hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域主体型再生可能エネルギー事業の支援政策に関する研究

日本において、地域主体型の再生可能エネルギー事業を促進するために求められる政策を明らかにするため、全国の導入事例の中からコミュニティ・パワーの基準に該当する事業を抽出し、事業の意思決定、資金調達、利益配分などの実態を調査した。その結果、地元自治体との関係性が事業化の鍵となることが判明した。そこで、全国の基礎自治体を対象とした再生可能エネルギーに対する取り組みに関する実態調査を実施し、積極的に推進しようとしている自治体の特徴を明らかにした。特に、地域活性化の観点から太陽光発電以外の事業に取り組んでいる自治体の果たしうる役割は大きく、こうした自治体を支援する制度的枠組みの必要性が確認された。日本国内及び海外において、計画時に想定していた水準の研究活動を確保した上で、その後の法改正など状況の変化にも対応した研究活動を追加的に実施することができた。また、全国の自治体を対象としたアンケート調査は、計画段階では実施は困難と考えていたものを、調査方法を工夫することで、予算を抑えつつ回収率を確保した形で実施することができた。結果として、計画を上回る進展状況となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。資源経済学/環境経済学平成27年度は最終年次となり、成果のとりまとめに向けた研究活動を中心として推進することになる。具体的には、国内における特徴的事例の把握に関して、平成26年度に実施したアンケート調査の結果に基づく自治体の類型化に照らして再検討し、事例に漏れがある類型が生じた場合には追加的な現地調査を実施する。並行して、アンケート調査の結果から抽出した自治体レベルにおけるコミュニティ・パワー推進政策の要件について、具体的事例に則して精緻化し、最終的な制度提案にまとめる。日本国内および海外において、ほぼ計画どおりの研究活動を遂行することができた。結果として、ほぼ計画どおりの達成状況となった。人件費の金額の最終確定時期が遅いため、赤字にならないよう若干余裕を持って予算執行を進めたところ、結果として残額が生じた。現在のところ、ほぼ計画どおりの達成状況にあるため、今後も基本的には当初計画どおり研究を推進してゆく。特筆すべき追加的な推進方策としては、以下を挙げることができる。平成25年度の成果として、日本におけるコミュニティ・パワーの主要な受け皿となっているのは、現状では地方自治体であることが明らかとなった。これを踏まえ、平成26年度は、国内における自治体レベルの再生可能エネルギー政策を網羅的に把握し、自治体を類型化することで、自治体レベルのコミュニティ・パワー推進政策の要件を明らかにし、今後の制度提案に向けた基礎情報とする。今年度の状況を踏まえ、より適正な執行を心がける。
溶液内光励起分子反応のダイナミックスの理論

光異性化反応で重要である最低励起状態2Ag、基底状態1Agの2つの一重項状態のポテンシャルエネルギー面、その間の非断熱カップリングを記述するためのモデルスピンハミルトニアン(Heisenberg型ハミルトン)を構築した。非経験的電子状態記述法を用い、非線形最小自乗法によりこのHeisenberg型モデルのパラメーターを決定し、様々な異性化経路に沿ったポテンシャルエネルギー面の起伏、非断熱カップリングの変化が、このHeisenberg型モデルで十分に定量的な精度で再現できることを示し、またこれらポテンシャルエネルギー面、非断熱カップリングの特徴の物理的原因を明らかにした。このHeisenberg型モデルを電子状態の記述に用い、半古典動力学シミュレーションにより非断熱遷移を含むトラジェクトリー計算を行い、異性化の速度、非断熱遷移の確立、異性化に伴う分子内エネルギー緩和の機構を解析した。トラジェクトリーの解析から、最低励起状態2Ag、基底状態1Agへの非断熱遷移は,3つのCC結合がねじれてそのエネルギー差が小さくなり、さらにCCC結合角の大きな減少することにより引き起こされていることを示した。この非断熱過程に於て、二重結合まわりのねじれが緩和し、一重結合がねじれめ始めるまでの誘導期間の存在と2Ag状態の減衰の様相などを明らかにした。基底状態に遷移してからは、パイ電子エネルギーが多くのaccepting modeに分散し、promoting modeであるCC結合ねじれ、CC伸縮、CCC変角のモードに充分に集中しないため状態遷移は不可逆となる様相などがこの研究で初めて明らかになった。
上水の生物活性炭処理における吸着と生物分解の定量的検討

平成4年度においては、クロマト法モーメント解析を応用して、生物活性炭層における有機物の吸着、生物分解及びそれらの相互作用を検討し、主に以下のような知見を得た。(i)易生物分解性物質の生物分解速度は、生物担体にかかわらず同一である。(ii)活性炭が担体の場合の見掛けの全有機物生物分解速度は、他の場合の約3倍と測定されたが、これは不可逆的に吸着する強吸着性成分が存在するためであり、可逆的に吸脱着する成分に関しては、その無機化速度には担体による差はない。(iii)競合吸着によって吸着容量が小さくなるものの完全に吸着容量を失うことはない。このように、原理的にはパルス応答モーメント解析によって、生物活性炭層内で生じる吸着と生物分解という現象をそれぞれ別々に定量的に評価することができる。平成5年度においては、BAC処理におけるトリハロメタン前駆物質の挙動に関して、主に以下のような知見を得た。(i)BAC処理は原水中のトリハロメタン前駆物質が吸着や生物分解によって除去される機構と、微生物の代謝・自己消化等によって新規のトリハロメタン前駆物質が生成する機構の両方を合わせ持つ。特に、後者の制御はBACを上水処理に実用化する上で重要な課題となる。(ii)特に、微生物の自己消化に伴う分解生成物起源のトリハロメタン前駆物質の一部は、難生物分解性で活性炭への吸着性は高いことから、BAC処理水のトリハロメタン生成能はこの物質群の挙動に支配される。また、このようなトリハロメタン前駆物質の挙動を記述する数理モデルを構築した。今後の研究の展開として、上記の物質群が活性炭に吸着された後の挙動(生化学反応や脱着)の解明がBAC処理そのものの本質の解明にもつながり、それを現モデルに組込むことによって、トリハロメタン制御から見たBACによる上水処理の合理的な設計・運転等が可能になろう。1.緒言生物活性炭による上水処理を本格的に実用化してゆく為には、まずそのメカニズムを理解することが必要不可欠と考えられる。そこで、本研究ではその第一歩として、生物活性炭の吸着能と微生物活性を別々に分離して測定し評価する手法を検討した。2.実験と解析充填層の入口からトレーサー物質をパルス的に導入し、その物質の出口からの流出を測定し、その流出の仕方(パルス応答)を種々の条件(微生物担体、トレーサー物質など)で測定した。得られたパルス応答を定量的に解析するために、パルス応答のモーメント解析を試みた。すなわち、充填層内で生じると予想される現象を数理モデル化し、そのモデルから数学的に導かれる各種のモーメントと実測値とを比較・検討した。3.結果と検討(1)パルス応答の0次モーメントから、微生物活性のひとつの指標となる総括の生物分解速度が得られた。また、1次(絶対)モーメントから、微生物量の増加に伴う吸着容量の低下に関する情報が得られた。このように、グルコースのパルス応答にモーメント解析を適用することによって、生物活性炭の吸着能と微生物活性を表すパラメータを別々に測定することができた。(2)グルコースの生物分解を簡略化してモデル化し、グルコース自体の分解速度をkr_1、グルコースおよび微生物の代謝物を含んだ全有機炭素の分解速度(無機化速度)をkr_2として、それぞれ実験から決定した。得られたkr_1は、微生物坦体によってほとんど差がなかったことから、グルコース自体の分解は微生物担体の吸着能の有無や疎水性にかかわらず同じであると結論された。

