hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホイッピングの荷重順序を考慮した疲労寿命評価に関する基礎的研究

船の遭遇海象の順序をモデル化した嵐モデルと全船FE解析で求めた応力RAO(Response Amplitude Operator)に基づいて、大型コンテナ船の長期の応力履歴を作成し、25年後のき裂長を疲労き裂伝播解析でシミュレートした。き裂先端の塑性挙動に着目した結合力モデルによる疲労き裂伝播解析プログラムでき裂成長の遅延現象を再現し、任意のランダム波形が扱えるようプログラムを拡張した。これによってホイッピングの影響が疲労き裂長の観点で明らかになり、マイナー則による現在の疲労設計の安全性が明確になった。船の大型化・肥大化に伴い,ホイッピングやスプリンギングの船体振動の応力レベルが相対的に高くなり,これによる詳細構造の疲労寿命低下が懸念されている.ホイッピングやスプリンギングは,実船応力モニタリングで多数報告されているが,弾性振動が重畳した広周波帯域の波形に対して,損傷形態と関連付けた評価ができていないことも信頼性低下の一因と考えられる.本研究では、船のホイッピングを対象として、ランダム変動荷重が扱える疲労き裂伝播解析プログラムを構築し、実荷重に則した疲労き裂進展予測を行うことによって、船の生涯損傷リスクの低減を図ることを目的とする。今年度は,実船甲板部の構造部材を対象に,疲労き裂伝播解析によって,ホイッピング減衰振動の重畳が疲労寿命に及ぼす影響を明らかにした.作用荷重は,長期の波浪遭遇順序を模擬した嵐モデルに加え,ホイッピングの応力モデルを新たに構築することで、実荷重を模擬した.疲労解析は、昨年度に構築した「き裂先端の塑性挙動に着目した結合力モデルによる疲労き裂伝播解析プログラム」をベースに、ランダム変動荷重に対応した改良を加えることで,ホイッピング荷重下での疲労き裂の加速遅延現象を考慮した疲労き裂進展予測を実現した.解析の結果、ホイッピングの疲労寿命への影響は,ホイッピングの重畳波形の処理に強く依存することが分かり,ローパスフィルタ処理で得られる波浪成分波形による解析結果をホイッピングなしとみなして比較するとその影響は大きいが,高次振動による応力振幅の増加を考慮した包絡波形による解析結果と比べるとその影響は少なく,疲労き裂に関しては包絡波形での簡易評価が可能であることを示した。き裂先端の塑性挙動に着目した疲労き裂伝播解析手法によって、ホイッピング等、ランダムに振幅の変動する荷重下で起こりうるき裂進展挙動を評価した。本研究では、疲労き裂伝播解析プログラムを作成し、その解析精度を2段階荷重で確認した後、プログラム改良を行い、1サイクル毎にき裂先端の挙動を追うアルゴリズムを検討した。しかしながら、数値解析のエネルギー不安定や解析誤差等の当初課題をクリアするに至らなかったため、本研究では、ホイッピングの起振力でかつ、き裂進展を速めると考えられているスラミング荷重に着目し、スラミングを模擬した単一過大荷重が作用した際のき裂先端挙動を確認した。その結果、過大荷重作用後の加速遅延現象が確認され、加速区間は過大荷重の大きさにさほど依存しないのに比べ、遅延区間は過大荷重が大きいほど長くなることが分かった。また、単一過大荷重が作用する時間的間隔の影響を検証し、例えば単一過大荷重が通常の最大荷重の2倍(過大荷重比2倍)のとき、加速区間で2回目の過大荷重が作用した場合(短間隔)は、わずかに加速したあと遅延現象が生じるが、減速区間で2回目が作用した場合(長間隔)は、有意な加速現象が生じるもののその後は遅延状態になることが分かり、疲労き裂長が過大荷重の作用する頻度と間隔に依存することが明確になった。船の大型化に伴い、ホイッピング等船体振動の応力レベルが相対的に高くなり、これによる疲労寿命の低下が懸念されている。本研究では、大型コンテナ船の甲板構造を対象に、実作用応力を模擬した荷重モデルと疲労き裂伝播解析プログラムによって、弾性振動の重畳及び長期・短期の応力順序が疲労寿命に及ぼす影響を明らかにした。荷重モデルは、長期の波浪遭遇順序を模擬した嵐モデルをベースに、ホイッピングによる過渡減衰振動応力をモデル化することで長期にわたる時系列波形を作成した。き裂伝播解析は、き裂先端の塑性挙動に着目した結合力モデルによる疲労き裂伝播解析プログラムで行い、スラミング伴い生じる過大な応力の後で起こるき裂成長の遅延現象を再現した。減衰波形を扱うため、1サイクル毎振幅が変動する応力波形を解析するための機能を解析プログラムに加えた。ホイッピングの影響度を調べるため、ホイッピングの高次成分が重畳した生の応力波形と、これにローパスフィルタをかけ高次成分を除去した波形、及びピーク応力を落とさずに高次成分だけを除去した包絡波形とでき裂成長曲線を求め傾向を比較した。これによりホッピングが船体の疲労寿命に及ぼず影響が、き裂成長の観点から明らかになり、現在のマイナー則に従う疲労設計の安全性を確認した。また、構築した解析システムを活用して確率的評価を行った。

疲労寿命に影響をおよぼす因子を抽出して、それぞれの確率分布関数を用いた構造信頼性解析を行い、これまで設計では考慮されていなかった操船に関する因子の疲労寿命への感度を示すことが可能となった。以上の成果によって、疲労設計の高度化が実現し、今後の大型船や新開発船の安全性確保に繋がると考えられる。船体構造強度、波浪荷重、構造解析、疲労強度、船体振動予定していたランダム荷重下での疲労き裂伝播解析プログラムの構築を完了し、さらに、この入力荷重を与える嵐荷重モデル及びホイッピング荷重モデルの作成プログラムとを連携させたシステムを構築している。今後は、構築したシステムを利用して、疲労の信頼性評価を行うことにより、疲労損傷のリスク低減が図ることができ、目的を達成できる。研究計画のとおり、き裂先端の塑性挙動に着目したき裂伝播解析プログラム(無限板の貫通き裂を対象)を作成した。本プログラムを使用して、本年度はスラミング荷重による疲労影響を物理的に評価することができた。作成したプログラムは、既往のプログラムと同等の結果を得ている。また、入力データとなるホイッピングを模擬した荷重サイクルモデルについても検討し準備することができ、概ね順調に進展している。構築したシステムによって、ホイッピングだけでなく、浮体の係留部分に作用するスパイク的な荷重や、浮体式風車や帆船等で生じる多数の周波数成分が重畳した荷重下でのき裂進展予測が可能になり、構造設計のさらなる高度化が実現する。また、船の航路や積荷の変更、あるいは船体き裂検知時の寿命予測に柔軟に対応でき、就航船の安全及び経済的利用に活用できる。今後、実船のスラミングの荷重レベルと発現間隔に照らし合わせ、荷重履歴の影響を明らかにするとともに、ホイッピングのように1波毎ランダムに変動する荷重について、疲労き裂の加速減速現象を明らかにする。具体的には、ホイッピングの減衰振動や波浪と振動の重畳荷重に対応するため、1サイクル毎のき裂先端挙動を追従できるようプログラムの改良等を行い、各種パラメータでのシリーズ計算を行う。初年度と2年度はシステム構築が主であったためコンパイラ等を購入し、計算機等の高額物品の調達は見送ることとした。システムを使用した大規模計算を想定しており、計算機の調達及び解析結果の整理のための人件費に使用する。また最終年度は、成果の公表にも精力的努め、これ係る旅費や投稿費用に使用する予定である。シリーズ解析用の計算機及びプログラムのコンパイラソフトを購入する。また、データ整理と解析実施のため計算支援者を雇用する。必要性に応じ、疲労試験を行うための試験片に充当する。
土壌・植物・大気系における水流規定因子評価システムに関する研究

