hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形微分方程式の定性解析の新機軸：非線形振動理論の新たな局面を迎えて

[1]情報収集と補助的な研究の実施:原子物理学や天体物理学に現れる非線形微分方程式(Thomas-Fermi型, Emden-Folwer型)に対して,知られている既存の結果を体系的に纏め,証明に利用されている数学的な手法及び技術を可能な限り取集することに努めた.情報の収集は,主にインターネットを利用したが,最も価値があったのが,同分野の国内外の研究者からの情報であった.さらに,現在実施している研究内容の理解を深める為に,数学教育関連の論文を3編執筆した.[2]研究成果と論文策定:研究経過を定期的にこの分野の専門家である草野尚教授とスロバキアのJaroslav Jaros教授に報告して批判と助言を求めた.[3]平成29年11月にセルビアのJelena V. Manojlovicを我が国に招聘し, RIMS(京都大学数理解析研究所)においての講演と研究打ち合わせを行った.[4]研究成果発表:平成29年7月に大阪府立大学において開催された「第45回なかもず解析セミナー」などで得られた研究成果を発表し好評を博した.上記の通りの研究成果を収めている.今後,更なる努力をし,研究成果を挙げ,各種の研究集会で発表したいと考えている.その際,他の研究者から批判と助言を仰ぎたいと考えている.以上のことから研究は概ね順調に進行していると考えられる.研究課題「非線形微分方程式の定性解析の新機軸:非線形振動理論の新たな局面を迎えて」を遂行するために,非線形Sturm-Liouville微分作用素(非中立型)あるいは中立型微分作用素(遅れあるいは進みの関数変数を含んだ)主要部とする種々の微分方程式やそれらの方程式系に対して,(a)非線形微分方程式の振動性の特徴付け, (b)非振動型の微分方程式に非摂動項を付加したときの解への影響,(c)様々な微分方程式の非振動性(非振動解の存在と無限遠における漸近挙動)を解析するための正則変動関数論の活用(正則変動関数とは, 1930年にセルビアのJ. Karamataによって創始されたある基準に従って分類されたクラスの関数族の総称である), (d)非振動解の存在など貴重な情報を提供する非線形Riccati方程式と非線形微分方程式の非振動性との関連,という主に4つの課題に焦点当てた研究を実施した.[研究実施の具体的な内容と成果][1]情報収集と情報交換の実施:最近の話題になっている宇宙物理学や原子物理学に現れる非線形数理モデル(非線形微分方程式)に対して,知られている既存の結果を体系的に纏め,証明に利用されている数学的な手法や数値解析をはじめとする物理的な手法を網羅した.情報収集に関しては,インターネットが主であったが,最も価値があり先見的な研究成果の予想ができたのが,同分野の国内外の研究者からの情報であった.[2]論文策定:研究経過を定期的にこの分野の一級の専門家である草野尚教授とスロバキアのJaroslav Jaros,さらにセルビアのJelena V. Manojlovicに報告して批判と助言を求めた.[3]研究成果発表:Riccati方程式と考究の対象としている微分方程式との関連に関する興味深い論文を執筆した.[理由]上記の通り先端的で興味深い研究成果を収めている.今後も更なる努力を重ね研究成果を挙げ各種の研究集会で研究成果を発表したいと考えている.平成30年に開催される国際研究集会,さらに国内で開催される研究集会,日本数学会において研究成果を発表し他研究者から様々な助言と批判を賜り今後の研究の進展に拍車を掛けたいと願っている.
フランスの住宅・都市問題をめぐる社会史的研究

1、人口の急激な増加をみた19世紀末のパリでは、低家賃の住宅が不足して民衆の居住条件が悪化し、社会的不満が高まった。このため、ブルジョワ支配層のあいだに、戸建て住宅の特徴を備えた集合的居住空間の創出を目指す改革運動が勢いを獲得した。その結果として生まれたのが、廉価住宅(HBM)と呼ばれた集合住宅なのである。2、このような集合的住宅空間を求める模索は、20世紀初め、ロチルド社会事業団のプラーグ街廉価住宅(パリ12区)をはじめとした具体的な成果を生んだ。そこでは、採光、通気などの点で健康と衛生に配慮しつつ、各住戸の独立性を確保する一方で、洗濯、入浴などの機能は共同施設にまとめて住民にたいする教育的効果を期待するといった空間編成が施された。それによって、住民たちの人的関係を統御し、生活習慣を規律化しようと考えられていたのである。3、上記プラーグ街廉価住宅で主要な住民を構成していたのは、暮らし向きの比較的安定した労働者、職人、職員などであった。これら住民たちの定着度は高く、それを背景にして、世帯規模は縮小し核家族への指向が強まっていった。全体的な居住条件の改善が進み、建設者側の狙いとも掛け離れてはいないように思われた。ところが、高齢者世帯の比率増大をともなう、この動向は子どもを抱える貧困家族への支援、教化をめざす建設の趣旨からすれば、大きな逸脱であると認識されていた。4、明らかになった以上の事実を、当時の社会や国家のなかに位置づける作業は十分に果たすことができなかった。また、パリ市内の非衛生区画、郊外における田園都市など、両大戦間期の諸問題についても十分な検討、分析をおこなうことができなかった。いずれも、早急に取り組むべき次の課題として残されている。1、1870年代以降約40年間に50%を越える人工増加を見たパリでは、低家賃住宅の供給が少なく、民衆のあいだでは居住環境が悪化し社会的不満が高まった。そのため、集合住宅を建設・整備せざるをえないという共通認識が保守的改革派のなかに広まったが、同時に戸建て住宅(住戸の独立、衛生、持ち家、その他)の属性を備えた集合的居住空間の創出が要請された。かくてHBM(廉価住宅)の考え方が生まれ、その普及のためにHBM協会が設立された。実際の建設は様々な組織によって担われたが、今世紀初頭、構造面での要請に応える集合住宅が出現した。2、こうした集合住宅の構造的特徴を把握するために、ロチルド(ロスチイルド)社会事業団のプラーグ街住宅、ルボディ社会事業団のサイダ街住宅をとり上げて検討した。その結果、想定される居住者等によって間取りに工夫がなされたこと、ひとつのHBM群に多くの住戸タイプを配置するか否かの点で対立があったこと、洗濯場、浴場等の共同施設をどこまで整備するかに関して見解の違いが見られたこと、日照、採光、通風については健康と衛生の面から共通の関心が払われたこと、等々が明らかになった。こうした設計上の工夫が「あらゆる点で満足できる」建物を作りうるといった建築家の自信を生んだ。3、1910年選挙権者名簿を史料に、上記プラーグ街HBM居住者の社会的職業的構成を算出したが、労働者、職人、下層職員が主体をなしていた。彼らの定着性は高く、共同施設の使用から判断すれば、設計意図にそった生活様式を受け入れつつある印象を受ける。ただし、この点については、住民構成の変遷、中心的階層の生活実態をはじめとして、さらに突き詰めた検討が必要である。