一方、kr_2は、吸着能のある担体の場合と吸着能のない担体の場合の差は顕著であり、前者が約3倍大きかった。この理由の解明にはさらに検討を要する。微量有機物による水源汚染に対応し、なおかつ省エネ型で低コストの高度上水処理法として生物活性炭(Biological Activated Carbon:BAC)処理が注目されている。しかしながら、その処理機構や上水処理に応用した場合の問題点等が曖昧なまま実用化が先行しつつあるように思われる。そこで、BAC処理のメカニズムと微生物と活性炭それぞれの役割を明らかにすることを目的として、平成4年度より研究を進めてきた。今年度(平成5年度)は、BAC処理におけるトリハロメタン前駆物質の挙動に関して、以下のような新たな知見を得た。1.BAC処理は原水中のトリハロメタン前駆物質が吸着や生物分解によって除去される機構と、微生物の代謝・自己消化等によって新規のトリハロメタン前駆物質が生成する機構の両方を合わせ持つ。特に、後者の制御はBACを上水処理に実用化する上で重要な課題となる。2.微生物の増殖に伴う代謝生成物起源のトリハロメタン前駆物質は、生物分解性が高くBACからの流出率はあまり高くならない。3.一方、微生物の自己消化に伴う分解生成物起源のトリハロメタン前駆物質は、分子量2000以上と以下の物質群に分けて考えることができ、特に高分子側の物質群はほとんど生物分解性を受けず、また活性炭への吸着性は高い。したがって、BAC処理水のトリハロメタン生成能はこの物質群の挙動に支配される。以上のような実験的知見に加えて、BAC処理におけるトリハロメタン前駆物質の挙動を記述する数理モデルを構築した。また、今後の研究の展開として、上記3.の物質群が活性炭に吸着された後の挙動(生化学反応や脱着)の解明がBAC処理そのものの本質の解明にもつながり、それを現モデルに組込むことによって、トリハロメタン制御から見たBACによる上水処理の合理的な設計・運転等が可能になると考えている。
前脳基底部コリン作動性神経特異的コンディショナルノックアウトマウスの作成と解析

前年度までの研究成果を踏まえて、本年度はL3/Lhx8遺伝子の機能を以下の二つの方法から解析することとした。1つはL3/Lhx8遺伝子ゲノム上流領域10kbを単離し、この下流にCre recombinase遺伝子を結合させることにより、L3/Lhx8遺伝子が本来発現する細胞(前脳基底部コリン作動性神経)においてCre recombinaseを発現するトランスジェニックマウスを作成する方法であり、これについてはトランスジェニックマウス作成用のコンストラクトが完成し、受精卵への導入、トランスジェニックマウスの産生にまで至った。現在、複数のトランスジェニックラインにおいてCre recombinaseの発現の程度を免疫組織化学的に検出中である。この解析により、当該細胞においてより強くCre recombinaseを発現するラインを選択し、このラインと既存のFloxマウス(例えばFloxed BDNFマウスやFloxed GABA受容体マウスなど)と掛け合わせることにより、前脳基底部コリン作動性神経でのみ特定の遺伝子をノックアウトするマウスが作成可能となる。もう1つはL3/Lhx8遺伝子がアセチルコリン作動性神経の発達に密接に関与していることがノックアウトマウスの解析から推測されたので、Neuro2A細胞のIn vitro分化系を用いて、この系においてSiRNAによるL3/Lhx8遺伝子ノックダウン実験を行った。Neuro2A細胞はレチノイン酸刺激によりコリン作動性神経細胞に分化するが、L3/Lhx8遺伝子はこの際に発現が高まり、且つノックダウンするとコリン作動性マーカーの発現低下とGABA作動性マーカーの発現上昇が同時に観察された。この結果はL3/Lhx8遺伝子がコリン作動性分化を促すと同時にGABA作動性分化を抑制している可能性を示唆するものである。
抗老化蛋白SMP30を用いた心不全の新規治療戦略

