hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感性評価構造モデル構築基礎実験のための遠隔操作鑑賞ロボットの開発

本研究では、「芸術作品を鑑賞する人間の感性に基づく行動を解析することにより、感性評価構造のモデルを構築する」研究のデータ収集ツールとして、「遠隔地の美術館に置かれた移動ロボットを鑑賞者がインターネットを介して操作することで美術鑑賞ができるシステム」の開発を行った。当該研究期間では、下記の研究を行い、上記の目的を達成した。1.実際の美術館で他の来訪者と共存できる人間サイズのロボットの開発2.移動ロボットと美術館内Webサーバとの無線通信方式の確立3.通信伝送時間遅れに強い移動ロボットの遠隔操縦方式の考案4.実際の美術館と広域インターネットのISDN経由接続方式の確立5.ロボットを用いた鑑賞行動データの収集実験6.Webブラウザ上でのロボットの遠隔操作インターフェイスに関する研究7.ロボットによる鑑賞とVRMLで作成した美術館との鑑賞行動の比較これらの研究の結果、ISDN臨時電話を設置するだけで、どこの美術館からでも広域インターネットに接続して、移動ロボットの遠隔操作による鑑賞が可能なシステムが完成した。また、このロボットを用いた鑑賞システムの操作特性、および、鑑賞行動に及ぼす影響についても調査した。本期間の研究により、「感性評価構造モデル構築基礎実験のための遠隔操作鑑賞ロボット」は、ほぼ完成したということができる。今後、このロボットが積極的に活用されて、人間の鑑賞行動のデータが十分に収集され、感性評価構造モデルの確立へと研究が進められることを切望する。本年度は、インターネットを介して遠隔操作で動かすことができる移動ロボットとそのロボットを操作することで遠隔地の美術館内を鑑賞するシステムの開発を目標において、下記の研究を行った。(1)美術館内で動く移動ロボットの開発(2)移動ロボットと美術館内のサーバとの無線通信(3) wwwブラウザ上の遠隔操作インターフェイス(4)時間遅れのある移動体の遠隔操作方式の考案その結果、プロトタイブの移動ロボット、および、その遠隔操作システムが実現できた。さらに、研究室の廊下に仮設の美術館を設置し、米国のカーネギーメロン大学の端末からwwwブラウザを用いて操作する実験も行った。そして、インターネットを介した遠隔操作のため避けられない時間遅れがあるにも拘らず、wwwブラウザ上のホームページから、ロボットを操縦して移動させたり、カメラの姿勢やズームを制御したりすることで仮設美術館内を鑑賞することが確認できた。本年度の研究成果は、遠隔操作鑑賞ロボットの実現における基本的な技術を確立させたことである。来年度は、実際の美術館にロボットを設置し、実験を行う予定である。本年度は,昨年度のプロトタイプでの実験結果に基づき、新たに人間の視点と同じ位置に視覚を持つ移動ロボットの開発、実際の美術館での遠隔操作・鑑賞実験を目標に、下記の研究を行った。1.実際の美術館で他の来訪者と共存できる人間サイズのロボットの開発2.実際の美術館と広域インターネットのISDN経由接続方式の確立3.ロボットを用いた鑑賞行動データの収集実験4.遠隔操作鑑賞ロボットの操作インターフェイスに関する研究5.ロボットによる鑑賞とVRMLで作成した美術館との鑑賞行動の比較これらの研究の結果、ISDN臨時電話を設置するだけで、どこの美術館からでも広域インターネットに接続して、移動ロボットの遠隔操作による鑑賞が可能なシステムが完成した。本年度の研究により、「感性評価構造モデル構築基礎実験のための遠隔操作鑑賞ロボット」は、ほぼ完成したということができる。したがって、今後は、このロボットを積極的に活用して、人間の鑑賞行動のデータ収集を行い、感性評価構造モデルの確立へと研究を進めていきたい。
保健システム改革下の保健施設選択に関する実験的手法による研究

本研究では、カンボジアにおいて、小児疾病における母親の保健サービス選択と潜在的な保健サービス選好を分析した。分析では母親の時間選好やリスク選好といった行動経済学的要因と保健サービス選択や選好との関連を検討した。時間選好率が低い母親は子の治療を先送りする傾向にあり、リスク選好度の高い母親は、子の下痢に際して公的保健施設でなく民間保健施設を選択する傾向にあった。また、母親は保健サービスの費用よりスタッフの資格や診療時間など非金銭的要素を重視していた。本研究結果は、ヘルスプロモーションや保健サービスの質的改善において、サービスに対して母親がもつ不確実性の除去や先送り防止の必要性を示唆している。国民皆保険の推進により安価な保健サービスが普及すれば、従来は顕在化していなかった保健ニーズが掘り起こされ、住民の保健施設選択にも影響を及ぼすことが予想される。国民皆保険制度の設計には、保健サービスへの需要変化を予測することが欠かせない。本研究は、民間保健施設数が計画を超えて増加し、需要予測の困難に直面しているカンボジアにおいて、現状における保健施設選択に加え、国民皆保険制度を前提とした潜在的な施設選択を分析する。カンボジアにおいては、貧困層をはじめ住民が広く保健サービスにアクセスできるように、「Community-based healthinsurance(CBHI)」や「Health Equity Fund (HEF)」などが整備されてきた。しかし、内戦後の保健サービス復興に数多くのNGOが主体的に関与したカンボジアでは、CBHIやHEFの担い手も地域により様々である。サービス提供方法や質も一様ではない。そのため、国民皆保険の実現に向けては、CBHIやHEFのサービス統合が課題になると考えられる。その際には、住民が既存のCBHIやHEFやHEFで受けてきた保健サービスと、将来の保健サービスに乖離が生じる恐れがある。そのため、保健サービスの需要を考えるに当たっては、現状における保健施設選択に加え、統合後に想定されるサービスを前提とした潜在的な施設選択を考慮する必要がある。平成26年度では、上に述べた分析を実施するために、カンボジアにおける国民皆保険(UHC)の進捗状況をレビューするとともに、住民の現在及び将来の保健施設選択に関する調査設計を行った。平成27年度では、上に述べた分析を実施するために、住民の現在及び将来の保健施設選択に関する調査設計を行い、離散的選択実験及びインタビュー調査での調査票を作成した。また、倫理審査書類を作成し、研究パートナーとの協議を行った。当該年度においては、2)調査地域(1か所)の選定、3)現状の施設賦存状況調査、及び4)離散選択実験(DCE)設計・インタビュー調査設計、5)DCE実施・インタビュー調査実施、6)サービスの質に関する調査を実施予定であった。そのうち、2)、3)、4)を実施した上で、5)について一部実施し、6)については実施できなかった。2)については、研究パートナーとして想定したカンボジア国マラリアセンターの研究者とともに複数の候補地を検討し、ラタナキリ州での調査を仮決定した。その上で、3)について同州での施設賦存状況についてデータをまとめた。4)についても、同研究者とともに調査票を作成し、クメール語への翻訳も完了した。5)については、パイロット調査のための準備を行ったが、同センターでの倫理審査を受けるにあたり研究内容に関する同意を同センターの責任者から受けられず、研究パートナーの変更を余儀なくされた。但し、4)までの作業内容は引き続き利用できることを確認済みである。国民皆保険の推進により安価な保健サービスが普及すれば、従来は顕在化していなかった保健ニーズが掘り起こされ、住民の保健サービス選択にも影響を及ぼすことが予想される。国民皆保険制度の設計には、保健サービスの需要変化を予測することが欠かせない。

