hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
希少糖に誘導されるイネ耐病性シグナル伝達機構の解明

白葉枯病菌を用いた耐病性の検定を行った結果、野生株と比較し、低濃度のD-allose処理においても有意に病害抵抗性を示したことから、rbohCの過剰発現イネはD-alloseに対し高感受性を示すことが明らかとなった。このことはD-alloseがrbohCを活性化させ,ROSの蓄積による過敏感反応を誘導し,白葉枯病に対する抵抗性を付与していると考えられる。現在はrbohCに至るまでのシグナル伝達経路に関して研究を行なっている。・自然界に大量に存在する単糖に対して,微量にしか存在しない単糖を希少糖という.希少糖の1つであるD-alloseを処理したイネでは無処理のイネと比べて菌接種後の白色病斑長が短くなり,D-alloseを処理したイネでは病害抵抗性が誘導されていることが明らかとなった.さらに,1}-alloseを処理したイネ葉では処理後24時間以内にROSの蓄積が認められ,D-alloseにより誘導されるイネの病害抵抗性はNADPHoxidaseをコードするOsrbohCに依存したROSの蓄積によって誘導されていることが明らかになった.また,D-allose処理後からROS蓄積や病害抵抗性誘導に至るまでのイネのシグナル伝達経路を検討した.細胞中における単糖の最初の修飾はリン酸化であることが知られている.そこで,単糖リン酸化酵素であるHexokinase(HXK)の阻害剤であるN-acetyl-D-glucosamineをD-alloseと同時に処理すると,D-alloseの誘導するROSの蓄積や病害抵抗性が消失した.さらに,D-alloseを処理したイネ葉細胞にはD-allose-6-phosphate(A6P)が蓄積することが明らかになった.そこで次に,D-alloseのリン酸化と病害1抵抗性誘導との関係を明らかにするため,D-alloseを特異的にリン酸化する大腸菌ゲノム由来のD-allose kinase(AlsK)をイネで過剰発現させた.その結果,AlsK過剰発現イネではD-alloseにより誘導される白葉枯病抵抗性がより強くなった事より,イネ病害抵抗性誘導にはD-alloseの6位のリン酸化物であるA6P生産が重要であることが明らかになった.必要となる組換え植物の作成が終了し、その種子を滞り無く取得することができた。また、タンパク質の作成に関しても薪規の技術を取り入れることによってスムーズに作成でき、特にイネのHexokiaseについて実験に耐えうる量のタンパク質を比較的容易に生成することができ、実験結果を得ることができた。さらに、新規の結果を多く獲る事ができ、来年度以降の研究の進展に一定の目処がたったため。予想していた新規の結果を多く獲る事ができたのに加え、それらの結果を論文化し投稿する事ができた。しかし、受理までは辿りつく事ができなかったため、今後所属していた研究室で得られる結果により受理されるレベルにまではたどり着くことができたと考えられるため。研究の完結に向けた実験のうち、必要となる材料である組換え体の作成が全て終わったので、それら組換え体を用いてD-alloseとの関与について詳細な解析を行う。すでにAlsKとRbohCの過剰発現体を用いた解析はほぼ終えており、今後はD-alloseのリン酸化物とNADPHオキシダーゼを繋ぐ因子の同定を進めていく予定である。
CMB偏光超精密観測に用いる非駆動型偏光変調器の開発

前年度購入したミリ波発生装置・受信機・光学系素子・光学定盤を用いて透過率と反射率を測定するシステムを構築した。反射率測定では、測定試料の垂直反射率を測定するために、半透過素子としてシリコンウェハを用いることにした。透過率測定系において、確かにシリコンウェハが周波数90-140GHzの帯域で約50%の透過率を持つことを実測し、理論曲線とも合致することを確認した。また反射率測定試料としてポリエチレンを配置し、その反射率の周波数依存性を測定したところ、表面での反射と表面透過し裏面で反射したミリ波の干渉パターンが測定され、これも屈折率から計算した期待値と一致することから、透過率を正常に測定できることを確認した。また、反射試料としてワイヤーグリッドを用いて、片偏波のみ反射するワイヤーグリッドの回転角依存性を測定することにより、偏光感度を持つことも確認した。これらの測定を行うために、ミリ波の発生と受信機からの信号処理を一括で行う測定システムソフトウェアも開発した。これらの成果は、日本物理学会で発表した。次に反射試料として、本研究課題の主題である非駆動型偏光変調器を用いた。これは産総研の研究者の方に作製して頂いた。この試料は0.3Kの極低温に冷却する必要があるので、高エネルギー加速器研究機構にあるヘリウム3ソープション冷凍機を利用させて頂いた。外部から冷凍機内部にある試料にミリ波を照射するために、4K・70K・300Kのシールドに穴を開けて赤外線を通さずミリ波のみを通すフィルターを設置し、冷却に成功した。外部からミリ波を入射し反射率を測定することに成功した。ところが、測定の調整中ミリ波発生装置の出力が不安定になってしまった。調査の結果、出力装置の冷却ファンに問題があり、温度が安定しなかったことが分かった。現在温度を安定させるための対策を実施中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。非駆動型偏光変調器の作製と、その評価システムの構築を行った。前者については、産業技術総合研究所と岡山大学の間にH30年度末まで共同研究を契約した。産総研のクリーンルーム施設(CRAVITY)を用いて変調器の最初の試作を行った。シリコン基板の上にスパッターにより金属薄膜を塗布、リフトオフにより微細構造を形成した。このままでは金属薄膜が剥離することが分かったが、作製手法を工夫することにより、剥離を抑えることに成功した。顕微鏡写真により、一様な微細構造パターンを確認し、試作は成功したと考える。素子作製に平行して、CMBの観測で用いる帯域90-140 GHzでミリ波を発生・受信する装置を購入した。室温での光学定盤において、光学系のアライメントを行い測定システムを構築した。変調器は冷凍機内に置くが、測定系は室温に置く予定である。そこで正反射率を測定するシステムを構築する必要があった。マイケルソン・モーレ型の干渉計をヒントに、半透過膜と偏光グリッドを用いた正反射率測定系を考案し、構築した。半透過膜として、当該周波数でほぼ50%の透過率を持つ部材として、シリコン基板とサファイア基板の2つを候補として挙げた。それらの基板を購入し、透過率を測定することにより、その屈折率が期待通りの値であることを確認した。1軸性複屈折率を持つサファイア基板はCカットで、カット平面内においては一様な屈折率を持つが、45度傾けると異常軸の影響が出る可能性がある、ということで最終的にシリコン基板を半透過膜として採用することにした。