SMP30遺伝子ノックアウトマウスでは野生型マウスに比し、アンジオテンシンII投与後、心機能は低下し、NADPHオキシダーゼ活性の上昇、ROS産生の増加、c-Jun-N terminal kinaseリン酸化活性の上昇、Bax/Bcl比の増大、カスパーゼ活性の上昇、TUNEL陽性細胞数の増加が認められた。SMP30は抗酸化作用、抗アポトーシス作用を介して心筋細胞保護作用を有することが示唆された。α-myosin heavy chain (MHC) promoterを用いてSenescence Marker Protein-30(SMP30)遺伝子を心臓にのみ選択的に発現したトランスジェニックマウス(SMP30-TG)を作成した。また、連携研究者の石神博士から提供を受けたSMP30ノックアウトマウス(SMP30-KO)とphenotypeを対比し、SMP30の心筋細胞での機能をin vivoで検討した。SMP30-KOマウスは正常に生まれ、外見上は野生型(WT)マウスと変わりがなかった。しかし、約6ヶ月で半数のマウスが死亡した。死亡したマウスの病理所見は癌や疾患は認められず、臓器全体が萎縮するヒトの老衰に似た症状そのものであった。WTマウスの寿命を考慮すると、SMP30-KOマウスでは約4倍のスピードで老化が進行したことになる。一方、SMP30-TGマウスは成長、繁殖、寿命はいずれもWTマウスと同等であった。WTマウス、SMP30-TGマウス、SMP30-KOマウスの皮下にインフュージョンポンプを植え込み、アンジオテンシンIIを持続投与した。アンジオテンシンIIを4週間投与した後、心肥大と心機能の変化を心エコー法で測定した。3群間でアンジオテンシンII投与後の心肥大の程度と心機能に有意差を認めなかった。アンジオテンシンII投与後、老化のマーカーであるp21遺伝子の心筋細胞での発現をRT-PCRで検討した。アンジオテンシンIIの投与開始数時間でp21遺伝子の発現増加が認められた。P21遺伝子の発現は、WTマウスに比較し、SMP30-KOマウスで増加傾向、SMP30-TGマウスで低下する傾向を認めた。Senescence Marker Protein-30 (SMP30)遺伝子ノックアウトマウス(SMP30-KO)と野生型(WT)マウスを用いて検討した。WTマウスとSMP30-KOマウスの皮下にインフュージョンポンプを植え込み、高濃度のアンジオテンシンIIを4週間持続投与した。アンジオテンシンIIの投与前後で、心肥大と心機能の変化を心エコー法で観察した。アンジオテンシンII投与後、WTマウスでは左室肥大と左室拡張機能の低下を認めた。しかし、SMP30-KOマウスではアンジオテンシンII投与後、左室内腔拡大と左室収縮機能低下を認めた。アンジオテンシンII投与前後で、老化のマーカーであるp21遺伝子の心筋細胞での発現をRT-PCRで検討した。アンジオテンシンII投与後、WTマウスでp21遺伝子の発現増加が認められた。このp21遺伝子の発現は、WTマウスに比較し、SMP30-KOマウスでさらに増加した。次にDCF染色で心筋のROS産生を検討した。アンジオテンシンII投与後、WTマウスに比較しSMP30-KOマウスではROS産生の亢進を認めた。NADPHオキシダーゼ活性を測定したところ、WTマウスに比較しSMP30-KOマウスではアンジオテンシンII投与後、NADPHオキシダーゼ活性の亢進を認めた。ウェスタンブロッティングでc-Jun-N terminal kinase (JNK)リン酸化活性を測定した。WTマウスに比較しSMP30-KOマウスでは、アンジオテンシンII投与後JNK活性の亢進を認めた。野生型(WT)マウス、SMP30遺伝子ノックアウト(SMP30-KO)マウスを用いて、マウス皮下にインフュージョンポンプを植込み、アンジオテンシンII(800ng/kg/min)を2週間持続投与した。2週後、マウスをサクリファイスし、心筋でのBax、BCLの発現レベルをウェスタンブロットで検討した。SMP30-KOマウスではWTマウスに比し、アンジオテンシンII投与後、Bax/BCL比の有意な上昇を認めた。心筋でのカスパーゼ3活性を測定したところ、SMP30-KOマウスでWTマウスより高値であった。心筋細胞のTUNEL染色を行ったところ、SMP30-KOマウスではWTマウスより陽性細胞数が有意に増加していた。昨年までと本年度の研究結果から、SMP30-KOマウスではアンジオテンシンIIによりNADPHオキシダーゼ活性の上昇、ROS産生の増加、c-Jun-N terminal kinaseのリン酸化活性の上昇、Bax/BCL比の増大、カスパーゼ活性の上昇によりアポトーシスが誘導されたと考えられた。次いで、心臓特異的SMP30発現トランスジェニック(SMP30-TG)

マウスにアンジオテンシンIIを持続投与し、SMP30-KOマウスで認められた左室内腔の拡大、左室壁運動の低下、p21遺伝子の発現、NADPHオキシダーゼ活性、ROS産生について評価し、SMP30遺伝子の心臓選択的な過剰発現によって抑制されるのかを検討した。SMP30-TGマウスではアンジオテンシンIIによる左室内腔の拡大、左室壁運動の低下、p21遺伝子の発現、NADPHオキシダーゼ活性、ROS産生が抑制された。
競争原理導入後の電力事業における安定供給の確保と原子力発電の維持をめじる政策分析

電力事業において小売り競争を機能させる手法として託送システムとプール・システムの2つがある。日本では2000年3月に既存企業の垂直統合形態を崩さずに、託送システムによる競争が導入された。2003年に電力政策の見直しが予定されているが、政策目標として新規事業者の参入促進が重視されれば、プール・システムが導入される可能性もある。イングランド・ウェールズでは強制プールのもとで原子力発電と再生可能エネルギーを維持するために化石燃料賦課金という制度が考案された。これは非化石燃料購入義務との連動により、競争が導入された市場において人為的に原子力発電と再生可能エネルギーを支援する方策である。最終負担者が料金支払い者であるので、化石燃料賦課金は補助金ではない。それは電源間の内部相互補助としてとられた解決策である。米国では既存事業者のストランディッド・コストを回収できるように規制者側が何らかの方策を講じている。例えばカリフォルニア州では、QFからの電力購入や原子力発電に要する費用をストランディッド・コストとみなし、競争移行費用として最終利用者料金から徴収する制度がつくられた。回収方法の具体的措置は州ごとに異なるが、市場メカニズムの内部で解決する方向性は共通している。プール・システムを採用すると電力の安定供給は保証されないので、政府が補完的な措置を提供しなければならない。政府が制度設計にまったく関与しない方針を貫くと、環境保全やユニバーサル・サービスをめぐる政策目標についても達成不可能となる。安定供給のみならず環境保全とユニバーサル・サービスを含む公益性を維持する上では、プール・システムと異なる託送システムも1つの選択肢となる。イギリスでは電力事業において競争を機能させる環境が整備され、市場メカニズムを可能な限り利用する措置が採用される方向にある。原子力発電に特化したニュークリア・エレクトリックとスコッティッシュ・ニュークリアを国有企業から民間企業に移行させるプログラムが1995年5月に政府から白書(原子力レビュー)として発表された。その計画によれば、原子力発電に関する再編成を実施した上で、株式売却に基づく民営化が実行される。既存の国有2社は持株会社のもとで1社に集約化され、1995年9月にブリティッシュ・エナジ-という社名に変更され、株式売却により民間企業となった。従来、電力事業はネットワークに基づく供給方法をとるために自然独占に相当すると考えられ、何らかの政府介入や政府規制の実施が正当化されてきた。しかし1990年以降は、イギリス電力事業が実践的なケースであるが、政府主導の政策に代わって競争指向的な政策が主流となっている。発電部門はネットワークとは独立的に運営しうるので、個々の発電事業者は競争原理に従って行動できる。発電部門への競争導入は一方でコスト削減を通して電力料金の低下に寄与する可能性を含んでいる。しかし、他方でコストに見合わない電源開発や燃料選択は中止されることになる。原子力発電は国有企業から民間企業への移行と垂直統合型企業に対する発送配電分離措置によって縮小する方向にある。エネルギー分野全体での市場メカニズムの利用という観点からは白書は整合性のとれた結論を導き出した。今後の電力政策はすべて市場に委ねられ、政府が直接介入する余地は安全規制を除いてほとんど残されていない。エネルギーのベスト・ミックスは民間企業による独自の判断に任されており、政府の誘導ではなく経済性・効率性に基づいて市場で決定されることになる。EUを中心とする欧州の電力事業は1999年から本格的な自由化に入った。英国と北欧は既存企業に対してアンバンドリング(発送配電分離)を適用し、競争的電力市場を創設した。第1の論点はプールの運営方法にある。英国はすべての発電会社が送電会社を介して電力を取り引きする強制プールを採用しているのに対して、北欧は送電会社を介する取引とそれ以外の直接取引の両方を併存させる非強制プールを利用している。英国型プールはカルテルを招きやすく、発電価格の低下につながらない欠点を持つので、北欧型への移行を模索中である。