本研究課題に関し、実験および理論解析により、つぎの結果及び知見を得た。1.土壌植物大気連続体水流実験装置を用い、トマト植物を対象に、蒸散速度と光合成速度を同時に測定・解析し、次の結果を得た。日蒸散量と光合成量は土壌水分張力の増加につれて顕著に低下したが、その比には大きな変化がなかった。葉から大気に至る水蒸気の拡散抵抗の日変化は、毎明期の初期から時間の経過とともにJ字状に大きくなったが、暗期中にほぼ回復した。明期における拡散抵抗の毎日の最小値と最大値を土壌水分張力に対してプロットすると、やはりJ字状になった。以上のことから、土壌水分張力が約400cm水柱以上になると、土壌水分張力が水流規制因子になること、および土壌温度の15°Cから25°Cへの上昇は土壌水分張力が高いときに水流増を助けることが分かった。2.トマト根系の土壌からの吸水速度の圧力特性について実験により検討し、日中の最大蒸散速度740mg/minを賄う水量を根から得るには7気圧程度の吸引圧力を必要とする見積もりを得た。なお、供試したトマトの根系は、いずれも、毎分数十mgの吸水を能動的に行う性能を有していた。3.トマト苗の生育,水消費などに及ぼす土壌水分収支パターンの影響について実験により検討し、ポット容水量の50%以上に保つ土壌水分管理においては深刻な水ストレスを与えないが、25%以下では顕著な収量低下をもたらすことを見いだした。4.土壌水分特性について、ワンステップ加圧法のデータ解析に関する新理論を導出し、排出水分量の時間データから土壌水の非線形拡散係数を求める解析方法を開発し、実験により検証を得た。5.塩類土壌地帯における観測結果を解析し、塩生植生の葡萄茎の存在が土壌水の浸透能の増大を、ひいては溶脱効果の増大をもたらすことを見いだした。6.作土の下に粗物質を敷く成層により塩類土壌を改良する際に成層の境界面に角度をつけることにより落脱がより円滑にできることを、実験により見いだした。土壌・植物・大気系における水流に影響する環境因子を研究するため、土壌植物大気連続体水流実験装置を設計、試作した。この装置は、(1)土壌水分張力を所定の値に保ち、土壌への供給水量・土壌からの除去水量を監視する、(2)人口照明の強度をプログラムにより時間的に周期的に変動させる、(3)透明アクリル密閉チャンバーに所定の流量で通気し、入口・出口における温度、湿度、炭酸ガス濃度を測定することができ、この装置で植物を生育することにより、土壌、植物体、大気系を通過する蒸散水流および、植物体温度、炭酸ガス同化速度を測定することができる。一方、本装置に使用する土壌の水分特性(保水性、透水性)を簡易にしかも精度よく評価する方法を開発し、これを本装置における実験に適用できるようにした。これは、土壌に時間的に正弦波状の圧力を印加し、それにより得られる脱水量の時間変化を測定することにより水分特性(保水性、透水性)が測定されるもので、本研究における土壌因子を評価するために不可欠のものである。また、画像処理手法について検討を進め、葉面積計測手法、牧草群落の生育調査へのパワースペクトラム法の適用を検討し、一定の進展を見た。この開発を完成することにより、画像による遠隔測定手法を本研究に応用できるようになると期待される。

以上により、土壌・植物・大気系における水流に影響する環境因子を究明するための基礎的準備がほぼ整ったので、さらに土壌の水分特性の同定を進め、また、土壌の水分量・水分ポテンシャル測定器を設置することにより、本装置による実験を開始できるところまで到達した。土壌・植物・大気系における水流に影響する環境因子を究明するため設計試作した、土壌植物大気連続体水流実験装置を運転し、照明強度のプログラム制御、土壌水分調節系、温湿度・二酸化炭素ガス測定に関する基礎データを取得した。(1)照明の強度はプログラムにより、ほぼ正弦波状に変化させることができた。(2)土壌は、粘土・シルト・砂の各成分を調合して用いることによりpF水分特性を再現した。(3)飽和から脱水、再飽和へと土壌水分をかなり再現性良く調節できた。(4)土壌が、細粒上の下に粗粒土がある成層になっている場合を設定すると、キャピラリーバリア現象が生じ、水が流れにくくなることを確認し、その軽減策として、境界面に傾斜をつける方法を検討した。NaClをトレーサーとする予備実験の結果、これは有効であること、および傾斜角が大きいほどその効果が大きいことが明らかになった。(5)植物根への土壌の水分供給能力を測定し、それに対し、新しい理論式を見いだした。その結果、植物根がいかに強く吸引しようとも、吸水速度には土壌の水理特性により定まる上限のあることが証明された。これは、土壌・植物系における水流に影響する環境因子として、従来知られていなかったものであり、今後、注意する必要のあることを示している。(6)光計測により植物からの反射光のスペクトル分布を迅速に測定する方法を開発した。これにより、植物の萎れを、スペクトル分析および画像処理により非接触ですばやく測定できる可能性が生じた。土壌植物大気連続体水流実験装置(SPAC水流実験測定装置)を用い、トマト植物を対象に、環境条件を変えながら蒸散速度と光合成速度を同時に測定し、解析した。実験材料として、深さ45cm・内径25cm・体積約22リットルのポット土壌"ソイルフレンド"でトマト"なつのこま"を育生し、土壌水分条件の異なる草丈約60cmの供試体を得た。空調実験室内で、各供試体をSPAC水流実験測定装置に入れ、明期の光強度を正弦波状に時間変化させ、明期12h/暗期12h、出口温度を20°C/15°Cとし、環境条件等(光強度、通気流量、入口・出口の温度・相対湿度・二酸化酸素ガス濃度、土壌水分量及び葉温)を測定した。供試体周囲の気流速度は十分大きく保った。土壌からのガスが地上部に来ないよう遮蔽した。出口相対湿度が常に80%になるよう通気流量を調節した。土壌温度は15°C及び25°Cに調節した。環境条件の測定値から蒸散速度と光合成速度を求めた。日蒸散量と光合成量は土壌水分張力の増加につれて顕著に低下したが、その比にはそれほど顕著な変化が見られなかった。葉から大気に至る水蒸気の拡散抵抗の経時変化を求めたところ、毎明期の初期から時間の経過とともにJ字状に大きくなったが、暗期中にほぼ回復した。明期における拡散抵抗の毎日の最小値と最大値を土壌水分張力に対してプロットすると、やはりJ字状になった。土壌温度15°Cに比べ25°Cでは拡散抵抗は小さく、蒸散比もやや低い傾向が見られた。
日本語音声における韻律的特徴の実態とその教育に関する総合的研究