1.二十世紀初頭に建設されたパリのHBM(廉価住宅)の住民についての検討を、1926年、1936年の人口統計調査原簿、HBM高等審議会報告書などにもとずいておこなった。その結果、ロチルド事業団やルボディ事業団の集合住宅については、住民の定着度が高い一方で、住民の減少や高齢化が進んだこと、第一次大戦中の家賃支払い猶予やその後の家賃抑制策が事業団の経営を圧迫したこと、ここから民衆に「望ましい」生活様式を促すという本来の目的からの逸脱が事業団側に意識されたこと、こうした事態には全体的な住宅・都市をめぐる諸般の事情や政策が絡んでいたことなどが明らかになった。2.両大戦間期に建設された田園都市に関して、文献・史料の収集・調査とデータの検討をおこなった。イギリスから導入された田園都市の理念は、フランス固有の状況のゆえに都市・住宅問題の解決の一環という位置づけが与えられた。この時期の住宅建設の実態については不充分な研究状況にあり、パリ地方における公的住宅の建設数と田園都市の住宅数、なかでも田園都市シュレ-ヌの建設過程に焦点を絞って解明に努めた。そこから、公的住宅の増加に果たした1928年ルシャール法の重要性などが明確になった。また、このような住宅供給や居住環境改善への努力と並行して、パリ市内に16カ所の非衛生地区が残存しつづけたことも判明した。重要な検討課題であると考える。3.欧米都市をめぐる研究状況にふれることで、フランスことにパリの都市化および住宅問題を広い歴史的視野から促えようと努めた。十九世紀フランスでは住宅建設が市場原理に委ねられていたために民衆向け住宅の不足が生じ、世紀末から公的介入が要請されるきっかけとなったこと、二十世紀初頭のパリが世界で最も過密な都市のひとつだったことなどが、なかでも注目すべき点であった。このような他都市との比較については、これからも文献の調査や検討が求められている。1、前年度までの成果を踏まえつつ、HBM(廉価住宅)の住民に関して、家族に視点をすえた分析をおこなった。その結果、ロチルド社会事業団プラーグ街廉価住宅では職業や社会的地位を問わず核家族の構成をとる世帯が多かったこと、時代とともに核家族指向は強まり、一世帯当たりの人数が減ったことが判明した。一見、住宅建設の狙いに適合的な、この傾向は、しかし、住民の高い定着度、年齢構成の上昇、住民総数の減少にともなう現象であり、ロチルド社会事業団の側では、子どもを抱える多人数家族の住居条件の改善という本来の目的を阻害するものと認識されていた。しかも、そうした目的を公権力が支えてくれないという不満を抱いたのである。なお、定着度、世帯規模、世帯構成などは、住民の社会的職業的属性にはほとんど左右されないが、二〇世紀に充実していく社会保障を享受できる職場かどうかといったことが多少の影響を及ぼした可能性を否定することはできないと思われる。2、両大戦間期における田園都市、非衛生区画の本格的検討には時間的余裕がなく、住宅をめぐる法制度の分析あるいは民衆住宅の国際比較なども今後の課題として残さざるをえなかった。3、一九九五年には、ことに廉価住宅とその住民に論題をしぼって、三度の口頭報告をおこない、諸研究者と意見を交換した。すなわち、七月一五日の現代史研究会、一〇月一〇日の関西フランス史研究会、一一月一二日の史学会である。4、こうした口頭報告の内容を基礎にしながら、三カ年にわたる研究の成果と今後の展望を研究報告書にまとめた。
細胞の微弱電流環境下における物質取り込み変化の機構解明と革新的薬物送達への展開

平成24年度に得た、微弱電流がエンドサイトーシスを誘起し細胞外から核酸の取り込みを促進するという知見に基づき、共同研究者が開発したナノ組織体の細胞取り込みに対する微弱電流処理の影響を検討したところ、細胞内取り込みの低い粒子が微弱電流処理によって著しく細胞内に取り込まれることを見出した。このことから、微弱電流刺激は、核酸に限らず多様な外来物質の細胞内取り込みを促進することが確認された。一方、微弱電流処理した細胞において、種々のシグナル伝達系が活性化されていたことから、何らかのメディエーターが介在していると予測し、タンパク質リン酸化への関与が予想される細胞内Ca2+の変化について検討を行ったところ、微弱電流処理+カチオン性リポソーム存在下において細胞内Ca2+量の上昇が認められた。このことから、微弱電流処理によって細胞外からCa2+が流入し、細胞内リン酸化酵素の活性化を経て種々のタンパク質がリン酸化され、エンドサイトーシスが誘起されることが推察された。細胞をナノキャリアー共存下で微弱電流処理した時における線維化アクチンの脱重合を検討したところ、細胞内線維化アクチンが減少することを見出した。線維化アクチンの重合・脱重合は、エンドサイトーシス誘起に関与することから、微弱電流刺激が細胞骨格を変化させることでエンドサイトーシスを誘起することが示唆された。さらに微弱電流処理下での蛍光ラベル化したナノ粒子(カチオン性リポソーム)の短時間における細胞取り込みを評価した結果、微弱電流処理によって、より多くのリポソームが取り込まれることが確認された。微弱電流処理下では、取り込まれたリポソームの多くが短時間に細胞内の核周辺にまで到達することが明らかになった。このことから、微弱電流処理により、エンドサイトーシスが誘起され外来物質が取り込まれるとともに、細胞内輸送が著しく亢進することが示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。in vivoおよびin vitroにおいて蛍光標識化オリゴ核酸を微弱電流処理した後、顕微鏡観察したところ、細胞内において蛍光核酸がドット状に観察されたことから、微弱電流によりエンドサイトーシスが誘導された可能性を見出した。さらに、微弱電流処理した細胞における遺伝子発現変動の網羅的解析を試みた。2種類の培養細胞を微弱電流処理し、DNAチップにより遺伝子発現を解析したところ、約1000個の遺伝子変動が観察された。両細胞に共通で発現変動している複数個の遺伝子について、real time PCR法を用いて詳細に変動解析を行ったところ、予想に反して有意な変動を示していたのは、1種類の遺伝子のみであった。このことから、短時間における微弱電流処理時の遺伝子変動が、細胞内取り込みおよび細胞内動態の変化に直接結びついている可能性は、低いことが示唆された。そこで、「シグナル伝達を中心とする細胞内タンパク質が微弱電流処理によって変化しているのではないか」と仮説を立て、質量分析法を用いてタンパク質のリン酸化に関する網羅的解析を試みた。培養細胞を用いて、微弱電流刺激による細胞内タンパク質のリン酸化変動を解析した結果、リン酸化が1.5倍以上亢進しているタンパク質は約100個、1/2以下にリン酸化が減少しているものは約50個認められた。これらのうち、リン酸化が亢進しているタンパク質について解析を行ったところ、多くは核内および細胞質内のタンパク質であったが、エンドサイトーシスや細胞骨格に関与するものが含まれていた。