第2の論点は原子力や再生可能エネノレギーの維持である。これらは競争下で新規に開発される見込みが低い。しかし電源構成や環境負荷の観点から、それらの維持妥当性も認められる。英国は化石燃料賦課金を通して競争原理とは異なる理念に基づく特別の手段によって維持してきた。第3の論点は発電と配電の垂直統合である。英国では大手発電会社による配電会社の買収は禁止されてきた。競争的市場を形成しようとするならば、両者は分割されているべきである。だが、貯蔵不可能な電力の効率的取引のために両者は一体化されているべきとの見解も成立する。実際に英国では政策当局の方針が変更され、発電+配電の垂直統合が容認される傾向にある。英国・北欧と異なり、フランスのように国有企業の独占を残しながら、部分的に競争を導入している国もある。その背景には原子力発電を維持しようとする政策的意図がある。当面はフランスが積極的に電力を輸出し、他国がそれに依存する態勢は続くであろう。しかしフランスの原発設備の寿命や各国の政策調和を考慮すると、競争指向を貫いてきた欧州電力政策の見直しも必要である。日本の電力改革では1999年1月に部分自由化の結論が導き出されたが、今後は欧州の実験を参考に長期的視点からの政策運用が求められる。1999年2月からEUの電力自由化が本格的に始動した。アメリカでもカリフォルニアをはじめ小売り完全自由化への動きがみられる。発送配電分離や会計上のアンバンドリングなどの措置を通して各国の発電部門と小売り供給部門に競争が導入されている。このような政策潮流のもとで原子力発電を以前のように政府の保護に基づき運営することは困難になってきた。世界的に原子力発電を市場メカニズムの判断に委ねるか、原子力政策の見直しを進める機運が高まっている。スウェーデンでは既存の原子力発電所を停止させ閉鎖する決定が下された。これは1980年の国民投票で既に予定されていたことであるが、安定供給と雇用問題から先送りにされてきた。しかし、政府は経済的補償を手当てした上で閉鎖する方針を採用した。英国では発送電分離後に誕生した原子力発電会社が株式売却を通して民間企業であるブリティッシュ・エナジーとなった。同社は原子力発電のみならずガス発電などコストや効率性の観点から有利な電源を保有しょうとしている。アメリカでは自由化後に設備を売却するダイベスティチャー(ダイベストメント)が活発になっている。以前のように新規に設備を建設する手法よりも既存の設備を購入する方法が新規参入を促進するので政府もこれを支持している。このような戦略はグリーン・フィールドからブラウン・フィールドへの移行とも表現される。日本でも2000年3月に通産相から長期エネルギー需給見通しを改定する見解が表明された。
低運動技能者の体育指導方法に関する分析的研究

教科教育を担当する立場にある者が、初等教育の教諭をめざす学生に対して、教科体育で必要とされる「運動技能や指導力をどの程度身につけさせたらよいか」という問題を研究してきた。その研究の一つとして、指導者が「低運動技能者」であった場合の影響についてということに着目し、「高運動技能者」との比較(体格・体力・運動技能等)をすることによって、その特徴を明らかにし、指導方法の基礎的資料を得ようとした。その結果、次のような種目を通して成果が得られたので報告する。1.陸上運動における障害走についてこの運動では、ハ-ドリングにおける(1)踏み切り初速度(2)踏み切り距離(3)着地距離(4)比踏み切り距離(5)最高重心高(6)踏み切り角度(7)跳び越し時上体前傾角度(8)着地時上体前傾角度について分析を試みた結果、踏み切り位置やスピ-ドを生かしたリズム感の差異を得ることができた。2.鉄棒運動における連続技についてこの運動では、「さか上がり腕立て前転前まわりおり」について次のような分析を試みた。さか上がりは(1)足の振り上げ角度(2)振り上げ足の移動速度(3)頭部後傾角度(4)膝頭角度について、腕立て前転は、(1)初速度(2)角速度(3)体幹角度(4)膝頭角度について、また前まわりおりについては、(1)つま先の軌跡について行った。その結果、スム-ズに回転運動をさせるための動作における相違点を明らかにすることができた。3.サッカ-におけるボ-ルキックについてこの運動では、ボ-ルキックにおける(1)ボ-ルスピ-ド(2)足のスイングスピ-ド(3)インパクト時における腰角度および膝角度(4)ボ-ルの蹴り出し角度(5)身体各部位における水平移動距離について分析を試みた結果スイングスピ-ドを効率的に生かす動作の差異などを明らかにすることができた。以上のことから指導方法に関する資料を得ることができた。本年度は女子の学生を対象に,障害走の運動技能について分析を試みた.障害走における運動技能の到達基準については, 50m障害走とした.つまり,高さ, 68cmのハードルをスタートから12mの地点に1台目を置き, 24台目までの間隔は,それぞれ7mとし, 4台目のハードルからゴールまでを27mとした.特に2台目から4台目までのそれぞれのハードル間を3歩のリズムで走り通すことを主な条件とした.その際,走破タイムおよび50mのタイムも計時し,統計処理をした.対象者74名の内,この基準に達した者(A群)は, 52名(平均タイム11秒6±0秒9),基準に達しない者(B群)は, 22名(平均タイム13秒3±1秒4)であった.これらの中からそれぞれ5名を抽出し, 16mm映画撮影を行い,踏み切りから着地までのハードリングについて動作分析を試みた.その結果は次の通りである.(1)踏み切り足からハードルまでの距離はA群132.8cm±9.9, B群89.2cm±8.1であった. (B群の方がハードルに近いことがわかる)

