hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
理数離れを防ぐ、そろばん・和算を援用した算数・数学教育の開発

本年度は、研究代表者と分担者がそれぞれの担当の分野(岡部;算数・数学のカリキュラムとの連関、三島;コンピュータを用いた教材製作に関する研究、鈴木;数学教育における位置づけの研究、西村;そろばんの社会的な役割と数学教育への応用、西森;大学基礎教育における和算の援用)について、収集された資料をもとに、社会に具体的に還元する活動を行った。そのめざましい成果の一つが、お台場のパナソニック・センターのリスーピアの算数・数学部門の展示・コンテンツの監修とワークショップ参加である。研究代表者の岡部は算数・数学部門のすべてのコンテンツの監修をし、その中にそろばんと和算の教育的活用が多面的に用いられた(和算ではないが、「素数ホッケー」は文化庁メディア芸術祭審査委員会推薦作品賞もいただいた)。電子化については、分担者の三島のアドバイスによるものが大きい。常設展示の中に、清少納言知恵の板、小町算、魔方陣など和算の成果が多く用いられている。リスーピアでは、小中学生に直観的・操作的な活動を通して算数・数学の楽しさを味わってもらうことが目的としたワークショップがある。これは、まさしくそろばんと和算を教育に取り入れる活動とピッタリ符合する。それゆえ、そのものズバリの「そろばんを作って暗算に挑戦」から、「日本の数学パズル」、「紙を折る手品」、「和算の問題を解いて算額にしよう」など多彩なそろばん和算の結果が用いられた。月1回岡部が企画するこれらのワークショップはすぐ満席になるなど、多くの支持を集めており、評価も高い。これには、岡部のほかに分担者の西森・鈴木が参加した。また、岡部と分担者の西村は、引き続き和算の思考法を取り入れた算数の教材の改良について検討した。その成果は『学ぼう算数』の改訂やドリルとして形になりつつある。また、岡部は和算を用いて20校以上の出前授業を行った。
子宮内膜・乳腺での性ステロイド代謝経路及び応答遺伝子群の差違の解明

子宮内膜癌細胞および乳癌細胞でのプロゲステロン応答遺伝子の差違を調べる目的で、大規模マイクロアレイなどを施行し、解析した。またプロゲステロンレセプターの発現が子宮内膜・乳腺で異なるか否かを検討した。【対象及び方法】1)乳癌培養細胞(MCF-7)をもちいてエストロゲンおよびプロゲステロン(MPA : medroxyprogesterone acetate)添加後の遺伝子発現動態を大規模マイクロアレイで検討した。得られた情報をもとに、細胞周期関連遺伝子を2種類ピックアップし、内膜癌培養細胞(Ishikawa)と乳癌培養細胞での発現動態の差を検討した。2)正常内膜、内膜癌100例を用いて、プロゲステロンレセプターの発現を検討し、乳癌と比較した。【結果】1)エストロゲンとプロゲステロンの相乗効果により、発現が増強、あるいは減弱する遺伝子群が存在し、発現増強遺伝子群中には、complexを形成してG2/M期の細胞回転促進に関与する細胞周期制御遺伝子Cyclin B1、CDC2が認められた。内膜癌培養細胞ではこの遺伝子の発現増強は認められなかった。2)プロゲステロンレセプターのisoformの発現動態は、乳癌とは大きく異なっていた。【結論】1)エストロゲンとプロゲステロンの相乗効果による応答性は、乳癌と内膜癌で大きく異なっていた(2006東北医学雑誌)。2)乳癌と内膜癌ではプロゲステロンレセプターのisoformの発現動態が異なり、そのことがプロゲステロンに対する両者の反応性の差違に結びついていると考えられた(2006 Cancer Science)。3)これらの検討より、内膜癌と乳癌は、従来、性ホルモン依存性腫瘍として一括りにされてきたにも関わらず、プロゲステロンに対する反応性が異なる組織であることが明らかとなった。平成17年度は、子宮内膜癌細胞および乳癌細胞それぞれにおけるエストロゲン応答遺伝子の差違を調べる目的で、大規模マイクロアレイを施行し、解析した。また、エストロゲン代謝酵素群の発現が子宮内膜・乳腺で大きく異なるか否かを、検討した。【対象及び方法】1)子宮内膜癌培養細胞3種類(RL-95,Sawano,Ishikawa)および乳癌培養細胞(MCF-7)をもちいて、エストロゲン添加後の遺伝子発現動態を大規模マイクロアレイで検討し、両者の相違を検討した。2)正常内膜、子宮内膜癌100例を用いて、組織局所でのエストロゲン動態と17beta-hydroxysteroid dehydrogenase(17beta-HSD)type 5の発現との関係を検討し、乳癌と比較した。【結果】1)内膜癌培養細胞3種類と乳癌培養細胞は、エストロゲン応答性に細胞増殖因子、性ステロイドホルモン関連遺伝子を中心に大きな差異が見られた。2)17beta-HSD type 5の発現は、乳癌とは異なり、正常に比較して内膜癌で亢進していた。【結論】1)エストロゲン応答性は乳癌と内膜癌で大きく異なっていると考えられた(平成17年度ホルモンと癌研究会発表)。2)内膜癌では17beta-HSD type 5などの代謝酵素を中心に、乳癌とは異なる局所ホルモン合成経路が存在すると考えられた(2006 Molecular and Cellular Endocrinology)。今後は、この知見をもとに、プロゲステロン応答遺伝子の差違を調べる目的で、大規模マイクロアレイを施行、解析し、今回の結果と併せて検討する予定である。

平成18年度は、子宮内膜癌細胞および乳癌細胞でのプロゲステロン応答遺伝子の差違を調べる目的で、大規模マイクロアレイなどを施行し、解析した。またプロゲステロンレセプターの発現が子宮内膜・乳腺で異なるか否かを検討した。【対象及び方法】1)乳癌培養細胞(MCF-7)をもちいてエストロゲンおよびプロゲステロン(MPA : medroxyprogesterone acetate)添加後の遺伝子発現動態を大規模マイクロアレイで検討した。得られた情報をもとに、細胞周期関連遺伝子を2種類ピックアップし、内膜癌培養細胞(Ishikawa)と乳癌培養細胞での発現動態の差を検討した。2)正常内膜、内膜癌100例を用いて、プロゲステロンレセプターの発現を検討し、乳癌と比較した。【結果】1)エストロゲンとプロゲステロンの相乗効果により、発現が増強、あるいは減弱する遺伝子群が存在し、発現増強遺伝子群中には、complexを形成してG2/M期の細胞回転促進に関与する細胞周期制御遺伝子Cyclin B1、CDC2が認められた。内膜癌培養細胞ではこの遺伝子の発現増強は認められなかった。2)プロゲステロンレセプターのisoformの発現動態は、乳癌とは大きく異なっていた。【結論】1)エストロゲンとプロゲステロンの相乗効果による応答性は、乳癌と内膜癌で大きく異なっていた(2006東北医学雑誌)。2)乳癌と内膜癌ではプロゲステロンレセプターのisoformの発現動態が異なり、そのことがプロゲステロンに対する両者の反応性の差違に結びついていると考えられた(2006 Cancer Science)。3)これらの検討より、内膜癌と乳癌は、従来、性ホルモン依存性腫瘍として一括りにされてきたにも関わらず、プロゲステロンに対する反応性が異なる組織であることが明らかとなった。
金属微粒子における久保効果の核磁気共鳴による研究