このことから、上述した仮説のように、微弱電流刺激によって細胞取り込みやエンドサイトーシスが変化している可能性を見出した。本年度は、(1)微弱電流環境における外来物質の細胞内取り込み/エンドソーム脱出のイメージング解析および(2)微弱電流環境における細胞イベント関連タンパク質の遺伝子/シグナル伝達変動の解析を当初計画しており、実際これらを検討した。その結果、細胞内取り込みが微弱電流環境において促進されることをイメージ解析によって明らかにするとともに、微弱電流環境においてシグナル伝達(タンパク質リン酸化)が変動していることを見出した。同時に、(3)微弱電流環境におけるエンドソーム物性の変化による細胞質放出と細胞内Ca2+イオンの流入の解析を行い、微弱電流環境において細胞内へのCa2+イオンの流入が起こること、およびプラスミドDNAによる遺伝子導入が更新することを見出した。これらのことから、当初研究目的についておおむね順調に進展していると考えている。申請時に、(1)微弱電流環境での取り込み・エンドソーム脱出の分子反応パラメータの同定および(2)分子反応パラメータ制御による細胞取込・エンドソーム脱出促進とその機能を搭載した革新的なDDSテクノロジーへの展開を提案していたが、この計画を遂行すべく研究を進めていきたいと考えている。特に、本研究の核心となる、分子反応パラメータの同定に関しては、本年度行った細胞シグナル解析から、その候補となるタンパク質が見出されつつあるので、それらに焦点を当てて解析を進めることで、同定へとつなげたいと考えている。さらに、分子反応パラメータが同定できることで、その制御による革新的なDDSテクノロジーに展開させられると期待している。25年度が最終年度であるため、記入しない。
在宅酸素療法患者の疾患増悪およびQOL低下に関連する気象要因

このコホート研究の目的は,在宅酸素療法患者の疾患増悪・QOL低下と気象要因との関連を解明することにある。対象者は大阪府下の医療施設の外来に通院し,調査協力が得られた在宅酸素療法患者29名である。対象者の基礎疾患の多くはCOPDであり,そのほかは結核後遺症である。研究終了までに,死亡により4名,疾患増悪により3名,本人の申し出により2名の合計9名が研究から離脱した。本研究は大学と医療施設の研究倫理委員会の承認を受けて行われた。われわれは,まず,対象者の曝露温度・湿度を得るために,患者宅の寝室,居間,携帯用酸素カートなどに温度・湿度センサーを設置して30分ごとに自動測定した。次に,70-80日間隔で対象者宅を訪問して,センサーに記録された温度・湿度情報と,患者に記載してもらったHOT日誌を回収した。HOT日誌には,酸素飽和度,脈拍数,身体の調子,食欲の有無,息苦しさの度合いなどの情報が記載されている。外気温のデータは地域気象観測システム(AMeDAS)の最寄り地点のものを利用した。患者住所の居間・寝室の気温と,外気温との分布の比較,撒布図から,特に寒冷時は室内の気温が高め,夏期にはやや低めになり,冷暖房の影響が伺われたが,室温は30°Cを越えることも多かった。2005年の大阪は4月以降気温が上昇し,6月には観測開始以来最高の月平均気温となるような暑さが続き,6月終わり頃に最初のピークを迎えた。このような高気温の状況で,室温も上昇したため暑さに馴化できず,救急搬送された女性患者が見られた。この患者の場合,酸素飽和度の低下と脈拍数の増加が観察された。寝室の温度上昇には設置した酸素濃縮器が熱源として作用したことも影響している。2005年の冬は,2月に降雪がみられた日および翌日に最も寝室温度が低下した対象者が多く,これを契機として体調不良になり入院したと推察される男性患者が見られた。1.大阪府立看護大学と大阪府立呼吸器・アレルギー医療センター(以下,センター)倫理委員会の承認を受けた後,センター呼吸器外来に通院中の在宅酸素療法(HOT)患者を対象に,2年間の縦断研究を開始した。2.患者宅の寝室,居聞,台所,携帯用酸素カートなどに小型軽量(30g)の温度・湿度センサーを各1台設置して30分ごとに自動測定している。患者にはパルスオキシメータを貸与して,起床時から就寝時までの1日数回(負荷がかかる風呂・シャワーなどの清潔行為や外出から帰宅した直後を含む)酸素飽和度(SpO2)と脈拍数の測定を依頼し,さらに,歩数計の計測値,食欲,息苦しさの度合い,下痢の有無などの症状を毎日「HOT日誌」として記載してもらっている。温度・湿度センサーは80日ほどでデータの記録容量が上限に達するため,定期的に患者宅を訪問してセンサーに記録した温度・湿度情報の回収を行っている。訪問時にHOT日誌を回収するとともに,患者にインタビューすることによってADLの変化などにも注意を払っている。承諾を得られた患者は8月末5人,9月末14人,10月末21人,11月末25人,12月末26人,3月末29人と増えている。入院などの理由によりHOT日誌の記載が中断した事例がいくつか見られたが,研究からの離脱者はいない。

3.本研究では個人ごとの曝露気温を知ることができるため,地域気象観測システムAMeDASデータによる気温がセンサーの値とどの程度偏りがみられるか(例えば,最高気温・最低気温が影響を受けるのか,1時間ごとに24時間累積した気温との相関関係など)を解析することができる。そこで,数人の患者を対象に,患者が在住する市区町村の中心に隣接するAMeDASポイントの1時間ごとの気温とセンサーによる気温値とを比較対照できるデータ・ベースを作成した。1.2004年5月に大阪府立看護大学と大阪府立呼吸器・アレルギー医療センター(以下,センター)倫理委員会の承認を受けた後,センター呼吸器外来に通院中の在宅酸素療法(HOT)患者を対象に開始した縦断研究の2年目である。研究開始後,対象者数は順調に増加して2005年3月末では29名であったが(研究打ち切り例なし),2005年4月以降2006年3月までに,死亡により3名,疾患増悪により1名,本人の申し出により1名の合計5名が研究から離脱した。さらに,疾患増悪により1名中断している。2.患者宅の寝室,居間,台所,携帯用酸素カートなどに小型軽量(30g)の温度・湿度センサーを各1台設置して30分ごとに自動測定している。温度・湿度センサーは80日ほどでデータの記録容量が上限に達するため,定期的に患者宅を訪問してセンサーに記録した温度・湿度情報の回収を行っている。訪問時にHOT日誌を回収するとともに,患者にインタビューすることによってADLの変化などにも注意を払っている。入院する際にはセンサーをベッドサイドに設置してもらい,可能な限り,暴露状況の測定を継続できるように配慮している。研究対象者が在住する市区町村の中心から距離の順に隣接するAMeDASポイントを探索して,1時間ごとの気温とセンサーによる気温値とを比較対照できるデータ・ベースを作成した。さらに,気象官署データから得られる相対湿度,気圧,天候などの観測データとも参照できるように検討している。1.2004年5月に大阪府立看護大学と大阪府立呼吸器・アレルギー医療センター(以下,センター)倫理委員会の承認を受けた後,センター呼吸器外来に通院中の在宅酸素療法(HOT)患者を対象に開始した縦断研究の最終年度である。研究開始後,対象者数は順調に増加して2005年3月末では29名であったが(研究打ち切り例なし),2005年4月以降研究終了までに,死亡により4名,疾患増悪により3名,本人の申し出により2名の合計9名が研究から離脱した。2.患者宅の寝室,居間,携帯用酸素カートなどに温度・湿度センサーを設置して30分ごとに自動測定し,定期的に訪問して,センサーに記録した温度・湿度情報の回収を行った。訪問時には,患者に記載してもらったHOT日誌(酸素飽和度,脈拍数,身体の調子,食欲の有無,息苦しさの度合いなどの調査)を回収した。2005年6月に,高気温により急性増悪をきたして救急搬送されたと考えられる患者の場合,酸素飽和度の低下と脈拍数の増加が見られた。
周波数軸から見たイオン液体のワルデン積の研究