(2)ハードルから着地足までの距離は, A群86.8cm±13.9, B群82.3cm±9.9であった. (B群の方が狭いことがわかる)(3)空中動作中で一番高い地点(身体の合成重心)の距離は,ハードルの上端から計測して, A群44.0cm±3.2, B群42.3cm±5.9であった.(4)踏み切り足から振り上げまでの角度については, A群18.8度±3.8, B群22.0度±3.3であった. (B群の方が上体が立っている)(5)空中動作における前傾角度では, A群34.0度±5.3, B群22.2度±5.2であった.(6)着地点での前傾角度は, A群22.6度±3.3, B群15.4度±3.0であった.さらに踏み切りの初速度や重心移動の分析も試み,両群の特徴が指摘された.研究二年目にあたる本年度は、女子学生を対象とした鉄棒運動の技能(上がる回る下りる)について分析を試みた。鉄棒運動の種目は、小学校の学習指導要領に示されている低鉄棒を使用して、上がる運動(さか上がり)回る運動(腕立て前転)下りる運動(前回り下がり)を選定した。この運動種目の評価は、3つの連続技が正確にスムーズに行うことができたかという観点で行った。対象者は43名で、この基準に到達した者は17名、到達できなかった者は26名であった。この2つのグループの中からそれぞれ5名を抽出し、16mm映画撮影を行い、動作の分析を試みたが、さか上がりの種目だけは、できなかった者が3名しかいなかったので、3名ずつの者しか分析を試みることしかできなかった。調査・分析の結果は次の通りである。体格・体力調査の結果は、さか上がりの種目では、できない群の方が握力が低い傾向にあった。また腕立て前転の種目では、できない群の方がローレル指数と握力に高い傾向を示した。(いずれも5%水準で)動作分析では、さか上がりについて次のような結果を得た。(1)手の握りと頭部中央を結ぶ線の角度において、できない群の方が角度が小さかった。(2)膝頭と握り手を結ぶ線と垂直線における角度については、できない群の方が小さい角度であった。(3)脚の振り上げ角度はできない群の方が大きい角度であった。腕立て前転については次のような結果を得た。(1)垂直線と体幹中線を結ぶ角度については、できない群の方が動作が進むにつれて角度が大きくなった。(2)垂直線と大転子から膝頭を結ぶ線の角度については、できない群の方が小さい角度であった。前回り下りについては、技能の高い群の方はつま先の軌跡が楕円形に近い動きをしていたが、技能の低い群は円に近い動きをしており明らかな差があった。研究3年目にあたる本年度は、女子学生を対象に、16mmの映画撮影(毎秒64コマ)によるボ-ルキック動作の分析を試みた。対象者は、評価基準に到達した21名の中から5名(高運動技能者群A群)、到達しなかった者22名の中から5名(低運動技能者群B群)を選定し、合計10名とした。評価基準は、2m以内の助走から、静止したボ-ルを3回連続キックさせ、10m先に設置した高さ58cmのハ-ドルを2回越えさせることを条件とした。本研究も同様とし、その結果は次の通りである。1.ボ-ルスピ-ドについて(初速)インパクト後(ボ-ルの移動が視覚的に認められた時点)のボ-ル初速は、A群(秒速)17.2m±1.51、B群(秒速)14.1m±1.01であった。尚両群間には、危険率5%水準で有意な差が認められた。
消化器外科手術切除断端へのRapid QMSP法の応用

ある組織が癌か否かを知るためには、癌特異的な遺伝子異常がそこにあるかどうかを知ることで判断できる。遺伝子異常を調べるためには通常日単位の時間が必要であるが、我々は所要時間2時間半で、安価に、再現性をもって診断する手法を確立した。その迅速性は日常臨床でも生かせる可能性があり、特に外科的切除を行う際に、切除断端に癌の遺残がないかどうかを術中に診断できる。今後種々のキットや測定機械の開発により、さらなる時間短縮が図れる可能性があると考えている。rapid QMSP施行のためには、1手術検体の回収2DNA抽出とbisulfite検体の短時間での回収3QMSPアッセイと3段階それぞれでの調整と準備が必要である。1については順次、回収を進めており、現在手術検体の使用に関する同意の得られた11手術例(結腸・直腸癌9例、肝癌2例)においてsurgical marginサンプルを癌部・非癌部とともに回収した。症例の蓄積には時間が必要であり、引き続き回収していく。2については当初予定したキット(Epigentek社、Zymo Research社)の他に、時間短縮が期待できるキットをいくつか検討している。現状はサンプル回収後からbisulfite検体の作成まで約60-70分かかるため、さらなる時間短縮の方法を模索している。3安定したQMSPアッセイ施行には、各メチル化マーカーについて臨床検体を用いた妥当性の評価が必要である。我々は7種類のメチル化マーカーパネルを構築しており、うち2つの遺伝子について臨床検体で検討している。具体的な手順として現状は、StepOnePlus(Life technologies)のrapid modeで50-60分の行程が必要である。しかし最近第3世代の定量RT-PCR機器の開発が進んでおり、大幅な時間短縮が見込める可能性があるため、引き続き注視していく予定である。外科的切除検体からのsurgicalmarginの回収を行っているが、対象としているのが病理組織学的に断端陰性の症例であり、十分な症例集積にはまだ時間を要する。症例の予後や病理組織学的情報は随時回収しておりその集積・更新については支障ない。本研究の前向きな性質を維持するため、予後情報が出そろう前に順次rapid QMSPアッセイを施行していく予定である。研究計画では平成27年度に「A:メチル化遺伝子パネルの作成とrapid QMSP法の確立」と「B:QMSPアッセイの妥当性の確認」を行う予定としており、Aについては計7種類のメチル化マーカーパネルを作成し、現状トータルで110-130分のアッセイを確立できている。ただし次世代の定量RT-PCRが利用可能となれば大幅な時間短縮が見込めて、rapid QMSPを術中診断法として用いられることが現実味を帯びてくる。引き続きこの点に関しては注視していく。Bについては、新規2メチル化マーカーについて、臨床検体で妥当性を確認したことについて学会報告を行い、達成できていると考える。また「C:手術検体の回収とrapid QMSP法の施行」については現状11例のサンプル集積を達成している。手術室訪室からrapidQMSP施行までルーチンワーク化できており、細かい工夫をしてさらなる時間短縮を目指す。Rapid QMSPアッセイを結腸直腸癌切除症例の癌部、非癌部、外科的切除断端の3種類の検体について病理学的にsurgicalmargin陰性である11症例で行った。外科的切除断端サンプルからのDNA回収が不良であった2症例を除いた、全9症例について検討し、第71回消化器外科学会にて発表した。実際の外科切除検体から組織標本を採取し、DNA抽出→bisulfited DNA作成→QMSPアッセイの施行→結果の解析まで、平均2時間30分の時間を要したのは我々の頭頸部癌で行った既報どおりであった。結果は従来のQMSPアッセイと比較して再現性、感度、経費の点で遜色なく、癌特異的なメチル化を同定する手法としてreliableであると考えられた。Target geneとして準備した7種類のメチル化マーカーのうち、特に有望なPAX5およびVGFについて161例の結腸直腸癌を用いてvalidationを行った。PAX5のQMSP平均値はTumorで52.8±4.8であったのに対し、Adjacent normalで6.8±0.9(P<0.001)であった。一方VGFのQMSP平均値は、Tumorで11.8±1.2であったのに対しAdjacent normalで5.5±0.5(P<0.001)であった。いずれも有望な癌特異的マーカーと考えられたが、ROC curveにてAUC=0.911となるPAX5がより鋭敏であると考え、9例のTumor, Surgical margin, Adjacent normal sampleに適用して検討を行った。さらなる時間短縮に向けて、40 PCRサイクルを10分で行うマシンを試用したが、triplicateのばらつきが大きく、今回の研究期間では採用できなかった。