パイソンを用いたプログラミングにより、周波数のスキャンとデータ取得を自動的に行うシステムを構築した。ミリ波発生装置と受信機および光学系に必要なワイヤーグリッド・曲面鏡などの選定を行い、今年度内に購入し、測定系の構築を行うことに成功した。また、偏光変調器の作製を、産総研の研究者と相談、設計図を描き、リソグラフィー技術により作製可能であることを確認した。金属薄膜が乖離してしまうトラブルがあったが、作製手法を工夫することにより、この問題を回避することができた。以上、今年度の研究開発進展は概ね順調であったと判断する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。正反射率を測定するシステムの構築を行う。室温において、冷凍機内の試料の反射率測定を模擬し、反射率の測定を行う。アライメント手法を確立し、効率的に測定ができるようにする。冷凍機は、高エネルギー加速器研究機構のクリーンルームに設置してあるヘリウム3ソーブション冷凍機を用いる予定である。この冷凍機のシールドには直径3cmの穴が開いてあり、これをミリ波導入口とする。一方、室温からの放射による熱流入があるために、慎重に窓材を選択する必要がある。300GHz程度でカットオフを持つ低周波透過材を用いることにより、熱流入計算をすることにより、冷却可能かどうか計算上で確かめ、その後実機にて冷却する予定である。現在光学系は岡山大で構築しているが、これを高エネ研に移設し、冷凍機内に変調器を導入、正反射率を測定することにより変調効率を測定する予定である。
酸性化に伴う森林土壌の重金属保持機能の変化と溶出リスク予測に関する研究

森林土壌の酸性化による森林生態系における重金属動態の変化を予測するために、2つの異なる森林流域において重金属動態を明らかにした。2つの流域において土壌中の重金属の動態が異なっており、慢性的な酸性化物質の負荷に伴う土壌の酸性化の影響が見られる流域において、亜鉛、カドミウムの土壌中の移動量が多かった。また、流域からの重金属の溶出は少ないが、元素によっては流域の地質、深層土壌や基盤岩石への吸着(固定)の影響が示唆された。本研究では、森林土壌の酸性化による重金属の動態の変化が森林生態系内および系外へ及ぼす影響を予測するために、重金属のなかでも有害性の高い鉛(Pb)、カドミウム(Cd)、高濃度では有害であるが植物の必須元素でもある銅(Cu)、亜鉛(Zn)、および人為起源の指標となりうるバナジウム(V)、アンチモン(Sb)を対象とした。今年度は、森林小流域(筑波共同試験地)において、降水(林外雨、林内雨)、および土壌水(0100センチ)の観測装置の設置および観測(2週間に一回の頻度)を開始した。また、観測地点の森林土壌の理化学性を明らかにした。1)森林生態系における重金属の動態筑波共同試験地における降水(林外雨)中の重金属濃度の平均値はそれぞれ、Pb:1.33μgL^<-1>、Cd:0.05μgL^<-1>、Cu:4.09μgL^<-1>、Zn:7.51μgL^<-1>、V:0.38μgL^<-1>、Sb:0.09μgL^<-1>であった。これらの重金属の濃度は林内雨中で1.31,8倍程度高くなった。また、流域から流出する渓流水中の濃度はバナジウムを除き、林外雨の0.140,26倍と低下した。しかしながら、バナジウムは林外雨より渓流水中の濃度が3.6倍程度高くなった。これは、筑波共同試験地の主な地質が斑糲岩であり、バナジウムを多く含む基岩から溶出し、渓流水中の濃度が高くなったと考えられる。一方、土壌水中の重金属濃度はカドミウムを除いては表層以外では低濃度であった。カドミウムは下層ほど高い値を示したが、渓流水中の濃度は土壌水中の濃度の1/100程度に低下していた。2)森林土壌の物理化学性の解明土壌水を採取している地点の土壌のpHを測定したところ、表層から下層(0100センチ)にかけて4.5前後であった。通常下層土壌ではpHの値が表層に比べ高くなるが、この流域の土壌中ではそのような変化は見られなかった。今年度は、森林小流域(筑波共同試験地)において、降水(林外雨、林内雨)、および土壌水(0100センチ)の観測観測(2週間に一回の頻度)を前年度より継続して行った。また、観測地点の森林土壌の物理性を明らかにした。1)森林生態系における重金属の動態筑波共同試験地における降水(林外雨)中の重金属濃度の平均値はそれぞれ、Pb:1.44μgL^<-1>、Cd:0.05μgL^<-1>、Cu:5.05μgL^<-1>、Zn:7.27μgL^<-1>、V:0.41μgL^<-1>、Sb:0.09μgL^<-1>であった。これらの重金属の濃度は林内雨中で高くなった。また、流域から流出する渓流水中の濃度はバナジウムを除き、林外雨中の濃度より低下した。しかしながら、バナジウムは林外雨より渓流水中の濃度が3倍程度高く、筑波共同試験地の地質の影響が見られた。カドミウムは下層100cmの深度においても高い値を示したが、渓流水中の濃度はその濃度の1/100程度に低下しており、流域からのカドミウムの流出は少なかった。2)森林土壌の物理性の解明土壌水を採取している地点の土壌の粒径組成分析を行った結果、表層、下層ともLiCであった。

本研究では、森林土壌の酸性化による重金属の動態の変化が森林生態系内および系外へ及ぼす影響を予測するために、重金属のなかでも有害性の高い鉛(Pb)、カドミウム(Cd)、高濃度では有害であるが植物の必須元素でもある銅(Cu)、亜鉛(Zn)、および人為起源の指標となりうるバナジウム(V)、アンチモン(Sb)を対象とした。今年度は、森林小流域(筑波共同試験地)において、降水(林外雨、林内雨)、および土壌水(0100センチ)の観測観測(2週間に一回の頻度)を前年度より継続して行った。また、観測地点の土壌特性として粘土鉱物組成およびBCR法による各重金属元素の土壌中の形態別存在量を明らかにした。1)森林生態系における重金属の動態筑波共同試験地における降水中の重金属濃度は林外雨に比べ林内雨中で高くなった。また、流域から流出する渓流水中の濃度はバナジウムを除き、林外雨中の濃度より低下した。しかしながら、バナジウムは林外雨より渓流水中の濃度が3倍程度高く、筑波共同試験地の地質の影響が見られた。一方、土壌水中の重金属濃度はカドミウムを除いては表層以外では低濃度であった。カドミウムは下層100cmの深度においても高い値を示したが、渓流水中の濃度はその濃度の1/100程度に低下しており、流域からのカドミウムの流出は少なかった。2)観測地点の土壌特性の解明土壌水を採取している地点の土壌中の粘土鉱物組成分析を行った結果、A層、B層において主要粘土鉱物はカオリン鉱物およびクロライトであった。また、各重金属元素と土壌固相との結合形態においては、Cdは全層位において易移動性画分の割合が他の元素と比較して高く(3040%)、この観測地点において土壌水中のCd濃度が下層においても高い結果と一致した。火山灰土壌の特性のため、供試土壌の物理化学性分析が計画よりも遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は森林土壌中の重金属保持形態の解明のために、層位ごと採取した土壌試料を用い、BCR法により深度別に土壌固相と重金属の結合形態、および、その存在割合を明らかにする。
異速圧延による金属粉末から機能性薄板および複合板の成形