イオン液体の当量伝導度と粘度の積であるワルデン積の微視的起源を明らかにするために、各種イオン液体の交流電気伝導度と粘性緩和スペクトルを実験的に測定し、両者の緩和時間の比較を行った。カチオンのアルキル鎖長の増大に伴うワルデン積の減少は、高周波ずり弾性率の低下で説明された。アルキル鎖長が同程度の場合には、粘度の増加と共に、伝導度の緩和が粘度の緩和より速くなりワルデン積が増加した。中性子準弾性散乱で報告された微視的構造緩和と比較すると、高粘度域では両緩和共に構造緩和より遅くなるが、粘度のほうがデカップリングの大きさが大きく、そのために粘度と伝導度の間のデカップリングが起こることが示された。カチオン・アニオンの化学種およびカチオンのアルキル鎖長を系統的に変化させたイオン液体について、粘性係数と電気伝導度の周波数依存性を測定し、両者の緩和時間の比較を行った。カチオンのアルキル鎖長が同程度の場合には、定常粘度と粘性緩和時間、直流モル伝導度の逆数と伝導度の緩和時間はそれぞれ比例関係にあることが示された。また、イオン種によるワルデン積の変化は、両緩和時間の比と概ね対応していることが分かった。カチオンのアルキル鎖長依存性に関しては、既報の[Cnmim][PF6]イオン液体(nはアルキル鎖長)に加えて、[Cnmim][TFSA]イオン液体でも測定を行い、PF6系では48であった鎖長nの範囲を212と大幅に拡張した。PF6系とTFSA系でのアルキル鎖長依存性は定性的には一致していた。低伝導度のイオン液体で交流電気伝導度測定を行うために、静電容量の大きな平行平板型の試料セルを作成し、測定下限を昨年度までの10 mS/mから0.1 mS/mと大幅に拡張することに成功した。カチオン、アニオン共に点対称性を持つイオンからなるイオン液体tetraoctylphosphonium bromideで電気伝導度と粘度の周波数依存性を測定した。電気伝導度には、非対称イオンからなる一般的なイオン液体と同様の緩和が見られることから、イオン液体一般に見られる伝導度の緩和は、非対称イオンの回転緩和ではなく、イオンの並進運動の周波数依存性に起因していることが示された。山室らが中性子準弾性散乱を報告している3種のイオン液体について、粘度と電気伝導度の周波数依存性を、温度を変えて測定した。粘性緩和はどのイオン液体でも構造緩和より遅かった。一方、伝導度緩和については、粘度が低い[PF6]塩、[TFSA]塩では構造緩和と一致しており、[Cl]塩でも40度以上の高温では両者の一致が見られたが、[Cl]塩の低温領域では伝導度緩和が構造緩和より遅くなる傾向が新たに見出された。小容量サンプルでのMHz領域における交流電気伝導度測定を目的として、SMAコネクタを用いた誘電測定セルを作成し、イオン液体の測定に用いた。必要液量を0.3mlまで減少させることができ、25°Cにおけるイオン液体[bmim][PF6]の測定結果は、Buchnerらによる既報の結果と700MHz以下の周波数領域で良好に一致した。しかし25°Cから10°C以上外れた温度での測定結果は100MHz領域で既報のものと大きく外れていたため、別途、市販の高温用誘電プローブを用いた液容量1.5mlの測定セルを作成した。この測定セルによる測定結果は、S/Nが先述のセルより劣るものの、10°C70°Cの範囲で既報のものと一致した。SMAコネクタ型のセルを用いて、アルキル鎖長が異なるイオン液体[Cnmim][PF6](n=4-8、nはアルキル鎖長)の交流電気伝導度測定を行った。山口らによる既報の粘性緩和スペクトルと比較したところ、全ての試料で伝導度緩和は粘性緩和より数倍速く、両者のデカップリングの程度はアルキル鎖長に依存しなかった。また、伝導度緩和の緩和周波数は直流当量伝導度に概ね比例し、アルキル鎖長の増大に伴う当量伝導度の減少は、緩和時間の増大に起因していること、および、鎖長の増大に伴うワルデン積の減少は、高周波極限ずり弾性率の減少が原因であることが明らかとなった。さらに、[C8mim][PF6]について、山室らにより中性子準弾性散乱によって決定された構造緩和と比較したところ、伝導度緩和は分子スケールでの構造緩和とよく対応し、イオン伝導は分子スケールの構造緩和に支配されていることが分かった。これらの研究に加えて、イオン液体との比較を目的として、無極性液体における分子構造と粘性緩和

