報とともに無線モジュールを通して、受信機へと送信させた。受信機は送信された交点位置の情報と誤差情報を音の高低、左右並びに断続を用いて以下の音情報に変換した。・交点情報が的の方位より高いもしくは低いならば低い音を、的の中心と同じ高さならば高い音に変換する。・交点情報が的方向より右ならば、左からのみ音を再生し、的の方向より左ならば、右からのみ音を再生する。・的の方向との誤差情報が大きければ断続音の感覚を大きくし、誤差が小さければ断続音の間隔を小さくする。・誤差情報が最小ならば、断続音を連続音とする。本、システムの導入にめどがついたため、画像処理による支援システムの開発は、得点通知システムの開発に焦点を当てた。矢が刺さった的に画像処理を施して矢の位置を推定する方法について検討した。静止画像による得点領域の検出とラベリング、境界検出、ノイズ除去により刺さった矢を検出して得点を推定できる可能性が認められた。視覚障害者が聴覚情報を用いてアーチェリーを楽しむことができるアーチェリー補助システムを開発することを目的とした。補助システムは、照準が合っているかはずれているか、また、どの方向にどの程度はずれているかを、聴覚情報により的確に競技者に伝えるものである。本補助システムは、競技者の負担にならないよう小型、軽量化した。改良を重ね、あらかじめ的の方向を中心として的の上下左右斜めそれぞれに向けた時の9方向に関する磁気データを測定し、磁気センサから得られたデータとの誤差を求めた。ヘッドホンを使用し、左右情報を明瞭化した。1.交点情報が的の方位より高いもしくは低いならば低い音を、的の中心と同じ高さならば高い音に変換する。2.交点情報が的方向より右ならば、左からのみ音を再生し、的の方向より左ならば、右からのみ音を再生する。3.的の方向との誤差情報が大きければ断続音の間隔を大きくし、誤差が小さければ断続音の間隔を小さくする。4.誤差情報が最小ならば、断続音を連続音とする。また、画像処理による得点通知システムの開発については、矢が刺さった的に画像処理を施して矢の位置を推定する方法について検討した。静止画像による得点領域の検出とラベリング、境界検出、ノイズ除去により刺さった矢を検出して得点を推定できるシステムを開発した。健常者(初心者)がアイマスクをした上で試射を行い、約60%の精度で実射を可能とした。視覚障がい者において導入を検討中である。補助システムは、聴覚情報により的確に競技者に方位情報を伝えるものである。また、補助システムは、競技者の負担にならないことが重要であり、装着する場合には小型、軽量であることが必須の条件となる。研究では、これらの条件を踏まえ、高精度磁気センサを用いる照準システムを開発・製作した。健常者がアイマスクをした上で試射を行い、高精度磁気センサを用いる方位情報検出器による照準システムと聴覚情報通知装置を開発し、視覚障がい者が実施可能な、左右方向のアーチェリー補助システムを試作した。(1)高精度磁気センサを用いる方位情報検出器の開発:

3次元高精度磁気センサと無線シリアルインターフェイスを接続し、アーチェリー場の的配置に従い、射手の位置から的狙った方向を基準方向とする初期設定を可能とした。(2)聴覚情報通知装置の開発:高精度磁気センサを用いる方位情報検出器の出力は、無線インターフェイスを介して聴覚情報生成機に入力した。聴覚情報生成器は、方位情報を聴覚情報に変換しスピーカに出力した。・照準から左右にずれがある場合には、ずれの大きさに比例して音の周波数を制御した。・照準があった場合には、連続音を出力した。(3)照準システムの検証:開発した照準システムの実験。対象:被験者は、アーチェリー経験のある健常者6名とした。試射の方法:弓具は、16ポンドのリカーブボウとアルミの矢を使用した。射距離を10mに設定し、アイマスクを着用した状態において10射行った。さらに、照準システムの評価のため、個々のパフォーマンスの基準としてサイトを使用した通常の状態にて10射行った。