当重点領域研究が4年間で所期の目的を完遂するためには、初年度から着実に研究成果を挙げなければならない。さいわい本年度の研究は円滑に推進された。研究の実績は、つぎのとおりである。まず、北は北海道から南は琉球列島にある28地点において、DAT録音機により全国共通項目の収録を行った。また主要都市に関しては、富山と新潟の高年齢者から小学生にいたるそれぞれ100名前後の音声収録を行った。音声の一部については、音声デ-タベ-スの試作品として今年度中に、CDが作成される。音声の分析、検討も順調に行われ、ほぼ計画どおりに各班の研究が進められた。また、研究成果として5冊の論文集が今年度中に刊行される予定である。つぎに、研究推進のために開催した会合等は下記の通りである。1講演会(発足会)を5月22日大阪ガ-デンパレスにおいて催し、全研究班員を統合して、研究意欲を高め、結束をはかることに成功した。2音声の収録に先立ち、7月24日ー26日静岡で合宿研修を行った。3講演とシンポジウムの会「日本語の音声」を、10月16日、大阪樟蔭女子大学において催した。多数の聴衆が熱心に参加して、当重点領域研究に対する理解と関心を高めることができた。4研究成果発表会を1月18日、19日に、国立国語研究所において開催し、4年間の研究の見通しを確認し得た。なお、これに先立ち、中間発表会を10月17日、18日大阪樟蔭女子大学で開催した。5研究に関するサロンを、1月19日、国立国語研究所における発表会の当日、音声の収録と音声デ-タベ-スに関して催し、討議した。6総括班会議、および班長会議は、合計8回。その他に、事務局会議は10回に及んだ。また、各班の研究会議も盛んに行われ、当研究代表者は、可能なかぎりこれに参加して研究全体の円滑な推進をはかった。
エルンスト・マッハと「物理学的現象学」の構想

マッハの「物理学的現象学」は、物理学の体系からあらゆる形而上学的カテゴリー(実体、因果、絶対運動など)を排除し、世界を形作る原的所与である感性的要素の複合体を思考経済の法則に則って記述することを通じて物理法則を探究しようとする試みである。この構想を支えているのは、19世紀の科学研究を領導したヘルムホルツ流の「力学的自然観」への根本的批判であり、マッハのニュートン力学に対する概念批判は、アインシュタインの相対性理論に道を開くと同時に、科学哲学の分野においてはウィーン学団による論理実証主義の成立を促し、後の分析哲学の展開に先鞭をつけた。他方でマッハの「現象学」概念はフッサールに影響を及ぼし、彼の超越論的現象学の形成に寄与した。両者に共通するのは、根源的所与である「現象」の純粋記述に徹するという方法的態度である。しかし、マッハの物理学的現象学は、あくまでも自然的態度を基盤とした「世界内在的」現象学にすぎなかった。フッサールはマッハの立場を生物学主義として批判し、「現象学的還元」の手続きを導入することによって,超越論的現象学の確立を至った。以上のことから、マッハの物理学的現象学は、一方では「言語論的転回」を通じて分析哲学へと変貌し、他方では「超越論的転回」を経てフッサールに始まる現象学運動に道を開いたと言うことができる。その意味で、マッハの業績は今世紀の哲学を代表する二大潮流の原点に位置するものであり、20世紀哲学史はこのような観点からマッハを軸にして書き換えられる必要がある。今年度の研究は、主として「現象学」という概念を巡るマッハとフッサールの間の影響関係をの有無を解明すること、および「物理学的現象学(=感性的要素一元論)」として構想されたマッハの科学論のもつ現代的意義を浮き彫りにすること、これら二点を軸にして展開された。1.マッハによる「現象学」という言葉の用法は、ボルツマンをはじめとする同時代の物理学者たちの用法と軌を一にしている。すなわち、現象の背後に「物自体」を認めない考え方を指しており、今日でいう「現象主義」の概念とほぼ重なり合っている。もちろん、フッサールの用法はそれとは異なるが、「ドイツ論理学書報告(1897)」や「アムステルダム講演(1928)」、およびマッハ宛の書簡などを見る限り、彼は「現象学」という言葉をマッハの用法から借用した可能性が高い。両者に共通するのは「純粋記述」という方法的態度である。しかし、マッハの物理学的現象学はあくまでも感覚現象に依拠した「世界内在的」な現象学であるのに対し、フッサールのそれは、「現象学的還元」の手続きに基づいた「超越論的」な現象学にほかならない。それゆえ、フッサール現象学は、マッハ現象学の「超越論的転回」を通じて形成されたものと見ることができる。2.マッハの「物理学的現象学」は、物理学からあらゆる形而上学的カテゴリーを排除し、感覚要素の複合体を思惟経済の法則に従って記述し、諸現象の比較を通じて物理法則を探求しようとする試みである。その内容は、「真理」や「相対主義」を巡る現代科学哲学の係争点にそのままつながっている。マッハの科学論は、現象主義的な「反実在論」の立場を大胆に提起することによって、今日の「真理の合意説」や「理論の決定不全性」のテーゼを先取りしていると言える。その点にこそ、現在マッハが「再発見」されねばならない理由があるのである。マッハの「物理学的現象学」は、物理学の体系から一切の形而上学的カテゴリー(実体、因果、絶対運動など)を排除し、世界を形作る原的所与である感性的要素の複合体を思考経済の法則に則って記述することを通じて物理法則を探究しようとする試みである。

この構想を支えているのは、19世紀の科学研究を領導した「力学的自然観」への根本的批判であり、マッハのニュートン力学に対する概念批判は、アインシュタインの相対性理論に道を開くと共に、科学哲学の分野においてはウィーン学団による論理実証主義の成立を促し、後の分析哲学の展開に先鞭をつけた。他方でマッハの「現象学」概念はフッサールに影響を及ぼし、彼の超越論的現象学の形成に寄与した。両者に共通するのは、根源的所与である「現象」の純粋記述に徹するという方法的態度である。しかし、マッハの物理学的現象学は、あくまでも自然的態度を基盤とした「世界内在的」現象学にすぎなかった。フッサールはマッハの立場を生物学主義として批判し、「現象学的還元」の手続きを導入することによって、超越論的現象学の確立に至った。以上のことから、マッハの物理学的現象学は、一方では「言語論的転回」を通じて分析哲学へと変貌し、他方では「超越論的転回」を経てフッサールに始まる現象学運動に道を開いたと言うことができる。その意味で、マッハの業績は今世紀の哲学を代表する二大潮流の原点に位置するものであり、20世紀哲学史はこのような観点からマッハを軸にして書き換えられる必要があるであろう。
疾患特異的iPS細胞を用いた悪性高熱症の発症機構の解明と新規診断法・治療法の開発