研究計画では平成28年度には上記Cの継続と「D:臨床予後データの回収と関連性の検討」を予定している。Cについては引き続き症例数を増やしていく。Dについて、当然ながら症例の予後データについては時間の経過を待つ必要があるが、作業自体はシンプルであり、遂行可能と考えている。消化器外科学7種類のメチル化マーカーのプライマー・プローブおよびreference geneのプライマー・プローブ(約50万円)rapid QMSPに使用する試薬およびpositive control(約50万円)に使用する。
全国の教室に露頭を届ける「地層宅配便計画」

全国の露頭から「地層のはぎ取り標本」を作成し、教員が自由に利用できる「地層宅配便」システムを構築した。全国の代表的な露頭約30箇所、計約700枚の地層のはぎ取り標本を作成した。本プロジェクトは、ホームページにて公開し運用を開始した。これまでに約80の教育機関で「地層宅配便」の利用実績がある。また、出前授業や研修会を開催し、本プロジェクトを普及することができた。本プロジェクトにより、生徒の地層についての理解を深めることができた。小中学校理科における地層分野の学習では、実際の露頭を観察することが重要とされているが、実際には児童・生徒が露頭を観察する機会はほとんどないのが現状である。そこで、本研究では全国の児童・生徒が露頭に触れる機会を提供することを目的に、地層剥離技術を用いて全国の主に第四紀系の地層からはぎ取り教材を作成し、教師用指導書・ワークシート・授業計画案からなる教材を作成し、全国の小中学校の教員が自由に使用できる「地層宅配便」システムを構築する。本研究において開発する「地層宅配便」システムにより、全国の児童・生徒が教室で露頭に触れることができるようになり、児童・生徒の実感を伴った理解が飛躍的に高まることが期待できる。平成22年度は、地権者や関係機関との協議を行い、はぎ取りが可能な露頭の調査を行った。北海道から鹿児島県まで全国約10か所の露頭より、津波堆積物、火砕流堆積物、河川堆積物など合計約300枚の標本を作成することができた。また、試験的に小中学校約10校、京都教育大学、木津川市の教員研修で使用を試みた。教員用指導書・ワークシート・授業計画書が完成していないため、小中学校では学校側の要望に応じて必要な標本を貸し出す形をとった。小学校では主にシラスと関東ローム層などの火山の噴火で形成された地層と水の流れでできた地層の標本を児童に観察させ比較を行う実践が行われた。地層のはぎ取り標本の使用が一定の教育効果があることや、教材化へ向けての新たな課題を確認することができた。地層分野の学習では、実際の露頭を観察することが重要とされているが、実際には児童・生徒が露頭を観察する機会はほとんどないのが現状である。本研究では全国の児童・生徒が露頭に触れる機会を提供することを目的に、Hycelを用いた露頭のはぎ取り技術を用いて全国の主に第四紀系の地層からはぎ取り教材を作成し、教師用指導書・ワークシート・授業計画案からなる教材を作成し、全国の小中学校の教員が自由に使用できる「地層宅配便」システムを構築する。「地層宅配便」の利用により、全国の児童・生徒が教室で露頭に触れることができるようになり、児童・生徒の実感を伴った理解が飛躍的に高まることが期待できる。平成23年度は本プロジェクトのパンフレットやホームページを完成させ、日本地学教育学会の協力も得て広く広報活動を行ない運用を開始した。運用開始後、全国の学校約20校より使用の申し込みがあった。原発事故で露頭の観察が困難な状態にある福島県内の小学校での地層分野の学習においての教育支援も行った。使用した学校から、地層宅配便についてのアンケートや指導案の提供を受けた。また、特定の標本をパッケージ化した教材のワークシートや資料等も準備が整いつつある段階にあり、モデル実験と地層のはぎ取り標本を組み合わせた新しいタイプの教材開発についても検討を行うことができた。使用頻度の高い標本については新たに標本の作成を行い、はぎ取り標本のコレクションを充実させることができた。地層の分野の学習指導を困難に感じる教員は多い。その理由の1つに、学習指導要領で推奨されている露頭の野外観察が、観察可能な露頭の減少などの理由により困難になっていることが挙げられる。本研究では、この点に着目して、全国の児童・生徒が露頭に触れる機会を提供することを目標に、全国の露頭から「地層のはぎ取り標本」を作成し、教員が自由に利用できる「地層宅配便」システムを構築した。全国の代表的な露頭約30箇所、計約700枚の地層のはぎ取り標本を作成し、ホームページにて計画を公開し運用を開始した。本プロジェクト最終年度までに、小学校から大学、特別支援学校、博物館など約70施設で「地層宅配便」の利用実績があった。必要に応じて、指導案の例を利用者に提示したり、標本をもとに具体的な使用方法を演示したりと、できるだけ多くの教員が利用できる方法を模索してきた。これまでに、出前授業や教員研修会を行ってきたが、最終年度は小学校を中心とした出前授業を積極的に行い、計21時間の授業を行った。また、地層宅配便ミニシンポジウムを開催した。全国から約30名の参加者があり、地学教育に関する活発な議論を行うことができた。これまでの利用者からのアンケートや聞き取り調査等により、「地層宅配便」や地学分野の学習指導について以下の課題が挙がった;(1)地層のはぎ取り