金属微粒子中の伝導電子の軌道運動のエネルギ-準位が離散的であることから、バルクな金属とは異なった性質が現われる。本研究は、離散的な準位をもつ固有状態の性質が、不純物スピンによるスピン散乱や、重い不純物によるスピン軌道相互作用にどのように影響されるかを調べることを目的とする。本年度は、銅微粒子にマンガンを不純物として導入し、スピン散乱によって準位の幅が広がり、離散準位効果が消滅するのを観察した。プロ-ブとして、核磁気共鳴のナイトシフトを使った。離散準位は偶数この電子をもつ微粒子のスピン帯磁率を低下させる働きをするが、ナイトシフトはスピン帯磁率に比例するため、離散準位の情報を得ることができる。マンガンの濃度が2000ppmに達すると、ナイトシフトはバルクの正常値に回復することが分かった。興味深いことに、平均の準位間隔をdとすると、この濃度に対応するスピン散乱時間τ_sはh/δに等しい。つまり、τ_sはスピン状態の寿命であるにもかかわらず、離散準位の寿命幅をh/τ_sと考えてよい。ナイトシフトの実験と平行して、準品として購入した早いスイッチが可能な超伝導マグネットの整備を行なった。これを用いた磁場循環法によって、核スピンのスピン格子緩和時間を測定し、スピン帯磁率の動的側面を調べる予定である。さらに、重い元素として金を合金した銅微粒子のナイトシフトの予備的な測定を済ませた。金の濃度が3%でナイトシフトは正常値に回復した。この濃度はスピン軌道相互作用によってスピンが反転するのに要する時間の逆数のh倍に等しい。ただし、この回復の原因はスピン散乱の場合とは異なり、固有状態に逆向きスピンが混入したためであると解釈される。次年度にはこれら二つの系のスピン格子緩和時間を測定する。
劣モジュラ構造を有する大規模組合せ的システムの解析技法の基礎的研究

グラフ・ネットワークなどの組合せ的システムや代数的システムに関連する諸問題においてマトロイド構造やフロー境界多面体などを介して劣モジュラ構造がしばしば基本的で重要な役割を果たす。本研究では、このような劣モジュラ構造を有する大規模組合せ的システムを解析するために有用と思われる劣モジュラ構造の基本的諸性質を明らかにし、解析技法の研究を行った。劣モジュラ構造を有する最適化問題の数理モデルとして劣モジュラ・フロー問題は最も有効なモデルの一つであり、その問題の解法が精力的に研究されてきている。本研究では、ネットワーク・フロー・アルゴリズムとして極めて強力な解法であるA.V.Goldbergによるpush/relabelの技法を劣モジュラ・フロー問題へ拡張し、その有用性を明らかにした。つぎに、劣モジュラ構造を表現する劣モジュラ関数を一般化した双劣モジュラ関数や双劣モジュラ・システムの研究を行い、いくつかの有用な成果が得られた。まず、双劣モジュラ関数の定義域が符号付き半順序集合のイデアルの全体として表現できることを明らかにし、そのような符号付き半順序集合の重みのついた最適イデアル問題の効率的解法を示し、符合付きグラフである双向グラフの強連結成分への分解と符号付き半順序構造について、それらを求める効率的アルゴリズムを導いた。また、双劣モジュラ関数の基本的性質とそれに関連して定まる多面体である双劣モジュラ多面体の構造を明らかにした。とくに、双劣モジュラ多面体上のι_1ノルムに関する最小ノルム点を特徴付ける最大・最小定理と整数性定理を示した。これは、劣モジュラ関数に関係してこれまでに知られている交わり定理などの多くの最大・最小定理、整数性定理を特別な場合として含む極めて強力な定理であり、今後種々な組合せ最適化問題への応用が期待される。また、双向グラフを台グラフとするネットワーク・フロー問題を考え、双向ネットワーク・フローと双劣モジュラ・システムの関係を明らかにした。ネットワークなどの大規模組合せ的システムの信頼性解析や最適設計において現れる劣モジュラ構造に注目し、劣モジュラ解析の観点から大規模組合せ的システムの解析・設計のための実用的効率的解析技法を開発し、実用化研究の過程で得られる新しい知見をもとに劣モジュラ解析の理論的新展開を目指すべく、研究を推進している。平成8、9年度にわたる研究計画に沿って行われた平成8年度の研究実績は次のとおりである。(1)ネットワークなどの大規模組合せ的システムの信頼性解析や最適設計、とくにネットワークの連結度、頑健性、強化およびスケジューリングに関連して現れる劣モジュラ構造についてのこれまでの研究を文献調査した。(2)調査し、分類された解析技法、設計技法のうちで、重要かつ有効であると思われるものを拾い上げて、理論的かつアルゴリズム的観点からその構造を詳細に吟味した。劣モジュラ構造および最近注目される双劣モジュラ構造と組合せ最適化問題との関係を重点的に考察した。(3)以上の研究の過程において、劣モジュラ関数や双劣モジュラ関数によって表現される組合せ的システムに関するいくつかの成果を得て、論文として公表した。劣モジュラ・フローに関するもの1編、双劣モジュラ関数に関するもの2編、双向グラフに関するもの2編の合わせて5編の論文である。

本研究では、このような劣モジュラ構造を有する大規模組合せ的システムを解析するために有用と思われる劣モジュラ構造の基本的諸性質を明らかにし、解析技法の研究を行った。劣モジュラ構造を有する最適化問題の数理モデルとして劣モジュラ・フロー問題は最も有効なモデルの一つであり、その問題の解法が精力的に研究されてきている。本研究では、ネットワーク・フロー・アルゴリズとして極めて強力な解法であるA.V.Goldbergによるpush/relabelの技法を劣モジュラ・フロー問題へ拡張し、その有効性を明らかにした。つぎに、劣モジュラ構造を表現する劣モジュラ関数を一般化した双劣モジュラ関数や双劣モジュラ・システムの研究を行い、いくつかの有用な成果が得られた。また、双劣モジュラ関数の定義域が符号付き半順序集合のイデアルの全体として表現できることを明らかにし、そのような符号付き半順序集合に重みのついた最適イデアル問題の効率的解法を示し、符合付きグラフである双向グラフの強連結成分への分解と符号付き半順序構造について、それらを求める効率的アルゴリズムを導いた。また、双劣モジュラ関数の基本的性質とそれに関連して定まる多面体である双劣モジュラ多面体の構造を明らかにした。とくに、双劣モジュラ多面体上のl_1ノルムに関する最小ノルム点を特徴付ける最大・最小定理と整数性定理を示した。これは、劣モジュラ関数に関係してこれまでに知られている交わり定理などの多くの最大・最小定理、整数性定理を特別な場合として含む極めて強力な定理であり、今後種々な組合せ最適化問題への応用が期待される。また、双向グラフを台グラフとするネットワーク・フロー問題を考え、双向ネットワーク・フローと双劣モジュラ・システムの関係を明らかにした。
励起エネルギー可変光電子分光による鉄シリサイド極表面構造の解明