悪性高熱症(MH)は、全身麻酔時の重篤な合併症のひとつで全身麻酔に伴い発熱・筋硬直・不整脈・代謝性アシドーシスが生じる。原因は骨格筋小胞体からのCa2+放出亢進と考えられている。本研究ではMH既往患者のうち特にI型リアノジン受容体遺伝子(RYR1)に変異を有する患者からiPS細胞を作出し、骨格筋への選択的な分化誘導を行った。その結果、一部の疾患株で筋収縮様の変態が確認できた。さらに培養上清の乳酸値も高く細胞の異常代謝が示唆された。また、抗RYR1抗体を用いて免疫染色したところ、顆粒状のシグナルが細胞内に散見された。本研究により、MHの新規細胞モデルを提唱できる可能性を示した。今回の研究では、麻酔を契機として発症する致死的疾患である悪性高熱症に関して、疾患特異的iPS細胞を用いて解明することが目的である。初年度にあたる平成27年度は当医学部生理学教室および臨床遺伝学センターの研究協力のもと、当教室および関連施設で有している5名の悪性高熱症患者の説明と同意を得た上で、血液検体より疾患特異的iPS細胞を樹立した。この疾患特異的iPS細胞に吸入麻酔薬を一定時間投与することによる生化学的変化を検討するとともに、健常人から樹立したiPS細胞と得られたiPS細胞よりMyoDを用いた方法で骨格筋へ分化誘導を行い、分化誘導が正しく行われているかの評価実験と悪性高熱症の病態の再現性を探求する研究を遂行する準備中である。説明と同意を得た上で集めた患者検体より順調に疾患特異的iPS細胞を樹立することができた。更なる検証は必要なものの、得られたiPS細胞より骨格筋への誘導に関しても一定の成果は認めている。しかしながら、当初初年度に予定していた悪性高熱症の病態の再現性の評価や、通常状態および悪性高熱症誘発状態での病理組織学的検査・電気生理学的検査に関しては探求に時間を要しており、全体としてはやや遅れている状況と考えている。2年目である平成28年度は、前年度までに十分に改良できなかったヒトMyoD遺伝子の強制発現系を用いた骨格筋分化誘導技術の向上を図った。この評価実験の結果、既報の分化誘導法以上の誘導効率を示すことが明らかとなった。これにともない、疾患特異的iPS細胞を用いた生化学的解析について、より再現性の高いデータが得られるようになった。さらに、既存の麻酔薬およびカフェイン処理等による骨格筋内カルシウム濃度をイメージング法によって解析できるようセットアップを行うとともに、電気生理的活性を評価するための多点電極アレイ記録法による培養法を確立した。このように生化学・生理学的解析が進行したため、次年度以降に疾患表現型を定量解析するだけの準備が整ったと考えられる。前年度までは、iPS細胞からの骨格筋分化誘導効率が低かったために、疾患病態の再現を行うことは難しかった。しかしながら、平成28年度はmRNAトランスフェクションの技術を新規に導入したことで、成熟した骨格筋への分化誘導効率が顕著に向上した。これにともない、分化誘導後の遺伝子発現検討においては骨格筋として再現性の高い実験結果が得られるようになった。さらに生理学的解析として、細胞内カルシウムイメージング、および細胞の電気的活性を測定できるようになった。具体的には、主要原因遺伝子であるリアノジン受容体(RYR1)についての免疫染色を行ったところ、健常人骨格筋細胞と疾患由来骨格筋細胞とで、その染色シグナルの違いが現れた。これはRYR1の細胞内局在や存在量に疾患特異的な相違が生じている可能性が高いことを意味している。さらに、悪性高熱症(MH)誘発を疑似的に行うものとして、骨格筋へのカフェイン処理行った。この処理の過程で、筋小胞体からのカルシウム放出についてライブイメージングを行い、定量解析した。実際に、疾患iPS細胞由来の骨格筋細胞についてはカフェイン処理後のカルシウム濃度の上昇が、健常人由来細胞より増加する傾向を捉えている。一方で、神経細胞に分化誘導し、種々のMH誘発処理を行っても顕著な変化は認められなかった。以上から、平成28年度に構築した骨格筋分化誘導・解析技術を用いることで、次年度以降に表現型解析の定量化や治療薬検討が行える状態となった。そのため、当初の研究予定をおおむね遂行できていると考えられる。今回の研究では、麻酔を契機として発症する致死的疾患である悪性高熱症の病態について、疾患特異的iPS細胞を用いて解明することが目的である。最終年度である平成29年度は、前年度まで表現型検討をしてきた骨格筋に加え、分化誘導させた神経細胞に対しても病態解析を行った。分化誘導方法は、転写因子Neurogenin2遺伝子の一過性発現による興奮性神経細胞を作出するものである。通常状態の細胞内Ca2+濃度は、健常対照群と悪性高熱症患者群とで、その変化量に大きな違いが認められなかった。一方、既存の麻酔薬、カフェイン、または細胞内カルシウム濃度に影響を与えうる薬剤処理を行ったところ、一部の薬剤で、健常対照群に比べて悪性高熱症患者群細で、その濃度上昇が強くなる傾向が確認された。これは、遺伝子変異リアノジン受容体を介する小胞体からのCa2+放出速度亢進が原因ではないかと考えられる。

しかしながら、電気生理学的な解析として多点電極アレイを用いて、細胞膜電位の変化を検証したところ、疾患と健常とで大きな変化は認められなかった。また、上記の細胞活動に関する機能的な解析の他に、リアノジン受容体の発現や局在解析として、免疫染色を行ったところ、悪性高熱症患者群においては、骨格筋および神経細胞の両方で顆粒様のリアノジン受容体抗原抗体反応を呈していた。本年の結果においては、疾患患者iPS細胞ライン数が少ないため、十分な疾患病態の評価には至らないものの、細胞内Ca+濃度やリアノジン受容体の細胞内発現パターンなどは今後の疾患解析に向けて着目に値する解析項目であると考えられる。また、本疾患の麻酔薬をはじめとする種々の病的薬剤応答について、骨格筋だけでなく、脳神経系に対してもその影響を考慮する必要性が示唆された。悪性高熱症(MH)は、全身麻酔時の重篤な合併症のひとつで全身麻酔に伴い発熱・筋硬直・不整脈・代謝性アシドーシスが生じる。原因は骨格筋小胞体からのCa2+放出亢進と考えられている。本研究ではMH既往患者のうち特にI型リアノジン受容体遺伝子(RYR1)に変異を有する患者からiPS細胞を作出し、骨格筋への選択的な分化誘導を行った。その結果、一部の疾患株で筋収縮様の変態が確認できた。さらに培養上清の乳酸値も高く細胞の異常代謝が示唆された。また、抗RYR1抗体を用いて免疫染色したところ、顆粒状のシグナルが細胞内に散見された。本研究により、MHの新規細胞モデルを提唱できる可能性を示した。当初、初年度の行う予定であった骨格筋への悪性高熱症誘引薬剤の添加実験を行い、得られた結果から悪性高熱症の確定診断に有用な新たな診断法を検討するとともに、iPS細胞から神経細胞・心筋細胞への分化誘導を行い、これらに対する悪性高熱症誘引薬剤添加実験により、合併病変の有無を検討する。RYR1遺伝子における変異箇所がそれぞれ異なる、樹立済iPS細胞株を複数用いて、カフェインに対する応答性とダントロレンによるレスキュー実験を行う。具体的には、MH誘導時に、RYR1変異と骨格筋表現型がどのように相関するかを細胞内発現遺伝子解析、細胞形態解析、細胞内カルシウム濃度測定、多点電気アレイを用いた電気生理活性測定によって評価する。さらに、カフェイン以外のMH誘発薬剤処理後応答との相関性も検証することで、MHの有用な診断法へのアプローチとする。医歯薬学平成27年度の予算計画において、物品費に関しては当初よりも実験遂行におたり購入必要なものが少なかったことに加え、旅費300,000円を計上していたもの実際には用いなかったため次年度使用額が生じた。繰越額は平成28年度文として請求した研究費と合わせて、主に物品費(消耗品費)として合算して使用する予定である。培養消耗品・薬剤費の購入に加え、種々の検査の必要物品購入を行う予定である。
カンパニータウンの成立過程と空間構成に関する国際比較研究