標本の充実とより多くの教員が利用できるシステムの構築、(2)具体的な使用事例を示す活用事例集の充実。今後はこれらの課題の解決に向け本システムをより利用者にとって使いやすいものとなるよう、改良を続けていきたい。平成23年度は全国の多くの学校からの利用があり、プロジェクトを更に発展させていくための有益な情報を得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。地層分野の指導を苦手とする指導者の便宜に応えるために、標本を採取した露頭の詳細な情報を記載したわかりやすさを重視した資料集を作成する必要があり、地層宅配便のホームページでダウンロードして使用できるようにしていきたい。
20世紀の亡命ロシア人社会と「移動させられたアーカイブズ」に関する研究

グローバル化しつつある今日の世界では人々、物資、資源の移動などで象徴されるような国民国家を越境する諸問題が次第に重要性を増しているが、避難民などの形で表れる「強いられた移住」もそのひとつである。ちなみに、こうした「強いられた移住」の結果、文化遺産を含む人々の欠かせない所有物も世界各地で散逸されている。本研究で、1917年ロシア革命の結果、世界各地で離散されてしまった亡命ロシア人社会とそのアーカイブズはいかなる運命をたどったかを、いくつかの代表的な文書館機関あるいは文書コレクションを事例にして、「移動させられたアーカイブズ」(displaced archives)という概念を通して検討する。
インドの地域計画策定における広域ガバナンスに関する研究

H24年度は、本研究課題遂行の最終年度として、昨年度に行った現地調査から得られたデータの分析結果を博士論文(都市圏フリンジ地域における空間構造と地域社会の変容に関する研究-インド・ムンバイ都市圏の都市-農村関係の形成過程に着目して-、東京大学大学院工学系研究科都市工学専攻、2012年9月)及び学会論文として取り纏める作業を行った。と近郊農村間の機能連携(リンケージ)が形成、さらには強化されていく課程を解明し、中心都市と周辺農村の一体的な持続可能な発展(inclusivegrowth)のモデルの提示を試みた。また、48th Congress of the International Society of City and Regional Planners(2012年9月、ロシア・ペルミ市)で発表した論文及び発表では、これまで都市圏行政によって社会経済的特異点が考慮されず一律的に扱われてきた近郊農村社会において、すでに多部門・機能において強い結びつきが確認されつつある中間都市を核とし、その周辺地域を計画管理するといった中範囲の視点を取り入れた地域成長戦略の展開を展望している。なお、研究期間中は、研究のアウトリーチ活動として、国際連合大学の大学院授業「Sustainable rural livelihood and ecosystems management」においてティーチング・アシスタント及びゲスト講師として、また、海外ではタタ社会科学研究所(インド・ムンバイ)、ドン・ボスコ大学(インド・グワバティ)へ特別講師として招かれ、「アジア諸国の市民社会による地域環境マネジメント」をテーマに講義を行った。本年度はこれまでのデータ分析結果の国内外学会での発表と海外での現地調査を中心に行った。International Congress of Asian Planning Schools Association(2011年9月、東京)では、インド・ムンバイ都市圏の近郊農村地域における都市化プロセスとその要因について発表し、World Congress of InternationalFederation forHousing and Planning(2011年9月、タリン、エストニア)では、ムンバイ都市圏における土地利用管理システムと都市化の進展との関連性について発表を行った。2011年10月2012年3月までの現地調査では、近年、都市化・工業化が著しいムンバイ都市圏の周辺農村部において、1.世帯の土地・住宅所有の変化と農業形態・農外就業の実態把握及び両者の関係性解明、2.住民自身による都市化過程の評価、3.都市部と近郊農村部とのネットワーク形成からみる接近性の向上とその便益について明らかにするため、ムンバイ市近郊の3つの農村集落を対象に、住民の社会・経済的状況に関するLivelihood調査を実施、完了した。現在は現地調査結果の分析及び取りまとめ作業を進めており、今後は博士論文を執筆する予定である。東日本大震災以降、研究機関の一時的閉鎖等により研究計画の進捗にやや支障が生じ、当初の予定より半年遅れて2011年10月から現地調査およびデータ収集を行った。フィールド調査結果のより詳細な分析を行うため、多様な空間情報解析手法を試みている。一次分析を終えた調査結果から当初の予想とは異なる部分が発見されたため、既往研究及び政府文書等を探りながら確認作業を行っている。今後は、約半年1年以内の提出を目指し、博士論文執筆に専念する予定である。
移動ロボットを用いて制御理論を学ぶ教材とカリキュラム開発