被験者から、シューティング時の内省報告を行い、聴覚情報の問題点および弓具の改良点を検討した。視覚障害者が聴覚情報を用いてアーチェリーを楽しむことができるアーチェリー補助システムを開発することが本研究の目的である。高精度磁気センサを開発、改良を加えることによって、照準が合っているかはずれているか、また、左右方向にどの程度はずれているかに加え、上下方向にもはずれているかどうかをヘッドホンを使用し聴覚情報により的確に競技者に伝える照準システムがほぼ完成した。さらに、シューティングした矢の得点をただちに競技者に知らせる得点通知システムについては、静止画像でその可能性が確認された。高精度磁気センサを用いる方位情報検出器の出力は、無線インターフェイスを介して聴覚情報生成(マイクロプロセッサを用いて製作)に入力した。ここでは、CORDICアルゴリズムを導入した。導入理由として従来の手法ではアナログ値を処理しておりこの手法を利用できないため、CORDICアルゴリズムを導入した。このアルゴリズムの特徴は,マイコンなどに向けて処理が単純化されている,また,階段近似などと比較して十分な精度を得ることができる点が挙げられる。聴覚情報生成器は方位情報を聴覚情報に変換し、スピーカに出力するものである。左右方向の情報を聴覚各情報に変換するシステムの開発に時間を要したが、概ね開眼時の57割の的中精度を得た。長時間の保持にはかなりの疲労感が生じるため、さらに弓の強度を軽量化することが必要と考えられる。上下の情報変化については、三次元高精度磁気センサを用いる方位情報検出器の出力を、無線インターフェイスを介して聴覚情報生成(マイクロプロセッサを用いて製作)することで左右方向と音の周波数等の調整によって区別するための検討がさらに必要であるが、ある程度のめどがついた。昨年度までに、高精度磁気センサを用いて開発した照準システムについて、視覚情報を聴覚情報に変換し、ヘッドホンにより的確に競技者に伝えるシステムがほぼ完成した。照準システムの最終評価を実施し、視覚障がい者による試射を試みる。得点通知システムについては、静止画像での精度を改良し、動画によるシステムの開発を行う。
食品成分による脳腸相関活性化を通じた脳神経系制御に関する研究

本研究では、食品と生体との接点としての腸管に焦点を当て、食品による腸管の活性化とそれに基づく腸から脳への情報伝達の亢進、つまり、食品による、脳腸ペプチドを介した脳腸相関の活性化とそれによる精神神経系制御の可能性を明らかにすることを目的として研究を行っている。これまでに、カルノシン処理を行ったCaco-2細胞の培養上清が神経細胞であるSH-SY5Y細胞を活性化することを明らかにしており、カルノシンの腸管における機能性について、主にCaco-2細胞を使ったin vitroの系を用いた評価を行ってきた。まず、カルノシン処理をしたCaco-2細胞の培養上清の神経細胞活性化効果に着目し、カルノシンのBDNF以外の神経栄養因子の発現に対する効果を検証した。その結果、複数の神経栄養因子についても同様に発現の増強が認められた。以上の結果から、カルノシンはCaco-2細胞の広範な遺伝子の発現に影響を及ぼしていることが予想された。そこで、DNAマイクロアレイ法により、カルノシンにより誘導されるCaco-2細胞における遺伝子発現変化の網羅的な解析を行った。その結果、カルノシンは、Caco-2細胞において、分泌因子、トランスポーター、筋肉収縮等の機能を有する多くの遺伝子の発現に影響を及ぼすことが明らかとなった。その中で、脳腸相関を規定しうる分泌因子に焦点を当て、その遺伝子発現変化を定量Rea1-timePCR法により検証した。その結果、カルノシンは、Caco-2細胞において、エンドセリン、コレシストキニン等を含む多くの分泌因子の発現を増強していることが明らかとなった。この反応は、他の食品成分についてのDNAマイクロアレイからはほとんど得られなかったため、食品成分の中でもカルノシンにおいて顕著な反応であると考えることができた。