カンパニータウンは、狭義には19世紀半ばから1930年までに計画されたものを指し、1880年代以前に事業者のパターナリズムの下、インダストリアル・ランドスケープを形成した第1期、福利資本主義の思想が根底にあるモデル・タウンと称される第2期、計画家が関与し、田園都市運動が大きく影響した第3期に分けられる。イギリスと日本では衛生的見地から禁止された棟割の労働者住宅が、ヨーロッパ大陸では禁止されず、現在では産業衰退地域への新産業誘致と産業遺産の価値付けを複合させ、公営住宅として再生する取り組みがみられた。また、近代初頭の欧米諸国の労働者住宅地では「菜園」を中心に外部環境のデザインに多様性が見られた。1)植民地および植民支配地における社宅街のフィールド・サーヴェイ樺太の製糖工場、台湾の製糖工場、満洲(中国東北地方)の炭礦ならびに製鉄工場のフィールド・サーヴェイならびに資料収集をおこなった。あわせて、中国撫順市社会科学院傳波教授、ハーバード大学博士課程Victor Seow氏と撫順炭礦市街地の形成にかんして研究討議をおこなった。特に撫順炭礦においては、東京都公文書館内田文庫所蔵の南満洲鉄道株式会社が大正2年に作成(原案は明治42年作成)した社宅の設計図面・仕様書集を発見し、大連と撫順で共通に建築された社宅の設計者が弓削鹿治郎であることがわかった。弓削は当時撫順炭礦勤務であり、これまで西澤泰彦博士が推察してきた「大連の社宅を撫順に準用」したのではなく、撫順において設計したものを大連に援用したことが明らかとなった。2)米国における「カンパニータウン」の形成に関する資料の収集と次年度の調査計画の策定Garner, J. S., The model company town, 1982, Crawford, Margaret, Building the workingman's paradise, 1995を基礎資料に米国におけるカンパニータウン研究の動向を探るとともに、時代的、社会的観点から特徴的なカンパニータウンの抽出を行った。米国におけるカンパニータウンは狭義には19世紀半ばから1930年の大恐慌までに計画されたものであることを指し、大きく3期に分けられる。第1期は1880年代の不況以前であり、事業者のパターナリズムの下、都市計画家や建築家の関与しないインダストリアル・ランドスケープを形成した。第2期はモデル・タウンと称される時期で、プルマンに代表される福利資本主義の思想が根底にある。第3期は計画家の関与があり、田園都市や都市美運動がカンパニータウンの形成に大きく影響した。今年度はイギリスを対象に企業による住宅地経営の事例を文献により調査し、パターナリズムによる住宅地経営、田園郊外、労働者住宅の改良など特徴的な11ヶ所の住宅地(ニューイヤーズウイック、ムーアエンズ、ソルティア、アクロイドン、コープレイ、ポートサンライト、ブレナヴォン、エブヴェール、トレデガー、ニュートレデガー、ニューラナーク)を抽出した。9月に現地調査を行い、2月末3月初旬にエブヴェールの補足調査を行った。昨年度に調査を行ったアメリカにおけるカンパニータウンでは、企業が社員の住宅地経営を全般に行っており、経営的視点から見ると日本の社宅経営に類似するものがあったが、イギリスでは、基本的に住宅の建設はギルド(組合)により行われており、企業が関与せずにむしろ地方行政の干渉を受けることが大半である。また、会社が土地の提供を行うことが多く、ほとんどが「99年契約」により貸与された。この99年の年限を過ぎた住宅地が多いが、母体企業が現在まで存続していないものがほとんどで、企業住宅地から一郊外住宅地として継承されているものが多い。労働者住宅については、産業革命以後、企業により提供されていた時期もあったが、20世紀初頭に田園都市運動のブームとともに住宅改良が進められた事例もある。今年度の調査で特筆すべき事例はエブヴェールである。王立都市計画協会による都市遺産リストにも漏れていた「田園郊外」計画や、田園都市運動に呼応した労働者住宅の改良事例が多く見られた。エブヴェールの博物館には、当時の住宅地計画図や提案された住宅の基本図面が多数所蔵されている。今年度では「ヴィクトリア田園都市」計画に主眼を置き調査したが、次年度はエブヴェール鉄鋼石炭会社関連の住宅全般を詳細に調査し、イギリスにおける特徴的な企業住宅地の事例として報告したい。1)米国における「カンパニータウン」に関する文献の収集と解析2)米国における「カンパニータウン」のフィールド・サーヴェイ3)中国東北地方(旧満州)における植民支配地の社宅街のフィールド・サーヴェイならびに資料収集鞍山市の旧昭和製鋼所社宅街の現地視察と撫順市旧撫順炭礦社宅街の資料収集をおこなった。