1.粉末圧延に異速圧延を適用し,電解銅粉末の圧密過程において異速比が圧延荷重,先進率,板材の板厚および相対密度におよぼす影響について検討した。圧延荷重は,粉末の供給量と板材の成形速度との比が大きくなるにしたがい大きくなり,相対密度は,等速圧延で成形された板材の相対密度に比べ大きくなった.2.等速圧延および異速圧延に対して適用が可能な可容速度場を新たに提案し,上界法を用いて圧延荷重に関する解析を行った.与えられた初期条件(異速比,供給量,初期ロール間隙,ロール周速度)において,各異速比ごとに,圧延荷重の予測が可能になった.粉末圧延法を応用したフレキシブルな成形法として,所定の形状の穴を開けた金型と,粉末とを同時に圧延することにより,金型と平面形状が同一な圧粉体,金型を心材とした複合板,金型の穴の部分の形状を持つ圧粉体を成形するプロセスを提案した.そして,モデル粉末として電解銅粉末を,金型として市販の18-8ステンレス鋼板のパンチング板を用いて実験を行い,金型の板厚,金型の穴径,ロール間隙およびロール周速度を変化させ,成形可能な条件を検討し,成形プロセスの妥当性を確認した.ステンレスのパンチング板と銅粉末との複合板は,ステンレスの特徴である強度を維持し,欠点である熱抵抗を小さくできる。また,ステンレス板とパ-マロイの複合体は耐食性と磁性を兼ね備えた複合材料として期待できる.1.粉末圧延に異速圧延を適用し,電解銅粉末の圧密過程において異速比が圧延荷重,先進率,板材の板厚および相対密度におよぼす影響について検討した。また,ステンレス板とパ-マロイの複合体は耐食性と磁性を兼ね備えた複合材料として期待できる.形状が異なる3種類の銅粉末を用いて,同径形の異速圧延を行った.また,電解銅粉とガス噴霧銅粉を3:7に混合した粉末(混合粉)についても圧延を試みた.粉末の供給方は,ホッパー内の粉末の堆積高さを一定にする飽和形を用いた.そして,異速比が圧延荷重,薄板の密度および板厚に及ぼす影響を調べ,等速圧延の場合と比較,検討した.主な結果は次のようである.1)電解銅粉と水噴霧銅粉において,薄板の相対密度と板厚は,異速比に依存する.薄板の相対密度は,異速比が1.33で最も高く,等速圧延のときより,約10%高くなった.板厚は,異速比が大きくなると,薄くなった.2)異速圧延において,薄板表面には光沢が生じた.また,ロールギャップが小さいとき,端割れが生じた.3)異速比が大きくなると,低速側先進率は大きくなり,高速側先進率は,小さくなった.中立点間に発生する互いに反対方向の摩擦力は,薄板のせん断変形に寄与し,薄板の高密度化をもたらした.4)ガス噴霧銅粉において,薄板は不連続的に成形された.混合粉は,等速圧延において強度の小さい薄板しか成形されなかったが,異速圧延において良好な薄板が成形された.以上の研究の他に,次年度のためにつぎの研究の準備を完了した.異径のロールを用いる異速圧延.同径ロールの圧延による金属粉末と溶製材との複合化.電解銅粉末および水噴霧銅粉末の異速圧延を精密に制御された粉末の供給量の下で行った.異速比は1.00から1.50まで,ロール間隙は0.05から0.25mmまで変化させた.そして,異速比,ロール間隙,粉末の供給量と成形速度が圧延荷重,板厚および相対密度におよぼす影響を検討した.得られた主な結果は次のようである.1)圧延荷重,板厚および相対密度は,各ロール間隙において異速比が大きくなるに従って小さくなった.圧延荷重と相対密度は,各異速比においてロール間隙が小さくなるに従い大きくなった.2)圧延荷重が同一であれば等速圧延によって成形される板材の相対密度に比較して,異速圧延によって成形される板材の相対密度は大きくなった.

相対密度の増加率は,電解銅粉末の場合に,異速比が1.33のとき最大となり,等速圧延の相対密度に比べて約10%大きくなった.3)板材の相対密度は成形速度に依存しなかった。4)同じ相対密度の圧粉体を成形する圧延荷重は,異速比が大きくなるに従い小さくなった.4)異速比が相対密度に及ぼす影響は,電解銅粉末より水噴霧銅粉末を用いた場合に顕著であった.また,一般性のある速度場を提案し,上界法によって圧密挙動を解析できた.ステンレスのパンチング板と銅粉末との複合板は,ステンレスの特徴である強度を維持し,欠点である熱抵抗を小さくできる.また,ステンレス板とパ-マロイの複合体は耐食性と磁性を兼ね備えた複合材料として期待できる.これらの成形プロセスに金属粉末と溶製材との同時圧延が考えられ,基礎研究を行った.金属粉末の等速圧延および異速圧延に関する基礎研究の結果をもとに,粉末圧延法を応用したフレキシブルな成形法として,所定の形状の穴を開けた金型と,粉末とを同時に圧延することにより,金型と平面形状が同一な圧粉体,金型を心材とした複合板,金型の穴の部分の形状を持つ圧粉体を成形する方法を提案した.そして,モデル粉末として電解銅粉末を,金型として市販の18-8ステンレス鋼板のパンチング板を用いて実験をおこなった.金型の板厚,金型の穴径,ロール間隙およびロール周速度を変化させ,成形可能な条件を検討した.提案した現象論をもとにした本成形法の妥当性が確認できた.金型と粉末とを同時に圧延するとき,金型と平面形状が発生する.異速圧延による再圧延の過程で,金型の部分で成形された圧粉体を,金型から分離する.この場合,異速比は小さい値でよく,修正ロール間隙は大きい方がよい.圧粉体の最終形状において,異速比および修正ロール間隙による形状の違いは見られなかった.なお,圧延された圧粉体を焼結した薄板は脆く,伸びひずみが非常に小さい.焼結薄板の機械的特性を評価するために,一次元CCDカメラを用いて,1%程度のひずみを非接触で連続的に測定することにも成功した.
化学反応式モデルに基づくNFVサービスアーキテクチャの確立