そのため、国民皆保険の実現に向けては、CBHIやHEFのサービス統合後の需要予測が課題になる。本研究は、民間保健施設数が計画を超えて増加し、需要予測の困難に直面しているカンボジアにおいて、現状の保健サービス選択に加えて潜在的な保健サービス選好を分析する。平成28年度には、カンダール州カンダールストゥン郡において、小児疾病に際しての保健サービス選択及び選好について、離散選択実験及びインタビュー調査を640人の母親に対して実施した。データ収集及びクリーニングを完了し、分析の一部を行った。その結果、現状における保健サービス選択において民間保健施設を利用している母親は、公的保健施設を利用している母親と比べて、保健従事者の態度や施設の診察時間などを重視し、サービスの内容は重視していないことが分かった。また、発症から保健施設で診療を受けるまでの期間は、母親のリスク選好といった行動経済学要因が関連していることも分かった。離散選択実験(DCE)設計・インタビュー調査設計を実施するために、5)DCE実施・インタビュー調査実施、6)サービスの質に関する調査、7)結果分析を行った。具体的には、カンダール州カンダールストゥン郡において、小児疾病に際しての保健サービス選択及び選好について、離散選択実験及びインタビュー調査を640人の母親に対して実施した。現在、分析を引き続き進めるとともに、国際誌への投稿に向けた論文を執筆している。本研究は、国民皆保険の実現に向けて保健システム強化の取り組みが続くなか、民間保健施設数が計画を超えて増加し、サービスの需要予測の困難に直面しているカンボジアにおいて、現状の保健サービス選択に加えて潜在的な保健サービス選好を分析した。分析にあたり、母親の時間選好やリスク選好といった行動経済学的要因と保健サービス選択や選好との関連を検討した。本研究では、カンダール州カンダールストゥン郡において、小児疾病に際しての保健サービス選択及び選好について、離散選択実験及びインタビュー調査を640名の母親に対して実施した。その結果、時間選好率が低い母親は子の治療を先送りする傾向にあった(調整済みリスク比(RR)=4.60、95%信頼区間(CI):1.27-16.66[発熱の場合]、RR=9.31、95%CI:1.70-51.13[下痢の場合])。リスク選好度の高い母親は、子の下痢に際して公的保健施設でなく民間保健施設を選択する傾向にあった(RR=1.05、95% CI:1.00-1.11)。また、離散選択実験の結果、子の疾病時の保健施設選択として、治療費の窓口支払額に代表される金銭的要素は重視されず、サービス提供内容や診療時間中にいつでもスタッフがいることなど非金銭的要素を重視していることが分かった。リスク選好度の高い母親は、スタッフの態度が良好であることをより重視することも分かった。
CD47ーSHPSー1系による自己免疫疾患の新たな制御メカニズムの解明

研究代表者らは受容体型分子SHPS-1ノックアウト(KO)マウスにおいて、自己免疫疾患の発症が著しく抑制されることを見出している。しかしながら、SHPS-1による自己免疫疾患発症の制御機構について碁未だ十分に明らかとはなっていない。そこでSHPS-1ならびにそのゾガンドであるCD47と形成される細胞間シグナル伝達系(CD47-SHPS-1系)による自己免疫疾患に対する制御機構について、SHPS-1を高度に発現している樹状細胞を中心に詳細な解析を行うとともに、抗SHPS-1抗体を用いた治療への応用を目指すことを目的とした。今年度は以下の結果を得ている。(1)SHPS-1はマウスの二次リンパ節内に存在する古典的樹状細胞(cDC)、特にCD8-CD4+cDCならびにCD8-CD4-cDCに強く発現することが知られている。SHPS-1KOマウスではCD8-CD4+cDCが特異的に減少しており、SHPS-1は樹状細胞の恒常性に重要なシグナル伝達を担っている可能性を示した。(2)SHPS71KOマウスでは、慢性関節リウマチのマウスモデルであるコラーゲン誘導性関節炎の発症に著しく抵抗性を示すことを見出した。さらに、SHPS-1KOマウス由来樹状細胞によるCD4陽性T細胞のTh17への分化が障害されていることも明らかにした。(3)CD47とSHPS-1の結合を特異的に阻害する、抗マウスSHPS-1モノクローナル抗体を作製した。この抗体を接触過敏性皮膚炎のモデルのマウスに投与したところ、その発症を抑制することを明らかにした。今後は、SHPS-1抗体を用いた治療について、さらに検討を加える予定である。
戦前日本の民俗音楽研究者による民謡研究史と新民謡創作運動との関連についての研究