放射光から得られるX線を利用した励起エネルギー可変の光電子分光により、鉄シリサイド薄膜、単結晶、ホモエピタキシャル成長膜の表面の深さ方向分析を行った。その結果、各試料の表面には、自然酸化膜として約1nmのシリコン酸化膜が生成することが示された。また、成膜時の基板温度の違いによりホモエピタキシャル成長膜の化学状態に違いが見られ、均質な膜を得るためには、成膜時の温度の制御が重要であることが示された。まず始めにβ-FeSi_2薄膜の作製に必要なイオンビームスパッタ蒸着装置のセットアップを行うとともに、Si基板上への成膜実験を行った。ここで、成膜時のSi基板温度の違いによるβ-FeSi_2膜の化学状態の変化を調べるために、本装置を用いて600900°Cの基板温度で約100nmの膜厚のβ-FeSi_2薄膜を蒸着させ、試料を作製した。X線光電子分光(XPS)及びX線吸収分光(XAS)測定は、高エネルギー加速器研究機構の放射光ビームラインBL-13C及び27Aにて行った。それぞれ作製した薄膜の化学状態を調べるために、XPSによりFe 2p及びSi 1s,2pスペクトルを取得するとともにXASによりSi K吸収端及びFe L吸収端のスペクトルを取得した。X線の励起エネルギーを254970eVの間で変化させて測定したSi 2pXPSスペクトルの結果とシミュレーション計算により深さ方向の化学状態について解析を行ったところ、β-FeSi_2薄膜の最表面には、自然酸化膜として1nm程度のSiO_2層が形成され、その内部にSiO_<2-x>層が形成されることがわかった。また、Fe L吸収端のXASスペクトルの結果も考慮することにより、700°Cで成膜した試料では、均一なβ-FeSi_2構造が得られることがわかった。一方、より高い温度で成膜した試料ではα-FeSi_2及びε-FeSi_2(FeSi)構造が生成してくることが示唆された。また、より低い温度では、Feを多く含む構造の存在が確認され、ε-FeSi_2(FeSi)構造の生成あるいは未反応のFeの存在が示唆された。以上の結果、これらの構造の違いが薄膜の物性の違いに影響を及ぼしているものと考えられた。昨年度行ったイオンビームスパッタ蒸着により作成したβ-FeSi_2単結晶薄膜についての検討に引き続き、本年度は、溶液成長法により作成したβ-FeSi_2単結晶について実験を行った。まず、作成したβ-FeSi_2単結晶の自然酸化膜の化学状態及び膜厚を調べ、高真空中でのアニール処理による構造変化、さらに、単結晶上にホモエピタキシャル成長させた膜の構造について調べた。測定は、高エネルギー加速器研究機構の放射光ビームラインBL-13C及び27Aにて、X線光電子分光(XPS)及びX線吸収分光(XAS)により行った。作成したそれぞれの試料の化学状態を調べるために、XPSによりFe 2p及びSi ls,2pスペクトルを取得するとともにXASによりSi K吸収端及びFe L吸収端のスペクトルを取得した。X線の励起エネルギーを254970 eVの間で変化させて測定したSi 2pXPSスペクトルの結果とシミュレーション計算により深さ方向の化学状態について解析を行ったところ、β-FeSi_2単結晶の最表面には、自然酸化膜として0.8nm程度のSiO_2層が形成され、その内部に0.2nm程度のSiO_<2-x>層が形成されることがわかった。次に、高真空中でのアニール処理において、高温(900°C)でアニールした場合には、FeSi構造がβ-FeSi_2構造の表面近傍に生成してくることがXASスペクトルの結果から示唆された。また、ホモエピタキシャル成長膜について測定を行ったところ、700800°Cの基板温度で成長させた膜は、ほぼβ-FeSi_2構造であるのに対し、900°Cの基板温度で成長させた膜では、FeSi構造が混在することが示唆された。以上の結果より、優れた清浄表面を得るためのアニール処理や均一なホモエピタキシャル成長膜を得るためには、処理温度の制御が非常に重要であることが示された。昨年度に引き続き溶液成長法により作成したβ-FeSi_2単結晶を対象として、その単結晶上にホモエピタキシャル成長させたβ-FeSi_2薄膜の表面構造を調べる実験を行った。実験は、高エネルギー加速器研究機構の放射光ビームラインBL-27AにてX線光電子分光(XPS)及びX線吸収分光(XAS)測定を利用して行った。種々の条件で作成した薄膜の表面化学状態を調べるために、励起X線エネルギーを変化させたXPSによりFe 2p,Si 1s及び0 1sスペクトルを取得するとともにXPSによりSi K吸収端のスペクトルを取得した。また、XAS測定では、全電子収量(TEY)による計測とともに、より表面敏感な部分電子収量(PEY)による計測も行った。

ホモエピタキシャル成長膜についての測定の結果、700800°Cの基板温度で成長させた膜は、β-FeSi_2構造を有していために対し、900°Cの基板温度で成長させた膜では、β-FeSi_2以外の構造が表面に混在すること炉示唆された。この構造の帰属を詳細に調べるために、種々の組成の鉄シリサイド標準試料を用いて同様のスペクトルを取得して比較した結果、この構造はFeSiであることが明らかとなった。すなわち、高温でのホモエピタキシャル成長ではSiが選択的に表面から放出され、Feがリッチな構造が表面に生成することが示唆された。従って、均一なホモエピタキシャル成長膜を得るためには、900°C以上の高温での成長は構造の変化を引き起こすため、700800°C程度での基板温度での成長が適していることを明らかにするととができた。
咬合咀嚼機能と聴力との関連性に関する臨床疫学ならびに聴覚野応答解析