本研究では,化学反応式を利用した空間拡散モデルに基づいて,上記のようなネットワークサービスにおいて,提供するサービスや機能を適切な場所で実行し,サーバ資源をそれらで効率よく共有する手法を提案した.提案手法では,サービスや機能を実行するサーバを個々のタプル空間とみなし,ユーザからのリクエスト量やサービスの需要量等を化学物質として考え,サーバ内の局所的な状況を化学物質の濃度変化や拡散によって表現した.そして,その空間で,各サービスに対するリクエストをサーバ資源を用いて処理する反応式を定義し,それを実行することにより,サービスの需要に応じたサーバ資源の共有をシステム内の各デバイスの自律的な動作によって実現した.また,提案システムをNetwork Function Virtualization (NFV)を実現するために適用することを考え,NFVにおけるサービチェイニング,VirtualizedNetworkFunction (VNF)のサーバへの配置,フロー経路の決定などを行うための化学反応式を構築し,その有効性として、サービスチェイニングの実現、ネットワーク障害発生時の経路変更などが可能であることをを確認した.また,提案方式が持つパラメータが方式の挙動に与える影響を数学的解析によって明らかにし、その動作を確認した。さらに,ESTIが提唱するNFVのフレームワーク上での提案方式の実装方針を検討し、オープンソースのNFV環境であろOPNFVへの提案方式の実装を進め、提案システムが仮想化ネットワークシステムに求められる様々な機能を、汎用的なアーキテクチャ上で実現できることを示した.ネットワーク仮想化技術(Network Function Virtualization: NFV)では、様々な仮想ネットワーク機能(Virtual Network Function: VNF)が物理サーバあるいは仮想サーバ上に配置される。NFVで提供されるVNFを必要とするフローは、所望のVNFの適用順で示されるサービスチェイニング要求を持つ。従って、NFV環境の効率的な運用のためには、VNFの配置、VNFへの資源配分、及びフローの経路を、サービスチェイニング要求やトラヒック量等に応じて適切に決定することが求められる。本報告では、生化学機構に着想を得た、生化学反応式を用いたタプル空間モデルに基づくサービス空間構築手法がに基づいてそれらを決定する手法を提案した。具体的には、VNFの配置、VNFへの資源配分、及びフローの経路などを行うために各ノードにおける挙動を化学反応式で定義し、それらの反応を反応速度論に応じて実行することで、各ノードの挙動を決定する。コンピュータシミュレーションにより、日本のバックボーンネットワークを用いて展開されるNFVサービスを想定した、提案方式の性能評価を行った。その結果、NFVに求められる挙動が実現されることを示した。また、単純なVNF配置方法との性能比較を行った結果、提案手法を適用することによって、フローへのVNF提供にかかる時間を平均で77%削減できることを明らかにした。当初は、基本的な提案手法の動作確認を行うことを本年度の目標としていたが、それに加えて、単純な方式との性能比較を行い、提案方式がより有効であることを確認するに至った。そのあめ、当初の計画以上に進展していると考える。NFVやマッシュアップWebサービスなどのネットワークシステムにおいては,実行環境の構成要素である汎用サーバ上に複数のサービスや機能を配置し,実行する.その分散配置されたサーバに,どのサービスや機能を配置するか,及び配置された各サービスや機能にどう資源を割り当て実行するかを各サーバで自律的に決定することが重要であり,物理的に広い範囲のネットワーク環境や,サーバ障害や環境変動の発生時においても,システムの冗長性や成長性を保ちながらシステム全体を制御できる.本研究では,化学反応式を利用した空間拡散モデルに基づいて,上記のようなネットワークサービスにおいて,提供するサービスや機能を適切な場所で実行し,サーバ資源をそれらで効率よく共有する手法を提案している.提案手法では,サービスや機能を実行するサーバを個々のタプル空間とみなし,ユーザからのリクエスト量やサービスの需要量等を化学物質として考え,サーバ内の局所的な状況を化学物質の濃度変化や拡散によって表現する.そして,その空間で,各サービスに対するリクエストをサーバ資源を用いて処理する反応式を定義し,それを実行することにより,サービスの需要に応じたサーバ資源の共有をシステム内の各デバイスの自律的な動作によって実現する.また,提案システムをNetwork Function Virtualization (NFV)を実現するために適用することを考え,NFVにおけるサービチェイニング,Virtualized Network Function (VNF)のサーバへの配置,フロー経路の決定などを行うための化学反応式を構築し,その有効性を確認した.また、簡易なNFV環境を用いた実装実験により、提案システムが仮想化ネットワークシステムに求められる様々な機能を実現できることを確認した.本年度の研究では、複雑なNFVのフローへの資源割り当て、サーバの資源制御、サービスチェイニングなどを化学反応式で表現すると同時に、サーバにおけるフローへのVNFの適用を多段階の酵素触媒反応を用いた反応表現を検討した。また、それにより複雑化するパラメータチューニングを行い、適切なチューニングを行うことで過不足なくフローへVNFを適用できることを示した。これらの成果は、当初の進捗予定に合致している。また、提案方式を実環境へ適用するための実験を行っている。実験においては、仮想化サーバ・ネットワーク環境において提案方式を実装すると共に、提案方式を実サーバの資源割当にどう反映させるかについて慎重に検討し、実環境においてキャリブレーションを行うことでそれが可能になることを明らかにするとともに、それを実験によって実証した。さらに、ビットレートが異なる複数フローへの資源配分や、ビットレートの動的な変化にも問題なく追随し、サーバの資源割当とフローへのVNFの適用を適応的に行えることを明らかにした。これらのことから、当初の進捗予定に合致していると考える。NFVやマッシュアップ