以上の研究遂行および成果発表を通して、本研究テーマである戦前日本の民俗音楽研究者による民謡研究史と新民謡創作運動との関連のみならず、より広く戦前日本の音楽における国家的・民族/民俗的アイデンティティ形成の実態・構造がより明らかとなった。(抄録なし)藤井清水の業績、特に民謡の採譜について、呉市の藤井清水資料室での調査を行った(2012年3月5日-8日)。そこで得た資料を用いて分析を進め、そこからローカリズムと同時代の民族1民俗観の比較を試みている。山内盛彬の作品については調査を継続中である。山内の日本音楽史観と創作に関係については以下に述べる作業を通して、より広いコンテクストの中での位置づけを進めている。2011年度の調査によって、当初のデータベース中心の計画よりも、資料の内容を分析・整理することのほうがより研究目的に寄与すると考え、当時の民俗音楽学・日本音楽史・作曲の関係をより具体的に解明する観点から、一部計画を見直し、調査対象を民俗音楽研究中心に、より広く近代以降の日本音楽史へと拡張した上でその活動や著述の内容に踏み込む手法を採っている。具体的には内村鑑三、兼常清佐、中山晋平、北原白秋らの活動と言説を分析することで、近代以降の日本音楽史、日本文化史およびそれらを研究する活動が生じたコンテクストを明らかにした。特に民俗音楽研究と日本音楽史の関わりについては創作との関連も深く、よりこれを重視することとした。これにより研究目的である「戦前日本の民俗音楽研究者による作曲活動・研究活動の業績を整理・検討することで、日本において民俗音楽研究がどのような理念で発生し継続されてきたのかを明らかにし、創作史・研究史における戦前の成果を再定義すること」が、より精緻かつ立体的に可能になったと考える。昨年度に引き続き相応の進展があった。まず昨年度に、より効果的に課題の解決を図るべく当初の計画よりも調査の対象を広げたことを受け、今年度はさらに複数の対象から近代の日本における音楽研究史と創作活動との関連を明らかにした。また、11月に京都で開かれた日本音楽学会第63回全国大会でのシンポジウム「日本音楽史・芸能史はどのような/どのように歴史であるか」においてコーディネートおよび口頭発表をつとめた。これは前述の重野安繹と、同時代の国学者である小中村清矩を取り上げ、彼らの音楽研究にみられる、実証的側面と音楽の実践者としての伝統的側面との併存を指摘するものである。他のパネリストは日本思想史を専門とする篠原将成氏(国際基督教大学)と宗教音楽を専門とする新堀歓乃氏(日本学術振興会)であり、二人にも同様に、研究史にみられる複数の価値観の併存を明らかにすることで、日本音楽・芸能研究を捉えなおす試みである。なお、本年度は上記二つの口頭発表を基に、日本音楽にみる研究と実践とのかかわりを扱った論文を執筆・投稿予定である。調査としては、10月に秋田県立博物館において、民族音楽学者・作曲家であった黒澤隆朝の遺した資料調査をおこなった。ここでは特に手書きの手帳および、作曲・詩作関連の資料を重点的に調査した。現在、これらの資料をまとめている段階であるが、これまで民族音楽研究者としての側面しか扱われることのなかった黒澤の作曲者としての側面を明らかにできると期待している。研究の目的自体の達成度は当初の予定通りである。研究で扱う対象を広げたが、それにより今後計画以上の成果が期待できる。これまでのところ順調に進展している。特に研究課題の根幹である日本音楽における研究史と創作の関連については、より研究の視点を広げることで、当初念頭においていた大正・昭和期のみならず、明治期およびその前段階としての近世にまで射程にいれ、一定の成果をあげることに成功した。またそれに加えて、近代においても黒澤隆朝らの自筆資料を調査し、2013年度において成果としてまとめることで、より意義ある研究への準備を整えることができた。今後は、計画にある藤井清水・山内盛彬の活動の解明および位置づけを進めつつ、その位置づける先である日本音楽史に関する研究を加えることで、より精緻かつ意義のある成果を目指す。具体的には幕末・明治以降から戦後までの音楽史に関する業績を思想史・文化史的に整理分析し、それを上記の民俗音楽学者による研究および創作との比較分析を行う。本研究課題のより広い発展をめざし、課題に即した研究史と創作との関連というテーマから、2013年10月に開かれる予定の国際音楽学会東アジア支部大会において、香港・韓国の研究者とシンポジウムを行い、フィードバックを得る予定である(アプライ済)。また、そのことと関連して、これまで調査を進めてきた明治期から昭和初期にかけての日本音楽研究者・作曲家の活動を、一つの歴史的視点によってまとめ、論文を執筆投稿する予定である。また、この二年間で調査を行った藤井清水・黒澤隆朝といった人物による自筆資料を整理・分析し、論文もしくは研究ノートとして学会誌に投稿予定である。(抄録なし)
普遍的な極性制御タンパク質キナーゼ、PAR-1の上皮細胞極性制御機構の研究

上皮細胞は、私たちの身体が外界と接する部分を覆う細胞(たとえば皮膚)であり、外界に接する細胞膜領域と体内に接する細胞膜領域の間に機能の非対称性(極性)が存在するという特徴を持つ。そしてこの極性の発達異常は生理機能の異常等につながることが明らかとなっている。本研究においては、上皮極性制御因子であることがわかっているPAR-1というリン酸化酵素がいかにしてその作用を発揮しているのかという点を明らかにすることを目的とし、特にその結合タンパク質の解析を進めた。今年度は、すでに同定済みであったPAR-1結合タンパク質の中の一つ、p250(仮名)に関する研究を集中的に行った。このタンパク質は、N末端側に強いcoiled-coil領域を有する機能未知のタンパク質であったが、小胞輸送におけるtethering factor(輸送小胞を標的膜につなぎとめる際に働くタンパク質)と弱いながらも相同性を示すことから、PAR-1による上皮細胞後期極性化制御過程に働いている可能性が想定された。1)p250に対応するcDNAをかずさDNA研究所より入手し、種々の動物細胞発現ベクターを作成し、PAR-1結合領域を確定した。その結果、PAR-1のキナーゼドメインがp250分子中央部の約100アミノ酸ほどの領域に結合することが判明した。2)PAR-1は、p250分子上の結合部位内の特定のセリン・スレオニンをりん酸化することも判明した。3)培養上皮細胞、MDCK細胞の内在性p250を検出しうる抗体の作成に成功した。そしてこのタンパク質が、上皮細胞特有のlateral微小管と共局在することを明らかとした。この局在は、高発現p250によっても確認され、また分子のC末端側半分の領域にその局在活性があることも判明した。4)RNA干渉法を用いて、MDCK細胞においてp250をノックダウンさせると、PAR-1ノックダウン細胞と同様にlataral膜の伸張に障害を引き起こすことが判明した。以上の結果は、p250がPAR-1の下流で上皮細胞後期極性化過程の重要な過程である、lateral膜伸張に働いている可能性を示唆した。今年度も、新規PAR-1b結合タンパク質、p250の解析を精力的に進めた。その結果、下記のような諸点が新たに判明した。(1)培養上皮細胞におけるp250のlateral微小管への局在は、PAR-1b高発現によって、そのキナーゼ活性依存的に促進されることを見いだした。(2)PAR-1bがその結合部位近傍においてp250をリン酸化することを明らかとし、そのリン酸化部位を同定した。(3)機能未知であるp250の活性の解明を進め、この分子がN末端のcoiled-coil領域を介して自己会合をすること、さらに、C末端のリジン、アルギニン頻出ドメインを介して微小管と共局在するとともに、微小管の安定化を顕著に進めることも明らかとした。一方、本年度は新たに、p250が上皮細胞極性のみならず、神経細胞極性、および細胞分裂においても重要な役割を果たしていることを示唆する結果も得た。これらの知見を基礎として、最終年度に向けて、この分子がPAR-1bとともにいかなる機能を発揮しているのか、その分子寄稿に迫る予定である。一方、1)PAR-1によるラミニン受容体複合体、Utrophin/Dystroglycan複合体の制御の分子機構に関する研究を一歩進め、論文を発表するとともに、2)aPKC//PAR-6複合体とPAR-3が動的に相互作用し、初期接着部位において三者複合体を形成することが、上皮細胞のapical膜形成促進に重要な役割を果たしていることを明らかとして論文を発表した。引き続きPAR-1b新規結合タンパク質,p250の解析を集中的に進め、この分子が全く新しい微小管結合タンパク質であることを明らかとした。p250はそのC末端のリジン・アルギニンに富んだ領域(KR領域)を介して微小管に直接結合するとともに、この領域を介して間期においては核周囲を籠上に取り囲む微小管と、そして細胞分裂期中期には紡錘体極、細胞質分裂後にはmidbodyにおける微小管と共局在を示すことが判明した。RNA干渉法によって発現抑制すると間期の籠上微小管、あるいは分裂期の紡錘体微小管の形成が乱れることから、細胞内における微小管構造の形成に重要な寄与をしていることが示された。実際、p250ノックダウン細胞ではM期の進行が遅れることをHela細胞の細胞分裂ライブイメージングによって確認した。一方、上皮細胞においては、PAR-1がラテラル膜上だけでなく、ラテラル微小管上にも局在することを明らかにし、p250がPAR-1bをこの上皮特有な微小管構造にリクルートする機能を果たしている可能性を示唆する結果も得た。