今年度はフランス、ベルギー、ドイツの主に労働者住宅の現地視察を行い、イギリス・南ウェールズのポンティウォーンでエブヴェール社が開発した田園郊外計画について調査した。現地調査を行った住宅地は、イタリア(クレスピ・ダッダ)、フランス(ボワ・デュ・ヴェルヌ、ル・クルーゾ、アルケスナン、ミュールーズ、ムニエ、シテ・ナポレオン、ノール=パ・ドゥ・カレー地方、ファミリステール、ムルト=エ=モゼル)、ベルギー(ル・グラン・オルニュ、ボア=デュ=ルク鉱区)、ドイツ(マルガレーテン・ヘーエ、ジートルンク・アルテンホフ、コロニー・ツォルフェアアイン、アルテ・コロニー・エヴィング、ダールハウザー・ハイデ、シュタールハウゼン、グリュックアウフジートルンク、アム・グラーゲンブッシュ、シュテマースベルク、マルガレーテンジートルンク、ベアムテンジートルンク・ブルアースハイム、ヘレラウ田園都市、AEGジートルンク・ヘンニッヒスドルフ、シュターケン田園都市、ジーメンスシュタット)である。イギリスでは1890年、日本では1930年に衛生的見地から法律で禁止された棟割の労働者住宅が、フランス、ドイツでは禁止されず、現在では産業衰退地域への新産業誘致と産業遺産の価値付けを複合させ、公営住宅として再生し移入人口を受け入れる取り組みがみられた。また、特に今年度の調査を通して、近代初頭の欧米諸国(特にフランス・ドイツ)の労働者住宅地では「菜園」を中心に外部環境のデザインに多様性があることを確認した。一方で、田園都市・田園郊外運動の影響を受けた事例では、住宅地の外部環境デザインが画一化される傾向も確認した。フランス・ベルギー・ドイツでは大半の労働者住宅が平地あるは緩斜面に建設されているが、一部渓谷に建設された住宅は「Welsh Style」と呼ばれ、地理的類似性が住宅計画にも影響を与えることが確認できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。近代建築・都市史26年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度は時間的制約および視察対象予定であった施設の改修工事という不確定要因により、研究計画書に沿った研究運営をおこなうことができず、次年度へ繰り越した。そういった意味では研究の達成に初年度は支障があったといえる。平成24年度に繰り越した予算で、前年度に行えなかった資料収集に加え研究討議も行うことができた。また、調査を進める中で、撫順炭礦および鞍山製鉄所社宅街にかんする未確認の資料の存在を知ることができたが、これらの資料収集については、次年度以降に行う予定でいる。予定していた研究分担者のうち若干名が、本務等の多忙により分担者を辞退したが、むしろ結果として一人当たりの割り当て研究費を多くできたため、より詳細な調査を行えた。人的不測は一人当たりのエフォート量を増やすことで対応した。したがって、当初の予定通り順調に進んでいるといえる。また、文献調査では得られなかった新規発見の資料にも出会うことができ、研究の位置づけがより具体化した。翻訳作業が若干遅れているが、ほぼ当初の研究計画の通り、進行している。現時点で特に問題はない。満洲(中国東北地方)の社宅街(撫順炭礦と鞍山製鉄所)の社宅街にかんする資料(主に旧写真)を、長崎市ならびに中国遼寧省大連市旅順博物館へ収集に赴く。
アルツハイマー病脳におけるcdk5活性と神経原線維変化形成との関連

本年度は「アルツハイマー病脳におけるCdk5活性と神経原線維変化形成との関連」の研究の条件決定を中心に行った。関連病院で死亡した痴呆患者及び痴呆のない老人の剖検脳の右側の嗅内皮質の組織約1gを切り出し、皮質と白質にわけ各々のホモジネートを作製し、抗Cdk5抗体により免疫沈降を行なった。そのサンプル液に基質としてtau,neurofilamentH,KSP peptide,histoneを加え、リン酸化酵素活性を測定したところ、通常の条件下ではtau,KSP peptide,histoneではリン酸化が認められたが、neurofilamentHはリン酸化されなかった。この時のホモジネート量と酵素活性との関係はhistoneを基質とすると容量依存性が認められたが、tauに関しては一定量で活性が定常状態となった。tauに対する酵素活性が最大となる最低量のホモジネート量(蛋白濃度2.0mg/ml)に固定し、多数の凍結脳の酵素活性をtau,KSP peptide,histoneを基質として測定し、現在、結果の解析中である。なおtau,KSP peptide,histoneのリン酸化はcdc2特異的阻害剤であるBtyrolactoneI 2 μMで90%以上の阻害が認められた。また免疫沈降物をSDS-PAGEゲルで分離し、PVDH膜に転写してWestern Blotを行った結果、Cdk5によるバンドが認められた。以上より、確かにCdk5が免疫沈降され、タウ蛋白をリン酸化していることが確認された。同時に左側大脳半球を4%パラフォルムアルデヒドにて固定し、パラフィン切片を作製し、神経病理学的診断を行った。今後、パラフィン切片上で左側の嗅内皮質の神経原線維変化含有神経細胞と、残存神経細胞数を測定し、酵素活性との相関関係の有無を検索する予定である。
SOI構造における酸化メカニズムの解明に関する研究

SOI構造のデバイスの大きな特徴の1つは,通常のバルク基板のMOSデバイスと完全にプロセス互換性があることである.ところが,SOI構造では,基板中に埋込酸化膜が存在し,Si/酸化膜界面が通常基板より1つ多いため,プロセスメカニズムは必ずしも通常基板を同じとは限らない.本研究の目的は,SOI基板の薄膜Siに酸化を施した場合についてSOI構造特有の酸化過程のメカニズムおよび界面準位の特性を明らかにすることである.研究では,SOI構造の埋込酸化膜とSi薄膜との界面準位を正確に評価し,かつ界面準位密度のエネルギー分布を求めることができる新しい方法を開発した.バルク基板の評価には容量測定法やチャージポンピング法などが用いられるが,ところが,SOI構造にチャージポンピング法を適用すると,ボディ部分の抵抗が高いため,チャージポンピング電流が低下し,正確な界面準位が評価できない.チャージポンピング法とは,ゲート端子にパルス電圧を加えることによる電流をモニターすることにより界面準位等の測定を行う手法である.そこで,ボディ端子付のSOI構造を試作し,ゲート端子ノミナラズボディ端子へもパルス電圧を印加することにより、電流の低下を抑制し,正確なチャージポンピング電流の測定に成功した.また,バイアス条件を最適化することにより,表面酸化膜界面と埋込酸化膜界面を分離して評価することにも成功した.さらに,SOI構造の酸化膜界面における界面準位のエネルギー分布を測定する新しいチャージポンピング法も開発した.これらの新しい評価法により,SOI基板特有の界面準位の特性評価を進め,SOI基板のフロント界面の界面準位は通常のパルク基板と比較しても特にデバイス特性上劣化していないことを明らかにした.SOI構造のデバイスの大きな特徴の1つは,通常のバルク基板のMOSデバイスと完全にプロセス互換性があることである.ところが,SOI構造では,基板中に埋込酸化膜が存在し,Si/酸化膜界面が通常基板より1つ多いため,プロセスメカニズムは必ずしも通常基板を同じとは限らない.本研究の目的は,SOI基板の薄膜Siに酸化を施した場合についてSOI構造特有の酸化過程のメカニズムおよび界面準位の特性を明らかにすることである.研究では,SOI構造の埋込酸化膜とSi薄膜との界面準位を正確に評価し,かつ界面準位密度のエネルギー分布を求めることができる新しい方法を開発した.バルク基板の評価には容量測定法やチャージポンピング法などが用いられるが,ところが,SOI構造にチャージポンピング法を適用すると,ボディ部分の抵抗が高いため,チャージポンピング電流が低下し,正確な界面準位が評価できない.チャージポンピング法とは,ゲート端子にパルス電圧を加えることによる電流をモニターすることにより界面準位等の測定を行う手法である.そこで,ボディ端子付のSOI構造を試作し,ゲート端子ノミナラズボディ端子へもパルス電圧を印加することにより、電流の低下を抑制し,正確なチャージポンピング電流の測定に成功した.また,バイアス条件を最適化することにより,表面酸化膜界面と埋込酸化膜界面を分離して評価することにも成功した.さらに,SOI構造の酸化膜界面における界面準位のエネルギー分布を測定する新しいチャージポンピング法も開発した.これらの新しい評価法により,SOI基板特有の界面準位の特性評価を進め,SOI基板のフロント界面の界面準位は通常のパルク基板と比較しても特にデバイス特性上劣化していないことを明らかにした.SOI構造のデバイスの大きな特徴の1つは,通常のバルク基板のMOSデバイスと完全にプロセス互換性があることである.ところが,SOI構造では,基板中に埋込酸化膜が存在し,Si/酸化膜界面が通常基板より1つ多いため,プロセスメカニズムは必ずしも通常基板を同じとは限らない.本研究の目的は,SOI基板の薄膜Siに酸化を施した場合についてSOI構造特有の酸化過程のメカニズムおよび界面準位の特性を明らかにすることである.本年度は,SOI構造の埋込酸化膜とSi薄膜との界面を正確に評価する手法を検討した.SOI構造では容量測定等の一般的な評価手法が適用できないため,酸化膜界面の評価が従来は困難であった.そこでボディ端子付の薄膜SOIデバイスを試作し,チヤージポンピング法を適用した.チャージポンピング法は,ゲート端子にパルス電圧を加えることによる電流をモニターすることにより界面準位等の測定を行う手法である.SOI構造ではボディ部分の抵抗が高いため,通常のチャージポンピング法ではチャージポンピング電流が低下する問題があるが,ゲート端子とボディ端子へのパルス電圧のタイミングを工夫することにより,正確なチャージポンピング電流の測定に成功した.また,バイアス条件を最適化することにより,表面酸化膜界面と埋込酸化膜界面を分離して評価することに成功した.これらの新しい評価法により,SOI基板特有の酸化メカニズムおよび界面準位の特性評価を進めている.SOI構造のデバイスの大きな特徴の1つは,通常のバルク基板のMOSデバイスと完全にプロセス互換性があることである.ところが,SOI構造では,基板中に埋込酸化膜が存在し,Si/酸化膜界面が通常基板より1つ多いため,プロセスメカニズムは必ずしも通常基板を同じとは限らない.本研究の目的は,SOI基板の薄膜Siに酸化を施した場合についてSOI構造特有の酸化過程のメカニズムおよび界面準位の特性を明らかにすることである.研究では,まずSOI構造の埋込酸化膜とSi薄膜との界面を正確に評価する手法を検討した.SOI構造では容量測定等の一般的な評価手法が適用できないため,酸化膜界面の評価が従来は困難であった.。そこでボディ端子付の薄膜SOIデバイスを試作し,、チャージポンピング法を適用した.