Webサービスなどのネットワークシステムにおいては,分散配置されたサーバに,どのサービスや機能を配置するか,及び配置された各サービスや機能にどう資源を割り当て実行するかを各サーバで自律的に決定することが重要である.また,サーバ障害や環境変動の発生時においても,システムの冗長性や成長性を保ちながらシステム全体を制御できることが求められる.本研究では,化学反応式を利用した空間拡散モデルに基づいて,上記のようなネットワークサービスにおいて,提供するサービスや機能を適切な場所で実行し,サーバ資源をそれらで効率よく共有する手法を提案している.提案手法では,サービスや機能を実行するサーバを個々のタプル空間とみなし,ユーザからのリクエスト量やサービスの需要量等を化学物質として考え,サーバ内の局所的な状況を化学物質の濃度変化や拡散によって表現する.そして,その空間で,各サービスに対するリクエストをサーバ資源を用いて処理する反応式を定義し,それを実行することにより,サービスの需要に応じたサーバ資源の共有をシステム内の各デバイスの自律的な動作によって実現する.また,提案システムをNetwork Function Virtualization (NFV)を実現するために適用することを考え,NFVにおけるサービチェイニング,Virtualized Network Function (VNF)のサーバへの配置,フロー経路の決定などを行うための化学反応式を構築し,その有効性を確認した.また,提案方式が持つパラメータが方式の挙動に与える影響を数学的解析によって明らかにし、その動作を確認した。さらに,オープンソースのNFV環境であろOPNFVを用いた実装実験により,提案システムが仮想化ネットワークシステムに求められる様々な機能を、汎用的なアーキテクチャ上で実現できることを確認した.本年度の研究では、複雑なNFVのフローへの資源割り当て、サーバの資源制御、サービスチェイニングなどが化学反応式で表現された提案方式において、サーバにおけるフローへのVNFの適用を多段階の酵素触媒反応を用いた反応表現の基本的な性質を、数学的解析手法によって明らかにした。その結果、複雑化するパラメータチューニングを行うことが可能となった。具体的には、適切なチューニングを行うことで、複数ノードで動作しているVNFへのネットワークフローの分散処理を十内に行えることを確認した。また、提案方式を実環境へ適用するための実験を行っった。
めまい症状の多次元モデル分析に基づく「めまい」のフィジカルアセスメント技法の開発

慢性的なめまい患者のケア技術開発のための基礎的研究として、めまいの調査、実験室での姿勢保持及びめまい誘発実験を行った。その結果、約3割が日常生活に何らかの支障を来すめまいを体験していること、身体動揺は体格や立位姿勢と関連性が高いこと、実験的に誘発した回転性のめまいに対する感受性には個人差があること、臨床的に問題のあるめまいの理解には患者の長期的な観察研究が適することが分かった。平成25年度は、昨年度行った「めまい」の実態調査(Web調査)の解析と、重心動揺計(家庭用健康計測機器Wii-Fitを改良したもの)のコンピュータ化(出力をblue-tooth搭載コンピュータに取り込んでデータ解析できるようにした)、及び「めまい反応」の予備実験を試行した。成果の概要は以下のようである。めまい症状の特徴:平成24年に実施したWeb踏査で、何らかの医学的対応が必要な人が約1割いることが分かった。一方で、めまいは予兆の少ない一過性の症状であるが、繰り返し起こることから、日常生活の入念な観察とフィジカルアセスメント、また重心動揺などの多次元的な情報を解析することによって、めまい発生のトリガーを探求できる可能性が示唆された。めまい時の重心動揺計測の試行(プロトコル作成のための予備実験):健常者に回転椅子の回転でめまい症状を誘発し、その前後でロンベルグ試験の姿勢での重心動揺計測を行った。その結果、自前の機器がスムーズに作動し、データ収集効率もよいことを確認した。また、誘発しためまい症状は個人差が大きいこと、めまい症状やめまい反応には「慣れ」「学習」が生じる可能性があることが推測された。さらに、めまい発生時には心理的動揺や、筋緊張に大きな変化が生じることから、本実験では、重心動揺計測の他にフィジカルアセスメント、めまい症状と日常生活全般に関する問診、いくつかの心理テスト、さらには心電図や筋電図も併せて計測し、めまい症状の多次元的分析を行う、当初の研究計画の妥当性が確認できた。平成24年度は、当年度研究計画、研究環境の整備、予備実験、「めまい」のある患者の実態調査を行った。1.研究準備として体性感覚指標としての皮膚温度計と重心動揺計(家庭用健康計測機器を改良使用)を購入、試用動作確認とデータ取り込み調整を行い、H25年度から予定している本実験の環境が整備できた。2.サンプルサイズと実験プロトコル確定のために、健康者7名を対象に受動的身体回転直後の重心動揺と「ふらつき感」を調べる予備実験を行った。その結果、「ふらつき感」の自覚と重心動揺軌跡との間には一定の関係があること、「ふらつき感」には「馴れ」や「学習」が関係すること、また「ふらつき感の馴れ」には個別の前庭感覚感受性が関与することが示唆された。これらの予備実験結果から、健康者を対象にさらにいくつかの「めまい誘発実験」を計画し、めまい症状にこれらの要素がどのように関係するかを調べることにした。3.「めまい症状」の全国調査をWeb調査によって実施した。調査は調査会社に依頼し、全国数百万人の登録者から無作為に抽出した2000人を対象に行った。その結果、約3割が週1回以上のめまいを体験していること、めまい体験者のうち約3割がめまいに悩み日常生活に何らかの支障を来していること、さらに、メニエール病であると答えた者が14%に昇った。この結果は「めまい」に悩む人々は予想以上に存在する可能性を予測させるもので、健康者の一過性のめまい症状を含め、めまい患者の心身の多次元的アセスメントの重要性が確認できた。平成26年度は、身体バランス保持力と個人特性心理的・身体的反応との関係を調べるために、2つの実験を行った。1.立位姿勢保持時の二次元重心動揺と個人特性との関係ロンベルグ試験時の重心動揺を測定し、立位保持時にはどのような身体動揺が見られるか、また、姿勢保持力が心身の関連要素とどのように関係するかを調べる目的で20歳代の健康学生67名を対象に1グループの事前事後比較デザインで調べた。安定立位時とロンベルグ立位時の重心動揺計測にはWii fit(任天堂)のバランスボードを利用した。想定される身体動揺関連因子(一般状態、足底長等を含む体格情報、運動歴、めまい体験、身体動揺への慣れの有無)について問診した。また、めまい症状による気分不快度を調べるためにProfile of Mood States (POMS)短縮版を、さらに、めまい・ふらつき、頭痛、吐き気、不安の程度をVisual Analogue Scale (VAS)(0ー100)で評価した。その結果、ロンベルグ試験時は24cmの身体動揺が見られること、またロンベルグ試験時の身体動揺度は身長と足底長との間に軽度ながら有意な相関があることが明らかとなり、ヒトの立位保持能は体格の影響を受ける可能性が示唆された。2.椅子回転によって誘発した一過性めまいの程度と、めまい関連多次元要素との関係1.の研究対象のうち32名で、回転椅子を10回転/15秒間の回転速度で椅子を10回転させて一過性のめまいを誘発したさいの、姿勢保持回復力が心身の関連要素とどのように関係するかを1.と同様の方法で検討した。現在、1)同一対象の反復測定による立位姿勢保持力の普遍性、2)めまいによる重心動揺と立位姿勢保持力との関係、3)めまいによる重心動揺と個人特性との関係、の3点について詳細な分析を進めている。