本課題では,自動運転などとの関連づけがしやすい移動ロボットを用いて,制御工学教育のための教材開発を行っている.これまでに,市販されている安価な小型移動ロボットに対応した軌道制御プログラムと,操作PC用のインターフェースプログラムを作成した.これらのプログラムを用いると,USB接続したPCから移動ロボットの軌道制御則の選択および制御パラメータの変更をすることができるとともに,PCの画面上にリアルタイムでロボットの軌道をグラフ化して確認することができる.平成30年度は,このシステムを用いて大学生を対象とした線形制御則を理解させるための実験カリキュラムを作成した.フィードバック制御の利点を実感させるとともに,PID制御と極配置法を学ぶことができるカリキュラムである.本研究では,移動ロボットに対して非線形変換を用いた制御系設計を用いている.その結果,非線形系である移動ロボットでも,線形制御を理解するための実験カリキュラムを精度よく実現することができる.この実験カリキュラムを実際に大学3年生対象の実験科目内で実施した.受講生に対して,実験終了時と,約半年後の制御工学の講義科目終了時にアンケート調査を実施した.その結果,移動ロボットは従来のDCモータを用いた実験装置に比べて学生の興味をひきやすいこと,制御工学の重要性を意識させることができること,また,実験の経験によって講義の際に制御系の応答や特徴がイメージしやすくなることなどの効果が確認できた.また,上記教材の基礎となる非線形制御則では,ロボットの並進速度と走行軌道を独立に制御することができる.そこで,ロボットの旋回半径に応じて並進速度を自動調整することで,軌道を変えることなく,急な方向転換によってタイヤがスリップを起こす問題を回避した.本課題の1年目はおおむね計画通りの進捗状況であった.2年目の平成30年度についても計画にしたがって実施した.まず,第1の計画項目である「移動ロボットの制御プログラムのパッケージ化,インターフェース部分の作成」については,古典制御(PID制御),および非線形制御を用いて小型移動ロボットの軌道を制御するプログラムを作成した.実験の受講生がPCの画面上で制御則の選択と制御パラメータの調整を行えるように,PC用のGUIプログラムを作成した.平成30年度までに大学生および大学院生約40名に実験科目等でこのシステムを使用させて,プログラミングの知識がない学生でも問題なく実験が遂行できることを確認した.第2の計画項目「カリキュラムのバリエーションの作成」については,制御工学の講義履修後の大学院生を対象とした3時間程度で完結する実験カリキュラムに加えて,制御工学を履修中の大学3年生を対象とした実施時間6時間の実験カリキュラムを作成した.これらの実験カリキュラムでは,フィードバック制御の効果,PID制御の特徴,およびシステムの極と応答の関係を理解させることを目的としている.また,大学3年生を対象としたロボット製作の実習科目において4.5時間でPID制御則のプログラミングを学ばせるカリキュラムも作成して実施した.第3の計画項目である「教育効果の検証」として,前述の実験実施者にアンケート調査を実施した.DCモータを用いた実験を実施した学生のアンケート結果との比較も行い,移動ロボットを用いた実験が制御工学の学習に与える効果を確かめた.以上のことから,本課題はおおむね計画通り,順調に進展していると考える.2年目までおおよそ予定通りの進捗状況であったので,最終年度である3年目も計画にしたがって遂行する予定である.これまでの検証結果を踏まえて教育手法を修正・改善するとともに,テキストの作成,およびカリキュラムの公表方法について検討する.これまでに,大学院生対象の3時間の実験カリキュラム,大学3年生対象の6時間の実験カリキュラム,および大学3年生対象の4.5時間のプログラミングを含めた実習カリキュラムを実施した.これらについて,講義担当時の説明法を含めて体系的にまとめるとともに,講義科目との対応や連携についてもより詳細に検討する.また,この実験カリキュラムは安価なロボットキットと一般的なPCで実施可能であるので,大学生の自宅学習や社会人の再学習などにも利用できると考えられる.そこで,WEBを通じて独学で学べるようなカリキュラムの作成なども含めて公表方法について検討し,実施する予定である.本課題では,自動運転などとの関連づけがしやすい移動ロボットを用いて,制御工学教育のための教材開発を行っている.平成29年度は,まず一般に販売されている安価な小型移動ロボットに対応した軌道制御プログラムを作成した.この制御プログラムは,オドメトリによって自己位置推定を行い,古典的なPID制御を用いて移動ロボットの軌道制御を行う.この際,ロボットの軌道データを外部のコンピュータで取得して制御ゲインとロボットの軌道の関係を検証することができる.この制御方法と制御プログラムの説明資料を作成し,JAPAN ROBOTECH社へ寄稿した.これは同社から発売中の移動ロボットキットのマニュアルに掲載された.つぎに,非線形制御法を前述の小型移動ロボットに適用した.この制御法を用いると水平面内での移動ロボットの軌道が線形2次系の応答と一致する.そのため,理論的に知られているシステムの極と応答の関係をロボットの軌道として目で見て確認することができる.プログラミングの知識がなくても装置を使用できるように,インターフェース用プログラムの試作版を作成した.このプログラムでは,ロボットにUSB接続したコンピュータから制御則の選択および制御パラメータの入力をすることができ,リアルタイムでロボットの軌道をグラフ化して確認することができる.このシステムを用いて90分×2回で実施する実験のためのテキストを作成した.大学院生対象の少人数講義で一人一台ずつこのシステムを用いて実験を実施した.受講者に感想を聞き,効果と問題点を検討した.上記教材の基礎となる非線形制御則はシステムの安定性を保持したまま,任意に切り替えることができる制御パラメータを含んでいる.この制御パラメータを適切に切り替えることで移動ロボットの形状に依存した問題を回避し,自動駐車に要する時間の短縮を実現した.

この成果は学術論文として公表した.本課題は3つの点に分けて計画していた.まず,1つ目の移動ロボットの制御プログラムについては,古典制御(PID制御),および非線形制御理論にもとづいて,小型移動ロボットの軌道を制御するプログラムを作成し,予定通り達成した.2つ目の教育法(カリキュラム)の提案と作成については,当初は学部生向けのものを最初に作成する予定であったが順番を変えて,まず大学院生対象のカリキュラムに取り組んだ.大学院生を対象として3時間程度で完結する実験カリキュラムを作成し,実際に講義中に実験を実施した.PID制御における制御ゲインの違いによる応答の変化やシステムの極と応答の関係がロボットの軌道変化として理解できる実験内容である.3つ目の制御理論を理解させるための実験を含めたテキストの作成については,PID制御に関係する部分を作成し,一般に販売されているロボットキットのマニュアルにて公開した.テキストに掲載する実験条件を定めるために,あらかじめ基礎実験を行なって制御則の違いや理論的に知られている結果が理解しやすいような制御パラメータを選定した.以上のことから,本課題はおおむね計画通り,順調に進展していると考える.本課題では,自動運転などとの関連づけがしやすい移動ロボットを用いて,制御工学教育のための教材開発を行っている.これまでに,市販されている安価な小型移動ロボットに対応した軌道制御プログラムと,操作PC用のインターフェースプログラムを作成した.これらのプログラムを用いると,USB接続したPCから移動ロボットの軌道制御則の選択および制御パラメータの変更をすることができるとともに,PCの画面上にリアルタイムでロボットの軌道をグラフ化して確認することができる.平成30年度は,このシステムを用いて大学生を対象とした線形制御則を理解させるための実験カリキュラムを作成した.フィードバック制御の利点を実感させるとともに,PID制御と極配置法を学ぶことができるカリキュラムである.本研究では,移動ロボットに対して非線形変換を用いた制御系設計を用いている.その結果,非線形系である移動ロボットでも,線形制御を理解するための実験カリキュラムを精度よく実現することができる.この実験カリキュラムを実際に大学3年生対象の実験科目内で実施した.受講生に対して,実験終了時と,約半年後の制御工学の講義科目終了時にアンケート調査を実施した.その結果,移動ロボットは従来のDCモータを用いた実験装置に比べて学生の興味をひきやすいこと,制御工学の重要性を意識させることができること,また,実験の経験によって講義の際に制御系の応答や特徴がイメージしやすくなることなどの効果が確認できた.