チャージポンピング法は,ゲート端子にパルス電圧を加えることによる電流をモニターすることにより界面準位等の測定を行う手法である.SOI構造ではボディ部分の抵抗が高いため,通常のチャージポンピング法ではチャージポンピング電流が低下する問題があるが,ゲート端子とボディ端子へのパルス電圧のタイミングを工夫することにより,正確なチャージポンピング電流の測定に成功した.また,バイアス条件を最適化することにより,表面酸化膜界面と埋込酸化膜界面を分離して評価することに成功した.次に、上記のチャージポンピング法をさらに工夫し,酸化膜界面における界面準位のエネルギー分布を測定する新しい方法を開発した.本方法はSOI基板に適用可能である.これらの新しい評価法により,SOI基板特有の界面準位の特性評価を進め,SOI基板のフロント界面の界面準位は通常のバルク基板と比較しても特にデバイス特性上劣化していないことを明らかにした.
リユースのための透明プラスチックボトルの自動分別システムの基礎研究

近年,リサイクル社会がより一層進む動きの中で,「容器包装リサイクル法亅で規定されている透明プラスチックボトル,いわゆるペットボトルの再利用が従来以上に促進されている.そこで,本研究課題では,リユースのための自動分別システムを実現することを目指した.平成16年度は,まず,円柱,四角柱,円錐などのプリミティブ形状と素材判別をレーザー光と超音波を用いて可能とするシステムの問題に取り組んだ.まず,ペットボトルのような透明物体に適用するためのレーザーレンジファインダの設計・製作を行った.そのために,レーザー投光系を小型の高精度5自由度のロボットアームで構成し,画像センサは本研究室で所有している受光系を改良して用いたシステムを設計・製作した.そして,シミュレーションと実験により,試作したレーザーレンジファインダの妥当性と改良点等を検討した.その結果,ペットボトルの3次元形状が所要の精度と測定時間で測定できる性能を有することが確認できた.次に,物体の素材判別のための超音波反射音圧波形の取得システムの設計・製作を行った.そのシステムは,複数の発信器と受信用の超音波センサアレイから成り,得られた超音波波形とGAを組み合わせて,素材判別が可能であることが確認できた.平成17年度は実際に製品として市場に出回っている透明プラスチックボトルを用いて,これらの対象の形状と素材による識別を試みた.市販のペットボトルを識別するためには,物体表面の細かな形状変化の検出が必要となるので,6軸ロボットを用いたレーザーレンジファインダを用いた3次元計測システムを改良した.改良のポイントは(1)三角測量式をベクトル演算を用いて厳密化したことと(2)ロボットの制御方式を見直して,より高空間分解能で3次元形状を測定できることにしたことである.それにより,市販のペットボトルの3次元形状測定を可能にした.さらに,前年度の超音波を用いた形状認識システムを組み合わせて融合システムを構成して,市販のペットボトルの認識実験を行い,その有用性を確認した.また,実用化に向けて,測定時間の短縮についても検討した.実用システムではオンラインで行うことになるので,ラインの速度を止めない程度の時間で自動分別する必要がある.そこで,速度向上対策として,FPGAを用いた予備的な識別回路を設計し,これにより,計算機での負荷を軽減し,速度の向上を図った.近年,リサイクル社会がより一層進む動きの中で,「容器包装リサイクル法亅で規定されている透明プラスチックボトル,いわゆるペットボトルの再利用が従来以上に促進されている.そこで,本研究課題では,リユースのための自動分別システムを実現することを目指した.平成16年度は,まず,円柱,四角柱,円錐などのプリミティブ形状と素材判別をレーザー光と超音波を用いて可能とするシステムの問題に取り組んだ.まず,ペットボトルのような透明物体に適用するためのレーザーレンジファインダの設計・製作を行った.そのために,レーザー投光系を小型の高精度5自由度のロボットアームで構成し,画像センサは本研究室で所有している受光系を改良して用いたシステムを設計・製作した.そして,シミュレーションと実験により,試作したレーザーレンジファインダの妥当性と改良点等を検討した.その結果,ペットボトルの3次元形状が所要の精度と測定時間で測定できる性能を有することが確認できた.次に,物体の素材判別のための超音波反射音圧波形の取得システムの設計・製作を行った.そのシステムは,複数の発信器と受信用の超音波センサアレイから成り,得られた超音波波形とGAを組み合わせて,素材判別が可能であることが確認できた.平成17年度は実際に製品として市場に出回っている透明プラスチックボトルを用いて,これらの対象の形状と素材による識別を試みた.市販のペットボトルを識別するためには,物体表面の細かな形状変化の検出が必要となるので,6軸ロボットを用いたレーザーレンジファインダを用いた3次元計測システムを改良した.改良のポイントは(1)三角測量式をベクトル演算を用いて厳密化したことと(2)ロボットの制御方式を見直して,より高空間分解能で3次元形状を測定できることにしたことである.それにより,市販のペットボトルの3次元形状測定を可能にした.さらに,前年度の超音波を用いた形状認識システムを組み合わせて融合システムを構成して,市販のペットボトルの認識実験を行い,その有用性を確認した.また,実用化に向けて,測定時間の短縮についても検討した.実用システムではオンラインで行うことになるので,ラインの速度を止めない程度の時間で自動分別する必要がある.そこで,速度向上対策として,FPGAを用いた予備的な識別回路を設計し,これにより,計算機での負荷を軽減し,速度の向上を図った.近年,リサイクル社会がより一層進む動きの中で,「容器包装リサイクル法」で規定されている透明プラスチックボトル,いわゆるペットボトルの再利用が従来以上に促進されている.そこで,本研究課題では,リユースのための自動分別システムをレーザー光と超音波音圧波形を用いることにより実現することを目指す.本年度は,まず,円柱,四角柱,円錐などのプリミティブ形状と素材判別をレーザー光と超音波を用いて可能とするシステムの問題に取り組む.まず,ペットボトルのような透明物体に適用するためのレーザーレンジファインダの設計・製作を行った.そのために,レーザー投光系を小型の高精度5自由度のロボットアームで構成し,画像センサは本研究室で所有している受光系を改良して用いたシステムを設計・製作した.そして,シミュレーションと実験により,試作したレーザーレンジファインダの妥当性と改良点等を検討した.その結果,ペットボトルの3次元形状が所要の精度と測定時間で測定できる性能を有することが確認できた.