平成27年度は、課題とする「めまい症状のある患者の多次元的アセスメント」の健常者における基礎研究として昨年度の追加実験を行い、ヒトの立位保持能は身体容積の部分比(足底面積や肩幅、手足の長さなど)の影響を受けることが分かった。また、回転椅子で健常者に一過性のめまいを体験させる実験でも、めまい回復過程と生来の立位姿勢保持能との間に関係がある可能性が示唆された。今年度はさらに、1名の慢性めまい患者の継続的生活観察(インタビュー)を遂行した。原因を特定しにくいめまい症状に対して,医療者は通常,症状が起こってから,その症状を緩和するための対処を行っているに過ぎず、医学モデルにおいても,めまいの治療法は確立されていない現状が明らかになった。その原因として,こうした症状は,単に病態生理学的原因だけ生じているのではなく,患者の心理的特性や対人関係,さらには生活習慣,生活環境など複雑な要素が影響し合って生じている可能性が考えられた。つまり,症状が起こる前後の関連要素を組織的に調べることにより,症状発生の引き金となっている要素があるか,あるいはどのような要素が関連し合うとき症状を来しやすいか,など症状の発生予防や軽減に繋がる知見が得られる可能性がある。この事例を通して、原因不明のめまい症状は、環境移行や予期せぬ生活出来事、人間関係問題など、日常生活習慣のストレッサーとなるような心理的・社会的変化が影響して出現すると推測し、これを証明するには「ケースクロスオーバー研究」という研究手法が有用な方略である可能性を見出した。慢性的なめまい患者のケア技術開発のための基礎的研究として、めまいの調査、実験室での姿勢保持及びめまい誘発実験を行った。その結果、約3割が日常生活に何らかの支障を来すめまいを体験していること、身体動揺は体格や立位姿勢と関連性が高いこと、実験的に誘発した回転性のめまいに対する感受性には個人差があること、臨床的に問題のあるめまいの理解には患者の長期的な観察研究が適することが分かった。平成26年度は研究課題細目毎に倫理審査を申請し、実験及び調査デザイン(観察とインタビュー)によるデータ集種を行う予定であったが、倫理審査の承認を得るまでに想定以上の時間を要したこと、また研究代表者の体調不良により研究を一時中断したことから、生理指標を観察する実験を予備的試行までしか進めることが出来ず、予定していたデータ収集を完遂できなかったため。疼痛ケアネットワークホームページのトップページにリンクを張り、そこから入れるようにしている。基礎看護学、ケア技術学、看護生理学平成27年度は研究課題を完遂すべく、「健常者の平衡感覚認知要素の組織的測定方法の検討」、「めまい症状のある患者の多次元的アセスメント」の追加実験並びに観察(含インタビュー)のためのデータ収集を行い、成果発表する。平成25年度は、事情により申請時予定していた企業からの協力(重心動揺計と分析ソフトを借用予定であった)を断念したために、自前で低コストの身体バランス測定機器を準備することになったが(市販のWii-Fitを利用した重心動揺計測機器の作成と、PCへのデータ取り込み(研究分担者の北脇が担当))、この行程に長期間を要した。そのため、年度内は機器調整とプレテストに終わり、本格的データ収集に至らなかった。しかし、最終年度の26年度は上半期からデータ収集が可能になり、研究が進展する見込みである。
間葉系幹細胞移植および遺伝子導入を応用した腱修復の促進