本研究の目的は、研究-1:偏位性咀嚼習癖を持つ患者の聴力変化の機構を明らかにするため、コットンロール噛みしめ時の聴性誘発脳磁場(AFEs)を定量的に比較検討すること。研究-2:歯科診療所に来院した患者の偏咀嚼と聴力値との関連性を疫学的に検討すること、である。本年度に得られた新しい知見は、研究-1:申請者らの開発した最大咬合圧の40%以下までのコットンロール噛みしめの条件でAFEs測定を行う方法を用いて研究1を行い、以下の結果を得た。噛みしめ時のAEFs応答は、左右側音刺激に対するAEFs応答はすべての被験者で低下しており、特に噛みしめ側と同じ聴覚野の応答に有意な差が認められた。噛みしめが聴覚野応答を低下させる理由として1)顎関節の偏位による形態的変化、2)中耳および内耳の神経支配への影響、あるいは3)gate controlによる中枢での抑制が考察された。本研究は、コットンロール噛みしめが、聴覚誘発磁場に影響を与えていることを客観的に示すものである。また、本研究に用いた方法は、噛みしめの聴覚応答をはじめとする体性感覚に影響を与えていることを実験的に検討する方法として有用であることを示している。研究2:オージオグラムの咬合咀嚼機能の動的評価への応用について20症例による検討を行った。すなわち、プレスケールおよびシロナソアナライジングシステムによる咬合咀嚼機能の評価にオージオグラムを加えることの有効性を評価しました。その結果、質問紙調査、口腔内診査、プレスケール、咀嚼運動ならびに作業用模型による分析にオージオグラムの周波数別の聴力低下パターン評価を組み合わせることにより、咬合咀嚼運動のより正確な動的評価が可能であることが示された。研究-1で得られた新しい知見は、(1)最大咬合圧の20%のコットンロール噛みしめであれば咀嚼筋由来磁場はAFEs測定にほとんど影響しない。(2)コットンロール噛みしめによる咬合の偏位は、噛みしめ側のAFEsの変化を起こす。(3)コットンロール噛みしめ時の咬合力を経時的にモニタリング可能な装置を開発した。である。これらの知見は、臨床症例で示されている偏位性咀嚼による聴力変化の機構を定量的に明らかにする方法としてAEFs測定が有効であることを示している。現在までの測定は一定の咬合力が働いている条件ではないという問題点があったが、新たに開発した咬合力モニタリング装置によって客観的なAFEs測定が可能となった。今後は咬合力の経時的モニター装置を用いて咬合圧を大きくした時の咀嚼筋由来の磁場を除去する方法の検索とコットンロール噛みしめによるAFEs変化の機構を明らかにする。臨床症例で示されている咀嚼部位と音域別聴力変化との関連性についても追究する必要がある。さらに、聴覚以外の感覚への噛みしめの影響も検討することによってその機構が明らかにできると考えられる。

研究-1で得られた新しい知見は、咀嚼部位をオージオグラムパターンの特徴で示すことができる可能性が示された。本研究は、咬合・咀嚼機能の偏位が全身機能に影響を与えていることを示す結果であり、聴力測定による口腔機能低下の新しい診断法と保健指導の確立をもたらすものと考えられる。本研究の目的は、研究-1:偏位性咀嚼習癖を持つ患者の聴力変化の機構を明らかにするため、コットンロール噛みしめ時の聴性誘発脳磁場(AFEs)を定量的に比較検討すること。研究-2:歯科診療所に来院した患者の偏咀嚼と聴力値との関連性を疫学的に検討すること、である。本年度に得られた新しい知見は、研究-1:被験者の最大咬合圧の40%以下のコットンロール噛みしめであれば咀嚼筋由来磁場はAFEs測定に影響しないことを周波数分析であるFFT(fust flurier transformation)法を用いて明らかにした。すなわち、各測定条件で音刺激がある場合のデータから音刺激がない場合のデータを差し引いたデータによる解析の結果、低周波域に音刺激による応答と高周波域に筋肉からの応答とに分けられることが示され、17Hz以上の周波数域のデータを除外したデータによって解析可能であった。これらの知見は、臨床症例で示されている偏位性咀嚼による聴力変化の機構を客観的および定量的に明らかにする方法としてAEFs測定が有効であることを示し、本解析方法は聴覚以外の感覚への噛みしめの影響も検討することによってその機構が明らかにできると考えられた。研究-2:歯科医院に来院した50歳以上の患者161名の治療前後のオージオグラムの解析を行った。中等度難聴(30-60dB)の患者が20dB以上になる割合は57.9%であった。本研究は、咬合・咀嚼機能ならびに歯科治療が全身機能に影響を与えていることを示す結果である。本年度に得られた新しい知見は、研究-1:申請者らの開発した最大咬合圧の40%以下までのコットンロール噛みしめの条件でAFEs測定を行う方法を用いて研究1を行い、以下の結果を得た。噛みしめ時のAEFs応答は、左右側音刺激に対するAEFs応答はすべての被験者で低下しており、特に噛みしめ側と同じ聴覚野の応答に有意な差が認められた。噛みしめが聴覚野応答を低下させる理由として1)顎関節の偏位による形態的変化、2)中耳および内耳の神経支配への影響、あるいは3)gate controlによる中枢での抑制が考察された。本研究は、コットンロール噛みしめが、聴覚誘発磁場に影響を与えていることを客観的に示すものである。また、本研究に用いた方法は、噛みしめの聴覚応答をはじめとする体性感覚に影響を与えていることを実験的に検討する方法として有用であることを示している。研究2:オージオグラムの咬合咀嚼機能の動的評価への応用について20症例による検討を行った。すなわち、プレスケールおよびシロナソアナライジングシステムによる咬合咀嚼機能の評価にオージオグラムを加えることの有効性を評価しました。その結果、質問紙調査、口腔内診査、プレスケール、咀嚼運動ならびに作業用模型による分析にオージオグラムの周波数別の聴力低下パターン評価を組み合わせることにより、咬合咀嚼運動のより正確な動的評価が可能であることが示された。
1200℃～1500℃対応型Ni-Ir-Al-W基超耐熱合金の開発