以上の結果から、食品として摂取されたカルノシンは、腸管上皮を活性化し、多様な液性因子の発現増強を通じて全身性に様々な影響を及ぼしうることを明らかにすることができた。(抄録なし)本研究では、食品と生体との接点としての腸管に焦点を当て、食品による腸管の活性化とそれに基づく腸から脳への情報伝達の亢進、つまり、食品による、脳腸ペプチドを介した脳腸相関の活性化とそれによる精神神経系制御の可能性を明らかにすることを目的として研究を行っている。これまでに、カルノシン処理を行ったCaco-2細胞の培養上清が神経細胞であるSH-SY5Y細胞を活性化することを明らかにしており、昨年度においては、カルノシンの腸管における機能性について、主にCaco-2細胞を使ったin vitroの系を用いた評価を進めた。その結果カルノシンは、Caco-2細胞において、栄養因子応答、トランスポーター、筋肉収縮等の機能を有する多くの遺伝子の発現に影響を及ぼすことが明らかとなった。その中で、脳腸相関を規定しうる液性因子に焦点を当て、その遺伝子発現変化を定量qRT-PCR法により検証した。その結果、カルノシンは、Caco-2細胞において、エンドセリン、コレシストキニン等を含む多くの液性因子の発現を増強していることが明らかとなった。

以上の結果から、食品として摂取されたカルノシンは、腸管上皮を活性化し、多様な液性因子の発現増強を通じて全身性に様々な影響を及ぼしうることを明らかにすることができた。昨年度計画した腸管由来BDNFの腸管に対するオートクリン効果及びパラクリン効果の解明については、腸管由来BDNFが非常に微量であったことから、明らかにすることができなかった。しかしながら、DNAマイクロアレイ法によってカルノシンが非常に広範な遺伝子の発現に影響を及ぼすことが明らかとなった。このことから、カルノシンは腸管の活性化を通じて全身性に影響を及ぼしうると共に、腸管に対しても影響を及ぼしうることを明らかにすることができた。本研究課題は、今後DNAマイクロアレイ法によって得られた結果についてより詳細な検証を行うと共に、カルノシン以外の食品成分についても昨年度構築したIN Cell Analyzer 1000を使ったハイスループット評価系を用いてスクリーニングを行う。(抄録なし)
オペレータ法、適応手法と機械学習を組み合わせた故障早期検出と早期耐故障制御

平成30年度は以下の研究実績を得た。課題1.オペレータ法、適応手法の機械学習法への組み込みでは、Change Finderを用いた早期故障検知および故障耐性制御系を新たに提案し、理論解析、シミュレーションを行った。課題2.機械学習法のオペレータ法、適応手法への組み込み,仮定するプラント構造について、SVMの一般化ガウス関数の形状係数の推定法をもとに、形状係数推定値の変動をモデルの組み込み故障検出に用いる手法を提案し、シミュレーションを行った。課題3.機械学習法の改良では、One-Class SVMを用い、課題1、2において、その影響について検討した。課題4.早期耐故障制御法の考案では、多変数系、非線形系の場合の、微小故障信号の場合についてのFDI(Fault detection and isolation))を適用した耐故障制御法を提案し、シミュレーションによる検証を行った。課題5.プラント実験装置による実験的検討では、課題14の提案手法についてすべて実験を行い、有効性を確認した。2018年度において、当初に提出した研究計画に沿って研究を進めてきた。研究目的の研究課題1から研究課題5までを取り込んで、比較的満足できる結果が得られた。特に研究課題1で機械学習法に組み込むオペレータ法、適応手法として、新たな早期故障検出法を提案した。また、研究課題4でFDI機構の設計法も提案した。当初に提出した研究計画に沿って、研究課題1において提案法をより広く適用するための検討を行い、数値シミュレーションを行う。研究課題2において、Support Vector Regression(SVR)による方法にいて再検討し、形状係数推定値のオンライン手法を再検討する。