スペクトルの関係、および、ポリマーゲル電解液における粘性緩和と伝導度緩和の対応関係についての研究も行った。本研究課題を通して、イオン液体の粘性係数とイオン伝導度の関係を、粘性緩和・交流伝導度測定から得られる緩和時間の観点から解析した。イオン種や温度を変化させたとき、粘性係数・直流伝導度は、対応する緩和時間とそれぞれ比例・反比例の関係にあり、輸送係数の変化は緩和時間の変化で概ね説明できる。低粘性のイオン液体では粘度と伝導度の緩和時間が概ね一致するが、粘度の増加に伴い、粘性緩和時間が伝導度の緩和時間より遅くなる傾向が見られ、両緩和時間の違いがワルデン積の増加の原因となっていることが示された。中性子準弾性散乱から決定された構造緩和時間と比較すると、低粘性状態では粘度・伝導度の緩和時間はイオン基間の距離に対応する微視的な構造緩和時間と一致するが、粘度の増加と共に構造緩和の方が両輸送物性に関わる緩和より速くなるという、過冷却液体で理論的に予測されたデカップリングが見られ、高粘性のイオン液体のダイナミクスは過冷却液体との共通性を有していることが明らかとなった。平成26年度においては、上記の研究のうち、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウムイオン液体の粘性緩和・交流伝導度の温度依存性を測定し、山室らによって報告されている中性子準弾性散乱との比較により、構造緩和と輸送物性に関わる緩和との間にデカップリングが存在することを示した。また、リチウムイオン電池の電解液の典型的モデルでもある六フッ化リン酸リチウムの炭酸プロピレン溶液について、イオン液体と同様の粘性緩和・交流伝導度測定と共に、中性子準弾性散乱も行ったところ、低温で構造緩和が粘性緩和より遅くなるという逆方向のデカップリングが観測され、イオン液体のダイナミクスは高濃度電解質溶液とは異なる特徴を有していることが示された。溶液物理化学申請時の研究計画において予定していた測定は、粘度と電気伝導度の緩和時間の比較を、カチオン・アニオンの化学種、温度、カチオンのアルキル鎖長を変えて行うこと、および、中性子準弾性散乱で報告されている構造緩和との比較を行うことであった。そのうち、カチオン・アニオンの化学種およびカチオンのアルキル鎖長依存性の測定は終了しており、温度依存性の測定および構造緩和との比較も、実験データの質の向上の余地は残っているが、おおむね終了している。以上の理由により、本研究課題は当初の計画以上に進展していると判断する。平成24年度に予定していた測定装置の構築に関しては、概ね予定通り進んでいるが、市販誘電プローブを装着したセルによる測定は、低誘電率試料でS/Nが不十分であり、測定法、解析法に次年度以降の改良が必要である。また、直流伝導度測定セルの製作は完了していないが、交流伝導度測定結果の解析より、1MHz近傍の伝導度の平坦部を直流伝導度とみなせる事が分かったので、研究への支障とはなっていない。平成25年度に予定していたカチオンのアルキル鎖長の効果の検討、および、中性子準弾性散乱との比較について、平成24年度に研究に入っており、一部成果も挙げている。また、当初計画に無かった無極性液体、ポリマーゲル電解液との比較についても、一定の成果が上がっている。以上の理由により、研究は概ね順調に進展していると判断する。当初計画で残された課題である、構造緩和と粘度・伝導度緩和の比較に関しては、昨年度に作成した平行平板型の試料セルを用いて、Cl塩でS/Nの高い伝導度スペクトルを測定し、昨年度見出された構造緩和と伝導度緩和とのずれの詳細な解析を試みる。
伝統食の生理機能顕在化とヒトにおける長期的な機能評価法確立のための基盤研究

本研究では、腸管免疫機能と腸リンパとの相互作用を麻酔下動物で評価する方法を確立し、ヒトでのリンパ呼吸法を用いた胸管リンパ流の増強効果の検証を行った。ヒトによる検証の結果、あおむけになり腹式呼吸をする前と後で、血液中に含まれる特定成分の濃度を比較することにより、リンパ液の流れを評価する方法を確立することができた。その成果を基に「ヒトのリンパ液の流れの評価方法」として特許出願を行った。今後は得られたヒトでの試験方法を発展させることによって、食品や栄養物摂取後の小腸でのリンパ管への吸収効果をヒトで評価する方法論の確立に期待ができる。食品の機能性と安全性は人類の歴史そのものであり、その歴史の中で人類が生体実験を行ってきたと言っても過言ではない。本研究は、日本最古の医学書である「医心方」等の食に関する歴史書に記載された食品や伝統食材などを収集し、機能性評価を行い、得られたエビデンスを活用した機能性食品の開発を目的としている。さらに従来のRCT(ランダム化比較試験)に比べ、食品機能の特異性を考慮した時間軸による健康度解析と疫学的評価を導入した新たな食品機能評価法を開発することを目指している。初年度は計画に基づき、国内外の機能性伝統食材の情報収集とライブラリの作製に取り組んだ。具体的には甲信越地域で商業的に栽培されているヤマブドウの収集、新潟県の日本酒製造に使われる麹菌、醸造メーカーが開発した乳酸菌発酵酒かす、世界最大の産地でもあり現地では日常的に食されているニュージーランド産のボイセンベリーを検討食材として収集し、サンプル保存しライブラリ化した。このうち、ボイセンベリーについては、種子抽出物を調製しマウス投与実験を実施したところ、摂取群で血中アラキドン酸濃度の有意な低下、炎症性誘導タンパク質の発現抑制が見られた。マクロファージ系培養細胞を用いた実験からは、ポリフェノール成分のうちプロシアニジンに有効性が認められた。これらの予備的実験結果から、ボイセンベリーポリフェノールに炎症反応の抑制効果が示唆された。細胞老化は炎症反応の蓄積が原因の1つとなり得るため、プロシアニジンに炎症抑制・老化制御素材としての利用可能性を見つけることができた。また、ヤマブドウについては生育時期別にサンプルを収集し、含有するポリフェノールの特性について分析調査を行ったところ、重合度の低いものだけではなく、10量体以上のポリマーも含まれることに特徴があることを見出した。二年目の本年度は、初年度に収集しライブラリ化したサンプルの中から、ボイセンベリー種子抽出物に着目し、脂肪細胞の老化が及ぼす糖尿病・インスリン抵抗性の阻害作用について検証を行った。初年度に分画精製したボイセンベリー由来のポリフェノール成分(BS)を用い、マウスに高脂肪食あるいは高脂肪食にBSを添加した食餌を10週間継続摂取させ、血糖上昇抑制試験・インスリン抵抗性評価試験・炎症誘導性タンパクの発現量解析・組織中の脂肪重量測定を実施した。その結果、BSに脂肪蓄積の抑制作用は見られなかったが、インスリン抵抗性を改善する傾向が認められた。本年度の研究を進展させ、次年度は更なる効果のある食品素材の探索やヒトでの機能性評価の前段階となる動物実験や培養細胞を用いたin vitro実験を実施し、食品機能評価法のマニュアル作成に取り組んでいく。初年度に収集した食材ライブラリの中から、ボイセンベリー種子抽出物にフォーカスし、本年度は動物実験による機能性(インスリン抵抗性の改善)について評価できた。有効性のある素材を用いた製品化・産業化検討及び食品機能評価法のマニュアル作成については次年度の課題としたい。食品の機能性と安全性は人類の歴史そのものであり、その歴史の中で人類が生体実験をおこなってきたと言っても過言ではない。本研究では日本最古の医学書である「医心方」等の食に関する歴史書に記載された食品や伝統食材などを収集し、機能性評価を行い、得られたエビデンスを活用した機能性食品の開発を目的とした。さらに従来のRCT(ランダム化比較試験)に比べ、食品機能の特異性を考慮した時間軸による健康度解析と疫学的評価を導入した新たな食品機能評価法の開発を目指して研究を実施した。本研究で、腸管免疫機能と腸リンパとの相互作用を麻酔下動物で評価する方法を確立し、ヒトでのリンパ呼吸法を用いた胸管リンパ流の増強効果の検証を行った。リンパ液はリンパ節を通り静脈に流れ込むため、リンパ液が静脈に流れ込む量が変化すると血液が薄まる度合いが変化すると考えられる。したがってリンパ流量が増加すると血液がリンパ液で希釈されるため、血液中の特定成分の濃度変化が起こると予想した。ヒトによる検証の結果、あおむけになり腹式呼吸をする前と後で、血液中の特定成分の希釈度を比較することにより、リンパ液の流れを評価する方法論の確立につなげることができた。