L12構造Ni3Al(γ'相)をfcc基地相(γ相)中に析出させたNi基超合金は優れた高温強度を有する.一方,Ir-Al-W系には安定性の高いγ'相が存在する.本研究では,Ni-Ir-Al-W系に着目し,優れた高温強度を有する材料を開発することを目的として行った.Ni-Ir-Al-W系における3元系状態図及び4元系状態図を構築した.Ni-Al系にIrとWを同時に添加することでγ'相が安定化され,同時に融点も上昇することが判明した.また,既存のNi基合金に比較し,高い高温強度を示すことがわかった.Ni-Al-W、Ni-Ir-Al、Ni-Ir-Wの各3元系状態図を実験的に決定した。Ni-Al-W系は過去に報告があるが、相平衡実験値の存在しない領域もあった。本研究により、Ni側の相平衡の全体を900°C1300°Cの温度範囲で決定した。γ/γ'平衡、γ'/β平衡は拡散対の報告値が存在するが、本研究では合金法で決定し直し、より信頼性の高いデータが得られたと考えられる。また、固液平衡についても決定した。Ni-Ir-Al3元系の1100°C、1200°Cの状態図を決定した。γ/γ'/βの相平衡を決定することができた。また、Ni-Ir-W3元系の1200°C、1300°C、1400°Cの状態図を実験的に決定した。γ/ε'(D019)/αの相平衡が決定できた。また、Ir-Al-W系の相平衡実験の追加を行った。Ir-Al-W-Ni系の相平衡実験を一部、着手した。さらに、これらの合金系のCALPHAD法による熱力学計算を行い、各3元系を再現することができた。また、γ'相の析出組織は強度や組織安定性に大きな影響を及ぼすため、組成とγ'相形態の関係を把握する必要がある。そこで、Ni-Al-W-Ir系のγ相中のγ'相析出組織の観察を行った。Ir添加量が増加するにつれ、γ'相はより立方体形状となることがわかった。Ir無添加では球状に近い形態であったが、5%Ir程度から立方体形状になり、10%Ir以上においては明確な立方体形状となっていた。格子定数の測定の結果、Ir量増加とともにγ相、γ'相の両相の格子定数は増大し、格子ミスフィットは上昇していた。以上の結果から、弾性エネルギーを低減させようと立方体形状になったものと考えられる。Ni-Ir-Al-W4元系について、幅広いNi/Ir濃度比に対する相平衡を実験的に決定した。様々な合金組成を有する試料を1300°Cで平衡加熱処理し、電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)により各相の組成分析を行った。その結果、γ'相はNi側からIr側まで連続的に存在していることが判明した。γ/γ'二相領域が広い組成で存在することになり、Ni側からIr側までに渡る組成範囲で合金設計が可能であることがわかった。γ'相は(Ni,Ir)3(Al,W)で表されるが、Ni側ではWの濃度が低く、Ir側ではWの濃度が高いこともわかった。以上のことを第一原理計算により考察を行った結果、基底状態における生成エントロピーの観点から説明することができた。また、Ni-Ir-Al-W-Cr5元系におけるγ/γ'二相合金の相平衡の実験を行った。Ni-Ir-Al-W4元系ではNiがγフォーマー元素、Ir、Al、Wがγ'フォーマー元素であったが、Ni-Ir-Al-W-Cr5元系では、Ir、W、Crがγフォーマー元素、Ni、Alがγ'フォーマー元素であることがわかった。これは、Crを添加した合金におけるγ'相の安定性の変化によりもたらされたものであると考えられる。γ/γ'組織の調査を行った結果、Crを添加すると、γ'相の形態が立方体状から球状を経て立方体状、さらには板状に変化することがわかった。これは格子ミスマッチにより説明することができ、さらに、格子ミスマッチの変化は上述の分配挙動から説明することができた。最後に、機械的性質について調査を行った。高温圧縮試験を行った結果、Ir量の増加に伴い高温強度は上昇し、ピーク強度が高温側に変化することが判明した。Cr添加により強度の低下が見られたが、耐酸化性を維持しつつ、Mar-M247と比べて、高温域で高い高温強度を示した。L12構造Ni3Al(γ'相)をfcc基地相(γ相)中に析出させたNi基超合金は優れた高温強度を有する.一方,Ir-Al-W系には安定性の高いγ'相が存在する.本研究では,Ni-Ir-Al-W系に着目し,優れた高温強度を有する材料を開発することを目的として行った.Ni-Ir-Al-W系における3元系状態図及び4元系状態図を構築した.Ni-Al系にIrとWを同時に添加することでγ'相が安定化され,同時に融点も上昇することが判明した.また,既存のNi基合金に比較し,高い高温強度を示すことがわかった.Ir量の高い組成域は相平衡実験のための熱処理に工夫が必要であったが、種々検討の結果、当初の計画通りに実施することができ、順調に進展していると言える。

金属材料学実験手法も確立してきたため、引き続き、計画に沿って研究を遂行していく予定である。特に機械的性質の評価にも注力したい。今後、単価の高いIr原料の使用量が増加することが見込まれたため、今年度は使用額を制限した。相平衡実験、機械的性質の評価などの実験に使用する原料などに使用する予定。
超曲面の幾何とねじれコホモロジー

複素射影空間における超曲面の補集合上のねじれコホモロジーは、一般超幾何関数論において中心的な研究対象であり、また、局所係数コホモロジーとして位相幾何学的性質に結びついている。近年では超平面配置である場合においての研究が活発に行われている。ねじれの状況がジェネリックであるとき、ねじれコホモロジーは最高次を除いて消滅すること(消滅定理)が知られている。しかし、ある特殊な状況下において、ねじれコホモロジーが消滅しない現象がある。この現象を解明することを目的として本研究を行った。実際には、これに関する混在するいろいろな結果を収集・整理を行い、また、この特殊な状況を精密化し、詳細な消滅定理・非消滅定理を考察した。まず、超平面配置における場合を扱った。ラテン方陣・ラテン超方格からサーキット族を構成することができ、マトロイドを構成することができる。このマトロイドの構造をもつ超平面配置は、ねじれコホモロジーが非消滅となるねじれを持つことを示した。また、知られている全ての具体例は、この方法で構成されることがわかった。より一般に、超曲面の場合においては、この非消滅の現象が、代数幾何学的な性質である超曲面の線形系の次元と関連していることを確認した(非消滅定理)。しかし、まだ、非消滅の現象を完全に解明するには至っていないが、本研究によって、離散数学であるマトロイドの実現可能性や線形系をなす超平面配置の存在性の問題となった。ゆえに、本質的に難解な問題であると思われるが、非消滅の現象の全体像がつかめてきたと思われる。
超高密度イオンビーム照射による表面改質の研究