研究課題3において機械学習法の改良では、One-Class SVMを用い、課題1、2での手法との比較を行う。課題4において早期耐故障制御法の考案では、より大規模な非線形系の場合への耐故障制御法の拡張、および、数値シミュレーションによる検証を行う。研究課題5において引き続き、多出力系の故障検出を行う。実験結果から明らかとなった、さらに必要となる手法の拡張、適用範囲の拡大について、課題14の研究に反映させる。平成29年度は以下の研究実績を得た。(1)機械学習法に組み込むオペレータ法、適応手法として、早期故障検出法を提案した。さらに数値シミュレーションで提案法の有効性を検証した。(2)オペレータ法では、事前情報であるプラント情報として、プラントの構造、パラメータのノミナル値を必要としており、これらの情報を機械学習法で求める手法を新たに考案した。また、取り込む観測値の選択方法についても検討した。(3)機械学習法の欠点である過学習を避けるため、早期故障検知の観点からSVM法を用い、機械学習において学習データに対する感度を決定するクラス分類の決定法を検討した。学習させるデータは現時刻の入力,出力, 1ステップ前の出力, 2ステップ前の出力の4種である.出力に関して複数時刻の出力を用いて学習させることにより,故障の誤検知を少なくすることができた。(4)オペレータ法のロバスト制御系設計法を用いた耐故障制御法に、早期故障検出を適用するため、耐故障制御系に有効とされるロバスト制御系構成法を与え、故障の早期に対応する早期耐故障制御法を考案した。(5)プラント実験装置による実験的検討では、水位系の動作を観測雑音の範囲内の微小に変動させ、その場合でのモデルを分数次元で求め、実験で検証した。実験装置を増設し、次年度以降に実施する実験の準備を行った。2017年度において、当初に提出した研究計画に沿って研究を進めてきた。研究目的の研究課題1から研究課題5に取り組んで、比較的満足できる結果が得られた。特に研究課題1で機械学習法に組み込むオペレータ法、適応手法として、早期故障検出法を提案した。また、研究課題5で分数次元のモデルも得られた。研究成果を論文誌論文10編、国際会議論文8編、国内講演会9編にまとめ、発表した。当初に提出した研究計画に沿って、研究課題1において引き続き理論的検討を行い、数値シミュレーションを行う。研究課題

2において、非線形プラントについて推定する方法を再考案する。プラントパラメータを機械学習法のSupport Vector Regression(SVR)によって推定する方法にいて検討し、形状係数推定値の変動を故障検出に用いる手法を検討する。研究課題3において機械学習法の改良では、多変数系、非線形系の場合の(1)形状係数の推定(2)クラス分類の決定法について再検討する。課題4において早期耐故障制御法の考案では、多変数系、非線形系の場合の(1)微小故障信号の場合についての耐故障制御法の検討、および、(2)数値シミュレーションによる検証を行う。研究課題5において引き続き、多出力系の故障検出を行う。実験結果から、さらに必要となる手法の拡張、適用範囲の拡大について、課題14の研究に反映させる。当初に提出した研究計画に沿って、研究課題1において提案法をより広く適用するための検討を行い、数値シミュレーションを行う。研究課題2において、Support Vector Regression(SVR)による方法にいて再検討し、形状係数推定値のオンライン手法を再検討する。研究課題3において機械学習法の改良では、One-Class SVMを用い、課題1、2での手法との比較を行う。課題4において早期耐故障制御法の考案では、より大規模な非線形系の場合への耐故障制御法の拡張、および、数値シミュレーションによる検証を行う。実験結果から明らかとなった、さらに必要となる手法の拡張、適用範囲の拡大について、課題14の研究に反映させる。
ハイリスクＨＰＶの関与する咽頭がんの特徴