家兎の趾屈筋腱を用いて腱縫合後の経時的組織学的変化および周囲組織との癒着に関するコントロール実験ではヒアルロン酸膜が予想されたほど癒着防止効果を有さなかった結果となった。次いで早期運動によって癒着拘縮を防ぐ一助とすべく細胞外基質合成に促進的に働く成長因子を腱細胞に発現させることで癒合を促進する試みのためにし、BMP12の応用を念頭においた実験を予定した。しかしコントロール実験の段階で腱の縫合、修復後の腱癒合状況に力学的ばらつきが大きかったことに加え、BMP12について入手困難であったため、再び線維性癒着の軽減による瘢痕拘縮の治療を目的とした実験に方針を転換した。そこで各種臓器の線維症治療に効果が期待されているhepatocytegrowthfactor (HGF)に着目した。本因子は致死的な肺線維症や肝硬変に対して実験レベルでは臓器固有細胞の再生を促し、機能を回復させるとして臨床応用されつつある。腱周囲および関節包の病的線維症とも言える癒着拘縮に対しても応用可能か否かを実験した。マウスの膝、足関節をギブス固定することにより拘縮モデルを作成し、これに対して肺や肝臓の実験で投与されたと同様の大量HGFを腹腔内投与してその効果を見たところ、関節可動域の改善に関しては効果的であった。現在免疫組織染色で線維性癒着に関わるmyofibroblastやTGF-β1の現象効果を判定しているところである。なおHGFの遺伝子を筋肉内に発現させて肝硬変治療を試みる動物実験の報告がすでにあり、免疫染色の結果によってはHGF遺伝子導入による拘縮の治療について実験を行う予定である。これまで腱癒着や関節拘縮に対しての治療は理学療法、手術的拘縮解離以外に方法がなかったため、成長因子を用いた治療の可能性が開ければその意義は大きいと考える。本研究の主たる目的である腱断裂縫合部の癒合にBMP12が与える影響に関する実験においては縫合後に修復された腱の力学的強度の変化が最も重要である。牽引試験に耐え得る長さを有する家兎の趾屈筋腱を用いて腱縫合後の経時的組織学的変化および力学的強度、周囲組織との癒着に関するコントロール実験を行った。家兎趾屈筋腱を切離縫合し、術後1,2,3,6週間の変化を追跡することで組織学的変化の傾向を捕らえることが出来た。すなわち1,2週間で縫合部に溜まった血腫が徐々に腱周膜由来の線維芽細胞からなる肉芽に置換され、3週間で架橋がほぼ完成し、さらに6週間でより成熟する様子が観察された。しかし一方、力学的な強度については錘を用いた簡易な方法では十分に評価できず数値にばらつきが認められた。BMP添加の効果を判定する前に再現性のあるコントロール群を作成するため、コンピュータに接続可能なデジタルフォースゲージを購入し、標準的な腱縫合モデルの力学的定量性を高める実験に着手した。周囲組織と周囲組織の間隙には3週間まで著しく増殖した肉芽組織で満たされ、6週には肉芽増殖が鎮静化していた。この癒着の強さについても今回購入した引っ張り強度試験機の使用により定量化し、再現性の高い癒着モデルを作成する実験も同時に行っている。個々の趾屈筋腱は細すぎて評価に耐えられないので現在趾屈筋の下腿後面部分腱成分を対象に骨折や挫滅を伴う場合の外傷後の腱癒着作成も試みている。以上の腱縫合、癒着モデルが出来た後にBMP-12添加による腱縫合の癒合促進、および早期癒合に伴う早期運動訓練の癒着減少効果について検討する予定である。昨年度家兎の趾屈筋腱を用いて腱縫合後の経時的組織学的変化および周囲組織との癒着に関するコントロール実験を行い、家兎趾屈筋腱を切離縫合術後1,2,3,6週間の所見から腱修復の組織学的変化の傾向をみた。術後2-3週間における腱周囲の肉芽形成をコントロールすることが重要と思われ、炎症性瘢痕形成に対して抑制的に作用する物質を2-3週間にわたって局所に滞留させることで癒着による拘縮を軽減できると見込まれた。関節運動や腱滑動等に重要な役割を果たしかつ抗炎症作用を有するヒアルロン酸に注目し、これを膜状固形物に調整した(HA膜)。ヒアルロン酸は本来生体ないに存在する物質であり、またHA膜は約2週間で分解吸収されるため安全性の上からも有用であると考えられた。家兎趾の腱切断、縫合の後そのまま閉創したコントロール群と腱縫合部位にHA膜を留置したHA膜群を比較することによりHA膜の癒着軽減効果を観察した。1週のコントロール群で腱と周囲組織に間隙が無かった一方、HA群では腱縫合部が溶解しつつあるHA中に浮遊する状態であった。2,3週では両群ともに腱端間が肉芽組織で連続する所見を認めたがHA群で連続部の肉芽が細くその距離が長い傾向を認め、HA群の一腱に断裂を認めた。腱表面と滑走床の間には両群ともに活発な肉芽の増殖がみられた。6週で腱端間および腱周囲の肉芽において細胞成分が減少した。両群に明らかな差は見られなかった。HA膜が2週間は縫合部周囲に存在し、その後吸収されたことから物理的バリアーとして癒着形成の抑制に有効である可能性が示された。

しかし腱縫合部を覆う範囲や留置するHAの量が過剰な場合には腱への拡散による栄養供給の面から癒合に不利な状況を招来する可能性があり、またHA膜の分解吸収過程において炎症が惹起される危険を伴うと考えられた。家兎の趾屈筋腱を用いて腱縫合後の経時的組織学的変化および周囲組織との癒着に関するコントロール実験ではヒアルロン酸膜が予想されたほど癒着防止効果を有さなかった結果となった。次いで早期運動によって癒着拘縮を防ぐ一助とすべく細胞外基質合成に促進的に働く成長因子を腱細胞に発現させることで癒合を促進する試みのためにし、BMP12の応用を念頭においた実験を予定した。しかしコントロール実験の段階で腱の縫合、修復後の腱癒合状況に力学的ばらつきが大きかったことに加え、BMP12について入手困難であったため、再び線維性癒着の軽減による瘢痕拘縮の治療を目的とした実験に方針を転換した。そこで各種臓器の線維症治療に効果が期待されているhepatocytegrowthfactor (HGF)に着目した。本因子は致死的な肺線維症や肝硬変に対して実験レベルでは臓器固有細胞の再生を促し、機能を回復させるとして臨床応用されつつある。腱周囲および関節包の病的線維症とも言える癒着拘縮に対しても応用可能か否かを実験した。マウスの膝、足関節をギブス固定することにより拘縮モデルを作成し、これに対して肺や肝臓の実験で投与されたと同様の大量HGFを腹腔内投与してその効果を見たところ、関節可動域の改善に関しては効果的であった。現在免疫組織染色で線維性癒着に関わるmyofibroblastやTGF-β1の現象効果を判定しているところである。なおHGFの遺伝子を筋肉内に発現させて肝硬変治療を試みる動物実験の報告がすでにあり、免疫染色の結果によってはHGF遺伝子導入による拘縮の治療について実験を行う予定である。これまで腱癒着や関節拘縮に対しての治療は理学療法、手術的拘縮解離以外に方法がなかったため、成長因子を用いた治療の可能性が開ければその意義は大きいと考える。
分子認識に基づいた革新的超分子アクチュエータの創製とそのストレス特性の評価