イオンビームによる表面改質は既にさまざまな分野で利用されているが、表面の高機能化等の要求に応えていくためには、従来のプロセス技術の延長でない新しい技術の開発が必要である。本研究では新しい原理に基づいたガスクラスターイオンビーム法を提案し、高機能表面形成に関する研究を行ってきた。ガスクラスターイオンビーム法とは、数百から数千個のガス原子からなるクラスターをイオン化・加速して、固体表面に照射するという手法である。この手法では表面のナノメートルオーダーの領域に超高密度の高速粒子が同時に入射することから、衝突箇所は極めて高いエネルギー状態となり、従来の単原子・分子イオンビームより高い表面反応性が実現される。次世代の半導体材料として注目されているダイアモンドにガスクラスターを照射し、表面改質を行った。また、In、Sn蒸着中に酸素クラスターを照射することにより透明導電薄膜であるITO(Indium Tin Oxide)膜を成長させることを試みた。ダイヤモンドにArクラスター照射によりエッチングし、極めて平坦な表面を得ることができた。これはクラスターイオン照射による高密度イオン照射効果、及びラテラルスパッタリングによる表面平坦化効果によるものである。このとき表面上には損傷によるグラファイトが形成され茶褐色になるが、この領域は後に反応性を有するO_2クラスターを照射する事により除去できることがわかった。物理的・化学的エッチング使い分けることにより高機能な表面改質を行うことができた。次に、In及びSnを蒸着中に数keVに加速したO_2クラスターにより酸化を行い、極めて高い透明度と導電性を有するITO薄膜の形成を行った。温室形成でありながら、導電率、光透過率ともに300°Cの高温で行う従来法を凌駕する優れたITO膜を得ることに成功した。クラスターイオンビームのもつ高い表面反応性が次世代のエッチング・薄膜形成技術に有効であることを示した。イオンビームによる表面改質は既にさまざまな分野で利用されているが、表面の高機能化等の要求に答えていくためには、従来のプロセス技術の延長でない新しい技術の開発が必要である。新しい原理に基ずいたガスクラスターイオンビーム法を提案し、高機能表面形成に関する研究を行ってきた。この手法では表面のナノメートルオーダーの領域に超高密度の高速粒子が同時に入射するので、従来のプロセス技術では達成できない表面改質が可能となる。従って、ガスクラスターイオンビームによる表面改質法は、従来の単原子・分子イオンの照射による改質とは本質的に異なった効果を用いる表面改質の手法であるといえる。今年度は、半導体であり難加工材であるSiCなどの材料に反応性ガスクラスターを照射し、表面改質を行った。また、In蒸着中に酸素クラスター照射することにより透明導電薄膜であるをInOxを成長させることを試みた。SiCにSF_6クラスターを照射することで高い加工速度を得ることができ、Arクラスターに比べると平坦化効果が少ないことが明らかになった。これは、クラスターイオンによる化学スパッタリングにおいては、平坦化効果を発現させるラテラルスパッタリング現象が起きていないためである。しかし、反応性クラスターイオンを用いた場合でも物理的なスパッタリングが起こっていることが角度分布の測定から明らかになっており、平坦化効果があると考えられる。次に、強力な酸化力を有する酸素クラスターイオンを用いて金属表面に酸化膜を形成した。

In蒸着中に数keVに加速した酸素クラスターにより酸化を行い、極めて高い透明度と導電性を有する薄膜の形成が可能となった。これは、酸素クラスターの運動エネルギーが金属酸化膜中の酸素欠陥を取り除いたためであり、表面改質の新しい可能性を切り開くことができた。イオンビームによる表面改質は既にさまざまな分野で利用されているが、表面の高機能化等の要求に応えていくためには、従来のプロセス技術の延長でない新しい技術の開発が必要である。本研究では新しい原理に基づいたガスクラスターイオンビーム法を提案し、高機能表面形成に関する研究を行ってきた。ガスクラスターイオンビーム法とは、数百から数千個のガス原子からなるクラスターをイオン化・加速して、固体表面に照射するという手法である。この手法では表面のナノメートルオーダーの領域に超高密度の高速粒子が同時に入射することから、衝突箇所は極めて高いエネルギー状態となり、従来の単原子・分子イオンビームより高い表面反応性が実現される。次世代の半導体材料として注目されているダイアモンドにガスクラスターを照射し、表面改質を行った。また、In、Sn蒸着中に酸素クラスターを照射することにより透明導電薄膜であるITO(Indium Tin Oxide)膜を成長させることを試みた。ダイヤモンドにArクラスター照射によりエッチングし、極めて平坦な表面を得ることができた。これはクラスターイオン照射による高密度イオン照射効果、及びラテラルスパッタリングによる表面平坦化効果によるものである。このとき表面上には損傷によるグラファイトが形成され茶褐色になるが、この領域は後に反応性を有するO_2クラスターを照射する事により除去できることがわかった。物理的・化学的エッチング使い分けることにより高機能な表面改質を行うことがができた。次に、In及びSnを蒸着中に数keVに加速したO_2クラスターにより酸化を行い、極めて高い透明度と導電性を有するITO薄膜の形勢を行った。室温形成でありながら、導電率、光透過率ともに300°Cの高温で行う従来法を凌駕する優れたITO膜を得ることに成功した。クラスターイオンビームのもつ高い表面反応性が次世代のエッチング・薄膜形成技術に有効であることを示した。
腫瘍局所制御性T細胞のエピジェネティクスによる制御機構の解明

ヒトの固形腫瘍局所には活性化制御性T細胞が多く浸潤し、がんに対する免疫応答を抑制していることが知られているが、その働きや腫瘍環境下で活性化する機序に関しては解明されていない点が多い。本研究では、固形腫瘍局所の活性化制御性T細胞のエピジェネティクスプロファイルから、特に制御性T細胞のPD-1発現に関わる重要な因子を解明することを目的としている。当該年度では、前年度から引き続き、肺癌を中心としたヒトの悪性腫瘍の検体からエフェクター制御性T細胞及びCD8陽性T細胞を採取し、トランスクリプトーム解析とオープンクロマチン解析を実施している。腫瘍浸潤リンパ球は脆弱かつ微少であり、質の高いシーケンス結果を得るためには、腫瘍処理の工夫とSMART法の使用などを必要とした。まず、トランスクリプトーム解析からは、腫瘍浸潤制御性T細胞とCD8陽性T細胞に特徴的に発現する遺伝子を新規に複数同定した。マルチカラーサイトメトリーを用いて、蛋白レベルでも同様の特徴的な発現を呈することを確認した。さらにオープンクロマチン解析により、腫瘍浸潤リンパ球のPD-1の発現亢進に寄与するオープンクロマチン領域と転写因子の候補をリストアップした。今後は、末梢血単核細胞や成人T細胞性白血病の細胞株を用いて、リストアップされた転写因子のノックダウン、強制発現を行い、PD-1を含めた制御性T細胞の機能に重要な蛋白の発現変動を解析する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
多孔性無機逆浸透膜の有機溶媒透過特性および混合溶液分解特性