中咽頭扁平上皮癌には, HPV陽性がん(HPV+)と陰性がん(HPV-)があり, HPV+の方が治療感受性が高く予後良好なため両者を区別する必要がある. 119例を調べるとHPV+は62%, HPVーは38%,女:男は各15:59, 3:42例であった.HPV型は16, 18, 31, 35, 58,複数型が各63,3,1, 4, 1, 2例でHPV16型が85%を占めた.我々が報告した高リスクHPV陽性の子宮頸部病変で特異的に出現する異常核分裂像のEctopic chromosomearound centrosomeはHPV+のみに69%検出し良いバイオマーカーとなる.頭頸部の扁平上皮癌は以前よりタバコやアルコールの暴露が発がん要因とされてきたが、近年特に中咽頭癌ではハイリスクのヒトパピローマウイルス(HR-HPV)の関与が報告されてきている。HPV感染が関与するHPV関連癌とタバコやアルコールの暴露が関与するHPV非関連癌では、臨床的に治療感受性が異なり、HPV関連癌の方が放射線治療感受性がよいことから2つを分ける必要があるとの報告がある。HR-HPVの関与する咽頭癌の特徴を明らかにすることを目的とし中咽頭癌を中心に咽頭癌100例の収集を行った。その内2009年11月から2013年6月に治療を開始した70例の中咽頭癌を、さらに亜部位別に検索した。男性62例、女性8例。年齢中央値は62.5歳(3989)。亜部位は、側壁41例、前壁18例、上壁7例および後壁4例で、HPV関連癌のバイオマーカーとして用いられるp16抗体を用いた免疫組織化学的検査では、陽性37例(53%)、陰性30例(43%)、部分的陽性2例、判定困難1例で、亜部位別のp16陽性は、側壁71%(29/41)、前壁39%(7/18)、上壁0%(0/7)、後壁25%(1/4)であった。喫煙歴別p16陽性率は、喫煙歴あり46%(26/56)、喫煙歴なし100%(11/11)であった。初回治療に手術を施行した32例(側壁15例、前壁10例、上壁5例、後壁2例)のp16陽性率は31%(10/32)で、化学療法併用を含む放射線治療を施行した38例(側壁26例、前壁8例、上壁2例、後壁1例)のp16陽性率は71%(27/38)であった。以上の結果から、1.中咽頭癌の中で側壁癌はp16陽性率が高くHPV関連癌の割合が他の亜部位よりも高いことが推測される。2.非喫煙者の中咽頭扁平上皮癌は、HPV感染が発がんの要因であることが示唆される結果であった。中咽頭扁平上皮癌には, HPV陽性がん(HPV+)と陰性がん(HPV-)があり, HPV+の方が治療感受性が高く予後良好なため両者を区別する必要がある. 119例を調べるとHPV+は62%, HPVーは38%,女:男は各15:59, 3:42例であった.HPV型は16, 18, 31, 35, 58,複数型が各63,3,1, 4, 1, 2例でHPV16型が85%を占めた.我々が報告した高リスクHPV陽性の子宮頸部病変で特異的に出現する異常核分裂像のEctopic chromosomearound centrosomeはHPV+のみに69%検出し良いバイオマーカーとなる.ハイリスクのヒトパピローマウイルス(HR-HPV)が子宮頸部の前がん病変やがんの発生に深く関与しているが、中咽頭がんにも、HR-HPVが関与していることが報告されてきている。また、それには2つの異なる発癌機序があり、HPV感染が関与するHPV関連がんと、タバコやアルコールがリスクファクターとなるHPV非関連がんがあり、HPV関連がんの方が、放射線治療感受性がよいことから、2つを分ける必要があるとの報告がある。本研究者らは、これまでにHR-HPV感染を伴う子宮頸部の前がん病変やがんで、特異的に出現する特異な形態像を呈する異常核分裂像が観られることを発見し、ECAC(Ectopic Chromosome Around Centrosome:傍中心体異所性染色体)と命名した。本研究は、1.中咽頭がんや前がん病変におけるHR-HPVの関与をDNA解析で型別に調べると共に、ECACの出現を中心として、その病理組織学的な特徴を明らかする。2. ECACの本態の解明にも迫ることを目的としている。平成24年度は、解析目標である中咽頭がん100例の検体収集および40例の中間解析を実施した。HPVの検出は、生検パラフィンブロックからDNAを抽出し、LAMP法(クリニチップHPV)とNested PCR法で検出した。またISH法でもHPVの局在を確認した。中咽頭癌のうちHPV陽性例が28/40例(70%)、陰性例が12/40(30%)であった。