今後は得られたヒトでの試験方法を発展させることによって、食品や栄養物摂取後の小腸でのリンパ管への吸収効果をヒトで評価する方法論の確立に期待ができる。本研究では、腸管免疫機能と腸リンパとの相互作用を麻酔下動物で評価する方法を確立し、ヒトでのリンパ呼吸法を用いた胸管リンパ流の増強効果の検証を行った。ヒトによる検証の結果、あおむけになり腹式呼吸をする前と後で、血液中に含まれる特定成分の濃度を比較することにより、リンパ液の流れを評価する方法を確立することができた。その成果を基に「ヒトのリンパ液の流れの評価方法」として特許出願を行った。初年度は伝統食材に関する調査およびライブラリの作製を計画としており、国内外のサンプルを収集を完了した。そのうち一部の素材については動物実験による機能性評価までを実施でき、有効性の確認ができたものもある。このことから、現在までの達成度としては、おおむね順調と考えている。さらに本研究を進めるために、ライブラリ化した素材を使って有効性を検証するためのスクリーニング試験を計画しており、次年度の課題としたい。スクリーニング試験実施の準備は順調に進んでいる。機能性表示食品制度を利用し、機能性・有効性を食品パッケージに表示するための基盤となる研究に着手して行きたい。これまでに得られたボイセンベリーの有効性結果も踏まえながら、人類の健康や予防医療につながる食品開発に生かす予定である。そのための有効性関与成分の同定や具体的な作用機序を解明する研究にも取組み、最終的には食品機能評価法のマニュアル作成につなげる。食品科学初年度で得た素材を用いて、必要に応じた適切な処理(均質化、濃縮、精製など)を行い、in vitroスクリーニング試験や実験動物を用いた機能性評価を実施する。特に生活習慣病を未然に防ぐ効果や免疫機能の賦活効果に着目し、未病や予防医療につながる機能のある食材の調査に注力する。マクロファージ系培養細胞を使った遊走能阻害試験や発現タンパクの解析による炎症・老化抑制機能の評価によって一定の生理機能が見出されたサンプルについて、ヒト試験への展開あるいは用量設定のための動物実験を行う。動物実験では抗老化、免疫系などに特化した試験を計画し、食材あるいは抽出成分の用量と有効性についての検証を行う。当初見込んでいた経費よりも安価に試薬類を購入することができたため、次年度使用額9,799円が生じた。主に物品費として今年度の経費を支出した。また、図書購入のため「その他」の費目で経費を支出させていただいた。当初計画で見込んだ価格よりも安価な物品費で研究が遂行できたため、未使用額1,923円が生じた。試薬・消耗品等の購入に使用させていただく予定である。詳細としては、実験動物の購入、免疫組織学的実験用の抗体、ヒト試験プロトコール・マニュアル作成にかかる経費などである。また、次年度使用額は平成28年度請求額と合わせて試薬類の購入に充当することとします。次年度使用額は平成27年度請求額とあわせて、in vitro実験あるいは動物実験で必要な消耗品の購入に充てる予定である。
ナノスケール薄膜・ワイヤ・クラスターの表面化学的磁化制御と評価

磁性金属薄膜・ワイヤ・クラスターはそれ自身の物性に大変興味がもたれているが、本研究ではこれらの金属表面に原子分子を吸着させるなどしてその磁性体の磁気的性質を劇的に変化・制御することを目的としている。その過程において本研究では磁気ナノ構造の評価を行うにあたって革新的ともいえる発見があった。それは可視紫外光による光電子放出磁気円二色性が仕事関数しきい値付近で極端に増大する現象である。光電子放出による磁気円二色性測定が可能であれば、光電子顕微鏡を利用することにより空間分解能1040nm程度で磁気ナノ構造を観測することが可能となる。これまで磁性薄膜の磁気ナノ構造観測には、光源として軟X線放射光を用い光電子顕微鏡を利用した研究が盛んに行われているが、この方法では第3世代放射光源という巨大設備が必要(日本においてはSpring8のみ)で、かつ、時間分解能が放射光パルス幅で決まり現状では欧州ESRFの70ps程度が最高である。しかし、紫外可視光でこの測定が可能になれば、レーザーを用いて実験室での観測が可能となるばかりか時間分解能も一気にフェムト秒領域に突入できる。これまでこの現象が発見されてこなかったのは、紫外可視領域では磁気円二色性が弱いという先入観と、実際適当な波長の光を用いても非常に弱い磁気円二色性が観測されるのみであることが報告されていたためである。今回の本研究で光の波長をちょうど仕事関数しきい値に合わせることでFe, Co, Niいずれの薄膜試料でも光電子磁気円二色性の増大が観測され、バンド計算からも妥当であることが示された。実際、紫外光を用いた磁気円二色性光電子顕微鏡を立上げ、Cs被覆Ni/Cu(001)系で静的な測定を行った結果、見事に磁区構造を観測することに成功した。本年度本課題では、基板上に作成したナノ磁性試料の構造的評価を行う目的で、主設備として走査トンネル顕微鏡を購入した。10月末に予算執行が許されたばかりで、まだ装置が納入され、装置自体の性能評価だけが終わった段階に過ぎないが、本研究の遂行に対して十分な性能を有していることが確認できた。また、試料を作成するための試料準備室と試料導入室の立上げを別途行った。こちらの真空度は1x10^<-10>Torr以下を達成することができ、想定した真空度より良い真空を得ることができた。一方、本研究で対象としたい系に関して、現有の超高真空仕様磁気光学Kerr効果測定装置とX線磁気円二色性測定装置を用いて、試料作成・物性測定評価を行った。具体的な測定対象は、Fe/Cu(001)薄膜へのKおよびH吸着などであった。Fe/Cu(001)におけるFeは約4原子層以下で面心正方格子をとり強磁性である。これにKやHを吸着させると磁化が増大することが観測できた。この増大はFe原子の磁気モーメント自体が増加していると考えられ、さらにX線磁気円二色性などで詳細に検討し、STMによる構造的な理解も深める予定である。またナノワイヤ的な性質を示すと考えられるステップ単結晶表面上での磁性薄膜作成にも着手し始めた。