p250の発現が小脳に高く、また、核周囲の籠上微小管が小脳顆粒細胞の運動に重要な寄与をしていることがすでに報告されていることから、p250がこの過程に重要な寄与をしている可能性を考慮し、マウス初代培養系を用いた実験を開始した。また、p250ジーントラップマウス2種を入手し、その個体レベルの形質異常の検討も開始した。
金ナノ粒子の分散・凝集挙動を分光特性で捉え、関節軟骨の潤滑機能の評価に活かす

長寿社会においてADL (Activity of daily life)の維持のために、非侵襲的な方法で関節軟骨の機能を評価する方法が必要とされている。現在までに関節軟骨の機能である粘弾性と性状の評価を光計測で可能にしている。本研究では3つめの機能である潤滑を評価するための光計測法を考案した。具体的には、潤滑機能を司るヒアルロン酸における荷電状態を分光特性で評価できるようにするために金ナノ粒子を使用した。その荷電状態によって金ナノ粒子の分光特性が変化した。さらに細胞外マトリックス性状を評価する光ファイバーを用いた光学測定系と共有できるため、関節軟骨機能の同時評価が実現できる可能性が示唆された。初年度として,プラズモン効果の確認をするために,カチオン性有機配位子保護金ナノ粒子として,カチオン性高分子(ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDDA)で保護した14.6 nmの金ナノ粒子(ゼータ電位ζ= +41.6 mV@pH7.3),より生体親和性の高いカチオン性高分子としてポリ-L-リジン臭化水素塩(PLL:分子量400015000)で保護した9.7 nm(ゼータ電位ζ= +32.5 mV@pH7.2),アニオン性有機配位子保護金ナノ粒子として,9.3 nmおよび15 nmの2種類のサイズで,アニオン性有機分子であるクエン酸三ナトリウム(CA)、グルタチオン(GSH)、ポリアクリル酸ナトリウム(PAA)を金ナノ粒子の保護配位子として適用し,使用した。スペクトル測定に必要な感度を見積もるために,金ナノ粒子水溶液の濃度を変化させてスペクトル測定を実施した。あわせて,局在表面プラズモン共鳴(LSPR)吸収波長と測定ピーク波長との関係や,その他スペクトルに関する情報を収集した。透過型電子顕微鏡(TEM)像も取得した。関節軟骨の評価方法として,臨床ではいくつかの画像診断法が用いられて多角的な情報として用いられている。特にMRIの利用は拡充しており,T2強調画像,拡散テンソルMR画像に関する情報を収集した。特に,関節軟骨の異方性や方向性と潤滑機能との関係性について重点的に文献的に調査し,関節軟骨の変性指標について,方向性を検討した。その他の細胞外マトリックスの荷電状態について文献調査を中心に実行した。本研究における実施項目をそれぞれにバランスよく進捗できているからである。ナノ粒子の界面電位については,正か負かのどちらかで挙動は異なるが,その絶対値によって異なる挙動は今のところ見られていない。これはすなわち,配位子を吟味するというより,現在までに合成した金ナノ粒子で進められるという感触を持っている。スペクトル測定結果より,エバネッセント光でも測定感度も確保できると見込んでいる。2年計画の2年目として、初年度の成果を生かして、金ナノ粒子の生体取り込みに関する課題としてin vivoでの環境を想定した、PEG鎖や電荷などをパラメータとして実験的に検証した。ナノ粒子の界面電位については、アニオン性かカチオン性で生体内の挙動が異なることに伴って変化する金ナノ粒子の分光特性を、網羅的に測定した。透過型電子顕微鏡(TEM)像からは、エンドサイトーシスにより取り込まれる様子が観察され、細胞膜の状態による違いも観察された。これは微視的に摩擦係数に関係すると考えられる。ハードウェア開発として、励起光の導光にファイババンドルを使用することで励起効率を向上させて感度向上を図り、さらにセンサをアレイ化し、これらを動作させるためのアルゴリズム・プログラム開発を行った。臨床医とのディスカッションにおいて、関節鏡視下への適用可能性について検討した。滅菌ができる材料を用いること、生体への安全性が確保されることなどについては、既にクリアできていることを確認した。昨年度は関節軟骨の評価方法として画像診断法を中心的に調査したが、臨床症状なども重要な要素になることがわかった。動物モデルについては、半月板の部分切除による変形性膝関節症ウサギを使ったモデルについて検討した。膝表面の走査電子顕微鏡(SEM)像にて摩擦に伴い細胞外マトリックスを中心にした変性が観察できることを確認した。その結果、in vivoで摩擦係数を直接測定することはできないので、変性面積や散乱係数などをパラメータにした評価法が有効であると考えられた。最終年度として、成果に関する発表を行った。研究計画通りの実行に加えて研究の更なる推進のために,現在の進捗と研究の進め方のバランスを保ちつつ実行する。現在,検討中の事項として,細胞の取り扱いについてである。軟骨細胞の培養,3次元培養の経験は多々あるが,どの条件が研究を進めるのがよいかなどを中心に,綿密に計画し,進めていく。最終的な目標達成及び,その推進にむけて,ハードウェア開発の部分については,部材の準備に時間がかかる可能性があるので,計画を前倒しで実行できるように努める。