検出したHPV型は、16型:26例、33型:1例、35型:1例。ECACは、HPV陽性例の8/28(64%)に出現し、HPV陰性例では0/12(0%)で、ECACは、中咽頭癌でも子宮頸部と同様にHR-HPV関連癌のみに特異的に出現し、HPV関連がんの病理組織学的な良いバイオマーカーとなることを明らかにした。中咽頭の扁平上皮癌(oropharyngeal squamous cell carcinoma:OSCC )には、HPV感染が関与するHPV陽性癌とHPV陰性癌があり、HPV陽性癌の方が治療感受性が高く予後が良好であることからOSCCを2群に分ける必要がある。HPV陽性癌の実態を明らかにし、2群を判別するためのバイオマーカーを検索した。OSCCのHPV陽性癌は58.8%, HPV陰性癌が41.2%。HPV陽性癌は男性が女性の3.7倍、HPV陰性癌では15.3倍であった。HPV型は、16型:72.9%, 35型:5.7%, 18型:2.9%,複数型:2.8%, 33型:1.4%, 58型:1.4%, ISHのみ+で型不明:12.9%であった。ECACは、HPV陽性癌に72.9%に認められ、HPV陰性癌には2.0%(LAMPH法ではHPV陰性であったが、IHCでp16+の1例)であった。HPV陽性癌でp16(+), p53(-:陰性ないし斑状の陽性)、HPV陰性癌でp16(-), p53(+:癌細胞全体に強陽性)の組み合わせで、約8割がHPV DNA検出結果と一致した。HPV陽性のOSCCは、約6割であった。HPVの有無を考慮した判定には、ECACが有効なバイオマーカーとなる。病理1.咽頭癌におけるHR-HPVの関与を型別に調べると共に、HR-HPV感染が関与する咽頭癌の特徴を明らかにすることを目的としているが、予定どおり100例の収集が完了しHPV型別解析、臨床病理学的および組織病理学的解析を約8割まで終了し、ほぼ計画どおり進展している。さらにその内の70例を亜部位別に解析したが、亜部位別解析結果は、他に類をみない成果がえられた。2. HR-HPV感染が関与する子宮頸部の前がん病変および癌で特異的に出現する特徴的な形態を呈する異常核分裂像を発見し、傍中心体異所性染色体(Ectopic chromosome around centrosome:ECAC)と命名したが、ECACは、中咽頭でもHPV関連癌のみに出現することを前年度の40例で中間報告した。最終目標である100例でさらに解析中であるが、ECACは臓器を越えてHR-HPVが関与する前がん病変および癌で特異的に出現する現象であり、HPV関連癌のバイオマーカーをして有用であることを明らかにしつつある。ECACの出現機序と意義を検討するために、手術で摘出されたHR-HPV関連癌を三次元初期培養およびスライドガラスに二次元初期培養し、ECACが多数出現する系の作製を試みている。一方では、固定状態の良い病理組織標本を用いて、0.7μmの微小なECACをFISH法を用いて解析中であり、概ね予定どおり進展している。1.「中咽頭がんおよび前がん病変におけるHR-HPVの関与をDNA解析で型別に調べると共に、ECACの出現を中心として、その病理組織学的な特徴を明らかすること」に対しては、解析目標とした中咽頭がんの100症例の収集およびDNAの抽出は完了した。HPV型判定は、遺伝子増幅法(LAMP法)と電流検出型DNAチップ法により13種の高リスクHPVゲノムを型別に検出できる高精度な検査法であるクリニチップHPV(積水メディカル社)と、HPVが宿主DNAに組み込まれた場合でも、この領域は保持されるHPV16、18型の夫々のHPV DNAのE6領域をprimerとしたNested PCR法でのHPV検出および免疫組織化学(p16、p53, ki67)による検索を施行した。次年度に解析予定であったが、40例の中間解析を施行し、当初の計画以上に進展している。