本研究は,ゾルゲル法により分子サイズの細孔径を有する多孔性セラミック膜を作製し,溶媒純成分の透透過特性を明らかにすること,および,混合物の分離特性を明らかとすることを目的とする。これまでに,シリガジルコニアコロイドを用いて,1100nmの細孔径を有する多孔性セラミック膜を作製し,種々の純溶媒の透過機構について検討を加えた。その結果,細孔中の透過機構は,細孔径の大きな場合はHagen-Poiseuille式に従う粘性流れが支配的であるが,細孔径が小さくなるにつれて,膜細孔径と溶媒分子径による立体障害効果(サイズ効果)および膜表面と溶媒分子の親和性が透過機構に寄与することを明らかとした。さらに,溶媒混合物の逆浸透分離に関しては,エタノール中の種々の分子量物質とする逆浸透分離の検討を行った。透過溶質として,飽和炭化水素(n-ヘキサン(C_6H_<14>,分子量86),n-デカン(C_<10>H_<22>,分子量142),n-テトラデカン(C_<14>H_<30>,分子量198))),および,アルコール成分(n-ヘキサノール(C_6H_<13>OH,分子量102,n-オクタノール(C_8H_<17>OH,分子量130),n-デカノール(C_<10>H_<21>OH,分子量158))を用いた。溶質細孔径1nm程度から分離性を発現し,3MPa,60°Cにおける阻止率が分子量にもよるが0.40.8であり,無機多孔性膜によって有機溶媒の逆浸透分離が可能であることを明らかとした。透過機構の検討を行った結果,溶質の微細孔内の拡散係数は,細孔内の溶媒粘度(エタノール)の影響を大きく受けることが示唆された。本研究は,ゾルゲル法により多孔性セラミック膜を作製し,溶媒純成分の逆浸透透過特性を明らかにすること,および,混合物の分離を行うことを目的とする。これまでに,シリカジルコニアコロイドを用いて,1100nmの細孔径を有する多孔性セラミック膜を作製し,種々の純溶媒の透過機構について検討を加えた。その結果,細孔中の透過機構は,細孔径の大きな場合はHagen-Poiseui11e式に従う粘性支配であるが,細孔径が小さくなるにつれて,膜細孔径と溶媒分子径による立体障害効果(サイズ効果)および膜表面と溶媒分子の親和性が透過機構に寄与することを実験的に明らかとした。また,細孔壁からの相互作用によって溶媒分子は大きなポテンシャルをうけるため,壁近傍の溶媒分子の粘度が高く,壁から遠ざかるにつれて粘度が低下し,無限遠ではバルク液体の粘度に一致するとする,透過モデルを提案した。細孔壁と溶媒分子間はLennard-Jonesタイプの相互作用を有すると考え,膜細孔を円筒状細孔と仮定し,純溶媒の透過のモデル化を行った結果,透過流束の溶媒種依存性・温度依存性・細孔径依存性をよく表せることを明らかとした。さらに,溶媒混合物の逆浸透分離に関しては,エタノール中の種々の分子量物質(現在では飽和炭化水素,ヘキサン(C_6H_<14>,分子量86),デカン(C_<10>H_<22>,分子量142),テトラデカン(C_<14>H_<30>,分子量198))を溶質とする逆浸透分離の検討を行った。

細孔径1nm程度から分離性を発現し,3MPa,60°Cにおける阻止率がそれぞれ0.42,0.65,0.85であり,無機多孔性膜によって有機溶媒の逆浸透分離が可能であることが明らかとなった。本研究は,ゾルゲル法により分子サイズの細孔径を有する多孔性セラミック膜を作製し,溶媒純成分の透透過特性を明らかにすること,および,混合物の分離特性を明らかとすることを目的とする。これまでに,シリカジルコニアコロイドを用いて,1100nmの細孔径を有する多孔性セラミック膜を作製し,種々の純溶媒の透過機構について検討を加えた。その結果,細孔中の透過織構は,細孔径の大きな場合はHagen-Poiseuille式に従う粘性流れが支配的であるが,細孔径が小さくなるにつれて,膜細孔径と溶媒分子径による立体障害効果(サイズ効果)および膜表面と溶媒分子の親和性が透過機構に寄与することを明らかとした。さらに,溶媒混合物の逆浸透分離に関しては,エタノール中の種々の分子量物質とする逆浸透分離の検討を行った。透過溶質として,飽和炭化水素(n-ヘキサン(C_6H_<14>,分子量86),n-デカン(C_<10>H_<22>,分子量142),n-テトラデカン(C_<14>H_<30>,分子量198),および,アルコール成分(n-へキサノール(C_6H_<13>OH,分子量102,n-オクタノール(C_8H_<17>OH,分子量130),n-デカノール(C_<10>H_<21>OH,分子量158)を用いた。溶質細孔径1nm程度から分離性を発現し,3MPa,60°Cにおける阻止率が分子量にもよるが0.40.8であり,無機多孔性膜によって有機溶媒の逆浸透分離が可能であることを明らかとした。透過機構の検討を行った結果,溶質の微細孔内の拡散係数は,細孔内の溶媒粘度(エタノール)の影響を大きく受けることが示唆された。
地下被災情報収集のための投下および投擲配置によるセンサネットワーク展開手法の開発