磁性金属薄膜・ワイヤ・クラスターはそれ自身の物性に大変興味がもたれているが、本研究ではこれらの金属表面に原子分子を吸着させるなどしてその磁性体の磁気的性質を劇的に変化・制御することを目的としている。まず、昨年度本体を購入した超高真空極低温走査トンネル顕微鏡(ユニソク製USM-1200型)のコントローラとしてRHK製USM-1200対応を新たに購入し、感度の飛躍的向上を求めた。本年度は本装置は立上げ・性能評価を終了した。来年度から観測を行う予定である。一方、現有の超高真空仕様磁気光学Kerr効果(MOKE)測定装置とX線磁気円二色性(XMCD)測定装置を用いて、試料作成・磁気物性測定評価を行った。特に注目したのは、Fe/Cu(001),Fe/Ag(001)薄膜へのK吸着である。Fe/Cu(001)におけるFeは約4原子層以下で面心正方格子をとり強磁性である。昨年度これにKを吸着させると磁化が増大することがMOKEにより観測できたと報告したが、この段階ではK吸着による状態密度の変化によりMOKE強度が増大したとも考えられるため、本年度、UVSORでXMCD測定を行った。その結果、確かにこの増大はFe原子の磁気モーメント自体が増加していることによると結論できた。それ以外に試料作成・物性測定を行った系としては、Co/Cu(1 1 17)におけるAg,NO吸着、Cu/Ni/Cu(001)とCu/Ni/O/Cu(001)系の磁気特性に関する酸素の影響、さらに同系の炭素の効果などである。酸素の影響に関しては論文に投稿し現在印刷中である。今年度の本研究において磁気ナノ構造の評価を行うにあたって革新的ともいえる発見があった。それは可視紫外光による光電子放出磁気円二色性が仕事関数しきい値付近で極端に増大する現象である。光電子放出による磁気円二色性測定が可能であれば、光電子顕微鏡を利用することにより空間分解能1040nm程度で磁気ナノ構造を観測することが可能となる。これまで磁性薄膜の磁気ナノ構造観測には、光源として軟X線放射光を用い光電子顕微鏡を利用した研究が盛んに行われているが、この方法では第3世代放射光源という巨大設備が必要(日本においてはSpring8のみ)で、かつ、時間分解能が放射光パルス幅で決まり現状では欧州ESRFの70ps程度が最高である。しかし、紫外可視光でこの測定が可能になれば、レーザーを用いて実験室での観測が可能となるばかりか時間分解能も一気にフェムト秒領域に突入できる。これまでこの現象が発見されてこなかったのは、紫外可視領域では磁気円二色性が弱いという先入観と、実際適当な波長の光を用いても非常に弱い磁気円二色性が観測されるのみであることが報告されていたためである。今回の本研究で光の波長をちょうど仕事関数しきい値に合わせることでFe,Co,Niいずれの薄膜試料でも光電子磁気円二色性の増大が観測され、バンド計算からも妥当であることが示された。さっそく来年度、紫外光を用いた磁気円二色性光電子顕微鏡測定を行い、フェムト秒時間分解測定を実現したい。昨年度から今年度にかけて、本研究において磁気ナノ構造の評価を行うにあたって革新的ともいえる発見があった。それは可視紫外光による光電子放出磁気円
遺伝子改変マウスを用いた抗癌剤耐性肺癌の新規治療法の開発

世界における肺癌死亡患者は今なお、増加傾向が続いている。化学療法が治療の中心となっているが,非小細胞肺癌では細胞膜貫通受容体チロシンキナーゼ阻害剤(EGFR-TKI)が使用可能となって以来,分子標的治療薬の有効性について多くのエビデンスが創出されてきた。EGFR遺伝子変異陽性の非小細胞肺癌に対してEGFR-TKIは高い奏効率を有するが、殆どの症例が約1年で耐性を獲得するため、EGFR-TKI耐性例の治療薬の開発が求められている。本研究では我々はEGFR遺伝子のL858R変異に加えT790M耐性変異を組み込んだ新たな肺癌モデルマウスを作製し、新規治療薬に使用できるバイオマーカーを開発した。本研究では、EGFR-チロシンキナーゼ阻害薬に対する耐性を示す肺特異的ヒト「L858R」EGFR過剰発現する肺癌マウスモデルを用いて、EGFR細胞内シグナル伝達経路の構成因子のsiRNAが肺癌の耐性を克服できるか否かを検討する。「L858R」EGFR過剰発現による肺癌マウスモデルは既に開発済であったが、平成27年度はEGFR-チロシンキナーゼ阻害薬に対する耐性を示す「L858R」EGFR過剰発現マウスモデルの作製に成功した。この耐性マウスを作製するため、[L858R+新たに変異]EGFR RecBAC組換えBACクローンとCCSP組換えBACクローンを構築し、直鎖化し、精製した後C57BL/6Jマウスから採取した受精卵にマイクロインジェクションを行った。平成27年度はEGFR-チロシンキナーゼ阻害薬に対する耐性を示すEGFR過剰発現マウスモデルの作製に成功したので28年度の研究目標は達成できる見込みである。In vitroとin vivoの実験系において人工的に合成したAktとNFκBのsiRNAの効果も検討した。平成28年度では肺癌のバイオーマーカーの上昇の確認及び予備実験で転写因子に対するsiRNAの抑制効果の確認ができたので、29年度の研究目標は達成できる見込みである。1)伝達機構分子に対するsiRNAの濃度依存性の効果:A549細胞はEGFで刺激する前に伝達機構分子のsiRNA又は各々のscrambled siRNAの多数の濃度を培養液に添加し、24時間後に伝達機構分子の発現量をPCRで確認する。これらの蛋白の発現は他の方法(flow cytometry等)でも確認する。さらに、EGFR-TKI耐性の肺癌モデルマウス由来癌細胞はコラゲナーゼ法で分離し、同in vitro実験を行う。2)EGFR-TKI耐性肺癌マウスに対する伝達機構分子のsiRNAによる耐性克服の効果の検討:EGFR-TKI耐性肺癌マウスに、週3回、伝達機構分子のsiRNA又各々タゲートのscrambled siRNAを経気管支的に投与し、2週間毎にマウス肺・全身のCT検査にて腫瘍の大きさなどを比較検討する。平成29年度では、EGFR-TKI耐性の肺癌モデルマウスにおいてAktのsiRNAの抑制効果の再現性を検討する。また、同モデルを用いてNF-κB、cMET、RASのsiRNAによるTKI耐性の克服も併せて検討する。免疫学
運転しやすい車両特性の体系化～平面運動モードと運転しやすさの関係について～