本研究課題は分子認識と高分子を基盤学問として、新たな刺激応答性材料の構築を試みた。研究代表者は筋肉の様に刺激に応じて、高分子とホストーゲスト相互作用を用いて芯すく機能を実現した。具体的には、1高速応答性を示す超分子アクチュエータの作製、2高靭性超分子材料の作製、3靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製を行った。いずれの目標についても、可動性の架橋と可逆的な結合に基づいた架橋をキーワードに超分子材料を構築した。これら特有の架橋構築は高分子材料に多彩な機能を付与した。特に光刺激応答性アクチュエータについて、新たな分子設計に基づいた光応答性と高靭性を兼ね備えた材料構築に成功した。1.高速応答性を示す超分子アクチュエータの作製光刺激応答性のアクチュエータの構築にあたり、シクロデキストリン(CD)とアゾベンゼン分子(Azo)を高分子側鎖に修飾した超分子アクチュエータを作製した。より速い応答性と大きな体積・形態変化を観察するためには、ゲルの吸水・離水を高めることが有効と考えた。重合条件として、乳化重合を行うことによりミクロレベルのポーラスを作製することで刺激に対する吸水・離水が向上されることが明らかと成った。現在、マレイン酸誘導体を作製することで、配列制御行い、CDユニットとアゾユニットの交互共重合体が示す体積変化の効果について検討している2.高靭性超分子マテリアルの作製と力学評価化学架橋型のゲルでは、架橋点にて構造が固定化されており、過大な応力が掛かると、歪を分散できず、共有結合が切断される結果、内部に残存歪が残る。一方で、包接錯体を非共有結合性架橋点として利用すれば、包接錯体の可逆的な形成と解離により、歪が分散され、靭性に優れた材料が開発できると考えた。平成26年度は、基本骨格として、CDとアダマンタン(Ad)を高分子側鎖に修飾した材料を作製し靭性評価した。その結果、元の体積に対して、約30倍まで延伸可能な超分子マテリアルの作製に成功した。1.靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製と力学特性の評価平成26年度計画にて提案したCDとAdを用いた靭性材料を評価した後、靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータを作製した。刺激応答分子としてフェロセン(Fc)を選択した。これらの刺激応答性置換基は可逆的な非共有結合性架橋点としても機能させた。さらにAdユニットを組み込んだ4元系共重合体の方がより靭性と刺激応答性に優れた材料に成り、自己修復性も示した。これらの力学特性と膨潤収縮性を調べた結果、これまでに無い超分子アクチュエータを構築することに成功した。2.配向制御された挿し違い超分子錯体を組み込んだ超分子アクチュエータの作製とその靭性評価研究代表者はこれまでに挿し違い型CD dimerが外部刺激に応じて、伸縮することを溶液中の実験から明らかにしている(Org. Lett. 2007, 9, 1053. Chem. Asian. J. 2010, 5, 2281.)。このような挿し違い型CD dimerを高分子鎖間の架橋に利用することによって、トポロジカルに架橋された新奇超分子ヒドロゲルとなると考えた。平成27年度は刺激応答性部位にアゾベンゼン分子を選択し、光刺激応答性伸縮ゲルを構築する。この超分子ヒドロゲルは三次元等方的に伸縮する挙動を確認した。この変形挙動を一軸方向に変形する材料とするために、膨潤収縮率の差を利用した結果、CD dimerゲルの光照射面のみが収縮することで屈曲運動を観察することに成功した。当初、光刺激応答性はヒドロゲルにおいてのみ有効であると考えていたが、乾燥体においても応答することが明らかとなった。このようは光刺激応答性高分子材料は従来の架橋密度変化を利用した材料とは異なり、架橋点間距離の変化を利用しており、駆動原理が異なる。挿し違い二量体を利用した材料として、世界で始めてマクロスケールで応答させることに成功した。当初計画した「靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製と力学特性の評価」という課題に対して、目標通りに達成したことに加えて、自己修復機能まで有する材料を構築することに成功した。また「挿し違い超分子錯体を組み込んだ超分子アクチュエータの作製とその靭性評価」の研究課題については、当初計画どおりの超分子アクチュエータの作製に成功したことに加えて、ヒドロゲルにおいてのみ応答すると考えていた予想に反して、乾燥体のゲルにおいても応答することが確認された。このような超分子アクチュエータは世界各国で検討されているが、本研究グループが世界で始めてマクロスケールで応答する材料の作製に成功した。従来のアクチュエータはエネルギーとして電力や圧力変化を用いているため、材料として金属やセラミックスなど堅くて重い材料が用いられています。近年ではより軽量でしなやかな素材でできたアクチュエータが求められています。高分子を用いたソフトアクチュエータも様々開発されておりますが、軽くて伸縮性が大きい新たなソフトアクチュエータ(人工筋肉)の開発が望まれてきました。新たな高分子ソフトアクチュエータの開発において、従来型の材料内部の架橋密度変化を駆動原理としたアクチュエータだけでなく、新たな駆動原理として、架橋点間距離の変化を利用したアクチュエータはフレキシブルで高い応答性の材料となることが期待されていました。

本研究は、筋繊維サルコメアの伸縮運動と似た動きをする超分子である挿し違い二量体について研究してきました。この挿し違い二量体を柔軟性の高い高分子との間で架橋することにより新たなソフトアクチュエータを作製しました。特に光応答性アクチュエータを作製することを焦点に光応答性分子を差し違い二量体に導入することで、光の波長に応じて形体変化を制御できるソフトアクチュエータの作製に成功しました。別の研究において、さらに、tetraPEGを用い、無色透明で、乾燥状態でも応答し、より速い応答性を示すキセロゲルアクチュエータの作製を目指した。光応答性分子にはスチルベン(Sti)を選択した。Stiは紫外光UV-A(λ= 350 nm)の照射によってtrans体からcis体へと異性化し、UV-C(λ= 280 nm)の照射によって、cis体からtrans体へと異性化することが知られている。一方で従来の分子設計ではエステル結合が入っていたため、UV-Cを照射すると分解した。そこでエステル結合からアミド結合に置き換えたキセロゲルアクチュエータを作成した(Fig. 2)。本研究課題は分子認識と高分子を基盤学問として、新たな刺激応答性材料の構築を試みた。研究代表者は筋肉の様に刺激に応じて、高分子とホストーゲスト相互作用を用いて芯すく機能を実現した。具体的には、1高速応答性を示す超分子アクチュエータの作製、2高靭性超分子材料の作製、3靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製を行った。いずれの目標についても、可動性の架橋と可逆的な結合に基づいた架橋をキーワードに超分子材料を構築した。これら特有の架橋構築は高分子材料に多彩な機能を付与した。特に光刺激応答性アクチュエータについて、新たな分子設計に基づいた光応答性と高靭性を兼ね備えた材料構築に成功した。当初計画にのっとって、光刺激応答性の超分子材料(アクチュエータ)の作製に成功した。また得られた得られたアクチュエータの応答性向上が課題になっていたが、乳化重合法を選択することで応答性の向上が見られた。高靭性材料の作製においても、当初予見していたよりもはるかに靭性の高い材料の作製に成功した。研究課題申請書にしたがって、平成28年度は「(配向制御された挿し違い型CD dimerによる光刺激応答性超分子アクチュエータの作製」と「超分子マテリアルを利用した医療材料への展開と刺激応答挙動の検証」を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。高分子科学超分子アクチュエータと高靭性超分子材料の更なる機能改善において、ゲル内部の刺激応答メカニズムや可逆的な結合の寄与について明確な解釈には至っていない。次年度においては、材料内部の応答メカニズムの解析に注力して、さらに刺激応答性や靭性機能の向上を計る。また平成27年度においては当初計画では、「靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製と力学特性の評価」と「配向制御された挿し違い超分子錯体を組み込んだ超分子アクチュエータの作製とその靭性評価」を計画していたため、これらについても順次研究展開を行う。ほぼ当初予算計画通り執行できたが、一部残金が載ったため繰り越した。平成26年度に導入した引っ張り試験機を用いて、前期はその機器を用いたデータ収集に集中した。