感度と精度については,H27年度のスペクトル測定結果より,十分に確保できる見込みである。医用生体光学研究計画において,当初の計画より,机上で検討する事項や事前に検討して決めるべき実験内容が多くなった。さらに,2年度目に実施する研究に関して当初より経費がかかることが判明した。これにより,初年度の研究費を次年度に計上することで,結果的に,効率的に研究を実施でき,予定通りの成果があげられると考えている。備品費は約30万円を計上し、測定データの処理・保存に必要な備品の購入を予定している。消耗品費は約30万円を計上し、細胞培養のために必要な消耗品、分子生物学的な解析のための必要な試薬、光学部品の購入を予定している。旅費は約60万円を計上し、学会発表、情報収集等の国内・国外出張費用とし、人件費は約150万円を計上し、研究補助を予定している。
骨代謝に対する組織レニン‐アンギオテンシン系の影響

マウス新生仔頭蓋冠より骨芽細胞を採取し、アスコルビン酸含有分化培地で03週間、分化させ、アンギオテンシンII1型(AT1)および2型(AT2)受容体の発現をウエスタンブロット法により確認したところ、いずれの受容体も分化が進むに連れて発現が高くなったが、AT2受容体でより顕著であった。AT1受容体とAT2受容体は拮抗的な細胞内シグナルを伝達すると考えられているので、さらなる解析のため、それぞれの受容体の発現ベクターを作成中である。さらに、マウス初代培養骨芽細胞の分化培地にアンギオテンシンII(AII)を添加し、03週間培養し、骨分化マーカー(オステオカルシン、ALP)のmRNAの発現をコントロール群と比較したが、顕著な差は認められなかった。しかし、骨芽細胞をAIIで刺激すると短時間でERKのリン酸化が認められた。また、AIIを添加してから312時間後には、RANKL、MCP-1などのmRNAの発現が亢進した。今後、これらの効果がATI、AT2いずれの受容体を介する影響なのか解析を進めていく。次に、マウス新生仔膝関節より採取した軟骨芽細胞をAIIで刺激したところ、AMPKの脱リン酸化が認められた。そこで、AMPKシグナルが軟骨分化にどのような影響を与えるのか調べるため、マウス初代培養軟骨芽細胞の培地にAMPKの活性化剤であるMetforminを添加し、軟骨分化マーカーのmRNAの発現をコントロール群と比較した。すると、ALPとcolXa1の発現がMetformin添加により抑制されたが、Sox5、Sox9、co12alなどの発現は影響を受けなかった。また、Metforminは軟骨基質の生成には影響を与えなかったが、石灰化を抑制する事をアリザリンレッド染色などで確認した。これらは、AMPKシグナルは軟骨分化の初期には影響を与えないが終期は抑制的に働く事を示唆している。マウス新生仔頭蓋冠より骨芽細胞を採取し、LPS(Lipopolysaccharide)で3週間刺激したところ、無刺激群に比べ、AT1(angiotensin II type 1)およびAT2(type 2)受容体の発現が抑制された。LPSはオステオカルシン、I型コラーゲン、アルカリホスファターゼなどの骨分化マーカーの発現も抑制したので、LPSの下流のシグナル分子であるMyd88とCot/Tpl2のKOマウスを用いて、同様の実験を行ったところ、Myd88 KOマウスでの骨芽細胞でLPSによる骨分化抑制作用が認められなかった。今後、これらの細胞内シグナルについて検討していく。軟骨芽細胞をAII(angiotensin II)で刺激したところ、AMPK(AMP acdvated protein kinase)の脱リン酸化が認められた事から、AMPKの活性化剤であるメトフォルミンを培養軟骨芽細胞系AIDC5の培地に添加したところ、Sox9(sex determining region Y box 9)、II型コラーゲン、アグリカンコアプロテインなどの軟骨分化マーカーの発現が抑制された。また、Sykを強制発現させたATDC5はこれらの軟骨分化マーカーの発現が対象群よりも促進された。これらの結果を基に、今後はAIIとAMPK、Sykの細胞内シグナルの相互関係について検討を進めていく。なお、本年度の研究実施計画に基づいて、AT1およびAT2の発現ベクターを作製したものの、骨芽細胞へのトランスフェクションが成功に至っていない。また、AII刺激の効果の性差について検討してきたが、増殖や分化などについて優位のある差が認められなかった。AT2受容体遺伝子がY染色体上にあることからAT2受容体の発現の雌雄差も検討したが、これについても優位な差は認められなかつた。すでに、骨芽細胞のメカニカルストレスの受容に、Angiotensin II type 1 (AT1)受容体が関わっている事を示唆する結果を得ていたので、培養骨芽細胞系MC3T3-E1に低出力超音波や伸展などのメカニカルストレスを負荷した。すると、数分でMitogen-activated protein kinase (MAPK)の1種であるExtracellular signal-regulated kinase (ERK)1/2のリン酸化が認められ、30分遅れてSpleen tyrosine kinase (Syk)のリン酸化が認められた。さらに、骨や軟骨、脂肪、筋などの分化マーカー遺伝子について検討したところ、メカニカルストレスにより脂肪細胞の分化マーカー遺伝子であるPeroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)γ1の発現が抑制された。骨細胞へのメカニカルストレスは脂肪細胞への分化を抑制する作用がある事が示唆された。ここで、AT1のAntagonistであるCandesartanで前処理をしてメカニカルストレスを負荷したところ、ERKとSykのリン酸化は抑制され、PPARγ1の発現は抑制されなかった。次に、AT2のAntagonistであるPD123319で前処理して同様の実験を行ったところ、Candesartanと同様に、PPARγ1の発現は抑制されなかった。これらの結果は骨芽細胞のメカニカルストレスの受容にAT1ばかりでなく、AT2も関わっている事を示唆している。また、ERKの阻害剤であるU0126でも同様の結果が得られた。さらに面白い事に、骨芽細胞をAngiotensin II (AII)とメカニカルストレスで同時に刺激したところ、ERKとSyKのリン酸化は認められるものの、PPARγ1の発現に影響がなかった。

AT2シグナルはERKを活性化しない事が知られていることから、AII、AT1、AT2、ERK、SyKの間には複雑なクロストークがある事が考えられる。今後、siRNAなどでAT1、AT2の発現を抑制するなど、より深い解析が必要であると考えられる。
脳部位特異的な神経細胞の分化制御