カイラル対称性の自発的破れと素粒子模型

カイラル対称性の自発的な破れは、素粒子論の中心課題である。なぜなら、相互作用するフェルミオンのカイラル対称性が色々な階層で存在し、それらが自発的に破れていく過程が、現実の素粒子世界の多様性を説明する事に他ならないからである。本研究計画の目的は、カイラル対称性の自発的破れの新しい非摂動的な扱いの基礎を開発し、非摂動的ダイナミクスについての新しい知見を得る事にある。今年度は、新しい非摂動的なくりこみ群の構成と簡単な模型でのその解析に重点を置いた。経路積分法による量子化から高振動数部分のみを解析的に積分して有効作用を求める。この過程を繰り返す事によって、有効相互作用のエネルギースケールによる変化を表す方程式が得られ、それが非摂動論的な繰り込み群方程式に他ならない。この方程式は、汎関数微分方程式であり、無限自由度を含む。微分相互作用を無視すると偏微分方程式に帰着するが、複雑な系では解の解析は困難である。そこで、関数空間を更に関数系展開する事によって連立常微分方程式系にし、その解の有効性、どの様な関数系展開がもっとも収束性が良いのかを、D次元スカラー理論で調べた。通常のテイラー型級数展開は非常に収束が悪く解は振動するが、展開中心を物理的な真空期待値に置き、いわば共動座標系を導入する事によって、画期的に収束性が上がる事がわかった。また、我々の計算結果と他の非摂動論的な計算方法である1/N展開やε展開の結果を比較し、我々の結果がそれぞれの有効領域をカバーするよい結果を与えている事がわかった。同時に、相互作用の微分項を無視している事による結果の差の評価を行い、非摂動論的な繰り込み群の適用領域を拡張する展望を開いた。平成4年度は、理学部移転に伴って数値計算の為の環境が一時的にしろ悪化した事もあり、大統一模型の中での繰り込み群による弱電磁相互作用対称性の破れの特に解析的な分析に重点をおいた。大統一模型としては、通常のSU(5)模型、それを超対称化した最小超対称性模型、さらにいくつかの自由度を加えた模型等を考え、繰り込み群による解析を検討した。非常に階層的なカイラル対称性の破れの構造が実際に自然な形で導かれているかどうかにはかなり問題点が残っている事がわかった。特に、超重力理論により「隠れた部分」からの超対称性の陽な破れの項の評価、それからの「普通の部分」を支配する繰り込み群への影響などを調べた。これらの繰り込み群方程式が、プランク質量のスケールを起点として、弱電磁相互作用の破れのスケールを決める論理、超対称性の破れのスケールとの関係、繰り込み群の初期条件として導入される超対称性の陽な破れの項目の妥当性等がポイントである。弱電磁相互作用の自発的破れにおいては、今後の加速器計画(ヨーロッパCERNのLEP2計画、アメリカのSSC計画、そして日本のJLC計画)でのトップクォーク及びヒッグス粒子の発見とその性質の解明が、現象論的には焦眉の課題である。これらの新しい粒子の性質、特に質量の従来よりも精確な予言のために、くりこみ群による有効ポテンシャル評価の改善方法を検討し、正しく大対数項を足し上げる処方と質量を評価する処方を採用して、研究室のワークシテーション上で現在数値計算を進めている。以上は、無限次の項の足し上げによる摂動論的計算の改善に属するが、むしろ、素粒子模型の新しい展開につながる様な非摂動的なくりこみ群の評価が重要と考えている。その方法は未だ開発途上であるが、我々は、実の連続な時空上でのウィルソン型のくりこみ群方程式を離散化して、非摂動的な評価を行う事をめざして準備している。