次に,物体の素材判別のための超音波反射音圧波形の取得システムの設計・製作を行った.そのシステムは,複数の発信器と受信用の超音波センサアレイから成り,得られた超音波波形とGAを組み合わせて,素材判別が可能であることが確認できた.さらに,レーザーレンジファインダーと超音波波形を用いたGAによる形状認識と素材判別システムについて検討し,レーザー光情報と超音波情報を融合させることで,レーザー光単独,或いは超音波単独で用いるよりは,遥かに高い精度で,透明体の形状測定・素材判別が可能であることが確認でき,次年度の現実のペットボトルへの適用が可能であることが確認できた.近年,リサイクル社会がより一層進む動きの中で,「容器包装リサイクル法」で規定されている透明プラスチックボトル,いわゆるペットボトルの再利用が従来以上に促進されている.しかし,今までの再利用は,あくまでマテリアルリサイクルである.すなわち,ペットボトルを材料として別の製品として再利用するリサイクルであって,欧米型のリユースを目指したものではない.ペットボトルのリユースを実現するためには,形状だけでなく,素材の分別まで考慮に入れた自動分別システムが必要である.しかし,このような分別は今まで困難とされ実現されていなかった.そこで,本研究課題では,リユースのための自動分別システムをレーザー光と超音波音圧波形を用いることにより実現するための基礎研究を行う.前年度は,対象として,プリミティブな透明な円筒や中空の6角柱などを用いたが,平成17年度は実際に製品として市場に出回っている透明プラスチックボトルを用いて,これらの対象の形状と素材による識別を試みた.市販のペットボトルを識別するためには,物体表面の細かな形状変化の検出が必要となるので,6軸ロボットを用いたレーザーレンジファインダを用いた3次元計測システムを改良した.改良のポイントは(1)三角測量式をベクトル演算を用いて厳密化したことと(2)ロボットの制御方式を見直して,より高空間分解能で3次元形状を測定できることにしたことである.それにより,市販のペットボトルの3次元形状測定を可能にした,さらに,前年度の超音波を用いた形状認識システムを組み合わせて融合システムを構成して,市販のペットボトルの認識実験を行い,その有用性を確認した.また,実用化に向けて,測定時間の短縮についても検討した.実用システムではオンラインで行うことになるので,ラインの速度を止めない程度の時間で自動分別する必要がある.そこで,速度向上対策として,FPGAを用いた予備的な識別回路を設計し,これにより,計算機での負荷を軽減し,速度の向上を図った.
大日本帝国と李垠―朝鮮最後の王から見た日韓の比較文化研究

李氏朝鮮最後の王李垠は、1890年代末から1970年までのいわゆる近代移行期から高度経済成長期に日本と韓国の狭間に生きたものである。この近代化の時期の日本と朝鮮半島の関係は決していいものではない。本研究が問題にするのは、むしろそのような強者と弱者を色分けしたり、植民地支配を断罪したり正当化したりするような些末な「政治」ではなく、文化研究者として考察する。もちろん文化が「政治」から自由であると考えてはいない。むしろ「文化」を考察することそのものに「政治」性ー近代化の評価などさまざまな点ーが潜んでいると思う。それゆえに、李垠という極めて「政治的」な人物を視点として日韓文化交流を考察する。
吸啜運動期ラットの顔面神経核前運動ニューロンのリズム構成に関する神経生理学的研究

顔面神経核の内側および外側に位置する微小領域の電気刺激の実験から、顔面神経核の複数の背側領域から促進性および抑制性のシナプス後電位を誘発した。このことは、顔面神経核がこれらの領域からpremotor neuronとして入力を受けていることを示唆するものであった。さらに、三叉神経主知覚核、parvocellular reticular formation、三叉神経傍領域、三叉神経間領域、三叉神経上領域、三叉神経中脳路核などの三叉神経運動核のpremotor neuron領域の刺激により、顔面神経核のpremotor neuron領域からもシナプス後電位を誘発することが示唆されたため、これらの領域が顎顔面の協調運動機構に関与することが示唆された。また、これらの回路特性には日齢に伴う変化が認められ、顔面神経核周辺領域および顔面神経核に対する入力は、日齢に伴いシナプス応答特性が複雑化する傾向が示唆された。日齢に伴う顔面神経核ニューロンの特性の変化の実験においては、吸啜運動の成熟に伴い顔面神経核のニューロンの発火特性やチャネル機構の変化が認められ、カレントクランプ時の微小正電流刺激時に顔面神経核ニューロンの単発発火を認める群と持続性発火を認める群とに分類された。これらはP7からP9頃に持続性発火の割合が増加する傾向が示唆された。NMDAの灌流液中への投与による顔面神経核ニューロンの発火様式は、P2-3においては持続性発火が多く認められるのに対して、P7以降からはリズミカルな発火が多く認められるようになった。biocytin染色法における顔面神経核ニューロンの形態学的観察においては、顔面神経核およびその内側、外側領域のニューロンの樹状突起形態およびpremotor neuronへの軸索の伸展が日齢的に複雑化することが示唆された。