マウス胎仔由来の大脳皮質抑制性神経細胞前駆細胞、すなわち内側基底核原基の細胞を、出生直後の大脳皮質前部または後部の細胞と混合して共培養する実験を行った。その結果、大脳皮質前部の細胞と共培養すると、後部の細胞と共培養したときに比べてソマトスタチン陽性の抑制性神経細胞が有意に多く分化してくることが見いだされた。そこで次に、セルカルチャーインサートによって大脳皮質細胞と内側基底核原基細胞を隔てた状態で共培養を行った。その結果、大脳皮質前部の効果は分泌性因子による可能性が示唆された。我々は先行研究により、内側前頭前野(mPFC)に内側基底核原基(MGE)細胞を移植した場合、後頭葉に移植した場合と比較してMGE細胞がリーリン陽性/ソマトスタチン陽性の抑制性神経細胞に多く分化することを報告した(Tanaka et al.,J.Neurosci.2011)。このことはMGE細胞が移植された後に、分裂・分化・成熟する場である出生後早期のmPFCに、他の大脳皮質領域、特に後頭葉には乏しい特殊な細胞環境が存在することを示唆しているため、その点を分散培養系で再現出来るかを検証した。まず新生仔マウスの大脳皮質前部と大脳皮質後部をそれぞれ切り出し分散させ培養皿に播種して培養を行った。翌日、胎生13.5日目のマウス胎児からMGEを切り出し同様に分散させたのちに、EGFP発現ベクターをエレクトロポレーションにより導入することによりMGE細胞を標識した。これを大脳皮質の培養細胞の上に播種して共培養し、2週間後に固定して抗ソマトスタチン抗体染色を行った。GFP標識されたMGE細胞中のソマトスタチン陽性細胞を計数した結果、大脳皮質前部と共培養された場合の方が、大脳皮質後部と共培養された場合より、MGE細胞に由来するソマトスタチン陽性の抑制性神経細胞の割合が有意に増加していた。次に、上記の共培養実験での大脳皮質前部の効果が分泌性因子によるものであるかを明らかにするため、セルカルチャーインサートによって大脳皮質細胞とMGE細胞を隔てた状態で共培養を行った。その結果、MGE細胞と大脳皮質の細胞とが直接接触することのない培養環境においても、上記と同様に大脳皮質前部との共培養の方が大脳皮質後部との共培養に比べソマトスタチン陽性の抑制性神経細胞の割合が有意に増加した。このことから大脳皮質前部の効果は分泌性因子によることが示唆された。
授業応答システムを活用した効果的な外国語教授法の研究

授業応答システムの技術を利用した機器は、EFLの授業において文法や語彙の指導に便利である。その際の適切な質問形式が明らかにされた。学生の機器に対する認識は肯定的であり、今後のEFL授業での更なる使用に関しても寛容であった。テクノロジー使用の意欲について尺度が開発され、3ヶ国を対象に活用された。応用法としては、ピア評価がとても有効である。この研究の成果は国際的に様々な形で発表されてきた。ソフトウェアやハードウェアがまだまだ安定していないという制約はあるが、このプロジェクトから更なる研究成果を生み出している。昨年度は、個人応答システム(Personal Response System、PRS)を用いた授業を実験として行った。以下、来年度以降の研究内容と併せて本研究の結果報告を行う。昨年度は、ミニレクチャーを行った上でPRSを利用して授業に関する文法と語彙の選採式問題(multiple choice problems)を回答させ、語彙の習得率と文法の理解度に対するPRSを用いた指導の勧果を調べた。また、口頭質問、感想の記述、そしてPRSを用いたアンケートによってミニレクチャー対する生徒の反応を調べ、統計分析を行った。実験群として約44人からなる4つのクラス(MacLean x 2, Elwood x 2)を指定し、それ以外のクラスは統制群として従来の方法で授業を行った。研究成果の報告としては、8つの学会またはワークショップにおける口頭発表、2つの国際学会における書面報告を行った。また、1つの論文が国際誌に採用された。昨年度の研究はソフトウェア上の問題が多数発生したことや、通常のカリキュラム内で実験を実施しなくてはならなかったという問題点があった。来年度はこれらの問題点を改善させることで、より効果的なデータの収集が可能になると考えられる。本研究の特色として、授業における主要な教育機器(Promethean、Einstruction及びTurningpoint)の有用性を調査している点がある。様々な教育機器の長所及び短所の検討を行っている。本研究はPromethean社の機器を用いているが、これはソフトウェア上の問題点が研究に致命的であるためである。本研究は以下の2点の理由から、教育機関にとって示唆的であると考えられる。(1)コンピュータ支援による言語学習の環境は多くの大学で整備されており、本研究の結果が幅広く応用できるため、また(2)本研究は効果的な教育機器の購入こ対しても言及しているためである。本研究の2年目は、後述する理由により研究調査が一部制限された。共同研究者との話し合いにて研究の分担が効果的であることが確認されたため、今後の研究においても同様に研究を進めていく予定である。H21 C-7-1の報告書に記述されているように、文法と語彙に関するミニ・レクチャーの後に質問形式で調査を行った。質問を配信するためにはPRSユニットが使用された。PRSユニットは多肢選択式問題を提示するものであり、正答選択肢と併せて不自然ではあるが別の条件下で提示された場合には妥当と考えられる錯乱肢を構成する。PRSユニットが教室の活動に与える影響について明らかにするべく、観察リストを用いてクラスで見られた生徒の活動に関して調査を行った。学生を対象としたインタビューと調査の結果を今年度の研究発表のデータとして発表する予定である。本研究の実験は44名程度の学生から構成される4つのクラスを対象に行い、残りのクラスは統制群として設定した。研究の成果については2つの国際会議にて発表を行い、それぞれ学会予稿と発行中の国際誌として採録されている。現在、使用している教育機器に関して、製造会社に起因したソフトウェア上の様々な不具合が生じている。PRSの製造会社が他の会社に買収されたためにソフトウェアのサポートがほとんど受けられなくなっており、その結果として、授業中におけるPRSを用いた多数の調査が失敗に終わっている。そのため、予定していたよりもPRSの使用を慎重に行わなくてはならない状況である。しかし、この件に関しては、文書化して今後の報告書の一部として提出する予定であり、教育機器の使用に関して新しい基準を示すことができると考えている。また、これらの問題に対応して新しい教育機器の購入を行ったため、今年度は予定していた研究計画に関して著しい進捗が期待される。昨年度末に購入した新しいPRSを使用しても、ソフトウェアの問題等により実験に著しい問題が生じたため、研究の方向性について変更を加えざるを得なかった。それらの問題に対応する経験を踏まえ、PRSを授業で使用する際の注意すべき点をまとめた。また、新たな研究としてPRSの学生相互評価に使用する効果についての研究を行った。1、PRSの問題点とその解決策(1)PC側のOSアップデートなどで、微妙に環境が変わると使用に影響が出る可能性がある。そのため授業で使用しようとするときには、必ず事前に試験し、確実に使えるかどうかを確認しておく必要がある。(2)決まった操作順序・方法を間違えてしまうと、簡単にソフトウェアがフリーズしてしまう。