震災などの災害発生後に,被災状況の把握に必要な情報を収集する無線センサネットワークを移動ロボットにより展開するための,センサノードの運搬・配置機構の開発を行った.特に本課題では,障害物等により進入不可能な隔離空間に,遠隔操作型レスキュー移動ロボットにより無線センサノードを投擲配置するための投擲機構,および,有線のセンサノードを用いた投擲距離調整機構を開発し,実験により評価した.震災などの災害発生後に,被災状況の把握に必要な情報を収集する無線センサネットワークを移動ロボットにより展開するための,センサノードの運搬・配置機構の開発を行った.特に本課題では,障害物等により進入不可能な隔離空間に,遠隔操作型レスキュー移動ロボットにより無線センサノードを投擲配置するための投擲機構,および,有線のセンサノードを用いた投擲距離調整機構を開発し,実験により評価した.震災などの災害発生後に,被災状況の把握に必要な情報(以下,被災情報)を収集する無線センサネットワークをレスキューロボットにより展開するための,センサノードの運搬・配置機構と,投下・投擲配置を含む配置手法の開発を行う.本課題では,機動性の高いレスキューロボットを用いてセンサノードを配置していくことで,被災地の状況に適応的なセンサネットワークを構築する.特に,従来用いられている上空からの情報収集が困難な地下空間において,監視領域にセンサネットワークを展開することを目的に,センサノードの配置手法として,ロボットが移動経路上へ直接配置する投下配置と,進入困難な領域へセンサノードを配置する投擲配置を行う.このために,レスキューロボットに搭載可能なセンサノード運搬・配置機構を試作する.また,センサネットワークを展開する際には,ロボットがセンサノードの稼働状態を把握し,通信経路を確保しながら配置していくことで,情報ネットワークとしての機能維持を行う.本年度は,計画に基づき投下・投擲配置機構の設計・試作を行った.投下配置では,各センサノードにソレノイド用いた連結機構を搭載し,レスキューロボット後部に数珠繋ぎで連結して配置位置で順次切り離すシステムを開発した.投擲配置では,空気圧アクチュエータによるカタパルト方式の投擲機構を開発し,レスキューロボットに搭載した.投擲モデルの作製とシミュレーションに基づき投擲機構を設計試作した.両機構について評価実験を行い,投下配置機構ではセンサノード切り離し時に,牽引のテンションにより連結部分の着脱に影響がでることがわかった.また,投擲配置機構では,対象センサノードを5[m]まで投擲可能であったが,モデル化誤差により当初仕様の10[m]投擲に至らなかった.そのため,次年度にこれらの原因を究明し機構の改良を行う予定である.震災等の災害発生後に,被災状況の把握に必要な情報を収集する無線センサネットワークをレスキューロボットにより展開するための,センサノード(以下SN)の運搬・配置機構と,投下・投擲配置を含む配置手法の開発を行う.本課題では,機動性の高いレスキューロボットを用いてSNを配置していくことで,被災地の状況に適応的なセンサネットワークを構築する.特に,従来用いられている上空からの情報収集が困難な地下空間において,監視領域にセンサネットワークを展開することを目的に,SNの配置手法として,ロボットが移動経路上へ直接配置する投下配置と,進入困難な領域へSNを配置する投擲配置を行う.このために,レスキューロボットに搭載可能なSN運搬・配置機構を試作する.投擲配置では,SNの落下点の制御が困難でありSN間の通信が断絶する可能性があるため,通信線を兼ねたケーブルを接続して投擲し,ケーブル長を調整することにより落下地点を制御すると共に,SNの状態を有線通信で確実に取得しながら配置位置を決定し,所望の位置でケーブルを切り離す手法を検討する.本年度は,計画に基づき有線SNの投擲配置を目的としたケーブル長制御システムの設計・試作を行った.投擲時の張力に耐えるワイヤーにより強度を補ったLANケーブルと,ケーブルを収容するリールドラムを試作し,ケーブル長計測のための推定モデルを提案した.リールドラムはパウダーブレーキおよびロータリーエンコーダを備えており,ドラム軸の回転角から推定モデルを用いてケーブル長を推定し,ブレーキにより制動を行う.130mまでの推定誤差率は2%以内であり,提案機構によりケーブル長推定が可能であることを確認した.また,昨年度試作した投擲機構を用い,有線SNの投擲および制動が可能であることを確認した.しかし,ドラムの慣性モーメントが投擲時に大きな負荷となったため,スムーズな投擲を行うためにはドラムの回転負荷を軽減し,慣性モーメントを低減する必要がある.23年度は本年度までに開発した試作システムの改良・統合および検証実験を行う予定である.本課題では,震災等の災害発生後に,被災情報を収集する無線センサネットワークをレスキューロボットにより展開するために,ロボットが移動経路上へセンサノード(以下SN)を直接配置する投下配置と,進入困難な領域へSNを配置する投擲配置を含む配置手法,および,そのための運搬・配置機構の開発を行う.特に,上空からの情報収集が困難な地下空間においてロボットを用いてSNを配置し,被災状況に適応的な情報支援システムを構築する.投擲配置ではSNの配置位置の調整が困難でありSN間通信が断絶する可能性があるため,通信ケーブルを接続して投擲しケーブル長を調整すると共に,有線通信で確実にSNの状態を把握し配置位置を決定する.前年度に試作した投擲磯構は,投擲時にLANケーブルを収容するドラムリールの回転負荷が問題であったため,本年度はこれを軽減する新たな機構を設計試作した.ケーブル収容には同様にドラムを用い,回転負荷を軽減するためドラム部分を固定し,ドラムと独立に回転するシャフトを中心軸として取り付け,ケーブルを保持するアームをこのシャフトに取り付けた.ケーブルを繰り出す張力によりアームおよびシャフト部分のみが回転する.

シャフトにはパウダーブレーキとロータリエンコーダを取り付け,シャフトの回転角を測定し,提案するケーブル長推定モデルに基づきケーブル長を計算する.また,パウダーブレーキによりシャフト回転速度を制動しケーブル長を調整する.実験より110mまでのケーブル長推定誤差率は1.2%以内であった.また,投擲機構を用いて有線SNの投擲および制動が可能であることを確認した,投下配置については,SNを5台保持可能な長さのレールにソレノイドを用いたロック機構を取り付け,ロボットからロック機構の開閉を行うことで投下可能な機構を試作し,動作を確認した.今後,これらのシステムの統合を行い,想定環境を考慮した実験環境を構築し検証実験を行う.
低出生体重児とその母親への早期介入プログラム開発研究

NICU入院中の低出生体重/早産児とその母親を対象として、退院直後からの育児支援の効果を明らかにすることを目的とした介入研究を実施した。対象母子を介入群(家庭訪問G26組、携帯電話G50組)とコントロール群43組に分けた。介入群には、乳幼児精神保健に基づいた育児支援を提供し、コントロール群には、これまで各市町村で実施されている育児支援を踏襲した方法で家庭訪問を実施した。介入群は、13ヵ月ごとに6回の家庭訪問、もしくは電話を一貫した担当者が行った。コントロール群には3回の家庭訪問を行い、訪問者は毎回異なっていた。その結果、1)育児ストレスが、退院後3ヵ月時において、介入群(IG)の「子どもの気が散りやすい/多動」「親につきまとう/人に慣れにくい」において、コントロール群(CG)より有意に低かった。2)母親のうつ傾向は、介入群の12ヵ月においてうつ傾向を示す者が0名であったが、コントロール群には4名みられた。3)3・12ヵ月におけるソーシャルサポートは、介入群母親の方が有意に多い医療関係者、専門職のサポートを得ていた。4)3ヵ月母子相互作用(NCAFS)得点は、児の「Cueの明瞭性」「子ども総合得点」において、12ヵ月では、母親の「社会情緒発達の促進」「姿勢関連」得点において、介入群の方が有意に高得点を得ていた。5)3ヵ月時の発達は、介入群のDQが有意に高得点であったが、9ヵ月では、有意差が消失していた。6)母親満足度は、介入群の得点がコントロール群より有意に高い結果が得られた。なお、携帯電話Gのdataについては、現在もなお収集途上にあり、報告できない。以上の結果は、乳幼児精神保健に基づいた育児支援介入の有効性を示すものであった。したがって、乳幼児精神保健の理論を育児支援の実践に活用した看護介入プログラム開発の有効性を示すものでもあった。携帯電話を活用した支援介入の結果については、今後data収集が完了してから明らかにされるが、家庭訪問による直接的な介入との相違点とともに、共通点も明らかにし、今後のプログラムのあり方を検討する必要がある。また、RCTを用いた規模の大きい研究に拡大させ、わが国における、より有効な育児支援政策に反映されうるものに発展させる必要がある。平成17年度における研究計画は、本研究で用いる重要な尺度である母子相互作用の評価ツール、NCAST(NCATSとNCAFSで構成されている)の日本語版を作成することであった。これまでの研究活動において収集してきた、日本人母子の相互作用をオリジナルNCASTで測定したデータを分析・検討し、その報告書を日本語と英語で記述した。17年8月に、オリジナルNCAST開発者である、ワシントン大学看護学部教授Kathryn Barnard博士との打ち合わせのため、シアトルに出張し、上記報告書にもとづいて、日本語版作成の許可を得るとともに、その手続きと費用について検討した。17年9月より、ビデオ制作業者および翻訳・書籍編集業者との打ち合わせを行い、日本語版作成の作業に入った。18年3月現在において、NCAST尺度のうち、NCATSの和訳が終了し、back translationの作業に入っており、4月には、日本語版が完成する予定である。