「車体横滑り角の小さい車は運転しやすい」ことや,車体横滑り角の発生状況でドライバの操舵パターンが変わることは古くから経験的に知られていた.しかし,その理由は全く明らかにされてこなかった.ドライバは車両の向き(ヨー角)は検知できるが,車両の進行方向(進路角)を正確に認識することはできない,つまり車体スリップ角を正確に認識できないことを世界で初めて明らかにした.その結果,これまで経験的に言われてきたことの定量的な理由づけが可能となった.本知見に基づけば,車両の将来軌跡の道路への描画や,車体スリップ角の検知しやすいボディ形状開発などにより,「運転しやすい車」を意図して設計することが可能になる.車体横すべり角を小さい車が運転しやすいことは経験的に知られていたが,その理由はこれまでまったく明らかにされていなかった.今年度の研究で,その理由が実験的にほぼ明らかになった.これは世界で初めての知見である.横すべり速度が常時ゼロの点をZSPとして定義し,シミュレータ上でその前後位置を変更して車線変更を行った.その結果,ドライバは車両の向き(ヨー角)で将来の位置を予測していることがわかった.実際の将来の位置は進行方向(速度ベクトルの方向:進路角)を元にして予測しなければならないが,ドライバは進路角を正確に認識できていない.ZSPを重心より後方に配置した場合には,操舵角を早く戻してしまい,目標ラインの手前で収束してしまう.一方,ZSPを重心よりも前方に配置した場合には,操舵角を戻すタイミングが遅れて目標ラインを越えてオーバーシュートした走行軌跡となる.上記現象を確認するために,ヨー角を基準にした前方注視二次予測位置をガイドラインとして前方に描いた場合と,進路角に基づいたガイドラインを描画した場合を比較した.その結果,ヨー角に基づいたガイドラインの場合には,ガイドラインを表示しない時と殆んど変わらないのに対し,進路角に基づいて描いたガイドライン表示の場合には,ZSPの位置によらずオーバーシュートのない理想的な車線変更が可能になった.ドライバは車両の平面運動の二つの状態量(ヨーレイト,車体横すべり角)を,操舵角という一自由度の入力で制御して運転している.そこでヨーレイトと車体横すべり角をカップリングした物理量(本研究では進路角)を作り,その一自由度をコントロールして意図通りの車両運動を実現しようとするが,残念ながら人間は進路角の認識があまり得意でないために,車体横すべり角の大きな車は運転しにくくなるというメカニズムが明らかになった.「車体横滑り角の小さい車は運転しやすい」ことや,車体横滑り角の発生状況でドライバの操舵パターンが変わることは古くから経験的に知られていた.しかし,その理由は全く明らかにされてこなかった.ドライバは車両の向き(ヨー角)は検知できるが,車両の進行方向(進路角)を正確に認識することはできない,つまり車体スリップ角を正確に認識できないことを世界で初めて明らかにした.その結果,これまで経験的に言われてきたことの定量的な理由づけが可能となった.本知見に基づけば,車両の将来軌跡の道路への描画や,車体スリップ角の検知しやすいボディ形状開発などにより,「運転しやすい車」を意図して設計することが可能になる.横滑り角は車の「動き方の質」を表わす状態量と見ることができる.運転するときにドライバが頼りにする視覚情報に影響する.ドライバが横滑り角情報をどのように使い,運転しやすさがどのように変わるかを調べた.実験及び解析では,横すべり速度が常時ゼロになる点をZSPとして定義し,その前後位置と車線変更時の操舵挙動の関係に着目した.ヨーレイトまたは横加速度を一定にしてZSPを三通りに変更する条件を選んだ.解析ではドライバを二つの制御動作モデルで表現した.一つは前方注視モデルであり,もう一つは一次予測モデルである.前者はヨー角と横変位がドライバ操舵に影響するのに対して,後者ではそれらに加えて車体横滑り角も影響する.ヨーレイトが一定の場合には注視モデルではZSPの影響がほとんど表われない.また横加速度一定の場合には予測モデルはZSPの影響を全く受けない.上記を踏まえて,実験をした.実験ではドライバモデルのパラメータ同定も行った.1.ヨーレイト一定の場合にも,横加速度一定の場合にもZSPが操舵に影響した.2.ZSPが重心点よりも前にあると運転しづらくなる.このときは予測モデルに近い運転をしており,横滑り角の情報を使って自ら収束性を悪化させている.3.ヨーレイト一定でZSPを後方にするとドライバ時定数が大きくなった.これはドライバの余裕が増えたことを意味し,官能評価とも一致する.4.横加速度一定では注視モデルに近くなり,進路角よりもヨー角を重視していた.車両の特性によって運転に必要な情報を選択していると考えられる.運転しやすい車両特性の体系化の一環として,平面運動のモードと運転しやすさの関係について研究した.平面運動のモードは,一般にヨーレイトと車体スリップ角の関係で議論される.「尻振り感」や「横移動感」などの官能評価用語で表現されることが多いが,それらの言葉と運転しやすさとの関係や,その関係が発生するメカニズムについては,これまで明らかにされていなかった.

本研究では,車体スリップ角がヨーレイトに比例して発生する車両を,ドライビングシミュレータで実現し,被験者実験によって上記メカニズムを世界で初めて明らかにした.本質的な問題は,ドライバは車両の向き(ヨー角)は検知できるが,車両の進行方向(進路角)を正確に認識できないことであった.両者の差は車体スリップ角である.そのため,ヨーレイトが正の時に車体スリップ角が負に発生する車両では,操舵のタイミングが遅れ蛇行につながる.一方車体スリップ角も正に発生する車両では操舵のタイミングが早くなりすぎるため,車線変更時に目標ラインの手前で操舵を止めてしまうような二段モーション挙動になる.これらの傾向は,被験者全員に明確に現れ,人間が本来,車体スリップ角を正確に認識できないことが確認された.さらに車体スリップ角を考慮した将来の位置をガイドラインとして画面に提示すれば,いずれの車両でも車体スリップ角の出ない車両と同様に運転しやすくなることも示した.本研究の結果,「車体スリップ角の小さい車は運転しやすい」とこれまで経験的に言われてきたことの,定量的な理由づけがされた.上記の成果は平成24年度26年度の全期間で口頭発表8件,査読付き論文3件,国際会議発表1件にまとめられ、また特許出願を1件おこなった。また,2012年度自動車技術会関東支部学術研究講演会においてベストペーパー賞、日本機械学会関東支部第20期講演会では若手優秀講演賞として表彰された.自動車工学当初計画では以下の13の手順で進め,平成25年度は3の本実験において,現象の確認(車体横すべり角が発生すると運転しづらい事実を確認すると共に,そのときのドライバ操作の典型的な特徴などの抽出)を実施する予定であった.1実験準備:既存装置の改良,走行条件,使用決定などの全体が円滑に進むための準備2予備実験:少数の被験者でデータ処理,解析方法等を決めて本実験に移行する.3本実験:多数の被験者実験で統計的に結論を導く.現場で活用できる妥当性も検証.しかし,現象の確認に留まらず,その発生メカニズムの解明まで遂行することができた.また同時に多数の被験者による現象の確認,メカニズムの妥当性検証も行った.さらに,ドライバモデルのパラメータ同定を行って,ドライバの負担と車体横すべり角の関係などについても知ることができた.これらの結果は三編の査読付論文,五件の口頭発表にまとめられている.また本研究助成にて実施した結果を発表した上記,日本機械学会関東支部総会講演会にて講演賞を受賞したことも付記する.当初計画では以下の13の手順で進め,平成24年度は1と2の一部を終了予定としていたが,3の本実験にまで着手することができた.1実験準備:既存装置の改良,走行条件,仕様決定などの,全体が円滑に進むための基盤作り2予備実験:少数の被験者でデータ処理,解析方法等を決めて本実験に移行できる目処を得る.3本実験:多数の被験者実験に基づき統計的に結論を導く.現場で活用できる妥当性も検証.また,当初計画以外に車体横滑り角の推定方法や,ドライバモデルパラメータの同定方法についても目処を得た.得られた結論はまとめて,口頭発表を2件行い(「拡張カルマンフィルタを用いた車体スリップ角の推定」永井惇也,孕石泰丈,塩澤裕樹,毛利宏,日本機械学会第21回交通・物流部門大会TRANSLOG2012)(「車体スリップ角の特性がドライバの操舵に及ぼす影響について」