そのため、事前に十分にPRSの使用方法について習熟し、使用中に操作順序・方法について間違えないことが必要である。2、PRSの学生相互評価に使用する効果授業でPRSを使用するとすれば、匿名でフィードバックを行えるPRSの強みを生かし、プレゼンテーション等の相互評価に使用することができる。学生の相互評価については、先行研究においても有用性が注目されているが、仲の良い友人同士であればいい評価をしてしまい、適切な評価がされるかについては議論の的となっている。また、私たちが行い、論文を発表しているテクノロジーを使う意欲(WUT)についての調査を行ったが、PRSを使用する相互評価において違いがあるかを確かめるため研究を行った(例えば、調査用紙・PRS・インターネットの調査サービス)。今回の研究では授業の課題であるプレゼンテーションを、学生に相互評価させた。その評価の結果を、教師の得点、事前に調査したクラスメイト同士の親密さ、評価形式、採点の厳しさ、評価基準を変数としてFACETソフトウェアを使い分析を行った。その結果、評価は学生の親密さには関係が薄いが、評価形式については関係があるようだ。特筆すべきことは、PRSが、調査用紙とインターネット調査よりも採点への影響が低いことを示したことである。
非線形動力学の立場から見た交通流とカオス

本課題では、道路上の自動車交通流を非線形動力学の問題とみなして統計物理学の立場から議論した。追い越しを許さないサ-キット上の交通流をモデル化するために、結合写像の方法を用いた一次元モデルを提案した。これは離散時間のもとでのモデルであり、各車両の運動を、現在の速度と車間距離をインプットとして次の時刻の速度を与える写像によって表現する。特に現実の交通流では、車両ごとに好みの速度があることと、速度は一定ではなく揺らぐという二種類のランダムネスが重要であると考えて、それらの効果を取り入れた。速度の揺らぎは決定論的カオスによって導入した。計算機シミュレーションによって、このモデルが現実の交通流で観測される密度・流量関係をよく再現することを確かめた。特に、自由流から渋滞流までをひとつのモデルで記述できたことは重要な成果である。これらの事実より、本モデルは道路設計等の工学的・現実的応用にも使えるものであると思われる。また、このモデルを用いて、局所的な密度ゆらぎのパワースペクトルを調べたところ、1/f型の揺らぎが見出された。これは現実に観測されるものとよく一致する。これまでにも1/f型の揺らぎを生じるモデルは2、3提唱されているが、本モデルは自由流の領域での緩和過程でこの揺らぎを発生するという点が他と異なる。他モデルとの関係は今後の研究に残される。さらに2次元交通流を表現するセルオートマトンモデルについても計算機シミュレーションを行い、渋滞発生密度付近の有限の領域で相関関数がべ巾乗則に従うことを見出した。
脚車輪型移動ロボットの協調分散モデル予測運動制御

脚車輪型移動ロボットは脚と車輪を併せ持つ移動体で,月面等における複雑な地形の踏破と高速移動が可能である.しかし,制御用のCPUは一般に信頼性と頑強性を重視しているために低速で,高度な制御の実装は難しい.本研究では,最適化と制約の考慮に優れたモデル予測制御を分散実装することによって,この問題の解決をはかった.その結果,平面型の実験機と立体型のシミュレーションでの十分な制御性能を実現した.脚車輪型移動ロボットは脚と車輪を併せ持つ移動体で,脚による複雑な地形の踏破と,車輪による平坦な地形の高速移動を実現可能である.特に月面などの低重力下での運用が期待され,NASA/JPLのATHLETEなどの実証機の研究開発も行われている.しかし,レゴリスで覆われた脆弱な地盤での沈降を回避するために,車輪の荷重配分を考慮しながら,安全で効率の良い運動を実現する高度な制御が必要になる.非線形のモデル予測制御(MPC)はこれらの要求を満たす制御手法で,制約条件を考慮しながら実時間で最適制御を実現する.一方で宇宙空間などの極限環境では,頑強性や信頼性を重視した低速・低電力のCPUを使用する必要があり,一般に計算コストが高いとされるMPCの実装は容易ではない.そこで本研究では,MPCの計算を脚ごとに行う協調分散型制御により,計算量を大幅に削減する分散協調型のMPCのアルゴリズムの開発と実証を目的としている.平成27年度は,平面脚車輪型移動ロボットを対象として,協調分散型制御則を構築した.また,立体型の脚車輪型移動ロボットのリアルタイムシミュレータの開発を行った.協調分散型制御則は,脚のダイナミックスと他の脚との幾何学的関係を制約としたモデルに対して,順次的にMPCによる最適化計算を行うことによって,次数を1/4に下げると共に,次数の2乗のオーダーで増加する総計算量の削減を図った.PC上の検証によって,計算量は4脚全てを制御対象としたモデルに対して半分程度の計算量で済むことを示した.また,シミュレーターについては,ATHLETEをモデルとしてDymola上で構築し,基本的な動作シミュレーションが実現されていることを確認した.平面脚車輪型移動ロボットを対象として,脚ごとにMPCを計算する協調分散型の制御則の構築と基本動作の検証は一通り終了して,一部は国際会議で発表済みで,実験まで含めた結果も学会誌に投稿済みなので,順調に進んでいると考えている.また,シミュレータについては,シミュレーション自体は行えるようになり,学会発表にむけた準備を行っており,順調に進んでいる.しかしながら,外部CPUとの通信システムが未完成で,引き続き取り組む必要がある.脚車輪型移動ロボットは脚と車輪を併せ持つ移動体で,脚による複雑な地形の踏破と,車輪による平坦な地形の高速移動を実現可能である.特に月面などの低重力下での運用が期待され,NASA/JPLのATHLETEなどの実証機の研究開発も行われている.しかし,レゴリスで覆われた脆弱な地盤での沈降を回避するために,車輪の荷重配分を考慮しながら,安全で効率の良い運動を実現する高度な制御が必要になる.非線形のモデル予測制御(MPC)は,これらの要求を満たす制御手法で,制約条件を考慮しながら実時間で最適制御を実現する.一方で宇宙空間などの極限環境では,頑強性や信頼性を重視した低速・低電力のCPUを使用する必要があり,一般に計算コストが高いとされるMPCの実装は容易ではない.そこで,本研究では,MPCの計算を脚ごとに行う協調分散型制御により,計算量を大幅に削減する分散協調型のMPCのアルゴリズムの開発と実証を目的としている.平成28年度は,昨年度に構築した平面脚車輪型移動ロボットを対象とする協調分散型制御則の,実機における有効性と計算速度の検証を行った.ベンチマークとしたいくつかの目標軌道に対して,従来手法の統合型のMPCや準ニュートン法による最適脚配置と比較を行い,同等の追従性能を達成できることを示した.またより簡略したモデルである全方向移動ロボットについて階層型のMPCの制御実験を行い,冗長な関節自由度を利用することで急峻な運動でも追従性能を改善できることを実証した.また,実験機の位置制御のための,マーカーのオクルージョンを考慮した位置推定手法を構築した.さらに,軟弱地盤における車輪の沈降を考慮した動的シミュレーターの開発を行い,スリップ率の制御による走行を実現した.目標とした平面型の脚車輪型移動ロボットの実機に対する協調分散型制御則の検証は実施し,その有効性は確認できた.また誘導制御器との階層型の制御則も実装し,遮蔽を考慮した位置計測システムも構築できた.また,立体型の脚車輪型移動ロボットの統合型のMPCも基本的な制御システムは構築できたので,大部分は計画通り研究を進めることができている.一方で,軟弱地盤上のシミュレーションは,タイヤの縦方向の運動は実装できたが,横方向のダイナミックスの検証が不十分であり,また,外部の組込みCPUと接続した制御システムについても開発が完了していないため,やや遅れていると判断した.脚車輪型移動ロボットは脚と車輪を併せ持つ移動体で,脚による複雑な地形の踏破と,車輪による平坦な地形の高速移動を実現可能である.特に月面などの低重力下での運用が期待され,NASA/JPLのATHLETEなどの実証機の研究開発も行われている.しかし,レゴリスで覆われた脆弱な地盤での沈降を回避するために,車輪の荷重配分を考慮しながら,安全で効率の良い運動を実現する高度な制御が必要になる.非線形のモデル予測制御(MPC)は,これらの要求を満たす制御手法で,制約条件を考慮しながら実時間で最適制御を実現する.

一方で宇宙空間などの極限環境では,頑強性や信頼性を重視した低速・低電力のCPUを使用する必要があり,一般に計算コストが高いとされるMPCの実装は容易ではない.そこで,本研究では,MPCの計算を脚ごとに行う協調分散型制御により,計算量を大幅に削減する分散協調型のMPCのアルゴリズムの開発と実証を目的としている.平成29年度は,最終的に目標とした立体型の脚車輪型移動ロボットを対象とした協調分散モデル予測制御の適用と性能検証を行った.まずNASA/JPLのATHLETEを参考に,立体型の6脚の幾何学モデルを構築し,車輪位置を陽な状態変数とした表現に基づくMPCを構築した.その結果,路面の凹凸や車体の荷重バランスを考慮しながら路面に柔軟に適応した制御則を実現した.そしてロボットのモデルを脚ごとに独立させた分散型のモデルに対して,互いに協調するMPCとすることによって,MPCの計算量を大幅に削減できることを数値シミュレーションで示した.さらに路面の凹凸の変化が大きい地形に対して検証し,最適化計算の頑強性があることも確認した.また,昨年度に開発した軟弱地盤における車輪の沈降を考慮した動的シミュレーターを用いて,踏み固めを考慮したトラクション制御法を提案し,スリップ率を大幅に抑制できることを示した.脚車輪型移動ロボットは脚と車輪を併せ持つ移動体で,月面等における複雑な地形の踏破と高速移動が可能である.しかし,制御用のCPUは一般に信頼性と頑強性を重視しているために低速で,高度な制御の実装は難しい.本研究では,最適化と制約の考慮に優れたモデル予測制御を分散実装することによって,この問題の解決をはかった.その結果,平面型の実験機と立体型のシミュレーションでの十分な制御性能を実現した.平成28年度は,協調分散型MPCの組込みCPUへの実装と検証,および,シミュレータの外部CPUとの通信や,脆弱地盤でのタイヤの沈降のシミュレーションの完成に取り組む.その後に,(1)平面脚車輪型移動ロボットの制御実験を行い,性能の検証を進める.(2)HILSによる立体型の脚車輪型移動ロボットのMPCのシミュレーションを行い,リアルタイム制御の実現性を示す.その後に,脆弱地盤でのタイヤの沈降のシミュレーションを実装して,MPCによる荷重配分制御の効果を確認する.平成29年度は,脆弱地盤上の車輪の沈降を考慮したシミュレーションと外部CPUを接続したシミュレーションシステムを完成させる.さらに,構築した立体型の脚車輪型移動ロボットについて,シミュレーションにおける協調分散型のモデル予測制御を実現する.その上で車輪への荷重の等配分によるタイヤの沈降の抑制をシミュレーションにおいて確認する.また,平面型の脚車輪型移動ロボットについては,分散化した制御器の頑強性の確認をさらに深め,車体の拘束条件の変動に対する感度を確認する.さらに,実機実験を通じて,多様な軌道に対する軌道追従性と障害物回避性能を検証する.制御工学立体型の脚車輪型移動ロボットのシミュレーションで用いるDymolaについて,当初はバージョン2015の買取を計画していたが,最新版を継続的に使うために,年間契約ライセンスに変更して,バージョン2016を購入した.
家族性高コレステロール血症の原因遺伝子に解析

LDL(低比重リポ蛋白質)レセプター遺伝子の異常に基づく疾患は家族性高コレステロール血症(FH)として知られこの疾患のヘテロ接台体は500人に1人という高頻度である。FHいおける遺伝子変異は大小の欠失、挿入から一塩基置換によるミスセンス変異やナンセンス変異と種々である。我々は患者線維芽細胞におけるLDLレセプターの性質を蛋白質レベルで解析し、それらの中でレセプターの機能上興味深い性質を示した例につき遺伝子レベルでの解析を進めてきた。又我国に固有な変異のタイプが存在するか否かについて検討しようといている。本年度においては生合成されたLDLレセプターに分解が著しいため細胞表面において機能し得ないタイプのFHホモ接合体例において変異の箇所を同定した。この症例においては、LDLレセプターのEGに前駆体相同ドメインをコートしている第9エクソン内においてG→Cの一塩基置換が起っており、このため第412番目のアミノ酸がAspからHisに変化していた。患者と同じ変異を起こさせたLDLレセプターCDNAをCOS-1細胞にトランフェクトさせLDLレセプター蛋白の合成を調べたところ線維芽細胞で見られたのと同様LDLレセプター蛋白の分解が顕著であった。この付近のアミノ酸はレセプター蛋白の安定性にとって重要と思われる。Allele specific oligonucleotide hyidizationによりこの患者の家系調査を行なったところこの変異と高コレステロール血症は相関しており、この家系内においてFHの遺伝子診断が可能であった。又この家系と血縁のないFHホモ接合体17家系において同変異を検索したとこて2家系において同変異が認められ、我国のFHにおいてこの点変異がcommon mutaionの1つと考えられた。